位置识别装置的制作方法

本国际申请主张基于2016年10月20日向日本专利局申请的日本专利申请第2016-206045号的优先权，本国际申请中通过参照来引用日本专利申请第2016-206045号的全部内容。

本发明涉及基于所发送的电磁波的反射波对物体的位置进行识别的位置识别装置。

背景技术：

在下述的引用文献1中公开有如下技术：作为上述的位置识别装置，利用构成虚像的检测点存在于物体的远方的大体相同的位置这一特征，将这种检测点判定为虚像。

专利文献1:日本特开2014-119285号公报

技术实现要素：

作为发明人的详细研究的结果，发现如下课题：在引用文献1的技术中，在卡车等高度高的车辆实际存在于近前侧的物体的远方、且这些位置关系不发生变化的状况下，将表示卡车的检测点误识别为虚像。

本发明的一个方面在于，在基于所发送的电磁波的反射波对物体的位置进行识别的位置识别装置中，能够高精度地识别是否为虚像。

本发明的一个方式的位置识别装置具备测距点获取部、区域判定部、以及测距点排除部。

测距点获取部构成为获取按电磁波的每个照射方向分别与至多个测距点为止的距离建立了关联的测距点信息。区域判定部构成为判定在表示多个测距点中的某个测距点的特定测距点的近前，是否存在表示通过将相互接近的多个测距点相连而围成的区域的物体区域。测距点排除部构成为将物体区域存在于近前的测距点作为表示实际上不存在物体的点的虚像点，并将该虚像点从测距点信息排除。

根据这种位置识别装置，在物体区域存在于特定测距点的近前的情况下，将特定测距点识别为基于物体的反射等的虚像点，因而能够高精度地识别是否为虚像。

此外，权利要求书所记载的括号内的附图标记示出与作为一个方式而后面进行叙述的实施方式所记载的具体方法的对应关系，并未对本发明的技术范围进行限定。

附图说明

图1是表示驾驶辅助系统的简要结构的说明图。

图2是表示照射激光的区域的示意图。

图3是表示多帧回波的概要的说明图。

图4是表示物体识别处理的流程图。

图5是表示物体识别处理中的虚像判定处理的流程图。

图6是表示在着眼点为虚像点的情况下的测距点的配置的侧视图。

图7是表示在着眼点为虚像点的情况下的测距点的配置的俯视图。

图8是表示在着眼点为虚像点的情况下的至测距点为止的距离的坐标图。

图9是表示在着眼点并非虚像点的情况下的测距点的配置的侧视图。

图10是表示在着眼点并非虚像点的情况下的测距点的配置的俯视图。

图11是表示在着眼点并非虚像点的情况下的至测距点为止的距离的坐标图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[1.实施方式]

[1-1.结构]

图1所示的驾驶辅助系统1例如搭载于轿车等车辆，并具备雷达装置10。另外，也可以具备车辆控制部30。此外，以下，将搭载有驾驶辅助系统1的车辆也称为“本车辆”。雷达装置10具备雷达控制部11、扫描驱动部12、以及光学单元13。

雷达控制部11以公知的微型计算机为中心构成，该微型计算机具有：cpu18；和ram、rom、或者闪存等半导体存储器中的至少一个亦即存储器19。cpu18执行在非过渡性的实体记录介质储存的程序，由此实现雷达控制部11的各种功能。在该例子中，存储器19相当于储存有程序的非过渡性的实体记录介质。

另外，通过执行该程序来执行与程序对应的方法。此外，非过渡性的实体记录介质是指去掉记录介质中的电磁波。另外，构成雷达控制部11的微型计算机的数量可以为一个也可以为多个。

作为cpu18执行程序而实现的功能的结构，雷达控制部11至少具备作为后面进行叙述的物体识别处理的功能。实现构成雷达控制部11的这些功能的方法并不限定于软件，也可以使用一个或者多个硬件来实现其一部分或者所有功能。例如，在上述功能由硬件亦即电子电路实现的情况下，该电子电路也可以通过包括多个逻辑电路的数字电路、或模拟电路、或者这些电路的组合来实现。

