JP4019933B2

JP4019933B2 - Vehicle radar apparatus and radar optical axis adjustment method

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Publication number: JP4019933B2
Application number: JP2002376270A
Authority: JP
Inventors: 究青柳
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP2004205398A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号を送出し、反射信号を受信して少なくとも物体までの距離を検出する車両用レーダ装置に関し、特に、レーダ光軸のずれ角を補正する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両進行方向前方にレーザ光や音波などの出射波を出射し、反射波を受波して車両前方に存在する障害物を検知したり、障害物までの距離を検出する車両用レーダ装置が知られている。このようなレーダ装置では、タイヤやサスペンション等の経時劣化やアライメントの誤差等によって、出射波の出射方向（以下、光軸方向と呼ぶ）と車両の直進方向とにズレが生じる場合がある。このように、レーダ装置の光軸方向と車両の直進方向とにズレが発生した場合に光軸を修正する方法として、車両中心線に対して垂直な位置にターゲットボードを設置し、レーダ装置とターゲットボードとの距離や地上高等に基づいてレーダ装置の光軸のズレを検出して修正する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−５９７２４号公報
【特許文献２】
特開平１１−３８１４０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光軸修正方法では、光軸のズレを検出するための特殊なターゲットボードが必要であり、かつ、車両中心線を測定し、測定した車両中心線に対して垂直な位置にターゲットボードを設置する等の煩雑な作業が必要であった。
【０００５】
本発明は、レーダから送出される信号の送出方向と車両の直進方向とが一致するように、信号の送出方向を補正する車両用レーダ装置および車両用レーダ装置の光軸調整方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明による車両用レーダ装置は、車両走行時に撮像された画像に基づいて消失点を検出し、検出された消失点を消失点記憶手段に記憶し、レーザビームの射出方向調整時において、レーザ送出手段から送出されたレーザビームを平面状物体に照射し、消失点記憶手段に記憶されている消失点と、平面状物体に照射されたレーザビームの照射点との位置関係に基づいて、車両直進方向とレーザ光軸とのずれ角度を算出し、算出したずれ角度に基づいて、レーザの送出方向と車両直進方向とが一致するようにレーザビームの送出方向を補正することを特徴とする。
（２）本発明による所定波長の光信号を送出して反射信号を受信することにより、少なくとも物体までの距離を検出する車両用レーダ装置の光軸調整方法は、車両直進走行時に撮像した画像に基づいて消失点を検出し、光信号の送出方向を調整する際に、光信号を平面状物体に照射し、検出された消失点と、平面状物体に照射された光信号の照射点との位置関係に基づいて、車両の直進方向と信号の送出方向とが一致するように信号の送出方向を補正することを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明による車両用レーダ装置および車両用レーダ装置の光軸調整方法によれば、車両走行時に撮像された画像に基づいて検出された消失点とレーダから送出される信号の送出方向とに基づいて、信号の送出方向と車両の直進方向との誤差を検出して、信号の送出方向の補正を行うので、車両の直進方向に対する信号の送出方向を精度良く一致させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による車両用レーダ装置は、車両走行中に撮像した画像に基づいて消失点を求めて車両の直進方向を推定し、レーダ光軸調整時にスクリーンにレーザビームを照射し、レーザビーム照射点と消失点との位置関係から車両直進方向とレーダ光軸とのずれを補正するものである。
【０００９】
−第１の実施の形態−
図１は、本発明による車両用レーダ装置が搭載された車両１００の第１の実施の形態を示す図である。車両１００には、レーダ１と、カメラ２と、コントローラ３と、ナビゲーション装置４と、舵角センサ５と、車速センサ６とが搭載されている。レーダ１は、車両１００の前端部に取り付けられ、車両前方の複数方向にレーザ光を出射し、反射光を受光することによって車両前方に存在する障害物を検出するとともに、車両１００から障害物までの距離を検出する。
【００１０】
ＣＣＤ撮像素子を有するカメラ２は、前席ドア間のルーフ中央部に取り付けられ、撮像軸が車両直進方向と一致しており、車両１００の進行方向前方を撮像する。ナビゲーション装置４は、車内に設けられ、少なくとも自車位置を検出する機能を有している。舵角センサ５は、ハンドルの操舵角を検出する。車速センサ６は、車両１００の速度を検出する。コントローラ３は、レーダ１，カメラ２，ナビゲーション装置４等を含むシステム全体を統括制御する。
【００１１】
図２は、本発明による車両用レーダ装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態における車両用レーダ装置は、レーダ１と、カメラ２と、コントローラ３と、自車状態検出装置１３と、光軸補正装置１４とを備える。自車状態検出装置１３は、上述したナビゲーション装置４、舵角センサ５、車速センサ６等により構成され、自車両の走行状態、例えば、直線路を走行しているか、定速走行をしているか、水平な道路を走行しているか等を検出する。
【００１２】
コントローラ３は、内部で行う処理演算の機能上、基準消失点算出部３４と、基準消失点記憶部３５と、レーザ照射位置検出部３６と、レイアウト情報記憶部３７と、レーダ光軸ずれ角算出部３８とを備える。基準消失点算出部３４は、後述する方法により、カメラ２で撮像された画像内における消失点を算出する。三次元空間内の平行直線群を二次元平面に投影すると一点で交わるが、この点を消失点と呼ぶ。基準消失点算出部３４で算出された基準消失点は、後述する所定の条件が満たされた時に基準消失点記憶部３５に記憶される。
【００１３】
レーザ照射位置検出部３６は、後述するレーダ光軸ずれ角の算出処理時、すなわち、車両１００が予め用意されているスクリーンと正対するように設置された時、スクリーンに照射されたレーザビームをカメラ２によって撮像された画像上におけるレーザビームの照射位置を検出する。レイアウト情報記憶部３７は、レーダ１とカメラ２との相対位置に関する情報を記憶する。レーダ光軸ずれ角算出部３８は、基準消失点記憶部３５に記憶されている基準消失点位置と、レーザ照射位置検出部３６により検出されたレーザビームの照射位置の情報と、レーダ１により検出されたスクリーンまでの距離と、レイアウト情報記憶部３７に記憶されている情報とに基づいて、レーダ１の光軸のずれ角を算出する。この光軸ずれ角の算出方法については、後述する。
【００１４】
光軸補正装置１４は、レーダ１から出射されるレーザビームを上下方向および左右方向に駆動するモータ（不図示）を備え、レーダ光軸ずれ角算出部３８により算出された光軸のずれ角に基づいて、モータの駆動制御を行うことにより、光軸ずれ角を補正する。なお、光軸の調整は、レーダ１から出射されるレーザビーム（センタービーム）光軸が車両１００の直進方向と平行になるように行う。
【００１５】
図３は、基準消失点算出部３４により基準消失点を算出し、算出された基準消失点が基準消失点記憶部３５に記憶されるまでの処理手順を示す一実施の形態のフローチャートである。ステップＳ１から始まる処理は、車両１００の走行開始時に行われる。以下、ステップＳ１から順に、図４を参照しながら説明する。ステップＳ１では、基準消失点を算出する際に用いる、道路形状や車両挙動を表すパラメータ（以下、道路パラメータと呼ぶ）を初期設定する。
【００１６】
図４は、車両の走行時にカメラ２で撮像された画像に対して、画面左上を原点として横方向をｘ軸に、縦方向をｙ軸に取った画面座標系を示す図である。道路の白線モデルは、道路パラメータａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを用いて次式（１）にて表される。
ｘ＝（ａ＋ｉｅ）（ｙ−ｄ）＋ｂ／（ｙ−ｄ）＋ｃ …（１）
ただし、路面からカメラ２までの高さを一定とすると、ａは自車両１００が走行している車線内（以下、自車線と呼ぶ）における自車両１００の横偏位、ｂは道路曲率、ｃはカメラ２の道路に対するヨー角、ｄはカメラ２の道路に対するピッチ角、ｅは道路の車線幅、ｉは道路上の白線に対する番号（自然数）をそれぞれ示す。式（１）は、整数ｉ番目の白線のモデル式を示すものであり、検出された白線のｉ＝０番目とｉ＝１番目の白線モデルの間を自車線として認識する。
【００１７】
初期状態においては、道路および白線の形状や車両挙動が不明であるので、各道路パラメータａ〜ｅには、例えば、中央値に相当する値を初期値として設定する。すなわち、車線内の横偏位（横位置）ａは自車線の中央に基づいて設定し、カメラ２の道路に対するヨー角ｃは、車体に対するカメラ２の水平方向角度の設計値に基づいて設定する。カメラ２の道路に対するピッチ角ｄは、車体に対するカメラ２の垂直方向角度の設計値に基づいて設定し、車線幅ｅは道路構造令で定められている高速道路の車線幅に基づいて設定する。
