JP2021043838A - 情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】距離が計測された計測点においてノイズの存在を好適に判定することが可能な情報処理装置、制御方法、プログラム及びプログラムを記憶した記憶媒体を提供する。【解決手段】空間的安定点検出ブロック７４は、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、候補判定閾値ｄＤｔｈ１以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、有効であることを示す第２有効点フラグＦ２を付与する。そして、空間的安定点検出ブロック７４は、有効であることを示す第２有効点フラグＦ２が付与された計測点に対し、計測点間の距離が塊判定距離閾値ｄＤｔｈ２以内となる計測点群毎にグループ分けを行う。そして、空間的安定点検出ブロック７４は、グループ毎の計測点の個数であるグループ計測点数Ｎｇに基づき、第２有効点フラグＦ２が付与された計測点がノイズ発生点であるか否かの判定をグループ毎に行う。【選択図】図１

Description

本発明は、計測したデータからノイズを除去する技術に関する。

従来から、計測対象物に光を照射して該計測対象物からの反射光を検出し、該計測対象物に光を照射するタイミングと、該計測対象物からの反射光を検出するタイミングとの時間差により計測対象物までの距離を算出する測距装置が知られている。また、特許文献１には、複数の対象測距点間の角度方向の近接度合い、及び複数の対象測距間の距離方向の近接度合いのうちの少なくともいずれかに基づいて、複数の対象測距点からノイズ点を特定して除去する運転支援システムが開示されている。

特開２０１６−１６１３４０号公報

一般に、ライダなどのレーザ光を利用した測距装置から出力される距離データには、目標が存在しないにも関わらず誤って距離を示したノイズが含まれている。この場合、レーザ光の反射光強度が所定値によりも低い場合にノイズとして除去する方法が一般的であるが、遠方の物体や黒い物体にレーザ光が照射された場合にも反射光強度が低いため、上記の方法ではこれらの距離データも除去されてしまうという問題があった。

本発明の解決しようとする課題としては、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、距離が計測された計測点においてノイズの存在を好適に判定することが可能な情報処理装置、制御方法、プログラム及びプログラムを記憶した記憶媒体を提供することを主な目的とする。

請求項に記載の発明は、情報処理装置であって、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、第１距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与部と、前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第２距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化部と、グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定部と、を有する。

また、請求項に記載の発明は、情報処理装置が実行する制御方法であって、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、第１距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与工程と、前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第２距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化工程と、グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定工程と、を有する。

また、請求項に記載の発明は、プログラムであって、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、第１距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与部と、前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第２距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化部と、グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定部としてコンピュータを機能させる。

実施例に係るライダの概略構成を示す。 第１パラメータ群及び第２パラメータ群のデータ構造を示す。 時間的安定点検出処理の手順を示すフローチャートの一例である。 ３フレーム分の各計測期間において計測される計測点をライダから俯瞰した図である。 ある計測点に対して照射光の射出後から所定時間において受信部が検出する反射光強度の時間変化を示すグラフである。 空間的安定点検出に関する第１処理の手順を示すフローチャートの一例である。 各計測点をライダから俯瞰した場合に、対象の計測点に対する周囲点を明示した計測点の分布図である。 空間的安定点検出に関する第２処理の手順を示すフローチャートの一例である。 時間的安定点と第２候補点とを明示した計測点の平面上の分布図を示す。 空間的安定点検出に関する第３処理の手順を示すフローチャートの一例である。 図９に示す計測点の分布における第３処理に基づく第２有効点フラグの設定例示す。 移動体が移動する場合に、３フレーム分の各計測期間において計測される計測点をライダから俯瞰した図である。 変形例２に係るライダ及びノイズ除去装置の構成図を示す。 異なる計測点において各時刻で計測される反射光強度（最大値）を示す。 変形例４におけるライダシステムの概要図を示す。

本発明の好適な実施形態では、情報処理装置は、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、第１距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与部と、前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第２距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化部と、グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定部と、を有する。「基準点」は、情報処理装置の位置であってもよく、距離を計測する装置と情報処理装置とが別体である場合には、距離を計測する装置の位置であってもよく、情報処理装置を搭載する移動体の位置であってもよい。

一般に、物体は空間的な広がりを有するため、物体に対する計測点は、近似した距離を示す塊（計測点群）を形成する。そして、ノイズにより生成された計測点の場合には、上記の塊を形成する場合であっても、形成する個数が少ない。以上を勘案し、情報処理装置は、第１距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、計測点間の距離差が第２距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行い、グループ毎の計測点の個数に基づき計測点のノイズ判定をグループ毎に行う。これにより、情報処理装置は、ノイズとなる計測点を的確に判定することができる。

上記情報処理装置の一態様では、前記付与部は、前記複数の計測点のうち、前記基準点からの計測方向が近似するいずれかの計測点が示す距離との距離差が前記第１距離以内となる計測点に対し、前記フラグを付与する。この態様により、情報処理装置は、孤立点でない計測点に対してフラグを付与し、グループ化の対象として好適に定めることができる。

上記情報処理装置の他の一態様では、情報処理装置は、前記基準点からの距離又は反射光強度の少なくとも一方が計測される計測点のうち、複数フレーム間での距離の分散又は反射強度が所定値未満となる計測点を、時間的安定点として検出する時間的安定点検出部をさらに有し、前記グループ化部は、前記フラグが付与された計測点及び前記時間的安定点に対し、計測点間の距離差が前記第２距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行う。時間的に安定して計測される計測点である時間的安定点は、実際の物体の距離を示す計測点であると推定される。よって、情報処理装置は、このような時間的安定点を含めてグループ化を行い、グループ毎の計測点の個数に基づき計測点のノイズ判定をグループ毎に行うことで、ノイズとなる計測点をより的確に判定することができる。

上記情報処理装置の他の一態様では、前記付与部は、前記基準点からの距離が計測される計測点のうち、前記時間的安定点と、所定範囲内の距離を示す計測点とを除く複数の計測点について、前記第１距離以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、前記フラグを付与する。上述の「所定範囲」は、例えば、正確に計測をすることができない距離の範囲、及び、ノイズが発生しない距離の範囲を指す。情報処理装置は、時間的安定点と、所定範囲内の距離を示す計測点とを除いた計測点に対してフラグを付与することで、ノイズであるか否かが既に判明している計測点を、ノイズであるか否かの判定対象から除外することができる。

上記情報処理装置の他の一態様では、前記時間的安定点検出部は、前記情報処理装置が搭載される移動体の速度に基づき、前記フレーム毎の計測点の対応関係を特定し、対応する計測点毎に前記距離又は反射光強度の少なくとも一方の分散を算出する。この態様により、情報処理装置は、移動中に計測を行う場合であっても、時間的安定点を的確に検出することができる。

上記情報処理装置の他の一態様では、前記グループ化部は、前記基準点からの計測方向が近似し、かつ、距離の差が前記第２距離差以内となる計測点の組み合わせを、同一グループに分類する処理を、前記フラグが付与された各計測点に対して実行する。この態様により、情報処理装置は、計測点間の距離差が第２距離差以内となる計測点群毎に的確にグループ分けを行うことができる。

上記情報処理装置の他の一態様では、情報処理装置は、角度を変えながら射出されるパルス光の各々の射出後に検出される反射光強度が最大となるタイミングに基づき算出される前記基準点からの距離を、前記パルス光の射出方向と対応付けた点群情報を生成する点群情報生成部と、前記判定部が前記ノイズであると判定した計測点に対応する前記射出方向における距離の情報を前記点群情報から除去したノイズ除去点群情報を出力する出力部と、をさらに有する。この態様により、情報処理装置は、計測点毎の距離を示した点群情報から、ノイズにより計測された距離の情報を好適に除去することができる。

