JP6685941B2 - 情報処理装置、情報処理方法、および情報処理プログラム - Google Patents

情報処理装置、情報処理方法、および情報処理プログラム Download PDF

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Description

本発明の実施の形態は、情報処理装置、情報処理方法、および情報処理プログラムに関する。
センサを用いて取得した点の位置情報に基づいて、障害物マップを生成するシステムが知られている。このようなシステムでは、極座標空間を複数領域に分割した各領域について、障害物の占有度を規定した極座標マップを生成することが行われている。そして、極座標マップを直交座標空間に変換した直交座標マップを、障害物マップとして用いている。
ここで、極座標マップを直交座標マップに変換するときに、極座標マップの各領域が変形し、解像度が変化する。具体的には、座標変換時には、直交座標空間の各領域の占有度を、極座標空間における、対応する1または複数の領域に規定された占有度を用いて、導出する。このため、極座標マップに規定された占有度が、座標変換によって著しく低下する場合があった。従って、従来では、障害物などの対象の占有度の信頼性が不十分であった。
本発明が解決しようとする課題は、対象の占有度の信頼性向上を図ることができる、情報処理装置、情報処理方法、および情報処理プログラムを提供することである。
実施の形態の情報処理装置は、マップ取得部と、設定部と、フィルタ処理部と、変換部と、を備える。マップ取得部は、極座標空間を複数の領域に分割した各領域である区画領域の各々に、対象の第1占有度を規定した、極座標マップを取得する。設定部は、前記極座標マップに含まれる前記区画領域の各々に、前記極座標空間における基準位置からの距離が近いほど、大きいサイズのフィルタ窓を設定する。フィルタ処理部は、前記極座標マップの前記フィルタ窓内の前記区画領域に、最大値フィルタまたは最小値フィルタを用いたフィルタ処理を行い、前記極座標マップに含まれる前記区画領域の各々について、前記区画領域に設定されたサイズの前記フィルタ窓内に存在する他の前記区画領域の第1占有度を用いて前記フィルタ処理することによって、前記区画領域ごとに第2占有度の規定された前記極座標マップを生成する。変換部は、前記区画領域ごとに第2占有度の規定された前記極座標マップを、直交座標空間に変換する。
移動体を示す図。 移動体の構成を示すブロック図。 直交座標マップの導出の説明図。 フィルタ処理の説明図。 直交座標マップの導出の説明図。 従来の方式の説明図。 表示画面を示す模式図。 情報処理の手順を示すフローチャート。 直交座標マップの導出の説明図。 直交座標マップの導出の説明図。 従来の方式の説明図。 ハードウェア構成図。
以下に添付図面を参照して、情報処理装置、情報処理方法、および情報処理プログラムを詳細に説明する。
図1は、本実施の形態の移動体10の一例を示す図である。
移動体10は、情報処理装置20と、出力部10Aと、外界センサ10Bと、内界センサ10Cと、動力制御部10Gと、動力部10Hと、を備える。
情報処理装置20は、例えば、専用または汎用コンピュータである。本実施の形態では、情報処理装置20が、移動体10に搭載されている場合を一例として説明する。
移動体10とは、移動可能な物である。移動体10は、例えば、車両、台車、飛行可能な物体(有人飛行機、無人飛行機(例えば、UAV(Unmanned Aerial Vehicle)、ドローン))、ロボット、などである。また、移動体10は、例えば、人による運転操作を介して走行する移動体や、人による運転操作を介さずに自動的に走行(自律走行)可能な移動体である。本実施の形態では、移動体10が車両である場合を一例として説明する。車両は、例えば、二輪自動車、三輪自動車、四輪自動車などである。本実施の形態では、車両が、自律走行可能な四輪自動車である場合を一例として説明する。
なお、情報処理装置20は、移動体10に搭載された形態に限定されない。情報処理装置20は、静止物に搭載されていてもよい。静止物は、地面に固定された物である。静止物は、移動不可能な物や、地面に対して静止した状態の物である。静止物は、例えば、ガードレール、ポール、駐車車両、道路標識、などである。また、情報処理装置20は、クラウド上で処理を実行するクラウドサーバに搭載されていてもよい。
動力部10Hは、移動体10に搭載された、駆動デバイスである。動力部10Hは、例えば、エンジン、モータ、車輪、などである。
動力制御部10Gは、動力部10Hを制御する。動力制御部10Gの制御によって動力部10Hが駆動する。例えば、動力制御部10Gは、移動体10を自動的に運転するために、外界センサ10Bおよび内界センサ10Cから得られる情報や、後述する処理で導出される存在確率情報などに基づいて、動力部10Hを制御する。動力部10Hの制御によって、移動体10のアクセル量、ブレーキ量、操舵角などが制御される。例えば、動力制御部10Gは、障害物を避けて現在走行中の車線を保ち、かつ前方車両との車間距離を所定距離以上保つように車両の制御を行う。
出力部10Aは、各種情報を出力する。本実施の形態では、出力部10Aは、情報処理装置20で導出された直交座標マップを出力する。直交座標マップは、直交座標空間における、障害物の占有度を示すマップである。直交座標マップの詳細は後述する。
出力部10Aは、直交座標マップを送信する通信機能、直交座標マップを表示する表示機能、直交座標マップを示す音を出力する音出力機能、などを備える。例えば、出力部10Aは、通信部10D、ディスプレイ10E、および、スピーカ10F、の少なくとも1つを含む。なお、本実施の形態では、出力部10Aは、通信部10D、ディスプレイ10E、およびスピーカ10Fを備えた構成を一例として説明する。
通信部10Dは、直交座標マップを他の装置へ送信する。例えば、通信部10Dは、公知の通信回線を介して直交座標マップを他の装置へ送信する。ディスプレイ10Eは、直交座標マップを表示する。ディスプレイ10Eは、例えば、公知のLCD(Liquid Crystal Display)や投影装置やライトなどである。スピーカ10Fは、直交座標マップを示す音を出力する。
外界センサ10Bは、移動体10の周辺の外界を認識するセンサである。外界センサ10Bは、移動体10に搭載されていてもよいし、該移動体10の外部に搭載されていてもよい。移動体10の外部とは、例えば、他の移動体や外部装置などを示す。
移動体10の周辺とは、該移動体10から予め定めた範囲内の領域である。この範囲は、外界センサ10Bの観測可能な範囲である。この範囲は、予め設定すればよい。
外界センサ10Bは、外界の観測情報を取得する。観測情報は、外界センサ10Bの設置位置の周辺の、観測結果を示す情報である。本実施の形態では、観測情報は、外界センサ10B(すなわち移動体10)の周辺の複数の検知点の各々の位置情報を導出可能な情報である。
検知点の位置情報は、実空間における検知点の位置を示す情報である。例えば、検知点の位置情報は、外界センサ10Bから検知点までの距離と、外界センサ10Bを基準とした検知点の方向と、を示す情報である。これらの距離および方向は、例えば、外界センサ10Bを基準とする検知点の相対位置を示す位置座標や、検知点の絶対位置を示す位置座標や、ベクトルなどで表すことができる。具体的には、位置情報は、極座標や、直交座標で表される。本実施の形態では、検知点の位置情報は、極座標で示される場合を、一例として説明する。
検知点は、移動体10の外界における、外界センサ10Bによって個別に観測される点の各々を示す。例えば、外界センサ10Bは、外界センサ10Bの周囲に光を照射し、反射点で反射した反射光を受光する。この反射点が、検知点に相当する。なお、複数の反射点を1つの検知点として用いてもよい。
外界センサ10Bは、複数の検知点の各々に対する光の照射方向(外界センサ10Bを基準とする検知点の方向)と、複数の検知点の各々で反射した反射光に関する情報と、を含む、観測情報を得る。反射光に関する情報は、例えば、光の照射から反射光の受光までの経過時間や、受光した光の強度(または出射した光の強度に対する受光した光の強度の減衰率)などである。そして、外界センサ10Bは、この経過時間などを用いて、検知点の位置情報を導出し、情報処理装置20へ出力する。なお、観測情報から検知点の位置情報の導出は、情報処理装置20で行ってもよい。本実施の形態では、外界センサ10Bが、検知点の各々の位置情報を、情報処理装置20へ出力する場合を説明する。
