物体检测装置以及物体检测方法与流程

本申请基于在2016年5月19日申请的日本申请号第2016－100602号，在此引用其记载内容。

本公开涉及检测存在于周围的物体的物体检测装置以及物体检测方法。

背景技术：

以往，已知：在移动体上安装超声波传感器来检测存在于移动体的周围的物体，并且基于其检测结果来进行用于提高移动体的行驶安全性的各种控制、例如制动装置的工作、报告等。

在专利文献1所记载的超声波传感器中，公开了：检测配置有收发超声波传感器的麦克风的构造物的温度、以及麦克风周边的氛围温度，根据这些检测出的温度，控制从麦克风发送超声波到基于麦克风接收到的超声波的接收信号来开始物体的检测为止的检测开始时间。通过这样的控制，在麦克风的表面容易附着雪、霜的状况下使检测开始时间延迟，从而避免误检测。

专利文献1：日本专利第4972108号公报

在移动体进入如车库内、隧道内等那样与外部断开的空间、容易笼罩热的空间的情况下，存在围绕移动体以及超声波传感器的温度较大地变化的情况。另外，已知在这样的发生温度变化的环境下，存在尽管实际上在该位置没有物体，但也由超声波传感器误检测出物体的情况。在允许这样的误检测的情况下，存在无法适当地实施用于提高移动体的行驶安全性的各种控制的可能。

技术实现要素：

本公开是鉴于上述课题而完成的，其目的之一在于提供一种能够抑制由移动体的周围的环境变化的影响引起的物体的误检测的物体检测装置以及物体检测方法。

本公开为了解决上述课题，采用了以下的方法。

本公开的第一方式涉及一种物体检测装置，其应用于移动体，该移动体具备多个超声波传感器，该超声波传感器发送探测波并且接收上述探测波的反射波。上述物体检测装置具备：物体检测部，利用上述超声波传感器中的发送出上述探测波的传感器所接收到的反射波亦即直接波、以及上述超声波传感器中的与发送出上述探测波的传感器不同的传感器所接收到的反射波亦即间接波来检测上述物体；以及温度变化检测部，检测是上述移动体的周围温度发生了规定值以上的温度变化或者存在发生该温度变化的可能的规定温度变化状况，在通过上述温度变化检测部检测出是上述规定温度变化状况的情况下，上述物体检测部实施不通过上述间接波检测上述物体或者使得通过上述间接波难以检测上述物体的检测避免控制。

在移动体的周围温度发生了规定值以上的温度变化或者存在发生该温度变化的可能的状况下，存在发生超声波传感器接收不是由存在于移动体周边的物体的反射产生的间接波的现象的情况。鉴于这一点，构成为在移动体的周围温度发生了规定值以上的温度变化或者存在发生该温度变化的可能的状况下，不通过间接波检测物体或者使得通过间接波难以检测物体的结构。根据这样的结构，在由于温度变化的影响而间接波的可靠性降低的状况下，基于间接波的物体的检测受到限制，所以能够抑制物体的误检测。

附图说明

通过参照附图进行下述的详细的描述，本公开的上述目的以及其他目的、特征、优点会变得更加明确。

图1是表示车辆的物体检测系统的简要结构的图。

图2是超声波传感器的检测区域的示意图。

图3是表示输入至超声波传感器的接收电路的超声波的检测信号的图。

图4是表示物体检测控制的处理顺序的流程图。

图5是表示通常检测控制的处理顺序的流程图。

图6是表示检测避免控制的处理顺序的流程图。

图7是表示第二实施方式的检测避免控制的处理顺序的流程图。

图8是表示第三实施方式的物体检测控制的处理顺序的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图对实施方式进行说明。此外，在以下的各实施方式彼此中，对于相互相同或等同的部分，在图中标注相同附图标记，对于相同附图标记的部分，引用其说明。

(第一实施方式)

本实施方式的物体检测装置是搭载于作为移动体的车辆的车载装置，使用超声波传感器作为物体检测传感器，检测存在于车辆的周围的物体(例如，其他车辆、道路构造物等)。首先，使用图1对本实施方式的车辆的物体检测系统的简要结构进行说明。

