(57)【要約】【課題】  センサの検出範囲の変動などの影響を受けることなく、物体の位置や大きさをより精度よく検出することが可能な物体検出装置を提供する。【解決手段】  物体検出装置１０を構成する反射位置推定部４１は、まず、ソナー５０の移動量ｌｎに対する検出距離ｄｎの変動量の割合が物体面の法線方向の正接とほぼ等しくなることを利用して、次式に基づいて推定反射点Ｐｎごとに回転補正角度を演算する。  回転補正角度φｎ＝ａｔａｎ｛（ｄｎ＋１−ｄｎ）／ｌｎ｝  ただし、ｎは自然数である。次に、反射位置推定部４１は、演算結果に基づいて各推定反射点Ｐｎを回転し、補正後の推定反射点Ｐｎ’を取得する。【選択図】  図１０
2007071536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出波を射出し、該検出波の反射状態に基づいて該検出波を反射した物体との距離を検出する距離検出手段と、
前記距離検出手段の移動量を検出する移動量検出手段と、
前記距離検出手段により検出された前記物体との距離、および前記移動量検出手段により検出された前記距離検出手段の移動量に基づいて、前記検出波の反射位置を推定する反射位置推定手段と、を備え、
前記反射位置推定手段は、前記距離検出手段の移動量に対する前記物体との距離の変動量の割合が大きいほど、前記反射位置を前記距離検出手段の移動軌跡上に投影したときに、投影された反射位置が前記距離検出手段からより遠方に位置するように前記反射位置を補正することを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
前記反射位置推定手段は、前記移動量に対する前記変動量の割合が大きいほど、前記距離検出手段と前記反射位置とを結ぶ直線と、前記距離検出手段の移動軌跡との成す角度がより小さくなるように前記反射位置を補正することを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記反射位置推定手段は、補正後の反射位置が前記距離検出手段の検出可能範囲外に位置する場合に、検出結果が正しくないと判断することを特徴とする請求項１または２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記反射位置推定手段は、前記距離検出手段の移動方向に対して、もっとも外側に位置する補正後の反射位置を前記物体の端部と推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記反射位置推定手段は、前記距離検出手段により検出された前記物体との距離が所定値以上の場合には、前記反射位置の補正を行わないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項６】
前記距離検出手段により検出される前記物体に対応した距離データの数を予測するデータ数予測手段をさらに備え、
前記反射位置推定手段は、前記データ数予測手段により予測された距離データの数が所定数よりも少ない場合には、前記反射位置の補正を行わないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項７】
前記データ数予測手段は、前記距離検出手段の検出周期、前記距離検出手段の移動速度、および前記物体の大きさに基づいて、前記距離検出手段により検出される距離データの数を予測することを特徴とする請求項６に記載の物体検出装置。
【請求項８】
前記距離検出手段により検出される前記物体に対応した距離データのデータ幅を予測するデータ幅予測手段をさらに備え、
前記反射位置推定手段は、前記データ幅予測手段により予測されたデータ幅が所定値よりも短い場合には、前記反射位置の補正を行わないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項９】
前記データ幅予測手段は、前記距離検出手段の検出周期、前記距離検出手段の移動速度、および前記物体の大きさに基づいて、前記データ幅を予測することを特徴とする請求項８に記載の物体検出装置。
【請求項１０】
検出波を射出し、該検出波の反射状態に基づいて該検出波を反射した物体との距離を検出する距離検出手段を用いて物体との距離を検出する距離検出ステップと、
前記距離検出手段の移動量を検出する移動量検出ステップと、
前記距離検出ステップにおいて検出された前記物体との距離、および前記移動量検出ステップにおいて検出された前記距離検出手段の移動量に基づいて、前記検出波の反射位置を推定する反射位置推定ステップと、を備え、
前記反射位置推定ステップでは、前記距離検出手段の移動量に対する前記物体との距離の変動量の割合が大きいほど、前記反射位置を前記距離検出手段の移動軌跡上に投影したときに、投影された反射位置が前記距離検出手段からより遠方に位置するように前記反射位置を補正することを特徴とする物体検出方法。
【請求項１１】
前記反射位置推定ステップでは、前記移動量に対する前記変動量の割合が大きいほど、前記距離検出手段と前記反射位置とを結ぶ直線と、前記距離検出手段の移動軌跡との成す角度がより小さくなるように前記反射位置を補正することを特徴とする請求項１０に記載の物体検出方法。
【請求項１２】
前記反射位置推定ステップでは、補正後の反射位置が前記距離検出手段の検出可能範囲外に位置する場合に、検出結果が正しくないと判断することを特徴とする請求項１０または１１に記載の物体検出方法。
【請求項１３】
前記反射位置推定ステップでは、前記距離検出手段の移動方向に対して、もっとも外側に位置する補正後の反射位置を前記物体の端部と推定することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の物体検出方法。
【請求項１４】
