(57)【要約】【課題】高解像度かつ高速に、中長距離で３次元測距することを可能にする情報処理装置を提供する。【解決手段】空間認識センサの検出結果に基づいて空間内の測距対象を認識する認識処理部と、少なくとも測距対象の一部を含むように、レーザーを用いて空間を走査し３次元的に測距する測距センサによる走査領域を設定する測距パラメータ設定部と、を備える、情報処理装置が提供される。【選択図】図１
2019239566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間認識センサの検出結果に基づいて空間内の測距対象を認識する認識処理部と、
少なくとも前記測距対象の一部を含むように、レーザーを用いて空間を走査し３次元的に測距する測距センサによる走査領域を設定する測距パラメータ設定部と、
を備える、情報処理装置。
【請求項２】
前記測距パラメータ設定部は、前記測距対象の情報量に応じて前記走査領域の解像度または走査速度のうち少なくともいずれか一方を変更する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記測距パラメータ設定部は、前記測距対象の各部分の動き情報量に応じて、前記走査領域に含める前記測距対象の前記部分を設定する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記測距パラメータ設定部は、
前記認識処理部の認識結果に基づいて、前記測距対象のうち前記測距センサによるレーザー照射を回避させる回避領域を特定し、
前記回避領域を含めないように前記走査領域を設定する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記測距パラメータ設定部は、前記認識処理部による認識結果に基づき取得された前記空間内における前記測距対象の奥行き情報に応じて、当該測距対象の前記走査領域の解像度または走査速度のうち少なくともいずれか一方を変更する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記測距対象が動体であるとき、
前記測距パラメータ設定部は、予測される前記測距対象の移動領域を前記走査領域に含める、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記測距パラメータ設定部は、前記測距センサの測距結果を利用するコンテキストに応じて、前記走査領域の走査に関するパラメータを含む走査設定情報を変更する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記測距センサが搭載された車両に対して当該測距センサの測距結果を提供する場合、
前記測距パラメータ設定部は、
前記車両の走行中は、走査速度または距離を優先させるように走査設定情報を設定し、
前記車両の停止中は、画角または解像度を優先させるように走査設定情報を設定する、請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記測距パラメータ設定部は、前記走査領域以外の空間領域を、前記走査領域の走査頻度よりも低い頻度で前記測距センサにより走査される第２の走査領域として設定する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記測距センサはＬｉＤＡＲである、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
空間認識センサの検出結果に基づいて空間内の測距対象を認識すること、
少なくとも前記測距対象の一部を含むように、レーザーを用いて空間を走査し３次元的に測距する測距センサによる走査領域を設定すること、
を含む、情報処理方法。
【請求項１２】
レーザーを用いて空間を３次元的に測距する測距センサと、
空間認識センサの検出結果に基づいて前記空間内の測距対象を認識し、少なくとも前記測距対象を含む領域を前記測距センサによる走査領域として設定する情報処理装置と、
を含む、測距システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、情報処理装置、情報処理方法及び測距システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元測距を行う手法は、例えばＴｏＦ（Time-of-Flight）カメラ、ステレオカメラ、ＤＦＤ（Depth  from  Defocus）、ＬｉＤＡＲ（Light  Detection  and  Ranging）等のように、受動的方式か能動的方式かを問わず様々存在する。これらの手法は、近年、車両の自動運転化、セキュリティー分野での監視精度強化等、広範な範囲を認識するための技術として注目されている。【０００３】
３次元測距は、１０ｍ程度測距可能であれば十分な屋内に対し、屋外においては１００ｍ以上測距可能であることが求められる。レーザーを用いて空間を走査し３次元的に測距するＬｉＤＡＲは、中長距離の測距も可能であり、屋内屋外を問わず安定して測距できることから、その需要は拡大している。【０００４】
例えば特許文献１には、透過媒体の中で断片化して空間的に変動する分散物体の空間的統計を決定するために用いられるＬｉＤＡＲシステムが開示されている。かかるＬｉＤＡＲシステムは、例えば森林の調査に適用され、ＬｉＤＡＲのビームのサイズ、形状、範囲または走査角度を制御することによる変化から、葉群の凝集による閉塞の影響を把握することができる。また、例えば特許文献２には、差分吸収ＬｉＤＡＲ（ＤＩＡＬ）システムにおいて、精度向上のため、表面状態に応じて不規則に変化するスキャンパターンを使用することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００４−５３２３９１号公報
【特許文献２】特表２００９−５０８１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、高解像度かつ高速に、中長距離で３次元測距可能な手法は確立されているとは言えない。ＬｉＤＡＲは、中長距離を測距することは可能であるが、回転機構、ミラー等の機構可動部によって空間を走査する方式を採用しているため、動作の自由度はそれほど高くない。【０００７】
