WO2020175438A1 - 点群データの取得方法及び点群データ取得システム - Google Patents

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WO2020175438A1
WO2020175438A1 PCT/JP2020/007360 JP2020007360W WO2020175438A1 WO 2020175438 A1 WO2020175438 A1 WO 2020175438A1 JP 2020007360 W JP2020007360 W JP 2020007360W WO 2020175438 A1 WO2020175438 A1 WO 2020175438A1
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marker
cloud data
magnetic
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PCT/JP2020/007360
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道治 山本
均 青山
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愛知製鋼株式会社
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    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/042—Detecting movement of traffic to be counted or controlled using inductive or magnetic detectors

Definitions

  • the present invention relates to a method and system for acquiring point cloud data that is original data of a three-dimensional map representing a road.
  • driving assistance technologies include driving assistance technologies in which both sides of the vehicle play a part of vehicle control, such as brake control in an automatic braking function and steering control in a lane keeping function.
  • advanced driving support technology that realizes automatic driving by making the vehicle's control perform almost all of the vehicle control such as steering control and speed control and bringing the dry/one-side operation load close to zero.
  • MMS mobile mapping system
  • This mapping system is a system that uses a laser scanner that measures the distance to the object using the reflection time of the laser light, and a camera that captures an image of the surroundings of the vehicle.
  • a vehicle equipped with a mobile mubbing system can acquire a combination of 3D point cloud data and forward images while traveling on a road.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 20 18 _ 1 2 8 3 6 4
  • the distance information can be combined with the front image with high accuracy, while the position and the axial direction of the laser scanner or the camera when the point cloud data and the like are acquired. If not accurately grasped, the accuracy of the 3D map based on the point cloud data may decrease.
  • the present invention has been made in view of the above conventional problems, and provides a method and system for acquiring high-quality point cloud data that can be original data of a highly accurate tertiary map. Is what you are trying to do.
  • One aspect of the present invention is a method of acquiring point cloud data, which is original data of a three-dimensional map representing a traveling environment of a vehicle, while moving,
  • the positional information based on any of the markers or the marker reference information including the information based on the positional information is attached to the point cloud data obtained by the distance measuring process. It is a method of acquiring point cloud data for recording.
  • One aspect of the present invention is a point cloud data acquisition system that acquires point cloud data, which is the original data of a three-dimensional map that represents the travel environment of a vehicle, while moving, and even features that compose the travel environment.
  • a marker detection unit that detects a marker laid on the traveling path of the vehicle, and positional information based on one of the markers, or the positional information.
  • a point cloud data acquisition system including: a data recording unit that records the point cloud data acquired by the distance measuring unit by attaching marker reference information including information based on the data.
  • point cloud data associated with marker reference information including positional information based on a marker. Since the marker is laid on the road, the position is unlikely to change.
  • the marker reference information By using the marker reference information, the position where the point cloud data was acquired can be specified with high accuracy. Then, based on the acquired point cloud data with high accuracy, it is possible to create a highly accurate 3D map.
  • the point cloud data recorded in the present invention is associated with marker reference information and is useful when creating a highly accurate three-dimensional map.
  • FIG. 1 An explanatory diagram showing a system configuration of a data collection vehicle in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the magnetic marker in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a front view of the 3 ⁇ 4 I 0 tag in the first embodiment.
  • FIG. 4 A block diagram showing the electrical configuration of the data collection vehicle in the first embodiment.
  • FIG. 5 Explanatory diagram illustrating the change in the magnetic measurement value in the traveling direction when passing through the magnetic marker in the first embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a distribution curve of magnetic measurement values in the vehicle width direction by the magnetic sensors ⁇ 3 n arranged in the vehicle width direction in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the flow of marker reference data generation processing in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the flow of point cloud data generation processing in the first embodiment.
  • FIG. 9 A flow chart showing the flow of data recording processing in the first embodiment.
  • FIG. 10 A flowchart showing the flow of direction estimation processing in the second embodiment.
  • FIG. 11 Explanatory diagram showing the relationship between the lateral deviation amount difference ⁇ when passing two magnetic markers and the azimuth deviation angle in Example 2.
  • FIG. 12 A view illustrating a situation in which a vehicle travels along a straight road in the second embodiment. ⁇ 0 2020/175438 4 ⁇ (: 171? 2020 /007360
  • FIG. 13 is an explanatory view illustrating a situation in which a vehicle is skewed on a straight road in the second embodiment.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating a situation in which a vehicle travels along a curved road in the second embodiment.
  • FIG. 15 is an explanatory view illustrating a situation in which a vehicle is skewed on a curved road in the second embodiment.
  • FIG. 16 Explanatory diagram showing the relationship between the difference ⁇ 0 1 of lateral displacement and the azimuth deviation angle for two magnetic markers in Example 3.
  • This example relates to the mobile mapping system 1 that acquires the point cloud data that is the original data of the 3D map while moving. This content will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
  • This mobile mapping system 1 is intended for roads with markers installed (an example of a road).
  • a magnetic marker 10 which is a magnetic source is used as an example of the marker.
  • a mobile mapping system 1 which is an example of a point cloud data acquisition system (Fig.
  • the mobile mubbing system 1 records the point cloud data with the marker reference information including positional information based on any one of the magnetic markers 10 as a reference.
  • the magnetic marker 10 of the present example will be described. As shown in Figs. 1 and 2, the magnetic marker 10 is a marker laid on the road surface 1 13 of the road (running road) 11.
  • the magnetic markers 10 are arranged, for example, at intervals of 10 along the center of the lane divided by the left and right lane marks.
  • Magnetic marker 10 has a diameter , which has a column shape with a height of 28 and is laid in a state of being housed in a hole provided in the road surface 113.
  • an RFID (Radio Frequency IDent ifi cat i on) tag 15 which is a wireless tag for outputting information wirelessly, is attached to the upward end face.
  • the RFID tag 15 which is an example of an information providing unit operates by external power supply by radio and transmits a tag D (identification information) which is an example of unique information of the magnetic marker 10.
  • the magnet used by the magnetic marker 10 of this example is a magnet in which magnetic particles of iron oxide are dispersed in a polymer material. This magnet has low conductivity, and eddy currents, etc. are unlikely to occur during wireless power feeding. Therefore, the RF F D tag 15 attached to the magnetic marker 10 can efficiently receive the wirelessly transmitted power.
  • the RF D tag 15 which is an example of the information providing unit is, for example, a C chip 15 7 Is an electronic component mounted.
  • On the surface of the tag sheet 150 printed patterns of the loop coil 151 and the antenna 153 are provided.
  • the loop coil 1 51 is a power receiving coil in which an exciting current is generated by electromagnetic induction from the outside.
  • the antenna 153 is a transmission antenna for wirelessly transmitting position data and the like.
  • the data collection vehicle 5 (Fig. 1) constitutes a mobile mapping system 1 which records point cloud data while traveling on the road 11 by the operation of the worker.
  • the data collection vehicle 5 is equipped with a control unit 13, a point cloud data generation unit 3, a sensor unit 2 which is an example of a marker detection unit, and an evening reader 34 which is an example of an information reading unit.
  • the sensor unit 2 includes a sensor array 21 and a M U.
  • the sensor unit 2 is an integrated unit.
  • the sensor unit 2 has, for example, a rod shape that is long in the vehicle width direction.
  • This sensor unit 2 is mounted, for example, inside the front bumper so as to face the road surface 11S.
  • the mounting height of the sensor unit 2 based on the road surface 1 1 S is 200 mm.
  • the sensor array 21 is composed of 15 magnets arranged in a straight line along the vehicle width direction.
  • the air sensor C n (n is an integer from 1 to 15) and the detection processing circuit 2 1 2 including a CPU (not shown) are provided (see FIG. 4 ).
  • 15 magnetic sensors C n are arranged at equal intervals of 10 cm.
  • the magnetic sensor C n is a sensor that detects magnetism by using a known MI effect (Magnet Impedance Effect) that the impedance of a magnetic sensitive body such as an amorphous wire sensitively changes according to an external magnetic field.
  • MI effect Magnetic Impedance Effect
  • magnetic sensitive elements such as amorphous wires are arranged along the two orthogonal axes.
  • the magnetic sensor C n can detect the magnetic field acting in the directions of the two orthogonal axes.
  • the magnetic sensor C n is incorporated in the sensor array 21 so that the magnetic components in the traveling direction and the vehicle width direction can be detected.
  • the detection processing circuit 2 12 of the sensor array 21 is an arithmetic circuit that executes marker detection processing for detecting the magnetic marker 10 and the like.
  • This detection processing circuit 2 1 2 uses a CPU (cent ra l process i ng un it) that executes various operations, memory elements such as ROM (read on ly memory) and RAM (random access memory), etc. Is configured.
  • the detection processing circuit 2 12 acquires the sensor signal output by each magnetic sensor C n at a frequency of, for example, 3 kHz, and executes marker detection processing. For example, by performing magnetic measurement with the magnetic sensor C n at a frequency of 3 kHz, it is possible to generate and record point cloud data during traveling.
  • the detection processing circuit 2 1 2 inputs the detection result of the marker detection processing to the control unit 1 3. In the marker detection process, in addition to detecting the magnetic marker 10, the amount of lateral deviation of the data collection vehicle 5 with respect to the magnetic marker 10 is measured.
  • the detection processing circuit 2 1 2 determines, for example, the lateral deviation amount (relative position information) by specifying the position in the vehicle width direction of the peak value in the distribution of the magnetic measurement values of the magnetic sensors C n arranged in the vehicle width direction. Example) is measured.
  • the MU 22 2 (Fig. 4) incorporated in the sensor unit 2 is an inertial navigation unit that executes a process of estimating the motion of the data collection vehicle 5 by inertial navigation.
