特開 2024-178852 ＬｉＤＡＲシステム及び制御装置

(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】P2024178852

(43)【公開日】2024-12-25

(54)【発明の名称】ＬｉＤＡＲシステム及び制御装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 17/50 20060101AFI20241218BHJP

【ＦＩ】

G01S17/50

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023097320

(22)【出願日】2023-06-13

(71)【出願人】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100143764

【弁理士】

【氏名又は名称】森村 靖男

(72)【発明者】

【氏名】安齋 信幸

(72)【発明者】

【氏名】小倉 亮太

【テーマコード（参考）】

5J084

【Ｆターム（参考）】

5J084AA04

5J084AA09

5J084AB01

5J084CA32

5J084EA01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】移動体の移動方向を適切に取得し得るＬｉＤＡＲシステム及び制御装置を提供する。
【解決手段】所定の測定領域Ｓにおいて物体までの距離を測定して得られる点群データに係る信号を供給するＬｉＤＡＲ装置２０と制御装置１０とを備え、前記制御装置１０は所定のフレームと前記所定のフレームより前の第１先行フレームとにおいて前記点群データから移動体Ｖの位置を検出し検出された前記位置から前記所定のフレームにおける前記移動体Ｖの移動方向を算出し前記所定のフレームより前の第２先行フレーム以前の複数のフレームにおける前記移動体Ｖの移動方向に基づいて移動方向範囲を設定し、前記所定のフレームにおける前記移動体Ｖの移動方向が前記移動方向範囲から外れる場合、前記所定のフレームにおける前記移動体Ｖの移動方向として前記所定のフレームより前の第３先行フレームにおける前記移動体Ｖの移動方向を取得する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の測定領域において物体までの距離を測定して得られる点群データに係る信号を供給するＬｉＤＡＲ装置と、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
所定のフレームと前記所定のフレームより前の第１先行フレームとにおいて前記点群データから移動体の位置を検出し、検出された前記位置から前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向を算出し、
前記所定のフレームより前の第２先行フレーム以前の複数のフレームにおける前記移動体の移動方向に基づいて移動方向範囲を設定し、
前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向が前記移動方向範囲から外れる場合、前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向として前記所定のフレームより前の第３先行フレームにおける前記移動体の移動方向を取得する
ＬｉＤＡＲシステム。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記第２先行フレーム以前の複数のフレームにおける前記移動体の移動方向の平均値及び標準偏差に基づいて前記移動方向範囲を設定する
請求項１に記載のＬｉＤＡＲシステム。

【請求項3】

前記移動方向範囲は、前記標準偏差に所定の係数を乗算した乗算値を前記平均値から減算した値と、前記乗算値を前記平均値に加算した値と、の間である
請求項２に記載のＬｉＤＡＲシステム。

【請求項4】

前記所定の係数は、前記移動体の速度が速くなるほど大きくなる
請求項３に記載のＬｉＤＡＲシステム。

【請求項5】

前記複数のフレームは、各フレームにおいて前記移動体の移動方向が移動方向範囲に収まっているフレームである
請求項１に記載のＬｉＤＡＲシステム。

【請求項6】

前記制御装置は、前記所定のフレームにおける前記移動体の速度が第１閾値未満である場合、前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向として前記所定のフレームより前であって前記移動体の速度が第１閾値以上である第４先行フレームにおける前記移動体の移動方向を取得する
請求項１に記載のＬｉＤＡＲシステム。

【請求項7】

所定の測定領域において物体までの距離を測定して得られる点群データに係る信号を供給するＬｉＤＡＲ装置と、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記所定の測定領域に含まれる移動体の移動方向をモニタに表示させ、
前記点群データのノイズの量が所定の量以上である前記点群データに係る信号を入力された場合、前記移動体の移動方向として過去の前記移動体のいずれかの移動方向を前記モニタに表示させる
ＬｉＤＡＲシステム。

【請求項8】

所定の測定領域において物体までの距離を測定して得られる点群データに係る信号を供給するＬｉＤＡＲ装置に接続されるセンサインターフェースを備え、
所定のフレームと前記所定のフレームより前の第１先行フレームとにおいて前記点群データから移動体の位置を検出し、検出された前記位置から前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向を算出し、
前記所定のフレームより前の第２先行フレーム以前の複数のフレームにおける前記移動体の移動方向に基づいて移動方向範囲を設定し、
前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向が前記移動方向範囲から外れる場合、前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向として前記所定のフレームより前の第３先行フレームにおける前記移動体の移動方向を取得する
制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬｉＤＡＲシステム及び制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬｉＤＡＲ装置を用いて３次元的に検出された点群データを取得し、取得された点群データから移動体を検出するシステムが提供されている。そのようなシステムは、複数のフレームにおいて同一の移動体を検出した場合、複数のフレームにおける移動体の位置から当該移動体の移動方向を算出する。下記特許文献１にはそのようなシステムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１７０２４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、点群データに生じるノイズなどにより、点群データから検出される移動体の位置が現実の移動体の位置から乖離する場合がある。このような場合、点群データにノイズが不規則に生じると、点群データから検出される移動体の位置と現実の移動体の位置との乖離も不規則に変動する。そのため、システムが複数のフレームにおける移動体の位置から移動方向を算出する場合、算出される当該移動体の移動方向が不規則に変動するおそれがある。

