JP2014119285A

JP2014119285A - 物体検出装置

Info

Publication number: JP2014119285A
Application number: JP2012272720A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Shiraishi; 達也白石
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2014-06-30

Abstract

【課題】マルチパスによる疑似物標を障害物であると誤認識することを抑制可能な物体検出装置を提供する。
【解決手段】物体検出装置は、自車両Ｃの周辺における物体を検出するレーダセンサ２１と、レーダセンサ２１により検出される第１物体Ｏ_１の検出方向θ_１と、レーダセンサ２１により自車両Ｃと第１物体Ｏ_１の間に検出される第２物体Ｏ_２の検出方向θ_２とがなす相対角度θ_ｒの時間変化量Δθ_ｒが閾値未満である場合には、第１物体Ｏ_１をマルチパスによる疑似物標候補であると判定する疑似物標判定部１２とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、自車両の周辺における物体を検出する物体検出装置に関する。

従来、物体検出装置に関連して、例えば特開２００６−１７７８５８号公報に記載されるように、電波のマルチパスにより生じる疑似目標を判定するレーダ監視装置が知られている。このレーダ監視装置は、第１目標及び第２目標が同一方向に移動している場合には、第１目標よりも遠方の第２目標をマルチパスによる疑似目標であると判定する。

特開２００６−１７７８５８号公報

ところで、車載レーダを用いた物体検出装置では、自車両から送信された電磁波が周辺の車両で反射した後に道路標識、道路看板などの静止物体で反射して自車両により受信されるマルチパス現象が生じる場合がある。この場合には、マルチパスにより生じる疑似物標を歩行者などの障害物として誤って認識するおそれがある。

そこで、本発明は、マルチパスによる疑似物標を障害物であると誤認識することを抑制可能な物体検出装置を提供しようとするものである。

本発明に係る物体検出装置は、自車両の周辺における物体を検出するレーダ検出部と、レーダ検出部により検出される第１物体の検出方向と、レーダ検出部により自車両と第１物体の間に検出される第２物体の検出方向とがなす相対角度の時間変化量が閾値未満である場合には、第１物体をマルチパスによる疑似物標候補であると判定する疑似物標判定部とを備える。

本発明に係る物体検出装置によれば、第１物体の検出方向と、自車両と第１物体の間に位置する第２物体の検出方向とがなす相対角度の時間変化量が閾値未満である場合には、第１物体がマルチパスによる疑似物標候補であると判定される。これは、第１物体がマルチパスによる疑似物標である場合には、周辺の車両などに相当する第２物体の側部の反射面により第１物体の検出方向が規定され、第２物体の後部の反射面により第２物体の検出方向が規定されることになり、両者の検出方向同士の相対角度が時間の経過によって大きく変化しない、という現象に基づいている。なお、マルチパス（多重波伝搬又は多重波伝送路）とは、送信された電磁波が受信されるまでに複数の経路を辿る現象をいい、直線で最短距離を結ぶ直接波の他に、反射波、透過波、回折波などの発生により生ずるものである。

本発明によれば、マルチパスによる疑似物標を障害物であると誤認識することを抑制可能な物体検出装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る物体検出装置を示すブロック図である。物体検出装置の動作を示すフローチャートである。マルチパスによる疑似物標を障害物として誤認識する状況を示す図である。図２に示す物体検出処理によって図３に示す誤認識が抑制される状況を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る物体検出装置を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る物体検出装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る物体検出装置を示すブロック図である。

物体検出装置は、自車両の周辺における物体を検出する装置であり、特に、物体の誤認識を抑制する機能を有する装置である。図１に示すように、物体検出装置は、自車両に搭載されており、電子制御ユニット１０（以下、ＥＣＵ１０と略記する。）を中心として構成されている。

ＥＣＵ１０には、レーダセンサ２１が接続されている。レーダセンサ２１は、自車両の周辺、特に自車両の進行方向における物体を検出するレーダ検出部として機能する。レーダセンサ２１としては、例えば、ミリ波レーダ、レーザレーダなどが用いられる。レーダセンサ２１は、設定検知角度の範囲に亘って電磁波を送信し、物体から反射される電磁波を受信することにより物体の位置を検出する。物体の位置は、電磁波の検出角度（受信角度）と、送信から受信までに要する電磁波の伝搬時間から求まる検出距離とにより特定される。検出角度は、例えば、自車両の正面前方を０°、自車両の左前方を−９０°、右前方を＋９０°として表される。

