JP2003044995A - 物体種別判別装置及び物体種別判別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 物体の形状に拘わらず、車両前方に存在する
物体が車両の走行の妨げになるものかどうかを適切に判
別できるようにする。 【解決手段】 スキャニングレーザレーダ３により自車
両前方の物体を複数の検出点の点列として検出し、この
点列をグルーピング処理部４によりグルーピングしてそ
の点列の位置情報を判別部８に供給する。また、カメラ
６により自車両前方の画像を撮像し、この画像を画像処
理部７により処理してエッジ画像を生成し、このエッジ
画像を判別部８に供給する。判別部８は、グルーピング
処理部４から供給される点列の位置情報と、画像処理部
７から供給されるエッジ画像とを照合することによっ
て、自車両前方に存在する物体の高さ位置についての判
断を行い、この物体が自車両の走行の妨げになるものか
どうかを判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載されて
車両前方に存在する物体の種別を判別する物体種別判別
装置及び物体種別判別方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両が走行する道路上及びその周
囲の物体を認識し、その認識結果に応じて車両のブレー
キアクチュエータやスロットルアクチュエータを駆動す
ることで、車両の走行を自動制御する車両走行自動制御
システムの研究開発が盛んに進められている。このよう
な車両走行自動制御システムでは、スキャニングレーザ
レーダを用いた物体種別判別装置により車両前方に存在
する物体の種別を判別し、その判別結果に基づいて、例
えば、先行車両との車間距離を調整したり、障害物を回
避するといったような走行制御を行うようにしているも
のが一般的である。

【０００３】スキャニングレーザレーダを用いた物体種
別判別装置では、通常、車両前方に向けてパルス状のレ
ーザ光を出射してこれを路面に対して水平に走査させ、
車両前方に存在する物体にて反射された反射レーザ光を
複数の検出点の点列として検出する。そして、検出され
た複数の検出点の中から、車両からの距離が略等しく、
互いに近接した位置にあるものを同一の物体を示す検出
点の点列としてグルーピングする。そして、このグルー
ピングされた検出点の点列の大きさや形状、車両や他の
グルーピングされた検出点の点列との位置関係等から、
この検出点の点列で示される物体の種別を判別するよう
にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の物体種別判別装置に用いられるスキャニングレーザ
レーダからの出力、すなわち、スキャニングレーザレー
ダにより検出される検出点からは、車両前方に存在する
物体の高さに関する情報が得られない。このため、従来
の物体種別判別装置では、例えば、車両の走行の妨げに
ならない高さ位置に看板等が設置されている場合に、こ
れを車両前方の障害物として判別してしまい、その結
果、これを避けるような不要な走行制御が行われるとい
った不都合が生じる場合があった。

【０００５】車両の走行の妨げにならない看板等を適切
に認識する方法としては、例えば特開平２０００−３４
６６５３号公報にて開示されるように、車両前方の画像
を撮像し、この車両前方の画像上に現れる物体と、予め
データベースに格納された形状パターンとのパターンマ
ッチングを行って、車両前方に現れる物体が看板等を示
す形状パターンと一致した場合に、この物体を看板等で
あると認識する方法が考えられる。

【０００６】しかしながら、このような方法では、予め
データベースに格納された形状パターンと一致しない物
体については、その種別を適切に認識できないという問
題がある。また、このような問題に対処すべく、多様な
形状パターンをデータベースに格納して様々な形状に対
応できるようにすると、認識処理に長時間を要すること
になり、瞬時の判断が要求される車両走行自動制御シス
テムへの適用が困難となる。

【０００７】本発明は、以上のような従来の実情に鑑み
て創案されたものであって、物体の形状に拘わらず、車
両前方に存在する物体が車両の走行の妨げになるものか
どうかを適切に判別することができる物体種別判別装置
及び物体種別判別方法を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、車両に搭載されて車両前方に存在する物体の種別を
判別する物体種別判別装置であって、前記車両前方に電
磁波を走査させ、その反射電磁波をもとに前記車両前方
に存在する物体を複数の検出点の点列として検出して、
この検出した点列の前記車両からの距離及び方位を示す
位置情報を出力する物体検出手段と、前記車両前方の画
像を撮像し、この画像から前記車両前方に存在する物体
のエッジを検出してエッジ画像として出力するエッジ検
出手段と、前記物体検出手段から出力された点列の位置
情報と、前記エッジ検出手段から出力されたエッジ画像
とに基づいて、前記車両前方に存在する物体の種別を判
別する判別手段とを備え、前記判別手段が、前記物体検
出手段から出力された点列の位置情報をもとに、前記エ
ッジ検出手段から出力されたエッジ画像上において、前
記物体検出手段により検出された点列で示される物体が
存在する位置での路面高さを検出し、この検出したエッ
ジ画像上の路面高さを基準にして前記車両の高さに相当
する高さ位置を求め、この車両の高さに相当する高さ位
置よりも上方に、前記車両前方に存在する物体を示すエ
ッジがある場合に、前記車両前方に存在する物体を車両
の走行の妨げにならない物体と判別することを特徴とす
るものである。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の物体種別判別装置において、前記判別手段が、
前記物体検出手段により検出された点列の位置情報の経
時変化率と、前記エッジ検出手段により検出された一対
のエッジ間の距離の経時変化率とをそれぞれ求め、これ
らが略等しい場合に、前記物体検出手段により複数の検
出点の点列として検出された物体と、前記エッジ検出手
段によりエッジが検出された物体とが同一の物体である
と判断することを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は２に記載の物体種別判別装置において、前記判別手
段が、前記物体検出手段により検出された点列の長さを
もとにこの点列で示される物体の実際の幅を算出すると
共に、前記エッジ検出手段により検出された一対のエッ
ジ間の距離をもとにこのエッジが検出された物体の実際
の幅を算出し、これらが略等しい場合に、前記物体検出
手段により複数の検出点の点列として検出された物体
と、前記エッジ検出手段によりエッジが検出された物体
とが同一の物体であると判断することを特徴とするもの
である。

