(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の位置を検出するレーダ検出手段と、
前記レーダ検出手段で今回検出された２個の検出点間の距離が閾値未満の場合には当該２個の検出点を同一のグループとすることによって、前記レーダ検出手段で検出された各検出点をグルーピングするグルーピング手段と、
前回の複数のグループに基づいて前記グルーピング手段で今回グルーピングされたグループを複数のグループに分割する分割手段と、
前記グルーピング手段又は前記分割手段で最終的に分けられたグループ毎に、グループに含まれる検出点を用いて物体を検出する物体検出手段と、
前回のグループの情報に基づいて該前回のグループの今回の位置を推定する位置推定手段とを備え、
前記位置推定手段は、前記物体検出手段が物体として検出した前回のグループ毎に、今回の位置を推定し、
前記分割手段は、前記物体検出手段が２つ以上物体を前回検出した場合、今回グルーピングされたグループに含まれる検出点毎に前記位置推定手段により推定された各推定位置と前記レーダ検出手段が今回検出した検出点との距離をそれぞれ算出し、前記距離が予め設定した閾値未満の場合には検出点を最も近い推定位置に応じて分けて、グループを分割することを特徴とする物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダによる検出点を用いて物体を検出する物体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、衝突防止装置、車間制御装置などの運転支援装置が開発されている。これら運転支援装置では、自車両の前方を走行する車両を検出することが重要となる。物体検出装置には、レーザレーダなどのレーダで検出した多数の検出点のうち所定の条件を満たす検出点同士をグルーピングし、そのグルーピングした各グループの検出点群から物体の情報を求める（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−５７３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
レーザレーダの検出領域内に存在する複数の物体が接近した場合（例えば、離れていた２人の歩行者が接近し、レーザレーダ側から見て重なるような場合）、その接近したときに検出された検出点だけでグルーピングを行うと、その複数の物体に対する各検出点群を１つのグループにグルーピングする場合がある。このような場合、複数の物体を１つの物体として検出してしまう。
【０００４】
そこで、本発明は、レーダを用いた物体検出において物体を高精度に検出する物体検出装置を提供することを課題とする。
【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、物体の位置を検出するレーダ検出手段と、レーダ検出手段で今回検出された２個の検出点間の距離が閾値未満の場合には当該２個の検出点を同一のグループとすることによって、レーダ検出手段で検出された各検出点をグルーピングするグルーピング手段と、前回の複数のグループに基づいてグルーピング手段で今回グルーピングされたグループを複数のグループに分割する分割手段と、グルーピング手段又は分割手段で最終的に分けられたグループ毎に、グループに含まれる検出点を用いて物体を検出する物体検出手段と、前回のグループの情報に基づいて該前回のグループの今回の位置を推定する位置推定手段とを備え、位置推定手段は、物体検出手段が物体として検出した前回のグループ毎に、今回の位置を推定し、分割手段は、物体検出手段が２つ以上物体を前回検出した場合、今回グルーピングされたグループに含まれる検出点毎に位置推定手段により推定された各推定位置とレーダ検出手段が今回検出した検出点との距離をそれぞれ算出し、距離が予め設定した閾値未満の場合には検出点を最も近い推定位置に応じて分けて、グループを分割することを特徴とする。
【０００６】
この物体検出装置では、レーダ検出手段により電磁波を送信するとともにその反射してきた電磁波を受信し、その電磁波の送受信情報に基づいて物体に対する検出点を取得する。そして、物体検出装置では、グルーピング手段により今回取得した検出点を所定の条件に従ってグルーピングする。この際、２つ以上の物体が接近したために、その各物体に対する検出点群が１つのグループとしてグルーピングされている場合がある。しかし、接近する前、その２つ以上の物体は離れていたので、その各物体に対する検出点群は別々のグループとしてグルーピングされているはずである。そこで、前回のグルーピング結果を利用し、物体検出装置では、分割手段により前回の複数のグループ（前回検出された複数の物体に相当）に基づいて今回グルーピングされたグループを複数のグループに分割する。そして、物体検出装置では、物体検出手段によりグルーピングした各グループの検出点を用いて物体を検出する。このように、この物体検出装置では、前回のグルーピング結果（前回の物体検出結果に相当）を考慮してグループを再分割することができるので、物体を高精度に検出することができる。なお、前回のグルーピング結果（前回のグループ）として、直近の前時刻でのグルーピング結果だけでなく、前々時刻でのグルーピング結果などの前時刻以前の過去のグルーピング結果を用いてもよい。
