(57)【要約】【課題】自車両の進行方向に存在する障害物を検知する際に、路面の傾斜に起因する障害物の誤検知を防止する。【解決手段】路面傾斜判定部１１は、カメラ２で撮像した画像を処理して自車両に固定された基準平面に対する自車両後方の路面の相対的な傾斜角を推定し、後方の路面の傾斜状態を判定する。高さ算出部１２は、カメラ２の撮像画像から自車両後方に存在する物体を認識し、物体の高さを算出する。傾斜状態判定部１３は、加速度センサ４によって検出した自車両の傾きから現在の自車両が位置している路面の傾斜状態を判別する。そして、検知レベル調整部１４において、路面傾斜判定部１１、高さ算出部１２、傾斜状態判定部１３からの情報、アクセル開度センサ５からの情報を統合して、障害物検知部１５で超音波センサ３によって障害物を検知する際の検知レベルを調整することにより、路面の傾斜に起因する障害物の誤検知を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両から出射した探査波が物体で反射された反射波を受信して、前記物体の反射強度が所定の閾値を超える物体を障害物として検知する障害物検知装置であって、
自車両に固定された基準平面に対して自車両が進行する進行路面の傾斜状態を判定する路面傾斜判定部と、
前記進行路面上の物体の高さを算出する高さ算出部と、
自車両の重力方向に対する傾きを検出して、前記基準平面の傾斜状態を判定する傾斜状態判定部と、
前記進行路面の傾斜状態と前記進行路面上の物体の高さと前記基準平面の傾斜状態とに基づいて、前記閾値を可変して前記障害物の検知レベルを調整する検知レベル調整部と
を備えることを特徴とする障害物検知装置。
【請求項２】
前記路面傾斜判定部は、カメラで撮像した前記進行路面の画像から前記進行路面の前記基準平面に対する相対的な傾斜角を算出することを特徴とする請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記高さ算出部は、前記進行路面上の物体の高さとして、前記進行路面の前記基準平面からの路面高さを算出し、
前記検知レベル調整部は、前記探査波による検知エリアにおける前記進行路面の前記基準平面からの路面高さが設定値以上の場合、前記閾値を前記進行路面からの反射強度を超える値に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の障害物検知装置。
【請求項４】
前記高さ算出部は、前記進行路面上の物体の高さとして、前記進行路面から突出する立体物の前記進行路面からの高さを算出し、
前記検知レベル調整部は、前記探査波による検知エリアにおける前記立体物の前記進行路面からの高さが設定値以下の場合、前記閾値を前記立体物からの反射強度を超える値に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の障害物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の進行方向に存在する障害物を検知する車両用障害物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両においては、対象物に向かって超音波やミリ波等の探査波を出力し、探査波が対象物で反射された反射波を調べることで障害物を検知する装置やシステムが周知である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、超音波センサを用いて車両の進行方向に存在する障害物と車両の距離を検出し、障害物と車両との距離が所定の閾値未満となった場合に、障害物の存在をドライバに報知したり、ブレーキを作動させる等して障害物との衝突を回避する車両周辺監視システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１３５３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、平坦路面から傾斜路面への後退走行時や傾斜路面から平坦路面への後退走行時等のように、路面の傾斜によって車両の姿勢が変化する場合には、車止めや路面自体等を、自車両と接触或いは衝突の虞がないにも拘わらず、自車両と接触或いは衝突する障害物として誤検知してしまい、誤警報やブレーキの誤作動を招く虞がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自車両の進行方向に存在する障害物を検知する際に、路面の傾斜に起因する障害物の誤検知を防止することのできる車両用障害物検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様による車両用