JP2007139665A - 物体検出装置および物体検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 物体の位置を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は、超音波を射出し、該超音波の反射状態から物体との距離を検出するソナー５０を備え、このソナー５０を移動させつつ物体との距離を繰り返し検出することによって、物体の位置や輪郭を検出する装置である。この物体検出装置１０は、さらに、ソナー５０の移動距離を検出する移動距離検出部４１と、ソナー５０の移動距離と検出距離の変化量とから求められる検出結果間の距離がソナー５０の移動距離に応じて設定される連続性判断基準値内に収まっているか否かを判断することにより、検出結果の連続性を判断する連続性判断部４２とを備える。この連続性判断部４２は、物体との距離が検出され始めてからのソナー５０の移動距離が予め設定されている所定距離を越えた場合に、上記連続性判断基準値をより大きな値に持ち替える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、物体検出装置および物体検出方法に関する。

検出波（超音波）を送信してからその反射波を受信するまでの時間を計測し、該計測時間と超音波の伝播速度から検出対象物までの距離を検出する超音波センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、ノイズレベルに応じて検波しきい値および送信出力を適正に調節することにより、ノイズによる距離検出精度の低下を防止することができる超音波センサが開示されている。
特開平９−１５０７１０号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の超音波センサを用いたとしても検出結果のばらつきを完全に抑制することは困難である。一方、一般的に超音波センサは指向性が低く、検出範囲が超音波の射出方向に対して略楕円形に広がる特性を有し、超音波の反射位置（反射方向）を特定することが難しい。そのため、超音波の射出線上に反射点がない場合には、超音波の射出線上における検出物体との距離と実際の検出距離とに偏差が生じる。また、この偏差は、超音波センサと検出物体との位置関係によって変動する。

そのため、超音波センサを移動させつつ検出物体との距離を断続的に繰り返して検出し、その検出結果から検出物体の位置（配置）を推定しようとした場合、上述した検出結果のばらつきや偏差により、各検出結果が属する検出物体を正確に分別して該検出物体の位置を精度よく推定することが困難である。

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、射出した検出波の反射状態から検出物体との距離を検出するセンサを用いて物体の位置を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。

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から物体との距離を検出する距離検出手段を備え、該距離検出手段を移動させつつ物体との距離を繰り返し検出することによって、物体の位置を検出する物体検出装置において、距離検出手段の移動距離を検出する移動距離検出手段と、移動距離と物体との距離の変化量とから求められる検出結果間の距離が、移動距離に応じて設定される連続性判断基準値内に収まっているか否かを判断することにより、検出結果の連続性を判断する連続性判断手段とを備え、この連続性判断手段は、所定の基準値持ち替え条件が満足された場合に、上記連続性判断基準値を持ち替えることを特徴とする。

また、本発明に係る物体検出方法は、射出した検出波の反射状態から物体との距離を検出する距離検出手段を移動させつつ物体との距離を繰り返し検出することによって、物体の位置を検出する物体検出方法において、距離検出手段の移動距離を検出する移動距離検出ステップと、移動距離と物体との距離の変化量とから求められる検出結果間の距離が、移動距離に応じて設定される連続性判断基準値内に収まっているか否かを判断することにより、検出結果の連続性を判断する連続性判断ステップとを備え、この連続性判断ステップでは、所定の基準値持ち替え条件が満足された場合に、上記連続性判断基準値を持ち替えることを特徴とする。

本発明に係る物体検出装置または物体検出方法によれば、距離検出手段を移動させながら取得した複数の検出結果に含まれる２つの検出結果の間の距離が距離検出手段の移動距離に応じて設定される連続性判断基準値内に収まっているか否かに基づいて、該２つの検出結果の連続性が判断される。その際、所定の基準持ち替え条件が満足されたときに検出結果間の連続性を判断するための連続性判断基準値が持ち替えられるため、繰り返し検出された複数の検出結果の連続性を検出状況に応じて適切に判断することができる。そのため、各検出結果が属する検出物体を正確に分別し、物体の位置をより精度よく検出することが可能となる。

上記連続性判断手段は、物体との距離が検出され始めてからの距離検出手段の移動距離が予め設定されている所定距離を越えた場合に、連続性判断基準値をより大きな値に持ち替えることが好ましい。

また、上記連続性判断ステップでは、物体との距離が検出され始めてからの距離検出手段の移動距離が予め設定されている所定距離を越えた場合に、連続性判断基準値をより大きな値に持ち替えることが好ましい。

例えば、駐車車両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、距離検出手段が物体の位置に到達する手前から物体との距離が検出される。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検出波の反射点の移動量が少ない。一方、物体の側面を該物体と略平行に移動するときには、検出手段の移動量と反射点の移動量とは略等しく、物体の端部で反射される場合と比較すると、検出手段の移動量に対する反射点の移動量がより大きくなる。

