客体大小估计装置及方法与流程

文档序号:30583887发布日期:2022-06-29 14:23阅读:101来源:国知局
客体大小估计装置及方法与流程

1.本实施例涉及估计客体的大小的客体大小估计装置及方法。


背景技术:

2.在行驶中为了识别前方车辆并估计车辆的大小而利用雷达(lidar)等传感器或照相机或利用v2v通信从周边车辆接收该车辆的信息而使用。
3.但是,在雷达的情况下,关于利用雷达检测的前方车辆的测量值,在大多数情况下,仅能够获得纵面/横面中的一面的结果,只有在有限的情况下,才能对对象车辆的纵面/横面均进行检测而得知其大小,在对象车辆的一部分脱离视角或被遮挡的情况下,完全无法得知其大小。
4.另外,在v2v通信信息的情况下能够得知正确的大小,但相对位置依赖于gps,因此在一般情况下,无法充分地保证其位置的准确度。


技术实现要素:

5.发明要解决的课题
6.在这样的背景下,本公开提供一种通过累积的测量值(measurement)而估计客体的大小的客体大小估计装置及方法。
7.用于解决课题的手段
8.为了解决上述的课题,根据一个侧面,本公开提供一种客体大小估计装置,其包括:天线部,其包括一个以上的发送天线和一个以上的接收天线;雷达信号发送部,其利用发送天线而朝向客体发送雷达信号;接收部,其通过接收天线接收从客体反射而接收的接收信号;客体长度计算部,其基于接收信号中包括的测量值(measurement)的位置频度计算反射点(reflection point),基于经过计算的反射点的第一直线与上述测量值之间的距离来计算客体的横向长度,基于正交于第一直线的第二直线与测量值之间的距离来计算客体的纵向长度;及客体大小估计部,其估计以横向长度和纵向长度形成的客体的大小。
9.根据另一个侧面,本公开提供一种客体大小估计方法,包括:利用发送天线而朝向客体发送雷达信号,并通过接收天线接收从客体反射而接收的接收信号的客体信息接收步骤;基于接收信号包括的测量值(measurement)的位置频度计算反射点(reflection point),基于经过计算的反射点的第一直线与测量值之间的距离而计算客体的横向长度,基于正交于第一直线的第二直线与测量值之间的距离而计算客体的纵向长度的客体长度计算步骤;及估计以横向长度和纵向长度形成的客体的大小的客体大小估计步骤。
10.发明效果
11.根据本公开,客体大小估计装置及方法利用测量值而估计客体的大小,并应用所估计的感测物体的大小信息而改善aeb(autonomous emergency braking:自动紧急刹车)/acc(adaptive cruise control:自适应巡航控制)系统的性能。
附图说明
12.图1是用于对本公开的一个实施例的客体大小估计装置进行说明的框图。
13.图2是用于对一个实施例的测量值的位置进行说明的图。
14.图3是用于对一个实施例的计算反射点的情况进行说明的图。
15.图4是用于对一个实施例的经过反射点的第一直线进行说明的图。
16.图5是用于对一个实施例的计算客体的长度的情况进行说明的图。
17.图6是用于对一个实施例的根据大小估计范围筛选测量值的情况进行说明的图。
18.图7是用于对本公开的一个实施例的客体大小估计方法进行说明的流程图。
19.图8是用于对一个实施例的步骤s720进行更具体的说明的流程图。
20.图9是用于对一个实施例的步骤s810进行具体的说明的流程图。
21.(符号说明)
22.10:客体大小估计装置
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11:自己车辆
23.20:客体
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110:天线部
24.120:发送部
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130:接收部
25.140:客体长度计算部
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150:客体大小估计部
具体实施方式
26.下面,参照附图,对本公开的一部分实施例进行详细说明。在对各个图的构成要件附加符号时,即便图示于不同的附图,但对于相同的构成要件,使用相同的符号。另外,在对本实施例进行说明时,在判断为对相关的公知结构或功能的具体说明导致本技术思想的要旨不清楚的情况下,省略其详细的说明。在本说明书中使用“包括”、“具备”、“构成”等的情况下,只要不使用“~仅”,则可追加其他部分。在以单数表述构成要件的情况下,只要没有特别明确的记载,则包括多个的情况。
