(57)【要約】移動体周囲の物体の速度を算出する速度算出装置であって、移動体周囲を撮像し撮像した画像により物体を検出する画像検出部と、移動体の速度を示す移動体速度と、物体の速度を示し画像から算出される画像速度とを移動体から物体までの距離に応じた割合で用いて、物体の速度を算出するものであり、物体までの距離が大きいほど移動体速度の比率が高くなり、物体までの距離が小さいほど画像速度の比率が高くなる割合で移動体速度及び画像速度を用いて物体の速度を算出する速度算出部とを備える。
2014033955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体周囲の物体の速度を算出する速度算出装置において、
移動体周囲を撮像し撮像した画像により前記物体を検出する画像検出部と、
前記移動体の速度を示す移動体速度と、前記物体の速度を示し前記画像から算出される画像速度とを前記移動体から前記物体までの距離に応じた割合で用いて、前記物体の速度を算出するものであり、前記物体までの距離が大きいほど前記移動体速度の比率が高くなり、前記物体までの距離が小さいほど前記画像速度の比率が高くなる割合で前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する速度算出部と、
を備える速度算出装置。
【請求項２】
レーダ波により前記物体を検出するレーダ検出部をさらに備え、
前記速度算出部は、前記物体が前記レーダ検出部により検出されず前記画像検出部により検出される場合、前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する、請求項１に記載の速度算出装置。
【請求項３】
前記レーダ検出部による検出結果と前記画像検出部による検出結果を用いて前記物体の合成物標を生成する合成物標生成部をさらに備え、
前記速度算出部は、前記合成物標が生成された後に前記レーダ検出部により前記物体が検出されない場合、前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する、請求項２に記載の速度算出装置。
【請求項４】
レーダ波により前記物体を検出するレーダ検出部をさらに備え、
前記速度算出部は、前記物体が前記レーダ検出部の検出範囲外かつ前記画像検出部の検出範囲内に存在する場合、前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する、請求項１に記載の速度算出装置。
【請求項５】
前記物体が前記移動体の進行方向において静止しているか否かを判定する静止判定部をさらに備え、
前記速度算出部は、前記物体が静止していると判定された場合、前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の速度算出装置。
【請求項６】
前記速度算出部は、前記物体までの距離が上限値以上の場合、前記移動体速度の比率が１、前記画像速度の比率が０となるような割合で前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の速度算出装置。
【請求項７】
前記速度算出部は、前記物体までの距離が下限値以下の場合、前記移動体速度の比率が０、前記画像速度の比率が１となるような割合で前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の速度算出装置。
【請求項８】
移動体前方の物体の速度を算出する速度算出装置において、
移動体前方を撮像し撮像した画像により前記物体を検出する画像検出部と、
前記移動体の速度を示す移動体速度と、前記物体の速度を示し前記画像から算出される画像速度とを前記移動体から前記物体までの距離に応じた割合で用いて、前記物体の速度を算出するものであり、前記物体までの距離が大きいほど前記移動体速度の比率が高くなり、前記物体までの距離が小さいほど前記画像速度の比率が高くなる割合で前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する速度算出部と、
を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の速度算出装置。
【請求項９】
移動体進行方向の物体の速度を算出する速度算出装置において、
移動体進行方向を撮像し撮像した画像により前記物体を検出する画像検出部と、
前記移動体の速度を示す移動体速度と、前記物体の速度を示し前記画像から算出される画像速度とを前記移動体から前記物体までの距離に応じた割合で用いて、前記物体の速度を算出するものであり、前記物体までの距離が大きいほど前記移動体速度の比率が高くなり、前記物体までの距離が小さいほど前記画像速度の比率が高くなる割合で前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する速度算出部と、
を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の速度算出装置。
【請求項１０】
前記移動体は車両である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の速度算出装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の速度算出装置と、
前記速度算出装置により算出された前記物体の速度に基づいて、前記物体との衝突を判定する衝突判定部と、
を備える衝突判定装置。
【請求項１２】
