(57)【要約】【課題】物体を検出するセンサの検出対象領域内で背景の位置が変動した場合であっても、移動物体の誤検出を防止することが可能な物体検出装置、物体検出方法及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】物体検出装置は、検出対象領域内の対象物を検出するセンサから前記対象物の方位及び該対象物までの距離を示す位置を取得する取得部と、前記検出対象領域の全域について前記取得部が時系列的に繰り返し取得した位置のうち、所定の割合以上取得した全ての位置を示す背景定義情報を生成する生成部と、前記取得部が取得した位置と前記生成部が生成した背景定義情報が示す位置との比較結果に基づいて、前記取得部が取得した位置における移動物体を検出する検出部とを備える。【選択図】図１
2020095409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象領域内の対象物を検出するセンサから前記対象物の方位及び該対象物までの距離を示す位置を取得する取得部と、
前記検出対象領域の全域について前記取得部が時系列的に繰り返し取得した位置のうち、所定の割合以上取得した全ての位置を示す背景定義情報を生成する生成部と、
前記取得部が取得した位置と前記生成部が生成した背景定義情報が示す位置との比較結果に基づいて、前記取得部が取得した位置における移動物体を検出する検出部と
を備える物体検出装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記取得部が前記検出対象領域の全域について取得した位置と前記背景定義情報が示す全ての位置との差分に基づいて、前記検出対象領域内の全ての移動物体を検出するようにしてある請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記取得部が取得した位置の所定面からの高さに基づいて、該位置が地面の位置であるか否かを判定する判定部を更に備え、
前記取得部は、前記判定部が地面の位置であると判定した位置を無効とするようにしてある
請求項１又は請求項２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記取得部は、前記センサから取得した位置を、所定の基準点を原点とする三次元の座標系における位置に変換して、前記センサから取得した位置とするようにしてある請求項１から請求項３の何れか１項に記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記取得部は、前記センサから取得した位置を、所定の基準点を原点とする三次元のグリッドマップ又は高さ情報を有する二次元のグリッドマップ上のグリッドの位置に変換して、前記センサから取得した位置とするようにしてある請求項１から請求項４の何れか１項に記載の物体検出装置。
【請求項６】
前記取得部は、配置された位置が異なる複数の前記センサ夫々から前記対象物の位置を取得するようにしてある請求項４又は請求項５に記載の物体検出装置。
【請求項７】
前記検出対象領域内で前記対象物の検出を行わない領域を記憶する記憶部を更に備え、
前記取得部は、前記センサから取得した位置のうち、前記記憶部に記憶した領域内の位置を無効とするようにしてある
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の物体検出装置。
【請求項８】
前記センサは、前記検出対象領域を走査するレーザ光の反射光に基づいて前記対象物を検出するレーザレーダ、前記検出対象領域を走査するミリ波の反射波に基づいて前記対象物を検出するミリ波レーダ又は前記検出対象領域を撮像して前記対象物を検出するステレオカメラである請求項１から請求項７の何れか１項に記載の物体検出装置。
【請求項９】
前記検出部が検出した移動物体をクラスタリングしてクラスタを生成するクラスタリング部を更に備える請求項１から請求項８の何れか１項に記載の物体検出装置。
【請求項１０】
検出対象領域内の対象物を検出するセンサから前記対象物の方位及び該対象物までの距離を示す位置を取得する物体検出装置にて前記検出対象領域内の移動物体を検出する方法であって、
前記検出対象領域の全域について時系列的に繰り返し取得した位置のうち、所定の割合以上取得した全ての位置を示す背景定義情報を生成するステップと、
取得した位置と生成した背景定義情報が示す位置との比較結果に基づいて、取得した位置における移動物体を検出するステップと
を含む物体検出方法。
【請求項１１】
検出対象領域内の対象物を検出するセンサから前記対象物の方位及び該対象物までの距離を示す位置を取得するコンピュータに前記検出対象領域内の移動物体を検出させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、
前記検出対象領域の全域について時系列的に繰り返し取得した位置のうち、所定の割合以上取得した全ての位置を示す背景定義情報を生成するステップと、
取得した位置と生成した背景定義情報が示す位置との比較結果に基づいて、取得した位置における移動物体を検出するステップと