障害物検知装置は、自車両から出射した探査波が物体で反射された反射波を受信して、前記物体の反射強度が所定の閾値を超える物体を障害物として検知する障害物検知装置であって、自車両に固定された基準平面に対して自車両が進行する進行路面の傾斜状態を判定する路面傾斜判定部と、前記進行路面上の物体の高さを算出する高さ算出部と、自車両の重力方向に対する傾きを検出して、前記基準平面の傾斜状態を判定する傾斜状態判定部と、前記進行路面の傾斜状態と前記進行路面上の物体の高さと前記基準平面の傾斜状態とに基づいて、前記閾値を可変して前記障害物の検知レベルを調整する検知レベル調整部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、自車両の進行方向に存在する障害物を検知する際に、路面の傾斜に起因する障害物の誤検知を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車両用障害物検知装置の構成図
【図２】傾斜路面から平坦路面への車両後退時における障害物検知レベルの調整を示す説明図
【図３】平坦路面から傾斜路面への車両後退時における障害物検知レベルの調整を示す説明図
【図４】傾斜路面上に立体物が存在する場合の障害物検知レベルの調整を示す説明図
【図５】障害物検知処理のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１において、符号１は、自動車等の車両に搭載され、車両の進行方向に探査波を出射して障害物を検知する車両用障害物検知装置（以下、単に「障害物検知装置」と記載）を示す。本実施の形態においては、障害物検知装置１は、障害物を検知するための探査波として超音波を用い、車両後部に設置されるカメラ２及び超音波センサ３により、車両の後退時に後方の状況及び障害物を検知し、更に、加速度センサ４、アクセル開度センサ５からの情報を加えて、車両後退時の外部環境及び自車両の状態を検知する。
【００１１】
尚、以下においては、超音波センサ３は１つのセンサで代表して説明するが、複数のセンサを備える場合も同様である。また、障害物を検知するための探査波を出射するセンサとして、超音波センサ３に代えてミリ波レーダやライダー（LIDAR;Light Detection and Ranging）を用いるようにしても良い。更には、カメラ２をミリ波レーダやライダーで置き換えるようにしても良い。
【００１２】
障害物検知装置１は、カメラ２、超音波センサ３、加速度センサ４、アクセル開度センサ５からの情報を処理する制御部としてのコントローラ１０を備えている。コントローラ１０は、マイクロコンピュータを中心として構成され、車内ネットワークを形成する通信バス１００に接続されている。障害物検知装置１は、車両後退時に車体に衝突の虞がある障害物を検知した場合、コントローラ１０から通信バス１００を介して図示しない警報装置やブレーキ装置に障害物の情報を送信し、警報やブレーキを作動させて障害物との衝突を未然に回避可能とする。
【００１３】
このとき、コントローラ１０は、カメラ２の撮像画像から自車両後方の路面の傾斜や物体の高さを判定して超音波センサ３の検知レベルを調整し、調整された検知レベルを超える物体を障害物として検知することにより、衝突の虞のない物体に対する誤警報やブレーキの誤作動を防止するようにしている。このため、コントローラ１０は、障害物検知に係る機能部として、路面傾斜判定部１１、高さ算出部１２、傾斜状態判定部１３、検知レベル調整部１４、障害物検知部１５を備えている。
【００１４】
路面傾斜判定部１１は、カメラ２で撮像した画像を処理して、自車両に固定された基準平面に対する自車両後方の路面の相対的な傾斜角を推定し、後方の路面の傾斜状態を判定する。例えば、カメラ２として、２台のカメラを所定の間隔で配置して同一物体を異なる視点から撮像するステレオカメラを採用する場合、撮像した画像から複数の特徴点を抽出し、各特徴点の視差から三角測量の原理で特徴点の自車両に固定された３次元空間上の座標値を求め、最小２乗法或いはハフ変換等の統計的処理を用いて路面を近似する平面式を算出する。そして、この平面式で示される平面の傾き角を、自車両下部の平坦路面を想定した基準平面に対する自車両後方の路面との相対的な傾斜角とする。
【００１５】
高さ算出部１２は、カメラ２の撮像画像から自車両後方に存在する物体を認識し、物体の高さを算出する。例えば、カメラ２としてステレオカメラを採用する場合、自車両の下部の平坦路面を基準平面として、この基準平面から突出する特徴点を抽出する。そして、抽出した特徴点をグループ化して立体物を認識し、認識した立体物の基準平面からの突出高さＨ１を、物体の高さとして算出する。
【００１６】
