JP7405395B2 - 物体検知装置、システム、方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、物体検知装置、システム、方法、及びプログラムに関する。

鉄道業界では、点検中の線路への作業員の侵入、特に、列車通過時の作業員の有無確認を自動化して効率化と安全性の向上を行いたいという要望がある。このような要望に応えるために、センサ、カメラなどの検出手段を用いて所定の領域に存在する物体を検知する装置又はシステムを応用することが考えられる（例えば、特許文献１、２参照）。このような装置又はシステムでは、列車と作業員とを区別するために、列車用の検出手段と作業員用の検出手段とを設ける必要がある。しかしながら、列車用の検出手段と作業員用の検出手段とを設けると、構成が複雑化し、設備費用が増大するといった問題がある。そこで、構成を簡略化しかつ設備費用を削減する技術として、特許文献３では、１個のレーザレーダのみを用いて周辺領域に対して物体を検知してその物体が列車であるか否かを識別する検知装置がある。

国際公開第２０１９／１１１８５９号 特開２０１８－９００９９号公報 特開２００５－２１２５５３号公報

以下の分析は、本願発明者により与えられる。

しかしながら、特許文献３に係る検知装置は、レーザレーダにより検知される距離情報に基づいて、検知した物体を列車と列車以外のものとを区別しているにすぎないため、列車の運行の妨げにならない資材、作業工具、作業中に積み上げた土砂なども列車と誤って検知してしまう可能性がある。

本発明の主な課題は、構成を簡略化しつつ誤検知を低減するのに貢献することができる物体検知装置、システム、方法、及びプログラムを提供することである。

第１の視点に係る物体検知装置は、ユーザの操作を受ける操作部を備える。前記物体検知装置は、前記操作部から入力された条件に基づいて撮影データに対して監視領域を指定するように構成された監視領域指定部を備える。前記物体検知装置は、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、前記１つ以上の平面の中から少なくとも１つの基準面を選択するように構成された基準面選択処理部を備える。前記物体検知装置は、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群のうち前記基準面上の点群に基づいて、前記操作部から入力された検出条件に合致した検知対象物体を検出するように構成された検出処理部を備える。前記物体検知装置は、少なくとも前記監視領域、前記基準面、及び前記検出条件を用いて、前記検知対象物体の検出に関する結果を生成するように構成された結果生成部を備える。前記物体検知装置は、少なくとも前記撮影データ及び前記結果を表示するように構成された表示部を備え、前記検出処理部は、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群から、前記基準面の点群を削除し、前記基準面上の物体の点群毎の距離によって切り離す１又は複数のセグメントを作成し、作成された１又は複数の前記セグメントの中の点群に基づいて、前記検出条件に合致した前記検知対象物体を検出するように構成され、前記結果生成部は、前記監視領域、前記基準面及び前記セグメントのいずれか又は全ての図形を生成し、かつ、前記検出条件及び前記セグメントに基づいて諸元を算出するように構成され、前記結果は、少なくとも前記図形及び前記諸元を含み、前記検出条件は、高さ以外の検出条件であり、前記諸元は、高さ以外の諸元である。

第２の視点に係る物体検知システムは、所定空間を撮影した撮影データを出力するように構成された３次元センサと、前記第１の視点に係る物体検知装置と、を備える。

第３の視点に係る物体検知方法は、入力された条件に基づいて撮影データに対して監視領域を指定するステップを含む。前記物体検知方法は、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、前記１つ以上の平面の中から少なくとも１つの基準面を選択するステップを含む。前記物体検知方法は、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群のうち前記基準面上の点群に基づいて、入力された検出条件に合致した検知対象物体を検出するステップを含む。前記物体検知方法は、少なくとも前記監視領域、前記基準面、及び前記検出条件を用いて、前記検知対象物体の検出に関する結果を生成するステップを含む。前記物体検知方法は、少なくとも前記撮影データ及び前記結果を表示するステップを含み、前記検知対象物体を検出するステップでは、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群から、前記基準面の点群を削除し、前記基準面上の物体の点群毎の距離によって切り離す１又は複数のセグメントを作成し、作成された１又は複数の前記セグメントの中の点群に基づいて、前記検出条件に合致した前記検知対象物体を検出し、前記結果を生成するステップでは、前記監視領域、前記基準面及び前記セグメントのいずれか又は全ての図形を生成し、かつ、前記検出条件及び前記セグメントに基づいて諸元を算出し、前記結果は、少なくとも前記図形及び前記諸元を含み、前記検出条件は、高さ以外の検出条件であり、前記諸元は、高さ以外の諸元である。

第４の視点に係るプログラムは、入力された条件に基づいて撮影データに対して監視領域を指定する処理をハードウェア資源に実行させる。前記プログラムは、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、前記１つ以上の平面の中から少なくとも１つの基準面を選択する処理をハードウェア資源に実行させる。前記プログラムは、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群のうち前記基準面上の点群に基づいて、入力された検出条件に合致した検知対象物体を検出する処理をハードウェア資源に実行させる。前記プログラムは、少なくとも前記監視領域、前記基準面、及び前記検出条件を用いて、前記検知対象物体の検出に関する結果を生成する処理をハードウェア資源に実行させる。前記プログラムは、少なくとも前記撮影データ及び前記結果を表示する処理をハードウェア資源に実行させ、前記検知対象物体を検出する処理では、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群から、前記基準面の点群を削除し、前記基準面上の物体の点群毎の距離によって切り離す１又は複数のセグメントを作成し、作成された１又は複数の前記セグメントの中の点群に基づいて、前記検出条件に合致した前記検知対象物体を検出し、前記結果を生成する処理では、前記監視領域、前記基準面及び前記セグメントのいずれか又は全ての図形を生成し、かつ、前記検出条件及び前記セグメントに基づいて諸元を算出し、前記結果は、少なくとも前記図形及び前記諸元を含み、前記検出条件は、高さ以外の検出条件であり、前記諸元は、高さ以外の諸元である。

なお、プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。記憶媒体は、半導体メモリ、ハードディスク、磁気記録媒体、光記録媒体等の非トランジェント（non-transient）なものとすることができる。また、本開示では、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。プログラムは、コンピュータ装置に入力装置又は外部から通信インタフェイスを介して入力され、記憶装置に記憶されて、プロセッサを所定のステップないし処理に従って駆動させ、必要に応じ中間状態を含めその処理結果を段階毎に表示装置を介して表示することができ、あるいは通信インタフェイスを介して、外部と交信することができる。そのためのコンピュータ装置は、一例として、典型的には互いにバスによって接続可能なプロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インタフェイス、及び必要に応じ表示装置を備える。

前記第１～第４の視点によれば、構成を簡略化しつつ誤検知を低減するのに貢献することができる。

実施形態１に係る物体検知システムの構成及び一使用態様を模式的に示したブロック図である。 実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置の構成を模式的に示したブロック図である。 実施形態１に係る物体検知システムにおける表示画面の一例を模式的に示したイメージ図である。 実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置の前処理部で前処理した後の撮影データの一例を模式的に示したイメージ図である。 実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置の監視領域指定部で監視領域を指定した後の撮影データの一例を模式的に示したイメージ図である。 実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置の基準面選択処理部で床面決定処理した後の撮影データの一例を模式的に示したイメージ図である。 実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置の検出処理部で検出条件なしで検出処理した後の撮影データの一例を模式的に示したイメージ図である。 実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置の検出処理部で検出条件を高さ９０ｃｍ以上であり、かつ、除外領域５０にない物体として検出処理した後の撮影データの一例を模式的に示したイメージ図である。 実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置の検出処理部で検出条件を高さ９０ｃｍ以上又は移動しており、かつ、除外領域５０にない物体として検出処理した後の撮影データの一例を模式的に示したイメージ図である。 実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置の検出処理部で検出条件を高さ９０ｃｍ以上又は移動しており、かつ、除外領域５０にない条件で検出処理した後に検知対象物体が基準面外に移動したときの撮影データを模式的に示したイメージ図である。 実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置で基準面を変更し、かつ、検出条件を高さ９０ｃｍ以上又は移動している物体とする条件で検出処理した後の撮影データの一例を模式的に示したイメージ図である。 実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置で複数の作業員が作業する作業現場を確認しているときに検出条件を高さ９０ｃｍ以上又は移動している物体とする条件で検出処理した後の撮影データの一例を模式的に示したイメージ図である。 実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置で作業終了後の忘れ物及び落下物を確認しているときに検出条件を高さ５０ｃｍ以下の物体とする条件で検出処理した後の撮影データの一例を模式的に示したイメージ図である。 実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置の動作を模式的に示したフローチャート図である。 実施形態２に係る物体検知装置の構成を模式的に示したブロック図である。 ハードウェア資源の構成を模式的に示したブロック図である。

