特開 2023-156716 判定装置、路面認識方法、および推定装置

(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】P2023156716

(43)【公開日】2023-10-25

(54)【発明の名称】判定装置、路面認識方法、および推定装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 15/931 20200101AFI20231018BHJP

   G01S 15/04 20060101ALI20231018BHJP

   E01C 23/01 20060101ALI20231018BHJP

【ＦＩ】

G01S15/931

G01S15/04

E01C23/01

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022066235

(22)【出願日】2022-04-13

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神谷 達也

(72)【発明者】

【氏名】深代 優輝

(72)【発明者】

【氏名】水谷 厚司

(72)【発明者】

【氏名】加藤 哲弥

【テーマコード（参考）】

2D053

5J083

【Ｆターム（参考）】

2D053AA33

2D053FA03

5J083AA02

5J083AB13

5J083AC29

5J083AD04

5J083AD06

5J083AD14

5J083AE06

5J083AF05

5J083BE12

5J083BE19

5J083BE38

5J083CA10

5J083CA12

(57)【要約】

【課題】路面の凹部を検知できる技術を提供する。
【解決手段】判定装置１００は、射出波を射出する射出部１１と、射出波が物標に反射して生じる反射波を受けとる受取部１２と、を有し、反射波を用いて、射出部の前後方向における予め定められた検知範囲に存在する物体までの距離を測定することができる１つ以上のセンサ部１０と、反射波の受信強度を用いて、路面において凹部が存在するか否かを判定する判定部２０とを備える。判定部は、受信強度を縦軸とし、センサ部からの距離または射出波を射出してから反射波を受け取るまでの時間を横軸とした第１グラフにおける包絡線である第２グラフにおいて、第１反射区間と第２反射区間との間に無反射区間が存在する場合であって、かつ、複数の極大値であってそれぞれ第２反射区間における受信強度が予め定められた閾値以上の受信強度である複数の極大値が、一定間隔で位置している場合に、凹部が存在すると判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

判定装置（１００）であって、
射出波を射出する射出部（１１）と、前記射出波が物標に反射して生じる反射波を受けとる受取部（１２）と、を有し、前記反射波を用いて、前記射出部の前後方向における予め定められた検知範囲に存在する物体までの距離を測定することができる１つ以上のセンサ部（１０）と、
前記反射波の受信強度を用いて、路面において凹部が存在するか否かを判定する判定部（２０）と、を備え、
前記判定部は、
前記受信強度を縦軸とし、前記センサ部からの距離または前記射出波を射出してから前記反射波を受け取るまでの時間を横軸とした第１グラフにおける包絡線である第２グラフにおいて、
第１路面からの前記反射波による第１反射区間と、前記前後方向において前記第１反射区間よりも前記判定装置から遠い位置からの前記反射波による第２反射区間と、の間に存在する無反射区間を検知し、
前記無反射区間が存在する場合であって、かつ、複数の極大値であってそれぞれ前記第２反射区間における前記受信強度が予め定められた閾値以上の受信強度である複数の極大値が、一定間隔で位置している場合に、前記凹部が存在すると判定する、判定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の判定装置であって、更に、
前記センサ部が測定した距離を用いて、前記複数の極大値の前記横軸における間隔に基づき前記路面の延伸方向における前記凹部の幅である溝幅を算出する溝幅算出部（３１）と、を備える、判定装置。

【請求項3】

請求項２に記載の判定装置であって、
前記溝幅算出部は、気温と湿度との少なくとも一方の測定値を用いて、前記センサ部が測定した距離を補正する、判定装置。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載の判定装置であって、
前記溝幅算出部は、前記受信強度と前記無反射区間との関係を教師有り機械学習によって学習したモデルを用いて前記溝幅を推定する、判定装置。

【請求項5】

請求項１または請求項２項に記載の判定装置であって、更に、
前記センサ部が測定した距離を用いて、前記無反射区間の長さに基づいて前記凹部の高さである溝高を算出する溝高算出部（３２）、を備える、判定装置。

【請求項6】

請求項１または請求項２に記載の判定装置であって、更に、
前記第２グラフの第２反射区間において前記センサ部から最も近い位置にある第１極大値の前記受信強度と、前記複数の極大値の前記受信強度の減衰量とに基づき、前記凹部の高さである溝高を算出する溝高算出部を備える、判定装置。

