JP7067354B2 - 物体検出装置及び物体検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、物体検出装置及び物体検出方法に関する。

監視領域に向けてレーザ光を照射するレーザ走査ユニットを用いて監視領域に位置する物体を検出する物体検出装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。例えば、特許文献１に記載の障害物検知装置では、監視範囲（監視領域）にレーザ光が照射され、レーザ光の反射光に応じた受光信号から計測点が抽出され、互いに近傍に位置する計測点同士がグループ化される。続いて、グループ化された計測点によって示される座標に応じて、監視領域の外縁（Ｘ方向及びＹ方向）と平行に延びる縁を有する矩形状の検出物体が生成（出力）される。

特開２０１１－４３３３０号公報 特開２００２－１４０７９０号公報

交差点等では、車両等の物体は、同じ方向に沿った姿勢で存在しているとは限らない。このような場合、特許文献１に記載の障害物検知装置では、物体の姿勢によらずに、Ｘ方向及びＹ方向と平行な縁を有する検出物体が生成される。このため、物体の実際の姿勢（向き）と、検出物体の向きとが、互いに異なる場合があり、精度よく物体を検出できないおそれがある。

本発明は、物体の検出精度を向上させることが可能な物体検出装置及び物体検出方法を提供する。

本発明の一側面に係る物体検出装置は、監視領域に対してライン走査を繰り返し行うレーザ走査ユニットを用いて、監視領域に位置する物体を検出する装置である。この物体検出装置は、ライン走査ごとに、ライン走査によって生成される複数の計測点情報を取得する取得部と、ライン走査ごとに、複数の計測点情報に基づいて、仮想的な基準線に対する傾きを示す物体角度を有する仮想的な矩形物体を生成する生成部と、ライン走査ごとに、矩形物体に基づいて、基準線に対する傾きを示す合成角度を有する矩形状の合成物体を生成する合成部と、を備える。複数の計測点情報のそれぞれは、ライン走査によって得られる計測点に関する情報である。レーザ走査ユニットは、第１方向に沿って延びるとともに第１方向と交差する第２方向に配列された複数の走査線のそれぞれに向けて順にレーザ光を照射することで、ライン走査を行う。複数の走査線は、第２方向において互いに隣り合う第１走査線及び第２走査線を含む。第１走査線に向けてレーザ光を照射するライン走査である第１ライン走査の次に、第２走査線に向けてレーザ光を照射するライン走査である第２ライン走査が行われる。生成部は、第１ライン走査における矩形物体である第１矩形物体を生成するとともに第１ライン走査における第１矩形物体の物体角度である第１物体角度を算出する。合成部は、第１ライン走査において生成された合成物体である第１合成物体と、第２ライン走査において生成された矩形物体である第２矩形物体と、に基づいて、第２ライン走査における合成物体である第２合成物体を生成する。合成部は、第１合成物体の合成角度である第１合成角度と、第２矩形物体の物体角度である第２物体角度と、に基づいて第２合成物体の合成角度である第２合成角度を算出する。

この物体検出装置では、ライン走査ごとに、複数の計測点情報に基づいて、仮想的な基準線に対する傾きを示す物体角度を有する仮想的な矩形物体が生成される。このため、基準線に対して傾いた傾斜状態で物体が監視領域に位置している場合、ライン走査ごとに生成される矩形物体には、当該物体の傾斜状態が反映され得る。また、第１ライン走査の次に行われる第２ライン走査において、第２合成物体が、第１合成物体と第２ライン走査における第２矩形物体とに基づいて生成され、第２合成物体の第２合成角度が、第１合成物体の第１合成角度と第２矩形物体の第２物体角度とに基づいて算出される。これにより、第２ライン走査における第２合成物体の傾きを示す第２合成角度は、第２ライン走査で得られた第２物体角度とともに、第２ライン走査の１つ前に行われる第１ライン走査で得られた第１合成角度に基づいて定まる。従って、第２合成物体に物体の傾斜状態を反映させることができるので、物体が傾斜状態で位置していても、物体の実際の向きと、第２合成物体の向きとの間のずれが低減される。その結果、物体の検出精度を向上させることが可能となる。

合成部は、第１合成角度と第２物体角度とが一致する場合には、第１合成物体と第２矩形物体とを合成することによって第２合成物体を生成するとともに第１合成角度を第２合成角度としてもよい。第２合成物体は、第１合成物体と第２矩形物体とを包含してもよい。

第１合成角度と第２物体角度とが同じ角度である場合には、その角度が物体の傾きを示している可能性が高い。このため、第２合成角度もこれらの角度と同じ角度に設定され、第１合成物体と第２矩形物体とを包含するように第２合成物体が生成される。その結果、第２合成物体を精度よく生成することが可能となる。

生成部は、矩形物体の高さを算出してもよい。合成部は、矩形物体の高さに基づいて合成物体の高さを算出してもよい。合成部は、第１合成物体の第１高さが第２矩形物体の第２高さよりも小さい場合には、第１合成角度を第２合成角度としてもよい。第２高さが第１高さよりも小さい場合には、第２物体角度を第２合成角度としてもよい。

一般に車両等の物体では、物体の高い位置よりも低い位置の表面積が大きい。このため、物体の低い位置にレーザ光が照射された場合には、より多くの計測点に基づいて物体角度が算出されるので、物体角度の信頼性が高い。上記構成では、第１合成物体と第２矩形物体とのうち高さが小さい一方の角度が第２合成角度として用いられるので、より信頼性が高い角度を有する第２合成物体が生成され得る。これにより、第２合成角度を、実際の物体の傾きに近づけることができる。その結果、物体の検出精度をより向上させることが可能となる。

第１走査線は、第２走査線よりもレーザ走査ユニットに近くてもよい。

この場合、第１ライン走査において物体の低い位置に照射されたレーザ光に基づいて計測点が得られ、第２ライン走査において物体の高い位置に照射されたレーザ光に基づいて計測点が得られる。一般に車両等の物体では、物体の高い位置よりも低い位置にレーザ光が照射された場合に算出される物体角度の信頼性が高い。その結果、上記構成では、より信頼性が高い角度を有する第１合成物体を基準にして第２合成物体を得ることが可能となる。

第１走査線は、第２走査線よりもレーザ走査ユニットから離れていてもよい。合成部は、第１合成角度と第２物体角度とが互いに異なる場合には、第１合成物体の一部と第２矩形物体とを合成することによって第２合成物体を生成してもよい。第２合成物体は、第１合成物体の一部と第２矩形物体とを包含してもよい。第２合成物体は、第１合成物体と第２矩形物体とを包含する矩形状の領域よりも小さくてもよい。

この場合、第１ライン走査において物体の高い位置に照射されたレーザ光に基づいて計測点が得られ、第２ライン走査において物体の低い位置に照射されたレーザ光に基づいて計測点が得られる。第１合成角度と第２物体角度とが互いに異なる場合に、第１合成物体の一部と第２矩形物体とが合成されることにより第２合成物体が生成されることで、第２合成物体には、物体の高い位置での計測点から得られる第１矩形物体に基づいた第１合成物体の影響が低減される。一般に車両等の物体では、物体の高い位置よりも低い位置にレーザ光が照射された場合に算出される物体角度の信頼性が高い。その結果、上記構成では、物体角度の信頼性が低い第１矩形物体の影響を抑えながら第２合成物体を得ることが可能となる。

物体検出装置は、監視領域において検出された検出物体の大きさを補正する補正部をさらに備えてもよい。レーザ走査ユニットは、複数の走査線に対するライン走査を複数の走査線の配列順に実行する第１フレーム走査を行った後に、複数の走査線に対するライン走査を配列順と反対の順番で実行する第２フレーム走査をさらに行ってもよい。合成部は、第１フレーム走査において得られた合成物体を、第１フレーム走査における検出物体である第１検出物体としてもよい。合成部は、第２フレーム走査において得られた合成物体を、第２フレーム走査における検出物体である第２検出物体としてもよい。補正部は、第２検出物体の大きさを、第１検出物体の大きさに基づいて、補正してもよい。

この場合、第１フレーム走査において検出された第１検出物体の大きさに基づいて第２検出物体の大きさが補正される。このため、第２フレーム走査において検出される第２検出物体が精度よく検出されなかったとしても、物体の実際の大きさと、第２検出物体の大きさとのずれが低減される。その結果、物体の検出精度を向上させることが可能となる。

本発明の別の側面に係る物体検出方法は、監視領域に対してライン走査を繰り返し行うレーザ走査ユニットを用いて、監視領域に位置する物体を検出する方法である。この物体検出方法は、ライン走査ごとに、ライン走査によって生成される複数の計測点情報を取得する取得ステップと、ライン走査ごとに、複数の計測点情報に基づいて、仮想的な基準線に対する傾きを示す物体角度を有する仮想的な矩形物体を生成する生成ステップと、ライン走査ごとに、矩形物体に基づいて、基準線に対する傾きを示す合成角度を有する合成物体を生成する合成ステップと、を備える。複数の計測点情報のそれぞれは、ライン走査によって得られる計測点に関する情報である。レーザ走査ユニットは、第１方向に沿って延びるとともに第１方向と交差する第２方向に配列された複数の走査線のそれぞれに向けて順にレーザ光を照射することで、ライン走査を行う。複数の走査線は、第２方向において互いに隣り合う第１走査線及び第２走査線を含む。第１走査線に向けてレーザ光を照射するライン走査である第１ライン走査の次に、第２走査線に向けてレーザ光を照射するライン走査である第２ライン走査が行われる。生成ステップでは、第１ライン走査における矩形物体である第１矩形物体が生成されるとともに第１ライン走査における物体角度である第１物体角度が算出される。合成ステップでは、第１ライン走査において生成された合成物体である第１合成物体と、第２ライン走査において生成された矩形物体である第２矩形物体と、に基づいて、第２ライン走査における合成物体である第２合成物体が生成される。合成ステップでは、第１合成物体の合成角度である第１合成角度と、第２矩形物体の物体角度である第２物体角度と、に基づいて第２合成物体の合成角度である第２合成角度が算出される。

