JP7468254B2 - 位置姿勢算出方法および位置姿勢算出プログラム - Google Patents
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Description
周辺環境地図である3D環境マップは、車載データのデータ特徴の3D位置群(3Dデータ特徴点群)からなり、任意の車載データに対し、マップのどの3Dマップ要素(3D画像特徴点)が車載データのどこに写りこんでいるか、を解析して、どこから周辺状況のデータを取得したか、すなわち、車載データのセンサ(たとえば撮影装置や測距装置)の位置姿勢を推定(算出)する。
まず、「ステップS1」において、走行経路400と各マップ群の経路情報301~312を比較して、走行経路と経路情報の位置が近く、当該走行経路が一部で重なるか否かを判断する。ここで、マップ301、305、306、310、311の5個は、いずれも走行経路400と経路情報が遠くて重ならないことがわかる。したがって、これらのマップ群(3D環境マップ301、305、306、310、311)は算出用3D環境マップとしては選択されないと判断し、それらのマップ群を除外することができる。
つぎに、走行経路と経路情報が近く、当該経路情報が一部で重なると判断されて選択されたマップ群302~304、307~309、312について、「ステップS2」において、経路情報の進行方向が走行経路400の進行方向と等しいか否かを判断する。ここで、マップ307、308、309の3個は、進行方向が走行経路400と逆方向であることがわかる。また、マップ312は、進行方向が走行経路400に対して略直交していることがわかる。したがって、これらのマップ群(3D環境マップ307、308、309、312)は算出用3D環境マップとしては選択されないと判断し、それらのマップ群を除外することができる。
(システム構成例)
図5は、実施の形態1にかかる位置姿勢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1にかかる位置姿勢算出方法を実現するシステム(移動***置姿勢算出システム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)の動画像を収集する。
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つ以上の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(測距装置)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、実施の形態1にかかる3D環境マップの構成の一例を示す説明図である。図8において、3D環境マップ522(522a~522c)は、3Dマップ要素(3D画像特徴要素)801と、データ構造化要素802と、経路情報803と、を有する。
図5に示した環境マップ作成部511は、「車載データ+GNSS情報」521を入力として、位置姿勢推定部515において用いるための3D環境マップ522を、任意の既知の方法で作成する。たとえば、車載データがLiDARデータである場合は、LiDAR情報の測距装置からの距離、すなわち測距センサからの相対3次元位置(3D位置)が既知な測距点群をLiDAR特徴要素としてもよい。あるいは、測距による相対3次元位置を持つ点群データから既知の物体復元手法などの解析処理手法を用いて、近傍点群を繋いだ3D平面である3Dメッシュ群や点群の存在する微小立体空間を抽出した3Dボクセル群などを、LiDAR特徴要素としてもよい。
マップ登録部は512、環境マップ作成部511において作成された、3Dマップ要素801、データ構造化要素802、経路情報803を含む(なお、データ構造化要素802は省略可能)3D環境マップ522を、移動経路・移動方向比較部513で比較特定し、また、位置姿勢推定部515で簡単に引用できるように、3D環境マップDB510などに登録管理することをおこなう。
図9は、実施の形態1にかかる環境マップ作成部およびマップ登録部の処理の一例を示すフローチャートである。図9のフローチャートにおいて、入力車載データとGNSS情報とから、3D環境マップ522、より具体的には、3D環境マップ522の3D画像特徴801を作成する(ステップS901)。
移動経路・移動方向比較部513は、位置姿勢を推定したい車載データおよび車載データと同時取得した、GPSなどの測位情報であるGNSS情報(「車載データ+GNSS情報」521)を入力し、当該車載データに関係する3D環境マップ群を、マップ登録部512が登録済の3D環境マップDB510から特定する。このとき、3D環境マップ522の経路情報803を、車載データセンサの設置位置や、取得方向、センサ種類などから補正加工したように、推定したい車載データのGNSS情報も加工するようにしてもよい。
マップ取得部514は、移動経路・移動方向比較部513において選定された3D環境マップ522群に対して、実際に3D環境マップDB510からマップデータを特定し、取得する。なお、移動経路・移動方向比較部513がマップデータの特定までおこない、マップ取得部514は、特定されたマップデータを取得するだけであってもよい。すなわち、マップデータの特定は、移動経路・移動方向比較部513、マップ取得部514のどちらかがおこなってもよい。
