JP3472815B2

JP3472815B2 - 横断歩行者検出方法

Info

Publication number: JP3472815B2
Application number: JP2000332289A
Authority: JP
Inventors: 寿夫中村; 清英関本; 豊久光; 宏一郎永田
Original assignee: Ministry of Land Infrastructure Transport and Tourism Kanto Regional Development Bureau
Current assignee: Ministry of Land Infrastructure Transport and Tourism Kanto Regional Development Bureau
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2003-12-02
Anticipated expiration: 2020-10-31
Also published as: JP2002140790A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は交差点などに設け
られている横断歩道を横断しようとしている移動体（歩
行者）を検出するための横断歩行者検出方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、交差点などに設けられている横断
歩道を横断しようとしている自転車や歩行者を検出し
て、当該交差点に進入する車両（運転者）に警報などを
発するようにした横断歩行者検出方法が提案されてい
る。すなわち、この種の横断歩行者検出方法の場合、可
視カメラや赤外線カメラなどの画像センサを使用して歩
行者の有無を予め確認し、この歩行者の存在を車両に対
して警報や掲示などにより提供するものである。このよ
うな画像センサを使用する場合には、道路上の広範囲の
エリア内に存在する歩行者の位置、速度情報を比較的高
速（約、0.1秒）で検出できるうえ、道路状況を直接肉
眼で把握することができるという利点がある。また、現
在では画像センサではなくアイセーフ波長などのレーザ
を照射するレーザセンサを使用した横断歩行者検出方法
も提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のレー
ザセンサを使用する横断歩行者検出方法の場合には、以
下のような問題がある。すなわち、悪天候下にも強く対
応が可能であるが、検出時間が画像センサよりも長くな
ってしまうという問題がある。このような事情から、現
在では悪天候下でも検出精度に信頼性が高く且つ、目標
とする検出時間のリクワイアメントを実現することがで
きる横断歩行者検出方法の実現が望まれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために請求項１に記載の発明はレーザセンサヘッ
ドと信号処理装置とを有するスキャン式レーザセンサを
使用し、このレーザセンサにより交差点などに設けられ
る横断歩道を横断する歩行者を検出する横断歩行者検出
方法において、この検出方法は初期検出モードと連続検
出モードとを有し、前記初期検出モードはレーザセンサ
ヘッドによるスキャンを全計測エリアに対して複数回行
い、移動体としての歩行者は１スキャン毎に検出し、全
スキャンの検出結果を足し合わせた検出データ及び検出
された歩行者に付与したＩＤ番号を上位系に伝送する検
出モードであり、前記連続検出モードは、前記初期検出
モードの後に実施され、第１の所定秒間で検出を行い、
この所定秒間の検出結果と前記初期検出モードにおける
全スキャンの検出結果を足し合わせた検出データとを足
し合わせたものを第１伝送データとして上位系に伝送
し、第２の所定秒間では、この所定秒間で検出を行い、
その検出結果と第１の所定秒間の検出結果を足し合わせ
たものを第２の所定秒後の検出結果とし、第２の所定秒
後の検出結果と前記第１伝送データとを足し合わせたも
のを第２伝送データとして上位系に伝送し、このような
第１，第２・・・の所定秒間の検出及び上位系への伝達
を所定回数、順次同様に繰り返し、最終所定秒間では、
この所定秒間で検出を行い、その検出結果とその前の所
定秒間の検出結果を足し合わせたものを最終伝送データ
として、ＩＤ番号を付け直して上位系に伝送する、モー
ドであることを特徴とする横断歩行者検出方法である。
また、請求項２に記載の発明は請求項１に記載の発明に
おいて、前記初期検出モードと連続検出モードとにより
得られた歩行者の検出データと、可視カメラや赤外線カ
メラなどの画像センサにより検出して得られた画像デー
タとを統合し、その統合された統合データに基いて歩行
者及びこの歩行者以外の移動体の存在位置及び移動位置
を検出することを特徴とするものである。

