JP3823796B2

JP3823796B2 - Object detection device

Info

Publication number: JP3823796B2
Application number: JP2001304401A
Authority: JP
Inventors: 昭浅岡
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003109171A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両前方に送信波を走査させ、その反射波を検出することで自車両前方に存在する物体を検出する物体検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自車両前方に存在する物体を検出する物体検出装置として、いわゆるスキャニングレーザレーダを用いた物体検出装置が提案されている。スキャニングレーザレーダは、光源から出射されたレーザ光を自車両前方に走査させて、自車両前方に存在する物体にて反射された反射レーザ光を検出し、出射レーザ光と反射レーザ光との関係に基づいて、自車両前方の物体までの距離や方位等を検出するものである。このようなスキャニングレーザレーダを用いた物体検出装置は、自車両前方の状況を適切且つ確実に把握することを可能とするので、例えば、自車両前方を走行する先行車両に追従するように自車両の走行を自動制御する車両走行自動制御システムを実現する技術として、注目を集めている。
【０００３】
以上のようなスキャニングレーザレーダを用いた物体検出装置は、物体の検出精度が出射レーザ光の出力強度に依存することになる。このため、出射レーザ光の出力強度を適切に制御することが重要な課題とされており、この点についての様々な提案がなされている。例えば、特開平７−１６７９５８号公報においては、角度方向毎の反射レーザ光の受光強度が予め定められた範囲内に収まるように、出射レーザ光の出力強度を角度方向毎に個別に制御する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、上述したような車両に搭載される物体検出装置に、路面に対して水平な方向と垂直な方向との２次元方向でレーザ光を走査させる２次元スキャニングレーザレーダを適用する試みがなされている。
【０００５】
車両に搭載される物体検出装置に２次元スキャニングレーザレーダを用いるようにすれば、路面に水平な方向のみにレーザ光を走査させる１次元スキャニングレーザレーダを用いた物体検出装置では困難とされていた自車両前方の奥行き方向に存在する物体の判別や、走行路の上方に設置された看板等の判別等も適切に行えるようになり、非常に有用である。
【０００６】
しかしながら、２次元スキャニングレーザレーダを用いた物体検出装置では、レーザ光の照射範囲が広範囲に亘るため、レーザ光を出射する光源や反射レーザ光を検出する光検出器等の光学部品の負担が大きいという問題がある。特に、良好な検出精度を得るために出射レーザ光の出力強度を高めた場合には、光学部品の寿命が短くなる。
【０００７】
このような問題に対処するために、上述した特開平７−１６７９５８号公報にて開示されるように、出射レーザ光の出力強度を角度方向毎に制御することも考えられるが、特開平７−１６７９５８号公報にて開示される技術は、１次元スキャニングレーザレーダを用いた物体検出装置を前提としているため、２次元スキャニングレーザレーダを用いた物体検出装置にそのまま適用することができない。
【０００８】
また、確実に検出したい先行車両の反射器等が例えば破損していたり泥で汚れたりしている場合に、出射レーザ光の出力強度を低下させるような制御を行うと、先行車両を適切に検出できずに先行車両を見失ってしまう不都合も生じることになり、上述したような車両走行自動制御システムを実現する上では障害となる。
【０００９】
本発明は、以上のような従来の実情に鑑みて創案されたものであって、光学部品に対する負担を軽減して光学部品の長寿命化を図りながら、自車両前方の物体の検出を高精度に行うことができる物体検出装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、送信波を２次元走査させながら自車両前方の物体に照射させ、その反射波をもとに自車両前方に存在する物体に関する各種情報を取得する物体情報取得手段と、前記自車両前方の物体が先行車両であるか否かを判別する先行車両判別手段と、少なくとも前記先行車両判別手段により判別された先行車両の存在領域の中で、前記物体情報取得手段により取得された反射強度の値が基準値以下の領域を、前記送信波の照射が不要な照射不要区画として検出する照射不要区画検出手段とを備える物体検出装置であり、前記物体情報取得手段が、前記照射不要区画検出手段により照射不要区画が検出された後は、当該照射不要区画に前記送信波が照射されないように、送信波の照射を制御するようにしたものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の物体検出装置において、前記照射不要区画検出手段が、前記物体情報取得手段により取得された反射強度の情報をもとに自車両前方の様子を示す２次元の強度画像データを作成し、この２次元の強度画像データを解析することで前記照射不要区画を検出することを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の物体検出装置において、前記照射不要区画検出手段が、前記先行車両のボディ部を除く部分を照射不要区画として検出することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の物体検出装置において、前記先行車両判別手段が、前記物体情報取得手段により取得された距離情報と方位の情報、及び反射強度の情報をもとに、前記自車両前方の物体が先行車両であるか否かを判別することを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、送信波を２次元走査させながら自車両前方の物体に照射させ、その反射波をもとに自車両前方に存在する物体に関する各種情報を取得する物体情報取得手段と、前記自車両前方の物体が先行車両であるか否かを判別する先行車両判別手段と、少なくとも前記先行車両判別手段により判別された先行車両の存在領域の中で、前記物体情報取得手段により取得された反射強度の値が基準値以上の領域を、前記送信波の照射が必要な照射区画として検出する照射区画検出手段とを備える物体検出装置であり、前記物体情報取得手段が、前記照射区画検出手段により照射区画が検出された後は、当該照射区画に前記送信波が照射されるように、送信波の照射を制御するようにしたものである。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の物体検出装置において、前記照射区画検出手段が、前記物体情報取得手段により取得された反射強度の情報をもとに自車両前方の様子を示す２次元の強度画像データを作成し、この２次元の強度画像データを解析することで前記照射区画を検出することを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の物体検出装置において、前記照射区画検出手段が、前記先行車両の反射器が設けられた領域及び前記先行車両の左右外側の領域を照射区画として検出することを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明は、請求項５乃至７の何れかに記載の物体検出装置において、前記先行車両判別手段が、前記物体情報取得手段により取得された距離情報と方位の情報、及び反射強度の情報をもとに、前記自車両前方の物体が先行車両であるか否かを判別することを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の請求項１乃至請求項４に係る物体検出装置によれば、自車両前方の物体を検出する上で重要でないと思われる部分が照射不要区画として検出され、この照射不要区画とされた部分には送信波が照射されないように送信波の照射制御がなされるので、送信波の照射を効率的に行って、光学部品の長寿命化を図りながら、自車両前方の物体の検出を精度良く行うことができる。
【００１９】
また、本発明の請求項５乃至請求項８に係る物体検出装置によれば、自車両前方の物体を検出する上で重要である思われる部分が照射区画として検出され、この照射区画とされた部分に送信波が照射されるように送信波の照射制御がなされるので、送信波の照射を効率的に行って、光学部品の長寿命化を図りながら、自車両前方の物体の検出を精度良く行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
本発明を適用した第１の実施形態の物体検出装置を図１に示す。この図１に示す物体検出装置１は、車両（以下、自車両という。）に搭載されて自車両前方に存在する物体１００を検出するものであり、レーザ光を２次元走査させながら自車両前方の物体１００に照射させ、その反射レーザ光をもとに自車両前方の物体１００に関する各種情報を取得する２次元スキャニングレーザレーダ（物体情報取得手段）２と、自車両前方の物体１００が先行車両であるか否かを判別する先行車両判別部３と、この先行車両判別部３により判別された先行車両を基準として、２次元スキャニングレーザレーダ２により取得された情報をもとに、レーザ光の照射が不要な照射不要区画を検出する照射不要区画検出部４とを備えている。
【００２２】
２次元スキャニングレーザレーダ２は、レーザダイオード（以下、ＬＤと略称する。）５、駆動回路６及び照射制御部７を有する照射系と、フォトディテクタ（以下、ＰＤと略称する。）８及び受光回路９を有する受光系と、２次元スキャナ１０、走査駆動部１１、走査位置検出回路１２及びハーフミラー１３を有する走査系とを備えており、これらの各部が制御部１４による制御のもとで動作するようになっている。
【００２３】
照射制御部７は、所定のタイミング毎に、駆動回路６にＬＤ５を発光させる旨の発光司令を出力する。駆動回路６は、この照射制御部７からの発光司令を受けて、所定のタイミング毎にＬＤ５を発光させる。これにより、ＬＤ５からレーザ光が出射されることになる。そして、ＬＤ５から出射されたレーザ光が、２次元スキャナ１０及びハーフミラー１３により順次反射されて、自車両前方の物体１００に照射されることになる。
【００２４】
２次元スキャナ１０は、走査駆動部１１によって駆動されて、水平方向及び垂直方向の互いに直交する２方向に同時に振動し、ＬＤ５から出射されたレーザ光を自車両前方の路面に水平な方向と垂直な方向との２次元方向に走査させる。この２次元スキャナ１０によるレーザ光の走査位置は、走査位置検出回路１２により検出されるようになっている。
【００２５】
２次元スキャナ１０の具体的な一例を図２に示す。この図２に示す２次元スキャナ１０は、例えば、シリコンウエハを各種マイクロマシニング加工技術によって加工することで形成され、コ字状のスリット部２１によって分断されたミラー部２２と、このミラー部２２を囲むフレーム部２３とを備えている。ミラー部２２は、一端部がフレーム部２３と一体に形成されており、フレーム部２３に対して片持ち梁状に支持されている。このミラー部２２とフレーム部２３との境界部分は、曲げ方向と捩り方向とに弾性変形自在とされている。
【００２６】
ミラー部２２は、例えばシリコンウエハの主面に対してアルミ蒸着等により高反射コーティングを施すことにより形成されており、ＬＤ５から出射されるレーザ光に対して十分な反射率を有している。
【００２７】
また、高反射コーティングが施された面と反対側の面には、ミラー部２２とフレーム部２３との境界部分に位置して、図示を省略する磁歪素子が薄膜状に形成されている。この磁歪素子は、走査駆動部１１による駆動に応じて図２中矢印Ａ方向に交番磁界が印加されることで、ミラー部２２とフレーム部２３との境界部分を変形させて、ミラー部２２を図２中矢印Ｂで示す曲げ方向に例えば２０度程度の変位角度で振動させると共に、図２中矢印Ｃで示す捩り方向に例えば５度程度の変位角度で振動させるものである。なお、ミラー部２２を振動させる際の変位角度は自在に制御可能であり、物体検出装置１に要求される検出範囲等に応じて所望の角度に設定すればよい。
【００２８】
また、ミラー部２２とフレーム部２３との境界部分には、ミラー部２２の曲げ方向及び捩り方向の振動の状態を検出するためのピエゾ抵抗素子２４が形成されている。このピエゾ抵抗素子２４は、ミラー部２３の曲げ方向及び捩り方向の振動の周波数及び振幅を検出し、その検出結果を走査位置検出回路１２に出力するようになっている。走査位置検出回路１２は、この２次元スキャナ１０に設けられたピエゾ抵抗素子２４からの出力に基づいてレーザ光の走査位置を検出する。
【００２９】
なお、以上説明した２次元スキャナ１０は、ＬＤ５から出射されたレーザ光を自車両前方の２次元方向に走査させる手段の一例を示したものであり、本発明を適用した物体検出装置１においては、この２次元スキャナ１０に代えて、圧電素子を用いたレーザ光走査手段や、クーロン力を用いたレーザ光走査手段、電磁力によりミラーを振動させるガルバノミラーや多面体形状のポリゴンミラー等、ＬＤ５から出射されたレーザ光を自車両前方の２次元方向に走査可能なものであれば如何なる走査手段を用いるようにしてもよい。
【００３０】
２次元スキャナ１０により自車両前方の２次元方向に走査されて自車両前方の物体１００に照射されたレーザ光は、この物体１００によって反射され、ハーフミラー１３を透過してＰＤ８により受光されることになる。
【００３１】
ＰＤ８は、受光した物体１００からの反射レーザ光を光電変換し、この反射レーザ光の光量に応じた電気信号を受光回路９に出力する。受光回路９は、ＰＤ８からの信号強度を所定の基準値と比較して、その比較結果を制御部１４に出力する。
【００３２】
