物体認識装置
【課題】レーダのスキャン結果からの頭上看板等の誤検出を精度よく判定する。
【解決手段】制御ＥＣＵ２により、先行車を検出している状態でレーダ５の反射ビームから先行車より前方に検出した静止物体を頭上看板等の誤検出物体と判定し、静止した車両等を頭上看板等と誤って判定することなく、頭上看板等の誤検出を精度良く判定する。
【解決手段】制御ＥＣＵ２により、先行車を検出している状態でレーダ５の反射ビームから先行車より前方に検出した静止物体を頭上看板等の誤検出物体と判定し、静止した車両等を頭上看板等と誤って判定することなく、頭上看板等の誤検出を精度良く判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車の前方をレーダによりスキャンし、前記レーダが受信した反射ビームから自車の直前の先行車等の衝突の可能性がある物体を検出して認識する物体認識装置に関し、詳しくは、頭上看板等の衝突の可能性がない物体の誤検出防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）の追従走行制御システムや被害軽減自動ブレーキ制御等の衝突回避の安全システムを採用した車両にあっては、レーザレーダ（またはミリ波レーダ）により自車の前方をスキャンし、レーダが受信した反射ビームから自車の直前の先行車等の衝突の可能性がある物体を検出して認識することが行なわれている。
【０００３】
この場合、レーザレーダやミリ波レーダの検出精度は天候等に左右され、レーダ表面の水滴や雪等によるビームの屈折（ミリ波の場合は主にレーダ表面の金属粉等によるビームの屈折）が生じる。
【０００４】
そして、上記屈折が生じると、走行路の頭上に横断状に設置された交通案内板等の頭上の看板を地上（走行路上）の停止物体（障害物）として誤検出する事態が発生し、そのような事態が発生すると、障害物の誤認識により誤った警報や自動ブレーキが行なわれる。
【０００５】
そこで、レーダが受信した反射ビームから検出した物体につき、静止物体であり、その距離値が所定値（例えば７０ｍ）以上であり、かつ、その物体の幅が所定の幅（例えば３ｍ）以上であれば、その物体を頭上看板として判定し、前記の誤検出を防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４０４４６号公報（請求項１、[００１１]、[００１３]、[００５０]等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のように、「静止物体であり、距離値が所定値（例えば７０ｍ）以上であり、所定の幅（例えば３ｍ）以上である」という判定条件で頭上看板と判断すると、例えば車幅３ｍ以上の車両が自車の走行路に停車している場合、それを頭上看板とみなして誤検出し、誤判断する問題がある。
【０００８】
本発明は、レーダのスキャン結果からの頭上看板等の誤検出を精度よく判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明の物体認識装置は、自車の前方をレーダによりスキャンし、前記レーダが受信した反射ビームから自車の直前の先行車等の衝突の可能性がある物体を検出して認識する物体認識装置において、前記先行車を検出している状態で前記反射ビームから前記先行車より前方に検出した静止物体を頭上看板等の誤検出物体と判定する判定手段を備えたことを特徴としている（請求項１）。
【００１０】
また、本発明の物体認識装置は、前記判定手段が判定した前記誤検出物体に識別用のマークを付すマーキング手段をさらに備えたことを特徴としている（請求項２）。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る本発明の物体認識装置の場合、判定手段により、先行車より前方（遠方）の走行路上の物体（先行車を挟んで向こう側の物体）については、先行車でレーダのビームが遮られるので、反射ビームは受信されないはずである。それにもかかわらず、先行車より前方に静止物体を検出したということは、レーダのビームが屈折して頭上の看板が誤検出されているに他ならない。そこで、判定手段を備え、先行車を検出している状態で反射ビームから先行車より前方に検出した静止物体については、頭上看板等の誤検出物体と判定する。このようにすることにより、自車直前の横幅が３ｍ以上の停止中のトラック等を頭上看板とみなして誤判断することがなく、レーダが受信した反射ビームから検出される物体につき、頭上看板等の誤検出の判定を精度よく行なうことができる。
【００１２】
そのため、頭上看板等を確実に認識して衝突の可能性がある物体の候補から除外し、衝突の可能性がある物体を精度よく検出して認識することができ、例えば、レーダの反射ビームを受信して衝突可能性があれば警報や自動ブレーキ制御を行なう場合に、頭上看板等に対してのみ衝突の警報を誤って発生しないようにできる。
【００１３】
また、請求項２に係る本発明の物体認識装置の場合、前記判定手段が判定した前記誤検出物体については、マーキング手段により識別用のマークが付されるため、例えば、それまでは自車の直前に存在していた先行車が針路変更等して消え、先行車より前方の頭上看板等が自車の直前の物体になっても、識別用のマークから、その物体については、頭上看板等の誤検出物体として誤りなく認識することができ、頭上看板等の誤検出物体の判定精度が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】頭上看板の検出処理の説明図である。
