JP2015019689A - Obstacle detection device and detection method thereof - Google Patents

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周治 井澤
Shuji Izawa
周治 井澤
委久 寺田
Tomohisa Terada
委久 寺田
晴彦 藤本
Haruhiko Fujimoto
晴彦 藤本
小林　淳二
Junji Kobayashi
淳二 小林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an obstacle detection device that identifies a plurality of obstacles ahead and detects a distance, a trajectory, and a movement of a plurality of identified obstacles, and a detection method thereof.SOLUTION: An obstacle detection device 1 includes: a distance measurement means 4 for detecting a distance of a plurality of obstacles; an image acquisition means 2 for acquiring an image; an image detection means 3a for detecting a plurality of obstacles from the image; an image identification means 3b for identifying a plurality of detected obstacles; and a control means 5 for performing control and calculation. The obstacle detection device 1 also includes a distance calculation means 3c that associates a plurality of identified obstacles with the distances detected by the distance measurement means 4.

Description

本発明は、前方の障害物を検知することに係り、特に、高齢者や、障害者などに接近する複数の人を検知する障害物検知装置とその検知方法に関する。   The present invention relates to detecting a front obstacle, and more particularly to an obstacle detection apparatus and a detection method for detecting an elderly person or a plurality of persons approaching an obstacle.

従来から、障害物検知装置には、赤外線センサなどの障害物検知センサが備えられ、この障害物検知センサが、障害物検知装置の前方にある障害物を検知する。   Conventionally, an obstacle detection device has been provided with an obstacle detection sensor such as an infrared sensor, and this obstacle detection sensor detects an obstacle in front of the obstacle detection device.

また、従来から、顔認識技術の実用化・商品化が進められている。公知の顔認識技術によれば、画像から色々な方向を向いた複数の顔の検知が可能であり、検知された顔の識別も可能である。   Conventionally, face recognition technology has been put into practical use and commercialized. According to a known face recognition technique, a plurality of faces facing various directions can be detected from an image, and the detected faces can be identified.

図６は、特許文献１に開示される障害物検知装置の説明図である。特許文献１に開示される従来例の障害物検知装置２０１は、図６に示すように、車体２１２、ハンドル２１３、車輪２１４、および障害物検知センサ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃなどから構成される歩行補助車２１１である。   FIG. 6 is an explanatory diagram of the obstacle detection device disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. 6, a conventional obstacle detection device 201 disclosed in Patent Document 1 includes a vehicle body 212, a handle 213, wheels 214, obstacle detection sensors 204a, 204b, 204c, and the like. It is a car 211.

障害物検知センサ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃは、赤外線距離センサである。障害物検知センサ２０４ａは、歩行補助車２１１の上方の位置に取り付けられ、障害物検知センサ２０４ｂ、２０４ｃは、障害物検知センサ２０４ａより低い位置に取り付けられる。障害物検知センサ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃは、前方下向きに光スポットを照射し、歩行補助車２１１の先端から０．５〜２．０ｍの範囲内の位置を照射するように設けられる。   The obstacle detection sensors 204a, 204b, and 204c are infrared distance sensors. The obstacle detection sensor 204a is attached at a position above the walking auxiliary vehicle 211, and the obstacle detection sensors 204b and 204c are attached at a position lower than the obstacle detection sensor 204a. The obstacle detection sensors 204 a, 204 b, and 204 c are provided so as to irradiate a light spot forward and downward and irradiate a position within a range of 0.5 to 2.0 m from the tip of the walking assist vehicle 211.

歩行補助車２１１が進行して、光スポットが照射される位置に段差や障害物が現れると、障害物検知センサ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃは、段差や障害物を検知し検知信号を出力する。そして、段差や障害物を検知したことをユーザに知らせるために、音声、光、あるいは音響などの警報が発せられる。   When the walking assistance vehicle 211 advances and a step or an obstacle appears at a position where the light spot is irradiated, the obstacle detection sensors 204a, 204b, and 204c detect the step and the obstacle and output a detection signal. In order to notify the user that a step or an obstacle has been detected, an alarm such as voice, light, or sound is issued.

特許文献２には、公知の顔認識技術（カボール・ウェーブレット変換＋グラフマッチング）を用いて、画像から人の顔を検知する撮影装置が開示されている。そして、検知された人の顔を含むエリアの輝度を算出し、適切な露光条件で撮影することを可能にしている。   Patent Document 2 discloses a photographing apparatus that detects a human face from an image using a known face recognition technique (Caballet wavelet transform + graph matching). Then, the brightness of the area including the detected human face is calculated, and it is possible to shoot under appropriate exposure conditions.

特開２０１１−６７３２３号公報JP 2011-67323 A 特開２００３−１０７５５５号公報JP 2003-107555 A

特許文献１に開示される従来例の障害物検知装置２０１は、光源からの赤外線の集束光を前方下向きに照射し、反射光の光スポットの重心位置を検知する三角測量を用いて障害物などを検知するものである。光源からの赤外線の集束光は特定の方向に照射されるため、従来例の障害物検知装置２０１は、この方向にある障害物などしか検知することができないと共に、障害物などが複数ある場合に、検知できない障害物などが生じるという課題があった。   A conventional obstacle detection device 201 disclosed in Patent Literature 1 irradiates infrared focused light from a light source forward and downward and uses triangulation to detect the position of the center of gravity of a reflected light spot. Is detected. Since the focused infrared light from the light source is emitted in a specific direction, the obstacle detection device 201 of the conventional example can detect only an obstacle in this direction, and there are a plurality of obstacles. There was a problem that undetectable obstacles occurred.

従来例の障害物検知装置２０１は、光源からの赤外線の集束光を前方下向きに照射するため、路面上などにある障害物などしか検知することができないという課題があった。   The obstacle detection device 201 of the conventional example has a problem that it can detect only obstacles on the road surface and the like because the infrared focused light from the light source is irradiated forward and downward.

特許文献２に開示される従来例の撮影装置は、公知の顔認識技術（カボール・ウェーブレット変換＋グラフマッチング）を用いて、画像から人の顔を検知する。従来例の障害物検知装置２０１は、反射光を用いて障害物などを検知するものであり、障害物などを識別することはできない。顔認識技術（カボール・ウェーブレット変換＋グラフマッチング）は、画像中の人の顔を識別することが可能である。   The conventional imaging apparatus disclosed in Patent Document 2 detects a human face from an image using a known face recognition technique (Caballet wavelet transform + graph matching). The obstacle detection device 201 of the conventional example detects an obstacle using reflected light and cannot identify the obstacle. Face recognition technology (Caballet wavelet transform + graph matching) can identify a human face in an image.

ところが、障害物検知装置に、特許文献２に開示される従来例の撮影装置を搭載しただけでは、識別された複数の人の顔である障害物が検知されるだけである。そのため、識別された複数の人である障害物の位置や動きを検知することができないという課題があった。   However, simply mounting the conventional imaging device disclosed in Patent Document 2 on the obstacle detection device only detects obstacles that are the faces of a plurality of identified people. Therefore, the subject that the position and movement of an obstacle which are a plurality of people who were identified cannot be detected occurred.

本発明の目的は、このような課題を顧みてなされたものであり、前方に存在する複数の障害物を識別して、識別された複数の障害物の距離、軌跡、および動きを検知する障害物検知装置およびその検知方法を提供することである。   An object of the present invention has been made in view of such a problem, and identifies a plurality of obstacles existing in front and detects a distance, a trajectory, and a motion of the plurality of identified obstacles. An object detection device and a detection method thereof are provided.

