特開 2022-65347 障害物検知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022065347

(43)【公開日】2022-04-27

(54)【発明の名称】障害物検知装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 17/931 20200101AFI20220420BHJP

   G01S 13/931 20200101ALI20220420BHJP

【ＦＩ】

G01S17/931

G01S13/931

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020173866

(22)【出願日】2020-10-15

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構生物系特定産業技術研究支援センター「革新的技術開発・緊急展開事業（うち人工知能未来農業創造プロジェクト）」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】服部 晋悟

【テーマコード（参考）】

5J070

5J084

【Ｆターム（参考）】

5J070AB24

5J070AC02

5J070AC13

5J070AF03

5J070AK13

5J070AK16

5J070BD06

5J070BD08

5J084AA01

5J084AA05

5J084AA10

5J084AC02

5J084AD01

5J084BA03

5J084BA34

5J084BA40

5J084CA65

5J084EA22

(57)【要約】

【課題】障害物を検知すること。
【解決手段】障害物検知装置は、センサと、検知装置と、を備える。センサは、物体の一部を表す点までの距離及び方向を検出する。物体は、フォークリフトの進行の妨げとなる障害物、及びフォークリフトの進行の妨げとならない物体を含む。検知装置は、センサから検出結果を取得する。検出結果は、複数の点を示す情報である。検知装置は、点が水平方向に連続して検出された数を計数する。検知装置は、計数した点の数が閾値以上の点群を障害物として検知する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動体に搭載される障害物検知装置であって、
物体の一部を表す点までの距離及び方向を検出するセンサと、
前記センサから検出結果を取得する取得部と、
前記点が水平方向に連続して検出された数を計数する計数部と、
前記計数部により計数された前記点の数が閾値以上の点群を障害物として検知する検知部と、を備える障害物検知装置。

【請求項2】

前記障害物の存在時間をカウントする計時部と、
前記存在時間が予め定められた時間閾値を超えた場合には前記障害物が存在していると判定し、前記存在時間が前記時間閾値を超えない場合には前記障害物が存在していないと判定する判定部と、を備える請求項１に記載の障害物検知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、障害物検知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両等の移動体には、移動体の進行の妨げとなる障害物を検知するための障害物検知装置が搭載される場合がある。障害物検知装置としては、例えば、センサの検出結果から物体の一部を表す点の座標を導出し、点の集合である点群を障害物として検知するものが挙げられる。センサとしては、例えば、レーザー距離計、ステレオカメラ、ミリ波レーダー等、物体の一部を表す点までの距離及び方向を導出可能なものが用いられる。この種の障害物検知装置では、雨滴、虫、又は埃等の進行を妨げない物体も障害物として検知される場合がある。特許文献１に開示の障害物検知装置は、点群の大きさが閾値以上の場合に、当該点群を障害物として検知する。点群の大きさが閾値未満の場合には、当該点群は障害物ではないとみなすことで、雨滴、虫、又は埃等の物体が障害物として検知されることを抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１３９３０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示の障害物検知装置のように、大きさが閾値未満の点群を障害物ではないとみなす場合、大きさが閾値未満の点群の後方に障害物が存在している場合に、この障害物を検知できないおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する障害物検知装置は、移動体に搭載される障害物検知装置であって、物体の一部を表す点までの距離及び方向を検出するセンサと、前記センサから検出結果を取得する取得部と、前記点が水平方向に連続して検出された数を計数する計数部と、前記計数部により計数された前記点の数が閾値以上の点群を障害物として検知する検知部と、を備える。

【0006】

雨滴、虫、又は埃等の物体は、離散的に存在する。このため、雨滴、虫、又は埃等の物体により得られる点は、水平方向に連続して存在しにくい。計数部により水平方向に連続して検出された点の数を計数し、点の数が閾値以上の点群を障害物として検知することで、雨滴、虫、又は埃等の物体が障害物として検知されることを抑制できる。障害物が存在している場合には、雨滴、虫、又は埃等の物体が存在している場合であっても、点が水平方向に連続して検出される。従って、水平方向に連続して検出される点の数を計数することで、障害物を検知することができる。

【0007】

上記障害物検知装置について、前記障害物の存在時間をカウントする計時部と、前記存在時間が予め定められた時間閾値を超えた場合には前記障害物が存在していると判定し、前記存在時間が前記時間閾値を超えない場合には前記障害物が存在していないと判定する判定部と、を備えていてもよい。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、障害物を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】障害物検知装置が搭載されるフォークリフトを示す概略平面図。

【図2】障害物検知装置の概略構成図。

【図3】障害物検知制御を示すフローチャート。

【図4】雨天時にセンサによって得られる点の一例を示す図。

【図5】雨天時にセンサによって得られる点の一例を示す図。

【図6】予め定められた範囲の一例を示す図。

【図7】判定制御を示すフローチャート。

【図8】フォークリフトが旋回した場合の障害物の位置について説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、障害物検知装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、移動体としてのフォークリフト１０は、車体１１と、車体１１の前下部に配置された駆動輪１２と、車体１１の後下部に配置された操舵輪１３と、荷役装置１４と、を備える。フォークリフト１０は、荷役装置１４によって支持した荷を搬送する産業車両である。フォークリフト１０としては、自動で動作するものであってもよいし、人による操作によって動作するものであってもよいし、自動での動作と人による操作での動作とを切り替えられるものであってもよい。

