特許ウォッチ

公開番号2025144333
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024044069
出願日2024-03-19
発明の名称検出装置、検出方法及びプログラム
出願人古河電気工業株式会社,古河AS株式会社
代理人個人,個人
主分類G01S 13/89 20060101AFI20250925BHJP(測定;試験)
要約【課題】GNSS等により移動体の位置情報の取得が不安定な環境においても、環境要因に影響されず、樹木の幹部分を安定的かつ高い精度で推定することができる検出装置、検出方法及びプログラムを提供すること。
【解決手段】検出装置1は、移動体2の周囲環境に向けて送信波を送信するとともに、移動体2の周囲環境に存在する物標からの反射波を受信し、当該反射波を処理することによって、移動体2の周囲の点群の情報を周期的に取得するレーダ装置10と、レーダ装置10によって取得された点群の情報に基づいて、樹木の幹部分の位置を推定する幹部位置推定部235と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
移動体の周囲環境に向けて送信波を送信するとともに、前記移動体の周囲環境に存在する物標からの反射波を受信し、当該反射波を処理することによって、前記移動体の周囲の点群の情報を周期的に取得するレーダ処理部と、
前記レーダ処理部によって取得された前記点群の情報に基づいて、樹木の幹部分の位置を推定する推定部と、
を備える検出装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記推定部は、前記レーダ処理部によって取得された前記点群の高さ情報又は前記点群の強度に関する情報に基づいて、前記樹木の幹部分の位置を推定する、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記点群の情報を蓄積する蓄積部と、
前記蓄積部によって蓄積された前記点群の情報をフィルタ処理するフィルタ部と、
を更に備え、
前記フィルタ部は、前記レーダ処理部によって取得された前記点群の強度に関する情報、前記点群の振幅情報、前記点群の速度情報及び前記点群の三次元位置情報の少なくとも１つに対して前記点群の情報をフィルタ処理することによって、前記樹木以外の他の物標の点群の情報を除去し、
前記推定部は、フィルタ処理された前記点群の情報に基づいて、前記樹木の幹部分の位置を推定する、
請求項１又は２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記フィルタ部によってフィルタ処理された前記点群の情報をクラスタリング処理し、１以上のクラスタに分類するクラスタリング部を更に備える、請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
前記推定部は、
前記クラスタリング部によって分類された前記１以上のクラスタのうちの１つのクラスタを選択し、
選択した前記１つのクラスタにおける前記点群の数及び前記点群の強度に関する情報を用いて、前記樹木の幹部分の位置を推定する、請求項４に記載の検出装置。
【請求項６】
前記推定部は、
少なくとも前記点群の高さ情報又は前記点群の強度に関する情報を用いて前記点群の情報に重みを付与し、
重みを付与した前記点群の情報について重み付き重心を算出し、
算出した前記重み付き重心を前記樹木の幹部分の位置であると推定する、請求項５に記載の検出装置。
【請求項７】
前記点群の強度に関する情報は、入射される前記送信波に対する前記物標の反射能力を示すＲＣＳ（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ）であり、
前記推定部は、前記点群の高さ情報及び前記ＲＣＳを用いて前記点群の情報に重みを付与し、前記ＲＣＳが相対的に大きい値である場合、及び前記点群の高さ情報における検出高さが相対的に低い値である場合、前記点群の情報に付与する重みを大きくする、請求項６に記載の検出装置。
【請求項８】
前記推定部によって推定された結果に基づいて前記移動体の走行を制御する走行制御部を更に備える請求項１又は２に記載の検出装置。
【請求項９】
物標を検出するためのレーダ処理部と、検出された前記物標から特定の物標の位置を推定するための推定部とを備えた検出装置により、
移動体の周囲環境に向けて送信波を送信するとともに、前記移動体の周囲環境に存在する物標からの反射波を受信し、当該反射波を処理することによって、前記移動体の周囲の点群の情報を周期的に取得するステップと、
前記レーダ処理部によって取得された前記点群の情報に基づいて、樹木の幹部分の位置を推定するステップと、
を備える検出方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
