JP7344743B2 - Occupancy map creation method and occupancy map creation device - Google Patents
Occupancy map creation method and occupancy map creation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7344743B2 JP7344743B2 JP2019186367A JP2019186367A JP7344743B2 JP 7344743 B2 JP7344743 B2 JP 7344743B2 JP 2019186367 A JP2019186367 A JP 2019186367A JP 2019186367 A JP2019186367 A JP 2019186367A JP 7344743 B2 JP7344743 B2 JP 7344743B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distance measurement
- occupancy
- measurement data
- unoccupied
- map
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
Description
本発明は、占有マップの作成方法、及び、占有マップの作成装置に関するものである。 The present invention relates to an occupancy map creation method and an occupancy map creation device.
車両の運転支援を行うシステムにおいては、車両が走行する路面に存在する構造物や移動物体などの障害物を避けるために、路面上の障害物の占有状態を示す占有マップが作成される。占有マップとしては、路面を所定の間隔で区切ることでグリッドを構成し、それらのグリッドにおける障害物の占有の有無を示すグリッドマップなどが知られている。 In a system that provides driving support for a vehicle, an occupancy map is created that indicates the occupancy status of obstacles on the road surface in order to avoid obstacles such as structures and moving objects that exist on the road surface on which the vehicle is traveling. As occupancy maps, grid maps are known that constitute grids by dividing the road surface at predetermined intervals and indicate whether or not obstacles occupy the grids.
例えば、特許文献1に示される画像生成装置によれば、距離センサを用いて車両の周囲環境に設定された複数の測定点の位置、及び、測定点まで距離を記録した測距データを用いて占有マップを生成する技術が開示されている。この画像生成装置によれば、距離センサにより障害物の方向及び障害物までの距離を示す測距データを複数取得し、それらの測距データを重畳させることにより、車両の周囲における障害物の占有領域を示す占有マップが生成される。
For example, according to the image generation device shown in
特許文献1に開示された技術によれば、所定の期間における複数の測距データを重畳させて占有マップが生成される。そのため、特に、路面上を低速で移動する移動物体がある場合に、重畳される測距データのうちの一部の測距データに、移動物体が過去に存在した領域が示されていることがある。このような場合、現在においては当該領域に移動物体が存在せず、車両の走行の妨げとなるおそれが低いのにも関わらず、障害物の占有領域として示されるおそれがある。
According to the technique disclosed in
本発明においては、上記課題を解決するためになされたものであり、障害物の占有状態の判定精度の向上を図る、占有マップの作成方法、及び、占有マップの作成装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides an occupancy map creation method and an occupancy map creation device that improves the accuracy of determining the occupancy state of an obstacle. .
本発明の占有マップの作成方法は、車両の周囲の路面における障害物の占有状況を示す占有マップの作成方法である。当該占有マップの作成方法では、占有マップの作成装置は、所定の周期で、車両の周囲に設定される複数の測定点の位置を測距データとして取得し、現在から第1時間だけ前までの期間における複数の測距データを用いて、路面における障害物の占有部分及び非占有部分を示す占有マップを生成し、現在から第1時間よりも短い第2時間だけ前までの期間における複数の測距データを用いて、路面における障害物の非占有部分を示す非占有マップを生成し、占有マップに示される占有部分のうち、非占有マップに示される非占有部分に含まれる領域を、非占有部分に変更する。 The occupancy map creation method of the present invention is a method of creating an occupancy map that shows the occupancy status of obstacles on the road surface around a vehicle. In the occupancy map creation method, the occupancy map creation device acquires the positions of a plurality of measurement points set around the vehicle as ranging data at a predetermined cycle, and acquires the positions of a plurality of measurement points set around the vehicle as distance measurement data from the current time to the first hour before. An occupancy map showing the occupied and unoccupied parts of obstacles on the road surface is generated using a plurality of distance measurement data during a period of Using distance measurement data, an unoccupied map showing the unoccupied parts of obstacles on the road surface is generated, and of the occupied parts shown on the occupancy map, the areas included in the unoccupied parts shown on the unoccupied map are Change to occupied part.
本発明の占有マップの作成方法によれば、障害物の占有状態の判定精度の向上を図ることができる。 According to the occupancy map creation method of the present invention, it is possible to improve the accuracy of determining the occupancy state of an obstacle.
以下、図面を用いて、本発明の実施形態に係る占有マップ作成方法、及び、占有マップ作成装置について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An occupancy map creation method and an occupancy map creation device according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る占有マップ作成方法を実行する運転支援システムの概略構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a driving support system that executes the occupancy map creation method according to the first embodiment.
運転支援システム100は、ドライバによる車両の運転を支援することを目的として、車両に搭載されるシステムである。運転支援システム100は、オドメトリ計測部11と、測距センサ12と、測距データ蓄積部13と、短期蓄積測距データ14と、長期蓄積測距データ15と、占有グリッドマップ生成部16と、短期占有グリッドマップ17と、長期占有グリッドマップ18と、非占有グリッドマップ生成部19と、短期非占有グリッドマップ20と、長期非占有グリッドマップ21と、評価部22と、出力部23と、を有する。
The
これらの構成のうち、測距データ蓄積部13、短期蓄積測距データ14、長期蓄積測距データ15、占有グリッドマップ生成部16、短期占有グリッドマップ17、長期占有グリッドマップ18、非占有グリッドマップ生成部19、短期非占有グリッドマップ20、長期非占有グリッドマップ21、評価部22、及び、出力部23は、グリッドマップ作成装置10として一体に構成されている。グリッドマップ作成装置10において、測距データ蓄積部13~出力部23の構成は、同一のマイクロコンピュータにおいて構成されてもよいし、異なるマイクロコンピュータにより構成されてもよい。また、オドメトリ計測部11、及び、測距センサ12は、グリッドマップ作成装置10とは別体のセンサとして設けられている。
Among these components, a distance measurement
以下では、運転支援システム100の各構成の詳細について説明する。
Below, details of each configuration of the
オドメトリ計測部11は、走行する車両に関するオドメトリ情報を取得すると、そのオドメトリ情報を測距データ蓄積部13へと出力する。オドメトリ情報とは、車両の走行情報であり、走行軌跡の作成等に用いられる。オドメトリ情報として、例えば、車両の旋回角や速度などが含まれる。
When the
測距センサ12は、車両の周囲にある物体の車両からの距離及び方向、すなわち車両に対する物体位置を測定するセンサであり、取得した測距データを、測距データ蓄積部13へと出力する。測距センサ12は、レーザレーダ(LiDAR)に限らず、ステレオカメラなどであってもよい。測距センサ12は、構造物や移動物体などの障害物が設けられた路面までの車両に対する相対距離及び方向を計測できるセンサであれば、センサの種類は限定されない。そのため、測距データとしての位置は、車両を中心とする車両座標系で示される。
The
測距データ蓄積部13は、オドメトリ計測部11により取得された車両のオドメトリ情報と、測距センサ12により取得された測距データとの入力を受け付ける。そして、測距データ蓄積部13は、これらの入力に応じて、車両座標系で観測された測距データ(すなわち車両座標系での物体位置)をオドメトリ座標系における物体位置に変換する。
The distance measurement
測距データ蓄積部13は、所定期間におけるオドメトリ座標系の測距データを蓄積することで、短期蓄積測距データ14及び長期蓄積測距データ15を作成する。長期蓄積測距データ15には、現在から所定の第1時間だけ前までの期間における測距データが記録される。短期蓄積測距データ14には、現在から所定の第1時間だけ前までの期間における測距データが記録される。なお、第2時間は、第1時間よりも短いものとする。なお、短期蓄積測距データ14及び長期蓄積測距データ15は、測距データの蓄積開始時における車両の位置を中心とする絶対座標系により示される。
The distance measurement
占有グリッドマップ生成部16は、短期蓄積測距データ14を重畳して所定の2次元領域における短期占有グリッドマップ17を作成する。同時に、占有グリッドマップ生成部16は、長期蓄積測距データ15に蓄積された測距データを重畳して、長期占有グリッドマップ18を作成する。そして、占有グリッドマップ生成部16は、作成した短期占有グリッドマップ17及び長期占有グリッドマップ18を、非占有グリッドマップ生成部19へと送信する。
The occupancy grid
なお、占有グリッドマップ生成部16により生成される占有グリッドマップ(短期占有グリッドマップ17及び長期占有グリッドマップ18)は、車両の周囲における2次元の所定領域を格子(グリッド)状に区切り、これらのグリッドにおける物体の存在を離散的に示したものである。すなわち、占有グリッドマップとは、構造物や移動物体などの障害物が存在する路面において、所定領域における障害物の存在が離散化されたグリッドの集合として表現されたものである。この占有グリッドマップにおいては、それぞれのグリッドが、障害物により占有された占有グリッド、又は、障害物により占有されていない非占有グリッドとして示される。