本発明の障害物検知装置は、複数の障害物の距離を検知する測距手段と、画像を取得する画像取得手段と、前記画像から前記複数の障害物を検知する画像検知手段と、検知された前記複数の障害物を識別する画像識別手段と、制御および演算を行う制御手段と、を有する障害物検知装置であって、識別された前記複数の障害物に、前記測距手段が検知した前記距離を対応させる距離演算手段を有することを特徴とする。   The obstacle detection device of the present invention is detected by a distance measuring unit that detects the distance of a plurality of obstacles, an image acquisition unit that acquires an image, and an image detection unit that detects the plurality of obstacles from the image. An obstacle detection device having an image identifying means for identifying the plurality of obstacles and a control means for performing control and calculation, wherein the distance measuring means detects the plurality of identified obstacles. It has a distance calculation means which makes the said distance correspond, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の障害物検知装置によれば、前方の画像を取得することができ、この画像から複数の障害物を検知すると共に、識別することができる。   According to the obstacle detection device of the present invention, a front image can be acquired, and a plurality of obstacles can be detected and identified from this image.

そして、距離演算手段によって、測距手段により検知された距離を、識別された複数の障害物に対応させることができ、識別された複数の障害物の距離を検知することができる。   The distance calculation means can correspond the distances detected by the distance measurement means to the plurality of identified obstacles, and can detect the distances of the plurality of identified obstacles.

そして、制御手段が、識別された複数の障害物の距離を時系列に検知するように測距手段を制御し、識別された複数の障害物の軌跡を算出する演算を行うと共に、識別された複数の障害物の速度および加速度を算出する演算を行う。よって、本発明の障害物検知装置によれば、識別された複数の障害物の軌跡、速度、および加速度を検知できると共に、軌跡、速度、および加速度から識別された複数の障害物の動きを予測、すなわち検知することができる。   Then, the control means controls the distance measuring means so as to detect the distances of the plurality of identified obstacles in time series, performs calculation to calculate the trajectory of the plurality of identified obstacles, and is identified. Calculations for calculating the speed and acceleration of a plurality of obstacles are performed. Therefore, according to the obstacle detection device of the present invention, the trajectory, speed, and acceleration of the plurality of identified obstacles can be detected, and the movement of the plurality of obstacles identified from the trajectory, speed, and acceleration can be predicted. That is, it can be detected.

よって、本発明によれば、前方に存在する複数の障害物を識別して、識別された複数の障害物の距離、軌跡、および動きを検知する障害物検知装置を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an obstacle detection device that identifies a plurality of obstacles existing ahead and detects the distance, trajectory, and movement of the plurality of identified obstacles.

前記複数の障害物が人の頭部であることが好ましい。このような態様であれば、前方に存在する複数の人の頭部を識別して、識別された複数の人の頭部の距離、軌跡、および動きを検知することができる。   The plurality of obstacles are preferably human heads. With such an aspect, it is possible to identify the heads of a plurality of persons present in front and detect the distances, trajectories, and movements of the identified heads of the plurality of persons.

障害物検知装置が、識別された前記人の頭部のサイズを比較する手段を有することが好ましい。このように人の頭部のサイズを比較することが可能であれば、障害物検知装置に接近して来るサイズの大きくなる人の頭部を抽出することができる。そのため、接近して来る人にのみに注目することが可能となり、演算などの処理を簡便にすることができる。   It is preferable that the obstacle detection device has means for comparing the sizes of the identified human heads. If it is possible to compare the sizes of the human heads in this way, it is possible to extract the head of the human who is approaching the obstacle detection device and increases in size. Therefore, it is possible to focus only on the person approaching, and processing such as computation can be simplified.

前記サイズを比較する手段が、前記サイズが大きくなる前記人の頭部を識別することが好ましい。このような態様であれば、接近して来る人にのみに注目することが可能となり、演算などの処理を簡便にすることができる。   It is preferable that the means for comparing the sizes identifies the head of the person whose size increases. With such an aspect, it is possible to focus only on the person approaching, and processing such as computation can be simplified.

前記画像検知手段が、前記人の頭部として人の顔を検知することが好ましい。接近して来る人は、障害物検知装置にほぼ顔を向けて接近する。すなわち、人の頭部として人の顔を検知することは、障害物検知装置に接近する人を検知することである。そのため、接近して来る人にのみに注目することが可能となり、演算などの処理を簡便にすることができる。   It is preferable that the image detection unit detects a human face as the human head. A person approaching approaches the obstacle detection device with his face almost directed. That is, detecting a human face as a human head means detecting a person approaching the obstacle detection device. Therefore, it is possible to focus only on the person approaching, and processing such as computation can be simplified.

前記測距手段が、電磁波、または超音波を出射して前記複数の障害物の距離を検知することが好ましい。このような態様であれば、複数の障害物の距離を検知することが可能である。   It is preferable that the distance measuring unit emits electromagnetic waves or ultrasonic waves to detect distances of the plurality of obstacles. If it is such an aspect, it is possible to detect the distance of a several obstruction.

前記測距手段で検知された前記距離が、所定の値以下である際に、警報を発することが好ましい。このような態様であれば、障害物検知装置を保持している人などに注意喚起をすることなどが可能である。また、障害物検知装置を保持している人が、複数の障害物を避けて移動することを可能にする。   It is preferable to issue an alarm when the distance detected by the distance measuring means is not more than a predetermined value. With such an aspect, it is possible to alert a person or the like holding the obstacle detection device. In addition, the person holding the obstacle detection device can move while avoiding a plurality of obstacles.

障害物検知装置が、前記複数の障害物の動きを予測して、前記複数の障害物が所定の範囲内に入ると予測されるとき、警報を発することが好ましい。このような態様であれば、障害物検知装置を保持している人などに注意喚起をすることなどが可能である。また、障害物検知装置を保持している人が、複数の障害物の位置を事前に予測できるので、障害物を避けて移動することをより容易にする。   It is preferable that the obstacle detection device predicts the movement of the plurality of obstacles and issues an alarm when the plurality of obstacles are predicted to fall within a predetermined range. With such an aspect, it is possible to alert a person or the like holding the obstacle detection device. Further, since the person holding the obstacle detection device can predict the positions of a plurality of obstacles in advance, it is easier to move while avoiding the obstacles.

本発明の障害物検知装置の検知方法は、複数の障害物の距離を検知する測距手段と、画像を取得する画像取得手段と、前記画像から前記複数の障害物を検知する画像検知手段と、検知された前記複数の障害物を識別する画像識別手段と、制御および演算を行う制御手段と、を有する障害物検知装置の検知方法であって、識別された前記複数の障害物に、前記測距手段が検知した前記距離を対応させる距離演算手段を有することを特徴とする。   The detection method of the obstacle detection device of the present invention includes a distance measuring unit that detects the distance of a plurality of obstacles, an image acquisition unit that acquires an image, and an image detection unit that detects the plurality of obstacles from the image. An obstacle detection device detection method comprising: an image identification unit that identifies the plurality of detected obstacles; and a control unit that performs control and calculation. It has a distance calculation means which makes the said distance which the ranging means detected correspond.

