WO2020095819A1 - 物体検出装置 - Google Patents

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光利 守永
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    • G06T2207/30252—Vehicle exterior; Vicinity of vehicle
    • G06T2207/30261—Obstacle

Definitions

  • the present disclosure relates to a technique for detecting the position of an object with a plurality of distance measuring sensors.
  • a difference in arrival time of radio waves from an object is measured in each of two different combinations of three or more sensors.
  • each set of sensors When detecting the position of an object based on the difference in arrival time measured by each set of sensors, each set of sensors may be affected by multiple signals interfering with each other or noise may be generated in the receiver with the sensor. Multiple different arrival time differences may be measured.
  • the radio signals with the correct arrival time difference are used, if the radio signals of other sensors are shifted by the arrival time difference, the radio signals will arrive at the same time for each pair of sensors, so the inner product of the radio signals with other arrival times will differ. Will be greater than.
  • Patent Document 1 attempts to detect the position of an object based on the arrival time difference between radio signals of a combination having a large inner product value and a high correlation.
  • the distance to an object is measured by a plurality of distance measuring sensors, and the intersection of a circle centered on each distance measuring sensor and having the measured distance as a radius is detected as the position of the object.
  • the object detection is performed for all candidate points. It has been found that the load of the detection process is large when the process is executed.
  • One aspect of the present disclosure is to provide a technique for detecting an object with a processing load as small as possible based on candidate points of the object extracted based on the distance to the object measured by the distance measuring sensor.
  • An object detection device detects a position of an object based on at least distances to the object measured by a plurality of distance measurement sensors, and a result acquisition unit, a candidate point extraction unit, and a candidate.
  • the point determination part and the object detection part are provided.
  • the result acquisition unit acquires the measurement results from multiple ranging sensors.
  • the candidate point extraction unit extracts a candidate point representing the position of the object based on the distance to the object in the measurement result acquired by the result acquisition unit.
  • the candidate point determination unit determines whether the candidate point extracted by the candidate point extraction unit is a real image or a virtual image of the object.
  • the object detection unit detects the position of the object based on the position of the candidate point of the real image obtained by removing the candidate point determined by the candidate point determination unit as the virtual image from the candidate points.
  • the candidate points of the object are extracted based on the distance to the object measured by the distance measuring sensor, and the virtual image of the object is removed from the candidate points. Can be removed from the target of the process of detecting. This makes it possible to detect the position of the object with a processing load that is as small as possible based on the position of the candidate point of the real image after removing the candidate point of the virtual image.
  • Explanatory drawing which shows the process of calculating the speed and moving direction of an object from a measurement distance and a relative speed.
  • the object detection device 10 shown in FIG. 1 is mounted on a moving body such as a vehicle and detects the position of an object existing around the moving body.
  • the object detection device 10 acquires distance information between the millimeter wave radar 2 and an object from a plurality of millimeter wave radars 2. In FIG. 1, three or more millimeter wave radars 2 are mounted on the vehicle.
  • the object detection device 10 is mainly composed of a microcomputer including a CPU, a semiconductor memory such as a RAM, a ROM and a flash memory, and an input / output interface.
  • the semiconductor memory is also simply referred to as a memory.
  • the object detection device 10 may be equipped with one microcomputer or a plurality of microcomputers.
  • the various functions of the object detection device 10 are realized by the CPU executing the programs stored in the non-transitional substantive recording medium.
  • the memory corresponds to a non-transitional tangible recording medium that stores the program.
  • the CPU executes this program, a method corresponding to the program is executed.
  • the object detection device 10 includes a result acquisition unit 12, a candidate point extraction unit 14, a congestion degree calculation unit 16, a candidate point determination unit 18, and an object detection unit 20 as a configuration of functions realized by the CPU executing a program. Is equipped with.
  • the method of realizing these elements forming the object detection device 10 is not limited to software, and some or all of the elements may be realized by using one or more hardware.
  • the electronic circuit may be realized by a digital circuit including a large number of logic circuits, an analog circuit, or a combination thereof.
  • the result acquisition unit 12 acquires the distance to the object and the relative speed of the object from the millimeter wave radar 2 as the measurement result.
  • the candidate point extraction unit 14 represents an object with an intersection of a circle centered on the millimeter wave radar 2 and having a radius as a distance from the millimeter wave radar 2 to the object acquired by the result acquisition unit 12. Extract as candidate points.
  • the solid circle is a circle centered on each millimeter-wave radar 2 and having a radius to the distance to the object 100.
  • the dotted circle is a circle centered on each millimeter-wave radar 2 and having a radius to the distance to the object 102.
