(57)【要約】【課題】  レーダを用いた物体検出において、物体を精確に検出する物体検出装置１０を提供する。【解決手段】  本発明に係る物体検出装置１０の物体検出部４は、レーダ検出部により得られた複数の検出点データから、一つの物体に対応する複数の検出点データをグルーピングするグルーピング手段２２と、上下方向に異なる高さに設定された複数のレイヤの夫々について、グルーピング手段によりグルーピングされた検出点データのうち、当該レイヤ内にある検出点データの個数を算出するレイヤ包含点数算出手段２４と、レイヤ包含点数算出手段により算出された検出点データの個数が最大となるレイヤを判定し、当該レイヤに属する検出点データを抽出する検出点抽出手段２６と、を有する。【選択図】  図１
2010032430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向及び左右方向に異なる複数方向に電磁波を照射し、各方向に存在する物体にて反射された電磁波を受信することにより、電磁波が照射された方向の夫々について、物体までの距離データを含む検出点データを得るレーダ検出部と、
前記レーダ検出部で得られた複数の検出点データに基づいて所定の検出対象物体を検出する物体検出部と、
を備え、
前記物体検出部は、
前記レーダ検出部により得られた複数の検出点データから、一つの物体に対応する複数の検出点データをグルーピングするグルーピング手段と、
上下方向に異なる高さに設定された複数のレイヤの夫々について、前記グルーピング手段によりグルーピングされた検出点データのうち、当該レイヤ内にある検出点データの個数を算出するレイヤ包含点数算出手段と、
前記レイヤ包含点数算出手段により算出された検出点データの個数が最大となるレイヤを判定し、当該レイヤに属する検出点データを抽出する検出点抽出手段と、
を有することを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
前記物体検出部は、
前記検出点抽出手段により抽出された複数の検出点データに基づいて、前記検出対象物体の位置及び向きを推定する状態推定手段を、更に有することを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記検出対象物体は車両であり、前記検出対象物体の対向面は車両のバンパであることを特徴とする請求項１又は２に記載の物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダによる検出点を利用して物体を検出する物体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両等の衝突防止システムにおいて、先行車両や対向車両等の他車両との衝突を回避するために、車両の進行方向に存在する他車両等の障害物を検出する物体検出装置が用いられている。この物体検出装置は、車両の進行方向の領域にレーダを走査し、車両の進行方向に存在する障害物を検知するものである。
【０００３】
特許文献１には、上下方向に領域を異ならせた複数の探知領域を設け、車両の加速・減速等に起因する車両のピッチ角の変動に応じて、車両前方の障害物を包含しうる探知領域を選択し、当該領域にて得られるレーダの反射波に基づいて障害物の有無を判断する障害物検知装置が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１４７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した障害物探知装置では、前方に存在する物体の有無は判断できるものの、選択された領域にて得られる反射波の夫々が、当該物体のどの部分に対応するかについては考慮されていない。そのため、物体を精確に検出することが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、レーダを用いた物体検出において、物体を精確に検出する物体検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明に係る物体検出装置は、上下方向及び左右方向に異なる複数方向に電磁波を照射し、当該方向に存在する物体にて反射された当該電磁波を受信することにより、当該電磁波が照射された方向の夫々について、当該物体までの距離データを含む検出点データを得るレーダ検出部と、レーダ検出部で得られた複数の検出点データに基づいて所定の検出対象物体を検出する物体検出部と、を備え、物体検出部は、レーダ検出部により得られた複数の検出点データから、一つの物体に対応する複数の検出点データをグルーピングするグルーピング手段と、上下方向に異なる高さに設定された複数のレイヤの夫々について、グルーピング手段によりグルーピングされた検出点データのうち、当該レイヤ内にある検出点データの個数を算出するレイヤ包含点数算出手段と、レイヤ包含点数算出手段により算出された検出点データの個数が最大となるレイヤを判定し、当該レイヤに属する検出点データを抽出する検出点抽出手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る物体検出装置によれば、レーダ検出部が上下方向及び左右方向の複数の異なる方向についての検出点データを取得し、物体検出部が検出点データを処理して所定の検出対象物体を検出する。