Note that the occupancy grid maps (short-term
占有グリッドマップとしては、XYの直交座標系での離散値や、r-θの極座標系での離散値を示すものなどが知られている。本実施形態において占有グリッドマップ生成部16により生成される占有グリッドマップは、XYの直交座標系で示されるものである。なお、この占有グリッドマップの詳細については、後に図4を用いて説明する。
As occupancy grid maps, there are known occupancy grid maps that show discrete values in an XY orthogonal coordinate system and discrete values in an r-θ polar coordinate system. In this embodiment, the occupancy grid map generated by the occupancy grid
非占有グリッドマップ生成部19は、入力される短期占有グリッドマップ17及び長期占有グリッドマップ18のそれぞれに対して、後述のレイトレーシング処理を行うことにより、非占有グリッドと判断できるグリッドを特定する。そして、非占有グリッドマップ生成部19は、非占有グリッドを示す短期非占有グリッドマップ20及び長期非占有グリッドマップ21を生成し、評価部22に出力する。なお、レイトレーシング処理の詳細については、後述の図5のステップS17において説明する。
The unoccupied grid
評価部22には、占有グリッドマップ生成部16により生成される長期占有グリッドマップ18と、非占有グリッドマップ生成部19により生成される短期非占有グリッドマップ20とが入力される。評価部22は、長期占有グリッドマップ18における占有グリッドのうち、短期非占有グリッドマップ20において非占有グリッドとして示されるグリッドを、非占有グリッドと評価する。
The long-term
最終的に、評価部22は、長期占有グリッドマップ18において、長期占有グリッドマップ18における占有グリッドのうち、非占有グリッドと評価されたグリッドを非占有グリッドに変更したものを、最終グリッドマップとして出力部23に出力する。このようにして、長期占有グリッドマップ18において、移動物体の過去の存在に起因する占有グリッドを消去できるので、最終グリッドマップにおいて占有グリッドの判定精度を向上させることができる。
Finally, in the long-term
出力部23は、評価部22により生成されたグリッドマップを、運転支援システム100外にある自動走行システムなどへと出力する。例えば、自動走行システムは、受信したグリッドマップを用いて、障害物を避けるように車両の走行を支援する。
The
なお、長期非占有グリッドマップ21は、短期非占有グリッドマップ20と同様の処理で生成可能であるが、評価部22における処理に用いられない。そのため、長期非占有グリッドマップ21の生成を省略してもよい。
Note that the long-term
ここで、測距センサ12による測距データの取得制御の概要について説明する。
Here, an outline of the acquisition control of distance measurement data by the
図2は、測距センサ12による測距データの取得制御を示す説明図である。この図には、xyz軸を有する3次元空間の中を、車両200が走行する状況が示されている。なお、走行方向がx軸で、車幅方向がy軸で、高さ方向がz軸に相当する。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing acquisition control of distance measurement data by the
測距センサ12は、所定の周期で、xy平面において矩形状の所定領域において複数の測定点を設定し、これらの測定点までの距離を測定する。この図においては、時刻t-1、t、t+1、t+2の4回のタイミングで、距離を測定する。そして、測距センサ12は、この測定結果を用いて測距データを生成する。測距データには、車両200を基準とする相対座標系において、3次元の所定領域での任意の点の物体の有無が示される。そのため、測距データを用いることで、構造物や移動物体などの障害物を含む路面の高さを知ることができる。
The
この図によれば、時刻t-1における測距データには、走行方向を前方とした場合における、左後方にある円柱状の障害物の高さ情報が含まれる。時刻tにおける測距データには、左前方にある直方体の障害物の高さ情報が含まれる。また、時刻t+1における測距データには、右前方にある円柱状の障害物の高さ情報が含まれる。このように、測距データによって、路面に存在する構造物についてのxy平面における位置、及び、z方向の高さが示されることになる。 According to this figure, the distance measurement data at time t-1 includes height information of a cylindrical obstacle on the rear left when the traveling direction is set as the front. The distance measurement data at time t includes height information of a rectangular parallelepiped obstacle on the left front. Further, the distance measurement data at time t+1 includes height information of a cylindrical obstacle in the right front. In this way, the distance measurement data indicates the position in the xy plane and the height in the z direction of the structure on the road surface.
なお、測距データは、測距データ蓄積部13によって、座標系が変換される。詳細には、測距データ蓄積部13は、オドメトリ計測部11から入力されるオドメトリ情報を用いて、それぞれの測定タイミング(t-1~t+2)における車両200の位置を、オドメトリ座標を用いて求める。そして、測距データ蓄積部13は、測距センサ12により取得された測距データに対して、車両200を基準とする相対座標系からオドメトリ座標で示された所定の場所を基準とする絶対座標系への変換を行う。
Note that the coordinate system of the distance measurement data is converted by the distance measurement
最終的に、測距データ蓄積部13は、絶対座標系に変換された複数の測距データを用いて、測距データが蓄積された短期蓄積測距データ14と長期蓄積測距データ15を生成する。そして、占有グリッドマップ生成部16は、短期蓄積測距データ14と長期蓄積測距データ15のそれぞれを用いて、短期占有グリッドマップ17及び長期占有グリッドマップ18を生成する。
Finally, the ranging
以下では、図3を用いて、測距データから占有グリッドマップ(短期占有グリッドマップ17及び長期占有グリッドマップ18)を生成する方法を説明し、図4を用いて、評価部22から出力される最終グリッドマップの一例について説明する。
Below, a method for generating occupancy grid maps (short-term
図3は、測距データから占有グリッドマップを生成する方法の説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram of a method for generating an occupancy grid map from ranging data.
上述のように、測距センサ12は、測距センサ12の周囲の所定領域において複数の測定点xjを設定し、これらの複数の測定点xjまでの距離を取得して、測距データを求める。測距データには、1つの測定点xjに対応して、所定の3次元領域における任意の点のそれぞれにおいて、測定点xjを平均(分布の中心)とした共分散Σの正規分布が示される。なお、共分散Σは、物体の存在確率と対応するものである。すなわち、1つの測定点xjに対して、その測定点xjにおいてピークとなるような、3次元領域における共分散Σの正規分布(ガウス分布)が得られる。これは、測定点xjのそれぞれが、自身においてピークとする正規分布を定義しており、3次元空間の任意の点における共分散Σの分布値に影響を与えることを意味する。
As described above, the
そこで、全ての測定点xjと対応する共分散Σの正規分布を用いて、2次元平面(xy平面)である路面に設けられるグリッドxiのそれぞれについて、z方向(高さ方向)の共分散Σの総和を算出する。これにより、xy面内のグリッドxiに存在する構造物のz方向における高さに応じた占有値を求めることができる。なお、占有値の算出においては、測距センサ12から測定点xjまでの距離rj、及び、測定点xjにおけるxy平面からの高さhjが、重み付けとして共分散Σの分布値に乗ざれる。
Therefore, using the normal distribution of the covariance Σ corresponding to all measurement points x j , the covariance in the z direction (height direction) is calculated for each grid x Calculate the sum of variance Σ. Thereby, it is possible to obtain an occupancy value corresponding to the height in the z direction of the structure existing in the grid x i in the xy plane. In addition, in calculating the occupancy value, the distance r j from the ranging
測距センサ12から測定点xjまでの距離rjが遠くなるほど、測定点xjの分布が疎になる。そこで、共分散Σの分布値に対して、測定点xjまでの距離rjを乗じて重み付けをすることにより、得られる占有値において、測定点xjの正規分布の影響を大きくできる。これにより、測定点xjの分布が疎になることを補償できる。
The farther the distance r j from the
測定点xjに対する測定においては、路面において反射されるレーザーが用いられる。しかしながら、高さのある測定点xjに対する測定においては、路面の反射特性によっては正しい分布値よりも小さな値となるおそれがある。そこで、共分散Σの分布値に対して、測定点xjの高さhjを乗じて重み付けをすることにより、測定点xjの高さに起因する正規分布の不正確さを補償できる。 A laser reflected from the road surface is used to measure the measurement point x j . However, when measuring a measurement point x j at a certain height, the distribution value may be smaller than the correct distribution value depending on the reflection characteristics of the road surface. Therefore, by weighting the distribution value of the covariance Σ by multiplying it by the height h j of the measurement point x j , it is possible to compensate for the inaccuracy of the normal distribution caused by the height of the measurement point x j .
したがって、任意のグリッドxiにおける占有値Ciは、次式のように示すことができる。ただし、N(・;xj,Σ)はj番目の測距データの測定点xjを平均(分布の中心)とする共分散Σの正規分布を示すものである。また、xiは、グリッドの位置をxy平面において車両を基準とした相対座標で示したものである。iは、相対座標の位置を示すインデックスである。 Therefore, the occupancy value C i in any grid x i can be expressed as follows. However , N (.; Moreover, x i indicates the position of the grid in relative coordinates with respect to the vehicle on the xy plane. i is an index indicating the relative coordinate position.