上記情報処理装置の他の一態様では、前記グループ化部は、複数の計測装置により夫々計測された複数の計測点について、前記計測装置の各々の位置及び姿勢の情報に基づき、前記計測装置の各々の計測範囲の境界において隣接して存在すると判定される計測点を、同一グループとして前記グループ分けを行う。この態様により、情報処理装置は、複数の計測装置の計測範囲の境界に物体が存在する場合であっても、物体の計測点をノイズと判定することを好適に防ぐことができる。

本発明の他の好適な実施形態では、情報処理装置が実行する制御方法であって、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、第１距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与工程と、前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第２距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化工程と、グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定工程と、を有する。情報処理装置は、この制御方法を実行することで、ノイズとなる計測点を的確に判定することができる。

本発明の他の好適な実施形態では、プログラムは、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、第１距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与部と、前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第２距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化部と、グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定部としてコンピュータを機能させる。コンピュータは、このプログラムを実行することで、ノイズとなる計測点を的確に判定することができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［装置構成］
図１は、本実施例に係るライダ１００の概略構成を示す。ライダ１００は、例えば、自動運転などの運転支援を行う車両に搭載される。ライダ１００は、水平方向および垂直方向の所定の角度範囲に対してレーザ光（「照射光」とも呼ぶ。）を照射し、当該照射光が物体に反射されて戻った光（「反射光」とも呼ぶ。）を受光することで、ライダ１００から物体までの距離を離散的に測定し、当該物体の３次元位置を示す点群情報を生成する。さらに、ライダ１００は、点群情報において物体を誤検知することで生成されたデータ（所謂誤警報データ）を好適に除去した点群情報（「ノイズ除去点群情報」とも呼ぶ。）を生成及び出力する。

図１に示すように、ライダ１００は、主に、送信部１と、受信部２と、ビームスプリッタ３と、スキャナ５と、ピエゾセンサ６と、制御部７と、メモリ８と、を有する。

送信部１は、パルス状の照射光をビームスプリッタ３に向けて出射する光源である。送信部１は、例えば、赤外線レーザ発光素子を含む。送信部１は、制御部７から供給される駆動信号「Ｓ１」に基づき駆動する。

受信部２は、例えばアバランシェフォトダイオード（Ａｖａｌａｎｃｈｅ ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）であり、受光した光量に対応する検出信号「Ｓ２」を生成し、生成した検出信号Ｓ２を制御部７へ供給する。

ビームスプリッタ３は、送信部１から射出されるパルス状の照射光を透過する。また、ビームスプリッタ３は、スキャナ５によって反射された反射光を、受信部２に向けて反射する。

スキャナ５は、例えば静電駆動方式のミラー（ＭＥＭＳミラー）であり、制御部７から供給される駆動信号「Ｓ３」に基づき、傾き（即ち光走査の角度）が所定の範囲内で変化する。そして、スキャナ５は、ビームスプリッタ３を透過した照射光をライダ１００の外部へ向けて反射すると共に、ライダ１００の外部から入射する反射光をビームスプリッタ３へ向けて反射する。また、ライダ１００の計測範囲内において照射光が照射される点を「計測点」とも呼ぶ。さらに、物体を誤検知することで生成されたデータに対応する計測点を「ノイズ発生点」と呼び、実在する物体を検知することで生成されたデータに対応する計測点を「有効点」とも呼ぶ。

また、スキャナ５には、ピエゾセンサ６が設けられている。ピエゾセンサ６は、スキャナ５のミラー部を支持するトーションバーの応力により生じる歪みを検出する。ピエゾセンサ６は、生成した検出信号「Ｓ４」を、制御部７へ供給する。検出信号Ｓ４は、スキャナ５の向きの検出に用いられる。

メモリ８は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどの各種のメモリにより構成される。メモリ８は、制御部７が所定の処理を実行するために必要なプログラムを記憶する。また、メモリ８は、制御部７により参照される第１パラメータ群８１と、第２パラメータ群８２とを記憶している。第１パラメータ群８１及び第２パラメータ群８２の詳細については後述する。また、メモリ８には、生成された最新の所定フレーム数分の点群情報が記憶される。これらの点群情報は、処理対象中の点群情報に対するノイズ除去処理の際に参照される。

制御部７は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサを含む。制御部７は、メモリ８に記憶されたプログラムを実行することで、所定の処理を実行する。制御部７は、プログラムを実行するコンピュータの一例である。

制御部７は、機能的には、送信駆動ブロック７０と、スキャナ駆動ブロック７１と、点群情報生成ブロック７２と、時間的安定点検出ブロック７３と、空間的安定点検出ブロック７４と、出力ブロック７５と、を有する。

送信駆動ブロック７０は、送信部１を駆動する駆動信号Ｓ１を出力する。駆動信号Ｓ１は、送信部１に含まれるレーザ発光素子の発光時間と、当該レーザ発光素子の発光強度を制御するための情報を含む。送信駆動ブロック７０は、駆動信号Ｓ１に基づき、送信部１に含まれるレーザ発光素子の発光強度を制御する。

スキャナ駆動ブロック７１は、スキャナ５を駆動するための駆動信号Ｓ３を出力する。この駆動信号Ｓ３は、スキャナ５の共振周波数に対応する水平駆動信号と、垂直走査するための垂直駆動信号と、を含む。また、スキャナ駆動ブロック７１は、ピエゾセンサ６から出力される検出信号Ｓ４を監視することで、スキャナ５の走査角度（すなわち照射光の射出方向）を検出する。照射光の射出方向は、本発明における「基準点からの計測方向」の一例である。

点群情報生成ブロック７２は、受信部２から供給される検出信号Ｓ２に基づき、ライダ１００を基準点として、照射光が照射された物体までの距離と方向とを計測点毎に示した点群情報を生成する。この場合、点群情報生成ブロック７２は、照射光を射出してから受信部２が反射光を検出するまでの時間を、光の飛行時間（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）として算出する。そして、点群情報生成ブロック７２は、算出した飛行時間に応じた距離と、受信部２が受信した反射光に対応する照射光の照射方向とを計測点毎に示す点群情報を生成し、生成した点群情報を時間的安定点検出ブロック７３に供給する。以後では、全計測点に対する１回分の走査により得られる点群情報を、１フレーム分の点群情報とする。また、点群情報生成ブロック７２は、生成した最新の所定フレーム数分の点群情報を、メモリ８に記憶する。点群情報生成ブロック７２は、本発明における「点群情報生成部」の一例である。

なお、点群情報は、計測点を画素とし、各計測点が示す距離を画素値とする画像とみなすことができる。この場合、各計測点は、縦方向の並びにおいて仰俯角における照射光の照射方向が異なり、横方向の並びにおいて水平角における照射光の照射方向が異なる。

時間的安定点検出ブロック７３は、点群情報生成ブロック７２から供給される点群情報に基づき、時系列においてばらつきが少ない距離が計測される計測点（「時間的安定点Ｐｔ」とも呼ぶ。）を検出する。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、時間的安定点Ｐｔに関する判定結果を示すフラグ（「第１有効点フラグＦ１」とも呼ぶ。）を計測点毎に関連付けた点群情報を、空間的安定点検出ブロック７４へ供給する。なお、時間的安定点Ｐｔは、時間的にばらついて発生するノイズ発生点とは異なり、時系列において安定して距離が計測できている計測点となる。よって、制御部７は、時間的安定点Ｐｔを、実際に物体を計測している有効点とみなす。時間的安定点検出ブロック７３は、本発明における「時間的安定点検出部」の一例である。

