專利名稱：移動(dòng)體用物體檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝在車輛等移動(dòng)體上，檢測前方存在的障礙物等物體 的移動(dòng)體用物體檢測裝置。
背景技術(shù)：
安裝在汽車上的ACC (Adaptive Cruise Control:車間距離控制裝置) 連接著物體檢測裝置，該物體檢測裝置利用電磁波(電波和光)束掃描 前方，在各個(gè)掃描定時(shí)測量從發(fā)送電磁波時(shí)到接收反射波的時(shí)間，由此 檢測前方存在的先行車輛和人等物體。在該物體檢測裝置中，要求通過改善S/N比來確?？蓽y定距離范圍， 提高低反射物體的檢測率，進(jìn)而提高移動(dòng)物體的檢測率。如果增大電磁 波輸出，則可以滿足這些要求。但是，隨著電磁波輸出的增大，產(chǎn)生以 下問題。(1) 電波的情況如果具有指向性的高輸出電波直接照射人體，則引發(fā)電磁波過敏癥， 并有可能對(duì)腦部帶來不良影響。(2) 激光等光的情況 如果高輸出激光照射到人的眼睛，則將引發(fā)眼睛損害。因此，為了解決上述問題，實(shí)施不增大電磁波輸出，將接收信號(hào)進(jìn) 行積分來改善S/N比的方法，或者通過對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行時(shí)間序列濾波， 來去除背景噪聲(background noise)從而改善S/N比的方法。另外，提出了根據(jù)近距離和遠(yuǎn)距離改變對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行積分時(shí)的時(shí) 間常數(shù)的技術(shù)(專利文獻(xiàn)l)，和通過研究濾波的方法來估計(jì)物體的移動(dòng) 方向的技術(shù)(專利文獻(xiàn)2)。在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，通過增大遠(yuǎn)距離的時(shí)間常數(shù)，減小近距離的時(shí)間常數(shù)，可以提高遠(yuǎn)距離物體的檢測率，確保近距離物體的響應(yīng)性。 在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，由于物體的追隨性能提高，所以能夠提高物體 的檢測率。[專利文獻(xiàn)l]日本特開平09—318728號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)2]日本特許第2743365號(hào)公報(bào)但是，在僅對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行積分的方法中，在物體移動(dòng)的情況下， 移動(dòng)前的接收信號(hào)殘留在累計(jì)值中，所以難以充分提高S/N比，并且， 在使用時(shí)間序列濾波器的方法中，存在如下的問題由于存在濾波器的 時(shí)間常數(shù)，所以雖然實(shí)際上物體離開了測量區(qū)域，但接收信號(hào)不能馬上 衰減所以殘留為余像。因此，在專利文獻(xiàn)1和2所述的裝置中，存在不 能確保充足的S/N比，同時(shí)不能防止物體的錯(cuò)誤檢測的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種移動(dòng)體用物體檢測裝置，該裝置通過按 時(shí)間序列比較已通過了時(shí)間序列濾波器的接收信號(hào)，可以確保充足的S/N 比，同時(shí)防止物體的錯(cuò)誤檢測。本發(fā)明的移動(dòng)體用物體檢測裝置具有 一面朝向前方掃描電磁波束 一面進(jìn)行發(fā)送的發(fā)送控制單元；接收來自存在于前方的物體的反射波的 接收控制單元；轉(zhuǎn)換為與所接收的反射波的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)的轉(zhuǎn)換 單元；以及根據(jù)所述接收信號(hào)的峰值來檢測所述物體的物體檢測單元。所述物體檢測單元具有接收信號(hào)累計(jì)單元，其針對(duì)將掃描所述電 磁波束的掃描范圍劃分為預(yù)定數(shù)量的每個(gè)區(qū)域，累計(jì)接收信號(hào)，生成區(qū) 域測量數(shù)據(jù)；區(qū)域測量數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器，其按照每個(gè)區(qū)域存儲(chǔ)所述區(qū)域 測量數(shù)據(jù)；時(shí)間序列處理單元，其對(duì)從所述區(qū)域測量數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器中 讀出的所述區(qū)域測量數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間序列濾波；以及物體檢測器，其根據(jù) 由所述時(shí)間序列處理單元進(jìn)行了時(shí)間序列濾波后的此次掃描時(shí)的區(qū)域測 量數(shù)據(jù)的第1峰值沒有比上次掃描的測量時(shí)的同一所述區(qū)域內(nèi)的第2峰 值減少預(yù)先設(shè)定的一定值以上的數(shù)據(jù)，來進(jìn)行物體檢測，將所述第1峰 值比所述第2峰值減少了所述一定值以上的數(shù)據(jù)，從物體檢測對(duì)象中除去。