JP6430777B2

JP6430777B2 - 物体検知装置

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Publication number: JP6430777B2
Application number: JP2014215092A
Authority: JP
Inventors: 真澄福万; 大林　幹生; 幹生大林; 明宏貴田
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2034-10-22
Also published as: US20160117841A1; US10210435B2; JP2016080643A

Description

本発明は、周囲の物体を検知する物体検知装置に関する。

従来、超音波センサ等の測距センサを車両に搭載し、車両周辺に存在する先行車両や歩行者、障害物等の物体を検知するとともに、その物体の検知結果に基づいて車両の走行安全性を向上させるための各種制御、例えば、制動装置の作動や、運転者への報知等を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の物体検知装置では、複数個の測距センサを車両に搭載し、三角測量の原理により物体の車幅方向における位置を算出している。また、物体の車幅方向の位置が車幅の範囲内である場合には物体検知と判定し、物体の車幅方向の位置が車幅の範囲を超えた場合には物体非検知と判定することとしている。こうした制御により、接触するおそれの少ない位置に存在する物体を誤検知することを防止するようにしている。

特開２０１４−８９０７７号公報

測距センサを用いて物体を検知する場合、物体の形状や周囲の環境によって音波の反射が変わり、反射のばらつきが生じることで物体の検知位置にばらつきが生じることがある。この場合、実際には同一の物体を検知しているにも関わらず別物体を検知していると判断されたり、あるいは、別物体を検知しているにも関わらず同一物体を検知していると判断されたりすることが考えられる。また、こうした誤った判断によって、車両の走行安全性を向上させるための制御の介入を不要に許可してしまったり、制御の介入が必要な状況であるにも関わらず制御が行われなかったりすることが懸念される。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、間違った位置情報に基づき同一物体判定を実施することを回避することができる物体検知装置を提供することを一つの目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

本発明は、探査波を送信し前記探査波の反射波を物体の検知情報として受信する複数の物体検知センサ（２０）を備える移動体（３０）に適用され、前記移動体の周囲に存在する物体を検知する物体検知装置（１０）に関する。

第１の構成は、前記複数の物体検知センサのうち前記探査波を送信したセンサと同一のセンサが受信した反射波である直接波により前記物体を検知する第１検知手段と、前記複数の物体検知センサのうち前記探査波を送信したセンサとは異なるセンサが受信した反射波である間接波により前記物体を検知する第２検知手段と、前記第１検知手段及び前記第２検知手段の検知結果に基づいて、三角測量の原理により前記物体の位置情報を算出する位置算出手段と、前記位置算出手段により前回までの演算周期で算出した前記位置情報と、今回の演算周期で算出した前記位置情報とに基づいて、前記第１検知手段及び前記第２検知手段による前回の検知物体と今回の検知物体とが同一物体か否かを判定する同一判定手段と、前記同一判定手段により同一物体でないと判定され、かつ前記位置算出手段により前回の演算周期で算出した前記位置情報の信頼度が所定以上である場合に、前記前回の検知物体と前記今回の検知物体とが同一物体の可能性があるか否かを判定する仮判定処理を実施する仮判定実施手段と、前記仮判定処理の実施により、前記前回の検知物体と前記今回の検知物体とが同一物体の可能性があると判定された場合に、前記前回の検知物体と前記今回の検知物体とが別物体であると判定することを保留する判定保留手段と、を備えることを特徴とする。

上記構成では、前回の演算周期で算出した物体の位置情報と、今回の演算周期で算出した物体の位置情報とに基づいて、前回の検知物体と今回の検知物体とが同一物体でないと判定した場合に、直ちに別物体と確定するのではなく、前回の検知物体の信頼度が所定以上であることを条件として、前回の検知物体と今回の検知物体とが同一物体である可能性があるか否かの仮判定を実施する。そして、同一物体の可能性ありと判定された場合には、前回の検知物体と今回の検知物体とは別物体であると判定することを保留する。

物体の形状や周囲の環境によっては、センサによる物体の検知位置にばらつきが生じることがあり、前回と今回との物体検知位置に基づき同一物体でないと判定された場合であっても、それは一時的な物体検知の誤差が生じたことによる場合がある。かかる場合に、前回の検知物体と今回の検知物体とを別物体であると判断した場合、車両の走行安全性を向上させるための制御の介入が適切な時期に行われないことが考えられる。その点、上記構成によれば、前回検知した物体の信頼度が高く、一時的な物体検知の誤差が生じた可能性がある場合には仮判定処理を実施し、同一物体の可能性ありと判定された場合には別物体である旨の判定を保留することから、間違った位置を演算した場合にも、その間違った位置情報に基づき同一物体判定を実施することを回避することができる。

物体検知装置の概略構成を示す図。物体位置の算出方法を説明するための図。信頼レベル判定カウンタの推移の一例を示すタイムチャート。仮判定処理の概要を表す模式図。同一物体判定処理の処理手順を示すフローチャート。仮判定処理の処理手順を示すフローチャート。仮判定処理の具体的態様を示すタイムチャート。検知距離と第１判定閾値及び第２判定閾値との対応マップ。物体信頼レベルと第１判定閾値及び第２判定閾値との対応マップ。