27.另外,在对本公开的构成要件进行说明时,会使用第一、第二、a、b、a、b等用语。这样的用语仅用于将其构成要件与其他构成要件区别开,其用语对该构成要件的本质、次序、顺序或数量等不具有限定作用。
28.在对构成要件的位置关系进行说明时,在记载为两个以上的构成要件“连接”、“结合”或“接入”等的情况下,既可以是两个以上的构成要件直接地“连接”、“结合”或“接入”,但也可以是两个以上的构成要件和其他构成要件“介入”其中而进行“连接”、“结合”或“接入”。在此,其他构成要件可包括在彼此“连接”、“结合”或“接入”的两个以上的构成要件中的一个以上。
29.在对构成要件或关于动作方法或制作方法等时间性流程关系进行说明时,例如通过“~之后”、“~接着”、“~然后”、“~之前”等来对时间先后关系或流程先后关系进行说明的情况下,只要没有使用“立刻”或“直接”,则包括不连续的情况。
30.另一方面,在提及关于构成要件的数值或其对应信息(例如:水平等)的情况下,即便没有单独的明确的记载,对于数值或其对应信息,应解释为包括因各种原因(例如:工序上的原因、内部或外部冲击、噪声等)而可发生的误差范围。
31.下面,参照附图,对本公开的一个实施例的客体大小估计装置10进行说明。
32.图1是用于对本公开的一个实施例的客体大小估计装置10进行说明的框图。
33.参照图1,本公开的一个实施例的客体大小估计装置10包括天线部110、发送部120、接收部130、客体长度计算部140及客体20大小计算部等。
34.本公开的一个实施例的客体大小估计装置10是搭载于自己车辆11而提供有助于自己车辆11的行驶的信息或有助于控制驾驶者的自己车辆11的adas(advance driver assistance systems:高级驾驶辅助系统)。
35.在此,adas表示各种尖端驾驶者辅助系统,作为驾驶者辅助系统,例如包括紧急制动系统(autonomous emergency braking)、智能停车辅助系统(spas:smart parking assistance system)、死角感测(bsd:blind spot detection)系统、自适应巡航控制(acc:adaptive cruise control)系统、车道脱离警告系统(ldws:lane departure warning system)、车道保持辅助系统(lkas:lane keeping assist system)、车道变更辅助系统(lcas:lane change assist system)等。但是,不限于此。
36.客体大小估计装置10搭载于自己车辆11而感测靠近停止的自己车辆11的客体20并估计客体20的大小,在自己车辆11为行驶中的情况下感测客体大小估计装置10的感测范围内所靠近的停止的客体20或移动中的客体20并估计客体20的大小。
37.在此,自己车辆11是指,安装原动机而通过其动力转动车轮,从而不依靠铁道或假设的线而在地上移动的车辆。另外,自己车辆11可以是作为以电为动力的汽车,并非从化石燃料的燃烧获得驱动能源,而是通过蓄积在电池的电而旋转马达来获得驱动能源的电车。
38.客体大小估计装置10可适用于驾驶者乘坐在车辆中而控制自己车辆11的有人汽车及自主行驶车辆。
39.天线部110包括一个以上的发送天线和一个以上的接收天线,各个收发天线是一个以上的放射元件通过供电线路而串联连接的阵列天线,但不限于此。
40.这样的天线部110包括多个发送天线及多个接收天线,根据其排列顺序及排列间隔等而具备各种形态的天线排列结构。
41.发送部120具备如下功能:将包括在天线部110的多个发送天线中的1个天线进行切换(switching),并通过被切换的发送天线而发送发送信号或通过分配给多个发送天线的多个发送信道来发送发送信号。
42.这样的发送部120包括生成关于分配给被切换的发送天线的一个发送信道或分配给多个发送天线的多个发送信道的发送信号的振荡部。这样的振荡部作为一例而包括压控振荡器(vco:voltage-controlled oscillator)及振荡器(oscillator)等。
43.接收部130通过接收天线而接收在客体20反射而接收的接收信号。
