KR20130024778A - 이동 물체 검출 장치, 이동 물체 검출 방법 및 이동 물체 검출용 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기억 매체 - Google Patents

이동 물체 검출 장치, 이동 물체 검출 방법 및 이동 물체 검출용 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기억 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 레이더의 검지 범위 내에 존재하는 정지 물체를 이동 물체로서 잘못 검출하는 것을 억제 가능한 이동 물체 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이동 물체 검출 장치(1)는, 레이더(2)로부터, 그 레이더로부터의 거리와 그 거리에 위치하는 물체에 의해 반사된 레이더파의 강도를 나타내는 수신 레벨 신호와의 조를 1개 이상 포함하는 계측 데이터를 수신하는 인터페이스부(11)와, 복수의 계측 데이터의 각각으로부터 제1 임계값 이상이 되는 수신 레벨 신호를 검출하고, 레이더로부터의 거리마다 제1 임계값 이상이 되는 수신 레벨 신호의 출현 빈도를 나타내는 배경값을 구하는 배경 데이터 갱신부(21)와, 계측 데이터 중에서 제1 임계값보다 높은 제2 임계값 이상의 강도를 갖는 수신 레벨 신호에 대응하는 거리에 있는 물체 중에서, 배경값이 정지 물체에 해당하는 값보다 작은 거리에 있는 물체를 이동 물체로서 검출하는 이동 물체 검지부(22)를 갖는다.

Description

이동 물체 검출 장치, 이동 물체 검출 방법 및 이동 물체 검출용 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기억 매체{MOVING OBJECT DETECTING APPARATUS, MOVING OBJECT DETECTING METHOD, AND COMPUTER READABLE STORAGE MEDIUM HAVING COMPUTER PROGRAM FOR DETECTING MOVING OBJECT}
본 발명은, 예컨대, 이동 물체를, 레이더에 의한 계측 데이터에 기초하여 검출하는 이동 물체 검출 장치, 이동 물체 검출 방법 및 이동 물체 검출용 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
교통량에 관한 정보 등을 수집하기 위해서, 도로 상을 주행하는 차량을 레이더에 의한 계측 데이터에 기초하여 검출하는 기술이 개발되어 있다. 주행 중인 차량을 검지하는 시스템은, 가드레일 등의 고정물 또는 주차 차량과 같은 일정 기간 이상에 걸쳐 이동하지 않는 물체인 정지 물체를 주행 중인 차량으로서 잘못 검출하지 않는 것이 바람직하다. 그래서, 정지 물체의 위치를 나타내는 배경 데이터를 구하고, 레이더에 의한 계측 데이터로부터 배경 데이터에 표시된 정지 물체의 위치 데이터를 제외한 나머지 데이터로부터 주행 중인 차량을 검출하는 기술이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 및 2를 참조).
예컨대, 특허문헌 1에 개시된 장해물 검출 방법은, 노측(路側)에 설치한 밀리파 센서에 의한 스캔에 의해 얻어지는 계측 데이터와 장해물이 없는 배경 데이터와의 차분(差分)으로부터 장해물 후보를 검출 처리하고, 이 처리를 반복하여 항상 장해물 후보가 존재하는 경우에 장해물을 검출한다. 또한, 특허문헌 2에 개시된 주행 차량 검출 방법은, 도로 상에 설치한 밀리파 레이더에 의한 주사(走査)마다 차량을 추적하고, 얻어진 추적 데이터를 이용하여 주행 중인 차량을 검출한다. 그리고 이 주행 차량 검출 방법도, 배경 데이터를 이용한 배경 차분에 의해 가드레일과 같은 고정물에 관한 계측 데이터를 삭제한다.
그리고, 특허문헌 1 및 2에는, 레이더의 검지 범위 내의 각각의 거리에 있어서의 계측 데이터로부터 작성되는 그라디언트 데이터에, 망각 계수를 곱한 값을 배경 데이터에 가산함으로써, 배경 데이터를 갱신하는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2000-172980호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2002-99986호 공보
레이더로부터 출력되는 계측 데이터에는, 레이더파를 반사한 물체마다 레이더로부터 그 물체까지의 거리와 함께, 그 물체에 의해 반사되고, 레이더에 의해 수신된 레이더파(이하, 단순히 반사파라고 부름)의 강도를 나타내는 수신 레벨 신호가 포함된다. 그러나, 반사파의 강도는, 날씨 등의 환경 조건 혹은 반사파에 중첩되는 노이즈에 의해 변동한다. 그 결과, 레이더로부터 출력되는 계측 데이터에 있어서도, 반사파의 강도 변동에 따라 수신 레벨 신호의 강도가 변동한다. 특히, 정지 물체에 의한 반사파의 강도가 낮은 경우, 환경 조건 또는 노이즈에 따라서는, 그 정지 물체에 해당하는 수신 레벨 신호의 강도가 검지해야 할 레벨에 도달하지 못할 때가 있다. 그 때문에, 특허문헌 1 및 2에 개시된 기술에서는, 배경 데이터가 적절하게 갱신되지 않고, 그 결과, 계측 데이터로부터, 레이더로부터 정지 물체까지의 거리에 해당하는 데이터가 제외되지 않는 경우가 있다. 그 때문에, 계측 데이터 중에서 정지 물체에 해당하는 수신 레벨 신호의 강도가 우연히 검지해야 할 레벨에 도달해 있으면, 정지 물체가 잘못하여 주행 중인 차량으로서 검출되어 버릴 우려가 있다.
