WO2020235397A1 - 3次元測位装置および3次元測位方法 - Google Patents

3次元測位装置および3次元測位方法 Download PDF

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plane
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池田 正和
光利 守永
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株式会社デンソー
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Definitions

  • This disclosure relates to a technique for measuring a three-dimensional position.
  • Various targets are detected using the distance measurement sensor mounted on the vehicle, and when the detected targets are other vehicles or obstacles that may collide, the brakes are activated or an alarm is generated.
  • Driving support control is known. However, even if there is a target at a position that intersects the estimated route of the vehicle, if it is an upper object such as a signboard or tunnel that the vehicle can pass through, or a lower object such as a manhole that the vehicle can get over, drive. There is no need to activate the assist control. In order to prevent the driving support control from malfunctioning with respect to such an upper object or a lower object, the position of the target should be recognized three-dimensionally not only in the horizontal plane but also in the height direction. Is required.
  • TOA is an abbreviation for Time Of Arrival
  • TDOA is an abbreviation for Time Difference Of Arrival
  • TOA the distance to the reflection point detected by each distance measuring sensor (that is, the arrival time of the exploration wave) is used to obtain the intersection of circles representing the distance centered on each distance measuring sensor.
  • TDOA the distance difference to the reflection point detected by each distance sensor (that is, the arrival time difference of the exploration wave) is used, and the position is estimated using a hyperboloid with two distance measuring sensors as focal points.
  • TOA will be described as an example.
  • a plurality of measured values are generated by arbitrarily combining a plurality of distances detected by a plurality of distance measuring sensors, and a measured value representing a position where a real image exists is selected from the plurality of measured values. Extract.
  • a measured value representing a position where a real image exists is selected from the plurality of measured values.
  • Patent Document 1 discloses a technique of clustering a plurality of measured values to be processed by a Doppler speed and calculating a three-dimensional position for each cluster.
  • Patent Document 1 As a result of detailed examination by the inventor, the following problems have been found in the prior art described in Patent Document 1.
  • the amount of processing is suppressed because the number of intersections to be processed is reduced in each processing executed to calculate the three-dimensional position for each cluster.
  • there is no change in applying three-dimensional processing to the processing executed for each cluster which requires complicated processing and has a problem that the processing amount cannot be sufficiently reduced.
  • One aspect of the present disclosure is to provide a technique for reducing the amount of processing required for measuring a three-dimensional position.
  • One aspect of the present disclosure is a three-dimensional positioning device, which includes an information generation unit, a grouping unit, and a positioning unit.
  • the information generation unit is configured to generate reflection point information which is information about a plurality of reflection points measured at a plurality of points having different positions in the second direction by using one or more distance measuring sensors. ..
  • the distance measuring sensor measures the angle in the first plane representing the direction in which the reflection point reflecting the search wave exists and the distance to the reflection point.
  • the first plane is a plane formed by a boresight direction representing the direction in which the exploration wave is radiated and a first direction which is a direction orthogonal to the boresight direction.
  • the second direction is a direction orthogonal to the first plane.
  • the grouping unit is configured to generate a plurality of groups by grouping a plurality of reflection points for which reflection point information is generated by the information generation unit using position information indicating the position of the reflection point in the first direction. Will be done.
  • the positioning unit performs two-dimensional three-point positioning for each of the groups generated by the grouping unit, thereby indicating the second direction and the center of the group's position information used for grouping. It is configured to calculate the position of the reflection point in the second plane formed by.
  • One aspect of the present disclosure is a three-dimensional positioning method executed by a computer.
  • the three-dimensional positioning method first, one or more distance measuring sensors are used to generate reflection point information which is information about a plurality of reflection points measured at a plurality of points having different positions in the second direction.
  • the plurality of reflection points for which the reflection point information is generated are grouped using the position information representing the position of the reflection point in the first direction to generate a plurality of groups.
  • a second direction is formed as a second direction and a group center direction which is a direction indicating the center of the position information of the group used for grouping. 2 Calculate the position of the reflection point in the plane.
  • a plurality of reflection points are grouped into a plurality of groups using the position information indicating the position in the first direction, and two-dimensional three-point positioning is executed for each group. Therefore, since the number of reflection points to be processed per group and the number of measurement points which are a combination of reflection points are reduced, the processing time can be reduced as compared with the case where all the reflection points are processed at once. ..
  • the error in the direction orthogonal to the second plane can be suppressed to be small for the reflection points belonging to each group, the two-dimensional three-point positioning is performed on the reflection points distributed in three dimensions. The error that occurs can be kept small.
  • the semicircle and hemisphere located on the side where the exploration wave is irradiated may be calculated.
  • this intersection is referred to as a measurement point.
  • this intersection is referred to as a measurement point.
  • this intersection is referred to as a measurement point.
  • the number of measurement points to be processed is approximately N 2 in the two-dimensional TOA and approximately N 3 in the three-dimensional TOA.
  • the three-dimensional positioning device 1 of the present embodiment is mounted on a vehicle and measures the three-dimensional position of a target existing around the vehicle. As shown in FIG. 1, the three-dimensional positioning device 1 includes a signal processing unit 3. The three-dimensional positioning device 1 may include a sensor unit 5.
  • the sensor unit 5 includes a plurality of distance measuring sensors 51.
  • the distance measuring sensor 51 is configured by using a radio wave radar that uses radio waves as exploration waves.
  • Each of the plurality of ranging sensors 51 has a similar configuration, and each has a plurality of antennas arranged so as to have different preset positions in the first direction.
  • the ranging sensor 51 is not limited to the radio wave radar, and may be a LIDAR that uses light as the exploration wave or a SONAR that uses ultrasonic waves as the exploration wave.
  • LIDAR is an abbreviation for Light detection and ringing
  • SONAR is an abbreviation for Sound navigation and ringing.
  • the vehicle length direction is referred to as the x-axis direction
  • the vehicle width direction is referred to as the y-axis direction
  • the vehicle height direction (that is, the vertical direction) is referred to as the z-axis direction. That is, the xy plane becomes a plane along the horizontal plane.