【0011】

図２に示すように、フォークリフト１０は、駆動機構２１と、制御装置２２と、障害物検知装置３０と、を備える。駆動機構２１は、フォークリフト１０を走行動作させるための部材であり、駆動輪１２を駆動させるための走行用モータや、操舵輪１３を操舵させるための操舵機構を含む。

【0012】

制御装置２２は、フォークリフト１０の走行に関する制御を行う。制御装置２２は、駆動機構２１を制御することで、フォークリフト１０を走行させる。制御装置２２は、ハードウェアとしてプロセッサと、記憶部と、を備える。プロセッサとしては、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、又はDSP（Digital Signal Processor）が用いられる。記憶部は、RAM（Random access memory）及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部は、処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置２２は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御装置２２は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。

【0013】

障害物検知装置３０は、センサ３１と、検知装置４０と、を備える。障害物検知装置３０は、フォークリフト１０の進行の妨げとなる障害物を検知するためのものである。
センサ３１としては、点までの距離及び方向を測定可能なものが用いられる。本実施形態では、センサ３１としてレーザー距離計を用いている。レーザー距離計は、LIDAR（Laser Imaging Detection and Ranging）又はレーザーレンジファインダと称されることもある。センサ３１は、レーザーを照射し、レーザーが当たった点から反射された反射光を受光することで周辺環境を認識可能な距離計である。レーザーは、物体に当たることで反射されるため、点は物体の表面の一部を表しているといえる。なお、ここでいう物体は、フォークリフト１０の進行の妨げとなる障害物、及びフォークリフト１０の進行の妨げとならない物体を含む。フォークリフト１０の進行の妨げとならない物体は、雨滴、虫、埃、及び雪片を含む。本実施形態では、フォークリフト１０の進行の妨げとならない物体として雨滴を例に挙げて説明を行う。

【0014】

図１に示すように、センサ３１は、検出可能範囲ＳＡ内でレーザーの照射角度を変更しながらレーザーを照射する。検出可能範囲ＳＡは、例えば、レーザーを照射可能な照射可能角度θとレーザーの到達可能距離Ｒ１とで定まる扇形の範囲である。本実施形態のセンサ３１は、照射可能角度θ内で一方向への照射角度を角度分解能に応じた一定角度θ１で変更しながらレーザーを照射する。照射角度は、例えば、照射可能角度θの中央を基準、即ち、０度とした場合の角度である。センサ３１は、照射角度が変更される方向が水平方向となるように取り付けられている。これにより、センサ３１は、水平方向への照射角度を変更しながらレーザーを照射する。

【0015】

センサ３１は、レーザーの照射から反射光の受光までに要した時間から、レーザーが当たった点までの距離を測定できる。レーザーを照射した照射角度は、センサ３１から点への方向を示しているといえる。センサ３１は、水平方向への照射角度を変更しながらレーザーを照射するため、照射角度は、水平方向に対する点の方向を示しているといえる。レーザーを照射したにも関わらず反射光を受光できない場合には、当該レーザーの照射角度にはレーザーを反射する物体が存在しないといえる。センサ３１は、点までの距離と照射角度とを対応付けた情報を検出する。点までの距離及び照射角度を用いることで、センサ３１を原点とする座標系での点の座標を導出することができる。この座標は、水平方向を表す座標平面での座標を表しているといえる。センサ３１の検出結果は、センサ３１と点との水平方向に対する位置関係を表すものであればよい。本実施形態において、センサ３１の検出結果は、点の座標を示す情報と、当該点を検出した際の照射角度を示す情報とを含む。

【0016】

センサ３１は複数設けられている。複数のセンサ３１は、フォークリフト１０の後方の障害物を検知するために設けられた１つのセンサ３１Ａと、フォークリフト１０の前方の障害物を検知するために設けられた２つのセンサ３１Ｂ，３１Ｃと、を含む。センサ３１Ａは、フォークリフト１０の後方が検出可能範囲ＳＡとなるように車体１１に取り付けられている。センサ３１Ａは、例えば、車体１１の後部に取り付けられている。センサ３１Ｂは、フォークリフト１０の前方及びフォークリフト１０の左側方が検出可能範囲ＳＡとなるように車体１１に取り付けられている。センサ３１Ｃは、フォークリフト１０の前方及びフォークリフト１０の右側方が検出可能範囲ＳＡとなるように車体１１に取り付けられている。２つのセンサ３１Ｂ，３１Ｃは、例えば、車体１１の前方に取り付けられている。２つのセンサ３１Ｂ，３１Ｃは、例えば、左右に分かれて取り付けられている。なお、図１では、センサ３１Ａの検出可能範囲ＳＡのみを示しているが、２つのセンサ３１Ｂ，３１Ｃについてもセンサ３１Ａと同様の検出可能範囲ＳＡを備える。

【0017】

上記したようにセンサ３１を配置することで、水平方向に対するフォークリフト１０の周囲全体がいずれかのセンサ３１の検出可能範囲ＳＡに含まれる。フォークリフト１０の前後左右いずれの位置に障害物が存在している場合であっても、いずれかのセンサ３１の検出可能範囲ＳＡに障害物は位置するといえる。なお、３つのセンサ３１は、互いの検出可能範囲ＳＡが一部重なり合うように配置されていてもよいし、互いの検出可能範囲ＳＡが重ならないように配置されていてもよい。

