WO2016047460A1 - 物体検出装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a technique for detecting an object using a radar and a camera.
  • Patent Document 1 a configuration for detecting an object using a radar and a camera has been proposed (see Patent Document 1). Specifically, in the configuration described in Patent Document 1, objects are detected independently by the millimeter wave radar and the monocular camera, and the positional relationship between the objects satisfies the determination criterion (particularly, they are close to each other). Case), it is determined that these objects are the same object.
  • an object detection apparatus that detects an object using a radar and a camera and that can more accurately determine whether or not they are the same object is provided. It is an object of the present invention to do this.
  • the first specifying unit may be configured such that the vehicle width direction of the vehicle is the X axis and the vehicle length direction of the vehicle is the Y axis for the first object detected based on the detection information by the radar.
  • the first region including the first detection point which is a detection point representing the relative position of the first object with respect to the reference point on the XY plane is identified.
  • the second specifying unit determines a second detection point, which is a detection point representing a relative position of the second object with respect to a reference point on the XY plane, for the second object detected based on the image captured by the monocular camera.
  • the second region to be included is specified.
  • the collision time acquisition unit acquires the first collision time for the first object and the second collision time for the second object, and the same determination unit determines whether the first area and the second area are in the XY plane. And the first object and the second object are the same object on the condition that there is an overlapping portion and the difference between the first collision time and the second collision time is less than a reference value. Is determined.
  • a collision mitigation device 1 is a device mounted on a moving body such as a vehicle.
  • the collision mitigation apparatus 1 detects an object (information on an object such as another vehicle or a pedestrian) using a radar and a camera image, and when there is a possibility of colliding with the object, an impact when avoiding or colliding with the object
  • the vehicle has a function of performing control such as braking the host vehicle.
  • it is accurately recognized whether the object detected by the radar and the object detected by the camera are one object (the same object) or different objects. It has a function.
  • the collision mitigation device 1 includes a millimeter wave radar 2, a monocular camera 3, a brake ECU 4, an engine ECU 5, a notification device 6, and a collision mitigation ECU 7.
  • the collision mitigation ECU 7 is communicably connected to each of the millimeter wave radar 2, the monocular camera 3, the brake ECU 4, the engine ECU 5, and the notification device 6. Note that the configuration for realizing communication is not particularly limited.
  • the millimeter wave radar 2 is a radar for detecting an object (such as another vehicle or a pedestrian) using millimeter waves, and is located at the center (front end) of the own vehicle (the vehicle on which the collision mitigation device 1 is mounted). Position). The millimeter wave radar 2 transmits the millimeter wave forward while scanning the millimeter wave in a horizontal plane, and transmits the transmission / reception data obtained by receiving the reflected millimeter wave to the collision mitigation ECU 7 as a radar signal. .
  • the monocular camera 3 includes one CCD camera and is attached to the center of the front side of the vehicle interior of the host vehicle.
  • the monocular camera 3 transmits image data captured by the CCD camera to the collision reduction ECU 7 as an image signal.
  • the brake ECU 4 is an electronic control device that controls braking of the host vehicle, and includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Specifically, the brake ECU 4 controls the brake ACT, which is an actuator that opens and closes the pressure increase control valve and the pressure reduction control valve provided in the brake fluid pressure circuit, according to the detection value of the sensor that detects the depression amount of the brake pedal. Control. Further, the brake ECU 4 controls the brake ACT so as to increase the braking force of the host vehicle in accordance with an instruction from the collision reduction ECU 7.
  • the engine ECU 5 is an electronic control device that controls engine start / stop, fuel injection amount, ignition timing, and the like, and includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Specifically, the engine ECU 5 controls a throttle ACT, which is an actuator that opens and closes a throttle provided in the intake pipe, according to a detection value of a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal. Further, the engine ECU 5 controls the throttle ACT so as to reduce the driving force of the internal combustion engine in accordance with an instruction from the collision mitigation ECU 7.
  • the alarm device 6 When the alarm device 6 receives an alarm signal from the collision mitigation ECU 7, the alarm device 6 notifies the vehicle driver with sound or light.
  • the collision mitigation ECU 7 is an electronic control unit that performs overall control of the collision mitigation apparatus 1 and includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
  • the collision mitigation ECU 7 takes in the radar signal from the millimeter wave radar 2 and the image signal from the monocular camera 3 at regular intervals based on the master clock of the CPU.
  • the collision mitigation ECU 7 stores a collision mitigation program that is a program for realizing object detection by the collision mitigation apparatus 1 and for mitigating the collision.
  • the collision mitigation processing executed by the collision mitigation ECU 7 in accordance with the collision mitigation program will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that the process shown in FIG. 2 is repeatedly executed in a predetermined cycle.
  • the collision mitigation ECU 7 first calculates a linear distance from the host vehicle to the object and a horizontal azimuth position of the object (an angular position with respect to the front direction of the host vehicle) based on the radar signal. Calculate (specify).
