JP2017161281A - Bicycle detector, bicycle detection method, and bicycle detection program - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、検知エリア内を走行している自転車を検知する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting a bicycle traveling in a detection area.
従来、自転車と歩行者との事故を防止するため、自転車と歩行者とが通行する通行帯を分けることが行われている。具体的には、歩行者が通行する歩行者通行帯と、自転車が通行する自転車通行帯と、を区分けすることが行われている。また、商店街等では、自転車で走行するのを禁止しているところもある(自転車を押して通行するように制限しているところがある。)。また、自転車同士の事故を防止するため、自転車の通行方向を1方向に制限している区間(一方通行の区間)もある。 2. Description of the Related Art Conventionally, in order to prevent an accident between a bicycle and a pedestrian, a traffic zone where the bicycle and the pedestrian pass is divided. Specifically, a pedestrian zone where pedestrians pass and a bicycle zone where bicycles pass are classified. Also, in shopping streets and the like, there are places that prohibit running on bicycles (some places are restricted to pass by pushing bicycles). In addition, there is a section (one-way section) in which the direction of the bicycle is limited to one direction in order to prevent an accident between the bicycles.
一方で、自転車事故を防止するには、道路環境(交通環境)の整備だけでなく、交通ルールを自転車の使用者に遵守させること(交通マナーの向上)が重要である。 On the other hand, in order to prevent a bicycle accident, it is important not only to improve the road environment (traffic environment) but also to make the bicycle user comply with traffic rules (improve traffic manners).
特許文献1には、自転車で走行するのを禁止している区間(歩行者専用道路等)に対して、走行している自転車の検知を行い、走行している自転車を検知すると、当該自転車の使用者に対して警告を行う装置が記載されている。
In
しかしながら、特許文献1は、発光素子から照射した赤外光の反射光を、受光素子で受光した時間によって、発光素子から照射した赤外光を反射したオブジェクトが自転車であるかどうかを判定する構成である。このため、走っている人を、自転車として誤検知することがある。また、一般的な自転車は、フレームで構成されているとともに、タイヤを取り付けるホイールのスポークも細いことから、自転車の側面に対して発光素子から照射した赤外光が自転車で反射されずに(自転車のフレーム等に当たらず)、反対側に抜けてしまい(受光素子で反射光を受光できず)、自転車を見逃す(自転車の検知漏れ)こともある。
However,
なお、ここでは、自転車でないオブジェクトを自転車として検知することを誤検知といい、自転車を自転車として検知できないことを検知漏れという。 Here, detecting an object that is not a bicycle as a bicycle is referred to as false detection, and the fact that a bicycle cannot be detected as a bicycle is referred to as omission of detection.
この発明の目的は、検知エリア内に位置する自転車の検知精度を向上させる技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique for improving the detection accuracy of a bicycle located in a detection area.
この発明の自転車検知装置は、上記目的を達するために、以下のように構成している。 In order to achieve the above object, the bicycle detection apparatus of the present invention is configured as follows.
走査部は、探査波で検知エリアを幅方向に走査し、その反射波を検知する。探査波は、レーザ光であってもよいし、ミリ波であってもよいし、これら以外の電磁波であってもよい。計測部は、走査部が探査波を照射してから、その反射波を検知するまでの飛行時間を計測する。飛行時間を計測することにより、探査波を反射した反射点(オブジェクトの表面)までの距離Lが得られる。 The scanning unit scans the detection area in the width direction with the exploration wave and detects the reflected wave. The exploration wave may be a laser beam, a millimeter wave, or an electromagnetic wave other than these. The measurement unit measures a flight time from when the scanning unit irradiates the exploration wave to when the reflected wave is detected. By measuring the time of flight, the distance L to the reflection point (the surface of the object) reflecting the exploration wave is obtained.
オブジェクト検知部は、走査部による探査波の照射方向と、計測部で計測した飛行時間と、を用いて、探査波を反射した検知エリア内の反射点の位置を取得し、検知エリア内に位置するオブジェクトを検知する。オブジェクト検知部は、2つの反射点が離間している距離によって、これらの反射点が同じオブジェクトであるか、異なるオブジェクトであるかを判定することによって反射点をオブジェクト単位でグルーピングする。例えば、オブジェクト検知部は、検知エリアの幅方向において第1の距離以内であり、且つ検知エリアの幅方向に直交する方向において第2の距離以内である2つの反射点を、同じオブジェクトであると判定する。そして、オブジェクト検知部によってグルーピングされた反射点の塊が、1つのオブジェクトである。 The object detection unit obtains the position of the reflection point in the detection area that reflected the exploration wave using the irradiation direction of the exploration wave by the scanning unit and the flight time measured by the measurement unit, and is located in the detection area. Detect the object to be. The object detection unit groups the reflection points in units of objects by determining whether the reflection points are the same object or different objects based on the distance between the two reflection points. For example, the object detection unit may have two reflection points within the first distance in the width direction of the detection area and within the second distance in a direction orthogonal to the width direction of the detection area as the same object judge. A cluster of reflection points grouped by the object detection unit is one object.
同定部は、走査部による探査波での検知エリアの幅方向の1走査において、オブジェクト検知部が検知したオブジェクトの配列を示す配列パターンを生成する。例えば、同定部は、オブジェクト検知部が検知したオブジェクトについて、検知エリアの幅方向おける並び順、および検知エリアの幅方向に直交する方向における並び順を示す配列パターンを生成する。また、同定部は、走査部による探査波での検知エリアの幅方向の走査間で、オブジェクト検知部が検知したオブジェクトの同定を生成した配列パターンを用いて行う。 The identification unit generates an array pattern indicating the array of objects detected by the object detection unit in one scan in the width direction of the detection area with the exploration wave by the scanning unit. For example, the identification unit generates an array pattern indicating the arrangement order in the width direction of the detection area and the arrangement order in the direction orthogonal to the width direction of the detection area for the objects detected by the object detection unit. The identification unit performs the identification of the object detected by the object detection unit between the scans in the width direction of the detection area by the exploration wave by the scanning unit, using the array pattern generated.
