JP7170914B2 - 遮蔽検出装置および遮蔽検出プログラム - Google Patents

遮蔽検出装置および遮蔽検出プログラム Download PDF

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Description

本発明は、モービルマッピングシステムにおいて行われる移動計測で発生した遮蔽を検出するための技術に関するものである。
モービルマッピングシステム(MMS)において、計測車両による移動計測が行われる。移動計測では、レーザスキャナが使用される。
レーザスキャナは車道の路面に向けてレーザ光を照射する。レーザ光が並走車などの障害物によって遮蔽されると、車道の路面を計測することができない。
遮蔽の規模が大きい場合、移動計測を再び行う必要がある。
特許文献1は、移動計測の実行中に遮蔽の発生を作業者に知らせるための技術を開示している。
国際公開第2019/163005号
特許文献1の技術を適用し、計測車両の運転を工夫することにより、遮蔽を減少させることが可能である。しかし、遮蔽を完全に無くすことは困難である。そして、遮蔽が発生している場合には、計測終了後に後処理された計測データを利用者が目視で確認した時に初めて遮蔽を把握することとなる。そのため、計測作業の効率が低下してしまう。
本発明は、再び移動計測を行う必要がある遮蔽区間を利用者が容易に把握できるようにすることを目的とする。
本発明の遮蔽検出装置は、
計測車両に取り付けられたレーザスキャナによって計測された各計測地点の三次元座標値を示す三次元点群データに基づいて、前記計測車両が走行した対象車道の路面が計測されなかった1つ以上の遮蔽区間を検出する遮蔽検出部と、
前記対象車道を示すと共に前記1つ以上の遮蔽区間を前記対象車道の路面が計測された各遮蔽無し区間と区別して示す対象車道地図を生成し、前記対象車道地図を表示する結果表示部と、を備える。
本発明によれば、遮蔽区間が自動で検出され、遮蔽区間と遮蔽無し区間とを区別して示す地図が表示される。そのため、利用者は、遮蔽区間を容易に把握することが可能となり、再計測の必要性を把握することができる。
実施の形態1におけるモービルマッピングシステム200の構成図。 実施の形態1における計測システム210の構成図。 実施の形態1における遮蔽検出装置100の構成図。 実施の形態1における遮蔽検出方法のフローチャート。 実施の形態1における遮蔽検出処理(S110)のフローチャート。 実施の形態1における結果表示処理(S120)のフローチャート。 実施の形態1における対象車道地図300を示す図。 実施の形態1における対象車道310を示す図。 実施の形態1における対象車道地図320を示す図。 実施の形態2における遮蔽検出装置100の構成図。 実施の形態2における遮蔽検出方法のフローチャート。 実施の形態2における点群結合処理(S230)の具体例のための説明図。 実施の形態における遮蔽検出装置100のハードウェア構成図。 実施の形態における遮蔽関係の例を示す図。 実施の形態における遮蔽関係の例を示す図。 実施の形態における遮蔽関係の例を示す図。 実施の形態における遮蔽関係の例を示す図。 実施の形態における遮蔽関係の例を示す図。 実施の形態における遮蔽関係の例を示す図。 実施の形態における計測状況画面400を示す図。
実施の形態および図面において、同じ要素または対応する要素には同じ符号を付している。説明した要素と同じ符号が付された要素の説明は適宜に省略または簡略化する。図中の矢印はデータの流れ又は処理の流れを主に示している。
実施の形態1.
モービルマッピングシステム200において行われる移動計測で発生した遮蔽を検出する形態について、図1から図9に基づいて説明する。
***構成の説明***
図1に基づいて、モービルマッピングシステム200の構成を説明する。
モービルマッピングシステム200は、計測車両201と遮蔽検出装置100とを備える。
計測車両201は、車道を走行しながら車道と車道周辺の地物とを計測するための車両である。車両の具体例は自動車である。
計測車両201による計測を「移動計測」と称する。
計測車両201が走行した車道を「対象車道」と称する。
計測車両201が走行した車線を「走行車線」と称する。
走行車線の右側の車線を「右側車線」と称する。
走行車線の左側の車線を「左側車線」と称する。
図2に基づいて、計測車両201の構成を説明する。
計測車両201は、計測システム210を備える。
計測システム210は、移動計測のためのシステムであり、計測車両201の屋根に取り付けられる。
計測システム210は、1つ以上のアンテナ211と、1つ以上のカメラ212と、1つ以上のレーザスキャナ213と、IMU214とを備える。
アンテナ211は、衛星測位システム用のアンテナであり、測位衛星から送信される測位信号を受信する。
衛星測位システムは、Global Navigation Satellite System(GNSS)とも呼ばれる。衛星測位システムの具体例は、Global Positioning System(GPS)である。
衛星測位システムによる測位を「衛星測位」と称する。
測位衛星は、衛星測位システムのための人工衛星である。
測位信号は、衛星測位のために測位衛星から送信される信号である。
カメラ212は、対象車道および対象車道の周辺を撮影する。
レーザスキャナ213は、各方位へレーザ光を照射し、各地点で反射したレーザ光を受光し、照射から受光までの時間を測定する。これにより、対象車道の各地点または対象車道の周辺の各地点までの距離および方位が計測される。
レーザスキャナ213による計測を「レーザ計測」と称する。
IMU214は、慣性計測装置であり、計測車両201の角速度および計測車両201の加速度を計測する。
図1に戻り、モービルマッピングシステム200の説明を続ける。
計測車両201を用いた移動計測によって、計測データ191が得られる。
計測データ191は、各時刻の観測データと、各時刻の画像データと、レーザ点群データと、慣性データと、を含む。
観測データは、アンテナ211によって得られるデータであり、測位信号の受信結果および測位信号の内容などを示す。