を実行させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体検出装置、物体検出方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路沿いや交差点の近傍にビデオカメラ等の撮像装置又は光感知器を配置して、車両や人の通行を検知する検知システムが導入されている。検知された情報は、例えば車両の運転を支援するために利用される。近年、このような検知システムにレーザレーダの応用が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、レーザレーダの計測結果から移動物体を検出する移動物体検出装置が開示されている。この装置は、レーザレーダの計測結果に基づいて検出領域内におけるレーザレーダから背景にある物体までの距離情報を示す背景距離マップを予め生成してメモリに記憶しておき、記憶した背景距離マップの距離情報とレーザレーダの計測結果との差から検出領域内の移動物体を検出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３００２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、背景となるべき物体の位置がレーザレーダから見て視野角方向に揺れた場合は、揺れた物体を移動物体として誤検出する虞があった。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、物体を検出するセンサの検出対象領域内で背景の位置が変動した場合であっても、移動物体の誤検出を防止することが可能な物体検出装置、物体検出方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る物体検出装置は、検出対象領域内の対象物を検出するセンサから前記対象物の方位及び該対象物までの距離を示す位置を取得する取得部と、前記検出対象領域の全域について前記取得部が時系列的に繰り返し取得した位置のうち、所定の割合以上取得した全ての位置を示す背景定義情報を生成する生成部と、前記取得部が取得した位置と前記生成部が生成した背景定義情報が示す位置との比較結果に基づいて、前記取得部が取得した位置における移動物体を検出する検出部とを備える。
【０００８】
本発明の一態様に係る物体検出方法は、検出対象領域内の対象物を検出するセンサから前記対象物の方位及び該対象物までの距離を示す位置を取得する物体検出装置にて前記検出対象領域内の移動物体を検出する方法であって、前記検出対象領域の全域について時系列的に繰り返し取得した位置のうち、所定の割合以上取得した全ての位置を示す背景定義情報を生成するステップと、取得した位置と生成した背景定義情報が示す位置との比較結果に基づいて、取得した位置における移動物体を検出するステップとを含む。
【０００９】
本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、検出対象領域内の対象物を検出するセンサから前記対象物の方位及び該対象物までの距離を示す位置を取得するコンピュータに前記検出対象領域内の移動物体を検出させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、前記検出対象領域の全域について時系列的に繰り返し取得した位置のうち、所定の割合以上取得した全ての位置を示す背景定義情報を生成するステップと、取得した位置と生成した背景定義情報が示す位置との比較結果に基づいて、取得した位置における移動物体を検出するステップとを実行させる。
【００１０】
なお、本願は、このような特徴的な処理部を備える物体検出装置として実現したり、特徴的な処理をステップとする物体検出方法として実現したり、係るステップをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムとして実現したりすることができるだけでなく、物体検出装置の一部又は全部を半導体集積回路として実現したり、物体検出装置を含むシステムとして実現したりすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
上記によれば、物体を検出するセンサの検出対象領域内で背景の位置が変動した場合であっても、移動物体の誤検出を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】交差点の近傍に設置されたレーザレーダからのデータを物体検出装置が取得する様子を模式的に示す説明図である。
【図２】実施形態１に係る物体検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】レーザレーダによって検出される背景及び移動物体を模式的に示す説明図である。
【図４】背景定義情報を生成して記憶する制御部の処理手順を示すメインルーチンのフローチャートである。
【図５】実施形態１に係る物体検出装置で移動物体の位置を検出する制御部の処理手順を示すメインルーチンのフローチャートである。
【図６】実施形態１における１フレーム取得のサブルーチンに係る制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】背景の位置が直交座標系における位置に変換される様子を模式的に示す説明図である。
【図８】背景の位置が三次元のグリッドマップ上のグリッドの位置に変換されて合成される様子を模式的に示す説明図である。
【図９】対象物の検出が不要な領域の例を模式的に示す説明図である。
【図１０】実施形態２における１フレーム取得のサブルーチンに係る制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００１４】
（１）本発明の一態様に係る物体検出装置は、検出対象領域内の対象物を検出するセンサから前記対象物の方位及び該対象物までの距離を示す位置を取得する取得部と、前記検出対象領域の全域について前記取得部が時系列的に繰り返し取得した位置のうち、所定の割合以上取得した全ての位置を示す背景定義情報を生成する生成部と、前記取得部が取得した位置と前記生成部が生成した背景定義情報が示す位置との比較結果に基づいて、前記取得部が取得した位置における移動物体を検出する検出部とを備える。
【００１５】