移動速度推定部は、同定部が同定したオブジェクトについて、検知エリアの幅方向における当該オブジェクトの移動速度を推定する。そして、自転車判定部は、移動速度推定部が推定した検知エリアの幅方向における移動速度を用いて、当該オブジェクトが自転車であるかどうかを判定する。 A movement speed estimation part estimates the movement speed of the said object in the width direction of a detection area about the object which the identification part identified. Then, the bicycle determination unit determines whether or not the object is a bicycle using the movement speed in the width direction of the detection area estimated by the movement speed estimation unit.
このように、走査部が探査波で検知エリアを幅方向に走査するので、一部の探査波が自転車で反射されずに(自転車のフレーム等に当たらず)、反対側に抜けてしまっても、ある程度自転車で反射された反射波を検出することができる。また、走査部による探査波での検知エリアの幅方向の走査間でのオブジェクトの同定が、比較的簡単な処理で行える。したがって、装置本体の処理負荷が抑えられる。また、検知したオブジェクトが自転車であるかどうかの判定精度も確保できる。したがって、検知エリア内に位置する自転車の検知精度の向上が図れる。 In this way, the scanning unit scans the detection area with the exploration wave in the width direction, so even if some exploration waves are not reflected by the bicycle (not hitting the bicycle frame, etc.), The reflected wave reflected by the bicycle to some extent can be detected. In addition, the identification of the object between the scannings in the width direction of the detection area by the scanning wave by the scanning unit can be performed by a relatively simple process. Therefore, the processing load on the apparatus main body can be suppressed. In addition, it is possible to ensure the accuracy of determining whether the detected object is a bicycle. Therefore, the detection accuracy of the bicycle located in the detection area can be improved.
また、オブジェクト検知部が検知したオブジェクトについて、検知エリアの幅方向における長さを推定する長さ推定部を備え、同定部は、長さ推定部により推定された長さが、予め定めた閾値長さを超えるオブジェクトを、走査部による探査波での検知エリアの幅方向の走査間で同定する処理対象オブジェクトに設定する、構成にしてもよい。 The object detection unit includes a length estimation unit that estimates the length of the detection area in the width direction, and the identification unit has a predetermined threshold length that is estimated by the length estimation unit. A configuration may be adopted in which an object exceeding this length is set as a processing target object that is identified between scans in the width direction of the detection area by the search wave by the scanning unit.
このように構成すれば、走査部による探査波での検知エリアの幅方向の走査間でのオブジェクトの同定にかかる処理負荷を一層低減できる。 If comprised in this way, the processing load concerning the identification of the object between the scanning of the width direction of the detection area by the exploration wave by a scanning part can be reduced further.
自転車判定部が自転車であると判定したオブジェクトについて、走行位置、および移動速度が適正であるかどうかを判定し、適正であると判定しなかったときに警告報知を行う報知部を備えてもよい。 For the object determined by the bicycle determination unit to be a bicycle, a determination unit may determine whether the traveling position and the moving speed are appropriate, and may provide a notification unit that issues a warning when it is not determined to be appropriate. .
また、走査部は、検知エリアの路面からの高さが250mm〜350mmの範囲で探査波を走査するのが好ましい。一般的な自転車は、ペダル軸の高さが280mm〜300mmであるので、チェーンカバーが路面からの高さが250mm〜350mmの範囲に位置する。したがって、検知エリアに照射した探査波が自転車で反射されずに(自転車のフレーム等に当たらず)、反対側に抜けるのを抑えることができる。 Moreover, it is preferable that a scanning part scans an exploration wave in the range whose height from the road surface of a detection area is 250 mm-350 mm. Since a general bicycle has a pedal shaft height of 280 mm to 300 mm, the chain cover is located in a range of 250 mm to 350 mm from the road surface. Therefore, it is possible to prevent the exploration wave applied to the detection area from being reflected by the bicycle (not hitting the bicycle frame) and coming off to the opposite side.
この発明によれば、検知エリア内に位置する自転車の検知精度の向上が図れる。 According to the present invention, it is possible to improve the detection accuracy of a bicycle located in the detection area.
以下、この発明の実施形態である自転車検知装置について説明する。 Hereinafter, a bicycle detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は、この例にかかる自転車検知装置の主要部の構成を示す図である。自転車検知装置1は、制御部2と、走査部3と、報知部4と、を備えている。この例にかかる自転車検知装置1は、検知エリア内に位置する自転車を検知する。また、自転車検知装置1は、交通ルールを遵守していない自転車の使用者(検知した自転車に乗っている人)に対して警告報知を行う。自転車検知装置1は、歩行者専用の通行帯(歩行者通行帯)を走行している自転車、安全な速度で走行していない自転車、逆走している自転車等を、交通ルールを遵守していない自転車と判定する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of a bicycle detection apparatus according to this example. The
