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专利名称 | 物体检测装置 |
申请号 | CN200680041536.1 | 申请日期 | 2006-10-31 |
法律状态 | 权利终止 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 2008-11-12 | 公开/公告号 | CN101305295 |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | G01S13/93 | IPC分类号 | G;0;1;S;1;3;/;9;3;;;G;0;1;S;1;3;/;8;6;;;B;6;0;R;2;1;/;0;0查看分类表>
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申请人 | 丰田自动车株式会社 | 申请人地址 | 日本爱知县
变更
专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 丰田自动车株式会社 | 当前权利人 | 丰田自动车株式会社 |
发明人 | 所节夫;土田淳 |
代理机构 | 北京集佳知识产权代理有限公司 | 代理人 | 雒运朴;李伟 |
摘要
本发明目的在于提供可以根据物体种类高精度地检测物体的物体检测装置。本发明的物体检测装置的特征在于,具备检测物体位置的物体位置检测单元(2、22、3、23);推定物体种类的物体种类推定单元(24);和物体推定单元(24),其将在搜索区域内的由物体位置检测单元(2、22、3、23)的多个位置检测结果综合来推定物体的大小,根据物体种类推定单元(24)所推定的物体种类来设定搜索区域。此外,物体位置检测单元(2、22、3、23)使用多个位置检测基准来检测物体位置,物体种类推定单元(24)基于由物体位置检测单元(2、22、3、23)检测出物体位置的位置检测基准来推定物体种类,基于能检测出物体位置的位置检测基准而设定搜索区域。
物体检测装置 \n技术领域\n[0001] 本发明涉及根据多个位置检测结果来检测物体的物体检测装置。 背景技术\n[0002] 近年,开发有碰撞减轻装置、车间距离控制装置、以及跟踪行驶装置等驾驶辅助装置。在这些驾驶辅助装置中,重要的是检测行驶于本车辆前方的车辆。对于物体检测装置,存在如下的装置,即为了提高检测精度,而具有基于雷达的检测单元以及基于立体照相机等的图像的检测单元这2个检测单元的装置(例如,参照日本国特开2003-44995号公报)。\n在具有这2个检测单元的物体检测装置中,将根据雷达的信息所检测出的雷达检测物和根据图像的信息所检测出的图像检测物进行对照,判断雷达检测物和图像检测物是否为同一物体,将判断为相同的物体作为前方车辆等的检测对象的物体来设定。特别地,在上述专利文献所记载的装置中,在由雷达检测出的多个检测点中,将距离本车辆的距离大致相等且彼此相互接近的检测点彼此作为表示一个物体的点列组合,将该组合后的点列作为雷达检测物。 \n[0003] 然而,根据车辆和人等检测对象的物体的种类不同,物体的大小各有不同。因此,若不管物体的种类而在同一搜索区域将多个检测结果进行综合,则会出现将超过需要的检测结果进行综合的情况,因而有可能推定出的物体比实际的要大。例如,对于上述的物体检测装置,当在同一搜索区域进行了组合处理的情况下,若在距离本车辆大致相等距离的位置存在相互接近的不同的物体(例如,行人从树的旁边通过,或摩托车与汽车并行行驶),则会将该不同的物体作为表示1个物体的点列而组合。 \n发明内容\n[0004] 因此,本发明的课题在于提供可以根据物体的种类而高精度地检测物体的物体检测装置。 \n[0005] 本发明所涉及的物体检测装置,其特征在于,具备:物体位置检测单元,用以检测物体位置;物体种类推定单元,用以推定物体种类;物体推定单元,其综合搜索区域内的基于物体位置检测单元得到的多个位置检测结果来推定物体的大小,该物体检测装置基于物体种类推定单元所推定的物体种类来可变地设定搜索区域。 \n[0006] 在该物体检测装置中,利用物体位置检测单元来检测物体位置,取得多个位置检测结果。而且,在物体检测装置中,利用物体种类推定单元来推定检测出的物体的种类,并根据该推定出的种类来设定搜索区域。并且,在物体位置检测装置中,利用物体推定单元将搜索区域内的多个位置检测结果综合,利用该多个位置检测结果来推定物体的大小。物体,根据其种类(例如,人,汽车)的不同而大小各异。因此,为了高精度地检测出某个物体,也有必要将综合了多个位置检测结果后的物体的大小作为对应于物体种类的合适的大小来进行推定。