（１０）本発明の一態様に係る物体検出方法は、検出対象領域内の対象物を検出するセンサから前記対象物の方位及び該対象物までの距離を示す位置を取得する物体検出装置にて前記検出対象領域内の移動物体を検出する方法であって、前記検出対象領域の全域について時系列的に繰り返し取得した位置のうち、所定の割合以上取得した全ての位置を示す背景定義情報を生成するステップと、取得した位置と生成した背景定義情報が示す位置との比較結果に基づいて、取得した位置における移動物体を検出するステップとを含む。
【００１６】
（１１）本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、検出対象領域内の対象物を検出するセンサから前記対象物の方位及び該対象物までの距離を示す位置を取得するコンピュータに前記検出対象領域内の移動物体を検出させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、前記検出対象領域の全域について時系列的に繰り返し取得した位置のうち、所定の割合以上取得した全ての位置を示す背景定義情報を生成するステップと、取得した位置と生成した背景定義情報が示す位置との比較結果に基づいて、取得した位置における移動物体を検出するステップとを実行させる。
【００１７】
本態様にあっては、物体検出装置が、検出対象領域内の対象物の方位及び対象物までの距離を示す位置をセンサから取得して移動物体を検出する。物体検出装置は、検出対象領域の全方位について時系列的に繰り返し取得した位置のうち、固定的に繰り返し取得する場合と比較して所定の割合以上取得した全ての位置を背景として示す背景定義情報を生成しておく。物体検出装置は、その後センサから随時取得した位置と、背景定義情報が示す背景の位置との比較結果に基づいて、随時取得した位置に検出対象の移動物体が存在するか否かを判定する。これにより、移動物体として誤検出される可能性がある対象物が予め背景に含められる。
【００１８】
（２）前記検出部は、前記取得部が前記検出対象領域の全域について取得した位置と前記背景定義情報が示す全ての位置との差分に基づいて、前記検出対象領域内の全ての移動物体を検出するようにしてあることが好ましい。
【００１９】
本態様にあっては、物体検出装置は、検出対象領域の全域について随時取得した位置と、背景定義情報が示す背景の位置との比較結果に基づいて、検出対象領域内の全ての移動物体を検出する。これにより、検出対象領域内の移動物体が漏れなく、且つ速やかに検出される。
【００２０】
（３）前記取得部が取得した位置の所定面からの高さに基づいて、該位置が地面の位置であるか否かを判定する判定部を更に備え、前記取得部は、前記判定部が地面の位置であると判定した位置を無効とするようにしてあることが好ましい。
【００２１】
本態様にあっては、物体検出装置は、センサから取得した位置の所定面からの高さに基づいて、当該位置が地面の位置であると判定した場合は、判定した位置を無効とする。これにより、地面の位置が背景定義情報に含まれることがなく、地面の位置が移動物体の位置として誤検出されることもない。
【００２２】
（４）前記取得部は、前記センサから取得した位置を、所定の基準点を原点とする三次元の座標系における位置に変換して、前記センサから取得した位置とするようにしてあることが好ましい。
【００２３】
本態様にあっては、物体検出装置は、対象物の位置をセンサから取得して、所定の基準点を原点とする三次元の座標系における位置に変換する。これにより、対象物の位置が、センサの設置位置に依存しない普遍的な位置として把握される。
【００２４】
（５）前記取得部は、前記センサから取得した位置を、所定の基準点を原点とする三次元のグリッドマップ又は高さ情報を有する二次元のグリッドマップ上のグリッドの位置に変換して、前記センサから取得した位置とするようにしてあることが好ましい。
【００２５】
本態様にあっては、物体検出装置は、対象物の位置をセンサから取得して、所定の基準点を原点とする三次元のグリッドマップ又は高さ情報付きの二次元のグリッドマップ上のグリッドの位置に変換する。これにより、センサの設置位置誤差や計測誤差の影響を受け難く、且つ、処理プログラムのメモリ使用量や繰り返し処理の回数が削減可能となるような適当な尺度のグリッドマップに対象物がマッピングされて、対象物の位置が大局的に把握される。
【００２６】
（６）前記取得部は、配置された位置が異なる複数の前記センサ夫々から前記対象物の位置を取得するようにしてあることが好ましい。
【００２７】
本態様にあっては、物体検出装置は、配置された位置が異なる複数のセンサ夫々から対象物の位置を取得して、所定の基準点を原点とする三次元の座標系における位置又は所定の基準点を原点とするグリッドマップ上のグリッドの位置に変換する。これにより、複数のセンサから取得した位置が同一の基準点を基準とする位置に変換されるため、検出対象領域内の背景の生成及び移動物体の検出が、複数のセンサを用いて多角的に行われる。
【００２８】
（７）前記検出対象領域内で前記対象物の検出を行わない領域を記憶する記憶部を更に備え、前記取得部は、前記センサから取得した位置のうち、前記記憶部に記憶した領域内の位置を無効とするようにしてあることが好ましい。
【００２９】
本態様にあっては、物体検出装置は、センサから取得した位置が、予め記憶された対象物の検出を行わない領域に含まれる場合は、取得した位置を無効とする。これにより、物体検出装置による背景定義情報の生成処理及び移動物体の検出処理の負荷が低減され、移動物体の誤検出の可能性も低減される。
【００３０】
（８）前記センサは、前記検出対象領域を走査するレーザ光の反射光に基づいて前記対象物を検出するレーザレーダ、前記検出対象領域を走査するミリ波の反射波に基づいて前記対象物を検出するミリ波レーダ又は前記検出対象領域を撮像して前記対象物を検出するステレオカメラであることが好ましい。
【００３１】
