JP6589410B2 - 地図生成装置及びプログラム - Google Patents
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Description
<第1の実施の形態に係る地図生成装置10の構成>
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る地図生成装置10は、車両の周辺環境を計測する外界観測センサ12と、車両の位置情報及び運動情報を計測する位置・運動計測センサ14と、外界観測センサ12によって取得された周辺環境情報と、位置・運動計測センサ14によって計測された車両の位置情報及び運動情報とに基づいて、地図データを生成するコンピュータ16とを備えている。外界観測センサ12は、センサの一例である。位置・運動計測センサ14は、車両状態検出手段の一例である。
具体的には、走行データ生成部162は、各時刻の車両の周辺画像について、路面を真上から見た状態の正射影画像に変換し、走行軌跡の各時刻の位置、方位に基づいて、走行軌跡に沿って正射影画像を連結した路面画像を生成する。そして、走行データ生成部162は、路面画像と走行軌跡とを組み合わせて、絶対座標が付与された路面画像を表す走行データを生成する。図2に路面画像の一例を示す。走行データ生成部162は、図2(A)に示すような路面画像を生成する。
具体的には、相対関係推定部170は、同一分類のすべての区画走行データの区画路面画像間の相対位置関係が推定されると、当該分類に分類された区画走行データの区画路面画像の各々について、相対位置関係を表す変形量に基づいて、区画路面画像の部分画像毎に、当該部分画像と、基準となる仮想的な区画路面画像との間の相対位置関係を表す変形量を推定する。例えば、区画走行データ1の区画路面画像から区画走行データ2の区画路面画像への変形量をx1,2={x1 1,2,x2 1,2,...,xm 1,2}で表し、同一分類の区画走行データがk個あるとすると、相対関係推定部170は、区画走行データ1の区画路面画像から基準位置への変形量を、以下の式(2)に従って計算する。なお、区画路面画像から基準位置への変形量は、区画路面画像と基準となる仮想的な区画路面画像との間の相対位置関係を表す変形量に対応する。
例えば、分類pの区画走行データiから、分類qの何れか1つの区画走行データjへの変形量をypi,qjとし、分類数がr個あるとすると、分類pの区画走行データiから全体の基準位置への変形量は以下の式で計算される。なお、区画路面画像から全体の基準位置への変形量は、区画路面画像と、全体の基準となる仮想的な区画路面画像との間の相対位置関係を表す変形量に対応する。
次に、第1の実施の形態に係る地図生成装置10の作用について説明する。地図生成装置10を搭載した車両が走行し、外界観測センサ12によって車両の周辺画像が取得され、位置・運動計測センサ14によって各時刻の車両の位置、方位、速度情報が計測されているときに、走行軌跡生成部160は、位置・運動計測センサ14によって計測された、各時刻の車両の位置、方位、及び速度情報に基づいて、車両の走行軌跡を生成する。また、走行データ生成部162は、外界観測センサ12によって取得された各時刻の車両の周辺画像と、走行軌跡生成部160によって生成された車両の走行軌跡とに基づいて、車両の走行軌跡に沿った路面を表す路面画像を生成し、走行軌跡と組み合わせて、路面画像に絶対座標を付与する。そして、走行データ生成部162は、路面画像と走行軌跡とを組み合わせて、絶対座標が付与された路面画像を表す走行データを生成する。次に、走行データ蓄積部164は、走行データ生成部162によって生成された走行データの各々を、走行データベース166に格納する。
ステップS200において、走行データベース166に蓄積された当該対象地点の各走行データの路面画像を、予め決められた絶対位置の区画毎に分割し、区画毎に分割された区画路面画像を含む区画走行データを生成する。
ステップS300において、1つの区画を設定する。
ステップS400において、1つの区画を設定する。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
第2の実施の形態に係る地図生成装置210のコンピュータ216は、図12に示すように、位置・運動計測センサ14によって計測された車両の位置、方位、及び速度情報に基づいて、車両の走行軌跡を生成する走行軌跡生成部160と、外界観測センサ12によって取得された車両の周辺画像と、走行軌跡生成部160によって生成された車両の走行軌跡とに基づいて、車両の走行軌跡に沿った路面を表す路面画像を生成し、路面画像と走行軌跡との組み合わせを表す走行データを生成する走行データ生成部162と、走行データ生成部162によって生成された走行データの各々を、走行軌跡の位置に対応させて走行データベース166に格納する走行データ蓄積部164と、走行データ生成部162によって生成された走行データの各々が格納される走行データベース166と、各地点に対し、当該地点の走行データの各々について、路面画像と基準となる仮想的な路面画像との間の相対位置関係を表す変形量を推定する相対関係推定部270と、走行データベース166に格納された走行データの路面画像の各々を、相対関係推定部170によって当該路面画像について推定された変形量に応じて変形させ、変形した複数の路面画像を統合して、地図データベース176に登録する走行データ統合部274と、走行データ統合部274によって登録された地図データが格納される地図データベース176とを備えている。なお、走行データ統合部274は、統合手段の一例である。