ＥＣＵ１０には、運転支援実行部２２が接続されている。運転支援実行部２２は、衝突回避支援、衝突軽減支援、安全運転支援などの運転支援を実行する。運転支援実行部２２としては、例えばスピーカ、ディスプレイ、エンジン制御装置、ブレーキ制御装置、ステアリング制御装置、シートベルト制御装置などが用いられる。運転支援実行部２２は、運転者に対する報知支援、エンジン系、ブレーキ系、ステアリング系、シートベルトなどの制御に対する介入により制御支援を行う。

ＥＣＵ１０は、相対角度算出部１１、疑似物標判定部１２、及び運転支援制御部１３を備えている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを主体として構成されており、ＣＰＵによるプログラムの実行を通じて、相対角度算出部１１、疑似物標判定部１２、及び運転支援制御部１３の機能を実現する。なお、相対角度算出部１１、疑似物標判定部１２、及び運転支援制御部１３の機能は、２つ以上のＥＣＵにより実現されてもよい。

相対角度算出部１１は、レーダセンサ２１により検出される第１物体の検出方向とレーダセンサ２１により検出される第２物体の検出方向とがなす相対角度を算出する。第１物体と第２物体は、レーダセンサ２１により同時に検出される物体である。第２物体は、自車両と第１物体の間に検出される物体、つまり、検出角度が第１物体とほぼ同一であり、検出距離が第１物体よりも短い物体である。第１物体は、自車両を基準として第２物体よりも遠方に検出される物体であるともいえる。物体の検出方向は、電磁波の検出角度から求められ、物体の検出距離は、電磁波の伝搬時間から求められる。

疑似物標判定部１２は、レーダセンサ２１により検出される第１物体がマルチパスによる疑似物標候補であるか否かを判定する。疑似物標判定部１２は、相対角度算出部１１により算出される相対角度の時間変化量が相対角度閾値未満である場合には、第１物体をマルチパスによる疑似物標候補であると判定する。相対角度の時間変化量とは、時刻ｔにおける相対角度と時刻ｔ＋Δｔにおける相対角度との差分を意味する。相対角度閾値は、第２物体として検出されうる他車両の車長が大きいほど、又マルチパス現象を生じさせうる静止物体の寸法が大きいほど、大きな値として予め設定される。マルチパスによる疑似物標候補とは、マルチパスにより生じる疑似物標である可能性が高い物標を意味する。

運転支援制御部１３は、疑似物標判定部１２による判定結果に基づいて運転支援を制御する。運転支援制御部１３は、例えば、自車両と自車両の周辺における物体との相対的な移動情報に基づいて衝突可能性を算出し、衝突可能性に基づいて運転支援を制御する。運転支援制御部１３は、第１物体がマルチパスによる疑似物標候補であると頻繁に判定されるほど、第１物体との衝突可能性を低く算出する。運転支援制御部１３は、第１物体との衝突可能性が衝突閾値以上である場合には、第１物体の検出結果に基づいて運転支援を制御する。

つぎに、図２から図４を参照して、物体検出装置の動作について説明する。図２は、物体検出装置の動作を示すフローチャートである。物体検出装置は、図２に示す処理を設定周期Δｔ毎に繰り返し実行する。

相対角度算出部１１は、レーダセンサ２１の検出結果に基づいて、第１物体及び第２物体が検出されたか否かを判定する（Ｓ１１）。検出判定では、２以上の物体が同時に検出されたか否か、つまり同一の処理周期で検出されたか否かが判定される。なお、検出判定では、２以上の物体が同一又は略同一の方向で同時に検出されたか否かが判定されてもよい。これは、検出方向が大きく異なる場合には、第１物体が第２物体の存在に起因するマルチパスにより生じる疑似物標候補になり得ないためである。

第１物体及び第２物体が検出されたと判定した場合には、相対角度算出部１１は、第１物体の検出方向と第２物体の検出方向とがなす相対角度を算出する（Ｓ１２）。相対角度は、第１物体の検出方向と第２物体の検出方向との差分の絶対値として求められる。相対角度の算出結果は、少なくとも次回の処理周期までメモリなどに記憶される。なお、第１物体及び第２物体が検出されなかったと判定した場合には、Ｓ１６にてレーダセンサ２１の検出結果に基づいて運転支援が制御される。