扫描驱动部12例如构成为马达等的促动器，并构成为：能够接受来自雷达控制部11的指令，使光学单元13朝向水平方向以及铅垂方向的任意方向。此外，扫描驱动部12以能够进行1个循环的扫描的方式驱动光学单元13，其中，1个循环的扫描为：每当接受来自雷达控制部11的扫描开始信号，都应该照射激光并从所有区域得到反射光。

光学单元13具备：发光部14，其根据来自雷达控制部11的指令射出激光；和受光部15，其接收来自发光部14的激光在物体50反射时的反射光。此外，来自发光部14的激光在图1中以实线的箭头示出。另外，反射光在图1中以虚线的箭头示出。

此外，扫描驱动部12为如下结构即可：使发光部14射出激光的射出方向以成为与能够由受光部15接收反射光的方向相同的方向的方式进行变化。例如，扫描驱动部12也可以构成为：驱动使光学单元13所具备的激光以及反射光向任意方向反射的镜子来替代光学单元13。

此时，采用如下结构即可：利用扫描驱动部12使具有多个反射面的镜子旋转从而在水平方向上扫描激光，并将反射面的角度分别设定为不同的角度，从而在铅垂方向上也摆动激光的同时进行扫描。另外，也可以采用如下结构：使具有一个反射面的镜子朝向任意方向。

另外，扫描驱动部12也可以是仅使受光部15的方向变化的结构。在该情况下，发光部14也可以形成为如下结构：不使发光部14的方向发生变化，就能够对扫描受光部15的区域的一部分或者整体照射激光。

如上述那样，雷达装置10在本实施方式中构成为如下激光雷达：相对于本车辆的行进方向亦即前方进行扫描的同时间歇性地照射电磁波亦即激光，并分别对其反射光进行接收，由此将本车辆前方的物体作为各测距点进行检测。此外，并不限定于本车辆前方，也可以是向本车辆周围的任意方向的规定区域照射激光的结构。

这里，本实施方式的雷达装置10中的雷达控制部11如上述那样，利用扫描驱动部12，使从光学单元13照射的激光在规定的区域内进行扫描，但详细而言，如图2所示，以从该区域的左上角向右上角的方式使照射激光的范围向水平方向右侧发生变化，同时间歇性地以等角度照射激光。然后，若激光到达至右上角，则以从与左上角相比以规定角度靠下方的区域向水平方向右侧的方式使照射激光的范围发生变化，同时再次照射激光。

特别是，在本实施方式中，使激光在水平方向上朝401个方向、在铅垂方向上朝4个方向的4行进行照射。反复进行该动作，由此，雷达装置10对规定区域的整个区域依次照射激光。然后，雷达装置10基于检测到反射光的时机和照射有激光的方向，每当照射激光，都检测物体的位置。

此外，关于激光的射出方向，将照射激光的整个区域按每个照射有激光的区域划分为矩阵状，并对各区域标注编号，从而能够进行特定。例如，如图2所示，在水平方向上从左依次标注编号，并将该编号称为方位编号。另外，在铅垂方向上从上依次标注编号，并将该编号称为行编号。

另外，在本实施方式的雷达装置10中，与多帧回波对应。即，如图3所示，若1次照射的激光被多个物体亦即物体1、2、3反射，则有时检测到表示各个物体的多个信号、即多个回波。在这种情况下，在雷达装置10中，按照近距离的顺序依次记录有多达3个的反射强度以及测距点的位置。

接下来，在车辆控制部30中，构成为具有cpu、rom、ram等的公知的计算机，根据存储于rom等的程序，实施对本车辆的路线进行控制的处理、进行相对于驾驶员的报告等各种处理。例如，车辆控制部30若从雷达装置10接受到进行变更本车辆的路线、或者催促路线变更的驾驶辅助这一主旨的指令，则将与该指令对应的控制信号输出至显示装置、声音输出装置、制动装置、以及转向操纵装置等的任一个即可。

[1-2.处理]

接下来，使用图4的流程图对雷达控制部11执行的物体识别处理进行说明。物体识别处理为如下处理：从使用光学单元13而得到的多个测距点将虚像点排除，并使用将虚像点排除之后的测距点对物体的种类、形状进行识别。此外，虚像点是未准确表示物体的位置的测距点，表示实际上不存在物体的测距点。

