JP2013057584A - Object detection device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an object detection device capable of surely detecting by a radar even a low-reflection object such as a pedestrian for a radar transmission signal.SOLUTION: The object detection device includes: an object type determination unit 102 for determining the type of an object 40 based on an image captured by a camera 100 mounted on a vehicle; a radar object detection unit 211 for detecting information on the object 40 based on a reception signal of a radar 20 mounted on the vehicle to transmit an electromagnetic wave; and a radar control unit 200 for controlling the radar 20. The radar control unit 200 controls at least one of the distance resolution, the speed resolution, the angle resolution, the transmission power and the reception gain of the radar 20 and the type of a transmission antenna according to the type of the object 40 detected by the object type detection unit 102.

Description

この発明は、車両の近辺に存在する物体を検出する物体検出装置に関し、特に、歩行者のようなレーダの送信信号に対する低反射物体であっても検出することができる物体検出装置に関する。   The present invention relates to an object detection device that detects an object that exists in the vicinity of a vehicle, and more particularly, to an object detection device that can detect even a low reflection object with respect to a transmission signal of a radar such as a pedestrian.

従来から、車両に搭載されたレーダによって測定される自車と物体との相対距離、相対速度、水平方向角度、反射強度等の測定結果は、自車と自車の進行方向線上の前方車両との車間距離を一定に保つ車間距離制御システム、滞環境下で自車の進行方向線上の前方車両に追従走行を行う低車速追従走行システム、車間距離制御システムの機能を停止制御まで拡張した全車速域車間距離制御システム、自車の進行方向線上の前方車両に追突する可能性がある場合に自動的に緊急制動を行い、追突被害を軽減する衝突被害軽減ブレーキシステム等で、ドライバの運転負荷軽減、利便性向上、危険に対する注意喚起、事故回避／被害軽減等を狙った走行支援システムに活用されている。一般的にレーダは、画像センサと比べて物体との相対距離、相対速度を測定することに優れている。   Conventionally, measurement results of relative distance, relative speed, horizontal angle, reflection intensity, etc. between the vehicle and the object measured by the radar mounted on the vehicle have The vehicle distance control system that keeps the distance between the vehicles constant, the low vehicle speed tracking system that follows the vehicle ahead in the direction of travel of the vehicle in a congested environment, and the vehicle speed that extends the functions of the distance control system to stop control. The driver's driving load is reduced by the inter-vehicle distance control system, the collision damage reduction brake system that automatically reduces the rear-end collision damage by automatically braking when there is a possibility of a rear-end collision with the vehicle ahead in the direction of travel of the host vehicle. It is used in driving support systems that aim to improve convenience, alert attention to danger, avoid accidents, and reduce damage. In general, a radar is superior to an image sensor for measuring a relative distance and a relative speed with respect to an object.

又、車両に搭載されたカメラ等の画像センサによって測定される自車の前方車線、物体の種類、自車と物体との相対距離、水平方向角度などの測定結果は、車線内の自車の走行を維持支援するように自動的に操舵を制御する車線維持支援システム、夜間走行時に前方の歩行者に対するドライバの認知を支援する歩行者認知支援システム、自車線上の物体に追突する可能性がある場合に自動的に緊急制動を行い追突被害を軽減する衝突被害軽減ブレーキシステム等の走行支援システムで活用されている。一般的に画像センサは、レーダと比べて物体の種類を測定することに優れている。   In addition, measurement results such as the front lane of the vehicle, the type of object, the relative distance between the vehicle and the object, and the horizontal angle measured by an image sensor such as a camera mounted on the vehicle Lane maintenance support system that automatically controls steering so as to support driving, pedestrian recognition support system that supports driver's recognition to pedestrians ahead during night driving, and possibility of colliding with an object on its own lane In some cases, it is used in driving support systems such as a collision damage reduction brake system that automatically performs emergency braking to reduce rear-end collision damage. In general, an image sensor is superior to measuring an object type as compared to a radar.

更に、前述のレーダ及び画像センサを組み合わせた歩行者検出技術が知られている。例えば、特許文献１には、カメラ画像にて判定した物体種類に対応付けたレーダ検出用閾値を選択し、選択した閾値を用いてレーダ検出を実行している。   Furthermore, a pedestrian detection technique that combines the aforementioned radar and image sensor is known. For example, in Patent Literature 1, a radar detection threshold value associated with an object type determined from a camera image is selected, and radar detection is executed using the selected threshold value.

特開２００９−１７４９００号公報JP 2009-174900 A

歩行者のようなレーダの送信信号に対する低反射物体を検出するために、特許文献１に開示された技術を用いて、レーダ検出用の閾値を車両検出用から歩行者検出用に低くすると、ノイズ等により本来検出すべきではない物体が偽像として発生する恐れがある。   In order to detect a low-reflection object with respect to a radar transmission signal such as a pedestrian, if the radar detection threshold is lowered from vehicle detection to pedestrian detection using the technique disclosed in Patent Document 1, noise will be detected. For example, an object that should not be detected may be generated as a false image.

又、自車の前方に、レーダの送信信号に対する反射強度が低い歩行者等の低反射物体と反射強度が高い車両等の高反射物体が存在する場合、低反射物体の反射強度は、高反射物体の反射強度に吸収されて埋もれてしまい、レーダ検出用閾値を反射強度が低い歩行者等の低反射物体用の閾値とした場合でも、歩行者のような低反射物体を検出し難くなる課題もある。   In addition, when there are low-reflection objects such as pedestrians with low reflection intensity for radar transmission signals and high-reflection objects such as vehicles with high reflection intensity in front of the vehicle, the reflection intensity of the low reflection object is high reflection. A problem that makes it difficult to detect low-reflection objects such as pedestrians even when the radar detection threshold is set to be a threshold for low-reflection objects such as pedestrians with low reflection intensity because they are absorbed by the reflection intensity of objects. There is also.

この発明は、従来の装置に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであり、歩行者のようなレーダの送信信号に対する低反射物体であってもレーダにより確実に検出することができる物体検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems in the conventional apparatus, and can reliably detect even a low-reflecting object with respect to a radar transmission signal such as a pedestrian by a radar. It is an object to provide an object detection device capable of

この発明による物体検出装置は、車両の少なくとも前方に存在する物体を検出する物体検出装置であって、前記車両に搭載されたカメラによって撮像された画像に基づいて前記物体の種類を判定する物体種類判定部と、前記車両に搭載された電磁波を送信するレーダの受信信号に基づいて前記物体に関する情報を検出するレーダ物体検出部と、前記レーダを制御するレーダ制御部とを備え、前記レーダ制御部は、前記物体種類判定部が判定した前記物体の種類に応じて、前記レーダの距離分解能と、速度分解能と、角度分解能と、送信電力と、受信ゲインと、送信アンテナの種類の切り替えと、のうちの少なくとも一つを制御することを特徴とするものである。   An object detection apparatus according to the present invention is an object detection apparatus that detects an object that exists at least in front of a vehicle, and that determines an object type based on an image captured by a camera mounted on the vehicle. A radar control unit comprising: a determination unit; a radar object detection unit that detects information on the object based on a reception signal of a radar that transmits an electromagnetic wave mounted on the vehicle; and a radar control unit that controls the radar. According to the type of the object determined by the object type determination unit, the distance resolution, speed resolution, angular resolution, transmission power, reception gain, and transmission antenna type switching of the radar It is characterized by controlling at least one of them.