以下、移動体に搭載される物体検知装置として具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る物体検知装置は、移動体としての車両に搭載された車載装置であり、物体検知センサとしての測距センサから物体の検知情報を受信することにより、車両の周囲に存在する物体（例えば、他の車両や道路構造物等）を検知する。まずは、本実施形態に係る車両の物体検知システムの概略構成について図１を用いて説明する。

図１において、測距センサ２０は、例えば超音波センサであり、２０〜１００ｋＨｚの超音波を探査波として送信する機能と、物体から反射した探査波を反射波として受信する機能とを有している。本実施形態では、車両前部（例えば前方バンパ）に、車両３０の進行方向に直交する方向である車幅方向に並ぶようにして、４つのセンサが所定の間隔を開けて取り付けられている。具体的には、測距センサ２０は、車幅の中心線３１の近傍に、中心線３１に対して対称位置に取り付けられた２つのセンタセンサ（第１センタセンサ２１，第２センタセンサ２２）と、車両３０の左コーナ及び右コーナにそれぞれ取り付けられたコーナセンサ２３，２４とを備えている。なお、車両３０には、車両後部（例えば後方バンパ）にも測距センサ２０が取り付けられているが、センサの取り付け位置及び機能は車両前部のセンサと同じであるため、ここでは説明を省略する。

測距センサ２０の各々には、自らが送信した探査波の反射波（直接波）を受信可能なエリアとして直接検知範囲４０が設定されており、隣り合う２つの測距センサ２０の直接検知範囲４０の一部が重複するように測距センサ２０が取り付けられている。なお、図１では、２つのセンタセンサ２１，２２の直接検知範囲４１，４２のみを図示しているが、コーナセンサ２３，２４についても直接検知範囲４０が設定されており、かつ隣り合うセンサ同士で互いの直接検知範囲４０の一部が重複している。測距センサ２０には、反射波の振幅の閾値が設定されており、閾値以上の振幅の反射波を測距センサ２０が受信した場合に、反射波の受信時刻を含む検知情報を、物体検知装置としてのＥＣＵ１０に送信する。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、各種メモリ等から構成されたマイコンを主体として構成され、測距センサ２０から受信した物体の検知情報に基づいて、車両周辺の物体５０の有無を検知する。具体的には、ＥＣＵ１０は、測距センサ２０に制御信号を出力し、所定時間間隔（例えば、数百ミリ秒間隔）で測距センサ２０から超音波を送信するよう指令する。また、ＥＣＵ１０は、測距センサ２０から受信した物体の検知情報により、車両周辺に物体が存在するか否かを判断する。そして、車両周辺に物体５０が存在すると判断した場合には、車両３０が物体５０に接触しないように、接触回避制御として車両３０の操舵角制御や減速制御を行ったり、あるいは車両３０の運転者に対して警報音による報知を行ったりする。

測距センサ２０は、ＥＣＵ１０からの送信指令に伴い、予め設定された順序に従って各センサ２１〜２４から所定の時間間隔で超音波を送信する。本実施形態では、ＥＣＵ１０からの指令に伴い、まず第１センタセンサ２１から超音波を送信し、続いて第２センタセンサ２２、最後に２つのコーナセンサ２３，３４の順に超音波を送信する。なお、各センサ２１〜２４からの探査波は、互いに干渉しない時間間隔で送信されるようになっている。また、本実施形態では、超音波の送信後、測距センサ２０で最初に受信した反射波のみを有効とし、２回目以降に受信する反射波については無効としている。

ＥＣＵ１０は、測距センサ２０から受信した物体の検知情報を用い、三角測量の原理を利用して、車両３０に対する物体５０の相対的な位置（座標）を算出する。三角測量の原理は、公知のとおり、既知の２点間の距離、及び既知の２点のそれぞれと測定点との距離を測定することで測定点の座標を算出するものである。この原理により、ＥＣＵ１０は、直接検知範囲４０が重複する２つの測距センサ２０の間の距離、及び測距センサ２０の各々と物体５０との距離を用いて、車幅方向における物体５０の推定位置を算出する。

図２は、物体５０の検知位置の算出方法を説明する図であり、２つのセンタセンサ２１，２２と、各センサ２１，２２の前方に位置する物体５０とを平面視で表している。なお、図２では、第１センタセンサ２１を、探査波を送信して直接波を受信する直接検知センサとし、第２センタセンサ２２を、他のセンサが送信した超音波の反射波（間接波）を受信する間接検知センサとしている。直接検知センサ及び間接検知センサは、三角測量を行う２つのセンサである。