画像データは、カメラ212によって得られるデータであり、対象車道および対象車道の周辺が映った画像を表す。
レーザ点群データは、レーザスキャナ213によって得られるデータである。レーザ点群データは、レーザスキャナ213によって計測された各地点のレーザ点データを含む。各地点のレーザ点データは、計測時刻と、レーザスキャナ213からの距離(計測距離)と、レーザスキャナ213からの方位(計測方位)と、を示す。
慣性データは、IMU214によって得られるである。慣性データは、各時刻における計測車両201の角速度と各時刻における計測車両201の加速度とを示す。
計測データ191に対する後処理によって、車両位置データ192および三次元点群データ193が得られる。
車両位置データ192は、各時刻における計測車両201の位置を示すデータである。計測車両201の位置は三次元座標値によって識別される。
各時刻における計測車両201の位置は、各時刻の観測データを用いた衛星測位、慣性データを用いた慣性航法または衛星測位と慣性航法との複合によって算出される。
三次元点群データ193は、レーザスキャナ213によって計測された各地点の三次元点データを含む。各地点の三次元点データは、計測時刻、位置および色を示す。各地点の位置は三次元座標値で識別される。
各地点の位置は、車両位置データ192とレーザ点群データとを用いて算出される。具体的には、各地点の位置は、レーザスキャナ213の位置から計測方位へ計測距離だけ離れた位置である。レーザスキャナ213の位置は、計測車両201の位置に基づいて算出される。
各地点の色は、画像データに基づいて判定される。具体的には、各地点が映った画素が画像から抽出される。抽出された画素の色が各地点の色である。
遮蔽検出装置100は、三次元点群データ193に基づいて、1つ以上の遮蔽区間を検出する。
遮蔽区間は、対象車道の路面が計測されなかった区間である。具体的には、遮蔽区間は、レーザスキャナ213から対象車道の路面に向けて照射されたレーザ光が遮蔽されたために対象車道の路面が計測されなかった区間である。
計測車両201と並走した他車両によってレーザ光が遮蔽された場合、他車両が走行していた車線の路面が計測されない。つまり、他車両が右側車線を並走している間、右側車線の路面が計測されない。また、他車両が左側車線を並走している間、左側車線の路面が計測されない。
図3に基づいて、遮蔽検出装置100の構成を説明する。
遮蔽検出装置100は、プロセッサ101とメモリ102と補助記憶装置103と通信装置104といったハードウェアを備えるコンピュータである。これらのハードウェアは、信号線を介して互いに接続されている。
プロセッサ101は、演算処理を行うICであり、他のハードウェアを制御する。例えば、プロセッサ101は、CPU、DSPまたはGPUである。
ICは、Integrated Circuitの略称である。
CPUは、Central Processing Unitの略称である。
DSPは、Digital Signal Processorの略称である。
GPUは、Graphics Processing Unitの略称である。
メモリ102は揮発性または不揮発性の記憶装置である。メモリ102は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。例えば、メモリ102はRAMである。メモリ102に記憶されたデータは必要に応じて補助記憶装置103に保存される。
RAMは、Random Access Memoryの略称である。
補助記憶装置103は不揮発性の記憶装置である。例えば、補助記憶装置103は、ROM、HDDまたはフラッシュメモリである。補助記憶装置103に記憶されたデータは必要に応じてメモリ102にロードされる。
ROMは、Read Only Memoryの略称である。
HDDは、Hard Disk Driveの略称である。
通信装置104はレシーバ及びトランスミッタである。例えば、通信装置104は通信チップまたはNICである。
NICは、Network Interface Cardの略称である。
入出力インタフェース105は、入力装置および出力装置が接続されるポートである。例えば、入出力インタフェース105はUSB端子であり、入力装置はキーボードおよびマウスであり、出力装置はディスプレイである。
USBは、Universal Serial Busの略称である。
遮蔽検出装置100は、遮蔽検出部111と結果表示部112といった要素を備える。これらの要素はソフトウェアで実現される。
補助記憶装置103には、遮蔽検出部111と結果表示部112としてコンピュータを機能させるための遮蔽検出プログラムが記憶されている。遮蔽検出プログラムは、メモリ102にロードされて、プロセッサ101によって実行される。
補助記憶装置103には、さらに、OSが記憶されている。OSの少なくとも一部は、メモリ102にロードされて、プロセッサ101によって実行される。
プロセッサ101は、OSを実行しながら、遮蔽検出プログラムを実行する。
OSは、Operating Systemの略称である。
遮蔽検出プログラムの入出力データは記憶部190に記憶される。
メモリ102は記憶部190として機能する。但し、補助記憶装置103、プロセッサ101内のレジスタおよびプロセッサ101内のキャッシュメモリなどの記憶装置が、メモリ102の代わりに、又は、メモリ102と共に、記憶部190として機能してもよい。
記憶部190には、例えば、計測データ191、車両位置データ192および三次元点群データ193などが記憶される。
遮蔽検出装置100は、プロセッサ101を代替する複数のプロセッサを備えてもよい。複数のプロセッサは、プロセッサ101の機能を分担する。
遮蔽検出プログラムは、光ディスクまたはフラッシュメモリ等の不揮発性の記録媒体にコンピュータ読み取り可能に記録(格納)することができる。
***動作の説明***
遮蔽検出装置100の動作の手順は遮蔽検出方法に相当する。また、遮蔽検出装置100の動作の手順は遮蔽検出プログラムによる処理の手順に相当する。