【０００５】また、請求項３に記載の発明は請求項１又
は２に記載の発明において、前記初期検出モードは１ス
キャン毎の検出による計測結果から高さ判定による有効
エリアの設定を行うと共に、この有効エリア内の計測点
のグループ分けを行い、このグループ分けによりグルー
プ化された１グループを１つの移動体として検出を行う
１ライン検出法を使用することを特徴とするものであ
る。

【０００６】そこで、この発明の目的は、前記のような
従来の横断歩行者検出方法のもつ問題を解消し、降雨や
霧などの悪天候下でも検出精度に信頼性が高く、移動す
る歩行者をより高速、且つ正確に検出することができる
横断歩行者検出方法を提供するにある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の横断歩行者検出方
法についての実施形態を図１〜図４を参照して説明す
る。ここで、図１は本発明の横断歩行者検出方法が適用
される横断歩道と歩行者との想定図を、図２は同じくレ
ーザセンサの構造の一例を、図３は同じくシステム構成
の一例（ブロック図）、図４は横断歩行者検出方法のア
ルゴリズム（メインフロー）をそれぞれ示すものであ
る。先ず、図１〜３を参照して本発明が適用されるレー
ザセンサについて簡単に説明する。すなわち、図１〜３
に示すようにレーザセンサ１は道路の路側に設けられる
ポール２などの上部に据置されており、このレーザセン
サ１はレーザセンサヘッド３と信号処理装置４とを有し
ている。この信号処理装置４及び可視カメラ11、赤外線
カメラ12も同じくポール２などに取り付けられている。
また、レーザセンサヘッド３は高速回転するポリゴンミ
ラー５、投受光部６を有しており、信号処理装置４はレ
ーザ部７、受光部８及び高速スキャンを行うための高速
信号処理部９とを有している。

【０００８】すなわち、図１，２に示すようにレーザセ
ンサ１はレーザセンサヘッド３内のポリゴンミラー５を
高速回転させることにより横断歩道の幅方向をスキャン
（図２の走査軌跡）すると共に、レーザセンサヘッド３
の揺動（スイング）により横断歩道の長さ方向を順次ス
キャンすることができる。そして、上述のスキャンによ
り検出された歩行者の検出データは３Ｄデータ処理装置
13（図３）を介して、総合処理装置14により信号処理さ
れ伝送される。また、可視カメラ11、赤外線カメラ12に
より検出された画像データは可視画像処理装置15、赤外
線画像処理装置16を介してそれぞれ総合処理装置14に入
力され、同様に伝送される。このようにして、レーザセ
ンサ１及び可視カメラ11、赤外線カメラ12により横断歩
道を含む交差点近辺に存在する歩行者を監視することが
できる。

【０００９】以下、図４及び図５〜12を参照して本発明
の横断歩行者検出方法について詳細に説明する。すなわ
ち、図４に示すように本発明の横断歩行者検出方法は制
御フローとして初期検出モード（Ｓ１）及び連続検出モ
ード（Ｓ２）との２つの制御モードを有することに特徴
がある。図４に示すように、先ず、初期検出モードにお
いては初めの１フレーム間（0.5sec）は全ての計測エリ
アのスキャン終了後、その検出結果及びＩＤ番号を上位
系である総合処理装置14（図３）に伝送する。次いで、
その後の連続検出モード（Ｓ２）においては0.1sec毎に
その間の計測から移動体である歩行者の検出を行い、そ
の計測結果と前記「初期検出結果」とを合わせたものを
検出結果としてＩＤ番号と共に伝送する。また、0.5sec
（次の、フレーム間）までは0.1sec毎の結果を累積した
ものを新たな１フレーム間の検出結果としてＩＤ番号を
付与し直して伝送し、それ以降は0.1sec毎にその結果と
合わせて伝送していくものである。以下、これら各初期
検出モード（Ｓ１）及び連続検出モード（Ｓ２）を詳細
に説明する。

