特許 7193234 物体検出装置、物体検出システム

(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】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】物体検出装置、物体検出システム

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/931 20200101AFI20221213BHJP

   G01S 15/931 20200101ALI20221213BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20221213BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

G01S13/931

G01S15/931

G01S17/931

G08G1/16 C

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018018868

(22)【出願日】2018-02-06

(65)【公開番号】P2019138636

(43)【公開日】2019-08-22

【審査請求日】2020-07-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100176728

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100139491

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 隆慶

(72)【発明者】

【氏名】錦戸 正光

(72)【発明者】

【氏名】金山 幸年

(72)【発明者】

【氏名】橋本 直

【審査官】山下 雅人

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－０１６４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７８９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３１５２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１９５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５０９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１７８８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１７８８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１６４７２９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００－１７／９５

Ｇ０８Ｇ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出波を放射する放射部と、
前記検出波の反射波を検出する検出部と、
前記反射波の到来方向および飛行距離を推定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記到来方向および前記飛行距離があらかじめ設定された検出対象範囲に含まれる場合のみ、前記反射波の検出結果に対して物体検出処理を行い、
前記制御部は、前記検出対象範囲に基づいて、前記検出波の、前記放射部により垂直方向において放射される角度範囲である放射範囲を決定する処理を行い、
前記放射範囲を決定する処理は、前記放射範囲が前記検出対象範囲の上端水平面よりも高い位置まで広がっている場合に、前記放射部により前記検出対象範囲の上端水平面に対して最も大きい角度で斜め上方に放射される検出波の放射角度が減少して、前記検出対象範囲と前記放射範囲とが互いに重複する割合が増加するように前記放射範囲を変更する処理を含む、
物体検出装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記検出対象範囲を含むように前記放射範囲を決定する、
請求項１に記載の物体検出装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記検出対象範囲と前記放射範囲とが互いに最も多く重複するように前記放射範囲を決定する、
請求項１または２に記載の物体検出装置。

【請求項4】

移動体に搭載され、
前記放射部は、前記移動体の右側面または左側面に沿って、決定された前記放射範囲で前記検出波を放射する、
請求項１乃至３いずれか１項に記載の物体検出装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記反射波の強度値が所定強度値以上の場合、前記到来方向の前記飛行距離に物体を検出する、
請求項１乃至４いずれか１項に記載の物体検出装置。

【請求項6】

前記検出波は、電磁波または超音波を含む、
請求項１乃至５いずれか１項に記載の物体検出装置。

【請求項7】

検出波を放射する放射部と、
前記検出波の反射波を検出する検出部と、
前記反射波の到来方向および飛行距離を推定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記到来方向および前記飛行距離があらかじめ設定された検出対象範囲に含まれる場合のみ、前記反射波の検出結果に対して物体検出処理を行い、
前記制御部は、前記検出対象範囲に基づいて、前記検出波の、前記放射部により垂直方向において放射される角度範囲である放射範囲を決定する処理を行い、
前記放射範囲を決定する処理は、前記放射範囲が前記検出対象範囲の上端水平面よりも高い位置まで広がっている場合に、前記放射部により前記検出対象範囲の上端水平面に対して最も大きい角度で斜め上方に放射される検出波の放射角度が減少して、前記検出対象範囲と前記放射範囲とが互いに重複する割合が増加するように前記放射範囲を変更する処理を含む、
物体検出システム。