  • the position coordinates (X coordinate and Y coordinate) of the object on the XY plane are calculated (specified) as the detection point Pr of the object on the XY plane.
  • the vehicle width direction (lateral direction) of the host vehicle is the X axis
  • the vehicle length direction (front direction) of the host vehicle is the Y axis.
  • the object detection point Pr is set at the center of the plurality of detection points, for example.
  • the front end position of the host vehicle (the position where the millimeter wave radar 2 is provided) is set as the reference point Po, and the object detection point Pr represents the relative position with respect to the reference point Po.
  • FIG. 3 is an example of an object located in front of the host vehicle and on the right side.
  • a relative speed with the object may be calculated.
  • the object detected in S110 (the object detected based on the detection information by the millimeter wave radar 2) is referred to as “radar object”.
  • an error region 21 centered on the radar object detection point Pr calculated in S110 is set (S120).
  • the collision mitigation ECU 7 uses the X-coordinate and the Y-coordinate of the detection point Pr of the radar object as a reference, and the assumed error set in advance based on the characteristics of the millimeter wave radar 2 for each of the X-coordinate and the Y-coordinate.
  • a region having a width of minutes ( ⁇ ) is set as the error region 21.
  • the collision reduction ECU 7 identifies an object by analyzing a captured image represented by the image signal. This identification is performed by, for example, matching processing using a pre-registered object model.
  • the collision mitigation ECU 7 specifies the Y coordinate in the XY plane described above based on the vertical position of the object in the captured image, and based on the horizontal position of the object in the captured image, the horizontal azimuth position of the object (An angular position based on the forward direction of the host vehicle) is specified.
  • the Y coordinate can be specified based on the height of the lower end position of the object in the captured image.
  • such a specifying method has a characteristic that the detection accuracy of the Y coordinate is lowered when the lower end position of the object is not accurately detected.
  • the deviation of the object in the left-right direction tends to increase.
  • direction position of an object can be specified based on the distance from the infinity point in a captured image to the perpendicular line which passes along the center of an object.
  • the Y coordinate and horizontal azimuth position (angular position) of the object on the XY plane are specified as the detection point Pi of the object on the XY plane.
  • the object detection point Pi is set, for example, at the center in the width direction of the object.
  • the object detection point Pi represents a relative position with respect to the reference point Po.
  • the object detected in S130 (the object detected based on the image captured by the monocular camera 3) is referred to as an “image object”.
  • an error region 22 centered on the detection point Pi of the image object calculated in S130 is set (S140).
  • the collision mitigation ECU 7 uses the Y coordinate and the horizontal azimuth position of the detection point Pi as a reference for each of the Y coordinate and the horizontal azimuth position based on the characteristics of the monocular camera 3 set in advance.
  • a region having a width is set as an error region 22.
  • the same determination process is a process of determining whether or not the radar object and the image object are the same object.
  • it is first determined whether or not there is an overlapping portion (overlapping region) between the radar error region 21 and the image error region 22 on the XY plane (S310).
  • TTC radar TTC
  • S320 TTC (radar TTC) for the radar object is calculated (S320).
  • TTC is an abbreviation for Time To Collation, and represents a predicted time until the host vehicle collides with an object.
  • TTC can be obtained by dividing the relative distance from the host vehicle to the object by the relative speed of the host vehicle and the object.
  • the radar TTC is obtained based on the detection result by the millimeter wave radar 2.
  • TTC image TTC
  • the image TTC is obtained based on the change rate of the size of the object.
  • the change rate of the width of the vehicle is used when calculating the change rate of the size.
  • the rate of change of the pedestrian's height is used when calculating the rate of change of the size.
  • the length (height or width) of the object in the captured image acquired at time t1 is A
  • the image TTC that is the second collision time can be calculated using the following equation.
  • relative distance focal length / horizontal resolution * actual width / object length
  • ⁇ (Actual object length at t2 / B) / (actual object length at t2 / actual object length at B ⁇ t1 / A) * (t2 ⁇ t1) Can be described.
  • the combination of the radar TTC and the image TTC is appropriate as the same object (S340). That is, as shown in FIG. 3, when the image object is relatively moved in the direction of the arrow 33 approaching the host vehicle, the radar object is also relatively moved in the direction of the arrow 31 approaching the host vehicle. For example, the possibility of being the same object is high, but if the radar object is relatively moving in the direction of the arrow 32 moving away from the host vehicle, there is a high possibility that it is not the same object.
  • the radar object and the image object are set as the same object (S350), and the same determination process is terminated. If it is not valid as the same object (S340: NO), the radar object and the image object are set as other objects that are not the same (S360), and the same determination process is terminated.
  • collision mitigation control is performed according to the detected position and reliability of the object (S190). For example, when there is a possibility of collision with an object (when the value of the possibility of collision is a predetermined threshold value or more), an alarm signal is transmitted to the notification device 6 to notify the driver. When the possibility of collision with an object is high, an instruction to reduce the driving force of the internal combustion engine is given to the engine ECU 5, and an instruction to increase the braking force of the host vehicle is given to the brake ECU 4.
