(57)【要約】【課題】安価な超音波センサを用いて、自車両周辺の物体が移動物体か静止物体かを判別することができる車載用物体判別装置を提供する。【解決手段】自車両の左、右側面の前後に配列された第１、第２、第３、第４超音波センサ２，３，４，５のうちいずれかを基準超音波センサとして、自車両の移動に伴って繰り返し得られる基準超音波センサの検出結果を、基準超音波センサから基準超音波センサを除く他の対象超音波センサまでの距離と自車両の車速とに基づき算出される所定時間分だけ移動させたものと、自車両の移動に伴って繰り返し得られる対象超音波センサの検出結果とを車載用物体判別装置１の移動物体除去部１０により照合し、この照合結果におけるずれの有無に基づいて物体が移動物体か静止物体かを判別する。【選択図】  図１
2013020458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波センサにより検出された自車両周辺の物体が、移動物体か静止物体かを判別する車載用物体判別装置であって、
前記超音波センサは、複数個が略同じ向きで自車両前後方向に配列され自車両側方の物体を検出し、
前記複数の超音波センサのうちいずれかを基準超音波センサとして、前記自車両の移動に伴って繰り返し得られる前記基準超音波センサの検出結果を、前記基準超音波センサから該基準超音波センサを除く他の対象超音波センサまでの距離と前記自車両の車速とに基づき算出される所定時間分だけ移動させたものと、前記自車両の移動に伴って繰り返し得られる前記対象超音波センサの検出結果とを照合する照合手段と、
前記照合手段による照合結果におけるずれの有無に基づいて前記物体が移動物体か静止物体かを判別する判別手段と
を備えることを特徴とする車載用物体判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波センサを用いて自車両周辺の物体が静止物体か移動物体かを判別する車載用物体判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車業界のドライバの運転を支援する運転支援システムが普及しており、特に、駐車時の運転支援システムにおいては自動運転化に向けた開発が進められている。この種のシステムでは、駐車空間を探索するに当たり障害物の位置を特定する必要があるため、レーザーレーダや超音波センサを用いて障害物の位置を特定する研究が行われている。
【０００３】
ところで、自車両がおかれる駐車環境は様々であり、障害物として静止物体のみが存在する状況のみならず、静止物体と移動物体とが混在する状況下で駐車しなければならない場合も考えられる。このため、駐車空間の探索においては、静止物体の位置情報から静止物体間のスペースを探索するため、静止物体と移動物体とを判別する技術が求められる。
【０００４】
そこで、従来では、自車両に設置した超音波センサを用いて障害物を検知し、その障害物の位置の変化を超音波センサによる時系列的な検出結果から算出し、移動物体か静止物体かを判別する技術（特許文献１）が提案されている。また、自車両前方に設置されたレーザーレーダを用いて障害物の存在および該障害物と自車両との相対速度を検知することで移動物体か静止物体かを判別する技術（特許文献２）も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−２４００００（段落０００７、図３参照）
【特許文献２】特開２０１０−７３００７（段落００３８参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、自車両が停止した状態を前提としているため、自車両が移動している場合に障害物が移動物体か静止物体かを判別することが困難である。また、上記特許文献２の技術を用いれば、障害物が移動物体か静止物体かを判別することが可能であるが、高価なレーザーレーダを使用しているため低コストなシステムを提供できない。