以下に説明する本開示では、モード１に係る物体検知装置及びその変形モードを適宜選択して組み合わせることができる。

前記モード１に係る物体検知装置として、ユーザの操作を受ける操作部と、前記操作部から入力された条件に基づいて撮影データに対して監視領域を指定するように構成された監視領域指定部と、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、前記１つ以上の平面の中から少なくとも１つの基準面を選択するように構成された基準面選択処理部と、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群のうち前記基準面上の点群に基づいて、前記操作部から入力された検出条件に合致した検知対象物体を検出するように構成された検出処理部と、少なくとも前記監視領域、前記基準面、及び前記検出条件を用いて、前記検知対象物体の検出に関する結果を生成するように構成された結果生成部と、少なくとも前記撮影データ及び前記結果を表示するように構成された表示部と、を備える物体検知装置が可能である。

前記モード１に係る物体検知装置の変形モードとして、前記検出処理部は、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群から、前記基準面の点群を削除し、前記基準面上の物体の点群毎の距離によって切り離す１又は複数のセグメントを作成し、作成された１又は複数の前記セグメントの中の点群に基づいて、前記検出条件に合致した前記検知対象物体を検出するように構成されている、物体検知装置とすることができる。

前記モード１に係る物体検知装置の変形モードとして、前記結果生成部は、前記監視領域、前記基準面及び前記セグメントのいずれか又は全ての図形を生成し、かつ、前記検出条件及び前記セグメントに基づいて諸元を算出するように構成され、前記結果は、少なくとも前記図形及び前記諸元を含む、物体検知装置とすることができる。

前記モード１に係る物体検知装置の変形モードとして、前記検出処理部は、前記検知対象物体の前記セグメントにラベル付けを行うように構成され、前記結果生成部は、前記ラベルの有無により前記検知対象物体の前記セグメントがあるか否かを判定し、前記検知対象物体の前記セグメントがある場合には警告情報を生成するように構成され、前記表示部は、前記警告情報を表示するように構成されている、物体検知装置とすることができる。

前記モード１に係る物体検知装置の変形モードとして、前記基準面選択処理部は、前記基準面に係る情報を複数保存し、前記操作部からの操作により前記基準面を切り替え可能に構成されている、物体検知装置とすることができる。

前記モード１に係る物体検知装置の変形モードとして、前記撮影データのフォーマットを前記物体検知装置において共通に使える共通フォーマットに変換するように構成された前処理部をさらに備え、前記共通フォーマットに変換された前記撮影データは、前記監視領域指定部及び前記基準面選択処理部並びに前記検出処理部に入力される、物体検知装置とすることができる。

前記モード１に係る物体検知装置の変形モードとして、前記結果を外部の端末に送信するように構成された通信部をさらに備える、物体検知装置とすることができる。

前記モード１に係る物体検知装置の変形モードとして、前記監視領域指定部は、前記条件がない場合、前記撮影データの撮像全景を前記監視領域に指定するように構成されている、物体検知装置とすることができる。

前記モード１に係る物体検知装置の変形モードとして、前記監視領域指定部は、前記撮影データに対して前記監視領域を指定するように構成された領域指定部と、前記撮影データに対する前記監視領域の角度を指定するように構成された角度指定部と、を備える、物体検知装置とすることができる。

前記モード１に係る物体検知装置の変形モードとして、前記監視領域指定部は、前記監視領域に係る情報を複数保存し、前記操作部からの操作により前記監視領域を切り替え可能に構成されている、物体検知装置とすることができる。

前記モード１に係る物体検知装置の変形モードとして、前記基準面選択処理部は、検出された前記平面が１つである場合、自動処理により、検出された前記平面を前記基準面として選択し、検出された前記平面が複数である場合、前記操作部の操作によって、検出された複数の前記平面の中から１又は複数の前記基準面を選択するように構成されている、物体検知装置とすることができる。

前記モード１に係る物体検知装置の変形モードとして、前記前処理部は、前記共通フォーマットに変換された前記撮影データのノイズを除去するように構成され、前記ノイズが除去された前記撮影データは、前記監視領域指定部及び前記基準面選択処理部並びに前記検出処理部に入力される、物体検知装置とすることができる。

本開示では、モード２に係る物体検知システムとして、所定空間を撮影した撮影データを出力するように構成された３次元センサと、前記モード１に係る物体検知装置と、を備える物体検知システムが可能である。

本開示では、モード３に係る物体検知方法として、入力された条件に基づいて撮影データに対して監視領域を指定するステップと、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、前記１つ以上の平面の中から少なくとも１つの基準面を選択するステップと、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群のうち前記基準面上の点群に基づいて、入力された検出条件に合致した検知対象物体を検出するステップと、少なくとも前記監視領域、前記基準面、及び前記検出条件を用いて、前記検知対象物体の検出に関する結果を生成するステップと、少なくとも前記撮影データ及び前記結果を表示するステップと、を含む物体検知方法が可能である。

本開示では、モード４に係るプログラムとして、入力された条件に基づいて撮影データに対して監視領域を指定する処理と、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、前記１つ以上の平面の中から少なくとも１つの基準面を選択する処理と、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群のうち前記基準面上の点群に基づいて、入力された検出条件に合致した検知対象物体を検出する処理と、少なくとも前記監視領域、前記基準面、及び前記検出条件を用いて、前記検知対象物体の検出に関する結果を生成する処理と、少なくとも前記撮影データ及び前記結果を表示する処理と、をハードウェア資源に実行させるプログラムが可能である。

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。また、下記の実施形態は、あくまで例示であり、本発明を限定するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。さらに、本願開示に示す回路図、ブロック図、内部構成図、接続図などにおいて、明示は省略するが、入力ポート及び出力ポートが各接続線の入力端及び出力端のそれぞれに存在する。入出力インタフェイスも同様である。プログラムはコンピュータ装置を介して実行され、コンピュータ装置は、例えば、プロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インタフェイス、及び必要に応じ表示装置を備え、コンピュータ装置は、通信インタフェイスを介して装置内又は外部の機器（コンピュータを含む）と、有線、無線を問わず、交信可能に構成される。

［実施形態１］
実施形態１に係る物体検知システムについて図面を用いて説明する。図１は、実施形態１に係る物体検知システムの構成及び一使用態様を模式的に示したブロック図である。図２は、実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置の構成を模式的に示したブロック図である。図３は、実施形態１に係る物体検知システムにおける表示画面の一例を模式的に示したイメージ図である。ここでは、鉄道会社における線路点検作業の際に危険な列車進行路への作業員の侵入の状態を例に説明する。

