JP5560371B2

JP5560371B2 - 車両用物体検出装置

Info

Publication number: JP5560371B2
Application number: JP2013512014A
Authority: JP
Inventors: 亮人木俣; 裕章谷; 洋治笹渕; 弘之小池
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2032-04-16
Also published as: US9170329B2; CN103503046B; EP2704123A4; EP2704123A1; WO2012147548A1; CN103503046A; JPWO2012147548A1; EP2704123B1; US20140002295A1

Description

この発明は車両用物体検出装置に関し、より具体的には電磁波を用いて検出された路側物などの物体が自車の前走車に乗り移ることで生じる誤検出を防止するようにした装置に関する。

自車の進行方向に電磁波を送信して得た反射点を２次元平面に投影して求めた点群に基づいて車両進行方向前方の歩行者などの横移動物体を検知することは良く行われており、その例として下記の特許文献１記載の技術を挙げることができる。その従来技術においては、物体の横移動速度と位置と大きさとを総合的に勘案して歩行者などか否か判断している。

特開２０００−２５１２００号公報

ところで、自車の進路の外側に検出された路側物の横を前走車が通過する際、前走車の反射点に引きずられて路側物の反射点が前走車のそれに乗り移ってしまうことがあり、その乗り移りを物体の横移動と誤認してしまうことがある。

即ち、図４（ａ）に示すような走行環境において、図４（ｂ）に示すように自車の進路の外側に検出されたポールなどの路側物の横を前走車が通過する際、前走車の反射点に引きずられて路側物の反射点が前走車のそれに乗り移り、それによって路側物が自車進路内に侵入（横移動）したと誤認して障害物と判定してしまうことがある。

しかしながら、上記した特許文献１記載の技術では物体の横移動速度などを用いて検出しているため、そのような誤認を防止することができなかった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、電磁波を用いて物体を検知する場合、路側物が自車の進路に侵入したと誤認して障害物と判定するのを防止するようにした車両用物体検出装置を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、自車の進行方向に電磁波を送信して得た反射点を２次元平面に投影して求めた点群に基づいて検出される物体が自車の進行に障害となる障害物か否か判定する障害物判定手段を備えた車両用物体検出装置において、自車の進路を推定する自車進路推定手段と、前記点群に基づいて前記進路の側方に存在する路側物と前記進路を所定速度以上で前走する前走車とを検出する路側物前走車検出手段と、前記前走車が前記路側物の付近を通過するとき、通過の前後の所定時間内に前記路側物が前記進路に向けて移動したか否か判定する路側物移動判定手段とを備えると共に、前記障害物判定手段は、前記路側物が前記進路に向けて移動したと判定されるとき、前記路側物を障害物と判定しない如く構成した。

請求項２に係る車両用物体検出装置にあっては、前記路側物移動判定手段は、前記前走車の左右後方に領域を設定し、前記設定された領域内において前記路側物が前記進路に向けて移動したか否か判定すると共に、前記障害物判定手段は、前記領域内において前記路側物が前記進路に向けて移動したと判定されるとき、前記路側物を障害物と判定しない如く構成した。

請求項３に係る車両用物体検出装置にあっては、前記障害物判定手段は、前記路側物が前記進路に向けて移動したと判定される場合、前記路側物の移動速度を零に補正すると共に、前記路側物の位置を前記移動が検出される前の位置に補正する如く構成した。

請求項４に係る車両用物体検出装置にあっては、前記路側物移動判定手段は、前記自車の進路が存在する走行路の広狭度合いを判定し、前記判定された広狭度合いに基づいて前記領域の面積を設定する如く構成した。

請求項５に係る車両用物体検出装置にあっては、前記所定速度は、前記電磁波を送信して得た前記路側物の反射点が前記前走車に乗り移るのを惹起する可能性のある車速からなる如く構成した。