ＥＣＵ１０は、２つのセンタセンサ２１，２２を結ぶ直線をＸ軸とし、センタセンサ２１，２２の中間を通り、かつＸ軸に垂直な直線をＹ軸とした座標系を設定し、その座標系のＸ座標（ｘ）及びＹ座標（ｙ）を物体５０の検知位置として算出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、直接検知センサ（図２では第１センタセンサ２１）から探査波２５を送信させる。そして、探査波２５が反射して直接波２６としてセンサで受信されると、その受信された直接波２６に基づいて、第１センタセンサ２１から物体５０までの距離Ｌ１を算出する。また、探査波２５の反射波が間接波２７としてセンサで受信されると、その受信された間接波２７に基づいて、第２センタセンサ２２から物体５０までの距離Ｌ２を算出する。

Ｘ軸とＹ軸との交点である原点Ｏと第１センタセンサ２１との距離、及び原点Ｏと第２センタセンサ２２との距離は等しく、この距離ｄは予めＥＣＵ１０に記憶されている。また、ＥＣＵ１０は、第１センタセンサ２１が直接波２６を受信した時刻、及び、第２センタセンサ２２が間接波２７を受信した時刻から、第１センタセンサ２１が探査波２５を送信した時刻を減算した時間を、それぞれ第１時間ｔ１、第２時間ｔ２として算出する。このとき、第１時間ｔ１に音速を乗算した値が第１距離Ｌ１の２倍の値であり、第２時間ｔ２に音速を乗算した値が第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２との合計の値である。ＥＣＵ１０は、センタセンサ２１，２２間の距離２ｄ、第１時間ｔ１、及び第２時間ｔ２を用いて三角測量の演算を行うことにより、物体５０の座標（ｘ，ｙ）を算出する。

なお、図２では、第１センタセンサ２１が直接検知センサ、第２センタセンサ２２が間接検知センサである場合を一例に挙げて説明したが、４つのセンサ２１〜２４の間で隣り合う２つのセンサの全ての組み合わせで、直接検知センサ及び間接検知センサの組み合わせが成立する。これにより、第１センタセンサ２１及び第２センタセンサ２２の組み合わせに限らず、他の全ての組み合わせでも同様に、直接波及び間接波を用いた三角測量の原理により物体の検知位置の演算が行われる。また、車両後部の測距センサ２０についても同様に、隣り合う２つのセンサの全ての組み合わせで、三角測量の原理により、車両周辺に存在する物体の検知位置が算出される。

ＥＣＵ１０は、測距センサ２０で同一の物体を検知した回数に基づいて、物体が存在することの確からしさを表す指標としての信頼レベル判定カウンタＮを設定している。本実施形態では、センサごとに信頼レベル判定カウンタＮの増減が行われるようになっており、同一センサによる同一物体の検知回数が多いほど、カウンタ値が大きい値に（信頼レベルが高い側に）設定される。そして、信頼レベル判定カウンタＮが閾値を超えた場合に、車両３０の周辺に制御対象の物体有りと確定され、接触回避制御の介入が許可される。また、前回の演算周期で検知された物体と、今回の演算周期で検知された物体とが別物体であると判断された場合には、信頼レベル判定カウンタＮがリセットされる。信頼レベル判定カウンタＮが「物体の信頼度」に相当する。

本実施形態では、測距センサ２０で同一の物体を検知していることを判定する同一物体判定処理を実施している。この同一物体判定処理により同一物体を検知していると判定されると、信頼レベル判定カウンタＮの値がカウントアップされる。同一物体判定処理について具体的には、三角測量の原理により算出した物体の検知位置の前周期までの履歴に基づいて次回の物体位置を予測し、その物体の予測位置と、三角測量により算出した今回の物体の検知位置との位置関係を対比する。このとき、三角測量により算出した今回の物体の検知位置が、次回の物体の予測位置を含む範囲に設定した第１判定範囲内にある場合に、前回の演算周期で検知した物体と今回の演算周期で検知した物体とは同一である旨判定し、信頼レベル判定カウンタＮを所定値だけカウントアップする。そして、前回検知した物体と今回検知した物体とが同一物体であることを複数回検知し、信頼レベル判定カウンタＮが閾値を超えると、接触回避制御の介入が許可される。

図３に、信頼レベル判定カウンタＮの時間推移の一例を示す。なお、本実施形態において、信頼レベル判定カウンタＮはセンサ毎に設定されており、図３では４つの測距センサ２０のうちの１つのセンサ（例えば第１センタセンサ２１）について示している。

三角測量により算出した今回の物体検知位置が第１判定範囲内にある場合、前回の検知物体と今回の検知物体とは同一物体であると判定され、図３に示すように、信頼レベル判定カウンタＮがカウントアップされる（ｔ１１，ｔ１２）。また、今回の物体検知位置が第１判定範囲から外れている場合には、原則的には、前回の検知物体と今回の検知物体とは別物体であるものと判断し、信頼レベル判定カウンタＮがリセットされる（ｔ１３）。別物体の検知により信頼レベル判定カウンタＮがカウントアップされていき、カウンタ閾値ＴｈＡを超えると（ｔ１４）、接触回避制御の介入が許可される。