又、この発明による物体検出装置は、車両の少なくとも前方に存在する物体を検出する物体検出装置であって、前記車両に搭載されたカメラによって撮像された画像に基づいて前記物体の種類を判定する物体種類判定部と、前記車両に搭載されたレーザを送信するレーダの受信信号に基づいて前記物体に関する情報を検出するレーダ物体検出部と、前記レーダを制御するレーダ制御部とを備え、前記レーダ制御部は、前記物体種類判定部が判定した前記物体の種類に応じて、前記レーダの照射角度単位と、照射出力と、のうち少なくとも一つを制御することを特徴とするものである。   An object detection apparatus according to the present invention is an object detection apparatus that detects an object existing at least in front of a vehicle, and determines the type of the object based on an image captured by a camera mounted on the vehicle. An object type determination unit; a radar object detection unit that detects information about the object based on a reception signal of a radar that transmits a laser mounted on the vehicle; and a radar control unit that controls the radar. The control unit controls at least one of an irradiation angle unit of the radar and an irradiation output according to the type of the object determined by the object type determination unit.

この発明による物体検出装置によれば、電磁波を送信するレーダを制御するレーダ制御部は、物体種類判定部が判定した物体の種類に応じて、レーダの距離分解能と、速度分解能と、角度分解能と、送信電力と、受信ゲインと、送信アンテナの種類の切り替えと、のうちの少なくとも一つを制御するように構成されているので、歩行者のようなレーダの送信信号に対する低反射物体であってもレーダにより確実に検出することができる。 According to the object detection apparatus of the present invention, the radar control unit that controls the radar that transmits the electromagnetic wave includes the radar distance resolution, the speed resolution, and the angle resolution according to the type of the object determined by the object type determination unit. Since it is configured to control at least one of transmission power, reception gain, and transmission antenna type switching, it is a low-reflective object for radar transmission signals such as pedestrians. Can be reliably detected by the radar.

又、この発明による物体検出装置によれば、レーザを送信するレーダを制御するレーダ制御部は、物体種類判定部が判定した物体の種類に応じて、レーダの照射角度単位と、照射出力とのうち少なくとも一つを制御するように構成されているので、歩行者のようなレーダの送信信号に対する低反射物体であってもレーダにより確実に検出することができる。   Further, according to the object detection apparatus of the present invention, the radar control unit that controls the radar that transmits the laser determines the radar irradiation angle unit and the irradiation output according to the type of the object determined by the object type determination unit. Since at least one of them is configured to be controlled, even a low reflection object for a radar transmission signal such as a pedestrian can be reliably detected by the radar.

この発明の実施の形態１による物体検出装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the object detection apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による物体検出装置を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining the object detection apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による物体検出装置を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the object detection apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による物体検出装置の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the object detection apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２による物体検出装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the object detection apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２による物体検出装置を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the object detection apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３による物体検出装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the object detection apparatus by Embodiment 3 of this invention.

以下、この発明に係る物体検出装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the object detection device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be described with the same reference numerals.

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による物体検出装置を示すブロック図である。図１に於いて、車両に設けられた物体検出装置１は、画像センサ１０と、電磁波を照射すると共にその反射波を受信するレーダ２０とを備えている。車両に設けられた車両制御部３０は、レーダ物体検出部２１１により検出した物体４０のデータに基づいて車両を制御する。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an object detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, an object detection apparatus 1 provided in a vehicle includes an image sensor 10 and a radar 20 that irradiates an electromagnetic wave and receives a reflected wave thereof. The vehicle control unit 30 provided in the vehicle controls the vehicle based on the data of the object 40 detected by the radar object detection unit 211.

画像センサ１０は、カメラ１００と、カメラ物体検出部１０１と、物体種類判定部１０２とを備える。カメラ１００は、例えば、ＣＣＤ(Charge Coupled Devices)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子で構成され、車両前方の画像を撮像し、その画像の画像データをカメラ物体検出部１０１に出力する。尚、カメラ１００として、複数のカメラを組み合わせた構成されたステレオカメラや赤外線カメラを用いてもよい。   The image sensor 10 includes a camera 100, a camera object detection unit 101, and an object type determination unit 102. The camera 100 is configured by an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Devices) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), for example, captures an image in front of the vehicle, and outputs image data of the image to the camera object detection unit 101. . As the camera 100, a stereo camera or an infrared camera configured by combining a plurality of cameras may be used.

カメラ物体検出部１０１と物体種類判定部１０２は、汎用のＣＰＵ(Central Processing Unit)等で構成される。カメラ物体検出部１０１は、カメラ１００により撮像された画像データを画像処理して物体４０を検出し、検出した物体４０の車両からのおおよその距離等のデータを物体種類判定部１０２に出力する。物体種類判定部１０２は、パターンマッチング手法等により物体４０の種類を判定する。物体種類判定部１０２により判定された物体４０の種類(歩行者等)は、車両から物体４０までのおおよその距離と共に、後述するレーダ制御部２００に出力される。   The camera object detection unit 101 and the object type determination unit 102 are configured by a general-purpose CPU (Central Processing Unit) or the like. The camera object detection unit 101 performs image processing on image data captured by the camera 100 to detect the object 40, and outputs data such as an approximate distance of the detected object 40 from the vehicle to the object type determination unit 102. The object type determination unit 102 determines the type of the object 40 by a pattern matching method or the like. The type (pedestrian or the like) of the object 40 determined by the object type determination unit 102 is output to the radar control unit 200 described later along with the approximate distance from the vehicle to the object 40.

レーダ２０は、レーダ制御部２００、制御電圧発生器２０１、電圧制御発振器であるＶＣＯ(Voltage Controlled Oscillator)２０２、分配器２０３、送信アンプ２０４、電磁波を送信する送信アンテナ２０５、受信アンテナ２０６、ミキサ２０７、受信アンプ２０８、Ａ／Ｄコンバータ２０９、高速フーリエ変換器であるＦＦＴ(Fast Fourier Transform）２１０、及びレーダ物体検出部２１１を備えている。レーダ２０のレーダ方式は、ミリ波を用いたＦＭＣＷ(Frequency Modulation Continuous Wave)方式としている。又、レーダ制御部２００とレーダ物体検出部２１１は、専用のロジック回路や、汎用のＣＰＵ、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)内のプログラム、或いは両者の組み合わせにより構成されている。   The radar 20 includes a radar control unit 200, a control voltage generator 201, a voltage controlled oscillator VCO (Voltage Controlled Oscillator) 202, a distributor 203, a transmission amplifier 204, a transmission antenna 205 that transmits electromagnetic waves, a reception antenna 206, and a mixer 207. A receiving amplifier 208, an A / D converter 209, an FFT (Fast Fourier Transform) 210, which is a fast Fourier transformer, and a radar object detection unit 211. The radar system of the radar 20 is an FMCW (Frequency Modulation Continuous Wave) system using millimeter waves. The radar control unit 200 and the radar object detection unit 211 are configured by a dedicated logic circuit, a general-purpose CPU, a program in a DSP (Digital Signal Processor), or a combination of both.

レーダ２０は、物体４０の種類に応じて、レーダ制御部２００によりレーダ検出モードを切り替えるように構成されている。具体的には、レーダ制御部２００は、物体種類判定部１０２により判定された物体４０の種類が歩行者である場合は、レーダ２０のレーダ検出モードを歩行者検出モードとし、物体種類判定部１０２により判定された物体４０の種類が歩行者以外である場合は、レーダ２０のレーダ検出モードを通常モードに切り替える。   The radar 20 is configured to switch the radar detection mode by the radar control unit 200 according to the type of the object 40. Specifically, when the type of the object 40 determined by the object type determination unit 102 is a pedestrian, the radar control unit 200 sets the radar detection mode of the radar 20 to the pedestrian detection mode, and sets the object type determination unit 102. When the type of the object 40 determined by the above is other than a pedestrian, the radar detection mode of the radar 20 is switched to the normal mode.

尚、以下の説明では、物体４０の種類が歩行者か歩行者以外かに応じて、レーダ検出モードを切り替える場合について説明するが、物体４０の種類が3種類以上である場合には、夫々の物体４０の種類に応じて、レーダ検出モードを切り替えるようにしても良い。   In the following description, a case where the radar detection mode is switched according to whether the type of the object 40 is a pedestrian or a non-pedestrian will be described. However, when there are three or more types of the object 40, The radar detection mode may be switched according to the type of the object 40.

