JP2005128603A

JP2005128603A - 物体認知装置および物体認知方法

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Publication number: JP2005128603A
Application number: JP2003360312A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Sugano; 正明菅野
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2003-10-21
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2023-10-21
Also published as: JP4416078B2

Abstract

【課題】地図データを利用して目的としない物体の検出信号を除去することができる「物体認知装置および物体認知方法」を提供することを目的とする。
【解決手段】物体認知装置１０は、自車位置を検出しその検出結果を示す自車位置信号２２を出力する自車位置検出部２０と、自車に対して相対的な移動をする物体について、自車に対する物体の相対的な距離および相対的な方向を検出し、その検出結果を示す物***置信号３２を出力する物***置検出部３０と、地図データを記憶する記憶部４０と、自車位置信号２２に基づき自車位置を基準とする地図データを記憶部４０から読出し、読み出された地図データと物***置信号３２とを照合し、物体が地図データの道路上に位置しないとき物***置信号３２をゴースト信号と判定するゴースト判定部５０とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、自車に対して相対的な移動をする物体を認知するための物体認知装置およびその方法に関し、特に、車両に搭載されるレーダー装置を用いて物体の認知を行う物体認知装置に関する。

道路上の車両や障害物を認知し障害物との衝突を回避するシステム、車間距離を測定するシステム、および前方を走行する車両を追尾するシステム等において車載用レーダー装置が利用されている。レーダー装置は、電波を送信し対象物による反射波を受信することで対象物までの距離、方向および速度等を検出するものである。

レーダー装置により位置検出等を行う場合、目的の対象物からの受信信号の他に、他の障害物等からの反射波である２次エコー信号またはゴースト信号が含まれることがある。このような信号は、位置検出精度の劣化を招き、また誤った位置検出を生じさせてしまう。

こうした問題を解決するために、特許文献１は、送信信号による受信信号を送信位相に基づいてフーリエ変換し、ゴーストになる２次エコー信号を検出してこれを除去するレーダー装置を開示している。

特開平８−１４６１２４号

しかしながら上記従来のレーダー装置を用いた位置検出には次のような課題がある。車両の走行中に、車載用レーダー装置から電波を送信すると、目的とする道路の車両からはもとより、目的としない道路内や道路沿いの種々の物体からも電波が反射してくる。後者の目的としない物体からの反射信号は雑音成分として除去する必要があるが、上記特許文献１に示す方法を用いた場合には、道路以外の対象物からの信号を効率よく除去することが難しく、またフーリエ変換等の複雑な信号処理を必要とするために処理時間および処理コストが増加してしまう。

本発明は、上記従来の課題を解決し、地図データを利用して目的としない物体の検出信号を効率よく除去することができる、物体認知装置および物体認知方法を提供することを目的とする。

本発明に係る物体認知装置は、自車位置を検出し、その検出結果を示す自車位置信号を出力する自車位置検出手段と、地図データを記憶する記憶手段と、自車に対して相対的な移動をする物体について、自車に対する物体の相対的な距離および相対的な方向を検出し、その検出結果を示す物***置信号を出力する物***置検出手段と、自車位置信号に基づき自車位置を基準とする地図データを記憶手段から読出し、読み出された地図データと物***置信号とを照合し、物体が地図データの道路上に位置しないとき物***置信号をゴースト信号と判定するゴースト判定手段とを有するものである。

本発明に係る物体認知方法は、自車位置を検出し、検出された自車位置周辺の地図データをディスプレイに表示する機能を備えたナビゲーション装置において以下のステップを有する。自車に対して相対的に移動する物体について、当該物体の相対的な距離および相対的な方向を検出し、その検出結果を示す物***置信号を出力するステップと、自車位置周辺の地図データと物***置信号とを照合し、物体が地図データの道路上に位置しないとき物***置信号をゴースト信号と判定するステップとを有する。