位置姿勢推定部515は、マップ取得部514によって取得された3D環境マップ522のデータと、位置姿勢推定対象である「車載データ+GNSS情報」521のデータを用いて、従来の方法、たとえばSLAMなどによって、車載データの取得センサ(車載機502)および移動体503の位置姿勢を推定する。具体的には、選定取得した3D環境マップ522のデータを読み込んでメモリ展開し、同様に読み込んでメモリ展開した車載データと比較して、SLAMなどによる計算方法を用いて位置姿勢を推定することができる。
図11は、実施の形態1にかかる移動経路・移動方向比較部、マップ取得部および位置姿勢推定部の処理の一例を示すフローチャートである。図11のフローチャートにおいて、移動経路比較処理、すなわち、3D環境マップDB510において、各マップの車載データの経路情報と、位置姿勢推定対象の走行経路であるGNSS情報(GPS)を比較し、マップ経路情報と走行経路の重複率を計算し、重複率が閾値以上の3D環境マップ群を選定する(ステップS1101)。
つぎに、実施の形態2について説明する。実施の形態1においては、位置姿勢推定部515は、位置姿勢推定処理をおこなうごとに、選定取得した3D環境マップ522を読み込んでメモリ展開して、SLAMなどによる計算方法で位置姿勢推定処理をおこなうという構成である。これに対して、実施の形態2では、図11に示すように、あらかじめメモリ展開済のマップ展開の3D環境マップ522を保管したマップ展開・位置姿勢推定サーバ1202(1202a、1202b、1202c、・・・)を用意することを特徴とする。
図14は、実施の形態2にかかる環境マップ作成部およびマップ展開登録部の処理の一例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、ステップS1401~ステップS1405の各処理は、図9のフローチャートにおけるステップS901~ステップS905の各処理と同じ内容である。すなわち、ステップS1401~ステップS1405の処理は、環境マップ作成部511によっておこなうことができる。
図15は、実施の形態2にかかる移動経路・移動方向比較部および位置姿勢推定部の処理の一例を示すフローチャートである。図15のフローチャートにおいて、ステップS1501~ステップS1508の各処理は、図11のフローチャートにおけるステップS1101~ステップS1108の各処理と同じ内容である。すなわち、ステップS1501~ステップS1508の処理は、移動経路・移動方向比較部1213によっておこなうことができる。
移動体または当該移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の取得位置を含む複数の環境マップの経路情報と、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報との比較をおこない、
前記比較の結果に基づいて、前記複数の環境マップの中から、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出に用いる算出用環境マップを特定する、
ことを特徴とする位置姿勢算出方法。
ことを特徴とする付記1に記載の位置姿勢算出方法。
ことを特徴とする付記1に記載の位置姿勢算出方法。
ことを特徴とする付記2または3に記載の位置姿勢算出方法。
ことを特徴とする付記1~4のいずれか一つに記載の位置姿勢算出方法。
ことを特徴とする付記1~4のいずれか一つに記載の位置姿勢算出方法。
前記経路の重なり度に基づいて、特定された前記算出用環境マップの利用優先度を算出する、
ことを特徴とする付記5または6に記載の位置姿勢算出方法。
前記複数の環境マップを、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出をおこなう他の情報処理装置にあらかじめメモリ展開しておき、
特定された前記算出用環境マップがメモリ展開されている情報処理装置を特定する、
ことを特徴とする付記1~7のいずれか一つに記載の位置姿勢算出方法。
前記環境マップに、当該環境マップがメモリ展開されている情報処理装置に関する情報を登録する、
ことを特徴とする付記8に記載の位置姿勢算出方法。
特定された情報処理装置によって算出された位置姿勢結果を取得する、
ことを特徴とする付記8または9に記載の位置姿勢算出方法。
前記インデックスを用いて、複数の環境マップを探索することを特徴とする付記1~8のいずれか一つに記載の位置姿勢算出方法。
前記比較の結果に基づいて、前記複数の環境マップの中から、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出に用いる算出用環境マップを特定する処理を情報処理装置に実行させる、
ことを特徴とする位置姿勢算出プログラム。
201、801 3Dマップ要素(3D画像特徴要素)
202、802 データ構造化要素
301~312、831 車載データの経路情報
400 車載データ走行経路
500、1200 移動***置姿勢算出システム
501、1201 サーバ
502 車載機
503 移動体
504 ネットワーク
505 衛星
510 3D環境マップDB
511 環境マップ作成部
512 マップ登録部
513、1213 移動経路・移動方向比較部
514 マップ取得部
515、1214 位置姿勢推定部
521 車載データ+GNSS情報
522(522a~522c)、1222(1222a~1222c) 3D環境マップ
523 推定位置姿勢
803 経路情報
811 3次元実座標位置
812 特定情報(特徴要素を特定するための情報)
821 関係する3Dマップ要素群