另外，物体识别处理例如每当得到1个循环的测距点的数据就被起动。详细而言，如图4所示，首先，在s110，获取测距点信息。测距点信息是对按激光的每个照射区域得到的目标的坐标进行表示的1个循环的测距点的数据，是按电磁波的每个照射方向亦即方位和行，分别跟至与多帧回波对应的多个测距点为止的距离建立了关联的数据。具体而言，与行v、方位h、回波k的各自的距离k1、k2、k3建立了关联。

接着，在s120进行聚类。聚类为如下处理：按每个物体对测距点信息所包括的多个测距点进行识别，并按每个物体进行标记。通过聚类，物体i、构成点p被附加于测距点的数据的每一个。

此外，物体i是用于特定物体的序列号，若是相同的物体的测距点，则标注有相同的编号。物体编号从i＝1至i＝n以连号的方式进行标注。另外，构成点p是对构成各个物体i的测距点依次标注的序列号，该编号从p＝1至p＝pmax依次进行标注。此外，对于聚类而言，能够利用公知的处理。

接着，在s130实施虚像判定处理。虚像判定处理为如下处理：判定多个测距点的每一个是否为虚像点，并将好似虚像点的主旨与可能是虚像点的测距点建立关联地进行记录。好似虚像点的主旨记录为临时的虚像点。此外，后面对该处理的详细情况进行叙述。

接着，在s140对虚像判定状况进行计算。虚像判定状况表示依照时间顺序对虚像点的存在状况进行监视而得出的结果。虚像判定状况中可包括有判定为临时的虚像点的频率、判定为临时的虚像点的连续次数、相同的物体所包括的临时的虚像点的数量等。此外，对于判定为临时的虚像点的频率而言，可以使用本处理最初起动之后的所有判定结果来求得，也可以根据最近的判定结果、即预先设定的次数的量的判定结果来求得。

接着，在s150判定虚像判定状况是否满足虚像条件。虚像条件表示如下条件：用于针对临时的虚像点、或者包括该临时的虚像点的物体，断定为虚像。例如，连续预先设定的规定次数以上地判定为临时的虚像点的情况属于虚像条件。另外，也可以将判定为临时的虚像点的频率为预先设定的阈值以上的情况、相同的物体所包括的临时的虚像点的数量为预先设定的判定个数以上的情况等作为虚像条件。

若虚像判定状况满足虚像条件，则在s160中，将针对包括该临时的虚像点的物体的多个测距点作为虚像点而从测距点信息排除。另外，若虚像判定状况不满足虚像条件，则移至s170。

接着，在s170进行物体识别。在物体识别中，例如，通过进行图案匹配等公知的处理来识别物体的种类、大小等，其中，图案匹配是对聚类的测距点组的形状与预先准备的模型进行比较。此外，除上述方法以外，物体识别的处理也能够采用公知的方法。

接下来，使用图5的流程图对物体识别处理中的虚像判定处理进行说明。在虚像判定处理中，如图5所示，首先，在s210中对物体数量n与物体数量的预先设定的阈值nth进行比较。物体数量的阈值是为了判定检测到的物体中能否物理地存在虚像而设定的，例如，设定为1或者2左右的值。这是因为，若检测到的物体数量为0，则无需判定虚像。此外，在物体数量为1时，在不易判定该物体是否为虚像的情况下，阈值设定为2即可。

若物体数量n不足阈值nth，则结束虚像判定处理。另外，若物体数量n为物体数量的预先设定的阈值nth以上，则在s220选择物体编号i＝1的物体。

接着，在s230中，对选择中的物体编号i所包括的测距点的1个亦即构成点p＝1进行选择。接着，在s240中，提取相对于构成点的物体区域。在该处理中，以比多个测距点中的所选择的构成点p靠近前的方式，提取为将相互接近的多个测距点相连而围成的区域、即物体区域。此外，物体区域以从本车辆观察构成点p时将构成点p隐藏的方式存在。

但是，相互接近的多个测距点例如表示位于与本车辆相距预先设定的距离范围内的多个测距点。另外，将接近的多个测距点视为位于相同平面上的测距点。此外，相同平面上包括大致相同的平面。

这样，在使用位于相同平面上的多个测距点对物体区域进行判定的情况下，将该平面作为构成面，并提取存在于比构成点p靠近前的构成面即可。此时，在得到相对于相同的照射方向的多个测距点、即构成点p的近前的测距点的情况下，从与近前的测距点邻接的周围的点提取构成面即可。