【0018】

図２に示すように、検知装置４０は、ハードウェアとしてプロセッサ４１と、記憶部４２と、を備える。プロセッサ４１としては、例えば、CPU、GPU、又はDSPが用いられる。記憶部４２は、RAM及びROMを含む。記憶部４２は、処理をプロセッサ４１に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部４２、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。検知装置４０は、ASICやFPGA等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である検知装置４０は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。

【0019】

検知装置４０は、プロセッサ４１が記憶部４２に記憶されたプログラムを実行することで機能する機能要素として取得部４３と、計数部４４と、検知部４５と、計時部４６と、判定部４７と、リセット部４８と、を備える。

【0020】

検知装置４０は、所定の制御周期で以下の障害物検知制御を繰り返し行うことで障害物の検知を行う。以下、障害物検知制御について詳細に説明を行う。
図３に示すように、ステップＳ１において、検知装置４０は、センサ３１から検出結果を取得する。センサ３１の検出結果は、複数の点を示す情報である。前述したように、点は、水平方向を表す座標平面での座標を表している。センサ３１が複数設けられる場合、それぞれのセンサ３１で原点の位置が異なる。また、センサ３１が複数設けられる場合、それぞれのセンサ３１で座標軸の向きが異なる場合がある。検知装置４０は、３つのセンサ３１の検出結果をマージして、３つのセンサ３１により得られた点の座標を同一の座標系の座標とした後に、この座標を用いて障害物の検知を行ってもよい。検知装置４０は、各センサ３１の検出結果をマージせず、３つのセンサ３１で別々に障害物の検知を行ってもよい。本実施形態では、説明の便宜上、フォークリフト１０が水平面に位置している状態で水平方向のうちフォークリフト１０の車幅方向に延びる軸をＸ軸、水平方向のうちＸ軸に直交する軸をＹ軸とする座標系での座標を３つのセンサ３１から取得したとして説明を行う。この座標系の座標は、水平方向での点の位置を示しているといえる。図４には、矢印ＸでＸ軸を示し、矢印ＹでＹ軸を示している。以下の説明において、座標とは、フォークリフト１０の車幅方向に延びる軸をＸ軸、水平方向のうちＸ軸に直交する軸をＹ軸とする座標系での座標を示す。ステップＳ１の処理を行うことで、検知装置４０は取得部４３を備えているといえる。

【0021】

図３に示すように、ステップＳ２において、検知装置４０は、水平方向に連続して点が検出された数を計数する。センサ３１としてレーザー距離計を用いている場合、「点が水平方向に連続して検出される」とは、水平方向に対して照射角度を変更しながらレーザーを照射した際に、各照射角度で点が検出されることを意味する。例えば、任意の照射角度を第１照射角度、第１照射角度の次の照射角度を第２照射角度、第２照射角度の次の照射角度を第３照射角度とする。第１照射角度、第２照射角度、及び第３照射角度のそれぞれで点が検出された場合、連続して点が検出された数は３である。第１照射角度、及び第２照射角度で点が検出され、第３照射角度で点が検出されなかった場合、連続して点が検出された数は２である。第１照射角度、及び第３照射角度で点が検出され、第２照射角度で点が検出されなかった場合のように、点が離散的に検出された場合には点は連続して検出されていないといえる。なお、第１照射角度の前の照射角度、及び第３照射角度の次の照射角度では点が検出されていないとする。ステップＳ２の処理を行うことで、検知装置４０は計数部４４を備えているといえる。

【0022】

図４及び図５に示すように、雨天時にフォークリフト１０を屋外で走行させる場合を例に挙げてステップＳ２の処理について説明する。レーザーを照射することで、図４に示すように点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５が得られたとする。点Ｐ１及び点Ｐ２は、雨滴Ｒにレーザーが照射されることで得られた点である。点Ｐ３～点Ｐ５は、障害物Ｂにレーザーが当たることで得られた点である。点Ｐ１と点Ｐ２は水平方向に連続していない点である。点Ｐ３～点Ｐ５は、互いに水平方向に連続する点である。雨滴Ｒは、実空間上で占有する領域が小さく、互いに離散的に存在するため、雨滴Ｒの後方に障害物Ｂが存在していない場合には点が連続して検出されにくい。一方で、障害物Ｂは、フォークリフト１０の進行を妨げない物体よりも占有する領域が大きいため、点が連続して検出されやすい。

【0023】

レーザーを照射することで、図５に示すように点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１６が得られたとする。点Ｐ１１，Ｐ１２は、雨滴Ｒにレーザーが照射されることで得られた点である。点Ｐ１３は、障害物Ｂにレーザーが照射されることで得られた点である。点Ｐ１１，Ｐ１２に照射されたレーザーの延長線上には障害物Ｂが位置している。点Ｐ１１，Ｐ１２は、雨滴Ｒによって障害物Ｂに当たるレーザーが遮られることで得られた点といえる。点Ｐ１１～Ｐ１３は、互いに水平方向に連続する点である。このように、雨滴Ｒと障害物Ｂとの組み合わせによって水平方向に連続して点が検出される場合がある。