  • the collision mitigation ECU 7 corresponds to the object detection device referred to in the present invention.
  • FIG. 1B shows functional blocks representing the functions of the collision mitigation ECU 7 realized by a processor, software, or a combination thereof.
  • the collision mitigation ECU 7 includes a first identification unit 701, a second identification unit 702, a type acquisition unit 703, a proximity determination unit 704, a collision time acquisition unit 705, a second collision time calculation unit 706, a measurement method setting unit 707, and an identical determination.
  • a functional block such as a unit 708 is included.
  • the first specifying unit 701 executes the processes of steps S110 to S120.
  • the second specifying unit 702 executes the processes of steps S130 to S140.
  • the type acquisition unit 703 executes a part of the process of step S130.
  • the measurement method setting unit 707 executes the process of step S330.
  • the collision time acquisition unit 705 executes the processes of steps S320 and S330.
  • the proximity determination unit 704 executes the process of step S310.
  • the identical determination unit 708 executes the processes of steps S340 to S360.
  • the second collision time calculation unit 706 executes the process of step S330.
  • the first specifying unit 701 of the collision mitigation ECU 7 determines the vehicle width direction of the vehicle as the X axis for the first object detected based on the detection information by the millimeter wave radar 2.
  • a first region including a first detection point that is a detection point representing a relative position of the first object with respect to a reference point on the XY plane with the vehicle length direction of the vehicle as the Y axis is specified.
  • the second specifying unit 702 is a second detection that is a detection point that represents the relative position of the second object with respect to the reference point on the XY plane for the second object detected based on the image captured by the monocular camera 3. The second region including the point is specified.
  • the collision time acquisition unit 705 acquires the first collision time for the first object and the second collision time for the second object, and the same determination unit 708 detects the first region and the first region in the XY plane. That there is an overlap between the two regions, that is, the proximity determination unit 704 determines that the first object and the second object are close, and the first collision time and the second collision time.
  • the first object and the second object are determined to be the same object on condition that the difference between them is less than the reference value.
  • the second collision time calculation unit 706 of the collision mitigation ECU 7 calculates the second collision time based on the change rate of the size of the second object in the captured image. According to such a collision mitigation apparatus 1, the second collision time can be obtained without measuring the distance to the second object.
  • the second collision time calculation unit 706 of the collision mitigation ECU 7 sets the object length in the captured image obtained at time t1 to A, and the imaging obtained at time t2 after the time t1.
  • the TTC that is the second collision time is calculated using the following equation.
  • TTC A / (BA) * (t2-t1)
  • the second collision time can be calculated with a simple calculation formula using the length of the object.
  • the type acquisition unit 703 of the collision reduction ECU 7 acquires the type of the second object, and the measurement method setting unit 707 determines the size of the object according to the type of the second object. Set the measurement method. Then, the second collision time calculation unit 706 measures the size of the object with the set measurement method.
  • an appropriate measurement method can be set according to the type of the object, so that the size of the object can be recognized more accurately.
  • various forms such as a system including the collision mitigation device 1 as a constituent element, a program for causing a computer to function as the collision mitigation device 1, a medium on which the program is recorded, and a collision mitigation method
  • the present invention can be realized.
  • the width or height of the object when obtaining the image TTC, the width or height of the object is used.
  • a parameter indicating the size of the object in the captured image such as both the width and the height, may be used.
  • the image TTC when the image TTC is obtained, if the relative speed or the relative distance can be detected, the image TTC may be obtained using the relative speed and the relative distance.
  • the proximity determination between the image object and the radar object is performed based on whether or not there is an overlap between the first region and the second region.
  • other proximity determination methods may be employed. it can. For example, when the distance between the coordinates Pr of the radar object and the coordinates Pi of the image object is less than a preset threshold value, it may be determined that the image object and the radar object are close to each other.