制御部１４は、２次元スキャニングレーザレーダ２を構成する各部の動作を制御すると共に、これら各部からの出力に基づき、自車両前方の物体１００に関する各種情報を生成する。具体的には、制御部１４は、ＬＤ５によるレーザ光の発光からＰＤ８による反射レーザ光の受光までの時間、すなわち、ＬＤ５から出射され自車両前方の物体１００により反射されてＰＤ８に受光されるまでのレーザ光の伝播遅延時間に基づいて、自車両から自車両前方の物体１００までの距離を算出すると共に、自車両前方の物体１００までの距離を時間的に連続して算出してその結果を比較することで、この物体１００の自車両に対する相対速度を算出する。また、制御部１４は、走査位置検出回路１２により検出されたレーザ光の走査位置に基づいて、レーザ光が照射された自車両前方の物体１００の方位（物体１００が存在する方向）を検出する。更に、制御部１４は、受光回路９からの出力に基づいて、自車両前方の物体１００により反射された反射レーザ光の反射強度を検出する。
【００３３】
先行車両判別部３は、制御部１４により算出された物体１００の自車両からの距離や相対速度、方位等を示す各種情報と、図示しない自車両制御用のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から供給される自車両の操舵角を示す舵角信号や、自車両の走行速度を示す車速信号等に基づいて、自車両前方の物体１００が自車両の前方を先行して走行する先行車両であるか否かを判別する。
【００３４】
照射不要区画検出部４は、先行車両判別部３によって自車両前方の物体１００が先行車両であると判別されたときに、この先行車両を含む自車両前方の様子を、走査位置検出回路１２により検出されたレーザ光の走査位置や制御部１４により検出された反射レーザ光の反射強度をもとにして、２次元の強度画像データとして演算処理する。そして、照射不要区画検出部４は、例えば、詳細を後述するように、この２次元の強度画像データを解析することで、自車両前方の先行車両を基準として、自車両前方のレーザ光の照射が不要な部分、すなわち、物体検出装置１を利用して自車両前方の様子を認識する上でレーザ光を照射させる必要性がそれほど高くないと思われる部分を照射不要区画として検出する。
【００３５】
具体的には、照射不要区画検出部４は、例えば、先行車両のボディ部を除く部分、すなわち、先行車両のリアガラス部分やタイヤ部分等のように、先行車両の中でそれほど高い反射強度が得られない部分を照射不要区画として検出する。これらの部分は先行車両の一部であり、比較的高い反射強度が得られるボディ部が検出されれば先行車両の認識は可能であるので、これらの部分は、自車両前方の様子を認識する上でレーザ光を照射させる必要性がそれほど高くない。
【００３６】
以上のように構成される第１の実施形態の物体検出装置１では、照射不要区画検出部４により照射不要区画が検出されると、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４が、照射制御部７から出力される発光司令のタイミングを制御して、照射不要区画検出部４により検出された照射不要区画にはレーザ光が照射されないように、ＬＤ５から出射されるレーザ光を制御する。これにより、第１の実施形態の物体検出装置１では、効率的なレーザ光の照射が行われることになる。
【００３７】
ここで、第１の実施形態の物体検出装置１における動作の一例について、図３乃至図８を参照して具体的に説明する。なお、ここでは、２次元スキャニングレーザレーダ２の２次元スキャナ１０が、曲げ方向に２０度、捩り方向に５度の変位角度でそれぞれ振動し、２次元スキャナ１０による走査範囲が自車両前方の路面に水平な方向に４０度、路面に垂直な方向に１０度とされている場合を例に挙げて説明する。また、ここでは、自車両前方に先行車両が存在し、その先行車両後部に設けられたリフレクタ（反射器）に泥等が付着してリフレクタの検出が困難な場合を想定して説明するが、先行車両後部のリフレクタが検出できる場合も同様な処理が可能である。
【００３８】
まず、図３のステップＳ１−１において、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により、レーザ光の照射パターンが選択される。ここでは、２次元スキャナ１０による走査範囲の全域にレーザ光が照射される照射パターン、すなわち、照射不要区画の存在しない照射パターン（以下、照射パターンＡという。）が選択される。
【００３９】
制御部１４により照射パターンＡが選択されると、この照射パターンＡでＬＤ５からのレーザ光が自車両前方に照射されるように、照射系の各部が制御部１４によって制御される。具体的には、照射制御部７から出力される発光司令のタイミングが制御部１４によって制御され、駆動回路６の駆動によりＬＤ５が例えば１μｓｅｃの時間間隔でレーザ光を連続的に発光する。このＬＤ５からのレーザ光は、曲げ方向に２０度の変位角度で例えば２００Ｈｚの周波数で振動すると共に、捩り方向に５度の変位角度で例えば２ＫＨｚの周波数で振動する２次元スキャナ１０により反射され、更に、ハーフミラー１３により自車両前方に向けて反射される。そして、このレーザ光は、２次元スキャナ１０の振動に応じて自車両前方の２次元方向に走査される。これにより、例えば図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、照射パターンＡによるレーザ光の照射が行われることになる。なお、図６（ａ）は自車両前方に乗用車が先行車両として存在する場合を示しており、図６（ｂ）は自車両前方に大型車が先行車両として存在する場合を示している。
【００４０】
自車両前方の物体１００（例えば先行車両としての乗用車や大型車）により反射されたレーザ光は、ハーフミラー１３を透過してＰＤ８により受光され、光電変換される。そして、反射レーザ光の強度レベルを示す信号が制御部１４に連続的に供給されることになる。
【００４１】
次に、ステップＳ１−２において、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により、自車両前方の物体１００の２次元方向における距離情報（距離及び方位を示す情報）が算出される。ここで、上述したようにＬＤ５が１μｓｅｃの時間間隔でレーザ光を連続的に発光し、２次元スキャナ１０が曲げ方向に２０度の変位角度で２００Ｈｚの周波数、捩り方向に５度の変位角度で２ＫＨｚの周波数で振動するようになっている場合は、制御部１４は、２次元スキャナ１０が曲げ方向に振動する１周期あたり５０００個のデータが得られることになる。なお、２次元スキャナ１０による走査回数は、制御部１４に設けられたカウンタによって計数されるようになっている。
【００４２】
また、制御部１４における情報の算出を例えば５０ｍｓｅｃ毎に行うようにした場合には、制御部１４では、１回あたり５００００個の距離情報が算出されることになる。この２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により算出された自車両前方の物体１００の２次元方向における距離情報は、先行車両判別部３に供給される。
【００４３】
また、ステップＳ１−３において、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により、自車両前方の物体１００の２次元方向における反射強度を示す情報が算出される。この２次元方向における反射強度を示す情報は、２次元方向における距離情報と同様に、２次元スキャナ１０が曲げ方向に振動する１周期あたり５０００個の個別のデータとして取得され、１回あたり５００００個の反射強度を示す情報として算出される。この２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により算出された自車両前方の物体１００の２次元方向における反射強度を示す情報は、照射不要区画検出部４に供給されることになる。
【００４４】
ここで、制御部１４により算出された自車両前方の物体１００の２次元方向における反射強度を示す情報を２次元の強度画像データとして示すと、例えば図７（ａ）及び図７（ｂ）のようになる。なお、図７（ａ）は自車両前方に乗用車が先行車両として存在する場合、図７（ｂ）は自車両前方に大型車が先行車両として存在する場合をそれぞれ示している。また、図７（ａ）及び図７（ｂ）中で無地の部分は反射強度が５％以下の領域を示しており、斜線の部分は反射強度が１０％〜８０％の領域を示している。
【００４５】
図７（ａ）及び図７（ｂ）中、反射強度が５％以下の領域は、先行車両のリアガラス部分やタイヤ部分、或いは、物体が存在しない領域である。また、反射強度が１０％〜８０％の領域は、先行車両のボディ部に相当する領域である。ここで、先行車両のリアガラス部の反射強度が５％以下となるのは、以下の理由による。すなわち、先行車両のリアガラス部は、路面に対して垂直でなく斜めに傾斜していることが多い。これにより、２次元スキャニングレーザレーダ２からの出射レーザ光は、このリアガラス部に照射されると斜め上方に反射され、２次元スキャニングレーザレーダ２に戻ってくる反射レーザ光の光量が極めて少なくなる。また、リアガラス部の表面は鏡面状となっているため、２次元スキャニングレーザレーダ２からの出射レーザ光がリアガラス部で乱反射されて２次元スキャニングレーザレーダ２に戻ってくる割合も極めて少なく、結果として、先行車両のリアガラス部の反射強度は５％以下となる。これに対して、先行車両のボディ部は、たとえ傾斜している面であっても、その表面が比較的粗い面となっているため、２次元スキャニングレーザレーダ２からの出射レーザ光が乱反射して２次元スキャニングレーザレーダ２に戻ってくる割合が高く、１０％〜８０％の反射強度が得られることになる。
【００４６】
次に、ステップＳ１−４において、先行車両判別部３により、ステップＳ１−２で算出された２次元方向における距離情報が複数の領域毎にセグメント分けされ、各セグメント毎に距離情報が平均化される。具体的には、例えば、ステップＳ１−２で算出された５００００個の距離情報が、水平方向に２００個、垂直方向に５０個のセグメントＳ（１，ｎ）〜Ｓ（１００００，ｎ）（ここでｎは距離情報取得の回数）にセグメント分けされ、各セグメント毎の平均化処理が行われる。
【００４７】
次に、ステップＳ１−５において、先行車両判別部３により、ステップＳ１−４で平均化された各セグメント毎の距離情報の値が、前回の処理で算出された値とそれぞれ比較され、各セグメント毎に相対速度が算出される。具体的には、例えば、ステップＳ１−４で得られたセグメント値Ｓ（１，ｎ）〜Ｓ（１００００，ｎ）と前回の処理で得られたセグメント値Ｓ（１，ｎ−１）〜Ｓ（１００００，ｎ−１）との差分により、相対速度Ｖｔ（１，ｎ）〜Ｖｔ（１００００，ｎ）が算出される。
【００４８】
次に、ステップＳ１−６において、先行車両判別部３により、ステップＳ１−５で算出された各セグメント毎の相対速度が、自車両の車速とそれぞれ比較され、各セグメントで示される物体が移動物体であるかどうかが判別される。具体的には、例えば、車両制御用ＥＣＵからの車速信号ＶｓとステップＳ１−５で得られた相対速度Ｖｔ（１，ｎ）〜Ｖｔ（１００００，ｎ）との差分の絶対値がそれぞれ求められ、その値が所定値α以上であるかどうかにより、各セグメントで示される物体が移動物体であるかどうかが判別される。ここで、移動物体を示すと判別されたセグメントは、セグメントＡ１〜Ａｍとして登録される。
【００４９】
次に、ステップＳ１−７において、先行車両判別部３により、ステップＳ１−６で移動物体を示すものと判断されたセグメントのうち、互いに近い位置にあるセグメント同士がグルーピングされる。具体的には、移動物体を示すものとして登録されたセグメントＡ１〜Ａｍの各セグメント値が比較され、例えば、互いに隣接し且つ距離の値の差が１ｍ以下のセグメント同士が、セグメントグループＢ１〜Ｂｍとしてグルーピングされる。
【００５０】
次に、ステップＳ１−８において、先行車両判別部３により、ステップＳ１−７でグルーピングされたセグメントグループの中から、自車両が走行する車線内に位置するセグメントグループが抽出される。具体的には、例えば、予め記憶されている車線幅（例えば３．５ｍ）と車両制御用ＥＣＵからの舵角信号とに基づいて自車両が走行する車線の位置が判断され、ステップＳ１−７でグルーピングされたセグメントグループＢ１〜Ｂｍの中から、自車両が走行する車線内に存在するセグメントグループＣ１〜Ｃｍが抽出される。
【００５１】
次に、ステップＳ１−９において、先行車両判別部３により、ステップＳ１−８で抽出されたセグメントグループの中から、車両の大きさに適合したセグメントグループが抽出される。具体的には、ステップＳ１−８で抽出されたセグメントグループＣ１〜Ｃｍの水平方向の長さ（幅）がそれぞれ算出され、これらセグメントグループで示される物体の幅が例えば３ｍ以下のものが、車両の大きさに適合したセグメントグループＤ１〜Ｄｍとして抽出される。車両の幅は最大でも３ｍ以下であるので、幅が３ｍを超えるセグメントグループを排除することで、車両以外の道路構造物等を先行車両と誤認識する不都合を回避できる。
【００５２】
次に、ステップＳ１−１０において、先行車両判別部３により、以上の条件を満足するセグメントグループＤ１〜Ｄｍが抽出されたかどうかが判断される。ここで、以上の条件を満足するセグメントグループＤ１〜Ｄｍが抽出されないと判断されたときは、次にステップＳ１−１１において、先行車両判別部３により先行車両が存在しないことが認識され、先行車両なしが登録される。そして、ステップＳ１−１に戻って２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により照射パターンＡが選択され、ステップＳ１−１以降の処理が繰り返し行われることになる。
【００５３】
一方、ステップＳ１−１０において、以上の条件を満足するセグメントグループＤ１〜Ｄｍが抽出されたと判断されたときは、次に、ステップＳ１−１２において、先行車両判別部３により、セグメントグループＤ１〜Ｄｍの中から、自車両から最も近い位置のセグメントグループＥが選択され、このセグメントグループＥが先行車両を示すセグメントグループとして登録される。
【００５４】
次に、図４のステップＳ１−１３において、照射不要区画検出部４により、ステップＳ１−３で算出された２次元方向における反射強度を示す情報が複数の領域毎にセグメント分けされ、各セグメント毎に反射強度を示す情報が平均化される。具体的には、例えば、ステップＳ１−３で算出された５００００個の反射強度を示す情報が、水平方向に２００個、垂直方向に５０個のセグメントＦ１〜Ｆ１００００にセグメント分けされ、各セグメント毎の平均化処理が行われる。
