JP6455292B2 - 物体検出装置及び物体検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、近距離センサと遠距離センサとを用いた物体検出装置及び物体検出方法に関する。

関連する技術として、特許文献１に車載用測距装置が開示されている。この車載用測距装置は、近距離センサと遠距離センサとを用いて、高精度に車間距離を推定する装置である。近距離センサと遠距離センサの重複範囲内では、近距離センサの出力値と遠距離センサの出力値との平均値を先行車との距離とする。近距離センサの検出領域内且つ遠距離センサの検出領域外の領域では、周囲環境等で近距離センサが検出できないと判断した場合、不検出になる直前の出力値から物体の相対位置を推定する。

特開平４−２７６５８５号公報

しかしながら、近距離センサと遠距離センサとの検出精度に違いがある場合、近距離センサと遠距離センサとの検出領域の重複領域で平均値を取ることで、推定した物体の相対位置に大きな変動が発生してしまう可能性がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、推定した物体の相対位置の変動が少なく、より精度の良い結果を得るための物体検出装置及び物体検出方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様に係る物体検出装置及び物体検出方法では、第１の検出領域で自車と物体との第１の相対位置を検出する。第１の検出領域よりも検出可能距離が短く且つ位置検出精度が高い第２の検出領域で自車と物体との第２の相対位置を検出する。第１の相対位置及び第２の相対位置のうち少なくとも一方に基づき、物体の相対位置を推定する。物体の相対位置に基づき、物体に対して自車の回避動作が必要か否かを判定する。自車の回避動作が必要と判定していない場合であって、第１の検出領域で物体を検出し且つ第２の検出領域で物体を検出していない状況では、第１の相対位置を物体の相対位置と推定する。この状況から第２の検出領域でも物体を検出し且つ第１の相対位置と第２の相対位置との差が既定の閾値以下となった場合、第２の検出領域で物体を継続して検出している間は第２の相対位置を物体の相対位置と推定する。

本発明の一態様によれば、第１の物体検出部で検出している第１の相対位置と第２の物体検出部で検出している第２の相対位置との差が既定の閾値以下となったときに、第２の物体検出部で物体を継続して検出している間は、第２の相対位置を物体の相対位置と推定するため、推定した物体の相対位置の変動が少なく、より精度の良い結果を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る車両位置算出装置の構成例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る車両位置算出装置の制御装置の構成例を示す図である。 本発明の第１実施形態での処理の流れを示すフローチャートである。 第１の物体検出部及び第２の物体検出部のそれぞれの検出領域を示す図である。 重複領域に入る前に高精度に検出されていた場合を示す図である。 同一物体の判定の必要性を示す図である。 本発明の第１実施形態での相対位置推定処理を示すフローチャートである。 第１の物体検出部及び第２の物体検出部のそれぞれの検出誤差を示す図である。 本発明の第１実施形態での相対位置推定処理結果を示す図である。 本発明の第２実施形態での相対位置推定処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態での相対位置推定処理結果を示す図である。 本発明の第３実施形態での処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態での相対位置推定処理を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態での相対位置推定処理結果を示す図である。

次に、図面を参照して、本発明の第１〜第３実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構成部品については以下の説明を参酌して判断すべきものである。
また、以下に示す第１〜第３実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

＜第１実施形態＞
以下に、本発明の第１実施形態について説明する。
（物体検出装置の構成）
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る物体検出装置は、第１の物体検出部１０と、第２の物体検出部２０と、自車情報取得部３０と、制御装置５０とを備える。
第１の物体検出部１０は、自車前方の道路空間に存在する物体が自身の検出範囲である第１の検出領域に入った場合、自車と物体との第１の相対位置及び第１の相対速度を検出し、制御装置５０に出力する。第１の物体検出部１０の例として、自車の車室内（ルームミラー周辺等）に取り付けている狭角カメラ等の遠距離センサを想定している。

第２の物体検出部２０は、自車前方の道路空間に存在する物体が自身の検出範囲である第２の検出領域に入った場合、自車と物体との第２の相対位置及び第２の相対速度を検出し、制御装置５０に出力する。ここで、第１の検出領域は、自車の進行方向に対して長く（遠距離）、自車の幅方向に対して狭い（狭角）。一方、第２の検出領域は、第１の検出領域と比べて、自車の進行方向に対して短く（近距離）、自車の幅方向に対して広い（広角）。そして、第２の物体検出部２０の位置検出精度は、第１の物体検出部１０の位置検出精度よりも高い。このように、このように、第２の物体検出部２０は、第１の物体検出部１０と比べて、検出可能距離が短く、検出可能幅が広く、位置検出精度が高い。第２の物体検出部２０の例として、自車の車室外（フロント周辺等）に取り付けているレーザーレンジファインダ（ＬＲＦ）等の近距離センサを想定している。
なお、第１の物体検出部１０及び第２の物体検出部２０が検出する物体は、自車の走行車線内に侵入若しくは存在し、自車と接触する可能性のある物体等である。なお、物体は、静止体、動体を問わない。物体の例として、他の車両、路上の障害物や落下物、飛来物、道路空間に進入してきた人や動物等が考えられる。