この物体検出部の処理においては、先ず、レーダ検出部により得られた複数の検出点データから、一つの物体に対応する複数の検出点データをグルーピングする処理が行われる。次に、上下方向に異なる高さに設定された複数のレイヤの夫々について、グルーピングされた検出点データのうち、当該レイヤ内にある検出点データの個数を算出する処理が行われる。次に、算出された検出点データの個数が最大となるレイヤに属する検出点データを抽出する処理が行われる。レーダ検出部から電磁波を照射して検出対象物体を検出した場合には、検出対象物体のうちレーダ検出部に対向する対向面が存在する方向において、検出対象物体で反射した電磁波がレーダ検出部に戻ってくる確率が高くなるため、検出対象物体の対向面が存在する方向において多くの検出点データが得られる。よって、上述した一連の処理により、検出対象物体の対向面に対応する検出点データを抽出することができ、したがって検出対象物体を精確に検出することができる。
【０００８】
本発明に係る物体検出装置の物体検出部は、検出点抽出手段により抽出された複数の検出点データに基づいて、前記検出対象物体の位置及び向きを推定する状態推定手段を、更に有することが好ましい。この構成によれば、検出点抽出手段によって抽出された検出対象物体の対向面に対応する検出点データに基づいて、当該物体の位置及び向きを推定できるため、当該物体の状態を精確に検出することができる。
【０００９】
本発明に係る物体検出装置において、検出対象物体は車両であり、検出対象物体の対向面は車両のバンパであることが好ましい。車両のバンパは車両において横幅が最大となる部位である。よって、複数のレイヤが上下方向に異なる高さに設定された場合には、車両のバンパに対応する高さのレイヤにおいて検出点データが多く得られるため、車両のバンパは車両を精確に検出するのに特に適している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る物体検出装置によれば、レーダを用いた物体検出において物体を精確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳述する。図１は、本発明の好適な実施形態に係る衝突防止装置１を示すブロック構成図である。本実施形態の衝突防止装置１は、自車両に搭載されて道路上にある障害物との衝突を防止する装置であり、物体検出装置１０と、制動部３０とを備えて構成される。物体検出装置１０は、所定の検出対象物体（他車両や落下物などの障害物）を検出する装置であり、レーザレーダ１２と、物体検出ＥＣＵ２０とを備える。
【００１２】
レーザレーダ１２は、自車両の前部に取り付けられた、自車両の前方の物体を検出するレーダ検出部である。レーザレーダ１２は、自車両の前方の上下方向及び左右方向の異なる複数方向にレーザ光を走査して、当該方向に存在する物体にて反射された反射光を受信することにより、レーザ光が照射された方向のデータ及び当該方向に存在する物体までの距離のデータを含む検出点データを取得する。すなわち、レーザレーダ１２は、上下方向及び左右方向に異なる複数方向にレーザ光を照射して、当該レーザ光が照射された方向の夫々について、検出点データを取得する。レーザレーダ１２は、所定時間ごとに検出点データを取得し、取得した検出点データを物体検出ＥＣＵ２０へ逐次出力する。なお、本実施形態ではレーダ検出部としてレーザレーダ１２を用いているが、レーダ検出部は他の波長の電磁波を照射するものでもよく、例えばレーダ検出部としてミリ波レーダを用いてもよい。
【００１３】
図２は、レーザレーダ１２が検出点データを取得する状況を上方から見た図であり、図３は、同じ状況を側方から見た図である。レーザレーダ１２は、自車両５０の前方の領域にレーザ光Ａを走査することにより、自車両５０の前方に存在する物体を検出する。図２に示す一例のように、他車両５１が自車両５０に対向して走行する状況では、レーザレーダ１２により取得される検出点データには他車両５１に対応する複数の検出点データが含まれる。なお、図２及び図３では、自車両と他車両との間に、自車両の進行方向に垂直な仮想平面Ｄが描かれている。本明細書の以後の説明において、検出点データの処理を理解容易にするために、この仮想平面Ｄを用いる。
【００１４】
