JP7612908B2 - Information processing device, control method, program, and storage medium - Google Patents
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Description
本発明は、計測したデータからノイズを除去する技術に関する。 The present invention relates to a technology for removing noise from measured data.
従来から、計測対象物に光を照射して該計測対象物からの反射光を検出し、該計測対象物に光を照射するタイミングと、該計測対象物からの反射光を検出するタイミングとの時間差により計測対象物までの距離を算出する測距装置が知られている。また、特許文献1には、複数の対象測距点間の角度方向の近接度合い、及び複数の対象測距間の距離方向の近接度合いのうちの少なくともいずれかに基づいて、複数の対象測距点からノイズ点を特定して除去する運転支援システムが開示されている。 Conventionally, there is known a distance measuring device that irradiates a measurement object with light, detects the reflected light from the measurement object, and calculates the distance to the measurement object based on the time difference between the timing at which the light is irradiated to the measurement object and the timing at which the reflected light from the measurement object is detected. In addition, Patent Document 1 discloses a driving assistance system that identifies and removes noise points from multiple target distance measuring points based on at least one of the degree of proximity in the angular direction between multiple target distance measuring points and the degree of proximity in the distance direction between multiple target distance measuring points.
一般に、ライダなどのレーザ光を利用した測距装置から出力される距離データには、目標が存在しないにも関わらず誤って距離を示したノイズが含まれている。この場合、レーザ光の反射光強度が所定値によりも低い場合にノイズとして除去する方法が一般的であるが、遠方の物体や黒い物体にレーザ光が照射された場合にも反射光強度が低いため、上記の方法ではこれらの距離データも除去されてしまうという問題があった。 Distance data output from distance measuring devices that use laser light, such as LIDAR, generally contains noise that erroneously indicates distance even when no target is present. In such cases, a common method is to remove the noise if the reflected light intensity of the laser light is lower than a predetermined value. However, when the laser light is irradiated onto a distant object or a black object, the reflected light intensity is also low, so the above method has the problem of removing this distance data as well.
本発明の解決しようとする課題としては、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、距離が計測された計測点においてノイズの存在を好適に判定することが可能な情報処理装置、制御方法、プログラム及びプログラムを記憶した記憶媒体を提供することを主な目的とする。 The above is one example of a problem that the present invention aims to solve. The main objective of the present invention is to provide an information processing device, a control method, a program, and a storage medium storing the program that can appropriately determine the presence of noise at a measurement point where a distance is measured.
請求項に記載の発明は、情報処理装置であって、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す計測点であって、所定範囲内の距離を示す計測点が少なくとも除外された複数の計測点について、第1距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与部と、前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第2距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化部と、グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定部と、を有する。 The invention described in the claims is an information processing device having an assignment unit that assigns a flag to a measurement point for which there is another measurement point within a first distance difference, for a plurality of measurement points acquired for each frame, each of which indicates a distance from a reference point, excluding at least measurement points indicating distances within a predetermined range; a grouping unit that performs grouping of the measurement points to which the flag has been assigned into measurement point groups in which the distance difference between the measurement points is within a second distance difference; and a determination unit that performs, for each group, a determination as to whether the measurement points to which the flag has been assigned are noise or not, based on the number of measurement points in each group.
また、請求項に記載の発明は、情報処理装置が実行する制御方法であって、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す計測点であって、所定範囲内の距離を示す計測点が少なくとも除外された複数の計測点について、第1距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与工程と、前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第2距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化工程と、グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定工程と、を有する。 The invention described in the claims is a control method executed by an information processing device, and includes an assignment step of assigning a flag to a plurality of measurement points, each of which indicates a distance from a reference point and which are acquired for each frame, excluding at least measurement points indicating distances within a predetermined range, for which there are other measurement points with a distance difference within a first distance; a grouping step of grouping the measurement points with the flag assigned into groups of measurement points with a distance difference within a second distance difference; and a determination step of determining for each group whether the measurement points with the flag assigned are noise or not, based on the number of measurement points in each group.
また、請求項に記載の発明は、プログラムであって、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す計測点であって、所定範囲内の距離を示す計測点が少なくとも除外された複数の計測点について、第1距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与部と、前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第2距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化部と、グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定部としてコンピュータを機能させる。 The invention described in the claims is a program that causes a computer to function as an assignment unit that assigns a flag to a measurement point where there is another measurement point within a first distance difference for a plurality of measurement points acquired for each frame, each of which indicates a distance from a reference point, excluding at least measurement points that indicate distances within a predetermined range; a grouping unit that performs grouping of the measurement points to which the flag has been assigned into groups of measurement points whose distance difference between the measurement points is within a second distance difference; and a determination unit that performs, for each group, a determination as to whether the measurement points to which the flag has been assigned are noise or not, based on the number of measurement points in each group.
本発明の好適な実施形態では、情報処理装置は、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、第1距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与部と、前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第2距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化部と、グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定部と、を有する。「基準点」は、情報処理装置の位置であってもよく、距離を計測する装置と情報処理装置とが別体である場合には、距離を計測する装置の位置であってもよく、情報処理装置を搭載する移動体の位置であってもよい。 In a preferred embodiment of the present invention, the information processing device has an assignment unit that assigns a flag to a measurement point that has other measurement points within a first distance difference for a plurality of measurement points acquired for each frame, each of which indicates a distance from a reference point; a grouping unit that performs grouping of the flagged measurement points into measurement point groups in which the distance difference between the measurement points is within a second distance difference; and a determination unit that performs, for each group, a determination as to whether the flagged measurement point is noise or not, based on the number of measurement points in each group. The "reference point" may be the position of the information processing device, or, if the device that measures the distance is separate from the information processing device, may be the position of the device that measures the distance, or may be the position of a moving body that carries the information processing device.