【００１０】（ａ）初期検出モード（Ｓ１）計測エリアにおける全範囲をレーザセンサ１によりスキ
ャン終了（0.5秒）後、その検出結果を上位系である総
合処理装置14に伝送するモードである。以下に、その検
出方法の手順を示す。 (1) １ライン検出法（後述する）により１スキャン毎
に移動体である歩行者を検出する。先ず、図５（ａ）〜
（ｇ）を参照してこの検出方法について説明する。ここ
で、図５（ａ）〜（ｇ）は横断歩道を３人の歩行者18
ａ，18ｂ，18ｃ（この内、18ｂを子供とする。）が横断
する状態（図で右から左に移動）を示す想定図であり、
それぞれ各スキャン毎の検出結果を示すものである。す
なわちレーザセンサ１のスキャンによる１スキャン時に
は、このスキャンによる歩行者の検出はなく（ａ）、２
スキャン時には歩行者18ａが検出され（ｂ）、３スキャ
ン時には再度歩行者18ａ及び歩行者18ｂが検出され
（ｃ）、４，５スキャン時には歩行者18ｃが検出されて
いる（ｄ）、（ｅ）。（６スキャン時には、このスキャ
ンによる歩行者の検出はない（ｆ）。） (2) 全スキャン（１スキャン〜６スキャン）の検出結
果を合わせたものを検出結果とする。この時、同じ移動
体（歩行者）と考えられる検出結果に対しては時間的に
新しいものを採用するものとし、前の結果は削除する。
すなわち、具体的には各スキャン毎の１ライン検出法に
よる結果をすべて足し合わせて、初期検出モードの検出
結果とする（ｇ）。ここで、図５（ｂ），（ｃ）により
２，３スキャン目の検出結果には同じ移動体である歩行
者18ａの検出結果が重なっているため、３スキャン目の
歩行者18ａの結果をその検出結果とする。また、同様に
検出結果が重なっている４，５スキャン目の歩行者18ｃ
検出結果も５スキャン目（ｅ）の検出結果を採用するも
のとする。また、高さデータについては高い値のデータ
の方を、その検出物の高さデータとする。 (3) (2)より最終スキャン結果を加えたものを１フレー
ム目の検出結果とするもので、(2)より得られた初期検
出モードの検出結果（ｇ）が１フレーム目の検出結果と
なる。 (4) 図６に示すように、上記検出された各歩行者18
ａ，18ｂ，18ｃの検出結果に対してそれぞれＩＤ番号の
付与を行う。このＩＤ番号はＸ座標の小さいほうから順
に付与する。また、Ｘ座標が等しい場合はＹ座標の小さ
いほうから順に付与するものとする。この例では、図６
に示すように歩行者18ａ〜18ｃに対して、それぞれＩＤ
１〜３が付与されるものとなる。 (5) 前記(3)より得られた検出結果と前記(4)より付与
したＩＤ番号をそれぞれ総合処理装置14（図３）に伝送
する。

【００１１】（ｂ）連続検出モード（Ｓ２）初期検出モード（Ｓ１）による検出の後、歩行者の位置
と検出結果の誤差を最小にするため0.1秒毎もしくは数
スキャンごとに検出結果を上位系に伝送するモードのこ
とである。以下に、その検出方法の手順を示す。 (1) 図７（ａ）〜（ｃ）に示すように１スキャン毎に
１ライン検出法を行い、0.1秒間での検出を行う。そし
て、0.1秒間の計測結果を合わせ、0.1秒間の検出結果と
する（ｄ）。 (2) 図８（ａ）〜（ｃ）に示すように0.1秒間の検出結
果と１フレーム間検出結果（初期検出モードの最終検出
結果）を合わせたものを伝送データとする。２つの検出
結果で重なる部分はデータの更新を行い（ＩＤ番号は同
じ番号を使う）、重なるものがなければ、新たな検出結
果として、新たなＩＤ番号の付与を行う（更新デー
タ）。 (3) 前記(2)による伝送データの検出結果とＩＤ番号を
上位系に伝送する。 (4) 図９（ａ）〜（ｃ）に示すように次の0.1秒後では
計測結果とその前の0.1秒間の計測結果を合わせたもの
を0.2秒後の検出結果とする。ここで、図10（ａ）〜
（ｃ）に示すように１つ前の伝送データと合わせ、重な
る検出結果は更新し、重なるものがなければ新しい検出
結果とし、ＩＤ番号を付けこれを伝送する。 (5) 0.4秒後まで、前記(4)と同様の処理を行う。ま
た、図11に示すように0.5秒目の結果（全計測結果）の
とき、今までのＩＤ番号をリセットし、新たに全ての歩
行者に対してＩＤ番号を付け直し、0.5秒間の計測結果
（１フレーム最終検出結果）として伝送する。この伝送
データは前の伝送データを合わせないものとする。以降
は、前記(2)からの処理を繰り返して行う。 (6) 図12は検出結果の伝送関係を説明する図である。
この図に示すように、0.1秒毎に0.1秒間の検出結果と前
の伝送データを合わせた検出結果と、対応するＩＤ番号
を伝送し、さらに0.5秒毎に全計測エリアの検出結果と
新たなＩＤ番号を伝送する。