在上述結(jié)構(gòu)中，所述物體檢測器對(duì)于第1峰值相比第2峰值減少一 定值以上的數(shù)據(jù)，將其從物體檢測對(duì)象中除去。即，所述物體檢測器僅 在由所述時(shí)間序列處理裝置進(jìn)行了處理的區(qū)域測量數(shù)據(jù)的峰值沒有比上 次測量時(shí)的峰值減少一定值以上的情況下(相同或增大、或者略微減小 的情況)，進(jìn)行與該峰值對(duì)應(yīng)的物體的檢測。在物體離開測量區(qū)域時(shí)，由于沒有反射信號(hào)，與該物體對(duì)應(yīng)的峰值 (第1峰值)比上次測量時(shí)的峰值(第2峰值)小。因此，在峰值比上 次減少一定值以上的情況下，可知該峰值是余像，所以將其從物體檢測 對(duì)象中除去。由此，可以防止因盡管實(shí)際上物體不存在但看起來好像存 在的余像顯影所造成的錯(cuò)誤檢測。并且，通過累計(jì)接收信號(hào)，生成區(qū)域 測量數(shù)據(jù)，再使用時(shí)間序列處理裝置對(duì)區(qū)域測量數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，由 此可以確保從信號(hào)成分中充分除去了噪聲成分的較高的S/N比。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述發(fā)送控制單元發(fā)送的電磁波束由 對(duì)人眼無害的低輸出激光構(gòu)成。盡管激光是低輸出，通過接收信號(hào)的累 計(jì)處理和區(qū)域測量數(shù)據(jù)的濾波處理，可以確保充分除去了噪聲成分的較 高的S/N比。并且，在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，所述區(qū)域測量數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器 針對(duì)將掃描范圍在掃描方向和距離方向上劃分為預(yù)定數(shù)量的每個(gè)區(qū)域， 累計(jì)接收信號(hào)。因此，可以將區(qū)域劃分成為平面扇狀，另外，如果掃描 方向是左右方向和上下方向，則可以形成在立體空間上劃分區(qū)域的大致 矩形體。并且，在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，設(shè)置用于指定所述測量區(qū)域的 輸入單元。因此，例如可以根據(jù)移動(dòng)體的移動(dòng)狀況，任意設(shè)定想要測量 的區(qū)域作為關(guān)注區(qū)域。這樣，通過可以設(shè)定關(guān)注區(qū)域，僅對(duì)行駛所需要 的區(qū)域生成所述區(qū)域測量數(shù)據(jù)，所以具有使控制部的負(fù)擔(dān)減輕的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，即使不使接收信號(hào)的積分單元和時(shí)間序列濾波器的結(jié) 構(gòu)變復(fù)雜也能確保充足的S/N比，同時(shí)防止物體的錯(cuò)誤檢測。


圖1是表示安裝了作為本發(fā)明的實(shí)施方式的物體檢測裝置的車輛的圖。圖2是表示掃描范圍內(nèi)的S/N比改善區(qū)域的圖。圖3是表示將物體檢測裝置4與設(shè)于車輛側(cè)的車輛側(cè)裝置5連接起 來的狀態(tài)的圖。圖4是物體檢測裝置4的詳細(xì)方框圖。 圖5是表示激光的輸出序列的圖。圖6是表示存儲(chǔ)在連續(xù)發(fā)光測量累計(jì)數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器43中的數(shù)據(jù)示 例的圖。圖7是表示向時(shí)間序列濾波器輸入的信號(hào)的變化示例和時(shí)間序列濾 波器的輸出數(shù)據(jù)的變化示例的圖。圖8是說明對(duì)S/N比改善區(qū)域的物體檢測方法的圖。圖9是示意性地表示時(shí)間序列信號(hào)處理裝置45附近的結(jié)構(gòu)的圖。圖IO是表示控制判別裝置等的具體動(dòng)作的流程圖。圖11是表示控制判別裝置等的具體動(dòng)作的流程圖。圖12是表示時(shí)間序列信號(hào)處理裝置的具體動(dòng)作的流程圖。圖13是表示S/N比未改善區(qū)域的物體檢測器的具體動(dòng)作的流程圖。圖14是表示S/N比改善區(qū)域的物體檢測器的具體動(dòng)作的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出了安裝有作為本發(fā)明的實(shí)施方式的物體檢測裝置的車輛。 在圖1中，表示自家車輛1利用物體檢測裝置檢測先行車輛2的狀態(tài)。物體檢測裝置具有發(fā)出作為一種電磁波束的激光的激光雷達(dá)裝置 (以下簡稱為L/R裝置)3。 L/R裝置3安裝在自家車輛1的前面部上， 朝向前方發(fā)出激光，并在掃描范圍L內(nèi)重復(fù)掃描該激光，每次掃描時(shí)， 接受來自存在于前方的物體(在圖1中為先行車輛2)的反射光。另外， 物體檢測裝置檢測與先行車輛2 —起存在于前方的所有物體，但為了便 于說明，示例了先行車輛2作為物體的代表，但有時(shí)稱為先行車輛2，有時(shí)稱為物體。先行車輛2相對(duì)于自家車輛1相對(duì)停止，或者在前方(較遠(yuǎn))、后方 (較近)、右方向、左方向等相對(duì)移動(dòng)。