本発明の物体認知装置によれば、物***置信号と地図データを照合し、物体が地図データの道路上に位置しないとき、当該物***置信号をゴースト信号と判定するようにしたので、道路以外の目的としない対象物によるゴースト信号を非常に簡単にかつ効率よく除去することができる。さらに、既存のナビゲーション装置の地図データを活用することで、一層の低コスト化を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態に係る物体認知装置は、車両に搭載されて当該車両に対して相対的な運動をする物体を認知するものである。図１は物体認知装置１０の構成を示すブロック図である。すなわち、物体認知装置１０は、自車位置を検出しその検出結果を示す自車位置信号２２を出力する自車位置検出部２０と、自車に対して相対的な移動をする物体について自車に対する物体の相対的な距離および相対的な方向を検出しその検出結果を示す物***置信号３２を出力する物***置検出部３０と、地図データを記憶する記憶部４０と、自車位置信号２２に基づき自車位置を基準とする地図データを記憶部４０から読出し、読み出された地図データと物***置信号３２とを照合し、物体が地図データの道路上に位置しないとき物***置信号３２をゴースト信号と判定するゴースト判定部５０とを有している。

好ましくは、ゴースト信号と判定された物***置信号３２を除去する。またゴースト判定部５０は、物体が道路上に位置するとき当該物体を車両と判定する。物***置検出部３０は、例えばレーダーにより物体の位置を検出する車載用レーダー装置を含んで構成される。

さらに物体認知装置１０は、表示制御部６０とディスプレイ７０を含むことができる。表示制御部６０は、自車位置検出部２０によって検出された自車位置周辺の地図をディスプレイ７０に表示させ、かつ、ゴースト判定部５０により物体が地図データの道路上に位置すると判定されたとき当該物体をディスプレイの道路上に表示させる。他方、物***置信号３２がゴースト信号と判定されたとき当該物体をディスプレイ上に表示させないようにする。

次に、本発明の実施例について説明する。好ましくは本実施例に係る物体認知装置１００は、図２に示すように車載用レーダー装置２００と車載用ナビゲーション装置３００を用いて構成される。車載用レーダー装置２００は、図３に示すように、自車２１０の前方に取り付けられる。車載用レーダー装置２００は、自車２１０の走行中にその前方からレーダー波Ｒを発し、目的とする対象物からの反射波を受信することで物体の位置検出を行う。

一方、車載用ナビゲーション装置３００は、ＧＰＳ(Global Positioning System)を利用することで自車２１０の位置検出を行い、検出された自車位置周辺の地図データをハードディスク等の記憶媒体から読出してこれをディスプレイに描画するとともに自車位置マークを重ねて描画する。そして、自車２１０の移動により現在位置が変化すると、その位置変化に応じて地図がスクロールされ、現在位置が分かるようになっている。

図４は、車載用レーダー装置２００および車載用ナビゲーション装置３００の内部構成を示すブロック図である。車載用レーダー装置２００は、自車２１０の前方から一定の広がり角度（±１０度程度）でミリ波レーダーを送信する送信部２２０と、送信部２２０から一定の周期（例えば１／１０秒）でレーダー波を送信させる送信駆動部２３０と、自車２１０に対して相対的に移動する物体やそれ以外の障害物において反射された反射波を受信する受信部２４０と、受信部２４０で受けた反射波を処理することで、移動する物体の位置を解析する位置解析部２５０とを含んで構成される。位置解析部２５０は、受信信号を解析することで自車２１０に対する物体の相対的な距離および相対的な方向を解析し、これらの情報を含む物***置信号２５２を出力する。

ナビゲーション装置３００は、ＧＰＳを利用して自車位置を検出するＧＰＳ受信装置３１０と、ＧＰＳ信号との交信ができないときなどにジャイロセンサや車速センサにより自車位置を検出する自立航法用センサ３２０と、ユーザーからの指示等を入力する操作入力部３３０と、無線通信を介して他の車両との車々間通信や路車間通信を行う通信制御部３４０と、ナビゲーションに必要な地図データ等を記憶する記憶部３５０と、スピーカ３６２から音声出力をさせるための音声信号を供給する音声出力部３６０と、ディスプレイ３７２に地図や自車位置を描画させるための表示制御部３７０と、ナビゲーション機能を実行するためのプログラムや物体認知動作を実行するためのプログラムを記憶するプログラムメモリ３８０と、プログラムに従い上記各部を制御する制御部３９０とを含んで構成される。