【図３】頭上看板を検出するビームの屈折の説明図である。
【図４】頭上看板を検出した状態を説明する撮影画像例である。
【図５】図１の動作説明のフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態のブロック図である。
【図７】図６の動作説明のフローチャートである。
【図８】図７の画像確信度の説明図である。
【図９】図７のレーダ確信度の説明図である。
【図１０】図７の警報、制御対象の決定の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、実施形態について、図１〜図１０を参照して詳述する。
【００１６】
（一実施形態）
一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００１７】
図１は自車１に搭載された本実施形態の物体認識装置を示し、同図において、２はマイクロコンピュータからなる制御ＥＣＵ、３は装置を動作するか否か（衝突可能性の警報・制御をするか否か）を制御ＥＣＵ２に設定する選択スイッチ、４はワイパであり、その駆動状態の信号を制御ＥＣＵ２に送り、降雨が激しく後述のレーダ検出の誤差が大きくなるときに装置を自動停止する。
【００１８】
５は自車１の前方を少なくとも車幅方向に繰り返しスキャンする測距センサとしてのレーダであり、レーザレーダまたはミリ波レーダからなる。６は舵角センサ、７はヨーレートセンサであり、制御ＥＣＵ２は舵角センサ６の検出舵角、ヨーレートセンサ７の検出ヨーレートから自車１の走行方向（進行方向）を認識して自車１の走行車線幅（自車線幅）を把握する。
【００１９】
８は表示警報ユニットであり、衝突の可能性が高くなると、制御ＥＣＵ２の制御により、警報の表示、警報音の出力を行なう。９はエンジンのスロットル制御ユニットであり、衝突可能性が高くなると、制御ＥＣＵ２によりエンジン出力を下げるようにスロットル弁を閉じる方向に制御する。１０はブレーキ制御ユニットであり、衝突の可能性が高くなると、制御ＥＣＵ２の制御により自動ブレーキ制御を実行する。
【００２０】
そして、自車１の走行時、レーダ５はレーザビーム（またはミリ波のビーム）を例えば１秒周期でパルス送信して自車１の前方を少なくとも車幅方向にスキャンする。このとき、例えば図２に示すように、出射ビームａが略自車１の自車線幅Ｗ（３．５〜４ｍ程度）内のスキャン範囲αに存在する直前の先行車１００や交通案内の看板、駐停車車両等によって反射し、反射ビームｂをレーダ５が受信する。
【００２１】
さらに、制御ＥＣＵ２は、反射ビームｂの軌跡等から自車線幅Ｗ内の自車１の前方の先行車１００等の 各物体の存在やその大きさ（横幅）、位置を検出して先行車１００等の障害物となりそうな物体を抽出し、新たに抽出した物体に対しては検出順の番号ラベルのような認識ラベルを付す。なお、前回検出した物体がその相対速度と自車１の車速（自車速）等から予測される位置に検出され、その物体に既に認識ラベルが付されていれば、その物体については既に抽出されている物体であると判断して付されている認識ラベルを維持する。
【００２２】
このようにすることで、制御ＥＣＵ２は自車１の前方の障害物となりそうな走行路上の先行車１００等の各物体を前記認識ラベルによって追跡監視し、その相対速度と自車速とから、各物体が静止物体か否かを判断するとともに、例えば、各物体の相対速度、軌跡や自車１の自車速や進路予測等から自車１との衝突の可能性を予測する。そして、例えば先行車１００等が一定の車間時間内の距離に接近して衝突の可能性が高まると、表示制御ユニット８により警報の表示、警報音の出力を行なう。また、スロットル制御ユニット９のスロットル制御、ブレーキ制御ユニット１０の自動ブレーキ制御により、自車１に自動的にブレーキをかけ、衝突を回避する。
【００２３】
ところで、レーダ５が例えばレーザビームをパルス送信する場合、レーダ５の前面に水滴や雪が付着していると、出射パルスａの一部が水滴や雪で屈折し、図３に示すように、自車１の前方をスキャンする本来のビームａ１と、例えば上向きに屈折したビームａ２に分岐し、ビームａ２が自車１の上方に位置して障害物になり得ない標識や交通案内板のような頭上看板２００により反射することがある。このとき、その反射ビームがレーダ５に受信されて制御ＥＣＵ２は頭上看板２００を走行路上の物体として誤検出する。図４はそのような場合の自車１の前方の実際の撮影画像３００を示し、撮影画像３００の白枠部が前記の屈折によって頭上看板２００を誤検出した走行路上の誤検出物体４００を示す。なお、本来のビームａ１により、先行車１００等の走行路上の本来の物体も同時に検出されている。また、レーダ５がミリ波ビームをパルス送信する場合は、鉄粉等の金属片がレーダ５の前面に付着しているときに前記の屈折による誤検出が生じ易い。
【００２４】
そこで、本実施形態の場合、制御ＥＣＵ２は図５の判定・マーキングの処理を実行することにより、つぎに説明する本発明の判定手段および、後述する本発明のマーキング手段を備える。
【００２５】
