JPWO2017126225A1 - 歩行者の判定方法及び判定装置 - Google Patents
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Abstract
自車両(A)の前方情報を取得する外界認識センサを備え、外界認識センサを用いて自車両(A)の前方位置に存在する歩行者(B)を判定する。この歩行者の判定方法において、外界認識センサとして、フロントカメラユニット(1)とミリ波レーダー(2)を備える。フロントカメラユニット(1)からの画像信号に基づいて自車両(A)の前方位置に歩行者候補(B’)が検出されると、検出された歩行者候補(B’)の位置を中心点としてマッチングエリア(C)を設定する。ミリ波レーダー(2)からの反射波により検出された複数の対象物(D1,D2,D3)のうち歩行者候補(B’)に最も近い対象物(D1)の位置が、マッチングエリア(C)内に存在してマッチングが成立すると、歩行者候補(B’)を歩行者(B)と判定する。
Description
外界認識センサとして、カメラとレーダーを備える。
カメラからの画像信号に基づいて自車両の前方位置に歩行者候補が検出されると、検出された歩行者候補の位置を中心点としてマッチングエリアを設定する。
レーダーからの反射波により検出された複数の対象物のうち歩行者候補に最も近い対象物の位置が、マッチングエリア内に存在してマッチングが成立すると、歩行者候補を歩行者と判定する。
この結果、走行中、カメラとレーダーを用いて歩行者を判定するとき、歩行者判定応答性の向上を達成することができる。
実施例1における歩行者の判定方法及び判定装置は、運転支援システムの一つとして自動ブレーキ制御システム(「エマージェンシーブレーキ制御システム」と呼ばれる。)が搭載された電動車両(ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車、等)に適用したものである。以下、実施例1の構成を、「運転支援システムの全体構成」、「マッチング判定処理部の詳細構成」、「自動ブレーキ制御処理構成」、「マッチング判定処理構成」に分けて説明する。
図1は、実施例1の歩行者の判定方法及び判定装置が適用された電動車両の運転支援システムの全体構成を示す。以下、図1に基づき、運転支援システムの全体構成を説明する。
なお、「CAN」とは、「Controller Area Network」の略称である。
なお、「ADAS」は、「Advanced Driver Assistance System」の略称である。
図2は、実施例1の運転支援コントローラ3のマッチング判定処理部32の詳細構成を示す。以下、図2に基づき、マッチング判定処理部32の詳細構成を説明する。
ここで、「最近接の対象物」とは、図2の下部左側枠内に示すように、歩行者候補B’を中心として複数の対象物D1,D2,D3(レーダー検出体)が存在するとき、歩行者候補B’との距離が最も近い位置の対象物D1をいう。
図3は、実施例1の運転支援コントローラ3にて実行される制御対象が歩行者であるときの自動ブレーキ制御処理の流れを示す。以下、自動ブレーキ制御処理構成をあらわす図3の各ステップについて説明する。
ここで、「自車両情報」とは、車載された各コントローラからのCAN通信信号により受信される、車輪速、アクセル開度、ブレーキスイッチ、ブレーキ液圧、シフトポジション、ステアリング角、ステアリング角速度、加速度、ヨーレート、システムON/OFF状態、等のことをいう。
ここで、「カメラ情報」とは、フロントカメラユニット1から取得される車両前方の画像情報のことをいう。
ここで、「歩行者候補の検出」は、フロントカメラユニット1からの画像情報に基いて車両前方に存在する様々な対象物を検出し、さらに、先行車を含む複数の対象物の中から歩行者候補を検出するという、周知の歩行者候補検出手法を用いて行う。
