JP2016085484A - 車載用物体判別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物センサで検出した障害物が移動物体か静止物体かをより正確に判別することを可能にする車載用物体判別装置を提供する。【解決手段】第１超音波センサ２ａで検出した障害物の自車に対する第１障害物位置を特定する第１障害物位置特定部１１と、第２超音波センサ２ｂで検出した障害物の自車に対する第２障害物位置を特定する第２障害物位置特定部１２と、第１超音波センサ２ａで障害物を検出してから第２超音波センサ２ｂで障害物を検出するまでの自車の位置の変化を特定する車両位置変化特定部１３とを備え、判別部１４は、第１障害物位置から第２障害物位置へのずれと、車両位置変化特定部１３で特定した自車位置の変化分ずれとが一致する場合に障害物を静止物体と判別する一方、一致しない場合には障害物を移動物体と判別する。【選択図】図１

Description

本発明は、自車側方の物体が静止物体か移動物体かを判別する車載用物体判別装置に関するものである。

従来、レーザレーダや超音波センサ等の障害物センサを用いて検出した障害物が静止物体か移動物体かを判別する技術が知られている。

例えば、特許文献１には、超音波センサを用いて自車側方の物体が移動物体か静止物体かを判別する車載用物体判別装置が開示されている。特許文献１に開示の車載用物体判別装置では、自車側面の前側に配列された基準超音波センサから、自車の移動に伴って逐次得られる自車側方の障害物の測距データの波形を得る。また、自車側面の後側に配列された対象超音波センサから、自車の移動に伴って逐次得られる自車側方の障害物の測距データの波形も得る。続いて、基準超音波センサから得られた測距データの波形を、基準超音波センサから対象超音波センサまでの距離と自車の車速とに基づき算出される所定時間分だけ移動させたものと、対象超音波センサから得られた測距データの波形とを照合する。そして、照合結果におけるずれがある場合には、検出した障害物を移動物体と判別し、ずれのない場合には、検出した障害物を静止物体と判別する。

特開２０１３−２０４５８号公報

しかしながら、特許文献１に開示の車載用物体判別装置は、自車が加減速や旋回を行った場合、超音波センサを用いて検出した障害物が移動物体か静止物体かを誤判別しやすいという問題を有していた。詳しくは、以下の通りである。

自車が定速で直進しており、障害物が静止している場合には、超音波センサから逐次得られる測距データの波形は、基準超音波センサと対象超音波センサとで一致する。しかしながら、自車が加減速や旋回を行っており、障害物が静止している場合には、基準超音波センサで逐次得られる測距データの波形と、対象超音波センサで逐次得られる測距データの波形とに異なるゆがみが生じる。よって、障害物が静止している場合であっても、照合結果にずれが生じ、静止した障害物を移動物体と誤判別してしまう場合がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、障害物センサで検出した障害物が移動物体か静止物体かをより正確に判別することを可能にする車載用物体判別装置を提供することにある。

本発明の車載用物体判別装置は、車両に搭載されて、車両の側方の障害物を逐次検出する障害物センサ（２ａ、２ｂ）で検出した障害物が移動物体か静止物体かを判別する判別部（１４）を備える車載用物体判別装置であって、障害物センサは、車両の側方に広がる検出範囲が車両の進行方向に沿って前後に並ぶ、進行方向前側の第１障害物センサ（２ａ）と進行方向後側の第２障害物センサ（２ｂ）であり、第１障害物センサで検出した障害物の車両に対する位置である第１障害物位置を特定する第１障害物位置特定部（１１）と、第２障害物センサで検出した障害物の車両に対する位置である第２障害物位置を特定する第２障害物位置特定部（１２）と、第１障害物センサで障害物を検出してから第２障害物センサで障害物を検出するまでの車両の位置の変化を特定する車両位置変化特定部（１３）とを備え、判別部は、第２障害物位置特定部で特定した第２障害物位置から第１障害物位置特定部で特定した第１障害物位置へのずれが、車両位置変化特定部で特定した車両の位置の変化分のずれに一致する場合に障害物を静止物体と判別する一方、一致しない場合には障害物を移動物体と判別することを特徴としている。