그래서, 본 명세서는, 레이더의 검지 범위 내에 존재하는 정지 물체를 이동 물체로서 잘못 검출하는 것을 억제 가능한 이동 물체 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
하나의 실시형태에 따르면, 이동 물체 검출 장치가 제공된다. 이 이동 물체 검출 장치는, 레이더로부터, 그 레이더로부터의 거리와 그 거리에 위치하는 물체에 의해 반사된 레이더파의 강도를 나타내는 수신 레벨 신호와의 조(組)를 1개 이상 포함하는 계측 데이터를 수신하는 인터페이스부와, 복수의 계측 데이터의 각각으로부터 제1 임계값 이상이 되는 수신 레벨 신호를 검출하여, 레이더로부터의 거리마다 제1 임계값 이상이 되는 수신 레벨 신호의 출현 빈도를 나타내는 배경값을 구하는 배경 데이터 갱신부와, 계측 데이터 중에서 제1 임계값보다 높은 제2 임계값 이상의 강도를 갖는 수신 레벨 신호에 대응하는 거리에 있는 물체 중에서, 배경값이 정지 물체에 해당하는 값보다 작은 거리에 있는 물체를 이동 물체로서 검출하는 이동 물체 검지부를 포함한다.
본 발명의 목적 및 이점은, 청구항에 있어서 특별히 지적된 엘리먼트 및 조합에 의해 실현되고, 달성된다.
상기 일반적인 기술 및 하기 상세한 기술 모두 예시적이고 설명적인 것으로서, 청구항과 같이, 본 발명을 한정하는 것은 아니라는 점을 이해해야 한다.
본 명세서에 개시된 이동 물체 검출 장치는, 레이더의 검지 범위 내에 존재하는 정지 물체를 이동 물체로서 잘못 검출하는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 하나의 실시형태에 따른 이동 물체 검출 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 제어부의 기능 블록도이다.
도 3의 (a)는 레이더와 고정물의 위치 관계의 일례를 나타낸 도면이고, (b)는 (a)에 대응하는 배경 데이터의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 레이더로부터 정해진 거리에 있는 정지 물체에 대한 계측 데이터에 포함되는 수신 레벨 신호의 강도의 시간 변화의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5는 배경 데이터 갱신 처리의 동작 흐름도를 나타낸다.
도 6은 이동 물체 검출 처리의 동작 흐름도를 나타낸다.
이하, 도면을 참조하면서, 하나의 실시형태에 따른 이동 물체 검출 장치에 대해서 설명한다.
이 이동 물체 검출 장치는, 예컨대, 노측에 설치된 레이더로부터의 계측 데이터에 기초하여, 도로 상을 주행 중인 차량을 이동 물체로서 검출한다. 그리고 이 이동 물체 검출 장치는, 정지 물체가 존재하는 위치를 나타내는 배경 데이터를 갱신할 때의 수신 레벨 신호에 대한 임계값을, 주행 차량을 검지할 때의 수신 레벨 신호에 대한 임계값보다 낮게 설정한다. 이에 따라, 이 이동 물체 검출 장치는, 레이더의 검지 범위 내에 존재하는 정지 물체를 배경 데이터에 반영되기 쉽게 하여 정지 물체가 이동 물체로서 잘못 검출되는 것을 억제한다.
도 1은 하나의 실시형태에 따른 이동 물체 검출 장치의 개략 구성도이다. 이동 물체 검출 장치(1)는, 레이더 인터페이스부(11)와, 기억부(12)와, 출력부(13)와, 제어부(14)를 갖는다. 그리고 이동 물체 검출 장치(1)는, 레이더 인터페이스부(11)를 통해 레이더(2)와 접속된다.
본 실시형태에서, 레이더(2)는, 주파수 변조 연속파(frequency modulated continuous wave, fmcw) 방식에 의해 레이더파를 반사한 물체를 검지한다. 그리고 레이더(2)는, 예컨대, 차량이 주행하는 도로의 옆에 마련된 지주(支柱)에 설치된다. 또한, 레이더(2)는, 예컨대, 교통 상황을 파악하는 등의 목적으로 설치된 기존의 레이더 검지기여도 좋다.
레이더(2)는 도로 상을 주행 중인 차량을 향해 레이더파를 발신하고, 차량에 의해 반사된 레이더파를 수신하도록 방향이 조정된 레이더의 송신 안테나(도시하지 않음) 및 수신 안테나(도시하지 않음)를 갖는다. 본 실시형태에서, 레이더(2)의 송신 안테나로부터 방사되는 레이더파의 수평 방향 및 수직 방향의 방사각은, 검지 대상이 되는 차량이 주행하는 도로가 레이더(2)의 검지 범위 내에 포함되도록 설정된다.
