WO2024180652A1 - 物体検知装置及び物体検知方法 - Google Patents

物体検知装置及び物体検知方法 Download PDF

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浩司 黒田
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    • G01S2013/932—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles using own vehicle data, e.g. ground speed, steering wheel direction

Definitions

  • the present invention relates to an object detection device and an object detection method that can distinguish between stationary and moving objects, even in situations where the angular accuracy is degraded.
  • UNR159 is mandatory because it is applied as a law in each country. Among them, UNR159 requires an alarm output even when the vehicle and the alarm target are stopped (both ground speed and relative speed are 0km/h). Conventionally, false detection and false alarms were suppressed by not recognizing stationary objects as objects (see (a) in Figure 1), but the addition of the above-mentioned law has made it mandatory to detect stationary objects. For example, radar has high accuracy in distance and speed in the line of sight direction, but cannot measure speed in the circumferential direction, and its angular accuracy is poor compared to its distance accuracy.
  • Patent Document 1 is known as a conventional technique for determining whether an object with a line-of-sight velocity of 0 m/s is a stationary object (wall) or a moving object.
  • Patent Document 1 when a wall is present on the side of the vehicle while it is moving and the wall is mistakenly determined to be a moving object, the movement history is compared with the current detection point to determine whether it is a wall or an object moving alongside.
  • Patent Document 1 is based on the assumption that detection points occur in addition to the target, and cannot be applied to cases where only one detection point is output for an object. In a situation where multiple stationary objects are equidistant and only one detection point is detected, a large angle error occurs, and there is a risk that the stationary object will be determined to be a moving object that moves back and forth from side to side.
  • the present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide an object detection device and method that can determine that an object is stationary even in a situation where an object would be determined to be moving back and forth due to an angle error, for example.
  • the object detection device includes a ground speed acquisition unit that acquires the relative position and relative speed between the vehicle and a detection object around the vehicle detected by an object recognition sensor mounted on the vehicle, and acquires the ground speed of the detection object based on the relative position, the relative speed, the speed of the vehicle, and the yaw rate of the vehicle; and a determination unit that acquires a first direction reliability that is an index showing the movement of the detection object in a predetermined first direction based on the ground speed, acquires a second direction reliability that is an index showing the movement of the detection object in a second direction that is opposite to the first direction based on the ground speed, and determines whether the detection object is a stationary object or a moving object based on the first direction reliability and the second direction reliability.
  • the object detection method is an object detection method executed by a control unit mounted on a vehicle, in which the control unit acquires the relative position and relative speed between the vehicle and a detection object around the vehicle detected by an object recognition sensor mounted on the vehicle, acquires the ground speed of the detection object based on the relative position, the relative speed, the speed of the vehicle, and the yaw rate of the vehicle, acquires a first directional reliability that is an index showing the movement of the detection object in a predetermined first direction based on the ground speed, acquires a second directional reliability that is an index showing the movement of the detection object in a second direction that is opposite to the first direction based on the ground speed, and determines whether the detection object is a stationary object or a moving object based on the first directional reliability and the second directional reliability.
  • FIG. 2 illustrates an example of a system configuration of an object detection device according to the first embodiment.
  • 5 is a flowchart of a line-of-sight direction movement determining unit 13 in the first embodiment.
  • 5 is a flowchart of a circumferential direction movement determining unit 14 in the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a simulation environment according to the first embodiment. Parameters used in the simulation (conventional method). Parameters used in the simulation (Example 1).
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of the results of a simulation.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of the concept of error caused by a monocular camera in the second embodiment.
  • 10 is a flowchart of a circumferential direction movement determining unit 14 in the second embodiment.
  • 13 is a flowchart of the line of sight direction movement determination unit 13 in the second embodiment.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of factors that are not applied during high-speed driving in the third embodiment.
  • Example 1 a vehicle control device 10 which is an object detection device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Figs.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the driving assistance system installed in the vehicle 1 of this embodiment.
  • This driving assistance system is a system in which an object recognition sensor 21, a vehicle speed sensor 22, a steering angle sensor 23, and a yaw rate sensor 24 are present on the input side of the vehicle control device 10, and an alarm device 31 is present on the output side.
  • an object recognition sensor 21, a vehicle speed sensor 22, a steering angle sensor 23, and a yaw rate sensor 24 are present on the input side of the vehicle control device 10, and an alarm device 31 is present on the output side.
  • CAN controller area network
  • the object recognition sensor 21 is a sensor that acquires information about objects 2 (e.g., moving objects 2a such as other vehicles and pedestrians) around the vehicle 1, and is, for example, a radar 21a, a monocular camera 21b, etc. If the object recognition sensor 21 is a monocular camera 21b, it can sequentially measure the relative position PTR ( xTR , yTR ) of the object 2 from each piece of photographed data, and calculate the relative speed VTR of the object 2 from the displacement of the object 2 in each piece of photographed data. Also, if the object recognition sensor 21 is a radar 21a or the like, it can directly measure the relative position and relative speed of the object 2.
  • objects 2 e.g., moving objects 2a such as other vehicles and pedestrians
  • control content will be described when the object recognition sensor 21 is a radar 21a.
  • the vehicle speed sensor 22 is a sensor that detects the host vehicle speed V S and calculates the host vehicle speed V S on the assumption that the host vehicle 1 is traveling straight based on the tire rotation speed output by a wheel speed sensor, for example.
  • the steering angle sensor 23 is a sensor that acquires the steering angle (amount) of the vehicle 1, and is, for example, an angle sensor attached to the steering wheel.
  • the yaw rate sensor 24 is a sensor that acquires the yaw rate ⁇ of the vehicle 1, and is, for example, an acceleration sensor that detects the acceleration around the vertical axis of the vehicle 1. Note that the yaw rate ⁇ can also be calculated using the vehicle speed sensor 22 and the steering angle sensor 23, so the yaw rate sensor 24 may be omitted.
