JP7152884B2 - 車両用物体検知装置 - Google Patents

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Description

本開示は、車両用物体検知装置に関する。
従来から三次元空間上で特定の物体を認識して距離を測定する測距方式に関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された測距方式は、１または複数の撮像手段と、画像処理手段と、レーザ測距手段とを備え、三次元空間上の特定の点を高速かつ高精度で測距することを特徴とする（同文献、特許請求の範囲、（１）を参照）。
上記撮像手段は、視野に入る対象範囲を撮像して画像データを出力する。上記画像処理手段は、撮像手段から得られた画像データに画像処理を施して注視すべき特徴点を抽出する。上記レーザ測距手段は、上下左右にレーザビームを移動制御できる機構を有し、画像処理手段から得られた特徴点にターゲットを合わせて特徴点までの距離を測距する。
この従来の発明によれば、ＴＶカメラで捉えた画像の画像処理により注目すべき特定点（特定領域）を認識して抽出し、この特定点に対しレーザ測距を行うことで、対象物の認識と対象物までの距離の測定を高速かつ高精度に行うことができ、たとえば道路上の障害物と障害物までの距離を即座に判断して自律走行する視覚システムに適用することができる（同文献、第５頁、発明の効果等を参照。）。
特開平４－１５５２１１号公報
上記従来の発明に係る測距方式では、撮像手段によって特徴点を抽出し、その特徴点までの距離をレーザ測距手段によって測距する。この方式では、撮像手段では測距を行わず、レーザ測距手段によって測距を行うため、レーザ測距に適しない対象物、環境、または範囲において測距が困難となり、測距に対する冗長性が低いという課題がある。
本開示は、従来よりも確実に測距を行うことができ、測距に対する冗長性の高い車両用物体検知装置を提供する。
本開示の一態様は、車両の周囲の物体の距離を検知する車両用物体検知装置であって、第１検知範囲に存在する物体の距離を検知する第１検知部と、前記第１検知範囲の少なくとも一部を含む第２検知範囲に存在する物体の距離を検知する第２検知部と、前記第１検知部および前記第２検知部によって検知された同一の物体の距離を比較して誤差量を算出する誤差量算出部と、前記第２検知部によって検知された物体の距離を補正するための補正量を前記誤差量に基づいて算出する補正量算出部と、前記第２検知部によって検知された物体の距離を前記補正量に基づいて補正する距離補正部と、を備えることを特徴とする車両用物体検知装置である。
本開示の上記一態様によれば、従来よりも確実に測距を行うことができ、測距に対する冗長性の高い車両用物体検知装置を提供することができる。
実施形態１に係る車両用物体検知装置のブロック図。 図１に示す第１検知部および第２検知部の検知範囲の一例を示す平面図。 図１に示す車両用物体検知装置による処理の一例を示すフロー図。 図１に示す車両用物体検知装置の変形例に係る第２検知範囲の平面図。 実施形態２に係る車両用物体検知装置のブロック図。 図５に示す車両用物体検知装置による処理の一例を示すフロー図。
以下、図面を参照して本開示の車両用物体検知装置の実施形態を説明する。
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る車両用物体検知装置１００のブロック図である。図２は、図１に示す車両用物体検知装置１００の第１検知部１０および第２検知部２０の検知範囲の一例を示す平面図である。詳細については後述するが、本実施形態に係る車両用物体検知装置１００は、以下の構成を主な特徴としている。
車両用物体検知装置１００は、たとえば自動車などの車両Ｖに搭載されて車両Ｖの周囲の物体と車両Ｖとの距離を検知する装置であって、第１検知部１０と、第２検知部２０と、誤差量算出部３０と、補正量算出部４０と、距離補正部５０と、を備えている。第１検知部１０は、第１検知範囲Ｒ１に存在する物体の距離Ｄ１を検知するように構成されている。第２検知部２０は、第１検知範囲Ｒ１の少なくとも一部を含む第２検知範囲Ｒ２に存在する物体の距離Ｄ１，Ｄ２を検知するように構成されている。誤差量算出部３０は、第１検知部１０および第２検知部２０によって検知された同一の物体の距離Ｄ１，Ｄ１’を比較して誤差量ΔＤを算出するように構成されている。補正量算出部４０は、第２検知部２０によって検知された物体の距離Ｄ１’を補正するための補正量ＣＡｔを誤差量ΔＤに基づいて算出するように構成されている。距離補正部５０は、第２検知部２０によって検知された物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’を補正量ＣＡｔに基づいて補正するように構成されている。