因此,在该物体检测装置中,通过与物体的种类相应设定搜索区域,来按照物体的种类对综合了多个位置检测结果的物体的大小加以限制。其结果,不会超过需要地综合位置检测结果而作为大的物体进行推定,因此能够与物体的种类相应地高精度地检测物体。 \n[0007] 此外,也可以构成为,物体位置检测单元由1个检测单元构成,通过该1个检测单元来取得多个位置检测结果,或者,也可以构成为,物体位置检测单元由多个检测单元构成,取得利用多个检测单元分别检测出的位置检测结果。物体的大小,可以是物体横向的大小、纵深方向的大小、高度方向的大小中的任何一种大小,或者也可以是将2个方向大小组合后的大小(二维大小)或将3个方向的大小组合后的大小(三维大小)。 \n[0008] 本发明的上述物体检测装置也可以构成为,物体位置检测单元使用多个位置检测基准来检测物体位置,物体种类推定单元基于由物体位置检测单元能检测出物体位置的位置检测基准来推定物体种类,基于能检测出物体位置的位置检测基准来设定搜索区域。 [0009] 在该物体检测装置中,利用物体位置检测单元,使用多个位置检测基准来检测物体位置。而且,在物体检测装置中,利用物体种类推定单元,针对每个由物体位置检测单元所检测出的物体,根据检测出该物体 位置时的位置检测基准来推定物体种类。从而,由于根据物体种类来设定搜索区域,所以成为基于检测出物体位置时的位置检测基准来设定搜索区域。例如,汽车和行人为检测对象的情况下,在物体位置检测单元中设定了汽车用位置检测基准和行人用位置检测基准。在利用物体位置检测单元根据行人用位置检测基准检测出物体位置的情况下,物体种类推定单元推定物体种类为行人,设定基于行人的大小的搜索区域(<基于汽车大小的搜索区域)。从而,由在该搜索区域内被综合的多个位置检测结果构成的物体的大小是考虑了该行人的大小之后的搜索区域以下的大小,而不会是大大超过行人大小的大小。这样,在该物体检测装置中,通过设置与物体的种类相联系的位置检测基准,可以容易地推定物体种类(进而,可以按物体种类容易地设定搜索区域)。 [0010] 本发明的上述物体检测装置也可以构成为,物体位置检测单元是接收所扫描的电磁波被物体反射回来的反射波来检测物体位置的雷达传感器和对所拍摄的图像进行解析来检测物体位置的图像传感器,物体推定单元综合搜索区域内的基于雷达传感器得到的位置检测结果和基于图像传感器得到的位置检测结果,雷达传感器使用多个位置检测基准来检测物体位置,物体位置是物体横向的位置,以由雷达传感器所检测的物体位置为基准,基于由雷达传感器能检测出物体的位置检测基准来设定搜索区域。 \n[0011] 在该物体检测装置中,利用雷达传感器,使用多个位置检测基准,基于雷达信息检测物体位置(至少是横向位置)。另外,在物体检测装置中,利用图像传感器,基于拍摄图像来检测物体位置(至少横向位置)。而且,在物体检测装置中,按雷达传感器所检测出的每个物体,基于检测出该物体位置时的位置检测基准来推定物体种类,将由雷达传感器检测出的物体的横向位置作为基准,设定基于检测出该物体位置时的位置检测基准的搜索区域。并且,在物体检测装置中,利用物体推定单元,按雷达传感器所检测出的每个物体,综合所设定的各搜索区域内的基于雷达信息的位置检测结果和基于拍摄图像的位置检测结果,利用该多个位置检测结果来推定物体的横向大小。这样,在该物体检测装置中,通过在雷达传感器中以多个位置检测基准来检测物体位置,可以按每个物体种类容易地设定搜索区域,并且,通过使用雷达信息和拍摄图像可以高精度地推定物体横向的大小。 [0012] 本发明的上述物体检测装置也可以构成为,雷达传感器中的位置检测基准是接收所扫描的电磁波被物体反射回来的反射波时的接收强度的阈值,在使用大的接收强度的阈值进行了检测时与使用小的接收强度的阈值进行了检测时相比,其搜索区域大。 [0013] 在该物体检测装置中,利用雷达传感器,接收所扫描的电磁波被物体反射回来的反射波,利用多个位置检测基准(阈值)来分别判断其接收强度。而且,在物体检测装置中,对于用大的接收强度的阈值检测出的物体,与用小的接收强度的阈值检测出的物体相比,设定大的搜索区域。这里,基于每个物体种类针对电磁波的反射特性来设定位置检测基准,对于电磁波反射率高的物体作为接收强度的阈值设定较大的值,对于电磁波反射率低的物体作为接收强度的阈值设定较小的值。并且,对于电磁波反射率高的物体,假定是比电磁波反射率低的物体大的物体,较大地设定其搜索区域。例如,汽车相当于电磁波反射率高的物体,而行人(人)相当于电磁波反射率低的物体。这样,在该物体检测装置中,通过利用对应每一物体种类电磁波接收强度不同这点,可以容易地按每一物体种类设定搜索区域。 附图说明\n[0014] 图1是本实施方式涉及的碰撞减轻装置的构成图。 \n[0015] 图2是针对高阈值毫米波目标的搜索范围。 \n[0016] 图3是针对低阈值毫米波目标的搜索范围。 \n[0017] 图4是针对行人的搜索范围的比较例,其中(a)是设成低阈值用的搜索范围的情况,(b)是设成高阈值用的搜索范围的情况。 \n[0018] 图5是针对路上铁板的搜索范围的比较例,其中(a)是设成低阈值用的搜索范围的情况,(b)是设成高阈值用的搜索范围的情况。 \n具体实施方式\n[0019] 以下,参照附图对本发明涉及的物体检测装置的实施方式进行说明。 [0020] 在本实施方式中,将本发明涉及的物体检测装置适用于搭载于车辆的碰撞减轻装置中。本实施方式涉及的碰撞减轻装置作为检测对象检测前方的汽车和行人,为了防止、减轻与这些检测物体之间的碰撞而进行各种控制。特别地,在本实施方式涉及的碰撞减轻装置中,为了检测前方物体,而具有毫米波雷达和立体照相机这2种检测单元,通过将基于毫米波雷达得到的检测物体和基于立体照相机得到的检测物体进行对照来检测前方物体。 [0021] 参照图1~图3,对碰撞减轻装置1进行说明。图1是本实施方式涉及的碰撞减轻装置的构成图。图2是针对高阈值毫米波目标的搜索范围。图3是针对低阈值毫米波目标的搜索范围。 \n[0022] 碰撞减轻装置1对前方的物体(汽车、行人)进行检测,在检测到物体的情况下,根据碰撞的可能性来进行制动控制、悬架(suspension)控制、座席安全带控制、以及报警控制。碰撞减轻装置1,为了检测前方物体,根据毫米波雷达的信息来设定毫米波目标,并且根据立体照相机的立体图像来设定图像目标,通过对照毫米波目标与图像目标来设定合成(fusion)目标。在该对照中,根据检测毫米波目标时的2个阈值来对检测出的物体的种类进行推定,并将与该推定出的种类相应的搜索范围(搜索区域)内存在的毫米波目标和图像目标综合,来设定合成目标。碰撞减轻装置1具备:毫米波雷达2、立体照相机3、车速传感器4、舵角传感器5、横摆率(yaw rate)传感器6、制动ECU(Electronic ControlUnit)7、悬架控制致动器8、安全带致动器9、蜂鸣器10、以及碰撞减轻ECU20等,这些单元利用CAN(Controller Area Network)(车内LAN的标准接口规格)通信来收发各种信号。 [0023] 首先,对各目标进行说明。毫米波目标是根据毫米波雷达2的信息检测出的物体。\n作为毫米波目标信息,设定可根据雷达信息获得的到物体的距离、物体的横向位置。图像目标是根据立体照相机3的立体图像检测出的物体。作为图像目标信息,设定可根据立体图像获得的到物体的距离、物体的横向位置(也包含物体的横向宽度的信息)。合成目标是可以判断毫米波目标与图像目标为同一物体的物体,且是将在同一搜索范围内存在的毫米波目标与图像目标综合后的物体。对于合成目标,设定基于毫米波目标信息的距离、将毫米波目标信息和图像目标信息综 合后的横向位置(包含横向宽度的信息)。横向位置是以本车辆的车宽方向的中心位置的本车辆的行进方向上的位置为基准的位置,将中心位置的行进方向设为0,右侧的横向位置为正值,左侧的横向位置为负值。作为相对于本车辆的相对的位置,可以用距离和横向位置来规定各目标位置。此外,作为毫米波目标信息此外还可以设定相对速度等,作为图像目标信息,此外还可以设定物体的纵深、物体高度和高度位置、以及相对速度等。与此相应,合成目标信息也可以设定其他信息。 \n[0024] 毫米波雷达2是用于利用毫米波检测物体的雷达。将毫米波雷达2安装于本车辆的前侧的中央。毫米波雷达2,一边在水平面内扫描,一边从本车辆向前方发送毫米波,并接收反射回来的毫米波。并且,在毫米波雷达2中,将该毫米波的收发数据作为雷达信号发送到碰撞减轻ECU20。在该收发数据中包含:发送的毫米波信息(以本车辆行进方向为中心的发送角度、发送时刻等)、是否接收到相对所发送的毫米波的反射波的信息、在接收到反射波时其接收信息(接收角度、接收时刻、接收强度等)等。该接收强度与毫米波的反射水平相当,表示反射毫米波的物体的反射特性。 \n[0025] 立体照相机3由2台CCD(Charge Coupled Device)相机组成,将2台CCD相机配置在水平方向上且相隔有规定间隔。将立体照相机3安装于本车辆的前侧中央。在立体照相机3中,将由2个CCD相机拍摄的左右立体图像的数据作为各图像信号发送到碰撞减轻ECU20。 \n[0026] 车速传感器4是检测本车辆的速度的传感器。车速传感器4将该检测值作为车速信号发送到碰撞减轻ECU20。舵角传感器5是检测方向盘的舵角的传感器。舵角传感器\n5,将该检测值作为舵角信号发送到碰撞减轻ECU20。横摆率传感器6是检测本车辆的横摆率(旋转角速度)的传感器。横摆率传感器6将该检测值作为横摆率信号发送到碰撞减轻ECU20。 \n[0027] 制动ECU7是对4轮的各车轮制动油缸的油压进行调节,并对4轮的制动力进行控制的ECU。