本態様にあっては、レーザ光で対象物の位置を検出するレーザレーダ、ミリ波で対象物の位置を検出するミリ波レーダ又は対象物を撮像して位置を検出するステレオカメラの何れかがセンサに用いられる。これにより、検出対象領域を走査して対象物の位置を検出する汎用のセンサが利用可能である。
【００３２】
（９）前記検出部が検出した移動物体をクラスタリングしてクラスタを生成するクラスタリング部を更に備えることが好ましい。
【００３３】
本態様にあっては、検出した移動物体をクラスタリングするため、移動物体の属性の識別が容易となる。
【００３４】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態に係る物体検出装置、物体検出方法及びコンピュータプログラムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、各実施形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。
【００３５】
（実施形態１）
図１は、交差点の近傍に設置されたレーザレーダ２１，２２，２３，２４からのデータを物体検出装置１が取得する様子を模式的に示す説明図である。交差点の四隅に沿う歩道の一角には、交差点及びその周囲を含む検出対象領域１００を走査するレーザ光の反射光に基づいて対象物を検出するレーザレーダ２１，２２，２３，２４が配置されている。図１に示す例では、検出される対象物は、車両３１，３１，・・３１、車両３２及び通行人３３である。
【００３６】
レーザレーダ２１，２２，２３，２４夫々は、立体的な検出対象領域１００内を水平方向に走査する動作を、垂直方向のライン数分だけ繰り返すことにより、検出対象領域１００の全域で検出した対象物の方位及び対象物までの距離を示す位置のデータを１フレームのデータにして出力する。
【００３７】
物体検出装置１は、不図示の通信回線を介してレーザレーダ２１，２２，２３，２４から対象物の位置のデータを取得（以下、単に位置を取得と言う）して情報処理する。本実施形態１では、簡単のために、物体検出装置１がレーザレーダ２１から位置を取得する例について説明する。レーザレーダ２１は、検出対象領域１００を走査するミリ波の反射波に基づいて対象物を検出するミリ波レーダ、検出対象領域１００を撮像して対象物を検出するステレオカメラ等の他のセンサであってもよい。
【００３８】
図２は、実施形態１に係る物体検出装置１の構成例を示すブロック図である。物体検出装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を含む制御部１０が全体を制御する。物体検出装置１は、制御部１０の他に、レーザレーダ２１から対象物の位置を取得する取得部１１と、検出対象領域１００内の背景の位置を示す背景定義情報を生成する生成部１２と、該生成部１２が生成した背景定義情報が示す位置及び取得部１１が取得した位置の比較結果に基づいて移動物体を検出する検出部１３とを備える。
【００３９】
物体検出装置１は、取得部１１が取得した位置が地面の位置であるか否かを判定する判定部１４と、記憶部１５と、検出部１３が検出した移動物体をクラスタリングしてクラスタを生成するクラスタリング部１６とを更に備える。記憶部１５は、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ＥＰＲＯＭ：登録商標）等の不揮発性メモリ、及びＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の書き換え可能なメモリを含む。
【００４０】
記憶部１５には、背景定義情報１５１が記憶される。取得部１１、生成部１２、検出部１３、判定部１４及びクラスタリング部１６は、制御部１０がハードウェアを用いて実行するソフトウェア処理によって実現される機能ブロックである。
【００４１】
図３は、レーザレーダ２１によって検出される背景４１，４２及び移動物体３４を模式的に示す説明図である。図３Ａでは、検出対象領域１００内の背景４１よりもレーザレーダ２１に近い位置に位置する移動物体３４が検出される様子を示す。ここでの背景４２は、検出対象領域１００外にあるものとする。背景４１は、例えば３本のレーザビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３によって検出されるものであり、その位置を示す情報が背景定義情報１５１に記憶される。以下では、背景定義情報１５１に背景の位置が記憶されるものとして説明する。
【００４２】
移動物体３４は、レーザビームＢ５によって検出される。レーザビームＢ５によって取得された対象物の位置が、背景定義情報１５１に記憶された背景の位置とは異なる場合に、移動物体３４が検出される。レーザビームＢ５によって取得された対象物の位置と、周囲の背景の位置との差分又は距離が所定の閾値以上である場合に、移動物体３４が検出されるようにしてもよい。これは、位置の検出誤差による移動物体３４の誤検出を防止するためである。
【００４３】
検出された移動物体３４の位置は、基準方向Ｄに対する方位θと、対象物までの距離Ｌとによって表される。方位θは、例えば、横方向（水平方向）の方位成分θｘと、縦方向（垂直方向）の方位成分θｙとに分けられる。方位成分θｙは、走査線のライン番号に対応する。
【００４４】
図３Ｂでは、検出対象領域１００外の背景４２が、例えば風によって揺れた時にレーザレーダ２１からのレーザビームＢ１を遮る様子を示す。この場合、背景４２は背景４１よりもレーザレーダ２１に近い位置に位置するため、レーザビームＢ１により誤って移動物体として検出されることとなる。この問題は、背景４２が検出対象領域１００内に位置する場合であっても発生する虞がある。具体的に背景４１がレーザビームＢ２，Ｂ３により検出され、背景４２がレーザビームＢ１により検出されて、夫々の位置が背景定義情報１５１に記憶されている状況を想定する。この状況で背景４２が風によって揺れた時にレーザビームＢ１が背景４２に遮られずに背景４１に届いた場合は、背景４１の一部が移動物体として誤検出される。