一般に、物体は空間的な広がりを有するため、物体に対する計測点は、近似した距離を示す塊(計測点群)を形成する。そして、ノイズにより生成された計測点の場合には、上記の塊を形成する場合であっても、形成する個数が少ない。以上を勘案し、情報処理装置は、第1距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、計測点間の距離差が第2距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行い、グループ毎の計測点の個数に基づき計測点のノイズ判定をグループ毎に行う。これにより、情報処理装置は、ノイズとなる計測点を的確に判定することができる。 Generally, since an object has a spatial extent, the measurement points on the object form a cluster (a measurement point cloud) that indicates similar distances. In the case of measurement points generated by noise, even if the above-mentioned cluster is formed, the number of clusters formed is small. Taking the above into consideration, the information processing device groups measurement points that have other measurement points within the first distance difference into measurement point clusters where the distance difference between the measurement points is within the second distance difference, and performs noise judgment for each group of measurement points based on the number of measurement points in each group. This allows the information processing device to accurately judge which measurement points are noise.
上記情報処理装置の一態様では、前記付与部は、前記複数の計測点のうち、前記基準点からの計測方向が近似するいずれかの計測点が示す距離との距離差が前記第1距離以内となる計測点に対し、前記フラグを付与する。この態様により、情報処理装置は、孤立点でない計測点に対してフラグを付与し、グループ化の対象として好適に定めることができる。 In one aspect of the information processing device, the assigning unit assigns the flag to a measurement point among the plurality of measurement points, the measurement point having a distance difference within the first distance from a distance indicated by any measurement point having a measurement direction from the reference point that is close to the first distance. With this aspect, the information processing device can assign a flag to a measurement point that is not an isolated point, and appropriately determine the measurement point as a target for grouping.
上記情報処理装置の他の一態様では、情報処理装置は、前記基準点からの距離又は反射光強度の少なくとも一方が計測される計測点のうち、複数フレーム間での距離の分散又は反射強度が所定値未満となる計測点を、時間的安定点として検出する時間的安定点検出部をさらに有し、前記グループ化部は、前記フラグが付与された計測点及び前記時間的安定点に対し、計測点間の距離差が前記第2距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行う。時間的に安定して計測される計測点である時間的安定点は、実際の物体の距離を示す計測点であると推定される。よって、情報処理装置は、このような時間的安定点を含めてグループ化を行い、グループ毎の計測点の個数に基づき計測点のノイズ判定をグループ毎に行うことで、ノイズとなる計測点をより的確に判定することができる。 In another aspect of the information processing device, the information processing device further includes a time-stable point detection unit that detects, as a time-stable point, a measurement point where at least one of the distance from the reference point or the reflected light intensity is measured, where the variance of the distance between multiple frames or the reflected intensity is less than a predetermined value, and the grouping unit performs grouping for the measurement points to which the flag is assigned and the time-stable points, for each measurement point group where the distance difference between the measurement points is within the second distance difference. The time-stable points, which are measurement points measured stably in time, are presumed to be measurement points that indicate the actual distance of an object. Therefore, the information processing device performs grouping including such time-stable points, and performs noise judgment for each group of the measurement points based on the number of measurement points in each group, thereby more accurately determining which measurement points are noise.
上記情報処理装置の他の一態様では、前記付与部は、前記基準点からの距離が計測される計測点のうち、前記時間的安定点と、所定範囲内の距離を示す計測点とを除く複数の計測点について、前記第1距離以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、前記フラグを付与する。上述の「所定範囲」は、例えば、正確に計測をすることができない距離の範囲、及び、ノイズが発生しない距離の範囲を指す。情報処理装置は、時間的安定点と、所定範囲内の距離を示す計測点とを除いた計測点に対してフラグを付与することで、ノイズであるか否かが既に判明している計測点を、ノイズであるか否かの判定対象から除外することができる。 In another aspect of the information processing device, the assigning unit assigns the flag to a measurement point where there is another measurement point within the first distance, for a plurality of measurement points, excluding the temporally stable point and the measurement point showing a distance within a predetermined range, among the measurement points at which the distance from the reference point is measured. The above-mentioned "predetermined range" refers to, for example, a range of distances where accurate measurement is not possible and a range of distances where noise does not occur. By assigning a flag to measurement points excluding the temporally stable point and the measurement point showing a distance within a predetermined range, the information processing device can exclude measurement points for which it has already been determined whether they are noise or not from the targets for determining whether they are noise or not.
上記情報処理装置の他の一態様では、前記時間的安定点検出部は、前記情報処理装置が搭載される移動体の速度に基づき、前記フレーム毎の計測点の対応関係を特定し、対応する計測点毎に前記距離又は反射光強度の少なくとも一方の分散を算出する。この態様により、情報処理装置は、移動中に計測を行う場合であっても、時間的安定点を的確に検出することができる。 In another aspect of the information processing device, the time-stable point detection unit identifies the correspondence between the measurement points for each frame based on the speed of the moving object on which the information processing device is mounted, and calculates the variance of at least one of the distance or reflected light intensity for each corresponding measurement point. With this aspect, the information processing device can accurately detect the time-stable point even when the measurement is performed while moving.
上記情報処理装置の他の一態様では、前記グループ化部は、前記基準点からの計測方向が近似し、かつ、距離の差が前記第2距離差以内となる計測点の組み合わせを、同一グループに分類する処理を、前記フラグが付与された各計測点に対して実行する。この態様により、情報処理装置は、計測点間の距離差が第2距離差以内となる計測点群毎に的確にグループ分けを行うことができる。 In another aspect of the information processing device, the grouping unit executes a process for each measurement point to which the flag is assigned, in which a combination of measurement points whose measurement directions from the reference point are similar and whose distance difference is within the second distance difference is classified into the same group. With this aspect, the information processing device can accurately group each group of measurement points whose distance difference between the measurement points is within the second distance difference.