物体検知システム１は、３次元センサ３００を用いて基準面３１に存在する検知対象物体１１を選択的に検知するシステムである（図１参照）。物体検知システム１では、３次元センサ３００、物体検知装置２００、及び携帯通信端末５００がネットワーク４００を介して通信可能に接続された構成となっている。物体検知システム１では、物体検知装置２００が３次元センサ３００で撮影された撮影データ（図２の１００）に基づいて基準面３１に存在する非検知対象物体１２よりも高い検知対象物体１１を選択的に検知する。ここで、撮影データ１００は、３次元センサ３００で撮影した３次元点群データである。物体検知システム１は、例えば、図３に例示したように、検知した検知対象物体１１をセグメント４０ａとともに表示する。

３次元センサ３００は、撮影領域（例えば、図４～図１３の２０）内の物体（検知対象物体１１、非検知対象物体１２）の表面をセンシングして撮影するセンサである（図１参照）。３次元センサ３００は、ネットワーク４００を介して物体検知装置２００及び携帯通信端末５００と通信可能に接続されている。３次元センサ３００は、撮影領域２０を撮影した撮影データ（図２の１００）を物体検知装置２００及び携帯通信端末５００に向けて出力する。なお、撮影データ１００は、点群（多数の点の３次元座標）で描画された点群データ（３次元点群データ）である。３次元センサ３００は、検知対象物体１１の検知に必要な撮影距離、画角、屋内外、日照の有無などの環境条件や顧客要望に応じて選択することができる。また、３次元センサ３００には、各種メーカーから販売されている製品を用いることができる。３次元センサ３００として、例えば、ステレオカメラ、ＴｏＦ（Time of Flight）カメラ、３Ｄ－ＬＩＤＡＲ（Three Dimensions - Laser Imaging Detection and Ranging）等を用いることができる。３次元センサ３００は、撮影領域２０を撮影できる位置に取り付け又は設置され、取り付け又は設置するのに適切な支持物（壁や柱など）がない場合には図１のように三脚３０１を用いて取り付け又は設置してもよい。３次元センサ３００は、撮影領域２０に少なくとも１つあればよいが、撮影領域２０に複数あってもよい。また、３次元センサ３００は、撮影領域２０が広大で１つのセンサで撮影することが困難な場合にも複数用いてもよい。なお、３次元センサ３００が撮影領域２０に複数ある場合には、種類やメーカーが異なっていてもよい。また、３次元センサ３００が撮影領域２０に複数ある場合には、各３次元センサ３００で撮影された各撮影データを物体検知装置２００で合成すればよい。また、３次元センサ３００は、床面と相対位置に変化がない範囲で移動してもよい。

ネットワーク４００は、３次元センサ３００と物体検知装置２００との間を通信可能に接続する有線又は無線の通信網である。ネットワーク４００には、例えば、ＰＡＮ（Personal Area Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＧＡＮ（Global Area Network）等の通信網を用いることができる。

携帯通信端末５００は、３次元センサ３００及び物体検知装置２００からの情報を表示することが可能な端末である（図１参照）。携帯通信端末５００は、例えば、現場監督、作業員等によって使用される。携帯通信端末５００には、携帯可能な通信端末が用いられ、例えば、スマートフォン、携帯電話機、タブレット端末等が用いられる。携帯通信端末５００は、ネットワーク４００を介して物体検知装置２００及び３次元センサ３００と通信可能に接続されている。携帯通信端末５００は、３次元センサ３００からの撮影データ（図２の１００）を受信して表示する。携帯通信端末５００は、物体検知装置２００からの結果（図２の１１０）及び警告情報（受信した場合）を受信して表示する。

物体検知装置２００は、撮影データ１００に基づいて基準面３１に存在する検知対象物体１１を選択的に検知する装置である（図１、図２参照）。物体検知装置２００は、監視者によって使用される。物体検知装置２００は、コンピュータを構成する機能部（例えば、プロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インタフェイス、及び表示装置）を有する装置（コンピュータ装置）を用いることができる。物体検知装置２００として、例えば、計算機、パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット端末等のハードウェア資源を用いることができる。物体検知装置２００は、所定のプログラム（ソフトウェア）を実行することにより、前処理部２１０と、監視領域指定部２２０と、基準面選択処理部２３０と、検出処理部２４０と、結果生成部２５０と、インタフェイス部２６０と、を実現する。

前処理部２１０は、撮影データ１００に対して所定の前処理（ここでは、フォーマット変換、ノイズ除去）を行う機能部である（図２参照）。前処理部２１０は、３次元センサ（図１の３００）からの撮影データ１００を取得する。前処理部２１０は、前処理された撮影データ１００を監視領域指定部２２０、基準面選択処理部２３０、及び、インタフェイス部２６０の表示部２６２に向けて出力する。前処理部２１０は、フォーマット変換部２１１と、ノイズ除去部２１２と、を有する。

フォーマット変換部２１１は、３次元センサ（図１の３００）の種類によって異なる撮影データ１００のフォーマットを、物体検知装置２００において共通に使える共通フォーマットに変換する機能部である（図２参照）。フォーマット変換部２１１は、３次元センサ（図１の３００）からの撮影データ１００を取得する。フォーマット変換部２１１は、共通フォーマットに変換された撮影データ１００を、ノイズ除去部２１２に向けて出力する。

ノイズ除去部２１２は、撮影データ１００における点群の中からノイズ（検知に不要な点群）を除去する機能部である（図２参照）。ノイズ除去部２１２は、フォーマット変換部２１１からの撮影データ１００を取得する。ノイズ除去部２１２は、ノイズが除去された撮影データ１００を監視領域指定部２２０、基準面選択処理部２３０、及び、インタフェイス部２６０の表示部２６２に向けて出力する。ノイズ除去方法として、例えば、平滑化処理、フィルタリング（例えば、移動平均フィルタ処理、メディアンフィルタ処理など）、外れ値除去処理（例えば、カイの二乗検定による外れ値除去処理）などが挙げられる。

監視領域指定部２２０は、指定された条件に基づいて、撮影データ１００において監視領域（図５の３０）を指定する機能部である（図２参照）。監視領域指定部２２０は、前処理部２１０からの撮影データ１００を取得し、インタフェイス部２６０の操作部２６１からの条件（幅、奥行き、高さ、角度）に係る情報を取得する。監視領域指定部２２０は、指定された監視領域３０に係る情報を保存する。なお、監視領域指定部２２０は、条件が指定されていない場合、撮影データ１００の撮像全景を監視領域３０に指定することができる。監視領域指定部２２０は、指定された監視領域３０に係る情報を複数保存しておき、保存データを呼び出すことで切り替えできるようにしてもよい。監視領域指定部２２０は、指定された監視領域３０に係る情報を基準面選択処理部２３０及び検出処理部２４０並びに結果生成部２５０に向けて出力する。監視領域指定部２２０は、領域指定部２２１と、角度指定部２２２と、を有する。

領域指定部２２１は、撮影データ１００において監視領域（図５の３０）を指定する機能部である（図２参照）。領域指定部２２１は、前処理部２１０からの撮影データ１００を取得し、インタフェイス部２６０の操作部２６１からの条件に係る情報を取得する。領域指定部２２１は、取得した条件のうち幅、奥行き、高さを保存する。領域指定部２２１は、取得した条件のうち幅、奥行き、高さに基づいて、撮影データ１００において監視領域３０を指定する。領域指定部２２１は、指定された監視領域３０に係る情報を角度指定部２２２に向けて出力する。

角度指定部２２２は、撮影データ１００に対する監視領域（図５の３０）の角度を指定する機能部である（図２参照）。角度指定部２２２は、前処理部２１０からの撮影データ１００を取得し、インタフェイス部２６０の操作部２６１からの条件に係る情報を取得する。角度指定部２２２は、取得された条件に係る情報のうち角度に基づいて、撮影データ１００の点群（又は、領域指定部２２１からの監視領域３０）を回転させることで監視領域３０の角度を指定する。角度指定部２２２は、角度が指定された監視領域３０に係る情報を基準面選択処理部２３０及び検出処理部２４０並びに結果生成部２５０に向けて出力する。