【０００８】
この物体検出装置では、位置推定手段により前回のグループの情報（位置、速度、移動方向など）に基づいて前回のグループが今回の検出時までに移動した位置を推定する。そして、物体検出装置では、分割手段によりその前回のグループの推定位置と今回グルーピングされたグループの各検出点の位置との位置関係に基づいて前回検出されている物体に対する検出点であるか否かを判断し、今回グルーピングされたグループを複数のグループに分割する。このように、この物体検出装置では、前回のグループの今回推定位置に基づいてグループを再分割することにより、高精度に再分割を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、前回の結果を考慮してグループを再分割することにより、物体を高精度に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
本実施の形態では、本発明に係る物体検出装置を、車両に搭載される障害物検出装置に適用する。本実施の形態に係る障害物検出装置は、車両周辺の障害物（例えば、他車両、自転車、歩行者）を検出し、検出した障害物情報を車間制御装置、衝突防止装置などの運転支援装置に提供する。検出方向としては、車両の全周方向でもよいし、あるいは、前方、側方、後方などの目的に応じた方向だけでもよい。
【００１２】
図１〜図３を参照して、本実施の形態に係る障害物検出装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係る障害物検出装置の構成図である。図２は、図１のＥＣＵにおけるグループ再分割手法の説明図である。図３は、グループ再分割の一例である。
【００１３】
障害物検出装置１は、レーザ光を利用したレーダによって検出点を取得し、その検出点をグルーピングし、グルーピングした各グループの検出点から障害物情報を求める。特に、障害物検出装置１では、グルーピング精度を向上させるために、現時刻でグルーピングしたグループを前時刻のグルーピング結果（障害物検出結果）を考慮して再分割する。そのために、障害物検出装置１は、レーザレーダ２及びＥＣＵ[Electronic Control Unit]３を備えている。
【００１４】
なお、本実施の形態では、レーザレーダ２が特許請求の範囲に記載するレーザ検出手段に相当し、ＥＣＵ３における各処理が特許請求の範囲に記載するグルーピング手段、分割手段、物体検出手段及び位置推定手段に相当する。
【００１５】
レーザレーダ２は、レーザ光を利用して物体を検出するレーダである。レーザレーダ２は、障害物の検出方向（検出領域）に応じて１個又は複数個設けられ、障害物の検出方向に応じて車両の所定の箇所（例えば、前端の中央）に取り付けられる。レーザレーダ２では、一定時間毎に、レーザ光を左右方向の所定角度毎に出射し、反射してきたレーザ光を受光する。レーザ光を受光する毎に、レーザレーダ２では、少なくとも、出射から受光までの時間に基づいて検出点（反射点）との相対距離を算出するとともにレーザ光の出射角度から検出点（反射点）との相対方向を算出する。そして、レーザレーダ２では、一定時間毎に、１回のスキャンで検出できた全ての検出点についての情報（相対距離、相対方向など）をレーダ信号としてＥＣＵ３に送信する。
【００１６】
ＥＣＵ３は、ＣＰＵ[Central ProcessingUnit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]などからなる電子制御ユニットであり、障害物検出装置１を統括制御する。ＥＣＵ３では、一定時間毎に、レーザレーダ２からレーダ信号を受信する。そして、ＥＣＵ３では、一定時間毎に、レーダ信号に含まれる検出点の情報を用いて障害物検出処理を行い、障害物を検出できた場合にはその障害物の情報を障害物情報信号として運転支援装置に送信する。
【００１７】
障害物検出処理について説明する。ＥＣＵ３では、検出点の情報を取得すると、通常のグルーピングを行う。このグルーピング手法としては、従来の手法を適用し、例えば、２個の検出点間の距離が閾値未満の場合にはその２個の検出点を同じグループとする。図２に示す例の場合、現時刻では、検出点Ｐ１，・・・，Ｐ１２からなるグループＧ１と検出点Ｐ１３，・・・，Ｐ１９からなるグループＧ２がグルーピングされる。