本発明の障害物検知装置の検知方法によれば、前方の画像を取得することができ、この画像から複数の障害物を検知すると共に、識別することができる。   According to the detection method of the obstacle detection device of the present invention, a front image can be acquired, and a plurality of obstacles can be detected and identified from this image.

そして、距離演算手段によって、測距手段により検知された距離を、識別された複数の障害物に対応させることができ、識別された複数の障害物の距離を検知することができる。   The distance calculation means can correspond the distances detected by the distance measurement means to the plurality of identified obstacles, and can detect the distances of the plurality of identified obstacles.

そして、制御手段が、識別された複数の障害物の距離を時系列に検知するように測距手段を制御し、識別された複数の障害物の軌跡を算出する演算を行うと共に、識別された複数の障害物の速度および加速度を算出する演算を行う。よって、本発明の障害物検知装置の検知方法によれば、識別された複数の障害物の軌跡、速度、および加速度を検知できると共に、軌跡、速度、および加速度から識別された複数の障害物の動きを予測、すなわち検知することができる。   Then, the control means controls the distance measuring means so as to detect the distances of the plurality of identified obstacles in time series, performs calculation to calculate the trajectory of the plurality of identified obstacles, and is identified. Calculations for calculating the speed and acceleration of a plurality of obstacles are performed. Therefore, according to the detection method of the obstacle detection device of the present invention, it is possible to detect the trajectory, speed, and acceleration of the plurality of identified obstacles, and to detect the plurality of obstacles identified from the trajectory, speed, and acceleration. Motion can be predicted, i.e. detected.

よって、本発明によれば、前方に存在する複数の障害物を識別して、識別された複数の障害物の距離、軌跡、および動きを検知する障害物検知装置の検知方法を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a detection method of an obstacle detection device that identifies a plurality of obstacles existing ahead and detects the distance, trajectory, and movement of the plurality of identified obstacles. it can.

前記複数の障害物が人の頭部であることが好ましい。このような態様であれば、前方に存在する複数の人の頭部を識別して、識別された複数の人の頭部の距離、軌跡、および動きを検知することができる。   The plurality of obstacles are preferably human heads. With such an aspect, it is possible to identify the heads of a plurality of persons present in front and detect the distances, trajectories, and movements of the identified heads of the plurality of persons.

障害物検知装置の検知方法が、識別された前記人の頭部のサイズを比較する手段を有することが好ましい。このように人の頭部のサイズを比較することが可能であれば、障害物検知装置に接近して来るサイズの大きくなる人の頭部を抽出することができる。そのため、接近して来る人にのみに注目することが可能となり、演算などの処理を簡便にすることができる。   It is preferable that the detection method of the obstacle detection device includes means for comparing the sizes of the identified human heads. If it is possible to compare the sizes of the human heads in this way, it is possible to extract the head of the human who is approaching the obstacle detection device and increases in size. Therefore, it is possible to focus only on the person approaching, and processing such as computation can be simplified.

前記サイズを比較する手段が、前記サイズが大きくなる前記人の頭部を識別することが好ましい。このような態様であれば、接近して来る人にのみに注目することが可能となり、演算などの処理を簡便にすることができる。   It is preferable that the means for comparing the sizes identifies the head of the person whose size increases. With such an aspect, it is possible to focus only on the person approaching, and processing such as computation can be simplified.

前記画像検知手段が、前記人の頭部として人の顔を検知することが好ましい。接近して来る人は、障害物検知装置にほぼ顔を向けて接近する。すなわち、人の頭部として人の顔を検知することは、障害物検知装置に接近する人を検知することである。そのため、接近して来る人にのみに注目することが可能となり、演算などの処理を簡便にすることができる。   It is preferable that the image detection unit detects a human face as the human head. A person approaching approaches the obstacle detection device with his face almost directed. That is, detecting a human face as a human head means detecting a person approaching the obstacle detection device. Therefore, it is possible to focus only on the person approaching, and processing such as computation can be simplified.

前記測距手段が、電磁波、または超音波を出射して前記複数の障害物の距離を検知することが好ましい。このような態様であれば、複数の障害物の距離を検知することが可能である。   It is preferable that the distance measuring unit emits electromagnetic waves or ultrasonic waves to detect distances of the plurality of obstacles. If it is such an aspect, it is possible to detect the distance of a several obstruction.

前記測距手段で検知された前記距離が、所定の値以下である際に、警報を発することが好ましい。このような態様であれば、障害物検知装置を保持している人などに注意喚起をすることなどが可能である。また、障害物検知装置を保持している人が、複数の障害物を避けて移動することを可能にする。   It is preferable to issue an alarm when the distance detected by the distance measuring means is not more than a predetermined value. With such an aspect, it is possible to alert a person or the like holding the obstacle detection device. In addition, the person holding the obstacle detection device can move while avoiding a plurality of obstacles.

障害物検知装置の検知方法が、前記複数の障害物の動きを予測して、前記複数の障害物が所定の範囲内に入ると予測されるとき、警報を発することが好ましい。このような態様であれば、障害物検知装置を保持している人などに注意喚起をすることなどが可能である。また、障害物検知装置を保持している人が、複数の障害物の位置を事前に予測できるので、障害物を避けて移動することをより容易にする。   It is preferable that the detection method of the obstacle detection device predicts the movement of the plurality of obstacles and issues an alarm when the plurality of obstacles are predicted to fall within a predetermined range. With such an aspect, it is possible to alert a person or the like holding the obstacle detection device. Further, since the person holding the obstacle detection device can predict the positions of a plurality of obstacles in advance, it is easier to move while avoiding the obstacles.

本発明によれば、前方に存在する複数の障害物を識別して、識別された複数の障害物の距離、軌跡、および動きを検知する障害物検知装置およびその検知方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the obstacle detection apparatus which identifies the several obstacle which exists ahead, and detects the distance of the identified several obstacle, a locus | trajectory, and a motion, and its detection method can be provided. .

第１の実施形態に係る障害物検知装置の構成図である。It is a block diagram of the obstruction detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る測距手段の説明図である。It is explanatory drawing of the ranging means which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るスキャナーの出射範囲の分割例である。It is an example of the division | segmentation of the emission range of the scanner which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施形態に係る障害物検知装置の構成図である。It is a block diagram of the obstacle detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係るスキャナーの出射範囲の分割例である。It is an example of division | segmentation of the emission range of the scanner which concerns on 2nd Embodiment. 特許文献１に開示される障害物検知装置の説明図である。It is explanatory drawing of the obstruction detection apparatus disclosed by patent document 1. FIG.

以下、本発明の第１の実施形態の障害物検知装置とその検知方法について図面を用いて詳細に説明する。なお、各図面の寸法は適宜変更して示している。   Hereinafter, an obstacle detection device and a detection method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the dimension of each drawing is changed and shown suitably.

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る障害物検知装置の構成図である。本実施形態に係る障害物検知装置１は、図１に示すように、画像取得手段２、記憶手段３、測距手段４、制御手段５、および警報手段６を有して構成される。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram of an obstacle detection apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the obstacle detection apparatus 1 according to the present embodiment includes an image acquisition unit 2, a storage unit 3, a distance measurement unit 4, a control unit 5, and an alarm unit 6.