【請求項7】

請求項５に記載の判定装置であって、
前記溝高算出部は、前記受信強度と前記無反射区間との関係を教師有り機械学習によって学習したモデルを用いて前記溝高を推定する、判定装置。

【請求項8】

請求項１または請求項２に記載の判定装置であって、
前記センサ部は、前記反射波の入射角を検知でき、
前記判定部は、前記入射角が予め定められた範囲内である前記反射波の受信強度を用いて、前記路面において前記凹部が存在するか否かを判定する、判定装置。

【請求項9】

請求項１または請求項２に記載の判定装置であって、
前記センサ部は、複数の周波数の前記射出波を射出し、
前記判定部は、周波数毎に前記凹部が存在するか否かの判定を行い、前記凹部が存在するという判定結果の数が予め定められた閾値以上の場合に、前記凹部が存在すると判定する、判定装置。

【請求項10】

請求項１または請求項２に記載の判定装置であって、
複数の前記センサ部を備え、
前記判定部は、前記センサ部毎に前記凹部が存在するか否かの判定を行い、前記凹部が存在するという判定結果の数が予め定められた閾値以上の場合に、前記凹部が存在すると判定する、判定装置。

【請求項11】

請求項１または請求項２に記載の判定装置であって、
前記センサ部は、指向性を有するセンサである、判定装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の判定装置であって、
前記センサ部は、フェーズドアレイである、判定装置。

【請求項13】

請求項１または請求項２に記載の判定装置であって、
前記射出部は、前記射出波として音波もしくは電波を射出する、判定装置。

【請求項14】

路面において凹部が存在するか否かを判定する路面認識方法であって、
射出波を射出する射出部と前記射出波が物標に反射して生じる反射波を受けとる受取部とを有し、前記反射波を用いて、前記射出部の前後方向における予め定められた検知範囲に存在する物体までの距離を測定することができる１つ以上のセンサが測定した距離および前記反射波の受信強度を取得する工程と、
前記受信強度を縦軸とし、前記センサからの距離または前記射出波を射出してから前記反射波を受け取るまでの時間を横軸とした第１グラフにおける包絡線である第２グラフにおいて、第１路面からの前記反射波による第１反射区間と、前記前後方向において前記第１反射区間よりも前記センサから遠い位置からの前記反射波による第２反射区間と、の間に存在する無反射区間を検知し、前記無反射区間が存在する場合であって、前記第２反射区間における前記受信強度が予め定められた閾値以上の受信強度である複数の極大値が、一定間隔で位置している場合に、前記凹部が存在すると判定する工程と、を含む、路面認識方法。

【請求項15】

路面において凹部が存在するか否かを判定する推定装置（２００）であって、
射出波を射出する射出部と前記射出波が物標に反射して生じる反射波を受けとる受取部とを有し、前記反射波を用いて、前記射出部の前後方向における予め定められた検知範囲に存在する物体までの距離を測定することができる１つ以上のセンサが測定した距離を用いて、前記凹部が存在するか否かを判定する判定部と、
前記凹部が存在するか否かの判定結果を出力する出力部（４０）と、を備え、
前記判定部は、
前記受信強度を縦軸とし、前記センサからの距離または前記射出波を射出してから前記反射波を受け取るまでの時間を横軸とした第１グラフにおける包絡線である第２グラフにおいて、
第１路面からの前記反射波による第１反射区間と、前記前後方向において前記第１反射区間よりも前記推定装置から遠い位置からの前記反射波による第２反射区間と、の間に存在する無反射区間を検知し、
前記無反射区間が存在する場合であって、前記第２反射区間における前記受信強度が予め定められた閾値以上の受信強度である複数の極大値が、一定間隔で位置している場合に、前記凹部が存在すると判定する、推定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、判定装置、路面認識方法、および推定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

判定装置として、超音波やレーザ等の送信波を発し、路面によって反射された反射波を受信し、その受信波に基づいて、路面を検知するものが知られている。特許文献１には、受信波の形態を、過去の受信波の形態と比較して欠落部分を検知することで、路面に凹部を存在することを判定する技術が開示されている。また、特許文献２には、受信波の測定点から、距離や高度が大きく変化する部分を検知することで、路面に凹部を存在することを判定する技術が開示されている。また、特許文献３には、路面の高さデータを並べ替え、変化点を検出することで、路面に凹部を存在することを判定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１３２５１１号公報