制动ECU7根据各轮的目标制动力分别设定油压控制信号,并将该各油压控制信号分别发送到改变各车轮制动油缸油压的制动控制致动器。特别地,制动ECU7,若从碰撞减轻ECU20接收到针对各轮的目标制动力信号,则根据该目标制动力信号所表示的 目标制动力来分别设定油压控制信号。另外,制动控制致动器,若接收到了油压控制信号,则根据油压控制信号所表示的目标油压来改变车轮制动油缸的油压。 \n[0028] 悬架控制致动器8是使4轮的各油压式主动悬架的油压变化的致动器。悬架控制致动器8,若从碰撞减轻ECU20接收到针对各轮的目标衰减力信号,则根据各目标衰减力信号所表示的目标衰减力来设定目标油压,并根据目标油压使油压式主动悬架的油压变化。\n此外,图1中虽然只画了一个悬架控制致动器8,但分别按4轮的悬架的每一个设置了该致动器。 \n[0029] 安全带致动器9是收拉各安全带使安全带的约束力发生变化的致动器。安全带致动器9,若从碰撞减轻ECU20接收到针对各安全带的目标收拉量信号,则根据各目标收拉量信号所表示的目标收拉量收拉安全带。此外,图1中,虽然只画了一个安全带致动器9,但分别按每个安全带设置了该致动器。 \n[0030] 蜂鸣器10,若从碰撞减轻ECU20接收到报警信号,则输出蜂鸣声。 [0031] 碰撞减轻ECU20是由CPU(Central Processing Unit)、ROM(ReadOnly Memory)、RAM(Random Access Memory)等构成的电子控制单元,统一控制碰撞减轻装置1。在碰撞减轻ECU20中,构成有行进方向推定部21、毫米波目标设定部22、图像目标设定部23、合成逻辑部24、碰撞预测部25及车辆控制部26。碰撞减轻ECU20接收来自毫米波雷达2的雷达信号及来自立体照相机3的各图像信号,并且接收来自车速传感器4的车速信号、来自舵角传感器5的舵角信号、及来自横摆率传感器6的横摆率信号。并且,碰撞减轻ECU20,每隔基于CPU主时钟的一定时间,使用各信号进行各部分21~26的处理,检测前方的汽车和行人等,根据与这些检测出的物体之间碰撞的可能性进行针对制动ECU7、悬架控制致动器8、安全带致动器9、蜂鸣器10的控制。 \n[0032] 此外,在本实施方式中,毫米波雷达2及毫米波目标设定部22相当于权利要求中记载的雷达传感器(物体位置检测单元),立体照相机3及图像目标设定部23相当于权利要求中记载的图像传感器(物体位置检测单元),合成逻辑部24相当于权利要求中记载的物体种类推定单元 以及物体推定单元。 \n[0033] 对行进方向推定部21进行说明。碰撞减轻ECU20根据车速、舵角、横摆率来推定本车辆的行进方向。此外,这里构成为使用车速、舵角、横摆率来求出行进方向,但也可以只使用其中一部分的车辆信息来求出行进方向,或者使用其他的车辆信息来求出行进方向。 [0034] 对毫米波目标设定部22进行说明。碰撞减轻ECU20,为了判断前方是否存在物体,作为判定毫米波的反射波的接收强度的阈值,具有高阈值和低阈值。高阈值是用于检测针对毫米波的反射率高的物体的阈值,是主要假定了汽车为检测对象的阈值。低阈值是用于检测针对毫米波的反射率低的物体的阈值,是主要假定了行人为检测对象的阈值。因此,可以根据毫米波目标是利用高阈值检测出来的还是利用低阈值检测出来的,来推定该检测出的物体的种类。高阈值及低阈值是根据将检测对象设为汽车和人的基于毫米波雷达的实验而被预先设定的,且保持于碰撞减轻ECU20。 \n[0035] 碰撞减轻ECU20,对接收强度是否高于高阈值进行判定。在接收强度高于高阈值的情况下(前方存在针对毫米波的反射率高的物体的情况),碰撞减轻ECU20,利用表示高于该高阈值的接收强度的毫米波收发数据来设定高阈值毫米波目标。在接收强度在高阈值以下的情况下,碰撞减轻ECU20对处于该高阈值以下的接收强度是否高于低阈值进行判定。\n在接收强度比低阈值高的情况下(前方存在针对毫米波的反射率低的物体的情况),碰撞减轻ECU20,利用表示高于该低阈值的接收强度的毫米波收发数据来设定低阈值毫米波目标。在接收强度在低阈值以下的情况下,该接收强度处于噪声水平,不作为物体检测出。在基于毫米波雷达2的物体检测中,如这样,在接收到接收强度比高阈值或低阈值高的毫米波的情况下,表示已经检测到物体,因此,每接收到一次比高阈值或低阈值高的毫米波,就会得到一个毫米波目标。 \n[0036] 在设定高阈值毫米波目标或低阈值毫米波目标时,碰撞减轻ECU20,根据表示比该高阈值或低阈值高的接收强度的毫米波从发射到接收为止的时间来运算到前方物体的距离。另外,碰撞减轻ECU20检测比高阈值或低阈值高的接收强度的反射波的方向,根据该方向来求出本车辆行进方向和物体的方向所成的角度,根据该角度来运算物体的横 向位置(距离本车辆的车宽方向的中心位置的行进方向的横向的位置)。