如后面所述，物體檢測裝置針對(duì)在左右方向和距離方向?qū)呙璺秶鶯劃分為預(yù)定數(shù)量的每個(gè)區(qū)域，累計(jì) 接收信號(hào)并生成區(qū)域測量數(shù)據(jù)，針對(duì)每個(gè)區(qū)域檢測先行車輛2。因此，在 先行車輛2離開所劃分的區(qū)域時(shí)，在該區(qū)域中不進(jìn)行先行車輛2的檢測。 在本實(shí)施方式中，如圖2所示，關(guān)于上述區(qū)域，在左右方向和距離 方向上將物體檢測裝置4的前方平面劃分為扇狀。在該圖中，大致矩形 所表示的范圍是劃分后的區(qū)域(分割區(qū)域)。另外，在本實(shí)施方式中，可 以把上述分割區(qū)域中的任意S/N比改善區(qū)域指定為P。所謂S/N比改善 區(qū)域指區(qū)域測量數(shù)據(jù)的S/N比得到改善的區(qū)域。S/N比改善區(qū)域例如當(dāng)在 高速道路上行駛時(shí)，由于自家車輛1的速度較快，所以在朝向前方較長 的距離范圍內(nèi)進(jìn)行S/N比改善比較好。因此，該情況下，在以先行車輛2 為基準(zhǔn)的前方較長范圍內(nèi)設(shè)定S/N比改善區(qū)域。并且，具有如下的情況 例如在道路寬度比較狹窄的擁擠的道路中，由于自家車輛1的速度較慢， 所以相比在朝向前方較長的距離范圍內(nèi)進(jìn)行S/N比改善，更優(yōu)選在朝向 左右較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行S/N比改善，以防備加塞車輛等。因此，在這種 情況下，在以自家車輛1為基準(zhǔn)的左右較長的范圍內(nèi)設(shè)定S/N比改善區(qū) 域。在圖2中，斜線所表示的區(qū)域是表示被設(shè)定為S/N比改善區(qū)域的區(qū) 域。另外，雖然也可以把全部區(qū)域設(shè)為S/N比改善區(qū)域，但由于控制部 的負(fù)擔(dān)增大，所以不是上策。因此，優(yōu)選考慮控制部的能力來設(shè)定該區(qū) 域的最大數(shù)量。如后面所述，在該S/N比改善區(qū)域中，通過時(shí)間序列濾波器進(jìn)行的 時(shí)間序列濾波來去除噪聲，由此改善S/N比。另外，通過時(shí)間序列濾波 器去除的噪聲主要是疊加在信號(hào)成分上的背景(backgnnmd)噪聲。該噪 聲與掃描定時(shí)無關(guān)，根據(jù)環(huán)境和電路常數(shù)等而大致恒定地存在，因此如 果使該噪聲通過具有時(shí)間常數(shù)的時(shí)間序列濾波器，則可以去除。圖3示出將上述物體檢測裝置4與設(shè)于車輛側(cè)的車輛側(cè)裝置5連接 起來的狀態(tài)。車輛側(cè)裝置5例如包括GPS 50、導(dǎo)航裝置51、偏航速率傳感器52、車速傳感器53、燈開關(guān)54，把根據(jù)這些傳感器等的輸出得到的 信息輸出給物體檢測裝置4，并且參照物體檢測裝置4的輸出，判斷先行 車輛2的存在、車間距離、自家車輛的位置、道路形狀等。例如，也可 以利用GPS 50和導(dǎo)航裝置51判斷自家車輛1的位置、行進(jìn)方向前方的 道路形狀。并且，根據(jù)自家車輛1與L/R裝置3檢測的與先行車輛2的 相對(duì)位置關(guān)系和地圖信息，判斷先行車輛2在地圖上的位置，由此可以 判斷先行車輛2是否在自家車輛1行駛的道路上行駛。并且，利用偏航 速率傳感器52求出自家車輛1的角速度，同時(shí)利用車速傳感器53求出 自家車輛1的車速，由此可以根據(jù)車速二曲率半徑X角速度的關(guān)系，求 出當(dāng)前正在行駛的道路的曲率半徑。使用所求出的曲率半徑，判斷先行 車輛2是否在道路前方行駛。因此，即使先行車輛2在曲線路徑上行駛， 也能夠設(shè)定以先行車輛2為基準(zhǔn)的沿著曲線路徑的S/N比改善區(qū)域。 圖4是物體檢測裝置4的詳細(xì)方框圖。L/R裝置3具有發(fā)光控制裝置30、受光控制裝置31和掃描儀32。 在物體檢測裝置4中，上述L/R裝置3以外的部分構(gòu)成物體檢測部。發(fā)光控制裝置30具有接受來自控制判別裝置40的發(fā)光觸發(fā)并輸出 激光的激光二極管(LD)、和對(duì)其進(jìn)行控制的發(fā)送控制單元，利用掃描儀 32在預(yù)定的角度范圍內(nèi)以一定的角速度進(jìn)行掃描。該角度由未圖示的傳 感器檢測，作為掃描角度e輸出給控制判別裝置40。受光控制裝置31具有接受由先行車輛2反射的激光的光電二極管 (PD)、和處理由該P(yáng)D接受的反射信號(hào)(接收信號(hào))的接收控制單元。 上述掃描儀32只要能夠掃描激光，則可以是任何掃描儀，例如也可 以通過使多面反射鏡旋轉(zhuǎn)來掃描激光，或者在激光二極管(LD)的前方 配置第1透鏡，使該第1透鏡左右擺動(dòng)來掃描激光。在后者的結(jié)構(gòu)中， 通過在光電二極管(PD)側(cè)的前方配置聚光用的第2透鏡，使該第2透 鏡與上述第1透鏡成為一體，由此可以在掃描第1透鏡的同時(shí)也掃描第2 透鏡。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在受光側(cè)可以接受來自對(duì)激光進(jìn)行了掃描的方向 的反射光，所以更加優(yōu)選。發(fā)光控制裝置30輸出的激光被設(shè)定為，其光輸出為對(duì)人眼無害的程度(不帶來不良影響的程度)。