判定手段は、先行車１００を検出している状態で反射ビームから先行車１００より前方（遠方）に検出した静止物体に限り、それを頭上看板２００等の誤検出物体４００と判定する。
【００２６】
すなわち、図２に示すように自車１の前方に先行車１００が存在し、先行車より前方（遠方）の走行路上の物体（先行車を挟んで向こう側の物体）については、先行車１００でレーダ５のビームが遮られるので、反射ビームは受信されないはずであるにもかかわらず、先行車１００より前方に静止物体を検出したということは、レーダ５のビームが屈折して頭上看板２００が誤検出されているに他ならない。そこで、判定手段は、上記したように先行車１００を検出している状態で反射ビームから先行車１００より前方に検出した静止物体に限り、頭上看板２００等の誤検出物体４００と判定する。
【００２７】
その際、本実施形態においては、誤検出物体４００の判定のミスを極力少なくして車間距離制御や衝突回避制御の遅れ等を生じないようにするため、自車１にある程度近づいた交通案内板のような比較的横長の静止物体についてのみ誤検出物体４００か否かを判定するものとする。そのため、判定手段により、（１）規定の自車線幅Ｗ内に移動物体である先行車１００が存在するか否かを判断し、（２）先行車１００が存在する場合、先行車１００より前方（遠方）の所定の距離範囲（図２の距離Ｄ１〜Ｄ２の範囲）に存在する幅がＷｓ以上の静止物体を誤検出物体４００と判定する。なお、Ｄ１、Ｄ２は先行車１００の後部からの距離であり、Ｄ１、Ｄ２、Ｗｓの一例は、Ｄ１＝６ｍ前後、Ｄ２＝３０ｍ〜５０ｍ、Ｄｓ＝３ｍ〜４ｍ、Ｗｓは３ｍ〜４ｍである。
【００２８】
また、本実施形態においては、誤検出物体４００の判定精度を高めるため、誤検出物体４００と判定する前に、（３）検出したＷｓ以上の幅の静止物体が所定時間（例えば５秒間）存在するか否か（検出し続けるか否か）を判定し、所定時間存在することを条件に、その静止物体を誤検出物体４００と判定する。なお、所定時間（例えば５秒間）存在するか否かの判定は、例えば静止物体の反射ビームの軌跡を追跡して行なう。
【００２９】
すなわち、制御ＥＣＵ２の判定手段は、先行車１００の存在を条件とするため、反射ビームから物体を検出する毎に、図５のステップＳ１により、自車線幅Ｗ内に移動物体である先行車１００が存在するか否かを判断する。この判断は、例えば、反射ビームから自車線幅Ｗ内の自車１の直前に車両に相当する一定範囲の大きさの物体を検出すると、それを先行車１００とみなして行なう。
【００３０】
そして、自車線幅Ｗ内に移動物体である先行車１００が存在すると、先行車１００より前方（遠方）の距離Ｄ１〜Ｄ２に検出する静止物体を誤検出物体４００の判定候補とするため、ステップＳ１からステップＳ２に移行し、ステップＳ２において、前記した追跡監視により静止物体と判断した物体が距離Ｄ２以遠から距離Ｄ１〜Ｄ２の所定範囲内に入ってきたときに、その物体を前記所定範囲内に存在する静止物体として認識する。さらに、本実施形態においては、誤検出物体４００の候補物体を、幅がＷｓ以上の頭上看板等を誤認識した静止物体に限るため、ステップＳ２からステップＳ３に移行し、ステップＳ３により、認識した静止物体がＷｓ以上の幅か否かを判断し、Ｗｓ以上の横幅であれば、ステップＳ４によりその静止物体を頭上看板（交通案内板）の誤検出物体４００の候補物体として抽出する。
【００３１】
さらに、本実施形態では外乱等のノイズによる誤検出物体４００の誤判定を防止して誤検出物体４００の判定精度を向上するため、ステップＳ４からステップＳ５に移行し、ステップＳ５において、ステップＳ４で抽出した候補物体を、反射パルスの軌跡等から追跡し、その候補物体が前記所定期間存在し続けると、ステップＳ６に移行してその候補物体を誤検出物体４００と判定する。
【００３２】
そして、この判定に基づき、例えば、誤検出物体４００を障害物となりそうな走行路上の先行車１００等の追跡監視対象から外して前記認識ラベルを付さないようにする。このようにすることで、頭上看板の誤検出物体４００である場合に限り、その誤検出物体４００が接近したときに、誤って警報表示や警報音を発したり、誤って自動ブレーキ制御が作動したりすることがないようにすることができる。
【００３３】
ところで、本実施形態においては、制御ＥＣＵ２の前記判定・マーキングの処理により、つぎに説明するマーキング手段も備える。
【００３４】
マーキング手段は、前記ステップＳ６により、判定手段が判定した誤検出物体４００に識別用のマークを付す。
【００３５】
この識別用のマークを付すことにより、先行車１００、誤検出物体４００等の自車１の前方の移動物体や静止物体を追跡監視する間に、例えば先行車１００が針路変更等して消えた場合にも、そのマークが付されている誤検出物体４００を監視対象から外すことにより、一度判定した誤検出物体４００は必ず監視対象から外し、その誤検出物体４００が接近したときに、誤って警報表示や警報音を発したり、誤って自動ブレーキ制御が作動したりすることがないようにすることができる。
【００３６】
（他の実施形態）
他の実施形態について、図６〜図１０を参照して説明する。
【００３７】