この物体検出方法では、ライン走査ごとに、複数の計測点情報に基づいて、仮想的な基準線に対する傾きを示す物体角度を有する仮想的な矩形物体が生成される。このため、基準線に対して傾いた傾斜状態で物体が監視領域に位置している場合、ライン走査ごとに生成される矩形物体には、当該物体の傾斜状態が反映され得る。また、第１ライン走査の次に行われる第２ライン走査において、第２合成物体が、第１合成物体と第２ライン走査における第２矩形物体とに基づいて生成され、第２合成物体の第２合成角度が、第１合成物体の第１合成角度と第２矩形物体の第２物体角度とに基づいて算出される。これにより、第２ライン走査における第２合成物体の傾きを示す第２合成角度は、第２ライン走査で得られた第２物体角度とともに、第２ライン走査の１つ前に行われる第１ライン走査で得られた第１合成角度に基づいて定まる。従って、第２合成物体に物体の傾斜状態を反映させることができるので、物体が傾斜状態で位置していても、物体の実際の向きと、第２合成物体の向きとの間のずれが低減される。その結果、物体の検出精度を向上させることが可能となる。

本発明によれば、物体の検出精度を向上させることが可能となる。

図１は、一実施形態に係る物体検出装置を含む検出システムを示す概略構成図である。 図２は、図１に示されるレーザ走査ユニットからのレーザ光の照射領域を水平方向から見た図である。 図３は、図１に示されるレーザ走査ユニットからのレーザ光の照射領域を鉛直方向から見た図である。 図４の（ａ）～図４の（ｃ）は、レーザ走査ユニットによるフレーム走査を説明するための図である。 図５は、物体検出装置が行う物体検出方法の一連の処理を示すフローチャートである。 図６は、図５の矩形物体の生成処理を詳細に示すフローチャートである。 図７は、図５の合成物体の生成処理を詳細に示すフローチャートである。 図８の（ａ）～図８の（ｃ）は、生成部による矩形物体の生成結果の一例を示す図である。 図９の（ａ）及び図９の（ｂ）は、合成部による合成物体の生成方法を説明するための図である。 図１０の（ａ）及び図１０の（ｂ）は、合成部による合成物体の生成方法を説明するための図である。 図１１の（ａ）～図１１の（ｃ）は、フレーム走査の方向が異なる場合における合成結果を比較して説明するための図である。 図１２の（ａ）は、第２比較例に係る物体検出装置による検出結果の表示例を示す図である。図１２の（ｂ）は、図１に示される物体検出装置による検出結果の表示例を示す図である。

以下、一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面には必要に応じてＸＹＺ直交座標系が示され、本実施形態では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向が水平方向に対応し、Ｚ軸方向が鉛直方向に対応する。

図１は、一実施形態に係る物体検出装置を含む検出システムを示す概略構成図である。図２は、図１に示されるレーザ走査ユニットからのレーザ光の照射領域を水平方向から見た図である。図３は、図１に示されるレーザ走査ユニットからのレーザ光の照射領域を鉛直方向から見た図である。図４の（ａ）～図４の（ｃ）は、レーザ走査ユニットによるフレーム走査を説明するための図である。

図１に示される検出システム１は、監視地点に位置する物体を検出するシステムである。監視地点は、任意に設定され、例えば、交差点、合流地点、又は直進道路の途中に設定される。検出対象となる物体は、例えば、車両、自転車、又は人である。検出システム１は、監視地点に向けてレーザ光を照射し、当該レーザ光の反射光に基づいて物体を検出する。検出システム１は、レーザ光の反射光に基づいて、例えば、ある時刻の監視地点に存在する物体の位置及び姿勢（向き）を特定し、特定した物体に関する情報を検出結果として出力する。検出システム１は、レーザレーダ、ライダー（LiDAR：Light Detection and Ranging）、又はLaser Range Finderとも称される。検出システム１は、レーザ走査ユニット２と、ユニット制御部３と、物体検出装置１０と、を備えている。

レーザ走査ユニット２は、監視地点に向けてレーザ光を照射し、照射したレーザ光の反射光を受光するセンサ装置である。図２に示されるように、レーザ走査ユニット２は、地上に設置された電柱又は支柱等の支持部材３０に固定されている。なお、支持部材３０は、電柱に限られず、建築物の壁等であってもよい。レーザ走査ユニット２は、物体を上方から見下ろすことができる高さにおいて支持部材３０に固定されている。レーザ走査ユニット２は、地面Ｇに向けてレーザ光を照射する。

レーザ走査ユニット２は、レーザ光の照射方向（照射位置）を変更可能に構成されている。レーザ走査ユニット２は、レーザ光を発生する１又は複数の発光素子を備えている。レーザ走査ユニット２は、例えば、レーザ光の照射方向を変更するミラーを備えている。あるいは、レーザ走査ユニット２は、レーザ光の照射方向を変更するために、発光素子の向きを変更する回転機構等を備えていてもよい。レーザ走査ユニット２は、照射領域ＩＲ内に複数のレーザ光を照射する。照射領域ＩＲは、レーザ走査ユニット２によるレーザ光の照射が可能な範囲である。

レーザ走査ユニット２は、照射領域ＩＲに対してライン走査（ラインスキャン）を繰り返し行う。具体的には、レーザ走査ユニット２は、照射領域ＩＲに含まれる複数の走査線のそれぞれに向けて順にレーザ光を照射することでライン走査を繰り返し行う。複数の走査線のそれぞれは、照射領域ＩＲ内に設定される仮想的な線であり、レーザ走査ユニット２から照射されるレーザ光の照射位置（照射目標位置）を結ぶことによって構成される。複数の走査線は、例えば地面Ｇ上に設定される。本実施形態では、複数の走査線は、Ｘ軸方向（第１方向）に沿って延びており、Ｙ軸方向（第２方向）に一定の間隔で配列されている。ここでは、レーザ走査ユニット２に最も近い走査線から、レーザ走査ユニット２から最も遠い走査線に向かう走査線の順番を配列順と称する。複数の走査線のそれぞれは、Ｘ軸方向に沿って直線状に延びていてもよく、Ｘ軸方向に沿って円弧状に延びていてもよい。なお、レーザ走査ユニット２は、１つの走査線に対して複数のレーザ光を互いに略同一のタイミングで照射してもよく、互いに異なるタイミングで当該走査線上の複数の照射位置に向けて複数のレーザ光を当該走査線の端から順に照射してもよい。

本実施形態では、レーザ走査ユニット２は、複数の走査線に対してライン走査を順に行う。以降の説明では、複数の走査線に対してライン走査を一通り行うことによって照射領域ＩＲの全領域にわたってレーザ光を照射することを「フレーム走査」と称する。レーザ走査ユニット２は、レーザ走査ユニット２に最も近い走査線から、レーザ走査ユニット２から最も遠い走査線に向かう方向、又は、レーザ走査ユニット２から最も遠い走査線から、レーザ走査ユニット２に最も近い走査線に向かう方向に、フレーム走査を行う。

図４の（ａ）～図４の（ｃ）に示されるように、本実施形態では、レーザ走査ユニット２は、１回のフレーム走査あたりＮ回（Ｎは２以上の整数）のライン走査を行う。レーザ走査ユニット２は、１回目のフレーム走査では、配列順に、Ｎ回のライン走査を行う（図４の（ａ）参照）。レーザ走査ユニット２は、２回目のフレーム走査では、配列順と反対の順番に、Ｎ回のライン走査を行う（図４の（ｂ）参照）。以降、レーザ走査ユニット２は、１回目のフレーム走査と同様のフレーム走査と、２回目のフレーム走査と同様のフレーム走査と、を交互に繰り返す。つまり、奇数番目のフレーム走査では、レーザ走査ユニット２は、配列順にＮ回のライン走査を行う。偶数番目のフレーム走査では、レーザ走査ユニット２は、配列順と反対の順番にＮ回のライン走査を行う。

照射領域ＩＲ内には、監視領域ＳＲが含まれる。監視領域ＳＲは、略直方体状に区画される空間であり、監視対象として予め設定される。つまり、検出システム１では、監視領域ＳＲ内に位置している物体が検出され得る。監視領域ＳＲは、鉛直方向（Ｚ軸方向）から見て矩形状である（図３参照）。レーザ走査ユニット２は、レーザ光の反射光を受光し、受光した反射光に応じた電気信号（受光信号）を生成する。レーザ走査ユニット２は、レーザ光の照射位置を示す情報とともに、生成した受光信号を物体検出装置１０に出力する。

ユニット制御部３は、レーザ走査ユニット２の制御を行うコンピュータである。ユニット制御部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory)等を備えている。ユニット制御部３は、例えば、レーザ走査ユニット２を収容する筐体内に設けられる。ユニット制御部３は、レーザ走査ユニット２に制御信号を送信することにより、レーザ光の照射位置、及びレーザ光を照射するタイミングを制御する。例えば、ユニット制御部３は、レーザ走査ユニット２のミラーを駆動させる制御信号を送信することで、ミラーの角度を調整し、レーザ光の照射位置を変化させる。ユニット制御部３は、レーザ走査ユニット２に対する制御内容に関する制御情報を物体検出装置１０に送信する。制御情報は、例えば、レーザ光の照射位置、及び当該レーザ光の照射タイミング（照射開始時刻）を示す情報を含む。

物体検出装置１０は、レーザ走査ユニット２から出力される受光信号を処理する装置である。具体的には、物体検出装置１０は、レーザ走査ユニット２から出力される受光信号及びユニット制御部３から出力される制御情報に基づいて監視領域ＳＲに位置している物体を検出するとともに、検出結果を外部に出力する。物体検出装置１０は、物理的には、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ、並びに入力装置及び出力装置等のハードウェアを備えるコンピュータとして構成される。物体検出装置１０は、例えば、レーザ走査ユニット２を収容する筐体内に設けられる。なお、ユニット制御部３と物体検出装置１０とは、物理的に同一のコンピュータによって構成されてもよい。