空間的安定点検出ブロック７４は、時間的安定点検出ブロック７３から供給される、第１有効点フラグＦ１が付加された１フレーム分の点群情報に基づき、空間的に安定して距離が計測された計測点（「空間的安定点Ｐｓ」とも呼ぶ。）を検出する。空間的安定点Ｐｓは、計測点間の距離差が小さい計測点群を構成する計測点である。そして、空間的安定点検出ブロック７４は、空間的安定点Ｐｓに関する判定結果を示すフラグ（「第２有効点フラグＦ２」とも呼ぶ。）を第１有効点フラグＦ１と共に計測点毎に関連付けた点群情報を、出力ブロック７５へ供給する。なお、空間的安定点Ｐｓは、空間的にばらついて発生するノイズ発生点とは異なり、空間的に安定して物体を計測できた計測点となる。よって、制御部７は、空間的安定点Ｐｓを、実際に物体を計測している有効点であるとみなす。空間的安定点検出ブロック７４は、本発明における「付与部」、「グループ化部」、及び「判定部」の一例である。

出力ブロック７５は、空間的安定点検出ブロック７４から供給される、第１有効点フラグＦ１及び第２有効点フラグＦ２が計測点毎に関連付けられた点群情報に基づき、ノイズ発生点を判定する。そして、出力ブロック７５は、ノイズ発生点に対応するデータを除去した点群情報を、ノイズ除去点群情報「Ｓ５」として生成する。そして、出力ブロック７５は、生成したノイズ除去点群情報Ｓ５を、車両の自動運転などの運転支援を制御する装置（「運転支援装置」とも呼ぶ。）に出力する。この場合、運転支援装置は、例えば、車両のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であってもよく、車両と電気的に接続したカーナビゲーション機器などの車載装置であってもよい。出力ブロック７５は、本発明における「出力部」の一例である。

図２（Ａ）は、メモリ８に記憶される第１パラメータ群８１のデータ構造の一例を示す。また、図２（Ｂ）は、メモリ８に記憶される第２パラメータ群８２のデータ構造の一例を示す。第１パラメータ群８１は、時間的安定点検出ブロック７３により参照されるパラメータ群であり、測距最低距離「Ｄｔｈ１」と、安定測距距離「Ｄｔｈ２」と、計算フレーム数「Ｎｆ」と、有効分散閾値「Ｖｔｈ」とを含む。また、第２パラメータ群８２は、空間的安定点検出ブロック７４により参照されるパラメータ群であり、候補判定閾値「ｄＤｔｈ１」と、塊判定距離閾値「ｄＤｔｈ２」と、塊判定点数閾値「Ｎｇｔｈ」とを含む。

測距最低距離Ｄｔｈ１は、測距の対象となる最低距離を示す閾値である。時間的安定点検出ブロック７３は、測距最低距離Ｄｔｈ１未満の距離を示す計測点については、正確な距離が計測できないと判定し、時間的安定点Ｐｔ又は空間的安定点Ｐｓのいずれにも該当しないノイズ発生点であると判定する。

安定測距距離Ｄｔｈ２は、ノイズが発生せずに安定的に測距が可能な距離の上限値を示す閾値である。時間的安定点検出ブロック７３は、例えば、測距最低距離Ｄｔｈ１以上安定測距距離Ｄｔｈ２以下の距離を示す計測点については、有効点であるとみなす。なお、第１パラメータ群８１は、安定測距距離Ｄｔｈ２に加えて、ノイズが発生せずに安定的に測距が可能な距離の下限値を示すパラメータを含んでもよい。測距最低距離Ｄｔｈ１により特定される測距対象外の距離範囲、及び、安定測距距離Ｄｔｈ２により特定される、ノイズが発生せずに安定的な測距が可能な距離の範囲は、本発明における「所定範囲」の一例である。

計算フレーム数Ｎｆは、計測点毎に時間的な距離のばらつきを示す分散値（「距離分散Ｖ」とも呼ぶ。）を算出する際に時間的安定点検出ブロック７３が参照するフレーム数を示す。計算フレーム数Ｎｆの用途の詳細は後述する。

有効分散閾値Ｖｔｈは、対象の計測点が時間的安定点Ｐｔに該当するかを距離分散Ｖに基づき判定するための閾値である。時間的安定点検出ブロック７３は、距離分散Ｖが有効分散閾値Ｖｔｈ未満の場合に、対象の計測点が時間的安定点Ｐｔであると判定する。一方、時間的安定点検出ブロック７３は、距離分散Ｖが有効分散閾値Ｖｔｈ以上となる計測点については、時間的安定点Ｐｔではないとみなす。距離分散Ｖに基づき時間的安定点Ｐｔではないとみなされた計測点は、空間的安定点Ｐｓの候補となる計測点（「第１候補点」とも呼ぶ。）として、空間的安定点検出ブロック７４によって空間的安定点Ｐｓであるか否かの判定が行われる。有効分散閾値Ｖｔｈは、本発明における「所定値」の一例である。

候補判定閾値ｄＤｔｈ１は、第１候補点が周囲の計測点（「周囲点」とも呼ぶ。）と距離的に孤立している孤立点であるか否かを判定するための閾値である。言い換えると、候補判定閾値ｄＤｔｈ１は、第１候補点について、周囲点との距離が近似するか否かを空間的安定点検出ブロック７４が判定するための閾値である。ここで、周囲点は、ライダ１００からの計測方向が対象の計測点と近似する計測点を指す。言い換えると、計測点を照射光が照射される仮想平面上に投影した場合に対象の計測点と隣接する計測点を指す。さらに言い換えると、周囲点は、点群情報を画像とみなし、計測点を画像中の画素とみなした場合、対象の計測点に対応する画素と縦及び横において隣接する（例えば所定画素数内に存在する）画素に対応する計測点を指す。

そして、孤立点でないとみなされた第１候補点（「第２候補点」とも呼ぶ。）は、後述の塊判定距離閾値ｄＤｔｈ２及び塊判定点数閾値Ｎｇｔｈを用いてさらに空間的安定点Ｐｓであるか否かの判定が行われる。候補判定閾値ｄＤｔｈ１は、本発明における「第１距離差」の一例である。

塊判定距離閾値ｄＤｔｈ２は、同一の塊（クラスタ）を形成しているか否かを、ライダ１００からの計測方向が近似する計測点間の距離差に基づき判定するための閾値である。塊判定距離閾値ｄＤｔｈ２は、本発明における「第２距離差」の一例である。塊判定点数閾値Ｎｇｔｈは、塊ごとにグループ化された計測点のグループ毎の数（「グループ計測点数Ｎｇ」とも呼ぶ。）により、第２候補点がノイズ発生点か否かをグループ毎に判定するための閾値である。

［時間的安定点検出処理］
まず、時間的安定点検出ブロック７３による時間的安定点Ｐｔの検出処理について説明する。

図３は、時間的安定点Ｐｔの検出処理の手順を示すフローチャートの一例である。時間的安定点検出ブロック７３は、図３に示す処理を、繰り返し実行する。ここでは、一例として、時間的安定点検出ブロック７３は、時間的安定点Ｐｔとなる計測点に対して「１」の第１有効点フラグＦ１を付し、空間的安定点Ｐｓの第１候補点となる計測点に対して「２」の第１有効点フラグＦ１を付し、それ以外の計測点に対して「０」の第１有効点フラグＦ１を付す処理を行う。