図６は自車１に搭載された本実施形態の物体認識装置を示し、この物体認識装置が前記一実施形態の物体認識装置と異なる点は、自車１の前方を撮影するカメラ１１をさらに備え、制御ＥＣＵ２により図７の確信度からの警報・制御の決定処理を実行し、レーダ５の検出からの衝突可能性とカメラ１１の撮影からの衝突可能性とから、いわゆるセンサフュージョンで衝突の可能性を判定して警報や自動ブレーキ制御を行なうようにした点である。なお、カメラ１１は例えば単眼カメラであり、自車１の前方を連続的に（または繰り返し）撮影する。
【００３８】
そして、レーダ５のスキャン結果に基づき、前記判定手段により一実施形態と同様にして先行車１００より前方（遠方）の所定の距離範囲（前記距離Ｄ１〜Ｄ２の範囲）に存在する幅がＷｓ以上の静止物体を誤検出物体４００と判定する。
【００３９】
さらに、制御ＥＣＵ２は図７のステップＳ１１において、誤検出物体４００を含む自車前方の各物体を追跡監視し、例えば時系列の時刻ｔ−２、ｔ−１、ｔの同じ物体（対象物）のスキャン結果から観測された図８の各実線枠示す位置や大きさ（幅）の安定性および、それらの位置から予測した破線の位置との誤差（予測誤差）δ等に基づき、その物体の自車１への接近を予測し、この予測に基づく衝突可能性の確信度をレーザ確信度として演算する。このとき、誤検出物体４００については、レーザ確信度を演算結果より設定量引き下げる。
【００４０】
また、制御ＥＣＵ２は図７のステップＳ１２において、カメラ１１の例えば１秒周期の撮影画像に基づき、新たに追加した画像処理手段により、例えばレーダ５の測距結果の周知のクラスタリング処理や、周知のテンプレートマッチング処理により、自車前方の撮影画像に各物体の領域を設定し、各領域の画像（注目画像）に対して、微分二値化の処理を施し、例えば図９に示すような水平のエッジヒストグラムＨ（ｔ）、Ｈ（ｔ−１）、垂直のエッジヒストグラムＶ（ｔ−１）、Ｖ（ｔ）を求める。そして、前後する時刻ｔ−１、ｔのエッジヒストグラムＨ（ｔ）、Ｈ（ｔ−１）のパターン、エッジヒストグラムＶ（ｔ−１）、Ｖ（ｔ）のパターンの矢印線に示す連続性や、エッジパターンの特徴、画像の丸み等の画像の特徴等から認識した各領域の車両と自車１の距離や走行方向等から衝突可能性の確信度を画像確信度として演算する。
【００４１】
さらに、図７のステップＳ１３において、例えば図１０に示す横軸をレーダ確信度、縦軸を画像確信度とする判定チャート５００に、演算したレーダ確信度、画像確信度を当てはめ、両確信度からセンサフュージョンで総合的に各物体の衝突可能性を判定して警報や自動ブレーキの制御を行なう。判定チャート５００の領域ｅ１は警報も自動ブレーキの制御も行なわない範囲であり、領域ｅ２は警報を発する範囲であり、領域ｅ３は自動ブレーキの制御も行なう範囲である。
【００４２】
したがって、本実施形態の場合は、レーダ５のスキャン結果から誤検出物体４００と判定した静止物体について、等価的に、カメラ１１の撮影画像からの判定も加え、レーダ５のスキャンとカメラ１１の撮影とのセンサフュージョンで一層確実に頭上看板に限って誤検出物体４００と判定し、不要な警報や自動ブレーキの制御を行なわないようにすることができる。
【００４３】
本発明は上記した両実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、前記両実施形態においては、頭上看板を誤検出する場合について説明したが、レータ５のビームの屈折によっては、例えば路面に敷かれた鉄板等を誤検出する場合もあり、本発明は、そのような場合にも同様に適用することができる。
【００４４】
また、前記両実施形態においては、判定手段により、自車線幅Ｗ内の先行車１００より前方（遠方）の距離Ｄ１〜Ｄ２の範囲内に存在する幅がＷｓ以上の静止物体を、所定時間（例えば５秒間）存在することを条件に誤検出物体４００と判定するようにしたが、所定時間存在することの条件は省いてもよく、最も簡単には、自車線幅Ｗ内の先行車１００より前方（遠方）の静止物体を誤検出物体４００と判定するようにしてもよい。このようにすると、信頼性は低くなるが、幅の狭い頭上看板や信号機の誤検出も防止できる利点がある。これに上記センサフュージョンを組み合わせて信頼性を高めてもよい。さらに、マーキング手段は場合によっては省いてもよい。
【００４５】
つぎに、判定手段やマーキング手段の処理手順等は前記両実施形態の手順に限るものではない。また、自車線幅Ｗ、距離Ｄ１〜Ｄ２、幅Ｗｓや所定時間等は、チューニング等によって適当に設定してよいのは勿論である。
【００４６】
そして、本発明の物体認識装置は、種々の車両の追従走行制御システムや被害軽減自動ブレーキ制御等の衝突回避の安全システム等に適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 自車
２ 制御ＥＣＵ
５ レーダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車の前方をレーダによりスキャンし、前記レーダが受信した反射ビームから自車の直前の先行車等の衝突の可能性がある物体を検出して認識する物体認識装置に関し、詳しくは、頭上看板等の衝突の可能性がない物体の誤検出防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）の追従走行制御システムや被害軽減自動ブレーキ制御等の衝突回避の安全システムを採用した車両にあっては、レーザレーダ（またはミリ波レーダ）により自車の前方をスキャンし、レーダが受信した反射ビームから自車の直前の先行車等の衝突の可能性がある物体を検出して認識することが行なわれている。