相対角度が算出されると、疑似物標判定部１２は、相対角度の時間変化量が相対角度閾値未満であるか否かを判定する（Ｓ１３）。相対角度の時間変化量は、前回の処理周期における相対角度と今回の処理周期における相対角度との差分の絶対値として求められる。

相対角度の時間変化量が閾値未満であると判定しなかった場合には、疑似物標判定部１２は、第１物体が障害物であると判定する（Ｓ１４）。一方、相対角度の時間変化量が閾値未満であると判定した場合には、疑似物標判定部１２は、第２物体がマルチパスによる疑似物標候補であると判定する（Ｓ１５）。

運転支援制御部１３は、自車両と物体、特に第１物体との相対的な移動情報に基づいて衝突可能性を算出し、衝突可能性に基づいて運転支援を制御する（Ｓ１６）。運転支援制御部１３は、第１物体がマルチパスによる疑似物標候補であると頻繁に判定されるほど、第１物体との衝突可能性を低く算出する。運転支援制御部１３は、第１物体との衝突可能性が衝突閾値以上である場合には、第１物体の検出結果に基づいて、報知支援、制御支援などの運転支援を制御する。

図３は、マルチパスによる疑似物標を障害物として誤認識する状況を示す図である。図３に示す状況では、自車両Ｃの右前方には隣接車両である第２物体Ｏ_２が自車両Ｃと併進しており、自車両Ｃ及び第２物体Ｏ_２の左前方には道路標識、道路看板などの静止物体Ｓが存在している。このような状況では、自車両Ｃから送信された電磁波が第２物体Ｏ_２の側面、例えば側部窓のガラス面で鏡面反射した後に静止物体Ｓで反射し、再び第２物体Ｏ_２の側面で反射して自車両Ｃにより受信される、という現象が生じる場合がある。

図３（ａ）に示す時刻ｔの状況では、自車両Ｃの左前方に位置する静止物体Ｓに起因して、自車両Ｃの右前方に第１物体Ｏ_１が検出されている。第１物体Ｏ_１の位置は、自車両Ｃを基準として第２物体Ｏ_２の側面に向かう検出方向θ_１（ｔ）及び検出距離ｄ_１１（ｔ）＋ｄ_１２（ｔ）により特定される。距離ｄ_１１（ｔ）は、時刻ｔにおける自車両Ｃから第２物体Ｏ_２の側面までの伝搬距離に相当し、距離ｄ_１２（ｔ）は、第２物体Ｏ_２の側面から静止物体Ｓまでの伝搬距離に相当する。

そして、図３（ｂ）に示す時刻ｔ＋Δｔの状況では、自車両Ｃを基準として第２物体Ｏ_２の側面に向かう検出方向θ_１（ｔ＋Δｔ）及び検出距離ｄ_１１（ｔ＋Δｔ）＋ｄ_１２（ｔ＋Δｔ）により特定される位置に第１物体Ｏ_１が検出されている。距離ｄ_１１（ｔ＋Δｔ）は、時刻ｔ＋Δｔにおける自車両Ｃから第２物体Ｏ_２の側面までの伝搬距離に相当し、距離ｄ_１２（ｔ＋Δｔ）は第２物体Ｏ_２の側面から静止物体Ｓまでの伝搬距離に相当する。

このような検出結果に基づいて、静止物体Ｓに起因するマルチパスにより生じる疑似物標である第１物体Ｏ_１は、自車両Ｃの進行方向において静止しており、進行方向と直交する方向において右から左に移動する障害物として誤認識されるおそれがある。

図４は、図２に示す物体検出処理によって図３に示す誤認識が抑制される状況を示す図である。図４（ａ）に示す時刻ｔでは、自車両Ｃを基準として第２物体Ｏ_２の後面に向かう方向θ_２（ｔ）及び検出距離ｄ_２（ｔ）により特定される位置に隣接車両である第２物体Ｏ_２が検出されている。また、第２物体Ｏ_２の側面に向かう方向θ_１（ｔ）及び検出距離ｄ_１１（ｔ）＋ｄ_１２（ｔ）により特定される位置に第１物体Ｏ_１が検出されている。そして、第１物体Ｏ_１の検出方向θ_１（ｔ）と第２物体Ｏ_２の検出方向θ_２（ｔ）とがなす相対角度としてθ_ｒ（ｔ）＝｜θ_２（ｔ）−θ_１（ｔ）｜が求められている。