そこで、本開示では、高解像度かつ高速に、中長距離で３次元測距することが可能な、新規かつ改良された情報処理装置、情報処理方法及び測距システムを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示によれば、空間認識センサの検出結果に基づいて空間内の測距対象を認識する認識処理部と、少なくとも測距対象の一部を含むように、レーザーを用いて空間を走査し３次元的に測距する測距センサによる走査領域を設定する測距パラメータ設定部と、を備える、情報処理装置が提供される。【０００９】
また、本開示によれば、空間認識センサの検出結果に基づいて空間内の測距対象を認識すること、少なくとも測距対象の一部を含むように、レーザーを用いて空間を走査し３次元的に測距する測距センサによる走査領域を設定すること、を含む、情報処理方法が提供される。【００１０】
さらに、本開示によれば、レーザーを用いて空間を３次元的に測距する測距センサと、空間認識センサの検出結果に基づいて空間内の測距対象を認識し、少なくとも測距対象を含む領域を測距センサによる走査領域として設定する情報処理装置と、を含む、測距システムが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本開示によれば、高解像度かつ高速に、中長距離で３次元測距することが可能となる。なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の一実施形態に係る測距システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＬｉＤＡＲの構成を示す構成図である。
【図３】同実施形態に係る測距システムによる測距の概要を説明するための説明図である。
【図４】同実施形態に係る測距システムによる３次元測距方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】奥行き方向の異なる位置に複数の測距対象が存在するときの走査領域及び走査の仕方を示す説明図である。
【図６】測距対象が移動する物体であるときの走査領域の設定を説明する説明図である。
【図７】測距対象に応じて解像度を変更する場合についての説明図である。
【図８】特定の物体を走査領域から除外する場合についての説明図である。
【図９】動き情報量に応じて走査領域の設定する場合についての説明図である。
【図１０】測距センサが搭載された移動体の移動速度に応じて走査速度を変更する場合についての説明図である。
【図１１】交差点で停止中の車両に搭載された測距センサによる走査領域の一例を示す説明図である。
【図１２】コンテキストに応じた走査設定を行う場合の測距システムの処理を示すフローチャートである。
【図１３】同実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１４】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．測距システム
２．３次元測距方法
２．１．概要
２．２．処理
２．３．補足
（１）測距対象に応じた解像度の変更
（２）走査領域からの除外
（３）動き情報量に応じた走査領域の設定
（４）自己状態による走査速度の設定
（５）コンテキストに応じた走査設定
３．まとめ
４．ハードウェア構成
【００１５】
［１．測距システム］
まず、図１及び図２に基づいて、本開示の一実施形態に係る測距システム１を説明する。図１は、本実施形態に係る測距システム１の構成を示すブロック図である。図２は、ＬｉＤＡＲ１４０の構成を示す構成図である。本実施形態に係る測距システム１は、図１に示すように、センサ１００と、情報処理装置２００と、環境情報ＤＢ３００と、設定情報ＤＢ４００とを含む。
【００１６】
（センサ）
センサ１００は、測距する空間における情報を取得する。測距システム１のセンサ１００は、図１に示すように、空間認識センサ１０２と、測距センサ１０４とを含む。
【００１７】
空間認識センサ１０２は、測距する空間に存在する物体を認識するための情報を取得する。空間認識センサ１０２としては、例えばＧＰＳ（Global  Positioning  System）受信機１１０、ＩＭＵ（Inertial  Measurement  Unit；慣性計測ユニット）１２０、カメラ１３０等を用い得る。ＧＰＳ受信機１１０は、ＧＰＳ信号を受信してＧＰＳ受信機１１０が設けられている装置の緯度、経度および高度を測定する。ＩＭＵ１２０は、３軸の角速度センサ及び３方向の加速度センサからなり、ＩＭＵ１２０が設けられている装置の角速度及び加速度を測定する。ＩＭＵ１２０は、さらに磁気センサ、圧力センサ等の機能を備えていてもよい。カメラ１３０は、測距する空間を撮像し、撮像画像を取得する。空間認識センサ１０２により取得された情報は、情報処理装置２００へ出力される。
【００１８】
空間認識センサ１０２は、測距システム１用に空間に設置された機器に設けてもよく、スマートフォン等のように測距する空間内に持ち込まれた機器に設置されたものであってもよい。
【００１９】
測距センサ１０４は、空間を測距するために用いられる。本実施形態に係る測距システム１では、測距センサ１０４として、レーザーを用いて空間を走査し３次元的に測距可能なセンサを用い、例えばＬｉＤＡＲ１４０を用い得る。測距センサ１０４による測距の手法はいくつか存在する。例えば、投射したレーザーが測距対象に反射し返るまでの時間から測距対象との距離ｄを測定する手法もあれば、戻り光の位相に基づき測距対象との距離ｄを測定する手法もある。
【００２０】
ＬｉＤＡＲ１４０は、例えば図２に示すように、制御ロジックＩＣ（Integrated Circuits）１４１と、発光部１４３と、受光部１４５とを有する。制御ロジックＩＣ１４１は、ＬｉＤＡＲ１４０により走査するための情報を制御する集積回路である。例えば制御ロジックＩＣ１４１は、情報処理装置２００からの指示に基づき、測距領域を走査するように発光部１４３を制御する信号を出力する。また、制御ロジックＩＣ１４１は、受光部１４５により受光した信号を処理し、測定結果として測距対象との距離ｄを情報処理装置２００へ出力する。