したがって、検出初期、例えば、反射点が物体の端部から側面部に移る間は、距離検出手段の移動量に対して反射点の移動量が少なく、検出結果が冗長になる。そのため、このような領域では、連続性の判断を厳しく、すなわち適切でない検出結果（ノイズ）の除去条件を厳しくすることが好ましい。一方、反射点が物体の側面にあるときには、上述したように、検出手段の移動量に対する反射点の移動量がより大きくなり、冗長度が減少するため、連続性判断基準値をより大きく設定して、連続性の判断（ノイズの除去条件）を緩やかにすることが好ましい。

本発明に係る物体検出装置または物体検出方法によれば、物体との距離が検出され始めてからの距離検出手段の移動距離が予め設定されている所定距離を超えた場合に、該所定距離を超えない場合と比較して連続性判断基準値がより大きな値に持ち替えられる。そのため、検出結果が冗長な検出初期には連続性の判断を厳しくして検出結果のばらつきを抑えるとともに、冗長度が低下する領域では連続性の判断を緩やかにすることにより、検出途中において、連続している検出結果が誤って連続性がないと判断されてしまうことを抑制することが可能となる。

上記連続性判断手段は、物体との距離が検出され始めてからの検出結果間距離が予め設定されている所定値を越えた場合に、連続性判断基準値をより大きな値に持ち替えることが好ましい。

また、上記連続性判断ステップでは、物体との距離が検出され始めてからの検出結果間距離が予め設定されている所定値を越えた場合に、連続性判断基準値をより大きな値に持ち替えることが好ましい。

この場合には、物体との距離が検出され始めてからの検出結果間距離に基づいて検出初期であるか否かを判断することができるため、上述した場合と略同等の効果を得ることが可能となる。すなわち、検出結果が冗長な検出初期には連続性の判断を厳しくして検出結果のばらつきを抑えるとともに、冗長度が低下する領域では連続性の判断を緩やかにすることにより、検出途中において、連続している検出結果が誤って連続性がないと判断されてしまうことを抑制することが可能となる。

上記連続性判断手段は、移動距離に対する変化量の割合が予め設定されている所定値よりも小さくなった場合に、連続性判断基準値をより大きな値に持ち替えることが好ましい。

また、上記連続性判断ステップでは、移動距離に対する変化量の割合が予め設定されている所定値よりも小さくなった場合に、連続性判断基準値をより大きな値に持ち替えることが好ましい。

上述したように、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化量の割合が大きくなる。一方、物体の側面を該物体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化量の割合は略一定となる。

本発明に係る物体検出装置または物体検出方法によれば、上述した特性を利用して、移動距離に対する変化量の割合に基づいて検出初期であるか否かを判断することができるため、該変化量の割合が予め設定されている所定値よりも小さくなった場合に連続性判断基準値をより大きな値に持ち替えることにより、上述した場合と略同等の効果を得ることが可能となる。すなわち、検出結果が冗長な検出初期には連続性の判断を厳しくして検出結果のばらつきを抑えるとともに、冗長度が低下する領域では連続性の判断を緩やかにすることにより、検出途中において、連続している検出結果が誤って連続性がないと判断されてしまうことを抑制することが可能となる。

本発明に係る物体検出装置は、移動距離に対する変化量の割合が小さいほど、距離検出手段と検出波の推定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大きくなるように推定反射位置を設定する反射位置推定手段を備え、上記連続性判断手段が、角度が予め設定されている所定角度よりも大きくなった場合に、連続性判断基準値をより大きな値に持ち替えることが好ましい。

また、本発明に係る物体検出方法は、移動距離に対する変化量の割合が小さいほど、距離検出手段と検出波の推定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大きくなるように推定反射位置を設定する反射位置推定ステップを備え、上記連続性判断ステップでは、角度が予め設定されている所定角度よりも大きくなった場合に、連続性判断基準値をより大きな値に持ち替えることが好ましい。

本発明に係る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検出距離の変化量の割合が物体面の法線方向の正接と略等しくなることを利用し、距離検出手段の移動量に対する検出距離の変化量の割合が小さいほど、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大きくなるように検出波の反射位置が回転補正される。ここで、該角度に基づいて検出初期であるか否かを判断することができるため、角度が予め設定されている所定角度よりも大きくなった場合に連続性判断基準値をより大きな値に持ち替えることにより、上述した場合と略同等の効果を得ることが可能となる。すなわち、検出初期には連続性の判断を厳しくして検出結果が冗長となることを抑制して回転補正後の推定反射位置が物体の端部に集中することを防止するとともに、冗長度が低下する領域では連続性の判断を緩やかにすることにより、検出途中において、連続している検出結果が誤って連続性がないと判断されてしまうことを抑制することが可能となる。

