(57)【要約】【課題】自車両に対する物体の横位置を精度よく推定する物体検出装置を提供する。【解決手段】物体検出装置は、ＥＣＵにおいて、ミリ波レーダによって検出された自車両と物体との距離Ｚ及び物体の横位置Ｘｍを取得し（Ｓ１）、ステレオカメラによって検出された物体の横位置Ｘｉを取得し（Ｓ２）、距離Ｚが遠くなるに従って大きくなる重み付け係数αを横位置Ｘｍに掛け合わせることによって得られる横位置値と、距離Ｚが近くなるに従って大きくなる重み付け係数βを横位置Ｘｉに掛け合わせることによって得られる横位置値とを加算するよって、物体の横位置Ｘを推定する（Ｓ３）。これによって、精度よくミリ波レーダが作動する距離ではミリ波レーダによる検出結果の重み付けを大きくし、精度よくステレオカメラが作動する距離ではステレオカメラによる検出結果の重み付けを大きくして使用することができる。【選択図】図２
2008116357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両に対する物体の横位置を検出する物体検出装置において、
送信波を送信して前記物体で反射した反射波を受信することによって、第１の横位置情報を検出するレーダ検出手段と、
前記物体を撮像することによって得た画像を基に第２の横位置情報を検出する画像検出手段と、
前記自車両と前記物体との距離を検出する距離検出手段と、
前記第１の横位置情報と前記第２の横位置情報と前記距離とに基づいて前記物体の横位置を推定する横位置推定手段と、
を備え、
前記横位置推定手段は、前記物体の横位置を推定する際に、前記第１の横位置情報の重み付けと前記第２の横位置情報の重み付けを、前記距離に伴い各々変化させることを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
前記横位置推定手段は、前記距離が遠くなるに従って前記第１の横位置情報の重み付けを定める第１の重み付け係数を大きくし、前記距離が近くなるに従って前記第２の横位置情報の重み付けを定める第２の重み付け係数を大きくすることを特徴とする請求項１記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記横位置推定手段は、前記第１の横位置情報に前記第１の重み付け係数を掛け合わせた第１の横位置値と、前記第２の横位置情報に前記第２の重み付け係数を掛け合わせた第２の横位置値とを加算することによって、前記物体の横位置を推定することを特徴とする請求項２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、レーダによる検出と画像による検出とを利用した物体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の物体検出装置として、レーダ装置を用いて先行車両までの距離及び方位を検出すると共に、その距離及び方位から自車両の車幅方向に対する先行車両の横幅方向中心位置を算出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載の物体検出装置によれば、自車両に対する先行車両の相対角度と横幅方向中心位置のずれ量を予め定め、当該相対角度に基づいて得たずれ量を用いて、算出した横幅方向中心位置を補正することによって検出精度を高めている。
【特許文献１】特開２００４−２３３２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、一般的にレーダ装置は、送信波を送信して物体で反射した反射波を受信することにより物体を検出するが、物体のどの位置で反射するかが分からず反射位置を特定することができない。そのため、遠い距離にある先行車両の横幅方向中心位置は精度よく検出できるが、近い距離にある先行車両については遠い距離にある場合に比較して安定した検出結果を得られないという特性を有する。従って、上記物体検出装置にあっては、後に補正をしているものの、レーダ装置の検出結果のみを用いているため、先行車両との距離が近いときには横幅方向中心位置を精度よく検出することができないおそれがある。