基準面選択処理部２３０は、撮影データ１００における監視領域（図５の３０）の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、検出された１つ以上の平面の中から基準面（図１の３１）を選択処理する機能である。ここで、基準面３１は、図１では床面（撮影領域床面２１の一部）であるが、壁面、天井面であってもよい。基準面選択処理部２３０は、前処理部２１０からの撮影データ１００を取得し、監視領域指定部２２０からの監視領域３０に係る情報を取得する。基準面３１の選択処理では、検出された平面が１つである場合、自動処理により、検出された平面を基準面３１として選択する。また、基準面３１の選択処理では、検出された平面が複数である場合、インタフェイス部２６０の操作部２６１の操作によって、検出された複数の平面の中から１又は複数の基準面３１を選択する。基準面選択処理部２３０は、選択された基準面３１に係る情報を保存する。基準面選択処理部２３０は、基準面３１が複数ある場合、基準面３１に係る情報を複数保存しておき、インタフェイス部２６０の操作部２６１の操作によって、該当する基準面３１を呼び出すことで切り替えできるようにしてもよい。基準面選択処理部２３０は、選択された基準面３１に係る情報を検出処理部２４０及び結果生成部２５０に向けて出力する。基準面選択処理部２３０は、平面検出部２３１と、基準面選択部２３２と、基準面出力部２３３と、を有する。

平面検出部２３１は、撮影データ１００における監視領域（図５の３０）の中の点群に基づいて１つ以上の平面（例えば、床面、天井面、壁面等）を検出（検索）する機能部である（図２参照）。平面検出部２３１は、前処理部２１０のノイズ除去部２１２からの撮影データ１００を取得し、監視領域指定部２２０からの監視領域３０を取得する。平面の検出では、３次元センサ３００の特性によっては取得できる点群における各点の座標の誤差のバラつきから実際の平面が、撮像では波打つような面となる場合があるが、インタフェイス部２６０の操作部２６１の操作によって、平面と認識する点群間の誤差閾値の指定範囲を大きく設定することで、波打ちの影響を小さくすることができるようになり、平面として検出できるようになる。平面検出部２３１は、検出された１つ以上の平面に係る情報を基準面選択部２３２に向けて出力する。

基準面選択部２３２は、平面検出部２３１で検出された１つ以上の平面の中から１つの基準面（図１の３１）を選択する機能部である（図２参照）。基準面選択部２３２は、平面検出部２３１からの平面に係る情報を取得する。基準面３１の選択では、検出された平面が１つである場合、自動処理により、検出された平面を基準面３１として選択する。また、基準面３１の選択処理では、検出された平面が複数である場合、インタフェイス部２６０の操作部２６１の操作によって、検出された複数の平面の中から１又は複数の基準面３１を選択する。基準面３１は、図１では床面としているが、状況に応じて天井面や壁面としてもよい。基準面選択部２３２は、選択された基準面３１に係る情報を基準面出力部２３３に向けて出力する。

基準面出力部２３３は、基準面選択部２３２からの基準面（図１の３１）に係る情報を検出処理部２４０及び結果生成部２５０に向けて出力する機能部である（図２参照）。基準面出力部２３３は、基準面（図１の３１）に係る情報を保存する。

検出処理部２４０は、撮影データ１００における監視領域（図５の３０）の中の点群のうち基準面（図１の３１）上の点群に基づいて、指定された検出条件に合致した検知対象物体（図１の１１）の検出処理を行う機能である（図２参照）。検出処理部２４０は、前処理部２１０からの撮影データ１００を取得し、監視領域指定部２２０からの監視領域３０に係る情報を取得し、基準面選択処理部２３０からの基準面３１に係る情報を取得し、インタフェイス部２６０の操作部２６１から検出条件（例えば、高さ範囲、寸法範囲、体積範囲、時系列で確認して動体を発見させる、除外領域（図９の５０）等）に係る情報を取得する。検出処理は、定期的に自動実行するだけでなく、インタフェイス部２６０の操作部２６１の操作によって任意に手動実行してもよい。検出処理部２４０は、検出情報（検出条件、検出処理に係る情報を含む）を結果生成部２５０に向けて出力する。検出処理部２４０は、条件指定部２４１と、検出部２４２と、を有する。

条件指定部２４１は、検知対象物体１１に係る検出条件を指定する機能である（図２参照）。条件指定部２４１は、インタフェイス部２６０の操作部２６１から検出条件（例えば、高さ範囲、寸法範囲、体積範囲、時系列で確認して動体を発見させる、除外領域（図９の５０）等）を取得し、保存する。条件指定部２４１は、取得した検出条件を検出部２４２に向けて出力する。

検出部２４２は、撮影データ１００における監視領域（図５の３０）の中の点群のうち基準面（図１の３１）上の点群に基づいて、指定された検出条件（例えば、高さ範囲、寸法範囲、体積範囲、時系列で確認して動体を発見させる、除外領域（図９の５０）等）に合致した検知対象物体（図１の１１）を選択的に検出する機能部である。検出部２４２は、前処理部２１０からの撮影データ１００を取得し、監視領域指定部２２０から監視領域３０に係る情報を取得し、基準面選択処理部２３０から基準面３１に係る情報を取得し、条件指定部２４１から検出条件に係る情報を取得する。検知対象物体１１の検出では、撮影データ１００における監視領域３０の中の点群から、基準面３１の点群を削除し、基準面３１上の物体（検知対象物体１１、非検知対象物体１２）の点群毎の距離によって切り離す１又は複数のセグメント（図７では４０ａ、４０ｂ）を作成し、作成された１又は複数のセグメント（図７では４０ａ、４０ｂ）の中の点群に基づいて、指定された検出条件に合致した検知対象物体１１を検出する。検出部２４２は、検知対象物体１１のセグメント４０ａに係る情報にラベル付けして保持し、検知対象物体１１を追跡できるようにしてもよい。検出部２４２は、検出情報（検出条件、セグメント４０ａ、４０ｂを含む）を結果生成部２５０に向けて出力する。

結果生成部２５０は、監視領域（図５の３０）に係る情報、基準面（図１の３１）に係る情報、及び、検出情報（検出条件、セグメント（図７の４０ａ、４０ｂ）を含む）に基づいて、管理者に通知するための結果を生成（又は算出）する機能部である。結果生成部２５０は、監視領域指定部２２０からの監視領域３０に係る情報を取得し、基準面選択処理部２３０からの基準面（図１の３１）に係る情報を取得し、検出処理部２４０からの検出情報（検出条件、セグメント４０ａ、４０ｂを含む）を取得する。生成される結果は、監視領域３０の図形、基準面３１の図形、及び、検出情報の図形又は諸元（例えば、検出条件における高さ、除外領域、セグメント４０ａ、４０ｂの図形又は高さ等）とすることができる。結果生成部２５０は、生成された結果をインタフェイス部２６０に向けて出力する。結果生成部２５０は、検出情報において検知対象物体１１のセグメント４０ａ（例えば、ラベル付きのセグメント）があるか否かを判定し、検知対象物体１１のセグメント４０ａがある場合には、生成された結果とともに警告情報をインタフェイス部２６０に向けて出力するようにしてもよい。結果生成部２５０は、図形生成部２５１と、諸元算出部２５２と、を有する。