【特許文献2】特開２０１７－１５６０１号公報

【特許文献3】特開２０１２－２２０２２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来技術では、路面の延伸方向において、手前の路面と奥の路面との間に存在する段差であって手前の路面から下降する段差である下り段差と、凹部とを区別できない。そのため、路面の凹部を検知できる技術が望まれていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一形態によれば、判定装置（１００）が提供される。判定装置は、射出波を射出する射出部（１１）と、前記射出波が物標に反射して生じる反射波を受けとる受取部（１２）と、を有し、前記反射波を用いて、前記射出部の前後方向における予め定められた検知範囲に存在する物体までの距離を測定することができる１つ以上のセンサ部（１０）と、
前記反射波の受信強度を用いて、路面において凹部が存在するか否かを判定する判定部（２０）と、を備える。前記判定部は、前記受信強度を縦軸とし、前記センサ部からの距離または前記射出波を射出してから前記反射波を受け取るまでの時間を横軸とした第１グラフにおける包絡線である第２グラフにおいて、第１路面からの前記反射波による第１反射区間と、前記前後方向において前記第１反射区間よりも前記判定装置から遠い位置からの前記反射波による第２反射区間と、の間に存在する無反射区間を検知し、前記無反射区間が存在する場合であって、かつ、複数の極大値であってそれぞれ前記第２反射区間における前記受信強度が予め定められた閾値以上の受信強度である複数の極大値が、一定間隔で位置している場合に、前記凹部が存在すると判定する。

【0006】

この形態の判定装置によれば、例えば、下り段差の場合、複数の極大値が一定間隔で位置しないため、凹部と下り段差とを区別して、凹部を検知できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】判定装置の構成の概要を示す説明図である。

【図2】凹部の一例を示す説明図である。

【図3】凹部検出処理の一例を示したフローチャートである。

【図4】距離と受信強度との関係を示す第１グラフである。

【図5】第１グラフの包絡線を示す第２グラフである。

【図6】第３実施形態における凹部の一例を示す説明図である。

【図7】第３実施形態における第２グラフである。

【図8】第３実施形態における凹部の他の例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１に示すように、判定装置１００は、センサ部１０と、判定部２０と、算出部３０と、出力部４０と、を備える。判定装置１００は、周囲の物体までの距離を検出する。判定装置１００は、例えば、車両に搭載されるソナーである。判定装置１００として、ミリ波レーダやＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）、光の飛行時間を利用して三次元位置を測定可能なＴＯＦカメラ（ＴＯＦ：Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）を採用できる。

【0009】

センサ部１０は、射出波を射出する射出部１１と、射出波が物標に反射して生じる様々な反射波を受けとる受取部１２と、を有する。センサ部１０は、受取部１２が受け取る反射波を用いて、射出部１１の前後方向における予め定められた検知範囲に存在する物体までの距離を測定することができる。射出部１１の前後方向とは、判定装置１００に基づいて定められる方向である。本実施形態において、射出部１１は、射出波として音波を射出する。射出部１１は、電波や光波を射出してもよい。

【0010】

判定部２０は、センサ部１０が受信した反射波の受信強度を用いて、路面に凹部が存在するか否かを判定する。図２に示すように、「凹部」とは、路面の延伸方向において、第１路面３０１と、第１路面３０１よりも判定装置１００から遠い第２路面３０２との間に存在する溝３０３である。本開示において、第１路面３０１と第２路面３０２との間に存在する窪みも凹部に含まれる。

【0011】

算出部３０（図１参照）は、センサ部１０が受信した反射波の受信強度を用いて、凹部における各部位の長さを算出する。算出部３０は、溝幅算出部３１と溝高算出部３２とを有する。溝幅算出部３１は、センサ部１０が測定した距離を用いて、路面の延伸方向における凹部の幅である溝幅Ｌｗを算出する。溝高算出部３２は、センサ部１０が測定した距離を用いて、凹部の高さである溝高Ｌｈを算出する。以下では、図２に示す路面の形状を例として、算出部３０が溝幅Ｌｗおよび溝高Ｌｈを算出する方法を説明する。算出部３０が溝幅Ｌｗおよび溝高Ｌｈを算出する詳細については後述する。