プログラムメモリ３８０は、例えば、現在地から目的地までの最適な経路を探索するための経路探索プログラム３８２や、探索された経路に沿って目的地までの誘導を行う誘導案内プログラム３８４を含み、さらに、車載用レーダー装置２００からの物***置信号２５２がゴースト信号か否かを判定するプログラム３８６や、この判定に応じて物体の表示を制御するプログラム３８８等を記憶している。

次に本実施例による物体の認知動作について図５のフローチャートを参照して説明する。ナビゲーション装置３００が起動されると、自車２１０の現在位置がＧＰＳ受信装置３１０および／また自立航法用センサ３２０によって検出される（ステップＳ１０１）。制御部３９０は、検出結果を示す自車位置信号を受け取り、記憶部３５０が自車位置を基準とする地図データを読出す(ステップＳ１０２)。制御部３９０は、読み出した地図データをディスプレイ３７２に表示させる（ステップＳ１０３）。このとき、ディスプレイ３７２には、図６に示すように、地図データの道路Ｔ上に自車位置マークＭが重ねて描画される。

一方、車載用レーダー装置２００は、自車２１０の前方を走行する車両（物体）４００の位置検出を行う（ステップＳ１０４）。上記したように、前方を走行する車両４００からの反射波により自車２１０との相対的な距離および相対的な方向が検出され、これが物***置信号２５２としてナビゲーション装置３００側に出力される（ステップＳ１０５）。制御部３９０は、ゴースト判定プログラム３８６に従い、車載用レーダー装置２００からの物***置信号２５２を受け取り、物***置信号２５２と自車位置を基準とする地図データとの照合を行う（ステップＳ１０６）。

制御部３９０は、物***置信号２５２に基づき自車位置に対する車両４００の相対的位置を認識し、その車両位置が道路上にあるか否かを判別する(ステップＳ１０７)。車両位置が地図データの道路上に一致していれば、車両と判定する（ステップＳ１０８）。例えば図６に示すように、自車２１０に対する車両４００の相対的な位置は、自車の基準位置Ｃ１と車両４００の位置Ｃ２２とを結ぶベクトルＶで捕らえることができ、また、地図データに含まれる道路（リンク）は緯度、経度の座標データを有している。このため、物***置信号２５２と地図データをマップマッチングすることで、容易に車両４００が道路上に位置するか否かを判定することができる。

車両位置が道路上に一致していないとき、制御部３９０は、車載用レーダー装置２００によって検出された物***置信号２５２がゴースト信号であると判定する（ステップＳ１０９）。例えば図７に示すように、自車２１０の前方の道路が右側にカーブし、その前方を車両４００が走行し、かつ道路の左側に沿ってガードレール４１０が配置されているとする。このような場合、自車２１０から発射されたレーダー波Ｒの一部Ｒ１が直接に車両４００に当たらずガードレール４１０で反射されてしまい、この結果、位置解析部２５０が車両４００の本来の位置ではなく、そのゴースト（虚像）４２０の位置を検出してしまうことがある。制御部３９０は、道路上に位置しない車両はゴーストであると判定し、当該物***置信号２５２を除去する（ステップＳ１１０）。

一方、制御部３９０は、車両４００の位置が地図データの道路上に一致している場合には、図６に示すように車両４００を道路Ｔ上に描画することができ（ステップＳ１１１）、ディスプレイ上にリアリティのある表示を与えるようにしてもよい。運転者は前方の車両４００との車間距離を一定に保つための指標に利用することができる。勿論、ゴースト信号と判定された車両は地図上に示されることはない。

このように本実施例によれば、車載用レーダー装置と車両との間にあるガードレールのような反射物の影響で生じるゴーストの除去に、ナビゲーション装置に搭載の地図データを利用することができ、これにより道路以外の場所からの車両等の物体の信号を取り込まないようにすることができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