【００１２】図13、14は上述の処理により検出した検出
結果を上位系に伝送する方法の２例を示している。すな
わち、図13では計測エリアの矩形要素分割を行うもの
で、計測エリア全体を矩形要素に分割し、その要素番号
もしくは、矩形座標値を伝送するものである。この場
合、検出結果は矩形分割された要素に少しでも入ってい
れば、その要素も伝送の対象となる。また、図14に示す
座標値伝送では１ライン検出法においては、移動体であ
る歩行者のｙ軸側の幅が0.5ｍと固定された値なので、
図14のようにｙｐとｘｐ1とｘｐ2との値を送るものとな
る。また、計測データの受信（１スキャンデータ量、デ
ータ通信速度）については既存のスキャン条件、計測条
件などに基いて行う。

【００１３】ここで、本発明の特徴の１つである１ライ
ン検出方法の詳細について説明する。すなわち、レーザ
センサ１により横断歩道の全面スキャンを行ってから歩
行者の検出結果を総合処理装置14（図３）に伝送した場
合には、その検出結果にはいくらかのズレを生じること
がある。そこで、本発明ではこのようなズレを極力防止
し、安全性を高めるために１スキャン毎に歩行者の検出
を行い逐次伝送する、若しくは、数スキャン毎に検出結
果を伝送することを考慮し、１スキャン毎の計測結果か
ら歩行者の存在を検出する１ライン検出方法を採用する
ものである。図15に示すように、この１ライン検出方法
は１スキャン計測データ受信、高さ判定による有効エリ
アの設定、有効エリア内計測点のグループ分け、移動体
検出、移動体の一体化という５つの処理により行われ
る。

【００１４】ここで、図16（ａ）〜（ｄ）は１ライン検
出方法によりレーザセンサ１で横断歩道を横断する歩行
者20を計測したときの計測データを示すもので、１つの
スキャンデータ毎に移動体である歩行者20の検出を行っ
ている。また、図17は１スキャンの計測状況と、この１
スキャン時の計測データを示している。この図17では、
設定条件としてレーザセンサ１による１スキャンの計測
点数をＮとした場合に、この計測点を計測順にＰ₁，
Ｐ₂，Ｐ₃・・・Ｐ_N-2，Ｐ_N-1，Ｐ_Nと付与し、移動体で
ある歩行者の最大検出物の高さをＺmax（ｍ）とし、最
小検出物の高さをＺmin（ｍ）としている。また、図17
の点線の範囲は計測の有効エリアである。ここで、高さ
の限界値をＺmin／２としたのは取りこぼしがないよう
に高さＺminのものを最低２回はスキャンする必要があ
るためである。

