JP7260359B2

JP7260359B2 - 推定装置および除去方法

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Publication number: JP7260359B2
Application number: JP2019063035A
Authority: JP
Inventors: 和彦志手
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2039-03-28
Also published as: JP2020160025A

Description

本発明は、推定装置および除去方法に関する。

従来、例えば、自車両に搭載されたレーダ装置によって計測された計測点に基づいて、各計測点をグルーピング化し、物標の種別を推定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３－２７０３４８号公報

しかしながら、従来技術では、例えば、ノイズなどの不要な計測点が含まれる場合に、物標の計測精度が低下するおそれがある。このように、従来技術においては、ノイズなどの不要な計測点を除去するうえで改善の余地があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、不要な計測点を適切に除去することができる推定装置および除去方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態に係る推定装置は、計測対象物に対する計測点に基づき対象物に関する情報を推定する推定装置において、設定部と、除去部とを備える。前記設定部は、計測データに含まれる計測点の分散状態に基づいてフィルタを設定する。前記除去部は、前記設定部によって設定されたフィルタを分散状態に応じた所定位置に配置して、計測点を除去する。

本発明によれば、不要な計測点を適切に除去することができる。

図１Ａは、推定装置の搭載例を示す図である。図１Ｂは、除去方法の概要を示す図である。図２は、推定装置のブロック図である。図３は、フィルタの具体例を示す図である。図４は、除去部による処理を示す図である。図５は、推定部による処理を示す図である。図６は、推定装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る推定装置および除去方法について説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下では、推定装置が車両に搭載される場合を例に挙げて説明するが、車両に限定されるものではない。また、以下では、検出対象となる対象物が他車両である場合を例に挙げて説明する。

まず、図１Ａおよび図１Ｂを用いて実施形態に係る推定装置および除去方法の概要について説明する。図１Ａは、推定装置の搭載例を示す図である。図１Ｂは、除去方法の概要を示す図である。なお、図１Ｂでは、Ｘ軸方向を自車両Ｃの車幅方向とし、Ｙ軸方向を自車両Ｃの進行方向であるものとする。また、図１Ｂに示す座標系の原点は、自車両Ｃであるものとする。なお、図１Ｂに示す座標系は、他の図面においても用いる場合がある。

図１Ａに示すように、実施形態に係る推定装置１は、自車両Ｃに搭載され、自車両Ｃに搭載されたレーダ装置５ａ～５ｄに接続される。推定装置１は、レーダ装置５ａ～５ｄの計測結果である計測データに基づいて、他車両が路面を占有する占有領域を推定する。

例えば、自車両Ｃは、推定装置１によって推定された占有領域に基づいて、走行経路を設定することができる。

レーダ装置５ａ～５ｄは、自車両Ｃの周囲に存在する物標を計測する装置である。図１Ａに示すように、レーダ装置５ａ～５ｄは、自車両Ｃの周縁部にそれぞれ設けられ、それぞれの計測範囲で自車両Ｃの全周囲がカバーされるように設けられる。

レーダ装置５ａ～５ｄは、それぞれ所定周期で送信波を送信し、計測点で反射した反射波に基づいて、計測点の計測データを生成する。レーダ装置５ａ～５ｄは、生成した計測データを推定装置１へ出力する。

計測データには、自車両Ｃから計測点までの距離、自車両Ｃと計測点との相対速度、自車両Ｃに対する計測点の角度、計測点の反射強度に関する情報等が含まれる。なお、以下では、レーダ装置５ａ～５ｄを区別する必要がない場合、レーダ装置５と記載する。

ところで、例えば、推定装置１は、レーダ装置５の計測範囲に他車両が含まれる場合、自車両Ｃから見て他車両を視通可能な領域に対応する計測点に関する計測データを主として取得するが、自車両Ｃから見て他車両の死角になる計測点がノイズとして計測される場合がある。このような場合、占有領域の推定精度の低下を招く恐れがある。

そこで、実施形態に係る除去方法では、計測点の分散状態に基づいてフィルタを設定し、設定したフィルタに基づいて不要な計測点を除去することとした。

具体的には、図１Ｂに示すように、実施形態に係る除去方法では、計測点Ｐの分布状態に基づいてフィルタＦを設定する（ステップＳ１）。実施形態に係る除去方法では、各計測点Ｐに対して、所定の統計処理を用いてフィルタＦを設定することができる。