1202(1202a~1202c) マップ展開・位置姿勢推定サーバ
1212 マップ展開登録部
1301 展開サーバ情報
Claims (15)
- 情報処理装置が、
移動体または当該移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の取得位置を含む複数の環境マップの経路情報と、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報との比較をおこない、
前記比較の結果に基づいて、前記複数の環境マップの中から、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出に用いる算出用環境マップを特定し、
前記算出用環境マップは、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報のうちの移動方向が類似する経路情報を有する環境マップである、
ことを特徴とする位置姿勢算出方法。 - 情報処理装置が、
移動体または当該移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の取得位置を含む複数の環境マップの経路情報と、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報との比較をおこない、
前記比較の結果に基づいて、前記複数の環境マップの中から、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出に用いる算出用環境マップを特定し、
前記算出用環境マップは、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報のうちの移動経路および移動方向が類似する経路情報を有する環境マップである、
ことを特徴とする位置姿勢算出方法。 - 前記移動方向は、前記取得装置の種類、前記取得装置の設置位置、前記取得装置が取得するデータの取得方向の少なくともいずれか一つに基づいて補正する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の位置姿勢算出方法。 - 前記移動経路は、前記取得装置の種類、前記取得装置の設置位置、前記取得装置が取得するデータの取得方向の少なくともいずれか一つに基づいて補正する、
ことを特徴とする請求項2に記載の位置姿勢算出方法。 - 情報処理装置が、
移動体または当該移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の取得位置を含む複数の環境マップの経路情報と、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報との比較をおこない、
前記比較の結果に基づいて、前記複数の環境マップの中から、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出に用いる算出用環境マップを特定し、
前記算出用環境マップの特定は、前記環境マップの経路情報の各位置、または、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得したデータの各取得位置を中心とした任意の大きさの2次元または3次元の所定形状を設定し、当該所定形状の形状内外判定を用いて、経路の重なり度を判定し、当該判定の結果に基づいておこなう、
ことを特徴とする位置姿勢算出方法。 - 情報処理装置が、
移動体または当該移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の取得位置を含む複数の環境マップの経路情報と、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報との比較をおこない、
前記比較の結果に基づいて、前記複数の環境マップの中から、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出に用いる算出用環境マップを特定し、
前記算出用環境マップの特定は、前記環境マップの経路情報、または、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報における経路を含む任意の大きさの2次元または3次元の所定形状を設定し、当該所定形状の形状内外判定を用いて、経路の重なり度を判定し、当該判定の結果に基づいておこなう、
ことを特徴とする位置姿勢算出方法。 - 前記情報処理装置が、
前記経路の重なり度に基づいて、特定された前記算出用環境マップの利用優先度を算出する、
ことを特徴とする請求項5または6に記載の位置姿勢算出方法。 - 情報処理装置が、
移動体または当該移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の取得位置を含む複数の環境マップの経路情報と、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報との比較をおこない、
前記比較の結果に基づいて、前記複数の環境マップの中から、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出に用いる算出用環境マップを特定し、
前記情報処理装置が、
前記複数の環境マップを、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出をおこなう他の情報処理装置にあらかじめメモリ展開しておき、