ここで、前述の歩行者検出モードについて詳細に説明する。この発明の実施の形態１に於ける物体検出装置に於いて、歩行者検出モードは、下記の態様（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のうちの少なくとも1つの態様の実施により実行される。
（ａ）通常モードに比べて、レーダ２０の距離分解能と速度分解能と角度分解能とのうちの少なくとも１つを高くする。
（ｂ）通常モードに比べて、送信電力や受信ゲインを大きくする。
（ｃ）通常モードに比べて、送信アンテナ２０５を高ゲインアンテナに切り替える。 Here, the above-described pedestrian detection mode will be described in detail. In the object detection device according to the first embodiment of the present invention, the pedestrian detection mode is executed by implementing at least one of the following modes (a), (b), and (c). .
(A) At least one of the distance resolution, speed resolution, and angle resolution of the radar 20 is increased as compared with the normal mode.
(B) Increase transmission power and reception gain compared to the normal mode.
(C) Compared to the normal mode, the transmitting antenna 205 is switched to a high gain antenna.

先ず、前述の歩行者検出モードの態様（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のうち、態様（ａ）に於けるレーダ２０の距離分解能と、速度分解能を高くすること、により実行される歩行者検出モードについて説明する。図２は、この発明の実施の形態１による物体検出装置を説明する波形図である。ＦＭＣＷ方式のレーダ２０は、図２に示すように、レーダから送信する送信信号の周波数を線型に増加と減少を繰り返すように変調し、この変調された送信信号を物体に対して送受信して物体を検出する。ここで、ｃを光速、λを送信信号の波長、ΔＦを送信信号の変調周波数幅、Ｔｍを送信信号の繰返し周期であるとすると、レーダ２０の距離分解能ΔＲと速度分解能ΔＶは、下記の式（１）及び（２）により表される。

Figure 2013057584
First, of the above-described modes (a), (b), and (c) of the pedestrian detection mode, walking executed by increasing the distance resolution and the speed resolution of the radar 20 in the mode (a). The person detection mode will be described. FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the object detection apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the FMCW radar 20 modulates the frequency of the transmission signal transmitted from the radar so as to repeatedly increase and decrease linearly, and transmits and receives the modulated transmission signal to and from the object. Is detected. Here, assuming that c is the speed of light, λ is the wavelength of the transmission signal, ΔF is the modulation frequency width of the transmission signal, and Tm is the repetition period of the transmission signal, the distance resolution ΔR and the velocity resolution ΔV of the radar 20 are It is represented by (1) and (2).
Figure 2013057584

式（１）から、変調周波数幅ΔＦを大きくすればレーダ２０の距離分解能ΔＲが高くなることが分かる。又、式（２）から、送信信号の繰り返し周期Ｔｍを大きくすればレーダ２０の速度分解能ΔＶが高くなることが分かる。従って、距離分解能ΔＲを高くして歩行者検出モードとする場合は、レーダ制御部２００は、通常モードに比べて、物体４０と車両との間のおおよその距離に基づいてレーダ２０の制御電圧発生器２０１の変調周波数幅ΔＦを拡大する。又、距離分解能ΔＶを高くして歩行者検出モードとする場合は、レーダ制御部２００は、通常モードに比べて、物体４０に対する車両のおおよその速度に基づいてレーダ２０の制御電圧発生器２０１の繰り返し周期Ｔｍを拡大する。   From equation (1), it can be seen that the distance resolution ΔR of the radar 20 increases as the modulation frequency width ΔF is increased. Also, it can be seen from equation (2) that the speed resolution ΔV of the radar 20 increases as the repetition period Tm of the transmission signal is increased. Accordingly, when the distance resolution ΔR is increased and the pedestrian detection mode is set, the radar control unit 200 generates the control voltage of the radar 20 based on the approximate distance between the object 40 and the vehicle as compared with the normal mode. The modulation frequency width ΔF of the device 201 is expanded. In addition, when the distance resolution ΔV is increased and the pedestrian detection mode is set, the radar control unit 200 uses the control voltage generator 201 of the radar 20 based on the approximate speed of the vehicle with respect to the object 40 as compared with the normal mode. The repetition period Tm is expanded.

これにより、歩行者と他の物体を分離検出可能な分解能に高め、レーダから送信されたビームに対して反射強度が低い歩行者と反射強度が強い車両が混在しても、歩行者の反射強度が車両の反射強度に吸収されず、歩行者を検出することができる。   As a result, the pedestrian and other objects can be separated and detected with high resolution, and even if a pedestrian with low reflection intensity and a vehicle with high reflection intensity are mixed with the beam transmitted from the radar, the reflection intensity of the pedestrian Is not absorbed by the reflection intensity of the vehicle, and a pedestrian can be detected.

ここで、図２に示すレーダ２０からの送信信号の周波数の上昇区間Ａのビート周波数スペクトルのピーク周波数をｆｂｕ、下降区間Ｂのビート周波数スペクトルのピーク周波数をｆｂｄとすると、物体４０の最大検出距離Ｒｍａｘは、下記の式（３）により表される。

Figure 2013057584
Here, if the peak frequency of the beat frequency spectrum in the rising section A of the frequency of the transmission signal from the radar 20 shown in FIG. 2 is fbu and the peak frequency of the beat frequency spectrum in the falling section B is fbd, the maximum detection distance of the object 40 Rmax is represented by the following formula (3).
Figure 2013057584

式（３）に示すように、物体４０の最大検出距離Ｒｍａｘは、変調周波数幅ΔＦ、繰返し周期Ｔｍに伴って変化することになるので、歩行者検出モードでのみ、歩行者のおおよその距離に基づいて、変調周波数幅ΔＦ、繰返し周期Ｔｍを拡大するのである。   As shown in the equation (3), the maximum detection distance Rmax of the object 40 changes with the modulation frequency width ΔF and the repetition period Tm. Therefore, only in the pedestrian detection mode, the approximate distance of the pedestrian is set. Based on this, the modulation frequency width ΔF and the repetition period Tm are expanded.

次に、前述の態様（ａ）に於ける、角度分解能を高くすることにより実施する歩行者検出モードについて説明する。アンテナ素子を2次元に配列して構成されるアレイ状のアンテナ素子をレーダに使用する場合、使用するアンテナ素子の数に応じてビーム幅は変化する。図３は、この発明の実施の形態１による物体検出装置を説明する説明図であり、（Ａ）は使用するアンテナ素子数を多くした場合、（Ｂ）は使用するアンテナ素子数を少なくした場合、を示す。   Next, the pedestrian detection mode implemented by increasing the angular resolution in the above-described aspect (a) will be described. When an arrayed antenna element configured by two-dimensionally arranging antenna elements is used for radar, the beam width changes according to the number of antenna elements used. 3A and 3B are explanatory diagrams for explaining the object detection apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A shows a case where the number of antenna elements used is increased, and FIG. 3B shows a case where the number of antenna elements used is reduced. , Indicate.

図３の（Ａ）に示すように、使用するアンテナ素子数を多くすれば（素子数：Ｎｔ）、ビーム幅は細く形成され、図３の（Ｂ）に示すように、使用するアンテナ素子数を少なくすれば（素子数：Ｎｆ、［Ｎｆ＜Ｎｔ］）すれば、ビーム幅は太く形成される。従って、ビーム幅を細く形成する場合、レーダ制御部２００は、通常モードに比べて、レーダ２０の送信アンテナ２０５として使用するアンテナ素子数を多くする。これにより、歩行者と他の物体を分離検出可能な分解能に高め、歩行者を検出することが出来る。ただし、ビーム幅を細く形成する場合、物体４０を検出可能な範囲(覆域)を通常モードと同一にするためには多くのビーム数が必要となり、処理時間がかさむので、歩行者検出モードでのみ、ビーム幅を細く形成することとする。   As shown in FIG. 3A, if the number of antenna elements to be used is increased (number of elements: Nt), the beam width is formed narrower. As shown in FIG. 3B, the number of antenna elements to be used. If the number is reduced (the number of elements: Nf, [Nf <Nt]), the beam width is increased. Therefore, when the beam width is narrowed, the radar control unit 200 increases the number of antenna elements used as the transmission antenna 205 of the radar 20 compared to the normal mode. Thereby, it is possible to detect a pedestrian by increasing the resolution so that the pedestrian and other objects can be separated and detected. However, when forming a narrow beam width, a large number of beams are required to make the range (coverage) in which the object 40 can be detected the same as in the normal mode, and the processing time is increased. Only the beam width is made narrow.

