JP6848847B2 - 静止物体地図情報生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、静止物体地図情報生成装置に関する。

従来、車両周囲の二次元空間をグリッド状に分割し、各グリッドにおける物体の部分の占有率に基づいて静止物体を認識し、静止物体地図情報の生成を行う技術が知られている（例えば非特許文献１）。

魚住剛弘、菅沼直樹、「自動車の自律型自動運転のための全方位レーザーを用いた障害物検出」、自動制御連合後援会講演論文集、Vol.54、2011年11月19-20日、pp.586-591

本技術分野では、例えば各グリッドにおける物体の部分の占有率の時間変化から、物体が静止物体（例えば草木の幹等）と認識されるか、あるいは移動物体（例えば車両、歩行者等）と認識される。この場合、静止物体における準静止部分（例えば草の葉、木の枝葉等）は、風の影響等で占有率が時間によって変化することがあり、静止物体の一部ではないと認識される誤認識が生じるおそれがある。

そこで、本発明は、静止物体地図情報の生成を適切に行うことができる静止物体地図情報生成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る静止物体地図情報生成装置は、移動体の周囲の物体の相対位置情報を含む外部状況を取得する外部状況取得部と、移動体の地図上の位置を取得する位置取得部と、物体の相対位置情報及び移動体の地図上の位置に基づいて、三次元空間を単位空間に分割した静止物体地図情報の生成を行う静止物体地図情報生成部と、を備え、静止物体地図情報生成部は、物体の相対位置情報の時間変化及び移動体の地図上の位置の時間変化から、単位空間における物体の存在状態量をそれぞれ算出し、存在状態量が第１閾値以上の単位空間を物体の静止部分と認識し、存在状態量が第１閾値未満且つ第２閾値以上であって物体の静止部分に連続する単位空間を物体の準静止部分と認識すると共に、存在状態量が第１閾値未満且つ第２閾値以上であって物体の準静止部分に連続する単位空間を物体の準静止部分と認識し、物体の静止部分と物体の準静止部分とを含む静止物体地図情報を生成する。

本発明によれば、静止物体地図情報の生成を適切に行うことが可能となる。

実施形態に係る静止物体地図情報生成装置の概略構成を示す図である。 単位空間における物体の占有率を説明するための図である。 単位空間における物体の占有率を説明するための図である。 外部状況取得部で取得した外部状況を例示する図である。 物体の静止部分の俯瞰状況を例示する図である。 物体の準静止候補部分の俯瞰状況を例示する図である。 静止物体地図情報の俯瞰状況を例示する図である。 実施形態に係る静止物体地図情報生成装置の処理の一例を示すフローチャートである。 図８の占有率の算出処理の変形例を示すフローチャートである。 図８の占有率の算出処理の他の変形例を示すフローチャートである。 図８の静止物体地図情報生成装置の追加処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示すように、本実施形態の静止物体地図情報生成装置１００は、一例として、車両（移動体）Ｍに搭載されており、車両Ｍを自動で走行させる自動運転制御を実行可能な自動運転システムを構成している。自動運転制御が実行されることにより、車両Ｍは自動運転状態となる。自動運転状態とは、運転者が運転操作を行う必要なく、車両Ｍの速度制御及び操舵制御を含む運転制御が静止物体地図情報生成装置１００によって実行されている運転状態である。

静止物体地図情報生成装置１００は、ＥＣＵ［Electronic Control Unit］１０を備えている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ［Central Processing Unit]、ＲＯＭ［Read Only Memory］、ＲＡＭ［Random Access Memory］等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。また、以下に説明するＥＣＵ１０の機能の一部は、車両Ｍと通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータにおいて実行される態様であってもよい。

ＥＣＵ１０には、外部センサ１、ＧＰＳ受信部２、内部センサ３、地図データベース４、ナビゲーションシステム５、アクチュエータ６、及びＨＭＩ［Human Machine Interface］７が接続されている。

外部センサ１は、車両Ｍの周囲の物体の相対位置情報を含む外部状況を検出する検出機器である。外部センサ１は、カメラ、レーダセンサのうち少なくとも一つを含む。

カメラは、車両Ｍの外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、車両Ｍのフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、車両Ｍの外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。カメラは、例えばステレオカメラである。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。

レーダセンサは、電波（例えばミリ波）又は光を利用して車両Ｍの周囲の障害物（物体）を検出する検出機器である。レーダセンサには、例えば、ミリ波レーダ又はライダー［LIDAR：Light Detection and Ranging］が含まれる。レーダセンサは、電波又は光を車両Ｍの周囲に送信し、障害物で反射された電波又は光を受信することで障害物を検出する。レーダセンサは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。

障害物には、ガードレール、建物、看板、交通標識、草木等の固定障害物の他、歩行者、自転車、他車両等の移動障害物が含まれる。固定障害物としては、例えば草木のように、時間的に位置がほぼ変化しない静止部分と、静止部分に連続すると共に時間的に位置が一定程度変化し得る準静止部分と、を含む物体が存在する。

ＧＰＳ受信部２は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両Ｍの位置（例えば車両Ｍの緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部２は、測定した車両Ｍの位置情報をＥＣＵ１０へ送信する。