【００２１】
発光部１４３は、増幅器（ＡＭＰ）１４３１、レーザーダイオード（ＬＤ）１４３３、走査ユニット１４３５、レンズ１４３７及びフィルタ１４３９を有する。制御ロジックＩＣ１４１から出力された信号は、増幅器１４３１により増幅され、レーザーダイオード１４３３からレーザーを出力させる。レーザーダイオード１４３３から出力されたレーザーは、走査ユニット１４３５によって案内された後、レンズ１４３７、フィルタ１４３９を介して空間へ出力される。走査ユニット１４３５は、レーザーの出力方向を調整する機構である。走査ユニット１４３５は、例えば入射したレーザーを空間への出力方向へ反射させるミラーと、ミラーの角度を変化させるモーター、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）等の駆動部とにより構成してもよい。あるいは、走査ユニット１４３５として、位相のずれた波が相互に干渉する方向によって強め合ったり消滅したりする現象を利用してビームの出射方向を制御する光フェーズドアレー（Optical  Phased  Array）を用いてもよい。
【００２２】
受光部１４５は、フィルタ１４５１と、レンズ１４５３とフォトダイオード（ＰＤ）１４５５と、増幅器（ＡＭＰ）１４５７とを有する。受光部１４５は、発光部１４３から出力されたレーザーが空間内の物体の表面Ｓにて反射されたレーザーを受光する。反射したレーザーは、フィルタ１４５１を通過した後、レンズ１４５３により集光され、フォトダイオード１４５５により受光される。レーザーは、フォトダイオード１４５５によって電気信号に変換され、増幅器（ＡＭＰ）１４５７により増幅された後、制御ロジックＩＣ１４１へ出力される。
【００２３】
なお、図２に示すＬｉＤＡＲ１４０は、別軸光学系の構成を有しており、レーザーを出力する発光部１４３と反射されたレーザーを受光する受光部１４５とが異なる光学系として構成されている。しかし、本開示のＬｉＤＡＲ１４０の構成はかかる例に限定されず、例えばレーザーを出力する光学系と反射されたレーザーを受光する光学系とが同一の光学系である同軸光学系のタイプであってもよい。
【００２４】
測距センサ１０４は、測距する空間内に固定設置されていてもよく、車両あるいは航空機、ヘリコプター、ドローン等の移動体に設置されていてもよい。また、測距センサ１０４は、測距対象の数等に応じて複数設けられていてもよい。測距センサ１０４を複数設けることで、走査領域をより密に走査することが可能となり、高解像度に情報を取得し得る。
【００２５】
（情報処理装置）
情報処理装置２００は、信号処理部２１０と、認識処理部２２０と、測距パラメータ設定部２３０とを含む。
【００２６】
信号処理部２１０は、センサ１００から入力された検出信号を処理し、空間及び空間内の物体を認識するための情報を生成する。信号処理部２１０は、画像処理部２１５を含み、カメラ１３０、ＬｉＤＡＲ１４０により取得された情報は、画像処理部２１５によって処理される。信号処理部２１０は、例えば、空間認識センサ１０２により取得された信号から得られる空間情報と、測距センサ１０４により取得された信号から得られる空間情報（例えば位置情報等）との対応付けを行ってもよい。信号処理部２１０により処理された情報は、認識処理部２２０へ出力される。
【００２７】
認識処理部２２０は、信号処理部２１０により処理された情報に基づいて、空間及び空間内の物体を認識する処理を行う。基本的には、空間認識センサ１０２の測定結果に基づく情報を用いて、空間及び空間内の物体が認識され得る。認識処理部２２０の物体認識処理には、既存の画像認識手法を用いてもよい。認識処理部２２０により、例えば、測距する空間にある静的オブジェクトと動的オブジェクトとを認識し得る。静的オブジェクトは、屋外であれば、地表、及び、例えば植物、建物、橋等の物体であり、屋内であれば、床、壁、机あるいは椅子といった物体である。動的オブジェクトは、例えば人間、動物、車両等の移動体等である。静的オブジェクトは、ほとんど変化しない物体であるため、都度走査する必要は低い。一方、動的オブジェクトは、時々刻々と状態が変化することから、静的オブジェクトよりも高い頻度で走査する距測対象とし得る。認識処理部２２０により認識された情報は、測距パラメータ設定部２３０へ出力される。
【００２８】
測距パラメータ設定部２３０は、認識処理部２２０の空間認識結果に基づいて、測距センサ１０４により空間を走査する際の測距パラメータを設定する。例えば測距パラメータ設定部２３０は、測距パラメータとして、測距センサ１０４による走査領域を設定する。本実施形態に係る測距システム１では、特定の対象のみを測距センサ１０４によって通常走査する走査領域として設定することで、高速かつ高解像度での３次元測距を実現し得る。測距パラメータ設定部２３０は、空間認識結果により特定された測距対象（例えば動的オブジェクト）の少なくとも一部を含むように走査領域を設定する。測距センサ１０４は、測距パラメータ設定部２３０により設定された走査領域を走査するように動作する。
【００２９】
また、測距パラメータ設定部２３０は、測距パラメータとして、サンプリング周波数、走査点数、最大距離、等の測距パラメータを設定してもよい。例えば、測距パラメータ設定部２３０は、空間内の測距対象の奥行き方向における位置に応じて解像度または走査速度を変更してもよい。また、測距パラメータ設定部２３０は、測距センサの測距結果を利用するコンテキストに応じて走査領域の走査に関するパラメータを含む走査設定情報を変更してもよい。
【００３０】
（データベース）
環境情報ＤＢ３００は、地図等の空間に関する環境情報を記憶する。環境情報ＤＢに記憶された環境情報は、必要に応じてセンサ１００による測定結果と組み合わせて用いられる。これにより、より具体的に、空間状を把握することが可能となる。
【００３１】
設定情報ＤＢ４００は、情報処理装置２００による情報処理に用いる各種設定情報を記憶する。設定情報としては、例えば測距対象とする物体の情報、測距対象の奥行きと解像度あるいは走査速度との関係、走査領域の走査設定情報等がある。