【０００３】
この場合、レーザレーダやミリ波レーダの検出精度は天候等に左右され、レーダ表面の水滴や雪等によるビームの屈折（ミリ波の場合は主にレーダ表面の金属粉等によるビームの屈折）が生じる。
【０００４】
そして、上記屈折が生じると、走行路の頭上に横断状に設置された交通案内板等の頭上の看板を地上（走行路上）の停止物体（障害物）として誤検出する事態が発生し、そのような事態が発生すると、障害物の誤認識により誤った警報や自動ブレーキが行なわれる。
【０００５】
そこで、レーダが受信した反射ビームから検出した物体につき、静止物体であり、その距離値が所定値（例えば７０ｍ）以上であり、かつ、その物体の幅が所定の幅（例えば３ｍ）以上であれば、その物体を頭上看板として判定し、前記の誤検出を防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４０４４６号公報（請求項１、[００１１]、[００１３]、[００５０]等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のように、「静止物体であり、距離値が所定値（例えば７０ｍ）以上であり、所定の幅（例えば３ｍ）以上である」という判定条件で頭上看板と判断すると、例えば車幅３ｍ以上の車両が自車の走行路に停車している場合、それを頭上看板とみなして誤検出し、誤判断する問題がある。
【０００８】
本発明は、レーダのスキャン結果からの頭上看板等の誤検出を精度よく判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明の物体認識装置は、自車の前方をレーダによりスキャンし、前記レーダが受信した反射ビームから自車の直前の先行車等の衝突の可能性がある物体を検出して認識する物体認識装置において、前記先行車を検出している状態で前記反射ビームから前記先行車より前方に検出した静止物体を頭上看板等の誤検出物体と判定する判定手段を備えたことを特徴としている（請求項１）。
【００１０】
また、本発明の物体認識装置は、前記判定手段が判定した前記誤検出物体に識別用のマークを付すマーキング手段をさらに備えたことを特徴としている（請求項２）。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る本発明の物体認識装置の場合、判定手段により、先行車より前方（遠方）の走行路上の物体（先行車を挟んで向こう側の物体）については、先行車でレーダのビームが遮られるので、反射ビームは受信されないはずである。それにもかかわらず、先行車より前方に静止物体を検出したということは、レーダのビームが屈折して頭上の看板が誤検出されているに他ならない。そこで、判定手段を備え、先行車を検出している状態で反射ビームから先行車より前方に検出した静止物体については、頭上看板等の誤検出物体と判定する。このようにすることにより、自車直前の横幅が３ｍ以上の停止中のトラック等を頭上看板とみなして誤判断することがなく、レーダが受信した反射ビームから検出される物体につき、頭上看板等の誤検出の判定を精度よく行なうことができる。
【００１２】
そのため、頭上看板等を確実に認識して衝突の可能性がある物体の候補から除外し、衝突の可能性がある物体を精度よく検出して認識することができ、例えば、レーダの反射ビームを受信して衝突可能性があれば警報や自動ブレーキ制御を行なう場合に、頭上看板等に対してのみ衝突の警報を誤って発生しないようにできる。
【００１３】
また、請求項２に係る本発明の物体認識装置の場合、前記判定手段が判定した前記誤検出物体については、マーキング手段により識別用のマークが付されるため、例えば、それまでは自車の直前に存在していた先行車が針路変更等して消え、先行車より前方の頭上看板等が自車の直前の物体になっても、識別用のマークから、その物体については、頭上看板等の誤検出物体として誤りなく認識することができ、頭上看板等の誤検出物体の判定精度が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】頭上看板の検出処理の説明図である。
【図３】頭上看板を検出するビームの屈折の説明図である。
【図４】頭上看板を検出した状態を説明する撮影画像例である。
【図５】図１の動作説明のフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態のブロック図である。
【図７】図６の動作説明のフローチャートである。
【図８】図７の画像確信度の説明図である。
【図９】図７のレーダ確信度の説明図である。
【図１０】図７の警報、制御対象の決定の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、実施形態について、図１〜図１０を参照して詳述する。
【００１６】
（一実施形態）
一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００１７】
図１は自車１に搭載された本実施形態の物体認識装置を示し、同図において、２はマイクロコンピュータからなる制御ＥＣＵ、３は装置を動作するか否か（衝突可能性の警報・制御をするか否か）を制御ＥＣＵ２に設定する選択スイッチ、４はワイパであり、その駆動状態の信号を制御ＥＣＵ２に送り、降雨が激しく後述のレーダ検出の誤差が大きくなるときに装置を自動停止する。