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Abstract

　物体検出装置（７）において、近接判定部（７０４、Ｓ３１０）は、ミリ波レーダ２による検出情報に基づいて検出された第１の物体、および単眼カメラ３による撮像画像に基づいて検出された第２の物体が近接しているか否かを判定する。同一判定部（７０８、Ｓ３４０～Ｓ３６０）は、第１の物体および第２の物体が近接すること、かつ第１の物体に対する第１の衝突時間および第２の物体に対する第２の衝突時間の差分が基準値未満であることを条件として、第１の物体と第２の物体とが同一の物体であると判定する。

Description

物体検出装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１４年９月２４日に出願された日本出願番号２０１４－１９３８９３号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本発明は、レーダおよびカメラを用いて物体を検出する技術に関する。
　例えば車両の衝突回避システムでは、他の車両や歩行者等の物体を精度よく検出することが求められる。そこで、レーダおよびカメラを用いて物体を検出する構成が提案されている（特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に記載の構成では、ミリ波レーダおよび単眼カメラによりそれぞれ独立して物体が検出され、それら物体の位置関係が判断基準を満たしている場合（特に、近接している場合）に、それらの物体が同一物体であると判定される。
特開２０１４－１２２８７３号公報
　しかしながら、上記システムでは、レーダおよびカメラを用いて検出された物体が近接していると、これらが異なる物体であるとしても同一の物体であると誤認識する虞があった。
　そこで、このような問題点を鑑み、レーダおよびカメラを用いて物体を検出する物体検出装置であって、同一物体であるか否かの判定をより正確に実施することができる物体検出装置を提供することを本発明の目的とする。
　本発明の一態様による物体検出装置において、第１特定部は、レーダによる検出情報に基づいて検出された第１の物体について、車両の車幅方向をＸ軸、車両の車長方向をＹ軸、としたＸＹ平面における基準点に対する第１の物体の相対位置を表す検出点である第１の検出点を含む第１領域を特定する。また、第２特定部は、単眼カメラによる撮像画像に基づいて検出された第２の物体について、ＸＹ平面における基準点に対する第２の物体の相対位置を表す検出点である第２の検出点を含む第２領域を特定する。そして、衝突時間取得部は、第１の物体に対する第１の衝突時間、および第２の物体に対する第２の衝突時間を取得し、同一判定部は、ＸＹ平面において、第１領域と第２領域とに重複部が存在すること、かつ第１の衝突時間および第２の衝突時間の差分が基準値未満であることを条件として、第１の物体と第２の物体とが同一の物体であると判定する。
　このような物体検出装置によれば、第１領域と第２領域とに重複部が存在することだけでなく、第１の衝突時間および第２の衝突時間の差分が基準値未満であることも条件として、第１の物体と第２の物体とが同一の物体であると判定するので、第１の物体と第２の物体とが同一であるか否かをより精度よく判定することができる。
　本発明の上述およびその他の目的、特徴、および利点は、好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を添付の図面と共に読めば、容易に明らかになり、十分に理解できるであろう。
本発明の実施形態による衝突軽減装置の概略構成を示すブロック図である。 衝突軽減ＥＣＵの機能ブロック図である。 衝突軽減ＥＣＵが実行する衝突軽減処理を示すフローチャートである。 誤差領域を示す平面図である。 衝突軽減処理のうちの同一判定処理を示すフローチャートである。 物体が車両である場合において幅の変化率を示す画像図である。 物体が歩行者である場合において高さの変化率を示す画像図である。
　以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら、より詳細に説明する。しかし、本発明は、多くの異なる形態で実施されてもよく、本明細書で説明される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この発明の開示を徹底的でかつ完全にし、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために、提供される。尚、類似の符号は、図面全体にわたって類似の構成要素を示す。
　（構成）
　本発明の実施の一形態による衝突軽減装置１は、車両等の移動体に搭載された装置である。衝突軽減装置１は、レーダおよびカメラ画像を用いて物体（他車両や歩行者等の物体に関する情報）を検出し、この物体と衝突する虞がある場合に、衝突を回避または衝突する際の衝撃を軽減するために、自車両を制動する等の制御を行う機能を有する。特に、本実施形態の衝突軽減装置１においては、レーダによって検出された物体とカメラによって検出された物体とが、１つの物体（同一物体）であるのか、異なる物体であるのかを精度よく認識する機能を備えている。