  • the warning device 31 is a device that warns the driver of the possibility of a collision with the object 2 via a display, LED illumination, steering operation, audio notification, etc., when the vehicle control device 10 outputs a warning request, and prompts the driver to take appropriate avoidance action. Note that in FIG. 2, the driver is prompted to take avoidance action via the warning device 31, but the system may also be such that the vehicle control device 10 directly controls the braking and steering of the vehicle 1 when there is a possibility of a collision.
  • the vehicle control device 10 which is an object detection device, includes a parameter storage unit 11, an object ground speed calculation unit 12, a line of sight direction movement determination unit 13, a circumferential direction movement determination unit 14, and an alarm unit 15.
  • the object ground speed calculation unit 12, the line of sight direction movement determination unit 13, the circumferential direction movement determination unit 14, and the alarm unit 15 periodically execute processes, and when a predetermined condition is satisfied, an alarm request is created and output to the alarm device 31.
  • the vehicle control device 10 is specifically an ECU (Electronic Control Unit) equipped with a calculation device such as a CPU, a storage device such as a semiconductor memory, and hardware such as a communication device.
  • the calculation device executes a program loaded into the storage device to realize each function of the line of sight direction movement determination unit 13, etc., but the following description will be given while appropriately omitting such well-known techniques.
  • the parameter storage unit 11 is a storage device that stores vehicle parameters and warning parameters.
  • vehicle parameters are parameters that are mainly used by the circumferential movement determination unit 14, and are parameters related to the specifications of the vehicle 1, such as the circumferential movement threshold, reliability threshold, wheel base, and gear ratio that converts steering angle to tire angle.
  • warning parameters are parameters that are mainly used by the warning unit 15, and are parameters such as the Time To Collision (TTC) threshold for comparison with the time to collision of warning candidates.
  • TTC Time To Collision
  • the object ground speed calculation unit 12 can obtain the ground speed from the speed of the vehicle 1 and the object relative speed of the object recognition sensor 21.
  • the method of calculating the ground speed is not particularly limited, and any known ground speed calculation method can be used.
  • the relative speed can be calculated using the object relative position of the object recognition sensor 21, and the ground speed can be calculated by combining this with the vehicle information described above (vehicle speed and yaw rate of the vehicle 1).
  • the line of sight direction movement determination unit 13 may be implemented together with the circumferential direction movement determination unit 14. In the first embodiment, the processing of the line of sight direction movement determination unit using the radar 21a will be described. In the second embodiment described later, the processing of the line of sight direction movement determination unit using the monocular camera 21b will be described. In the third embodiment, the reason for using the conventional stationary object determination result when driving at high speed will be described.
  • the processing of the circumferential direction movement determination unit using the radar 21a will be described.
  • the processing of the circumferential direction movement determination unit using the monocular camera 21b will be described.
  • the reason for using the conventional stationary object determination result when traveling at high speed will be described.
  • the warning unit 15 uses the object recognition sensor 21, vehicle speed sensor 22, steering angle sensor 23, yaw rate sensor 24, parameter storage unit 11, object ground speed calculation unit 12, line of sight movement determination unit 13, and circumferential movement determination unit 14 to calculate the possibility of collision with the object 2 and the TTC, and outputs a warning request to alert the driver.
  • the warning unit 15 may output a warning using a warning device 31, or the ECU itself may output a warning. Furthermore, the warning unit 15 may not only issue a warning, but may also control the vehicle, such as braking and steering.
  • Step S1 First, the line of sight direction movement determination unit 13 calculates the line of sight direction component Vrad of the object ground speed from the object ground speed VTA calculated by the object ground speed calculation unit 12 as shown in FIG.
  • Step S2 Next, the line-of-sight direction component V rad of the object ground speed calculated in step S1 is used to determine whether the object is stationary or moving. That is, it is determined whether the line-of-sight direction component V rad of the object ground speed is within the range from the first threshold value to the second threshold value. When the line-of-sight direction component V rad of the object ground speed is within the range from the first threshold value to the second threshold value, it can be determined that the object is not moving in the line-of-sight direction. The line-of-sight direction component is determined to correspond to a stationary object, and step S3 is performed. When the line-of-sight direction component V rad of the object ground speed is outside the range from the first threshold value to the second threshold value, it is determined that the line-of-sight direction component is moving, and step S4 is performed.
  • Step S3 Since the line of sight direction component was determined to correspond to a stationary object in step S2, if the object is also stationary in the circumferential direction, the object can be determined to be stationary. Therefore, the circumferential direction movement determination unit 14 is executed to determine whether the object is stationary or moving.
  • Step S4 In step S3, the line-of-sight direction component is determined to correspond to a moving object. Since the line-of-sight velocity component of the radar 21a is a result of direct measurement, the circumferential direction movement determination unit 14 is not executed, and the object is determined to be a moving object.
  • Step S11 First, the line of sight direction movement determination unit 13 calculates the circumferential component V cir of the object ground speed from the object ground speed V TA calculated by the object ground speed calculation unit 12 as shown in FIG.
  • Step S12 Next, using the circumferential component V cir of the object ground speed calculated in step S11, it is determined whether the object is moving in the first (counterclockwise or left) direction of the circumferential component. That is, it is determined whether the circumferential component V cir of the object ground speed is within the range from the first threshold value to the second threshold value (within the range of movement in the first direction). If the circumferential component V cir of the object ground speed is within the range of movement in the first direction, step S13 is performed to add the reliability in the first direction. If the circumferential component V cir of the object ground speed is outside the range of movement in the first direction, it is determined that the object is stationary, and step S14 is performed to subtract the reliability in the first direction. For the addition and subtraction of the first direction reliability, which is an index showing the movement of the object in this first direction, a plurality of reliability thresholds and reliability addition and subtraction values may be used using a table or the like.
  • Step S13 Based on the determination result in step S12, it is determined that the object is moving in a first (counterclockwise or left) direction, and the first directional reliability is added.
  • Step S14 Based on the determination result of step S12, the object is determined to be a stationary object, and the first directional reliability is subtracted.