具体的には、実施形態に係る除去方法では、主成分分析により得られる第１成分と、第１成分に直交する第２成分とについて、計測点Ｐの標準偏差を求める。第１成分を長軸とし、第２成分を短軸とする楕円形状のフィルタＦを設定する。このとき、長径は、第１成分の標準偏差に所定の係数を乗算した長さであり、短径は、第２成分の標準偏差に所定の係数を乗算した長さとなる。

続いて、実施形態に係る除去方法では、フィルタＦに基づいて不要な計測点Ｐを除去する（ステップＳ２）。例えば、実施形態に係る除去方法では、フィルタＦの中心を計測点Ｐの分布状態から求まる配置位置にあわせて、フィルタＦ内に存在する計測点Ｐを除去する。なお、フィルタＦの配置位置の具体例については、図４を用いて後述する。

これにより、図１Ｂの下段に示すように、自車両Ｃから見て手前側の計測点Ｐ、すなわち、自車両Ｃから見て他車両を視通可能な領域に対応する計測点Ｐを残しつつ、自車両Ｃから見て奥行方向の計測点Ｐを除去することができる。つまり、除去後に残った計測点Ｐは、他車両が路面を占有する占有領域の輪郭に対応する計測点Ｐとなる。

したがって、実施形態に係る除去方法では、除去後に残った計測点Ｐに基づいて他車両の占有領域を推定することで、容易かつ、精度よく占有領域を推定することができる。

このように、実施形態に係る除去方法では、計測点Ｐの分布状態に基づいてフィルタＦを設定し、フィルタＦに基づいて不要な計測点Ｐを除去する。したがって、実施形態に係る除去方法によれば、不要な計測点Ｐを適切に除去することができる。

次に、図２を用いて、実施形態に係る推定装置１の構成例について説明する。図２は、推定装置１のブロック図である。なお、図２には、レーダ装置５および車両制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を併せて示す。車両制御ＥＣＵ５０は、推定装置１の推定結果に基づいて自車両Ｃを制御するＥＣＵである。

図２に示すように、実施形態に係る推定装置１は、制御部２と、記憶部３とを備える。制御部２は、制御部２は、取得部２１と、設定部２２と、除去部２３と、推定部２４とを備える。記憶部３は、計測点情報３１と、フィルタ情報３２とを記憶する。

ここで、制御部２は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部２の取得部２１、設定部２２、除去部２３および推定部２４として機能する。

また、記憶部３は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、計測点情報３１、フィルタ情報３２や、各種プログラムの情報等を記憶することができる。なお、推定装置１は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。

計測点情報３１は、各レーダ装置５による計測結果である計測点Ｐに関する情報である。フィルタ情報３２は、フィルタＦ（図１Ｂ参照）に関する情報である。

制御部２は、レーダ装置５から入力される計測点Ｐに関する計測データに基づいて、フィルタＦを設定するとともに、フィルタＦに基づいて不要な計測点Ｐを除去する。また、制御部２は、除去後の計測点Ｐに基づいて他車両の占有領域を推定する。

取得部２１は、各レーダ装置５から計測点Ｐに関する計測データを取得し、計測点情報３１として、記憶部３に格納する。なお、取得部２１は、例えば、各レーダ装置５から入力される計測データが、各レーダ装置５を原点とする座標系である場合、自車両Ｃを原点とする座標系（図１Ｂ参照）へ変換する処理を行う。

設定部２２は、計測データに含まれる計測点Ｐの分散状態に基づいてフィルタＦを設定する。まず、設定部２２は、取得部２１によって取得された計測データに含まれる計測点Ｐについて、クラスタリング処理を行う。ここで、クラスタリング処理とは、計測点Ｐを他車両１台相当の領域ごとに区分けする処理である。

続いて、設定部２２は、クラスタリング処理において、区分けされた領域ごとに、フィルタＦを設定する。図３は、フィルタＦの具体例を示す図である。なお、図３には、クラスタリング処理後の１つの領域を示す。

図３に示すように、設定部２２は、例えば、主成分分析によって、第１成分Ｃ１と、第１成分Ｃ１に直交する第２成分Ｃ２の傾きを設定する。なお、例えば、第１成分Ｃ１と、第２成分Ｃ２との交点ＣＰの座標は、第１成分Ｃ１における計測点Ｐの中間値と、第２成分Ｃ２における計測点Ｐの中間値とに基づいて決定する。

