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公開番号2025146652
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024221881
出願日2024-12-18
発明の名称障害物検出システム、移動体、プログラムおよび障害物検出方法
出願人株式会社リコー
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G05D 1/622 20240101AFI20250926BHJP(制御;調整)
要約【課題】移動体が停止している際に、センサの観測範囲外や移動体の筐体によるオクルージョンなどの死角に対して障害物検出を行う。
【解決手段】障害物を検出する障害物検出システムであって、移動体が走行する走行路面までの距離と高さ方向を検出するための三次元方向の測距が可能な三次元測距センサと、前記移動体が停止している際に、前記走行路面上の障害物を検出する障害物検出部と、を備え、前記障害物検出部は、前記移動体が停止するまでに保持されている前記走行路面からの高さ情報であって、前記移動体が停止するまでの所定の期間に移動した前記移動体の移動量に基づいた前記高さ情報で補完した高さ履歴データを生成する高さ履歴データ生成手段を備える。
【選択図】図16
特許請求の範囲【請求項１】
障害物を検出する障害物検出システムであって、
移動体が走行する走行路面までの距離と高さ方向を検出するための三次元方向の測距が可能な三次元測距センサと、
前記移動体が停止している際に、前記走行路面上の障害物を検出する障害物検出部と、
を備え、
前記障害物検出部は、
前記移動体が停止するまでに保持されている前記走行路面からの高さ情報であって、前記移動体が停止するまでの所定の期間に移動した前記移動体の移動量に基づいた前記高さ情報で補完した高さ履歴データを生成する高さ履歴データ生成手段を備える、
ことを特徴とする障害物検出システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記高さ履歴データ生成手段は、前記高さ履歴データに対して、認識した移動体の矩形領域を照らし合わせ、当該移動体の矩形領域から高さ情報を除去する、
ことを特徴とする請求項１に記載の障害物検出システム。
【請求項３】
前記高さ履歴データ生成手段は、外部機器からの指示により、前記高さ履歴データに保持された高さ情報を消去する、
ことを特徴とする請求項１に記載の障害物検出システム。
【請求項４】
前記三次元測距センサによる測定結果は、前記移動体を基準とした三次元の走行路面データであり、
前記障害物検出部は、前記高さ情報として前記走行路面データに基づく前記走行路面からの最大高さを保持した高さマップデータを生成して前記高さ履歴データ生成手段に供する、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の障害物検出システム。
【請求項５】
前記障害物検出部は、前記走行路面データに、平面検出により振動補正を施した上で時間により重ね合わせて得られた、補正後の前記走行路面データに基づき、前記高さマップデータを生成する、
ことを特徴とする請求項４に記載の障害物検出システム。
【請求項６】
前記三次元測距センサは、前記移動体の走行方向の先端部手前までの前記走行路面を検出できる高さかつ傾斜角度に設置されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の障害物検出システム。
【請求項７】
前記障害物検出部は、
高低差となだらかさの特徴に基づいて前記走行路面に高さ障害物があるかを判定し、
近傍の高さの差に基づいて前記走行路面に溝障害物があるかを判定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の障害物検出システム。
【請求項８】
前記障害物検出部は、前記高さマップデータの生成結果を得るための、前記振動補正の結果に基づくボクセルグリッドを生成する、
ことを特徴とする請求項５に記載の障害物検出システム。
【請求項９】
前記障害物検出部は、前記振動補正の結果の点群分布に基づいてノイズ除去を行う、
ことを特徴とする請求項５に記載の障害物検出システム。
【請求項１０】
前記移動体の駆動部材は、所定の接地長を有する履帯式走行体であり、
前記障害物検出部は、前記駆動部材に合わせた判定のパラメータを有する、
ことを特徴とする請求項４に記載の障害物検出システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物検出システム、移動体、プログラムおよび障害物検出方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、屋外にて動作させる走行装置（移動体）には、自律走行を行うために障害物を検出して停止や回避を行う、安全技術が必須である。この安全技術には、ＲＧＢＤカメラやステレオカメラ、レーダー、超音波センサなどの様々なセンサが用いられている。近年、安全技術に用いられるセンサとして、レーザ光を照射して、その反射光の情報をもとに対象物までの距離や対象物の形などを計測する技術であるＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）、特に二次元平面の障害物が検出できる２Ｄ－ＬｉＤＡＲが用いられることが多い。
【０００３】