  • the sensor unit 5 is arranged so that a plurality of distance measuring sensors 51 are arranged in the y-axis direction near the front bumper of the vehicle or the vicinity of the front bumper. Further, all of the plurality of distance measuring sensors 51 are arranged so that the boresight direction indicating the direction in which the exploration wave is radiated coincides with the x-axis direction and the first direction coincides with the z-axis direction. .. That is, the individual distance measuring sensors 51 belonging to the sensor unit 5 are arranged so that the angle (hereinafter, vertical direction) ⁇ v representing the arrival direction of the reflected wave in the xz plane can be measured.
  • the angle hereinafter, vertical direction
  • the y-axis direction corresponds to the second direction
  • the xz plane corresponds to the first plane.
  • the boresite direction may be, for example, the direction in which the radiation level of the exploration wave is maximized, or the central direction of the range in which the exploration wave is radiated.
  • the signal processing unit 3 includes a microcomputer having a CPU 31 and a semiconductor memory (hereinafter, memory 32) such as RAM, ROM, and flash memory.
  • the signal processing unit 3 includes an information generation unit 41, a grouping unit 42, and a positioning unit 43 as a functional configuration realized by executing a program stored in the memory 32.
  • the information generation unit 41 and the grouping unit 42 are provided in association with each of the distance measuring sensors 51 belonging to the sensor unit 5, and both perform the same processing.
  • the information generation unit 41 executes processing such as filtering, peak extraction, and azimuth measurement based on the received signal from the associated distance measurement sensor 51. As a result, the information generation unit 41 generates reflection point information including at least the distance R from the reflection point reflecting the search wave and the vertical direction ⁇ v indicating the direction in which the reflection point is seen from the distance measuring sensor 51.
  • the reflection point information generated by the information generation unit 41 may include the relative velocity with respect to the reflection point, the reception intensity of the reflected wave, and the like, in addition to the distance R and the vertical direction ⁇ v.
  • the distance R is calculated by detecting the round-trip time required from irradiating the exploration wave to receiving the reflected wave and converting this round-trip time into a distance.
  • the vertical direction ⁇ v may be estimated from, for example, the phase difference of the received signal at each antenna belonging to the distance measuring sensor 51. Further, the vertical direction ⁇ v may be estimated from the distances to the reflection points detected by each of the plurality of antennas by using a two-dimensional three-point positioning method.
  • the grouping unit 42 divides each reflection point into M groups based on the vertical direction ⁇ v included in the reflection point information.
  • M is an integer greater than or equal to 2.
  • the bore sight direction of the distance measuring sensor 51 that is, the x-axis direction is 0 degree
  • the elevation angle direction is plus
  • the abduction angle direction is minus
  • M 5
  • the angle range of ⁇ 10 ° is set to five groups.
  • the reflection points included in ⁇ 10 ° to ⁇ 7 ° are defined as the first group.
  • the reflection points included in the angle range of -7 ° to -3 ° are defined as the second group.
  • the reflection points included in the angle range of -3 ° to + 3 ° are defined as the third group.
  • the reflection points included in the angle range of + 3 ° to + 7 ° are defined as the fourth group.
  • the reflection points included in the angle range of + 7 ° to + 10 ° are defined as the fifth group. Reflection points located outside the angular range ⁇ 10 ° to + 10 ° may be deleted as unnecessary reflection points.
  • the number of positioning units 43 is the same as the number of groups, and each of them is associated with any of the five groups grouped by the grouping unit 42.
  • the positioning unit 43 executes a positioning calculation using the reflection point information of the reflection points belonging to the associated group.
  • a two-dimensional TOA is used for the positioning calculation in the positioning unit 43.
  • the two-dimensional position in the group reference plane formed by the axis along the group center direction representing the center angle of the angle region of each group and the y-axis is calculated.
  • the group reference plane corresponds to the second plane.
  • the positioning calculation is not limited to the two-dimensional TOA, and may be a two-dimensional positioning calculation.
  • the positioning unit 43 sets the two-dimensional coordinates (x, y) of the measurement point of the real image obtained by the two-dimensional TOA and the z-axis coordinates of the group reference plane at the position represented by the two-dimensional coordinates (x, y).
  • the combined three-dimensional coordinates (x, y, z) are output.
  • FIG. 3 is a diagram in which reflection points represented by reflection point information generated by the information generation unit 41 are plotted on an xz plane.
  • the reflection points belonging to each of the first to fifth groups are indicated by dots having different shapes.
  • FIG. 3 also shows reflection points having a vertical angle ⁇ v of ⁇ 10 ° or less detected on the negative side of the first group and reflection points having a vertical angle ⁇ v of + 10 ° or more detected on the positive side of the fifth group. ing.
  • FIGS. 4 and 5 show the results of performing two-dimensional TOA for each group.
  • FIG. 4 shows the distribution in the xy plane
  • FIG. 5 shows the distribution in the xy plane.
  • FIG. 6 shows the distribution in the xy plane as a result of performing two-dimensional TOA using all reflection points without grouping.
  • the measurement point of the real image located on the front surface of the vehicle is detected.
  • many measurement points of the virtual image located inside the vehicle (hereinafter referred to as ghost measurement points) are detected.
  • the reflection points belonging to the fifth group existing near the tire and the reflection points belonging to the first group existing around the vehicle roof are higher than the reference plane (that is, the xy plane).
  • the reference plane that is, the xy plane
  • the reflection points are divided into a plurality of groups within an angular range in the vertical direction, and two-dimensional TOA is executed for each group. Therefore, according to the three-dimensional positioning device 1, the number of reflection points to be processed per group and the number of measurement points which are a combination of reflection points are reduced. Therefore, when all reflection points are processed at once. Processing time can be reduced compared to.
  • FIG. 7 shows the results of calculating the processing time for the processing in the two-dimensional TOA, the three-dimensional TOA, and the three-dimensional positioning device 1 with the number of measurement points being 2000 and the number of groups being 5.
  • the time required for positioning O is estimated as O (N 2 ) for 2D TOA, O (N 3 ) for 3D TOA, and O ((N / M) 2 ⁇ M) for 3D positioning device 1.
  • the average processing time O ((N / M) 2 ) per group in the 3D positioning device 1 is 79.4 msec, and the time required for vertical angle measurement of each reflection point required in the 3D positioning device 1 and The total time required for grouping was calculated as 170 msec.