再び図１に戻り、物体検出ＥＣＵ２０は、自車両に搭載された、複数の検出点データに基づいて所定の検出対象物体を検出する物体検出部である。物体検出ＥＣＵ２０は、レーザレーダ１２に接続されており、レーザレーダ１２から出力される検出点データを取得する。物体検出ＥＣＵ２０は、検出点データを処理することにより、自車両の前方に存在する検出対象物体を検出する。本実施形態では特に、物体検出ＥＣＵ２０は、レーザレーダ１２から取得した複数の検出点データから他車両に対応する検出点データを抽出し、抽出した検出点データに基づいて他車両の位置及び向きを検出する処理を行う。なお、物体検出ＥＣＵ２０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成される。
【００１５】
なお、図１に示すように、物体検出ＥＣＵ２０は、グルーピング手段２２、レイヤ包含点数算出手段２４、検出点抽出手段２６、及び状態推定手段２８を備えている。これらの手段の夫々は、物体検出ＥＣＵ２０の処理の一部を、物体検出ＥＣＵ２０の構成として示したものである。これらの手段については、後述する物体検出ＥＣＵ２０の動作説明において詳述する。
【００１６】
制動部３０は、ブレーキ（図示せず）を制御して、自車両に制動力を与える制動制御を行うものである。例えば、制動部３０は、他車両の位置及び向きに基づき、自車両が検出対象物体と衝突するか否かを判断する。そして、制動部３０は、自車両が検出対象物体と衝突すると判断すると、ブレーキに制動力を与えて自車両を減速させる。
【００１７】
次に、物体検出ＥＣＵ２０の動作について説明する。図４は、物体検出ＥＣＵ２０による処理を示すフローチャートである。なお、以下の処理は、物体検出ＥＣＵ２０により実施され、エンジンが始動されてからエンジンが停止されるまでの間、繰り返し実行される。
【００１８】
まず、ステップＳ１において、物体検出ＥＣＵ２０は、レーザレーダ１２の走査範囲内に存在する物体に対応した、複数の検出点データを取得する。例えば、図２に示すように他車両が自車両の斜め前方を走行する状況では、物体検出ＥＣＵ２０は、他車両に対応した複数の検出点データを取得する。なお、以下の説明では、複数の検出点データを「点列」とも呼ぶ。
【００１９】
次に、ステップＳ２において、物体検出ＥＣＵ２０は、ステップＳ１で取得した点列を、各物体ごとにグルーピングする。図５は、グルーピングされた点列を示す図である。図５では、グルーピングされた点列Ｐは、自車両前方の仮想平面Ｄ（図２、図３を参照）上に投影した状態で示されている。図５に示すように、グルーピングされた点列Ｐは、他車両５１からの反射波を受信して得られる複数の検出点データであり、他車両５１の存在する方向範囲内で上下方向及び左右方向に異なる複数の方向について得られる検出点データである。なお、ステップＳ２は、グルーピング手段２２に相当する。
【００２０】
自車両前方の仮想平面Ｄ上には、複数のレイヤが設定されている。図６に示す例では、複数のレイヤＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５が他車両に対応する点列Ｐと重畳した状態で示されている。複数のレイヤＬ１〜Ｌ５の夫々は、検出点データをカウントするための領域であり、上下方向に互いに異なる位置（高さ）に設けられている。複数のレイヤＬ１〜Ｌ５の夫々は、上下方向の所定位置において横方向に延びている。よって、検出点データの夫々は、いずれかの高さのレイヤＬ１〜Ｌ５の範囲内にある。
【００２１】
次に、ステップＳ３において、物体検出ＥＣＵ２０は、ステップＳ２でグルーピングした点列Ｐのうち、上下方向に高さが異なる複数のレイヤＬ１〜Ｌ５ごとに、各レイヤＬ１〜Ｌ５の範囲内にある点列の個数を算出する。図６に示す例では、物体検出ＥＣＵ２０は、レイヤＬ１では０個，レイヤＬ２では６個，レイヤＬ３では２個，レイヤＬ４では２個，レイヤＬ５では１個と、各レイヤＬ１〜Ｌ５内にある検出点データの個数を算出する。なお、ステップＳ３は、レイヤ包含点数算出手段２４に相当する。
【００２２】
次に、ステップＳ４では、物体検出ＥＣＵ２０は、ステップＳ３で算出した各レイヤＬ１〜Ｌ５内にある検出点データの個数が最大となるレイヤ（以下、「最多レイヤ」という）を判定し、当該レイヤに属する点列を、自車両に最も良く対向している他車両の面（対向面）に対応する点列として抽出する。例えば図６の例では、物体検出ＥＣＵ２０は、レイヤＬ２を最多レイヤと判定し、レイヤＬ２に属する点列ｐ２を抽出する。なお、ステップＳ４は、検出点抽出手段２６に相当する。
【００２３】