自車情報取得部３０は、少なくとも自車の速度、加速度、及び操舵角等の情報（自車情報）を取得し、制御装置５０に出力する。自車情報取得部３０の例として、車速センサ、加速度センサ、及び舵角センサ等の各種センサ群を想定している。
制御装置５０は、第１の物体検出部１０の出力値及び第２の物体検出部２０の出力値のうち少なくとも一方に基づき、自車前方の道路空間に存在する物体の相対位置を推定する。なお、制御装置５０は、第１の物体検出部１０の出力値及び第２の物体検出部２０の出力値のそれぞれを取得した時刻のタイムスタンプも同時に取得し、このタイムスタンプと自車情報取得部３０から送られる自車情報とに基づいて、第１の相対位置と第２の相対位置とを対応付けるようにしても良い。このとき、制御装置５０は、物体の相対位置から自車に対する物体の相対速度を算出することもできる。更に、制御装置５０は、物体の相対位置に基づいて、自車に対する警報及び／又は制動等の運転支援を行うようにすることも可能である。なお、運転支援の処理については公知技術を用いるものとして、ここでは詳細の説明は割愛する。制御装置５０の例として、電子制御装置（ＥＣＵ）を想定している。また、制御装置５０は、計算機、スマートフォン、タブレット端末、カーナビゲーションシステム等でも良い。

（制御装置の構成）
図２を参照して、制御装置５０の詳細な構成例について説明する。
制御装置５０は、物体位置推定部５１と、重複領域判定部５２と、同一物体判定部５３と、検出済物体判定部５４と、回避判定部５５と、停車判定部５６とを備える。
物体位置推定部５１は、第１の物体検出部１０の出力値及び第２の物体検出部２０の出力値のうち少なくとも一方に基づき、物体の相対位置を推定する。更に、物体位置推定部５１は、物体の相対位置から自車と物体との相対速度を算出しても良い。

重複領域判定部５２は、物体位置推定部５１に対して、第１の相対位置と第２の相対位置との両方が入力された場合、第１の相対位置と第２の相対位置とが、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との重複領域に入っているか否かを判定する。
同一物体判定部５３は、重複領域判定部５２で第１の相対位置と第２の相対位置とが重複領域に入っていると判定された場合、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０とが同じ物体を検出しているか否かを判定する。
検出済物体判定部５４は、同一物体判定部５３で同じ物体を検出していると判定された場合、重複領域において第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との両方で同時に検出された物体に対して、重複領域に入る前に、第１の物体検出部１０よりも位置検出精度が高い第２の物体検出部２０で検出していたか否かを判定する。

回避判定部５５は、検出済物体判定部５４で重複領域に入る前に第２の物体検出部２０で物体を検出していたと判定されなかった場合、自車情報取得部３０から取得した自車情報と、物体位置推定部５１で推定した物体の相対位置とに基づき、物体に対して自車の回避動作が必要か否かを判定する。このとき、回避判定部５５は、物体の相対位置から自車に対する物体の相対速度を算出し、物体の相対速度に基づき、物体に対して自車の回避動作が必要か否かを判定することもできる。
物体位置推定部５１は、回避判定部５５で回避する必要があると判定された場合、物体の相対位置の推定結果の変動が少なくなるように、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値の間の切り替えを行う（後述する物体回避必要時の相対位置推定処理）。

停車判定部５６は、少なくとも制御装置５０の動作中、自車のイグニッションスイッチ（ＩＧＮ）を監視し、イグニッションスイッチ（ＩＧＮ）がＯＦＦされたか否かを判定する。イグニッションスイッチ（ＩＧＮ）がＯＦＦされたと判定した場合、制御装置５０の処理を終了する。
更に、停車判定部５６は、自車のイグニッションスイッチ（ＩＧＮ）を監視し、イグニッションスイッチ（ＩＧＮ）がＯＮされたか否かを判定し、イグニッションスイッチ（ＩＧＮ）がＯＮされたと判定した場合に、制御装置５０の処理を開始するようにしても良い。

（処理の流れ）
次に、図３に示すフローチャートを参照して、本発明の第１実施形態に係る物体検出装置での処理の流れについて説明する。
ステップＳ１０１では、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０とのそれぞれが、自車と物体との相対位置（第１の相対位置、第２の相対位置）を検出し、制御装置５０に出力する。第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との検出距離と視野角については、例えば図４に示しているように、第１の物体検出部１０が検出距離２００ｍ、視野角３０°に対して、第２の物体検出部２０が検出距離８０ｍ、視野角１１０°である。

ステップＳ１０２では、制御装置５０の物体位置推定部５１は、第１の物体検出部１０の出力値及び第２の物体検出部２０の出力値のうち少なくとも一方に基づき、物体の相対位置を推定する。
ここでは、物体位置推定部５１は、第１の相対位置のみ取得した場合、第１の相対位置を物体の相対位置と推定する。また、第２の相対位置を取得した場合、第２の相対位置を物体の相対位置と推定する。

なお、第１の相対位置を取得する前に、既に第２の相対位置を取得している場合、第２の相対位置を物体の相対位置と推定し続ける。
例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示しているように、第１の物体検出部１０が物体を検出し始める前に、既に第２の物体検出部２０が物体を検出している場合、第２の物体検出部２０の検出精度が高いため、第２の相対位置を物体の相対位置と推定して使い続ける。

ステップＳ１０３では、制御装置５０の重複領域判定部５２は、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との両方が物体を検出しているとき、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０とのそれぞれで検出された物体が、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との重複領域に入っているか否かを判定する。例えば、図４において、第１の検出領域と第２の検出領域とが重なる領域が重複領域である。
重複領域判定部５２は、物体が重複領域の中に入っていると判定した場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、ステップＳ１０４へ進む。
重複領域判定部５２は、物体が重複領域の中に入っていると判定していない場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、ステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０４では、制御装置５０の同一物体判定部５３は、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０とが同じ物体を検出しているか否かを判定する。
例えば、図６に示しているように、２つの物体が第１の検出領域と第２の検出領域との重複領域に入っており、第１の相対位置がそれぞれＡ１、Ａ２であり、第２の相対位置がそれぞれＢ１、Ｂ２である場合、Ａ１がＢ１、Ｂ２の中のいずれと同じ物体であるか否かを判定する必要がある。