【0024】

点Ｐ１４～Ｐ１６は雨滴Ｒにレーザーが当たることで得られた点である。点Ｐ１４～Ｐ１６に照射されたレーザーの延長線上には障害物Ｂが位置している。点Ｐ１４～Ｐ１６は、雨滴Ｒによって障害物Ｂに当たるレーザーが遮られることで得られた点である。点Ｐ１４～点Ｐ１６は、互いに水平方向に連続する点である。降水量が多く雨滴Ｒが密に存在する場合や、センサ３１の近くに雨滴Ｒが存在する場合には雨滴Ｒによって水平方向に連続して点が検出される場合がある。

【0025】

図３に示すように、ステップＳ３において、検知装置４０は、ステップＳ２で計数された点の数が閾値以上の点群を障害物として検知する。詳細にいえば、検知装置４０は、水平方向に閾値以上連続して検出された複数の点を１つの点群としてグルーピングする。閾値としては、センサ３１の角度分解能、検知したい障害物の大きさ、検出可能範囲ＳＡのうち最遠方に障害物が存在している場合に障害物に当たるレーザーの点数に基づき任意の値を設定することができる。本実施形態では、一例として閾値を３としている。即ち、水平方向に連続して３つ以上の点が検出された場合、これらの点は点群としてグルーピングされる。グルーピングの手法としては、任意の手法を挙げることができる。例えば、水平方向に連続して存在する４つの点が存在する場合、４つの点を１つの点群としてもよいし、４つの点のうち連続する３つの点を１つの点群とし、残りの１つの点は除外してもよい。また、４つの点には、連続する３つの点の組み合わせが２つ存在するため、２つの組み合わせのそれぞれを１つずつの点群としてもよい。この場合、４つの点のうち２つの点は、２つの点群に属することになる。ステップＳ３の処理を行うことで、検知装置４０は検知部４５を備えているといえる。

【0026】

図４及び図５に示す例であれば、点Ｐ３～点Ｐ５が１つの点群ＰＧ１、点Ｐ１１～Ｐ１３が１つの点群ＰＧ２、点Ｐ１４～Ｐ１６が１つの点群ＰＧ３としてグルーピングされる。検知装置４０は、各点群ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３を障害物として検知する。

【0027】

図３に示すように、ステップＳ４において、検知装置４０は、障害物の位置を導出する。障害物の位置としては、障害物として検知された点群に属する点のうち任意の点の座標を用いることができる。本実施形態では、点群に属する点のうちフォークリフト１０から最も離れた点の座標を障害物の位置としている。なお、フォークリフト１０から最も離れた点とは、フォークリフト１０からのユークリッド距離が最も長い点であってもよいし、Ｙ軸に沿う距離がフォークリフト１０から最も長い点であってもよい。

【0028】

検知装置４０は、障害物検知制御によって検知された障害物が存在するか否かを判定する判定制御を行う。
図６に示すように、検知装置４０は、予め定められた範囲Ａに障害物が継続して位置している時間である存在時間から障害物が存在しているか否かの判定を行う。予め定められた範囲Ａは、水平方向に対して定められた範囲である。予め定められた範囲Ａは、例えば、Ｘ座標及びＹ座標によって規定される。

【0029】

予め定められた範囲Ａは、複数の範囲Ａ１，Ａ２を備える。本実施形態において、予め定められた範囲Ａは、第１範囲Ａ１と、第２範囲Ａ２と、を含む。第１範囲Ａ１は、フォークリフト１０から水平方向に広がる領域である。第１範囲Ａ１の形状は、任意の形状とすることができる。第１範囲Ａ１の形状としては、例えば、フォークリフト１０を平面視した場合に、円形や多角形となるような形状を挙げることができる。第２範囲Ａ２は、フォークリフト１０から水平方向に広がる領域である。第２範囲Ａ２は、第１範囲Ａ１と重なり合う。第２範囲Ａ２の形状は、任意の形状とすることができる。第２範囲Ａ２は、例えば、第１範囲Ａ１と同一形状であり、かつ、第１範囲Ａ１よりも面積の小さい範囲である。第２範囲Ａ２は全体に亘って第１範囲Ａ１に含まれている。

【0030】

以下、判定制御について詳細に説明を行う。判定制御は、所定の制御周期で繰り返し行われる。以下の説明では、第１範囲Ａ１に物体が存在しているか否かを判定する際の判定制御について説明する。

【0031】

図７に示すように、ステップＳ１１において、検知装置４０は、第１範囲Ａ１に障害物が位置しているか否かを判定する。検知装置４０は、ステップＳ４で導出した障害物の位置が第１範囲Ａ１内か否かを判定することで、第１範囲Ａ１に障害物が位置しているか否かを判定することができる。検知装置４０は、第１範囲Ａ１に１つでも障害物が位置していれば、第１範囲Ａ１に障害物が位置していると判定する。検知装置４０は、第１範囲Ａ１に１つも障害物が位置してしない場合には第１範囲Ａ１に障害物が位置していないと判定する。検知装置４０は、ステップＳ１１の判定結果が肯定の場合、ステップＳ１２の処理を行う。検知装置４０は、ステップＳ１１の判定結果が否定の場合、ステップＳ１６の処理を行う。

【0032】

ステップＳ１２において、検知装置４０は、第１範囲Ａ１に障害物が位置している存在時間をカウントする。詳細にいえば、検知装置４０は、存在時間のカウントが行われていない場合には存在時間のカウントを開始し、存在時間のカウントが既に行われている場合にはカウントを継続する。第１範囲Ａ１には障害物が位置しているため、検知装置４０は、障害物の存在時間をカウントしているといえる。ステップＳ１２の処理を行うことで検知装置４０は計時部４６を備えているといえる。