【0005】

そこで、本発明は、移動体の移動方向を適切に取得し得るＬｉＤＡＲシステム及び制御装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的の達成のため、本発明のＬｉＤＡＲシステムは、所定の測定領域において物体までの距離を測定して得られる点群データに係る信号を供給するＬｉＤＡＲ装置と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、所定のフレームと前記所定のフレームより前の第１先行フレームとにおいて前記点群データから移動体の位置を検出し、検出された前記位置から前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向を算出し、前記所定のフレームより前の第２先行フレーム以前の複数のフレームにおける前記移動体の移動方向に基づいて移動方向範囲を設定し、前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向が前記移動方向範囲から外れる場合、前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向として前記所定のフレームより前の第３先行フレームにおける前記移動体の移動方向を取得する。

【0007】

上記ＬｉＤＡＲシステムは、所定のフレームにおいてノイズなどによって移動体の移動方向が変動し移動方向範囲から外れた場合に、所定のフレームの前のフレームにおける移動体の移動方向を当該所定のフレームにおける移動体の移動方向として取得する。よって、上記ＬｉＤＡＲシステムは、当該所定のフレームにおける移動体の移動方向が現実の移動体の移動方向と乖離した場合であっても、当該移動方向を除外して当該所定のフレームにおける移動体の移動方向を適切に取得し得る。

【0008】

また、上記ＬｉＤＡＲシステムにおいて、前記制御装置は、前記第２先行フレーム以前の複数のフレームにおける前記移動体の移動方向の平均値及び標準偏差に基づいて前記移動方向範囲を設定してもよい。

【0009】

また、上記ＬｉＤＡＲシステムにおいて、前記移動方向範囲は、前記標準偏差に所定の係数を乗算した乗算値を前記平均値から減算した値と、前記乗算値を前記平均値に加算した値と、の間であってもよい。

【0010】

このような構成により、上記ＬｉＤＡＲシステムは、所定の確率で移動方向が収まる有効区間を設定し得る。そのため、上記ＬｉＤＡＲシステムは、統計的に外れ値である移動方向を除外し得る。したがって、上記ＬｉＤＡＲシステムは、所定のフレームにおける移動体の移動方向をより適切に取得し得る。

【0011】

また、上記ＬｉＤＡＲシステムにおいて、前記所定の係数は、前記移動体の速度が速くなるほど大きくなってもよい。

【0012】

また、上記ＬｉＤＡＲシステムにおいて、前記複数のフレームは、各フレームにおいて前記移動体の移動方向が移動方向範囲に収まっているフレームであってもよい。

【0013】

このような構成により、上記ＬｉＤＡＲシステムは、過去のフレームにおいて移動方向範囲に収まっている移動方向を用いて移動方向範囲を設定する。そのため、上記ＬｉＤＡＲシステムは、ノイズによって変動した移動方向を除外して適切な移動方向範囲を設定し得る。したがって、上記ＬｉＤＡＲシステムは、ノイズによって変動した移動方向を適切に除外し得、当該所定のフレームにおける移動体の移動方向を適切に取得し得る。

【0014】

上記ＬｉＤＡＲシステムにおいて、前記制御装置は、前記所定のフレームにおける前記移動体の速度が第１閾値未満である場合、前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向として前記所定のフレームより前であって前記移動体の速度が第１閾値以上である第４先行フレームにおける前記移動体の移動方向を取得してもよい。

【0015】

移動体の速度が遅い場合、算出される移動方向にノイズが大きく影響する傾向にある。そのため、ＬｉＤＡＲシステムは、算出される移動方向に対するノイズの影響が大きい場合には、ノイズの影響が小さいフレームで算出された移動方向を所定のフレームにおける移動体の移動方向として取得し、所定のフレームにおける移動体の移動方向を適切に取得し得る。

【0016】

本発明のＬｉＤＡＲシステムは、所定の測定領域において物体までの距離を測定して得られる点群データに係る信号を供給するＬｉＤＡＲ装置と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記所定の測定領域に含まれる移動体の移動方向をモニタに表示させ、前記点群データのノイズの量が所定の量以上である前記点群データに係る信号を入力された場合、前記移動体の移動方向として過去の前記移動体のいずれかの移動方向を前記モニタに表示させる。

【0017】

上記ＬｉＤＡＲシステムは、点群データのノイズにより移動体の移動方向が現実の移動体の移動方向と乖離する場合、現実の移動体の移動方向により近い移動方向をモニタに表示させ得る。