前記反射位置推定ステップでは、前記距離検出手段により検出された前記物体との距離が所定値以上の場合には、前記反射位置の補正を行わないことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の物体検出方法。
【請求項１５】
前記距離検出手段により検出される前記物体に対応した距離データの数を予測するデータ数予測ステップをさらに備え、
前記反射位置推定ステップでは、前記データ数予測ステップにおいて予測された距離データの数が所定数よりも少ない場合には、前記反射位置の補正を行わないことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の物体検出方法。
【請求項１６】
前記データ数予測ステップでは、前記距離検出手段の検出周期、前記距離検出手段の移動速度、および前記物体の大きさに基づいて、前記距離検出手段により検出される距離データの数を予測することを特徴とする請求項１５に記載の物体検出方法。
【請求項１７】
前記距離検出手段により検出される前記物体に対応した距離データのデータ幅を予測するデータ幅予測ステップをさらに備え、
前記反射位置推定ステップでは、前記データ幅予測ステップにおいて予測されたデータ幅が所定値よりも短い場合には、前記反射位置の補正を行わないことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の物体検出方法。
【請求項１８】
前記データ幅予測ステップでは、前記距離検出手段の検出周期、前記距離検出手段の移動速度、および前記物体の大きさに基づいて、前記データ幅を予測することを特徴とする請求項１７に記載の物体検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体検出装置および物体検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
駐車支援を行う際に、駐車車両や柱などとの距離を移動しながら超音波センサを用いて検出することにより駐車可能領域を検出する技術が提案されている。一般的に、超音波センサは指向性が悪く、検出範囲が略楕円形に広がる特性を有する。そのため、駐車車両や柱などの障害物との距離を障害物に沿って移動しながら検出した場合、超音波センサが障害物の位置に到達する手前から障害物を検出してしまう。また超音波センサが障害物を通過した後も楕円形の検出範囲内であれば障害物を検出してしまう。その結果、検出される障害物の幅は実際の値よりも大きくなる。
【０００３】
このような問題点を解決するため、特許文献１記載の技術では、超音波センサによる障害物までの検出距離と、その検出距離における進行方向の誤差との関係を予め計測して補正幅として記憶しておき、検出距離に応じた補正幅を車両進行方向の移動距離から減算することによって障害物の幅を求める。その結果、障害物の幅の検出精度を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００３−３１２４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、超音波センサの検出範囲は、気温、障害物の形状・材質や超音波センサの個体差（特性ばらつき）などによって変動する。また、障害物までの検出距離と進行方向の誤差との関係は、超音波センサの進行方向や取り付け角度などによって変化する。このように、超音波センサの検出範囲が変動したり、検出距離と進行方向の誤差との関係が変化することによって補正幅が変化すると、特許文献１記載の技術では、障害物（または駐車可能領域）の位置や幅などの検出精度が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、センサの検出範囲の変動などの影響を受けることなく、物体の位置や大きさをより精度よく検出することが可能な物体検出装置および物体検出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】
本発明に係る物体検出装置は、検出波を射出し、該検出波の反射状態に基づいて該検出波を反射した物体との距離を検出する距離検出手段と、距離検出手段の移動量を検出する移動量検出手段と、距離検出手段により検出された物体との距離、および移動量検出手段により検出された距離検出手段の移動量に基づいて、検出波の反射位置を推定する反射位置推定手段とを備え、反射位置推定手段が、距離検出手段の移動量に対する物体との距離の変動量の割合が大きいほど、反射位置を距離検出手段の移動軌跡上に投影したときに、投影された反射位置が距離検出手段からより遠方に位置するように反射位置を補正することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る物体検出方法は、検出波を射出し、該検出波の反射状態に基づいて該検出波を反射した物体との距離を検出する距離検出手段を用いて物体との距離を検出する距離検出ステップと、距離検出手段の移動量を検出する移動量検出ステップと、距離検出ステップにおいて検出された物体との距離、および移動量検出ステップにおいて検出された距離検出手段の移動量に基づいて、検出波の反射位置を推定する反射位置推定ステップとを備え、反射位置推定ステップでは、距離検出手段の移動量に対する物体との距離の変動量の割合が大きいほど、反射位置を距離検出手段の移動軌跡上に投影したときに、投影された反射位置が距離検出手段からより遠方に位置するように反射位置を補正することを特徴とする。
【０００８】