【0033】

次に、ステップＳ１３において、検知装置４０は、第１範囲Ａ１に障害物が位置している存在時間が時間閾値を超えたか否かを判定する。時間閾値は、予め定められた値である。時間閾値としては、雨滴Ｒが障害物として検知されている場合に、この障害物が検知されなくなるのに要すると想定される時間に設定される。雨滴Ｒにレーザーが当たることで障害物が検知された場合であっても、時間経過により雨滴Ｒが落下することでレーザーが雨滴Ｒに当たらなくなる。このように、雨滴Ｒが障害物として検知されている場合、時間経過により障害物が検知されなくなる場合がある。時間閾値を上記したように設定することで、第１範囲Ａ１に存在している障害物が雨滴Ｒにより検知されている障害物のみの場合、存在時間が時間閾値を超える前にステップＳ１１の判定結果が否定になる。ステップＳ１３の判定結果が肯定の場合、検知装置４０はステップＳ１４の処理を行う。ステップＳ１３の判定結果が否定の場合、検知装置４０はステップＳ１５の処理を行う。

【0034】

ステップＳ１４において、検知装置４０は、第１範囲Ａ１に障害物が存在していると判定する。第１範囲Ａ１に障害物が位置している存在時間が時間閾値を超えた場合には第１範囲Ａ１に障害物が存在していると判定される。

【0035】

ステップＳ１５において、検知装置４０は、第１範囲Ａ１に障害物が存在していないと判定する。第１範囲Ａ１に障害物が位置している存在時間が時間閾値を超えない場合には第１範囲Ａ１に障害物が存在していないと判定される。ステップＳ１３～Ｓ１５の処理を行うことで、検知装置４０は、判定部４７を備えているといえる。

【0036】

ステップＳ１６において、検知装置４０は、存在時間のカウントをリセットする。これにより、第１範囲Ａ１に障害物が位置しなくなった場合には、存在時間のリセットにより、第１範囲Ａ１に障害物が存在しないと判定されるようになる。ステップＳ１６の処理を行うことで、検知装置４０は、リセット部４８を備えているといえる。

【0037】

図６に示すように、雨天時にフォークリフト１０を屋外で走行させる場合を例に挙げて判定制御について説明する。図６に示す例では、第１範囲Ａ１に障害物Ｂが存在している。雨滴Ｒにより得られる点Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３により点群ＰＧ１１が障害物として検知されている。障害物Ｂにより得られる点Ｐ２４，Ｐ２５，Ｐ２６により点群ＰＧ１２が障害物として検知されている。

【0038】

点群ＰＧ１１，ＰＧ１２が障害物として検知されることで、存在時間のカウントが行われる。雨滴Ｒにより得られる点群ＰＧ１１は、存在時間が時間閾値に達する前に得られなくなる。点群ＰＧ１１が得られなくなっても、障害物Ｂが第１範囲Ａ１に存在していれば、点群ＰＧ１２は継続して得られるため、存在時間のカウントは継続される。存在時間が時間閾値を超えると、障害物が第１範囲Ａ１に存在していると判定される。仮に、障害物Ｂが第１範囲Ａ１に存在していない場合には、雨滴Ｒにより点群ＰＧ１１が得られた場合であっても、存在時間が時間閾値に達する前に点群ＰＧ１１が得られなくなる。このため、判定制御を行うことにより、雨滴Ｒが障害物として検知された場合であっても、この障害物は存在していないとみなすことができる。

【0039】

上記では、第１範囲Ａ１に障害物が存在しているか否かを判定する場合について説明を行ったが、第２範囲Ａ２についても同様の態様で障害物が存在しているか否かを判定することができる。ステップＳ１１～ステップＳ１６で行った処理を第２範囲Ａ２についても行えばよい。検知装置４０は、第１範囲Ａ１及び第２範囲Ａ２毎に障害物が存在しているか否かを判定する。なお、第２範囲Ａ２は、第１範囲Ａ１に含まれているため、第２範囲Ａ２に障害物が位置している場合には、第１範囲Ａ１についても第２範囲Ａ２についても存在時間のカウントが行われることになる。即ち、第２範囲Ａ２に障害物が存在している場合には、第１範囲Ａ１にも障害物が存在していると判定される。

【0040】

検知装置４０は、制御装置２２に検知結果を出力する。検知結果は、例えば、第１範囲Ａ１に障害物が存在しているか否かを示す情報、第２範囲Ａ２に障害物が存在しているか否かを示す情報、及び障害物の位置情報を含む。

【0041】

制御装置２２は、障害物検知装置３０の検知結果に応じてフォークリフト１０の制御を行う。例えば、制御装置２２は、第２範囲Ａ２に障害物が存在している場合には、駆動機構２１を制御することでフォークリフト１０を停止させる。制御装置２２は、第１範囲Ａ１に障害物が存在しており、かつ、第２範囲Ａ２に障害物が存在していない場合には、駆動機構２１を制御することでフォークリフト１０を減速させる。フォークリフト１０の減速は、例えば、車速上限値を設定することで行われる。制御装置２２は、フォークリフト１０の車速が車速上限値を上回らないようにフォークリフト１０を走行させる。従って、フォークリフト１０の車速が車速上限値未満であれば、第１範囲Ａ１に障害物が存在している場合であってもフォークリフト１０の減速が行われないことが生じ得る。車速上限値は、予め定められた一定値であってもよいし、障害物がフォークリフト１０に近いほど低くなる変動値であってもよい。

