JP4971369B2 - 旋回可能なセンサ装置を用いた物体検出方法 - Google Patents
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Description
− 分類すべき測定点に関して、既に有るブロックに含まれており、かつ予め決められた距離基準を満たしている測定点のうち、分類すべき測定点までの距離が最小である測定点を選択する。なお、前記距離基準が満たされるのは、分類すべき測定点から各測定点までの距離が、各測定点から各ブロックの近傍測定点までの距離に依存する距離測度よりも小さいときである。
− 分類すべき測定点を選択された測定点を含むブロック内で選択された測定点の近傍に入れる。
図1は、本発明による方法の実施形態で使用されるセンサ装置の側面図であり、
図2は、検出点の位置を求めるために本発明による方法で実行される変換を説明する概略図であり、
図3は、本発明による方法の1つのステップにおいて垂直検出平面内で抽出される直線の透視図であり、
図4は、本発明による方法で使用される検出点ないし測定点からの直線の抽出法の概略図であり、
図5は、本発明による方法によって解決される問題を説明する概略図であり、
図6および図7は、測定点をブロックに分類するために本発明の方法で使用される手法を説明する概略図である。
LTH:検出された障害物Hの極座標からデカルト座標への、すなわち、レーザ座標系内の点への変換。換算は測定された距離と個々のレーザビームの間の角度差とに基づいて行われる。この差は一定であり、本明細書に記載した実施形態で使用されるレーザスキャナでは0.36°である。
M2TL:この変換は旋回モータの旋回可能な座標系M2を基準としたレーザスキャナの取付位置を表す。レーザスキャナの取付位置は測定系の構造によって固定的に設定されている。
M1TM2:この変換はモータの基準座標系M1を基準とした旋回モータのモータ位置を表す。この変換は可変の角度しか含まない。この角度は旋回モータを制御する関数により定まる。
RTM1 :この変換はロボット座標系Rを基準とした旋回モータの取付位置M1を表す。
WTR:この変換はワールド座標系W内でのロボット位置を計算するために用いられる。この変換を求めることでロボットの位置を特定することができる。ワールド座標系の原点は本明細書に記載した実施形態ではロボットのスタート地点である。
WTH:この変換は距離測定の検出物体(障害物)をワールド座標系に直すために用いられる。
WTH = WTR・RTM1・M1TM2・M2TL・LTH
R0TRi = (WTR0)-1・WTRi
このようにして、モータ旋回中に求められたすべての検出点について共通の参照系が定められるので、これらの検出点の参照系R0における3次元位置を求めることができる。
Claims (24)
- スキャンセンサ(2)を内蔵した旋回可能なセンサ装置(1)を用いて物体を検出する方法において、
a)前記スキャンセンサ(2)からスキャン平面内のスキャン範囲に物体検出のための検出ビーム(LB)を放射し、その際、スキャン平面の位置を前記センサ装置(1)の旋回により旋回範囲内で変更することで複数の検出平面が生じさせ、
b)検出ビーム(LB)により前記センサ装置(1)の周囲の物体の検出点を前記検出平面内で検出し、
c)各検出平面の検出点から直線(L1,L2,L3)を抽出し、
d)前記直線(L1,L2,L3)と1つまたは複数の予め決められた測定平面(M)との交点を測定点(P)として求め、
e)ソートすべき測定点(P)に関して、既に有るブロック(B1,...,B5)に含まれており、かつ予め決められた距離基準を満たしている測定点(P)のうち、ソートすべき測定点(P)までの距離が最小である測定点(P)を選択し、ソートすべき測定点(P)を前記選択された測定点(P)を含むブロック(B1,...,B5)内において前記選択された測定点(P)の隣りにソートすることにより、各測定平面(M)の測定点(P)をブロック(B1,...,B5)にソートし、ただし、前記距離基準が満たされるのは、ソートすべき測定点(P)から各ブロック(B1,...,B5)の近傍測定点(P)の対の各測定点(P)までの距離が、前記対の測定点(P)の間の距離に1以上の大きさの係数を乗じた距離よりも小さいときであり、
f)ステップe)で形成したブロック(B1,...,B5)の測定点(P)からブロックごとに直線(L1,L2,L3)を抽出することにより、測定平面(M)内の物体の構造を調べる、ことを特徴とする物体検出方法。 - ステップe)において、ソートすべき測定点(P)を選択された測定点(P)の後ろにソートする、請求項1記載の方法。
- ステップe)において選択されるべき測定点(P)を求めることができない場合、ソートすべき測定点(P)のために新たなブロック(B1,...,B5)を形成する、請求項1または2記載の方法。
- ステップe)においてまだブロック(B1,...,B5)が存在していない場合、ソートすべき測定点(P)とソートすべき測定点(P)までの距離が最小である測定点(P)とによってブロック(B1,...,B5)を形成する、請求項1から3のいずれか1項記載の方法。