  • the objects 100 and 102 are represented by squares, and the candidate points are represented by black dots.
  • the candidate points include candidate points 300 and 302 which are different from the actual objects 100 and 102 and which are surrounded by a chain line and represent a virtual image of the objects 100 and 102.
  • the density calculation unit 16 calculates the density of candidate points based on the distribution of the positions of the candidate points and the like.
  • the candidate point determination unit 18 determines whether the candidate point is a real image or a virtual image based on the detection range 200 of the millimeter wave radar 2 and the density of candidate points calculated by the density calculation unit 16.
  • the detection range of each millimeter wave radar 2 is set based on, for example, the mounting position and mounting angle of the millimeter wave radar 2.
  • the object detection unit 20 detects the position of the object based on the position of the candidate point of the real image excluding the candidate point determined by the candidate point determination unit 18 to be a virtual image from the candidate points.
  • the candidate point determination unit 18 determines that the candidate points 300 existing outside the detection range 200 of the millimeter wave radar 2 are virtual images, and removes them from the candidate points shown in the upper part of FIG. To do.
  • the candidate point determination unit 18 makes a virtual image of the candidate point 302 that is far from other candidate points and has a low density indicating the degree of existence of other candidate points in the vicinity. It is determined that there is, and the candidate points shown in the middle part of FIG. 3 are removed.
  • candidate points 304 indicated by black dots surrounded by solid lines are candidate points of the real image from which the virtual image has been removed.
  • the object detection unit 20 performs the detection processing using the least squares method based on the center of gravity of the position of the candidate point 304 representing the real image or the distance of the candidate point 304, or the clustering algorithm such as the k-means method, to detect the actual objects 100, 102. Detect the position of.
  • the intersection of a circle centered on the millimeter wave radar 2 and having a radius as the distance to the object detected by the millimeter wave radar 2 is extracted as a candidate point representing the object. Then, the candidate points 300 that do not exist within the detection range 200 of the millimeter-wave radar 2 and the candidate points 302 that exist within the detection range 200 but have a low density of surrounding points are determined to be virtual images. Removed from candidate points.
  • the detection processing is performed not on all the candidate points extracted as the intersections of the circles by the candidate point extracting unit 14 but on the real image candidate points 304 from which the virtual images have been removed from all the candidate points, and The positions of 100 and 102 can be detected. Therefore, the processing load for detecting an object can be reduced, and the processing time for detecting an object can be reduced.
  • the millimeter wave radar 2 corresponds to the distance measuring sensor.
  • the object detection device 30 illustrated in FIG. 4 includes a speed difference calculation unit 32 and a speed calculation unit.
  • the object detection device 10 according to the first embodiment is different from the object detection device 10 according to the first embodiment in that it includes a unit 34 and a direction calculator 36.
  • the speed difference calculation unit 32 calculates the difference in relative speed acquired by the result acquisition unit 12 from the plurality of millimeter wave radars 2 for each candidate point.
  • the difference in relative speed is, for example, the difference between the maximum relative speed and the minimum relative speed.
  • the velocity calculation unit 34 calculates, for each candidate point, the absolute velocity of the object represented by the candidate point, based on the relative velocity acquired by the result acquisition unit 12 from the plurality of millimeter wave radars 2.
  • FIG. 5 shows an example in which the speed calculation unit 34 calculates the absolute speed of the object.
  • each of the two millimeter wave radars 2 detects the relative velocity Vb of the object 110 represented by the point A and the distance R1 to the object 110, and the relative velocity Vc of the object 110 and the distance R2 to the object 110.
  • the relative velocities Vb and Vc of the object 110 detected by the millimeter wave radar 2 are detected as components in the direction connecting the object 110 and each millimeter wave radar 2 when the relative velocity V of the object 110 with respect to the vehicle is vector decomposed.
  • the position where two millimeter wave radars 2 are mounted on the vehicle is known.
  • the position of the object 110 is represented by the intersection of circles centering on the positions of the two millimeter-wave radars 2 with the distance acquired from the two millimeter-wave radars 2 as the radius.
  • virtual image candidate points outside the detection range of the two millimeter wave radars 2 are removed.
  • the velocity calculation unit 34 designates points of coordinates when the object 110 moves at relative velocities Vb and Vc on a straight line connecting the point A and the millimeter wave radar 2 after a lapse of a certain time (T) as B and C. To do. Further, the coordinate when the object 110 moves from the point A after the elapse of a fixed time (T) at the actual relative velocity V is P.