次に、第2の実施の形態に係る地図生成装置210の作用について説明する。地図生成装置210を搭載した車両が走行し、外界観測センサ12によって車両の周辺画像が取得され、位置・運動計測センサ14によって各時刻の車両の位置、方位、速度情報が計測されているときに、走行軌跡生成部160は、位置・運動計測センサ14によって計測された、各時刻の車両の位置、方位、及び速度情報に基づいて、車両の走行軌跡を生成する。また、走行データ生成部162は、外界観測センサ12によって取得された各時刻の車両の周辺画像と、走行軌跡生成部160によって生成された車両の走行軌跡とに基づいて、車両の走行軌跡に沿った路面を表す路面画像を生成し、走行軌跡と組み合わせて、路面画像に絶対座標を付与する。そして、走行データ生成部162は、路面画像と走行軌跡とを組み合わせて、絶対座標が付与された路面画像を表す走行データを生成する。次に、走行データ蓄積部164は、走行データ生成部162によって生成された走行データの各々を、走行データベース166に格納する。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、第1又は第2の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
図15に示すように、本発明の第3の実施の形態に係る地図生成装置310は、車両の周辺環境を計測する外界観測センサ312と、車両の位置情報及び運動情報を計測する位置・運動計測センサ14と、外界観測センサ312によって取得された周辺環境情報と、位置・運動計測センサ14によって計測された車両の位置情報及び運動情報とに基づいて、地図データを生成するコンピュータ316とを備えている。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。なお、第1〜第3の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
図19に示すように、本発明の第4の実施の形態に係る地図生成装置410は、車両の周辺環境を計測する外界観測センサ312と、車両の位置情報及び運動情報を計測する位置・運動計測センサ14と、外界観測センサ312によって取得された周辺環境情報と、位置・運動計測センサ14によって計測された車両の位置情報及び運動情報とに基づいて、地図データを生成するコンピュータ416とを備えている。
そして、相対関係推定部470は、一方の区画3次元点群データの部分点群の各点に対し、当該点と当該点と最も近い点との距離の和をマッチングコストとして計算する。2つの区間走行データの部分領域の点群をA,Bとし、変形量をxとすると、マッチングコストは以下の式により計算される。
次に、第4の実施の形態に係る地図生成装置410の作用について説明する。地図生成装置410を搭載した車両が走行し、外界観測センサ312によって車両の周辺の3次元点群データが取得され、位置・運動計測センサ14によって各時刻の車両の位置、方位、速度情報が計測されているときに、走行軌跡生成部160は、位置・運動計測センサ14によって計測された、各時刻の車両の位置、方位、及び速度情報に基づいて、車両の走行軌跡を生成する。また、走行データ生成部462は、外界観測センサ312によって取得された各時刻の車両の周辺の3次元点群データと、走行軌跡生成部160によって生成された車両の走行軌跡とに基づいて、車両の走行軌跡に沿った3次元点群データを生成し、走行軌跡と組み合わせて、3次元点群データに絶対座標を付与する。そして、走行データ生成部462は、3次元点群データと走行軌跡とを組み合わせて、絶対座標が付与された3次元点群データを表す走行データを生成する。次に、走行データ蓄積部164は、走行データ生成部462によって生成された走行データの各々を、走行データベース466に格納する。
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。なお、第1又は第2の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