まず、時間的安定点検出ブロック７３は、処理の対象となる計測点の第１有効点フラグＦ１の初期値を、無効であることを示す「０」に設定する（ステップＳ１１）。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、対象の計測点に対応する距離が測距最低距離Ｄｔｈ１以上であるか否か判定する（ステップＳ１２）。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、対象の計測点に対応する距離が測距最低距離Ｄｔｈ１未満である場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、対象の計測点の第１有効点フラグＦ１を「０」のままとする（ステップＳ１３）。即ち、この場合、時間的安定点検出ブロック７３は、対象の計測点が有効点ではないとみなし、第１有効点フラグＦ１を、無効であることを示す「０」のままにする。

一方、対象の計測点に対応する距離が測距最低距離Ｄｔｈ１以上である場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、時間的安定点検出ブロック７３は、処理の対象となる計測点に対応する距離が安定測距距離Ｄｔｈ２を超えるか否か判定する（ステップＳ１４）。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、処理の対象となる計測点に対応する距離が安定測距距離Ｄｔｈ２以下である場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、対象の計測点の第１有効点フラグＦ１を、有効であることを示す「１」に設定する（ステップＳ１５）。即ち、この場合、時間的安定点検出ブロック７３は、ノイズが発生せずに安定的な測距が可能な距離が計測されたことから、対象の計測点を有効点であるとみなし、対象の計測点に対して有効である旨の第１有効点フラグＦ１を設定する。

一方、対象の計測点に対応する距離が安定測距距離Ｄｔｈ２を超える場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、時間的安定点検出ブロック７３は、対象の計測点が示す距離が、ノイズが発生せずに安定的に測距が可能な距離の範囲から外れていることから、ステップＳ１６以降において、対象の計測点が時間的安定点Ｐｔであるか否かの詳細な判定処理を行う。

この場合、まず、時間的安定点検出ブロック７３は、対象の計測点について、第１パラメータ群８１に含まれる計算フレーム数Ｎｆを参照し、計算フレーム数Ｎｆ分の距離に基づき、距離分散Ｖを算出する（ステップＳ１６）。この場合、時間的安定点検出ブロック７３は、メモリ８に記憶された過去の点群情報（即ち「Ｎｆ−１」個分の点群情報）と、現在の点群情報とに基づき、対象の計測点の最新の計算フレーム数Ｎｆ分の距離を抽出することで、距離分散Ｖを算出する。ステップＳ１６の処理の詳細については後述する。

そして、時間的安定点検出ブロック７３は、算出した距離分散Ｖが有効分散閾値Ｖｔｈ以上であるか否か判定する（ステップＳ１７）。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、距離分散Ｖが有効分散閾値Ｖｔｈ未満の場合（ステップＳ１７；Ｎｏ）、対象の計測点の第１有効点フラグＦ１を、有効であることを示す「１」に設定する（ステップＳ１８）。即ち、この場合、時間的安定点検出ブロック７３は、対象の計測点では時間的にばらつきが少ない距離が安定して計測されたことから、対象の計測点を時間的安定点Ｐｔ（即ち有効点）であるとみなす。

一方、時間的安定点検出ブロック７３は、距離分散Ｖが有効分散閾値Ｖｔｈ以上である場合（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、対象の計測点の第１有効点フラグＦ１を「２」に設定する（ステップＳ１９）。即ち、この場合、時間的安定点検出ブロック７３は、対象の計測点では時間的にばらつきがある距離が計測されたことから、対象の計測点は少なくとも時間的安定点Ｐｔではないと判定する。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、対象の計測点の第１有効点フラグＦ１を、空間的安定点Ｐｓの第１候補点であることを示す「２」に設定する。この場合、対象の計測点は、空間的安定点検出ブロック７４により空間的安定点Ｐｓであるか否かの判定が行われる。

そして、時間的安定点検出ブロック７３は、全ての計測点に対してステップＳ１１〜ステップＳ１９の処理を実行したか否か判定する（ステップＳ２０）。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、全ての計測点に対してステップＳ１１〜ステップＳ１９の処理を実行していない場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、未処理である１の計測点を次の処理対象の計測点として選定し、ステップＳ１１に処理を戻す。一方、時間的安定点検出ブロック７３は、全ての計測点に対してステップＳ１１〜ステップＳ１９の処理を実行した場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、フローチャートの処理を終了する。その後、時間的安定点検出ブロック７３は、再び次のフレームの点群情報が点群情報生成ブロック７２から供給された場合に、当該点群情報を対象として図３のフローチャートの処理を実行する。

ここで、ステップＳ１６における距離分散Ｖの算出処理について補足説明する。

時間的安定点検出ブロック７３は、点群情報生成ブロック７２が生成した点群情報に基づき、計測点毎に時間的な距離のばらつきを示す距離分散Ｖを算出する。このとき、時間的安定点検出ブロック７３は、第１パラメータ群８１に含まれる計算フレーム数Ｎｆを参照し、計算フレーム数Ｎｆ分の点群情報に基づき、計測点毎に距離分散Ｖを算出する。

ここで、距離分散Ｖの算出の具体例について図４を参照して説明する。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、３フレーム分の各計測期間において計測される計測点をライダ１００から俯瞰した図である。ここでは、計算フレーム数Ｎｆは「３」に設定されているものとし、距離分散Ｖの算出対象の計測点を「Ｐｔａｇ」とする。

この場合、時間的安定点検出ブロック７３は、現在フレームの（即ち最新の走査により得られた）点群情報を点群情報生成ブロック７２から取得すると共に、前回フレームの点群情報及び前々回フレームの点群情報をメモリ８から参照する。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、距離分散Ｖの算出対象となる計測点Ｐｔａｇについて、これらの点群情報に基づく距離（ここでは、「ｘ１」、「ｘ２」、「ｘ３」）をそれぞれ取得する。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、これらの距離ｘ１、ｘ２、ｘ３から、距離分散Ｖを算出する。

次に、点群情報生成ブロック７２が生成する点群情報について補足説明する。

点群情報生成ブロック７２は、計測点毎に、照射光を射出してから受信部２が反射光を検出するまでの飛行時間を測定し、当該飛行時間に基づき距離を算出する。図４は、ある計測点に対して照射光の射出後から所定時間において受信部２が出力する検出信号Ｓ２が示す反射光強度の時間変化を示すグラフである。図４に示すように、点群情報生成ブロック７２は、受信部２から供給される検出信号Ｓ２に基づき、反射光強度の時間波形を計測点毎に取得する。そして、点群情報生成ブロック７２は、この場合、照射光を射出してから反射光強度が最大となるタイミングまでの時間長を光の飛行時間（図４では「ｔ１」）とみなし、対象の計測点に対する距離を算出する。

このように、点群情報生成ブロック７２は、反射光強度が最大となるタイミングに基づき、各計測点について距離を算出する。ここで、図４に示すように、背景光やノイズ等に起因して、反射光を受信部２が受光するタイミング以外においても反射光強度は０より大きい値で遷移する。よって、照射される物体が測距可能距離の範囲内に存在せずに反射光が生成されない場合であっても、各計測点において距離が算出される。反射光が生成されない場合に算出された距離を示す計測点は、ノイズ発生点となる。

［空間的安定点検出処理］
次に、空間的安定点検出ブロック７４による空間的安定点Ｐｓの検出処理について説明する。

空間的安定点検出ブロック７４は、空間的安定点Ｐｓの検出処理として、大きく分けて３つの処理（第１処理〜第３処理）を行う。第１処理として、空間的安定点検出ブロック７４は、第１有効点フラグＦ１が「２」（第１候補点）となる計測点について、周囲点と距離が離れた孤立点であるか否かの判定を行い、孤立点でない計測点を第２候補点と定める。第２処理として、空間的安定点検出ブロック７４は、第２候補点と時間的安定点Ｐｔについて、距離差が小さい周囲点同士に対して同一のラベル（「クラスタラベル」とも呼ぶ。）を付すことで、グループ分けを行う。第３処理として、空間的安定点検出ブロック７４は、クラスタラベルに基づきグループ計測点数Ｎｇを算出し、グループ計測点数Ｎｇに基づき、第２候補点が空間的安定点Ｐｓであるか否かをグループごとに判定する。