通常，其輸出根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(1級(jí)激光器)確 定，在此把保證該標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的輸出的狀態(tài)稱為滿足眼睛安全。圖5示出激光的輸出序列。如圖所示，區(qū)間Tl (n)是相對(duì)于某個(gè) 方位en的區(qū)域(以下稱為區(qū)域en，其他方位也相同)的發(fā)光區(qū)間。在該 區(qū)間T1 (n)中，激光重復(fù)預(yù)先確定的次數(shù)M地向區(qū)域en連續(xù)照射發(fā)光。 在區(qū)間T1 (n)經(jīng)過后，其他區(qū)間開始，同樣向該其他區(qū)間照射激光。該 其他區(qū)間相對(duì)于區(qū)間T1 (n)而言是非發(fā)光區(qū)間，所以此處稱為非發(fā)光區(qū) 間T2。在激光的掃描再次到達(dá)區(qū)域en時(shí)，再次成為區(qū)間Tl (n)，并重 復(fù)預(yù)先確定的次數(shù)M地連續(xù)照射激光。眼睛安全可以通過在激光的輸出序列中將總體發(fā)光能量抑制在預(yù)定 值內(nèi)來實(shí)現(xiàn)。以上的激光的輸出設(shè)定和序列控制由L/R裝置3的發(fā)光控 制裝置30和掃描儀32進(jìn)行。圖4中的AD轉(zhuǎn)換器41從發(fā)光觸發(fā)的定時(shí)開始對(duì)受光控制裝置31 進(jìn)行信號(hào)處理后的接收信號(hào)進(jìn)行快速抽樣，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。該A/D轉(zhuǎn) 換后的數(shù)據(jù)具有距先行車輛2的距離信息和受光量的信息。一次發(fā)光測量數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器42存儲(chǔ)由區(qū)域en內(nèi)的一次激光所測 量的數(shù)據(jù)。連續(xù)發(fā)光測量累計(jì)數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器43對(duì)存儲(chǔ)在一次發(fā)光測量數(shù)據(jù) 保存存儲(chǔ)器42中的由區(qū)域en內(nèi)的一次激光所測量的數(shù)據(jù)，進(jìn)行M次累 計(jì)并存儲(chǔ)，由此生成區(qū)域en的區(qū)域測量數(shù)據(jù)。圖6表示存儲(chǔ)在連續(xù)發(fā)光 測量累計(jì)數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器43中的數(shù)據(jù)示例。參照光的速度把從輸出激光 到被先行車輛2反射返回的時(shí)間轉(zhuǎn)換為距離，可以獲得相對(duì)于距離的受 光分布。圖6中的縱軸表示在連續(xù)重復(fù)照射中累計(jì)的受光量，橫軸表示 對(duì)應(yīng)的距離。在包括先行車輛2的檢測物體所在的距離中獲得受光量的 波峰。區(qū)域測量數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器44針對(duì)每個(gè)區(qū)域，存儲(chǔ)由連續(xù)發(fā)光測量累 計(jì)數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器43累計(jì)存儲(chǔ)的區(qū)域en的區(qū)域測量數(shù)據(jù)。為了針對(duì)每個(gè) 區(qū)域存儲(chǔ)區(qū)域測量數(shù)據(jù)，該存儲(chǔ)器44從控制判別裝置40接收區(qū)域序號(hào)n。時(shí)間序列信號(hào)處理裝置45在將要處理的區(qū)域是S/N比改善區(qū)域(參照?qǐng)D2)時(shí)，取過去(上次掃描時(shí))的區(qū)域測量數(shù)據(jù)與此次掃描時(shí)得到的區(qū)域測量數(shù)據(jù)之間的相關(guān)，降低時(shí)間軸上恒定存在的噪聲，由此進(jìn)行S/N 比的改善，時(shí)間序列信號(hào)處理裝置45具有時(shí)間序列濾波器。g卩，在S/N 比改善區(qū)域的運(yùn)算數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器46中，存儲(chǔ)著上次掃描時(shí)的時(shí)間序列 信號(hào)處理裝置45所運(yùn)算的上次運(yùn)算值，在此次掃描時(shí)，使用相同運(yùn)算值 進(jìn)行濾波處理。圖7 (A)表示向時(shí)間序列濾波器輸入的信號(hào)的變化示例，圖7 (B) 表示時(shí)間序列濾波器的輸出數(shù)據(jù)的變化示例。在物體移動(dòng)前后從區(qū)域測量數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器44輸入的輸入數(shù)據(jù)按照?qǐng)D7 (A)所示變化的情況下，由于位于預(yù)定距離的區(qū)域的峰值Pl消 失，所以視為物體離開該區(qū)域。但是，如圖7 (B)所示，這些數(shù)據(jù)通過 時(shí)間序列濾波器進(jìn)行濾波處理，在時(shí)間序列濾波器的輸出數(shù)據(jù)中，在上 述區(qū)域中殘留有峰值P2。