ここで、「自動ブレーキ制御の実施許可」とは、例えば、歩行者候補が検出されたときの接触予測時間TTCが警報閾値TTC1を超えている値から徐々に低下するとき、警報モード→予備制動モード→本制動モードへと遷移する自動ブレーキ制御を許可することをいう。
ここで、「警報閾値TTC1」と「予備制動閾値TTC2」と「本制動閾値TTC3」とは、図3のTTC閾値マップに示すように、警報閾値TTC1>予備制動閾値TTC2>本制動閾値TTC3の関係にて設定される。
なお、自動ブレーキ制御での制御対象が先行車の場合には、TTC閾値マップの横軸を自車両と先行車の相対速度として自動ブレーキ制御が実施される。
ここで、歩行者候補の検出により自動ブレーキ制御が許可されたときの接触予測時間TTCが警報閾値TTC1以下であれば、図5に示すように、警報モード→予備制動モード→本制動モードへと遷移する自動ブレーキ制御を開始する。なお、歩行者候補の検出により自動ブレーキ制御が許可されたときの接触予測時間TTCが予備制動閾値TTC2以下であれば、予備制動モード(警報)→本制動モード(警報)へとモード遷移する自動ブレーキ制御を開始する。また、歩行者候補の検出により自動ブレーキ制御が許可されたときの接触予測時間TTCが本制動閾値TTC3以下であれば、本制動モード(警報)を実施する自動ブレーキ制御を開始する。
ここで、マッチング成立/マッチング不成立の情報は、図6に示すマッチング判定処理から受信される。
ここで、マッチング成立により制御対象の歩行者Bであると判定された場合、マッチング成立前であって、歩行者候補B’が検出されている間の自動ブレーキ制御での許容減速G(例えば、0.6G程度)よりも高い許容減速G(例えば、1.0G程度)とする。なお、自動ブレーキ制御則そのものについては、マッチング成立/不成立にかかわらず同じ制御則とすることで、自動ブレーキ制御を継続することになる。
ここで、「所定時間T」は、フロントカメラユニット1により検出された歩行者候補B’が実際に存在する歩行者である場合、制御対象の歩行者Bであると判定するのに要する時間に、余裕時間を加えた時間に設定する。
即ち、マッチング判定を開始してから所定時間Tが経過してもマッチング不成立であると判断されると、フロントカメラユニット1により検出された歩行者候補B’が制御対象となる歩行者Bではないと判定する。自動ブレーキ制御の解除は、警報モードに入っているときは、警報を停止し、予備制動モードや本制動モードに入っているときは警報を停止すると共に、自動ブレーキ制御により付加されている制動力を解除する制御を行う。制動力解除制御は、急な車両挙動の変動を抑えて制動力を解除する制御であり、例えば、自動ブレーキ解除時の制動力を徐々に低下させる、或いは、自動ブレーキ解除時の制動力を所定時間保った後に徐々に低下させるような制御を行う。
図6は、図3のステップS7で実行されるマッチング判定処理(予備制動用マッチング判定処理及び本制動用マッチング判定処理)の流れを示す。以下、マッチング判定処理構成をあらわす図6の各ステップについて説明する。なお、自動ブレーキ制御が開始されると先に予備制動用スコアマップを用いた予備制動用マッチング判定処理を行う。そして、予備制動用マッチング判定においてマッチングが成立すると、本制動用スコアマップを用いた本制動用マッチング判定処理を行う。即ち、予備制動用マッチング判定処理と本制動用マッチング判定処理は、マッチング判定の処理開始タイミングとスコアマップが異なるだけで、マッチング判定処理内容については同じである。
ここで、「カメラ情報」とは、フロントカメラユニット1から取得される車両前方の画像情報のことをいう。
ここで、「歩行者候補の検出」については、図3のステップ3と同様に、周知の歩行者候補検出手法を用いて行う。
ここで、前回検出した歩行者候補と今回検出した歩行者候補が同じかどうかの判断は、歩行者候補に付されたIDの対比により行う。