上記情報処理装置の他の一態様では、情報処理装置は、角度を変えながら射出されるパルス光の各々の射出後に検出される反射光強度が最大となるタイミングに基づき算出される前記基準点からの距離を、前記パルス光の射出方向と対応付けた点群情報を生成する点群情報生成部と、前記判定部が前記ノイズであると判定した計測点に対応する前記射出方向における距離の情報を前記点群情報から除去したノイズ除去点群情報を出力する出力部と、をさらに有する。この態様により、情報処理装置は、計測点毎の距離を示した点群情報から、ノイズにより計測された距離の情報を好適に除去することができる。 In another aspect of the information processing device, the information processing device further includes a point cloud information generating unit that generates point cloud information in which the distance from the reference point, calculated based on the timing at which the reflected light intensity detected after each emission of the pulsed light while changing the angle, is associated with the emission direction of the pulsed light, and an output unit that outputs noise-removed point cloud information in which distance information in the emission direction corresponding to the measurement points determined by the determination unit to be noise is removed from the point cloud information. With this aspect, the information processing device can suitably remove information on the distance measured due to noise from the point cloud information indicating the distance for each measurement point.
上記情報処理装置の他の一態様では、前記グループ化部は、複数の計測装置により夫々計測された複数の計測点について、前記計測装置の各々の位置及び姿勢の情報に基づき、前記計測装置の各々の計測範囲の境界において隣接して存在すると判定される計測点を、同一グループとして前記グループ分けを行う。この態様により、情報処理装置は、複数の計測装置の計測範囲の境界に物体が存在する場合であっても、物体の計測点をノイズと判定することを好適に防ぐことができる。 In another aspect of the information processing device, the grouping unit performs the grouping for a plurality of measurement points measured by a plurality of measuring devices, by grouping measurement points that are determined to be adjacent to each other on the boundary of the measurement ranges of the measuring devices based on the position and orientation information of each of the measuring devices into the same group. With this aspect, the information processing device can preferably prevent the measurement points of an object from being determined to be noise, even if an object is present on the boundary of the measurement ranges of the plurality of measuring devices.
本発明の他の好適な実施形態では、情報処理装置が実行する制御方法であって、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、第1距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与工程と、前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第2距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化工程と、グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定工程と、を有する。情報処理装置は、この制御方法を実行することで、ノイズとなる計測点を的確に判定することができる。 In another preferred embodiment of the present invention, a control method executed by an information processing device includes an assignment step of assigning a flag to a plurality of measurement points acquired for each frame, each of which indicates a distance from a reference point, for which there are other measurement points within a first distance difference; a grouping step of grouping the flagged measurement points into groups of measurement points whose distance difference between the measurement points is within a second distance difference; and a determination step of determining for each group whether the flagged measurement points are noise or not, based on the number of measurement points in each group. By executing this control method, the information processing device can accurately determine which measurement points are noise.
本発明の他の好適な実施形態では、プログラムは、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、第1距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与部と、前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第2距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化部と、グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定部としてコンピュータを機能させる。コンピュータは、このプログラムを実行することで、ノイズとなる計測点を的確に判定することができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。 In another preferred embodiment of the present invention, the program causes the computer to function as an assignment unit that assigns a flag to a measurement point where there is another measurement point within a first distance difference for a plurality of measurement points acquired for each frame, each of which indicates a distance from a reference point; a grouping unit that performs grouping of the flagged measurement points into groups of measurement points where the distance difference between the measurement points is within a second distance difference; and a determination unit that determines for each group whether the flagged measurement points are noise or not based on the number of measurement points in each group. By executing this program, the computer can accurately determine which measurement points are noise. Preferably, the program is stored in a storage medium.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。 Below, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[装置構成]
図1は、本実施例に係るライダ100の概略構成を示す。ライダ100は、例えば、自動運転などの運転支援を行う車両に搭載される。ライダ100は、水平方向および垂直方向の所定の角度範囲に対してレーザ光(「照射光」とも呼ぶ。)を照射し、当該照射光が物体に反射されて戻った光(「反射光」とも呼ぶ。)を受光することで、ライダ100から物体までの距離を離散的に測定し、当該物体の3次元位置を示す点群情報を生成する。さらに、ライダ100は、点群情報において物体を誤検知することで生成されたデータ(所謂誤警報データ)を好適に除去した点群情報(「ノイズ除去点群情報」とも呼ぶ。)を生成及び出力する。
[Device configuration]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a lidar 100 according to this embodiment. The lidar 100 is mounted on a vehicle that performs driving assistance such as automatic driving, for example. The lidar 100 irradiates a laser light (also called "irradiation light") in a predetermined angular range in the horizontal and vertical directions, and receives light (also called "reflected light") that is reflected by an object and returns, thereby discretely measuring the distance from the lidar 100 to the object and generating point cloud information indicating the three-dimensional position of the object. Furthermore, the lidar 100 generates and outputs point cloud information (also called "noise-removed point cloud information") in which data generated by erroneously detecting an object in the point cloud information (so-called false alarm data) is suitably removed.
図1に示すように、ライダ100は、主に、送信部1と、受信部2と、ビームスプリッタ3と、スキャナ5と、ピエゾセンサ6と、制御部7と、メモリ8と、を有する。 As shown in FIG. 1, the lidar 100 mainly includes a transmitter 1, a receiver 2, a beam splitter 3, a scanner 5, a piezoelectric sensor 6, a control unit 7, and a memory 8.
送信部1は、パルス状の照射光をビームスプリッタ3に向けて出射する光源である。送信部1は、例えば、赤外線レーザ発光素子を含む。送信部1は、制御部7から供給される駆動信号「S1」に基づき駆動する。 The transmitter 1 is a light source that emits pulsed irradiation light toward the beam splitter 3. The transmitter 1 includes, for example, an infrared laser light-emitting element. The transmitter 1 is driven based on a drive signal "S1" supplied from the control unit 7.