　衝突軽減装置１は、図１Ａに示すように、ミリ波レーダ２と、単眼カメラ３と、ブレーキＥＣＵ４と、エンジンＥＣＵ５と、報知装置６と、衝突軽減ＥＣＵ７と、を備える。衝突軽減装置１において、衝突軽減ＥＣＵ７は、ミリ波レーダ２、単眼カメラ３、ブレーキＥＣＵ４、エンジンＥＣＵ５および報知装置６のそれぞれと通信可能に接続されている。なお、通信を実現するための構成は、特に限定されない。
　ミリ波レーダ２は、ミリ波を利用して物体（他車両や歩行者等）を検出するためのレーダであって、自車両（衝突軽減装置１が搭載された車両）の前側における中央（先端位置）に取り付けられている。ミリ波レーダ２は、ミリ波を水平面内でスキャンしながら自車両から前方に向けて送信し、反射してきたミリ波を受信することによって得られる送受信データを、レーダ信号として衝突軽減ＥＣＵ７へ送信する。
　単眼カメラ３は、１台のＣＣＤカメラを備え、自車両の車室内の前側における中央に取り付けられている。単眼カメラ３は、ＣＣＤカメラで撮像した画像のデータを、画像信号として衝突軽減ＥＣＵ７へ送信する。
　ブレーキＥＣＵ４は、自車両の制動を制御する電子制御装置であって、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備える。具体的には、ブレーキＥＣＵ４は、ブレーキ液圧回路に設けられた増圧制御弁および減圧制御弁を開閉するアクチュエータであるブレーキＡＣＴを、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサの検出値に応じて制御する。また、ブレーキＥＣＵ４は、衝突軽減ＥＣＵ７からの指示に従い、自車両の制動力を増加させるようにブレーキＡＣＴを制御する。
　エンジンＥＣＵ５は、エンジンの始動／停止、燃料噴射量、点火時期等を制御する電子制御装置であって、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備える。具体的には、エンジンＥＣＵ５は、吸気管に設けられたスロットルを開閉するアクチュエータであるスロットルＡＣＴを、アクセルペダルの踏込量を検出するセンサの検出値に応じて制御する。また、エンジンＥＣＵ５は、衝突軽減ＥＣＵ７からの指示に従い、内燃機関の駆動力を減少させるようにスロットルＡＣＴを制御する。
　報知装置６は、衝突軽減ＥＣＵ７から警報信号を受信すると、音や光などで車両の運転者に対する報知を行う。
　衝突軽減ＥＣＵ７は、衝突軽減装置１を統括制御する電子制御装置であって、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備える。衝突軽減ＥＣＵ７は、ＣＰＵのマスタクロックに基づく一定時間ごとに、ミリ波レーダ２からのレーダ信号および単眼カメラ３からの画像信号を取り入れる。
　（処理）
　次に、衝突軽減装置１による物体検出方法および衝突軽減方法について説明する。衝突軽減ＥＣＵ７には、衝突軽減装置１による物体検出を実現するため、および衝突を軽減するためのプログラムである衝突軽減プログラムが記憶されている。以下、衝突軽減プログラムに従い衝突軽減ＥＣＵ７が実行する衝突軽減処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。なお、図２に示す処理は、所定サイクルで繰り返し実行される。
　衝突軽減処理では、図２に示すように、まず、ミリ波レーダ２から送信されるレーダ信号（ミリ波レーダ２による検出情報）に基づいて、物体を検出する（Ｓ１１０）。具体的には、衝突軽減ＥＣＵ７は、レーダ信号に基づいて、まず、自車両から物体までの直線距離と、その物体の水平方位位置（自車両の前方方向を基準とする角度位置）と、を算出（特定）する。
　そして、これらの算出値に基づき、図３に示すように、ＸＹ平面における物体の位置座標（Ｘ座標およびＹ座標）を、ＸＹ平面における物体の検出点Ｐｒとして算出（特定）する。このＸＹ平面は、自車両の車幅方向（横方向）をＸ軸、自車両の車長方向（前方方向）をＹ軸、としたものである。ミリ波レーダ２により物体の幅方向において複数の検出点が得られた物体について、物体の検出点Ｐｒは、例えば、それらの複数の検出点の中央に設定される。
　また、このＸＹ平面では、自車両の先端位置（ミリ波レーダ２が設けられた位置）が基準点Ｐｏとして設定され、物体の検出点Ｐｒは基準点Ｐｏに対する相対位置を表す。なお、図３は、自車両の前方かつ右寄りに位置する物体の例である。また、このＳ１１０において、物体の検出点Ｐｒに加え、物体との相対速度等を算出してもよい。また、以下の説明では、Ｓ１１０で検出した物体（ミリ波レーダ２による検出情報に基づいて検出した物体）を「レーダ物体」という。
　続いて、図３に示すように、Ｓ１１０で算出したレーダ物体の検出点Ｐｒを中心とする誤差領域２１を設定する（Ｓ１２０）。具体的には、衝突軽減ＥＣＵ７は、レーダ物体の検出点ＰｒのＸ座標およびＹ座標を基準として、Ｘ座標およびＹ座標のそれぞれについて、ミリ波レーダ２の特性に基づきあらかじめ設定されている想定誤差分（Δθ）の幅を持たせた領域を、誤差領域２１として設定する。
