特許 6862465 センサによる間接計測によって自動車の周囲の少なくとも１つの物体の検出を向上させる方法、コントローラ、運転者支援システム、及び自動車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6862465

(24)【登録日】2021年4月2日

(45)【発行日】2021年4月21日

(54)【発明の名称】センサによる間接計測によって自動車の周囲の少なくとも１つの物体の検出を向上させる方法、コントローラ、運転者支援システム、及び自動車

(51)【国際特許分類】

   G01S 15/46 20060101AFI20210412BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20210412BHJP

   G01S 15/931 20200101ALI20210412BHJP

   G01S 15/87 20060101ALI20210412BHJP

【ＦＩ】

   G01S15/46

   G08G1/16 C

   G01S15/931

   G01S15/87

【請求項の数】14

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2018-548755(P2018-548755)

(86)(22)【出願日】2016年8月5日

(65)【公表番号】特表2019-512699(P2019-512699A)

(43)【公表日】2019年5月16日

(86)【国際出願番号】EP2016068797

(87)【国際公開番号】WO2017157483

(87)【国際公開日】20170921

【審査請求日】2018年11月14日

(31)【優先権主張番号】102016105022.9

(32)【優先日】2016年3月18日

(33)【優先権主張国】DE

(31)【優先権主張番号】102016105023.7

(32)【優先日】2016年3月18日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】508108903

【氏名又は名称】ヴァレオ・シャルター・ウント・ゼンゾーレン・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(72)【発明者】

【氏名】ティノ、ミルシュースキー

(72)【発明者】

【氏名】ジャン−フランソワ、バリアント

【審査官】 安井 英己

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１９４９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０２４５０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０３９４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３８８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６２８９２８２（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／５２− ７／６４，

Ｇ０１Ｓ １５／００−１５／９６，

Ｇ０８Ｇ １／００− １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車（１）の周囲（４）の少なくとも１つの物体（３）を検出する方法であって、
第１のセンサ（６）を作動させてセンサ信号を発信するステップと、
前記少なくとも１つの物体（３）から反射された前記センサ信号を表すセンサデータを第２のセンサ（６）から受信するステップと、
前記センサデータから、前記少なくとも１つの物体（３）を記述するための物体フィーチャ（ｘ_Ｐ，ｘ_Ｌ，ｘ_Ｕ）としてのファジィフィーチャ（ｘ_Ｕ）を生成するステップであって、前記ファジィフィーチャ（ｘ_Ｕ）は、楕円（ｘ_Ｅ）として表され、かつ、前記少なくとも１つの物体（３）と前記第１のセンサ（６）との間の距離と、前記少なくとも１つの物体（３）と前記第２のセンサ（６）との間の距離とを表すものである、ステップと、
前記第１のセンサ（６）及び／または前記第２のセンサ（６）の少なくとも１つの他の計測のセンサデータに基づいて、前記少なくとも１つの物体（３）を表す他の物体フィーチャ（ｘ_Ｐ，ｘ_Ｌ）を生成するステップと、
前記他の物体フィーチャ（ｘ_Ｐ，ｘ_Ｌ）および前記ファジィフィーチャ（ｘ_Ｕ）を共通の状態空間内に移すステップと、
前記ファジィフィーチャ（ｘ_Ｕ）と前記他の物体フィーチャ（ｘ_Ｐ，ｘ_Ｌ）との間の類似性を表すイノベーション関数（ｈ）に基づいて、前記ファジィフィーチャ（ｘ_Ｕ）および前記他の物体フィーチャ（ｘ_Ｐ，ｘ_Ｌ）を前記少なくとも一つの物体のうちの単一の物体と関連付けるべきであるか否かを決定するステップと、
前記ファジィフィーチャ（ｘ_Ｕ）および前記他の物体フィーチャ（ｘ_Ｐ，ｘ_Ｌ）を前記少なくとも一つの物体のうちの単一の物体と関連付けるべきであると決定された場合に、マージされた物体フィーチャを前記ファジィフィーチャ（ｘ_Ｕ）および前記他の物体フィーチャ（ｘ_Ｐ，ｘ_Ｌ）から生成するステップと、
を備え、
前記他の物体フィーチャ（ｘ_Ｐ，ｘ_Ｌ）から前記マージされた物体フィーチャを特定するために、前記イノベーション関数（ｈ）と前記イノベーション関数（ｈ）に対する増幅因数（Ｋ）とを含む線形マッピングルールを決定し、前記増幅因数（Ｋ）は、前記他の物体フィーチャ（ｘ_Ｐ，ｘ_Ｌ）の空間不確定性と前記ファジィフィーチャ（ｘ_Ｕ）の空間不確定性とに依存することを特徴とする方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法であって、
前記マージされた物体フィーチャの空間不確定性が最小となるように前記増幅因数（Ｋ）を決定することを特徴とする方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載の方法であって、
前記第１のセンサ（６）の位置（ｘ_Ｓ１）と前記第２のセンサ（６）の位置（ｘ_Ｓ２）とに基づいて前記楕円（ｘ_Ｅ）の焦点（ｘ_Ｆ１，ｘ_Ｆ２）を決定し、前記センサ信号の経過時間に基づいて前記楕円（ｘ_Ｅ）の長半径（ａ）の長さを決定し、前記焦点（ｘ_Ｆ１，ｘ_Ｆ２）と前記長半径（ａ）の前記長さとに基づいて、前記楕円（ｘ_Ｅ）の短半径（ｂ）の長さを決定することを特徴とする方法。

【請求項4】

請求項３に記載の方法であって、
前記焦点（ｘ_Ｆ１，ｘ_Ｆ２）の距離に基づいて前記楕円（ｘ_Ｅ）の離心率（ｅ）を決定し、前記長半径（ａ）の前記長さと前記離心率（ｅ）とから前記短半径（ｂ）の前記長さを決定することを特徴とする方法。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の方法であって、
前記他の物体フィーチャ（ｘ_Ｐ，ｘ_Ｌ）を特定して、前記自動車の前記周囲を表すデジタル周囲マップに取り入れ、続いて前記ファジィフィーチャ（ｘ_Ｕ）を特定して前記周囲マップに取り入れることを特徴とする方法。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の方法であって、
前記他の物体フィーチャ（ｘ_Ｐ，ｘ_Ｌ）として点フィーチャ（ｘ_Ｐ）または線フィーチャ（ｘ_Ｌ）を特定することを特徴とする方法。

【請求項7】

請求項６に記載の方法であって、
前記イノベーション関数（ｈ）を決定するために、前記ファジィフィーチャ（ｘ_Ｕ）と前記点フィーチャ（ｘ_Ｐ）との間の距離（ｄ）を表す計測モデル（ａ_Ｐ）、または前記ファジィフィーチャ（ｘ_Ｕ）と前記線フィーチャ（ｘ_Ｌ）との間の距離を表す計測モデル（ａ_Ｌ）を決定することを特徴とする方法。