移動体周囲の物体の速度を算出する速度算出方法において、
移動体周囲を撮像し撮像した画像により前記物体を検出し、
前記移動体の速度を示す移動体速度と、前記物体の速度を示し前記画像から算出される画像速度とを前記移動体から前記物体までの距離が大きいほど前記移動体速度の比率が高くなり、前記移動体から前記物体までの距離が小さいほど前記画像速度の比率が高くなる割合で用いて前記物体の速度を算出すること、
を含む速度算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体周囲の物体の速度を算出する速度算出装置及び速度算出方法並びに衝突判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体制御を目的として、画像情報に基づいて移動体周囲の物体までの距離及び物体の速度を算出することが知られている。例えば特開２０１０−１４６４９４号公報には、物体までの距離が閾値未満であるか否かに応じて近距離用と遠距離用の検出アルゴリズムを切り替えて車両前方の物体を検出する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４６４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような装置では、物体までの距離が閾値を僅かに下回る状況と上回る状況の間で互いに異なるアルゴリズムを用いて物体の速度が算出されることになる。そして、物体の速度の算出結果に大きな開きがあると、移動体制御の円滑さが損なわれてしまい移動体の操縦者に違和感を与える場合があった。【０００５】
そこで、本発明は、移動体の操縦者に違和感を与えないように、移動体周囲の物体の速度を精度良く算出できる速度算出装置及び速度算出方法並びに衝突判定装置を提供しようとするものある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る速度算出装置は、移動体周囲の物体の速度を算出する装置であって、移動体周囲を撮像し撮像した画像により物体を検出する画像検出部と、移動体の速度を示す移動体速度と、物体の速度を示し画像から算出される画像速度とを移動体から物体までの距離に応じた割合で用いて、物体の速度を算出するものであり、物体までの距離が大きいほど移動体速度の比率が高くなり、物体までの距離が小さいほど画像速度の比率が高くなる割合で移動体速度及び画像速度を用いて物体の速度を算出する速度算出部とを備える。【０００７】
これにより、移動体速度と画像速度を物体までの距離に応じた比率で用いて物体の速度を算出するので、物体までの距離の変化に追随して近距離及び遠距離の物体の速度を精度良く算出できる。特に、遠距離の物体ほど画像速度の精度が低下することをふまえて、遠距離の物体については移動体速度の比率を高くし、近距離の物体については画像速度の比率を高くして物体の速度を算出するので、物体の速度を精度良く算出できる。【０００８】
速度算出装置は、レーダ波により物体を検出するレーダ検出部をさらに備え、速度算出部は、物体がレーダ検出部により検出されず画像検出部により検出される場合、移動体速度及び画像速度を用いて物体の速度を算出してもよい。これにより、レーダ波による検出結果と画像による検出結果とを物体の検出状況に応じて適切に使い分けて物体の速度を算出できる。【０００９】
速度算出装置は、レーダ検出部による検出結果と画像検出部による検出結果を用いて物体の合成物標を生成する合成物標生成部をさらに備え、速度算出部は、合成物標が生成された後にレーダ検出部により物体が検出されない場合、移動体速度及び画像速度を用いて物体の速度を算出してもよい。これにより、合成物標と画像による検出結果とをレーダ検出部による検出状況に応じて適切に使い分けて物体の速度を算出できる。【００１０】
速度算出装置は、レーダ波により物体を検出するレーダ検出部をさらに備え、速度算出部は、物体がレーダ検出部の検出範囲外かつ画像検出部の検出範囲内に存在する場合、移動体速度及び画像速度を用いて物体の速度を算出してもよい。これにより、レーダ波による検出結果と画像による検出結果とを物体の存在位置に応じて適切に使い分けて物体の速度を算出できる。【００１１】
速度算出装置は、物体が移動体の進行方向において静止しているか否かを判定する静止判定部をさらに備え、速度算出部は、物体が静止していると判定された場合、移動体速度及び画像速度を用いて物体の速度を算出してもよい。これにより、移動体速度を用いて物体の速度を精度良く算出できる。【００１２】
速度算出部は、物体までの距離が上限値以上の場合、移動体速度の比率が１、画像速度の比率が０となるような割合で移動体速度及び画像速度を用いて物体の速度を算出してもよい。これにより、遠距離の物体の速度を移動体速度のみを用いて算出できる。【００１３】
速度算出部は、物体までの距離が下限値以下の場合、移動体速度の比率が０、画像速度の比率が１となるような割合で移動体速度及び画像速度を用いて物体の速度を算出してもよい。これにより、近距離の物体の速度を画像速度のみを用いて算出できる。【００１４】
本発明に係る衝突判定装置は、前述した速度算出装置と、速度算出装置により算出された物体の速度に基づいて、物体との衝突を判定する衝突判定部とを備える。これにより、物体までの距離の変化に追随して精度良く算出された近距離及び遠距離の物体の速度に基づいて、物体との衝突を判定できる。【００１５】
また、速度算出装置は、移動体前方を撮像し撮像した画像により物体を検出することにより、移動体前方の物体の速度を算出してもよい。【００１６】