以下、本実施形態に係る車両用物体検知装置１００の構成をより詳細に説明する。車両用物体検知装置１００は、前述の第１検知部１０、第２検知部２０、誤差量算出部３０、補正量算出部４０、および距離補正部５０に加えて、たとえば、補正量更新部６０を備えている。誤差量算出部３０、補正量算出部４０、距離補正部５０、および補正量更新部６０は、たとえば、車両Ｖの先進運転支援システム（ＡＤＡＳ：Advanced Driver Assistance Systems）に係る電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit ）の一部によって構成されている。
第１検知部１０は、たとえばミリ波センサであり、電磁波信号を送信し、その経路上にある物体が反射した信号を受信し、物体の距離、速度、角度を判定することが可能なレーダシステムを構成している。ここで、ミリ波とは、たとえば、周波数が３０ＧＨｚから３００ＧＨｚ、波長が１ｍｍから１ｃｍまでの電波である。図２に示す例において、第１検知部１０は、車両Ｖの前方の物体の距離を検知するように設けられている。
なお、車両用物体検知装置１００は、車両Ｖの後方の物体や車両Ｖの側方の物体の距離を検知する複数の第１検知部１０を備えてもよい。また、第１検知部１０は、ミリ波センサに限定されず、たとえば、単眼カメラや超音波センサであってもよい。また、第１検知部１０によって検出される物体は、車両Ｖの周囲の他の車両ＯＶ、歩行者、障害物、建造物、ガードレール、標識、電柱、信号などを含む。
第２検知部２０は、たとえば、単数または複数の撮像部を有し、その撮像部によって撮影した物体の画像に基づいてその物体の距離を検知する。すなわち、撮像部は、たとえば距離測定用の単眼カメラやステレオカメラである。第２検知部２０は、たとえば、距離画像を取得するためのフィルタを装着した単眼カメラによって撮影した物体の画像に基づいて、その物体の距離を検知する。また、第２検知部２０は、たとえば、ステレオカメラによって撮影した物体の複数の画像に基づいて三角法によってその物体の距離を検知する。第２検知部２０は、撮像部を有する場合、物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’だけでなく、物体の位置、形状、大きさ、色などの特徴を検知するように構成されていてもよい。
なお、車両用物体検知装置１００は、車両Ｖの後方の物体や車両Ｖの側方の物体の距離を検知する複数の第２検知部２０を備えてもよい。また、第２検知部２０は、撮像部を備える構成に限定されず、たとえば、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）であってもよい。ＬＩＤＡＲは、パルス状に発光するレーザ照射に対する散乱光を測定し、物体までの距離やその物体の性質を分析する装置である。
本実施形態に係る車両用物体検知装置１００において、第１検知部１０による距離Ｄ１の検知精度は、たとえば、第２検知部２０による距離Ｄ１’の検知精度よりも高くなっている。より具体的には、たとえば、第１検知部１０がミリ波センサであり、第２検知部２０がステレオカメラによって構成されている場合を想定する。この場合、ミリ波を用いたＴＯＦ（Time Of Flight）方式の第１検知部１０の距離Ｄ１の検知精度は、ステレオカメラの視差に基づく第２検知部２０の距離Ｄ１’の検知精度よりも高くなる傾向がある。
また、本実施形態に係る車両用物体検知装置１００において、第１検知部１０の視野角θ１すなわち物体の距離を検出可能な角度範囲は、たとえば、第２検知部２０の視野角θ２すなわち物体の距離を検出可能な角度範囲よりも狭くなっている。また、本実施形態に係る車両用物体検知装置１００において、第１検知部１０は、たとえば、第２検知部２０よりも遠方の物体の距離を検知することが可能である。また、本実施形態に係る車両用物体検知装置１００において、第１検知部１０の第１検知範囲Ｒ１の一部が第２検知部２０の第２検知範囲Ｒ２に含まれているが、第１検知部１０の第１検知範囲Ｒ１の全体が第２検知部２０の第２検知範囲Ｒ２に含まれていてもよい。
誤差量算出部３０は、前述のように、第１検知部１０および第２検知部２０によって検知された同一の物体（たとえば他の車両ＯＶ）の距離Ｄ１，Ｄ１’を比較して誤差量ΔＤを算出する。ここで、誤差量算出部３０によって算出する誤差量ΔＤは、特に限定されないが、たとえば、第１検知部１０によって検知された前方の車両ＯＶの距離Ｄ１と、第２検知部２０によって検知された同一の車両ＯＶの距離Ｄ１’との差分である。また、誤差量ΔＤは、距離Ｄ１と距離Ｄ１’の比Ｄ１／Ｄ１’であってもよい。すなわち、誤差量算出部３０は、第１検知部１０および第２検知部２０によって検知された同一の物体の距離Ｄ１，Ｄ１’の比Ｄ１／Ｄ１’を、誤差量ΔＤとして算出することができる。
補正量算出部４０は、前述のように、第２検知部２０によって検知された物体の距離Ｄ１’を補正するための補正量ＣＡｔを誤差量ΔＤに基づいて算出する。たとえば、誤差量算出部３０によって、第１検知部１０により検知された前方の車両ＯＶの距離Ｄ１と、第２検知部２０により検知された同一の車両ＯＶの距離Ｄ１’との差分Ｄ１－Ｄ１’が、誤差量ΔＤとして算出されているとする。この場合、補正量算出部４０は、この誤差量ΔＤ＝Ｄ１－Ｄ１’を補正量ＣＡｔとして算出する。また、たとえば、誤差量算出部３０によって距離Ｄ１と距離Ｄ１’の比Ｄ１／Ｄ１’が誤差量ΔＤとして算出されている場合、補正量算出部４０は、この誤差量ΔＤ＝Ｄ１／Ｄ１’を補正量ＣＡｔとして算出する。
