JP2015152319A - 物体識別方法、および物体識別装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体識別装置においては、何らかの物体についての点群情報を取得し(S140)、点群情報に含まれる複数の点情報を複数の点群グループとして対応付け(S210)、点群グループに含まれる各点情報の位置関係に基づいて、点群グループとしての位置およびサイズを、全ての点群グループのうちの複数の点群グループについて設定する(S220)。そして、点群グループとしての位置が設定された複数の点群グループ間の位置関係を演算し(S230)、点群グループとしてのサイズおよび点群グループ間の位置関係と、予め準備されたモデルと、を用いて物体の種別を推定する(S260、S310、S320、S330)。
【選択図】図2
Description
[第1実施形態]
[本実施形態の構成]
本発明が適用された物体識別装置1は、例えば乗用車等の車両に搭載されており、物体表面のある点における三次元位置を示す点情報を物体表面の異なる位置毎に多数備えた点群情報(クラスタ)に基づいて物体の種別を識別する機能を有する。物体識別装置1は、図1に示すように、処理部10と、レーザレーダ20と、車両制御部30とを備えている。
ここで、レーザレーダ20は、照射領域内にレーザ光を照射する際に、照射領域内においてレーザ光を間欠的に発光させつつ水平方向に走査する作動を鉛直方向の複数列(レイヤ)について繰り返すことで、照射範囲内の全域から物体表面の三次元位置(三次元座標)を示す多数の点情報を得る。このような多数の点情報は、処理部10に送られる。
処理部10は、CPU11と、ROMやRAM等のメモリ12とを備えたコンピュータとして構成されている。CPU11は、メモリ12内に格納されたプログラムに従って、後述する物体識別処理等の各種処理を実行する。処理部10は、このような処理を実行することによって物体の識別を行い、得られた識別結果を車両制御部30に送る。
このように構成された物体識別装置1において、処理部10(CPU11)は、図2に示す物体識別処理を実施する。物体識別処理は、例えば車両の電源が投入されると開始される処理であり、その後、一定周期毎(例えば100ms毎)に繰り返し実施される処理である。
続いて、各点群グループの位置サイズ情報計算処理を実施する(S220)。この処理では、点群グループに含まれる各点情報の位置関係に基づいて、点群グループとしての位置およびサイズを、それぞれの点群グループについて設定する。
この処理によると、図6に示すように、点群グループとしてのサイズが点情報の分散度合に応じて決定される。つまり、点情報が広範囲に分散していれば、点群グループとしてのサイズが大きくなり、点情報が分散していなければ、点群グループとしてのサイズが小さくなることを示している。
続いて、図2に戻り、各点群グループ間の相対位置情報計算処理を実施する(S230)。この処理では、点群グループとしての位置が設定された複数の点群グループ間の位置関係を演算する。
この処理によって得られた各角度の値を本処理での相対位置情報とする。このような処理が終了すると、各点群グループ間の相対位置情報計算処理を終了する。
そして、特徴量を計算する(S260)。この処理では、点群グループのサイズと相対位置情報とを特徴量(複数次元のベクトル値)に形式を変換する。
本発明の物体識別装置1においては、物体表面のある点における三次元位置を示す点情報を物体表面の異なる位置毎に多数備えた点群情報(クラスタ)に基づいて物体の種別を識別する装置であって、処理部10は、何らかの物体についての点群情報を取得する(S140)。そして、点群情報が含まれる仮想的な三次元領域を予め設定された大きさである複数の区分領域に分割し、各区分領域に含まれる複数の点情報をそれぞれ点群グループとして対応付ける(S210)。
また、上記物体識別装置1において処理部10は、点群情報に基づいて、仮想的な三次元領域の水平方向に並ぶ複数の点情報にて構成されるラインの数を求め、ラインの数を仮想的な三次元領域の鉛直方向の分割数とする。
このような物体識別装置1によれば、点群グループとしてのサイズを点情報における座標値の標準偏差を用いて設定するので、ノイズ等の影響により座標値がかけ離れた点情報が存在したとしても、このような点情報の影響を軽減することができる。
また、上記物体識別装置1において処理部10は、多角形または多角柱について複数の基準位置についての角度を演算する。