受信部2は、例えばアバランシェフォトダイオード(Avalanche PhotoDiode)であり、受光した光量に対応する検出信号「S2」を生成し、生成した検出信号S2を制御部7へ供給する。 The receiver 2 is, for example, an avalanche photodiode, generates a detection signal "S2" corresponding to the amount of light received, and supplies the generated detection signal S2 to the controller 7.
ビームスプリッタ3は、送信部1から射出されるパルス状の照射光を透過する。また、ビームスプリッタ3は、スキャナ5によって反射された反射光を、受信部2に向けて反射する。 The beam splitter 3 transmits the pulsed irradiation light emitted from the transmitter 1. The beam splitter 3 also reflects the light reflected by the scanner 5 toward the receiver 2.
スキャナ5は、例えば静電駆動方式のミラー(MEMSミラー)であり、制御部7から供給される駆動信号「S3」に基づき、傾き(即ち光走査の角度)が所定の範囲内で変化する。そして、スキャナ5は、ビームスプリッタ3を透過した照射光をライダ100の外部へ向けて反射すると共に、ライダ100の外部から入射する反射光をビームスプリッタ3へ向けて反射する。また、ライダ100の計測範囲内において照射光が照射される点を「計測点」とも呼ぶ。さらに、物体を誤検知することで生成されたデータに対応する計測点を「ノイズ発生点」と呼び、実在する物体を検知することで生成されたデータに対応する計測点を「有効点」とも呼ぶ。 The scanner 5 is, for example, an electrostatically driven mirror (MEMS mirror), and the inclination (i.e., the angle of the optical scanning) changes within a predetermined range based on the drive signal "S3" supplied from the control unit 7. The scanner 5 reflects the irradiated light that has passed through the beam splitter 3 toward the outside of the lidar 100, and also reflects the reflected light that is incident from the outside of the lidar 100 toward the beam splitter 3. In addition, the points on which the irradiated light is irradiated within the measurement range of the lidar 100 are also called "measurement points". Furthermore, the measurement points that correspond to data generated by erroneously detecting an object are called "noise generation points", and the measurement points that correspond to data generated by detecting an actual object are also called "effective points".
また、スキャナ5には、ピエゾセンサ6が設けられている。ピエゾセンサ6は、スキャナ5のミラー部を支持するトーションバーの応力により生じる歪みを検出する。ピエゾセンサ6は、生成した検出信号「S4」を、制御部7へ供給する。検出信号S4は、スキャナ5の向きの検出に用いられる。 The scanner 5 is also provided with a piezoelectric sensor 6. The piezoelectric sensor 6 detects distortion caused by stress in a torsion bar that supports the mirror portion of the scanner 5. The piezoelectric sensor 6 supplies the generated detection signal "S4" to the control unit 7. The detection signal S4 is used to detect the orientation of the scanner 5.
メモリ8は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリなどの各種のメモリにより構成される。メモリ8は、制御部7が所定の処理を実行するために必要なプログラムを記憶する。また、メモリ8は、制御部7により参照される第1パラメータ群81と、第2パラメータ群82とを記憶している。第1パラメータ群81及び第2パラメータ群82の詳細については後述する。また、メモリ8には、生成された最新の所定フレーム数分の点群情報が記憶される。これらの点群情報は、処理対象中の点群情報に対するノイズ除去処理の際に参照される。 The memory 8 is composed of various types of memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a flash memory. The memory 8 stores programs necessary for the control unit 7 to execute a predetermined process. The memory 8 also stores a first parameter group 81 and a second parameter group 82 referenced by the control unit 7. Details of the first parameter group 81 and the second parameter group 82 will be described later. The memory 8 also stores point cloud information for a predetermined number of the most recent frames that have been generated. These pieces of point cloud information are referenced when noise removal processing is performed on the point cloud information being processed.
制御部7は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)などのプロセッサを含む。制御部7は、メモリ8に記憶されたプログラムを実行することで、所定の処理を実行する。制御部7は、プログラムを実行するコンピュータの一例である。 The control unit 7 includes a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit). The control unit 7 executes a program stored in the memory 8 to perform a predetermined process. The control unit 7 is an example of a computer that executes a program.
制御部7は、機能的には、送信駆動ブロック70と、スキャナ駆動ブロック71と、点群情報生成ブロック72と、時間的安定点検出ブロック73と、空間的安定点検出ブロック74と、出力ブロック75と、を有する。 The control unit 7 functionally has a transmission drive block 70, a scanner drive block 71, a point cloud information generation block 72, a temporally stable point detection block 73, a spatially stable point detection block 74, and an output block 75.
送信駆動ブロック70は、送信部1を駆動する駆動信号S1を出力する。駆動信号S1は、送信部1に含まれるレーザ発光素子の発光時間と、当該レーザ発光素子の発光強度を制御するための情報を含む。送信駆動ブロック70は、駆動信号S1に基づき、送信部1に含まれるレーザ発光素子の発光強度を制御する。 The transmission drive block 70 outputs a drive signal S1 that drives the transmission unit 1. The drive signal S1 includes information for controlling the emission time of the laser light-emitting element included in the transmission unit 1 and the emission intensity of the laser light-emitting element. The transmission drive block 70 controls the emission intensity of the laser light-emitting element included in the transmission unit 1 based on the drive signal S1.
