CN112119330B - 物体检测装置及物体检测方法 - Google Patents

Abstract

物体检测装置是搭载于移动体的装置，包括：测定部，该测定部发送电波，基于从存在于移动体的周边的检测对象的物体获得的反射波，将物体的位置、多普勒速度作为反射点来进行测定；分组处理部，该分组处理部在得到多个反射点的情况下，在对反射点是否是来自同一物体的反射点进行判定的判定结果为同一物体时，进行分组处理；移动速度计算部，该移动速度计算部基于分组处理的结果，使用同一物体的多个反射点的多普勒速度、位置，来计算同一物体的移动方向、移动速度；以及输出部，该输出部将计算出的移动方向、移动速度作为同一物体的检测结果的位置、速度的信息来进行输出。

Description

物体检测装置及物体检测方法

技术领域

本发明涉及对检测对象的物体的位置以及速度进行检测的物体检测装置及物体检测方法。

背景技术

以往，作为这种物体检测装置，可以举出以下雷达装置，该雷达装置从雷达向物体发送电波，对与物体之间的距离、角度、相对速度进行测量(例如，参照专利文献1)。这里，所测量的距离和角度依赖于物体的位置的检测。

该雷达装置为搭载于作为移动体的本车辆上的装置，作为特征结构，包括对象移动方向判定单元和对象速度计算单元。对象移动方向判定单元在将雷达的正对方向的法线方向设为X时，对物体的移动方向进行判定。即，雷达的法线方向X的正对方向为Y。对象速度计算单元基于对象移动方向判定单元的判定结果，来计算物体的速度。

具体而言，对象速度计算单元在通过对象移动方向判定单元判定为物体向X方向移动的情况下，将物体的法线方向X上的速度设为(V-Vs*cosθ)/sinθ来进行计算。其中，这里的θ为物体相对于雷达装置的正对方向Y的角度。V为雷达测量出的相对速度。Vs为本车辆的速度。*为乘法的运算符。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第4994412号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

通过上述专利文献1所涉及的雷达装置，在计算物体的速度的情况下，首先，在第1周期对象移动方向判定单元对物体的移动方向进行判定。接着，在第2周期对象速度计算单元对物体的速度进行计算。因此，在求出物体的移动方向、移动速度时，最少需要两个周期的时间。由此，在专利文献1的雷达装置中，存在导致需要相当的时间以用于检测物体的速度这一问题。

本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种物体检测装置及物体检测方法，与现有技术相比能在短时间内计算同一物体的移动方向、移动速度。

解决技术问题所采用的技术方案

为了达成上述目的，本发明的搭载于移动体的物体检测装置所涉及的一例包括：测定部，该测定部发送电波，基于从存在于移动体的周边的检测对象的物体获得的反射波，对反射点处的物体的位置、多普勒速度进行测定；分组处理部，该分组处理部在得到多个反射点作为反射点的情况下，进行分组处理，该分组处理对多个反射点是否是来自同一物体的反射点进行判定，并针对判断为是同一物体的每个反射点进行分组；移动速度计算部，该移动速度计算部基于分组处理的结果，使用同一物体的多个反射点的多普勒速度、位置，来计算同一物体的移动方向、移动速度；以及输出部，该输出部将移动速度计算部计算出的移动方向、移动速度作为同一物体的位置、速度的信息来进行输出。

为了达到上述目的，本发明的应用于移动体的物体检测方法所涉及的一例包括：第1步骤，在该第1步骤中，发送电波，基于从存在于移动体的周边的检测对象的物体获得的反射波，对反射点处的物体的位置、多普勒速度进行测定；第2步骤，在该第2步骤中，当在第1步骤中得到多个反射点作为反射点的情况下，进行分组处理，该分组处理对多个反射点是否是来自同一物体的反射点进行判定，并针对判断为是同一物体的每个反射点进行分组；第3步骤，在该第3步骤中，基于第2步骤中的分组处理的结果，使用同一物体的多个反射点的多普勒速度、位置，来计算同一物体的移动方向、移动速度；以及第4步骤，在该第4步骤中，将在第3步骤中计算出的移动方向、移动速度作为同一物体的位置、速度的信息来进行输出。

为了达到上述目的，本发明的搭载于移动体的物体检测装置所涉及的另一例包括传感器融合处理部，该传感器融合处理部从多个物体检测部获取存在于移动体的周边的检测对象的物体的位置、多普勒速度的信息，传感器融合处理部包括：相关处理部，该相关处理部对所获取到的信息是否是同一物体的信息进行判定，并且关于判断为是同一物体的信息，进行对应的相关处理；以及平滑处理部，该平滑处理部基于相关处理的结果，对同一物体的位置、多普勒速度进行平滑处理，计算同一物体的位置、速度的信息。

为了达到上述目的，本发明的应用于移动体的物体检测方法所涉及的另一例具有第1步骤，在该第1步骤中，从多个物体检测部获取存在于移动体的周边的检测对象的物体的位置、多普勒速度的信息；第2步骤，在该第2步骤中，对在第1步骤中所获取到的信息是否是同一物体的信息进行判定，并且关于判断为是同一物体的信息，进行对应的相关处理；以及第3步骤，在该第3步骤中，基于第2步骤中的相关处理的结果，对同一物体的位置、多普勒速度进行平滑处理，计算同一物体的位置、速度的信息。

发明效果

根据本发明，通过上述任意的结构或方法，与现有技术相比能在短时间内计算同一物体的移动方向、移动速度。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1所涉及的物体检测装置的基本结构的框图。

