WO2021199104A1 - 物体検知システムおよび物体検知方法 - Google Patents

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WO2021199104A1
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尚之 対馬
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • This application relates to an object detection system and an object detection method.
  • CFAR Constant False Alarm Rate
  • the method of calculating the threshold value by the above-mentioned averaging is effective in suppressing false detection in a system in which the size of the detection target (target) is sufficiently smaller than the resolution of the radar and the object is captured as a point. It is a means.
  • the detection of other reflection points is hindered by some reflection points having high reflection intensity, and instead. It was sometimes difficult to achieve the original performance. As a result, there is a problem that the shape of the target required for estimating the type of the object cannot be determined.
  • the present application discloses a technique for solving the above-mentioned problems, and an object of the present application is to obtain an object detection system and an object detection method capable of discriminating the shape of a target.
  • the object detection system disclosed in the present application includes a wave device that irradiates waves and receives reflected waves, and a reflection level calculation unit that calculates a reflection level for each coordinate point in an irradiation field from a signal output from the wave device.
  • the reflection level for each coordinate point is compared with the threshold set in the first setting reference, and the coordinate point showing the reflection level higher than the threshold is extracted as the representative reflection point of the object existing in the irradiation field.
  • a line segment setting unit extending from the representative reflection point and setting a plurality of lines of the same length arranged at intervals in the circumferential direction around the representative reflection point in the irradiation field, lower than the threshold value.
  • a reflection point counting unit that counts coordinate points indicating a reflection level higher than the second threshold as reflection points for each of the plurality of line segments using a second threshold set by a second setting reference for calculating a value.
  • a reflection point determination unit for determining the reflection points counted in the upper two lines having many counted reflection points among the plurality of line segments as reflection points from the object is provided. It is a feature.
  • the object detection method disclosed in the present application receives a reflected wave when irradiating a wave motion, sets a reflection level calculation step for calculating a reflection level for each coordinate point in the irradiation field, and first sets a reflection level for each coordinate point.
  • the object detection system or the object detection method disclosed in the present application it is possible to determine the shape of the target by detecting the arrangement of the reflection points.
  • 1A and 1B are a block diagram showing the overall configuration of the object detection system according to the first embodiment, and a block diagram showing a detailed configuration of an analysis device portion for determining the shape of a target.
  • 2A and 2B respectively show a flowchart showing the operation of the target reflection level receiving unit and the operation of the target detection unit for explaining the operation of the object detection system according to the first embodiment or the object detection method. It is a flowchart which shows. It is a schematic diagram for demonstrating the step-like rotation about the reference point of the detection line segment which performs the detection determination in the operation of the object detection system which concerns on Embodiment 1, or the object detection method.
  • 4A and 4B respectively are a schematic diagram for explaining the operation of the object detection system according to the first embodiment or the setting of the threshold value at a certain detection line segment for which the detection determination is performed in the object detection method, and a certain detection. It is a graph-type figure for demonstrating the setting of the threshold value according to the signal strength on a line segment. 5A and 5B show the number of reflection points detected for each detection line segment and the target when the arrangement of the target is different in the operation of the object detection system or the object detection method according to the first embodiment. It is a schematic diagram for demonstrating the selection of the detection line segment as the shape of. It is a block diagram which shows the whole structure of the object detection system which concerns on Embodiment 2. FIG.
  • FIG. 9A and 9B respectively show a flowchart showing the operation of the target reflection level receiving unit and the operation of the target detection unit for explaining the operation of the object detection system according to the third embodiment or the object detection method. It is a flowchart which shows. It is a block diagram which shows the configuration example by the hardware of the analysis apparatus which concerns on each Embodiment 1.
  • FIG. 9A and 9B respectively show a flowchart showing the operation of the target reflection level receiving unit and the operation of the target detection unit for explaining the operation of the object detection system according to the third embodiment or the object detection method. It is a flowchart which shows. It is a block diagram which shows the configuration example by the hardware of the analysis apparatus which concerns on each Embodiment 1.
  • FIG. 9A and 9B respectively show a flowchart showing the operation of the target reflection level receiving unit and the operation of the target detection unit for explaining the operation of the object detection system according to the third embodiment or the object detection method. It is a flowchart which shows. It is a block diagram which shows the configuration
  • Embodiment 1. 1 to 5 are for explaining the object detection system or the object detection method according to the first embodiment
  • FIG. 1 is a block diagram (FIG. 1A) showing an overall configuration of the object detection system and a target.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the target reflection level receiving unit (FIG. 2A), and a flowchart showing the operation of the target detecting unit (FIG. 2A).
  • FIG. 2B shows the signal strength for each coordinate detected when one target exists in the irradiation field when the radar is irradiated in the horizontal direction, and the reference point is centered according to the obtained signal strength.
  • It is a schematic diagram which shows the method of rotating the detection line segment for target detection in a step shape in an irradiation field (horizontal plane).
  • FIG. 4 is a schematic diagram (FIG. 4A) corresponding to FIG. 3 for explaining the setting of the threshold value on a certain detection line segment among the plurality of detection line segments that rotate and move to perform the detection determination. It is a bar graph format diagram (FIG. 4B) for explaining the method of setting the signal strength at each of a plurality of determination target points on a certain detection line segment and the two types of threshold values having different criteria.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the number of reflection points detected for each of a plurality of detection line segments set at intervals centered on the representative reflection points, and the selection of the detection line segments as the shape of the target.
  • FIG. 5A schematic diagram corresponding to FIG. 3 when the target vehicle is in the left front part and exists in an oblique state, and the target vehicle is in the front center part and is straight.
  • FIG. 5B schematic diagram corresponding to FIG. 3 when it exists in a state.
  • the object detection system 1 is based on a wave device 7 that irradiates a wave and receives a reflected wave from a target, and a signal from the wave device 7. It is equipped with an analysis device 2 that analyzes the position and distance of the target, and is mounted on the vehicle 80V.
  • the wave device 7 When the wave device 7 is mounted (vehicle-mounted) on the vehicle 80V, for example, it detects a preceding vehicle, an oncoming vehicle, a crossing pedestrian, other obstacles, etc. as a target, and outputs the information to the vehicle control unit 81V. And use it for driving support etc.
  • the wave device 7 assumes a radar device having a transmission / reception surface 7f that receives a reflected wave reflected by a target by irradiating a radio wave such as a millimeter wave as a wave in a range of a predetermined angle in a horizontal direction, for example. ing.
  • a radio wave such as a millimeter wave as a wave in a range of a predetermined angle in a horizontal direction, for example.
  • a sensor other than radio waves may be used.
  • a lidar (Light Detection and Ringing) using light, an ultrasonic sensor using sound waves, or the like may be used.
  • the analysis device 2 includes a calculation unit 3 that executes analysis processing, a storage unit 4 that stores the calculation functions of the calculation unit 3, a communication function unit 5 that exchanges data between the wave device 7 and the vehicle control unit 81V, and a calculation.
  • a bus 6 for bidirectionally connecting the unit 3, the storage unit 4, and the communication function unit 5 is provided.
  • the communication function unit 5 is connected to the wave device 7 and the vehicle control unit 81V via a signal line (not shown).
  • the arithmetic unit 3 is composed of arithmetic units such as a microcomputer and a DSP (digital signal processor).
  • the arithmetic unit 3 and the storage unit 4 are a combination of an arithmetic unit (processor) and a storage device. It can be configured with one piece of hardware.
  • the storage unit 4 (storage device) includes a volatile storage device such as a random access memory (not shown) and a non-volatile auxiliary storage device such as a flash memory. Further, an auxiliary storage device of a hard disk may be provided instead of the flash memory.