上記第1実施形態において、点群データの分割処理(S210)では、クラスタを構成するライン毎に点群グループを生成したが、例えば、予め設定された分割数でクラスタにおいて点情報が存在する領域を分割するようにしてもよい。この場合、例えば図9に示す点群データの分割処理を実施するとよい。
また、上記の例においては、水平方向においてもクラスタを構成する領域を分割したが、図11に示すように、鉛直方向のみに分割してもよい。この場合、S620の処理においては下記式を用いて区分領域を設定すればよい。
[第3実施形態]
上記第1実施形態において、各点群グループの位置サイズ情報計算処理(S220)では、点群グループを構成する点情報の標準偏差を用いて点群グループのサイズを求めたが、これらの点情報の外接直方体から点群グループのサイズを求めてもよい。詳細には、図12に示す位置サイズ情報計算処理のように、まず、前述の処理と同様に各点群グループにおける点情報を取得し(S410)、外接矩形の基準位置を算出する(S440)。
[第4実施形態]
第1実施形態においては、相対位置情報計算処理において隣接する点群グループとの角度を相対位置情報として求めたが、各点群グループにおける座標のずれを相対位置情報としてよい。
中心座標のずれを相対位置情報とする場合には、図14に示す相対位置情報計算処理を実施するとよい。図14に示す相対位置情報計算処理では、まず、前述のように各点群グループにおける矩形座標を取得する(S460)。
そして、隣接する点群グループ間の中心座標の差分を計算する(S490)。なお、図15に示すように、x軸の中心座標差分をdx、y軸の中心座標差分をdyとする。
なお、中心座標差分ではなく、中心座標間の距離δを相対位置情報として求めてもよい。
また、中心座標差分の標準偏差を相対位置情報としてもよい。すなわち、図16に示すように、図14のS490の処理に換えて、中心座標差分の標準偏差を計算してもよい(S500)。
このような物体識別装置によれば、多数の点群グループについての重心位置のばらつきを低次元で表すことができるので、演算を簡素な処理で行うことができる。
[その他の実施形態]
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。
また、上記実施形態では、クラスタに含まれるライン数に応じて識別モデル13を選択するよう構成したが、クラスタ(つまり物体)までの距離に応じて識別モデル13を選択するようにしてもよい。すなわち、物体までの距離が近くなるにつれてクラスタに含まれるライン数が増える傾向があるため、このようにしても上記実施形態と同様の効果が得られる。
上記実施形態において物体識別処理は本発明でいう物体識別方法に相当する。また、上記実施形態でのクラスタは本発明でいう点群情報に相当する。
Claims (12)
- 物体表面のある点における三次元位置を示す点情報を前記物体表面の異なる位置毎に多数備えた点群情報に基づいて物体の種別を識別する識別装置(1)において実施される物体識別方法であって、
何らかの物体についての点群情報を取得する点群情報取得工程(S140)と、
前記点群情報に含まれる複数の点情報を複数の点群グループとして対応付けるグループ対応付け工程(S210)と、
前記点群グループに含まれる各点情報の位置関係に基づいて、前記点群グループとしての位置およびサイズを、全ての点群グループのうちの複数の点群グループについて設定するグループ位置サイズ設定工程(S220)と、
前記点群グループとしての位置が設定された複数の点群グループ間の位置関係を演算する位置関係演算工程(S230)と、
前記点群グループとしてのサイズおよび前記点群グループ間の位置関係と、予め物体の種別に対応して準備されたモデルと、を用いて前記物体の種別を推定する種別推定工程(S260、S310、S320、S330)と、
を実施することを特徴とする物体識別方法。 - 請求項1に記載の物体識別方法において、
前記点群情報に基づいて、水平方向に並ぶ複数の点情報にて構成されるラインを抽出するライン抽出工程(S150)、
を実施し、
前記グループ対応付け工程では、同じラインに含まれる複数の点情報をそれぞれ前記点群グループとして対応付けること
を特徴とする物体識別方法。 - 請求項2に記載の物体識別方法において、
前記ライン抽出工程では、前記ラインの数も抽出するとともに、