【００１１】また、請求項４に記載の発明は、車両前方
に存在する物体の種別を判別する物体種別判別方法であ
って、前記車両前方に電磁波を走査させ、その反射電磁
波をもとに前記車両前方に存在する物体を複数の検出点
の点列として検出して、この検出した点列の前記車両か
らの距離及び方位を示す位置情報を生成する物体検出ス
テップと、前記車両前方の画像を撮像し、この画像から
前記車両前方に存在する物体のエッジを検出してエッジ
画像を生成するエッジ検出ステップと、前記物体検出ス
テップで生成された点列の位置情報と、前記エッジ検出
ステップで生成されたエッジ画像とに基づいて、前記車
両前方に存在する物体の種別を判別する物体種別判別ス
テップとを有し、前記物体種別判別ステップでは、前記
点列の位置情報をもとに、前記エッジ画像上において、
前記点列で示される物体が存在する位置での路面高さを
検出し、この検出したエッジ画像上の路面高さを基準に
して前記車両の高さに相当する高さ位置を求め、この車
両の高さに相当する高さ位置よりも上方に、前記車両前
方に存在する物体を示すエッジがある場合に、前記車両
前方に存在する物体を車両の走行の妨げにならない物体
と判別することを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載の物体種別判別方法において、前記物体種別判別
ステップにおいて、前記物体検出ステップで検出された
点列の位置情報の経時変化率と、前記エッジ検出ステッ
プで検出された一対のエッジ間の距離の経時変化率とを
それぞれ求め、これらが略等しい場合に、前記物体検出
ステップにおいて複数の検出点の点列として検出された
物体と、前記エッジ検出ステップにおいてエッジが検出
された物体とが同一の物体であると判断することを特徴
とするものである。

【００１３】また、請求項６に記載の発明は、請求項４
又は５に記載の物体種別判別方法において、前記物体種
別判別ステップにおいて、前記物体検出ステップで検出
された点列の長さをもとにこの点列で示される物体の実
際の幅を算出すると共に、前記エッジ検出ステップで検
出された一対のエッジ間の距離をもとにこのエッジが検
出された物体の実際の幅を算出し、これらが略等しい場
合に、前記物体検出ステップにおいて複数の検出点の点
列として検出された物体と、前記エッジ検出ステップに
おいてエッジが検出された物体とが同一の物体であると
判断することを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の効果】請求項１に係る物体種別判別装置によれ
ば、物体検出手段から出力される車両前方の物体を示す
点列の位置情報と、エッジ検出手段から出力される車両
前方の物体を示すエッジ画像との双方を用いて、車両前
方の物体の高さ位置についても判断し、これに基づき車
両前方の物体の種別を判別するようにしているので、車
両前方の物体が車両の走行の妨げとなるものであるかど
うかを適切に判別することができる。したがって、この
物体種別判別装置を用いて車両前方の物体の種別を判別
しながら車両の走行制御を行うようにすれば、車両の走
行制御をより適切に行うことができる。

【００１５】また、請求項２に係る物体種別判別装置に
よれば、物体検出手段により点列として検出された物体
と、エッジ検出手段によりエッジが検出された物体との
同一性の判断が行われるので、車両前方の物体が車両の
走行の妨げとなるものであるかどうかの判断をより確実
に行うことができる。

【００１６】また、請求項３に係る物体種別判別装置に
よれば、物体検出手段により点列として検出された物体
と、エッジ検出手段によりエッジが検出された物体との
同一性の判断が行われるので、車両前方の物体が車両の
走行の妨げとなるものであるかどうかの判断をより確実
に行うことができ、更に、この車両前方の物体の実際の
幅が検出されるので、例えば、この物体が車両の走行の
妨げになる場合には、この物体の幅に関する情報をもと
に、この物体を避けるような車両の走行制御を行うこと
ができる。