【００１８】
道路パラメータａ〜ｅの初期設定を行うと、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、カメラ２で撮像された画像を取り込む。ステップＳ２に続くステップＳ３では、取り込んだ画像上に白線候補点の検出領域４２を設定する。白線候補点とは、画像上の白線のエッジを示す直線上のある一点のことである。ここでは、図４に示すように、自車両１００の左右に６個ずつ、合計１２個の白線候補点検出領域が設定されている。白線候補点検出領域４２を設定すると、ステップＳ４に進む。
【００１９】
ステップＳ４では、ステップＳ３で設定された白線候補点検出領域４２内において、白線候補点の検出処理を行う。白線候補点の検出に際し、まず撮像画像に公知のSobelオペレータ等を利用して微分画像を生成する。次に、生成した微分画像に基づいて、白線候補点検出領域４２の上底の一点と下底の一点とを結んでできる全ての線分に対して、それらの線分上の画素のエッジ強度が所定値以上となる画素の数を算出する。さらに、全ての線分の中で、エッジ強度が所定値以上である画素の数が最も多い線分を検出直線とし、白線候補点検出領域４２内における検出直線の始点の座標値を白線候補点の出力値とする。ここで、検出直線の始点は、白線候補点検出領域４２の上底の一点とする。
【００２０】
このとき、検出された直線上における所定値以上のエッジ強度を示す画素数が、白線候補点検出領域４２のｙ方向距離に対する所定の割合よりも少ない場合には、白線候補点が検出されなかったものとみなす。例えば、白線候補点検出領域４２のｙ方向距離が１５画素であり、所定値以上のエッジ強度を示す画素数が１／２未満しか検出されなかった場合、すなわち、７画素以下しか検出されなかった場合には、処理を行った白線候補点検出領域４２内においては白線候補点が検出されなかったものとする。一方、所定値以上のエッジ強度を示す画素数が８画素以上検出された場合には、白線候補点が検出されたとする。この場合、上述したように、検出直線の始点の座標値を白線候補点の出力値とするとともに、検出直線の終点（白線候補点検出領域４２の下底の一点）の座標を基準消失点記憶部３５に記憶する。
【００２１】
以上の処理を車両前方の遠方から近傍に向けて、全ての白線候補点検出領域４２について順に実行する。白線候補点の検出処理を行うと、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ステップＳ４で検出した白線候補点と、前回の処理で求められた白線モデル（式（１））上の点とのずれ量を、全ての白線候補点ごとに算出する。ステップＳ５に続くステップＳ６では、各点のずれ量に基づいて、道路パラメータａ〜ｅの変動量Δａ〜Δｅを算出し、道路パラメータａ〜ｅを補正する。これにより、実際の道路上の白線に対応した白線モデルの式が算出される。道路パラメータａ〜ｅを補正するとステップＳ７に進む。
【００２２】
ステップＳ７では、基準消失点ｖｐを算出する。撮像画像上における基準消失点ｖｐの位置は、式（１）で示される白線モデルのうち、図４に示すｉ＝０の白線とｉ＝１の白線との交点、すなわち、自車線の左側の白線４３と右側の白線４４との交点として求められる。従って、基準消失点ｖｐの座標を（ｘｐ，ｙｐ）とすると、次式（２）の関係が成り立つ。
（ｘｐ，ｙｐ）＝（ｃ＋Δｃ，ｄ＋Δｄ） …（２）
【００２３】
ステップＳ７で基準消失点ｖｐを算出すると、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、自車状態検出装置１３により、自車両１００の走行状態を検出する。ここでは、自車両１００が走行している道路が水平かつ直線であるか否か、自車両１００が自車線の中央付近を所定時間以上の間、定速で直進走行しているか否かを検出する。自車両１００の走行状態を検出すると、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、算出した基準消失点ｖｐの検出誤差を低減するために、基準消失点ｖｐが学習可能な走行状態であるか、すなわち、道路が水平かつ直線であり、自車両１００が自車線の中央付近を所定位時間以上の間、定速で直進走行しているか否かを判定する。
【００２４】
道路が水平かつ直線であるか否かの判定は、ナビゲーション装置４に格納されている情報（高度情報を含む地図情報）と、ステップＳ４で処理を行った白線の検出結果とに基づいて行う。また、自車両１００が自車線の中央付近を走行しているか否かの判定は、白線の検出結果に基づいて行い、自車両１００が直進走行しているか否かの判定は、舵角センサ５による検出結果に基づいて行い、定速走行しているか否かの判定は、車速センサ６による検出結果に基づいて行う。
【００２５】
基準消失点ｖｐが学習可能な走行状態ではないと判定した場合、すなわち、自車両１００がカーブを走行中である場合や、自車線の左側寄りまたは右側寄りに走行している等の場合には、基準消失点ｖｐの検出誤差が大きいと判断して、ステップＳ２に戻って、基準消失点ｖｐの算出処理を再度行う。一方、基準消失点ｖｐが学習可能な走行状態であると判定すると、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、算出した基準消失点ｖｐを基準消失点記憶部３５に記憶して、ステップ２に戻る。以後、ステップＳ２からステップＳ１０までの処理が、例えば、５秒ごとに行われる。
【００２６】
次に、レーダ光軸のずれ角の算出方法と、算出した光軸ずれ角に基づいて光軸のずれを調整する方法とについて、図５に示すフローチャートを用いて説明する。レーダ光軸のずれ角を算出するために、まず、図６（ａ），（ｂ）に示すように、車両１００を鉛直なスクリーン７１から数ｍ離れた位置に正対させるように設置する。図６（ａ）は、上方から車両１００およびスクリーン７１を見た図、図６（ｂ）は、側方から車両１００およびスクリーン７１を見た図である。スクリーン７１の表面は、無地かつ平面であって、光を正反射または吸収することがなく、例えば、反射型映写スクリーンのように、光を拡散反射させるようなものが好ましい。ここで、図６（ａ），（ｂ）に示すように、車両１００に搭載されたカメラ２を原点として、車両前方をＹ軸に、Ｙ軸と垂直な車両側方をＸ軸に、Ｘ軸およびＹ軸と直交する車両上方をＺ軸に取った車両座標系ＸＹＺを設定する。
【００２７】
図７は、一般的なＣＣＤ撮像素子およびＣＭＯＳ撮像素子の分光感度特性を示す図である。図７において、横軸は波長であり、縦軸は相対感度を示す。図７に示すように、ＣＣＤ撮像素子およびＣＭＯＳ撮像素子は、可視光の波長範囲のみならず、レーザレーダの波長範囲である８００〜９５０ｎｍにおいても感度を有しているので、人が目視できないレーザビームを検出することができる。撮像画像において、可視光によるノイズが大きい場合には、例えば、コールドミラーのように赤外域の波長を９０％以上透過させるとともに、可視光波長域の波長を９０％〜１００％反射させるフィルタをカメラ２に取り付けることにより、後述するレーザビームの照射領域を正確に検出することができる。
【００２８】
レーダ１からは、図８に示すように、左ビーム、センタービーム、右ビームの３本のレーザビームが出射される。図５に示すフローチャートのステップＳ１００では、３本のレーザビームを用いてレーダ１により検出されるスクリーン７１までの距離Ｄl，Ｄc，Ｄrをそれぞれ検出する。なお、距離Ｄlは、左ビームを用いて検出される距離であり、Ｄcは中央ビームを用いて検出される距離であり、Ｄrは右ビームを用いて検出される距離である。距離Ｄl，Ｄc，Ｄrをそれぞれ検出すると、ステップＳ１１０に進む。なお、レーザビームは、所定の広がりを有する形状を有しているが、図８では、それぞれのビームの光軸１０１，１０２，１０３を示している。
【００２９】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１００で検出した距離Ｄcが所定の下限値Ｄminより大きく、かつ、所定の上限値Ｄmaxより小さいか否かを判定する。所定の下限値Ｄminは、例えば、スクリーン７１に照射されたレーザビームがカメラ２の画角７２から外れてしまう距離に基づいて設定され、上限値Ｄmaxは、カメラ２の角度分解能の限界、またはレーザビームの反射強度の低下に起因して、正確なレーザ照射位置が特定できなくなる距離に基づいて設定される。Ｄmin＜Ｄc＜Ｄmaxの関係が成り立つと判定するとステップＳ１２０に進み、それ以外の場合には、ステップＳ２４０に進む。ステップＳ２４０では、図示しない報知装置により、車両１００とスクリーン７１との位置関係のセッティングの修正を作業者に促して、ステップＳ１００に戻る。
【００３０】
ステップＳ１２０では、センタービームの光軸１０２に対するスクリーン７１のヨー方向の角度ψを算出する。ここでは、センタービームの光軸１０２とスクリーン７１との間の角度のうち、π／２以下の角度をψとする。センタービームの光軸１０２とスクリーン７１との間の角度ψを図８に示す。角度ψは、左ビームの光軸１０１とセンタービームの光軸１０２との間、および、センタービームの光軸１０２と右ビームの光軸１０３との間のヨー方向の角度γと、各ビームを用いて検出した距離Ｄl，Ｄc，Ｄrに基づいて算出する。角度ψを算出すると、ステップＳ１３０に進む。
【００３１】
ステップＳ１３０では、次式（３）の関係が成り立つか否か、すなわち、角度ψが所定の範囲内であるか否かを判定する。
｜ψ｜＞ψmin …（３）