図4に基づいて、遮蔽検出方法を説明する。
ステップS110において、遮蔽検出部111は、三次元点群データ193に基づいて、1つ以上の遮蔽区間を検出する。
1つ以上の遮蔽区間は以下のように検出される。
まず、遮蔽検出部111は、三次元点群データ193に基づいて1つ以上の候補区間を検出する。
候補区間は、対象車道の路面が計測されなかった区間である。具体的には、候補区間は、レーザスキャナ213から対象車道の路面に向けて照射されたレーザ光が遮蔽されたために対象車道の路面が計測されなかった区間である。または、候補区間は、計測車両201が対象車道において右端(または左端)の車線を走行していて右側車線(または左側車線)が存在しないために右側車線(または左側車線)の路面が計測されなかった区間である。
計測車両201と並走した他車両によってレーザ光が遮蔽された場合、他車両が走行していた車線の路面が計測されない。つまり、他車両が右側車線を並走している間、右側車線の路面が計測されない。また、他車両が左側車線を並走している間、左側車線の路面が計測されない。
計測車両201が歩道寄りの車線または壁寄りの車線を走行していた場合、歩道側または壁側において対象車道の路面が計測されない。
次に、遮蔽検出部111は、各候補区間の遮蔽量を算出する。
各候補区間の遮蔽量は、各候補区間の距離と、各候補区間の時間長と、各候補区間の規模とのいずれかである。
各候補区間の距離は、各候補区間の長さである。
各候補区間の時間長は、各候補区間の計測に要した時間の長さである。
各候補区間の規模は、各候補区間の距離と各候補区間の時間長とに基づいて算出される値である。
そして、遮蔽検出部111は、閾値を超える遮蔽量に対応する各候補区間を遮蔽区間と判定する。
より具体的には、各遮蔽区間は以下のように検出される。
遮蔽検出部111は、車線有り候補区間のうち、閾値を超える遮蔽量に対応する各候補区間を遮蔽区間と判定する。
車線有り候補区間は、車線無し候補区間を除いた残りの候補区間である。
車線無し候補区間は、右側車線が存在しないため走行車線の右側において対象車道の路面が計測されなかった候補区間、および、左側車線が存在しないため走行車線の左側において対象車道の路面が計測されなかった候補区間である。
また、遮蔽検出部111は、1つ以上の遮蔽区間のそれぞれを、右側遮蔽区間と左側遮蔽区間と両側遮蔽区間とのいずれかに分類する。
右側遮蔽区間は、走行車線の右側において対象車道の路面が計測されなかった区間である。
左側遮蔽区間は、走行車線の左側において対象車道の路面が計測されなかった区間である。
両側遮蔽区間は、走行車線の右側と走行車線の左側との両方において対象車道の路面が計測されなかった区間である。
図5に基づいて、遮蔽検出処理(S110)の手順を説明する。
ステップS111において、遮蔽検出部111は、三次元点群データ193に含まれる各三次元点データを計測時刻順に参照して候補区間を探す。
例えば、遮蔽検出部111は候補区間を以下のように探す。
遮蔽検出部111は、走行車線の路面の高さと異なる高さの各地点が計測された区間を探す。その区間が候補区間である。走行車線の路面の高さは、計測車両201の三次元座標値が示す高さに基づいて算出される。
遮蔽検出部111は、各三次元点データに対応するレーザ点データをレーザ点群データから抽出し、各レーザ点データに基づいて候補区間を探す。具体的には、遮蔽検出部111は、特許文献1に開示された方法によって候補区間を探す。
候補区間が見つかった場合、処理はステップS112に進む。
候補区間が見つからなかった場合、遮蔽検出処理(S110)は終了する。
ステップS112において、遮蔽検出部111は、候補区間の各三次元点データに基づいて、候補区間を右側遮蔽区間と左側遮蔽区間と両側遮蔽区間とのいずれかに分類する。
対象車道の路面以外の各地点の三次元点データが計測車両201の右側の三次元座標値を示す場合、候補区間は右側遮蔽区間である。
対象車道の路面以外の各地点の三次元点データが計測車両201の左側の三次元座標値を示す場合、候補区間は左側遮蔽区間である。
右側遮蔽区間であり且つ左側遮蔽区間である候補区間は、両側遮蔽区間である。
対象車道の路面以外の各地点は、走行車線の路面の高さと異なる高さの地点である。対象車道の路面以外の各地点は、各地点の三次元点データに対応するレーザ点データに基づいて、特許文献1に開示された方法によって特定されてもよい。
ステップS113において、遮蔽検出部111は、対象車線が存在するか判定する。
候補区間が右側遮蔽区間である場合、右側車線が対象車線である。
候補区間が左側遮蔽区間である場合、左側車線が対象車線である。
候補区間が両側遮蔽区間である場合、右側車線と左側車線とのそれぞれが対象車線である。
例えば、遮蔽検出部111は以下のように判定を行う。
遮蔽検出部111は、候補区間における走行車線が歩道寄りの車線であるか判定する。候補区間における走行車線が歩道寄りの車線である場合、歩道側に車線(左側車線)が存在しない。
遮蔽検出部111は、候補区間における走行車線が壁寄りの車線であるか判定する。候補区間における走行車線が壁寄りの車線である場合、壁側の車線(右側車線または左側車線)が存在しない。
計測車両201の走行車線は、白線検出技術を利用して特定することができる。
白線検出技術は、三次元点群データを用いて、車道に記された白線を検出する技術である。
走行車線の左端に白線が記されている場合、走行車線は歩道寄りの車線である。
計測車両201の走行車線は、三次元点群データ193によって表される三次元形状に基づいて特定することができる。三次元点群データ193は、路面、縁石および壁面などの三次元形状を表す。
走行車線の左側に縁石が存在する場合、走行車線は歩道寄りの車線である。
走行車線に沿って壁が存在する場合、走行車線は壁寄りの車線である。
計測車両201の走行車線は、基盤地図データを参照することによって特定することができる。
基盤地図データは、各車道の車線に関する情報など、各車道の詳細な情報を示すデータである。
対象車線が存在する場合、処理はステップS114に進む。
