(57)【要約】【課題】物体の識別においてロバスト性の向上を図る。【解決手段】レーダ装置１は、取得部４１と、生成部４３と、を備える。取得部４１は、物体の存在する位置を示す１つ以上の測定点を検出する光学ユニット１１から、上記１つ以上の測定点を取得するように構成されている。生成部４３は、測定点が存在する領域を構成する複数の単位領域に対して、上記取得部４１により取得された１つ以上の測定点それぞれに基づく投票を行い、少なくとも上記複数の単位領域それぞれへの投票値を含む情報である投票情報を生成するように構成されている。また生成部４３は、上記１つ以上の測定点それぞれに設定される１つ又は複数の単位領域を含む投票領域に対して投票を行うように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の存在する位置を示す１つ以上の測定点を検出する測定装置（１１）から、前記１つ以上の測定点を取得するように構成された取得部（４１）と、
前記１つ以上の測定点が存在する領域を構成する複数の単位領域に対して、前記取得部により取得された前記１つ以上の測定点それぞれに基づく投票を行い、少なくとも前記複数の単位領域それぞれへの投票値を含む情報である投票情報を生成するように構成された生成部（４３）と、を備え、
前記生成部は、前記１つ以上の測定点それぞれに設定される１つ又は複数の前記単位領域を含む投票領域に対して投票を行うように構成されている、情報処理装置（１２）。
【請求項２】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記投票領域は、該投票領域への投票に係る前記測定点を基準として一定の基準で設定される少なくとも２つの単位領域を含む、情報処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記投票領域は、前記測定装置から該投票領域への投票に係る前記測定点までの距離が大きいほど、前記投票領域に含まれる前記単位領域の数が多くなる、情報処理装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項３に記載の情報処理装置であって、
前記測定装置は、物体表面から該測定装置に向かって進む光を取得して該物体の位置を測定すると共に、取得した前記光の強度を出力可能に構成されており、
前記投票領域は、該投票領域への投票に係る前記測定点を取得するために前記測定装置が取得した前記光の強度が小さいほど、前記投票領域に含まれる前記単位領域の数が多くなる、情報処理装置。
【請求項５】
請求項１、請求項３及び請求項４のいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
さらに、前記測定装置により測定された前記１つ以上の測定点に基づいて、前記１つ以上の測定点が含まれる領域である物体存在領域を設定するように構成された設定部（４２）を有しており、
前記単位領域は、前記物体存在領域を構成するものであり、
前記投票領域に含まれる前記単位領域の数は、前記投票領域への投票に係る前記測定点の前記物体存在領域における位置に応じて設定される、情報処理装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
前記生成部は、前記投票領域に含まれる１つ以上の前記単位領域に対して、前記投票領域への投票に係る前記測定点からの距離が大きい前記単位領域ほど重み付けが小さくなるように投票を行うように構成されている、情報処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
前記測定装置は、物体表面から該測定装置に向かって進む光を取得して該物体の位置を測定すると共に、取得した前記光の強度を出力可能に構成されており、
前記生成部は、前記投票領域に含まれる１つ以上の前記単位領域に対して、前記投票領域への投票に係る前記測定点を取得するために前記測定装置が取得した前記光の強度が大きいほど重み付けが大きくなるように投票を行うように構成されている、情報処理装置。
【請求項８】
物体の存在する位置を示す１つ以上の測定点を検出する測定装置（１１）から、前記１つ以上の測定点を取得するように構成された取得部（４１）と、
前記１つ以上の測定点が存在する領域を構成する複数の単位領域に対して、前記取得部により取得された前記１つ以上の測定点それぞれに基づく投票を行い、少なくとも前記複数の単位領域それぞれへの投票値を含む情報である投票情報を生成するように構成された生成部（４３）と、を備え、
前記生成部は、前記単位領域の大きさを変更可能に構成されている、情報処理装置（１２）。
【請求項９】
請求項８に記載の情報処理装置であって、
前記生成部は、前記単位領域の大きさを、前記測定装置から前記投票に係る前記測定点までの距離に応じて設定するように構成されている、情報処理装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
