(57)【要約】      （修正有）【課題】方位データと距離データに基づいて簡易に物体を検知する装置を提供する。【解決手段】物体検知装置１は、物体を撮影するカメラ１１と、カメラ１１にて撮影された画像から物体を検出し、当該物体のある方向を求めるカメラ用ＥＣＵ１２と、車両の周辺にある物体までの距離を測定するソナー２１と、測定された物体までの方位データと距離データとを極座標系のグリッドマップ上で重ね合わせて、物体の位置を特定する位置特定部３０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周辺にある物体の方位を測定する方位センサ（１１，１２）と、
前記物体までの距離を測定する距離センサ（２１）と、
前記方位センサ（１１，１２）で測定した方位のデータと前記距離センサ（２１）で測定した距離のデータとを重ね合わせて、前記物体の位置を特定する位置特定部（３０）と、
を備える物体検知装置。
【請求項２】
前記位置特定部（３０）は、車両を中心とする極座標系のグリッドマップを有し、
前記距離のデータと前記方位のデータとに基づいて、前記グリッドマップ上において物体の存在するグリッドを特定する請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項３】
検知範囲の異なる複数の距離センサ（２１）を有し、
前記位置特定部（３０）は、前記距離センサ（２１）の検知範囲のデータにも基づいて前記物体の位置を特定する請求項１または２に記載の物体検知装置。
【請求項４】
前記距離センサ（２１）は、ソナー（２１）、ミリ波レーダーまたはＬｉｄａｒセンサである請求項１乃至３のいずれかに記載の物体検知装置。
【請求項５】
前記方位センサ（１１，１２）は、
カメラ（１１）と、
前記カメラ（１１）にて撮影された画像から物体を検出し、当該物体のある方向を求める画像処理部（１２）（１２）と、
を備える請求項１乃至３のいずれかに記載の物体検知装置。
【請求項６】
前記方位センサ（１１，１２）は、Ｌｉｄａｒセンサである請求項１乃至３のいずれかに記載の物体検知装置。
【請求項７】
前記方位センサ（１１，１２）を制御する方位センサ用ＥＣＵ（１２）と、
前記距離センサ（２１）を制御する距離センサ用ＥＣＵ（２２）と、
を備え、
前記方位センサ用ＥＣＵ（１２）は、前記方位センサ（１１，１２）で測定した方位のデータを記憶し、
前記距離センサ用ＥＣＵ（２２）は、前記距離センサ（２１）で測定した距離のデータを記憶し、
前記位置特定部（３０）は、前記方位センサ用ＥＣＵ（１２）に記憶された方位のデータと前記距離センサ用ＥＣＵ（２２）に記憶された距離のデータを重ね合わせて物体の位置を特定する請求項１乃至６のいずれかに記載の物体検知装置。
【請求項８】
車両の周辺にある物体を撮影するカメラ（１１）と、
前記カメラ（１１）にて撮影された画像から物体を検出し、当該物体のある方向を求める画像処理部（１２）と、
前記物体までの距離を測定する距離センサ（２１）と、
前記画像処理部（１２）にて求めた方位のデータと前記距離センサ（２１）で測定した距離のデータとに基づいて、車両を中心とする極座標系のグリッドマップ上において、物体の存在するグリッドを特定する位置特定部（３０）とを備え、
前記位置特定部（３０）は、複数のグリッドにおいて物体が検知されたときに、前記画像処理部（１２）にて検出した物体に基づいて、複数のグリッドにまたがって存在する同一の物体を特定する物体検知装置。
【請求項９】
車両に備えられた方位センサ（１１，１２）から、周辺にある物体の方位のデータを取得するステップと、
車両に備えられた距離センサ（２１）から、前記物体までの距離のデータを取得するステップと、
前記方位のデータと前記距離のデータとを重ね合わせて、前記物体の位置を特定するステップと、
を備える物体検知方法。
【請求項１０】
車両の周辺にある物体を検知するためのプログラムであって、ＥＣＵに、
車両に備えられた方位センサ（１１，１２）から、周辺にある物体の方位のデータを取得するステップと、
車両に備えられた距離センサ（２１）から、前記物体までの距離のデータを取得するステップと、
前記方位のデータと前記距離のデータとを重ね合わせて、前記物体の位置を特定するステップと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の周辺にある物体を検知する物体検知装置、物体検知方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の運転支援を行うため、あるいは、自動運転制御等のために、車両の周辺にある物体を検知する技術が研究、開発されている。特許文献１は、前方障害物までの距離のみならず、障害物の横位置をも測定することにより、車両の安全運転を確保する障害物位置検出装置を開示している。この発明は、障害物の横方向の広がりも検知することを目的として、まず、画像信号と距離情報とに基づいて２つの障害物の横位置を演算し、その後で、求めた横位置情報と距離情報とに基づいて２つの障害物の２次元位置を測定している。
