(57)【要約】      （修正有）【課題】レーダー及び立体視センサーを含む物体検出システムを提供する。【解決手段】物体検出システムは、レーダー信号が送信される少なくとも一つの開口及び反射したレーダー信号が受信される少なくとも一つの開口を備えるレーダーシステムを含む。検出システムは、第１のセンサー及び第２のセンサーを含む立体視システムも含む。第１のセンサー及び第２のセンサーは、オフセットにより分離される。立体視システムは、単一のアセンブリを形成するためにレーダーシステムに取り付けられる。レーダーシステムは、第１のセンサーと第２のセンサーとの間のオフセット内に設置される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体検出システムであって、
レーダー信号が送信される少なくとも一つの開口及び反射したレーダー信号が受信される少なくとも一つの開口を備えるレーダーシステムと、
第１のセンサー及び第２のセンサーを備える立体視システムと、を備え、前記第１のセンサー及び前記第２のセンサーは、オフセットにより分離され、前記立体視システムは、単一のアセンブリを形成するために前記レーダーシステムに取り付けられ、前記レーダーシステムは、前記第１のセンサーと前記第２のセンサーとの間の前記オフセット内に設置される、
ことを特徴とする物体検出システム。
【請求項２】
前記第１のセンサー及び前記第２のセンサーを分離する前記オフセットは、調節可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記立体視システムの仰角は、前記レーダーシステムの仰角に対して調節可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記立体視システムは、該立体視システムと前記レーダーシステムとを結合する回転軸を中心に回動可能である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記立体視システムの前記仰角は、前記立体視システムを前記レーダーシステムに結合するねじにより調整される、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記レーダーシステムは、モノパルスレーダーシステムである、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記レーダーシステムは、二つの受信開口又は二つの送信開口を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記レーダーシステムは、第１の範囲の第１の物体の位置を検知又は推定するように構成され、前記立体視システムは、第２の範囲の第２の物体の位置を検知又は推定するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の範囲は、前記第２の範囲より前記レーダーシステムから遠い、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記システムは、車両に取り付けられるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記レーダーシステム及び前記立体視システムの両方に電力を供給するように構成された電源をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記電源は、レーダー送信機及びレーダー受信機を含むハウジングに配置される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記レーダーシステム及び前記立体視システムによって、生成及び受信された信号を処理するための信号処理回路をさらに備える、請求項１の装置。
【請求項１４】
レーダー及び立体視システムの組み立て方法であって、
装置にレーダーアセンブリを取り付けるステップと、
前記装置に対する前記レーダーアセンブリの仰角を調整するステップと、
前記レーダーアセンブリが立体視アセンブリの第１のセンサーと第２のセンサーとの間に設置されるように、前記レーダーアセンブリに前記立体視アセンブリを取り付けるステップと、