物体検出装置１０は、機能的には、取得部１１と、生成部１２と、除去部１３と、合成部１４と、付与部１５と、補正部１６と、出力部１７と、を備えている。

取得部１１は、ライン走査ごとに、複数の計測点に関する複数の計測点情報を取得する。複数の計測点情報のそれぞれは、計測点の位置を示す位置情報及び計測点を生成（反射光を受光）した時刻情報を含む。計測点情報に含まれる計測点の位置情報は、照射領域ＩＲ内におけるレーザ光の反射位置を示しており、レーザ光の反射光に基づいて得られる。本実施形態では、計測点の位置情報は、ＸＹＺ直交座標系で表され、水平方向におけるレーザ光の反射位置を示すＸ軸方向及びＹ軸方向の座標、及び鉛直方向でのレーザ光の反射位置を示すＺ軸方向の座標（高さ情報）を含む。なお、計測点の位置情報は、極座標系によって表されてもよい。取得部１１は、生成（取得）した複数の計測点情報を生成部１２に出力する。

生成部１２は、ライン走査ごとに、取得部１１から複数の計測点情報を受け取ると、複数の計測点情報に基づいて、仮想的な矩形物体を生成する。具体的には、生成部１２は、仮想的な基準線ＳＬ（図８の（ａ）参照）に対する傾きを示す物体角度を算出する。生成部１２は、Ｚ軸方向から見た監視領域ＳＲに対応する仮想的な領域内に、基準線ＳＬに対して物体角度を有する矩形状の矩形物体を生成する。本実施形態では、生成部１２は、複数の計測点情報に含まれる位置情報に基づいて、矩形状の矩形物体を生成する。生成部１２は、抽出部２１と、グループ化部２２と、角度算出部２３と、変換部２４と、を備えている。

抽出部２１は、ライン走査ごとに、取得部１１から受け取った複数の計測点情報から監視領域ＳＲ内に含まれる計測点の計測点情報を抽出する。抽出部２１は、抽出した複数の計測点情報をグループ化部２２に出力する。

グループ化部２２は、ライン走査ごとに、抽出部２１から複数の計測点情報を受け取ると、複数の計測点情報をグループ化（クラスタリング）する。グループ化部２２は、複数の計測点情報に基づいて、互いに近接する計測点同士を一つの集合（クラスタ）に設定する。グループ化部２２は、グループ化された複数の計測点情報を角度算出部２３に出力する。

角度算出部２３は、ライン走査ごとに、グループ化部２２から複数の計測点情報を受け取ると、物体角度を算出する。具体的には、角度算出部２３は、集合ごとに、当該集合に含まれる計測点情報に基づいて矩形物体の物体角度を算出する。角度算出部２３は、物体角度を示す物体角度情報、及び集合ごとに物体角度情報が対応付けられた複数の計測点情報を変換部２４に出力する。

変換部２４は、ライン走査ごとに、角度算出部２３から物体角度情報及び複数の計測点情報を受け取ると、集合ごとに、物体角度情報及び複数の計測点情報に基づいて、仮想的な矩形物体を生成する。変換部２４は、基準線ＳＬに対して物体角度情報によって示される物体角度を有する矩形状の矩形物体を生成する。また、変換部２４は、ライン走査ごとに、計測点情報に基づいて矩形物体の高さを算出する。変換部２４（生成部１２）は、生成した矩形物体を特定するための矩形情報を除去部１３に出力する。矩形情報は、矩形物体の位置情報（例えば、矩形物体の四隅のＸ座標及びＹ座標）、矩形物体の高さを示す高さ情報、及び矩形物体に含まれる計測点に関する計測点情報を含む。

除去部１３は、ライン走査ごとに、生成部１２から矩形情報を受け取ると、少ない数の計測点情報に基づいて生成された矩形物体をノイズとして除去する。除去部１３は、ノイズとして除去した矩形物体の矩形情報を除いた矩形情報を合成部１４に出力する。

合成部１４は、ライン走査ごとに、除去部１３から矩形情報を受け取ると、矩形情報によって示される矩形物体に基づいて合成物体を生成する。合成物体は、仮想的な物体であり、基準線ＳＬに対する傾きを示す合成角度を有する矩形状の物体である。また、合成部１４は、ライン走査ごとに、矩形物体の高さに基づいて、合成物体の高さを算出する。合成物体の高さの算出では、物体の高さを示す物体高さと、合成物体を生成する際に用いられる角度算出高さと、が算出される。以降では、特に説明がない限り「合成物体の高さ」は角度算出高さを示している。合成部１４は、フレーム走査ごとに、Ｎ回目のライン走査（最後のライン走査）で得られた合成物体を、検出物体として設定する。合成部１４は、検出物体を特定するための検出物体情報を付与部１５に出力する。検出物体情報は、例えば、検出物体の位置を示す物体位置情報と、検出物体の大きさを示す物体サイズ情報と、検出物体が有する物体高さを示す高さ情報と、を含む。物体位置情報は、例えば、検出物体の四隅のＸ座標及びＹ座標である。

付与部１５は、フレーム走査ごとに、合成部１４から検出物体情報を受け取ると、異なるフレーム（異なる時刻）において検出された検出物体に対し、物体ＩＤ（Identifier）の対応付けを行う。物体ＩＤは、検出物体を一意に識別可能な識別情報である。付与部１５は、検出物体を追跡することによって検出物体に物体ＩＤを付与し、追跡結果を生成する。付与部１５は、生成した追跡結果を補正部１６に出力する。追跡結果は、物体ＩＤ、物体位置情報、及び物体サイズ情報を含む。

補正部１６は、フレーム走査ごとに、付与部１５から追跡結果を受け取ると、物体サイズ情報によって特定される検出物体の大きさ（サイズ）を補正する。補正部１６は、検出物体の大きさを補正した場合、当該検出物体に関する物体サイズ情報を補正後の大きさを示す物体サイズ情報に更新する。また、補正部１６は、例えば、フレーム走査の回数を示す情報とともに、追跡結果を物体検出装置１０が備える記憶部（不図示）に保存する。補正部１６は、追跡結果を出力部１７に出力する。

出力部１７は、フレーム走査ごとに、検出結果を出力する。本実施形態では、出力部１７は、補正部１６から追跡結果を受け取ると、追跡結果に基づいて検出結果を生成するとともに、検出結果を物体検出装置１０の外部に出力する。検出結果は、例えば、物体ＩＤ及び物体位置情報を含む。なお、検出結果は、検出物体における互いに隣り合う二つの頂点それぞれの座標、検出物体の角度及び物体サイズ情報であってもよい。

次に、物体検出装置１０が行う検出方法について説明する。図５は、物体検出装置が行う物体検出方法の一連の処理を示すフローチャートである。図６は、図５の矩形物体の生成処理を詳細に示すフローチャートである。図７は、図５の物体合成の生成処理を詳細に示すフローチャートである。図５に示される一連の処理は、例えば、一定の時間ごとに実施される。

まず、取得部１１が、複数の計測点に関する複数の計測点情報を取得する（ステップＳ０１）。ステップＳ０１（取得ステップ）では、取得部１１は、レーザ走査ユニット２から受光信号を受け取り、ユニット制御部３から制御情報を受け取る。取得部１１は、受光信号及び制御情報に基づいて、レーザ光の計測点の位置（反射位置）を演算し、複数の計測点情報を生成する。例えば、取得部１１は、制御情報から得られるレーザ光の照射位置と、制御情報から得られる当該レーザ光の照射開始時刻から反射光を受光した受光時刻までの時間と、に基づいてレーザ光の計測点の位置（反射位置）を演算する。なお、ユニット制御部３が、複数の計測点情報を生成し、複数の計測点情報を取得部１１に出力してもよい。取得部１１は、生成（取得）した複数の計測点情報を生成部１２に出力する。

続いて、生成部１２は、取得部１１から複数の計測点情報を受け取ると、計測点情報に基づいて、仮想的な矩形物体を生成する（ステップＳ０２）。本実施形態では、生成部１２は、複数の計測点情報に含まれる計測点のＸ座標及びＹ座標に基づいて、矩形物体を生成する。

図６に示されるように、ステップＳ０２の矩形物体の生成処理（生成ステップ）では、まず、抽出部２１が、取得部１１から受け取った複数の計測点情報から、監視領域ＳＲ内に含まれる計測点の計測点情報を抽出する（ステップＳ２１）。これにより、監視領域ＳＲ以外の領域に存在する計測点（例えば、地面Ｇに位置する計測点）が除外される。抽出部２１は、抽出した複数の計測点情報をグループ化部２２に出力する。

続いて、グループ化部２２は、抽出部２１から複数の計測点情報を受け取ると、複数の計測点情報をグループ化（クラスタリング）する（ステップＳ２２）。具体的には、グループ化部２２は、複数の計測点情報に含まれる計測点のＸ座標及びＹ座標に基づいて、互いに近接する計測点同士を、同一の物体によって反射された反射光に基づいた計測点であると推定し、一つの集合（クラスタ）に設定する。グループ化部２２は、例えば、複数の計測点のうちの一の計測点と他の計測点との間の距離が所定値未満である場合に、当該一対の計測点同士を同一の物体からの反射光に基づいた計測点であると推定する。一方、グループ化部２２は、一の計測点と他の計測点との間の距離が所定値以上である場合、当該一対の計測点同士を異なる物体からの反射光に基づいた計測点であると推定する。上記所定値は、例えば、検出対象の物体の種別に応じて定められる。グループ化部２２は、集合ごとにグループ化された複数の計測点情報を角度算出部２３に出力する。

続いて、角度算出部２３は、グループ化部２２から複数の計測点情報を受け取ると、集合ごとに、矩形物体の物体角度を算出する（ステップＳ２３）。具体的には、角度算出部２３は、集合ごとに、当該集合に含まれる計測点情報に基づいて物体角度を算出する。例えば、角度算出部２３は、集合ごとに、複数の計測点情報によって示される複数の計測点の位置情報のうちＸＹ平面における座標から仮想的な近似直線を演算し、当該近似直線の基準線ＳＬに対する傾きを物体角度に設定する。なお、角度算出部２３は、物体角度を算出できない場合、物体角度を０°に設定する。