【００１７】また、請求項４に係る物体種別判別方法に
よれば、物体検出ステップにおいて生成される車両前方
の物体を示す点列の位置情報と、エッジ検出ステップに
おいて生成される車両前方の物体を示すエッジ画像との
双方を用いて、車両前方の物体の高さ位置についても判
断し、これに基づき車両前方の物体の種別を判別するよ
うにしているので、車両前方の物体が車両の走行の妨げ
となるものであるかどうかを適切に判別することができ
る。したがって、この物体種別判別方法により車両前方
の物体の種別を判別しながら車両の走行制御を行うよう
にすれば、車両の走行制御をより適切に行うことができ
る。

【００１８】また、請求項５に係る物体種別判別方法に
よれば、物体検出ステップにおいて点列として検出され
た物体と、エッジ検出ステップにおいてエッジが検出さ
れた物体との同一性の判断が行われるので、車両前方の
物体が車両の走行の妨げとなるものであるかどうかの判
断をより確実に行うことができる。

【００１９】また、請求項６に係る物体種別判別方法に
よれば、物体検出ステップにおいて点列として検出され
た物体と、エッジ検出ステップにおいてエッジが検出さ
れた物体との同一性の判断が行われるので、車両前方の
物体が車両の走行の妨げとなるものであるかどうかの判
断をより確実に行うことができ、更に、この車両前方の
物体の実際の幅が検出されるので、例えば、この物体が
車両の走行の妨げになる場合には、この物体の幅に関す
る情報をもとに、この物体を避けるような車両の走行制
御を行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００２１】本発明を適用した物体種別判別装置の概略
構成を図１に示す。この図１に示す物体種別判別装置１
は、車両（以下、自車両という。）に搭載されて、自車
両前方に存在する物体の種別を判別するものであり、物
体検出手段２を構成するスキャニングレーザレーダ３及
びグルーピング処理部４と、エッジ検出手段５を構成す
るカメラ６及び画像処理部７と、判別部８とを備えてい
る。

【００２２】スキャニングレーザレーダ３は、レーザ光
を出射して自車両前方を路面に水平な方向に二次元的に
スキャニングし、反射レーザ光を受光することによっ
て、自車両前方に存在する物体を複数の検出点の点列と
して検出する。このスキャニングレーザレーダ３により
検出される検出点は、自車両からの距離を示す情報と方
位を示す情報とを有する点である。スキャニングレーザ
レーダ３は、このような検出点の点列を所定の時間間隔
ΔＴで連続的に検出するようになっている。このときの
時間間隔ΔＴは、判別部８におけるデータ処理能力や、
物体種別判別装置１に要求される精度等に応じて適宜設
定される。

【００２３】このスキャニングレーザレーダ３は、例え
ば図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、スキャニン
グ中心軸が自車両１００の走行方向に沿い、且つ、スキ
ャニング原点が自車両１００の幅方向における中心に位
置するように、自車両１００に取り付けられている。

【００２４】グルーピング処理部４は、スキャニングレ
ーザレーダ３により検出された複数の検出点のうちで、
自車両からの距離が略等しく互いに近接する検出点同士
を１つの物体を示す点列としてグルーピングする。そし
て、グルーピング処理部４は、グルーピング処理の結果
として、１つの物体を示すものとしてグルーピングした
点列の自車両からの距離及び方位を示す位置情報を出力
する。このグルーピング処理部４から出力された点列の
位置情報は、判別部８に供給されることになる。

【００２５】カメラ６は、自車両前方の画像を撮像する
ものである。このカメラ６は、図２（Ａ）及び図２
（Ｂ）に示したように、その光軸がスキャニングレーザ
レーダ３のスキャニング中心軸と同様に自車両１００の
進行方向に沿い、且つ、その原点がスキャニングレーザ
レーダ３のスキャニング原点と同様に自車両１００の幅
方向における中心に位置し、路面に垂直な方向において
スキャニングレーザレーダ３と異なる位置となるよう
に、自車両１００に取り付けられている。

【００２６】なお、以上はスキャニングレーザレーダ３
及びカメラ６の自車両１００に対する取り付け方として
理想的な例を説明したが、スキャニングレーザレーダ３
のスキャニング中心軸やカメラ６の光軸が自車両１００
の走行方向に沿わない場合や、スキャニングレーザレー
ダ３のスキャニング原点やカメラ６の原点が自車両１０
０の幅方向における中心にない場合であっても、これら
スキャニングレーザレーダ３やカメラ６の自車両１００
に対する取り付け角度や取り付け位置を幾何学計算時に
考慮するようにすれば、スキャニングレーザレーダ３や
カメラ６が理想的に取り付けられた場合と同様に取り扱
うことができる。

【００２７】画像処理部７は、カメラ６により撮像され
た自車両前方の画像を処理して、この画像に現れる物体
のエッジを検出する。そして、自車両前方の画像をエッ
ジ画像として出力する。ここで、エッジの検出には、例
えばハフ変換等の一般的な直線検出手法が適用可能であ
る。この画像処理部７から出力された自車両前方のエッ
ジ画像は、判別部８に供給されることになる。