【００５５】
次に、ステップＳ１−１４において、照射不要区画検出部４により、ステップＳ１−１３でセグメント分けされた各セグメントのうち、互いに隣接し且つ反射強度の近いセグメント同士が、セグメントグループＧ１〜Ｇｍとしてグルーピングされる。そして、ステップＳ１−１５において、各セグメントグループＧ１〜Ｇｎの反射強度がそれぞれ評価され、例えば１０段階の強度レベルにレベル分けされる。ここで、反射強度は、例えば５ｍ前方のリフレクタ（反射器）からの反射強度値を１００％とし、ノイズを除いた無信号状態を０％として定義すればよいが、この反射強度は、自車両の実際の走行条件等に応じて任意に変更するようにしてもよい。
【００５６】
次に、ステップＳ１−１６において、照射不要区画検出部４により、ステップＳ１−１４でグルーピングされた各セグメントグループの中から所定の大きさ以上のセグメントグループが抽出される。具体的には、ステップＳ１−１４でグルーピングされたセグメントグループＧ１〜Ｇｍの水平方向の長さ（幅）及び垂直方向の長さ（高さ）がそれぞれ算出され、これらセグメントグループで示される物体の幅が例えば１ｍ以上、高さが例えば０．５ｍ以上のものが、検出対象のセグメントグループＨ１〜Ｈｍとして抽出される。幅が１ｍ以上で高さが０．５ｍ以上の物体としては、例えば、先行車両のボディ部、リアガラス部分やタイヤ部分が挙げられる。以上のように、所定の大きさに満たないセグメントグループを検出対象から排除することで、デリニエータ等の小型の道路構造物等による誤認識を回避できる。
【００５７】
次に、ステップＳ１−１７において、照射不要区画検出部４により、ステップＳ１−１６で抽出されたセグメントグループＨ１〜Ｈｍと、ステップＳ１−１２で先行車両を示すセグメントグループとして登録されたセグメントグループＥのマッチングが行われ、セグメントグループＨ１〜Ｈｍの先行車両に対する関係が判断される。そして、ステップＳ１−１８において、ステップＳ１−１６で抽出されたセグメントグループＨ１〜Ｈｍの中から、先行車両の存在領域に属し、且つ、反射強度が１０％〜８０％のセグメントグループが、先行車両のボディ部を示すセグメントグループＪであると認識される。
【００５８】
次に、ステップＳ１−１９において、照射不要区画検出部４により、ステップＳ１−１８で先行車両のボディ部を示すものと認識されたセグメントグループＪの上方或いは下方に、反射強度の低いセグメントグループ、具体的には、例えば反射強度が５％以下のセグメントグループがあるかどうかが判断される。ここで、先行車両のボディ部を示すものと認識されたセグメントグループＪの上方或いは下方に反射強度の低いセグメントグループがないと判断されたときは、ステップＳ１−１に戻って２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により照射パターンＡが選択され、ステップＳ１−１以降の処理が繰り返し行われることになる。
【００５９】
一方、ステップＳ１−１９において、先行車両のボディ部を示すものと認識されたセグメントグループＪの上方或いは下方に反射強度の低いセグメントグループがあると判断されたときは、次に、ステップＳ１−２０において、照射不要区画検出部４により、その反射強度の低いセグメントグループで示される領域、具体的には、例えば先行車両のリアガラス部分やタイヤ部分、更にはその垂直延長線上における空間や路面等が存在する領域が、レーザ光の照射が不要な照射不要区画として登録される。なお、ここでは、先行車両のリアガラス部分やタイヤ部分に加えて、これらの垂直延長線上における空間や路面等が存在する領域についても照射不要区画としたが、照射不要区画は第１の実施形態の物体検出装置１の使用目的等に応じて適宜設定すればよく、例えば、先行車両のリヤガラス部分やタイヤ部分のみを照射不要区画としてもよく、また、先行車両のリヤガラス部分のみを照射不要区画としてもよい。但し、先行車両の左右外側における空間は、他の車線からの割り込み車を検出する上で重要な領域と思われるので、照射不要区間に設定しないことが望ましい。
【００６０】
以上のような一連の処理により、照射不要区画が登録されると、次に、図５のステップＳ１−２１において、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により、制御部１４に設けられたカウンタの値、すなわち、２次元スキャナ１０による走査回数が１０以下であるかどうかが判断される。ここで、カウンタ値が１０を超えていると判断された場合は、次に、ステップＳ１−２２において、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により、カウンタ値が０にリセットされ、ステップＳ１−１に戻って照射パターンＡが選択されて、ステップＳ１−１以降の処理が繰り返し行われることになる。以上のように、カウンタ値が１０を超える都度、すなわち、２次元スキャナ１０による走査回数の１０回に１回程度の割合で照射パターンＡによるレーザ光の照射を行うことで、自車両及び先行車両が走行していることに起因して生じる両者の相対位置のずれを随時修正して、照射不要区画の検出を適切に行うことが可能となる。
【００６１】
一方、ステップＳ１−２１において、カウンタ値が１０以下であると判断された場合は、次に、ステップＳ１−２３において、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により、ステップＳ１−２０で登録された照射不要区画をレーザ光の照射対象外とする照射パターン、すわなち、２次元スキャナ１０による走査範囲から照射不要区画を除外した照射パターン（以下、照射パターンＢという。）が選択される。そして、ステップＳ１−２４によりカウンタ値がカウントアップされた上で、照射パターンＢでＬＤ５からのレーザ光が自車両前方に照射されるように、照射系の各部が制御部１４によって制御される。これにより、例えば図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、照射パターンＢによるレーザ光の照射が行われることになる。なお、図８（ａ）は自車両前方に乗用車が先行車両として存在する場合を示しており、図８（ｂ）は自車両前方に大型車が先行車両として存在する場合を示している。
【００６２】
以上のように照射パターンＢによるレーザ光の照射が行われ、その反射レーザ光が受光されると、ステップＳ１−２に戻って、ステップＳ１−２以降の処理が繰り返し行われることになる。
【００６３】
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第１の実施形態の物体検出装置１では、自車両前方の物体を適切に検出する上でレーザ光を照射させることがそれほど重要でないと思われる領域が、照射不要区画検出部４により照射不要区画として検出され、このような照射不要区画が検出された場合には、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４によって、照射不要区画にはレーザ光が照射されないようにレーザ光の照射制御がなされるようになっているので、レーザ光の照射を極めて効率的に行って、例えばＬＤ５やＰＤ８、２次元スキャナ１０、ハーフミラー８等の光学部品の負担を軽減し、これら光学部品の長寿命化を図りながら、自車両前方の物体の検出を精度良く行うことができる。
【００６４】
なお、以上説明した物体検出装置１は本発明の一適用例を示したものであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の技術的変更が可能である。例えば、上述した物体検出装置１では、先行車両判別部３が、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により算出された自車両前方の物体の距離情報や自車両制御用のＥＣＵから供給される舵角信号、車速信号等に基づいて、自車両前方の先行車両を判別するようにしているが、本発明は以上の例に限定されるものではなく、先行車両判別部３が、例えば、ＣＣＤカメラや赤外線カメラ等の撮像装置により撮像された自車両前方の画像を解析することで、自車両前方の先行車両を判別するようにしてもよい。
【００６５】
但し、上述した物体検出装置１のように、先行車両判別部３が２次元スキャニングレーザレーダ２からの情報や自車両制御用のＥＣＵからの情報に基づいて先行車両の判別を行うようにした場合には、ＣＣＤカメラや赤外線カメラ等の撮像装置、或いはその他の先行車両を判別するための機構を新たに付加する必要がないので、コストの低減を図る上で非常に有利である。
【００６６】
（第２の実施形態）
次に、本発明を適用した第２の実施形態の物体検出装置について説明する。本発明を適用した第２の実施形態の物体検出装置３０は、図９に示すように、第１の実施形態の物体検出装置１が備える照射不要区画検出部４に代えて、照射区画検出部３１を備え、この照射区画検出部３１がレーザ光を照射すべき領域を照射区画として検出し、これに応じてレーザ光の照射制御がなされるようになっている。すなわち、この第２の実施形態の物体検出装置３０は、上述した第１の実施形態の物体検出装置１が照射不要区画を検出し、この照射不要区画にレーザ光が照射されないようにレーザ光の照射制御を行っていたのに対して、レーザ光を照射すべき照射区画を検出し、この照射区画にレーザ光が照射されるようにレーザ光の照射制御を行うようにしている。この第２の実施形態の物体検出装置３０において、その他の構成については、上述した第１の実施形態の物体検出装置１と同様であるので、以下、第１の実施形態の物体検出装置１と同様の部分については、図中同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
【００６７】
第２の実施形態の物体検出装置３０において、照射区画検出部３１は、第１の実施形態の物体検出装置１が備える照射不要区画検出部４と同様に、先行車両判別部３によって自車両前方の物体１００が先行車両であると判別されたときに、この先行車両を含む自車両前方の様子を、走査位置検出回路１２により検出されたレーザ光の走査位置や制御部１４により検出された反射レーザ光の反射強度をもとにして、２次元の強度画像データとして演算処理する。そして、照射区画検出部３１は、この２次元の強度画像データを解析することで、自車両前方の先行車両を基準として、自車両前方のレーザ光の照射が必要な部分、すなわち、物体検出装置３０を利用して自車両前方の様子を認識する上でレーザ光を照射させる必要性が高いと思われる部分を照射区画として検出する。
【００６８】
具体的には、照射区画検出部３１は、例えば、先行車両のリフレクタ（反射器）が設けられた領域、すなわち、先行車両の中で極めて高い反射強度が得られる領域と、先行車両の他の部分他の車線からの割り込み車を検出する上で重要な先行車両の左右外側の領域とを照射区画として検出する。
【００６９】
以上のような照射区画検出部３１を備える第２の実施形態の物体検出装置３０では、照射区画検出部３１により照射区画が検出されると、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４が、照射制御部７から出力される発光司令のタイミングを制御して、照射区画検出部３１により検出された照射区画にレーザ光が照射されるように、ＬＤ５から出射されるレーザ光を制御する。これにより、第２の実施形態の物体検出装置３０では、第１の実施形態の物体検出装置１と同様に、効率的なレーザ光の照射が行われることになる。
【００７０】
ここで、第２の実施形態の物体検出装置３０における動作の一例について、図１０乃至図１２を参照して具体的に説明する。なお、ここでは、自車両前方に先行車両が存在し、その先行車両後部に設けられたリフレクタ（反射器）が正常に機能している場合を想定して説明する。また、第２の実施形態の物体検出装置３０における動作は、先行車両判別部３により自車両前方の先行車両を示すセグメントグループＥが登録されるまで（上述したステップＳ１−１〜ステップＳ１−１２）は、第１の実施形態の物体検出装置１における動作と同様であるので、ここでは、先行車両を示すセグメントグループＥが登録された後の動作についてのみ説明する。
【００７１】
先行車両判別部３により自車両前方の先行車両を示すセグメントグループＥが登録されると、次に、図１０のステップＳ２−１３において、照射区画検出部３１により、ステップＳ１−３で算出された２次元方向における反射強度を示す情報が複数の領域毎にセグメント分けされ、各セグメント毎に反射強度を示す情報が平均化される。
【００７２】
次に、ステップＳ２−１４において、照射区画検出部３１により、ステップＳ２−１３でセグメント分けされた各セグメントのうち、互いに隣接し且つ反射強度の近いセグメント同士が、セグメントグループＧ１〜Ｇｍとしてグルーピングされる。そして、ステップＳ２−１５において、各セグメントグループＧ１〜Ｇｎの反射強度がそれぞれ評価され、例えば１０段階の強度レベルにレベル分けされる。
【００７３】
次に、ステップＳ２−１６において、照射区画検出部３１により、ステップＳ２−１４でグルーピングされた各セグメントグループの中から所定の大きさ以上のセグメントグループが検出対象のセグメントグループＨ１〜Ｈｍとして抽出される。これにより、デリニエータ等の小型の道路構造物等による誤認識を回避できるようになる。
【００７４】
次に、ステップＳ２−１７において、照射区画検出部３１により、ステップＳ２−１６で抽出されたセグメントグループＨ１〜Ｈｍと、ステップＳ１−１２で先行車両を示すセグメントグループとして登録されたセグメントグループＥのマッチングが行われ、セグメントグループＨ１〜Ｈｍの先行車両に対する関係が判断される。そして、ステップＳ２−１８において、ステップＳ２−１６で抽出されたセグメントグループＨ１〜Ｈｍの中から、先行車両の存在領域に属し、且つ、反射強度が１０％〜８０％のセグメントグループが、先行車両のボディ部を示すセグメントグループＪであると認識される。
【００７５】