ここでは、Ａ１、Ａ２と、Ｂ１、Ｂ２との距離で、最も近い同士を同じ物体と判定する。図６の場合、Ａ１とＢ２が同じ物体、Ａ２とＢ１が同じ物体であると判定することができる。
同一物体判定部５３は、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０とが同じ物体を検出していると判定した場合（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、ステップＳ１０５へ進む。
同一物体判定部５３は、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０とが同じ物体を検出していると判定しなかった場合（ステップＳ１０４でＮｏ）、ステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０５では、制御装置５０の検出済物体判定部５４は、重複領域において第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との両方で同時に検出された物体に対して、重複領域に入る前に、第１の物体検出部１０よりも位置検出精度が高い第２の物体検出部２０で検出していたか否かを判定する。
検出済物体判定部５４は、重複領域に入る前に第２の物体検出部２０で検出していたと判定した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、ステップＳ１０８へ進む。
検出済物体判定部５４は、重複領域に入る前に第２の物体検出部２０で検出していなかったと判定した場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６では、制御装置５０の回避判定部５５は、自車と物体との相対位置及び相対速度に基づいて、物体を回避する必要があるか否かを判定する。
回避判定部５５は、物体を回避する必要があると判定した場合（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、ステップＳ１０７へ進む。
回避判定部５５は、物体を回避する必要がないと判定した場合（ステップＳ１０６でＮｏ）、ステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０７では、制御装置５０の物体位置推定部５１は、物体回避必要時の相対位置推定処理として、回避判定部５５の判定結果と、第１の物体検出部１０の出力値及び第２の物体検出部２０の出力値のうち少なくとも一方に基づき、物体の相対位置を推定する。具体的には、物体の相対位置の推定結果の変動が少なくなるように、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０の出力値との間の切り替えを行う。この物体回避必要時の相対位置推定処理の詳細については後述する（図７参照）。物体回避必要時の相対位置推定処理が終了すると、ステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８では、制御装置５０の停車判定部５６は、自車のイグニッションスイッチ（ＩＧＮ）を監視し、イグニッションスイッチ（ＩＧＮ）がＯＦＦされたか否かを判定する。
停車判定部５６は、イグニッションスイッチ（ＩＧＮ）がＯＦＦされたと判定した場合（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、制御装置５０の一連の処理を終了する。
停車判定部５６は、イグニッションスイッチ（ＩＧＮ）がＯＦＦされたと判定されていない場合（ステップＳ１０８でＮｏ）、ステップＳ１０１へ戻る。すなわち、イグニッションスイッチ（ＩＧＮ）がＯＦＦされたと判定されるまで、制御装置５０の一連の処理を継続する。

（物体回避必要時の相対位置推定処理）
図７に示すフローチャートを参照して、本発明の第１実施形態における、図３に示したステップＳ１０７での物体回避必要時の相対位置推定処理の詳細について説明する。ここでは、物体の相対位置の推定結果の変動が少なくなるように、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０の出力値との間の切り替えを行う。

ステップＳ１１１では、物体位置推定部５１は、自車と物体との相対位置及び相対速度に基づいて、当該物体を回避するまでの距離（回避開始距離）を算出する。
例えば、自車が時速３０ｋｍ／ｈで走行している時、駐車車両を検出した場合、０．２Ｇで、駐車車両と５ｍの車間距離で止まるために、回避開始距離ｓ＝Ｖ^２／（２×０．２×９．８）＋５≒２２．７ｍ先に回避する必要があると算出することができる。

ステップＳ１１２では、物体位置推定部５１は、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０とのそれぞれの検出誤差の読み込みを行う。
例えば、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０とのそれぞれの検出誤差を事前に調べてデータベースに格納しておく。例えば、図８に示しているように、第１の物体検出部１０の検出誤差（第１の検出誤差）が距離に応じて大きくなることに対して、第２の物体検出部２０の検出誤差（第２の検出誤差）が距離に関係なく、ほぼ一定である。

ステップＳ１１３では、物体位置推定部５１は、読み込んだ第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０とのそれぞれの検出誤差に基づいて、回避動作開始する前に第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差（出力差）が既定の閾値（例えば２ｍ）以下になる可能性があるか否かを判定する。閾値は、事前に設定されているものとする。

例えば、図８に示しているように、自車の３０ｍ先に存在すると仮定した物体に対して、第１の物体検出部１０の検出誤差が３ｍであるため、検出条件が悪いときには出力値は３０＋３＝３３ｍとなると推定される。一方、第２の物体検出部２０の検出誤差が１ｍであるため、検出条件が悪いときには出力値は３０＋１＝３１ｍとなると推定される。したがって、回避開始距離２２．７ｍに対して、物体の相対位置が３０ｍ先になった時（回避開始する前）に、検出条件が悪くても出力値の差が３３−３１＝２ｍで２ｍ以下となると推定される（出力差：２ｍ≦閾値：２ｍ）。つまり、回避開始する前に、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差が閾値以下になる可能性があると判定することができる。