  • the 3D positioning device 1 can reduce the processing time to about 1/1700 as compared with the 3D TOA and about 1/3 as compared with the 2D TOA, and is higher than the 2D TOA.
  • the three-dimensional position can be measured with accuracy.
  • the reflection points are grouped by the angle range in the vertical direction, the reflection points belonging to each group can be suppressed to have a small error in the vertical direction with respect to the group reference plane. Therefore, according to the three-dimensional positioning device 1, the error generated by executing the two-dimensional TOA on the reflection points distributed three-dimensionally can be suppressed to a small size.
  • the position in the height direction is detected by the roughness of the angle range.
  • the position of the detected target in the height direction is, for example, whether the own vehicle can pass under the upper object or the own vehicle can get over the lower object. It suffices if it can be determined, and detection with low accuracy is allowed as compared with the position in the horizontal plane. That is, in the three-dimensional positioning device 1, by utilizing such control characteristics, it is possible to reduce the amount of processing, and by extension, to realize real-time processing and detection with required accuracy.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the installation position of the sensor unit 5 is different and that a virtual ranging sensor is used for the positioning process.
  • the three-dimensional positioning device 1a of the present embodiment includes a signal processing unit 3a, a sensor unit 5a, and a behavior sensor 7.
  • the sensor unit 5a includes one distance measuring sensor 51. As shown in FIG. 9, the sensor unit 5 has a bore sight direction orthogonal to the traveling direction of the moving vehicle and a direction along the horizontal plane (that is, a y-axis direction), and further, the first It is arranged on the side surface of the vehicle so that the direction coincides with the z-axis direction. That is, the sensor unit 5a is arranged so that the angle representing the arrival direction of the reflected wave in the yz plane can be measured. In this embodiment, the yz plane corresponds to the first plane.
  • the behavior sensor 7 includes one or more sensors that detect information necessary for estimating the amount of movement of the vehicle and the direction of movement of the vehicle.
  • a vehicle speed sensor a steering angle sensor, an acceleration sensor, a yaw rate sensor, and the like may be included.
  • the signal processing unit 3a includes a microcomputer having a CPU 31 and a semiconductor memory (hereinafter, memory 32) such as RAM, ROM, and flash memory.
  • memory 32 such as RAM, ROM, and flash memory.
  • the signal processing unit 3a has a function configuration realized by executing a program stored in the memory 32, in addition to the information generation unit 41, the grouping unit 42, the positioning unit 43, and the movement amount generation unit 44. And an information storage unit 45.
  • the information generation unit 41 is provided with one corresponding to the distance measuring sensor 51.
  • the movement amount generation unit 44 acquires information from the behavior sensor 7 and moves from the previous measurement cycle (hereinafter, the previous cycle) to the current measurement cycle (hereinafter, the current cycle) for each preset measurement cycle. Calculate the amount.
  • the amount of movement includes the direction of movement and the distance traveled.
  • the behavior information may be acquired from the behavior sensor 7 via an in-vehicle network such as CAN.
  • CAN is an abbreviation for Controller Area Network and is a registered trademark.
  • the information storage unit 45 stores the reflection point information generated for each measurement timing for at least the latest P cycle in association with the momentum information.
  • P grouping units 42 are provided in association with each of the data for P cycles stored in the information storage unit 45, and all of them execute the same processing.
  • the processing content is the same as in the case of the first embodiment.
  • the positioning unit 43 is provided in the same number as the number of groups used when grouping the reflection points, and the processing content is the same as in the case of the first embodiment.
  • reflection point information is generated by the information generation unit 41 for each measurement cycle, and the reflection point information is stored in the information storage unit 45 together with the movement amount calculated by the movement amount generation unit 44. Accumulate.
  • the reflection point information for each measurement cycle stored in the information storage unit 45 can be regarded as a detection result by a virtual ranging sensor (hereinafter, virtual sensor) existing at a position separated by the amount of movement.
  • a virtual ranging sensor hereinafter, virtual sensor
  • the arrangement intervals of the plurality of distance measuring sensors 51 used for the two-dimensional TOA are known.
  • the position of the virtual sensor is obtained from the movement amount of the vehicle stored in the information storage unit 45 in association with the past reflection point information with reference to the current position of the distance measuring sensor 51. To estimate.
  • the position of the virtual sensor is the position of the distance measuring sensor 51 when the reflection point information of the past measurement cycle is obtained. As a result, the placement interval of the plurality of sensors by the current ranging sensor 51 and the P-1 virtual sensor is determined.
  • the three-dimensional position of the target located in the vehicle width direction can be detected by one distance measuring sensor 51, so that the device configuration can be simplified.
  • the configuration of the grouping unit 42a is different from that in the first embodiment.
  • the grouping unit 42a includes a main processing unit 421, a road surface estimation unit 422, and a reflection processing unit 423.
  • the road surface estimation unit 422 corresponds to the reflection surface estimation unit.
  • the main processing unit 421 executes the processing executed by the grouping unit 42 of the first embodiment.
  • the road surface estimation unit 422 estimates the position of the road surface that becomes the reflection surface that reflects the search wave from the information of the sensor mounting position and the like.
  • the reflection processing unit 423 among the reflection points belonging to the first to third groups, the position of the reflection point estimated from the vertical angle ⁇ v and the distance R exists below the road surface position estimated by the road surface estimation unit 422. The reflection point is removed as a reflection point due to road surface reflection.
  • the reflection processing unit 423 may appropriately change the group to which the reflection points belong by treating the reflection points due to the road surface reflection as reflection points existing at positions symmetrical with respect to the road surface instead of removing the reflection points. ..
  • the grouping unit 42a is applied to the three-dimensional positioning device 1 of the first embodiment, but it may be applied to the three-dimensional positioning device 1a of the second embodiment.
  • the accuracy of the three-dimensional position calculated by the positioning unit 43 can be further improved.
  • the angle range used for grouping is set without duplication, but the present disclosure is not limited to this, and for example, it is set with partial duplication between adjacent groups. May be done.
  • the number of groups and the boundary of the angle range may be variably set so that the number of reflection points belonging to each group is averaged as much as possible. As the number of reflection points in each group is averaged, the effect of shortening the processing time of the entire device can be increased. Further, the number of groups may be set depending on how much the application using the detected three-dimensional position requires accuracy in the height direction.