図６は、空間的安定点Ｐｓの検出に関する第１処理の手順を示すフローチャートの一例である。空間的安定点検出ブロック７４は、図６に示す処理を繰り返し実行する。

まず、空間的安定点検出ブロック７４は、処理対象とする計測点を定め、当該計測点の第２有効点フラグＦ２の初期値を、無効であることを示す「０」に設定する（ステップＳ２１）。次に、空間的安定点検出ブロック７４は、対象の計測点の第１有効点フラグＦ１が「２」（即ち第１候補点）を示すか否か判定する（ステップＳ２２）。そして、空間的安定点検出ブロック７４は、対象の計測点の第１有効点フラグＦ１が「２」を示す場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、ステップＳ２３へ処理を進める。一方、空間的安定点検出ブロック７４は、対象の計測点の第１有効点フラグＦ１が「２」以外である場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、ステップＳ２５へ処理を進める。この場合、空間的安定点検出ブロック７４は、対象の計測点が空間的安定点Ｐｓの第１候補点ではないことから、第２有効点フラグＦ２を、無効であることを示す「０」のままにする。

次に、空間的安定点検出ブロック７４は、第１有効点フラグＦ１が「２」となる計測点に対し、距離差が候補判定閾値ｄＤｔｈ１以下となる周囲点が存在するか否か判定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３の判定の具体例については、図７を参照して後述する。

そして、空間的安定点検出ブロック７４は、対象の計測点に対して距離差が候補判定閾値ｄＤｔｈ１以下となる周囲点が存在する場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、対象の計測点の第２有効点フラグＦ２を、有効である旨を示す「１」に設定する（ステップＳ２４）。この場合、空間的安定点検出ブロック７４は、対象の計測点が孤立点ではなく、空間的安定点Ｐｓの第２候補点であると判定し、対象の計測点の第２有効点フラグＦ２を、有効であることを示す「１」に設定する。「１」を示す第２有効点フラグＦ２は、本発明における「フラグ」の一例である。

一方、空間的安定点検出ブロック７４は、対象の計測点に対して距離差が候補判定閾値ｄＤｔｈ１以下となる周囲点が存在しない場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、ステップＳ２５へ処理を進める。この場合、空間的安定点検出ブロック７４は、対象の計測点は孤立点であり、空間的安定点Ｐｓではないことから、第２有効点フラグＦ２を、無効であることを示す「０」のままにする。

次に、空間的安定点検出ブロック７４は、全ての計測点に対してステップＳ２１〜ステップＳ２４の処理を実行したか否か判定する（ステップＳ２５）。そして、空間的安定点検出ブロック７４は、全ての計測点に対してステップＳ２１〜ステップＳ２４の処理を実行していない場合（ステップＳ２５；Ｎｏ）、未処理の１の計測点を処理対象の計測点として選定し、ステップＳ２１に処理を戻す。一方、空間的安定点検出ブロック７４は、全ての計測点に対してステップＳ２１〜ステップＳ２４の処理を実行した場合（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）、フローチャートの処理を終了する。その後、空間的安定点検出ブロック７４は、次のフレームの点群情報が時間的安定点検出ブロック７３から供給された場合に、当該点群情報を対象として図６のフローチャートの処理を実行する。

ここで、ステップＳ２３の処理について、図７を参照して補足説明する。

図７は、各計測点をライダ１００から俯瞰した場合に、計測点Ｐｔａｇに対する周囲点を明示した計測点の分布図である。図７では、計測点Ｐｔａｇに対する周囲点に対してハッチングを施している。

図７の例では、空間的安定点検出ブロック７４は、計測点Ｐｔａｇが計測された時点で計測済となる計測点のうち、縦及び横に２つ分の計測点を、対象の計測点Ｐｔａｇの周囲点として定める。即ち、空間的安定点検出ブロック７４は、点群情報を画像とみなした場合、計測点Ｐｔａｇの画素位置から上下左右において２画素差内の画素に対応する計測済の計測点を、周囲点として定める。なお、空間的安定点検出ブロック７４は、現在フレームの全計測点に対する距離が既に計測されている場合には、計測点Ｐｔａｇの下方に位置する計測点（即ち未計測の計測点として周囲点から除外された計測点）等についても周囲点とみなしてもよい。

そして、空間的安定点検出ブロック７４は、各周囲点が示す距離と、計測点Ｐｔａｇが示す距離との距離差を算出し、当該距離差が候補判定閾値ｄＤｔｈ１以下となる周囲点が存在する場合、計測点Ｐｔａｇを第２候補点であるとみなす。そして、この場合、空間的安定点検出ブロック７４は、計測点Ｐｔａｇの第２有効点フラグＦ２を、有効であることを示す「１」にする。この処理を全ての計測点に対して行うことで、空間的安定点検出ブロック７４は、好適に、孤立点でない第１候補点を第２候補点として識別することができる。

図８は、空間的安定点Ｐｓの検出に関する第２処理の手順を示すフローチャートの一例である。空間的安定点検出ブロック７４は、図８に示す処理を、図６に示す第１処理の実行後に実行する。

まず、空間的安定点検出ブロック７４は、各計測点に対して付与するクラスタラベルをリセットする（ステップＳ３１）。例えば、空間的安定点検出ブロック７４は、各計測点に対して付与するクラスタラベルを、グループ分けが未処理である旨を示す所定の初期値に設定する。

次に、空間的安定点検出ブロック７４は、処理対象とする計測点を定め、当該計測点の第１有効点フラグＦ１又は第２有効点フラグＦ２が有効であることを示す「１」であるか否か判定する（ステップＳ３２）。即ち、この場合、空間的安定点検出ブロック７４は、対象の計測点が時間的安定点Ｐｔであるか、又は、第２候補点のいずれかに該当するか否か判定する。そして、空間的安定点検出ブロック７４は、対象の計測点の第１有効点フラグＦ１又は第２有効点フラグＦ２が「１」である場合（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、ステップＳ３３に処理を進める。一方、対象の計測点の第１有効点フラグＦ１及び第２有効点フラグＦ２がいずれも「１」ではない（即ち有効ではない）場合（ステップＳ３２；Ｎｏ）、空間的安定点検出ブロック７４は、対象の計測点が時間的安定点Ｐｔ又は第２候補点のいずれでもないとみなす。この場合、空間的安定点検出ブロック７４は、対象の計測点のクラスタラベルを初期値のままにする。この場合、対象の計測点は、クラスタラベルによるグループ分けの対象から除外される。

次に、空間的安定点検出ブロック７４は、第１有効点フラグＦ１又は第２有効点フラグＦ２が「１」となる対象の計測点に対し、第１有効点フラグＦ１又は第２有効点フラグＦ２が「１」となり、対象の計測点との距離差が塊判定距離閾値ｄＤｔｈ２未満となる周囲点が存在するか否か判定する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３の処理の具体例については、図９を参照して後述する。

そして、空間的安定点検出ブロック７４は、第１有効点フラグＦ１又は第２有効点フラグＦ２が「１」となり、対象の計測点との距離差が塊判定距離閾値ｄＤｔｈ２未満となる周囲点が存在する場合（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、対象の計測点及び該当の周囲点の組み合わせに対して同一のクラスタラベルを付与する（ステップＳ３４）。このように、空間的安定点検出ブロック７４は、ライダ１００からの計測方向が近似し、距離差が小さい時間的安定点Ｐｔ又は／及び第２候補点の組み合わせに対して同一のクラスタラベルを付与することで、同一物体に対する距離を示す計測点群に対して同一のクラスタラベルを付与することができる。