ここで、ψminは、センタービームの光軸１０２とスクリーン７１との間の角度ψに起因するレーダ光軸ずれ角の誤差が小さく、無視できるとみなせる範囲を定めるためのしきい値であり、理論値または実験値に基づいて設定することができる。すなわち、スクリーン７１は、レーダ１から出射されるセンタービームの光軸１０２および車両１００の直進方向に対して鉛直、すなわち、ψ＝π／２であることが望ましいが、実際の光軸調整作業において、正確に鉛直に設定するのは難しい。また、本実施の形態における光軸の調整方法によれば、光軸のずれ角の算出に際し、角度ψは直接的な影響は及ぼさない。
【００３２】
しかし、後述するレーザビーム照射領域中心を算出する際に、角度ψの値が小さくなるにつれて、カメラ２により撮像した画像におけるレーザビーム照射領域中心の形状に歪みが生じ、レーザビーム照射領域中心を正確に検出することができなくなる。従って、角度ψが上式（３）の関係を満たさない場合には、ステップＳ２４０に進み、車両１００とスクリーン７１との位置関係のセッティングの修正を作業者に促して、ステップＳ１００に戻る。一方、角度ψが上式（３）の関係を満たす場合には、ステップＳ１４０に進む。
【００３３】
なお、本実施の形態では、光軸が同一水平面上に存在する３本のレーザビームにより検出した距離Ｄl，Ｄc，Ｄrおよびヨー方向の角度γに基づいて角度ψを算出しており、スクリーン７１のピッチ角については算出していない。スクリーン７１の鉛直方向のセッティングでは、スクリーン７１におもり等を用いることにより、容易に鉛直度を構成、すなわち、スクリーン７１と車両座標系ＸＹＺのＺ軸方向とを平行に設定することができるので、ここではピッチ角による影響については考慮しないものとする。
【００３４】
ステップＳ１４０では、レーダ１からセンタービームのみを出射させて、ステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０では、後述するカメラ２からレーダ１に向かうベクトル成分を（Ｘca_ra，Ｙca_ra，Ｚca_ra）抽出するために、レーダ１とカメラ２との間のレイアウトに関する情報、すなわち、レーダ１とカメラ２の座標値を取り込んで、ステップＳ１６０に進む。
【００３５】
ステップＳ１６０では、カメラ２によりスクリーン７１を撮像した画像上において、スクリーン７１に照射されたレーザビームの照射位置を検出するための検出ウインドウ６２を設定する。検出ウインドウ６２は、後述するように、センタービームの形状と、スクリーン７１とレーダ１との距離Ｄcとに基づいてスクリーン７１に照射されるビーム形状を推定し、推定したビーム形状に基づいて設定する。図９は、カメラ２により撮像された画像上に設定された検出ウインドウ６２を示す図である。
【００３６】
第１の実施の形態におけるレーダ装置に用いられるレーダ１から出射されるセンタービームの断面形状が長方形である場合には、スクリーン７１に照射されるビーム形状も長方形となる。従って、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、車両座標系ＸＹＺにおいて、カメラ２からレーダ１に向かうベクトル成分を（Ｘca_ra，Ｙca_ra，Ｚca_ra）、レーダ１の前面におけるレーザビームの断面高さをＴz、断面幅をＴx、レーザビームの水平放射角をτx、垂直放射角をτv、レーダ１からスクリーン７１までの水平距離をＤ、画面座標系における座標値“１”あたりの視野角をＲfとすると、スクリーン７１に照射されるレーザビームの水平方向の大きさＳxと、垂直方向の大きさＳzはそれぞれ次式（４），（５）にて表される。
Ｓx＝２Ｄtan(τx／２)＋Ｔx …（４）
Ｓz＝２Ｄtan(τv／２)＋Ｔz …（５）
【００３７】
なお、水平方向のレーダ光軸のずれ角をαr、垂直方向のレーダ光軸のずれ角をβr、レーダ１により検出された距離をＤcとすると、レーダ１とスクリーン７１との水平距離Ｄは、Ｄ＝Ｄc×cosΔαr×cosΔβrとなるが、ここではレーダ光軸ずれ角が十分小さいものとして、レーダ１により検出された距離Ｄc＝Ｄとする。
【００３８】
また、スクリーン７１に照射されるレーザビームの画面座標系における大きさは、ｘ軸方向の大きさをＸw、ｙ軸方向の大きさをＹwとすると、それぞれ次式（６），（７）にて表される。
Ｘw＝［arctan{(Ｘca_ra＋Ｓx／２)／(Ｄ＋Ｙca_ra)}−arctan{(Ｘca_ra−Ｓx／２)／(Ｄ＋Ｙca_ra)}］／Ｒf …（６）
Ｙw＝［arctan{(Ｚca_ra＋Ｓz／２)／(Ｄ＋Ｙca_ra)}−arctan{(Ｚca_ra−Ｓz／２)／(Ｄ＋Ｙca_ra)}］／Ｒf …（７）
【００３９】
ステップＳ１６０において、式（６），（７）により表される検出ウインドウ６２が設定されるとステップＳ１７０に進む。ステップＳ１７０では、ステップＳ１６０で設定された検出ウインドウ６２の走査範囲６３を設定する（図９参照）。走査範囲６３の位置と大きさは、想定されるレーダ光軸の最大ずれ角に基づいて設定する。ただし、スクリーン７１の大きさや外乱光の強さに応じて作業者が設定変更できるようにしておく。走査範囲６３を設定するとステップＳ１８０に進む。
【００４０】
ステップＳ１８０では、ステップＳ１７０で設定した走査範囲６３内において、検出ウインドウ６２を走査し、検出ウインドウ６２内の全画素の明度の合計値が最も大きくなる位置６４を検出する。検出ウインドウ６２は、スクリーン７１に照射されるレーザビームの形状および大きさに応じて、式（６），（７）により設定されているので、レーザビームがスクリーン７１に実際に照射されている位置と検出ウインドウ６２の位置とが一致すれば、検出ウインドウ６２内の全画素の明度の合計値が最大となるはずである。検出ウインドウ６２内の全画素の明度の合計値が最も大きくなる位置６４を検出すると、ステップＳ１９０に進む。
【００４１】
ステップＳ１９０では、ステップＳ１８０で検出した位置６４における検出ウインドウ６２内の全画素の明度の合計値が所定値以上であるか否かを判定する。所定値以上であると判定するとステップＳ２００に進み、所定値未満であると判定すると、レーザ照射領域は検出されなかったものとして、ステップＳ２４０に進む。
【００４２】
ステップＳ２００では、検出ウインドウ６２内の全画素の明度の合計値が最も大きくなる位置６４における検出ウインドウ６２の中心座標６５を算出する。この中心座標６５は、スクリーン７１とレーダ光軸（センタービームの光軸）とが交わる点の画面座標系における位置を示す。中心座標６５を算出すると、ステップＳ２１０に進む。
【００４３】
ステップＳ２１０では、レーダ光軸のずれ角、すなわち、車両進行方向を表すカメラ２の基準消失点方向とレーダ１の光軸との間の角度を算出する。図１１（ａ）は、ＸＹ平面上においてレーダ１の水平方向ずれ角αrを示す図、図１１（ｂ）は、ＹＺ平面上においてレーダ１の垂直方向ずれ角βrを示す図である。図１１（ａ），（ｂ）に示すように、画面座標系において、基準消失点ｖｐからスクリーン７１とレーダ光軸とが交わる点を示す座標６５に向かうベクトル成分を（Ｘvp_ra，Ｙvp_ra）とすると、レーダ１の水平方向ずれ角αrと垂直方向ずれ角βrとは、それぞれ次式（８），（９）により表される。
αr＝arctan[{Ｘca_ra−(Ｄ＋Ｙca_ra)tan(Ｒf・Ｘvp_ra)}／Ｄ] …（８）
βr＝arctan[{Ｚca_ra−(Ｄ＋Ｙca_ra)tan(Ｒf・Ｙvp_ra)}／Ｄ] …（９）
ただし、基準消失点ｖｐからスクリーン７１とレーダ光軸とが交わる点を示す座標６５に向かうベクトル成分（Ｘvp_ra，Ｙvp_ra）は、図３に示すフローチャートによる処理にて算出された基準消失点の座標と、ステップＳ２００にて算出された検出ウインドウ６２の中心座標６５の座標とに基づいて算出する。
【００４４】
すなわち、レーダ光軸ずれ角算出部３８は、基準消失点記憶部３５に記憶されている基準消失点の座標と、スクリーン７１に照射されたレーザビームの光軸の照射位置と、車両１００からスクリーン７１までの距離Ｄと、レーダ１とカメラ２との相対位置とに基づいて、レーダ光軸のずれ角αr，βrを算出する。これは、スクリーン７１に照射されたレーザビームの光軸の照射位置と、車両１００からスクリーン７１までの距離Ｄと、レーダ１とカメラ２との相対位置とに基づいて、レーダ１から出射されるレーザビームの出射方向を検出し、検出したレーザビームの出射方向と、基準消失点記憶部３５に記憶されている基準消失点とに基づいて、レーダ光軸のずれ角αr，βrを算出しているとも言える。
【００４５】
ステップＳ２２０では、ステップＳ２１０で算出したレーダ光軸のずれ角αr，βrが許容範囲内であるか否かを判定する。許容範囲は、理論値または実験値に基づいて設定する。本実施の形態における車両用レーダ装置では、検出したレーダ光軸のずれ角が許容範囲内である場合には、レーダ光軸ずれ角の補正を行わず、許容範囲外である場合に、光軸ずれ角の補正を行う。従って、レーダ光軸のずれ角αr，βrが許容範囲内であると判定すると、本フローチャートによる処理を終了し、許容範囲外であると判定すると、ステップＳ２３０に進む。ステップＳ２３０では、光軸補正装置１４によって、ステップＳ２１０で算出したレーダ光軸のずれ角αr，βrに基づいて、レーダ光軸の調整を行う。レーダ光軸の調整が行われることにより、車両の直進方向とレーダ１から出射されるレーザビームの出射方向とが一致するようになる。
【００４６】