【請求項8】

請求項７に記載の方法であって、
前記他の物体フィーチャ（ｘ_Ｐ，ｘ_Ｌ）が前記点フィーチャ（ｘ_Ｐ）である場合に、前記ファジィフィーチャ（ｘ_Ｕ）と前記点フィーチャ（ｘ_Ｐ）との間の距離（ｄ）を表す前記計測モデル（ａ_Ｐ）を決定するために、生成される楕円（ｘ’_Ｅ）を、前記点フィーチャ（ｘ_Ｐ）が前記生成される楕円（ｘ’_Ｅ）上に存在するように決定することを特徴とする方法。

【請求項9】

請求項７に記載の方法であって、
前記他の物体フィーチャ（ｘ_Ｐ，ｘ_Ｌ）が前記線フィーチャ（ｘ_Ｌ）である場合に、前記計測モデルを決定するために、生成される楕円（ｘ’_Ｅ）を、前記線フィーチャ（ｘ_Ｌ）が前記生成される楕円（ｘ’_Ｅ）に接して延在するように決定することを特徴とする方法。

【請求項10】

請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の方法であって、
前記楕円（ｘ_Ｅ）の長半径（ａ）の長さと前記計測モデル（ａ_Ｐまたはａ_Ｌ）との差に基づいて、前記イノベーション関数（ｈ）の出力を表すイノベーションを決定することを特徴とする方法。

【請求項11】

請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の方法を実行するように設計された、自動車（１）の運転者支援システム（２）に供されるコントローラ（５）。

【請求項12】

請求項１１に記載のコントローラ（５）を備えるとともに第１のセンサ（６）及び第２のセンサ（６）を備えた、自動車（１）に供される運転者支援システム（２）。

【請求項13】

請求項１２に記載の運転者支援システムであって、
前記第１のセンサ（６）及び前記第２のセンサ（６）は超音波センサであることを特徴とする運転者支援システム。

【請求項14】

請求項１２または請求項１３に記載の運転者支援システム（２）を備えた自動車（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車の周囲の少なくとも１つの物体を検出する方法に関し、当該方法では第１のセンサが作動してセンサ信号を発信し、少なくとも１つの物体から反射されたセンサ信号を表すセンサデータを第２のセンサから受信し、センサデータ中のファジィフィーチャを物体（オブジェクト）のフィーチャと判定し、当該ファジィフィーチャは、少なくとも１つの物体と第１のセンサとの間の距離と、少なくとも１つの物体と第２のセンサとの間の距離とを表す。さらに、本発明は、自動車に供されるコントローラ及び運転者支援システムに関する。最後に、本発明は自動車に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の周囲の物体を検出することができるものを使用する種々の方法が、先行技術から知られている。例えば、超音波センサ、レーダセンサ、レーザセンサ、またはカメラなどの対応するセンサを利用して、物体を認識することができる。さらに、センサのセンサ信号に基づいて、自動車と物体との間の距離、及び／または自動車と物体との間の相対距離を求めることが知られている。

【0003】

特に超音波センサによれば、間接計測を利用して物体を特定することができることが知られている。この目的で、第１の超音波センサが超音波信号を発信する。この超音波信号は物体で反射され、第２の超音波センサによって受信される。第１のセンサによる超音波信号の発信と物体から反射された超音波信号の第２のセンサによる受信との間の経過時間に基づいて、物体から第１のセンサ及び第２のセンサまでの距離を求めることができる。例えば、簡略化のために、２つのセンサの間、または２つのセンサ位置の間の中央に中心点が配置された円の上に物体が位置すると仮定し得る。ただし、このような間接計測からは、物体に対する角度情報項目を得ることができない。

【0004】

また、先行技術から、複数のセンサ、または異なるセンサの結果を融合させることによって、より高い信頼性で物体を検出することができることが知られている。このためには、例えば、それぞれのセンサによって供給されるセンサデータから、各場合において物体を表す物体フィーチャが特定されることが条件となり得る。このような物体フィーチャは、例えば、物体または物体の一部を表す点フィーチャまたは線フィーチャからなり得る。物体フィーチャに対して、空間不確定性または曖昧さを求めることもできる。自動車の周囲を表すデジタル周囲マップ内に物体フィーチャを取り入れることもできる。物体フィーチャをマージして種々のセンサの計測値を融合させることができる。

【発明の概要】

【0005】

本発明の目的は、自動車のセンサによって間接計測する場合に、自動車の周囲の物体の検出をいかに向上させ得るかに関する解決策を開示することである。

【0006】

本目的は、本発明に従い、各独立請求項に係る特徴を有する方法によって、コントローラによって、運転者支援システムによって、また自動車によって達成される。

【0007】

自動車の周囲の少なくとも１つの物体を検出する方法の一態様において、好ましくは、第１のセンサが作動してセンサ信号を発信する。さらに、前記少なくとも１つの物体から反射された前記センサ信号を表すセンサデータを特に第２のセンサから受信する。さらに、好ましくは、前記少なくとも１つの物体を表す物体（オブジェクト）フィーチャとしてのファジィフィーチャを前記センサデータから特定し、前記ファジィフィーチャが、前記少なくとも１つの物体と前記第１のセンサとの間の距離と、前記少なくとも１つの物体と前記第２のセンサとの間の距離とを表すものとする。特に、前記ファジィフィーチャを楕円として表す。さらに、特に、前記第１のセンサ及び／または前記第２のセンサの少なくとも１つの他の計測のセンサデータに基づいて、前記少なくとも１つの物体を表す他の物体フィーチャを特定する。特に、イノベーション関数を用いて前記他の物体フィーチャ及び前記ファジィフィーチャを共通の状態空間内に移す。ここで前記イノベーション関数が前記ファジィフィーチャと前記他の物体フィーチャとの間の類似性を表す。さらに、好ましくは、前記イノベーション関数に基づいて、前記他の物体フィーチャからマージされた物体フィーチャを特定する。

【0008】

本発明に係る方法は、自動車の周囲の少なくとも１つの物体を検出するように作用する。本方法において、第１のセンサが作動してセンサ信号を発信する。さらに、前記少なくとも１つの物体から反射された前記センサ信号を表すセンサデータを第２のセンサから受信する。前記少なくとも１つの物体を表す物体フィーチャとしてのファジィフィーチャを前記センサデータから特定し、前記ファジィフィーチャが、前記少なくとも１つの物体と前記第１のセンサとの間の距離と、前記少なくとも１つの物体と前記第２のセンサとの間の距離とを表す。この場合に、前記ファジィフィーチャを楕円として表す。さらに、前記第１のセンサ及び／または前記第２のセンサの少なくとも１つの他の計測のセンサデータに基づいて、前記少なくとも１つの物体を表す他の物体フィーチャを特定する。イノベーション関数を用いて前記他の物体フィーチャ及び前記ファジィフィーチャを共通の状態空間内に移し、前記イノベーション関数が前記ファジィフィーチャと前記他の物体フィーチャとの間の類似性を表す。最後に、前記イノベーション関数に基づいて、前記他の物体フィーチャからマージされた物体フィーチャを特定する。