前記測定点は、層状に並ぶ複数の仮想平面に並ぶように、前記測定装置により取得され、
前記単位領域は、前記仮想平面に対応して設定される領域である、情報処理装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
前記生成部により生成された投票情報に基づいて、物体の種別を識別する識別部（４４）を備える、情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、物体の識別に用いることのできる情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
識別対象となる物体に関して取得された３次元の測定点群をダウンサンプリングする方法として、例えば、特許文献１にて用いられているように、空間を一定サイズの格子で区切り、各格子内に測定点が存在するか否かの２値割り当て、若しくは、測定点数を用いたスカラ値割り当てなどのボクセル表現を行う技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１３４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
識別対象となる物体と、測定点を取得するための測定装置と、の間の距離が大きくなるにつれて、測定点の誤差は大きくなりやすい。測定点の誤差が大きくなるとボクセル表現の変動も大きくなり、物体識別のロバスト性の確保が困難になるという問題があった。
【０００５】
本開示は、物体の識別においてロバスト性の向上を図る技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の態様は、取得部（４１）と、生成部（４３）と、を備える情報処理装置（１２）である。取得部は、物体の存在する位置を示す１つ以上の測定点を検出する測定装置（１１）から、上記１つ以上の測定点を取得するように構成されている。生成部は、１つ以上の測定点が存在する領域を構成する複数の単位領域に対して、上記取得部により取得された１つ以上の測定点それぞれに基づく投票を行い、少なくとも上記複数の単位領域それぞれへの投票値を含む情報である投票情報を生成するように構成されている。
【０００７】
また生成部は、上記１つ以上の測定点それぞれに設定される１つ又は複数の単位領域を含む投票領域に対して投票を行うように構成されている。
このような構成によれば、投票情報における測定点の誤差の影響を低減することができる。よって、投票情報を用いた物体の識別をロバスト性の高いものとすることができる。
【０００８】
本開示の第２の態様は、取得部（４１）と、生成部（４３）と、を備える情報処理装置（１２）である。取得部は、物体の存在する位置を示す１つ以上の測定点を検出する測定装置（１１）から、上記１つ以上の測定点を取得するように構成されている。生成部は、１つ以上の測定点が存在する領域を構成する複数の単位領域に対して、上記取得部により取得された１つ以上の測定点それぞれに基づく投票を行い、少なくとも上記複数の単位領域それぞれへの投票値を含む情報である投票情報を生成するように構成されている。
【０００９】
また生成部は、上記単位領域の大きさを変更可能に構成されている。
このような構成によれば、投票情報における測定点の誤差の影響を低減することができる。よって、投票情報を用いた物体の識別をロバスト性の高いものとすることができる。
【００１０】
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａがレーダ装置の構成を示すブロック図であり、図１Ｂがレーダ制御部の機能ブロック図である。
【図２】発光部の照射態様を説明する図である。
【図３】物体認識処理のフローチャートである。
【図４】識別処理のフローチャートである。
【図５】物体存在領域を説明する図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｃのいずれも、投票領域に対して投票を行う場合の例を説明する図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｃのいずれも、投票領域に対して投票を行う場合の例を説明する図である。
【図８】図８Ａ〜図８Ｃのいずれも、物体との距離に応じた投票領域の設定方法の例を説明する図である。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、測定点との距離に応じて重み付けをされた投票の例であり、図９Ｃは、重み付けの設定方法の例を説明する図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、反射強度に応じて重み付けをされた投票の例である。