例えば、駐車車両や柱などの物体との距離をその物体に沿って移動しながら検出するために、距離検出手段が物体にその手前から近づいて行くとき、距離検出手段の検出範囲が略楕円形に広がる特性を有するとすると、距離検出手段が物体の位置に到達する手前から物体が検出される。このように、距離検出装置が物体の手前に位置し、物体の端部で検出波が反射される状況においては、検出手段の移動量に対する反射点の移動量が少ないため検出手段の移動に伴って検出距離が短くなる。この傾向は距離検出手段と物体との距離が離れているほど大きい。すなわち、距離検出手段と物体との距離が離れているほど、距離検出手段の移動量に対する検出距離の変動量の割合が大きくなる。一方、物体の側面を該障害物と略平行に移動するときには、検出手段の移動量に対する検出距離の変動量の割合は略一定となる。
【０００９】
本発明に係る点列の物体検出装置または物体検出方法によれば、距離検出手段の移動量に対する物体との距離の変動量の割合が大きいほど、距離検出手段の移動軌跡上に投影された検出波の反射位置が距離検出手段からより遠方に補正されて、検出波の反射点が推定される。そのため、距離検出手段の検出範囲の変動などの影響を受けることなく、物体の位置や大きさをより精度よく検出することが可能となる。
【００１０】
上記反射位置推定手段は、移動量に対する変動量の割合が大きいほど、距離検出手段と反射位置とを結ぶ直線と、距離検出手段の移動軌跡との成す角度がより小さくなるように前記反射位置を補正することが好ましい。
【００１１】
また、上記反射位置推定ステップでは、移動量に対する変動量の割合が大きいほど、距離検出手段と反射位置とを結ぶ直線と、距離検出手段の移動軌跡との成す角度がより小さくなるように反射位置を補正することが好ましい。
【００１２】
この場合、距離検出手段の移動量に対する検出距離の変動量の割合が物体面の法線方向の正接とほぼ等しくなることを利用し、移動量に対する変動量の割合が大きいほど、距離検出手段と反射位置とを結ぶ直線と、距離検出手段の移動軌跡との成す角度がより小さくなるように反射位置を回転補正することによって検出波の反射点を求めることができる。
【００１３】
上記反射位置推定手段は、補正後の反射位置が距離検出手段の検出可能範囲外に位置する場合に、検出結果が正しくないと判断することが好ましい。
【００１４】
また、上記反射位置推定ステップでは、補正後の反射位置が距離検出手段の検出可能範囲外に位置する場合に、検出結果が正しくないと判断することが好ましい。
【００１５】
距離検出手段の検出可能範囲外に反射位置が存在することは無い。よって、補正後の反射位置が距離検出手段の検出可能範囲外に位置する場合には、検出結果が正しくないと判断することにより、誤検出を防止することが可能となる。
【００１６】
上記反射位置推定手段は、距離検出手段の移動方向に対して、もっとも外側に位置する補正後の反射位置を物体の端部と推定することが好ましい。
【００１７】
また、上記反射位置推定ステップでは、距離検出手段の移動方向に対して、もっとも外側に位置する補正後の反射位置を物体の端部と推定することが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、補正後の反射位置に基づいて物体の幅などを求めるときに、真の値よりも小さくなることを防止すことが可能となる。
【００１９】
上記反射位置推定手段は、距離検出手段により検出された物体との距離が所定値以上の場合には、反射位置の補正を行わないことが好ましい。
【００２０】
また、上記反射位置推定ステップでは、距離検出手段により検出された物体との距離が所定値以上の場合には、反射位置の補正を行わないことが好ましい。
【００２１】
距離検出手段と物体との距離が遠く離れている場合には、取得される物体端部の距離データ数が減少するとともに検出誤差のばらつきが増大するおそれがある。このような場合には、反射位置の補正が中止されるので、不適切な状態で補正が実行されることを防止することができる。
【００２２】
本発明に係る物体検出装置は、距離検出手段により検出される物体に対応した距離データの数を予測するデータ数予測手段をさらに備え、反射位置推定手段が、データ数予測手段により予測された距離データの数が所定数よりも少ない場合には、反射位置の補正を行わないことが好ましい。
【００２３】
また、本発明に係る物体検出方法は、距離検出手段により検出される物体に対応した距離データの数を予測するデータ数予測ステップをさらに備え、反射位置推定ステップでは、データ数予測ステップにおいて予測された距離データの数が所定数よりも少ない場合には、反射位置の補正を行わないことが好ましい。
【００２４】
このように、取得できると予測される距離データの数が所定数よりも少ないときには、反射位置の補正が中止されるので、不適切な状態で補正が実行されることを防止することができる。
【００２５】
上記データ数予測手段は、距離検出手段の検出周期、距離検出手段の移動速度、および物体の大きさに基づいて、距離検出手段により検出される距離データの数を予測することができる。
【００２６】
また、上記データ数予測ステップでは、距離検出手段の検出周期、距離検出手段の移動速度、および物体の大きさに基づいて、距離検出手段により検出される距離データの数を予測することができる。
【００２７】
本発明に係る物体検出装置は、距離検出手段により検出される物体に対応した距離データのデータ幅を予測するデータ幅予測手段をさらに備え、反射位置推定手段が、データ幅予測手段により予測されたデータ幅が所定値よりも短い場合には、反射位置の補正を行わないことが好ましい。
【００２８】
また、本発明に係る物体検出方法は、距離検出手段により検出される物体に対応した距離データのデータ幅を予測するデータ幅予測ステップをさらに備え、反射位置推定ステップでは、データ幅予測ステップにおいて予測されたデータ幅が所定値よりも短い場合には、反射位置の補正を行わないことが好ましい。
【００２９】
距離検出手段により検出される物体に対応した距離データのデータ幅が所定値よりも短いと予測される場合には、取得できる距離データ数も少ないと推定される。このような場合には、反射位置の補正が中止されるので、不適切な状態で補正が実行されることを防止することができる。