前記立体視アセンブリの前記第１のセンサーと前記第２のセンサーとの間のオフセットを調整するステップと、
前記レーダーアセンブリに対する前記立体視アセンブリの仰角を調整するステップと、
を備えることを特徴とするレーダー及び立体視システムの組み立て方法。
【請求項１５】
前記立体視アセンブリの仰角を調整することは、前記立体視アセンブリを前記レーダーアセンブリに結合するねじを動かすことを包含し、前記立体視アセンブリは、前記立体視アセンブリと前記レーダーアセンブリを結合する回転軸を中心に回動可能である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記立体視アセンブリの前記第１のセンサーと前記第２のセンサーとの間の前記オフセットを調整することは、他のセンサーに対する前記第１のセンサー及び前記第２のセンサーのいずれか一方の位置を調整することを包含する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記レーダーアセンブリは、二つの受信開口又は二つの送信開口を備えるモノパルスレーダーアセンブリである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記レーダーアセンブリは、第１の範囲の第１の物体の位置を検知又は推定するように構成され、前記立体視アセンブリは、第２の範囲の第２の物体の位置を検知又は推定するために構成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
車両又は交差点監視システムに前記レーダー及び前記立体視アセンブリを取り付けるステップをさらに備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記レーダーアセンブリに電源を取り付けるステップをさらに備え、前記電源は、前記レーダーアセンブリ及び立体視アセンブリの両方に電力を供給するように構成される、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は、一般にレーダー及び立体視検出システムの分野に関する。より詳細には、本開示は、レーダー及び立体視センサーの両方を含むシステムに関する。
【発明の概要】
【０００２】
本開示の一実施形態は、物体検出システムに関する。物体検出システムは、レーダー信号が送信される少なくとも一つの開口及び反射したレーダー信号が受信される少なくとも一つの開口を備えるレーダーシステムを含む。検出システムは、第１のセンサー及び第２のセンサーを備える立体視システムも含む。第１のセンサー及び第２のセンサーは、オフセットにより分離される。立体視システムは、単一のアセンブリを形成するためにレーダーシステムに取り付けられる。レーダーシステムは、第１のセンサーと第２のセンサーとの間のオフセット内に設置される。
【０００３】
本開示の別の実施形態は、レーダー及び立体視システムの組み立て方法に関する。かかる方法は、装置にレーダーアセンブリを取り付けるステップと、装置に対するレーダーアセンブリの仰角を調整するステップと、レーダーアセンブリが立体視アセンブリの第１のセンサーと第２のセンサーとの間に設置されるように、レーダーアセンブリに立体視アセンブリを取り付けるステップと、立体視アセンブリの第１のセンサーと第２のセンサーとの間のオフセットを調整するステップと、レーダーアセンブリに対する立体視アセンブリの仰角を調整するステップと、を含む。
【０００４】
上述の全体的な説明及び以下の詳細な説明はともに、例示的かつ説明的なものに過ぎず、特許請求の範囲に記載される本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明のこれら及び他の特徴、態様及び効果は、以下の説明、添付の特許請求の範囲及び図面に示された以下の例示的実施形態から明らかになろう。次に、図面について簡単に説明する。
【図１】一例示的実施形態によるレーダーシステム及び立体視システムを含む装置の斜視図である。
【図２】一例示的実施形態による図１の装置の俯瞰図である。
【図３】一例示的実施形態による立体視システムの調整を示す図３の装置の側面図である。
【図４】一例示的実施形態による図１の装置の分解斜視図である。