角度算出部２３による物体角度の算出方法の一例を説明する。例えば、物体が車両である場合、複数の計測点は、Ｚ軸方向から見た場合の車両が有する矩形形状の二辺（長辺及び短辺）に沿って、取得され得る。この算出方法の一例では、二辺のうちの基準線ＳＬに対する傾きが小さい一方から取得された計測点が抽出され、当該計測点の位置情報に基づいて物体角度が算出される。

まず、角度算出部２３は、一つの集合の中に含まれる複数の計測点情報（以下「算出対象の計測点情報」という）を一定数ごとに細分化することで、複数の部分集合を生成する。角度算出部２３は、例えば、Ｙ軸方向において端から順に、予め定められた点数ごとに、算出対象の計測点情報を細分化する。そして、角度算出部２３は、部分集合ごとに、当該部分集合に含まれる複数の計測点情報の位置情報から最小二乗法を用いて近似直線を演算し、基準線ＳＬと近似直線とのなす角度を基準線ＳＬに対する傾きとして算出する。

続いて、角度算出部２３は、複数の部分集合から傾きの変動が小さい範囲を特定する。例えば、角度算出部２３は、部分集合ごとに、当該部分集合において算出された傾きが所定の閾値よりも小さいかどうかを判断する。角度算出部２３は、傾きが所定の閾値よりも小さく、かつ互いに隣り合う部分集合同士をグループ化する。角度算出部２３は、グループ化された部分集合を、傾きの変動が小さい範囲であると判定し、角度算出を行う算出範囲に設定する。複数の算出範囲が設定される場合には、角度算出部２３は、算出範囲に含まれる計測点の数又は計測点同士の間の距離に基づいて、複数の算出範囲から１つの算出範囲を選択する。

続いて、角度算出部２３は、算出範囲に含まれる全ての部分集合における複数の計測点の位置情報から、再度、最小二乗法を用いて近似直線を演算し、当該近似直線の基準線ＳＬに対する傾きを物体角度として設定する。これにより、矩形物体の物体角度が算出される。なお、角度算出部２３は、所定角度（例えば１０度）単位で、矩形物体の物体角度を算出してもよい。角度算出部２３は、物体角度を示す物体角度情報、及び集合ごとに物体角度情報が対応付けられた複数の計測点情報を変換部２４に出力する。

続いて、変換部２４は、角度算出部２３から物体角度情報及び複数の計測点情報を受け取ると、集合ごとに、物体角度情報及び計測点情報に基づいて、物体角度を有する矩形物体を生成する（ステップＳ２４）。具体的には、変換部２４は、物体角度に応じて矩形物体の外縁が延びる方向を定め、計測点情報に含まれる複数の計測点のＸ座標及びＹ座標から矩形物体の外縁を定めることによって、矩形物体を生成する。例えば、変換部２４は、基準線ＳＬに対して物体角度を有する矩形物体が１つの集合内の全ての計測点を含むように、矩形物体の外縁を定める。

図８の（ａ）～図８の（ｃ）は、生成部１２による矩形物体の生成結果の一例を示す図である。図８の（ａ）～図８の（ｃ）のそれぞれには、Ｎ回のライン走査のうちのＡ回目、Ｂ回目、及びＣ回目（Ａ，Ｂ，ＣはＮ以下の正の整数）のライン走査において得られた計測点及び矩形物体が示されている。例えば、図８の（ａ）～図８の（ｃ）に示される例では、物体Ｔが、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して傾いた傾斜状態で監視領域ＳＲに位置している。なお、説明を容易にするために、図８の（ａ）～図８の（ｃ）に示される例では、物体Ｔは、Ａ回目、Ｂ回目及びＣ回目のライン走査において互いに略同一の位置に存在している。図８の（ａ）に示されるように、Ａ回目のライン走査における矩形物体Ａ１は、基準線ＳＬに対して傾いている。一方、図８の（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、Ｂ回目及びＣ回目のライン走査における矩形物体Ｂ１，Ｃ１は、０°の物体角度を有する。

また、変換部２４は、ステップＳ２４において、矩形物体に含まれる計測点情報に基づいて当該矩形物体の高さを算出する。本実施形態では、変換部２４は、矩形物体の高さを、当該矩形物体を生成する際に用いられた複数の計測点のうち最も高い計測点の高さ（Ｚ座標）に設定する。例えば、変換部２４は、矩形物体Ａ１、矩形物体Ｂ１、及び矩形物体Ｃ１それぞれの高さを、矩形物体Ａ１、矩形物体Ｂ１、及び矩形物体Ｃ１に含まれる複数の計測点のうちの最も高い計測点の高さに設定する。そして、変換部２４（生成部１２）は、生成した矩形物体を特定するための矩形情報を除去部１３に出力する。これにより、ステップＳ０２の矩形物体の生成処理が終了する。なお、変換部２４は、矩形物体の高さを、当該矩形物体の物体角度を算出する際に定められた算出範囲に含まれる複数の計測点のうち最も高い計測点の高さに設定してもよい。

続いて、除去部１３は、生成部１２から矩形情報を受け取ると、少ない数の計測点に基づいて生成された矩形物体をノイズとして除去する（ステップＳ０３）。例えば、除去部１３は、所定数以下の計測点から生成された矩形物体をノイズとして除去する。なお、所定数は、ライン走査に応じて変更されてもよい。レーザ走査ユニット２から離間した走査線に対するライン走査では、互いに隣り合うレーザ光同士の間隔が大きいので、所定数は、レーザ走査ユニット２に近い走査線に対するライン走査の所定数よりも小さくしてもよい。例えば、所定数は、レーザ走査ユニット２に近い走査線に対するライン走査では３つに設定されてもよく、レーザ走査ユニット２から離間した走査線に対するライン走査では２つに設定されてもよい。除去部１３は、ノイズとして除去した矩形物体の矩形情報を除いた矩形情報を合成部１４に出力する。

続いて、合成部１４は、除去部１３から矩形情報を受け取ると、合成物体を生成する（ステップＳ０４）。ステップＳ０４の合成物体の生成処理（合成ステップ）では、合成部１４は、今回のライン走査より１つ前の前回のライン走査において生成された前回の合成物体と、今回のライン走査において生成された今回の矩形物体と、に基づいて今回の合成物体を生成する。

なお、「今回」とは、１つのフレーム走査におけるｎ回目（ｎは１からＮまでの整数）のライン走査において合成物体を生成する際の「ｎ回目」のことを意味している。つまり、「今回のライン走査」とは、「ｎ回目のライン走査」のことであり、「今回の合成物体」及び「今回の矩形物体」とは、ｎ回目のライン走査において生成される合成物体及び矩形物体である。また、「前回」とは、「（ｎ－１）回目」のことを意味している。つまり、「前回のライン走査」とは、ｎ回目のライン走査の１つの前に行われる「（ｎ－１）回目のライン走査」のことであり、「前回の合成物体」及び「前回の矩形物体」とは、（ｎ－１）回目のライン走査において生成される合成物体及び矩形物体である。なお、（ｎ－１）回目のライン走査における走査線とｎ回目のライン走査における走査線とは、互いに隣り合う。

図７を用いて、ステップＳ０４の合成物体の生成処理について詳細に説明すると、まず、合成部１４は、今回の矩形物体が前回の合成物体と重なるかどうかを判断する（ステップＳ４１）。合成部１４は、１又は複数の今回の矩形物体から１つの矩形物体を選択し、１又は複数の前回の合成物体から１つの合成物体を比較対象として選択する。合成部１４は、１回目のライン走査では、前回の合成物体が存在しないので、今回の矩形物体は前回の合成物体と重ならないと判断する。なお、２回目以降のライン走査において、当該ライン走査よりも前のライン走査において矩形物体が生成されずに、前回の合成物体が存在しない場合も、１回目のライン走査と同様に、今回の矩形物体は前回の合成物体と重ならないと判断する。合成部１４は、今回の矩形物体の一部と前回の合成物体の一部とが互いに重なれば、今回の矩形物体が前回の合成物体と重なると判断する。

ステップＳ４１において、合成部１４は、今回の矩形物体が前回の合成物体と重なると判断した場合（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、今回の矩形物体の物体角度が前回の合成物体の合成角度と一致するかどうかを判断する（ステップＳ４２）。合成部１４は、今回の矩形物体の物体角度と前回の合成物体の合成角度とが一致すると判断した場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、前回の合成物体の合成角度（今回の矩形物体の物体角度）を今回の合成物体の合成角度として用いる（設定する）。そして、合成部１４は、今回の合成物体を生成する（ステップＳ４３）。ステップＳ４３の処理は後述する。

なお、合成部１４は、前回の合成物体の合成角度と今回の矩形物体の物体角度とが互いに完全に一致する場合だけでなく、前回の合成物体の合成角度と今回の矩形物体の物体角度との間に多少の差がある場合にも、前回の合成物体の合成角度と今回の矩形物体の物体角度とが互いに一致すると判断してもよい。例えば、合成部１４は、前回の合成物体の合成角度と今回の矩形物体の物体角度との角度差が、所定の閾値よりも小さい場合に、前回の合成物体の合成角度と今回の矩形物体の物体角度とが互いに一致すると判断してもよい。また、合成部１４は、上述の角度差が、所定の閾値以上である場合に、前回の合成物体の合成角度と今回の矩形物体の物体角度とが互いに一致しないと判断してもよい。所定の閾値は、例えば、１０度以下の値に設定されてもよい。

