JP7095640B2 - 物体検出装置 - Google Patents
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Description
A1.装置構成:
図1に示すように、本実施形態の物体検出装置50は、車両500に搭載され、車両500の前方の周囲に存在する物体、例えば、他の車両や歩行者や建物等を検出する。物体検出装置50は、照射光Lzを照射して、対象物からの反射光を受光する。図1では、照射光Lzの射出中心位置を原点とし、車両500の前方方向をY軸とし、原点を通り車両500の幅方向左から右の方向をX軸とし、原点を通り鉛直上方をZ軸として表わしている。図1に示すように、照射光Lzは、Z軸方向に縦長の光であり、1回の照射により、縦長の所定範囲Arに照射される。また、照射光Lzは、X-Y平面と平行な方向の一次元走査により所定の測定範囲全体に照射される。物体検出装置50は、対象物からの照射光Lzの反射光に加えて、反射光以外の光、例えば、日光、街灯の光、他車両の前照灯など(以下、「背景光」と呼ぶ)を受光する。物体検出装置50は、受光した光の強度に関連する情報を利用して背景光の強度を特定し、かかる強度に基づき判定用閾値を設定する。物体検出装置50は、受光した光のうち設定された判定用閾値以上の強度の光を対象物からの反射光として特定し、照射光Lzを照射してから反射光を受光するまでの時間、すなわち、光の飛行時間TOF(Time of Flight)を特定する。物体検出装置50は、かかる飛行時間TOFを、車両500と対象物との間を光が往復する時間であるものとして、対象物までの距離を算出する。
車両500のイグニッションがオンすると、物体検出装置50において物体検出処理が実行される。なお、車両500において、物体検出処理の開始および終了のユーザによる指示を受け付けるインターフェイス、例えば、物理的なボタンやモニタに表示されるメニュー画面を、インストルメントパネルに予め設けて置き、かかるボタンやメニュー画面の操作により処理開始指示を受け付けた場合に、物体検出処理が開始されてもよい。物体検出処理に含まれる後述のステップS105~S130は、フレーム期間ごとに繰り返し実行される。
B1.装置構成:
第2実施形態の物体検出装置50は、検出部30に代えて、図8に示す検出部30aを備える点において、第1実施形態の物体検出装置50と異なる。第2実施形態の物体検出装置50におけるその他の構成は、第1実施形態の物体検出装置50と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図9に示す第2実施形態の物体検出処理は、ステップS115を省略する点と、ステップS111、S112、S113、S119を追加して実行する点とにおいて、第1実施形態の物体検出処理と異なる。第2実施形態の物体検出処理のその他の手順は、第1実施形態の物体検出処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(i)背景光画像の強度を示す受光数の情報。
(ii)車両500が備える図1に示すライト511の点灯状態を示す情報。
(iii)車両500が備える図1に示す日射センサ512の検出結果を示す情報。
(iv)車両500が備える図1に示すワイパ装置513の動作状態を示す情報。
第3実施形態の物体検出装置50の構成は、第1実施形態の物体検出装置50の構成と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第3実施形態の物体検出処理は、図11に示すように、ステップS106およびS107を追加する点において、第1実施形態の物体検出処理と異なる。第3実施形態の物体検出処理のその他の手順は、第1実施形態の物体検出処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、第3実施形態において、検出部30は、本開示における検出部およびコントラスト関連値算出部の下位概念に相当する。
第4実施形態の物体検出装置50の構成は、第1実施形態の物体検出装置50の構成と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第4実施形態の物体検出装置50では、図4に示す対応付け処理において用いられる3つの閾値α、β、γが予め設定されている固定値ではなく、閾値設定処理によって設定される。なお、3つ閾値α、β、γには、それぞれ予め初期値が設定されている。なお、第4実施形態において、検出部30は、本開示における検出部と情報取得部と閾値設定部の下位概念に相当する。
(E1)各実施形態では、3種類の画像、すなわち、反射強度画像、背景光画像および距離画像を利用して、路面判定、クラスタリング処理、対応付け処理を実行していたが、これら3つの処理のうちの一部のみを実行してもよい。
Claims (10)
- 物体を検出する物体検出装置(50)であって、
照射光(Lz)を照射する照射部(100)と、照射された前記照射光の反射光を含む光を受光可能な複数の受光要素(201)が面状に配列された受光面(S1)を有し、前記受光面における予め定められている画素範囲内の前記受光要素の集まりを一画素として、各画素に含まれる前記受光要素の受光状態に応じた受光信号を出力する受光部(200)と、を有し、前記受光信号に基づき、各画素における前記反射光の受光強度を示す第1情報と、各画素における前記反射光を除く他の光である背景光の受光強度を示す第2情報と、各画素における前記物体までの距離を示す第3情報と、を各画素の画素値として取得する単一のセンサ装置(10)と、
各画素の前記画素値を利用して前記物体を検出する検出部(30)と、
を備え、