44.另外,接收部130具备如下的功能:将多个接收天线中的一个天线进行切换,通过被切换的接收天线而接收所发送的发送信号通过目标而反射的反射信号即接收信号或通过分配给多个接收天线的多个接收信道来接收接收信号。
45.这样的接收部130包括:低噪声放大部(lna:low noise amplifier),其对通过分配给被切换的接收天线的一个接收信道而接收或通过分配给多个发送天线的t接收信道而接收的上述接收信号进行低噪声放大;混合部(mixer),其将低噪声放大的接收信号进行混合;放大部(amplifier),其将混合的接收信号放大;转换部(adc:analog digital converter),其对放大的接收信号进行数字转换而生成接收数据等。
46.图2是对一个实施例的测量值的位置进行说明的图。
47.客体长度计算部140基于包括在接收信号的测量值(measurement)的位置频度而计算反射点(reflectionpoint),基于经过计算的反射点的第一直线410与测量值之间的距离而计算客体20的横向长度,并基于与第一直线410正交的第二直线420与测量值之间的距离来计算客体20的纵向长度。
48.参照图2,通过二维坐标而示出客体20的实际位置和包括在接收信号中的测量值的位置,根据客体20的位置,所接收的测量值的数量不同。并且,通过包括在天线部110的发送天线而发送发送信号,通过接收天线来接收接收信号并累积包括在接收信号的测量值的位置,直到重新由发送天线发送发送信号为止,以扫描周期、第n个扫描、感测周期等表示。
49.在此,客体长度计算部140基于在图2的第一个扫描(1scan)中接收的测量值(measurement)来计算客体20的长度,并基于在图2的第10个扫描(10scan)中接收的测量值(measurement)来计算客体20的长度。另外,客体大小估计装置10完成客体20的长度的计算而执行成为计算的基础的最后扫描、其次的扫描,可在计算客体20的长度的同时执行其次的扫描即可同时执行。
50.图3是用于对计算一个实施例的反射点的情况进行说明的图。
51.参照图3,客体长度计算部140基于包括在接收信号中的测量值的位置频度而计算反射点。具体地,客体长度计算部140基于到第n个扫描为止所接收的测量值的水平位置频度及垂直位置频度而将具备频度最高的水平位置频度的坐标及具备频度最高的垂直位置频度的坐标作为二维坐标来计算反射点。
52.参照图3,例如,在图3的(a)中接收的多个测量值的水平位置在-2.5和-2.75之间的值中频度最高为12,垂直位置在-13.75与-14之间的值中频度最高为10。因此,客体长度计算部140将具备最高的频度的各个值适用为二维坐标而计算反射点。
53.作为另一例,在图3的(b)中接收的多个测量值的水平位置在-2.5与-2之间的值中频度最高为16,垂直位置在-2.6与2.4之间的值中频度最高为21。因此,客体长度计算部140将具备最高频度的各个值适用为二维坐标而计算反射点。
54.计算上述的水平位置及垂直位置的频度的水平位置的值及垂直位置的值根据预定的间隔而将包括在各个间隔的值计算为对应各个间隔的频度。并且,将与这样计算的最高的频度对应的值计算为与此对应的间隔的中间值。
55.例如,图3的(a)中将各个间隔设定为0.25而计算频度。因此,在图3的(a)中反射点的水平位置值为2.625,垂直位置值为-13.875。
56.作为另一例,图3的(b)中将水平间隔设定为0.5,将垂直间隔设定为0.2而计算频度。因此,在图3的(b)中反射点的水平位置值为2.25,垂直位置值为2.5。
57.图4是用于对一个实施例的经过反射点的第一直线410进行说明的图。
58.客体长度计算部140基于经过所计算的反射点的第一直线410与测量值之间的距离而计算客体20的横向长度。
59.参照图4,第一直线410与自己车辆11的行驶方向构成预定的角度,基于由客体20感测的纵向速度及横向速度而计算预定的角度。
60.第一直线410以自己车辆11的行驶方向为基准构成预定的角度即θ而经过反射点。并且,是自己车辆的行进方向和反射点的感测角度。
61.在此,θ基于从车速感测传感器感测的客体20的速度而计算通过下面的[数学式1]
这样的运动学模型(kinematic model)估计的客体20的位置和速度dx、dy、vx、vy,
[0062]
[数学式1]
[0063][0064][0065]