外界センサ10Bは、例えば、撮影装置や、距離センサ(ミリ波レーダ、レーザセンサ)、音波によって物体を探知するソナーセンサ、などである。撮影装置は、撮影によって撮影画像データ(以下、撮影画像と称する)を得る。撮影装置は、ステレオカメラ、位置特定用カメラなどである。撮影画像は、画素ごとに画素値を規定したデジタル画像データや、画素毎に外界センサ10Bからの距離を規定したデプスマップなどである。レーザセンサは、例えば、水平面に対して平行に設置された二次元LIDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)センサや、三次元LIDARセンサである。
本実施の形態では、外界センサ10Bが、撮影装置である場合を、一例として説明する。
本実施の形態では、外界センサ10Bは、移動体10の走行方向を撮影方向として設置されている場合を、一例として説明する。このため、本実施の形態では、外界センサ10Bは、移動体10の走行方向(すなわち、前方)の、検知点の各々の位置情報を取得する。
内界センサ10Cは、移動体10自体の情報を観測するセンサである。内界センサ10Cは、自己位置情報を取得する。自己位置情報は、移動体10の位置情報を含む。移動体10の位置情報は、移動体10の現在の位置を示す情報である。内界センサ10Cは、例えば、慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)、速度センサ、GPS(Global Positioning System)等である。なお、移動体10の位置情報は、ワールド座標(世界座標)によって表されるものとする。
次に、移動体10の電気的構成について詳細に説明する。図2は、移動体10の構成の一例を示すブロック図である。
移動体10は、情報処理装置20と、出力部10Aと、外界センサ10Bと、内界センサ10Cと、動力制御部10Gと、動力部10Hと、を備える。上述したように、出力部10Aは、通信部10Dと、ディスプレイ10Eと、スピーカ10Fと、を含む。
情報処理装置20、出力部10A、外界センサ10B、内界センサ10C、および動力制御部10Gは、バス10Iを介して接続されている。動力部10Hは、動力制御部10Gに接続されている。
情報処理装置20は、記憶部20Bと、処理部20Aと、を有する。すなわち、出力部10A、外界センサ10B、内界センサ10C、動力制御部10G、処理部20A、および記憶部20Bは、バス10Iを介して接続されている。
なお、記憶部20B、出力部10A(通信部10D、ディスプレイ10E、スピーカ10F)、外界センサ10B、内界センサ10C、および動力制御部10G、の少なくとも1つは、有線または無線で処理部20Aに接続すればよい。また、記憶部20B、出力部10A(通信部10D、ディスプレイ10E、スピーカ10F)、外界センサ10B、内界センサ10C、および動力制御部10G、の少なくとも1つと、処理部20Aと、を、ネットワークを介して接続してもよい。
記憶部20Bは、各種データを記憶する。記憶部20Bは、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等である。なお、記憶部20Bは、情報処理装置20の外部に設けられた記憶装置であってもよい。また、記憶部20Bは、記憶媒体であってもよい。具体的には、記憶媒体は、プログラムや各種情報を、LAN(Local Area Network)やインターネットなどを介してダウンロードして記憶または一時記憶したものであってもよい。また、記憶部20Bを、複数の記憶媒体から構成してもよい。
処理部20Aは、位置取得部20Cと、マップ取得部20Dと、設定部20Eと、フィルタ処理部20Fと、変換部20Gと、出力制御部20Hと、を備える。位置取得部20C、マップ取得部20D、設定部20E、フィルタ処理部20F、変換部20G、および出力制御部20Hは、例えば、1または複数のプロセッサにより実現される。例えば上記各部は、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサにプログラムを実行させること、すなわちソフトウェアにより実現してもよい。上記各部は、専用のIC(Integrated Circuit)などのプロセッサ、すなわちハードウェアにより実現してもよい。上記各部は、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。複数のプロセッサを用いる場合、各プロセッサは、各部のうち1つを実現してもよいし、各部のうち2以上を実現してもよい。
なお、本実施の形態において用いる「プロセッサ」との文言は、例えば、CPU、GPU(Graphical Processing Unit)或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))の回路を意味する。
プロセッサは、記憶部20Bに保存されたプログラムを読み出し実行することで、上記各部を実現する。なお、記憶部20Bにプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成してもよい。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで、上記各部を実現する。
位置取得部20Cは、位置関連情報を取得する。位置関連情報は、検知点の位置情報を少なくとも含む。本実施の形態では、位置関連情報は、検知点の位置情報と、自己位置情報と、を含む。
本実施の形態では、処理部20Aは、位置関連情報などを用いて、後述する処理を行うことで、直交座標マップを導出する。
図3は、直交座標マップの導出の一例の説明図である。図3(A)に示すように、移動体10に搭載された外界センサ10Bが、実空間Sにおける複数の検知点Pの各々の位置情報を取得する。位置取得部20Cは、外界センサ10Bで検知された複数の検知点Pの各々の、位置情報を取得する。
詳細には、位置取得部20Cは、外界センサ10Bで検知可能な検知点Pの密度、すなわち、外界センサ10Bの解像度に応じた数の検知点Pについて、位置情報を取得する。検知点Pの位置情報は、例えば、極座標で表される。なお、外界センサ10Bは、直交座標で表した、検知点の三次元情報を取得してもよい。なお、検知点Pの位置情報が直交座標で表される場合、位置取得部20Cは、直交座標を極座標に変換すればよい。
本実施の形態では、位置取得部20Cは、検知点Pの位置情報として、極座標で表される位置情報を取得する場合を説明する。すなわち、検知点Pの位置情報は、極座標空間における、距離r(動径と称される場合もある)と、角度φ(偏角と称される場合もある)と、によって表される。角度φは、移動体10の走行中の推定地面に沿ったxy平面(鉛直方向に直交する平面)上における、移動体10の位置を原点とした方向である。
なお、本実施の形態において、移動体10の位置、および、移動体10の現在位置、とは、情報処理装置20を搭載した、移動体10の現在の位置を示す。すなわち、移動体10の位置情報は、移動体10の位置(現在位置)を示す情報である。
なお、本実施の形態では、極座標空間のxy平面における、移動体10の現在位置を原点とした、角度φに沿った方向を、「角度方向」と称して説明する場合がある。極座標空間におけるxy平面は、極座標空間の動径方向に直交する平面である。角度方向(φ方向)は、極座標空間の動径方向に直交する2つの偏角(θ、φ)の内の、x軸またはy軸からの角度φを示す方向である。また、本実施の形態では、極座標空間における動径方向を、「距離方向」と称して説明する。動径方向は、移動体10の現在位置を原点としたときの、検知点Pまでの距離(距離r)を示す方向(r方向)であり、動径軸に沿った方向である。
なお、検知点Pの位置情報は、実際には、更に、角度θを含む極座標で表される。角度θは、移動体10の走行中の推定地面に沿ったxy平面に対する垂線(z軸)に対する角度である。本実施の形態では、角度θについては考慮しないため、記載を省略する。