特定された前記算出用環境マップがメモリ展開されている情報処理装置を特定する、
ことを特徴とする位置姿勢算出方法。 - 前記情報処理装置が、
前記環境マップに、当該環境マップがメモリ展開されている情報処理装置に関する情報を登録する、
ことを特徴とする請求項8に記載の位置姿勢算出方法。 - 前記情報処理装置が、
特定された情報処理装置によって算出された位置姿勢結果を取得する、
ことを特徴とする請求項8または9に記載の位置姿勢算出方法。 - 移動体または当該移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の取得位置を含む複数の環境マップの経路情報と、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報との比較をおこない、
前記比較の結果に基づいて、前記複数の環境マップの中から、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出に用いる算出用環境マップを特定する処理を情報処理装置に実行させ、
前記算出用環境マップは、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報のうちの移動方向が類似する経路情報を有する環境マップである、
ことを特徴とする位置姿勢算出プログラム。 - 移動体または当該移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の取得位置を含む複数の環境マップの経路情報と、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報との比較をおこない、
前記比較の結果に基づいて、前記複数の環境マップの中から、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出に用いる算出用環境マップを特定する処理を情報処理装置に実行させ、
前記算出用環境マップは、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報のうちの移動経路および移動方向が類似する経路情報を有する環境マップである、
ことを特徴とする位置姿勢算出プログラム。 - 移動体または当該移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の取得位置を含む複数の環境マップの経路情報と、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報との比較をおこない、
前記比較の結果に基づいて、前記複数の環境マップの中から、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出に用いる算出用環境マップを特定する処理を情報処理装置に実行させ、
前記算出用環境マップを特定する処理は、前記環境マップの経路情報の各位置、または、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得したデータの各取得位置を中心とした任意の大きさの2次元または3次元の所定形状を設定し、当該所定形状の形状内外判定を用いて、経路の重なり度を判定し、当該判定の結果に基づいておこなう、
ことを特徴とする位置姿勢算出プログラム。 - 移動体または当該移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の取得位置を含む複数の環境マップの経路情報と、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報との比較をおこない、
前記比較の結果に基づいて、前記複数の環境マップの中から、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出に用いる算出用環境マップを特定する処理を情報処理装置に実行させ、
前記算出用環境マップを特定する処理は、前記環境マップの経路情報、または、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報における経路を含む任意の大きさの2次元または3次元の所定形状を設定し、当該所定形状の形状内外判定を用いて、経路の重なり度を判定し、当該判定の結果に基づいておこなう、
ことを特徴とする位置姿勢算出プログラム。 - 移動体または当該移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の取得位置を含む複数の環境マップの経路情報と、位置姿勢の算出の対象となる対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置から取得した経路情報との比較をおこない、
前記比較の結果に基づいて、前記複数の環境マップの中から、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出に用いる算出用環境マップを特定する処理を情報処理装置に実行させ、
前記情報処理装置に、
前記複数の環境マップを、前記対象移動体または当該対象移動体に搭載された取得装置がデータを取得する際の位置姿勢の算出をおこなう他の情報処理装置にあらかじめメモリ展開しておき、
特定された前記算出用環境マップがメモリ展開されている情報処理装置を特定する処理を実行させる、
ことを特徴とする位置姿勢算出プログラム。
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