第１の実施の形態における車両用レーダ装置によれば、以下の方法によって、レーダ光軸のずれ角を算出し、レーダ光軸の調整を行う。まず、基準消失点算出部３４によって、車両走行時に撮像された画像に基づいて基準消失点ｖpを検出し、検出した基準消失点ｖpを基準消失点記憶部３５に記憶する。次に車両１００をスクリーン７１に正対させ、レーダ１によってスクリーン７１までの距離Ｄを検出する。レーダ光軸ずれ角算出部３８は、基準消失点記憶部３５に記憶されている基準消失点ｖp、スクリーン７１に照射されるレーザビームの照射位置６５、レーダ１によって検出されたスクリーン７１までの距離Ｄ、および、レイアウト情報記憶部３７に記憶されている、レーダ１とカメラ２との相対位置に関する情報に基づいて、レーダ１から出射されるレーザビームの出射方向と車両１００の直進方向との誤差を検出する。光軸補正装置１４は、検出された誤差に基づいて、レーザビームの出射方向と車両１００の直進方向とが一致するように、レーダ光軸のずれを補正する。
【００４７】
上述した方法によってレーダ光軸のずれを補正すれば、実際の車両直進方向を示すカメラ２の基準消失点方向に基づいてレーダ光軸を調整することができるので、タイヤやサスペンション等の経時劣化によって車体と車両直進方向とにずれが生じる場合でも、精度良くレーダ光軸を調整することができる。すなわち、車体を基準としてレーダ光軸を調整する方法では、車体と車両直進方向とにずれが生じる場合に、レーダ１から出射されるレーザビームの方向と車両直進方向とが一致しない。
【００４８】
また、ターゲットボードを用いる従来の光軸調整方法と比べると、光軸調整用の特殊なターゲットボードを必要とせず、また、ターゲットボードを車両中心線に対して垂直に設置するという煩雑な作業をする必要もない。
【００４９】
第１の実施の形態における車両用レーダ装置では、車両１００の走行状態が所定の走行状態であるとき、すなわち、道路が水平かつ直線であり、自車線の中央付近を所定位時間以上の間、定速で直進走行している場合に、検出した基準消失点ｖｐを基準消失点記憶部３５に記憶した。これにより、精度の良い正確な基準消失点を用いて、レーダ光軸のずれ角を算出することができる。
【００５０】
−第２の実施の形態−
第１の実施の形態における車両用レーダ装置では、レーダ１からレーザビームを射出することにより、レーダ光軸のずれ角を算出した。第２の実施の形態における車両用レーダ装置では、レーダ１として、ミリ波レーダのように、通常のカメラでは検出することができない（撮像することができない）波長の電磁波を用いるレーダを用いる。
【００５１】
第２の実施の形態における車両用レーダ装置において、レーダ光軸のずれ角の補正を行う場合には、図１２に示すようなレーザ発信機１２１をレーダ１に取り付ける。レーザ発信機１２１は、レーダ１に精度良く固定できる構造になっており、レーダ軸とレーザ発信機１２１から送出されるレーザビームのビーム軸とを一致させて、カメラ２によって検出可能なレーザビーム１２３をレーザ送出部１２２から送出する。これにより、第１の実施の形態における車両用レーダ装置で行ったレーダ光軸ずれ角の算出方法と同様の方法により、光軸ずれ角を算出し、レーダ光軸を調整することができる。
【００５２】
−第３の実施の形態−
レーダ装置を搭載した車両の出荷時には、基準消失点が学習されていないので、第３の実施の形態における車両用レーダ装置では、予めレーダ光軸とカメラ光軸との間の角度を求めておき、その後の走行時に得られる基準消失点移動量に基づいて、レーダ光軸を補正する。
【００５３】
車両の初期状態（車両出荷時）では、車両に対するカメラ光軸のパン角αc、ピッチ角βcの設計値に基づいて、基準消失点を求める。カメラ光軸のパン角αc，ピッチ角βcは、それぞれ図６（ａ），（ｂ）に示す車両座標系ＸＹＺのＹ軸を基準とする角度である。基準消失点が求まると、図５に示すフローチャートに基づく処理手順によってレーダの光軸ずれ角を補正する。その後の車両の走行において、図３に示すフローチャートに基づく処理手順によって基準消失点移動量を算出し、基準消失点を学習することによって、再びレーダの光軸ずれ角の算出および補正を行う。
【００５４】
第３の実施の形態における車両用レーダ装置によれば、車両の出荷時などのように、基準消失点ｖｐが学習されていない状況においても、カメラ光軸のパン角αcおよびピッチ角βcの設計値に基づいて基準消失点ｖｐを求めて、レーダの光軸ずれ角を算出し、必要な場合にはレーダ光軸を補正することができる。
【００５５】
本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、図３に示すフローチャートのステップＳ４における処理、すなわち、白線候補点の検出処理では、検出された直線上における所定値以上のエッジ強度を示す画素数が、白線候補点検出領域４２のｙ方向距離に対する所定の割合より多いか少ないかによって、白線候補点の検出の有無を判断した。この所定の割合は、複数の白線候補点検出領域４２の全てにおいて、同一の値としてもよいし、白線候補点検出領域４２ごとに異なる値を設定してもよい。同様に、白線のエッジを検出する際に、直線上における所定値以上のエッジ強度を示す画素数を測定したが、この所定値も白線候補点検出領域４２ごとに設定することができる。
【００５６】
白線候補点の出力結果（座標値）として、白線候補点検出領域４２の上底の一点を抽出したが、下底の一点としてもよい。また、白線候補点検出領域４２ごとに白線候補点の検出処理を行う際に、車両前方の遠方の白線候補点検出領域４２から近傍に向けて順に処理を行ったが、車両の近傍の白線候補点検出領域４２から遠方に向けて順に処理を行っても良い。
【００５７】
また、レーダ光軸のずれ角を算出する際に、図６（ａ），（ｂ）に示すように、車両１００をスクリーン７１に正対させたが、スクリーン７１の代わりに建物の壁面を使用することもできる。ただし、壁面は、無地かつ平面であって、光を正反射または吸収することがなく、光を拡散反射させるようなものが好ましい。
【００５８】
レーダ光軸のずれ角の補正は、算出した光軸ずれ角に基づいて、光軸補正装置１４によって自動的に行ったが、算出した光軸ずれ角を図示しない表示装置に表示する構成としてもよい。この場合には、作業者が表示装置に表示された光軸ずれ角に基づいて、レーダ光軸のずれ角を補正する。
【００５９】
カメラ２は、ＣＣＤ撮像素子を有していたが、ＣＭＯＳ撮像素子を有するものでもよい。また、第１〜第３の実施の形態における車両用レーダ装置は、レーダ１を車両前端部に取り付けて、先行車等を検出するものであるが、レーダ１を車両後方に取り付けるとともに、カメラ２の撮像方向を車両後方に設定して、後方車両を認識するレーダ装置にも本発明を適用することができる。
【００６０】
特許請求の範囲の構成要素と各実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、レーダ１が信号送出手段を、コントローラ３が消失点検出手段、消失点記憶手段、送出方向検出手段、誤差検出手段を、カメラ２が撮像手段を、光軸補正装置１４が補正手段をそれぞれ構成する。特に、基準消失点算出部３４が消失点検出手段を、基準消失点記憶部３５が消失点記憶手段を、レーザ照射位置検出部３６およびレイアウト情報記憶部３７が送出方向検出手段を、レーダ光軸ずれ角算出部３８が誤差検出手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用レーダ装置が搭載された一実施の形態の車両を示す図
【図２】本発明による車両用レーダ装置の一実施の形態の構成を示す図
【図３】基準消失点を算出して記憶するまでの処理手順を示す一実施の形態のフローチャート
【図４】カメラにより撮像された画像に基づいて、基準消失点を算出するための説明図
【図５】レーダ光軸ずれ角を算出して補正するまでの処理手順を示す一実施の形態のフローチャート
【図６】図６（ａ）は、スクリーンと正対する車両を上方から見た図、図６（ｂ）は、スクリーンと正対する車両を側方から見た図
【図７】ＣＣＤ撮像素子およびＣＭＯＳ撮像素子の分光感度特性を示す図
【図８】センタービームの光軸とスクリーンとの間の角度ψを示す図
【図９】レーザビームの照射位置の検出方法を説明するための図
【図１０】検出ウインドウ６２の設定方法を説明するための図であり、図１０（ａ）はＸＹ平面における図、図１０（ｂ）はＹＺ平面における図
【図１１】レーダ光軸ずれ角の算出方法を説明するための図であり、図１１（ａ）はＸＹ平面上における図、図１１（ｂ）はＹＺ平面上における図
【図１２】第２の実施の形態における車両用レーダ装置において、レーダにレーザ発信機を取り付ける様子を示す図
【符号の説明】
１…レーダ、２…カメラ、３…コントローラ、４…ナビゲーション装置、５…舵角センサ、６…車速センサ、１３…自車状態検出装置、１４…光軸補正装置、３４…基準消失点算出部、３５…基準消失点記憶部、３６…レーザ照射位置検出部、３７…レイアウト情報記憶部、３８…レーダ光軸ずれ角算出部、４２…白線候補点検出領域、４３，４４…白線、６２…検出ウインドウ、６３…走査範囲、６４…レーザビーム照射位置、６５…中心座標、７１…スクリーン、１００…自車両、１０１…左ビーム光軸、１０２…センタービーム光軸、１０３…右ビーム光軸、１２１…レーザ発信機、１２２…レーザ送出部、１２３…レーザビーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicular radar apparatus that transmits a signal and receives a reflected signal to detect at least a distance to an object, and more particularly to a technique for correcting a deviation angle of a radar optical axis.