ここで、最近接の対象物の選択については、自車両の前方を歩行者が横切っているシーンにおいては、図5に示すように、フロントカメラユニット1により歩行者候補B’が検出されているとする。このとき、ミリ波レーダー2からの反射波により検出された複数の対象物D1,D2,D3のうち、歩行者候補B’との距離が最短距離の対象物D1が、最近接の対象物として選択される。
ここで、「角度差dA」は、図8に示すように、歩行者候補B’の検出角度と最近接の対象物D1の検出角度との角度差をいう。「所定値」は、フロントカメラユニット1と歩行者候補B’とが離れた距離であるとき、歩行者候補B’の方向と最近接の対象物D1の方向とがほぼ一致すると判断される角度差の値に設定される。
なお、Dx,Dyは、
Dx=|Xr−Xc|
Dy=|Yr−Yc|
但し、Xc:歩行者候補B’のX座標、Yc:歩行者候補B’のY座標、Xr:対象物D1のX座標、Yrc:対象物D1のY座標である。
ここで、「閾値」は、歩行者候補B’と対象物D1の一致性が高いほど応答良くマッチング成立と判定されるように、例えば、200程度の値に設定される。即ち、閾値=200とし1制御周期を10msecとしたときであって、1制御周期毎にスコアが(+10)の値で加算される最短の場合、200msecでマッチング成立と判定されることになる。
実施例1の作用を、「自動ブレーキ制御処理作用」、「自動ブレーキ制御作用」、「マッチング判定処理作用」、「マッチング判定作用」、「マッチング判定の特徴作用」に分けて説明する。
以下、図3のフローチャートに基づき、自動ブレーキ制御処理作用を説明する。
カメラ情報に基づく歩行者候補B’が検出されないときは、図3のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進む流れが繰り返される。そして、カメラ情報に基づく歩行者候補B’が検出されると、ステップS3からステップS4へ進み、ステップS4では、自動ブレーキ制御の実施が許可される。
図7に示すように、自車両Aの予想進路上の前方位置を歩行者Bが横切ってきた場合の自動ブレーキ制御作用を、図11に基づいて説明する。なお、図11において、縦距離とは、自車両Aと歩行者候補B’(歩行者B)との図7の縦方向の距離をいい、縦距離=0が縦方向の接触距離になる。横距離とは、自車両Aと歩行者候補B’(歩行者B)との図7の横方向の距離をいい、横距離=0が横方向の接触距離になる。
図6のフローチャートに基づき、マッチング判定処理作用を説明する。
フロントカメラユニット1により歩行者候補B’が検出されたが、前回検出された歩行者候補B’と違う場合には、図6のフローチャートにおいて、ステップS71→ステップS72→ステップS73→ステップS74へと進む。ステップS74では、スコアが初期化され、ステップS74からステップS71へ戻って、マッチング判定のリセット処理がなされる。
歩行者Bの判定を早期化するメリットがあらわれるシーンとして、図12に基づいて、自車両Aの前方に停止している停止車両E(死角)から歩行者Bが自車両Aの予想進路上に飛び出してくるシーンでのマッチング判定作用を説明する。
実施例1では、フロントカメラユニット1からの画像信号に基づいて自車両Aの前方位置に歩行者候補B’が検出されると、検出された歩行者候補B’の位置を中心点としてマッチングエリアCを設定する。ミリ波レーダー2からの反射波により検出された複数の対象物のうち歩行者候補B’に最も近い対象物D1の位置が、マッチングエリアC内に存在してマッチングが成立すると、歩行者候補B’を歩行者Bと判定する。
例えば、マッチングエリア内に対象物D1が存在するマッチング時間を固定時間により設定した場合、歩行者候補B’と対象物D1の一致性が高いときには、マッチング成立の判定が遅くなる。一方、歩行者候補B’と対象物D1の一致性が低いときには、マッチング不成立の可能性があるにもかかわらず、マッチング成立と判定されるおそれがある。
これに対し、スコアの加算値を用いたマッチング判定とすることで、歩行者候補B’と対象物D1の一致性が高くマッチング精度が確保されるときは、マッチング成立の判定を早期にする。一方、歩行者候補B’と対象物D1の一致性が低くマッチング精度が確保されないときは、マッチング成立の判定を遅くする。