  • the velocity calculation unit 34 can calculate the actual relative velocity V of the object 100 with respect to the vehicle from equation (1).
  • the speed calculator 34 calculates an absolute speed, which is the actual moving speed of the object 110, based on the relative speed V of the object 110 and the vehicle speed of the vehicle.
  • the velocity calculation unit 34 calculates the relative velocity V of the object 110 from the measurement results of the two millimeter wave radars 2. Even if the number of millimeter wave radars 2 is three or more, the velocity calculator 34 calculates the average of the relative velocities calculated from the combination of the two millimeter wave radars 2 as the relative velocity of the object 110.
  • the direction calculation unit 36 calculates the moving direction of each candidate point based on the relative speeds acquired by the result acquisition unit 12 from the plurality of millimeter-wave radars 2 and the directions of the relative speeds. An example in which the direction calculation unit 36 calculates the moving direction of the candidate point will be described based on FIG.
  • equation (2) (a ⁇ sin2 ⁇ + b ⁇ sin2 ⁇ + c ⁇ sin2 ⁇ ) / (Sin2 ⁇ + sin2 ⁇ + sin2 ⁇ ) (2)
  • the direction calculation unit 36 can calculate the vector o from equation (2).
  • the moving direction of the object 110 with respect to the vehicle width direction is represented by the angle ⁇ shown in FIG. 5 formed by the vector (o-a) with respect to the vehicle width direction. Therefore, the direction calculation unit 36 calculates the angle ⁇ from the following equation (3) with the coordinates of the vector o as (ox, oy) and the coordinates of the vector a as (ax, ay).
  • the direction calculation unit 36 calculates the moving direction of the object 110 from the measurement results of the two millimeter wave radars 2. Even if the number of millimeter wave radars 2 is three or more, the direction calculation unit 36 calculates, as the moving direction of the object 110, an average of moving directions calculated from a combination of two millimeter wave radars 2, for example.
  • millimeter wave radars 2 are mounted in front of and on the left and right sides of the vehicle 400.
  • the millimeter wave radar 2 detects the column 412 of the guardrail 410 as an object.
  • the starting point of the arrow which is the root of the arrow, represents the candidate point of the object extracted based on the measurement distance measured by the millimeter wave radar 2.
  • FIG. 7 shows a state in which the candidate point determination unit 18 has removed candidate points of a virtual image that are not within the detection range of the millimeter wave radar 2.
  • the length of the arrow shows the speed of movement. As described above, the actual moving speed of the object is calculated by the speed calculating unit 34.
  • the direction of the arrow represents the actual moving direction of the object. As described above, the moving direction of the object is calculated by the direction calculation unit 36.
  • the candidate point determination unit 18 determines that the candidate point 302, which is distant from other candidate points and is surrounded by the one-dot chain line with low density, around which other candidate points are present, is a virtual image and is determined from the candidate points. Remove.
  • the candidate point determination unit 18 determines that each of the candidate points is a virtual image if the difference between the relative velocities calculated by the velocity difference calculation unit 32 is equal to or larger than a predetermined value.
  • the predetermined value to be compared with the relative speed difference for example, the maximum value of the relative speed difference caused by the difference in the mounting position of the millimeter wave radar 2 and the measurement error of the millimeter wave radar 2 is set. If it is a real image, the velocity difference between the relative velocities detected by the plurality of millimeter wave radars 2 at the candidate point should be less than a predetermined value.
  • the candidate point determination unit 18 determines that the corresponding candidate point is a virtual image when the actual moving speed is equal to or higher than a predetermined speed considered as an object moving on a road.
  • the candidate point determination unit 18 removes a candidate point 310 surrounded by a two-dot chain line from the candidate points, assuming that the difference in relative speed is equal to or greater than a predetermined value or the moving speed is equal to or more than a predetermined speed.
  • the candidate point determination unit 18 regards a candidate point 320 surrounded by a dotted line having a moving direction having a low relevance to the moving directions of surrounding candidate points as a virtual image, and removes it from the candidate points.
  • a candidate point whose moving direction is less related to the moving direction of the surrounding candidate points is, for example, a candidate point whose moving direction is opposite to the moving direction of the surrounding candidate points.
  • FIG. 8 shows candidate points 330 indicated by black circles surrounded by solid lines, from which virtual images have been removed by the candidate point determination unit 18.
  • the object detection unit 20 performs the detection process described in the first embodiment on the candidate points 330 indicated by black circles, and detects the position of the support column 412 of the guardrail 410.
  • the guardrail 410 and the column 412 of the second embodiment correspond to objects.