対象車線が存在しない場合、処理はステップS111に進む。
ステップS114において、遮蔽検出部111は、候補区間の各三次元点データに基づいて、候補区間の遮蔽量を算出する。
具体的には、遮蔽検出部111は、候補区間の各三次元点データが示す三次元座標値に基づいて、候補区間の距離を算出する。または、遮蔽検出部111は、候補区間の各三次元点データが示す計測時刻に基づいて、候補区間の時間長を算出する。または、遮蔽検出部111は、候補区間の距離と候補区間の時間長とに基づいて候補区間の規模を算出する。
ステップS115において、遮蔽検出部111は、候補区間の遮蔽量を閾値と比較し、候補区間の遮蔽量が閾値を超えるか判定する。
候補区間の遮蔽量が閾値を超える場合、処理はステップS116に進む。
候補区間の遮蔽量が閾値を超えない場合、処理はステップS111に進む。
ステップS116において、遮蔽検出部111は、遮蔽区間データを検出結果データに登録する。
遮蔽区間データは、遮蔽区間の位置情報と遮蔽区間の分類とを示す。
ステップS116の後、処理はステップS111に進む。
図4に戻り、ステップS120を説明する。
ステップS120において、結果表示部112は、対象車道地図を生成して表示する。
対象車道地図は、対象車道を示すと共に、検出された1つ以上の遮蔽区間を各遮蔽無し区間と区別して示す。遮蔽無し区間は、遮蔽区間以外の区間、つまり、対象車道の路面が計測された区間である。
さらに、結果表示部112は、対象車道地図において、右側遮蔽区間と左側遮蔽区間と両側遮蔽区間とを区別する。
図6に基づいて、結果表示処理(S120)の手順を説明する。
ステップS121において、結果表示部112は、対象地域地図データを取得する。
対象地域地図データは、対象地域地図を表す。
対象地域地図は、対象地域を示す地図である。
対象地域は、対象車道を含む地域である。
具体的には、結果表示部112は、地図データベースから対象地域地図データを取得する。例えば、地図データベースは地図サーバに記憶される。
ステップS122において、結果表示部112は、検出結果データ(図5のステップS116を参照)に示される各遮蔽区間の位置情報に基づいて、対象地域地図の中の各遮蔽区間を特定する。
ステップS123において、結果表示部112は、検出結果データ(図5のステップS116を参照)に示される各遮蔽区間の分類に基づいて、対象地域地図の中の各遮蔽区間を区別する。
具体的には、結果表示部112は、色または模様によって、遮蔽無し区間と右側遮蔽区間と左側遮蔽区間と両側遮蔽区間とを区別する。
ステップS123の後の対象地域地図が対象車道地図である。
ステップS124において、結果表示部112は、対象車道地図をディスプレイに表示する。
図7に、対象車道地図300を示す。対象車道地図300は対象車道地図の一例である。
黒塗りまたは網掛けされた部分が対象車道である。
黒塗りされた各部分が遮蔽無し区間である。
網掛けされた各部分が遮蔽区間である。
図8に、対象車道310を示す。対象車道310は対象車道地図に示される対象車道の一例である。
各黒塗り部分(N)が遮蔽無し区間である。
網掛け部分(R)が右側遮蔽区間である。
網掛け部分(L)が左側遮蔽区間である。
網掛け部分(B)が両側遮蔽区間である。
***実施の形態1の効果***
実施の形態1により、遮蔽区間が自動で検出され、遮蔽区間と遮蔽無し区間とを区別して示す地図が表示される。そのため、利用者は、遮蔽区間を容易に把握することが可能となり、再計測の必要性を把握することができる。その結果、計測終了後に、利用者が目視でチェックする必要がなくなるので、利用者の作業効率を向上させることができる。さらに、計測中又は計測終了直後に遮蔽の有無を確認して再計測の必要性を把握することができれば、計測車両が計測エリアから離れる前に再計測することができ、計測効率を向上させることができる。
遮蔽の規模が小さい区間は遮蔽区間として検出されないため、利用者は、再計測が必要な区間だけを遮蔽区間として把握することができる。
各遮蔽区間は右側遮蔽区間、左側遮蔽区間または両側遮蔽区間に分類されるため、利用者は、どの車線を走行すると最も効率よく遮蔽がなくなるか判断して再計測を計画することができる。
通常、計測車両201が走行する車線は遮蔽されない。そのため、遮蔽されていた車線を計測車両201が走行することにより、遮蔽がない計測データ191および遮蔽がない三次元点群データ193を確実に取得することができる。
***実施例の説明***
遮蔽検出部111は、遮蔽量が閾値を超えなかった候補区間(ステップS115を参照)を再計測不要区間に分類してもよい。つまり、遮蔽検出部111は、再計測不要区間を検出してもよい。
再計測不要区間は、対象車道の路面が計測されなかったが遮蔽量が許容範囲内であるため再計測が不要な区間である。
遮蔽検出部111は、未計測車線を検出してもよい。
未計測車線は、路面と路面の上方とのいずれも計測されていない車線である。
結果表示部112は、各区間の属性に基づいて各区間を区別することができる。
例えば、各区間は以下のように区別される。
各区間は、色相、明度、彩度またはトーンが異なる複数の色で区別される。
各区間は、幾何学的模様柄(パターン)で区別される。
各区間は、線の太さで区別される。
結果表示部112は、車線ごとに、各遮蔽区間を各遮蔽無し区間と区別してもよい。
図9に、対象車道地図320を示す。対象車道地図320は対象車道地図の一例である。
対象車道地図320は、5つの車線(1)~(5)を有する対象車道を示している。
白い部分は、遮蔽無し区間である。
車線(4)は、初回計測時の走行車線であり、遮蔽されていない。
車線(2)と車線(3)とのそれぞれにおいて、各遮蔽区間(A)が遮蔽無し区間と区別されている。各遮蔽区間(A)は再計測が必要な区間である。
車線(5)において、再計測不要区間(B)が遮蔽無し区間と区別されている。
車線(1)は、未計測車線であり、他の車線と区別されている。
対象車道地図320を参照することにより、利用者は、次回計測時に車線(2)を走行車線とすることで最も遮蔽をなくすことができる、と判断できる。
実施の形態2.