制御部2は、自転車検知装置1本体の動作を制御する。また、詳細については後述するが、制御部2は、この発明で言う、計測部、オブジェクト検知部、長さ推定部、同定部、移動速度推定部、および自転車判定部に相当する構成を有する。また、制御部2が、この発明にかかる自転車検知方法を実行する。さらに、制御部2が、この発明にかかる自転車検知プログラムを実行させるコンピュータである。
The control unit 2 controls the operation of the main body of the
走査部3は、レーザダイオード3a(LD3a)と、フォトダイオード3b(PD3b)とを有する。走査部3は、LD3aから照射したレーザ光(この発明で言う探査波に相当する。)で、図2に示す検知エリアを走査する。図2では、歩行者通行帯と自転車通行帯と車道とが区分けされた道路を示している。図2(A)は、歩行者や自転車の通行方向に見た平面図であり、図2(B)は、上方から路面を見た平面図である。また、図2(B)において、ハッチングで示したエリアが、検知エリアである。図2に示す、X軸方向(歩行者や自転車の通行方向)が、この発明で言う、検知エリアの幅方向であり、Y軸方向(歩行者通行帯、自転車通行帯、および車道の並び方向)が、道路の幅方向であり、Z軸方向が路面に対する高さ方向である。X軸、Y軸、およびZ軸は、互いに直交する軸である。
The scanning unit 3 includes a
走査部3(LD3a、PD3bを含む)は、ポール10に取り付けている。ポール10は、図2に示すように、歩行者通行帯の路側帯(自転車通行帯と反対側の路側帯)に設置されている。なお、走査部3は、ポール10以外の構造物に取り付けてもよいし、道路上に設置する構成であってもよい。
The scanning unit 3 (including LD3a and PD3b) is attached to the
LD3aは、照射したレーザ光の路面からの高さが250mm〜350mmの範囲になるように取り付けている。一般的な自転車は、ペダル軸の高さが280mm〜300mmであるので、チェーンカバーが路面からの高さが250mm〜350mmの範囲に位置する(図3参照)。すなわち、LD3aは、レーザ光が自転車のチェーンカバーに当たる高さに照射されるようにポール10等に取り付けている。これにより、検知エリアに照射したレーザ光であって、自転車で反射されずに(自転車のフレーム等に当たらず)、反対側に抜けるレーザ光の割合を抑えている。
The
走査部3は、LD3aから照射されるレーザ光で自転車を検知する検知エリアを走査する。走査部3は、LD3aから照射されるレーザ光をX−Y平面に対して略平行に走査する。走査部3は、Y軸に対するレーザ光の照射角θを、−A°〜+A°の範囲で変化させる。この例では、LD3aから照射されるレーザ光の照射方向が、Y軸に平行であるとき、照射角θ=0°として説明する。走査部3によるレーザ光の走査範囲は、この例では150°(A=75°)である。また、走査部3は、検知エリアの走査時に、レーザ光の照射角θを、Y軸に対して分解角B°間隔で変化させる。分解角B°は、この例では、0.125°である。すなわち、走査部3は、検知エリアの1走査(1サイクルの走査)において、Y軸に対するレーザ光の照射角θが異なる1201本のレーザ光を照射する。また、走査部3が検知エリアの1走査に要する時間(1走査の周期)は、この例では50msecである。走査部3は、周期50msecで、検知エリアを繰り返し走査する。また、走査部3は、LD3aから照射されるレーザ光の照射方向に応じて、PD3bにおける反射光の受光方向を変化させる。
The scanning unit 3 scans a detection area for detecting a bicycle with the laser light emitted from the
報知部4は、スピーカ4aと、案内表示板4bとを有している。報知部4は、制御部2が自転車の使用者に対して警告を行う必要があると判定した場合、スピーカ4aを利用した音声による警告報知や、案内表示板4bを利用した文字等の表示による警告報知を行う。スピーカ4aや、案内表示板4bは、ポール10に取り付けてもよいし、ポール10以外の道路構造物に取り付けてもよい。
The
次に、制御部2の機能構成について説明する。図4は、制御部の機能構成を示すブロック図である。制御部2は、計測機能部20と、オブジェクト検知機能部21と、長さ推定機能部22と、同定機能部23と、移動速度推定機能部24と、自転車判定機能部25と、警告報知判定機能部26と、を有している。
Next, the functional configuration of the control unit 2 will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating a functional configuration of the control unit. The control unit 2 includes a
計測機能部20は、LD3aがレーザ光を照射してから、PD3bが反射光を受光するまでの時間(飛行時間)を計測する。LD3aから照射したレーザ光を反射した反射点までの距離Lは、
L=c×t/2
により算出できる。但し、cは、光速であり、tは、計測した飛行時間である。
The
L = c × t / 2
Can be calculated. Where c is the speed of light and t is the measured flight time.
なお、計測機能部20は、LD3aがレーザ光を照射してから、予め定めた計測時間経過しても、PD3bで反射光を受光しなければ、反射点無しと判断する。
Note that the
オブジェクト検知機能部21は、検知エリアの1走査において、LD3aから照射したレーザ光の照射角θ毎に反射点の位置(X−Y平面上の位置)を取得する。反射点の位置(x,y)は、
x=L×sinθ=(c×t/2)×sinθ
y=L×cosθ=(c×t/2)×cosθ
である。但し、θは、LD3aから照射したレーザ光のY軸に対する照射角である。
The object
x = L × sin θ = (c × t / 2) × sin θ
y = L × cos θ = (c × t / 2) × cos θ
It is. However, (theta) is an irradiation angle with respect to the Y-axis of the laser beam irradiated from LD3a.
また、オブジェクト検知機能部21は、LD3aから照射したレーザ光の反射点をオブジェクト単位でグルーピングすることにより、レーザ光を反射したオブジェクト(検知エリア内に位置するオブジェクト)を検知する。例えば、オブジェクト検知機能部21は、X軸方向において第1の距離(例えば、100mm)以内であり、且つY軸方向において第2の距離(例えば、400mm)以内である2つの反射点を、同じグループとするグルーピングを行う。オブジェクト検知機能部21は、同じグループにグルーピングされた反射点の塊を1つのオブジェクトとして検知する。
The object
なお、オブジェクト検知機能部21は、反射点aと、反射点bとが、X軸方向において第1の距離以内でない、またはY軸方向において第2の距離以内でない場合であっても、反射点aと、反射点cがX軸方向において第1の距離以内であり、且つY軸方向において第2の距離以内であり、また反射点bと、反射点cがX軸方向において第1の距離以内であり、且つY軸方向において第2の距離以内であれば、反射点a、反射点b、および反射点cを、同じグループとしてグルーピングする。
It should be noted that the object
長さ推定機能部22は、オブジェクト検知機能部21が検知したオブジェクト毎に、そのオブジェクトの長さ(X軸方向の長さ)を推定する。長さ推定機能部22は、X軸方向におけるオブジェクトの両端部の反射点間の距離を、そのオブジェクトの長さとして推定する。
The length
同定機能部23は、長さ推定機能部22において推定された長さが、予め定めた閾値長さ(この例では700mm)を超えるオブジェクトを自転車である可能性がある処理対象オブジェクトに設定する。言い換えれば、同定機能部23は、長さ推定機能部22において推定された長さが閾値長さを超えないオブジェクトを自転車である可能性がないと判断し、処理対象オブジェクトに設定しない。長さ推定機能部22において推定された長さが閾値長さを超えないオブジェクトは、検知エリアを通行している歩行者等である。また、同定機能部23が設定した処理対象オブジェクトには、検知エリア内を走行している自転車だけでなく、自転車を押している歩行者、キャリーバックを持った歩行者、ベビーカーを押す歩行者、台車を押す歩行者等が含まれている。同定機能部23は、長さ推定機能部22において推定された長さによって、処理対象オブジェクトを設定することにより、これ以降の処理にかかる負荷を低減している。