本実施形態に係る画像取得手段２は、２次元のデジタル画像を取得するデジタルカメラなどであり、本実施形態に係る記憶手段３は、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体メモリである。本実施形態に係る制御手段５は、マイクロプロセッサ（Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などで構成される。   The image acquisition unit 2 according to the present embodiment is a digital camera or the like that acquires a two-dimensional digital image, and the storage unit 3 according to the present embodiment is a semiconductor memory such as a random access memory (Random Access Memory). The control means 5 according to the present embodiment is constituted by a microprocessor (Microprocessor) or the like.

記憶手段３には、画像検知手段３ａ、画像識別手段３ｂ、および距離演算手段３ｃに関連する情報などが保存されている。この画像検知手段３ａおよび画像識別手段３ｂは、たとえば公知の顔認識技術（カボール・ウェーブレット変換＋グラフマッチング）を用いて構成される。そして、制御手段５が、記憶手段３を制御して、すなわち画像取得手段２が取得したデジタル画像から、画像検知手段３ａを用いて複数の人の顔を検知し、画像識別手段３ｂを用いて検知した複数の人の顔を識別する。   The storage unit 3 stores information related to the image detection unit 3a, the image identification unit 3b, and the distance calculation unit 3c. The image detection unit 3a and the image identification unit 3b are configured using, for example, a known face recognition technique (Caballet wavelet transform + graph matching). Then, the control means 5 controls the storage means 3, that is, detects a plurality of human faces from the digital image acquired by the image acquisition means 2 using the image detection means 3a, and uses the image identification means 3b. Identify multiple human faces detected.

図２は、第１の実施形態に係る測距手段の説明図である。本実施形態に係る測距手段４は、図２に示すように、スキャナー４ａ、出射器４ｂ、および受信器４ｃを有して構成される。出射器４ｂは、レーザーダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）や、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などで構成することができる。本実施形態の出射器４ｂは、赤外線を出射するレーザーダイオードである。本実施形態に係る受信器４ｃは、フォトダイード（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）などで構成される。   FIG. 2 is an explanatory diagram of distance measuring means according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the distance measuring means 4 according to the present embodiment includes a scanner 4a, an emitter 4b, and a receiver 4c. The emitter 4b can be configured by a laser diode, a light emitting diode, or the like. The emitter 4b of the present embodiment is a laser diode that emits infrared rays. The receiver 4c according to the present embodiment is configured by a photodiode or the like.

図２に示すように、制御手段５が、出射器４ｂに赤外線を出射するように制御する。出射器４ｂから出射された赤外線７ａは、スキャナー４ａによって２次元に走査されて前方に出射される。   As shown in FIG. 2, the control means 5 controls to emit infrared rays to the emitter 4b. The infrared rays 7a emitted from the emitter 4b are scanned two-dimensionally by the scanner 4a and emitted forward.

２次元に走査されてスキャナー４ａから前方に出射された赤外線７ｂは、図２に示すように、測距手段４の前方に存在する人の顔などの障害物８ａ、８ｂによって反射される。そして、反射された赤外線７ｃ、７ｃは、スキャナー４ａを介して受信器４ｃに受光される。   The infrared rays 7b scanned two-dimensionally and emitted forward from the scanner 4a are reflected by obstacles 8a and 8b such as a human face existing in front of the distance measuring means 4, as shown in FIG. Then, the reflected infrared rays 7c and 7c are received by the receiver 4c via the scanner 4a.

スキャナー４ａの走査条件などは、図１に図示する記憶手段３に保存されており、この保存された情報に基づいて制御手段５が、スキャナー４ａ、出射器４ｂ、および受信器４ｃを制御する。制御手段５は、出射器４ｂには所定の時間間隔で赤外線７ａの出射を制御し、スキャナー４ａに出射および受光を行わせる。   The scanning conditions of the scanner 4a are stored in the storage unit 3 shown in FIG. 1, and the control unit 5 controls the scanner 4a, the emitter 4b, and the receiver 4c based on the stored information. The control unit 5 controls the emission unit 4b to emit infrared rays 7a at predetermined time intervals, and causes the scanner 4a to emit and receive light.

前方に人の顔などの障害物８が存在すると、赤外線７ｂは障害物８によって反射され、障害物８から反射する赤外線７ｃが生じる。この反射された赤外線７ｃは、スキャナー４ａを介して、赤外線７ａの出射時刻に対してΔｔ時間の遅れで受信器４ｃに受光される。制御手段５は、この遅れ時間Δｔと光速度とを用いて演算し、前方に存在する障害物８と、障害物検知装置１（図１に図示）との距離を算出する。   When an obstacle 8 such as a human face is present ahead, the infrared rays 7 b are reflected by the obstacle 8, and infrared rays 7 c reflected from the obstacle 8 are generated. The reflected infrared ray 7c is received by the receiver 4c via the scanner 4a with a delay of Δt time from the emission time of the infrared ray 7a. The control means 5 calculates using the delay time Δt and the speed of light, and calculates the distance between the obstacle 8 existing ahead and the obstacle detection device 1 (shown in FIG. 1).

本実施形態においては、障害物の測距方法を光の飛行時間を測定する方式としたが、これに限定されるものではない。光位置センサ（ＰＳＤ：Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を用いて三角測量方式で測距することも可能である。   In the present embodiment, the obstacle ranging method is a method of measuring the time of flight of light, but is not limited to this. It is also possible to measure the distance by a triangulation method using an optical position sensor (PSD: Position Sensitive Detector).

本実施形態においては、赤外線を用いて測距するとしたが、これに限定されるものではない。赤外線以外の光などの電磁波を用いることも可能である。また、人の耳に聞こえない超音波を用いることにより指向性を持たせたスピーカーを使用して、測距することも可能である。この際には、出射器はスピーカーなどであり、受信器はマイクロフォンなどである。   In the present embodiment, the distance is measured using infrared rays, but the present invention is not limited to this. It is also possible to use electromagnetic waves such as light other than infrared rays. It is also possible to perform distance measurement using a speaker having directivity by using ultrasonic waves that cannot be heard by human ears. In this case, the emitter is a speaker or the like, and the receiver is a microphone or the like.

図３は、第１の実施形態に係るスキャナーの出射範囲の分割例である。図２に図示するスキャナー４ａの出射範囲が、図３に示すように例えばＫ１〜Ｋ２０に分割される。出射範囲が分割された各部分を、以下コマと呼ぶ。そして、スキャナー４ａは、各コマの中心に向けて赤外線７ｂを出射し、Ｋ１〜Ｋ２０のコマへの出射を所定の順序で行う、すなわち走査する。そして、制御手段５は、この走査を繰り返すように制御し、移動する障害物８の距離（位置）、速度、加速度、および軌跡を時系列に演算して算出する。本実施形態では、各コマで赤外線７ｂを出射すると共に人の顔などの障害物８から反射する赤外線７ｃを受光する。そして、各コマにおいて、その前方に存在する人の顔などの障害物８の距離が測定され、各コマの距離とされる。   FIG. 3 is an example of division of the emission range of the scanner according to the first embodiment. The emission range of the scanner 4a illustrated in FIG. 2 is divided into, for example, K1 to K20 as illustrated in FIG. Each part into which the emission range is divided is hereinafter referred to as a frame. Then, the scanner 4a emits infrared rays 7b toward the center of each frame, and emits K1 to K20 to the frames in a predetermined order, that is, scans. The control means 5 controls to repeat this scanning, and calculates and calculates the distance (position), speed, acceleration, and locus of the moving obstacle 8 in time series. In the present embodiment, infrared rays 7b are emitted at each frame, and infrared rays 7c reflected from an obstacle 8 such as a human face are received. Then, in each frame, the distance of the obstacle 8 such as a person's face existing in front of the frame is measured and set as the distance of each frame.