一方、空間的安定点検出ブロック７４は、第１有効点フラグＦ１又は第２有効点フラグＦ２が「１」となる周囲点が存在しない、又は、このような周囲点と対象の計測点との距離差がいずれも塊判定距離閾値ｄＤｔｈ２以上となる場合（ステップＳ３３；Ｎｏ）、対象の計測点に新たなクラスタラベルを付与する（ステップＳ３５）。この場合、空間的安定点検出ブロック７４は、まだ使用されていない値を示すクラスタラベルを、対象の計測点に付与する。

そして、空間的安定点検出ブロック７４は、全ての計測点に対してステップＳ３２〜ステップＳ３５の処理を実行したか否か判定する（ステップＳ３６）。そして、空間的安定点検出ブロック７４は、全ての計測点に対してステップＳ３２〜ステップＳ３５の処理を実行していない場合（ステップＳ３６；Ｎｏ）、未処理の計測点の１つを、処理対象の計測点として定め、ステップＳ３２に処理を戻す。一方、空間的安定点検出ブロック７４は、全ての計測点に対してステップＳ３１〜ステップＳ３５の処理を実行した場合（ステップＳ３６；Ｙｅｓ）、フローチャートの処理を終了する。その後、空間的安定点検出ブロック７４は、再び図６に示す第１処理を実行した場合に、図８に示すフローチャートの処理を実行する。

ここで、第２処理の具体例について、図９を参照して説明する。

図９は、時間的安定点Ｐｔと第２候補点とを明示した計測点の平面分布図を示す。図９（Ａ）は、時間的安定点Ｐｔと第２候補点とその他の計測点とを識別可能に明示している。

この場合、空間的安定点検出ブロック７４は、全計測点に対して第２処理を実行することで、破線枠２０内の時間的安定点Ｐｔ及び第２候補点に対してクラスタラベル「Ｌ１」を付し、破線枠２１内の第２候補点に対してクラスタラベル「Ｌ２」を付す。この場合、破線枠２０内の時間的安定点Ｐｔ及び第２候補点が示す距離は、夫々、破線枠２０内の周囲点が示す距離との差が塊判定距離閾値ｄＤｔｈ２未満となっている。同様に、破線枠２１内の時間的安定点Ｐｔ及び第２候補点が示す距離は、夫々、破線枠２１内の周囲点が示す距離との差が塊判定距離閾値ｄＤｔｈ２未満となっている。従って、破線枠２０内の計測点は、同一物体に対する距離を計測した計測点であることが推定される。同様に、破線枠２１内の計測点は、同一物体に対する距離を計測した計測点であることが推定される。従って、空間的安定点検出ブロック７４は、第２処理によれば、同一物体に対する距離を計測した時間的安定点Ｐｔ及び第２候補点の塊に対して、好適に同一のクラスタラベルを付与することができる。

図１０は、空間的安定点Ｐｓの検出に関する第３処理の手順を示すフローチャートの一例である。空間的安定点検出ブロック７４は、図１０に示す処理を、図８に示す第２処理の実行後に実行する。

まず、空間的安定点検出ブロック７４は、クラスタラベルにより分けられたグループ毎のグループ計測点数Ｎｇを算出する（ステップ４１）。

そして、空間的安定点検出ブロック７４は、対象のグループに対するグループ計測点数Ｎｇが塊判定点数閾値Ｎｇｔｈ未満であるか否か判定する（ステップＳ４２）。そして、空間的安定点検出ブロック７４は、グループ計測点数Ｎｇが塊判定点数閾値Ｎｇｔｈ未満である場合（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、対象のグループに属する計測点の第２有効点フラグＦ２を、無効であることを示す「０」に設定する（ステップＳ４３）。この場合、空間的安定点検出ブロック７４は、対象のグループに属する計測点の数が少なく、対象グループに属する計測点は空間的安定点Ｐｓではない（即ちノイズ発生点である）とみなす。

一方、空間的安定点検出ブロック７４は、グループ計測点数Ｎｇが塊判定点数閾値Ｎｇｔｈ以上である場合（ステップＳ４２；Ｎｏ）、対象のグループに属する計測点の第２有効点フラグＦ２を変更しない。この場合、対象の計測点が第２候補点である場合には、第２有効点フラグＦ２は「１」のままとなり、対象の計測点が時間的安定点Ｐｔである場合には、第２有効点フラグＦ２は「０」のままとなる。よって、この場合、空間的安定点検出ブロック７４は、グループ計測点数Ｎｇが塊判定点数閾値Ｎｇｔｈ以上となるグループに属する第２候補点に対し、有効であることを示す「１」となる第２有効点フラグＦ２を付すことができる。

そして、空間的安定点検出ブロック７４は、全てのグループに対してステップＳ４２の判定処理を実行したか否か判定する（ステップＳ４４）。そして、空間的安定点検出ブロック７４は、全てのグループに対してステップＳ４２の判定処理を実行した場合（ステップＳ４４；Ｙｅｓ）、フローチャートの処理を終了する。一方、空間的安定点検出ブロック７４は、ステップＳ４２の判定処理を実行していないグループが存在する場合（ステップＳ４４；Ｎｏ）、判定処理を実行していないグループを対象としたステップＳ４２の処理を再び実行する。

第３処理の実行後、空間的安定点検出ブロック７４は、第１有効点フラグＦ１及び第２有効点フラグＦ２が付加された点群情報を出力ブロック７５に供給する。この場合、出力ブロック７５は、第１有効点フラグＦ１及び第２有効点フラグＦ２のいずれも「１」ではない計測点を、ノイズ発生点とみなし、当該計測点の距離及び方向を示す計測データを点群情報から除去したノイズ除去点群情報Ｓ５を生成する。この場合、ノイズ除去点群情報Ｓ５は、時間的安定点Ｐｔ、空間的安定点Ｐｓ、又は測距最低距離Ｄｔｈ１以上安定測距距離Ｄｔｈ２以下の距離を示す計測点のいずれかに対応する計測データを含む。そして、出力ブロック７５は、ノイズ除去点群情報Ｓ５を運転支援装置に供給する。

図１１は、図９に示す計測点の分布における第３処理に基づく第２有効点フラグＦ２の設定例を示す。図１１の例では、塊判定点数閾値Ｎｇｔｈは、「８」に設定されているものとする。

この場合、出力ブロック７５は、クラスタラベルＬ１が付されたグループのグループ計測点数Ｎｇが「１４」、クラスタラベルＬ２が付されたグループのグループ計測点数Ｎｇが「６」であると認識する。そして、出力ブロック７５は、クラスタラベルＬ１が付されたグループのグループ計測点数Ｎｇが塊判定点数閾値Ｎｇｔｈ以上（１４＞８）となることから、クラスタラベルＬ１が付された第２候補点Ｐ１〜Ｐ４の第２有効点フラグＦ２を「１」のままとする。この場合、第２候補点Ｐ１〜Ｐ４は、出力ブロック７５により空間的安定点Ｐｓ（即ち有効点）とみなされ、第２候補点Ｐ１〜Ｐ４の計測データは点群情報から除去されない。