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、安価な超音波センサを用いて装置の低コスト化を図りつつ物体が移動物体か静止物体かを精度よく判別し、ひいては移動物体を除去した静止物体のみの障害物位置情報を示した障害物マップを作成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明の車載用物体判別装置では、超音波センサにより検出された自車両周辺の物体が、移動物体か静止物体かを判別する車載用物体判別装置であって、前記超音波センサは、複数個が略同じ向きで自車両前後方向に配列され自車両側方の物体を検出し、前記複数の超音波センサのうちいずれかを基準超音波センサとして、前記自車両の移動に伴って繰り返し得られる前記基準超音波センサの検出結果を、前記基準超音波センサから該基準超音波センサを除く他の対象超音波センサまでの距離と前記自車両の車速とに基づき算出される所定時間分だけ移動させたものと、前記自車両の移動に伴って繰り返し得られる前記対象超音波センサの検出結果とを照合する照合手段と、前記照合手段による照合結果におけるずれの有無に基づいて前記物体が移動物体か静止物体かを判別する判別手段とを備えることを特徴とする（請求項１）。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１にかかる発明によれば、自車両側面に複数の超音波センサが略同じ向きで自車両前後方向に配列され、これらの超音波センサにより自車両の移動に伴い繰り返し自車両側方の物体が検出される。
【００１０】
そして、複数の超音波センサのうちいずれかを基準超音波センサとして、自車両の移動に伴って繰り返し得られる該基準超音波センサの検出結果が該基準超音波センサから該基準超音波センサを除く他の対象超音波センサまでの距離と自車両の車速とに基づき算出される所定時間分だけ移動させたものと、自車両の移動に伴って繰り返し得られる対象超音波センサの検出結果とが照合される。
【００１１】
自車両に配列された複数の超音波センサのうち、略同じ向きで配列された超音波センサは自車両の移動に伴ってそれぞれ同じ検出エリアを異なる時刻に検出する。したがって、一つの超音波センサが静止物体を検出したときは、その自車両前後方向に配列された他の超音波センサも同じ検出エリアで該静止物体を検出する。そこで、基準超音波センサと対象超音波センサとの距離および自車両の車速に基づいて算出された移動時間だけずらした基準超音波センサの検出結果と対象超音波センサの検出結果とを照合すると、静止物体を検出する場合の基準超音波センサと対象超音波センサとの検出結果は一致するが、移動物体を検出する場合、移動物体は対象超音波センサが基準超音波センサと同じ検出エリアを検出するまでの間で位置が変化するため、該移動物体を検出する検出エリアが基準超音波センサと対象超音波センサとでそれぞれ異なり、その差が、照合結果におけるずれとして現れる。
【００１２】
そして、判別手段により、上記照合結果において、それぞれの超音波センサが検出した物体のうち、ずれのある物体が移動物体と、ずれのない物体が静止物体と判別される。
【００１３】
このように、基準超音波センサの検出結果を上記した所定時間分だけ移動させたものと対象超音波センサの検出結果とを照合することにより、自車両周辺の物体が静止物体か移動物体かを精度よく判別することができる。
【００１４】
また、移動物体か静止物体かの判別に高価なレーザーレーダを使用していないため、低コストな装置を提供することができる。
【００１５】
さらに、物体が移動物体か静止物体かを判別できることにより、移動物体を除いた静止物体のみの障害物マップを生成したり、この障害物マップを用いて駐車支援システムの構築を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態の車載用物体判別装置のブロック図である。
【図２】図１の動作説明図である。
【図３】図１の動作説明図である。
【図４】図１の動作説明図である。
【図５】図１の動作説明図である。
【図６】障害物マップ生成の説明図である
【図７】図１の車載用物体判別装置の動作説明用フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。なお、図１は本発明にかかる一実施形態の車載用物体判別装置のブロック図、図２は各超音波センサの物体検出エリアの説明図、図３は照合手段の説明図、図４は各超音波センサの物体検出エリアの説明図、図５は照合手段の説明図、図６は障害物マップ生成の説明図、図７は図１の動作説明用のフローチャートである。
【００１８】
（構成）
本発明にかかる一実施形態の車載用物体判別装置１の構成について、図１を参照して説明する。
【００１９】
