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公開番号2025001909
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023101675
出願日2023-06-21
発明の名称異物検出システム、異物検出装置、異物検出方法、及び、異物検出プログラム
出願人日本電気株式会社
代理人個人
主分類G01S 17/04 20200101AFI20241226BHJP(測定;試験)
要約【課題】舗装路面に取り残された異物を高い確度で検出する。
【解決手段】第1点群取得手段101は、舗装路面を第1時刻で測距して生成された第1点群を取得する。第2点群取得手段102は、舗装路面を第1時刻よりも後の第2時刻で測距して生成された第2点群を取得する。第1算出手段103は、第1検出空間における第1点密度分布特性を第1点群に基づいて算出する。第2算出手段104は、第1検出空間と対応する第2検出空間における第2点密度分布特性を第2点群に基づいて算出する。異物判定手段105は、第1点密度分布特性と第2点密度分布特性に基づいて、第2時刻において舗装路面に異物が取り残されているか否か判定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
舗装路面を第１時刻で測距して生成された第１点群を取得する第１点群取得手段と、
前記舗装路面を前記第１時刻よりも後の第２時刻で測距して生成された第２点群を取得する第２点群取得手段と、
第１検出空間における第１点密度分布特性を前記第１点群に基づいて算出する第１算出手段と、
前記第１検出空間と対応する第２検出空間における第２点密度分布特性を前記第２点群に基づいて算出する第２算出手段と、
前記第１点密度分布特性と前記第２点密度分布特性に基づいて、前記第２時刻において前記舗装路面に異物が取り残されているか否か判定する異物判定手段と、
を含む、
異物検出システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の異物検出システムであって、
前記第１点密度分布特性及び前記第２点密度分布特性は、何れも、平均値、最頻値、または、中央値の何れかを示す第１指標値を有し、
前記異物判定手段は、前記第１点密度分布特性の前記第１指標値と前記第２点密度分布特性の前記第１指標値の差分に基づいて、前記第２時刻において前記舗装路面に異物が取り残されているか否か判定する、
異物検出システム。
【請求項３】
請求項２に記載の異物検出システムであって、
前記第１点密度分布特性は、分散を示す第２指標値を有し、
前記異物判定手段は、前記第１点密度分布特性の前記第１指標値と前記第２点密度分布特性の前記第１指標値の差分を前記第１点密度分布特性の前記第２指標値と比較した比較結果に基づいて、前記第２時刻において前記舗装路面に異物が取り残されているか否か判定する、
異物検出システム。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の異物検出システムであって、
前記第１算出手段は、
前記第１点群のうち前記第１検出空間に含まれる複数の点のそれぞれにおける点密度を算出し、
前記複数の点のそれぞれにおける点密度に基づいて前記第１点密度分布特性を算出する、
異物検出システム。
【請求項５】
請求項１から３の何れか１項に記載の異物検出システムであって、
前記第２算出手段は、
前記第２点群のうち前記第２検出空間に含まれる複数の点のそれぞれにおける点密度を算出し、
前記複数の点のそれぞれにおける点密度に基づいて前記第２点密度分布特性を算出する、
異物検出システム。
【請求項６】
請求項１から３の何れか１項に記載の異物検出システムであって、
前記第１検出空間と前記第２検出空間は、同一の検出空間、または、互いに重複する検出空間である、
異物検出システム。
【請求項７】
請求項１から３の何れか１項に記載の異物検出システムであって、
前記第１検出空間と前記第２検出空間は、球状の空間である、
異物検出システム。
【請求項８】
舗装路面を第１時刻で測距して生成された第１点群を取得する第１点群取得手段と、
前記舗装路面を前記第１時刻よりも後の第２時刻で測距して生成された第２点群を取得する第２点群取得手段と、
第１検出空間における第１点密度分布特性を前記第１点群に基づいて算出する第１算出手段と、
前記第１検出空間と対応する第２検出空間における第２点密度分布特性を前記第２点群に基づいて算出する第２算出手段と、
前記第１点密度分布特性と前記第２点密度分布特性に基づいて、前記第２時刻において前記舗装路面に異物が取り残されているか否か判定する異物判定手段と、
を含む、
異物検出装置。
【請求項９】
コンピュータが、
舗装路面を第１時刻で測距して生成された第１点群を取得し、
前記舗装路面を前記第１時刻よりも後の第２時刻で測距して生成された第２点群を取得し、
第１検出空間における第１点密度分布特性を前記第１点群に基づいて算出し、
前記第１検出空間と対応する第２検出空間における第２点密度分布特性を前記第２点群に基づいて算出し、