特許文献１には、移動体に設置された距離測定装置による一次元のレーザ走査をＫ回行い、ａ回前（Ｋ－ａ回）の走査からＫ回目までのレーザ走査の全てについて、連続して凹形状の障害物として検出する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術によれば、移動体が停止している際に、センサの観測範囲外や移動体の筐体によるオクルージョンなどの死角に対して障害物検出を行うことができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動体が停止している際に、センサの観測範囲外や移動体の筐体によるオクルージョンなどの死角に対して障害物検出を行うことができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、障害物を検出する障害物検出システムであって、移動体が走行する走行路面までの距離と高さ方向を検出するための三次元方向の測距が可能な三次元測距センサと、前記移動体が停止している際に、前記走行路面上の障害物を検出する障害物検出部と、を備え、前記障害物検出部は、前記移動体が停止するまでに保持されている前記走行路面からの高さ情報であって、前記移動体が停止するまでの所定の期間に移動した前記移動体の移動量に基づいた前記高さ情報で補完した高さ履歴データを生成する高さ履歴データ生成手段を備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、移動体が停止している際に、センサの観測範囲外や移動体の筐体によるオクルージョンなどの死角に対して障害物検出を行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１の実施の形態にかかる障害物検出システムとしての走行装置の構成の一例を示す外観斜視図である。
図２は、走行装置の構成の一例を示す側面図である。
図３は、走行装置を上方から見た様子示す平面図である。
図４は、走行装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図５は、走行装置の自律走行にかかる機能構成を示すブロック図である。
図６は、ステアリングコントロール部の速度制御にかかる機能構成を示すブロック図である。
図７は、縁石の検出処理の概要について説明する図である。
図８は、溝の検出処理の概要について説明する図である。
図９は、路面障害物の検出処理結果の例を示す図である。
図１０は、走行装置における路面障害物の検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図１１は、点群データ保存処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図１２は、高さマップ生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図１３は、ノイズ除去処理の概要について示す図である。
図１４は、ノイズ除去処理結果の例について説明する図である。
図１５は、高さマップの一例を示す図である。
図１６は、障害物検出の死角対応処理の概要について説明する図である。
図１７は、アルゴリズムとして常に実行する処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図１８は、高さ履歴マップ生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図１９は、移動体領域除去処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図２０は、クライアントサーバ処理における高さ履歴マップクリアサービス処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図２１は、高さ履歴マップクリアサービス処理を呼び出す一例を示すシーケンス図である。
図２２は、高さ履歴マップクリアサービス処理を呼び出す別の一例を示すシーケンス図である。
図２３は、高さ障害物マップ生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図２４は、微分障害物マップ生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図２５は、溝障害物ラベリングマップ生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図２６は、障害物マップ生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図２７は、障害物マップ追加処理の概要について説明する図である。
図２８は、障害物マップ追加処理適用結果の例について説明する図である。
図２９は、第２の実施の形態にかかる障害物検出システムとしての自動車を示す図である。
図３０は、第３の実施の形態にかかる障害物検出システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
以下に添付図面を参照して、障害物検出システム、移動体、プログラムおよび障害物検出方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（走行装置の構成例）
図１は、第１の実施の形態にかかる障害物検出システムとしての走行装置１の構成の一例を示す外観斜視図である。走行装置１は、工場などの設備点検で使用されることを想定した不整地を移動する移動体である。
（【００１１】以降は省略されています）

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