ここで、測距センサ２０では、物体の形状や周囲の環境によって音波の反射が変わり、間違った位置に物体を検知することがある。そのため、物体の次回の予測位置と今回の検知位置とのずれが大きかった場合、それは一時的な物体検知の誤差が発生したことに起因することも考えられる。かかる場合に、前回の検知物体と今回の検知物体とが別物体であると判定し、信頼レベル判定カウンタＮをリセットしてしまうと、接触回避制御の介入が遅れてしまうことが考えられる。

そこで本実施形態では、物体の次回の予測位置と今回の検知位置とのずれが大きい場合でも、前回の検知物体の信頼レベルが高く、物体が存在することが確からしいと判定される場合には、前回の検知物体と今回の検知物体とが同一物体である可能性があるか否かを判定する仮判定処理を実施する。そして、仮判定処理の実施により前回の検知物体と今回の検知物体とが同一物体の可能性があると判定された場合には、それらが別物体である旨判定することを保留することとしている。

仮判定処理について具体的には、三角測量により算出した今回の物体検知位置が、第１判定範囲を取り囲む範囲に設定した第２判定範囲内にあるか否かを判定する。そして、今回の物体検知位置が第２判定範囲から外れている場合には、前回の検知物体と今回の検知物体とは別物体であるものと判定する。一方、今回の物体検知位置が第２判定範囲内にある場合には、前回の検知物体と今回の検知物体とが別物体であることの判定を次回以降へ持ち越す。

図４は、仮判定処理の概要を表す図である。図４中、符号５１〜５４はそれぞれ物体位置（予測位置又は検知位置）を示している。また、図４では、予測位置５１を中心として第１閾値ＴｈＢ１だけ離れた領域Ｐを第１判定範囲、予測位置５１を中心として第２閾値ＴｈＢ２（ＴｈＢ２＞ＴｈＢ１）だけ離れた領域のうち領域Ｐを除く領域Ｑを第２判定範囲としている。

物体の予測位置が符号５１の位置であり、物体検知位置が符号５２〜５４の各位置であった場合について考える。今回の物体検知位置が符号５２の位置であった場合、物体検知位置は第１判定範囲Ｐ内にあり、この場合には前回の演算周期で検知した物体と、今回の演算周期で検知した物体とは同一物体であると判定する。

一方、今回の物体検知位置が符号５４の位置であった場合、物体検知位置は第１判定範囲Ｐ及び第２判定範囲Ｑから外れており、この場合には前回の検知物体と今回の検知物体とは別物体であると判定する。これに対し、今回の物体検知位置が符号５３の位置である場合には、物体検知位置は第２判定範囲Ｑ内であることから、前回の検知物体の信頼度が所定以上であったことを条件に、前回の検知物体と今回の検知物体とは別物体である旨判定することを保留し、同一物体か別物体かの判定を次回以降に持ち越す。

なお、図４では、第１判定範囲Ｐ及び第２判定範囲Ｑを、予測位置５１を中心とする同心円としたがこれは一例である。測距センサ２０では車幅方向の検知ずれが車両進行方向よりも大きいことを考慮して、例えば第１判定範囲Ｐ及び第２判定範囲Ｑを、予測位置５１を中心とする車幅方向に長い楕円状になるように設定してもよい。

次に、本実施形態における物体の有無判定処理の処理手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ１０により所定周期毎に実行される。

図５において、ステップＳ１０１では、測距センサ２０による今回の探査波の送信で三角測量が成立したか否かを判定する（成立判定手段）。ここでは、測距センサ２０から探査波の送信後、所定の待機期間内に直接波及び間接波の受信があった場合に肯定判定される。所定の待機期間は、探査波を送信してから反射波を受信するまでの待ち時間であり、例えば数十ｍｓｅｃが設定されている。ステップＳ１０１で肯定判定された場合にはステップＳ１０２へ進み、受信した直接波及び間接波の検知情報に基づいて、三角測量の原理により物体検知位置を算出する（位置算出手段）。この処理では、図２の算出方法に従って物体検知位置としての座標（ｘ，ｙ）を算出する。

続くステップＳ１０３では、次回の物体の予測位置の演算結果を取得する。本実施形態では、三角測量の原理により前回周期までに算出した物体検知位置の履歴に基づいて、図示しない別ルーチンにより物体５０の予測位置を算出している。物体予測位置（座標点）は、例えば物体検知位置の前回値及び前々回値のそれぞれの座標と、車両３０に対する物体５０の相対速度とをパラメータに用いて算出される。

ステップＳ１０４では、前回検知した物体と今回検知した物体が同一物体であるか否かを判定する（同一判定手段）。具体的には、今回の物体検知位置が第１判定範囲Ｐ内か否かを判定する。本実施形態では、下記の条件（１−１）〜（１−４）を含む全ての条件を満たす場合に今回の物体検知位置が第１判定範囲Ｐ内にあるものと判定する。