  • Step S15 Next, using the circumferential component V cir of the object ground speed calculated in step S11, it is determined whether the object is moving in the second (clockwise or right) direction of the circumferential component. That is, it is determined whether the circumferential component V cir of the object ground speed is within the range from the third threshold value to the fourth threshold value (within the range of movement in the second direction). If the circumferential component V cir of the object ground speed is within the range of movement in the second direction, step S16 is performed to add the reliability in the second direction. If the circumferential component V cir of the object ground speed is outside the range of movement in the second direction, it is determined that the object is stationary, and step S17 is performed to subtract the reliability in the second direction. For the addition and subtraction of the second direction reliability, which is an index showing the movement of the object in the second direction opposite to the first direction, a plurality of reliability thresholds and reliability addition and subtraction values may be used using a table or the like.
  • Step S16 Based on the determination result in step S15, it is determined that the object is moving in the second (clockwise or right) direction, and the second directional reliability is added.
  • Step S17 Based on the determination result of step S15, the object is determined to be a stationary object, and the second directional reliability is subtracted.
  • Step S18 The first direction reliability and the second direction reliability obtained by performing addition and subtraction in steps S13, S14 based on step S12 and steps S16, S17 based on step S15 are used to determine whether the object is stationary or moving, based on the truth table of Fig. 6.
  • the object is determined to be moving in the first direction (in other words, the moving direction of the moving object is the first direction).
  • the second direction reliability is equal to or greater than the threshold
  • the object is determined to be moving in the second direction (in other words, the moving direction of the moving object is the second direction).
  • the object When both the first direction reliability and the second direction reliability are less than the threshold, the object is determined to be stationary since it is not moving. When both the first direction reliability and the second direction reliability are equal to or greater than the threshold, the object is determined to be diverging and is determined to be stationary.
  • the threshold for the first direction reliability and the threshold for the second direction reliability may be the same value or different values.
  • stationary objects are recognized as stationary objects without being erroneously judged as moving objects, and the accuracy of separating moving and stationary objects can be improved. This makes it possible to determine the possibility of a collision with the appropriate object and implement warnings and control.
  • Example 2 a vehicle control device 10 which is an object detection device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 11 to Fig. 13.
  • a difference when the object recognition sensor 21 used in the first embodiment is changed from the radar 21a to a monocular camera 21b will be described.
  • the radar 21a has high accuracy in the line of sight direction but poor accuracy in the circumferential direction (angular errors are likely to occur).
  • the monocular camera 21b has poor accuracy in the line of sight direction (distance errors are likely to occur) but high accuracy in the circumferential direction. For this reason, this embodiment is applied to line of sight directions where there is a risk of accuracy deteriorating.
  • the order of processing which in the first embodiment was the object ground speed calculation unit 12, the line of sight movement determination unit 13, and the circumferential movement determination unit 14, is changed in the second embodiment to the object ground speed calculation unit 12, the circumferential movement determination unit 14, and the line of sight movement determination unit 13.
  • the circumferential direction movement determination unit 14 uses the line of sight direction movement determination unit 13 of Example 1 applied to the circumferential direction as shown in FIG. 12.Furthermore, the line of sight direction movement determination unit 13 uses the line of sight direction movement determination unit 14 of Example 1 applied to the line of sight as shown in FIG. 13.By carrying out the process of FIG. 13, the line of sight direction movement determination unit 13 can determine an object moving in the first (approaching) direction of the line of sight (in other words, the moving direction of the moving object is the first (approaching) direction), an object moving in the second (away) direction of the line of sight (in other words, the moving direction of the moving object is the second (away) direction), or a stationary object.
  • stationary objects are recognized as stationary objects without being erroneously judged as moving objects, and the accuracy of separating moving and stationary objects can be improved. This makes it possible to determine the possibility of a collision with the appropriate object and implement warnings and control.
  • the process determines whether an object (detection target) is stationary or moving only when the speed of the vehicle 1 is below a predetermined value, particularly when the vehicle 1 is stopped, and only when the difference in the line-of-sight speed of stationary objects due to angle is small, and does not make a determination when the effect of position changes is large, thereby effectively reducing processing time.
  • the object detection device (vehicle control device 10) of this embodiment has the following features: Obtaining a relative position and a relative speed between the vehicle and a detection target object around the vehicle detected by an object recognition sensor 21 (radar 21a or monocular camera 21b) mounted on the vehicle; a ground speed acquisition unit (object ground speed calculation unit 12) that acquires a ground speed of the detection object based on the relative position, the relative speed, the speed of the vehicle, and a yaw rate of the vehicle; Based on the ground speed, a first direction reliability is obtained, which is an index indicating the movement of the detection object in a predetermined first direction (a leftward direction in a circumferential direction centered on the object recognition sensor 21, or an approaching direction in a line of sight direction of the object recognition sensor 21); Based on the ground speed, a second direction reliability is obtained, which is an index indicating the movement of the detection object in a second direction (a rightward direction in a circumferential direction centered on
  • the object detection method of the present embodiment is an object detection method executed by a control unit (vehicle control device 10) mounted on a vehicle,
  • the control unit Obtaining a relative position and a relative speed between the vehicle and a detection target object around the vehicle detected by an object recognition sensor 21 (radar 21a or monocular camera 21b) mounted on the vehicle; acquiring a ground speed of the detection object based on the relative position, the relative speed, the speed of the vehicle, and a yaw rate of the vehicle;
  • a first direction reliability is obtained, which is an index indicating the movement of the detection object in a predetermined first direction (a leftward direction in a circumferential direction centered on the object recognition sensor 21, or an approaching direction in a line of sight direction of the object recognition sensor 21);
  • a second direction reliability is obtained, which is an index indicating the movement of the detection object in a second direction (a rightward direction in a circumferential direction centered on the object recognition sensor 21, or a direction away from the object
  • the reliability broken down into the direction of movement (for example, according to separate reliability settings for the left and right directions) is used to determine whether the detected object is stationary or moving, thereby preventing the object from being mistakenly determined to be a crossing object.
  • the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but includes various modifications.
  • the above-mentioned embodiment is described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to having all of the configurations described.
  • each of the above configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized in hardware, for example by designing some or all of them as an integrated circuit.