【0012】

出力部４０は、算出部３０が算出した溝幅Ｌｗおよび溝高Ｌｈを出力する。出力部４０は、例えば、判定装置１００を搭載する車両に出力する。判定部２０と算出部３０と出力部４０とを併せて、推定装置２００ともいう。

【0013】

図３に示す凹部検出処理は、判定部２０が路面において凹部が存在するか否かを判定する処理である。ステップＳ１００において、判定部２０は、反射波の受信強度を取得する。より具体的には、判定部２０は、ある時点におけるセンサ部１０が受取部１２によって取得した路面や凹部の壁面に反射して生じる各反射波の受信強度を取得する。

【0014】

ステップＳ１１０において、判定部２０は、ステップＳ１００で取得した受信強度から無反射区間を検知する。より具体的には、受信強度とセンサ部１０からの距離との関係を示すグラフの包絡線から無反射区間を検知する。本実施形態において、「無反射区間」とは、第１路面３０１からの反射波による第１反射区間と、溝３０３の第２路面３０２と接続している壁面や第２路面３０２からの反射波による第２反射区間と、の間に存在する受信強度が予め定めた値より低い位置が連続する区間である。なお、無反射区間が検知されなかった場合、判定部２０は、凹部が検出されなかった、と判定して凹部検出処理を終了してもよい。

【0015】

図４に示す第１グラフの縦軸は受取部１２が取得した反射波の受信強度を示している。横軸は、センサ部１０からの距離を示している。図５に太線で示す第２グラフの縦軸は受取部１２が取得した反射波の受信強度を示している。横軸は、センサ部１０からの距離を示している。第２グラフは、第１グラフの包絡線を表している。より具体的には、第２グラフは、第１グラフにおけるグラフ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４の包絡線である。グラフ群Ｇ１～Ｇ４は、受信強度の極大値が予め定められた値以上となるグラフが予め定められた大きさの区間以上連続している集合である。本実施形態において、グラフ群Ｇ１～Ｇ４は、受信強度が０以上となるグラフの集合である。包絡線は、受信強度の極大値に接する近似曲線である。

【0016】

図５における距離ｄ１から距離ｄ２の区間が第１反射区間Ａ１であり、距離ｄ３から距離ｄ７の区間が第２反射区間Ａ２である。第１反射区間Ａ１と第２反射区間Ａ２との間に存在する区間が無反射区間Ａ３である。なお、本実施形態において、無反射区間Ａ３における受信強度は０であるが、これに限らず、無反射区間Ａ３における受信強度が０より大きくてもよい。

【0017】

ステップＳ１２０（図３参照）において、判定部２０は、図５に示す第２グラフにおける、第２反射区間Ａ２における受信強度が予め定められた範囲内の受信強度である複数の極大値Ｐ１～Ｐ３が、一定間隔で位置している場合に、凹部が存在すると判定する。第２反射区間Ａ２における受信強度が予め定められた範囲内の受信強度である極大値とは、第２反射区間Ａ２において受信強度が、第１閾値受信強度Ｔｈ１以上であって第２閾値受信強度Ｔｈ２以下の極大値である。より具体的には、判定部２０は、第１極大値Ｐ１の横軸上の位置である距離ｄ４の値と第２極大値Ｐ２の横軸上の位置である距離ｄ５の値の差Ｄ１と、第２極大値Ｐ２の横軸上の位置である距離ｄ５の値と第３極大値Ｐ３の横軸上の位置である距離ｄ６の値の差Ｄ２と、の差が予め定められた範囲内の値である場合に、凹部が存在すると判定する。本実施形態において、第１閾値受信強度Ｔｈ１と第２閾値受信強度Ｔｈ２とは、一定の値である。なお、第１閾値受信強度Ｔｈ１と第２閾値受信強度Ｔｈ２とは、判定装置１００からの距離ｄ１に応じた空気減衰を考慮した値でもよく、距離ｄ１が遠い程小さい値を採用してもよい。

【0018】

算出部３０は、凹部検出処理において、凹部が存在すると判定された場合、溝幅Ｌｗおよび溝高Ｌｈを算出する。本実施形態において、溝幅算出部３１は、複数の極大値Ｐ１～Ｐ３の横軸における差Ｄ１、Ｄ２に基づき、溝幅Ｌｗを算出する。射出部１１から射出された射出波は、凹部の内壁によって多重反射するため、溝幅Ｌｗが大きくなると、極大値の間隔が大きくなる。例えば、溝幅算出部３１は、溝幅Ｌｗとして、差Ｄ１と差Ｄ２との平均値を算出する。平均値は、加算平均でもよく、加重平均でもよい。