【００３０】
上記データ幅予測手段は、距離検出手段の検出周期、距離検出手段の移動速度、および物体の大きさに基づいて、データ幅を予測することができる。
【００３１】
また、上記データ幅予測ステップでは、距離検出手段の検出周期、距離検出手段の移動速度、および物体の大きさに基づいて、データ幅を予測することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、距離検出手段の移動量に対する検出距離の変動量の割合が大きいほど、距離検出手段の移動軌跡上に投影された検出波の反射位置が距離検出手段からより遠方に補正される構成としたので、距離検出手段の検出範囲の変動などの影響を受けることなく、物体の位置や大きさをより精度よく検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。ここでは、自動操舵または操舵支援によって設定した目標駐車位置までの移動を支援する駐車支援装置に適用した場合を例にして、実施形態に係る物体検出装置について説明する。
【００３４】
まず、図１を用いて、実施形態に係る物体検出装置１０を含んで構成される駐車支援装置１の構成について説明する。図１は、物体検出装置１０を含む駐車支援装置１の構成を示すブロック図である。
【００３５】
駐車支援装置１は、モニタ画面上に表示される車両後方の映像と音声案内に加えて、ステアリング制御を行うことで、車庫入れや縦列駐車の操作を支援するものであり、物体検出装置１０、走行制御装置２０、および自動操舵装置３０を含み、電子制御装置である駐車支援ＥＣＵ４０により制御される。駐車支援ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成され、物体検出装置１０の制御を司る反射位置推定部４１、データ数予測部４２、データ幅予測部４３と、走行制御装置２０の制御を行う走行制御部４４と、自動操舵装置３０の制御を行う操舵制御部４５とを有している。この反射位置推定部４１、データ数予測部４２、データ幅予測部４３と、走行制御部４４と、操舵制御部４５とは駐車支援ＥＣＵ４０内でハード的に区分されていてもよいが、ハード的には同一のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を用い、ソフト的に区分されていてもよい。
【００３６】
駐車支援ＥＣＵ４０は、物体検出装置１０から入力される駐車車両などの位置情報および走行制御装置２０や自動操舵装置３０から入力される車両状態信号に基づいて演算・予測して作成した各ガイド線の映像と、車両後方の映像とを合成し、モニタ画面に出力するとともに、上記情報や信号に基づいて自動操舵装置３０および走行制御装置２０に制御信号を出力することで、駐車支援の各制御を実行する。
【００３７】
駐車支援装置１が搭載された車両には、例えば駐車車両など物体を検出するソナー５０が配置されており、ソナー５０の出力（駐車車両などとの距離）が駐車支援ＥＣＵ４０へと入力されている。ソナー５０は、例えば、周期的に超音波（検出波）を発信して、反射波を受信するまでの時間に応じて駐車車両などの物体の存否を判断するとともに、物体が存在する場合には当該物体までの距離を検出するものである。すなわち、ソナー５０は距離検出手段として機能する。なお、ソナー５０に代えてレーザレーダなどを用いてもよい。
【００３８】
駐車支援ＥＣＵ４０には、駐車支援にあたって縦列駐車支援モードまたは車庫入れ支援モードを運転者の操作により選択する支援モード切替スイッチ５１、車両後方の画像を取得するための後方カメラ５２や各輪それぞれの車輪速を検出する車輪速センサ６３などが接続されており、支援モード切替スイッチ５１の出力信号、後方カメラ５２で取得した画像信号および車輪速センサ６３の出力信号が入力される。駐車支援ＥＣＵ４０は、車輪速センサ６３の出力に基づいて車両速度を演算するとともに、求められた車両速度から所定時間ごとの車両の移動距離、すなわち車両に取り付けられたソナー５０の移動距離を演算する。このように、車輪速センサ６３および駐車支援ＥＣＵ４０は移動量検出手段として機能する。また、駐車支援ＥＣＵ４０には、運転者に対して画像により情報を表示するモニタ５３や音声により情報を提示するスピーカ５４なども接続されている。
【００３９】
物体検出装置１０は、上述した反射位置推定部４１、データ数予測部４２、データ幅予測部４３、ソナー５０、支援モード切替スイッチ５１、および車輪速センサ６３を有して構成される。
【００４０】
反射位置推定部４１は、駐車支援を行う際に、駐車車両などの物体との距離をこの物体に沿って移動しながら検出することにより物体の位置や大きさなどを推定する。反射位置推定部４１は、ソナー５０により検出された物体との距離（以下「検出距離」という）、およびソナー５０の移動量に基づいて、ソナー５０から射出された超音波の反射位置を推定する。その際、反射位置推定部４１は、ソナー５０の移動量に対する検出距離の変動量の割合が大きいほど、ソナー５０と反射位置とを結ぶ直線と、ソナー５０の移動軌跡との成す角度がより小さくなるように反射位置を補正（以下「回転補正」という）することにより、反射位置をソナー５０の移動軌跡上に投影したときに、ソナー５０の移動量に対する検出距離の変動量の割合が大きいほど、投影された反射位置がソナー５０からより遠方に位置するように反射位置を補正する。すなわち、反射位置推定部４１は反射位置推定手段として機能する。
【００４１】