なお、位置取得部20Cは、検知点Pの位置情報を、外部装置から取得してもよい。この場合、位置取得部20Cは、通信部10Dを介して外部装置から、検知点Pの位置情報を取得すればよい。
自己位置情報は、移動体10の位置情報を含む。本実施の形態では、位置取得部20Cは、内界センサ10Cから自己位置情報を取得する。なお、移動体10の位置情報は、例えば、ワールド座標で表されるものとする。
そして、位置取得部20Cは、複数の検知点Pの各々の位置情報と、自己位置情報と、を含む位置関連情報を、マップ取得部20Dへ出力する。
図2に戻り、説明を続ける。次に、マップ取得部20Dについて説明する。マップ取得部20Dは、極座標マップを取得する。
図3(B)は、極座標マップM1の一例を示す模式図である。
極座標マップM1は、極座標空間S1における、対象の第1占有度を規定したマップである。本実施の形態では、極座標マップM1は、極座標空間S1における区画領域Gに、対象の第1占有度を規定したマップである。
対象とは、占有度の特定対象の物体である。対象は、情報処理装置20を搭載する対象の移動体10の種類などに応じて、適宜設定すればよい。対象は、例えば、障害物である。障害物は、情報処理装置20を搭載した移動体10の、走行を阻害する物体である。障害物は、例えば、他の車両、建物、壁などの立体物や、穴、池などの物理的な障害物や、予め定めた理論的な境界である。
第1占有度は、極座標マップM1に規定された、対象の占有度を示す。本実施の形態では、第1占有度は、極座標マップM1における区画領域Gごとに規定された、対象の占有度である。対象の占有度は、区画領域Gを対象が占有する度合である。対象の占有度は、区画領域G内に存在する対象の存在確率であってもよい。占有度は、例えば、0.0以上1.0以下の範囲の値で表される。
極座標空間S1は、距離方向、角度方向と、によって規定される空間である。詳細には、極座標空間S1は、1つの動径(距離r)と、2つの偏角(角度φ、角度θ)によって規定される空間である。なお、上述したように、本実施の形態では、極座標空間S1を、距離rを示す距離方向と、角度φを示す角度方向と、によって規定される空間として説明する。
区画領域Gは、極座標空間S1を複数の領域に分割した、各領域である。詳細には、区画領域Gは、移動体10の周囲の極座標空間S1における、距離rと角度φによって規定されるrφ平面を、格子状に複数の領域に分割した、各領域である。区画領域Gの形状は限定されない。例えば、区画領域Gの形状は、矩形状である。また、区画領域Gの形状は、正方形に限定されない。例えば、区画領域Gの形状は、長方形などであってもよい。
区画領域Gのサイズは、限定されない。例えば、区画領域Gのサイズは、外界センサ10Bで取得する検知点Pのサイズ以上である。すなわち、区画領域Gのサイズは、検知点Pと同じ大きさであってもよい。また、区画領域Gのサイズは、複数の検知点Pを含むことのできるサイズであってもよい。すなわち、区画領域Gのサイズは、外界センサ10Bで取得可能な検知点Pの最大密度であるセンサ解像度に応じたサイズと、同じであってもよい。また、区画領域Gのサイズは、該センサ解像度に応じたサイズより大きいサイズであってもよい。また、区画領域Gのとりうる最大のサイズは、障害物の存在確率の単位に応じて、適宜調整すればよい。
本実施の形態では、区画領域Gのサイズは、外界センサ10Bで取得する検知点Pのサイズ以上である場合を説明する。すなわち、本実施の形態では、極座標マップM1における区画領域Gの密度によって示される解像度が、外界センサ10Bのセンサ解像度以下である場合を、一例として説明する。
本実施の形態では、記憶部20Bが、区画領域情報30を予め記憶する。区画領域情報30は、極座標空間S1を複数の区画領域Gに分割した、各区画領域Gのサイズおよび位置を示す情報である。
そして、本実施の形態では、マップ取得部20Dは、検知点Pの位置情報に基づいて極座標マップM1を生成することによって、該極座標マップM1を取得する。
詳細には、マップ取得部20Dは、移動体10の自己位置情報と、区画領域情報30と、位置取得部20Cから取得した検知点Pの位置情報と、を用いて、極座標マップM1を生成する。これによって、マップ取得部20Dは、極座標マップM1を取得する。
具体的には、マップ取得部20Dは、移動体10の現在位置を、距離rとした極座標空間S1に、区画領域情報30に示される区画領域Gを示すグリッドを配置する。そして、マップ取得部20Dは、極座標空間S1における、位置取得部20Cで取得した検知点Pを、各検知点Pの位置情報によって示される位置に配置する。距離rは、ゼロの距離rを示す。
そして、マップ取得部20Dは、区画領域Gに含まれる検知点Pに応じて、極座標空間S1における区画領域Gごとに、対象の第1占有度を規定する。第1占有度の規定方法には、公知の方法を用いればよい。
例えば、マップ取得部20Dは、極座標空間S1における、移動体10を原点とした角度方向(φ方向)の各々について、移動体10に最も近い位置に配置された検知点Pを特定する。
そして、マップ取得部20Dは、該検知点Pを含む区画領域Gに、高い占有度を第1占有度として規定する。高い占有度とは、例えば、占有度の最大値“1.0”である。高い占有度の規定された区画領域Gは、“対象が存在する”と判定されうる領域である。
また、マップ取得部20Dは、該検知点Pを含む区画領域Gの、移動体10側に隣接する区画領域Gに対して、低い占有度を、第1占有度として規定する。低い占有度とは、例えば、占有度の最小値“0.0”である。低い占有度の規定された区画領域Gは、“対象が存在しない”と判定されうる領域である。
また、マップ取得部20Dは、該検知点Pを含む区画領域Gの、移動体10から遠い側に存在する区画領域Gに対して、中間値の占有度を、第1占有度として規定する。中間値の占有度とは、例えば、最大値と最小値との中間の値“0.5”である。中間値の規定された区画領域Gは、“対象が存在するか否か不明”の領域である。
これによって、マップ取得部20Dは、極座標空間S1における区画領域Gの各々について、対象の第1占有度を規定した、極座標マップM1を生成する。
例えば、マップ取得部20Dは、図3(A)に示す複数の検知点Pの位置情報を用いて、図3(B)に示す極座標マップM1を取得する。
図3(B)中、区画領域Gの内、白で示す領域40Bは、低い占有度(第1占有度)が規定されていることを示す。また、図3(B)中、斜線で示す領域40Aは、高い占有度(第1占有度)が規定されていることを示す。また、図3(B)中、領域40Cは、中間値の占有度(第1占有度)が規定されていることを示す。
なお、マップ取得部20Dは、極座標マップM1を外部装置などから取得してもよい。すなわち、マップ取得部20Dは、極座標空間S1における区画領域Gの各々について、対象の第1占有度を規定した極座標マップM1を、外部装置から取得してもよい。
この場合、外部装置が、検知点Pの位置情報や区画領域情報30を用いて、極座標マップM1を生成すればよい。そして、マップ取得部20Dは、通信部10Dを介して外部装置から、極座標マップM1を取得すればよい。
図2に戻り、説明を続ける。設定部20Eは、極座標マップM1に、基準位置Cからの距離rに応じたサイズのフィルタ窓を設定する。本実施の形態では、設定部20Eは、極座標マップM1における区画領域Gに、基準位置Cからの距離rに応じた大きさの、フィルタ窓を設定する。
基準位置Cは、予め定めればよい。本実施の形態では、基準位置Cは、極座標空間S1における、移動体10の現在位置である。すなわち、基準位置Cは、極座標空間S1における距離rの位置である。
そして、設定部20Eは、極座標マップM1に含まれる区画領域Gの各々について、基準位置Cからの距離rに応じて、区画領域Gごとに、フィルタ窓を設定する。
フィルタ窓とは、注目の区画領域Gの第1占有度を、該区画領域Gの周辺の他の区画領域Gの第1占有度を用いてフィルタ処理するときの、処理単位である。
本実施の形態では、設定部20Eは、極座標空間S1における区画領域Gの各々について、基準位置C(距離rの位置)からの距離rに応じたサイズの、フィルタ窓を設定する。