【0009】

本方法を利用して、前記自動車の前記周囲の１つ以上の物体を検出及び／または認識する。例えば、前記自動車のコントローラまたは電子制御ユニットを使用して、本方法を実行し得る。前記コントローラを用い、前記自動車の第１のセンサを作動させて、前記第１のセンサが作動の結果としてセンサ信号を発信するようにすることが可能である。発信されたセンサ信号は、次いで前記少なくとも１つの物体に入射し、前記少なくとも１つの物体から反射される。反射された前記センサ信号、または前記センサ信号のエコーは、次いで前記第２のセンサによって受信される。前記第１のセンサ及び前記第２のセンサは超音波センサとすることができる。前記第２のセンサが反射された超音波信号を受信すると、前記第２のセンサは前記コントローラに送信されるセンサデータを供給する。これらのセンサデータは、例えば、反射された前記センサ信号を表す複数のセンサ値及び／または計測値を含み得る。前記第１のセンサによる前記センサ信号の発信と、前記第２のセンサによる反射された前記センサ信号の受信との間の経過時間に基づき、前記コントローラを使用して経過時間を求めることが可能である。この経過時間に基づいて、前記物体が前記第１のセンサ及び前記第２のセンサからどの程度離れているかを確認することができる。さらに、前記コントローラを利用して、前記物体を表すように作用するファジィフィーチャすなわちファジィな物体フィーチャを特定するものとする。

【0010】

このようなファジィフィーチャは、前記物体を表す（記述する）物体フィーチャを表現する。前記ファジィフィーチャによって、例えば、前記センサデータ、または前記センサ信号の前記経過時間に基づいて、前記物体に関する距離情報項目のみを得ることができるようになる。前記ファジィフィーチャは、前記第１のセンサと前記物体との間の距離と、前記第２のセンサと前記物体との間の距離とを表す。前記物体に関する角度情報項目を前記センサデータから得ることはできない。したがって、前記センサと前記物体との相対位置を正確に求めることはできない。前記ファジィフィーチャを、例えば、前記自動車の前記周囲を表すデジタル周囲マップに取り入れることは可能である。この場合に、前記ファジィフィーチャを、空間不確定性または曖昧さ（ファジィ性）を伴い前記周囲マップに取り入れることも可能である。他の物体フィーチャをこの周囲マップに取り入れることも可能である。これらの物体フィーチャは、例えば、前記自動車の他のセンサによる計測から特定されたものであり得る。前記他の物体フィーチャが前記第１のセンサ及び／または前記第２のセンサによって既に特定されたものであるとすることも可能である。

【0011】

本発明によれば、前記ファジィフィーチャを楕円として表すものとする。さらに、前記第１のセンサ及び／または前記第２のセンサの少なくとも１つの他の計測のセンサデータに基づいて前記少なくとも１つの物体を表す他の物体フィーチャを特定し、前記ファジィフィーチャを当該物体フィーチャとマージする。このような物体フィーチャは、例えば、空間における前記物体または前記物体の一部の位置を表す点すなわち点フィーチャとすることができる。前記物体フィーチャは、前記物体または前記物体の一部の境界を表す線すなわち線フィーチャとすることができる。前記周囲の前記物体をより詳細に特徴付けることができるように、このような物体フィーチャを前記ファジィフィーチャすなわち前記楕円とマージする。さらに、イノベーション関数を用いて前記他の物体フィーチャ及び前記ファジィフィーチャを共通の状態空間に移し、前記イノベーション関数が前記物体フィーチャと前記ファジィフィーチャとの間の類似性を表し、イノベーション関数に基づいて、前記物体フィーチャから、前記マージされた物体フィーチャを特定する。前記他の物体フィーチャ及び前記ファジィフィーチャを、共通の状態空間に移し、及び／または変換し得る。この状態空間は、例えば、前記他の物体フィーチャと前記ファジィな物体フィーチャとに対する共通の座標系を表現し得る。特に、前記状態空間は前記周囲マップと異なる。前記状態空間において、前記他の物体フィーチャの状態と前記ファジィフィーチャの状態とを表し得る。前記他の物体フィーチャと前記ファジィフィーチャとの間の類似性を特定する類似度を表現し得る前記イノベーション関数を、この状態空間において決定することも可能である。特に、前記イノベーション関数は、前記他の物体フィーチャの前記状態がいかに前記ファジィフィーチャの前記状態に類似するかを表し得る。前記イノベーション関数を利用して、前記他の物体フィーチャと前記ファジィフィーチャとのそれぞれの前記状態を、前記類似性の特定の対象でもある前記状態及び／またはディメンションのみを考慮するように表現することが可能である。例えば、前記イノベーション関数は、前記他の物体フィーチャと前記ファジィフィーチャとの間の距離、または前記他の物体フィーチャと前記ファジィフィーチャとの方向に関する差を表し得る。まず、前記イノベーション関数に基づいて、前記ファジィフィーチャが前記他の物体フィーチャに関連し得るか否かを判定することが可能である。関連性が生じる場合に、前記マージされた物体フィーチャを前記他の物体フィーチャから得る目的で、前記イノベーション関数を用いることが可能である。したがって、一方では前記第１のセンサ及び／または前記第２のセンサにより実行される少なくとも１つの直接計測によって、他方では前記第１のセンサ及び前記第２のセンサにより実行される間接計測によって、前記物体を検出することが可能である。例えば、まず複数の直接計測及び／または間接計測に基づいて前記物体を特定し、デジタル周囲マップに取り入れる。その後、このような物体を間接計測と融合することによって良化することが可能である。前記イノベーション関数によって計測の結果を統合することが可能であり、これにより前記物体の認識を向上させることが可能である。

【0012】

好ましくは、前記楕円の焦点を前記第１のセンサ及び前記第２のセンサの位置に基づいて決定し、前記センサ信号の経過時間に基づいて前記楕円の長半径の長さを決定し、前記焦点と前記長半径の前記長さとに基づいて前記楕円の短半径の長さを決定する。前記第１のセンサ及び前記第２のセンサの前記位置または設置位置は既知である。前記位置すなわち設置位置は、例えば、前記コントローラのメモリに記憶され得る。前記第１のセンサ及び前記第２のセンサのそれぞれの前記位置が前記楕円の２つの前記焦点に関連付けられるように、前記楕円を決定する。さらに、前記センサ信号の前記経過時間に基づいて前記楕円の前記長半径の前記長さを決定する。この目的で、前記センサ信号が反射された前記物体は前記楕円上に位置するものとする。前記センサ信号の前記経過時間は、第１の焦点から前記楕円上の前記物体を表す点までの経路に、当該点から第２の焦点までの経路を加えたものを表す。したがって、前記経過時間に関連付けられ得る経路は、前記楕円の前記短半径または前記長半径の２倍に相当する。前記焦点の前記位置と前記短半径の前記長さとから、前記短半径の前記長さを導出することが可能である。したがって、前記センサの既知の位置と前記センサ信号から求まる前記経過時間とに基づいて、前記楕円を容易に確定することができる。前記ファジィフィーチャは、前記間接計測の場合に、前記センサを使用して円としてではなく楕円として表されるため、前記物体の前記位置に関するより正確な情報項目を与えることができる。これにより、全体として、前記少なくとも１つの物体の、より正確でより信頼性の高い検出が可能になる。