【００２８】判別部８は、グルーピング処理部４から供
給される点列の位置情報と、画像処理部７から供給され
るエッジ画像とに基づいて、自車両前方に存在する物体
の種別を判別する。特に、この判別部８は、グルーピン
グ処理部４から供給される点列の位置情報と、画像処理
部７から供給されるエッジ画像とを照合することによっ
て、自車両前方に存在する物体の高さ位置についても判
断し、この物体が自車両の走行の妨げになるものかどう
かを判別するようにしている。

【００２９】具体的には、この判別部８では、まず、グ
ルーピング処理部４から供給される点列の位置情報をも
とに、この点列で示される物体の自車両からの距離が認
識され、この点列で示される物体の存在する位置が、画
像処理部７から供給されるエッジ画像上でどの位置に該
当するかが判断される。そして、このエッジ画像上にお
いて、点列で示される物体の存在する位置での路面高さ
が検出される。このエッジ画像上における物体存在位置
の路面高さの検出は、カメラ６の自車両に対する取付位
置や取付角度、カメラ６の光学系の倍率等から、光学的
な計算によって求めることができる。

【００３０】次に、判別部８では、予め記憶された自車
両の高さに関する情報をもとに、点列で示される物体の
存在する位置での路面高さを基準とした自車両の高さに
相当する高さ位置、すなわち、点列で示される物体の存
在する位置を自車両が走行する場合に、自車両の上端が
位置する高さ位置が、画像処理部７から供給されるエッ
ジ画像上でどこになるかが求められる。

【００３１】そして、判別部８では、自車両前方に存在
する物体を示すエッジが、エッジ画像上で以上のように
求められた高さ位置よりも上方にある場合には、このエ
ッジで示される物体は、例えば頭上に設置された看板等
のように、自車両の走行の妨げにならない物体であると
判断される。一方、自車両前方に存在する物体を示すエ
ッジが、エッジ画像上で以上のように求められた高さ位
置よりも下方にある場合には、このエッジで示される物
体は、例えば路上に停止している大型車両等の障害物の
ように、自車両の走行の妨げとなる物体であると判断さ
れる。

【００３２】本発明を適用した物体種別判別装置１で
は、以上のように、判別部８において自車両前方に存在
する物体の高さ位置についての判断も行い、この自車両
前方に存在する物体が自車両の走行の妨げになるものか
どうかを判別するようにしているので、この物体種別判
別装置１を用いて自車両前方の物体の種別を判別しなが
ら自車両の走行制御を行うようにすれば、例えば自車両
前方に停車した大型車両等の障害物が存在する場合には
これを避けるような走行制御を行い、自車両前方に頭上
の看板等のような自車両の走行の妨げとならない物体が
存在する場合には、これを迂回することなく直進させる
といったように、適切な走行制御を行うことができる。

【００３３】また、本発明を適用した物体種別判別装置
１では、自車両前方の物体の高さ位置をもとに、この物
体が自車両の走行の妨げになるものかどうかを判別して
いるので、例えば画像のパターンマッチングによって物
体の種別を判別する場合に比べて、多種多様な形状の物
体に対して幅広く対応することができ、また、判別処理
に要する時間を短縮することができる。

【００３４】ここで、以上のように構成される本発明を
適用した物体種別判別装置１の動作について、具体的な
一例を挙げて説明する。なお、以下では、図２（Ａ）及
び図２（Ｂ）に示したように、スキャニングレーザレー
ダ３やカメラ６が理想的な状態で自車両１００に取り付
けられているものとし、カメラ６のレンズ中心を原点と
し、スキャニングレーザレーダ３のスキャニング中心軸
及びカメラ６の光軸の方向をＺ軸、スキャニングレーザ
レーダ３のスキャニング中心軸（カメラ６の光軸）と直
交し且つスキャニング面に平行な方向をＸ軸、スキャニ
ングレーザレーダ３のスキャニング面に垂直な方向をＹ
軸とした座標系を基準座標系として説明する。

【００３５】例えば、自車両１００の前方に先行車両１
０１が走行している場合、この先行車両１０１は、スキ
ャニングレーザレーダ３により、図３（Ａ）に示すよう
な検出点の点列として検出される。これらの各検出点
は、スキャニングレーザレーダ３から出射されたパルス
状のレーザ光が、先行車両１０１の左右のリフレクタに
て反射され、この反射レーザ光がスキャニングレーザレ
ーダの受光部にて受光されることで検出されるものであ
り、レーザ光の出射時から受光時までの遅延時間に基づ
いて計測される自車両１００からの距離の情報と、レー
ザ光の出射角度に基づいて計測される自車両１００から
の方位の情報とを有している。

【００３６】これらスキャニングレーザレーダ３により
検出された検出点の点列は、グルーピング処理部４によ
って、図３（Ｂ）に示すように、互いに近接する検出点
同士がグルーピングされる。そして、このグルーピング
処理部４によってグルーピングされた検出点の点列の自
車両１００からの距離及び方位を示す位置情報が、判別
部８に供給されることになる。