【請求項8】

検出波を放射する放射部と、
前記検出波の反射波を検出する検出部と、
前記反射波の到来方向および飛行距離を推定するサブ制御部と、
前記到来方向および前記飛行距離があらかじめ設定された検出対象範囲に含まれる場合のみ、前記反射波の検出結果に対して物体検出処理を行うメイン制御部と、
を備え、
前記サブ制御部は、前記検出対象範囲に基づいて、前記検出波の、前記放射部により垂直方向において放射される角度範囲である放射範囲を決定する処理を行い、
前記放射範囲を決定する処理は、前記放射範囲が前記検出対象範囲の上端水平面よりも高い位置まで広がっている場合に、前記放射部により前記検出対象範囲の上端水平面に対して最も大きい角度で斜め上方に放射される検出波の放射角度が減少して、前記検出対象範囲と前記放射範囲とが互いに重複する割合が増加するように前記放射範囲を変更する処理を含む、
物体検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物体検出装置、物体検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ミリ波を放射してその反射波を検出することで物体を検出する物体検出装置が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－５７５８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような物体検出装置において、物体検出処理の対象となる範囲（検出対象範囲）を変更することは有益である。また、ミリ波に限られず、電磁波または超音波などの検出波を放射してその反射波を検出することで物体を検出する装置においても、検出対象範囲を変更することは有益である。

【0005】

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、物体の検出対象範囲を変更することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明に係る物体検出装置は、検出波を放射する放射部と、前記検出波の反射波を検出する検出部と、前記反射波の到来方向および飛行距離を推定する制御部と、を備え、前記制御部は、前記到来方向および前記飛行距離が検出対象範囲に含まれる場合のみ、前記反射波の検出結果に対して物体検出処理を行う。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、物体の検出対象範囲を変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の一実施形態に係る物体検出システムの機能構成を模式的に示すブロック図である。

【図2】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置の移動体への取り付け例を示す図である。

【図3】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置の移動体への取り付け例を示す図である。

【図4】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置の移動体への取り付け例を示す図である。

【図5】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出波の放射領域を示す図である。

【図6】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出波の放射領域を示す図である。

【図7】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出波の放射領域を示す図である。

【図8】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出対象範囲を示す図である。

【図9】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出対象範囲を示す図である。

【図10】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出対象範囲を示す図である。

【図11】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、第１の検出対象範囲を示す図である。

【図12】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、第２の検出対象範囲を示す図である。

【図13】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出波の放射領域を示す図である。

【図14】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出波の放射領域を示す図である。

【図15】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出波の放射領域を示す図である。

【図16】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出動作を説明するためのフローチャートである。

【図17】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出対象範囲を示す図である。

【図18】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出対象範囲を示す図である。

【図19】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出対象範囲を示す図である。

【図20】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出対象範囲を示す図である。

【図21】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出対象範囲を示す図である。

【図22】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出対象範囲を示す図である。

【図23】本開示の一実施形態に係る物体検出システムにおいて、物体検出装置による検出対象範囲を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0010】

図１に示すように、本開示の一実施形態に係る物体検出システム１は、制御装置１０、第１の物体検出装置１００ａおよび第２の物体検出装置１００ｂを含む。図１においては、第１の物体検出装置１００ａについてのみ詳細な構成を示し、第２の物体検出装置１００ｂについては詳細な構成を省略して示している。

【0011】

第１の物体検出装置１００ａおよび第２の物体検出装置１００ｂは、ＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ＲａｎｇｉｎｇまたはＬａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏn ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）、ミリ波レーダー、超音波センサ、単眼カメラ、ステレオカメラ、赤外線カメラまたは暗視カメラなどを構成する。

【0012】

図１に示すように、第１の物体検出装置１００ａは、サブ制御部１０１ａ、サブ記憶部１０２ａ、サブ通信部１０３ａ、放射部１０４ａ、放射領域調整部１０５ａ、検出部１０６ａを含む。

【0013】

サブ制御部１０１ａは、第１の物体検出装置１００ａ全体を制御および管理するプロセッサを含む。サブ制御部１０１ａは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサを含む。サブ制御部１０１ａは、放射部１０４ａが放射する検出波の放射範囲を決定する。サブ制御部１０１ａは、放射部１０４ａが放射した検出波および検出部１０６ａが検出したその反射波に関する情報に基づいて物体検出処理を行う。

【0014】

記憶部１０２ａは、半導体メモリまたは磁気メモリなどを含んで構成され、第１の物体検出装置１０１ａを制御するための各種データおよび各種プログラムを記憶すると共にワークメモリとしても機能する。

