JP2021056028A - 環境地図調整値算出方法および環境地図調整値算出プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1〜図3を用いて、本実施の形態にかかる環境地図調整値算出方法および環境地図調整値算出プログラムの概要について説明する。
図4は、環境地図と映像との関係の一例(実施の形態1)を模式的に示す説明図である。図4では、映像A、映像B、映像Cの一例として、各映像の撮影時の走行ルートと、映像A、映像Bから作成した環境地図A、環境地図Bの一例を、上空俯瞰図を用いて模式的に示している。
図5は、環境地図調整値算出方法を実現するシステム構成の一例を示す説明図である。図5において、実施の形態にかかる環境地図調整値算出方法を実現するシステム500は、サーバ501と、移動体503に搭載される車載機502とを備える。車載機502は、移動体503に搭載され、衛星505からのGNSS情報および車載カメラ(後述する図7に示す撮像装置706)の映像を収集する。
図6は、サーバのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。情報処理装置の一例であるサーバ501は、1つまたは複数のCPU(Central Processing Unit)601と、メモリ602と、ネットワークI/F(Interface)603と、記録媒体I/F604と、記録媒体605と、を有する。また、各構成部は、バス600によってそれぞれ接続される。
図7は、車載機のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。情報収集装置の一例である車載機502は、CPU701と、メモリ702と、無線通信装置703と、移動体I/F704と、受信装置705と、撮像装置706と、を有する。また、各構成部は、バス700によってそれぞれ接続される。
図8は、環境地図のデータ構成の一例を示す説明図である。図8において、環境地図523は、特徴点群情報(3次元位置情報)801を有する。図8に示すように、特徴点群情報(3次元位置情報)801は、当該特徴点群情報を識別する一意の識別情報である「ID」、特徴点の実座標系での位置座標に関する情報(3次元位置の情報)である「位置座標」、および、画像特徴量を示す情報である「画像特徴量」を含む各種情報からなる。このように、環境地図523は、画像特徴点の画像特徴量と3次元位置の情報を持つデータ構成を有する。
図9は、環境地図作成部の内容の一例を示す説明図である。図9において、環境地図作成部511は、環境地図未作成の映像522(522a、522b)と、当該映像522と同時取得したGNSS情報521(521a、521b)を入力し、映像内の画像特徴の実座標系における3次元位置を環境地図(523a、523b)として作成し、出力する処理をおこなう処理部である。
図10は、対象選定部・位置姿勢推定部の内容の一例を示す説明図である。図10において、対象選定部1001は、位置姿勢推定部512において位置姿勢を推定する対象および位置姿勢の推定に用いる映像を選定する処理部である。具体的には、対象選定部1001は、作成済の環境地図523内で同じ走行位置を走行している位置誤差未調整の環境地図が複数ないかを調べるとともに、当該走行位置を走行している映像522を1つ選定する処理をおこなう処理部である。
図11は、位置比較部・環境地図位置調整部の内容の一例を示す説明図である。図11において、位置比較部513は、位置姿勢推定部512によって推定された映像C522cの位置姿勢Ca524aと位置姿勢Cb524bとを比較する処理部である。
図12は、調整値算出の内容の一例を示す説明図である。図12は、環境地図位置調整部514において、環境地図B523bの値を環境地図A523aの値に補正するための調整値526の算出例として、前後画像との移動距離を重みとする一例を示す。
環境地図位置調整部514の調整値算出の内容の別の一例を示す。この例では、調整値526として、環境地図A523aの座標系と環境地図B523bの座標系の任意の変換を算出する。たとえば、平行移動および線形変換(拡大や縮小、回転など)からなる任意のアフィン変換を定義して、環境地図A523aまたは環境地図B523bでの重複区間の各画像の推定撮影位置どうしを対応づけるようなアフィン変換を算出する。
調整値算出の内容(その1)、(その2)に示した例のように、環境地図位置調整部514の調整値526として、環境地図A523a、環境地図B523bに対して、1つの調整値または1つの補正行列を算出するのではなく、その代わりに、環境地図523の各画像特徴点ごとに動的に調整値を求めるようにしてもよい。すなわち、調整値算出の内容(その3)では、各画像特徴点の位置を補正するのに最適な調整値526を、各画像特徴点ごとに算出する。
