JP2021044008A - 情報出力装置、端末装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】出力させるデータ量を好適に低減させることが可能な情報出力装置を提供する。【解決手段】サーバ装置４は、３次元点群ＤＢ４３を記憶し、ライダ２の特性に関するライダ特性情報ＩＬ及び予測自車位置Ｐｐｒを含む点群情報要求信号Ｓｒを車載機１から受信した場合に、ライダ２によるスキャン対象空間を特定する。そして、サーバ装置４は、特定したスキャン対象空間内の点群に相当する地図点群情報Ｄａを３次元点群ＤＢ４３から抽出し、車載機１へ送信する。【選択図】図４

Description

本発明は、情報を出力する技術に関する。

従来から、外界センサを用いて現在位置を高精度に推定する技術が知られている。例えば、特許文献１には、移動体周辺のランドマークを観測する外界センサの観測結果と、環境全域におけるランドマークに関する情報を収めた大域地図とのマッチングを行うことで、自己位置を推定する技術が開示されている。

特開２００８−１６５２７５号公報

自動運転における自己位置推定の場合、特許文献１に記載のような大域地図のデータ容量は膨大となるため、サーバ装置が大域地図を管理し、移動体側の端末が適宜サーバ装置から自己位置周辺のランドマークの情報を取得することになる。この場合、移動体側の端末は、周辺に存在するランドマークの情報を全てサーバ装置から取得することになると、通信量が多くなってしまい、自己位置推定に必要な情報を選定する処理負荷等も増加するという問題がある。

本発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、出力させるデータ量を好適に低減させることが可能な情報出力装置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、
移動体に配置された外界検出装置の特性に関する特性情報を取得する取得部と、
前記特性情報に基づき前記外界検出装置の検出範囲を特定し、当該検出範囲内に存在する地物に対応する３次元点群情報を、記憶部に記憶された地物を示す地物情報から抽出して出力する出力部と、
を備える情報出力装置である。

また、請求項に記載の発明は、
外界検出装置が配置された移動体と共に移動する端末装置であって、
前記外界検出装置の特性に関する特性情報を記憶する記憶部と、
前記特性情報を請求項１〜３のいずれか一項に記載の情報出力装置に送信する送信部と、
前記情報出力装置から３次元点群情報を受信する受信部と、
前記３次元点群情報と、前記外界検出装置の検出情報とに基づき現在位置を推定する推定部と、を備える端末装置である。

また、請求項に記載の発明は、
情報出力装置が実行する制御方法であって、
移動体に配置された外界検出装置の特性に関する特性情報を取得する取得工程と、
前記特性情報に基づき前記外界検出装置の検出範囲を特定し、当該検出範囲内に存在する地物に対応する３次元点群情報を、記憶部に記憶された地物を示す地物情報から抽出して出力する出力工程と、
を有する制御方法である。

また、請求項に記載の発明は、
コンピュータが実行するプログラムであって、
移動体に配置された外界検出装置の特性に関する特性情報を取得する取得部と、
前記特性情報に基づき前記外界検出装置の検出範囲を特定し、当該検出範囲内に存在する地物に対応する３次元点群情報を、記憶部に記憶された地物を示す地物情報から抽出して出力する出力部
として前記コンピュータを機能させるプログラムである。

高度化地図システムの概略構成である。 （Ａ）車載機の概略構成を示す。（Ｂ）ライダ特性情報のデータ構造を示す。 サーバ装置の概略構成を示す。 車載機の機能的な構成を示すブロック図である。 （Ａ）ライダが出力するレーザが車載機周辺にある建物等の地物に照射される様子を示した図である。（Ｂ）レーザの照射位置となる点群を抽出した図である。 （Ａ）３次元点群ＤＢに登録されている自車位置周辺の点群を可視化した図である。（Ｂ）地図点群情報に対応する点群を抽出した図である。 実施例に係る自車位置推定処理の手順を示すフローチャートである。