【0042】

本実施形態の作用について説明する。
障害物検知制御では、水平方向に連続して検出された点の数を計数し、閾値以上連続して点が存在する場合には、それらの点の点群を障害物として検知している。

【0043】

図５に示す点群ＰＧ２は、雨滴Ｒによって得られた点と障害物Ｂによって得られた点によって障害物として検知されている。仮に、点群の大きさから障害物の検知を行う場合、所定範囲に存在する複数の点を１つの点群とし、点群の大きさを測定する。図５に示す点Ｐ１１，Ｐ１２は、雨滴Ｒによって障害物Ｂに当たるレーザーが遮られることで得られた点である。点群の大きさから障害物の検知を行う場合、点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を１つの点群としてグルーピングできず、障害物Ｂを検知できない場合がある。これに対し、本実施形態のように、水平方向に点が連続して検出されるか否かによって障害物の検知を行うと、雨滴Ｒにレーザーが遮られることで雨滴Ｒの後方に存在する障害物Ｂにレーザーが当たらない場合であっても、障害物Ｂを検知できる。また、レーザーの延長線上に障害物Ｂが位置しているため、雨滴Ｒによってレーザーが遮られていない場合であっても水平方向に点が連続して検出される。雨滴Ｒの後方に障害物Ｂが存在している場合には、雨滴Ｒによってレーザーが遮られるか否かに関わらず水平方向に連続して点が検出されるといえる。

【0044】

同様に、図５に示す点群ＰＧ３は、雨滴Ｒによって得られた点Ｐ１４～Ｐ１６によって障害物として検知されている。障害物検知制御では、雨滴Ｒを障害物として検知し得る。この場合、雨滴Ｒの後方に障害物Ｂが存在していなければ、次回の制御周期では雨滴Ｒが障害物として検知されなくなる。雨滴Ｒの後方に障害物Ｂが存在していれば、次回の制御周期でも障害物が検知される。点群の大きさから障害物の検知を行う場合、点群ＰＧ３を障害物として検知できず、障害物の検知が遅れる場合がある。これに対し、本実施形態では、雨滴Ｒの後方に障害物Ｂが存在している場合には、継続して障害物が検知されるため、雨滴Ｒの後方に障害物Ｂが存在している場合であっても障害物を検知することができる。

【0045】

判定制御では、存在時間のカウントを行うことで、障害物が存在しているか否かを判定している。存在時間は、第１範囲Ａ１と第２範囲Ａ２毎にカウントされる。仮に、検知された障害物毎に存在時間のカウントを行う場合、前回の制御周期で検知された障害物と今回の制御周期で検知された障害物とが同一障害物か否かの判定を行う。そして、障害物毎に存在時間をカウントしていく。このように、障害物毎に存在時間をカウントする場合であっても、雨滴Ｒの影響を低減して、障害物が存在しているか否かの判定を行うことができる。しかしながら、検知された障害物毎に存在時間のカウントを行う場合、前回の制御周期で検知された障害物と今回の制御周期で検知された障害物とが同一障害物と判定できなかった場合には、存在時間がリセットされる。

【0046】

例えば、図８に示すように、フォークリフト１０が旋回した場合を想定する。旋回前において、検知装置４０は、障害物Ｂにより得られた点Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３の集合である点群ＰＧ１３を障害物として検知している。フォークリフト１０が旋回することで座標軸が動くため、障害物Ｂの座標が大きく変化する。障害物Ｂは移動していないにも関わらず、図８に二点鎖線で示すように、障害物Ｂが大きく移動したとみなすことができる。この場合、検知装置４０は、旋回前後で同一障害物を異なる障害物として検知する場合がある。結果として、フォークリフト１０が旋回することで、存在時間のカウントがリセットされ、存在時間が時間閾値を超えるまで障害物が存在していないと判定される。特に、フォークリフト１０のような産業車両は、倉庫、工場等の狭い領域で使用される関係上、最小旋回半径が小さいことが多い。このため、１回の制御周期の間に大きく旋回するおそれがあり、存在時間のリセットが生じ易い。

【0047】

本実施形態のように予め定められた範囲Ａに障害物が位置する時間を存在時間としてカウントすることで、予め定められた範囲Ａに障害物が位置していればカウントは継続される。フォークリフト１０が旋回した場合であっても、フォークリフト１０の旋回後に障害物が予め定められた範囲Ａに存在していればカウントが継続される。図８に示す例では、旋回前であっても旋回後であっても障害物Ｂが第１範囲Ａ１に位置している。このため、旋回前後でも存在時間のリセットが行われない。

【0048】

なお、実施形態では、フォークリフト１０の進行を妨げない物体の一例として雨滴Ｒを挙げて説明を行ったが、虫、埃、及び雪片であっても雨滴Ｒと同様のことが言える。
実施形態の効果について説明する。