また、高さ算出部１２は、自車両の下部の路面を基準とする物体の高さＨ１に加え、路面傾斜判定部１１で判定した傾斜路面の物体の高さＨ２も算出する。例えば、自車両が平坦地に停車しており、後方の路面も同じ平坦地である場合、物体の高さＨ１，Ｈ２は等しくなるが、自車両が平坦地で後方の路面が登り或いは下り勾配の傾斜面である場合には、高さＨ１，Ｈ２は異なる値となる。ここでの物体は、路面から突出する立体物に限ることなく、路面そのものを含み、自車両からの距離に応じた路面高さが物体の高さとして算出される。
【００１７】
傾斜状態判定部１３は、加速度センサ４によって検出した自車両の傾きから現在の自車両が位置している路面の傾斜状態を判別する。すなわち、カメラ２による自車両と自車両後方の路面との相対的な傾斜角に対して、重力を基準とした自車両の傾斜角を検出して、現在、自車両がいる路面が勾配路か段差のある路面か平坦路面かといった傾斜状態を判定する。
【００１８】
検知レベル調整部１４は、路面傾斜判定部１１、高さ算出部１２、傾斜状態判定部１３からの情報、アクセル開度センサ５からの情報を統合して、障害物検知部１５で超音波センサ３によって障害物を検知する際の検知レベルを調整する。具体的には、超音波センサ３から出射された超音波が物体で反射された反射波を受信して、所定の閾値以上の反射強度（反射波によってセンサ素子に発生する起電力の電圧値）を有するか否かにより物体の有無及び距離を検知する際、自車両の傾き、後方の路面勾配、路面上の物体の高さに応じて閾値を可変することにより、障害物の検知レベルを調整する。
【００１９】
例えば、図２（ａ）に示すように、自車両Ｃが傾斜路面Ｋ１から平坦路面Ｆ１に向かって後退し、平坦路面Ｆ１における超音波センサ３の検知エリアＲ１内に立体物が存在しない場合、超音波センサ３から出射された超音波が平坦路面Ｆ１で反射された反射波は、時間ｔに対して図２（ｂ）に示すような波形となる。
【００２０】
従って、測定された反射波の強度（振幅）Ｗ１に対して、自車両の傾きが変化しないことを前提とした閾値ＴＨを用いると、傾斜路面Ｋ１の傾斜角によっては、検知エリアＲ１における平坦路面Ｆ１の傾斜路面Ｋ１を基準平面とする相対的な路面高さが、自車両のバンパの高さに対応した設定値以上となって反射波の強度Ｗ１が閾値ＴＨを超えてしまい、平坦路面Ｆ１自体を自車両と衝突の虞がある障害物として誤検知する虞がある。
【００２１】
このため、検知レベル調整部１４は、傾斜状態判定部１３からの情報、アクセル開度センサ５によって検出したアクセ開度に基づく駆動力の出力状態により、勾配路或いは段差のある路面から平坦路への移動、平坦路から勾配路或いは段差のある路面への移動といったような自車両が後退移動する際の移動状態を判別し、また、高さ算出部１２からの情報により、自車両の後部バンパの高さ以上の立体物が存在するか否かを調べる。
【００２２】
自車両の移動状態は、例えば、加速度センサ４によって検出した自車両の傾きから自車両が勾配路にいることを検知し、アクセル開度センサ５によってアクセル開度が所定値よりも小さいことを検出した場合、勾配路面を下りながら後退していると判別することができる。逆に、自車両が勾配路にいることを検知し、アクセル開度が所定値よりも大きい場合には、勾配路面を登りながら後退していると判別することができる。
【００２３】
そして、検知レベル調整部１４は、路面傾斜判定部１１及び高さ算出部１２からの情報により、超音波センサ３の検知エリアＲ１内にバンパの高さ以上の立体物が存在せず、検知エリアＲ１における平坦路面Ｆ１の傾斜路面Ｋ１を基準平面とする路面高さがバンパの高さに対応した設定値以上となる場合、図２（ｂ）に示すように、閾値ＴＨを調整して反射波の強度Ｗ１のピーク値よりも大きい閾値ＴＨ１とする。これにより、自車両が傾斜路面から平坦路面に向かって後退する場合に、後方の路面を障害物と誤検知することを防止することができる。
【００２４】
また、図３（ａ）に示すように、自車両Ｃが平坦路面Ｆ２から傾斜路面Ｋ２に向かって後退し、傾斜路面Ｋ２における超音波センサ３の検知エリアＲ２内には立体物が存在しない場合も同様である。すなわち、検知レベル調整部１４は、傾斜状態判定部１３からの情報及びアクセル開度センサ５からの情報に基づいて、自車両の後方に登り勾配の路面があり、バンパの高さ以上の立体物は存在せず、検知エリアＲ２における傾斜路面Ｋ２の平坦路面Ｆ１を基準平面とする路面高さがバンパの高さに対応した設定値以上になると判別した場合、図３（ｂ）に示すように、傾斜路面Ｋ２で反射された反射波の強度Ｗ２に対して、自車両の傾きが変化しないことを前提とした閾値ＴＨを、反射波の強度Ｗ２のピーク値よりも大きい閾値ＴＨ２に調整する。これにより、自車両が平坦路面から傾斜路面に向かって後退する場合に、後方の路面を障害物と誤検知することを防止することができる。