上記連続性判断手段は、検出結果が連続性判断基準値内に収まらない場合に、該検出結果をノイズとして除去することが好ましい。

また、上記連続性判断ステップでは、検出結果が連続性判断基準値内に収まらない場合に、該検出結果をノイズとして除去することが好ましい。

検出結果が連続性判断基準値内に収まらない場合、すなわち２つの検出結果の間隔が連続性判断基準よりも大きい場合には、連続性判断基準値内に収まらない検出結果をノイズと判断して除去することにより、検出結果のばらつきが抑制されるので、物***置の検出精度を向上することが可能となる。

上記連続性判断手段は、検出結果が連続して連続性判断基準値内に収まらない場合に、検出結果の切り離しを行うことが好ましい。

また、上記連続性判断ステップでは、検出結果が連続して連続性判断基準値内に収まらない場合に、検出結果の切り離しを行うことが好ましい。

検出結果が連続して連続性判断基準値内に収まらない場合、すなわち一つの検出結果と、他の二つの検出結果それぞれとの間隔がともに連続性判断基準よりも大きい場合には、前者と後者とを異なる物体の検出結果と判断して切り離すことにより、異なる物体に対する検出結果を精度よく分離することが可能となる。

本発明によれば、検出結果間の距離が距離検出手段の移動距離に応じて設定される連続性判断基準値内に収まっているか否かを判断することにより、検出結果の連続性を判断するとともに、所定の基準値持ち替え条件が満足された場合には、該連続性判断基準値を持ち替える構成としたので、射出した検出波の反射状態から検出物体との距離を検出する距離検出手段を移動させつつ物体との距離を繰り返し検出して物体の位置を検出する物体検出装置において、各検出結果が属する検出物体を正確に分別し、物体の位置を精度よく検出することが可能となる。

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および物体検出方法について説明する。

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。

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の制御を司る移動距離検出部４１、連続性判断部４２、反射位置推定部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。この移動距離検出部４１、連続性判断部４２、反射位置推定部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。

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。

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の物体との距離を検出するソナー（超音波センサ）５０が配置されており、ソナー５０の出力すなわち駐車車両などとの距離情報が駐車支援ＥＣＵ４０へと入力される。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。

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。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。

物体検出装置１０は、上述した移動距離検出部４１、連続性判断部４２、反射位置推定部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。

移動距離検出部４１は、車輪速センサ６３の出力に基づいて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は移動距離検出手段として機能するとともに、移動距離検出ステップを実行する。

連続性判断部４２は、ソナー５０を駐車車両などに沿って移動させながら繰り返し取得した複数の検出結果に含まれる２つの検出結果の間の距離を、移動距離検出部４１で得られたソナー５０の移動距離と、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）の変化量とから求めるとともに、求められた２つの検出結果間の距離が、ソナー５０の移動距離に応じて設定される連続性判断基準値内に収まっているか否かを判断することにより、両検出結果の連続性を判断する。

ここで、検出結果が連続性判断基準値内に収まらない場合、すなわち２つの検出結果の間隔が連続性判断基準よりも大きい場合には、連続性判断基準値内に収まらない検出結果をノイズと判断して除去する。また、検出結果が連続して連続性判断基準値内に収まらない場合、すなわち、ある検出結果と、他の連続する２つの検出結果それぞれとの間隔がともに連続性判断基準よりも大きい場合には、前者と後者とを異なる物体の検出結果と判断して切り離す。なお、所定の基準持ち替え条件が満足されたときに検出結果間の連続性を判断するための連続性判断基準値が持ち替えられる。詳細は後述する。すなわち、連続性判断部４２は連続性判断手段として機能するとともに、連続性判断ステップを実行する。

反射位置推定部４３は、連続性判断部４２によってフィルタリングされた後の検出結果について、その検出距離とソナー５０の移動距離とから、ソナー５０から射出された超音波の反射位置を推定することにより、物体の位置（例えば、駐車車両の駐車位置）や輪郭などを推定する。その際、反射位置推定部４３は、ソナー５０の移動量に対する検出距離の変化量の割合が小さいほど、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大き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化量の割合が小さいほど、投影された反射位置がソナー５０のより近傍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４３は反射位置推定手段として機能するとともに、反射位置推定ステップを実行する。

また、反射位置推定部４３では、上述した回転補正を行うための前処理として、連続性判断の他に、フィルタリングされた後の検出結果で構成される点列を直線や曲線で近似してもよい。

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。

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。

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。

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。

次に、図２〜７を参照しつつ、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。より詳細には、図２に示されるように、駐車車両ＰＣ１，ＰＣ２の前方を自車両ＭＣが一旦通過した後、後進して駐車車両ＰＣ１，ＰＣ２の間に駐車する車庫入れ支援を例にして説明する。図２は車庫入れ支援における自車両ＭＣの走行経路を示す図である。