また、速度算出装置は、移動体進行方向を撮像し撮像した画像により物体を検出することにより、移動体進行方向の物体の速度を算出してもよい。【００１７】
また、移動体は、車両でもよく、船舶、航空機、飛翔体など他の移動体でもよい。【００１８】
本発明に係る速度算出方法は、移動体周囲の物体の速度を算出する方法であって、移動体周囲を撮像し撮像した画像により物体を検出し、移動体の速度を示す移動体速度と、物体の速度を示し画像から算出される画像速度とを移動体から物体までの距離が大きいほど移動体速度の比率が高くなり、移動体から物体までの距離が小さいほど画像速度の比率が高くなる割合で用いて物体の速度を算出することを含む。これにより、物体までの距離の変化に追随して近距離及び遠距離の物体の速度を精度良く算出できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、移動体の操縦者に違和感を与えないように、移動体周囲の物体の速度を精度良く算出できる速度算出装置及び速度算出方法並びに衝突判定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る衝突判定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】衝突判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】距離係数マップの一例を示す図である。
【図４】画像速度に基づく衝突時間の算出結果と車両速度及び画像速度に基づく衝突時間の算出結果とを対比して示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る衝突判定装置の構成を示すブロック図である。
【図６】ステレオカメラとレーダの検出範囲を示す図である。
【図７】衝突判定装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
以下では、本発明の実施形態に係る速度算出装置及び速度算出方法並びに衝突判定装置について説明する。速度算出装置及び速度算出方法は、移動体周囲の物体の速度を算出する装置及び方法であり、衝突判定装置は、速度算出装置により算出された物体の速度に基づいて、物体との衝突を判定する装置である。
【００２３】
そして、以下では、移動体が車両であって、衝突判定装置が車両周囲、特に車両前方の物体の速度を算出する速度算出装置により算出された物体の速度に基づいて、物体との衝突を判定する実施形態について説明する。しかし、移動体は、車両に限らず、船舶、航空機、飛翔体などでもよい。また、速度算出装置は、移動体前方に限らず、移動体の進行方向の物体の速度を算出してもよく、衝突判定装置は、これらの物体の速度に基づいて、物体との衝突を判定してもよい。
【００２４】
図１から図４を参照して本発明の第１の実施形態に係る衝突判定装置について説明する。
【００２５】
衝突判定装置は、車両に搭載され、画像センサを用いて車両と物体の衝突を判定する装置である。衝突判定装置は、画像センサを用いて物体の速度を算出する速度算出装置としても機能する。物体とは、移動物及び静止物を含み、車両の走行にとって妨げとなる、例えば、先行車、対向車、自転車、歩行者、駐停車車両、ガードレールなどの障害物である。
【００２６】
まず、図１を参照して衝突判定装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る衝突判定装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、衝突判定装置は、速度センサ１１、ステレオカメラ１２及びＥＣＵ２０（Electronic  Control  Unit）を備えている。
【００２７】
速度センサ１１は、車両の速度を検出する。速度センサ１１としては、例えば車輪速センサが用いられる。速度センサ１１は、検出した車両速度（絶対速度）をＥＣＵ２０に供給する。
【００２８】
ステレオカメラ１２は、車両前方を撮像し撮像した画像により物体を検出する画像検出部（画像センサ）として機能する。ステレオカメラ１２としては、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled  Device）、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal-Oxide  Semiconductor）が用いられる。ステレオカメラ１２は、複数のカメラとして車両の前面又はキャビンに設置される。ステレオカメラ１２は、物体の検出結果を示す画像検出情報をＥＣＵ２０に供給する。なお、ステレオカメラ１２に代えて単一のカメラが用いられてもよい。
【００２９】
ＥＣＵ２０は、画像物標生成部２１、静止判定部２４、速度算出部２５及び衝突判定部２６を備えている。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を主体として、ＣＰＵによるプログラムの実行を通じて、画像物標生成部２１、静止判定部２４、速度算出部２５及び衝突判定部２６の機能を実現する。なお、ＥＣＵ２０は、単一ユニットとして構成されてもよく、複数ユニットとして構成されてもよい。
【００３０】
画像物標生成部２１は、ステレオカメラ１２からの画像検出情報に基づいて画像物標を生成する。画像物標は、車両を基準とする座標から求められる、物体までの距離及び物体の横位置に関する物標情報を有している。