スキャナ駆動ブロック71は、スキャナ5を駆動するための駆動信号S3を出力する。この駆動信号S3は、スキャナ5の共振周波数に対応する水平駆動信号と、垂直走査するための垂直駆動信号と、を含む。また、スキャナ駆動ブロック71は、ピエゾセンサ6から出力される検出信号S4を監視することで、スキャナ5の走査角度(すなわち照射光の射出方向)を検出する。照射光の射出方向は、本発明における「基準点からの計測方向」の一例である。 The scanner driving block 71 outputs a driving signal S3 for driving the scanner 5. This driving signal S3 includes a horizontal driving signal corresponding to the resonant frequency of the scanner 5 and a vertical driving signal for vertical scanning. The scanner driving block 71 also detects the scanning angle of the scanner 5 (i.e., the emission direction of the irradiation light) by monitoring the detection signal S4 output from the piezoelectric sensor 6. The emission direction of the irradiation light is an example of the "measurement direction from the reference point" in this invention.
点群情報生成ブロック72は、受信部2から供給される検出信号S2に基づき、ライダ100を基準点として、照射光が照射された物体までの距離と方向とを計測点毎に示した点群情報を生成する。この場合、点群情報生成ブロック72は、照射光を射出してから受信部2が反射光を検出するまでの時間を、光の飛行時間(Time of Flight)として算出する。そして、点群情報生成ブロック72は、算出した飛行時間に応じた距離と、受信部2が受信した反射光に対応する照射光の照射方向とを計測点毎に示す点群情報を生成し、生成した点群情報を時間的安定点検出ブロック73に供給する。以後では、全計測点に対する1回分の走査により得られる点群情報を、1フレーム分の点群情報とする。また、点群情報生成ブロック72は、生成した最新の所定フレーム数分の点群情報を、メモリ8に記憶する。点群情報生成ブロック72は、本発明における「点群情報生成部」の一例である。 Based on the detection signal S2 supplied from the receiving unit 2, the point cloud information generation block 72 generates point cloud information indicating the distance and direction to the object irradiated with the irradiation light for each measurement point, with the lidar 100 as the reference point. In this case, the point cloud information generation block 72 calculates the time from when the irradiation light is emitted until the receiving unit 2 detects the reflected light as the flight time of light. Then, the point cloud information generation block 72 generates point cloud information indicating the distance according to the calculated flight time and the irradiation direction of the irradiation light corresponding to the reflected light received by the receiving unit 2 for each measurement point, and supplies the generated point cloud information to the time-stable point detection block 73. Hereinafter, the point cloud information obtained by one scan of all measurement points is regarded as point cloud information for one frame. In addition, the point cloud information generation block 72 stores the generated point cloud information for the latest predetermined number of frames in the memory 8. The point cloud information generation block 72 is an example of the "point cloud information generation unit" in the present invention.
なお、点群情報は、計測点を画素とし、各計測点が示す距離を画素値とする画像とみなすことができる。この場合、各計測点は、縦方向の並びにおいて仰俯角における照射光の照射方向が異なり、横方向の並びにおいて水平角における照射光の照射方向が異なる。 The point cloud information can be considered as an image in which the measurement points are pixels and the distance indicated by each measurement point is the pixel value. In this case, the irradiation direction of the light at the elevation and depression angles of each measurement point differs when arranged vertically, and the irradiation direction of the light at the horizontal angle differs when arranged horizontally.
時間的安定点検出ブロック73は、点群情報生成ブロック72から供給される点群情報に基づき、時系列においてばらつきが少ない距離が計測される計測点(「時間的安定点Pt」とも呼ぶ。)を検出する。そして、時間的安定点検出ブロック73は、時間的安定点Ptに関する判定結果を示すフラグ(「第1有効点フラグF1」とも呼ぶ。)を計測点毎に関連付けた点群情報を、空間的安定点検出ブロック74へ供給する。なお、時間的安定点Ptは、時間的にばらついて発生するノイズ発生点とは異なり、時系列において安定して距離が計測できている計測点となる。よって、制御部7は、時間的安定点Ptを、実際に物体を計測している有効点とみなす。時間的安定点検出ブロック73は、本発明における「時間的安定点検出部」の一例である。 Based on the point cloud information supplied from the point cloud information generation block 72, the time-stable point detection block 73 detects measurement points (also called "time-stable points Pt") at which distances with little variation in time series are measured. The time-stable point detection block 73 then supplies the point cloud information in which a flag (also called "first valid point flag F1") indicating the judgment result regarding the time-stable point Pt is associated with each measurement point to the spatially stable point detection block 74. The time-stable point Pt is different from a noise generation point that occurs with temporal variation, and is a measurement point where the distance can be measured stably in the time series. Therefore, the control unit 7 regards the time-stable point Pt as a valid point where an object is actually measured. The time-stable point detection block 73 is an example of a "time-stable point detection unit" in this invention.
空間的安定点検出ブロック74は、時間的安定点検出ブロック73から供給される、第1有効点フラグF1が付加された1フレーム分の点群情報に基づき、空間的に安定して距離が計測された計測点(「空間的安定点Ps」とも呼ぶ。)を検出する。空間的安定点Psは、計測点間の距離差が小さい計測点群を構成する計測点である。そして、空間的安定点検出ブロック74は、空間的安定点Psに関する判定結果を示すフラグ(「第2有効点フラグF2」とも呼ぶ。)を第1有効点フラグF1と共に計測点毎に関連付けた点群情報を、出力ブロック75へ供給する。なお、空間的安定点Psは、空間的にばらついて発生するノイズ発生点とは異なり、空間的に安定して物体を計測できた計測点となる。よって、制御部7は、空間的安定点Psを、実際に物体を計測している有効点であるとみなす。空間的安定点検出ブロック74は、本発明における「付与部」、「グループ化部」、及び「判定部」の一例である。 The spatially stable point detection block 74 detects measurement points (also called "spatially stable points Ps") whose distances are measured in a spatially stable manner based on the point cloud information for one frame to which the first effective point flag F1 is added, which is supplied from the temporally stable point detection block 73. The spatially stable points Ps are measurement points that constitute a measurement point cloud in which the distance difference between the measurement points is small. The spatially stable point detection block 74 then supplies to the output block 75 point cloud information in which a flag (also called "second effective point flag F2") indicating the judgment result regarding the spatially stable points Ps is associated with the first effective point flag F1 for each measurement point. The spatially stable points Ps are measurement points where an object can be measured in a spatially stable manner, unlike noise generation points that occur with spatial variation. Therefore, the control unit 7 considers the spatially stable points Ps to be effective points that actually measure the object. The spatially stable point detection block 74 is an example of the "assignment unit", "grouping unit", and "judgment unit" in this invention.