次に、前述の態様（ｂ）に於ける、送信電力や受信ゲインを大きくすることにより実施する歩行者検出モードについて説明する。送信電力を大きくする場合、レーダ制御部２００は、通常モードに比べて、レーダ２０の送信アンプ２０４の増幅率を増やす。これにより、送信アンテナ２０５から送信される送信信号の送信電力が通常モードのときよりも増大し、通常モードでは反射強度が低かった歩行者からの反射強度が増大し、確実に歩行者を検出することができる。又、レーダ２０の受信アンプ２０８の受信ゲインを大きくすることにより、受信アンテナ２０６が受信した歩行者からの反射信号の強度が増大し、確実に歩行者を検出することができる。尚、前述の送信電力の増大と、受信ゲインの増大とは、何れか一方を行なっても良く、同時に行ってもよい。   Next, the pedestrian detection mode implemented by increasing the transmission power and the reception gain in the above-described aspect (b) will be described. When increasing the transmission power, the radar control unit 200 increases the amplification factor of the transmission amplifier 204 of the radar 20 as compared to the normal mode. As a result, the transmission power of the transmission signal transmitted from the transmission antenna 205 is increased as compared with that in the normal mode, and the reflection intensity from the pedestrian whose reflection intensity is low in the normal mode is increased, so that the pedestrian is reliably detected. be able to. Further, by increasing the reception gain of the reception amplifier 208 of the radar 20, the intensity of the reflected signal from the pedestrian received by the reception antenna 206 is increased, and the pedestrian can be reliably detected. It should be noted that either the increase in transmission power or the increase in reception gain described above may be performed at the same time.

次に、前述の態様（ｃ）に於ける、送信アンテナを高ゲインアンテナに切り替えることによる歩行者検出モードについて説明する。送信アンテナ２０５を高ゲインアンテナに切り替える場合、レーダ制御部２００は、通常モードに比べて、レーダ２０の送信アンテナ２０５を高ゲインアンテナに切り替える。これにより、通常モードでは反射強度が低かった歩行者からの反射強度が増大し、確実に歩行者を検出することができる。尚、高ゲインアンテナは、予め、レーダ２０に搭載されているものとする。   Next, the pedestrian detection mode by switching the transmission antenna to the high gain antenna in the above-described aspect (c) will be described. When switching the transmission antenna 205 to the high gain antenna, the radar control unit 200 switches the transmission antenna 205 of the radar 20 to the high gain antenna as compared to the normal mode. Thereby, the reflection intensity from the pedestrian whose reflection intensity was low in the normal mode is increased, and the pedestrian can be reliably detected. The high gain antenna is assumed to be mounted on the radar 20 in advance.

尚、通常モードに比べて前述のレーダ２０の送信電力や受信ゲインを大きくする変更、及び送信アンテナを高ゲインアンテナに切り替える変更は、多数の物体を検出することが予想され、通常モードに比べて多くの処理時間が必要となるので、歩行者検出モードのみ変更することとする。   It should be noted that a change in which the transmission power and the reception gain of the radar 20 are increased as compared with the normal mode and a change in which the transmission antenna is switched to a high gain antenna are expected to detect a large number of objects. Since a lot of processing time is required, only the pedestrian detection mode is changed.

以上のように構成されたこの発明の実施の形態１による物体検出装置に於いて、レーダ制御部２００により制御電圧発生器２０１に対して変調開始命令が出力されると、制御電圧発生器２０１により予め設定された２つの変調区間、例えば、図２に示す三角状の上昇区間Ａ／下降区間Ｂ、の制御電圧が電圧制御発振器としてのＶＣＯ２０２に印加され、ＶＣＯ２０２からは、制御電圧に従って変調区間毎に周波数変調された送信信号が出力される。   In the object detection device according to Embodiment 1 of the present invention configured as described above, when a modulation start command is output to the control voltage generator 201 by the radar control unit 200, the control voltage generator 201 Control voltages for two preset modulation intervals, for example, the triangular rise interval A / fall interval B shown in FIG. 2, are applied to the VCO 202 as a voltage-controlled oscillator. A transmission signal that is frequency-modulated is output.

ＶＣＯ２０２からの送信信号は、分配器２０３を介してレーダ制御部２００により制御される送信アンプ２０４とミキサ２０７とに分配され、送信アンプ２０４により増幅して後、送信アンテナ２０５により物体４０に向けて送信信号Ｗ１が出射される。一方、物体４０により反射された反射信号Ｗ２は、受信アンテナ２０６により受信信号として受信され、ミキサ２０７により送信信号とミキシングされる。   A transmission signal from the VCO 202 is distributed to the transmission amplifier 204 and the mixer 207 controlled by the radar control unit 200 via the distributor 203, amplified by the transmission amplifier 204, and then directed to the object 40 by the transmission antenna 205. A transmission signal W1 is emitted. On the other hand, the reflected signal W 2 reflected by the object 40 is received as a received signal by the receiving antenna 206 and mixed with the transmitted signal by the mixer 207.

これにより、ミキサ２０７からは、ビート信号が生成され、そのビート信号は、受信アンプ２０８で増幅された後、前述の上昇区間Ａ／下降区間Ｂの夫々について、Ａ／Ｄコンバータ２０９により各々ディジタルデータに変換される。   As a result, a beat signal is generated from the mixer 207, and the beat signal is amplified by the reception amplifier 208, and then is digital data by the A / D converter 209 for each of the above-described rising section A / falling section B. Is converted to

Ａ／Ｄコンバータ２０９により生成されたディジタルデータは、高速フーリエ変換器であるＦＦＴ２１０により、高速フーリエ変換を用いた周波数解析が施される。ＦＦＴ２１０により算出された周波数解析結果(ビート周波数スペクトル)は、上昇区間Ａ／下降区間Ｂの夫々について、レーダ物体検出部２１１に入力される。レーダ物体検出部２１１は、使用するレーダ方式や測角方式に対応するレーダ信号処理を実施して、物体４０までの相対距離、相対速度、反射強度、水平方向角度、種類などの測定結果を算出する。物体４０の測定結果は、車両制御部３０に出力され、走行支援システムで活用される。   The digital data generated by the A / D converter 209 is subjected to frequency analysis using fast Fourier transform by the FFT 210 which is a fast Fourier transformer. The frequency analysis result (beat frequency spectrum) calculated by the FFT 210 is input to the radar object detection unit 211 for each of the ascending section A and the descending section B. The radar object detection unit 211 performs radar signal processing corresponding to the radar method and angle measurement method to be used, and calculates measurement results such as the relative distance to the object 40, the relative speed, the reflection intensity, the horizontal angle, and the type. To do. The measurement result of the object 40 is output to the vehicle control unit 30 and used in the driving support system.

次に、この発明の実施の形態１による物体検出装置の動作について、フローチャートを用いて詳細に説明する。図４は、この発明の実施の形態１による物体検出装置の処理内容を示すフローチャートである。図４に於いて、先ず、ステップＳ１０１では、画像センサ１０のカメラ物体検出部１０１は、カメラ１００が撮像した物体４０の画像データを画像処理し、物体４０の車両からのおおよその距離Ｒと種類Ｋ、及び物体の個数Ｎをカウントして物体種類判定部１０２に入力する。物体種類判定部１０２は、カメラ物体検出部１０１から入力されたこれ等のデータを記憶する。   Next, the operation of the object detection apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described in detail using a flowchart. FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the object detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 4, first, in step S101, the camera object detection unit 101 of the image sensor 10 performs image processing on the image data of the object 40 imaged by the camera 100, and the approximate distance R and type of the object 40 from the vehicle. K and the number N of objects are counted and input to the object type determination unit 102. The object type determination unit 102 stores these data input from the camera object detection unit 101.