図26に示すように、本発明の第5の実施の形態に係る地図生成システム500は、車両に備えられた車載装置502と、車載装置502から送信された車両情報を受信して、車両情報に応じて地図データを生成する地図生成装置510とを備えている。車載装置502と地図生成装置510とは、インターネットなどのネットワーク509を介して接続されている。
車載装置502は、車両の周辺環境を計測する外界観測センサ12と、車両の位置情報及び運動情報を計測する位置・運動計測センサ14と、外界観測センサ12によって取得された周辺環境情報と、位置・運動計測センサ14によって計測された車両の位置情報及び運動情報とを、車両情報として地図生成装置510へ送信するコンピュータ504とを備えている。車載装置502は車両に搭載される。
地図生成装置510は、CPU、後述する各処理ルーチンを実現するためのプログラム等を記憶したROM、データを一時的に記憶するRAM、記憶手段としてのメモリ、ネットワークインタフェース等を含むサーバで構成されており、機能的には、車載装置502から送信された車両情報を受信し、受信した車両情報を車両情報データベース514に登録する通信部512と、車両情報が格納されている車両情報データベース514と、車両情報データベース514に格納された車両情報に基づいて、車両の走行軌跡を生成する走行軌跡生成部160と、車両情報データベース514に格納された車両情報と、走行軌跡生成部160によって生成された車両の走行軌跡とに基づいて、車両の走行軌跡に沿った路面を表す路面画像を生成し、路面画像と走行軌跡との組み合わせを表す走行データを生成する走行データ生成部162と、走行データ生成部162によって生成された走行データの各々を、走行軌跡の位置に対応させて走行データベース166に格納する走行データ蓄積部164と、走行データ生成部162によって生成された走行データの各々が格納される走行データベース166と、各地点に対し、走行データベース166に格納された当該地点の走行データの各々を、路面画像が表す路面の位置に応じて分類する走行データ分類部168と、各地点に対し、分類毎に、当該分類に属する走行データの各々について、路面画像と基準となる仮想的な路面画像との間の相対位置関係を表す変形量を推定する相対関係推定部170と、各地点に対し、当該地点の走行データの各々について、路面画像と全体の基準となる仮想的な路面画像との間の相対位置関係を表す変形量を推定する全体関係推定部172と、走行データベース166に格納された走行データの路面画像の各々を、相対関係推定部170によって当該路面画像について推定された変形量、及び全体関係推定部172によって当該路面画像について推定された変形量に応じて変形させ、変形した複数の路面画像を統合して、地図データベース176に登録する走行データ統合部174と、走行データ統合部174によって登録された地図データが格納される地図データベース176とを備えている。なお、走行データ統合部174は、統合手段の一例であり、走行データ分類部168は、分類手段の一例である。
12,312 外界観測センサ
14 位置・運動計測センサ
16,216,316,416,504 コンピュータ
160 走行軌跡生成部
162,362,462 走行データ生成部
164 走行データ蓄積部
166,466 走行データベース
168,468 走行データ分類部
170,270,470 相対関係推定部
172,472 全体関係推定部
174,274,474 走行データ統合部
176,476 地図データベース
364 立体物判定部
366 グルーピング部
368 移動物判定部
370 2次元画像生成部
464 データ生成部
500 地図生成システム
502 車載装置
506 情報取得部
508,512 通信部
509 ネットワーク
514 車両情報データベース
Claims (9)
- 移動体の走行軌跡に沿って登録された複数の走路データであって、かつ移動体に搭載されたセンサから得られた周辺環境情報に基づき生成された複数の走路データを蓄積したデータベースに基づいて、対応する前記走路データの各々について、前記走路データと他の走路データとのペアの各々に対し、前記ペア間の相対位置関係を表す変形量を算出し、前記ペアの各々に対して算出された前記相対位置関係を表す変形量に基づいて、前記走路データと、複数の走路データに応じて算出された基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量を推定する相対関係推定手段と、
前記複数の走路データの各々を、前記相対関係推定手段によって前記走路データについて推定された、前記基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量に応じて変形させ、変形した前記複数の走路データを統合して、地図データに登録する統合手段と、
を含む地図生成装置であって、
前記相対関係推定手段は、前記ペアの各々に対して算出された前記相対位置関係を表す変形量を平均して、前記基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量を推定する、