图2是表示图1所示的物体检测装置进行物体检测时的动作处理的一个示例的流程图。

图3是表示图1所示的物体检测装置进行物体检测时的动作处理的其它示例的流程图。

图4是示出了将图1所示的物体检测装置搭载于作为移动体的本车辆上、且本车辆的周边物体为其他车辆的情况下的物体检测的概要的示意图。

图5是表示本发明实施方式2所涉及的物体检测装置的基本结构的一个示例的框图。

图6是表示本发明实施方式2所涉及的物体检测装置的基本结构的其它示例的框图。

图7是表示图5所示的物体检测装置进行物体检测时的动作处理的流程图。

图8是表示图6所示的物体检测装置进行物体检测时的动作处理的流程图。

图9是示出了将图1所示的物体检测装置和图5或图6所示的物体检测装置搭载于作为移动体的本车辆上、且本车辆的周边物体为其他车辆的情况下的物体检测的概要的示意图。

具体实施方式

下面，列举几个实施方式并参照附图，对本发明的物体检测装置和物体检测方法进行详细说明。

实施方式1.

图1是示出本发明实施方式1所涉及的物体检测装置100的基本结构的框图。

参照图1，物体检测装置100包括测定部101和控制部110来构成。控制部110包括分组处理部102、移动速度计算部103、追踪处理部104以及输出部105来构成。输出部105与本车辆控制部106相连接。

实施方式1所涉及的物体检测装置100例如作为移动体搭载于本车辆上，具有发送电波并基于从本车辆的周边存在的检测对象的物体获得的反射波来进行监视的传感器功能。该物体检测装置100例如作为雷达装置来构成。因此，下面，将物体检测装置100作为具有雷达装置的功能的装置来进行说明。

物体检测装置100的测定部101中包括单个发送天线和多个接收天线。作为硬件结构，控制部110主要以经由总线相互连接的专用逻辑电路、CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)为中心包括存储器装置、I/O端口、定时器、计数器等。存储器装置使用有ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存储器)等。控制部110的分组处理部102、移动速度计算部103、追踪处理部104以及输出部105实施的处理例如设为由写入ROM中的程序来执行的处理。

若对各部的功能进行说明，则测定部101从发送天线以某个周期对本车辆的周围发送电波。另外，测定部101通过接收天线接收来自本车辆的周边存在的检测对象的物体的电波的反射波。即，测定部101生成发送天线和接收天线的每个组合的比特信号(接收结果)。由此，测定部101基于比特信号，通过公知的雷达方式，对来自在本车辆周边存在或行驶的物体的反射波进行检测。基于该反射波，测定物体的位置(距离和方位角)和多普勒速度作为反射点。此外，测定部101将测定出的反射点输出至分组处理部102。

顺便说一下，上述位置是指设为至少包含从本车辆看到的本车辆的行进方向上的反射点的位置(纵向位置)和从本车辆看到的本车辆的行进方向的法线方向上的反射点的位置(横向位置)，以下也同样。或者，可以将本车辆与反射点之间的距离、从本车辆看到的反射点的方位设为对象。此外，位置、移动速度只要不特别说明，则设为表示本车辆与物体之间的相对的位置、移动速度。

分组处理部102对从测定部101输出的反射点实施分组(分类)处理。反射点中，对于同一周期内的反射点，有时能获取多个反射点。在这种情况下，分组处理部102进行分组处理，该分组处理使用公知的聚类处理等将多个反射点中来自同一物体的反射的反射点设为一组。该分组处理中，针对属于同一组的反射点，标注表示为同一物体的标识。

聚类处理中，例如，将在关于距离的某个阈值以内的位置上存在的反射点判定为是来自同一物体的反射点，并进行分组处理。阈值是基于测定部101的位置(距离、方位角)的测定精度、设计者的设计思想而设定的。

在分组处理部102进行分组处理而得到的结果是相对于一个物体得到多个反射点的情况下，移动速度计算部103使用多个物体信息的多普勒速度、位置，来计算同一物体的移动方向、移动速度。对于该移动方向、移动速度的计算，使用作为关系式(1)的Vd_i＝V×cos(θ_i-ψ)。然而，关系式(1)中的下标i表示判定为是同一物体的反射点的索引，Vd_i表示分组处理后的反射点中第i个反射点处的多普勒速度。另外，θ_i表示分组处理后的反射点中的第i个反射点处的方位角，V表示与分组处理后的同一物体之间的相对的移动速度。此外，ψ表示分组处理后的同一物体的移动方向。

若反射点从同一物体得到，则可以认为移动方向ψ、移动速度V无论对于哪个反射点都大致相同。获得分组处理后的反射点的个数相应的关系式(1)，并且若将其作为联立方程式来求解，则能计算同一物体的移动方向ψ和移动速度V。

例如，当分组处理后的反射点的个数为两点，则可以通过联立方程式来求解关系式(2)即Vd_1＝V×cos(θ_1-ψ)和关系式(3)即Vd_2＝V×cos(θ_2-ψ)。然而，在θ_1与θ_2之差的绝对值与圆周率的整数倍基本相等的情况下，由于联立方程式无解，因此视为反射点仅能得到1点，并将该情况输出至追踪处理部104。选择两点反射点中的哪一个可以基于设计者的设计思想来进行判断。例如，可以选择相对于本车辆的距离较小的一方，也可以选择两点的中心点，还可以将该情况输出至追踪处理部104。

