JP2018155694A - 凹型障害物検出装置と方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光の反射強度が微弱又は皆無な場合でも、下り段差、穴等の凹型障害物を検出することができる凹型障害物検出装置と方法を提供する。【解決手段】レーザレーダ装置１０と識別装置２０を備える。レーザレーダ装置１０は、水平に対する照射角度αが互いに異なるそれぞれのレイヤ３において、平面視で周方向にレーザ光５を複数の計測点４に照射し、その反射光６を受光して計測点４の位置データを取得する。識別装置２０は、反射光６を受光した位置が近傍の１対の計測点４の高度差ΔＺと、１対の計測点４を結ぶ直線の水平に対する勾配θとを算出する。また、識別装置２０は、高度差ΔＺと勾配θが、それぞれの閾値以上である場合に、１対の計測点４の中間に凹型障害物Ｂの候補点Ｘを設定し、平面視で候補点Ｘが連続するとき、候補点Ｘを凹型障害物Ｂとして検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、移動体（例えば無人車両）に搭載して移動体周辺の地形の凹部を精度よく検出する凹型障害物検出装置と方法に関する。

移動体周辺の地形の凹凸を検出する障害物検出装置は、例えば特許文献１に開示されている。

また、段差などの凹型障害物を検出する手段は、例えば特許文献２，３に開示されている。

特許文献１は、多数のレーザ光を用いて回転しながら周囲を同時計測するレーザレーダ装置を開示している。

特許文献２の「車両周辺監視装置」では、超音波ソナーにより、凹型障害物として段差を検出し、凹型障害物の位置である段差座標を取得する。

特許文献３の「自律移動装置の制御方法」では、第２センサが、路面の凹みを検出できるように斜め下方に向けて配置されており、第２センサにより、凹検出範囲内において路面までの距離を検出する。

ＷＯ２００８／００８９７０Ａ２ 特開２００８−７６２２８号公報 特開２０１３−２３５４０９号公報

従来は、例えば特許文献１に開示されたレーザレーダ装置を、移動体（例えば無人車両）に搭載し、レーザ光を前方下方に照射して、路面に対して凸である凸型障害物（歩行者、車両等）のみを検出していた。
また、移動体は、詳細な地図データを保持し、検出された凸型障害物を地図データ上に表示し、凸型障害物を回避して走行経路を決定していた。

すなわち、従来は、地図データの道路上には路面に対して凹である凹型障害物（下り段差、穴等）はないことを前提としていた。
ここで、「凹型障害物」は、池や川などの大きな窪み、水たまりなどの小さな窪み、高さの異なる路面間の下り段差、車輪（タイヤ）が落ちるような穴や側溝などを意味する。

しかし、移動体の走行範囲に凹型障害物（水たまり、下り段差、穴等）があると、以下の問題があった。

（１）レーザ光を前方下方に照射する場合、凹型障害物（下り段差、穴等）は、その傾斜によりレーザ光の反射強度は小さく、空（空中）のように障害物のない計測点となる場合が多い。この場合の計測点は、未計測点として扱われる。
そのため、幅が狭い凹型障害物（下り段差等）の場合、未計測点になる面積が狭く、「障害物のない未計測点」と「凹型障害物による未計測点」との区別がつかない。その結果、凹型障害物による未計測点を、障害物のない未計測点と判断し、凹型障害物を回避せずに移動体が通過しようとして凹型障害物（下り段差等）に転落する可能性がある。
一方、「池や川などの大きな窪み」は、幅が十分広いため、計測点の隙間ではなく、なんらかの計測できない要因があると判断し、車両は停止・回避することができる。

（２）また、例えば特許文献２，３のように、「検出された地表面の高さの差」により凹型障害物を検出すると、水たまりが凸型障害物の手前にある場合、水面で反射したレーザ光が凸型障害物で反射して検出される。そのため、水たまりが凸型障害物の手前にある場合、地表面より低い位置に凹型障害物があると間違った判断をする可能性がある。

本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の第１の目的は、レーザ光の反射強度が微弱又は皆無な場合でも、下り段差、穴等の凹型障害物を検出することができる凹型障害物検出装置と方法を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、水たまりが凸型障害物の手前にある場合でも、走行エリアを障害物と誤認識しない凹型障害物検出装置と方法を提供することにある。