具体的には、設定部20Eは、極座標空間S1における、基準位置からの距離rが近いほど、大きいサイズのフィルタ窓を設定する。本実施の形態では、設定部20Eは、区画領域Gごとにフィルタ窓を設定する。このとき、設定部20Eは、極座標空間S1における、移動体10の現在位置に近い区画領域Gほど、大きいサイズのフィルタ窓を設定する。すなわち、距離rが、移動体10の現在位置である距離rに近い区画領域Gほど、大きいサイズのフィルタ窓Fを設定する。
なお、設定部20Eは、極座標空間S1における距離方向(r方向)の大きさが一定で、且つ、角度方向(φ方向)の大きさの異なる、フィルタ窓を設定することが好ましい。
また、設定部20Eは、極座標空間S1における、基準位置Cである移動体10からの距離rに反比例する、角度方向(φ方向)のサイズの、フィルタ窓を設定する。すなわち、設定部20Eは、移動体10(基準位置)に近いほど、角度方向のサイズの大きいフィルタ窓を設定する。
例えば、図3(C)に示すように、設定部20Eは、距離rに最も近い、距離rの位置に存在する区画領域Gには、角度方向の区画領域Gの数“7”、距離方向の区画領域Gの数“1”の、7×1のサイズのフィルタ窓Fを設定する。
また、例えば、設定部20Eは、距離rと距離rの位置に存在する区画領域Gの各々には、角度方向の区画領域Gの数“3”、距離方向の区画領域Gの数“1”の、3×1のサイズのフィルタ窓Fを設定する。
また、例えば、距離rおよび距離rの位置に存在する区画領域Gの各々には、角度方向の区画領域Gの数“1”、距離方向の区画領域Gの数“1”の、1×1のサイズのフィルタ窓を設定する。
なお、設定部20Eは、極座標空間S1における、基準位置Cである移動体10に近い区画領域Gほど、大きいサイズのフィルタ窓Fを少なくとも設定すればよく、上記サイズに限定されない。
なお、設定部20Eは、基準位置Cからの距離rに対応する、上記条件を満たすサイズのフィルタ窓Fを、予め記憶部20Bに記憶してもよい。この場合、設定部20Eは、極座標マップM1に含まれる区画領域Gの各々について、基準位置Cからの距離rに対応するサイズのフィルタ窓Fを記憶部20Bから読取り、設定してもよい。
図2に戻り、フィルタ処理部20Fについて説明する。フィルタ処理部20Fは、極座標マップM1を、フィルタ窓Fを用いてフィルタ処理する。本実施の形態では、フィルタ処理部20Fは、フィルタ窓Fを用いて、フィルタ窓Fに対する区画領域Gの第1占有度から、第2占有度を導出する。
フィルタ処理部20Fは、設定部20Eによって設定されたフィルタ窓Fを用いて、極座標マップM1をフィルタ処理する。本実施の形態では、フィルタ処理部20Fは、設定部20Eによって距離rに応じたサイズのフィルタ窓Fの設定された区画領域Gの各々について、フィルタ窓Fを用いたフィルタ処理を行う。そして、フィルタ処理によって導出された占有度を、第2占有度として用いる。これによって、フィルタ処理部20Fは、極座標マップM1に含まれる区画領域Gの各々について、設定されたサイズのフィルタ窓Fを用いて、第1占有度から第2占有度を導出する。
第2占有度は、区画領域Gに規定された第1占有度を、該区画領域Gに設定されたサイズのフィルタ窓Fを用いてフィルタ処理することで変更した後の、占有度である。
フィルタ処理に用いるフィルタは、限定されない。すなわち、フィルタは、フィルタ窓F内の区画領域Gに規定された第1占有度を用いて、該フィルタ窓Fの設定された区画領域Gの第2占有度を導出可能なものであればよい。本実施の形態では、フィルタ処理には、最大値フィルタまたは最小値フィルタを用いる。
最大値フィルタは、フィルタ窓F内に含まれる区画領域Gの各々に規定された第1占有度の内、最も高い第1占有度を拡張して強調するためのフィルタである。すなわり、最大値フィルタを用いてフィルタ処理を行う場合、フィルタ窓Fに含まれる区画領域Gの第1占有度の内、最も高い第1占有度が、第2占有度として用いられる。
最小値フィルタは、フィルタ窓F内に含まれる区画領域Gの各々に規定された第1占有度の内、最も低い占有度を出力するために用いるフィルタである。すなわち、最小値フィルタを用いてフィルタ処理を行う場合、フィルタ窓Fに含まれる区画領域Gの各々の第1占有度の内、最も低い第1占有度が、第2占有度として用いられる。
図4は、フィルタ処理の説明図である。フィルタ処理部20Fは、極座標マップM1に含まれる区画領域Gの各々を、順に、処理対象の区画領域Gとして設定する。そして、フィルタ処理部20Fは、処理対象の区画領域Gに設定されたサイズのフィルタ窓Fを特定する。
図4(A)に示すように、設定部20Eによって、距離rの位置に配置された区画領域G11〜区画領域G(nは整数)の各々に、角度方向の区画領域Gの数“7”、距離方向の区画領域Gの数“1”の、7×1のサイズのフィルタ窓Fが設定されたと仮定する。この場合、フィルタ処理部20Fは、距離rの位置に配置された区画領域Gの各々について、この7×1のサイズのフィルタ窓Fを用いたフィルタ処理を行う。
例えば、距離rにおける区画領域G15をフィルタ処理する場合を仮定する。また、該区画領域G15に対して、上記7×1のサイズのフィルタ窓F1が設定されていたと仮定する。
この場合、フィルタ処理部20Fは、該区画領域G15が中心に配置されるように、上記7×1のサイズのフィルタ窓F1を配置する。そして、フィルタ処理部20Fは、該フィルタ窓F1内の区画領域G(区画領域G11〜区画領域G19)の各々に設定された第1占有度から、フィルタ処理によって、区画領域G15の第2占有度を導出する。
また、図4(B)に示すように、設定部20Eによって、距離rの位置に配置された区画領域G21〜区画領域G(mは整数)の各々に、角度方向の区画領域Gの数“3”、距離方向の区画領域Gの数“1”の、3×1のサイズのフィルタ窓Fが設定されたと仮定する。この場合、フィルタ処理部20Fは、距離rの位置に配置された区画領域Gの各々について、この3×1のサイズのフィルタ窓Fを用いたフィルタ処理を行う。
例えば、距離rにおける区画領域G24をフィルタ処理する場合を仮定する。また、該区画領域G24に対して、上記3×1のサイズのフィルタ窓F2が設定されていたと仮定する。
この場合、フィルタ処理部20Fは、該区画領域G24が中心に配置されるように、上記3×1のサイズのフィルタ窓F2を配置する。そして、フィルタ処理部20Fは、該フィルタ窓F2内の区画領域G(区画領域G23〜区画領域G25)の各々に設定された第1占有度から、フィルタ処理によって、区画領域G15の第2占有度を導出する。
なお、フィルタ処理部20Fは、フィルタ処理として、フィルタ窓Fのサイズに応じた回数の膨張(Dilation)処理を行ってもよい。
例えば、フィルタ処理部20Fは、フィルタ窓F内に含まれる複数の区画領域Gについて、隣接する区画領域Gの第1占有度を、これらの第1占有度の最大値に置き換える処理を、フィルタ窓Fのサイズに応じた回数実行する。これによって、フィルタ処理部20Fは、第2占有度を導出してもよい。
具体的には、角度方向の区画領域Gの数“3”、距離方向の区画領域Gの数“1”の、3×1のサイズのフィルタ窓Fを用いたフィルタ処理を仮定する。この場合、3×1のサイズのフィルタ窓Fに対する、最大値フィルタを用いたフィルタ処理は、処理対象の区画領域Gに対して、角度方向に左右に隣接する2つの区画領域Gを対象とした、膨張処理により得られる結果(第2占有度)に一致する。
また、角度方向φの区画領域Gの数“5”、距離方向の区画領域Gの数“1”の、5×1のサイズのフィルタ窓Fを用いたフィルタ処理を仮定する。この場合、この5×1のサイズのフィルタ窓Fに対する、最大値フィルタを用いたフィルタ処理は、処理対象の区画領域Gに対して、3×1の区画領域Gを対象とした膨張処理を2回実行した結果に一致する。
このように、フィルタ処理部20Fは、フィルタ窓Fのサイズに応じた回数の膨張処理を行うことで、極座標マップM1の区画領域Gの各々について、第2占有度を導出してもよい。
図3に戻り、説明を続ける。上述のように、フィルタ処理部20Fは、設定部20Eで設定されたサイズのフィルタ窓Fを用いて、区画領域Gの各々について、第1占有度から第2占有度を導出する。
これによって、フィルタ処理部20Fは、区画領域Gごとに第1占有度の規定された極座標マップM1から、区画領域Gごとに第2占有度の規定された極座標マップM’1を生成する(図3(D)参照)。