  • the vertical angle ⁇ v is used when grouping the reflection points, but the present disclosure is not limited to this.
  • the group may be grouped by using the height which is the position in the z-axis direction. That is, when the vertical angle ⁇ v is used for grouping, the range of each group expands in the height direction as the distance increases, and the error of the processing result in the positioning unit 43 increases. On the other hand, when the height is used for grouping, the range of each group becomes constant regardless of the distance, and the detection error especially for a long-distance target can be suppressed in the processing result of the positioning unit 43. ..
  • the height of the reflection point can be calculated from the distance R included in the reflection point information and the vertical angle ⁇ v.
  • the movement amount generation unit 44 estimates the movement amount of the vehicle by using the behavior information acquired from the behavior sensor 7 via the vehicle-mounted network, but the present disclosure is limited to this. It's not a thing.
  • the movement amount may be estimated from the behavior of the vehicle estimated by using the information representing a stationary object such as the ground among the reflection point information generated by the information generation unit 41.
  • the sensor unit 5 also serves as the behavior sensor 7.
  • the signal processing units 3, 3a and methods thereof described in the present disclosure are provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. It may be realized by a dedicated computer. Alternatively, the signal processing units 3, 3a and the method thereof described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the signal processing units 3, 3a and methods thereof described in the present disclosure are a processor composed of a processor and memory programmed to perform one or more functions and one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured in combination with. The computer program may also be stored on a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer. The method for realizing the functions of each part included in the signal processing units 3 and 3a does not necessarily include software, and even if all the functions are realized by using one or more hardware. Good.
  • a plurality of functions possessed by one component in the above embodiment may be realized by a plurality of components, or one function possessed by one component may be realized by a plurality of components. .. Further, a plurality of functions possessed by the plurality of components may be realized by one component, or one function realized by the plurality of components may be realized by one component. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. In addition, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added or replaced with the configuration of the other above embodiment.

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Abstract

グルーピング部(42)は、反射点を、第1方向における反射点の位置を表す位置情報を用いてグループ分けして複数のグループを生成する。測位部(43)は、生成されたグループのそれぞれについて2次元の三点測位を実行することで、第2平面内での反射点の位置を算出する。第1方向は、探査波が放射される方向を表すボアサイト方向に対して直交する方向である。第1平面は、ボアサイト方向と第1方向とで形成される平面である。第2方向は、第1平面に直交する方向である。第2平面は、第2方向とグループ中心方向とで形成される平面である。 1グループ当たりの処理すべき反射点の数、ひいては反射点の組み合わせである測定点の数が減少するため、全ての反射点を一括して処理する場合と比較して処理時間を削減できる。

Description

3次元測位装置および3次元測位方法 関連出願の相互参照
 本国際出願は、2019年5月22日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第2019-096062号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2019-096062号の全内容を本国際出願に参照により援用する。