対象車道の路面に向けて照射されたレーザ光が遮蔽されなかった場合の三次元点群データに相当する遮蔽無し点群データを得るための形態について、主に実施の形態1と異なる点を図10から図12に基づいて説明する。
***構成の説明***
モービルマッピングシステム200の構成は、実施の形態1における構成(図1および図2を参照)と同じである。
図10に基づいて、遮蔽検出装置100の構成を説明する。
遮蔽検出装置100は、さらに、点群結合部121を備える。
遮蔽検出プログラムは、さらに、点群結合部121としてコンピュータを機能させる。
***動作の説明***
図11に基づいて、遮蔽検出方法を説明する。
対象車道地図が遮蔽区間の存在を示す場合、対象車道地図を確認した利用者の判断によって、計測車両201が対象車道を再び走行することとなる。
計測車両201が対象車道を走行する度に三次元点群データ193が生成され、生成された三次元点群データ193が記憶部190に記憶される。
つまり、計測車両201が対象車道を複数回走行することによって複数の三次元点群データ193が得られ、複数の三次元点群データ193が記憶部190に記憶される。
ステップS210からステップS240は、計測車両201が対象車道を走行する度に実行される。つまり、ステップS210からステップS240は、三次元点群データ193が記憶部190に記憶される度に実行される。
ステップS210において、遮蔽検出部111は、三次元点群データ193に基づいて1つ以上の遮蔽区間を検出する。
ステップS210は、実施の形態1のステップS110と同じである。
ステップS220において、点群結合部121は、複数の三次元点群データ193が記憶部190に記憶されているか判定する。
複数の三次元点群データ193が記憶部190に記憶されている場合、処理はステップS230に進む。
複数の三次元点群データ193が記憶部190に記憶されていない場合、処理はステップS250に進む。
ステップS230において、点群結合部121は、複数の三次元点群データ193を結合する。複数の三次元点群データ193を結合することによって生成される三次元点群データを「結合点群データ」と称する。
具体的には、点群結合部121は、複数の三次元点群データ193のうち遮蔽無し区間に対する三次元点群データを組み合わせる。これにより、結合点群データが生成される。
図11に戻り、ステップS240を説明する。
ステップS240において、遮蔽検出部111は、結合点群データに基づいて1つ以上の遮蔽区間を検出する。
ステップS240の手順は、実施の形態1におけるステップS110の手順(図5を参照)と同じである。
ステップS240により、結合点群データに対する検出結果データが生成される(図5のステップS116を参照)。
ステップS250において、結果表示部112は、対象車道地図を生成して表示する。
ステップS250は、実施の形態1におけるステップS120と同じである。
1回目のステップS250では、三次元点群データ193に基づく対象車道地図が表示される。
2回目以降のステップS250では、結合点群データに基づく対象車道地図が表示される。
図12に基づいて、点群結合処理(S230)の具体例を説明する。
1回目の三次元点群データ193に基づいて3つの遮蔽区間が検出された。白塗り部分が遮蔽区間を表している。
2回目の三次元点群データ193において、1回目の三次元点群データ193の各遮蔽区間に対応する区間は遮蔽区間ではない。
点群結合部121は、1回目の三次元点群データ193から、遮蔽区間以外の各区間に対応する三次元点群データを抽出する。
点群結合部121は、2回目の三次元点群データ193から、1回目の三次元点群データ193の各遮蔽区間に対応する区間の三次元点群データを抽出する。
そして、点群結合部121は、1回目の三次元点群データ193から抽出した三次元点群データと2回目の三次元点群データ193から抽出した三次元点群データとを合体させる。
これにより、遮蔽無し点群データが得られる。遮蔽無し点群データは、対象車道の路面に向けて照射されたレーザ光が遮蔽されなかった場合の三次元点群データに相当する。
***実施の形態2の効果***
実施の形態2により、複数の三次元点群データ193を利用して遮蔽無し点群データを生成することが可能となる。
***実施の形態の補足***
図13に基づいて、遮蔽検出装置100のハードウェア構成を説明する。
遮蔽検出装置100は処理回路109を備える。
処理回路109は、遮蔽検出部111と結果表示部112と点群結合部121とを実現するハードウェアである。
処理回路109は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリ102に格納されるプログラムを実行するプロセッサ101であってもよい。
処理回路109が専用のハードウェアである場合、処理回路109は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGAまたはこれらの組み合わせである。
ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略称である。
FPGAは、Field Programmable Gate Arrayの略称である。
遮蔽検出装置100は、処理回路109を代替する複数の処理回路を備えてもよい。複数の処理回路は、処理回路109の機能を分担する。
処理回路109において、一部の機能が専用のハードウェアで実現されて、残りの機能がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。
このように、遮蔽検出装置100の各機能はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで実現することができる。
他車両220による計測の遮蔽について補足する。
図14は、計測車両201の後方から見た計測道路を示している。計測道路は、計測車両201が走行する道路である。つまり、計測道路は、計測車両201によって計測される道路である。
各車線は、角度範囲(221~224)に対応付けられている。角度範囲は、レーザ光の照射角度の範囲である。計測車両201は、後方の路面に向けてレーザ光を照射するレーザスキャナ213を備えている。