【００１８】
ＥＣＵ３では、ＲＡＭの所定の領域から前時刻での障害物検出結果（グルーピング結果に相当）を読み出す。前時刻での障害物検出結果で２つ以上の障害物の情報がある場合、ＥＣＵ３では、前時刻での障害物（前時刻でのグループに相当）毎に、前時刻の障害物の位置、速度、移動方向に基づいて現時刻までに移動した位置を推定する。図２に示す例の場合、前時刻の障害物検出結果として、３つの障害物Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３がある。障害物Ｏ１は前時刻の位置Ｏｐ１から現時刻ではＯｐ１’まで移動したと推定され、障害物Ｏ２は前時刻の位置Ｏｐ２から現時刻ではＯｐ２’まで移動したと推定され、障害物Ｏ３は前時刻の位置Ｏｐ３から現時刻ではＯｐ３’まで移動したと推定される。このとき、推定現在位置Ｏｐ１’と推定現在位置Ｏｐ２’とはかなり接近しており、前時刻で離れた存在していた障害物Ｏ１と障害物Ｏ２とは現時刻で接近している。
【００１９】
続いて、ＥＣＵ３では、上記の通常のグルーピングでグルーピングされたグループを順次抽出し、全てのグループについて以下の処理を行う。ＥＣＵ３では、グループに含まれる検出点毎に、検出点と前時刻の各障害物の推定現在位置との間の距離をそれぞれ算出する。そして、ＥＣＵ３では、グループに含まれる全ての検出点を、最も近い前時刻のグループの推定現在位置に応じて分ける。この際、ＥＣＵ３では、検出点と推定現在位置との間の距離が閾値以上の場合、前時刻の障害物とは関連がないと判断し、推定現在位置に応じて分けない。この閾値は、現時刻で検出された検出点が前時刻で検出された障害物に対する検出点であるか否かを判別するための閾値であり、実験などで予め設定される。図２に示す例では、現時刻でのグループＧ１の場合、検出点Ｐ１，・・・，Ｐ７は推定現在位置Ｏｐ１’に最も近く、検出点Ｐ８，・・・，Ｐ１２は推定現在位置Ｏｐ２’に最も近いので、検出点Ｐ１，・・・，Ｐ７と検出点Ｐ８，・・・，Ｐ１２とに分けられる。現時刻でのグループＧ２の場合、検出点Ｐ１３，・・・，Ｐ１９は推定現在位置Ｏｐ３’に最も近いが、各検出点１３，・・・，Ｐ１９と推定現在位置Ｏｐ３’との間の距離は閾値以上なので、障害物Ｏ３と関連がなく、分けられない。
【００２０】
現時刻でのグループの検出点が分けられた場合、ＥＣＵ３では、分けられた各検出点群を新たなグループとしてそれぞれ生成し、元のグループと置き換える。図２に示す例では、現時刻でのグループＧ１が検出点Ｐ１，・・・，Ｐ７と検出点Ｐ８，・・・，Ｐ１２との２つの検出点群に分けられたので、検出点Ｐ１，・・・，Ｐ７でグループＧ１１が生成され、検出点Ｐ８，・・・，Ｐ１２でグループＧ１２が生成され、グループＧ１が消去される。また、現時刻でのグループＧ２は、そのまま残る。したがって、現時刻での最終的なグルーピング結果としては、グループＧ１１（検出点Ｐ１，・・・，Ｐ７）、グループＧ１２（検出点Ｐ８，・・・，Ｐ１２）、グループＧ２（検出点Ｐ１３，・・・，Ｐ１９）の３つのグループである。
【００２１】
現時刻での全てのグループについての処理が終了すると、ＥＣＵ３では、最終的に分けられたグループ毎に、グループに含まれる全ての検出点の相対位置、相対方向などからグループ（すなわち、障害物）の位置、大きさ、速度、移動方向などを算出し、これらの障害物検出結果をＲＡＭの所定の領域に一時記憶する。速度や移動方向については、前時刻の障害物情報を利用し（前々時刻などの更に過去の障害物情報も利用してもよい）、前時刻の位置からの変化に基づいて算出される。なお、グループの検出点の数が所定数未満のグループについては、障害物とは認定せず、障害物の情報を算出しない。
【００２２】
なお、前時刻で障害物が検出されていない場合又は１つしか障害物が検出されていない場合、前時刻での障害物検出結果に基づいてグループ再分割の処理を行わないので、通常のグルーピングの結果がそのまま用いられる。
【００２３】
図３に示す例は、前時刻での障害物検出で別々の障害物として検出されていた２人の歩行者Ｗ１，Ｗ２が現時刻で接近したために、現時刻での通常のグルーピングにおいて、２人の歩行者Ｗ１，Ｗ２に対する検出点Ｐ１，・・・，Ｐ１５が１つのグループＧ１としてグルーピングされた場合である。歩行者Ｗ１は、前時刻の位置Ｗｐ１から現時刻では位置Ｗｐ１’まで移動したと推定される。歩行者Ｗ２は、前時刻の位置Ｗｐ２から現時刻では位置Ｗｐ２’まで移動したと推定される。グループ再分割処理により、検出点Ｐ１，・・・，Ｐ７は推定現在位置Ｗｐ１’に最も近く、検出点Ｐ８，・・・，Ｐ１５は推定現在位置Ｗｐ２’に最も近いので、検出点Ｐ１，・・・，Ｐ７からなるグループＧ１１と検出点Ｐ８，・・・，Ｐ１２からなるグループＧ１２とに分けられる。その結果、現時刻でも、グループＧ１１とグループＧ１２によって、２つの障害物（歩行者Ｗ１，Ｗ２）として検出できる。