前記検出部は、取得された各画素の前記画素値に含まれる前記第1ないし前記第3情報をすべて利用して、前記物体を検出し、
前記検出部は、前記第1ないし前記第3情報と、前記物体が存在する場合の前記第1ないし前記第3情報のモデルであるモデル情報(331-333)と、を対照することにより、前記物体を検出し、
前記検出部は、
前記第1情報と、前記第1情報に対する前記モデル情報とを対照して、画素ごとに、前記物体が存在する尤もらしさを示す第1尤度を求め、
前記第2情報と、前記第2情報に対する前記モデル情報とを対照して、画素ごとに、前記物体が存在する尤もらしさを示す第2尤度を求め、
前記第3情報と、前記第3情報に対する前記モデル情報とを対照して、画素ごとに、前記物体が存在する尤もらしさを示す第3尤度を求め、
画素ごとに、前記第1ないし前記第3尤度に対してそれぞれ重み付けをして積算して総合尤度を求め、得られた前記総合尤度を利用して、前記物体を検出する、物体検出装置。 - 請求項1に記載の物体検出装置において、
前記検出部は、前記第1ないし前記第3情報を利用して、
路面判定処理(S115)と、
複数の測距点を対応付けるクラスタリング処理(S120)と、
のうちの少なくとも1つの処理を実行する、物体検出装置。 - 請求項2に記載の物体検出装置において、
前記センサ装置は、車両(500)に搭載されて用いられ、
前記センサ装置は、予め定められたフレーム時間ごとに、前記第1ないし前記第3情報を、それぞれフレーム画像として取得し、
前記検出部は、前記第1ないし前記第3情報について、それぞれ、
前記クラスタリング処理を実行し、
前記クラスタリング処理の結果であるクラスタリング結果を、時間的に前に得られた前記クラスタリング結果と対応付けて追跡結果として特定する処理である対応付け処理(S125)であって、取得時刻が異なる少なくとも2つの前記フレーム画像の前記画素値を利用して、2つの前記フレーム画像間における前記クラスタリング処理されたクラスタリング結果と前回特定された前記追跡結果を対応付ける対応付け処理を実行する、物体検出装置。 - 請求項3に記載の物体検出装置において、
前記検出部は、
前記クラスタリング処理と、前記対応付け処理と、を実行し、
前記対応付け処理において、
2つの前記フレーム画像について、それぞれ、前記クラスタリング結果の前記画素値の特徴量を求め、
2つの前記フレーム画像間での前記特徴量の差分(ΔR、ΔB、ΔL)を求め、
前記差分に含まれる前記第1ないし前記第3情報のそれぞれについての前記差分が、いずれも設定された閾値(α、β、γ)よりも小さい場合に、2つの前記フレーム画像の前記クラスタリング結果と前回の追跡結果を対応付ける、物体検出装置。 - 請求項4に記載の物体検出装置において、
前記背景光の強度に関連する強度関連情報を取得する情報取得部(S305)と、
前記閾値を設定する閾値設定部(S310)と、
をさらに備え、
前記閾値設定部は、取得された前記強度関連情報に関連する前記背景光の強度が高い場合には、該強度が低い場合に比べて、前記第1情報および前記第3情報に対する前記閾値を大きく設定し、かつ、前記第2情報に対する前記閾値を小さく設定する、物体検出装置。 - 請求項4または請求項5に記載の物体検出装置において、
前記特徴量は、前記第1ないし前記第3情報のそれぞれの各画素の前記画素値の平均値と、各画素の前記画素値のヒストグラムと、のうちの少なくとも一方である、物体検出装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の物体検出装置において、
前記背景光の強度に関連する強度関連情報を取得する情報取得部(350)をさらに備え、
前記検出部は、取得された前記強度関連情報に関連する前記背景光の強度が高い場合には、該強度が低い場合に比べて、前記第1尤度および前記第3尤度に対する重み付けを小さく設定し、かつ、前記第2尤度に対する重み付けを大きく設定する、物体検出装置。 - 請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の物体検出装置において、
前記センサ装置は、予め定められたフレーム時間ごとに、前記第1ないし前記第3情報を、それぞれフレーム画像として取得し、
取得された前記第1ないし前記第3情報からなるそれぞれの前記フレーム画像について、コントラストに関連するコントラスト関連値を算出するコントラスト関連値算出部(30)を、さらに備え、
前記検出部は、前記第1ないし前記第3情報からなる3つの前記フレーム画像が取得された場合において、
取得された3つの前記フレーム画像のいずれについても、該フレーム画像について算出された前記コントラスト関連値が関連するコントラストが予め定められたコントラスト閾値以上の場合には、取得された3つの前記フレーム画像をすべて利用して、前記物体を検出し、
取得された3つの前記フレーム画像のうちの少なくとも1つの前記フレーム画像について算出された前記コントラスト関連値が関連するコントラストが前記コントラスト閾値よりも小さい場合には、取得された3つの前記フレーム画像を利用した前記物体の検出を行わない、物体検出装置。 - 請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の物体検出装置において、
前記センサ装置は、前記物体までの距離を測定する測距装置として構成されている、物体検出装置。 - 請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の物体検出装置において、
前記受光要素は、前記受光信号として光の入射を示す出力信号を出力するSPAD(シングルフォトンアバランシェダイオード)を有する、物体検出装置。
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