次に、ステップＳ１０２に於いて、レーダ制御部２００は、歩行者検出フラグをＯＦＦに初期化する。   Next, in step S102, the radar control unit 200 initializes the pedestrian detection flag to OFF.

続いて、ステップＳ１０３に於いて、物体種類判定部１０２は、ステップＳ１０１にて記憶した物体の種類Ｋが歩行者であるか否かを、個数Ｎについて個々に判定し、車両から物体４０までのおおよその距離と共に、その判定結果をレーダ制御部２００に出力する。   Subsequently, in step S103, the object type determination unit 102 individually determines whether or not the object type K stored in step S101 is a pedestrian for the number N, and from the vehicle to the object 40. The determination result is output to the radar control unit 200 together with the approximate distance.

ステップＳ１０３に於いて、物体４０の種類Ｋが歩行者であると判定された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１０４に進む。一方ステップＳ１０３において、物体４０の種類Kが歩行者でないと判定された場合（ＮＯ）には、ステップＳ１０５に進む。   If it is determined in step S103 that the type K of the object 40 is a pedestrian (YES), the process proceeds to step S104. On the other hand, if it is determined in step S103 that the type K of the object 40 is not a pedestrian (NO), the process proceeds to step S105.

ステップＳ１０４に進むと、レーダ制御部２００は、歩行者検出フラグをＯＮにして、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０１でカウントした物体４０の個数Ｎ個分の処理が終了したか否かを判定する。   In step S104, the radar control unit 200 turns on the pedestrian detection flag and proceeds to step S105. In step S105, it is determined whether or not the processing for the number N of objects 40 counted in step S101 has been completed.

ステップＳ１０５に於いて、検出した全ての物体について処理が終了したと判定された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１０６に進む。一方、ステップＳ１０５に於いて、処理が終了していないと判定された場合（ＮＯ）には、ステップＳ１０３に戻って、ステップＳ１０３乃至ステップＳ１０５の処理を繰り返し実行する。   If it is determined in step S105 that the processing has been completed for all detected objects (YES), the process proceeds to step S106. On the other hand, if it is determined in step S105 that the process has not ended (NO), the process returns to step S103, and the processes in steps S103 to S105 are repeatedly executed.

次に、ステップＳ１０６に於いて、レーダ制御部２００は、歩行者検出フラグがONであるか否かを判定し、歩行者検出フラグがＯＮであると判定された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１０７に進む。一方、ステップＳ１０６に於いて、歩行者検出フラグがＯＮでないと判定された場合（ＮＯ）には、ステップＳ１０８に進む。   Next, in step S106, the radar control unit 200 determines whether or not the pedestrian detection flag is ON. If it is determined that the pedestrian detection flag is ON (YES), step S106 is performed. The process proceeds to S107. On the other hand, if it is determined in step S106 that the pedestrian detection flag is not ON (NO), the process proceeds to step S108.

ステップＳ１０７に進むと、レーダ制御部２００は、レーダ検出モードを歩行者検出モードに切り替える。即ち、通常モードに比べて、距離分解能や速度分解能や角度分解能を高くする前述の態様１、若しくは、送信電力や受信ゲインを大きくする前述の態様２、若しくは、送信アンテナを高ゲインアンテナに切り替える前述の態様３、の少なくとも１つを実施する。   In step S107, the radar control unit 200 switches the radar detection mode to the pedestrian detection mode. That is, the above-described aspect 1 in which the distance resolution, the speed resolution, and the angular resolution are increased as compared with the normal mode, or the above-described aspect 2 in which the transmission power and the reception gain are increased, or the transmission antenna is switched to the high gain antenna. At least one of the third aspect is implemented.

一方、ステップＳ１０８に進むと、レーダ制御部２００は、レーダ検出モードを通常モードに切り替える。即ち、距離分解能や速度分解能や角度分解能、送信電力や受信ゲイン、送信アンテナを通常値にする。   On the other hand, in step S108, the radar control unit 200 switches the radar detection mode to the normal mode. That is, distance resolution, speed resolution, angle resolution, transmission power, reception gain, and transmission antenna are set to normal values.

次に、ステップＳ１０９に於いて、レーダ制御部２００は、ステップＳ１０７又はステップＳ１０８に於いて切り替えたレーダ検出モードに応じて、レーダ検出を実行する。   Next, in step S109, the radar control unit 200 executes radar detection according to the radar detection mode switched in step S107 or step S108.

次に、ステップＳ１１０に於いて、レーダ物体検出部２１１は、物体４０の相対距離Ｒ、及び相対速度Ｖを、ＦＭＣＷ方式の原理に基づいて、角度θを例えばＤＢＦ(Digital Beam Forming)方式の原理に基づいて算出する。   Next, in step S110, the radar object detection unit 211 determines the relative distance R and relative speed V of the object 40 based on the principle of the FMCW method, and the angle θ, for example, the principle of the DBF (Digital Beam Forming) method. Calculate based on

最後に、ステップＳ１１１に於いて、レーダ２０は、検出した個々の物体４０について、車両との距離Ｒ、相対速度Ｖ、水平方向角度θ、種類Ｋ等の測定結果を車両制御部３０に出力する。   Finally, in step S111, the radar 20 outputs measurement results such as the distance R with the vehicle, the relative speed V, the horizontal direction angle θ, the type K, and the like of each detected object 40 to the vehicle control unit 30. .

以上のように、この発明の実施の形態１による物体検出装置によれば、物体の種類が歩行者である場合、車両に搭載されたレーダの距離分解能や速度分解能や角度分解能を高くすることで、反射強度が低い歩行者と反射強度が強い車両が存在しても、歩行者の反射強度が車両の反射強度に吸収されず、歩行者を検出することができ、又、送信電力や受信ゲインを大きくしたり、送信アンテナを高ゲインアンテナに切り替えることで、歩行者のような低反射物体を検出することができる。   As described above, according to the object detection device according to the first embodiment of the present invention, when the type of the object is a pedestrian, the distance resolution, speed resolution, and angle resolution of the radar mounted on the vehicle are increased. Even if there is a pedestrian with low reflection intensity and a vehicle with high reflection intensity, the reflection intensity of the pedestrian is not absorbed by the reflection intensity of the vehicle, and pedestrians can be detected. A low-reflective object such as a pedestrian can be detected by enlarging the value or switching the transmission antenna to a high gain antenna.

実施の形態２．
前述の実施の形態１ではレーダ方式をＦＭＣＷ方式としていたが、実施の形態２は、レーダ方式をパルス方式とし、送信信号の切り替えをスイッチにより行うようにしたものである。 Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment described above, the radar system is the FMCW system, but in the second embodiment, the radar system is a pulse system and the transmission signal is switched by a switch.

以下、この発明の実施の形態２による物体検出装置について、図を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施の形態２による物体検出装置を示すブロック図であり、実施の形態１と同一若しくは相当部分には同一符号を付してある。図６は、この発明の実施の形態２による物体検出装置を説明する説明図である。実施の形態２では、実施の形態１に対して距離分解能と速度分解能を高くする方法が異なるため、以下の説明では、距離分解能と速度分解能を高くする方法について説明する。その他は、実施の形態１の場合と同様である。   Hereinafter, an object detection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a block diagram showing an object detection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, in which the same or corresponding parts as those in Embodiment 1 are given the same reference numerals. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining an object detection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the second embodiment, the method for increasing the distance resolution and the velocity resolution is different from that in the first embodiment. Therefore, in the following description, a method for increasing the distance resolution and the velocity resolution will be described. Others are the same as in the first embodiment.