進行方向前側の第１障害物センサで検出した障害物を、進行方向後側の第２障害物センサでも検出する場合、その障害物の車両に対する位置は、その障害物が静止物体であるなら、第１障害物センサで障害物を検出してから第２障害物センサで障害物を検出するまでの車両の位置の変化に応じた分だけしか移動していない筈である。一方、その障害物が移動物体であるなら、第１障害物センサで障害物を検出してから第２障害物センサで障害物を検出するまでの車両の位置の変化に応じた分に加えて、その障害物が移動した分も、その障害物の車両に対する位置が移動している筈である。

また、障害物が静止している場合、第１障害物センサで検出した障害物の車両に対する位置と、第２障害物センサで検出した障害物の車両に対する位置とには、車両が加減速や旋回を行っていた場合であっても、第１障害物センサで障害物を検出してから第２障害物センサで障害物を検出するまでの車両の位置の変化に応じた分以外のずれは生じない。

よって、第２障害物位置特定部で特定した第２障害物位置から第１障害物位置特定部で特定した第１障害物位置へのずれが、車両位置変化特定部で特定した車両の位置の変化分のずれに一致する場合に障害物を静止物体と判別することで、障害物が静止物体であることをより正確に判別することが可能になる。一方、一致しない場合に障害物を移動物体と判別することで、障害物が移動物体であることも、より正確に判別することが可能になる。その結果、障害物センサで検出した障害物が移動物体か静止物体かをより正確に判別することが可能になる。

運転支援システム１００の概略的な構成を示すブロック図である。 第１超音波センサ２ａと第２超音波センサ２ｂとの検出範囲の一例を説明するための模式図である。 物体判別装置１での物体判別処理の流れの一例を示すフローチャートである。 障害物が静止物体か移動物体かを判別できることについて説明するための模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

（実施形態１）
＜運転支援システム１００の概略構成＞
図１は、本発明が適用された運転支援システム１００の概略的な構成の一例を示す図である。運転支援システム１００は、車両に搭載されるものであり、図１に示すように物体判別装置１、第１超音波センサ２ａ、第２超音波センサ２ｂ、車輪速センサ３、及び舵角センサ４を含んでいる。運転支援システム１００を搭載している車両を以降では自車と呼ぶ。

第１超音波センサ２ａは、自車前部の側面に搭載され、自車前部の側方に存在する障害物を検出する。第２超音波センサ２ｂは、自車後部の側面に搭載され、自車後部の側方に存在する障害物を検出する。

なお、第１超音波センサ２ａ及び第２超音波センサ２ｂは、自車の左右側面に配置される構成としてもよいし、自車の左側面に配置される構成としてもよいし、自車の右側面に配置される構成としてもよいが、本実施形態では、自車の右側面に配置されるものとして以降の説明を続ける。

第１超音波センサ２ａ及び第２超音波センサ２ｂは、探査波を送信し、障害物で反射されるその探査波の反射波を受信することで障害物までの距離を検出する。また、第１超音波センサ２ａ及び第２超音波センサ２ｂは、指向性の中心線が自車の車軸方向と例えば平行になるように配置される。

本実施形態の例では、図２に示すように第１超音波センサ２ａは、自車（図２のＨＶ参照）前部の右側面に搭載され、第２超音波センサ２ｂは、自車後部の右側面に搭載されるので、第１超音波センサ２ａの検出範囲（図２のＳＡａ参照）と第２超音波センサ２ｂの検出範囲（図２のＳＡｂ参照）とは、自車の前後方向に沿って、自車の右側方に前後に並ぶ。

車輪速センサ３は、各転動輪の回転速度に応じたパルス信号を逐次出力する。舵角センサ４は、自車のステアリングの操舵角を検出するセンサであり、自車が直進状態で走行するときの操舵角を中立位置（０度）とし、その中立位置からの回転角度を操舵角として逐次出力する。