このように、ステップＳ１１３において物体位置推定部５１が行っている処理は、物体の相対位置、第１の物体検出部１０及び第２の物体検出部２０のそれぞれの検出誤差、及び回避開始距離に基づいて、将来、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との出力差が閾値以下となる可能性があるかという予測であり、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との実際の出力差が閾値以下となったかという判定ではない。

物体位置推定部５１は、閾値以下になる可能性があると判定した場合（ステップＳ１１３でＹｅｓ）、ステップＳ１１４へ進む。
物体位置推定部５１は、閾値以下になる可能性がないと判定した場合（ステップＳ１１３でＮｏ）、この物体回避必要時の相対位置推定処理を終了する。
ステップＳ１１４では、物体位置推定部５１は、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差を計算する。

ステップＳ１１５では、物体位置推定部５１は、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差が閾値以下となったか否かを判定する。ステップＳ１１３に対し、ステップＳ１１５において物体位置推定部５１が行っている処理は、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との実際の出力値を用いて、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との実際の出力差が閾値以下となったかという判定である。
物体位置推定部５１は、閾値以下となったと判定した場合（ステップＳ１１５でＹｅｓ）、ステップＳ１１６へ進む。
物体位置推定部５１は、閾値以下となったと判定しなかった場合（ステップＳ１１５でＮｏ）、ステップＳ１１４へ戻る。

ステップＳ１１６では、物体位置推定部５１は、物体の相対位置を新たに推定する。ここでは、現在の物体の相対位置を直ちに第２の物体検出部２０の出力値に変更する。
例えば、物体位置推定部５１は、図９に示しているように、最初は物体が第１の物体検出部１０で検出され、重複領域内に入ってから第２の物体検出部２０も検出し始める。
物体位置推定部５１は、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差が閾値以下になっていない間には、継続して第１の相対位置を物体の相対位置と推定する。
物体位置推定部５１は、自車と物体との相対位置が第１の切り替え開始点Ｗ１になったとき、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差が閾値以下になり、制御開始位置の前であるので、ステップＳ１１６では、物体の相対位置を直ちに第２の物体検出部２０の出力値に切り替える。

（動作）
以下に、本発明の第１実施形態に係る物体検出装置を搭載した車両の挙動について説明する。
本発明の第１実施形態に係る物体検出装置を搭載した車両は、運転者がイグニッションスイッチ（ＩＧＮ）をＯＮした場合、制御装置５０の処理を開始する。車両は、運転者の運転操作又は電子制御等により、道路を走行する。

車両は、道路を走行中、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０とのそれぞれを用いて、自車前方の道路空間に存在する物体の有無を確認する。車両は、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との少なくとも一方において、自車前方の道路空間に存在する物体を検出した場合、自車とその物体との相対位置を検出する。このとき、車両は、第１の物体検出部１０のみで物体を検出した場合には、自車と物体との第１の相対位置を検出し、この第１の相対位置を物体の相対位置と推定する。反対に、車両は、第２の物体検出部２０のみで物体を検出した場合には、自車と物体との第２の相対位置を検出し、この第２の相対位置を物体の相対位置と推定する。車両は、推定した物体の相対位置に基づいて、自車に対する警報及び／又は制動等の運転支援を行う。

また、車両は、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との両方（重複領域）で物体を検出した場合には、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との両方で検出した物体が同一物体であるか否かを判定する。車両は、同一物体であると判定した場合には、第１の物体検出部１０よりも先に第２の物体検出部２０でその物体を検出していたか否か判定する。車両は、第１の物体検出部１０よりも先に第２の物体検出部２０でその物体を検出していなかったと判定した場合、車と物体との相対位置及び相対速度に基づいて、物体を回避する必要があるか否かを判定する。

車両は、物体を回避する必要があると判定した場合、自車と物体との相対位置及び相対速度に基づいて、当該物体を回避するまでの距離（回避開始距離）を算出した上で、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０とのそれぞれの検出誤差の読み込みを行い、読み込んだ検出誤差に基づいて、回避動作開始する前に第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差（予測の出力差）が既定の閾値以下になる可能性があるか否かを判定する。

車両は、予測の出力差が閾値以下になる可能性があると判定した場合、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値とから実際の出力差を計算し、実際の出力差が閾値以下となったか否かを判定する。車両は、実際の出力差が閾値以下となったと判定しなかった場合、再度、実際の出力差を計算し、閾値以下となったと判定するまで当該処理を繰り返す。
車両は、実際の出力差が閾値以下となったと判定した場合、現在の物体の相対位置を第２の物体検出部２０の出力値に変更する。車両は、変更した物体の相対位置に基づいて、自車に対する警報及び／又は制動等の運転支援を行う。

なお、上記の動作において、車両は、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との両方で検出した物体が同一物体でないと判定した場合、第１の物体検出部１０よりも先に第２の物体検出部２０でその物体を検出していたと判定した場合、物体を回避する必要がないと判定した場合、及び予測の出力差が閾値以下になる可能性がないと判定した場合には、現状を維持する。
車両は、運転者がイグニッションスイッチ（ＩＧＮ）をＯＦＦした場合、制御装置５０の処理を終了する。