本実施形態において、たとえば１０メートル（ｍ）前方の障害物８を対象とした場合においても、光速度はおよそ３０万キロメートル毎秒であるので、障害物検知装置１と障害物８との間の往復に要する時間は、およそ６．７×１０−８秒である。そのため、出射器４ｂから赤外線７ａを出射する時間間隔は十分に小さく、および障害物８の距離を算出するためのコマ数は十分に多く設けることができるので、本実施形態によれば、複数の障害物８と障害物検知装置１との距離を精度よく算出することができる。 In the present embodiment, for example, even when an obstacle 8 ahead of 10 meters (m) is targeted, the speed of light is approximately 300,000 kilometers per second, so the round trip between the obstacle detection device 1 and the obstacle 8 is performed. The time required for this is approximately 6.7 × 10 −8 seconds. Therefore, the time interval for emitting the infrared rays 7a from the emitter 4b is sufficiently small, and a sufficiently large number of frames for calculating the distance of the obstacle 8 can be provided. According to this embodiment, a plurality of frames are provided. The distance between the obstacle 8 and the obstacle detection device 1 can be calculated with high accuracy.

画像取得手段２が取得するデジタル画像内の障害物８の像は、図１および図２に示すように、障害物８で反射する太陽光などが、障害物８から障害物検知装置１に向かう方位に進行した後に結像して得られる。障害物検知装置１と障害物８の距離は、障害物検知装置１（スキャナー４ａ）から障害物８の方位に赤外線７ｂが出射されて測距される。そのため、デジタル画像内の障害物８の方位と、障害物８の距離に対応する赤外線７ｂの出射される方位とは共に、障害物８が遠方にある場合に方位角度が小さく、障害物８が近くにある場合に方位角度は大きくなる。そして、本実施形態においては、図３に図示する出射範囲、すなわちＫ１〜Ｋ２０のコマからなる範囲と、画像取得手段２が取得するデジタル画像の範囲とを一致するように設けられる。そして、本実施形態においては、制御手段５が、距離演算手段３ｃを用いて、デジタル画像内の複数の障害物８に、複数の障害物８のそれぞれが重なるコマの距離を対応させる、すなわち複数の障害物８のそれぞれの距離として算出する。そして、障害物８が複数のコマに跨って重なる際は、障害物８の距離は、例えばそれらの距離の平均値とする。なお、デジタル画像内の複数の障害物８の像と、複数の障害物８のそれぞれの距離とは同一時刻に得られたものであり、時系列的に対応される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the image of the obstacle 8 in the digital image acquired by the image acquisition means 2 is such that sunlight reflected by the obstacle 8 travels from the obstacle 8 to the obstacle detection device 1. Obtained by imaging after traveling in the azimuth direction. The distance between the obstacle detection device 1 and the obstacle 8 is measured by emitting infrared rays 7b from the obstacle detection device 1 (scanner 4a) in the direction of the obstacle 8. Therefore, both the azimuth of the obstacle 8 in the digital image and the azimuth from which the infrared rays 7b corresponding to the distance of the obstacle 8 are emitted have a small azimuth angle when the obstacle 8 is far away. When it is close, the azimuth angle becomes large. In the present embodiment, the emission range illustrated in FIG. 3, that is, the range composed of K1 to K20 frames, and the range of the digital image acquired by the image acquisition unit 2 are provided to coincide with each other. In the present embodiment, the control means 5 uses the distance calculation means 3c to associate the distances of the frames where the obstacles 8 overlap with the obstacles 8 in the digital image. The distances of the obstacles 8 are calculated. When the obstacle 8 overlaps across a plurality of frames, the distance of the obstacle 8 is, for example, an average value of the distances. Note that the images of the plurality of obstacles 8 in the digital image and the distances of the plurality of obstacles 8 are obtained at the same time and correspond to each other in time series.

本実施形態においては、赤外線７ｂの出射と、障害物８から反射する赤外線７ｃの受光とを、同一のコマで行うとしたが、これに限定されるものではない。異なるコマで、赤外線７ｂの出射と、赤外線７ｃの受光を行うも可能であり、この際には、各コマに対応する距離と、デジタル画像内の複数の障害物８の像とを、適切に対応させる必要がある。   In the present embodiment, the emission of the infrared ray 7b and the reception of the infrared ray 7c reflected from the obstacle 8 are performed in the same frame, but the present invention is not limited to this. It is also possible to emit infrared rays 7b and receive infrared rays 7c with different frames. In this case, the distance corresponding to each frame and the images of the plurality of obstacles 8 in the digital image are appropriately set. It is necessary to make it correspond.

本実施形態に係る障害物検知装置１には、図示していないが、液晶ディスプレイなどの表示部が設けられ、この表示部に画像取得手段２が取得したデジタル画像と、スキャナー４ａの出射範囲とを重ねて表示することができる。そして、デジタルカメラなどの焦点距離を変更して障害物８の検知範囲を変更する際に、それに対応して測距手段４の出射範囲が変更される。その際、表示部にデジタル画像と出射範囲とを重ねて表示し、デジタル画像に対して適切なコマ数を選択することを可能にしている。   Although not shown, the obstacle detection apparatus 1 according to the present embodiment is provided with a display unit such as a liquid crystal display, and the digital image acquired by the image acquisition unit 2 on the display unit, the emission range of the scanner 4a, and the like. Can be displayed in an overlapping manner. And when changing the focal distance of a digital camera etc. and changing the detection range of the obstacle 8, the emission range of the ranging means 4 is changed correspondingly. At that time, the digital image and the emission range are displayed in an overlapping manner on the display unit, and it is possible to select an appropriate number of frames for the digital image.

画像取得手段２は、デジタル画像を時系列に取得するので、表示部には時系列に変化するデジタル画像が表示される。そして、時系列に変化するデジタル画像に対応して、測距手段４の出射範囲の各コマには、コマに対応する距離が割り当てられる。このようにして、２次元のデジタル画像と、２次元に配置されるコマに対応する距離とが、時系列に対応させられる。そして、画像検知手段３ａと画像識別手段３ｂを用いて、２次元のデジタル画像から、複数の人の顔を検知すると共に識別して、それぞれ距離が割り当てられる。   Since the image acquisition means 2 acquires a digital image in time series, the digital image that changes in time series is displayed on the display unit. A distance corresponding to the frame is assigned to each frame in the emission range of the distance measuring unit 4 corresponding to the digital image changing in time series. In this way, the two-dimensional digital image and the distance corresponding to the two-dimensionally arranged frames are made to correspond in time series. Then, using the image detection means 3a and the image identification means 3b, a plurality of human faces are detected and identified from the two-dimensional digital image, and a distance is assigned to each.