【００３２】
以上、本実施形態に係る測距システム１の構成について説明した。
【００３３】
［２．３次元測距方法］
［２．１．概要］
３次元測距は、３次元測距すること自体を目的として利用することは少なく、何かしらの処理判定を行うために、物体を検出し、当該物体までの距離あるいは物体のサイズ等を計測した結果が利用されることが多い。このような３次元測距の目的を鑑みると、測距対象領域とする物体等のみを測距するのが効率的である。特に、点群処理を行うＬｉＤＡＲ１４０はデータ処理が重く、空間全体を走査すると処理の高速化及び高解像度化は難しい。しかし、走査領域を限定することにより、ＬｉＤＡＲ１４０を用いる場合でも、高速化かつ高解像度化の３次元測距が可能となる。
【００３４】
例えば、図４に示すように、本実施形態に係る測距システム１により、ゴルフ場でプレーする人物の動作あるいはボールの軌跡を測定し、解析したいとする。この場合、ゴルフ場のコースは動的に変化するものではなく、動きがあるのは主にゴルフをするプレイヤーＰ１及びボールＰ２である。そこで、本実施形態に係る測距システム１では、プレイヤーＰ１及びボールＰ２を測距対象とし、これを含むように走査領域Ａ１、Ａ２を設定する。動的変化のないものについては初回のみ測定する、あるいは、既存のデータを用い、通常測距センサ１０４により測定する領域を走査領域Ａ１、Ａ２に特定する。これにより、測距センサ１０４による走査領域が小さくなり、効率的に３次元測距が可能となる。
【００３５】
［２．２．処理］
以下、図４に基づき、本実施形態に係る測距システム１による３次元測距方法を説明する。図４は、本実施形態に係る測距システム１による３次元測距方法の一例を示すフローチャートである。なお、以下では、一例として、測距システム１を、図３のようなゴルフ場でのプレーの測距に適用する場合について説明する。
【００３６】
（初期設定）
本実施形態に係る測距システム１による３次元測距方法では、図４に示すように、まず、測距する測距対象の設定等、初期設定が行われる（Ｓ１００）。例えば、プレイヤーＰ１及びボールＰ２を測距対象とする、といった設定がなされる。
【００３７】
（空間認識センサによる情報取得）
次いで、空間認識センサ１０２による情報の取得が行われる（Ｓ１１０）。空間認識センサ１０２は、例えばコースに固定設置されたカメラ、プレイヤーＰ１の装着または使用する機器あるいは用具等に設けられたＧＰＳ受信機、ＩＭＵ等であってもよい。空間認識センサ１０２により取得された情報は、情報処理装置２００へ出力される。情報処理装置２００は、信号処理部２１０によって空間認識センサ１０２により取得された情報を処理し、認識処理部２２０へ出力する。
【００３８】
認識処理部２２０は、空間認識センサ１０２により取得された情報から空間認識処理を行う（Ｓ１２０）。空間認識処理では、測距する空間内に存在する人物や建物等の物体等が認識される。かかる情報は、例えば、空間内から測距対象を特定するために用いられうる。図３の例では、空間認識センサ１０２により取得された情報から、空間内のプレイヤーＰ１、ボールＰ２が認識される。環境情報ＤＢ３００にコース情報が記憶されている場合には、空間認識処理にて特定されるフラッグ、グリーン、バンカー等と対応付けることで、空間内に存在する物体等の位置との対応付けも可能となる。
【００３９】
（自己状態判定）
また、認識処理部２２０は、測距センサ１０４の位置が変化しているか否かを判定する（Ｓ１３０）。測距センサ１０４の位置が変化している場合には、再度全体を走査する必要があるためである。測距センサ１０４の移動は、測距センサ１０４が設けられている物体に設けられているＧＰＳ受信機あるいはＩＭＵの測定結果から判定してもよく、ステップＳ１２０による認識処理部２２０による空間認識処理の結果に基づき判定してもよい。
【００４０】
（走査処理）
その後、測距パラメータ設定部２３０は、ステップＳ１３０の自己状態判定処理の結果に基づき、空間全体を走査領域として設定するか否かを判定する（Ｓ１４０）。測距パラメータ設定部２３０は、例えば、ステップＳ１３０にて測距センサ１０４の位置が変化していると判定した場合には、空間全体を走査領域として設定する。空間全体を走査領域として設定すると、測距パラメータ設定部２３０は、測距センサ１０４に対して空間全体を走査するよう指示する。測距センサ１０４は、当該指示に基づき、空間全体を３次元測距する（Ｓ１５０）。
【００４１】
一方、測距パラメータ設定部２３０は、例えば、ステップＳ１３０にて測距センサ１０４の位置が変化してないと判定した場合には、空間内の一部のみを走査領域として設定する。この場合、まず、測距パラメータ設定部２３０は、測距センサ１０４による３次元測距を行う際のパラメータを含む走査設定情報を決定する（Ｓ１６０）。具体的には、測距パラメータ設定部２３０は、走査領域、サンプリング周波数、走査点数、最大距離、等の測距パラメータを設定する。例えば図３の例では、プレイヤーＰ１を含むように走査領域Ａ１が設定され、ボールＰ２を含むように走査領域Ｓ２が設定される。そして、各走査領域Ａ１、Ａ２に対して、サンプリング周波数、走査点数、最大距離、等が設定される。
【００４２】
ここで、走査領域のサンプリング周波数、走査点数は、測距対象の奥行き方向における位置に基づき設定してもよい。例えば、図５上側に示すように、奥行き方向の異なる位置に測距対象Ｐ１、Ｐ２が存在しているとする。２つの測距対象Ｐ１、Ｐ２を同程度に認識するためには、近くの測距対象Ｐ１に比べ、遠くの測距対象Ｐ２は、より高い解像度で走査する必要がある。このため、遠くに存在する測距対象ほど、サンプリング周波数を高める、あるいは、走査点数を増やすことで、高い解像度で測距対象を測距し得る。
【００４３】
また、ボールＰ２のように移動し得る物体の場合には、物体の移動方向を予測し、次の走査に反映させてもよい。これにより、測距対象を確実に走査することができる。例えば、図６に示すように、ボールＰを測距対象として、投げられたボールＰを測距する場合には、移動方向あるいは移動速度といった測距対象の動きの特徴に応じて走査領域Ａを設定してもよい。具体的には、投げられたボールＰの移動軌跡が放物線状と予測されると、１サンプリング周期の間にボールＰが移動すると想定される範囲も、走査領域Ａに含めるようにしてもよい。このように、物体の移動方向を予測することで、測距対象を確実に測距し得る。