即，時(shí)間序列濾波器的輸出數(shù)據(jù)中的峰值P1(與 時(shí)間序列濾波器的輸入數(shù)據(jù)中的峰值P1大致相同)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器46中， 在此次掃描時(shí)，包含有該峰值P1的存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器46中的數(shù)據(jù)與此次掃 描時(shí)的輸入數(shù)據(jù)(圖7 (A)右側(cè)所示的數(shù)據(jù))在時(shí)間序列濾波器中被進(jìn) 行濾波處理。該濾波處理的結(jié)果為時(shí)間序列濾波器的輸出數(shù)據(jù)成為在上 述區(qū)域中殘留有峰值P2的數(shù)據(jù)(圖7 (B)右側(cè)所示的數(shù)據(jù))。從該存儲(chǔ)器46輸出區(qū)域測量數(shù)據(jù)和差分?jǐn)?shù)據(jù)。區(qū)域測量數(shù)據(jù)為進(jìn)行 了時(shí)間序列濾波的結(jié)果，差分?jǐn)?shù)據(jù)表示此次的區(qū)域測量數(shù)據(jù)與上次的區(qū) 域測量數(shù)據(jù)的差分。該差分?jǐn)?shù)據(jù)表示受光量的增減，如果對(duì)應(yīng)于先行車 輛2的數(shù)據(jù)(峰值)的受光量減少了一定量以上，則該數(shù)據(jù)是表示當(dāng)前 正在處理的區(qū)域中的余像的數(shù)據(jù)。即，視為先行車輛2離開當(dāng)前正在處 理的區(qū)域。因此，在S/N比改善區(qū)域的物體檢測器47中，如果上述受光 量減少一定量以上，則該數(shù)據(jù)被視為余像數(shù)據(jù)，不進(jìn)行物體檢測處理。 如果上述受光量沒有減少，則進(jìn)行物體檢測處理。另外，關(guān)于S/N比未 改善區(qū)域的區(qū)域測量數(shù)據(jù)，從存儲(chǔ)器44輸出給物體檢測器48，在此進(jìn)行 物體檢測處理。關(guān)于通過物體檢測器47、 48所檢測的物體，被存儲(chǔ)在檢 測物體數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器49中，該存儲(chǔ)數(shù)據(jù)輸出給控制判別裝置40。如上所述，通過使用時(shí)間序列信號(hào)處理裝置45，可以在S/N比改善 區(qū)域中進(jìn)行S/N比改善。結(jié)果，可以將用于檢測物體的閾值設(shè)定得較低。 通過可以將閾值設(shè)定得較低，即使較遠(yuǎn)的物體和低反射物體也能夠快速 檢測到。在控制判別裝置40上連接著S/N比改善區(qū)域指定單元6。該指定單 元6是指定在圖2中斜線所表示的S/N比改善區(qū)域的輸入單元。輸入的 方法有視覺顯示圖2所示的整個(gè)區(qū)域，在該顯示中利用光標(biāo)等直接指定 S/N比改善區(qū)域的方法，和指定"高速模式"、"低速模式"，根據(jù)各個(gè)模 式自動(dòng)設(shè)定S/N比改善區(qū)域的方法等。圖8是說明對(duì)S/N比改善區(qū)域B的物體檢測方法的圖。該圖(A) 表示L/R裝置3的掃描(scanning)擺動(dòng)角度(+6 一6)，該圖(B)表 示S/N比改善區(qū)域B中的物體檢測方法。另夕卜，區(qū)域A表示S/N比未改 善區(qū)域。L/R裝置3按照?qǐng)D8 (A)所示左右掃描(scanning)激光，物體檢 測裝置4在沿右方向掃描到激光時(shí)進(jìn)行物體檢測。因此，如該圖(B)所示，在擺動(dòng)角度從一e變化為+e時(shí)，在各個(gè)區(qū)域中連續(xù)地重復(fù)發(fā)出激光。在即將進(jìn)行針對(duì)S/N比改善區(qū)域B的信號(hào)處理之前，向區(qū)域B重復(fù) 預(yù)定次數(shù)地連續(xù)發(fā)出激光。然后，在步驟ST1中，在時(shí)間序列信號(hào)處理 裝置45 (參照?qǐng)D4)中進(jìn)行時(shí)間序列信號(hào)處理。步驟ST1的信號(hào)處理使 用時(shí)間序列濾波器。時(shí)間序列濾波器是具有時(shí)間常數(shù)的濾波器，可以是 任何濾波器，例如可以使用IIR (Infinite Impulse Response:無限沖擊響 應(yīng))濾波器。在該濾波器處理中需要輸入多個(gè)區(qū)域測量數(shù)據(jù)，但在圖8 中輸入兩次的區(qū)域測量數(shù)據(jù)。在步驟ST2中，從區(qū)域測量數(shù)據(jù)抽出峰值。峰值的數(shù)量不限于一個(gè)。 在步驟ST3中，判別峰值的增減。在步驟ST4中，檢測峰值沒有比上次 的檢測值減少一定值以上的波峰，作為物體檢測的對(duì)象，對(duì)于峰值比上 次的檢測值減少一定值以上的波峰，不作為物體檢測的對(duì)象。這是因?yàn)?后者的波峰被認(rèn)為是通過進(jìn)行時(shí)間序列信號(hào)處理所形成的余像。另外，關(guān)于S/N比未改善區(qū)域A，使區(qū)域測量數(shù)據(jù)不通過時(shí)間序列處理裝置45即轉(zhuǎn)交給物體檢測器48，在此進(jìn)行物體檢測。圖9示意性地表示時(shí)間序列信號(hào)處理裝置45附近的結(jié)構(gòu)。 