JP7223238B2 - 計測装置、及び計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、計測装置、及び計測方法に関する。

車両に各種の計測機器を組み合わせて搭載し、道路を走行しながら計測を行って、周囲の物体についての３次元データ（例えば、点群データ）を生成するＭＭＳ（Mobile Mapping System；モービルマッピングシステム）がある。ＭＭＳには、対象物が存在する方向、及び、自装置から対象物までの距離についての計測を行うための、例えばレーザーレーダー（ＬＩＤＡＲ；Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging）等の計測機器が搭載される（例えば、非特許文献１参照）。従来、収集された３次元データを解析することによって、例えば、通信用の電柱等の屋外のインフラ設備の劣化状況を効果的に保守点検することがなされている（例えば、特許文献１及び非特許文献２参照）。

特許第６５３１０５１号公報

和氣正樹、後藤隆、片山和典、"解説論文：ＭＭＳ（モービルマッピングシステム）を用いた３Ｄ設備管理技術"、通信ソサイエティマガジン，Ｎｏ．４５ 夏号、ｐｐ．３９－４５、電子情報通信学会、２０１８年 "三菱モービルマッピングシステム 高精度ＧＰＳ移動計測装置"、製品パンフレット、三菱電機株式会社、２０１６年３月 "ｉ－Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ！を支えるプロダクト セーフティソリューション ４４ レーザースキャナは反射型なのに安全"、［online］、オムロン、［２０１９年７月８日検索］、インターネット＜URL：https://www.fa.omron.co.jp/solution/sysmac/safetynavigator/hint/44.html＞

ところで、複雑な形状をした計測対象物として、例えば樹木等がある。樹木において、特にＭＭＳの進行方向側及びその逆方向側にあたる位置に生えている葉は、ＭＭＳに対して側面を向ける方向に生えている場合が多い。一般に、樹木の葉の厚さに匹敵するほどの狭い間隔で計測を行うことは困難であることから、側面を向けて生えている葉を漏れなく計測することは困難である。そのため、樹木において、特にＭＭＳの走行方向側及びその逆方向側になる範囲に、ＭＭＳによる計測が困難な領域（以下、「計測不感知領域」という。）が生じる場合がある。この場合、計測不感知領域が生じることによって、計測された樹木の幅が、実際の幅よりも計測不感知領域の分だけ細い幅として認識されてしまう恐れがあるという課題がある。

また、建物等を計測対象物とする場合、ＭＭＳの位置から見て建物の両側面にあたる位置には、死角となるため計測を行うことができない領域（以下、「計測不可領域」という。）、及びＭＭＳの進行方向に対して垂直に近い面であることによって計測の精度が低下する領域（「計測低精度領域」という。）が生じる場合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、計測が不可能な領域及び計測精度が低下する領域を削減することができる計測装置、及び計測方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、移動経路に沿って移動し前記移動経路の周辺の物体の位置を計測する計測装置であって、互いに異なる向きの複数の面を計測対象として前記物体の位置を計測する計測部と、前記計測部によって計測された前記物体の位置を示す位置データを用いて、前記移動経路の周辺における物体についての点群データを生成する点群データ生成部と、を備える計測装置である。

また、本発明の一態様は、移動経路に沿って移動し前記移動経路の周辺の物体の位置を計測する計測方法であって、互いに異なる向きの複数の面を計測対象として、前記物体の位置を計測する計測ステップと、前記計測ステップによって計測された前記物体の位置を示す位置データを用いて、前記移動経路の周辺における物体についての点群データを生成する点群データ生成ステップ部と、を有する計測方法である。

本発明により、計測が不可能な領域及び計測精度が低下する領域を削減することができる。

従来のＭＭＳによる位置データの取得位置を示す模式図である。 従来のＭＭＳによる位置データの取得位置を示す模式図である。 従来のＭＭＳによる位置データの取得位置を示す模式図である。 従来のＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 従来のＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 従来のＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 従来のＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 従来のＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 従来のＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 計測対象物までの距離と位置データ取得位置の間隔との関係を示す模式図である。 従来のＭＭＳによって計測可能な空間の大きさを示す模式図である。 測対象物が樹木である場合における計測不感知領域を示す模式図である。 測対象物が樹木である場合における計測不感知領域を示す模式図である。 葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。 葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。 葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。 葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。 葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。 葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。 計測対象物が建物である場合における計測不可領域及び計測低精度領域を示す模式図である。 計測対象物が建物である場合における計測不可領域及び計測低精度領域を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳによる位置データの取得位置を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳによる位置データの取得位置を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳによる位置データの取得位置を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 計測対象物が樹木である場合における計測不感知領域を説明するための模式図である。 計測対象物が樹木である場合における計測不感知領域を説明するための模式図である。 葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。 葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。 葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。 樹木ｔの計測不感知領域ａｒＬに生えている葉Ｌｆの周辺の鳥瞰図である。 樹木ｔの計測不感知領域ａｒＬに生えている葉Ｌｆの周辺の垂直断面図である。 樹木ｔの計測不感知領域ａｒＬに生えている葉Ｌｆの周辺の水平図である。 樹木ｔの計測不感知領域ａｒＲに生えている葉Ｌｆの周辺の鳥瞰図である。 樹木ｔの計測不感知領域ａｒＲに生えている葉Ｌｆの周辺の垂直断面図である。 樹木ｔの計測不感知領域ａｒＲに生えている葉Ｌｆの周辺の鳥瞰図水平図である。 本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 計測対象物が建物である場合における計測不可領域及び計測低精度領域を説明するための模式図である。 計測対象物が建物である場合における計測不可領域及び計測低精度領域を説明するための模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳ１０の機能構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳ１０の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る計測部１０１の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る計測部１０１の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る計測部１０１－２の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る計測部１０１－２の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係るレーザーレーダーＬｓ２の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の変形例に係る計測部１０１－３の構成を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るＭＭＳによる位置データの取得位置を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るＭＭＳによる位置データの取得位置を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るＭＭＳによる位置データの取得位置を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 計測対象物が樹木である場合における計測不感知領域を説明するための模式図である。 計測対象物が樹木である場合における計測不感知領域を説明するための模式図である。 葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーＬｓによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。 葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーＬｓによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。 葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーＬｓによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。 計測対象物が建物である場合における計測不可領域及び計測低精度領域を説明するための模式図である。 計測対象物が建物である場合における計測不可領域及び計測低精度領域を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施形態についての説明を分かり易くするため、まず、従来技術による計測方法について説明する。

図１～図３は、それぞれ、従来のＭＭＳによる位置データの取得位置を示す模式図である。図１～３は、ある一時点における、ＭＭＳ（図示せず）が搭載された車両１が存在する空間の水平図、鳥瞰図、及び垂直断面図を、それぞれ表している。

車両１の後部にはレーザーレーダー（図示せず）が搭載されている。ＭＭＳは、車両１が走行する道路Ｒの周囲をレーザーレーダーによって計測し、道路Ｒの周囲に存在する物体についての位置を示すデータ（以下、「位置データ」という。）を取得する。ＭＭＳは、車両１の進行方向に対して垂直となる面（以下、「横断面」という。）上の各方向（レーザーレーダーを中心とする３６０度の各方向）に対して計測を行う。

図１～図３には、レーザーレーダーによって取得される位置データの取得位置の集合である位置データ取得位置Ｐａがそれぞれ示されている。図１に示すように、水平図においては、位置データ取得位置Ｐａは、車両１の後部の位置（すなわち、レーザーレーダーの設置位置）から、車両１の進行方向に対して垂直となる方向に伸びる線上の位置になる。また、図２に示すように、鳥瞰図においては、位置データ取得位置Ｐａは、車両１の後部の位置を中心とした円の円周上の位置になる。また、図３に示すように、垂直断面図においては、位置データ取得位置Ｐａは、車両１の後部の位置から、車両１の進行方向に対して垂直となる方向に伸びる線上の位置になる。

図４～図６は、従来のＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。図４～６は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間の水平図、鳥瞰図、及び垂直断面図を、それぞれ表している。

車両１は、一定速度で道路Ｒを走行する。これにより、車両１に搭載されたＭＭＳは、道路Ｒの周囲に存在する物体についての位置データを一定間隔で取得することができる。例えば、図４～図６に示すように、車両１の進行方向に対して道路Ｒの左側には１本の樹木ｔが存在する。ＭＭＳは、樹木ｔの脇を通過する際に、樹木ｔについての位置データを取得する。

図４～図６には、車両１が道路Ｒを走行した場合における、全ての位置データ取得位置Ｐａがそれぞれ示されている。図４に示すように、水平図においては、位置データ取得位置Ｐａは、車両１の進行方向に対して垂直となる方向に伸びる線上であって、等間隔で並行して並ぶそれぞれの線上の位置になる。図４においては、このうち２本の線が樹木ｔと重なっている。また、図５に示すように、鳥瞰図においては、位置データ取得位置Ｐａは、車両１の進行方向に向かって等間隔に並ぶ円のそれぞれの円周上の位置になる。また、図６に示すように、垂直断面図においては、位置データ取得位置Ｐａは、車両１の進行方向に対して垂直となる方向に伸びる線上であって、等間隔で並行して並ぶそれぞれの線上の位置になる。図４と同様に、図６においては、このうち２本の線が樹木ｔと重なっている。

図７～図９は、図４～図６と同様に、従来のＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。図７～９は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間の水平図、鳥瞰図、及び垂直断面図を、それぞれ表している。

車両１は、一定速度で道路Ｒを走行する。これにより、車両１に搭載されたＭＭＳは、道路Ｒの周囲に存在する物体についての位置データを一定間隔で取得することができる。例えば、図７～図９に示すように、車両１の進行方向に対して道路Ｒの左側には１棟の建物ｂが存在する。ＭＭＳは、建物ｂの脇を通過する際に、建物ｂについての位置データを取得する。

図７～図９には、車両１が道路Ｒを走行した場合における、位置データ取得位置Ｐａがそれぞれ示されている。図７を参照すると分かるように、道路Ｒに沿って建物ｂの脇を通過する車両１の位置から見て、建物ｂの左側の側面は、死角となり、位置データ取得位置Ｐａは当該側面上には存在しない。したがって、車両１の位置から見て建物ｂの左側の側面は、計測不可領域である。また、図７を参照すると分かるように、道路Ｒに沿って建物ｂの脇を通過する車両１の位置から見て、建物ｂの右側の側面は、車両１の進行方向に対して垂直に近い面となるため、当該側面上には位置データ取得位置Ｐａが存在する数が少ない（すなわち、計測密度が低い）。したがって、車両１の位置から見て建物ｂの右側の側面は、計測低精度領域である。なお、計測不可領域及び計測低精度領域については、後に更に詳しく説明する。