出力ブロック75は、空間的安定点検出ブロック74から供給される、第1有効点フラグF1及び第2有効点フラグF2が計測点毎に関連付けられた点群情報に基づき、ノイズ発生点を判定する。そして、出力ブロック75は、ノイズ発生点に対応するデータを除去した点群情報を、ノイズ除去点群情報「S5」として生成する。そして、出力ブロック75は、生成したノイズ除去点群情報S5を、車両の自動運転などの運転支援を制御する装置(「運転支援装置」とも呼ぶ。)に出力する。この場合、運転支援装置は、例えば、車両のECU(Electronic Control Unit)であってもよく、車両と電気的に接続したカーナビゲーション機器などの車載装置であってもよい。出力ブロック75は、本発明における「出力部」の一例である。 The output block 75 determines the noise generation point based on the point cloud information in which the first valid point flag F1 and the second valid point flag F2 are associated with each measurement point, which is supplied from the spatially stable point detection block 74. The output block 75 then generates point cloud information from which data corresponding to the noise generation point has been removed as noise-removed point cloud information "S5". The output block 75 then outputs the generated noise-removed point cloud information S5 to a device that controls driving assistance such as automatic driving of the vehicle (also called a "driving assistance device"). In this case, the driving assistance device may be, for example, the ECU (Electronic Control Unit) of the vehicle, or an in-vehicle device such as a car navigation device electrically connected to the vehicle. The output block 75 is an example of an "output unit" in the present invention.
図2(A)は、メモリ8に記憶される第1パラメータ群81のデータ構造の一例を示す。また、図2(B)は、メモリ8に記憶される第2パラメータ群82のデータ構造の一例を示す。第1パラメータ群81は、時間的安定点検出ブロック73により参照されるパラメータ群であり、測距最低距離「Dth1」と、安定測距距離「Dth2」と、計算フレーム数「Nf」と、有効分散閾値「Vth」とを含む。また、第2パラメータ群82は、空間的安定点検出ブロック74により参照されるパラメータ群であり、候補判定閾値「dDth1」と、塊判定距離閾値「dDth2」と、塊判定点数閾値「Ngth」とを含む。 2(A) shows an example of the data structure of the first parameter group 81 stored in the memory 8. FIG. 2(B) shows an example of the data structure of the second parameter group 82 stored in the memory 8. The first parameter group 81 is a parameter group referenced by the temporal stable point detection block 73, and includes the minimum ranging distance "Dth1", the stable ranging distance "Dth2", the number of calculation frames "Nf", and the effective variance threshold "Vth". The second parameter group 82 is a parameter group referenced by the spatial stable point detection block 74, and includes the candidate determination threshold "dDth1", the clump determination distance threshold "dDth2", and the clump determination score threshold "Ngth".
測距最低距離Dth1は、測距の対象となる最低距離を示す閾値である。時間的安定点検出ブロック73は、測距最低距離Dth1未満の距離を示す計測点については、正確な距離が計測できないと判定し、時間的安定点Pt又は空間的安定点Psのいずれにも該当しないノイズ発生点であると判定する。 The minimum measurement distance Dth1 is a threshold value indicating the minimum distance to be measured. For measurement points indicating distances less than the minimum measurement distance Dth1, the temporally stable point detection block 73 determines that an accurate distance cannot be measured, and determines that the measurement points are noise generation points that do not correspond to either the temporally stable points Pt or the spatially stable points Ps.
安定測距距離Dth2は、ノイズが発生せずに安定的に測距が可能な距離の上限値を示す閾値である。時間的安定点検出ブロック73は、例えば、測距最低距離Dth1以上安定測距距離Dth2以下の距離を示す計測点については、有効点であるとみなす。なお、第1パラメータ群81は、安定測距距離Dth2に加えて、ノイズが発生せずに安定的に測距が可能な距離の下限値を示すパラメータを含んでもよい。測距最低距離Dth1により特定される測距対象外の距離範囲、及び、安定測距距離Dth2により特定される、ノイズが発生せずに安定的な測距が可能な距離の範囲は、本発明における「所定範囲」の一例である。 The stable measurement distance Dth2 is a threshold value indicating the upper limit of the distance at which stable measurement is possible without generating noise. The temporally stable point detection block 73 considers, for example, a measurement point indicating a distance between the minimum measurement distance Dth1 and the stable measurement distance Dth2 to be a valid point. In addition to the stable measurement distance Dth2, the first parameter group 81 may include a parameter indicating the lower limit of the distance at which stable measurement is possible without generating noise. The distance range outside the measurement range specified by the minimum measurement distance Dth1 and the distance range at which stable measurement is possible without generating noise, specified by the stable measurement distance Dth2, are examples of the "predetermined range" in this invention.
計算フレーム数Nfは、計測点毎に時間的な距離のばらつきを示す分散値(「距離分散V」とも呼ぶ。)を算出する際に時間的安定点検出ブロック73が参照するフレーム数を示す。計算フレーム数Nfの用途の詳細は後述する。 The number of calculation frames Nf indicates the number of frames that the time-stable point detection block 73 refers to when calculating the variance value (also called "distance variance V") that indicates the temporal variation in distance for each measurement point. The use of the number of calculation frames Nf will be described in detail later.