物体検出装置１０は、駐車車両ＰＣ１の前方を通過する際に、ソナー５０により駐車車両ＰＣ１との距離を断続的に繰り返して検出する。ここで、駐車車両ＰＣ１の前方を通過しつつ検出したときの検出結果を表す点列の一例を図３に模式的に示す。なお、駐車車両ＰＣ２については、駐車車両ＰＣ１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。図３において「□」はソナー５０の移動軌跡を示し、より具体的には、図３での右方向（矢印Ａ１方向）にソナー５０が取り付けられた自車両ＭＣが駐車車両ＰＣ１の前方を移動したときの軌跡を示す。一方、図３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を表す点である。本実施形態では、超音波の射出方向、すなわちソナー５０の移動方向（自車両ＭＣの進行方向）に対して垂直方向に検出距離だけ離れた位置に検出結果を示す点をプロットした。

物体検出装置１０を構成する連続性判断部４２では、得られた点列に含まれる２つの検出結果間の距離が、移動距離検出部４１で得られたソナー５０の移動距離と検出距離の変化量とから求められるとともに、求められた２つの検出結果間の距離がソナー５０の移動距離に応じて設定される連続性判断基準値内に収まっているか否かが判断されることによって両検出結果の連続性が判断され、連続性判断基準値内に収まっていない検出結果すなわち他の検出結果と連続性を有しない検出結果（以下「ノイズ」という）が除去される。ここで、図４を参照しつつノイズの除去方法についてより具体的に説明する。

まず、点列の中から３点（図４では、ａ’，ｂ’，ｃ’）の座標情報が取得されるとともに、ソナー５０の移動距離ａから次式（１）により、点ａ’を基準とする連続性判断基準値ｃが演算される。
ｃ＝Ａ×ａ ・・・（１）
ただし、Ａは係数である。また、この係数Ａは、検出結果が取得され始めてから、すなわち駐車車両ＰＣ１との距離が検出され始めてからのソナー５０の移動距離が予め設定されている所定値（例えば５０ｃｍ）を超えた場合に持ち替えられる。なお、この所定値は、例えば、検出すべき物体（本実施形態では駐車車両）であると確信を持つことができる距離に設定される。

ここで、図６を参照しつつ、係数Ａの持ち替え処理、すなわち連続性判断基準値ｃの持ち替え処理について説明する。図６は、連続性判断基準値持ち替え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。

ステップＳ１００では、障害物との距離が検出されたか否かについての判断が行われる。ここで、障害物との距離が検出されていない場合、すなわち障害物が検出されていないときには、本処理から一旦抜ける。一方、障害物との距離が検出されている場合には、ステップＳ１０２に処理が移行する。

ステップＳ１０２では、ソナー５０の移動距離が読み込まれる。そして、続くステップＳ１０４において、障害物との距離が検出され始めてからのソナー５０の移動距離が、所定値（本実施形態では、５０ｃｍ）以下であるか否かについての判断が行われる。ここで、障害物との距離が検出され始めてからのソナー５０の移動距離が所定値以下である場合には、ステップＳ１０６に処理が移行する。一方、ソナー５０の移動距離が所定値を越えているときにはステップＳ１０８に処理が移行する。

ステップＳ１０６では、ソナー５０の移動距離が所定値を越えている場合と比較して、小さな値（例えば２^１／２）が係数Ａとして設定される。よって、この場合の連続性判断基準値ｃは（２^１／２）ａとなる。

一方、ステップＳ１０８では、ソナー５０の移動距離が所定値以下の場合と比較して、大きな値（例えば２）が係数Ａとして設定される。よって、この場合の連続性判断基準値ｃは２ａとなる。このように、連続性判断基準値ｃは、障害物との距離が検出され始めてからのソナー５０の移動距離が所定値を越えた場合に、より大きな値に持ち替えられる。

図４に戻り説明を続ける。連続性判断部４２では、点ｂ’が点ａ’を基準とした連続性判断基準値ｃ内に位置しているか否かについての判断が行われる。この判断は、ソナー５０の移動距離ａと検出距離の変化量Δｄ１とから求められる点ａ’点ｂ’間距離が連続性判断基準値ｃ以下か否かを判断することにより行うことができる。ここで、点ｂ’が連続性判断基準値ｃ内に位置していない場合に、点ｂ’がノイズと判断される。一方、点ｂ’が連続性判断基準値ｃ内に位置しているときには、点ｂ’が有効なデータとして扱われる。