また、本実施形態の車両用物体検知装置１００は、前述のように、補正量更新部６０を備えている。補正量更新部６０は、補正量算出部４０によって算出された補正量ＣＡｔを保存および更新する。補正量更新部６０は、たとえばハードディスクやメモリなどの記憶装置を備え、記憶装置に保存された補正量ＣＡｔを所定の周期毎に微小量ずつ更新するように構成することができる。
より具体的には、補正量更新部６０は、たとえば時刻ｔ－ｎの過去の処理において更新されて保存された補正量ＣＡｔ－ｎと、時刻ｔの最新の処理において保存された補正量ＣＡｔとの差分ΔＣＡ＝ＣＡｔ－ＣＡｔ－ｎを算出する。さらに、補正量更新部６０は、たとえば、以下の式（１）に基づいて、時刻ｔの補正量ＣＡｔを更新して保存する。なお、以下の式（１）において、Ｎは更新ゲインであり、１以上の数である。
ＣＡｔ＝ＣＡｔ－ｎ＋ΔＣＡ／Ｎ …（１）
距離補正部５０は、前述のように、第２検知部２０によって検知された物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’を補正量ＣＡｔに基づいて補正する。前述のように、車両用物体検知装置１００が補正量更新部６０を有する場合、距離補正部５０は、補正量更新部６０に保存された補正量ＣＡｔに基づいて物体の距離Ｄ１’を補正する。なお、車両用物体検知装置１００が補正量更新部６０を有しない場合、距離補正部５０は、補正量算出部４０によって算出された補正量ＣＡｔに基づいて物体の距離Ｄ１’を補正してもよい。
次に、本実施形態の車両用物体検知装置１００の動作について説明する。図３は、本実施形態の車両用物体検知装置１００によって物体の距離を計測する処理の一例を示すフロー図である。なお、車両用物体検知装置１００において、図３に示す距離検知処理Ｓ１から距離出力処理Ｓ６までの一連の処理は、たとえば、所定の周期で繰り返し実行される。
たとえば、図２に示すように、車両用物体検知装置１００が搭載された車両Ｖの前方に２台の他の車両ＯＶが存在する場面を想定する。車両Ｖの前方の第１の車両ＯＶは、たとえば、第１検知部１０の第１検知範囲Ｒ１と第２検知部２０の第２検知範囲Ｒ２とが重複した重複領域Ｒ３に位置している。第２の車両ＯＶは、第２検知部２０の第２検知範囲Ｒ２のみに位置している。
このような状況において、車両用物体検知装置１００は、まず距離検知処理Ｓ１を実行する。距離検知処理Ｓ１では、第１検知部１０および第２検知部２０によって、重複領域Ｒ３に存在する同一の物体である第１の車両ＯＶの距離Ｄ１，Ｄ１’が検知され、第２検知部２０のみによって、第２検知範囲Ｒ２に存在する第２の車両ＯＶの距離Ｄ２’が検知される。
車両用物体検知装置１００は、次に、誤差量算出処理Ｓ２を実行する。誤差量算出処理Ｓ２では、誤差量算出部３０によって、第１検知部１０および第２検知部２０により検知された同一の物体の距離Ｄ１，Ｄ１’が比較され、誤差量ΔＤが算出される。ここでは、誤差量算出部３０により、誤差量ΔＤとして、たとえば距離Ｄ１と距離Ｄ１’の比Ｄ１／Ｄ１’が算出される。
ここで、本実施形態の車両用物体検知装置１００は、たとえば、前述のように、第１検知部１０による距離Ｄ１の検知精度が、第２検知部２０による距離Ｄ１’の検知精度よりも高い。より具体的には、第１検知部１０は、たとえばミリ波センサであり、第２検知部２０は、たとえばステレオカメラによって構成されている。ミリ波センサは、前述のように、ミリ波のＴＯＦに基づいて距離Ｄ１を測定し、ステレオカメラは左右のカメラによって撮影された画像の視差に基づいて距離Ｄ１’を測定する。
一般に、ミリ波のＴＯＦに基づく距離の測定は、撮像部を用いた距離の測定よりも高精度である。また、たとえばミリ波センサである第１検知部１０では、検知される物体の距離Ｄ１の経時的な検知精度の低下が発生し難い。一方、撮像部を用いた距離の測定では、たとえば撮像部の取り付け位置の精度によって、第２検知部２０における物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’の検知精度が左右される。また、たとえば撮像部に作用する振動、慣性力、熱応力などの影響により撮像部の取り付け位置が経時的に変化し、第２検知部２０における物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’の検知精度が低下する場合がある。
そこで、車両用物体検知装置１００は、次に、補正量算出処理Ｓ３を実行する。補正量算出処理Ｓ３では、補正量算出部４０によって、第２検知部２０により検知された物体の距離Ｄ１’を補正するための補正量ＣＡｔが誤差量ΔＤに基づいて算出される。ここでは、補正量算出部４０は、たとえば最新の処理において誤差量算出部３０により算出された誤差量ΔＤとしての距離Ｄ１と距離Ｄ１’の比Ｄ１／Ｄ１’を、最新の処理における補正量ＣＡｔとして算出する。