  • each of the above configurations, functions, etc. may be realized in software by a processor interpreting and executing a program that realizes each function.
  • Information such as the programs, tables, files, etc. that realize each function can be stored in a memory, a recording device such as a hard disk or SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, SD card, DVD, etc.

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Abstract

例えば、角度誤差により、左右に往復する移動物と判定されてしまう状況においても、静止物と判定することができる物体検知装置及び物体検知方法を提供する。例えば、円周方向において、時計回り／反時計回り方向（右／左方向）それぞれに対して、物体（検出対象物）が移動したかを判定し、時計回り／反時計回り方向（右／左方向）それぞれに対して、信頼度を加減算する。そして、加減算した信頼度の結果を利用して、物体（検出対象物）が移動物（移動方向を含む）か静止物かを判断する。

Description

物体検知装置及び物体検知方法
　本発明は、例えば角度精度が悪化する状況においても、静止物と移動物を判別することができる物体検知装置及び物体検知方法に関する。
　近年の車両には、歩行者に対する衝突安全性能の向上が求められている。特に協定規則は各国の法規として適用されるため、搭載が必須となる。その中でも、協定規則第159号（UNR159）は、自車及び警報対象が停止している（対地速度・相対速度が共に0km/h）時においても警報出力が必要となっている。従来では、静止物を物体として認識しないことで、誤検知・誤警報を抑制していたが（図１の（ａ）を参照）、前述の法規の追加で静止物への検知が必須となった。例えば、レーダは、視線方向の距離・速度の精度が高いが、円周方向は速度計測ができず、角度精度も距離精度に比べると悪い状態である。そのため、静止物を検知（警報判断）対象とした場合、移動物（横断歩行者）と角度誤差の区別ができず、静止物を移動物（横断物）と誤判断してしまうことがある（図１の（ｂ）を参照）。特に複数の静止物が等距離に存在する時は、検知点の細かい位置やマルチパスにより、角度精度が悪化する傾向にある。
　視線方向への速度が0m/sの物体に対して、静止物（壁）か移動物かを判断する従来技術として、特許文献１が知られている。
　特許文献１では、自車移動時に壁が側面に存在する状況下で、壁が移動物と誤判断したときに、移動履歴と現在の検知点を比較することで、壁か並走物かが判断できるようにしている。
特開２０２２－１３３６２３号公報
　しかし、特許文献１では、ターゲット以外にも検知点が発生していることが前提となっており、物体に対して１つの検知点しか出力されない場合に適用できない。複数の静止物が等距離に存在し、検知点が１つしか検知されない状況下では、大きな角度誤差が発生し、静止物が左右に往復するような移動物と判定されてしまう虞がある。
　本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、例えば、角度誤差により、左右に往復する移動物と判定されてしまう状況においても、静止物と判定することができる物体検知装置及び物体検知方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明に係る物体検知装置は、車両に搭載された物体認識センサで検出した、前記車両の周囲の検出対象物と前記車両との相対位置及び相対速度を取得し、前記相対位置、前記相対速度、前記車両の速度、及び前記車両のヨーレートに基づいて前記検出対象物の対地速度を取得する対地速度取得部と、前記対地速度に基づいて、所定の第一方向に対する前記検出対象物の移動を示す指標である第一方向信頼度を取得し、前記対地速度に基づいて、前記第一方向と反対の方向である第二方向に対する前記検出対象物の移動を示す指標である第二方向信頼度を取得し、前記第一方向信頼度と前記第二方向信頼度に基づいて前記検出対象物が静止物であるか移動物であるかを判定する判定部と、を備える。
　また、本発明に係る物体検知方法は、車両に搭載されたコントロールユニットが実行する物体検知方法であって、前記コントロールユニットが、前記車両に搭載された物体認識センサで検出した、前記車両の周囲の検出対象物と前記車両との相対位置及び相対速度を取得し、前記相対位置、前記相対速度、前記車両の速度、及び前記車両のヨーレートに基づいて前記検出対象物の対地速度を取得し、前記対地速度に基づいて、所定の第一方向に対する前記検出対象物の移動を示す指標である第一方向信頼度を取得し、前記対地速度に基づいて、前記第一方向と反対の方向である第二方向に対する前記検出対象物の移動を示す指標である第二方向信頼度を取得し、前記第一方向信頼度と前記第二方向信頼度に基づいて前記検出対象物が静止物であるか移動物であるかを判定する。
　本発明によれば、例えば、角度誤差により、左右に往復する移動物と判定されてしまう状況においても、静止物と判定することができる。
　上述した以外の課題、構成、及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
静止物に対する従来の考え方と検知（警報判断）対象とした場合の課題の説明図。 実施例１における物体検知装置のシステム構成例。 視線方向対地速度及び円周方向対地速度の算出イメージ図。 実施例１における視線方向移動判断部１３のフローチャート。 実施例１における円周方向移動判断部１４のフローチャート。 移動方向信頼度を用いた静止物及び移動方向判定の真理値表。 実施例１のシミュレーション環境の説明図。 シミュレーションに使用するパラメータ（従来手法）。 シミュレーションに使用するパラメータ（実施例１）。 シミュレーションの結果の説明図。 実施例２における単眼カメラによる誤差の考え方の説明図。 実施例２における円周方向移動判断部１４のフローチャート。 実施例２における視線方向移動判断部１３のフローチャート。 実施例３における高速走行時に適用しない要因の説明図。