The
また、同定機能部23は、時間的に連続して行われた走査部3による検知エリアの2回の走査において、一方の走査で検知された処理対象オブジェクトと、他方の走査で検知された処理対象オブジェクトと、を1対1で対応づける(走査間で、検知されたオブジェクトの同定を行う。)。
In addition, the
具体的には、まず、同定機能部23は、処理対象オブジェクトの位置を取得する。処理対象オブジェクトの位置を示すX座標は、X軸方向における処理対象オブジェクトの両端部の反射点間の距離を2等分する位置である。処理対象オブジェクトの示すY座標は、Y軸方向における処理対象オブジェクトの両端部の反射点間の距離を2等分する位置である。
Specifically, first, the
次に、同定機能部23は、一方の走査で検知された処理対象オブジェクトについて、X軸方向の並び順を示すナンバリングjと、Y軸方向の並び順を示すナンバリングkと、を行うとともに、他方の走査で検知された処理対象オブジェクトについても、X軸方向の並び順を示すナンバリングjと、Y軸方向の並び順を示すナンバリングkと、を行う。例えば、同定機能部23は、検知エリアの走査で検知された図5に示す9個のオブジェクト(obj1〜obj9)のうち、4個のオブジェクトobj6〜obj9を処理対象オブジェクトに設定したとする。オブジェクトobj1〜obj5は、長さ推定機能部22において推定された長さが閾値長さを超えないオブジェクトである。
Next, the
この場合、4個の処理対象オブジェクトobj6〜obj9は、X軸方向(図5における紙面の下から上に向かう方向)に、obj9、obj8、obj7、obj6の順に並んでいる。また、4個の処理対象オブジェクトobj6〜obj9は、Y軸方向(図5における紙面の右から左に向かう方向)に、obj9、obj6、obj8、obj7の順に並んでいる。したがって、4個の処理対象オブジェクトobj6〜obj9に対するナンバリング(j,k)は、obj6が(4,2)、obj7が(3,4)、obj8が(2,3)、obj9が(1,1)になる。同定機能部23は、時間的に連続して行われた2回の走査において、X軸方向、およびY軸方向のナンバリング(j,k)が一致している処理対象オブジェクトを1対1で対応づける(同定する)。
In this case, the four processing target objects obj6 to obj9 are arranged in the order of obj9, obj8, obj7, and obj6 in the X-axis direction (the direction from the bottom to the top in FIG. 5). The four processing target objects obj6 to obj9 are arranged in the order of obj9, obj6, obj8, and obj7 in the Y-axis direction (the direction from the right to the left in FIG. 5). Therefore, the numbering (j, k) for the four processing target objects obj6 to obj9 is (4,2) for obj6, (3,4) for obj7, (2,3) for obj8, and (1,1) for obj9. )become. The
なお、同定機能部23は、対応づけることができない処理対象オブジェクトがあれば、同定失敗と判断する(この2回の走査で検知された処理対象オブジェクトの対応づけを行わない。)。また、同定機能部23は、時間的に連続する2回の走査で検知された処理対象オブジェクトの個数が異なる場合も、同定失敗と判断する。
If there is a processing target object that cannot be correlated, the
このように、同定機能部23は、時間的に連続する2回の走査で検知された処理対象オブジェクトの同定を、検知エリア内における処理対象オブジェクトの配列パターン(X軸方向、およびY軸方向のナンバリング(j,k))を用いて行う。したがって、同定機能部23は、時間的に連続する2回の走査で検知された処理対象オブジェクトを比較的簡単な処理で同定できる。
As described above, the
移動速度推定機能部24は、同定機能部23が設定した処理対象オブジェクトの移動速度(移動速度)を推定する。移動速度推定機能部24は、X軸方向の移動速度を推定する。移動速度推定機能部24は、時間的に連続して行われた走査部3による検知エリアのn回(nは2以上の整数)の走査における検知結果Sを用いて、処理対象オブジェクトの移動速度を推定する。検知結果Sは、処理対象オブジェクトのX軸方向の座標(x)と、X軸方向の長さ(l)である。この例では、n=4である。ここでは、今回の走査における処理対象オブジェクトの検知結果S(t)、1回前の走査における自転車の検知結果S(t−1)、2回前の走査における自転車の検知結果S(t−2)、3回前の走査における自転車の検知結果S(t−3)として説明する。
The movement speed
移動速度推定機能部24は、検知結果S(t−3)と検知結果S(t−2)との間、検知結果S(t−2)と検知結果S(t−1)との間、および検知結果S(t−1)と検知結果S(t)との間、の全てにおいて、同定機能部23が処理対象オブジェクトの同定に失敗していない場合、処理対象オブジェクトのX軸方向の移動速度を推定する。言い換えれば、移動速度推定機能部24は、検知結果S(t−3)と検知結果S(t−2)との間、検知結果S(t−2)と検知結果S(t−1)との間、および検知結果S(t−1)と検知結果S(t)との間、の少なくともいずれか1つにおいて、同定機能部23が処理対象オブジェクトの同定に失敗している場合、処理対象オブジェクトのX軸方向の移動速度を推定しない。
The moving speed
移動速度推定機能部24は、同定機能部23が直前の3回において、処理対象オブジェクトの同定に失敗していない場合、時間的に連続する検知エリアの2回の走査毎に、処理対象オブジェクトについて、走査間移動速度を算出する。すなわち、移動速度推定機能部24は、今回の走査における自転車の検知結果S(t)と、1回前の走査における自転車の検知結果S(t−1)とを用いて第1の走査間移動速度、1回前の走査における自転車の検知結果S(t−1)と、2回前の走査における自転車の検知結果S(t−2)とを用いた第2の走査間移動速度、および2回前の走査における自転車の検知結果S(t−2)と、3回前の走査における自転車の検知結果S(t−3)とを用いた第3の走査間移動速度の3つを算出する。走査間移動速度は、以下の式により算出する。
x>x’の場合
走査間移動速度=((x−x’)−(|l−l’|/2))/(1走査の周期)
x≦x’の場合
走査間移動速度=((x’−x)−(|l−l’|/2))/(1走査の周期)
但しx、x’は、それぞれの走査で検知された処理対象オブジェクトのX軸の座標であり、l、l’は、それぞれの走査で推定された処理対象オブジェクトのX軸方向の長さである。x’、l’は、検知結果がx、lであった走査の前回の検知結果である。なお、移動方向は、x、x’の大小関係から判断できる。
When the
When x> x ′ Movement speed between scans = ((x−x ′) − (| l−l ′ | / 2)) / (cycle of one scan)
When x ≦ x ′ Movement speed between scans = ((x′−x) − (| l−l ′ | / 2)) / (cycle of one scan)
Where x and x ′ are the X-axis coordinates of the processing target object detected in each scan, and l and l ′ are the lengths in the X-axis direction of the processing target object estimated in each scan. . x ′ and l ′ are the previous detection results of the scans where the detection results were x and l. The moving direction can be determined from the magnitude relationship between x and x ′.