従って、マッチング判定を行う際、歩行者候補B’と対象物D1の一致性が高いとき判定応答性の向上が達成され、一致性が低いとき判定精度の向上が達成される。
ここで、拡大したマッチングエリアC’を使う理由は、フロントカメラユニット1が歩行者候補B’を検出した場合、カメラ特性で歩行者候補B’との距離が大きいほど画素が粗くなり、Y軸方向で自車両Aと歩行者Bとの距離に誤差が生じる。そのため、フロントカメラユニット1が検出した歩行者候補B’の位置とミリ波レーダー2が検出した対象物D1の位置が離れてしまい通常のマッチングエリアC内でのマッチング判定ができなくなる。しかし、歩行者候補B’の位置と対象物D1の位置が同じ方向(例えば、角度差が5deg以内)であれば、拡大したマッチングエリアC’によりマッチング判定が可能となる。
従って、マッチング判定を行う際、自車両Aと歩行者候補B’との距離が離れていても歩行者候補B’と対象物D1の位置が同じ方向であることを条件として、マッチング判定が可能になる。
即ち、自車両Aと歩行者候補B’との距離が離れていて遠方になるほどフロントカメラユニット1による歩行者候補B’の距離誤差が大きくなり、マッチング判定が遅くなってしまう場合がある。このため、マッチングエリアCとして、遠距離でのマッチング判定で用いるエリア面積が広い予備制動用マッチングエリアC1と、近距離でのマッチング判定で用いるエリア面積が狭い本制動用マッチングエリアC2を設定する。
従って、マッチング判定を行う際、自車両Aと歩行者候補B’との距離が遠距離であるか近距離であるかにかかわらず、マッチング判定が遅くなるのが防止される。
即ち、自動ブレーキ制御では、予備制動を開始条件が成立する前に歩行者判定による予備制動の実施が許可されておく必要があり、本制動を開始条件が成立する前に歩行者判定による本制動の実施が許可されておく必要がある。
従って、エリア面積が異なる予備制動用マッチングエリアC1と本制動用マッチングエリアC2を用いてマッチング判定を行うことで、自動ブレーキ制御を行う際、予備制動と本制動を開始する前に、マッチング成立との判定による予備制動と本制動の実施許可が確保される。
実施例1における歩行者の判定方法及び判定装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
この歩行者の判定方法において、外界認識センサとして、カメラ(フロントカメラユニット1)とレーダー(ミリ波レーダー2)を備える。
カメラ(フロントカメラユニット1)からの画像信号に基づいて自車両Aの前方位置に歩行者候補B’が検出されると、検出された歩行者候補B’の位置を中心点としてマッチングエリアCを設定する。
レーダー(ミリ波レーダー2)からの反射波により検出された複数の対象物D1,D2,D3のうち歩行者候補B’に最も近い対象物D1の位置が、マッチングエリアC内に存在してマッチングが成立すると、歩行者候補B’を歩行者Bと判定する(図6)。
このため、走行中、カメラ(フロントカメラユニット1)とレーダー(ミリ波レーダー2)を用いて歩行者Bを判定するとき、歩行者判定応答性の向上を達成する歩行者の判定方法を提供することができる。
このため、(1)の効果に加え、カメラ(フロントカメラユニット1)とレーダー(ミリ波レーダー2)を用いて歩行者Bを判定するとき、歩行者判定精度の向上を達成することができる。
マッチング判定を行う1制御周期あたりのスコアを加算した値が、所定閾値以上になると、マッチング成立により歩行者候補B’を歩行者Bと判定する(図9,図10)。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、マッチング判定を行う際、歩行者候補B’と対象物D1の一致性が高いとき判定応答性の向上を達成することができ、一致性が低いとき判定精度の向上を達成することができる。