【００３７】判別部８では、グルーピング処理部４によ
ってグルーピングされた点列の位置情報から、これらの
点列が車両の左右のリフレクタに相当するものと判断さ
れる。すなわち、これらの点列が一対のリフレクタに相
当する間隔を保ちながら時間的に連続して検出されるこ
とで、これらの点列が車両の左右のリフレクタに相当す
るものと判断される。また、これらの点列を時間的に連
続して検出したときに、これらの点列の自車両１００か
らの距離がほとんど変化しないことから、これらの点列
で示される物体が、自車両１００の前方を自車両１００
に先行して走行する先行車両１０１を示すものであると
判別されることになる。

【００３８】また、自車両１００の前方にトラック等の
大型車両１０２が停車している場合、この大型車両１０
２は、スキャニングレーザレーダ３により、図４（Ａ）
に示すような検出点の点列として検出される。すなわ
ち、トラック等の大型車両１０２は、その後部にリフレ
クタの他にも多数の反射物を有している場合が多く、ま
た、車体自体の反射率が高い場合が多い。このため、ト
ラック等の大型車両１０２をスキャニングレーザレーダ
３により検出すると、比較的大きな長さを有する検出点
の点列として検出される。そして、自車両１００の前方
に停車している大型車両１０２を示す点列は、グルーピ
ング処理部４によって、図４（Ｂ）に示すようにグルー
ピングされ、その位置情報が判別部８に供給されること
になる。

【００３９】また、自車両１００前方の頭上（車両の走
行の妨げとならない高さ位置）に看板１０３が設置され
ている場合、この看板１０３は、スキャニングレーザレ
ーダ３により、図５（Ａ）に示すような検出点の点列と
して検出される。すなわち、看板１０３は、その全面に
亘って高い反射率を有しているので、スキャニングレー
ザレーダ３により検出すると、比較的大きな長さを有す
る検出点の点列として検出される。そして、自車両１０
０前方の頭上の看板１０３を示す点列は、グルーピング
処理部４によって、図５（Ｂ）に示すようにグルーピン
グされ、その位置情報が判別部８に供給されることにな
る。

【００４０】ここで、自車両１００の前方に停車してい
る大型車両１０１は、自車両１００の走行の妨げとなる
ものであり、一方、自車両１００前方の頭上に設置され
ている看板１０３は、自車両１００の走行の妨げとなら
ないものである。したがって、物体種別判別装置１で
は、これら自車両１００の前方に存在する物体が、停車
している大型車両１０１であるのか、或いは、頭上の看
板１０２であるのかを適切に判別して、判別結果を車両
の走行制御に反映させることが要求される。

【００４１】しかしながら、自車両１００の前方にトラ
ック等の大型車両１０２が停止している場合と、自車両
１００前方の頭上に看板１０３が設置されている場合と
では、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）から分かるように、ス
キャニングレーザレーダ３によって同様の検出点の点列
が検出されて、これらの点列がグルーピング処理部４に
よりグルーピングされ、判別部８には同様な点列の位置
情報が供給されることになる。このため、スキャニング
レーザレーダ３により検出されて、グルーピング処理部
４によりグルーピングされた点列の位置情報だけからで
は、これらの判別を適切に行うことができない。

【００４２】そこで、本発明を適用した物体種別判別装
置１においては、以上のように比較的大きな長さを有す
る点列が検出され、その位置情報が供給されたときは、
カメラ６により撮像された自車両１００の前方の画像を
もとに画像処理部７により生成されたエッジ画像を用い
て、これらの高さについての情報も取得して、これらが
自車両１００の走行の妨げとなる停止した大型車両１０
２であるのか、或いは、自車両１００の走行の妨げとな
らない頭上の看板１０３であるのかの判別を行うように
している。

【００４３】自車両１００の前方にトラック等の大型車
両１０２が停車している場合、カメラ６により自車両１
００の前方の画像を撮像すると、例えば図６（Ａ）に示
すような画像が得られる。そして、このカメラ６により
撮像された自車両１００前方の画像を画像処理部７によ
り処理して、この画像に現れる物体のエッジを検出する
と、図６（Ｂ）に示すようなエッジ画像が生成されるこ
とになる。

【００４４】判別部８は、スキャニングレーザレーダ３
により比較的大きな長さを有する点列が検出され、グル
ーピング処理部４によりその点列の位置情報が供給され
たときに、画像処理部７により図６（Ｂ）に示すような
エッジ画像が生成されると、このエッジ画像上におい
て、点列で示される物体の存在する位置の路面高さＰ１
を検出する。そして、この位置の路面高さＰ１を基準
に、この位置を自車両１００が走行したときの自車両１
００の高さに相当する高さ位置Ｐ２を求める。そして、
自車両１００前方の物体を示すエッジが、求めた高さ位
置Ｐ２よりも上方にあるか下方にあるかによって、自車
両１００前方の物体が自車両１００の走行の妨げになる
物体であるかどうかを判別する。図６（Ｂ）に示すエッ
ジ画像では、自車両１００前方の物体を示すエッジが高
さ位置Ｐ２よりも下方にあるので、この物体は、例えば
自車両１００の前方に停車している大型車両１０２等の
障害物であると判別されることになる。