  • the arithmetic unit 3 (processor) executes the program input from the storage device. In this case, the program is input from the auxiliary storage device to the processor via the volatile storage device. Further, the processor may output data such as a calculation result to the volatile storage device of the storage device, or may store the data in the auxiliary storage device via the volatile storage device.
  • the target reflection level receiving function 411 receives the signal Se output from the wave device 7 as shown in FIG. 1B, and receives the reflection level for each coordinate (reflection level list Dr. ) Is output, and the calculation unit 3 functions as the target reflection level receiving unit 41. Then, the representative point extraction function 421 or the like detects a target from the reflection level list Dr, and calculates the object detection information De such as the distance, position, and contour shape as the target detection unit 42 that outputs the object detection information De to the vehicle control unit 81V. Make part 3 work.
  • the target detection unit 42 extracts a representative point from the reflection level list Dr, determines the rotation step of the detection line segment St based on the representative point extraction function 421 that outputs the coordinate information Dp, and the coordinates of the representative point, and rotates. It has a rotation step determination function 422 that outputs step information Ds. Further, the reflection point counting function 423 that outputs the counting result of the reflection point for each rotated detection line segment St as the counting information Dn, the reflection point to be detected as an object is determined according to the counting information Dn, and the object detection information De It functions to have a reflection point determination function 424 to be output as. That is, the representative point extraction function 421 to the reflection point determination function 424 and the like can be read as independent parts such as the representative point extraction unit to the reflection point determination unit, respectively.
  • the millimeter wave emitted from the transmission / reception surface 7f is repelled by the target 90 (vehicle) at a distant position as shown in FIG. 3, and is received by the transmission / reception surface 7f.
  • a signal Se indicating information on the reflection level of the target corresponding to the received radio wave is output from the wave device 7, and is received by the target reflection level receiving unit 41 via the communication function unit 5 (step S100).
  • the target reflection level reception function 411 calculates a reflection level list Dr indicating the reflection level for each coordinate in the angular direction DA and the front-back direction DL based on the received signal Se, and causes the target detection unit 42 via the bus 6. Output (step S110).
  • a reflection level list Dr indicating the reflection level for each coordinate in the angular direction DA and the front-back direction DL based on the received signal Se, and causes the target detection unit 42 via the bus 6.
  • Output step S110.
  • FIG. 3 and FIGS. 4 and 5 used in the following description it is shown that the darker the black coating, the higher the reflection level (signal intensity).
  • the reflection level list Dr is output to the representative point extraction function 421 and the reflection point counting function 423 of the target detection unit 42.
  • the representative point extraction function 421 is premised on capturing the target 90 as a point, and prevents erroneous detection such as a dynamic threshold value such as CFAR or a fixed value.
  • the threshold value ThC set by the reference is set.
  • the threshold value Th and the reflection level are compared, and a representative reflection point (representative reflection point Pr) for each target 90 is extracted (step S210).
  • the coordinate information Dp of the extracted representative reflection point Pr is output to the rotation step determination function 422.
  • the threshold value ThC set in the first setting reference is used, the reflected wave from the reflection point in the vicinity of the portion corresponding to the representative reflection point Pr of the target, which is the problem to be solved in the present application, cannot be detected. However, at this stage, rather, it is only necessary to extract only one reflection point from the reflection points of the target 90 by taking advantage of its characteristics, so that false detection is performed on the premise that the target 90 is intentionally captured as a point. Use a threshold setting method that can prevent. Further, in the figure, for simplification, the case where the representative reflection point Pr is only one point is described, but in reality, a plurality of representatives are discretely represented according to the number of target 90s existing in the coordinates. The reflection point Pr will exist.
  • the rotation step determination function 422 determines the rotation step ⁇ of the detection line segment St used for determination according to the distance Lp to the representative reflection point Pr calculated from the coordinate information Dp or the distance (coordinates) in the front-back direction DL. (Step S220). Then, the determined rotation step ⁇ information (rotation step information Ds) is output to the reflection point counting function 423 together with the coordinate information Dp of the representative reflection point Pr.
  • the processing cost can be reduced by making the rotation step ⁇ (rotational movement angle) larger (coarse) as the distance Lp is longer and smaller (finer) as the distance Lp is shorter. Further, for simplification, an example of arranging them at equal intervals within 360 ° is shown, but the intervals do not necessarily have to be equal. For example, the intervals are changed between the rear side and the front side of the representative reflection point Pr. May be good.
  • the reflection point counting function 423 360 / ⁇ lines that rotate and move in the irradiation field (plane) around the representative reflection point Pr based on the rotation step information Ds and the coordinate information Dp output from the rotation step determination function 422.
  • a threshold value is set for each set detection line segment St, the number of reflection points exceeding the threshold value (number of reflection points) is counted for each detection line segment St, and the counted information (counting information Dn). Is output to the reflection point determination function 424 (step S220).
  • the detection line segment St of a predetermined length starting from the representative reflection point Pr is set according to the number of rotation steps ⁇ moved by 360 degrees around the representative reflection point Pr.
  • a plurality of determination target points such as P1, P2, ... Pi, depending on the resolution of the wave device 7.
  • the length of the detection line segment St is set to, for example, 4 to 5 m, which corresponds to the length of a general vehicle. That is, the reflection point counting function 423 and the rotation step determination function 422 function as a line segment setting function or a line segment setting unit.
  • the setting of the threshold value for each determination target point will be described.
  • the dynamic threshold value ThC is set by the above-mentioned first setting criterion, it is dragged by the intensity of the representative reflection point Pr having the highest intensity, and on the detection line segment St, the reflection points other than the representative reflection point Pr (determination target). At point), it is determined that there is no detection.
  • the second threshold value ThM set by the second setting standard calculated to be lower than the threshold value ThC calculated by the first setting standard is used.
  • a value corrected by subtracting a certain difference ⁇ Th from the threshold value ThC on the detection line segment St calculated by the first setting reference is adopted as the second threshold value ThM. This is executed for each detection line segment St that is rotated and moved for each rotation step ⁇ .
  • the difference ⁇ Th when obtaining the second threshold value ThM by the second setting reference is suppressed within, for example, the absolute value of the difference between the main lobe and the first side lobe at the representative reflection point Pr.
  • the absolute value of the difference between the main lobe and the first side lobe at the representative reflection point Pr By keeping it within the absolute value, excessive detection of clutter is suppressed, and selection by the number of reflection points at the detection line segment St, which will be described later, becomes easy.
  • the second threshold value ThM is set for each detection line segment St is shown, but the present invention is not limited to this, and the second threshold value ThM is applied to the entire irradiation field. May be set.
  • the second threshold value ThM When the second threshold value ThM is set in this way, the number of reflection points (the number of reflection points) exceeding the second threshold value ThM is then counted for each detection line segment St, and the number of reflection points is the detection line segment up to the second place. Select St.
  • the counting result is as shown in FIG. 5A, for example, the first place is the detection line segment Stj having four reflection points, and the second place is the detection line segment Stk and the detection line segment Stn having three reflection points. There will be two.
  • the detection line segment St corresponds to the contour line of the target 90 (vehicle), it is adjacent to the first detection line segment Stj of the two second detection line segments St. (The angle with the first detection line segment Stj is small) The detection line segment Stk is excluded. Then, the detection line segment Stj and the detection line segment Stn are selected as the line segments at the higher count.
  • the reflection point detected on the selected detection line segment Stj and the reflection point detected on the detection line segment Stn are determined as output reflection points indicating the outline of the target 90 (step S230), and the object is detected.
  • the vehicle control unit 81V Based on the output object detection information De, the vehicle control unit 81V detects the reflection points on the two detection line segments St starting from the representative reflection point Pr as the contour of the target 90, for example, the shape of the target. It becomes possible to determine the type by recognizing. Therefore, if it is mounted on a vehicle, it is possible to distinguish a vehicle, a pedestrian, an obstacle, or the like and recognize a distance, a relative speed, or the like.