輸入信號(hào)I (x; t)(表示受光量，參照?qǐng)D6)通過放大器70放大了oc倍，并利用加法器71與通過放大器80放大了 1 —OC倍的預(yù)測值P(X; t) 相加，作為輸出信號(hào)O (X; 0輸出。輸出信號(hào)O (X; t)通過延時(shí)器72被延時(shí)成為延時(shí)輸出信號(hào)O (x; t—l)，并輸出給加法器73、 74。在加法器73中，求出延時(shí)輸出信號(hào)O (X; t—l)與輸出信號(hào)O (X; t)的差 分信號(hào)dO (X; t)。差分信號(hào)dO (x; t)通過延時(shí)器75被延時(shí)，通過放大器76放大了 ot倍，并輸入加法器78。并且，作為加法器78的輸出的延時(shí)差分信號(hào)dO' (x; t—l)通過延時(shí)器79被進(jìn)一步延時(shí)，通過放大器77放大了 l一a倍 后輸入加法器78。延時(shí)差分信號(hào)dO， (X; t—l)利用加法器74與延時(shí)輸出信號(hào)0 (X; t一l)相加，作為預(yù)測值P (X; O輸出。以上的結(jié)構(gòu)是濾波器次數(shù)為2次的IIR濾波器的一例，用于根據(jù)過 去數(shù)據(jù)及其差分值線性預(yù)測預(yù)測值P (x; t)。通過上述濾波運(yùn)算，可以從中途運(yùn)算結(jié)果中抽出差分信號(hào)dO(X; t)。 該差分信號(hào)dO (X; t)包括表示區(qū)域測量數(shù)據(jù)是否比上次掃描時(shí)的測量時(shí)減少的符號(hào)(一或+)，如果包括一符號(hào)，則判斷為區(qū)域測量數(shù)據(jù)比上 次掃描時(shí)的測量時(shí)減少。這樣在判斷為減少時(shí)，如果該減少在一定值以上，則在物體檢測器47中檢測為此次測量的區(qū)域測量數(shù)據(jù)為余像。下面，參照?qǐng)D10及之后的附圖對(duì)控制判別裝置40、時(shí)間序列處理裝置45、物體檢測器47、 48的具體動(dòng)作進(jìn)行說明?？刂婆袆e裝置40的控制動(dòng)作、時(shí)間序列處理裝置45的時(shí)間序列處理、物體檢測器47、 48的物體檢測動(dòng)作實(shí)際上通過軟件來實(shí)現(xiàn)。 圖10是概略的控制動(dòng)作。在步驟ST (以下簡稱為ST) 10中，從區(qū)域測量數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器44 獲取連續(xù)重復(fù)發(fā)光并累計(jì)的區(qū)域測量數(shù)據(jù)。在STll中，在時(shí)間序列信號(hào) 處理裝置45中，使用多次的區(qū)域測量數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間序列信號(hào)處理(濾波)。在ST12中，檢測用于檢測物體的大于一定閾值的峰值。在ST13中，判 定將要處理的區(qū)域是S/N比改善區(qū)域還是不進(jìn)行S/N比改善的區(qū)域。如 果是不進(jìn)行S/N比改善的區(qū)域，則在ST15中把該峰值檢測為物體。如果 是S/N比改善區(qū)域，則轉(zhuǎn)入ST14。在ST14中，檢測所檢測的峰值是否 比上次減少一定值以上。該檢測如圖9所示根據(jù)差分信號(hào)dO (x; t)進(jìn) 行。如果所檢測的峰值比上次減少一定值以上，則把該峰值視為余像， 不檢測為物體。即，視為物體離開檢測區(qū)域。如果所檢測的峰值沒有比 上次減少一定值以上(增大或略微減少)，則轉(zhuǎn)入ST15，把該峰值檢測 為物體。圖11是表示比圖IO更詳細(xì)的控制動(dòng)作的流程圖。在ST20中，使掃描儀32動(dòng)作。在ST21中，如果激光達(dá)到測量區(qū) 域，則在L/R裝置3的發(fā)光控制裝置30中進(jìn)行輸出激光的控制(ST22)， 在AD轉(zhuǎn)換器41中對(duì)受光信號(hào)進(jìn)行抽樣并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換(ST23)。被A/D 轉(zhuǎn)換后的區(qū)域測量數(shù)據(jù)被累計(jì)存儲(chǔ)在保存存儲(chǔ)器43中(ST24)，連續(xù)進(jìn) 行上述動(dòng)作，直到指定發(fā)光次數(shù)為止(ST25)。在達(dá)到指定發(fā)光次數(shù)時(shí)，在ST30及以后進(jìn)行有關(guān)區(qū)域測量數(shù)據(jù)的處 理。在ST30中，獲取當(dāng)前正在處理的測量區(qū)域序號(hào)。判定該序號(hào)的區(qū)域 是否是S/N比改善區(qū)域(ST31)，如果是S/N比改善區(qū)域，則通過時(shí)間序 列信號(hào)處理裝置45進(jìn)行時(shí)間序列濾波處理，進(jìn)行S/N比改善(ST32)。 進(jìn)一步進(jìn)行物體檢測(ST33)。此時(shí)，按照上面所述，如果區(qū)域測量數(shù)據(jù) 比上次的值減少一定值以上，則把該數(shù)據(jù)視為余像，不進(jìn)行物體檢測處 理。在ST31中，如果當(dāng)前正在處理的測量區(qū)域序號(hào)是不進(jìn)行S/N比改善 的區(qū)域的序號(hào)，則轉(zhuǎn)入ST34，根據(jù)峰值進(jìn)行物體檢測。