【００４４】
ステップＳ１６０にて３次元測距のパラメータが設定されると、測距パラメータ設定部２３０は、測距センサ１０４に対して設定した走査領域を走査するよう指示する。測距センサ１０４は、当該指示に基づき、設定された走査領域のみを３次元測距する（Ｓ１７０）。ここで、複数の測距領域が設定されている場合、１つの測距センサ１０４により走査するときには、例えば図５下側に示すように、走査領域Ａ１、走査領域Ａ２を順に走査すればよい。複数の測距センサ１０４が設けられている場合には、これらの測距センサ１０４にて１または複数の測距領域を走査するようにすればよい。
【００４５】
走査領域の走査は、都度行ってもよく、所定の頻度で行ってもよい。また、複数の走査領域が設定されている場合には、各走査領域について、走査頻度を設定してもよい。一方、走査領域以外の領域（第２の走査領域）については、都度走査する必要はなく、走査領域の操作頻度よりも低い頻度で走査すればよい。
【００４６】
測距システム１は、例えばユーザ等から測距終了指示があるまでは、ステップＳ１１０からの処理を繰り返し実施してもよい。測距終了指示を受けて、測距システム１は３次元測距を終了する（Ｓ１８０）。以上、本実施形態に係る測距システム１による３次元測距方法を説明した。
【００４７】
［２．３．補足］
本実施形態に係る測距システム１では、空間の一部のみを走査領域として設定し、測距センサ１０４により走査する。このため、走査領域毎に、走査の仕方を動的に変化させることもし得る。
【００４８】
（１）測距対象に応じた解像度の変更
例えば、測距対象に応じて、解像度を動的に変化させてもよい。例えば、人物という１つの測距対象のうち、顔、手、胴体、といった部分ごとに走査領域を設定し、それぞれ走査設定を変更してもよい。具体的には、例えば図７に示すように、人物を測距する場合、構造が複雑な顔Ｐ１、手Ｐ２、Ｐ３等は高い解像度で撮像する。一方、胴体Ｐ４、腿Ｐ５、Ｐ６等は、それほど複雑な構造ではないため、比較的低めの解像度で撮像してもよい。したがって、顔Ｐ１、手Ｐ２、Ｐ３を含む走査領域Ａ１、Ａ２、Ａ３については、胴体Ｐ４、腿Ｐ５、Ｐ６を含む走査領域Ａ４、Ａ５、Ａ６より走査点数を増やして密に走査し、高い解像度で撮像してもよい。
【００４９】
あるいは、測距対象の物体に応じて走査領域を設定し、それぞれ走査設定を変更してもよい。例えば、ボールのような単純な構造の物体は、解像度が低くても問題ないため、走査点数を少なくしてもよい。一方、人物あるいは自動車といった物体は、ボールよりも構造が複雑なため、走査点数を増やし、高い解像度で撮像してもよい。
【００５０】
このように、測距対象の構造の複雑さ（すなわち、情報量の多さ）に応じて必要な解像度を決定し、走査点数を設定してもよい。物体に設定する解像度は、例えば予め設定情報ＤＢ４００に設定された物体と解像度との対応関係を参照して設定してもよい。あるいは、空間認識処理において認識された物体の認識結果から、物体の構造の複雑さを判定し、解像度を設定してもよい。
【００５１】
（２）走査領域からの除外
本実施形態に係る測距システム１では、空間の一部のみを走査領域として設定し得ることから、特定の物体を走査領域から除外し、走査しないことも設定し得る。例えば、図８に示すように、人物Ｐを測距する場合、当該人物Ｐを含むように走査領域Ａが設定される。しかし、レーザーを用いて測距する場合、眼Ｑのようにレーザーの照射を回避したい部分もある。そこで、測距パラメータ設定部２３０により走査領域を設定する際、レーザーの照射を回避したい物体を含む領域を回避領域として、回避領域を走査領域から除くように、走査領域Ａが設定されるようにしてもよい。レーザーの照射を回避したい物体は、例えば予め設定情報ＤＢ４００に設定されてもよい。
【００５２】
（３）動き情報量に応じた走査領域の設定
本実施形態に係る測距システム１を、例えばジェスチャ等のユーザインタラクション等に利用する場合には、情報を伝えるために使用する部位の動きを測距する。ジェスチャを行う手、腕、足、頭等は、他の部位に比べて動き情報量が多くなる。例えば図９に示すように、腕Ｐを動かすことによって情報を伝える場合には、人物の他の部位の動き情報量よりも腕Ｐの動き情報量が大きくなる。腕Ｐの可動領域の情報を、他の領域よりも高い解像度で取得されるようにすれば、ジェスチャの内容をより精度よく認識することができ、正確なインタラクションを実現できる。
【００５３】
そこで、測距センサ１０４の走査領域を、動き情報量の多さに応じて設定してもよい。例えば、ジェスチャを行う部位を含む走査領域は高い解像度を設定し、それ以外の部位については解像度を低く設定する、あるいは走査しないことを設定し得る。これにより、情報として必要な部位をより詳細にかつ高速に測定することができ、効率的な３次元測距が可能となる。
【００５４】
なお、ジェスチャ以外にも、例えば人物の口の動きから情報を得ることもある。この場合、例えば人物の口を含むように走査領域を設定し、高い解像度で走査するようにしてもよい。
【００５５】
（４）自己状態による走査速度の設定
測距センサ１０４は、空間内に固定設置されている場合もあるが、車両、ドローン、ロボット等のような移動体に搭載され、移動しながら空間を走査することもある。この場合、測距センサ１０４が搭載された移動体の移動速度に応じて、測距センサ１０４による走査速度を変更してもよい。
【００５６】
例えば、図１０に示すように、車両６０に測距センサ１０４が搭載されており、走行しながら空間を走査する場合を考える。このとき、車両６０の速度に応じて車両６０が単位時間当たりに進む距離は異なるため、仮に車両６０の速度に依らず測距センサ１０４の走査速度を一定にすると、走査が間に合わないこともあり得る。例えば、道路Ｒ上の物体７０を認識するには、図１０上側に示す速で走行する車両６０では、図１０下側に示す低速で走行する車両６０よりも速い走査速度で３次元測距することが求められる。そこで、測距パラメータ設定部２３０は、測距センサ１０４が搭載されている移動体の移動速度に応じて測距センサ１０４の走査速度を動的に変化させるようにしてもよい。