また、車両用物体検知装置１００は、補正量更新部６０を備える場合、次に、補正量更新処理Ｓ４を実行する。補正量更新処理Ｓ４では、補正量更新部６０によって、補正量算出部４０により算出された最新の処理における補正量ＣＡｔを保存する。また、補正量更新部６０によって、過去の時刻ｔ－ｎの処理において更新および保存された補正量ＣＡｔ－ｎを、最新の時刻ｔの処理における補正量ＣＡｔに更新する。
たとえば、前述のように、補正量更新部６０が補正量ＣＡｔを所定の周期ごとに微小量ずつ更新するように構成されている場合、補正量更新部６０は、たとえば以下の処理を行う。補正量更新部６０は、まず、前回の時刻ｔ－１の処理において更新されて保存された補正量ＣＡｔ－１と、最新の時刻ｔの処理において保存された補正量ＣＡｔとの差分ΔＣＡ＝ＣＡｔ－ＣＡｔ－１を算出する。さらに、補正量更新部６０は、前記した式（１）に基づいて、前回の補正量ＣＡｔ－１に対し、上記の差分ΔＣＡ＝ＣＡｔ－ＣＡｔ－１を更新ゲインＮで除した値を加算した値を最新の補正量ＣＡｔとし、前回の補正量ＣＡｔ－１を最新の補正量ＣＡｔに更新して保存する。
このように、補正量更新部６０に保存された前回の補正量ＣＡｔ－１に対して、その補正量ＣＡｔ－１と最新の補正量ＣＡｔとの差分ΔＣＡを更新ゲインＮで除した値を加算することで、最新の補正量ＣＡｔを徐々に正しい値に漸近させることができる。これにより、たとえば、補正量算出部４０によって算出された最新の補正量ＣＡｔが、偶発的な外乱によって突発的に極端に大きくなっても、補正量更新部６０において更新および保存される最新の補正量ＣＡｔに対する外乱の影響を大幅に低減することができる。
車両用物体検知装置１００は、次に、距離補正処理Ｓ５を実行する。距離補正処理Ｓ５では、距離補正部５０によって、第２検知部２０により検知された物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’を、補正量更新部６０において更新および保存された補正量ＣＡｔに基づいて補正する。より具体的には、距離補正部５０は、第２検知部２０により検知された第１の車両ＯＶの距離Ｄ１’に補正量ＣＡｔを加算して、距離Ｄ１’を補正する。
また、距離補正部５０は、第２検知部２０により検知された第２の車両ＯＶの距離Ｄ２’に補正量ＣＡｔを加算して、距離Ｄ２’を補正する。なお、車両用物体検知装置１００が補正量更新部６０を備えていない場合は、距離補正部５０によって、第２検知部２０により検知された物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’を、補正量算出部４０により算出された最新の補正量ＣＡｔに基づいて補正してもよい。
車両用物体検知装置１００は、最後に距離出力処理Ｓ６を実行する。距離出力処理Ｓ６では、第２検知部２０によって検出されて距離補正部５０によって補正された物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’が、距離補正部５０によって出力される。より具体的には、第２検知部２０により検出されて距離補正部５０により補正された第１の車両ＯＶの距離Ｄ１’＋ＣＡｔが、距離補正部５０から出力される。また、第２検知部２０により検出されて距離補正部５０により補正された第２の車両ＯＶの距離Ｄ２’＋ＣＡｔが、距離補正部５０から出力される。
以上のように、本実施形態の車両用物体検知装置１００は、車両Ｖの周囲の物体と車両Ｖとの距離を検知する装置であって、第１検知部１０と、第２検知部２０と、誤差量算出部３０と、補正量算出部４０と、距離補正部５０と、を備えている。第１検知部１０は、第１検知範囲Ｒ１に存在する物体の距離Ｄ１を検知する。第２検知部２０は、第１検知範囲Ｒ１の少なくとも一部を含む第２検知範囲Ｒ２に存在する物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’を検知する。誤差量算出部３０は、第１検知部１０および第２検知部２０によって検知された同一の物体の距離Ｄ１，Ｄ１’を比較して誤差量ΔＤを算出する。補正量算出部４０は、第２検知部２０によって検知された物体の距離Ｄ１’を補正するための補正量ＣＡｔを誤差量ΔＤに基づいて算出する。距離補正部５０は、第２検知部２０によって検知された物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’を補正量ＣＡｔに基づいて補正する。
この構成により、重複領域Ｒ３に存在する物体の距離Ｄ１’だけでなく、第２検知範囲Ｒ２のみに存在する物体の距離Ｄ２’を第２検知部２０によって検知することができる。そして、第２検知部２０によって検知された物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’を実際の物体の距離に近いより正確な距離Ｄ１’＋ＣＡｔ，Ｄ２’＋ＣＡｔに補正することができる。これにより、第２検知部２０によって検出される物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’に経時的な誤差が生じた場合でも、第２検知部２０によって物体の正確な測距を行うことができる。したがって、本実施形態によれば、従来よりも確実に測距を行うことが可能な車両用物体検知装置１００を提供することができる。