地図生成装置。 - 移動体の走行軌跡に沿って登録された複数の走路データであって、かつ移動体に搭載されたセンサから得られた周辺環境情報に基づき生成された複数の走路データを蓄積したデータベースに基づいて、対応する前記走路データの各々について、前記走路データと他の走路データとのペアの各々に対し、前記ペア間の相対位置関係を表す変形量を算出し、前記ペアの各々に対して算出された前記相対位置関係を表す変形量に基づいて、前記走路データと、複数の走路データに応じて算出された基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量を推定する相対関係推定手段と、
前記複数の走路データの各々を、前記相対関係推定手段によって前記走路データについて推定された、前記基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量に応じて変形させ、変形した前記複数の走路データを統合して、地図データに登録する統合手段と、を含む地図生成装置であって、
分類手段と全体関係推定手段とを更に含み、
前記分類手段は、対応する前記走路データの各々を、前記走路データが表す路面の位置に応じて分類し、
前記相対関係推定手段は、前記分類手段によって分類された前記走路データの分類毎に、前記分類に属する前記走路データの各々について、前記走路データと他の走路データとのペアの各々に対し、前記走路データの部分画像毎に、前記ペア間の前記部分画像の相対位置関係を表す変形量を算出し、前記ペアの各々に対して算出された前記部分画像の前記相対位置関係を表す変形量に基づいて、前記走路データの部分画像毎に、前記走路データと、前記基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量を推定し、前記走路データを、前記推定された変形量に応じて変形させ、
前記全体関係推定手段は、前記走路データの各々について、分類毎に、前記変形させた走路データと、前記分類に分類され、かつ、前記変形させた他の走路データとのペアの各々に対し、前記ペア間の相対位置関係を表す変形量を算出し、前記ペアの各々に対して算出された前記相対位置関係を表す変形量に基づいて、前記走路データと、複数の走路データに応じて算出された全体の基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量を推定し、
前記統合手段は、前記部分画像毎に、前記複数の走路データの各々の前記部分画像を、前記相対関係推定手段によって前記走路データの部分画像について推定された、前記基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量、及び前記全体関係推定手段によって前記走路データについて推定された、前記全体の基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量に応じて変形させ、変形した前記複数の走路データの前記部分画像を統合して、地図データに登録する、
地図生成装置。 - 前記相対関係推定手段は、前記走路データと他の走路データとのペアの各々に対し、前記走路データの部分画像毎に、前記ペア間の前記部分画像の相対位置関係を表す変形量を算出し、前記ペアの各々に対して算出された前記部分画像の前記相対位置関係を表す変形量に基づいて、前記走路データの部分画像毎に、前記走路データと、前記基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量を推定し、
前記統合手段は、前記部分画像毎に、前記複数の走路データの各々の前記部分画像を、前記相対関係推定手段によって前記走路データの部分画像について推定された、前記基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量に応じて変形させ、変形した前記複数の走路データの前記部分画像を統合して、地図データに登録する
請求項1に記載の地図生成装置。 - 前記全体関係推定手段は、前記分類手段によって分類された前記分類に属する前記走路データの数に応じて、前記全体の基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量を推定する
請求項2に記載の地図生成装置。 - 前記移動体の位置情報及び運動情報を取得する車両状態検出手段によって取得された前記移動体の位置情報及び運動情報に基づいて、前記移動体の走行軌跡を生成する走行軌跡生成手段を更に含み、
前記データベースは、前記走行軌跡生成手段によって生成された前記移動体の走行軌跡に沿って登録された前記複数の走路データを蓄積する
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の地図生成装置。 - 前記走路データは、前記移動体の走行軌跡に沿って登録された路面を表す路面画像であって、かつ前記移動体に搭載されたセンサから得られた周辺環境情報に基づき生成された路面画像である請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の地図生成装置。