さらに、ソナー５０の移動距離（ａ＋ｂ）に応じた連続性判断基準値ｄが次式（２）により演算される。
ｄ＝Ａ×（ａ＋ｂ） ・・・（２）
ここで、係数Ａは、上述した方法と同一の方法で求められるので、ここでは説明を省略する。そして、点ｃ’が点ａ’を基準とした連続性判断基準値ｄ内に位置しているか否かについての判断が行われる。この判断は、上記の場合と同様に、ソナー５０の移動距離ａ＋ｂと検出距離の変化量Δｄ２とから求められる点ａ’点ｃ’間距離が連続性判断基準値ｄ以下か否かを判断することにより行うことができる。ここで、点ｃ’が連続性判断基準値ｄ内に位置しているときには、点ｃ’が有効なデータとして扱われるとともに、点ｂ’がノイズとして除去される。

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）からノイズが除去される。

続いて、連続性判断部４２では、検出結果が連続して連続性判断基準値内に収まるか否かが判断されることにより、検出結果の分離が行われる。すなわち一つの検出結果と、他の二つの検出結果それぞれとの間隔がともに連続性判断基準よりも大きい場合には、前者と後者とが異なる物体の検出結果と判断されて切り離されることにより、異なる物体に属する検出結果が分離される（以下「グルーピング」ともいう）。ここで、図５を参照しつつ点列のグルーピング方法についてより具体的に説明する。

まず、ソナー５０の移動距離ａに応じて上式（１）により、点ａ’を基準とする連続性判断基準値ｃが演算されるとともに、ソナー５０の移動距離（ａ＋ｂ）に応じた連続性判断基準値ｄが上式（２）により演算される。なお、係数Ａは、この場合も上述した方法と同一の方法で求められる。

そして、点ｂ’が点ａ’を基準とした連続性判断基準値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’を基準とした連続性判断基準値ｄ内に位置しているか否かについての判断が行われる。ここで、点ｂ’が連続性判断基準値ｃ内に位置しておらず、かつ点ｃ’が連続性判断基準値ｄ内に位置していない場合に、基準点ａ’で点列が切り離され、切り離されたそれぞれの点列が別グループに分離される。なお、点ｂ’のみが連続性判断基準値内に位置していないときには、上述したように、点ｂ’がノイズとして除去される。

点列を構成する他の検出結果について上述したグルーピング処理が順次繰り返し行われることにより、点列のグルーピングが行われる。さらに、グローピング後の点列について、例えばＲＡＮＳＡＣ（Ｒａｎｄｏｍ Ｓａｍｐｌｅ Ｃｏｎｃｅｎｓｕｓ）などのアルゴリズムを用いて直線近似および／または曲線近似を行ってもよい。ここで、ＲＡＮＳＡＣとは、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、選択されたデータから拘束条件のパラメータを計算し、残りのデータからその値の妥当性を評価する、という操作を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採用するという手法である。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ことができる。より具体的には、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。

続いて、反射位置推定部４３では、直線または曲線近似後の点列に対する回転補正角度が演算される。より詳細には、図７に示されるように、ソナー５０の移動量ｌ_ｎに対する検出距離ｄ_ｎの変化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）に基づいて点列を構成する点Ｐ_ｎごとに回転補正角度φ_ｎが演算される。そして、その演算結果に基づいて、各点Ｐ_ｎが回転補正される。
回転補正角度φ_ｎ＝ａｔａｎ｛（ｄ_ｎ＋１−ｄ_ｎ）／ｌ_ｎ｝ ・・・（３）
ただし、ｎは自然数である。

ここで、図７において「□」Ｓ_ｎは、図の左側から右方向（矢印Ａ２方向）に自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７において「○」Ｐ_ｎは、前処理後の検出結果（以下「補正前の推定反射点（推定反射位置）」ともいう）を示す。

例えば、ソナー５０がＳ_１に位置したときの検出距離がｄ_１であったとき、補正前の推定反射点はＰ_１となる。また、Ｓ_２に位置したときの検出距離がｄ_２であった場合、補正前の推定反射点はＰ_２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ｄ_１、ｄ_２、およびＳ_１とＳ_２との間隔である移動量ｌ_１を上式（３）に代入して回転補正角度φ_１を演算する。次に、求められた回転補正角度φ_１だけ進行方向に向かって推定反射点Ｐ_１を回転することにより、回転補正後の推定反射点Ｐ_１’を求める。

さらに、他の推定反射点Ｐ_ｎ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Ｐ_ｎ’により構成される点列が取得される。なお、移動量ｌ_ｎに対する検出距離の変化量（ｄ_ｎ＋１−ｄ_ｎ）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。以上のようにして、駐車車両ＰＣ１の駐車位置や輪郭が取得される。