【００４５】一方、自車両１００前方の頭上に看板１０
３が設置されている場合、カメラ６により自車両１００
の前方の画像を撮像すると、例えば図７（Ａ）に示すよ
うな画像が得られる。そして、このカメラ６により撮像
された自車両１００前方の画像を画像処理部７により処
理して、この画像に現れる物体のエッジを検出すると、
図７（Ｂ）に示すようなエッジ画像が生成されることに
なる。

【００４６】判別部８は、スキャニングレーザレーダ３
により比較的大きな長さを有する点列が検出され、グル
ーピング処理部４によりその点列の位置情報が供給され
たときに、画像処理部７により図７（Ｂ）に示すような
エッジ画像が生成されると、このエッジ画像上におい
て、点列で示される物体の存在する位置の路面高さＰ１
を検出し、この位置の路面高さＰ１を基準に、この位置
を自車両１００が走行したときの自車両１００の高さに
相当する高さ位置Ｐ２を求める。そして、自車両１００
前方の物体を示すエッジが、求めた高さ位置Ｐ２よりも
上方にあるか下方にあるかによって、自車両１００前方
の物体が自車両１００の走行の妨げになる物体であるか
どうかを判別する。図７（Ｂ）に示すエッジ画像では、
自車両１００前方の物体を示すエッジが高さ位置Ｐ２よ
りも上方にあるので、この物体は、例えば自車両１００
前方の頭上に設置されている看板１０３等のような、自
車両１００の走行の妨げとならない物体であると判別さ
れることになる。

【００４７】ところで、以上のような方法で自車両１０
０の前方の物体が自車両１００の走行の妨げになる物体
であるかどうかを判別するには、スキャニングレーザレ
ーダ３により点列として検出された物体と、画像処理部
７によりエッジが検出された物体とが同一の物体である
ことが前提となる。そのため、判別部８は、以上のよう
な物体の判別を行う際に、スキャニングレーザレーダ３
により点列として検出された物体と、画像処理部７によ
りエッジが検出された物体とが同一の物体であることを
確認することが望ましい。

【００４８】スキャニングレーザレーダ３により点列と
して検出された物体と、画像処理部７によりエッジが検
出された物体とが同一の物体であることを確認する方法
としては、例えば、物体を示す点列の位置情報の経過時
間に応じた変化率（経時変化率）と、エッジ画像に現れ
る物体を示す一対のエッジ間の距離の経過時間に応じた
変化率（経時変化率）とをそれぞれ求め、これらが略等
しい場合に、スキャニングレーザレーダ３により点列と
して検出された物体と、画像処理部７によりエッジが検
出された物体とが同一の物体であると確認する方法が有
効である。

【００４９】詳述すると、例えば自車両１００前方に停
車した大型車両１０２や頭上の看板１０３のように停止
物が存在する場合、自車両１００の走行中にスキャニン
グレーザレーダ３によりこの停止物を時間的に連続して
検出すると、検出される点列の自車両１００からの距離
は、時間の経過と共に次第に小さくなっていくことにな
る。一方、カメラ６により撮像された自車両１００前方
の画像から、画像処理部７によりこの停止物を示す一対
のエッジ（一対の縦エッジ或いは一対の横エッジ）を時
間的に連続して検出すると、検出される一対のエッジ間
の距離は、時間の経過と共に次第に大きくなっていくこ
とになる。

【００５０】したがって、スキャニングレーザレーダ３
により点列として検出された物体と、画像処理部７によ
りエッジが検出された物体とが同一の停止物である場
合、この停止物を示す点列の自車両１００からの距離の
経過時間に応じた変化が、この停止物を示す一対のエッ
ジ間の距離の逆数の経過時間に応じた変化に一致するこ
とになる。すなわち、時刻ｔにおける停止物を示す点列
の自車両１００からの距離をＺ（ｔ）、時刻ｔにおける
停止物を示す一対のエッジ間の距離をＹ（ｔ）、時刻ｔ
＋Δｔにおける停止物を示す点列の自車両１００からの
距離をＺ（ｔ＋Δｔ）、時刻ｔ＋Δｔにおける停止物を
示す一対のエッジ間の距離をＹ（ｔ＋Δｔ）とすると、
点列で示される停止物と一対のエッジで示される停止物
とが同一の停止物である場合、下記式（１）が成り立つ
ことになる。

【００５１】 Ｚ（ｔ）／Ｚ（ｔ＋Δｔ）＝Ｙ（ｔ＋Δｔ）／Ｙ（ｔ） ・・・（１） したがって、判別部８は、スキャニングレーザレーダ３
により検出された点列の位置情報と、画像処理部７によ
り検出された一対のエッジ間の距離が上記式（１）に合
う変化をしていることを確認することで、スキャニング
レーザレーダ３により検出された点列で示される物体
と、画像処理部７により検出されたエッジで示される物
体とが同一の物体であると認識することができる。