このため、(1)〜 (3)の効果に加え、マッチング判定を行う際、自車両Aと歩行者候補B’との距離が離れていても歩行者候補B’と対象物D1の位置が同じ方向であることを条件として、マッチング判定を行うことができる。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、マッチング判定を行う際、自車両Aと歩行者候補B’との距離が遠距離であるか近距離であるかにかかわらず、マッチング判定が遅くなるのを防止することができる。
第1マッチングエリアは、予備制動を行うときの歩行者判定に用いる予備制動用マッチングエリアC1である。
第2マッチングエリアは、本制動を行うときの歩行者判定に用いる本制動用マッチングエリアC2である(図2)。
このため、(5)の効果に加え、自動ブレーキ制御を行う際、予備制動と本制動を開始する前に、マッチング成立との判定による予備制動と本制動の実施許可を確保することができる。
この歩行者の判定装置において、外界認識センサとして、カメラ(フロントカメラユニット1)とレーダー(ミリ波レーダー2)を備える。
マッチング判定処理部32は、カメラ(フロントカメラユニット1)からの画像信号に基づいて自車両Aの前方位置に歩行者候補B’が検出されると、検出された歩行者候補B’の位置を中心点としてマッチングエリアCを設定する。
レーダー(ミリ波レーダー2)からの反射波により検出された複数の対象物D1,D2,D3のうち歩行者候補B’に最も近い対象物D1の位置が、マッチングエリアC内に存在してマッチングが成立すると、歩行者候補B’を歩行者Bと判定する処理を行う(図6)。
このため、走行中、カメラ(フロントカメラユニット1)とレーダー(ミリ波レーダー2)を用いて歩行者Bを判定するとき、歩行者判定応答性の向上を達成する歩行者の判定装置を提供することができる。
識センサを備え、外界認識センサを用いて自車両の前方位置に存在する歩行者を判定する。外界認識センサとして、カメラとレーダーを備える。
カメラからの画像信号に基づいて自車両の前方位置に歩行者候補が検出されると、検出された歩行者候補の位置に基づきマッチングエリアを設定する。
レーダーからの反射波により検出された複数の対象物のうち歩行者候補に最も近い対象物の位置が、マッチングエリア内に存在してマッチングが成立すると、歩行者候補を歩行者と判定する。
歩行者候補の位置と対象物の位置が同じ方向の場合は、マッチングエリアを拡大する。
発明の効果
[0007]
よって、形状認識により単独で歩行者検出が可能なカメラにより歩行者候補が先に検出され、検出された歩行者候補の位置に基づきマッチングエリアを予め設定しておく。そして、自車両の前方に歩行者が存在するときに対象物認識性がカメラより高いレーダーにより検出される対象物を、歩行者のマッチング判定に用いることで、短時間にて歩行者が判定される。
この結果、走行中、カメラとレーダーを用いて歩行者を判定するとき、歩行者判定応答性の向上を達成することができる。
加えて、歩行者候補の位置と対象物の位置が同じ方向の場合は、マッチングエリアを拡大する。このため、自車両と歩行者候補との距離が離れていても、歩行者候補と対象物の位置が同じ方向であることを条件として、拡大したマッチングエリアによりマッチング判定が可能になる。
図面の簡単な説明
[0008]
[図1]実施例1の歩行者の判定方法及び判定装置が適用された電動車両の運転支援システムの全体構成を示す運転支援システム図である。
[図2]実施例1の運転支援コントローラに有するマッチング判定処理部の詳細構成を示すブロック図である。
[図3]実施例1の運転支援コントローラで実行される制御対象が歩行者であるときの自動ブレーキ制御処理の流れを示すフローチャートである。
[図4]実施例1の自動ブレーキ制御で用いられる警報閾値TTC1・予備制動閾値TTC2・本制動閾値TTC3を示すTTC閾値マップ図である。