障害物８の３次元の位置、すなわち３次元座標は、スキャナー４ａから赤外線７ｂが出射されるコマの方位と、測距手段４を用いて測定される障害物８と障害物検知装置１（スキャナー４ａ）との距離、すなわちコマの距離から求められる。そして、障害物８の３次元座標に存在する時刻は、赤外線７ａが出射器４ｂから出射される時刻と、赤外線７ｃが受信器４ｃで受光される時刻との平均値と定義する。このようにして、障害物８が、時刻（ｔ）に存在する３次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）、すなわち障害物８の位置である座標(ｘ、ｙ、ｚ、ｔ)が算出される。   The three-dimensional position of the obstacle 8, that is, the three-dimensional coordinates, is the direction of the frame from which the infrared ray 7b is emitted from the scanner 4a, the obstacle 8 measured using the distance measuring means 4, and the obstacle detection device 1 (scanner 4a), that is, the frame distance. And the time which exists in the three-dimensional coordinate of the obstruction 8 is defined as an average value of the time when the infrared ray 7a is emitted from the emitter 4b and the time when the infrared ray 7c is received by the receiver 4c. In this way, the three-dimensional coordinates (x, y, z) at which the obstacle 8 exists at the time (t), that is, the coordinates (x, y, z, t) that are the positions of the obstacle 8 are calculated. .

そして、各コマへの赤外線７ｂの出射と走査を繰り返すことにより、障害物８に対する複数の座標(ｘ、ｙ、ｚ、ｔ)を算出することにより、障害物８の軌跡が算出できる。また、連続する２つの座標(ｘ、ｙ、ｚ、ｔ)から障害物８の速度が算出できる。連続する少なくとも３つの座標(ｘ、ｙ、ｚ、ｔ)から障害物８の加速度が算出できる。   The locus of the obstacle 8 can be calculated by calculating a plurality of coordinates (x, y, z, t) with respect to the obstacle 8 by repeating the emission and scanning of the infrared rays 7b to each frame. Further, the speed of the obstacle 8 can be calculated from two consecutive coordinates (x, y, z, t). The acceleration of the obstacle 8 can be calculated from at least three consecutive coordinates (x, y, z, t).

本実施形態における障害物８は、人の顔であり、本実施形態における画像検知手段３ａおよび画像識別手段３ｂは、たとえば公知の顔認識技術（カボール・ウェーブレット変換＋グラフマッチング）を用いて構成される。そして、カボール・ウェーブレット変換＋グラフマッチングは、顔器官上の特徴などを捉えて検知し、人の顔の検知および識別は可能である。   The obstacle 8 in the present embodiment is a human face, and the image detection unit 3a and the image identification unit 3b in the present embodiment are configured using, for example, a known face recognition technique (Caballet wavelet transform + graph matching). The Then, the Caballet wavelet transform + graph matching can detect and identify a human face by detecting and detecting features on the facial organ.

よって、本実施形態によれば、障害物検知装置１の前方に存在する複数の人の顔を識別して、この識別した人の顔に係る距離、座標(ｘ、ｙ、ｚ、ｔ)、軌跡、速度、および加速度を算出することができる。   Therefore, according to the present embodiment, the faces of a plurality of persons existing in front of the obstacle detection device 1 are identified, and the distances, coordinates (x, y, z, t) relating to the identified person's faces, The trajectory, speed, and acceleration can be calculated.

すなわち、本実施形態においては、前方に存在する複数の人の顔が識別されて特定されている。そして、識別されて特定された複数の人の顔に対して、座標(ｘ、ｙ、ｚ、ｔ)、軌跡、速度、および加速度が算出される。よって、前方に存在する複数の人の顔のそれぞれに対して、色々なパターンでシュミレーションすることにより、それぞれの動きを予想して検知することができる。   That is, in the present embodiment, the faces of a plurality of people existing in front are identified and specified. Then, coordinates (x, y, z, t), trajectory, speed, and acceleration are calculated for a plurality of identified human faces. Therefore, it is possible to predict and detect each motion by simulating each of a plurality of human faces existing in front with various patterns.

よって、本発明によれば、前方に存在する複数の人の顔を識別して、識別された複数の人の顔の距離、軌跡、および動きを検知する障害物検知装置を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an obstacle detection device that identifies the faces of a plurality of persons existing in front and detects the distances, trajectories, and movements of the identified faces of the plurality of persons. .

そのため、本実施形態によれば、前方に存在する複数の人の顔のうち、障害物検知装置１から所定の距離以下になったものが発生した際、音声、光、あるいは音響などの警報が発する処理を行わせることができる。   Therefore, according to the present embodiment, when a face that is less than a predetermined distance from the obstacle detection device 1 among a plurality of human faces existing in the front is generated, an alarm such as voice, light, or sound is generated. The process to emit can be performed.

また、本実施形態によれば、障害物検知装置１に対する前方に存在する複数の人の顔の軌跡を予想して、軌跡が所定の範囲内に入ると予想されるとき、音声、光、あるいは音響などの警報が発する処理を行わせることができる。   Further, according to the present embodiment, when a trajectory of a plurality of human faces existing in front of the obstacle detection device 1 is predicted and the trajectory is predicted to fall within a predetermined range, voice, light, or A process for generating an alarm such as sound can be performed.

カボール・ウェーブレット変換＋グラフマッチングは、顔器官上の特徴である目と目との間隔や、目と鼻の間隔などを検知することができる。よって、画像取得手段２が取得するデジタル画像において、目と目の間隔や、目と鼻の間隔などを時系列に捉えることにより、本実施形態においては、識別された人の顔のサイズを比較できると共に、大きくなる人の顔を識別することができる。   The Caballet wavelet transform + graph matching can detect the eye-to-eye distance, the eye-to-nose distance, and the like, which are features on the facial organs. Therefore, in the digital image acquired by the image acquisition means 2, the size of the identified person's face is compared in this embodiment by capturing the interval between eyes and the interval between eyes and the nose in time series. It is possible to identify the face of a person who grows.

また、サイズが大きくなるものが接近するものであるので、サイズの大きくなる人の顔のみに注目して、距離や速度などを算出すればよい。その際には、演算などの処理などを簡便にすることができる。   Also, since the object that increases in size approaches, the distance, speed, and the like may be calculated by paying attention only to the face of the person that increases in size. In that case, processing such as calculation can be simplified.

本実施形態に係る障害物検知装置１は、高齢者や、障害者などを介助して、前方に存在する静止、歩行、あるいは走行している複数の人を回避して歩行するためのナビゲーションを可能にする。また、自律移動ロボットなどが、前方に存在する静止、歩行、あるいは走行している複数の人を回避して移動するナビゲーションを可能にする。   The obstacle detection apparatus 1 according to the present embodiment assists elderly people, persons with disabilities, and the like, and performs navigation for walking while avoiding a plurality of stationary, walking, or traveling people present in the front. to enable. In addition, an autonomous mobile robot or the like enables navigation that moves while avoiding a plurality of people who are stationary, walking, or traveling in front.

＜変形例＞
カボール・ウェーブレット変換＋グラフマッチングは、顔器官上の特徴などを捉えて検知するため、人の顔の検知および識別は可能であるが、人の頭部における顔を含まない部分を検知することは難しい。人の頭部において顔を含まない部分を検知するには、顔器官上の目、口などの特徴がないこと、髪、耳、首、および肩などの特徴的な形状を捉えることによって検知することが可能である。この検知方法を、以下第２の画像検知・画像識別手段と呼ぶ。 <Modification>
Caballet wavelet transform + graph matching can detect and identify human faces because it captures and detects features on facial organs, but it does not detect parts of human heads that do not contain faces. difficult. In order to detect a part of the human head that does not include the face, it is detected by not having features such as eyes and mouth on the facial organs, and by capturing characteristic shapes such as hair, ears, neck, and shoulders. It is possible. This detection method is hereinafter referred to as second image detection / image identification means.