内部センサ３は、車両Ｍの走行状態を検出する検出機器である。内部センサ３は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサを含む。車速センサは、車両Ｍの速度を検出する検出器である。車速センサとしては、車両Ｍの車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、検出した車速情報をＥＣＵ１０に送信する。

加速度センサは、車両Ｍの加速度を検出する検出器である。加速度センサは、車両Ｍの前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両Ｍの横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、車両Ｍの加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、車両Ｍの重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した車両Ｍのヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

地図データベース４は、地図情報を記憶するデータベースである。地図データベース４は、車両Ｍに搭載されたＨＤＤ［Hard Disk Drive］内に形成されている。地図情報には、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率等）、道路の種別情報（例えば、合流する２本の道路のうちどちらが優先道路であるかの情報等）、合流地点及び交差点の位置情報、及び、建物の位置情報等が含まれる。なお、地図データベース４は、車両Ｍと通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。地図データベース４は、ＢＧマップ生成部１７により生成されたＢＧマップを記憶する。なお、ＢＧマップは、別のデータベースに記憶されていてもよい。

ナビゲーションシステム５は、予め設定された目的地まで車両Ｍの運転者の案内を行うシステムである。ナビゲーションシステム５は、ＧＰＳ受信部２の測定した車両Ｍの位置と地図データベース４の地図情報とに基づいて、車両Ｍの現在の位置から目的地までの経路を生成する。ナビゲーションシステム５は、後述するＨＭＩ７の画像表示及び音声出力により運転者に対して当該経路の案内を行う。ナビゲーションシステム５は、車両Ｍの目的地及び車両Ｍの経路に関する情報をＥＣＵ１０に送信する。なお、静止物体地図情報生成装置１００は必ずしもナビゲーションシステム５を備える必要はない。車両Ｍの経路の生成は、ＥＣＵ１０によって行なわれてもよい。目的地は、乗員により設定されてもよく、ナビゲーションシステム５等により周知の手法で自動的に設定されてもよい。

アクチュエータ６は、車両Ｍの走行制御を実行する装置である。アクチュエータ６は、エンジンアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを少なくとも含む。エンジンアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量を変更（例えばスロットル開度を変更）することで、車両Ｍの駆動力を制御する。なお、エンジンアクチュエータは、車両Ｍがハイブリッド車又は電気自動車である場合には、動力源としてのモータの駆動力を制御する。

ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、車両Ｍの車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。なお、ブレーキアクチュエータは、車両Ｍが回生ブレーキシステムを備えている場合、液圧ブレーキシステム及び回生ブレーキシステムの両方を制御してもよい。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、車両Ｍの操舵トルクを制御する。

ＨＭＩ７は、運転者と静止物体地図情報生成装置１００との間で情報の出力及び入力をするためのインターフェイスである。ＨＭＩ７は、例えば、運転者等に画像情報を表示するディスプレイ、及び運転者が入力操作を行うための操作ボタン又はタッチパネル等を備えている。ＨＭＩ７は、運転者の入力した情報をＥＣＵ１０へ送信する。また、ＨＭＩ７は、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じた画像情報をディスプレイに表示する。

ＥＣＵ１０は、機能的には、車両位置取得部（位置取得部）１１、外部状況取得部１２、走行状態取得部１３、走行計画生成部１４、走行制御部１５、走行データ記憶部１６、及びＢＧマップ生成部（静止物体地図情報生成部）１７を備えている。

車両位置取得部１１は、ＧＰＳ受信部２の位置情報及び地図データベース４の地図情報に基づいて、車両Ｍの地図上の位置（以下、単に車両位置）を取得する。車両位置取得部１１は、地図データベース４の地図情報に含まれた電柱等の固定障害物の位置情報及び外部センサ１の検出結果を利用して、既存のＳＬＡＭ技術により車両Ｍの位置を取得してもよい。

外部状況取得部１２は、外部センサ１の検出結果に基づいて、車両Ｍの周囲の外部状況を取得する。外部状況取得部１２は、レーダセンサの障害物情報に基づいて、車両Ｍの周囲の障害物の位置を含む車両Ｍの外部状況を取得する。外部状況取得部１２は、レーダセンサの障害物情報に基づいて、車両Ｍの周囲の物体の相対位置情報を含む外部状況を取得する。物体の相対位置情報とは、車両Ｍに対する物体の相対的な位置に関する情報である。外部状況取得部１２は、三次元空間を複数のボクセル（単位空間）に分割し、各ボクセルにおける物体の相対位置を取得する。外部状況取得部１２は、例えばＮ個のボクセルｖ_ｉにおける物体の相対位置をそれぞれ取得する。ただし、「ｉ」は０以上Ｎ＋１以下の整数である。外部状況取得部１２は、例えば車両Ｍが移動するのに従って、ボクセルｖ_ｉにおける異なる位置の車両Ｍに対する物体の相対位置情報を取得する。