次に、ステップＳ２−１９において、照射区画検出部４により、ステップＳ２−１８で先行車両のボディ部を示すものと認識されたセグメントグループＪの近傍に、セグメントグループＪの反射強度よりも高い反射強度を有するセグメントグループ、具体的には、例えば反射強度が８０％以上のセグメントグループがあるかどうかが判断される。ここで、先行車両のボディ部を示すものと認識されたセグメントグループＪの近傍に反射強度の高いセグメントグループがないと判断されたときは、第１の実施形態の物体検出装置１と同様に、ステップＳ１−１に戻って照射パターンＡが選択され、ステップＳ１−１以降の処理が繰り返し行われることになる。
【００７６】
一方、ステップＳ２−１９において、先行車両のボディ部を示すものと認識されたセグメントグループＪの近傍に反射強度の高いセグメントグループがあると判断されたときは、次に、ステップＳ２−２０において、照射区画検出部３１により、その反射強度の高いセグメントグループで示される領域、具体的には、例えば先行車両のリフレクタが設けられた領域と、先行車両の左右外側の領域とがレーザ光の照射が必要な照射区画として登録される。ここで、先行車両の左右外側の領域を照射区画としたのは、先行車両の左右外側の領域が、上述したように他の車線からの割り込み車を検出する上で重要な領域だからである。
【００７７】
以上のような一連の処理により、照射区画が登録されると、次に、図１１のステップＳ２−２１において、第１の実施形態の物体検出装置１と同様に、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により、制御部１４に設けられたカウンタの値、すなわち、２次元スキャナ１０による走査回数が１０以下であるかどうかが判断される。ここで、カウンタ値が１０を超えていると判断された場合は、次に、ステップＳ２−２２において、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により、カウンタ値が０にリセットされ、ステップＳ１−１に戻って照射パターンＡが選択されて、ステップＳ１−１以降の処理が繰り返し行われることになる。
【００７８】
一方、ステップＳ２−２１において、カウンタ値が１０以下であると判断された場合は、次に、ステップＳ２−２３において、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４により、ステップＳ２−２０で登録された照射区画をレーザ光の照射対象とする照射パターン（以下、照射パターンＣという。）が選択される。そして、ステップＳ２−２４によりカウンタ値がカウントアップされた上で、照射パターンＣでＬＤ５からのレーザ光が自車両前方に照射されるように、照射系の各部が制御部１４によって制御される。これにより、例えば図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、照射パターンＣによるレーザ光の照射が行われることになる。なお、図１２（ａ）は自車両前方に乗用車が先行車両として存在する場合を示しており、図１２（ｂ）は自車両前方に大型車が先行車両として存在する場合を示している。
【００７９】
以上のように照射パターンＣによるレーザ光の照射が行われ、その反射レーザ光が受光されると、ステップＳ１−２に戻って、ステップＳ１−２以降の処理が繰り返し行われることになる。
【００８０】
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第２の実施形態の物体検出装置３０では、自車両前方の物体を適切に検出する上でレーザ光を照射させる必要があると思われる領域が、照射区画検出部３１により照射区画として検出され、このような照射区画が検出された場合には、２次元スキャニングレーザレーダ２の制御部１４によって、照射区画にはレーザ光が照射されるようにレーザ光の照射制御がなされるようになっているので、第１の実施形態の物体検出装置１と同様に、レーザ光の照射を極めて効率的に行って、例えばＬＤ５やＰＤ８、２次元スキャナ１０、ハーフミラー８等の光学部品の負担を軽減し、これら光学部品の長寿命化を図りながら、自車両前方の物体の検出を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態の物体検出装置を示すブロック図である。
【図２】前記第１の実施形態の物体検出装置が備える２次元スキャナを模式的に示す平面図である。
【図３】前記第１の実施形態の物体検出装置における動作を示すフローチャートである。
【図４】前記第１の実施形態の物体検出装置における動作を示すフローチャートである。
【図５】前記第１の実施形態の物体検出装置における動作を示すフローチャートである。
【図６】照射パターンＡで自車両前方にレーザ光を照射したときの様子を模式的に示す図であり、（ａ）は自車両前方に乗用車が走行している場合を示し、（ｂ）は自車両前方に大型車が走行している場合を示している。
【図７】自車両前方の２次元方向における反射強度を示す情報を２次元の強度画像データとして模式的に示す図であり、（ａ）は自車両前方に乗用車が走行している場合を示し、（ｂ）は自車両前方に大型車が走行している場合を示している。
【図８】照射パターンＢで自車両前方にレーザ光を照射したときの様子を模式的に示す図であり、（ａ）は自車両前方に乗用車が走行している場合を示し、（ｂ）は自車両前方に大型車が走行している場合を示している。
【図９】本発明を適用した第２の実施形態の物体検出装置を示すブロック図である。
【図１０】前記第２の実施形態の物体検出装置における動作を示すフローチャートである。
【図１１】前記第２の実施形態の物体検出装置における動作を示すフローチャートである。
【図１２】照射パターンＣで自車両前方にレーザ光を照射したときの様子を模式的に示す図であり、（ａ）は自車両前方に乗用車が走行している場合を示し、（ｂ）は自車両前方に大型車が走行している場合を示している。
【符号の説明】
１物体検出装置
２２次元スキャニングレーザレーダ
３先行車両判別部
４照射不要区画検出部
１０２次元スキャナ
１４制御部
３０物体検出装置
１照射区画検出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an object detection device that detects an object existing in front of a host vehicle by scanning a transmission wave in front of the host vehicle and detecting a reflected wave thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an object detection apparatus using a so-called scanning laser radar has been proposed as an object detection apparatus that detects an object existing in front of the host vehicle. The scanning laser radar scans the laser beam emitted from the light source in front of the host vehicle, detects the reflected laser beam reflected by the object existing in front of the host vehicle, and the relationship between the emitted laser beam and the reflected laser beam. Based on the above, the distance and direction to the object ahead of the host vehicle are detected. Since the object detection device using such a scanning laser radar can grasp the situation ahead of the host vehicle appropriately and reliably, for example, the host vehicle follows the preceding vehicle traveling in front of the host vehicle. As a technology for realizing a vehicle traveling automatic control system that automatically controls the traveling of the vehicle, it is attracting attention.
[0003]
In the object detection apparatus using the scanning laser radar as described above, the detection accuracy of the object depends on the output intensity of the emitted laser beam. For this reason, it is an important issue to appropriately control the output intensity of the emitted laser beam, and various proposals have been made on this point. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-167958, a technique for individually controlling the output intensity of emitted laser light for each angular direction so that the received light intensity of reflected laser light for each angular direction is within a predetermined range. Is disclosed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, an attempt to apply a two-dimensional scanning laser radar that scans a laser beam in a two-dimensional direction, which is a horizontal direction and a vertical direction with respect to a road surface, to an object detection device mounted on a vehicle as described above. Has been made.
[0005]
If a two-dimensional scanning laser radar is used in an object detection device mounted on a vehicle, it has been considered difficult to use an object detection device using a one-dimensional scanning laser radar that scans laser light only in a direction horizontal to the road surface. It is very useful because it is possible to appropriately determine an object existing in the depth direction in front of the host vehicle and a signboard installed above the traveling path.
[0006]
However, in an object detection apparatus using a two-dimensional scanning laser radar, the laser light irradiation range is wide, so that the burden on optical components such as a light source that emits laser light and a photodetector that detects reflected laser light is large. There is a problem. In particular, when the output intensity of the emitted laser beam is increased in order to obtain good detection accuracy, the lifetime of the optical component is shortened.
[0007]
In order to deal with such a problem, as disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-167958, it is conceivable to control the output intensity of the emitted laser beam for each angular direction. Since the technology disclosed in Japanese Patent No. 167958 is based on an object detection device using a one-dimensional scanning laser radar, it cannot be directly applied to an object detection device using a two-dimensional scanning laser radar.