図５に於いて、レーダ２０は、レーダ方式としてパルス方式を用いている。スイッチ２１２は、分配器２０３と送信アンプ２０４との間に挿入されている。パルス方式のレーダ２０は、図６に示すように、パルス変調されたパルス信号を送信信号として物体４０に対して送受信し、物体４０を検出する。ここで、ｃを光速、λを波長、Ｔｗをパルス幅、Ｔｃをパルス観測時間とすると、距離分解能ΔＲと速度分解能ΔＶは、下記の式（４）、（５）により夫々表される。

Figure 2013057584
In FIG. 5, the radar 20 uses a pulse system as a radar system. The switch 212 is inserted between the distributor 203 and the transmission amplifier 204. As shown in FIG. 6, the pulse-type radar 20 transmits and receives a pulse-modulated pulse signal to and from the object 40 as a transmission signal, and detects the object 40. Here, when c is the speed of light, λ is the wavelength, Tw is the pulse width, and Tc is the pulse observation time, the distance resolution ΔR and the velocity resolution ΔV are expressed by the following equations (4) and (5), respectively.
Figure 2013057584

従って、距離分解能ΔＲ、又は速度分解能ΔＶを高くする場合、レーダ制御部２００は、物体４０と車両との間のおおよその距離に基づいて、レーダ２０の制御電圧発生器２０１を制御してパルス幅Ｔｗを縮小し、又は、パルス観測時間Ｔｃを拡大させる。これにより、歩行者と他の物体を分離検出可能な距離分解能ΔＲを高め、又は、速度分解能ΔＶを高め、反射強度が低い歩行者と反射強度が強い車両が存在しても、歩行者の反射強度が車両の反射強度に吸収されず、歩行者を検出することができる。   Accordingly, when the distance resolution ΔR or the velocity resolution ΔV is increased, the radar control unit 200 controls the control voltage generator 201 of the radar 20 based on the approximate distance between the object 40 and the vehicle, and the pulse width. Tw is reduced or the pulse observation time Tc is increased. As a result, even if there is a pedestrian with a low reflection intensity and a vehicle with a high reflection intensity even if there is a pedestrian with a low reflection intensity and a vehicle with a high reflection intensity, the distance resolution ΔR capable of separating and detecting the pedestrian and other objects is increased. The intensity is not absorbed by the reflected intensity of the vehicle, and a pedestrian can be detected.

ただし、パルス幅Ｔｗを縮小した場合、送信パワーが小さくなり、物体の最大検出距離が短くなる、又、パルス観測時間Ｔｃを拡大した場合、全体の処理時間が長くなるので、歩行者検出モードでのみ、歩行者のおおよその距離に基づいて、パルス幅Ｔｗを縮小したり、観測時間Ｔｃを拡大することとする。   However, when the pulse width Tw is reduced, the transmission power is reduced, the maximum detection distance of the object is shortened, and when the pulse observation time Tc is increased, the entire processing time is increased. Only, based on the approximate distance of the pedestrian, the pulse width Tw is reduced or the observation time Tc is increased.

尚、実施の形態２による物体検出装置の動作手順を示すフローチャートは、前述の図４のフローチャートと共通するので、その説明を省略する。   The flowchart showing the operation procedure of the object detection apparatus according to the second embodiment is the same as the flowchart shown in FIG.

以上述べたように、この発明の実施の形態２による物体検出装置によれば、物体の種類が歩行者である場合、車両に搭載されたレーダの距離分解能と、速度分解能と、角度分解能と農地の少なくとも１つを高くすることで、反射強度が低い歩行者と反射強度が強い車両が存在しても、歩行者の反射強度が車両の反射強度に吸収されず、歩行者を検出することが出来る。又、レーダの送信電力や受信ゲインを大きくしたり、送信アンテナを高ゲインアンテナに切り替えることで、歩行者のような低反射物体を検出することができる。   As described above, according to the object detection device according to the second embodiment of the present invention, when the type of the object is a pedestrian, the distance resolution, speed resolution, angle resolution, and farmland of the radar mounted on the vehicle. By increasing at least one of the above, even if there is a pedestrian with low reflection intensity and a vehicle with high reflection intensity, the reflection intensity of the pedestrian is not absorbed by the reflection intensity of the vehicle, and the pedestrian can be detected. I can do it. Further, a low reflection object such as a pedestrian can be detected by increasing the transmission power and reception gain of the radar or switching the transmission antenna to a high gain antenna.

実施の形態３．
実施の形態１及び２では、レーダをミリ波レーダにより構成していたが、実施の形態３では、レーダを送信するレーザレーダにより構成したものである。 Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the radar is configured by a millimeter wave radar, but in the third embodiment, the radar is configured by a laser radar that transmits the radar.

以下、この発明の実施の形態３による物体検出装置について、図を参照しながら説明する。図７は、この発明の実施の形態３による物体検出装置を示すブロック図であり、実施の形態１と同一若しくは相当部分には同一符号を付してある。図７に於いて、物体検出装置１は、画像センサ１０と、レーダ２０とから構成される。画像センサ１０は、カメラ１００と、カメラ物体検出部１０１と、物体種類判定部１０２とを備える。レーダ２０は、レーダ制御部２００と、発光部２１３と、受光部２１４と、レーダ物体検出部２１１とを備える。レーダ２０は、レーザレーダにより構成されている。３０は車両制御部、４０は物体である。   Hereinafter, an object detection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a block diagram showing an object detection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, in which the same or corresponding parts as those in Embodiment 1 are given the same reference numerals. In FIG. 7, the object detection apparatus 1 includes an image sensor 10 and a radar 20. The image sensor 10 includes a camera 100, a camera object detection unit 101, and an object type determination unit 102. The radar 20 includes a radar control unit 200, a light emitting unit 213, a light receiving unit 214, and a radar object detection unit 211. The radar 20 is configured by a laser radar. 30 is a vehicle control unit, and 40 is an object.

実施の形態３に於いて、画像センサ１０の構成及び動作は、実施の形態１の場合と同様であるため、その説明を省略する。   In the third embodiment, since the configuration and operation of the image sensor 10 are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

レーダ２０は、物体４０の種類に応じて、レーダ制御部２００によりレーダ検出モードを切り替える。具体的には、レーダ制御部２００は、物体種類判定部１０２により判定された物体４０の種類が歩行者の場合は、レーダ２０のレーダ検出モードを歩行者検出モードに切り替え、歩行者以外の場合は、レーダ２０のレーダ検出モードを通常モードに切り替える。   The radar 20 switches the radar detection mode by the radar control unit 200 according to the type of the object 40. Specifically, the radar control unit 200 switches the radar detection mode of the radar 20 to the pedestrian detection mode when the type of the object 40 determined by the object type determination unit 102 is a pedestrian, Switches the radar detection mode of the radar 20 to the normal mode.

ここで、歩行者検出モードについて詳細に説明する。歩行者検出モードは、通常モードに比べて、レーダ２０の角度分解能を高くすること、照射出力を大きくすること、のうちの少なくとも1つを実施するレーダ検出モードである。   Here, the pedestrian detection mode will be described in detail. The pedestrian detection mode is a radar detection mode in which at least one of increasing the angular resolution of the radar 20 and increasing the irradiation output is performed as compared with the normal mode.

最初に角度分解能を高くする方法について説明する。角度分解能を高くするために、レーダ制御部２００は、レーダ２０の発光部２１３を制御して、レーザを照射するための駆動角度の刻み、即ち照射角度単位を小さくする。これにより、歩行者と他の物体を分離検出可能な分解能に高め、歩行者を検出することが出来る。但し、駆動角度の刻みを小さくする場合、物体を検出可能な範囲（覆域）を通常モードと同一にするためには多くの時間が必要となるので、歩行者検出モードでのみ、駆動角度の刻みを小さくすることとする。   First, a method for increasing the angular resolution will be described. In order to increase the angular resolution, the radar control unit 200 controls the light emitting unit 213 of the radar 20 to reduce the increment of the drive angle for irradiating the laser, that is, the irradiation angle unit. Thereby, it is possible to detect a pedestrian by increasing the resolution so that the pedestrian and other objects can be separated and detected. However, when the drive angle increment is made small, it takes a lot of time to make the object detectable range (covered area) the same as in the normal mode. The ticks will be reduced.