  • the missing portion may be regarded as a reflection point and output.
  • the resolution of the wave device 7 is high with respect to the size of the target 90 such as a vehicle so that the target 90 can be detected as a contour instead of a point, and in reality, it corresponds to the continuous contour of the target 90. Because it can be considered.
  • the detection line segment St for each representative reflection point Pr is at least about 4 lines, that is, at intervals of 90 ° or less. This makes it possible to detect, for example, the contour of a four-wheeled vehicle that is substantially rectangular in a plan view. Further, the number of points to be judged (resolution) for each detection line segment St depends on the distance Lp, but it is assumed to be about 5 points. This makes it possible to appropriately grasp the contour of the object (target 90) as an object.
  • the detection line segment St corresponding to the second place does not exist and the contour as two dimensions cannot be obtained.
  • the detection line segment St corresponding to the second place does not exist and the contour as two dimensions cannot be obtained.
  • the determination can be made based on the coordinates, the relative velocity, and the like.
  • Embodiment 2 In the first embodiment, an example in which the object detection system is mounted on the vehicle has been described. In the second embodiment, an example in which the object detection system is mounted in a facility such as a base station will be described.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the overall configuration of the object detection system according to the second embodiment. The functions and operations realized by the object detection system are the same as those in the first embodiment except that the mounting targets are different, and the same reference numerals are used for the same parts. Further, FIGS. 1B and 2 to 5 used in the first embodiment will be referred to, and the description of the same part will not be repeated.
  • the object detection system 1 includes the wave device 7 and the analysis device 2 that analyzes the position and distance of the target based on the signals from the wave device 7. It is provided in the base station 80B.
  • the base station 80B for example, a roadside device, a center facility, or the like is assumed.
  • a high-performance radar wave device 7
  • the target information management unit 81B can perform high-precision analysis such as moving at high speed, grasping the contour of an aircraft or a flying object, and discriminating the type.
  • even on the ground it is possible to get a bird's-eye view of a wide area and grasp information on vehicles and the like.
  • Embodiment 3 In the first and second embodiments, an example in which the object detection system is mounted in one place has been described. In the third embodiment, an example in which the object detection system is separately installed in two facilities such as a vehicle and a base station will be described. 7 to 9 are for explaining the object detection system or the object detection method according to the third embodiment, FIG. 7 is a block diagram showing an overall configuration of the object detection system, and FIG. 8 is a shape of a target. A block diagram showing the detailed configuration of the analyzer part for discriminating the above, FIG. 9 shows a flowchart (FIG. 9A) showing the operation of the target reflection level receiver mounted on the vehicle, and the operation of the target detection unit mounted on the base station. It is a flowchart (FIG. 9B) shown.
  • the object detection system 1 is also mounted on the wave device 7 mounted on the vehicle 80V, and separately mounted on the vehicle 80V and the base station 80B, and the signal from the wave device 7 is also mounted.
  • the analysis device 2 is provided to analyze the position and distance of the target based on the above.
  • the calculation unit 3v mounted on the vehicle 80V functions as a target reflection level receiving unit 41 stored in the storage unit 4v of the analysis device 2v
  • the calculation unit 3b mounted on the base station 80B is , It functions as a target detection unit 42 stored in the storage unit 4b of the analysis device 2b.
  • the analysis device 2v is provided via the internal communication function unit 51 for communicating with the wave device 7 in the vehicle 80V and the vehicle control unit 81V, the analysis device 2b of the base station 80B, and the communication path 50 by wireless communication, for example.
  • An external communication function unit 52 for communicating with the user is provided.
  • the analysis device 2b is provided with an external communication function unit 53 for communicating via the communication path 50, corresponding to the external communication function unit 52 formed in the analysis device 2v of the vehicle 80V.
  • the analysis device 2v includes a bus 6v for bidirectionally connecting the calculation unit 3v, the storage unit 4v, the internal communication function unit 51, and the external communication function unit 52, and the analysis device 2b stores the calculation unit 3b and the storage unit 3b.
  • a bus 6b for bidirectionally connecting the unit 4b and the external communication function unit 53 is provided.
  • the target reflection level receiving function 411 stored in the storage unit 4v receives the signal Se output from the wave device 7 and calculates the reflection level list Dr as shown in FIG.
  • the calculation unit 3v functions as the target reflection level receiving unit 41.
  • the calculated reflection level list Dr is transmitted from the external communication function unit 52 to the base station 80B via the communication path 50.
  • the representative point extraction function 421 or the like stored in the storage unit 4b detects the target from the reflection level list Dr and calculates the object detection information De such as the distance, position, and contour shape.
  • the calculation unit 3b is made to function as the target detection unit 42.
  • the calculated object detection information De is transmitted from the external communication function unit 53 to the vehicle 80V via the communication path 50, and is output to the vehicle control unit 81V.
  • the object detection system 1 is divided into a vehicle 80V and a base station 80B, and as shown in FIGS. 9A and 9B, steps S100 to S110 are in the vehicle 80V, and steps S200 to S230 are in the base station 80B. It will be executed. Even so, it is possible to recognize the shape of the target 90 detected by the wave device 7 and determine the type. In particular, since the target detection unit 42 that involves complicated calculations is mounted on the base station 80B, high-speed calculations using a high-performance processor, storage device, or the like are possible.
  • the identification of the object type is not limited to the vehicle control unit 81V mounted on the vehicle 80V, and may be performed by the base station 80B.
  • the object detection system 1 so as to connect a plurality of vehicles 80V to one base station 80B.
  • the information from the plurality of vehicles 80V is merged to achieve higher accuracy.
  • the analysis device 2 (or analysis device 2b, analysis device 2v) constituting the object detection system 1 according to each embodiment includes the processor 21 and the storage device 22 as shown in FIG. It can be represented by a configuration consisting of one hardware 20.
  • the storage device 22 corresponding to the storage unit 4 includes a volatile storage device such as a random access memory and a non-volatile auxiliary storage device such as a flash memory. Further, an auxiliary storage device of a hard disk may be provided instead of the flash memory.
  • the processor 21 corresponding to the arithmetic unit 3 executes the program input from the storage device 22. In this case, the program is input from the auxiliary storage device to the processor 21 via the volatile storage device. Further, the processor 21 may output data such as a calculation result to the volatile storage device of the storage device 22, or may store the data in the auxiliary storage device via the volatile storage device.
  • the wave device 7 installed in the base station 80B may be configured to capture and analyze the information to be transmitted to a plurality of vehicles 80V. By doing so, it becomes possible to utilize detailed analysis data in a plurality of vehicles 80V.
  • the length of the detection line segment St is also suitable, but is not limited to 3 m or more and 6 m or less (preferably 4 m or more and 5 m or less) when the vehicle is assumed to be the detection target.
  • the number of reflection points may be appropriately determined to be 4 or more within the detection line segment St.
  • the wave device 7 that irradiates the wave and receives the reflected wave, and the coordinate points in the irradiation field from the signal Se output from the wave device 7.
  • the reflection level calculation unit target reflection level reception function 411) that calculates the reflection level for each (reflection level list Dr), compares the reflection level for each coordinate point with the threshold ThC set by the first setting reference, and from the threshold ThC.
  • a representative point extraction unit that extracts a coordinate point showing a high reflection level as a representative reflection point Pr of an object (target 90) existing in the irradiation field, extends from the representative reflection point Pr, and is a representative reflection.
  • Line segment setting unit (rotation step determination function 422, reflection point counting function 423) that sets multiple line segments (detection line segment St) of the same length arranged at intervals in the circumferential direction around the point Pr. ), A value lower than the threshold ThC is calculated Using the second threshold ThM set by the second setting standard, each of the plurality of line segments (detection line St) shows a higher reflection level than the second threshold ThM.