　続いて、単眼カメラ３から送信される画像信号（単眼カメラ３による撮像画像）に基づいて、物体を検出する（Ｓ１３０）。具体的には、衝突軽減ＥＣＵ７は、画像信号の表す撮像画像を解析して物体を識別する。この識別は、例えば、あらかじめ登録されている物体モデルを用いたマッチング処理により行われる。
　物体モデルは、物体の種類（車両、歩行者等）ごとに用意されているため、物体の種類（種別）も特定される。そして、衝突軽減ＥＣＵ７は、撮像画像における物体の上下方向の位置に基づいて、前述したＸＹ平面におけるＹ座標を特定し、撮像画像における物体の左右方向の位置に基づいて、その物体の水平方位位置（自車両の前方方向を基準とする角度位置）を特定する。
　すなわち、自車両の前方方向における物体の位置が遠い（Ｙ座標が大きい）ほど、撮像画像におけるその物体の下端位置が高くなる傾向にある。このため、撮像画像における物体の下端位置の高さに基づいて、Ｙ座標を特定することができる。ただし、このような特定方法は、物体の下端位置が正確に検出されない場合に、Ｙ座標の検出精度が下がるという特性がある。
　また、自車両の前方方向（詳細にはＸ＝０の直線）を基準とする物体の角度方向のずれ（傾き）が大きいほど、単眼カメラ３の無限遠点（ＦＯＥ：Ｆｏｃｕｓ　ｏｆ　Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）を基準とするその物体の左右方向へのずれが大きくなる傾向にある。このため、撮像画像における無限遠点から物体の中心を通る鉛直線までの距離に基づいて、物体の水平方位位置を特定することができる。
　つまり、このＳ１３０においては、図３に示すように、ＸＹ平面における物体のＹ座標および水平方位位置（角度位置）を、ＸＹ平面における物体の検出点Ｐｉとして特定する。なお、物体の検出点Ｐｉは、例えば物体の幅方向の中心に設定される。また、物体の検出点Ｐｉは基準点Ｐｏに対する相対位置を表す。なお、以下の説明では、Ｓ１３０で検出した物体（単眼カメラ３による撮像画像に基づいて検出した物体）を「画像物体」という。
　続いて、図３に示すように、Ｓ１３０で算出した画像物体の検出点Ｐｉを中心とする誤差領域２２を設定する（Ｓ１４０）。具体的には、衝突軽減ＥＣＵ７は、検出点ＰｉのＹ座標および水平方位位置を基準として、Ｙ座標および水平方位位置のそれぞれについて、単眼カメラ３の特性に基づきあらかじめ設定されている想定誤差分の幅を持たせた領域を、誤差領域２２として設定する。
　続いて、同一判定処理を実施する（Ｓ１５０）。同一判定処理は、レーダ物体と画像物体とが同一の物体であるか否かを判定する処理である。
　同一判定処理では、図４に示すように、まず、ＸＹ平面において、レーダの誤差領域２１と画像誤差領域２２とに重複部（重なり領域）が存在するか否かを判定する（Ｓ３１０）。
　重複部が存在しなければ（Ｓ３１０：ＮＯ）、後述するＳ３６０の処理に移行する。また、重複部が存在すれば（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、レーダ物体に対するＴＴＣ（レーダＴＴＣ）を演算する（Ｓ３２０）。ここで、ＴＴＣとは、Ｔｉｍｅ　Ｔｏ　Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎの略であり、自車両が物体に衝突するまでの予測時間を表す。
　ＴＴＣは、自車両から物体までの相対距離を、自車両および物体の相対速度で除すことで求めることができる。特に、レーダＴＴＣは、ミリ波レーダ２による検出結果に基づいて求められる。
　続いて、画像物体に対するＴＴＣ（画像ＴＴＣ）を演算する（Ｓ３３０）。この処理では、物体の大きさの変化率に基づいて画像ＴＴＣを求める。
　例えば、図５に示すように、画像物体の種類が車両である場合には、車両の高さよりも車両の幅のほうが認識しやすい傾向がある。そこで、本処理による演算では、大きさの変化率を演算する際に車両の幅の変化率を用いる。また、図６に示すように、画像物体の種類が歩行者である場合には、歩行者の幅よりも歩行者の高さのほうが認識しやすい傾向がある。そこで、本処理による演算では、大きさの変化率を演算する際に歩行者の高さの変化率を用いる。
　具体的に画像ＴＴＣを求めるには、時刻ｔ１において取得された撮像画像における物体の長さ（高さまたは幅）をＡ、時刻ｔ１よりも後の時刻ｔ２において取得された撮像画像における物体の長さをＢとしたときに、下記式を用いて第２の衝突時間である画像ＴＴＣを演算することができる。
　画像ＴＴＣ＝Ａ／（Ｂ－Ａ）＊（ｔ２－ｔ１）
　このようにして画像ＴＴＣを求めることができることは下記式で証明できる。すなわち、
画像ＴＴＣ
＝－（相対距離）／相対速度
≒　－（ｔ２のときの相対距離）／（ｔ２のときの相対距離－ｔ１のときの相対距離）＊撮像時間差
となる。ここで、相対距離＝焦点距離／水平解像度＊実際の横幅／物体の長さであることを考慮すると、
＝　－(ｔ２のときの実際の物体の長さ／Ｂ)／（ｔ２のときの実際の物体の長さ／Ｂ－ｔ１のときの実際の物体の長さ／Ａ）＊（ｔ２－ｔ１）