有効分散閾値Vthは、対象の計測点が時間的安定点Ptに該当するかを距離分散Vに基づき判定するための閾値である。時間的安定点検出ブロック73は、距離分散Vが有効分散閾値Vth未満の場合に、対象の計測点が時間的安定点Ptであると判定する。一方、時間的安定点検出ブロック73は、距離分散Vが有効分散閾値Vth以上となる計測点については、時間的安定点Ptではないとみなす。距離分散Vに基づき時間的安定点Ptではないとみなされた計測点は、空間的安定点Psの候補となる計測点(「第1候補点」とも呼ぶ。)として、空間的安定点検出ブロック74によって空間的安定点Psであるか否かの判定が行われる。有効分散閾値Vthは、本発明における「所定値」の一例である。 The effective variance threshold Vth is a threshold for determining whether the target measurement point corresponds to a time stable point Pt based on the distance variance V. The time stable point detection block 73 determines that the target measurement point is a time stable point Pt when the distance variance V is less than the effective variance threshold Vth. On the other hand, the time stable point detection block 73 considers a measurement point whose distance variance V is equal to or greater than the effective variance threshold Vth to not be a time stable point Pt. A measurement point that is not considered to be a time stable point Pt based on the distance variance V is a candidate measurement point for a spatial stable point Ps (also called a "first candidate point"), and the spatial stable point detection block 74 determines whether it is a spatial stable point Ps. The effective variance threshold Vth is an example of a "predetermined value" in the present invention.
候補判定閾値dDth1は、第1候補点が周囲の計測点(「周囲点」とも呼ぶ。)と距離的に孤立している孤立点であるか否かを判定するための閾値である。言い換えると、候補判定閾値dDth1は、第1候補点について、周囲点との距離が近似するか否かを空間的安定点検出ブロック74が判定するための閾値である。ここで、周囲点は、ライダ100からの計測方向が対象の計測点と近似する計測点を指す。言い換えると、計測点を照射光が照射される仮想平面上に投影した場合に対象の計測点と隣接する計測点を指す。さらに言い換えると、周囲点は、点群情報を画像とみなし、計測点を画像中の画素とみなした場合、対象の計測点に対応する画素と縦及び横において隣接する(例えば所定画素数内に存在する)画素に対応する計測点を指す。 The candidate determination threshold dDth1 is a threshold for determining whether the first candidate point is an isolated point that is isolated in distance from the surrounding measurement points (also called "peripheral points"). In other words, the candidate determination threshold dDth1 is a threshold for the spatially stable point detection block 74 to determine whether the distance between the first candidate point and the peripheral points is similar. Here, the peripheral points refer to measurement points whose measurement direction from the lidar 100 is similar to that of the target measurement point. In other words, the peripheral points refer to measurement points that are adjacent to the target measurement point when the measurement points are projected onto a virtual plane on which the illumination light is irradiated. In further words, the peripheral points refer to measurement points that correspond to pixels that are adjacent (for example, within a predetermined number of pixels) vertically and horizontally to the pixel corresponding to the target measurement point when the point cloud information is regarded as an image and the measurement points are regarded as pixels in the image.
そして、孤立点でないとみなされた第1候補点(「第2候補点」とも呼ぶ。)は、後述の塊判定距離閾値dDth2及び塊判定点数閾値Ngthを用いてさらに空間的安定点Psであるか否かの判定が行われる。候補判定閾値dDth1は、本発明における「第1距離差」の一例である。 Then, the first candidate point (also called the "second candidate point") that is not considered to be an isolated point is further judged as to whether it is a spatially stable point Ps using the clump determination distance threshold dDth2 and the clump determination score threshold Ngth described below. The candidate determination threshold dDth1 is an example of the "first distance difference" in the present invention.
塊判定距離閾値dDth2は、同一の塊(クラスタ)を形成しているか否かを、ライダ100からの計測方向が近似する計測点間の距離差に基づき判定するための閾値である。塊判定距離閾値dDth2は、本発明における「第2距離差」の一例である。塊判定点数閾値Ngthは、塊ごとにグループ化された計測点のグループ毎の数(「グループ計測点数Ng」とも呼ぶ。)により、第2候補点がノイズ発生点か否かをグループ毎に判定するための閾値である。 The clump determination distance threshold dDth2 is a threshold for determining whether or not the same clump (cluster) is formed based on the distance difference between measurement points whose measurement directions from the lidar 100 are similar. The clump determination distance threshold dDth2 is an example of the "second distance difference" in the present invention. The clump determination point number threshold Ngth is a threshold for determining whether or not the second candidate point is a noise generation point for each group based on the number of measurement points grouped into clumps (also called "group measurement point number Ng").
[時間的安定点検出処理]
まず、時間的安定点検出ブロック73による時間的安定点Ptの検出処理について説明する。
[Temporal Stable Point Detection Processing]
First, the process of detecting the time-stable point Pt by the time-stable point detection block 73 will be described.
図3は、時間的安定点Ptの検出処理の手順を示すフローチャートの一例である。時間的安定点検出ブロック73は、図3に示す処理を、繰り返し実行する。ここでは、一例として、時間的安定点検出ブロック73は、時間的安定点Ptとなる計測点に対して「1」の第1有効点フラグF1を付し、空間的安定点Psの第1候補点となる計測点に対して「2」の第1有効点フラグF1を付し、それ以外の計測点に対して「0」の第1有効点フラグF1を付す処理を行う。 Figure 3 is an example of a flowchart showing the procedure for the process of detecting a temporally stable point Pt. The temporally stable point detection block 73 repeatedly executes the process shown in Figure 3. Here, as an example, the temporally stable point detection block 73 performs a process of assigning a first valid point flag F1 of "1" to a measurement point that is a temporally stable point Pt, assigning a first valid point flag F1 of "2" to a measurement point that is a first candidate point for a spatially stable point Ps, and assigning a first valid point flag F1 of "0" to the other measurement points.