  • the IMU 22 is a 2-axis magnetic sensor 2 21 that is an electronic compass that measures azimuth, a 2-axis acceleration sensor 2 2 2 that measures acceleration, and a 2-axis gyro that measures angular velocity. ⁇ 0 2020/175 438 7 ⁇ (: 171? 2020 /007360
  • [0026] 2 calculates the momentary displacement amount by the second-order integration of the acceleration, and at the same time, calculates the momentary direction of the data collecting vehicle 5 by using the direction change amount which is the integral of the angular velocity and the measurement direction. Calculate with high accuracy. And The relative position with respect to the reference position is calculated by accumulating the displacement amount along the direction of the data collection vehicle 5. I If the relative position estimated by 2 2 is used, the own vehicle position can be estimated even when the data collection vehicle 5 is located in the middle of the adjacent magnetic force 10.
  • the tag reader 3 4 (Fig. 4) is attached to the magnetic marker 10 [3 ⁇ 4 ⁇ 0 tag 1
  • the sensor unit 2 is located in the front part of the car body, while the tag reader 34 is located in the rear part of the car body (Fig. 1). By using such a positional relationship between the sensor unit 2 and the tag reader 34, it is possible to predict the timing at which the magnetic marker 10 detected by the sensor unit 2 approaches the tag reader 34.
  • Tag reader 34 predicts its timing
  • the point cloud data generation unit 3 is a unit including a distance measuring unit 31 for acquiring a range image and a camera 33 for capturing a front image.
  • the distance measuring unit 31 is a light source that emits laser light, a light receiving unit that receives reflected light, a time measuring unit that measures the elapsed time (light reflection time) from light emission to light reception, and a distance calculation unit that calculates the distance from the reflection time. , Is equipped with. Further, the distance measuring unit 31 includes an optical mechanism unit that scans the emission direction of the laser light in the vertical direction and the horizontal direction. The optical mechanism part physically changes the emission direction of the laser light by rotating a polygon mirror (polyhedral mirror) that reflects the laser light and projects it forward, for example. The distance measuring unit 3 1 equipped with this optical mechanism unit is located at each point in the front two-dimensional distance measuring area. ⁇ 0 2020/175 438 8 ⁇ (: 171? 2020 /007360
  • the central axis of the distance measuring unit 31 that is, the axis passing through the center of the distance image, coincides with the longitudinal direction of the data collection vehicle 5.
  • the distance measuring unit 31 can specify the distance to each point of the feature that constitutes the traveling environment, such as a road shoulder, a guardrail, a sign, and a signal. Furthermore, the coordinate position in the range image represents the azimuth. In other words, the range image acquired by the point cloud data generation unit 3 is the point cloud data that represents the direction and distance to the feature that constitutes the traveling environment.
  • the camera 33 is a unit for capturing a front image and acquiring two-dimensional image data.
  • the camera 33 is installed so that the optical axis (center axis) is aligned with the azimuth direction of the data collection vehicle 5 in the front-rear direction.
  • the scanning range of the laser beam (range-finding unit 3 1) and the camera 3 are set so that the range-finding area of the range-finding unit 31 and the imaging area of the camera 33 match.
  • the angle of view of 3 has been adjusted.
  • the control unit 1 3 (Fig. 4) has a function of controlling the sensor unit 2, the tag reader 34, and the point cloud data generation unit 3 and also includes a data recording unit 1 3 0 for recording the point cloud data. It is a unit with the function of.
  • the control unit 13 is equipped with an electronic board (not shown) on which memory elements such as ⁇ II, [3 ⁇ 4 ⁇ IV! and 8IV!, etc., which execute various operations, are mounted.
  • a storage device such as a hard disk drive is connected to the control unit 13.
  • a point cloud database (point cloud mouth) 1 3 3 is provided in the storage area of the storage device. The point cloud data is recorded at this point cloud mouth 1 3 3.
  • the array array 2 1) repeatedly executes the marker detection process for detecting the magnetic marker 10.
  • the magnetic sensor c n can measure the magnetic components in the traveling direction and the vehicle width direction of the data collection vehicle 5. For example, when this magnetic sensor ⁇ 3 n moves in the traveling direction and passes directly above the magnetic marker 10, the magnetic measurement value in the traveling direction is inverted between positive and negative before and after the magnetic marker 10 as shown in FIG. At the same time, it changes so as to cross zero at a position directly above the magnetic marker 10. Therefore, while the data collection vehicle 5 is traveling, when the magnetic flux in the traveling direction detected by any of the magnetic sensors ⁇ 3 n causes a zero-cross ⁇ whose polarity is reversed, the sensor unit 2 moves to the magnetic marker 1 It can be judged to be located directly above 0.
  • the detection processing circuit 2 1 2 (Fig. 4) detects the magnetic marker 10 when the sensor unit 2 is positioned directly above the magnetic marker 10 and a zero cross ⁇ of the magnetic measurement value in the traveling direction occurs in this way. To judge.
  • the magnetic measurement in the vehicle width direction is performed.
  • the value changes such that the positive and negative values are inverted on both sides of the magnetic marker 10 and that the value crosses zero at a position directly above the magnetic marker 10.
  • the magnetic sensor ⁇ n is detected depending on which side the magnetic marker 10 is located. The positive/negative of the magnetism in the vehicle width direction changes.
  • the magnetic field is measured by using the zero cross ⁇ in which the positive/negative of the magnetism in the vehicle width direction is reversed.
  • the position of the marker 10 in the vehicle width direction can be specified.
  • the zero cross ⁇ is located in the middle (not necessarily in the center) of two adjacent magnetic sensors ⁇ , they are adjacent to each other with the zero cross ⁇ interposed.
  • the middle position between the two magnetic sensors ⁇ n is the position in the vehicle width direction of the magnetic marker 10.
  • the zero cross ⁇ matches the position of any of the magnetic sensors ⁇ , that is, the magnetic force in the vehicle width direction.
  • the position directly below the magnetic sensor ⁇ is the position of the magnetic marker 10 in the vehicle width direction.
  • the detection processing circuit 2 1 2 detects the deviation of the position of the magnetic marker 10 in the vehicle width direction from the central position of the sensor unit 2 (position of the magnetic sensor 0 8) in the data collection vehicle 5 It is measured as the lateral deviation amount of.
  • the position of the zero cross ⁇ is the position corresponding to ⁇ 9.5, which is around the middle of ⁇ 9 and ⁇ 10. Since the distance between the magnetic sensors 0 9 and 0 10 is as described above, the lateral displacement of the data collection vehicle 5 with respect to the magnetic marker 10 is based on 0 8 which is located at the center of the sensor unit 2 in the vehicle width direction. (9 .5-8) Becomes
  • the marker reference data is an example of marker reference information including relative position information, which is positional information based on any of the markers.
  • the above-described marker detection process 1 is periodically executed under the control of the control unit 13. Generation of point cloud data while the data collection vehicle 5 is running as described above. ⁇ Control unit 1 3
  • a 2 1 is controlled.
  • the amount of lateral deviation (an example of relative position information) of the data collection vehicle 5 with respect to the detected magnetic force 10 is measured.
  • the tag reader 3 4 executes the tag I mouth reading process 2.
  • the control unit 13 is a marker reference including the tag mouth read by the tag mouth reading processing 2 which is an example of the unique information acquisition processing and the lateral deviation amount (relative position information) measured in the marker detection processing 1. Generate the data (3 1 0 2). The marker reference data generated in this way is written in a predetermined writing area and is overwritten at any time (3 10 3). ⁇ 0 2020/175438 1 1 ⁇ (: 171? 2020 /007360
  • the control unit 13 is based on the position of the vehicle when the magnetic marker was detected last time.
  • the relative position estimated by 2 2 is used to execute the process of estimating the relative position of the host vehicle based on the magnetic marker (3 1 1 2).
  • control unit 13 determines the amount of lateral deviation measured when the previous magnetic marker was detected, and 2 Estimate the relative position of the vehicle to the previously detected magnetic marker based on the estimated relative position.
  • the relative position of the own vehicle based on the previously detected magnetic marker is the vector in the vehicle width direction corresponding to the lateral deviation amount when the previous magnetic marker was detected, and the own vehicle when the previous magnetic marker was detected.
  • the control unit 13 determines whether the relative position data (relative position information) estimated in step 3 1 1 2 and the immediately preceding tag mouth reading process?
  • the marker reference data including the tag mouth read in 2 is generated (3 102).
  • the generated marker reference data is written in a predetermined writing area, and is overwritten at any time (3 10 3). Note that the tag mouth read by the tag mouth reading process 2 is retained as it is until it is overwritten by the new tag I mouth reading process 2.
  • the point cloud data generation unit 3 (Fig. 4) receives the point cloud data request signal (to be described later) from the control unit 13 (3 2 0 1 :Mimi 3), it controls the distance measuring unit 3 1. , Obtain a range image that is point cloud data (3 0 2). In addition, the point cloud data generation unit 3 controls the camera 3 3 to acquire a front captured image (3203). Then, the point cloud data generation unit 3 outputs the point cloud data (distance image) together with the captured image (3204).
  • the control unit 13 sends a point cloud data request signal to the point cloud data generation unit 3 every time the movement distance of the data collection vehicle 5 reaches a predetermined amount (3301: Tomi 3). Output (3 302).
  • this example is an example in which 100 is set as the predetermined amount. According to the judgment of step 331 above, for example
  • Point cloud data of _ constant distance each time was Tsu can obtain.
  • the control unit 13 When the control unit 13 acquires the point cloud data (333 0 3 ), it reads the above-mentioned force reference data (333 0 4 ).
  • the marker detection process 1 for generating the force reference data is executed at a frequency of 3 1 ⁇ 1 to 12.
  • the frequency of is sufficiently faster than the frequency of acquiring point cloud data. Therefore, the generation time of the marker reference data read in step 3340 above can be regarded as the same time as the generation time of the point cloud data acquired in step 3330.
  • the control unit 13 executes a process of tying the marker reference data read in step 3304 to the point cloud data acquired in step 3303 (3305) . Then, the control unit 13 records the point cloud data with the marker reference data attached to the point cloud mouth 1 3 3 (3 3 0 6). Note that the marker reference data that is attached to the point cloud data must include at least the tag entrance (marker identification information) of the magnetic marker 10 detected most recently, and the data of the relative position with respect to the magnetic force 10. It is included.