請求項１に係る車両用物体検出装置にあっては、点群に基づいて推定された自車の進路の側方に存在する路側物と進路を所定速度以上で前走する前走車とを検出し、前走車が路側物の付近を通過するとき、通過の前後の所定時間内に路側物が進路に向けて移動したか否か判定すると共に、路側物が進路に向けて移動したと判定されるとき、路側物を障害物と判定しない如く構成したので、路側物の横を前走車が通過する際、前走車の反射点に引きずられて路側物の反射点が前走車のそれに乗り移ったとしても、その乗り移りを物体の横移動と誤認して障害物と判定するのを防止することができる。また、それによって不要な接触回避制御などを抑制することができる。

請求項２に係る車両用物体検出装置にあっては、前走車の左右後方に設定される領域内において路側物が進路に向けて移動したか否か判定すると共に、領域内において路側物が進路に向けて移動したと判定されるとき、路側物を障害物と判定しない如く構成したので、上記した効果に加え、路側物の移動の有無を正確に判定して路側物が障害物か否かを確実に判定できると共に、判定を領域に限定できるので、判定に要求される処理を減少させることができる。

請求項３に係る車両用物体検出装置にあっては、路側物が前記進路に向けて移動したと判定される場合、路側物の移動速度を零に補正すると共に、路側物の位置を移動が検出される前の位置に補正する如く構成したので、上記した効果に加え、前走車が通過した後も当該の路側物を確実に監視し続けることができる。

請求項４に係る車両用物体検出装置にあっては、自車の進路が存在する走行路の広狭度合いを判定し、判定された広狭度合いに基づいて領域の面積を設定する如く構成したので、上記した効果に加え、領域を一層適正に設定できるので、路側物の移動の有無を正確に判定して路側物が障害物か否かを一層確実に判定することができる。

請求項５に係る車両用物体検出装置にあっては、所定速度は、電磁波を送信して得た路側物の反射点が前走車に乗り移るのを惹起する可能性のある車速からなる如く構成したので、上記した効果に加え、判定に要求される処理を最小限必要な限度に減少させることができる。

この発明の実施例に係る車両用物体検出装置を全体的に示す概略図である。図１に示す車両用物体検出装置の動作を示すフロー・チャートである。図２フロー・チャートの処理を説明する説明図である。図２フロー・チャートの処理が解決しようとする、反射点の前走車への乗り移りに起因した物体の誤認を具体的に示す説明図である。

以下、添付図面に即してこの発明に係る車両用物体検出装置を実施するための形態について説明する。

図１は、この発明の実施例に係る車両用物体検出装置を全体的に示す概略図である。

図１において、符号１０は車両（以下「自車」という）を示し、その前部には４気筒のエンジン（内燃機関。図１で「ＥＮＧ」と示す）１２が搭載される。エンジン１２の出力は自動変速機（図１で「Ｔ／Ｍ」と示す）１４に入力される。自動変速機１４は前進５速、後進１速の有段式であり、エンジン１２の出力はそこで適宜変速されて左右の前輪１６に伝えられ、左右の前輪１６を駆動しつつ、左右の後輪２０を従動させて自車１０を走行させる。

自車１０の運転席にはオーディオスピーカとインディケータからなる警報装置２２が設けられ、音声と視覚によって運転者に警報する。自車１０の運転席床面に配置されたブレーキペダル２４は、マスタバック２６、マスタシリンダ３０およびブレーキ油圧機構３２を介して左右の前輪１６と後輪２０のそれぞれに装着されたブレーキ（ディスクブレーキ）３４に接続される。

運転者がブレーキペダル２４を踏み込むと、その踏み込み力はマスタバック２６で増力され、マスタシリンダ３０は増力された踏み込み力で制動圧を発生し、ブレーキ油圧機構３２を介して前輪１６と後輪２０のそれぞれに装着されたブレーキ３４を動作させ、自車１０を減速させる。ブレーキペダル２４の付近にはブレーキスイッチ３６が配置され、運転者によってブレーキペダル２４が操作されるとき、オン信号を出力する。