本発明の好適な実施形態によれば、情報出力装置であって、移動体に配置された外界検出装置の特性に関する特性情報を取得する取得部と、前記特性情報に基づいて、記憶部に記憶された地物を示す地物情報から前記地物情報の一部を抽出して出力する出力部と、を備える。ここで、「地物情報の一部を抽出」とは、記憶部に記憶された地物情報から特性情報に基づいてその一部を抽出することを指す。よって、所定個数の地物の各々に対する地物情報が記憶部に記憶されている場合に、全体が該当する地物に対する地物情報をそのまま抽出する態様や、一部が該当する地物に対する地物情報の該当部分を切り出して抽出する態様も含まれる。この実施形態によれば、情報出力装置は、外界検出装置の特性に関する特性情報に基づいて、出力すべき地物情報を好適に限定することができる。

上記情報出力装置の一態様では、前記出力部は、前記特性情報に基づき前記外界検出装置の検出範囲を特定し、当該検出範囲内に存在する地物の地物情報を抽出して出力する。この態様により、情報出力装置は、好適に外界検出装置の検出範囲内の地物情報を出力し、外界検出装置の検出情報とのマッチング等に活用させることができる。

上記情報出力装置の他の一態様では、前記特性情報には、前記外界検出装置の設置位置の高さに関する情報、又は、水平方向又は／及び垂直方向において前記外界検出装置が検出を行う範囲に関する情報が含まれる。この態様により、情報出力装置は、好適に外界検出装置の検出範囲を特定し、抽出すべき地物情報を決定することができる。

上記情報出力装置の他の一態様では、前記取得部は、前記外界検出装置の検出情報を受信する端末装置から前記特性情報及び前記移動体の位置情報を受信し、前記出力部は、前記特性情報及び前記位置情報に基づき抽出した前記地物情報を前記端末装置へ送信する。この態様により、情報出力装置は、外界検出装置の検出情報と当該検出情報に対応する地物情報とを好適に端末装置に取得させることができる。

本発明の他の好適な実施形態によれば、外界検出装置が配置された移動体と共に移動する端末装置であって、前記外界検出装置の特性に関する特性情報を記憶する記憶部と、前記特性情報を上記いずれか記載の情報出力装置に送信する送信部と、前記情報出力装置から地物情報を受信する受信部と、前記地物情報と、前記外界検出装置の検出情報とに基づき現在位置を推定する推定部と、を備える。この態様によれば、端末装置は、地物情報を記憶する情報出力装置から現在位置の推定に必要な最小限の地物情報を受信し、現在位置の推定を効率的に行うことができる。

上記端末装置の一態様では、前記検出情報及び前記地物情報は、点群情報であり、前記推定部は、前記検出情報が示す点群と、当該点群に対応する前記地物情報が示す点群との位置の誤差に基づき、前記現在位置を推定する。この態様により、端末装置は、情報出力装置が予め記憶した地物の点群情報を基準として、外界検出装置が出力する点群情報から正確に自己位置を推定することが可能となる。

上記端末装置の他の一態様では、端末装置は、測定部の出力に基づく現在位置の予測値を取得する位置予測部をさらに備え、前記推定部は、前記地物情報と前記検出情報とに基づき前記予測値を補正することで、前記現在位置の推定値を算出する。この態様により、端末装置は、測定部が測定した現在位置よりも高精度な現在位置を取得することができる。

本発明の他の好適な実施形態によれば、情報出力装置が実行する制御方法であって、移動体に配置された外界検出装置の特性に関する特性情報を取得する取得工程と、前記特性情報に基づいて、記憶部に記憶された地物を示す地物情報から前記地物情報の一部を抽出して出力する出力工程と、を有する。情報出力装置は、この制御方法を実行することで、外界検出装置の特性に関する特性情報に基づいて、出力すべき地物情報を好適に限定することができる。

本発明の他の好適な実施形態によれば、コンピュータが実行するプログラムであって、移動体に配置された外界検出装置の特性に関する特性情報を取得する取得部と、前記特性情報に基づいて、記憶部に記憶された地物を示す地物情報から前記地物情報の一部を抽出して出力する出力部として前記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、外界検出装置の特性に関する特性情報に基づいて、出力すべき地物情報を好適に限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。実施例において、点群とは、３次元位置が特定される点の集合体を指し、３次元点群とは、３次元に（即ち空間的に）分布する点群を指すものとする。