なお、占有グリッドマップにおいては、それぞれのグリッドにおける占有値Ciに対して、一定の閾値より大きいか否かを判定する2値化処理を行われ、各グリッドにおける障害物の占有又は非占有の状態が示される。なお、2値化処理が行われず、占有グリッドマップが占有値Ciの連続値で表現されてもよい。 In addition, in the occupancy grid map, the occupancy value C i in each grid is subjected to a binarization process to determine whether it is larger than a certain threshold value, and it is determined whether the obstacle in each grid is occupied or not. Status is indicated. Note that the occupancy grid map may be expressed as continuous values of occupancy values C i without performing the binarization process.
測距データの表現形式としては、上述のような測距センサ12からの距離を測定した測定点を3次元空間に分布させるポイントクラウド形式に限られない。ステレオカメラからの出力結果のように、測距センサ12から測定点までの距離分布を2次元平面に投影した距離画像として表現するものであってもよい。
The representation format of the distance measurement data is not limited to the point cloud format in which measurement points that measure the distance from the
図4は、最終的に生成される最終グリッドマップの一例を示す図である。例えば、車両200を中心として、走行方向における前後、及び、車幅方向における左右が所定長の2次元の矩形領域として、この矩形領域を格子状に区切りグリッドを構成する。なお、占有グリッドマップ(短期占有グリッドマップ17及び長期占有グリッドマップ18)、及び、非占有グリッドマップ(短期非占有グリッドマップ20及び長期非占有グリッドマップ21のそれぞれ)も、同様の形状で作成される。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the final grid map that is finally generated. For example, a two-dimensional rectangular area with a predetermined length in the front and rear in the driving direction and left and right in the vehicle width direction is formed with the
この図によれば、矩形領域は、車両200を中心として、前方80mから後方10mまで(+80m~-10m)、及び、左右20m(-20m~+20m)の範囲であるものとする。また、矩形領域において、10~20cm四方のグリッドが構成される。このような2次元の占有グリッドマップは、進行方向において前方が長い矩形であるため、車両の前方における障害物の占有状態がより多く示されることになる。
According to this figure, the rectangular area is a range from 80 m forward to 10 m rearward (+80 m to -10 m) and 20 m left and right (-20 m to +20 m) with the
このような最終グリッドマップの作成方法の概要は、以下のとおりである。 The outline of the method for creating such a final grid map is as follows.
まず、最終グリッドマップにおいては、短期占有グリッドマップ17、及び、長期占有グリッドマップ18が生成され、その後、短期占有グリッドマップ17を用いて短期非占有グリッドマップ20が生成される。
First, in the final grid map, a short-term
ここで、長期占有グリッドマップ18においては、長期間蓄積された複数の測距データが用いられる。そのため、一時的に測距データが取得できない場合があっても、他の測距データを補完的に使用できるので、各グリッドにおける障害物の占有状態の判定精度の向上を図ることができる。
Here, the long-term
しかしながら、長期間蓄積された測距データを用いてしまうと、比較的古い測距データに示される移動物体63の過去の占有領域が、現在においては車両200の走行の妨げにならないのにも関わらず、占有グリッドと判定されるおそれがある。そこで、長期占有グリッドマップ18における占有グリッドのうち、比較的新しい測距データを用いて生成される短期非占有グリッドマップ20において非占有グリッドと示されるグリッドについては、障害物により占有されていないと判断し、非占有グリッドに変更する。
However, if distance measurement data that has been accumulated over a long period of time is used, even though the area occupied by the moving
このように、長期占有グリッドマップ18において占有グリッドとして示されていたとしても、短期非占有グリッドマップ20において非占有グリッドと示されている場合には、移動物体が過去に占有されていたグリッドのように、現在における車両200の走行の妨げとならないため、非占有グリッドとして判断できる。このようにして、占有領域の判定精度の向上を図ることができる。以下、図5を用いて、最終グリッドマップ生成制御の詳細について説明する。
In this way, even if the moving object is shown as an occupied grid in the long-term occupied
図5は、運転支援システム100による最終グリッドマップ生成制御のフローチャートである。運転支援システム100のグリッドマップ作成装置10は、この図に示されたグリッドマップ生成制御の一連の処理を所定のタイミングで繰り返し行うようにプログラムされている。なお、以下においては、説明の明確化のために、図1におけるグリッドマップ作成装置10において所定の機能を実現するブロックが、それぞれの処理を行うものとして説明する。なお、グリッドマップ作成装置10が、一連の処理を行ってもよい。
FIG. 5 is a flowchart of final grid map generation control by the driving
評価グリッドマップ生成制御は、ステップS10としてまとめて示され、ステップS11~S14からなる測距データの重畳制御と、ステップS15としてまとめて示され、ステップS16~S18からなる評価制御との2つの主要な処理を含む。 Evaluation grid map generation control consists of two main parts: distance measurement data superimposition control, which is collectively shown as step S10 and consists of steps S11 to S14, and evaluation control, which is collectively shown as step S15, and consists of steps S16 to S18. including processing.
まず、ステップS10の測距データの重畳制御について説明する。 First, the distance measurement data superimposition control in step S10 will be explained.
ステップS11において、測距データ蓄積部13は、測距センサ12により取得される測距データを受信する。上述のように、測距データには、車両200の周囲の所定領域におけるグリッドxiにおける障害物の占有値Ciが、車両座標系で示されている。
In step S11, the distance measurement
ステップS12において、測距データ蓄積部13は、測距センサ12からの測距データ、及び、オドメトリ計測部11からのオドメトリ情報を取得する。そして、測距データ蓄積部13は、測距データに対して、オドメトリ情報を用いて車両座標系から絶対座標系への変換を行う。
In step S12, the distance measurement
上述のように、測距データは、車両200の位置をゼロ点として示されているため、測距データの取得タイミングに応じてゼロ点が変化する相対座標系となる。オドメトリ座標は、例えば、走行開始時などの特定のタイミングにおける車両200の位置をゼロ点とした絶対座標系となる。そこで、オドメトリ情報を用いることで、取得された測距データについて、相対座標系から絶対座標系への変換をすることができる。
As described above, since the distance measurement data is shown with the position of the
ステップS13において、測距データ蓄積部13は、さらに、オドメトリ座標に変換した測距データを時間バッファへと記録する。
In step S13, the distance measurement
ここで、時間バッファとは、所定長の要素を複数記録するメモリ領域であり、一般に配列と称される。この例においては、時間バッファは、所定の個数の測距データを記録することができるように構成されている。また、この時間バッファにおいては、あるタイミングにおいて取得される測距データは、時間バッファの配列を構成する1つの要素として記録され、時間バッファの全体に、所定期間における測距データが記録される。 Here, the time buffer is a memory area that records a plurality of elements of a predetermined length, and is generally referred to as an array. In this example, the time buffer is configured to be able to record a predetermined number of ranging data. Further, in this time buffer, distance measurement data acquired at a certain timing is recorded as one element constituting the array of the time buffer, and distance measurement data for a predetermined period is recorded in the entire time buffer.
より詳細には、測距データ蓄積部13は、測距センサ12から新たな測距データを受信した場合には、時間バッファの最終要素として新たな測距データを追加するとともに、時間バッファの先頭要素である最も古い測距データを消去する。このようにすることで、時間バッファは、記憶される測距データの数が一定に保持されるため、現在から過去に向かって所定の時間長の測距データを記憶することになる。また、このように新たな要素の追加とともに、最も古い要素が削除されるメモリ構造は、リングバッファと称される。
More specifically, when the distance measurement
本実施形態においては、2つの独立する時間バッファとして、短期時間バッファ及び長期時間バッファが設けられている。例えば、短期時間バッファは、5個(5ステップ)の測距データを蓄積でき、長期時間バッファは、50個(50ステップ)の測距データを蓄積できるものとする。 In this embodiment, two independent time buffers are provided: a short-term time buffer and a long-term time buffer. For example, it is assumed that the short-term time buffer can store 5 pieces (5 steps) of distance measurement data, and the long-term time buffer can store 50 pieces (50 steps) of distance measurement data.
測距データ蓄積部13による測距データの蓄積量、すなわち、時間バッファの配列の要素数は、車速に応じて変更してもよい。一例として、車速が低速になるほど、時間バッファの配列の要素数を大きく変更してもよい。このようにすることで、車両がグリッドマップの生成対象の走行環境を通り過ぎる前に、測距データが時間バッファから消去されることを防止できる。
The amount of distance measurement data accumulated by the distance measurement
他の一例として、車速が高速になるほど、時間バッファの要素数を小さく変更してもよい。このようにすることで、車両が既に走行環境を通り過ぎた場合には、通り過ぎた走行環境を示す不要な測距データが消去されやすくなるので、占有グリッドマップ生成制御における計算負荷の低減や、測距データを蓄積するメモリ使用量の低減などを図ることができる。 As another example, the number of elements in the time buffer may be decreased as the vehicle speed increases. By doing this, if the vehicle has already passed the driving environment, unnecessary distance measurement data indicating the passing driving environment can be easily deleted, which reduces the calculation load in occupancy grid map generation control and It is possible to reduce the amount of memory used to store distance data.