【００５７】
（５）コンテキストに応じた走査設定
本実施形態に係る測距システム１では、３次元測距の結果を利用する状況、すなわちコンテキストに応じて、測距センサ１０４による走査設定情報を変更することも可能である。
【００５８】
例えば、車両６０に搭載された測距センサ１０４により３次元測距を行うとき、高速道路の走行中等、図１０上側に示したように車両６０が高速に移動している場合には、遠くの状況まで早く取得することが求められる。このとき、走査速度を速めること、遠くまで測距することを優先して測距センサ１０４の走査設定情報の設定が行われる。
【００５９】
一方、図１１に示すように、車両６０が交差点等に停止中である場合には、より詳細に広角で状況を取得することが求められる。例えば、図１１に示すように、交差点全体を走査領域に含め、交差点での状況変化（他車両の移動、横断歩道での人の移動等）を把握し得るように３次元距測が実施されるようにする。このときには、画角を広くとること、解像度を高めることを優先して測距センサ１０４の走査設定情報の設定が行われる。
【００６０】
このように、３次元距測の結果を利用する状況に応じて、動的に測距センサ１０４の走査設定情報を設定することで、適切な情報を取得することが可能となる。
【００６１】
図１２に、コンテキストに応じた走査設定を行う場合の測距システム１の処理を示す。かかる処理は、図４の処理と基本的には同一であり、コンテキストを判定するための処理（Ｓ２３０）が追加で実行される。すなわち、初期設定（Ｓ２００）、空間認識センサ１０２による情報取得（Ｓ２１０）、空間認識処理（Ｓ２２０）は、図４のステップＳ１００〜Ｓ１２０と同様に行われる。
【００６２】
その後、例えば空間認識センサ１０２の測定結果から空間認識処理によって認識された物体等の情報を用いて、認識処理部２２０により、コンテキストの判定が実行され得る（Ｓ２３０）。例えば、上述の車両の走行状態に関するコンテキストの判定では、ステップＳ２２０の画像認識処理にて道路、車両、歩行者、信号機、道路標識等を認識することで、高速道路と一般道とを区別し得る。また、車両に搭載されたＧＰＳ受信機等によって、車両の移動状況及び位置も認識し得る。
【００６３】
認識処理部２２０によりコンテキストが判定されると、測距パラメータ設定部２３０により、コンテキストに応じた走査設定情報が、例えば設定情報ＤＢ４００を参照して設定される。その後、自己判定処理（Ｓ２４０）、走査処理（Ｓ２５０〜Ｓ２９０）が実行される。これらの処理は、図４のステップＳ１３０〜Ｓ１８０と同様に行われる。
【００６４】
［３．まとめ］
以上、本開示の実施形態に係る測距システム１とこれによる処理について説明した。本開示によれば、空間認識センサ１０２の検出結果に基づいて空間内の測距対象を認識し、少なくとも測距対象の一部を含むように、レーザーを用いて空間を走査し３次元的に測距する測距センサ１０４による走査領域を設定する。ＬｉＤＡＲ１４０のように中長距離も距測可能な測距センサ１０４を用いることで、屋内屋外問わず安定した３次元測距が可能となる。また、空間内における測距対象を含むように設定された走査領域を走査することで、都度空間全体を走査することに比べて高速かつ高解像度で３次元測距することが可能となる。特に、ＬｉＤＡＲ１４０のような３次元の点群処理は処理負荷が非常に高いが、空間全体を都度走査するのではなく、必要な領域に特化して距測することで効率よく処理を行うことができる。
【００６５】
［４．ハードウェア構成］
次に、図１３を参照して、本開示の実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成について説明する。図１３は、本開示の実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。図１３に示す情報処理装置９００は、例えば、上記の実施形態における情報処理装置２００を実現しうる。
【００６６】
情報処理装置９００は、ＣＰＵ（Central  Processing  unit）９０１、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）９０３、およびＲＡＭ（Random  Access  Memory）９０５を含む。また、情報処理装置９００は、ホストバス９０７、ブリッジ９０９、外部バス９１１、インターフェース９１３、入力装置９１５、出力装置９１７、ストレージ装置９１９、ドライブ９２１、接続ポート９２３、通信装置９２５を含んでもよい。さらに、情報処理装置９００は、必要に応じて、撮像装置９３３、およびセンサ９３５を含んでもよい。情報処理装置９００は、ＣＰＵ９０１に代えて、またはこれとともに、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）などの処理回路を有してもよい。
【００６７】
ＣＰＵ９０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１９、またはリムーバブル記録媒体９２７に記録された各種プログラムに従って、情報処理装置９００内の動作全般またはその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータなどを記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータなどを一次記憶する。ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ９０３、およびＲＡＭ９０５は、ＣＰＵバスなどの内部バスにより構成されるホストバス９０７により相互に接続されている。さらに、ホストバス９０７は、ブリッジ９０９を介して、ＰＣＩ（Peripheral  Component  Interconnect/Interface）バスなどの外部バス９１１に接続されている。
【００６８】