（１−１）物体の予測位置と検知位置とのＸ座標の差分がＸ座標第１判定閾値ＴｈＢ１ｘよりも小さいこと。
（１−２）物体の予測位置と検知位置とのＹ座標の差分がＹ座標第１判定閾値ＴｈＢ１ｙよりも小さいこと。
（１−３）直接検知センサから物体の予測位置までの距離と、直接波の検知距離との差分が直接波第１判定閾値ＴｈＢ１aよりも小さいこと。
（１−４）間接検知センサから物体の予測位置までの距離と、間接波の検知距離との差分が間接波第１判定閾値ＴｈＢ１ｂよりも小さいこと。

条件（１−１）〜（１−４）を含む全ての条件を満たす場合には、ステップＳ１０４で肯定判定されてステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５では、信頼レベル判定カウンタＮをカウントアップする。続くステップＳ１０６では、信頼レベル判定カウンタＮがカウンタ閾値ＴｈＡを超えたか否かを判定する。Ｎ≦ＴｈＡであればそのまま本ルーチンを終了し、Ｎ＞ＴｈＡであればステップＳ１０７へ進み、物体回避制御の介入を許可する。

今回の探査波の送信で三角測量が成立しなかった場合には、ステップＳ１０１で否定判定されてステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９では、直接波のみを受信したか、又は間接波のみを受信したか否かを判定する。測距センサ２０から探査波を送信した後の所定の待機期間内に直接波も間接波も受信しなかった場合には、そのまま本ルーチンを終了する。

一方、探査波の送信後の所定の待機期間内に直接波のみを受信したか、又は間接波のみを受信した場合には、ステップＳ１０９で肯定判定されてステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０では、直接検知センサから物体の予測位置までの距離、及び反射波（直接波又は間接波）の検知距離を算出する（距離算出手段、距離予測手段）。その後、ステップＳ１０４へ進み、前回検知した物体と今回検知した物体とが同じであるか否かを判定する。ここでは、上記の条件（１−１）〜（１−４）のうちの条件（１−３）及び条件（１−４）のいずれかを含む条件が成立しているか否かを判定する。ステップＳ１０４で肯定判定された場合には、ステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理を実行する。

さて、今回の物体検知位置が第１判定範囲Ｐから外れており、ステップＳ１０４で前回の検知物体と今回の検知物体とが同一物体でないと判定された場合、ステップＳ１０８へ進み、図６に示す仮判定処理を実行する。

図６ではまず、ステップＳ２０１で、前回の物体信頼レベルが所定以上か否かを判定する。ここでは、信頼レベル判定カウンタＮの前回値を読み込み、その読み込んだ前回値と判定値とを比較することにより行う。そして、信頼レベル判定カウンタＮの前回値が判定値以上であればステップＳ２０３へ進み、前回と今回とで同一物体を検知している可能性があるか否かを判定する。

具体的には、今回の物体検知位置が第２判定範囲Ｑ内にあるか否かを判定する。本実施形態では、三角測量が成立している場合には、下記の条件（２−１）〜（２−４）を含む全ての条件を満たす場合に、今回の物体検知位置が第２判定範囲Ｑ内にあると判定する。一方、三角測量が成立しておらず、かつ直接波のみを受信しているか、又は間接波のみを受信している場合には、下記の条件のうち条件（２−３）又は条件（２−４）を含む条件が成立している場合に、今回の物体検知位置が第２判定範囲Ｑ内にあると判定する。

（２−１）物体の予測位置と検知位置とのＸ座標の差分がＸ座標第２判定閾値ＴｈＢ２ｘ（ＴｈＢ２ｘ＞ＴｈＢ１ｘ）よりも小さいこと。
（２−２）物体の予測位置と検知位置とのＹ座標の差分がＹ座標第２判定閾値ＴｈＢ２ｙ（ＴｈＢ２ｙ＞ＴｈＢ１ｙ）よりも小さいこと。
（２−３）直接検知センサから物体の予測位置までの距離と、直接波の検知距離との差分が直接波第２判定閾値ＴｈＢ２a（ＴｈＢ２ａ＞ＴｈＢ１ａ）よりも小さいこと。
（２−４）間接検知センサから物体の予測位置までの距離と、間接波の検知距離との差分が間接波第２判定閾値ＴｈＢ２ｂ（ＴｈＢ２ｂ＞ＴｈＢ１ｂ）よりも小さいこと。

ステップＳ２０３で肯定判定されると、ステップＳ２０４へ進み、仮判定回数が所定値Ｍｔｈよりも少ないか否かを判定する。この仮判定回数は、仮判定処理のステップＳ２０３で前回と今回とで同一物体を検知している可能性があると連続して判定された回数である。仮判定回数が所定値Ｍｔｈよりも小さい場合にはステップＳ２０５へ進み、信頼レベル判定カウンタＮの値をそのまま保持し、次回に持ち越す。一方、ステップＳ２０１で前回の物体信頼レベルが所定よりも低いと判定された場合、ステップＳ２０３で前回と今回とで同一物体を検知している可能性なしと判定された場合、又はステップＳ２０４で仮判定回数が所定値Ｍｔｈ以上と判定された場合には、ステップＳ２０２へ進み、別物体を検知したと判定し、信頼レベル判定カウンタＮをリセットする。