[図5]実施例1の自動ブレーキ制御が実施される際に自車両と歩行者の接触予測時間TTCが一定勾配で低下するときの警報モード・予備制動モード・本制動
Claims (7)
- 自車両の前方情報を取得する外界認識センサを備え、前記外界認識センサを用いて自車両の前方位置に存在する歩行者を判定する歩行者の判定方法において、
前記外界認識センサとして、カメラとレーダーを備え、
前記カメラからの画像信号に基づいて自車両の前方位置に歩行者候補が検出されると、検出された前記歩行者候補の位置を中心点としてマッチングエリアを設定し、
前記レーダーからの反射波により検出された複数の対象物のうち前記歩行者候補に最も近い対象物の位置が、前記マッチングエリア内に存在してマッチングが成立すると、前記歩行者候補を歩行者と判定する
ことを特徴とする歩行者の判定方法。 - 請求項1に記載された歩行者の判定方法において、
前記マッチングエリア内に前記歩行者候補に最も近い対象物が存在する時間が所定時間以上になると、マッチング成立と判断する
ことを特徴とする歩行者の判定方法。 - 請求項1又は請求項2に記載された歩行者の判定方法において、
前記マッチングエリアを、前記歩行者候補を中心点とする複数のスコア線により同心状の複数の領域に分割し、エリア境界スコア線の内側エリアに対し前記中心点に近いほど高くなるプラス側スコアを割り振りし、エリア境界スコア線の外側エリアに対しマイナス側スコアを割り振りしたスコアマップとし、
前記マッチング判定を行う1制御周期あたりのスコアを加算した値が、所定閾値以上になると、マッチング成立により前記歩行者候補を歩行者と判定する
ことを特徴とする歩行者の判定方法。 - 請求項1から請求項3までの何れか一項に記載された歩行者の判定方法において、
前記カメラにより検出された歩行者候補の検出角度と、前記レーダーにより検出された対象物の検出角度との角度差が所定値以下であるとき、前記角度差が所定値を超えるときに用いる前記マッチングエリアを、自車両の前後方向である縦方向に拡大したマッチングエリアに変更する
ことを特徴とする歩行者の判定方法。 - 請求項1から請求項4までの何れか一項に記載された歩行者の判定方法において、
前記マッチングエリアとして、自車両と歩行者とが第1距離であるときにマッチング判定を行う第1マッチングエリアと、前記第1マッチングエリアよりもエリア面積を狭くし、自車両と歩行者とが前記第1距離よりも近い第2距離であるときにマッチング判定を行う第2マッチングエリアを設定する
ことを特徴とする歩行者の判定方法。 - 請求項5に記載された歩行者の判定方法において、
自車両と歩行者とが接触可能性有りと判断されると緩ブレーキによる予備制動を行い、予備制動中に接触可能性がより高まると急ブレーキによる本制動を行うことで自車両が歩行者へ接触するのを回避する自動ブレーキ制御システムに適用され、
前記第1マッチングエリアは、前記予備制動を行うときの歩行者判定に用いる予備制動用マッチングエリアであり、
前記第2マッチングエリアは、前記本制動を行うときの歩行者判定に用いる本制動用マッチングエリアである
ことを特徴とする歩行者の判定方法。 - 自車両の前方情報を取得する外界認識センサと、
前記外界認識センサを用いて自車両の前方位置に存在する歩行者を判定するマッチング判定処理部と、
を有する歩行者の判定装置において、
前記外界認識センサとして、カメラとレーダーを備え、
前記マッチング判定処理部は、前記カメラからの画像信号に基づいて自車両の前方位置に歩行者候補が検出されると、検出された前記歩行者候補の位置を中心点としてマッチングエリアを設定し、
前記レーダーからの反射波により検出された複数の対象物のうち前記歩行者候補に最も近い対象物の位置が、前記マッチングエリア内に存在してマッチングが成立すると、前記歩行者候補を歩行者と判定する処理を行う
ことを特徴とする歩行者の判定装置。
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