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公開番号2025117004
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-12
出願番号2024011626
出願日2024-01-30
発明の名称環境地図生成プログラム及び3次元センサ制御装置
出願人株式会社不二越
代理人個人
主分類G09B 29/00 20060101AFI20250804BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】動体が存在する環境でも、正確かつ高速に環境地図を生成可能な環境地図生成プログラムを提供する。
【解決手段】環境地図生成プログラム10は、コンピュータを、撮影範囲が固定された3次元センサによって撮影される複数の撮影フレームの直交座標点群データを取得するデータ取得部21、直交座標から極座標への第1変換式に基づいて、直交座標点群データを極座標点群データに変換する第1座標変換部23、撮影範囲の小領域ごとに3次元センサからの距離が最も遠い極座標点群データを最遠点データとして探索する最遠点探索部24、極座標から直交座標への第2変換式に基づいて、最遠点データを直交座標点群データに変換する第2座標変換部25、第2座標変換部25によって得られる直交座標点群データに基づいて撮影範囲の環境地図データを出力する環境地図出力部26として機能させるためのプログラムである。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
コンピュータを、
撮影範囲が固定された３次元センサによって撮影される複数の撮影フレームの直交座標点群データを取得するデータ取得部、
直交座標から極座標への第１変換式に基づいて、前記直交座標点群データを極座標点群データに変換する第１座標変換部、
前記撮影範囲の小領域ごとに前記３次元センサからの距離が最も遠い前記極座標点群データを最遠点データとして探索する最遠点探索部、
前記極座標から前記直交座標への第２変換式に基づいて、前記最遠点データを前記直交座標点群データに変換する第２座標変換部、
前記第２座標変換部によって得られる前記直交座標点群データに基づいて前記撮影範囲の環境地図データを出力する環境地図出力部、
として機能させることを特徴とする環境地図生成プログラム。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記極座標は、動径、極角及び方位角を成分とする球面座標であるとともに、前記小領域は、前記極角及び前記方位角によって分割され、
前記最遠点探索部は、前記小領域ごとに前記動径の値が最も大きい前記極座標点群データを前記最遠点データとして探索する
ことを特徴とする請求項１に記載の環境地図生成プログラム。
【請求項３】
前記第１座標変換部は、前記極座標点群データの前記極角及び前記方位角の値に基づいて前記小領域を識別する識別情報を付与し、
前記最遠点探索部は、前記識別情報ごとに前記３次元センサからの距離が最も遠い前記極座標点群データを前記最遠点データとして探索する
ことを特徴とする請求項２に記載の環境地図生成プログラム。
【請求項４】
請求項１に記載の前記環境地図生成プログラムがインストールされ、前記３次元センサを動作制御する３次元センサ制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境地図を生成するための環境地図生成プログラムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
車両の自動運転、自律移動ロボット（ＡＧＶ：Automatic Guided Vehicle）・協働ロボット・配膳ロボット・ロボット掃除機・ドローンの制御、ＡＲ（Augmented Reality：拡張現実）技術等では、周辺の環境地図が必要になる。従来、環境地図の作成技術としてＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping：自己位置推定と環境地図作成の同時実行）という手法が活用されている。ＳＬＡＭは、一定の条件下において自己位置推定と環境地図作成とを実行できる。例えば、特許文献１に、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging：光検出と測距）センサを用いたＬｉＤＡＲＳＬＡＭによって空間データ等を収集することが記載されている。一般に、ＬｉＤＡＲセンサ等の３次元センサは、３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される点群（Point Cloud）データを取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１３４１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のＳＬＡＭでは３つの課題がある。第１に、点群データの密度は、一般的な静止画像の解像度に比べて粗いため、点群データ同士のマッチング（＝点群マッチング）が十分に行えない場合がある。例えば、平原などの構造特徴が乏しい場所では点群マッチングが十分に行えず、環境地図が上手く生成できない。第２に、点群マッチングは処理負荷が高いため、高スペックのコンピュータが必要になる、或いは高速化の工夫が必要になる。第３に、ＳＬＡＭは、環境が静的と仮定するため、人間等の動体が存在する環境では、動体をランドマークとして認識し、誤った環境地図を作成してしまう場合がある。
【０００５】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、動体が存在する環境でも、正確かつ高速に環境地図を生成可能な環境地図生成プログラムや３次元センサ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的を達成するための第１の発明は、コンピュータを、撮影範囲が固定された３次元センサによって撮影される複数の撮影フレームの直交座標点群データを取得するデータ取得部、直交座標から極座標への第１変換式に基づいて、前記直交座標点群データを極座標点群データに変換する第１座標変換部、前記撮影範囲の小領域ごとに前記３次元センサからの距離が最も遠い前記極座標点群データを最遠点データとして探索する最遠点探索部、前記極座標から前記直交座標への第２変換式に基づいて、前記最遠点データを前記直交座標点群データに変換する第２座標変換部、前記第２座標変換部によって得られる前記直交座標点群データに基づいて前記撮影範囲の環境地図データを出力する環境地図出力部、として機能させることを特徴とする環境地図生成プログラムである。
【０００７】
前記極座標は、動径、極角及び方位角を成分とする球面座標であるとともに、前記小領域は、前記極角及び前記方位角によって分割され、前記最遠点探索部は、前記小領域ごとに前記動径の値が最も大きい前記極座標点群データを前記最遠点データとして探索するようにしても良い。
【０００８】
また、前記第１座標変換部は、前記極座標点群データの前記極角及び前記方位角の値に基づいて前記小領域を識別する識別情報を付与し、前記最遠点探索部は、前記識別情報ごとに前記３次元センサからの距離が最も遠い前記極座標点群データを前記最遠点データとして探索するするようにしても良い。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明の前記環境地図生成プログラムがインストールされ、前記３次元センサを動作制御する３次元センサ制御装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、動体が存在する環境でも、正確かつ高速に環境地図を生成可能な環境地図生成プログラムや３次元センサ制御装置等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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