【００３１】
画像物標の物標情報は、ステレオカメラ１２を構成する左右カメラの画像検出情報のずれに基づいて三角測量の原理により算出され、又は、前方車両のナンバープレート等の検出サイズ及び位置に基づいて算出される。物体までの距離とは、車両の進行方向における車両（ステレオカメラ１２）から物体までの距離を表す。物体の横位置とは、車両の進行方向と直交する方向における車両（ステレオカメラ１２）から物体までの距離を表す。画像物標における横位置は、画像から検出された物体の横方向の範囲、つまり物体の横幅の情報も含む。物標情報の算出に際しては、算出誤差を低減するために算出値を平均化する等の処理が行われてもよい。
【００３２】
画像物標生成部２１は、物体の速度を示し画像検出情報から算出される画像速度（絶対速度）を算出する。画像速度は、画像物標の物標情報を用いて、物体までの距離及び車両速度に基づいて算出される。画像速度は、例えば、連続する処理周期における物体までの距離の変化に基づいて、例えば、処理周期ｉにおける距離と処理周期ｉ＋１における距離の差分を処理周期の間隔で除し、除算値から車両速度を減じて算出される。画像速度の算出に際しても、算出誤差を低減するために連続する処理周期における算出値を平均化する等の処理が行われてもよい。
【００３３】
静止判定部２４は、画像速度に基づいて車両前方の物体が静止しているか否かを判定する。なお、物体の静止とは、車両の進行方向における物体の速度（絶対速度）が０又は略０であることを意味する。このような物体としては、走行中の車両の前方を横断する例えば歩行者が想定される。
【００３４】
速度算出部２５は、車両速度及び画像物標の物標情報に基づいて物体の速度（相対速度）を算出する。速度算出部２５は、車両の速度を示す車両速度と、物体の速度を示す画像速度とを物体までの距離に応じた割合で用いて、物体の速度を算出する。速度算出部２５は、物体までの距離に応じた割合を物体までの距離が大きいほど車両速度の比率が高く、物体までの距離が小さいほど画像速度の比率が高くなるように設定する。また、速度算出部２５は、車両前方の物体が静止している場合にだけ、車両速度及び画像速度を用いて物体の速度を算出してもよい。
【００３５】
衝突判定部２６は、速度算出部２５により算出された物体の速度に基づいて物体との衝突を判定する。衝突判定部２６は、物体までの距離を物体の速度で除した衝突時間が所定の閾値未満であるか否かに基づいて、物体との衝突可能性を判定する。衝突可能性の判定結果は、例えば、運転者への報知、車両の制動又は操舵への制御介入による衝突回避支援などに用いられる。
【００３６】
つぎに、図２及び図３を参照して衝突判定装置の動作について説明する。図２は、衝突判定装置の動作を示すフローチャートである。衝突判定装置は、図２に示す処理を所定周期で繰り返し実行する。
【００３７】
速度センサ１１は、車両速度（絶対速度）を検出する（ステップＳ１１）。画像物標生成部２１は、ステレオカメラ１２の検出範囲内に物体が存在する場合に画像物標を生成する（Ｓ１２）。画像物標生成部２１は、物体の速度を示し画像検出情報から算出される画像速度（絶対速度）を算出する（Ｓ１３）。
【００３８】
静止判定部２４は、画像速度に基づいて車両前方の物体が静止しているか否かを判定する（Ｓ１４）。これは、車両の進行方向における物体の速度が小さいほど、車両速度に基づいて物体の速度を精度良く算出できるためである。ただし、Ｓ１４の処理は、省略されてもよい。
【００３９】
ここで、Ｓ１４の処理を行う場合、Ｓ１５以降の処理は、Ｓ１４にて物体が静止していると判定された場合に実行され、静止していると判定されなかった場合には実行されずに処理が終了する。また、物体の静止を判定する代わりに、画像認識に基づいて物体が横断歩行者であるか否かを判定したり、画像認識又は地図情報に基づいて物体が横断歩道位置に存在するか否かを判定したりしてもよい。
【００４０】
速度算出部２５は、画像物標の物標情報を用いて物体までの距離に対応する距離係数を求める（Ｓ１５）。距離係数は、物体の速度の算出に用いる、車両速度と画像速度との割合（重み付け）を示す係数であり、例えば後述する距離係数マップを用いて求められる。
【００４１】
図３は、距離係数マップの一例を示す図である。図３に示すように、距離係数マップは、横軸における物体までの距離と縦軸における距離係数との関係を表している。距離係数マップ上には、距離の下限値Ｔｌ及び上限値Ｔｕが設定されている。距離係数は、例えば、車両速度の比率と画像速度の比率の合計を１とした場合における車両速度の比率（０〜１）を表している。そして、この例では、距離係数は、物体までの距離が下限値Ｔｌ以下では「０」、上限値Ｔｕ以上では「１」、下限値Ｔｌと上限値Ｔｕの間では「０」と「１」の間の値として設定されている。なお、図３に示す例では、距離係数が下限値Ｔｌと上限値Ｔｕの間で単調増加するように設定されているが、他の態様で増加するように設定されてもよい。
【００４２】
図２の説明に戻って、Ｓ１５にて距離係数を求めると、速度算出部２５は、距離係数（ｐ）、車両速度（Ｖ１）及び画像速度（Ｖ２）に基づいて、物体の速度（相対速度）Ｖを算出する（Ｓ１６）。物体の速度Ｖは、次式により算出される。
Ｖ＝ｐ・（−Ｖ１）＋（１−ｐ）・（Ｖ２−Ｖ１）  …（１）
【００４３】
つまり、物体の速度は、物体までの距離が下限値Ｔｌ以下の場合に画像速度のみを用いて算出される一方、上限値Ｔｕ以上の場合に車両速度のみを用いて算出される。そして、物体の速度は、下限値Ｔｌと上限値Ｔｕの間では、物体までの距離が大きいほど車両速度を高い比率で用いて（大きく重み付けして）算出され、物体までの距離が小さいほど画像速度を高い比率で用いて（大きく重み付けして）算出される。
