JP7140229B1 - 推定装置、推定方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
近年、センサによって得られたデータに基づいて物体を検出する技術が知られている。センサには様々な種類が存在する。例えば、始端から終端まで2次元的に光または電波を走査することを繰り返してフレームを連続的に得るセンサ(走査型のセンサ)が存在する。点群データを用いれば、実空間に存在する物体を3次元的に検出することが可能である。
続いて、本発明の実施形態の詳細について説明する。
まず、本発明の実施形態に係る推定システムの機能構成例について説明する。図2は、本発明の実施形態に係る推定システムの機能構成例を示すブロック図である。図2に示したように、本発明の実施形態に係る推定システムは、推定装置10とLiDAR20とを備える。推定装置10とLiDAR20とは、有線にて接続されていてもよいし、無線にて接続されていてもよい。また、推定装置10とLiDAR20とは、ネットワークを介して接続されていてもよい。
LiDAR20は、始端から終端まで2次元的に光または電波を走査することを繰り返してフレームを連続的に得るセンサ(走査型のセンサ)の例として機能する。フレームにおけるレーザー光の検出位置の集合は、点群データに該当し得る。LiDAR20は、点群データを含んだフレームを推定装置10に出力する。
推定装置10は、コンピュータによって実現され得る。図2に示されるように、推定装置10は、点群取得部110と、物体検出部120と、物体追跡部130と、追跡情報記憶部140と、速度計測部150と、形状速度記憶部160と、サイズ推定部170と、位置推定部180と、物体位置記憶部190とを備える。
点群取得部110は、LiDAR20から出力された点群データを取得する。より詳細に、点群取得部110は、LiDAR20によって連続的に得られた複数のフレームそれぞれにおける点群データを順次に取得する。点群取得部110は、取得した点群データを物体検出部120に出力する。
物体検出部120は、点群取得部110から出力された点群データに基づいて、車両M1が存在するエリアを車両M1の現フレームにおける形状情報として検出する。なお、現フレームは、第1のフレームの一例に該当し得る。また、後に説明する前フレームは、第1のフレームよりも前のフレームである第2のフレームの一例に該当し得る。ここで、車両M1の形状情報はどのように検出されてもよい。
追跡情報記憶部140は、車両M1の追跡情報を記憶する。より詳細に、追跡情報記憶部140は、時間経過とともに変化する同一の車両M1の位置同士を対応付けた追跡情報を記憶する。追跡情報記憶部140は、現フレームの車両M1の位置を記憶する前には、現フレームの前のフレームである前フレームまでの車両M1の位置を記憶する。例えば、追跡情報記憶部140は、車両M1に固有のID(IDentifier)を同一の車両M1の位置に対応付けて記憶する。
物体追跡部130は、複数のフレームそれぞれにおける車両M1の位置に基づいて、車両M1の追跡処理を行う。より詳細に、物体追跡部130は、追跡情報記憶部140から前フレームの車両の位置を取得し、前フレームの車両の位置と、現フレームの車両の位置との距離(例えば、ユークリッド距離)が閾値以下である場合に、現フレームの車両の位置をその車両に固有のIDに対応付けて追跡情報記憶部140に記憶させる。仮に、前フレームの車両の位置と、現フレームの車両の位置との距離が閾値を上回る場合には、物体追跡部130は、現フレームの車両の位置と新たなIDとを対応付けて追跡情報記憶部140に記憶させる。
速度計測部150は、現フレームにおける車両M1の位置と、前フレームにおける車両M1の位置とに基づいて、現フレームにおける車両M1の速度を計測する。
形状速度記憶部160は、速度計測部150によって計測された現フレームにおける車両M1の速度と、物体検出部120によって検出された現フレームにおける車両M1の形状情報とを記憶する。
サイズ推定部170は、形状速度記憶部160から現フレームにおける車両M1の形状情報と現フレームにおける車両M1の速度とを取得する。そして、サイズ推定部170は、現フレームにおける車両M1の形状情報と現フレームにおける車両M1の速度とに基づいて、車両M1の長さを推定する。これによって、車両M1の長さが高精度に推定され得る。
位置推定部180は、サイズ推定部170によって推定された車両M1の長さと、サイズ推定部170によって推定された車両M1の先頭座標または後尾座標とに基づいて、現フレームにおける車両M1の所定の位置を推定する。これによって、車両M1の所定の位置が高精度に推定され得る。
物体位置記憶部190は、車両M1の所定の位置の例としての車両M1の中点座標および後尾座標と、サイズ推定部170によって推定された車両M1の先頭座標とを記憶する。