  • the candidate point determination unit 18 determines which candidate point is a virtual image. It can be determined with higher accuracy. This improves the accuracy of detecting the position of the object.
  • the millimeter wave radar 2 is used as a distance measuring sensor that measures the distance to an object.
  • sonar or the like may be used as long as it is a distance measuring sensor that measures the distance to an object by irradiating a search wave.
  • the object detection device may be mounted on a moving body such as a bicycle, a wheelchair, or a robot other than the vehicle as the moving body on which the object detection device is mounted.
  • the object detection device is not limited to a moving object, and may be installed at a fixed position such as a stationary object.
  • a plurality of functions of one constituent element in the above embodiment may be realized by a plurality of constituent elements, or one function of one constituent element may be realized by a plurality of constituent elements. Also, a plurality of functions of a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element, or one function realized by a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element. Moreover, you may omit a part of structure of the said embodiment. Further, at least a part of the configuration of the above-described embodiment may be added or replaced with respect to the configuration of the other above-described embodiment. Note that all aspects included in the technical idea specified only by the wording recited in the claims are embodiments of the present disclosure.
  • a system having the object detection devices 10 and 30 as constituent elements, an object detection program for causing a computer to function as the object detection devices 10 and 30, and this object detection program can also be realized in various forms such as a recording medium in which is recorded and an object detection method.

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Abstract

物体検出装置１０は、複数の測距センサが測定結果として少なくとも測定する物体までの距離に基づいて前記物体の位置を検出し、結果取得部１２と候補点抽出部１４と候補点判定部１８と物体検出部２０とを備える。結果取得部は、複数の測距センサから測定結果を取得する。候補点抽出部は、結果取得部が取得する測定結果のうち物体までの距離に基づいて、物体の位置を表す候補点を抽出する。候補点判定部は、候補点抽出部が抽出した候補点が物体の実像または虚像のいずれであるかを判定する。物体検出部は、候補点から候補点判定部が虚像と判定した候補点を除去した実像の候補点の位置に基づいて、物体の位置を検出する。

Description

物体検出装置 関連出願の相互参照