また、第１検知部１０の第１検知範囲Ｒ１と第２検知部２０の第２検知範囲Ｒ２が重複する重複領域Ｒ３に存在する物体の正確な距離Ｄ１，Ｄ１’＋ＣＡｔを、第１検知部１０および第２検知部２０によって検知することができる。したがって、第１検知部１０および第２検知部２０の弱点を相互に補完することができ、従来よりも測距に対する冗長性の高い車両用物体検知装置１００を提供することができる。
また、第１検知部１０および第２検知部２０によって重複領域Ｒ３に存在する同一の物体の正確な距離Ｄ１，Ｄ１’＋ＣＡｔを測定することができる。これにより、第１検知部１０および第２検知部２０によって検知された同一の物体を識別するグルーピングが容易になる。したがって、車両用物体検知装置１００において、複数のセンサの情報を統合するセンサフュージョンを容易にすることができる。
また、本実施形態の車両用物体検知装置１００において、第１検知部１０による距離Ｄ１の検知精度は、第２検知部２０による距離Ｄ１’の検知精度よりも高い。そのため、第１検知部１０によって検知された距離Ｄ１に基づいて、第２検知部２０によって検知された距離Ｄ１’の誤差量ΔＤおよび補正量ＣＡｔを算出することができる。
また、本実施形態の車両用物体検知装置１００は、補正量ＣＡｔを保存および更新する補正量更新部６０を備えている。そして、距離補正部５０は、補正量更新部６０に保存された補正量ＣＡｔに基づいて物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’を補正する。これにより、前述のように、補正量更新部６０において、補正量ＣＡｔを所定の周期ごとに微小量ずつ更新することができる。そのため、直近の処理において第２検知部２０によって検知された距離Ｄ１’を活用しつつ、その距離Ｄ１’を基準となる第１検知部１０によって検知された距離Ｄ１に徐々に合わせていくことが可能となる。その結果、第２検知部２０が有している定常的な誤差を排除しつつ、第１検知部１０および第２検知部２０の検知結果を有効に利用することが可能となる。
また、本実施形態の車両用物体検知装置１００において、誤差量算出部３０は、第１検知部１０および第２検知部２０によって検知された同一の物体の距離Ｄ１，Ｄ１’の比Ｄ１／Ｄ１’を、誤差量ΔＤとして算出する。これにより、第１検知部１０によって検知された距離Ｄ１に対する、第２検知部２０によって検知された距離Ｄ１’の誤差量ΔＤを、容易に算出することができる。
また、本実施形態の車両用物体検知装置１００において、第２検知部２０は、単数または複数の撮像部を有し、その撮像部によって撮影した物体の画像に基づいて物体の距離を検知する。この構成により、第２検知部２０によって物体の距離だけでなく、物体の色や形状などの特徴を検知することができる。また、上記構成によれば、第２検知部２０の撮像部において発生した経時的な誤差を補正することができ、第２検知部２０における画像の取得と正確な物体の距離の計測を両立させることが可能になる。
以上説明したように、本実施形態によれば、従来よりも確実に測距を行うことができ、測距に対する冗長性の高い車両用物体検知装置１００を提供することができる。なお、本開示に係る車両用物体検知装置は、本実施形態に係る車両用物体検知装置１００の構成に限定されない。以下、本実施形態の車両用物体検知装置１００の変形例について説明する。
図４は、図１に示す車両用物体検知装置１００の変形例に係る第２検知範囲Ｒ２の平面図である。図４に示す変形例の車両用物体検知装置１００において、補正量更新部６０は、たとえば、第２検知部２０による第２検知範囲Ｒ２の位置Ｒ２１１から位置Ｒ２６７までの各位置に応じた複数の補正量ＣＡｔを保存および更新するように構成されている。また、距離補正部５０は、第２検知部２０によって検知された物体の距離を各位置に応じた補正量ＣＡｔに基づいて補正するように構成されている。
換言すると、補正量更新部６０は、第２検知範囲Ｒ２の位置ごとに設定された複数の補正量ＣＡｔのテーブルを備え、距離補正部５０は、第２検知部２０によって検知された物体の距離を補正量ＣＡｔのテーブルに基づいて補正するように構成されている。この構成により、たとえば第２検知部２０を構成する撮像部のレンズの歪みに起因する誤差など、第２検知範囲Ｒ２の各位置によって異なる第２検知部２０の誤差を、第２検知範囲Ｒ２の各位置に応じた補正量ＣＡｔによって補正することができる。
また、前述の誤差量算出処理Ｓ２、補正量算出処理Ｓ３および補正量更新処理Ｓ４において、補正量ＣＡｔの更新処理を行う際には、物体が第２検知範囲Ｒ２の位置Ｒ２１１から位置Ｒ２６７までのどの位置に存在するかを特定する。そして、特定された位置に対応する補正量ＣＡｔを更新および保存する。これにより、第２検知部２０の距離の検知誤差が第２検知範囲Ｒ２の全体で一定でない場合においても、第２検知範囲Ｒ２の各位置に応じた補正量ＣＡｔを更新することができる。