続いて、本発明の実施形態に係る推定装置10の動作例について説明する。図3は、本発明の実施形態に係る推定装置10の全体的な動作例を示すフローチャートである。
以上に説明したように、本発明の実施形態に係る推定装置10によれば、LiDARによって得られる点群データに基づいて車両の長さを高精度に推定され得る。さらに、車両の長さが高精度に推定されることによって、車両の長さの推定結果に基づく車両位置も高精度に推定され得る。
続いて、各種の変形例について説明する。上記では、補正係数βが、手動により設定される場合、LiDAR20の機種に応じて決められる場合、LiDAR20のスキャン時間に応じて決められる場合などについて説明した。しかし、補正係数βは、計算によって求められてもよい。以下では、図8を参照しながら、補正係数βを計算によって求める手法の例について説明する。
続いて、本発明の実施形態に係る推定装置10のハードウェア構成例について説明する。以下では、本発明の実施形態に係る推定装置10のハードウェア構成例として、情報処理装置900のハードウェア構成例について説明する。なお、以下に説明する情報処理装置900のハードウェア構成例は、推定装置10のハードウェア構成の一例に過ぎない。したがって、推定装置10のハードウェア構成は、以下に説明する情報処理装置900のハードウェア構成から不要な構成が削除されてもよいし、新たな構成が追加されてもよい。なお、推定装置10のハードウェアも同様に実現され得る。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
10 推定装置
110 点群取得部
120 物体検出部
130 物体追跡部
140 追跡情報記憶部
150 速度計測部
160 形状速度記憶部
170 サイズ推定部
180 位置推定部
190 物体位置記憶部
20 LiDAR
Claims (17)
- センサによって得られた点群データに基づいて、物体が存在するエリアを前記物体の第1のフレームにおける形状情報として検出するとともに前記物体の位置を前記第1のフレームにおける物体の位置として検出する物体検出部と、
前記第1のフレームにおける物体の位置と、前記第1のフレームよりも前のフレームである第2のフレームにおける前記物体の位置とに基づいて、前記第1のフレームにおける前記センサに対する前記物体の相対的な速度を計測する速度計測部と、
前記形状情報に基づいて前記物体の先頭座標と後尾座標との距離を算出し、前記第1のフレームおよび前記第2のフレームを含んだ複数のフレームそれぞれにおける前記物体の速度と前記先頭座標および前記後尾座標の距離との対応関係に対する線形近似により補正係数を算出し、前記速度と前記補正係数とを用いて前記距離に対する補正を行うことにより、前記物体の長さを推定するサイズ推定部と、
を備える、推定装置。 - 前記サイズ推定部は、前記速度と前記補正係数との乗算結果を前記距離に対して加算または減算することによって前記距離に対する補正を行う、
請求項1に記載の推定装置。 - 前記サイズ推定部は、前記物体の速度に基づいて、前記距離に対する補正を行うか否かを判定する、
請求項1または2に記載の推定装置。 - 前記サイズ推定部は、前記第1のフレームおよび前記第2のフレームそれぞれにおける前記物体の位置に基づいて前記物体の進行方向を推定し、前記進行方向に基づいて前記先頭座標および前記後尾座標を検出する、
請求項1~3のいずれか一項に記載の推定装置。 - 前記サイズ推定部は、前記進行方向に沿った座標軸における前記形状情報の最大座標を前記先頭座標として検出するとともに、前記座標軸における前記形状情報の最小座標を前記後尾座標として検出する、
請求項4に記載の推定装置。 - センサによって得られた点群データに基づいて、物体が存在するエリアを前記物体の第1のフレームにおける形状情報として検出するとともに前記物体の位置を前記第1のフレームにおける物体の位置として検出する物体検出部と、
前記第1のフレームにおける物体の位置と、前記第1のフレームよりも前のフレームである第2のフレームにおける前記物体の位置とに基づいて、前記第1のフレームにおける前記センサに対する前記物体の相対的な速度を計測する速度計測部と、
前記第1のフレームおよび前記第2のフレームを含んだ複数のフレームのうち前記物体の先頭座標と後尾座標との距離が最大値をとるフレームを所定のフレームとして特定し、前記所定のフレームにおける前記物体の速度を用いて前記最大値に対する補正を行うことにより、前記物体の長さを推定するサイズ推定部と、
を備える、推定装置。 - 前記サイズ推定部は、前記複数のフレームに続くフレームが前記センサによって得られなくなったことに基づいて前記物体の長さを推定する、