と記述できる。
　さらに、ｔ１のときの実際の物体の長さ＝ｔ２のときの実際の物体の長さであるため、
＝－（１／Ｂ）／（１／Ｂ－１／Ａ）＊（ｔ２－ｔ１）
となり、最終的には、
　画像ＴＴＣ＝Ａ／（Ｂ－Ａ）＊（ｔ２－ｔ１）
となる。つまり、物体までの相対距離や相対速度を直接的に利用することなく、画像ＴＴＣを求めることができることが分かる。
　続いて、レーダＴＴＣと画像ＴＴＣとの組み合わせが同一物体として妥当か否かを判定する（Ｓ３４０）。すなわち、図３に示すように、画像物体が自車両に接近する矢印３３の方向に相対移動している際に、レーダ物体も同様に自車両に接近する矢印３１の方向に相対移動していれば、同一物体である可能性が高いが、レーダ物体が自車両から遠ざかる矢印３２の方向に相対移動していれば、同一物体とはいえない可能性が高い。
　よって、例えば、レーダＴＴＣと画像ＴＴＣとの差分を演算し、この差分が所定の閾値以内であれば同一物体と判断することが妥当であるとし、この差分が所定の閾値を超えていれば同一物体と判断することが妥当でないとする。
　同一物体として妥当であれば（Ｓ３４０：ＹＥＳ）、レーダ物体と画像物体とを同一物体として設定し（Ｓ３５０）、同一判定処理を終了する。また、同一物体として妥当でなければ（Ｓ３４０：ＮＯ）、レーダ物体と画像物体とを同一ではない他の物体として設定し（Ｓ３６０）、同一判定処理を終了する。
　続いて、図２に戻り、検出した物体の位置および信頼度に応じた衝突軽減制御を行う（Ｓ１９０）。例えば、物体に衝突する可能性がある場合（衝突する可能性の値が所定の閾値以上である場合等）に、報知装置６へ警報信号を送信して、運転者に対する報知を行わせる。また、物体に衝突する可能性が高い場合には、エンジンＥＣＵ５へ内燃機関の駆動力を減少させる指示を行い、また、ブレーキＥＣＵ４へ自車両の制動力を増加させる指示を行う。
　上記実施形態において衝突軽減ＥＣＵ７は本発明でいう物体検出装置に相当する。図１Ｂは、プロセッサ、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせによって実現される衝突軽減ＥＣＵ７の機能を表す機能ブロックを示している。衝突軽減ＥＣＵ７は、第１特定部７０１、第２特定部７０２、種類取得部７０３、近接判定部７０４、衝突時間取得部７０５、第２衝突時間演算部７０６、測定方法設定部７０７、及び同一判定部７０８といった機能ブロックを有する。第１特定部７０１は、ステップＳ１１０～Ｓ１２０の処理を実行する。第２特定部７０２は、ステップＳ１３０～Ｓ１４０の処理を実行する。種類取得部７０３は、ステップＳ１３０の処理の一部を実行する。測定方法設定部７０７は、ステップＳ３３０の処理を実行する。衝突時間取得部７０５は、ステップＳ３２０，Ｓ３３０の処理を実行する。近接判定部７０４は、ステップＳ３１０の処理を実行する。同一判定部７０８は、ステップＳ３４０～Ｓ３６０の処理を実行する。第２衝突時間演算部７０６は、ステップＳ３３０の処理を実行する。
　（効果）
　以上のように詳述した衝突軽減装置１において衝突軽減ＥＣＵ７の第１特定部７０１は、ミリ波レーダ２による検出情報に基づいて検出された第１の物体について、車両の車幅方向をＸ軸、車両の車長方向をＹ軸、としたＸＹ平面における基準点に対する第１の物体の相対位置を表す検出点である第１の検出点を含む第１領域を特定する。また、第２特定部７０２は、単眼カメラ３による撮像画像に基づいて検出された第２の物体について、ＸＹ平面における基準点に対する第２の物体の相対位置を表す検出点である第２の検出点を含む第２領域を特定する。そして、衝突時間取得部７０５は、第１の物体に対する第１の衝突時間、および第２の物体に対する第２の衝突時間を取得し、同一判定部７０８は、ＸＹ平面において、第１領域と第２領域とに重複部が存在すること、つまり近接判定部７０４によって第１の物体と第２の物体が近接していると判定されていること、かつ第１の衝突時間および第２の衝突時間の差分が基準値未満であることを条件として、第１の物体と第２の物体とが同一の物体であると判定する。
　このような物体検出装置によれば、第１領域と第２領域とに重複部が存在することだけでなく、第１の衝突時間および第２の衝突時間の差分が基準値未満であることも条件として、第１の物体と第２の物体とが同一の物体であると判定するので、第１の物体と第２の物体とが同一であるか否かをより精度よく判定することができる。
　また、上記衝突軽減装置１において衝突軽減ＥＣＵ７の第２衝突時間演算部７０６は、第２の衝突時間を、撮像画像中における第２の物体の大きさの変化率に基づいて演算する。
　このような衝突軽減装置１によれば、第２の物体までの距離を測定することなく第２の衝突時間を得ることができる。
　また、上記衝突軽減装置１において衝突軽減ＥＣＵ７の第２衝突時間演算部７０６は、時刻ｔ１において取得された撮像画像における物体の長さをＡ、時刻ｔ１よりも後の時刻ｔ２において取得された撮像画像における物体の長さをＢとしたときに、下記式を用いて第２の衝突時間であるＴＴＣを演算する。
　ＴＴＣ＝Ａ／（Ｂ－Ａ）＊（ｔ２－ｔ１）