　以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
　従来では、図１の（ａ）のように、車両（自車）１に搭載された物体認識センサ２１で車両１の周囲に存在する物体２を認識（検知）する際、静止物を物体として認識しないことで、誤検知・誤警報を抑制していた。そのため、静止している警報対象の移動物（横断歩行者等）２ａを検知できない。例えば、物体認識センサ２１としてのレーダ２１ａは、角度精度が距離精度に比べると悪い状態である。そのため、物体認識センサ２１としてレーダ２１ａを用いて静止物を検知（警報判断）対象とした場合、図１の（ｂ）のように、移動物（横断歩行者等）２ａと角度誤差の区別ができず、静止物（電信柱、標識等）２ｂを移動物（横断物）と誤判断してしまうことがある。本発明は、このような課題に対処すべく、以下で説明する実施例を適用する。
［実施例１］
　以下、図２から図１０を用いて、本発明の実施例１に係る物体検知装置である車両制御装置１０を説明する。
　図２は、本実施例の自車１に搭載される運転支援システムの機能ブロック図である。この運転支援システムは、車両制御装置１０の入力側に、物体認識センサ２１、車速センサ２２、ステアリング角度センサ２３、ヨーレートセンサ２４が存在し、出力側に警報装置３１が存在するシステムである。なお、各々は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等によって通信可能に接続されているものとする。
　物体認識センサ２１は、自車１の周囲の物体２（例えば、他車や歩行者等の移動物２ａ）に関する情報を取得するセンサであり、例えば、レーダ２１ａ、単眼カメラ２１ｂなどである。物体認識センサ２１が単眼カメラ２１ｂであれば、各撮影データから物体２の相対位置ＰＴＲ（ｘＴＲ，ｙＴＲ）を逐次計測するとともに、各々の撮影データ中の物体２の変位から物体２の相対速度ＶＴＲを算出することができる。また、物体認識センサ２１がレーダ２１ａなどであれば、物体２の相対位置と相対速度を直接計測することができる。
　なお、本実施例１では、物体認識センサ２１がレーダ２１ａの場合の制御内容を説明する。
　車速センサ２２は、自車速ＶＳを検出するセンサであり、例えば、車輪速センサが出力したタイヤの回転速度に基づいて、自車１が直進中であるという前提での自車速ＶＳを算出する。
　ステアリング角度センサ２３は、自車１のステアリング角度（量）を取得するセンサであり、例えば、ステアリングに装着された角度センサである。
　ヨーレートセンサ２４は、自車１のヨーレートωを取得するセンサであり、例えば、自車１の上下方向軸周りの加速度を検出する加速度センサである。なお、車速センサ２２とステアリング角度センサ２３でヨーレートωを算出することもできるため、ヨーレートセンサ２４を省略しても良い。
　警報装置３１は、車両制御装置１０が警報要求を出力した場合に、ディスプレイ表示、ＬＥＤ発光、ステアリング操作、音声報知等を介して、物体２との衝突可能性をドライバーに警報し、ドライバーに適当な回避動作を促す装置である。なお、図２では、警報装置３１を介して、ドライバー自身に回避動作を促しているが、衝突可能性がある場合に、自車１の制動や操舵を車両制御装置１０が直接制御するシステムとしても良い。
　＜車両制御装置１０＞
　次に、本実施例の車両制御装置１０のシステム構成を説明する。図２に示すように、物体検知装置である車両制御装置１０は、パラメータ保存部１１、物体対地速度算出部１２、視線方向移動判断部１３、円周方向移動判断部１４、警報部１５を備えている。そして、物体対地速度算出部１２、視線方向移動判断部１３、円周方向移動判断部１４、警報部１５による処理を周期的に実行し、所定条件を満たす場合に、警報要求を作成し、警報装置３１に出力する。なお、車両制御装置１０は、具体的には、ＣＰＵ等の演算装置、半導体メモリ等の記憶装置、および、通信装置などのハードウェアを備えたＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。そして、記憶装置にロードされたプログラムを演算装置が実行することで、視線方向移動判断部１３等の各機能を実現するが、以下では、このような周知技術を適宜省略しながら説明する。
　パラメータ保存部１１は、車両パラメータと警報パラメータを保存する記憶装置である。車両パラメータは、主に円周方向移動判断部１４で利用されるパラメータであり、例えば、円周方向の移動閾値や信頼度閾値、ホイルベース、ステアリング角度をタイヤ角度に変換するギア比、等の自車１の諸元に関するパラメータである。また、警報パラメータは、主に警報部１５で利用されるパラメータであり、警報候補の衝突猶予時間（Time To Collision、以下「ＴＴＣ」と称する）と比較するためのＴＴＣ閾値、等のパラメータである。
　物体対地速度算出部１２は、車両１の車速と物体認識センサ２１の物体相対速度から対地速度を求めることができる。ただし、対地速度の算出方法は特に限定はなく、公知の対地速度算出方法を用いることができる。また、物体認識センサ２１の物体相対位置を用いて相対速度を計算し、前述の車両情報（車両１の車速とヨーレート）と合わせて対地速度を計算してもよい。
　視線方向移動判断部１３は、図３のように、物体対地速度算出部１２で算出した物体対地速度ＶＴＡから、Ｖrad＝ＶＴＡｃｏｓθを用いて物体認識センサ２１の視線方向への対地速度を算出し、物体認識センサ２１の視線方向への対地速度を用いて静止物か移動物かの判断を行う処理である。視線方向移動判断部１３は、円周方向移動判断部１４と合わせて実施してもよい。実施例１では、レーダ２１ａを用いた視線方向移動判断部の処理について記載する。後述の実施例２では、単眼カメラ２１ｂを用いた視線方向移動判断部の処理について記載する。また、実施例３では、高速走行時は従来の静止物判断結果を用いる理由について記載する。