【0019】

本実施形態において、溝高算出部３２は、無反射区間Ａ３の長さに基づいて溝高Ｌｈを算出する。溝高Ｌｈが小さい場合、溝高Ｌｈが大きい場合よりも入射波が凹部内で多重反射する回数が少ないため、無反射区間Ａ３が短くなる。例えば、溝高算出部３２は、次の式（１）によって、溝高Ｌｈを算出する。

【0020】

Ｌｈ＝Ｌｎ×ｓｉｎθ…（１）
ここで、Ｌｎは無反射区間Ａ３の長さであり、θは射出部１１から射出される射出波の入射角である。

【0021】

以上で説明した本実施形態の判定装置１００によれば、判定部２０は、受信強度から無反射区間Ａ３を検出し、第２反射区間Ａ２における受信強度が予め定められた範囲内の受信強度である複数の極大値Ｐ１～Ｐ３が、一定間隔で位置している場合に、凹部が存在すると判定する。例えば、下り段差の場合、凹部と異なり、多重反射が発生しないため、複数の極大値が一定間隔で位置しない。そのため、凹部と下り段差とを区別して、凹部を検知できる。

【0022】

また、本実施形態において、溝幅算出部３１は、溝幅Ｌｗとして、複数の極大値Ｐ１～Ｐ３の横軸における差Ｄ１、Ｄ２の平均値を算出する。そのため、溝幅算出部３１は、他のセンサを用いることなく溝幅Ｌｗを算出できる。

【0023】

また、本実施形態において、溝高算出部３２は、無反射区間Ａ３の長さに基づいて式（１）を用いて溝高Ｌｈを算出する。そのため、溝高算出部３２は、他のセンサを用いることなく溝高Ｌｈを算出できる。

【0024】

Ｂ．第２実施形態：
第２実施形態において、図２に示した路面の形状を例として溝高算出部３２が溝高Ｌｈを算出する方法を説明する。第２実施形態は、溝高算出部３２が、第２グラフの第２反射区間Ａ２においてセンサ部１０から最も近い位置にある第１極大値Ｐ１の受信強度と、複数の極大値Ｐ１～Ｐ３の受信強度の減衰量（以下、単に「受信強度の減衰量」とも言う）とに基づき、溝高Ｌｈを算出する点が、第１実施形態と異なる。受信強度の減衰量の詳細については後述する。第２実施形態の判定装置１００の構成は、第１実施形態の判定装置１００の構成と同一であるため、判定装置１００の構成の説明は省略する。

【0025】

本実施形態において、溝高算出部３２は、受信強度の減衰量として、例えば、複数の極大値Ｐ１～Ｐ３の包絡線である第３グラフの近似式の第１極大値Ｐ１における接線の傾きを用いる。溝高算出部３２は、第１極大値Ｐ１と受信強度の減衰量と溝高Ｌｈとの関係を予め実験やシミュレーションによって求めた関数やテーブルを用いて、溝高Ｌｈを算出する。溝高Ｌｈが小さい場合、溝３０３へ入射した射出波は、溝高Ｌｈが大きい場合よりも早く溝３０３の外へ出るため、溝３０３の内壁で反射する度に受信強度が大きく減衰する。溝高Ｌｈが大きい場合、溝３０３へ入射した射出波は、溝高Ｌｈが小さい場合よりも遅く溝３０３の外へ出るため、溝３０３の内壁で反射しても受信強度が大きく減衰しない。そのため、溝高算出部３２は、第１極大値Ｐ１の受信強度が高く、受信強度の減衰量が大きい場合の溝高Ｌｈが、第１極大値Ｐ１の受信強度が低く、受信強度の減衰量が小さい場合の溝高Ｌｈよりも小さいとして、溝高Ｌｈを算出する。

【0026】

以上で説明した第２実施形態の判定装置１００によれば、溝高算出部３２が、第１極大値Ｐ１の受信強度と、複数の極大値Ｐ１～Ｐ３の受信強度の減衰量とに基づき、溝高Ｌｈを算出する。そのため、溝高算出部３２は、反射波の受信強度の減衰量に基づき、溝高Ｌｈを算出できる。