在此,xk表示基于在之前的时间点(第k-1个扫描)估计的客体20的位置(dx,dy)和客体20的速度(vx,vy)而计算的在当前时间点(第k个扫描)估计的客体20的位置(dx,dy)和客体20的速度(vx,vy)。并且,zk表示基于在之前的时间点检测的客体20的位置和速度而计算的在当前时间点估计的位置。
[0066]
这样的估计方法是应用卡尔曼滤波器模型(kalman filter model)而估计的结果,wk、vk表示在当前时间点估计而产生的噪声。
[0067]
[数学式2]
[0068][0069]
图5是对计算一个实施例的客体20的长度的情况进行说明的图。
[0070]
客体长度计算部140基于经过计算的反射点的第一直线410与测量值之间的距离而计算客体20的横向长度,并基于与第一直线410正交的第二直线420与测量值之间的距离而计算客体20的纵向长度。
[0071]
具体地,客体长度计算部140基于距离第一直线410最远的位置上的第一测量值510及在第一测量值510的相反方向上距离上述第一直线410最远的位置上的第二测量值520而计算客体20的横向长度。并且,客体长度计算部140将第一直线410与上述第一测量值510之间的距离及上述第一直线410与上述第二测量值520之间的距离之和作为上述客体20的横向长度而进行计算。
[0072]
参照图5,将与自己车辆11的行进方向构成角度θ并经过反射点的第一直线410与距离最远的位置上的第一测量值510之间的距离l1-1和在第一直线410的相反侧上第一直线410与距离最远的位置上的第二测量值520之间的距离l1-2之和作为客体20的横向长度而进行计算。
[0073]
对客体20的纵向长度的计算说明如下:客体长度计算部140基于距离与第一直线410正交的第二直线420最远的位置上的第三测量值530及在第三测量值530的相反方向上距离第二直线420最远的位置上的第四测量值540而计算客体20的纵向长度。并且,客体长度计算部140将第二直线420与第三测量值530之间的距离及第二直线420与第四测量值540之间的距离之和作为客体20的纵向长度而进行计算。
[0074]
参照图5,将与第一直线410正交的第二直线420与距离最远的位置上的第三测量
值530之间的距离l2-1和在第二直线420的相反侧第二直线420与距离最远的位置上的第四测量值540之间的距离l2-2之和作为客体20的纵向长度而进行计算。
[0075]
上述的客体20的纵向长度及横向长度仅仅是在计算客体20的长度时用于将彼此区分的名称,当然也可以将彼此换过来而适用。
[0076]
另外,根据感测的测量值的位置,关于第一至第四测量值540,可将一个测量值称为多个测量值。例如,可将特定值称为距离第一直线410最远的位置上的第二测量值520及距离第二直线420最远的位置上的第四测量值540。
[0077]
图6是用于对一个实施例的根据大小估计范围610而筛选测量值的情况进行说明的图。
[0078]
参照图6,客体长度计算部140可将位于预定的范围即大小估计范围610外的测量值去除而计算反射点。
[0079]
更具体地,关于位于大小估计范围610外的第五测量值550,在计算反射点时,在计算水平位置频度及垂直位置频度时被去除。
[0080]
包括在接收信号的测量值包括均不表示客体20的正确的位置而是从客体20隔开距离的位置上的测量值。当包括这样的测量值而计算反射点时,会估计出与实际客体20之间存在差异的大小。由此,设定估计一次客体20的大小的大小估计范围610,从而排除包括在接收信号的噪声(noise)。即,大小估计范围610表示一次过滤器。
[0081]
可基于从图像传感器感测客体20的图像信息来设定这样的大小估计范围610。具体地,基于图像信息而对客体20的种类进行分类,设定由此决定的大小估计范围610。例如,在将客体20判断为车辆的情况下,可以车道的大小来设定大小估计范围610。另外,大小估计范围610可以是与基于多个测量值计算的轨迹(track)相同的范围。
[0082]
客体大小估计部150估计以横向长度和纵向长度形成的客体20的大小。
[0083]
具体地,客体大小估计部150可估计形成为横向长度的线段和纵向长度的线段彼此正交的矩形的客体20。因此,客体20的横向和纵向长度与由客体长度计算部140计算的各自的横向长度、纵向长度一致。
[0084]