【００４５】
図３Ｃでは、背景４１，４２の位置を共に背景定義情報１５１に含める様子を示す。具体的には、レーザレーダ２１が検出対象領域１００の全域をＮ回（Ｎは２以上の整数）走査する間に、Ｍ回（Ｍは１以上でＮ未満の整数）以上検出された対象物を背景とし、その位置を背景定義情報１５１に記憶する。これにより、レーザレーダ２１が検出対象領域１００の全域をＮ回走査する間に背景４２が揺れてレーザビームＢ１をＭ回以上遮り、且つ背景４１にレーザビームＢ１がＭ回以上届いた場合、背景４１，４２の位置が共に背景定義情報１５１に記憶される。
【００４６】
このように背景定義情報１５１を定義した場合、背景４２が揺れてレーザビームＢ１を遮るか否かに関わらず、背景４１，４２が移動物体として検出されることがない。また、対象物の位置の検出誤差によって背景の位置に揺らぎが生じる場合であっても、背景定義情報１５１に最大限の背景が記憶されるため、背景の端部が移動物体として検出されることがない。
【００４７】
上述の説明では、レーザレーダ２１によって検出される地面の位置を背景定義情報１５１に含めるか否かに触れていなかったが、検出対象領域１００内の地面の位置は、背景に含めてもよいし、いくつかの方法によって背景から除外してもよい。例えば、検出対象領域１００内の地面が所定面（平面又は曲面）であると仮定できる場合、レーザレーダ２１から取得部１１が取得した位置の所定面からの高さが所定の高さ以下であれば、取得した位置を地面の位置と認識して背景定義情報１５１に記憶しないようにしてもよい。また、傾きが一定以下の平面的な部位を坂道と認識して、その位置を背景定義情報１５１に記憶しないようにしてもよい。更に、レーザレーダ２１から取得部１１が取得した位置が、外部から取得したマップデータが示す地面から所定の高さ以内にあれば、取得した位置を地面の位置と認識して背景定義情報１５１に記憶しないようにしてもよい。
【００４８】
以下では、上述した物体検出装置１の動作を、フローチャートを用いて順に説明する。図４は、背景定義情報１５１を生成して記憶する制御部１０の処理手順を示すメインルーチンのフローチャートである。図５は、実施形態１に係る物体検出装置１で移動物体の位置を検出する制御部１０の処理手順を示すメインルーチンのフローチャートである。図６は、実施形態１における１フレーム取得のサブルーチンに係る制御部１０の処理手順を示すフローチャートである。図４に示すメインルーチンが、生成部の機能を実現するソフトウェア処理に相当する。図６に示すサブルーチンが、取得部の機能を実現するソフトウェア処理に相当する。
【００４９】
図４に示すメインルーチンは、例えば、交通量や人通りが少ない夜間に起動されることが好ましい。これは、車両、通行人等の移動物体の位置が背景の位置に含まれて記憶されることを防止するためである。図５に示すメインルーチンは、レーザレーダ２１が検出対象領域１００の全域を走査する走査周期と同じ周期で起動されることが好ましいが、起動周期が上記の走査周期と異なっていてもよい。
【００５０】
図４の処理におけるｎは、レーザレーダ２１が検出した対象物の位置を取得部１１が１フレーム分取得する毎にカウントアップされるカウンタである。Ｎ及びＭは前述の整数である。また、背景カウンタは、検出対象領域１００内で背景となり得る全ての位置について、対象物の検出回数をカウントするためのカウンタである。
【００５１】
図４のメインルーチンが起動された場合、制御部１０は、記憶部１５に記憶する背景定義情報１５１を背景の位置が記憶されていない状態に初期化する（Ｓ１１）。次いで、制御部１０は、検出対象領域１００の全域における全ての位置の背景カウンタを０に初期化する（Ｓ１２）と共に、フレーム数のカウンタｎを０に初期化する（Ｓ１３）。
【００５２】
その後、制御部１０は、１フレーム取得に係るサブルーチンを呼び出し（Ｓ１４）、サブルーチンの実行によって取得した対象物の全ての位置について、背景カウンタをインクリメントする（Ｓ１５）。次いで、制御部１０は、ｎを１つインクリメントし（Ｓ１６）、ｎがＮに一致するか否かを判定する（Ｓ１７）、ｎがＮに一致しない場合（Ｓ１７：ＮＯ）、制御部１０は、ステップＳ１４に処理を移す。
【００５３】
ｎがＮに一致する場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、即ち検出対象領域１００の全域における対象物の取得をＮ回繰り返した場合、制御部１０は、背景カウンタがＭ以上である位置を背景として背景定義情報１５１に記憶し（Ｓ１８）、メインルーチンを終了する。
【００５４】
図５のメインルーチンが起動された場合、制御部１０は、１フレーム取得に係るサブルーチンを呼び出して実行する（Ｓ２１）。これにより、検出対象領域１００の全域について対象物の位置が取得される。サブルーチンからリターンした場合、制御部１０は、取得した全ての位置と、背景定義情報１５１に記憶された位置との差分をとり（Ｓ２２）、差分を移動物体として検出する（Ｓ２３）。
【００５５】
ステップＳ２２，Ｓ２３の処理が、検出部の機能を実現するソフトウェア処理に相当する。なお、１フレーム取得に係るサブルーチン内で地面の位置が無効化されなかった場合は、取得された全ての位置と背景定義情報１５１とに地面の位置が含まれているため、ステップＳ２２で差分が算出されるときに地面の位置が相殺されて差分に含まれないこととなる。
【００５６】
その後、制御部１０は、検出した移動物体をクラスタリングしてクラスタを生成する（Ｓ２４：クラスタリング部の機能を実現するソフトウェア処理に相当する）。次いで、制御部１０は、生成したクラスタを識別して（Ｓ２５）メインルーチンを終了する。