레이더(2)는 송신 안테나로부터 송신되는 삼각파 형상으로 주파수가 변화되는 레이더파의 일부와, 수신 안테나에 의해 검지한 반사파를 믹싱한다. 그리고 레이더(2)는 주파수가 높아지는 오르막 구간과 주파수가 낮아지는 내리막 구간의 각각에 대해서, 반사파의 주파수와 레이더파의 주파수의 차를 나타내는 비트 신호를 생성한다. 레이더(2)는 이 비트 신호에 기초하여, 오르막 구간에서의 반사파의 주파수 fup 및 내리막 구간에서의 반사파의 주파수 fdown을 구함으로써, 레이더파를 반사한 물체까지의 거리 및 그 물체의 속도를 구한다. 그리고 레이더(2)는, 일정 주기(예컨대, 100 msec)마다 계측 데이터를 출력한다. 계측 데이터는, 정해진 거리 간격으로 설정된 복수의 위치의 각각에 대해서, 반사파의 강도를 나타내는 수신 레벨 신호와, 레이더(2)로부터 그 위치까지의 거리와, 그 위치에 있는 물체의 이동 속도를 조로 하는 계측값을 포함한다. 또한, 정해진 거리 간격은, 레이더(2)의 거리의 해상도에 해당하고, 예컨대, 3 m～10 m 간격으로 설정된다.
레이더 인터페이스부(11)는, 이동 물체 검출 장치(1)를 레이더(2)와 접속하기 위한 인터페이스 회로를 갖는다. 이 인터페이스 회로는, 예컨대, RS-232C 또는 유니버설 시리얼 버스와 같은 시리얼 통신 규격에 준거한 회로, 혹은, 이더넷(등록상표)에 준거한 회로로 할 수 있다. 그리고 레이더 인터페이스부(11)는, 레이더(2)로부터 계측 데이터를 수신하고, 그 계측 데이터를 제어부(14)에 전달한다.
기억부(12)는, 예컨대, 판독 기록 가능한 반도체 메모리 회로와, 판독 전용의 반도체 메모리 회로를 갖는다. 그리고 기억부(12)는, 레이더(2)의 검지 범위 내를 주행하는 차량을 검출하기 위해서 이용되고, 제어부(14) 상에서 동작하는 컴퓨터 프로그램을 기억한다. 또한, 기억부(12)는, 주행 중인 차량을 검출하기 위해서 이용되는 다양한 데이터, 예컨대, 레이더(2)로부터 수취한 계측 데이터 및 배경 데이터 등을 기억한다. 또한, 기억부(12)는, 차량이 검출된 시각, 레이더(2)로부터 검출된 차량까지의 거리 및 그 차량의 이동 속도 등, 검출된 차량의 정보를 기억하여도 좋다.
출력부(13)는, 이동 물체 검출 장치(1)를, 다른 기기, 예컨대, 교통 관리 시스템과 접속하기 위한 인터페이스 회로를 갖는다. 이 인터페이스 회로는, 예컨대, 이더넷(등록상표)에 준거한 회로로 할 수 있다. 그리고 출력부(13)는, 제어부(14)로부터 수취한 주행 중인 차량에 관한 정보를 다른 기기에 출력한다.
제어부(14)는, 이동 물체 검출 장치(1) 전체를 제어한다. 또한, 제어부(14)는, 레이더(2)로부터 수취한 계측 데이터에 기초하여, 레이더(2)의 검지 범위 내를 주행하고 있는 차량을 이동 물체로서 검출한다. 그 때문에, 제어부(14)는, 적어도 하나의 프로세서 및 주변 회로를 갖는다.
도 2는 제어부(14)의 기능 블록도이다. 제어부(14)는, 배경 데이터 갱신부(21)와, 차량 검지부(22)를 갖는다. 제어부(14)가 갖는 이들의 각 부는, 제어부(14)가 갖는 프로세서 상에서 실행되는 컴퓨터 프로그램에 의해 실현되는 기능 모듈이다. 혹은, 제어부(14)가 갖는 이들의 각부는 각각 별개의 회로로서 이동 물체 검출 장치(1)에 실장되어도 좋다.