請求項6に記載の推定装置。 - 前記推定装置は、前記複数のフレームそれぞれにおける前記物体の位置に基づいて、前記物体の追跡処理を行う物体追跡部を備える、
請求項6または7に記載の推定装置。 - 前記センサは、LiDAR、デプスカメラまたはレーダーである、
請求項1~8のいずれか一項に記載の推定装置。 - 前記物体は、車両である、
請求項1~9のいずれか一項に記載の推定装置。 - 前記サイズ推定部は、前記速度計測部によって計測された速度に対して平滑化フィルタを適用して平滑化を行い、平滑化後の速度と前記形状情報とに基づいて、前記物体の長さを推定する、
請求項1~10のいずれか一項に記載の推定装置。 - 前記推定装置は、
前記物体の長さと前記物体の先頭座標とに基づいて、前記第1のフレームにおける前記物体の所定の位置を推定する位置推定部を備える、
請求項1~11のいずれか一項に記載の推定装置。 - 前記センサは、移動しており、
前記物体は、前記センサに対して相対的に移動している、
請求項1~12のいずれか一項に記載の推定装置。 - センサによって得られた点群データに基づいて、物体が存在するエリアを前記物体の第1のフレームにおける形状情報として検出するとともに前記物体の位置を前記第1のフレームにおける物体の位置として検出することと、
前記第1のフレームにおける物体の位置と、前記第1のフレームよりも前のフレームである第2のフレームにおける前記物体の位置とに基づいて、前記第1のフレームにおける前記センサに対する前記物体の相対的な速度を計測することと、
前記形状情報に基づいて前記物体の先頭座標と後尾座標との距離を算出し、前記第1のフレームおよび前記第2のフレームを含んだ複数のフレームそれぞれにおける前記物体の速度と前記先頭座標および前記後尾座標の距離との対応関係に対する線形近似により補正係数を算出し、前記速度と前記補正係数とを用いて前記距離に対する補正を行うことにより、前記物体の長さを推定することと、
を備える、推定方法。 - センサによって得られた点群データに基づいて、物体が存在するエリアを前記物体の第1のフレームにおける形状情報として検出するとともに前記物体の位置を前記第1のフレームにおける物体の位置として検出することと、
前記第1のフレームにおける物体の位置と、前記第1のフレームよりも前のフレームである第2のフレームにおける前記物体の位置とに基づいて、前記第1のフレームにおける前記センサに対する前記物体の相対的な速度を計測することと、
前記第1のフレームおよび前記第2のフレームを含んだ複数のフレームのうち前記物体の先頭座標と後尾座標との距離が最大値をとるフレームを所定のフレームとして特定し、前記所定のフレームにおける前記物体の速度を用いて前記最大値に対する補正を行うことにより、前記物体の長さを推定することと、
を備える、推定方法。 - コンピュータを、
センサによって得られた点群データに基づいて、物体が存在するエリアを前記物体の第1のフレームにおける形状情報として検出するとともに前記物体の位置を前記第1のフレームにおける物体の位置として検出する物体検出部と、
前記第1のフレームにおける物体の位置と、前記第1のフレームよりも前のフレームである第2のフレームにおける前記物体の位置とに基づいて、前記第1のフレームにおける前記センサに対する前記物体の相対的な速度を計測する速度計測部と、
前記形状情報に基づいて前記物体の先頭座標と後尾座標との距離を算出し、前記第1のフレームおよび前記第2のフレームを含んだ複数のフレームそれぞれにおける前記物体の速度と前記先頭座標および前記後尾座標の距離との対応関係に対する線形近似により補正係数を算出し、前記速度と前記補正係数とを用いて前記距離に対する補正を行うことにより、前記物体の長さを推定するサイズ推定部と、
を備える推定装置として機能させるプログラム。 - コンピュータを、
センサによって得られた点群データに基づいて、物体が存在するエリアを前記物体の第1のフレームにおける形状情報として検出するとともに前記物体の位置を前記第1のフレームにおける物体の位置として検出する物体検出部と、
前記第1のフレームにおける物体の位置と、前記第1のフレームよりも前のフレームである第2のフレームにおける前記物体の位置とに基づいて、前記第1のフレームにおける前記センサに対する前記物体の相対的な速度を計測する速度計測部と、
前記第1のフレームおよび前記第2のフレームを含んだ複数のフレームのうち前記物体の先頭座標と後尾座標との距離が最大値をとるフレームを所定のフレームとして特定し、前記所定のフレームにおける前記物体の速度を用いて前記最大値に対する補正を行うことにより、前記物体の長さを推定するサイズ推定部と、
を備える推定装置として機能させるプログラム。
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