【図５】一例示的実施形態による図１の装置の別の分解斜視図である。
【図６】交差点及び一例示的実施形態による図１の装置を含む交差点監視システムの俯瞰図である。
【図７】図６の交差点及び一例示的実施形態による図１の装置を含む車両の俯瞰図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
立体視センサー技術は、物体を検知し、三次元の物体の位置を推定するために用いられる。水平オフセットを間に設けた二つのカメラセンサー上の物体のわずかに異なる投射像から、検知及び推定を行うことができる。二つのセンサーの画像の違いは、水平視差と呼ばれている。この差異は、第三次元の情報源である。
【０００７】
典型的な立体視センサーは、照準ベクトルが平行である二つの同一のカメラセンサーを備えていてもよい。二つのセンサーは、照準ベクトルに対して直交する方向にオフセットされて設置される。このオフセット又は分離は、基線分離と呼ばれている。二つの視覚センサーの照準間の基線分離及び共線性の許容度は、三次元精度に影響を与える。
【０００８】
レーダー（例えば、モノパルスレーダー）は、典型的には、上述の立体視センサーと同様の方法で選択される照準角及び相対的な位置調整を有する二つの受信開口及び／又は二つの送信開口を備える。例えば、二つの受信開口を有するレーダーでは、受信開口の一つに到達する物標からの後方散乱は、典型的には、わずかに長い又は短いリターンパス長を有する他の開口に到達する。リターンパス長の違いは、基準角に対する物標の角度を計算するために用いられる。
【０００９】
パッチアンテナは、高周波（ＲＦ）基板の片面上にエッチングされ、基板の他面から給電されるコスト効率の良いアンテナ設計である。パッチアンテナは、都合よく非常に薄い。
【００１０】
図１に、立体視システム（ＳＶＳ）１２及びレーダーシステム１４の両方を単一のアセンブリに含む物体検出システム又は装置１０を示す。ＳＶＳ１２は、ハウジング１３を含み、物体を検知し、三次元の物体の位置を推定するように構成される。水平オフセットを間に設けた二つのカメラセンサー１６，１８（双眼センサー）上の物体のわずかに異なる投射像から、検知及び推定を行うことができる。二つのセンサー１６，１８の画像間の水平視差は、第三次元の情報源である。ある例示的実施形態によれば、カメラセンサー１６，１８は、略平行である照準ベクトルと同一又は実質的に同一であってもよい。カメラセンサー１６，１８は、照準ベクトルに対して直交する方向にオフセット又は基線分離されて設置される。基線分離は、二つの視覚センサー１６，１８の照準間の共線性の許容度を変更し、三次元精度に影響を与えるように調整されてもよい。様々な例示的実施形態によれば、ＳＶＳ１２は、カメラセンサー間にオフセットを有する、過去、現在又は未来の設計の任意のＳＶＳであり得ることを留意されたい。
【００１１】
レーダーシステム１４は、送信機１７及び受信機１９を取り囲むハウジング１５を含む。ハウジングは、レーダー信号が送信される送信開口２０と、反射したレーダー信号が受信される二つの受信開口２２と、を含む。開口２０及び開口２２の照準角若しくは仰角及び相対的な位置調整は、上述の立体視センサー１２と同様の方法で選択される。他の例示的実施形態によれば、レーダーシステム１４のハウジングは、トランシーバを含んでいてもよく、ハウジングは、単一の送信／受信開口を含んでいてもよい。さらに他の例示的実施形態によれば、ハウジングは、一つ以上の送信開口及び受信開口を含んでいてもよい。レーダーシステム１４は、別の表面又はシステムに取り付けるためのアーム２４及びパッド２６も含む。例えば、二つの受信開口２２を有するレーダー１４では、物標からの後方散乱は、他の受信開口２２におけるリターンパスよりわずかに長い又は短いリターンパス長を有する受信開口２２の一つに到達する。リターンパス長の違いは、基準角（例えば、レーダーシステム１４が向けられる角度）に対する物標の角度を計算するために用いられる。ある例示的実施形態によれば、レーダーシステム１４は任意のモノパルスレーダーシステムであってもよい。その一方で、他の例示的実施形態では、他のレーダーシステムが用いられてもよい。ある例示的実施形態によれば、レーダーシステム１４は、パッチアンテナレーダーシステムであってもよい。ある例示的実施形態によれば、レーダーシステム１４は、50〜100GHzの周波数帯域で作動してもよい。他の例示的実施形態によれば、レーダーシステムは、約77GHzで作動してもよい。