把在上述ST33、 34中檢測的物體存儲(chǔ)在檢測物體數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器 49中(ST35)。圖12是表示時(shí)間序列信號(hào)處理裝置45、物體檢測部47、 48的動(dòng)作 的流程圖。在圖12中，在ST40中，從存儲(chǔ)器46讀出上次的輸出數(shù)據(jù)(延時(shí)輸 出信號(hào))O (x; t—l)。讀出上次的差分?jǐn)?shù)據(jù)(延時(shí)差分信號(hào))dO' (x;t一l) (ST41)。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相加，計(jì)算此次的預(yù)測值P (X; t)(ST42)。從存儲(chǔ)器44讀出此次的區(qū)域測量數(shù)據(jù)(輸入信號(hào))I (x; t) (ST43)。根據(jù)下面的算式計(jì)算此次的輸出數(shù)據(jù)(輸出信號(hào))O (x; t)。O (X; t) =0d (X; t) + P (X; t)然后，根據(jù)下面的算式計(jì)算此次的差分?jǐn)?shù)據(jù)(差分信號(hào))dO (X; t)(ST45)。dO (X; t) =0 (X; t) —O (X; t—1 )根據(jù)下面的算式計(jì)算此次的差分?jǐn)?shù)據(jù)(延時(shí)差分信號(hào))dO' (X; t—1) (ST46)。dO' (x; t—1) 二adO (x; t—1) + (1—a) dO' (x; t—2) 另外，在存儲(chǔ)器46內(nèi)存儲(chǔ)此次的輸出數(shù)據(jù)O (X; t)和差分?jǐn)?shù)據(jù)dO (x; t) (ST47)。圖13是表示S/N比未改善區(qū)域的物體檢測器48的動(dòng)作的流程圖。 從存儲(chǔ)器44讀出區(qū)域測量數(shù)據(jù)(ST50)。設(shè)定用于檢測物體的閾值(ST51)。該閾值的大小已經(jīng)預(yù)先確定。從區(qū)域測量數(shù)據(jù)檢測超過閾值的峰值(ST52)。如果完全檢測不到峰 值，則結(jié)束物體檢測處理(ST53—ST56)。如果檢測到峰值，則將所檢測 的峰值視為物體，把該峰值作為檢測物體存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器49中 (ST53—ST54)。在把所檢測的所有峰值作為檢測物體存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器49 中后(ST55)，輸出物體檢測處理(ST56)。圖14是表示S/N比改善區(qū)域的物體檢測器47的動(dòng)作的流程圖。從存儲(chǔ)器46讀出區(qū)域測量數(shù)據(jù)(ST60)。設(shè)定用于檢測物體的閾值(ST61)。該閾值的大小已經(jīng)預(yù)先確定。 從區(qū)域測量數(shù)據(jù)中檢測超過閾值的全部峰值(ST62)。如果完全檢測 不到峰值，則結(jié)束物體檢測處理(ST63~>ST68)。參照檢測到峰的位置的 差分?jǐn)?shù)據(jù)(ST64)。如果差分?jǐn)?shù)據(jù)不包括一符號(hào)，則該位置的峰值是存在 于測量區(qū)域的物體，所以把該峰值作為檢測物體存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器49中 (ST66)。如果差分?jǐn)?shù)據(jù)包括一符號(hào)，而且該差分?jǐn)?shù)據(jù)的絕對(duì)值在一定值 以上，則該峰值被視為余像并從物體檢測對(duì)象中除去。即，如ST66的處理所示，不把峰值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在對(duì)全部檢測峰值進(jìn)行以上處理后(ST67)，結(jié)束處理(ST68)。另外，在說明中使用了預(yù)先確定的值作為閾值，但是也可以根據(jù)所 測量的接收信號(hào)而變化。通過形成這種結(jié)構(gòu)，可以設(shè)定對(duì)應(yīng)于測量環(huán)境 的閾值，所以檢測能力提高。如上所述，在S/N比改善區(qū)域中，通過時(shí)間序列信號(hào)處理裝置45的 時(shí)間序列濾波處理進(jìn)行S/N比改善，另一方面，能夠去除由此可能產(chǎn)生 的余像，所以能夠防止進(jìn)行錯(cuò)誤的物體檢測。在以上的實(shí)施方式中，可以在左右的掃描方向(e方向)和距離方向上設(shè)定S/N比改善區(qū)域的指定，但是該設(shè)定也可以只在左右的掃描方向 上進(jìn)行。并且，當(dāng)掃描儀32的掃描(scanning)除了左右方向還可以在 上下方向上進(jìn)行的情況下，可以設(shè)定在上下方向上也區(qū)分的S/N比改善 區(qū)域。這樣，可以設(shè)定在上下左右方向和距離方向的立體空間中被劃分 為多個(gè)的S/N比改善區(qū)域。并且，S/N比改善區(qū)域可以通過S/N比改善區(qū)域指定單元6的指定 來設(shè)定，也可以自動(dòng)進(jìn)行設(shè)定。