[0008]
In addition, if the reflector of the preceding vehicle that you want to detect reliably is damaged or dirty with mud, for example, if you perform control to reduce the output intensity of the emitted laser light, the preceding vehicle will be detected properly Inconvenience of losing sight of the preceding vehicle may also occur, which is an obstacle to realizing the vehicle travel automatic control system as described above.
[0009]
The present invention was devised in view of the conventional situation as described above, and highly accurately detects an object in front of the host vehicle while reducing the burden on the optical component and extending the life of the optical component. It is an object of the present invention to provide an object detection device that can be performed in a simple manner.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, object information acquisition means for irradiating an object in front of the host vehicle while two-dimensionally scanning the transmission wave and acquiring various information about the object existing in front of the host vehicle based on the reflected wave A preceding vehicle determining means for determining whether or not the object ahead of the host vehicle is a preceding vehicle, and at least in the presence area of the preceding vehicle determined by the preceding vehicle determining means, by the object information acquiring means An object detection apparatus comprising: an irradiation unnecessary section detection unit that detects an area where the acquired reflection intensity value is equal to or less than a reference value as an irradiation unnecessary section that does not require irradiation of the transmission wave; and the object information acquisition unit includes: After the irradiation unnecessary section is detected by the irradiation unnecessary section detecting means, the irradiation of the transmission wave is controlled so that the transmission wave is not irradiated to the irradiation unnecessary section.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the object detection device according to the first aspect of the invention, the irradiation unnecessary section detecting means is located on the front side of the host vehicle based on the reflection intensity information acquired by the object information acquiring means. The two-dimensional intensity image data showing the above state is created, and the two-dimensional intensity image data is analyzed to detect the irradiation unnecessary section.
[0012]
The invention according to claim 3 is the object detection device according to claim 2, wherein the irradiation unnecessary section detecting means detects a portion excluding the body part of the preceding vehicle as an irradiation unnecessary section. To do.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the object detection device according to any one of the first to third aspects, the preceding vehicle discriminating means includes distance information and azimuth information acquired by the object information acquiring means, Based on the information on the reflection intensity, it is determined whether or not the object ahead of the host vehicle is a preceding vehicle.
[0014]
Further, the invention according to claim 5 is an object information for irradiating an object ahead of the host vehicle while two-dimensionally scanning the transmission wave, and acquiring various information about the object existing in front of the host vehicle based on the reflected wave. Acquisition means, preceding vehicle determination means for determining whether or not an object ahead of the host vehicle is a preceding vehicle, and acquisition of the object information in at least a preceding vehicle existence area determined by the preceding vehicle determination means An object detection apparatus comprising: an irradiation section detection unit that detects an area where the value of the reflection intensity acquired by the unit is equal to or greater than a reference value as an irradiation section that requires irradiation of the transmission wave, and the object information acquisition unit includes: After the irradiation section is detected by the irradiation section detection means, the transmission wave irradiation is controlled so that the transmission wave is irradiated to the irradiation section.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, in the object detection device according to the fifth aspect of the invention, the irradiation section detection means is arranged in front of the host vehicle based on the reflection intensity information acquired by the object information acquisition means. Two-dimensional intensity image data indicating the state is created, and the irradiation section is detected by analyzing the two-dimensional intensity image data.
[0016]
The invention according to claim 7 is the object detection device according to claim 6, wherein the irradiation section detection means includes an area in which the reflector of the preceding vehicle is provided and an area on the left and right outside of the preceding vehicle. It is detected as an irradiation section.
[0017]
Further, the invention according to claim 8 is the object detection device according to any one of claims 5 to 7, wherein the preceding vehicle determination means is the distance information and the direction information acquired by the object information acquisition means, Based on the information on the reflection intensity, it is determined whether or not the object ahead of the host vehicle is a preceding vehicle.
[0018]
【The invention's effect】
According to the object detection device according to claims 1 to 4 of the present invention, a part that is not important for detecting an object ahead of the host vehicle is detected as an irradiation unnecessary section, and is set as the irradiation unnecessary section. Since the transmission wave irradiation control is performed so that the transmission wave is not irradiated to the part, the detection of the object in front of the host vehicle is accurate while efficiently radiating the transmission wave and extending the life of the optical component. Can be done well.
[0019]
Moreover, according to the object detection apparatus according to claims 5 to 8 of the present invention, a portion that seems to be important in detecting an object ahead of the host vehicle is detected as an irradiation section, and is set as the irradiation section. Transmission wave irradiation control is performed so that the transmission wave is irradiated to the part, so that the detection of the object in front of the host vehicle is accurate while efficiently radiating the transmission wave and extending the life of the optical components. Can be done well.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
(First embodiment)
FIG. 1 shows an object detection apparatus according to a first embodiment to which the present invention is applied. The object detection apparatus 1 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle (hereinafter referred to as a host vehicle) and detects an object 100 existing in front of the host vehicle. A two-dimensional scanning laser radar (object information acquisition means) 2 that irradiates the object 100 and acquires various information related to the object 100 in front of the own vehicle based on the reflected laser light, and the object 100 in front of the own vehicle Based on the information obtained by the two-dimensional scanning laser radar 2 based on the preceding vehicle discriminated by the preceding vehicle discriminating unit 3 and the preceding vehicle discriminated by the preceding vehicle discriminating unit 3 An irradiation unnecessary section detection unit 4 that detects an irradiation unnecessary section that does not require irradiation is provided.
[0022]
The two-dimensional scanning laser radar 2 includes a laser diode (hereinafter abbreviated as LD) 5, an irradiation system having a drive circuit 6 and an irradiation control unit 7, a photodetector (hereinafter abbreviated as PD) 8, and a light receiving circuit 9. And a scanning system having a two-dimensional scanner 10, a scanning drive unit 11, a scanning position detection circuit 12, and a half mirror 13, and these units operate under the control of the control unit 14. It is like that.
[0023]
The irradiation controller 7 outputs a light emission command for causing the drive circuit 6 to emit the LD 5 at every predetermined timing. In response to the light emission command from the irradiation controller 7, the drive circuit 6 causes the LD 5 to emit light at a predetermined timing. As a result, the laser beam is emitted from the LD 5. Then, the laser light emitted from the LD 5 is sequentially reflected by the two-dimensional scanner 10 and the half mirror 13 and is applied to the object 100 in front of the host vehicle.
[0024]
The two-dimensional scanner 10 is driven by the scanning drive unit 11 and vibrates simultaneously in two directions orthogonal to each other in the horizontal direction and the vertical direction, and the laser light emitted from the LD 5 is perpendicular to the horizontal direction on the road surface in front of the host vehicle. Scan in a two-dimensional direction. The scanning position of the laser beam by the two-dimensional scanner 10 is detected by a scanning position detection circuit 12.
[0025]
A specific example of the two-dimensional scanner 10 is shown in FIG. The two-dimensional scanner 10 shown in FIG. 2 includes, for example, a mirror part 22 formed by processing a silicon wafer by various micromachining processing techniques and divided by a U-shaped slit part 21, and the mirror part 22. And an enclosing frame portion 23. One end of the mirror part 22 is formed integrally with the frame part 23, and is supported on the frame part 23 in a cantilever shape. A boundary portion between the mirror portion 22 and the frame portion 23 is elastically deformable in a bending direction and a twisting direction.
[0026]
The mirror part 22 is formed, for example, by applying a highly reflective coating to the main surface of the silicon wafer by aluminum vapor deposition or the like, and has a sufficient reflectivity with respect to the laser light emitted from the LD 5.
[0027]
In addition, a magnetostrictive element (not shown) is formed in a thin film on the surface opposite to the surface on which the highly reflective coating is applied, at the boundary portion between the mirror portion 22 and the frame portion 23. This magnetostrictive element is applied with an alternating magnetic field in the direction of arrow A in FIG. 2 according to driving by the scanning drive unit 11, thereby deforming the boundary portion between the mirror unit 22 and the frame unit 23, and 2 is oscillated at a displacement angle of, for example, about 20 degrees in the bending direction indicated by an arrow B in FIG. Note that the displacement angle when vibrating the mirror unit 22 can be freely controlled, and may be set to a desired angle in accordance with the detection range required for the object detection device 1.
[0028]
In addition, a piezoresistive element 24 for detecting the state of vibration in the bending direction and torsional direction of the mirror portion 22 is formed at the boundary portion between the mirror portion 22 and the frame portion 23. The piezoresistive element 24 detects the frequency and amplitude of vibration in the bending direction and torsional direction of the mirror portion 23 and outputs the detection result to the scanning position detection circuit 12. The scanning position detection circuit 12 detects the scanning position of the laser beam based on the output from the piezoresistive element 24 provided in the two-dimensional scanner 10.
[0029]
The two-dimensional scanner 10 described above shows an example of means for scanning the laser beam emitted from the LD 5 in a two-dimensional direction in front of the host vehicle. In the object detection apparatus 1 to which the present invention is applied, Instead of the two-dimensional scanner 10, laser light scanning means using a piezoelectric element, laser light scanning means using Coulomb force, galvano mirrors that vibrate mirrors by electromagnetic force, polyhedral polygon mirrors, and the like from LD5 Any scanning means may be used as long as the emitted laser light can be scanned in a two-dimensional direction in front of the host vehicle.
[0030]
The laser light scanned by the two-dimensional scanner 10 in the two-dimensional direction in front of the host vehicle and applied to the object 100 in front of the host vehicle is reflected by the object 100, passes through the half mirror 13, and is received by the PD 8. become.
[0031]
The PD 8 photoelectrically converts the reflected laser light from the received object 100 and outputs an electrical signal corresponding to the amount of the reflected laser light to the light receiving circuit 9. The light receiving circuit 9 compares the signal intensity from the PD 8 with a predetermined reference value and outputs the comparison result to the control unit 14.
[0032]
The control unit 14 controls the operation of each unit constituting the two-dimensional scanning laser radar 2 and generates various information related to the object 100 in front of the host vehicle based on the output from each unit. Specifically, the control unit 14 is the time from the emission of the laser beam by the LD 5 to the reception of the reflected laser beam by the PD 8, that is, until it is emitted from the LD 5 and reflected by the object 100 in front of the host vehicle and received by the PD 8. The distance from the host vehicle to the object 100 ahead of the host vehicle is calculated based on the propagation delay time of the laser beam, and the distance to the object 100 ahead of the host vehicle is calculated continuously in time. By comparing, the relative speed of the object 100 with respect to the host vehicle is calculated. Further, the control unit 14 detects the azimuth (the direction in which the object 100 exists) of the object 100 in front of the host vehicle irradiated with the laser light based on the scanning position of the laser light detected by the scanning position detection circuit 12. . Further, the control unit 14 detects the reflection intensity of the reflected laser beam reflected by the object 100 in front of the host vehicle based on the output from the light receiving circuit 9.
[0033]
The preceding vehicle discriminating unit 3 is supplied from various information indicating the distance, relative speed, direction, and the like of the object 100 calculated by the control unit 14 and an ECU (Electronic Control Unit) for controlling the own vehicle (not shown). Whether the object 100 in front of the host vehicle is a preceding vehicle that travels ahead of the host vehicle based on a steering angle signal indicating the steering angle of the host vehicle, a vehicle speed signal indicating the traveling speed of the host vehicle, or the like. Is determined.
[0034]
When the preceding vehicle discriminating unit 3 determines that the object 100 in front of the host vehicle is a preceding vehicle, the irradiation unnecessary section detecting unit 4 uses the scanning position detection circuit 12 to indicate the state in front of the host vehicle including the preceding vehicle. Based on the detected scanning position of the laser beam and the reflection intensity of the reflected laser beam detected by the control unit 14, the calculation processing is performed as two-dimensional intensity image data. Then, the irradiation unnecessary section detection unit 4 analyzes the two-dimensional intensity image data, for example, as will be described in detail later, thereby irradiating the laser light ahead of the host vehicle with reference to the preceding vehicle ahead of the host vehicle. Is detected as an irradiation-unnecessary section, that is, a portion that does not need to be irradiated with laser light when the object detection apparatus 1 is used to recognize the situation in front of the host vehicle.