図形生成部２５１は、監視領域（図５の３０）に係る情報、基準面（図１の３１）に係る情報、及び、検出情報（検出条件、セグメント（図７の４０ａ、４０ｂ）を含む）に基づいて、図形を生成する機能部である（図２参照）。生成される図形として、例えば、監視領域３０の図形、基準面３１の図形、及び、検出情報の図形（例えば、検出条件の除外領域（図８の５０）の図形、検知対象物体１１のセグメント４０ａの図形等）が挙げられる。図形は、位置を考慮して生成される。また、図形の生成では、監視領域３０、基準面３１及び検出情報のうちの一部の要素の生成を省略することができる。なお、図形生成部２５１は、検知対象物体（図７の１１）と非検知対象物体１２との違いを明確にするために、非検知対象物体（図７の１２）のセグメント４０ｂの図形を生成しないようにすることができる。図形生成部２５１は、生成された図形を結果としてインタフェイス部２６０の表示部２６２及び通信部２６３に向けて出力する。

諸元算出部２５２は、検出情報（検出条件、セグメント（図７の４０ａ、４０ｂ）を含む）に基づいて、諸元（寸法、体積、移動速度等）を算出する機能部である（図２参照）。算出される諸元として、例えば、検出情報の諸元（例えば、検出条件の高さ範囲の高さ、セグメント４０ａ、４０ｂの各高さ等）が挙げられる。諸元算出部２５２は、算出された諸元を結果としてインタフェイス部２６０の表示部２６２及び通信部２６３に向けて出力する。

インタフェイス部２６０は、ユーザと物体検知装置２００との間の情報のやりとりを行う機能部である（図２参照）。インタフェイス部２６０は、操作部２６１と、表示部２６２と、を有する。

操作部２６１は、ユーザの操作を受ける機能部である（図２参照）。ユーザは、操作部２６１を操作（例えば、キーボード操作、マウスのクリック操作、タッチパネルのタップ操作等）することにより入力されたデータ（例えば、文字、数字、位置、領域等）を監視領域指定部２２０又は基準面選択処理部２３０若しくは検出処理部２４０に向けて出力する。操作部２６１は、ユーザの操作により入力された条件（幅、奥行き、高さ、角度）に係る情報を監視領域指定部２２０に出力する。操作部２６１は、ユーザの操作により、基準面選択処理部２３０において撮影データ１００における監視領域（図５の３０）の中の点群に基づいて検出された１つ以上の平面の中から基準面（図１の３１）を選択するための指示を行う。操作部２６１は、ユーザの操作により入力された検出条件（例えば、高さ範囲、寸法範囲、体積範囲、時系列で確認して動体を発見させる、除外領域（図９の５０）等）を検出処理部２４０に向けて出力する。操作部２６１は、ユーザの操作により、本構成機能における全体処理の開始・終了を指示する。

表示部２６２は、各種情報を表示する機能部である（図２参照）。表示部２６２は、前処理部２１０のノイズ除去部２１２からの前処理後の撮影データ１００を表示する。表示部２６２は、結果生成部２５０からの結果、及び、警告情報（取得した場合）を表示する。警告情報の表示の仕方として、例えば、背景の色を変化又は点滅させることができる。表示された撮影データ１００や結果については、スクリーンショット、数値データなどで保存するようにしてもよい。なお、表示部２６２で表示される情報は、スピーカを用いて音声出力してもよく、プリンタで印刷してもよく、他の端末に送信出力してもよい。

通信部２６３は、各種情報を送受信する機能部である（図２参照）。通信部２６３は、結果生成部２５０からの結果１１０、及び、警告情報（取得した場合）を、ネットワーク（図１の４００）を介して携帯通信端末（図１の５００）に送信する。

次に、実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置を利用した検知対象物体の検出の例について図面（図４～図１３）を用いて説明する。

ここで、図４～図６は、検出前の初期手順を示している。また、図７～図１１は、基本的な機能説明のために、非検知対象物体１２（衝立）と検知対象物体１１（人物）という異なる大きさの２つの物体が存在する場合での検出結果の例を示している。さらに、図１２及び図１３は、基本的な機能を踏まえた応用例を示している。なお、物体検知装置の構成部については、図１及び図２を参照されたい。また、物体検知装置２００は、監視者がインタフェイス部２６０の操作部２６１を操作することで処理を行うものとする。

図４は、物体検知装置２００の前処理部２１０で前処理した後の撮影データ１００のイメージを示している。撮影データ１００の撮影領域２０において非検知対象物体１２が存在している。

図５は、物体検知装置２００の監視領域指定部２２０で監視領域３０を指定した後の撮影データ１００のイメージを示している。監視領域３０は、撮影データ１００の撮影領域２０において非検知対象物体１２を含むように指定されている。図５では、明確化のため監視領域３０外の明度を落とし（図５以降も同様）、監視領域３０を枠線で囲っているが、他の方法で監視領域３０を特定してもよい。

図６は、物体検知装置２００の基準面選択処理部２３０で基準面３１を選択処理した後の撮影データ１００のイメージを示している。基準面選択処理部２３０は、平面検出部２３１で撮影データ１００における監視領域（図５の３０）の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、基準面選択部２３２で、検出された１つ以上の平面の中から基準面３１を選択する。

図７～図１１は、検出処理部２４０を実行し、結果生成部２５０を実行した例である。図７～図９は、基準面３１が同一であるが、検出条件の要素を順次追加したイメージを示している。図７は、物体検知装置２００の検出処理部２４０で検出条件なしで検出処理した後の撮影データ１００のイメージである。図８は、物体検知装置２００の検出処理部２４０で検出条件を高さ９０ｃｍ以上であり、かつ、除外領域５０にない物体として検出処理した後の撮影データ１００のイメージである。図９は、物体検知装置２００の検出処理部２４０で検出条件を高さ９０ｃｍ以上又は移動しており、かつ、除外領域５０にない物体として検出処理した後の撮影データ１００のイメージである。図１０は、図９の検出条件と同一であるが、検知対象物体１１が基準面３１外に移動したときの撮影データ１００のイメージを示している。図１１は、図１０と検出条件は同一であるが、基準面を、検知対象物体１１が存在しなくなった基準面（図１０の３１）から、検知対象物体１１が存在する基準面３２に切り替えた後の撮影データ１００のイメージを示している。

まず、条件指定部２４１に対し検出条件を指定せず実行すると図７のようになる。その後、検出条件として高さ９０ｃｍ以上であり、かつ、除外領域５０にないを指定して実行すると図８のようになる。図８では、図７に比べ非検知対象物体１２が検出されなくなっている。

次に、図９のように、高さ９０ｃｍ以上という検出条件を満たさないように検知対象物体１１（人物）が屈んだ場合、検知対象物体１１が検出できなくなるので、図９では検出条件に「移動する物体」を追加している。これにより、高さ９０ｃｍ以上という検出条件を満たさなくても動きがある検知対象物体１１を捕捉することができる。

さらに、図１０のように、検知対象物体１１（人物）が基準面３１外に移動すると、図９と同一の検出条件（高さ９０ｃｍ以上又は移動しており、かつ、除外領域５０にない物体）のままでは検出できなくなる。このような場合に、図１１のように、基準面を、検知対象物体１１が存在しなくなった基準面（図１０の３１）から、検知対象物体１１が存在する基準面３２に切り替えることで、検出条件を変更しなくても検知対象物体１１を検出できるようになる。なお、基準面３２については、基準面３１に関する処理（図４～図６）と同様な処理によって選択することができる。

以上の図４～図１１に示した機能の応用例として、図１２のように、複数の検知対象物体１５ａ～１５ｄに係る作業員が基準面３３に係る作業現場に滞在しているかどうかをチェックするのに用いることができる。図１２では、検出条件を高さ９０ｃｍ以上又は移動している物体とする条件で検出処理すると、基準面３３において、高さ９０ｃｍ以上又は移動する複数の検知対象物体１５ａ～１５ｄに係る作業員を検出し、高さ９０ｃｍ未満かつ移動しない非検知対象物体１６ａ、１６ｂに係る衝立、及び、非検知対象物体１６ｃに係る工具箱を検出しないようにすることができる。