若分组处理后的反射点的个数为n点以上(其中n设为3以上的正整数)，则可以使用n个多普勒速度及位置(方位角)和关系式(1)，通过最小二乘法来求出移动方向ψ和移动速度V。或者，可以选择n个中的任意两点的反射点，并通过两个关系式的联立方程式来求出移动方向ψ和移动速度V。在选择两点反射点的情况下，假设若选择第l个和第m个，则可以选择(θ_l-θ_m)之差的绝对值接近(2×k+1)×π/2那样的两点，以使得移动速度V的计算精度变高。

在分组处理部102进行分组处理而得到的结果是仅获得来自同一物体的一个反射点的情况下，追踪处理部104使用公知的追踪滤波器来求出同一物体的位置和速度。同一物体的位置中包含纵向位置和横向位置。另外，同一物体的速度中包含纵向速度和横向速度。

追踪滤波器至少需要输入同一物体的纵向位置、横向位置、纵向速度和横向速度。然而，在分组处理部102进行分组处理而得到的结果是仅获得来自同一物体的一个反射点的情况下，并不输入速度。因此，向追踪滤波器输入速度是根据位置的差分来求出速度并作为速度的观测值输入至追踪滤波器的。此外，在初次检测的情况下，由于无法计算位置的差分，所以将速度的初始值设为零来进行输入。

追踪滤波器中实施平滑处理、预测处理和相关处理。追踪滤波器根据在上一个周期之前输入的观测值，对作为观测值而输入的纵向位置、横向位置、纵向速度、横向速度(以下称为同一物体的观测值)进行平滑处理和预测处理。由此，进行与所求出的同一物体的预测值(纵向位置、横向位置、纵向速度、横向速度的预测值)之间的相关处理。在相关处理中，对能通过物体的观测值和物体的预测值来推测为同一物体的值进行对应。

在平滑处理中，使用在相关处理中进行了对应的同一物体的观测值和预测值来进行平滑化(滤波处理)。其结果是，下面，将平滑化后的同一物体的纵向位置、横向位置、纵向速度和横向速度称为同一物体的平滑值。对于未在相关处理中与同一物体的预测值进行对应的同一物体的观测值，将该观测值用作平滑值的初始值。

在预测处理中，使用同一物体的平滑值来预测下一周期的同一物体的位置、速度。追踪处理部104将同一物体的平滑值作为处理结果输出至输出部105。顺便说一下，追踪处理部104中使用的公知的追踪滤波器中可以应用例如卡尔曼滤波器、α-β滤波器、α-β-γ滤波器。

输出部105在从移动速度计算部103输出了同一物体的移动方向ψ和移动速度V的情况下，转换为同一物体的纵向速度Vx和横向速度Vy。纵向速度Vx通过作为关系式(4)的Vx＝V×cos(ψ)获得。横向速度Vy通过作为关系式(5)的Vy＝V×sin(ψ)获得。

另外，对于同一物体，使用由分组处理部102判定为是来自同一物体的反射的多个反射点来计算同一物体的纵向位置和横向位置。输出部105作为这样求出的同一物体的检测结果的位置、速度的信息，向本车辆控制部106输出纵向位置、横向位置、纵向速度、横向速度。

对于同一物体的纵向位置和横向位置，可以使用多个反射点并基于设计者的设计思想来自由计算。例如，可以使用多个反射点中与本车辆的距离最小的点的位置，也可以使用多个反射点的重心位置或计算出多个反射点的平均的位置。

另外，当从追踪处理部104输出了同一物体的平滑值的情况下，输出部105将同一物体的平滑值作为同一物体的纵向位置、横向位置、纵向速度、横向速度输出至本车辆控制部106。

本车辆控制部106基于从在本车辆周边存在或行驶的同一物体的输出部105输出的信息(位置、速度)，对本车辆的动作(通过加速、停止、转向所进行的回避)进行控制。

另外，为了使物体检测装置100的检测精度进一步提高，可以实施以下处理。首先，追踪处理部104中，根据移动速度计算部103的计算结果即同一物体的移动方向ψ、移动速度V按照关系式(4)和关系式(5)来求出纵向速度Vx和横向速度Vy，并且作为观测值输入至追踪滤波器。

另外，对于输入至追踪滤波器中的作为观测值的同一物体的纵向位置、横向位置，基于设计者的设计思想，使用分组处理后的多个反射点的信息。纵向位置、横向位置的观测值例如可以使用多个反射点中与本车辆的距离最小的点的位置，也可以使用多个反射点的重心位置或计算出平均的位置。

接着，追踪处理部104使用上述公知的追踪滤波器对所输入的同一物体的位置、速度进行追踪处理，计算同一物体的位置、速度，并将这些结果输出至输出部105。

追踪处理部104可以根据输入至移动速度计算部103的分组处理的结果来变更相对于速度的滤波器增益。即，相当于相对于同一物体获得多个反射点并能计算速度的情况、以及相对于同一物体不能获得多个反射点而根据位置的差分求出速度的观测值的情况。

例如，可以认为移动速度计算部103求出的速度的精度比根据位置的差分求出的速度要好。因此，例如，在追踪处理部104是α-β滤波器的情况下，可以将移动速度计算部103能计算出速度时的增益β设定得较大。另外，在追踪处理部104为卡尔曼滤波器的情况下，可以将移动速度计算部103计算出速度时的速度的观测噪声设定得较小。

同样地，移动速度计算部103能在相对于同一物体得到更多反射点时高精度地计算速度。因此，可以设为根据追踪处理部104中相对于同一物体得到的反射点的数量来变更相对于速度的增益。例如，相对于同一物体而得到的反射点的数量越多，可以将增益设得越大。

另外，在移动速度计算部103中相对于同一物体获得三点以上的反射点并使用最小二乘法计算出速度的情况下，可以认为各反射点相对于所求出的速度的误差的平方和越小，越能够高精度地计算速度。因此，也可以根据上述误差的平方和的大小来变更相对于速度的增益。例如，误差的平方和越小，可以将增益设得越大。