【００１８】
５は自車１の前方を少なくとも車幅方向に繰り返しスキャンする測距センサとしてのレーダであり、レーザレーダまたはミリ波レーダからなる。６は舵角センサ、７はヨーレートセンサであり、制御ＥＣＵ２は舵角センサ６の検出舵角、ヨーレートセンサ７の検出ヨーレートから自車１の走行方向（進行方向）を認識して自車１の走行車線幅（自車線幅）を把握する。
【００１９】
８は表示警報ユニットであり、衝突の可能性が高くなると、制御ＥＣＵ２の制御により、警報の表示、警報音の出力を行なう。９はエンジンのスロットル制御ユニットであり、衝突可能性が高くなると、制御ＥＣＵ２によりエンジン出力を下げるようにスロットル弁を閉じる方向に制御する。１０はブレーキ制御ユニットであり、衝突の可能性が高くなると、制御ＥＣＵ２の制御により自動ブレーキ制御を実行する。
【００２０】
そして、自車１の走行時、レーダ５はレーザビーム（またはミリ波のビーム）を例えば１秒周期でパルス送信して自車１の前方を少なくとも車幅方向にスキャンする。このとき、例えば図２に示すように、出射ビームａが略自車１の自車線幅Ｗ（３．５〜４ｍ程度）内のスキャン範囲αに存在する直前の先行車１００や交通案内の看板、駐停車車両等によって反射し、反射ビームｂをレーダ５が受信する。
【００２１】
さらに、制御ＥＣＵ２は、反射ビームｂの軌跡等から自車線幅Ｗ内の自車１の前方の先行車１００等の 各物体の存在やその大きさ（横幅）、位置を検出して先行車１００等の障害物となりそうな物体を抽出し、新たに抽出した物体に対しては検出順の番号ラベルのような認識ラベルを付す。なお、前回検出した物体がその相対速度と自車１の車速（自車速）等から予測される位置に検出され、その物体に既に認識ラベルが付されていれば、その物体については既に抽出されている物体であると判断して付されている認識ラベルを維持する。
【００２２】
このようにすることで、制御ＥＣＵ２は自車１の前方の障害物となりそうな走行路上の先行車１００等の各物体を前記認識ラベルによって追跡監視し、その相対速度と自車速とから、各物体が静止物体か否かを判断するとともに、例えば、各物体の相対速度、軌跡や自車１の自車速や進路予測等から自車１との衝突の可能性を予測する。そして、例えば先行車１００等が一定の車間時間内の距離に接近して衝突の可能性が高まると、表示制御ユニット８により警報の表示、警報音の出力を行なう。また、スロットル制御ユニット９のスロットル制御、ブレーキ制御ユニット１０の自動ブレーキ制御により、自車１に自動的にブレーキをかけ、衝突を回避する。
【００２３】
ところで、レーダ５が例えばレーザビームをパルス送信する場合、レーダ５の前面に水滴や雪が付着していると、出射パルスａの一部が水滴や雪で屈折し、図３に示すように、自車１の前方をスキャンする本来のビームａ１と、例えば上向きに屈折したビームａ２に分岐し、ビームａ２が自車１の上方に位置して障害物になり得ない標識や交通案内板のような頭上看板２００により反射することがある。このとき、その反射ビームがレーダ５に受信されて制御ＥＣＵ２は頭上看板２００を走行路上の物体として誤検出する。図４はそのような場合の自車１の前方の実際の撮影画像３００を示し、撮影画像３００の白枠部が前記の屈折によって頭上看板２００を誤検出した走行路上の誤検出物体４００を示す。なお、本来のビームａ１により、先行車１００等の走行路上の本来の物体も同時に検出されている。また、レーダ５がミリ波ビームをパルス送信する場合は、鉄粉等の金属片がレーダ５の前面に付着しているときに前記の屈折による誤検出が生じ易い。
【００２４】
そこで、本実施形態の場合、制御ＥＣＵ２は図５の判定・マーキングの処理を実行することにより、つぎに説明する本発明の判定手段および、後述する本発明のマーキング手段を備える。
【００２５】
判定手段は、先行車１００を検出している状態で反射ビームから先行車１００より前方（遠方）に検出した静止物体に限り、それを頭上看板２００等の誤検出物体４００と判定する。
【００２６】
すなわち、図２に示すように自車１の前方に先行車１００が存在し、先行車より前方（遠方）の走行路上の物体（先行車を挟んで向こう側の物体）については、先行車１００でレーダ５のビームが遮られるので、反射ビームは受信されないはずであるにもかかわらず、先行車１００より前方に静止物体を検出したということは、レーダ５のビームが屈折して頭上看板２００が誤検出されているに他ならない。そこで、判定手段は、上記したように先行車１００を検出している状態で反射ビームから先行車１００より前方に検出した静止物体に限り、頭上看板２００等の誤検出物体４００と判定する。
【００２７】
その際、本実施形態においては、誤検出物体４００の判定のミスを極力少なくして車間距離制御や衝突回避制御の遅れ等を生じないようにするため、自車１にある程度近づいた交通案内板のような比較的横長の静止物体についてのみ誤検出物体４００か否かを判定するものとする。そのため、判定手段により、（１）規定の自車線幅Ｗ内に移動物体である先行車１００が存在するか否かを判断し、（２）先行車１００が存在する場合、先行車１００より前方（遠方）の所定の距離範囲（図２の距離Ｄ１〜Ｄ２の範囲）に存在する幅がＷｓ以上の静止物体を誤検出物体４００と判定する。なお、Ｄ１、Ｄ２は先行車１００の後部からの距離であり、Ｄ１、Ｄ２、Ｗｓの一例は、Ｄ１＝６ｍ前後、Ｄ２＝３０ｍ〜５０ｍ、Ｄｓ＝３ｍ〜４ｍ、Ｗｓは３ｍ〜４ｍである。