【0013】

好ましくは、前記焦点の距離と前記短半径の前記長さとに基づいて前記楕円の離心率を決定し、前記長半径の前記長さと前記離心率とから前記短半径の前記長さを決定する。２つの前記センサのそれぞれの前記位置すなわち設置位置は既知であるため、前記第１のセンサと前記第２のセンサとの間の距離を決定することも可能である。この距離の半分は前記楕円の離心率とも称する。次いで、この離心率と前記楕円の前記長半径の前記長さとから、前記楕円の前記短半径の前記長さを決定することが可能である。前記楕円の前記短半径の前記長さは、前記長半径の前記長さの２乗から前記離心率の２乗を引いたものの平方根から得られる。したがって、前記ファジィフィーチャを表す、前記楕円の前記短半径の前記長さを、容易に、かつ短い計算時間の範囲で決定することが可能である。

【0014】

他の態様において、前記他の物体フィーチャを特定して、前記自動車の前記周囲を表すデジタル周囲マップに取り入れ、次いで、前記ファジィフィーチャを特定して前記デジタル周囲マップに取り入れる。前記物体フィーチャが既に前記周囲マップに取り込まれている場合もありうる。それに続いて、次に前記ファジィフィーチャを特定してもよい。まず、前記物体フィーチャ及び前記ファジィフィーチャが前記周囲の同じ物体を表すか否かを確認し得る。したがって、前記ファジィフィーチャと前記物体フィーチャとを互いに融合することが可能であるか否かを確認し得る。そうである場合には、まず関連付けが行われるとともに、これに基づき前記ファジィフィーチャと前記他の物体フィーチャとの融合すなわちマージが妥当であるか否かを確認する。このマージ時に、前記物体フィーチャから移行した、マージまたは更新された物体フィーチャを特定し得る。前記ファジィな物体フィーチャに基づいて、このマージされた物体フィーチャを特定する。したがって、前記物体をより高い信頼性で検出することができる。

【0015】

一態様において、前記他の物体フィーチャから、前記マージされた物体フィーチャを特定するために、前記イノベーション関数と前記イノベーション関数に対する増幅因数とを含む線形マッピングルールであって、前記増幅因数が前記他の物体フィーチャの空間不確定性と前記ファジィフィーチャの空間不確定性とに依存する線形マッピングルールを決定する。前記マージされた物体フィーチャを特定するために、前記線形マッピングルールを確定する。このマッピングルールはフィルタとも称される。原理的に、前記マッピングルールをカルマンフィルタのように定義し得る。前記マッピングルールは、前記イノベーション関数と、前記イノベーション関数を乗算する前記増幅因数とを含み得る。前記増幅因数はカルマン増幅度とも称される。前記増幅因数を、前記他の物体フィーチャ及び前記ファジィフィーチャのそれぞれの空間不確定性の関数として求め得る。前記空間不確定性を、それぞれの状態またはフィーチャの共分散または共分散行列を利用して求め得る。したがって、前記空間不確定性を考慮して、前記マージされた物体フィーチャを特定することができる。

【0016】

さらに、前記マージされた物体フィーチャの空間不確定性が最小となるように前記増幅因数を決定すれば、有利である。前記マージされた物体フィーチャを極力信頼性が高くなるように決定することを可能とするために、前記マージされた物体フィーチャの前記空間不確定性が極力小さくなるように、前記増幅因数を決定し得る。したがって、前記マージされた物体フィーチャの前記共分散行列が最小となるように、前記増幅因数を最小にし得る。例えば、前記共分散行列の固有値を最小にすることで、前記共分散行列を最小にし得る。この場合に、任意の単位ベクトルを用いて前記共分散行列を変換し得るとともに、次いで、このスカラー射影を最小にし得る。したがって、前記増幅因数を信頼性高く決定することができる。

【0017】

前記イノベーション関数に基づいて限界を決定し、前記イノベーション関数が前記限界を超える場合に、前記マージされた物体フィーチャの決定に際して前記ファジィフィーチャを考慮しないままにするものとすることも可能である。前記イノベーション関数を用いて、前記ファジィフィーチャと前記物体フィーチャとをマージすべきか否かを決定し得る。特に、前記イノベーション関数の期待値、及び／または前記イノベーション関数の共分散を求め得る。これから、マハラノビス距離とも称される限界を導出し得る。イノベーション関数のマハラノビス距離がこの限界より小さければ、前記マージされた物体フィーチャを特定することができる。イノベーションは、この場合にイノベーション関数の出力を表す。イノベーションがこの限界より大きい場合には、前記ファジィフィーチャを考慮することができない。

【0018】

好ましくは、前記他の物体フィーチャとして点フィーチャまたは線フィーチャを特定する。このような点フィーチャは、例えば、経時的に複数の時系列に連続する点において、または複数の時系列的に連続する計測において、前記第１のセンサ及び／または前記第２のセンサにより前記物体を検出することで特定され得る。例えば、前記物体に対する前記第１のセンサ及び／または前記第２のセンサ間の相対位置は、三角測量を利用して特定され得る。前記他の物体フィーチャはまた、物体または物体の一部の境界を表す線または線フィーチャからなり得る。例えば、自動車が前記物体を通過するとともに前記自動車が通過しながら継続して計測を実行する場合に、このような線フィーチャが取得される。次いで、前記物体までの距離を表すそれぞれの計測値またはセンサデータを結合して線フィーチャを形成し得る。前記線フィーチャを取得するために、複数の計測値を求め、前記計測値を亘る線を配置するものとし得る。

【0019】

さらに、前記イノベーション関数を決定するために、前記ファジィフィーチャと前記点フィーチャとの間の距離と、前記ファジィフィーチャと前記線フィーチャとの間の距離とを表す計測モデルを決定すると、有利である。前記計測モデルは、特に計測空間をマップし得る。前記他の物体フィーチャが前記点フィーチャである場合に、特に、生成される楕円を決定して、前記点フィーチャが前記楕円上に存在するように前記計測モデルを決定する。したがって、計測楕円とも称し得る、生成される楕円を決定して、前記計測モデルを決定する。前記生成される楕円は、前記ファジィフィーチャ及び/または前記計測を表す楕円に基づいて決定される。この場合に、前記生成される楕円及び前記楕円は、好ましくは同じ焦点を有する。前記生成される楕円を、前記点フィーチャが前記生成される楕円上に存在するように決定する。したがって、この楕円を用いて前記点フィーチャを前記物体として計測する場合に、ファジィフィーチャが楕円の形態でどのように現れなければならないかを確認する。前記楕円及び前記生成される楕円は同じ焦点を有するため、前記イノベーションは、前記長半径の長さどうしの差を表す。前記計測モデルは、前記第１のセンサの位置から前記点フィーチャを介して前記第２のセンサの位置へ至る経路の半分を表す。この経路の半分は、長半径に相当する。これにより、前記物体フィーチャが前記点フィーチャである場合についての前記計測モデルの容易な決定が可能になる。