移動速度推定機能部24は、算出した3つの走査間移動速度(第1の走査間移動速度、第2の走査間移動速度、第3の走査間移動速度)の中間値を、今回の走査における処理対象オブジェクトの仮の移動速度vとする。
The movement speed
なお、移動速度推定機能部24は、第1の走査間移動速度、第2の走査間移動速度、および第3の走査間移動速度の平均値を今回の走査における処理対象オブジェクトの仮の移動速度vとする構成であってもよい。
The moving speed
次に、移動速度推定機能部24は、今回算出した処理対象オブジェクトの仮の移動速度vと、前回算出した処理対象オブジェクトの移動速度V’との差(v−V’)の2分の1を、速度変化量α(α=(v−V’)/2)として算出する。そして、移動速度推定機能部24は、今回の走査における処理対象オブジェクトの移動速度Vを、前回算出した処理対象オブジェクトの移動速度V’に、速度変化量αを加算した速度であると推定する。
Next, the moving speed
すなわち、移動速度推定機能部24は、処理対象オブジェクトの移動速度Vを、
V=V’+α=(v+V’)/2
であると推定する。
That is, the moving speed
V = V ′ + α = (v + V ′) / 2
It is estimated that.
但し、速度変化量αは、上限値を設定し、速度変化量αが上限値を超えたときは、速度変化量α=上限値にする。速度変化量αの上限値は、例えば2km/hである。また、移動速度推定機能部24は、処理対象オブジェクトの移動速度Vが前回推定されていない場合、V’=0として、今回の処理対象オブジェクトの移動速度Vを推定する。
However, the speed change amount α is set to an upper limit value, and when the speed change amount α exceeds the upper limit value, the speed change amount α is set to the upper limit value. The upper limit value of the speed change amount α is, for example, 2 km / h. In addition, when the movement speed V of the processing target object has not been estimated last time, the movement speed
一般的な自転車は、フレームで構成されているとともに、タイヤを取り付けるホイールのスポークも細いことから、自転車の側面に対して照射した探査波が自転車で反射されずに(自転車のフレーム等に当たらず)、反対側に抜けてしまうことがあるので、走査部3による検知エリアの走査毎に、長さ推定機能部22で推定される検知エリアの幅方向におけるオブジェクトの長さがある程度の範囲で変化することがある。一方、自転車を押す人、キャリーバックを持った人、ベビーカーを押す人、台車を押す人等は、人の足の動き等によって推定される検知エリアの幅方向におけるオブジェクトの長さが走行している自転車よりも大きく変化する。
A general bicycle is composed of a frame, and the spokes of the wheel to which the tire is attached are also thin, so the exploration wave irradiated to the side of the bicycle is not reflected by the bicycle (it does not hit the bicycle frame etc.) ), The object length in the width direction of the detection area estimated by the length
上述したように、移動速度推定機能部24は、処理対象オブジェクトのX軸方向における長さの変化量を用いて、当該処理対象オブジェクトの移動速度Vを推定する。したがって、移動速度推定機能部24は、処理対象オブジェクトのX軸方向における移動速度Vを精度よく推定することができる。
As described above, the moving speed
自転車判定機能部25は、処理対象オブジェクトについて移動速度推定機能部24が推定した移動速度Vが、自転車閾値速度(例えば、7km/h)を超えていれば、当該処理対象オブジェクトを自転車であると判定する。
If the movement speed V estimated by the movement speed
また、警告報知判定機能部26は、自転車判定機能部25によって自転車であると判定された処理対象オブジェクトのX−Y平面上の位置、移動速度、走行方向等が適正であるかどうかによって、警告の要否を判定する。処理対象オブジェクトのX−Y平面上の位置は、同定機能部23により検知されている。また、処理対象オブジェクトの移動速度、および走行方向は、移動速度推定機能部24によって推定されている。
The warning notification
以下、この例にかかる自転車検知装置1の動作について説明する。自転車検知装置1は、以下に示す、計測処理と、自転車検知処理と、警告報知処理と、を行う。
Hereinafter, operation | movement of the
図6は、計測処理を示すフローチャートである。この計測処理は、走査部3がLD3aから照射したレーザ光で検知エリアを走査し、計測機能部20がレーザ光の照射角θ毎に、PD3bで反射光を受光するまでの飛行時間を計測する処理である。
FIG. 6 is a flowchart showing the measurement process. In this measurement process, the scanning unit 3 scans the detection area with the laser light emitted from the
走査部3は、LD3aから照射するレーザ光の照射角θを初期角(この例では、−A°)に設定する(s1)。走査部3は、LD3aからレーザ光を照射し(s2)、PD3bで反射光を受光するか、予め定めた設定時間経過するのを待つ(s3、s4)。計測機能部20は、PD3bで反射光を受光すると、s2でレーザ光を照射してから、PD3bで反射光を受光するまでの経過時間を、飛行時間として記憶する(s5)。s5では、そのときのレーザ光の照射角θと、飛行時間とを対応付けて記憶する。また、計測機能部20は、PD3bで反射光を受光することなく、設定時間経過すると、そのときのレーザ光の照射角θに対応付ける飛行時間を∞にする。
The scanning unit 3 sets the irradiation angle θ of the laser light emitted from the
走査部3は、今回のレーザ光のY軸に対する照射角θがA°であるかどうかを判定し(s6)、Y軸に対する照射角θがA°で無ければ、レーザ光のY軸に対する照射角θを分解角B°(この例では、0.125°)だけ変化させ(s7)、s2に戻る。 The scanning unit 3 determines whether or not the irradiation angle θ of the current laser beam with respect to the Y axis is A ° (s6). If the irradiation angle θ with respect to the Y axis is not A °, the laser beam is irradiated on the Y axis. The angle θ is changed by the decomposition angle B ° (0.125 ° in this example) (s7), and the process returns to s2.
