(57)【要約】【課題】距離の比較によりスキャン対象物を検出できるようにする。【解決手段】三次元地図情報を参照して、自車位置から３６００の各方向における検出対象物ＢＬＤまでの距離ＤＡを算出し、該距離ＤＡで検出対象物存在領域を特定し、走行時に各方向における物体ＢＬＤ，ＯＢＬまでの距離ＤＢを測定し、ＤＢ＜ＤＡであれば、車両周辺の道路上に物体が存在していると認識し、認識結果を出力する。【選択図】    図５
2005009914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両周辺の物体を検出する物体検出装置において、
自車位置を検出する自車位置検出装置、
三次元地図情報を保持する三次元地図データべース、
前記三次元地図情報を参照して、自車位置から３６００の各方向における検出対象物存在領域を特定する領域特定手段、
各方向において物体までの距離を測定して該領域内に存在する物体を検出する物体検出手段、
該検出結果を出力する手段、
を備えたことを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
前記領域特定手段は、自車位置周辺の三次元地図情報を参照して、自車位置から所定高さ以上の建造物までの各方向における距離ＤＡを算出し、自車位置から該距離内の領域を前記検出対象物存在領域であるとする、
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】
前記物体検出手段による検出可能範囲内に建造物が存在しない場合には、自車位置から検出可能距離内の領域を前記検出対象物存在領域であるとする、
ことを特徴とする請求項２記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記物体検出手段は、各方向にスキャンして物体までの距離ＤＢを算出し、該検出距離に応じた地点が、前記検出対象物存在領域内に存在すれば、道路上の物体であると判断する、
ことを特徴とする請求項１乃至３記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記物体検出手段は、前記検出対象物存在領域を特定する前記距離ＤＡと前記検出距離ＤＢを比較し、ＤＡ＞ＤＢのとき前記検出対象物存在領域内に物体が存在すると判断する、
ことを特徴とする請求項４記載の物体検出装置。
【請求項６】
前記物体検出手段は、ある方向において、自車位置から前記建造物までの距離ＤＡが設定距離以下の場合、該方向の物体検出処理をスキップする、
ことを特徴とする請求項４記載の物体検出装置
【請求項７】
車両周辺の道路上の物体を検出する物体検出方法において、
三次元地図情報を参照して、自車位置から３６００の各方向における建造物までの距離ＤＡを算出し、該距離で検出対象物存在領域を特定し、
各方向における物体までの距離ＤＢを測定し、該距離に応じた地点が前記検出対象物存在領域内に存在していれば、車両周辺の道路上に物体が存在していると認識し、認識結果を出力する、
ことを特徴とする物体検出方法。
【請求項８】
前記建造物は所定高さ以上の建造物である、
ことを特徴とする請求項７記載の物体検出方法。
【請求項９】
距離測定手段による測定可能範囲内に建造物が存在しない場合には、自車位置から測定可能距離内の領域を前記検出対象物存在領域であるとする、
ことを特徴とする請求項７記載の物体検出方法。
【請求項１０】
前記検出対象物存在領域を特定する前記距離ＤＡと前記測定距離ＤＢを比較し、ＤＡ＞ＤＢのとき前記検出対象物存在領域内に物体が存在すると判断する、
ことを特徴とする請求項７乃至９記載の物体検出方法。
【請求項１１】
ある方向において、自車位置から前記建造物までの距離ＤＡが設定距離以下の場合、該方向の物体検出処理をスキップする、
ことを特徴とする請求項７記載の物体検出方法。
【請求項１２】
車両周辺の道路上の物体を検出する物体検出装置において、
自車位置を検出する自車位置検出装置、
地図情報を保持する地図データべース、
ビーム電波を発射し、反射電波を受信することにより物体の位置を検出するレーダ、
前記地図情報を参照して自車が前記レーダの物体検出感度の変更開始点に到来したか監視し、到来すれば、レーダの物体検出感度を変更するように制御する制御手段、
を備えたことを特徴とする物体検出装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、地図情報を参照して自車が前記レーダの物体検出感度の復帰点に到来したか監視し、到来すれば、レーダの物体検出感度を元の値に戻すように制御する、