一方、出力ブロック７５は、クラスタラベルＬ２が付されたグループのグループ計測点数Ｎｇが塊判定点数閾値Ｎｇｔｈ未満（６＜８）であることから、クラスタラベルＬ１が付された第２候補点Ｐ５〜Ｐ１０の第２有効点フラグＦ２を「０」とする。この場合、第２候補点Ｐ５〜Ｐ１０は、出力ブロック７５によりノイズ発生点とみなされ、第２候補点Ｐ５〜Ｐ１０の計測データは点群情報から除去される。

以上説明したように、本実施例に係るライダ１００の制御部７の空間的安定点検出ブロック７４は、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、候補判定閾値ｄＤｔｈ１以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、有効であることを示す第２有効点フラグＦ２を付与する。そして、空間的安定点検出ブロック７４は、有効であることを示す第２有効点フラグＦ２が付与された計測点に対し、計測点間の距離が塊判定距離閾値ｄＤｔｈ２以内となる計測点群毎にグループ分けを行う。そして、空間的安定点検出ブロック７４は、グループ毎の計測点の個数であるグループ計測点数Ｎｇに基づき、第２有効点フラグＦ２が付与された計測点がノイズ発生点であるか否かの判定をグループ毎に行う。これにより、空間的安定点検出ブロック７４は、計測点が空間的安定点Ｐｓであるか又はノイズ発生点であるかの判定を的確に行うことができる。

［変形例］
以下、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。

（変形例１）
ライダ１００が車両などの移動体に搭載される場合、時間的安定点検出ブロック７３は、移動体の速度を勘案してフレーム毎の計測点の対応関係を特定し、対応する計測点毎に距離分散Ｖを算出してもよい。

図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、ライダ１００を搭載する移動体が移動中の場合において、３フレーム分の各計測期間において計測される計測点をライダ１００から俯瞰した図である。ここでは、計算フレーム数Ｎｆは「３」に設定されているものとし、距離分散Ｖの算出対象の計測点を「Ｐｔａｇ１」とする。

この場合、時間的安定点検出ブロック７３は、現在フレームの（即ち最新の走査により得られた）点群情報を点群情報生成ブロック７２から取得すると共に、前回フレームの点群情報及び前々回フレームの点群情報をメモリ８から参照する。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、現在フレームにおける計測点Ｐｔａｇ１に対応する計測点Ｐｔａｇ２、Ｐｔａｇ３を前回フレームと前々回フレームとで特定する場合、移動体の速度と現在フレームとのフレーム差とに基づいて特定する。例えば、時間的安定点検出ブロック７３は、移動体が所定速度範囲内の場合、１フレームずれるごとに右又は左（ここでは右）に１つ分だけ計測点Ｐｔａｇ１に対応させる計測点Ｐｔａｇ２、Ｐｔａｇ３をずらす。この場合、メモリ８には、移動体の速度（及び移動方向）と１フレーム差毎に計測点をずらす個数及び方向とを対応付けたマップ情報が記憶されている。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、このマップ情報を参照し、移動体に付属するセンサが出力する移動体の速度の情報から、現在フレームの計測点Ｐｔａｇ１に対応する過去フレームの計測点Ｐｔａｇ２、Ｐｔａｇ３を特定する。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、これらの計測点Ｐｔａｇ１、Ｐｔａｇ２、Ｐｔａｇ３が夫々示す距離「ｙ１」、「ｙ２」、「ｙ３」から、距離分散Ｖを算出する。

他の例では、時間的安定点検出ブロック７３は、移動体の位置及び向き、移動体におけるライダ１００の設置位置及び向き等の情報に基づき、点群情報が示す各計測点を、地図などで用いられる絶対座標系に変換する。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、計算フレーム数Ｎｆの各フレームにおいて、絶対座標系で安定して計測される地点を示す現在フレームの計測点を、時間的安定点Ｐｔとみなす。

このように、変形例１によれば、ライダ１００が移動する場合であっても、好適に時間的安定点Ｐｔを検出することができる。

（変形例２）
ライダ１００の構成は、図１に示す構成に限定されない。例えば、制御部７の時間的安定点検出ブロック７３及び空間的安定点検出ブロック７４に相当する機能を、ライダ１００とは別の装置が有してもよい。

図１３は、変形例２に係るライダ１００Ｘ及びノイズ除去装置２００の構成図を示す。この場合、ライダ１００Ｘは、点群情報生成ブロック７２が生成する点群情報をノイズ除去装置２００へ供給する。

ノイズ除去装置２００は、制御部７Ａと、メモリ８Ａとを有する。メモリ８Ａには、第１パラメータ群８１及び第２パラメータ群８２が記憶されている。制御部７Ａは、機能的には、時間的安定点検出ブロック７３と、空間的安定点検出ブロック７４と、出力ブロック７５とを有する。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、ライダ１００Ｘの点群情報生成ブロック７２が生成する点群情報を受信し、受信した点群情報に対して第１パラメータ群８１を参照して時間的安定点検出処理を実行する。空間的安定点検出ブロック７４は、時間的安定点検出ブロック７３が第１有効点フラグＦ１を付した点群情報に対して第２パラメータ群８２を参照して空間的安定点検出処理を実行する。そして、出力ブロック７５は、空間的安定点検出ブロック７４から供給された、第１有効点フラグＦ１及び第２有効点フラグＦ２が付された点群情報に基づき、ノイズ除去点群情報Ｓ５を生成し、当該ノイズ除去点群情報Ｓ５を出力する。

なお、ノイズ除去装置２００は、運転支援装置により実現されてもよい。また、第１パラメータ群８１及び第２パラメータ群８２は、ノイズ除去装置２００が参照可能なメモリを有する他の装置により記憶されてもよい。変形例２では、ノイズ除去装置２００は、本発明における「情報処理装置」の一例である。

（変形例３）
時間的安定点検出ブロック７３は、距離分散Ｖに基づき各計測点が時間的安定点Ｐｔであるか否かを判定するのに加えて、又はこれに代えて、計算フレーム数Ｎｆ分の反射光強度に基づいて、各計測点が時間的安定点Ｐｔであるか否かの判定を行ってもよい。

例えば、時間的安定点検出ブロック７３は、最新の計算フレーム数Ｎｆ分の各フレームについて、対象の計測点に対する反射光強度の波形（図５参照）のうち最大となる反射光強度（図５の場合、時間ｔ１での反射光強度）を取得する。そして、時間的安定点検出ブロック７３は、計算フレーム数Ｎｆ分の反射光強度の分散（「強度分散」とも呼ぶ。）が所定閾値未満の場合には、対象の計測点が時間的安定点Ｐｔであると判定する。一方、時間的安定点検出ブロック７３は、強度分散が所定閾値以上の場合には、対象の計測点は時間的安定点Ｐｔではないと判定する。

例えば、計算フレーム数Ｎｆが「６」の場合において、フレーム毎の時刻「Ｔ１」〜「Ｔ６」において取得される反射光強度に基づき、強度分布を算出する例について考察する。図１４（Ａ）、（Ｂ）は、異なる計測点における時刻Ｔ１〜Ｔ６で計測される反射光強度（最大値）を示す。時間的安定点検出ブロック７３は、図１４（Ａ）に示される反射光強度が計測された計測点については、時刻Ｔ１〜Ｔ６での反射光強度のばらつきが小さいため、強度分散は所定の閾値未満となる。この場合、時間的安定点検出ブロック７３は、図１４（Ａ）に示される反射光強度が計測された計測点を、時間的安定点Ｐｔであるとみなす。

一方、図１４（Ｂ）に示される反射光強度が計測された計測点については、時刻Ｔ１〜Ｔ６での反射光強度のばらつきが大きく、共同分散は所定の閾値以上となる。この場合、時間的安定点検出ブロック７３は、図１４（Ａ）に示される反射光強度が計測された計測点を、時間的安定点Ｐｔではないとみなす。