（第１実施形態の効果）
本発明の第１実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（１）本発明の第１実施形態に係る物体検出装置は、第１の検出領域で自車と物体との第１の相対位置を検出する。第１の検出領域よりも検出可能距離が短く且つ位置検出精度が高い第２の検出領域で自車と物体との第２の相対位置を検出する。第１の相対位置及び第２の相対位置のうち少なくとも一方に基づき、物体の相対位置を推定する。物体の相対位置に基づき、物体に対して自車の回避動作が必要か否かを判定する。自車の回避動作が必要と判定していない場合であって、第１の検出領域で物体を検出し且つ第２の検出領域で物体を検出していない状況では、第１の相対位置を物体の相対位置と推定する。この状況から第２の検出領域でも物体を検出し且つ第１の相対位置と第２の相対位置との差が既定の閾値以下となった場合、第２の検出領域で物体を継続して検出している間は第２の相対位置を物体の相対位置と推定する。
その結果、第１の物体検出部で検出している第１の相対位置と第２の物体検出部で検出している第２の相対位置との差が閾値以下となった場合、第２の物体検出部で物体を継続して検出している間は、第２の相対位置を物体の相対位置と推定するため、物体の相対位置の推定結果の変動が少なく、より精度の良い結果を得ることができる。

（２）本発明の第１実施形態に係る物体検出装置は、第２の物体検出部で物体が検出され且つ第１の物体検出部で物体が検出していない状況では、第２の相対位置を物体の相対位置と推定する。この状況から第１の物体検出部でも物体が検出される状況に移行しても、第２の相対位置を継続して物体の相対位置と推定する。
その結果、第１の物体検出部と第２の物体検出部の重複領域に入る前に、第２の物体検出部で検出し続けた物体に対して、第２の物体検出部で検出している第２の相対位置を継続して物体の相対位置と推定し、検出精度が高い第２の物体検出部の結果を使い続けるので、物体の相対位置を高い精度で推定することができる。

（３）本発明の第１実施形態に係る物体検出装置は、物体の相対位置から自車に対する物体の相対速度を算出し、物体の相対速度に基づいて、自車の回避動作が必要か否かを判定する。
その結果、物体の相対位置の推定結果から自車と物体との相対速度を推定し、この相対速度に基づいて回避動作が必要か否かを判定するため、円滑な車両挙動を得ることができる。

＜第２実施形態＞
以下に、本発明の第２実施形態について説明する。
本発明の第２実施形態に係る物体検出装置の構成及び処理内容については、基本的に第１実施形態と同様である。異なるのは、図７に示すフローチャートにおけるステップＳ１１３でＮｏとなった場合以降の処理である。

第１実施形態では、回避動作開始する前に第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差が既定の閾値以下になる可能性があると判定された場合に、物体の相対位置を第１の物体検出部１０の出力値から第２の物体検出部２０の出力値に変更する処理方法を採用している。
これに対して、第２実施形態では、回避動作開始する前に第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差が既定の閾値以下になる可能性がない（閾値よりも大きい）と判定された場合にも、物体の相対位置を第１の物体検出部１０の出力値から第２の物体検出部２０の出力値に変更する処理方法を採用している。

（物体回避必要時の相対位置推定処理）
図１０に示すフローチャートを参照して、本発明の第２実施形態における、図３に示したステップＳ１０７での物体回避必要時の相対位置推定処理の詳細について説明する。なお、図１０において、図７と同じ符号が付与された処理は、図７と同じ処理であるため、説明を省略する。

ステップＳ１１３では、物体位置推定部５１は、閾値以下になる可能性がないと判定した場合（ステップＳ１１３でＮｏ）、ステップＳ１１７へ進む。
例えば、自車速Ｖ＝４５ｋｍ／ｈで走行し、駐車車両を検出した場合、０．２Ｇで、駐車車両との車間距離５ｍで停車したい場合、回避開始距離ｓ＝Ｖ^２／（２×０．２×９．８）＋５≒４５ｍ先に回避開始する必要がある。しかし、図８に示しているように、自車の４５ｍ先に存在すると仮定した物体に対して、第１の物体検出部１０の検出誤差は４ｍであるため、検出条件が悪いときには出力値は４５＋４＝４９ｍとなると推定される。一方、第２の物体検出部２０の検出誤差は１ｍであるため、検出条件が悪いときには出力値は４５＋１＝４６ｍとなると推定される。したがって、回避開始距離４５ｍに対して、物体の相対位置が４５ｍ先になった時（回避開始する時）に、検出条件が悪ければ出力値の差が４９−４６＝３ｍで２ｍより大きくなる（出力差：３ｍ＞閾値：２ｍ）。つまり、回避開始する前に、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差が閾値以下になる可能性がない（閾値より大きい）と判定することができる。

ステップＳ１１７では、物体位置推定部５１は、第１の相対位置から第２の相対位置に近づけるように物体の相対位置を推定するため、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値とを近づける起点として第１の切り替え開始点Ｗ１を算出する。
つまり、ステップＳ１１３で回避動作開始する前に第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差が閾値以下になる可能性がないと判定した場合であっても、回避を開始する前に、推定した物体の相対位置を検出精度が高い第２の物体検出部２０の出力値に切り替えるのが望ましい。推定した物体の相対位置の急な変動を避けるために緩和して、第１の相対位置から第２の相対位置に近づけるように物体の相対位置を推定する。

例えば、回避開始する１ｓ前から、第１の相対位置から第２の相対位置に近づける場合、回避開始する１ｓ前は物体までの距離がＶ／１＋ｓ＝１２．５＋４５＝５７．５ｍである。図８に示しているように、５７．５ｍ先の物体に対して第１の物体検出部１０の検出誤差は５ｍで、５７．５先の物体に対しての検出値は６２．５ｍ、第２の物体検出部２０の検出誤差は１ｍで、５７．５先の物体に対しての検出値は５８．５ｍであり、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差が６２．５−５８．５＝４ｍである。