【００５２】また、スキャニングレーザレーダ３により
点列として検出された物体と、画像処理部７によりエッ
ジが検出された物体とが同一の物体であることを確認す
る方法としては、例えば、スキャニングレーザレーダ３
により検出された点列の長さをもとにしてこの点列で示
される物体の実際の幅を算出すると共に、画像処理部７
により検出された一対の縦エッジ間の距離をもとにして
これら一対の縦エッジで示される物体の実際の幅を算出
し、これらが略等しい場合に、スキャニングレーザレー
ダ３により点列として検出された物体と、画像処理部７
によりエッジが検出された物体とが同一の物体であると
確認する方法も有効である。

【００５３】詳述すると、スキャニングレーザレーダ３
により検出された点列で示される物体の実際の幅Ｗ１
は、図８に示すように、検出点の個数ｎ（点列の長さに
相当）と、１つの検出点が検出されるスキャニングレー
ザレーダ３の走査角度Δθと、自車両１００から点列ま
での距離Ｚとから算出される。すなわち、スキャニング
レーザレーダ３により検出された点列で示される物体の
実際の幅Ｗ１は、下記式（２）によって求められる。

【００５４】 Ｗ１＝ｔａｎ（ｎ・Δθ）・Ｚ ・・・（２） また、画像処理部７により検出された一対の縦エッジで
示される物体の実際の幅Ｗ２は、図９に示すように、一
対の縦エッジ間の距離Ｘ１と、この一対の縦エッジで示
される物体の自車両１００からの距離Ｚと、カメラ３の
焦点距離ｆとから算出される。すなわち、画像処理部７
により検出された一対の縦エッジで示される物体の実際
の幅Ｗ２は、下記式（３）によって求められる。

【００５５】Ｗ２＝Ｘ１・Ｚ／ｆ ・・・（３） したがって、判別部８は、上記式（２）からスキャニン
グレーザレーダ３により検出された点列で示される物体
の実際の幅Ｗ１を求め、上記式（３）から画像処理部７
により検出された一対の縦エッジで示される物体の実際
の幅Ｗ２を求め、これらＷ１とＷ２とが略等しい値とな
ることを確認することで、スキャニングレーザレーダ３
により検出された点列で示される物体と、画像処理部７
により検出されたエッジで示される物体とが同一の物体
であると認識することができる。

【００５６】また、この場合には、判別対象とする自車
両１００の前方の物体の実際の幅が検出されるので、例
えば、この物体が自車両１００の前方に停車している大
型車両１０２等のように自車両１００の走行の妨げにな
る障害物であると判別した際に、この障害物の幅に関す
る情報をもとに、この障害物を避けるように自車両１０
０の走行制御を行うことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した物体種別判別装置の概略構成
を示すブロック図である。

【図２】前記物体種別判別装置を構成するスキャニング
レーザレーダ及びカメラの自車両に対する取り付け状態
を説明する図であり、（Ａ）は自車両の側方から見た様
子を模式的に示す図、（Ｂ）は自車両の上方から見た様
子を模式的に示す図である。

【図３】自車両前方に先行車両が走行している場合にス
キャニングレーザレーダにより検出される検出点の点列
を示す図であり、（Ａ）はスキャニングレーザレーダに
より検出点を検出した状態を示し、（Ｂ）は検出された
検出点の点列をグルーピングした結果を示している。

【図４】自車両前方に大型車両が停車している場合にス
キャニングレーザレーダにより検出される検出点の点列
を示す図であり、（Ａ）はスキャニングレーザレーダに
より検出点を検出した状態を示し、（Ｂ）は検出された
検出点の点列をグルーピングした結果を示している。

【図５】自車両前方の頭上に看板が設置されている場合
にスキャニングレーザレーダにより検出される検出点の
点列を示す図であり、（Ａ）はスキャニングレーザレー
ダにより検出点を検出した状態を示し、（Ｂ）は検出さ
れた検出点の点列をグルーピングした結果を示してい
る。

【図６】自車両前方に大型車両が停車している場合の画
像を示す図であり、（Ａ）はカメラにより撮像された自
車両前方の画像を示し、（Ｂ）は自車両前方の画像をも
とに画像処理部により生成されたエッジ画像を示してい
る。

【図７】自車両前方の頭上に看板が設置されている場合
の画像を示す図であり、（Ａ）はカメラにより撮像され
た自車両前方の画像を示し、（Ｂ）は自車両前方の画像
をもとに画像処理部により生成されたエッジ画像を示し
ている。

【図８】スキャニングレーザレーダにより検出された点
列で示される物体の実際の幅を算出する方法を説明する
図である。

【図９】画像処理部により検出された一対の縦エッジで
示される物体の実際の幅を算出する方法を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１ 物体種別判別装置 ２ 物体検出手段 ３ スキャニングレーザレーダ ４ グルーピング処理部 ５ エッジ検出手段 ６ カメラ ７ 画像処理部 ８ 判別部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２８ Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２８Ｆ Ｇ０６Ｔ 1/00 ３３０ Ｇ０６Ｔ 1/00 ３３０Ｂ 7/00 ３００ 7/00 ３００Ｆ 7/60 ２５０ 7/60 ２５０Ｚ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｊ Ｆターム(参考） 5B057 AA16 BA02 CA08 CA12 CA16 DA07 DA11 DC03 DC16 DC30 5C054 AA01 AA05 CA01 FC14 FC15 HA30 5H180 AA01 CC04 CC14 LL01 LL11 5L096 AA06 BA04 CA04 FA06 FA66 FA69 HA02 JA11 JA18