【００１５】図18は有効エリア及び計測点を示す図で、
この図18から判かるように有効エリア内の計測点のみを
検出物と判断し、他の計測点は除去するようにしてい
る。これにより、必要な計測データのみ抽出することが
できる。次いで、図19は有効エリア内の計測点のグルー
プ分けを示すもので、その処理としては、有効エリア内
において計測順に連続した計測点を１つのグループとし
て、計測エリア内の全ての計測点をグループ分けする。
ここで、連続した計測点であってもｙ座標が0.5ｍ以上
離れているときには別のグループとする。つまり、図19
に示すように、Ｐ _M+3とＰ_M+4のｙ座標が0.5ｍ以上離れ
ていると判断された場合には、連続した計測点であって
も、このＰ_M+3とＰ_M+4は別のグループとする。図20は、
図18の有効エリア内の計測点のグループ分けを示すもの
で、前記図19の処理により３つのグループに分けられ
る。

【００１６】図21は移動体の検出を説明するための図
で、この図に示すように原則として１グループが１つの
移動体として検出を行う。具体的には、図22に示すよう
に、グループ１（図20）内の計測点のうち計測順に、そ
の計測点をＰ_m，Ｐ_m+1，Ｐ_m+2，Ｐ_m+3とおく。そして、
この場合レーザセンサ１による投光真下位置を原点とす
ると、図21に示すように、移動体の表示は幅0.5ｍの長
方形で表すことができる。ここで、横の長さxp（ｍ）は
グループ内の１番最初の点のｘ座標と最後の点のｘ座標
における「±方向」に対して0.15（ｍ）加えた値である
（0.3ｍとなる）。すなわち、xpは以下の「数１」の式
で算出される。

【００１７】

【数１】 xp＝｜（Ｐ_mのｘ座標）−（Ｐ_m+3のｘ座標）｜＋0.3

【００１８】また、図のypはグループ内計測点のうち一
番小さなｙ座標の値となる（Ｐ_m+1のｙ座標）。また、
高さはグループ内の計測点のうち一番大きなｚ座標とな
る。また、検出された移動体について考えると「数１」
に示すようにxpは実際の検出点のｘ座標よりも0.3ｍ余
分に幅をもっていることになる。そこで、例えば検出さ
れた移動体Ａ，Ｂが重なった場合には、図22に示すよう
に、１つの移動体Ａ′として修正することにより明確な
認識を行うものとする。ここで、この図22に示すよう
に、ｙ座標は一体化する前の１番小さい値となり、xpは
含まれる範囲全部となる。以上のように、本発明におけ
る１ライン検出方法では１スキャン計測データ受信、高
さ判定による有効エリアの設定、有効エリア内計測点の
グループ分け、移動体検出、移動体の一体化という５つ
の処理により正確な検出が行われるものとなる。以上の
ように、本発明の横断歩行者検出方法を採用することに
より、本発明の発明者による検証実験では、従来ではそ
のスキャンスピードが「5000/秒」であったものが「500
00/秒」となり、所定領域（15ｍ×12ｍ程度）の横断歩
道の長さ方向を１スキャンする速度は従来では「10秒」
であったものが「0.5秒」と、格段に向上し、課題とな
っていた目標とする検出時間のリクワイアメント（0.5
秒以下）を実現することができることが確認されてい
る。

【００１９】

【発明の効果】この発明は、上記のようであって降雨や
霧などの悪天候下でも検出精度に信頼性が高く、移動す
る歩行者をより高速、且つ正確に検出することができる
という効果がある。また、前記初期検出モードと連続検
出モードとにより得られた歩行者の検出データと、可視
カメラや赤外線カメラなどの画像センサにより検出した
画像データとを統合し、その統合された統合データに基
いて歩行者の存在位置及び移動位置を検出するので、歩
行者と他の移動体との識別分離を厳密に行うことがで
き、レーザセンサと画像センサそれぞれの長所の相互補
完により正確に且つ検出精度の向上をより図ることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の横断歩行者検出方法が適用される横断
歩道と歩行者との想定図である。