図14は、環境地図調整値算出方法の処理の手順の一例(実施の形態1)を示すフローチャートである。図14のフローチャートにおいて、環境地図未作成の映像とGNSSがあるか否かを判断する(ステップS1401)。
図15は、環境地図と映像との関係の別の一例(実施の形態2)を模式的に示す説明図である。図15では、図4に示した実施の形態1と同様に、映像A、映像B、映像Cの別の一例として、各映像の撮影時の走行ルートと、映像A、映像Bから作成した環境地図A、環境地図Bの一例を、上空俯瞰図を用いて模式的に示している。
図17は、環境地図調整値算出方法の処理の手順の別の一例(実施の形態2)を示すフローチャートである。実施の形態2にかかる環境地図調整値算出方法は、実施の形態1にかかる環境地図調整値算出方法における、図14に示したフローチャートのステップS1401〜S1404までは、同じ処理をおこなうので、図17のフローチャートにおいて、これらのステップS1401〜S1404の記載は省略する。
つぎに、第1位置比較部1601におけるGNSS値の補間の具体的な内容について説明する。図18および図19は、GNSS値補間の内容の一例を示す説明図である。ここで、第1位置比較部1601は、GNSS−c521cの測位時刻と各画像の撮影時刻を比較し、画像の近傍の測位タイミングで得たGNSS−c521cの測位値(前後の2測位の位置である「Pa」、「Pb」)を用いて、時間差を重みとして重み平均で取得する。
撮影された第1の時系列画像のうちの任意の画像の特徴に基づいて作成される第1の環境地図と、前記第1の時系列画像とは別に撮影された第2の時系列画像のうちの任意の画像の特徴に基づいて作成される第2の環境地図との間の差異を調整するにあたり、
前記第1の環境地図の情報に基づいて算出される位置姿勢にかかる画像の位置と、前記第2の環境地図の情報に基づいて算出される位置姿勢にかかる画像の位置との比較をおこない、当該比較の結果に基づいて、前記第1の環境地図と前記第2の環境地図との間の差異を調整する調整値を算出する、
ことを特徴とする環境地図調整値算出方法。
前記第1の時系列画像の撮影場所および前記第2の時系列画像の撮影場所を含む第3の時系列画像を用いて、
前記第1の環境地図の情報に基づいて算出される前記第3の時系列画像の位置姿勢にかかる画像の位置と、前記第2の環境地図の情報に基づいて算出される前記第3の時系列画像の位置姿勢にかかる画像の位置との位置差に基づいて、前記調整値を算出する、
ことを特徴とする付記1に記載の環境地図調整値算出方法。
前記第1の環境地図または前記第2の環境地図の情報に基づいて算出される前記第3の時系列画像の位置姿勢を、前記第3の時系列画像の測位情報を用いて調整する、
ことを特徴とする付記2に記載の環境地図調整値算出方法。
算出した前記調整値に関する情報を、前記第1の環境地図および前記第2の環境地図の少なくともいずれかと関連付けして記憶する、
ことを特徴とする付記1〜5のいずれか一つに記載の環境地図調整値算出方法。
前記第1の環境地図における前記画像の位置と前記第2の環境地図における前記画像の位置との位置差と、前記位置差の算出に用いた画像間の位置差と、を用いて、前記調整値を算出する、
ことを特徴とする付記1〜6のいずれか一つに記載の環境地図調整値算出方法。
前記第1の環境地図における前記画像の位置と、前記第2の環境地図における前記画像の位置との位置差を用いて、当該位置差が規定値以上の画像を複数選択し、選択された画像群の位置を用いる空間変換行列を求めて、前記調整値を算出する、
ことを特徴とする付記1〜6のいずれか一つに記載の環境地図調整値算出方法。
前記第1の環境地図における前記画像の位置と、前記第2の環境地図における前記画像の位置との位置差と、前記位置差の算出に用いた画像の位置と、環境地図に含まれる任意の画像特徴の3次元位置との位置差と、を用いて前記調整値を算出する、
ことを特徴とする付記1〜6のいずれか一つに記載の環境地図調整値算出方法。
前記第1の環境地図の情報に基づいて算出される位置姿勢にかかる画像の位置と、前記第2の環境地図の情報に基づいて算出される位置姿勢にかかる画像の位置との比較をおこない、当該比較の結果に基づいて、前記第1の環境地図と前記第2の環境地図との間の差異を調整する調整値を算出する処理を情報処理装置に実行させる、
ことを特徴とする環境地図調整値算出プログラム。
300、505 衛星
301(301a、301b、301c)、503 移動体
302、(302a、302b、302c) 車載カメラ
305、523(523a、523b)、1613 環境地図
307、525、1611、1614 位置差
308、526、1615 調整値
500 全体システム
501 サーバ
502 車載機