【0049】

（１）検知装置４０は、水平方向に連続して検出された点の数が閾値以上の点群を障害物として検知している。雨滴Ｒは、実空間上で離散的に存在する。これに対して、フォークリフト１０の進行の妨げとなる障害物は、雨滴Ｒに比べて実空間上を占有する領域が大きい。水平方向に連続して検出された点の数を計数し、点の数が閾値以上の点群を障害物として検知することで、雨滴Ｒが障害物として検知されることを抑制できる。障害物が存在している場合には、雨滴Ｒが存在している場合であっても、点が水平方向に連続して検出される。従って、水平方向に連続して検出される点の数を計数することで、障害物を検知することができる。

【0050】

（２）検知装置４０は、障害物の存在時間が時間閾値を超えた場合に、障害物が存在していると判定している。雨滴Ｒが障害物として検知された場合に、この障害物は存在していないと判定することができる。実施形態のように、障害物が存在するか否かによりフォークリフト１０の減速及び停止が行われる場合には、雨滴Ｒによって減速及び停止が行われることを抑制することができる。

【0051】

（３）検知装置４０は、水平方向に連続して検出された点の数によって障害物の検知を行っている。障害物の検知を行うために点群の大きさを算出する必要がないため、点群の大きさから障害物を検知する場合に比べて、ソフトウェアを簡素にすることができる。

【0052】

（４）検知装置４０は、水平方向に連続して検出された点の数によって障害物の検知を行うことで、雨滴Ｒが障害物として検知されることを抑制することができる。検知装置４０が行う制御により雨滴Ｒが障害物として検知されることを抑制できるため、雨滴Ｒが障害物として検知されることを抑制するために装置を追加する必要がない。

【0053】

（５）検知装置４０は、予め定められた範囲Ａに障害物が位置している存在時間をカウントしている。障害物が予め定められた範囲Ａに位置していれば存在時間のカウントが継続される。予め定められた範囲Ａに障害物が位置していれば、前回の制御周期で検知された障害物と今回の制御周期で検知された障害物とが同一か否かに関わらずカウントが行われる。従って、同一の障害物が存在するか否かを判定し、障害物の存在時間をカウントする場合に比べて、存在時間がリセットされにくい。存在時間のリセットにより障害物が存在していないと判定されることを抑制できる。

【0054】

（６）予め定められた範囲Ａは、複数の範囲Ａ１，Ａ２を備える。範囲Ａ１，Ａ２毎に障害物が存在しているかを個別にカウントすることで、範囲Ａ１，Ａ２毎に障害物が存在しているか否かを判定することができる。従って、制御装置２２は、範囲Ａ１，Ａ２毎に異なる制御を行うことができる。実施形態であれば、第１範囲Ａ１に障害物が存在していればフォークリフト１０の減速、第２範囲Ａ２に障害物が存在していればフォークリフト１０の停止を行うことができる。

【0055】

（７）検知装置４０は、予め定められた範囲Ａに障害物が位置している存在時間をカウントしている。障害物毎に存在時間をカウントする場合のように、前回の制御周期で検知された障害物と今回の制御周期で検知された障害物とが同一の障害物か否かを判定する必要がない。従って、同一の障害物が存在するか否かを判定し、障害物の存在時間をカウントする場合に比べて、ソフトウェアを簡素にすることができる。

【0056】

実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○検知装置４０は、判定制御の際に障害物毎に存在時間をカウントしてもよい。検知装置４０は、障害物の位置、障害物の形状、及び障害物の移動ベクトルを含む障害物情報から、前回の制御周期で検知した障害物と今回の制御周期で検知した障害物とが同一の障害物か否かを判定することができる。検知装置４０は、存在時間が時間閾値を超えた障害物は存在していると判定する。この場合であっても、雨滴Ｒに検知された障害物は存在していないと判定することができる。

【0057】

○検知装置４０は、判定制御を行わなくてもよい。この場合、障害物検知制御により障害物が検知されると、存在時間に関わらず当該障害物が存在していると判定される。この場合、雨滴Ｒが障害物として検知された場合に、障害物が存在していないにも関わらず、フォークリフト１０の減速や停止が行われる場合がある。しかしながら、雨滴Ｒが障害物として検知される頻度は低い。また、雨滴Ｒが障害物として検知された場合であっても雨滴Ｒが障害物として検知されている時間は僅かであると考えられる。従って、雨滴Ｒが障害物として検知されることでフォークリフト１０の減速や停止が行われる場合であっても、この時間は僅かであると考えられるため、実使用上の影響は少ないと考えられる。

【0058】

○予め定められた範囲Ａは、１つの範囲であってもよい。例えば、実施形態の第２範囲Ａ２を省略して、第１範囲Ａ１のみとしてもよい。
○予め定められた範囲Ａは、複数の範囲に分割されていてもよい。例えば、第１範囲Ａ１を複数の範囲に分割し、範囲毎に存在時間のカウントを行ってもよい。

【0059】

○予め定められた範囲Ａは、３つ以上の範囲を備えていてもよい。
○第２範囲Ａ２の一部が第１範囲Ａ１に重なるようにしてもよい。
○検知装置４０は、障害物検知制御及び判定制御に加えて、点群の大きさから障害物を検知する制御を行ってもよい。例えば、検知装置４０は、点群の大きさから障害物を検知する制御を行い、点群の大きさが閾値以上の場合に、当該点群を障害物として検知する。検知装置４０は、点群の大きさが閾値未満の場合、当該点群はフォークリフト１０の進行を妨げない物体とみなす。検知装置４０は、大きさが閾値未満の点群を除去した後に、障害物検知制御及び判定制御を行ってもよい。