移動体の周囲環境に向けて送信波を送信するとともに、前記移動体の周囲環境に存在する物標からの反射波を受信し、当該反射波を処理することによって、前記移動体の周囲の点群の情報を周期的に取得するステップと、
取得された前記点群の情報に基づいて、樹木の幹部分の位置を推定するステップと、
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、検出装置、検出方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、果樹園等にある樹木列の間を自律走行する移動体に関する技術が知られている。特に、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）等によって移動体の位置情報を取得することが不安定な環境においては、移動体と樹木の距離を計測し、移動体が樹木に接触しないように自律走行の制御を行うことによって、移動体の走行安定性を高めている。例えば、特許文献１には、ＧＮＳＳを利用できない環境において、移動体の周囲の環境における物体の分布を示すセンサデータを出力する１つ以上のＬｉＤＡＲ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎＡｎｄＲａｎｇｉｎｇ）センサと、複数の樹木列の幹部の分布を示す環境地図データを記憶する記憶装置と、移動体が移動している間に１つ以上のＬｉＤＡＲセンサから繰り返し出力されるセンサデータに基づいて、移動体の周囲の環境における樹木列の幹部を検出し、検出した樹木列の幹部と環境地図データとのマッチングを行うことにより、移動体の位置を推定する自己位置推定装置と、推定された移動体の位置に応じて移動体の移動を制御する制御装置と、を備える移動体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２２／１０７５８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬｉＤＡＲは、波長が短いレーザ光を用いて計測を行うため、一般に、対象物との間に障害物が存在すると対象物の計測が困難となる。この点、特許文献１では、ＬｉＤＡＲを樹木の幹の平均高さより低い位置に配置することにより、葉や枝によって遮られることなく、より多くのレーザビームで幹部を照射することができる、と記載されているが、平均高さより低い位置に配置しても葉や枝によって遮られる可能もあるし、地面から生えている雑草によって遮られることもある。また、ＬｉＤＡＲを用いる場合、霧、砂埃といった環境要因によりレーザ光が散乱され、樹木の幹の検知を十分に精度よく行うことができないという課題もある。
【０００５】
本願発明の一つの目的は、ＧＮＳＳ等により移動体の位置情報の取得が不安定な環境においても、環境要因に影響されず、樹木の幹部分を安定的かつ高い精度で推定することができる検出装置、検出方法及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の、及び他の目的を達成するために、本発明に係る検出装置は、移動体の周囲環境に向けて送信波を送信するとともに、前記移動体の周囲環境に存在する物標からの反射波を受信し、当該反射波を処理することによって、前記移動体の周囲の点群の情報を周期的に取得するレーダ処理部と、前記レーダ処理部によって取得された前記点群の情報に基づいて、樹木の幹部分の位置を推定する推定部と、を備える。
【０００７】
前記推定部は、前記レーダ処理部によって取得された前記点群の高さ情報又は前記点群の強度に関する情報に基づいて、前記樹木の幹部分の位置を推定してもよい。
【０００８】
前記検出装置は、前記点群の情報を蓄積する蓄積部と、前記蓄積部によって蓄積された前記点群の情報をフィルタ処理するフィルタ部と、を更に備え、前記フィルタ部は、前記レーダ処理部によって取得された前記点群の強度に関する情報、前記点群の振幅情報、前記点群の速度情報及び前記点群の三次元位置情報の少なくとも１つに対して前記点群の情報をフィルタ処理することによって、前記樹木以外の他の物標の点群の情報を除去し、前記推定部は、フィルタ処理された前記点群の情報に基づいて、前記樹木の幹部分の位置を推定してもよい。
【０００９】
前記検出装置は、前記フィルタ部によってフィルタ処理された前記点群の情報をクラスタリング処理し、１以上のクラスタに分類するクラスタリング部を更に備えてもよい。
【００１０】
前記推定部は、前記クラスタリング部によって分類された前記１以上のクラスタのうちの１つのクラスタを選択し、選択した前記１つのクラスタにおける前記点群の数及び前記点群の強度に関する情報を用いて、前記樹木の幹部分の位置を推定してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許