ことを特徴とする請求項１２記載の物体検出装置。
【請求項１４】
前記物体検出感度の変更開始点は、レーダが雑音を検出する度合の大きな道路の進入地点であり、前記物体検出感度の復帰点は該道路の通過地点である、
ことを特徴とする請求項１３記載の物体検出装置。
【請求項１５】
前記雑音検出度合の大きな道路は、トンネル内の道路、鉄橋上道路、防音壁が存在する道路である、
ことを特徴とする請求項１４記載の物体検出装置。
【請求項１６】
ビーム電波を発射し、反射電波を受信することにより物体の位置を検出するレーダを用いて車両周辺の道路上の物体を検出する物体検出方法において、
レーダの物体検出感度の変更開始点および物体検出感度を元の値に戻す復帰点が識別可能となるように地図情報を作成し、
該地図情報を参照して自車が前記レーダの物体検出感度の変更開始点に到来したか監視し、
物体検出感度の変更開始点に到来すれば、レーダの物体検出感度を変更するように制御する、
ことを特徴とする物体検出方法。
【請求項１７】
前記地図情報を参照して自車が前記レーダの物体検出感度の復帰点に到来したか監視し、到来すれば、レーダの物体検出感度を元の値に戻すように制御する、
ことを特徴とする請求項１６記載の物体検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両周辺の物体を検出する物体検出方法及び装置に係わり、特に、道路上の障害物を精度よく検出することが可能な物体検出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ミリ波等の車載レーダには前方に存在する車両を検知する機能があり、ＡＢＳ、クルーズ・コントロール技術の分野において前方車両との車間距離の維持の為にアクセルやブレーキを用いた速度制御に利用され、また、ステアリングを用いた操舵制御にも利用されている。利用シーンとしては一定以上の速度が出せる直線道路、すなわち高速道路等があり、前方の走行車線上や対向車線上の車両、並びにガードレール、標識などの道路脇に存在する障害物を検知する受信感度で設計されている（従来技術１）。
【０００３】
別の従来技術とし特許文献１に記述された技術（従来技術２）がある。この従来技術、車載レーダで検出した物体が、先行車両などの障害物であるか路側構造物であるかを識別して速度制御するものである。すなわち、車載レーダで得られた信号に基づいて物体と自車の相対位置を算出し、該相対位置と自車現在位置とから物体の絶対位置を求め、該絶対位置と路側構造物の位置データとを照合することで前記物体が路側構造物であるか判定する。
【特許文献１】特開平１０−２２１４５１号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１の車載レーダは、受信感度が固定されている。受信感度が固定のため、車載レーダの受信感度を高目に設定すると（物体と認識すべき受信電波強度の閾値を低目に設定すると）、図１１（Ａ）に示すように前方車両１，２や標識３、ガードレール（図示せず）などを検出して、レーダ画面に表示できる。しかし、車載レーダの受信感度を低目に設定すると、図１１（Ｂ）に示すように前方車両１，２は検出できるが、標識３やガードレールなどを検出することができない。このため、車載レーダの受信感度は標識３やガードレールなども検出できる程度に図１１の（Ａ）の感度に設定されている。
【０００５】
しかし、検知状況は環境によって変化する。例えば、図１１（Ｃ）に示すようにトンネルなどの周りを壁に囲まれた場所や防音壁のある道路、橋などの周りが鋼材で囲まれた場所を走行する場合、壁に当たって反射する電波を拾いやすくなり、雑音としてレーダ画面に出力されるため（レーダ画面における丸部分４）、結果として周辺車両の検知がしにくくなる問題がある。
従来技術２の車載レーダは、スキャン対象外の物体（路側構造物）とスキャン対象物（他車）とを区別する必要がある。しかし、従来技術２では、絶対位置と路側構造物の位置データとを照合する必要があり、この照合処理が大きな負荷となり、高速の障害物の検出ができない問題がある。
【０００６】
以上から本発明の目的は、トンネル、橋、防音壁などで検知状況が環境によって変化しても、精度よく必要な物体（他車など）を検出できるようにすることである。
本発明の別の目的は、スキャン対象外の物体（路側構造物）とスキャン対象物（他車など）を区別せずにスキャン対象物を検出できるようにすることである。