图2是表示物体检测装置100进行物体检测时的动作处理的一个示例的流程图。

参照图2，首先，在步骤S201中，通过搭载于本车辆的测定部101，利用发送天线以某个周期间隔对存在于本车辆周边的检测对象的物体发送电波，并以某个周期接收来自物体的反射波。由此，获取反射点的信息。测定部101在获取反射点的信息时，对位置(距离和方位角)、多普勒速度进行测定。测定部101将检测出的反射点发送至分组处理部102。

接着，在步骤S202中，分组处理部分102对测定部101检测出的反射点，应用上述聚类处理来实施分组处理。通过实施该分组处理，对于来自物体的多个反射点，对被认为是来自同一物体的反射的反射点进行分组处理，并且标注表示被判定为是同一物体的标识。因此，前进至步骤S203，分组处理部102进行物体的反射点是否存在多个的判断。即，分组处理部102对分组处理后的反射点是否存在多个进行判断。

在判断结果是判断为物体的反射点存在多点时，分组处理部102将多个反射点的信息即多普勒速度、位置输出至移动速度计算部103。另外，在判断为物体的反射点为一点时，分组处理部102将该反射点的信息输出至追踪处理部104。

在根据上述判断结果判断为物体的反射点存在多点的情况下，在步骤S204中，移动速度计算部103使用多个反射点的信息即多普勒速度、位置来计算物体的移动速度、移动方向。另外，在根据判断结果判断为物体的反射点为一点的情况下，在步骤S205中，追踪处理部104通过上述追踪处理来计算物体的位置和速度。

在得到这些计算结果后，前进至步骤S206，移动速度计算部103将物体的移动速度、移动方向设为同一物体的检测结果的位置和速度的信息，追踪处理部104将物体的位置和速度输出到输出部105。由此，进行将物体信息(位置、速度)输出至输出部105的处理。然而，此处的物体都是同一物体。

输出部105将从移动速度计算部103获取到的物体的移动速度、移动方向、和从追踪处理部104获取到的物体的位置、速度输出至本车辆控制部106。

前进至步骤S207，本车辆控制部106基于从在本车辆周边存在或行驶的物体的输出部105输出的信息(位置、速度)，对本车辆的动作(通过加速、停止、转向所进行的回避)进行控制。

图3是表示物体检测装置100进行物体检测时的动作处理的其他示例的流程图。图3的动作处理用于使图2的动作处理的检测精度进一步提高。

然而，图3中的步骤S301、步骤S302、步骤S303、步骤S304、步骤S308和步骤S309与图2中的动作处理相同，因此省略说明。这些相当于图2中的步骤S201、步骤S202、步骤S203、步骤S204、步骤S206、步骤S207。

在图3中，在作为步骤S303的判断结果是反射点相对于同一物体为一个的情况下，前进至步骤S305，追踪处理部104根据进行了关联的上一个周期的物体的平滑值与位置之间的差分，来计算物体的纵向速度和横向速度。另外，在作为步骤S303的判断结果是反射点相对于同一物体存在多个时，前进至步骤S306，根据在步骤S304中移动速度计算部103计算出的物体的移动速度和移动方向，使用上述方法来计算物体的纵向速度、横向速度。

无论哪种情况，随后都前进至步骤S307，追踪处理部104根据分组处理后的多个反射点的信息，使用上述方法来计算物体的位置，并结合物体的纵向速度、横向速度的计算结果来用作观测值。因此，追踪处理部104使用已知的追踪滤波器对位置和速度的观测值实施追踪处理，将由此求出的位置和速度的平滑值输出至输出部105。

根据实施方式1所涉及的物体检测装置100，即使在应用了图2中说明的动作处理或图3中说明的动作处理中的任一个的情况下，也能够以比以往要短的时间来检测物体的移动方向、移动速度。其结果是，能够对物体的位置和速度高精度地进行检测。

图4是示出了将实施方式1所涉及的物体检测装置100搭载于作为移动体的本车辆10上，且本车辆10的周边物体为其他车辆11的情况下的物体检测的概要的示意图。

参照图4，这里示出了搭载于本车辆10上的物体检测装置100对周围物体的车辆11进行物体检测的情况。在物体检测装置100中，基于位置(反射点间的距离)对车辆11的两端缘处的反射点R1和R2进行分组处理，并且根据多个反射点的多普勒速度Vd_i和方位角θ_i计算移动速度V、移动方向ψ。

即，在反射点R1处方位角为θ_1，在反射点R2处方位角为θ_2。因此，可以通过联立方程式来求解上述关系式(2)的Vd_1＝V×cos(θ_1-ψ)和关系式(3)的Vd_2＝V×cos(θ_2-ψ)。其结果是，对反射点R1的方位角θ_1处的多普勒速度Vd_1、移动速度V、移动方向ψ进行检测。另外，对反射点R2的方位角θ_2处的多普勒速度Vd_2、移动速度V、移动方向ψ进行检测。

实施方式1所涉及的物体检测装置100的物体检测功能能够换称为应用于移动体的物体检测方法。该物体检测方法具有第1步骤，在该第1步骤中，发射电波，并基于从存在于移动体周边的检测对象的物体获得的反射波来对反射点处的物体的位置、多普勒速度进行测定。该第1步骤由物体检测装置100中所包括的测定部101实施。

另外，物体检测方法还包括第2步骤，在该第2步骤中，当在第1步骤中获得多个反射点作为反射点时，对多个反射点是否是来自同一物体的反射点进行判定，并且进行针对判断为是同一物体的每个反射点进行分组的分组处理。该第2步骤由物体检测装置100中所包括的控制部110的分组处理部102实施。

此外，物体检测方法包括第3步骤，在该第3步骤中，基于第2步骤中的分组处理的结果，利用同一物体的多个反射点的多普勒速度、位置来计算同一物体的移动方向、移动速度。该第3步骤由物体检测装置100中所包括的控制部110的移动速度计算部103实施。

另外，物体检测方法包括第4步骤，在该第4步骤中，将在第3步骤中计算出的移动方向和移动速度作为同一物体的位置和速度的信息进行输出。该第4步骤由物体检测装置100中所包括的控制部110的输出部105实施。

实施方式2.