本発明によれば、水平に対する照射角度が一定の円錐面であり前記照射角度が互いに異なるそれぞれのレイヤにおいて、平面視で周方向にレーザ光を複数の計測点に照射し、その反射光を受光して前記計測点の位置データを取得するレーザレーダ装置と、
前記位置データから路面に対して凹である凹型障害物を検出する識別装置と、を備え、
前記識別装置は、
前記反射光を受光した位置が近傍の１対の前記計測点の高度差と、１対の前記計測点を結ぶ直線の水平に対する勾配とを算出し、
前記高度差と前記勾配が、それぞれの閾値以上である場合に、１対の前記計測点の中間に前記凹型障害物の候補点を設定し、
平面視で前記候補点が連続するとき、前記候補点を前記凹型障害物として検出する、凹型障害物検出装置が提供される。

また本発明によれば、水平に対する照射角度が一定の円錐面であり前記照射角度が互いに異なるそれぞれのレイヤにおいて、平面視で周方向にレーザ光を複数の計測点に照射し、その反射光を受光して前記計測点の位置データを取得するデータ取得ステップと、
前記位置データから路面に対して凹である凹型障害物を検出する識別ステップと、を備え、
前記識別ステップは、
（Ａ）前記反射光を受光した位置が近傍の１対の前記計測点の高度差と、１対の前記計測点を結ぶ直線の水平に対する勾配とを算出する演算ステップと、
（Ｂ）前記高度差と前記勾配が、それぞれの閾値以上である場合に、１対の前記計測点の中間に前記凹型障害物の候補点を設定する候補点設定ステップと、
（Ｃ）平面視で前記候補点が連続するとき、前記候補点を前記凹型障害物として検出する検出ステップと、を有する、凹型障害物検出方法が提供される。

上記本発明によれば、反射光を受光した位置が近傍の１対の計測点の高度差と、１対の計測点を結ぶ直線の水平に対する勾配とを算出する。
また、算出された高度差と勾配が、それぞれの閾値以上である場合に、１対の計測点の中間に凹型障害物の候補点を設定する。
従って、凹型障害物における反射光の反射強度が受光できないほど微弱又は皆無な場合でも、凹型障害物の位置を特定点に設定し、「凹型障害物の候補点」に設定することができる。

さらに、平面視で候補点が連続するとき、候補点を凹型障害物として検出するので、レーザ光の反射強度が微弱又は皆無な場合でも、凹型障害物を検出することができる。
これにより、レーザ光の反射強度が微弱又は皆無な場合でも、凹型障害物の検出が可能となり、凹型障害物（例えば下り段差）に車両が転落する可能性を大幅に低減又は無くすことができる。

本発明の凹型障害物検出装置を備えた移動体の構成図である。 本発明の第１課題の説明図である。 本発明による凹型障害物検出方法の全体フロー図である。 本発明による下り段差の検出原理図である。 下り段差が移動体の前方又は斜め前方にある場合の説明図である。 本発明の第２課題の説明図である。 本発明による水たまりの検出原理図である。 本発明の実施例を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明の凹型障害物検出装置１を備えた移動体Ａの構成図である。移動体Ａは、例えば、自律走行する無人車両であるが、その他の車両（有人車両、遠隔操縦車両）であってもよい。

この図において、本発明の凹型障害物検出装置１は、レーザレーダ装置１０と識別装置２０を備える。この図において、２は路面、右方向は移動体Ａの移動方向である。

レーザレーダ装置１０は、水平に対する照射角度αが一定の円錐面であり照射角度αが互いに異なるそれぞれのレイヤ３において、平面視で周方向にレーザ光５を複数の計測点４に照射し、その反射光６を受光して計測点４までの位置データを取得する。レーザレーダ装置１０は、例えば、レーザレンジファインダ（ＬＲＦ）である。

この例において、レーザレーダ装置１０は、複数の投光器１２と複数の受光器１４とを備える。
複数の投光器１２と複数の受光器１４は、移動体Ａに設置され鉛直軸７を中心に回転し、移動体Ａの近距離から遠距離に向けて間隔を隔ててレーザ光５を投光（照射）し、レーザ光５の反射光６を受光する。
また、この例において、複数の投光器１２と複数の受光器１４は、レーザ光５の照射角度αの差Δαが、近距離用から遠距離用に向けて同一又は順に狭く設定されている。
「水平に対する照射角度α」は、近距離から遠距離の路面２にレーザ光５を照射するため、通常は＋０〜３０度の範囲であるが、水平より上向きの照射角度αを含んでもよい。ここで、水平方向を０度とし、その水平に対して地面側鉛直方向（法線方向）を＋（プラス）方向とする。

