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公開番号2025178296
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2025152018,2024117034
出願日2025-09-12,2018-08-31
発明の名称姿勢推定装置、姿勢推定方法、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 21/28 20060101AFI20251128BHJP(測定;試験)
要約【課題】移動体に取り付けられた計測装置の移動体への取り付け姿勢を好適に推定可能な姿勢推定装置を提供する。
【解決手段】車載機1は、区画線を車両に取り付けられたライダ2により計測した計測点群を取得し、当該計測点群に基づき、車両の走行方向に沿った区画線の中心線を算出する。そして、車載機1は、ライダ2が基準とするヨー方向基準角に対する区画線の中心線の方向に基づき、ライダ2の車両への取り付け姿勢を推定する。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
移動体に取り付けられた計測装置が出力する計測点群から、移動体が走行する車線の走行路面と平行となる被計測面を有し、前記車線に沿って形成された地物が存在すると推定される範囲を計測した対象計測点群を取得する取得手段と、
前記対象計測点群から前記計測装置の走査線ごとに抽出した複数の点に基づき、前記移動体の走行方向に沿った前記被計測面上の線を算出する算出手段と、
前記車線に沿った方向を前記移動体の走行方向とみなし、前記計測装置が基準とする方向と前記線の方向とのなす角に基づき、前記計測装置の前記移動体への取り付け姿勢を推定する推定手段と、
を有する姿勢推定装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記取得手段は、前記地物の位置を示す地図情報に基づき前記範囲を認識する請求項１に記載の姿勢推定装置。
【請求項３】
前記推定手段は、前記線と前記計測装置におけるヨー方向の基準線とのなす角に基づき、前記計測装置のヨー方向の姿勢を推定する請求項１または２に記載の姿勢推定装置。
【請求項４】
前記推定手段は、異なる前記対象計測点群に基づき前記算出手段が算出した複数の前記線と前記基準線とのなす角を平均化することで、前記計測装置のヨー方向の姿勢を推定する請求項３に記載の姿勢推定装置。
【請求項５】
前記推定手段は、異なる前記対象計測点群に基づき前記算出手段が算出した複数の前記線と前記基準線とのなす角を、当該線の各々の算出に用いた前記点の数に基づき平均化することで、前記計測装置のヨー方向の姿勢を推定する請求項３に記載の姿勢推定装置。
【請求項６】
前記地物は、前記車線の区画線又は縁石である請求項１～５のいずれか一項に記載の姿勢推定装置。
【請求項７】
前記計測装置は、光を走査する光走査装置である請求項１～６のいずれか一項に記載の姿勢推定装置。
【請求項８】
前記基準とする方向は、前記取り付け姿勢のずれが生じていない場合に前記計測装置の座標系において前記移動体の走行方向とみなされる方向であり、前記取り付け姿勢のずれが生じた場合に、当該ずれに応じて前記移動体の走行方向と異なる方向を示す請求項１～７のいずれか一項に記載の姿勢推定装置。
【請求項９】
コンピュータが実行する姿勢推定方法であって、
移動体に取り付けられた計測装置が出力する計測点群から、移動体が走行する車線の走行路面と平行となる被計測面を有し、前記車線に沿って形成された地物が存在すると推定される範囲を計測した対象計測点群を取得する取得工程と、
前記対象計測点群から前記計測装置の走査線ごとに抽出した複数の点に基づき、前記移動体の走行方向に沿った前記被計測面上の線を算出する算出工程と、
前記車線に沿った方向を前記移動体の走行方向とみなし、前記計測装置が基準とする方向と前記線の方向とのなす角に基づき、前記計測装置の前記移動体への取り付け姿勢を推定する推定工程と、
を有する姿勢推定方法。
【請求項１０】
コンピュータが実行するプログラムであって、
移動体に取り付けられた計測装置が出力する計測点群から、移動体が走行する車線の走行路面と平行となる被計測面を有し、前記車線に沿って形成された地物が存在すると推定される範囲を計測した対象計測点群を取得し、
前記対象計測点群から前記計測装置の走査線ごとに抽出した複数の点に基づき、前記移動体の走行方向に沿った前記被計測面上の線を算出し、
前記車線に沿った方向を前記移動体の走行方向とみなし、前記計測装置が基準とする方向と前記線の方向とのなす角に基づき、前記計測装置の前記移動体への取り付け姿勢を推定する処理を順に前記コンピュータに実行させるプログラム。
（【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、計測装置の姿勢を推定する技術に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、レーダやカメラなどの計測装置の計測データに基づいて、自車位置推定などを行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、計測センサの出力と、予め地図上に登録された地物の位置情報とを照合させることで自己位置を推定する技術が開示されている。また、特許文献２には、カルマンフィルタを用いた自車位置推定技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－２５７７４２号公報