自車両の左側面前側に設けられた第１超音波センサ２、左側面後側に設けられた第２超音波センサ３、右側面前側に設けられた第３超音波センサ４および右側面後側に設けられた第４超音波センサ５は、自車両側方の物体を検出するためのセンサであり、これらの第１〜第４超音波センサ２，３，４，５により自車両と物体までの距離を計測することで物体を検出する。なお、第１、第２超音波センサ２，３と第３、第４超音波センサ４，５の検出する範囲をそれぞれ一致させるため、第１、第２超音波センサ２，３および第３、第４超音波センサ４，５はそれぞれ同一水平面であって、自車両進行方向（自車両前後方向）と平行方向に直線上にそれぞれ配列される。また、物体の検出は、自車両の移動に伴って一定時間間隔で継続的に行われる。なお、第１、第２超音波センサ２，３（第３、第４超音波センサ４，５も同様）は、略同じ向きで自車両前後方向に配列されていれば、取り付け位置は自車両側面には限られない。
【００２０】
車速センサ６は、自車両の速度を検出するために用いられ、舵角センサ７は、自車両のハンドル操舵角を検出するために用いられる。
【００２１】
車両移動量管理部８は、車速センサ６と舵角センサ７により検出された自車両の車速および操舵角に関する情報に基づき自車両の移動量を算出し、算出した自車両の移動量（移動方向を含む）を測距データ管理部９に送る。この移動量の算出は、自車両の移動に伴い、一定時間間隔で繰り返される。
【００２２】
測距データ管理部９は、車両移動量管理部８から送られた自車両の移動量データに基づいて、後述するマップ上の自車両の位置を推定し、その位置データ（ｘ、ｙ座標，自車両の向き）とその位置における各超音波センサ２，３，４，５それぞれから取得した自車両から物体までの検出距離に関する測距データを記憶し、それらの測距データを移動物体除去部１０に送る。
【００２３】
移動物体除去部１０は、自車両の移動に伴って各超音波センサ２，３，４，５から繰り返し得られる検出距離に関するそれぞれの検出結果を測距データ管理部９から取得し、左右側面それぞれにおいて、第１、第２超音波センサ２，３か第３、第４超音波センサ４，５のうちいずれかを基準超音波センサとして、該基準超音波センサの検出結果を、該基準超音波センサから該基準超音波センサを除く他の対象超音波センサまでの距離と自車両の車速とに基づき算出される所定時間分だけ移動させたものと、自車両の移動に伴って繰り返し得られる対象超音波センサの検出結果とを照合する。このような移動物体除去部１０の照合機能が本発明における照合手段に相当するが、この照合機能については、以下に説明する。
【００２４】
本発明における照合機能について、図２および図３を参照して説明する。図２は、自車両１２、移動物体１３および静止物体１４の位置関係を時系列で表した一例である。なお、物体の検出は、説明の便宜上、第１超音波センサ２および第２超音波センサ３に限定する。また、図３は、第１、第２超音波センサ２，３それぞれの自車両の移動に伴って得られる物体の検出結果である。図３における横軸は検出時間（ｔ）で縦軸は検出距離（Ｌ）を示す。
【００２５】
これによれば、前進移動する自車両１２、該自車両１２と対向する移動物体１３および静止物体１４が存在する状況下で、自車両１２は、第１、第２超音波センサ２，３の両方が移動物体１３および静止物体１４のいずれも検出しない領域（図２（ａ））、第１超音波センサ２のみが移動物体１３を検出する領域（図２（ｂ））、両方の超音波センサ２，３が移動物体１３を検出する領域（図２（ｃ））、第２超音波センサ３のみが移動物体１３を検出する領域（図２（ｄ））、第１、第２超音波センサ２，３は移動物体１３を検出しないが第１超音波センサ２のみが静止物体１４を検出する領域（図２（ｅ））、第１、第２超音波センサ２，３は移動物体１３を検出しないがともに静止物体１４を検出する領域（図２（ｆ））、第２超音波センサ３のみが静止物体１４のみを検出する領域（図２（ｇ））を順次移動する。
【００２６】
移動物体除去部１０は、第１、第２超音波センサ２，３により自車両１２の移動に伴って繰り返し検出されたそれぞれの測距データ（検出結果）を測距データ管理部９から取得する。このときの第１超音波センサ２の検出結果は図３（ａ）、第２超音波センサ３の検出結果は図３（ｂ）となる。
【００２７】
そして、移動物体除去部１０は、例えば、第１超音波センサ２を基準超音波センサとして、第１基準超音波センサ２により自車両１２の移動に伴って得られる上記検出結果を所定時間分だけ移動させたものと第２超音波センサ３により得られた検出結果とを照合する。このとき、移動物体除去部１０は、所定時間Ｔを、第１超音波センサ２（基準超音波センサ）と第２超音波センサ３（対象超音波センサ）との距離を自車両１２の車速で割ることで算出し、図３（ｃ）に示すように、この算出された時間分だけ第１超音波センサ２の検出結果を移動させ、第２超音波センサ３の検出結果と照合する。こうすることで第１、第２超音波センサ２，３の検出エリアが一致する。