【0015】

サブ通信部１０３ａは、制御装置１０、第２の物体検出装置１００ｂまたは外部装置と有線通信または無線通信を行うことにより、それらと各種データの送受信を行う。

【0016】

放射部１０４ａは、電磁波または超音波などの検出波を放射する。放射部１０４ａは、例えば、電磁波として、可視光、赤外光、紫外光、電波、マイクロ波、ミリ波またはサブミリ波を放射する。

【0017】

放射範囲調整部１０５ａは、サブ制御部１０１ａが決定した放射範囲に従って、放射部１０４ａから放射される検出波の放射範囲を調整する。放射範囲調整部１０５ａは、例えば、アンテナの物理的な形状、レンズ、ミラーまたは超音波送信素子の物理的な形状により検出波の放射範囲を調整する。

【0018】

検出部１０６ａは、放射部１０４ａから放射された検出波の反射波を検出する。

【0019】

本開示の実施形態に係る物体検出システム１において、第１の物体検出装置１００ａ、第２の物体検出装置１００ｂは同じ構成であるため、第２の物体検出装置１００ｂについては詳細な構成の説明を省略する。

【0020】

以下では、第１の物体検出装置１００ａおよび第２の物体検出装置１００ｂをそれぞれ区別しない場合、それらを総称して物体検出装置１００とする。また、以下では、第２の物体検出装置１００ｂにおける第１の物体検出装置１００ａに相当する構成部については、第１の物体検出装置１００ａにおける各構成部に付している符号ａを符号ｂに代えて記載する。尚、第１の物体検出装置１００ａおよび第２の物体検出装置１００ｂにおける互いに相当する構成部をそれぞれ区別しない場合には、符号ａおよび符号ｂを省略して記載する。

【0021】

図１に示すように、制御装置１０は、メイン制御部１１、メイン記憶部１２、メイン通信部１３を含む。

【0022】

メイン制御部１１は、物体検出システム１全体を制御および管理するプロセッサを含む。メイン制御部１１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサを含む。メイン制御部１１は、サブ制御部１０１ａおよびサブ制御部１０１ｂに代わって物体の物体検出処理を行ってもよい。

【0023】

メイン記憶部１２は、半導体メモリまたは磁気メモリなどを含んで構成され、電磁波検出システム１を制御するための各種データおよび各種プログラムを記憶すると共にワークメモリとしても機能する。

【0024】

メイン通信部１３は、各物体検出装置１００または外部装置と有線通信または無線通信を行うことにより、それらと各種データの送受信を行う。

【0025】

図２、図３および図４に示すように、本開示の一実施形態に係る物体検出システム１において、第１の物体検出装置１００ａおよび第２の物体検出装置１００ｂはそれぞれ、移動体Ｚの左右のサイドミラーに取り付けられている。尚、本開示の一実施形態において、移動体Ｚは車両であるが、これに限られない。

【0026】

図５、図６および図７に示すように、本開示の一実施形態に係る物体検出システム１において、第１の物体検出装置１００ａおよび第２の物体検出装置１００ｂはそれぞれ、移動体Ｚの右側面および左側面に向けて検出波を放射する。図５、図６および図７において、ＡおよびＢが示す領域はそれぞれ、第１の物体検出装置１００ａおよび第２の物体検出装置１００ｂによる検出波の放射範囲である。

【0027】

図８、図９および図１０に示すように、本開示の一実施形態に係る物体検出システム１において、第１の物体検出装置１００ａおよび第２の物体検出装置１００ｂはそれぞれ、物体の物体検出処理を行う対象となる範囲（検出対象範囲）の切り出しを行ってもよい。図８、図９および図１０において、符号ａおよび符号ｂが示す領域はそれぞれ、第１の物体検出装置１００ａおよび第２の物体検出装置１００ｂにより切り出された検出対象範囲である。