また、反射位置推定部４１は、上述した回転補正を行うための前処理として、ソナー５０の出力結果から得られた物体位置を示す点列を直線または曲線で近似する。本実施形態では、点列を直線または曲線で近似するアルゴリズムとして、ＲＡＮＳＡＣ（Ｒａｎｄｏｍ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｃｏｎｃｅｎｓｕｓ）を用いた。ＲＡＮＳＡＣは、まず、全データから必要最小限の個数のデータをランダムに選択し、それから拘束条件のパラメータを計算する。そして、残りのデータからその値の妥当性を評価し、これを十分多数回行って最大の評価を得た値とそれを支持したデータを取り出す。これによって正しいパラメータと正しいデータの両方を同時に推定する手法である。
【００４２】
より具体的には、反射位置推定部４１は、近似を行うときに、ランダムな近似線候補の設定、および近似線候補と点列を構成する各点との距離に応じた近似線候補の近似度の評価、を繰り返し行い、近似度の評価が最も高い近似線候補を近似線とする。
【００４３】
データ数予測部４２は、ソナー５０の検出周期、ソナー５０の移動速度、および物体の大きさに基づいて、ソナー５０により検出される物体に対応した距離データの数を予測する。具体的には、図２に模式的に示されるように、ソナー５０の移動速度と検出周期とを乗算して検出間隔を演算し、物体の大きさを求められた検出間隔で除算することによって距離データの数を予測する。反射位置推定部４１は、データ数予測部４２において予測された距離データの数が所定数よりも少ない場合には、反射位置の回転補正を行わない。なお、回転補正を行うか否かの判定基準となる所定数は、回転補正を適確に行うことができるか否かを判断基準として実測データなどに基づいて定められる。
【００４４】
ここで、ソナー５０の移動速度は、ソナー５０が取り付けられた車両の移動速度と同じであるので、車輪速センサ６３の検出信号から求められる車速がソナー５０の移動速度として用いられる。また、検出物体の大きさは、例えば支援モード切替スイッチ５１の状態に応じて予測される。より詳細には、図３に示されるように、駐車車両の側方を自車両が通過する縦列駐車モードが選択されている場合には、平均的な車両全長（例えば、約４．７ｍ）が検出物体の大きさとして設定される。なお、図３は縦列駐車支援における自車両の走行経路を示す図である。
【００４５】
一方、図４に示されるように、駐車車両の前方または後方を自車両が走行する車庫入れモードが選択されている場合には、平均的な車両幅（例えば、約１．７ｍ）が検出物体の大きさとして設定される。なお、図４は車庫入れ支援における自車両の走行経路を示す図である。このように、データ数予測部４２、車輪速センサ６３、および支援モード切替スイッチ５１はデータ数予測手段として機能する。
【００４６】
データ幅予測部４３は、図２に模式的に示されるように、ソナー５０の検出周期、ソナー５０の移動速度、および物体の大きさに基づいて、検出物体に対応したデータ幅を予測する。反射位置推定部４１は、データ幅予測部４３により予測されたデータ幅が所定値よりも短い場合には、反射位置の回転補正を行わない。なお、回転補正を行うか否かの判定基準となる所定値は、回転補正を適確に行うことができるか否かを判断基準として実測データなどに基づいて定められる。なお、上述したように、ソナー５０の移動速度には、車輪速センサ６３の検出信号から求められた車速が用いられ、検出物体の大きさは、支援モード切替スイッチ５１の操作状態に応じて定められる。このように、データ幅予測部４３、車輪速センサ６３、および支援モード切替スイッチ５１はデータ幅予測手段として機能する。
【００４７】
走行制御装置２０は、前述した走行制御部４４と制動系、駆動系により構成される。制動系は各輪へ付与する制動力をブレーキＥＣＵ６０によって電子制御する電子制御ブレーキ（ＥＣＢ）システムであって、各輪に配置された油圧ブレーキのホイルシリンダ６１へ付加されるブレーキ油圧をアクチュエータ６２により調整することで各輪に付与する制動力を独立して調整する機能を有している。
【００４８】
ブレーキＥＣＵ６０には、車両の加速度を検出する加速度センサ６４、アクチュエータ６２内に配置されており、内部およびホイルシリンダ６１に付加される油圧を検出する図示していない油圧センサ群、およびブレーキペダル６５とアクチュエータ６２との間に接続されているマスタシリンダ６６の油圧を検出するマスタシリンダ（Ｍ／Ｃ）油圧センサ６７の各出力信号が入力されている。また、ブレーキＥＣＵ６０には、上述した車輪速センサ６３の出力信号も入力されている。
【００４９】
駆動系を構成するエンジン７１はエンジンＥＣＵ７０によって制御され、エンジンＥＣＵ７０とブレーキＥＣＵ６０は走行制御部４４と相互に情報を通信して協調制御を行う。
【００５０】
自動操舵装置３０は、ステアリングホイール８０とステアリングギヤ８１との間に配置されたパワーステアリング装置を兼ねる駆動モータ８２と、ステアリングの変位量を検出する変位センサ８３とを備え、操舵制御部４５は駆動モータ８２の駆動を制御するとともに、変位センサ８３の出力信号が入力されている。
【００５１】
次に、図５を用い、駐車支援装置１により駐車支援を行う場合を例にして、駐車支援制御時における物体検出装置１０の動作および物体検出方法について説明する。図５は、駐車支援制御時における物体検出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、駐車支援ＥＣＵ４０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。
【００５２】
ステップＳ１００では、ソナー５０の検出結果に基づいて各検出点（推定反射点）の座標が定められる。ここで、図６にソナー５０の検出結果から得られた推定反射点により構成される点列の一例を示す。図６の縦軸および横軸は位置を特定するための座標である。また、図６において「○」はソナー５０の軌跡を示し、より具体的には、図６の右下から左上方向（矢印Ａ１方向）にソナー５０が取り付けられた車両が駐車車両の側面に沿って移動したときの軌跡を示す。一方、図６において「□」は、ソナー５０が軌跡に沿って移動しつつ検出した検出結果に基づいて推定した反射点のである。本実施形態では、自車両の進行方向に対して垂直方向に検出距離だけ離れた点を推定反射点とした。なお、図６の実線は、真の駐車車両位置を示す。