 本開示は、3次元位置を測定する技術に関する。
 車両に搭載された測距センサを用いて様々な物標を検出し、検出された物標が衝突の可能性がある他車両や障害物である場合に、ブレーキを作動させたり、警報を発生させたりする運転支援制御が知られている。但し、車両の推定経路と交差する位置に物標があったとしても、看板やトンネル等の車両がくぐり抜け可能な上方物、またはマンホール等の車両が乗り越え可能な下方物である場合には、運転支援制御を作動させる必要がない。このような上方物または下方物に対して運転支援制御を誤作動させないようにするためには、物標の位置を、水平面内だけでなく、高さ方向も含めた3次元的に認識することが要求される。
 複数の測距センサを用いて位置を測定する手法として、TOAおよびTDOA等の三点測位を利用する技術が知られている。TOAは、Time Of Arrivalの略であり、TDOAは、Time Difference Of Arrivalの略である。TOAでは、各測距センサで検出された反射点までの距離(すなわち、探査波の到達時間)を用い、各測距センサを中心とする距離を表した円の交点を求める。TDOAでは、各距離センサで検出された反射点までの距離差(すなわち、探査波の到達時間差)を用い、2つの測距センサを焦点とする双曲面を用いて位置を推定する。以下、TOAを例にして説明する。
 TOAでは、複数の測距センサを用いて検出される複数の距離を、任意に組み合わせることで複数の測定値を生成し、その複数の測定値の中から実像が存在する位置を表す測定値を抽出する。なお、2次元位置の場合、2つの測距センサについて、測距センサを中心とした検出距離を半径とする距離円を描いたときの距離円同士の全ての交点が測定値に相当する。一方、3次元位置の場合、3つの測距センサについて、測距センサを中心とした検出距離を半径とする距離球を描いたときの距離球同士の全ての交点が測定値に相当する。
 従って、3次元位置を算出する場合、2次元位置を算出する場合と比較して、計算が複雑になるだけでなく、各測距センサにて検出される物標までの距離の数が増えるほど、測定値(すなわち、検出距離の組み合わせ)の数が増加し、処理時間が膨大なものとなる。
 これに対して、下記特許文献1には、処理の対象となる複数の測定値を、ドップラ速度によってクラスタリングし、クラスタ毎に3次元位置を算出する技術が開示されている。
特開2017-142164号公報
 しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、特許文献1に記載の従来技術では以下の課題が見出された。
 すなわち、従来技術では、クラスタ毎に3次元位置を算出するために実行する個々の処理において、処理対象となる交点の数が少なくなるため処理量が抑制される。しかし、クラスタ毎に実行する処理において3次元的な処理を適用することに変わりはなく、複雑な処理が必要であり、処理量を十分に削減できないという課題があった。
 本開示の1つの局面は、3次元位置の測定に必要な処理量を削減する技術を提供することにある。
 本開示の一態様は、3次元測位装置であって、情報生成部と、グルーピング部と、測位部と、を備える。
 情報生成部は、1つ以上の測距センサを用いて、第2方向の位置が異なる複数の地点で測定された複数の反射点についての情報である反射点情報を生成するように構成される。但し、測距センサは、探査波を反射した反射点が存在する方向を表す第1平面内での角度および反射点までの距離を測定する。第1平面は、探査波が放射される方向を表すボアサイト方向とボアサイト方向に対して直交する方向である第1方向とで形成される面である。第2方向は、第1平面に直交する方向である。グルーピング部は、情報生成部にて反射点情報が生成された複数の反射点を、第1方向における反射点の位置を表す位置情報を用いてグループ分けして複数のグループを生成するように構成される。測位部は、グルーピング部にて生成されたグループのそれぞれについて2次元の三点測位を実行することで、第2方向とグループ分けに用いたグループの位置情報の中心を示す方向であるグループ中心方向とで形成される第2平面内での反射点の位置を算出するように構成される。
 本開示の一態様は、コンピュータが実行する3次元測位方法である。3次元測位方法では、まず、1つ以上の測距センサを用いて、第2方向の位置が異なる複数の地点で測定された複数の反射点についての情報である反射点情報を生成する。次に、反射点情報が生成された複数の反射点を、第1方向における反射点の位置を表す位置情報を用いてグループ分けして複数のグループを生成する。更に、生成されたグループのそれぞれについて2次元の三点測位を実行することで、第2方向とグループ分けに用いたグループの位置情報の中心を示す方向であるグループ中心方向とで形成される第2平面内での反射点の位置を算出する。
 このような構成によれば、第1方向の位置を表す位置情報を用いて、複数の反射点を複数のグループにグループ分けし、グループ毎に2次元的な三点測位を実行する。従って、1グループ当たりの処理すべき反射点の数、ひいては反射点の組み合わせである測定点の数が減少するため、全ての反射点を一括して処理する場合と比較して処理時間を削減できる。
 また、それぞれのグループに属する反射点は、第2平面に対して直交する方向の誤差が小さく抑えられるため、3次元的に分布する反射点に対して2次元の三点測位を実行することにより発生する誤差を、小さく抑えることができる。
第1実施形態の3次元測位装置の構成を示すブロック図である。 第1実施形態におけるセンサ部の配置状態を示す説明図である。 反射点をx-z平面に示した図である。 反射点のグループ毎に実施した2次元TOAの結果をx-z平面に示した図である。 反射点のグループ毎に実施した2次元TOAの結果をx-y平面に示した図である。 反射点をグループ分けすることなく一括して実施した2次元TOAの結果をx-y平面に示した図である。 一般的な2次元TOAおよび3次元TOAと、グループ毎に実施する2次元TOAとで、処理時間を概算した結果を示すグラフである。 第2実施形態の3次元測位装置の構成を示すブロック図である。 第2実施形態におけるセンサ部の配置状態を示す説明図である。 車両の移動に伴って測距センサの位置が移動することを示す説明図である。 第3実施形態におけるグルーピング部の構成を示すブロック図である。 2次元TOAの原理を示す説明図である。 3次元TOAの原理を示す説明図である。 3次元的に分布する反射点に対して2次元TOAを実施することで生じる誤差を示す説明図である。
 以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
  [0.TOAの概要]
 実施形態を説明する前に、三点測位の一つであるTOAの概要について説明する。
 まず、2次元位置を算出する2次元TOAでは、異なる位置に配置された少なくとも二つのセンサS1,S2によって、物標までの距離をそれぞれ検出する。そして、図12に示すように、センサS1,S2毎に、センサSiを中心として該センサSiで検出された距離を半径とする距離円を仮定し、二つ距離円が交差する交点の2次元位置を、測定値として抽出する。但し、i=1,2である。
 次に、3次元位置を算出する3次元TOAでは、異なる位置に配置された少なくとも三つのセンサS1~S3によって、物標までの距離をそれぞれ検出する。そして、図13に示すように、センサS1~S3毎に、センサSjを中心として該センサSjで検出された距離を半径とする距離球を仮定し、三つの距離球による交点の3次元位置を、測定値として抽出する。但し、j=1,2,3である。
 なお、いずれも、探査波が照射される側に位置する半円、半球について算出すればよい。