该距离和横向位置是毫米波目标信息。 \n[0037] 对图像目标设定部23进行说明。碰撞减轻ECU20,利用左右立体图像中的物体观测的差异,以三角测量的方式,确定前方的物体,在确定了物体的情况下设定图像目标。在设定图像目标时,碰撞减轻ECU20根据立体图像来运算自立体照相机3到物体的距离、物体的横向位置。该距离和横向位置是图像目标信息。特别地,横向位置是包含物体横向宽度的信息,表示用立体照相机3检测到物体的横向的范围。在基于立体照相机3的物体检测中,在根据左右立体图像确定了物体的情况下,表示已经检测到物体,因此每一次确定物体时就会得到一个图像目标。 \n[0038] 对合成逻辑部24进行说明。在由毫米波目标设定部22检测出了高阈值毫米波目标的情况下,碰撞减轻ECU20将作为合成目标而设定的物体推定为汽车,以对该高阈值毫米波目标设定的距离和横向位置为中心,来设定在距离方向上±L1和在横向±W1的搜索范围(参照图2)。由于将利用高阈值检测出的毫米波目标主要假定了汽车,因此,作为搜索范围,设定足够包含宽度较宽且长度较长的汽车的那样的范围。该高阈值用的搜索范围是考虑汽车的平均大小而预先设定的,并被保持于碰撞减轻ECU20。而且,碰撞减轻ECU20对如下情况进行判定,即是否有由图像目标设定部23检测出的图像目标中的、在该高阈值用搜索范围内包含图像目标的位置(距离与横向位置)的目标。当存在包含在该搜索范围内的图像目标时,碰撞减轻ECU20,判定该高阈值毫米波目标和图像目标具有相似性,判断为同一物体。 \n[0039] 另一方面,在由毫米波目标设定部22检测出了低阈值毫米波目标的情况下,碰撞减轻ECU20将作为合成目标而设定的物体推定为行人,以对该低阈值毫米波目标设定的距离和横向位置为中心,来设定在距离方向上±L2与在横向±W2的搜索范围(参照图3)。\n由于将利用低阈值检测出的毫米波目标主要假定了行人,因此,作为搜索范围,设定比高阈值毫米波目标的搜索范围充分小且足够包含行人的那样的范围。因此,L1>L2,W1>W2。\n该低阈值用的搜索范围是考虑到行走中的人的平均大小而预先设定的,并被保持于碰撞减轻ECU20。而且,碰撞减轻ECU20对如下情况进行判定,即,是否有由图像目标设定部23检测 出的图像目标中的、在该低阈值用搜索范围内包含图像目标的位置(距离与横向位置)的目标。当存在包含在该搜索范围内的图像目标时,碰撞减轻ECU20判定该低阈值毫米波目标和图像目标具有相似性,判断为同一物体。 \n[0040] 当判断为高阈值毫米波目标和图像目标为同一物体时,或判断为低阈值毫米波目标和图像目标为同一物体时,碰撞减轻ECU20将判断为同一物体的毫米波目标信息和图像目标信息进行综合并生成合成目标。将作为合成目标信息的距离按原样设定为毫米波目标的距离。对于作为合成目标信息的横向位置,设定将毫米波目标的横向位置和一个或多个图像目标的横向位置中的、右端的位置和左端的位置设为两端的横向位置。因此,该横向位置是包含物体横向宽度的信息,表示由毫米波雷达2和立体照相机3检测到物体的最宽的横向范围。 \n[0041] 此外,在搜索范围内包含多个图像目标时,判断为该多个图像目标和毫米波目标为同一物体。将高阈值毫米波目标和图像目标综合后的合成目标是汽车的可能性高,所设定的横向宽度不会超过高阈值用搜索范围的横向宽度(=W1×2)。将低阈值毫米波目标和图像目标综合后的合成目标是行人的可能性高,所设定的横向宽度不会超过低阈值用搜索范围的横向宽度(=W2×2)。 \n[0042] 在图2中所示的例的情况下,以高阈值毫米波目标HMP1为中心设定搜索范围SA1。\n在该搜索范围SA1内存在一个图像目标IP1。因此,判断为该高阈值毫米波目标HMP1和图像目标IP1是对同一物体(汽车)进行了检测的目标,作为合成目标设定高阈值毫米波目标HMP1的距离,以及将高阈值毫米波目标HMP1的横向位置设为右端将图像目标IP1的横向位置的左端位置设为左端的横向位置。 \n[0043] 在图3所示例的情况下,以低阈值毫米波目标LMP2为中心设定搜索范围SA2,在该搜索范围SA2内存在一个图像目标IP2。因此,判断该低阈值毫米波目标LMP2和图像目标IP2是对同一物体(行人)进行了检测的目标,作为合成目标设定低阈值毫米波目标LMP2的距离,以及将图像目标IP2的横向位置的两端设为左端和右端的横向位置。此外,图2等中的表示图像目标的H形记号,表示利用横向长度对图像目标设定的横向宽度。图2的情况下,作为图像目标IP1只检测汽车的左端侧, 在图3的情况下,作为图像目标IP2检测行人的整个宽度。 \n[0044] 图4所示的例,表示在树的附近有个行人,对检测到行人的毫米波目标设定了搜索范围的情况。