特開２０１７－７２４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
計測装置から得られるデータは、計測装置を基準とした座標系の値であり、車両に対する計測装置の姿勢等に依存したデータとなっているため、車両を基準とした座標系の値に変換する必要がある。従って、計測装置の姿勢にずれが生じた場合には、そのずれを的確に検知して計測装置のデータに反映させたり、計測装置の姿勢を修正したりする必要がある。
【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、移動体に取り付けられた計測装置の移動体への取り付け姿勢を好適に推定可能な姿勢推定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、姿勢推定装置であって、移動体に取り付けられた計測装置が出力する計測点群から、移動体が走行する車線の走行路面と平行となる被計測面を有し、前記車線に沿って形成された地物が存在すると推定される範囲を計測した対象計測点群を取得する取得手段と、前記対象計測点群から前記計測装置の走査線ごとに抽出した複数の点に基づき、前記移動体の走行方向に沿った前記被計測面上の線を算出する算出手段と、前記車線に沿った方向を前記移動体の走行方向とみなし、前記計測装置が基準とする方向と前記線の方向とのなす角に基づき、前記計測装置の前記移動体への取り付け姿勢を推定する推定手段と、を有する。
【０００７】
また、請求項に記載の発明は、姿勢推定装置が実行する姿勢推定方法であって、移動体に取り付けられた計測装置が出力する計測点群から、移動体が走行する車線の走行路面と平行となる被計測面を有し、前記車線に沿って形成された地物が存在すると推定される範囲を計測した対象計測点群を取得する取得工程と、前記対象計測点群から前記計測装置の走査線ごとに抽出した複数の点に基づき、前記移動体の走行方向に沿った前記被計測面上の線を算出する算出工程と、前記車線に沿った方向を前記移動体の走行方向とみなし、前記計測装置が基準とする方向と前記線の方向とのなす角に基づき、前記計測装置の前記移動体への取り付け姿勢を推定する推定工程と、を有する。
【０００８】
また、請求項に記載の発明は、コンピュータが実行するプログラムであって、移動体に取り付けられた計測装置が出力する計測点群から、移動体が走行する車線の走行路面と平行となる被計測面を有し、前記車線に沿って形成された地物が存在すると推定される範囲を計測した対象計測点群を取得し、前記対象計測点群から前記計測装置の走査線ごとに抽出した複数の点に基づき、前記移動体の走行方向に沿った前記被計測面上の線を算出し、前記車線に沿った方向を前記移動体の走行方向とみなし、前記計測装置が基準とする方向と前記線の方向とのなす角に基づき、前記計測装置の前記移動体への取り付け姿勢を推定する処理を順に前記コンピュータに実行させる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
車両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。
２次元座標により表された車両座標系とライダ座標系との関係を示す図である。
３次元座標により表された車両座標系とライダ座標系との関係を示す図である。
ライダのロール角を推定する際の検出対象地物となる道路標識付近に車両が走行する場合の車両周辺の俯瞰図を示す。
道路標識の被計測面を正面視した場合の道路標識と対象計測点群との位置関係を示す。
ライダ座標系における対象計測点群及び抽出された外縁点群を示す。
外縁点群が形成する四角形の各辺の近似直線を示す。
ロール角推定処理の手順を示すフローチャートである。
ライダのピッチ角を推定する際の検出対象地物となる道路標識付近に車両が走行する場合の車両周辺の俯瞰図を示す。
ピッチ角推定処理の手順を示すフローチャートである。
ライダのヨー角を推定する際の検出対象地物となる区画線に沿って車両が走行する場合の車両周辺の俯瞰図を示す。
検出ウィンドウにおける中心点を丸印により示した図である。
検出ウィンドウごとに算出した区画線の中心線とヨー方向基準角とがなす角度を示す。
ヨー角推定処理の手順を示すフローチャートである。
ロール角、ピッチ角及びヨー角の推定値に基づく処理の具体例を示すフローチャートである。
【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、姿勢推定装置は、被計測面が移動体が走行する走行路面と平行であって前記走行路面に沿って形成された地物を、前記移動体に取り付けられた計測装置により計測した計測点群を取得する取得手段と、前記計測点群に基づき、前記移動体の走行方向に沿った前記被計測面上の線を算出する算出手段と、前記計測装置が基準とする方向に対する前記線の方向に基づき、前記計測装置の前記移動体への取り付け姿勢を推定する推定手段と、を有する。姿勢推定装置は、この態様により、被計測面が移動体が走行する走行路面と平行であって走行路面に沿って形成された地物を基準として、計測装置の移動体への取り付け姿勢を好適に推定することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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