　円周方向移動判断部１４は、図３のように、物体対地速度算出部１２で算出した物体対地速度ＶＴＡから、Ｖcir＝ＶＴＡｓｉｎθを用いて物体認識センサ２１の円周方向への対地速度を算出し、物体認識センサ２１の円周方向への対地速度を用いて静止物か移動物かの判断を行う処理である。実施例１では、レーダ２１ａを用いた円周方向移動判断部の処理について記載する。後述の実施例２では、単眼カメラ２１ｂを用いた円周方向移動判断部の処理について記載する。また、実施例３では、高速走行時は従来の静止物判断結果を用いる理由について記載する。
　警報部１５は、物体認識センサ２１、車速センサ２２、ステアリング角度センサ２３、ヨーレートセンサ２４、パラメータ保存部１１、物体対地速度算出部１２、視線方向移動判断部１３、円周方向移動判断部１４を用いて、物体２との衝突可能性とＴＴＣを算出し、ドライバーへ注意を促す警報要求を出力する。警報部１５は、警報装置３１を用いて、警報出力してもよいし、ＥＣＵそのものが警報を出力してもよい。また、警報部１５は、警報だけではなく、ブレーキやステアリング等、車両を制御するものでもよい。
　次に、視線方向移動判断部１３について、図４のフローチャートを用いて説明する。
　ステップＳ１：
　まず、視線方向移動判断部１３は、図３のように物体対地速度算出部１２で算出した物体対地速度ＶＴＡから、Ｖrad＝ＶＴＡｃｏｓθを用いて物体対地速度の視線方向成分Ｖradを算出する。
　ステップＳ２：
　次に、ステップＳ１で算出した物体対地速度の視線方向成分Ｖradを用いて、物体が静止物か移動物かの判断を行う。すなわち、物体対地速度の視線方向成分Ｖradが第一閾値から第二閾値の範囲内か否かの判断を行う。物体対地速度の視線方向成分Ｖradが第一閾値から第二閾値の範囲内の時、視線方向に移動していない物体と判断できる。視線方向成分は静止物相当と判断し、ステップＳ３を実施する。物体対地速度の視線方向成分Ｖradが第一閾値から第二閾値の範囲外の時、視線方向成分は移動していると判断し、ステップＳ４を実施する。
　ステップＳ３：
　ステップＳ２で視線方向成分は静止物相当と判断したため、円周方向でも静止物であれば、物体は静止物と判断できる。そのため、円周方向移動判断部１４を実行し、物体が静止物か移動物かの判断を行う。
　ステップＳ４：
　ステップＳ３で視線方向成分は移動物相当と判断している。レーダ２１ａの視線速度成分は、直接計測した結果であるため、円周方向移動判断部１４を実行せず、物体は移動物と判断する。
　次に、円周方向移動判断部１４について、図５のフローチャートを用いて説明する。
　ステップＳ１１：
　まず、視線方向移動判断部１３は、図３のように物体対地速度算出部１２で算出した物体対地速度ＶＴＡから、Ｖcir＝ＶＴＡｓｉｎθを用いて物体対地速度の円周方向成分Ｖcirを算出する。
　ステップＳ１２：
　次に、ステップＳ１１で算出した物体対地速度の円周方向成分Ｖcirを用いて、円周方向成分の第一（反時計回り又は左）方向に移動しているかの判定を行う。すなわち、物体対地速度の円周方向成分Ｖcirが第一閾値から第二閾値の範囲内（第一方向の移動の範囲内）か否かの判定を行う。物体対地速度の円周方向成分Ｖcirが第一方向の移動の範囲内であれば、第一方向の信頼度を加算するため、ステップＳ１３を実施する。物体対地速度の円周方向成分Ｖcirが第一方向の移動の範囲外であれば、静止物と判断し、第一方向の信頼度を減算するため、ステップＳ１４を実施する。この第一方向に対する物体の移動を示す指標である第一方向信頼度の加減算には、テーブル等を用いて複数の信頼度の閾値及び信頼度の加減算値を使用してもよい。
　ステップＳ１３：
　ステップＳ１２の判断結果に基づいて、第一（反時計回り又は左）方向への移動物と判断し、第一方向信頼度の加算を実施する。
　ステップＳ１４：
　ステップＳ１２の判断結果に基づいて、静止物と判断し、第一方向信頼度の減算を実施する。
　ステップＳ１５：
　次に、ステップＳ１１で算出した物体対地速度の円周方向成分Ｖcirを用いて、円周方向成分の第二（時計回り又は右）方向に移動しているかの判定を行う。すなわち、物体対地速度の円周方向成分Ｖcirが第三閾値から第四閾値の範囲内（第二方向の移動の範囲内）か否かの判定を行う。物体対地速度の円周方向成分Ｖcirが第二方向の移動の範囲内であれば、第二方向の信頼度を加算するため、ステップＳ１６を実施する。物体対地速度の円周方向成分Ｖcirが第二方向の移動の範囲外であれば、静止物と判断し、第二方向の信頼度を減算するため、ステップＳ１７を実施する。この第一方向と反対の方向である第二方向に対する物体の移動を示す指標である第二方向信頼度の加減算には、テーブル等を用いて複数の信頼度の閾値及び信頼度の加減算値を使用してもよい。
　ステップＳ１６：
　ステップＳ１５の判断結果に基づいて、第二（時計回り又は右）方向への移動物と判断し、第二方向信頼度の加算を実施する。
　ステップＳ１７：
　ステップＳ１５の判断結果に基づいて、静止物と判断し、第二方向信頼度の減算を実施する。
　ステップＳ１８：
　ステップＳ１２に基づいてステップＳ１３、Ｓ１４及びステップＳ１５に基づいてステップＳ１６、Ｓ１７で加減算を実施して取得した第一方向信頼度及び第二方向信頼度を、図６の真理値表に基づいて、静止物及び移動方向を判断する。第一方向信頼度のみ閾値以上だった時（第二方向信頼度は閾値未満）、第一方向に移動する物体（言い換えると、移動物の移動方向が第一方向）と判断する。第二方向信頼度のみ閾値以上だった時（第一方向信頼度は閾値未満）、第二方向に移動する物体（言い換えると、移動物の移動方向が第二方向）と判断する。第一方向信頼度及び第二方向信頼度の両方が閾値未満だった時、物体は移動していないため、静止物と判断する。第一方向信頼度及び第二方向信頼度の両方が閾値以上だった時、発散している物体と判断し、静止物と判断する。
　なお、第一方向信頼度のための閾値と第二方向信頼度のための閾値は、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
　＜シミュレーション結果＞
