JPWO2019098318A1 - 三次元点群データ生成方法、位置推定方法、三次元点群データ生成装置、および、位置推定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
三次元点群データは、製造、建築において普及しており、近年、自律走行などの情報技術アプリケーションにおいて重要になってきている。三次元点群データは、通常、データの格納、および、データの処理において大きく非効率的である。このため、実際のアプリケーションで三次元点群データを利用するために、コンパクトなサイズに圧縮した三次元点群データを生成することが求められている。このように、三次元点群データのデータ量を削減できることが必要とされていた。また、データ量を削減した三次元点群データを用いて、自己位置を推定することも必要とされていた。
まず、本実施の形態の概要を説明する。本実施の形態では、三次元点群データを用いて車両などの移動体の自己位置を推定する位置推定システムについて説明する。
(変形例1)
上記実施の形態に係る三次元点群データ生成装置100では、さらに、第2三次元点群に含まれる複数の第2三次元点のそれぞれに対して、重要度を算出し、算出した重要度を対応する第2三次元点に付加し、付加することにより得られた複数の第3三次元点を含む第3三次元点群を生成してもよい。また、三次元点群データ生成装置100は、付加された重要度に応じて、第3三次元点群に含まれる複数の第3三次元点のうち、車両300に送信する第3三次元点の数を絞り込み、絞り込んだ数の第3三次元点を車両300に送信するようにしてもよい。
上記変形例1では、三次元点群データ生成装置100は、クライアント機器である車両300から閾値を受信することで、重要度が閾値以下の第3三次元点を符号化対象データから除外するとしたが、これに限らずに、全ての複数の第3三次元点を符号化対象データとして符号化することで、符号化ストリームを生成してもよい。つまり、三次元点群データ生成装置100は、全ての複数の第3三次元点を符号化したデータを車両300に送信してもよい。
マッピング部120は、2枚の二次元画像内の特徴点のマッチングによって算出された三次元位置を、当該特徴点の特徴量を持つ三次元点として正確な三次元マップに追加してもよい。
100 三次元点群データ生成装置
110 通信部
120 マッピング部
121、351 特徴検出モジュール
122、352 特徴マッチングモジュール
123 点群登録モジュール
124 三角測量モジュール
125 位置姿勢算出モジュール
126、133、250、353 メモリ
130 符号化部
131 特徴ソートモジュール
132 特徴組合せモジュール
134 エントロピ符号化モジュール
140、370 外部メモリ
200、300 車両
210、310 カメラ
220、240、320 取得部
230 LiDAR
260、330 通信部
340 復号部
350 位置推定部
360 制御部
400 通信ネットワーク
410 基地局
Claims (11)
- プロセッサを用いて複数の三次元点を含む三次元点群を生成する三次元点群生成方法であって、
カメラを用いて三次元オブジェクトを撮像することにより得られた二次元画像と、距離センサを用いて前記三次元オブジェクトをセンシングすることにより得られた第1三次元点群とを取得し、
取得された前記二次元画像から、前記二次元画像上の位置に対応する前記二次元画像の属性値を1以上検出し、
検出された前記1以上の属性値のそれぞれについて、
(i)前記第1三次元点群を構成する複数の三次元点のうちで当該属性値の前記二次元画像上の位置が対応する1以上の第1三次元点を特定し、
(ii)特定された前記1以上の第1三次元点に当該属性値を付加することで、それぞれが前記属性値を有する1以上の第2三次元点を含む第2三次元点群を生成する
三次元点群データ生成方法。 - 前記取得では、それぞれが、互いに異なる位置および/または姿勢における前記カメラにより撮像されることにより得られた複数の前記二次元画像を取得し、
前記検出では、取得された前記複数の二次元画像のそれぞれについて、前記1以上の属性値を検出し、
前記三次元点群データ生成方法は、さらに、
前記複数の二次元画像のそれぞれについて検出された前記1以上の属性値を用いて、前記複数の二次元画像のうちの2枚の二次元画像で対応する属性値をマッチングすることで、マッチングされた属性値のペアを1以上出力し、
前記特定では、前記1以上のペアのそれぞれについて、当該ペアを構成する2つの属性値のそれぞれの前記二次元画像上の位置と、前記2枚の二次元画像のそれぞれが撮像されたときの前記カメラの位置および姿勢とを用いて、前記複数の三次元点のうちで当該ペアを構成する前記2つの属性値の前記二次元画像上の位置が対応する前記1以上の第1三次元点を特定し、