 但し、複数の物標が存在する場合に、交点(すなわち、検出距離の組み合わせ)の数が増加する。以下、この交点を測定点という。例えば、図12に示すように、センサS1,S2のそれぞれで2つの距離が検出された場合、4つの測定点が抽出されるが、これらの測定点のうち、2つは実像であり、2つは虚像である。つまり、処理対象となる測定点は、そのすべてが実像を表しているわけではなく、多くの虚像を含んだものとなる。具体的には、実像がN個存在する場合、処理の対象となる測定点の数は、2次元TOAでは概ねN個となり、3次元TOAでは概ねN個となる。
 演算を簡単にするために、3次元的に分布する反射点に対して、2次元TOAを実行した場合を考える。この場合、図14に示すように、反射点の3次元位置が、反射点が投影される2次元平面(以下、基準面)から離れるほど、検出される距離の誤差が大きくなる。つまり、実像を通り基準面に直交する軸に沿って投影された2次元位置を得る必要があるにも関わらず、距離球に沿って基準面に投影されるため、基準面内での距離が実際の距離より大きな値で検出される。
 [1.第1実施形態]
 [1-1.構成]
 本実施形態の3次元測位装置1は、車両に搭載され、車両の周囲に存在する物標の3次元的な位置を測定する。3次元測位装置1は、図1に示すように、信号処理部3を備える。3次元測位装置1は、センサ部5を備えてもよい。
 センサ部5は、複数の測距センサ51を備える。測距センサ51は、探査波として電波を用いる電波レーダを用いて構成される。複数の測距センサ51は、いずれも同様の構成を有し、それぞれが、予め設定された第1方向の位置が異なるように配列された複数のアンテナを有する。但し、測距センサ51は、電波レーダに限定されるものではなく、探査波として光を用いるLIDARまたは探査波として超音波を用いるSONARであってもよい。LIDARは、Light detection and rangingの略であり、SONARは、Sound navigation and rangingの略である。
 ここで、車両の車長方向をx軸方向、車両の車幅方向をy軸方向、車両の車高方向(すなわち鉛直方向)をz軸方向という。つまり、x-y平面が、水平面に沿った面となる。
 センサ部5は、図2に示すように、車両のフロントバンパー、またはフロントバンパー付近に、複数の測距センサ51がy軸方向に並ぶように配置される。また、複数の測距センサ51は、いずれも、探査波が放射される方向を表すボアサイト方向がx軸方向と一致し、かつ、第1方向がz軸方向と一致するように配置される。つまり、センサ部5に属する個々の測距センサ51は、x-z平面内での反射波の到来方向を表す角度(以下、垂直方位)θvを計測できるように配置される。ここでは、y軸方向が第2方向に相当し、x-z平面が第1平面に相当する。なお、ボアサイト方向は、例えば、探査波の放射レベルが最大となる方向であってもよいし、探査波が放射される範囲の中心方向であってもよい。
 信号処理部3は、CPU31と、RAM、ROM、フラッシュメモリ等の半導体メモリ(以下、メモリ32)と、を有するマイクロコンピュータを備える。信号処理部3は、メモリ32に記憶されたプログラムを実行することで実現される機能構成として、情報生成部41と、グルーピング部42と、測位部43と、を備える。
 情報生成部41およびグルーピング部42は、センサ部5に属する測距センサ51のそれぞれに1組ずつ対応づけて設けられ、いずれも同様の処理を実行する。
 情報生成部41は、対応づけられた測距センサ51からの受信信号に基づいて、フィルタリング、ピーク抽出、方位測定等の処理を実行する。これにより、情報生成部41は、探査波を反射した反射点との距離Rと測距センサ51から見た反射点が存在する方向を表す垂直方位θvとを少なくとも含む反射点情報を生成する。
 情報生成部41が生成する反射点情報には、距離Rおよび垂直方位θv以外に、反射点との相対速度および反射波の受信強度等が含まれてもよい。距離Rは、探査波を照射してから反射波を受信するまでに要した往復時間を検出して、この往復時間を距離に換算することで算出する。垂直方位θvは、例えば、測距センサ51に属する各アンテナでの受信信号の位相差から推定してもよい。また、垂直方位θvは、複数のアンテナのそれぞれで検出される反射点までの距離から、2次元的な三点測位の手法を用いて推定してもよい。
 グルーピング部42は、反射点情報に含まれる垂直方位θvに基づいて、各反射点をM個のグループにグループ分けを実行する。Mは2以上の整数である。本実施形態では、測距センサ51のボアサイト方向、すなわちx軸方向を0度とし、仰角方向をプラスとし、腑角方向をマイナス、M=5として、±10°の角度範囲を5つのグループにグループ分けする。この場合、-10°~-7°に含まれる反射点を第1グループとする。角度範囲-7°~-3°に含まれる反射点を第2グループとする。角度範囲-3°~+3°に含まれる反射点を第3グループとする。角度範囲+3°~+7°に含まれる反射点を第4グループとする。角度範囲+7°~+10°に含まれる反射点を第5グループとする。角度範囲-10°~+10°から外れて位置する反射点は、不要な反射点として削除してもよい。
 測位部43は、グループの数と同数設けられ、それぞれが、グルーピング部42でグループ分けされた5つのグループのいずれかに対応づけられる。測位部43は、対応づけられたグループに属する反射点の反射点情報を用いた測位演算を実行する。測位部43での測位演算には、2次元TOAが用いられる。この2次元TOAでは、各グループの角度領域の中心角度を表すグループ中心方向に沿った軸と、y軸とで形成されるグループ基準面内での2次元位置を演算する。グループ基準面が第2平面に相当する。なお、測位演算は、2次元TOAに限定されるものではなく、2次元的な測位演算であればよい。
 測位部43は、2次元TOAで得られる実像の測定点の2次元座標(x,y)と、その2次元座標(x,y)が表す位置でのグループ基準面のz軸の座標とを組み合わせた3次元座標(x,y,z)を出力する。
 [1-2.測定例]
 図3は、情報生成部41で生成された反射点情報によって表される反射点を、x-z平面上にプロットした図である。第1~第5グループのそれぞれに属する反射点を、形状の異なるドットで示した。図3では、第1グループよりマイナス側で検出される垂直角度θvが-10°以下の反射点、および第5グループよりプラス側で検出される垂直角度θvが+10°以上の反射点も示されている。
 図4および図5は、グループ毎に2次元TOAを行った結果を示す。図4は、x-z平面内での分布、図5は、x-y平面内での分布を示す。比較のため、図6には、グループ分けを行うことなく、全ての反射点を用いて2次元TOAを行った結果のx-y平面内での分布を示す。
 本実施形態では、図4および図5に示すように、車両の前面に位置する実像の測定点が検出される。比較例では、図6に示すように、車両の前面に位置する実像の測定点以外にも、車両内部に位置する虚像の測定点(以下、ゴースト測定点)が多数検出される。これは、図3に示すように、タイヤ付近に存在する第5グループに属する反射点、および車両ルーフ周辺に存在する第1グループに属する反射点が、基準面(すなわちx-y平面)から高さ方向(すなわちz軸方向)に離れた位置に存在することによる。つまり、これらの反射点が、基準面内での実際の位置より遠方に投影されることにより、図6に示すような、車両の内部に存在するゴースト測定点として検出される。
 [1-3.効果]
 以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。
 (1a)3次元測位装置1では、反射点を垂直方向の角度範囲で複数にグループ分けし、グループ毎に2次元TOAを実行する。従って、3次元測位装置1によれば、1グループ当たりの処理すべき反射点の数、ひいては反射点の組み合わせである測定点の数が減少するため、全ての反射点を一括して処理する場合と比較して処理時間を削減できる。