【００２８】
また、本実施形態においては、誤検出物体４００の判定精度を高めるため、誤検出物体４００と判定する前に、（３）検出したＷｓ以上の幅の静止物体が所定時間（例えば５秒間）存在するか否か（検出し続けるか否か）を判定し、所定時間存在することを条件に、その静止物体を誤検出物体４００と判定する。なお、所定時間（例えば５秒間）存在するか否かの判定は、例えば静止物体の反射ビームの軌跡を追跡して行なう。
【００２９】
すなわち、制御ＥＣＵ２の判定手段は、先行車１００の存在を条件とするため、反射ビームから物体を検出する毎に、図５のステップＳ１により、自車線幅Ｗ内に移動物体である先行車１００が存在するか否かを判断する。この判断は、例えば、反射ビームから自車線幅Ｗ内の自車１の直前に車両に相当する一定範囲の大きさの物体を検出すると、それを先行車１００とみなして行なう。
【００３０】
そして、自車線幅Ｗ内に移動物体である先行車１００が存在すると、先行車１００より前方（遠方）の距離Ｄ１〜Ｄ２に検出する静止物体を誤検出物体４００の判定候補とするため、ステップＳ１からステップＳ２に移行し、ステップＳ２において、前記した追跡監視により静止物体と判断した物体が距離Ｄ２以遠から距離Ｄ１〜Ｄ２の所定範囲内に入ってきたときに、その物体を前記所定範囲内に存在する静止物体として認識する。さらに、本実施形態においては、誤検出物体４００の候補物体を、幅がＷｓ以上の頭上看板等を誤認識した静止物体に限るため、ステップＳ２からステップＳ３に移行し、ステップＳ３により、認識した静止物体がＷｓ以上の幅か否かを判断し、Ｗｓ以上の横幅であれば、ステップＳ４によりその静止物体を頭上看板（交通案内板）の誤検出物体４００の候補物体として抽出する。
【００３１】
さらに、本実施形態では外乱等のノイズによる誤検出物体４００の誤判定を防止して誤検出物体４００の判定精度を向上するため、ステップＳ４からステップＳ５に移行し、ステップＳ５において、ステップＳ４で抽出した候補物体を、反射パルスの軌跡等から追跡し、その候補物体が前記所定期間存在し続けると、ステップＳ６に移行してその候補物体を誤検出物体４００と判定する。
【００３２】
そして、この判定に基づき、例えば、誤検出物体４００を障害物となりそうな走行路上の先行車１００等の追跡監視対象から外して前記認識ラベルを付さないようにする。このようにすることで、頭上看板の誤検出物体４００である場合に限り、その誤検出物体４００が接近したときに、誤って警報表示や警報音を発したり、誤って自動ブレーキ制御が作動したりすることがないようにすることができる。
【００３３】
ところで、本実施形態においては、制御ＥＣＵ２の前記判定・マーキングの処理により、つぎに説明するマーキング手段も備える。
【００３４】
マーキング手段は、前記ステップＳ６により、判定手段が判定した誤検出物体４００に識別用のマークを付す。
【００３５】
この識別用のマークを付すことにより、先行車１００、誤検出物体４００等の自車１の前方の移動物体や静止物体を追跡監視する間に、例えば先行車１００が針路変更等して消えた場合にも、そのマークが付されている誤検出物体４００を監視対象から外すことにより、一度判定した誤検出物体４００は必ず監視対象から外し、その誤検出物体４００が接近したときに、誤って警報表示や警報音を発したり、誤って自動ブレーキ制御が作動したりすることがないようにすることができる。
【００３６】
（他の実施形態）
他の実施形態について、図６〜図１０を参照して説明する。
【００３７】
図６は自車１に搭載された本実施形態の物体認識装置を示し、この物体認識装置が前記一実施形態の物体認識装置と異なる点は、自車１の前方を撮影するカメラ１１をさらに備え、制御ＥＣＵ２により図７の確信度からの警報・制御の決定処理を実行し、レーダ５の検出からの衝突可能性とカメラ１１の撮影からの衝突可能性とから、いわゆるセンサフュージョンで衝突の可能性を判定して警報や自動ブレーキ制御を行なうようにした点である。なお、カメラ１１は例えば単眼カメラであり、自車１の前方を連続的に（または繰り返し）撮影する。
【００３８】
そして、レーダ５のスキャン結果に基づき、前記判定手段により一実施形態と同様にして先行車１００より前方（遠方）の所定の距離範囲（前記距離Ｄ１〜Ｄ２の範囲）に存在する幅がＷｓ以上の静止物体を誤検出物体４００と判定する。
【００３９】
さらに、制御ＥＣＵ２は図７のステップＳ１１において、誤検出物体４００を含む自車前方の各物体を追跡監視し、例えば時系列の時刻ｔ−２、ｔ−１、ｔの同じ物体（対象物）のスキャン結果から観測された図８の各実線枠示す位置や大きさ（幅）の安定性および、それらの位置から予測した破線の位置との誤差（予測誤差）δ等に基づき、その物体の自車１への接近を予測し、この予測に基づく衝突可能性の確信度をレーザ確信度として演算する。このとき、誤検出物体４００については、レーザ確信度を演算結果より設定量引き下げる。
【００４０】
