JP6984215B2 - 信号処理装置、および信号処理方法、プログラム、並びに移動体 - Google Patents
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Description
1.本開示の好適な実施の形態
2.ソフトウェアにより実行させる例
<LiDARにより生成されるローカルマップ>
まず、図1を参照して、LiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)21を備えた移動体11における障害物12を検出する原理を説明する。ここで、図1の上段は、移動体11を上から見たときの図であり、図1の下段は、図1の上段に対応する、移動体11の周囲のローカルマップである占有格子地図(Occupancy Grid Map)の例を示している。
ところで、LiDAR21を用いる場合、投光方向に対して、直交する水平方向および垂直方向からなる2次元の空間内において、レーザ光が離散的に投光されるため、隣接する投光方向の間に小さな障害物が存在するようなときには、障害物として検出できない恐れがある。
すなわち、図3の左部で示されるように、LiDAR21は、監視する方向に対して直交する2次元の空間に対して、投光方向L1乃至Lnで示されるように、離散的な範囲となるので、空間解像度が低いが、高精度に距離を測定することができる。これに対して、カメラ51は、撮像面Dで示されるように、監視する方向に対して直交する2次元の空間に対して、画素レベルで、ほぼ連続的な範囲となるので、空間解像度は高いが、測距精度が低い。
図4は、本開示の移動体91を制御する移動体制御システム100の概略的な機能の構成例を示すブロック図である。尚、図4の移動体制御システム100は、本技術が適用され得る様々な移動体に適用可能な制御システムの一例であり、例えば、車両、航空機、船舶、ドローン、およびロボットなどを制御するシステムとして適用することもできる。
次に、図5を参照して、図4の移動体制御システム100のうち、環境マップを生成する詳細な構成例について説明する。尚、ここでいう環境マップは、上述した、移動体の周囲の状況の認識に用いるローカルマップ、すなわち、状況認識用マップであり、より具体的には、占有格子地図(Occupancy Grid Map)である。
LiDAR301の測定結果は、3次元空間内における点群の情報であるが、この測定結果をカメラ302により撮像された画像に重畳し距離画像を生成する。
・・・(1)
・・・(2)
・・・(3)
次に、図7を参照して、セマンティックセグメンテーション部312によるセマンティックセグメンテーションについて説明する。
次に、図8を参照して、適応環境マッピング部321による適応環境マッピングについて説明する。
次に、図10を参照して、適応環境マッピング部321が、セマンティックラベルが静止構造物や人等の障害物に分類された領域における各画素に、既知の距離情報を用いて、距離情報が存在しない画素について距離情報を補間生成する手法について説明する。
次に、図11を参照して、適応環境マッピング部321が、セマンティックラベルが出入口のゲートなどに用いられる水平バーに分類された領域における各画素に、既知の距離情報を用いて、距離情報が存在しない画素について距離情報を補間生成する手法について説明する。
次に、図12を参照して、適応環境マッピング部321が、セマンティックラベルが空に分類された領域における各画素に距離情報を補間生成する手法について説明する。
以上の処理により、適応環境マッピング部321は、カメラ302により撮像された画像の各画素について距離情報が付与されることにより、環境マップを生成する。
適応環境マッピング部321は、リアルタイムで順次、時系列に環境マップを生成するが、時間統合部322は、時系列に生成された環境マップを時間方向に統合してグローバルマップを生成し、グローバルマップを最終的な環境マップとして出力する。
図15は、時間統合部322の構成例を示している。時間統合部322は、グローバル座標変換部401,402、時間統合処理部403、バッファ404、および動物体配置部405を備えている。
次に、図17のフローチャートを参照して、環境マップ生成処理について説明する。
次に、図18のフローチャートを参照して、適応環境マッピング処理について説明する。
次に、図19のフローチャートを参照して、時間統合処理について説明する。
ところで、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
離散的に配置された測距点における測距情報を得る測距部と、
前記ラベリング部によるラベリング結果に基づいて、同一の種別にラベリングされた被写体上の隣接する前記測距点間の距離情報を補間生成する補間生成部と
を含む信号処理装置。
<2> 前記ラベリング部は、セマンティックセグメンテーションにより、前記画像内の領域を被写体の種別に応じてラベリングする
<1>に記載の信号処理装置。