さらに、車両が停止している間は、測距データ蓄積部13による測距データの蓄積を中断してもよい。停車中に測距範囲に移動物体63が進入した場合などには、新たに測距センサ12の死角となる領域が生じてしまう。このような場合において測距データの蓄積を中断することにより、死角領域における障害物の占有状態を示す測距データが、停車中における測距データの上書きにより消去されることを防止することができる。なお、測距データ蓄積部13による測距データの蓄積の中断に替えて、測距センサ12による測距データの取得を停止してもよい。
Furthermore, while the vehicle is stopped, the accumulation of distance measurement data by the distance measurement
ステップS14においては、測距データ蓄積部13は、短期時間バッファと長期時間バッファのそれぞれについて、配列の各要素に記録された絶対座標系の測距データを重畳する。測距データ蓄積部13は、短期時間バッファを用いて、過去の比較的短い時間前から現在までの時間の測距データに基づく短期蓄積測距データ14を生成するとともに、長期時間バッファを用いて、過去の比較的長時間前から現在までの時間の測距データに基づく長期蓄積測距データ15を生成する。
In step S14, the distance measurement
ここで、時間バッファ(短期時間バッファ及び長期時間バッファ)に記憶された測距データは、ステップS13においてオドメトリ座標に変換されているため、それらのゼロ点は等しい。そのため、時間バッファに記録された測距データを座標をあわせて重畳することにより、同じゼロ点を基準とした3次元空間における共分散Σの分布値を示す蓄積測距データ(短期蓄積測距データ14及び長期蓄積測距データ15)を生成することができる。このようにして、複数の測距データが用いられるので、1回の測定により得られる測距データからでは得られない高密度の蓄積測距データを生成することができる。 Here, since the ranging data stored in the time buffers (short-term time buffer and long-term time buffer) have been converted into odometry coordinates in step S13, their zero points are equal. Therefore, by superimposing the distance measurement data recorded in the time buffer along with the coordinates, the accumulated distance measurement data (short-term accumulated distance measurement data 14) and long-term accumulated distance measurement data 15). In this way, since a plurality of distance measurement data are used, it is possible to generate high-density accumulated distance measurement data that cannot be obtained from distance measurement data obtained by one measurement.
次に、ステップS15の評価制御について説明する。 Next, the evaluation control in step S15 will be explained.
ステップS16において、占有グリッドマップ生成部16は、短期蓄積測距データ14に示される3次元空間における共分散Σの正規分布を、高さ方向の分布値を路面に対して投影させて、各グリッドxiにおける占有値Ciを算出する。そして、占有グリッドマップ生成部16は、その占有値Ciに対して二値化処理を行うことで、2次元の短期占有グリッドマップ17を生成する。
In step S16, the occupancy grid
同様に、占有グリッドマップ生成部16は、長期蓄積測距データ15を用いて、長期占有グリッドマップ18を生成する。短期占有グリッドマップ17、及び、長期占有グリッドマップ18には、それぞれのグリッドが、障害物の占有の有無に応じて、占有グリッド又は非占有グリッドとして示されている。
Similarly, the occupancy grid
ステップS17において、非占有グリッドマップ生成部19は、ステップS16で検出された短期占有グリッドマップ17および長期占有グリッドマップ18のそれぞれに対してレイトレーシング処理を行い、短期非占有グリッドマップ20および長期非占有グリッドマップ21を生成する。
In step S17, the unoccupied grid
なお、レイトレーシング処理においては、占有グリッドマップ(短期占有グリッドマップ17および長期占有グリッドマップ18)において、測距センサ12を中心とした周方向の360°の領域において、測距センサ12を起点とする仮想的な光路であるレイ(視線)を、順次回転投影させる。そして、非占有グリッドマップ生成部19は、レイの投影路のそれぞれにおいて、占有グリッドの有無を判定する。
In addition, in the ray tracing process, in the occupancy grid map (short-term
レイの投影路に占有グリッドが存在する場合には、測距センサ12からその占有グリッドまでの間には障害物が存在しないので、測距センサ12とその占有グリッドとの間にあるグリッドは、障害物の占有がない非占有グリッドとして判断される。なお、その占有グリッドから測距センサ12とは反対側へと向かう側にあるグリッドは、障害物によって測距センサ12の死覚となるため、不明グリッドと判断される。
When an occupied grid exists on the ray projection path, there is no obstacle between the ranging
このようにして、占有グリッドマップ(短期占有グリッドマップ17及び長期占有グリッドマップ18)に対してレイトレーシング処理を行うことで、非占有グリッドの領域を判断する。そして、非占有グリッドマップ生成部19は、このように判断された非占有グリッド及び不明グリッドが含まれる非占有グリッドマップ(短期非占有グリッドマップ20及び長期非占有グリッドマップ21)を生成する。
In this way, by performing ray tracing processing on the occupancy grid maps (short-term
ステップS18において、評価部22は、それぞれのグリッドについて、長期占有グリッドマップ18における占有状態について、短期非占有グリッドマップ20における非占有状態を用いて評価する。詳細には、評価部22は、長期占有グリッドマップ18における占有グリッドのうち、短期非占有グリッドマップ20において非占有グリッドとなるグリッドについては、非占有グリッドであると判断する。そして、評価部22は、長期占有グリッドマップ18における当該グリッドを非占有グリッドに変更したものを、最終グリッドマップとして出力部23へ出力する。
In step S18, the
これにより、長期占有グリッドマップ18の占有グリッドのうち、移動物体63が過去に存在していた占有グリッドが、非占有グリッドに変更される。そのため、長期占有グリッドマップ18において比較的古い測距データに示された移動物体63の過去の占有領域の影響を抑制できるので、より精度よく占有グリッドを判定して、最終グリッドマップを生成することができる。
As a result, among the occupied grids of the long-term occupied
このような最終グリッドマップ生成制御を経て、最終グリッドマップが生成される。以下では、図6~9を用いて、最終グリッドマップ生成制御の詳細について、具体例を用いて説明する。 A final grid map is generated through such final grid map generation control. Below, details of the final grid map generation control will be explained using a specific example with reference to FIGS. 6 to 9.
図6は、最終グリッドマップの生成対象となる領域の一例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a region for which a final grid map is generated.
車両200には測距センサ12が搭載されており、図上方へと向かって、障害物61によって囲まれた走行可能領域62を走行する。また、走行可能領域62の車両200の前方において、移動物体63が図中央から右上方へと移動しているものとする。この図には、移動物体63の移動中に測距データが8回取得されており、この図において、それぞれの測距データにより取得される8つの移動物体63が示されている。なお、以下においては、これらの連続する8つの測距データについては、時系列に1~8番目の測距データと示し、これらの1~8番目の測距データに示される移動物体63のそれぞれについて、1~8番目の移動物体63と示すものとする。
The
図7は、占有グリッドマップ生成部16により生成される短期占有グリッドマップ17、及び、長期占有グリッドマップ18を示す図である。この図において、図7(a)には短期占有グリッドマップ17が、図7(b)には長期占有グリッドマップ18が示されている。
FIG. 7 is a diagram showing a short-term
これらの図において、障害物により占有されるグリッドは、右上がりのハッチングが付された占有グリッドとして示され、それ以外のグリッドは、ハッチングが付されていない非占有グリッドとして示される。また、これらの図においては、説明の便宜上、車両200が示されている。
In these figures, grids occupied by obstacles are shown as occupied grids with upward hatching to the right, and other grids are shown as unoccupied grids with no hatching. Further, in these figures, a
短期占有グリッドマップ17の生成には、比較的短期間の測距データが用いられ、詳細には、8つの測距データのうちの7、8番目の測距データが用いられる。なお、1~6番目の測距データに示される移動物体63については、説明のため、点線で示されている。このように7、8番目の測距データが用いて生成される短期占有グリッドマップ17には、障害物61の壁面61Aに加えて、移動軌跡における7、8番目の2つの移動物体63の壁面63Aが、占有グリッドとして示される。一方、壁面61A、63A以外の領域は、非占有グリッドとして示される。
To generate the short-term
これに対し、長期占有グリッドマップ18の生成には、比較的長期間の測距データ、すなわち、8つの全ての測距データが用いられる。長期占有グリッドマップ18においては、短期占有グリッドマップ17と同様に、壁面61A、63Aの領域は占有グリッドとなり、壁面61A、63A以外の領域は非占有グリッドとなる。
On the other hand, to generate the long-term
図8は、レイトレーシング処理により得られる短期非占有グリッドマップ20および長期非占有グリッドマップ21を示す図である。図8(a)は、短期非占有グリッドマップ20を示し、図8(b)は、長期非占有グリッドマップ21を示す。
FIG. 8 is a diagram showing a short-term
これらの図において、障害物に占有される占有グリッドには右上がりハッチングが付されており、障害物に占有されていない非占有グリッドは、ドットのハッチングが付されている。なお、ハッチングが付されていない領域は、障害物の占有状態が不明な不明グリッドである。 In these figures, occupied grids occupied by obstacles are hatched upward to the right, and unoccupied grids not occupied by obstacles are hatched with dots. Note that areas without hatching are unknown grids in which the occupation state of obstacles is unknown.