走行状態取得部１３は、内部センサ３の検出結果に基づいて、車両Ｍの車速及び向きを含む車両Ｍの走行状態を取得する。具体的には、走行状態取得部１３は、車速センサの車速情報に基づいて、車両Ｍの車速を取得する。走行状態取得部１３は、ヨーレートセンサのヨーレート情報に基づいて、車両Ｍの向きを取得する。

走行計画生成部１４は、ナビゲーションシステム５により設定された目標ルート、地図データベース４の地図情報、外部状況取得部１２により取得された車両Ｍの周囲の外部状況、及び走行状態取得部１３により取得された車両Ｍの走行状態に基づいて、車両Ｍの走行計画を生成する。走行計画生成部１４は、運転者が自動運転制御の開始操作を行った場合に、走行計画の生成を開始する。この走行計画は、車両Ｍの現在の位置から予め設定された目的地に車両Ｍが至るまでの走行計画となる。

走行計画には、車両Ｍの目標ルート上の位置に応じた車両Ｍの制御目標値が含まれている。目標ルート上の位置とは、地図上で目標ルートの延在方向における位置である。目標ルート上の位置は、目標ルートの延在方向において所定間隔（例えば１ｍ）毎に設定された設定縦位置を意味する。制御目標値とは、走行計画において車両Ｍの制御目標となる値である。制御目標値は、目標ルート上の設定縦位置毎に関連付けて設定される。走行計画生成部１４は、目標ルート上に所定間隔の設定縦位置を設定すると共に、設定縦位置毎に制御目標値（例えば目標横位置及び目標車速）を設定することで、走行計画を生成する。設定縦位置及び目標横位置は、合わせて一つの位置座標として設定されてもよい。設定縦位置及び目標横位置は、走行計画において目標として設定される縦位置の情報及び横位置の情報を意味する。

走行制御部１５は、車両位置取得部１１が取得した車両Ｍの地図上の位置と走行計画生成部１４で生成された走行計画とに基づいて、車両Ｍの速度制御及び操舵制御を含む自動運転制御を実行する。走行制御部１５は、アクチュエータ６に制御信号を送信することにより、自動運転制御を実行する。走行制御部１５が自動運転制御を実行することで、車両Ｍの運転状態が自動運転状態となる。これにより、車両Ｍの各種の走行が自動運転によって実現される。

走行データ記憶部１６は、外部状況取得部１２で取得した物体の相対位置情報を一時的に記憶する。走行データ記憶部１６は、第１マップ（後述）用に割り当てられた領域と、第２マップ（後述）に割り当てられた領域と、を有している。第１マップに割り当てられた領域は、後述の静止部分と認識したボクセルについての情報を一時的に記憶するための記憶領域である。第２マップに割り当てられた領域は、後述の準静止部分と認識したボクセルについての情報を一時的に記憶するための記憶領域である。

ＢＧマップ生成部１７は、物体の相対位置情報及び車両Ｍの地図上の位置に基づいて、ＢＧマップ［BackGround map］（静止物体地図情報）の生成を行う。ＢＧマップでは、三次元空間がボクセルに分割されている。ＢＧマップ生成部１７は、物体の相対位置情報の時間変化及び車両Ｍの地図上の位置の時間変化から、ボクセルにおける物体の存在状態量をそれぞれ算出する。存在状態量は、ボクセルｖ_ｉにおいて物体の少なくとも一部分が所定時間の中でどの程度存在していたかを表す指標である。

ＢＧマップ生成部１７は、存在状態量の一例として、ボクセルｖ_ｉごとに占有率ｐ（ｖ_ｉ）を算出する。占有率ｐ（ｖ_ｉ）は、下記数１及び数２に表される数式のように定義される。

数１に表される数式において、ｎ_ｉｎ（ｔ，ｖ_ｉ）は、時刻ｔにおいてボクセルｖ_ｉに入射したレーダセンサの電波線の数を表す。ｎ_{ｄｅｔｅｃｔ}（ｔ，ｖ_ｉ）は、時刻ｔにおいてボクセルｖ_ｉに入射してボクセルｖ_ｉに含まれる物体によって反射されたレーダセンサの電波線の数を表す。よって、時刻ｔにおいてボクセルｖ_ｉに入射したレーダセンサの電波線の数が１本でもあれば、ｆ（ｎ_ｉｎ（ｔ，ｖ_ｉ））の値は１となる（数２参照）。また、時刻ｔにおいてボクセルｖ_ｉに入射してボクセルｖ_ｉに含まれる物体によって反射されたレーダセンサの電波線の数が１本でもあれば、ｆ（ｎ_{ｄｅｔｅｃｔ}（ｔ，ｖ_ｉ））の値は１となる。

数１に表される数式において、Ｔ_ｉｎ（ｖ_ｉ）は、所定時間の中に含まれる全ての時刻ｔについてのｆ（ｎ_ｉｎ（ｔ，ｖ_ｉ））の総和である。Ｔ_{ｄｅｔｅｃｔ}（ｖ_ｉ）は、所定時間の中に含まれる全ての時刻ｔについてのｆ（ｎ_{ｄｅｔｅｃｔ}（ｔ，ｖ_ｉ））の総和である。占有率ｐ（ｖ_ｉ）は、Ｔ_ｉｎ（ｖ_ｉ）に対するＴ_{ｄｅｔｅｃｔ}（ｖ_ｉ）の割合として算出される。