<3> 前記測距部は、LiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)、ToF(Time of Flight)カメラ、または、ステレオカメラである
<1>または<2>に記載の信号処理装置。
<4> 前記補間生成部は、前記ラベリング部によるラベリング結果が所定の種別にラベリングされた被写体の垂直に長い枠内の測距情報を用いて、前記距離情報を補間生成する
<1>乃至<3>のいずれかに記載の信号処理装置。
<5> 前記補間生成部は、前記ラベリング部によるラベリング結果が所定の種別にラベリングされた被写体の測距情報を用いて、前記距離情報を補間生成する位置の周辺の平面を特定し、前記平面を用いて距離情報を補間生成する
<1>に記載の信号処理装置。
<6> 前記補間生成部は、路面にラベリングされた被写体の、前記距離情報を補間生成しようとする位置から近い、少なくとも3点の測距情報を用いて、前記距離情報を補間生成する位置の周辺を構成する平面を特定し、前記平面を用いて距離情報を補間生成する
<5>に記載の信号処理装置。
<7> 前記補間生成部は、前記ラベリング部によるラベリング結果が所定の種別にラベリングされた被写体に、前記距離情報を補間生成するための測距情報が存在しない場合、前記被写体における鉛直下部において前記路面にラベリングされた被写体との境界が存在するとき、前記境界における前記路面にラベリングされた被写体の測距情報を補間結果として用いる
<6>に記載の信号処理装置。
<8> 前記補間生成部は、前記測距情報に基づいて、前記距離情報が補間された距離情報からなる距離画像に基づいて、占有格子地図を生成する
<5>に記載の信号処理装置。
<9> 前記占有格子地図を蓄積し、時間の経過に伴って統合する時間統合部をさらに含む
<8>に記載の信号処理装置。
<10> 前記時間統合部は、前記占有格子地図に含まれる動物体の情報を除去して蓄積し、時間の経過に伴って統合する
<9>に記載の信号処理装置。
<11> 前記時間統合部は、前記占有格子地図に含まれる動物体の情報を除去して蓄積し、時間の経過に伴って統合した後、最新の前記動物体の情報を含む前記占有格子地図の情報を付加して出力する
<9>に記載の信号処理装置。
<12> 前記補間生成部は、前記ラベリング部によるラベリング結果に基づいて、ラベルマップを生成する
<5>に記載の信号処理装置。
<13> 撮像された被写体の種別に応じてラベリングし、
離散的に配置された測距点における測距情報を取得し、
ラベリング結果に基づいて、同一の種別にラベリングされた被写体上の隣接する前記測距点間の距離情報を補間生成する
処理を含む信号処理方法。
<14> 撮像された被写体の種別に応じてラベリングするラベリング部と、
離散的に配置された測距点における測距情報を得る測距部と、
前記ラベリング部によるラベリング結果に基づいて、同一の種別にラベリングされた被写体上の隣接する前記測距点間の距離情報を補間生成する補間生成部と
を含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。
<15> 撮像された被写体の種別に応じてラベリングするラベリング部と、
離散的に配置された測距点における測距情報を得る測距部と、
前記ラベリング部によるラベリング結果に基づいて、同一の種別にラベリングされた被写体上の隣接する前記測距点間の距離情報を補間生成する補間生成部と、
前記補間生成部により生成された距離情報に基づいて、環境マップを生成する環境マッピング部と、
前記環境マップに基づいて行動計画を生成する計画部と、
生成された前記行動計画に基づいて移動体の動作を制御する制御部と
を含む移動体。
Claims (12)
- 撮像された被写体の種別に応じてラベリングするラベリング部と、
LiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)、ToF(Time of Flight)カメラによって測定された測距情報で、離散的に配置された測距点における測距情報を得る測距部と、
前記ラベリング部によるラベリング結果に基づいて、同一の種別にラベリングされた被写体上の隣接する前記測距点間の距離情報を補間生成する補間生成部とを含み、
前記補間生成部は、前記ラベリング部によるラベリング結果が所定の種別にラベリングされた被写体に、前記距離情報を補間生成するための測距情報が存在しない場合、前記被写体における鉛直下部において路面にラベリングされた被写体との境界が存在するとき、前記離散的に配置された測距点における測距情報に基づいて生成された、前記路面にラベリングされた被写体との前記境界における測距情報に基づいて、前記距離情報を補間生成し、補間生成された前記距離情報からなる距離画像に基づいて、占有格子地図を生成する
信号処理装置。 - 前記ラベリング部は、セマンティックセグメンテーションにより、被写体の種別に応じてラベリングする