【００２５】
更に、自車両後方に路面から突出する立体物が存在する場合も同様であり、立体物が存在する路面の状態と立体物の高さを考慮して検知レベルを調整する。例えば、図４（ａ）に示すように、自車両Ｃが平坦路面Ｆ３から登り勾配の傾斜路面Ｋ３に向かって後退する場合、傾斜路面Ｋ３から突出する立体物Ａの傾斜路面Ｋ３からの高さＨ３が自車両の後部バンパの高さよりも低い場合であっても、自車両が傾斜路面Ｋ３を登りはじめる前に、超音波センサ３の検知エリアＲ３における立体物Ａからの反射波の強度Ｗ３が閾値ＴＨを超える可能性があり、自車両と衝突の虞がある障害物として誤検知する虞がある。
【００２６】
従って、検知レベル調整部１４は、図４（ｂ）に示すように、立体物Ａを含んで傾斜路面Ｋ３で反射された反射波Ｗ３に対して、自車両の傾きが変化しないことを前提とした閾値ＴＨを、測定された反射波の強度Ｗ３のピーク値よりも大きい閾値ＴＨ３に調整する。すなわち、自車両が平坦路面Ｆ２にいるときに、（バンパの高さ）＋（傾斜路面Ｋ３の平坦路面Ｆ２からの高さ）の反射波強度を超えない物体を検出しないように閾値ＴＨ３を設定する。これにより、自車両後方の路面が上方に傾斜しており、傾斜路面からバンパの高さよりも低い立体物が突出しているような状況で自車両が後退する場合、バンパの高さよりも低い立体物を障害物と誤検知することを防止することができる。
【００２７】
障害物検知部１５は、超音波センサ３から出射した超音波の反射波によって発生するセンサ素子の出力電圧を調べ、出力電圧が検知レベル調整部１４で調整された閾値以上となる回数が所定回数連続する場合、自車両と衝突の虞がある障害物として検知すると共に、超音波の発信から受信までの時間及び音速から障害物までの距離を算出する。そして、障害物検知部１５は、自車両に衝突の虞がある障害物を検知した場合、距離データを含む検知情報を通信バス１００を介して図示しない警報装置やブレーキ装置に送信し、警報やブレーキを作動させて障害物との衝突を防止する。
【００２８】
次に、障害物検知装置１の障害物検知に係る処理について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２９】
この障害物検知処理においては、先ず、最初のステップＳ１において、通信バス１００を介して受信した車両の変速情報等から自車両が後退走行状態であるか否かを調べる。そして、車両後退でない場合には、本処理を抜け、車両後退の場合、ステップＳ２へ進んで、カメラ２の撮像画像から自車両に対する後方の路面の相対的な傾斜角を算出するとともに、路面から突出する立体物の有無及び高さを算出する。
【００３０】
次に、ステップＳ３へ進み、ステップＳ２の処理結果及びアクセル開度センサ５で検出したアクセル開度から自車両の移動状態を判別して超音波センサ３の反射波に対する障害物検知の検知レベル（閾値）を調整する。そして、ステップＳ３からステップＳ４へ進み、反射波の強度（ピーク値）が閾値以上であるか否かを調べる。
【００３１】
ステップＳ４において、反射波の強度が閾値未満の場合、自車両に衝突する虞のある障害物は存在しないと判断して本処理を抜け、反射波のピーク値が閾値以上の場合には、ステップＳ４からステップＳ５へ進んで対応する物体を障害物として検知するとともに、自車両から障害物までの距離を算出する。そして、障害物の距離データを含む検知情報を通信バス１００を介して図示しない警報装置やブレーキ装置に送信し、警報やブレーキを作動させて障害物との衝突を防止する。
【００３２】
このように本実施の形態においては、自車両の後方に存在する障害物を検知する際に、カメラ２の撮像画像から自車両に対する後方の路面の相対的な傾斜角、路面から突出する立体物の有無及び高さを判定するとともに、加速度センサ４によって計測した自車両の傾斜角から後方の路面との関係を判別して、超音波センサ３の反射波に対する障害物検知の検知レベルを調整する。これにより、路面の傾斜に起因する障害物の誤検知を防止することができ、誤警報やブレーキの誤作動を回避することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  障害物検知装置
２  カメラ
３  超音波センサ
４  加速度センサ
５  アクセル開度センサ
１０  コントローラ
１１  路面傾斜判定部
１２  高さ算出部
１３  傾斜状態判定部
１４  検知レベル調整部
１５  障害物検知部
【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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