【０００３】
特許文献２は、分解能に優れた３次元物体の認識を行う発明を開示している。この発明は、まず、平面上に配列された超音波センサによって物体の表面までの距離情報の平面分布を測定し、その距離情報に基づいて物体の第１立体像を抽出する。続いて、第１立体像の位置情報に基づいて、テレビカメラのビデオ像から物体の平面像を抽出し、抽出した平面像と第１立体像を合成して精細な第２立体像を生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１２３２９８号公報
【特許文献２】特開平６−１７４８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、方位データと距離データという２つの１次元情報に基づいて簡易に物体を検知する方法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】
本発明は上記課題を解決するために以下の技術的手段を採用する。特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施の形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
本発明の物体検知装置は、車両の周辺にある物体の方位を測定する方位センサ（１１，１２）と、前記物体までの距離を測定する距離センサ（２１）と、前記方位センサ（１１，１２）で測定した方位のデータと前記距離センサ（２１）で測定した距離のデータとを重ね合わせて、前記物体の位置を特定する位置特定部（３０）とを備える。前記位置特定部（３０）は、車両を中心とする極座標系のグリッドマップを有し、前記距離のデータと前記方位のデータとに基づいて、前記グリッドマップ上において物体の存在するグリッドを特定してもよい。
【０００８】
このように方位センサ（１１，１２）で測定した方位データと距離センサ（２１）で測定した距離データという、それぞれ１次元の情報を重ね合わせることにより、極座標系のグリッドマップ上で容易に物体の存在する位置を特定することができる。
【０００９】
本発明の物体検知装置は、検知範囲の異なる複数の距離センサ（２１）を有し、前記位置特定部（３０）は、前記距離センサ（２１）の検知範囲のデータにも基づいて前記物体の位置を特定してもよい。この構成により、車両の周辺に複数の物体が存在する場合であっても、距離データと方位データとに基づいて、各物体の位置を特定することができる。
【００１０】
本発明の物体検知装置は、前記方位センサ（１１，１２）を制御する方位センサ用ＥＣＵ（１２）と、前記距離センサ（２１）を制御する距離センサ用ＥＣＵ（２２）とを備え、前記方位センサ用ＥＣＵ（１２）は、前記方位センサ（１１，１２）で測定した方位のデータを記憶し、前記距離センサ用ＥＣＵ（２２）は、前記距離センサ（２１）で測定した距離のデータを記憶し、前記位置特定部（３０）は、前記方位センサ用ＥＣＵ（１２）に記憶された方位のデータと前記距離センサ用ＥＣＵ（２２）に記憶された距離のデータを重ね合わせて物体の位置を特定してもよい。このように距離のデータを記憶しておく構成により、例えば、距離のデータが必要なアプリ（近距離ＰＣＳ、踏み間違え防止など）に活用することができる。
【００１１】
本発明の物体検知装置は、車両の周辺にある物体を撮影するカメラ（１１）と、前記カメラ（１１）にて撮影された画像から物体を検出し、当該物体のある方向を求める画像処理部（１２）と、前記物体までの距離を測定する距離センサ（２１）と、前記画像処理部（１２）にて求めた方位のデータと前記距離センサ（２１）で測定した距離のデータとに基づいて、車両を中心とする極座標系のグリッドマップ上において、物体の存在するグリッドを特定する位置特定部（３０）とを備え、前記位置特定部（３０）は、複数のグリッドにおいて物体が検知されたときに、前記画像処理部（１２）にて検出した物体に基づいて、複数のグリッドにまたがって存在する同一の物体を特定する。この構成により、複数のグリッドで検知された物体が同一の物体であるか認識することができる。
【００１２】
本発明の物体検知方法は、車両に備えられた方位センサ（１１，１２）から、周辺にある物体の方位のデータを取得するステップと、車両に備えられた距離センサ（２１）から、前記物体までの距離のデータを取得するステップと、前記方位のデータと前記距離のデータとを重ね合わせて、前記物体の位置を特定するステップとを備える。
【００１３】
本発明のプログラムは、車両の周辺にある物体を検知するためのプログラムであって、ＥＣＵに、車両に備えられた方位センサ（１１，１２）から、周辺にある物体の方位のデータを取得するステップと、車両に備えられた距離センサ（２１）から、前記物体までの距離のデータを取得するステップと、前記方位のデータと前記距離のデータとを重ね合わせて、前記物体の位置を特定するステップとを実行させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、方位センサと距離センサから得られる１次元情報を用いて、簡易な構成で物体の存在する位置を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態の物体検知装置の構成を示す図である。