另外,将客体20估计成各个边包括第一测量值510、第二测量值520、第三测量值530及第四测量值540。具体地,客体20大小计算部估计在客体20的各个边包括在客体长度计算部140计算客体20长度时使用的第一测量值510、第二测量值520、第三测量值530及第四测量值540的位置上具有客体20。
[0085]
下面,对利用可执行上述的本公开的客体大小估计装置10的客体20大小估计方法进行说明。
[0086]
图7是对本公开的一个实施例的客体20大小估计方法进行说明的流程图。
[0087]
参照图7,本公开的客体20大小估计方法包括:利用发送天线而朝向客体20发送雷达信号,并通过接收天线而接收在客体20反射并接收的接收信号的客体20信息接收步骤s710;基于包括在接收信号的测量值(measurement)的位置频度而计算反射点(reflection point),基于经过计算的反射点的第一直线410和测量值之间的距离而计算客体20的横向长度,基于与第一直线410正交的第二直线420与上述测量值之间的距离而计算客体20的纵向长度的客体20长度计算步骤s720及估计以横向长度和纵向长度形成的客体20的大小的客体20大小估计步骤s730。
[0088]
图8是对一个实施例的步骤s720进行更具体的说明的流程图。
[0089]
参照图8,客体大小估计装置10基于包括在接收信号的测量值而计算反射点s810。具体地,客体大小估计装置10将测量值的横向位置频度最高的位置及测量值的纵向位置频度最高的位置计算为上述反射点。
[0090]
客体大小估计装置10基于经过计算的反射点的第一直线410与测量值之间的距离而计算上述客体20的横向长度s820。具体地,客体大小估计装置10基于距离第一直线410最远的位置上的第一测量值510及在第一测量值510的相反方向上距离第一直线410最远的位置上的第二测量值520而计算上述客体20的横向长度。并且,客体大小估计装置10将第一直线410与上述第一测量值510之间的距离及第一直线410与第二测量值520之间的距离之和作为上述客体20的横向长度而进行计算。
[0091]
客体大小估计装置10基于与第一直线410正交的第二直线420与测量值之间的距离而计算客体20的纵向长度s830。具体地,客体大小估计装置10基于距离第二直线420最远的位置上的第三测量值530及在第三测量值530的相反方向上距离第二直线420最远的位置上的第四测量值540而计算客体20的纵向长度。并且,客体大小估计装置10将第二直线420与第三测量值530之间的距离及第二直线420与第四测量值540之间的距离之和作为上述客体20的纵向长度而进行计算。
[0092]
图9是对一个实施例的步骤s810进行具体说明的流程图。
[0093]
参照图9,客体大小估计装置10接收包括在接收信号的测量值s910。具体地,客体大小估计装置10将感测的测量值的位置作为二维的坐标而进行存储。
[0094]
客体大小估计装置10判断所接收的测量值的位置是否包括在大小估计范围610内s920。
[0095]
在测量值的位置包括在大小估计范围610内的情况下(s920的是),客体大小估计装置10可从测量值的位置累积用于进行反射点计算的频度s930。
[0096]
在测量值的位置不包括在大小估计范围610内的情况下(s920的否),客体大小估计装置10在计算反射点时将位于大小估计范围610外的第五测量值550去除。位于大小估计范围610外的测量值在计算客体20的横向长度及纵向长度时也同样被适用而被去除。此处,大小估计范围610可以是与由多个测量值计算的轨迹相同的范围。
[0097]
如上所述,根据本公开,在客体大小估计装置及方法中,利用测量值而估计客体20的大小,并应用估计的感测物体的大小信息而改善aeb(autonomous emergency braking:自动紧急刹车)/acc(adaptive cruise control:自适应巡航控制)系统性能。
[0098]
以上的说明仅仅是对本公开的技术思想进行了例示性的说明,本领域技术人员可在不脱离本技术思想的本质特性的范围内可进行各种修改及变形。另外,本实施例并非对本公开的技术思想进行限定,而是对其进行说明,本技术思想的范围不限于这样的实施例。应通过下面的权利要求书来解释本公开的保护范围,与其相同的范围内的所有技术思想均包括在本公开的权利范围。
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