［高度化地図システムの概要］
図１は、本実施例に係る高度化地図システムの概略構成である。高度化地図システムは、車両と共に移動する車載機１と、車載機１により制御されるライダ（Ｌｉｄａｒ：Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ、または、Ｌａｓｅｒ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）２と、道路周辺の地物（天然物及び人工物の両方を含む。）の表面を離散的に構成する３次元点群のデータベースである３次元点群ＤＢ４３を記憶するサーバ装置４とを備える。そして、高度化地図システムは、ライダ２により計測された点群と、３次元点群ＤＢ４３に登録された点群とのマッチングを行うことにより、高精度な自車位置推定を行う。

車載機１は、ライダ２と電気的に接続され、地物を検知するためのライダ２の光の出射制御を行う。本実施例では、車載機１は、ライダ２の特性に関する情報（「ライダ特性情報ＩＬ」とも呼ぶ。）を予め記憶する。そして、車載機１は、後述するＧＰＳ受信機等の測定部の出力により予測した自車位置（「予測自車位置Ｐｐｒ」とも呼ぶ。）とライダ特性情報ＩＬとを含む要求信号（「点群情報要求信号Ｓｒ」とも呼ぶ。）をサーバ装置４へ送信する。これにより、車載機１は、ライダ特性情報ＩＬ及び予測自車位置Ｐｐｒに基づき３次元点群ＤＢ４３から抽出された点群情報（「地図点群情報Ｄａ」とも呼ぶ。）を、サーバ装置４から受信する。そして、車載機１は、ライダ２から出力された点群情報（「計測点群情報Ｄｂ」とも呼ぶ。）と、サーバ装置４から受信した地図点群情報Ｄａとに基づき、予測自車位置Ｐｐｒの誤差を算出し、当該誤差により予測自車位置Ｐｐｒを補正した自車位置の推定値を算出する。車載機１は、本発明における「端末装置」の一例である。

ライダ２は、水平方向および垂直方向の所定の角度範囲に対してパルスレーザを出射することで、外界に存在する物体までの距離を離散的に測定し、当該物体の位置を示す３次元の点群情報を計測点群情報Ｄｂとして生成する。この場合、ライダ２は、照射方向を変えながらレーザ光を出射する出射部と、照射したレーザ光の反射光（散乱光）を受光する受光部と、受光部が出力する受光信号に基づく点群情報を出力する出力部とを有する。点群情報は、受光部が受光したレーザ光に対応する照射方向と、上述の受光信号に基づき特定される当該レーザ光の応答遅延時間とに基づき生成される。なお、ライダ２は、垂直方向へは走査することなく水平方向の所定角度範囲のみに対してパルスレーザを出射して２次元の点群情報を生成するものであってもよい。そして、ライダ２は、生成した計測点群情報Ｄｂを車載機１へ供給する。計測点群情報Ｄｂは、車載機１を基準とした相対的な座標系（単に「相対座標系」とも呼ぶ。）により表される。ライダ２は、本発明における「外界検出装置」の一例である。

サーバ装置４は、３次元点群ＤＢ４３を含む地図データを記憶する。サーバ装置４は、車載機１から点群情報要求信号Ｓｒを受信した場合に、点群情報要求信号Ｓｒに含まれるライダ特性情報ＩＬ及び予測自車位置Ｐｐｒに基づき、ライダ２が計測する空間（「スキャン対象空間」とも呼ぶ。）を認識し、当該スキャン対象空間内の位置を指し示す点群の情報である地図点群情報Ｄａを３次元点群ＤＢ４３から抽出して車載機１へ送信する。サーバ装置４は、本発明における「情報出力装置」の一例である。また、スキャン対象空間は、本発明における「検出範囲」の一例であり、３次元空間に限らず２次元空間の場合も含む。