【図１１】変形例の識別処理のフローチャートである。
【図１２】図１２Ａ及び図１２Ｂは、反射強度に応じた投票領域の設定方法の例を説明する図である。
【図１３】図１３Ａ及び図１３Ｂは、物体存在領域における測定点の位置に応じた投票領域の設定方法の例を説明する図である。
【図１４】図１４Ａ及び図１４Ｂは、ライン毎の２次元ボクセル表現の例を説明する図である。
【図１５】変形例の識別処理のフローチャートである。
【図１６】図１６Ａ及び図１６Ｂは、距離に応じた格子サイズの設定方法の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示すレーダ装置１は、車両に搭載して用いられる装置である。レーダ装置１は、光学ユニット１１と、レーダ制御部１２と、を備える。
【００１３】
光学ユニット１１は、発光部２１と受光部２２とを備える。発光部２１は、図２に示されるように、車両３の進行方向に向かって光を照射する。受光部２２は、発光部２１にて照射された光の反射光を受ける。この取得した反射光を解析することにより、車両３の外部に存在する物体の存在する位置を示す１つ以上の測定点を検出する。受光部２２による測定点の検出は、所定のサンプリング周期にて実行される。
【００１４】
光学ユニット１１としては、例えば、ＬＩＤＡＲのようなレーザーレーダを用いることができる。光学ユニット１１が、物体の存在する位置を測定する測定装置の一例である。
レーダ制御部１２は、ＣＰＵ３１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリ３２）と、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。レーダ制御部１２の各種機能は、ＣＰＵ３１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ３２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、レーダ制御部１２を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。
【００１５】
レーダ制御部１２は、ＣＰＵ３１がプログラムを実行することで実現される機能の構成として、取得部４１と、設定部４２と、生成部４３と、識別部４４と、を備える。レーダ制御部１２を構成するこれらの要素を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素について、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現してもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現してもよい。このレーダ制御部１２が、情報処理装置に相当する。
【００１６】
［１−２．処理］
［１−２−１．物体認識処理］
レーダ制御部１２のＣＰＵ３１が実行する物体認識処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００１７】
まず、Ｓ１では、ＣＰＵ３１は、上述したサンプリング周期に合わせて、光学ユニット１１から複数の測定点を取得する。このＳ１の処理が、取得部４１による処理である。
Ｓ２では、ＣＰＵ３１は、クラスタリングを実行する。ここでは、Ｓ１にて取得された複数の測定点を対象として、点間距離が所定の距離以下の測定点をクラスタリングし、１つ以上のクラスタ点群を生成する。このクラスタ点群を単位として、後述するＳ３の識別処理が実行される。なおクラスタリングの処理は、例えば特開２０１２−２２１４５６に示されるような既存の技術を用いることができる。
【００１８】
Ｓ３では、ＣＰＵ３１は、識別処理を実行する。ここでは、クラスタ点群が存在する３次元空間を分割した複数の単位領域に対して、取得部４１により取得された１つ以上の測定点それぞれに基づく投票を行い、少なくとも複数の単位領域それぞれへの投票値を含む情報であるボクセル表現を生成する。そして、取得したボクセル表現を用いて物体の識別を行う。以下、クラスタ点群からボクセル表現を生成することを、ボクセル化とも記載する。本実施形態においては、上述した単位領域は格子状に設定される。このＳ３の識別処理の詳細については後述する。ここでいう投票値とは、単位領域に投票された数と、各投票の重み付けと、を考慮した値である。投票に重み付けを行わない場合、各単位領域の投票数が投票値となる。なお上述したボクセル表現が、クラスタ点群をボクセル化した結果の特徴量であり、投票情報に相当する。このＳ３の後、図３の処理を終了する。
【００１９】
［１−２−２．識別処理］
レーダ制御部１２のＣＰＵ３１が実行する識別処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００２０】