图5是示出本发明实施方式2所涉及的物体检测装置100A的基本结构的一个示例的框图。

参照图5，物体检测装置100A包括：多个(这里是三台)物体检测部201～203，该物体检测部201～203对存在于本车辆的周边的检测对象的物体的位置、多普勒速度的信息进行获取；传感器融合处理部200A，该传感器融合处理部200A对通过这些物体检测部201～203而得到的物体的位置、多普勒速度的信息进行处理。

即，这里的物体检测部201～203是目标检测传感器，该目标检测传感器如雷达那样能够至少输出以某个周期对本车辆的周围的物体的位置(纵向位置、横向位置)、速度(纵向速度、横向速度)以及多普勒速度进行测定而得到的结果。

传感器融合处理部200A使用公知的传感器融合技术进行传感器融合处理。传感器融合技术是指将多个传感器输出(位置、速度)进行融合，基于各个传感器的测定精度等来对传感器输出进行组合处理的技术，例如，能例示对各个相对位置进行加权、平均化的情况。其结果是，进一步得到高精度的检测结果。

传感器融合处理部200A由相关处理部204和平滑处理部205构筑。相关处理部204对所获取到的信息是否是同一物体的信息进行判定，并且关于判断为是同一物体的信息，进行对应的相关处理。平滑处理部205基于相关处理的结果，对同一物体的位置、多普勒速度进行平滑处理，计算同一物体的位置、速度的信息。

具体而言，相关处理部204将从物体检测部201～203输出的多个物体信息中被认为是相同物体的信息进行对应。该对应能示出下述情况，即：从物体检测部201输出的物体的位置与来自物体检测部202的位置之间的距离小于某个阈值，并且作为多个物体的组合中的距离为最小的组合。或者，该对应能示出下述情况，即：从物体检测部201输出的物体的位置与来自物体检测部202的位置之间的距离和速度差小于各自所设定的某个阈值，并且作为多个物体的组合中的距离以及速度差的平方和为最小的组合。

相关处理部204针对各个物体检测部201～203的每个组合进行这样的对应。相关处理部204将从物体检测部201～203输出的多个物体信息与对应的结果一起输出到平滑处理部205。

平滑处理部205对从相关处理部204输出的物体信息中进行了对应的物体使用被对应的多个物体信息，来计算物体的纵向位置、横向位置、纵向速度和横向速度。

平滑处理部205使用对应的多个物***置来计算上述物体的位置的平滑值。位置推测值的计算例如计算多个物***置的加权平均。例如基于对来自检测精度较好的物体检测部201～203的物体的位置增大加权等、或测定精度等来进行加权。

平滑处理部205使用由相关处理部204对应的多个物体的方位角所涉及的纵向位置、横向位置、多普勒速度和实施方式1中说明的关系式(1)来计算物体的移动方向ψ和移动速度V。

若从物体检测部201～203得到的物体信息是从同一物体得到的，则认为移动速度V和移动方向ψ与从任意的物体检测部201～203得到的物体信息大致相同。

获得与对应的物体信息的个数相对应的关系式(1)，将其作为联立方程式来求解，从而能够计算移动速度V和移动方向ψ。例如，若被对应的物体信息个数为2点，则也可以用联立方程式来解实施方式1中说明的关系式(2)、关系式(3)。具体而言，能例示出以下情况：虽然将从物体检测部201和物体检测部202得到的物体信息进行了对应，但并不对来自物体检测部203的物体信息进行对应。

若被对应的物体信息个数为n个点以上(其中n设为3以上的正整数)，则可以使用n个多普勒速度及位置(方位角)和关系式(1)，通过最小二乘法来求出移动速度V和移动方向ψ。或者，可以选择n个中的任意两点的物体信息，并通过两个关系式的联立方程式来求出移动速度V和移动方向ψ。在选择两点的物体信息的情况下，假设若选择第l个和第m个，则可以选择(θ_l-θ_m)之差的绝对值接近(2×k+1)×π/2那样的两点，以使得移动速度V的计算精度变高。

平滑处理部205使用计算出的物体的移动速度V和移动方向ψ，通过实施方式1中说明的关系式(4)、关系式(5)来计算纵向速度Vx、横向速度Vy，并与上述物体的位置的推测值一起输出至本车辆控制部106。另外，平滑处理部205对于未在相关处理部204中进行相关处理的物体信息，将该物体信息即纵向位置、横向位置、纵向速度、横向速度直接输出到本车辆控制部106。

本车辆控制部106基于在本车辆周边存在或行驶的物体的位置、速度的信息，对本车辆的动作(通过加速、停止、转向所进行的回避)进行控制。

图6是示出本发明实施方式2所涉及的物体检测装置100B的基本结构的另一个示例的框图。

参照图6，该物体检测装置100B与物体检测装置100A相比，其不同点在于，除了相关处理部204和平滑处理部205之外还具有预测处理部206，以使传感器融合处理部200B中的检测精度进一步提高。这里，在平滑处理部205中使用公知的追踪滤波器来进行传感器融合处理。追踪滤波器中，除了将位置设为输入的卡尔曼滤波器之外，还能应用α-β滤波器和α-β-γ滤波器。