　本国際出願は、２０１８年１１月９日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１８－２１１４８４号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１８－２１１４８４号の全内容を本国際出願に参照により援用する。
　本開示は、複数の測距ンサにより物体の位置を検出する技術に関する。
　複数のセンサにより物体の位置を検出する技術として、例えば特許文献１には、３つ以上のセンサのうち２組の異なるセンサの組み合わせのそれぞれにおいて、物体からの電波の到達時間の差を測定し、各組の到達時間差がセンサと物体との距離の差により生じることに基づいて物体の位置を検出する技術が記載されている。
　各組のセンサが測定する到達時間の差に基づいて物体の位置を検出する場合、複数の信号が混信したり、センサを有する受信機に雑音が発生したりするために、各組のセンサにより複数の異なる到達時間差が測定されることがある。
　そこで、特許文献１に記載の技術では、各組のセンサにより複数の異なる到達時間差が測定されると、各組の基準となるセンサに対し他のセンサが受信した電波信号が、複数の異なる到達時間差のそれぞれについてシフトされる。そして、基準となるセンサの電波信号と他のセンサのシフトされた電波信号との内積が算出される。
　正しい到達時間差の電波信号同士であれば、他のセンサの電波信号を到達時間差だけシフトすると、各組のセンサにとって同じ時刻に到達する電波信号になるので、他の到達時間差の電波信号同士の内積よりも大きい値になる。
　そして、特許文献１に記載の技術では、内積の値が大きく相関の高い組み合わせの電波信号の到達時間差に基づいて、物体の位置を検出しようとしている。
　また、物体までの距離を複数の測距センサで測定し、それぞれの測距センサを中心とし、測定した距離を半径とする円の交点を物体の位置として検出することが知られている。
特開２０１４－４４１６０号公報
　しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、特許文献１に記載の技術では、相関の高い電波信号の組み合わせを求めるために、各組のセンサが受信する受信信号のすべての組み合わせについて内積を計算する必要があるので、処理負荷が大きいという課題が見出された。
　また、物体までの距離を半径とする円の交点を物体の位置を表す候補点として抽出し、抽出した候補点に対して物体の検出処理を行う場合、すべての候補点に対して物体の検出処理を実行すると、検出処理の負荷が大きいという課題が見出された。
　本開示の１つの局面は、測距センサで測定する物体までの距離に基づいて抽出される物体の候補点に基づいて、極力少ない処理負荷で物体を検出する技術を提供することが望ましい。
　本開示の１つの態様による物体検出装置は、複数の測距センサが測定結果として少なくとも測定する物体までの距離に基づいて物体の位置を検出し、結果取得部と、候補点抽出部と、候補点判定部と、物体検出部と、を備えている。
　結果取得部は、複数の測距センサから測定結果を取得する。候補点抽出部は、結果取得部が取得する測定結果のうち物体までの距離に基づいて、物体の位置を表す候補点を抽出する。
　候補点判定部は、候補点抽出部が抽出した候補点が物体の実像または虚像のいずれであるかを判定する。物体検出部は、候補点から候補点判定部が虚像と判定した候補点を除去した実像の候補点の位置に基づいて、物体の位置を検出する。
　このような構成によれば、測距センサで測定した物体までの距離に基づいて物体の候補点を抽出し、候補点から物体の虚像を除去するので、除去した虚像の候補点を物体の位置を検出する処理の対象から除去できる。これにより、虚像の候補点を除去してから実像の候補点の位置に基づいて、極力少ない処理負荷で物体の位置を検出できる。
第１実施形態の物体検出装置を示すブロック図。 測定距離に基づく候補点の抽出を示す模式図。 測定距離に基づく物体の検出過程を示す模式図。 第２実施形態の物体検出装置を示すブロック図。 測定距離と相対速度とから物体の速度と移動方向とを算出する過程を示す説明図。 車両の周囲を示す模式図。 測定距離に基づいて抽出された候補点を示す模式図。 物体の検出結果を示す模式図。
　以下、本開示の実施形態を図に基づいて説明する。
　［１．第１実施形態］
　［１－１．構成］
　図１に示す物体検出装置１０は、例えば車両等の移動体に搭載され、移動体の周囲に存在する物体の位置を検出する。物体検出装置１０は、複数のミリ波レーダ２から、ミリ波レーダ２と物体との距離情報を取得する。尚、図１では、３個以上のミリ波レーダ２が車両に搭載されている。
　物体検出装置１０は、ＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリと、入出力インターフェースと、を備えるマイクロコンピュータを中心に構成されている。以下、半導体メモリを単にメモリとも言う。物体検出装置１０は１つのマイクロコンピュータを搭載してもよいし、複数のマイクロコンピュータを搭載してもよい。
　物体検出装置１０の各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。このプログラムをＣＰＵが実行することで、プログラムに対応する方法が実行される。
　物体検出装置１０は、ＣＰＵがプログラムを実行することで実現される機能の構成として、結果取得部１２と候補点抽出部１４と密集度算出部１６と候補点判定部１８と物体検出部２０とを備えている。