Ｓ１１では、まずＣＰＵ３１は、格子設定を行う。ここでは、図５に示されるように、光学ユニット１１により測定された１つ以上の測定点１０１に基づいて生成された１つのクラスタ点群１１１に対して、当該クラスタ点群１１１が内部に含まれる箱型の３次元空間である物体存在領域１１３を設定する。つまり、物体存在領域１１３は、１つ以上の測定点１０１が存在する領域である。
【００２１】
上述した単位領域１０２は、物体存在領域１１３を格子状に分割したものである。換言すると、複数の単位領域１０２によって物体存在領域１１３が構成される。なお物体存在領域１１３に含まれる複数の単位領域１０２には、測定点１０１が存在する単位領域１０２と、測定点１０１が存在しない単位領域１０２と、が存在する。
【００２２】
本実施形態においては、格子のサイズは物体存在領域１１３の位置や大きさに関らず一定である。このＳ１１の処理が、上述した設定部４２による処理である。
Ｓ１２では、ＣＰＵ３１は、ボクセル値計算を行う。ここでは、取得された測定点１０１それぞれに設定される投票領域に対して投票を行う。投票領域とは、１つ又は複数の単位領域を含むものである。
【００２３】
また投票は、重み付けを伴って行われる。具体的には、投票領域に含まれる１つ以上の単位領域に対して、投票領域への投票に係る測定点１０１からの距離が大きい単位領域ほど重み付けが小さくなるように投票が行われる。
【００２４】
まず、投票領域の設定について図６〜図８を用いて説明する。
図６Ａ〜６Ｃは、１つの測定点１０１について、それぞれ異なる態様で単位領域１０２に投票が行われた状態を示す図である。なお理解を容易にする目的で、図６Ａ〜６Ｃでは２次元的な図形を用いると共に、投票値については重み付けを考慮せずに「１」の値が投票されるものとする。
【００２５】
図６Ａは、測定点１０１が投票された単位領域１０２である主領域１０２Ａ、及び、主領域１０２Ａに隣接する空間である副領域１０２Ｂに対して投票が行われる場合を示す。３次元空間上では、主領域１０２Ａと隣接する副領域１０２Ｂは６つ存在するため、合計７つの単位領域１０２に対して投票が行われる。この７つの単位領域１０２が、投票領域１０９となる。
【００２６】
図６Ｂは、投票が行われる単位領域１０２の選択方法を図６Ａのものから変更したものである。この場合では、主領域１０２Ａの周囲を囲むように設定された副領域１０２Ｃに対して投票が行われる。３次元空間上では、主領域１０２Ａと隣接する副領域１０２Ｃは２６個存在する。よって、合計２７個の単位領域１０２に対して投票が行われる。この２７個の単位領域１０２が、投票領域１０９となる。
【００２７】
図６Ｃは、投票が行われる単位領域１０２を、測定点１０１からの距離に応じて定めた場合の図である。図６Ｃに示されるように、測定点１０１から所定の距離に存在する単位領域１０２、言い換えると、測定点１０１を中心とする球体１０４内に一部でも含まれる単位領域１０２を、副領域１０２Ｄとして設定する。
【００２８】
なお、副領域１０２Ｄを決定するための判断基準となる測定点１０１からの距離は、全ての方向に対して一定でなくともよい。例えば、図７Ａ〜７Ｃに示されるように、断面が楕円形の空間を基準として副領域１０２Ｄを決定してもよい。図７Ａ〜７Ｃの例では、Ｘ方向に関しては閾値となる距離が小さいが、Ｚ方向に関してはより距離が大きく、Ｙ方向に関してはＺ方向よりもさらに距離が大きくなるように設定されている。
【００２９】
本実施形態において、投票領域１０９の広さ、即ち投票領域１０９に含まれる単位領域１０２の数は、光学ユニット１１から該投票領域１０９への投票に係る測定点１０１までの距離が大きいほど、多くなるように設定される。
【００３０】
例えば図８Ａに示されるように、物体と光学ユニット１１との間の距離と、投票領域１０９の広さとの関係式を、線形の１次式又は２次式以上の高次多項式にて設定することができる。物体の位置は、測定点１０１の位置と言い換えることができる。またこれらの関係式は、実験的に求めた複数の実験値８１から算出することが考えられる。なおこれらの関係式は、方向ごとに閾値を変えてもよい。例えば図８Ｂに示されるように、物体存在空間の水平方向、垂直方向、奥行方向のそれぞれについて異なる関係式が設定されていてもよい。なお、これらの関係式は、特に図６Ｃや図７Ａ〜７Ｃで示されるように、測定点１０１からの距離を閾値として副領域を設定する場合に都合がよい。
【００３１】
また、図８Ｃに示されるように、上述した物体と光学ユニット１１との距離と、格子数と、の関係を設定することができる。図８Ｃのうち実線は、投票領域として、測定点１０１が存在する主領域１０２Ａから拡張される範囲を示すサイズを示している。また図８Ｃのうち破線は、測定点１０１が存在する主領域１０２Ａを中心とした投票領域１０９に含まれる単位領域１０２（副領域）の総数を示している。上述した拡張範囲のサイズが１のとき、即ち、主領域１０２Ａを中心とした、１辺が格子３つ分の長さの立方体を投票領域とするとき、副領域の数は、主領域１０２Ａを中心とした、３３個の格子のうち主領域１０２Ａの分の１を除いた２６個になる。同様に、上述した拡張範囲のサイズが２のときは５３から１を除いた１２４個となり、拡張範囲のサイズが３のときは７３から１を除いた３４２個となる。