图4中(a),表示了碰撞减轻ECU20中的搜索处理,对于检测到行人的低阈值毫米波目标LMP3设定低阈值用的搜索范围SA3,在该窄小的搜索范围SA3内只存在检测到行人的图像目标IP3。因此,综合该低阈值毫米波目标LMP3和图像目标IP3得到合成目标。\n这时,由于检测到树的图像目标IP4未存在于搜索范围SA3内,因此未将图像目标IP4作为合成目标而综合。其结果,作为合成目标的横向位置设定将图像目标IP3的横向位置的两端设为左端和右端的横向位置,对于行人来说是适合的横向宽度。另一方面,图4中(b)表示将搜索范围固定为高阈值用的搜索范围的情况,对于检测到行人的毫米波目标MP3设定高阈值用的搜索范围SA5,在该较宽的搜索范围SA5内除了检测到行人的图像目标IP3以外还存在检测到树的图像目标IP4。因此,将该毫米波目标MP3和图像目标IP3以及图像目标IP4综合成为合成目标。其结果,作为合成目标的横向位置,设定了将图像目标IP3的横向位置的左端和图像目标IP4的横向位置的右端设为两端的横向位置,对于行人而言是非常宽的横向宽度。 \n[0045] 如图5所示的例,表示了在路上的铁板的附近有棵树,对检测到铁板的毫米波目标设定了搜索范围的情况。由于路上的铁板,无法作为立体图像来检测,因此未设定图像目标。图5中(a)表示了碰撞减轻ECU20中的搜索处理,对于检测到铁板的低阈值毫米波目标LMP6设定低阈值用的搜索范围SA6,在该窄小的搜索范围SA6内不存在图像目标。因此,未设定合成目标。这时,由于检测到树的图像目标IP7不在搜索范围SA6内,因此,未将图像目标IP7作为合成目标而综合。另一方面,图5中(b)表示了将搜索范围固定在高阈值用的搜索范围的情况,对于检测到铁板的毫米波目标MP6设定高阈值用的搜索范围SA8,在该较宽的的搜索范围SA8内存在检测到树的图像目标IP7。因此,将该毫米波目标MP6和图像目标IP7综合成为合成目标。其结果,作为合成目标的横向位置,设定将毫米波目标MP6的横向位置和图像目标IP7的横向位置的右端设为两端的横向位置,对于铁板而言是非常宽的横向宽度。 \n[0046] 这样,若对于检测对象的物体的大小来说设定较宽的搜索范围,则有时会将检测对象以外的图像目标也包含在搜索范围内。因此,有可能也将检测到其他物体的图像目标作为合成目标而综合,作为合成目标的大小设定比检测对象的物体宽的横向宽度。然而,由于碰撞减轻ECU20考虑检测对象的物体的大小来设定合适的搜索范围,因此可以尽量抑制将检测对象以外的图像目标包含于搜索范围内。因此,只是将检测到检测对象的物体的图像目标作为合成目标而综合的可能性变得很高,作为合成目标的大小设定与检测对象的物体相应的横向宽度。 \n[0047] 对碰撞预测部25进行说明。在已设定合成目标的情况下(也就是在前方存在汽车等物体的情况),碰撞减轻ECU20,结合车速,根据对合成目标所设定的到前方物体的距离来设定碰撞可能性的等级(例如,可能性高、低、无三个等级)。此外,在作为合成目标信息设定相对速度的情况下,用相对速度来除到该前方物体的距离求出TTC(Time ToCollision),可根据该TTC来设定碰撞可能性的等级。 \n[0048] 对车辆控制部26进行说明。若设定了碰撞可能性的等级,碰撞减轻ECU20则根据碰撞可能性的等级来控制制动ECU7、悬架控制致动器8、…、安全带致动器9、…、蜂鸣器\n10。例举碰撞可能性的等级为3等级的情况对该控制进行说明。在无碰撞可能性的等级下,碰撞减轻ECU20不进行针对制动ECU7、悬架控制致动器8、…、安全带致动器9、…、蜂鸣器10的控制。 \n[0049] 在碰撞可能性低的等级下,碰撞减轻ECU20不进行针对制动ECU7、悬架控制致动器8、…的控制,而进行针对安全带致动器9、…、蜂鸣器10的控制。具体而言,碰撞减轻ECU20为了告知在前方有物体接近,而设定用于稍微收拉安全带的目标收拉量信号,将该目标收拉量信号分别发送到安全带致动器9、…、(也可以只是发送到驾驶席的安全带致动器\n9)。另外,碰撞减轻ECU20为了告知在前方有物体接近,而设定报警信号,并将该报警信号发送给蜂鸣器10。 \n[0050] 在碰撞可能性高的等级下,碰撞减轻ECU20进行针对所有的制动ECU7、悬架控制致动器8、…、安全带致动器9、…、蜂鸣器10的控制。具体而言,碰撞减轻ECU20设定用于使车辆减速的目标制动力信号,并将该目标制动力信号发送到制动器ECU7。另外,碰撞减轻ECU20 设定用于避免车辆倾斜(避免前部下沉)的目标衰减力信号,并将该目标衰减力信号分别发送到悬架控制致动器8、…。另外,碰撞减轻ECU20设定用于较强地约束乘员的目标收拉量信号,并将该目标收拉量信号分别发送到安全带致动器9、…。