배경 데이터 갱신부(21)는, 레이더(2)로부터 과거에 수신한 복수의 계측 데이터에 기초하여, 레이더(2)의 검지 범위 내에 존재하는 정지 물체의 위치를 나타내는 배경 데이터를 갱신한다.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)를 참조하면서, 배경 데이터에 대해서 설명한다. 도 3의 (a)는, 레이더(2)와 고정물의 위치 관계의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 레이더(2)의 검지 범위 내에서, 레이더(2)로부터 거리(d)만큼 떨어진 위치에, 교통 안내도 등을 게시하기 위한 지주(301)가 도로(300)에 걸치도록 설치되고, 이 지주(301)가 레이더파를 반사하는 것으로 한다. 그 때문에, 레이더(2)가 계측 데이터를 생성할 때마다, 그 계측 데이터에는, 거리(d)의 위치에서의 수신 레벨 신호는, 그 위치에 레이더파를 반사하는 다른 물체가 존재하지 않는 한, 지주(301)에 의해 반사된 레이더파에 해당하는 강도를 갖는다. 따라서, 계측 데이터가 얻어질 때마다, 어떤 일정 이상의 강도를 갖는 수신 레벨 신호가 출현하는 빈도를 레이더(2)로부터의 거리마다 계수(計數)하면, 거리(d)에 있어서의, 그 일정 이상의 강도를 갖는 수신 레벨 신호의 출현 빈도는 높아진다. 한편, 주행하고 있는 차량은, 시간의 경과와 함께 이동하기 때문에, 어떤 일정 이상의 강도를 갖는 수신 레벨 신호가 출현하는 빈도를 거리마다 계수하여도, 레이더(2)로부터 주행 중인 차량까지의 거리에 있어서의 일정 이상의 강도를 갖는 수신 레벨 신호의 출현 빈도는 낮다. 이와 같이, 거리마다 정해진 임계값 Thd 이상의 강도를 갖는 수신 레벨 신호가 출현한 빈도를 집계하면, 그 빈도가 높은 곳에 정지 물체가 존재하는 것을 알 수 있다. 그래서, 배경 데이터는, 정해진 임계값 Thd 이상의 강도를 갖는 수신 레벨 신호가 출현한 빈도를 레이더(2)로부터의 거리마다 나타내는 데이터로서 생성된다.
도 3의 (b)는, 도 3의 (a)에 대응하는 배경 데이터의 일례를 나타낸 도면이다. 도 3의 (b)에 있어서, 횡축은 거리를 나타내고, 종축은 배경값을 나타낸다. 그리고 배경값은, 계측 데이터 중에서 어떤 일정 이상의 강도를 갖는 수신 레벨 신호가 출현한 빈도에 해당한다. 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 배경 데이터(310)에서는, 레이더(2)로부터 지주(301)까지의 거리(d)에서의 배경값이 높고, 그 이외의 거리에서, 배경값은 거의 0으로 되어 있다. 또한, 거리(d)의 전후에 있어서 배경값이 약간 높게 되어 있는 것은, 예컨대, 레이더(2)에 의해 측정된 지주(301)까지의 거리에 측정 오차가 포함되기 때문이다.
따라서, 이동 물체 검출 장치(1)는, 주행 중인 차량을 검출할 때, 레이더(2)로부터 얻은 계측 데이터로부터, 배경값이 높은 거리(d)에 해당하는 계측값을 제외함으로써, 지주(301)를 주행 중인 차량으로서 잘못 검출하는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 전술한 바와 같이, 지주(301)에 의해 반사된 레이더파가 약하고, 그 결과 계측 데이터 중에서의 거리(d)에 있어서의 수신 레벨 신호의 강도가 임계값 Thd를 사이에 두고 변동하면, 배경값은 충분히 높아지지 않는다. 이 모습을 도 4를 참조하면서 설명한다.
도 4는 레이더(2)로부터 하나의 정지 물체까지의 거리에서의 계측 데이터에 포함되는 수신 레벨 신호의 강도의 시간 변화의 일례를 나타낸 도면이다. 도 4에 있어서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 수신 레벨 신호의 강도를 나타낸다. 그리고 그래프(401)는, 정지 물체에 의한 반사파가 충분히 강한 경우의 수신 레벨 신호의 강도의 시간 변화를 나타내고, 한편, 그래프(402)는, 정지 물체에 의한 반사파의 강도가 충분하지 않은 경우의 수신 레벨 신호의 강도의 시간 변화를 나타낸다. 그리고 임계값 ThdA는, 후술하는 차량 검지부(22)가 주행 차량을 검출하기 위해서 이용하는 수신 레벨 신호의 임계값으로서, 예컨대, 검지해야 할 주행 차량이 존재하지 않을 때의 수신 레벨 신호의 강도의 상한값에 해당하는 값으로 설정된다.
반사파가 충분히 강하면, 그래프(401)에 표시되는 바와 같이, 계측 데이터 중의 수신 레벨 신호가 환경 조건 등에 따라 변동하여도, 그 수신 레벨 신호는 임계값 ThdA보다 항상 높아진다. 그 때문에, 배경 데이터로서 받아들이는 수신 레벨 신호의 하한값이 임계값 ThdA이더라도, 레이더(2)로부터 정지 물체까지의 거리에 있어서의 배경값은 충분히 큰 값이 된다. 그 때문에, 이동 물체 검출 장치(1)는, 정지 물체를 주행 중인 차량으로서 잘못 검출하는 일은 없다.
그러나, 반사파의 강도가, 주행 중인 차량으로서 검지하는 반사파의 강도의 하한값에 가까운 경우, 환경 조건 등에 따른 반사파의 강도 변동에 의해 수신 레벨 신호가 임계값 ThdA를 초과하지 않을 경우가 있다. 그래프(402)에 표시되는 예에서는, 수신 레벨 신호가 임계값 ThdA보다 높아지는 시각은 t1과 t2만이 된다. 이 경우, 배경 데이터로서 받아들이는 수신 레벨 신호의 하한값이 임계값 ThdA라면, 레이더(2)로부터 정지 물체까지의 거리에 해당하는 배경값은 작은 값이 된다. 그 때문에, 이동 물체 검출 처리를 실행할 때, 레이더(2)로부터 정지 물체까지의 거리에 대응하는 계측값이 계측 데이터로부터 제외되지 않게 된다. 그 결과로서, 이동 물체 검출 장치(1)는, 시각 t1 및 t2에 있어서, 정지 물체를 주행 중인 차량으로서 잘못 검출할 우려가 있다.