　課題が発生した時の状況に対して、本実施例を適用した結果を説明する。シナリオとしては、図７のように、静止物（壁等）２ｃと検知点が同じになるような静止物（構造物）２ｂが存在し、自車１及び物体２ともに静止している状態となっている。測定データ（物体対地速度の円周方向成分Ｖcir）に対して、従来手法である図８のパラメータを適用した結果と本実施例１で設定した図９のパラメータを適用した結果を比較した。
　適用結果は、図１０の通りで、従来手法では、信頼度が閾値を超え、静止物を移動物と誤判定してしまっている。一方で、本実施例１の設定を適用した結果では、信頼度が閾値未満となり、静止物と検知している。
　したがって、本実施例を用いることで、静止物を移動物と誤判定することなく、静止物として認識しており、移動物と静止物の分離精度を向上できる。これにより、適切な物体に対して衝突可能性を判断し、警報や制御を実施することができる。
［実施例２］
　次に、図１１から図１３を用いて、本発明の実施例２に係る物体検知装置である車両制御装置１０を説明する。実施例２では、実施例１に使用する物体認識センサ２１をレーダ２１ａから単眼カメラ２１ｂに変更した時の差分について説明する。
　図１１のように、レーダ２１ａは、視線方向の精度が高く、円周方向の精度が悪い（角度誤差が発生しやすい）。一方で、単眼カメラ２１ｂは、視線方向の精度が悪く（距離誤差が発生しやすい）、円周方向の精度が高い。そのため、精度が悪化する虞のある視線方向に対して、本実施例を適用する。
　したがって、車両制御装置１０において、実施例１では、物体対地速度算出部１２、視線方向移動判断部１３、円周方向移動判断部１４の順で実施していた処理の順番を、実施例２では、物体対地速度算出部１２、円周方向移動判断部１４、視線方向移動判断部１３の順で実行する。
　また、円周方向移動判断部１４は、図１２のように、実施例１の視線方向移動判断部１３を円周方向に適用したものを使用する。また、視線方向移動判断部１３は、図１３のように、実施例１の円周方向移動判断部１４を視線方向に適用したものを使用する。図１３の処理を実施することにより、視線方向移動判断部１３は、視線方向の第一（接近）方向に移動する物体（言い換えると、移動物の移動方向が第一（接近）方向）、視線方向の第二（離間）方向に移動する物体（言い換えると、移動物の移動方向が第二（離間）方向）、静止物と判断し得る。
　したがって、本実施例でも、静止物を移動物と誤判定することなく、静止物として認識しており、移動物と静止物の分離精度を向上できる。これにより、適切な物体に対して衝突可能性を判断し、警報や制御を実施することができる。
［実施例３］
　次に、図１４を用いて、本発明の実施例３を説明する。実施例３では、実施例１の判定部である円周方向移動判断部１４（又は、実施例２の判定部である視線方向移動判断部１３）を低速（車速が所定値以下）又は停止時のみ実施する理由を記載する。
　自車１が高速で前進している場合において、図１４で記載している通り、物体２が自車１の前方に存在している時、物体２が自車１の側方に存在している時、検知対象が壁等の縦に長い物体２である時について検討を実施した。
　図１４の（ａ）のように、物体２が十分遠方で自車１の前方に存在している場合、視線方向速度を用いた公知の手法で静止物の判断が可能であるため、適用不要と判断した。
　図１４の（ｂ）のように、物体２が自車１の側方に存在している場合、本発明の課題である角度誤差よりも、側方を通過する時の角度変化の方が十分大きくなる。そのため、本発明の有効性は確認困難と判断した。
　図１４の（ｃ）のように壁を含めた静止物が真横に存在している場合、特許文献１を含めた公知の壁を判定する手法が適用可能である。周囲の検知点から静止物判断可能であるため、適用不要と判断した。
　車速が小さくなるほど、ノイズや複数の静止物による、角度誤差の影響が大きくなる。また、車速が十分に大きい場合において、変位は角度変化よりも位置変化の方が影響する。したがって、本実施例は、車両１の速度が所定値以下であるときに、特に車両１が停車しているときに限定し、角度による静止物の視線速度の差が小さいときに限定して、物体（検出対象物）が静止物か移動物かを判定し、位置変化の影響が大きいときには判定をしないことで、処理時間を効果的に低減することができる。
［実施例１～３のまとめ］
　以上説明したように、本実施例の物体検知装置（車両制御装置１０）は、
　車両に搭載された物体認識センサ２１（レーダ２１ａ、又は、単眼カメラ２１ｂ）で検出した、前記車両の周囲の検出対象物と前記車両との相対位置及び相対速度を取得し、
　前記相対位置、前記相対速度、前記車両の速度、及び前記車両のヨーレートに基づいて前記検出対象物の対地速度を取得する対地速度取得部（物体対地速度算出部１２）と、
　前記対地速度に基づいて、所定の第一方向（物体認識センサ２１を中心とした円周方向における左方向、又は、物体認識センサ２１の視線方向における接近方向）に対する前記検出対象物の移動を示す指標である第一方向信頼度を取得し、
　前記対地速度に基づいて、前記第一方向と反対の方向である第二方向（物体認識センサ２１を中心とした円周方向における右方向、又は、物体認識センサ２１の視線方向における離間方向）に対する前記検出対象物の移動を示す指標である第二方向信頼度を取得し、
　前記第一方向信頼度と前記第二方向信頼度に基づいて前記検出対象物が静止物であるか移動物であるかを判定する判定部（円周方向移動判断部１４、又は、視線方向移動判断部１３）と、を備える。
　また、本実施例の物体検知方法は、車両に搭載されたコントロールユニット（車両制御装置１０）が実行する物体検知方法であって、
　前記コントロールユニットが、
　前記車両に搭載された物体認識センサ２１（レーダ２１ａ、又は、単眼カメラ２１ｂ）で検出した、前記車両の周囲の検出対象物と前記車両との相対位置及び相対速度を取得し、
　前記相対位置、前記相対速度、前記車両の速度、及び前記車両のヨーレートに基づいて前記検出対象物の対地速度を取得し、
　前記対地速度に基づいて、所定の第一方向（物体認識センサ２１を中心とした円周方向における左方向、又は、物体認識センサ２１の視線方向における接近方向）に対する前記検出対象物の移動を示す指標である第一方向信頼度を取得し、
　前記対地速度に基づいて、前記第一方向と反対の方向である第二方向（物体認識センサ２１を中心とした円周方向における右方向、又は、物体認識センサ２１の視線方向における離間方向）に対する前記検出対象物の移動を示す指標である第二方向信頼度を取得し、