【００３２】
次に、重み付けの設定について、図９Ａ〜９Ｃを用いて説明する。
図９Ａは、図６Ａのように投票領域１０９を設定した場合において、主領域１０２Ａと副領域１０２Ｂとで重み付けを変えた投票状態を示す。ここでは、測定点１０１を含む主領域１０２Ａには「４」が、副領域１０２Ｂには「１」が投票される。
【００３３】
図９Ｂは、図６Ｂのように投票領域１０９を設定した場合において重み付けを変えた投票状態を示す。ここでは、主領域１０２Ａには「１６」が投票される。また副領域１０２Ｃのうち、３次元空間において主領域１０２Ａと面同士が隣接する副領域１０２Ｃには「２」が投票され、それ以外の副領域１０２Ｃには「１」が投票される。
【００３４】
各単位領域１０２に投票される値は、測定点１０１からの距離が大きい単位領域１０２ほど重み付けが小さくなるように設定することができる。このような距離と重み付けの関係は、常に厳密なものでなくてもよい。例えば、図９Ｂでは主領域１０２Ａを基準とした距離によって重み付けをしているため、測定点１０１からの距離が小さくとも重み付けが小さくなる場合がある。しかしながら、物体存在領域１１３全体として見たときに、測定点１０１からの距離と重み付けの関係が大よそ成立していればよい。
【００３５】
図９Ｃに示されるように、測定点１０１から単位領域１０２までの距離と、投票重みと、の関係は、距離が大きいほど重み付けが小さくなる。ここで、上記距離と投票重みとの関係式は、例えば、線形関数やガウス関数などで示すことができる。
【００３６】
以上の方法で、測定点それぞれに基づいて投票領域１０９に含まれる単位領域１０２への投票が行われ、その合計値が、物体存在領域１１３に係るボクセル表現として出力される。ボクセル表現には、物体存在領域１１３の大きさ、即ち物体存在領域１１３を構成する単位領域の数や形状などの情報と、単位領域ごとの、全ての測定点に基づく投票値の合計と、の情報が含まれる。このＳ１２の処理が、上述した生成部４３による処理である。
【００３７】
図４の説明に戻る。
Ｓ１３では、ＣＰＵ３１は、Ｓ１２にて取得したボクセル表現を用いて、サポートベクターマシン（以下、ＳＶＭ）の適用を実行する。ここでは、予め学習により作成された、例えば人や車などの所定の識別対象であるか否かを識別する識別器であるＳＶＭモデルが用いられる。
【００３８】
ＳＶＭモデル作成は、次のように行う。まず、所定の識別対象と非識別対象に係る複数の学習用クラスタ点群に対してボクセル化を行う。その後、それぞれにて取得されたボクセル表現をベクトル化する。このようにして取得された識別対象と非識別対象の特徴ベクトル群に基づいて、ＳＶＭモデルを作成する。
【００３９】
識別部４４は、上述したボクセル表現をＳＶＭモデルに代入することにより、クラスタ点群に対応する物体が、当該ＳＶＭモデルが識別する識別対象であるか否かの判定を行うように構成されている。
【００４０】
このＳ１３の処理が、上述した識別部４４による識別処理である。このＳ１３の後、本処理が終了する。
［１−３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００４１】
（１ａ）本実施形態のレーダ装置１では、取得された測定点１０１に基づいて複数の単位領域１０２に投票がなされる。よって、取得されるボクセル表現に対する、測定誤差やノイズの影響を小さくすることができ、識別器による識別性を高めたロバストな物体の識別を行うことができる。
【００４２】
なお本実施形態では、光学ユニット１１から測定点１０１までの距離が大きいほど、投票領域１０９が拡大される。上述した距離が大きくなるほど測定誤差やノイズの影響を受けやすくなる場合には、より高度に物体識別のロバスト性を向上させることができる。
【００４３】
（１ｂ）レーダ装置１では、測定点１０１から単位領域１０２までの距離が大きいほど、投票の重み付けが小さくなり、投票値が小さくなる。これにより、測定されたデータを重視しつつも、測定点の誤差を吸収し、ロバストな物体識別を行うことができる。
【００４４】
［１−４．第１実施形態の変形例］
＜変形例１：重み付けの不使用＞
上記実施形態においては、測定点１０１から投票領域に含まれる単位領域１０２への距離に応じて重み付けを行う構成を例示したが、重み付けは行われず、同じ値が投票される構成であってもよい。
【００４５】
＜変形例２：反射強度に基づく重み付け投票＞
（ｉ）光学ユニット１１は、受光部２２が取得した反射光の強度（以下、反射強度と記載する）を出力可能に構成されている。このように、物体表面から該測定装置に向かって進む光を取得して該物体の位置を測定すると共に、その取得した光の強度を出力可能に構成されている場合には、投票における重み付けを、反射強度に応じて設定してもよい。