［実施形態２］
次に、本開示に係る車両用物体検知装置の実施形態２を説明する。図５は、実施形態２に係る車両用物体検知装置１００Ａのブロック図である。
本実施形態の車両用物体検知装置１００Ａは、主に、判定部７０を備える点で、前述の実施形態１に係る車両用物体検知装置１００と異なっている。本実施形態の車両用物体検知装置１００Ａのその他の点は、前述の実施形態１に係る車両用物体検知装置１００と同様であるので、同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の車両用物体検知装置１００Ａにおいて、判定部７０は、たとえば、前述の誤差量算出部３０、補正量算出部４０、距離補正部５０、および補正量更新部６０と同様に、車両ＶのＡＤＡＳに係るＥＣＵの一部によって構成されている。判定部７０は、誤差量算出部３０による誤差量ΔＤの算出可否を判定するように構成されている。また、本実施形態の車両用物体検知装置１００Ａにおいて、誤差量算出部３０は、判定部７０の判定結果に基づいて誤差量ΔＤを算出するように構成されている。
より具体的には、本実施形態の車両用物体検知装置１００Ａにおいて、判定部７０は、たとえば、以下の（Ａ）から（Ｃ）までのいずれか一以上の条件を満たす場合に、誤差量算出部３０による誤差量ΔＤを算出可と判定するように構成することができる。
条件（Ａ）は、第１検知部１０および第２検知部２０によって検知された同一の物体が、あらかじめ定められた誤差量算出範囲Ｒ４（図２参照）に存在することである。この条件（Ａ）を満たす場合に、本実施形態の車両用物体検知装置１００Ａは、判定部７０が誤差量ΔＤを算出可と判定するように構成することができる。誤差量算出範囲Ｒ４としては、たとえば、図２にドット状のハッチングで示すように、第１検知範囲Ｒ１と第２検知範囲Ｒ２とが重なった重複領域Ｒ３から、第１検知部１０による物体の距離の検知精度が低下する車両Ｖの近傍領域Ｒ５を除いた領域を例示することができる。
条件（Ｂ）は、車両Ｖの周囲の環境が予め定められた誤差算出条件に一致することである。この条件（Ｂ）を満たす場合に、本実施形態の車両用物体検知装置１００Ａは、判定部７０が誤差量ΔＤを算出可と判定するように構成することができる。誤差算出条件としては、たとえば、（ｂ１）降雨、降雪、濃霧などの悪天候でないこと、（ｂ２）夜間、トンネル内、建造物内、逆光など、照度の条件が不良ではないこと、（ｂ３）トンネルなどを含む車両Ｖの周囲の道路状況が第１検知部１０や第２検知部２０の距離の測定原理に影響を与える条件ではないこと、などの条件を例示することができる。誤差算出条件に合致するか否かの判定は、たとえば、第２検知部２０を構成する撮像部の画像、ワイパーの作動状況、雨滴センサによる降雨および降雪の判定、カーナビゲーションシステムの地図情報によるトンネルや建造物の判定などに基づいて行うことができる。
条件（Ｃ）は、車両Ｖが始動されかつ停止した状態であることである。この条件（Ｃ）を満たす場合に、本実施形態の車両用物体検知装置１００Ａは、判定部７０が誤差量ΔＤを算出可と判定するように構成することができる。すなわち車両Ｖが始動された直後の停止状態にあるときのみ、判定部７０が誤差量ΔＤを算出可と判定し、誤差量算出部３０による誤差量ΔＤの算出と、補正量算出部４０による補正量ＣＡｔの算出が実行される。
また、判定部７０は、たとえば、以下の（Ｄ）から（Ｇ）のすべての条件を満たす場合に、誤差量算出部３０による誤差量ΔＤを算出可と判定するように構成することができる。
条件（Ｄ）は、車両用物体検知装置１００Ａにおいて、誤差量算出部３０が、第２検知部２０を構成する撮像部によって撮影した画像に基づく物体の距離Ｄ１’，Ｄ２’の計算に用いるパラメータの初期値からの変化量を、誤差量ΔＤとして算出することである。ここで、第２検知部２０を構成する撮像部の上記パラメータとしては、ステレオカメラの基線長（左右のカメラの間隔）、左右のカメラの光軸の方向、左右のカメラのレンズの中心位置、などを含むカメラの位置と姿勢を例示することができる。
条件（Ｅ）は、車両用物体検知装置１００Ａが、誤差量算出部３０によって算出された撮像部のパラメータの初期値からの変化量である誤差量ΔＤの算出可否を判定する判定部７０を備えることである。条件（Ｆ）は、第２検知部２０が、撮像部のパラメータの初期値からの変化量である誤差量ΔＤを減少させるように、撮像部のパラメータを補正する自己補正部２１を有することである。条件（Ｇ）は、あらかじめ定められた期間にわたって自己補正部２１によるパラメータの補正がされていないことである。以上の（Ｄ）から（Ｇ）までの条件をすべて満たす場合に、判定部７０は、誤差量ΔＤを算出可と判定し、誤差量算出部３０は、判定部７０の判定結果に基づいて誤差量ΔＤを算出するように構成することができる。