　前記第一方向信頼度と前記第二方向信頼度に基づいて前記検出対象物が静止物であるか移動物であるかを判定する。
　すなわち、例えば、円周方向において、時計回り／反時計回り方向（右／左方向）それぞれに対して、物体（検出対象物）が移動したかを判定し、時計回り／反時計回り方向（右／左方向）それぞれに対して、信頼度を加減算する。そして、加減算した信頼度の結果を利用して、物体（検出対象物）が移動物（移動方向を含む）か静止物かを判断する。
　本実施例によれば、例えば、角度誤差により、左右に往復する移動物と判定されてしまう状況においても、静止物と判定することができる。
　換言すると、静止物が移動しているように見えるほど大きな角度誤差が発生している状況で、移動方向に分解した信頼度を用いて（例えば、左方向と右方向に別々に設けた信頼度に応じて）、検出対象物が静止物か移動物かを判定することで、横断物と誤判定することを防止することができる。
　なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
　また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
１　車両（自車）
　１０　車両制御装置（物体検知装置）
　　１１　パラメータ保存部
　　１２　物体対地速度算出部（対地速度取得部）
　　１３　視線方向移動判断部（実施例２の判定部）
　　１４　円周方向移動判断部（実施例１の判定部）
　　１５　警報部
　２１　物体認識センサ
　　２１ａ　レーダ
　　２１ｂ　単眼カメラ
　２２　車速センサ
　２３　ステアリング角度センサ
　２４　ヨーレートセンサ
　３１　警報装置
２　物体
　２ａ　移動物（歩行者等）
　２ｂ　静止物（電信柱、標識等）
　２ｃ　静止物（壁等）
ＶＴＡ　物体対地速度
Ｖrad　物体対地速度の視線方向成分
Ｖcir　物体対地速度の円周方向成分

Claims (12)

  1. 　車両に搭載された物体認識センサで検出した、前記車両の周囲の検出対象物と前記車両との相対位置及び相対速度を取得し、
    　前記相対位置、前記相対速度、前記車両の速度、及び前記車両のヨーレートに基づいて前記検出対象物の対地速度を取得する対地速度取得部と、
    　前記対地速度に基づいて、所定の第一方向に対する前記検出対象物の移動を示す指標である第一方向信頼度を取得し、
    　前記対地速度に基づいて、前記第一方向と反対の方向である第二方向に対する前記検出対象物の移動を示す指標である第二方向信頼度を取得し、
    　前記第一方向信頼度と前記第二方向信頼度に基づいて前記検出対象物が静止物であるか移動物であるかを判定する判定部と、を備える物体検知装置。
  2. 　請求項１に記載の物体検知装置であって、
    　前記第一方向は、前記物体認識センサを中心とした円周方向における左方向であり、前記第二方向は、前記物体認識センサを中心とした円周方向における右方向である、物体検知装置。
  3. 　請求項２に記載の物体検知装置であって、
    　前記物体認識センサは、レーダである、物体検知装置。
  4. 　請求項１に記載の物体検知装置であって、
    　前記第一方向は、前記物体認識センサの視線方向における接近方向であり、前記第二方向は、前記物体認識センサの視線方向における離間方向である、物体検知装置。
  5. 　請求項４に記載の物体検知装置であって、
    　前記物体認識センサは、単眼カメラである、物体検知装置。
  6. 　請求項１に記載の物体検知装置であって、
    　前記判定部は、前記車両の速度が所定値以下であるときに、前記検出対象物が静止物であるか移動物であるかを判定する、物体検知装置。
  7. 　請求項６に記載の物体検知装置であって、
    　前記判定部は、前記車両が停車しているときに、前記検出対象物が静止物であるか移動物であるかを判定する、物体検知装置。
  8. 　請求項１に記載の物体検知装置であって、
    　前記判定部は、前記第一方向信頼度及び前記第二方向信頼度の両方が所定の閾値未満であるとき、前記検出対象物を静止物と判定する、物体検知装置。
  9. 　請求項１に記載の物体検知装置であって、
    　前記判定部は、前記第一方向信頼度及び前記第二方向信頼度の両方が所定の閾値以上であるとき、前記検出対象物を静止物と判定する、物体検知装置。
  10. 　請求項１に記載の物体検知装置であって、
    　前記判定部は、前記第一方向信頼度が所定の閾値以上、かつ前記第二方向信頼度が前記閾値未満であるとき、または前記第一方向信頼度が前記閾値未満、かつ前記第二方向信頼度が前記閾値以上であるとき、前記検出対象物を移動物と判定する、物体検知装置。
  11. 　請求項１０に記載の物体検知装置であって、
    　前記判定部は、前記第一方向信頼度が所定の閾値以上、かつ前記第二方向信頼度が前記閾値未満であるとき、前記移動物の移動方向が前記第一方向であり、前記第一方向信頼度が前記閾値未満、かつ前記第二方向信頼度が前記閾値以上であるとき、前記移動物の移動方向が前記第二方向である、と判定する、物体検知装置。
  12. 　車両に搭載されたコントロールユニットが実行する物体検知方法であって、
    　前記コントロールユニットが、
    　前記車両に搭載された物体認識センサで検出した、前記車両の周囲の検出対象物と前記車両との相対位置及び相対速度を取得し、
    　前記相対位置、前記相対速度、前記車両の速度、及び前記車両のヨーレートに基づいて前記検出対象物の対地速度を取得し、
    　前記対地速度に基づいて、所定の第一方向に対する前記検出対象物の移動を示す指標である第一方向信頼度を取得し、
    　前記対地速度に基づいて、前記第一方向と反対の方向である第二方向に対する前記検出対象物の移動を示す指標である第二方向信頼度を取得し、
    　前記第一方向信頼度と前記第二方向信頼度に基づいて前記検出対象物が静止物であるか移動物であるかを判定する、物体検知方法。
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