図２及び図３を参照しつつ、占有率ｐ（ｖ_ｉ）の算出について具体的に説明する。図２及び図３は、ボクセルｖ_ｉ，ｖ_ｊにおける物体の占有率ｐ（ｖ_ｉ），ｐ（ｖ_ｊ）を説明するための図である。

図２には、車両Ｍ、静止物体ＳＴ及び移動物体ＭＶの時刻ｔにおける相対的な位置関係が示されている。移動物体ＭＶは、時刻ｔにおいてボクセルｖ_ｉに含まれている。静止物体ＳＴは、時刻ｔにおいてボクセルｖ_ｊに含まれている。図２において、車両Ｍから延びている破線の矢印Ｌ_ｉ（ｔ），Ｌ_ｊ（ｔ）は、時刻ｔにおいて車両Ｍからボクセルｖ_ｉ，ｖ_ｊに照射したレーダセンサの電波線を意味している。図２の例では、矢印Ｌ_ｉ（ｔ）で示すレーダセンサの電波線は、ボクセルｖ_ｉに含まれている移動物体ＭＶによって反射され、外部センサ１で検出される。矢印Ｌ_ｊ（ｔ）で示すレーダセンサの電波線は、ボクセルｖ_ｊに含まれている静止物体ＳＴによって反射され、外部センサ１で検出される。

図３には、車両Ｍ、静止物体ＳＴ及び移動物体ＭＶの時刻ｔ＋１における相対的な位置関係が示されている。移動物体ＭＶは、時刻ｔ＋１においてボクセルｖ_ｉに含まれない位置まで移動している。静止物体ＳＴは、時刻ｔ＋１においてもボクセルｖ_ｊに含まれている。図３において、車両Ｍから延びている破線の矢印Ｌ_ｉ（ｔ＋１），Ｌ_ｊ（ｔ＋１）は、時刻ｔ＋１において車両Ｍからボクセルｖ_ｉ，ｖ_ｊに照射したレーダセンサの電波線を意味している。図３の例では、矢印Ｌ_ｊ（ｔ＋１）で示すレーダセンサの電波線は、ボクセルｖ_ｊに含まれている静止物体ＳＴによって反射され、外部センサ１で検出される。しかし、矢印Ｌ_ｉ（ｔ＋１）で示すレーダセンサの電波線は、ボクセルｖ_ｉに移動物体ＭＶが含まれなくなっているため反射されず、外部センサ１で検出されない。

図２及び図３の例の場合、時刻ｔ及び時刻ｔ＋１を含む所定時間において、ボクセルｖ_ｉ，ｖ_ｊにおける物体の占有率ｐ（ｖ_ｉ），ｐ（ｖ_ｊ）は、下記数３のように算出されることとなる。

ＢＧマップ生成部１７は、物体の占有率ｐ（ｖ_ｉ）に基づいて、当該ボクセルｖ_ｉを物体の静止部分、準静止候補部分、又はその他（動的な物体又は空間）と認識する。一例として、表１に示されるように、ＢＧマップ生成部１７は、各ボクセルを、ｐ_ＳＴ以上１．０以下の占有率のボクセルと、ｐ_ＭＶ以上ｐ_ＳＴ未満の占有率のボクセルと、０以上ｐ_ＭＶ未満の占有率のボクセルと、に分類する。

ＢＧマップ生成部１７は、表１の分類結果に応じて、ボクセルｖ_ｉを物体の静止部分、準静止候補部分、又はその他と認識する。具体的には、ＢＧマップ生成部１７は、ｐ_ＳＴ（第１閾値）以上１．０以下の占有率のボクセルを物体の静止部分と認識する。ＢＧマップ生成部１７は、ｐ_ＭＶ（第２閾値）以上ｐ_ＳＴ未満の占有率のボクセルを物体の準静止候補部分と認識する。ＢＧマップ生成部１７は、０以上ｐ_ＭＶ未満の占有率のボクセルをその他（動的な物体又は空間）と認識する。ｐ_ＳＴは、静止部分と準静止候補部分とを分類するための占有率の閾値である。ｐ_ＭＶは、準静止候補部分とその他とを分類するための占有率の閾値である。

静止部分は、物体において時間的に位置がほぼ変化しない部分である。準静止候補部分は、準静止部分の候補となる部分であって、物体において時間的に位置が一定程度変化し得る部分である。準静止部分は、物体の静止部分に連続する準静止候補部分である。その他には、例えば、時間的に位置が準静止候補部分よりも大きく変化する物体の部分又は全体、又は物体が存在しない空間等が含まれる。

具体的には、ＢＧマップ生成部１７は、例えば図４〜図７に示されるように、ボクセルｖ_ｉを物体の静止部分、準静止候補部分、又はその他と認識し、静止物体地図情報を生成する。図４は、外部状況取得部１２で取得した外部状況を例示する図である。図５は、物体の静止部分の俯瞰状況を例示する図である。図６は、物体の準静止候補部分の俯瞰状況を例示する図である。図７は、静止物体地図情報の俯瞰状況を例示する図である。