【００１２】
物体検出システム１０は、２つのカメラセンサー１６，１８の間の基線分離と、モノパルスパッチアンテナレーダーシステム１４の比較的薄い特性を利用する。物体検出システム１０は、カメラセンサー１６，１８の基線分離をレーダーシステム１４及び任意の関連する処理エレクトロニクスの位置測定として利用する。一般に、システム１０の構成により、効率的なレーダーＳＶＳアセンブリが提供される。一般に、システム１０の取付構成はコンパクトであり、レーダー筐体１４は振動に影響されやすいＳＶＳ１２より機械的許容度が大きいので、レーダー筐体１４に多くの機械的歪みが与えられる。さらに、センサーフュージョンシステムに別々に取り付けられた独立センサーアセンブリの美観は、このよりコンパクトなパッケージによって改善されるだろう。
【００１３】
レーダーシステム１４は、一般に長距離での速度計測（例えば、遠方の近付いてくる車両）が正確であるのに対し、ＳＶＳ１２は、一般にレーダーシステムより短い距離での物体認知（例えば、歩行者又は近くの静止物体の検知）が正確である。したがって、ＳＶＳ１２及びレーダーシステム１４を一緒に使用すると、より広い距離範囲での正確な物体の検知及び計測が可能になる。
【００１４】
図２に、レーダーシステム１４とＳＶＳ１２とがねじ２８により結合されることを図示する物体検出システム１０の俯瞰図を示す。ねじ２８は、ＳＶＳ１２のハウジング３０からレーダーシステム１４のハウジング３２の中に突き通される。ＳＶＳ１２及びレーダーシステム１４の照準又は仰角は同一直線上にあることは意図されず、ねじ２８により、ＳＶＳ１２とレーダーシステム１４との間の相対角オフセットを設定するための仰角調整が可能になる。制御システム又はソフトウェアがＳＶＳ１２とレーダーシステム１４との間の相対仰角の差を識別できるように、ねじ２８は目盛り付き絶対位置用エンコーダに連結されてもよい。ＳＶＳ１２は、レーダーシステム１４の二つの突起３４（例えば、タブ、ボス等）及びＳＶＳ１２の突起３６（例えば、タブ、ボス等）を含むピボット機構（例えば、ヒンジ）による回転軸でもレーダーシステム１４に結合される。ＳＶＳ１２の突起３６は、一般にレーダーシステム１４の突起３４の間に嵌まるように構成された幅を有する。図４及び５で詳細に図示したように、ＳＶＳ１２がレーダーシステム１４に対して回動又は回転可能であるように、突起３４及び突起３６はピンを受けるための孔を定義する。
【００１５】
図３に、レーダーシステム１４に対してＳＶＳ１２の角度を調整するためのねじ２８の使用方法をさらに図示する物体検出システム１０の側面図を示す。レーダーシステム１４のパッド２６は、表面３８（例えば、交通監視システム、車両等）に取り付けられる。レーダーシステム１４が特定の範囲又は領域の検知のために調整されると（例えば、照準又は仰角）、ＳＶＳ１２は、ＳＶＳ１２のセンサー１６，１８の間のオフセットとＳＶＳ１２の仰角又は照準角とを調整することによって、少なくとも部分的に異なる範囲に対して測定することができる。
【００１６】
仰角又は照準角は、ねじ２８を回転させる（例えば、時計回り又は反時計回り）ことにより調整することができる。ねじ２８が回転すると、ＳＶＳ１２は垂直及び水平方向に移動し、レーダーシステム１４の突起３４及びＳＶＳ１２の突起３６によって定義されたピボット機構の回転軸３９を中心に回転するように、ねじ２８はＳＶＳ１２とレーダーシステム１４との間に傾斜して結合される。様々な例示的実施形態によれば、ねじ２８は、手動で調整されるか、又はモーターによって自動的に調整されてもよい。図示した例示的実施形態では、レーダーシステム１４に対してＳＶＳ１２を調整するためにねじ２８が用いられているが、他の例示的実施形態によれば、他の締結具及び調整法が用いられてもよい。監視システムのＳＶＳ１２及びレーダーシステム１４の相対的較正は、単独のセンサーより容易であろう。そして、ＳＶＳ１２及びレーダーシステム１４の位置は固定されている（しかし、調節可能）ので、一つのセンサーのみが検出環境に対して詳細較正を必要とする場合がある。
【００１７】