次に、本実施形態の仮判定処理の具体的態様について図７のタイムチャートを用いて説明する。図中、実線は仮判定処理を実施する場合の信頼レベル判定カウンタＮの推移を示し、破線は仮判定処理を実施しない場合の信頼レベル判定カウンタＮの推移を示している。なお、図７では、４つの測距センサ２０のうちの１つのセンサ（例えば第１センタセンサ２１）について示している。

図７において、今回の物体検知位置が第１判定範囲Ｐ内にあり、物体の予測位置と検知位置とのずれが小さい場合、前回と今回で同一の物体を検知していると判定され、信頼レベル判定カウンタＮがカウントアップされる（ｔ２１以降）。その後の時刻ｔ２２で、物体検知位置が第１判定範囲Ｐから外れた場合、前回の信頼レベル判定カウンタＮが所定値以上であれば仮判定処理が実施される。このとき、物体検知位置が第２判定範囲Ｑ内であれば別物体と判定されることが保留され、信頼レベル判定カウンタＮの値がそのまま保持される。そして、時刻ｔ２３以降で、今回の物体検知位置が第１判定範囲Ｐ内にあると判定されると、同一物体判定カウンタＫのカウントアップが再開される。また、信頼レベル判定カウンタＮがカウンタ閾値ＴｈＡを超えることにより、接触回避制御の介入が許可される（ｔ２４）。

これに対し、仮判定処理を実施しない構成では、図７に破線で示すように、今回の物体検知位置が第１判定範囲Ｐから外れていると判定された時刻ｔ２２で、信頼レベル判定カウンタＮがリセットされる。そのため、接触回避制御の介入を許可するタイミングが仮判定処理を実施する場合に比べて遅くなる。

以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。

センサで検知した前回の物体検知位置と今回の物体検知位置とに基づいて、前回の検知物体と今回の検知物体とが同一物体でないと判定された場合に、直ちに別物体である旨を確定するのではなく、前回の検知物体の信頼度が所定以上であることを条件に、前回の検知物体と今回の検知物体とが同一物体である可能性があるか否かの仮判定処理を実施した。具体的には、今回の物体検知位置が、物体の予測位置を含む範囲に設定した第１判定範囲Ｐから外れており、かつ前回の演算周期での信頼レベル判定カウンタＮが所定値以上であることを条件に、今回の物体検知位置が第２判定範囲Ｑ内にあるか否かを判定した。そして、同一物体の可能性ありと判定された場合には、前回の検知物体と今回の検知物体とは別物体であると判定することを保留する構成とした。

前回の検知物体の信頼レベルが高い状況であれば、今回の検知時にも物体が存在している可能性は高く、一時的な誤差が生じた可能性がある。そのような場合に、一時的な物体検知の誤差により別物体の判定を実施してしまうと、それまでに蓄積した検知情報が無駄になってしまう。また、接触回避制御の介入が遅れてしまい、適切な制御を実施できないことが考えられる。こうした点に鑑み、上記構成とすることにより、一時的な物体検知の誤差が生じた場合にも、その一時的な検知誤差によって間違った同一物体判定を実施することを回避することができる。

仮判定処理により同一物体である可能性ありと所定回以上連続して判定される前であることを条件に、前回の検知物体と今回の検知物体とが別物体である旨の判定を保留することとした。仮判定処理により同一物体の可能性ありと判定されている場合であっても、その仮判定が所定回以上連続して実施されている状況であれば別物体を検知している可能性が高い。これに鑑み上記構成とすることにより、同一物体か別物体かの判定を精度良く実施することができる。

今回の探査波の送信で三角測量が成立しなかったと判定された場合には、物体までの予測距離と、今回の物体までの検知距離との比較に基づいて同一物体か否かを判定するとともに、仮判定処理において同一物体の可能性があるか否かを判定する構成とした。三角測量により物体の座標点を算出できない場合にも、物体までの距離情報に基づき同一物体判定を行うことから、車両の周囲に物体が存在しているか否かの判定をできるだけ速やかに行うことができる。

超音波センサでは、車両進行方向の検知誤差は比較的小さいのに対し、車幅方向の演算誤差が大きく、物体位置を間違った位置に演算することが十分にある。したがって、測距センサとして超音波センサを備えるシステムに適用することにより、間違った位置を演算した場合にも、その間違った位置情報に基づき同一物体判定を実施することを回避することが可能となり、同一物体判定を精度良く実施することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されず、例えば次のように実施してもよい。

