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公開番号2025142320
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-30
出願番号2025127205,2024086471
出願日2025-07-30,2020-12-01
発明の名称情報処理装置、方法、プログラム及び記憶媒体
出願人パイオニア株式会社
代理人個人,個人
主分類G01C 21/30 20060101AFI20250919BHJP(測定;試験)
要約【課題】車両の姿勢を好適に推定可能な情報処理装置を提供する。
【解決手段】車載機1の制御部15は、空間を区切った単位領域(ボクセル)ごとの物体の位置情報であるボクセルデータVDから、自車両の近傍に存在する複数のボクセルのボクセルデータVDを抽出する。そして、制御部15は、抽出した複数のボクセルのボクセルデータVDに基づき求めた近似平面に対する法線ベクトルを算出する。そして、制御部15は、自車両の向きと、法線ベクトルとに基づき、自車両のピッチ角又はロール角の少なくとも一方を算出する。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
ボクセルごとの物体の位置情報から、移動体の平面位置が位置する道路の路面に対応する路面ボクセルを含む周辺の複数の路面ボクセルに対応する位置情報を取得する取得部と、
前記複数の路面ボクセルに対応する位置情報に基づき求めた近似した平面に対する法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出部と、
前記移動体の向きと、前記法線ベクトルとに基づき、前記移動体のピッチ角又はロール角の少なくとも一方を算出する角度算出部と、
を有する情報処理装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記角度算出部は、水平面上において前記移動体の進行方向の向きを示すベクトルと、前記法線ベクトルとの内積に基づき、前記ピッチ角を算出する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記角度算出部は、水平面上において前記移動体の横方向の向きを示すベクトルと、前記法線ベクトルとの内積に基づき、前記ロール角を算出する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記ボクセルごとに、前記物体の位置情報と、前記移動体に設けられた計測部が出力する計測データを前記ピッチ角又はロール角の少なくとも一方に基づき座標変換したデータと、の照合を行うことで、前記移動体の位置推定を行う位置推定部をさらに有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記ボクセルごとの物体の位置情報は、前記ボクセルごとの当該物体の位置に関する平均ベクトルの情報を含み、
前記法線ベクトル算出部は、前記複数の路面ボクセルでの各々の前記平均ベクトルの座標に基づき、前記法線ベクトルを算出する、請求項１～４のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記取得部は、前記物体の位置情報が存在するボクセルのうち、前記移動体の位置と重なる第１路面ボクセル及び当該第１路面ボクセルと隣接する第２路面ボクセルに対応する位置情報を取得する、請求項１～５のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記第１路面ボクセルに対応する位置情報と、前記移動体の路面からの高さの情報とに基づき、前記移動体の基準位置からの高さを算出する高さ算出部をさらに備える、請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記物体の位置情報は、前記路面を含む静止構造物の位置情報であり、
前記取得部は、前記ボクセルごとの物体の位置情報を含む地図データから、前記複数の路面ボクセルに対応する位置情報を取得する、請求項１～７のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
情報処理装置が実行する方法であって、
ボクセルごとの物体の位置情報から、平面位置が位置する道路の路面に対応する路面ボクセルを含む周辺の複数の路面ボクセルに対応する位置情報を取得し、
前記複数の路面ボクセルに対応する位置情報に基づき求めた近似した平面に対する法線ベクトルを算出し、
前記移動体の向きと、前記法線ベクトルとに基づき、前記移動体のピッチ角又はロール角の少なくとも一方を算出する、方法。
【請求項１０】
ボクセルごとの物体の位置情報から、平面位置が位置する道路の路面に対応する路面ボクセルを含む周辺の複数の路面ボクセルに対応する位置情報を取得する取得部と、
前記複数の路面ボクセルに対応する位置情報に基づき求めた近似した平面に対する法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出部と、
前記移動体の向きと、前記法線ベクトルとに基づき、前記移動体のピッチ角又はロール角の少なくとも一方を算出する角度算出部
としてコンピュータを機能させるプログラム。
（【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、車両の姿勢の推定技術に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザスキャナなどの計測装置を用いて計測した周辺物体の形状データを、予め周辺物体の形状が記憶された地図情報と照合（マッチング）することで、車両の自己位置を推定する技術が知られている。例えば、特許文献１には、空間を所定の規則で分割したボクセル中における検出物が静止物か移動物かを判定し、静止物が存在するボクセルを対象として地図情報と計測データとのマッチングを行う自律移動システムが開示されている。また、特許文献２には、ボクセル毎の静止物体の平均ベクトルと共分散行列とを含むボクセルデータとライダが出力する点群データとの照合により自車位置推定を行うスキャンマッチング手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開ＷＯ２０１３／０７６８２９