図３の例では、第１成分Ｃ１および第２成分Ｃ２がそれぞれＸ軸およびＹ軸と平行であるあるため、交点ＣＰの座標（Ｘ，Ｙ）は、（Ｘ＝第１成分Ｃ１の中間値、Ｙ＝第２成分の中間値）となる。なお、設定部２２は、中間値に代えて、平均値に基づいて交点の座標を決定することにしてもよい。

続いて、設定部２２は、第１成分Ｃ１に沿う計測点Ｐの標準偏差と、第２成分に沿う計測点Ｐの標準偏差とをそれぞれ算出する。設定部２２は、第１成分Ｃ１の標準偏差（以下、第１標準偏差と記載する）に基づいて第１成分Ｃ１の長さを決定し、第２成分Ｃ２の標準偏差（以下、第２標準偏差と記載する）に基づいて第２成分Ｃ２の長さを決定する。

具体的には、設定部２２は、第１標準偏差に所定の係数を乗算することで、第１成分Ｃ１の長さ、すなわち、フィルタＦの長径を決定し、第２標準偏差に所定の係数を乗算することで、第２成分Ｃ２の長さ、すなわち、フィルタＦの短径を決定する。ここで、所定の係数とは、フィルタＦを他車両と同等のサイズにするための係数である。

すなわち、第１標準偏差および第２標準偏差が小さいほど、フィルタＦは小さくなり、第１標準偏差および第２標準偏差が大きいほど、フィルタＦが大きくなる。

これにより、計測点Ｐの分散状態に応じて、適切な大きさのフィルタＦを設定することが可能となる。言い換えれば、フィルタＦによって、不要な計測点Ｐを除去する精度を向上させることができる。

続いて、設定部２２は、第１成分Ｃ１および第２成分Ｃ２に基づき、楕円状のフィルタＦを設定する。図３に示すように、例えば、フィルタＦの長軸が第１成分Ｃ１となり、短軸が第２成分Ｃ２となる。

このように、楕円状のフィルタＦを設定することで、視通可能な領域に対応する計測点Ｐを残しつつ、視通領域の奥側に位置する視覚領域の計測点を除去することが可能となる。つまり、占有領域の輪郭部に対応する計測点Ｐを残しつつ、不要な計測点Ｐを除去することが可能となる。

なお、ここでは、主成分分析により、第１成分Ｃ１の傾きを決定する場合について説明したが、主成分分析に代えて、回帰直線の傾きを第１成分Ｃ１の傾きとすることにしてもよい。

図２の説明に戻り、除去部２３について説明する。除去部２３は、設定部２２によって設定されたフィルタＦに基づいて計測点Ｐを除去する。図４は、除去部２３による処理を示す図である。

図４に示すように、除去部２３は、フィルタＦの交点ＣＰ、すなわち、フィルタＦの中心を原点とする座標系へ変換する。すなわち、交点ＣＰが座標系の原点となるように、各計測点Ｐを配置する。

このとき、第１成分Ｃ１がＸ軸と平行でない場合、第１成分Ｃ１の傾きに応じて、各計測点Ｐを回転させる。第１成分Ｃ１のＸ軸に対する傾きをθとした場合、各計測点Ｐを回転させる回転角はａｔａｎ（－θ）となる。

つまり、除去部２３は、交点ＣＰを原点とし、Ｘ軸が第１成分Ｃ１となる座標系に各計測点Ｐを再配置する。これにより、後述する式（１）における演算処理を容易にすることが可能となる。

続いて、除去部２３は、フィルタＦを配置する配置位置を決定する。例えば、元の交点ＣＰ（同図に示す破線のＣＰ）と結ぶ直線上にフィルタＦの交点ＣＰが配置される位置を配置位置として決定する。

フィルタＦを配置後の交点ＣＰ１とすると、交点ＣＰ１の座標は、（ｄｘ＝Ｌｘ・σｘ，ｄｙ＝Ｌｙ・σｙ）となる。ここで、ＬｘおよびＬｙは、所定のパラメータであり、σｘおよびσｙは、それぞれ第１標準偏差および第２標準偏差に対応する。