また、以上の図４～図１１に示した機能の応用例として、図１３のように、作業終了後の検知対象物体１７ａに係る落下物（ヘルメット）、及び、検知対象物体１７ｂに係る忘れ物（工具箱）が存在するかどうかをチェックするのに用いることができる。図１３では、検出条件を高さ５０ｃｍ以下の物体とする条件で検出処理すると、基準面３３において、高さ５０ｃｍ以下の検知対象物体１７ａに係る落下物、及び、検知対象物体１７ｂに係る忘れ物を検出し、高さ５０ｃｍ超の非検知対象物体１６ａ、１６ｂに係る衝立、及び、非検知対象物体１８に係る作業員を検出しないようにすることができる。

次に、実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置の動作について図面を用いて説明する。図１４は、実施形態１に係る物体検知システムにおける物体検知装置の動作を模式的に示したフローチャート図である。なお、物体検知システム及び物体検知装置の構成については、図１及び図２を参照されたい。

まず、物体検知装置２００の前処理部２１０は、３次元センサ３００で撮影された撮影データ１００を取得する（ステップＡ１）。

次に、前処理部２１０のフォーマット変換部２１１は、取得した撮影データ１００のフォーマットを共通フォーマットに変換する（ステップＡ２）。

次に、前処理部２１０のノイズ除去部２１２は、共通フォーマットに変換された撮影データ１００のノイズを除去する（ステップＡ３）。

次に、物体検知装置２００の監視領域指定部２２０は、ノイズ除去された撮影データ１００に対して監視領域３０を指定する（ステップＡ４）。ここで、監視領域３０の指定は、ユーザがインタフェイス部２６０の操作部２６１から条件（幅、奥行き、高さ、角度）を入力することによって指定することができ、条件の入力がなければ撮影データ１００の撮像全景を監視領域３０に指定する。なお、監視領域３０の指定の後、新たに監視領域３０の指定の際に条件の入力がなければ、前回に指定した監視領域３０を維持しつつステップＡ４をスキップすることができる。

次に、物体検知装置２００の基準面選択処理部２３０は、ノイズ除去された撮影データ１００、及び、指定された監視領域３０を用いて、撮影データ１００における監視領域３０の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、検出された１つ以上の平面の中から基準面３１を選択する（ステップＡ５）。ここで、基準面３１の選択は、検出された平面が１つである場合、自動処理により、検出された平面を基準面３１として選択し、検出された平面が複数である場合、ユーザがインタフェイス部２６０の操作部２６１を操作することによって、検出された複数の平面の中から１又は複数の基準面３１を選択する。なお、基準面３１の選択の後、新たに基準面３１の選択の際にステップＡ４がスキップされていれば、前回に選択した基準面３１を維持しつつステップＡ５もスキップすることができる。

次に、物体検知装置２００の検出処理部２４０は、ノイズ除去された撮影データ１００、及び、指定された監視領域３０、並びに、選択された基準面３１を用いて、撮影データ１００における監視領域３０の中の点群のうち基準面３１上の点群に基づいて、指定された検出条件（例えば、高さ範囲、寸法範囲、体積範囲、時系列で確認して動体を発見させる、除外領域５０等）に合致した検知対象物体１１を検出する（ステップＡ６）。ここで、検出条件の指定は、ユーザがインタフェイス部２６０の操作部２６１から入力することによって行われる。なお、初回の検出条件の指定の後、２回目以降の検出条件の指定の際に検出条件の指定がなければ、前回に指定した検出条件を維持することができる。また、検知対象物体１１の検出では、撮影データ１００における監視領域３０の中の点群から、基準面３１の点群を削除し、基準面３１上の物体（検知対象物体１１、非検知対象物体１２）の点群毎の距離によって切り離すセグメント４０ａ、４０ｂを作成し、作成された各セグメント４０ａ、４０ｂの中の点群に基づいて、指定された検出条件に合致した検知対象物体１１を検出する。検知対象物体１１が検出された場合、検知対象物体１１のセグメント４０ａにラベル付けする。なお、ステップＡ６において検知対象物体１１が検出されない場合、ステップＡ７に進む。

次に、物体検知装置２００の結果生成部２５０の図形生成部２５１は、指定された監視領域３０、選択された基準面３１、指定された検出情報（特に、セグメント（図７の４０ａ、４０ｂ））も用いて、監視領域３０、基準面３１、及び検出情報の図形を生成する（ステップＡ７）。なお、図形の生成では、監視領域３０、基準面３１及び検出情報のうちの一部の要素の生成を省略することができる。また、図形の生成の際、検出情報において検知対象物体１１のセグメント４０ａ（ラベル付き）があるか否かを判定し、検知対象物体１１のセグメント４０ａがある場合には、警告情報を生成する。また、図形の生成では、図形の生成後、新たに図形の生成の際に監視領域３０、基準面３１及び検出情報に変化がなければ、前回に生成した図形を維持しつつステップＡ７をスキップすることができる。

次に、結果生成部２５０の諸元算出部２５２は、検出情報（検出条件、セグメント４０ａ、４０ｂ）に基づいて、諸元（寸法、体積、移動速度等）を算出する（ステップＡ８）。なお、諸元の算出では、諸元の算出後、新たに諸元の算出の際に検出情報に変化がなければ、前回に算出した諸元を維持しつつステップＡ８をスキップすることができる。

最後に、物体検知装置２００のインタフェイス部２６０の表示部２６２は、ノイズ除去された撮影データ１００、生成された図形、算出された諸元を表示する（ステップＡ９）。また、警告情報が生成されている場合、表示部２６２は、警告情報を表示する。表示の際、インタフェイス部２６０の通信部２６３は、表示された内容（結果）を携帯通信端末５００に送信する。これにより、携帯通信端末５００でも、表示部２６２で表示された内容と同じ内容を表示することができる。その後、フローを終了し、次のフローを実行する。

なお、物体検知システム１は、鉄道分野だけでなく、例えば、パブリックインフラ分野における、混雑するトイレや施設などの待機列の人群サイズを識別した上で占有面積から人数を概算し、さらに待ち行列理論を併用することによる待機時間を導出することにも用いることができる。また、物体検知システム１は、パブリックインフラ分野における、駐車場などの空きスペースの監視や、道路等の落下物の監視にも用いることができる。また、物体検知システム１は、スマートファクトリ分野における、工場・倉庫の在庫、空きスペース把握の管理にも用いることができる。さらに、物体検知システム１は、防犯分野における、建物や敷地内への侵入者の検知や、不審物の置き去りの検知にも用いることができる。

実施形態１によれば、１つの３次元センサ３００であっても、監視領域３０及び検出条件で指定することで、工具や土砂といった列車の運行や作業員の安全に影響がない物体を監視対象から除外したり、逆にそのような物体のみを監視対象とすることができるようになり、構成を簡略化しつつ誤検知を低減することができる。

また、実施形態１によれば、監視領域３０を切り替える（基準面３１、３２を切り替える）ことで、時間帯などで侵入禁止エリアが切り替わる作業現場にも対応することができる。

また、実施形態１によれば、検出条件を切り替える（監視不要なサイズの物体の寸法、体積、移動の有無等の条件を切り替える）ことで、時間帯などで監視対象が切り替わる作業現場にも対応できるようになり、例えば、作業中は作業現場の作業員の滞在を監視したり、作業後は忘れ物や落下物を監視することができる。

また、実施形態１によれば、フォーマット変換部２１１で撮影データ１００のフォーマットを共通フォーマットに変換しているので、任意の３次元センサ３００を用いて検知対象物体１１の検知を行うことができる。