[0002]
[Prior art]
There is known a vehicle radar device that emits an outgoing wave such as a laser beam or a sound wave forward in the vehicle traveling direction, receives an reflected wave, detects an obstacle existing in front of the vehicle, or detects a distance to the obstacle. It has been. In such a radar apparatus, there may be a deviation between the outgoing direction of the outgoing wave (hereinafter referred to as the optical axis direction) and the straight traveling direction of the vehicle due to deterioration over time of tires and suspensions, alignment errors, and the like. As described above, as a method for correcting the optical axis when a deviation occurs between the optical axis direction of the radar apparatus and the straight traveling direction of the vehicle, the target board is installed at a position perpendicular to the vehicle center line, There is known a method for detecting and correcting a deviation of the optical axis of a radar apparatus based on a distance from a target board, ground height, and the like (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-59724 A
[Patent Document 2]
JP-A-11-38140
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional optical axis correction method requires a special target board for detecting the deviation of the optical axis, and measures the vehicle center line and sets the target at a position perpendicular to the measured vehicle center line. Troublesome work such as installing a board was necessary.
[0005]
The present invention provides a vehicular radar device and a method for adjusting an optical axis of a vehicular radar device that correct the transmission direction of the signal so that the transmission direction of the signal transmitted from the radar matches the straight traveling direction of the vehicle.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
(1) A vehicular radar apparatus according to the present invention is based on an image captured when a vehicle travels. Detect vanishing point, Vanishing point detected Is stored in the vanishing point storage means. , When adjusting the laser beam emission direction, the planar object is irradiated with the laser beam transmitted from the laser transmitting means, and the vanishing point stored in the vanishing point storage means and the irradiation of the laser beam irradiated to the planar object are performed. Based on the positional relationship with the point, the deviation angle between the vehicle straight direction and the laser optical axis is calculated, and the calculated deviation angle On the basis of the, Laser Ensure that the delivery direction and the vehicle straight direction match Laser beam It is characterized in that the sending direction of the camera is corrected.
(2) According to the present invention At least the distance to an object is detected by sending an optical signal of a predetermined wavelength and receiving a reflected signal The optical axis adjustment method of the vehicular radar apparatus detects a vanishing point based on an image captured during straight traveling of the vehicle, When adjusting the optical signal transmission direction, the planar object is irradiated with the optical signal, and based on the positional relationship between the detected vanishing point and the irradiation point of the optical signal irradiated to the planar object, Make sure that the straight direction matches the signal transmission direction The signal sending direction is corrected.
[0007]
【The invention's effect】
According to the vehicle radar device and the optical axis adjustment method of the vehicle radar device according to the present invention, based on the vanishing point detected based on the image captured when the vehicle travels and the transmission direction of the signal transmitted from the radar. Since the error between the signal sending direction and the vehicle straight direction is detected and the signal sending direction is corrected, the signal sending direction can be made to coincide with the vehicle straight running direction with high accuracy.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A radar device for a vehicle according to the present invention obtains a vanishing point based on an image captured while the vehicle is running, estimates a straight traveling direction of the vehicle, irradiates a screen with a laser beam when adjusting a radar optical axis, The deviation between the vehicle straight direction and the radar optical axis is corrected from the positional relationship with the vanishing point.
[0009]
-First embodiment-
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a vehicle 100 equipped with a vehicle radar device according to the present invention. The vehicle 100 is equipped with a radar 1, a camera 2, a controller 3, a navigation device 4, a rudder angle sensor 5, and a vehicle speed sensor 6. The radar 1 is attached to the front end portion of the vehicle 100, emits laser light in a plurality of directions in front of the vehicle, receives reflected light, detects an obstacle existing in front of the vehicle, and from the vehicle 100 to the obstacle. Detect the distance.
[0010]
The camera 2 having a CCD image sensor is attached to the center of the roof between the front seat doors, and the imaging axis coincides with the straight traveling direction of the vehicle, and images the front of the vehicle 100 in the traveling direction. The navigation device 4 is provided in the vehicle and has a function of detecting at least the vehicle position. The steering angle sensor 5 detects the steering angle of the steering wheel. The vehicle speed sensor 6 detects the speed of the vehicle 100. The controller 3 controls the entire system including the radar 1, the camera 2, the navigation device 4, and the like.
[0011]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the vehicular radar apparatus according to the present invention. The vehicle radar apparatus according to the first embodiment includes a radar 1, a camera 2, a controller 3, a host vehicle state detection device 13, and an optical axis correction device 14. The own vehicle state detection device 13 includes the navigation device 4, the steering angle sensor 5, the vehicle speed sensor 6, and the like described above, and the traveling state of the own vehicle, for example, traveling on a straight road or traveling at a constant speed. Detecting whether the vehicle is traveling on a horizontal road.
[0012]
The controller 3 includes a reference vanishing point calculation unit 34, a reference vanishing point storage unit 35, a laser irradiation position detection unit 36, a layout information storage unit 37, and a radar optical axis misalignment angle calculation in terms of processing operations performed internally. Part 38. The reference vanishing point calculation unit 34 calculates the vanishing point in the image captured by the camera 2 by a method described later. When a group of parallel lines in a three-dimensional space is projected onto a two-dimensional plane, they intersect at one point, which is called a vanishing point. The reference vanishing point calculated by the reference vanishing point calculation unit 34 is stored in the reference vanishing point storage unit 35 when a predetermined condition described later is satisfied.
[0013]
The laser irradiation position detection unit 36 uses a laser beam irradiated to the screen to calculate the radar optical axis deviation angle, which will be described later, that is, when the vehicle 100 is installed so as to face a screen prepared in advance. 2, the irradiation position of the laser beam on the image picked up by 2 is detected. The layout information storage unit 37 stores information related to the relative position between the radar 1 and the camera 2. The radar optical axis deviation angle calculation unit 38 detects the reference vanishing point position stored in the reference vanishing point storage unit 35, the information on the irradiation position of the laser beam detected by the laser irradiation position detection unit 36, and the radar 1. The deviation angle of the optical axis of the radar 1 is calculated based on the distance to the screen and the information stored in the layout information storage unit 37. A method for calculating the optical axis deviation angle will be described later.
[0014]
The optical axis correction device 14 includes a motor (not shown) that drives the laser beam emitted from the radar 1 in the vertical direction and the horizontal direction, and sets the optical axis deviation angle calculated by the radar optical axis deviation angle calculation unit 38. Based on the motor drive control, the optical axis deviation angle is corrected. The adjustment of the optical axis is performed so that the optical axis of the laser beam (center beam) emitted from the radar 1 is parallel to the straight traveling direction of the vehicle 100.
[0015]
FIG. 3 is a flowchart of one embodiment showing a procedure for calculating a reference vanishing point by the reference vanishing point calculation unit 34 and storing the calculated reference vanishing point in the reference vanishing point storage unit 35. The process starting from step S1 is performed when the vehicle 100 starts to travel. Hereinafter, description will be made in order from step S1 with reference to FIG. In step S1, parameters representing road shapes and vehicle behavior (hereinafter referred to as road parameters) used when calculating the reference vanishing point are initialized.
[0016]
FIG. 4 is a diagram showing a screen coordinate system in which the horizontal direction is the x-axis and the vertical direction is the y-axis with respect to the image captured by the camera 2 when the vehicle is running, with the upper left corner of the screen as the origin. A road white line model is expressed by the following equation (1) using road parameters a, b, c, d, and e.
x = (a + ie) (y−d) + b / (y−d) + c (1)
However, if the height from the road surface to the camera 2 is constant, a is the lateral displacement of the host vehicle 100 in the lane in which the host vehicle 100 is traveling (hereinafter referred to as the host lane), b is the road curvature, c Is the yaw angle of camera 2 with respect to the road, d is the pitch angle of camera 2 with respect to the road, e is the lane width of the road, and i is the number (natural number) for the white line on the road. Expression (1) represents a model expression of the integer i-th white line, and recognizes between the detected white line i = 0th and i = 1 white line models as the own lane.
[0017]
In the initial state, since the shape of the road and the white line and the vehicle behavior are unknown, for example, a value corresponding to the median value is set as the initial value for each road parameter a to e. That is, the lateral deviation (lateral position) a in the lane is set based on the center of the own lane, and the yaw angle c with respect to the road of the camera 2 is set based on the design value of the horizontal angle of the camera 2 with respect to the vehicle body. . The pitch angle d of the camera 2 with respect to the road is set based on the design value of the vertical angle of the camera 2 with respect to the vehicle body, and the lane width e is set based on the lane width of the highway defined by the road structure ordinance.
[0018]
When the initial setting of the road parameters a to e is performed, the process proceeds to step S2. In step S2, an image captured by the camera 2 is captured. In step S3 following step S2, a white line candidate point detection area 42 is set on the captured image. The white line candidate point is a certain point on a straight line indicating the edge of the white line on the image. Here, as shown in FIG. 4, a total of 12 white line candidate point detection areas are set, 6 on each side of the host vehicle 100. When the white line candidate point detection area 42 is set, the process proceeds to step S4.
[0019]
In step S4, white line candidate point detection processing is performed in the white line candidate point detection area 42 set in step S3. When detecting white line candidate points, first, a differential image is generated for a captured image using a known Sobel operator or the like. Next, based on the generated differential image, for all line segments formed by connecting one point of the upper base and one point of the lower base of the white line candidate point detection region 42, the edge intensity of the pixels on those line segments The number of pixels in which is equal to or greater than a predetermined value is calculated. Further, among all the line segments, the line segment with the largest number of pixels having edge strength equal to or greater than a predetermined value is set as a detection line, and the coordinate value of the start point of the detection line in the white line candidate point detection area 42 is set as the white line candidate point. Output value. Here, the starting point of the detection line is a point on the upper base of the white line candidate point detection area 42.