つまり、除去部２３は、フィルタＦを元の交点ＣＰ側に所定距離だけ離して配置する。言い換えれば、自車両Ｃから視通可能な手前側の計測点Ｐを残しつつ、自車両Ｃから死角となる奥行側の計測点Ｐが除去される位置へフィルタＦを配置する。

続いて、除去部２３は、フィルタＦに基づいて計測点Ｐを除去する。具体的には、除去部２３は、フィルタＦ内の計測点Ｐを不要な計測点Ｐと見做し除去する。

除去部２３は、下記式（１）によりフィルタＦの内外判定を行うことができる。

式（１）において、ｘおよびｙは、それぞれ計測点Ｐのｘ座標およびｙ座標に対応し、ＡおよびＢは、フィルタＦの長径、短径に対応する。また、ｄｘおよびｄｙは、フィルタＦの交点ＣＰのｘ座標およびｙ座標に対応する。

ここで、除去部２３は、各計測点Ｐについて式（１）を計算し、Ｈ≦０であればフィルタＦ内、Ｈ＞０であればフィルタＦ外と判定する。そして、除去部２３は、フィルタＦ内に存在すると判定した計測点Ｐを除去することとなる。

図２の説明に戻り、推定部２４について説明する。推定部２４は、除去部２３によって除去後の計測点Ｐに基づいて検出対象となる対象物が路面を占有する占有領域を推定する。

例えば、推定部２４は、Ｌ字形状のテンプレートを用いて占有領域を推定する。図５は、推定部２４による処理を示す図である。なお、図５の上段には、フィルタＦを用いて除去後の計測点Ｐを示す。

推定部２４は、計測点Ｐに対するＬ字形状のテンプレートＴを用いてマッチング処理を行う。例えば、推定部２４は、テンプレートＴの配置角を変化させながら、テンプレートＴの最適な配置角を決定することができる。

続いて、推定部２４は、テンプレートＴに基づく矩形状の領域であり、自車両Ｃから見て奥側の領域を占有領域Ｒとして推定する。つまり、本実施形態において、フィルタＦで除去されなかった計測点Ｐは、占有領域Ｒの輪郭部と見做すことできる。

なお、テンプレートＴは対象物に応じて準備されるもので、ここでは車両の形状・大きさに対するテンプレートとなり、多くの車両が略いくつかの形状・大きさで分類されることから、その分類に応じたテンプレートが準備され、計測点Ｐの分布（計測点分布から推測される線分の長さ等）に基づき適宜テンプレートが選択され、占有領域推定に使用されることになる。

したがって、テンプレートＴを用いて占有領域Ｒを推定する場合、テンプレートＴの配置向きを容易に決定することができる。また、不要な計測点Ｐが除去されているため、占有領域Ｒの推定精度を向上させることも可能となる。なお、図５に示した占有領域Ｒの推定処理は、一例であって、これに限定されるものではない。

次に、図６を用いて、実施形態に係る推定装置１が実行する処理手順について説明する。図６は、推定装置１が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、以下に示す処理手順は、制御部２によって繰り返し実行される。

図６に示すように、推定装置１は、レーダ装置５から計測データを取得すると（ステップＳ１０１）、クラスタリング処理を行う（ステップＳ１０２）。続いて、推定装置１は、クラスタリングを行った領域毎に第１成分Ｃ１および第２成分Ｃ２の交点ＣＰを決定する（ステップＳ１０３）。

続いて、推定装置１は、計測点Ｐの分散状態に基づいて、フィルタＦを設定し（ステップＳ１０４）、交点ＣＰが原点座標となるように座標変換を行う（ステップＳ１０５）。続いて、推定装置１は、フィルタＦの配置位置を決定し（ステップＳ１０６）、フィルタＦを配置位置に設定した状態で、フィルタＦ内の計測点Ｐを除去する（ステップＳ１０７）。

続いて、推定装置１は、フィルタＦを用いて除去後の計測点Ｐに基づいて、他車両の線湯領域を推定して（ステップＳ１０８）、処理を終了する。

上述したように、実施形態に係る推定装置１は、計測対象物に対する計測点Ｐに基づき対象物に関する情報を推定する推定装置１において、設定部２２と、除去部２３と、推定部２４とを備える。設定部２２は、計測データに含まれる計測点Ｐの分散状態に基づいてフィルタＦを設定する。除去部２３は、設定部２２によって設定されたフィルタＦを分散状態に応じた所定位置に配置して、計測点Ｐを除去する。したがって、実施形態に係る推定装置１によれば、不要な計測点Ｐを適切に除去することができる。