在传感器融合处理部200B中，通过相关处理部204，将预测处理部206在上一个周期计算出的物体的预测值与从物体检测部201～203输出的物体信息中能推测为同一物体的物体的预测值和物体的信息对应起来。该对应能应用上述的方法。平滑处理部205中，使用由相关处理部204对应起来的物体的预测值和从物体检测部201～203输出的物体信息来进行平滑化(滤波处理)，计算物体的平滑值。平滑后的纵向位置、横向位置、纵向速度、横向速度可以称为物体的平滑值。

此时，使用实施方式1中说明的关系式(1)、关系式(4)、关系式(5)，获得所计算的纵向速度、横向速度、预测值的纵向速度、横向速度、以及从与预测值对应的物体检测部201～203输出的物体信息的纵向速度、横向速度。即，获得最大5个纵向速度、横向速度。平滑处理部205使用所得到的各个纵向速度、横向速度进行平滑化，求出纵向速度、横向速度的平滑值。这里，平滑化是指例如表示进行加权平均等。另外，预测处理部206使用平滑处理部205求出的物体的平滑值，计算下一周期的位置、速度的预测值。平滑处理部205将求出的物体的平滑值输出至本车辆控制部106。

对于平滑处理部205，可以设为在对使用关系式(1)、关系式(4)、关系式(5)而计算出的纵向速度、横向速度进行平滑化的情况下，以及在对其他纵向速度和横向速度进行平滑化的情况下，变更平滑化的滤波增益。例如，可以认为通过这些关系式计算出的纵向速度和横向速度的精度比从物体检测部201～203获得的物体信息的纵向速度和横向速度更高。因此，例如，在平滑处理部205中使用的追踪滤波器是α-β滤波器的情况下，可以使相对于通过这些关系式计算出的纵向速度、横向速度的增益β增大。另外，在平滑处理部205中使用的追踪滤波器是卡尔曼滤波器的情况下，可以将相对于通过这些关系式计算出的纵向速度、横向速度的观测噪声设定得较小。

同样地，对于使用关系式(1)、关系式(4)、关系式(5)而计算出的纵向速度、横向速度，当得到与一个物体对应的物体信息较多时，能够高精度地计算速度。因此，可以设为根据相关处理部204中针对同一物体而得到的物体信息的数量来变更相对于速度的增益。例如，针对一个物体而得到的反射点的数量越多，可以将增益设得越大。此外，在相对于通过该关系式计算出的纵向速度、横向速度而获得三点以上的反射点并使用最小二乘法计算出速度的情况下，可以认为物体信息相对于所求出的速度的误差的平方和越小，越能够高精确地计算速度。因此，也可以根据误差的平方和的大小来变更相对于速度的增益。例如，误差的平方和越小，可以将增益设得越大。

图7是表示上述物体检测装置100A进行物体检测时的动作处理的流程图。

参照图7，首先，在步骤S701中，通过物体检测装置100A的传感器融合处理部200A，获取由搭载于本车辆上的各物体检测部201～203检测到的存在于本车辆的周围的物体信息。将各物体检测部201～203输出的物体信息设为至少包含物体的位置(距离和方位角)和多普勒速度、纵向速度、横向速度。

接着，在步骤S702中，相关处理部204对来自各物体检测部201～203的物体信息实施上述相关处理。通过实施该相关处理，从而对于来自各物体检测部201～203的多个物体信息，将能推测为同一物体的信息对应起来，并且标注表示判断为是同一物体的标识。然后，前进至步骤S703，相关处理部204进行是否存在多个被对应的物体信息的判断。

在该判断结果是得到多个来自同一物体的物体信息的情况下，相关处理部204将多个物体信息输出至平滑处理部205。另外，在判断结果是仅获得一个来自同一物体的物体信息的情况下，相关处理部204也将一个物体信息输出至平滑处理部205。

在平滑处理部205判断为得到多个来自同一物体的物体信息的情况下，前进至步骤S704，使用多个物体信息的多普勒速度、位置来计算物体的移动速度、移动方向，并且根据该计算结果来求出物体的纵向速度、横向速度。此外，通过上述方法对这里求出的观测值的纵向速度和横向速度以及来自各物体检测部201～203的物体的位置、速度和物体的预测值实施平滑处理，并通过追踪处理来计算位置、速度的平滑值。另外，在平滑处理部205判断为得到一个来自同一物体的物体信息的情况下，通过上述方法求出物体的纵向速度、横向速度。平滑处理部205对于任何一个计算结果，都将这些平滑值输出至本车辆控制部106。

前进至步骤S706，本车辆控制部106基于从平滑处理部205输出的在本车辆的周边存在或行驶的物体的平滑值的信息(位置、速度)来控制本车辆的动作(通过加速、停止、转向所进行的回避)。

图8是表示上述物体检测装置100B进行物体检测时的动作处理的流程图。图8的动作处理用于使图7的动作处理的检测精度进一步提高。

参照图8，首先，在步骤S801中，通过物体检测装置100B的传感器融合处理部200B，获取由搭载于本车辆上的各物体检测部201～203检测到的存在于本车辆的周围的物体信息。将各物体检测部201～203输出的物体信息设为至少包含物体的位置(距离和方位角)和多普勒速度、纵向速度、横向速度。