前記第１点密度分布特性と前記第２点密度分布特性に基づいて、前記第２時刻において前記舗装路面に異物が取り残されているか否か判定する、
異物検出方法。
【請求項１０】
コンピュータに、請求項９に記載の異物検出方法を実行させる異物検出プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物検出システム、異物検出装置、異物検出方法、及び、異物検出プログラムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
空港に代表される航空機用の施設を運営するに際し、航空機用の舗装路面、即ち滑走路や誘導路、駐機場を綿密に点検することは重要な課題である。なぜなら、舗装路面に異物が取り残されている場合があるからである。異物としては、動物の死骸のような比較的大きなものもあれば、航空機を整備するための工具のような比較的小さなもの、ひいては、航空機や巡回車両から脱落した部品のような微小なものもある。これらの異物は、航空機のタイヤを破裂させたり、ジェットエンジンに吸い込まれることでジェットエンジンに致命的なダメージを与えたりする。このような事態を回避すべく、空港職員は、定期的に舗装路面を巡回し、異物の発見と除去に努めなければならない。しかしながら、舗装路面は極めて広大であり、上記の定期的な巡回には多大な費用を要していた。
【０００３】
特許文献１は、圃場の農作物を刈り取る収穫機を開示している。この収穫機は、ステレオカメラを備えている。収穫機は、ステレオカメラから取得した一対の撮像画像を用いてステレオマッチングを行うことで三次元点群を生成する。収穫機は、三次元点群に基づいて障害物を検出する。具体的には、収穫機は、走行方向前方の処理対象空間を水平方向及び垂直方向において格子状に区分けする。これにより、収穫機は、処理対象空間を複数のセルに区分けする。次に、収穫機は、三次元点群を対応するセルに格納する。そして、収穫機は、点密度が所定のしきい値を超えたセルに障害物があると推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７１９５５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本願発明者らは、航空機用の施設にLiDAR装置を設置し、当該LiDAR装置から出力される三次元点群を用いて航空機用の舗装路面に取り残された異物を検出することを検討している。具体的には、本願発明者らは、異物を検出するに際し、上記特許文献１のように三次元点群の点密度に着目している。しかしながら、三次元点群の点密度に基づいて異物を検出しようとする場合、幾つかの解決できない問題が存在している。
【０００６】
第１に、LiDAR装置は、関係法規に従って地表近くに設置されなければならない。これに対し、航空機用の舗装路面は水平距離にして数キロメートルに及ぶ。従って、LiDAR装置は、レーザ光を舗装路面に向かって極めて浅い角度で照射することになる。一方で、舗装路面に排水性を持たせるために、舗装路面は一般的に逆Ｖ字に傾斜している。即ち、舗装路面は、中心線を堺に第１傾斜面と第２傾斜面を有する。第１傾斜面は、中心線よりもLiDAR装置に近い傾斜面である。第２傾斜面は、中心線よりもLiDAR装置から遠い傾斜面である。この場合、第１傾斜面の点密度は、第２傾斜面の点密度よりも必然的に高くなるだろう。このように点密度は舗装路面の傾斜自体に大きく影響を受けるので、点密度を用いた異物検出は過検知や検知漏れを免れない。
【０００７】
第２に、LiDAR装置は数キロメートル先にレーザ光を照射することになるので、当該レーザ光の発散に起因して測距精度が劣化する。測距精度が劣化することは、それ自体が点密度の粗密を招く。このように点密度はLiDAR装置からのレーザ光の照射距離自体に大きく影響を受けるので、点密度を用いた異物検出は過検知や検知漏れを免れない。
【０００８】
このように、舗装路面上に異物がなければ舗装路面の点密度が均一になることを前提とした異物検出は、実際の運用に耐え得る検出確度を提供することができない。
【０００９】
本開示の目的は、舗装路面に取り残された異物を高い確度で検出する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の第１の観点によれば、
舗装路面を第１時刻で測距して生成された第１点群(point cloud)を取得する第１点群取得手段と、
前記舗装路面を前記第１時刻よりも後の第２時刻で測距して生成された第２点群を取得する第２点群取得手段と、
第１検出空間における第１点密度分布特性を前記第１点群に基づいて算出する第１算出手段と、
前記第１検出空間と対応する第２検出空間における第２点密度分布特性を前記第２点群に基づいて算出する第２算出手段と、
前記第１点密度分布特性と前記第２点密度分布特性に基づいて、前記第２時刻において前記舗装路面に異物が取り残されているか否か判定する異物判定手段と、
を含む、
異物検出システムが提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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