 図7には、測定点数を2000、グループ数を5として、2次元TOA、3次元TOA、3次元測位装置1での処理について、処理時間を算出した結果を示す。測位に要する時間Oは、2次元TOAではO(N)、3次元TOAではO(N)、3次元測位装置1ではO((N/M)×M)で概算される。但し、3次元測位装置1における1グループ当たりの平均処理時間O((N/M))を79.4msec、3次元測位装置1で必要となる、各反射点の垂直測角に要する時間およびグループ分けに要する時間の合計を170msecとして算出した。図7に示す通り、3次元測位装置1では、3次元TOAと比較して約1/1700、2次元TOAと比較して約1/3に処理時間を削減でき、しかも、2次元TOAより高い精度で3次元位置を測定できる。
 (1b)3次元測位装置1では、反射点を垂直方向の角度範囲でグループ分けしているため、それぞれのグループに属する反射点は、グループ基準面に対する垂直方向の誤差が小さく抑えられる。従って、3次元測位装置1によれば、3次元的に分布する反射点に対して2次元TOAを実行することにより発生する誤差を、小さく抑えることができる。
 (1c)3次元測位装置1では、高さ方向の位置は、角度範囲の粗さで検出される。なお、車両制御においては、検出される物標の高さ方向の位置は、例えば、上方物の場合は、自車両が下を通過できるか、下方物の場合は、自車が乗り越えられるかを判定できればよく、水平面内での位置と比較して、低い精度での検出が許容される。つまり、3次元測位装置1では、このような制御特性を利用することによって、処理量の削減、ひいては処理のリアルタイム性と必要な精度での検出とをいずれも実現している。
 [2.第2実施形態]
 [2-1.第1実施形態との相違点]
 第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
 第2実施形態では、センサ部5の設置位置が異なる点、および測位処理に仮想的な測距センサを用いる点で第1実施形態とは相違する。
 本実施形態の3次元測位装置1aは、図8に示すように、信号処理部3aと、センサ部5aと、挙動センサ7とを備える。
 センサ部5aは、一つの測距センサ51を備える。センサ部5は、図9に示すように、ボアサイト方向が、移動体である車両の進行方向に対して直交しかつ水平面に沿った方向(すなわち、y軸方向)を向き、更に、第1方向がz軸方向と一致するように、車両の側面に配置される。つまり、センサ部5aは、y-z平面内での反射波の到来方向を表す角度を計測できるように配置される。本実施形態では、y-z平面が第1平面に相当する。
 挙動センサ7は、車両の移動量および車両の移動方向の推定に必要な情報を検出する一つ以上のセンサを含む。例えば、車速センサ、舵角センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ等が含まれてよい。
 信号処理部3aは、CPU31と、RAM、ROM、フラッシュメモリ等の半導体メモリ(以下、メモリ32)と、を有するマイクロコンピュータを備える。
 信号処理部3aは、メモリ32に記憶されたプログラムを実行することで実現される機能構成として、情報生成部41と、グルーピング部42と、測位部43と、に加えて、移動量生成部44と、情報記憶部45とを備える。
 情報生成部41は、測距センサ51に対応して1つ備える。
 移動量生成部44は、挙動センサ7から情報を取得して、予め設定された計測サイクル毎に、前回の計測サイクル(以下、前サイクル)から今回の計測サイクル(以下、現サイクル)までの移動量を算出する。移動量には、移動方向および移動した距離が含まれる。挙動情報は、CAN等の車載ネットワーク経由で挙動センサ7から取得されてもよい。CANは、Controller Area Networkの略であり、登録商標である。
 情報記憶部45には、計測タイミング毎に生成される反射点情報が、運動量情報と対応づけて、少なくとも直近のPサイクル分記憶される。
 グルーピング部42は、情報記憶部45に記憶されたPサイクル分のデータのそれぞれに対応づけてP個設けられ、いずれも同様の処理を実行する。処理内容は、第1実施形態の場合と同様である。
 測位部43は、反射点をグループ分けする際に用いるグループの数と同数設けられ、その処理内容は、第1実施形態の場合と同様である。
 [2-2.動作]
 情報記憶部45には、測定サイクル毎に、情報生成部41にて反射点情報が生成され、その反射点情報が、移動量生成部44にて算出された移動量と共に、情報記憶部45に蓄積される。
 このとき、車両が移動中であれば、図10に示すように、測定サイクル毎に移動量だけ異なる位置で測距センサ51による測定が実行される。このため、情報記憶部45に記憶された測定サイクル毎の反射点情報は、移動量だけ離れた位置に存在する仮想的な測距センサ(以下、仮想センサ)による検出結果とみなすことができる。
 つまり、第1実施形態では、2次元TOAに用いる複数の測距センサ51の配置間隔は、既知である。これに対して、第2実施形態では、現在の測距センサ51の位置を基準として、情報記憶部45に過去の反射点情報に対応づけて記憶された車両の移動量から、仮想センサの位置を推定する。仮想センサの位置は、過去の測定サイクルの反射点情報が得られた時の測距センサ51の位置である。これにより、現在の測距センサ51とP-1個の仮想センサとによる複数センサの配置間隔が決定される。
 以下の動作は、第1実施形態の場合と同様である。
 [2-3.効果]
 以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)~(1c)を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
 (2a)3次元測位装置1aによれば、車幅方向に位置する物標の3次元位置を、1つの測距センサ51によって検出できるため、装置構成を簡素化できる。
 [3.第3実施形態]
 [3-1.第1実施形態との相違点]
 第3実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
 第3実施形態では、グルーピング部42aの構成が第1実施形態とは相違する。
 図11に示すように、グルーピング部42aは、メイン処理部421と、路面推定部422と、反射処理部423とを備える。なお、路面推定部422が反射面推定部に相当する。
 メイン処理部421は、第1実施形態のグルーピング部42が実行する処理を実行する。
 路面推定部422は、センサ搭載位置の情報等から、探査波を反射する反射面となる路面の位置を推定する。
 反射処理部423は、第1~第3グループに属する反射点のうち、垂直角度θvと距離Rとから推定される反射点の位置が、路面推定部422で推定された路面位置より下方に存在する反射点を、路面反射による反射点として除去する。
 なお、反射処理部423は、路面反射による反射点を除去する代わりに、路面に対して面対称な位置に存在する反射点として扱うことで、反射点が属するグループを適切に変更してもよい。
 ここでは、グルーピング部42aを、第1実施形態の3次元測位装置1に適用する場合について説明したが、第2実施形態の3次元測位装置1aに適用してもよい。
 [3-2.効果]
 以上詳述した第3実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)~(1c)および第2実施形態の効果(2a)を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
 (3a)本実施形態によれば、測位部43にて算出される3次元位置の精度を、より向上させることができる。
 [4.他の実施形態]
 以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
 (4a)上記実施形態では、グループ分けに用いる角度範囲は、重複なく設定されているが、本開示はこれに限定されるものではなく、例えば、隣接するグループ間で部分的に重複して設定されてもよい。また、各グループに属する反射点の数ができるだけ平均化されるように、グループ数や角度範囲の境界を可変設定できるように構成されてもよい。なお、各グループの反射点の数が平均化するほど、装置全体としての処理時間の短縮効果を増大させることができる。また、グループ数は、検出された3次元位置を利用するアプリケーションがどの程度、高さ方向の精度を要求するかによって設定してもよい。
 (4b)上記実施形態では、反射点をグループ分けする際に垂直角度θvを用いているが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、z軸方向の位置である高さを用いてグループ分けしてもよい。すなわち、グループ分けに垂直角度θvを用いた場合、各グループの範囲は、遠距離になるほど高さ方向に広がりを持ってしまい、測位部43での処理結果の誤差が大きくなる。これに対して、グループ分けに高さを用いた場合、各グループの範囲は、距離に関わらず一定となり、測位部43での処理結果において、特に遠距離の物標についての検出誤差を抑制できる。なお、反射点の高さは、反射点情報に含まれる距離Rと、垂直角度θvとから算出できる。
 (4c)上記実施形態では、移動量生成部44は、車載ネットワーク経由で挙動センサ7から取得される挙動情報を用いて車両の移動量を推定しているが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、情報生成部41にて生成された反射点情報のうち、地面等の静止物を表す情報を用いて推定される車両の挙動から、移動量を推定してもよい。この場合、センサ部5が挙動センサ7を兼ねることになる。
 (4d)上記第2実施形態では、センサ部5aに属する測距センサ51が1つの場合について説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、センサ部5aに属する測距センサ51が複数存在してもよい。
 (4e)本開示に記載の信号処理部3,3aおよびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の信号処理部3,3aおよびその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の信号処理部3,3aおよびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。信号処理部3,3aに含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。
 (4f)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。
 (4g)前述した3次元測位装置1,1aの他、当該3次元測位装置1,1aを構成要素とするシステム、当該3次元測位装置1,1aとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、3次元測位方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

Claims (8)

  1.  探査波が放射される方向を表すボアサイト方向に対して直交する方向を第1方向とし、前記ボアサイト方向と前記第1方向とで形成される面を第1平面とし、前記第1平面に直交する方向を第2方向として、前記探査波を反射した反射点が存在する方向を表す前記第1平面内での角度および前記反射点までの距離を測定する1つ以上の測距センサ(51)を用いて、前記第2方向の位置が異なる複数の地点で測定された複数の前記反射点についての情報である反射点情報を生成するように構成された情報生成部(41)と、
     前記情報生成部にて前記反射点情報が生成された前記複数の反射点を、前記第1方向における前記反射点の位置を表す位置情報を用いてグループ分けして複数のグループを生成するように構成されたグルーピング部(42)と、
     前記グルーピング部にて生成された前記グループのそれぞれについて2次元の三点測位を実行することで、前記第2方向とグループ分けに用いた該グループの前記位置情報の中心を示す方向であるグループ中心方向とで形成される第2平面内での前記反射点の位置を算出するように構成された測位部(43)と、
     を備える3次元測位装置。
  2.  請求項1に記載の3次元測位装置であって、
     前記情報生成部は、前記第2方向に異なる位置に配置された複数の前記測距センサを用いて、前記反射点情報を生成する、
     3次元測位装置。
  3.  請求項1または請求項2に記載の3次元測位装置であって、
     前記反射点情報を生成する測定サイクル毎に、前回の前記測定サイクルからの前記測距センサの移動量を生成するように構成された移動量生成部(44)と、
     前記移動量生成部が生成した前記移動量と、前記情報生成部にて生成された前記反射点情報とを対応づけて記憶するように構成された情報記憶部(45)と、
     を更に備え、
     前記測距センサは、該測距センサを搭載する移動体の進行方向と前記第2方向とが一致するように配置され、
     前記測位部は、前記情報記憶部に記憶内容を、前記移動量だけ離れた位置に存在する仮想的な前記測距センサにて生成された前記反射点情報であるとして処理を実行するように構成された
     3次元測位装置。
  4.  請求項3に記載の3次元測位装置であって、
     前記移動量生成部は、前記測距センサにて生成された前記反射点情報を用いて、前記移動量を推定するように構成された
     3次元測位装置。
  5.  請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の3次元測位装置であって、
     前記グルーピング部は、前記位置情報として前記測距センサから前記反射点を見た前記第1平面内での角度を用いるように構成された
     3次元測位装置。
  6.  請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の3次元測位装置であって、
     前記グルーピング部は、前記位置情報として前記第1方向の位置を用いるように構成された
     3次元測位装置。
  7.  請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の3次元測位装置であって、
     前記グルーピング部は、
     前記探査波を反射する反射面の位置を推定する反射面推定部(422)と、
     前記情報生成部にて生成された前記反射点情報のそれぞれについて、該反射点情報が表す反射点が、前記反射面での反射に基づく虚像であるか否かを判定し、虚像であると判定された前記反射点を、グループ分けの対象から除去するか、または前記反射面に対して面対称な位置に存在するとしてグループ分けするように構成された反射処理部(423)と、
     を備える3次元測位装置。
  8.  コンピュータが実行する3次元測位方法であって、
     探査波が放射される方向を表すボアサイト方向に対して直交する方向を第1方向とし、前記ボアサイト方向と前記第1方向とで形成される面を第1平面とし、前記第1平面に直交する方向を第2方向として、前記探査波を反射した反射点が存在する方向を表す前記第1平面内での角度および前記反射点までの距離を測定する1つ以上の測距センサ(51)を用いて、前記第2方向の位置が異なる複数の地点で測定された複数の前記反射点についての情報である反射点情報を生成し(41)、
     前記反射点情報が生成された前記複数の反射点を、前記第1方向における前記反射点の位置を表す位置情報を用いてグループ分けして複数のグループを生成し(42)、
     生成された前記グループのそれぞれについて2次元の三点測位を実行することで、前記第2方向とグループ分けに用いた該グループの前記位置情報の中心を示す方向であるグループ中心方向とで形成される第2平面内での前記反射点の位置を算出する(43)、
     3次元測位方法。
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