一方、ステップＳ４２において、合成部１４は、今回の矩形物体の物体角度が前回の合成物体の合成角度と一致しないと判断した場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、前回の合成物体と今回の矩形物体との高さを比較する（ステップＳ４４）。続いて、合成部１４は、今回の合成物体の合成角度を算出する（ステップＳ４５）。ステップＳ４５では、合成部１４は、前回の合成物体の高さと今回の矩形物体の高さとの大小関係に応じて、異なる合成角度を算出（設定）する。具体的には、合成部１４は、前回の合成物体の高さが今回の矩形物体の高さよりも小さい場合には、前回の合成物体の合成角度を今回の合成物体の合成角度として用いる（設定する）。一方、合成部１４は、今回の矩形物体の高さが前回の合成物体の高さよりも小さい場合には、今回の矩形物体の物体角度を今回の合成物体の合成角度として用いる（設定する）。

続いて、合成部１４は、フレーム走査の方向が、レーザ走査ユニット２から離れる向きであるかどうかを判断する（ステップＳ４６）。ステップＳ４６において、合成部１４は、フレーム走査の方向がレーザ走査ユニット２から離れる向きであると判断した場合（つまり、奇数番目のフレーム走査の場合）（ステップＳ４６：ＹＥＳ）、合成部１４は、今回の合成物体を生成する（ステップＳ４３）。具体的には、合成部１４は、今回の合成角度を有するとともに前回の合成物体及び今回の矩形物体を包含するように、前回の合成物体と今回の矩形物体とを合成することによって今回の合成物体を生成する。ステップＳ４２において、今回の矩形物体の物体角度が前回の合成物体の合成角度と一致すると判断された場合も、同様に合成が行われることで今回の合成物体が生成される。ステップＳ４３では、前回の合成物体の全体と今回の矩形物体の全体とを包含するように、今回の合成物体が生成される（図９の（ａ）及び図１０の（ａ）参照）。

一方、ステップＳ４６において、合成部１４は、フレーム走査の方向が、レーザ走査ユニット２から離れる向きではないと判断した場合（つまり、偶数番目のフレーム走査の場合）（ステップＳ４６：ＮＯ）、前回の合成物体の一部と今回の矩形物体とを合成する（ステップＳ４７）。具体的には、合成部１４は、前回の合成物体の一部と今回の矩形物体とを包含するように前回の合成物体の一部と今回の矩形物体とを合成することで、今回の合成物体を生成する。合成部１４は、今回の合成物体の大きさ（面積）が、前回の合成物体の全体と今回の矩形物体の全体とを包含する矩形状の領域よりも小さくなるように、今回の合成物体の外縁を設定する。本実施形態では、合成部１４は、今回の矩形物体を包含し、かつ、外縁が前回の合成物体の中心ＥＰを通るように、前回の合成物体の一部と今回の矩形物体とを合成することによって今回の合成物体を生成する（図１０の（ｂ）参照）。また、合成部１４は、ステップＳ４５で算出された今回の合成角度を有するように今回の合成物体を生成する。なお、ステップＳ４７において、合成部１４は、今回の矩形物体を今回の合成物体として用いてもよい（設定してもよい）。換言すると、合成部１４は、今回の矩形物体と、前回の合成物体のうちの今回の矩形物体と重なる一部と、を合成してもよい。この場合、今回の合成物体の合成角度及び高さは、今回の矩形物体の物体角度及び高さに設定されてもよい。

また、ステップＳ４３及びステップＳ４７では、合成部１４は、今回の合成物体の高さを算出する。本実施形態では、今回の矩形物体の物体角度が前回の合成物体の合成角度と一致するかどうかによらずに、前回の合成物体の高さと今回の矩形物体の高さとの大小関係に応じて、今回の合成物体の高さを設定する。具体的には、合成部１４は、前回の合成物体の高さが今回の矩形物体の高さよりも小さい場合には、前回の合成物体の高さを今回の合成物体の高さとして用いる（設定する）。一方、合成部１４は、今回の矩形物体の高さが前回の合成物体の高さよりも小さい場合には、今回の矩形物体の高さを今回の合成物体の高さとして用いる（設定する）。このように、今回の合成物体の高さ（角度算出高さ）は、前回の合成物体の高さ（角度算出高さ）と今回の矩形物体の高さとのうちの小さい値の高さに設定される。

このように、合成部１４は、今回の矩形物体の物体角度と前回の合成物体の合成角度とが一致しないと判断した場合には、フレーム走査ごとに、フレーム走査の方向に応じた方法で合成物体を生成する。つまり、合成部１４は、奇数番目のフレーム走査と偶数番目のフレーム走査とにおいて、互いに異なる方法で合成物体を生成する。

一方、ステップＳ４１において、合成部１４は、今回の矩形物体が前回の合成物体と重ならないと判断した場合（ステップＳ４１：ＮＯ）、今回の矩形物体と前回の合成物体との合成を行わない。

続いて、合成部１４は、今回の矩形物体（１つの矩形物体）を前回のライン走査において生成された合成物体全てと比較したかどうかを判断する（ステップＳ４８）。合成部１４は、今回の矩形物体を前回の合成物体全てと比較していないと判断した場合（ステップＳ４８：ＮＯ）、前回のライン走査において生成された他の合成物体を比較対象として選択し、ステップＳ４１～ステップＳ４８の処理を再び行う。一方、合成部１４は、今回の矩形物体を前回の合成物体全てと比較したと判断した場合（ステップＳ４８：ＹＥＳ）、今回のライン走査において生成された矩形物体全てを前回の合成物体と比較したかどうかを判断する（ステップＳ４９）。

合成部１４は、今回のライン走査において生成された矩形物体全てを前回の合成物体と比較していないと判断した場合（ステップＳ４９：ＮＯ）、次の矩形物体を選択し、ステップＳ４１～ステップＳ４９の処理を再び行う。一方、合成部１４は、今回のライン走査において生成された矩形物体全てを前回の合成物体と比較したと判断した場合（ステップＳ４９：ＹＥＳ）、ステップＳ０４の合成物体の生成処理を終了する。

このように、ステップＳ０４の処理において、合成部１４は、当該ライン走査において生成された矩形物体（今回の矩形物体）と、前回のライン走査において生成された合成物体（前回の合成物体）との全ての組合せにおいて、互いの重なりの有無を判断する。合成部１４は、前回の合成物体のいずれにも重ならない今回の矩形物体、及び、今回の矩形物体のいずれにも重ならない前回の合成物体を、今回の合成物体とする。なお、合成部１４は、今回の矩形物体のいずれにも重ならなかった前回の合成物体を、この時点で（フレーム走査の途中で）、検出物体として設定してもよい。

ここで、図９の（ａ）～図１０の（ｂ）を用いて、合成部１４による合成物体の生成処理の一例を説明する。図９の（ａ）及び図９の（ｂ）並びに図１０の（ａ）及び図１０の（ｂ）は、合成部１４による合成物体の生成方法を説明するための図である。図９の（ａ）及び図９の（ｂ）には、奇数番目のフレーム走査での合成物体の生成方法の一例が示されており、図１０の（ａ）及び図１０の（ｂ）には、偶数番目のフレーム走査での合成物体の生成方法の一例が示されている。

図９の（ａ）には、Ａ回目のライン走査（第１ライン走査）の次に行われるＢ回目のライン走査（第２ライン走査）における合成物体の生成方法が示されている。図９の（ｂ）には、Ｂ回目のライン走査（第１ライン走査）の次に行われるＣ回目のライン走査（第２ライン走査）における合成物体の生成方法が示されている。Ａ回目のライン走査における走査線（第１走査線）とＢ回目のライン走査における走査線（第２走査線）とは互いに隣り合っており、Ｂ回目のライン走査における走査線（第１走査線）とＣ回目のライン走査における走査線（第２走査線）とは互いに隣り合っている。Ａ回目のライン走査における走査線、Ｂ回目のライン走査における走査線、及びＣ回目のライン走査における走査線は、この順で、レーザ走査ユニット２から離れる方向に配列されている。

なお、ここでは、Ａ回目のライン走査がＮ回のライン走査のうち１回目のライン走査であると仮定する。Ａ回目のライン走査では、前回の合成物体が存在しないので、合成部１４は、Ａ回目のライン走査で生成された矩形物体Ａ１（第１矩形物体）（図８の（ａ）参照）をＡ回目のライン走査における合成物体Ａ２（第１合成物体）とすることによって、合成物体Ａ２を生成する。なお、矩形物体Ａ１と合成物体Ａ２とは同一であるので、合成物体Ａ２の合成角度（第１合成角度）及び高さは、矩形物体Ａ１の物体角度（第１物体角度）及び高さと同一である。

続いて、図９の（ａ）に示されるように、Ｂ回目のライン走査では、合成物体Ａ２と、Ｂ回目のライン走査において生成された矩形物体Ｂ１（第２矩形物体）とが互いに重なっているので、合成物体Ａ２と矩形物体Ｂ１とに基づいて、合成物体Ｂ２（第２合成物体）が生成される。具体的には、合成物体Ａ２の合成角度と矩形物体Ｂ１の物体角度（第２物体角度）とが異なっており、合成物体Ａ２の高さ（第１高さ）が矩形物体Ｂ１の高さ（第２高さ）よりも小さいので、合成部１４は、合成物体Ａ２の合成角度を、合成物体Ｂ２の合成角度（第２合成角度）として設定し、合成物体Ａ２の高さを合成物体Ｂ２の高さとして設定する。そして、合成部１４は、合成物体Ｂ２の外縁を、合成物体Ｂ２が合成物体Ａ２及び矩形物体Ｂ１の全体を包含するように設定する。ここでは、合成物体Ｂ２の外縁は、合成物体Ａ２の三辺に重なり、かつ、矩形物体Ｂ１の１つの頂点を通るように、設定される。このようにして、合成物体Ｂ２が生成される。