物体判別装置１は、主にマイクロコンピュータとして構成され、いずれも周知のＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスによって構成される。物体判別装置１は、第１超音波センサ２ａ、第２超音波センサ２ｂ、車輪速センサ３、舵角センサ４などから入力された各種情報に基づき、第１超音波センサ２ａ及び第２超音波センサ２ｂで検出した障害物が移動物体か静止物体かを判別する物体判別処理等の各種処理を実行する。この物体判別装置が請求項の車載用物体判別装置に相当する。

なお、物体判別装置１が実行する機能の一部又は全部を、一つ或いは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

＜物体判別装置１の詳細構成＞
図１に示すように、物体判別装置１は、第１障害物位置特定部１１、第２障害物位置特定部１２、車両位置変化特定部１３、及び判別部１４を備える。

第１障害物位置特定部１１は、第１超音波センサ２ａの探査波の送信方向及び第１超音波センサ２ａの信号から、自車右側方に存在する障害物の自車に対する位置（以下、第１障害物位置）を特定する。より詳しくは、障害物のうちの第１超音波センサ２ａの探査波を反射した反射点の自車に対する位置を特定する。

一例として、反射波の得られた探査波を送信した方向から、自車に対する障害物の方位を検出し、探査波を送信してから反射波を受信するまでの時間から自車から障害物までの距離を検出することで、第１超音波センサ２ａの設置位置に対する障害物の位置を特定する。そして、特定した第１超音波センサ２ａの設置位置に対する障害物の位置と、自車における第１超音波センサ２ａの設置位置とから、自車位置を原点としたＸＹ座標系での障害物位置を特定する。このＸＹ座標系は、Ｘ軸とＹ軸とを水平面内にとっているものとし、例えば自車位置は後輪車軸中心位置とする。

第２障害物位置特定部１２は、第２超音波センサ２ｂの探査波の送信方向及び第２超音波センサ２ｂの信号から、第１障害物位置特定部１１と同様にして、自車右側方に存在する障害物の自車に対する位置（以下、第２障害物位置）を特定する。より詳しくは、障害物のうちの第２超音波センサ２ｂの探査波を反射した反射点の自車に対する位置を特定する。

車両位置変化特定部１３は、車輪速センサ３のパルス信号から求められる自車の走行距離と、舵角センサ４で逐次検出される自車の操舵角の変化とから、自車の位置の変化を特定する。

また、第１障害物位置特定部１１及び第２障害物位置特定部１２は、新たに障害物位置を特定するごとに、車両位置変化特定部１３で特定される自車位置の変化に合わせ、過去に特定した障害物位置の前述のＸＹ座標系での位置を逐次更新する構成とすればよい。この場合、障害物位置を示す点列から障害物の輪郭形状を特定し、１まとまりの輪郭形状をなす点列を１つの障害物についての障害物位置として扱う構成とすればよい。なお、判別部１４については、後の物体判別処理の説明時に詳述する。

＜物体判別処理＞
ここで、図３のフローチャートを用いて、物体判別装置１での物体判別処理の一例について説明を行う。図３のフローチャートは、例えば自車のイグニッション電源がオンになったときに開始される構成とすればよい。ここでは、自車が前進する場合を例に挙げて説明を行う。自車が前進するか後退するかは、シフトポジションセンサの信号から特定すればよい。なお、自車が前進する場合には、自車の側方に存在する障害物を、第１超音波センサ２ａ、第２超音波センサ２ｂの順に検出することになる。

まず、ステップＳ１では、第１超音波センサ２ａで障害物を検出し、第１超音波センサ２ａからの信号を第１障害物位置特定部１１が受けた場合（Ｓ１でＹＥＳ）には、ステップＳ２に移る。一方、第１超音波センサ２ａで障害物を検出しておらず、第１超音波センサ２ａからの信号を第１障害物位置特定部１１が受けていない場合（Ｓ１でＮＯ）には、ステップＳ１１に移る。