【００５３】
また、図７にソナー５０の検出結果から得られた推定反射点により構成される点列の他の例を示す。図７の縦軸および横軸は位置を特定するための座標である。図７において「○」はソナー５０の軌跡を示し、より具体的には、図７の右下から左上方向（矢印Ａ２方向）にソナー５０が取り付けられた車両が駐車車両の前面に沿って移動したときの軌跡を示す。図７において「□」は、ソナー５０が軌跡に沿って移動しつつ検出した検出結果に基づいて推定した反射点であり、推定方法は上述した図６の場合と同じである。
【００５４】
続いて、ステップＳ１０２では、ステップＳ１００で得られた推定反射点により構成される点列からノイズが除去される。ここで、図８を参照しつつノイズの除去方法について説明する。ノイズ除去では、連続したｎ点分（図８では、ａ’，ｂ’，ｃ’の３点）の座標データを取得し、基準点からの自車両の移動距離に応じて設定される有効範囲内に各点が位置しているか否かについての判定を行う。そして、有効範囲内に位置していない点をノイズとして除去する。
【００５５】
より詳細には、まず、自車両の移動距離ａに応じて次式（１）により、点ａ’を基準とする有効範囲ｃを演算する。
ｃ＝Ａ×ａ  ・・・（１）
ただし、Ａは定数である。
【００５６】
次に、点ｂ’が点ａ’を基準とした有効範囲ｃ内に位置しているか否かについての判断を行う。ここで、点ｂ’が有効範囲ｃ内に位置していない場合に、点ｂ’をノイズとして除去する。一方、点ｂ’が有効範囲ｃ内に位置しているときには、点ｂ’を有効なデータとして扱う。
【００５７】
さらに、自車両の移動距離（ａ＋ｂ）に応じた有効範囲ｄを次式（２）により演算する。
ｄ＝Ａ×（ａ＋ｂ）  ・・・（２）
そして、点ｃ’が点ａ’を基準とした有効範囲ｄ内に位置しているか否かについての判断を行う。ここで、点ｃ’が有効範囲ｄ内に位置していない場合に、点ｃ’をノイズとして除去する。一方、点ｃ’が有効範囲ｄ内に位置しているときには、点ｃ’を有効なデータとして扱う。
【００５８】
点列を構成する他の点について上述したノイズ除去処理を順次繰り返し行うことにより、ソナー５０の検出結果（点列）からノイズを除去する。
【００５９】
図５に戻り説明を続けると、続くステップＳ１０４では、点列のグルーピングが行われる。ここで、図９を参照しつつ点列のグルーピング方法について説明する。グルーピング処理では、連続したｎ点分（図９では、ａ’，ｂ’，ｃ’の３点）の座標データを取得し、基準点からの自車両の移動距離に応じて設定される有効範囲内に各点が位置しているか否かについての判定を行う。そして、有効範囲内に位置しない点が連続して存在するときには、該基準点で点列を切り離し、切り離されたそれぞれの点列を別グループとして分離する。
【００６０】
より詳細には、まず、自車両の移動距離ａに応じて上式（１）により、点ａ’を基準とする有効範囲ｃを演算するとともに、自車両の移動距離（ａ＋ｂ）に応じた有効範囲ｄを上式（２）により演算する。
【００６１】
そして、点ｂ’が点ａ’を基準とした有効範囲ｃ内に位置しているか否かについての判断、および点ｃ’が点ａ’を基準とした有効範囲ｄ内に位置しているか否かについての判断を行う。ここで、点ｂ’が有効範囲ｃ内に位置しておらず、かつ点ｃ’が有効範囲ｄ内に位置していない場合に、基準点ａ’で点列を切り離し、切り離されたそれぞれの点列を別グループとして分離する。なお、点ｂ’または点ｃ’のいずれかが有効範囲内に位置していないときには、その有効範囲内に位置していない点をノイズとして扱う。
【００６２】
点列を構成する他の推定反射点について上述したグルーピング処理を順次繰り返し行うことにより、点列のグルーピングを行う。
【００６３】
図５に戻り説明を続けると、次のステップＳ１０６では、ノイズ除去処理およびグルーピング処理が施された点列が直線または曲線で近似可能であるか否かについての判断が行われる。例えば、取得された点列を構成する点の数が２以上であるか否かや、近似直線候補または近似曲線候補との距離が所定のしきい値内にある点の割合がすべての点に対して５０％以上であるか否かなどに基づいて、点列が近似可能か否かを判断することができる。
【００６４】
ここで、近似可能であると判断された場合には、ステップＳ１０８に処理が移行する。一方、近似不可能であると判断されたときには、ステップＳ１１２に処理が移行する。
【００６５】
ステップＳ１０８では、ＲＡＮＳＡＣを用いて点列の近似が行われる。その際、支援モード切替スイッチ５１の操作状態に応じて直線近似と楕円近似とを切替えることができる。例えば、支援モード切替スイッチ５１が操作されて縦列駐車モードが選択されている場合（図３参照）には、駐車車両の側方を自車両が走行することから、ソナー５０の出力結果から得られた点列が主として略直線形状をした車両側面の位置を示すものであると推測し、曲線近似領域と比較して直線近似領域の割合が高いと判断して、点列を直線近似するとともに、直線近似から外れた点列を曲線で近似する。
【００６６】
一方、例えば車庫入れモードが選択されている場合（図４参照）には、駐車車両の前方または後方を自車両が走行することから、ソナー５０の出力結果から得られた点列に占める直線近似領域の割合が低いと判断して、点列を楕円近似する。
【００６７】
ここで、ＲＡＮＳＡＣを用いて点列を直線近似するとともに、直線近似から外れた点列を曲線で近似することで、点列のフィッティングを行う場合について説明する。より詳細には、まず、次の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を実行することにより直線近似を行う。
（ｉ）点列を構成する点の中からランダムに選択した２点を用いて近似直線候補を設定する。