[0020]
At this time, when the number of pixels indicating the edge intensity equal to or higher than a predetermined value on the detected straight line is smaller than a predetermined ratio with respect to the distance in the y direction of the white line candidate point detection area 42, the white line candidate point is not detected. Consider it a thing. For example, when the distance in the y direction of the white line candidate point detection area 42 is 15 pixels and the number of pixels indicating edge strength equal to or greater than a predetermined value is detected less than 1/2, that is, only 7 pixels or less are detected. In this case, it is assumed that no white line candidate point is detected in the processed white line candidate point detection area 42. On the other hand, it is assumed that a white line candidate point is detected when eight or more pixels having edge strengths of a predetermined value or more are detected. In this case, as described above, the coordinate value of the start point of the detection line is used as the output value of the white line candidate point, and the coordinate of the end point of the detection line (one point at the bottom of the white line candidate point detection area 42) is stored as the reference vanishing point. Store in the unit 35.
[0021]
The above processing is executed in order for all white line candidate point detection areas 42 from the far front of the vehicle toward the vicinity. When the white line candidate point detection process is performed, the process proceeds to step S5. In step S5, the amount of deviation between the white line candidate point detected in step S4 and the point on the white line model (formula (1)) obtained in the previous process is calculated for every white line candidate point. In step S6 following step S5, fluctuation amounts Δa to Δe of the road parameters a to e are calculated based on the deviation amounts of the respective points, and the road parameters a to e are corrected. Thereby, the formula of the white line model corresponding to the white line on the actual road is calculated. If the road parameters a to e are corrected, the process proceeds to step S7.
[0022]
In step S7, a reference vanishing point vp is calculated. The position of the reference vanishing point vp on the captured image is the intersection of the white line of i = 0 and the white line of i = 1 shown in FIG. 4 in the white line model represented by Equation (1), that is, the left side of the own lane. It is obtained as an intersection between the white line 43 and the white line 44 on the right side. Accordingly, if the coordinates of the reference vanishing point vp are (xp, yp), the relationship of the following equation (2) is established.
(Xp, yp) = (c + Δc, d + Δd) (2)
[0023]
When the reference vanishing point vp is calculated in step S7, the process proceeds to step S8. In step S <b> 8, the traveling state of the host vehicle 100 is detected by the host vehicle state detection device 13. Here, it is detected whether or not the road on which the vehicle 100 is traveling is horizontal and straight, and whether or not the vehicle 100 is traveling straight at a constant speed in the vicinity of the center of the vehicle lane for a predetermined time or more. To do. When the traveling state of the host vehicle 100 is detected, the process proceeds to step S9. In step S9, in order to reduce the detection error of the calculated reference vanishing point vp, whether or not the reference vanishing point vp is in a travelable state, that is, the road is horizontal and straight, and the host vehicle 100 is in the own lane. It is determined whether or not the vehicle is traveling straight at a constant speed in the vicinity of the center for a predetermined time or more.
[0024]
Whether or not the road is horizontal and straight is determined based on information stored in the navigation device 4 (map information including altitude information) and the detection result of the white line processed in step S4. Further, whether or not the host vehicle 100 is traveling near the center of the host lane is determined based on the detection result of the white line, and whether or not the host vehicle 100 is traveling straight is determined by the steering angle sensor 5. The determination as to whether or not the vehicle is traveling at a constant speed is made based on the detection result from the vehicle speed sensor 6.
[0025]
When it is determined that the reference vanishing point vp is not in a learning state in which learning is possible, that is, when the host vehicle 100 is traveling along a curve, or when traveling toward the left side or right side of the own lane, etc. Then, it is determined that the detection error of the reference vanishing point vp is large, the process returns to step S2, and the calculation process of the reference vanishing point vp is performed again. On the other hand, if it is determined that the reference vanishing point vp is in a travelable state, the process proceeds to step S10. In step S10, the calculated reference vanishing point vp is stored in the reference vanishing point storage unit 35, and the process returns to step 2. Thereafter, the processing from step S2 to step S10 is performed, for example, every 5 seconds.
[0026]
Next, a method for calculating the radar optical axis deviation angle and a method for adjusting the optical axis deviation based on the calculated optical axis deviation angle will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In order to calculate the deviation angle of the radar optical axis, first, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the vehicle 100 is installed to face the position several meters away from the vertical screen 71. 6A is a view of the vehicle 100 and the screen 71 as viewed from above, and FIG. 6B is a view of the vehicle 100 and the screen 71 as viewed from the side. The surface of the screen 71 is plain and flat and does not regularly reflect or absorb light. For example, a screen that diffuses and reflects light, such as a reflective projection screen, is preferable. Here, as shown in FIGS. 6A and 6B, with the camera 2 mounted on the vehicle 100 as the origin, the front of the vehicle is the Y axis, and the side of the vehicle perpendicular to the Y axis is the X axis. A vehicle coordinate system XYZ is set in which the vehicle upper direction orthogonal to the axis and the Y axis is taken as the Z axis.
[0027]
FIG. 7 is a diagram illustrating spectral sensitivity characteristics of a general CCD image sensor and a CMOS image sensor. In FIG. 7, the horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents relative sensitivity. As shown in FIG. 7, the CCD image sensor and the CMOS image sensor have sensitivity not only in the visible light wavelength range but also in the laser radar wavelength range of 800 to 950 nm. The beam can be detected. In a captured image, when noise due to visible light is large, for example, a camera that transmits 90% or more of infrared wavelengths and reflects 90% to 100% of wavelengths in the visible wavelength range, such as a cold mirror. By attaching to 2, it is possible to accurately detect an irradiation region of a laser beam described later.
[0028]
As shown in FIG. 8, the radar 1 emits three laser beams, a left beam, a center beam, and a right beam. In step S100 of the flowchart shown in FIG. 5, the distances D1, Dc, and Dr to the screen 71 detected by the radar 1 are detected using three laser beams. The distance Dl is a distance detected using the left beam, Dc is a distance detected using the center beam, and Dr is a distance detected using the right beam. When the distances Dl, Dc, and Dr are detected, the process proceeds to step S110. Although the laser beam has a shape having a predetermined spread, FIG. 8 shows the optical axes 101, 102, and 103 of the respective beams.
[0029]
In step S110, it is determined whether or not the distance Dc detected in step S100 is larger than a predetermined lower limit value Dmin and smaller than a predetermined upper limit value Dmax. The predetermined lower limit value Dmin is set based on, for example, the distance that the laser beam applied to the screen 71 deviates from the angle of view 72 of the camera 2, and the upper limit value Dmax is the limit of the angular resolution of the camera 2 or the laser. The distance is set based on the distance at which an accurate laser irradiation position cannot be specified due to a decrease in the reflection intensity of the beam. If it is determined that the relationship of Dmin <Dc <Dmax is established, the process proceeds to step S120, and otherwise, the process proceeds to step S240. In step S240, the notifying device (not shown) urges the operator to correct the positional relationship between the vehicle 100 and the screen 71, and the process returns to step S100.
[0030]
In step S120, an angle ψ in the yaw direction of the screen 71 with respect to the optical axis 102 of the center beam is calculated. Here, among the angles between the optical axis 102 of the center beam and the screen 71, an angle equal to or smaller than π / 2 is denoted as ψ. An angle ψ between the optical axis 102 of the center beam and the screen 71 is shown in FIG. The angle ψ is an angle γ in the yaw direction between the optical axis 101 of the left beam and the optical axis 102 of the center beam, and between the optical axis 102 of the center beam and the optical axis 103 of the right beam. Calculation is made based on the distances Dl, Dc, and Dr detected by using the above. When the angle ψ is calculated, the process proceeds to step S130.
[0031]
In step S130, it is determined whether or not the relationship of the following equation (3) is established, that is, whether or not the angle ψ is within a predetermined range.
| Ψ |> ψmin (3)
Here, ψmin is a threshold value for determining a range in which the error of the radar optical axis misalignment angle caused by the angle ψ between the optical axis 102 of the center beam and the screen 71 is small and can be ignored. It can be set based on values or experimental values. That is, it is desirable that the screen 71 is perpendicular to the optical axis 102 of the center beam emitted from the radar 1 and the straight traveling direction of the vehicle 100, that is, ψ = π / 2. It is difficult to set the vertical accurately. Further, according to the optical axis adjustment method of the present embodiment, the angle ψ has no direct influence on the calculation of the optical axis deviation angle.
[0032]
However, when calculating the center of the laser beam irradiation area, which will be described later, as the value of the angle ψ decreases, the shape of the center of the laser beam irradiation area in the image captured by the camera 2 is distorted, and the center of the laser beam irradiation area is accurately determined. Can no longer be detected. Therefore, if the angle ψ does not satisfy the relationship of the above equation (3), the process proceeds to step S240, prompts the operator to correct the positional relationship between the vehicle 100 and the screen 71, and returns to step S100. On the other hand, when the angle ψ satisfies the relationship of the above equation (3), the process proceeds to step S140.
[0033]
In the present embodiment, the angle ψ is calculated based on the distances D1, Dc, Dr detected by the three laser beams whose optical axes exist on the same horizontal plane and the angle γ in the yaw direction, and the screen 71 The pitch angle is not calculated. In setting the screen 71 in the vertical direction, by using a weight or the like for the screen 71, the vertical degree can be easily configured, that is, the screen 71 and the Z-axis direction of the vehicle coordinate system XYZ can be set in parallel. Here, the effect of the pitch angle is not considered.
[0034]
In step S140, only the center beam is emitted from the radar 1, and the process proceeds to step S150. In step S150, in order to extract a vector component (Xca_ra, Yca_ra, Zca_ra) from the camera 2 to the radar 1 described later, information on the layout between the radar 1 and the camera 2, that is, the coordinates of the radar 1 and the camera 2 are extracted. The value is fetched and the process proceeds to step S160.