ブレーキ油圧機構３２は、リザーバに接続される油路に介挿された電磁ソレノイドバルブ群、油圧ポンプ、および油圧ポンプを駆動する電動モータ（全て図示せず）などを備える。電磁ソレノイドバルブ群は駆動回路（図示せず）を介してＥＣＵ（電子制御ユニット）３８に接続され、よって４個のブレーキ３４は、運転者によるブレーキペダル２４の操作とは別に、ＥＣＵ３８によって相互に独立して作動するように構成される。

また、前輪付近には操舵をアシストする電動モータ４０が配置されて操舵をアシストする。即ち、ステアリングシャフトなどから伝達されるステアリングホイールの回転運動をピニオンを介してラックの往復運動に変換し、タイロッド（図示せず）を介し前輪を転舵させる機構において、そのラック上に電動モータ４０が配置される。

電動モータ４０も駆動回路（図示せず）を介してＥＣＵ３８に接続される。ＥＣＵ３８は、障害物を操舵によって回避する必要があるとき、電動モータ４０を動作させて運転者が操舵によって障害物を回避するのをアシストする。

自車１０の前部にはレーダ（レーザスキャンレーダ）４２が設けられる。レーダ４２は自車１０の進行方向に向けてレーザ光（電磁波（搬送波））を発射し、進行方向に存在する物体（先行車などの障害物）からのレーザ光の反射波を受信することにより、物体を検知する。

レーダ４２の出力はマイクロコンピュータからなるレーダ出力処理ＥＣＵ（電子制御ユニット）４４に送られる。レーダ出力処理ＥＣＵ４４では、レーザ光を発射してから反射光を受信するまでの時間が測定されて物体までの相対距離が算出され、さらに相対距離を微分することで物体までの相対速度が求められる。また、反射波の入射方向から物体の方位を検知し、物体の二次元情報を得る。

レーダ出力処理ＥＣＵ４４の出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）３８に送られる。図示は省略するが、ＥＣＵ３８は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ、入出力回路などからなるマイクロコンピュータから構成される。

前輪１６と後輪２０の付近には車輪速センサ４６がそれぞれ配置され、各車輪の所定回転角度ごとにパルス信号を出力する。自車１０の運転席に設けられたステアリングホイール５０の付近には操舵角センサ５２が配置され、運転者によって入力されたステアリングホイール５０の操舵角に比例する出力を生じる。自車１０の重心位置付近にはヨーレートセンサ５４が配置され、自車１０の鉛直軸（ヨー軸）回りのヨーレート（回転角速度）に比例する出力を生じる。

また、エンジン１２のクランクシャフト（図示せず）の付近にはクランク角センサ６０が配置されてクランク角度を示すパルス信号を出力すると共に、吸気管（図示せず）には吸気管内絶対圧センサ６２が配置されて吸気管内絶対圧（エンジン負荷）に応じた信号を出力する。スロットルバルブ（図示せず）の付近にはスロットル開度センサ６４が配置され、スロットル開度に応じた信号を出力する。

上記したセンサ群の出力も、ＥＣＵ３８に送出される。ＥＣＵ３８は４個の車輪速センサ４６の出力をカウントし、その平均値を算出するなどして自車１０の走行速度を示す車速を検出すると共に、クランク角センサ６０の出力をカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出する。

さらに、自車１０にはナビゲーション装置７０が搭載される。ナビゲーション装置７０は、現在位置検出部７０ａと、ナビゲーション処理部７０ｂと、地図データ記憶部７０ｃと、入力部７０ｄと、表示部７０ｅからなる。

現在位置検出部７０ａは、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号などの測位信号を受信する測位信号受信部７０ａ１と、自車１０の水平面での向きや鉛直方向に対する傾斜角度などに応じた信号を出力するジャイロセンサ７０ａ２を備え、受信した測位信号あるいはジャイロセンサ７０ａ２と前記した車輪速センサ４６の出力に基づく自律航法に基づいて自車１０の現在位置を算出する。

地図データ記憶部７０ｃはＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体からなり、自車１０が走行する道路の幅員、交差点、右折レーンなどを含む地図（道路）データを記憶（格納）する。入力部７０ｄはスイッチ群やキーボードなどからなり、表示部７０ｅはディスプレイを備える。