【0020】

前記他の物体フィーチャが前記線フィーチャである場合には、特に、生成される楕円を決定して、前記線フィーチャが前記生成される楕円に接して延在するような前記計測モデルを決定する。原理的には、前記生成される楕円を決定して、前記生成される楕円が前記線フィーチャと交差するように前記計測モデルを決定し得る。ただし、それから２つの交点が得られる場合には、一意の解を求めることができない。したがって、前記線フィーチャに対して単一の交点のみを有するように、前記生成される楕円を決定する。このことは、前記線フィーチャが前記生成される楕円に接して延在する場合に当てはまる。したがって、前記物体フィーチャが前記線フィーチャである場合には、前記計測モデルを容易に決定することもできる。

【0021】

好ましくは、前記楕円の前記長半径の前記長さと前記計測モデルとの差に基づいて、前記イノベーション関数の出力を表すイノベーションを決定し得る。既述のように、前記計測モデルは、前記生成される楕円の前記長半径の前記長さを表す。これを、ファジィフィーチャとして特定された前記楕円の前記長半径の前記長さと比較し得る。したがって、前記ファジィフィーチャとしての前記楕円、または計測された前記楕円が前記生成される楕円とどのように異なるかを特定することができる。したがって、前記ファジィフィーチャまたは前記楕円と、前記物体フィーチャ、前記点フィーチャ、または前記線フィーチャとの間の類似性を、容易に特定することができる。

【0022】

自動車の運転者支援システムに供される、本発明に係るコントローラは、本発明に係る方法を実行するように設計されている。前記コントローラは、コンピュータ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサなどを備え得る。前記コントローラは、好ましくは、前記自動車の電子制御ユニットによって形成されている。

【0023】

自動車に供される、本発明に係る運転者支援システムは、本発明に係るコントローラと、さらに、特に超音波センサからなる第１のセンサ及び第２のセンサとを備える。前記コントローラは、データ伝送のために前記第１のセンサ及び前記第２のセンサに接続されている。前記第１のセンサは、この場合に前記センサ信号を発信する送信機として作用する。前記第２のセンサは、前記少なくとも１つの物体から反射された前記センサ信号を受信する受信機として作用する。前記運転者支援システムが、超音波センサ、カメラ、レーダセンサ、ライダーセンサ、レーザスキャナなどからなり得る他のセンサを有するものとすることも可能である。

【0024】

他の態様は、自動車の周囲の少なくとも１つの物体を検出する方法に関する。この場合に、好ましくは、第１のセンサが作動してセンサ信号を発信する。さらに、特に、前記少なくとも１つの物体から反射された前記センサ信号を表すセンサデータを、第２のセンサによって受信する。さらに、好ましくは、前記センサデータから、前記少なくとも１つの物体を表す物体フィーチャとしてファジィフィーチャを特定し、前記ファジィフィーチャは、前記少なくとも１つの物体と、前記第１のセンサの位置及び／または前記第２のセンサの位置との間の距離を表すものとする。特に、前記ファジィフィーチャを楕円として表し、前記第１のセンサの位置及び前記第２のセンサの位置に基づいて前記楕円の焦点を決定する。さらに、好ましくは、前記センサ信号の経過時間に基づいて前記楕円の長半径を決定し、特に、前記焦点及び前記長半径の前記長さに基づいて前記楕円の短半径の長さを決定する。

【0025】

本発明に係る自動車は、本発明に係る運転者支援システムを備える。前記自動車は、特に乗用車として設計されている。

【0026】

本発明に係る方法に関連して提供される好ましい態様とその利点とは、本発明に係るコントローラ、本発明に係る運転者支援システム、及び本発明に係る自動車に同様に当てはまる。

【0027】

請求項、図面、及び図面の説明から、本発明の他の特徴が得られる。本説明において上述した特徴及び特徴の組み合わせと、さらに、図面の説明において後述する、及び／または図面に示されるのみである特徴及び特徴の組み合わせとは、個別に特定される組み合わせのみならず、本発明の範囲から逸脱せずに、他の組み合わせで、または単独で利用可能である。したがって、さらに、図面に明示されずに説明されるが所在している本発明の実施形態であって、説明された実施形態とは別の特徴の組み合わせによって作ることができる本発明の実施形態が構成及び開示されているとみなせる。さらに、最初に定められた独立請求項の全ての特徴を同様には有していない特徴の態様及び組み合わせが開示されているとみなせる。さらに、特に上述の実施形態によって、請求項に関連して提示される特徴の組み合わせを超える、または逸脱する特徴の態様及び組み合わせが開示されているとみなせる。

【0028】

ここで、好ましい例示的な実施形態に基づいて、また添付の図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】図１は、物体を検出する複数のセンサを有する運転者支援システムを備えた、本発明の一実施形態に係る自動車を示す。

【図2】図２は、センサの直接計測の場合における物体の位置を表すのに用いられる円を示す。

【図3】図３は、センサの間接計測の場合における物体の位置を表すのに用いられる楕円を示す。

【図4】図４は、他の実施形態における図３の楕円を示す。

【図5】図５は、点フィーチャと楕円（ファジィフィーチャ）とをマージする場合の楕円及び点フィーチャの概略図を示す。

【図6】図６は、線フィーチャと楕円（ファジィフィーチャ）とをマージする場合の楕円及び線フィーチャの概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0030】

図中、同一の要素もしくは機能上同一の要素には同一の参照符号を付している。

【0031】

図１は、本発明の一実施形態に係る自動車１を平面図で示す。自動車１は、本例において乗用車として設計されている。自動車１は運転者支援システム２を備え、運転者支援システム２を使用して自動車１の周囲４の少なくとも１つの物体３を検出することが可能である。

【0032】

運転者支援システム２は、例えば自動車１の電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって構成され得るコントローラ５を備える。また、運転者支援システム２は複数のセンサ６、７を備える。センサ６、７は、例えば、超音波センサ、カメラ、レーダセンサ、ライダーセンサ、レーザスキャナなどからなり得る。本実施形態において、運転者支援システム２は１２個の超音波センサ６を備え、そのうちの６つが自動車１の前部領域８に配置されており、またそのうちの６つが自動車１の後部領域９に配置されている。超音波センサ６は、例えば、自動車１のバンパ上に配置され得る。各超音波センサ６によって、超音波信号を発信し得るとともに、物体３から反射された超音波信号を受信し得る。間接計測も実行され、間接計測においては、超音波センサ６のうちの１つが超音波信号を発信し、近接する超音波センサ６が物体３から反射された超音波信号を受信する。

【0033】

また、運転者支援システム２はカメラ７を備え、カメラ７によって物体３を検出することが可能である。カメラ７の後段に解析ユニットを接続することが可能であり、当該解析ユニットによってカメラ７の画像を解析することが可能である。物体３は、例えば、対応する物体認識アルゴリズムを用いて認識され得る。超音波センサ６及びカメラ７はそれぞれコントローラ５に接続されて、データ送信に供される。本例においては、理解しやすいように、対応するデータ線を図示しない。センサ６、７の各々によって計測を実行することが可能であり、これにより計測センサデータを生成する。これらのセンサデータは、次いでそれぞれのセンサ６、７によって、コントローラ５に送信され得る。