【００４６】
例えば、生成部４３は、投票領域１０９に含まれる１つ以上の単位領域１０２に対して、投票領域１０９への投票に係る測定点１０１を取得するために光学ユニット１１が取得した光の反射強度が大きいほど重み付けが大きくなるように投票を行うように構成することができる。
【００４７】
なお、ここでいう反射強度とは、光学ユニット（１１）が取得した反射光の強さ（明るさ）を意味する。
具体的には、図１０Ａに示されるように、主領域１０２Ａと副領域１０２Ｃとを含む投票領域１０９には、測定点１０１の反射強度に応じたパラメータ「ｐ」が投票されるように構成することができる。
【００４８】
また、図１０Ｂに示されるように、反射強度による重み付けと、測定点１０１から単位領域１０２までの距離による重み付けと、を組み合わせた重み付けにすることもできる。
（ｉｉ）投票情報として、反射強度による重み付けを行わない場合のボクセル表現と、反射強度による重み付けを行う場合のボクセル表現と、を組み合わせた１つの特徴量を生成して、その投票情報に基づいて識別を行うように構成してもよい。
【００４９】
この場合において、ＳＶＭモデル作成は、次のように行う。まず、所定の識別対象と非識別対象に係る複数の学習用クラスタ点群に対して、反射強度を用いない通常のボクセル化と、反射強度を用いたボクセル化と、を行う。その後、それぞれにて取得されたボクセル表現を、ベクトル化し結合する。このようにして取得された識別対象と非識別対象の特徴ベクトルに基づいて、ＳＶＭモデルを作成する。
【００５０】
次に、レーダ制御部１２のＣＰＵ３１が実行する識別処理について、図１１のフローチャートを用いて説明する。
まず、Ｓ２１では、ＣＰＵ３１は、通常のボクセル化を実行する。つまり、図１０Ａ、１０Ｂに示されるように重み付け投票を行い、その結果のボクセル表現を取得する。
【００５１】
Ｓ２２では、ＣＰＵ３１は、反射強度を用いたボクセル化を実行する。
Ｓ２３では、ＣＰＵ３１は、ＳＶＭの適用を実行する。ここでは、Ｓ２１及びＳ２２にて取得したボクセル表現を、上述したＳＶＭモデルを作成するステップと同様の手法にて結合する。その結合した特徴ベクトルを、学習により予め生成されたＳＶＭモデルに代入して、物体が識別対象物であるか否かを出力する。その後、本処理を終了する。
【００５２】
このような構成であれば、物体の識別を行う場合に、測定点の反射強度が考慮されることとなる。よって、より精度の高い識別処理を実行できるようになるとともに、測定点のノイズに強いロバストな識別処理を実行することができる。
【００５３】
なお、反射強度による重み付けを行ってボクセル表現を取得した場合においては、そのボクセル表現のみを用いて物体の識別を実行してもよいし、反射強度による重み付けを行わない場合のボクセル表現も同時に取得して、識別器のスコアが高い方を取得するように構成されていてもよい。
【００５４】
＜変形例３：反射強度による投票領域の設定＞
上記変形例２に示されるように、測定点それぞれに係る反射強度を取得可能である場合には、反射強度に反比例して投票領域１０９の広さが変化するように構成されていてもよい。例えば、図１２Ａに示されるように、反射強度と投票領域の関係が実験的に求めた２点の実験値８３を用いて線形に変化するように関係付けられていてもよいし、高次多項式によって関係付けられていてもよい。
【００５５】
この場合は、投票領域１０９は、該投票領域１０９への投票に係る測定点の反射強度が小さいほど、投票領域１０９に含まれる単位領域１０２の数が多くなる。
またノイズ特性を考慮して、図１２Ｂに示されるように、垂直方向、水平方向、奥行方向ごとに反射強度に応じた投票領域１０９が個別に変化するように構成されていてもよい。
【００５６】
＜変形例４：対象の動きに応じた投票領域の設定＞
上記実施形態にて説明したように、クラスタ点群１１１に基づいて設定部４２により物体存在領域１１３が設定される。ここで、投票領域１０９に含まれる単位領域１０２の数は、投票領域１０９への投票に係る測定点１０１の物体存在領域１１３における位置に応じて設定されるように構成されていてもよい。
【００５７】
例えば、図１３Ａに示されるように、識別器の識別対象が人７１である場合において、腕部７２と脚部７３は、動作によって位置の変動が大きくなりやすいため、測定点にばらつきが生じやすい部分であると考えられる。そこで、図１３Ｂに示されるように、物体存在領域１１３における腕部７２及び脚部７３に対応する領域に測定点が存在する場合には、投票領域１０９を広く設定し、また、その他の頭部７４、胴部７５などの動きが小さい部分については、投票領域１０９を相対的に狭く設定することが考えられる。
【００５８】