그러나, 배경 데이터로서 받아들이는 수신 신호 레벨의 하한값이 임계값 ThdA보다 낮은 임계값 ThdB라면, 정지 물체에 해당하는 수신 레벨 신호가 그래프(402)에 표시되는 레벨이어도 대부분의 시각에서 수신 레벨 신호는 임계값 ThdB 이상이 된다. 따라서, 정지 물체까지의 거리에서의 배경값은 충분히 큰 값이 된다.
그래서, 배경 데이터 갱신부(21)는, 배경 데이터로서 받아들이는 수신 레벨 신호의 임계값 ThdB(즉, 제1 임계값)를, 차량을 검지할 때의 수신 레벨 신호의 임계값 ThdA(즉, 제2 임계값)보다 낮은 값으로 설정한다. 임계값 ThdB는, 예컨대, 임계값 ThdA보다, 환경 조건 혹은 반사파에 중첩되는 노이즈 등에 의한 수신 레벨 신호의 변동폭에 해당하는 값만큼 작은 값, 예컨대, 임계값 ThdA보다 2～3 dBmV 작은 값으로 설정된다.
도 5는 배경 데이터 갱신부(21)에 의해 실행되는 배경 데이터 갱신 처리의 동작 흐름도이다. 배경 데이터 갱신부(21)는, 제어부(14)가 레이더(2)로부터 계측 데이터를 수신할 때마다, 혹은, 일정 기간마다(예컨대, 1초마다, 30초마다, 또는 1분마다) 수신한 계측 데이터에 기초하여, 레이더(2)로부터의 거리마다 배경 데이터 갱신 처리를 실행한다.
배경 데이터 갱신부(21)는, 계측 데이터에 포함되는 주목하는 거리에서의 수신 레벨 신호가 임계값 ThdB 이상인지 여부를 판정한다(단계 S101). 수신 레벨 신호가 임계값 ThdB 미만이면(단계 S101-No), 레이더(2)로부터 그 거리만큼 떨어진 위치에 정지 물체가 존재할 가능성은 낮다. 그래서 배경 데이터 갱신부(21)는, 최신의 계측 데이터에 있어서, 물체가 검출되었는지 여부를 나타내는 갱신용 데이터 Wt의 값을 0으로 설정한다(단계 S102). 또한, 본 실시형태에서는, 갱신용 데이터 Wt의 값이 클수록 Wt에 대응하는 위치에 물체가 존재할 가능성이 높다.
한편, 수신 레벨 신호가 임계값 ThdB 이상이면(단계 S101-Yes), 레이더(2)로부터 주목하는 거리만큼 떨어진 위치에 주행 중인 차량 또는 정지 물체 중 어느 하나가 존재할 가능성이 있다. 그래서, 배경 데이터 갱신부(21)는, 계측 데이터에 있어서, 주목하는 거리에 대응하는 물체의 이동 속도의 절대값이 정해진 속도 임계값 ThdV1 이하인지 여부를 판정한다(단계 S103). 또한, 속도 임계값 ThdV1은, 측정 오차를 고려한 정지 물체의 이동 속도의 상한값으로서, 예컨대, 5 km/h로 설정된다. 주목하는 거리에 대응하는 물체의 이동 속도의 절대값이 속도 임계값 ThdV1보다 높으면(단계 S103-No), 레이더(2)로부터 그 거리만큼 떨어진 위치에 있는 물체는 정지 물체가 아니다. 그래서 배경 데이터 갱신부(21)는, 갱신용 데이터 Wt의 값을 0으로 설정한다(단계 S102).
한편, 주목하는 거리에 대응하는 물체의 이동 속도의 절대값이 속도 임계값 ThdV1 이하이면(단계 S103-Yes), 레이더(2)로부터 그 거리만큼 떨어진 위치에 있는 물체는 정지 물체일 가능성이 있다. 그래서 배경 데이터 갱신부(21)는, 갱신용 데이터 Wt의 값을 1로 설정한다(단계 S104).
단계 S102 또는 S104 후, 배경 데이터 갱신부(21)는, 기억부(12)에 기억되어 있는 배경 데이터 중, 주목하는 거리의 배경값을 다음 식에 따라 갱신한다(단계 S105).