【0018】

本発明の制御装置は、所定の測定領域において物体までの距離を測定して得られる点群データに係る信号を供給するＬｉＤＡＲ装置に接続されるセンサインターフェースを備え、所定のフレームと前記所定のフレームより前の第１先行フレームとにおいて前記点群データから移動体の位置を検出し、検出された前記位置から前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向を算出し、前記所定のフレームより前の第２先行フレーム以前の複数のフレームにおける前記移動体の移動方向に基づいて移動方向範囲を設定し、前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向が前記移動方向範囲から外れる場合、前記所定のフレームにおける前記移動体の移動方向として前記所定のフレームより前の第３先行フレームにおける前記移動体の移動方向を取得する。

【0019】

上記制御装置は、所定のフレームにおいてノイズなどによって移動体の移動方向が大きく変動した場合に、所定のフレームの前のフレームにおける移動体の移動方向を当該所定のフレームにおける移動体の移動方向として取得する。よって、上記制御装置は、当該所定のフレームにおける移動体の移動方向が現実の移動体の移動方向と乖離した場合であっても、当該移動方向を除外して当該所定のフレームにおける移動体の移動方向を適切に取得し得る。

【発明の効果】

【0020】

上記のように本発明によれば、移動体の移動方向を適切に取得し得るＬｉＤＡＲシステム及び制御装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態におけるＬｉＤＡＲシステムが設置状態を概略的に示す図である。

【図2】図１に示すＬｉＤＡＲシステムの構成を示すブロック図である。

【図3】図２に示す制御装置の動作を示すフローチャートである。

【図4】図２に示す制御装置が設定する移動方向範囲を示す図である。

【図5】図２に示す制御装置が表示する表示画面を示す図である。

【図6】図２に示す制御装置が表示する表示画面を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができる。なお、以下で参照する図面では、理解を容易にするために、各部材の寸法を変えて示す場合がある。

【0023】

実施形態に係るＬｉＤＡＲシステムは、連続する複数のフレームにおいてＬｉＤＡＲ装置を用いて所定の測定領域をスキャンし当該測定領域における物体の３次元座標を示す点群データを取得する。ＬｉＤＡＲシステムは、点群データから移動体を検出し、複数のフレームにおいて検出された移動体を特定し追跡する。ＬｉＤＡＲシステムは、移動体の移動方向を算出しモニタに表示させる。本実施形態では、移動体の移動方向は、所定の軸を基準とした角度である。

【0024】

図１は、本実施形態に係るＬｉＤＡＲシステム２００の設置状態を示す。図１が示すように、本実施形態のＬｉＤＡＲシステム２００は、道路Ｒの脇に固定された状態で設置されている。道路Ｒには、複数の車線が設けられており、移動体Ｖが走行している。

【0025】

ＬｉＤＡＲシステム２００は、測定領域Ｓをスキャンして点群データを取得する。ＬｉＤＡＲシステム２００は、測定領域Ｓに含まれる移動体Ｖを追跡し移動体Ｖの移動方向を算出する。本実施形態では、移動体Ｖの移動方向は、ＬｉＤＡＲシステム２００が向く方向に直交する水平な基準軸Ａを基準とする角度である。

【0026】

図２は、本実施形態に係るＬｉＤＡＲシステム２００の構成を示す。図２が示すように、ＬｉＤＡＲシステム２００は、制御装置１０、ＬｉＤＡＲ装置２０及びモニタ３０などを主な構成として備える。制御装置１０は、メモリ１１、センサインターフェース１２及びモニタインターフェース１３などを主な構成として備える。センサインターフェース１２は、ＬｉＤＡＲ装置２０に電気的に接続される。モニタインターフェース１３は、モニタ３０に電気的に接続される。

【0027】

ＬｉＤＡＲ装置２０は、制御装置１０からの制御信号に従って、測定領域Ｓに光を照射して測定領域Ｓにおいて検出される検出点の座標を取得する。本実施形態では、ＬｉＤＡＲ装置２０は、測定領域Ｓにおいて２次元的に光を走査して光が反射した検出点と自身との距離を測定する。ＬｉＤＡＲ装置２０は、測定された距離などに基づいて検出点の座標を算出する。ＬｉＤＡＲ装置２０は、測定領域Ｓを走査すると、測定結果としてフレームごとに検出点の座標を示す点群データに係る信号を生成し制御装置１０に供給する。

【0028】

たとえば、ＬｉＤＡＲ装置２０は、光を出射する光源と検出点からの反射波を受光するセンサとを含む。なお、ＬｉＤＡＲ装置２０が備える光源及びセンサの個数、走査方式及び走査方向などは、特定の構成に限定されるものではない。また、ＬｉＤＡＲ装置２０は、測定領域Ｓの全体に一度に光を照射するものであってもよい。

【0029】

モニタ３０は、制御装置１０からの制御信号に従って、種々の情報を表示する。たとえば、モニタ３０は、液晶モニタ又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどを含む。

【0030】

センサインターフェース１２は、ＬｉＤＡＲ装置２０に測定を開始又は終了させる制御信号を供給する。また、センサインターフェース１２は、ＬｉＤＡＲ装置２０から点群データに係る信号を入力される。