このように構成することで、動きの大きい部分により生じる測定点のばらつきを吸収してロバストな物体の識別を行うことができる。
＜変形例５：検出ラインに対応する２次元の単位領域設定＞
図１４Ａに示されるように、光学ユニット１１が取得する測定点１０１は、層状に並ぶ複数の仮想平面（光学ユニット１１の発光仕様によって定義される）と、識別対象物の表面と、の交線上において取得されている。なお以下の説明において、前記交線をラインと呼び、ラインの数と仮想平面の数とは同じである。
【００５９】
そこで、取得されたクラスタ点群を、上述した複数の仮想平面ごとに分割し、分割したクラスタ点群ごとに、投票領域に対して投票を行うように構成されていてもよい。
図１４Ａでは、識別対象物１１５が６つのラインＬ１〜Ｌ６により構成されている。この６つのラインに対応する仮想平面は６つ存在する。ここで、その６つの仮想平面それぞれに対応するように、複数の単位領域１０２を組み合わせて構成された６つの物体存在領域１２１を設定することができる。この物体存在領域１２１は、２次元平面として扱うことができる。
【００６０】
取得される投票情報は、その識別対象物１１５のライン数分の２次元ボクセル（すなわちピクセル）表現を含む情報である。
図１４Ｂに示されるように、遠方に存在する識別対象物１１７は、相対的に少ないライン数で測定点１０１が取得される。その結果、その識別対象物１１７に対応する物体存在領域１２１の数が減少する。そこで、物体存在領域１２１の数に応じて予め準備した識別器を用いることで、より高精度に物体の識別を行うことができる。
【００６１】
このようにボクセル表現を取得することで、ライン数にかかわらず単一の識別器を用いた場合と比較して、物体の識別の精度を高めることができる。
以下に具体的な処理を説明する。レーダ制御部１２のＣＰＵ３１は、図３に示されるフローチャートに沿って処理を実行するが、Ｓ３の識別処理の具体的な内容が上記実施形態とは相違するため、その点について説明する。
【００６２】
レーダ制御部１２のＣＰＵ３１が実行する識別処理について、図１５のフローチャートを用いて説明する。
この処理では、まず、Ｓ３１〜Ｓ３３を反復して行う。反復はｌ回実行される。ここでいうｌとは、ライン数であり、言い換えると物体存在領域１２１の数である。以下の説明におけるｉは、その時点での反復回数である。
【００６３】
Ｓ３１では、ＣＰＵ３１は、格子設定を行う。具体的には、ｉ番目の仮想平面において、格子状に分割した単位領域１０２を組み合わせた物体存在領域１２１を設定する。
Ｓ３２では、ＣＰＵ３１は、ライン数がｌであるクラスタ点群の中から、ｉ番目のラインに対応する測定点１０１のデータを抽出して取得する。
【００６４】
Ｓ３３では、ボクセル値を計算する。ここでは、測定点１０１に応じた１つ以上の投票領域を対象として投票を行う。投票領域の設定や重み付けなどは、上記実施形態や変形例にて説明した手法を２次元に変更して用いることができる。
【００６５】
このＳ３１〜Ｓ３３を、全ての物体存在領域１２１について実行する。これにより、投票情報として、ｌ層の２次元ボクセル（すなわちピクセル）表現を取得する。その後、処理がＳ３４に移行する。
【００６６】
Ｓ３４では、ＣＰＵ３１は、予め学習されたＳＶＭモデルの中から、ライン数ｌのモデルを選定する。
識別器であるＳＶＭモデルは、ライン数ごとに作成される。即ち、ある識別対象物に基づいて生成された学習用のクラスタ点群について、ライン数をｉとしたときのクラスタ点群を抽出する。そして、ラインごとにボクセル化を行い、取得された２次元ボクセル（すなわちピクセル）表現を用いてＳＶＭモデルを作成する。この処理を、ライン数ｉを１〜Ｌまで繰り返すことにより、ライン数ごとのＳＶＭモデルを作成する。なおＬとは、光学ユニット１１が取り得る最大のライン数である。もちろん、全てのライン数に対してＳＶＭモデルを作成する必要があるわけではない。
【００６７】
Ｓ３５では、ＣＰＵ３１は、Ｓ３１〜Ｓ３３にて取得したボクセル表現を、ＳＶＭモデルに適用して、当該モデルの識別する対象物であるか否かを判定する。その後、本処理を終了する。
【００６８】
なお上述した例では、ラインを水平方向に分割し、ライン毎にボクセル表現を取得する構成を例示したが、分割する方向は水平方向に限られない。例えば、垂直方向に分割してもよい。
【００６９】
［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００７０】
前述した第１実施形態では、投票領域１０９の広さを変更する構成を例示した。これに対し、第２実施形態では、単位領域の大きさを変更可能に構成されている点で、第１実施形態と相違する。
【００７１】
［２−２．処理］
本実施形態では、生成部４３は、単位領域１０２の大きさを、光学ユニット１１から投票に係る測定点１０１までの距離に応じて設定するように構成されている。より具体的には、単位領域１０２の大きさは、上述した距離が大きいほど、大きくなるように設定される。