また、走査部3は、s6で今回のレーザ光のY軸に対する照射角θがA°であると判定すると、s1に戻る。 If the scanning unit 3 determines in s6 that the irradiation angle θ of the current laser beam with respect to the Y-axis is A °, the scanning unit 3 returns to s1.
自転車検知装置1は、この計測処理を実行することで、計測機能部20がレーザ光のY軸に対する照射角θ毎に、飛行時間tを対応付けた計測データを生成する。自転車検知装置1は、s1〜s7の処理を実行することで、LD3aから照射したレーザ光による検知エリアの1走査を行う。また、自転車検知装置1は、図6に示す計測処理を繰り返し行うことによって、レーザ光による検知エリアの走査を繰り返す。
The
図7は、自転車検知処理を示すフローチャートである。自転車検知装置1は、図6に示した計測処理でLD3aから照射したレーザ光による検知エリアの1走査が完了すると、この自転車検知処理を開始する。
FIG. 7 is a flowchart showing the bicycle detection process. The
オブジェクト検知機能部21は、図6に示した計測処理で生成された計測データ(LD3aから照射したレーザ光による検知エリアの今回の走査により生成した計測データ)を用いて、X−Y平面上におけるレーザ光の反射点の位置(x,y)を算出する(s11)。反射点の位置(x,y)は、上述したように、
x=L×sinθ=(c×t/2)×sinθ
y=L×cosθ=(c×t/2)×cosθ
により算出できる。但し、θは、LD3aから照射したレーザ光のY軸に対する照射角であり、tは計測した飛行時間である。なお、計測した飛行時間が∞である照射角θについては、反射点なしとする。
The object
x = L × sin θ = (c × t / 2) × sin θ
y = L × cos θ = (c × t / 2) × cos θ
Can be calculated. However, (theta) is an irradiation angle with respect to the Y-axis of the laser beam irradiated from LD3a, and t is the measured flight time. In addition, it is assumed that there is no reflection point for the irradiation angle θ at which the measured flight time is ∞.
オブジェクト検知機能部21は、X−Y平面上におけるレーザ光の反射点を、オブジェクト単位でグルーピングすることにより、レーザ光を反射したオブジェクトを検知する(s12)。
The object
長さ推定機能部22は、s12で検知したオブジェクト毎に、X軸方向の長さを推定する(s13)。
The length
同定機能部23は、s13で推定されたX軸方向の長さが、予め定めた閾値長さ(この例では700mm)を超えるオブジェクトを処理対象オブジェクトに設定する(s14)。また、同定機能部23は、検知エリアに対する今回の走査で設定した処理対象オブジェクトと、検知エリアに対する前回の走査で設定した処理対象オブジェクトと、を1対1で対応付ける同定処理を行う(s15)。
The
図8は、s15にかかる同定処理を示すフローチャートである。同定機能部23は、検知エリアに対する今回の走査で設定した処理対象オブジェクトの個数と、検知エリアに対する前回の走査で設定した処理対象オブジェクトの個数と、が一致しているかどうかを判定する(s31)。同定機能部23は、s31で処理対象オブジェクトの個数が一致していないと判定すると、同定失敗と判断し(s32)、本処理を終了する。
FIG. 8 is a flowchart showing the identification processing according to s15. The
同定機能部23は、s31で処理対象オブジェクトの個数が一致していると判定すると、今回の走査で検知された処理対象オブジェクトについて、X軸方向の並び順を示すナンバリングjと、Y軸方向の並び順を示すナンバリングkと、を行うとともに、前回の走査で検知された処理対象オブジェクトについても、X軸方向の並び順を示すナンバリングjと、Y軸方向の並び順を示すナンバリングkと、を行う(s33)。s33では、図5を参照して説明した、ナンバリングを行う。
If the
同定機能部23は、s33で行ったX軸方向、およびY軸方向のナンバリング(j,k)が一致している処理対象オブジェクトを1対1で対応づける(s34)。同定機能部23は、対応づけることができない処理対象オブジェクトがあれば(s35)、s32で同定失敗と判断し、本処理を終了する。一方、同定機能部23は、対応づけることができない処理対象オブジェクトがなければ(s35)、同定成功と判断し(s36)、本処理を終了する。
The
図7に戻って、s15にかかる同定処理が完了すると、今回設定した処理対象オブジェクトの移動速度を推定する移動速度推定処理を行う(s16)。図9は、s16にかかる移動速度推定処理を示すフローチャートである。移動速度推定機能部24は、最近n回(この例では4回)にわたって、s15にかかる同定処理で処理対象オブジェクトの同定に失敗していないかどうかを判定する(s41)。移動速度推定機能部24は、最近n回の同定処理で処理対象オブジェクトの同定に少なくとも1度失敗していると、移動速度推定不可と判断し(s42)、本処理を終了する。
Returning to FIG. 7, when the identification process related to s15 is completed, a movement speed estimation process for estimating the movement speed of the processing target object set this time is performed (s16). FIG. 9 is a flowchart showing the movement speed estimation process according to s16. The moving speed
移動速度推定機能部24は、最近n回の同定処理で処理対象オブジェクトの同定に1度も失敗していないと、最近n回の走査における検知結果Sを用いて、処理対象オブジェクトのX軸方向の速度を推定する。まず、移動速度推定機能部24は、時間的に連続する走査の検知結果Sを用いて、(n−1)個(この例では3個)の走査間移動速度を算出する(s43)。検知結果S=(x,l)は、処理対象オブジェクトのX軸方向の位置(x)と、X軸方向の長さ(l)である。走査間移動速度は、上述したように、
x>x’の場合
走査間移動速度=((x−x’)−(|l−l’|/2))/(1走査の周期)
x≦x’の場合
走査間移動速度=((x’−x)−(|l−l’|/2))/(1走査の周期)
により算出する。但しx、x’は、それぞれの走査で検知された処理対象オブジェクトのX軸の座標であり、l、l’は、それぞれの走査で推定された処理対象オブジェクトのX軸方向の長さである。x’、l’は、検知結果がx、lであった走査の前回の検知結果である。なお、移動方向は、x、x’の大小関係から判断できる。
The movement speed
When x> x ′ Movement speed between scans = ((x−x ′) − (| l−l ′ | / 2)) / (cycle of one scan)
When x ≦ x ′ Movement speed between scans = ((x′−x) − (| l−l ′ | / 2)) / (cycle of one scan)
Calculated by Where x and x ′ are the X-axis coordinates of the processing target object detected in each scan, and l and l ′ are the lengths in the X-axis direction of the processing target object estimated in each scan. . x ′ and l ′ are the previous detection results of the scans where the detection results were x and l. The moving direction can be determined from the magnitude relationship between x and x ′.