【0031】

モニタインターフェース１３は、モニタ３０に表示させる表示画像に係る信号をモニタ３０に供給する。

【0032】

制御装置１０は、例えば、マイクロコントローラ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-scale Integrated Circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路やＮＣ（Numerical Control）装置等を用いることができる。また、制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いてもよい。また、制御装置１０は、機械学習器を用いたものであってもよく、機械学習器を用いないものであってもよい。以下に説明するように、ＬｉＤＡＲシステム２００の幾つかの構成が制御装置１０により制御される。制御装置１０は、メモリ１１が格納するプログラムを実行して種々の機能を実現ずる。

【0033】

メモリ１１は、例えば非一過性（non-transitory）の記録媒体であり、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の半導体記録媒体が好適であるが、光学式記録媒体や磁気記録媒体等の任意の形式の記録媒体を包含し得る。なお、「非一過性」の記録媒体とは、一過性の伝搬信号（transitory, propagating signal）を除く全てのコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含み、揮発性の記録媒体を除外するものではない。

【0034】

メモリ１１は、種々の機能を制御装置１０に実現させるプログラムを予め格納する。また、メモリ１１は、プログラムの実行により生じたデータ及び他の装置から取得されたデータなどを一時的に格納する。

【0035】

次に、本実施形態のＬｉＤＡＲシステム２００の動作について説明する。
図３は、本実施形態における制御装置１０の動作を示すフローチャートである。制御装置１０は、メモリ１１が格納するプログラムを実行することで以下の動作を実現する。図３に示すように、フローチャートは、ステップＳＰ１１からステップＳＰ１８を含んでいる。

【0036】

（ステップＳＰ１１）
本ステップは、制御装置１０がＬｉＤＡＲ装置２０から点群データに係る信号を取得するステップである。たとえば、制御装置１０は、不図示の外部装置からの制御信号又はオペレータによる操作に従って、センサインターフェース１２を介して測定を開始させる制御信号をＬｉＤＡＲ装置２０に送信する。なお、制御装置１０は、２回目以降のステップＳＰ１１においては当該制御信号をＬｉＤＡＲ装置２０に送信しなくともよい。

【0037】

ＬｉＤＡＲ装置２０は、制御装置１０からの制御信号に従って、測定領域Ｓを走査して検出点と自身との距離を測定し、検出点の座標を取得する。ＬｉＤＡＲ装置２０は、１フレームにおける検出点の座標を示す点群データに係る信号を制御装置１０に供給する。

【0038】

制御装置１０は、ＬｉＤＡＲ装置２０から点群データに係る信号を取得すると、ステップＳＰ１２に進む。

【0039】

（ステップＳＰ１２）
本ステップは、制御装置１０が点群データから移動体のバウンディングボックス、位置、速度及び移動方向を算出するステップである。

【0040】

制御装置１０は、点群データから移動体を検出する。本実施形態では、制御装置１０は、測定領域Ｓに存在する物体が投影される所定の投影平面において、現フレームの移動体が存在するバウンディングボックスを設定する。投影平面は、測定領域Ｓを所定の点から視た平面である。たとえば、制御装置１０は、点群データとあらかじめ用意された背景を測定して得られる点群データとの差分を計算することによって移動体のバウンディングボックスを設定する。また、制御装置１０は、クラスタリング処理によって移動体のバウンディングボックスを設定してもよい。制御装置１０がバウンディングボックスを設定する方法は、特定の方法に限定されるものではない。

【0041】

制御装置１０は、バウンディングボックスを設定すると、現フレームにおける移動体の位置として投影平面におけるバウンディングボックスに関する座標を取得する。本実施形態では、制御装置１０は、バウンディングボックスの重心座標を移動体の位置として取得する。なお、制御装置１０は、バウンディングボックスの一つの頂点座標を移動体の位置として取得してもよい。

【0042】

制御装置１０は、移動体の座標を取得すると、移動体の追跡処理を行う。本実施形態では、メモリ１１は、移動体の追跡情報を記憶する。追跡情報は、移動体を識別する識別情報と過去のフレームにおける当該移動体の位置とを対応付けて格納する。たとえば、識別情報は、文字、数値、記号又はこれらの組み合わせなどである。識別情報の構成は、特定の構成に限定されるものではない。また、追跡情報は、各フレームにおける移動体の速度及び移動方向を格納してもよい。

【0043】

制御装置１０は、直前のフレームで検出された移動体の位置を追跡情報から取得する。制御装置１０は、直前のフレームで検出された移動体の位置を取得すると、取得された移動体の位置と現フレームで検出された移動体の位置との間の距離を算出する。算出された距離が所定の閾値以下である場合、制御装置１０は、直前のフレームで検出された移動体の識別情報と現フレームで検出された移動体の位置とを対応付けて追跡情報に追加する。制御装置１０は、上記の動作により、現フレームで検出された移動体と直前のフレームで検出された移動体とを同定し移動体を追跡する。