在图1中，超声波传感器20是发送超声波作为探测波并且接收来自物体的反射波的传感器。在本实施方式中，在车辆30的前部以及后部的保险杠，分别以沿车辆宽度方向排列的方式隔开规定间隔地安装有4个传感器。例如在前方保险杠，作为超声波传感器20，设置有在车辆宽度的中心线31的附近，相对于中心线31安装于对称位置的2个中心传感器亦即第一传感器21和第二传感器22、以及分别安装于车辆30的左角以及右角的2个角传感器23、24。

在车辆30上，搭载有将车辆周边设为拍摄区域的车载相机25。车载相机25例如由ccd相机、cmos图像传感器、近红外线相机等单眼相机或者立体相机构成。车载相机25在车辆30的前部以及后部分别安装于车辆宽度方向中央的规定高度，朝向车辆前方以及车辆后方从俯瞰视点拍摄以规定角度范围扩展的区域。

作为物体检测装置的ecu10是以由cpu、各种存储器(rom、ram等)等构成的微机为主体而构成的计算机，通过cpu执行安装于rom的程序来实现各功能。rom相当于作为非过渡性实体记录介质发挥作用的计算机可读取的记录介质。ecu10与超声波传感器20连接，基于从超声波传感器20获取到的物体信息来检测车辆周边的物体。另外，ecu10基于来自超声波传感器20的物体检测结果，对车辆30的驾驶员进行基于警报音的报告、或进行用于避免与物体的接触的制动控制、转向控制等各种控制，使得车辆30不与物体接触。

关于物体检测，具体而言，ecu10向超声波传感器20输出控制信号，指示以规定的发送周期(例如，以数百毫秒间隔)从超声波传感器20发送超声波。另外，基于从超声波传感器20发送超声波到接收超声波为止的时间亦即反射波时间tx来计算距物体的距离。

更为详细而言，超声波传感器20接收自身发送出的探测波的反射波作为直接波，并获取其反射波时间作为距离信息。另外，与发送出探测波的传感器不同的传感器接收发送出的探测波的反射波作为间接波，并获取其反射波时间作为距离信息。ecu10利用根据直接波获取到的距离信息以及根据间接波获取到的距离信息，来检测物体的有无以及方位。此外，通过使用根据间接波获取到的距离信息，能够提高传感器间的区域的物体检测精度。通过使用根据直接波获取到的距离信息和根据间接波获取到的距离信息，利用三角测量的原理来计算物体相对于车辆30的相对的位置(坐标)。

在图2中，示出第一传感器21的检测区域a1以及第二传感器22的检测区域a2的示意图。在第一传感器21的检测区域a1内的位置p存在物体的情况下，从第一传感器21发送出的探测波被第一传感器21自身作为直接波接收。另外，在第二传感器22的检测区域a2内的位置q存在物体的情况下，从第二传感器22发送出的探测波被第二传感器22自身作为直接波接收。另一方面，在第一传感器21以及第二传感器22的中间位置的前方且在车辆30的附近，存在无法通过直接波进行检测但能够通过间接波检测物体的区域a3。在该区域a3内的位置r存在物体的情况下，从第二传感器22发送出的探测波被相邻的第一传感器21作为间接波接收，从而进行物体的检测。

在图3中，示出输入至超声波传感器20的接收电路的超声波的检测信号。超声波传感器20根据从ecu10发送出的控制指令，在时刻t0至时刻t1的期间，发送规定频率的超声波。此时，在时刻t0至时刻t1的期间，向接收电路输入发送信号。另外，在时刻t1至t2的期间，向接收电路输入余响。若发送出的超声波被物体反射，则在与同物体的距离相应的时刻t3，通过超声波传感器20接收其反射波，并将该接收信号输入至接收电路。此外，与物体的距离越远，接收信号出现在越迟的时间，反射波时间tx越长。ecu10对接收信号的振幅的电压电平与阈值vth进行比较，在接收信号的振幅大于阈值vth的情况下，判定为检测有物体。此外，在间接波的情况下，图3的发送信号是基于从邻接的传感器发送出的超声波的信号。

其他，作为车辆传感器类，在ecu10连接有发动机旋转速度传感器或车速传感器、检测车辆30的周围的温度的外部空气温度传感器32等各种传感器、用于驾驶员输入各种设定的设定开关33等。此外，作为外部空气温度传感器32，可举出在空调装置的控制中使用的空调控制用的外部空气温度传感器、内置于超声波传感器20的温度传感器等。