【0060】

○センサ３１としては、ステレオカメラ、ToF:Time of Flightカメラ、又はミリ波レーダーを用いてもよい。
ステレオカメラは、互いに離間して配置された２つのカメラを備え、両カメラによって撮像された画像に写る同一物体の画素差を用いて物体の座標を導出するためのものである。センサ３１としてステレオカメラを用いる場合、検知装置４０は、２つのカメラによって撮像された画像から視差画像を取得する。視差画像は、画素に対して視差［ｐｘ］を対応付けたものである。視差は、ステレオカメラの備える２つのカメラによって撮像された画像を比較し、各画像に写る同一特徴点について画像間の画素数の差を導出することで得られる。特徴点とは、物体のエッジなど、境目として認識可能な部分である。特徴点は、輝度情報などから検出することができる。検知装置４０は、ステレオカメラの基線長、ステレオカメラの焦点距離、及び視差画像からカメラ座標系における特徴点の座標を導出する。検知装置４０は、カメラ座標系における特徴点の座標を実空間上の座標系の座標に変換する。特徴点は物体の一部を表す点である。このため、実空間上の座標系における特徴点の座標は、物体の一部を表す点までの距離及び方向を表しているといえる。センサ３１としてステレオカメラを用いる場合、視差画像において水平方向に対応する方向に並ぶ画素に連続して視差が対応付けられている場合に、水平方向に連続して点が検出されているといえる。例えば、水平方向と画像の横方向とが一致するように撮像が行われている場合、画像の横方向に隣り合う画素同士に視差が対応付けられていれば、水平方向に連続して点が検出されているといえる。

【0061】

ToFカメラは、カメラと、光を照射する光源と、を備え、光源から照射された光の反射光を受光するまでの時間からカメラによって撮像された画像の画素毎に奥行き方向の距離を導出するものである。ToFカメラを用いることで、画素に奥行き方向の距離が対応付けられた距離画像を得ることができる。ステレオカメラを用いる場合と同様に、検知装置４０は、実空間上の座標系における点の座標を導出することができる。ToFカメラを用いる場合、物体の一部を表す点とは、光が当たった箇所である。センサ３１としてToFカメラを用いる場合、距離画像において水平方向に対応する方向に並ぶ画素に連続して距離が対応付けられている場合に、水平方向に連続して点が検出されているといえる。

【0062】

ミリ波レーダーとは、所定の周波数帯域の電波を周囲に照射することで周辺環境を認識可能なセンサである。ミリ波レーダーを用いる場合、物体の一部を表す点とは、電波が当たった点となる。ミリ波レーダーは、レーザーに代えて電波を用いた点がレーザー距離計とは異なる。ミリ波レーダーは、レーザー距離計と同様の機能を備える。

【0063】

センサ３１としては、レーザー距離計とステレオカメラ等、複数のセンサを組み合わせたものであってもよい。
○センサ３１としては、３次元計測を行えることができるものを用いてもよい。３次元計測は、点のＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標を計測することである。Ｚ座標は、鉛直方向の点の位置を示す。３次元計測を行うことができるセンサ３１としては、水平方向に加えて鉛直方向に対して照射角度を変更できるレーザー距離計、ステレオカメラ、ToFカメラ、及びミリ波レーダーを挙げることができる。センサ３１として３次元計測を行えるものを用いる場合、検知装置４０は、水平方向に連続して検出された点の数が閾値以上であり、かつ、鉛直方向に連続して検出された点の数が閾値以上の点群を障害物として検知してもよい。即ち、点の鉛直方向の位置を検知できる場合には、鉛直方向の位置を含めて障害物の検知を行ってもよい。鉛直方向に連続して検出された点の数に設定される閾値は、水平方向に連続して検出された点の数に設定される閾値と同一の値であってもよいし、異なる値であってもよい。

【0064】

○センサ３１は、単数であってもよい。この場合、予め定められた範囲Ａは、センサ３１の検出可能範囲ＳＡ内で設定すればよい。
○障害物検知装置３０が障害物を検知した後に制御装置２２が行う処理は任意である。例えば、音を発生させたり、ランプを点灯させることでフォークリフト１０の搭乗者に障害物が存在することの報知を行ってもよい。フォークリフト１０が自動で走行するフォークリフト１０であれば、障害物を回避するように経路を生成してもよい。

【0065】

○障害物検知装置３０は、任意の移動体に搭載することができる。例えば、トーイングトラクタ等のフォークリフト１０以外の産業車両、乗用車、又はドローン等の飛翔体に障害物検知装置３０は搭載されてもよい。

【0066】

○取得部４３と、計数部４４と、検知部４５と、計時部４６と、判定部４７と、リセット部４８と、はそれぞれ個別の装置であってもよい。

【符号の説明】

【0067】

Ｂ…障害物、Ｐ１～Ｐ５，Ｐ１１～Ｐ１６，Ｐ２１～Ｐ２６，Ｐ３１～Ｐ３３…点、ＰＧ１～ＰＧ３，ＰＧ１１～ＰＧ１３…点群、１０…移動体としてのフォークリフト、３０…障害物検知装置、３１…センサ、４３…取得部、４４…計数部、４５…検知部、４６…計時部、４７…判定部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】