そして、図４（ｂ）に示す時刻ｔ＋Δｔでは、自車両Ｃを基準として第２物体Ｏ_２の後面に向かう方向θ_２（ｔ＋Δｔ）及び検出距離ｄ_２（ｔ＋Δｔ）により特定される位置に第２物体Ｏ_２が検出されている。また、第２物体Ｏ_２の側面に向かう方向θ_１（ｔ＋Δｔ）及び検出距離ｄ_１１（ｔ＋Δｔ）＋ｄ_１２（ｔ＋Δｔ）により特定される位置に第１物体Ｏ_１が検出されている。そして、第１物体Ｏ_１の検出方向θ_１（ｔ＋Δｔ）と第２物体Ｏ_２の検出方向θ２（ｔ＋Δｔ）とがなす相対角度としてθ_ｒ（ｔ＋Δｔ）＝｜θ_２（ｔ＋Δｔ）−θ_１（ｔ＋Δｔ）｜が求められている。

このような検出結果に基づいて、第１物体Ｏ_１がマルチパスによる疑似物標候補であるか否かが判定される。すなわち、相対角度の時間変化量、つまりΔθ_ｒ＝｜θ_ｒ（ｔ＋Δｔ）−θ_ｒ（ｔ）｜が閾値未満である場合には、第１物体Ｏ_１がマルチパスによる疑似物標候補、換言すれば、第１物体Ｏ_１における電磁波の反射により生ずる疑似物標候補であると判定される。これにより、マルチパスによる疑似物標を障害物として誤認識することが抑制される。そして、マルチパスによる疑似物標を障害物とみなして不適切な運転支援を行うことが抑制される。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る物体検出装置によれば、第１物体の検出方向と、自車両と第１物体の間に位置する第２物体の検出方向とがなす相対角度の時間変化量が閾値未満である場合には、第１物体がマルチパスによる疑似物標候補であると判定される。これは、第１物体がマルチパスによる疑似物標である場合には、周辺の車両などに相当する第２物体の側部の反射面により第１物体の検出方向が規定され、第２物体の後部の反射面により第２物体の検出方向が規定されることになり、両者の検出方向同士の相対角度が時間の経過によって大きく変化しない、という現象に基づいている。

なお、前述した実施形態は、本発明に係る物体検出装置の最良な実施形態を説明したものであり、本発明に係る物体検出装置は、本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る物体検出装置は、各請求項に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲で本実施形態に係る物体検出装置を変形し、または他のものに適用したものであってもよい。

例えば、図４には、自車両と同一方向に走行する隣接車両が第２物体として検出される場合が示されているが、自車両と反対方向に走行する隣接車両が第２物体として検出される場合についても同様に説明することができる。

１０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、１１…相対角度算出部、１２…疑似物標判定部、１３…運転支援制御部、２１…レーダセンサ、２２…運転支援実行部。

Claims

自車両の周辺における物体を検出するレーダ検出部と、
前記レーダ検出部により検出される第１物体の検出方向と、前記レーダ検出部により前記自車両と前記第１物体の間に検出される第２物体の検出方向とがなす相対角度の時間変化量が閾値未満である場合には、前記第１物体をマルチパスによる疑似物標候補であると判定する疑似物標判定部と、
を備える物体検出装置。
前記第１物体と前記第２物体は、同一又は略同一の方向で同時に検出される物体である、請求項１に記載の物体検出装置。
前記閾値は、前記第２物体として検出されうる他車両の平均車長が大きいほど、又マルチパス現象を生じさせうる静止物体の大きさが大きいほど、大きな値として予め設定される、請求項１又は２に記載の物体検出装置。
前記第１物体がマルチパスによる前記疑似物標候補であると頻繁に判定されるほど、前記第１物体との衝突可能性を低く算出する運転支援制御部をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の物体検出装置。