【００２８】
次に、移動物体除去部１０は、上記した照合手段による第１、第２超音波センサ２，３の検出結果の照合結果におけるずれの有無に基づいて検出された物体が移動物体か静止物体かを判別する（本発明における判別手段）。つまり、第１超音波センサ２の検出結果（図３（ａ））と第２超音波センサ３の検出結果（図３（ｂ））との照合結果である図３（ｃ）を例にとれば、照合結果において、第１超音波センサ２と第２超音波センサ３がともに物体を検出した部分と、どちらかの超音波センサが物体を検出した部分が移動物体除去部１０により抽出される。このとき、第１、第２超音波センサ２，３がともに物体を検出した部分は、検出時刻が第１、第２超音波センサ２，３とでそれぞれ異なるにもかかわらず同じ検出エリアでその物体を検出していることから、その部分は静止物体１４であると推定できる。
【００２９】
一方、どちらかが物体を検出した部分、すなわち照合結果におけるずれが生じている部分は、第１、第２超音波センサ２，３が同じ検出エリアを検出するまでの間で物体の位置が変化していることを示しているため、そのずれのある部分は移動物体１３であると推定できる。そこで、移動物体除去部１０は、照合結果にずれのない物体を静止物体と判別し、ずれのある物体を移動物体と判別する。そして、静止物体のみの障害物マップを生成するため、移動物体除去部１０は、図３（ｄ）に示すように基準超音波センサである第１超音波センサ２の検出結果から移動物体を除去した上で、その検出結果を障害物マップ生成部１１に送る。
【００３０】
ところで、図４に示すような自車両１２の進行方向に長く伸びた移動物体１３（例えば、トレーラー）の横を自車両１２が移動する状況を例に挙げると、図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、自車両１２の移動に伴って繰り返し得られる第１超音波センサ２の検出結果が図５（ａ）、第２超音波センサ３の検出結果が図５（ｂ）のように得られる。そして、これらを上記した移動物体除去部１０の照合機能により照合した結果が図５（ｃ）となる。
【００３１】
これによれば、上記した判別手段で物体が移動物体１３か静止物体１４かを判別した場合、実際には対象物体が移動物体であるのにもかかわらず、第１、第２超音波センサ２，３の検出結果が一致する部分とその両端にハッチングされたずれ部分が移動物体除去部１０により抽出されることにより、一致する部分が静止物体１４と判別され、ハッチング部分が移動物体１３と判別されるという誤判別が生じる。しかし、このような場合は、静止物体１４であると判別された部分と隣接する両端部（ハッチング部分）は移動物体１３と判別されるため、静止物体と判別された物体の両端に移動物体がある場合には、移動物体除去部１０は、先に移動物体１３であると判別された物体を含めて該静止物体１４を移動物体１３であると判別する。こうすることで、自車両１２の進行方向に長く伸びた移動物体１３を静止物体１４と誤判別することを防止できる。
【００３２】
障害物マップ生成部１１は、移動物体除去部１０の判別結果に基づいて自車両１２周辺の静止物体に関する障害物マップを生成する。例えば、本実施形態の車両用物体認識装置１を用いて駐車空間を認識する場合、図６に示すように、ドライバのボタン操作などを契機に、その時の自車両１２の位置を原点１５として、自車両１２の進行方向をＹ軸、これとは垂直の方向をＸ軸とする座標平面を設定する。
【００３３】
そして、自車両１２が駐車領域を移動し終えたところで、自車両１２の移動に伴って繰り返し得られた第１、第２超音波センサ２，３それぞれの検出結果を移動物体除去部１０が照合し、その照合結果におけるずれの有無から移動物体１３か静止物体１４かを判別する。このとき、自車両１２の位置は、車速センサ６と舵角センサ７から検出した自車両１２の速度と操舵角に関する情報に基づき推定し、その時の超音波センサ２、３の測距データをもとに静止物体１４である駐車車両１６の大きさと位置に対応する障害物を障害物マップ生成部１１にてマップ上に生成する。
【００３４】
（動作）
次に、本実施形態の車載用物体判別装置１の動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００３５】