すなわち、図１１（ａ）に示しているように、第１の相対位置が６２．５ｍになった時、第１の相対位置から第２の相対位置に近づけさせ始める。例えば、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との検出周期が１００ｍｓの場合、１ｓ間で１０回検出処理を行うので、４ｍ／１０回＝０．４ｍずつ第１の相対位置から第２の相対位置に近づける。

ステップＳ１１８では、物体位置推定部５１は、ステップＳ１１７で算出した第１の切り替え開始点Ｗ１に到着したか否かを判定する。
物体位置推定部５１は、第１の切り替え開始点Ｗ１に到着したと判定した場合、ステップＳ１１９へ進む。
物体位置推定部５１は、第１の切り替え開始点Ｗ１に到着したと判定していない場合、引き続き第１の相対位置を物体の相対位置と推定する。
例えば、図１１（ｂ）に示しているように、第１の切り替え開始点Ｗ１に到着する前は、継続して第１の相対位置を物体の相対位置と推定する。

ステップＳ１１９では、物体位置推定部５１は、ステップＳ１１８で第１の切り替え開始点Ｗ１に到着したと判定した場合、第１の相対位置から第２の相対位置に近づけるように物体の相対位置を推定する。すなわち、第１の相対位置を物体の相対位置と推定する状態から第２の相対位置を物体の相対位置と推定する状態にまで、推定している物体の相対位置を徐々に変化させる。
例えば、図１１（ｂ）に示しているように、第１の切り替え開始点Ｗ１に到着した時点から、第１の相対位置から第２の相対位置に近づけさせ始める。これにより、物体の相対位置が第１の相対位置から第２の相対位置になる。

（動作）
以下に、本発明の第２実施形態に係る物体検出装置を搭載した車両の挙動について説明する。なお、本発明の第１実施形態に係る物体検出装置を搭載した車両と同じ挙動については、説明を省略する。
本発明の第２実施形態に係る物体検出装置を搭載した車両は、回避動作開始する前に第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差が閾値以下になる可能性がないと判定した場合、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値とを近づける起点として第１の切り替え開始点Ｗ１を算出し、算出した第１の切り替え開始点Ｗ１に到着したか否かを判定する。車両は、第１の切り替え開始点Ｗ１に到着していないと判定した場合、第１の切り替え開始点Ｗ１に到着したと判定するまで、当該判定処理を定期的に繰り返す。車両は、第１の切り替え開始点Ｗ１に到着したと判定した場合、第１の相対位置から第２の相対位置に近づけるように物体の相対位置を推定する。車両は、物体の相対位置に基づいて、自車に対する警報及び／又は制動等の運転支援を行う。

（第２実施形態の効果）
本発明の第２実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（１）本発明の第２実施形態に係る物体検出装置は、自車の回避動作が必要と判定した後に、物体を第１の物体検出部で検出し且つ第２の物体検出部で検出していない状況から第２の物体検出部でも物体を検出している状況に移行した場合であって、第１の相対位置と第２の相対位置との差が既定の閾値より大きい場合には、第１の相対位置を物体の相対位置と推定する状態から第２の相対位置を物体の相対位置と推定する状態にまで、推定している物体の相対位置を徐々に変化させる。

その結果、回避動作が必要と判定した後で、第１の物体検出部で検出している物体が、第２の物体検出部で検出している場合であって、第１の物体検出部で検出している第１の相対位置と第２の物体検出部で検出している第２の相対位置との差が閾値より大きい場合、第１の相対位置から第２の相対位置に近づけるように物体の相対位置を推定し、回避動作を開始する前に相対位置を少しずつ精度が良好な第２の物体検出部の出力値に近づけるように切り替えるので、自車の挙動に影響を与えることなく、変動が少ない相対位置を得ることができる。
その他の効果については、第１実施形態と同様である。

＜第３実施形態＞
以下に、本発明の第３実施形態について説明する。
本発明の第３実施形態に係る物体検出装置の構成及び処理内容については、基本的に第１実施形態と同様である。異なるのは、図３に示すフローチャートにおけるステップＳ１０６でＮｏとなった場合以降の処理である。
第１実施形態では、図３に示すフローチャートにおけるステップＳ１０６において、回避が必要であると判定された場合に、物体の相対位置を第１の物体検出部１０の出力値から第２の物体検出部２０の出力値に変更する処理方法を採用している。
これに対して、第３実施形態では、図３に示すフローチャートにおけるステップＳ１０６において、回避が必要でないと判定された場合に、物体の相対位置を第２の物体検出部２０の出力値から第１の物体検出部１０の出力値に変更する処理方法を採用している。

（処理の流れ）
図１２に示すフローチャートを参照して、本発明の第３実施形態に係る物体検出装置での処理の流れについて説明する。なお、図１２において、図３と同じ符号が付与された処理は、図３と同じ処理であるため、説明を省略する。
図１２に示すように、第３実施形態では、ステップＳ１０９として、物体位置推定部５１は、ステップＳ１０６で回避が必要でないと判定された場合に、後述する物体回避不要時の相対位置推定処理を実施する。その他の処理については、図３に示した処理と同様である。
なお、反対に、ステップＳ１０６で回避が必要であると判定された場合には、図３に示すフローチャートにおけるステップＳ１０７の処理として第１又は第２実施形態と同様の処理（図７、図１０参照）を行うようにしても良いし、図３に示すフローチャートにおけるステップＳ１０８へ進むようにしても良い。