【0044】

たとえば、所定の閾値は、現実の５ｍに対応する値である。この場合、制御装置１０は、直前のフレームでの移動体の位置と現フレームでの移動体の位置との間が５ｍ以下である場合に、直前のフレームでの移動体と現フレームの移動体とを同定し、直前のフレームでの移動体の識別情報と現フレームでの移動体の位置とを対応付けて追跡情報に追加する。

【0045】

算出された距離が所定の閾値より大きい場合、制御装置１０は、新たな識別情報を移動体に設定し、当該識別情報と現フレームで検出された移動体の位置とを対応付けて追跡情報に追加する。

【0046】

なお、追跡情報が存在しない場合、制御装置１０は、新たな識別情報を移動体に設定し、当該識別情報と現フレームで検出された移動体の位置とを対応付けて格納する追跡情報を生成してもよい。

【0047】

また、制御装置１０は、直前のフレームで移動体を検出していない場合、さらに前のフレームで検出された移動体と現フレームで検出された移動体との距離を算出してもよい。この場合、制御装置１０は、算出された距離が所定の閾値以下である場合、さらに前の当該フレームで検出された移動体の識別情報と現フレームで検出された移動体の位置とを対応付けて追跡情報に追加してもよい。

【0048】

制御装置１０は、追跡処理を行うと、複数のフレームにおける移動体の位置に基づいて移動体の速度を算出する。たとえば、制御装置１０は、直前のフレームにおける当該移動体の位置と現フレームにおける当該移動体の位置との間の距離をフレーム間の時間で除算して速度を算出する。なお、制御装置１０は、所定の個数前のフレームから現フレームまでの各フレームにおける当該移動体の位置から当該移動体の速度を算出してもよい。

【0049】

制御装置１０は、速度を算出すると、現フレームにおける移動体の位置と現フレームの前の第１先行フレームにおける移動体の位置に基づいて移動体の移動方向を算出する。たとえば、制御装置１０は、第１先行フレームにおける当該移動体の位置から現フレームにおける当該移動体の位置に延びるベクトルを算出する。制御装置１０は、算出されたベクトルと基準軸Ａとの角度を当該移動体の移動方向として算出する。本実施形態では、第１先行フレームは、現フレームの直前のフレームである。なお、第１先行フレームは、現フレームから２以上の所定の個数前のフレームであってもよい。なお、制御装置１０は、現フレームから第１先行フレームまでの各フレームにおける当該移動体の位置から当該移動体の移動方向を算出してもよい。

【0050】

制御装置１０は、当該移動体の移動方向を算出すると、ステップＳＰ１３に進む。

【0051】

（ステップＳＰ１３）
本ステップは、制御装置１０が当該移動体の速度と第１閾値とを比較するステップである。たとえば、第１閾値は、１ｋｍ／ｈである。

【0052】

当該移動体の速度が第１閾値以上である場合、制御装置１０は、ステップＳＰ１４に進む。当該移動体の速度が第１閾値未満である場合、制御装置１０は、ステップＳＰ１８に進む。

【0053】

（ステップＳＰ１４）
本ステップは、制御装置１０が現フレームより前の第２先行フレーム以前の複数のフレームにおける当該移動体の移動方向に基づいて移動方向範囲を設定するステップである。本実施形態では、第２先行フレームは、現フレームの直前のフレームである。なお、第２先行フレームは、現フレームから２以上の所定の個数前のフレームであってもよい。

【0054】

図４は、制御装置１０が設定する移動方向範囲を示す。図４が示す例では、制御装置１０は、第２先行フレーム以前の３つのフレームにおける当該移動体の移動方向に基づいて移動方向範囲を設定する。また、図４は、連続するフレーム１からフレーム６までにおける移動方向範囲を示す。

【0055】

制御装置１０は、フレーム１からフレーム３においては、それらの直前のフレームから３つのフレームが存在しないため、移動方向範囲を設定しない。

【0056】

制御装置１０は、フレーム４において、フレーム１からフレーム３における移動体の移動方向を取得し、取得された３つの移動方向から平均値及び標準偏差を算出する。制御装置１０は、平均値及び標準偏差に基づいて移動方向範囲を設定する。本実施形態では、制御装置は、標準偏差に所定の係数を乗算した乗算値を算出し、平均値から乗算値を減算した値と平均値から乗算値を加算した値との間である移動方向範囲を設定する。なお、移動方向範囲は、平均値から乗算値を減算した値を含んでもよいし含まなくてもよい。また、移動方向範囲は、平均値から乗算値を加算した値を含んでもよいし含まなくてもよい。

【0057】

図４が示す例では、フレーム１から３における移動方向の平均値は、７６であり、標準偏差は、１０である。また、所定の係数は、１である。よって、フレーム４における移動方向範囲は、６６と８６との間である。