[0035]
Specifically, the irradiation unnecessary section detection unit 4 obtains a high reflection intensity in the preceding vehicle such as a portion excluding the body portion of the preceding vehicle, that is, a rear glass portion or a tire portion of the preceding vehicle. The part which cannot be detected is detected as an irradiation unnecessary section. These parts are a part of the preceding vehicle, and if a body part capable of obtaining a relatively high reflection intensity is detected, the preceding vehicle can be recognized. Therefore, these parts recognize the situation in front of the host vehicle. The necessity of irradiating with laser light is not so high.
[0036]
In the object detection apparatus 1 of the first embodiment configured as described above, when the irradiation unnecessary section is detected by the irradiation unnecessary section detecting section 4, the control section 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 is operated as the irradiation control section. The timing of the light emission command output from 7 is controlled to control the laser light emitted from the LD 5 so that the irradiation unnecessary section detected by the irradiation unnecessary section detection unit 4 is not irradiated with the laser light. Thereby, in the object detection apparatus 1 of 1st Embodiment, irradiation of an efficient laser beam is performed.
[0037]
Here, an example of the operation in the object detection apparatus 1 of the first embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 3 to 8. Here, the two-dimensional scanner 10 of the two-dimensional scanning laser radar 2 vibrates at a displacement angle of 20 degrees in the bending direction and 5 degrees in the torsion direction, and the scanning range by the two-dimensional scanner 10 is the road surface in front of the host vehicle. A case where the angle is 40 degrees in the horizontal direction and 10 degrees in the direction perpendicular to the road surface will be described as an example. In addition, here, it is assumed that there is a preceding vehicle in front of the host vehicle, and that it is difficult to detect the reflector due to adhesion of mud etc. to the reflector (reflector) provided at the rear of the preceding vehicle. A similar process is possible when the reflector at the rear of the preceding vehicle can be detected.
[0038]
First, in step S1-1 in FIG. 3, the laser light irradiation pattern is selected by the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2. Here, an irradiation pattern in which the laser beam is irradiated over the entire scanning range of the two-dimensional scanner 10, that is, an irradiation pattern in which no irradiation unnecessary section exists (hereinafter referred to as an irradiation pattern A) is selected.
[0039]
When the irradiation pattern A is selected by the control unit 14, each part of the irradiation system is controlled by the control unit 14 so that the laser light from the LD 5 is irradiated to the front of the host vehicle with the irradiation pattern A. Specifically, the timing of the light emission command output from the irradiation control unit 7 is controlled by the control unit 14, and the LD 5 continuously emits laser light at a time interval of 1 μsec, for example, by driving the drive circuit 6. The laser beam from the LD 5 is reflected by the two-dimensional scanner 10 that vibrates at a frequency of, for example, 200 Hz at a displacement angle of 20 degrees in the bending direction, and vibrates at a frequency of, for example, 2 KHz at a displacement angle of 5 degrees in the torsion direction. Further, the light is reflected by the half mirror 13 toward the front of the host vehicle. The laser light is scanned in the two-dimensional direction ahead of the host vehicle in accordance with the vibration of the two-dimensional scanner 10. Thereby, for example, as shown in FIGS. 6A and 6B, the irradiation of the laser beam by the irradiation pattern A is performed. 6A shows a case where a passenger vehicle exists as a preceding vehicle ahead of the host vehicle, and FIG. 6B shows a case where a large vehicle exists as a preceding vehicle ahead of the host vehicle.
[0040]
Laser light reflected by an object 100 in front of the host vehicle (for example, a passenger car or a large vehicle as a preceding vehicle) passes through the half mirror 13 and is received by the PD 8 and subjected to photoelectric conversion. Then, a signal indicating the intensity level of the reflected laser light is continuously supplied to the control unit 14.
[0041]
Next, in step S1-2, the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 calculates distance information (information indicating distance and direction) in the two-dimensional direction of the object 100 in front of the host vehicle. Here, as described above, the LD 5 continuously emits laser light at a time interval of 1 μsec, and the two-dimensional scanner 10 has a frequency of 200 Hz at a displacement angle of 20 degrees in the bending direction and a displacement angle of 5 degrees in the torsion direction. When the control unit 14 vibrates at a frequency of 2 KHz, the control unit 14 can obtain 5000 data per cycle in which the two-dimensional scanner 10 vibrates in the bending direction. The number of scans by the two-dimensional scanner 10 is counted by a counter provided in the control unit 14.
[0042]
Further, when the information is calculated by the control unit 14 every 50 msec, for example, the control unit 14 calculates 50000 pieces of distance information at one time. The distance information in the two-dimensional direction of the object 100 ahead of the host vehicle calculated by the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 is supplied to the preceding vehicle determination unit 3.
[0043]
In step S1-3, the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 calculates information indicating the reflection intensity in the two-dimensional direction of the object 100 in front of the host vehicle. The information indicating the reflection intensity in the two-dimensional direction is acquired as 5,000 individual data per cycle in which the two-dimensional scanner 10 vibrates in the bending direction, similarly to the distance information in the two-dimensional direction. It is calculated as information indicating the reflection intensity. Information indicating the reflection intensity in the two-dimensional direction of the object 100 ahead of the host vehicle calculated by the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 is supplied to the irradiation unnecessary section detection unit 4.
[0044]
Here, when the information indicating the reflection intensity in the two-dimensional direction of the object 100 in front of the host vehicle calculated by the control unit 14 is shown as two-dimensional intensity image data, for example, as shown in FIG. 7A and FIG. It becomes like this. FIG. 7A shows a case where a passenger vehicle exists as a preceding vehicle in front of the host vehicle, and FIG. 7B shows a case where a large vehicle exists as a preceding vehicle in front of the host vehicle. In FIGS. 7A and 7B, the plain portion indicates a region where the reflection intensity is 5% or less, and the shaded portion indicates a region where the reflection intensity is 10% to 80%. .
[0045]
7A and 7B, the region where the reflection intensity is 5% or less is a region where there is no rear glass portion, tire portion, or object of the preceding vehicle. Further, the region where the reflection intensity is 10% to 80% is a region corresponding to the body part of the preceding vehicle. Here, the reason why the reflection intensity of the rear glass portion of the preceding vehicle is 5% or less is as follows. That is, the rear glass portion of the preceding vehicle is often inclined obliquely rather than perpendicular to the road surface. As a result, the emitted laser light from the two-dimensional scanning laser radar 2 is reflected obliquely upward when irradiated on the rear glass portion, and the amount of reflected laser light returning to the two-dimensional scanning laser radar 2 is extremely reduced. In addition, since the surface of the rear glass portion is mirror-like, the rate at which the laser beam emitted from the two-dimensional scanning laser radar 2 is irregularly reflected by the rear glass portion and returns to the two-dimensional scanning laser radar 2 is extremely small. The reflection intensity of the rear glass part of the preceding vehicle is 5% or less. On the other hand, even if the body portion of the preceding vehicle is an inclined surface, the surface thereof is a relatively rough surface, so that the emitted laser light from the two-dimensional scanning laser radar 2 is irregularly reflected. Thus, the ratio of returning to the two-dimensional scanning laser radar 2 is high, and a reflection intensity of 10% to 80% is obtained.
[0046]
Next, in step S1-4, the preceding vehicle determination unit 3 divides the distance information in the two-dimensional direction calculated in step S1-2 into a plurality of regions, and the distance information is averaged for each segment. The Specifically, for example, the 50000 distance information calculated in step S1-2 includes 200 segments S (1, n) to S (10000, n) in the horizontal direction and 50 segments in the vertical direction (here, Where n is the number of times of distance information acquisition), and an averaging process is performed for each segment.
[0047]
Next, in step S1-5, the preceding vehicle discriminating unit 3 compares the distance information values for each segment averaged in step S1-4 with the values calculated in the previous process, and each segment is compared. The relative speed is calculated every time. Specifically, for example, the segment values S (1, n) to S (10000, n) obtained in step S1-4 and the segment values S (1, n-1) to S obtained in the previous process are used. Relative speeds Vt (1, n) to Vt (10000, n) are calculated based on the difference from (10000, n−1).
[0048]
Next, in step S1-6, the preceding vehicle determination unit 3 compares the relative speed of each segment calculated in step S1-5 with the vehicle speed of the host vehicle, and the object indicated by each segment is a moving object. Is determined. Specifically, for example, the absolute values of the differences between the vehicle speed signal Vs from the vehicle control ECU and the relative speeds Vt (1, n) to Vt (10000, n) obtained in step S1-5 are obtained. Whether or not the object indicated by each segment is a moving object is determined depending on whether or not the value is equal to or greater than a predetermined value α. Here, the segments determined to indicate moving objects are registered as segments A1 to Am.
[0049]
Next, in step S1-7, the preceding vehicle determination unit 3 groups the segments that are close to each other among the segments that are determined to indicate the moving object in step S1-6. Specifically, the segment values of the segments A1 to Am registered as indicating moving objects are compared. For example, the segments adjacent to each other and having a distance value difference of 1 m or less are segment groups B1 to Bm. Grouped as
[0050]
Next, in step S1-8, the preceding vehicle determination unit 3 extracts a segment group located in the lane in which the host vehicle travels from the segment groups grouped in step S1-7. Specifically, for example, the position of the lane in which the host vehicle travels is determined based on the lane width (for example, 3.5 m) stored in advance and the steering angle signal from the vehicle control ECU, and step S1-7. The segment groups C1 to Cm existing in the lane in which the host vehicle travels are extracted from the segment groups B1 to Bm grouped in (1).
[0051]
Next, in step S1-9, the preceding vehicle determination unit 3 extracts a segment group suitable for the size of the vehicle from the segment groups extracted in step S1-8. Specifically, the horizontal lengths (widths) of the segment groups C1 to Cm extracted in step S1-8 are calculated, and the object indicated by these segment groups has a width of, for example, 3 m or less. Are extracted as segment groups D1 to Dm that are suitable for the size of. Since the width of the vehicle is 3 m or less at the maximum, the inconvenience of erroneously recognizing a road structure or the like other than the vehicle as a preceding vehicle can be avoided by eliminating a segment group having a width exceeding 3 m.
[0052]
Next, in step S1-10, the preceding vehicle determination unit 3 determines whether or not segment groups D1 to Dm that satisfy the above conditions have been extracted. Here, when it is determined that the segment groups D1 to Dm satisfying the above conditions are not extracted, the preceding vehicle discriminating unit 3 recognizes that there is no preceding vehicle in the next step S1-11, and the preceding vehicle None is registered. Then, returning to step S1-1, the irradiation pattern A is selected by the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2, and the processes after step S1-1 are repeatedly performed.
[0053]
On the other hand, when it is determined in step S1-10 that the segment groups D1 to Dm satisfying the above conditions have been extracted, next, in step S1-12, the preceding vehicle determination unit 3 performs the segment groups D1 to Dm. The segment group E that is closest to the host vehicle is selected, and this segment group E is registered as a segment group indicating the preceding vehicle.
[0054]
Next, in step S1-13 in FIG. 4, the information indicating the reflection intensity in the two-dimensional direction calculated in step S1-3 is segmented into a plurality of regions by the irradiation unnecessary section detection unit 4, and each segment is segmented. Information indicating the reflection intensity is averaged. Specifically, for example, the information indicating the 50,000 reflection intensities calculated in step S1-3 is segmented into 200 segments F1 to F10000 in the horizontal direction and 50 segments in the vertical direction. An averaging process is performed.