図２（Ａ）は、車載機１の機能的構成を示すブロック図である。車載機１は、主に、通信部１１と、記憶部１２と、センサ部１３と、入力部１４と、制御部１５と、出力部１６とを有する。これらの各要素は、バスラインを介して相互に接続されている。

通信部１１は、制御部１５の制御に基づき、サーバ装置４とデータ通信を行う。

記憶部１２は、制御部１５が実行するプログラムや、制御部１５が所定の処理を実行するのに必要な情報を記憶する。また、本実施例では、記憶部１２は、ライダ特性情報ＩＬを予め記憶しておく。ライダ特性情報ＩＬは、本発明における「特性情報」の一例である。

図２（Ｂ）は、ライダ特性情報ＩＬのデータ構造の一例である。図２（Ｂ）に示すように、ライダ特性情報ＩＬは、設置高さ情報と、スキャン範囲情報とを含む。ここで、設置高さ情報は、ライダ２が配置される車両に対するライダ２の相対的な設置高さを示す情報であり、例えば、車両が水平面上に存在する場合の当該水平面に対する高さを示す。スキャン範囲情報は、車両に対するライダ２の相対的な計測可能範囲を示す情報であり、例えば、所定の方向（例えば車両の進行方向）を基準とした場合のライダ２によるスキャンの水平角度範囲及び垂直角度範囲と、ライダ２の計測可能距離（即ちスキャン距離）と、ライダ２のレーザが照射されるスキャン面の層数を示す照射層数又はライダ２のレーザ送受信センサの個数（センサ数）と、隣り合う照射面間での角度を示す層間角度とを含む。なお、ライダ２が水平なスキャン面を垂直方向に移動させることで３次元スキャンを行う場合、スキャン範囲情報は、上述の垂直角度範囲に代えて、スキャン面の層数（即ち走査線の数）の情報を含んでもよい。記憶部１２は、例えば実験等に基づき予め計測されたこれらの設置高さ情報及びスキャン範囲情報等を、ライダ特性情報ＩＬとして予め記憶しておく。

再び図２（Ａ）に戻り車載機１の構成について説明する。センサ部１３は、車両の状態を検出するセンサであり、ＧＰＳ受信機３２と、ＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）３３などを含む。本実施例では、制御部１５は、センサ部１３の出力に基づき、予測自車位置Ｐｐｒを算出する。センサ部１３は、本発明における「測定部」の一例である。

入力部１４は、ユーザが操作するためのボタン、タッチパネル、リモートコントローラ、音声入力装置等であり、出力部１６は、例えば、制御部１５の制御に基づき出力を行うディスプレイやスピーカ等である。

制御部１５は、プログラムを実行するＣＰＵなどを含み、車載機１の全体を制御する。本実施例では、制御部１５は、例えば所定の時間間隔ごとに、センサ部１３の出力に基づき算出した予測自車位置Ｐｐｒと記憶部１２に記憶されたライダ特性情報ＩＬとを含む点群情報要求信号Ｓｒを、通信部１１によりサーバ装置４へ送信する。そして、通信部１１が点群情報要求信号Ｓｒの応答として地図点群情報Ｄａを受信した場合に、制御部１５は、地図点群情報Ｄａが示す点群と、ライダ２が出力する計測点群情報Ｄｂが示す点群とのマッチングを行うことで、予測自車位置Ｐｐｒの誤差（ずれ）を示す情報（「誤差情報ｄＰ」とも呼ぶ。）を生成する。そして、制御部１５は、誤差情報ｄＰが示す誤差分だけ修正した予測自車位置Ｐｐｒを、自車位置の推定値として算出する。制御部１５は、本発明における「位置予測部」、「送信部」、「受信部」及び「推定部」の一例である。

図３は、サーバ装置４の機能的構成を示すブロック図である。サーバ装置４は、主に、通信部４１と、記憶部４２と、制御部４５とを有する。これらの各要素は、バスラインを介して相互に接続されている。通信部４１は、制御部４５の制御に基づき、車載機１とデータ通信を行う。