なお、これらの図において、位置データを取得する間隔（位置データ取得位置Ｐａの間隔）は、誇張して表されている。実際には、後述する値のように、当該間隔は、数ｃｍから数十ｃｍとされる。また、実際のＭＭＳでの計測における位置データの取得位置は、例えば図４～図９に示したような（すなわち、等間隔に並ぶ線の線上、及び、等間隔に並ぶ円の円周上のような）離散的な位置ではなく、連続的な位置になる。具体的には、実際のＭＭＳでの計測における位置データの取得位置を水平図及び垂直断面図で表した場合、位置データの取得位置は、正弦波のような曲線の線上の位置になる。また、実際のＭＭＳでの計測における位置データの取得位置を鳥瞰図で表した場合、位置データの取得位置は、車両１に搭載されたレーザーレーダーが通過した軌跡を中心軸とする螺旋状の線の線上の位置になる。

但し、以下の説明においては、説明を分かり易くするため、ＭＭＳでの計測における位置データ取得位置Ｐａは、例えば図４～図９のように等間隔で計測が行われる場合のような、離散的な位置であるものとする。このように位置データ取得位置Ｐａが離散的な位置であるものと見なしても構わない理由について、以下に簡単に説明する。

例えば、ＭＭＳによる計測時における車両１の走行速度が、５０［ｋｍ／時］（≒１３．９［ｍ／秒］）であるものとする。また、レーザーレーダーが１秒間に位置データを取得する個数が、３０，０００［個／秒］であるものとする。また、レーザーレーダーが回転する速さは、２０［回転／秒］であるものとする（すなわち、０．０５［秒／回転]である）。この場合、以下の（１）式によって計算されるように、車両１が進行方向（ｙ軸方向）へ６９．４［ｃｍ］進む毎に、レーザーレーダーは横断面（ｘ－ｚ平面）上で１回転することになる。

６９．４［ｃｍ］≒１３．９［ｍ／秒］÷２０［回転／秒］ ・・・（１）

また、以下の（２）式によって計算されるように、レーザーレーダーが１回転する毎に、１，５００個の位置データが取得されることになる。すなわち、レーザーレーダーが、０．２４度（≒１４分２４秒）回転する毎に１個の位置データが取得される。

１，５００［個］＝３０，０００［個／秒］÷２０［回転／秒］ ・・・（２）

以上により、ｘ－ｚ平面の円周上に０．２４度毎に存在する位置データ取得位置のそれぞれが、車両１の進行方向（ｙ軸方向）に６９．４［ｃｍ］の等間隔で存在することが分かる。以上のことから、位置データ取得位置Ｐａは、車両１の進行方向（ｙ軸方向）に対して等間隔に存在する離散的な位置であると見なすことができる。

なお、上記においては説明を簡単にするため、位置データ取得位置Ｐａは、横断面（ｘ－ｚ平面）上の円の円周上の位置であるものとした。しかしながら、実際には、横断面（ｘ－ｚ平面）が計測対象物に当たる位置のそれぞれが位置データの取得位置になる。そのため、レーザーレーダーから位置データの取得位置までの距離は、それぞれの位置データ毎に異なる。

図１０は、レーザーレーダーの位置から計測対象物までの距離と位置データ取得位置の間隔との関係を示す模式図である。レーザーレーダーの位置から近い位置に計測対象物が存在する場合、隣り合う２つの位置データ取得位置の間隔は、例えば図１０に示すように、ｄ１のような間隔になる。また、レーザーレーダーの位置から遠い位置に計測対象物が存在する場合、隣り合う２つの位置データ取得位置の間隔は、例えば図１０に示すように、ｄ２のような間隔になる。図１０に示すように、レーザーレーダーの位置から計測対象物までの距離が長くなるほど、隣り合う２つの位置データ取得位置の間隔はより広くなる（すなわち、ｄ１＜ｄ２である）。

以下に具体例を挙げる。例えば、レーザーレーダーから計測対象物までの距離が、５［ｍ］であるものとする。この場合、横断面（ｘ－ｚ平面）上の円の円周上の隣り合う２つの位置データ取得位置の間隔の幅は、以下の（３）式に示すように、およそ１．０５［ｃｍ］となる。

１．０５［ｃｍ］≒５［ｍ］×１００×π÷１，５００［個］ ・・・（３）

また、例えば、レーザーレーダーから計測対象物までの距離が、５００［ｍ］であるものとする。この場合、横断面（ｘ－ｚ平面）上の円の円周上の隣り合う２つの位置データ取得位置の間隔の幅は、以下の（４）式に示すように、およそ１０４．６７［ｃｍ］となる。

１０４．６７［ｃｍ］≒５００［ｍ］×１００×π÷１，５００［個］ ・・・（４）

上記の通り、レーザーレーダーの位置から計測対象物の位置までの距離が長くなるほど、横断面（ｘ－ｚ平面）上の円の円周上における隣り合う２つの位置データ取得位置の間隔はより広くなる。

図１１は、従来のＭＭＳによって計測可能な空間の大きさを示す模式図である。なお、ここでいう計測可能な空間の大きさとは、ＭＭＳによって確実に計測がなされる最小限の計測対象物の大きさを表すものである。すなわち、計測可能な空間の大きさよりも小さい計測対象物は、レーザーレーダーによって照射されるレーザー光が一度も当たらずに計測がなされないことがある。

計測対象物がレーザーレーダーから近い位置に存在する場合には、横断面（ｘ－ｚ平面）上の円の円周上における隣り合う２つの位置データ取得位置の間隔は、隣り合う２つの横断面（ｘ－ｚ平面）の間隔に比べて相対的に狭くなる。したがって、図１１に示すように、従来のＭＭＳによって計測可能な空間は、車両１の進行方向に向かって相対的に長い直方体の空間ｓのようになる。

なお、実際には、空間ｓの横断面（ｘ－ｚ平面）上の面は、レーザーレーダーに近いほうの辺よりもレーザーレーダーから遠いほうの辺のほうがわずかに長い、台形に近い形状になる。

なお、レーザーレーダーの位置から見て、空間ｓの奥行き方向の辺の長さは、レーザーレーダーの分解能に応じて決まる。

図１１に示すように、レーザーレーダーの位置から計測対象物の位置までの距離が同一であるならば、計測対象物が存在する位置の高さに関わらず、空間ｓの大きさは同一である。

このように、レーザーレーダーの位置から計測対象物の位置までの距離が短い場合には、位置データ取得位置の間隔は、円周方向と比較して、進行方向（ｙ軸方向）のほうが相対的に長い。図１１には、道路Ｒに沿って、車両１が左下から右上の方向へ走行し、その走行途中において、ＭＭＳによって取得された位置データの取得位置Ｐａが、２つの楕円によって示されている。また、図１１に示す２つの直方体（空間ｓ）は、レーザーレーダーの位置から計測対象物の位置までの距離が同一であり、横断面（ｘ－ｚ平面）上における方向（レーザー光の照射方向）が互いに異なる、計測可能な空間である。

このように、レーザーレーダーの位置から計測対象物の位置までの距離が短い場合、空間ｓは、車両１の進行方向（ｙ軸方向）に長く、横断面（ｘ－ｚ平面）上における方向については相対的に短い、小さな直方体のような形状になる。

ここで、直方体である空間ｓの各辺の長さは、上下前後の各方向（すなわち、ｙ軸方向及びｚ軸方向）において、隣り合う位置データ取得位置の間隔に相当している。レーザーレーダーの位置から計測対象物の位置までの距離が短い場合、車両１の進行方向（ｙ軸方向）の辺の長さに対して、レーザーレーダーによるレーザー光の照射方向（例えば、計測対象物がレーザーレーダーと同一の高さに存在する場合にはｘ軸方向）の辺、及び横断面（ｘ－ｚ平面）上の円の円周方向（例えば、計測対象物がレーザーレーダーと同一の高さに存在する場合にはｚ軸方向）の辺の長さは相対的に短い。また、その逆に、レーザーレーダーの位置から計測対象物の位置までの距離が長い場合、車両１の進行方向（ｙ軸方向）の辺の長さに対して、レーザーレーダーによるレーザー光の照射方向の辺、及び横断面（ｘ－ｚ平面）上の円の円周方向の辺の長さは相対的に長い。

例えば上述した具体例の場合、空間ｓの、車両１の進行方向（ｙ軸方向）の辺の長さは、６９．４［ｃｍ］となる。また、空間ｓの、横断面（ｘ－ｚ平面）上の円の円周方向（例えば、計測対象物がレーザーレーダーと同一の高さに存在する場合にはｚ軸方向）の辺の長さは、１．０５［ｃｍ］となる。また、レーザーレーダーの分解能が例えば５［ｃｍ］である場合、空間ｓの、レーザーレーダーによるレーザー光の照射方向（例えば、計測対象物がレーザーレーダーと同一の高さに存在する場合にはｘ軸方向）の辺の長さは、５［ｃｍ］である。したがって、空間ｓは、６９．４［ｃｍ］×１．０５［ｃｍ］×５［ｃｍ］の直方体の形状となる。

一方、図示していないが、レーザーレーダーから計測対象物までの距離が長い場合における空間ｓは、車両１の進行方向に相対的に短い直方体の形状になる。例えば上述した具体例の場合、空間ｓの、車両１の進行方向（ｙ軸方向）の辺の長さは、６９．４［ｃｍ］となる。また、空間ｓの、横断面（ｘ－ｚ平面）上の円の円周方向（例えば、計測対象物がレーザーレーダーと同一の高さに存在する場合にはｚ軸方向）の辺の長さは、１０４．６７［ｃｍ］となる。また、レーザーレーダーの分解能が例えば１００［ｃｍ］である場合、空間ｓの、レーザーレーダーによるレーザー光の照射方向（例えば、計測対象物がレーザーレーダーと同一の高さに存在する場合にはｘ軸方向）の辺の長さは、１００［ｃｍ］である。したがって、空間ｓは、６９．４［ｃｍ］×１０４．６７［ｃｍ］×１００［ｃｍ］の直方体の形状となる。

図１２～図１３は、計測対象物が樹木である場合における計測不感知領域を示す模式図である。図１２～図１３は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間に存在する樹木ｔの周辺の水平図及び垂直断面図をそれぞれ表している。