ここで、各レイヤＬ１〜Ｌ５内にある検出点データの個数と他車両５１の車両部分との対応関係を説明する。図７は、レーザレーダ１２から照射されたレーザ光Ａが他車両５１の各車両部分５１ａ，５１ｂ，５１ｃにおいて反射する様子を示す模式図である。他車両５１の車両部分５１ａ〜５１ｃのうちバンパ５１ｂは、レーザレーダ１２がレーザ光Ａを照射する方向に対して最も垂直に近い面を有しており、他車両５１の対向面である。よって、レーザレーダ１２から他車両５１にレーザ光Ａを照射すると、バンパ５１ｂの反射波ａ１はレーザレーダ１２に向けて反射する。一方、他車両５１のボンネット５１ｃやバンパ下部５１ｄなどは、レーザレーダ１２がレーザ光Ａを照射する方向に対して傾斜しており、ボンネット５１ｃやバンパ下部５１ｄなどの反射波ａ２，ａ３はレーザレーダ１２に向けて反射し難い。よって、バンパ５１ｂ付近に位置するレイヤＬ２は、バンパ５１ｂに対応して左右に並ぶ多数の点列を包含することとなり、その結果、最多レイヤと判定される。従って、ステップＳ４で物体検出ＥＣＵ２０が抽出した点列は、他車両５１のバンパ５１ｂに対応する点列であると見做すことができる。
【００２４】
ステップＳ４によれば、レーザレーダ１２によって検出された点列のうち、検出対象物体の対向面に対応する点列を抽出することができる。特に検出対象物体が他車両である場合には、他車両５１のバンパ５１ｂに対応する点列ｐ２を抽出することができる。従来は、グルーピングされた点列の夫々が、他車両５１のどの部分に対応するかについては考慮されていなかったが、本実施形態によれば、他車両５１の対向面であるバンパ５１ｂに対応する点列ｐ２を精度良く抽出できる。
【００２５】
次に、ステップＳ５において、物体検出ＥＣＵ２０は、ステップＳ４で抽出した点列に基づいて、検出対象物体の位置及び向きなどを推定する。図８に示す例では、物体検出ＥＣＵ２０は、ステップＳ４で抽出した他車両５１のバンパ５１ｂに対応する点列ｐ２に対して、一般的な車両の形状に対応した矩形のテンプレートを当てはめ、当てはめた矩形Ｘの位置及び向きを、他車両５１の位置及び向きとして算出する。なお、ステップＳ５は、状態推定手段２８に相当する。
【００２６】
図８に示す例では、他車両５１のバンパ５１ｂに対応する点列ｐ２に基づいて他車両５１の位置及び向きを推定するため、他車両５１の状態を精確に検出することができる。また、位置及び向きだけでなく、他車両５１の幅を検出ことも可能である。
【００２７】
その後、制動部３０は、物体検出装置１０により算出された検出対象物体の位置及び向きなどから、検出対象物体との衝突可能性を判定する。その結果、検出対象物体との衝突可能性があると判定すると、ブレーキを制御することにより、自車両に制動力を与え、検出対象物体との接触を回避する。
【００２８】
以上、本発明の好適な実施形態について詳述したが、本発明の物体検出装置１０は、上記の実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態では、他車両の前側のバンパを検出する一例を示したが、他車両の後側のバンパを検出してもよいし、他車両の側面を検出してもよい。また、上記の実施形態では、他車両を検出する一例を示したが、他車両以外の検出対象物体を検出してもよい。
【００２９】
なお、本実施形態では、物体検出ＥＣＵ２０は、最も多くの点列を含むレイヤを判定し、このレイヤに属する点列を抽出した。但し、最も多くの点列を含むレイヤだけでなく、このレイヤに上方又は下方に隣接するレイヤにも多くの点列が含まれている場合には、物体検出ＥＣＵ２０は、上下方向に隣接する複数のレイヤに属する点列を抽出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の好適な実施形態に係る物体検出装置を示すブロック構成図である。
【図２】レーザレーダが検出点データを取得する状況を上方から見た図である。
【図３】レーザレーダが検出点データを取得する状況を側方から見た図である。
【図４】物体検出ＥＣＵによる処理を示すフローチャートである。
【図５】グルーピングされた点列を示す図である。
【図６】点列及びレイヤを重畳して示す図である。
【図７】他車両でのレーザ光の反射を示した模式図である。
【図８】他車両の状態推定を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・衝突防止装置、１０・・・物体検出装置、１２・・・レーザレーダ（レーダ検出部）、２０・・・物体検出ＥＣＵ（物体検出部）、２２・・・グルーピング手段、２４・・・レイヤ包含点数算出手段、２６・・・検出点抽出手段、２８・・・状態推定手段、３０・・・制動部。
【図１】
2010032430.tif 000003
【図２】
2010032430.tif 000004
【図３】
2010032430.tif 000005
【図４】
2010032430.tif 000006
【図５】
2010032430.tif 000007
【図６】
2010032430.tif 000008
【図７】
2010032430.tif 000009
【図８】
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