また、実施形態１によれば、３次元センサ３００による撮影データは疎な点群データであることから、作業員のプライバシー保護の観点から、ＲＧＢ（Red-Green-Blue）カメラのように個人を特定しないようにすることができる。

［実施形態２］
実施形態２に係る物体検知装置について図面を用いて説明する。図１５は、実施形態２に係る物体検知装置の構成を模式的に示したブロック図である。

物体検知装置２００は、撮影データ１００に基づいて監視領域の基準面に存在する検知対象物体を選択的に検知する装置である。物体検知装置２００は、操作部２６１と、監視領域指定部２２０と、基準面選択処理部２３０と、検出処理部２４０と、結果生成部２５０と、表示部２６２と、を有する。

操作部２６１は、ユーザの操作を受ける。監視領域指定部２２０は、操作部２６１から入力された条件に基づいて撮影データ１００に対して監視領域を指定するように構成されている。基準面選択処理部２３０は、撮影データ１００における監視領域の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、１つ以上の平面の中から少なくとも１つの基準面を選択するように構成されている。検出処理部２４０は、撮影データ１００における監視領域の中の点群のうち基準面上の点群に基づいて、操作部から入力された検出条件に合致した検知対象物体を検出するように構成されている。結果生成部２５０は、少なくとも監視領域、基準面、及び検出条件を用いて、検知対象物体の検出に関する結果を生成するように構成されている。表示部２６２は、少なくとも撮影データ及び結果を表示するように構成されている。

実施形態２によれば、１つの３次元センサで撮影された撮影データ１００に対して、監視領域及び検出条件で指定することで、監視対象を切り替えることができるので、構成を簡略化しつつ誤検知を低減することができる。

なお、実施形態１、２に係る物体検知装置は、いわゆるハードウェア資源（情報処理装置、コンピュータ）により構成することができ、図１６に例示する構成を備えたものを用いることができる。例えば、ハードウェア資源１０００は、内部バス１００４により相互に接続される、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ネットワークインタフェイス１００３等を備える。

なお、図１６に示す構成は、ハードウェア資源１０００のハードウェア構成を限定する趣旨ではない。ハードウェア資源１０００は、図示しないハードウェア（例えば、入出力インタフェイス）を含んでもよい。あるいは、装置に含まれるプロセッサ１００１等のユニットの数も図１６の例示に限定する趣旨ではなく、例えば、複数のプロセッサ１００１がハードウェア資源１０００に含まれていてもよい。プロセッサ１００１には、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等を用いることができる。

メモリ１００２には、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等を用いることができる。

ネットワークインタフェイス１００３には、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）カード、ネットワークアダプタ、ネットワークインタフェイスカード等を用いることができる。

ハードウェア資源１０００の機能は、上述の処理モジュールにより実現される。当該処理モジュールは、例えば、メモリ１００２に格納されたプログラムをプロセッサ１００１が実行することで実現される。また、そのプログラムは、ネットワークを介してダウンロードするか、あるいは、プログラムを記憶した記憶媒体を用いて、更新することができる。さらに、上記処理モジュールは、半導体チップにより実現されてもよい。即ち、上記処理モジュールが行う機能は、何らかのハードウェアにおいてソフトウェアが実行されることによって実現できればよい。

上記実施形態の一部または全部は以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

［付記１］
ユーザの操作を受ける操作部と、
前記操作部から入力された条件に基づいて撮影データに対して監視領域を指定するように構成された監視領域指定部と、
前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、前記１つ以上の平面の中から少なくとも１つの基準面を選択するように構成された基準面選択処理部と、
前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群のうち前記基準面上の点群に基づいて、前記操作部から入力された検出条件に合致した検知対象物体を検出するように構成された検出処理部と、
少なくとも前記監視領域、前記基準面、及び前記検出条件を用いて、前記検知対象物体の検出に関する結果を生成するように構成された結果生成部と、
少なくとも前記撮影データ及び前記結果を表示するように構成された表示部と、
を備える物体検知装置。
［付記２］
前記検出処理部は、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群から、前記基準面の点群を削除し、前記基準面上の物体の点群毎の距離によって切り離す１又は複数のセグメントを作成し、作成された１又は複数の前記セグメントの中の点群に基づいて、前記検出条件に合致した前記検知対象物体を検出するように構成されている、
付記１記載の物体検知装置。
［付記３］
前記結果生成部は、前記監視領域、前記基準面及び前記セグメントのいずれか又は全ての図形を生成し、かつ、前記検出条件及び前記セグメントに基づいて諸元を算出するように構成され、
前記結果は、少なくとも前記図形及び前記諸元を含む、
付記２記載の物体検知装置。
［付記４］
前記検出処理部は、前記検知対象物体の前記セグメントにラベル付けを行うように構成され、
前記結果生成部は、前記ラベルの有無により前記検知対象物体の前記セグメントがあるか否かを判定し、前記検知対象物体の前記セグメントがある場合には警告情報を生成するように構成され、
前記表示部は、前記警告情報を表示するように構成されている、
付記２又は３記載の物体検知装置。
［付記５］
前記基準面選択処理部は、前記基準面に係る情報を複数保存し、前記操作部からの操作により前記基準面を切り替え可能に構成されている、
付記１乃至４のいずれか一に記載の物体検知装置。
［付記６］
前記撮影データのフォーマットを前記物体検知装置において共通に使える共通フォーマットに変換するように構成された前処理部をさらに備え、
前記共通フォーマットに変換された前記撮影データは、前記監視領域指定部及び前記基準面選択処理部並びに前記検出処理部に入力される、
付記１乃至５のいずれか一に記載の物体検知装置。
［付記７］
前記結果を外部の端末に送信するように構成された通信部をさらに備える、
付記１乃至６のいずれか一に記載の物体検知装置。
［付記８］
前記監視領域指定部は、前記条件がない場合、前記撮影データの撮像全景を前記監視領域に指定するように構成されている、
付記１乃至７のいずれか一に記載の物体検知装置。
［付記９］
前記監視領域指定部は、前記撮影データに対して前記監視領域を指定するように構成された領域指定部と、前記撮影データに対する前記監視領域の角度を指定するように構成された角度指定部と、を備える、
付記１乃至８のいずれか一に記載の物体検知装置。
［付記１０］
前記監視領域指定部は、前記監視領域に係る情報を複数保存し、前記操作部からの操作により前記監視領域を切り替え可能に構成されている、
付記１乃至９のいずれか一に記載の物体検知装置。
［付記１１］
前記基準面選択処理部は、検出された前記平面が１つである場合、自動処理により、検出された前記平面を前記基準面として選択し、検出された前記平面が複数である場合、前記操作部の操作によって、検出された複数の前記平面の中から１又は複数の前記基準面を選択するように構成されている、
付記１乃至１０のいずれか一に記載の物体検知装置。
［付記１２］
前記前処理部は、前記共通フォーマットに変換された前記撮影データのノイズを除去するように構成され、
前記ノイズが除去された前記撮影データは、前記監視領域指定部及び前記基準面選択処理部並びに前記検出処理部に入力される、
付記６記載の物体検知装置。
［付記１３］
所定空間を撮影した撮影データを出力するように構成された３次元センサと、
付記１乃至１２のいずれか一に記載の物体検知装置と、
を備える物体検知システム。
［付記１４］
入力された条件に基づいて撮影データに対して監視領域を指定するステップと、
前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、前記１つ以上の平面の中から少なくとも１つの基準面を選択するステップと、
前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群のうち前記基準面上の点群に基づいて、入力された検出条件に合致した検知対象物体を検出するステップと、
少なくとも前記監視領域、前記基準面、及び前記検出条件を用いて、前記検知対象物体の検出に関する結果を生成するステップと、
少なくとも前記撮影データ及び前記結果を表示するステップと、
を含む物体検知方法。
［付記１５］
入力された条件に基づいて撮影データに対して監視領域を指定する処理と、
前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、前記１つ以上の平面の中から少なくとも１つの基準面を選択する処理と、
前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群のうち前記基準面上の点群に基づいて、入力された検出条件に合致した検知対象物体を検出する処理と、
少なくとも前記監視領域、前記基準面、及び前記検出条件を用いて、前記検知対象物体の検出に関する結果を生成する処理と、
少なくとも前記撮影データ及び前記結果を表示する処理と、
をハードウェア資源に実行させるプログラム。