図４及び５に、レーダーシステム１４に取り付けられるＳＶＳ１２をさらに図示する物体検出システム１０の分解図を示す。ＳＶＳ１２のカメラセンサー１６，１８はレーダーシステム１４周辺に設置され、ＳＶＳ１２の突起３６はレーダーシステム１４の突起３４の間に取り付けられるように構成される。ＳＶＳ１２の突起３６は孔４０を定義し、レーダーシステム１４の各突起３４は孔４２を定義する。ＳＶＳ１２の突起３６がレーダーシステム１４の突起３４の間に配置されると、孔４０，４２は一列に並び、ピン４４を受けるように構成される。上述のように、ねじ２８は、二つのハウジング３０，３２に傾斜して突き通され、垂直面のＳＶＳ１２を移動するために回転され得る。ねじ２８がレーダーシステム１４に対するＳＶＳ１２の仰角又は照準角を調整するために回転されると、ピン４４は、突起３４，３６により形成されたピボット機構の回転軸としての働きをする。他の例示的実施形態によれば、ＳＶＳ１２のカメラセンサー１６，１８の水平角は、ピン４４を中心とする垂直回転に加え、又はピン４４を中心とする垂直回転の代わりに調整され得る。
【００１８】
図示したようにＳＶＳ１２及びレーダーシステム１４を一緒に用いることにより、コスト及び資材の節約を実現し得る。例えば、単一の電源４６は、大きいレーダーアセンブリ１４に収納可能であり、ＳＶＳ１２と共有され得る。別の例では、ＳＶＳ１２及びレーダーシステム１４で共有された物理的空間では、それらの間を繋ぐケーブル長は非常に短くすることができる。さらに、物理的空間を共有した結果として、ＳＶＳ１２及びレーダーシステム１４の処理は、同一のハードウェア（例えば、処理回路４８）で実行され得る。さらに、診断及び較正のソフトウェアは、ＳＶＳ１２及びレーダーシステム１４により共有され得る。電源４６はレーダーシステム１４のハウジングに図示され、処理回路４８はＳＶＳ１２のハウジングに図示されているが、他の例示的実施形態によれば、電源４６はＳＶＳ１２のハウジングに配置されてもよいし、処理回路４８はレーダーシステム１４のハウジングに配置されてもよい。他の例示的実施形態によれば、電源４６及び処理回路４８の両方が、レーダーシステム１４のハウジング又はＳＶＳ１２のハウジングの一つに配置されてもよい。さらに他の例示的実施形態によれば、電源４６及び処理回路４８の一方又は両方が、レーダーシステム１４のハウジング及びＳＶＳ１２のハウジングから離れて配置されてもよい。
【００１９】
図４及び５では、物体検出システム１０を取り付けるための二つのアーム２４及びパッド２６が図示されているが、他の例示的実施形態によれば、物体検出システム１０は取り付けるための四つのアーム２４及びパッド２６を含んでもよいことを留意されたい。さらに他の例示的実施形態によれば、物体検出システム１０は一つのアーム２４及びパッド２６、三つのアーム２４及びパッド２６、又は五つ以上のアーム２４及びパッド２６を含んでいてもよい。
【００２０】
図６に、交通又は交差点監視システム１０２に取り付けられた物体検出システム１０を示す。一般に、交通監視システム１０２は、交通照明を調節したり、違反を通報したりできるように、交差点１０４の近くの物体だけでなく、その位置や速度を特定するように構成される。例えば、物体検出システム１０は、横断歩道１０８周辺の短距離検知領域１１０でＳＶＳ１２を使用して、横断歩道１０８を進む歩行者１０６及びその位置を特定してもよい。物体検出システム１０は、長距離検知領域１１６にわたってレーダーシステム１４を使用して、交差点１０４や横断歩道１０８に通じる道路１１４を進行する車両１１２及びそのスピードを検知してもよい。交通監視システム１０２は、車両１１２又は歩行者１０６の検知に基づいて交通照明を調整してもよいし、発生する任意の交通違反（例えば、車両１１２が信号無視をする場合）を記録してもよい。物体検出システム１０は、コンパクト及び見栄えの良い交差点監視センサーを交通監視システム１０２に提供してもよい。
【００２１】