入力装置９１５は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびレバーなど、ユーザによって操作される装置である。入力装置９１５は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、情報処理装置９００の操作に対応した携帯電話などの外部接続機器９２９であってもよい。入力装置９１５は、ユーザが入力した情報に基づいて入力信号を生成してＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路を含む。ユーザは、この入力装置９１５を操作することによって、情報処理装置９００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
【００６９】
出力装置９１７は、取得した情報をユーザに対して視覚や聴覚、触覚などの感覚を用いて通知することが可能な装置で構成される。出力装置９１７は、例えば、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）または有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイなどの表示装置、スピーカまたはヘッドフォンなどの音声出力装置、もしくはバイブレータなどでありうる。出力装置９１７は、情報処理装置９００の処理により得られた結果を、テキストもしくは画像などの映像、音声もしくは音響などの音声、または振動などとして出力する。
【００７０】
ストレージ装置９１９は、情報処理装置９００の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１９は、例えば、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）などの磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイスなどにより構成される。ストレージ装置９１９は、例えばＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ、および外部から取得した各種のデータなどを格納する。
【００７１】
ドライブ９２１は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体９２７のためのリーダライタであり、情報処理装置９００に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９２１は、装着されているリムーバブル記録媒体９２７に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９２１は、装着されているリムーバブル記録媒体９２７に記録を書き込む。
【００７２】
接続ポート９２３は、機器を情報処理装置９００に接続するためのポートである。接続ポート９２３は、例えば、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Small  Computer  System  Interface）ポートなどでありうる。また、接続ポート９２３は、ＲＳ−２３２Ｃポート、光オーディオ端子、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition  Multimedia  Interface）ポートなどであってもよい。接続ポート９２３に外部接続機器９２９を接続することで、情報処理装置９００と外部接続機器９２９との間で各種のデータが交換されうる。
【００７３】
通信装置９２５は、例えば、通信ネットワーク９３１に接続するための通信デバイスなどで構成された通信インターフェースである。通信装置９２５は、例えば、ＬＡＮ（Local  Area  Network）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、またはＷＵＳＢ（Wireless  USB）用の通信カードなどでありうる。また、通信装置９２５は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Asymmetric  Digital  Subscriber  Line）用のルータ、または、各種通信用のモデムなどであってもよい。通信装置９２５は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、ＴＣＰ／ＩＰなどの所定のプロトコルを用いて信号などを送受信する。また、通信装置９２５に接続される通信ネットワーク９３１は、有線または無線によって接続されたネットワークであり、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信または衛星通信などを含みうる。
【００７４】
撮像装置９３３は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）またはＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）などの撮像素子、および撮像素子への被写体像の結像を制御するためのレンズなどの各種の部材を用いて実空間を撮像し、撮像画像を生成する装置である。撮像装置９３３は、静止画を撮像するものであってもよいし、また動画を撮像するものであってもよい。
【００７５】
センサ９３５は、例えば、加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサ、照度センサ、温度センサ、気圧センサ、または音センサ（マイクロフォン）などの各種のセンサである。センサ９３５は、例えば情報処理装置９００の筐体の姿勢など、情報処理装置９００自体の状態に関する情報や、情報処理装置９００の周辺の明るさや騒音など、情報処理装置９００の周辺環境に関する情報を取得する。また、センサ９３５は、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）信号を受信して装置の緯度、経度および高度を測定するＧＰＳ受信機を含んでもよい。
【００７６】