　物体検出装置１０を構成するこれらの要素を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部または全部の要素について、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現してもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は、多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現されてもよい。
　結果取得部１２は、ミリ波レーダ２から、物体までの距離と物体の相対速度とを測定結果として取得する。図２に示すように、候補点抽出部１４は、ミリ波レーダ２を中心とし、結果取得部１２がミリ波レーダ２から取得する物体までの距離を半径とする円の交点を、物体を表す候補点として抽出する。
　図２において、実線の円は、各ミリ波レーダ２を中心とし、物体１００までの距離を半径とする円である。点線の円は、各ミリ波レーダ２を中心とし、物体１０２までの距離を半径とする円である。物体１００、１０２は四角で表され、候補点は黒点で表されている。
　候補点の中には、実際の物体１００、１０２とは異なる、物体１００、１０２の虚像を表す１点鎖線で囲まれた候補点３００、３０２が含まれる。
　密集度算出部１６は、候補点の位置の分散等に基づいて、候補点の密集度を算出する。候補点判定部１８は、ミリ波レーダ２の検出範囲２００と、密集度算出部１６が算出する候補点の密集度とに基づいて、候補点が実像であるか虚像であるかを判定する。各ミリ波レーダ２の検出範囲は、例えば、ミリ波レーダ２の搭載位置と搭載角度とに基づいて設定される。
　物体検出部２０は、候補点から、候補点判定部１８が虚像であると判定した候補点を除いた実像の候補点の位置に基づいて、物体の位置を検出する。
　［１－２．物体検出処理］
　以下、物体検出装置１０が候補点から物体を検出する処理について説明する。
　図３の中段に示すように、候補点判定部１８は、ミリ波レーダ２の検出範囲２００の外側に存在する候補点３００を虚像であると判定し、図３の上段に示す候補点から除去する。
　次に、図３の下段に示すように、候補点判定部１８は、他の候補点から離れており、周囲に他の候補点が存在する度合いを示す密集度の低い候補点３０２を虚像であると判定し、図３の中段に示す候補点から除去する。図３の下段において、実線で囲まれた黒点が示す候補点３０４が、虚像を除去された実像の候補点である。
　物体検出部２０は、実像を表す候補点３０４の位置の重心、あるいは候補点３０４の距離に基づく最小２乗法、あるいはｋ－ｍｅａｎｓ法等のクラスタリングアルゴリズムを用いる検出処理により、実際の物体１００、１０２の位置を検出する。
　［１－３．効果］
　以上説明した第１実施形態では、ミリ波レーダ２を中心とし、ミリ波レーダ２が検出する物体までの距離を半径とする円の交点を、物体を表す候補点として抽出する。そして、ミリ波レーダ２の検出範囲２００内に存在しない候補点３００、ならびに検出範囲２００内に存在するが周囲に存在する候補点の密集度が低い候補点３０２を、虚像であると判定して候補点から除去した。
　これにより、候補点抽出部１４により円の交点として抽出されたすべての候補点に対してではなく、すべての候補点から虚像を除去された実像の候補点３０４に対して検出処理を行い、物体１００、１０２の位置を検出できる。したがって、物体を検出するための処理負荷を低減し、物体を検出するための処理時間を低減できる。
　上記第１実施形態では、ミリ波レーダ２が測距センサに対応する。
　［２．第２実施形態］
　［２－１．第１実施形態との相違点］
　第２実施形態の基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
　図４に示す物体検出装置３０は、結果取得部１２と候補点抽出部１４と密集度算出部１６と候補点判定部１８と物体検出部２０とに加え、速度差算出部３２と速度算出部３４と方向算出部３６とを備えている点で、第１実施形態の物体検出装置１０と異なっている。
　速度差算出部３２は、候補点のそれぞれについて、複数のミリ波レーダ２から結果取得部１２が取得する相対速度の差を算出する。相対速度の差は、例えば最大の相対速度と最小の相対速度との差である。
　速度算出部３４は、候補点のそれぞれについて、複数のミリ波レーダ２から結果取得部１２が取得する相対速度に基づいて、候補点が表す物体の絶対速度を算出する。速度算出部３４が物体の絶対速度を算出する例を図５に示す。
　図５では、２個のミリ波レーダ２のそれぞれが、点Ａで表される物体１１０の相対速度Ｖｂと物体１１０までの距離Ｒ１、物体１１０の相対速度Ｖｃと物体１１０までの距離Ｒ２を検出する。ミリ波レーダ２が検出する物体１１０の相対速度Ｖｂ、Ｖｃは、車両に対する物体１１０の相対速度Ｖをベクトル分解したときの物体１１０と各ミリ波レーダ２とを結ぶ方向の成分として検出される。
　２個のミリ波レーダ２が車両に搭載されている位置は既知である。物体１１０の位置は、２個のミリ波レーダ２から取得される距離を半径とし、２個のミリ波レーダ２の位置を中心とした円の交点で表される。図５において、２個のミリ波レーダ２の検出範囲外の虚像の候補点は除去されている。
　速度算出部３４は、物体１１０が一定時間（Ｔ）経過後に点Ａとミリ波レーダ２のそれぞれとを結ぶ直線上で、相対速度Ｖｂ、Ｖｃで移動した場合の座標の点をＢ、Ｃとする。また、実際の相対速度Ｖで物体１１０が一定時間（Ｔ）経過後に点Ａから移動した場合の座標をＰとする。