这里，将所选择的构成点p作为着眼点p(v，h)，在位于与着眼点p相同的照射方向的近前的多帧回波的测距点存在的情况下，将该测距点作为基准点p^-(v，h)。另外，将在该基准点的垂直方向上邻接的2个邻接构成点作为v^-(v-1，h)、v⁺(v+1，h)，将在其水平方向上邻接的2个邻接构成点作为h^-(v，h-1)、h⁺(v，h+1)。

在着眼点p(v，h)是作为通过被车身反射等来表示不同位置的物体的测距点而得到的虚像点的情况下，如图6以及图7所示，存在邻接构成点v^-、v⁺、h^-、h⁺以包围基准点p^-的方式在大体相同平面上排列的趋势。

即，着眼点p以及邻接构成点v^-、v⁺、h^-、h⁺被检测为比较接近，因而如图8所示，若将至基准点p^-为止的距离设为d、并在该距离d的前后设定阈值d+和d-，则邻接构成点v^-、v⁺、h^-、h⁺存在收敛于阈值d+和d-的范围内的趋势。

另一方面，在着眼点p为穿过车身的边缘的情况等、实际的测距点的情况下，如图9以及图10所示，邻接构成点v^-、v⁺、h^-、h⁺并不在相同平面上排列，邻接构成点v^-、v⁺、h^-、h⁺也并不形成包围基准点p^-的区域。换句话说，在将邻接构成点v^-、v⁺、h^-、h⁺中的与基准点p^-接近的构成点连接而形成区域的情况下，当从本车辆观察构成点p时，构成点p并未被该区域隐藏，构成点p可见。

在图9以及图10所示的例子中，如图11所示，至邻接构成点v^-、v⁺、h^-、h⁺为止的距离具有如下趋势：存在处于阈值d+以及d-的范围外的测距点。

因此，在s250中，根据是否存在物体区域，判定构成点p是否可能是虚像点。若在s250中不存在物体区域，则移至s310。

另外，若存在物体区域，则在s260中将构成点p作为临时的虚像点记录至存储器19。这里，在本处理中，并不确定虚像点，而根据可能为虚像点的意思设为临时的虚像点。此外，在s250的处理中，在针对着眼点p而不存在多帧回波的测距点的情况下，也可以判定为不立即判定物体区域。

接着，在s310中，对构成点p的值与p的最大值pmax进行比较。若构成点p的值不足pmax，则在s320对p的值进行增量。在该处理中，选择与增量后的编号对应的构成点，并通过反复进行该处理来依次选择所有测距点。若该处理结束，则返回至s240。另外，若构成点p的值为pmax以上，则在s330中进行物体i的虚像判定。

在该处理中，例如，针对包括预先设定的判定个数以上的虚像点的物体i，将构成物体i的所有测距点假定为临时的虚像点并记录至存储器19。判定个数能够任意地进行设定，例如，可以为了提高判定速度而将判定个数设为1个，也可以为了减少噪声的影响而将判定个数设为多个。

接着，在s340中对物体i的编号与物体数量n进行比较。若物体i的编号不足物体数量n，则在s350中对物体i的编号进行增量。在该处理中选择与增量后的编号对应的物体。若该处理结束，则返回至s230。

另外，在s340中，若物体的i的编号为物体数量n以上，则结束虚像判定处理。

[1-3.效果]

根据以上详述的第1实施方式，起到以下效果。

(1a)在上述的驾驶辅助系统1中，雷达控制部11获取测距点信息，其中，上述测距点信息按电磁波的每个照射方向分别与至多个测距点为止的距离建立了关联。然后，判定在特定测距点的近前是否存在物体区域，其中，上述特定测距点表示多个测距点中的某个测距点，上述物体区域表示通过将相互接近的多个测距点相连而围成的区域。另外，雷达控制部11将物体区域存在于近前的测距点作为表示实际上不存在物体的点的虚像点，并将该虚像点从测距点信息排除。