【００２４】
図１を参照して、障害物検出装置１における動作について説明する。特に、ＥＣＵ３における処理については図４のフローチャートに沿って説明する。図４は、図１のＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【００２５】
レーザレーダ２では、一定時間毎に、左右方向の所定角度毎にレーザ光を出射するとともにその反射光を受光する。そして、レーザレーダ２では、各検出点についての情報を算出し、レーダ信号をＥＣＵ３に送信する。
【００２６】
レーダ信号を受信する毎（一定時間毎）に、ＥＣＵ３では、検出点の情報を取得する（Ｓ１）。そして、ＥＣＵ３では、通常のグルーピングによって検出点をグルーピングする（Ｓ２）。
【００２７】
ＥＣＵ３では、前時刻での全ての障害物（グループ）に対して、前時刻での位置、速度、移動方向から現時刻での位置をそれぞれ推定する（Ｓ３）。
【００２８】
ＥＣＵ３では、Ｓ２でグルーピングした現時刻でのグループを順次抽出する。そして、ＥＣＵ３では、抽出したグループに含まれる全ての検出点を、最も近い前時刻の障害物の推定現在位置に応じて分ける（Ｓ４）。この際、近い推定現在位置がない場合には分けない。抽出したグループに含まれる検出点が幾つかに分けられた場合、ＥＣＵ３では、分けられた検出点毎に新たにグループを生成し、その生成した複数のグループを元となったグループ（抽出されたグループ）と置き換える（Ｓ５）。
【００２９】
ＥＣＵ３では、Ｓ２でグルーピングした現時刻での全てのグループについての処理が終了したか否かを判定する（Ｓ６）。Ｓ６にて全てのグループについての処理が終了していないと判定した場合、ＥＣＵ３では、Ｓ４に戻って、次のグループを抽出し、このグループについての処理を行う。
【００３０】
Ｓ６にて全てのグループについての処理が終了したと判定した場合、ＥＣＵ３では、最終的に分けられたグループ毎に、各グループに含まれる検出点の情報に基づいて障害物の情報を算出する（Ｓ７）。そして、ＥＣＵ３では、その障害物の情報を障害物情報信号として運転支援装置に送信する。
【００３１】
この障害物検出装置１によれば、現時刻で通常のグルーピングの後にそのグルーピングしたグループを前時刻の障害物検出結果（前時刻の最終的なグルーピング結果）を考慮して再分割することにより、複数の障害物が１つのグループとしてグルーピングされた場合でも障害物個々に対応したグループに再分割することができる。その結果、適切なグルーピングを行うことができ、障害物を高精度に検出することができる。特に、障害物検出装置１では、前時刻の障害物の推定現在位置を算出し、現時刻で検出された検出点をその推定現在位置に応じて分けるので、高精度に再分割を行うことができる。
【００３２】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００３３】
例えば、本実施の形態では車両に搭載される障害物検出装置に適用したが、衝突防止装置、車間制御装置などの運転支援装置や周辺監視装置などの他の装置にも適用可能である。また、検出対象としては、車両周辺の障害物以外にも、物体検出装置の使用用途に応じて様々な物体を検出することも可能である。また、搭載対象としては、車両以外にも、ロボットなどの他のものに搭載することも可能である。
【００３４】
また、本実施の形態ではレーダ検出手段としてレーザレーダを用いる構成としたが、ミリ波レーダなどの他のレーダを用いてもよい。
【００３５】
また、本実施の形態では前時刻での障害物検出結果だけを用いる構成としたが、前々時刻での障害物検出結果やそれ以前の障害物検出結果も用いる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施の形態に係る障害物検出装置の構成図である。
【図２】図１のＥＣＵにおけるグループ再分割手法の説明図である
【図３】グループ再分割の一例である。
【図４】図１のＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１…障害物検出装置、２…レーザレーダ、３…ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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