記憶部４２は、制御部４５が実行するプログラムや、制御部４５が所定の処理を実行するのに必要な情報を記憶する。本実施例では、記憶部４２は、３次元点群ＤＢ４３を含む地図データを記憶する。３次元点群ＤＢ４３は、地図データに登録された各道路の周辺に存在する地物の表面を形成する３次元の点群情報のデータベースである。３次元点群ＤＢ４３に登録される各点群は、例えば緯度・経度及び高さ（例えば標高）の３次元座標により表される。３次元点群ＤＢ４３に登録される各点群の座標系を「絶対座標系」とも呼ぶ。なお、３次元点群ＤＢ４３に登録される点群情報は、水平方向及び垂直方向にスキャンしたライダが出力した点群情報から生成されたものであってもよい。また、３次元点群ＤＢ４３に登録される点群情報は、当該ライダが出力した点群情報、地図データに含まれる地物の位置情報及び形状情報等に基づき生成された各地物を示す３次元の点群情報であってもよい。３次元点群ＤＢ４３に登録されている各点群情報は、本発明における「地物情報」の一例である。

制御部４５は、プログラムを実行するＣＰＵなどを含み、サーバ装置４の全体を制御する。本実施例では、制御部４５は、通信部４１が車載機１から点群情報要求信号Ｓｒを受信した場合に、点群情報要求信号Ｓｒに含まれる予測自車位置Ｐｐｒ及びライダ特性情報ＩＬに基づき、ライダ２によるスキャン対象空間を特定する。そして、制御部４５は、特定したスキャン対象空間内となる点群を示す地図点群情報Ｄａを、３次元点群ＤＢ４３から抽出し、抽出した地図点群情報Ｄａを通信部４１により車載機１へ送信する。制御部４５は、本発明における「取得部」、「出力部」、及び本発明におけるプログラムを実行するコンピュータの一例である。

［自車位置推定処理］
次に、自車位置推定処理について詳しく説明する。

（１）機能構成
図４は、車載機１の機能的な構成を示すブロック図である。図４に示すように、車載機１の制御部１５は、機能的には、予測自車位置取得部５１と、ライダ特性情報抽出部５２と、地図点群情報取得部５３と、計測点群情報取得部５４と、マッチング部５５と、自車位置推定部５６と、を有する。

予測自車位置取得部５１は、ＧＰＳ受信機３２及びＩＭＵ３３の出力に基づき、現在の緯度及び経度を含む２次元又は３次元位置と、車両の進行方向とを予測する。そして、予測自車位置取得部５１は、予測した位置情報を予測自車位置Ｐｐｒとして点群情報要求信号Ｓｒに含め、通信部１１によりサーバ装置４へ送信する。ライダ特性情報抽出部５２は、記憶部１２に記憶されたライダ特性情報ＩＬを抽出し、抽出したライダ特性情報ＩＬを点群情報要求信号Ｓｒに含め、通信部１１によりサーバ装置４へ送信する。

地図点群情報取得部５３は、点群情報要求信号Ｓｒの応答としてサーバ装置４が送信した地図点群情報Ｄａを、通信部１１により受信する。そして、地図点群情報取得部５３は、受信した地図点群情報Ｄａをマッチング部５５へ供給する。計測点群情報取得部５４は、ライダ２が出力する計測点群情報Ｄｂを取得し、マッチング部５５へ供給する。この場合、地図点群情報取得部５３は、マッチング部５５によるマッチングに必要な最小限の地図点群情報Ｄａのみを受信するため、通信容量及び必要な記憶容量を好適に削減することができると共に、計測点群情報Ｄｂとのマッチング処理の処理負荷を好適に低減させることができる。

