特許ウォッチ

公開番号2025171080
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2024076066
出願日2024-05-08
発明の名称物体検知装置
出願人酒井重工業株式会社
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類G01S 17/931 20200101AFI20251113BHJP(測定;試験)
要約【課題】複数のエコーから物体を好適に検知することが可能な物体検知装置を提供する。
【解決手段】物体検知装置20Aは、受光部22の画素ごとに、発光部21から照射された投射光の反射位置までの距離を算出する距離算出部23aと、画素iごとに算出された距離に基づいて、反射位置の三次元座標を算出する三次元座標算出部23bと、エコーごとに、画素iごとに算出された距離に基づいて、物体3を識別するエコー別物体識別部23cと、三次元座標に基づいて、エコーごとに識別された物体3が同一であるか別体であるかを判定する識別結果統合部23dと、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
受光部の画素ごとに、発光部から照射された投射光の反射位置までの距離を算出する距離算出部と、
前記画素ごとに算出された前記距離に基づいて、前記反射位置の三次元座標を算出する三次元座標算出部と、
エコーごとに、前記画素ごとに算出された前記距離に基づいて、物体を識別するエコー別物体識別部と、
前記三次元座標に基づいて、前記エコーごとに識別された前記物体が同一であるか別体であるかを判定する識別結果統合部と、
を備えることを特徴とする物体検知装置。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
受光部の画素ごとに、発光部から照射された投射光の反射位置までの距離を算出する距離算出部と、
前記投射光に対応する前記受光部の受光回数に基づいて、複数のエコーが存在するか否かを判定するマルチエコー判定部と、
前記画素ごとの前記距離及び／又は受光強度に基づいて、前記画素ごとに複数のエコーのいずれかを採用するエコー採用部と、
を備えることを特徴とする物体検知装置。
【請求項３】
前記エコー採用部は、前記画素ごとに算出された高さ方向の座標に基づいて、一の前記エコーを採用するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の物体検知装置。
【請求項４】
前記エコー採用部は、前記画素ごとに算出された前記距離に基づいて、一の前記エコーを採用するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の物体検知装置。
【請求項５】
前記エコー採用部は、隣接する２つの前記エコーにおける前記距離の差に基づいて、一の前記エコーを採用するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の物体検知装置。
【請求項６】
前記エコー採用部は、複数の前記エコーのうち、前記受光強度が大きい一の前記エコーを採用する
ことを特徴とする請求項２に記載の物体検知装置。
【請求項７】
採用された前記エコーに関して、前記画素ごとの前記受光強度及び前記距離の分布に基づいて、前記画素の前記受光強度が実像からのものである可能性を示すレベルを設定するとともに、採用された前記エコーに関して、前記画素ごとに算出された前記距離に基づいて、物体を識別する物体識別部と、
前記レベルに基づいて、識別された前記物体が実像であるか否かを判定する実像判定部と、
を備えることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の物体検知装置。
【請求項８】
建設車両に配置されている請求項１又は請求項２に記載の物体検知装置であって、
前記物体が実像であると判定された場合に、前記実像の前記距離に基づいてブレーキ作動の必要性を判定するブレーキ判定部を備える、
ことを特徴とする物体検知装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、転圧ローラ等の建設車両において周辺の物体を検知する技術に関する。
続きを表示（約 5,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、建設車両としての転圧ローラの後方に存在する障害物を検知する障害物検知装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１２０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる障害物検知装置においては、同一の画素において複数のエコーを受光する場合がある。複数のエコーの例としては、湯気等からの反射光である虚像としてのエコー、障害物からの反射光である実像としてのエコーが挙げられる。
【０００５】
従来の障害物検知装置は、同一の画素において複数のエコーを受光した場合、所定番目のエコーを選択して採用するように設定されている。例えば、従来の障害物検知装置は、湯気、土埃等といった外乱の影響を受ける画素が少ない場合には、１番目のエコーを採用するように設定され、外乱の影響を受ける画素が多い場合には、当該画素における最後のエコー（複数のエコーが存在しない（１番目のエコーのみが存在する）場合には、１番目のエコー、例えば２つのエコーが存在する場合には、２番目のエコー）を採用するように設定される。しかし、従来の障害物検知装置は、複数のエコーが存在する場合に何番目のエコーを採用するかを事前に設定する必要があるため、状況の変化に好適に対応するのが困難である。
【０００６】