国際公開ＷＯ２０１８／２２１４５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、車両は道路面に拘束されており、車両のピッチ角やロール角や上下方向の変化は、サスペンションによる変動はあるものの無視できる程度に小さい。よって、一般的なスキャンマッチングによる車両の自己位置推定では、車両の平面位置及び方位を推定すべきパラメータとして設定している。一方、勾配が大きい坂道や横断勾配を含む道路などの走行時では、車両の平面位置及び方位を推定するだけでは、ピッチ角やロール角の変化に対応できず、マッチングされるべきボクセルと計測データとの対応付けがされなかったり、間違った対応付けが行われてしまったりする。ここで、ピッチ角やロール角の変化に対応するため、ピッチ角やロール角を自己位置推定の推定パラメータとして加えた場合、推定パラメータの増加に起因して計算負荷が増加し、必要な周期での自己位置推定が安定的に終わらなくなるという問題が生じる。また、ＩＭＵ（ＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）のデータから車両のピッチ角やロール角を求める方法が存在するが、一般的なＩＭＵでは感度誤差やオフセットがあるために、ピッチ角やロール角を正確に計算できないという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両の姿勢を好適に推定可能な情報処理装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項に記載の発明は、ボクセルごとの物体の位置情報から、移動体の平面位置が位置する道路の路面に対応する路面ボクセルを含む周辺の複数の路面ボクセルに対応する位置情報を取得する取得部と、
前記複数の路面ボクセルに対応する位置情報に基づき求めた近似した平面に対する法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出部と、
前記移動体の向きと、前記法線ベクトルとに基づき、前記移動体のピッチ角又はロール角の少なくとも一方を算出する角度算出部と、
を有する情報処理装置である。
【０００７】
また、請求項に記載の発明は、情報処理装置が実行する方法であって、
ボクセルごとの物体の位置情報から、平面位置が位置する道路の路面に対応する路面ボクセルを含む周辺の複数の路面ボクセルに対応する位置情報を抽出し、
前記複数の路面ボクセルに対応する位置情報に基づき求めた近似した平面に対する法線ベクトルを算出し、
前記移動体の向きと、前記法線ベクトルとに基づき、前記移動体のピッチ角又はロール角の少なくとも一方を算出する、方法である。
【０００８】
また、請求項に記載の発明は、ボクセルごとの物体の位置情報から、平面位置が位置する道路の路面に対応する路面ボクセルを含む周辺の複数の路面ボクセルに対応する位置情報を抽出する抽出部と、
前記複数の路面ボクセルに対応する位置情報に基づき求めた近似した平面に対する法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出部と、
前記移動体の向きと、前記法線ベクトルとに基づき、前記移動体のピッチ角又はロール角の少なくとも一方を算出する角度算出部
としてコンピュータを機能させるプログラムである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
運転支援システムの概略構成図である。
車載機の機能的構成を示すブロック図である。
状態変数ベクトルを２次元直交座標で表した図である。
ボクセルデータの概略的なデータ構造の一例を示す。
ＮＤＴマッチング部の機能ブロックの一例である。
（Ａ）車両の位置と路面ボクセルとの対応関係を示す俯瞰図である。（Ｂ）路面平均ベクトルを明示した車両の側面図である。
車両のヨー角と進行方向ベクトルとの関係を示すｘｙ平面図である。
法線ベクトルと進行方向ベクトルのなす角と車両のピッチ角との関係示す図である。
車両のヨー角と横方向ベクトルとの関係を示すｘｙ平面図である。
法線ベクトルと横方向ベクトルのなす角と車両のロール角との関係示す図である。
（Ａ）平坦な路面を走行する車両及び道路の側面図である。（Ｂ）点群データに車両のピッチ角に基づく座標変換を行わない場合において、勾配が大きい路面を走行する車両及び道路の側面図である。
点群データに車両のピッチ角に基づく座標変換を行う場合において、勾配が大きい路面を走行する車両及び道路の側面図である。
車両の位置姿勢推定処理の手順を示すフローチャートの一例である。
車両高さ推定処理の手順を示すフローチャートの一例である。
車両のロール角・ピッチ角の推定処理の手順を示すフローチャートの一例である。
ピッチ角の推定を行い、推定したピッチ角に基づく点群データの座標変換を行った場合に得られた点群データ数、対応付け数、対応付け比率、評価値、及びピッチ角の遷移をそれぞれ示す。
ピッチ角の推定を行わない場合に得られた点群データ数、対応付け数、対応付け比率、評価値、及びピッチ角をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の好適な実施形態によれば、情報処理装置は、空間を区切った単位領域ごとの物体の位置情報から、移動体の近傍に存在する複数の単位領域での物体の位置情報を抽出する抽出部と、前記複数の単位領域での物体の位置情報に基づき求めた近似した平面に対する法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出部と、前記移動体の向きと、前記法線ベクトルとに基づき、前記移動体のピッチ角又はロール角の少なくとも一方を算出する角度算出部と、を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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