次に照射出力を大きくする方法について説明する。照射出力を大きくするために、レーダ制御部２００は、レーダ２０の発光部２１３の増幅率を増やす。これにより、通常モードでは反射強度が低い歩行者を検出可能にする。但し、照射出力を大きくする場合、多くの物体を検出することが予想され、通常モードに比べて多くの処理時間が必要となるので、歩行者検出モードのみ変更することとする。   Next, a method for increasing the irradiation output will be described. In order to increase the irradiation output, the radar control unit 200 increases the amplification factor of the light emitting unit 213 of the radar 20. Thereby, a pedestrian with low reflection intensity can be detected in the normal mode. However, when the irradiation output is increased, it is expected that many objects are detected, and a longer processing time is required than in the normal mode. Therefore, only the pedestrian detection mode is changed.

レーダ制御部２００により発光部２１３に対して照射命令が出力されると、発光部２１３からは、レーザが送信信号L１として出射される。一方、物体４０で反射されたレーザL２は、受光部２１４により受信信号として受信され、レーダ物体検出部２１１に入力される。レーダ物体検出部２１１は、レーダ信号処理を実施して、物体４０までの相対距離、相対速度、反射強度、水平方向角度、種類などの測定結果を算出する。レーダ物体検出部２１１により算出された物体４０の測定結果は、車両制御部３０に出力され、走行支援システムに於いて活用される。   When the radar control unit 200 outputs an irradiation command to the light emitting unit 213, the light emitting unit 213 emits a laser as a transmission signal L1. On the other hand, the laser L 2 reflected by the object 40 is received as a reception signal by the light receiving unit 214 and input to the radar object detection unit 211. The radar object detection unit 211 performs radar signal processing and calculates measurement results such as a relative distance to the object 40, a relative speed, a reflection intensity, a horizontal angle, and a type. The measurement result of the object 40 calculated by the radar object detection unit 211 is output to the vehicle control unit 30 and used in the driving support system.

尚、実施の形態３による物体検出装置の動作手順を示すフローチャートは、前述の図４のフローチャートと共通するので、その説明を省略する。   The flowchart showing the operation procedure of the object detection apparatus according to the third embodiment is the same as the flowchart shown in FIG.

以上のように、この発明の実施の形態３による物体検出装置によれば、物体の種類が歩行者である場合、車両に搭載されたレーダの角度分解能を高くすることで、反射強度が低い歩行者と反射強度が強い車両が存在しても、歩行者の反射強度が車両の反射強度に吸収されず、歩行者を検出することが出来る。又、レーザ出力大きくすることで、歩行者のような低反射物体を検出することができる。   As described above, according to the object detection device according to the third embodiment of the present invention, when the object type is a pedestrian, walking with low reflection intensity by increasing the angular resolution of the radar mounted on the vehicle. Even if there is a vehicle having a strong reflection intensity with a person, the reflection intensity of the pedestrian is not absorbed by the reflection intensity of the vehicle, and the pedestrian can be detected. Further, by increasing the laser output, a low reflection object such as a pedestrian can be detected.

尚、前述の実施の形態１、２では、物体４０の距離Ｒ及び相対速度Ｖを検出するレーダ方式として、ＦＭＣＷ方式やパルス方式を用いた場合を例示したが、ＦＭＣＷ方式の送信信号をパルス状に区切って変調したＦＭ−パルスドップラー方式レーダ装置やその他のレーダ方式もこの発明を適用することができる。   In the first and second embodiments described above, the case where the FMCW method or the pulse method is used as the radar method for detecting the distance R and the relative velocity V of the object 40 is exemplified. However, the FMCW transmission signal is pulsed. The present invention can also be applied to FM-pulse Doppler radar devices and other radar systems that are modulated in a divided manner.

又、物体４０の角度θを検出する測角方式として、ＤＢＦ方式を用いた場合を例示したが、その他の方式もこの発明を適用することが出来る。   Further, although the case where the DBF method is used as the angle measurement method for detecting the angle θ of the object 40 is exemplified, the present invention can be applied to other methods.

更に、レーダとして、ミリ波レーダとレーザレーダを用いた場合を例示したが、その他のレーダもこの発明を適用することが出来る。   Furthermore, although the case where the millimeter wave radar and the laser radar are used as the radar is illustrated, the present invention can be applied to other radars.

この発明に係る物体検出装置は、走行車両の障害となる物体の検出に有用であり、特に、歩行者などの低反射物体の検出および車両などの高反射物体の検出を確実に行いたい場合に適している。   The object detection device according to the present invention is useful for detecting an object that is an obstacle to a traveling vehicle, and particularly when it is desired to reliably detect a low-reflection object such as a pedestrian and a high-reflection object such as a vehicle. Is suitable.

以上述べたこの発明の実施の形態による物体検出装置によれば、車両に搭載された画像センサによって撮像された画像に基づいて物体の種類を判定し、その判定された種類が歩行者である場合、車両に搭載されたレーダの距離分解能や速度分解能や角度分解能を高くすることで、反射強度が低い歩行者と反射強度が強い車両が存在しても、歩行者の反射強度が車両の反射強度に吸収されず、歩行者を検出することが出来る。又、レーダの送信電力や受信ゲインを大きくしたり、送信アンテナを高ゲインアンテナに切り替えることで、歩行者のような低反射物体を検出することができる。更に、レーダの閾値を反射強度が低い歩行者用に変更する必要がないので、ノイズなどにより偽像を検出することもない。   According to the object detection device according to the embodiment of the present invention described above, the type of the object is determined based on the image captured by the image sensor mounted on the vehicle, and the determined type is a pedestrian. By increasing the distance resolution, velocity resolution, and angular resolution of the radar mounted on the vehicle, even if there are pedestrians with low reflection intensity and vehicles with high reflection intensity, the reflection intensity of the pedestrian is Pedestrians can be detected without being absorbed. Further, a low reflection object such as a pedestrian can be detected by increasing the transmission power and reception gain of the radar or switching the transmission antenna to a high gain antenna. Furthermore, since it is not necessary to change the radar threshold value for a pedestrian with low reflection intensity, a false image is not detected due to noise or the like.

１ 物体検出装置 １０ 画像センサ
１００ カメラ １０１ カメラ物体検出部
１０２ 物体種類判定部 ２０ レーダ
２００ レーダ制御部 ２０１ 制御電圧発生器
２０２ 電圧制御発振器 ２０３ 分配器
２０４ 送信アンプ ２０５ 送信アンテナ
２０６ 受信アンテナ ２０７ ミキサ
２０８ 受信アンプ ２０９ Ａ／Ｄコンバータ
２１０ ＦＦＴ ２１１ レーダ物体検出部
２１２ スイッチ ２１３ 発光部
２１４ 受光部 ３０ 車両制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Object detection apparatus 10 Image sensor 100 Camera 101 Camera object detection part 102 Object type determination part 20 Radar 200 Radar control part 201 Control voltage generator 202 Voltage control oscillator 203 Divider 204 Transmission amplifier 205 Transmission antenna 206 Reception antenna 207 Mixer 208 Reception Amplifier 209 A / D converter 210 FFT 211 Radar object detection unit 212 Switch 213 Light emitting unit 214 Light receiving unit 30 Vehicle control unit

Claims (16)