本発明は、前記した事情に鑑みて創案されたものであり、複数のエコーから物体を好適に検知することが可能な物体検知装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の物体検知装置は、受光部の画素ごとに、発光部から照射された投射光の反射位置までの距離を算出する距離算出部と、前記画素ごとに算出された前記距離に基づいて、前記反射位置の三次元座標を算出する三次元座標算出部と、エコーごとに、前記画素ごとに算出された前記距離に基づいて、物体を識別するエコー別物体識別部と、前記三次元座標に基づいて、前記エコーごとに識別された前記物体が同一であるか別体であるかを判定する識別結果統合部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数のエコーから物体を好適に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の第一の実施形態に係る物体検知システムが適用された転圧ローラの側面図である。
本発明の第一の実施形態に係る物体検知システムが適用された転圧ローラの平面図である。
本発明の第一の実施形態に係る物体検知システムを模式的に示すブロック図である。
（ａ）は物体検知装置による測定対象の路面及び物体を撮像した画像、（ｂ）は画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｃ）は画素ごとの受光強度を模式的に示す画像である。
（ａ）はＸＺ平面における画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｂ）は、ＸＹ平面における画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｃ）はＹＺ平面における画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｄ）は画素の距離及び受光強度の関係（分布）を模式的に示すグラフ（部分拡大図）である。
（ａ）（ｂ）（ｃ）は、従来の物体検知装置による物体の検知例を模式的に示す図である。
従来の物体検知装置による物体の検知例を模式的に示す図である。
（ａ）は前進時の転圧ローラを模式的に示す側面図、（ｂ１）は前進かつ減速時の転圧ローラを模式的に示す側面図、（ｂ２）は前進かつ減速時の物体検知装置による１番目のエコーの測定例を模式的に示すグラフ、（ｂ３）は前進かつ減速時の物体検知装置による１番目のエコーの測定例を模式的に示す画像、（ｃ１）は前後進の切替時の転圧ローラを模式的に示す側面図、（ｃ２）は前後進の切替時の物体検知装置による１番目のエコーの測定例を模式的に示すグラフ、（ｃ３）は前後進の切替時の物体検知装置による１番目のエコーの測定例を模式的に示す画像、（ｄ１）は後進かつ加速時の転圧ローラを模式的に示す側面図、（ｄ２）は後進かつ加速時の物体検知装置による１番目のエコーの測定例を模式的に示すグラフ、（ｄ３）は後進かつ加速時の物体検知装置による１番目のエコーの測定例を模式的に示す画像である。
（ａ）は転圧ローラの後方に作業者及び湯気が存在する状態を撮像した画像、（ｂ）はＸＺ平面における画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｃ）は、ＸＹ平面における画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｄ）はＹＺ平面における画素の座標の分布を模式的に示すグラフである。
（ａ）はＸＺ平面における路面に対応する画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｂ）はＸＺ平面における路面に対応する画素の座標の分布を模式的に示すグラフであって左右の画素に対応する点群を除去したグラフである。
転圧ローラの後方の路面を模式的に示す平面図であり、路面を示すデータを補間する手法を説明するための図である。
（ａ）はＸＹ平面における路面に対応する画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｂ）はＸＺ平面における路面に対応する画素の座標の分布を模式的に示すグラフである。
画素ごとの距離の対数及び受光強度の対数の関係を模式的に示すグラフである。
（ａ）は転圧ローラの後方に作業者及び湯気が存在する状態を撮像した画像、（ｂ）は物体検知装置によって測定された画素ごとの距離を模式的に示す画像である。
（ａ）はＸＹ平面における路面に対応する画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｂ）はＹＺ平面における路面に対応する画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｃ）は画素ごとの距離の対数及び受光強度の対数の関係を模式的に示すグラフである。
（ａ）は転圧ローラの後方に作業者及び物体が存在する状態を撮像した画像、（ｂ）は画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｃ）は画素ごとの受光強度を模式的に示す画像、（ｄ）はラスタスキャン法を模式的に示す画像、（ｅ）はラスタスキャン法によって識別された作業者及び物体を模式的に示す画像である。
（ａ）はＸＺ平面における画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｂ）はＸＹ平面における画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｃ）はＹＺ平面における画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｄ）は画素ごとのレベルを模式的に示す画像、（ｅ）は（ｄ）の部分拡大図である。
（ａ）は識別された物体ごとの画素のレベルの分布を模式的に示すグラフ、（ｂ）は識別された物体ごとの画素のレベルの分布及び物体の実像レベルを模式的に示す表である。
（ａ）は転圧ローラの後方に作業者及び湯気が存在する状態を撮像した画像、（ｂ）は画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｃ）は画素ごとの受光強度を模式的に示す画像、（ｄ）はラスタスキャン法によって識別された作業者及び物体を模式的に示す画像である。
（ａ）はＸＹ平面における画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｂ）はＹＺ平面における画素の座標の分布を模式的に示すグラフ、（ｃ）は画素ごとのレベルを模式的に示す画像である。