[0055]
Next, in step S1-14, among the segments segmented in step S1-13 by the irradiation unnecessary section detection unit 4, the segments adjacent to each other and having close reflection intensities are grouped as segment groups G1 to Gm. Is done. In step S1-15, the reflection intensities of the segment groups G1 to Gn are evaluated, and are classified into, for example, 10 levels. Here, the reflection intensity may be defined as, for example, a reflection intensity value from a reflector (reflector) in front of 5 m as 100% and a no-signal state excluding noise as 0%. You may make it change arbitrarily according to actual driving conditions.
[0056]
Next, in step S1-16, the irradiation unnecessary section detection unit 4 extracts a segment group having a predetermined size or more from each segment group grouped in step S1-14. Specifically, the horizontal lengths (widths) and vertical lengths (heights) of the segment groups G1 to Gm grouped in step S1-14 are respectively calculated, and the objects indicated by these segment groups are calculated. Those having a width of, for example, 1 m or more and a height of, for example, 0.5 m or more are extracted as the segment groups H1 to Hm to be detected. Examples of the object having a width of 1 m or more and a height of 0.5 m or more include a body part, a rear glass part, and a tire part of a preceding vehicle. As described above, it is possible to avoid erroneous recognition due to a small road structure such as a delineator by excluding a segment group having a predetermined size from the detection target.
[0057]
Next, in step S1-17, the segment group E registered as a segment group indicating the preceding vehicle in step S1-12 and the segment groups H1 to Hm extracted in step S1-16 by the irradiation unnecessary section detection unit 4. Are matched, and the relationship of the segment groups H1 to Hm with the preceding vehicle is determined. In step S1-18, the segment group belonging to the existing region of the preceding vehicle and having a reflection intensity of 10% to 80% is selected from the segment groups H1 to Hm extracted in step S1-16. It is recognized that the segment group J indicates the body part.
[0058]
Next, in step S1-19, a segment group having a low reflection intensity above or below the segment group J recognized by the irradiation unnecessary section detection unit 4 as indicating the body portion of the preceding vehicle in step S1-18, Specifically, for example, it is determined whether there is a segment group having a reflection intensity of 5% or less. Here, when it is determined that there is no segment group having a low reflection intensity above or below the segment group J recognized as indicating the body portion of the preceding vehicle, the process returns to step S1-1 to perform two-dimensional scanning laser radar. The irradiation pattern A is selected by the second control unit 14, and the processing from step S1-1 is repeatedly performed.
[0059]
On the other hand, when it is determined in step S1-19 that there is a segment group having a low reflection intensity above or below the segment group J recognized as indicating the body portion of the preceding vehicle, next step S1-20 In this case, there is a region indicated by the segment group having a low reflection intensity by the irradiation unnecessary section detection unit 4, specifically, for example, a rear glass portion or a tire portion of a preceding vehicle, and a space or road surface on the vertical extension line thereof. The area to be registered is registered as an irradiation unnecessary section that does not require laser light irradiation. Here, in addition to the rear glass portion and the tire portion of the preceding vehicle, an area where there is a space, a road surface, or the like on these vertical extension lines is also set as an irradiation unnecessary section, but the irradiation unnecessary section is the same as that of the first embodiment. What is necessary is just to set suitably according to the intended purpose etc. of the object detection apparatus 1, for example, only the rear glass part and tire part of a preceding vehicle may be made into an irradiation unnecessary area, and only the rear glass part of a preceding vehicle is made into an irradiation unnecessary area Good. However, the space on the left and right outer sides of the preceding vehicle is considered to be an important region for detecting an interrupted vehicle from another lane, so it is desirable not to set it as an irradiation unnecessary section.
[0060]
When the irradiation unnecessary section is registered by the series of processes as described above, the counter provided in the control unit 14 is next controlled by the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 in step S1-21 in FIG. , I.e., whether the number of scans by the two-dimensional scanner 10 is 10 or less. Here, if it is determined that the counter value exceeds 10, then in step S1-22, the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 resets the counter value to 0, and step S1- Returning to 1, the irradiation pattern A is selected, and the processes in and after step S1-1 are repeated. As described above, each time the counter value exceeds 10, that is, by irradiating the laser beam with the irradiation pattern A at a rate of about once every 10 scans by the two-dimensional scanner 10, the host vehicle and the preceding vehicle It is possible to appropriately detect the irradiation unnecessary section by correcting the deviation of the relative position between the two due to traveling at any time.
[0061]
On the other hand, if it is determined in step S1-21 that the counter value is 10 or less, then in step S1-23, the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 registers it in step S1-20. An irradiation pattern that excludes the irradiation unnecessary section from the laser light irradiation target, that is, an irradiation pattern that excludes the irradiation unnecessary section from the scanning range of the two-dimensional scanner 10 (hereinafter referred to as irradiation pattern B) is selected. Then, after the counter value is counted up in step S1-24, each part of the irradiation system is controlled by the control unit 14 so that the laser light from the LD 5 is irradiated in front of the host vehicle with the irradiation pattern B. Thereby, for example, as shown in FIGS. 8A and 8B, the irradiation of the laser beam by the irradiation pattern B is performed. 8A shows a case where a passenger vehicle exists as a preceding vehicle in front of the own vehicle, and FIG. 8B shows a case where a large vehicle exists as a preceding vehicle in front of the own vehicle.
[0062]
As described above, when the laser beam is irradiated by the irradiation pattern B and the reflected laser beam is received, the process returns to step S1-2, and the processes after step S1-2 are repeatedly performed.
[0063]
As described above in detail, in the object detection apparatus 1 according to the first embodiment to which the present invention is applied, it is considered that it is not so important to irradiate the laser beam in order to appropriately detect an object in front of the host vehicle. The area is detected as an irradiation unnecessary section by the irradiation unnecessary section detection unit 4, and when such an irradiation unnecessary section is detected, the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 applies laser light to the irradiation unnecessary section. Since the laser beam irradiation control is performed so that the laser beam is not irradiated, the laser beam irradiation is performed very efficiently, and optical components such as LD5, PD8, two-dimensional scanner 10, and half mirror 8 are controlled. It is possible to accurately detect an object in front of the host vehicle while reducing the burden and extending the life of these optical components.
[0064]
The object detection device 1 described above shows one application example of the present invention, and various technical changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the object detection device 1 described above, the preceding vehicle determination unit 3 is supplied from the distance information of the object ahead of the host vehicle calculated by the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 or the ECU for controlling the host vehicle. Although the preceding vehicle ahead of the host vehicle is discriminated based on the steering angle signal, the vehicle speed signal, etc., the present invention is not limited to the above example, and the preceding vehicle discriminating unit 3 is, for example, a CCD. You may make it discriminate | determine the preceding vehicle ahead of the own vehicle by analyzing the image ahead of the own vehicle imaged with imaging devices, such as a camera and an infrared camera.
[0065]
However, when the preceding vehicle discriminating unit 3 discriminates the preceding vehicle based on the information from the two-dimensional scanning laser radar 2 or the information from the ECU for controlling the own vehicle as in the object detection device 1 described above. Since it is not necessary to newly add an imaging device such as a CCD camera or an infrared camera, or another mechanism for discriminating a preceding vehicle, it is very advantageous in reducing the cost.
[0066]
(Second Embodiment)
Next, an object detection apparatus according to a second embodiment to which the present invention is applied will be described. As shown in FIG. 9, an object detection device 30 according to the second embodiment to which the present invention is applied replaces the irradiation-unnecessary zone detection unit 4 included in the object detection device 1 according to the first embodiment. 31, the irradiation section detection unit 31 detects a region to be irradiated with laser light as an irradiation section, and laser light irradiation control is performed accordingly. That is, in the object detection device 30 of the second embodiment, the object detection device 1 of the first embodiment described above detects the irradiation unnecessary section, and the laser light is prevented from being irradiated to the irradiation unnecessary section. In contrast to the irradiation control, the irradiation section to be irradiated with the laser light is detected, and the irradiation control of the laser light is performed so that the irradiation section is irradiated with the laser light. Since the other configuration of the object detection device 30 according to the second embodiment is the same as that of the object detection device 1 according to the first embodiment described above, hereinafter, the object detection device 30 according to the first embodiment will be described. About the same part, the same code | symbol is attached | subjected in a figure and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0067]
In the object detection device 30 of the second embodiment, the irradiation section detection unit 31 is moved forward by the preceding vehicle determination unit 3 in the same manner as the irradiation unnecessary section detection unit 4 included in the object detection device 1 of the first embodiment. When it is determined that the object 100 is a preceding vehicle, the state in front of the host vehicle including the preceding vehicle is reflected by the scanning position of the laser beam detected by the scanning position detection circuit 12 and the reflection detected by the control unit 14. Based on the reflection intensity of the laser beam, the calculation processing is performed as two-dimensional intensity image data. Then, the irradiation section detection unit 31 analyzes the two-dimensional intensity image data, so that the portion that needs to be irradiated with the laser light in front of the host vehicle, that is, the object detection device, with reference to the preceding vehicle in front of the host vehicle. The part which seems to be highly necessary to irradiate the laser beam when recognizing the situation in front of the host vehicle using 30 is detected as an irradiation section.
[0068]
Specifically, the irradiation section detection unit 31 includes, for example, a region where a reflector (reflector) of the preceding vehicle is provided, that is, a region where extremely high reflection intensity is obtained in the preceding vehicle, and other regions of the preceding vehicle. The areas on the left and right outside of the preceding vehicle that are important in detecting an interrupted vehicle from a partial other lane are detected as irradiation zones.
[0069]
In the object detection device 30 according to the second embodiment including the irradiation section detection unit 31 as described above, when the irradiation section is detected by the irradiation section detection unit 31, the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 performs irradiation. The timing of the light emission command output from the control unit 7 is controlled to control the laser light emitted from the LD 5 so that the irradiation section detected by the irradiation section detection unit 31 is irradiated with the laser light. Thereby, in the object detection apparatus 30 of 2nd Embodiment, the irradiation of an efficient laser beam is performed similarly to the object detection apparatus 1 of 1st Embodiment.
[0070]
Here, an example of the operation in the object detection device 30 of the second embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 10 to 12. Here, a description will be given assuming that a preceding vehicle exists in front of the host vehicle and a reflector (reflector) provided in the rear portion of the preceding vehicle functions normally. The operation of the object detection device 30 according to the second embodiment is performed until the segment group E indicating the preceding vehicle ahead of the host vehicle is registered by the preceding vehicle determination unit 3 (steps S1-1 to S1-12 described above). ) Is the same as the operation in the object detection apparatus 1 of the first embodiment, and here, only the operation after the segment group E indicating the preceding vehicle is registered will be described.
[0071]
When the segment group E indicating the preceding vehicle ahead of the host vehicle is registered by the preceding vehicle determination unit 3, next, in step S2-13 of FIG. 10, the irradiation section detection unit 31 calculates in step S1-3. Information indicating the reflection intensity in the two-dimensional direction is segmented into a plurality of regions, and the information indicating the reflection intensity is averaged for each segment.
[0072]
Next, in step S2-14, the irradiation section detection unit 31 groups the segments adjacent to each other and having close reflection intensities as segment groups G1 to Gm among the segments segmented in step S2-13. The In step S2-15, the reflection intensities of the segment groups G1 to Gn are evaluated, and are classified into, for example, 10 intensity levels.
[0073]
Next, in step S2-16, the irradiation section detection unit 31 extracts segment groups of a predetermined size or more from the segment groups grouped in step S2-14 as detection target segment groups H1 to Hm. The This makes it possible to avoid erroneous recognition due to small road structures such as a delineator.