【００４４】
物体の速度が算出されると、衝突判定部２６は、物体までの距離を物体の速度で除して衝突時間を算出する（Ｓ１７）。そして、衝突判定部２６は、衝突時間が所定の閾値未満であるか否かに基づいて物体との衝突を判定する（Ｓ１８）。
【００４５】
図４は、画像速度に基づく衝突時間の算出結果と、車両速度及び画像速度に基づく衝突時間の算出結果とを対比して示す図である。なお、画像速度に基づく衝突時間は、画像速度に相当する物体の速度で物体までの距離を除して算出され、車両速度及び画像速度に基づく衝突時間は、物体までの距離を車両速度及び画像速度に基づいて算出された物体の速度で物体までの距離を除して算出される。図４では、横軸が実測から得られる実際の衝突時間を示しており、縦軸が衝突時間の算出結果を示している。
【００４６】
図４では、物体までの距離のバラツキにより生じる衝突時間の算出結果のバラツキが示されている。そして、破線は、画像速度に基づく算出結果のバラツキの範囲Ｖ１を示しており、実線は、車両速度及び画像速度に基づく算出結果のバラツキの範囲Ｖ２を示している。図４に示すように、車両速度及び画像速度に基づく算出結果（Ｖ２）は、画像速度に基づく算出結果（Ｖ１）と比べて、そのバラツキが１／２程度に改善されている。したがって、衝突時間を精度よく算出することにより、物体との衝突を精度良く判定できる。
【００４７】
以上説明したように、第１の実施形態に係る速度算出装置によれば、車両速度（移動体速度）と画像速度を物体までの距離に応じた比率で用いて物体の速度を算出するので、物体までの距離の変化に追随して近距離及び遠距離の物体の速度を精度良く算出できる。特に、遠距離の物体ほど画像速度の精度が低下することをふまえて、遠距離の物体については車両速度（移動体速度）の比率を高くし、近距離の物体については画像速度の比率を高くして物体の速度を算出するので、物体の速度を精度良く算出できる。
【００４８】
また、物体が静止していると判定された場合、車両速度（移動体速度）及び画像速度を用いて物体の速度を算出することにより、車両速度（移動体速度）を用いて物体の速度を精度良く算出してもよい。
【００４９】
本発明の実施形態に係る衝突判定装置によれば、物体までの距離の変化に追随して精度良く算出された近距離及び遠距離の物体の速度に基づいて、物体との衝突を判定できる。
【００５０】
本発明の実施形態に係る速度算出方法によれば、車両速度（移動体速度）と画像速度を物体までの距離に応じた比率で用いて物体の速度を算出するので、物体までの距離の変化に追随して近距離及び遠距離の物体の速度を精度良く算出できる。
【００５１】
つぎに、図５から図７を参照して本発明の第２の実施形態に係る衝突判定装置について説明する。なお、第１の実施形態と重複する説明は省略する。
【００５２】
衝突判定装置は、車両に搭載され、レーダセンサ及び画像センサを用いて車両と物体の衝突を判定する装置である。衝突判定装置は、レーダセンサ及び画像センサを用いて物体の速度を算出する速度算出装置としても機能する。
【００５３】
まず、図５及び図６を参照して衝突判定装置の構成について説明する。図５は、第２の実施形態に係る衝突判定装置の構成を示すブロック図である。図５に示すように、衝突判定装置は、速度センサ１１、ステレオカメラ１２及びＥＣＵ３０の他にレーダ１３を備えている。速度センサ１１及びステレオカメラ１２の構成及び機能は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５４】
レーダ１３は、レーダ波により車両前方の物体を検出するレーダ検出部（レーダセンサ）として機能し、車両前方にレーダ波（電磁波）を送信し、物体から反射されるレーダ波を受信する。レーダ１３としては、例えば、マイクロ波レーダ、ミリ波レーダ、超音波レーダ、レーザレーダが用いられる。レーダ１３は、物体の検出結果を示すレーダ検出情報をＥＣＵ３０に供給する。
【００５５】
ＥＣＵ３０は、画像物標生成部２１、静止判定部２４、速度算出部２５及び衝突判定部２６の他に、レーダ物標生成部２２及び合成物標生成部２３を備えている。ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を主体として、ＣＰＵによるプログラムの実行を通じて、画像物標生成部２１、レーダ物標生成部２２、合成物標生成部２３、静止判定部２４、速度算出部３５、衝突判定部３６の機能を実現する。画像物標生成部２１及び静止判定部２４の構成及び機能は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５６】
レーダ物標生成部２２は、レーダ１３からのレーダ検出情報に基づいてレーダ物標を生成する。レーダ物標は、車両を基準とする座標から求められる、物体までの距離及び物体の横位置に関する物標情報を有している。
【００５７】
レーダ物標の物標情報は、レーダ１３からのレーダ検出情報に基づいて算出される。物体までの距離とは、車両の進行方向における車両（レーダ１３）から物体までの距離を表し、レーダ１３からレーダ波が送信され、物体から反射されて受信されるまでの時間に基づいて算出される。物体の横位置とは、車両の進行方向と直交する方向における車両（レーダ１３）から物体までの距離を表し、物体から反射されて受信されるレーダ波の方向（角度）に基づいて算出される。レーダ物標における横位置は、レーダ１３により検出された物体の位置の情報であり、物体の横幅の情報を含まない。