【0058】

また、第２先行フレーム以前の当該複数のフレームは、各フレームにおいて移動方向が移動方向範囲に収まっているフレームである。図４が示す例では、フレーム４において、移動体の移動方向は、移動方向範囲から外れている。そのため、制御装置１０は、フレーム５において、フレーム１から３における移動体の移動方向を取得して、平均値及び標準偏差を算出する。制御装置１０は、算出された平均値及び標準偏差に基づいてフレーム５における移動方向範囲を設定する。

【0059】

また、フレーム５において、移動体の移動方向は、移動方向範囲に含まれる。そのため、制御装置１０は、フレーム６において、フレーム２、フレーム３及びフレーム５における移動体の移動方向を取得して、平均値及び標準偏差を算出する。制御装置１０は、算出された平均値及び標準偏差に基づいてフレーム６における移動方向範囲を設定する。

【0060】

また、フレーム６において、移動体の移動方向は、移動方向範囲に含まれる。そのため、制御装置１０は、フレーム７において、フレーム３、フレーム５及びフレーム６における移動体の移動方向を取得して、平均値及び標準偏差を算出する。制御装置１０は、算出された平均値及び標準偏差に基づいてフレーム７における移動方向範囲を設定する。

【0061】

なお、第２先行フレーム以前の当該複数のフレームは、移動方向が移動方向範囲に収まっていないフレームを含んでもよい。制御装置１０は、移動方向範囲に移動方向が収まるか否かに関わらず、第２先行フレーム以前の複数のフレームにおける移動方向から移動方向範囲を算出してもよい。

【0062】

制御装置１０は、移動方向範囲を設定すると、ステップＳＰ１５に進む。

【0063】

なお、制御装置１０は、移動体の速度に応じて所定の係数を変更してもよい。たとえば、制御装置１０は、移動体の速度が速いほど所定の係数を大きな値に変更する。制御装置１０は、移動体の速度が第１閾値よりも大きい第２閾値未満である場合、所定の係数を第１値とし、移動体の速度が第２閾値以上である場合、所定の係数を第１値よりも大きい第２値としてもよい。

【0064】

移動体の速度が速いほど、点群データにノイズが生じた場合であっても算出された移動方向と現実の移動方向との乖離が小さくなることが考えられる。そのため、移動体の速度が速いほど、移動方向のばらつきが小さくなり標準偏差も小さくなる。よって、移動体の速度が速い場合、所定の係数を大きくしても移動方向範囲が拡大しにくい。

【0065】

（ステップＳＰ１５）
本ステップは、制御装置１０が当該移動体の移動方向が移動方向範囲に含まれるかを判定するステップである。

【0066】

当該移動体の移動方向が移動方向範囲に収まる場合、制御装置１０は、ステップＳＰ１６に進む。当該移動体の移動方向が移動方向範囲から外れる場合、制御装置１０は、ステップＳＰ１７に進む。なお、移動方向範囲が設定されていない場合、制御装置１０は、ステップＳＰ１６に進む。

【0067】

（ステップＳＰ１６）
本ステップは、制御装置１０が現フレームの移動体の移動方向をモニタ３０に表示させるステップである。

【0068】

制御装置１０は、ステップＳＰ１２で算出された移動体の移動方法を現フレームの移動体の移動方向としてモニタ３０にさせる。たとえば、制御装置１０は、移動体の移動方向を数値としてモニタ３０に表示させてもよい。また、制御装置１０は、移動体の移動方向を示す矢印などをモニタ３０に表示させてもよい。

【0069】

なお、制御装置１０は、移動体のバウンディングボックス、移動体の識別情報及び速度などをモニタ３０に表示させてもよい。

【0070】

制御装置１０は、バウンディングボックス及び識別情報などをモニタ３０に表示すると、ステップＳＰ１１に戻る。なお、制御装置１０は、ステップＳＰ１６を完了してから所定の時間が経過した後にステップＳＰ１１に戻ってもよい。

【0071】

（ステップＳＰ１７）
本ステップは、制御装置１０が現フレームより前の第３先行フレームにおける移動体の移動方向を現フレームにおける移動体の移動方向としてモニタ３０に表示させるステップである。本実施形態では、第３先行フレームは、現フレームの直前のフレームである。なお、第３先行フレームは、現フレームから２以上の所定の個数前のフレームであってもよい。

【0072】

制御装置１０は、第３先行フレームにおける移動体の移動方向をメモリ１１から取得する。制御装置１０は、取得された移動方向を現フレームの移動体の移動方向としてモニタ３０にさせる。ステップＳＰ１６と同様に、制御装置１０は、移動体の移動方向を数値としてモニタ３０に表示させてもよい。また、制御装置１０は、移動体の移動方向を示す矢印などをモニタ３０に表示させてもよい。

【0073】

なお、制御装置１０は、移動体のバウンディングボックス、移動体の識別情報及び速度などをモニタ３０に表示させてもよい。

【0074】

制御装置１０は、バウンディングボックス及び識別情報などをモニタ３０に表示すると、ステップＳＰ１１に戻る。なお、制御装置１０は、ステップＳＰ１７を完了してから所定の時間が経過した後にステップＳＰ１１に戻ってもよい。