続いて、図９の（ｂ）に示されるように、Ｃ回目のライン走査では、合成物体Ｂ２（第１合成物体）と、Ｃ回目のライン走査において生成された矩形物体Ｃ１（第２矩形物体）と、が互いに重なっているので、合成物体Ｂ２と矩形物体Ｃ１とに基づいて、合成物体Ｃ２（第２合成物体）が生成される。具体的には、合成物体Ｂ２の合成角度と矩形物体Ｃ１の物体角度とが異なっており、合成物体Ｂ２の高さ（第１高さ）が矩形物体Ｃ１の高さ（第２高さ）よりも小さいので、合成部１４は、合成物体Ｂ２の合成角度を、合成物体Ｃ２の合成角度（第２合成角度）として設定し、合成物体Ｂ２の高さを合成物体Ｃ２の高さとして設定する。そして、合成部１４は、合成物体Ｃ２の外縁を、合成物体Ｃ２が合成物体Ｂ２及び矩形物体Ｃ１の全体を包含するように設定する。ここでは、合成物体Ｃ２の外縁は、合成物体Ｂ２の四辺に重なる（一致する）ように設定される。このようにして、合成物体Ｃ２が生成される。

図１０の（ａ）には、Ｄ回目のライン走査（第１ライン走査）の次に行われるＥ回目のライン走査（第２ライン走査）における合成物体の生成方法が示されている。図１０の（ｂ）には、Ｅ回目のライン走査（第１ライン走査）の次に行われるＦ回目のライン走査（第２ライン走査）における合成物体の生成方法が示されている。Ｄ回目のライン走査における走査線（第１走査線）とＥ回目のライン走査における走査線（第２走査線）とは互いに隣り合っており、Ｅ回目のライン走査における走査線（第１走査線）とＦ回目のライン走査における走査線（第２走査線）とは互いに隣り合っている。Ｆ回目のライン走査における走査線、Ｅ回目のライン走査における走査線、及びＤ回目のライン走査における走査線は、この順で、レーザ走査ユニット２から離れる方向に配列されている。

なお、ここでは、Ｄ回目のライン走査がＮ回のライン走査のうち１回目のライン走査であると仮定する。Ｄ回目のライン走査では、前回の合成物体が存在しないので、合成部１４は、Ｄ回目のライン走査において生成された矩形物体（第１矩形物体）を、Ｄ回目のライン走査における合成物体Ｄ２（第１合成物体）とすることによって、合成物体Ｄ２を生成する。なお、Ｄ回目の矩形物体と合成物体Ｄ２とは同一であるので、合成物体Ｄ２の合成角度（第１合成角度）及び高さは、Ｄ回目の矩形物体の物体角度（第１物体角度）及び高さと同一である。

続いて、図１０の（ａ）に示されるように、Ｅ回目のライン走査では、合成物体Ｄ２と、Ｅ回目のライン走査において生成された矩形物体Ｅ１（第２矩形物体）とが互いに重なっているので、合成物体Ｄ２と矩形物体Ｅ１とに基づいて、合成物体Ｅ２（第２合成物体）が生成される。具体的には、合成物体Ｄ２の合成角度と矩形物体Ｅ１の物体角度とが一致しているので、合成部１４は、合成物体Ｄ２の合成角度（矩形物体Ｅ１の物体角度）を合成物体Ｅ２の合成角度（第２合成角度）として設定する。矩形物体Ｅ１の高さが合成物体Ｄ２の高さよりも小さいので、合成部１４は、矩形物体Ｅ１の高さを合成物体Ｄ２の高さとして設定する。そして、合成部１４は、合成物体Ｅ２の外縁を、合成物体Ｅ２が合成物体Ｄ２及び矩形物体Ｅ１の全体を包含するように設定する。ここでは、合成物体Ｅ２の外縁が、合成物体Ｄ２の二辺及び矩形物体Ｅ１の三辺に重なるように設定される。このようにして、合成物体Ｅ２が生成される。

続いて、図１０の（ｂ）に示されるように、Ｆ回目のライン走査では、合成物体Ｅ２（第１合成物体）と、Ｆ回目のライン走査において生成された矩形物体Ｆ１（第２矩形物体）とが互いに重なっているので、合成物体Ｅ２と矩形物体Ｆ１とに基づいて合成物体Ｆ２（第２合成物体）が生成される。具体的には、合成物体Ｅ２の合成角度と矩形物体Ｆ１の物体角度とが異なっており、矩形物体Ｆ１の高さ（第２高さ）が合成物体Ｅ２の高さ（第１高さ）よりも小さいので、合成部１４は、矩形物体Ｆ１の物体角度（第１物体角度）を、合成物体Ｆ２の合成角度（第２合成角度）として設定し、矩形物体Ｆ１の高さを合成物体Ｆ２の高さとして設定する。そして、合成部１４は、合成物体Ｆ２の外縁を、合成物体Ｆ２が矩形物体Ｆ１の全体を包含し、かつ、当該外縁が合成物体Ｅ２の中心ＥＰを通るように設定する。ここでは、合成物体Ｆ２の外縁は、矩形物体Ｆ１の三辺と重なるように設定される。このようにして、合成物体Ｆ２が生成される。合成物体の中心は、合成物体の一対の長辺の中点同士を結ぶ線と、合成物体の一対の短辺の中点同士を結ぶ線と、の交点である。合成物体Ｆ２の大きさ（面積）は、矩形物体Ｆ１の全体と合成物体Ｅ２の全体とを包含する矩形状の領域よりも小さい。なお、矩形物体Ｆ１の全体と合成物体Ｅ２の全体とを包含する矩形状の領域の外縁は、例えば、矩形物体Ｆ１の三辺と重なり、かつ、合成物体Ｅ２の１つの頂点を通るように定められる。

次に、図１１の（ａ）～図１１の（ｃ）を用いて、フレーム走査の方向に応じて、互いに異なる方法で合成物体を生成する理由を説明する。図１１の（ａ）～図１１の（ｃ）は、フレーム走査の方向が異なる場合における合成結果を比較して説明するための図である。図１１の（ａ）は、Ａ回目、Ｂ回目、及びＣ回目のライン走査が、この順で行われる場合において、物体検出装置１０（合成部１４）による合成物体の生成結果を示している。図１１の（ｂ）は、Ｃ回目、Ｂ回目、及びＡ回目のライン走査が、この順で行われる場合において、第１比較例に係る物体検出装置による合成物体の生成結果を示している。第１比較例に係る物体検出装置は、本実施形態の物体検出装置１０による合成物体の生成処理とは異なり、偶数番目のフレーム走査において前回の合成物体と今回の矩形物体との角度が異なっても、前回の合成物体の全体と今回の矩形物体の全体とを包含するように、これらの合成が行われる。図１１の（ｃ）は、物体検出装置１０による合成結果と第１比較例に係る物体検出装置による合成結果との大きさを比較した結果を示している。

Ａ回目のライン走査における走査線、Ｂ回目のライン走査における走査線、及びＣ回目のライン走査における走査線は、この順で、レーザ走査ユニット２から離れる方向に配列されている。Ａ回目、Ｂ回目、及びＣ回目のライン走査で得られる矩形物体Ａ１、矩形物体Ｂ１、及び矩形物体Ｃ１それぞれの大きさは、物体検出装置１０及び第１比較例の物体検出装置のいずれの場合であっても同一であるとしている。また、Ａ回目のライン走査において物体角度が適切に算出され、Ｂ回目及びＣ回目のライン走査では物体角度が適切に算出されなかった（物体角度の信頼性が低い）とする。ここでは、Ｂ回目及びＣ回目のライン走査では、物体角度が０°に設定されている。

図１１の（ａ）では、適切に物体角度が算出された合成物体Ａ２に、適切に物体角度が算出されなかった矩形物体Ｂ１が合成され、合成物体Ｂ２が生成されている。そして、合成物体Ｂ２に、適切に物体角度が算出されなかった矩形物体Ｃ１が合成され、合成物体Ｃ２が生成されている。一方、図１１の（ｂ）では、ともに適切に物体角度が算出されなかった合成物体Ｃ２及び矩形物体Ｂ１が最初に合成されて、合成物体Ｂ２が生成される。そして、合成物体Ｂ２に、適切に物体角度が算出された矩形物体Ａ１が合成されて、合成物体Ａ２が生成される。

図１１の（ｃ）に示されるように、Ａ回目、Ｂ回目、及びＣ回目のライン走査それぞれにおいて、物体検出装置１０及び第１比較例のいずれの場合でも同じ大きさの矩形物体が生成されたとしても、フレーム走査の方向（合成する順番）に応じて、得られる合成物体の大きさが異なっている。具体的には、フレーム走査の方向がレーザ走査ユニット２に近づく向きである場合（つまり、偶数番目のフレーム走査の場合）において、物体の高い位置から得られた矩形物体（合成物体）から順に合成が行われていくと、最終的に得られる合成物体Ａ２が、フレーム走査の方向がレーザ走査ユニット２から離れる向きである場合（つまり、奇数番目のフレーム走査の場合）において最終的に得られる合成物体Ｃ２よりも大きくなるおそれがある。

これに対して、物体検出装置１０では、偶数番目のフレーム走査において、前回の合成物体と今回の矩形物体との互いの角度が異なる場合には、今回の合成物体の外縁が、物体の低い位置での計測点に基づいて生成される今回の矩形物体の全体を囲み、かつ、物体の高い位置での計測点に基づいて生成される前回の合成物体の中心を通るように設定される。つまり、今回の合成物体は、前回の合成物体の全体及び今回の矩形物体の全体を包含しない。このため、今回の合成物体が奇数番目のフレーム走査で得られた合成物体よりも大きくなり過ぎることが抑制される。

ステップＳ０４の合成物体の生成処理が終了すると、合成部１４は、１つのフレーム走査が完了したかどうかを判断する（ステップＳ０５）。物体検出装置１０は、合成部１４が１つのフレーム走査が完了していないと判断した場合（ステップＳ０５：ＮＯ）、ステップＳ０１～ステップＳ０５の処理を再び行う。一方、合成部１４は、１つのフレーム走査が完了したと判断した場合（ステップＳ０５：ＹＥＳ）、検出物体の設定処理を行う。具体的には、合成部１４は、Ｎ回目のライン走査において生成された合成物体（Ｎ回目の合成物体）を今回のフレーム走査における検出物体として設定する。そして、合成部１４は、検出物体を特定するための検出物体情報を付与部１５に出力する。検出物体情報は、例えば、検出物体の位置を示す物体位置情報と、検出物体の大きさを示すサイズ情報と、検出物体が有する物体高さを示す高さ情報と、を含む。検出物体が有する物体高さは、Ｎ回目の合成物体が有する物体高さに設定される。合成物体が有する物体高さの設定（算出）方法では、今回の合成物体を生成する際に、今回の合成物体における物体高さが、前回の合成物体が有する物体高さと今回の矩形物体の高さとのうちの大きい値の高さに設定される。