在这里，在车辆30进入如车库内、隧道内、室内停车场等那样与外部断开的空间、容易笼罩发动机的热、排气热的空间的情况下，存在围绕车辆30以及超声波传感器20的温度较大地变化的情况。很明显，在这样的发生温度变化的环境下，存在发生尽管实际上在该位置没有物体，但超声波传感器20也接收间接波的现象的情况，从而发生物体的误检测。具体而言，可知图2所示的区域a3是无法通过直接波进行检测但能够通过间接波检测物体的区域，另一方面，是在超声波传感器20的周围发生了急剧的温度变化的情况下，存在即使没有物体也判定为有物体的可能性的区域。对于这样的现象而言，推测在车辆30的周围发生了急剧的温度变化(例如，温度上升数℃以上)的情况下，从超声波传感器20发送出的探测波被与发送探测波的传感器相邻的传感器直接接收是原因之一。

鉴于这样的现象，ecu10在车辆30的周围温度发生了规定值以上的温度变化或者存在发生该温度变化的可能的状况(以下，称为“规定温度变化状况”。)的情况下，作为检测避免控制，实施不通过间接波来检测物体的控制。特别是在本实施方式中，对于距车辆30规定距离的近距离区域，进行不通过间接波检测物体的控制。由此，在间接波的可靠性降低的状况下，限制间接波的使用。另一方面，在比近距离区域靠远方的区域，通过与直接波一起使用间接波来进行物体检测，从而确保传感器间的区域的物体检测精度。

具体而言，如图1所示，ecu10具备温度变化检测部11和物体检测部12。温度变化检测部11以规定的取样间隔获取由外部空气温度传感器32检测出的外部空气温度θ的数据，并基于该获取到的外部空气温度θ的时间变化，来检测是规定温度变化状况。在本实施方式中，通过判定单位时间δts(例如0.1秒～数秒)内的外部空气温度θ的上升量δθ是否为阈值θth以上(例如5～10℃以上)，来检测车辆30的周围温度发生了规定值以上的温度变化。温度变化检测部11将该检测结果作为车外温度信息输出至物体检测部12。

物体检测部12基于从温度变化检测部11输入的车外温度信息，实施限制间接波的使用来检测物体的控制。具体而言，在输入的车外温度信息不是表示是规定温度变化状况的信息的情况下，物体检测部12实施使用根据直接波获取的距离信息和根据间接波获取的距离信息来检测物体的通常检测控制。另一方面，在输入的车外温度信息是表示是规定温度变化状况的信息的情况下，实施将根据间接波获取的距离信息中的反射波时间tx在阈值ta以内的信息设为无效，仅使用根据直接波获取的距离信息以及根据间接波获取的距离信息中的有效的信息来检测物体的检测避免控制。阈值ta基于超声波传感器20的传感器间的长度来确定，在本实施方式中，设定为区域a3内的反射时间。

接下来，使用图4～图6的流程图对本实施方式的物体检测控制进行说明。图4是表示物体检测控制的主程序的流程图。该处理由ecu10按每个规定周期执行。

在图4中，在步骤s11中，判定检测避免控制的设定是否有效。在本系统中，操作者能够通过设定开关33切换是否执行检测避免控制。若检测避免控制的设定无效，则进入至步骤s15，实施通常检测控制。另一方面，若检测避免控制的设定变为有效，则进入至步骤s12，判定是否经过了由外部空气温度传感器32检测出的外部空气温度θ的数据的取样间隔(例如数msec)。在经过了取样间隔的情况下进入至步骤s13，获取外部空气温度θ的数据。

在接下来的步骤s14中，基于外部空气温度θ的时间变化，判定车辆30的周围温度是否发生了规定值以上的温度变化。在这里，判定单位时间δts内的外部空气温度θ的上升量δθ是否为阈值θth以上。在上升量δθ小于阈值θth的情况下，进入至步骤s15，实施通常检测控制。另一方面，在上升量δθ为阈值θth以上的情况下，进入至步骤s16，实施检测避免控制。之后，结束本程序。