図１２～図１３に示すように、樹木ｔには、位置データを取得する対象となる多数の葉Ｌｆが茂っている。また、図１２～図１３には、それぞれ、位置データ取得位置Ｐａが示されている。図１２～図１３に示すように、樹木ｔにおいて、車両１の進行方向（ｙ軸方向）の前方と後方には、計測不感知領域ａｒが発生する。計測不感知領域ａｒとは、ＭＭＳによる計測が困難な領域である。

計測不感知領域ａｒが発生する理由としては、図１２に示すように、葉Ｌｆの表面の向きが、一般に、太陽光を摂取するため、樹木ｔの幹を背にして放射状に樹木ｔの外側の方向を向いているためである。これにより、樹木ｔにおいて、車両１の進行方向側（ｙ軸方向）及びその逆方向側の位置に生えている葉Ｌｆは、近傍を通過する車両１に対して側面を向けている。一般に、葉Ｌｆの側面の長さ（すなわち、葉Ｌｆの厚さ）は薄い（例えば、１［ｍｍ］未満）ことが多い。そして、一般に、ＭＭＳは、葉Ｌｆの厚さよりも狭い間隔で位置データを取得することは困難である。

計測不感知領域ａｒが発生する場合、ＭＭＳによって取得された位置データから得られる樹木ｔの形状は、実際の樹木ｔの形状と比べて、車両１の進行方向（ｙ軸方向）に向かってより細い形状になる。このように、計測不感知領域ａｒが発生する場合、ＭＭＳが、計測対象物の大きさを実際よりも小さく認識してしまう誤認識が発生する恐れがある。

図１４～図１９は、葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。図１４、図１６、図１７、及び図１９において、実線の矢印及び点線の矢印は、レーザー光の照射を示している。実線の矢印と点線の矢印とは、位置データの取得タイミングの違いによって区別されている。すなわち、ある取得タイミングにおける位置データ取得位置Ｐａへのそれぞれのレーザー光の照射が実線の矢印で表されている。一方、上記取得タイミングとは異なる取得タイミングにおける位置データ取得位置Ｐａへのそれぞれのレーザー光の照射がそれぞれ点線の矢印で表されている。

また、図１５及び図１８において円の中にＸが描かれているマークは、図１４、図１６、図１７、及び図１９における矢印に相当する。当該マークは、図面の手前方向から奥行き方向へレーザー光が照射されていることを示している。実線で描かれたマークと点線で描かれたマークとは、位置データの取得タイミングの違いによって区別されている。すなわち、ある取得タイミングにおける位置データ取得位置Ｐａへのそれぞれのレーザー光の照射が、実線のマークで表されている。一方、上記取得タイミングとは異なる取得タイミングにおける位置データ取得位置Ｐａへのそれぞれのレーザー光の照射が、それぞれ点線のマークで表されている。

図１４～図１６は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間に存在する樹木ｔにおいて、計測不感知領域ａｒではない位置に生えている葉Ｌｆの周辺の鳥瞰図、垂直断面図、及び水平図をそれぞれ表している。

図１４～図１６に示すように、計測不感知領域ａｒではない位置に生えている葉Ｌｆの表面は、ｙ－ｚ平面に対して平行に近い方向に向いている。すなわち、葉Ｌｆの表面は、レーザーレーダーによるレーザー光の照射方向（ｘ軸方向）に対して、垂直に近い方向を向いている。これにより、計測不感知領域ａｒではない位置に生えている葉Ｌｆは、レーザーレーダーから照射されたレーザー光が当たりやすい状態である。

一方、図１７～図１９は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間に存在する樹木ｔにおいて、計測不感知領域ａｒに生えている葉Ｌｆの周辺の鳥瞰図、垂直断面図、及び水平図をそれぞれ表している。

図１７～図１９に示すように、計測不感知領域ａｒに生えている葉Ｌｆの表面は、横断面（ｘ－ｚ平面）に対して平行に近い方向に向いている。すなわち、葉Ｌｆの表面は、レーザーレーダーによるレーザー光の照射方向（ｘ軸方向）に対して、平行に近い方向を向いている。これにより、計測不感知領域ａｒに生えている葉Ｌｆは、レーザーレーダーから照射されたレーザー光が当たり難い状態である。

また、レーザーレーダーによってレーザー光が照射される間隔が短い方向はｚ軸方向であるの対し、図１８に示すように、葉Ｌｆの長手方向もほぼｚ軸方向であるため、たとえ葉Ｌｆが多少傾いていたとしても、レーザーレーダーから照射されたレーザー光は当たり難い状態であると言える。

このように、葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーによるレーザー光の照射方向との関係により、樹木ｔにおける、ｙ軸方向の前方部分と後方部分（すなわち、樹木ｔにおける、車両１の進行方向側の部分とその逆方向側の部分）に、計測不感知領域ａｒが発生する。計測不感知領域ａｒが発生する理由としては、レーザーレーダーによるレーザー光の照射方向に、ｙ軸方向（車両１の進行方向）の成分が含まれないためである。

すなわち、樹木ｔにおける、ｙ軸方向の前方部分と後方部分（すなわち、樹木ｔにおける、車両１の進行方向側の部分とその逆方向側の部分）に生えている葉Ｌｆは、車両１の進行方向又はその逆の方向へ表面を向けていることが多い。したがって、樹木ｔにおける、ｙ軸方向の前方部分と後方部分に生えている葉Ｌｆは、車両１に対して側面を向けるように生えている。一方、レーザー光は、車両１の進行方向に対して垂直となる方向（すなわち、ｙ軸方向の成分が含まれない方向）へ照射される。これにより、葉Ｌｆの表面とレーザー光の照射方向とは、互いの位置関係が平行になるため、計測不感知領域ａｒが発生する。

ｙ軸方向の前方部分と後方部分に計測不感知領域ａｒが発生することにより、ＭＭＳが、樹木ｔの幅を実際よりも細く認識してしまう誤認識が発生する可能性がある。

図２０～図２１は、計測対象物が建物である場合における計測不可領域及び計測低精度領域を示す模式図である。図２０～図２１は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間に存在する建物ｂの周辺の水平図及び垂直断面図をそれぞれ表している。

図２０に示すように、レーザーレーダーから照射されたレーザー光の照射方向はｘ軸のマイナス方向である。そのため、図２０～図２１において建物ｂの左側の側面は、当該建物ｂの脇を通過する車両１の位置から見て死角となる位置になる。これにより、建物ｂの左側の側面に、計測不可領域ａｒ^†が生じる。

また、図２０～図２１において建物ｂの右側の側面は、建物ｂの車両１側（車両１の位置から見て手前側）の側面と比べて、レーザー光の照射方向とより平行に近い面になっている。これにより、建物ｂの右側の側面における位置データ取得位置Ｐａの間隔ｄ４は、建物ｂの車両１側（車両１の位置から見て手前側）の側面における位置データ取得位置Ｐａの間隔ｄ３に比べて、広くなる（ｄ４＞ｄ３）。すなわち、建物ｂの右側の側面では、計測密度が低くなる。これにより、建物ｂの右側の側面に、計測低精度領域ａｒ^‡が生じる。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図２２～図２４は、それぞれ、本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳによる位置データの取得位置を示す模式図である。本実施形態では、ＭＭＳが搭載された車両１が、道路Ｒを走行する。図２２～図２４は、車両１が走行中である一時点における、当該車両１が存在する空間の水平図、鳥瞰図、及び垂直断面図を、それぞれ表している。

車両１の後部にはレーザーレーダー（図示せず）が搭載されている。ＭＭＳは、車両１が走行する道路Ｒの周囲をレーザーレーダーによって計測し、道路Ｒの周囲に存在する物体についての位置データを取得する。

但し、本実施形態に係る車両１が上述した従来技術と異なる点は、とくに図２２を参照すると分かるように、位置データ取得位置によって構成される面が、（車両１の進行方向に対して垂直となる面である）横断面に対して、車両１の左右方向（ｘ軸方向）にそれぞれ傾きを持った２つの面となっていることである。以下、この傾きを持った面を、「計測面」という。ＭＭＳは、計測面上の各方向に対して計測を行い、位置データを取得する。

図２２～図２４では、車両１の進行方向（ｙ軸方向）に対して後方右側を向いた計測面上の位置データの取得位置の集合である位置データ取得位置Ｐｂが、点線によって示されている。また、図２２～図２４では、車両１の進行方向（ｙ軸方向）に対して後方左側を向いた計測面上の位置データの取得位置の集合である位置データ取得位置Ｐｃが、一点鎖線で示されている。

なお、本実施形態においては、車両１には、位置データ取得位置Ｐｂに対して計測を行うレーザーレーダーと、位置データ取得位置Ｐｃに対して計測を行うレーザーレーダーとが、それぞれ搭載されているものとする。また、その２つのレーザーレーダーは、車両１の屋根の上の後方の両角の位置にそれぞれ設置されているものとする。但し、このような構成に限られるものではなく、位置データ取得位置Ｐｂ及び位置データ取得位置Ｐｃの双方に対して計測を行うことができる１台のレーザーレーダーが車両１に搭載されている構成であってもよい。

なお、上記のように、照射されるレーザー光の方向が互いに異なる２台のレーザーレーダーが、車両１の屋根の上の後方の両角の位置に設置されることが望ましい主な４つの理由について、以下に説明する。

複数の計測面上の位置データ取得位置を計測対象とする場合、最小の構成である２台のレーザーレーダーとした場合に最も装置コストを抑えることができる。第１の理由として、レーザーレーダーの設置台数を２台とする理由は、最も装置コストが抑えられるためである。

また、計測範囲をより広くするため、車両１に設置されたレーザーレーダーの位置から周囲を見渡した場合に、より広範囲な視野の確保が望まれる。そして、レーザーレーダーの設置位置が車両１の屋根の上の両角である場合に、車両１の本体によって視野が遮られる範囲が狭くなる。第２の理由として、レーザーレーダーの設置位置を車両１の屋根の上の両角とする理由は、広範囲な視野が確保されるためである。

また、一般に、車両１のエンジンルームは当該車両１の前部（運転席の位置よりも前方の位置）に設置されている場合が多い。このような車両１の形状を考慮した場合、レーザーレーダーの設置位置は、エンジンルームがあることによって視野が遮られる車両１の前方の位置よりも、エンジンルームがない後方の位置のほうが、より視野が遮られる範囲が狭くなると考えられる。第３の理由として、レーザーレーダーの設置位置を車両１の屋根の上の後方の位置とする理由は、広範囲な視野が確保されるためである。