【0028】

検出対象範囲の切り出しとは、物体検出装置１００が放射した検出波の反射波の検出可能範囲から、検出対象範囲を切り出すことである。すなわち、本開示の一実施形態に係る物体検出システム１において、物体検出装置１００は、検出対象範囲以外の物体については物体の物体検出処理を行わなくてもよい。

【0029】

本開示の一実施形態に係る物体検出システム１において、第１の物体検出装置１００ａの検出対象範囲（第１の検出対象範囲Ｓａ）および第２の物体検出装置１００ｂの検出対象範囲（第２の検出対象範囲Ｓｂ）はそれぞれ、物体検出装置１００毎に予め設定されている。第１の検出対象範囲Ｓａおよび第２の検出対象範囲Ｓｂはそれぞれ、例えば、サブ記憶部１０２ａおよびサブ記憶部１０２ｂに記憶されている。尚、第１の物体検出装置１００ａの検出対象範囲および第２の物体検出装置１００ｂの検出対象範囲は共通のものであってもよい。

【0030】

図１１に示すように、本開示の一実施形態に係る物体検出システム１において、第１の検出対象範囲Ｓａは、θａ（ｒａｄ）、φａ（ｒａｄ）およびＲａ（ｍ）の組み合わせで定義される。また、図１２に示すように、本開示の一実施形態に係る物体検出システム１において、第２の検出対象範囲Ｓｂは、θｂ（ｒａｄ）、φｂ（ｒａｄ）およびＲｂ（ｍ）の組み合わせで定義される。

【0031】

図１１に示すθａ（ｒａｄ）、φａ（ｒａｄ）およびＲａ（ｍ）はそれぞれ、図１３および図１４に示すように、第１の物体検出装置１００ａと点Ｐａとを結ぶ線分Ｌａと基準線Ｍａとのなす角のうち水平方向の角度、線分Ｌａと基準線Ｍａとのなす角のうち垂直方向の角度、および線分Ｌａの長さである。尚、角度θａ（ｒａｄ）、角度φａ（ｒａｄ）により、第１の物体検出装置１００ａから見た点Ｐａの方向が定義される。

【0032】

図１２に示すθｂ（ｒａｄ）、φｂ（ｒａｄ）およびＲｂ（ｍ）はそれぞれ、図１３および図１５に示すように、第１の物体検出装置１００ｂと点Ｐｂとを結ぶ線分Ｌｂと基準線Ｍｂとのなす角のうち水平方向の角度、線分Ｌｂと基準線Ｍｂとのなす角のうち垂直方向の角度、および線分Ｌｂの長さである。尚、角度θｂ（ｒａｄ）、角度φｂ（ｒａｄ）により、第２の物体検出装置１００ｂから見た点Ｐｂの方向が定義される。

【0033】

図１６を参照して、物体検出装置１００が検出波を放射してから検出結果を出力するまでの処理（物体検出動作）を説明する。

【0034】

サブ制御部１０１は、検出対象範囲に基づいて検出波の放射範囲を決定して放射範囲調整部１０５に通知する（Ｓ１６０１）。

【0035】

放射範囲調整部１０５は、Ｓ１６０１の処理でサブ制御部１０１から通知された放射範囲に従って、放射部１０４から放射される検出波の放射範囲を調整する（Ｓ１６０２）。放射部１０４は、検出波を放射する（Ｓ１６０３）。

【0036】

検出部１０６は、放射部１０４から放射された検出波の反射波を検出して検出結果をサブ制御部１０１に通知する（Ｓ１６０４）。サブ制御部１０１は、Ｓ１６０４の処理で検出部１０６から通知された検出結果に基づいて、検出された反射波の到来方向および飛行距離を推定する（Ｓ１６０５）。

【0037】

サブ制御部１０１は、Ｓ１６０５の処理で推定した到来方向および飛行距離が検出対象範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１６０６）。