[0035]
In step S160, a detection window 62 for detecting the irradiation position of the laser beam irradiated on the screen 71 on the image obtained by capturing the screen 71 with the camera 2 is set. As described later, the detection window 62 estimates the beam shape irradiated on the screen 71 based on the shape of the center beam and the distance Dc between the screen 71 and the radar 1, and is set based on the estimated beam shape. . FIG. 9 is a diagram illustrating a detection window 62 set on an image captured by the camera 2.
[0036]
When the cross-sectional shape of the center beam emitted from the radar 1 used in the radar apparatus according to the first embodiment is a rectangle, the beam shape irradiated on the screen 71 is also a rectangle. Accordingly, as shown in FIGS. 10A and 10B, in the vehicle coordinate system XYZ, the vector components from the camera 2 to the radar 1 are (Xca_ra, Yca_ra, Zca_ra), and the cross-sectional height of the laser beam in front of the radar 1 is set. Tz, cross-sectional width Tx, laser beam horizontal radiation angle τx, vertical radiation angle τv, horizontal distance from radar 1 to screen 71 D, viewing angle per coordinate value “1” in the screen coordinate system Assuming Rf, the horizontal size Sx and the vertical size Sz of the laser beam applied to the screen 71 are expressed by the following equations (4) and (5), respectively.
Sx = 2Dtan (τx / 2) + Tx (4)
Sz = 2Dtan (τv / 2) + Tz (5)
[0037]
The horizontal distance D between the radar 1 and the screen 71 is given by assuming that the deviation angle of the radar optical axis in the horizontal direction is αr, the deviation angle of the radar optical axis in the vertical direction is βr, and the distance detected by the radar 1 is Dc. D = Dc × cosΔαr × cosΔβr. Here, it is assumed that the radar optical axis deviation angle is sufficiently small, and the distance Dc detected by the radar 1 is D.
[0038]
The size of the laser beam irradiated on the screen 71 in the screen coordinate system is expressed by the following equations (6) and (7), where Xw is the size in the x-axis direction and Yw is the size in the y-axis direction. It is expressed as
Xw = [arctan {(Xca_ra + Sx / 2) / (D + Yca_ra)}-arctan {(Xca_ra-Sx / 2) / (D + Yca_ra)}] / Rf (6)
Yw = [arctan {(Zca_ra + Sz / 2) / (D + Yca_ra)}-arctan {(Zca_ra-Sz / 2) / (D + Yca_ra)}] / Rf (7)
[0039]
In step S160, when the detection window 62 represented by the equations (6) and (7) is set, the process proceeds to step S170. In step S170, the scanning range 63 of the detection window 62 set in step S160 is set (see FIG. 9). The position and size of the scanning range 63 are set based on the assumed maximum deviation angle of the radar optical axis. However, the operator can change the setting according to the size of the screen 71 and the intensity of disturbance light. When the scanning range 63 is set, the process proceeds to step S180.
[0040]
In step S180, the detection window 62 is scanned within the scanning range 63 set in step S170, and the position 64 where the total value of the brightness of all the pixels in the detection window 62 is the largest is detected. Since the detection window 62 is set by the equations (6) and (7) according to the shape and size of the laser beam irradiated on the screen 71, the position where the laser beam is actually irradiated on the screen 71 is set. And the position of the detection window 62 coincide with each other, the total brightness value of all the pixels in the detection window 62 should be maximized. When the position 64 where the total value of the brightness of all the pixels in the detection window 62 is the largest is detected, the process proceeds to step S190.
[0041]
In step S190, it is determined whether or not the total brightness value of all the pixels in the detection window 62 at the position 64 detected in step S180 is equal to or greater than a predetermined value. If it is determined that the value is greater than or equal to the predetermined value, the process proceeds to step S200. If it is determined that the value is less than the predetermined value, it is determined that the laser irradiation region has not been detected, and the process proceeds to step S240.
[0042]
In step S200, the center coordinate 65 of the detection window 62 at the position 64 where the total value of the brightness of all the pixels in the detection window 62 is the largest is calculated. The center coordinate 65 indicates the position in the screen coordinate system at the point where the screen 71 and the radar optical axis (center beam optical axis) intersect. When the center coordinate 65 is calculated, the process proceeds to step S210.
[0043]
In step S210, a deviation angle of the radar optical axis, that is, an angle between the reference vanishing point direction of the camera 2 representing the vehicle traveling direction and the optical axis of the radar 1 is calculated. FIG. 11A is a diagram illustrating the horizontal shift angle αr of the radar 1 on the XY plane, and FIG. 11B is a diagram illustrating the vertical shift angle βr of the radar 1 on the YZ plane. As shown in FIGS. 11A and 11B, in the screen coordinate system, the vector components going from the reference vanishing point vp to the coordinate 65 indicating the point where the screen 71 and the radar optical axis intersect are defined as (Xvp_ra, Yvp_ra). The horizontal displacement angle αr and the vertical displacement angle βr of the radar 1 are expressed by the following equations (8) and (9), respectively.
αr = arctan [{Xca_ra− (D + Yca_ra) tan (Rf · Xvp_ra)} / D] (8)
βr = arctan [{Zca_ra− (D + Yca_ra) tan (Rf · Yvp_ra)} / D] (9)
However, the vector components (Xvp_ra, Yvp_ra) from the reference vanishing point vp toward the coordinate 65 indicating the point where the screen 71 and the radar optical axis intersect with each other are the coordinates of the reference vanishing point calculated by the processing according to the flowchart shown in FIG. Based on the coordinates of the center coordinate 65 of the detection window 62 calculated in step S200.
[0044]
In other words, the radar optical axis deviation angle calculation unit 38 is configured such that the reference vanishing point coordinates stored in the reference vanishing point storage unit 35, the irradiation position of the optical axis of the laser beam irradiated on the screen 71, and the vehicle 100 to the screen. Based on the distance D to 71 and the relative position between the radar 1 and the camera 2, the radar optical axis deviation angles αr and βr are calculated. This is emitted from the radar 1 based on the irradiation position of the optical axis of the laser beam irradiated on the screen 71, the distance D from the vehicle 100 to the screen 71, and the relative position between the radar 1 and the camera 2. The laser beam emission direction is detected, and based on the detected laser beam emission direction and the reference vanishing point stored in the reference vanishing point storage unit 35, the radar optical axis deviation angles αr and βr are calculated. It can be said that there is.
[0045]
In step S220, it is determined whether or not the radar optical axis shift angles αr and βr calculated in step S210 are within an allowable range. The allowable range is set based on theoretical values or experimental values. In the vehicular radar apparatus according to the present embodiment, when the detected deviation angle of the radar optical axis is within the allowable range, the radar optical axis deviation angle is not corrected, and when it is out of the allowable range, the optical axis is not corrected. Correct the deviation angle. Accordingly, when it is determined that the radar optical axis deviation angles αr and βr are within the allowable range, the processing according to this flowchart is terminated, and when it is determined that the radar optical axis is not within the allowable range, the process proceeds to step S230. In step S230, the optical axis correction device 14 adjusts the radar optical axis based on the radar optical axis shift angles αr and βr calculated in step S210. By adjusting the radar optical axis, the straight traveling direction of the vehicle coincides with the emission direction of the laser beam emitted from the radar 1.
[0046]
According to the vehicular radar apparatus in the first embodiment, the deviation angle of the radar optical axis is calculated and the radar optical axis is adjusted by the following method. First, the reference vanishing point vp is detected by the reference vanishing point calculation unit 34 based on an image captured when the vehicle travels, and the detected reference vanishing point vp is stored in the reference vanishing point storage unit 35. Next, the vehicle 100 is directly opposed to the screen 71, and the distance D to the screen 71 is detected by the radar 1. The radar optical axis deviation angle calculation unit 38 includes a reference vanishing point vp stored in the reference vanishing point storage unit 35, an irradiation position 65 of the laser beam irradiated on the screen 71, and a distance to the screen 71 detected by the radar 1. D and an error between the emission direction of the laser beam emitted from the radar 1 and the straight traveling direction of the vehicle 100 based on the information on the relative position between the radar 1 and the camera 2 stored in the layout information storage unit 37. Is detected. Based on the detected error, the optical axis correction device 14 corrects the deviation of the radar optical axis so that the emission direction of the laser beam matches the straight traveling direction of the vehicle 100.
[0047]
If the deviation of the radar optical axis is corrected by the above-described method, the radar optical axis can be adjusted based on the reference vanishing point direction of the camera 2 indicating the actual vehicle straight traveling direction. Even when a deviation occurs between the vehicle body and the vehicle straight direction, the radar optical axis can be adjusted with high accuracy. That is, in the method of adjusting the radar optical axis with the vehicle body as a reference, the direction of the laser beam emitted from the radar 1 does not coincide with the vehicle straight traveling direction when a deviation occurs between the vehicle body and the vehicle straight traveling direction.
[0048]
Compared to the conventional optical axis adjustment method using a target board, a special target board for optical axis adjustment is not required, and the complicated work of installing the target board perpendicular to the vehicle center line is not required. There is no need to do.
[0049]
In the vehicular radar apparatus according to the first embodiment, when the traveling state of the vehicle 100 is a predetermined traveling state, that is, the road is horizontal and straight, and the vicinity of the center of the own lane is longer than a predetermined time, The detected reference vanishing point vp was stored in the reference vanishing point storage unit 35 when traveling straight at a constant speed. Thereby, the deviation angle of the radar optical axis can be calculated using the accurate reference vanishing point with high accuracy.
[0050]
-Second Embodiment-
In the vehicular radar apparatus according to the first embodiment, a laser beam is emitted from the radar 1 to calculate a deviation angle of the radar optical axis. In the vehicular radar apparatus according to the second embodiment, a radar that uses electromagnetic waves having a wavelength that cannot be detected (captured by an ordinary camera), such as a millimeter wave radar, is used as the radar 1.