前記点群情報に含まれるラインの数毎に予め物体の種別に対応して準備された複数のモデルから、前記グループ対応付け工程にて求められたラインの数に対応するモデルを選択するモデル選択工程(S250)、
を実施し、
前記種別推定工程では、前記点群グループとしてのサイズおよび前記点群グループ間の位置関係と、前記選択されたモデルと、を用いて前記物体の種別を推定すること
を特徴とする物体識別方法。 - 請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の物体識別方法において、
前記グループ位置サイズ設定工程では、前記点群グループとしてのサイズを、前記点群グループに含まれる点情報における座標値の分散度合を用いて設定すること
を特徴とする物体識別方法。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の物体識別方法において、
前記グループ位置サイズ設定工程では、前記点群グループに含まれる各点情報の位置関係に基づく重心位置を前記点群グループの位置として設定すること
を特徴とする物体識別方法。 - 請求項5に記載の物体識別方法において、
前記位置関係演算工程では、前記点群グループ間の位置関係として、前記重心位置の分散度合を演算すること
を特徴とする物体識別方法。 - 請求項5に記載の物体識別方法において、
前記位置関係演算工程では、前記点群グループ間の位置関係として、隣接する点群グループにおける重心位置の差分の分散度合を演算すること
を特徴とする物体識別方法。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の物体識別方法において、
前記グループ位置サイズ設定工程では、前記点群グループに含まれる各点情報の位置関係に応じて前記点情報の少なくとも一部が包含されるように多角形または多角柱を配置し、該多角形または多角柱に対応する1または複数の基準位置を前記点群グループの位置として設定すること
を特徴とする物体識別方法。 - 請求項8に記載の物体識別方法において、
前記位置関係演算工程では、前記点群グループ間の位置関係として、ある点群グループにおける基準位置および他の点群グループにおける基準位置を結ぶ直線と、前記多角形または多角柱の底面に対する垂線との角度を演算すること
を特徴とする物体識別方法。 - 請求項9に記載の物体識別装置において、
前記位置関係演算工程では、前記多角形または前記多角柱について複数の基準位置についての前記角度を演算すること
を特徴とする物体識別方法。 - 物体表面のある点における三次元位置を示す点情報を前記物体表面の異なる位置毎に多数備えた点群情報に基づいて物体の種別を識別する識別装置において実施される物体識別方法であって、
何らかの物体についての点群情報を取得する点群情報取得工程(S140)と、
前記点群情報に基づいて、水平方向に並ぶ複数の点情報にて構成されるラインを抽出するライン抽出工程(S150)と、
前記点群情報に含まれる複数の点情報を複数の点群グループとして対応付けるグループ対応付け工程(S210)と、
前記点群グループに含まれる各点情報の位置関係に基づいて、前記点群グループとしての位置およびサイズを、全ての点群グループのうちの複数の点群グループについて設定するグループ位置サイズ設定工程(S220)と、
前記点群グループとしての位置が設定された複数の点群グループ間の位置関係を演算する位置関係演算工程(S230)と、
前記点群グループとしてのサイズおよび前記点群グループ間の位置関係と、予め物体の種別に対応して準備されたモデルと、を用いて前記物体の種別を推定する種別推定工程(S260、S310、S320、S330)と、
を実施し、
前記グループ対応付け工程では、同じラインに含まれる複数の点情報をそれぞれ前記点群グループとして対応付け、
前記位置関係演算工程では、前記点群グループ間の位置関係として、ある点群グループにおける基準位置および他の点群グループにおける基準位置を結ぶ直線と、前記多角形または多角柱の底面に対する垂線との角度を演算すること
を特徴とする物体識別方法。 - 物体表面のある点における三次元位置を示す点情報を前記物体表面の異なる位置毎に多数備えた点群情報に基づいて物体の種別を識別する物体識別装置(1)であって、
物体の種別を識別する処理として、請求項1〜請求項11の何れか1項に記載の物体識別方法を実施すること
を特徴とする物体識別装置。
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