図3(D)に示すように、極座標マップM’1は、フィルタ処理前の極座標マップM1に比べて、移動体10に対する距離rが近いほど、高い占有度の規定された領域40Aが拡張された状態となる。
図2に戻り説明を続ける。変換部20Gは、フィルタ処理された極座標マップM1である極座標マップM’1を、直交座標空間に変換する。すなわち、変換部20Gは、区画領域Gごとに第2占有度の規定された極座標マップM’1を、直交座標空間に変換する。
図5は、直交座標マップM2の導出の一例の説明図である。
図5(A)は、極座標マップM’1を、直交座標空間S2に配置した図である。図5(A)に示すように、極座標空間S1によって示される極座標マップM’1は、直交座標空間S2において、基準位置C(距離rの位置)に向かって収束し、基準位置Cから離れる方向に向かって拡散した形状となる。
そして、変換部20Gは、直交座標空間S2の各区画領域G’の占有度を、極座標マップM’1における、対応する1または複数の区画領域Gに規定された第2占有度を用いて設定する。
なお、区画領域G’は、直交座標空間S2を複数の領域に分割した、各領域である。詳細には、区画領域G’は、移動体10の周囲の直交座標空間S2における、鉛直方向に直交する平面(xy平面)を、格子状に複数の領域に分割した、各領域である。区画領域G’の形状は限定されない。例えば、区画領域G’の形状は、矩形状である。また、区画領域G’の形状は、正方形に限定されない。例えば、区画領域G’の形状は、長方形などであってもよい。
区画領域G’のサイズは、限定されない。例えば、区画領域G’のサイズは、外界センサ10Bで取得する検知点Pのサイズ以上である。すなわち、区画領域G’のサイズは、検知点Pと同じ大きさであってもよい。また、区画領域G’のサイズは、複数の検知点Pを含むことのできるサイズであってもよい。すなわち、区画領域G’のサイズは、外界センサ10Bのセンサ解像度に応じたサイズと同じであってもよいし、該センサ解像度に応じたサイズより大きいサイズであってもよい。
また、区画領域G’のサイズは、極座標マップM1の区画領域Gを直交座標空間S2に変換したときの最小サイズや最大サイズに応じて、予め設定してもよい。例えば、区画領域G’のサイズは、極座標マップM1の区画領域Gを直交座標空間S2に変換したときの、最小サイズより大きく、最大サイズより小さいサイズである。なお、区画領域G’のサイズは、これらの範囲に限定されない。
本実施の形態では、記憶部20Bが、区画領域情報32を予め記憶する。区画領域情報32は、直交座標空間S2を複数の区画領域G’に分割した、各区画領域G’のサイズおよび位置を示す情報である。
そして、変換部20Gは、直交座標空間S2の各区画領域G’の占有度を、極座標マップM’1における、対応する1または複数の区画領域Gに規定された第2占有度を用いて設定する。例えば、変換部20Gは、直交座標空間S2の各区画領域G’の占有度を、極座標マップM’1における、最も近い位置に配置された区画領域Gに規定された第2占有度に設定する。例えば、変換部20Gは、ニアレストネイバー法を用いて、この設定を行えばよい。
また、変換部20Gは、直交座標空間S2の各区画領域G’に対して、極座標マップM’1における区画領域Gの内、近傍に位置する区画領域Gの第2占有度を、バイリニア法を用いて補間する。これによって、変換部20Gは、直交座標空間S2の各区画領域G’の、障害物の占有度を設定してもよい。
なお、これらの方法は、極座標空間S1から直交座標空間S2への座標変換の一例であり、これらの方法に限定されるものではない。例えば、座標変換には、上記方法の他に、最近傍法、バイキュービック法、面積平均法などを用いてもよい。
図5(B)は、図5(A)に示す極座標マップM’1を、直交座標空間S2の直交座標マップM2に変換した模式図である。直交座標マップM2は、基準位置Cからの距離rに応じたサイズのフィルタ窓Fを用いて、極座標マップM1をフィルタ処理した極座標マップM’1を、直交座標空間S2へ座標変換したものである。
このため、図5(B)に示すように、基準位置Cに近い区画領域G’であっても、占有度が低下することが抑制される。
ここで、従来の方式について説明する。図6は、従来の方式の説明図である。
従来では、本実施の形態のフィルタ処理が行われていなかった。そして、従来では、基準位置Cからの距離に応じたサイズの、フィルタ窓Fの設定が行われていなかった。このため、従来では、フィルタ窓Fを用いたフィルタ処理のなされていない極座標マップM1(図3(B)参照)を、そのまま、直交座標空間S2に変換していた。
図6(A)は、極座標マップM1(図3(B)参照)を、直交座標空間S2に配置した図である。図6(A)に示すように、極座標空間S1によって示される極座標マップM1は、直交座標空間S2において、基準位置C(距離rの位置)に向かって収束し、基準位置Cから離れる方向に向かって拡散した形状となる。
このように、極座標マップM1における区画領域Gの内、基準位置Cに近い位置に配置された区画領域Gほど、変形および縮小の度合いが大きい。このため、極座標マップM1を直交座標空間S2へ座標変換すると、従来では、図6(B)に示す比較直交座標マップM200が得られていた。
図6(B)に示すように、比較直交座標マップM200は、本願で用いた極座標マップM1(図3(B)参照)と同じ極座標マップM1を、フィルタ処理せずに、直交座標空間S2に変換したものである。
このため、従来方式で導出した比較直交座標マップM200(図6(B)参照)は、基準位置Cに近いほど、座標変換によって、区画領域Gに規定された占有度が著しく低下し、比較直交座標マップM200では、占有度が“対象が存在しない”と判定される程度の値が規定される場合があった。
例えば、図6(B)に示すように、本実施の形態の方式を用いて導出した直交座標マップM2(図5(B)参照)では、“対象が存在する”事を示す占有度の規定されていた領域DAが、従来方式で導出した比較直交座標マップM200では、“対象が存在しない”と判定される占有度となっている(領域DB参照)。このため、従来方式では、対象の占有度の信頼性が不十分であった。
一方、本実施の形態の情報処理装置20では、設定部20Eが、極座標マップM1に含まれる区画領域Gの各々について、基準位置Cからの距離rに応じたサイズのフィルタ窓Fを設定する。そして、フィルタ処理部20Fは、極座標マップM1における区画領域Gの各々について、設定されたサイズのフィルタ窓Fを用いたフィルタ処理を行い、第2占有度の規定された極座標マップM’1を導出する。そして、変換部20は、極座標マップM’1を直交座標空間S2に座標変換することで、直交座標マップM2を導出する。
このため、本実施の形態の情報処理装置20では、極座標空間S1から直交座標空間S2への座標変換時に発生する、区画領域Gの変形や縮小によって、極座標マップM1に規定された占有度が著しく低下することを抑制することができる。
図2に戻り、説明を続ける。出力制御部20Hは、変換部20Gで変換された直交座標マップM2を、出力制御部20Hへ出力する。
出力制御部20Hは、直交座標マップM2を出力する。具体的には、出力制御部20Hは、直交座標空間S2における区画領域G’に対する対象の第2占有度を規定した、直交座標マップM2を、移動体10の動力部10Hを制御する動力制御部10Gへ出力する。
出力制御部20Hは、直交座標マップM2を、ディスプレイ10Eに表示する。本実施の形態では、出力制御部20Hは、直交座標マップM2を含む表示画面を、ディスプレイ10Eに表示する。
図7は、表示画面70の一例を示す模式図である。表示画面70は、変換部20Gで変換された直交座標マップM2を含む。すなわち、表示画面70は、対象の占有度を規定した極座標マップM1を、基準位置Cからの距離rに応じたサイズのフィルタ窓Fを用いてフィルタリング処理した後に、直交座標空間S2に変換した、直交座標マップM2を含む。このため、ユーザは、表示画面70を確認することで、対象物の占有率を容易に認識することができる。
図2に戻り説明を続ける。また、出力制御部20Hは、直交座標マップM2に示される区画領域G’ごとの占有度を示す音や光を出力するように、ディスプレイ10Eやスピーカ10Fを制御してもよい。また、出力制御部20Hは、直交座標マップM2を、通信部10Dを介して外部装置へ送信してもよい。
また、出力制御部20Hは、直交座標マップM2を、動力制御部10Gへ出力してもよい。