Figure pat00001
여기서 Mt는 갱신 전의 주목하는 거리의 배경값이고, Mt+1은 갱신 후의 주목하는 거리의 배경값을 나타낸다. 그리고 α는 망각 계수로서, 예컨대, 0.001～0.01의 범위 중 어느 값으로 설정된다. (1) 식에서 밝혀진 바와 같이, 본 실시형태에서, 배경값은 0～1의 범위 내의 어느 값이 된다. 이에 따라, 배경 데이터는, 레이더(2)의 검지 범위 내의 정지 물체의 위치에 관한 최신의 상황을 나타낼 수 있다. 또한, 교통신호 등에 의해 일시 정차 중인 차량이 존재하는 경우에는, 레이더(2)로부터 그 차량까지의 거리에 대응하는 배경값은 일시적으로 커지지만, 그 차량이 이동하면 배경값은 낮아진다. 따라서, 예컨대, 망각 계수를, 차량이 일시 정차하는 기간 동안에 취득되는 계측 데이터의 수의 역수보다 작게 함으로써, 배경 데이터 갱신부(21)는, 그와 같은 일시 정차 중인 차량에 대응하는 배경값을 낮게 억제할 수 있다.
단계 S105 후, 배경 데이터 갱신부(21)는, 갱신된 배경 데이터를 기억부(12)에 기억시킨다.
차량 검지부(22)는, 이동 물체 검지부의 일례로서, 레이더(2)로부터 제어부(14)가 계측 데이터를 수취할 때마다, 그 계측 데이터에 기초하여 레이더(2)의 검지 범위 내를 주행 중인 차량을 검출한다.
예컨대, 차량 검지부(22)는, 계측 데이터로부터, 배경 데이터에 포함되는 배경값이 정해진 임계값 Thdr 이상이 되는 거리에 관한 계측값을 삭제한다. 이에 따라, 차량 검지부(22)는, 정지 물체를 주행 중인 차량으로서 잘못 인식하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 정해진 임계값 Thdr은, 예컨대, 정지 물체가 존재하는 위치의 배경값의 최소값이 되도록 실험적으로 정해지고, 예컨대, 배경값이 취할 수 있는 최대값에 0.3 또는 0.4를 곱한 값으로 설정된다. 차량 검지부(22)는, 나머지 계측값 중, 수신 레벨 신호가 임계값 ThdA 이상이 되는 계측값을 추출한다. 그리고 차량 검지부(22)는, 그 추출된 계측값에 대응하는 거리에 주행 중인 차량이 존재한다고 판정한다. 그리고 차량 검지부(22)는, 계측 데이터 중에서 그 추출된 계측값에 대응하는 이동 속도를 검지된 차량의 속도로 한다.
또한, 차량 검지부(22)는, 추출된 계측값에 대응하는 이동 속도의 절대값이 정해진 속도 임계값 ThdV2 이상인 경우에만, 레이더(2)로부터 그 거리만큼 떨어진 위치에 주행 중인 차량이 존재한다고 판정해도 좋다. 또한, 속도 임계값 ThdV2는, 예컨대, 레이더(2)의 검지 범위 내를 주행 중인 차량의 평균 속도로부터 정해진 오프셋값(예컨대, 20 km/h～30 km/h)을 뺀 값으로 설정된다. 예컨대, 레이더(2)의 검지 범위 내를 주행 중인 차량이 정지하지 않은 것이 상정(想定)되는 경우에, 차량 검지부(22)는, 이와 같이 일정 이상의 속도를 갖는 물체만을 이동 물체로서 검출함으로써, 정지 물체를 주행 중인 차량으로서 잘못 검출할 가능성을 보다 저감시킬 수 있다.
한편, 이동 물체 검출 장치(1)가, 교통신호 또는 정체에 의해 일시적으로 정차하고 있는 차량도 주행 중인 차량으로서 검출하는 경우, 차량 검지부(22)는, 일시 정차 중인 차량이 검출되지 않는 것을 방지하기 위해서, 전술한 바와 같이 이동 속도에 의하지 않고 차량을 검출하는 것이 바람직하다.
차량 검지부(22)는, 레이더(2)로부터 검지한 차량까지의 거리 및 그 차량의 이동 속도를, 출력부(13)를 통해 다른 기기에 출력한다.
도 6은 제어부(14)에 의해 실행되는 이동 물체 검출 처리의 동작 흐름도이다. 제어부(14)는, 레이더(2)로부터 계측 데이터를 취득할 때마다, 그 최신의 계측 데이터에 기초하여, 이 동작 흐름도에 따라 이동 물체 검출 처리를 실행한다.
제어부(14)의 차량 검지부(22)는, 최신의 계측 데이터로부터, 배경 데이터에 포함되는 배경값이 임계값 Thdr 이상이 되는 거리에 대응하는 계측값을 삭제한다(단계 S201). 그리고 차량 검지부(22)는, 나머지 계측값 중에서, 수신 레벨 신호가 임계값 ThdA 이상이 되는 계측값이 있는지 여부를 판정한다(단계 S202). 수신 레벨 신호가 임계값 ThdA 이상이 되는 계측값이 존재하는 경우(단계 S202-Yes), 차량 검지부(22)는, 수신 레벨 신호가 임계값 ThdA 이상이 되는 계측값에 대응하는 거리에, 주행 중인 차량의 후보 데이터가 존재한다고 판정한다(단계 S203). 그리고 차량 검지부(22)는, 예컨대 특허문헌 2에 개시된 방법에 의해 검출된 차량에 대응하는 거리 및 이동 속도를 출력부(13)를 통해 다른 기기에 출력한다.