また、制御ＥＣＵ２は図７のステップＳ１２において、カメラ１１の例えば１秒周期の撮影画像に基づき、新たに追加した画像処理手段により、例えばレーダ５の測距結果の周知のクラスタリング処理や、周知のテンプレートマッチング処理により、自車前方の撮影画像に各物体の領域を設定し、各領域の画像（注目画像）に対して、微分二値化の処理を施し、例えば図９に示すような水平のエッジヒストグラムＨ（ｔ）、Ｈ（ｔ−１）、垂直のエッジヒストグラムＶ（ｔ−１）、Ｖ（ｔ）を求める。そして、前後する時刻ｔ−１、ｔのエッジヒストグラムＨ（ｔ）、Ｈ（ｔ−１）のパターン、エッジヒストグラムＶ（ｔ−１）、Ｖ（ｔ）のパターンの矢印線に示す連続性や、エッジパターンの特徴、画像の丸み等の画像の特徴等から認識した各領域の車両と自車１の距離や走行方向等から衝突可能性の確信度を画像確信度として演算する。
【００４１】
さらに、図７のステップＳ１３において、例えば図１０に示す横軸をレーダ確信度、縦軸を画像確信度とする判定チャート５００に、演算したレーダ確信度、画像確信度を当てはめ、両確信度からセンサフュージョンで総合的に各物体の衝突可能性を判定して警報や自動ブレーキの制御を行なう。判定チャート５００の領域ｅ１は警報も自動ブレーキの制御も行なわない範囲であり、領域ｅ２は警報を発する範囲であり、領域ｅ３は自動ブレーキの制御も行なう範囲である。
【００４２】
したがって、本実施形態の場合は、レーダ５のスキャン結果から誤検出物体４００と判定した静止物体について、等価的に、カメラ１１の撮影画像からの判定も加え、レーダ５のスキャンとカメラ１１の撮影とのセンサフュージョンで一層確実に頭上看板に限って誤検出物体４００と判定し、不要な警報や自動ブレーキの制御を行なわないようにすることができる。
【００４３】
本発明は上記した両実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、前記両実施形態においては、頭上看板を誤検出する場合について説明したが、レータ５のビームの屈折によっては、例えば路面に敷かれた鉄板等を誤検出する場合もあり、本発明は、そのような場合にも同様に適用することができる。
【００４４】
また、前記両実施形態においては、判定手段により、自車線幅Ｗ内の先行車１００より前方（遠方）の距離Ｄ１〜Ｄ２の範囲内に存在する幅がＷｓ以上の静止物体を、所定時間（例えば５秒間）存在することを条件に誤検出物体４００と判定するようにしたが、所定時間存在することの条件は省いてもよく、最も簡単には、自車線幅Ｗ内の先行車１００より前方（遠方）の静止物体を誤検出物体４００と判定するようにしてもよい。このようにすると、信頼性は低くなるが、幅の狭い頭上看板や信号機の誤検出も防止できる利点がある。これに上記センサフュージョンを組み合わせて信頼性を高めてもよい。さらに、マーキング手段は場合によっては省いてもよい。
【００４５】
つぎに、判定手段やマーキング手段の処理手順等は前記両実施形態の手順に限るものではない。また、自車線幅Ｗ、距離Ｄ１〜Ｄ２、幅Ｗｓや所定時間等は、チューニング等によって適当に設定してよいのは勿論である。
【００４６】
そして、本発明の物体認識装置は、種々の車両の追従走行制御システムや被害軽減自動ブレーキ制御等の衝突回避の安全システム等に適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 自車
２ 制御ＥＣＵ
５ レーダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車の前方をレーダによりスキャンし、前記レーダが受信した反射ビームから自車の直前の先行車等の衝突の可能性がある物体を検出して認識する物体認識装置において、
前記先行車を検出している状態で前記反射ビームから前記先行車より前方に検出した静止物体を頭上看板等の誤検出物体と判定する判定手段を備えたことを特徴とする物体認識装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物体認識装置において、
前記判定手段が判定した前記誤検出物体に識別用のマークを付すマーキング手段をさらに備えたことを特徴とする物体認識装置。
【請求項１】
自車の前方をレーダによりスキャンし、前記レーダが受信した反射ビームから自車の直前の先行車等の衝突の可能性がある物体を検出して認識する物体認識装置において、
前記先行車を検出している状態で前記反射ビームから前記先行車より前方に検出した静止物体を頭上看板等の誤検出物体と判定する判定手段を備えたことを特徴とする物体認識装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物体認識装置において、
前記判定手段が判定した前記誤検出物体に識別用のマークを付すマーキング手段をさらに備えたことを特徴とする物体認識装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１８１２４６（Ｐ２０１０−１８１２４６Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４４０１（Ｐ２００９−２４４０１）
【出願日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
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