この場合、動力制御部10Gは、出力制御部20Hから受付けた直交座標マップM2に応じて、動力部10Hを制御する。例えば、動力制御部10Gは、直交座標マップM2に応じて、動力部10Hを制御するための動力制御信号を生成し、動力部10Hを制御してもよい。動力制御信号は、動力部10Hにおける、移動体10の走行に関する駆動を行う駆動部を制御するための制御信号である。例えば、移動体10が、直交座標マップM2に示される、走行可能領域であることを示す占有率を示す区画領域G’に対応する、実空間Sの領域を走行するように、動力制御部10Gは、移動体10の操舵、エンジン、などを制御する。
次に、本実施の形態の情報処理装置20で実行する、情報処理の手順の一例を説明する。図8は、本実施の形態の情報処理装置20で実行する、情報処理の手順の一例を示す、フローチャートである。
まず、位置取得部20Cが、位置関連情報を取得する(ステップS100)。次に、マップ取得部20Dが、ステップS100で取得した位置関連情報を用いて、極座標マップM1を生成する。これにより、マップ取得部20Dは、極座標マップM1を取得する(ステップS102)。
次に、設定部20Eが、ステップS102で取得した極座標マップM1に含まれる区画領域Gの各々ごとに、ステップS104〜ステップS108の処理を実行する。
ステップS104では、設定部20Eが、処理対象の区画領域Gについて、基準位置C(距離rの位置、すなわち、移動体10の位置)からの距離rを特定する(ステップS104)。
次に、設定部20Eは、処理対象の区画領域Gに対して、ステップS104で特定した距離rに応じたサイズの、フィルタ窓Fを設定する(ステップS106)。
次に、設定部20Eは、ステップS106で設定したサイズのフィルタ窓Fを用いて、処理対象の区画領域Gについて、フィルタ処理を行う(ステップS108)。ステップS108では、設定部20Eは、ステップS106で設定したフィルタ窓Fに含まれる、区画領域Gの第1占有度から、処理対象の区画領域Gの占有度である第2占有度を導出する。
設定部20Eが、ステップS102で取得した極座標マップM1に含まれる全ての区画領域Gについて、ステップS104〜ステップS108の処理を実行すると、ステップS110へ進む。ステップS104〜ステップS108の処理によって、極座標マップM1に含まれる全ての区画領域Gについて、第2占有度が規定される。すなわち、ステップS104〜ステップS108の処理によって、区画領域Gの各々について、対象の第2占有度を規定した、極座標マップM’1が得られる。
変換部20Gは、ステップS104〜ステップS108の処理によって得られた極座標マップM’1を、直交座標空間S2に変換する(ステップS110)。
次に、出力制御部20Hは、ステップS110の変換処理によって生成された、直交座標マップM2を、出力部10Aおよび動力制御部10Gの少なくとも一方へ出力する(ステップS112)。
次に、処理部20Aは、処理を終了するか否を判断する(ステップS114)。ステップS114で肯定判断すると(ステップS114:Yes)、本ルーチンを終了する。ステップS114で否定判断すると(ステップS114:No)、上記ステップS100へ戻る。
以上説明したように、本実施の形態の情報処理装置20は、マップ取得部20Dと、フィルタ処理部20Fと、変換部20Gと、を備える。マップ取得部20Dは、極座標空間S1における対象の第1占有度を規定した、極座標マップM1を取得する。フィルタ処理部20Fは、極座標マップM1を、基準位置Cからの距離に応じたサイズのフィルタ窓Fを用いてフィルタ処理する。変換部20Gは、フィルタ処理された極座標マップM1である極座標マップM‘1を、直交座標空間S2に変換する。
このように、本実施の形態の情報処理装置20は、直交座標空間S2への座標変換を行う前に、極座標マップM1について、基準位置Cからの距離rに応じたサイズのフィルタ窓Fを設定し、設定したフィルタ窓Fを用いてフィルタ処理を行う。そして、情報処理装置20は、フィルタ処理した後の極座標マップM1(極座標マップM’1)を、直交座標空間S2に変換する。
このため、本実施の形態の情報処理装置20では、極座標空間S1から直交座標空間S2への座標変換時に発生する変形や縮小によって、極座標マップM1に規定された占有度が著しく低下する領域が発生することを抑制することができる。
従って、本実施の形態の情報処理装置20は、対象の占有度の信頼性向上を図ることができる。
また、本実施の形態では、設定部20Eは、極座標マップM1に、基準位置Cからの距離rに応じたサイズのフィルタ窓Fを設定する。そして、設定部20Eが、極座標空間S1における基準位置Cからの距離rが近いほど、大きいサイズのフィルタ窓Fを設定する。
上述したように、極座標マップM1における区画領域Gの内、基準位置Cに近い位置に配置された区画領域Gほど、直交座標空間S2への座標変換時に発生する変形および縮小の度合いが大きい。このため、極座標空間S1における基準位置Cからの距離rが近いほど、大きいサイズのフィルタ窓Fを設定することによって、基準位置Cに、より近い区画領域G’であっても、座標変換による占有度の低下を効果的に抑制することができる。
ここで、図5(A)を用いて説明したように、極座標マップM’1を直交座標空間S2に配置すると、極座標マップM’1における角度方向(φ方向)は、直交座標空間S2において円弧で示される。また、極座標マップM’1における角度方向(φ方向)に沿った円弧は、基準位置Cから遠くなるほど(すなわち、距離rが大きくなるほど)、長くなる。具体的には、極座標マップM’1における角度方向(φ方向)に沿った円弧は、基準位置Cからの距離に比例した長さとなる。一方、極座標マップM’1における距離方向(r方向)に沿った直線の長さは、角度方向(φ方向)に拘らず、一定である。
そこで、上述したように、設定部20Eが、極座標空間S1における距離方向(距離r方向)の大きさが一定で、且つ、角度方向(φ方向)のサイズの異なる、フィルタ窓Fを設定する。また、設定部20Eは、極座標空間S1における基準位置Cからの距離rに反比例する、角度方向(φ方向)のサイズの、フィルタ窓Fを設定する。
このため、本実施の形態の情報処理装置20は、座標変換時に発生する区画領域Gの大きさの変化を抑制することができる。従って、本実施の形態の情報処理装置20は、更に効果的に、対象の占有度の信頼性向上を図ることができる。
また、本実施の形態の情報処理装置20では、フィルタ処理部20Fは、例えば、最大値フィルタまたは最小値フィルタを用いる。例えば、設定部20Eが、極座標空間S1における距離方向(距離r方向)の大きさが一定で、且つ、角度方向(φ方向)のサイズの異なる、フィルタ窓Fを設定したと仮定する。この場合、フィルタ処理部20Fが、最大値フィルタを用いたフィルタ処理を行うことで、対象の占有度を角度方向(φ方向)に拡張した極座標マップM’1を導出することができる。
また、直交座標マップM2を、対象が存在しない領域を示す直交座標マップM2として提供する場合がある。この場合、フィルタ処理部20Fが、最小値フィルタを用いたフィルタ処理を行うことで、対象が存在しない領域を示す直交座標マップM’2を得ることができる。
また、本実施の形態では、フィルタ処理部20Fは、フィルタ窓Fのサイズに応じた回数、膨張処理を実行する。この場合、フィルタ処理部20Fにおける1回あたりの処理対象の区画領域Gの数を限定することができ、効果的なフィルタ処理を行うことができる。
<変形例>
なお、上記実施の形態では、極座標マップM1における区画領域Gのサイズが、外界センサ10Bで取得する検知点のサイズ以上である場合を説明した。すなわち、上記実施の形態では、極座標マップM1における区画領域Gの密度によって示される解像度が、外界センサ10Bのセンサ解像度以下である場合を、一例として説明した。
しかし、極座標マップM1の解像度が、外界センサ10Bのセンサ解像度より大きくてもよい。
すなわち、マップ取得部20Dは、区画領域Gの密度によって表される解像度が、外界センサ10Bで検知された検知点Pのセンサ解像度より高い、極座標マップM1を取得してもよい。
この場合についても、処理部20Aは、上記実施の形態と同様の処理を行えばよい。