例如，在高速道路的行駛中要求進(jìn)一步 提高距離方向的檢測能力，所以將距離方向的區(qū)域設(shè)定得大于左右方向 的區(qū)域，在普通道路的行駛中要求進(jìn)一步提高設(shè)定左右方向的檢測能力， 所以將左右方向的區(qū)域設(shè)定得大于距離方向的區(qū)域。并且，當(dāng)在夜間行 駛時(shí)，需要進(jìn)一步增大設(shè)定左右方向的區(qū)域。這種自動(dòng)設(shè)定可以根據(jù)來 自車速傳感器和燈開關(guān)等的數(shù)據(jù)來自動(dòng)設(shè)定。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)體用物體檢測裝置，其具有一面朝向前方掃描電磁波束一面進(jìn)行發(fā)送的發(fā)送控制單元；接收來自存在于前方的物體的反射波的接收控制單元；轉(zhuǎn)換為與所接收的反射波的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)的轉(zhuǎn)換單元；以及根據(jù)所述接收信號(hào)的峰值來檢測所述物體的物體檢測單元，該移動(dòng)體用物體檢測裝置的特征在于，所述物體檢測單元具有接收信號(hào)累計(jì)單元，其針對(duì)將掃描所述電磁波束的掃描范圍劃分為預(yù)定數(shù)量的每個(gè)區(qū)域，累計(jì)接收信號(hào)，生成區(qū)域測量數(shù)據(jù)；區(qū)域測量數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器，其按照每個(gè)區(qū)域存儲(chǔ)所述區(qū)域測量數(shù)據(jù)；時(shí)間序列處理單元，其對(duì)從所述區(qū)域測量數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器中讀出的所述區(qū)域測量數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間序列濾波；以及物體檢測器，其根據(jù)由所述時(shí)間序列處理單元進(jìn)行了時(shí)間序列濾波后的此次掃描時(shí)的區(qū)域測量數(shù)據(jù)的第1峰值沒有比上次掃描的測量時(shí)的同一所述區(qū)域內(nèi)的第2峰值減少預(yù)先設(shè)定的一定值以上的數(shù)據(jù)，來進(jìn)行物體檢測，將所述第1峰值比所述第2峰值減少了所述一定值以上的數(shù)據(jù)，從物體檢測對(duì)象中除去。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)體用物體檢測裝置，所述掃描范圍在 掃描方向和距離方向上被劃分為預(yù)定數(shù)量，所述物體檢測器根據(jù)存儲(chǔ)在所 述區(qū)域測量數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器中的區(qū)域測量數(shù)據(jù)進(jìn)行物體檢測。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的移動(dòng)體用物體檢測裝置，所述物體檢 測器設(shè)置了輸入單元，該輸入單元用于指定比較所述第1峰值和所述第2 峰值的區(qū)域、和不進(jìn)行這些峰值比較的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供移動(dòng)體用物體檢測裝置，即使不使接收信號(hào)的時(shí)間序列濾波器的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜也能確保充足的S/N比并防止物體的錯(cuò)誤檢測。該裝置具有進(jìn)行激光的發(fā)光控制及其反射光的受光控制的L/D裝置(3)和從L/D裝置(3)的接收信號(hào)檢測物體的物體檢測部。物體檢測部具有累計(jì)數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器(43)，其針對(duì)將掃描范圍劃分為預(yù)定數(shù)量的每個(gè)區(qū)域，累計(jì)接收信號(hào)并存儲(chǔ)區(qū)域測量數(shù)據(jù)；區(qū)域測量數(shù)據(jù)保存存儲(chǔ)器(44)，其按照每個(gè)區(qū)域存儲(chǔ)區(qū)域測量數(shù)據(jù)；時(shí)間序列處理裝置(45)，其對(duì)區(qū)域測量數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間序列濾波以去除噪聲；物體檢測器(47)，其將時(shí)間序列處理裝置(45)所處理的區(qū)域測量數(shù)據(jù)的峰值比上次掃描的測量時(shí)減少一定值以上的數(shù)據(jù)從物體檢測對(duì)象中除去，對(duì)除此之外的數(shù)據(jù)進(jìn)行物體檢測。
文檔編號(hào)G01S17/00GK101266295SQ20071030057
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2007年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月15日
發(fā)明者三谷重知 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社