【0034】

コントローラ５は、センサ６、７のうちの１つから受信したセンサデータに基づいて、物体３を表す物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕを特定し得る。センサ６、７自体が物体フィーチャを特定し、次いで当該物体フィーチャをコントローラ５に送信するものとすることも可能である。物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕの特定は、いわゆるフィーチャ抽出段階において行われ得る。この目的で、類似のセンサのセンサデータの計測値の組み合わせすなわちマージを行うことができる。物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕを、例えば、自動車１の周囲４を表すデジタル周囲マップに取り入れることが可能である。異なるセンサから生じる、抽出された物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕを、まず周囲マップまたはフィーチャ抽出段階において融合し得る。物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕは、点フィーチャｘ_Ｐ、線フィーチャｘ_Ｌ、ファジィフィーチャｘ_Ｕからなり得る。

【0035】

これらの物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕを、周囲マップにおいて更新し得る。この目的で、新たな物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕを特定し得る。周囲マップに物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕが既に存在していて、新たな物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕを特定する場合に、まず、新たな物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕが周囲マップの物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕに関連し得るか否かを確認し得る。物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕが互いに関連する場合には、物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕをマージし得る。関連性が生じない場合には、新たな物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕを周囲マップに格納し得る。

【0036】

物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕは、超音波センサ６のセンサデータから特定され得る。超音波センサ６のセンサデータに基づいて、物体３までの距離を求めることが可能である。この目的で、超音波センサ６は、超音波信号を発信し、物体３から反射された超音波信号を受信する。次いで、超音波信号の発信と物体３から反射された超音波信号の受信との間の経過時間に基づいて、当該距離を求め得る。図１の例に示されるように、運転者支援システム２が複数の超音波センサ６を有する場合には、超音波センサ６を用いて直接計測及び間接計測を実行し得る。

【0037】

ここでは図２に、超音波センサ６の直接計測を概略的に示す。直接計測の場合に、超音波センサ６は超音波信号またはセンサ信号を発信し、さらに、物体３から反射された超音波信号または超音波信号のエコーを受信する。次いで、超音波信号の経過時間から、物体３が超音波センサ６の周りの円ｘ_Ｋまたは半円上に存在することを特定し得る。円ｘ_Ｋの半径は、超音波信号の経過時間の半分から得られる。矢印１０は、この場合におけるセンサ信号または超音波信号の信号経路を表す。

【0038】

図３に、超音波センサ６の間接計測を概略的に示す。この場合に、第１の超音波センサ６は送信機として動作する。この超音波センサ６は位置ｘ_ｓ１に配置されており、超音波信号を発信する。位置ｘ_ｓ２に配置された第２の超音波センサ６または近接する超音波センサ６は受信機として動作し、第１の超音波センサ６によって発信されて物体３から反射された超音波信号を受信する。この場合に、物体３は楕円ｘ_Ｅまたは半楕円上に存在し、超音波センサ６の位置ｘ_ｓ１、ｘ_ｓ２は、楕円ｘ_Ｅのそれぞれの焦点ｘ_Ｆ１、ｘ_Ｆ２に関連付けられる。

【0039】

既述のように、点フィーチャｘ_Ｐまたは線フィーチャｘ_Ｌは、超音波センサ６による複数の計測において生成されたセンサデータの組み合わせによって、物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕとして特定され得る。ただし、明確な空間位置を用いて物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕを特定することができない場合がある。このことは、例えば、十分なセンサデータが得られない場合に当てはまる。この場合に、物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕとしてファジィフィーチャｘ_Ｕを与えるものとする。直接計測の場合には、このことを、センサ位置からの計測距離を有するセンサ軸上に点が配置される、と表す。間接計測の場合には、中心点ｘ_Ｃが２つのセンサ位置ｘ_ｓ１、ｘ_ｓ２の平均値からなる円によって楕円を近似する。この中心点ｘ_Ｃを仮想センサ位置とも称する。当該円の半径は、楕円の短半径ｂの長さに相当する。これを次のように表すことができる。

【0040】

【数1】

【0041】

同様に、計算された半径を用いて、仮想センサの軸上にファジィフィーチャｘ_Ｕを生成する。センサデータに基づいて点フィーチャｘ_Ｐも線フィーチャｘ_Ｌも特定することができない場合でも、点フィーチャｘ_Ｐまたは線フィーチャｘ_Ｌをファジィフィーチャｘ_Ｕとマージするものとすることが可能である。

【0042】

点フィーチャｘ_Ｐ、線フィーチャｘ_Ｌ、及びファジィフィーチャｘ_Ｕは、期待値

【数2】

を有するガウス確率変数

【数3】

と、共分散行列

【数4】

として表される。したがって、点フィーチャ

【数5】

は、空間内に二次元座標によって表される。線フィーチャ

【数6】

は、二次元空間内の基点または回転中心と、当該線の角度

【数7】

とによって表される。本例の場合に、線の長さは確率論的にモデル化されない。最後に、ファジィフィーチャｘ_Ｕは、スカラーの確率変数

【数8】

によって表され、ここで、

【数9】

は、実際または仮想のセンサ位置

【数10】

からの、ファジィフィーチャのユークリッド距離である。

【0043】

物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕをマージするために、包括的な線形推定器の形式のマッピング関数を用いる。

【数11】

【0044】

この場合に、

【数12】

及び

【数13】

に、上述の物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕ、すなわち、点フィーチャｘ_Ｐ、線フィーチャｘ_Ｌ、及びファジィフィーチャｘ_Ｕが代入され得る。この目的で、特に、点フィーチャｘ_Ｐとファジィフィーチャｘ_Ｕとのマージ、または線フィーチャｘ_Ｌとファジィフィーチャｘ_Ｕとのマージを以降で説明する。マッピングルールによって２つの物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕを結合して、既に存在する物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕに関する他の情報項目を取得する。マッピングルールを利用して、第１の状態

【数14】

または第１の物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕからマージされた物体フィーチャ、またはマージされた状態

【数15】

を特定することができる。この目的で、確率論的イノベーション関数

【数16】

を用いる。

【0045】

イノベーション関数ｈは、物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕ及び／または物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕの状態の間の類似性を表す。マッピングルールまたはイノベーション関数ｈは、また、非線形であり得る。この場合に、次いでイノベーション関数ｈを線形化し得る。これは、一次のテーラー級数を利用して行うことが可能である。

【数17】

【0046】

この場合に、因数Ｈ_１及び因数Ｈ_２はヤコビ行列である。さらに、マッピングルールは増幅因数Ｋまたは増幅行列を含む。増幅因数Ｋは、

【数18】

が任意の単位ベクトルからなり得るとして、射影

【数19】

を最小にするように決定される。増幅因数Ｋを次のように表し得る。

【数20】

【0047】

本例の場合には、

【数21】

と、

【数22】

とは相関していないことを考慮する。したがって、

【数23】

が得られる。よって、マージされた結果と更新された共分散行列とは、

【数24】

となる。

【0048】

物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕ及び／または状態が互いに関連するか否かを確認するために、いわゆるマハラノビス距離を定義する。