また、車両１の位置を基準として、計測対象物において死角となる領域を狭くするためには、複数の計測面が、互いに平行な面ではなく、より大きな角度で交差することが望ましい。２つのレーザーレーダーを、車両１の屋根の上の後方の左右両角の位置とした場合、車両１の本体によって視野が遮られる範囲を狭くしつつ、２つの計測面をより大きな角度で交差させることができる。第４の理由として、レーザーレーダーの設置位置を車両１の屋根の上の後方の左右両角の位置とする理由は、広範囲な視野が確保されつつ、計測対象物において死角となる領域が狭くなるためである。

図２５～図２７は、本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。図２５～図２７は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間の水平図、鳥瞰図、及び垂直断面図を、それぞれ表している。

車両１は、一定速度で道路Ｒを走行する。これにより、車両１に搭載されたＭＭＳは、道路Ｒの周囲に存在する物体についての位置データを一定間隔で取得することができる。例えば、図２５～図２７に示すように、車両１の進行方向に対して道路Ｒの左側には１本の樹木ｔが存在する。ＭＭＳは、樹木ｔの脇を通過する際に、当該樹木ｔについての位置データを取得する。

図２５～図２７には、車両１が道路Ｒを走行した場合における、全ての位置データ取得位置Ｐｂと全ての位置データ取得位置Ｐｃと、がそれぞれ示されている。図２５の水平図、及び図２７の垂直断面図から分かるように、車両１の後方右側に設置されたレーザーレーダー（以下、「右側レーザーレーダー」という。）による計測対象である位置データ取得位置Ｐｂによって構成される計測面と、車両１の後方左側に設置されたレーザーレーダー（以下、「左側レーザーレーダー」という。）による計測対象である位置データ取得位置Ｐｃによって構成される計測面とが、それぞれ２つずつ樹木ｔと重なっている。

図２８～図２９は、計測対象物が樹木である場合における計測不感知領域を説明するための模式図である。図２８～図２９は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間に存在する樹木ｔの周辺の水平図及び垂直断面図をそれぞれ表している。

図２８～図２９に示すように、樹木ｔには、位置データを取得する対象となる多数の葉Ｌｆが茂っている。また、図２８～図２９には、右側レーザーレーダーによる位置データ取得位置Ｐｂと、左側レーザーレーダーによる位置データ取得位置Ｐｃとが、それぞれ示されている。図２８に示すように、樹木ｔの四方には、２つの計測不感知領域ａｒＲと、２つの計測不感知領域ａｒＬとが、それぞれ発生する。

計測不感知領域とは、上述したように、ＭＭＳによる計測が困難な領域である。計測不感知領域ａｒＲは、右側レーザーレーダーによる計測が困難な領域である。図示するように、計測不感知領域ａｒＲは、位置データ取得位置Ｐｂからなる計測面と平行となる向きに発生する。また、計測不感知領域ａｒＬは、左側レーザーレーダーによる計測が困難な領域である。図示するように、計測不感知領域ａｒＬは、位置データ取得位置Ｐｃからなる計測面と平行となる向きに発生する。なお、図が複雑にならないように、図２９においては計測不感知領域の記載を省略している。

図２８に示すように、４つの計測不感知領域が互いに重なる重複領域は発生しない。そのため、右側レーザーレーダーによる計測が困難な領域である計測不感知領域ａｒＲは、左側レーザーレーダーでは計測可能な領域である。一方、左側レーザーレーダーによる計測が困難な領域である計測不感知領域ａｒＬは、右側レーザーレーダーでは計測可能な領域である。

このように、本実施形態によれば、右側レーザーレーダーによる計測と、左側レーザーレーダーによる計測とは、互いに補完しあうことになるため、全てのレーザーレーダーによって位置データの取得が困難である領域は存在しなくなる。これにより、ＭＭＳが、計測不感知領域の発生に起因して樹木ｔの幅を実際よりも細く認識してしまう誤認識が起こる可能性が、従来よりも大幅に低減される（あるいは、可能性が無くなる）。

図３０～図３２は、葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。図３０～図３２において、点線の矢印及び一点鎖線の矢印は、レーザー光の照射を示している。実線の矢印と点線の矢印とは、レーザー光を照射したレーザーレーダーの違いによって区別されている。すなわち、右側レーザーレーダーから位置データ取得位置Ｐｂへのそれぞれのレーザー光の照射が点線の矢印で表されている。一方、左側レーザーレーダーから位置データ取得位置Ｐｃへのそれぞれのレーザー光の照射が一点鎖線の矢印で表されている。

図３０～３２に示す葉Ｌｆの向きは、従来技術の説明において参照した図１７～図１９とそれぞれ同一である。とくに、図１８と図３１、及び、図１９と図３２とをそれぞれ比較すると、従来技術においては葉Ｌｆに対してレーザー光が当たっていないが、本実施形態においては、互いに角度の異なる２つの計測面に沿ってレーザー光が照射されることにより、葉Ｌｆに対してレーザー光が当たっていることが分かる。このように、従来はレーザーレーダーによって照射されたレーザー光が当たり難かった葉Ｌｆの向きであっても、本実施形態によれば、レーザー光が葉Ｌｆに当たるようになる。これによって、従来は取得できなかった葉Ｌｆについての位置データの取得が可能になる。

以下、計測不感知領域におけるレーザー光の照射の状態について説明する。
図３３～図３５は、樹木ｔにおいて、計測不感知領域ａｒＬに生えている葉Ｌｆの周辺の鳥瞰図、垂直断面図、及び水平図をそれぞれ表している。また、図３６～図３８は、樹木ｔにおいて、計測不感知領域ａｒＲに生えている葉Ｌｆの周辺の鳥瞰図、垂直断面図、及び水平図をそれぞれ表している。

図３３～図３８において、点線の矢印及び一点鎖線の矢印は、レーザー光の照射を示している。実線の矢印と点線の矢印とは、レーザー光を照射したレーザーレーダーの違いによって区別されている。すなわち、右側レーザーレーダーから位置データ取得位置Ｐｂへのそれぞれのレーザー光の照射が点線の矢印で表されている。一方、左側レーザーレーダーから位置データ取得位置Ｐｃへのそれぞれのレーザー光の照射が一点鎖線の矢印で表されている。

とくに図３５を参照すると分かるように、計測不感知領域ａｒＬに生えている葉Ｌｆには、左側レーザーレーダーから照射されたレーザー光は当たらない。しかしながら、当該葉Ｌｆには、３か所に、右側レーザーレーダーから照射されたレーザー光が当たっていることが分かる。

また、とくに図３８を参照すると分かるように、計測不感知領域ａｒＲに生えている葉Ｌｆには、右側レーザーレーダーから照射されたレーザー光は当たらない。しかしながら、当該葉Ｌｆには、３か所に、左側レーザーレーダーから照射されたレーザー光が当たっていることが分かる。

このように、本実施形態によれば、葉Ｌｆの向きが、例えば、図３０～図３２に示す向き、図３３～図３５に示す向き、及び、図３６～図３８に示す向き等、いずれの向きであっても、右側レーザーレーダーから照射されたレーザー光又は左側レーザーレーダーから照射されたレーザー光のうち少なくとも一方が葉Ｌｆに当たることになる。これにより、本実施形態によれば、計測不感知領域を大幅に削減する（あるいは、生じないようにさせる）ことができる。

図３９～図４１は、図２５～図２７と同様に、本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。図２５～図２７は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間の水平図、鳥瞰図、及び垂直断面図を、それぞれ表している。

車両１は、一定速度で道路Ｒを走行する。これにより、車両１に搭載されたＭＭＳは、道路Ｒの周囲に存在する物体についての位置データを一定間隔で取得することができる。例えば、図３９～図４１に示すように、車両１の進行方向に対して道路Ｒの左側には１棟の建物ｂが存在する。ＭＭＳは、建物ｂの脇を通過する際に、当該建物ｂについての位置データを取得する。

とくに図３９を参照すると分かるように、本実施形態によれば、位置データ取得位置Ｐｂからなる計測面と位置データ取得位置Ｐｃからなる計測面とが、（車両１の進行方向に対して垂直となる面である）横断面に対して、車両１の左右方向（ｘ軸方向）にそれぞれ傾きを持った２つの面となっていることにより、従来、建物ｂの脇を通過する車両１の位置から見て死角となっていた当該建物ｂの左側の測面（上記、計測不可領域）に対しても、レーザー光が当たるようになる。これにより、従来よりも計測不可領域が狭くなることが分かる。

また、従来、車両１の左右方向（ｘ軸方向）に対して平行に近い位置関係であることにより計測密度が低くなっていた当該建物ｂの右側の測面（上記、計測低精度領域）に対して、より垂直に近い角度で（すなわち、より高い計測密度で）レーザー光が当たるようになる。これにより、従来よりも計測低精度領域が狭くなることが分かる。

なお、本実施形態によれば、建物ｂの水平面（ｘ－ｙ平面）上の形状が矩形である場合であっても、道路Ｒに対する建物ｂの設置角度によっては、計測不可領域を無くすことが可能である。例えば、車両１の進行方向に対する、建物ｂの各側面の角度が４５度に近い角度であり、かつ、２つの計測面の間の角度が４５度より小さい角度（鋭角）である場合、建物ｂの４つの側面それぞれに対して、２つの計測面のうち少なくとも一方の計測面に対するレーザー光が当たることになる。

なお、本実施形態によれば、例えば、建物ｂの水平面（ｘ－ｙ平面）上の形状が菱形又は平行四辺形等であり、かつ、当該形状の長手方向が車両１の左右方向（ｘ軸方向）に近い場合には、計測不可領域を無くすことができる可能性が更に高くなる。

図４２～図４３は、計測対象物が建物である場合における計測不可領域及び計測低精度領域を説明するための模式図である。図４２～図４３は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間に存在する建物ｂの周辺の水平図及び垂直断面図をそれぞれ表している。

図４２～図４３には、右側レーザーレーダーによる位置データ取得位置Ｐｂと、左側レーザーレーダーによる位置データ取得位置Ｐｃとが、それぞれ示されている。上述したように、従来技術によれば、建物ｂの左側の側面は計測不可領域ａｒ^†（図４２を図２０と比較して参照）となり、建物ｂの右側の側面は計測低精度領域ａｒ^‡（図４２を図２０と比較して参照）となる。

上述したように、計測不可領域ａｒ^†とは、例えばレーザーレーダーの位置から見て死角となりレーザー光が当たらないことによって、ＭＭＳによる計測が困難な領域である。また、計測低精度領域ａｒ^‡とは、例えば計測面と平行に近い位置関係であることによりレーザー光の当たる間隔が広くなる（計測密度が低くなる）ことによって、ＭＭＳによる計測の計測精度が低下する領域である。なお、図が複雑にならないように、図４３においては従来技術を説明する図２１に対応するが、計測不可領域ａｒ^†及び計測低精度領域ａｒ^‡の記載を省略している。

図４２に示すように、本実施形態によれば、位置データ取得位置Ｐｂからなる計測面と位置データ取得位置Ｐｃからなる計測面とが、（車両１の進行方向に対して垂直となる面である）横断面に対して、車両１の左右方向（ｘ軸方向）にそれぞれ傾きを持った２つの面となっていることにより、従来技術では、計測が困難であった計測不可領域ａｒ^†に対しても、レーザー光が当たるようになる。これにより、従来よりも計測不可領域が狭くなることが分かる。また、本実施形態によれば、従来技術では、計測密度が低いため計測精度が低下する領域であった計測低精度領域ａｒ^‡に対しても、より高い計測密度でレーザー光が当たるようになる。これにより、従来よりも計測低精度領域が狭くなることが分かる。

［ＭＭＳの機能構成］
以下、ＭＭＳ１０の構成について説明する。
図４４は、本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳ１０の機能構成を示すブロック図である。ＭＭＳ１０（測定装置）は、例えば汎用コンピュータ等の情報処理装置によって構成される計測装置である。ＭＭＳ１０は、例えば上述した車両１等の移動体に搭載される。移動体は、移動経路（例えば、道路Ｒ）に沿って移動しながら、移動経路の周囲に存在する物体の位置を計測し、点群データを出力する。図４４に示すように、ＭＭＳ１０は、計測部１０１と、記憶部１０２と、点群データ生成部１０３と、点群データ出力部１０４と、を含んで構成される。

計測部１０１は、例えばレーザーレーダー等の計測機器を含んで構成される。計測部１０１は、移動体の移動経路周辺の物体の位置を計測する。計測部１０１は、互いに異なる向きの複数の計測面を計測対象として物体の位置を計測する。計測部１０１は、計測結果を示す位置データを生成する。

例えば、ここで生成される位置データには、計測部１０１が備える右側レーザーレーダー等によって得られた位置データと、計測部１０１が備える左側レーザーレーダー等によって得られた位置データとが含まれる。すなわち、例えば、計測部１０１は、移動体の進行方向に対して垂直となる面（横断面）に対し、移動体の進行方向に向かって左右方向にそれぞれ傾きを有する複数の計測面上にそれぞれ存在する位置データ取得位置（例えば、上述した、位置データ取得位置Ｐｂ及び位置データ取得位置Ｐｃ）について、位置の計測を行う。

計測部１０１は、生成された位置データを記憶部１０２に格納する。なお、計測部１０１は、（例えば、移動経路に沿った移動体の移動が終了し）計測対象範囲に対する全ての計測が完了した場合、計測が完了したことを示す情報を、点群データ生成部１０３へ出力するようにしてもよい。なお、計測部１０１は、ＭＭＳ１０の外部の装置に備えられている構成であってもよい。

記憶部１０２は、位置データの集合である点群データを記憶する。記憶部１０２は、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＤＤ（Solid State Drive）、ＲＡＭ（Random Access Memory；読み書き可能なメモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、レジスタ等の記憶媒体、又はこれらの記憶媒体の組み合わせによって実現される。なお、記憶部１０２は、ＭＭＳ１０の外部の装置に備えられている構成であってもよい。

点群データ生成部１０３は、例えば計測部１０１から出力された上記の計測が完了したことを示す情報等を取得することにより、計測部１０１による計測が完了したことを認識する。点群データ生成部１０３は、計測が完了したこと認識すると、記憶部１０２に格納された位置データを用いて、移動体の移動経路の周辺における物体についての点群データを生成する。点群データ生成部１０３は、生成された点群データを記憶部１０２に格納する。なお、点群データ生成部１０３は、点群データの生成が完了した場合、当該生成が完了したことを示す情報を、点群データ出力部１０４へ出力するようにしてもよい。

点群データ出力部１０４は、例えば点群データ生成部１０３から出力された上記の生成が完了したことを示す情報等を取得することにより、点群データの生成が完了したことを認識する。点群データ出力部１０４は、点群データの生成が完了したことを認識すると、記憶部１０２に記憶された点群データをＭＭＳ１０の後段の処理を行う装置（例えば外部の装置等）へ出力する。

［ＭＭＳの動作］
以下、ＭＭＳ１０（測定装置）の動作の一例について説明する。
図４５は、本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳ１０の動作を示すフローチャートである。

計測部１０１は、移動体の移動経路周辺の物体の位置を計測する。計測部１０１は、互いに異なる向きの複数の計測面を計測対象として物体の位置を計測する（ステップＳ１０１）。計測部１０１は、計測結果を示す位置データを生成する（ステップＳ１０２）。計測部１０１は、生成された位置データを記憶部１０２に格納する。計測部１０１は、計測対象範囲に対する全ての計測が完了するまで、上記の計測を継続する。

点群データ生成部１０３は、計測部１０１による計測対象範囲に対する全ての計測が完了した場合（ステップＳ１０３・Ｙｅｓ）、記憶部１０２に格納された位置データを用いて、移動体の移動経路の周辺における物体についての点群データを生成する（ステップＳ１０４）。点群データ生成部１０３は、生成された点群データを記憶部１０２に格納する。

点群データ出力部１０４は、点群データ生成部１０３による点群データの生成が完了すると、記憶部１０２に記憶された点群データをＭＭＳ１０の後段の処理を行う装置（例えば外部の装置等）へ出力する（ステップＳ１０５）。以上で、図４５のフローチャートが示すＭＭＳ１０の動作が終了する。

なお、複数の計測面に対する計測によってそれぞれ得られた位置データが示す座標（例えば、右側レーザーレーダーによって得られた位置データが示す座標と左側レーザーレーダーによって得られた位置データが示す座標）が互いに近傍に位置する場合には、ＭＭＳ１０は、一方の位置データのみを残して他方の位置データを削除するようにしてもよい。その理由は、以下の通りである。

一般に、ＭＭＳは、一度に大量の位置データに対して処理を行うことが多い。複数（例えば２つ）の位置データが示す座標が互いに近傍に位置する場合に、ＭＭＳ１０が、一方の位置データを削除することにより、これら複数の位置データは、同一の情報であると見なされ、１つの位置データに纏められる。まず、第１の理由は、これら複数の位置データが１つの位置データに纏められることによって点群データのデータ量が削減され、ＭＭＳ１０における処理の負荷が軽減されるためである。

また、複数の計測面に対する計測によってそれぞれ得られた位置データによって生成される点群データには、近傍の座標に対して重複して取得された位置データと、複数の計測面のうちいずれか一つの計測面に対する計測のみによって得られた位置データと、が混在する。これにより、ＭＭＳ１０から出力された点群データを、例えば後段の処理を行う装置等が活用する場合において、不都合が生じる場合がある。例えば、一般に、点群データには体積に相当する情報が含まれていないために、計測対象の領域ごとに位置データを取得する密度についての重み付けをする処理が行われることがある。

しかしながら、上述したような、複数の位置データが示す座標が互いに近傍に存在する場合に一方の位置データを削除する処理が行われない場合、ＭＭＳ１０近傍の座標に対して重複して取得された位置データと、いずれか１つの計測面に対する計測のみによって得られた位置データとに対して、互いに異なる重み付けをするような処理を別途行わなければならなくなる。第２の理由は、このような位置データを取得する密度についての重み付けをする処理において、ＭＭＳ１０にかかる負荷が軽減されるためである。

なお、複数の座標が互いに近傍の位置であるか否かの判定は、例えば、レーザーレーダーの分解能の間隔未満であるか否かによってなされる。分解能の間隔とは、計測可能な空間の大きさである。すなわち、例えば、右側レーザーレーダーによる計測による位置データの取得位置（位置データ取得位置Ｐｂ）が含まれる計測可能な空間の中に、左側レーザーレーダーによる計測による位置データの取得位置（位置データ取得位置Ｐｃ）が含まれる場合に、２つの座標値が近似すると判定される。

なお、上述した処理が行われることによって座標が互いに近傍に位置する複数の位置データが１つの位置データに置き換えられることにより、後段の処理を行う装置は、ＭＭＳ１０から出力される点群データを、一般的な点群データとして活用することができる。

［計測部の構成］
以下、計測部１０１のハードウェア構成の一例について説明する。
図４６～図４７は、本発明の第１の実施形態に係る計測部１０１の構成を示す模式図である。

図４６に示すように、レーザーレーダーＬｓを備える計測部１０１は、車両１の屋根の上に設置される。また、計測部１０１は、屋根の上の後部の左右両角に設置される。また、右側角部に設置された計測部１０１は、レーザーレーダーＬｓ（右側レーザーレーダー）による計測対象である位置データ取得位置Ｐｂからなる計測面が車両１の進行方向に対して垂直となる横断面に対して右方向に傾くような向きで、設置される。また、左側角部に設置された計測部１０１は、レーザーレーダーＬｓ（左側レーザーレーダー）による計測対象である位置データ取得位置Ｐｃからなる計測面が車両１の進行方向に対して垂直となる横断面に対して左方向に傾くような向きで、設置される。

図４７は、本発明の第１の実施形態に係る計測部１０１が備えるレーザーレーダーＬｓの光学的な内部構造を示す図である。なお、右側レーザーレーダー及び左側レーザーレーダー共に、光学的な内部構造は同様である。図４７に示すように、レーザーレーダーＬｓは、モータ２０１と、角度エンコーダ２０２と、投光器２０３と、反射ミラー２０４と、集光レンズ２０５と、受光器２０６と、ストップウォッチ２０７と、を含んで構成される。

モータ２０１（回転機構）は、計測部１０１による計測が行われる際に、図４７に示す回転軸を中心に一定の速度で回転する。角度エンコーダ２０２は、一定間隔で起動信号（例えばパルス信号）を発生させる。角度エンコーダ２０２は、起動信号を投光器２０３及びストップウォッチ２０７へ出力する。投光器２０３及び反射ミラー２０４は、モータ２０１の回転と同期して回転するように構成される。投光器２０３は、角度エンコーダから出力された起動信号を取得した時点で、レーザー光を投光する。ストップウォッチ２０７は、投光器２０３から出力された起動信号を取得した時点で、計時を開始する。なお、投光器２０３が、角度エンコーダから出力された起動信号を取得した時点で、当該起動信号をストップウォッチ２０７へ出力するような構成であってもよい。