以上、情報処理装置９００のハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。かかる構成は、実施する時々の技術レベルに応じて適宜変更されうる。
【００７７】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７８】
本開示の実施形態は、例えば、上記で説明したような情報処理装置、システム、情報処理装置またはシステムで実行される情報処理方法、情報処理装置を機能させるためのプログラム、およびプログラムが記録された一時的でない有形の媒体を含みうる。
【００７９】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【００８０】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
空間認識センサの検出結果に基づいて空間内の測距対象を認識する認識処理部と、
少なくとも前記測距対象の一部を含むように、レーザーを用いて空間を走査し３次元的に測距する測距センサによる走査領域を設定する測距パラメータ設定部と、
を備える、情報処理装置。
（２）
前記測距パラメータ設定部は、前記測距対象の情報量に応じて前記走査領域の解像度または走査速度のうち少なくともいずれか一方を変更する、前記（１）に記載の情報処理装置。
（３）
前記測距パラメータ設定部は、前記測距対象の各部分の動き情報量に応じて、前記走査領域に含める前記測距対象の前記部分を設定する、前記（１）または（２）に記載の情報処理装置。
（４）
前記測距パラメータ設定部は、
前記認識処理部の認識結果に基づいて、前記測距対象のうち前記測距センサによるレーザー照射を回避させる回避領域を特定し、
前記回避領域を含めないように前記走査領域を設定する、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（５）
前記測距パラメータ設定部は、前記認識処理部による認識結果に基づき取得された前記空間内における前記測距対象の奥行き情報に応じて、当該測距対象の前記走査領域の解像度または走査速度のうち少なくともいずれか一方を変更する、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（６）
前記測距対象が動体であるとき、
前記測距パラメータ設定部は、予測される前記測距対象の移動領域を前記走査領域に含める、前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（７）
前記測距パラメータ設定部は、前記測距センサの測距結果を利用するコンテキストに応じて、前記走査領域の走査に関するパラメータを含む走査設定情報を変更する、前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（８）
前記測距センサが搭載された車両に対して当該測距センサの測距結果を提供する場合、
前記測距パラメータ設定部は、
前記車両の走行中は、走査速度または距離を優先させるように走査設定情報を設定し、
前記車両の停止中は、画角または解像度を優先させるように走査設定情報を設定する、前記（７）に記載の情報処理装置。
（９）
前記測距パラメータ設定部は、前記走査領域以外の空間領域を、前記走査領域の走査頻度よりも低い頻度で前記測距センサにより走査される第２の走査領域として設定する、前記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（１０）
前記測距センサはＬｉＤＡＲである、前記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（１１）
空間認識センサの検出結果に基づいて空間内の測距対象を認識すること、
少なくとも前記測距対象の一部を含むように、レーザーを用いて空間を走査し３次元的に測距する測距センサによる走査領域を設定すること、
を含む、情報処理方法。
（１２）
レーザーを用いて空間を３次元的に測距する測距センサと、
空間認識センサの検出結果に基づいて前記空間内の測距対象を認識し、少なくとも前記測距対象を含む領域を前記測距センサによる走査領域として設定する情報処理装置と、
を含む、測距システム。
【符号の説明】
【００８１】
１        測距システム
６０      車両
７０      物体
１００    センサ
１０２    空間認識センサ
１０４    測距センサ
１１０    ＧＰＳ受信機
１２０    ＩＭＵ
１３０    カメラ
１４１    制御ロジックＩＣ
１４３    発光部
１４３１  増幅器（ＡＭＰ）
１４３３  レーザーダイオード（ＬＤ）
１４３５  走査ユニット
１４３７  レンズ
１４３９  フィルタ
１４５    受光部
１４５１  フィルタ
１４５３  レンズ
１４５５  フォトダイオード（ＰＤ）
１４５７  増幅器（ＡＭＰ）
２００    情報処理装置
２１０    信号処理部
２１５    画像処理部
２２０    認識処理部
２３０    測距パラメータ設定部
３００    環境情報ＤＢ
４００    設定情報ＤＢ
【図１】
2019239566.tif 000003
【図２】
2019239566.tif 000004
【図３】
2019239566.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019239566.tif 000009
【図８】
2019239566.tif 000010
【図９】
2019239566.tif 000011
【図１０】
2019239566.tif 000012
【図１１】
2019239566.tif 000013
【図１２】
2019239566.tif 000014
【図１３】
2019239566.tif 000015
【国際調査報告】
2019239566.tif 000016
2019239566.tif 000017
2019239566.tif 000018
2019239566.tif 000019
2019239566.tif 000020
2019239566.tif 000021
2019239566.tif 000022