ここで、補正前の点列および回転補正後の点列を図８に示す。図８において、「□」は補正前の推定反射点Ｐ_ｎを示し、「▲」は回転補正後の推定反射点Ｐ_ｎ’を示す。また、図８中、「○」は真の駐車位置を示す。図８に示されるように、回転補正後の推定反射点Ｐ_ｎ’は、補正前の推定反射点Ｐ_ｎと比較して、真の駐車位置とよく合致している。

駐車車両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、ソナー５０が物体にその手前から近づいて行くとき、ソナー５０の検出範囲が略楕円形に広がる特性を有するため、ソナー５０が物体の位置に到達する手前から物体との距離が検出される。このように、ソナー５０が物体の手前に位置し、物体の端部で超音波が反射される状況においては、ソナー５０の移動量に対する超音波の反射点の移動量が少ない。一方、物体の側面を該物体と略平行に移動するときには、ソナー５０の移動量と反射点の移動量とは略等しく、物体の端部で反射される場合と比較すると、ソナー５０の移動量に対する反射点の移動量がより大きくなる。

したがって、検出初期、例えば、反射点が物体の端部から側面部に移る間は、ソナー５０の移動量に対して反射点の移動量が少なく、検出結果が冗長になる。そのため、このような領域では、連続性の判断を厳しく、すなわち適切でない検出結果（ノイズ）の除去条件を厳しくすることが好ましい。一方、反射点が物体の側面にあるときには、上述したように、ソナー５０の移動量に対する反射点の移動量がより大きくなり、冗長度が減少するため、連続性判断基準値をより大きく設定して、連続性の判断（ノイズの除去条件）を緩やかにすることが好ましい。

本実施形態によれば、駐車車両などの物体との距離が検出され始めてからのソナー５０の移動距離が予め設定されている所定距離を越えた場合に、連続性判断基準値がより大きな値に持ち替えられる。そのため、検出結果が冗長な検出初期には連続性の判断を厳しくして検出結果のばらつきを抑えるとともに、冗長度が低下する領域では連続性の判断を緩やかにすることにより、検出途中において、連続している検出結果が誤って連続性がないと判断されてしまうことを抑制することができる。その結果、物体の位置や輪郭をより精度よく検出することが可能となる。

本実施形態によれば、検出結果が連続性判断基準値内に収まらない場合、すなわち２つの検出結果の間隔が連続性判断基準値よりも大きい場合には、連続性判断基準値内に収まらない検出結果がノイズとして除去される。その結果、検出結果のばらつきが抑制されるので、物***置の検出精度を向上することが可能となる。

また、本実施形態によれば、検出結果が連続して連続性判断基準値内に収まらない場合、すなわち一つの検出結果と、他の二つの検出結果それぞれとの間隔がともに連続性判断基準よりも大きい場合には、前者と後者とが異なる物体の検出結果であると判断されて切り離されるので、異なる物体に対する検出結果を精度よく分離することが可能となる。

次に、連続性判断基準値持ち替え処理の第２の処理形態について図９に示されるフローチャートを参照して説明する。この第２の処理形態は上述した第１の処理形態の変形であり、図９に示されるように、上述したステップＳ１０２，Ｓ１０４に代えてステップＳ１０２ａ，Ｓ１０４ａが実行される点で第１の処理形態と相違する。その他の処理ステップについては第１の処理形態と同一であるのでここでは説明を省略する。

第２の処理形態では、ステップＳ１０２ａにおいて、検出結果間距離が読み込まれる。なお、検出結果間距離は、上述したように、ソナー５０の移動距離と検出距離の変化量から求めることができる。そして、続くステップＳ１０４ａにおいて、障害物との距離が検出され始めてからの検出結果間距離が、所定値（例えば、７０ｃｍ）以下であるか否かについての判断が行われる。ここで、障害物との距離が検出され始めてからの検出結果間距離が所定値以下である場合には、上述したステップＳ１０６に処理が移行する。一方、検出結果間距離が所定値を越えているときには上述したステップＳ１０８に処理が移行する。このように、第２の処理形態では、連続性判断基準値が、障害物との距離が検出され始めてからの検出結果間距離が所定値を越えた場合に、より大きな値に持ち替えられる。

本処理形態によれば、駐車車両などの物体との距離が検出され始めてからの検出結果間距離に基づいて検出初期であるか否かが判断されるため、上述した第１の処理形態と略同等の効果を得ることが可能となる。すなわち、検出結果が冗長な検出初期には連続性の判断を厳しくして検出結果のばらつきを抑えるとともに、冗長度が低下する領域では連続性の判断を緩やかにすることにより、検出途中において、連続している検出結果が誤って連続性がないと判断されてしまうことを抑制することができる。その結果、物体の位置や輪郭をより精度よく検出することが可能となる。