  • a reflection point counting unit (reflection point counting function 423) that counts coordinate points as reflection points, and a line segment (detection) up to the top two of the plurality of line segments (detection line segment St) with many counted reflection points.
  • reflection point determination function 424 determines the reflection point counted by the line segment St) as a reflection point from the object (target 90), the opposite portion of the target 90. By detecting the arrangement of the reflection points forming the contour of the target, it becomes possible to determine the shape of the target.
  • the line segment setting unit (rotation step determination function 422 or reflection point counting function 423) is configured to set the length of a plurality of line segments (detection line segment St) within a range of 3 m or more and 6 m or less. , It is possible to accurately grasp the outline of the vehicle and enhance driving support.
  • the line segment setting unit (rotation step determination function 422) arranges a plurality of line segments (detection line segment St) at regular intervals (rotation step ⁇ ) of 90 ° or less, the contour of the vehicle can be further improved. It can be captured accurately.
  • the line segment setting unit (rotation step determination function 422) is configured so that the closer the distance of the representative reflection point Pr is, the narrower the interval (rotation step ⁇ ) is, for example, the optimum calculation amount according to the characteristics of the radar. Analysis becomes possible.
  • the representative reflection point Pr can be extracted without being affected by the clutter, or the representative reflection point Pr can be extracted without increasing the calculation amount. Can be extracted.
  • the second threshold value ThM is set. Excessive detection of clutter is suppressed, and selection by the number of reflection points at the detection line segment St becomes easy.
  • the reflection level for each coordinate point is compared with the threshold ThC set by the first setting reference, and the coordinate point showing the reflection level higher than the threshold ThC is an object existing in the irradiation field (steps S100 to S110).
  • step S220 Using the line segment setting steps (steps S210 to S220) for setting a plurality of line segments (detection line segment St), and the second threshold value ThM set by the second setting criterion in which a value lower than the threshold value ThC is calculated, a plurality of lines are used.
  • a reflection point counting step step S220 in which coordinate points showing a reflection level higher than the second threshold ThM are counted as reflection points for each of the line segments (detection line segment St), and a plurality of line segments (detection line segment St).
  • the reflection point counted in the upper two lines (detection line St) having many counted reflection points is determined as the reflection point from the object (target 90).
  • S230 is configured to include, the shape of the target can be determined by detecting the arrangement of the reflection points forming the contour of the facing portion of the target 90.
  • step S210 if the distance (rotation step ⁇ ) is narrowed as the distance of the representative reflection point Pr is short, analysis can be performed with an optimum amount of calculation according to the characteristics of the radar, for example. ..
  • the representative reflection point Pr can be extracted without being affected by the clutter, or the representative reflection point Pr can be extracted without increasing the calculation amount. Can be extracted.
  • the second threshold value ThM is set. Excessive detection of clutter is suppressed, and selection by the number of reflection points at the detection line segment St becomes easy.

Abstract