【００５８】
図６は、レーダ１３とステレオカメラ１２の検出範囲Ａ１、Ａ２を示す図である。図６に示すように、レーダ１３の検出範囲Ａ１は、ステレオカメラ１２の検出範囲Ａ２よりも狭い。このため、車両の斜め前方には、レーダ１３の検出範囲Ａ１の外側でステレオカメラ１２のみにより検出可能な領域が存在することになる。図６には、レーダ１３及びステレオカメラ１２の検出範囲Ａ１、Ａ２からステレオカメラ１２の検出範囲Ａ２に移動する物標が示されている。
【００５９】
レーダ１３は、物体の幅を考慮した横位置の検出精度が低く物体の横幅も検出できないが、物体までの距離の検出精度が高い。一方、ステレオカメラ１２は、物体までの距離の検出精度が低いが、横位置及び横幅の検出精度が高い。よって、画像物標の物標情報における物体までの距離に基づいて算出される画像速度の検出精度は、物体までの距離が大きくなるほど低下する。
【００６０】
合成物標生成部２３は、レーダ物標及び画像物標の物標情報、つまりレーダ１３及びステレオカメラ１２による検出結果を用いて物体の合成物標を生成する。合成物標は、レーダ物標及び画像物標の物標情報に基づいて両方の物標を照合して生成される。両方の物標は、両方の物標における物標情報の類似度、つまり、物体までの距離及び横位置の類似度に基づいて照合される。合成物標は、物体までの距離及び物体の横位置（横幅も含む）に関する物標情報を有している。合成物標の物標情報は、レーダ物標及び画像物標の物標情報に基づくものであり、レーダ物標又は画像物標単独の物標情報より高い精度を有している。
【００６１】
速度算出部３５は、車両速度及び合成物標、レーダ物標若しくは画像物標の物標情報に基づいて物体の速度（相対速度）を算出する。速度算出部３５は、合成物標が生成された場合、合成物標の物標情報に基づいて物体の速度を算出する。この場合、物体の速度は、合成物標の物標情報における物体までの距離を処理周期の間隔で除して算出される。また、速度算出部３５は、レーダ物標のみが生成された場合、レーダ物標の物標情報に基づいて物体の速度を算出してもよい。この場合、物体の速度は、レーダ物標の物標情報における物体までの距離を処理周期の間隔で除して算出される。
【００６２】
一方、速度算出部３５は、画像物標のみが生成された場合、画像物標の物標情報に基づいて物体の速度を算出する。この場合、速度算出部３５は、車両の速度を示す車両速度と、物体の速度を示す画像速度とを物体までの距離に応じた割合で用いて、物体の速度を算出する。
【００６３】
衝突判定部３６は、速度算出部３５により算出された物体の速度に基づいて物体との衝突を判定する。衝突判定部３６は、物体までの距離を物体の速度で除した衝突時間が所定の閾値未満であるか否かに基づいて、物体との衝突可能性を判定する。衝突可能性の判定結果は、例えば、運転者への報知、車両の制動又は操舵への制御介入に用いられる。
【００６４】
つぎに、図７を参照して衝突判定装置の動作について説明する。図７は、衝突判定装置の動作を示すフローチャートである。衝突判定装置は、図７に示す処理を所定周期で繰り返し実行する。
【００６５】
まず、速度センサ１１は、車両の速度（車両速度）を検出する（ステップＳ２１）。レーダ物標生成部２２は、レーダ１３の検出範囲内に物体が存在する場合にレーダ物標を生成する（Ｓ２２）。画像物標生成部２１は、ステレオカメラ１２の検出範囲内に物体が存在する場合に画像物標を生成する（Ｓ２３）。合成物標生成部２３は、レーダ物標と画像物標の照合が得られる場合に合成物標を生成する（Ｓ２４）。
【００６６】
速度算出部３５は、合成物標が生成されているか否か、つまり、物体が両方のセンサ１２、１３により検出されているか否かを判定する（Ｓ２５）。
【００６７】
合成物標が生成されていると判定された場合、速度算出部３５は、合成物標に基づいて物体の速度を算出する（Ｓ２６）。つまり、速度算出部３５は、合成物標の物標情報における物体までの距離に基づいて物体の速度を算出する。そして、衝突判定部３６は、合成物標の物標情報を用いて、物体までの距離を物体の速度で除して衝突時間を算出する（Ｓ２７）。
【００６８】
一方、Ｓ２５にて合成物標が生成されていると判定されなかった場合、ＥＣＵ３０は、合成物標が生成された後、画像物標のみが生成されているか否かを判定する（Ｓ２８）。つまり、ＥＣＵ３０は、直前の処理周期で物体がレーダ１３及びステレオカメラ１２により検出された後、現在の処理周期でステレオカメラ１２のみにより検出されているかを判定する。
【００６９】
これは、例えば、走行中の車両の前方を横断する歩行者がレーダ１３の検出範囲から逸脱した場合、又は何らかの理由によりレーダ１３により検出されなくなった（ロストした）場合に相当する。そして、このような場合には、物体までの距離が大きいほど画像検出情報に基づいて算出される物体の速度の算出精度が低下する。
【００７０】
Ｓ２８にて画像物標のみが生成されていると判定された場合、画像物標生成部２１は、物体の速度を示し画像検出情報から算出される画像速度（絶対速度）を算出する（Ｓ２９）。静止判定部２４は、車両速度及び画像速度に基づいて物体が静止しているか否かを判定する（Ｓ３０）。ただし、Ｓ３０の処理は、省略されてもよい。
【００７１】
ここで、Ｓ３０の処理を行う場合、Ｓ３１以降の処理は、Ｓ３０にて物体が静止していると判定された場合に実行され、静止していると判定されなかった場合には実行されずに処理が終了する。一方、Ｓ２８にて画像物標のみが生成されていると判定されなかった場合、処理が終了する。