[0074]
Next, in step S2-17, the irradiation section detection unit 31 extracts the segment groups H1 to Hm extracted in step S2-16 and the segment group E registered as the segment group indicating the preceding vehicle in step S1-12. Matching is performed, and the relationship of the segment groups H1 to Hm to the preceding vehicle is determined. In step S2-18, a segment group belonging to the region where the preceding vehicle exists and having a reflection intensity of 10% to 80% is selected from the segment groups H1 to Hm extracted in step S2-16. It is recognized that the segment group J indicates the body part.
[0075]
Next, in step S2-19, a reflection higher than the reflection intensity of the segment group J is detected in the vicinity of the segment group J recognized by the irradiation section detection unit 4 as indicating the body part of the preceding vehicle in step S2-18. It is determined whether there is a segment group having an intensity, specifically, for example, a segment group having a reflection intensity of 80% or more. Here, when it is determined that there is no segment group having a high reflection intensity in the vicinity of the segment group J recognized as indicating the body portion of the preceding vehicle, as in the object detection device 1 of the first embodiment, Returning to step S1-1, the irradiation pattern A is selected, and the processing after step S1-1 is repeatedly performed.
[0076]
On the other hand, if it is determined in step S2-19 that there is a segment group having a high reflection intensity in the vicinity of the segment group J recognized as indicating the body portion of the preceding vehicle, then in step S2-20, The irradiation section detection unit 31 irradiates the laser light in the region indicated by the segment group having a high reflection intensity, specifically, for example, the region where the reflector of the preceding vehicle is provided and the left and right outer regions of the preceding vehicle. It is registered as a necessary irradiation section. Here, the reason why the left and right outer areas of the preceding vehicle are set as the irradiation sections is that the left and right outer areas of the preceding vehicle are important areas for detecting an interrupting vehicle from another lane as described above.
[0077]
After the irradiation section is registered by the series of processes as described above, next, in step S2-21 in FIG. 11, the two-dimensional scanning laser radar 2 is operated in the same manner as the object detection apparatus 1 of the first embodiment. The control unit 14 determines whether the value of the counter provided in the control unit 14, that is, whether the number of scans by the two-dimensional scanner 10 is 10 or less. Here, if it is determined that the counter value exceeds 10, then in step S2-22, the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 resets the counter value to 0, and step S1- Returning to 1, the irradiation pattern A is selected, and the processes in and after step S1-1 are repeated.
[0078]
On the other hand, if it is determined in step S2-21 that the counter value is 10 or less, then in step S2-23, the control unit 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 registers it in step S2-20. An irradiation pattern (hereinafter referred to as an irradiation pattern C) for selecting the irradiated section as a laser beam irradiation target is selected. Then, after the counter value is counted up in step S2-24, each part of the irradiation system is controlled by the control unit 14 so that the laser beam from the LD 5 is irradiated in front of the host vehicle with the irradiation pattern C. Thereby, for example, as shown in FIGS. 12A and 12B, the irradiation of the laser beam by the irradiation pattern C is performed. FIG. 12A shows a case where a passenger vehicle exists as a preceding vehicle in front of the host vehicle, and FIG. 12B shows a case where a large vehicle exists as a preceding vehicle in front of the host vehicle.
[0079]
As described above, when the laser beam is irradiated by the irradiation pattern C and the reflected laser beam is received, the process returns to step S1-2, and the processes after step S1-2 are repeatedly performed.
[0080]
As described in detail above, in the object detection device 30 according to the second embodiment to which the present invention is applied, there is an area that is considered to be necessary to irradiate a laser beam in order to appropriately detect an object in front of the host vehicle. When the irradiation section is detected by the irradiation section detection unit 31 and such an irradiation section is detected, the control section 14 of the two-dimensional scanning laser radar 2 may irradiate the irradiation section with laser light. Since the laser beam irradiation control is performed, the laser beam irradiation is performed very efficiently, for example, the LD 5, the PD 8, and the two-dimensional scanner 10, similarly to the object detection device 1 of the first embodiment. Further, it is possible to accurately detect an object in front of the host vehicle while reducing the burden on optical components such as the half mirror 8 and extending the life of these optical components.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an object detection apparatus according to a first embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a plan view schematically showing a two-dimensional scanner provided in the object detection apparatus of the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing an operation in the object detection apparatus of the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation in the object detection apparatus of the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation in the object detection apparatus of the first embodiment.
6A and 6B are diagrams schematically illustrating a state in which laser light is irradiated in front of the host vehicle with an irradiation pattern A, and FIG. 6A illustrates a case where a passenger vehicle is traveling in front of the host vehicle; Indicates a case where a large vehicle is traveling in front of the host vehicle.
FIG. 7 is a diagram schematically showing information indicating reflection intensity in a two-dimensional direction in front of the host vehicle as two-dimensional intensity image data, and (a) shows a case where a passenger vehicle is traveling in front of the host vehicle. (B) has shown the case where the large vehicle has drive | worked ahead of the own vehicle.
FIGS. 8A and 8B are diagrams schematically illustrating a state in which laser light is irradiated in front of the host vehicle with an irradiation pattern B. FIG. 8A illustrates a case where a passenger vehicle is traveling in front of the host vehicle. Indicates a case where a large vehicle is traveling in front of the host vehicle.
FIG. 9 is a block diagram showing an object detection apparatus according to a second embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 10 is a flowchart showing an operation in the object detection apparatus of the second embodiment.
FIG. 11 is a flowchart showing an operation in the object detection apparatus of the second embodiment.
FIGS. 12A and 12B are diagrams schematically illustrating a state in which laser light is irradiated in front of the host vehicle with an irradiation pattern C. FIG. 12A illustrates a case where a passenger vehicle is traveling in front of the host vehicle. Indicates a case where a large vehicle is traveling in front of the host vehicle.
[Explanation of symbols]
1 Object detection device
2 Two-dimensional scanning laser radar
3 preceding vehicle discriminator
4 Irradiation unnecessary section detector
10 Two-dimensional scanner
14 Control unit
30 Object detection device
1 Irradiation section detector

Claims

送信波を２次元走査させながら自車両前方の物体に照射させ、その反射波をもとに自車両前方に存在する物体に関する各種情報を取得する物体情報取得手段と、
前記自車両前方の物体が先行車両であるか否かを判別する先行車両判別手段と、
少なくとも前記先行車両判別手段により判別された先行車両の存在領域の中で、前記物体情報取得手段により取得された反射強度の値が基準値以下の領域を、前記送信波の照射が不要な照射不要区画として検出する照射不要区画検出手段とを備え、
前記物体情報取得手段が、前記照射不要区画検出手段により照射不要区画が検出された後は、当該照射不要区画に前記送信波が照射されないように、送信波の照射を制御することを特徴とする物体検出装置。Object information acquisition means for irradiating an object in front of the host vehicle while two-dimensionally scanning the transmission wave, and acquiring various information on the object existing in front of the host vehicle based on the reflected wave;
Preceding vehicle determination means for determining whether the object ahead of the host vehicle is a preceding vehicle;
At least an area where the reflection intensity value acquired by the object information acquisition means is not more than a reference value in the existence area of the preceding vehicle determined by the preceding vehicle determination means is unnecessary and the irradiation of the transmission wave is unnecessary and a radiation unnecessary compartment detecting means for detecting a zone,
The object information acquisition unit controls the irradiation of the transmission wave so that the transmission wave is not irradiated to the irradiation unnecessary section after the irradiation unnecessary section is detected by the irradiation unnecessary section detection unit. Object detection device.

前記照射不要区画検出手段は、前記物体情報取得手段により取得された反射強度の情報をもとに自車両前方の様子を示す２次元の強度画像データを作成し、この２次元の強度画像データを解析することで前記照射不要区画を検出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 irradiation unnecessary section detecting means creates two-dimensional intensity image data showing a state in front of the host vehicle based on the reflection intensity information acquired by the object information acquiring means, and uses the two-dimensional intensity image data. The object detection apparatus according to claim 1, wherein the irradiation unnecessary section is detected by analysis.

前記照射不要区画検出手段は、前記先行車両のボディ部を除く部分を照射不要区画として検出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 object detection apparatus according to claim 2, wherein the irradiation unnecessary section detecting unit detects a portion excluding a body portion of the preceding vehicle as an irradiation unnecessary section.

前記先行車両判別手段は、前記物体情報取得手段により取得された距離情報と方位の情報、及び反射強度の情報をもとに、前記自車両前方の物体が先行車両であるか否かを判別することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の物体検出装置。The preceding vehicle discriminating unit discriminates whether or not the object ahead of the host vehicle is a preceding vehicle based on the distance information, the direction information, and the reflection intensity information acquired by the object information acquiring unit. The object detection apparatus according to claim 1, wherein the object detection apparatus is an object detection apparatus.

送信波を２次元走査させながら自車両前方の物体に照射させ、その反射波をもとに自車両前方に存在する物体に関する各種情報を取得する物体情報取得手段と、
前記自車両前方の物体が先行車両であるか否かを判別する先行車両判別手段と、
少なくとも前記先行車両判別手段により判別された先行車両の存在領域の中で、前記物体情報取得手段により取得された反射強度の値が基準値以上の領域を、前記送信波の照射が必要な照射区画として検出する照射区画検出手段とを備え、
前記物体情報取得手段が、前記照射区画検出手段により照射区画が検出された後は、当該照射区画に前記送信波が照射されるように、送信波の照射を制御することを特徴とする物体検出装置。Object information acquisition means for irradiating an object in front of the host vehicle while two-dimensionally scanning the transmission wave, and acquiring various information on the object existing in front of the host vehicle based on the reflected wave;
Preceding vehicle determination means for determining whether the object ahead of the host vehicle is a preceding vehicle;
At least an area where the reflection intensity value acquired by the object information acquisition means is greater than or equal to a reference value in an existing area of the preceding vehicle determined by the preceding vehicle determination means , and an irradiation section that needs to be irradiated with the transmission wave Irradiation section detection means for detecting as ,
The object information acquisition means controls the irradiation of the transmission wave so that the transmission wave is irradiated to the irradiation section after the irradiation section is detected by the irradiation section detection means. apparatus.

前記照射区画検出手段は、前記物体情報取得手段により取得された反射強度の情報をもとに自車両前方の様子を示す２次元の強度画像データを作成し、この２次元の強度画像データを解析することで前記照射区画を検出することを特徴とする請求項５に記載の物体検出装置。The irradiation section detection unit creates two-dimensional intensity image data indicating a state in front of the host vehicle based on the reflection intensity information acquired by the object information acquisition unit, and analyzes the two-dimensional intensity image data. The object detection apparatus according to claim 5, wherein the irradiation section is detected.

前記照射区画検出手段は、前記先行車両の反射器が設けられた領域及び前記先行車両の左右外側の領域を照射区画として検出することを特徴とする請求項６に記載の物体検出装置。The object detection apparatus according to claim 6, wherein the irradiation section detection unit detects an area where a reflector of the preceding vehicle is provided and a left and right outer area of the preceding vehicle as an irradiation section.

前記先行車両判別手段は、前記物体情報取得手段により取得された距離情報と方位の情報、及び反射強度の情報をもとに、前記自車両前方の物体が先行車両であるか否かを判別することを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載の物体検出装置。The preceding vehicle discriminating unit discriminates whether or not the object ahead of the host vehicle is a preceding vehicle based on the distance information, the direction information, and the reflection intensity information acquired by the object information acquiring unit. The object detection apparatus according to claim 5, wherein the object detection apparatus is an object detection apparatus.