本発明の別の目的は、距離の比較によりスキャン対象物を検出できるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様では、地図情報を参照して自車がレーダの物体検出感度の変更開始点に到来したか監視し、到来すれば、レーダの物体検出感度を変更し、自車が前記レーダの物体検出感度の復帰点に到来したか監視し、到来すれば、レーダの物体検出感度を元の値に戻す。第１の態様によれば、環境によって、たとえばトンネル、橋などで検知状況が変化しても、精度よく必要な物体を検出することができる。
【０００８】
本発明の第２の態様では、三次元地図情報を参照して、自車位置から３６００の各方向における検出対象物までの距離ＤＡを算出し、該距離で検出対象物存在領域を特定し、各方向における物体までの距離ＤＢを測定し、該距離に応じた地点が前記検出対象物存在領域内に存在していれば、すなわちＤＢ＜ＤＡであれば、車両周辺の道路上に物体（他車など）が存在していると認識し、認識結果を出力する。第２の態様によれば、スキャン対象外の物体（路側構造物）とスキャン対象物（他車など）を区別することなくスキャン対象物を検出でき、しかも距離の比較によるだけスキャン対象物を検出することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（Ａ）第１実施例
図１は第１実施例の概略説明図であり、地図情報を参照して自車１１がレーダ１２の物体検出感度の変更開始点に到来すれば、例えば、トンネル１３の入口ＥＮＴに到来すれば、レーダ１２の物体検出感度を低下する。これにより、トンネル内で雑音を拾う率が低下して真に検出したい他の車両を検知しやすくなる。また、自車１１がレーダ１２の物体検出感度の復帰点に到来すれば、例えば、トンネル１３の出口ＥＸＴに到来すれば、レーダ１２の物体検出感度を元の値に戻す。これにより、他車両のみならず標識やガードレールなどを検知できるようになる。なお、物体検出感度の変更開始点／復帰点は、トンネルの入口／出口以外に、雑音を拾いやすい防音壁のある道路の入口／出口、鉄橋の入口／出口などが考えられる。
【００１０】
図２（Ａ）は通常走行時における受信感度が高目のレーダ画面説明図であり、他車両２１，２２や標識２３を検知して表示する。図２（Ｂ）はトンネル走行時における受信感度が低目のレーダ画面説明図であり、雑音２４が図１１（Ｃ）の場合に比べてはるかに減少し、他車両２１，２１を検知しやすくなっている。
【００１１】
図３は第１実施例のブロック構成図である。
自車位置測定装置５１は例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を備え、自車位置を測定する。地図データべース５２には地図情報が保持されている。地図情報には通常の地図情報に加えて、感度を下げるポイント、感度を戻すポイントが走行車線に応じて識別可能に含まれている。自車位置測定装置５１や地図データべース５２はナビゲーションシステムに対応するものを利用することができる。
障害物検出制御装置５３はレーダ５６を制御して障害物までの距離や方向を取得して、表示制御データや音声メッセージを作成してモニター５４に入力して表示したり、警報装置５５に入力して警報を音声出力させる。また、障害物検出制御装置５３は図４に示すフローに従ってレーダの感度制御を行う。
【００１２】
レーダ５６は、障害物検出制御装置５３からの指示に従ってビーム電波を発射し、−θ〜＋θの範囲でビーム方向をスキャンして物体からの反射電波を受信し、−θ〜＋θの各方向における物体までの距離や物体の速度を検出して障害物検出制御装置５３に入力する。
レーダ５６は、例えば、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）方式の車載用ミリ波レーダモジュール」を採用できる。このレーダ５６は、駆動回路６１ａ、信号処理部６１ｂを含むレーダ制御部６１、駆動回路６１ａからの駆動信号により電波ビームを発信する電波ビーム発信部６２ａ、物体からの反射電波を受信する反射電波受信部６２ｂを備えた送受信回路６２、ビームを−θ〜＋θの範囲でスキャンさせるビーム走査型アンテナ６３を備えている。信号処理部６１ｂは、障害物検出制御装置５３から指示される感度に従って、物体を検出する電波強度閾値を切り換え、該閾値以上の反射電波信号に基づいて物体までの距離や方向、物体の速度を計算して障害物検出制御装置５３に入力する。
【００１３】