次に、本実施形態の車両用物体検知装置１００Ａの動作について説明する。図６は、図５に示す本実施形態の車両用物体検知装置１００Ａによって物体の距離を計測する処理の一例を示すフロー図である。なお、車両用物体検知装置１００Ａにおいて、図６に示す距離検知処理Ｓ１から距離出力処理Ｓ６までの処理は、たとえば、所定の周期で繰り返し実行される。
たとえば、図２に示すように、車両用物体検知装置１００Ａが搭載された車両Ｖの前方に２台の他の車両ＯＶが存在する場面を想定する。このような状況において、車両用物体検知装置１００Ａは、まず、前述の実施形態１に係る車両用物体検知装置１００と同様に距離検知処理Ｓ１を実行する。
車両用物体検知装置１００Ａは、次に、判定処理Ｓ７を実行する。判定処理Ｓ７では、判定部７０によって、誤差量算出部３０による誤差量ΔＤの算出可否が判定される。より具体的には、判定処理Ｓ７において、判定部７０は、たとえば、前述の（Ａ）から（Ｃ）までのいずれか一以上の条件を満たす場合に、誤差量算出部３０による誤差量ΔＤを算出可（ＹＥＳ）と判定する。また、判定部７０は、たとえば、前述の（Ｄ）から（Ｇ）までの条件をすべて満たす場合に、誤差量算出部３０による誤差量ΔＤを算出可（ＹＥＳ）と判定する。
すると、本実施形態の車両用物体検知装置１００Ａは、前述の実施形態１に係る車両用物体検知装置１００と同様に、誤差量算出処理Ｓ２、補正量算出処理Ｓ３、および補正量更新処理Ｓ４を行って、誤差量ΔＤおよび補正量ＣＡｔを算出し、補正量ＣＡｔを更新および保存する。一方、判定処理Ｓ７において、前述の（Ａ）から（Ｃ）までの条件をすべて満たさない場合、または、前述の（Ｄ）から（Ｇ）までの条件のいずれか一以上を満たさない場合、判定部７０は、誤差量算出部３０による誤差量ΔＤの算出を否（ＮＯ）と判定する。
すると、本実施形態の車両用物体検知装置１００Ａは、誤差量算出処理Ｓ２、補正量算出処理Ｓ３、および補正量更新処理Ｓ４を実行しない。したがって、補正量更新部６０に保存された補正量ＣＡｔは、更新されずに維持される。車両用物体検知装置１００Ａは、次に、補正量更新部６０に保存された補正量ＣＡｔに基づいて、前述の実施形態１に係る車両用物体検知装置１００と同様に、距離補正処理Ｓ５および距離出力処理Ｓ６を実行する。
以上説明したように、本実施形態の車両用物体検知装置１００Ａは、誤差量算出部３０による誤差量ΔＤの算出可否を判定する判定部７０を備え、誤差量算出部３０は、判定部７０の判定結果に基づいて誤差量ΔＤを算出するように構成されている。この構成により、適切な条件を満たす場合のみ、補正量ＣＡｔが更新されて保存される。したがって、不適切な条件で補正量ＣＡｔが更新されることが防止され、第２検知部２０による測距をより確実かつ正確に行うことができる。
たとえば、車両用物体検知装置１００Ａにおいて、判定部７０は、前述の（Ａ）の条件を満たす場合、すなわち、第１検知部１０および第２検知部２０によって検知された同一の物体があらかじめ定められた誤差量算出範囲Ｒ４に存在する場合に、誤差量ΔＤを算出可と判定する。これにより、第１検知部１０によって検知された物体の距離Ｄ１に基づいて、第２検知部２０によって検知された同一の物体の距離Ｄ１’を補正することが可能になる。
また、車両用物体検知装置１００Ａにおいて、判定部７０は、たとえば、前述の（Ｂ）の条件を満たす場合、すなわち、車両Ｖの周囲の環境が予め定められた誤差算出条件に一致する場合に、誤差量ΔＤを算出可と判定する。これにより、第１検知部１０または第２検知部２０の検知精度が低下した状態で、補正量ＣＡｔが更新されることが防止され、第２検知部２０による測距をより確実かつ正確に行うことができる。
また、車両用物体検知装置１００Ａにおいて、判定部７０は、たとえば、前述の（Ｃ）の条件を満たす場合、すなわち、車両Ｖが始動されかつ停止した状態である場合に、誤差量ΔＤを算出可と判定する。これにより、車両Ｖの走行による第１検知部１０および第２検知部２０の検知環境の変動に影響されない停止状態でのみ補正量ＣＡｔを更新することができ、第２検知部２０による測距をより確実かつ正確に行うことができる。
また、車両用物体検知装置１００Ａは、前述のように、次の（Ｄ）から（Ｇ）の条件を満たす場合に、判定部７０によって、誤差量算出部３０による誤差量ΔＤを算出可と判定する。（Ｄ）誤差量算出部３０が、第２検知部２０を構成する撮像部によって撮影した画像に基づく物体の距離の計算に用いるパラメータの初期値からの変化量を、誤差量ΔＤとして算出すること。（Ｅ）車両用物体検知装置１００Ａが、誤差量ΔＤの算出可否を判定する判定部７０を備えること。（Ｆ）第２検知部２０が、誤差量ΔＤを減少させるように撮像部のパラメータを補正する自己補正部２１を有すること。（Ｇ）あらかじめ定められた期間にわたって自己補正部２１による撮像部のパラメータの補正がされていないこと。
これにより、たとえば第２検知部２０の自己補正部２１が一定時間の経過後に定期的に撮像部のパラメータを補正する自己補正すなわち内部キャリブレーションを行う場合に、補正量ＣＡｔが過大になることが防止される。したがって、第２検知部２０によって検知された距離Ｄ１’，Ｄ２’が過剰に補正されることが防止され、第２検知部２０によって物体の測距を正確に行うことができる。また、第２検知部２０を構成する撮像部やその取り付け部の経時的な変化によらず、第２検知部２０による正確な測距を行うことができる。なお、判定部７０は、自己補正部２１が撮像部のパラメータの補正を行った場合に発信する信号を受信することで、上記（Ｇ）の判定を行うことができる。