図７に、図６と同様のシナリオで、車両１１８に取り付けられた物体検出システム１０を示す。装置によって、車両１１８が歩行者及び車両１１２を検知可能であってもよい。車両１１８の進路内の車両１１２又は歩行者１０６を検知することにより、運転者に対する視覚的又は可聴式警告メッセージの生成が促されてもよい。さらに、物体検出システム１０によって、車両１１８は、車両より前方にあってレーダーシステム１４により検知され得る、及び、霧や降雨等により運転者が容易に認識可能ではない障害物の検出を運転者に提供可能であってもよい。さらに、物体検出システム１０は、車両１１８より前方の同一方向に進行している車両１１２の速度を運転者に警告するために（例えば、遅い車両について警告するために）用いられてもよい。物体検出システム１０のようなアセンブリは、典型的にはフロントガラスの裏側に取り付けられる単独のＳＶＳセンサーより重い場合があるが、物体検出システム１０をフロントガラスの裏側に取り付ける実現可能性は大きい。
【００２２】
便宜上、図１〜５に示される物体検出システム１０には、カメラ保護シュラウド、調整の詳細（例えば、プリテンショナ、配列角センサー等）、カメラセンサーの意図的な伸長等のような組み込まれ得る付加的な機構が含まれていないことを留意されたい。システム１０は、必要に応じてこれらの付加的な機構又は構成要素の一部若しくは全てを含んでいてもよい。本開示は、例示的実施形態に関して説明してきたが、特許請求された主題の趣旨及び範囲から逸脱することのない形式及び詳細における変更を、当業者なら認識するだろう。例えば、異なる例示の実施形態が一つ以上の利点を提供する一つ以上の機構を含むものとして記載されているが、記載された例示において、又は他の変形実施形態において、記載された機構が互いに置き換えられる、又は代わりとして互いに組み合わされることが予想される。本開示の技術が比較的複雑であるので、技術の全ての変更を予見できるとは限らない。例示の実施形態に関して記載され、以下の請求項に記載される本開示は、できるだけ広範であることを明白に意図されている。例えば、特に断りのない限り、単一の特定要素を説明している請求項も、複数のそのような特定要素を含んでいる。
【００２３】
好ましい例示的実施形態及び他の例示的実施形態に示すシステムの構成要素の構造及び構成は、例示的なものに過ぎない点に留意することも重要である。本開示においては、一定数の実施形態のみを詳細に説明してきたが、記載されている主題の新規な教示及び効果から著しく逸脱することなく多くの変更態様が可能である（例えば、サイズ、寸法、構造、様々な要素の形状及び比率、パラメータの値、取り付け構成、使用される材料、色、方向等におけるバリエーション）ことを、この開示を検討する当業者なら容易に理解するであろう。例えば、一体的に形成されるように示される構成要素は、複数の部品又は構成要素で構成してもよいし、複数の部品として示される構成要素は、一体的に形成されてもよいし、組立ての工程は逆にする又は変更してもよいし、システムの構造物及び／又は部材又はコネクタ又は他の構成要素は変更してもよいし、構成要素間に設けられた調整又は取付位置の性質又は数は変更してもよい。システムの構成要素及び／又はアセンブリは、十分な強度又は耐久性を与える任意の多種多様な材料から構成されてもよいことを留意されたい。したがって、このような全ての変更態様は、本出願の範囲内に含まれることを意図されたものである。好ましい例示的実施形態及び他の例示的実施形態の設計、動作条件及び構成において、本主題の趣旨及び範囲から逸脱することなく、その他の置換、改変、変更及び省略を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  物体検出システム
１２  立体視システム（ＳＶＳ）
１３，１５，３０，３２  ハウジング
１４  レーダーシステム
１６，１８  カメラセンサー
１７  送信機
１９  受信機
２０  送信開口
２２  受信開口
２８  ねじ
３９  回転軸
４６  電源
４８  処理回路
１０２  交通監視システム
１１０  短距離検知領域
１１２，１１８  車両
１１６  長距離検知領域
【図１】
2011047933.tif 000002
【図２】
2011047933.tif 000003
【図３】
2011047933.tif 000004
【図４】
2011047933.tif 000005
【図５】
2011047933.tif 000006
【図６】
2011047933.tif 000007
【図７】
2011047933.tif 000008
【外国語明細書】
2011047933000001.pdf