以下、「レイヤ３」とは、レーザ光５の水平に対する照射角度αが一定の円錐面を意味し、「動径Ｒ」とは、レーザレーダ装置１０の鉛直軸７が鉛直であるときの、鉛直軸７から計測点４までの水平距離を意味する。
位置データは、レーザレーダ装置１０から計測点４までの直線距離の他に、照射角度α、周方向の旋回角度β、及び動径Ｒを含む。

上述したレーザレーダ装置１０の構成により、計測点４の位置データ（レーザレーダ装置１０から計測点４までの直線距離、照射角度α、周方向の旋回角度β、及び動径Ｒ）からレーザレーダ装置１０を基準とする計測点４の高度と平面視での位置を算出することができる。
また、１対の計測点４の高度差ΔＺと、１対の計測点４を結ぶ直線の水平に対する勾配θは、１対の計測点４の位置データから、幾何学的に求めることができる。

識別装置２０は、計測点４の位置データから路面２に対して凹である凹型障害物Ｂを検出する。

図２は、本発明の第１課題の説明図である。この図において、（Ａ）は移動体Ａの走行環境を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）から作成された従来の環境地図である。

図２（Ａ）において、路面２は、移動体Ａが走行可能な２つの道路２ａ，２ｂと、その間に位置し移動体Ａが走行できない凹型障害物Ｂ（この例では、下り段差Ｂ１）を有する。
この例において、レーザ光５を下向きの照射角度α（例えば、０〜３０度）で照射するので、遠方に位置する凹型障害物Ｂ（下り段差Ｂ１）は、その傾斜によりレーザ光５とのなす角度が小さく、レーザ光５の反射強度は一般に非常に小さい。

図２（Ｂ）の環境地図は、移動体Ａの移動方向前方の地図であり、この例では前方の所定範囲を移動方向と幅方向の複数の矩形枠に分割して示している。各矩形枠を以下、「グリッドＧ」と呼ぶ。グリッドＧは、この例では同一の大きさの正方形（例えば一辺が１０〜２０ｃｍの矩形）であるが、移動方向又は幅方向に大きさが相違してもよく、正方形以外の形状（長方形、台形、多角形など）であってもよい。

図２（Ｂ）において、斜線を付したグリッドＧは未計測部、斜線のない白のグリッドＧは、走行可能部を示している。
すなわち、図２（Ａ）の下り段差Ｂ１（楕円の破線で示す）は、レーザ光５の反射強度が微弱又は皆無となるので、未計測点になる面積が狭く、「空（空中）のように障害物のない未計測点」と「凹型障害物Ｂによる未計測点」との区別がつかない。
その結果、図２（Ｂ）に太字の矢印で示すように、下り段差Ｂ１による未計測点を、障害物のない未計測点と判断し、下り段差Ｂ１を回避せずに移動体Ａが通過しようとして下り段差Ｂ１に転落する可能性がある。

図３は、本発明による凹型障害物検出方法の全体フロー図であり、図４は、本発明による下り段差Ｂ１の検出原理図である。

図３において、本発明による凹型障害物検出方法は、Ｓ１〜Ｓ７の各ステップ（工程）を有する。

データ取得ステップ（ステップＳ１）では、水平に対する下向きの照射角度αが異なる複数のレイヤ３において、平面視で周方向にレーザ光５を複数の計測点４に照射し、その反射光６を受光して計測点４の位置データを取得する。

図４において、Ｚ方向は上下方向を示している。また、Ｙ方向は、任意の水平方向である。すなわち、Ｙ方向は、同一のレイヤ３における周方向でも、同一又は近接する周方向角度（すなわち旋回角度β）のレイヤ方向でも、その他の水平方向であってもよい。
なお、「レイヤ方向」とは、複数のレイヤ３の水平に対する下向き角度αが変化する方向、すなわち照射位置が近距離から遠距離に変化する方向、又はその逆方向を意味する。

図４の黒丸は反射光６の反射強度が高い計測点４（以下、高反射計測点４ａ）を示し、破線の白丸は、反射光６の反射強度が微弱又は皆無な計測点４（以下、低反射計測点４ｂ）を示している。
なお、反射強度に閾値を設定し、反射強度が閾値未満の場合に低反射計測点４ｂとし、反射強度が閾値以上の場合に高反射計測点４ａとするのがよい。