なお、時間的安定点検出ブロック７３は、距離分散Ｖが有効分散閾値Ｖｔｈ未満であって、かつ、強度分散が所定の閾値未満である場合に、対象の計測点を時間的安定点Ｐｔであるとみなしてもよい。他の例では、時間的安定点検出ブロック７３は、距離分散Ｖが有効分散閾値Ｖｔｈ未満、または、強度分散が所定の閾値未満である場合に、対象の計測点を時間的安定点Ｐｔであるとみなしてもよい。なお、時間的安定点Ｐｔでないとみなされた計測点は、第１有効点フラグＦ１が「２」（第１候補点）に定められ、空間的安定点Ｐｓであるか否かの判定が行われる。

本変形例によれば、ライダ１００は、より正確に各計測点がノイズ発生点であるか否かの判定を行うことができる。

（変形例４）
複数のライダを用いる場合、各ライダの計測範囲の境界エリアを考慮してノイズ判定を行ってもよい。

図１５は、変形例４におけるライダシステムの概要図を示す。ライダシステムは、図１３に示す変形例２において説明したライダ１００Ｘに相当する第１ライダ１００Ｘａ及び第２ライダＸｂと、変形例２において説明したノイズ除去装置２００に相当するノイズ除去装置２００ａと、を有する。この構成では、ノイズ除去装置２００ａは、第１ライダ１００Ｘａ及び第２ライダ１００Ｘｂから、夫々、点群情報を受信する。以後では、第１ライダ１００Ｘａが生成する点群情報を「第１点群情報」、第２ライダＸｂが生成する点群情報を「第２点群情報」とも呼ぶ。

ノイズ除去装置２００ａは、空間的安定点検出を行う場合、単一のライダ（第１ライダ１００Ｘａ又は第２ライダ１００Ｘｂ）で夫々計測された計測点群のグループ計測点数Ｎｇが塊判定点数閾値Ｎｇｔｈ未満であっても、同一物体に対する計測点であると判定された計測点群のグループ計測点数Ｎｇの合計数が塊判定点数閾値Ｎｇｔｈ以上である場合には、第２有効点フラグを１のままにする（即ち空間的安定点Ｐｓであるとみなす）。言い換えると、ノイズ除去装置２００ａは、複数のライダにより夫々計測された複数の計測点について、ライダの各々の位置及び姿勢の情報に基づき、ライダの各々の計測範囲の境界において隣接して存在すると判定される計測点を、同一グループとしてグループ分けを行う。

具体的には、まず、ノイズ除去装置２００ａは、第１点群情報及び第２点群情報の夫々に対して、図６に示す第１処理と図８に示す第２処理とを実行することで、計測点に対してクラスタラベルを付与する。図１５の例では、第１点群情報に属する計測点群Ｐ２１〜Ｐ２５が同一のクラスタラベルが付与され、第２点群情報に属する計測点群Ｐ２６〜Ｐ２９が同一のクラスタラベルが付与される。この場合、夫々の計測点群に対するグループ計測点数Ｎｇは、それぞれ「５」と「４」となり、塊判定点数閾値Ｎｇｔｈ（ここでは８とする）未満となる。

ここで、ノイズ除去装置２００ａは、第１ライダ１００Ｘａと第２ライダ１００Ｘｂの車両に設置された位置及び姿勢の情報に基づき、第１点群情報に属する計測点群Ｐ２１〜Ｐ２５と、第２点群情報に属する計測点群Ｐ２６〜Ｐ２９とが近接していると判定する。なお、第１ライダ１００Ｘａと第２ライダ１００Ｘｂの車両に設置された位置及び姿勢の情報は、予めメモリ８Ａなどに記憶されている。この場合、ノイズ除去装置２００Ａａは、これらのグループ計測点数Ｎｇ（５と４）の合計値（９）が塊判定点数閾値Ｎｇｔｈ（ここでは８とする）以上であることから、第１点群情報に属する計測点群Ｐ２１〜Ｐ２５と、第２点群情報に属する計測点群Ｐ２６〜Ｐ２９とを、夫々空間的安定点Ｐｓであるとみなす。

なお、ノイズ除去装置２００ａは、第１ライダ１００Ｘａと第２ライダ１００Ｘｂの車両に設置された位置及び姿勢の情報に基づき、これらの計測範囲が重複又は隣接すると判定した場合、第１点群情報と第２点群情報とを１つの点群情報として統合した後、統合した点群情報に対して第１処理〜第３処理を実行してもよい。

このように、本変形例によれば、計測範囲が重複又は隣接する複数のライダを有する場合に、物体がこれらのライダの計測範囲の境界に位置する場合であっても、物体の計測点をノイズ発生点であると誤判定することを好適に防ぐことができる。

１ 送信部
２ 受信部
３ ビームスプリッタ
５ スキャナ
６ ピエゾセンサ
７、７Ａ 制御部
８、８Ａ メモリ
１００、１００Ｘ ライダ
２００ ノイズ除去装置

Claims (11)

1. フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、第１距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与部と、
   前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第２距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化部と、
   グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定部と、
   を有する情報処理装置。
2. 前記付与部は、前記複数の計測点のうち、前記基準点からの計測方向が近似するいずれかの計測点が示す距離との距離差が前記第１距離以内となる計測点に対し、前記フラグを付与する、請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記基準点からの距離が計測される計測点のうち、複数フレーム間での距離又は反射光強度の少なくとも一方の分散が所定値未満となる計測点を、時間的安定点として検出する時間的安定点検出部をさらに有し、
   前記グループ化部は、前記フラグが付与された計測点及び前記時間的安定点に対し、計測点間の距離差が前記第２距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行う、請求項１または２に記載の情報処理装置。
4. 前記付与部は、前記基準点からの距離が計測される計測点のうち、前記時間的安定点と、所定範囲内の距離を示す計測点とを除く複数の計測点について、前記第１距離以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、前記フラグを付与する、請求項３に記載の情報処理装置。
5. 前記時間的安定点検出部は、前記情報処理装置が搭載される移動体の速度に基づき、前記フレーム毎の計測点の対応関係を特定し、対応する計測点毎に前記距離又は反射光強度の少なくとも一方の分散を算出する、請求項３または４のいずれか一項に記載の情報処理装置。
6. 前記グループ化部は、前記基準点からの計測方向が近似し、かつ、距離の差が前記第２距離差以内となる計測点の組み合わせを、同一グループに分類する処理を、前記フラグが付与された各計測点に対して実行する、請求項３または４に記載の情報処理装置。
7. 角度を変えながら射出されるパルス光の各々の射出後に検出される反射光強度が最大となるタイミングに基づき算出される前記基準点からの距離を、前記パルス光の射出方向と対応付けた点群情報を生成する点群情報生成部と、
   前記判定部が前記ノイズであると判定した計測点に対応する前記射出方向における距離の情報を前記点群情報から除去したノイズ除去点群情報を出力する出力部と、
   をさらに有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の情報処理装置。
8. 前記グループ化部は、複数の計測装置により夫々計測された複数の計測点について、前記計測装置の各々の位置及び姿勢の情報に基づき、前記計測装置の各々の計測範囲の境界において隣接して存在すると判定される計測点を、同一グループとして前記グループ分けを行う、請求項１〜７のいずれか一項に記載の情報処理装置。
9. 情報処理装置が実行する制御方法であって、
   フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、第１距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与工程と、
   前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第２距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化工程と、
   グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定工程と、
   を有する制御方法。
10. フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、第１距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与部と、
    前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第２距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化部と、
    グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定部
    としてコンピュータを機能させるプログラム。
11. 請求項１０に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。

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