図8(a)に示されるように、非占有グリッドマップ生成部19は、短期占有グリッドマップ17において、測距センサ12を中心とした360°の2次元領域において、仮想的に、測距センサ12からレイ81を回転させながら投影する。
As shown in FIG. 8A, the unoccupied grid
そして、レイ81の投影先において、壁面61A、63Aのような占有グリッドが存在する場合には、測距センサ12からそれらの占有グリッドまでの間は、非占有グリッド82であると判断する。一方、レイ81の投影先において、壁面61A、63Aに対して測距センサ12とは反対側の領域は、不明グリッド83であると判断する。
If there are occupied grids such as the wall surfaces 61A and 63A at the projection destination of the
このようにレイトレーシング処理を行うことにより、障害物が存在しない非占有グリッド82や、障害物の存在が不明な不明グリッド83などが示された短期非占有グリッドマップ20が生成される。なお、短期非占有グリッドマップ20には、短期占有グリッドマップ17に示された占有グリッドについても記録される。
By performing the ray tracing process in this manner, a short-term
同様に、図8(b)に示されるように、長期占有グリッドマップ18に対してレイトレーシング処理を行うことにより、長期非占有グリッドマップ21が生成される。長期占有グリッドマップ18においては、移動物体63の壁面63Aの死角となる不明グリッド83は、図8(a)に示される短期占有グリッドマップ17における不明グリッド83よりも、広い範囲に分布することになる。
Similarly, as shown in FIG. 8B, a long-term
図9は、ステップS18の評価処理を経て得られる最終グリッドマップを示す図である。最終グリッドマップにおいては、占有グリッドには右上がりハッチングが付されており、非占有グリッドは、ドットのハッチングが付されている。なお、ハッチングが付されていない領域は、不明グリッドである。 FIG. 9 is a diagram showing the final grid map obtained through the evaluation process of step S18. In the final grid map, occupied grids are hatched upward to the right, and unoccupied grids are hatched with dots. Note that areas without hatching are unknown grids.
図7(b)の長期占有グリッドマップ18における右上がりのハッチングが付された障害物の存在する占有グリッドのうち、図8(a)の短期非占有グリッドマップ20においてドットのハッチングの付された非占有グリッドの領域は、非占有グリッドとして評価される。具体的には、1~6番目の移動物体63の6つの壁面63Aが存在する部分は、長期占有グリッドマップ18においては占有グリッドであるが、短期非占有グリッドマップ20においては非占有グリッドであるため、非占有グリッドとして記録される。
Of the occupancy grids in which obstacles exist, which are hatched upward to the right in the long-term
このようにすることで、1~6番目の移動物体63の6つの壁面63Aのように、長期占有グリッドマップ18において移動物体63の過去の占有状態に起因する占有グリッドは、非占有グリッドとして判断される。そのため、現在においては車両200の走行の妨げとならない非占有グリッドを精度よく判定することができるので、障害物の占有状態をより適切に示したグリッドマップを生成することができる。
By doing so, occupied grids caused by the past occupancy state of the moving
第1実施形態によれば以下の効果を得ることができる。 According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
第1実施形態の占有グリッドマップの作成方法によれば、所定の周期で、車両200の周囲の路面において測距データを取得する。測距データには、路面に複数設定された測定点の位置及びそれらの測定点までの距離が示されている。その後、過去の第1時間だけ前から現在までの期間における複数の測距データを用いて長期占有グリッドマップ18を生成するとともに、過去の第1時間よりも短い第2時間だけ前から現在までの期間における複数の測距占有データを用いて短期非占有グリッドマップ20を生成する。そして、長期占有グリッドマップ18における占有領域のうち、短期非占有グリッドマップ20において非占有グリッドとなる領域を、非占有グリッド領域に変更する。
According to the occupancy grid map creation method of the first embodiment, ranging data is acquired on the road surface around the
このような構成において、長期占有グリッドマップ18においては、長期間蓄積された複数の測距データが用いられる。そのため、一時的に測距データが取得できない場合があっても、他の測距データを補完的に使用できるため、各グリッドにおける障害物の占有状態の判定精度の向上を図ることができる。
In such a configuration, the long-term
しかしながら、長期間蓄積された測距データを用いてしまうと、比較的古い測距データに示される移動物体63の過去の占有領域が、現在においては車両200の走行の妨げにならないのにも関わらず、占有グリッドと判定されるおそれがある。そこで、長期占有グリッドマップ18における占有グリッドのうち、比較的新しい測距データを用いて生成される短期非占有グリッドマップ20において非占有グリッドと示されるグリッドについては、障害物により占有されていないと判断し、非占有グリッドとして記録する。
However, if distance measurement data that has been accumulated over a long period of time is used, even though the area occupied by the moving
このように、長期占有グリッドマップ18に対して、短期非占有グリッドマップ20を用いた評価を行うことにより、移動物体63が過去に占有されていたグリッドのように、現在における車両200の走行の妨げとならないグリッドを、非占有グリッドとして判断できる。このようにして、占有グリッドマップに示される障害物の占有状態の判定精度の向上を図ることができる。
In this way, by evaluating the long-term
第1実施形態の占有グリッドマップの作成方法によれば、車速が低速になるほど、蓄積測距データ(短期蓄積測距データ14及び長期蓄積測距データ15)に蓄積されるデータ量、すなわち、占有グリッドマップの生成に用いられる測距データの蓄積時間(第1時間、及び、第2時間)を長くする。車速が低速である場合には、単位時間あたりに蓄積測距データに蓄積される測距データが示す走行環境の範囲は狭くなる。そこで、蓄積時間を長くすることにより、車両200がグリッドマップの生成対象の走行環境を通り過ぎる前に、測距データが時間バッファから消去されることを防止できる。
According to the occupancy grid map creation method of the first embodiment, as the vehicle speed becomes lower, the amount of data accumulated in the accumulated ranging data (short-term accumulated ranging
一方、車速が高速になるほど、蓄積測距データの蓄積時間を短くする。車速が高速である場合には、単位時間あたりに蓄積測距データに蓄積される測距データが示す走行環境の範囲は広くなる。そこで、蓄積時間を短くすることで、車両200が既に走行環境を通り過ぎた場合には、通り過ぎた走行環境を示す不要な測距データが消去されやすくなる。そのため、占有グリッドマップ生成制御における計算負荷の低減や、測距データの蓄積に用いられるメモリ使用量の低減などを図ることができる。
On the other hand, as the vehicle speed increases, the time for accumulating the accumulated ranging data is shortened. When the vehicle speed is high, the range of the driving environment indicated by the distance measurement data accumulated in the accumulated distance measurement data per unit time becomes wide. Therefore, by shortening the accumulation time, if the
第1実施形態の占有グリッドマップの作成方法によれば、車両が停止している間は、測距データ蓄積部13による測距データの蓄積を中断してもよい。停車中に測距範囲に移動物体63が進入した場合などには、新たに測距センサ12の死角となる領域が生じてしまう。そこで、停車中には測距データの蓄積を中断することにより、死角領域における障害物の占有状態を示す測距データが、停車中における測距データにより上書きされて消去されることを防止することができる。
According to the occupancy grid map creation method of the first embodiment, the accumulation of distance measurement data by the distance measurement
(第2実施形態)
第1実施形態においては、3次元空間における共分散の正規分布を示す測距データを、3次元空間において重畳した(S14)後に、それらの重畳された測距データに示される共分散Σの正規分布を、高さ方向の分布値を路面に対して投影することで、2次元の占有グリッドマップを生成した(S16)。本実施形態においては、他の占有グリッドマップの作成方法として、測距データのそれぞれを用いて、共分散Σの正規分布を高さ方向の分布値を路面に対して投影して生成した2次元のサブグリッドマップを生成した後に、それらのサブグリッドマップを2次元平面上において重畳させることで、占有グリッドマップを生成する例について説明する。
(Second embodiment)
In the first embodiment, after the ranging data showing a normal distribution of covariance in the three-dimensional space are superimposed in the three-dimensional space (S14), the normal distribution of the covariance Σ shown in the superimposed ranging data is A two-dimensional occupancy grid map was generated by projecting the distribution values in the height direction onto the road surface (S16). In this embodiment, as another method for creating an occupancy grid map, a two-dimensional map is created by projecting the normal distribution of the covariance Σ onto the road surface using the distance measurement data. An example will be described in which an occupancy grid map is generated by generating subgrid maps of , and then superimposing these subgrid maps on a two-dimensional plane.