本変形例は、第１の実施形態の変形例であり、画像検知手段３ａおよび画像識別手段３ｂに第２の画像検知・画像識別手段を加えて、画像取得手段２が取得したデジタル画像から、人の頭を検知し、かつ検知した人の頭を識別するものである。   This modified example is a modified example of the first embodiment. From the digital image acquired by the image acquisition unit 2 by adding the second image detection / image identification unit to the image detection unit 3a and the image identification unit 3b, It detects a person's head and identifies the detected person's head.

本変形例においても、画像取得手段２が取得するデジタル画像において、髪、耳、首、および肩などの特徴的な形状を時系列に捉えることにより、識別された人の頭のサイズを比較できると共に、大きくなる人の頭を識別することができる。   Also in this modification, the size of the heads of identified persons can be compared by capturing characteristic shapes such as hair, ears, necks, and shoulders in time series in the digital image acquired by the image acquisition unit 2. At the same time, the head of the person who grows can be identified.

本変形例は、第１の実施形態における人の顔を、人の頭に変えたものであり、その他においては第１の実施形態と同様である。複数の人の後頭部を回避して移動するケースは、前方に存在する人の移動速度が遅く、障害物検知装置を保持している人が前方の人を追い越す場合などに生じる。   In this modification, the face of the person in the first embodiment is changed to a person's head, and the others are the same as in the first embodiment. The case of moving by avoiding the occipital region of a plurality of people occurs when the moving speed of the person existing in front is slow and the person holding the obstacle detection device overtakes the person in front.

＜第２の実施形態＞
本実施形態においては、第１の実施形態と同じ発明の構成要素に対しては同じ符号を用い、詳細な説明は省略する。図４は、第２の実施形態に係る障害物検知装置の構成図である。図５は、第２の実施形態に係るスキャナーの出射範囲の分割例である。 <Second Embodiment>
In the present embodiment, the same reference numerals are used for the same components of the invention as in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted. FIG. 4 is a configuration diagram of an obstacle detection apparatus according to the second embodiment. FIG. 5 is an example of division of the emission range of the scanner according to the second embodiment.

本実施形態に係る障害物検知装置２０は、図４に示すように、記憶手段３、測距手段４、制御手段５、および警報手段６を有して構成される。すなわち、第１の実施形態に比較して、本実施形態においては、デジタルカメラなどからなる画像取得手段２（図１に図示）を有さないが、後述するように測距手段４が、画像取得手段２としての機能を有するものである。   As shown in FIG. 4, the obstacle detection apparatus 20 according to the present embodiment includes a storage unit 3, a distance measuring unit 4, a control unit 5, and an alarm unit 6. That is, as compared with the first embodiment, the present embodiment does not have the image acquisition means 2 (shown in FIG. 1) composed of a digital camera or the like. It has a function as the acquisition means 2.

本実施形態における測距手段４においては、スキャナー４ａ（図２に図示）の出射範囲は、図５に示すように例えば２０×２６個のコマに分割される。   In the distance measuring means 4 in this embodiment, the emission range of the scanner 4a (shown in FIG. 2) is divided into, for example, 20 × 26 frames as shown in FIG.

図２に示すように、スキャナー４ａから赤外線７ｂが各コマに出射された際、コマの方位に障害物８が存在すると、障害物８によって赤外線７ｃが反射され、受信器４ｃが赤外線７ｃを受光する。図５に図示する複数の点（・）Ｃは、スキャナーから各コマの方位に赤外線が出射され、受信器が障害物から反射した赤外線を受光した各コマに打点されている。このように、本実施形態における測距手段４は、複数の点（・）Ｃで構成されるデジタル画像を取得する。そのため、本実施形態における測距手段４は、画像取得手段として機能する。   As shown in FIG. 2, when the infrared ray 7b is emitted from the scanner 4a to each frame, if the obstacle 8 exists in the frame direction, the infrared ray 7c is reflected by the obstacle 8, and the receiver 4c receives the infrared ray 7c. To do. A plurality of points (·) C shown in FIG. 5 are spotted on each frame where infrared rays are emitted from the scanner in the direction of each frame, and the receiver receives the infrared rays reflected from the obstacle. Thus, the distance measuring means 4 in the present embodiment acquires a digital image composed of a plurality of points (•) C. Therefore, the distance measuring means 4 in this embodiment functions as an image acquisition means.

そして、制御手段５が、図４および図５に示すように、記憶手段３を制御して、すなわち測距手段４が取得した複数の点（・）Ｃで構成されるデジタル画像から、画像検知手段３ａを用いて複数の障害物を検知し、画像識別手段３ｂを用いて検知した複数の障害物を識別する。   Then, as shown in FIGS. 4 and 5, the control unit 5 controls the storage unit 3, that is, detects an image from a digital image composed of a plurality of points (·) C acquired by the distance measuring unit 4. The means 3a is used to detect a plurality of obstacles, and the image identification means 3b is used to identify the detected obstacles.

すなわち、図５に図示するＡおよびＢのように、近傍に存在する複数の点（・）Ｃの集合体として複数の障害物の像が取得される。そして、複数の点（・）Ｃの集合体である複数の障害物の像は、時系列で形状、形状の変化、および軌跡を追跡することによって識別される。   That is, as in A and B shown in FIG. 5, a plurality of obstacle images are acquired as an aggregate of a plurality of points (·) C existing in the vicinity. A plurality of obstacle images that are aggregates of a plurality of points (•) C are identified by tracking the shape, the change in shape, and the trajectory in time series.

本実施形態においては、障害物の像内に、複数の点（・）Ｃの数が、２０個程度になるように、コマ数が選ばれている。コマ数を増やすと、反射した赤外線が受光されたコマからなる像を、障害物の形状により近づけることができる。   In the present embodiment, the number of frames is selected so that the number of the plurality of points (•) C is about 20 in the image of the obstacle. When the number of frames is increased, an image composed of frames in which reflected infrared rays are received can be made closer to the shape of the obstacle.

そして、本実施形態においては、制御手段５が、距離演算手段３ｃを用いて、デジタル画像内の複数の障害物に、複数の障害物のそれぞれが重なるコマの距離を対応させる、すなわち複数の障害物のそれぞれの距離として算出する。そして、障害物が複数のコマに跨って重なる際は、障害物の距離は、例えばそれらの距離の平均値とする。   In the present embodiment, the control means 5 uses the distance calculation means 3c to associate the distances of the frames where the obstacles overlap each other with the obstacles in the digital image. Calculated as the distance of each object. And when an obstacle overlaps over a some frame, the distance of an obstacle is taken as the average value of those distance, for example.

よって、本実施形態によれば、前方に存在する静止、または移動する複数の障害物を識別・特定して、これらの障害物を回避して運行する機械装置、ロボット、飛行体などを可能にする。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to identify / specify a plurality of obstacles that are present in front or stationary and move, avoiding these obstacles, enabling a mechanical device, a robot, a flying object, etc. To do.

本実施形態においては、測距手段４は赤外線を出射して障害物８の距離を検知するとしたが、これに限定されるものではない。赤外線以外の光などの電磁波や、超音波などの音も可能である。音の場合には、出射器４ｂはスピーカーなどであり、受信器４ｃはマイクロフォンなどである。   In the present embodiment, the distance measuring means 4 emits infrared rays and detects the distance of the obstacle 8, but is not limited to this. Electromagnetic waves such as light other than infrared light, and sounds such as ultrasonic waves are also possible. In the case of sound, the emitter 4b is a speaker or the like, and the receiver 4c is a microphone or the like.