次に、移動速度推定機能部24は、算出した(n−1)個の走査間移動速度(この例では、第1の走査間移動速度、第2の走査間移動速度、および第3の走査間移動速度の3個)の中間値を、今回の走査における処理対象オブジェクトの仮の移動速度vとする(s44)。
Next, the moving speed
移動速度推定機能部24は、今回算出した処理対象オブジェクトの仮の移動速度vと、前回算出した処理対象オブジェクトの移動速度V’との差(v−V’)の2分の1を、速度変化量α(α=(v−V’)/2)として算出する(s45)。そして、移動速度推定機能部24は、今回の走査における処理対象オブジェクトの移動速度Vを、前回算出した処理対象オブジェクトの移動速度V’に、速度変化量αを加算した速度であると推定する(s46)。
The moving speed
すなわち、移動速度推定機能部24は、処理対象オブジェクトの移動速度Vを、
V=V’+α=(v+V’)/2
であると推定する。
That is, the moving speed
V = V ′ + α = (v + V ′) / 2
It is estimated that.
但し、速度変化量αは、上限値を設定し、速度変化量αが上限値を超えたときは、速度変化量α=上限値にする。速度変化量αの上限値は、例えば2km/hである。また、移動速度推定機能部24は、処理対象オブジェクトの移動速度Vが前回推定されていない場合、V’=0として、今回の処理対象オブジェクトの移動速度Vを推定する。
However, the speed change amount α is set to an upper limit value, and when the speed change amount α exceeds the upper limit value, the speed change amount α is set to the upper limit value. The upper limit value of the speed change amount α is, for example, 2 km / h. In addition, when the movement speed V of the processing target object has not been estimated last time, the movement speed
図9に示す移動速度推定処理では、今回設定した処理対象オブジェクト毎に、その処理対象オブジェクトの移動速度Vを推定する。 In the moving speed estimation process shown in FIG. 9, the moving speed V of the processing target object is estimated for each processing target object set this time.
図7に戻って、s16にかかる移動速度推定処理が完了すると、自転車判定機能部25において、今回設定した処理対象オブジェクト毎に、自転車であるかどうかを判定する自転車判定処理を行い(s17)、s11に戻る。s17では、処理対象オブジェクト毎に、今回s16で推定した移動速度Vが予め定めた速度(例えば、7km/h)以上であれば、自転車と判定し、それ以外であれば(今回s16で移動速度Vが推定されていない場合を含む)、自転車であると判定しない。
Returning to FIG. 7, when the movement speed estimation process according to s16 is completed, the bicycle
次に、警告報知処理について説明する。図10は、警告報知処理を示すフローチャートである。自転車検知装置1は、図7に示した自転車検知処理が完了すると、この警告報知処理を開始する。
Next, the warning notification process will be described. FIG. 10 is a flowchart showing the warning notification process. When the bicycle detection process shown in FIG. 7 is completed, the
警告報知判定機能部26は、検知エリア内の歩行者通行帯を走行している自転車の有無(s51)、検知エリア内の自転車通行帯を予め定めた警告速度(例えば、30km/h)を超えて走行している自転車の有無(s52)、および検知エリア内の自転車通行帯を逆走している自転車の有無(s53)を判定する。
The warning notification
なお、s53にかかる判定は、検知エリア内の自転車通行帯に対して、自転車の走行方向が一方の方向に制限されている場合に行う。 Note that the determination relating to s53 is performed when the traveling direction of the bicycle is limited to one direction with respect to the bicycle lane in the detection area.
警告報知判定機能部26は、検知エリア内の歩行者通行帯を走行している自転車が無く、検知エリア内の自転車通行帯を予め定めた警告速度を超えて走行している自転車も無く、さらに、検知エリア内の自転車通行帯を逆走している自転車も無ければ、警告報知不要と判定し(s54)、s51に戻る。
The warning notification
一方、警告報知判定機能部26は、検知エリア内の歩行者通行帯を走行している自転車、検知エリア内の自転車通行帯を予め定めた警告速度を超えて走行している自転車、および検知エリア内の自転車通行帯を逆走している自転車が少なくとも1台あると、警告報知要と判定し(s55)、s51に戻る。
On the other hand, the warning notification
自転車検知装置1は、s55で警告報知要と判定すると、報知部4において、警告報知を行う。これにより、自転車の使用者に対して、交通ルールを遵守させることができる。
If the
上記の例では、LD3aから照射されるレーザ光で検知エリアを走査するとしたが、ミリ波等の他の電磁波で検知エリアを走査してもよい。
In the above example, the detection area is scanned with the laser light emitted from the
1…自転車検知装置
2…制御部
3…走査部
3a…レーザダイオード(LD)
3b…フォトダイオード(PD)
4…報知部
4a…スピーカ
4b…案内表示板
20…計測機能部
21…オブジェクト検知機能部
22…推定機能部
23…同定機能部
24…移動速度推定機能部
25…自転車判定機能部
26…警告報知判定機能部
DESCRIPTION OF
3b ... Photodiode (PD)
4 ...