図10は、第2実施形態に係る評価グリッドマップ生成制御のフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart of evaluation grid map generation control according to the second embodiment.
この図によれば、図5に示された第1実施形態のグリッドマップ生成制御と比較すると、ステップS14、及び、S16に替えて、ステップS21、及び、S22の処理が追加されている。 According to this figure, compared to the grid map generation control of the first embodiment shown in FIG. 5, steps S21 and S22 are added in place of steps S14 and S16.
ステップS21においては、測距データ蓄積部13は、短期時間バッファに記録された1つの測距データについて、共分散Σの正規分布を高さ方向の分布値を路面に対して投影する。そして、測距データ蓄積部13は、各グリッドxiにおけるz軸方向の総和である占有値Ciを算出し、その占有値Ciに対して二値化処理を行うことで、短期サブグリッドマップを生成する。
In step S21, the distance measurement
このように、測距データ蓄積部13は、短期時間バッファに記録されている測距データのそれぞれについて、測距データが示す領域における障害物の占有状態を示す短期サブグリッドマップを生成する。同様に、測距データ蓄積部13は、長期時間バッファに記録された測距データのそれぞれを用いて、長期サブグリッドマップを生成する。
In this way, the distance measurement
ステップS22においては、占有グリッドマップ生成部16は、測距データ蓄積部13により生成された短期サブグリッドマップのそれぞれに示される占有状態を、2次元平面においてグリッド毎に重畳することで、短期占有グリッドマップ17を生成する。
In step S22, the occupancy grid
ここで、短期サブグリッドマップのそれぞれにおいては、同じグリッドについて示される占有状態が異なり、ある短期サブグリッドマップでは占有グリッドとなり、他の短期サブグリッドマップでは非占有グリッドとなることがある。そこで、あるグリッドにおける障害物の占有状況は、短期占有グリッドマップ17の生成に用いられる短期サブグリッドマップの全数のうち、当該グリッドが占有部分として示されている短期サブグリッドマップの数が占める割合が、所定の閾値(第1割合)を上回る場合に、占有部分と判断される。このようにして、グリッド毎の障害物の占有状態が求められる。
Here, in each of the short-term sub-grid maps, the occupancy state shown for the same grid is different, and one short-term sub-grid map may be an occupied grid, and another short-term sub-grid map may be an unoccupied grid. Therefore, the occupancy status of obstacles in a certain grid is determined by the ratio of the number of short-term sub-grid maps in which the grid is shown as an occupied part of the total number of short-term sub-grid maps used to generate the short-term
同様に、占有グリッドマップ生成部16は、長期サブグリッドマップのそれぞれに示される占有状態を、グリッド毎に重畳することで、長期占有グリッドマップ18を生成する。そして、あるグリッドにおける障害物の占有状況は、長期占有グリッドマップ18の生成に用いられる長期サブグリッドマップの全数のうち、当該グリッドが占有部分として示されている長期サブグリッドマップの数が占める割合(第2割合)が、所定の閾値を上回る場合に、占有部分と判断され、グリッド毎の障害物の占有状態が求められる。
Similarly, the occupancy grid
このようにして、複数の短期サブグリッドマップ及び長期サブグリッドマップのそれぞれを用いて、短期占有グリッドマップ17及び長期占有グリッドマップ18が生成される。
In this way, the short-term
ここで、短期占有グリッドマップ17及び長期占有グリッドマップ18が生成される場合において、あるグリッドが占有グリッドであるとの判断に用いる、サブグリッドマップの割合の閾値は、短期占有グリッドマップ17の生成において用いられる閾値(第1割合)のほうが、長期占有グリッドマップ18の生成において用いられる閾値(第2割合)よりも小さい。
Here, when the short-term
そのため、短期占有グリッドマップ17においては、長期占有グリッドマップ18よりも、各グリッドが占有グリッドと判定されやすい。したがって、短期占有グリッドマップ17に基づいて生成される短期非占有グリッドマップ20においては、非占有グリッドが比較的少なくなる。これは、サブグリッドマップにおいて非占有グリッドと示されたグリッドが、より高い割合で非占有グリッドと示されるためであり、非占有グリッドの判定精度を向上させることができる。
Therefore, in the short-term
このように、評価部22は、長期占有グリッドマップ18に示される占有グリッドのうち、短期非占有グリッドマップ20において、高い精度で非占有グリッドと判定されたグリッドについて、非占有グリッドに変更して記録するので、占有状態の誤判定を抑制することができる。
In this way, the
第2実施形態の占有グリッドマップの作成方法によれば、長期占有グリッドマップ18の生成において、全ての長期サブグリッドマップのうちの第1割合を上回る長期サブグリッドマップにおいて、障害物に占有されていると示される領域を、占有領域として記録する。
According to the method for creating an occupancy grid map of the second embodiment, in the generation of the long-term
一方、短期占有グリッドマップ17の生成において、全ての短期サブグリッドマップのうちの第1割合よりも小さな第2割合を上回る短期サブグリッドマップにおいて、障害物に占有されていると示されるグリッドを、占有グリッドとして記録する。そのため、短期占有グリッドマップ17においては、長期占有グリッドマップ18と比較すると、判定閾値が比較的低いので、占有グリッドが比較的多くなる一方で、非占有グリッドが比較的少なくなる。
On the other hand, in generating the short-term
これは、短期占有グリッドマップ17においては、全ての短期サブグリッドマップのうち比較的高い割合で非占有グリッドと示されたグリッドが、非占有グリッドとして示されることを意味する。そのため、短期占有グリッドマップ17に基づいて生成される短期非占有グリッドマップ20においては、非占有グリッドの判定精度を向上させることができる。
This means that in the short-term
その結果、評価部22は、長期占有グリッドマップ18に示される占有グリッドのうち、精度よく検出された非占有グリッドと判定されるグリッドについて、非占有グリッドに変更して記録するので、障害物の占有状態の判定精度のさらなる向上を図ることができる。
As a result, the
(第3実施形態)
第1及び第2実施形態においては、移動物体63の存在に起因する占有グリッドの消去を評価部22において行ったがこれに限らない。第3実施形態においては、さらに、高速で移動する移動物体の位置情報を検出するセンサを備え、その検出した位置情報に示される占有グリッドを消去する例について説明する。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, the
図11は、第3実施形態に係る運転支援システム100の概略構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a driving
この図によれば、図1に示された第1実施形態の運転支援システム100と比較すると、測距データ蓄積部13には、移動物体検出部30により検出された高速で移動する移動物体の位置情報をもとに、測距データフィルタ部31においてフィルタ処理された測距データが入力される。
According to this figure, compared to the driving
移動物体検出部30は、車両の周囲に存在し、高速で移動する移動物体の位置情報を検出し、その検出した移動物体の位置情報を、測距データフィルタ部31へ出力する。例えば、移動物体検出部30は、カメラを含む画像処理部であって、撮影された時系列の画像を解析することで、高速で移動する移動物体の位置を検出する。
The moving object detection unit 30 detects position information of a moving object that is present around the vehicle and moves at high speed, and outputs the position information of the detected moving object to the ranging data filter
測距データフィルタ部31には、測距センサ12により取得された測距データと、移動物体検出部30により取得された移動物体の位置情報が入力される。測距データフィルタ部31は、測距センサ12により取得された測距データから、移動物体検出部30により検出された移動物体が存在する領域における測距データを消去し、消去した測距データを、測距データ蓄積部13へと出力する。
The distance measurement data obtained by the
図12は、本実施形態に係る占有グリッドマップ生成制御のフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart of occupancy grid map generation control according to this embodiment.
この図によれば、図5に示された第1実施形態の占有グリッドマップ生成制御と比較すると、ステップS11の後段に、ステップS30の処置が追加されている。 According to this figure, compared to the occupancy grid map generation control of the first embodiment shown in FIG. 5, the process of step S30 is added after step S11.
ステップS30においては、測距データフィルタ部31は、測距センサ12から取得された測距データと、移動物体検出部30により検出される移動物体の位置との対応付けを行う。移動物体は路面を一時的に占有するが、車両の進行中に他の領域に移動する可能性がある。そこで、測距データフィルタ部31は、対応付けの結果に基づいて、移動物体検出部30により検出された移動物体の存在する位置の測距データを消去する。そして、移動物体の存在する位置が消去された測距データが、測距データ蓄積部13へと出力される。
In step S30, the distance measurement data filter
第3実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。 According to the third embodiment, the following effects can be obtained.