上記実施例では、物体の認知対象として車両を例にしたが、これ以外の二輪車等の移動する物体であってもよい。また、車載用レーダー装置として、ミリ波レーダーを例示したが、必ずしもこれに限定されるものではない。

上記実施例では物体認知装置を例示するが、ここにいう装置とは限定的に解釈されるべきではなく、複数の装置が結合されたシステムを含む概念である。また、好適な例として車載用レーダー装置とナビゲーション装置とを結合する構成を示したが、例えばナビゲーション装置が車載用レーダー機能を包含するものであっても良いし、その反対に車載用レーダー装置がナビゲーション機能を包含するものであっても良い。

本発明に係る物体認知装置および物体認知方法は、自車に対して相対的に移動する物体を認知する車載用装置として利用され、好ましくは、車載用レーダー装置と結合される車載用ナビゲーション装置、ナビゲーションシステム、あるいはナビゲーション機能を含むオーディオシステムにおいて利用することができる。

本発明の実施の形態に係る物体認知装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施例に係る物体認知装置の構成を示すブロック図である。車載用レーダー装置の取り付け位置を示す図である。車載用レーダー装置およびナビゲーション装置の内部構成を示すブロック図である。本実施例に係る物体認知装置の動作を示すフローチャートである。ディスプレイの表示例を示す図である。車載用レーダー装置によるゴーストの発生を説明する図である。

符号の説明

１０、１００：物体認知装置２０：自車位置検出部
３０：物***置検出部４０：記憶部
５０：ゴースト判定部６０：表示制御部
７０：ディスプレイ２００：車載用レーダー装置
２１０：自車３００：ナビゲーション装置
３１０：ＧＰＳ受信装置３２０：自立航法用センサ
３５０：記憶部３８０：プログラムメモリ

Claims

自車位置を検出し、その検出結果を示す自車位置信号を出力する自車位置検出手段と、
地図データを記憶する記憶手段と、
自車に対して相対的な移動をする物体について、自車に対する物体の相対的な距離および相対的な方向を検出し、その検出結果を示す物***置信号を出力する物***置検出手段と、
自車位置信号に基づき自車位置を基準とする地図データを記憶手段から読出し、読み出された地図データと物***置信号とを照合し、物体が地図データの道路上に位置しないとき物***置信号をゴースト信号と判定するゴースト判定手段と、を有する物体認知装置。
ゴースト判定手段は、ゴースト信号と判定された物***置信号を除去する、請求項１に記載の物体認知装置。
ゴースト判定手段は、物体が地図データの道路上に位置するとき当該物体を車両と判定する、請求項１または２に記載の物体認知装置。
物***置検出手段は、レーダーにより物体の位置を検出する車載用レーダー装置を含む、請求項１ないし３いずれかに記載の物体認知装置。
物体認知装置はさらに、自車位置周辺の地図を表示する表示手段と、前記ゴースト判定手段により物体が車両と判定されたとき当該物体を表示手段に表示させる表示制御手段とを有する、請求項１ないし４いずれかに記載の物体認知装置。
表示制御手段は、前記ゴースト判定手段により物***置信号がゴースト信号と判定されたとき、当該物体を表示手段に表示させない、請求項１ないし５いずれかに記載の物体認知装置。
自車位置を検出し、検出された自車位置周辺の地図データをディスプレイに表示する機能を備えたナビゲーション装置における移動物体の認知方法であって、
自車に対して相対的に移動する物体について、当該物体の相対的な距離および相対的な方向を検出し、その検出結果を示す物***置信号を出力するステップと、
自車位置周辺の地図データと物***置信号とを照合し、物体が地図データの道路上に位置しないとき物***置信号をゴースト信号と判定するステップとを有する物体認知方法。
前記判定するステップは、ゴースト信号と判定された物***置信号を除去し、当該物体をディスプレイに表示しない、請求項７に記載の物体認知方法。
移動物体の認知方法はさらに、物体が地図データの道路上に位置するとき、当該物体をディスプレイの道路上に表示するステップを有する、請求項７に記載の物体認知方法。
物***置信号は、自車に搭載されたレーダー装置により検出される、請求項７ないし９いずれかに記載の物体認知方法。