・上記実施形態において、第１判定範囲及び第２判定範囲を一定としたが、これらの少なくともいずれかを可変設定してもよい。例えば、物体までの検知距離に基づいて、第１判定範囲及び第２判定範囲の少なくともいずれかを可変に設定する。物体までの検知距離が長いほど反射波が弱くなり、物体位置の算出誤差が大きくなりやすいからである。例えば図８に示すように、物体までの検知距離が長いほど、上記条件（１−１）〜（１−４）における第１判定閾値ＴｈＢ１及び上記条件（２−１）〜（２−４）における第２判定閾値ＴｈＢ２を大きく設定する。

・前回の検知物体の信頼レベルに基づいて、第１判定範囲及び第２判定範囲の少なくともいずれかを可変に設定してもよい。この場合、前回の物体信頼レベルが高いほど、別物体と判定されにくくするとよい。具体的には、例えば図９に示すように、信頼レベル判定カウンタＮの前回値が大きいほど、上記条件（１−１）〜（１−４）における第１判定閾値ＴｈＢ１及び上記条件（２−１）〜（２−４）における第２判定閾値ＴｈＢ２を大きく設定する。

・第１判定範囲及び第２判定範囲の少なくともいずれかを、物体までの検知距離及び前回の物体信頼レベルに基づいて可変設定する構成としてもよい。例えば、図８及び図９のマップを用い、第１判定閾値ＴｈＢ１及び第２判定閾値ＲｈＢ２の両者を、物体までの検知距離及び前回の物体信頼レベルに基づいて可変設定する。あるいは、第１判定閾値ＴｈＢ１については、図８及び図９のマップを用いて、物体までの検知距離及び前回の物体信頼レベルに基づき可変に設定し、第２判定閾値ＴｈＢ２については、図８のマップを用いて、物体までの検知距離に基づき可変に設定する構成としてもよい。

・車両３０の周囲の外気環境に関するパラメータである外気環境パラメータに基づいて、第１判定範囲及び第２判定範囲の少なくともいずれかを可変に設定する構成としてもよい。測距センサ２０から送信された超音波の反射は、外気温度や湿度、風の強さなどの車両周囲の環境に応じて変化し、これに応じて物体位置の算出誤差も相違する。具体的には、外気温度が高いほど反射が弱くなり、湿度が高いほど反射が弱くなり、風が強いほど反射が弱くなる傾向にあり、これに応じて物体位置の算出誤差も大きくなる傾向にあるといえる。この点に着目し、上記構成とすることにより、同一物体か否かの判定をより精度良く実施することが可能となる。

・上記実施形態では、三角測量が成立した場合には、上記条件（１−１）〜（１−４）を含む全ての条件が成立したことを条件に、前回と今回とで同一物体を検知しているか否かを判定する構成としたが、上記条件（１−３）及び条件（１−４）については判定条件に含めず、Ｘ座標の差分及びＹ座標の差分により判定する構成としてもよい。

・仮判定処理において、前回と今回とで同一物体を検知している可能性があるか否かを判定する条件についても同様である。すなわち、上記条件（２−３）及び条件（２−４）の検知距離に関する条件については判定条件に含めず、条件（２−１）及び条件（２−２）の座標に関する条件についてのみ判定する構成としてもよい。

・上記実施形態では、三角測量が成立した場合に、物体の座標を用いて、前回検知した物体と今回検知した物体とが同一物体であるか否か、及び同一物体の可能性があるか否かを判定したが、物体の予測位置と検知位置との位置関係に基づく判定方法は上記に限定されず、例えば物体と測距センサ２０との角度及び距離を用いて判定してもよい。

・上記実施形態では、物体の予測位置と検知位置とのずれ量に基づいて、前回検知した物体と今回検知した物体とが同一物体であるか否かを判定する構成に適用したが、同一物体の判定処理の具体的態様は上記に限定されず、例えば前回の検知位置と今回の検知位置とのずれ量に基づいて同一物体であるか否かを判定する構成に適用してもよい。

・上記実施形態では、三角測量が成立していない場合には、物体までの検知距離に基づいて前回検知した物体と今回検知した物体とが同一物体であるか否か、及び同一物体の可能性があるか否かを判定し、その判定結果に基づき信頼レベル判定カウンタＮを更新したが、三角測量が成立していない場合には信頼レベル判定カウンタＮの更新処理を実施しない構成としてもよい。

・上記実施形態では、物体検知センサとしての測距センサ２０を車両３０の前部及び後部に備える場合について説明したが、センサの取り付け位置はこれに限らず、例えば、車両３０の前後に代えて又はこれに加えて、車両３０の左右の側面部に備えていてもよい。

・上記実施形態では、測距センサ２０として、探査波に超音波を用いて物体を検出する超音波センサを備える構成に適用したが、探査波を送信し、該送信した探査波の反射波を受信することで物体を検知するセンサであればよく、例えば探査波に電磁波を用いて物体を検出するミリ波レーダやレーザレーダ等を採用してもよい。