第3実施形態の占有グリッドマップの作成方法によれば、測距センサ12から得られた測距データに対して、測距データフィルタ部31を用いて、移動物体検出部30により検出された移動物体を示すデータをあらかじめ除去する。
According to the method for creating an occupancy grid map of the third embodiment, the distance measurement data filter
移動物体検出部30においては、所定の周期で取得した物体の位置の変化に基づいて、その物体が移動物体であるか否かを判定することで、移動物体を検出する。そのため、移動物体検出部30は、比較的高速で移動する移動物体の検出精度は高いが、物体の移動開始時のような、比較的低速で移動する移動物体の検出精度は低い。 The moving object detection unit 30 detects a moving object by determining whether the object is a moving object based on changes in the position of the object acquired at predetermined intervals. Therefore, the moving object detection unit 30 has high accuracy in detecting a moving object that moves at a relatively high speed, but has low accuracy in detecting a moving object that moves at a relatively low speed, such as when the object starts moving.
ここで、高速での移動物体については、車両の周囲に留まる可能性が低く、車両の走行の妨げとなるおそれは少ない。そこで、移動物体検出部30により検出した高速の移動物体については、予め、測距データから削除することで、占有グリッドマップの生成処理における計算負荷の低減や、測距データの蓄積に伴う記憶領域の使用量の低減が可能になる。一方、低速での移動物体については、第1及び第2実施形態と同様に、長期占有グリッドマップに対して短期非占有グリッドマップを用いた評価を行うことにより、車両の進行の妨げとならなに占有グリッドを非占有グリッドと評価することができる。 Here, objects moving at high speed are less likely to stay around the vehicle and are less likely to interfere with the running of the vehicle. Therefore, by deleting high-speed moving objects detected by the moving object detection unit 30 from the distance measurement data in advance, it is possible to reduce the calculation load in the process of generating the occupancy grid map, and to reduce the storage space associated with the accumulation of the distance measurement data. This makes it possible to reduce the amount of water used. On the other hand, as in the first and second embodiments, objects moving at low speed can be evaluated using the short-term unoccupied grid map against the long-term occupied grid map, so that they do not obstruct the vehicle's progress. An occupied grid can be evaluated as an unoccupied grid.
このように、移動物体検出部30を併用することで、高速での移動物体の処理に必要なリソースを抑制しながら、占有グリッドの判定精度の向上を図ることができる。 In this way, by using the moving object detection section 30 in combination, it is possible to improve the accuracy of determining the occupancy grid while suppressing the resources necessary for processing moving objects at high speed.
(第4実施形態)
第3実施形態においては、移動物体検出部30を用いて移動物体の存在に起因する占有グリッドの消去を行う例について説明したがこれに限らない。第4実施形態においては、さらに、別の方法により、移動物体の存在に起因する占有グリッドの消去を行う例について説明する。
(Fourth embodiment)
In the third embodiment, an example has been described in which the moving object detection unit 30 is used to erase an occupied grid caused by the presence of a moving object, but the present invention is not limited to this. In the fourth embodiment, an example will be described in which an occupied grid caused by the presence of a moving object is erased using another method.
図13は、第4実施形態に係る運転支援システム100の概略構成図である。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a driving
この図によれば、図11に示された第2実施形態の運転支援システム100と比較すると、短期蓄積測距データ14及び長期蓄積測距データ15に対してフィルタ処理を行う、蓄積測距データフィルタ部40が設けられている。
According to this figure, compared with the driving
蓄積測距データフィルタ部40は、移動物体検出部30により取得される移動物体の検出位置を用いて、短期蓄積測距データ14及び長期蓄積測距データ15において、移動物体に起因するグリッドの消去を行う。
The accumulated distance measurement data filter
図14は、本実施形態に係る占有グリッドマップ生成制御のフローチャートである。 FIG. 14 is a flowchart of occupancy grid map generation control according to this embodiment.
この図によれば、図12に示された第2実施形態の占有グリッドマップ制御と比較すると、ステップS13の後段に、さらにステップS40の処理が追加されている。 According to this figure, compared to the occupancy grid map control of the second embodiment shown in FIG. 12, the process of step S40 is further added after step S13.
ステップS40においては、蓄積測距データフィルタ部40は、移動物体検出部30により取得される移動物体の検出位置と、短期蓄積測距データ14及び長期蓄積測距データ15におけるグリッドとの対比を行う。そして、蓄積測距データフィルタ部40は、短期蓄積測距データ14及び長期蓄積測距データ15において、移動物体検出部30により取得される移動物体の検出位置におけるグリッドの情報を消去する。このようにして、短期蓄積測距データ14及び長期蓄積測距データ15に対するフィルタリング処理を行うことができる。
In step S40, the accumulated distance measurement data filter
このようにしても、測距センサ12により取得される測距データから移動物体と対応する測距データをあらかじめ取り除くことができるので、占有グリッドマップの生成処理における計算負荷の低減や、測距データを蓄積するメモリ使用量の低減を図ることができる。
Even in this case, since the distance measurement data corresponding to the moving object can be removed in advance from the distance measurement data acquired by the
第4実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。 According to the fourth embodiment, the following effects can be obtained.
例えば、ある時刻において一時的に移動物体検出部30による移動物体の検出ができず、測距データフィルタ部31による移動物体を示すデータの除去が行えず、移動物体に対応する測距データが残ってしまうことがある。このような場合であっても、別の時刻において移動物体の検出が成功した時に、蓄積された測距データから移動物体に対応した測距データを取り除くことができる。
For example, at a certain time, the moving object detection section 30 is temporarily unable to detect a moving object, and the distance measurement data filter
このように、ある時刻の移動物体検出部30による移動物体の検出結果に基づいて、他の時刻の測距データにおける当該移動物体に対応した測距データを削除することができるので、占有グリッドマップの生成処理における計算負荷や、測距データの蓄積に伴う記憶領域の使用量を、さらに低減することができる。 In this way, based on the detection result of a moving object by the moving object detection unit 30 at a certain time, it is possible to delete the distance measurement data corresponding to the moving object in the distance measurement data at another time, so that the occupancy grid map It is possible to further reduce the calculation load in the generation process and the amount of storage space used in accumulating distance measurement data.
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。また、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments merely show a part of the application examples of the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention to the specific configurations of the above embodiments. do not have. Furthermore, the above embodiments can be combined as appropriate.
10 グリッドマップ作成装置
11 オドメトリ計測部
12 測距センサ
13 測距データ蓄積部
14 短期蓄積測距データ
15 長期蓄積測距データ
16 占有グリッドマップ生成部
17 短期占有グリッドマップ
18 長期占有グリッドマップ
19 非占有グリッドマップ生成部
20 短期非占有グリッドマップ
21 長期非占有グリッドマップ
22 評価部
23 出力部
30 移動物体検出部
31 測距データフィルタ部
40 蓄積測距データフィルタ部
61 障害物
63 移動物体
81 レイ
82 非占有グリッド
83 不明グリッド
100 運転支援システム
200 車両
10 Grid
Claims (7)
占有マップの作成装置は、
所定の周期で、前記車両の周囲に設定される複数の測定点の位置を測距データとして取得し、
現在から第1時間だけ前までの期間における複数の前記測距データを用いて、前記路面における前記障害物の占有部分及び非占有部分を示す占有マップを生成し、
現在から前記第1時間よりも短い第2時間だけ前までの期間における複数の前記測距データを用いて、前記路面における前記障害物の非占有部分を示す非占有マップを生成し、
前記占有マップに示される前記占有部分のうち、前記非占有マップに示される前記非占有部分に含まれる領域を、前記非占有部分に変更する、占有マップの作成方法。 A method for creating an occupancy map showing the occupancy status of obstacles on a road surface around a vehicle, the method comprising:
The occupancy map creation device is
Acquire the positions of a plurality of measurement points set around the vehicle at a predetermined period as distance measurement data,
Generating an occupancy map showing occupied and unoccupied parts of the obstacle on the road surface using the plurality of distance measurement data for a period from now until a first time ago;
Generating an unoccupied map showing an unoccupied portion of the obstacle on the road surface using the plurality of distance measurement data for a period from now to a second time shorter than the first time;
A method for creating an occupancy map, comprising changing an area included in the unoccupied portion shown in the unoccupied map out of the occupied portion shown in the occupancy map to the unoccupied portion.