照射野内の座標点ごとの反射レベルを閾値（ＴｈＣ）と比較し、照射野内に存在する物標（９０）の代表反射点（Ｐｒ）として抽出する代表点抽出機能（４２１）、代表反射点（Ｐｒ）から延び、照射野内で代表反射点（Ｐｒ）を中心として間隔をあけて配置した同じ長さの複数の検出線分（Ｓｔ）を設定する線分設定部、閾値（ＴｈＣ）よりも低い第二閾値（ＴｈＭ）を用い、複数の検出線分（Ｓｔ）それぞれに含まれる第二閾値（ＴｈＭ）よりも高レベルの座標点を反射点として計数する反射点計数機能４２３、および反射点数の多い上位二位までの検出線分（Ｓｔ）で計数された反射点を物標（９０）からの反射点として決定する反射点決定機能（４２４）、を備える。

Description

物体検知システムおよび物体検知方法
　本願は、物体検知システムおよび物体検知方法に関するものである。
　物体からの反射エコーにより、物体を検知するミリ波レーダ等の物体検知システムにおいて、環境によって時間的、空間的に変動するクラッタと呼ばれる不要信号による誤検知を抑制することが求められる。そこで、物体として検知するか否かの閾値を、検出有無の判定を行いたい領域に対し、その周囲の領域の受信強度を平均化して求めるＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）という手法が用いられている（例えば、非特許文献１参照。）。
電子情報通信学会編　「知識ベース」（http://www.ieice-hbkb.org/files/11/11gun_02hen_05.pdf）、１１群（社会情報システム）－２編（電子航法・ナビゲーションシステム）－５章基礎・共通技術（ｖｅｒ．１／２０１１．４．１５）、５－２　レーダの原理、５－２－１　検出技術（執筆者：桐本哲郎）
　上述した平均化により閾値を算出する手法は、検出対象（物標）の大きさがレーダの分解能に比べて十分に小さく、物体を点として捉えるシステムにおいては、誤検知を抑制するのに有効な手段である。しかしながら、ひとつの物標に対して複数の点を検出できるようになった近年の高分解能レーダにおいては、反射強度の高い一部の反射点のために他の反射点の検出が阻害され、かえって本来の性能を発揮することが困難となることがあった。その結果、物体の種別の推定に必要な物標の形状を判別することができなくなるという問題点があった。
　本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、物標の形状を判別できる物体検知システムおよび物体検知方法を得ることを目的とする。
　本願に開示される物体検知システムは、波動を照射し、反射波を受信する波動装置、前記波動装置から出力された信号から、照射野内の座標点ごとの反射レベルを算出する反射レベル算出部、前記座標点ごとの反射レベルを第一設定基準で設定した閾値と比較し、前記閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を、前記照射野内に存在する物体の代表反射点として抽出する代表点抽出部、前記代表反射点から延び、前記代表反射点を中心として前記照射野内で周方向に間隔をあけて配置した同じ長さの複数の線分を設定する線分設定部、前記閾値よりも低い値が算出される第二設定基準で設定した第二閾値を用い、前記複数の線分それぞれで、前記第二閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を反射点として計数する反射点計数部、および前記複数の線分のうち、前記計数された反射点の多い上位二位までの線分で計数された反射点を前記物体からの反射点として決定する反射点決定部、を備えたことを特徴とする。
　本願に開示される物体検知方法は、波動を照射した際の反射波を受信し、照射野内の座標点ごとの反射レベルを算出する反射レベル算出ステップ、前記座標点ごとの反射レベルを第一設定基準で設定した閾値と比較し、前記閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を、前記照射野内に存在する物体の代表反射点として抽出する代表点抽出ステップ、前記代表反射点から延び、前記代表反射点を中心として前記照射野内で周方向に間隔をあけて配置した同じ長さの複数の線分を設定する線分設定ステップ、前記閾値よりも低い値が算出される第二設定基準で設定した第二閾値を用い、前記複数の線分それぞれで、前記第二閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を反射点として計数する反射点計数ステップ、および前記複数の線分のうち、前記計数された反射点の多い上位二位までの線分で計数された反射点を前記物体からの反射点として決定する反射点決定ステップ、を含むことを特徴とする。
　本願に開示される物体検知システム、あるいは物体検知方法によれば、反射点の並びを検出することで、物標の形状を判別することが可能になる。
図１Ａと図１Ｂは、それぞれ実施の形態１にかかる物体検知システムの全体構成を示すブロック図と、物標の形状を判別する解析装置部分の詳細構成を示すブロック図である。 図２Ａと図２Ｂそれぞれは、実施の形態１にかかる物体検知システムの動作、あるいは物体検知方法を説明するための、物標反射レベル受信部の動作を示すフローチャートと、物標検出部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる物体検知システムの動作、あるいは物体検知方法において、検出判定を行う検出線分の、基準点を中心としたステップ状の回転を説明するための模式図である。 図４Ａと図４Ｂそれぞれは、実施の形態１にかかる物体検知システムの動作、あるいは物体検知方法において、検出判定を行うある検出線分での閾値の設定について説明するための模式図と、ある検出線分上での信号強度に応じた閾値の設定を説明するためのグラフ形式の図である。 図５Ａと図５Ｂは、実施の形態１にかかる物体検知システムの動作、あるいは物体検知方法において、それぞれ物標の配置が異なった場合の、検出線分ごとの反射点の検出数と、物標の形状としての検出線分の選定について説明するための模式図である。 実施の形態２にかかる物体検知システムの全体構成を示すブロック図である。 実施の形態３にかかる物体検知システムの全体構成を示すブロック図である。 実施の形態３にかかる物体検知システムの物標の形状を判別する解析装置部分の詳細構成を示すブロック図である。 図９Ａと図９Ｂそれぞれは、実施の形態３にかかる物体検知システムの動作、あるいは物体検知方法を説明するための、物標反射レベル受信部の動作を示すフローチャートと、物標検出部の動作を示すフローチャートである。 各実施の形態１にかかる解析装置のハードウエアによる構成例を示すブロック図である。
実施の形態１．
　図１～図５は、実施の形態１にかかる物体検知システムあるいは物体検知方法について説明するためのものであり、図１は物体検知システムの全体構成を示すブロック図（図１Ａ）と、物標の形状を判別する解析装置部分の詳細構成を示すブロック図（図２Ａ）、図２は物標反射レベル受信部の動作を示すフローチャート（図２Ａ）と、物標検出部の動作を示すフローチャート（図２Ｂ）である。そして、図３は水平方向にレーダを照射した際に、照射野内にひとつの物標が存在するときに検出される座標ごとの信号強度と、得られた信号強度に応じて、基準点を中心として、物標検出のための検出線分を照射野（平面）内でステップ状に回転させる方法を示す模式図である。
　また、図４は検出判定を行うために回転移動する複数の検出線分のうち、ある検出線分上での閾値の設定について説明するための図３に対応する模式図（図４Ａ）と、ある検出線分上の複数の判定対象点それぞれでの信号強度と、基準の異なる２種類の閾値を設定する手法を説明するための棒グラフ形式の図（図４Ｂ）である。さらに、図５は代表反射点を中心として間隔をあけて設定した複数の検出線分それぞれでの反射点の検出数と、物標の形状としての検出線分の選定について説明するための図であって、物標である車両が左前方部分で、斜めの状態で存在している場合の図３に対応する模式図（図５Ａ）と、物標である車両が前方中央部分で、真っすぐな状態で存在している場合の図３に対応する模式図（図５Ｂ）である。
　本願の実施の形態１にかかる物体検知システム１は、図１Ａに示すように、波動を照射して物標からの反射波を受信する波動装置７、および波動装置７からの信号に基づき、物標の位置、距離を解析する解析装置２を備え、車両８０Ｖに搭載されている。そして、波動装置７が車両８０Ｖに搭載（車載）されている場合、例えば、先行車、対向車、横断歩行者、その他障害物等を物標として検知し、その情報を車両制御部８１Ｖに出力して、運転支援等に利用する。
　波動装置７は、波動としてミリ波のような電波を、例えば水平方向における、所定の角度の範囲に照射して、物標が反射した反射波を受信する送受信面７ｆを有するレーダ装置を想定している。しかし、これに限ることはない。物標からの反射波を受信できるのであれば、電波以外の他のセンサであってもよく、例えば、光を用いるＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、あるいは音波を用いる超音波センサ等でもよい。