ステップＳ２では、第１障害物位置特定部１１が、第１超音波センサ２ａの探査波の送信方向及び第１超音波センサ２ａの信号から、自車右側方に存在する障害物の自車に対する位置（つまり、前述の第１障害物位置）を特定する。より詳しくは、障害物のうちの第１超音波センサ２ａの探査波を反射した反射点の自車位置に対する相対位置を第１障害物位置として特定する。この第１超音波センサ２ａが請求項の第１障害物センサに相当する。

ステップＳ３では、第２超音波センサ２ｂで障害物を検出し、第２超音波センサ２ｂからの信号を第２障害物位置特定部１２が受けた場合（Ｓ３でＹＥＳ）には、ステップＳ４に移る。一方、第２超音波センサ２ｂで障害物を検出しておらず、第２超音波センサ２ｂからの信号を第２障害物位置特定部１２が受けていない場合（Ｓ３でＮＯ）には、ステップＳ１０に移る。

ステップＳ４では、第２障害物位置特定部１２が、第２超音波センサ２ｂの探査波の送信方向及び第２超音波センサ２ｂの信号から、自車右側方に存在する障害物の自車に対する位置（つまり、前述の第２障害物位置）を特定する。より詳しくは、障害物のうちの第２超音波センサ２ｂの探査波を反射した反射点の自車位置に対する相対位置を第２障害物位置として特定する。この第２超音波センサ２ｂが請求項の第２障害物センサに相当する。

ステップＳ５では、車両位置変化特定部１３が、車輪速センサ３のパルス信号から求められる自車の走行距離と、舵角センサ４で逐次検出される自車の操舵角の変化とから、第１超音波センサ２ａで障害物を検出してから第２超音波センサ２ｂで障害物を検出するまでの自車位置の変化を特定する。例えば、自車位置の変化は、自車位置を原点としたＸＹ座標系での座標の変化量として表せばよい。

ステップＳ６では、判別部１４が、Ｓ４で特定した第２障害物位置からＳ２で特定した第１障害物位置へのずれが、Ｓ５で特定した自車位置の変化分のずれと一致するか否かを判定する。ここで言うところの一致とは、完全に一致する場合に一致と判定する構成に限らず、誤差程度の許容範囲をもって一致と判定する構成としてもよい。

なお、判別部１４は、Ｓ２で特定した第１障害物位置を、Ｓ５で特定した自車位置の変化の逆方向の変化分だけ移動させた位置と、Ｓ４で特定した第２障害物位置とが一致するか否かを判定する構成としてもよい。他にも、Ｓ４で特定した第２障害物位置を、Ｓ５で特定した自車位置の変化分だけ移動させた位置と、Ｓ２で特定した第１障害物位置とが一致するか否かを判定する構成としてもよい。

そして、ステップＳ７では、Ｓ６での判定の結果、一致すると判定した場合（Ｓ７でＹＥＳ）には、ステップＳ８に移る。一方、一致しないと判定した場合（Ｓ７でＮＯ）には、ステップＳ９に移る。

ステップＳ８では、第１超音波センサ２ａ及び第２超音波センサ２ｂで検出した障害物を静止物体と判別し、ステップＳ１１に移る。一方、ステップＳ９では、第１超音波センサ２ａ及び第２超音波センサ２ｂで検出した障害物を移動物体と判別し、ステップＳ１１に移る。

ここで、図４を用いて、Ｓ４で特定した第２障害物位置からＳ２で特定した第１障害物位置へのずれが、車両位置変化特定部１３で特定した自車位置の変化分のずれと一致するか否かによって、障害物が静止物体か移動物体かを判別できることについて説明を行う。図４のＨＶが自車、ＨＶＰが自車位置、Ｏｂが障害物、ＯｂＰａが第１障害物位置、ＯｂＰｂが第２障害物位置を示している。また、Ａが第２障害物位置から第１障害物位置へのずれを示しており、Ｂが自車位置の変化分のずれを示している。

自車ＨＶ側面の進行方向前側に配置された第１超音波センサ２ａで検出した障害物Ｏｂを、自車ＨＶ側面の進行方向後側に配置された第２超音波センサ２ｂでも検出する場合、単一の障害物Ｏｂに対して、第１障害物位置ＯｂＰａと第２障害物位置ＯｂＰｂとが特定されることになる。