【００５７】
上述のクラスタリングは、一定距離内に存在する点群を同一物体としてグルーピングする処理である。例として、隣り合う点同士は同じ物体を構成するものとして一つのクラスタに含められる。生成されたクラスタは、例えば人、四輪車、二輪車等の属性が付与されて、更なる情報処理が行われる。これらの属性は、クラスタの大きさ、移動速度等によって識別してもよいし、サポートベクターマシンやニューラルネットワーク等を用いた機械学習によって識別してもよい。
【００５８】
なお、図５に示すメインルーチンでは、取得した１フレーム分の全ての位置と、背景定義情報１５１に記憶された位置との差分をとって検出対象領域１００内の全ての移動物体を一括して検出したが、移動物体の検出がこの方法に限定されるものではない。例えば、ステップＳ２２，２３では、着目する対象物の位置と、その周囲の背景の位置との差分又は距離が所定の閾値以上であるか否かを判定し、閾値以上であると判定したときに、着目する対象物を移動物体として検出することができる。
【００５９】
図６のサブルーチンが呼び出された場合、制御部１０は、レーザレーダ２１が検出した対象物の位置を１フレーム分取得する（Ｓ３１）。次いで、制御部１０は、取得した各位置の所定面からの高さが所定の高さ以下であるか否か、即ち各位置が地面の位置であるか否かを判定し（Ｓ３２）、地面の位置と判定した位置を無効化する（Ｓ３３）。
【００６０】
制御部１０は、更に、取得した各位置が、マップデータが示す地面から所定の高さ以内にあるか否か、即ち各位置が地面の位置であるか否かを判定し（Ｓ３４）、地面の位置と判定した位置を無効化して（Ｓ３５）サブルーチンからリターンする。ステップＳ３２からＳ３５までの処理が、判定部の機能を実現するソフトウェア処理に相当する。
【００６１】
なお、図６に示すサブルーチンでは、取得した位置が地面の位置であるか否かを２段階で判定したが、ステップＳ３２，Ｓ３３と、ステップＳ３４，Ｓ３５との何れか一方のみを実行するようにしてもよい。更に、後述する実施の形態２のように、取得した各位置が、記憶部１５に記憶した領域内の位置である場合に、取得した位置を無効化して、移動物体の検出処理等の負荷を低減するようにしてもよい。
【００６２】
なお、本実施形態１にあっては、対象物の位置を背景定義情報１５１に含めるか否かを、対象物の検出回数に基づいて判定したが、これに限定されるものではない。例えば、所定時間内に対象物が検出される時間の積分値が、その所定時間に対して所定の割合以上である場合に、当該対象物の位置を背景定義情報１５１に含めるようにしてもよい。
【００６３】
以上のように本実施形態１によれば、物体検出装置１が、検出対象領域１００内の対象物の方位及び対象物までの距離を示す位置をレーザレーダ２１から取得して移動物体を検出する。物体検出装置１は、検出対象領域１００の全方位について時系列的にＮ回繰り返し取得した位置のうち、Ｍ回（０＜Ｍ＜Ｎ）以上取得した全ての位置を背景として示す背景定義情報１５１を生成しておく。物体検出装置１は、その後レーザレーダ２１から随時取得した位置と、背景定義情報１５１が示す背景の位置との比較結果に基づいて、随時取得した位置に検出対象の移動物体が存在するか否かを判定する。これにより、移動物体として誤検出される可能性がある対象物が予め背景に含められる。従って、物体を検出するセンサ（レーザレーダ２１）の検出対象領域１００内で背景の位置が変動した場合であっても、移動物体の誤検出を防止することが可能となる。
【００６４】
また、実施形態１によれば、物体検出装置１は、検出対象領域１００の全域について随時取得した位置と、背景定義情報１５１が示す背景の位置との比較結果に基づいて、検出対象領域１００内の全ての移動物体を検出する。従って、検出対象領域１００内の移動物体を漏れなく、且つ速やかに検出することができる。
【００６５】
更に、実施形態１によれば、物体検出装置１は、レーザレーダ２１から取得した位置の所定面からの高さ又はマップデータが示す地面からの高さに基づいて、当該位置が地面の位置であると判定した場合は、判定した位置を無効とする。従って、地面の位置が背景定義情報１５１に含まれることがなく、地面の位置が移動物体の位置として誤検出されることも防止できる。
【００６６】
更に、実施形態１によれば、レーザ光で対象物の位置を検出するレーザレーダ２１、ミリ波で対象物の位置を検出するミリ波レーダ又は対象物を撮像して位置を検出するステレオカメラの何れかがセンサに用いられる。従って、検出対象領域１００を走査して対象物の位置を検出する汎用のセンサを利用することができる。
【００６７】
更に、実施形態２によれば、検出した移動物体をクラスタリングするため、移動物体の属性の識別が容易に行える。
【００６８】
（変形例）
実施形態１では、取得部１１がレーザレーダ２１から取得した位置を変換せずに、位置同士を比較判定したが、取得した位置を直交座標系における位置に変換すれば、位置の管理及び比較が容易に行える。本変形例では、取得部１１がレーザレーダ２１から取得した位置を、所定の基準点を原点とする直交座標系における位置に変換する。取得部１１はレーザレーダ２１から例えば数ｃｍの精度で位置を取得するが、この精度は直交座標系における位置への変換後にも保たれるようにすることができる。
【００６９】
図７は、背景４１，４２の位置が直交座標系における位置に変換される様子を模式的に示す説明図である。図７Ａでは、図３Ｃと同様に、背景４１がレーザビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３により検出され、背景４２がレーザビームＢ１により検出されている。背景４１，４２の位置は、レーザレーダ２１からの方位及び距離で表される。
【００７０】