【0038】

サブ制御部１０１は、Ｓ１６０６の処理で検出対象範囲内ではないと判定した場合（Ｓ１６０６／ＮＯ）、上記検出結果を物体検出処理の対象から除外し（Ｓ１６０７）、検出対象範囲内であると判定した場合（Ｓ１６０６／ＹＥＳ）、上記検出結果を物体検出処理の対象として抽出する（Ｓ１６０８）。

【0039】

サブ制御部１０１は、上記検出結果に基づいて、Ｓ１６０８の処理で抽出した対象の反射波の強度値を推定する（Ｓ１６０９）。

【0040】

サブ制御部１０１は、Ｓ１６０９の処理で推定した強度値が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ１６１０）。所定値は、予め設定された任意の値であり、例えば、メイン記憶部１２またはサブ記憶部１０２に記憶されている。

【0041】

サブ制御部１０１は、Ｓ１６１０の処理で所定値以上ではないと判定した場合（Ｓ１６１０／ＮＯ）、その対象をノイズとして処理し（Ｓ１６１１）、所定値以上であると判定した場合（Ｓ１６１０／ＹＥＳ）、物体として検出し（Ｓ１６１２）、物体の検出結果を出力して（Ｓ１６１３）、物体検出動作を終了する。尚、Ｓ１６０９～Ｓ１６１２の少なくともいずれかの処理が物体検出処理である。

【0042】

本開示の一実施形態に係る物体検出システム１は、サブ制御部１０１は、検出対象範囲に基づいて放射範囲を決定してもよい。例えば、サブ制御部１０１は、検出対象範囲を含むように放射範囲を決定してもよいし、検出対象範囲と放射範囲とが互いに最も多く重複するように放射範囲を決定してもよい。

【0043】

本開示の一実施形態に係る物体検出システム１は、サブ制御部１０１は、検出対象範囲に基づいて放射範囲を変更してもよい。例えば、サブ制御部１０１は、図８、図９および図１０に示す放射範囲を、図１７、図１８および図１９に示す放射範囲へと変更してもよい。

【0044】

本開示の一実施形態に係る物体検出システム１において、サブ制御部１０１は、図２０に示すように、移動体Ｚの進行方向に基づいて検出対象範囲を決定してもよい。

【0045】

本開示の一実施形態に係る物体検出システム１において、サブ制御部１０１は、図２１に示すように、移動体Ｚが進行する走行レーンの位置に基づいて検出対象範囲を決定してもよい。

【0046】

本開示の一実施形態に係る物体検出システム１において、サブ制御部１０１は、図２２に示すように、移動体Ｚが進行する走行レーンの形状に基づいて検出対象範囲を決定してもよい。

【0047】

本開示の一実施形態に係る物体検出システム１において、サブ制御部１０１は、図２３に示すように、移動体Ｚが進行する走行レーンの隣接レーンの形状に基づいて検出対象範囲を決定してもよい。

【0048】

サブ制御部１０１は、例えば、移動体Ｚの操舵角、ジャイロセンサおよび加速度センサなどのセンサ情報、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）情報および地図情報の少なくともいずれかに基づいて、移動体Ｚの進行方向、移動体Ｚの進行レーンの形状またはその隣接レーンの形状を推定してもよい。

【0049】

本開示の一実施形態に係る物体検出システム１において、制御装置１０と第１の物体検出装置１００ａおよび第２の物体検出装置１００ｂとは別々の装置であるが、第１の物体検出装置１００ａまたは第２の物体検出装置１００ｂのうちいずれかの物体検出装置１００が制御装置１０の機能を含んでもよい。

【0050】

本開示の一実施形態に係る物体検出システム１は、物体検出装置１００を１以上含んでいればよい。

【符号の説明】

【0051】

１ 物体検出システム
１０ 制御装置
１１ メイン制御部
１２ メイン記憶部
１３ メイン通信部
１００ａ 第１の物体検出装置
１００ｂ 第２の物体検出装置
１０１ａ サブ制御部
１０２ａ サブ記憶部
１０３ａ サブ通信部
１０４ａ 放射部
１０５ａ 放射範囲調整部
１０６ａ 検出部
Ｚ 移動体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】