【図２】物体検知の原理を示す図である。
【図３】カメラおよびソナーの車両への取り付け例を示す図である。
【図４】複数の物体が存在するときの物体検知の例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態の物体検知装置の動作を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の物体検知装置の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態の物体検知装置について図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の物体検知装置１の構成を示す図である。物体検知装置１は、車両に搭載されて用いられ、車両周辺にある物体を検知する機能を有する。物体検知装置１は、カメラ１１と、ソナー２１と、位置特定部３０と、出力部３１とを有している。
【００１７】
カメラ１１は、カメラ用ＥＣＵ１２に接続されている。カメラ用ＥＣＵ１２は、カメラ１１にて撮影された画像の画像処理を行なって画像から物体を検出し、当該物体がある方位のデータを求める。カメラ用ＥＣＵ１２は画像処理部の機能を有しており、カメラ１１とカメラ用ＥＣＵ１２の画像処理の機能によって方位センサが構成される。カメラ用ＥＣＵ１２にて求めた方位データは、カメラ用ＥＣＵ１２に接続された記憶部１３にいったん記憶される。
【００１８】
ソナー２１は超音波によって物体までの距離を測定する機器であり、方位センサに相当する。ソナー２１は、ソナー用ＥＣＵ２２に接続されている。ソナー用ＥＣＵ２２は、ソナー２１の検知結果から物体までの距離データを求める。ソナー用ＥＣＵ２２で求めた距離データは、ソナー用ＥＣＵ２２に接続された記憶部２３にいったん記憶される。
【００１９】
位置特定部３０は、カメラ用ＥＣＵ１２から物体の方位データを取得すると共に、ソナー用ＥＣＵ２２から物体までの位置データを取得する。位置特定部３０は、方位データと距離データとに基づいて物体の位置を検知する。
【００２０】
図２は、位置特定部３０による位置検知の原理を示す図である。図２（ａ）は、車両から見たグリッドマップを示す図である。位置特定部３０は、カメラ１１およびソナー２１のある位置を中心とする極座標系のグリッドマップを有する。図２（ａ）に示す例では、車両の左斜め前方に物体Ｔ１が存在する。この場合、カメラ１１で撮影した画像から求められる方位データは、物体Ｔ１までの距離は分からないが、左から３番目のスライス（−２０°〜−３０°）に入っていることが分かる。また、ソナー２１で求められる距離データからは、物体Ｔ１がどの方向にあるかは分からないが、物体Ｔ１が内側から数えて６番目の同心円に入っていることが分かる。図２（ｂ）に示すように、極座標系のグリッドマップ上で、方位データと距離データとを重ね合わせることにより、物体Ｔ１が、方位データと距離データの交点領域である「Ａ」で示すグリッドに存在することが分かる。以上が、本実施の形態の物体検知装置１による物体検知の原理である。
【００２１】
本実施の形態の物体検知装置１は、複数のソナー２１を備えている。図３は、車両に取り付けられたカメラ１１及びソナー２１ａ〜２１ｄの例を示す図である。カメラ１１を挟んで、ソナー２１ａ，２１ｂとソナー２１ｃ，２１ｄが設置されている。カメラ１１の撮影角度Ｄ１とソナー２１ａ〜２１ｄの検知範囲の重なる範囲にある物体の位置を検知できる。それぞれのソナー２１ａ〜２１ｄの検知範囲Ｄ２ａ〜Ｄ２ｄは異なっている。カメラ１１とソナー２１ａ〜２１ｄの設置位置はずれているが、ソナー２１ａ〜２１ｄによって検知した距離データは、カメラ１１で検知した方位データの極座標系に変換される。
【００２２】
本実施の形態の物体検知装置１は、検知範囲の異なる複数のソナー２１を備えているので、車両の周辺に複数の物体が存在する場合にもその位置を検知することができる。図４は、２つの物体Ｔ１，Ｔ２が存在する場合の物体検知について説明をするための図である。図４（ａ）は、カメラ１１が搭載された位置から見たグリッドマップを示す図である。図４（ａ）に示す例では、車両の左斜め前方と右斜め前方に物体Ｔ１，Ｔ２が存在する。この場合、カメラ１１で撮影した画像から求められる方位データから、物体Ｔ１は、左から３番目のスライス（−２０°〜−３０°）に入っており、物体Ｔ２は右から３番目のスライス（２０°〜３０°）に入っている。
【００２３】
カメラ１１の左側にあるソナー２１ｂは左斜め前方に検知範囲を有し、カメラ１１の右側にあるソナー２１ｃは右斜め前方に検知範囲を有するとする。左側にあるソナー２１ｂによって物体Ｔ１を検知し、その距離データから、物体Ｔ１が内側から数えて６番目の同心円に入っていることが分かる。したがって、左から３番目のスライス（−２０°〜−３０°）と６番目の同心円の位置を重ね合わせて、「Ａ」で示すグリッドに物体Ｔ１があることを検知する。右側のソナー２１ｃも物体Ｔ２を検知し、その距離データは、物体が４番目の同心円にあることを示しているが、右側のソナー２１ｃは右斜め前方に検知範囲を有するので、左から３番目のスライス（−２０°〜−３０°）にある物体Ｔ１を検知したものでないことが分かる。