[0051]
In the vehicular radar apparatus according to the second embodiment, when correcting the deviation angle of the radar optical axis, a laser transmitter 121 as shown in FIG. The laser transmitter 121 has a structure that can be fixed to the radar 1 with high accuracy, and a laser beam 123 that can be detected by the camera 2 by matching the radar axis with the beam axis of the laser beam transmitted from the laser transmitter 121. Is transmitted from the laser transmitter 122. Thereby, the optical axis deviation angle can be calculated and the radar optical axis can be adjusted by the same method as the radar optical axis deviation angle calculation method performed by the vehicular radar apparatus according to the first embodiment.
[0052]
-Third embodiment-
Since the reference vanishing point is not learned when the vehicle equipped with the radar device is shipped, the vehicle radar device according to the third embodiment obtains the angle between the radar optical axis and the camera optical axis in advance. Then, the radar optical axis is corrected based on the reference vanishing point movement amount obtained during the subsequent travel.
[0053]
In the initial state of the vehicle (at the time of vehicle shipment), the reference vanishing point is obtained based on the design values of the pan angle αc and pitch angle βc of the camera optical axis with respect to the vehicle. The pan angle αc and the pitch angle βc of the camera optical axis are angles based on the Y axis of the vehicle coordinate system XYZ shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), respectively. When the reference vanishing point is obtained, the optical axis deviation angle of the radar is corrected by a processing procedure based on the flowchart shown in FIG. In the subsequent driving of the vehicle, the reference vanishing point moving amount is calculated by the processing procedure based on the flowchart shown in FIG. 3, and the reference vanishing point is learned, thereby again calculating and correcting the optical axis deviation angle of the radar.
[0054]
According to the vehicle radar device of the third embodiment, the pan angle αc and pitch angle βc of the camera optical axis can be designed even in a situation where the reference vanishing point vp is not learned, such as when the vehicle is shipped. The reference vanishing point vp is obtained based on the value, the optical axis deviation angle of the radar is calculated, and the radar optical axis can be corrected if necessary.
[0055]
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the process in step S4 of the flowchart shown in FIG. 3, that is, the white line candidate point detection process, the number of pixels indicating an edge intensity equal to or greater than a predetermined value on the detected straight line is Whether or not a white line candidate point is detected is determined depending on whether it is larger or smaller than a predetermined ratio with respect to the distance. The predetermined ratio may be the same value in all of the plurality of white line candidate point detection areas 42 or may be set to a different value for each white line candidate point detection area 42. Similarly, when detecting the edge of the white line, the number of pixels indicating edge strength equal to or higher than a predetermined value on the straight line is measured, but this predetermined value can also be set for each white line candidate point detection area 42.
[0056]
As an output result (coordinate value) of the white line candidate point, one point of the upper base of the white line candidate point detection area 42 is extracted, but may be one point of the lower base. Further, when the white line candidate point detection process is performed for each white line candidate point detection area 42, the process is sequentially performed from the far white line candidate point detection area 42 in front of the vehicle toward the vicinity. Processing may be performed in order from the point detection area 42 toward the far side.
[0057]
Further, when the deviation angle of the radar optical axis is calculated, the vehicle 100 is directly opposed to the screen 71 as shown in FIGS. 6A and 6B, but the wall surface of the building is used instead of the screen 71. You can also However, the wall surface is preferably plain and flat, and does not reflect or absorb light regularly and diffusely reflects light.
[0058]
The radar optical axis deviation angle is automatically corrected by the optical axis correction device 14 based on the calculated optical axis deviation angle. However, the calculated optical axis deviation angle may be displayed on a display device (not shown). Good. In this case, the worker corrects the radar optical axis deviation angle based on the optical axis deviation angle displayed on the display device.
[0059]
The camera 2 has a CCD image sensor, but may have a CMOS image sensor. The vehicle radar apparatus according to the first to third embodiments detects the preceding vehicle by attaching the radar 1 to the front end portion of the vehicle. The present invention can also be applied to a radar device that recognizes a rear vehicle by setting the imaging direction of the vehicle to the rear of the vehicle.
[0060]
The correspondence between the constituent elements of the claims and the constituent elements of each embodiment is as follows. That is, the radar 1 is a signal transmission means, the controller 3 is a vanishing point detection means, a vanishing point storage means, a transmission direction detection means, and an error detection means, the camera 2 is an imaging means, and the optical axis correction device 14 is a correction means. Constitute. In particular, the reference vanishing point calculation unit 34 is a vanishing point detection unit, the reference vanishing point storage unit 35 is a vanishing point storage unit, the laser irradiation position detection unit 36 and the layout information storage unit 37 are transmission direction detection units, and a radar optical axis. The deviation angle calculation unit 38 constitutes error detection means. In addition, each component is not limited to the said structure, unless the characteristic function of this invention is impaired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a vehicle according to an embodiment equipped with a vehicle radar device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a vehicular radar apparatus according to the present invention;
FIG. 3 is a flowchart of an embodiment showing a processing procedure until a reference vanishing point is calculated and stored.
FIG. 4 is an explanatory diagram for calculating a reference vanishing point based on an image captured by a camera.
FIG. 5 is a flowchart of an embodiment showing a processing procedure until a radar optical axis deviation angle is calculated and corrected.
6A is a view of a vehicle facing the screen from above, and FIG. 6B is a view of the vehicle facing the screen from the side.
FIG. 7 is a diagram showing spectral sensitivity characteristics of a CCD image sensor and a CMOS image sensor.
FIG. 8 is a diagram showing an angle ψ between the optical axis of the center beam and the screen.
FIG. 9 is a diagram for explaining a method for detecting a laser beam irradiation position;
10A and 10B are diagrams for explaining a setting method of a detection window 62, in which FIG. 10A is a diagram in the XY plane, and FIG. 10B is a diagram in the YZ plane.
11A and 11B are diagrams for explaining a method of calculating a radar optical axis misalignment angle. FIG. 11A is a diagram on the XY plane, and FIG. 11B is a diagram on the YZ plane.
FIG. 12 is a diagram showing a state in which a laser transmitter is attached to a radar in the vehicle radar device according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Radar, 2 ... Camera, 3 ... Controller, 4 ... Navigation apparatus, 5 ... Rudder angle sensor, 6 ... Vehicle speed sensor, 13 ... Own vehicle state detection apparatus, 14 ... Optical axis correction apparatus, 34 ... Reference vanishing point calculation part 35 ... reference vanishing point storage unit, 36 ... laser irradiation position detection unit, 37 ... layout information storage unit, 38 ... radar optical axis deviation angle calculation unit, 42 ... white line candidate point detection region, 43,44 ... white line, 62 ... Detection window, 63 ... scanning range, 64 ... laser beam irradiation position, 65 ... center coordinate, 71 ... screen, 100 ... own vehicle, 101 ... left beam optical axis, 102 ... center beam optical axis, 103 ... right beam optical axis, 121 ... Laser transmitter, 122 ... Laser transmitter, 123 ... Laser beam

Claims

A laser delivery means for delivering the laser beam,
Imaging means for imaging the vehicle traveling direction;
A vanishing point detecting means on the basis of the captured image, to detect a vanishing point by the imaging means while the vehicle is running,
Vanishing point storage means for storing the vanishing point detected by the vanishing point detection means;
When adjusting the emission direction of the laser beam, the planar object is irradiated with the laser beam transmitted from the laser transmitting means, and the vanishing point stored in the vanishing point storage means and the planar object are irradiated. Laser optical axis deviation angle calculating means for calculating the deviation angle between the vehicle straight direction and the laser optical axis based on the positional relationship with the irradiation point of the laser beam;
Based on the deviation angle calculated by the laser beam axis deviation angle calculating means, correction for correcting the delivery direction of the laser beam so that the feed direction and the vehicle straight running direction of the laser transmitted from the laser delivery means is coincident A vehicular radar apparatus.

The vehicle radar device according to claim 1,
The vehicle further comprises traveling state detection means for detecting the traveling state of the vehicle,
The vanishing point storage means stores the vanishing point detected by the vanishing point detection means when the traveling state detected by the traveling state detection means is a predetermined traveling state. apparatus.

The radar device for a vehicle according to claim 2,
The vehicular radar apparatus, wherein the traveling state is at least a straight traveling state of the vehicle.

The vehicle radar device according to claim 2 or 3,
The vehicular radar apparatus, wherein the running state detecting means is a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the vehicle.

In the vehicle radar device according to any one of claims 1 to 4, in addition,
When using electromagnetic waves as radar waves , the vehicle radar apparatus comprises means for matching the transmission direction of the radar waves with the transmission direction of the laser beam by the laser transmission means .

In the vehicle radar device according to any one of claims 1 to 5,
A vehicular radar apparatus, wherein the laser sending means and the imaging means are mounted on a rear end portion of a vehicle, and the backward direction of the vehicle is imaged using the imaging means.

In an optical axis adjustment method for a vehicle radar device that detects at least a distance to an object by transmitting an optical signal of a predetermined wavelength and receiving a reflected signal ,
The vanishing point is detected based on the image taken when the vehicle is traveling straight ahead,
When adjusting the transmission direction of the optical signal, irradiate the planar object with the optical signal, and based on the positional relationship between the detected vanishing point and the irradiation point of the optical signal irradiated to the planar object. An optical axis adjustment method for a vehicular radar apparatus , wherein the signal transmission direction is corrected so that the straight traveling direction of the vehicle coincides with the signal transmission direction .