角度範囲221は、走行車線に対応する角度範囲である。
角度範囲222は、第1左車線に対応する角度範囲である。第1左車線は、走行車線の左隣の車線である。
角度範囲223は、第1右車線に対応する角度範囲である。第1右車線は、走行車線の右隣の車線である。
角度範囲224は、第2右車線に対応する角度範囲である。第2右車線は、第1右車線の右隣の車線である。
他車両220が計測車両201の右後方に存在する場合、角度範囲223と角度範囲224とのそれぞれで、レーザ光が他車両220によって遮蔽される。一方、角度範囲221と角度範囲222とのそれぞれでは、レーザ光が遮蔽されない。
図15は、上から見た計測道路を示している。
計測車両201は、前方の路面に向けてレーザ光を照射するレーザスキャナ213を備えている。
各車線は、角度範囲(225~228)に対応付けられている。
角度範囲225は、走行車線に対応する角度範囲である。
角度範囲226は、第1左車線に対応する角度範囲である。
角度範囲227は、第1右車線に対応する角度範囲である。
角度範囲228は、第2右車線に対応する角度範囲である。
他車両220が計測車両201の右前方に存在する場合、角度範囲227と角度範囲228とのそれぞれで、レーザ光が他車両220によって遮蔽される。一方、角度範囲225と角度範囲226とのそれぞれでは、レーザ光が遮蔽されない。
図16は、計測車両201が他車両220と並走し続けた場合の点群画像を示している。点群画像は、レーザ光の反射点の集合を表す画像である。各反射点は、丸または三角などの図形で表されている。
図17は、図16の点群画像を描いた絵である。
計測車両201が他車両220と並走し続けた場合、レーザ光が他車両220によって遮蔽される領域が広がってしまう。
図18は、計測車両201が他車両220と一時的に並走したが、その後、計測車両201が他車両220との並走を避けた場合の点群画像を示している。
図19は、図18の点群画像を描いた絵である。
計測車両201が他車両220と一時的に並走したが、その後、計測車両201が他車両220との並走を避けた場合、レーザ光が他車両220によって遮蔽される領域が限定される。
遮蔽区間の検出時の警告について説明する。
図20は、計測状況画面400を示している。計測状況画面400は、計測状況を知らせるための画面である。
遮蔽検出装置100は、計測状況画面400のような画面をディスプレイに表示して遮蔽警告を行ってもよい。
計測状況画面400は、仮想道路を表している。仮想道路は複数の車線を有する。図20において、仮想道路は、走行車線と第1左車線と第1右車線と第2右車線との5つの車線を有している。第2左車線は、第1左車線の左隣の車線である。
計測状況画面400は、車線選択インタフェース410と計測状況インタフェース420といったグラフィカルユーザインタフェースを有する。
車線選択インタフェース410は、複数の車線から有効な車線を選択するためのインタフェースである。
計測状況インタフェース420は、各車線の計測状況を示すためのインタフェースである。
車線選択インタフェース410は、複数の車線に対応する複数の切替ボタン(411~415)を有する。各切替ボタンは、対応する車線の状態(有効または無効)を示す。
切替ボタン411は、走行車線の状態を有効または無効に切り替えるためのボタンである。
切替ボタン412は、第1左車線の状態を有効または無効に切り替えるためのボタンである。
切替ボタン413は、第1右車線の状態を有効または無効に切り替えるためのボタンである。
切替ボタン414は、第2左車線の状態を有効または無効に切り替えるためのボタンである。
切替ボタン415は、第2右車線の状態を有効または無効に切り替えるためのボタンである。
計測状況インタフェース420は、複数の車線に対応する複数の状況マーク(421~425)を有する。
状況マーク421は、走行車線に配置されており、走行車線の計測状況を示す。
状況マーク422は、第1左車線に配置されており、第1左車線の計測状況を示す。
状況マーク423は、第1右車線に配置されており、第1右車線の計測状況を示す。
状況マーク424は、第2左車線に配置されており、第2左車線の計測状況を示す。
状況マーク425は、第2右車線に配置されており、第2右車線の計測状況を示す。
利用者は、計測状況画面400の中の各車線を有効な車線と無効な車線とに分類する。有効な車線は、計測道路に存在する車線である。無効な車線は、計測道路に存在しない車線である。
利用者は、入力装置を用いて、車線選択インタフェース410を操作する。具体的には、利用者は、マウスを操作して各切替ボタン(411~415)を押下することによって、各車線の状態を切り替える。
遮蔽検出装置100は、車線選択インタフェース410を介して、各車線の分類結果を受け付ける。これにより、計測道路に存在する車線が特定される。
図20において、4つの切替ボタン(411~413、415)が有効を示している。つまり、計測道路には、走行車線と第1左車線と第1右車線と第2右車線との4車線が存在する。また、切替ボタン414が無効を示している。つまり、計測道路には第2左車線が存在しない。切替ボタン414によって第2左車線が無効にされた場合、遮蔽検出装置100は、状況マーク424を無効状態に変更する。
遮蔽検出装置100が遮蔽区間を検出した場合、遮蔽検出装置100は、計測状況インタフェース420のうち、遮蔽区間に対応する車線用の状況マークを遮蔽状態に変更する。
図20において、状況マーク423と状況マーク425が遮蔽状態を示している。つまり、計測状況画面400は、第1右車線と第2右車線が遮蔽されていたことを示している。
遮蔽検出装置100は、例えば、以下のような特徴を有する。
まず、遮蔽検出部111は、三次元点群データ193における点群の欠落領域の長さと、点群の欠落領域の大きさと、点群密度の変化度合いと、所定長さ当たりの点群数の変化度合いとの少なくとも何れかを算出する。
次に、遮蔽検出部111は、点群の欠落領域の長さと、点群の欠落領域の大きさと、点群密度の変化度合いと、点群数の変化度合いとのそれぞれを、それぞれの閾値と比較する。
そして、遮蔽検出部111は、点群の欠落領域の長さ、もしくは点群の欠落領域の大きさ、もしくは点群密度の変化度合い、もしくは点群数の変化度合いの何れかが閾値以上である場合に、遮蔽の発生を検出する。