マッチング部５５は、計測点群情報取得部５４から取得した計測点群情報Ｄｂが示す点群と、地図点群情報取得部５３から取得した地図点群情報Ｄａが示す点群とのマッチング（位置合わせ）を行うことで誤差情報ｄＰを生成する。例えば、マッチング部５５は、まず、車載機１の位置及び進行方向を基準とした相対座標系により表された計測点群情報Ｄｂを、予測自車位置取得部５１から取得した予測自車位置Ｐｐｒに基づき、絶対座標系に変換する。そして、マッチング部５５は、絶対座標系に変換した計測点群情報Ｄｂが示す点群と、絶対座標系により表された地図点群情報Ｄａが示す点群とを、ＩＣＰ（Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ Ｃｌｏｓｅｓｔ Ｐｏｉｎｔ）などの公知のマッチング手法を用いて対応付けを行う。そして、マッチング部５５は、絶対座標系に変換した計測点群情報Ｄｂの点群を、対応する地図点群情報Ｄａの点群に位置合わせするために必要な変位を示すベクトル量及び回転角度を算出し、算出した情報を誤差情報ｄＰとして自車位置推定部５６へ供給する。マッチング部５５の具体例については、図５及び図６を参照して説明する。

自車位置推定部５６は、マッチング部５５から誤差情報ｄＰ及び予測自車位置Ｐｐｒを取得し、予測自車位置Ｐｐｒに誤差情報ｄＰが示す位置及び姿勢のずれを反映させた自車位置の推定値を算出する。自車位置推定部５６が算出した自車位置の推定値は、例えば自動運転や経路案内などの各種制御に用いられる。

（２）マッチングの具体例
図５（Ａ）は、ライダ２が出力するレーザが車載機１を搭載する車両周辺にある建物等の地物６０〜６２に照射される様子を示した図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）におけるレーザの照射位置となる点群を抽出した図である。ここでは、一例として、ライダ２が水平方向のみをスキャンする場合について示している。

この場合、計測点群情報取得部５４は、ライダ２と同一の高さに存在する地物６０〜６２の表面位置の点群に相当する計測点群情報Ｄｂをライダ２から取得し、マッチング部５５は、計測点群情報取得部５４が取得した計測点群情報Ｄｂを、予測自車位置Ｐｐｒを用いて絶対座標系の３次元座標に変換する。

図６（Ａ）は、３次元点群ＤＢ４３に登録されている車両の周辺の点群を可視化した図である。

図６（Ａ）に示すように、３次元点群ＤＢ４３には、地物６０〜６２の３次元の表面の点群情報及び道路の縁の点群情報が登録されている。そして、サーバ装置４は、点群情報要求信号Ｓｒを受信した場合に、点群情報要求信号Ｓｒに含まれる予測自車位置Ｐｐｒと、設置高さ情報及びスキャン範囲情報を含むライダ特性情報ＩＬとに基づき、ライダ２のスキャン対象空間を特定し、当該空間内の点群を示す地図点群情報Ｄａを、３次元点群ＤＢ４３から抽出する。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す点群から車載機１に送信する地図点群情報Ｄａに対応する点群を抽出した図である。この場合、サーバ装置４は、ライダ特性情報ＩＬ及び予測自車位置Ｐｐｒに基づき、ライダ２によるスキャン対象空間を特定し、特定したスキャン対象空間内の点群を抽出する。

ここで、図６（Ｂ）の例では、サーバ装置４は、ライダ特性情報ＩＬの設置高さ情報に基づき、ライダ２の照射面の高さを認識し、認識した高さと所定距離以内の高さとなる点群を抽出している。好適には、サーバ装置４は、スキャン範囲情報に垂直スキャン範囲の情報が含まれる場合には、当該範囲に応じて３次元点群ＤＢ４３から抽出する点群の高さ範囲を決定するとよい。この場合、サーバ装置４は、スキャン範囲情報に含まれる垂直スキャン範囲と、３次元点群ＤＢ４３から抽出する点群の高さ範囲とを同一にしてもよく、走行する車両の姿勢変動によるライダ２の照射面変動に対応するため、スキャン範囲情報に含まれる垂直スキャン範囲よりも３次元点群ＤＢ４３から抽出する点群の高さ範囲はある程度広くしてもよい。また、図６（Ｂ）の例では、サーバ装置４は、ライダ特性情報ＩＬのスキャン範囲情報と予測自車位置Ｐｐｒとに基づき、水平面上におけるライダ２の水平面上でのスキャン範囲を認識し、当該スキャン範囲内に存在する地物６０〜６２の点群等を抽出している。