図9および図10は、外界センサ10Bのセンサ解像度より高い解像度の極座標マップM10を用いた場合の、直交座標マップM20の導出の説明図である。
図9(A)に示すように、移動体10に搭載された外界センサ10Bが、実空間Sにおける複数の検知点Pの各々の位置情報を取得する。位置取得部20Cは、外界センサ10Bで検知された複数の検知点Pの各々の、位置情報を取得する。
そして、マップ取得部20Dは、図3(A)に示す複数の検知点Pの位置情報を用いて、図9(B)に示す極座標マップM10を取得する。
なお、極座標マップM10は、極座標空間S1における区画領域Gに、対象の第1占有度を規定したマップである。但し、本変形例では、極座標マップM10の解像度は、外界センサ10Bのセンサ解像度より高い。
極座標マップM10の解像度は、極座標マップM1に含まれる区画領域Gの密度によって定まる。このため、本変形例では、記憶部20Bは、区画領域情報31を予め記憶する。区画領域情報31は、極座標空間S1を複数の区画領域Gに分割した、各区画領域Gのサイズおよび位置を示す情報である。但し、区画領域情報31は、外界センサ10Bのセンサ解像度より高い解像度を示すサイズの区画領域Gを示す情報である。
本変形例では、マップ取得部20Dは、移動体10の現在位置を距離rとした極座標空間S1に、区画領域情報31に示される区画領域Gを示すグリッドを配置する。そして、マップ取得部20Dは、極座標空間S1における、位置取得部20Cで取得した検知点Pを、各検知点Pの位置情報によって示される位置に配置する。
そして、マップ取得部20Dは、区画領域Gに含まれる検知点Pに応じて、極座標空間S1における区画領域Gごとに、対象の第1占有度を設定する。第1占有度の設定方法については、第1の実施の形態と同様である。
このようにして、マップ取得部20Dは、外界センサ10Bのセンサ解像度より高い解像度の極座標マップM10を取得する(図9(B)参照)。なお、マップ取得部20Dは、外部装置から通信部10Dを介して、極座標マップM10を取得してもよい。
図9(B)には、角度方向(φ方向)の解像度が、外界センサ10Bの角度方向(φ方向)の解像度より高い極座標マップM10を示した。なお、マップ取得部20Dは、角度方向および距離方向(距離r方向)の双方について、外界センサ10Bの解像度より高い極座標マップM10を取得してもよい。但し、マップ取得部20Dは、少なくとも、角度方向の解像度が、外界センサ10Bにおける角度方向の解像度より高い、極座標マップM10を取得することが好ましい。
なお、図9(B)に示した区画領域Gの内、白で示す領域40Bは、低い占有度(第1占有度)が規定されていることを示す。また、図9(B)に示した区画領域Gの内、斜線で示す領域40Aは、高い占有度(第1占有度)が規定されていることを示す。また、図9(B)に示した区画領域Gの内、領域40Cは、中間値の占有度(第1占有度)が規定されていることを示す。
そして、設定部20E、フィルタ処理部20F、変換部20G、および出力制御部20Hは、上記実施の形態と同様の処理を行えばよい。
具体的には、設定部20Eは、極座標マップM10に含まれる区画領域Gの各々について、移動体10の位置(距離rの位置)に近い区画領域Gほど、大きいサイズのフィルタ窓Fを設定する(図9(C)参照)。
フィルタ処理部20Fは、設定部20Eで設定されたサイズのフィルタ窓Fを用いて、極座標マップM10における区画領域Gの各々について、第1占有度から第2占有度を導出する。
これによって、フィルタ処理部20Fは、区画領域Gごとに第1占有度の規定された極座標マップM10から、区画領域Gごとに第2占有度の規定された極座標マップM’10を生成する(図9(D)参照)。
図9(D)に示すように、極座標マップM’10は、フィルタ処理前の極座標マップM10に比べて、移動体10に対する距離rが近いほど、高い占有度の規定された領域40Aが拡張された状態となる。
そして、変換部20Gが、極座標マップM’10を、直交座標空間S2に変換する。変換部20Gは、上記実施の形態と同様にして、座標変換を行えばよい。
図10(A)は、極座標マップM’10(図9(D)参照)を、直交座標空間S2に配置した図である。なお、図10には、直交座標空間S2における区画領域G’の解像度は、極座標空間S1の区画領域Gの解像度より低い場合を示した。また、図10には、直交座標空間S2における区画領域G’の解像度は、外界センサ10Bのセンサ解像度と同じである場合を一例として示した。
図10(A)に示すように、極座標空間S1によって示される極座標マップM’10は、直交座標空間S2において、基準位置C(距離rの位置)に向かって収束し、基準位置Cから離れる方向に向かって拡散した形状となる。
そして、変換部20Gは、極座標マップM’10を直交座標空間S2に座標変換することで、図10(B)に示す直交座標マップM20を得る。
ここで、図10(A)に示すように、極座標マップM’10における区画領域Gの内、基準位置C(距離rの位置)に近い位置に配置された区画領域Gほど、変形および縮小の度合いが大きい。また、極座標マップM’10における区画領域Gの内、基準位置Cが遠い位置に配置された区画領域G(より距離rの大きい区画領域G)ほど、直交座標空間S2における対応する区画領域G’のサイズに比べて大きいサイズとなる。
例えば、極座標マップM’10における、基準位置Cから十分に遠い位置に配置された区画領域G100のサイズは、直交座標空間S2における区画領域G’のサイズに対して大きくなる。
しかし、本変形例では、極座標マップM10および極座標マップM’10の解像度は、外界センサ10Bのセンサ解像度より高い。
このため、極座標マップM’10における、基準位置Cから十分に遠い位置に配置された区画領域G100に規定された第2占有度が、直交座標空間S2への座標変換時に拡大された領域(より複数の区画領域G’)に拡張されて規定されることが抑制される。
このため、本変形例では、基準位置Cに近い区画領域G’の占有度の低下が抑制されると共に、基準位置Cから遠い位置に配置された区画領域G’に規定された占有度が、座標変換によって、拡張された領域に規定されることが抑制される。
ここで、従来の方式について説明する。図11は、従来の方式の説明図である。
従来では、本実施の形態のフィルタ処理が行われていなかった。そして、従来では、基準位置Cからの距離に応じたサイズの、フィルタ窓Fの設定が行われていなかった。また、極座標マップM100の解像度は、外界センサ10Bのセンサ解像度以下であった。
このため、フィルタ窓Fを用いたフィルタ処理がなされておらず、且つ、センサ解像度以下の解像度の極座標マップM100を(図11(A)参照)、そのまま直交座標空間S2に変換していた(図11(B)、図11(C)参照)。
このため、本変形例の方式を用いて導出した直交座標マップM20(図10(B)参照)では、“対象が存在する”事を示す占有度の規定されていた領域DCが、従来方式で導出した比較直交座標マップM202では、“対象が存在しない”と判定される占有度となる(領域DD参照)。このため、従来方式では、対象の占有度の信頼性が不十分であった。
また、従来方式で導出した比較直交座標マップM202では、基準位置Cから十分に遠い位置に配置された区画領域G100に規定された第2占有度が(図11(A)、図11(B)参照)、直交座標空間S2において複数の区画領域G’に拡大した領域に規定される。このため、従来方式では、対象の占有度の信頼性が不十分であった。
一方、本変形例では、設定部20Eが、センサ解像度より高い解像度の、極座標マップM10に含まれる区画領域Gの各々について、基準位置Cからの距離rに応じたサイズのフィルタ窓Fを設定する。そして、フィルタ処理部20Fは、極座標マップM10における区画領域Gの各々について、設定されたサイズのフィルタ窓Fを用いたフィルタ処理を行い、第2占有度の規定された極座標マップM’10を導出する。そして、変換部20は、極座標マップM’10を直交座標空間S2に座標変換することで、直交座標マップM20を導出する。
このため、本変形例の情報処理装置20では、上記実施の形態と同様に、極座標空間S1から直交座標空間S2への座標変換時に発生する、区画領域Gの変形や縮小によって、極座標マップM1に規定された占有度が著しく低下することを抑制することができる。また、本変形例の情報処理装置20では、更に、基準位置Cから遠い位置に配置された区画領域G’に規定された占有度が、座標変換によって、拡張された領域に規定されることが抑制される。