図７Ｂでは、基準点５０を原点として直交するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を有する三次元の直交座標系５が定義されており、背景４１，４２の位置が直交座標系５における座標値（ｘ、ｙ、ｚ）によって表される。直交座標系５を二次元の座標系に置き換え、二次元の座標値（ｘ、ｙ）に高さ情報を付与するようにしてもよい。
【００７１】
本取得部１１がレーザレーダ２１から取得した位置を直交座標系５における位置に変換する処理は、１フレーム取得に係るサブルーチンの中で行うことが好ましい。具体的には、図６に示すサブルーチンに対して、ステップＳ３５の後に、取得した各位置を直交座標系５における位置に変換するステップを追加する。このように、本変形例における１フレーム取得に係るサブルーチンは、図６に示すサブルーチンに対して１ステップの追加のみとなるため、ここでの図示を省略する。
【００７２】
以上のように本変形例によれば、物体検出装置１は、対象物の位置をレーザレーダ２１から取得して、所定の基準点５０を原点とする三次元の直交座標系５における位置に変換する。従って、対象物の位置を、レーザレーダ２１の設置位置に依存しない普遍的な位置として把握することができる。
【００７３】
（実施形態２）
実施形態１は、取得部１１が１つのレーザレーダ２１から対象物の位置を取得し、取得した位置の座標変換を行わない形態であるのに対し、実施形態２は、取得部１１が２つのレーザレーダ２１，２２から対象物の位置を取得し、取得した位置の座標変換を行う形態である。実施形態２に係る物体検出装置１のブロック構成は、図２に示すものと同様であるため、図示を省略すると共に、実施形態１に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。取得部１１が位置を取得するレーザレーダの数は２つに限定されない。
【００７４】
図８は、背景４１，４２，４３の位置が三次元のグリッドマップ上のグリッドの位置に変換されて合成される様子を模式的に示す説明図である。図８Ａでは、図３Ｃの場合と同様に、背景４１がレーザビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３により検出され、背景４２がレーザビームＢ１により検出されている。背景４１は、更にレーザレーダ２２からのレーザビームＢ４，Ｂ５により検出されている。背景４３は、レーザレーダ２２からのレーザビームＢ６により検出されている。
【００７５】
背景４１，４２の位置は、レーザレーダ２１からの方位及び距離で表される。背景４１の位置は、更にレーザレーダ２２からの方位及び距離で表される。背景４３の位置は、レーザレーダ２２からの方位及び距離で表される。このように、背景４１が２つのレーザレーダ２１，２２からの異なる方位及び異なる距離で表されるため、背景４１，４２，４３の位置が一意に定まるように合成することができない。
【００７６】
そこで、図８Ｂに示すように、基準点６０を原点とする三次元のグリッドマップ６を定義しておき、背景４１，４２，４３の位置を、グリッドマップ６上のグリッドの位置に変換することによって、背景４１，４２，４３をグリッドマップ６にマッピングする。これにより、背景４１，４２，４３の位置が、基準点６０を基準とする位置に変換される。グリッドマップ６を二次元のグリッドマップに置き換え、各グリッドに高さ情報を付与するようにしてもよい。図８Ｂでは、レーザビームＢ１からＢ６までの図示を省略する。
【００７７】
グリッドの一辺の長さは、例えば３０ｃｍ程度を想定する。従って、グリッドマップ６へのマッピング後は、対象物の位置が変換前より粗く把握されるようになる。なお、図８Ｂに示すようなグリッドマップを用いなくとも実施形態１の図７Ｂに示すような直行座標系にて対象物の位置を高精度に把握してもよい。とはいえ、背景をグリッド位置として保存することにより、レーザレーダ２１，２２から同じ背景４１を検出した際に、センサ相互の設置位置誤差や計測誤差をグリッドの粗さで打ち消すことが出来る。また、センサが無数に存在しても、保存される背景の位置のデータ量にはグリッドのマス目の数による上限があることから、処理プログラムのメモリ使用量や繰り返し処理の回数が削減可能である。このように、センサ数によらずにグリッドマップへのマッピングが可能であり、実施形態１のようなセンサが1個の場合であっても、直交座標系をグリッドマップに置き換えることが可能である。
【００７８】
検出部１３は、グリッドマップ６上のグリッドにマッピングされた移動物体を検出する。検出された移動物体の位置は、該移動物体が占有するグリッドの位置として把握される。取得部１１は、レーザレーダ２１，２２から取得した位置を、直接的にグリッドマップ６上のグリッドの位置に変換してもよいし、変形例に示したように、一旦三次元の直交座標系５における位置に変換してからグリッドマップ６上のグリッドの位置に変換してもよい。この場合、直交座標系５の原点である基準点５０と、グリッドマップ６の原点である基準点６０とが異なっていてもよい。
【００７９】
直交座標系５とグリッドマップ６との間に本質的な違いは無い。一般的には、地面の位置を無効化する処理は、三次元の直交座標系５にて、地面の位置を高精度に把握して実行することが好ましい。また、移動物体の検出は、レーザレーダ２１，２２から取得する位置の精度の影響を受け難いグリッドマップ６上で行うことが好ましい。
【００８０】
上述の方法では、検出対象領域１００の全域が対象物の検出範囲であることを前提にしていたが、対象物を検出する必要がない領域が存在する場合は、この領域内で積極的に検出を行わないようにすることが好ましい。このような領域の例として、建物が占める領域や、物理的に人や車が入れない領域が挙げられる。
【００８１】