続いて、付与部１５は、合成部１４から検出物体情報を受け取ると、検出物体情報によって特定される検出物体に対して物体ＩＤの対応付けを行う（ステップＳ０６）。具体的には、付与部１５は、検出物体の位置及び大きさ、並びに、過去の観測結果から推定される速度及び角速度等に基づいて、今回のフレーム走査において検出された検出物体が、過去のフレーム走査において検出された検出物体のいずれかと対応しているかを判断する。付与部１５は、今回のフレーム走査において検出された検出物体が、過去のフレーム走査において検出された検出物体のいずれとも対応しないと判断した場合に、新規の検出物体として当該検出物体に新しい物体ＩＤを付与する。付与部１５は、今回のフレーム走査において検出された検出物体が、過去のフレーム走査において検出された検出物体と対応すると判断した場合に、対応する検出物体に付与されている物体ＩＤを今回のフレーム走査において検出された検出物体に付与する。付与部１５は、公知のアルゴリズムを用いて、各検出物体を追跡する。付与部１５は、追跡結果を補正部１６に出力する。追跡結果は、物体ＩＤ、物体位置情報、及び物体サイズ情報を含む。

続いて、補正部１６は、付与部１５から追跡結果を受け取ると、物体サイズ情報によって特定される検出物体の大きさ（サイズ）を補正する（ステップＳ０７）。具体的には、補正部１６は、今回のフレーム走査で得られた検出物体（今回の検出物体）の大きさを、今回の検出物体と同一の物体ＩＤを有する前回のフレーム走査で得られた検出物体（前回の検出物体）の大きさに基づいて補正する。なお、補正部１６は、前回の検出物体の大きさを、例えば、記憶部（不図示）に記憶されている前回のフレーム走査の追跡結果から取得する。

本実施形態では、補正部１６は、物体ＩＤが互いに同一である今回の検出物体と前回の検出物体との大きさを比較する。補正部１６は、前回の検出物体の大きさが今回の検出物体よりも大きい場合、今回の検出物体の大きさを前回の検出物体の大きさに合わせるように補正する。具体的には、補正部１６は、今回の検出物体の幅及び奥行きが、前回の検出物体の幅及び奥行きと略同一となるように、今回の検出物体の大きさを補正する。補正部１６は、今回の検出物体の大きさを補正した場合、当該検出物体に関する物体サイズ情報を更新する。一方、補正部１６は、前回の検出物体の大きさが今回の検出物体の大きさよりも小さい場合、今回の検出物体の大きさを変更しない。なお、検出物体同士の大きさの比較は、例えば、検出物体の幅と奥行きとを乗算することで得られる検出物体の面積を算出して行われる。そして、補正部１６は、追跡結果を出力部１７に出力する。

例えば、１番目のフレーム走査（第１フレーム走査）において、図９の（ｂ）に示される合成物体Ｃ２が検出物体（第１検出物体）として検出され、２番目のフレーム走査（第２フレーム走査）において、図１０の（ｂ）に示される合成物体Ｆ２が検出物体（第２検出物体）として検出されたとする。第２検出物体は、第１検出物体よりも小さいので、補正部１６は、第２検出物体の大きさを、第１検出物体の大きさに合わせる。この場合、補正部１６は、第２検出物体の角度については変更せずに、第２検出物体の大きさ（幅及び奥行き）のみを変更する。

続いて、補正部１６は、追跡結果を不図示の記憶部（例えば、フラッシュメモリ等の半導体メモリ）に保存する（ステップＳ０８）。補正部１６は、例えば、フレーム走査の回数を示す情報とともに、追跡結果を物体検出装置１０が備える記憶部に保存する。

続いて、出力部１７は、追跡結果を受け取ると、検出結果を出力する（ステップＳ０９）。本実施形態では、出力部１７は、追跡結果に基づいた検出結果を物体検出装置１０の外部に出力する。出力部１７は、例えば、追跡結果から物体ＩＤと、物体ＩＤに対応する検出物体の位置情報（例えば、検出物体の四隅それぞれのＸ座標及びＹ座標）とを検出結果として生成し、検出結果を外部の装置に出力する。検出結果を受け取った外部の装置は、例えば、検出結果に含まれる検出物体の位置情報に基づいて画面上に物体に対応する検出物体を描画する。

図１２の（ａ）は、第２比較例に係る物体検出装置による検出結果の表示例を示す図である。図１２の（ｂ）は、図１に示される物体検出装置による検出結果の表示例を示す図である。図１２の（ａ）及び図１２の（ｂ）に示される表示例では、交差点が監視領域ＳＲとして設定されている。第２比較例に係る物体検出装置は、物体の姿勢によらずに、鉛直方向から見た監視領域ＳＲの外縁と平行に延びる外縁を有する検出物体を生成する。監視領域ＳＲに対応する領域内に、検出結果に含まれる検出物体に対応する画像が描画される。図１２の（ａ）及び図１２の（ｂ）では、監視領域ＳＲ内において、車両Ｔ１がＹ軸方向に沿った姿勢で位置しており、車両Ｔ２がＸ軸方向及びＹ軸方向に対して傾いた姿勢で位置しており、車両Ｔ３がＸ軸方向に沿った姿勢で位置している。

図１２の（ａ）に示されるように、第２比較例に係る物体検出装置による検出結果の表示例では、車両Ｔ１，Ｔ３に対応する検出物体Ｇ１，Ｇ３だけでなく、車両Ｔ２に対応する検出物体Ｇ２も、外縁がＸ軸方向及びＹ軸方向に延びる矩形状に生成される。これに対して、図１２の（ｂ）に示されるように、物体検出装置１０による検出結果の表示例では、ライン走査ごとに物体角度が算出されるので、車両Ｔ１，Ｔ３に対応する検出物体Ｇ４，Ｇ６と異なり、車両Ｔ２に対応する検出物体Ｇ５は、車両Ｔ２の傾斜状態（姿勢）に応じた傾きを有する矩形状に生成される。

以上説明したように、物体検出装置１０及び物体検出装置１０が行う物体検出方法では、ライン走査ごとに、複数の計測点情報に基づいて、仮想的な基準線ＳＬに対する傾きを示す物体角度を有する仮想的な矩形物体が生成される。このため、監視領域ＳＲの外縁に対して傾いた傾斜状態で物体が監視領域ＳＲに位置している場合、ライン走査ごとに生成される矩形物体には、当該物体の傾斜状態が反映され得る。また、ライン走査ごとの合成物体の生成処理において、今回の合成物体が、前回の合成物体と今回の矩形物体とに基づいて生成され、今回の合成物体の合成角度が、前回の合成物体の合成角度と今回の矩形物体の物体角度とに基づいて算出される。これにより、今回の合成物体の傾きを示す合成角度は、今回の矩形物体の物体角度とともに、前回の合成物体の合成角度に基づいて定まる。従って、Ｎ回のライン走査を行うことで得られる合成物体により設定される検出物体に、物体の傾斜状態を反映させることができるので、物体が監視領域ＳＲの外縁に対して傾いた姿勢で位置していても、物体の実際の向きと、検出物体の向きとの間のずれが低減される。その結果、物体の検出精度を向上させることが可能となる。

前回の合成物体の合成角度と今回の矩形物体の物体角度とが同じ角度である場合、その角度が物体の傾きを示している可能性が高い。このため、ライン走査ごとの合成物体の生成処理において、今回の合成物体の合成角度もこれらの角度と同じ角度に設定され、前回の合成物体と今回の矩形物体とを包含するように今回の合成物体が生成される。その結果、今回の合成物体を精度よく生成することが可能となる。

一般に車両等の物体では、物体の高い位置よりも低い位置の表面積が大きい。このため、物体の低い位置にレーザ光が照射された場合には、より多くの計測点に基づいて物体角度が算出されるので、物体角度の信頼性が高い（例えば、図８の（ａ）及び図８の（ｃ）参照）。物体検出装置１０では、前回の合成物体と今回の矩形物体とのうち高さが小さい一方の角度が今回の合成角度として用いられるので、より信頼性が高い角度を有するように今回の合成物体が生成され得る。これにより、今回の合成物体の合成角度を、実際の物体の傾きに近づけることができる。その結果、物体の検出精度をより向上させることが可能となる。

奇数番目のフレーム走査では、フレーム走査の方向がレーザ走査ユニット２から離れる向きである。このため、物体の低い位置から順にレーザ光が照射されるので、前回の合成物体の合成角度のほうが、今回の矩形物体の物体角度よりも信頼性が高い。信頼性が高い角度を有する前回の合成物体を基準として、前回の合成物体に今回の矩形物体が合成され、さらに次回（ｎ＋１回目）以降のライン走査において生成された矩形物体が順に合成されていく。その結果、検出物体が物体の実際の大きさに比べ大きくなり過ぎることが抑制できる。