接下来，使用图5的流程图对通常检测控制进行说明。在图5中，在步骤s21中，判定是否通过超声波传感器20接收到反射波。这里的反射波包括直接波以及间接波。在接下来的步骤s22中，判定接收到的反射波的振幅是否比阈值vth大。以振幅大于阈值vth为条件进入至步骤s23，使物体的检测次数n自加1。对每个物标设定有该检测次数n，在这里，使与本次的检测对应的物标的检测次数n自加1。

在接下来的步骤s24中，判定检测次数n是否为判定值以上。在检测次数n小于判定值的情况下，暂时结束本程序。另一方面，若检测次数n为判定值以上，则进入至步骤s25，进行有物体的确定判定，并生成表示检测出物体的物体检测信息。ecu10基于物体检测信息来实施车辆30的驾驶辅助控制。

接下来，使用图6的流程图对检测避免控制进行说明。在图6中，在步骤s31中，判定是否在超声波传感器20中接收到直接波以及间接波中的任意一个的反射波。若接收到反射波，则进入至步骤s32，判定接收波是直接波还是间接波。此外，关于接收波是直接波以及间接波中的哪一个，通过ecu10确定基于控制指令发送出探测波的传感器，并且确定接受到反射波的传感器，并且根据它们一致/不一致来判定。

在接收波是直接波的情况下进入步骤s34以后，在步骤s34～s37中，执行与上述图5的步骤s22～s25相同的处理。另一方面，若在步骤s32中判定为接收波是间接波，则进入至步骤s33，判定本次接收到的间接波的反射波时间tx是否在阈值ta以内。若反射波时间tx在阈值ta以内，则直接结束本程序，若反射波时间tx比阈值ta长，则执行步骤s34～s37的处理。由此，关于间接波中的反射波时间tx比阈值ta长的距离信息，使用该信息进行物体的检测。另一方面，放弃间接波中的反射波时间tx为阈值ta以下的距离信息。

根据以上详细叙述的本实施方式，可得到以下优异的效果。

构成为：在检测出车辆30的周围温度发生了规定值以上的温度变化的情况下，作为检测避免控制，实施不通过间接波来检测物体的控制。若在车辆30的周围发生温度变化，则存在产生超声波传感器20接收不是由存在于车辆周边的物体的反射产生的间接波的现象的情况。鉴于这一点，通过上述结构，在由于温度变化的影响而间接波的可靠性降低的状况下，间接波的使用受到限制。由此，能够抑制物体的误检测。

构成为：将距车辆30规定距离的近距离区域作为对象来实施检测避免控制。已知伴随着车辆30的周围的温度变化而尽管没有物体但超声波传感器20仍接收间接波的现象发生在距离车辆30的近距离区域。鉴于这一点，通过上述结构，能够抑制由温度变化的影响引起的物体的误检测，并且能够在难以发生伴随着温度变化的误检测的区域进行使用间接波的物体检测。

构成为：基于由车载的外部空气温度传感器32检测出的外部空气温度θ，来检测是规定温度变化状况。根据这样的结构，能够把握较接近于车辆30的温度，能够高精度地把握车辆30的周围温度。因此，能够适当地抑制由于车辆周围的温度变化的影响而产生的误检测。

构成为：作为操作者输入是否实施检测避免控制的控制信号的信号输入部而设置有设定开关33，操作者能够定制是否进行检测避免控制。是否容易产生基于间接波的误检测容易取决于车辆30所处的环境。因此，通过这样的结构，能够在根据在寒冷地区行驶较多等用户的使用地域、状况而需要的情况下，限制间接波的使用，并且能够在根据用户、行驶环境而不需要的情况下，有效地使用间接波来进行物体检测。

(第二实施方式)

接下来，以与上述第一实施方式的不同点为中心，对第二实施方式进行说明。在上述第一实施方式中，构成为：作为检测避免控制，在检测出是规定温度变化状况的情况下，对部分区域实施不通过间接波来检测物体的控制。与此相对，在本实施方式中，作为检测避免控制，在检测出是规定温度变化状况的情况下，实施使得通过间接波难以检测物体的控制。特别是在本实施方式中，通过将基于间接波的物体的检测所使用的阈值向难以检测出物体的一侧变更，从而使得通过间接波难以检测物体。