【0027】

Ｃ．第３実施形態：
第３実施形態は、判定部２０が、入射角が予め定められた閾値範囲内である反射波の受信強度を用いて、凹部が存在するか否かを判定する点が、第１実施形態と異なる。第３実施形態の判定装置１００の構成は、第１実施形態の判定装置１００の構成と同一であるため、判定装置１００の構成の説明は省略する。

【0028】

第３実施形態において、図６に示す路面の形状を例として、判定部２０が、凹部が存在するか否かを判定する方法を説明する。図６に示すように、路面の延伸方向において、第１路面３０１と、第１路面３０１よりも判定装置１００から遠い第２路面３０２との間に、第１路面３０１から下降する溝３０３があり、第２路面３０２に障害物３０５がある。すなわち、図６に示す路面の形状は、障害物３０５が存在する点が、図２に示す路面の形状と異なる。

【0029】

図７に示す第２グラフにおいて、実線は、受取部１２への入射角が第１範囲内である反射波の受信強度における第２グラフを表しており、一点鎖線は、入射角が第２範囲内である反射波の受信強度における第２グラフを表している。第１範囲は、第２範囲よりも入射角が大きい範囲である。第１範囲は、閾値範囲内の入射角の範囲であり、第２範囲は閾値範囲外の入射角の範囲である。

【0030】

本実施形態において、判定部２０は、ステップＳ１２０（図３参照）において、入射角が予め定められた閾値範囲内である反射波の受信強度を用いて、第２反射区間Ａ２ｃにおける複数の極大値が、一定間隔で位置している場合に、凹部が存在すると判定する。図７に示すように、第２グラフにおける第２反射区間Ａ２ｃにおける複数の極大値Ｐ１～Ｐ３、Ｐ６は一定間隔で位置していないが、入射角が第１範囲内である反射波の受信強度を示すグラフにおける第２反射区間Ａ２ｃにおける複数の極大値Ｐ１～Ｐ３は一定間隔で位置している。従って、判定部２０は、凹部が存在すると判定する。路面の延伸方向において溝３０３の奥に障害物３０５がある場合に、溝３０３からの反射波の入射角と障害物３０５からの反射波の入射角とは異なる。そのため、判定部２０は、入射角が予め定められた閾値範囲内である反射波の受信強度に基づいて、凹部が存在するか否かを判定できる。また、一つの障害物３０５からの反射波によって、第２グラフの第２反射区間Ａ２ｃにおける極大値は複数生じない。そのため、図７に示す第２グラフの第２反射区間Ａ２ｃにおける入射角が第２範囲内である反射波の受信強度を示すグラフの極大値は１つだけであるため、溝３０３からの反射波ではなく、障害物３０５からの反射波であると判定できる。

【0031】

また、図８に示すように、路面の延伸方向において、第１路面３０１と、第１路面３０１よりも判定装置１００から遠い第２路面３０２との間に、第１路面３０１から下降する溝３０３があり、第２路面３０２に複数の障害物３０４が路面の進行方向に沿って連続している場合も、同様に溝３０３からの反射波と、障害物３０５からの反射波とを判別できる。

【0032】

以上で説明した第３実施形態の判定装置１００によれば、判定部２０が、入射角が閾値範囲内である反射波の受信強度を用いて、凹部が存在するか否かを判定するため、例えば、溝３０３の奥に障害物３０５がある場合であっても、凹部を精度良く検知できる。

【0033】

また、判定部２０は、溝３０３に起因する第２グラフと障害物３０５に起因する第２グラフとを判別できる。そのため、算出部３０は、より精度良く複数の極大値の横軸における間隔や無反射区間Ａ３の長さを算出できるため、より精度良く溝幅Ｌｗや溝高Ｌｈを算出することができる。

【0034】

Ｄ．他の実施形態：
（Ｄ１）上述した実施形態において、判定装置１００は、センサ部１０と判定部２０と算出部３０と出力部４０とを備える。この代わりに、判定装置１００は、センサ部１０と判定部２０のみを備える構成でもよい。

【0035】

（Ｄ２）上述した実施形態において、算出部３０は、溝幅算出部３１と溝高算出部３２とを有する。この代わりに、算出部３０は、溝幅算出部３１と溝高算出部３２のいずれか一方のみを有する構成でもよい。