投光器２０３によって投光されたレーザー光は、計測対象物に反射し、反射光となってレーザーレーダーＬｓへ戻る。反射ミラー２０４は、反射光の進行方向を集光レンズ２０５の方向へ屈折させる。受光器２０６（受光部）は、集光レンズ２０５を介して、反射光を受光する。ストップウォッチ２０７は、受光器２０６によって反射光が受光された時点で、計時を停止する。

計測部１０１は、角度エンコーダ２０２から出力された信号に基づいて、計測対象の方向を特定する。また、計測部１０１は、ストップウォッチによって計測された時間に基づいて、計測対象物までの距離を算出する。計測部１０１は、特定された方向と算出された距離とに基づいて、計測対象物の位置を示す位置データを生成する。

以上説明したように、本発明の第１の実施形態に係るＭＭＳ１０は、車両１の進行方向に対して垂直となる面（横断面）に対し、当該車両１の左右方向に向かってそれぞれ傾きを有する複数の計測面上に存在する位置データ取得位置（例えば、上述した、位置データ取得位置Ｐｂ及び位置データ取得位置Ｐｃ）についての位置データを取得する。

ＭＭＳ１０は、上記のように得られる位置データを取得して解析することによって、従来は計測することができなかった計測不感知領域、及び計測不可領域についても計測を可能にする。また、ＭＭＳ１０は、上記のように得られる位置データを取得して解析することによって、従来は計測密度が低くなり計測精度が低下する計測低精度領域についても、より高い計測密度での計測を可能にする。これにより、本実施形態に係るＭＭＳ１０は、計測が不可能な領域及び計測精度が低下する領域を削減することができる。

＜第１の実施形態の変形例＞
以下、本発明の第１の実施形態の変形例について、図面を参照しながら説明する。

上述した第１の実施形態に係るＭＭＳ１０では、１つの計測面に対して１つの計測部１０１が備えられるものとしたが、複数の計測面を対象として計測を行うことができる１つの計測部（例えば、以下に示す計測部１０１－２）のみが備えられる構成であってもよい。

［計測部の構成］
以下、計測部１０１－２のハードウェア構成の一例について説明する。
図４８～図４９は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る計測部１０１－２の構成を示す模式図である。

計測部１０１－２は、例えば、車両１の屋根の上の後部中央の位置に設置される。図４８に示すように、計測部１０１－２はレーザーレーダーＬｓ２を備える。レーザーレーダーＬｓ２は、位置データ取得位置Ｐｂ及び位置データ取得位置Ｐｃの双方を計測対象として計測を行うことができる。上述したように、位置データ取得位置Ｐｂからなる計測面と、位置データ取得位置Ｐｃからなる計測面とは、車両１の進行方向に対して互いに異なる傾きを有する。

図４９は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る計測部１０１－２が備えるレーザーレーダーＬｓ２の光学的な内部構造を示す図である。図４９に示すように、レーザーレーダーＬｓ２は、モータ２０１と、角度エンコーダ２０２と、投光器２０３－１と、投光器２０３－２と、反射ミラー２０４－１と、反射ミラー２０４－２と、集光レンズ２０５－１と、集光レンズ２０５－２と、受光器２０６－１と、受光器２０６－２と、ストップウォッチ２０７－１と、ストップウォッチ２０７－２と、を含んで構成される。

すなわち、投光器、反射ミラー、集光レンズ、受光器、及びストップウォッチは、計測面ごとにそれぞれ備えられる。例えば、投光器２０３－１と、反射ミラー２０４－１と、集光レンズ２０５－１と、受光器２０６－１と、ストップウォッチ２０７－１とは、位置データ取得位置Ｐｂに対する計測を行うための部材である。一方、例えば、投光器２０３－２と、反射ミラー２０４－２と、集光レンズ２０５－２と、受光器２０６－２と、ストップウォッチ２０７－２とは、位置データ取得位置Ｐｃに対する計測を行うための部材である。

投光器２０３－１は、位置データ取得位置Ｐｂに向けてレーザー光を投光する。反射ミラー２０４－１は、投光器２０３－１によって投光されたレーザー光に対する反射光の進行方向を、集光レンズ２０５－１の方向へ屈折させる。また、投光器２０３－２は、位置データ取得位置Ｐｃに向けてレーザー光を投光する。反射ミラー２０４－２は、投光器２０３－２によって投光されたレーザー光に対する反射光の進行方向を、集光レンズ２０５－２の方向へ屈折させる。

なお、各部材のその他の機構については、上述した第１の実施形態に係るレーザーレーダーＬｓにおける各部材の機構と同様であるため、説明を省略する。

モータ２０１と角度エンコーダ２０２とは、位置データ取得位置Ｐｂに対する計測及び位置データ取得位置Ｐｃに対する計測の双方に対して用いられる、共通部材である。このように、モータ２０１と角度エンコーダ２０２とを共通部材とすることにより、位置データ取得位置Ｐｂに対する計測と位置データ取得位置Ｐｃに対する計測との間の計測誤差が小さくなる。

なお、ラップタイムを計る（途中計時する）ことができるストップウォッチが用いられる場合には、当該ストップウォッチも共通部材とすることができる。この場合、角度エンコーダ２０２とストップウォッチの双方が共通部材となることによって、２つの計測対象物に対する計測を１つの時間軸上で行うことが可能になるため、上記計測誤差がさらに小さくなる。

［レーザーレーダーの動作］
以下、レーザーレーダーＬｓ２の動作の一例について説明する。
図５０は、本発明の第１の実施形態の変形例に係るレーザーレーダーＬｓ２の動作を示すフローチャートである。

角度エンコーダ２０２は、起動信号を一定間隔で発生させる（ステップＳ２０１）。複数の投光器（投光器２０３－１及び投光器２０３－２）は、起動信号に合わせてそれぞれ投光する（ステップＳ２０２）。各投光器による投光に対する反射光を、それぞれの受光器が受光する（ステップＳ２０３）。すなわち、受光器２０６－１は、投光器２０３－１によって投光されたレーザー光の反射光を、反射ミラー２０４－１及び集光レンズ２０５－１を介して受光する。また、受光器２０６－２は、投光器２０３－２によって投光されたレーザー光の反射光を、反射ミラー２０４－２及び集光レンズ２０５－２を介して受光する。

計測部１０１は、起動信号の発生時から各受光器におけるそれぞれの受光時までの所要時間を計測する（ステップＳ２０４）。すなわち、計測部１０１は、起動信号の発生時から受光器２０６－１における受光時までの所要時間をストップウォッチ２０７－１によって計測するとともに、起動信号の発生時から受光器２０６－２における受光時までの所要時間をストップウォッチ２０７－２によって計測する。

計測部１０１は、起動信号の発生時点における、それぞれの投光器（投光器２０３－１及び投光器２０３－２）による投光の方向（角度）を、角度エンコーダ２０２によって計測する（ステップＳ２０５）。計測部１０１は、投光方向（角度）と、所要時間と、自装置の位置及び向きとに基づいて、計測対象物の位置を特定する（ステップＳ２０６）。計測部１０１は、特定された計測対象物の位置を示す位置データを記憶部１０２に格納する（ステップＳ２０７）。

以上で、図５０のフローチャートが示すレーザーレーダーＬｓ２の動作が終了数する。なお、これ以降のＭＭＳ１０の動作については、上述した第１の実施形態に係るＭＭＳ１０の動作（図４５のステップＳ１０３以降の動作）と同様である。

なお、上述した第１の実施形態の変形例では、第１の実施形態との比較を容易にするため、図４８に示したように、２つの計測面の向きが、車両１の左右方向（ｘ軸方向）に互いに異なる場合について説明した。しかしながら、この構成に限られるものではなく、例えば、２つの計測面の向きが、垂直方向（ｚ軸方向）に互いに異なる構成（すなわち、例えば、２つの計測面がそれぞれ仰角と俯角とを有する構成）であってもよい。この場合、後述する第２の実施形態に係るＭＭＳの実施効果と同様の実施効果を得ることができる。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

上述した第１の実施形態及び第１の実施形態の変形例では、１つの計測部が、所定の１つ又は複数の計測面上の方向へレーザー光を投光することができる構成であった。すなわち、第１の実施形態では、図４６に示したように、計測部１０１は、それぞれ所定の１つの計測面（位置データ取得位置Ｐｂからなる計測面、又は位置データ取得位置Ｐｃからなる計測面）のみを計測対象とする固定式の計測部であった。また、第１の実施形態の変形例では、図４８に示したように、計測部１０１－２は、所定の２つの計測面（位置データ取得位置Ｐｂからなる計測面、及び位置データ取得位置Ｐｃからなる計測面）のみを計測対象とする固定式の計測部であった。

これに対し、以下に説明する第２の実施形態に係る計測部１０１－３は、レーザー光の投光方向を時間とともに変化させることができる、可動式の計測部である。

［計測部の構成］
以下、計測部１０１－３の構成の一例について説明する。
図５１は、本発明の第２の実施形態の変形例に係る計測部１０１－３の構成を示す模式図である。

図５１に示すように、計測部１０１－３は、レーザーレーダーＬｓを備える。なお、レーザーレーダーＬｓの光学的な内部機構については、図４７に示した第１の実施形態に係るレーザーレーダーＬｓの内部構造と同様である。計測部１０１－３は、レーザーレーダーＬｓの向きを、仰俯角方向に変化させることができる。例えば、計測部１０１－３は、レーザーレーダーＬｓの向きを仰角方向に最も傾けた場合、位置データ取得位置Ｐｄ１からなる計測面を計測対象とすることができる。また、例えば、計測部１０１－３は、レーザーレーダーＬｓの向きを俯角方向に最も傾けた場合、位置データ取得位置Ｐｄ２からなる計測面を計測対象とすることができる。

なお、計測部１０１－３は、任意の仰俯角を有する計測面を計測対象とすることができるが、以下、説明を簡単にするため、図５１に示す位置データ取得位置Ｐｄ１からなる計測面及び位置データ取得位置Ｐｄ２からなる計測面の２つの面を計測対象にするものとする。計測部１０１－３は、計測を行う場合、レーザーレーダーＬｓの向きを、一定周期で仰俯角方向に往復させるように変化させる。これにより、計測部１０１－３は、位置データ取得位置Ｐｄ１に対する位置データと、位置データ取得位置Ｐｄ２に対する位置データとを、それぞれ一定間隔で取得することができる。

図５２～図５４は、それぞれ、本発明の第２の実施形態に係るＭＭＳによる位置データの取得位置を示す模式図である。車両１は、所定の移動経路に沿って道路Ｒを走行する。図５２～図５４は、走行中の一時点における、ＭＭＳが搭載された車両１が存在する空間の水平図、鳥瞰図、及び垂直断面図を、それぞれ表している。

車両１の後部には、図５１に示したレーザーレーダーＬｓを備える計測部１０１－３が搭載されている。なお、計測部１０１－３は、例えば車両１の屋根の上の後部中央の位置等に、車両１の進行方向の逆方向に向けて設置される。ＭＭＳは、車両１が走行する道路Ｒの周囲をレーザーレーダーＬｓによって計測し、道路Ｒの周囲に存在する物体についての位置データを取得する。

図５２～図５４では、レーザーレーダーＬｓの向きが仰角方向に最も傾けられた時点においてＭＭＳによって取得される位置データの取得位置の集合である位置データ取得位置Ｐｄ１が、点線によって示されている。また、図５２～図５４では、レーザーレーダーＬｓの向きが俯角方向に最も傾けられた時点においてＭＭＳによって取得される位置データの取得位置の集合である位置データ取得位置Ｐｄ２が、一点鎖線で示されている。

図５４の垂直断面図から分かるように、位置データ取得位置Ｐｄ１によって構成される計測面は、車両１の進行方向に対して垂直となる横断面に対して、俯角を有している。一方、位置データ取得位置Ｐｄ２によって構成される計測面は、車両１の進行方向に対して垂直となる横断面に対して、仰角を有している。これにより、図５４の垂直断面図から分かるように、位置データ取得位置Ｐｄ１からなる計測面と位置データ取得位置Ｐｄ２からなる計測面とは、互いに交差することになる。

図５５～図５７は、本発明の第２の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。図５５～図５７は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間の水平図、鳥瞰図、及び垂直断面図を、それぞれ表している。

車両１は、一定速度で道路Ｒを走行する。これにより、車両１に搭載されたＭＭＳは、道路Ｒの周囲に存在する物体について、位置データ取得位置Ｐｄ１及び位置データ取得位置Ｐｄ２に対する位置データを、それぞれ一定間隔で取得することができる。例えば、図５５～図５７に示すように、車両１の進行方向に対して道路Ｒの左側には１本の樹木ｔが存在する。ＭＭＳは、樹木ｔの脇を通過する際に、樹木ｔについての位置データを取得する。

図５５～図５７には、車両１が道路Ｒを走行する際に計測対象としている、全ての位置データ取得位置Ｐｄ１と全ての位置データ取得位置Ｐｄ２と、がそれぞれ示されている。図５５の水平図、及び図５７の垂直断面図から分かるように、位置データ取得位置Ｐｄ１によって構成される計測面と、位置データ取得位置Ｐｄ２によって構成される計測面とが、それぞれ２つずつ樹木ｔと重なっている。

図５８～図５９は、計測対象物が樹木である場合における計測不感知領域を説明するための模式図である。図５８～図５９は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間に存在する樹木ｔの周辺の水平図及び垂直断面図をそれぞれ表している。

図５８～図５９に示すように、樹木ｔには、位置データを取得する対象となる多数の葉Ｌｆが茂っている。また、図５８～図５９には、車両１が道路Ｒを走行する際に計測対象としている、位置データ取得位置Ｐｄ１と位置データ取得位置Ｐｄ２とがそれぞれ示されている。図５９に示すように、樹木ｔにおいて、車両１の進行方向側とその逆方向側（ｙ軸方向の前方側と後方側）には、計測不感知領域が発生する。計測不感知領域とは、上述したように、ＭＭＳによる計測が困難な領域である。なお、図が複雑にならないように、図５８においては計測不感知領域の記載を省略している。

図５９に示すように、計測不感知領域ａｒ１は、位置データ取得位置Ｐｄ１に対する位置データの取得時に発生する計測不感知領域である。一方、計測不感知領域ａｒ２は、位置データ取得位置Ｐｄ２に対する位置データの取得時に発生する計測不感知領域である。計測不感知領域ａｒ１と計測不感知領域ａｒ２とは、樹木ｔにおいて、車両１の進行方向側とその逆方向側（ｙ軸方向の前方側と後方側）にそれぞれ発生するため、２つずつ存在する。

また、図５９に示すように、計測不感知領域ａｒ１及び計測不感知領域ａｒ２は、横断面に対してそれぞれ仰角及び俯角を有するため、互いに交差する。これにより、図５９に示すように、樹木ｔにおいて、車両１の進行方向側とその逆方向側（ｙ軸方向の前方側と後方側）にそれぞれ重複領域ｄが発生する。

計測不感知領域ａｒ１のうち重複領域ｄではない範囲は、計測不感知領域ａｒ２ではない領域である。したがって、当該領域は、位置データ取得位置Ｐｄ１からなる計測面を計測対象とする際には位置データの取得が困難な領域であるが、位置データ取得位置Ｐｄ２からなる計測面を計測対象とする際には位置データの取得が可能な領域である。一方、計測不感知領域ａｒ２のうち重複領域ｄではない範囲は、計測不感知領域ａｒ１ではない領域である。したがって、当該領域は、位置データ取得位置Ｐｄ２からなる計測面を計測対象とする際には位置データの取得が困難な領域であるが、位置データ取得位置Ｐｄ１からなる計測面を計測対象とする際には位置データの取得が可能な領域である。

このように、本実施形態によれば、位置データ取得位置Ｐｄ１に対する計測と、位置データ取得位置Ｐｄ２に対する計測とは、互いに補完しあうことになるため、いずれの計測においても位置データの取得が困難である領域は、重複領域ｄのみに限られる。車両１の進行方向に対して垂直となる面である横断面に対して、仰角を有する面及び俯角を有する面をそれぞれ計測面とすることによって、例えば図５９に示すように、計測不感知領域が従来よりも大幅に削減される。これにより、ＭＭＳが、計測不感知領域の発生に起因して樹木ｔの幅を実際よりも細く認識してしまう誤認識が起こる可能性が、従来よりも大幅に低減される。

図６０～図６２は、葉Ｌｆの向きとレーザーレーダーＬｓによるレーザー光の照射方向との関係を示す模式図である。図６０～図６２において、実線の矢印及び点線の矢印は、レーザー光の照射を示している。実線の矢印と点線の矢印とは、位置データの取得タイミングの違いによって区別されている。すなわち、ある取得タイミングにおける位置データ取得位置Ｐｄ１（又は、位置データ取得位置Ｐｄ２）へのそれぞれのレーザー光の照射が実線の矢印で表されている。一方、上記取得タイミングとは異なる取得タイミングにおける位置データ取得位置Ｐｄ１（又は、位置データ取得位置Ｐｄ２）へのそれぞれのレーザー光の照射がそれぞれ点線の矢印で表されている。

また、図６１において円の中にＸが描かれているマークは、図６０及び図６２における矢印に相当する。当該マークは、図面の手前方向から奥行き方向へレーザー光が照射されていることを示している。図６１に示すように、当該マークには、図の左上から右下へ向かって２列に並ぶように配置されているマークと、図の右上から左下へ向かって２列に並ぶように配置されているマークとがある。図の右上から左下へ向かって並ぶように配置されているマークは、位置データ取得位置Ｐｄ１に対して照射されたレーザー光を示す。一方、図の左上から右下へ向かって並ぶように配置されているマークは、位置データ取得位置Ｐｄ２に対して照射されたレーザー光を示す。

実線で描かれたマークと点線で描かれたマークとは、位置データの取得タイミングの違いによって区別されている。すなわち、ある取得タイミングにおける位置データ取得位置Ｐｄ１（又は、位置データ取得位置Ｐｄ２）へのそれぞれのレーザー光の照射が実線のマークで表されている。一方、上記取得タイミングとは異なる取得タイミングにおける位置データ取得位置Ｐｄ１（又は、位置データ取得位置Ｐｄ２）へのそれぞれのレーザー光の照射がそれぞれ点線のマークで表されている。

図６０～図６２は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間に存在する樹木ｔに生えている葉Ｌｆの周辺の鳥瞰図、垂直断面図、及び水平図をそれぞれ表している。なお、図６０～図６２に示す葉Ｌｆの表面の向きは、図１７～図１９に示した葉Ｌｆの表面の向きと同一である。

図１７～図１９においては、葉Ｌｆは、レーザーレーダーから照射されたレーザー光が当たり難い状態であった。これに対し、本実施形態によれば、図６０～図６２に示すように、互いに異なる仰俯角を有する計測面（すなわち、位置データ取得位置Ｐｄ１からなる計測面、及び位置データ取得位置Ｐｄ１からなる計測面）についての計測が行われるため、従来はレーザーレーダーＬｓによって照射されたレーザー光が当たり難かった葉Ｌｆの向きであっても、レーザー光が葉Ｌｆに当たる可能性が高くなる。これによって、従来は取得できなかった葉Ｌｆについての位置データの取得が可能になる。

なお、本実施形態によれば、葉Ｌｆの表面の向きが図６０～図６２に示す向きである場合において、当該葉Ｌｆの位置がレーザーレーダーＬｓの位置と高さが異なる場合、レーザー光が葉Ｌｆに当たる可能性が高くなる。なぜならば、計測面が仰角又は俯角を有することによって、レーザー光の照射方向が、レーザーレーダーＬｓの位置の高さと異なる方向である場合には、当該レーザー光の照射方向に車両１の進行方向又はその逆方向（ｙ軸方向の前方向又は後方向）の成分が含まれるようになるためである。

また、葉Ｌｆの位置の高さとレーザーレーダーＬｓの位置の高さとの差が大きくなるほど、レーザー光の照射方向に含まれる、車両１の進行方向又はその逆方向（ｙ軸方向の前方向又は後方向）の成分がより多く含まれるようになるため、レーザー光が葉Ｌｆに当たる可能性がより高くなる。

例えば、レーザーレーダーＬｓを備える計測部１０１－３が車両１の屋根に搭載されている場合、ＭＭＳによって取得される位置データ取得位置Ｐｄ１又は位置データ取得位置Ｐｄ２は、車両１の進行方向（ｙ軸方向）に対して垂直となる面である横断面（ｘ－ｚ平面）上ではなく、進行方向（ｙ軸方向）へ仰角又は俯角を有する計測面上に位置する。これにより、車両位置の屋根の高さ（すなわち、レーザーレーダーＬｓの設置高さ）よりも高い位置に存在する計測対象物に対するレーザー光の照射方向は、車両１の進行方向の逆方向（ｙ軸方向でマイナスの方向）の成分を含むようになる。一方、車両位置の屋根の高さよりも低い位置に存在する計測対象物に対するレーザー光の照射方向は、車両１の進行方向（ｙ軸方向でプラスの方向）の成分を含むようになる。