図４は障害物検出制御装置５３による感度切り換え処理フローである。
障害物検出制御装置５３は、自車位置を自車位置測定装置５１より取得し（ステップ１０１）、レーダ感度を低下するポイントに到達しているか地図情報を参照して調べる（ステップ１０２）。到達していなければ、ステップ１０１以降の処理を繰返し、到達していれば、レーダ５６に感度を下げる指令ＳＣＤを送出する（ステップ１０３）。これにより、レーダ５６は物体を認識すべき反射電波強度の閾値を大きくして感度を低目に設定する。
以後、障害物検出制御装置５３は、該感度で物体検出を継続しながら自車位置を自車位置測定装置５１より取得し（ステップ１０４）、レーダ感度を元に戻すポイントに到達しているか地図情報を参照して調べる（ステップ１０５）。到達していなければ、ステップ１０４以降の処理を繰返し、到達していれば、レーダ５６に感度を元に戻す指令を送出する（ステップ１０６）。これにより、レーダ５６は物体を認識すべき反射電波強度の閾値を下げて感度を高目に設定し、以後、該感度で物体検出を継続する。
【００１４】
（Ｂ）第２実施例
図５は第２実施例の概略説明図である。
車両ＣＡＲの障害物検出制御装置（図示せず）は、三次元地図情報を参照して、自車位置から３６００の各方向における検出対象物（路側建造物）ＢＬＤまでの距離ＤＡを算出し（（Ａ）参照）、該距離ＤＡで検出対象物存在領域を特定する。そして、走行時、所定時間毎に、あるいは所定走行距離毎に、（Ｂ），（Ｃ）に示すように各方向における物体（ＢＬＤ，ＯＢＬ）までの距離ＤＢを測定し、該距離に応じた地点が前記検出対象物存在領域内に存在していれば、すなわちＤＢ＜ＤＡであれば、車両周辺の道路上に物体が存在していると認識し、認識結果を出力する。
第１の態様によれば、スキャン対象外の物体（路側構造物）ＢＬＤとスキャン対象物（他車など）ＯＢＬを区別することなくスキャン対象物を検出でき、しかも距離の比較によるだけスキャン対象物を検出することができる。
【００１５】
図６は第２実施例のブロック構成図であり、第１実施例の構成（図３）と同一部分には同一符号を付している。第１の異なる点は、地図データべース５２が三次元地図を保持する三次元地図データべース５２′になっている点である。三次元地図情報は、道路、歩道、建物などの平面形状に加えて高さ情報を備え、３Ｄ地図を表示する際に使用できる。第２の異なる点は、レーダ５６が３６００の全周にわたってスキャンして各方向における距離、速度を検出できるようになっていることである。
図７は３６００スキャン可能なレーダの説明図であり、図７（Ａ）は、スキャン範囲αのレーダを複数結合して３６００スキャン可能なレーダを構成する例、（Ｂ）はスキャン範囲αのレーダを回転機構により回転して３６００スキャン可能なレーダを構成する例である。スキャン範囲αのレーダは図７（Ｃ）に示すように、車両１１の前方α（図では−１００〜＋１００）の範囲をスキャン範囲（検知範囲）とし、感度を適当な値とすることにより車両２１、２２を検出できるようになっている。
【００１６】
図８は第２実施例の障害物検出処理フローである。
障害物検出制御装置５３は、予めレーダでスキャンする前に、三次元地図情報を参照して、自車位置から３６００の各方向における路側建造物までの距離を算出し、該距離で検出対象物存在領域を特定する（ステップ２０１）。
図９はステップ２０１の詳細フロー、図１０は検出対象物存在領域特定処理説明図である。
検出対象物存在領域の特定処理では、三次元地図データべース５２′から自車位置周辺の三次元地図情報を取得し（ステップ２０１ａ），初期方向を設定する（ステップ２０１ｂ）。ついで、設定方向に設定高さｈ０以上の物体（建造物）が存在するかチェックする（ステップ２０１ｃ）。この高さｈ０は物理的に車が通れないであろう基準高さで、例えば５０ｃｍである。
この基準高さｈ０以上の物体が存在する方向には、スキャン対象外の物（建造物等）があると見なし、その物体までの距離ＤＡを該方向に対応させて記録する（ステップ２０１ｄ）。一方、基準高さｈ０以上の物体が存在しない方向では、単にレーダの有効距離を距離ＤＡとして方向に対応させて記録する（ステップ２０１ｅ）。なお、歩道等を考慮し、歩道幅を差し引いた値をＤＡとして記録する。、
【００１７】
ついで、全方向について距離ＤＡを測定したかチェックし（ステップ２０１ｆ）、全方向について距離ＤＡを測定してなければ設定方向を所定角度回転し（ステップ２０１ｇ）、以後、ステップ２０１ｃ以降の処理を繰返す。