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載されて車両前方に存在する物
   体の種別を判別する物体種別判別装置であって、 前記車両前方に電磁波を走査させ、その反射電磁波をも
   とに前記車両前方に存在する物体を複数の検出点の点列
   として検出して、この検出した点列の前記車両からの距
   離及び方位を示す位置情報を出力する物体検出手段と、 前記車両前方の画像を撮像し、この画像から前記車両前
   方に存在する物体のエッジを検出してエッジ画像として
   出力するエッジ検出手段と、 前記物体検出手段から出力された点列の位置情報と、前
   記エッジ検出手段から出力されたエッジ画像とに基づい
   て、前記車両前方に存在する物体の種別を判別する判別
   手段とを備え、 前記判別手段は、前記物体検出手段から出力された点列
   の位置情報をもとに、前記エッジ検出手段から出力され
   たエッジ画像上において、前記物体検出手段により検出
   された点列で示される物体が存在する位置での路面高さ
   を検出し、この検出したエッジ画像上の路面高さを基準
   にして前記車両の高さに相当する高さ位置を求め、この
   車両の高さに相当する高さ位置よりも上方に、前記車両
   前方に存在する物体を示すエッジがある場合に、前記車
   両前方に存在する物体を車両の走行の妨げにならない物
   体と判別することを特徴とする物体種別判別装置。
2. 【請求項２】 前記判別手段は、前記物体検出手段によ
   り検出された点列の位置情報の経時変化率と、前記エッ
   ジ検出手段により検出された一対のエッジ間の距離の経
   時変化率とをそれぞれ求め、これらが略等しい場合に、
   前記物体検出手段により複数の検出点の点列として検出
   された物体と、前記エッジ検出手段によりエッジが検出
   された物体とが同一の物体であると判断することを特徴
   とする請求項１に記載の物体種別判別装置。
3. 【請求項３】 前記判別手段は、前記物体検出手段によ
   り検出された点列の長さをもとにこの点列で示される物
   体の実際の幅を算出すると共に、前記エッジ検出手段に
   より検出された一対のエッジ間の距離をもとにこのエッ
   ジが検出された物体の実際の幅を算出し、これらが略等
   しい場合に、前記物体検出手段により複数の検出点の点
   列として検出された物体と、前記エッジ検出手段により
   エッジが検出された物体とが同一の物体であると判断す
   ることを特徴とする請求項１又は２に記載の物体種別判
   別装置。
4. 【請求項４】 車両前方に存在する物体の種別を判別す
   る物体種別判別方法であって、 前記車両前方に電磁波を走査させ、その反射電磁波をも
   とに前記車両前方に存在する物体を複数の検出点の点列
   として検出して、この検出した点列の前記車両からの距
   離及び方位を示す位置情報を生成する物体検出ステップ
   と、 前記車両前方の画像を撮像し、この画像から前記車両前
   方に存在する物体のエッジを検出してエッジ画像を生成
   するエッジ検出ステップと、 前記物体検出ステップで生成された点列の位置情報と、
   前記エッジ検出ステップで生成されたエッジ画像とに基
   づいて、前記車両前方に存在する物体の種別を判別する
   物体種別判別ステップとを有し、 前記物体種別判別ステップでは、前記点列の位置情報を
   もとに、前記エッジ画像上において、前記点列で示され
   る物体が存在する位置での路面高さを検出し、この検出
   したエッジ画像上の路面高さを基準にして前記車両の高
   さに相当する高さ位置を求め、この車両の高さに相当す
   る高さ位置よりも上方に、前記車両前方に存在する物体
   を示すエッジがある場合に、前記車両前方に存在する物
   体を車両の走行の妨げにならない物体と判別することを
   特徴とする物体種別判別方法。
5. 【請求項５】 前記物体種別判別ステップにおいて、前
   記物体検出ステップで検出された点列の位置情報の経時
   変化率と、前記エッジ検出ステップで検出された一対の
   エッジ間の距離の経時変化率とをそれぞれ求め、これら
   が略等しい場合に、前記物体検出ステップにおいて複数
   の検出点の点列として検出された物体と、前記エッジ検
   出ステップにおいてエッジが検出された物体とが同一の
   物体であると判断することを特徴とする請求項４に記載
   の物体種別判別方法。
6. 【請求項６】 前記物体種別判別ステップにおいて、前
   記物体検出ステップで検出された点列の長さをもとにこ
   の点列で示される物体の実際の幅を算出すると共に、前
   記エッジ検出ステップで検出された一対のエッジ間の距
   離をもとにこのエッジが検出された物体の実際の幅を算
   出し、これらが略等しい場合に、前記物体検出ステップ
   において複数の検出点の点列として検出された物体と、
   前記エッジ検出ステップにおいてエッジが検出された物
   体とが同一の物体であると判断することを特徴とする請
   求項４又は５に記載の物体種別判別方法。