　解析装置２は、解析処理を実行する演算部３、演算部３の演算機能等を格納する記憶部４、波動装置７と車両制御部８１Ｖとのデータのやり取りを行う通信機能部５、および演算部３と記憶部４と通信機能部５間を双方向通信可能に接続するバス６を備えている。通信機能部５は、波動装置７と車両制御部８１Ｖに図示しない信号線を介して接続されている。
　演算部３は、マイコン、ＤＳＰ（digital signal processor）などの演算装置で構成され、例えば、解析装置２のうち、演算部３と記憶部４部分は、演算装置（プロセッサ）と記憶装置を組み合わせたひとつのハードウエアで構成することが可能である。その場合、記憶部４（記憶装置）は図示しないランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。演算部３（プロセッサ）は、記憶装置から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサにプログラムが入力される。また、プロセッサは、演算結果等のデータを記憶装置の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。
　記憶部４に格納された機能のうち、物標反射レベル受信機能４１１は、図１Ｂに示すように、波動装置７から出力された信号Ｓｅを受信し、座標ごとの反射レベル（反射レベルリストＤｒ）を出力する物標反射レベル受信部４１として演算部３を機能させる。そして、代表点抽出機能４２１等は、反射レベルリストＤｒから物標を検知し、その距離、位置、および輪郭形状等の物体検知情報Ｄｅを車両制御部８１Ｖに出力する物標検出部４２として演算部３を機能させる。
　物標検出部４２は、反射レベルリストＤｒから代表点を抽出し、その座標情報Ｄｐを出力する代表点抽出機能４２１、代表点の座標に基づいて検出線分Ｓｔの回転ステップを決定し、回転ステップ情報Ｄｓを出力する回転ステップ決定機能４２２を有している。さらに、回転させた検出線分Ｓｔごとの反射点の計数結果を計数情報Ｄｎとして出力する反射点計数機能４２３、計数情報Ｄｎに応じて、物体として検知する反射点を決定し、物体検知情報Ｄｅとして出力する反射点決定機能４２４とを有するように機能する。つまり、代表点抽出機能４２１～反射点決定機能４２４等は、それぞれ代表点抽出部～反射点決定部というように、それぞれ独立した部位と読み替えることができる。
　つぎに、図２（図２Ａと図２Ｂ）のフローチャートを参考にした動作の説明により、各機能（各部）の詳細を説明する。送受信面７ｆから出射されたミリ波は、図３に示すように離れた位置にある物標９０（車両）にはね返され、送受信面７ｆで受信される。受信した電波に対応する物標の反射レベルの情報を示す信号Ｓｅが波動装置７から出力され、通信機能部５を介して、物標反射レベル受信部４１が受信する（ステップＳ１００）。物標反射レベル受信機能４１１では、受信した信号Ｓｅに基づき、角度方向ＤＡ、前後方向ＤＬの座標ごとの反射レベルを示す反射レベルリストＤｒを算出し、バス６を介して物標検出部４２に出力する（ステップＳ１１０）。なお、図３および以降の説明で用いる図４と図５において、黒塗りが濃くなるほど、反射レベル（信号強度）が高いことを示している。
　反射レベルリストＤｒは、物標検出部４２の代表点抽出機能４２１と反射点計数機能４２３に出力される。代表点抽出機能４２１では、物標９０を点として捉えることを前提とし、ＣＦＡＲのような動的な閾値、あるいは固定値といった誤検出を防止する、背景技術で説明したのと同様の第一設定基準で設定した閾値ＴｈＣを設定する。そして、閾値Ｔｈと反射レベルを比較し、物標９０ごとの代表となる反射点（代表反射点Ｐｒ）を抽出する（ステップＳ２１０）。そして、抽出した代表反射点Ｐｒの座標情報Ｄｐを回転ステップ決定機能４２２に出力する。
　なお、第一設定基準で設定した閾値ＴｈＣを用いると、本願の解決すべき課題である、物標の代表反射点Ｐｒに対応する部分の近傍の反射点からの反射波が検出されなくなる。しかしこの段階においては、むしろ、その特徴を生かして物標９０の反射点のうち、ひとつの反射点のみが抽出されればよいので、あえて物標９０を点で捉えることを前提として、誤検出を防止できる閾値設定法を用いる。また、図では簡略化するため、代表反射点Ｐｒが１点のみの場合を記載しているが、実際には、座標内に存在する物標９０の数に応じて、離散的に複数の代表反射点Ｐｒが存在することになる。
　回転ステップ決定機能４２２は、座標情報Ｄｐから算出した代表反射点Ｐｒまでの距離Ｌｐ、または前後方向ＤＬでの距離（座標）に応じて、判定に用いる検出線分Ｓｔの回転ステップαを決定する（ステップＳ２２０）。そして、決定した回転ステップαの情報（回転ステップ情報Ｄｓ）を代表反射点Ｐｒの座標情報Ｄｐとともに、反射点計数機能４２３に出力する。なお、回転ステップα（回転移動角度）は、距離Ｌｐが長いほど大きく（粗く）、短いほど小さく（細かく）することで、処理コストを削減することができる。また、簡略化のため３６０°内に等間隔で配置する例を示すが、必ずしも等間隔である必要はなく、例えば、代表反射点Ｐｒの後方側と前方側とで間隔を変更するようにしてもよい。
　反射点計数機能４２３では、回転ステップ決定機能４２２から出力された回転ステップ情報Ｄｓと座標情報Ｄｐに基づいて、代表反射点Ｐｒを中心として照射野（平面）内で回転移動する３６０／α本の検出線分Ｓｔを設定する。そして反射レベルリストＤｒに基づき、設定した検出線分Ｓｔごとに閾値を設定し、検出線分Ｓｔごとに閾値を上回る反射点の数（反射点数）を計数し、計数した情報（計数情報Ｄｎ）を反射点決定機能４２４に出力する（ステップＳ２２０）。
　具体的には、代表反射点Ｐｒを起点とする所定長さの検出線分Ｓｔを、代表反射点Ｐｒを中心にして、回転ステップαずつ、３６０度分移動させた数に応じて設定する。このとき、ある検出線分Ｓｔが図４Ａに示す反射レベルの分布上に存在した場合、波動装置７の分解能に応じて、Ｐ１、Ｐ２、・・・Ｐｉのように、複数個の判定対象点が設定される。なお、検出線分Ｓｔの長さは、例えば、一般的な車両の長さに相当する４～５ｍ等に設定する。つまり、反射点計数機能４２３と回転ステップ決定機能４２２とで線分設定機能、あるいは線分設定部として機能する。
　ここで、ある検出線分Ｓｔ上の判定対象点の信号強度が図４Ｂに示すような分布を示した場合の、各判定対象点に対する閾値の設定について説明する。例えば、上述した第一設定基準で動的な閾値ＴｈＣを設定すると、最も強度が高い代表反射点Ｐｒの強度に引きずられ、検出線分Ｓｔ上では、代表反射点Ｐｒ以外の反射点（判定対象点）では検出なしと判定される。これに対して、この段階では、第一設定基準で算出した閾値ＴｈＣよりも低い値に算出される第二設定基準で設定した第二閾値ＴｈＭを用いる。例えば、第一設定基準で算出される検出線分Ｓｔ上の閾値ＴｈＣに対し、一定の差分ΔＴｈを差し引いて修正した値を第二閾値ＴｈＭとして採用する。これを回転ステップαごとに回転移動させた検出線分Ｓｔごとに実行する。
　なお、第二設定基準で第二閾値ＴｈＭを求める際の差分ΔＴｈは、例えば、代表反射点Ｐｒでのメインローブと第一サイドローブの差の絶対値以内に抑えることが望ましい。絶対値以内に抑えることで、クラッタの過剰検出が抑えられ、後述する検出線分Ｓｔでの反射点数による選別が容易になる。なお、本例では、理解を容易にするため、検出線分Ｓｔごとに第二閾値ＴｈＭを設定する例を示しているが、これに限ることはなく、照射野全体に対して第二閾値ＴｈＭを設定してもよい。
　このようにして第二閾値ＴｈＭを設定すると、つぎに、検出線分Ｓｔごとに第二閾値ＴｈＭを超えた反射点の数（反射点数）を計数し、反射点数が二位までの検出線分Ｓｔを選定する。計数結果が、例えば、図５Ａに示すようになった場合、一位は反射点数が４個の検出線分Ｓｔｊで、二位は反射点数が３個の検出線分Ｓｔｋと検出線分Ｓｔｎの２つになる。
　しかし、検出線分Ｓｔは後述するように、物標９０（車両）の輪郭線に対応するため、二位となった２つの検出線分Ｓｔのうち、一位の検出線分Ｓｔｊに隣接する（一位の検出線分Ｓｔｊとの角度が小さい）検出線分Ｓｔｋは除外する。そして、検出線分Ｓｔｊと検出線分Ｓｔｎを計数上位の線分として選定する。
　そして、選定した検出線分Ｓｔｊ上で検出された反射点と、検出線分Ｓｔｎ上で検出された反射点を物標９０の輪郭を示す出力用反射点として決定し（ステップＳ２３０）、物体検知情報Ｄｅとして出力する。車両制御部８１Ｖでは、出力された物体検知情報Ｄｅに基づき、代表反射点Ｐｒを起点とする２つの検出線分Ｓｔ上の反射点を物標９０の輪郭として検出し、例えば、物標の形状を認識して、種別を判別することが可能となる。そのため、車載であれば、車両、歩行者、障害物等を区別して、距離あるいは相対速度等を認識することが可能となる。