欠落領域は、路面の点群が欠落した領域である。欠落領域は候補区間に相当する。
欠落領域の長さ、欠落領域の大きさ、点群密度の変化度合い、および、点群数の変化度合いは、候補区間の遮蔽量に相当する。
遮蔽の発生の検出は、遮蔽区間の検出に相当する。
まず、遮蔽検出部111は、三次元点群データ193に基づいて自動的に形成される白線における点群の欠落領域の長さと、白線における点群の欠落領域の大きさとの少なくとも何れかを算出する。
次に、遮蔽検出部111は、白線における点群の欠落領域の長さと、白線における点群の欠落領域の大きさとのそれぞれを、それぞれの閾値と比較する。
そして、遮蔽検出部111は、白線における点群の欠落領域の長さ、もしくは白線における点群の欠落領域の大きさの何れかが閾値以上である場合に、遮蔽の発生を検出する。
図14および図15に関する特徴について説明する。
遮蔽検出部111は、(三次元点群を算出する時点での)計測車両201を基準にして三次元点群データ193における各三次元点に対応する各計測地点までの相対的な距離及び相対的な角度(仰角、方位角等)を示す情報に基づいて、以下のような処理を行う。この情報はレーザ点群データに相当する。
まず、遮蔽検出部111は、各車線に対応する角度が固定であり各計測点が道路面の地点である場合には各計測点までの距離がほとんど変化しないという条件を用いて、計測車両201が存在すべき位置もしくは移動軌跡上での角度範囲における道路面に相当する領域までの距離を算出する。
次に、遮蔽検出部111は、計測車両201が存在すべき位置もしくは移動軌跡上での角度範囲における道路面に相当する領域までの距離を閾値と比較する。
そして、遮蔽検出部111は、計測車両201が存在すべき位置もしくは移動軌跡上での角度範囲における道路面に相当する領域までの距離が閾値以上短くなった場合に(距離が極端に短くなった場合に)、対応する各三次元点が遮蔽状態に対応していることを判別する。この判別は、候補区間の各三次元点の検出に相当する。
図14に基づいて説明する。
計測車両201のレーザスキャナ213からレーザ光を照射することによって三次元点群データ193が得られる。レーザ光が照射された角度範囲(222~224)のそれぞれに対して、レーザ光の俯角方向の走査角度(θi)に対応するレーザ光の照射点の計測距離(Li)についての情報が予め基準データとして記録される。具体的には、計測車両201の存在すべき位置もしくは移動軌跡上で道路に遮蔽物がない場合の道路上のレーザ光の照射点の基準距離(Lia)が予め基準データとして記録される。
道路に遮蔽物がある場合、計測距離(Li)が基準距離(Lia)よりも有意(例えば5~8割以下)に短くなる部分が生じる。
遮蔽検出部111は、以下のように、基準距離(Lia)と計測距離(Li)との比較に基づき、遮蔽の有無を判別する。
遮蔽検出部111は、計測車両201の移動軌跡上の各計測位置で、三次元点群データ193における計測車両201からの計測距離(Li)が所定の閾値(Lia0)よりも短くなった場合に、遮蔽が生じていると判別する。閾値(Lia0)は、例えば、基準距離(Lia)の5割以上8割以下の範囲内の値である。
図14の例では、角度範囲(223および224)のそれぞれで計測距離(Li)が閾値(Lia0)よりも短くなり、遮蔽検出部111は、道路に遮蔽物(他車両220に相当)が存在すると判別する。
図15に基づいて説明する。
計測車両201のレーザスキャナ213からレーザ光を照射することによって三次元点群データ193が得られる。レーザ光が照射された角度範囲(225~228)のそれぞれに対して、レーザ光の方位角方向の走査角度(φi)に対応するレーザ光の照射点の計測距離(Li)についての情報が予め基準データとして記録される。具体的には、計測車両201の存在すべき位置もしくは移動軌跡上で道路に遮蔽物がない場合の道路上のレーザ光の照射点の基準距離(Lib)が予め基準データとして記録される。
道路に遮蔽物がある場合は、計測距離(Li)が基準距離(Lib)よりも有意(例えば5~8割以下)に短くなる部分が生じる。
遮蔽検出部111は、以下のように、基準距離(Lib)と計測距離(Li)との比較に基づき、遮蔽の有無を判別する。
遮蔽検出部111は、計測車両201の移動軌跡上の各計測位置で、三次元点群データ193における計測車両201からの計測距離(Li)が所定の閾値(Lib0)よりも短くなった場合に、遮蔽を生じていると判別する。閾値(Lib0)は、例えば、基準距離(Lib)の5割以上8割以下の範囲内の値である。
図15の例では、角度範囲(227および228)のそれぞれで計測距離(Li)が所定の閾値Lib0よりも短くなり、遮蔽検出部111は、道路に遮蔽物(他車両220に相当)が存在すると判別する。
図20に関する特徴について説明する。
結果表示部112は、計測車両201の自車線(走行車線)が中央に配置され、他車線(第1左車線、第1右車線または第2右車線)が遮蔽された状態であるか、もしくは他車線が良好な状態であるかを示す状態で、他車線を表示する。
結果表示部112は、存在しない車線(第2左車線)を無効な車線として表示するか、もしくは存在しない車線を表示しない。
各実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。各実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。フローチャート等を用いて説明した手順は、適宜に変更してもよい。
遮蔽検出装置100は、複数の装置で構成されたシステムであってもよい。
遮蔽検出装置100の要素である「部」は、「処理」または「工程」と読み替えてもよい。
100 遮蔽検出装置、101 プロセッサ、102 メモリ、103 補助記憶装置、104 通信装置、105 入出力インタフェース、109 処理回路、111 遮蔽検出部、112 結果表示部、121 点群結合部、190 記憶部、191 計測データ、192 車両位置データ、193 三次元点群データ、200 モービルマッピングシステム、201 計測車両、210 計測システム、211 アンテナ、212 カメラ、213 レーザスキャナ、214 IMU、220 他車両、221 角度範囲、222 角度範囲、223 角度範囲、224 角度範囲、225 角度範囲、226 角度範囲、227 角度範囲、228 角度範囲、300 対象車道地図、310 対象車道、400 計測状況画面、410 車線選択インタフェース、411 切替ボタン、412 切替ボタン、413 切替ボタン、414 切替ボタン、415 切替ボタン、420 計測状況インタフェース、421 状況マーク、422 状況マーク、423 状況マーク、424 状況マーク、425 状況マーク。