・上記実施形態では、車両に搭載された物体検知装置を一例に挙げて説明したが、例えば、鉄道車両、船舶、航空機、ロボット等の移動体に搭載することもできる。

１０…ＥＣＵ（物体検知装置、第１検知手段、第２検知手段、位置算出手段、位置予測手段、同一判定手段、仮判定実施手段、判定保留手段、成立判定手段、距離算出手段、距離予測手段）、２０…測距センサ（物体検知センサ）、２１，２２…センタセンサ、２３，２４…コーナセンサ、２５…探査波、２６…直接波、２７…間接波、３０…車両（移動体）、５０…物体。

Claims

探査波を送信し前記探査波の反射波を物体の検知情報として受信する複数の物体検知センサ（２０）を備える移動体（３０）に適用され、前記移動体の周囲に存在する物体を検知する物体検知装置（１０）であって、
前記複数の物体検知センサのうち前記探査波を送信したセンサと同一のセンサが受信した反射波である直接波により前記物体を検知する第１検知手段と、
前記複数の物体検知センサのうち前記探査波を送信したセンサとは異なるセンサが受信した反射波である間接波により前記物体を検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段及び前記第２検知手段の検知結果に基づいて、三角測量の原理により前記物体の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記位置算出手段により前回までの演算周期で算出した前記位置情報と、今回の演算周期で算出した前記位置情報とに基づいて、前記第１検知手段及び前記第２検知手段による前回の検知物体と今回の検知物体とが同一物体か否かを判定する同一判定手段と、
前記同一判定手段により同一物体でないと判定された場合に、前記位置算出手段により前回の演算周期で算出した前記位置情報の信頼度が所定以上であるか否かを判定し、前記位置算出手段により前回の演算周期で算出した前記位置情報の信頼度が前記所定以上であると判定されたことを条件に、前記前回の検知物体と前記今回の検知物体とが同一物体の可能性があるか否かを判定する仮判定処理を実施する仮判定実施手段と、
前記仮判定処理の実施により、前記前回の検知物体と前記今回の検知物体とが同一物体の可能性があると判定された場合に、前記前回の検知物体と前記今回の検知物体とが別物体であると判定することを保留する判定保留手段と、
を備えることを特徴とする物体検知装置。
前記位置算出手段により前回の演算周期までに算出した前記位置情報の履歴に基づいて、次回の物体位置を予測する位置予測手段を備え、
前記同一判定手段は、前記位置予測手段により予測した前記物体の位置と、前記位置算出手段により算出した今回の前記位置情報との位置関係に基づいて、前記前回の検知物体と前記今回の検知物体とが同一物体か否かを判定する請求項１に記載の物体検知装置。
前記同一判定手段は、前記位置算出手段により今回の演算周期で算出した前記位置情報が、前記位置予測手段により予測した物体位置を含む範囲に設定した第１判定範囲内にある場合に、前記前回の検知物体と前記今回の検知物体とが同一物体であると判定し、
前記仮判定実施手段は、前記仮判定処理として、前記位置算出手段により今回の演算周期で算出した前記位置情報が、前記第１判定範囲を取り囲む範囲に設定した第２判定範囲内にある場合に、前記前回の検知物体と前記今回の検知物体とが同一物体の可能性があると判定する請求項２に記載の物体検知装置。
前記第１検知手段及び前記第２検知手段により検知した前記物体までの検知距離に基づいて、前記第１判定範囲及び前記第２判定範囲の少なくともいずれかを可変設定する請求項３に記載の物体検知装置。
前記位置算出手段により前回の演算周期で算出した前記位置情報の信頼度に基づいて、前記第１判定範囲及び前記第２判定範囲の少なくともいずれかを可変設定する請求項３又は４に記載の物体検知装置。
前記探査波の今回の送信で三角測量が成立したか否かを判定する成立判定手段と、
前記第１検知手段及び前記第２検知手段のそれぞれの検知結果に基づいて、前記物体までの距離情報を算出する距離算出手段と、
前記位置予測手段により予測した物体位置に基づいて、前記物体までの予測距離を算出する距離予測手段と、を備え、
前記同一判定手段は、前記成立判定手段により三角測量が成立しなかったと判定された場合に、前記距離予測手段により算出した前記予測距離と、前記距離算出手段により算出した前記距離情報との比較結果に基づいて、前記前回の検知物体と前記今回の検知物体とが同一物体か否かを判定し、
前記仮判定実施手段は、前記成立判定手段により三角測量が成立しなかったと判定された場合に、前記距離予測手段により算出した前記予測距離と、前記距離算出手段により算出した前記距離情報との比較結果に基づいて、前記前回の検知物体と前記今回の検知物体とが同一物体の可能性があるか否かを判定する請求項２〜５のいずれか一項に記載の物体検知装置。
前記仮判定処理の実施により前記前回の検知物体と前記今回の検知物体とが同一物体の可能性があることが所定回以上判定された場合に、前記前回の検知物体と前記今回の検知物体とが別物体であると判定する請求項１〜６のいずれか一項に記載の物体検知装置。
前記物体検知センサは、前記探査波として超音波を送信する超音波センサである請求項１〜７のいずれか一項に記載の物体検知装置。