図４に示されるように、車両Ｍの前方において外部状況が外部状況取得部１２で取得されている。図４の例では、外部状況として、車道Ｒの周囲に樹木２０、草３０、標識４０、歩行者５０、及び他車両６０が存在している。この場合、ＢＧマップ生成部１７は、図５に示されるように、樹木２０の幹２０ｂを含むボクセル群２１、草３０の重複部３０ｂを含むボクセル群３１、及び、標識４０の標識本体４０ｂを含むボクセル群４１を物体の静止部分と認識する。ＢＧマップ生成部１７は、ボクセル群２１，３１，４１を、それぞれ、互いに連続している静止部分のボクセルのみからなる集合Ｖ１を生成してもよい。ＢＧマップ生成部１７は、静止部分と認識したボクセル（各集合Ｖ１）についての情報を第１マップとして、走行データ記憶部１６における第１マップ用に割り当てられた領域に記憶させてもよい。

また、ＢＧマップ生成部１７は、図６に示されるように、樹木２０の枝葉２０ａを含むボクセル群２２、草３０の葉部３０ａを含むボクセル群３２、標識４０のポール４０ａを含むボクセル群４２、歩行者５０を含むボクセル群５２、及び、他車両６０を含むボクセル群６２を物体の準静止候補部分と認識する。ＢＧマップ生成部１７は、ボクセル群２２，３２，４２，５２，６２を、それぞれ、互いに連続している準静止候補部分のボクセルのみからなる集合Ｖ２ｔを生成してもよい。ＢＧマップ生成部１７は、準静止候補部分と認識したボクセル（各集合Ｖ２ｔ）についての情報を第２マップとして、走行データ記憶部１６における第２マップ用に割り当てられた領域に記憶させてもよい。

ＢＧマップ生成部１７は、物体の静止部分に連続する準静止候補部分のボクセルを物体の準静止部分と認識すると共に、物体の準静止部分に連続する準静止候補部分のボクセルを物体の準静止部分と認識する。具体的には、ＢＧマップ生成部１７は、集合Ｖ１又は集合Ｖ２ｔに属するボクセルの地図上の位置、及び走行データ記憶部１６に記憶させた情報に基づいて、準静止候補部分（集合Ｖ２ｔ）が静止部分（集合Ｖ１）に連続するか否かを判定する。

ＢＧマップ生成部１７は、歩行者５０を含むボクセル群５２及び他車両６０を含むボクセル群６２が、静止部分（集合Ｖ１）に連続していないと判定する。また、ＢＧマップ生成部１７は、枝葉２０ａを含むボクセル群２２が、幹２０ｂの静止部分を含むボクセル群２１に連続していると判定する。ＢＧマップ生成部１７は、葉部３０ａを含むボクセル群３２が、重複部３０ｂの静止部分を含むボクセル群３１に連続していると判定する。ＢＧマップ生成部１７は、ポール４０ａを含むボクセル群４２が、標識本体４０ｂの静止部分を含むボクセル群４１に連続していると判定する。

ＢＧマップ生成部１７は、物体の静止部分と物体の準静止部分とを含む静止物体地図情報を生成する。ＢＧマップ生成部１７は、例えば図７に示されるように、上述のようにして静止部分に連続すると判定された準静止候補部分（集合Ｖ２ｔ）を準静止部分（集合Ｖ２）と認識し、静止部分（集合Ｖ１）と集合Ｖ２とを含むＢＧマップの地図情報（静止物体地図情報）を生成する。

〈ＥＣＵ１０による演算処理の一例〉
次に、ＥＣＵ１０による演算処理の一例について説明する。図８は、実施形態に係る静止物体地図情報生成装置の処理の一例を示すフローチャートである。図８に示される処理は、例えば車両Ｍの自動運転又は手動運転の実行中に行われる。

図８に示されるように、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０において、外部状況取得部１２により車両Ｍの周囲の物体の相対位置情報を含む外部状況の取得を行う。外部状況取得部１２は、外部センサ１の検出結果に基づいて、外部状況を取得する。ＥＣＵ１０は、Ｓ１１において、車両位置取得部１１により車両位置の取得を行う。車両位置取得部１１は、ＧＰＳ受信部２の測定結果に基づいて、車両位置を取得する。

ＥＣＵ１０は、Ｓ１２において、ＢＧマップ生成部１７により各ボクセルにおける占有率の算出を行う。ＢＧマップ生成部１７は、物体の相対位置情報、車両位置、及び地図データベース４の地図情報に基づいて、各ボクセルにおける占有率ｐ（ｖ_ｉ）を、すべての整数ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・，Ｎ）について算出する。

ＥＣＵ１０は、Ｓ１３において、ＢＧマップ生成部１７により占有率に基づく各ボクセルの分類を行う。ＢＧマップ生成部１７は、各ボクセルを、ｐ_ＳＴ以上１．０以下の占有率のボクセルと、ｐ_ＭＶ以上ｐ_ＳＴ未満の占有率のボクセルと、０以上ｐ_ＭＶ未満の占有率のボクセルと、に分類する。ＢＧマップ生成部１７は、ｐ_ＳＴ以上１．０以下の占有率のボクセルを物体の静止部分と認識する。ＢＧマップ生成部１７は、ｐ_ＭＶ以上ｐ_ＳＴ未満の占有率のボクセルを物体の準静止候補部分と認識する。ＢＧマップ生成部１７は、０以上ｐ_ＭＶ未満の占有率のボクセルをその他（動的な物体又は空間）と認識する。

ＥＣＵ１０は、Ｓ１４において、ＢＧマップ生成部１７により静止部分と認識したボクセルの第１マップへの取込みを行う。ＢＧマップ生成部１７は、静止部分と認識したボクセルについての情報を走行データ記憶部１６における第１マップ用に割り当てられた領域に記憶させる。ＥＣＵ１０は、Ｓ１４において、ＢＧマップ生成部１７により静止部分の集合Ｖ１の生成を行ってもよい。

ＥＣＵ１０は、Ｓ１５において、ＢＧマップ生成部１７により準静止候補部分と認識したボクセルの第２マップへの取込みを行う。ＢＧマップ生成部１７は、準静止候補部分と認識したボクセルについての情報を走行データ記憶部１６における第２マップ用に割り当てられた領域に記憶させる。

ＥＣＵ１０は、Ｓ１６において、ＢＧマップ生成部１７により準静止候補部分の集合Ｖ２ｔの生成を行う。ＢＧマップ生成部１７は、１つの準静止候補部分又は複数の互いに連続している準静止候補部分のボクセルを集合Ｖ２ｔとして生成する。

ＥＣＵ１０は、Ｓ１７において、集合Ｖ２ｔが静止部分に連続するか否かの判定をＢＧマップ生成部１７により行う。ＢＧマップ生成部１７は、走行データ記憶部１６に記憶させた情報に基づいて、集合Ｖ２ｔが静止部分に連続するか否かを判定する。

Ｓ１７において、集合Ｖ２ｔが静止部分に連続するとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、ＥＣＵ１０は、Ｓ１８において、ＢＧマップ生成部１７により、静止部分と集合Ｖ２とを含むＢＧマップの地図情報を生成する。ＢＧマップ生成部１７は、静止部分に連続する準静止候補部分（集合Ｖ２ｔ）を準静止部分（集合Ｖ２）と認識し、静止部分と集合Ｖ２とを含むＢＧマップの地図情報を生成する。一方、Ｓ１７において、集合Ｖ２ｔが静止部分に連続しないとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、ＥＣＵ１０は、図８の処理を終了する。

〈静止物体地図情報生成装置１００の作用効果〉
以上説明した静止物体地図情報生成装置１００では、ＢＧマップ生成部１７は、占有率が第１閾値以上のボクセルを物体の静止部分と認識し、占有率が第１閾値未満且つ第２閾値以上であって物体の静止部分に連続するボクセルを物体の準静止部分と認識する。また、ＢＧマップ生成部１７は、占有率が第１閾値未満且つ第２閾値以上であって物体の準静止部分に連続するボクセルを物体の準静止部分と認識する。ＢＧマップ生成部１７は、物体の静止部分と物体の準静止部分とを含むＢＧマップを生成する。これにより、静止部分を含む物体の一部をなす準静止部分を適切に認識することが可能となり、準静止部分（例えば草の葉、木の枝葉等）が、静止部分を含む物体の一部ではないと認識される誤認識が生じることが抑制される。その結果、ＢＧマップの生成を適切に行うことができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

静止物体地図情報生成装置１００は、一例として、移動体である車両Ｍに搭載されていたが、必ずしも移動体に搭載されていなくてもよく、例えば、外部状況及び移動体の地図上の位置を取得可能に構成された情報処理センター等の施設のコンピュータにおいて実行される態様であってもよい。また、移動体としては、車両Ｍに限定されず、例えば二輪車、パーソナルモビリティ、ロボット等であってもよい。

上記実施形態では、カメラとしてステレオカメラを例示したが、撮像情報から奥行き方向の情報を求められる場合には、単眼カメラであってもよい。

上記実施形態では、三次元空間を分割する単位空間として、直方体状の複数のボクセルを例示したが、単位空間の形状等としてはその他任意の態様を採用することができる。

上記実施形態では、静止物体地図情報生成装置１００は、走行データ記憶部１６を備えていたが、必ずしも走行データ記憶部１６を備えていなくてもよい。

上記実施形態では、静止物体地図情報生成装置１００は、自動運転システムを構成していたが、必ずしも自動運転システムを構成していなくてもよい。

〈ＥＣＵ１０による演算処理の変形例〉
図９は、図８の占有率の算出処理の変形例を示すフローチャートである。静止物体地図情報生成装置１００では、図８におけるＳ１２の占有率の算出処理を、図９に示されるように変形することができる。

ＥＣＵ１０は、Ｓ２０において、ＢＧマップ生成部１７により整数ｉを０とする初期化を行う。ＥＣＵ１０は、Ｓ２１において、ＢＧマップ生成部１７により車両移動距離が距離閾値ｄ１よりも大きいか否かの判定を行う。車両移動距離は、一定期間に車両Ｍが移動した距離を意味する。一定期間は、例えばＥＣＵ１０の演算処理の周期（時間）であってもよい。距離閾値ｄ１は、車両Ｍが交差点等で停車する場合に占有率の更新を中止するための車両Ｍの移動距離の閾値である。ＢＧマップ生成部１７は、車速情報、車両位置、地図データベース４の地図情報、及びＥＣＵ１０の演算処理の周期（時間）に基づいて、車両移動距離が距離閾値ｄ１よりも大きいか否かを判定する。

Ｓ２１において、車両移動距離が距離閾値ｄ１以下であるとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、ＥＣＵ１０は、図９の処理を終了する。一方、Ｓ２１において、車両移動距離が距離閾値ｄ１よりも大きいとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、ＥＣＵ１０は、Ｓ２２において、ＢＧマップ生成部１７によりボクセルｖ_ｉにおける占有率ｐ（ｖ_ｉ）の算出を行う。

続いて、ＥＣＵ１０は、Ｓ２３において、ＢＧマップ生成部１７により整数ｉが総数Ｎに至ったか否かの判定を行う。Ｓ２３において、整数ｉが総数Ｎに至っていないとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、Ｓ２４において、ＥＣＵ１０は、ＢＧマップ生成部１７により整数ｉに１を加算する処理を行い、Ｓ２２に戻り、１だけ増加した整数ｉについて占有率ｐ（ｖ_ｉ）の算出を行う。一方、Ｓ２３において、整数ｉが総数Ｎに至ったとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、ＥＣＵ１０は、図９の処理を終了する。

以上説明したような図９の占有率の算出処理によれば、例えば車両Ｍが交差点等で停車する場合に、車両Ｍの周囲に停車する他車両等の占有率が高くなってしまうのを抑制することができる。

図１０は、図８の占有率の算出処理の他の変形例を示すフローチャートである。静止物体地図情報生成装置１００では、図８におけるＳ１２の占有率の算出処理を、図１０に示されるように変形することができる。

ＥＣＵ１０は、Ｓ３０において、ＢＧマップ生成部１７により整数ｉを０とする初期化を行う。ＥＣＵ１０は、Ｓ３１において、ＢＧマップ生成部１７により相対距離が距離閾値ｄ２よりも小さいか否かの判定を行う。相対距離は、相対位置情報を取得する対象のボクセルｖ_ｉと車両Ｍとの間の距離を意味する。距離閾値ｄ２は、占有率の精度を低下させるような相対位置情報の精度のボクセルｖ_ｉを占有率の算出対象から除外するための車両Ｍの移動距離の閾値であり、例えば外部センサ１の解像度に応じて設定することができる。ＢＧマップ生成部１７は、外部センサ１の検出結果、車両位置、及び地図データベース４の地図情報に基づいて、相対距離が距離閾値ｄ２よりも小さいか否かを判定する。

Ｓ３１において、相対距離が距離閾値ｄ２よりも小さいとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、ＥＣＵ１０は、Ｓ３２において、ＢＧマップ生成部１７によりボクセルｖ_ｉにおける占有率ｐ（ｖ_ｉ）の算出を行う。一方、Ｓ３１において、相対距離が距離閾値ｄ２以上であるとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、ＥＣＵ１０は、当該ボクセルｖ_ｉに対しては占有率ｐ（ｖ_ｉ）の算出を行わない。

続いて、ＥＣＵ１０は、Ｓ３３において、ＢＧマップ生成部１７により整数ｉが総数Ｎに至ったか否かの判定を行う。Ｓ３３において、整数ｉが総数Ｎに至っていないとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、Ｓ３４において、ＥＣＵ１０は、ＢＧマップ生成部１７により整数ｉに１を加算する処理を行い、Ｓ３１に戻り、１だけ増加した整数ｉのボクセルｖ_ｉについて、ＢＧマップ生成部１７により相対距離が距離閾値ｄ２よりも小さいか否かの判定を行う。一方、Ｓ３３において、整数ｉが総数Ｎに至ったとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、ＥＣＵ１０は、図１０の処理を終了する。

以上説明したような図１０の占有率の算出処理によれば、例えば外部センサ１の解像度に起因して相対位置情報の精度が低下することを抑制し、占有率の精度が低下してしまうのを抑制することができる。

図１１は、図８の静止物体地図情報生成装置の追加処理の一例を示すフローチャートである。静止物体地図情報生成装置１００では、図８における演算処理に続けて、図１０に示される演算処理を実行するように変形することができる。

ＥＣＵ１０は、Ｓ４０において、ＢＧマップ生成部１７により尤度の算出を行う。尤度は、物体が移動障害物（例えば他車両、歩行者）であるかの予測の信頼度である。ＢＧマップ生成部１７は、周知の手法（例えばパーティクルフィルタ又はカルマンフィルタの誤差共分散行列を用いる方法）で尤度を算出する。

ＥＣＵ１０は、Ｓ４１において、ＢＧマップ生成部１７によりボクセルｖ_ｉにおける車両の尤度が所定の閾値以上であるか否かの判定を行う。ここでの所定の閾値は、ボクセルｖ_ｉにおける物体が移動障害物としての車両（他車両）であることを判定するための尤度の閾値である。ＢＧマップ生成部１７は、外部センサ１の検出結果、車両位置、及び地図データベース４の地図情報に基づいて、ボクセルｖ_ｉにおける車両の尤度が所定の閾値以上であるか否かを判定する。

Ｓ４１において、ボクセルｖ_ｉにおける車両の尤度が所定の閾値以上であるとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、ＥＣＵ１０は、Ｓ４２において、ＢＧマップ生成部１７により当該ボクセルｖ_ｉのＢＧマップからの除去を行う。ＢＧマップ生成部１７は、生成したＢＧマップの地図情報から当該ボクセルｖ_ｉを除去する。その後、ＥＣＵ１０は、図１１の処理を終了する。

一方、Ｓ４１において、ボクセルｖ_ｉにおける車両の尤度が所定の閾値未満であるとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、ＥＣＵ１０は、Ｓ４３において、ＢＧマップ生成部１７によりボクセルｖ_ｉにおける歩行者の尤度が所定の閾値以上であるか否かの判定を行う。ここでの所定の閾値は、ボクセルｖ_ｉにおける物体が移動障害物としての歩行者であることを判定するための尤度の閾値である。ＢＧマップ生成部１７は、外部センサ１の検出結果、車両位置、及び地図データベース４の地図情報に基づいて、ボクセルｖ_ｉにおける歩行者の尤度が所定の閾値以上であるか否かを判定する。

Ｓ４３において、ボクセルｖ_ｉにおける歩行者の尤度が所定の閾値以上であるとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、ＥＣＵ１０は、Ｓ４２において、ＢＧマップ生成部１７により当該ボクセルｖ_ｉのＢＧマップからの除去を行う。その後、ＥＣＵ１０は、図１１の処理を終了する。一方、Ｓ４３において、ボクセルｖ_ｉにおける歩行者の尤度が所定の閾値未満であるとＢＧマップ生成部１７により判定された場合、ＥＣＵ１０は、図１１の処理を終了する。

以上説明したような図１１の演算処理によれば、例えば交差点の右折待ち等において車両Ｍの周囲で停止している他車両、及び交差点の信号待ち等において車両Ｍの周囲で立ち止まっている歩行者等について、占有率が高く算出されてＢＧマップに含まれてしまったとしても、尤度を用いて他車両及び歩行者をＢＧマップから除去することができる。

なお、静止物体地図情報生成装置１００では、車両Ｍの自動運転の実行中において、ＢＧマップ生成部１７により静止部分あるいは準静止部分と認識されたボクセルが車両Ｍの進路上に存在する場合には、以下のように当該ボクセルを回避するか否かを決定することができる。

例えば、車両Ｍの進路上に存在するボクセルが静止部分と認識されているボクセルである場合、ＢＧマップ生成部１７は、当該ボクセルを回避するように走行制御部１５を制御してもよい。

また例えば、車両Ｍの進路上に存在するボクセルが静止部分と認識されていないボクセルであって、準静止部分と認識されているボクセルであるときには、ＢＧマップ生成部１７は、当該ボクセルを含む集合Ｖ２が静止部分と連続する場合には当該ボクセルを回避するように走行制御部１５を制御してもよい。一方、ＢＧマップ生成部１７は、当該ボクセルを含む集合Ｖ２が静止部分と連続しない場合には当該ボクセルを回避するための処理を行わなくてもよい。

１１…車両位置取得部（位置取得部）、１２…外部状況取得部、１７…ＢＧマップ生成部（静止物体地図情報生成部）、ｖ_ｉ，ｖ_ｊ…ボクセル（単位空間）、Ｍ…車両（移動体）、１００…静止物体地図情報生成装置。

Claims (1)

1. 移動体の周囲の物体の相対位置情報を含む外部状況を取得する外部状況取得部と、
   前記移動体の地図上の位置を取得する位置取得部と、
   前記物体の相対位置情報及び前記移動体の地図上の位置に基づいて、三次元空間を単位空間に分割した静止物体地図情報の生成を行う静止物体地図情報生成部と、
   を備え、
   前記静止物体地図情報生成部は、
   前記物体の相対位置情報の時間変化及び前記移動体の地図上の位置の時間変化から、前記単位空間における前記物体の存在状態量をそれぞれ算出し、
   前記存在状態量が第１閾値以上の前記単位空間を前記物体の静止部分と認識し、
   前記存在状態量が前記第１閾値未満且つ第２閾値以上であって前記物体の静止部分に連続する前記単位空間を前記物体の準静止部分と認識すると共に、前記存在状態量が前記第１閾値未満且つ前記第２閾値以上であって前記物体の準静止部分に連続する前記単位空間を前記物体の準静止部分と認識し、
   前記物体の静止部分と前記物体の準静止部分とを含む前記静止物体地図情報を生成する、静止物体地図情報生成装置。

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