図９は、対象物の検出が不要な領域の例を模式的に示す説明図である。交差点の四隅に歩道を挟んで存在する角地に対応する４つの領域７１，７２，７３，７４には建物が建てられており、これらの建物の交差点側の一角にレーザレーダ２１，２２，２３，２４が配置されている。領域７１，７２，７３，７４には人や車が入れないため、これらの領域を検出対象領域１００内の無効領域とする。
【００８２】
具体的には、領域７１，７２，７３，７４を記憶部１５に記憶しておき、取得部１１がレーザレーダ２１，２２，２３，２４から取得した位置が領域７１，７２，７３，７４内の位置であると判定される場合に、判定された位置を無効化する。これにより、生成部１２、検出部１３及び判定部１４の処理負荷を低減することができる。
【００８３】
以下では、実施形態２に係る物体検出装置１の動作を、フローチャートを用いて説明する。図１０は、実施形態２における１フレーム取得のサブルーチンに係る制御部１０の処理手順を示すフローチャートである。実施形態２におけるメインルーチンのフローチャートは、実施形態１の図４及び５に示すものと同様であるため、図示及び説明を省略する。図１０に示すサブルーチンは、図４及び５に示すメインルーチンから呼び出される。図１０に示すサブルーチンが、取得部の機能を実現するソフトウェア処理に相当する。
【００８４】
図１０のサブルーチンが呼び出された場合、制御部１０は、グリッドマップ６を何もマッピングされていない状態に初期化した（Ｓ４１）後、１つのセンサ（レーザレーダ２１，２２，・・の何れか）から対象物の位置を１フレーム分取得する（Ｓ４２）。次いで、制御部１０は、取得した位置を直交座標系５における位置に変換し（Ｓ４３）、変換した位置が、記憶部１５に記憶した対象物の検出が不要な領域内の位置であるか否かを判定する（Ｓ４４）。そして、制御部１０は、上記領域内の位置であると判定した位置を無効化する（Ｓ４５）。
【００８５】
その後、制御部１０は、無効化しなかった位置が地面の位置であるか否かを判定し（Ｓ４６）、地面の位置であると判定した位置を更に無効化する（Ｓ４７）。ステップＳ４６，Ｓ４７の処理は、実施形態１の図６に示すステップＳ３２からＳ３５までの処理と同様に実行することが好ましい。ステップＳ４６，Ｓ４７の処理は、後述するステップＳ４８の処理の後で実行されるようにしてもよい。
【００８６】
その後、制御部１０は、無効化しなかった位置をグリッドマップ６上のグリッドの位置に変換する（Ｓ４８）。次いで、制御部１０は、全センサからの位置の取得を完了したか否かを判定し（Ｓ４９）、完了していない場合（Ｓ４９：ＮＯ）、ステップＳ４２に処理を移す。一方、全センサからの位置の取得を完了した場合（Ｓ４９：ＹＥＳ）、制御部１０は、サブルーチンからリターンする。
【００８７】
なお、本実施形態２にあっては、背景がマッピングされたグリッドに隣接するグリッドに対象物の位置がマッピングされた場合にも移動物体を検出したが、これに限定されるものではない。例えば、背景がマッピングされたグリッドから１〜２グリッド以上離隔したグリッドに対象物の位置がマッピングされた場合に、移動物体を検出するようにしてもよい。
【００８８】
以上のように本実施形態２によれば、物体検出装置１は、対象物の位置をレーザレーダ２１，２２から取得して、所定の基準点６０を原点とする三次元のグリッドマップ６又は高さ情報付きの二次元のグリッドマップ上のグリッドの位置に変換する。従って、レーザレーダ２１，２２の設置位置誤差や計測誤差の影響を受け難く、且つ、処理プログラムのメモリ使用量や繰り返し処理の回数が削減可能となるような適当な尺度のグリッドマップに対象物をマッピングして、対象物の位置を大局的に把握することができる。
【００８９】
また、実施形態２によれば、物体検出装置１は、配置された位置が異なるレーザレーダ２１，２２夫々から対象物の位置を取得して三次元のグリッドマップ６上のグリッドの位置に変換する。従って、複数のレーザレーダ２１，２２から取得した位置が同一の基準点６０を基準とする位置に変換されるため、検出対象領域１００内の背景の生成及び移動物体の検出を、複数のレーザレーダ２１，２２を用いて多角的に行うことができる。
【００９０】
更に、実施形態２によれば、物体検出装置１は、レーザレーダ２１，２２，２３，２４から取得した位置が、予め記憶された対象物の検出を行わない領域７１，７２，７３，７４に含まれる場合は、取得した位置を無効とする。従って、物体検出装置１による背景定義情報１５１の生成処理及び移動物体の検出処理の負荷を低減できる上に、移動物体の誤検出の可能性も低減することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１  物体検出装置
１００  検出対象領域
１０  制御部
１１  取得部
１２  生成部
１３  検出部
１４  判定部
１５  記憶部
１５１  背景定義情報
１６  クラスタリング部
２１、２２、２３、２４  レーザレーダ
３１、３２  車両
３３  通行人
３４  移動物体
４１、４２  背景
５  直交座標系
６  グリッドマップ
５０、６０  基準点
７１、７２、７３、７４  領域
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５  レーザビーム
Ｄ  基準方向
Ｌ  距離
θ  方位
【図１】
2020095409.tif 000003
【図２】
2020095409.tif 000004
【図３】
2020095409.tif 000005
【図４】
2020095409.tif 000006
【図５】
2020095409.tif 000007
【図６】
2020095409.tif 000008
【図７】
2020095409.tif 000009
【図８】
2020095409.tif 000010
【図９】
2020095409.tif 000011
【図１０】
2020095409.tif 000012