以上、図面を用いて本開示に係る車両用物体検知装置の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は前述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。
１０ 第１検知部
２０ 第２検知部
２１ 自己補正部
３０ 誤差量算出部
４０ 補正量算出部
５０ 距離補正部
６０ 補正量更新部
７０ 判定部
１００ 車両用物体検知装置
１００Ａ 車両用物体検知装置
ＣＡｔ 補正量
Ｄ１ 距離
Ｄ１’ 距離
Ｄ２ 距離
Ｄ２’ 距離
ＯＶ 車両（物体）
Ｒ１ 第１検知範囲
Ｒ２ 第２検知範囲
Ｒ４ 誤差量算出範囲
Ｖ 車両
ΔＤ 誤差量

Claims (10)

  1. 車両の周囲の物体の距離を検知する車両用物体検知装置であって、
    第１検知範囲に存在する物体の距離を検知する第１検知部と、
    前記第１検知範囲の少なくとも一部を含む第２検知範囲に存在する物体の距離を検知する第２検知部と、
    前記第１検知部および前記第２検知部によって検知された同一の物体の距離を比較して誤差量を算出する誤差量算出部と、
    前記第２検知部によって検知された物体の距離を補正するための補正量を前記誤差量に基づいて算出する補正量算出部と、
    前記第２検知部によって検知された物体の距離を前記補正量に基づいて補正する距離補正部と、
    前記補正量を保存および更新する補正量更新部と、
    を備え、
    前記第１検知部による距離の検知精度は、前記第２検知部による距離の検知精度よりも高く、
    前記補正量更新部は、前記補正量を所定の周期毎に更新するように構成され、前回の時刻の処理において保存された前記補正量と最新の時刻の処理において保存された前記補正量との差分を算出し、前回の前記補正量に対し前記差分を１以上の数である更新ゲインで除した値を加算した値を最新の前記補正量とし、前回の前記補正量を最新の前記補正量に更新して保存し、
    前記距離補正部は、前記補正量更新部に保存された最新の前記補正量に基づいて前記物体の距離を補正することを特徴とする車両用物体検知装置。
  2. 前記誤差量算出部は、前記第１検知部および前記第２検知部によって検知された同一の物体の距離の比を、前記誤差量として算出することを特徴とする請求項１に記載の車両用物体検知装置。
  3. 前記第２検知部は、単数または複数の撮像部を有し、該撮像部によって撮影した物体の画像に基づいて該物体の距離を検知することを特徴とする請求項１に記載の車両用物体検知装置。
  4. 前記誤差量算出部は、前記撮像部によって撮影した画像に基づく物体の距離の計算に用いるパラメータの初期値からの変化量を、前記誤差量として算出することを特徴とする請求項３に記載の車両用物体検知装置。
  5. 前記誤差量算出部による前記誤差量の算出可否を判定する判定部を備え、
    前記第２検知部は、前記誤差量を減少させるように前記パラメータを補正する自己補正部を有し、
    前記判定部は、あらかじめ定められた期間にわたって前記自己補正部による前記パラメータの補正がされていない場合に、前記誤差量を算出可と判定し、
    前記誤差量算出部は、前記判定部の判定結果に基づいて前記誤差量を算出することを特徴とする請求項４に記載の車両用物体検知装置。
  6. 前記誤差量算出部による前記誤差量の算出可否を判定する判定部を備え、
    前記誤差量算出部は、前記判定部の判定結果に基づいて前記誤差量を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両用物体検知装置。
  7. 前記判定部は、前記第１検知部および前記第２検知部によって検知された同一の物体があらかじめ定められた誤差量算出範囲に存在する場合に、前記誤差量を算出可と判定することを特徴とする請求項６に記載の車両用物体検知装置。
  8. 前記判定部は、前記車両の周囲の環境が予め定められた誤差算出条件に一致する場合に、前記誤差量を算出可と判定することを特徴とする請求項６に記載の車両用物体検知装置。
  9. 前記判定部は、前記車両が始動されかつ停止した状態である場合に、前記誤差量を算出可と判定することを特徴とする請求項６に記載の車両用物体検知装置。
  10. 前記補正量更新部は、前記第２検知範囲の位置に応じた複数の前記補正量を保存および更新し、
    前記距離補正部は、前記第２検知部によって検知された物体の距離を前記位置に応じた前記補正量に基づいて補正することを特徴とする請求項１に記載の車両用物体検知装置。
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