504 ネットワーク
511 環境地図作成部
512 位置姿勢推定部
513 位置比較部
514、1605 環境地図位置調整部
521(521a、521b、521c) GNSS(測位情報)
522(522a、522b、522c) 映像
524(524a、524a’、524b)、901a、901b 位置姿勢
1001 対象選定部
1601 第1位置比較部
1602 GNSS位置調整部
1603 環境地図更新部
1604 第2位置比較部
Claims (10)
- 情報処理装置が、
撮影された第1の時系列画像のうちの任意の画像の特徴に基づいて作成される第1の環境地図と、前記第1の時系列画像とは別に撮影された第2の時系列画像のうちの任意の画像の特徴に基づいて作成される第2の環境地図との間の差異を調整するにあたり、
前記第1の環境地図の情報に基づいて算出される位置姿勢にかかる画像の位置と、前記第2の環境地図の情報に基づいて算出される位置姿勢にかかる画像の位置との比較をおこない、当該比較の結果に基づいて、前記第1の環境地図と前記第2の環境地図との間の差異を調整する調整値を算出する、
ことを特徴とする環境地図調整値算出方法。 - 前記情報処理装置が、
前記第1の時系列画像の撮影場所および前記第2の時系列画像の撮影場所を含む第3の時系列画像を用いて、
前記第1の環境地図の情報に基づいて算出される前記第3の時系列画像の位置姿勢にかかる画像の位置と、前記第2の環境地図の情報に基づいて算出される前記第3の時系列画像の位置姿勢にかかる画像の位置との位置差に基づいて、前記調整値を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の環境地図調整値算出方法。 - 前記情報処理装置が、
前記第1の環境地図または前記第2の環境地図の情報に基づいて算出される前記第3の時系列画像の位置姿勢を、前記第3の時系列画像の測位情報を用いて調整する、
ことを特徴とする請求項2に記載の環境地図調整値算出方法。 - 前記第1の環境地図および前記第2の環境地図は、画像特徴の空間内での位置情報を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の環境地図調整値算出方法。
- 前記位置情報は、前記空間内の一点と対応付けられた前記画像特徴について、実座標系における位置に関する情報であることを特徴とする請求項4に記載の環境地図調整値算出方法。
- 前記情報処理装置が、
算出した前記調整値に関する情報を、前記第1の環境地図および前記第2の環境地図の少なくともいずれかと関連付けして記憶する、
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の環境地図調整値算出方法。 - 前記情報処理装置が、
前記第1の環境地図における前記画像の位置と前記第2の環境地図における前記画像の位置との位置差と、前記位置差の算出に用いた画像間の位置差と、を用いて、前記調整値を算出する、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の環境地図調整値算出方法。 - 前記情報処理装置が、
前記第1の環境地図における前記画像の位置と、前記第2の環境地図における前記画像の位置との位置差を用いて、当該位置差が規定値以上の画像を複数選択し、選択された画像群の位置を用いる空間変換行列を求めて、前記調整値を算出する、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の環境地図調整値算出方法。 - 前記情報処理装置が、
前記第1の環境地図における前記画像の位置と、前記第2の環境地図における前記画像の位置との位置差と、前記位置差の算出に用いた画像の位置と、環境地図に含まれる任意の画像特徴の3次元位置との位置差と、を用いて前記調整値を算出する、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の環境地図調整値算出方法。 - 撮影された第1の時系列画像のうちの任意の画像の特徴に基づいて作成される第1の環境地図と、前記第1の時系列画像とは別に撮影された第2の時系列画像のうちの任意の画像の特徴に基づいて作成される第2の環境地図との間の差異を調整するにあたり、
前記第1の環境地図の情報に基づいて算出される位置姿勢にかかる画像の位置と、前記第2の環境地図の情報に基づいて算出される位置姿勢にかかる画像の位置との比較をおこない、当該比較の結果に基づいて、前記第1の環境地図と前記第2の環境地図との間の差異を調整する調整値を算出する処理を情報処理装置に実行させる、
ことを特徴とする環境地図調整値算出プログラム。
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