接着，在步骤S802中，相关处理部204对来自各物体检测部201～203的物体信息和预测处理部206在上一周期中计算出的物体的预测值实施相关处理。通过实施该相关处理，从而对于来自各物体检测部201～203的多个物体信息，将能推测为同一物体的信息对应起来，并且标注表示判定为是同一物体的标识。然后，前进至步骤S803，相关处理部204进行是否存在多个被对应的物体信息的判断。

在该判断结果是得到多个来自同一物体的物体信息的情况下，相关处理部204将多个物体信息输出至平滑处理部205。另外，在判断结果是仅获得一个来自同一物体的物体信息的情况下，相关处理部204也将一个物体信息输出至平滑处理部205。

在判断为得到多个来自同一物体的物体信息的情况下，前进至步骤S804，平滑处理部205使用多个物体信息的多普勒速度、位置来计算物体的移动速度、移动方向，并且根据该计算结果来求出物体的纵向速度、横向速度。此外，通过上述方法对这里求出的观测值的纵向速度和横向速度以及来自各物体检测部201～203的物体的位置、速度和物体的预测值实施平滑处理，并通过追踪处理来计算位置、速度的平滑值。另外，在判断为得到一个来自同一物体的物体信息的情况下，平滑处理部205通过上述方法求出物体的纵向速度、横向速度。平滑处理部205对于任何一个计算结果，都将其平滑值输出至本车辆控制部106。

前进至步骤S806，本车辆控制部106基于从平滑处理部205输出的在本车辆周边存在或行驶的物体的平滑值的信息(位置、速度)，对本车辆的动作(通过加速、停止、转向所进行的回避)进行控制。

此外，由于从平滑处理部205输出的物体的平滑值的信息(位置、速度)输入到预测处理部206，因此在步骤S807，预测处理部206使用来自平滑处理部205的平滑值来计算下一周期的物体的预测位置。该下一周期的物体的预测位置的计算结果输出至相关处理部204。

根据实施方式2所涉及的物体检测装置100A、100B，即使在应用了图7中说明的动作处理和图8中说明的动作处理中的任一个的情况下，也能够以比以往要短的时间来检测物体的移动方向、移动速度。其结果是，能够对物体的位置和速度高精度地进行检测。

图9是示出了将实施方式1所涉及的物体检测装置100、实施方式2所涉及的物体检测装置100A、或物体检测装置100B搭载于作为移动体的本车辆10上，且本车辆10的周边物体为其他车辆11的情况下的物体检测的概要的示意图。

参照图9，这里示出了通过搭载于本车辆10上的物体检测装置100、物体检测装置100A、或物体检测装置100B来对周围物体的车辆11进行物体检测的情况。在物体检测装置100、物体检测装置100A、或物体检测装置100B中，基于位置(从物体检测装置输出的物体的位置之间的距离)对车辆11的一端缘处的反射点R进行分组处理，并且根据多个反射点的多普勒速度Vd_i和方位角θ_i计算移动速度V、移动方向ψ。

即，在物体检测装置100A或物体检测装置100B中，相对于反射点R的方位角为θ_1，并且在物体检测装置100中，相对于反射点R的方位角为θ_2。因此，可以通过联立方程式来求解上述关系式(2)的Vd_1＝V×cos(θ_1-ψ)和关系式(3)的Vd_2＝V×cosos(θ_2-ψ)。其结果是，对物体检测装置100A或物体检测装置100B进行的针对反射点R的方位角θ_1处的多普勒速度Vd_1、移动速度V和移动方向ψ进行检测。另外，对物体检测装置100进行的对于反射点R的方位角θ_2处的多普勒速度Vd_2、移动速度V、移动方向ψ进行检测。

基于实施方式2所涉及的物体检测装置100、物体检测装置100A或物体检测装置100B的物体检测功能能够换称为应用于移动体的物体检测方法。该物体检测方法包括第1步骤，在该第1步骤中，从多个物体检测部获取存在于移动体周边的检测对象的物***置、多普勒速度的信息。即，该第1步骤由物体检测装置100A、100B包括的各物体检测部201～203实施。

另外，该物体检测方法还具有第2步骤，在该第2步骤中，对在第1步骤中获取到的信息是否是同一物体的信息进行判定，并且对判断为是同一物体的信息进行对应的相关处理。该第2步骤由相关处理部204来实施，该相关处理部204包括在物体检测装置100A、100B具备的传感器融合处理部200A、200B中。

此外，该物体检测方法具有第3步骤，在该第3步骤中，基于第2步骤中的相关处理的结果，对同一物体的位置、多普勒速度进行平滑处理，计算同一物体的位置、速度的信息。该第3步骤由平滑处理部205来实施，该平滑处理部205包括在物体检测装置100A、100B具备的传感器融合处理部200A、200B中。

标号说明

10本车辆，

100、100A、100B物体检测装置，

101测定部，

102分组处理部，

103移动速度计算部，

104追踪处理部，

105输出部，

106本车辆控制部，

110控制部，

200A、200B传感器融合处理部，

201～203物体检测部，

204相关处理部，

205平滑处理部，

206预测处理部。

Claims (8)

1.一种物体检测装置，该物体检测装置搭载于移动体，其特征在于，包括：

测定部，该测定部发送电波，基于从存在于所述移动体的周边的检测对象的物体获得的反射波，对反射点处的该物体的位置、多普勒速度进行测定；

分组处理部，该分组处理部在得到多个反射点作为所述反射点的情况下进行分组处理，该分组处理对该多个反射点是否是来自同一物体的反射点进行判定，并针对判断为是该同一物体的每个反射点进行分组；