【００２４】
同様に、物体Ｔ２が４番目の同心円にあることを示す右側のソナー２１の距離データと右から３番目のスライス（２０°〜３０°）に物体あることを示す方位データとを重ね合わせて、「Ｂ」で示すグリッドに物体Ｔ２があることを検知する。このようにソナー２１の検知範囲を考慮することで、複数の物体が存在する場合にもその位置を特定することができる。
【００２５】
図５は、物体検知装置１の動作を示すフローチャートである。物体検知装置１は、カメラ１１で撮影した画像から物体を検出し、物体の方位データを取得する（Ｓ１０）。物体検知装置１は、取得したデータをカメラ用ＥＣＵ１２の記憶部１３に記憶する。物体検知装置１は、ソナー２１で検知したデータに基づいて物体の存在する距離データを取得する（Ｓ１１）。物体検知装置１は、取得したデータをソナー用ＥＣＵ２２の記憶部２３に記憶する。
【００２６】
次に、物体検知装置１は、方位データと、当該方位を検知範囲とするソナー２１の距離データをグリッドマップ上で重ねて、物体の存在するグリッドを特定する（Ｓ１２）。物体検知装置１は、特定したグリッドのデータを、例えば、自動運転制御部に出力する（Ｓ１３）。これにより、自動運転制御部は、検知された物体の位置のデータに基づいて自動運転制御を行なえる。例えば、物体を避けるような走行経路を計算したり、車両の至近距離で物体が検知された場合には車両を停止させたりできる。
【００２７】
以上に説明した物体検知装置１の動作を実現する位置特定部３０の機能は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）にてプログラムを実行することによって実現される。このようなプログラムも本発明の範囲に含まれる。
【００２８】
本実施の形態の物体検知装置１は、カメラ１１で求めた物体の方位とソナー２１で求めた物体までの距離を極座標系のグリッドマップ上で特定することにより、カメラ１１とソナー２１の長所を融合して簡易かつ正確に物体の位置を検知できる。
【００２９】
また、検知範囲の異なる複数のソナー２１を備えることにより、周辺に複数の物体が存在する場合にも、カメラ１１とソナー２１による検知結果をグリッドマップ上で重ね合わせて物体の位置を特定することができる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態の物体検知装置について説明する。第２の実施の形態の物体検知装置の基本的な構成は、第１の実施の形態と同じである（図１参照）。第２の実施の形態の物体検知装置は、位置特定部３０によって複数のグリッドにおいて物体が検知された場合に、複数のグリッドで検知された物体が同一の物体であるかどうかを判断する。具体的には、位置特定部３０は、カメラ用ＥＣＵ１２から画像データを受信し、画像データから求めた物体とグリッドとの対応付けを行う。
【００３１】
図６は、第２の実施の形態の物体検知装置の動作を示すフローチャートである。第２の実施の形態の物体検知装置の基本的な動作は、第１の実施の形態の物体検知装置１と同じである。図６に示すステップＳ２０〜Ｓ２２、Ｓ２４は、それぞれ図５のステップＳ１０〜Ｓ１３に対応する。
【００３２】
第２の実施の形態の物体検知装置は、方位データと距離データとに基づいて物体の存在するグリッドを特定（Ｓ２２）した後、位置特定部３０は、画像データに基づいて物体を特定し、特定した物体と物体の存在するグリッドとを対応付ける（Ｓ２３）。
【００３３】
第２の実施の形態の物体検知装置は、画像から求めた物体との対応付けを行うので、極座標系のグリッドマップ上において歯抜けの状態で物体が検知されるとしても、画像に基づいて一つの物体がある位置を特定することができる。また、後の工程で物体の認識処理を行なう必要がなくなるという効果もある。
【００３４】
以上、本発明の物体検知装置、及び物体検知方法について実施の形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではない。
【００３５】
上記した実施の形態では、距離センサとしてソナーを例として挙げたが、距離センサはソナーに限らず、例えば、ミリ波レーダーやＬｉｄａｒセンサを用いることもできる。また、方位センサについても、カメラに限らず、例えば、Ｌｉｄａｒセンサを用いることもできる。
【符号の説明】
【００３６】
１  物体検知装置
１１  カメラ
１２  カメラ用ＥＣＵ
１３  記憶部
２１  ソナー
２２  ソナー用ＥＣＵ
２３  記憶部
３０  位置特定部
３１  出力部
【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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