【０００４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、物体との距離に関わらず、自車両に対する物体の横位置を精度よく推定することが可能な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】
【０００５】
本発明に係る物体検出装置は、自車両に対する物体の横位置を検出する物体検出装置において、送信波を送信して物体で反射した反射波を受信することによって、第１の横位置情報を検出するレーダ検出手段と、物体を撮像することによって得た画像を基に第２の横位置情報を検出する画像検出手段と、自車両と物体との距離を検出する距離検出手段と、第１の横位置情報と第２の横位置情報と距離とに基づいて物体の横位置を推定する横位置推定手段と、を備え、横位置推定手段は、物体の横位置を推定する際に、第１の横位置情報の重み付けと第２の横位置情報の重み付けを、距離に伴い各々変化させることを特徴とする。
【０００６】
一般的にレーダによる検出は、上述したように遠い距離にある物体の横位置は精度よく検出できるが、近い距離にある物体については遠い距離にある場合に比較して安定した検出結果を得られないという特性を有する。一方、画像による検出は、近い距離にある物体の横位置は、鮮明な画像を撮像することができるため、精度よく検出できるが、遠い距離にある先行車両については、カメラの解像度やライトの光量等の関係から、近い距離にある場合に比較して安定した検出結果を得られないという特性を有する。
【０００７】
本発明に係る物体検出装置では、自車両と物体との距離によって検出精度が各々異なるレーダ検出手段と画像検出手段を組み合わせて使用し、物体の横位置を推定する際に、精度よくレーダ検出手段が作動する距離と精度よく画像検出手段が作動する距離とで、レーダ検出手段による横位置情報と画像検出手段による横位置情報の重み付けを各々変化させることができるため、物体との距離に関わらず、自車両に対する物体の横位置を精度よく推定することが可能となる。
【０００８】
本発明の上記物体検出装置では、横位置推定手段は、距離が遠くなるに従って第１の横位置情報の重み付けを定める第１の重み付け係数を大きくし、距離が近くなるに従って第２の横位置情報の重み付けを定める第２の重み付け係数を大きくすることが好ましい。
【０００９】
この物体検出装置では、レーダ検出手段が、近い位置では検出精度が低く遠くなるに従って検出精度が高くなる特性を有している点と、画像検出手段が、遠い位置では検出精度が低く近くなるに従って検出精度が高くなる特性を有している点から、横位置推定手段において、距離が遠くなるに従ってレーダ検出手段による横位置情報の重み付け係数を大きくし、距離が近くなるに従って画像検出手段による横位置情報の重み付け係数を大きくしている。これによって、物体との距離に関わらず、自車両に対する物体の横位置を一層精度よく推定することができる。
【００１０】
また、本発明の上記物体検出装置において、横位置推定手段が物体の横位置を推定するための計算方法として、第１の横位置情報に第１の重み付け係数を掛け合わせた第１の横位置値と、第２の横位置情報に第２の重み付け係数を掛け合わせた第２の横位置値とを加算することによって求めるものが挙げられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、自車両に対する物体の横位置を精度よく推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係る物体検出装置の実施の形態を説明する。
【００１３】
まず、図１を参照して、物体検出装置１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る物体検出装置１の構成を示す図である。
【００１４】
物体検出装置１は、自動車に搭載され、自車両の前方を走行する先行車両等の物体を検出する装置である。物体検出装置１は、前方の物体に関する情報を必要とする衝突防止装置、車間距離制御装置、追従走行装置等の運転支援装置に、検出した物体との距離や横位置等の物体情報を提供する。物体検出装置１は、ミリ波レーダ２、ステレオカメラ３及び電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）４を備えている。なお、物体検出装置１は、上述した運転支援装置と別体とし、運転支援装置に検出した物体情報を送信する構成でもよいし、あるいは、運転支援装置に組み込まれる構成でもよい。
【００１５】
本実施の形態では、ミリ波レーダ２が特許請求の範囲に記載するレーダ検出手段及び距離検出手段に相当し、ステレオカメラ３が特許請求の範囲に記載する画像検出手段に相当し、ＥＣＵ４が特許請求の範囲に記載する横位置推定手段に相当する。
【００１６】
ミリ波レーダ２は、ミリ波を利用して前方の物体を検出するレーダである。ミリ波レーダ２は、自動車の前面の中央に取り付けられる。ミリ波レーダ２では、ミリ波を自車両から前方に向けて出射し、物体の後端部にて反射したミリ波を受信する。そして、ミリ波レーダ２では、出射から受信までの時間を計測することによって自車両の前端部から物体の後端部までの距離を計算する。また、ミリ波レーダ２には、受信部が横並びに複数設けられており、各受信部がミリ波を受信する際に生じる互いの時間差に基づいて、自車両に対する物体の横位置（第１の横位置情報）を計算する。ここで、物体の横位置とは、自車両の車幅方向の中心線に対する物体の幅方向の中心線の位置のことである。ミリ波レーダ２はＥＣＵ４に接続されており、上述のように距離及び横位置を計算したら、それらの検出結果をＥＣＵ４に出力する。なお、ミリ波レーダ２で距離、横位置を計算する構成としているが、ミリ波レーダ２で検出した検出値に基づいてＥＣＵ４で計算する構成としてもよい。
【００１７】
ここで、ミリ波レーダ２による検出は、送信波を送信して物体で反射した反射波を受信するという検出方法であるため、物体のどの位置で反射するかが分からず反射位置を特定することができない。これによって、遠い距離にある先行車両の横位置は精度よく検出できるが近い距離にある先行車両については遠い距離にある場合に比較して安定した検出結果を得られないという特性を有する。
【００１８】
ステレオカメラ３は、２台のＣＣＤカメラ（図示せず）からなり、２台のＣＣＤカメラが水平方向に数ｃｍ程度離間されて配置されている。ステレオカメラ３も、自車両の前面の中央に取り付けられる。ステレオカメラ３では、２つのＣＣＤカメラで撮像した各画像データを画像処理部（図示せず）に送信する。この画像処理部は、ステレオカメラ３に一体で設けられてもよいし、あるいは、ＥＣＵ４内に構成されてもよい。
【００１９】
画像処理部では、各画像データから物体を特定し、物体の位置に関する情報を計算する。画像処理部では、画像データのヒストグラムにおけるピーク部分を物体の幅方向の端部と認定し、認定した両端部の位置から物体の幅方向の中心軸の位置を割り出すことによって、物体の横位置（第２の横位置情報）を導き出す。画像処理部はＥＣＵ４に接続されており、上述のように横位置を導き出したら、それらの検出結果をＥＣＵ４に出力する。
【００２０】
ここで、ステレオカメラ３による検出は、近い距離にある先行車両の横位置は、鮮明な画像を撮像することができるため、精度よく検出できるが、遠い距離にある先行車両については、カメラの解像度やライトの光量等の関係から、近い距離にある場合に比較して安定した検出結果を得られないという特性を有する。
【００２１】
ＥＣＵ４は、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ及び１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等により構成されている。そして、上記構成によって、ＥＣＵ４は、ミリ波レーダ２から取得した物体との距離、横位置及びステレオカメラ３から取得した物体の横位置に基づいて、物体の横位置を推定する。
【００２２】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る物体検出装置１の動作について説明する。図２は、物体検出装置１による横位置推定処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ４において、ＥＣＵ４の電源がオンされてからオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００２３】