（ｉｉ）設定した近似直線候補と点列を構成する各点との距離を演算するとともに、得られた距離が所定のしきい値内に入っている点の数を求める。
（ｉｉｉ）上述した（ｉ）（ｉｉ）を繰り返して実行し、しきい値内に入る点の数がもっとも多い近似直線候補、すなわち近似度の評価がもっとも高い近似直線候補を近似直線として決定する。
【００６８】
次に、近似直線との距離が上記しきい値よりも離れた点列、すなわち直線近似から外れた点列については曲線近似を行う。曲線近似を行うアルゴリズムとしては、公知の最小二乗法を用いてもよい。また、直線近似から外れ始める点を抽出し、この点を直線近似領域と曲線近似領域との境界とする。
【００６９】
一方、ＲＡＮＳＡＣを用いて点列を楕円近似する場合には、近似直線に代えて近似楕円を用いる点が上述した直線近似と異なる。その他の処理は、上述した直線近似の場合と同一または同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００７０】
続くステップＳ１１０では、点列を構成する各点が、ステップＳ１０８で定められた近似直線上または近似曲線上に移動される。
【００７１】
ステップＳ１１２では、検出距離が所定値（例えば、１．５ｍ）以上であるか否か、またはデータ数予測部４２において予測された距離データの数が所定数よりも少ないか否か、またはデータ幅予測部４３により予測されたデータ幅が所定値よりも短いか否かについての判断が行われる。ここで、すべての条件が否定された場合には、回転補正による形状復元が可能であると判断され、ステップＳ１１４に処理が移行する。一方、いずれかの条件が肯定されたときには、回転補正による形状復元が不可能であると判断され、本処理から一旦抜ける。
【００７２】
ステップＳ１１４では、点列を構成する推定反射点に対する回転補正角度が演算される。より詳細には、図１０に示されるように、ソナー５０の移動量ｌｎに対する検出距離ｄｎの変動量の割合が物体面の法線方向の正接とほぼ等しくなることを利用して、次式（３）に基づいて推定反射点Ｐｎごとに回転補正角度φｎが演算される。そして、その演算結果に基づいて、続くステップＳ１１６において、各推定反射点Ｐｎが回転補正される。
回転補正角度φｎ＝ａｔａｎ｛（ｄｎ＋１−ｄｎ）／ｌｎ｝  ・・・（３）
ただし、ｎは自然数である。
【００７３】
ここで、図１０においてＳｎは、図の左側から右方向（矢印Ａ３方向）に車両が移動したときのソナー５０の位置の変化を示す。また、図１０において「□」は、ソナー５０の検出距離から定められた推定反射点を示す。上述したように、本実施形態では、自車両（ソナー５０）の進行方向に対して垂直方向に検出距離だけ離れた点を推定反射点Ｐｎとした。
【００７４】
例えば、ソナー５０がＳ１に位置したときの検出距離がｄ１であったとき、補正前の推定反射点はＰ１となる。また、Ｓ２に位置したときの検出距離がｄ２であった場合、補正前の推定反射点はＰ２となる。ここで、この２点を例にして、補正角度の算出方法について説明する。まず、検出距離ｄ１、ｄ２、およびＳ１とＳ２との間隔である移動量ｌ１を上式（３）に代入して回転補正角度φ１を演算する。次に、求められた回転補正角度φ１だけ進行方向に向かって推定反射点Ｐ１を回転することにより、回転補正後の推定反射点Ｐ１’を求める。
【００７５】
さらに、他の推定反射点Ｐｎについて同様に回転補正を行うことにより、回転補正後の推定反射点Ｐｎ’により構成される点列が取得される。なお、移動量ｌｎに対する検出距離の変動量（ｄｎ＋１−ｄｎ）の割合が減少傾向にある場合には進行方向前方に回転補正され、増加傾向にあるときには後方に回転補正される。ここで、図６，７に回転補正後の推定反射点Ｐｎ’を「▲」で示す。図６，７に示されるように、回転補正後の推定反射点Ｐｎ’は、補正前の推定反射点Ｐｎと比較して、より真の駐車車両位置と合致している。
【００７６】
回転補正処理を実行する際には、回転補正後の推定反射点Ｐｎ’がソナー５０の検出可能範囲内に存在しているか否かが考慮される。図１１を参照して説明すると、補正後の推定反射点Ｐ１’はソナー５０の検出範囲（図１１の斜線部分）に入っていないため、検出結果が正しくないと判断される。一方、補正後の推定反射点Ｐ５’はソナー５０の検出範囲内にあるため、検出結果が正しいと判断される。他の推定反射点Ｐｎ’についても同様にして判断が行われる。
【００７７】
さらに、本ステップでは駐車車両の端点が推定される。図１２を参照して説明すると、ソナー５０の進行方向に対してもっとも外側に位置する回転補正後の推定反射点Ｐｎ’を駐車車両の端点Ｐｅと推定する。このようにして求められた駐車車両の端点Ｐｅを図６，７に「●」で示す。
【００７８】
本実施形態によれば、ソナー５０の移動量ｌｎに対する検出距離ｄｎの変動量の割合が物体面の法線方向の正接とほぼ等しくなることを利用して回転補正角度φｎが演算され、その演算結果に基づいて各推定反射点Ｐｎが回転補正される。そのため、ソナー５０の検出範囲の変動などの影響を受けることなく、駐車車両などの位置や大きさをより精度よく検出することが可能となる。
【００７９】
また、本実施形態によれば、回転補正処理を実行する際に、回転補正後の推定反射点Ｐｎ’がソナー５０の検出可能範囲内に存在しているか否かが考慮され、回転補正後の推定反射点Ｐｎ’がソナー５０の検出可能範囲に入っていない場合には、検出結果が正しくないと判断される。その結果、誤検出を防止することが可能となる。
【００８０】
本実施形態によれば、ソナー５０の進行方向に対してもっとも外側に位置する回転補正後の推定反射点Ｐｎ’を駐車車両の端点と推定することにより、回転補正後の推定反射点Ｐｎ’に基づいて駐車車両の幅などを求めるときに、真の値よりも小さくなることを防止すことができる。
【００８１】