前記占有マップの生成において、前記占有マップの所定の点における前記障害物の占有状況は、前記占有マップの生成に用いられる前記測距データの全数のうち、前記所定の点が前記占有部分である前記測距データの数が占める割合が、第1割合を上回る場合に、前記占有部分と判断され、
前記非占有マップの生成において、前記非占有マップの所定の点における前記障害物の占有状況は、前記非占有マップの生成に用いられる前記測距データの全数のうち、前記所定の点が前記占有部分となっている前記測距データの数が占める割合が、前記第1割合よりも小さな第2割合を上回る場合に、前記占有部分と判断されるとともに、該判断された占有部分に基づいて前記非占有部分が定められる、占有マップの作成方法。 The method for creating an occupancy map according to claim 1,
In generating the occupancy map, the occupancy status of the obstacle at a predetermined point on the occupancy map is such that the predetermined point is the occupied portion of the total distance measurement data used for generating the occupancy map. If the ratio occupied by the number of distance measurement data exceeds a first ratio, it is determined that the part is occupied,
In the generation of the unoccupied map, the occupancy status of the obstacle at a predetermined point on the unoccupied map is determined by determining whether the predetermined point is occupied among the total distance measurement data used to generate the unoccupied map. When the ratio of the number of distance measurement data that is a part exceeds a second ratio smaller than the first ratio, it is determined to be the occupied part, and based on the determined occupied part, the A method for creating an occupancy map in which unoccupied areas are defined.
前記路面を移動する移動物体の位置を検出し、
前記測距データにおいて、前記検出された前記移動物体の位置に示された前記障害物の占有情報を消去する、占有マップの作成方法。 The method for creating an occupancy map according to claim 1 or 2, further comprising:
detecting the position of a moving object moving on the road surface;
A method for creating an occupancy map, comprising erasing occupancy information of the obstacle indicated at the position of the detected moving object in the distance measurement data.
前記占有マップの生成に用いられる複数の前記測距データ、及び、前記非占有マップの生成に用いられる複数の前記測距データにおいて、前記検出された前記移動物体の位置に示された前記占有情報を消去する、占有マップの作成方法。 The method for creating an occupancy map according to claim 3, further comprising:
The occupancy information indicated at the detected position of the moving object in the plurality of distance measurement data used to generate the occupancy map and the plurality of distance measurement data used to generate the non-occupancy map. How to create an occupancy map to erase.
前記車両の速度が速いほど、前記第1時間及び前記第2時間が短い、占有マップの作成方法。 The method for creating an occupancy map according to any one of claims 1 to 4,
The method for creating an occupancy map, wherein the faster the speed of the vehicle is, the shorter the first time and the second time are.
前記車両の停止期間において取得される前記測距データを除外して、前記占有マップの生成、及び、前記非占有マップの生成を行う、占有マップの作成方法。 The method for creating an occupancy map according to any one of claims 1 to 5,
A method for creating an occupancy map, in which the occupancy map and the non-occupancy map are generated by excluding the ranging data acquired during a period when the vehicle is stopped.
所定の周期で、前記車両の周囲に設定される複数の測定点までの距離を測定し、前記測定点の位置、及び、前記測定点までの距離を測距データとして取得する測距データ取得部と、
第1時間だけ前の過去から現在までの期間における複数の前記測距データを用いて、前記路面における前記障害物の占有部分及び非占有部分を示す占有マップを生成する、占有マップ生成部と、
前記第1時間よりも短い第2時間だけ前の過去から現在までの期間における複数の前記測距データを用いて、前記路面における前記障害物の非占有部分を示す非占有マップを生成する非占有マップ生成部と、
前記占有マップに示される前記占有部分のうち、前記非占有マップに示される前記非占有部分に含まれる領域を、前記非占有部分に変更する変更部と、を備える占有マップの作成装置。 A device for creating an occupancy map showing the occupancy status of obstacles on a road surface around a vehicle,
A distance measurement data acquisition unit that measures distances to a plurality of measurement points set around the vehicle at a predetermined period, and acquires the position of the measurement points and the distance to the measurement points as distance measurement data. and,
an occupancy map generation unit that generates an occupancy map indicating occupied and unoccupied portions of the obstacle on the road surface using the plurality of distance measurement data from the past from a first time to the present;
unoccupied, generating an unoccupied map showing an unoccupied portion of the obstacle on the road surface using the plurality of distance measurement data from the past to the present, which is a second time shorter than the first time; A map generation unit,
An occupancy map creation device comprising: a changing unit that changes an area included in the unoccupied portion shown in the unoccupied map out of the occupied portion shown in the occupancy map to the unoccupied portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019186367A JP7344743B2 (en) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | Occupancy map creation method and occupancy map creation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019186367A JP7344743B2 (en) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | Occupancy map creation method and occupancy map creation device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021060943A JP2021060943A (en) | 2021-04-15 |
| JP7344743B2 true JP7344743B2 (en) | 2023-09-14 |
Family
ID=75381446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019186367A Active JP7344743B2 (en) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | Occupancy map creation method and occupancy map creation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7344743B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7247993B2 (en) * | 2020-08-28 | 2023-03-29 | 株式会社デンソー | RUNNING TEST PATTERN CREATION APPARATUS AND METHOD |
| JP2024014082A (en) * | 2022-07-21 | 2024-02-01 | 国立大学法人金沢大学 | Obstacle map creation method, program, and obstacle map creation device |
| KR102888059B1 (en) * | 2023-02-24 | 2025-11-18 | 주식회사 에스원 | Method and apparatus for detecting object based on learning |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005326944A (en) | 2004-05-12 | 2005-11-24 | Hitachi Ltd | Apparatus and method for generating map image by laser measurement |
| JP2014164424A (en) | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Ihi Aerospace Co Ltd | Route generation device and method thereof |
| JP2019028861A (en) | 2017-08-02 | 2019-02-21 | ソニー株式会社 | Signal processor, signal processing method, program, and moving object |
| JP2019046147A (en) | 2017-09-01 | 2019-03-22 | 株式会社デンソー | Driving environment recognition device, driving environment recognition method, program |
| WO2019181491A1 (en) | 2018-03-22 | 2019-09-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Object recognizing device |
-
2019
- 2019-10-09 JP JP2019186367A patent/JP7344743B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005326944A (en) | 2004-05-12 | 2005-11-24 | Hitachi Ltd | Apparatus and method for generating map image by laser measurement |
| JP2014164424A (en) | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Ihi Aerospace Co Ltd | Route generation device and method thereof |
| JP2019028861A (en) | 2017-08-02 | 2019-02-21 | ソニー株式会社 | Signal processor, signal processing method, program, and moving object |
| JP2019046147A (en) | 2017-09-01 | 2019-03-22 | 株式会社デンソー | Driving environment recognition device, driving environment recognition method, program |
| WO2019181491A1 (en) | 2018-03-22 | 2019-09-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Object recognizing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021060943A (en) | 2021-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113635894B (en) | Method for determining a travelable region | |
| JP6401140B2 (en) | Joint probability modeling and estimation of the structure of intersections | |
| CN109813328B (en) | Driving path planning method and device and vehicle | |
| CN109521757B (en) | Static obstacle identification method and device | |
| KR102151811B1 (en) | Method and Apparatus for Planning Obstacle Avoiding Path | |
| CN108291813B (en) | Position Data Fusion with Attitude Map | |
| US20190005667A1 (en) | Ground Surface Estimation | |
| JP7344743B2 (en) | Occupancy map creation method and occupancy map creation device | |
| EP3905105A1 (en) | Method for determining a collision free space | |
| JP4660569B2 (en) | Object detection apparatus and object detection method | |
| US12272088B2 (en) | Method for detecting crosswalk using Lidar sensor and crosswalk detection device for performing the method | |
| CN113734176A (en) | Environment sensing system and method for intelligent driving vehicle, vehicle and storage medium | |
| CN113924459B (en) | Dynamic sensor range detection for vehicle navigation | |
| KR20230001410A (en) | Method of detecting lane using lidar sensor and a traffic lane detection device performing method | |
| JP7344744B2 (en) | Roadside edge detection method and roadside edge detection device | |
| CN114090908A (en) | Road network data processing method and device | |
| CN115494504A (en) | Parking space detection method and device for vehicle, vehicle and storage medium | |
| CN115273463A (en) | Pedestrian target crossing prediction method, device, vehicle and storage medium | |
| CN114675295A (en) | A method, device, device and storage medium for obstacle determination | |
| US12230035B2 (en) | Systems and methods for detecting a reflection artifact in a point cloud | |
| CN116209920A (en) | Method for estimating the movement of a vehicle itself by means of a measuring and calculating device of a lidar sensor | |
| CN119845250A (en) | Map construction method, device, equipment and storage medium | |
| JP7760392B2 (en) | Information processing device, information processing method, and program | |
| JP2022175366A (en) | Map creation/self-position estimation device | |
| KR102837615B1 (en) | System and method for road polyline object correction using point cloud automatic analysis results |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220802 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230426 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230509 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230719 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230808 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230904 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7344743 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |