JP7843401B2 - Information processing device, map generation device, storage device, control method and program - Google Patents
Information processing device, map generation device, storage device, control method and programInfo
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Description
本発明は、位置推定に用いられる地図データに関する。 This invention relates to map data used for location estimation.
従来から、レーザスキャナなどの計測装置を用いて計測した周辺物体の形状データを、予め周辺物体の形状が記憶された地図データとマッチングすることで、車両の自己位置を推定する技術が知られている。例えば、特許文献1には、空間を所定の規則で分割したボクセル中における検出物が静止物か移動物かを判定し、静止物が存在するボクセルを対象として地図データと計測データとのマッチングを行う自律移動システムが開示されている。また、非特許文献1には、ライダなどから得られた計測点群を解析することで、木などの植生を構成する計測点群を認識する技術が開示されている。 Conventionally, techniques have been known for estimating a vehicle's own position by matching shape data of surrounding objects measured using measuring devices such as laser scanners with map data that pre-stores the shapes of surrounding objects. For example, Patent Document 1 discloses an autonomous mobile system that determines whether detected objects in voxels, which are divided into spaces according to predetermined rules, are stationary or moving, and then matches map data with measurement data for voxels containing stationary objects. Non-Patent Document 1 discloses a technique for recognizing measurement point clouds constituting vegetation such as trees by analyzing measurement point clouds obtained from a lidar or similar device.
ボクセルにより表現された地図データを用いた位置推定において、時間の経過により変化する植生を含むボクセルを参照して位置推定を行った場合、位置推定結果にずれが生じる可能性がある。 In location estimation using map data represented by voxels, if location estimation is performed by referencing voxels that include vegetation that changes over time, there is a possibility that the location estimation results may be inaccurate.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、正確な位置推定を好適に実現することを主な目的とする。 This invention was made to solve the above-mentioned problems, and its main objective is to suitably achieve accurate position estimation.
請求項に記載の発明は、空間を区切った領域ごとに、物体を示す情報と、当該物体を示す情報の位置推定における信頼度を表す重みに関する情報と、を含み、植生を含む領域に対する前記重みは、植生を含まない植生以外の構造物の領域に対する前記重みよりも低い値に設定される地図データを記憶する記憶手段と、移動体に搭載された計測装置が計測した物体の計測情報と、前記領域ごとの前記物体を示す情報との照合結果を、前記領域ごとに重み付けを行うことで、前記移動体の位置を推定する推定手段と、を有する情報処理装置である。
また、請求項に記載の発明は、空間を区切った領域であって、計測装置が計測した物体の計測点を含む領域から、植生の計測点を含む領域を認識する認識手段と、前記領域ごとの前記物体を示す情報と、当該位置に関する情報の位置推定における信頼度を表す重みとを関連付けた地図データを生成する地図生成手段と、を備え、前記地図生成手段は、前記植生を含む領域に対する前記重みを、前記植生を含まない植生以外の構造物の領域に対する前記重みよりも小さくする地図生成装置である。
The invention described in the claim is an information processing device having storage means for storing map data which includes, for each region that divides space, information indicating an object and information regarding a weight representing the reliability of the position estimation of the information indicating the object, wherein the weight for a region including vegetation is set to a lower value than the weight for a region of structures other than vegetation that does not include vegetation; and estimation means for estimating the position of a mobile body by weighting the results of comparing measurement information of an object measured by a measuring device mounted on the mobile body with the information indicating the object for each region.
Furthermore, the invention described in the claim comprises: recognition means for recognizing a region containing measurement points of vegetation from a region containing measurement points of an object measured by a measuring device, which is a region divided in space; and map generation means for generating map data that associates information indicating the object for each region with a weight representing the reliability of the position estimation of the information regarding the position, wherein the map generation means is a map generation device that makes the weight for the region containing vegetation smaller than the weight for the region of structures other than vegetation that does not contain vegetation.
また、請求項に記載の発明は、記憶装置であって、空間を区切った領域ごとに、物体を示す情報と、当該物体を示す情報の位置推定における信頼度を表す重みに関する情報と、を含み、植生を含む領域に対する前記重みは、植生を含まない植生以外の構造物の領域に対する前記重みよりも低い値に設定される地図データを記憶する記憶手段を有する。
また、請求項に記載の発明は、空間を区切った領域ごとに、物体を示す情報と、当該物体を示す情報の位置推定における信頼度を表す重みに関する情報と、を含み、植生を含む領域に対する前記重みは、植生を含まない植生以外の構造物の領域に対する前記重みよりも低い値に設定される地図データを参照するコンピュータが実行する制御方法であって、移動体に搭載された計測装置が計測した物体の計測情報と、前記領域ごとの前記物体を示す情報との照合結果を、前記領域ごとに重み付けを行うことで、前記移動体の位置を推定する推定工程を有する。
また、請求項に記載の発明は、空間を区切った領域ごとに、物体を示す情報と、当該物体を示す情報の位置推定における信頼度を表す重みに関する情報と、を含み、植生を含む領域に対する前記重みは、植生を含まない植生以外の構造物の領域に対する前記重みよりも低い値に設定される地図データを参照するコンピュータに実行させるプログラムであって、移動体に搭載された計測装置が計測した物体の計測情報と、前記領域ごとの前記物体を示す情報との照合結果を、前記領域ごとに重み付けを行うことで、前記移動体の位置を推定する推定手段として前記コンピュータを機能させる。
Furthermore, the invention described in the claim includes a storage device for storing map data in which, for each region that divides space, information indicating an object and information regarding a weight representing the reliability of the position estimation of the information indicating the object are set to a lower value than the weight for a region of structures other than vegetation that does not include vegetation.
Furthermore, the invention described in the claims is a control method performed by a computer that refers to map data, wherein for each region that divides space, the control method includes information indicating an object and information regarding a weight representing the reliability of the position estimation of the information indicating the object, wherein the weight for a region including vegetation is set to a lower value than the weight for a region of structures other than vegetation that does not include vegetation, and the method includes an estimation step of estimating the position of the mobile body by weighting the results of comparing measurement information of an object measured by a measuring device mounted on the mobile body with the information indicating the object for each region.
Furthermore, the invention described in the claims is a program to be executed by a computer that references map data, which includes, for each region that divides space, information indicating an object and information regarding a weight representing the reliability of the position estimation of the information indicating the object, wherein the weight for a region including vegetation is set to a lower value than the weight for a region of structures other than vegetation that does not include vegetation, and the computer functions as an estimation means for estimating the position of the mobile body by weighting the results of comparing measurement information of an object measured by a measuring device mounted on the mobile body with the information indicating the object for each region.
本発明の好適な実施形態によれば、空間を区切った領域ごとに、物体を示す情報と、当該物体を示す情報を位置推定に用いる際の重みに関する情報と、を含み、植生を含む領域に対する前記重みは、植生を含まない領域に対する前記重みよりも低い値に設定される地図データのデータ構造であって、移動体に搭載された計測装置が計測した物体の計測情報と、前記領域ごとの前記物体を示す情報との照合結果を、前記領域ごとに重み付けを行うことで、前記移動体の位置を推定する情報処理装置により参照される地図データのデータ構造である。「空間を区切った領域」とは、空間を所定の規則により分割した領域であり、例えば大きさが一定の直方体又は立方体である。情報処理装置は、このデータ構造を有する地図データを参照することで、植生を含む領域に対する照合結果への重み付けを相対的に低くすることができ、植生の揺れ動き等に起因した位置推定精度の低下を好適に抑制することができる。 According to a preferred embodiment of the present invention, the map data structure includes, for each spatially divided region, information indicating an object and information regarding the weights used when using the information indicating the object for position estimation, wherein the weight for regions including vegetation is set to a lower value than the weight for regions not including vegetation. This map data structure is referenced by an information processing device that estimates the position of a mobile body by weighting the results of matching measurement information of an object measured by a measuring device mounted on the mobile body with the information indicating the object for each region. A "spatially divided region" refers to a region obtained by dividing space according to a predetermined rule, such as a rectangular prism or cube of constant size. By referencing map data having this data structure, the information processing device can relatively lower the weighting of the matching results for regions including vegetation, thereby effectively suppressing a decrease in position estimation accuracy caused by vegetation movement, etc.
上記データ構造の一態様では、前記領域ごとに、前記植生を含む領域であるか否かを識別するための情報をさらに含む。これにより、地図データを参照する情報処理装置は、植生を含む領域を好適に識別することができる。 In one embodiment of the above data structure, each region further includes information for identifying whether or not it contains vegetation. This allows an information processing device referencing map data to suitably identify regions containing vegetation.
上記データ構造の他の一態様では、前記物体を示す情報は、前記領域の各々における前記物体の表面の点群の平均及び分散に関する情報であり、前記情報処理装置は、前記物体の計測情報と、前記平均、前記分散、及び前記重みとに基づき、前記照合に関する評価値を算出する。この態様により、情報処理装置は、地図データと計測情報とに基づき評価値を算出し、移動体の位置を好適に推定することができる。 In another embodiment of the above data structure, the information indicating the object is information regarding the mean and variance of the point cloud of the object's surface in each of the regions, and the information processing device calculates an evaluation value for the matching based on the measurement information of the object, the mean, the variance, and the weight. In this embodiment, the information processing device can calculate an evaluation value based on map data and measurement information and suitably estimate the position of the moving object.
上記データ構造の他の一態様では、前記植生を含む領域は、当該領域内の物体の計測点に基づき当該物体が柱状体又は平面のいずれにも該当しないと判定された領域である。この態様では、植生を含む領域が好適に特定される。 In another embodiment of the data structure described above, the region containing vegetation is the region where, based on measurement points of objects within that region, it is determined that the object does not correspond to either a columnar body or a plane. In this embodiment, the region containing vegetation is preferably identified.
本発明の他の実施形態によれば、記憶媒体は、上記いずれか記載のデータ構造を有する地図データを記憶する。 According to another embodiment of the present invention, the storage medium stores map data having the data structure described in any of the above.
本発明のさらに別の実施形態によれば、記憶装置は、空間を区切った領域ごとに、物体を示す情報と、当該物体を示す情報を位置推定に用いる際の重みに関する情報と、を含み、植生を含む領域に対する前記重みは、植生を含まない領域に対する前記重みよりも低い値に設定される地図データを記憶する記憶手段を有する。 According to yet another embodiment of the present invention, the storage device has storage means for storing map data in which, for each spatially divided region, information indicating an object and information regarding the weights used when using the information indicating the object for position estimation, the weights for regions including vegetation are set to lower values than the weights for regions not including vegetation.
上記記憶装置の一態様では、記憶装置は、前記地図データの一部又は全部を車両又は車載機に送信する送信手段をさらに有する。この態様により、記憶装置は、位置推定において参照される地図データの配信装置として機能する。 In one embodiment of the above-described storage device, the storage device further comprises a transmission means for transmitting part or all of the map data to a vehicle or in-vehicle device. In this embodiment, the storage device functions as a distribution device for map data referenced in position estimation.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。 The following describes preferred embodiments of the present invention with reference to the drawings.
<第1実施例>
第1実施例は、ボクセルデータに基づく位置推定に関する。
<First Example>
The first embodiment relates to position estimation based on voxel data.
(1)地図更新システムの概要
図1は、第1実施例に係る地図更新システムの概略構成である。地図更新システムは、車両と共に移動する車載機1と、地図情報の配信を行うサーバ装置2と、を備える。なお、図1では、サーバ装置2と通信を行う車載機1及び車両が1組のみ表示されているが、実際には、異なる位置に複数の車載機1及び車両の組が存在する。
(1) Overview of the map update system
Figure 1 shows a schematic configuration of a map update system according to the first embodiment. The map update system comprises an in-vehicle unit 1 that moves with the vehicle and a server device 2 that distributes map information. In Figure 1, only one set of in-vehicle unit 1 and vehicle communicating with the server device 2 is shown, but in reality, there are multiple sets of in-vehicle unit 1 and vehicles at different locations.
車載機1は、ライダ(Lidar:Light Detection and Ranging、または、Laser Illuminated Detection And Ranging)などの外界センサ、ジャイロセンサや車速センサなどの内界センサと電気的に接続し、これらの出力に基づき、車載機1が搭載される車両の位置(「自車位置」とも呼ぶ。)の推定を行う。そして、車載機1は、自車位置の推定結果に基づき、設定された目的地への経路に沿って走行するように、車両の自動運転制御などを行う。車載機1は、ボクセルデータを含む地図データベース(DB:DataBase)10を記憶する。ボクセルデータは、3次元空間を複数の領域に分割した場合の各領域(「ボクセル」とも呼ぶ。)ごとに静止構造物の位置情報等を記録したデータである。ボクセルデータは、各ボクセル内の静止構造物の計測された計測点の点群データを正規分布により表したデータを含み、後述するように、NDT(Normal Distributions Transform)を用いたスキャンマッチングに用いられる。 The in-vehicle unit 1 is electrically connected to external sensors such as a LiDAR (Light Detection and Ranging, or Laser Illuminated Detection and Ranging) and internal sensors such as a gyro sensor and a vehicle speed sensor. Based on the outputs of these sensors, it estimates the position of the vehicle on which the in-vehicle unit 1 is mounted (also called "vehicle position"). Based on the estimated vehicle position, the in-vehicle unit 1 performs automatic driving control of the vehicle so that it travels along a set route to a destination. The in-vehicle unit 1 stores a map database (DB: DataBase) 10 that includes voxel data. Voxel data is data that records position information of stationary structures, etc., for each region (also called "voxel") when a three-dimensional space is divided into multiple regions. The voxel data includes point cloud data of measured points of stationary structures within each voxel, represented according to a normal distribution. As described later, this data is used for scan matching using NDT (Normal Distributions Transform).
車載機1は、ライダが出力する物体の表面の計測点を絶対座標系に変換した点群データと、当該点群データが属するボクセルに対応するボクセルデータとに基づき、NDTに基づくスキャンマッチングを行うことで、自車位置の推定を行う。また、車載機1は、上述の点群データを含む計測データ「D1」を、サーバ装置2へ送信する。また、車載機1は、サーバ装置2から地図DB10に関する更新データ「D2」を受信することで、地図DB10の更新を行う。車載機1は、「情報処理装置」及び「位置推定装置」の一例である。 The in-vehicle unit 1 estimates the vehicle's position by performing scan matching based on NDT, using point cloud data obtained by converting measurement points on the object's surface output by the lidar into an absolute coordinate system, and voxel data corresponding to the voxel to which the point cloud data belongs. The in-vehicle unit 1 also transmits measurement data "D1," including the aforementioned point cloud data, to the server device 2. Furthermore, the in-vehicle unit 1 updates the map database 10 by receiving update data "D2" related to the map database 10 from the server device 2. The in-vehicle unit 1 is an example of an "information processing device" and a "position estimation device."
サーバ装置2は、複数の車両に対応する車載機1とデータ通信を行う。サーバ装置2は、複数の車両に対応する車載機1に配信するための配信地図DB23を記憶し、配信地図DB23には各ボクセルに対応するボクセルデータが含まれている。また、サーバ装置2は、車載機1から受信する計測データD1を蓄積した計測点群DB24を記憶する。そして、サーバ装置2は、計測点群DB24に蓄積した計測データD1に基づきボクセルデータを生成し、生成したボクセルデータに基づき配信地図DB23を更新する。また、サーバ装置2は、生成したボクセルデータを含む更新データD2を車載機1へ送信する。サーバ装置2は、「記憶装置」及び「地図生成装置」の一例である。 Server device 2 communicates data with in-vehicle units 1 that support multiple vehicles. Server device 2 stores a distribution map DB 23 for distribution to the in-vehicle units 1, and the distribution map DB 23 contains voxel data corresponding to each voxel. Server device 2 also stores a measurement point cloud DB 24 containing measurement data D1 received from the in-vehicle units 1. Server device 2 generates voxel data based on the measurement data D1 stored in the measurement point cloud DB 24 and updates the distribution map DB 23 based on the generated voxel data. Server device 2 also transmits update data D2, including the generated voxel data, to the in-vehicle units 1. Server device 2 is an example of a "storage device" and a "map generation device."
(2)車載機の構成
図2(A)は、車載機1の機能的構成を表すブロック図を示す。図2(A)に示すように、車載機1は、主に、通信部11と、記憶部12と、センサ部13と、入力部14と、制御部15と、出力部16とを有する。通信部11、記憶部12、センサ部13、入力部14、制御部15及び出力部16は、バスラインを介して相互に接続されている。
(2) Configuration of the in-vehicle unit
Figure 2(A) shows a block diagram representing the functional configuration of the in-vehicle unit 1. As shown in Figure 2(A), the in-vehicle unit 1 mainly consists of a communication unit 11, a storage unit 12, a sensor unit 13, an input unit 14, a control unit 15, and an output unit 16. The communication unit 11, storage unit 12, sensor unit 13, input unit 14, control unit 15, and output unit 16 are interconnected via a bus line.
通信部11は、制御部15の制御に基づき、制御部15が生成した計測データD1をサーバ装置2へ送信したり、サーバ装置2から配信される更新データD2を受信したりする。また、通信部11は、車両を制御するための信号を車両に送信したり、車両の状態に関する信号を車両から受信したりする。 The communication unit 11 transmits measurement data D1 generated by the control unit 15 to the server device 2 and receives update data D2 distributed from the server device 2, based on the control of the control unit 15. The communication unit 11 also transmits signals to the vehicle for controlling the vehicle and receives signals related to the vehicle's status from the vehicle.
記憶部12は、制御部15が実行するプログラムや、制御部15が所定の処理を実行する為に必要な情報を記憶する。本実施例では、記憶部12は、ボクセルデータを含む地図DB10を記憶する。 The storage unit 12 stores programs executed by the control unit 15 and information necessary for the control unit 15 to perform predetermined processing. In this embodiment, the storage unit 12 stores a map database 10 containing voxel data.
センサ部13は、ライダ30と、カメラ31と、GPS受信機32と、ジャイロセンサ33と、速度センサ34とを含む。ライダ30は、水平方向および垂直方向の所定の角度範囲に対してパルスレーザを出射することで、外界に存在する物体までの距離を離散的に測定し、当該物体の位置を示す3次元の点群データを生成する。この場合、ライダ30は、照射方向を変えながらレーザ光を照射する照射部と、照射したレーザ光の反射光(散乱光)を受光する受光部と、受光部が出力する受光信号に基づくスキャンデータを出力する出力部とを有する。スキャンデータは、受光部が受光したレーザ光に対応する照射方向と、上述の受光信号に基づき特定される当該レーザ光の応答遅延時間とに基づき生成される。ライダ30は、「計測装置」の一例である。 The sensor unit 13 includes a lidar 30, a camera 31, a GPS receiver 32, a gyro sensor 33, and a speed sensor 34. The lidar 30 discretely measures the distance to an object in the external environment by emitting a pulsed laser within a predetermined angular range in the horizontal and vertical directions, and generates three-dimensional point cloud data indicating the position of the object. In this case, the lidar 30 has an irradiation unit that irradiates laser light while changing the irradiation direction, a light receiving unit that receives reflected (scattered) light from the irradiated laser light, and an output unit that outputs scan data based on the received signal output by the light receiving unit. The scan data is generated based on the irradiation direction corresponding to the laser light received by the light receiving unit and the response delay time of the laser light, which is determined based on the received signal described above. The lidar 30 is an example of a "measuring device".
入力部14は、ユーザが操作するためのボタン、タッチパネル、リモートコントローラ、音声入力装置等であり、経路探索のための目的地を指定する入力、自動運転のオン及びオフを指定する入力などを受け付け、生成した入力信号を制御部15へ供給する。出力部16は、例えば、制御部15の制御に基づき出力を行うディスプレイやスピーカ等である。 The input unit 14 includes buttons, a touch panel, a remote controller, a voice input device, etc., for user operation. It receives inputs such as specifying a destination for route searching and specifying whether autonomous driving is on or off, and supplies the generated input signals to the control unit 15. The output unit 16 includes, for example, a display or speaker that outputs based on the control of the control unit 15.
制御部15は、プログラムを実行するCPUなどを含み、車載機1の全体を制御する。例えば、制御部15は、ライダ30が出力する計測点を絶対座標系に変換した点群データと、当該点群データが属するボクセルに対応するボクセルデータとに基づき、NDTに基づくスキャンマッチングを行うことで、自車位置の推定を行う。また、制御部15は、通信部11がサーバ装置2から受信した更新データD2に基づき、地図DB10の更新を行う。 The control unit 15 includes a CPU for executing programs and controls the entire in-vehicle unit 1. For example, the control unit 15 estimates the vehicle's position by performing scan matching based on NDT (Non-Definitive Telemetry) using point cloud data obtained by converting measurement points output by the lidar 30 to an absolute coordinate system, and voxel data corresponding to the voxels to which the point cloud data belongs. Furthermore, the control unit 15 updates the map DB 10 based on update data D2 received by the communication unit 11 from the server device 2.
また、制御部15は、ライダ30から出力される点群データに基づき生成した計測データD1を、通信部11によりサーバ装置2へ送信する。この場合、制御部15は、例えば、ライダ30から出力される計測点の点群データを、推定した自車位置及び車両に対するライダ30の位置並びに姿勢の情報に基づき絶対座標系に変換し、変換後の点群データを計測データD1に含めて通信部11によりサーバ装置2へ送信する。他の例では、制御部15は、ライダ30から出力される点群データ(所謂生データ)と、当該点群データを絶対座標系に変換するのに必要なデータ(上述の自車位置等)とを計測データD1に含めて通信部11によりサーバ装置2へ送信する。後者の例では、サーバ装置2は、計測データD1に基づき、絶対座標系により表された計測点の点群データを生成する。 Furthermore, the control unit 15 transmits the measurement data D1, generated based on the point cloud data output from the rider 30, to the server device 2 via the communication unit 11. In this case, for example, the control unit 15 converts the point cloud data of measurement points output from the rider 30 into an absolute coordinate system based on the estimated vehicle position and the position and orientation information of the rider 30 relative to the vehicle. The converted point cloud data is then included in the measurement data D1 and transmitted to the server device 2 via the communication unit 11. In another example, the control unit 15 includes the point cloud data (so-called raw data) output from the rider 30 and the data necessary to convert the point cloud data into an absolute coordinate system (such as the vehicle position mentioned above) in the measurement data D1 and transmits it to the server device 2 via the communication unit 11. In the latter example, the server device 2 generates point cloud data of measurement points represented in an absolute coordinate system based on the measurement data D1.
(3)サーバ装置の構成
図2(B)は、サーバ装置2の概略構成を示す。図2(B)に示すように、サーバ装置2は、通信部21と、記憶部22と、制御部25とを有する。通信部21、記憶部22、及び制御部25は、バスラインを介して相互に接続されている。
(3) Server device configuration
Figure 2(B) shows the schematic configuration of the server device 2. As shown in Figure 2(B), the server device 2 has a communication unit 21, a storage unit 22, and a control unit 25. The communication unit 21, the storage unit 22, and the control unit 25 are interconnected via a bus line.
通信部21は、制御部25の制御に基づき、車載機1と各種データの通信を行う。記憶部22は、サーバ装置2の動作を制御するためのプログラムを保存したり、サーバ装置2の動作に必要な情報を保持したりする。また、記憶部22は、配信地図DB23と、複数の車載機1から送信される計測データD1に基づく物体の計測点の点群データを記録する計測点群DB24とを記憶する。 The communication unit 21 communicates various data with the in-vehicle device 1 based on the control of the control unit 25. The storage unit 22 stores programs for controlling the operation of the server device 2 and holds information necessary for the operation of the server device 2. The storage unit 22 also stores the distribution map DB 23 and the measurement point cloud DB 24, which records point cloud data of measurement points of objects based on measurement data D1 transmitted from multiple in-vehicle devices 1.
制御部25は、図示しないCPU、ROM及びRAMなどを備え、サーバ装置2内の各構成要素に対して種々の制御を行う。本実施例では、制御部25は、車載機1から通信部21が受信する計測データD1を計測点群DB24に蓄積し、蓄積した計測データD1に基づきボクセルデータを生成する。この場合、制御部25は、ボクセルごとに、植生を含むボクセルであるか否かを判定し、その判定結果に基づき、後述する重み付け値及び植生フラグを生成してボクセルデータに含める。また、制御部25は、生成したボクセルデータに基づく更新データD2を通信部21により車載機1へ送信する。制御部25は、プログラムを実行する「コンピュータ」の一例である。 The control unit 25, equipped with a CPU, ROM, RAM, etc. (not shown), performs various controls on each component within the server device 2. In this embodiment, the control unit 25 stores the measurement data D1 received by the communication unit 21 from the in-vehicle device 1 in the measurement point cloud DB 24, and generates voxel data based on the stored measurement data D1. In this case, the control unit 25 determines whether each voxel contains vegetation, and based on the determination result, generates a weighting value and a vegetation flag (described later) and includes them in the voxel data. Furthermore, the control unit 25 transmits update data D2 based on the generated voxel data to the in-vehicle device 1 via the communication unit 21. The control unit 25 is an example of a "computer" that executes programs.
(4)NDTに基づくスキャンマッチング
次に、本実施例におけるNDTに基づくスキャンマッチングについて説明する。
(4) Scan matching based on NDT
Next, we will explain the scan matching based on NDT in this embodiment.
まず、NDTに基づくスキャンマッチングに用いるボクセルデータについて説明する。図3は、ボクセルデータの概略的なデータ構造の一例を示す。 First, we will explain the voxel data used for scan matching based on NDT. Figure 3 shows an example of a general data structure for voxel data.
ボクセルデータは、ボクセル内の点群を正規分布で表現する場合のパラメータの情報を含み、本実施例では、図3に示すように、ボクセルIDと、ボクセル座標と、平均ベクトルと、共分散行列と、重み付け値と、植生フラグとを含む。ここで、「ボクセル座標」は、各ボクセルの中心位置などの基準となる位置の絶対的な3次元座標を示す。なお、各ボクセルは、空間を格子状に分割した立方体であり、予め形状及び大きさが定められているため、ボクセル座標により各ボクセルの空間を特定することが可能である。ボクセル座標は、ボクセルIDとして用いられてもよい。 The voxel data includes parameter information for representing the point cloud within the voxel using a normal distribution. In this embodiment, as shown in Figure 3, it includes the voxel ID, voxel coordinates, mean vector, covariance matrix, weighting values, and vegetation flag. Here, "voxel coordinates" represent the absolute three-dimensional coordinates of a reference position, such as the center position of each voxel. Each voxel is a cube that divides space into a grid, and its shape and size are predetermined; therefore, the space of each voxel can be identified by its voxel coordinates. The voxel coordinates may also be used as the voxel ID.
「平均ベクトル」及び「共分散行列」は、対象のボクセル内での点群を正規分布で表現する場合のパラメータに相当する平均ベクトル及び共分散行列を示し、任意のボクセル「n」内の任意の点「i」の座標をXn(i)=[xn(i)、yn(i)、zn(i)]Tと定義し、ボクセルn内での点群数を「Nn」とすると、ボクセルnでの平均ベクトル「μn」及び共分散行列「Vn」は、それぞれ以下の式(1)及び式(2)により表される。 The "mean vector" and "covariance matrix" represent the mean vector and covariance matrix that correspond to the parameters when representing the point cloud within the target voxel using a normal distribution. If the coordinates of any point "i" within any voxel "n" are defined as X n (i) = [x n (i), y n (i), z n (i)] T , and the number of points within voxel n is "N n ", then the mean vector "μ n " and covariance matrix "V n " in voxel n are expressed by the following equations (1) and (2), respectively.
「重み付け値」は、対象のボクセルのボクセルデータ(特に平均ベクトル及び共分散行列)の信頼度に応じた値に設定され、スキャンマッチングにおいて設定される対象のボクセルに対する重みを表す。また、本実施例では、植生を含むボクセルであると判定されたボクセル(「植生ボクセルBv」とも呼ぶ。)に対する重み付け値は、他のボクセルに対する重み付け値よりも低く設定される。「植生フラグ」は、対象のボクセルが植生を含むボクセルであるか否かを示すフラグ情報である。 The "weighting value" is set to a value corresponding to the confidence level of the target voxel's voxel data (particularly the mean vector and covariance matrix), and represents the weight assigned to the target voxel in scan matching. In this embodiment, the weighting value for voxels determined to contain vegetation (also called "vegetation voxels Bv") is set lower than the weighting value for other voxels. The "vegetation flag" is flag information indicating whether or not the target voxel contains vegetation.
次に、ボクセルデータを用いたNDTによるスキャンマッチングについて説明する。本実施例では、後述するように、車載機1は、NDTスキャンマッチングにより得られる評価関数の値(評価値)を、ボクセルデータに含まれる重み付け値を用いて重み付けして算出する。これにより、車載機1は、NDTスキャンマッチングに基づく位置推定精度を好適に向上させる。 Next, we will explain scan matching using NDT with voxel data. In this embodiment, as will be described later, the in-vehicle device 1 calculates the value of the evaluation function (evaluation value) obtained by NDT scan matching by weighting it using the weighting values included in the voxel data. This allows the in-vehicle device 1 to effectively improve the position estimation accuracy based on NDT scan matching.
車両を想定したNDTによるスキャンマッチングは、道路平面(ここではxy座標とする)内の移動量及び車両の向きを要素とした推定パラメータP=[tx、ty、tz、tψ]Tを推定することとなる。ここで、「tx」は、x方向の移動量を示し、「ty」は、y方向の移動量を示し、「tz」は、z方向の移動量を示し、「tψ」は、ヨー角(ヨー方向の角度変化量)を示す。なお、ピッチ角、ロール角は、道路勾配や振動によって生じるものの、無視できる程度に小さい。 Scan matching using NDT for a vehicle estimates the estimation parameter P = [t x , t y , t z , t ψ ] T , which consists of the amount of movement within the road plane (here referred to as xy coordinates) and the orientation of the vehicle. Here, "t x " represents the amount of movement in the x direction, "t y " represents the amount of movement in the y direction, "t z " represents the amount of movement in the z direction, and "t ψ " represents the yaw angle (the amount of change in angle in the yaw direction). Note that the pitch angle and roll angle are caused by road gradient and vibration, but are negligibly small.
ライダ2により得られた計測点を絶対座標系に変換した点群データに対して、マッチングさせるべきボクセルとの対応付けを行った場合に、対応するボクセルnでの任意の点の座標をXL(i)=[xn(i)、yn(i)、zn(i)]Tとする。そして、上述の推定パラメータPを用い、XL(i)=[xn(i)、yn(i)、zn(i)]Tを座標変換すると、変換後の座標「X′n」は、以下の式(3)により表される。 When the point cloud data obtained from measurement points using LIDA2 is converted to an absolute coordinate system and then associated with the voxels to be matched, the coordinates of any point in the corresponding voxel n are given by X L (i) = [x n (i), y n (i), z n (i)] T. Then, using the estimation parameter P described above, when X L (i) = [x n (i), y n (i), z n (i)] T is transformed, the transformed coordinate "X' n " is expressed by the following equation (3).
また、車載機1は、式(4)により示されるボクセルごとの評価関数値(「個別評価関数値」とも呼ぶ。)の算出後、式(5)により示されるマッチングの対象となる全てのボクセルを対象とした総合的な評価関数値「E」(「総合評価関数値」とも呼ぶ。)を算出する。 Furthermore, after calculating the evaluation function value for each voxel (also called the "individual evaluation function value") shown by equation (4), the in-vehicle unit 1 calculates an overall evaluation function value "E" (also called the "overall evaluation function value") for all voxels subject to matching, shown by equation (5).
その後、車載機1は、ニュートン法などの任意の求根アルゴリズムにより総合評価関数値Eが最大となるとなる推定パラメータPを算出する。そして、車載機1は、自律測位装置の出力等に基づき予測した自車位置(「予測自車位置」とも呼ぶ。)「X-」に対し、推定パラメータPを適用することで、予測自車位置よりも高精度な自車位置(「推定自車位置」とも呼ぶ。)「X^」を推定する。 Subsequently, the in-vehicle unit 1 calculates the estimated parameters P that maximize the overall evaluation function value E using an arbitrary root-finding algorithm such as Newton's method. Then, the in-vehicle unit 1 applies the estimated parameters P to the vehicle's position (also called the "predicted vehicle position") "X - " predicted based on the output of the autonomous positioning device, etc., to estimate a vehicle position (also called the "estimated vehicle position") "X ^ " which is more accurate than the predicted vehicle position.
このように、車載機1は、各ボクセルに対し、それぞれのボクセルデータ(平均ベクトル、共分散行列)に対して植生ボクセルBvか否かに応じた重み付け値を乗じている。これにより、植生ボクセルBvの評価関数Enが相対的に小さくなり、NDTマッチングによる位置推定精度が好適に向上する。 In this way, the in-vehicle unit 1 multiplies each voxel's data (mean vector, covariance matrix) by a weighting value that depends on whether or not it is a vegetation voxel Bv. As a result, the evaluation function E n of vegetation voxels Bv becomes relatively smaller, and the position estimation accuracy by NDT matching is improved accordingly.
なお、植生ボクセルBvに対する重み付け値は0であってもよい。この場合、植生ボクセルBv以外のボクセルの評価関数Enに基づき推定パラメータPを推定するため、植生の影響を完全に排除した位置推定を行うことができる。 Note that the weighting value for vegetation voxels Bv may be 0. In this case, the estimation parameter P is estimated based on the evaluation function E n of voxels other than vegetation voxels Bv, making it possible to perform position estimation that completely eliminates the influence of vegetation.
(5)ボクセルデータの生成
次に、サーバ装置2がボクセルデータの生成時に実行する植生ボクセルBvの判定処理について説明する。
(5) Generating voxel data
Next, we will explain the process by which the server device 2 determines the vegetation voxel Bv when generating voxel data.
図4は、サーバ装置2が実行するボクセルデータの生成処理に関するフローチャートである。サーバ装置2は、図4に示すフローチャートの処理を、所定のタイミングにおいて実行する。 Figure 4 is a flowchart illustrating the voxel data generation process executed by server device 2. Server device 2 executes the processes shown in the flowchart in Figure 4 at predetermined timings.
まず、サーバ装置2は、計測点群DB24に記録された各計測点が属するボクセルを認識し、上述した式(1)及び式(2)に基づき、ボクセルごとに計測点の平均ベクトル及び共分散行列を算出する(ステップS101)。 First, the server device 2 recognizes the voxel to which each measurement point recorded in the measurement point cloud DB 24 belongs, and calculates the mean vector and covariance matrix of the measurement points for each voxel based on equations (1) and (2) described above (step S101).
次に、サーバ装置2は、計測点を含む各ボクセルに対し、植生ボクセルBvであるか否かを判定する植生判定処理を実行する(ステップS102)。この植生判定処理の具体例については図5のフローチャートを参照して後述する。 Next, the server device 2 performs a vegetation determination process for each voxel containing the measurement point, determining whether or not it is a vegetated voxel Bv (step S102). A specific example of this vegetation determination process will be described later with reference to the flowchart in Figure 5.
そして、サーバ装置2は、ステップS102での判定結果に基づき、ボクセルごとに重み付け値及び植生フラグを設定する(ステップS103)。例えば、サーバ装置2は、植生ボクセルBvとそれ以外のボクセルとに対してそれぞれ付与すべき重み付け値及び植生フラグの値を示す設定情報を予め記憶しておく。そして、サーバ装置2は、上述の設定情報を参照し、ステップS103で植生ボクセルBvと判定されたボクセルと、植生ボクセルBv以外のボクセルとに対し、それぞれ異なる重み付け値及び植生フラグを付与する。この場合、植生ボクセルBvに対する重み付け値は、他のボクセルに対する重み付け値よりも低く設定される。 Then, based on the determination result in step S102, the server device 2 sets a weighting value and a vegetation flag for each voxel (step S103). For example, the server device 2 pre-stores setting information indicating the weighting value and vegetation flag values to be assigned to vegetation voxels Bv and other voxels, respectively. Then, referring to the above setting information, the server device 2 assigns different weighting values and vegetation flags to the voxel determined to be vegetation voxel Bv and to the voxels other than vegetation voxel Bv in step S103. In this case, the weighting value for vegetation voxel Bv is set lower than the weighting values for the other voxels.
なお、サーバ装置2は、図4のフローチャートの処理の前処理として、計測点群DB24に記録された計測点群から、動的物体を示す計測点群を除外する処理を実行してもよい。例えば、サーバ装置2は、歩行者や車両などの特定の動的物体を形成する計測点群を、形状や大きさ等に基づくパターンマッチングなどの処理に基づき特定し、特定した計測点群を計測点群DB24から削除する。 Furthermore, as a preprocessing step before the flowchart in Figure 4, the server device 2 may perform a process to exclude point clouds representing dynamic objects from the point clouds recorded in the measurement point cloud DB 24. For example, the server device 2 may identify point clouds that form specific dynamic objects such as pedestrians or vehicles based on processing such as pattern matching based on shape and size, and then delete the identified point clouds from the measurement point cloud DB 24.
図5は、図4のステップS102で実行する植生判定処理の一例を示すフローチャートである。図5に示す例では、サーバ装置2は、計測点群DB24に記録された計測点群に対してボクセルごとに主成分分析を行うことで平面又は柱状体の構造物を表すボクセルを判定し、平面又は柱状体のいずれの構造物にも該当しないボクセルを植生ボクセルBvとして判定する。 Figure 5 is a flowchart showing an example of the vegetation determination process performed in step S102 of Figure 4. In the example shown in Figure 5, the server device 2 performs principal component analysis on each voxel of the measurement point cloud recorded in the measurement point cloud DB24 to determine voxels representing planar or columnar structures, and determines voxels that do not correspond to either planar or columnar structures as vegetation voxels Bv.
まず、サーバ装置2は、計測点群D24に記録された計測点群に対してボクセルごとに主成分分析を実行する(ステップS201)。具体的には、サーバ装置2は、図4のステップS101で算出したボクセルごとの共分散行列から第1~第3主成分に対応する3組の固有値及び固有ベクトルを算出する。ここで、固有値は、各主成分の分散(即ち大きさ)を示し、固有ベクトルは、各主成分の方向を表す。従って、サーバ装置2は、最も大きい固有値及びこれに対応する固有ベクトルが第1主成分に対応し、2番目に大きい固有値及びこれに対応する固有ベクトルが第2主成分に対応し、残りの固有値及び固有ベクトルが第3主成分にそれぞれ対応するとみなす。なお、第1~第3主成分は互いに直交している。 First, the server device 2 performs principal component analysis on each voxel of the measurement point cloud D24 (step S201). Specifically, the server device 2 calculates three sets of eigenvalues and eigenvectors corresponding to the first to third principal components from the voxel-specific covariance matrix calculated in step S101 of Figure 4. Here, the eigenvalues represent the variance (i.e., magnitude) of each principal component, and the eigenvectors represent the direction of each principal component. Therefore, the server device 2 considers that the largest eigenvalue and its corresponding eigenvector correspond to the first principal component, the second largest eigenvalue and its corresponding eigenvector correspond to the second principal component, and the remaining eigenvalues and eigenvectors correspond to the third principal component. Note that the first to third principal components are orthogonal to each other.
そして、サーバ装置2は、ステップS201での主成分分析の結果に基づき、平面を形成するボクセル(「平面ボクセルBf」とも呼ぶ。)を抽出する(ステップS202)。例えば、サーバ装置2は、第3主成分の大きさ(即ち第3主成分の固有値が示す分散)が所定値以下のボクセルを、平面ボクセルBfとみなす。これに加え、サーバ装置2は、第3主成分に対応する固有ベクトルが示す向きが鉛直方向又は水平方向と略一致するボクセルを、平面ボクセルBfとみなしてもよい。 Then, based on the results of the principal component analysis in step S201, the server device 2 extracts voxels that form a plane (also called "planar voxels Bf") (step S202). For example, the server device 2 considers voxels whose magnitude of the third principal component (i.e., the variance shown by the eigenvalue of the third principal component) is less than or equal to a predetermined value to be planar voxels Bf. In addition, the server device 2 may also consider voxels whose eigenvectors corresponding to the third principal component have a direction that approximately coincides with the vertical or horizontal direction to be planar voxels Bf.
さらに、サーバ装置2は、ステップS201での主成分分析の結果に基づき、柱状体を形成するボクセル(「柱状体ボクセルBp」とも呼ぶ。)を抽出する(ステップS203)。例えば、サーバ装置2は、第1主成分の寄与率が所定値以上であって、かつ、第1主成分の分散が一様分布に近い分散であるボクセルを、柱状体ボクセルBpとして抽出する。これに加え、サーバ装置2は、第1主成分に対応する固有ベクトルが示す向きが鉛直方向又は水平方向と略一致するボクセルを、柱状体ボクセルBpとみなしてもよい。 Furthermore, based on the results of the principal component analysis in step S201, the server device 2 extracts voxels that form columnar structures (also called "columnar voxels Bp") (step S203). For example, the server device 2 extracts voxels as columnar voxels Bp if the contribution rate of the first principal component is greater than or equal to a predetermined value, and the variance of the first principal component is close to a uniform distribution. In addition, the server device 2 may also consider voxels as columnar voxels Bp if the direction indicated by the eigenvector corresponding to the first principal component approximately coincides with the vertical or horizontal direction.
そして、サーバ装置2は、計測点を含むボクセルのうち、平面ボクセルBfと柱状体ボクセルBpのいずれにも該当しない残余のボクセルを、植生ボクセルBvとして判定する(ステップS204)。ここで、植生ではない静的構造物は、その殆どが平面形状又は柱状体の形状から構成されており、出願人は、実験等においても、平面形状又は柱状体の形状を形成する計測点群のボクセルを除外したボクセルを植生ボクセルBvとみなすことで、植生ボクセルBvに対する良好な認識結果を得ている。 The server device 2 then determines that the remaining voxels containing measurement points that do not fall under either planar voxels Bf or columnar voxels Bp are vegetation voxels Bv (step S204). Here, since most static structures that are not vegetation consist of planar or columnar shapes, the applicant has obtained good recognition results for vegetation voxels Bv in experiments, etc., by considering voxels excluding those forming planar or columnar shapes as vegetation voxels Bv.
(6)ボクセルデータを用いた位置推定
次に、ボクセルデータを用いた位置推定処理について説明する。図6は、ボクセルデータを用いた位置推定処理の手順を示すフローチャートの一例である。
(6) Position estimation using voxel data
Next, we will explain the position estimation process using voxel data. Figure 6 is an example of a flowchart showing the procedure for position estimation using voxel data.
まず、車載機1は、GPS受信機32等の出力に基づき、自車位置の初期値を設定する(ステップS301)。次に、車載機1は、速度センサ34から車体速度を取得すると共に、ジャイロセンサ33からヨー方向の角速度を取得する(ステップS302)。そして、車載機1は、ステップS302の取得結果に基づき、車両の移動距離と車両の方位変化を計算する(ステップS303)。 First, the in-vehicle unit 1 sets the initial value of the vehicle's position based on the output of the GPS receiver 32, etc. (step S301). Next, the in-vehicle unit 1 obtains the vehicle speed from the speed sensor 34 and the yaw angular velocity from the gyro sensor 33 (step S302). Then, based on the results obtained in step S302, the in-vehicle unit 1 calculates the vehicle's travel distance and the change in the vehicle's orientation (step S303).
その後、車載機1は、1時刻前の推定自車位置に、ステップS303で計算した移動距離と方位変化を加算し、予測自車位置を算出する(ステップS304)。そして、車載機1は、ステップS304で算出した予測自車位置に基づき、地図DB10を参照して、自車位置周辺に存在するボクセルのボクセルデータを取得する(ステップS305)。さらに、車載機1は、ステップS304で算出した予測自車位置に基づき、ライダ30から得られた計測点を絶対座標系に変換した点群データをボクセルごとに分割する(ステップS306)。 Subsequently, the on-board unit 1 adds the travel distance and change in direction calculated in step S303 to the estimated vehicle position from one time point prior to calculate the predicted vehicle position (step S304). Then, based on the predicted vehicle position calculated in step S304, the on-board unit 1 refers to the map DB 10 and acquires voxel data for voxels surrounding the vehicle position (step S305). Furthermore, based on the predicted vehicle position calculated in step S304, the on-board unit 1 divides the point cloud data obtained from the lidar 30, converted to an absolute coordinate system, into individual voxels (step S306).
そして、車載機1は、ステップS305で取得したボクセルデータに含まれる平均、共分散行列、及び重み付け値を用いて、NDTスキャンマッチングの計算を行う(ステップS307)。具体的には、車載機1は、ステップS306において計測点が割り当てられた各ボクセルに対し、対応するボクセルデータに含まれる平均、共分散行列、及び重み付け値を用いて、式(4)に示される個別評価関数値Enを算出する。そして、車載機1は、各ボクセルに対する個別評価関数値Enに基づき、式(5)に示される総合評価関数値Eを算出する。この場合、総合評価関数値Eは、推定パラメータPの各要素の変数を含む非線形方程式となる。 Then, the in-vehicle device 1 calculates NDT scan matching using the mean, covariance matrix, and weighting values included in the voxel data acquired in step S305 (step S307). Specifically, for each voxel to which a measurement point was assigned in step S306, the in-vehicle device 1 calculates the individual evaluation function value E shown in equation (4) using the mean, covariance matrix, and weighting values included in the corresponding voxel data. Then, based on the individual evaluation function value E for each voxel, the in-vehicle device 1 calculates the overall evaluation function value E shown in equation (5). In this case, the overall evaluation function value E becomes a nonlinear equation that includes the variables of each element of the estimated parameter P.
そして、車載機1は、ニュートン法などの非線形方程式の数値解法などを用いて、総合評価関数値が最大となる推定パラメータPを決定する(ステップS308)。その後、車載機1は、ステップS304で算出した予測自車位置に、ステップS308で算出した推定パラメータPを適用することで、推定自車位置を算出する(ステップS309)。 Then, the in-vehicle device 1 determines the estimated parameter P that maximizes the overall evaluation function value using numerical methods for solving nonlinear equations, such as Newton's method (step S308). Subsequently, the in-vehicle device 1 calculates the estimated vehicle position by applying the estimated parameter P calculated in step S308 to the predicted vehicle position calculated in step S304 (step S309).
ここで、ステップS307での個別評価関数値Enの算出に用いる重み付け値は、植生ボクセルBvの方が他のボクセルよりも低く設定されている。これにより、車載機1は、植生を表わす植生ボクセルBvに対する位置推定への影響度合いを相対的に低下させ、位置推定精度を好適に向上させる。 Here, the weighting value used to calculate the individual evaluation function value E n in step S307 is set lower for vegetation voxels Bv than for other voxels. As a result, the onboard unit 1 relatively reduces the degree of influence on position estimation for vegetation voxels Bv that represent vegetation, thereby suitably improving the position estimation accuracy.
図7は、重み付け値を用いた図6のフローチャートに基づく位置推定(「本位置推定」とも呼ぶ。)と、重み付け値を用いる代わりに、植生の計測点群を除去した計測点群に基づき生成したボクセルデータを参照した位置推定(「比較例に基づく位置推定」とも呼ぶ。)との処理の概要を示す図である。ここでは、植生及び構造物の一部をそれぞれ含むボクセルB1と、ボクセルB1に隣接し、構造物の一部を含み植生を含まないボクセルB2とを対象としたNDTスキャンマッチングについて考察する。 Figure 7 shows an overview of the processing of position estimation based on the flowchart in Figure 6 using weighted values (also called "main position estimation") and position estimation that refers to voxel data generated based on a measurement point cloud with vegetation measurement points removed instead of using weighted values (also called "position estimation based on comparative example"). Here, we consider NDT scan matching targeting voxel B1, which contains parts of vegetation and structures respectively, and voxel B2, which is adjacent to voxel B1, contains part of a structure, and does not contain vegetation.
「重み付け」と表記された矢印A1により指し示されたボクセルB1、B2には、本位置推定において用いるボクセルデータが概略的に示されている。ここで、ハッチング領域50は、ボクセルデータの生成に用いられた植生の計測点群の分布を示し、ハッチング領域51、52は、ボクセルデータの生成に用いられた構造物の計測点群の分布を示す。また、破線枠60は、ボクセルデータとして記録される共分散行列が示すボクセルB1内の点群の分散を示し、破線枠61は、ボクセルデータとして記録される共分散行列が示すボクセルB2内の点群の分散を示す。また、「点群の除去」と表記された矢印A2により指し示されたボクセルB1、B2には、比較例に基づく位置推定において用いるボクセルデータが概略的に示されている。ここで、ハッチング領域54、55は、ボクセルデータの生成に用いられた構造物の計測点群の分布を示す。また、破線枠63は、ボクセルデータとして記録される共分散行列が示すボクセルB1内の点群の分散を示し、破線枠64は、ボクセルデータとして記録される共分散行列が示すボクセルB2内の点群の分散を示す。 Voxels B1 and B2, indicated by arrow A1 labeled "Weighting," show a schematic representation of the voxel data used in this position estimation. Here, hatched area 50 shows the distribution of the vegetation measurement point cloud used to generate the voxel data, and hatched areas 51 and 52 show the distribution of the structure measurement point cloud used to generate the voxel data. Furthermore, dashed frame 60 shows the variance of the point cloud within voxel B1 as indicated by the covariance matrix recorded as voxel data, and dashed frame 61 shows the variance of the point cloud within voxel B2 as indicated by the covariance matrix recorded as voxel data. Additionally, voxels B1 and B2, indicated by arrow A2 labeled "Point Cloud Removal," show a schematic representation of the voxel data used in position estimation based on the comparative example. Here, hatched areas 54 and 55 show the distribution of the structure measurement point cloud used to generate the voxel data. Furthermore, the dashed box 63 shows the variance of the point cloud within voxel B1 as indicated by the covariance matrix recorded as voxel data, and the dashed box 64 shows the variance of the point cloud within voxel B2 as indicated by the covariance matrix recorded as voxel data.
ここで、比較例に基づく位置推定では、植生を表わす計測点群を除去してからボクセルデータを生成するため、ボクセルB1内の点群の分散を表わす破線枠63は、ハッチング領域54により示される構造物を中心とする位置に存在する。一方、本位置推定では、ボクセルB1内の点群の分散を表わす破線枠60は、ハッチング領域50により示される植生と、ハッチング領域51により示される構造物とに跨って存在する。また、比較例に基づく位置推定では、ボクセルB1及びボクセルB2は同一の重みにより扱われる。一方、本位置推定では、ボクセルB1を植生ボクセルBvとみなし、ボクセルB1の重み付け値は、植生ボクセルBvでないボクセルB2の重み付け値よりも小さい値に設定される。 In the comparative example, the position estimation method generates voxel data after removing the measurement point cloud representing vegetation. Therefore, the dashed frame 63 representing the dispersion of the point cloud within voxel B1 is located at a position centered on the structure indicated by the hatched region 54. In contrast, in this position estimation method, the dashed frame 60 representing the dispersion of the point cloud within voxel B1 spans both the vegetation indicated by the hatched region 50 and the structure indicated by the hatched region 51. Furthermore, in the comparative example, voxels B1 and B2 are treated with the same weight. In contrast, in this position estimation method, voxel B1 is considered a vegetation voxel Bv, and the weighting value of voxel B1 is set to a smaller value than the weighting value of voxel B2, which is not a vegetation voxel Bv.
ここで、車載機1がライダ30によりボクセルB1、B2内の×印により表された計測点群40を取得した場合、本位置推定では、ボクセルB1の重み付け値はボクセルB2の重み付け値よりも低いため、ボクセルB2におけるボクセルデータと計測点群40とを優先的にマッチングする。一方、比較例に基づく位置推定では、ボクセルごとに重み付け値を設定していないため、ボクセルデータと計測点群40とのマッチングを全体(ここではボクセルB1、B2)にわたり均等な重み付けにより行う。 Here, when the in-vehicle device 1 acquires the measurement point cloud 40, represented by the "x" marks within voxels B1 and B2, using the lidar 30, in this position estimation method, since the weighting value of voxel B1 is lower than that of voxel B2, the voxel data in voxel B2 is preferentially matched with the measurement point cloud 40. On the other hand, in the position estimation method based on the comparative example, since no weighting value is set for each voxel, the matching of voxel data and the measurement point cloud 40 is performed with equal weighting across the entire system (in this case, voxels B1 and B2).
本位置推定を実行した場合のマッチング結果は、矢印A3により指し示され、比較例に基づく位置推定を実行した場合のマッチング結果は、矢印A4により指し示されている。ここで、比較例に基づく位置推定では、ボクセルデータの生成時において、ボクセルB1内の植生の計測点群を除外しているため、植生を計測対象として含んだボクセルB1内の計測点群40とボクセルデータとのマッチングが不正確となる。また、比較例に基づく位置推定では、重み付けがなされていないため、ボクセルB1でのボクセルデータと計測点群40との不整合の影響により、全体としてのマッチング精度も低下してしまう。 The matching result when performing this position estimation is indicated by arrow A3, and the matching result when performing position estimation based on the comparative example is indicated by arrow A4. Here, in the position estimation based on the comparative example, the measurement point cloud of vegetation within voxel B1 is excluded during voxel data generation. Therefore, the matching between the measurement point cloud 40 within voxel B1, which includes vegetation as a measurement target, and the voxel data becomes inaccurate. Furthermore, because no weighting is applied in the position estimation based on the comparative example, the overall matching accuracy is reduced due to the inconsistency between the voxel data in voxel B1 and the measurement point cloud 40.
一方、本位置推定では、ボクセルデータの生成時において、ボクセルB1内の植生の計測点群を除外していないため、植生を計測対象として含んだボクセルB1内の計測点群40とボクセルデータとのマッチングが好適に実行される。なお、ボクセルB1内の植生は、風の影響等に起因して揺れ動くため、ボクセルB1におけるマッチング精度は、ボクセルB2におけるマッチング精度よりも低くなる。従って、ボクセルごとの重み付けを行わずにNDTマッチングを行った場合、ボクセルB1のマッチング精度の影響を受けて全体としてのマッチング精度も低下してしまう。これに対し、本位置推定では、ボクセルB1の重み付け値が相対的に低く設定されているため、植生の揺れ動きによる影響を好適に低減しつつマッチングを行うことができる。 On the other hand, in this position estimation method, since the measurement point cloud of vegetation within voxel B1 is not excluded during the generation of voxel data, matching between the measurement point cloud 40 within voxel B1, which includes vegetation as the measurement target, and the voxel data is suitably performed. However, because the vegetation within voxel B1 fluctuates due to wind and other factors, the matching accuracy in voxel B1 is lower than that in voxel B2. Therefore, if NDT matching is performed without weighting each voxel, the overall matching accuracy will decrease due to the influence of the matching accuracy of voxel B1. In contrast, in this position estimation method, the weighting value of voxel B1 is set relatively low, allowing for matching while suitably reducing the influence of vegetation fluctuations.
以上説明したように、本実施例に係る地図データのデータ構造は、ボクセルごとに、物体表面の位置に関する平均ベクトル及び共分散行列等と、これらを位置推定に用いる際の重みに関する重み付け値とを含み、植生ボクセルBvに対する重み付け値は、植生を含まないボクセルに対する重み付け値よりも低い値に設定される。そして、このデータ構造を有する地図データは、車両に搭載されたライダ30等の計測装置が計測した物体の計測情報と、ボクセルデータとの照合結果を、ボクセルごとに重み付けを行うことで、車両の位置を推定する車載機1により好適に参照される。 As described above, the data structure of the map data in this embodiment includes, for each voxel, a mean vector and covariance matrix relating to the position of the object surface, and weighting values for using these in position estimation. The weighting value for vegetation voxels Bv is set lower than the weighting value for voxels without vegetation. This map data with this data structure is suitably referenced by the on-board unit 1, which estimates the vehicle's position by weighting the results of comparing the measurement information of objects measured by a measuring device such as a lidar 30 mounted on the vehicle with the voxel data, for each voxel.
また、本実施例に係るサーバ装置2は、ライダ30等の計測装置が計測した物体の計測点を含むボクセルから、植生の計測点を含む植生ボクセルBvを認識する処理と、ボクセルごとの平均ベクトル及び共分散行列等と、これらを位置推定に用いる際の重み付け値とを関連付けた地図データを生成する処理とを実行する。ここで、サーバ装置2は、植生ボクセルBvに対する重み付け値を、植生を含まないボクセルに対する重み付け値よりも小さくする。 Furthermore, the server device 2 in this embodiment performs the following processes: recognizing vegetation voxels Bv containing vegetation measurement points from voxels containing measurement points of objects measured by a measuring device such as a lidar 30; and generating map data that associates the mean vector and covariance matrix for each voxel with weighting values used for position estimation. Here, the server device 2 sets the weighting value for vegetation voxels Bv to be smaller than the weighting value for voxels without vegetation.
また、本実施例に係る車載機1は、空間を区切ったボクセルごとの平均ベクトル及び共分散行列等と、これらを位置推定に用いる際の重みを決定するための重み付け値とを含むボクセルデータを記憶し、ライダ30等の計測装置が計測した物体に関する計測情報を取得する処理と、ボクセルごとに計測情報とボクセルデータとの照合を行い、当該照合の結果を、重み付け値に基づき重み付けすることで、自車位置を推定する処理とを行う。この場合、植生ボクセルBvの重み付け値は、植生を含まないボクセルの重み付け値よりも小さい。 Furthermore, the in-vehicle device 1 in this embodiment stores voxel data including the mean vector and covariance matrix for each voxel that divides space, and weighting values for determining the weights used when using these for position estimation. It performs the following processes: acquiring measurement information about objects measured by a measuring device such as a lidar 30; comparing the measurement information with the voxel data for each voxel; and estimating the vehicle's position by weighting the results of this comparison based on the weighting values. In this case, the weighting value for vegetation voxels Bv is smaller than the weighting value for voxels without vegetation.
<第2実施例>
第2実施例では、車載機1は、ボクセルデータに基づく位置推定に代えて、又はこれに加えて、ボクセルデータに基づく動的物体の検知を行う点において、第1実施例と異なる。第2実施例における地図更新システム、車載機1及びサーバ装置2の各構成は、図1及び図2に示す構成と同様のため、その説明を省略する。
<Second Example>
In the second embodiment, the in-vehicle device 1 differs from the first embodiment in that it performs dynamic object detection based on voxel data instead of, or in addition to, position estimation based on voxel data. The configurations of the map update system, in-vehicle device 1, and server device 2 in the second embodiment are the same as those shown in Figures 1 and 2, so their explanation is omitted.
図8は、第2実施例におけるボクセルデータの概略的なデータ構造の一例を示す。 Figure 8 shows an example of a schematic data structure for voxel data in the second embodiment.
図8に示すボクセルデータは、ボクセルIDと、ボクセル座標と、静止障害物フラグと、植生フラグと、平均ベクトルと、共分散行列と、重み付け値と、を含む。ここで、静止障害物フラグは、対象のボクセルが、主に静止障害物が存在するボクセルであって、動的物体の検知を行う必要がないボクセル(「静止障害物ボクセル」とも呼ぶ。)であるか否かを示すフラグである。静止障害物ボクセルは、対象のボクセルの全体又は大部分が静止障害物により構成されることにより、運転上検知すべき動的物体の検知を行う必要がない(動的物体が含まれる余地がない)領域を示す。従って、車載機1は、ライダ30の出力等に基づき動的物体の検知を行う場合に、静止障害物フラグを参照することで静止障害物ボクセルを特定し、静止障害物ボクセル以外のボクセルを対象として動的物体の検知を行う。このように動的物体の検知対象領域を限定することで、動的物体の検知処理の負荷を好適に低減しつつ、動的物体の検知精度を向上させる。静止障害物フラグは、「静止物データ」の一例である。 The voxel data shown in Figure 8 includes a voxel ID, voxel coordinates, a stationary obstacle flag, a vegetation flag, a mean vector, a covariance matrix, and weighting values. Here, the stationary obstacle flag indicates whether the target voxel is a voxel where stationary obstacles mainly exist and where dynamic object detection is not required (also called a "stationary obstacle voxel"). A stationary obstacle voxel indicates a region where the entirety or majority of the target voxel is composed of stationary obstacles, and therefore, detection of dynamic objects that should be detected for driving purposes is not required (there is no room for dynamic objects). Accordingly, when the in-vehicle unit 1 detects dynamic objects based on the output of the lidar 30, etc., it identifies stationary obstacle voxels by referring to the stationary obstacle flag and performs dynamic object detection on voxels other than stationary obstacle voxels. By limiting the detection area for dynamic objects in this way, the load on the dynamic object detection process is suitably reduced while improving the accuracy of dynamic object detection. The stationary obstacle flag is an example of "stationary object data".
また、本実施例では、サーバ装置2は、静止障害物フラグの生成時では、植生ボクセルBvと判定したボクセルについては、少なくとも静止障害物ボクセルと見なさない。これにより、植生付近に現れる動的物体を確実に検知対象とする。サーバ装置2は、「静止物データ生成装置」の一例である。 Furthermore, in this embodiment, when generating a stationary obstacle flag, the server device 2 does not consider voxels determined to be vegetation voxels Bv as stationary obstacle voxels. This ensures that dynamic objects appearing near vegetation are reliably detected. The server device 2 is an example of a "stationary object data generation device."
図9は、第2実施例に係るボクセルデータの生成処理の手順を示すフローチャートである。サーバ装置2は、図9に示すフローチャートの処理を、所定のタイミングにおいて実行する。 Figure 9 is a flowchart showing the procedure for generating voxel data according to the second embodiment. The server device 2 executes the process shown in the flowchart in Figure 9 at predetermined timings.
まず、サーバ装置2は、各車載機1から送信される計測データD1を記録した計測点群DB24を参照し、ボクセルごとに計測点の平均ベクトル及び共分散行列を算出する(ステップS401)。次に、サーバ装置2は、計測点を含む各ボクセルに対し、植生ボクセルBvであるか否かを判定する植生判定処理を実行する(ステップS402)。この植生判定処理は、例えば、前述の図5のフローチャートに基づき実行される。 First, the server device 2 refers to the measurement point cloud DB 24, which records the measurement data D1 transmitted from each in-vehicle unit 1, and calculates the mean vector and covariance matrix of the measurement points for each voxel (step S401). Next, the server device 2 performs a vegetation determination process for each voxel containing a measurement point, determining whether or not it is a vegetation voxel Bv (step S402). This vegetation determination process is performed, for example, based on the flowchart in Figure 5 described above.
次に、サーバ装置2は、ステップS402での植生判定結果に基づき、静止障害物フラグを生成する(ステップS403)。このとき、サーバ装置2は、植生ボクセルBvと判定したボクセルについては、静止障害物ボクセルではない旨の静止障害物フラグを生成する。これにより、サーバ装置2は、本来動的物体が存在し得る領域を静止障害物ボクセルとみなすことに起因した動的物体の見落としを好適に抑制する。 Next, the server device 2 generates a stationary obstacle flag based on the vegetation determination result in step S402 (step S403). At this time, the server device 2 generates a stationary obstacle flag indicating that voxels determined to be vegetation voxels Bv are not stationary obstacle voxels. This effectively suppresses the oversight of dynamic objects caused by misidentifying areas where dynamic objects could exist as stationary obstacle voxels.
なお、サーバ装置2は、図9のフローチャートの処理の前処理として、計測点群DB24に記録された計測点群から、動的物体を示す計測点群を除外する処理を実行してもよい。例えば、サーバ装置2は、歩行者や車両などの特定の動的物体を形成する計測点群を、形状や大きさ等に基づくパターンマッチングなどの処理に基づき特定し、特定した計測点群を計測点群DB24から削除する。なお、サーバ装置2は、除外対象となる動的物体を示す計測点を含むボクセルについても、動的物体の検知対象領域に含まれるように、静止障害物ボクセルではない旨の静止障害物フラグを設定するとよい。 Furthermore, as a preprocessing step before the flowchart in Figure 9, the server device 2 may perform a process to exclude measurement point clouds representing dynamic objects from the measurement point cloud DB 24. For example, the server device 2 identifies measurement point clouds that form specific dynamic objects such as pedestrians or vehicles based on processing such as pattern matching based on shape and size, and deletes the identified measurement point clouds from the measurement point cloud DB 24. The server device 2 may also set a stationary obstacle flag to indicate that voxels containing measurement points representing dynamic objects to be excluded are not stationary obstacle voxels, so that they are included in the detection area for dynamic objects.
図10は、第2実施例に係る動的物体の検知処理の手順を示すフローチャートである。サーバ装置2は、図10に示すフローチャートの処理を、例えば、車両の走行中において繰り返し実行する。 Figure 10 is a flowchart showing the procedure for detecting a dynamic object according to the second embodiment. The server device 2 repeatedly executes the process shown in the flowchart in Figure 10, for example, while the vehicle is in motion.
まず、車載機1は、ライダ30の出力に基づき、車両周辺の物体表面を計測した計測点群を取得する(ステップS501)。次に、車載機1は、自車位置に基づき、地図DB10を参照して、自車位置周辺に存在するボクセルのボクセルデータを取得する(ステップS502)。上述の自車位置は、例えば、図6に示す第1実施例の位置推定処理と同様、1時刻前の推定自車位置に、センサ部13の出力に基づき算出した移動距離と方位変化を加算することで得られる予測自車位置である。そして、車載機1は、各ボクセルのボクセルデータに含まれる静止障害物フラグを参照することで、ステップS501で取得した計測点を含むボクセルから、静止障害物ボクセルを特定する(ステップS503)。そして、車載機1は、静止障害物ボクセルを検知対象領域から除外した動的物体の検知処理を行う(ステップS504)。言い換えると、車載機1は、静止障害物ボクセルについては、動的物体が現れない領域とみなし、動的物体の検知処理をスキップし、残余のボクセルについては、動的物体の検知処理を行う。 First, the in-vehicle unit 1 acquires a measurement point cloud based on the output of the lidar 30, measuring the surface of objects around the vehicle (step S501). Next, the in-vehicle unit 1 acquires voxel data of voxels present around the vehicle's position by referring to the map DB 10 based on the vehicle's position (step S502). The aforementioned vehicle position is, for example, a predicted vehicle position obtained by adding the travel distance and change in direction calculated based on the output of the sensor unit 13 to the estimated vehicle position one time step prior, similar to the position estimation process of the first embodiment shown in Figure 6. Then, the in-vehicle unit 1 identifies stationary obstacle voxels from the voxels containing the measurement points acquired in step S501 by referring to the stationary obstacle flag included in the voxel data of each voxel (step S503). Then, the in-vehicle unit 1 performs dynamic object detection processing, excluding stationary obstacle voxels from the detection target area (step S504). In other words, the in-vehicle device 1 considers the stationary obstacle voxels as areas where no dynamic objects appear, skipping the dynamic object detection process, and performs the dynamic object detection process for the remaining voxels.
以上説明したように、第2実施例に係るサーバ装置2は、ライダ30等の計測装置が計測した物体に関する計測点を含むボクセルから、植生の計測点を含む植生ボクセルBvを検出する処理と、計測点を含むボクセルから、植生ボクセルBvを少なくとも除外したボクセルに対し、静止障害物が存在する領域であることを示す静止障害物フラグを生成する処理と、を実行する。 As described above, the server device 2 according to the second embodiment performs the following processes: detecting vegetation voxels Bv containing vegetation measurement points from voxels containing measurement points related to objects measured by a measuring device such as the lidar 30; and generating a stationary obstacle flag indicating that a stationary obstacle exists in a region of voxels from which at least vegetation voxels Bv have been excluded from the voxels containing measurement points.
<変形例>
以下、第1及び第2実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、組み合わせて上述の各実施例に適用してもよい。
<Different example>
The following describes preferred modifications of the first and second embodiments. These modifications may be applied in combination to each of the embodiments described above.
(変形例1)
ボクセルデータは、図3及び図8に示すように、平均ベクトルと共分散行列とを含むデータ構造に限定されない。例えば、ボクセルデータは、平均ベクトルと共分散行列を算出する際に用いられる計測整備車両の計測データを絶対座標系に変換した点群データをそのまま含んでいてもよい。この場合、車載機1は、NDTによるスキャンマッチングに限定されず、ICP(Iterative Closest Point)などの他のスキャンマッチングを適用して自車位置推定を行ってもよい。
(Variation 1)
Voxel data is not limited to a data structure that includes a mean vector and a covariance matrix, as shown in Figures 3 and 8. For example, voxel data may include point cloud data obtained by converting measurement data of the measurement and maintenance vehicle used to calculate the mean vector and covariance matrix into an absolute coordinate system. In this case, the in-vehicle device 1 is not limited to scan matching by NDT, but may also perform self-position estimation by applying other scan matching methods such as ICP (Iterative Closest Point).
(変形例2)
第1実施例において、図3に示されるボクセルデータは、重み付け値と植生フラグの両方を有していたが、いずれか一方のみを有してもよい。
(Variation 2)
In the first embodiment, the voxel data shown in Figure 3 had both weighting values and vegetation flags, but it may also have only one of them.
例えば、ボクセルデータが重み付け値を含まないデータ構造である場合、車載機1は、図6に示す位置推定処理のステップS307で使用する重み付け値を、植生フラグの値に応じた所定値に設定する。この場合、車載機1は、植生フラグが植生ボクセルBvであることを示す値である場合に設定する重み付け値を、植生フラグが植生ボクセルBvではないことを示す値である場合に設定する重み付け値よりも小さい値に設定する。これにより、車載機1は、ボクセルデータが重み付け値を有するデータ構造の場合と同様に、植生ボクセルBvに対する位置推定への影響度合いを相対的に低下させ、位置推定精度を好適に向上させる。なお、この場合、植生フラグは、「重みを決定するための情報」の一例である。 For example, if the voxel data has a data structure that does not include weighting values, the in-vehicle unit 1 sets the weighting values used in step S307 of the position estimation process shown in Figure 6 to predetermined values corresponding to the vegetation flag values. In this case, the in-vehicle unit 1 sets the weighting value set when the vegetation flag indicates that it is a vegetation voxel Bv to a smaller value than the weighting value set when the vegetation flag indicates that it is not a vegetation voxel Bv. This allows the in-vehicle unit 1 to relatively reduce the degree of influence on position estimation for vegetation voxels Bv, similar to the case where the voxel data has a data structure with weighting values, thereby suitably improving position estimation accuracy. In this case, the vegetation flag is an example of "information for determining weights."
(変形例3)
車載機1に相当する機能が車両に内蔵されていてもよい。この場合、車両の電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)は、車両のメモリに記憶されたプログラムを実行することで、車載機1の制御部15に相当する処理を実行する。
(Variation 3)
The vehicle may have built-in functionality equivalent to that of the in-vehicle unit 1. In this case, the vehicle's electronic control unit (ECU) executes a program stored in the vehicle's memory, thereby performing processing equivalent to that of the control unit 15 of the in-vehicle unit 1.
(変形例4)
第2実施例において、車載機1は、植生ボクセルBv(即ち、植生を含むボクセル)を静止障害物ボクセルから除外する代わりに、植生のみを含むボクセル(即ち、植生を含み、他の静止構造物を含まないボクセル)を静止障害物ボクセルから除外してもよい。この場合、車載機1は、植生の他に静止構造物も含むボクセルについては、動的物体が現れない領域とみなし、動的物体の検知処理をスキップする。
(Variation 4)
In the second embodiment, instead of excluding vegetation voxels Bv (i.e., voxels containing vegetation) from stationary obstacle voxels, the in-vehicle unit 1 may exclude voxels containing only vegetation (i.e., voxels containing vegetation but not other stationary structures) from stationary obstacle voxels. In this case, the in-vehicle unit 1 considers voxels containing both vegetation and stationary structures as areas where no dynamic objects appear and skips the dynamic object detection process.
(変形例5)
車載機1は、サーバ装置2に代えて、植生判定処理を実行してもよい。この場合、車載機1は、例えば、第1実施例において、ライダ30が出力する計測点を絶対座標系に変換した点群データに対して、図4のステップS101の処理及びステップS102の植生判定処理を実行することで、植生ボクセルBvを判定する。そして、車載機1は、判定した植生ボクセルBvの情報を計測データD1に含めてサーバ装置2へ送信する。この場合、サーバ装置2は、車載機1から受信した計測データD1に基づきボクセルデータの重み付け値や植生フラグの生成及び更新を行う。第2実施例においても同様に、車載機1は、ライダ30が出力する計測点を絶対座標系に変換した点群データに対して、図9のステップS401の処理及びステップS402の植生判定処理を実行することで、植生ボクセルBvを判定する。そして、車載機1は、判定した植生ボクセルBvの情報を計測データD1に含めてサーバ装置2へ送信する。この場合、サーバ装置2は、車載機1から受信した計測データD1に基づき静止障害物フラグを生成する。
(Variation 5)
The in-vehicle unit 1 may perform vegetation determination processing instead of the server device 2. In this case, for example, in the first embodiment, the in-vehicle unit 1 determines vegetation voxels Bv by performing the processing in step S101 and the vegetation determination processing in step S102 of Figure 4 on the point cloud data obtained by converting the measurement points output by the lidar 30 into an absolute coordinate system. The in-vehicle unit 1 then includes the information of the determined vegetation voxels Bv in the measurement data D1 and transmits it to the server device 2. In this case, the server device 2 generates and updates weighted values for voxel data and vegetation flags based on the measurement data D1 received from the in-vehicle unit 1. Similarly in the second embodiment, the in-vehicle unit 1 determines vegetation voxels Bv by performing the processing in step S401 and the vegetation determination processing in step S402 of Figure 9 on the point cloud data obtained by converting the measurement points output by the lidar 30 into an absolute coordinate system. The vehicle-mounted unit 1 then includes the information of the determined vegetation voxel Bv in the measurement data D1 and transmits it to the server device 2. In this case, the server device 2 generates a stationary obstacle flag based on the measurement data D1 received from the vehicle-mounted unit 1.
1 車載機
2 サーバ装置
10 地図DB
23 配信地図DB
24 計測点群DB
11、21 通信部
12、22 記憶部
15、25 制御部
13 センサ部
14 入力部
16 出力部
1. In-vehicle unit 2. Server unit 10. Map database
23. Distribution Map Database
24. Measurement Point Cloud Database
11, 21 Communication Unit 12, 22 Storage Unit 15, 25 Control Unit 13 Sensor Unit 14 Input Unit 16 Output Unit
Claims (7)
物体を示す情報と、
当該物体を示す情報の位置推定における信頼度を表す重みに関する情報と、を含み、
植生を含む領域に対する前記重みは、植生を含まない植生以外の構造物の領域に対する前記重みよりも低い値に設定される地図データを記憶する記憶手段と、
移動体に搭載された計測装置が計測した物体の計測情報と、前記領域ごとの前記物体を示す情報との照合結果を、前記領域ごとに重み付けを行うことで、前記移動体の位置を推定する推定手段と、
を有する情報処理装置。 In each of the regions that divide the space,
Information that describes an object,
This includes information about weights representing the confidence level in the position estimation of information indicating the object,
A storage means for storing map data in which the weight for areas including vegetation is set to a lower value than the weight for areas of structures other than vegetation that do not include vegetation,
An estimation means for estimating the position of the moving body by comparing measurement information of an object measured by a measuring device mounted on the moving body with information indicating the object in each region, and weighting the results for each region.
An information processing device having
前記情報処理装置は、前記物体の計測情報と、前記平均、前記分散、及び前記重みとに基づき、前記照合に関する評価値を算出する請求項1に記載の情報処理装置。 The information relating to the object is information relating to the mean and variance of the point cloud on the surface of the object in each of the regions.
The information processing device according to claim 1, wherein the information processing device calculates an evaluation value for the matching based on the measurement information of the object, the mean, the variance, and the weight.
前記領域ごとの前記物体を示す情報と、当該位置に関する情報の位置推定における信頼度を表す重みとを関連付けた地図データを生成する地図生成手段と、を備え、
前記地図生成手段は、前記植生を含む領域に対する前記重みを、前記植生を含まない植生以外の構造物の領域に対する前記重みよりも小さくする地図生成装置。 A recognition means that recognizes a region containing measurement points of vegetation from a region containing measurement points of an object measured by a measuring device, which is a region that has been demarcated in space.
The system includes a map generation means that generates map data relating information indicating the object for each region with a weight representing the confidence level in position estimation of the information regarding that location,
The map generation means is a map generation device that makes the weight for the area including vegetation smaller than the weight for the area of structures other than vegetation that does not include vegetation.
物体を示す情報と、
当該物体を示す情報の位置推定における信頼度を表す重みに関する情報と、を含み、
植生を含む領域に対する前記重みは、植生を含まない植生以外の構造物の領域に対する前記重みよりも低い値に設定される地図データを記憶する記憶手段を有する記憶装置。 In each of the regions that divide the space,
Information that describes an object,
This includes information about weights representing the confidence level in the position estimation of information indicating the object,
A storage device having storage means for storing map data in which the weight for areas including vegetation is set to a lower value than the weight for areas of structures other than vegetation that do not include vegetation.
物体を示す情報と、
当該物体を示す情報の位置推定における信頼度を表す重みに関する情報と、を含み、
植生を含む領域に対する前記重みは、植生を含まない植生以外の構造物の領域に対する前記重みよりも低い値に設定される地図データを参照するコンピュータが実行する制御方法であって、
移動体に搭載された計測装置が計測した物体の計測情報と、前記領域ごとの前記物体を示す情報との照合結果を、前記領域ごとに重み付けを行うことで、前記移動体の位置を推定する推定工程
を有する制御方法。 In each of the regions that divide the space,
Information that describes an object,
This includes information about weights representing the confidence level in the position estimation of information indicating the object,
A control method performed by a computer referencing map data, wherein the weight for an area including vegetation is set to a lower value than the weight for an area of non-vegetation structures that does not include vegetation,
A control method comprising an estimation step of estimating the position of a moving body by comparing measurement information of an object measured by a measuring device mounted on the moving body with information indicating the object in each region, and then weighting the results for each region.
物体を示す情報と、
当該物体を示す情報の位置推定における信頼度を表す重みに関する情報と、を含み、
植生を含む領域に対する前記重みは、植生を含まない植生以外の構造物の領域に対する前記重みよりも低い値に設定される地図データを参照するコンピュータに実行させるプログラムであって、
移動体に搭載された計測装置が計測した物体の計測情報と、前記領域ごとの前記物体を示す情報との照合結果を、前記領域ごとに重み付けを行うことで、前記移動体の位置を推定する推定手段
として前記コンピュータを機能させるプログラム。 In each of the regions that divide the space,
Information that describes an object,
This includes information about weights representing the confidence level in the position estimation of information indicating the object,
A program to be executed by a computer that references map data, wherein the weight for areas including vegetation is set to a lower value than the weight for areas of structures other than vegetation that do not include vegetation.
A program that causes the computer to function as an estimation means for estimating the position of the moving body by comparing measurement information of an object measured by a measuring device mounted on the moving body with information indicating the object in each of the regions, and then weighting the results for each region.
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