移动速度计算部，该移动速度计算部基于所述分组处理的结果，使用所述同一物体的多个反射点的所述多普勒速度、所述位置，来计算该同一物体的移动方向、移动速度；以及

输出部，该输出部将所述移动速度计算部计算出的所述移动方向、所述移动速度作为所述同一物体的位置、速度的信息来进行输出，

在所述分组处理部判断为是所述同一物体的情况下，所述移动速度计算部使用以下关系式

Vd_i＝V×cos(θ_i-ψ)，

来同时计算所述移动方向和所述移动速度，

其中，所述关系式中，下标i表示判定为是同一物体的反射点的索引，Vd_i表示分组处理后的反射点中第i个反射点处的多普勒速度，θ_i表示分组处理后的反射点中第i个反射点处的方位角，V表示与分组处理后的同一物体之间的相对的移动速度，ψ表示分组处理后的同一物体的移动方向。

2.如权利要求1所述的物体检测装置，其特征在于，

包括追踪处理部，该追踪处理部在所述分组处理部判断为不是所述同一物体的情况下，使用来自各个物体的反射波来同时计算该各个物体的移动方向、移动速度。

3.如权利要求2所述的物体检测装置，其特征在于，

所述追踪处理部基于所述移动速度计算部的计算结果即所述移动方向、所述移动速度，进一步计算所述同一物体的所述移动方向、所述移动速度。

4.一种物体检测方法，该物体检测方法应用于移动体，其特征在于，包括：

第1步骤，在该第1步骤中，发送电波，基于从存在于所述移动体的周边的检测对象的物体获得的反射波，对反射点处的该物体的位置、多普勒速度进行测定；

第2步骤，在该第2步骤中，当在所述第1步骤中得到多个反射点作为所述反射点的情况下，进行分组处理，该分组处理对该多个反射点是否是来自同一物体的反射点进行判定，并针对判断为是该同一物体的每个反射点进行分组；

第3步骤，在该第3步骤中，基于所述第2步骤中的所述分组处理的结果，使用所述同一物体的多个反射点的所述多普勒速度、所述位置，来计算该同一物体的移动方向、移动速度；以及

第4步骤，在该第4步骤中，将在所述第3步骤中计算出的所述移动方向、所述移动速度作为所述同一物体的位置、速度的信息来进行输出，

在所述第3步骤中，在所述第2步骤中判断为是所述同一物体的情况下，使用以下关系式

Vd_i＝V×cos(θ_i-ψ)，

来同时计算所述移动方向和所述移动速度，

其中，所述关系式中，下标i表示判定为是同一物体的反射点的索引，Vd_i表示分组处理后的反射点中第i个反射点处的多普勒速度，θ_i表示分组处理后的反射点中第i个反射点处的方位角，V表示与分组处理后的同一物体之间的相对的移动速度，ψ表示分组处理后的同一物体的移动方向。

5.如权利要求4所述的物体检测方法，其特征在于，

在所述第3步骤中，在所述第2步骤中判断为不是所述同一物体的情况下，通过追踪处理部使用来自各个物体的反射波来同时计算该各个物体的移动方向、移动速度。

6.如权利要求5所述的物体检测方法，其特征在于，

在所述第3步骤中，通过所述追踪处理部进一步计算所述同一物体的所述移动方向、所述移动速度。

7.一种物体检测装置，该物体检测装置搭载于移动体，其特征在于，

包括传感器融合处理部，该传感器融合处理部从多个物体检测部获取存在于所述移动体的周边的检测对象的物体的位置、多普勒速度的信息，

所述传感器融合处理部包括：

相关处理部，该相关处理部对所获取到的所述信息是否是同一物体的信息进行判定，并且关于判断为是该同一物体的信息，进行对应的相关处理；以及

平滑处理部，该平滑处理部基于所述相关处理的结果，对所述同一物体的位置、多普勒速度进行平滑处理，计算所述同一物体的位置、速度的信息，

在所述相关处理部判断为是所述同一物体的情况下，所述平滑处理部使用以下关系式

Vd_i＝V×cos(θ_i-ψ)，

来同时计算所述同一物体的移动方向和移动速度，

其中，所述关系式中，下标i表示判定为是同一物体的信息的索引，Vd_i表示相关处理后的信息中第i个信息处的多普勒速度，θ_i表示相关处理后的信息中第i个信息处的方位角，V表示与相关处理后的同一物体之间的相对的移动速度，ψ表示相关处理后的同一物体的移动方向。

8.一种物体检测方法，该物体检测方法应用于移动体，其特征在于，包括：

第1步骤，在该第1步骤中，从多个物体检测部获取存在于所述移动体的周边的检测对象的物体的位置、多普勒速度的信息；

第2步骤，在该第2步骤中，对在所述第1步骤中获取到的所述信息是否是同一物体的信息进行判定，并且关于判断为是该同一物体的信息，进行对应的相关处理；以及

第3步骤，在该第3步骤中，基于所述第2步骤中的所述相关处理的结果，对所述同一物体的位置、多普勒速度进行平滑处理，计算所述同一物体的位置、速度的信息，

在所述第2步骤中判断为是所述同一物体的情况下，在所述第3步骤中使用以下关系式

Vd_i＝V×cos(θ_i-ψ)，

来同时计算所述同一物体的移动方向和移动速度，

其中，所述关系式中，下标i表示判定为是同一物体的信息的索引，Vd_i表示相关处理后的信息中第i个信息处的多普勒速度，θ_i表示相关处理后的信息中第i个信息处的方位角，V表示与相关处理后的同一物体之间的相对的移动速度，ψ表示相关处理后的同一物体的移动方向。