【００７２】
速度算出部３５は、図３を用いて説明したように、画像物標の物標情報を用いて物体までの距離に対応する距離係数を求める（Ｓ３１）。速度算出部３５は、距離係数、車両速度及び画像速度に基づいて、前述した（１）式により物体の速度（相対速度）を算出する（Ｓ３２）。
【００７３】
物体の速度が算出されると、衝突判定部３６は、画像物標の物標情報を用いて、物体までの距離を物体の速度で除して衝突時間を算出する（Ｓ３３）。Ｓ２７又はＳ３３にて衝突時間を算出すると、衝突判定部３６は、衝突時間に基づいて物体との衝突を判定する（Ｓ３４）。
【００７４】
以上説明したように、第２の実施形態に係る速度算出装置によれば、合成物標が生成された後にレーダ１３により物体が検出されない場合、車両速度（移動体速度）及び画像速度を用いて物体の速度を算出するので、合成物標と画像による検出結果とをレーダ１３による検出状況に応じて適切に使い分けて物体の速度を算出できる。
【００７５】
また、物体がレーダ１３により検出されずステレオカメラ１２により検出される場合、車両速度（移動体速度）及び画像速度を用いて物体の速度を算出することにより、レーダ波による検出結果と画像による検出結果とを物体の検出状況に応じて適切に使い分けて物体の速度を算出してもよい。
【００７６】
また、合成物標が生成された後にレーダ１３により物体が検出されない場合、車両速度（移動体速度）及び画像速度を用いて物体の速度を算出することにより、合成物標と画像による検出結果とをレーダ１３による検出状況に応じて適切に使い分けて物体の速度を算出してもよい。
【００７７】
また、物体がレーダ１３の検出範囲外かつステレオカメラ１２の検出範囲内に存在する場合、車両速度（移動体速度）及び画像速度を用いて物体の速度を算出することにより、レーダ波による検出結果と画像による検出結果とを物体の存在位置に応じて適切に使い分けて物体の速度を算出してもよい。
【００７８】
また、物体が静止していると判定された場合、車両速度（移動体速度）及び画像速度を用いて物体の速度を算出することにより、車両速度（移動体速度）を用いて物体の速度を精度良く算出してもよい。
【００７９】
なお、第２の実施形態では、合成物標と画像による検出結果とをレーダ１３による検出状況に応じて適切に使い分けて物体の速度を算出する場合について説明した。しかし、レーダ波による検出結果と画像による検出結果とをレーダ１３の検出状況に応じて適切に使い分けて物体の速度を算出する場合についても同様に説明される。
【００８０】
なお、前述した実施形態は、本発明に係る速度算出装置及び速度算出方法並びに衝突判定装置の最良な実施形態を説明したものであり、本発明に係る速度算出装置及び速度算出方法並びに衝突判定装置は、本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る速度算出装置及び速度算出方法並びに衝突判定装置は、各請求項に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲で本実施形態に係る速度算出装置及び速度算出方法並びに衝突判定装置を変形し、または他のものに適用したものであってもよい。
【００８１】
例えば、上記実施形態の説明では、画像物標生成部２１の機能をＥＣＵ２０により実現し、又は画像物標生成部２１及びレーダ物標生成部２２の機能をＥＣＵ３０により実現する場合について説明した。しかし、画像物標生成部２１の機能を単独のＥＣＵ、例えば画像センサ用ＥＣＵにより実現し、レーダ物標生成部２２の機能を単独のＥＣＵ、例えばレーダセンサ用ＥＣＵにより実現してもよい。
【００８２】
また、上記実施形態の説明では、物体の速度を相対速度として算出する場合について説明したが、物体の速度を絶対速度として算出してもよい。
【００８３】
以上、本発明の実施形態に係る速度算出装置及び速度算出方法並びに衝突判定装置について説明した。なお、上記実施形態の説明では、衝突判定装置が車両周囲、特に車両前方の物体の速度を算出する速度算出装置により算出された物体の速度に基づいて、物体との衝突を判定する実施形態について説明した。
【００８４】
しかし、冒頭にて述べたように、移動体は、車両に限らず、船舶、航空機、飛翔体などでもよい。また、速度算出装置は、移動体前方に限らず、移動体の進行方向の物体の速度を算出してもよく、衝突判定装置は、これらの物体の速度に基づいて、物体との衝突を判定してもよい。
【００８５】
例えば、移動体前方を撮像し撮像した画像により物体を検出する画像センサ（画像検出部）を用いることにより、移動体前方の物体の速度を算出することができる。さらに、移動体前方の物体及び移動体後方の物体をそれぞれに撮像し、撮像した画像により物体を検出する少なくとも２つの画像センサを用いることにより、移動体進行方向の物体の速度を算出することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１１…速度センサ、１２…ステレオカメラ、１３…レーダ、２０、３０…ＥＣＵ、２１…画像物標生成部、２２…レーダ物標生成部、２３…合成物標生成部、２４…静止判定部、２５、３５…速度算出部、２６、３６…衝突判定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年3月3日(2016.3.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体周囲の物体の速度を算出する速度算出装置において、