【0075】

（ステップＳＰ１８）
本ステップは、制御装置１０が現フレームにおける移動体の移動方向として、当該移動体の速度が第１閾値未満となるフレームの前の第４先行フレームにおける移動体の移動方向を取得する。本実施形態では、第４先行フレームは、移動体の速度が第１閾値未満となるフレームの直前のフレームである。

【0076】

制御装置１０は、第４先行フレームにおける移動体の移動方向をメモリ１１から取得する。制御装置１０は、取得された移動方向を現フレームの移動体の移動方向としてモニタ３０にさせる。ステップＳＰ１６と同様に、制御装置１０は、移動体の移動方向を数値としてモニタ３０に表示させてもよい。また、制御装置１０は、移動体の移動方向を示す矢印などをモニタ３０に表示させてもよい。

【0077】

なお、制御装置１０は、移動体のバウンディングボックス、移動体の識別情報及び速度などをモニタ３０に表示させてもよい。

【0078】

制御装置１０は、バウンディングボックス及び識別情報などをモニタ３０に表示すると、ステップＳＰ１１に戻る。なお、制御装置１０は、ステップＳＰ１８を完了してから所定の時間が経過した後にステップＳＰ１１に戻ってもよい。

【0079】

次に、制御装置１０が移動体の移動方向を表示する表示画面について説明する。
まず、現フレームとしての第１フレームにおいて算出された移動方向が移動方向範囲に収まっている場合について説明する。図５は、算出された移動方向が移動方向範囲に収まっている場合にモニタ３０に表示される表示画面１００を示す。制御装置１０は、第１フレームにおいてステップＳＰ１６を実行し表示画面１００をモニタ３０に表示させる。

【0080】

図５が示す例では、表示画面１００は、バウンディングボックス１０１及び１０２と矢印１１０とを含む。

【0081】

バウンディングボックス１０１は、第１フレームの第１先行フレームにおける移動体のバウンディングボックスである。バウンディングボックス１０２は、第１フレームにおける移動体のバウンディングボックスである。矢印１１０は、移動体の移動方向を示す。

【0082】

制御装置１０は、ステップＳＰ１２において、バウンディングボックス１０１の重心位置からバウンディングボックス１０２の重心位置に延びるベクトルと基準軸Ａとの角度を移動体の移動方向として算出する。

【0083】

前述の通り、算出された移動方向は、移動方向範囲に収まる。そのため、矢印１１０は、ステップＳＰ１２で算出された移動体の移動方向を示す。図５が示す例では、矢印１１０は、バウンディングボックス１０１の重心位置からバウンディングボックス１０２の重心位置に延びるベクトルの向きと同一である。

【0084】

なお、制御装置１０は、矢印１１０の代わりに又は矢印１１０と共に、移動方向を数値としてモニタ３０に表示させてもよい。また、バウンディングボックス１０１は、破線で表示されるものであってもよいし、表示されなくもよい。

【0085】

次に、現フレームとしての第２フレームにおいて算出された移動方向が移動方向範囲から外れる場合について説明する。第２フレームは、第１フレームの直後のフレームである。第２フレームの第１先行フレームは、第１フレームである。

【0086】

図６は、算出された移動方向が移動方向範囲から外れる場合にモニタ３０に表示される表示画面１００を示す。図６が示す例では、たとえば、制御装置１０は、ノイズの量が所定の量以上である点群データをステップＳＰ１１で取得する。たとえば、当該点群データのＳ／Ｎ比は、所定の閾値以下である。
たとえば、ＬｉＤＡＲ装置２０と移動体との間にノイズを生じさせるためのフィルタなどが設けられてもよい。フィルタによって、点群データのノイズ量が所定の量以上となる。また、制御装置１０は、ノイズ量が所定の量以上となるように点群データにノイズを付与してもよい。

【0087】

制御装置１０は、第２フレームにおいてステップＳＰ１７を実行し表示画面１００をモニタ３０に表示させる。表示画面１００は、バウンディングボックス１０２及び１０３と矢印１１０とを含む。

【0088】

バウンディングボックス１０２は、第２フレームの第１先行フレームにおける移動体のバウンディングボックスである。バウンディングボックス１０３は、第２フレームにおける移動体のバウンディングボックスである。矢印１１０は、移動体の移動方向を示す。

【0089】

制御装置１０は、ステップＳＰ１２において、バウンディングボックス１０２の重心位置からバウンディングボックス１０３の重心位置に延びるベクトルと基準軸Ａとの角度を移動体の移動方向として算出する。

【0090】

前述の通り、算出された移動方向は、移動方向範囲から外れる。そのため、矢印１１０は、第３先行フレームにおける移動体の移動方向を示す。図６が示す例では、第３先行フレームは、第１フレームであるため、矢印１１０は、第１フレームにおける移動体の移動方向を示す。制御装置１０は、第２フレームより過去のフレームにおける移動体の移動方向を第２フレームにおける移動体の移動方向としてモニタ３０に表示させる。

【0091】

なお、制御装置１０は、矢印１１０の代わりに又は矢印１１０と共に、移動方向を数値としてモニタ３０に表示させてもよい。また、バウンディングボックス１０２は、破線で表示されるものであってもよいし、表示されなくもよい。

【0092】

また、制御装置１０は、図５の例において矢印１１０をバウンディングボックス１０２に近接する位置に表示してもよい。また、制御装置１０は、図６の例において矢印１１０をバウンディングボックス１０３に近接する位置に表示してもよい。

【0093】

また、制御装置１０は、バウンディングボックス１０１、１０２及び１０３の中、近傍又は所定の位置に移動体の速度を表示してもよい。また、制御装置１０は、バウンディングボックス１０１、１０２及び１０３の中、近傍又は所定の位置に移動体の識別情報を表示してもよい。

【0094】

また、制御装置１０は、表示画面１００において移動体Ｖの種類を示す情報をモニタ３０に表示させてもよい。たとえば、制御装置１０は、「セダン」、「トラック」などを示すメッセージ又は記号などをモニタ３０に表示させてもよい。

【0095】

また、移動体Ｖは、航空機、船舶、人、動物などであってもよい。この場合、制御装置１０は、移動体の種類を示す情報として、「航空機」、「船舶」、「人」、「動物」を示すメッセージ又は記号などをモニタ３０に表示させてもよい。

【0096】

また、制御装置１０は、ステップＳＰ１５の後にステップＳＰ１４を実行してもよい。この場合、制御装置１０は、ステップＳＰ１４で次のフレームにおける移動方向範囲を設定する。

【0097】

また、第１先行フレーム、第２先行フレーム、第３先行フレーム及び第４先行フレームは、同一のフレームであってもよいし、互いに異なるフレームであってもよい。また、第１先行フレーム、第２先行フレーム、第３先行フレーム及び第４先行フレームのいくつかは、同一のフレームであり、他は、異なるフレームであってもよい。

【0098】

また、制御装置１０は、複数のバウンディングボックス間の距離が所定の閾値以下である場合、複数のバウンディングボックスを１つのバウンディングボックスとして設定しなおしてもよい。

【0099】

また、制御装置１０は、移動体の移動方向を示す音をスピーカなどに出力させるものであってもよい。

【0100】

また、制御装置１０は、移動体の移動方向を示す情報をメモリ１１に格納するものであってもよい。また、制御装置１０は、移動体の移動方向に係る信号を外部装置に送信するものであってもよい。

【0101】

また、ＬｉＤＡＲシステム２００は、モニタ３０を備えなくともよい。この場合、制御装置１０は、表示画面１００を表示させる制御信号を外部のモニタなどに送信してもよい。

【0102】

また、ＬｉＤＡＲシステム２００は、移動体に設置されるものであってもよい。

【0103】

以上の構成を有するＬｉＤＡＲシステム２００は、現フレームにおいてノイズなどによって移動体の移動方向が大きく変動した場合、過去のフレームにおける移動体のいずれかの移動方向を現フレームにおける移動体の移動方向として取得する。よって、ＬｉＤＡＲシステム２００は、ノイズなどによって現フレームにおける移動体の移動方向が現実の移動体の移動方向と乖離した場合であっても、当該移動方向を除外して現フレームにおける移動体の移動方向を適切に取得し得る。

【0104】

また、ＬｉＤＡＲシステム２００は、移動体の速度が第１閾値未満である場合、現フレームにおける移動体の移動方向として、移動体の速度が第１閾値以上であるフレームにおける移動体の移動方向を取得する。移動体の速度が遅い場合、算出される移動方向にノイズが大きく影響する。そのため、ＬｉＤＡＲシステム２００は、算出される移動方向に対するノイズの影響が大きい場合には、ノイズの影響が小さいフレームで算出された移動方向を現フレームにおける移動体の移動方向として取得する。したがって、ＬｉＤＡＲシステム２００は、ノイズの影響が大きい場合であっても、現フレームにおける移動体の移動方向を適切に取得し得る。なお、上記の動作は、必須でない。ＬｉＤＡＲシステム２００の制御装置１０は、ステップＳＰ１３及びステップＳＰ１８を実行せずに、ステップＳＰ１２からステップＳＰ１４に進んでもよい。

【産業上の利用可能性】

【0105】

本発明によれば、移動体の移動方向を適切に取得し得るＬｉＤＡＲシステム及び制御装置が提供され、車両などの移動体を検出する分野などにおいて利用可能である。

【符号の説明】

【0106】

１０・・・制御装置
１１・・・メモリ
１２・・・センサインターフェース
１３・・・モニタインターフェース
２０・・・ＬｉＤＡＲ装置
３０・・・モニタ
１００・・・表示画面
１０１・・・バウンディングボックス
１０２・・・バウンディングボックス
１０３・・・バウンディングボックス
１１０・・・矢印
２００・・・ＬｉＤＡＲシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】