【００７２】
例えば図１６Ａに示されるように、上述した距離と、格子サイズ、即ち単位領域の大きさと、の関係式を、線形の１次式又は２次式以上の高次多項式にて設定することができる。またこれらの関係式は、実験的に求めた複数の実験値８５から算出することが考えられる。なおこれらの関係式は、方向ごとに関係を変化させてもよい。例えば図１６Ｂに示されるように、物体存在領域の水平方向、垂直方向、奥行方向のそれぞれについて異なる関係式が設定されていてもよい。
【００７３】
［２−３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（２ａ）本実施形態のレーダ装置１では、光学ユニット１１から測定点１０１までの距離が大きいほど単位領域の大きさが大きくなる。よって、測定点１０１までの距離が大きくノイズが大きくなりやすい場合にノイズの影響を小さくすることができ、識別器による識別性を高めたロバストな物体識別を行うことができる。
【００７４】
［２−４．第２実施形態の変形例］
本実施形態においても、第１実施形態の変形例５にて説明したように、図１４に示されるように、複数のラインに対応する、層状に並ぶ複数の仮想平面上において測定点が取得される場合には、２次元的な単位領域１０２を含む２次元的な物体存在領域１２１をライン数分集めたものを、投票情報として取得するように構成されていてもよい。そして、単位領域の大きさを、光学ユニット１１から測定点１０１までの距離に応じて変化させるように構成することができる。
【００７５】
［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００７６】
（３ａ）上記実施形態では、光学ユニット１１の一例としてＬＩＤＡＲを例示した。しかしながら、物体の存在する位置を示す測定点を取得可能であれば、ＬＩＤＡＲ以外の装置を用いてもよい。例えば、ステレオカメラのようにパッシブセンサを用いてもよい。
【００７７】
（３ｂ）上記第１実施形態では、単位領域１０２として格子状の空間を例示したが、格子状以外の形状であってもよい。例えば、物体存在領域１１３を一方から見たときの単位領域の断面が六角形となる、ハニカム形状であってもよい。
【００７８】
また第２実施形態では単位領域１０２が矩形である構成を例示したが、この場合も、他の形状であってもよい。
（３ｃ）上記第１実施形態では、投票領域１０９は、光学ユニット１１から測定点１０１までの距離などによって変化する構成を例示したが、該投票領域１０９への投票に係る測定点を基準として、一定の基準で設定されるように構成されていてもよい。その場合、少なくとも２つの単位領域を含むように構成することができる。例えば、上記距離や反射強度に影響されずに、常に、図６Ａに示されるように、主領域１０２Ａに隣接する副領域１０２Ｂに投票を行うように構成されていてもよい。
【００７９】
（３ｄ）上記実施形態では、投票情報とは、ボクセル表現で示される特徴量である構成を例示したが、少なくとも投票数又は投票値を有する情報であれば、上記実施形態にて示した以外の特徴量であってもよい。また、取得された投票数や投票値に対して、何らかの変換処理が行われた値であってもよい。
【００８０】
また上記実施形態では、識別部４４は、ボクセル表現を特徴量として識別器であるＳＶＭモデルに代入することにより、クラスタ点群に対応する物体の識別を行う構成を例示した。しかしながら、上述した投票情報に基づいて物体の識別を行うことができれば、その具体的な処理内容は特に限定されず、用いる特徴量に応じた様々な処理によって識別を実行することができる。
【００８１】
（３ｅ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【００８２】
（３ｆ）上述したレーダ制御部１２の他、当該レーダ制御部１２を構成要素とするシステムであるレーダ装置１、当該レーダ制御部１２としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
【符号の説明】
【００８３】
１…レーダ装置、３…車両、１１…光学ユニット、１２…レーダ制御部、２１…発光部、２２…受光部、３１…ＣＰＵ、３２…メモリ、４１…取得部、４２…設定部、４３…生成部、４４…識別部、７１…人、７２…腕部、７３…脚部、７４…頭部、７５…胴部、１０１…測定点、１０２…単位領域、１０２Ａ…主領域、１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄ…副領域、１０４…球体、１０９…投票領域、１１１…クラスタ点群、１１３，１２１…物体存在領域、１１５、１１７…識別対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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