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公開番号2024088096
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-02
出願番号2022203083
出願日2022-12-20
発明の名称三次元地図作成装置及び三次元地図作成方法
出願人学校法人名城大学,株式会社マップフォー
代理人個人
主分類G09B 29/00 20060101AFI20240625BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】カメラの画角外であっても、地図に不要な三次元点群を除去する必要がある。
【解決手段】
本発明にかかる三次元地図作成装置1は、三次元点群を取得する距離センサ101と、画像を取得するカメラ102と、三次元地図に不要な不要物を検出し、不要物検出結果303を出力する不要物検出部103と、自己位置を推定する自己位置推定部104と、前記不要物が存在する可能性がある領域を示す不要物領域管理地図を作成する不要物領域管理地図作成部105と、前記不要物検出結果303と不要物領域管理地図を用いて距離センサ101の取得した三次元点群101から点群を除去する除去部106と、前記除去部106で除去されなかった点群を用いて三次元地図を作成する三次元地図作成部107を備えることで、三次元地図に不要な点群を除去しつつ三次元地図を作成できる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
移動体に設置される、該移動体の周辺環境を示す三次元点群を取得する距離センサと、前記周辺環境のうち、画角内の環境を示す画像を取得するカメラと、前記距離センサから取得した三次元点群と前記カメラから取得した画像に基づいて三次元地図を作成する演算手段と、を有し、
該演算手段が、
前記画像に基づいて、前記三次元地図に不要な不要物を検出し、不要物検出結果として出力する不要物検出部と、
前記移動体の位置を推定する自己位置推定部と、
時系列で取得した前記三次元点群と前記不要物検出結果に基づいて、前記不要物が存在する可能性がある領域である不要物領域を示す不要物領域管理地図を作成する不要物領域管理地図作成部と、
前記不要物領域管理地図を用いて前記三次元点群から特定の点群を除去する除去部と、
前記除去部で除去されなかった点群を用いて三次元地図を作成する三次元地図作成部と、
を備えることを特徴とする三次元地図作成装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記不要物領域管理地図は、地図を作成する空間を格子で区切り、前記不要物検出部が、不要物が存在するとした空間にある格子を前記不要物領域として管理することを特徴とする請求項1記載の三次元地図作成装置。
【請求項３】
前記不要物領域管理地図作成部は、前記不要物検出部が検出した不要物の種類に応じて、前記不要物領域として管理する格子の数を変更することを特徴とする請求項2記載の三次元地図作成装置。
【請求項４】
前記除去部は、前記不要物領域管理地図において、前記不要物領域として管理されている格子上に存在する点群を除去することを特徴とする請求項2記載の三次元地図作成装置。
【請求項５】
前記除去部は、前記不要物領域として管理した格子において、管理する点群の高さに対する高さ閾値を設定し、前記高さ閾値で示される範囲に含まれる点群を除去することを特徴とする請求項4記載の三次元地図作成装置。
【請求項６】
前記三次元地図作成装置は、さらに、前記画像または前記三次元点群に基づいて路面を検出し、前記不要物領域管理地図作成部は、路面として検出された領域が存在する格子を路面確定領域として管理することを特徴とする請求項2記載の三次元地図作成装置。
【請求項７】
前記不要物領域管理地図作成部は、さらに、前記自己位置推定部が推定した時系列の自己位置をもとに、前記三次元地図作成装置が通過した空間を決定し、通過した空間が存在する格子を路面確定領域として管理することを特徴とする請求項2に記載の三次元地図作成装置。
【請求項８】
前記不要物領域管理地図作成部が前記距離センサで取得した前記三次元点群から路面と判断する領域を決定することにより、路面を検出することを特徴とする請求項6記載の三次元地図作成装置。
【請求項９】
前記除去部は、前記不要物領域管理地図において、前記路面確定領域として管理されている格子上に存在し、指定された高さにある点群を除去することを特徴とする請求項6記載の三次元地図作成装置。
【請求項１０】
前記不要物検出部は、さらに、前記三次元点群から前記不要物を検出し、前記不要物検出結果として出力することを特徴とする請求項1記載の三次元地図作成装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元地図作成装置及び三次元地図作成方法において、三次元地図に不要な不要物を除去する装置及び方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
非特許文献１のように、自動運転には、高精度地図は不要であるという考え方がある。しかし、一般的に、自動運転車は搭載したカメラやLiDARなどのセンサー類で周囲の状況を認知し、他の車両や歩行者、街路樹、車線などを区別して解析した上でどのように車両を制御するか判断を下す。その際、精密な道路情報や信号・街路樹などの位置情報を備えた高精細地図とセンサーが検知した情報を統合することで、より正確に自車位置を特定することが可能になる。また、悪天候時などセンサー類のパフォーマンスが落ちた際にも効果を発揮する。
【０００３】
このような立場から、特許文献１に示す通り、センシング機器を用いて得られた観測データから、より高い精度で周辺の環境を推定し、占有確率を記述する占有格子地図を作成する発明が提案されている。
【０００４】
しかしながら、車両や人などが不要物であるか否かの判断がないため、駐車車両等は静止障害物と判断されて地図に登録されてしまうおそれがある。
【０００５】
また、連続して取得したカメラ画像を利用して障害物となる移動物体を見つける発明が提案されている（特許文献２）。
【０００６】
しかし、画像を使用する手法では、画像内の移動物体しか見つけることができない。一般的な三次元地図作成装置で用いる距離センサはカメラの画角より広範囲を計測して三次元地図を作成しているため、特許文献1では画像の画角外の不要物は除去することができず、三次元地図内に不要物が残ってしまう。また、一時的に停止している駐車車両など、連続した画像中で移動していない物体は除去することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開2017-166966
特開2000-123183
【非特許文献】
【０００８】
https://jidounten-lab.com/v_3dmap-autonomous-need3D地図「いる派vsいらない派」自動運転業界の仁義なき戦いダイナミックマップは必要？
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
自動車や移動台車に設置されたセンサを使用して時系列で周囲の物体の三次元点群を取得し、三次元地図を作成する手法が考えられる。三次元点群を地図として利用できるようにするためには、主に固定された物体の点群だけを三次元地図に含める必要がある。センサのデータ取得時には三次元地図に不要な不要物の点群も含まれて計測されてしまうため、地図から人手で点群を除去せざるを得ない。例えば、道路環境であれば駐車車両や人などが不要物となり、工場などの屋内環境であれば一時的に置かれた荷物などが不要物となる。
【００１０】
上記に鑑み、本発明の課題は、カメラの画角外の不要物を三次元地図から除去する作業を自動化することである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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