まず、ＥＣＵ４は、ミリ波レーダ２によって検出された、自車両から物体までの距離Ｚ及び横位置Ｘｍ（第１の横位置情報）を取得する（Ｓ１）。続いて、ステレオカメラ３によって検出された、物体の横位置Ｘｉ（第２の横位置情報）を取得する（Ｓ２）。なお、自車両に対する物体の横位置は、自車両の車幅方向の中心線に対する物体の幅方向の中心線の位置によって与えられる。
【００２４】
次に、横位置Ｘｍの重み付けと横位置Ｘｉの重み付けを、ミリ波レーダ２が検出した距離Ｚに伴い各々変化させることによって物体の横位置Ｘを推定する。具体的には、ミリ波レーダ２の検出結果の重み付けを定める重み付け係数α（第１の重み付け係数）を横位置Ｘｍに掛け合わせることによって得られる横位置値（第１の横位置値）と、ステレオカメラ３の検出結果の重み付けを定める重み付け係数β（第２の重み付け係数）を横位置Ｘｉに掛け合わせることによって得られる横位置値（第２の横位置値）とを加算するよって、物体の横位置Ｘを推定する（Ｓ３）。なお、距離Ｚや推定した横位置Ｘは、例えば、物体情報として衝突防止装置、車間距離制御装置、追従走行装置等の運転支援装置に提供される。
【００２５】
ここで、上述の重み付け係数α及びβは、距離Ｚと重み付け係数との関係を定めた２次元マップ（重み付け係数マップ）によって設定される。この重み付け係数マップはＥＣＵ４に格納されており、ＥＣＵ４が距離Ｚを取得すると、重み付け係数マップが参照されることによって、その距離Ｚに基づいた重み付け係数が設定される。
【００２６】
重み付け係数αに関する重み付け係数マップの一例を図３（ａ）に示し、重み付け係数βに関する重み付け係数マップの一例を図３（ｂ）示す。上述したように、ミリ波レーダ２は、遠い距離にある物体ほどその横位置を精度よく検出できるという特性を有し、ステレオカメラ３は、近い距離にある物体ほどその横位置を精度よく検出できるという特性を有する。そのため、重み付け係数αに関する重み付け係数マップは、距離Ｚが大きくなるほど、すなわち、ミリ波レーダ２が精度良く検出できるようになるほど重み付け係数αが大きくなるように定められている。一方、重み付け係数βに関する重み付け係数マップは、距離が小さくなるほど、すなわち、ステレオカメラ３が精度良く検出できるようになるほど重み付け係数βが大きくなるように定められている。なお、距離Ｚが２５ｍ程度のときは、ミリ波レーダ２とステレオカメラ３の検出結果の重み付けはほぼ同等となるように定められている。
【００２７】
次に、図４を参照して、自車両の右前方を２台の先行車両が走行する場合を例にして、物体検出装置１による横位置推定処理の説明をする。図４は、自車両Ｍ１が先行車両Ｍ２と先行車両Ｍ３のそれぞれの横位置を物体検出装置１によって推定している様子を示した図である。なお、ここでは先行車両Ｍ２及びＭ３が前方の物体に該当する。
【００２８】
道路６の車線６ａを走行している自車両Ｍ１は、搭載したミリ波レーダ２で、隣の車線６ｂを走行する先行車両Ｍ２と自車両Ｍ１との距離及び横位置を検出し、同じく隣の車線６ｂを走行する先行車両Ｍ３と自車両Ｍ１との距離及び横位置を検出する。更に、搭載したステレオカメラ３で先行車両Ｍ２及び先行車両Ｍ３のそれぞれの横位置を検出する。
【００２９】
ミリ波レーダ２は、自車両Ｍ１の前端部から先行車両の後端部までの距離Ｚを検出する。図４において、先行車両Ｍ２までの距離及び先行車両Ｍ３までの距離は、それぞれＺ２及びＺ３と検出される。また、図４では、自車両Ｍ１からみて先行車両Ｍ３は先行車両Ｍ２よりも前方を走行しているため、検出された距離Ｚ３は距離Ｚ２よりも大きくなっている。
【００３０】
自車両Ｍ１に対する先行車両Ｍ２の横位置は、自車両Ｍ１の車幅方向の中心線Ｃ１に対する先行車両Ｍ２の車幅方向の中心線Ｃ２の位置によって与えられ、自車両Ｍ１に対する先行車両Ｍ３の横位置は、自車両Ｍ１の車幅方向の中心線Ｃ１に対する先行車両Ｍ３の車幅方向の中心線Ｃ３の位置によって与えられる。ここで、図４においては、ミリ波レーダ２によって検出した横位置はＸｍで示され、ステレオカメラ３によって検出した横位置はＸｉで示される。検出した横位置Ｘｍ，Ｘｉは、検出精度がよいほど、先行車両の車幅方向の中心線に近づき、検出精度が低下するほど遠ざかる。