【数25】

【0049】

マハラノビス距離によって限界が特定される。限界に達しなければ、状態または物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕの関連性は尤もらしい。さらに、他の幾何学的検討を用いて尤もらしさを確認することが可能である。

【0050】

物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕを互いに関連付けてマージすべきか否かを確認するために、物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕ及対して適切なイノベーション関数ｈを決定する。点フィーチャｘ_Ｐとファジィフィーチャｘ_Ｕとのマージに対するモデルと、線フィーチャｘ_Ｌとファジィフィーチャｘ_Ｕとのマージに対するモデルとについて、以下に説明する。両方のモデルは、計測モデルａ_Ｐ、ａ_Ｌとファジィフィーチャｘ_Ｕの計測された物体距離ｄ_ｕとの差分として決定される。計測モデルａ_Ｐ、ａ_Ｌは、既知の物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌを計測空間内に移し得る。この計測空間において、次いで、物体フィーチャｘ_Ｐ、ｘ_Ｌ、ｘ_Ｕを現計測値と比較し得る。

【0051】

点フィーチャｘ_Ｐをファジィフィーチャｘ_Ｕとマージする場合に、計測モデルａ_Ｐは、点フィーチャｘ_Ｐとセンサ位置ｘ_Ｓとの間のユークリッド距離ｄ_Ｐである。イノベーション関数ｈは、

【数26】

となる。

【0052】

線フィーチャｘ_Ｌをファジィフィーチャｘ_Ｕとマージする場合に、計測モデルａ_Ｌは、線フィーチャｘ_Ｌとセンサ位置ｘ_Ｓとの間の最短距離ｄ_Ｌの絶対値である。イノベーション関数ｈは、

【数27】

となる。

【0053】

２つのイノベーション関数ｈの図式的表記について、以下でより詳細に説明する。

【0054】

上述のように、ファジィフィーチャｘ_Ｕは、センサ位置

【数28】

から距離

【数29】

を有する円の距離計測値として表される。本モデルを、ファジィフィーチャを生成する計測の種類に関わらず用いる。超音波センサ６による直接計測の場合には、本モデルは信号経路に関して存在する情報項目を表す。超音波センサ６による間接計測については、このようなモデルは近似を表すにすぎず、その精度は、楕円がいかに円に近いかに依存する。この制約を取り除くために、まず、さらに間接計測からの情報項目を記憶することができるように、ファジィフィーチャｘ_Ｕの表記を拡張する。さらに、楕円距離計測値の形式で点フィーチャｘ_Ｐ及び線フィーチャｘ_Ｌをファジィフィーチャｘ_Ｕと結合することができるように、イノベーション関数ｈを決定する。

【0055】

図４は、ファジィフィーチャｘ_Ｕとしての楕円ｘ_Ｅの概略図を示す。様々な方法で楕円ｘ_Ｅを数学的に表すことが可能である。典型的な表記は、楕円ｘ_Ｅを点の集合とみなすものであり、点から２つの焦点

【数30】

及び

【数31】

までのユークリッド距離に相当する距離の合計が、長軸の長さ２ａからなる。

【数32】

【0056】

この表記の利点は、デカルト座標系に依存しないことである。また、楕円ｘ_Ｅを、長半径ａ及び短半径ｂを用いた陰関数表示の楕円方程式によって表し得る。

【数33】

【0057】

この方程式は楕円ｘ_Ｅの座標系で表され、当該座標系においてｘ軸は長半径ａの方向を向き、ｙ軸は短半径ｂの方向を向く。本例において、楕円ｘ_Ｅは角度αで傾斜している。いわゆる線形離心率ｅは、楕円ｘ_Ｅの他の特性である。

【数34】

線形離心率ｅは、楕円ｘ_Ｅの各焦点ｘ_Ｆ１、ｘ_Ｆ２と中心点

【数35】

との間の距離を表す。線形離心率ｅは、

【数36】

によって範囲が定められる。

【数37】

すなわち離心率が０である場合に、楕円ｘ_Ｅは円となる。

【数38】

の場合に、楕円ｘ_Ｅは直線に縮退する。

【0058】

ファジィフィーチャｘ_Ｕの拡張された表記を得るために、超音波センサ６の間接計測に関するすべての取得可能な情報項目を、フィーチャ抽出層（レイヤ）からデジタル周囲マップに転送する必要がある。例えば、２つの超音波センサ６の位置ｘ_Ｓと、超音波センサの経過時間に関する情報項目とを知る必要がある。次いで、長半径の長さａを、経過時間から、

【数39】

として求めることが可能である。離心率ｅは、超音波センサ６の距離から、

【数40】

として求めることが可能である。次いで、短半径ｂの長さを、これから、

【数41】

として求めることが可能であり、この場合に、融合時に短半径の長さｂは必要でない。

【0059】

この場合に、超音波センサ６間の距離、すなわちセンサ距離は完全に既知であるものとする。これは、例えばコントローラ５のメモリに記憶され得る。計測の不確かさは、長半径ａの長さと短半径ｂの長さとに反映される。長半径および短半径の長さａ，ｂは互いに異なるとともに線形離心率ｅに依存することから、楕円ｘ_Ｅの不確かさは、長半径および短半径に対する単一のスカラーの確率変数ａまたはｂを考慮することによって完全に反映される。超音波センサ

【数42】

を使用して直接計測することから、ファジィフィーチャｘ_Ｕは、長半径ａの長さによって確率論的に特定される。これから、

【数43】

が得られ、この場合に、

【数44】

はガウス曲線としてモデル化される。さらに、ファジィフィーチャを一意に特定するには、楕円の焦点ｘ_Ｆ１及び焦点ｘ_Ｆ２、または中心点

【数45】

とのマージによって表される両方のセンサ位置ｘ_Ｓのいずれかと、線形離心率ｅと、楕円ｘ_Ｅの方向αとが必要である。

【0060】

関連付け及びマージを決定するために、２つのイノベーション関数

【数46】

及び

【数47】

を決定する必要があり、それらを用いて、点フィーチャｘ_Ｐ及び線フィーチャｘ_Ｌをファジィフィーチャｘ_Ｕとマージすることが可能である。イノベーション関数ｈは、イノベーション関数ｈが計測モデル

【数48】

と、計測された楕円ｘ_Ｅの長半径ａとの差を考慮するように、決定される。

【数49】

【0061】

この場合に、状態

【数50】

に、点フィーチャｘ_Ｐの状態、または線フィーチャｘ_Ｌの状態を代入し得る。計測モデル

【数51】

によって、生成される楕円ｘ’_Ｅの長半径ａの長さを決定することが可能であり、点フィーチャｘ_Ｐは、１つの超音波センサ６または複数の超音波センサ６を用いて計測されるとすれば楕円ｘ’_Ｅ上に存在することになる。線フィーチャｘ_Ｌをファジィフィーチャｘ_Ｕとマージする場合には、計測モデル