図３の識別ステップ（ステップＳ２〜Ｓ６）では、計測点４の位置データから、路面２に対して凹である凹型障害物Ｂを検出する。
このうちステップＳ２、Ｓ３は、水たまりを検出するステップである。以下、ステップＳ２、Ｓ３以外を先に説明する。

演算ステップ（ステップＳ４）では、反射光６を受光した位置が近傍の１対の計測点４の高度差ΔＺと、１対の計測点４を結ぶ直線の水平に対する勾配θとを算出する。
位置が近傍の１対の計測点４の平面視での位置関係は、周方向でも、レイヤ方向でも、その他の方向でもよい。「位置が近傍」とは、隣接する位置に限定されず、周方向又はレイヤ方向において、レーザ光５の照射方向の角度差が所定の閾値を超えない範囲であることを意味する。「角度差の閾値」は、例えば約４〜６度に設定する。

例えば、同一のレイヤ３において、反射光６を受光した周方向位置が近傍の１対の計測点４の高度差ΔＺと、１対の計測点４を結ぶ直線の水平に対する勾配θとを算出する。
この場合、「周方向位置が近傍」とは、周方向の角度差が所定の閾値を超えない範囲で、１対の計測点４を周方向に探索し続けるのがよい。「角度差の閾値」は、例えば車両の停止距離（例えば１７ｍ）において、経路計画が周方向に１．２ｍまで許容することを考慮して、約４〜６度に設定する。
この手段により、周方向の凹型障害物Ｂ（下り段差Ｂ１）を検出することができる。

図４の例では、低反射計測点４ｂの両側に位置する１対の高反射計測点４ａに対して、高度差ΔＺと勾配θを算出する。なお、１対の計測点４は、低反射計測点４ｂの両側に限定されず、反射光６を受光したすべての計測点４について、位置が近傍の計測点４との高度差ΔＺと勾配θを算出するのがよい。

候補点設定ステップ（ステップＳ５）では、高度差ΔＺと勾配θが、それぞれの閾値以上である場合に、１対の計測点４の中間に凹型障害物Ｂの候補点Ｘを設定する。
この例では、図４における低反射計測点４ｂの左側の高さが高く、低反射計測点４ｂの右側の高さが低いので、高度差ΔＺと勾配θが、それぞれの閾値以上であれば、１対の計測点４の中間の低反射計測点４ｂを「右下り段差Ｂ１の候補点Ｘ」に設定する。なお、「左下り段差Ｂ１の候補点Ｘ」の設定も同様である。

ここで、勾配θの閾値は、移動体Ａが走行可能な最大傾斜（例えば、３０度）より小さい値（例えば１０〜２０度）に設定するのがよい。また、高度差ΔＺの閾値は、下り段差Ｂ１が勾配θより大きい場合を想定して、移動体Ａが走行時に許容可能な段差（例えば、１０〜５０ｃｍ）に設定するのがよい。

図３の検出ステップ（ステップＳ６）では、平面視で候補点Ｘが連続するとき、候補点Ｘを凹型障害物Ｂ（この例では下り段差Ｂ１）として検出する。
ここで、「候補点Ｘが連続する」とは、隣接する複数の計測点４が候補点Ｘとなることを意味する。連続する方向は、線状であるのが好ましいが、近接して塊を形成してもよい。
例えば、移動体Ａの移動方向又は移動体Ａから離れる方向に連続した候補点Ｘがあるとき、候補点Ｘを凹型障害物Ｂと判断する。

なお、悪天候の場合に検出ステップ（ステップＳ６）において凹型障害物Ｂ（この例では下り段差Ｂ１）を誤検出する可能性がある。
そのため、下り段差Ｂ１の手前の計測点４は、周囲の計測点４と高さが大きく変化しないと考えられることを利用することが好ましい。

すなわち、識別装置２０は、以下の（１）（２）（３）を実行することが好ましい。
（１）１対の計測点４を高度が相対的に高い高位計測点と高度が相対的に低い低位計測点とに区分する。
（２）同一のレイヤにおいて、低位計測点に対し周方向位置が反対かつ近傍である第３計測点と、高位計測点との第２高度差を算出する。
（３）第２高度差がその閾値未満の場合に、検出された凹型障害物Ｂを有効と判断する。この閾値は、車両の走行可能範囲に設定するのがよい。
この手段により、悪天候の場合の誤検出を低減することができる。

