JP7230787B2 - 障害物検出装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、産業車両としてのフォークリフト10は、車体11と、車体11の前下部に配置された駆動輪12と、車体11の後下部に配置された操舵輪13と、荷役装置14と、を備える。荷役装置14は、車体11の前部に立設されたマスト15と、マスト15に固定されたリフトブラケット16と、リフトブラケット16に固定された一対のフォーク17と、マスト15を昇降動作させるリフトシリンダ18と、マスト15を傾動動作させるティルトシリンダ19と、を備える。フォーク17には、荷Wが積載される。リフトシリンダ18及びティルトシリンダ19は油圧シリンダである。フォークリフト10としては、自動で動作するものであってもよいし、人による操作によって動作するものであってもよいし、自動での動作と人による操作での動作とを切り替えられるものであってもよい。
図8に示すように、面法線ベクトルを導出する対象となる点P1の所定範囲には、点P2と点P3が存在している。点P1から点P2に向かうベクトルを(1)式、点P1から点P3に向かうベクトルを(2)式とすると、面法線ベクトルは(3)式から導出することができる。即ち、点P1から点P2に向かうベクトルと点P1から点P3に向かうベクトルの外積が面法線ベクトルとなる。ステップS3の処理を行うことで、障害物検出装置31は、面法線ベクトル導出部を備えているといえる。
(1)障害物検出装置31は、センサ30の検出結果から得られた点Pを間引くダウンサンプリングを行い、ダウンサンプリングを行った後に残った点Pの面法線ベクトルを導出している。点Pは、物体においてレーザーが当たった部位の座標を示しており、物体の一部を表しているといえる。点Pの面法線ベクトルは、複数の点Pに囲まれる平面に対して垂直となる方向に延びるベクトルであり、点Pの周囲の局所的な平面に対して垂直となる方向に延びるベクトルといえる。点Pが路面R1,R2とは異なる物体の一部を表している場合、XY平面に対する面法線ベクトルは第1閾値未満となる。第1閾値未満の点Pを集合させた点群は路面R1,R2とは異なる物体といえる。面法線ベクトルを用いることで、路面R1,R2とは異なる物体を抽出することができる。面法線ベクトルは、ダウンサンプリングが行われた後の点P毎に行われるため、ダウンサンプリングを行わない場合に比べて、障害物検出装置31の処理負荷を軽減することができる。障害物検出装置31は、第1閾値未満の点Pを集合させた点群のうち点Pの数が第2閾値以上の点群を障害物Oとして抽出する。点Pの数が少ない点群ほど、小さい物体であり、進行の妨げとはなりにくい。第2閾値を設定し、点Pの数が第2閾値未満の点群については障害物Oとして扱わないことで、フォークリフト10の進行の妨げとなりにくい物体が障害物Oとして検出されることを抑制できる。
○センサ30としては、ステレオカメラ、ToF:Time of Flightカメラ、ミリ波レーダー等を用いてもよい。ステレオカメラは、互いに離間して配置された2つのカメラを備え、両カメラによって撮像された画像に写る同一物体の画素差を用いて物体の座標を導出するためのものである。TOFカメラは、カメラと、光を照射する光源と、を備え、光源から照射された光の反射光を受光するまでの時間からカメラによって撮像された画像の画素毎に奥行き方向の距離を導出するものである。ステレオカメラやToFカメラを用いる場合、物体の一部を表す点とは、画素となる。ミリ波レーダーとは、所定の周波数帯域の電波を周囲に照射することで周辺環境を認識可能なセンサである。ミリ波レーダーを用いる場合、物体の一部を表す点とは、電波が当たった点となる。即ち、物体の一部を表す点とは、センサによって実空間上の座標系における座標を検出できる点といえる。センサとしては、LIDARとステレオカメラ等、複数のセンサを組み合わせたものであってもよい。
○障害物検出装置31は、ダウンサンプリングを行う前にフィルタリングを行ってもよい。障害物検出装置31は、検出結果から取得した点Pを集合させた点群の数から、物体が障害物Oか否かを判定する。この場合、第2閾値としては、ダウンサンプリングを行った後にフィルタリングを行う場合に比べて、大きい値が用いられる。
○産業車両としては、港湾で用いられ、主としてコンテナを搬送する無人搬送車や、トーイングトラクタ等でもよい。
Claims (2)
- 産業車両に搭載され、前記産業車両の進行の妨げとなる障害物を検出する障害物検出装置であって、
前記産業車両の車幅方向に延びる軸をX軸、前記X軸に直交する軸であって前記産業車両が位置している路面に沿う軸をY軸、前記X軸及び前記Y軸に直交する軸をZ軸とする座標系において、物体の一部を表す点の座標を取得する座標取得部と、
前記座標取得部により取得された前記点から一部の前記点を間引くダウンサンプリングを行うダウンサンプリング部と、
前記ダウンサンプリングが行われた後に残った前記点毎に面法線ベクトルを導出する面法線ベクトル導出部と、
前記X軸及び前記Y軸で表されるXY平面に対する前記面法線ベクトルの角度が第1閾値未満となる前記点を集合させた点群であって、前記点の数が第2閾値以上の前記点群を前記障害物として抽出する障害物抽出部と、を備える障害物検出装置。 - 前記点のZ座標に対して、前記点が前記路面よりも下方に位置しているか否かを判定するための閾値が設定されており、
前記Z座標が前記閾値未満となる前記点を除去する除去部を備える請求項1に記載の障害物検出装置。
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