  • the mobile mapping system 1 configured as described above records marker reference data including relative position data based on the position of the magnetic marker 10 when recording the point cloud data representing the traveling environment. Attach to the point cloud data. According to this force reference data, the position of the data collection vehicle 5 when the point cloud data is acquired, that is, the acquisition point of the point cloud data can be specified with high accuracy.
  • the point cloud data in which the acquisition points are specified with high accuracy is effective source data for creating a highly accurate 3D map.
  • the marker reference data attached to the point cloud data includes the tag information which is the marker specifying information of the magnetic marker 10 as the reference. By using this tag and referring to the above marker, the absolute position of the reference magnetic force 10 can be obtained. Further, the marker reference data includes data on the relative position with respect to the reference magnetic marker 10. If the absolute position of the magnetic marker 10 is used as a reference, the point of acquisition of the point cloud data (absolute position) can be specified with high accuracy by using the relative position data in the force reference data. However, under the assumption that the data collection vehicle 5 is traveling along the lane, it can be treated that the center direction of the point cloud data coincides with the lane direction.
  • the marker reference data including the tag entrance which is the unique information of the magnetic marker 10 is illustrated.
  • marker reference data including the laid position of the magnetic marker 10 may be used.
  • the laying position of the magnetic marker 10 is an example of the unique information of the magnetic marker 10.
  • the control unit 13 of the data collection vehicle 5 can refer to the same Markaro as described above
  • the laying position of the corresponding magnetic marker 10 can be acquired using the tag I port.
  • the I 0 tag 15 that transmits the position data indicating the installation position of the magnetic marker 10 may be adopted.
  • Data of the vehicle position (position of the data collecting vehicle 5) identified with the magnetic marker 10 as a reference may be adopted as marker reference data, and may be attached to the point cloud data.
  • the vehicle position can be specified as a position shifted by a relative position such as a lateral shift amount with respect to the laid position of the magnetic marker 10.
  • the vehicle position is processing information obtained by performing arithmetic processing on the data of the relative position with respect to the magnetic marker 10. This vehicle position information is an example of information based on positional information based on the magnetic marker 10.
  • the distance measuring unit 3 1 using laser light is used as an example of the point cloud data. ⁇ 0 2020/175438 14 ⁇ (: 171? 2020 /007360
  • the distance measuring unit 31 includes a distance measuring unit that uses radio waves such as millimeter waves and a distance measuring unit that measures distance using parallax due to stereo vision. Any of these distance measuring units may be adopted, or a plurality of them may be combined.
  • the magnetic marker 10 is exemplified as the marker, but it can be replaced with various markers arranged on the road 11.
  • it may be a marker printed on the road surface 113, or a marker such as a cat's eye.
  • the advantage of the magnetic marker as the marker will be described.
  • the use of magnetic markers is advantageous in terms of reading accuracy and reading certainty, for example, compared to markers printed on the road surface or markers such as cat's eye.
  • markers such as cat's eyes are often provided on lane marks, which are lane markings.
  • the cat's eye is located away from the vehicle in the vehicle width direction. It has
  • a magnetic marker placed in the center of the lane, etc. since it is located directly under the vehicle, it is relatively easy to detect and it is relatively easy to ensure the measurement accuracy of the vehicle position relative to the magnetic marker. Is.
  • the magnetic marker that generates magnetism outside can be detected on the vehicle side even if snow or dirt adheres to it.
  • marker such as a cat's eye
  • a magnetic marker is more advantageous than a radio wave marker that wirelessly outputs a radio wave.
  • a radio wave marker that wirelessly outputs a radio wave.
  • the action direction of magnetism along the lateral direction which corresponds to the vehicle width direction, is reversed on the left and right of the magnetic marker. Therefore, the positive/negative of the magnetic measurement value by the magnetic sensor differs depending on whether the magnetic sensor is on the left or right side of the magnetic marker. For example, by utilizing reversal of the magnetic action direction centered on the magnetic mer force, it is possible to detect the magnetic mer force with high positional accuracy.
  • the radio wave marker can detect a relatively wide range where radio waves reach, but it is difficult to specify the position with high accuracy.
  • This example is an example of the mobile mapping system 1 based on the mobile mapping system of the first embodiment, in which the information about the reference direction indicating the center direction of the point cloud data is added to the marker reference information. This content will be described with reference to FIG. 1 and FIGS.
  • the reference direction of the point cloud data is estimated using the two magnetic markers 10.
  • the central axis of the distance measuring unit 3 1 is used as an example of the reference direction indicating the center direction of the point cloud data. To do.
  • the control unit (reference numeral 13 in FIG. 1) of this example has a function as an azimuth estimation unit that estimates the azimuth (front-back direction, direction, azimuth of the center axis of the vehicle body) of the data collection vehicle 5. ing.
  • the control unit as an azimuth estimation unit estimates the azimuth deviation angle, which is the deviation of the azimuth (direction of the vehicle body) of the data collection vehicle 5 with respect to the lane direction, by using two adjacent magnetic markers 10. Estimating process).
  • the azimuth of the data collection vehicle 5 is adjusted to match the central axis of the distance measuring unit 31 that acquires the point cloud data, and the relationship between the two is unknown. ing. Therefore, if the direction of the data collection vehicle 5 can be grasped, the reference direction of the point cloud data can be specified.
  • the direction of the data collection vehicle 5 remains as it is in the point cloud data. It becomes the reference azimuth indicating the center direction. ⁇ 0 2020/175438 16 ⁇ (: 171-1? 2020/007360
  • the control unit 13 executes the azimuth estimation process of FIG. 10 in order to estimate the azimuth of the data collection vehicle 5.
  • This azimuth estimation processing consists of the step (3401) of calculating the difference between the lateral deviations of the two magnetic markers 10 and the direction of the line segment ! ⁇ /! that connects the positions of the two magnetic markers 10 (Fig. 11 Refer to 1.)), which is the deviation of the heading deviation which is the deviation of the traveling direction from (3).
  • the two magnetic markers 10 are laid along the center of the lane. Therefore, the line segment direction 1 ⁇ /1 father that connects the positions of two adjacent magnetic markers 10 substantially coincides with the lane direction (road direction).
  • step 3401 as shown in Fig. 11, when the data collection vehicle 5 passes through two adjacent magnetic markers 1 0, the amount of lateral displacement ⁇ 1 with respect to the first magnetic marker 10 is , Calculate the difference between the lateral shift amount ⁇ 2 with respect to the second magnetic marker 10 and In the figure, the positive and negative values of 0 1 and 0 2 are different, so the absolute value of 0 1 becomes a value that exceeds the absolute values of 0 1 and 0 2 depending on the difference. In addition, in FIG. 11, the illustration of the control unit 13 and the like is omitted.
  • the azimuth deviation angle which is the angle formed by (the deviation of the angle in the turning direction), is calculated by the following formula that includes the lateral deviation difference difference ⁇ and the marker span 3.
  • the central axis of the distance measuring unit 31 that acquires the point cloud data is the reference azimuth that represents the center of the point cloud data that the distance measuring unit 3 1 acquires.
  • the central axis of the distance measuring unit 31 substantially coincides with the direction 0 ′′ of the data collection vehicle 5. Therefore, the direction of the data collection vehicle 5 with respect to the line segment direction IV!
  • the azimuth deviation angle of 8 degrees, which represents the target deviation, corresponds to the azimuth deviation of the reference azimuth of the point cloud data for the above line segment direction IV! X corresponding to the lane direction.
  • orientation deviation angle Ji is the azimuthal lag of the reference orientation of the point group data with respect to the lane direction (_ example of information representing the reference direction of the point group data)
  • the included marker reference data is linked to the point cloud data. Based on the direction deviation angle, the direction of each point indicated by the point cloud data can be specified with high accuracy by using the lane direction IV! X as a reference. Point cloud data in which the orientation of each point is specified with high accuracy is extremely useful for creating a highly accurate three-dimensional map.
  • the marker reference information of this example including the information indicating the reference azimuth of the point cloud data
  • the relationship between the reference azimuth of the point cloud data and the line segment direction IV! X can be accurately specified. It is possible. If the relative relationship of the reference azimuth of the point cloud data to the line segment direction IV! become.
  • the point cloud data attached with the marker reference data including the information of the reference direction of the point cloud data above even if the data collection vehicle 5 meanders during data collection, a highly accurate 3D map can be created. Is.
  • control unit 1 3 It is also good to provide the data of the laying position (absolute position) of 10 and the Marchiro with the string on the collection vehicle 5.
  • the control unit 1 3 It is also good to provide the data of the laying position (absolute position) of 10 and the Marchiro with the string on the collection vehicle 5.
  • the central direction corresponding to the central axis of the distance measuring unit 31 is illustrated.
  • the reference azimuth of the point cloud data only needs to be the reference azimuth, and the central direction is not an essential requirement.
  • the matching of the vehicle direction and the reference direction of the point cloud data is not essential. It is also possible to provide a plurality of distance measuring units having different directions of the central axis.
  • This example is an example of the mobile mapping system 1 that acquires the azimuth deviation angle using the sensor units 2 provided in front of and behind the data collection vehicle 5 based on the mobile mapping system of the second embodiment. This content will be explained with reference to FIG.
  • the sensor unit 2 is arranged at intervals of 4. ⁇ 0 2020/175438 19 ⁇ (: 17 2020/007360
  • the distance 4 between the front and rear sensor units 2 is the same as the distance 4
  • the sensor unit may be additionally arranged in the center of the sensor unit 2 before and after the four intervals.
  • Control unit data recording section, orientation estimation section

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Abstract

車両の走行環境を表す３次元地図の元データとなる点群データを移動しながら取得する点群データ取得システム（１）は、走行環境を構成する地物までの方位及び距離を表す点群データを取得する測距部（３１）と、車両の走行路に敷設されたマーカ（１０）を検出するマーカ検出部（２）と、いずれかのマーカ（１０）を基準とした位置的な情報を含むマーカ基準情報をひも付けて測距部（３１）により取得された点群データを記録するデータ記録部と、を含むシステムである。

Description

\¥0 2020/175438 1 卩（：17 2020 /007360 明 細 書
発明の名称 ： 点群データの取得方法及び点群データ取得システム 技術分野
[0001 ] 本発明は、 道路を表す 3次元地図の元データとなる点群データを取得する ための方法及びシステムに関する。
背景技術
[0002] 近年、 車両の運転負担を低減するための運転支援技術が各種提案され、 実 現されつつある。 運転支援技術としては、 例えば、 自動ブレーキ機能におけ るブレーキ制御や車線維持機能における操舵制御など、 車両制御の一部を車 両側が担う運転支援技術がある。 さらに、 操舵制御や調速制御などの車両制 御のほぼ全てを車両側が実行し、 ドライ/ 一側の操作負担をゼロに近づけて 自動運転を実現する高度な運転支援技術などの提案もある。
[0003] 高度な運転支援技術の実現には、 車両側で前方の道路環境を精度高く把握 できていることが必要である。 自動運転を実現するため、 縁石やガードレー ルや標識などに関する 3次元情報を含む高精度な 3次元地図に対する社会的 な要請が高まつている。
[0004] 道路環境を表す 3次元地図の生成には、 道路環境を構成する縁石やガード レールや標識などの地物の各点までの距離や方位の情報を含む点群データが 必要となる。 そこで、 点群データを取得するモービルマッピングシステム (M ob i le Mapp i ng System : M M S ) が提案されている (例えば特許文献 1参照 。 ) 。 このマッピングシステムは、 レーザ光の反射時間を利用して対象物ま での距離を計測するレーザスキャナや、 車両の周辺画像を撮影するカメラな どを利用するシステムである。 モービルマッビングシステムを搭載する車両 であれば、 道路を走行しながら 3次元の点群データ及び前方画像の組合せを 取得できる。
先行技術文献
特許文献 \¥0 2020/175438 2 卩（：171? 2020 /007360
[0005] 特許文献 1 :特開 2 0 1 8 _ 1 2 8 3 6 4号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0006] レーザスキャナとカメラとを精度高く位置合わせすれば、 前方画像に対し て距離情報を精度高く組み合わせることができる一方、 点群データ等を取得 した際のレーザスキャナやカメラの位置や軸方向が精度高く把握されていな い場合、 その点群データに基づく 3次元地図の精度が低下するおそれがある
[0007] 本発明は、 前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、 高精度な 3次 元地図の元データになり得る高品質の点群データを取得するための方法及び システムを提供しようとするものである。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明の一態様は、 車両の走行環境を表す 3次元地図の元データとなる点 群データを移動しながら取得する方法であって、
走行環境を構成する地物までの方位及び距離を表す点群データを取得する 測距処理と、
車両の走行路に敷設されたマーカを検出するマーカ検出処理と、 前記点群データを記録するデータ記録処理と、 を含み、
該データ記録処理では、 いずれかのマーカを基準とした位置的な情報、 あ るいは該位置的な情報に基づく情報を含むマーカ基準情報をひも付けて前記 測距処理により取得された点群データを記録する点群データの取得方法にあ る。
[0009] 本発明の一態様は、 車両の走行環境を表す 3次元地図の元データとなる点 群データを移動しながら取得する点群データ取得システムであって、 走行環境を構成する地物までの方位及び距離を表す点群データを取得する 測距部と、
車両の走行路に敷設されたマーカを検出するマーカ検出部と、 いずれかのマーカを基準とした位置的な情報、 あるいは該位置的な情報に \¥0 2020/175438 3 卩（：171? 2020 /007360
基づく情報を含むマーカ基準情報をひも付けて前記測距部により取得された 点群データを記録するデータ記録部と、 を含む点群データ取得システムにあ る。
発明の効果
［0010］ 本発明によれば、 マーカを基準とした位置的な情報等を含むマーカ基準情 報をひも付けた点群データを記録可能である。 マーカは、 走行路に敷設され ているため、 その位置が変動するおそれは少ない。 マーカ基準情報を利用す れば、 点群データが取得された位置を精度高く特定できる。 そして、 取得さ れた位置が精度高く特定された点群データに基づけば、 高精度の 3次元地図 を作製可能である。
［001 1］ 本発明において記録される点群データは、 マーカ基準情報がひも付けられ たものであり、 高精度の 3次元地図を作製する際に有用である。
図面の簡単な説明
［0012］ ［図 1］実施例 1 における、 データ収集車両のシステム構成を示す説明図。
［図 2］実施例 1 における、 磁気マーカの斜視図。
［図 3］実施例 1 における、 ［¾ I 0タグの正面図。
［図 4］実施例 1 における、 データ収集車両の電気的な構成を示すブロック図。 ［図 5］実施例 1 における、 磁気マーカを通過する際の進行方向の磁気計測値の 変化を例示する説明図。
［図 6］実施例 1 における、 車幅方向に配列された磁気センサ＜3 nによる車幅方 向の磁気計測値の分布曲線を例示する説明図。
［図 7］実施例 1 における、 マーカ基準データ生成処理の流れを示すフロー図。 ［図 8］実施例 1 における、 点群データ生成処理の流れを示すフロー図。
［図 9］実施例 1 における、 データ記録処理の流れを示すフロー図。
［図 10］実施例 2における、 方位推定処理の流れを示すフロー図。
［図 1 1］実施例 2における、 2つの磁気マーカを通過したときの横ずれ量の差 分〇 と、 方位ずれ角 チと、 の関係を示す説明図。
［図 12］実施例 2における、 直線路に沿って車両が走行する状況を例示する説 \¥0 2020/175438 4 卩（：171? 2020 /007360
明図。
［図 13］実施例 2における、 直線路を車両が斜行する状況を例示する説明図。 ［図 14］実施例 2における、 曲線路に沿って車両が走行する状況を例示する説 明図。
［図 15］実施例 2における、 曲線路を車両が斜行する状況を例示する説明図。 ［図 16］実施例 3における、 2つの磁気マーカに対する横ずれ童の差分〇 〇1と 、 方位ズレ角 チと、 の関係を示す説明図。
発明を実施するための形態
［0013］ 本発明の実施の形態につき、 以下の実施例を用いて具体的に説明する。
（実施例 1）
本例は、 3次元地図の元データとなる点群データを移動しながら取得する モービルマッピングシステム 1 に関する例である。 この内容について、 図 1 〜図 9を參照して説明する。 このモービルマッピングシステム 1は、 マーカ が敷設された道路 （走行路の一例） を対象としている。 本例では、 マーカの —例として、 磁気発生源である磁気マーカ 1 〇を採用している。
［0014］ 点群データ取得システムの一例であるモービルマッピングシステム 1 （図
1） は、 走行環境を構成する地物までの方位及び距離を表す点群データを生 成する点群データ生成ユニッ ト 3と、 道路に敷設された磁気マーカ 1 〇を検 出するセンサユニッ ト 2 （マーカ検出部の一例） と、 点群データを記録する データ記録部 1 3 0 （図 4） と、 を含めて構成されている。 特に、 モービル マッビングシステム 1では、 いずれかの磁気マーカ 1 0を基準とした位置的 な情報を含むマーカ基準情報をひも付けた状態の点群データが記録される。 ［0015］ まず、 本例の磁気マーカ 1 0について説明する。 磁気マーカ 1 0は、 図 1 及び図 2のごとく、 道路 （走行路） 1 1の路面 1 1 3に敷設されるマーカで ある。 磁気マーカ 1 0は、 左右のレーンマークで区分された車線の中央に沿 って例えば 1 0 間隔で配置されている。 磁気マーカ 1 0は、 直径
Figure imgf000006_0001
、 高さ 2 8 の柱状をなし、 路面 1 1 3に設けた孔に収容された状態で敷 設される。 [0016] 磁気マーカ 1 0では、 図 2及び図 3のごとく、 無線により情報を出力する 無線タグである R F I D (Rad i o F requency IDent i f i cat i on) タグ 1 5が、 上向きの端面に取り付けられている。 情報提供部の一例である R F I Dタグ 1 5は、 無線による外部給電により動作し、 磁気マーカ 1 0の固有情報の一 例であるタグ丨 D (識別情報) を送信する。
[0017] なお、 本例の磁気マーカ 1 0が採用する磁石は、 酸化鉄の磁粉を高分子材 料中に分散させた磁石である。 この磁石は、 導電性が低く無線給電時に渦電 流等が生じ難い。 それ故、 磁気マーカ 1 0に付設された R F 丨 Dタグ 1 5は 、 無線伝送された電力を効率良く受電できる。
[0018] 情報提供部の一例をなす R F 丨 Dタグ 1 5は、 例えば P E T (Po lyethy len e terephtha late) フィルムから切り出したタグシート 1 5 0 (図 3 ) の表面 に 丨 Cチップ 1 5 7が実装された電子部品である。 タグシート 1 5 0の表面 には、 ループコイル 1 5 1及びアンテナ 1 5 3の印刷パターンが設けられて いる。 ループコイル 1 5 1は、 外部からの電磁誘導によって励磁電流が発生 する受電コイルである。 アンテナ 1 5 3は、 位置データ等を無線送信するた めの送信アンテナである。
[0019] 次に、 データ収集車両 5 (図 1 ) は、 作業者の運転によって道路 1 1 を走 行しながら点群データを記録するモービルマッピングシステム 1 を構成して いる。 データ収集車両 5は、 制御ユニッ ト 1 3、 点群データ生成ユニッ ト 3 、 マーカ検出部の一例であるセンサユニッ ト 2、 情報読取部の一例である夕 グリーダ 3 4、 などを備えている。
[0020] センサユニッ ト 2は、 図 1及び図 4のごとく、 センサアレイ 2 1 と 丨 M U
(Inert i a l Measurement Un i t) 2 2とが一体化されたユニツ トである。 セン サユニッ ト 2は、 例えば車幅方向に長い棒状を呈している。 このセンサユニ ッ ト 2は、 例えばフロントバンパーの内側において、 路面 1 1 Sと対面する 状態で取り付けられる。 本例のデータ収集車両 5の場合、 路面 1 1 Sを基準 としたセンサユニッ ト 2の取付け高さが 2 0 0 m mとなっている。
[0021 ] センサアレイ 2 1は、 車幅方向に沿って一直線上に配列された 1 5個の磁 気センサ C n ( nは 1〜 1 5の整数) と、 図示しない C P U等を内蔵した検 出処理回路 2 1 2と、 を備えている (図 4参照。 ) 。 なお、 センサアレイ 2 1では、 1 5個の磁気センサ C nが 1 0 c mの等間隔で配置されている。
[0022] 磁気センサ C nは、 アモルファスワイヤなどの感磁体のインピーダンスが 外部磁界に応じて敏感に変化するという公知の M I効果 (Magnet Impedance Effect) を利用して磁気を検出するセンサである。 磁気センサ C nでは、 ア モルファスワイヤなどの図示しない感磁体が直交する 2軸方向に沿つて配置 されている。 これにより磁気センサ C nは、 直交する 2軸方向に作用する磁 気の検出が可能である。 本例では、 進行方向及び車幅方向の磁気成分を検出 できるように磁気センサ C nがセンサアレイ 2 1 に組み込まれている。
[0023] センサアレイ 2 1の検出処理回路 2 1 2は、 磁気マーカ 1 0を検出するた めのマーカ検出処理などを実行する演算回路である。 この検出処理回路 2 1 2は、 各種の演算を実行する C P U (cent ra l process i ng un i t) 、 R O M ( read on ly memory) や R A M ( random access memory) などのメモリ素子、 等を利用して構成されている。
[0024] 検出処理回路 2 1 2は、 各磁気センサ C nが出力するセンサ信号を、 例え ば 3 k H zの頻度で取得してマーカ検出処理を実行する。 例えば 3 k H zの 頻度で磁気センサ C nによる磁気計測を実施すれば、 走行中の点群データの 生成 ·記録に対応できる。 検出処理回路 2 1 2は、 マーカ検出処理の検出結 果を制御ユニッ ト 1 3に入力する。 マーカ検出処理では、 磁気マーカ 1 0の 検出に加えて、 磁気マーカ 1 〇に対するデータ収集車両 5の横ずれ量の計測 が行われる。 検出処理回路 2 1 2は、 例えば、 車幅方向に配列された磁気セ ンサ C nの磁気計測値の分布のうちのピーク値の車幅方向の位置を特定する ことで横ずれ量 (相対位置情報の一例) を計測する。
[0025] センサユニッ ト 2に組み込まれた丨 M U 2 2 (図 4 ) は、 慣性航法により データ収集車両 5の運動を推定する処理を実行する慣性航法ユニッ トである 。 I M U 2 2は、 方位を計測する電子コンパスである 2軸磁気センサ 2 2 1 と、 加速度を計測する 2軸加速度センサ 2 2 2と、 角速度を計測する 2軸ジ \¥0 2020/175438 7 卩（：171? 2020 /007360
ャイロセンサ 2 2 3と、 を備えている。 丨
Figure imgf000009_0001
2 2は、 加速度、 角速度、 方 位などの計測値を利用して運動 （移動） を推定し、 データ収集車両 5が過去 に所在した特定の位置を起点 （基準） とした移動後 （運動後） の相対位置を 推定する。
[0026] 2は、 加速度の二階積分により時々刻々の変位量を演算すると共 に、 角速度の積分である方位の変化量や計測方位等を利用してデータ収集車 両 5の時々刻々の方位を精度高く算出する。 そして
Figure imgf000009_0002
データ収 集車両 5の方位に沿って変位量を積算することで基準位置に対する相対位置 を演算する。 I
Figure imgf000009_0003
2 2が推定する相対位置を利用すれば、 隣り合う磁気マ 一力 1 0の中間にデータ収集車両 5が位置するときにも自車位置の推定が可 能になる。
[0027] タグリーダ 3 4 （図 4） は、 磁気マーカ 1 0に付設された [¾ 丨 0タグ 1
5と無線で通信する通信ユニッ トである。 センサユニッ ト 2が車体の前部に 配置されている一方、 タグリーダ 3 4は車体の後部に配置されている （図 1 ） 。 このようなセンサユニッ ト 2及びタグリーダ 3 4の位置関係を利用すれ ば、 センサユニッ ト 2により検出された磁気マーカ 1 〇がタグリーダ 3 4に 接近するタイミングを予測可能である。 タグリーダ 3 4は、 そのタイミング を予測
Figure imgf000009_0004
タグ 1 5が送信するタグ I 口を受信する。
[0028] 点群データ生成ユニッ ト 3は、 距離画像を取得する測距部 3 1 と、 前方画 像を撮像するカメラ 3 3と、 を含むユニッ トである。
測距部 3 1は、 レーザ光を発光する光源、 反射光を受光する受光部、 発光 から受光までの経過時間 （反射時間） を計測する時間計測部、 反射時間から 距離を算出する距離算出部、 を備えている。 さらに、 測距部 3 1は、 レーザ 光の発光方向を縦方向、 横方向に走査させる光学機構部を備えている。 光学 機構部は、 例えばレーザ光を反射して前方に投射するポリゴンミラー （多面 鏡） を高速回転させることで、 レーザ光の発光方向を物理的に変更する。 こ の光学機構部を備える測距部 3 1は、 前方の 2次元的な測距エリア内の各点 \¥0 2020/175438 8 卩（：171? 2020 /007360
に距離データがひも付けられた距離画像を取得する （測距処理） 。 なお、 測 距部 3 1の中心軸、 すなわち距離画像の中心を貫く軸はデータ収集車両 5の 前後方向に一致している。
[0029] 測距部 3 1 によれば、 路肩や、 ガードレールや、 標識や、 信号など、 走行 環境を構成する地物の各点までの距離を特定できる。 さらに、 距離画像にお ける座標位置は、 方位を表している。 つまり、 点群データ生成ユニッ ト 3が 取得する距離画像が、 走行環境を構成する地物までの方位及び距離を表す点 群データとなっている。
[0030] カメラ 3 3は、 前方画像を撮像して 2次元的な画像データを取得するため のユニッ トである。 カメラ 3 3は、 データ収集車両 5の前後方向の方位に対 して光軸 （中心軸） が一致するように設置されている。 なお、 データ収集車 両 5では、 測距部 3 1の測距エリアと、 カメラ 3 3による撮像エリアと、 が 一致するように、 レーザ光の走査範囲 （測距部 3 1） 、 及びカメラ 3 3の画 角などが調整されている。
[0031 ] 制御ユニッ ト 1 3 （図 4） は、 センサユニッ ト 2、 タグリーダ 3 4、 点群 データ生成ユニッ ト 3を制御する機能に加えて、 点群データを記録するデー 夕記録部 1 3 0としての機能を備えるユニッ トである。 制御ユニッ ト 1 3は 、 各種の演算を実行する〇 II、 [¾〇 IV!や 八 IV!などのメモリ素子、 等が実 装された電子基板 （図示略） を備えている。 制御ユニッ ト 1 3には、 ハード ディスクドライブなどの記憶デバイスが接続されている。 記憶デバイスの記 憶領域には、 点群データべース （点群口巳） 1 3 3が設けられている。 点群 データは、 この点群口巳 1 3 3に記録される。
[0032] 次に、 本例のモービルマッピングシステム 1の動作の流れについて説明す る。 以下、 （1） マーカ検出処理、 （2） マーカ基準データ生成処理、 （3 ） 点群データ生成処理、 （4） データ記録処理、 の流れについて順番に説明 する。
[0033] （1） マーカ検出処理
データ収集車両 5が道路 1 1 を走行している間、 センサユニッ ト 2 （セン \¥0 2020/175438 9 卩（：171? 2020 /007360
サアレイ 2 1） が、 磁気マーカ 1 0を検出するためのマーカ検出処理を繰り 返し実行する。
上記のごとく、 磁気センサ c nは、 データ収集車両 5の進行方向及び車幅 方向の磁気成分を計測可能である。 例えばこの磁気センサ＜3 nが、 進行方向 に移動して磁気マーカ 1 〇の真上を通過するとき、 進行方向の磁気計測値は 、 図 5のごとく磁気マーカ 1 0の前後で正負が反転すると共に、 磁気マーカ 1 0の真上の位置でゼロを交差するように変化する。 したがって、 データ収 集車両 5の走行中では、 いずれかの磁気センサ＜3 nが検出する進行方向の磁 気について、 その正負が反転するゼロクロス 〇が生じたとき、 センサユニ ッ ト 2が磁気マーカ 1 0の真上に位置すると判断できる。 検出処理回路 2 1 2 （図 4） は、 このようにセンサユニッ ト 2が磁気マーカ 1 0の真上に位置 し進行方向の磁気計測値のゼロクロス 〇が生じたとき、 磁気マーカ 1 0を 検出したと判断する。
[0034] また、 例えば、 磁気センサ〇 nと同じ仕様の磁気センサについて、 磁気マ 一力 1 0の真上を通過する車幅方向の仮想線に沿う移動を想定すると、 車幅 方向の磁気計測値は、 磁気マーカ 1 0を挟んだ両側で正負が反転すると共に 、 磁気マーカ 1 0の真上の位置でゼロを交差するように変化する。 1 5個の 磁気センサ〇 nを車幅方向に配列したセンサユニッ ト 2の場合には、 図 6の 例の通り、 磁気マーカ 1 0を介してどちらの側にあるかによって磁気センサ 〇 nが検出する車幅方向の磁気の正負が異なってくる。
[0035] センサユニッ ト 2の各磁気センサ（3 nの車幅方向の磁気計測値を例示する 図 6の分布曲線に基づけば、 車幅方向の磁気の正負が反転するゼロクロス 〇を利用して磁気マーカ 1 0の車幅方向の位置を特定可能である。 隣り合う 2つの磁気センサ〇 の中間 （中央とは限らない） にゼロクロス 〇が位置 している場合には、 ゼロクロス 〇を挟んで隣り合う 2つの磁気センサ〇 n の中間の位置が、 磁気マーカ 1 0の車幅方向の位置となる。 あるいはいずれ かの磁気センサ〇 の位置にゼロクロス 〇が一致している場合、 すなわち 車幅方向の磁気計測値がゼロであって両隣りの磁気センサ＜3 nの磁気計測値 \¥0 2020/175438 10 卩（：171? 2020 /007360
の正負が反転している磁気センサ〇 nが存在する場合には、 その磁気センサ 〇 の直下の位置が、 磁気マーカ 1 0の車幅方向の位置となる。
[0036] 検出処理回路 2 1 2は、 センサユニッ ト 2の中央の位置 （磁気センサ〇 8 の位置） に対する磁気マーカ 1 〇の車幅方向の位置の偏差を、 磁気マーカ 1 0に対するデータ収集車両 5の横ずれ量として計測する。 例えば、 図 6の場 合であれば、 ゼロクロス 〇の位置が〇 9と〇 1 0との中間辺りの〇 9 . 5 に相当する位置となっている。 上記のように磁気センサ〇 9と〇 1 0の間隔 であるから、 磁気マーカ 1 0に対するデータ収集車両 5の横ずれ 量は、 車幅方向においてセンサユニッ ト 2の中央に位置する 0 8を基準とし て （9 . 5— 8）
Figure imgf000012_0001
となる。
[0037] （2） マーカ基準データ生成処理
マーカ基準データを生成する処理の内容について、 図 7を参照して説明す る。 なお、 マーカ基準データは、 いずれかのマーカを基準とした位置的な情 報である相対位置情報を含むマーカ基準情報の一例である。
[0038] マーカ基準データ生成処理では、 制御ユニッ ト 1 3による制御により、 上 記のマーカ検出処理 1が周期的に実行される。 上記の通りデータ収集車両 5の走行中の点群データの生成 ·記録に対応できるよう、 制御ユニッ ト 1 3
Figure imgf000012_0002
イ 2 1 を制御する。 なお、 このマーカ検出処理 1では、 検出された磁気マ 一力 1 0に対するデータ収集車両 5の横ずれ量 （相対位置情報の一例） が計 測される。
[0039] 磁気マーカ 1 0が検出された場合 （3 1 0 1 : 丫巳 3） 、 制御ユニッ ト 1
3による制御によりタグリーダ 3 4がタグ I 口読取処理 2を実行する。 制 御ユニッ ト 1 3は、 固有情報取得処理の一例であるタグ丨 口読取処理 2に よって読み取ったタグ丨 口、 マーカ検出処理 1で計測された横ずれ量 （相 対位置情報） を含むマーカ基準データを生成する （3 1 0 2） 。 このように 生成されたマーカ基準データは、 所定の書込エリアに書き込みされて、 随時 、 最新のものに書き換えられる （3 1 0 3） 。 \¥0 2020/175438 1 1 卩（：171? 2020 /007360
[0040] —方、 磁気マーカ 1 0が未検出の場合は （3 1 0 1 : N 0） 、 制御ユニッ 卜 1 3は、 前回磁気マーカを検出したときの自車位置を基準として 丨
Figure imgf000013_0001
2 2が推定した相対位置を利用し、 当該磁気マーカを基準とした自車両の相対 位置の推定処理を実行する （3 1 1 2） 。
[0041 ] 具体的には、 制御ユニッ ト 1 3は、 前回の磁気マーカが検出されたときに 計測された横ずれ量、 及び丨
Figure imgf000013_0002
2 2が推定した相対位置に基づき、 前回検 出された磁気マーカに対する自車両の相対位置を推定する。 前回検出された 磁気マーカを基準とした自車両の相対位置は、 前回の磁気マーカが検出され たときの横ずれ量分の車幅方向のべクトルと、 前回磁気マーカを検出したと きの自車位置を基準とする相対位置 （丨
Figure imgf000013_0003
2 2が推定する相対位置） を表 すベクトルと、 の和により特定される。
[0042] そして、 制御ユニッ ト 1 3は、 ステップ 3 1 1 2において推定した相対位 置のデータ （相対位置情報） 及び直前のタグ丨 口読取処理？ 2で読み取られ たタグ丨 口、 を含むマーカ基準データを生成する （3 1 0 2） 。 そして、 生 成されたマーカ基準データは、 所定の書込エリアに書き込みされて、 随時、 最新のものに書き換えられる （3 1 0 3） 。 なお、 タグ丨 口読取処理 2で 読み取られたタグ丨 口は、 新たなタグ I 口読取処理 2の実行により上書き されるまで、 そのまま保持される。
[0043] （3） 点群データ生成処理
点群データ生成処理の流れについて、 図 8のフロー図を参照して説明する 。 点群データ生成ユニッ ト 3 （図 4） は、 制御ユニッ ト 1 3による点群デー 夕要求信号 （後述） を受信すると （3 2 0 1 : 丫巳3） 、 測距部 3 1 を制御 し、 点群データである距離画像を取得する （3 2 0 2） 。 また、 点群データ 生成ユニッ ト 3は、 カメラ 3 3を制御して前方の撮像画像を取得する （3 2 0 3） 。 そして、 点群データ生成ユニッ ト 3は、 撮像画像と共に、 点群デー 夕 （距離画像） を出力する （3 2 0 4） 。
[0044] （4） データ記録処理
データ記録処理の内容について、 図 9のフロー図を参照して説明する。 制 \¥0 2020/175438 12 卩（：171? 2020 /007360
御ユニッ ト 1 3は、 データ収集車両 5の移動距離が所定量に到達する毎に （ 3 3 0 1 : 丫巳3） 、 点群データ生成ユニッ ト 3に向けて点群データ要求信 号を出力する （3 3 0 2） 。 なお、 本例は、 所定量として 1 〇〇 を設定し た例である。 上記のステップ 3 3 0 1の判断によれば、 例えば
Figure imgf000014_0001
った _定距離毎の点群データを取得できる。
[0045] 制御ユニッ ト 1 3は、 点群データを取得すると （3 3 0 3） 、 上記のマー 力基準データの読出を実行する （3 3 0 4） 。 ここで、 上記のごとく、 マー 力基準データを生成するマーカ検出処理 1は 3 1< 1~1 2の周波数で実行され る。 の周波数は、 点群データを取得する周波数に対して十分に 速い。 したがって、 上記のステップ 3 3 0 4で読み出されたマーカ基準デー 夕の生成時点は、 ステップ 3 3 0 3で取得された点群データの生成時点と同 時とみなすことができる。
[0046] 制御ユニッ ト 1 3は、 ステップ 3 3 0 3で取得した点群データに対して、 ステップ 3 3 0 4で読み出したマーカ基準データをひも付ける処理を実行す る （3 3 0 5） 。 そして制御ユニッ ト 1 3は、 マーカ基準データがひも付け されたその点群データを点群口巳 1 3 3に記録する （3 3 0 6） 。 なお、 点 群データに対してひも付けられるマーカ基準データには、 少なくとも、 直近 で検出された磁気マーカ 1 0のタグ丨 口 （マーカ特定情報） 、 その磁気マー 力 1 0に対する相対位置のデータ、 が含まれている。
[0047] 以上のように構成されたモービルマッピングシステム 1は、 走行環境を表 す点群データを記録するに当たって、 磁気マーカ 1 0の位置を基準とした相 対位置のデータを含むマーカ基準データを点群データにひも付ける。 このマ 一力基準データによれば、 点群データが取得されたときのデータ収集車両 5 の位置、 すなわち点群データの取得地点を精度高く特定できる。 取得地点が 精度高く特定された点群データは、 高精度な 3次元地図を作製するための有 効な元データとなる。
[0048] なお、 3次元地図の作成に際して点群データの取得地点を特定する際、 マ 一力特定情報であるタグ丨 口と、 対応する磁気マーカ 1 0の敷設位置 （絶対 \¥0 2020/175438 13 卩（：17 2020 /007360
位置） のデータと、 がひも付けられたマーカデータべース （マーカ 巳） を 利用すると良い。 点群データにひも付けられたマーカ基準データには、 基準 となる磁気マーカ 1 0のマーカ特定情報であるタグ丨 が含まれている。 こ のタグ丨 を利用して上記のマーカ 巳を参照すれば、 基準となる磁気マー 力 1 0の絶対位置を取得できる。 さらに、 マーカ基準データには、 基準とな る磁気マーカ 1 〇に対する相対位置のデータが含まれている。 磁気マーカ 1 〇の絶対位置を基準とすれば、 マ _力基準データ中の相対位置のデータを利 用して、 点群データの取得地点 （絶対位置） を精度高く特定可能である。 な お、 車線に沿ってデータ収集車両 5が走行しているという前提の下では、 点 群データの中心方向が車線方向に一致していると取り扱うことが可能である
[0049] なお、 本例では、 磁気マーカ 1 0の固有情報であるタグ丨 口を含むマーカ 基準データを例示している。 これに代えて、 あるいは加えて磁気マーカ 1 0 の敷設位置を含むマーカ基準データであっても良い。 この場合には、 磁気マ —力 1 0の敷設位置が磁気マーカ 1 0の固有情報の一例となる。 このとき、 磁気マーカ 1 0の敷設位置と相対位置のデータとの組合せによるマーカ基準 データとすると良い。 例えば、 データ収集車両 5の制御ユニッ ト 1 3が上記 と同様のマーカロ巳を参照可能であれば、 タグ I 口を利用して対応する磁気 マーカ 1 0の敷設位置を取得可能である。 あるいは、 磁気マーカ 1 0の敷設 位置を表す位置データを送信する I 0タグ 1 5を採用しても良い。
[0050] 磁気マーカ 1 0を基準として特定された車両位置 （データ収集車両 5の位 置） のデータをマーカ基準データとして採用し、 点群データにひも付けるこ とも良い。 車両位置は、 磁気マーカ 1 0の敷設位置を基準として横ずれ量な どの相対位置の分だけ、 ずらした位置として特定できる。 車両位置は、 磁気 マーカ 1 0を基準とした相対位置のデータに演算処理を施した加工情報であ る。 この車両位置の情報は、 磁気マーカ 1 0を基準とした位置的な情報に基 づく情報の一例である。
[0051 ] 本例では、 点群データの一例として、 レーザ光を利用した測距部 3 1 によ \¥0 2020/175438 14 卩（：171? 2020 /007360
る距離画像を例示している。 測距部 3 1 としては、 ミリ波などの電波を利用 する測距部や、 ステレオ視による視差を利用して距離を計測する測距部など がある。 これらの測距部のいずれかを採用しても良く、 複数を組み合わせる ことも良い。
本例では、 マーカとして磁気マーカ 1 0を例示したが、 道路 1 1 に配設さ れた各種のマーカに代えることができる。 例えば、 路面 1 1 3に印刷された マーカであっても良く、 キャッツアイのようなマーカであっても良い。
[0052] 以上のように構成された本例のモービルマッピングシステム 1 によれば、 データ収集車両 5が道路 1 1 を走行しながら、 精度の高い点群データを効率 良く取得できる。 そして、 点群データを効率良く取得できれば、 3次元地図 の作製コストを抑制できる。
[0053] ここで、 マーカとしての磁気マーカが優れている点を説明する。 磁気マー 力を利用すれば、 例えば、 路面に印刷されたマーカや、 キャッツアイのよう なマーカなどと比べて、 読み取り精度や読み取り確実性の点で有利である。 例えば、 キャッツアイなどのマーカは、 車線の区画線であるレーンマークに 設けられている場合が多い。 レーンマークに設けられたキャッツアイの場合 、 車幅方向において車両から離れて位置するため、 検出の確実性が十分でな かったり、 キャッツアイと車両との距離の計測精度を十分に確保できないお それがある。 一方、 車線の中央などに配置された磁気マーカの場合は、 車両 の直下に位置するため、 検出が比較的容易であると共に、 磁気マーカに相対 する車両の位置の計測精度の確保が比較的容易である。 また、 外部に磁気を 発生する磁気マーカは、 雪や汚れ等が付着しても車両側で検出可能である。 —方、 キャッツアイなどのマーカは、 雪や汚れ等の付着によって検出の難易 度が _気に高まる。
[0054] さらに、 車両側で計測できる位置的な精度の点において、 電波を無線出力 する電波マーカよりも磁気マーカの方が有利である。 例えば磁気マーカを車 両が通過する際、 車両の進行方向に相当する長手方向に沿う磁気の作用方向 が反転し、 磁気センサによる磁気計測値の正負が入れ替わる。 また、 車両の \¥0 2020/175438 15 卩（：171? 2020 /007360
車幅方向に相当する横方向に沿う磁気の作用方向が磁気マーカの左右で反転 する。 そのため、 磁気マーカに対して磁気センサが左右いずれにあるかによ って磁気センサによる磁気計測値の正負が異なってくる。 例えば、 磁気マー 力を中心とした磁気の作用方向の反転を利用すれば、 位置精度高く磁気マー 力を検出可能である。 一方、 電波マーカは、 電波が届く比較的広い範囲で検 出可能である一方、 位置を高精度に特定することが難しい。
[0055] （実施例 2）
本例は、 実施例 1のモービルマッピングシステムに基づき、 点群データの 中心方向を表す基準方位に係る情報をマーカ基準情報に加えたモービルマッ ビングシステム 1の例である。 この内容について、 図 1及び図 1 〇〜図 1 5 を参照して説明する。
本例のモービルマッピングシステム 1は、 車線の中央に沿って磁気マーカ 1 0が2〇1 （マーカスパン 3 = 2〇〇 毎に配置された道路を想定している。 このモービルマッピングシステム 1では、 2つの磁気マーカ 1 0を利用して 点群データの基準方位が推定される。 なお、 本例では、 点群データの中心方 向を表す基準方位として、 測距部 3 1の中心軸を例示する。
[0056] 本例の制御ユニッ ト （図 1中の符号 1 3） は、 データ収集車両 5の方位 （ 前後方向、 向き、 車体の中心軸の方位） を推定する方位推定部としての機能 を備えている。 方位推定部としての制御ユニッ トは、 車線方向に対するデー 夕収集車両 5の方位 （車体の向き） の偏差である方位ずれ角を、 隣り合う 2 つの磁気マーカ 1 〇を利用して推定する （方位推定処理） 。
[0057] 本例の構成では、 点群データを取得する測距部 3 1の中心軸に対してデー 夕収集車両 5の方位が一致するように調整されており、 両者の関係が既知に なっている。 したがって、 データ収集車両 5の方位を把握できれば、 点群デ —夕の基準方位を特定できる。 特に、 データ収集車両 5の中心軸に対して測 距部 3 1の中心軸が一致するように調整された本例の構成の場合では、 デー 夕収集車両 5の方位が、 そのまま点群データの中心方向を表す基準方位にな る。 \¥0 2020/175438 16 卩（：171? 2020 /007360
[0058] 制御ユニッ ト 1 3は、 データ収集車両 5の方位を推定するために、 図 1 0 の方位推定処理を実行する。 この方位推定処理は、 2つの磁気マーカ 1 0に 対する横ずれ量の差分を演算するステップ （3 4 0 1） と、 2つの磁気マー 力 1 0の位置を結ぶ線分方向 !\/! （図 1 1参照。 ） に対する進行方向の偏差 である方位ずれ角 干を演算するステップ （3 4 0 2） と、 を含む処理であ る。 ここで、 2つの磁気マーカ 1 0は、 車線の中央に沿って敷設されている 。 したがって、 隣り合う 2つの磁気マーカ 1 0の位置を結ぶ線分方向 1\/1父は 、 車線方向 （道路の方向） に略一致する。
[0059] ステップ 3 4 0 1では、 図 1 1のごとく、 隣り合う 2つの磁気マーカ 1 0 をデータ収集車両 5が通過したとき、 1つ目の磁気マーカ 1 0に対する横ず れ量〇 1と、 2つ目の磁気マーカ 1 0に対する横ずれ量〇 2と、 の差分〇干 を次式により演算する。 なお、 同図の場合、 〇 1と〇 2とで正負が異なるこ とから、 差分に応じて〇 〇1の絶対値は、 0 1及び 0 2の絶対値を超える値と なる。 なお、 図 1 1では、 制御ユニッ ト 1 3等の図示を省略している。
[数 1 ]
〇 = （ 〇 _ 0 2 ）
[0060] 続くステップ 3 4 0 2では、 図 1 1のごとく、 2つの磁気マーカ 1 0の位 置を結ぶ線分方向 IV! X （車線方向に一致） に対するデータ収集車両 5の方位 〇 I 「のなす角 （旋回方向の角度の偏差） である方位ずれ角 を演算する。 この方位ずれ角 は、 横ずれ量の差分〇 及びマーカスパン 3を含む次式に より算出される。
[数 2]
Figure imgf000018_0001
[0061 ] 例えば直線路に沿ってデータ収集車両 5が走行している場合 （図 1 2） 、 データ収集車両 5の向きが車線方向に沿うことになる。 この場合には、 2つ の磁気マーカ 1 0の位置を結ぶ線分方向 IV! Xに対するデータ収集車両 5の方 位 0 丨 のなす角である方位ずれ角 チがゼロに近くなる。 一方、 データ収 \¥0 2020/175438 17 卩（：171? 2020 /007360
集車両 5の向きが車線方向に沿っていない場合には （図 1 3） 、 線分方向 IV! Xに対してデータ収集車両 5の方位 0 丨 「がずれて、 方位ずれ角 チが大き くなる。
[0062] 例えば曲線路に沿って車両 5が走行している場合には （図 1 4） 、 曲線路 である車線の接線方向に、 2つの磁気マーカ 1 0の位置を結ぶ線分方向 1\/1父 が一致し、 この線分方向 IV! Xに対するデータ収集車両 5の方位 0 丨 「のなす 角である方位ずれ角 チがゼロとなる。 一方、 曲線路である車線を斜行する 場合には （図 1 5） 、 曲線路である車線の接線方向に対するデータ収集車両 5の方位 0 丨 「のずれが大きくなり方位ずれ角 チが大きくなる。
[0063] 上記のごとく、 点群データを取得する測距部 3 1の中心軸は、 測距部 3 1 が取得する点群データの中心を表す基準方位となっている。 また、 本例の構 成では、 測距部 3 1の中心軸が、 データ収集車両 5の方位 0 丨 「に略一致し ている。 したがって、 線分方向 IV! Xに対するデータ収集車両 5の方位的なず れを表す方位ずれ角 8チは、 車線方向に相当する上記の線分方向 IV! Xに対す る点群データの基準方位の方位的なずれに相当する。
[0064] データ記録部としての制御ユニッ ト 1 3は、 車線方向に対する点群データ の基準方位の方位的なずれである方位ずれ角 チ （点群データの基準方位を 表す情報の _例） を含むマーカ基準データを、 点群データにひも付ける。 方 位ずれ角 チに基づけば、 車線方向 IV! Xを基準として点群データが示す各点 の方位を演算等により精度高く特定可能である。 各点の方位が精度高く特定 されている点群データは、 高精度な 3次元地図を作製するために極めて有用 である。
[0065] データ収集車両 5が車線に沿って走行しながら点群データを記録する際、 データ収集車両 5の方位 （向き） が車線方向に完全に一致していれば、 車線 方向と点群データの基準方位との関係 （方位差など） が一定になる。 しかし 、 データ収集車両 5の実際の走行では、 走行軌跡のわずかな蛇行が不可避で あるため、 データ収集車両 5の方位が車線方向からずれることがある。 そし て、 データ収集車両 5の方位が車線方向からずれると、 点群データの基準方 \¥0 2020/175438 18 卩（：171? 2020 /007360
位と車線方向との関係が不安定になる。
[0066] これに対して、 点群データの基準方位を表す情報を含む本例のマーカ基準 情報によれば、 点群データの基準方位と線分方向 IV! Xとの関係を精度高く特 定可能である。 線分方向 IV! Xに対する点群データの基準方位の相対的な関係 を特定できれば、 データ収集車両 5の方位と車線方向 （線分方向 IV! Xに略一 致） とのずれを許容できるようになる。 上記の点群データの基準方位の情報 を含むマーカ基準データがひも付けられた点群データによれば、 データ収集 中にデータ収集車両 5が蛇行しても、 精度の高い 3次元地図を作製可能であ る。
[0067] なお、 磁気マーカ 1 0の固有情報であるタグ丨 口と、 対応する磁気マーカ
1 0の敷設位置 （絶対位置） のデータと、 がひも付けられたマーカロ巳をデ —夕収集車両 5に設けることも良い。 この場合には、 制御ユニッ ト 1 3が、
2つの磁気マーカ 1 0の位置を結ぶ線分方向 IV! Xの絶対方位を算出可能であ る。 そして、 線分方向 IV! Xの絶対方位を把握できれば、 方位ずれ角 チを利 用して点群データの各点の絶対方位を算出できる。 この場合には、 点群デー 夕の絶対的な基準方位を、 マーカ基準データに含めることが可能になる。
[0068] なお、 本例では、 点群データの基準方位として、 測距部 3 1の中心軸に相 当する中心方向を例示している。 点群データの基準方位は、 基準となる方位 であれば良く、 中心方向であることは必須の要件ではない。
車両方位と点群データの基準方位との一致は必須ではない。 また、 中心軸 の方向が異なる測距部を複数設けることも良い。