단계 S203 후, 혹은 단계 S202에서 수신 레벨 신호가 임계값 ThdA 이상이 되는 계측값이 존재하지 않는다고 판정된 경우(단계 S202-Yes), 제어부(14)의 배경 데이터 갱신부(21)는, 배경 데이터 갱신 처리를 실행한다(단계 S204). 그 후, 제어부(14)는, 이동 물체 검출 처리를 종료한다.
또한, 제어부(14)는, 단계 S204의 처리를, S201～S203의 처리보다 전에 실행하여도 좋다. 혹은, 제어부(14)는, 단계 S204의 처리와, 단계 S201～S203의 처리를 병렬로 실행하여도 좋다.
이상으로 설명한 바와 같이, 이 이동 물체 검출 장치는, 배경 데이터로서 받아들이는 수신 레벨 신호의 임계값을, 이동 물체 검지에 이용되는 수신 레벨 신호의 임계값보다 낮은 값으로 한다. 이에 따라, 이 이동 물체 검출 장치는, 환경 조건 등에 따라, 정지 물체에 의한 반사파의 강도에 해당하는 수신 레벨 신호의 강도가 이동 물체 검출용 임계값을 사이에 두고 변동하는 정지 물체에 대해서도, 배경 데이터에 반영시킬 수 있다. 그 때문에, 이 이동 물체 검출 장치는, 정지 물체를 주행 중인 차량으로서 잘못 검출하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않는다. 예컨대, 변형례에 따르면, 레이더의 송신 안테나 및 수신 안테나는, 특정 방향을 향해 레이더파를 방사하고, 그 특정 방향으로부터의 반사파를 수신하는 지향성을 갖는 안테나여도 좋다. 이 경우에, 레이더는, 송신 안테나 및 수신 안테나를 일정 주기(예컨대, 100 msec 주기)로 수평 방향의 정해진 각도 범위 내를 주사하게 하는 송신 안테나 및 수신 안테나의 구동 기구를 더 가져도 좋다. 이 경우, 계측 데이터에는, 정해진 주사 각도 간격 및 거리 간격으로 설정된 복수의 위치의 각각에 대해서, 레이더로부터 그 위치까지의 거리 및 방위각과, 반사파의 강도를 나타내는 수신 레벨 신호와, 그 위치에 있는 물체의 이동 속도를 조로 하는 계측값이 포함된다.
이 경우, 배경 데이터는, 정해진 거리 간격으로 설정된 거리와 정해진 주사 각도 간격으로 설정된 방위각의 조마다 배경값을 갖는다. 그리고 배경 데이터 갱신부도, 거리 및 방위각의 조마다 배경값을 갱신한다. 그리고 물체 검지부는, 거리 및 방위각의 조마다 배경값이 임계값 Thdr 이상이 되는지 여부를 조사하고, 계측 데이터로부터 배경값이 임계값 Thdr 이상이 되는 거리 및 방위각의 조에 대응하는 계측값을 제외하고, 나머지 계측값에 기초하여 주행 중인 차량을 검출한다.
또한, 다른 변형례에 따르면, 배경 데이터 갱신부는, 계측 데이터 중에 수신 레벨 신호가 임계값 ThdB 이상이 되고, 이동 속도의 절대값이 임계값 ThdV1 이하가 되는 계측값이 있으면, 그 계측값에 대응하는 거리와 인접한 거리의 갱신용 데이터에, 0～1 사이의 정해진 값을 가산하여도 좋다. 이에 따라, 배경 데이터 갱신부는, 레이더의 측정 오차 등에 의한, 정지 물체 위치의 흔들림을 배경 데이터에 반영시킬 수 있다.
또 다른 변형례에 따르면, 배경 데이터 갱신부는, 최신의 계측 데이터의 취득시를 포함한 일정 기간 동안에 취득된 복수의 계측 데이터의 각각으로부터, 수신 레벨 신호가 임계값 ThdB 이상이 되는 계측값을 검출하여도 좋다. 그리고 배경 데이터 갱신부는, 레이더로부터의 거리마다, 그 일정 기간 동안에 있어서의, 임계값 ThdB 이상의 강도를 갖는 수신 레벨 신호의 출현 빈도를 배경값으로서 구하여도 좋다.
또 다른 변형례에 따르면, 레이더는, 펄스 압축 방식 또는 2주파 연속파(continuous wave, CW) 방식에 따른 레이더 장치여도 좋다. 이 경우, 제어부는, 일정 주기마다, 레이더로부터, 정해진 거리 간격으로 설정된 복수의 위치의 각각에 대해서, 반사파의 강도를 나타내는 수신 레벨 신호를 포함하는 계측 데이터를 수취한다. 그리고 차량 검지부는, 배경값이 임계값 Thdr 미만이고, 수신 레벨 신호가 임계값 ThdA 이상인 거리에 있는 물체를, 주행 중인 차량의 후보로서 검출한다. 이 경우, 차량 검지부는, 예컨대, 최신의 계측 데이터에 있어서 검지된 차량의 후보에 대한 현재 위치와, 정해진 횟수(예컨대, 1회～수회) 전에 취득한 계측 데이터에 있어서 검지된 차량의 후보에 대한 과거 위치를 비교한다. 그리고 차량 검지부는, 현재 위치로부터, 그 현재 위치에 가장 가까운 과거 위치까지의 거리를 레이더의 측정 주기로 나눔으로써, 현재 위치에 있어서 물체의 속도를 추정하고, 그 추정값이 정해진 범위 내이면, 그 현재 위치에 있는 물체를 주행 중인 차량으로 한다.