本実施形態は、２次元に配置される複数の点（・）Ｃからなる像に、その像の距離を対応させて、障害物８の座標や速度などを算出する。測距手段により３次元形状の像と、その像の距離とを対応させて、障害物の座標や速度などを算出することも可能であるが、その際には処理する情報量が多くなる。よって、本実施形態によれば、３次元形状の像を用いる方法に比べて、省電力化や高速処理を可能にする。   In the present embodiment, the coordinates, speed, and the like of the obstacle 8 are calculated by associating an image formed of a plurality of points (•) C arranged in two dimensions with the distance of the image. It is possible to calculate the coordinates and speed of the obstacle by associating the image of the three-dimensional shape with the distance of the image by the distance measuring means, but in that case, the amount of information to be processed increases. Therefore, according to the present embodiment, power saving and high-speed processing are possible as compared with the method using a three-dimensional shape image.

よって、本実施形態は、障害物検知装置２０が携帯機器として用いられる際の省電力化の要求や、複数の障害物を敏速に回避するための要求などに対応することが可能である。   Therefore, this embodiment can respond to a request for power saving when the obstacle detection device 20 is used as a portable device, a request for promptly avoiding a plurality of obstacles, and the like.

１、２０ 障害物検知装置
２ 画像取得手段
３ 記憶手段
３ａ 画像検知手段
３ｂ 画像識別手段
３ｃ 距離演算手段
４ 測距手段
４ａ スキャナー
４ｂ 出射器
４ｃ 受信器
５ 制御手段
６ 警報手段
７、７ａ、７ｂ、７ｃ 赤外線
８、８ａ、８ｂ 障害物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20 Obstacle detection apparatus 2 Image acquisition means 3 Storage means 3a Image detection means 3b Image identification means 3c Distance calculation means 4 Distance measurement means 4a Scanner 4b Ejector 4c Receiver 5 Control means 6 Alarm means 7, 7a, 7b, 7c Infrared 8, 8a, 8b Obstacle

Claims (16)

複数の障害物の距離を検知する測距手段と、
画像を取得する画像取得手段と、
前記画像から前記複数の障害物を検知する画像検知手段と、
検知された前記複数の障害物を識別する画像識別手段と、
制御および演算を行う制御手段と、
を有する障害物検知装置であって、
識別された前記複数の障害物に、前記測距手段が検知した前記距離を対応させる距離演算手段を有することを特徴とする障害物検知装置。 Ranging means for detecting the distance of a plurality of obstacles;
Image acquisition means for acquiring images;
Image detecting means for detecting the plurality of obstacles from the image;
Image identifying means for identifying the plurality of detected obstacles;
Control means for performing control and calculation;
An obstacle detection device comprising:
An obstacle detection apparatus comprising distance calculation means for associating the distances detected by the distance measurement means with the plurality of identified obstacles. 前記複数の障害物が人の頭部であることを特徴とする請求項１に記載の障害物検知装置。   The obstacle detection device according to claim 1, wherein the plurality of obstacles are human heads. 識別された前記人の頭部のサイズを比較する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の障害物検知装置。   The obstacle detection device according to claim 2, further comprising means for comparing the sizes of the identified human heads. 前記サイズを比較する手段が、前記サイズが大きくなる前記人の頭部を識別することを特徴とする請求項３に記載の障害物検知装置。   4. The obstacle detection apparatus according to claim 3, wherein the means for comparing the sizes identifies the head of the person whose size increases. 前記画像検知手段が、前記人の頭部として人の顔を検知することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の障害物検知装置。   The obstacle detection device according to claim 2, wherein the image detection unit detects a human face as the head of the person. 前記測距手段が、電磁波、または超音波を出射して前記複数の障害物の距離を検知することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の障害物検知装置。   The obstacle detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the distance measuring unit detects the distance between the plurality of obstacles by emitting electromagnetic waves or ultrasonic waves. 前記測距手段で検知された前記距離が、所定の値以下である際に、警報を発することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の障害物検知装置。   The obstacle detection device according to any one of claims 1 to 6, wherein an alarm is issued when the distance detected by the distance measuring means is equal to or less than a predetermined value. 前記複数の障害物の動きを予測して、前記複数の障害物が所定の範囲内に入ると予測されるとき、警報を発することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の障害物検知装置。   The movement of the plurality of obstacles is predicted, and an alarm is issued when the plurality of obstacles are predicted to fall within a predetermined range. Obstacle detection device according to. 複数の障害物の距離を検知する測距手段と、
画像を取得する画像取得手段と、
前記画像から前記複数の障害物を検知する画像検知手段と、
検知された前記複数の障害物を識別する画像識別手段と、
制御および演算を行う制御手段と、
を有する障害物検知装置の検知方法であって、
識別された前記複数の障害物に、前記測距手段が検知した前記距離を対応させる距離演算手段を有することを特徴とする障害物検知装置の検知方法。 Ranging means for detecting the distance of a plurality of obstacles;
Image acquisition means for acquiring images;
Image detecting means for detecting the plurality of obstacles from the image;
Image identifying means for identifying the plurality of detected obstacles;
Control means for performing control and calculation;
An obstacle detection device having a detection method comprising:
A detection method for an obstacle detection apparatus, comprising: distance calculation means for associating the plurality of obstacles identified with the distance detected by the distance measurement means. 前記複数の障害物が人の頭部であることを特徴とする請求項９に記載の障害物検知装置の検知方法。   The obstacle detection device according to claim 9, wherein the plurality of obstacles are human heads. 識別された前記人の頭部のサイズを比較する手段を有することを特徴とする請求項１０に記載の障害物検知装置の検知方法。   The detection method of the obstacle detection device according to claim 10, further comprising means for comparing the sizes of the identified human heads. 前記サイズを比較する手段が、前記サイズが大きくなる前記人の頭部を識別することを特徴とする請求項１１に記載の障害物検知装置の検知方法。   12. The detection method of the obstacle detection device according to claim 11, wherein the means for comparing the sizes identifies the head of the person whose size increases. 前記画像検知手段が、前記人の頭部として人の顔を検知することを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の障害物検知装置の検知方法。   The obstacle detection device detection method according to any one of claims 10 to 12, wherein the image detection unit detects a human face as the human head. 前記測距手段が、電磁波、または超音波を出射して前記複数の障害物の距離を検知することを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の障害物検知装置の検知方法。   14. The obstacle detection device according to claim 9, wherein the distance measuring unit detects the distance between the plurality of obstacles by emitting electromagnetic waves or ultrasonic waves. Detection method. 前記測距手段で検知された前記距離が、所定の値以下である際に、警報を発することを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の障害物検知装置の検知方法。   The obstacle detection device according to any one of claims 9 to 14, wherein an alarm is issued when the distance detected by the distance measuring unit is equal to or less than a predetermined value. Method. 前記複数の障害物の動きを予測して、前記複数の障害物が所定の範囲内に入ると予測されるとき、警報を発することを特徴とする請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載の障害物検知装置の検知方法。   The movement of the plurality of obstacles is predicted, and an alarm is issued when the plurality of obstacles are predicted to fall within a predetermined range. A method for detecting the obstacle detection device according to claim 1.
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