【００３１】
従って、図４に示すように、自車両Ｍ１からみて近い位置を走行している先行車両Ｍ２においては、ミリ波レーダ２よりもステレオカメラ３の方が精度よく検出できるため、ステレオカメラ３によって検出した横位置Ｘｉはミリ波レーダ２によって検出した横位置Ｘｍよりも先行車両Ｍ２の中心線Ｃ２に近くなっている。一方、自車両Ｍ１からみて遠い位置を走行している先行車両Ｍ３においては、ステレオカメラ３よりもミリ波レーダ２の方が精度よく検出できるため、ミリ波レーダ２によって検出した横位置Ｘｍはステレオカメラ３によって検出した横位置Ｘｉよりも先行車両Ｍ３の中心線Ｃ３に近い位置となっている。
【００３２】
そして、先行車両Ｍ２に関しては、図３に基づいて、距離Ｚ２における重み付け係数α及び重み付け係数βを設定し、その重み付け係数αを横位置Ｘｍに掛け合わせることによって得られる横位置値と、重み付け係数βを横位置Ｘｉに掛け合わせることによって得られる横位置値とを加算するよって、先行車両Ｍ２の横位置Ｘを推定する。
【００３３】
これによって、近い距離にある先行車両Ｍ２においては、重み付け係数αよりも重み付け係数βが大きく設定されるため、ミリ波レーダ２よりも精度のよいステレオカメラ３による検出結果の重み付けを大きくして推定することができる。
【００３４】
先行車両Ｍ３の横位置Ｘも同様にして推定する。これによって、遠い距離にある先行車両Ｍ３においては、重み付け係数βよりも重み付け係数αが大きく設定されるため、ステレオカメラ３よりも精度のよいミリ波レーダ２による検出結果の重み付けを大きくして推定することができる。
【００３５】
以上のような本実施形態においては、自車両と物体との距離によって検出精度が各々異なるミリ波レーダ２とステレオカメラ３を組み合わせて使用すると共に、ＥＣＵ４において、精度よくミリ波レーダ２が作動する距離ではミリ波レーダ２による検出結果の重み付けを大きくし、精度よくステレオカメラ３が作動する距離では、ステレオカメラ３による検出結果の重み付けを大きくしている。これによって、物体との距離に関わらず、自車両に対する物体の横位置を精度よく推定することができる。
【００３６】
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、レーダ検出手段としてミリ波レーダを使用しているが、レーダの種類はどのようなものであってもよい。また、画像検出手段としてステレオカメラを使用しているが、カメラの種類もどのようなものであってもよい。
【００３７】
また、ミリ波レーダによって距離を検出しているが、スレオカメラによって距離を検出してもよい。
【００３８】
更に、自車両の車幅方向の中心線に対する物体の車幅方向の中心線の位置を横位置としているが、物体の幅方向の一端部の位置を横位置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施の形態に係る物体検出装置の構成を示す図である。
【図２】物体検出装置による横位置推定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】重み付け係数マップの一例を示した図であり、（ａ）は重み付け係数α、（ｂ）は重み付け係数βに関する重み付け係数マップを示している。
【図４】自車両が先行車両のそれぞれの横位置を物体検出装置によって推定している様子を示した図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…物体検出装置、２…ミリ波レーダ（レーダ検出手段）、３…ステレオカメラ（画像検出手段）、４…ＥＣＵ（横位置推定手段）、Ｍ１…自車両、Ｍ２，Ｍ３…先行車両（物体）。
【図１】
2008116357.tif 000003
【図２】
2008116357.tif 000004
【図３】
2008116357.tif 000005
【図４】
2008116357.tif 000006