（ａ）は画素ごとのレベルを模式的に示す画像であって、レベルが０の画素を除去した状態を模式的に示す画像、（ｂ）は識別された物体ごとの画素のレベルの分布を模式的に示すグラフ、（ｃ）は識別された物体ごとの画素のレベルの分布及び物体の実像レベルを模式的に示す表である。
異なるエコーで識別された物体が同一であるか別体であるかを判定する手法を説明するためのＸＹ平面図である。
異なるエコーで識別された物体が同一であるか別体であるかを判定する手法を説明するためのＸＺ平面図である。
緊急ブレーキを作動させるための車速及び物体までの距離の関係性を表すブレーキラインを示すグラフである。
本発明の第一の実施形態に係る物体検知装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
本発明の第一の実施形態に係る物体検知装置の動作例を説明するためのフローチャートであり、受光強度のレベル設定の動作例を説明するためのフローチャートである。
本発明の第一の実施形態に係る物体検知装置の動作例を説明するためのフローチャートであり、物体識別の動作例を説明するためのフローチャートである。
本発明の第一の実施形態に係る物体検知装置の動作例を説明するためのフローチャートであり、識別結果統合の動作例を説明するためのフローチャートである。
本発明の第一の実施形態に係る物体検知装置の動作例を説明するためのフローチャートであり、実像判定の動作例を説明するためのフローチャートである。
本発明の第二の実施形態に係る物体検知システムを模式的に示すブロック図である。
本発明の第二の実施形態に係る物体検知装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
本発明の第二の実施形態に係る物体検知装置の動作例を説明するためのフローチャートであり、マルチエコー判定及びエコー採用の動作例を説明するためのフローチャートである。
第一の実施例における検知距離を模式的に示すグラフである。
図３３の時間帯Ａ１における物体検知を説明するための図であり、（ａ）は転圧ローラの後方に作業者及び湯気が存在する状態を撮像した画像、（ｂ）は１番目のエコーにおける画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｃ）は２番目のエコーにおける画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｄ）は画素ごとにエコーが選択された結果を模式的に示す画像、（ｅ）は物体の識別結果を模式的に示す画像である。
図３３の時間帯Ａ２における物体検知を説明するための図であり、（ａ）は転圧ローラの後方に作業者及び湯気が存在する状態を撮像した画像、（ｂ）は１番目のエコーにおける画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｃ）は２番目のエコーにおける画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｄ）は画素ごとにエコーが選択された結果を模式的に示す画像、（ｅ）は物体の識別結果を模式的に示す画像である。
図３３の時間帯Ａ３における物体検知を説明するための図であり、（ａ）は転圧ローラの後方に作業者が存在する状態を撮像した画像、（ｂ）は１番目のエコーにおける画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｃ）は２番目のエコーにおける画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｄ）は画素ごとにエコーが選択された結果を模式的に示す画像、（ｅ）は物体の識別結果を模式的に示す画像である。
第二の実施例における検知距離を模式的に示すグラフである。
図３７の時刻Ａ４における物体検知を説明するための図であり、（ａ）は転圧ローラの後方に作業者及び湯気が存在する状態を撮像した画像、（ｂ）は１番目のエコーにおける画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｃ）は２番目のエコーにおける画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｄ）は画素ごとにエコーが選択された結果を模式的に示す画像、（ｅ）は物体の識別結果を模式的に示す画像である。
図３７の時刻Ａ５における物体検知を説明するための図であり、（ａ）は転圧ローラの後方に作業者及び湯気が存在する状態を撮像した画像、（ｂ）は１番目のエコーにおける画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｃ）は２番目のエコーにおける画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｄ）は画素ごとにエコーが選択された結果を模式的に示す画像、（ｅ）は物体の識別結果を模式的に示す画像である。
図３７の時刻Ａ６における物体検知を説明するための図であり、（ａ）は転圧ローラの後方に作業者及び湯気が存在する状態を撮像した画像、（ｂ）は１番目のエコーにおける画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｃ）は２番目のエコーにおける画素ごとの距離を模式的に示す画像、（ｄ）は画素ごとにエコーが選択された結果を模式的に示す画像、（ｅ）は物体の識別結果を模式的に示す画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態に係る物体検知装置について、当該物体検知装置を建設車両としての転圧ローラに適用した場合を例にとり、図面を参照して詳細に説明する。同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図において、上下、左右、前後といった方向を表す表現は、転圧ローラを基準とする。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許