ナビゲーション処理部７０ｂは、地図データ記憶部７０ｃに記憶される地図（道路）データにおいて現在位置検出部７０ａで得られる自車１０の現在位置、あるいは入力部７０ｄに入力される自車１０の位置などを表示部７０ｅに表示させる。

ナビゲーション処理部７０ｂとＥＣＵ３８は通信自在に接続され、ナビゲーション処理部７０ｂは自車１０が走行する位置を道路地図データ上に特定する情報をＥＣＵ３８に出力する。

図２は、図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ（ステップ）１０においてレーダ４２の検知情報を取り込む。即ち、自車（車両）１０の進行方向にレーダ４２から電磁波を図４（ｂ）に示すように送信し、進行方向に存在する全ての物体に反射させて得た反射点に基づいて物体を検出する。

レーダ４２の検知領域（図４（ｂ）に符号４２ａで示す）では、物体は電磁波の反射点として捉えられる。その反射点を自車１０の進行方向（前後方向）とそれに直交する方向（左右方向）からなる、レーダ出力処理ＥＣＵ４４のメモリに設けられたスキャナデータ上の、２次元平面に投影した場合、物体の反射点は複数個互いに近い位置に連続して分布するため、物体は反射点の集合（点群）として検出される。

ここで、この発明の課題を再説すると、図４（ａ）に示すような走行環境において、図４（ｂ）に示すように自車１０の進路の外側に検出されたポールなどの路側物１００の横を前走車１０２が通過する際、前走車１０２の反射点１０２ａに引きずられて路側物１００の反射点１００ａが前走車１０２のそれに乗り移り、それによって路側物１００が自車１０の進路（符号１０ａで示す）内に侵入（移動）したと誤認して障害物と判定してしまうことがある。この発明はその不都合を解消することを課題とする。

図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１２に進み、車輪速センサ４６とヨーレートセンサ５４の出力から自車１０の車速とヨーレート（自車の運動状態）を検出し、検出された運動状態から自車１０の進路１０ａを推定する。尚、それに代え、ナビゲーション装置７０の地図データ記憶部７０ｃにアクセスして自車１０が現在走行している道路についての情報を取得しても良い。

次いでＳ１４に進み、推定された自車１０の進路の側方にポールなどの路側物１００が検出されたか否か判断する。

Ｓ１４で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ１６に進み、推定された自車１０の進路１０ａ上に前走車（図４に符号１０２で示す）が検出されたか否か、より具体的には推定された自車１０の進路上に所定以上の速度で前走する前走車１０２が検出されたか判断する。

「所定速度」は路側物１００の反射点１００ａの乗り移りを惹起するほどの車速を意味する。即ち、「所定速度」は、電磁波を送信して得た路側物１００の反射点１００ａが前走車１０２に乗り移るのを惹起する可能性のある車速からなる。

Ｓ１６で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ１８に進み、前走車１０２の左右後方に領域１０４を設定する。領域１０４は、図３に示す如く、（矢印で示す方向に走行する）前走車１０２の後方において左右に分割して（前記したレーダ出力処理ＥＣＵ４４のメモリに設けられたスキャナデータ上の）２次元平面上に設定される。

領域１０４を前走車１０２の左右に分割したのは、前走車１０２の直ぐ後ろの部位を避けるためである。即ち、直ぐ後ろの部位は走行路（自車１０の進路１０ａが存在する）の中心付近に位置して路面にマンホールなどが敷設されることが多いことから検出精度を上げるためである。

尚、Ｓ１８において領域１０４の面積（大きさ）は一定の値に設定しても良く、あるいは適宜な手法で自車１０の進路１０ａが存在する走行路の広狭度合いを判定し、判定された広狭度合いに基づいて領域１０４の面積を設定するようにしても良い。例えば、左右の領域１０４は走行路が狭隘な場合などは適宜縮小して設定するようにしても良い。