（物体回避不要時の相対位置推定処理）
図１３に示すフローチャートを参照して、本発明の第３実施形態における、図１２に示したステップＳ１０９での物体の相対位置の推定処理の詳細について説明する。
ステップＳ３１１では、物体位置推定部５１は、ステップＳ１０６で回避する必要がないと判定された場合、検出された物体が第２の検出領域を逸脱する可能性があるか否かを判定する。

例えば、先行車との相対距離６０ｍ、相対速度１０ｋｍ／ｈ（先行車が速い）の場合、７．２ｓ後に自車と物体との相対距離が８０ｍになることを算出することができる。つまり、７．２ｓ後に物体が第２の検出領域を逸脱する可能性があると判定することができる。
物体位置推定部５１は、物体が第２の検出領域を逸脱する可能性があると判定した場合、ステップＳ３１２へ進む。
物体位置推定部５１は、物体が第２の検出領域を逸脱する可能性がないと判定した場合、この物体回避不要時の相対位置推定処理を終了する。

ステップＳ３１２では、物体位置推定部５１は、推定した物体の相対位置の急な変動を避けるために、物体が第２の検出領域を逸脱する前に緩和して、第２の相対位置から第１の相対位置に近づけるように物体の相対位置を推定するため、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０の出力値とを近づける起点として第２の切り替え開始点Ｗ２を算出する。

つまり、ステップＳ３１１で物体が第２の検出領域を逸脱する可能性があると判定した場合には、第２の検出領域を逸脱する前に、推定した物体の相対位置を第２の物体検出部２０の出力値から第１の物体検出部１０の出力値に早めに切り替えておくのが望ましい。推定した物体の相対位置の急な変動を避けるために緩和して、第２の相対位置から第１の相対位置に近づけるように物体の相対位置を推定する。

例えば、第２の検出領域を逸脱する１ｓ前に、第２の相対位置から第１の相対位置に近づける場合、図１４（ａ）に示しているように、第２の検出領域を逸脱するＶ×ｔ＝（１０ｋｍ／ｈ）×３＝８ｍ先に切り替え始める。
この場合、自車と物体との相対距離が８０−８＝７２ｍ、図８に示しているように、第１の物体検出部１０の誤差が２０ｍであり、第２の物体検出部２０の検出誤差が１ｍであるので、第１の物体検出部１０の出力値と第２の物体検出部２０との出力値との差が１９ｍある。
例えば、第１の物体検出部１０と第２の物体検出部２０との検出周期１００ｍｓである場合、３ｓで３０回検出処理を行うので、１９ｍ／３０回＝０．６３ｍずつ第２の相対位置から第１の相対位置に近づける。

ステップＳ３１３では、物体位置推定部５１は、ステップＳ３１２で算出した第２の切り替え開始点Ｗ２に到着したか否かを判定する。
物体位置推定部５１は、第２の切り替え開始点Ｗ２に到着したと判定した場合、ステップＳ３１４へ進む。
物体位置推定部５１は、第２の切り替え開始点Ｗ２に到着したと判定していない場合、引き続き第２の相対位置を物体の相対位置と推定する。
例えば、図１４（ｂ）に示しているように、第２の切り替え開始点Ｗ２に到着する前は、継続して第２の相対位置を物体の相対位置と推定する。

ステップＳ３１４では、物体位置推定部５１は、ステップＳ３１３で第２の切り替え開始点Ｗ２に到着したと判定した場合、第２の相対位置から第１の相対位置に近づけるように物体の相対位置を推定する。すなわち、第２の相対位置を物体の相対位置と推定する状態から第１の相対位置を物体の相対位置と推定する状態にまで、推定している物体の相対位置を徐々に変化させる。
例えば、図１４（ｂ）に示しているように、第２の切り替え開始点Ｗ２から、第２の相対位置から第１の相対位置に近づけ始め、物体の相対位置が第２の相対位置から第１の相対位置になる。

（動作）
以下に、本発明の第３実施形態に係る物体検出装置を搭載した車両の挙動について説明する。なお、本発明の第１実施形態に係る物体検出装置を搭載した車両と同じ挙動については、説明を省略する。
本発明の第３実施形態に係る物体検出装置を搭載した車両は、物体を回避する必要がないと判定した場合、検出された物体が第２の検出領域を逸脱する可能性があるか否かを判定する。車両は、物体が第２の検出領域を逸脱する可能性があると判定した場合、第２の相対位置から第１の相対位置に近づける起点として第２の切り替え開始点Ｗ２を算出し、算出した第２の切り替え開始点Ｗ２に到着したか否かを判定する。車両は、第２の切り替え開始点Ｗ２に到着していないと判定した場合、第２の切り替え開始点Ｗ２に到着したと判定するまで、当該判定処理を定期的に繰り返す。車両は、第２の切り替え開始点Ｗ２に到着したと判定した場合、第２の相対位置から第１の相対位置に近づけるように物体の相対位置を推定する。車両は、物体の相対位置に基づいて、自車に対する警報及び／又は制動等の運転支援を行う。

（第３実施形態の効果）
本発明の第３実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（１）本発明の第３実施形態に係る物体検出装置は、第２の検出領域で物体を検出し且つ第１の検出領域で物体を検出していない状況から第１の検出領域でも物体を検出している状況に移行した場合であって、物体を第２の検出領域の検出領域を逸脱すると推定した場合には、第２の検出領域で物体を検出できなくなる前に、第２の相対位置を物体の相対位置と推定する状態から第１の相対位置を物体の相対位置と推定する状態にまで、推定している物体の相対位置を徐々に変化させる。