　なお、選定した検出線分Ｓｔ上の反射点が連続でない場合においても、抜けた部分を反射点とみなして出力してもよい。これは、物標９０を点ではなく輪郭として検出できるほど、車両等の物標９０の大きさに対して、波動装置７の分解能が高く、実態として、物標９０の連続した輪郭に対応すると考えられるからである。
　また、物標９０を誤検出なく点として捉えることを目的とした第一設定基準で設定した閾値ＴｈＣよりも低い第二閾値ＴｈＭを用いると、誤検出を生じさせることになる。しかい、検出点数の上位一位と、上位一位に隣接した検出線分Ｓｔを除く上位二位までの検出線分Ｓｔを選定したことで、検出線分Ｓｔ単体で発生した誤検出は、結果として除去されることになる。そのため、検出漏れがなく、かつ誤検出を抑制して、物標９０を検出し、さらには物標９０の形状まで把握することが可能となる。
　上述したように、輪郭を検出するため、代表反射点Ｐｒごとの検出線分Ｓｔは、少なくとも４本程度、つまり、９０°以下の間隔で設定することが望ましい。これにより、例えば、平面視で略矩形となる４輪車の輪郭を検出することが可能となる。また、検出線分Ｓｔごとの判定対象点数（分解能）は、距離Ｌｐにも依存するが、５点程度を想定している。これにより、対象物（物標９０）の物体としての輪郭を適切に把握することが可能となる。
　上述した分解能、あるいは検出線分Ｓｔの設定によっても、二位に該当する検出線分Ｓｔがなく、二次元としての輪郭が得られない場合がある。例えば、一方の幅が分解能に比べて狭い二輪車等を捉えた場合、４輪車のひとつの面を真正面から捉えた場合である。しかし、その場合でも、座標、相対速度等に基づいて判別することができる。
実施の形態２．
　実施の形態１においては、物体検知システムが車載された例について説明した。本実施の形態２では、物体検知システムが基地局のような施設に搭載された例について説明する。図６は実施の形態２にかかる物体検知システムの全体構成を示すブロック図である。なお、搭載対象が異なること以外は、物体検知システムで実現される機能、および動作などは実施の形態１と同様であり、同様部分には同じ符号を用いている。また、実施の形態１で用いた図１Ｂ、および図２～図５を援用し、同様部分の説明は繰り返さない。
　本願の実施の形態２にかかる物体検知システム１は、図６に示すように、波動装置７、および波動装置７からの信号に基づき、物標の位置、距離を解析する解析装置２を備え、基地局８０Ｂに設けられている。基地局８０Ｂとしては、例えば路側器、センター設備等が想定される。その場合、例えば、移動体では搭載できないような高性能のレーダ（波動装置７）を搭載し、高性能の演算装置による解析が可能となる。その結果、例えば、物標情報管理部８１Ｂでは、高速で移動する、航空機、あるいは飛翔体の輪郭を把握し、その種別を判別するといった高精度な解析も可能になる。さらには、地上においても、広範囲を俯瞰して、車両等の情報を把握することも可能になる。
実施の形態３．
　実施の形態１、２においては、物体検知システムが１箇所にまとまって搭載された例について説明した。本実施の形態３では、物体検知システムが車両と基地局のような２つの施設に分かれて搭載された例について説明する。図７～図９は、実施の形態３にかかる物体検知システムあるいは物体検知方法について説明するためのものであり、図７は物体検知システムの全体構成を示すブロック図、図８は物標の形状を判別する解析装置部分の詳細構成を示すブロック図、図９は車両に搭載した物標反射レベル受信部の動作を示すフローチャート（図９Ａ）と、基地局に搭載した物標検出部の動作を示すフローチャート（図９Ｂ）である。
　なお、複数の搭載対象に分かれて設置されること、および分かれた部位間の通信機能を追加したこと以外は、物体検知システムで実現される機能、および物標を検出する動作などは実施の形態１と同様であり、同様部分には同じ符号を用いている。また、実施の形態１で用いた図３～図５を援用し、同様部分の説明は繰り返さない。
　本願の実施の形態３にかかる物体検知システム１も、図７に示すように、車両８０Ｖに搭載された波動装置７、および車両８０Ｖと基地局８０Ｂに分かれて搭載され、波動装置７からの信号に基づき、物標の位置、距離を解析する解析装置２を備えている。解析装置２のうち、車両８０Ｖに搭載された演算部３ｖは、解析装置２ｖの記憶部４ｖに格納された物標反射レベル受信部４１として機能し、基地局８０Ｂに搭載された演算部３ｂは、解析装置２ｂの記憶部４ｂに格納された物標検出部４２として機能する。
　そして、解析装置２ｖには、車両８０Ｖ内の波動装置７と車両制御部８１Ｖと通信するための内部通信機能部５１と、基地局８０Ｂの解析装置２ｂと、例えば無線通信による通信路５０を介して通信するための外部通信機能部５２が設けられている。一方、解析装置２ｂには、車両８０Ｖの解析装置２ｖに形成された外部通信機能部５２に対応し、通信路５０を介して通信するための外部通信機能部５３が設けられている。また、解析装置２ｖは、演算部３ｖと記憶部４ｖと内部通信機能部５１と外部通信機能部５２間を双方向通信可能に接続するバス６ｖを備え、解析装置２ｂは、演算部３ｂと記憶部４ｂと外部通信機能部５３間を双方向通信可能に接続するバス６ｂを備えている。
　その結果、車両８０Ｖ内では、記憶部４ｖに格納された物標反射レベル受信機能４１１は、図８に示すように、波動装置７から出力された信号Ｓｅを受信し、反射レベルリストＤｒを演算する物標反射レベル受信部４１として演算部３ｖを機能させる。そして、演算した反射レベルリストＤｒは外部通信機能部５２から通信路５０を介して基地局８０Ｂに向けて送信される。
　一方、基地局８０Ｂ内では、記憶部４ｂに格納された代表点抽出機能４２１等が、反射レベルリストＤｒから物標を検知し、その距離、位置、および輪郭形状等の物体検知情報Ｄｅを演算する物標検出部４２として演算部３ｂを機能させる。そして、演算した物体検知情報Ｄｅは外部通信機能部５３から通信路５０を介して車両８０Ｖに向けて送信され、車両制御部８１Ｖに出力される。
　そのため、物体検知システム１が車両８０Ｖと基地局８０Ｂに分かれ、図９（図９Ａと図９Ｂ）に示すように、ステップＳ１００～Ｓ１１０が車両８０Ｖ内で、ステップＳ２００～Ｓ２３０が基地局８０Ｂ内で実行されることになる。それでも、波動装置７が検知した物標９０の形状を認識して、種別を判別することが可能となる。とくに、複雑な演算を伴う物標検出部４２を基地局８０Ｂに搭載したので、高性能のプロセッサ、記憶装置等を用いた高速な演算が可能となる。なお、物体種別の識別は、車両８０Ｖに搭載した車両制御部８１Ｖに限ることなく、基地局８０Ｂで行うようにしてもよい。
　また、ひとつの基地局８０Ｂに対して複数の車両８０Ｖを接続するように物体検知システム１を構成することも可能であり、その場合、複数の車両８０Ｖからの情報をマージさせ、より精度の高い情報を得ることも可能となる。例えば、輪郭に対応する具体的な物標の識別情報等を蓄積し、車種等の情報を付加するようにしてもよい。
　なお、上述したように、各実施の形態にかかる物体検知システム１を構成する解析装置２（または解析装置２ｂ、解析装置２ｖ）は、図１０に示すようにプロセッサ２１と記憶装置２２を備えたひとつのハードウエア２０による構成で表すことができる。記憶部４に対応する記憶装置２２は、図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。演算部３に対応するプロセッサ２１は、記憶装置２２から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ２１にプログラムが入力される。また、プロセッサ２１は、演算結果等のデータを記憶装置２２の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。
　なお、本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は例示に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
　例えば、基地局８０Ｂに設置した波動装置７で捉え、解析した情報を複数の車両８０Ｖに送信するように構成してもよい。このようにすることで、詳細な解析データを複数の車両８０Ｖにて活用することが可能となる。また、検出線分Ｓｔの長さについても、車両を検知対象と想定した場合は３ｍ以上、６ｍ以下（好ましくは、４ｍ以上、５ｍ以下）が適しているがこれに限ることはない。検知対象の大きさ、および波動装置７の分解能に応じて、例えば、検出線分Ｓｔ内で反射点が４点以上になるように適宜定めればよい。