- 前記係数が2よりも小さい、請求項1記載の方法。
- ステップe)において、選択された測定点(P)からソートすべき測定点(P)までの距離が所定の絶対距離よりも小さい場合にのみ、ソートすべき測定点(P)を選択された測定点を含むブロック(B1,...,B5)にソートする、請求項1から5のいずれか1項記載の方法。
- ステップe)において、ブロック(B1,...,B5)の測定点(P)とソートすべき測定点(P)とを通る近似された最適当てはめ直線とソートすべき測定点(P)との間の距離が所定の値を下回った場合にのみ、ソートすべき測定点を選択された測定点を含むブロック(B1,...,B5)にソートする、請求項1から6のいずれか1項記載の方法。
- 各ブロック(B1,...,B5)が1つの測定点(P)のみから成る場合、前記ブロック(B1,...,B5)の測定点(P)を前記所定の距離基準を満たす測定点(P)として評価する、請求項1から7のいずれか1項記載の方法。
- ステップe)およびf)をステップa)〜d)と並行して実行する、請求項1から8のいずれか1項記載の方法。
- 前記センサ装置が旋回範囲の一方の端から旋回範囲の他方の端まで旋回した後で、形成されたブロック(B1,...,B5)をより大きなブロック(B1,...,B5)に包摂しうるか否かを距離基準に基づいて検査する、請求項1から9のいずれか1項記載の方法。
- 請求項1のステップc)および/またはステップf)における直線(L1,L2,L3)の抽出を分割統治法を用いて実行する、請求項1から10のいずれか1項記載の方法。
- ステップf)で抽出された直線(L1,L2,L3)は予め検出してメモリに格納しておいた物体からの直線と比較され、一致した場合には、前記センサ装置(1)の配置された車両の位置が特定され、運転者不在でナビゲーションが行われる、請求項1から11のいずれか1項記載の方法。
- 前記車両の位置特定にカルマンフィルタを用いる、請求項12記載の方法。
- 前記検出平面は実質的に垂直方向に延びる平面であり、前記センサ系(1)は実質的に垂直軸(V)回りに旋回する、請求項1から13のいずれか1項記載の方法。
- 前記測定平面(M)は実質的に水平方向に延びる平面である、請求項1から14のいずれか1項記載の方法。
- 前記測定平面は前記センサ系(1)よりも上方に位置している、請求項15記載の方法。
- 前記旋回範囲は実質的に90°の角度範囲を含む、請求項1から16のいずれか1項記載の方法。
- 前記スキャン範囲は少なくとも180°の角度範囲を含む、請求項1から17のいずれか1項記載の方法。
- 前記スキャンセンサ(2)は旋回時に垂直旋回軸(V)に対して或る傾斜角で上を向いている、請求項1から18のいずれか1項記載の方法。
- 前記傾斜角は実質的に45°である、請求項19記載の方法。
- スキャンセンサとしてレーザスキャナを使用する、請求項1から20のいずれか1項記載の方法。
- 物体を検出する装置であって、スキャンセンサ(2)を内蔵した旋回可能なセンサ装置(1)と計算ユニットを有しており、前記スキャンセンサ(2)は動作時に物体検出のための検出ビーム(LB)をスキャン平面内のスキャン範囲に放射し、その際、スキャン平面の位置が前記センサ装置(1)の旋回により旋回範囲内で変化させられることで複数の検出平面が生じ、検出ビーム(LB)により前記センサ装置(1)の周囲の物体の検出点が前記検出平面内で検出され、前記計算ユニットは、下記のステップ、すなわち、
i)各検出平面の検出点から直線(L1,L2,L3)を抽出し、前記直線(L1,L2,L3)と1つまたは複数の予め決められた測定平面(M)との交点を測定点(P)として求めるステップ、
ii)ソートすべき測定点(P)に関して、既に有るブロック(B1,...,B5)に含まれており、かつ予め決められた距離基準を満たしている測定点(P)のうち、ソートすべき測定点(P)までの距離が最小である測定点(P)を選択し、ソートすべき測定点(P)を選択された測定点(P)を含むブロック(B1,...,B5)内で選択された測定点(P)の隣りにソートすることにより、各測定平面(M)の測定点(P)をブロック(B1,...,B5)にソートするステップ、ただし、前記距離基準が満たされるのは、ソートすべき測定点(P)から各ブロック(B1,...,B5)の近傍測定点(P)の対の各測定点(P)までの距離が、前記対の測定点(P)の間の距離に1以上の大きさの係数を乗じた距離よりも小さいときであり、
iii)形成されたブロック(B1,...,B5)の測定点(P)からブロックごとに直線(L1,L2,L3)を抽出するステップを実行するように構成されている、ことを特徴とする物体検出装置。 - 請求項22記載の装置を内蔵した無人運転車両であって、抽出された直線(L1,L2,L3)を予め検出してメモリに格納しておいた物体からの直線と比較することにより前記装置を運転者不在での車両ナビゲーションに使用することを特徴とする、無人運転車両。
- 前記車両がロボットである、請求項23記載の車両。
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