【0036】

（Ｄ３）上述した実施形態において、センサ部１０は、指向性を有するセンサでもよい。無指向のセンサよりも、等距離円状に存在する路面からの反射波を抑制できるため、より無反射区間を精度よく検知できる。また、センサ部１０は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）デバイスを複数並べたフェーズドアレイでもよい。センサ部１０は、例えば、射出部１１および受取部１２が一体となったＰＭＵＴ（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）を有していてもよく、受取部１２としてマイクアレイを有していてもよい。

【0037】

（Ｄ４）上述した実施形態において、センサ部１０は、複数の周波数の射出波を射出してもよい。この場合、判定部２０は、周波数毎の反射波において凹部が存在するか否かの判定を行い、凹部が存在するという判定結果の数が予め定められた閾値以上の場合に、凹部が存在すると判定する。閾値はセンサ部１０が受信できる反射波の周波数の種類の数以下の値である。

【0038】

（Ｄ５）上述した実施形態において、判定装置１００は、センサ部１０を複数備えてもよい。この場合、判定部２０は、センサ部１０毎に凹部が存在するか否かの判定を行い、凹部が存在するという判定結果の数が予め定められた閾値以上の場合に、凹部が存在すると判定する。閾値は判定装置１００が備えるセンサ部１０の数以下の値である。

【0039】

（Ｄ６）上述した実施形態において、判定部２０は、第２グラフにおける、第２反射区間Ａ２における受信強度が予め定められた範囲内の受信強度である複数の極大値を用いて、凹部が存在するか否かを判定している。これに限らず、判定部２０は、第２グラフにおける、第２反射区間Ａ２における受信強度が予め定められた第１閾値受信強度Ｔｈ１以上の受信強度である複数の極大値Ｐ１を用いて、凹部が存在するか否かを判定してもよい。

【0040】

（Ｄ７）上述した実施形態において、溝幅算出部３１は、溝幅Ｌｗとして、差Ｄ１と差Ｄ２との平均値を算出している。これに限らず、溝幅算出部３１は、溝幅Ｌｗとして、ある極大値と、ある極大値と隣接する他の極大値との間隔を算出してもよい。例えば、溝幅算出部３１は、差Ｄ１を溝幅Ｌｗとして算出しても良く、差Ｄ２を溝幅Ｌｗとして算出してもよい。

【0041】

（Ｄ８）上述した実施形態において、算出部３０は、気温と湿度との少なくとも一方の測定値を用いて、センサ部１０が測定した距離を補正してもよい。より具体的には、算出部３０は、空気による吸収によって生じる、音波の伝搬に伴う減衰を補正してもよい。音波の伝搬に伴う減衰は、気温が高くなるほど大きくなる。また、音波の伝搬に伴う減衰は、湿度が高くなるほど大きくなる。すなわち、気温および湿度が高くなると、受信強度が小さくなる。また、音波の伝搬速度が速くなるため、第２グラフにおける極大値の間隔が狭くなる。

【0042】

この形態によれば、例えば、溝幅算出部３１は、グラフにおける複数の極大値の間隔を精度良く推定できるため、溝幅Ｌｗを精度良く算出できる。溝幅算出部３１は、例えば、受信強度が次の式（２）に比例することに基づき、受信強度を補正する。
Ｔ∝ｅｘｐ（－αｘ）…（２）
ここでＴは音圧であり、αは音の吸収係数であり、ｘはセンサ部１０が測定した距離である。αは温度と湿度によって定められる。なお、溝幅算出部３１は、射出部１１が音波もしくは電波を射出する場合に、補正を行うことが好ましい。また、判定部２０は、気温と湿度との少なくとも一方の測定値を用いて、第１閾値受信強度Ｔｈ１や第２閾値受信強度Ｔｈ２を決定してもよい。

【0043】

（Ｄ９）上述した実施形態において、溝高算出部３２は、例えば、次の式（３）によって、溝高Ｌｈを算出してもよい。

【0044】

Ｌｈ＝α×Ｌｎ＋β×Ｌｗ＋γ×ｔａｎθ…（３）
ここで、αおよびβ、γは回帰係数である。回帰係数は、例えば、実験やシミュレーションによって予め求めることができる。入射角は、例えば、予め測定した第１路面３０１からセンサ部１０までの垂直距離ｈｓ（図２参照）と、センサ部１０が測定した第１路面３０１の終了点Ｐｔ（図２参照）までの直線距離Ｌｕ（図２参照）とに基づいて定められる。なお、上記式（３）における各変数は、これに限らず、例えば、ｔａｎθに代えて、垂直距離ｈｓや直線距離Ｌｕを用いてもよい。また、溝高算出部３２は、非線形の式によって溝高Ｌｈを算出してもよい。