車両の少なくとも前方に存在する物体を検出する物体検出装置であって、
前記車両に搭載されたカメラによって撮像された画像に基づいて前記物体の種類を判定する物体種類判定部と、
前記車両に搭載された電磁波を送信するレーダの受信信号に基づいて前記物体に関する情報を検出するレーダ物体検出部と、
前記レーダを制御するレーダ制御部と、
を備え、
前記レーダ制御部は、前記物体種類判定部が判定した前記物体の種類に応じて、前記レーダの距離分解能と、速度分解能と、角度分解能と、送信電力と、受信ゲインと、送信アンテナの種類の切り替えと、のうちの少なくとも一つを制御する、
ことを特徴とする物体検出装置。 An object detection device for detecting an object existing at least in front of a vehicle,
An object type determination unit that determines the type of the object based on an image captured by a camera mounted on the vehicle;
A radar object detection unit for detecting information on the object based on a received signal of a radar that transmits an electromagnetic wave mounted on the vehicle;
A radar control unit for controlling the radar;
With
In accordance with the type of the object determined by the object type determination unit, the radar control unit determines the radar distance resolution, velocity resolution, angle resolution, transmission power, reception gain, and transmission antenna type. Control at least one of the switching,
An object detection apparatus characterized by that. 前記レーダは、ミリ波レーダにより構成され、
前記レーダ制御部は、前記物体種類判定部により判定された前記物体の種類が歩行者である場合に、通常モードに比べて、前記距離分解能と、前記速度分解能と、前記角度分解能とのうちの少なくとも１つを高くする、
ことを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。 The radar is constituted by a millimeter wave radar,
The radar control unit, when the type of the object determined by the object type determination unit is a pedestrian, among the distance resolution, the speed resolution, and the angle resolution compared to the normal mode Raise at least one,
The object detection apparatus according to claim 1. 前記レーダ制御部は、前記レーダから送信する送信信号の変調周波数幅を通常モードに比べて大きくすることにより前記距離分解能を高くする、
ことを特徴とする請求項２に記載の物体検出装置。 The radar control unit increases the distance resolution by increasing a modulation frequency width of a transmission signal transmitted from the radar as compared with a normal mode.
The object detection apparatus according to claim 2. 前記レーダ制御部は、前記レーダから送信するパルス状の送信信号のパルス幅を通常モードに比べて小さくすることにより前記距離分解能を高くする、
ことを特徴とする請求項２に記載の物体検出装置。 The radar control unit increases the distance resolution by reducing a pulse width of a pulsed transmission signal transmitted from the radar as compared with a normal mode.
The object detection apparatus according to claim 2. 前記レーダ制御部は、前記レーダから送信する送信信号の繰返し周期を通常モードに比べて大きくすることにより前記速度分解能を高くする、
ことを特徴とする請求項２に記載の物体検出装置。 The radar control unit increases the speed resolution by increasing a repetition period of a transmission signal transmitted from the radar as compared with a normal mode.
The object detection apparatus according to claim 2. 前記レーダ制御部は、前記レーダから送信するパルス状の送信信号のパルス観測時間を通常モードに比べて大きくすることにより前記速度分解能を高くする、
ことを特徴とする請求項２に記載の物体検出装置。 The radar control unit increases the speed resolution by increasing a pulse observation time of a pulsed transmission signal transmitted from the radar as compared with a normal mode.
The object detection apparatus according to claim 2. 前記レーダ制御部は、前記レーダから送信する送信信号のビーム幅を通常モードより細くすることにより前記角度分解能を高くする、
ことを特徴とする請求項２に記載の物体検出装置。 The radar control unit increases the angular resolution by making a beam width of a transmission signal transmitted from the radar narrower than a normal mode.
The object detection apparatus according to claim 2. 前記レーダは、アレイ状のアンテナ素子を備え、
前記レーダ制御部は、通常のモードに比べて前記アンテナ素子の数を多くすることにより前記ビーム幅を細くする、
ことを特徴とする請求項７に記載の物体検出装置。 The radar includes an array of antenna elements,
The radar control unit narrows the beam width by increasing the number of antenna elements compared to a normal mode.
The object detection apparatus according to claim 7. 前記レーダは、ミリ波レーダにより構成され、
前記レーダ制御部は、前記物体種類判定部により判定された前記物体の種類が歩行者である場合に、通常モードに比べて、前記送信電力を大きくする、
ことを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。 The radar is constituted by a millimeter wave radar,
The radar control unit increases the transmission power compared to the normal mode when the type of the object determined by the object type determination unit is a pedestrian,
The object detection apparatus according to claim 1. 前記レーダは、ミリ波レーダにより構成され、
前記レーダ制御部は、前記物体種類判定部により判定された前記物体の種類が歩行者である場合に、通常モードに比べて、前記受信ゲインを大きくする、
ことを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。 The radar is constituted by a millimeter wave radar,
The radar control unit increases the reception gain compared to the normal mode when the type of the object determined by the object type determination unit is a pedestrian,
The object detection apparatus according to claim 1. 前記レーダは、ミリ波レーダにより構成され、
前記レーダ制御部は、前記物体種類判定部により判定された前記物体の種類が歩行者である場合に、通常モードに比べて、前記送信アンテナを高ゲインアンテナに切り替える、
ことを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。 The radar is constituted by a millimeter wave radar,
The radar control unit, when the type of the object determined by the object type determination unit is a pedestrian, switches the transmission antenna to a high gain antenna compared to the normal mode.
The object detection apparatus according to claim 1. 前記レーダは、ミリ波レーダにより構成され、
前記レーダ制御部は、前記物体種類判定部により判定された前記物体の種類が歩行者である場合に、通常モードに比べて、前記送信アンテナを高ゲインアンテナに切り替える、
ことを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。 The radar is constituted by a millimeter wave radar,
The radar control unit, when the type of the object determined by the object type determination unit is a pedestrian, switches the transmission antenna to a high gain antenna compared to the normal mode.
The object detection apparatus according to claim 1. 車両の少なくとも前方に存在する物体を検出する物体検出装置であって、
前記車両に搭載されたカメラによって撮像された画像に基づいて前記物体の種類を判定する物体種類判定部と、
前記車両に搭載されたレーザを送信するレーダの受信信号に基づいて前記物体に関する情報を検出するレーダ物体検出部と、
前記レーダを制御するレーダ制御部と、
を備え、
前記レーダ制御部は、前記物体種類判定部が判定した前記物体の種類に応じて、前記レーダの照射角度単位と、照射出力と、のうち少なくとも一つを制御する、
ことを特徴とする物体検出装置。 An object detection device for detecting an object existing at least in front of a vehicle,
An object type determination unit that determines the type of the object based on an image captured by a camera mounted on the vehicle;
A radar object detection unit that detects information on the object based on a received signal of a radar that transmits a laser mounted on the vehicle;
A radar control unit for controlling the radar;
With
The radar control unit controls at least one of an irradiation angle unit of the radar and an irradiation output according to the type of the object determined by the object type determination unit.
An object detection apparatus characterized by that. 前記レーダ制御部は、前記物体種類判定部により判定された前記物体の種類が歩行者である場合に、通常モードに比べて、前記照射角度単位を小さくする、
ことを特徴とする請求項１３に記載の物体検出装置。 The radar control unit, when the type of the object determined by the object type determination unit is a pedestrian, to reduce the irradiation angle unit compared to the normal mode,
The object detection apparatus according to claim 13. 前記レーダ制御部は、前記物体種類判定部により判定された前記物体の種類が歩行者である場合に、通常モードに比べて、前記照射出力を大きくする、
ことを特徴とする請求項１３に記載の物体検出装置。 The radar control unit, when the type of the object determined by the object type determination unit is a pedestrian, increases the irradiation output compared to the normal mode,
The object detection apparatus according to claim 13. 前記カメラは、単眼カメラ、又はステレオカメラ、又は赤外線カメラである、
ことを特徴とする請求項１乃至１５のうちの何れか一項に記載の物体検出装置。 The camera is a monocular camera, a stereo camera, or an infrared camera.
The object detection device according to claim 1, wherein the object detection device is an object detection device.
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