次に、上記実施の形態および変形例の情報処理装置20のハードウェア構成の一例を説明する。図12は、上記実施の形態の情報処理装置20のハードウェア構成図の一例である。
上記実施の形態および変形例の情報処理装置20は、CPU86などの制御装置と、ROM(Read Only Memory)88やRAM(Random Access Memory)90やHDD(ハードディスクドライブ)92などの記憶装置と、各種機器とのインターフェースであるI/F部82と、出力情報などの各種情報を出力する出力部80と、ユーザによる操作を受付ける入力部94と、各部を接続するバス96とを備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
上記実施の形態の情報処理装置20では、CPU86が、ROM88からプログラムをRAM90上に読み出して実行することにより、上記各部がコンピュータ上で実現される。
なお、上記実施の形態および変形例の情報処理装置20で実行される上記各処理を実行するためのプログラムは、HDD92に記憶されていてもよい。また、上記実施の形態および変形例の情報処理装置20で実行される上記各処理を実行するためのプログラムは、ROM88に予め組み込まれて提供されていてもよい。
また、上記実施の形態および変形例の情報処理装置20で実行される上記処理を実行するためのプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでCD−ROM、CD−R、メモリカード、DVD(Digital Versatile Disk)、フレキシブルディスク(FD)等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供されるようにしてもよい。また、上記実施の形態および変形例の情報処理装置20で実行される上記処理を実行するためのプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよい。また、上記実施の形態および変形例の情報処理装置20で実行される上記処理を実行するためのプログラムを、インターネットなどのネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。
なお、上記には、本発明の実施の形態および変形例を説明したが、上記実施の形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10 移動体
10E ディスプレイ
10G 動力制御部
10H 動力部
20 情報処理装置
20C 位置取得部
20D マップ取得部
20E 設定部
20F フィルタ処理部
20G 変換部
20H 出力制御部
F フィルタ窓
M1、M10 極座標マップ
M2、M20 直交座標マップ

Claims (10)

  1. 極座標空間を複数の領域に分割した各領域である区画領域の各々に、対象の第1占有度を規定した、極座標マップを取得するマップ取得部と、
    前記極座標マップに含まれる前記区画領域の各々に、前記極座標空間における基準位置からの距離が近いほど、大きいサイズのフィルタ窓を設定する設定部と、
    前記極座標マップの前記フィルタ窓内の前記区画領域に、最大値フィルタまたは最小値フィルタを用いたフィルタ処理を行い、前記極座標マップに含まれる前記区画領域の各々について、前記区画領域に設定されたサイズの前記フィルタ窓内に存在する他の前記区画領域の第1占有度を用いて前記フィルタ処理することによって、前記区画領域ごとに第2占有度の規定された前記極座標マップを生成するフィルタ処理部と、
    前記区画領域ごとに第2占有度の規定された前記極座標マップを、直交座標空間に変換する変換部と、
    を備える、情報処理装置。
  2. 前記設定部は、
    前記極座標空間における距離方向の大きさが一定で、且つ、角度方向のサイズの異なる、前記フィルタ窓を設定する、請求項に記載の情報処理装置。
  3. 前記設定部は、
    前記極座標空間における前記基準位置からの距離に反比例する、角度方向のサイズの、前記フィルタ窓を設定する、請求項1または請求項2に記載の情報処理装置。
  4. 前記フィルタ処理部は、
    前記フィルタ窓のサイズに応じた回数、前記フィルタ窓内に含まれる複数の前記区画領域の各々について、隣接する前記区画領域の前記第1占有度を、これらの隣接する前記区画領域の前記第1占有度の最大値に置き換える膨張処理を実行する、前記フィルタ処理を行う、
    請求項1〜請求項の何れか1項に記載の情報処理装置。
  5. 記変換部は、前記第2占有度の規定された前記区画領域を含む前記極座標マップを、直交座標空間に変換する、
    請求項1に記載の情報処理装置。
  6. 検知点の位置情報を取得する位置取得部を備え、
    前記マップ取得部は、
    前記位置情報に基づいて前記極座標マップを生成することによって、前記極座標マップを取得する、
    請求項1〜請求項の何れか1項に記載の情報処理装置。
  7. 前記マップ取得部は、
    外界センサで検知された前記検知点のセンサ解像度より高い解像度の、前記極座標マップを取得する、
    請求項に記載の情報処理装置。
  8. コンピュータが、
    極座標空間を複数の領域に分割した各領域である区画領域の各々に、対象の第1占有度を規定した、極座標マップを取得するステップと、
    前記極座標マップに含まれる前記区画領域の各々に、前記極座標空間における基準位置からの距離が近いほど、大きいサイズのフィルタ窓を設定するステップと、
    前記極座標マップの前記フィルタ窓内の前記区画領域に、最大値フィルタまたは最小値フィルタを用いたフィルタ処理を行い、前記極座標マップに含まれる前記区画領域の各々について、前記区画領域に設定されたサイズの前記フィルタ窓内に存在する他の前記区画領域の第1占有度を用いて前記フィルタ処理することによって、前記区画領域ごとに第2占有度の規定された前記極座標マップを生成するステップと、
    前記区画領域ごとに前記第2占有度の規定された前記極座標マップを、直交座標空間に変換するステップと、
    実行する、情報処理方法。
  9. 極座標空間を複数の領域に分割した各領域である区画領域の各々に、対象の第1占有度を規定した、極座標マップを取得するステップと、
    前記極座標マップに含まれる前記区画領域の各々に、前記極座標空間における基準位置からの距離が近いほど、大きいサイズのフィルタ窓を設定するステップと、
    前記極座標マップの前記フィルタ窓内の前記区画領域に、最大値フィルタまたは最小値フィルタを用いたフィルタ処理を行い、前記極座標マップに含まれる前記区画領域の各々について、前記区画領域に設定されたサイズの前記フィルタ窓内に存在する他の前記区画領域の第1占有度を用いて前記フィルタ処理することによって、前記区画領域ごとに第2占有度の規定された前記極座標マップを生成するステップと、
    前記区画領域ごとに前記第2占有度の規定された前記極座標マップを、直交座標空間に変換するステップと、
    をコンピュータに実行させるための、情報処理プログラム。
  10. 極座標空間を複数の領域に分割した各領域である区画領域の各々に、対象の第1占有度を規定した極座標マップを、前記極座標マップに含まれる前記区画領域の各々に、前記極座標空間における基準位置からの距離が近いほど、大きいサイズのフィルタ窓を設定し、前記極座標マップの前記フィルタ窓内の前記区画領域に、最大値フィルタまたは最小値フィルタを用いたフィルタ処理を行い、前記極座標マップに含まれる前記区画領域の各々について、前記区画領域に設定されたサイズの前記フィルタ窓内に存在する他の前記区画領域の第1占有度を用いて前記フィルタ処理することによって、前記区画領域ごとに第2占有度の規定された前記極座標マップを生成した後に、該極座標マップを直交座標空間に変換した、直交座標マップを含む表示画面を、表示部に表示する出力制御部、
    を備える、情報処理装置。
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