- 前記走路データは、前記移動体の走行軌跡に沿って登録された3次元点群データであって、かつ前記移動体に搭載されたセンサから得られた周辺環境情報に基づき生成された3次元点群データである請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の地図生成装置。
- コンピュータを
移動体の走行軌跡に沿って登録された複数の走路データであって、かつ移動体に搭載されたセンサから得られた周辺環境情報に基づき生成された複数の走路データを蓄積したデータベースに基づいて、対応する前記走路データの各々について、前記走路データと他の走路データとのペアの各々に対し、前記ペア間の相対位置関係を表す変形量を算出し、前記ペアの各々に対して算出された前記相対位置関係を表す変形量に基づいて、前記走路データと、複数の走路データに応じて算出された基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量を推定する相対関係推定手段、及び
前記複数の走路データの各々を、前記相対関係推定手段によって前記走路データについて推定された、前記基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量に応じて変形させ、変形した前記複数の走路データを統合して、地図データに登録する統合手段
として機能させるためのプログラムであって、
前記相対関係推定手段は、前記ペアの各々に対して算出された前記相対位置関係を表す変形量を平均して、前記基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量を推定する、
プログラム。 - 移動体の走行軌跡に沿って登録された複数の走路データであって、かつ移動体に搭載されたセンサから得られた周辺環境情報に基づき生成された複数の走路データを蓄積したデータベースに基づいて、対応する前記走路データの各々について、前記走路データと他の走路データとのペアの各々に対し、前記ペア間の相対位置関係を表す変形量を算出し、前記ペアの各々に対して算出された前記相対位置関係を表す変形量に基づいて、前記走路データと、複数の走路データに応じて算出された基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量を推定する相対関係推定手段、
前記複数の走路データの各々を、前記相対関係推定手段によって前記走路データについて推定された、前記基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量に応じて変形させ、変形した前記複数の走路データを統合して、地図データに登録する統合手段、
分類手段、及び
全体関係推定手段
として機能させるためのプログラムであって、
前記分類手段は、対応する前記走路データの各々を、前記走路データが表す路面の位置に応じて分類し、
前記相対関係推定手段は、前記分類手段によって分類された前記走路データの分類毎に、前記分類に属する前記走路データの各々について、前記走路データと他の走路データとのペアの各々に対し、前記走路データの部分画像毎に、前記ペア間の前記部分画像の相対位置関係を表す変形量を算出し、前記ペアの各々に対して算出された前記部分画像の前記相対位置関係を表す変形量に基づいて、前記走路データの部分画像毎に、前記走路データと、前記基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量を推定し、前記走路データを、前記推定された変形量に応じて変形させ、
前記全体関係推定手段は、前記走路データの各々について、分類毎に、前記変形させた走路データと、前記分類に分類され、かつ、前記変形させた他の走路データとのペアの各々に対し、前記ペア間の相対位置関係を表す変形量を算出し、前記ペアの各々に対して算出された前記相対位置関係を表す変形量に基づいて、前記走路データと、複数の走路データに応じて算出された全体の基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量を推定し、
前記統合手段は、前記部分画像毎に、前記複数の走路データの各々の前記部分画像を、前記相対関係推定手段によって前記走路データの部分画像について推定された、前記基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量、及び前記全体関係推定手段によって前記走路データについて推定された、前記全体の基準となる走路データとの間の相対位置関係を表す変形量に応じて変形させ、変形した前記複数の走路データの前記部分画像を統合して、地図データに登録する、
プログラム。
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