【図２】同レーザセンサの構造の一例を示す図である。

【図３】同システム構成の一例を示すブロック図であ
る。

【図４】同アルゴリズム示すフローチャートである。

【図５】同検出手順を示す説明図である。

【図６】ＩＤ番号の付与を示す説明図である。

【図７】同連続検出モードを示す説明図である。

【図８】伝送データを示す説明図である。

【図９】0.2秒間の検出結果を示す説明図である。

【図10】0.2秒後の伝送データを示す説明図である。

【図11】１フレーム目の最終検出結果を示す説明図であ
る。

【図12】検出結果の伝送関係を示す説明図である。

【図13】計測エリアの矩形要素分割を示す説明図であ
る。

【図14】座標値伝送を示す説明図である。

【図15】１ライン検出方法を示すフロー図である。

【図16】計測状況及び計測データを示す説明図である。

【図17】１スキャン計測状況及び１スキャン計測データ
を示す説明図である。

【図18】有効エリア及び計測点を示す説明図である。

【図19】グループ分けを示す説明図である。

【図20】計測点のグループ分けを示す説明図である。

【図21】移動体の検出表示を示す説明図である。

【図22】同検出結果を示す説明図である。

【符号の説明】

１レーザセンサ３レーザセンサヘッド４信号処理装置５ポリゴンミラー６投受光部７レーザ部８受光部９高速信号処理部 10 ３Ｄデータ処理装置 11 可視カメラ 12 赤外線カメラ 14 総合処理装置 15 可視画像処理装置 16 赤外線画像処理装置 18ａ，18ｂ，18ｃ，20 歩行者

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久光豊東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東京エンジニアリングセンター内 (72)発明者永田宏一郎東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東京エンジニアリングセンター内 (56)参考文献特開平11−190615（ＪＰ，Ａ) 特開平７−200986（ＪＰ，Ａ) 特開2000−245727（ＪＰ，Ａ) 特開平10−300493（ＪＰ，Ａ) 特開平８−62333（ＪＰ，Ａ) 特開平10−332322（ＪＰ，Ａ) 特開平11−211831（ＪＰ，Ａ) 特開平11−275562（ＪＰ，Ａ) 特開2000−9441（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 1/00 - 1/16 G01S 17/87 G01S 17/88

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザセンサヘッドと信号処理装置とを
有するスキャン式レーザセンサを使用し、このレーザセ
ンサにより交差点などに設けられる横断歩道を横断する
歩行者を検出する横断歩行者検出方法において、この検
出方法は初期検出モードと連続検出モードとを有し、前記初期検出モードはレーザセンサヘッドによるスキャ
ンを全計測エリアに対して複数回行い、移動体としての
歩行者は１スキャン毎に検出し、全スキャンの検出結果
を足し合わせた検出データ及び検出された歩行者に付与
したＩＤ番号を上位系に伝送する検出モードであり、前記連続検出モードは、前記初期検出モードの後に実施
され、第１の所定秒間で検出を行い、この所定秒間の検出結果
と前記初期検出モードにおける全スキャンの検出結果を
足し合わせた検出データとを足し合わせたものを第１伝
送データとして上位系に伝送し、第２の所定秒間では、この所定秒間で検出を行い、その
検出結果と第１の所定秒間の検出結果を足し合わせたも
のを第２の所定秒後の検出結果とし、第２の所定秒後の
検出結果と前記第１伝送データとを足し合わせたものを
第２伝送データとして上位系に伝送し、このような第１，第２・・・の所定秒間の検出及び上位
系への伝達を所定回数、順次同様に繰り返し、最終所定秒間では、この所定秒間で検出を行い、その検
出結果とその前の所定秒間の検出結果を足し合わせたも
のを最終伝送データとして、ＩＤ番号を付け直して上位
系に伝送する、モードであることを特徴とする横断歩行
者検出方法。
【請求項２】前記初期検出モードと連続検出モードと
により得られた歩行者の検出データと、可視カメラや赤
外線カメラなどの画像センサにより検出して得られた画
像データとを統合し、その統合された統合データに基い
て歩行者及びこの歩行者以外の移動体の存在位置及び移
動位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の横
断歩行者検出方法。
【請求項３】前記初期検出モードは１スキャン毎の検
出による計測結果から高さ判定による有効エリアの設定
を行うと共に、この有効エリア内の計測点のグループ分
けを行い、このグループ分けによりグループ化された１
グループを１つの移動体として検出を行う１ライン検出
法を使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の
横断歩行者検出方法。