　以上のように、本実施の形態１にかかる物体検知システム１によれば、波動を照射し、反射波を受信する波動装置７、波動装置７から出力された信号Ｓｅから、照射野内の座標点ごとの反射レベル（反射レベルリストＤｒ）を算出する反射レベル算出部（物標反射レベル受信機能４１１）、座標点ごとの反射レベルを第一設定基準で設定した閾値ＴｈＣと比較し、閾値ＴｈＣよりも高い反射レベルを示す座標点を、照射野内に存在する物体（物標９０）の代表反射点Ｐｒとして抽出する代表点抽出部（代表点抽出機能４２１）、代表反射点Ｐｒから延び、代表反射点Ｐｒを中心として照射野内で周方向に間隔をあけて配置した同じ長さの複数の線分（検出線分Ｓｔ）を設定する線分設定部（回転ステップ決定機能４２２、反射点計数機能４２３）、閾値ＴｈＣよりも低い値が算出される第二設定基準で設定した第二閾値ＴｈＭを用い、複数の線分（検出線分Ｓｔ）それぞれで、第二閾値ＴｈＭよりも高い反射レベルを示す座標点を反射点として計数する反射点計数部（反射点計数機能４２３）、および複数の線分（検出線分Ｓｔ）のうち、計数された反射点の多い上位二位までの線分（検出線分Ｓｔ）で計数された反射点を物体（物標９０）からの反射点として決定する反射点決定部（反射点決定機能４２４）、を備えるように構成したので、物標９０の対向部分の輪郭を形成する反射点の並びを検出することで、物標の形状を判別することが可能になる。
　とくに線分設定部（回転ステップ決定機能４２２または反射点計数機能４２３）は、複数の線分（検出線分Ｓｔ）の長さを３ｍ以上、６ｍ以下の範囲内で設定するように構成すれば、車両の輪郭を的確に捉え、運転支援を充実化させることができる。
　また、線分設定部（回転ステップ決定機能４２２）は、９０°以下の一定間隔（回転ステップα）で複数の線分（検出線分Ｓｔ）を配置するようにすれば、車両の輪郭をより的確に捉えることができる。
　あるいは線分設定部（回転ステップ決定機能４２２）は、代表反射点Ｐｒの距離が近いほど、間隔（回転ステップα）を狭めるように構成すれば、例えばレーダの特性に応じた最適な演算量で解析が可能になる。
　第一設定基準として、ＣＦＡＲ法、または固定値設定を用いるようにすれば、クラッタの影響を受けずに、代表反射点Ｐｒを抽出できる、あるいは、演算量を増加させることなく、代表反射点Ｐｒを抽出することができる。
　第二設定基準では、閾値ＴｈＣとの差分ΔＴｈが、代表反射点Ｐｒでのメインローブと第一サイドローブの差の絶対値以下になる範囲で第二閾値ＴｈＭが設定されるようにすれば、クラッタの過剰検出が抑えられ、検出線分Ｓｔでの反射点数による選別が容易になる。
　以上のように、本実施の形態１にかかる物体検知方法によれば、波動を照射した際の反射波を受信し、照射野内の座標点ごとの反射レベル（反射レベルリストＤｒ）を算出する反射レベル算出ステップ（ステップＳ１００～Ｓ１１０）、座標点ごとの反射レベルを第一設定基準で設定した閾値ＴｈＣと比較し、閾値ＴｈＣよりも高い反射レベルを示す座標点を、照射野内に存在する物体（物標９０）の代表反射点Ｐｒとして抽出する代表点抽出ステップ（ステップＳ２００）、代表反射点Ｐｒから延び、代表反射点Ｐｒを中心として照射野内で周方向に間隔をあけて配置した同じ長さの複数の線分（検出線分Ｓｔ）を設定する線分設定ステップ（ステップＳ２１０～Ｓ２２０）、閾値ＴｈＣよりも低い値が算出される第二設定基準で設定した第二閾値ＴｈＭを用い、複数の線分（検出線分Ｓｔ）それぞれで、第二閾値ＴｈＭよりも高い反射レベルを示す座標点を反射点として計数する反射点計数ステップ（ステップＳ２２０）、および複数の線分（検出線分Ｓｔ）のうち、計数された反射点の多い上位二位までの線分（検出線分Ｓｔ）で計数された反射点を物体（物標９０）からの反射点として決定する反射点決定ステップ（ステップＳ２３０）、を含むように構成すれば、物標９０の対向部分の輪郭を形成する反射点の並びを検出することで、物標の形状を判別することが可能になる。
　線分設定ステップ（ステップＳ２１０）では、代表反射点Ｐｒの距離が近いほど、間隔（回転ステップα）を狭めるようにすれば、例えばレーダの特性に応じた最適な演算量で解析が可能になる。
　第一設定基準として、ＣＦＡＲ法、または固定値設定を用いるようにすれば、クラッタの影響を受けずに、代表反射点Ｐｒを抽出できる、あるいは、演算量を増加させることなく、代表反射点Ｐｒを抽出することができる。
　第二設定基準では、閾値ＴｈＣとの差分ΔＴｈが、代表反射点Ｐｒでのメインローブと第一サイドローブの差の絶対値以下になる範囲で第二閾値ＴｈＭが設定されるようにすれば、クラッタの過剰検出が抑えられ、検出線分Ｓｔでの反射点数による選別が容易になる。
　１：物体検知システム、　２：解析装置、　３：演算部、　４：記憶部、　４１：物標反射レベル受信部、　４１１：物標反射レベル受信機能（反射レベル算出部）、　４２：物標検出部、　４２１：代表点抽出機能（代表点抽出部）、　４２２：回転ステップ決定機能（線分設定部）、　４２３：反射点計数機能（線分設定部）、　４２４：反射点決定機能（反射点決定部）、　５：通信機能部、　７：波動装置、　７ｆ：送受信面、　８０Ｂ：基地局、　８０Ｖ：車両、　Ｐｒ：代表反射点、　Ｓｔ：検出線分、　α：回転ステップ（間隔）、　ＴｈＣ：閾値、　ＴｈＭ：第二閾値、　ΔＴｈ：差分。

Claims (10)

  1. 　波動を照射し、反射波を受信する波動装置、
    　前記波動装置から出力された信号から、照射野内の座標点ごとの反射レベルを算出する反射レベル算出部、
    　前記座標点ごとの反射レベルを第一設定基準で設定した閾値と比較し、前記閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を、前記照射野内に存在する物体の代表反射点として抽出する代表点抽出部、
    　前記代表反射点から延び、前記代表反射点を中心として前記照射野内で周方向に間隔をあけて配置した同じ長さの複数の線分を設定する線分設定部、
    　前記閾値よりも低い値が算出される第二設定基準で設定した第二閾値を用い、前記複数の線分それぞれで、前記第二閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を反射点として計数する反射点計数部、および
    　前記複数の線分のうち、前記計数された反射点の多い上位二位までの線分で計数された反射点を前記物体からの反射点として決定する反射点決定部、
    　を備えたことを特徴とする物体検知システム。
  2. 　前記線分設定部は、前記複数の線分の長さを３ｍ以上、６ｍ以下の範囲内で設定することを特徴とする請求項１に記載の物体検知システム。
  3. 　前記線分設定部は、９０°以下の一定間隔で前記複数の線分を配置することを特徴とする請求項１または２に記載の物体検知システム。
  4. 　前記線分設定部は、前記代表反射点の距離が近いほど、前記間隔を狭めることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の物体検知システム。
  5. 　前記第一設定基準として、ＣＦＡＲ法、または固定値設定を用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の物体検知システム。
  6. 　前記第二設定基準では、前記閾値との差分が、前記代表反射点でのメインローブと第一サイドローブの差の絶対値以下になる範囲で前記第二閾値が設定されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の物体検知システム。
  7. 　波動を照射した際の反射波を受信し、照射野内の座標点ごとの反射レベルを算出する反射レベル算出ステップ、
    　前記座標点ごとの反射レベルを第一設定基準で設定した閾値と比較し、前記閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を、前記照射野内に存在する物体の代表反射点として抽出する代表点抽出ステップ、
    　前記代表反射点から延び、前記代表反射点を中心として前記照射野内で周方向に間隔をあけて配置した同じ長さの複数の線分を設定する線分設定ステップ、
    　前記閾値よりも低い値が算出される第二設定基準で設定した第二閾値を用い、前記複数の線分それぞれで、前記第二閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を反射点として計数する反射点計数ステップ、および
    　前記複数の線分のうち、前記計数された反射点の多い上位二位までの線分で計数された反射点を前記物体からの反射点として決定する反射点決定ステップ、
    　を含むことを特徴とする物体検知方法。
  8. 　前記線分設定ステップでは、前記代表反射点の距離が近いほど、前記間隔を狭めることを特徴とする請求項７に記載の物体検知方法。
  9. 　前記第一設定基準として、ＣＦＡＲ法、または固定値設定を用いることを特徴とする請求項７または８に記載の物体検知方法。
  10. 　前記第二設定基準では、前記閾値との差分が、前記代表反射点でのメインローブと第一サイドローブの差の絶対値以下になる範囲で前記第二閾値が設定されることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の物体検知方法。
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