前記生成では、前記1以上のペアのそれぞれについて、特定された前記1以上の第1三次元点に当該ペアを構成する前記2つの属性値に基づく属性値を付加することで、前記第2三次元点群を生成する
請求項1に記載の三次元点群データ生成方法。 - 前記生成では、特定された1つの前記第1三次元点に複数の前記属性値を付加することで、前記第2三次元点を生成する
請求項1または2に記載の三次元点群データ生成方法。 - 前記生成において前記1つの第1三次元点に付加される前記複数の属性値は、それぞれ、複数の前記二次元画像から検出された属性値である
請求項3に記載の三次元点群データ生成方法。 - 前記生成において前記1つの第1三次元点に付加される前記複数の属性値は、それぞれ、属性の種類が互いに異なる属性値である
請求項3に記載の三次元点群データ生成方法。 - 前記検出では、取得された前記二次元画像を構成する複数の領域毎に算出された特徴量を、前記二次元画像上の位置に対応する前記二次元画像の前記1以上の属性値として検出する
請求項1から5のいずれか1項に記載の三次元点群データ生成方法。 - 前記生成では、さらに、前記1以上の第2三次元点のそれぞれについて、
(i)当該第2三次元点に付加された前記属性値に基づいて当該第2三次元点の重要度を算出し、
(ii)算出された前記重要度を、当該第2三次元点に付加することで、それぞれが前記属性値および前記重要度を有する1以上の第3三次元点を含む第3三次元点群を生成する
請求項1から6のいずれか1項に記載の三次元点群データ生成方法。 - さらに、
クライアント機器から閾値を受信し、
前記1以上の第3三次元点のうち、受信された前記閾値を超える重要度が付加されている1以上の第4三次元点を抽出し、
抽出された前記1以上の第4三次元点を含む第4三次元点群を前記クライアント機器に送信する
請求項7に記載の三次元点群データ生成方法。 - プロセッサを用いて移動体の現在位置を推定する位置推定方法であって、
三次元オブジェクトを撮像した第1二次元画像の属性値である第1属性値がそれぞれ予め付加された複数の三次元点を含む三次元点群を取得し、
前記移動体が備えるカメラにより撮像された、前記移動体の周囲の第2二次元画像を取得し、
取得された前記第2二次元画像から、前記第2二次元画像上の位置に対応する前記第2二次元画像の属性値である第2属性値を1以上検出し、
検出された前記1以上の第2属性値のそれぞれについて、前記複数の三次元点のうちで、当該第2属性値に対応する1以上の第5三次元点を特定することで当該第2属性値および前記1以上の第5三次元点により構成される組合せを1以上生成し、
記憶装置から前記移動体に対する前記カメラの位置および姿勢を取得し、
生成された前記1以上の組合せと、取得された前記カメラの位置および姿勢とを用いて前記移動体の位置および姿勢を算出する
位置推定方法。 - プロセッサを備える三次元点群データ生成装置であって、
前記プロセッサは、
カメラを用いて三次元オブジェクトを撮像することにより得られた二次元画像と、距離センサを用いて前記三次元オブジェクトをセンシングすることにより得られた第1三次元点群とを取得し、
取得された前記二次元画像から、前記二次元画像上の位置に対応する前記二次元画像の属性値を1以上検出し、
検出された前記1以上の属性値のそれぞれについて、
(i)前記第1三次元点群を構成する複数の三次元点のうちで当該属性値の前記二次元画像上の位置が対応する1以上の第1三次元点を特定し、
(ii)特定された前記1以上の第1三次元点に当該属性値を付加することで、それぞれが前記属性値を有する1以上の第2三次元点を含む第2三次元点群を生成する
三次元点群データ生成装置。 - プロセッサを備え、前記プロセッサを用いて移動体の現在位置を推定する位置推定装置であって、
前記プロセッサは、
三次元オブジェクトを撮像した第1二次元画像の属性値である第1属性値がそれぞれ予め付加された複数の三次元点を含む三次元点群を取得し、
前記移動体が備えるカメラにより撮像された、前記移動体の周囲の第2二次元画像を取得し、
取得された前記第2二次元画像から、前記第2二次元画像上の位置に対応する前記第2二次元画像の属性値である第2属性値を1以上検出し、
検出された前記1以上の第2属性値のそれぞれについて、前記複数の三次元点のうちで、当該第2属性値に対応する1以上の第5三次元点を特定することで当該第2属性値および前記1以上の第5三次元点により構成される組合せを1以上生成し、
記憶装置から前記移動体に対する前記カメラの位置および姿勢を取得し、
生成された前記1以上の組合せと、取得された前記カメラの位置および姿勢とを用いて前記移動体の位置および姿勢を算出する
位置推定装置。
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