Claims (7)
前記走査部が探査波を照射してから、その反射波を検知するまでの飛行時間を計測する計測部と、
前記走査部による探査波の照射方向と、前記計測部で計測した飛行時間と、を用いて、前記探査波を反射した反射点の位置を取得し、前記検知エリア内に位置するオブジェクトを検知するオブジェクト検知部と、
前記走査部による探査波での前記検知エリアの幅方向の1走査において、前記オブジェクト検知部が検知したオブジェクトの配列を示す配列パターンを生成し、前記走査部による探査波での前記検知エリアの幅方向の走査間で、前記オブジェクト検知部が検知したオブジェクトの同定を、前記配列パターンを用いて行う同定部と、
前記同定部が同定したオブジェクトについて、前記検知エリアの幅方向における当該オブジェクトの移動速度を推定する移動速度推定部と、
前記オブジェクト検知部が検知したオブジェクトについて、前記移動速度推定部が推定した前記検知エリアの幅方向における移動速度を用いて、当該オブジェクトが自転車であるかどうかを判定する自転車判定部と、を備えた自転車検知装置。 A scanning unit that scans the detection area with the exploration wave in the width direction and detects the reflected wave;
A measuring unit that measures the flight time from when the scanning unit irradiates the exploration wave until the reflected wave is detected;
Using the irradiation direction of the exploration wave by the scanning unit and the time of flight measured by the measurement unit, the position of the reflection point reflecting the exploration wave is acquired, and an object located in the detection area is detected. An object detection unit;
In one scan in the width direction of the detection area by the scanning wave by the scanning unit, an array pattern indicating the arrangement of the objects detected by the object detection unit is generated, and the width of the detection area by the scanning wave by the scanning unit An identification unit that performs identification of an object detected by the object detection unit between scans of directions using the array pattern;
For the object identified by the identification unit, a movement speed estimation unit that estimates the movement speed of the object in the width direction of the detection area;
A bicycle determination unit that determines whether the object is a bicycle by using the movement speed in the width direction of the detection area estimated by the movement speed estimation unit for the object detected by the object detection unit; Bicycle detector.
前記同定部は、前記長さ推定部により推定された長さが、予め定めた閾値長さを超えるオブジェクトを、前記走査部による探査波での前記検知エリアの幅方向の走査間で同定する処理対象オブジェクトに設定する、請求項1、または2に記載の自転車検知装置。 For the object detected by the object detection unit, comprising a length estimation unit for estimating the length in the width direction of the detection area,
The identification unit is a process of identifying an object whose length estimated by the length estimation unit exceeds a predetermined threshold length between scans in the width direction of the detection area by a search wave by the scanning unit. The bicycle detection device according to claim 1, wherein the bicycle detection device is set as a target object.
前記走査部による探査波の照射方向と、前記計測ステップで計測した飛行時間と、を用いて、前記探査波を反射した前記検知エリア内の反射点の位置を取得し、前記検知エリア内に位置するオブジェクトを検知するオブジェクト検知ステップと、
前記走査部による探査波での前記検知エリアの幅方向の1走査において、前記オブジェクト検知ステップで検知したオブジェクトの配列を示す配列パターンを生成し、前記走査部による探査波での前記検知エリアの幅方向の走査間で、前記オブジェクト検知ステップで検知したオブジェクトの同定を、前記配列パターンを用いて行う同定ステップと、
前記同定ステップで同定したオブジェクトについて、前記検知エリアの幅方向における当該オブジェクトの移動速度を推定する移動速度推定ステップと、
前記移動速度推定ステップで推定した前記検知エリアの幅方向における移動速度を用いて、当該オブジェクトが自転車であるかどうかを判定する自転車判定ステップと、を備えた自転車検知方法。 A measurement step that measures the time of flight from when a scanning unit that scans in the width direction of the detection area with the exploration wave detects the reflected wave irradiates the exploration wave until the reflected wave is detected;
Using the irradiation direction of the exploration wave by the scanning unit and the flight time measured in the measurement step, the position of the reflection point in the detection area that reflected the exploration wave is acquired, and the position in the detection area An object detection step for detecting an object to be performed;
In one scan in the width direction of the detection area by the scanning wave by the scanning unit, an array pattern indicating the arrangement of the objects detected in the object detection step is generated, and the width of the detection area by the scanning wave by the scanning unit An identification step in which identification of the object detected in the object detection step is performed using the array pattern between scanning directions;
For the object identified in the identification step, a movement speed estimation step for estimating the movement speed of the object in the width direction of the detection area;
A bicycle detection method comprising: a bicycle determination step of determining whether or not the object is a bicycle using the movement speed in the width direction of the detection area estimated in the movement speed estimation step.
前記走査部による探査波の照射方向と、前記計測ステップで計測した飛行時間と、を用いて、前記探査波を反射した前記検知エリア内の反射点の位置を取得し、前記検知エリア内に位置するオブジェクトを検知するオブジェクト検知ステップと、
前記走査部による探査波での前記検知エリアの幅方向の1走査において、前記オブジェクト検知ステップで検知したオブジェクトの配列を示す配列パターンを生成し、前記走査部による探査波での前記検知エリアの幅方向の走査間で、前記オブジェクト検知ステップで検知したオブジェクトの同定を、前記配列パターンを用いて行う同定ステップと、
前記同定ステップで同定したオブジェクトについて、前記検知エリアの幅方向における当該オブジェクトの移動速度を推定する移動速度推定ステップと、
前記移動速度推定ステップで推定した前記検知エリアの幅方向における移動速度を用いて、当該オブジェクトが自転車であるかどうかを判定する自転車判定ステップと、をコンピュータに実行させる自転車検知プログラム。 A measurement step that measures the time of flight from when a scanning unit that scans in the width direction of the detection area with the exploration wave detects the reflected wave irradiates the exploration wave until the reflected wave is detected;
Using the irradiation direction of the exploration wave by the scanning unit and the flight time measured in the measurement step, the position of the reflection point in the detection area that reflected the exploration wave is acquired, and the position in the detection area An object detection step for detecting an object to be performed;
In one scan in the width direction of the detection area by the scanning wave by the scanning unit, an array pattern indicating the arrangement of the objects detected in the object detection step is generated, and the width of the detection area by the scanning wave by the scanning unit An identification step in which identification of the object detected in the object detection step is performed using the array pattern between scanning directions;
For the object identified in the identification step, a movement speed estimation step for estimating the movement speed of the object in the width direction of the detection area;
The bicycle detection program which makes a computer perform the bicycle determination step which determines whether the said object is a bicycle using the moving speed in the width direction of the said detection area estimated at the said moving speed estimation step.
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