　∠ＰＢＡ、∠ＰＣＡは直角であるから、線分ＡＰは三角形ＡＢＣの外接円１２０の直径である。したがって、∠ＢＡＣをαとすると、正弦定理から次式（１）が成立する。
　ＡＰ＝Ｖ×Ｔ＝ＢＣ／ｓｉｎα　　　・・・（１）
　式（１）において、Ｔ、ＢおよびＣのそれぞれの座標とαとは既知であるから、速度算出部３４は、式（１）から物体１００の車両に対する実際の相対速度Ｖを算出できる。速度算出部３４は、物体１１０の相対速度Ｖと車両の車速とに基づいて、物体１１０の実際の移動速度である絶対速度を算出する。
　図５では、速度算出部３４は、２個のミリ波レーダ２の測定結果から物体１１０の相対速度Ｖを算出した。速度算出部３４は、ミリ波レーダ２が３個以上であっても、例えば、２個のミリ波レーダ２の組み合わせから算出される相対速度の平均を物体１１０の相対速度として算出する。
　方向算出部３６は、候補点のそれぞれについて、複数のミリ波レーダ２から結果取得部１２が取得する相対速度と、相対速度の方向とに基づいて、候補点の移動方向を算出する。方向算出部３６が候補点の移動方向を算出する例を図５に基づいて説明する。
　図５において、∠ＡＢＣをβ、∠ＢＣＡをγ、点Ａのベクトルをａ、点Ｂのベクトルをｂ、点Ｃのベクトルをｃ、外接円１２０の中心Ｏのベクトルをｏとすると、余弦定理およびヘロンの公式から、次式（２）が成立する。
　ｏ＝（ａ×ｓｉｎ２α＋ｂ×ｓｉｎ２β＋ｃ×ｓｉｎ２γ）
　　　／（ｓｉｎ２α＋ｓｉｎ２β＋ｓｉｎ２γ）　　　　・・・（２）
　式（２）において、α、β、γ、ａ、ｂ、ｃはそれぞれ既知であるから、方向算出部３６は、式（２）からベクトルｏを算出できる。
　そして、車幅方向に対する物体１１０の移動方向は、車幅方向に対してベクトル（ｏ－ａ）が形成する図５に示されている角度φで表される。そこで、方向算出部３６は、ベクトルｏの座標を（ｏｘ、ｏｙ）、ベクトルａの座標を（ａｘ、ａｙ）として、角度φを次式（３）から算出する。
　φ＝ａｒｃｔａｎ（（ｏｙ－ａｙ）／（ｏｘ－ａｘ））　　　・・・（３）
　図５では、方向算出部３６は、２個のミリ波レーダ２の測定結果から物体１１０の移動方向を算出した。方向算出部３６は、ミリ波レーダ２が３個以上であっても、例えば、２個のミリ波レーダ２の組み合わせから算出される移動方向の平均を物体１１０の移動方向として算出する。
　［２－２．物体検出処理］
　図６に示すように、路側にガードレール４１０が設置されている道路を車両４００が走行する場合に、物体検出装置３０がガードレール４１０を検出する処理について以下に説明する。
　第２実施形態では、車両４００の前方および左右側方に、合計８個のミリ波レーダ２が搭載されているものとする。ミリ波レーダ２は、ガードレール４１０の支柱４１２を物体として検出する。
　図７において、矢印の根本である矢印の始点が、ミリ波レーダ２が測定する測定距離に基づいて抽出された物体の候補点を表している。尚、図７は、候補点判定部１８により、ミリ波レーダ２の検出範囲内に存在しない虚像の候補点が除去された状態を示している。
　矢印の長さは、移動速度の速さを表している。前述したように、物体の実際の移動速度は、速度算出部３４により算出される。矢印の向きは、物体の実際の移動方向を表している。前述したように、物体の移動方向は、方向算出部３６により算出される。
　候補点判定部１８は、他の候補点から離れており、周囲に他の候補点が存在する密集度の低い１点鎖線で囲まれた候補点３０２を、虚像であると判定し候補点から除去する。
　候補点判定部１８は、候補点のそれぞれについて、速度差算出部３２が算出する相対速度の差が所定値以上の場合、虚像であると判定する。
　相対速度の差と比較する所定値には、例えば、ミリ波レーダ２の搭載位置の違いとミリ波レーダ２の測定誤差とにより生じる相対速度の差の最大値が設定される。実像であれば、候補点において、複数のミリ波レーダ２が検出する相対速度の速度差は所定値未満のはずである。
　候補点判定部１８は、実際の移動速度が道路を移動している物体として考えられる所定速度以上である場合、該当する候補点を虚像であると判定する。
　候補点判定部１８は、２点鎖線で囲まれた候補点３１０を、相対速度の差が所定値以上であるか、あるいは移動速度が所定速度以上であるとして、候補点から除去する。
　候補点判定部１８は、移動方向が周囲の候補点の移動方向と関連性の低い、点線で囲まれた候補点３２０を虚像であるとして、候補点から除去する。移動方向が周囲の候補点の移動方向と関連性の低い候補点は、例えば、移動方向が周囲の候補点の移動方向とは逆方向の候補点である。
　候補点判定部１８により虚像を除去された、実線で囲まれた黒丸で示す候補点３３０を図８に示す。物体検出部２０は、黒丸で示された候補点３３０に対して第１実施形態で説明した検出処理を行い、ガードレール４１０の支柱４１２の位置を検出する。
　第２実施形態のガードレール４１０、支柱４１２は物体に対応する。
　［２－３．効果］
　以上説明した第２実施形態では、第１実施形態の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
　密集度算出部１６に加え、速度差算出部３２と速度算出部３４と方向算出部３６とのそれぞれが算出する情報に基づいて、候補点判定部１８は、どの候補点が虚像であるかをより高精度に判定できる。これにより、物体の位置の検出精度が向上する。
　［３．他の実施形態］