移動体周囲を撮像し撮像した画像により前記物体を検出する画像検出部と、
前記移動体の速度を示す移動体速度と、前記物体の速度を示し前記画像から算出される画像速度とを前記移動体から前記物体までの距離に応じた割合で用いて、前記物体の速度を算出するものであり、前記物体までの距離が大きいほど前記移動体速度の比率が高くなり、前記物体までの距離が小さいほど前記画像速度の比率が高くなる割合で前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する速度算出部と、
を備える速度算出装置。
【請求項２】
レーダ波により前記物体を検出するレーダ検出部をさらに備え、
前記速度算出部は、前記物体が前記レーダ検出部により検出されず前記画像検出部により検出される場合、前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する、請求項１に記載の速度算出装置。
【請求項３】
前記レーダ検出部による検出結果と前記画像検出部による検出結果を用いて前記物体の合成物標を生成する合成物標生成部をさらに備え、
前記速度算出部は、前記合成物標が生成された後に前記レーダ検出部により前記物体が検出されない場合、前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する、請求項２に記載の速度算出装置。
【請求項４】
レーダ波により前記物体を検出するレーダ検出部をさらに備え、
前記速度算出部は、前記物体が前記レーダ検出部の検出範囲外かつ前記画像検出部の検出範囲内に存在する場合、前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する、請求項１に記載の速度算出装置。
【請求項５】
前記画像速度に基づいて前記物体が前記移動体の進行方向において静止しているか否かを判定する静止判定部をさらに備え、
前記速度算出部は、前記静止判定部により前記物体が静止していると判定された場合、前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の速度算出装置。
【請求項６】
前記速度算出部は、前記物体までの距離が上限値以上の場合、前記移動体速度の比率が１、前記画像速度の比率が０となるような割合で前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の速度算出装置。
【請求項７】
前記速度算出部は、前記物体までの距離が下限値以下の場合、前記移動体速度の比率が０、前記画像速度の比率が１となるような割合で前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の速度算出装置。
【請求項８】
移動体前方の物体の速度を算出する速度算出装置において、
移動体前方を撮像し撮像した画像により前記物体を検出する画像検出部と、
前記移動体の速度を示す移動体速度と、前記物体の速度を示し前記画像から算出される画像速度とを前記移動体から前記物体までの距離に応じた割合で用いて、前記物体の速度を算出するものであり、前記物体までの距離が大きいほど前記移動体速度の比率が高くなり、前記物体までの距離が小さいほど前記画像速度の比率が高くなる割合で前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する速度算出部と、
を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の速度算出装置。
【請求項９】
移動体進行方向の物体の速度を算出する速度算出装置において、
移動体進行方向を撮像し撮像した画像により前記物体を検出する画像検出部と、
前記移動体の速度を示す移動体速度と、前記物体の速度を示し前記画像から算出される画像速度とを前記移動体から前記物体までの距離に応じた割合で用いて、前記物体の速度を算出するものであり、前記物体までの距離が大きいほど前記移動体速度の比率が高くなり、前記物体までの距離が小さいほど前記画像速度の比率が高くなる割合で前記移動体速度及び前記画像速度を用いて前記物体の速度を算出する速度算出部と、
を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の速度算出装置。
【請求項１０】
前記移動体は車両である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の速度算出装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の速度算出装置と、
前記速度算出装置により算出された前記物体の速度に基づいて、前記物体との衝突を判定する衝突判定部と、
を備える衝突判定装置。
【請求項１２】
移動体周囲の物体の速度を算出する速度算出方法において、
移動体周囲を撮像し撮像した画像により前記物体を検出し、
前記移動体の速度を示す移動体速度と、前記物体の速度を示し前記画像から算出される画像速度とを前記移動体から前記物体までの距離が大きいほど前記移動体速度の比率が高くなり、前記移動体から前記物体までの距離が小さいほど前記画像速度の比率が高くなる割合で用いて前記物体の速度を算出すること、
を含む速度算出方法。
【国際調査報告】
2014033955.tif 000010
2014033955.tif 000011
2014033955.tif 000012
2014033955.tif 000013