　このような衝突軽減装置１によれば、物体の長さを用いた簡素な演算式で第２の衝突時間を演算することができる。
　また、上記衝突軽減装置１において、衝突軽減ＥＣＵ７の種類取得部７０３は、第２の物体の種類を取得し、測定方法設定部７０７は、第２の物体の種類に応じて前記物体の大きさの測定方法を設定する。そして、第２衝突時間演算部７０６は、設定された測定方法で物体の大きさを測定する。
　このような衝突軽減装置１によれば、物体の種類に応じた適切な測定方法を設定することができるので、物体の大きさをより正確に認識することができる。
　（その他の実施形態）
　本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
　上述した衝突軽減装置１の他、当該衝突軽減装置１を構成要素とするシステム、当該衝突軽減装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、衝突軽減方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
　例えば、上記実施形態において、画像ＴＴＣを求める際には、物体の幅または高さを利用したが、幅および高さの両方など、撮像画像中の物体の大きさを示すパラメータを利用すればよい。また、画像ＴＴＣを求める際に、相対速度や相対距離が検出できている場合には、相対速度および相対距離を利用して画像ＴＴＣを求めてもよい。
　また、上記実施形態においては、第１領域と第２領域とに重複部が存在するか否かによって画像物体とレーダ物体との近接判定を行ったが、その他の近接判定方法を採用することができる。例えば、レーダ物体の座標Ｐｒと画像物体の座標Ｐｉとの距離が予め設定された閾値未満である場合に、画像物体とレーダ物体とが近接していると判定してもよい。

Claims (5)

  1. 　車両に搭載される物体検出装置（７）であって、
    　レーダ（２）による検出情報に基づいて検出された第１の物体、および単眼カメラ（３）による撮像画像に基づいて検出された第２の物体が近接しているか否かを判定する近接判定部（７０４、Ｓ３１０）と、
    　前記第１の物体に対する第１の衝突時間、および前記第２の物体に対する第２の衝突時間を取得する衝突時間取得部（７０５、Ｓ３２０，Ｓ３３０）と、
    　前記第１の物体および前記第２の物体が近接すること、かつ前記第１の衝突時間および前記第２の衝突時間の差分が基準値未満であることを条件として、前記第１の物体と前記第２の物体とが同一の物体であると判定する同一判定部（７０８、Ｓ３４０～Ｓ３６０）と、
    　を備えたことを特徴とする物体検出装置（７）。
  2. 　請求項１に記載の物体検出装置において、
    　前記第１の物体について、前記車両の車幅方向をＸ軸、前記車両の車長方向をＹ軸、としたＸＹ平面における基準点に対する前記第１の物体の相対位置を表す検出点である第１の検出点を含む第１領域を特定する第１特定部（７０１、Ｓ１１０～Ｓ１２０）と、
    　前記第２の物体について、前記ＸＹ平面における前記基準点に対する前記第２の物体の相対位置を表す検出点である第２の検出点を含む第２領域を特定する第２特定部（７０２、Ｓ１３０～Ｓ１４０）と、
    　を備え、
    　前記近接判定部（７０４、Ｓ３１０）は、前記ＸＹ平面において、前記第１領域と前記第２領域とに重複部が存在することを条件として前記第１の物体および前記第２の物体が近接すると判定すること
    　を特徴とする物体検出装置（７）。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の物体検出装置において、
    　前記第２の衝突時間を、前記撮像画像中における第２の物体の大きさの変化率に基づいて演算する第２衝突時間演算部（７０６、Ｓ３３０）、を備え、
    　前記衝突時間取得部（７０５、Ｓ３２０，Ｓ３３０）は、前記第２の物体の大きさの変化率に基づいて演算された第２の衝突時間を取得すること
    　を特徴とする物体検出装置（７）。
  4. 　請求項３に記載の物体検出装置において、
    　前記第２衝突時間演算部（７０６、Ｓ３３０）は、時刻ｔ１において取得された撮像画像における物体の長さをＡ、時刻ｔ１よりも後の時刻ｔ２において取得された撮像画像における物体の長さをＢとしたときに、下記式
    　ＴＴＣ＝Ａ／（Ｂ－Ａ）＊（ｔ２－ｔ１）
    を用いて前記第２の衝突時間であるＴＴＣを演算すること
    　を特徴とする物体検出装置（７）。
  5. 　請求項３または請求項４に記載の物体検出装置において、
    　前記第２の物体の種類を取得する種類取得部（７０３、Ｓ１３０）と、
    　前記第２の物体の種類に応じて前記物体の大きさの測定方法を設定する測定方法設定部（７０７、Ｓ３３０）と、
    　を備え、
    　前記第２衝突時間演算部（７０６、Ｓ３３０）は、前記測定方法設定部にて設定された測定方法で前記物体の大きさを測定すること
    　を特徴とする物体検出装置（７）。
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