第１障害物位置ＯｂＰａは、第１超音波センサ２ａで障害物Ｏｂを検出したときの自車位置に対する障害物Ｏｂの相対位置であり、第２障害物位置ＯｂＰｂは、第２超音波センサ２ｂで障害物Ｏｂを検出したときの自車位置に対する障害物Ｏｂの相対位置である。よって、自車に対する障害物Ｏｂの相対位置は、障害物Ｏｂが静止物体であるなら、第１超音波センサ２ａで障害物Ｏｂを検出してから第２超音波センサ２ｂで障害物Ｏｂを検出するまでの自車位置の変化に応じた分だけしか移動していない筈である。

従って、第２障害物位置ＯｂＰｂから第１障害物位置ＯｂＰａへのずれＡは、障害物Ｏｂが静止物体であるなら、第１超音波センサ２ａで障害物Ｏｂを検出してから第２超音波センサ２ｂで障害物Ｏｂを検出するまでの自車位置の変化に応じた分のずれＢに一致する筈である。

一方、障害物Ｏｂが移動物体であるなら、第１超音波センサ２ａで障害物Ｏｂを検出してから第２超音波センサ２ｂで障害物Ｏｂを検出するまでの自車位置の変化に応じた分に加えて、障害物Ｏｂが移動した分も、自車に対する障害物Ｏｂの相対位置が移動している筈である。

従って、第２障害物位置ＯｂＰｂから第１障害物位置ＯｂＰａへのずれＡは、障害物Ｏｂが移動物体であるなら、第１超音波センサ２ａで障害物Ｏｂを検出してから第２超音波センサ２ｂで障害物Ｏｂを検出するまでの自車位置の変化に応じた分のずれＢに一致しない筈である。

以上から、Ｓ２で特定した第１障害物位置からＳ４で特定した第２障害物位置へのずれが、車両位置変化特定部１３で特定した自車位置の変化分のずれと一致するか否かによって、障害物が静止物体か移動物体かを判別できる。

図３に戻って、第２超音波センサ２ｂで障害物を検出していない場合のステップＳ１０では、第２超音波センサ２ｂで障害物を検出できない非検出が確定した場合（Ｓ１０でＹＥＳ）には、障害物が移動により自車周辺からいなくなったものとして扱い、ステップＳ１１に移る。一例として、Ｓ２で特定した第１障害物位置を、車両位置変化特定部１３で特定した自車位置の変化の逆方向の変化分だけ移動させた位置が、第２超音波センサ２ｂの検出範囲に入ったにも関わらず、障害物を検出できなかった場合に、非検出を確定すればよい。一方、非検出が確定していない場合（Ｓ１０でＮＯ）には、Ｓ３に戻って処理を繰り返す。

ステップＳ１１では、物体判別処理の終了タイミングであった場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）には、物体判別処理を終了する。一方、物体判別処理の終了タイミングでなかった場合（ステップＳ１１でＮＯ）には、Ｓ１に戻って処理を繰り返す。物体判別処理の終了タイミングとしては、例えば自車のイグニッション電源がオフになったときなどがある。

なお、図３のフローチャートでは、自車が前進する場合を例に挙げて説明を行ったが、自車が後退する場合には、自車の側方に存在する障害物を、第２超音波センサ２ｂ、第１超音波センサ２ａの順に検出することになるので、第１超音波センサ２ａ及び第１障害物位置特定部１１と、第２超音波センサ２ｂ及び第２障害物位置特定部１２とを入れ替えて処理を行う構成とすればよい。この場合には、第１超音波センサ２ａが請求項の第２障害物センサ、第２超音波センサ２ｂが請求項の第１障害物センサ、第１障害物位置特定部１１が請求項の第２障害物位置特定部、第２障害物位置特定部１２が請求項の第１障害物位置特定部に相当する。