その結果、自車と物体との相対距離が大きくなり、物体が第２の物体検出部の検出領域を逸脱すると推定された場合、第２の物体検出部で物体を検出できなくなる前に、第１の物体検出部で検出された第１の相対位置に近づけるように物体の相対位置を推定するため、第２の物体検出部で物体を検出できなくなることによる検出のロスト（消失）をなくすことができる。また、第２の物体検出部２０の出力値から第１の物体検出部の出力値に急に切り替わることによる物体の相対位置の変動を避けることもできる。
その他の効果については、第１実施形態と同様である。

＜その他実施形態＞
上記のように、本発明は第１〜第３実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
上記の各実施形態は、第１〜第３実施形態で説明したそれぞれの技術的思想を互いに組み合わせることも可能である。また、装置の動作モードや機能の切り替え等により、実施形態を変更できるようにしても良い。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明の技術的範囲に含まれる。

１０ 第１の物体検出部
２０ 第２の物体検出部
３０ 自車情報取得部
５０ 制御装置
５１ 物体位置推定部
５２ 重複領域判定部
５３ 同一物体判定部
５４ 検出済物体判定部
５５ 回避判定部
５６ 停車判定部

Claims (6)

1. 自車と物体との第１の相対位置を検出する第１の物体検出部と、
   前記第１の物体検出部よりも検出可能距離が短く且つ位置検出精度が高く、自車と物体との第２の相対位置を検出する第２の物体検出部と、
   前記第１の物体検出部で検出した前記第１の相対位置及び前記第２の物体検出部で検出した前記第２の相対位置のうち少なくとも一方に基づき、前記物体の相対位置を推定する物体位置推定部と、
   前記物体位置推定部で推定した前記物体の相対位置に基づき、前記物体に対して自車の回避動作が必要か否かを判定する回避判定部と、を備え、
   前記物体位置推定部は、前記回避判定部により自車の回避動作が必要と判定されていない場合であって、前記第１の物体検出部で前記物体が検出され且つ前記第２の物体検出部で前記物体が検出されていない状況では、前記第１の相対位置を前記物体の相対位置と推定し、
   この状況から前記第２の物体検出部でも前記物体が検出される状況に移行し且つ前記第１の相対位置と前記第２の相対位置との差が既定の閾値以下となった場合、前記第２の物体検出部で前記物体を継続して検出されている間は前記第２の相対位置を前記物体の相対位置と推定することを特徴とする物体検出装置。
2. 前記物体位置推定部は、前記第２の物体検出部で前記物体が検出され且つ前記第１の物体検出部で前記物体が検出されていない状況では、前記第２の相対位置を前記物体の相対位置と推定し、
   この状況から前記第１の物体検出部でも前記物体が検出される状況に移行しても、前記第２の相対位置を継続して前記物体の相対位置と推定する請求項１に記載の物体検出装置。
3. 前記物体位置推定部は、前記回避判定部により自車の回避動作が必要と判定された後に、前記物体が前記第１の物体検出部で検出され且つ前記第２の物体検出部で検出されていない状況から前記第２の物体検出部でも前記物体が検出される状況に移行した場合であって、前記第１の相対位置と前記第２の相対位置との差が既定の閾値より大きい場合には、前記第１の相対位置を前記物体の相対位置と推定する状態から前記第２の相対位置を前記物体の相対位置と推定する状態にまで、推定している前記物体の相対位置を徐々に変化させる請求項１又は２に記載の物体検出装置。
4. 前記物体位置推定部は、前記第２の物体検出部で前記物体が検出され且つ前記第１の物体検出部で前記物体が検出されていない状況から前記第１の物体検出部でも前記物体が検出される状況に移行した場合であって、前記物体が前記第２の物体検出部の検出領域を逸脱すると推定された場合には、前記第２の物体検出部で前記物体を検出できなくなる前に、前記第２の相対位置を前記物体の相対位置と推定する状態から前記第１の相対位置を前記物体の相対位置と推定する状態にまで、推定している前記物体の相対位置を徐々に変化させる請求項１から３のいずれか一項に記載の物体検出装置。
5. 前記回避判定部は、前記物体の相対位置から自車に対する前記物体の相対速度を算出し、前記物体の相対速度に基づいて、自車の回避動作が必要か否かを判定する請求項１から４のいずれか一項に記載の物体検出装置。
6. 第１の検出領域で自車と物体との第１の相対位置を検出し、
   前記第１の検出領域よりも検出可能距離が短く且つ位置検出精度が高い第２の検出領域で自車と前記物体との第２の相対位置を検出し、
   前記第１の相対位置及び前記第２の相対位置のうち少なくとも一方に基づき、前記物体の相対位置を推定し、
   前記物体の相対位置に基づき、前記物体に対して自車の回避動作が必要か否かを判定する物体検出方法であって、
   自車の回避動作が必要と判定されていない場合であって、前記第１の検出領域で前記物体を検出し且つ前記第２の検出領域で前記物体を検出していない状況では、前記第１の相対位置を前記物体の相対位置と推定し、
   この状況から前記第２の検出領域でも前記物体を検出し且つ前記第１の相対位置と前記第２の相対位置との差が既定の閾値以下となった場合、前記第２の検出領域で前記物体を継続して検出している間は前記第２の相対位置を前記物体の相対位置と推定することを特徴とする物体検出方法。

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