なお、上記の特許文献の各開示は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとし、必要に応じて本発明の基礎ないし一部として用いることが出来るものとする。本発明の全開示（特許請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択（必要により不選択）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。また、本願に記載の数値及び数値範囲については、明記がなくともその任意の中間値、下位数値、及び、小範囲が記載されているものとみなされる。さらに、上記引用した文献の各開示事項は、必要に応じ、本願発明の趣旨に則り、本願発明の開示の一部として、その一部又は全部を、本書の記載事項と組み合わせて用いることも、本願の開示事項に含まれる（属する）ものと、みなされる。

１ 物体検知システム
１１、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１７ａ、１７ｂ 検知対象物体
１２、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１８ 非検知対象物体
１３ 列車
２０ 撮影領域
２１ 撮影領域床面
３０ 監視領域
３１、３２、３３ 基準面
４０ａ、４０ｂ セグメント
４３、４４ セグメント
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ セグメント
４７ａ、４７ｂ セグメント
５０ 除外領域
１００ 撮影データ
１１０ 結果
２００ 物体検知装置
２１０ 前処理部
２１１ フォーマット変換部
２１２ ノイズ除去部
２２０ 監視領域指定部
２２１ 領域指定部
２２２ 角度指定部
２３０ 基準面選択処理部
２３１ 平面検出部
２３２ 基準面選択部
２３３ 基準面出力部
２４０ 検出処理部
２４１ 条件指定部
２４２ 検出部
２５０ 結果生成部
２５１ 図形生成部
２５２ 諸元算出部
２６０ インタフェイス部
２６１ 操作部
２６２ 表示部
２６３ 通信部
３００ ３次元センサ
３０１ 三脚
４００ ネットワーク
５００ 携帯通信端末
１０００ ハードウェア資源
１００１ プロセッサ
１００２ メモリ
１００３ ネットワークインタフェイス
１００４ 内部バス

Claims (8)

1. ユーザの操作を受ける操作部と、
   前記操作部から入力された条件に基づいて撮影データに対して監視領域を指定するように構成された監視領域指定部と、
   前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、前記１つ以上の平面の中から少なくとも１つの基準面を選択するように構成された基準面選択処理部と、
   前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群のうち前記基準面上の点群に基づいて、前記操作部から入力された検出条件に合致した検知対象物体を検出するように構成された検出処理部と、
   少なくとも前記監視領域、前記基準面、及び前記検出条件を用いて、前記検知対象物体の検出に関する結果を生成するように構成された結果生成部と、
   少なくとも前記撮影データ及び前記結果を表示するように構成された表示部と、
   を備え、
   前記検出処理部は、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群から、前記基準面の点群を削除し、前記基準面上の物体の点群毎の距離によって切り離す１又は複数のセグメントを作成し、作成された１又は複数の前記セグメントの中の点群に基づいて、前記検出条件に合致した前記検知対象物体を検出するように構成され、
   前記結果生成部は、前記監視領域、前記基準面及び前記セグメントのいずれか又は全ての図形を生成し、かつ、前記検出条件及び前記セグメントに基づいて諸元を算出するように構成され、
   前記結果は、少なくとも前記図形及び前記諸元を含み、
   前記検出条件は、高さ以外の検出条件であり、
   前記諸元は、高さ以外の諸元である、
   物体検知装置。
2. 前記検出処理部は、前記検知対象物体の前記セグメントにラベル付けを行うように構成され、
   前記結果生成部は、前記ラベルの有無により前記検知対象物体の前記セグメントがあるか否かを判定し、前記検知対象物体の前記セグメントがある場合には警告情報を生成するように構成され、
   前記表示部は、前記警告情報を表示するように構成されている、
   請求項１記載の物体検知装置。
3. 前記基準面選択処理部は、前記基準面に係る情報を複数保存し、前記操作部からの操作により前記基準面を切り替え可能に構成されている、
   請求項１又は２記載の物体検知装置。
4. 前記撮影データのフォーマットを前記物体検知装置において共通に使える共通フォーマットに変換するように構成された前処理部をさらに備え、
   前記共通フォーマットに変換された前記撮影データは、前記監視領域指定部及び前記基準面選択処理部並びに前記検出処理部に入力される、
   請求項１乃至３のいずれか一に記載の物体検知装置。
5. 前記結果を外部の端末に送信するように構成された通信部をさらに備える、
   請求項１乃至４のいずれか一に記載の物体検知装置。
6. 所定空間を撮影した撮影データを出力するように構成された３次元センサと、
   請求項１乃至５のいずれか一に記載の物体検知装置と、
   を備える物体検知システム。
7. 入力された条件に基づいて撮影データに対して監視領域を指定するステップと、
   前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、前記１つ以上の平面の中から少なくとも１つの基準面を選択するステップと、
   前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群のうち前記基準面上の点群に基づいて、入力された検出条件に合致した検知対象物体を検出するステップと、
   少なくとも前記監視領域、前記基準面、及び前記検出条件を用いて、前記検知対象物体の検出に関する結果を生成するステップと、
   少なくとも前記撮影データ及び前記結果を表示するステップと、
   を含み、
   前記検知対象物体を検出するステップでは、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群から、前記基準面の点群を削除し、前記基準面上の物体の点群毎の距離によって切り離す１又は複数のセグメントを作成し、作成された１又は複数の前記セグメントの中の点群に基づいて、前記検出条件に合致した前記検知対象物体を検出し、
   前記結果を生成するステップでは、前記監視領域、前記基準面及び前記セグメントのいずれか又は全ての図形を生成し、かつ、前記検出条件及び前記セグメントに基づいて諸元を算出し、
   前記結果は、少なくとも前記図形及び前記諸元を含み、
   前記検出条件は、高さ以外の検出条件であり、
   前記諸元は、高さ以外の諸元である、
   物体検知方法。
8. 入力された条件に基づいて撮影データに対して監視領域を指定する処理と、
   前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群に基づいて１つ以上の平面を検出し、前記１つ以上の平面の中から少なくとも１つの基準面を選択する処理と、
   前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群のうち前記基準面上の点群に基づいて、入力された検出条件に合致した検知対象物体を検出する処理と、
   少なくとも前記監視領域、前記基準面、及び前記検出条件を用いて、前記検知対象物体の検出に関する結果を生成する処理と、
   少なくとも前記撮影データ及び前記結果を表示する処理と、
   をハードウェア資源に実行させ、
   前記検知対象物体を検出する処理では、前記撮影データにおける前記監視領域の中の点群から、前記基準面の点群を削除し、前記基準面上の物体の点群毎の距離によって切り離す１又は複数のセグメントを作成し、作成された１又は複数の前記セグメントの中の点群に基づいて、前記検出条件に合致した前記検知対象物体を検出し、
   前記結果を生成する処理では、前記監視領域、前記基準面及び前記セグメントのいずれか又は全ての図形を生成し、かつ、前記検出条件及び前記セグメントに基づいて諸元を算出し、
   前記結果は、少なくとも前記図形及び前記諸元を含み、
   前記検出条件は、高さ以外の検出条件であり、
   前記諸元は、高さ以外の諸元である、
   プログラム。

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