图7是表示本实施方式的检测避免控制的处理顺序的流程图。此外，在图7的说明中，对于与上述图5、图6相同的处理，标注图5、图6的步骤编号并省略其说明。在图7中，在步骤s41、s42中，执行与上述图6的步骤s31、s32相同的处理。在接收波是直接波的情况下进入至步骤s43，判定直接波的振幅是否为第一阈值vth1以上。若直接波的振幅为第一阈值vth1以上，则进入至步骤s45，在步骤s45～s47中，执行上述图5的步骤s23～s25的处理。

另一方面，若在步骤s42中判定为接收波是间接波，则进入至步骤s44。在步骤s44中，将振幅的阈值设为第二阈值vth2，并且判定间接波的振幅是否为第二阈值vth2以上。该第二阈值vth2被设定为与第一阈值vth1相比难以检测出物体的一侧的值，即被设定为比第一阈值vth1大的值。若间接波的振幅为第二阈值vth2以上，则进入至步骤s45，使检测次数n自加1，若间接波的振幅小于第二阈值vth2，则进入至步骤s46，不使检测次数n自加1而进行与判定值的比较。

根据以上详细叙述的第二实施方式，通过构成为将基于间接波的物体的检测所使用的阈值向难以检测物体的一侧变更，能够使得通过间接波难以检测物体。由此，能够抑制由温度变化的影响引起的物体的误检测。

(第三实施方式)

接下来，以与上述第一实施方式的不同点为中心，对第三实施方式进行说明。在上述第一实施方式中，构成为使用通过车载的外部空气温度传感器32检测出的外部空气温度θ，来检测是规定温度变化状况。与此相对，在本实施方式中，使用通过车载的外部空气温度传感器32检测出的外部空气温度θ和通过车载相机25识别出的车辆周边环境，来检测是规定温度变化状况。

即，若是在车辆周边容易发生温度变化的场所，并且是外部空气温度θ实际上正发生变化的状况，则可以说更确定地存在发生由间接波引起的误检测的可能。鉴于这样的点，在根据通过车载的外部空气温度传感器32检测出的外部空气温度θ和由车载相机25识别出的车辆周边环境而检测出是规定温度变化状况的情况下，限制基于间接波的物体检测，从而抑制物体的误检测，并且将基于间接波的物体检测的限制保持在最小限度。

图8是表示本实施方式的物体检测控制的处理顺序的流程图。该处理由ecu10按每个规定周期执行。此外，在图8的说明中，对于与上述图4相同的处理，标注图4的步骤编号并省略其说明。

在图8中，在步骤s51中，判定检测避免控制的设定是否有效。若检测避免控制的设定有效，则进入至步骤s52，基于由车载相机25拍摄到的图像，判定是否是存在车辆30的周围的温度发生规定温度以上的温度变化的可能的状况。在这里，根据由车载相机25拍摄到的图像，判定是否是车辆30进入具有内部空间的构造物(例如车库、隧道、室内停车场等)内的状况。

若基于拍摄图像，判定为是存在发生规定温度以上的温度变化的可能的状况，则进入至步骤s53，缩短由外部空气温度传感器32检测出的外部空气温度θ的取样间隔。具体而言，将外部空气温度θ的取样间隔从不实施检测避免控制的情况下的通常时的间隔ta变更为比ta短的间隔tb。在之后的步骤s54～s58中，执行上述图4的步骤s12～s16的处理。

根据以上说明的第三实施方式，在车辆周边容易发生温度变化的场所，并且在外部空气温度θ实际上正发生变化的状况下，实施检测避免控制，所以能够抑制物体的误检测，并且能够将基于间接波的物体检测的限制保持在最小限。由此，在难以产生由温度变化引起的误检测的状况下，能够积极地使用间接波来进行物体检测。

另外，构成为在基于拍摄图像，判定为是存在发生规定温度以上的温度变化的可能的状况的情况下，缩短外部空气温度θ的取样间隔，所以能够高精度地检测车辆周围的温度变化。由此，能够提高车辆周围的状况是否是规定温度变化状况的判定精度。

(其他实施方式)