Claims (13)

  1. 計測車両に取り付けられたレーザスキャナによって計測された各計測地点の三次元座標値を示す三次元点群データに基づいて、前記計測車両が走行した対象車道の路面が計測されなかった1つ以上の遮蔽区間を検出する遮蔽検出部と、
    前記対象車道を示すと共に前記1つ以上の遮蔽区間を前記対象車道の路面が計測された各遮蔽無し区間と区別して示す対象車道地図を生成し、前記対象車道地図を表示する結果表示部と、
    を備える遮蔽検出装置。
  2. 前記遮蔽検出部は、前記三次元点群データに基づいて前記対象車道の路面が計測されなかった1つ以上の候補区間を検出し、各候補区間の遮蔽量を算出し、閾値を超える遮蔽量に対応する各候補区間を遮蔽区間と判定する
    請求項1に記載の遮蔽検出装置。
  3. 各候補区間の遮蔽量が、各候補区間の距離と、各候補区間の計測に要した時間長と、各候補区間の距離と各候補区間の時間長とに基づく各候補区間の規模とのいずれかである
    請求項2に記載の遮蔽検出装置。
  4. 前記遮蔽検出部は、前記計測車両が走行した走行車線に対して右側車線が存在しないため前記走行車線の右側において前記対象車道の路面が計測されなかった候補区間と前記走行車線に対して左側車線が存在しないため前記走行車線の左側において前記対象車道の路面が計測されなかった候補区間とを除いた残りの候補区間のうち、前記閾値を超える遮蔽量に対応する各候補区間を遮蔽区間と判定する
    請求項2または請求項3に記載の遮蔽検出装置。
  5. 前記遮蔽検出部は、前記1つ以上の遮蔽区間のそれぞれを、前記計測車両が走行した走行車線の右側において前記対象車道の路面が計測されなかった右側遮蔽区間と、前記走行車線の左側において前記対象車道の路面が計測されなかった左側遮蔽区間と、前記走行車線の右側と前記走行車線の左側の車線との両方において前記対象車道の路面が計測されなかった両側遮蔽区間とのいずれかに分類し、
    前記結果表示部は、前記対象車道地図において前記右側遮蔽区間と前記左側遮蔽区間と前記両側遮蔽区間とを区別する
    請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の遮蔽検出装置。
  6. 前記結果表示部は、前記対象車道地図において車線ごとに各遮蔽区間を各遮蔽無し区間と区別する
    請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の遮蔽検出装置。
  7. 前記遮蔽検出装置は、点群結合部を備え、
    前記遮蔽検出部は、前記計測車両が前記対象車道を複数回走行することによって得られた複数の三次元点群データのそれぞれに対して1つ以上の遮蔽区間を検出し、
    前記点群結合部は、前記複数の三次元点群データのうち遮蔽区間でない区間に対する三次元点群データを組み合わせることによって結合点群データを生成する
    請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の遮蔽検出装置。
  8. 前記遮蔽検出部は、前記三次元点群データにおける点群の欠落領域の長さ、もしくは点群の欠落領域の大きさ、もしくは点群密度の変化度合い、もしくは所定長さ当たりの点群数の変化度合いの何れかが閾値以上である場合に、遮蔽の発生を検出する
    請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の遮蔽検出装置。
  9. 前記遮蔽検出部は、前記三次元点群データに基づいて自動的に形成される白線における点群の欠落領域の長さ、もしくは前記白線における点群の欠落領域の大きさの何れかが閾値以上である場合に、遮蔽の発生を検出する
    請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の遮蔽検出装置。
  10. 前記遮蔽検出部は、前記計測車両を基準にして前記三次元点群データにおける各三次元点に対応する各計測地点までの相対的な距離及び相対的な角度を示す情報に基づいて、前記計測車両が存在すべき位置もしくは移動軌跡上での角度範囲における道路面に相当する領域までの距離が閾値以上短くなった場合に、対応する各三次元点が遮蔽状態に対応していることを判別する
    請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の遮蔽検出装置。
  11. 前記結果表示部は、前記計測車両の自車線が中央に配置され、他車線が遮蔽された状態であるか、もしくは他車線が良好な状態であるかを示す状態で、前記他車線を表示する
    請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の遮蔽検出装置。
  12. 前記結果表示部は、前記計測車両の自車線が中央に配置され、他車線が遮蔽された状態であるか、もしくは他車線が良好な状態であるかを示す状態で、前記他車線を表示するとともに、存在しない車線を無効な車線として表示するか、もしくは存在しない車線を表示しない
    請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の遮蔽検出装置。
  13. 計測車両に取り付けられたレーザスキャナによって計測された各計測地点の三次元座標値を示す三次元点群データに基づいて、前記計測車両が走行した対象車道の路面が計測されなかった1つ以上の遮蔽区間を検出する遮蔽検出処理と、
    前記対象車道を示すと共に前記1つ以上の遮蔽区間を前記対象車道の路面が計測された各遮蔽無し区間と区別して示す対象車道地図を生成し、前記対象車道地図を表示する結果表示処理と、
    をコンピュータに実行させるための遮蔽検出プログラム。
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