図５は、下り段差Ｂ１が移動体Ａの前方又は斜め前方にある場合の説明図である。
この例では、同一又は近接する周方向角度（すなわち旋回角度β）の複数のレイヤ３において、反射光６を受光しレイヤ方向に位置が近傍の１対の計測点４の高度差ΔＺと、１対の計測点４を結ぶ直線の水平に対する勾配θとを算出する。その他は、上述した例と同様である。
この場合、レイヤ方向の凹型障害物Ｂ（下り段差Ｂ１）を検出することができる。

図６は、本発明の第２課題の説明図である。この図において、８は水たまり、９は凸型障害物である。
水たまり８が凸型障害物９の手前にある場合、水たまり８の水面で反射したレーザ光５が凸型障害物９で反射し、再度、水たまり８の水面で反射した反射光６がレーザレーダ装置１０で検出される。

この場合、図５に示した高度差ΔＺと勾配θは、それぞれの閾値以上となる場合がある。
そのため、従来は、凸型障害物９でのレーザ光５の反射点４ｃの虚像４ｃ２を、地表面より低い位置に凹型障害物Ｂがあると判断する可能性があった。

図５において、３つのレイヤ３を近距離側から、第１レイヤ３ａ、第２レイヤ３ｂ、及び第３レイヤ３ｃとし、それぞれの計測点４の動径Ｒを、近距離側から、Ｒ（ｋ−１）、Ｒ（ｋ）、Ｒ（ｋ＋１）とする。
ここで、ｋはレイヤ３の近距離側からの番号を意味する。

上述したように、隣接するレーザ光５の水平に対する照射角度αの差Δαは、近距離用から遠距離用に向けて同一又は順に狭く設定されている。
この場合、近距離を照射するレイヤ３の動径Ｒは、相対的に遠距離を照射するレイヤ３の動径Ｒより、通常は小さい。
すなわち、通常の路面２においては、Ｒ（ｋ−１）＜Ｒ（ｋ）と、Ｒ（ｋ）＜Ｒ（ｋ＋１）の関係式（１）が成り立つ。

図７は、本発明による水たまり８の検出原理図である。この図は、水たまり８が凸型障害物９の手前にある場合を示している。

図７の場合、第２レイヤ３ｂの計測点４の動径Ｒ（ｋ）は、水たまり８での反射点４ｄの動径Ｒに反射点４ｄから凸型障害物９までの水平距離が加算された値となる。
この場合、近距離を照射するレイヤ３の動径Ｒは、相対的に遠距離を照射するレイヤ３の動径Ｒより、大きくなる。

すなわち図７の例では、水たまり８と凸型障害物９の間に、第３レイヤ３ｃが存在する場合、第２レイヤ３ｂの計測点４の動径Ｒ（ｋ）は、第３レイヤ３ｃの計測点４の動径Ｒ（ｋ＋１）よりも、大きい値となる。
この場合、Ｒ（ｋ）＞Ｒ（ｋ＋１）の関係が成り立つ。
また、第３レイヤ３ｃのレーザ光５が凸型障害物９を直接照射する場合には、例外的に、Ｒ（ｋ）≒Ｒ（ｋ＋１）の関係が成り立つ。
ここで符号「≒」は、凸型障害物９の凹凸に起因する動径差は、同一範囲とみなすことを意味する。

言い換えれば、凸型障害物９の凹凸に起因する動径差の最大値を閾値εとすると、水たまり８と凸型障害物９の間に、第３レイヤ３ｃが存在する場合、Ｒ（ｋ）−Ｒ（ｋ＋１）＞εの関係式（２）が成り立つ。

以下、図３の水たまりを検出するステップＳ２、Ｓ３を説明する。
図３の凹型障害物検出方法において、動径比較ステップ（Ｓ２）では、同一又は近接する周方向角度（旋回角度β）の複数のレイヤ３において、反射光６を受光しレイヤ方向に位置が近傍の１対の計測点４の動径Ｒを比較する。
すなわち図７の例では、第２レイヤ３ｂの計測点４の動径Ｒ（ｋ）と、第３レイヤ３ｃの計測点４の動径Ｒ（ｋ＋１）とを比較する。