まず、ドライバのボタン操作などを契機として、そのときの自車両１２の位置を示す原点１５およびＸ−Ｙ座標平面が設定される。そして、車速センサ６と舵角センサ７により検出された自車両１２の速度と操舵角に関する情報をもとに車両移動量推定部８で自車両１２の移動量（移動方向を含む）を算出し、設定された座標平面における自車両１２の位置を推定するとともに、左側面の第１、第２超音波センサ２，３から測距データを取得する（ステップＳ１）。
【００３６】
次に、自車両１２が駐車領域を移動し終えたところで測距データの取得を停止し（ステップＳ２）、第１超音波センサ２を基準超音波センサとしてそれまで自車両１２の移動に伴って繰り返し得られた検出結果を、第１超音波センサ２から第２超音波センサ３までの距離と自車両１２の車速に基づき算出される所定時間分だけ移動させたものと、それまで自車両１２の移動に伴って繰り返し得られた第２超音波センサ３の検出結果とを移動物体除去部１０で照合する（ステップＳ３）。
【００３７】
また、移動物体除去部１０は、照合結果において、第１、第２超音波センサ２，３の検出結果にずれのある物体を移動物体、ずれのない物体を静止物体と判別する（ステップＳ４）。
【００３８】
このとき、上記した移動物体除去部１０により判別された静止物体１４のうち、両端が移動物体１３に隣接するものは、自車両１２の進行方向に対して長い移動物体１３であると推定できることから、移動物体除去部１０において、該静止物体１４を移動物体１３と判別する（ステップＳ５）。
【００３９】
次に、移動物体除去部１０は、自車両１２の移動に伴って繰り返し得られた検出結果から判別した移動物体を除去し（ステップＳ６）、その除去した検出結果に基づいて障害物マップ上に静止物体のみからなる障害物マップを、障害物マップ生成部１１にて生成し（ステップＳ７）、動作を終了する。なお、右側面の第３、第４超音波センサ４，５を用いた動作も、上記と同様である。
【００４０】
したがって、上記実施形態によれば、移動物体除去部１０は、自車両１２の左右側面それぞれにおいて、前と後側に配列された超音波センサ（２，３および４，５）のうちいずれか一方を基準超音波センサとして、自車両１２の移動に伴って繰り返し得られる該基準超音波センサの検出結果を、該基準超音波センサから他方の対象センサまでの距離を自車両１２の車速で割ることにより算出される時間分だけ移動させたものと、自車両１２の移動に伴って繰り返し得られる該対象センサの検出結果とを照合し、その照合結果においてずれのある物体を移動物体と、ずれのない物体を静止物体と判別するため、自車両１２周辺の物体が移動物体１３か静止物体１４かを精度よく判別することができる。
【００４１】
また、自車両１２周辺の物体が移動物体１３か静止物体１４かを判別するに当たり、高価なレーザーレーダを使用していないため、低コストな装置を提供できる。
【００４２】
さらに、物体が移動物体１３か静止物体１４かを判別できることにより、移動物体１３を除いた静止物体１４のみの障害物マップを生成したり、この障害物マップを用いて駐車支援システムの構築を図ることが可能になる。
【００４３】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。  
【００４４】
例えば、上記した実施形態では、自車両１２が前進移動する場合の自車両１２周辺の物体が移動物体か静止物体かを判別する車載用物体判別装置について説明したが、自車両１２が後進移動（いわゆるバック）する場合であっても、物体の判別が可能である。
【００４５】
また、上記した実施形態では、自車両１２の左右側面それぞれに前側と後側の２個ずつ超音波センサを配列したが、これ以上の超音波センサを配列してもかまわない。
【符号の説明】
【００４６】
１…      車載用物体判別装置
２…      第１超音波センサ
３…      第２超音波センサ
４…      第３超音波センサ
５…      第４超音波センサ
９…      測距データ管理部
１０…    移動物体除去部（照合手段、判別手段）  
【図１】
2013020458.tif 000003
【図２】
2013020458.tif 000004
【図３】
2013020458.tif 000005
【図４】
2013020458.tif 000006
【図５】
2013020458.tif 000007
【図６】
2013020458.tif 000008
【図７】
2013020458.tif 000009