具体的には、レーザーレーダーＬｓの位置と同じ高さの位置へ向かってレーザー光が照射される場合、レーザー光は、車両１の進行方向に対して垂直となる方向（Ｘ軸方向）へ照射される。これに対し、レーザーレーダーＬｓの位置よりも高い位置へ向かってレーザー光が照射される場合、レーザー光は、（計測面が仰角を有する場合）車両１の後方斜め上の方向へ照射される。また、レーザーレーダーＬｓの位置よりも低い位置へ向かってレーザー光が照射される場合、レーザー光は、（計測面が俯角を有する場合）車両１の前方斜め下の方向へ照射される。これにより、車両１に対して側面を向けるように生えている葉Ｌｆであっても、葉Ｌｆの位置とレーザーレーダーＬｓの位置との高さが異なる場合には、レーザー光は車両１の前方向又は後方向への成分を含む方向に向かって照射されるため、レーザー光が当たる可能性が高くなる。

図６３～図６５は、図５５～図５７と同様に、本発明の第２の実施形態に係るＭＭＳによる計測の一例を示す模式図である。図６３～図６５は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間の水平図、鳥瞰図、及び垂直断面図を、それぞれ表している。

車両１は、一定速度で道路Ｒを走行する。これにより、車両１に搭載されたＭＭＳは、道路Ｒの周囲に存在する物体について、位置データ取得位置Ｐｄ１及び位置データ取得位置Ｐｄ２に対する位置データを、それぞれ一定間隔で取得することができる。例えば、図６３～図６５に示すように、車両１の進行方向に対して道路Ｒの左側には１棟の建物ｄが存在する。ＭＭＳは、建物ｄの脇を通過する際に、建物ｄについての位置データを取得する。

図６３～図６５には、車両１が道路Ｒを走行する際に計測対象としている、全ての位置データ取得位置Ｐｄ１と全ての位置データ取得位置Ｐｄ２と、がそれぞれ示されている。図６３の水平図、及び図６５の垂直断面図から分かるように、位置データ取得位置Ｐｄ１によって構成される計測面と、位置データ取得位置Ｐｄ２によって構成される計測面とが、それぞれ２つずつ建物ｄと重なっている。

図６６～図６７は、計測対象物が建物である場合における計測不可領域及び計測低精度領域を説明するための模式図である。図６６～図６７は、道路Ｒの周囲を計測するＭＭＳが搭載された車両１が走行した空間に存在する建物ｄの周辺の水平図及び垂直断面図をそれぞれ表している。

図６６～図６７には、車両１が道路Ｒを走行する際に計測対象としている、位置データ取得位置Ｐｄ１と位置データ取得位置Ｐｄ２とがそれぞれ示されている。図６６に示すように、レーザーレーダーＬｓから照射されたレーザー光の照射方向はｘ軸のマイナス方向である。そのため、図２０～図２１に示したように、従来技術の場合には、建物ｂの左側の側面は、当該建物ｂの脇を通過する車両１の位置から見て死角となる位置になる。これにより、従来技術の場合には、建物ｂの左側の側面に、計測不可領域ａｒ^†が生じる。

また、建物ｂの右側の側面は、建物ｂの車両１側（車両１の位置から見て手前側）の側面と比べて、レーザー光の照射方向とより平行に近い面になっている。そのため、図２０～図２１に示したように、従来技術の場合には、建物ｂの右側の側面における位置データ取得位置Ｐａの間隔ｄ４は、建物ｂの車両１側（道路Ｒ側）の側面における位置データ取得位置Ｐａの間隔ｄ３に比べて、広くなる（ｄ４＞ｄ３）。すなわち、建物ｂの右側の側面では、計測密度が低くなる。これにより、従来技術の場合には、建物ｂの右側の側面に、計測低精度領域ａｒ^‡が生じる。

これに対し、本実施形態では、上述したように、計測面が仰角又は俯角を有する。そのため、レーザーレーダーＬｓの位置の高さと異なる方向に対しては、レーザー光の照射方向に、車両１の進行方向又はその逆方向（ｙ軸方向の前方向又は後方向）の成分が含まれるようになる。これにより、本実施形態によれば、図６６～図６７に示すように、従来技術における計測不可領域ａｒ^†に対しても、位置データ取得位置Ｐｄ１に対するレーザー光、及び位置データ取得位置Ｐｄ２に対するレーザー光が当たるようになる。このように、本実施形態によれば、従来、建物ｂの脇を通過する車両１の位置から見て死角となっていた当該建物ｂの左側の測面（上記、計測不可領域）に対しても、レーザー光が当たるようになるため、従来よりも計測不可領域が狭くなることが分かる。

なお、本実施形態によれば、建物ｂの水平面（ｘ－ｙ平面）上の形状が矩形である場合であっても、道路Ｒに対する建物ｂの設置角度によっては、計測不可領域を無くすことが可能である。例えば、車両１の進行方向に対する、建物ｂの各側面の角度が４５度に近い角度であり、かつ、２つの計測面の仰俯角が大きい場合（すなわち、２つの計測面がｘ－ｙ平面に近い場合）である。この場合、レーザー光の照射方向に車両１の進行方向（ｙ軸方向）の成分がより多く含まれることになる。これにより、建物ｂの４つの側面それぞれに対して、２つの計測面に対するレーザー光が当たることになる。

なお、本実施形態によれば、例えば、建物ｂの水平面（ｘ－ｙ平面）上の形状が菱形又は平行四辺形等であり、かつ、当該形状の長手方向が車両１の左右方向（ｘ軸方向）に近い場合には、計測不可領域を無くすことができる可能性が更に高くなる。

また、本実施形態によれば、レーザー光の照射方向に車両１の進行方向又はその逆方向（ｙ軸方向の前方向又は後方向）の成分が含まれることにより、従来技術における計測低精度領域ａｒ^‡に対しても、位置データ取得位置Ｐｄ１に対するレーザー光、及び位置データ取得位置Ｐｄ２に対するレーザー光がより高い計測密度で当たるようになる。すなわち、本実施形態によれば、従来、車両１の左右方向（ｘ軸方向）に対して平行に近い位置関係であることにより計測密度が低くなっていた当該建物ｂの右側の測面（上記、計測低精度領域）に対して、より垂直に近い角度でレーザー光が当たるようになる。さらには、本実施形態によれば、仰俯角を有する複数の計測面に対する計測が行われる。これにより、従来技術の場合と比べて計測密度がより高くなり、計測低精度領域が狭くなることが分かる。

なお、上述した第２の実施形態においては、計測部１０１－３は、仰俯角を有する２つの計測面に対して計測を行うものとした。但し、このような構成に限られるものではなく、例えば、計測部１０１－３が、車両１の進行方向に対して、左右方向にそれぞれ傾いた２つの計測面に対して計測を行う構成であってもよい。この場合、上述した第１の実施形態及び第１の実施形態の変形例に係るＭＭＳによる実施効果と同様の実施効果を得ることができる。

なお、上述した各実施形態に係るレーザーレーダーは、ＭＭＳに内蔵されている構成であってもよいし、ＭＭＳの外部に設置されている構成であってもよい。

なお、上述した各実施形態におけるＭＭＳは、移動体に搭載される装置ではなくても構わない。例えば、ＭＭＳは、室内に設置されており、移動体に備えられた計測機器（例えば、レーザーレーダー）によって計測された位置データを、無線通信によって取得したり、付け外しが容易な記憶媒体を介して取得したりする構成であってもよい。この場合、計測機器は、ＭＭＳの外部（すなわち、例えば車両１等の移動体）に設置される。

上述した各実施形態におけるＭＭＳをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

１・・・車両、１０・・・ＭＭＳ、１０１，１０１－２，１０１－３・・・計測部、１０２・・・記憶部、１０３・・・点群データ生成部、１０４・・・点群データ出力部、２０１・・・モータ、２０２・・・角度エンコーダ、２０３，２０３－１，２０３－２・・・投光器、２０４，２０４－１，２０４－２・・・反射ミラー、２０５，２０５－１，２０５－２・・・集光レンズ、２０６，２０６－１，２０６－２・・・受光器、２０７，２０７－１，２０７－２・・・ストップウォッチ

Claims (2)

1. 移動経路に沿って移動しつつ、前記移動経路の周辺における、移動時の進行方向に垂直な方向に略平行である面状の物体の位置を計測する計測装置であって、
   互いに異なる向きの複数の計測面を計測対象として、前記計測面に沿った全方向に光を照射し、前記光が前記計測面上の前記物体によって反射した反射光を受光することによって前記物体の位置を計測する計測部と、
   前記計測部によって計測された前記物体の位置を示す位置データを用いて、前記移動経路の周辺における前記物体についての点群データを生成する点群データ生成部と、
   を備え、
   前記計測部は、
   前記計測面の向きを一定周期で仰俯角方向に変化させることにより、一定間隔で互いに異なる向きの複数の前記計測面に沿った方向へそれぞれ前記光を照射し、照射された前記光に対する前記反射光をそれぞれ受光し、
   前記進行方向に対して仰角を有する前記計測面と、前記進行方向に対して俯角を有する前記計測面と、をそれぞれ計測対象とする
   計測装置。
2. 移動経路に沿って移動しつつ、前記移動経路の周辺における、移動時の進行方向に垂直な方向に略平行である面状の物体の位置を計測する計測方法であって、
   互いに異なる向きの複数の計測面を計測対象として、前記計測面に沿った全方向に光を照射し、前記光が前記計測面上の前記物体によって反射した反射光を受光することによって前記物体の位置を計測する計測ステップと、
   前記計測ステップによって計測された前記物体の位置を示す位置データを用いて、前記移動経路の周辺における前記物体についての点群データを生成する点群データ生成ステップと、
   を有し、
   前記計測ステップでは、
   前記計測面の向きを一定周期で仰俯角方向に変化させることにより、一定間隔で互いに異なる向きの複数の前記計測面に沿った方向へそれぞれ前記光を照射し、照射された前記光に対する前記反射光をそれぞれ受光し、
   前記進行方向に対して仰角を有する前記計測面と、前記進行方向に対して俯角を有する前記計測面と、をそれぞれ計測対象とする
   計測方法。

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