また、水たまり検出ステップ（Ｓ３）では、近距離を照射するレイヤ３の動径Ｒが、相対的に遠距離を照射するレイヤ３の動径Ｒより、閾値以上大きい場合に、近距離を照射するレイヤ３の計測点４を水たまり８による虚像４ｃ２として凹型障害物Ｂの検出を解除する。
すなわち図７の例で、Ｒ（ｋ）−Ｒ（ｋ＋１）＞ε・・・（２）の場合に、第２レイヤ３ｂの計測点４を水たまり８による虚像４ｃ２として検出する。
水たまり８での反射点４ｄが、複数存在する場合も同様である。

図３において、水たまり８を検出した場合、第２レイヤ３ｂの計測点４を凹型障害物Ｂではなく未計測点として処理し（すなわち、凹型障害物Ｂの検出を解除し）、その結果を演算ステップ（ステップＳ４）及び地図作成ステップ（ステップＳ７）に反映することが好ましい。

図１における識別装置２０は、例えばコンピュータ（ＰＣ）であり、記憶装置、表示装置、及び演算装置を備える。記憶装置は、移動体Ａが走行する地図データ、レーザレーダ装置１０が取得した位置データを記憶する。
演算装置は、上述した凹型障害物検出方法の各ステップＳ１〜Ｓ６を実行する。演算装置は、さらに地図作成ステップ（ステップＳ７）において、移動体Ａの周囲の環境地図を作成する。
表示装置は、演算装置の実行結果に基づき、移動体Ａの周囲の環境地図を表示する。

図８は、上述した本発明の実施例を示す図である。この図において、（Ａ）は本発明の適用前の環境地図、（Ｂ）は本発明の適用後の環境地図である。図８（Ａ）（Ｂ）において、白色部分は走行可能領域、灰色部分は未計測領域、黒色部分は障害物領域である。

図８（Ａ）（Ｂ）において、楕円で囲む領域が相違している。この例では、移動体Ａの走行方向左側に「左下り段差Ｂ１」が存在するが、図８（Ａ）（Ｂ）の両方においてその部分は灰色部分（未計測領域）となっている。

図８（Ａ）では、「左下り段差Ｂ１」と「走行可能領域」の境界部分が「灰色」又は「白色」で表示されている。そのため、仮に「左下り段差Ｂ１」の外側（左側）が白色部分（走行可能領域）である場合、図２（Ｂ）と同様に、下り段差Ｂ１による未計測点を、障害物のない未計測点と判断する可能性がある。そのため、下り段差Ｂ１を回避せずに移動体Ａが通過しようとして下り段差Ｂ１に転落する可能性がある。

これに対し、図８（Ｂ）では、「左下り段差Ｂ１」と「走行可能領域」の境界部分に黒色部分（障害物領域）が連続して表示されている。従って、この黒色部分（障害物領域）の存在により、移動体Ａが下り段差Ｂ１に転落することを未然に防ぐことができる。

上述した本発明によれば、反射光６を受光した隣接する１対の計測点４の高度差ΔＺと、１対の計測点４を結ぶ直線の水平に対する勾配θとを算出する。
また、算出された高度差ΔＺと勾配θが、それぞれの閾値以上である場合に、１対の計測点４の中間に凹型障害物Ｂの候補点Ｘを設定する。
従って、凹型障害物Ｂにおける反射光６の反射強度が受光できないほど微弱又は皆無な場合でも、凹型障害物Ｂの位置を特定点に設定し、「凹型障害物Ｂの候補点Ｘ」に設定することができる。

さらに、平面視で候補点Ｘが連続するとき、候補点Ｘを凹型障害物Ｂとして検出するので、レーザ光５の反射強度が微弱又は皆無な場合でも、凹型障害物Ｂを検出することができる。
これにより、レーザ光５の反射強度が微弱又は皆無な場合でも、凹型障害物Ｂの検出が可能となり、凹型障害物Ｂ（例えば下り段差Ｂ１）に車両が転落する可能性を大幅に低減又は無くすことができる。

また、本発明によれば、下り段差Ｂ１が移動体Ａの前方又は斜め前方にある場合でも、レイヤ方向の凹型障害物Ｂ（下り段差Ｂ１）を検出することができる。

さらに、本発明によれば、水たまり８が凸型障害物９の手前にある場合でも、走行エリアを障害物と誤認識しないことができる。

「池や川などの大きな窪み」は、上述したように、幅が十分広いため、計測点の隙間ではなく、なんらかの計測できない要因があると判断し、車両は停止・回避することができる。
さらに、穴や側溝は、その大きさと壁面の勾配により、水たまり８、下り段差Ｂ１、又は集合した凹型障害物Ｂとして検出できる。