次に、連続性判断基準値持ち替え処理の第３の処理形態について図１０に示されるフローチャートを参照して説明する。この第３の処理形態は上述した第１の処理形態の変形であり、図１０に示されるように、上述したステップＳ１０２，Ｓ１０４に代えてステップＳ１０２ｂ，Ｓ１０４ｂが実行される点で第１の処理形態と相違する。その他の処理ステップについては第１の処理形態と同一であるのでここでは説明を省略する。

第３の処理形態では、ステップＳ１０２ｂにおいて、ソナー５０の移動距離に対する検出距離の変化量の割合が演算される。そして、続くステップＳ１０４ｂにおいて、この割合が、所定値以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、該割合が所定値以上である場合には、上述したステップＳ１０６に処理が移行する。一方、該割合が所定値未満であるときには上述したステップＳ１０８に処理が移行する。このように、第３の処理形態では、連続性判断基準値が、ソナー５０の移動距離に対する検出距離の変化量の割合が所定値よりも小さくなった場合に、より大きな値に持ち替えられる。

上述したように、ソナー５０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ソナー５０の移動に伴って検出距離が短くなる。この傾向はソナー５０と物体との距離が離れているほど大きい。すなわち、ソナー５０と物体との距離が離れているほど、ソナー５０の移動量に対する検出距離の変化量の割合が大きくなる。一方、物体の側面を該物体と略平行に移動するときには、ソナー５０の移動量に対する検出距離の変化量の割合は略一定となる。

本処理形態によれば、上述した特性を利用して、ソナー５０の移動距離に対する検出距離の変化量の割合に基づいて検出初期であるか否かが判断されるため、上述した第１の処理形態と略同等の効果を得ることが可能となる。すなわち、検出結果が冗長な検出初期には連続性の判断を厳しくして検出結果のばらつきを抑えるとともに、冗長度が低下する領域では連続性の判断を緩やかにすることにより、検出途中において、連続している検出結果が誤って連続性がないと判断されてしまうことを抑制することができる。その結果、物体の位置や輪郭をより精度よく検出することが可能となる。

次に、連続性判断基準値持ち替え処理の第４の処理形態について図１１に示されるフローチャートを参照して説明する。この第４の処理形態は上述した第１の処理形態の変形であり、図１１に示されるように、上述したステップＳ１０２，Ｓ１０４に代えてステップＳ１０２ｃ，Ｓ１０４ｃが実行される点で第１の処理形態と相違する。その他の処理ステップについては第１の処理形態と同一であるのでここでは説明を省略する。ただし、第１の処理形態に係る連続性判断基準値持ち替え処理は回転補正が行われる前に実行されたが、第４の処理形態に係る連続性判断基準値持ち替え処理は回転補正の実行と並行して実施される。

第４の処理形態では、ステップＳ１０２ｂにおいて、回転補正角度φ_ｎが読み込まれる。そして、続くステップＳ１０４ａにおいて、回転補正角度φ_ｎが所定角度より大きいか否かについての判断が行われる。ここで、回転補正角度φ_ｎが所定角度より大きい場合には、上述したステップＳ１０６に処理が移行する。一方、回転補正角度φ_ｎが所定角度以下であるときには上述したステップＳ１０８に処理が移行する。このように、第４の処理形態では、回転補正角度φ_ｎが所定角度以下となった場合、すなわち、ソナー５０と回転補正後の推定反射点Ｐ_ｎ’とを結ぶ直線と、ソナー５０の移動軌跡線とに挟まれた角度が所定角度よりも大きくなった場合に、連続性判断基準値がより大きな値に持ち替えられる。

本処理形態によれば、回転補正角度φ_ｎに基づいて検出初期であるか否かが判断されるため、上述した第１の処理形態と略同等の効果を得ることが可能となる。すなわち、検出結果が冗長な検出初期には連続性の判断を厳しくして回転補正後の推定反射点の物体端部への集中を抑制するとともに、冗長度が低下する領域では連続性の判断を緩やかにすることにより、検出途中において、連続している検出結果が誤って連続性がないと判断されてしまうことを抑制することができる。その結果、物体の位置や輪郭をより精度よく検出することが可能となる。

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。

また、上記実施形態では、連続性判断基準値の持ち替えを２段階で行ったが、多段階もしくは無段階で持ち替える構成としてもよい。

さらに、駐車車両などの物体に対する自車両の移動方向を検出または推定し、該駐車車両などに対する自車両の移動方向をも考慮して連続性判断基準値の持ち替えや連続性の判断を行うようにしてもよい。