また、サーバ装置４は、ライダ特性情報ＩＬのスキャン範囲情報に含まれる照射層数（又はライダ２のレーザ送受信センサの個数）を示す情報に基づき、当該照射層数に応じた点群を抽出してもよい。また、サーバ装置４は、照射層数を示す情報に加え、スキャン範囲情報に含まれる各照射層間の角度を示す情報に基づき、３次元点群ＤＢ４３から抽出する点群の高さ範囲を決定してもよい。

なお、サーバ装置４は、３次元点群ＤＢ４３に登録される各点群の高さの尺度が標高である場合、車両が存在する路面の標高を設置高さ情報に加味してライダ２の照射面の標高を算出する。この場合、例えば、サーバ装置４は、点群情報要求信号Ｓｒに含まれる予測自車位置ＰｐｒがＧＰＳ受信機３２の出力等に基づく車両の標高の情報を含んでいる場合には、当該標高の情報に基づき車両が存在する路面の標高を認識する。他の例では、サーバ装置４は、車両が存在する道路に対応する道路データに標高の情報が含まれている場合には、当該標高の情報に基づき車両が存在する路面の標高を認識する。

その後、マッチング部５５は、絶対座標系に変換された図５（Ｂ）に示す点群（即ち計測点群情報Ｄｂが示す点群）と、図６（Ｂ）に示す点群（即ち地図点群情報Ｄａが示す点群）との位置合わせを行う。そして、マッチング部５５は、絶対座標系に変換された図５（Ｂ）に示す点群の図６（Ｂ）に示す点群に対するずれを示すベクトル量及び回転角度に相当する誤差情報ｄＰを生成する。

図５及び図６の例によれば、車載機１は、マッチング部５５によるマッチングに必要な最小限の地図点群情報Ｄａのみをサーバ装置４から受信するため、通信容量及び必要な記憶容量を好適に削減することができると共に、マッチング処理の処理負荷を好適に低減させることができる。

（３）処理フロー
図７は、本実施例における自車位置推定処理の手順を示すフローチャートである。車載機１は、図７に示すフローチャートを繰り返し実行する。

まず、車載機１は、ＧＰＳ受信機３２及びＩＭＵ３３の出力等に基づき、現在の緯度、経度、車両の進行方向等を示した予測自車位置Ｐｐｒを取得する（ステップＳ１０１）。なお、予測自車位置Ｐｐｒは、ＧＰＳ受信機３２等が測定した現在の標高を含む情報であってもよい。そして、車載機１は、ステップＳ１０１で取得した予測自車位置Ｐｐｒと記憶部１２に記憶されたライダ特性情報ＩＬとを含む点群情報要求信号Ｓｒをサーバ装置４へ送信する（ステップＳ１０２）。

この場合、サーバ装置４は、車載機１が送信した点群情報要求信号Ｓｒを受信する（ステップＳ２０１）。そして、サーバ装置４は、点群情報要求信号Ｓｒに含まれる予測自車位置Ｐｐｒとライダ特性情報ＩＬとに基づき、絶対座標系においてライダ２がスキャンする対象となるスキャン対象空間を認識し、当該スキャン対象空間内の点群を示す地図点群情報Ｄａを３次元点群ＤＢ４３から抽出する（ステップＳ２０２）。そして、サーバ装置４は、３次元点群ＤＢ４３から抽出した地図点群情報Ｄａを車載機１へ送信する（ステップＳ２０３）。

車載機１は、サーバ装置４から地図点群情報Ｄａを受信する（ステップＳ１０３）。そして、車載機１は、ライダ２から取得した計測点群情報Ｄｂと、受信した地図点群情報Ｄａとを用いたマッチングを行う（ステップＳ１０４）。そして、車載機１は、マッチング結果に基づき誤差情報ｄＰを算出する（ステップＳ１０５）。そして、車載機１は、算出した誤差情報ｄＰに基づきステップＳ１０１で算出した予測自車位置Ｐｐｒを補正することで、自車位置の推定値を算出する（ステップＳ１０６）。