以上の検出対象物存在領域の特定処理によれば、図１０（Ａ）に示すように斜線で示す基準高さｈ０以上の建造物が存在する場合における検出対象物存在領域は図１０（Ｂ）の斜線で示す領域になる。なお、図１０（Ｂ）では、自車ＣＡＲから他車が物理的に存在できないであろうとする基準距離以内の領域（歩道を考慮して５ｍ以内の領域）は検出対象物存在領域から除外している。これは、歩道などを考慮すると自車から建造物までの距離が５ｍ以上ないと、その間に他車が存在することができないからである。しかし、必ずしも除外しなくても良い。
【００１８】
図８に戻って、検出対象物存在領域の特定が終了すれば、障害物検出制御装置５３は、スキャン対象外の物体までの距離ＤＡが設定距離（歩道などを考慮して５ｍ）以上の方向をスキャン方向として決定する（ステップ２０２）。すなわち、ＤＡ＜５ｍの方向はスキャン方向から除外し、その方向の処理はスキップする。
ついで、スキャン方向へのスキャンを指示し（ステップ２０３）、レーダよりスキャン方向の物体までの測定距離ＤＢを取得する（ステップ２０４）。そして、該スキャン方向における路側建造物迄の距離ＤＡと測定距離ＤＢを比較する（ステップ２０５）。
ＤＡ＞ＤＢであれば、他車などの障害物が道路上に存在するからモニタ５４に表示すると共に異常に接近している場合には警報装置５５より音声で注意を促す（ステップ２０６）。また、他車までの距離に応じて自動的に減速するように制御することもできる。
【００１９】
しかる後、全方向にスキャン完了したかチェックし（ステップ２０７）、チェック完了していなければステップ２０３に戻り、次のスキャン方向にスキャンを指示して以降の処理を繰返す。
なお、３Ｄ地図データは予め車載機に内蔵しておいても良いし、必要な領域だけを通信等により外部から供給するようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上本発明によれば、地図情報を参照して自車がレーダの物体検出感度の変更開始点に到来したか監視し、到来すれば、レーダの物体検出感度を変更し、自車が前記レーダの物体検出感度の復帰点に到来したか監視し、到来すれば、レーダの物体検出感度を元の値に戻すようにしたから、トンネル、橋などで検知状況が環境によって変化しても、精度よく必要な物体を検出することができる。
又、本発明によれば、三次元地図情報を参照して、自車位置から３６００の各方向における路側建造物までの距離ＤＡを算出し、該距離で検出対象物存在領域を特定し、各方向における物体までの距離ＤＢを測定し、該距離に応じた地点が前記検出対象物存在領域内に存在していれば、すなわちＤＢ＜ＤＡであれば、車両周辺の道路上に物体が存在していると認識し、認識結果を出力するようにしたから、スキャン対象外の物体（路側構造物）とスキャン対象物（他車など）を区別することなくスキャン対象物を検出でき、しかも距離の比較によるだけスキャン対象物を検出することができる。
また、他車が存在しうる範囲のみをスキャンすることができるため、無駄なスキャン動作が発生しない（効率的なスキャンが可能である）。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の概略説明図である。
【図２】受信感度に応じたレーダ画面説明図である。
【図３】第１実施例のブロック構成図である。
【図４】第１実施例のレーダの感度制御処理フローである。
【図５】第２実施例の概略説明図である。
【図６】第２実施例のブロック構成図である。
【図７】３６００スキャン可能なレーダの説明図である。
【図８】第２実施例の障害物検出処理フロである。
【図９】検出対象物存在領域特定処理フローである。
【図１０】検出対象物存在領域特定説明図である。
【図１１】従来のレーダ画面説明図である。
【符号の説明】
５１  自車位置測定装置
５２  地図データべース
５３  障害物検出制御装置
５４  モニター
５５  警報装置
５６  レーダ
６１  レーダ制御部
６２  送受信回路
６３  ビーム走査型アンテナ
【図１】
2005009914.tif 000003
【図２】
2005009914.tif 000004
【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】
2005009914.tif 000009
【図８】
2005009914.tif 000010
【図９】
2005009914.tif 000011
【図１０】
2005009914.tif 000012
【図１１】
2005009914.tif 000013