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。 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。 検出結果を表す点列の一例を示す模式図である。 ノイズの除去方法を説明するための図である。 クルーピング方法を説明するための図である。 連続性判断基準値持ち替え処理の処理手順を示すフローチャートである。 回転補正の補正方法を説明するための図である。 補正前の点列、および回転補正後の点列の一例を示す図である。 第２の処理形態に係る連続性判断基準値持ち替え処理の処理手順を示すフローチャートである。 第３の処理形態に係る連続性判断基準値持ち替え処理の処理手順を示すフローチャートである。 第４の処理形態に係る連続性判断基準値持ち替え処理の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

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…移動距離検出部、４２…連続性判断部、４３…反射位置推定部、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。

Claims (14)

1. 検出波を射出し、該検出波の反射状態から物体との距離を検出する距離検出手段を備え、該距離検出手段を移動させつつ物体との距離を繰り返し検出することによって、前記物体の位置を検出する物体検出装置において、
   前記距離検出手段の移動距離を検出する移動距離検出手段と、
   前記移動距離と前記物体との距離の変化量とから求められる検出結果間の距離が、前記移動距離に応じて設定される連続性判断基準値内に収まっているか否かを判断することにより、検出結果の連続性を判断する連続性判断手段と、を備え、
   前記連続性判断手段は、所定の基準値持ち替え条件が満足された場合に、前記連続性判断基準値を持ち替える、ことを特徴とする物体検出装置。
2. 前記連続性判断手段は、前記物体との距離が検出され始めてからの前記距離検出手段の移動距離が予め設定されている所定距離を越えた場合に、前記連続性判断基準値をより大きな値に持ち替える、ことを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
3. 前記連続性判断手段は、前記物体との距離が検出され始めてからの検出結果間距離が予め設定されている所定値を越えた場合に、前記連続性判断基準値をより大きな値に持ち替える、ことを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
4. 前記連続性判断手段は、前記移動距離に対する前記変化量の割合が予め設定されている所定値よりも小さくなった場合に、前記連続性判断基準値をより大きな値に持ち替える、ことを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
5. 前記移動距離に対する前記変化量の割合が小さいほど、前記距離検出手段と前記検出波の推定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大きくなるように前記推定反射位置を設定する反射位置推定手段を備え、
   前記連続性判断手段は、前記角度が予め設定されている所定角度よりも大きくなった場合に、前記連続性判断基準値をより大きな値に持ち替える、ことを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
6. 前記連続性判断手段は、検出結果が前記連続性判断基準値内に収まらない場合に、該検出結果をノイズとして除去する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の物体検出装置。
7. 前記連続性判断手段は、検出結果が連続して前記連続性判断基準値内に収まらない場合に、検出結果の切り離しを行う、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の物体検出装置。
8. 射出した検出波の反射状態から物体との距離を検出する距離検出手段を移動させつつ物体との距離を繰り返し検出することによって、前記物体の位置を検出する物体検出方法において、
   前記距離検出手段の移動距離を検出する移動距離検出ステップと、
   前記移動距離と前記物体との距離の変化量とから求められる検出結果間の距離が、前記移動距離に応じて設定される連続性判断基準値内に収まっているか否かを判断することにより、検出結果の連続性を判断する連続性判断ステップと、を備え、
   前記連続性判断ステップでは、所定の基準値持ち替え条件が満足された場合に、前記連続性判断基準値を持ち替える、ことを特徴とする物体検出方法。
9. 前記連続性判断ステップでは、前記物体との距離が検出され始めてからの前記距離検出手段の移動距離が予め設定されている所定距離を越えた場合に、前記連続性判断基準値をより大きな値に持ち替える、ことを特徴とする請求項８に記載の物体検出方法。
10. 前記連続性判断ステップでは、前記物体との距離が検出され始めてからの検出結果間距離が予め設定されている所定値を越えた場合に、前記連続性判断基準値をより大きな値に持ち替える、ことを特徴とする請求項８に記載の物体検出方法。
11. 前記連続性判断ステップでは、前記移動距離に対する前記変化量の割合が予め設定されている所定値よりも小さくなった場合に、前記連続性判断基準値をより大きな値に持ち替える、ことを特徴とする請求項８に記載の物体検出方法。
12. 前記移動距離に対する前記変化量の割合が小さいほど、前記距離検出手段と前記検出波の推定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大きくなるように前記推定反射位置を設定する反射位置推定ステップを備え、
    前記連続性判断ステップでは、前記角度が予め設定されている所定角度よりも大きくなった場合に、前記連続性判断基準値をより大きな値に持ち替える、ことを特徴とする請求項８に記載の物体検出方法。
13. 前記連続性判断ステップでは、検出結果が前記連続性判断基準値内に収まらない場合に、該検出結果をノイズとして除去する、ことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の物体検出方法。
14. 前記連続性判断ステップでは、検出結果が連続して前記連続性判断基準値内に収まらない場合に、検出結果の切り離しを行う、ことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の物体検出方法。

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