根据这种驾驶辅助系统1，在物体区域存在于特定测距点的周围的情况下，将特定测距点识别为基于物体的反射等的虚像点，因而能够高精度地识别是否为虚像。

(1b)在上述的驾驶辅助系统1中，雷达控制部11将由位于相同平面上的多个测距点构成的物体区域作为构成面，并对构成面是否存在于特定测距点的近前进行判定。

根据这种驾驶辅助系统1，在构成面存在于特定测距点的近前的情况下将特定测距点作为虚像点，因而能够更准确地求得为虚像点的可能性。

(1c)在上述的驾驶辅助系统1中，雷达控制部11在得到了相对于相同的照射方向的多个测距点时，对在该照射方向上邻接的周围的点是否构成构成面进行判定，由此对构成面是否存在于特定测距点的近前进行判定。

根据这种驾驶辅助系统1，在得到了相对于相同的照射方向的多个测距点的情况下判定是否存在构成面即可，因而与相对于所有测距点判定是否存在构成面的结构相比，能够减少判定时的处理负担。

(1d)在上述的驾驶辅助系统1中，雷达控制部11按每个物体对多个测距点进行识别，从测距点信息排除多个测距点中的构成包括预先设定的判定个数以上的虚像点的物体的多个测距点。

根据这种驾驶辅助系统1，从测距点信息排除构成包括预先设定的判定个数以上的虚像点的物体的多个测距点，因而能够将针对虚像亦即物体的多个测距点集中排除。

(1e)在上述的驾驶辅助系统1中，雷达控制部11反复获取测距点信息，并基于反复获取到的测距点信息，反复判定是否存在物体区域。而且，依照时间顺序对物体区域的存在状况进行监视，在存在状况满足预先设定的虚像条件的情况下，将虚像点从测距点信息排除。

根据这种驾驶辅助系统1，在物体区域的存在状况满足虚像条件的情况下，将远方检测点作为虚像点，因而能够不易在由于噪声等影响而暂时误检测到物体区域的情况下，将测距点误判定为虚像点。

(1f)在上述的驾驶辅助系统1中，雷达控制部11在作为虚像条件，满足连续预先设定的规定次数以上地存在物体区域这一条件的情况下，将虚像点从测距点信息排除。

根据这种驾驶辅助系统1，在满足连续规定次数以上地存在物体区域这一条件的情况下，将该特定测距点设为虚像点，因而能够更准确地检测虚像点。

[2.其他实施方式]

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，而能够进行各种变形地实施。

(2a)在上述实施方式中，对在比构成点p靠近前侧排列的多个测距点在阈值的范围内的情况下构成构成面的例子进行了说明，但并不限定于此。例如，可以视为并判定为多个测距点间的距离不足预先设定的阈值的测距点构成构成面，也可以根据在比构成点p靠近前侧排列的多个测距点的线性、多个测距点的坐标是否在二维平面上排列等来判定物体区域的存在。

(2b)也可以利用多个构成要素来实现上述实施方式中的一个构成要素所具有的多个功能，或利用多个构成要素来实现一个构成要素所具有的一个功能。另外，也可以利用一个构成要素来实现多个构成要素所具有的多个功能，或利用一个构成要素来实现由多个构成要素实现的一个功能。另外，也可以省略上述实施方式的结构的一部分。另外，也可以将上述实施方式的结构的至少一部分相对于其他上述实施方式的结构进行添加或者替换。此外，由权利要求书所记载的词句进行特定的技术思想中包括的所有方式为本发明的实施方式。

(2c)除上述的驾驶辅助系统1之外，也能够利用成为该驾驶辅助系统1的构成要素的装置、用于作为该驾驶辅助系统1使计算机发挥作用的程序、记录有该程序的半导体存储器等非过渡性的实态记录介质、驾驶辅助方法、位置识别方法等各种方式来实现本发明。

[3.实施方式的结构与本发明的结构的对应关系]

在上述实施方式中，驾驶辅助系统1相当于本发明中所称的位置识别装置，在上述实施方式中选择的构成点p相当于本发明中所称的特定测距点。另外，在上述实施方式中，雷达控制部11执行的处理中的s110的处理相当于本发明中所称的测距点获取部，在上述实施方式中，s120的处理相当于本发明中所称的物体识别部。另外，在上述实施方式中，s240、s250、s260、s330的处理相当于本发明中所称的区域判定部，在上述实施方式中，s140、s150、s160的处理相当于本发明中所称的测距点排除部。