또한, 검지 대상이 되는 물체는, 주행 중인 차량으로 한정되지 않는다. 검지 대상이 되는 물체는, 레이더파를 반사하고, 이동하는 물체이면 좋다.
또한, 전술한 실시형태 또는 변형례에 따른 제어부의 기능을 컴퓨터에 실현시키는 명령을 갖는 컴퓨터 프로그램은, 자기 기록 매체, 광 기록 매체 혹은 비휘발성의 반도체 메모리와 같은 기록 매체에 기록된 형태로 제공되어도 좋다.
여기에 거론된 모든 예 및 특정 용어는, 독자가, 본 발명 및 해당 기술의 촉진에 대한 본 발명자에 의해 기여된 개념을 이해하는 것을 돕는 교시적인 목적으로 의도된 것으로서, 본 발명의 우위성 및 열등성을 나타내는 것에 관한 본 명세서의 어떠한 예의 구성, 그러한 특정의 거론된 예 및 조건에 한정되지 않도록 해석되어야 할 것이다. 본 발명의 실시형태는 상세히 설명되어 있지만, 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어나지 않게, 여러 가지 변경, 치환 및 수정을 이것에 가하는 것이 가능하다는 것을 이해해야 한다.
1 : 이동 물체 검출 장치 2 : 레이더
11 : 레이더 인터페이스부 12 : 기억부
13 : 출력부 14 : 제어부
21 : 배경 데이터 갱신부 22 : 차량 검지부

Claims (4)

  1. 레이더로부터, 이 레이더로부터의 거리와 이 거리에 위치하는 물체에 의해 반사된 레이더파의 강도를 나타내는 수신 레벨 신호와의 조(組)를 1개 이상 포함하는 계측 데이터를 수신하는 인터페이스부와,
    복수의 상기 계측 데이터의 각각으로부터 제1 임계값 이상이 되는 상기 수신 레벨 신호를 검출하여, 상기 레이더로부터의 거리마다 상기 제1 임계값 이상이 되는 상기 수신 레벨 신호의 출현 빈도를 나타내는 배경값을 구하는 배경 데이터 갱신부와,
    상기 계측 데이터 중에서 상기 제1 임계값보다 높은 제2 임계값 이상의 강도를 갖는 상기 수신 레벨 신호에 대응하는 거리에 있는 물체 중에서, 상기 배경값이 정지 물체에 해당하는 값보다 작은 거리에 있는 물체를 이동 물체로서 검출하는 이동 물체 검지부를 포함하는 이동 물체 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 임계값은, 물체에 의해 반사되고, 상기 레이더에 의해 수신된 상기 레이더파의 강도의 변동폭에 해당하는 값만큼 상기 제2 임계값보다 작은 값으로 설정되는 것인 이동 물체 검출 장치.
  3. 레이더로부터, 이 레이더로부터의 거리와 이 거리에 위치하는 물체에 의해 반사된 레이더파의 강도를 나타내는 수신 레벨 신호와의 조를 1개 이상 포함하는 계측 데이터를 수신하는 단계와,
    복수의 상기 계측 데이터의 각각으로부터 제1 임계값 이상이 되는 상기 수신 레벨 신호를 검출하여, 상기 레이더로부터의 거리마다 상기 제1 임계값 이상이 되는 상기 수신 레벨 신호의 출현 빈도를 나타내는 배경값을 구하는 단계와,
    상기 계측 데이터 중에서 상기 제1 임계값보다 높은 제2 임계값 이상의 강도를 갖는 상기 수신 레벨 신호에 대응하는 거리에 있는 물체 중에서, 상기 배경값이 정지 물체에 해당하는 값보다 작은 거리에 있는 물체를 이동 물체로서 검출하는 단계를 포함하는 이동 물체 검출 방법.
  4. 레이더로부터, 이 레이더로부터의 거리와 이 거리에 위치하는 물체에 의해 반사된 레이더파의 강도를 나타내는 수신 레벨 신호와의 조를 1개 이상 포함하는 계측 데이터를 수신하고,
    복수의 상기 계측 데이터의 각각으로부터 제1 임계값 이상이 되는 상기 수신 레벨 신호를 검출하여, 상기 레이더로부터의 거리마다 상기 제1 임계값 이상이 되는 상기 수신 레벨 신호의 출현 빈도를 나타내는 배경값을 구하며,
    상기 계측 데이터 중에서 상기 제1 임계값보다 높은 제2 임계값 이상의 강도를 갖는 상기 수신 레벨 신호에 대응하는 거리에 있는 물체 중에서, 상기 배경값이 정지 물체에 해당하는 값보다 작은 거리에 있는 물체를 이동 물체로서 검출하는 것을 컴퓨터에 실행시키는 명령을 포함하는 이동 물체 검출용 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기억 매체.
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