なお本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

Ａ 移動体、Ｂ 凹型障害物、Ｂ１ 下り段差（右下り段差、左下り段差）、
Ｇ グリッド、Ｒ 動径、Ｘ 候補点、ΔＺ 高度差、α 照射角度、
Δα 照射角度の差、β 旋回角度、ε 閾値、θ 勾配、
１ 凹型障害物検出装置、２ 路面、２ａ，２ｂ 道路、３ レイヤ、
３ａ 第１レイヤ、３ｂ 第２レイヤ、３ｃ 第３レイヤ、４ 計測点、
４ａ 高反射計測点、４ｂ 低反射計測点、４ｃ 反射点、４ｃ２ 虚像、
４ｄ 反射点、５ レーザ光、６ 反射光、７ 鉛直軸、８ 水たまり、
９ 凸型障害物、１０ レーザレーダ装置、１２ 投光器、１４ 受光器、
２０ 識別装置

Claims (6)

1. 水平に対する照射角度が一定の円錐面であり前記照射角度が互いに異なるそれぞれのレイヤにおいて、平面視で周方向にレーザ光を複数の計測点に照射し、その反射光を受光して前記計測点の位置データを取得するレーザレーダ装置と、
   前記位置データから路面に対して凹である凹型障害物を検出する識別装置と、を備え、
   前記識別装置は、
   前記反射光を受光した位置が近傍の１対の前記計測点の高度差と、１対の前記計測点を結ぶ直線の水平に対する勾配とを算出し、
   前記高度差と前記勾配が、それぞれの閾値以上である場合に、１対の前記計測点の中間に前記凹型障害物の候補点を設定し、
   平面視で前記候補点が連続するとき、前記候補点を前記凹型障害物として検出する、凹型障害物検出装置。
2. 前記識別装置は、
   １対の前記計測点を高度が相対的に高い高位計測点と前記高度が相対的に低い低位計測点とに区分し、
   同一の前記レイヤにおいて、前記低位計測点に対し周方向位置が反対かつ近傍である第３計測点と、前記高位計測点との第２高度差を算出し、
   前記第２高度差がその閾値未満の場合に、検出された前記凹型障害物を有効と判断する、請求項１に記載の凹型障害物検出装置。
3. 水平に対する照射角度が一定の円錐面であり前記照射角度が互いに異なるそれぞれのレイヤにおいて、平面視で周方向にレーザ光を複数の計測点に照射し、その反射光を受光して前記計測点の位置データを取得するデータ取得ステップと、
   前記位置データから路面に対して凹である凹型障害物を検出する識別ステップと、を備え、
   前記識別ステップは、
   （Ａ）前記反射光を受光した位置が近傍の１対の前記計測点の高度差と、１対の前記計測点を結ぶ直線の水平に対する勾配とを算出する演算ステップと、
   （Ｂ）前記高度差と前記勾配が、それぞれの閾値以上である場合に、１対の前記計測点の中間に前記凹型障害物の候補点を設定する候補点設定ステップと、
   （Ｃ）平面視で前記候補点が連続するとき、前記候補点を前記凹型障害物として検出する検出ステップと、を有する、凹型障害物検出方法。
4. 同一の前記レイヤにおいて、前記反射光を受光した周方向位置が近傍の１対の前記計測点の前記高度差と、１対の前記計測点を結ぶ直線の水平に対する前記勾配とを算出する、請求項３に記載の凹型障害物検出方法。
5. 同一又は近接する周方向におけるレイヤ方向において、前記反射光を受光しレイヤ方向に位置が近傍の１対の前記計測点の前記高度差と、１対の前記計測点を結ぶ直線の水平に対する前記勾配とを算出する、請求項３に記載の凹型障害物検出方法。
6. 同一又は近接する周方向角度の複数の前記レイヤにおいて、前記反射光を受光しレイヤ方向に隣接する１対の前記計測点の動径を比較し、
   近距離を照射する前記レイヤの動径が、相対的に遠距離を照射する前記レイヤの動径より、閾値以上大きい場合に、前記近距離を照射する前記レイヤの前記計測点を水たまりによる虚像として前記凹型障害物の検出を解除する、請求項３に記載の凹型障害物検出方法。