その他の構成要件及び作用効果については、 実施例 1 と同様である。
[0069] （実施例 3）
本例は、 実施例 2のモービルマッピングシステムに基づいて、 データ収集 車両 5の前後に設けたセンサユニッ ト 2を利用して方位ずれ角 干を取得す るモービルマッピングシステム 1の例である。 この内容について、 図 1 6を 参照して説明する。
[0070] 本例のデータ収集車両 5では、 4 の間隔をあけてセンサユニッ ト 2が配 \¥0 2020/175438 19 卩（：17 2020 /007360
置されている。 前後のセンサユニッ ト 2の間隔である 4 は、 1つおきの 2 つの磁気マーカ 1 0の間隔 4 |11 （マーカスパン 3 1 とする。 ） と同一である 。 4 間隔で配置されたセンサユニッ ト 2によれば、 1つの磁気マーカ 1 〇 を挟んで隣り合う 2つの磁気マーカ 1 0をほぼ同じタイミングで検出できる
[0071 ] 図 1 6のように、 前側のセンサユニッ ト 2が計測した横ずれ量を〇 1、 後 ろ側のセンサユニッ トが計測した横ずれ量を〇干2とし、 両者の差分を〇干 と したとき、 方位ずれ角 チは、 次式で演算可能である。
[数 3]
Figure imgf000021_0001
[0072] なお、 4 間隔の前後のセンサユニッ ト 2の中央に、 センサユニッ トを追 加して配置することも良い。 この場合には、 前側のセンサユニッ ト 2と中央 のセンサユニッ トとの組み合わせ、 及び後ろ側のセンサユニッ ト 2と中央の センサユニッ トとの組み合わせのうちの少なくともいずれか一方で、 2 間 隔で隣り合う磁気マーカ 1 0を同じタイミングで検出して横ずれ量を計測で きるようになる。 速度に応じて、 2 間隔の 2つの磁気マーカ 1 0を利用す るか、 4 間隔の 2つの磁気マーカ 1 0を利用するか、 を切り換えることも 良い。
なお、 その他の構成及び作用効果については、 実施例 2と同様である。
[0073] 以上、 実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、 これらの具体 例は、 特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。 言うまでもなく、 具体例の構成や数値等によって、 特許請求の範囲が限定的 に解釈されるべきではない。 特許請求の範囲は、 公知技術や当業者の知識等 を利用して前記具体例を多様に変形、 変更あるいは適宜組み合わせた技術を 包含している。
符号の説明
[0074] 1 モービルマッピングシステム （点群データ取得システム）
1 0 磁気マーカ （マーカ） \¥02020/175438 20 卩（：171? 2020 /007360
1 1 道路 （走行路）
1 1 3 路面
1 3 制御ユニッ ト （データ記録部、 方位推定部）
1 30 データ記録部
1 33 点群口巳 （点群データべース）
1 5
Figure imgf000022_0001
（情報提供部）
2 センサユニッ ト （マーカ検出部）
2 1 センサアレイ
22 丨 IV! II
3 点群データ生成ユニッ ト
3 1 測距部
33 カメラ
34 タグリーダ （情報読取部）
5 データ収集車両

Claims

\¥0 2020/175438 21 卩（：17 2020 /007360 請求の範囲
[請求項 1 ] 車両の走行環境を表す 3次元地図の元データとなる点群データを移 動しながら取得する方法であって、
走行環境を構成する地物までの方位及び距離を表す点群データを取 得する測距処理と、
車両の走行路に敷設されたマーカを検出するマーカ検出処理と、 前記点群データを記録するデータ記録処理と、 を含み、
該データ記録処理では、 いずれかのマーカを基準とした位置的な情 報、 あるいは該位置的な情報に基づく情報を含むマーカ基準情報をひ も付けて前記測距処理により取得された点群データを記録する点群デ —夕の取得方法。
[請求項 2] 請求項 1 において、 前記マーカ基準情報には、 対応するマーカに対 する相対位置を表す相対位置情報が含まれている点群データの取得方 法。
[請求項 3] 請求項 2において、 前記マ _力の固有情報を読み取る固有情報取得 処理を含み、
前記マーカ基準情報には、 対応するマーカの固有情報が含まれてい る点群データの取得方法。
[請求項 4] 請求項 1〜 3のいずれか 1項において、 少なくとも 2つの前記マー 力を利用して前記点群データの基準方位を推定する方位推定処理を含 み、
前記マーカ基準情報には、 該方位推定処理により推定された基準方 位を表す情報が含まれる点群デ _夕の取得方法。
[請求項 5] 請求項 1〜 4のいずれか 1項において、 前記マーカは、 磁気発生源 である磁気マーカである点群データの取得方法。
[請求項 6] 車両の走行環境を表す 3次元地図の元データとなる点群データを移 動しながら取得する点群データ取得システムであって、
走行環境を構成する地物までの方位及び距離を表す点群データを取 \¥0 2020/175438 22 卩（：171? 2020 /007360
得する測距部と、
車両の走行路に敷設されたマーカを検出するマーカ検出部と、 いずれかのマーカを基準とした位置的な情報、 あるいは該位置的な 情報に基づく情報を含むマーカ基準情報をひも付けて前記測距部によ り取得された点群データを記録するデータ記録部と、 を含む点群デー 夕取得システム。
[請求項 7] 請求項 6において、 前記マーカの固有情報を提供するために少なく とも一部のマーカに付設された情報提供部と、
前記マーカの固有情報を読み取る情報読取部と、 を含み、 前記マーカ基準情報には、 対応するマーカの固有情報が含まれてい る点群データ取得システム。
[請求項 8] 請求項 6または 7において、 少なくとも 2つの前記マーカを利用し て前記測距部の基準方位を推定する方位推定部を含み、
前記マーカ基準情報には、 前記方位推定部により特定された前記基 準方位を表す情報が含まれている点群データ取得システム。
[請求項 9] 請求項 6〜 8のいずれか 1項において、 前記マーカは、 磁気発生源 である磁気マーカである点群データ取得システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022154103A1 (ja) * 2021-01-18 2022-07-21 愛知製鋼株式会社 制御方法及び制御システム
WO2022239786A1 (ja) * 2021-05-12 2022-11-17 愛知製鋼株式会社 システム及び磁気マーカの検出方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11604476B1 (en) 2018-10-05 2023-03-14 Glydways Inc. Road-based vehicle guidance system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002260163A (ja) * 2001-03-06 2002-09-13 Natl Inst For Land & Infrastructure Management Mlit 画像処理領域決定方法
JP2010510559A (ja) * 2006-10-30 2010-04-02 テレ アトラス ベスローテン フエンノートシャップ 地上モバイルマッピングデータからオブジェクトを検出する方法及び装置
WO2017208503A1 (ja) * 2016-05-30 2017-12-07 三菱電機株式会社 地図データ更新装置、地図データ更新方法および地図データ更新プログラム
JP2018169301A (ja) * 2017-03-30 2018-11-01 愛知製鋼株式会社 マーカシステム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9080866B1 (en) * 2013-06-26 2015-07-14 Google Inc. Methods and systems for detection of reflective markers at long range
JP6734668B2 (ja) 2016-03-04 2020-08-05 三菱電機株式会社 基盤的地図データ
US11215459B2 (en) * 2016-05-18 2022-01-04 Pioneer Corporation Object recognition device, object recognition method and program
JP6749263B2 (ja) 2017-02-09 2020-09-02 三菱電機株式会社 計測装置及び位置計算装置
CN110612559B (zh) * 2017-03-08 2021-10-15 看门人系统公司 用于轮式车的导航系统
US20180283882A1 (en) * 2017-04-04 2018-10-04 Appropolis Inc. Location-based services system and method therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002260163A (ja) * 2001-03-06 2002-09-13 Natl Inst For Land & Infrastructure Management Mlit 画像処理領域決定方法
JP2010510559A (ja) * 2006-10-30 2010-04-02 テレ アトラス ベスローテン フエンノートシャップ 地上モバイルマッピングデータからオブジェクトを検出する方法及び装置
WO2017208503A1 (ja) * 2016-05-30 2017-12-07 三菱電機株式会社 地図データ更新装置、地図データ更新方法および地図データ更新プログラム
JP2018169301A (ja) * 2017-03-30 2018-11-01 愛知製鋼株式会社 マーカシステム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022154103A1 (ja) * 2021-01-18 2022-07-21 愛知製鋼株式会社 制御方法及び制御システム
WO2022239786A1 (ja) * 2021-05-12 2022-11-17 愛知製鋼株式会社 システム及び磁気マーカの検出方法

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