次いでＳ２０に進み、前走車１０２が路側物（ポール）１００の付近を通過するとき、通過の前後の所定時間内に路側物１００が路側から自車１０の進路１０ａに向けて移動、即ち、横移動したか否か判定する。

Ｓ２０においてより具体的には、前走車１０２が路側物（ポール）１００の付近を通過するとき、通過の前後の所定時間内に路側物１００（より具体的にはその反射点１００ａ）が設定された領域１０４内において自車１０の進路１０ａに向けて移動（横移動）したか否か判定する。「所定時間」は微小な時間を意味する。

Ｓ２０で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されて路側物１００（より具体的にはその反射点１００ａ）が進路１０ａに向けて移動したと判定されるときはＳ２２に進み、路側物１００を障害物と判定せず、静止物と判定する。

即ち、障害物と判定されるときは、図示しない別ルーチンにおいて、自車１０の進路１０ａにおいて障害物との接触の可能性の有無が判断され、接触の可能性があると判断されるとき、警報装置２２による警報（あるいはブレーキ油圧機構３２を介しての制動あるいは電動モータ４０を介しての操舵アシスト）などの接触回避支援制御が実行されるが、障害物と判定されないため、そのような接触回避支援制御が実行されることがない。

また、Ｓ２２においては、路側物１００が進路１０ａに向けて移動したと判定される場合、路側物１００の移動速度は零に補正されると共に、路側物１００の位置は移動が検出される前の位置に補正される。

以上の如く、この実施例にあっては、自車１０の進行方向に電磁波を送信して得た反射点を２次元平面に投影して求めた点群に基づいて検出される物体が自車１０の進行に障害となる障害物か否か判定する障害物判定手段（ＥＣＵ３８，Ｓ１０）を備えた車両用物体検出装置において、自車１０の進路１０ａを推定する自車進路推定手段（ＥＣＵ３８，Ｓ１２）と、前記点群に基づいて前記進路の側方に存在する路側物１００と前記進路１０ａを所定速度以上で前走する前走車１０２とを検出する路側物前走車検出手段（ＥＣＵ３８，Ｓ１４，Ｓ１６）と、前記前走車１０２が前記路側物１００の付近を通過するとき、通過の前後の所定時間内に前記路側物１００（より具体的にはその反射点１００ａ）が前記進路１０ａに向けて移動したか否か判定する路側物移動判定手段（ＥＣＵ３８，Ｓ１８，Ｓ２０）とを備えると共に、前記障害物判定手段は、前記路側物１００が前記進路１０ａに向けて移動したと判定されるとき、前記路側物１００を障害物と判定しない（ＥＣＵ３８，Ｓ２２）如く構成したので、路側物１００の横を前走車１０２が通過する際、前走車１０２の反射点に引きずられて路側物１００の反射点が前走車１０２のそれに乗り移ったとしても、その乗り移りを物体の横移動と誤認して障害物と判定するのを防止することができる。また、それによって不要な接触回避制御、即ち、警報装置２２による警報、ブレーキ油圧機構３２を介しての制動、電動モータ４０を介しての操舵アシストなどを抑制することができる。

また、記路側物移動判定手段は、前記前走車１０２の左右後方に領域１０４を設定し、前記設定された領域１０４内において前記路側物１００が前記進路１０ａに向けて移動したか否か判定すると共に、前記障害物判定手段は、前記領域１０４内において前記路側物１００が前記進路１０ａに向けて移動したと判定されるとき、前記路側物１００を障害物と判定しない（Ｓ１８，Ｓ２０，Ｓ２２）如く構成したので、上記した効果に加え、路側物１００の移動の有無を正確に判定して路側物１００が障害物か否かを確実に判定できると共に、判定を領域に限定できるので、判定に要求される処理を減少させることができる。

また、前記障害物判定手段は、前記路側物１００が前記進路１０ａに向けて移動したと判定される場合、前記路側物１００の移動速度を零に補正すると共に、前記路側物１００の位置を前記移動が検出される前の位置に補正する（Ｓ２２）如く構成したので、上記した効果に加え、前走車１０２が通過した後も当該の路側物１００を確実に監視し続けることができる。