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
　（１）上記実施形態では、物体までの距離を測定する測距センサとしてミリ波レーダ２が使用された。ミリ波以外にも、探査波を照射して物体までの距離を測定する測距センサであれば、ソナー等を使用してもよい。
　（２）上記実施形態では、物体検出装置が搭載される移動体として車両以外に、自転車、車椅子、ロボット等の移動体に物体検出装置を搭載してもよい。
　（３）物体検出装置は移動体に限らず、静止物体等の固定位置に設置されてもよい。
　（４）上記実施形態における一つの構成要素が有する複数の機能を複数の構成要素によって実現したり、一つの構成要素が有する一つの機能を複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を一つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される一つの機能を一つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。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。尚、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開示の実施形態である。
　（５）上述した物体検出装置１０、３０の他、当該物体検出装置１０、３０を構成要素とするシステム、当該物体検出装置１０、３０としてコンピュータを機能させるための物体検出プログラム、この物体検出プログラムを記録した記録媒体、物体検出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

Claims (7)

  1. 　複数の測距センサ（２）が測定結果として少なくとも測定する物体（１００、１０２、１１０、４１０、４１２）までの距離に基づいて前記物体の位置を検出する物体検出装置（１０、３０）であって、
    　前記複数の測距センサから前記測定結果を取得するように構成された結果取得部（１２）と、
    　前記結果取得部が取得する前記測定結果のうち前記物体までの距離に基づいて、前記物体の位置を表す候補点を抽出ように構成された候補点抽出部（１４）と、
    　前記候補点抽出部が抽出した前記候補点が前記物体の実像または虚像のいずれであるかを判定するように構成された候補点判定部（１８）と、
    　前記候補点から前記候補点判定部が前記虚像と判定した候補点を除去した前記実像の前記候補点の位置に基づいて、前記物体の位置を検出するように構成された物体検出部（２０）と、
    を備える物体検出装置。
  2. 　請求項１に記載の物体検出装置であって、
    　前記候補点判定部は、前記測距センサの検出範囲（２００）に存在しない前記候補点を前記虚像と判定するように構成されている、
    物体検出装置。
  3. 　請求項１または２に記載の物体検出装置であって、
    　前記測距センサは３個以上搭載されており、
    　３個以上の前記測距センサが検出する前記物体までの距離の交点が表す複数の前記候補点の密集度を算出するように構成されている密集度算出部（１６）を備え、
    　前記候補点判定部は、前記密集度算出部が算出する前記密集度に基づいて、前記候補点が前記実像であるか前記虚像であるかを判定するように構成されている、
    物体検出装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の物体検出装置であって、
    　前記測距センサはレーダであり、
    　前記結果取得部は、前記測定結果として前記物体検出装置に対する前記物体の相対速度を取得するように構成されている、
    物体検出装置。
  5. 　請求項４に記載の物体検出装置であって、
    　前記候補点のそれぞれについて、複数の前記測距センサから前記結果取得部が取得する前記相対速度の差を算出するように構成されている速度差算出部（３２）を備え、
    　前記候補点判定部は、前記速度差算出部が算出する前記相対速度の差が所定値以上の前記候補点を前記虚像であると判定するように構成されている、
    物体検出装置。
  6. 　請求項４または５に記載の物体検出装置であって、
    　前記候補点のそれぞれについて、複数の前記測距センサから前記結果取得部が取得する前記相対速度から前記候補点の絶対速度を算出するように構成されている速度算出部（３４）を備え、
    　前記候補点判定部は、前記速度算出部が算出する前記絶対速度が所定速度以上の前記候補点を前記虚像であると判定するように構成されている、
    物体検出装置。
  7. 　請求項４から６のいずれか１項に記載の物体検出装置であって、
    　前記候補点判定部は、前記候補点のそれぞれについて、複数の前記測距センサのそれぞれから前記結果取得部が取得する前記相対速度と、前記相対速度の方向とに基づいて、前記候補点の移動方向を算出するように構成された方向算出部（３６）を備え、
    　前記移動方向が周囲の前記候補点の前記移動方向と関連性が高い前記候補点を前記実像と判定し、前記移動方向が周囲の前記候補点の前記移動方向と関連性が低い前記候補点を前記虚像と判定するように構成されている、
    物体検出装置。
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