ところで、上述した実施形態では、フィルタＦが楕円形状である場合について示したが、フィルタ形状は、直方体などの矩形形状であってもよい。

また、上述した実施形態では、推定装置１が複数のレーダ装置５に接続される場合について示したが、レーダ装置５は１つであってもよい。また、上述した実施形態では、推定装置１が、車両に搭載される場合について示したが、車両に限定されず、船舶などであってもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な様態は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲および、その均等物によって定義される統括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変化が可能である。

１推定装置
２１取得部
２２設定部
２３除去部
２４推定部
Ｆフィルタ
Ｐ計測点
Ｒ占有領域

Claims

計測する対象物に対する計測点に基づき前記対象物に関する情報を推定する推定装置において、
計測データに含まれる前記計測点の分散状態に基づいてフィルタを設定する設定部と、
前記設定部によって設定された前記フィルタを前記分散状態に応じた所定位置に配置して、前記計測点を除去する除去部と、
を備え、
前記設定部は、
前記計測点に対する所定の統計処理に基づいて、長径と当該長径と直交し当該長径より短い短径とを有する形状の前記フィルタを設定するように構成され、
前記除去部は、
前記計測点の前記分散状態に基づく配置位置に前記フィルタを配置し、前記フィルタ内に存在する前記計測点を除去するように構成された、
推定装置。
計測する対象物に対する計測点に基づき前記対象物に関する情報を推定する推定装置において、
計測データに含まれる前記計測点の分散状態に基づいてフィルタを設定する設定部と、
前記設定部によって設定された前記フィルタを前記分散状態に応じた所定位置に配置して、前記計測点を除去する除去部と、
を備え、
前記設定部は、
前記計測点に対する所定の統計処理に基づいて、楕円形状の前記フィルタを設定するように構成され、
前記除去部は、
前記計測点の前記分散状態に基づく配置位置に前記フィルタを配置し、前記フィルタ内に存在する前記計測点を除去するように構成された、
推定装置。
前記除去部は、
前記フィルタの中心を原点座標とする座標系に変換して前記計測点を除去するように構成された、
請求項２に記載の推定装置。
前記設定部は、
前記フィルタの長径および短径を長径方向および短径方向それぞれにおける前記計測点の標準偏差に基づいて決定するように構成された、
請求項２または３に記載の推定装置。
前記除去部によって除去後の前記計測点に基づいて検出対象となる前記対象物が路面を占有する占有領域を推定する推定部を備えた、
請求項１～４のいずれか１項に記載の推定装置。
計測する対象物に対する計測点に基づき前記対象物に関する情報を推定する推定装置において、
計測データに含まれる前記計測点の分散状態に基づいてフィルタを設定する設定部と、
前記設定部によって設定された前記フィルタを前記分散状態に応じた所定位置に配置して、前記計測点を除去する除去部と、
前記除去部によって除去後の前記計測点に基づいて検出対象となる前記対象物が路面を占有する占有領域を推定する推定部と、
を備えた、
推定装置。
計測データに含まれる計測点の分散状態に基づいてフィルタを設定する設定工程と、
前記設定工程によって設定された前記フィルタを前記分散状態に応じた所定位置に配置して、前記計測点を除去する除去工程と、
を備え、
前記設定工程は、
前記計測点に対する所定の統計処理に基づいて、長径と当該長径と直交し当該長径よりも短い短径とを有する形状の前記フィルタを設定するように構成され、
前記除去工程は、
前記計測点の前記分散状態に基づく配置位置に前記フィルタを配置し、前記フィルタ内に存在する前記計測点を除去するように構成された、
除去方法。
計測データに含まれる計測点の分散状態に基づいてフィルタを設定する設定工程と、
前記設定工程によって設定された前記フィルタを前記分散状態に応じた所定位置に配置して、前記計測点を除去する除去工程と、
を含み、
前記設定工程は、
前記計測点に対する所定の統計処理に基づいて、楕円形状の前記フィルタを設定するように構成され、
前記除去工程は、
前記計測点の前記分散状態に基づく配置位置に前記フィルタを配置し、前記フィルタ内に存在する前記計測点を除去するように構成された、
除去方法。