另外,碰撞减轻ECU20为了告知在前方有车辆接近,而设定报警信号,并将该报警信号发送给蜂鸣器10。 [0051] 此外,对于综合了低阈值毫米波目标的合成目标,作为前方物体而假定了行人,对于综合了高阈值毫米波目标的合成目标,作为前方物体而假定了汽车,因此,也可以,根据这些假定的前方物体的种类来改变由车辆控制部26进行的控制。另外,作为合成目标的宽度信息设定与前方物体的种类(行人或汽车)相应的合适的横向宽度,因此,也可以还求出与前方物体之间的重叠量等,结合这些其他信息来进行车辆控制部26中的控制。 [0052] 参照图1~图3对碰撞减轻装置1中的动作进行说明。 \n[0053] 毫米波雷达2向前方一边扫描一边发送毫米波,并且对其反射波进行接收,将该收发数据作为雷达信号发送到碰撞减轻ECU20。立体照相机3分别对前方进行拍摄,将该拍摄到的左右的立体图像作为各图像信号发送到碰撞减轻ECU20。车速传感器4检测本车辆的车速,将该检测值作为车速信号发送到碰撞减轻ECU20。舵角传感器5检测方向盘的舵角,将该检测值作为舵角信号发送到碰撞减轻ECU20。横摆率传感器6检测作用于本车辆的横摆率,将该检测值作为横摆率信号发送到碰撞减轻ECU20。碰撞减轻ECU20对这些各个信号进行接收。 \n[0054] 碰撞减轻ECU20每隔一定时间,根据基于车速信号得到的车速、基于舵角信号得到的舵角、以及基于横摆率信号得到的横摆率来对本车辆的行进方向进行推定。 [0055] 碰撞减轻ECU20每隔一定时间,对雷达信号的雷达信息中的接收强度是否高于高阈值进行判定。当接收强度比高阈值高时,碰撞减轻ECU20根据有关接收强度比该高阈值高的毫米波的雷达信息来运算从本车辆到前方物体的距离以及距本车辆的行进方向的中央的前方物体的横向位置,设定高阈值毫米波目标。当接收强度在高阈值以下时,碰撞减轻ECU20对雷达信号的雷达信息中的毫米波的接收强度是否高于 低阈值进行判定。当接收强度高于低阈值时,碰撞减轻ECU20根据有关接收强度比该低阈值高的毫米波的雷达信息来运算从本车辆到前方物体的距离以及距本车辆的行进方向的中央的前方物体的横向位置,设定低阈值毫米波目标。当接收强度在低阈值以下时,碰撞减轻ECU20不设定毫米波目标。 [0056] 碰撞减轻ECU20每隔一定时间,根据各图像信号的立体图像对前方是否存在物体进行判定。当判定为前方存在物体时,碰撞减轻ECU20根据该立体图像运算从本车辆到前方物体的距离以及距本车辆的行进方向的中央的前方物体的横向位置(横向宽度),设定图像目标。 \n[0057] 在设定了高阈值毫米波目标的情况下,碰撞减轻ECU20以该高阈值毫米波目标的位置为中心,设定高阈值用的搜索范围,在该搜索范围内搜索是否有图像目标存在。在搜索范围内存在图像目标的情况下,碰撞减轻ECU20判定为该图像目标和高阈值毫米波目标为同一物体。而且,碰撞减轻ECU20将该图像目标信息和高阈值毫米波目标信息进行综合,并设定距离以及横向位置(横向宽度),生成合成目标。 \n[0058] 在设定了低阈值毫米波目标的情况下,碰撞减轻ECU20以该低阈值毫米波目标的位置为中心,设定低阈值用的搜索范围,在该搜索范围内搜索是否有图像目标存在。在搜索范围内存在图像目标的情况下,碰撞减轻ECU20判定为该图像目标和低阈值毫米波目标为同一物体。而且,碰撞减轻ECU20将该图像目标信息和低阈值毫米波目标信息进行综合并设定距离以及横向位置(横向宽度),生成合成目标。 \n[0059] 在生成了合成目标的情况下,碰撞减轻ECU20根据对该合成目标设定的信息来设定碰撞可能性的等级。而且,碰撞减轻ECU20根据碰撞可能性的等级来控制制动ECU7、悬架控制致动器8、…、安全带致动器9、…、蜂鸣器10。通过该控制,在与前方物体碰撞的可能性低的等级时,通过基于安全带致动器9、…的安全带的收拉和基于蜂鸣器10的蜂鸣音的输出来使驾驶员意识到前方有物体接近。并且,若与前方物体碰撞的可能性变高时,进行基于制动ECU7的由自动制动力引起的减速的调节和基于悬架控制致动器8、…的悬架的硬度的调节,通过基于安全带致动器9、…的安全带的进一步收拉来较强地约束乘员,通过基于蜂鸣器10的蜂鸣音的输出来使驾驶员意识到前方物体更接近了。另 一方面,在未生成合成目标时或无碰撞的可能性时,碰撞减轻ECU20不进行用于进行减轻碰撞的控制。 [0060] 根据该碰撞减轻装置1,利用毫米波目标的阈值来推定前方物体的种类(假定行人和汽车),根据该种类来改变用于搜索图像目标的搜索范围的大小,由此,能够抑制误将毫米波目标和图像目标合成的情况。因此,可以将有关同一物体的毫米波目标和图像目标合成,并可以作为合成目标设定精度高的信息。特别地,可以高精度地推定物体的横向大小。 \n[0061] 另外,根据碰撞减轻装置1,结合汽车和人针对毫米波的反射特性来设定用于判定毫米波的接收强度的高阈值和低阈值,利用两个阈值来检测毫米波目标,由此,可以容易地推定前方物体的种类(可以容易地决定搜索范围的大小)。 \n[0062] 以上,对本发明涉及的实施方式进行了说明,但本发明并不限于上述实施方式可以以多种方式实施。 \n[0063] 例如,本实施方式,虽然适用于搭载在车辆上的碰撞减轻装置,但也可以适用于车间距控制装置、跟踪行驶装置等其他驾驶辅助装置或周边监视装置等其他装置中,还可以作为物体检测装置单体而活用。另外,作为检测对象,除了前方的汽车和行人以外,也可以检测出其他物体。另外,作为搭载对象,除了车辆以外,还可以搭载在机器人等上。 [0064] 另外,在本实施方式中,构成为,作为雷达传感器而使用了毫米波雷达,但也可以使用激光雷达等其他的雷达传感器。另外,在本实施方式中,构成为,作为图像传感器而使用了立体照相机,但也可以使用立体照相机以外的照相机。另外,作为物体位置检测单元,也可以使用雷达传感器和图像传感器以外的检测单元。另外,构成为,作为物体位置检测单元而使用了毫米波雷达和立体照相机这两个检测单元,但也可以使用一个检测单元。例如,在只使用毫米波雷达时,只要从基于毫米波雷达而得到的多个毫米波目标中进行搜索即可,或在只使用立体照相机时,只要从基于立体照相机而得到的多个图像目标中进行搜索即可。 \n[0065] 另外,在本实施方式中,从车速传感器、舵角传感器、横摆率传感 器来接收各检测信号,但也可以构成为,从接收了各检测信号的其他的车辆ECU获得车速、舵角、横摆率等车辆信息。另外,也可以取得其他车辆ECU求出的转弯半径等,根据转弯半径等来推定本车辆的行进方向。 \n[0066] 另外,在本实施方式中,构成为,由碰撞减轻ECU来进行如下设定,即根据毫米波雷达的信息的毫米波目标的设定,和根据立体照相机的立体图像的图像目标的设定,但也可以构成为,在毫米波传感器中具备毫米波雷达以及处理部,在毫米波传感器内设定毫米波目标,另外,也可以构成为,在图像传感器中具备立体照相机以及图像处理部,在图像传感器内设定图像目标。 \n[0067] 另外,在本实施方式中,构成为,在根据毫米波雷达的信息的物体检测中,对于汽车设定高阈值,对于行人设定低阈值,但也可以不对所检测的物体进行这些限定,而可以将汽车、摩托车、路上铁板等各种物体作为对象,根据检测对象的物体针对毫米波的反射特性来分别设置阈值。 \n[0068] 另外,在本实施方式中,构成为,在毫米波目标设定部中设置高阈值和低阈值,根据是用哪一阈值设定的目标来推定是汽车还是行人,但是,关于物体种类的推定方法,可以使用各种方法,例如根据图像来推定物体的种类(例如,利用基于模式匹配的物体识别来推定物体种类,在彩色图像的情况下,利用肤色等的颜色检测来推定物体种类)等。 [0069] 另外,在本实施方式中,构成为,通过将毫米波的接收强度与各阈值进行比较来推定物体的种类,根据该种类来分别设定搜索范围,但也可以根据毫米波的接收强度的动态变化(例如,接收强度方差)来推定物体的种类,分别设定搜索范围。例如,对于行人,由于针对毫米波的反射不稳定,因此,比汽车而言,接收强度的方差大。 \n[0070] 另外,在本实施方式中,构成为,对用高阈值检测出的毫米波目标设定大的搜索范围,而对用低阈值检测出的毫米波目标设定小的搜索范围,但有时利用物体针对毫米波的反射特性和物体大小的关系,对用高阈值检测出的毫米波目标设定小的搜索范围,而对用低阈值检测出的毫米波目标设定大的搜索范围。另外,在能够利用物体针对毫米波的反射 特性和物体的大小之间的关系来设定3等级以上的阈值和搜索范围的情况下,可以设定3等级以上的阈值以及与各阈值相对应的搜索范围。 \n[0071] 另外,在本实施方式中,作为将多个位置检测结果综合而推定出的物体大小,设定基于毫米波目标信息和图像目标信息的横向的大小,但作为物体的大小,也可以是纵深方向的大小和高度方向的大小,或者二维的大小和三维的大小。 \n[0072] 产业上的可利用性 \n[0073] 本发明,通过按每个物体的种类设定搜索区域,能够与物体种类相应而高精度地检测物体。
法律信息
- 2020-10-20
未缴年费专利权终止
IPC(主分类): G01S 13/93
专利号: ZL 200680041536.1
申请日: 2006.10.31
授权公告日: 2012.03.21
- 2012-03-21
- 2009-01-07
- 2008-11-12
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有引用任何外部专利数据! |
被引用专利(该专利被哪些专利引用)
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