また、前記路側物移動判定手段は、前記自車の進路が存在する走行路の広狭度合いを判定し、前記判定された広狭度合いに基づいて前記領域の面積を設定する（Ｓ１８）如く構成したので、上記した効果に加え、領域を一層適正に設定できるので、路側物の移動の有無を正確に判定して路側物が障害物か否かを一層確実に判定することができる。

また、前記所定速度は、前記電磁波を送信して得た前記路側物の反射点が前記前走車に乗り移るのを惹起する可能性のある車速からなる（Ｓ１６）如く構成したので、上記した効果に加え、判定に要求される処理を最小限必要な限度に減少させることができる。

尚、上記において、路側物としてポールを図示したが、路側物はそれに限られるものではなく、電磁波の反射点が前走車のそれに乗り移るものであれば、どのようなものでも妥当する。

また、電磁波を送信する装置としてレーザレーダを開示したが、それに代え、あるいはそれに加え、ミリ波レーダを用いても良い。

この発明によれば、自車の進行方向に電磁波を送信して得た反射点を２次元平面に投影して求めた点群に基づいて自車の進路の側方に存在する路側物と自車の進路を所定速度以上で前走する前走車とを検出し、前走車が路側物の付近を通過するとき、通過の前後の所定時間内に路側物が進路に向けて移動したか否か判定し、路側物が進路に向けて移動したと判定されるとき、路側物を障害物と判定しないこととするので、電磁波を用いて物体を検知する場合、路側物が自車の進路に侵入したと誤認して障害物と判定するのを防止することができる。

１０車両（自車）、１０ａ進路、１２エンジン（内燃機関）、１６前輪、２０後輪、２２警報装置、３４ブレーキ、３６ブレーキスイッチ、３８ＥＣＵ（電子制御ユニット）、４０電動モータ、４２レーザレーダ、４４レーダ出力処理ＥＣＵ、４６車輪速センサ、５０ステアリングホイール、５２操舵角センサ、５４ヨーレートセンサ、６０クランク角センサ、６２吸気管内絶対圧センサ、６４スロットル開度センサ、７０ナビゲーション装置、１００路側物（ポール）、１０２前走車、１０４領域

Claims

自車の進行方向に電磁波を送信して得た反射点を２次元平面に投影して求めた点群に基づいて検出される物体が自車の進行に障害となる障害物か否か判定する障害物判定手段を備えた車両用物体検出装置において、自車の進路を推定する自車進路推定手段と、前記点群に基づいて前記進路の側方に存在する路側物と前記進路を所定速度以上で前走する前走車とを検出する路側物前走車検出手段と、前記前走車が前記路側物の付近を通過するとき、通過の前後の所定時間内に前記路側物が前記進路に向けて移動したか否か判定する路側物移動判定手段とを備えると共に、前記障害物判定手段は、前記路側物が前記進路に向けて移動したと判定されるとき、前記路側物を前記障害物と判定しないことを特徴とする車両用物体検出装置。
前記路側物移動判定手段は、前記前走車の左右後方に領域を設定し、前記設定された領域内において前記路側物が前記進路に向けて移動したか否か判定すると共に、前記障害物判定手段は、前記領域内において前記路側物が前記進路に向けて移動したと判定されるとき、前記路側物を障害物と判定しないことを特徴とする請求項１記載の車両用物体検出装置。
前記障害物判定手段は、前記路側物が前記進路に向けて移動したと判定される場合、前記路側物の移動速度を零に補正すると共に、前記路側物の位置を前記移動が検出される前の位置に補正することを特徴とする請求項１または２記載の車両用物体検出装置。
前記路側物移動判定手段は、前記自車の進路が存在する走行路の広狭度合いを判定し、前記判定された広狭度合いに基づいて前記領域の面積を設定することを特徴とする請求項２または３記載の車両用物体検出装置。
前記所定速度は、前記電磁波を送信して得た前記路側物の反射点が前記前走車に乗り移るのを惹起する可能性のある車速からなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用物体検出装置。