偶数番目のフレーム走査では、フレーム走査の方向がレーザ走査ユニット２に近づく向きである。このため、物体の高い位置から順にレーザ光が照射されるので、前回の合成物体の合成角度のほうが、今回の矩形物体の物体角度よりも信頼性が低い。信頼性が低い角度を有する前回の合成物体を基準として、前回の合成物体に今回の矩形物体が合成され、さらに次回以降のライン走査において生成された矩形物体が順に合成されていくと、合成物体が大きくなり過ぎてしまうおそれがある。これに対して、物体検出装置１０では、偶数番目のフレーム走査において、前回の合成物体の合成角度と今回の矩形物体の物体角度とが一致しない場合、今回の合成物体の外縁が、今回の矩形物体の全体を囲み、かつ、前回の合成物体の中心を通るように設定される。このため、今回の合成物体では、物体の高い位置での計測点から得られる前回の合成物体の影響が低減される。その結果、物体の高い位置での計測点に基づいた矩形物体の影響を抑えつつ、今回の合成物体が生成されるので、合成物体が大きくなり過ぎることが抑制され得る。その結果、検出物体が物体の実際の大きさに比べ大きくなり過ぎることを抑制できる。なお、前回の合成物体の合成角度と今回の矩形物体の物体角度とが一致しない場合に、今回の矩形物体が今回の合成物体として設定されることによっても、同様の効果が奏される。

また、物体検出装置１０では、一のフレーム走査において生成された検出物体（今回の検出物体）の大きさが、前回のフレーム走査において生成された検出物体（前回の検出物体）の大きさに基づいて補正される。このため、今回の検出物体が精度よく検出されなかったとしても、物体の実際の大きさと、今回の検出物体の大きさとのずれが抑制される。

具体的には、偶数番目のフレーム走査では、今回の矩形物体の全体及び前回の合成物体の全体を包含するように合成が行われることなく、今回の合成物体の外縁が、今回の矩形物体の全体を囲み、かつ、前回の合成物体の中心を通るように設定される場合がある。この場合に、検出物体が大きくなり過ぎることは抑制されるが、反対に検出物体が物体の実際の大きさよりも小さくなってしまうおそれがある。これに対して、本実施形態では、今回の検出物体の大きさが前回の検出物体の大きさよりも小さい場合に、今回の検出物体の大きさが前回の検出物体の大きさに合わせられる。従って、偶数番目のフレーム走査において、今回の検出物体が小さくなったとしても、１つ前に行われる奇数番目のフレーム走査で得られた前回の検出物体の大きさに合わせて、今回の検出物体の大きさが補正される。これにより、今回の合成物体の外縁が前回の合成物体の中心を通るように合成が行われることに起因して、物体の実際の大きさと今回の検出物体の大きさとにずれが生じることが抑制される。その結果、物体の検出精度を向上させることができる。

本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。

奇数番目のフレーム走査において、フレーム走査の方向がレーザ走査ユニット２に近づく向きであってもよい。偶数番目のフレーム走査において、フレーム走査の方向がレーザ走査ユニット２から離れる向きであってもよい。レーザ走査ユニット２は、全てのフレーム走査において、フレーム走査の方向を単一の向きに設定してもよい。

鉛直方向から見た監視領域ＳＲの形状は、矩形状でなくてもよい。例えば、鉛直方向から見た監視領域ＳＲの形状は、円形状又は円弧（扇状）であってもよい。鉛直方向から見た監視領域ＳＲの外縁の一部が外に向かって突出していてもよい。基準線ＳＬは、任意に設定されてよく、いずれの方向に沿って延びていてもよい。

合成部１４は、偶数番目のフレーム走査において、前回の合成物体と今回の矩形物体との角度が互いに一致しない場合に、前回の合成物体の全体と今回の矩形物体の全体とを包含するように、これらの合成を行ってもよい。

合成部１４は、高さの大小関係に代えて、異なる条件に応じて、前回の合成物体の合成角度と今回の矩形物体とのいずれか一方の角度を、今回の合成物体の合成角度として設定してもよい。具体的には、合成部１４は、前回の合成物体と今回の矩形物体とのうち計測点の数が多い一方の角度を、今回の合成物体の合成角度として設定してもよい。

１ 検出システム
２ レーザ走査ユニット
１０ 物体検出装置
１１ 取得部
１２ 生成部
１４ 合成部
１６ 補正部
ＳＲ 監視領域
ＳＬ 基準線

Claims (7)

1. 監視領域に対してライン走査を繰り返し行うレーザ走査ユニットを用いて、前記監視領域に位置する物体を検出する物体検出装置であって、
   前記ライン走査ごとに、前記ライン走査によって生成される複数の計測点情報を取得する取得部と、
   前記ライン走査ごとに、前記複数の計測点情報に基づいて、仮想的な基準線に対する傾きを示す物体角度を有する仮想的な矩形物体を生成する生成部と、
   前記ライン走査ごとに、前記矩形物体に基づいて、前記基準線に対する傾きを示す合成角度を有する矩形状の合成物体を生成する合成部と、
   を備え、
   前記複数の計測点情報のそれぞれは、前記ライン走査によって得られる計測点に関する情報であり、
   前記レーザ走査ユニットは、第１方向に沿って延びるとともに前記第１方向と交差する第２方向に配列された複数の走査線のそれぞれに向けて順にレーザ光を照射することで、前記ライン走査を行い、
   前記複数の走査線は、前記第２方向において互いに隣り合う第１走査線及び第２走査線を含み、
   前記第１走査線に向けて前記レーザ光を照射する前記ライン走査である第１ライン走査の次に、前記第２走査線に向けて前記レーザ光を照射する前記ライン走査である第２ライン走査が行われ、
   前記生成部は、前記第１ライン走査における前記矩形物体である第１矩形物体を生成するとともに前記第１ライン走査における前記第１矩形物体の前記物体角度である第１物体角度を算出し、
   前記合成部は、前記第１ライン走査において生成された前記合成物体である第１合成物体と、前記第２ライン走査において生成された前記矩形物体である第２矩形物体と、に基づいて、前記第２ライン走査における前記合成物体である第２合成物体を生成し、
   前記合成部は、前記第１合成物体の前記合成角度である第１合成角度と、前記第２矩形物体の前記物体角度である第２物体角度と、に基づいて前記第２合成物体の前記合成角度である第２合成角度を算出する、物体検出装置。
2. 前記合成部は、前記第１合成角度と前記第２物体角度とが一致する場合には、前記第１合成物体と前記第２矩形物体とを合成することによって前記第２合成物体を生成するとともに前記第１合成角度を前記第２合成角度とし、
   前記第２合成物体は、前記第１合成物体と前記第２矩形物体とを包含する、請求項１に記載の物体検出装置。
3. 前記生成部は、前記矩形物体の高さを算出し、
   前記合成部は、前記矩形物体の高さに基づいて前記合成物体の高さを算出し、
   前記合成部は、前記第１合成物体の第１高さが前記第２矩形物体の第２高さよりも小さい場合には、前記第１合成角度を前記第２合成角度とし、前記第２高さが前記第１高さよりも小さい場合には、前記第２物体角度を前記第２合成角度とする、請求項１又は請求項２に記載の物体検出装置。
4. 前記第１走査線は、前記第２走査線よりも前記レーザ走査ユニットに近い、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の物体検出装置。
5. 前記第１走査線は、前記第２走査線よりも前記レーザ走査ユニットから離れており、
   前記合成部は、前記第１合成角度と前記第２物体角度とが互いに異なる場合には、前記第１合成物体の一部と前記第２矩形物体とを合成することによって前記第２合成物体を生成し、
   前記第２合成物体は、前記第１合成物体の前記一部と前記第２矩形物体とを包含し、
   前記第２合成物体は、前記第１合成物体と前記第２矩形物体とを包含する矩形状の領域よりも小さい、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の物体検出装置。
6. 前記監視領域において検出された検出物体の大きさを補正する補正部をさらに備え、
   前記レーザ走査ユニットは、前記複数の走査線に対する前記ライン走査を前記複数の走査線の配列順に実行する第１フレーム走査を行った後に、前記複数の走査線に対する前記ライン走査を前記配列順と反対の順番で実行する第２フレーム走査をさらに行い、
   前記合成部は、前記第１フレーム走査において得られた前記合成物体を、前記第１フレーム走査における前記検出物体である第１検出物体とし、
   前記合成部は、前記第２フレーム走査において得られた前記合成物体を、前記第２フレーム走査における前記検出物体である第２検出物体とし、
   前記補正部は、前記第２検出物体の大きさを、前記第１検出物体の大きさに基づいて、補正する、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の物体検出装置。
7. 監視領域に対してライン走査を繰り返し行うレーザ走査ユニットを用いて、前記監視領域に位置する物体を検出する物体検出方法であって、
   前記ライン走査ごとに、前記ライン走査によって生成される複数の計測点情報を取得する取得ステップと、
   前記ライン走査ごとに、前記複数の計測点情報に基づいて、仮想的な基準線に対する傾きを示す物体角度を有する仮想的な矩形物体を生成する生成ステップと、
   前記ライン走査ごとに、前記矩形物体に基づいて、前記基準線に対する傾きを示す合成角度を有する合成物体を生成する合成ステップと、
   を備え、
   前記複数の計測点情報のそれぞれは、前記ライン走査によって得られる計測点に関する情報であり、
   前記レーザ走査ユニットは、第１方向に沿って延びるとともに前記第１方向と交差する第２方向に配列された複数の走査線のそれぞれに向けて順にレーザ光を照射することで、前記ライン走査を行い、
   前記複数の走査線は、前記第２方向において互いに隣り合う第１走査線及び第２走査線を含み、
   前記第１走査線に向けて前記レーザ光を照射する前記ライン走査である第１ライン走査の次に、前記第２走査線に向けて前記レーザ光を照射する前記ライン走査である第２ライン走査が行われ、
   前記生成ステップでは、前記第１ライン走査における前記矩形物体である第１矩形物体が生成されるとともに前記第１ライン走査における前記物体角度である第１物体角度が算出され、
   前記合成ステップでは、第１ライン走査において生成された前記合成物体である第１合成物体と、前記第２ライン走査において生成された前記矩形物体である第２矩形物体と、に基づいて、前記第２ライン走査における前記合成物体である第２合成物体が生成され、
   前記合成ステップでは、前記第１合成物体の前記合成角度である第１合成角度と、前記第２矩形物体の前記物体角度である第２物体角度と、に基づいて前記第２合成物体の前記合成角度である第２合成角度が算出される、物体検出方法。

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