請求項1に記載の信号処理装置。 - 前記補間生成部は、前記ラベリング部によるラベリング結果が所定の種別にラベリングされた被写体の垂直に長い枠内の測距情報を用いて、前記距離情報を補間生成する
請求項1に記載の信号処理装置。 - 前記補間生成部は、前記ラベリング部によるラベリング結果が所定の種別にラベリングされた被写体の測距情報を用いて、前記距離情報を補間生成する位置の周辺の平面を特定し、前記平面を用いて距離情報を補間生成する
請求項1に記載の信号処理装置。 - 前記補間生成部は、前記路面にラベリングされた被写体の、前記距離情報を補間生成しようとする位置から近い、少なくとも3点の測距情報を用いて、前記距離情報を補間生成する位置の周辺を構成する平面を特定し、前記平面を用いて距離情報を補間生成する
請求項4に記載の信号処理装置。 - 前記占有格子地図を蓄積し、時間の経過に伴って統合する時間統合部をさらに含む
請求項1に記載の信号処理装置。 - 前記時間統合部は、前記占有格子地図に含まれる動物体の情報を除去して蓄積し、時間の経過に伴って統合する
請求項6に記載の信号処理装置。 - 前記時間統合部は、前記占有格子地図に含まれる動物体の情報を除去して蓄積し、時間の経過に伴って統合した後、最新の前記動物体の情報を含む前記占有格子地図の情報を付加して出力する
請求項6に記載の信号処理装置。 - 前記補間生成部は、前記ラベリング部によるラベリング結果に基づいて、ラベルマップを生成する
請求項4に記載の信号処理装置。 - 撮像された被写体の種別に応じてラベリングし、
LiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)、ToF(Time of Flight)カメラによって測定された測距情報で、離散的に配置された測距点における測距情報を取得し、
ラベリング結果に基づいて、同一の種別にラベリングされた被写体上の隣接する前記測距点間の距離情報を補間生成する処理を含み、
前記ラベリング結果において、所定の種別にラベリングされた被写体に、前記距離情報を補間生成するための測距情報が存在しない場合、前記被写体における鉛直下部において路面にラベリングされた被写体との境界が存在するとき、前記離散的に配置された測距点における測距情報に基づいて生成された、前記路面にラベリングされた被写体との前記境界における測距情報に基づいて、前記距離情報を補間生成し、補間生成された前記距離情報からなる距離画像に基づいて、占有格子地図を生成する
信号処理方法。 - 撮像された被写体の種別に応じてラベリングするラベリング部と、
LiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)、ToF(Time of Flight)カメラによって測定された測距情報で、離散的に配置された測距点における測距情報を得る測距部と、
前記ラベリング部によるラベリング結果に基づいて、同一の種別にラベリングされた被写体上の隣接する前記測距点間の距離情報を補間生成する補間生成部と
を含む処理をコンピュータに実行させ、
前記補間生成部は、前記ラベリング部によるラベリング結果が所定の種別にラベリングされた被写体に、前記距離情報を補間生成するための測距情報が存在しない場合、前記被写体における鉛直下部において路面にラベリングされた被写体との境界が存在するとき、前記離散的に配置された測距点における測距情報に基づいて生成された、前記路面にラベリングされた被写体との前記境界における測距情報に基づいて、前記距離情報を補間生成し、補間生成された前記距離情報からなる距離画像に基づいて、占有格子地図を生成する
プログラム。 - 撮像された被写体の種別に応じてラベリングするラベリング部と、
LiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)、ToF(Time of Flight)カメラによって測定された測距情報で、離散的に配置された測距点における測距情報を得る測距部と、
前記ラベリング部によるラベリング結果に基づいて、同一の種別にラベリングされた被写体上の隣接する前記測距点間の距離情報を補間生成する補間生成部と、
前記補間生成部により生成された距離情報に基づいて、環境マップを生成する環境マッピング部と、
前記環境マップに基づいて行動計画を生成する計画部と、
生成された前記行動計画に基づいて移動体の動作を制御する制御部と
を含み、
前記補間生成部は、前記ラベリング部によるラベリング結果が所定の種別にラベリングされた被写体に、前記距離情報を補間生成するための測距情報が存在しない場合、前記被写体における鉛直下部において路面にラベリングされた被写体との境界が存在するとき、前記離散的に配置された測距点における測距情報に基づいて生成された、前記路面にラベリングされた被写体との前記境界における測距情報に基づいて、前記距離情報を補間生成し、補間生成された前記距離情報からなる距離画像に基づいて、占有格子地図を生成する
移動体。
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