【数52】

によって、生成される楕円ｘ_Ｅの長半径ａの長さを、線フィーチャｘ_Ｌが楕円ｘ_Ｅに接するように決定する。この場合に、線フィーチャｘ_Ｌが、ファジィフィーチャｘ_Ｕを特定する基となった計測と同じ超音波センサ６を用いた計測を基にして特定されたことを考慮し得る。

【0062】

点フィーチャｘ_Ｐ及び線フィーチャｘ_Ｌに対する計測モデルの決定について、以下に説明する。点フィーチャｘ_Ｐと楕円ｘ_Ｅとのマージに対する計測モデルａ_Ｐの決定について、点フィーチャｘ_Ｐ及び楕円ｘ_Ｅの概略図を示した図５に基づいて説明する。点フィーチャｘ_Ｐの場合に、計測モデルは次の定義から導出される。

【数53】

【0063】

本例の場合に計測モデルａ_Ｐを決定するために、生成される楕円ｘ’_Ｅを決定する。点フィーチャｘ_Ｐが生成される楕円ｘ’_Ｅ上に存在するように、生成される楕円ｘ’_Ｅを決定する。楕円ｘ’_Ｅから、生成される楕円ｘ’_Ｅの長半径ａの長さを求めることが可能である。

【数54】

【0064】

このことは、

【数55】

について当てはまる。条件

【数56】

が満たされるならば、点フィーチャｘ_Ｐは、焦点ｘ_Ｆ１、ｘ_Ｆ２を互いに接続する線上に存在する。この場合に、点フィーチャｘ_Ｐから有効な計測値を得ることはできない。すべての他の点フィーチャｘ_Ｐについて、有効な楕円を決定することが可能である。計測モデルａ_Ｐは、第１の焦点ｘ_Ｆ１から点フィーチャｘ_Ｐを経由して第２の焦点ｘ_Ｆ２まで延在する経路の半分から得られる。

【0065】

本モデルをイノベーション関数ｈに用いる。

【数57】

【0066】

イノベーション関数ｈの線形化後に、ヤコビ行列

【数58】

及び

【数59】

を求め得る。

【0067】

【数60】

点

【数61】

または点

【数62】

を除くすべての点について、ヤコビ行列

【数63】

を定義する。ただし、

【数64】

であれば、これを行うことはできない。

【0068】

線フィーチャｘ_Ｌと楕円ｘ_Ｅとのマージに対する計測モデルａ_Ｌの決定について、線フィーチャｘ_Ｌ及び楕円ｘ_Ｅの概略図を示した図６に基づいて説明する。生成される楕円ｘ’_Ｅに線フィーチャｘ_Ｌを交差させることによって、線フィーチャｘ_Ｌについての計測モデルａ_Ｌを決定することが可能である。線の形態をなす実際の物体を超音波センサ６によって間接計測することにより、当該線に接して延在する楕円の計測値が得られる。このことは、線または線フィーチャｘ_Ｌが、生成される楕円ｘ’_Ｅに接して延在しなければならないことを意味する。第１のステップにおいて、生成される楕円ｘ’_Ｅの局所座標系に存在する線フィーチャｘ_Ｌから解を導出する。次いで、あらゆるデカルト座標系において線フィーチャｘ_Ｌを用いることができるように、計測モデルａ_Ｌを拡張し得る。

【0069】

交点を求めるために、線または線フィーチャｘ_Ｌを陽関数表示のパラメータ形式で表す。

【数65】

これを陰関数表示の楕円方程式に挿入する。

【0070】

【数66】

当該方程式をパラメータｔについて解き、そこから交点を導出することができるようにする。当該方程式は二次であるため、当該方程式を一般の二次方程式の形式に変形する。次いで、その二次方程式を解く。

【0071】

【数67】

【0072】

固有解を得るためには、判別式が０でなければならない。

【数68】

【数69】

及び

【数70】

を挿入し、

【数71】

の代入を行うことによって、この特性式をａについて解くことが可能である。

【数72】

【0073】

長半径ａの長さを計算するためのこの解は、楕円ｘ_Ｅの局所座標系で定義される線フィーチャｘ_Ｌに当てはまる。したがって、一般に、線フィーチャｘ_Ｌを楕円ｘ_Ｅの局所座標系に変換する必要がある。

【数73】

【0074】

当該変形を解に挿入することにより、次の結果が得られる。

【数74】

【0075】

最後に、並んでいるベクトルを、

【数75】

と書き直して、さらに挿入する。この結果は、

【数76】

となる。

【0076】

なお、第１項において線フィーチャｘ_Ｌの傾き位置の回転は完全に消失し、第２項における角度変換のみが必要となる。第１式は線フィーチャｘ_Ｌと楕円ｘ_Ｅの中心点ｘ_Ｃとの間の最短距離の二乗であってこれは不変であることから、点フィーチャｘ_Ｐの回転は必要ない。得られる解は、

【数77】

の場合にのみ有効である。この条件が当てはまらない場合には、線フィーチャｘ_Ｌは２つの焦点ｘ_Ｆ１、ｘ_Ｆ２間の線分と交差する。この場合には、線フィーチャｘ_Ｌから正しい楕円ｘ_Ｅを得ることができない。

【0077】

幾何学的な見地では、計測モデルａ_Ｌは、線フィーチャｘ_Ｌ上の焦点ｘ_Ｆ１、ｘ_Ｆ２のうちの一方の射影と、当該焦点のうちの一方から楕円ｘ_Ｅの中心点ｘ_Ｃまでのユークリッド距離ｄの計算とによって決定される。この手法によって、線フィーチャｘ_Ｌが焦点ｘ_Ｆ１、ｘ_Ｆ２のうちの一方または両方の上に存在する場合に、条件

【数78】

が維持されることを容易に示すことができる。

【0078】

上述の解を、次のように表されるイノベーション関数ｈに用いる。

【数79】

【0079】

さらに、ヤコビ行列

【数80】

を求める。

【0080】

ヤコビ行列

【数81】

は、

【数82】

のケースを除くすべての場合について定義される。当該ケースの場合に、線フィーチャｘ_Ｌは楕円ｘ_Ｅの主軸に垂直であって、楕円ｘ_Ｅの中心点ｘ_Ｃを通って延在する。このケースは、特性

【数83】

によって除外済みである。

【0081】

最後に、楕円ｘ_Ｅについて求まったイノベーション関数ｈが、円についての既存のモデルの一般形であることを示す。

【数84】

または

【数85】

である、円の特別の場合について、上述の計測モデルは数学的に等価である。

【数86】

【数87】

【0082】

なお、線についての既存の計測モデルの垂線は、反対方向を指す。

【0083】

本例では、超音波センサ６に基づく間接計測について説明した。自動車１の他のセンサのセンサデータを用いるものとすることが可能である。例えば、カメラ７の計測から物体フィーチャを生成して、周囲マップに取り入れることが可能である。この方法によって、物体３を高い信頼性で検出することが可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】