本実施形態によれば、回転補正を行う前に、ソナー５０の出力結果から得られた点列が近似直線または近似曲線にフィッティングされる。これにより、ノイズや計測誤差によるデータばらつきを除去することができる。ここで、近似曲線による点列のフィッティングを行わずに回転補正したときの補正結果の一例を図１３に示す。また、図１３と同一のデータに対して近似曲線によるフィッティングを行った後に回転補正したときの補正結果を図１４に示す。図１３，１４それぞれにおいて、「□」は回転補正前の推定反射点Ｐｎを示し、「▲」は回転補正後の推定反射点Ｐｎ’を示す。点列のフィッティングを行わない場合には、図１３に示されるように、除去されなかったノイズや計測誤差によるデータばらつきなどが回転補正後の点列にも影響を与え、回転補正後の点列は滑らかな曲線状に整列しない。一方、点列のフィッティングを行った後に回転補正を行ったときには、ノイズやデータばらつきが除去され、図１４に示されるように、滑らかな曲線が得られることが確認された
【００８２】
本実施形態によれば、ソナー５０の検出距離が所定値以上であるか、検出距離データ数が所定数よりも少ないか、または検出データ幅が所定値よりも短いか、いずれかの条件が肯定された場合に、回転補正による形状復元が不可能であると判断され、回転補正の実行が中止される。すなわち、回転補正を適切に行うことができないときに回転補正を中止することによって、不適切な補正が行われることを抑制することができる。
【００８３】
ここで、検出距離と検出誤差との関係を図１５に示す。図１５の横軸は検出距離であり、縦軸は検出誤差である。図１５に示されるように、検出距離が遠くなるほど検出誤差のばらつきが大きくなる。さらに、検出距離が遠くなるほど検出距離データ数が減少するため、回転補正による形状の復元が困難になる。ここで、駐車車両との距離が遠い条件（１．５ｍ）でのソナー５０の検出結果から得られた点列、および回転補正後の点列の例を図１６に示す。図１６において、回転補正後の推定反射点Ｐｎ’を「▲」で示す。また端点Ｐｅを「●」で示す。図１６に示されるように、駐車車両との距離が遠い場合には、回転補正による形状の復元が完全にできていない。また端点Ｐｅの誤差も大きい。上述したように、本実施形態によれば、このような場合には回転補正が中止されるので、不適切な状態で回転補正が行われることを抑制することができる。
【００８４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明を駐車支援装置に適用したが、本発明は、駐車支援装置以外の装置に適用することや単独で使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施形態に係る物体検出装置を含む駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２】データ数およびデータ幅の演算方法を説明するための模式図である。
【図３】縦列駐車支援における自車両の走行経路を示す図である。
【図４】車庫入れ支援における自車両の走行経路を示す図である。
【図５】物体検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】ソナーの検出結果から得られた点列、および回転補正後の点列の一例を示す図である。
【図７】ソナーの検出結果から得られた点列、および回転補正後の点列の他の例を示す図である。
【図８】ノイズの除去方法を説明するための図である。
【図９】クルーピング方法を説明するための図である。
【図１０】回転補正の補正方法を説明するための図である。
【図１１】回転補正を利用した反射点の誤検出防止方法を説明するための図である。
【図１２】物体の端部位置の推定方法を説明するための図である。
【図１３】近似曲線による点列のフィッティングを行わずに回転補正したときの補正結果を示す図である。
【図１４】近似曲線による点列のフィッティングを行った後に回転補正したときの補正結果を示す図である。
【図１５】検出距離と検出誤差との関係を示す実測データである。
【図１６】検出物体との距離が遠い条件でのソナーの検出結果から得られた点列、および回転補正後の点列の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１…駐車支援装置、１０…物体検出装置、２０…走行制御装置、３０…自動操舵装置、４０…駐車支援ＥＣＵ、４１…反射位置推定部、４２…データ数予測部、４３…データ幅予測部、４４…走行制御部、４５…操舵制御部、５０…ソナー、５１…支援モード切替スイッチ、５２…後方カメラ、５３…モニタ、５４…スピーカ、６０…ブレーキＥＣＵ、６１…ホイルシリンダ、６２…アクチュエータ、６３…車輪速センサ、６４…加速度センサ、６５…ブレーキペダル、６６…マスタシリンダ、６７…油圧センサ、７０…エンジンＥＣＵ、７１…エンジン、８０…ステアリングホイール、８１…ステアリングギヤ、８２…駆動モータ、８３…変位センサ。
【図１】
2007071536.tif 000003
【図２】
2007071536.tif 000004
【図３】
2007071536.tif 000005
【図４】
2007071536.tif 000006
【図５】
2007071536.tif 000007
【図６】
2007071536.tif 000008
【図７】
2007071536.tif 000009
【図８】
2007071536.tif 000010
【図９】
2007071536.tif 000011
【図１０】
2007071536.tif 000012
【図１１】
2007071536.tif 000013
【図１２】
2007071536.tif 000014
【図１３】
2007071536.tif 000015
【図１４】
2007071536.tif 000016
【図１５】
2007071536.tif 000017
【図１６】
2007071536.tif 000018