以上説明したように、本実施例に係るサーバ装置４は、３次元点群ＤＢ４３を記憶し、ライダ２の特性に関するライダ特性情報ＩＬ及び予測自車位置Ｐｐｒを含む点群情報要求信号Ｓｒを車載機１から受信した場合に、ライダ２によるスキャン対象空間を特定する。そして、サーバ装置４は、特定したスキャン対象空間内の点群に相当する地図点群情報Ｄａを３次元点群ＤＢ４３から抽出し、車載機１へ送信する。この場合、車載機１は、マッチングに必要な最小限の地図点群情報Ｄａのみを受信するため、通信容量及び必要な記憶容量を好適に削減することができると共に、計測点群情報Ｄｂとのマッチング処理の処理負荷を好適に低減させることができる。

［変形例］
サーバ装置４は、複数のサーバから構成されてもよい。例えば、サーバ装置４は、３次元点群ＤＢ４３を記憶するサーバと、図７のステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理を実行するサーバとが別体に構成されてもよい。サーバ装置４が複数のサーバから構成される場合、各サーバは、予め割り当てられた処理を実行するのに必要な情報を他のサーバから受信し、必要な処理を実行する。

１ 車載機
２ ライダ
４ サーバ装置
１１、４１ 通信部
１２、４２ 記憶部
１３ センサ部
１４ 入力部
１５、４５ 制御部
１６ 出力部
４３ ３次元点群ＤＢ

Claims (9)

1. 移動体に配置された外界検出装置の特性に関する特性情報を取得する取得部と、
   前記特性情報に基づき前記外界検出装置の検出範囲を特定し、当該検出範囲内に存在する地物に対応する３次元点群情報を、記憶部に記憶された地物を示す地物情報から抽出して出力する出力部と、
   を備える情報出力装置。
2. 前記特性情報には、前記外界検出装置の設置位置の高さに関する情報、又は、水平方向又は／及び垂直方向において前記外界検出装置が検出を行う範囲に関する情報が含まれる請求項１に記載の情報出力装置。
3. 前記取得部は、前記外界検出装置の検出情報を受信する端末装置から前記特性情報及び前記移動体の位置情報を受信し、
   前記出力部は、前記特性情報及び前記位置情報に基づき抽出した前記３次元点群情報を前記端末装置へ送信する請求項１または２に記載の情報出力装置。
4. 外界検出装置が配置された移動体と共に移動する端末装置であって、
   前記外界検出装置の特性に関する特性情報を記憶する記憶部と、
   前記特性情報を請求項１〜３のいずれか一項に記載の情報出力装置に送信する送信部と、
   前記情報出力装置から３次元点群情報を受信する受信部と、
   前記３次元点群情報と、前記外界検出装置の検出情報とに基づき現在位置を推定する推定部と、を備える端末装置。
5. 前記検出情報は、点群情報であり、
   前記推定部は、前記検出情報が示す点群と、前記３次元点群情報が示す点群との位置の誤差に基づき、前記現在位置を推定する請求項４に記載の端末装置。
6. 測定部の出力に基づく現在位置の予測値を取得する位置予測部をさらに備え、
   前記推定部は、前記地物情報と前記検出情報とに基づき前記予測値を補正することで、前記現在位置の推定値を算出する請求項４または５に記載の端末装置。
7. 情報出力装置が実行する制御方法であって、
   移動体に配置された外界検出装置の特性に関する特性情報を取得する取得工程と、
   前記特性情報に基づき前記外界検出装置の検出範囲を特定し、当該検出範囲内に存在する地物に対応する３次元点群情報を、記憶部に記憶された地物を示す地物情報から抽出して出力する出力工程と、
   を有する制御方法。
8. コンピュータが実行するプログラムであって、
   移動体に配置された外界検出装置の特性に関する特性情報を取得する取得部と、
   前記特性情報に基づき前記外界検出装置の検出範囲を特定し、当該検出範囲内に存在する地物に対応する３次元点群情報を、記憶部に記憶された地物を示す地物情報から抽出して出力する出力部
   として前記コンピュータを機能させるプログラム。
9. 請求項８に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。

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