＜実施形態１のまとめ＞
障害物が静止している場合、第１超音波センサ２ａで検出した障害物の自車位置に対する相対位置（つまり、第１障害物位置）と、第２超音波センサ２ｂで検出した障害物の自車位置に対する相対位置（つまり、第２障害物位置）とには、自車が加減速や旋回を行っていた場合であっても、第１超音波センサ２ａで障害物を検出してから第２超音波センサ２ｂで障害物を検出するまでの自車位置の変化に応じた分以外のずれは生じない。

よって、実施形態１のように、第１障害物位置特定部１１で特定した第１障害物位置から第２障害物位置特定部１２で特定した第２障害物位置へのずれが、車両位置変化特定部１３で特定した自車位置の変化分のずれに一致する場合に障害物を静止物体と判別することで、障害物が静止物体であることをより正確に判別することが可能になる。一方、一致しない場合に障害物を移動物体と判別することで、障害物が移動物体であることも、より正確に判別することが可能になる。その結果、第１超音波センサ２ａや第２超音波センサ２ｂで検出した障害物が移動物体か静止物体かをより正確に判別することが可能になる。

（変形例１）
第１超音波センサ２ａ、第２超音波センサ２ｂは、略同じ向きで自車前後方向に配列されていれば、取り付け位置は自車側面に限らない。

（変形例２）
実施形態１では、障害物を検出する障害物センサとして第１超音波センサ２ａや第２超音波センサ２ｂといった超音波センサを用いる構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、障害物の位置を特定することを可能にするセンサであれば超音波センサ以外の障害物センサを用いる構成としてもよい。例えば、自車の側方に広がる検出範囲が自車の進行方向に沿って前後に並ぶレーザレーダ、ミリ波レーダ、ステレオカメラなどといった障害物センサを用いる構成としてもよい。

（変形例３）
実施形態１では、自車の位置の変化や予測軌跡を自車の操舵角及び車速から特定する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、自車のヨーレートなどをもとに、自車の位置の変化や予測軌跡を特定する構成としてもよい。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 物体判別装置（車載用物体判別装置）、２ａ 第１超音波センサ（第１障害物センサ）、２ｂ 第２超音波センサ（第２障害物センサ）、１１ 第１障害物位置特定部、１２ 第２障害物位置特定部、１３ 車両位置変化特定部、１４ 判別部、１００ 運転支援システム

Claims (3)

1. 車両に搭載されて、
   前記車両の側方の障害物を逐次検出する障害物センサ（２ａ、２ｂ）で検出した障害物が移動物体か静止物体かを判別する判別部（１４）を備える車載用物体判別装置であって、
   前記障害物センサは、前記車両の側方に広がる検出範囲が前記車両の進行方向に沿って前後に並ぶ、進行方向前側の第１障害物センサ（２ａ）と進行方向後側の第２障害物センサ（２ｂ）であり、
   前記第１障害物センサで検出した前記障害物の前記車両に対する位置である第１障害物位置を特定する第１障害物位置特定部（１１）と、
   前記第２障害物センサで検出した前記障害物の前記車両に対する位置である第２障害物位置を特定する第２障害物位置特定部（１２）と、
   前記第１障害物センサで前記障害物を検出してから前記第２障害物センサで前記障害物を検出するまでの前記車両の位置の変化を特定する車両位置変化特定部（１３）とを備え、
   前記判別部は、前記第２障害物位置特定部で特定した前記第２障害物位置から前記第１障害物位置特定部で特定した前記第１障害物位置へのずれが、前記車両位置変化特定部で特定した前記車両の位置の変化分のずれに一致する場合に前記障害物を静止物体と判別する一方、一致しない場合には前記障害物を移動物体と判別することを特徴とする車載用物体判別装置。
2. 請求項１において、
   前記車両位置変化特定部は、前記第１障害物センサで前記障害物を検出してから前記第２障害物センサで前記障害物を検出するまでの前記車両の走行距離と操舵角の変化とから、前記車両の位置の変化を特定することを特徴とする車載用物体判別装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記第１障害物センサ及び前記第２障害物センサは超音波センサであることを特徴とする車載用物体判別装置。

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