【0045】

（Ｄ１０）上述した実施形態において、溝幅算出部３１は、受信強度と無反射区間Ａ３との関係を教師有り機械学習によって学習したモデルを用いて溝幅Ｌｗを推定してもよい。より具体的には、溝幅算出部３１は、教師有り機械学習によって学習したモデルを用いて、
凹部が存在するか否か、および溝幅Ｌｗを出力できる。また、溝幅算出部３１は、教師有り機械学習によって学習したモデルを用いて求めた、判定装置１００からの各距離における位置が第１反射区間Ａ１もしくは第２反射区間Ａ２に含まれるか否かおよび、第２反射区間Ａ２における第２グラフの複数の極大値の間隔に基づいて溝幅Ｌｗを算出してもよい。教師有り機械学習として、例えばＳＶＭ（Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｖｅｃｔｏｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）やＤＮＮ（Ｄｅｅｐ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を用いることができる。

【0046】

（Ｄ１１）上述した実施形態において、溝高算出部３２は、受信強度と無反射区間Ａ３との関係を教師有り機械学習によって学習したモデルを用いて溝高Ｌｈを推定してもよい。より具体的には、溝高算出部３２は、教師有り機械学習によって学習したモデルを用いて、
凹部が存在するか否か、および溝高Ｌｈを出力できる。また、溝高算出部３２は、教師有り機械学習によって学習したモデルを用いて求めた、無反射区間Ａ３の長さに基づいて溝高Ｌｈを算出してもよい。教師有り機械学習として、例えばＳＶＭやＤＮＮ、ランダムフォレストを用いることができる。

【0047】

（Ｄ１２）上述した第２実施形態において、溝高算出部３２は、受信強度の減衰量として、例えば、複数の極大値Ｐ１～Ｐ３の包絡線である第３グラフの近似式を用いている。これに限らず、溝高算出部３２は、受信強度の減衰量として、複数の極大値Ｐ１～Ｐ３のうちの任意の２つの極大値の受信強度の差を用いてもよい。溝高算出部３２は、例えば、第２グラフの第２反射区間Ａ２においてセンサ部１０から最も近い位置にある第１極大値Ｐ１の受信強度と、第２グラフの第２反射区間Ａ２においてセンサ部１０から最も遠い位置にある第３極大値Ｐ３の受信強度との差を、受信強度の減衰量として用いることができる。また、溝高算出部３２は、受信強度の減衰量として、複数の極大値Ｐ１～Ｐ３のうちの任意の２つの極大値の受信強度の差と、第１極大値Ｐ１の受信強度とに基づいて求められる値を用いてもよい。

【0048】

（Ｄ１３）上述した第４実施形態において、判定部２０は、入射角が予め定められた閾値範囲内である反射波の受信強度を用いて、凹部が存在するか否かを判定している。これに限らず、２０は、凹部が存在するか否かの判定に用いる反射波の入射角の閾値範囲を設けなくてもよい。判定部２０は、同じ入射角の反射波の受信強度を示すグラフにおける複数の極大値Ｐ１～Ｐ３を用いて、凹部が存在するか否かの判定を行う。溝３０３からの反射波の入射角と障害物３０５からの反射波の入射角とは異なる。また、一つの障害物３０５からの反射波によって、第２グラフの第２反射区間Ａ２ｃにおける極大値は複数生じない。そのため、図７に示す第２グラフの第２反射区間Ａ２ｃにおける入射角が同じ反射波の受信強度を示すグラフの複数の極大値は、溝３０３からの反射波であると判定できる。

【0049】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述した課題を解決するために、あるいは上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することが可能である。

【符号の説明】

【0050】

１０…センサ部、１１…射出部、１２…受取部、２０…判定部、３０…算出部、３１…溝幅算出部、３２…溝高算出部、４０…出力部、１００…判定装置、２００…推定装置、３０１…第１路面、３０２…第２路面、３０３…溝、３０４、３０５…障害物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】