本公开并不局限于上述实施方式，例如也可以以如下的方式来实施。

·在上述第一实施方式中，构成为在检测出是规定温度变化状况的情况下，仅对于距离车辆30规定距离的车辆附近区域，不通过间接波检测物体，但也可以构成为不光对于部分区域而是对于整个区域，不通过间接波检测物体。具体而言，构成为在图6的检测避免控制中，在步骤s32中判定为接收波是间接波的情况下，不进行步骤s33的处理而结束本程序。另外，在上述第二实施方式中，也可以构成为仅对于距离车辆30规定距离的车辆附近区域，使得通过间接波难以检测物体。

·在上述实施方式中，使用车载的外部空气温度传感器32的检测值来判定车辆30的周围是规定温度变化状况，但也可以使用车外的外部空气温度传感器的检测值来进行判定。具体而言，也可以通过通信接收设置在隧道内、室内停车场内等的外部空气温度传感器的检测值，并根据该接收到的外部空气温度信息来进行判定。

·也可以基于多个外部空气温度信息来判定车辆30的周围是规定温度变化状况。通过这样的结构，能够相互补充各温度传感器的脆弱性，提高温度的检测精度。例如，也可以求出内置于超声波传感器20的外部空气温度传感器与隧道内的外部空气温度传感器的差分，在该差分为阈值以上的情况下，判定为是车辆30的周围的温度发生了规定温度以上的温度变化或者发生该温度变化的状况。

·在上述第二实施方式中，构成为通过将基于间接波的物体的检测所使用的阈值向难以检测物体的一侧变更，从而使得通过间接波难以检测物体，但使得通过间接波难以检测物体的方式并不局限于此。例如，也可以构成为使通过在判定为反射波的振幅为阈值vth以上的情况下使检测次数n增加的值在直接波和间接波下为不同的值，来使得通过间接波难以检测物体。具体而言，也可以构成为在判定为反射波的振幅为阈值vth以上的情况下，在直接波的情况下使检测次数n增加α(例如每次加1)，相对于此，在间接波的情况下使检测次数n增加比α小的值(例如每次加0.5)。

作为使得通过间接波难以检测物体的其它结构，也可以构成为作为检测避免控制，实施将用于确定为有物体的判定值与通常检测控制相比设定得较大的控制。由此，能够减小间接波接收的影响。另外，也可以代替改变振幅的阈值vth的结构，而构成为通过将间接波的振幅向减小的一侧修正，来使得通过间接波难以检测物体。

·也可以不使用外部空气温度传感器，而仅通过识别车辆30的周边环境的环境识别装置来检测车辆30的周围是规定温度变化状况。具体而言，通过获取由车载相机25拍摄到的图像，并根据获取的图像判定是否是车辆30的周围温度发生规定值以上的温度变化的环境，更具体而言，判定是否是车辆30进入具有内部空间的构造物内的状况来进行。在该情况下，在判定为是车辆进入具有内部空间的构造物内的状况的情况下，判定为是存在车辆的周围温度发生规定值以上的温度变化的可能的状况。

·在上述第三实施方式中，构成为在基于拍摄图像，判定为是存在车辆的周围温度发生规定值以上的温度变化的可能的状况的情况下，缩短外部空气温度θ的取样间隔，但也可以构成为不变更取样间隔。

·作为识别车辆30的周边环境的环境识别装置，并不局限于车载相机25，例如也可以构成为基于从车载的导航装置获取的位置信息来识别车辆30的周边环境。

·在上述实施方式中，对将超声波传感器20设置于车辆30的前部以及后部的情况进行了说明，但传感器的安装位置并不局限于此，例如，也可以代替车辆30的前后或者除了车辆30的前后以外，还设置于车辆30的左右的侧面部。另外，对于超声波传感器20的安装数量并不特别限定。

·在上述实施方式中，举出搭载于车辆的物体检测装置作为一个例子进行了说明，但例如也能够搭载于铁路车辆、船舶、飞机、机器人等移动体。

·上述的各构成要素是概念性的，并不局限于上述实施方式。例如，也可以将一个构成要素所具有的功能分散为多个构成要素来实现，或将多个构成要素所具有的功能利用一个构成要素来实现。

本公开以实施例为基准进行了描述，但应理解为本公开并不局限于该实施例、构造。本公开也包含各种变形例、等同范围内的变形。其中，各种组合、方式，进一步仅包含它们中一个要素、一个以上或一个以下的其他组合、方式也纳入到本公开的范畴、思想范围。