まず、時間的安定点検出ブロック73は、処理の対象となる計測点の第1有効点フラグF1の初期値を、無効であることを示す「0」に設定する(ステップS11)。そして、時間的安定点検出ブロック73は、対象の計測点に対応する距離が測距最低距離Dth1以上であるか否か判定する(ステップS12)。そして、時間的安定点検出ブロック73は、対象の計測点に対応する距離が測距最低距離Dth1未満である場合(ステップS12;No)、対象の計測点の第1有効点フラグF1を「0」のままとする(ステップS13)。即ち、この場合、時間的安定点検出ブロック73は、対象の計測点が有効点ではないとみなし、第1有効点フラグF1を、無効であることを示す「0」のままにする。 First, the time-stable point detection block 73 sets the initial value of the first valid point flag F1 of the measurement point to be processed to "0" indicating that it is invalid (step S11). Then, the time-stable point detection block 73 determines whether the distance corresponding to the target measurement point is equal to or greater than the minimum distance Dth1 (step S12). Then, if the distance corresponding to the target measurement point is less than the minimum distance Dth1 (step S12; No), the time-stable point detection block 73 leaves the first valid point flag F1 of the target measurement point at "0" (step S13). That is, in this case, the time-stable point detection block 73 considers the target measurement point to be not a valid point, and leaves the first valid point flag F1 at "0" indicating that it is invalid.
一方、対象の計測点に対応する距離が測距最低距離Dth1以上である場合(ステップS12;Yes)、時間的安定点検出ブロック73は、処理の対象となる計測点に対応する距離が安定測距距離Dth2を超えるか否か判定する(ステップS14)。そして、時間的安定点検出ブロック73は、処理の対象となる計測点に対応する距離が安定測距距離Dth2以下である場合(ステップS14;No)、対象の計測点の第1有効点フラグF1を、有効であることを示す「1」に設定する(ステップS15)。即ち、この場合、時間的安定点検出ブロック73は、ノイズが発生せずに安定的な測距が可能な距離が計測されたことから、対象の計測点を有効点であるとみなし、対象の計測点に対して有効である旨の第1有効点フラグF1を設定する。 On the other hand, if the distance corresponding to the target measurement point is equal to or greater than the minimum distance Dth1 (step S12; Yes), the time-stable point detection block 73 determines whether the distance corresponding to the measurement point to be processed exceeds the stable measurement distance Dth2 (step S14). If the distance corresponding to the measurement point to be processed is equal to or less than the stable measurement distance Dth2 (step S14; No), the time-stable point detection block 73 sets the first valid point flag F1 of the target measurement point to "1" indicating validity (step S15). That is, in this case, since a distance at which stable distance measurement is possible without noise has been measured, the time-stable point detection block 73 considers the target measurement point to be a valid point and sets the first valid point flag F1 to the effect that the target measurement point is valid.
一方、対象の計測点に対応する距離が安定測距距離Dth2を超える場合(ステップS14;Yes)、時間的安定点検出ブロック73は、対象の計測点が示す距離が、ノイズが発生せずに安定的に測距が可能な距離の範囲から外れていることから、ステップS16以降において、対象の計測点が時間的安定点Ptであるか否かの詳細な判定処理を行う。 On the other hand, if the distance corresponding to the target measurement point exceeds the stable distance measurement distance Dth2 (step S14; Yes), the temporally stable point detection block 73 performs detailed determination processing in steps S16 and onward as to whether the target measurement point is a temporally stable point Pt, since the distance indicated by the target measurement point is outside the range of distances that can be stably measured without generating noise.
この場合、まず、時間的安定点検出ブロック73は、対象の計測点について、第1パラメータ群81に含まれる計算フレーム数Nfを参照し、計算フレーム数Nf分の距離に基づき、距離分散Vを算出する(ステップS16)。この場合、時間的安定点検出ブロック73は、メモリ8に記憶された過去の点群情報(即ち「Nf-1」個分の点群情報)と、現在の点群情報とに基づき、対象の計測点の最新の計算フレーム数Nf分の距離を抽出することで、距離分散Vを算出する。ステップS16の処理の詳細については後述する。 In this case, the temporally stable point detection block 73 first refers to the number of calculation frames Nf included in the first parameter group 81 for the target measurement point, and calculates the distance variance V based on the distance for the number of calculation frames Nf (step S16). In this case, the temporally stable point detection block 73 calculates the distance variance V by extracting the distance for the latest number of calculation frames Nf of the target measurement point based on the past point cloud information (i.e., "Nf-1" pieces of point cloud information) stored in the memory 8 and the current point cloud information. The process of step S16 will be described in detail later.
そして、時間的安定点検出ブロック73は、算出した距離分散Vが有効分散閾値Vth以上であるか否か判定する(ステップS17)。そして、時間的安定点検出ブロック73は、距離分散Vが有効分散閾値Vth未満の場合(ステップS17;No)、対象の計測点の第1有効点フラグF1を、有効であることを示す「1」に設定する(ステップS18)。即ち、この場合、時間的安定点検出ブロック73は、対象の計測点では時間的にばらつきが少ない距離が安定して計測されたことから、対象の計測点を時間的安定点Pt(即ち有効点)であるとみなす。 Then, the time-stable point detection block 73 determines whether the calculated distance variance V is equal to or greater than the effective variance threshold Vth (step S17). If the distance variance V is less than the effective variance threshold Vth (step S17; No), the time-stable point detection block 73 sets the first effective point flag F1 of the target measurement point to "1" indicating that it is effective (step S18). That is, in this case, the time-stable point detection block 73 considers the target measurement point to be a time-stable point Pt (i.e., a valid point) because a distance with little temporal variation was stably measured at the target measurement point.
一方、時間的安定点検出ブロック73は、距離分散Vが有効分散閾値Vth以上である場合(ステップS17;Yes)、対象の計測点の第1有効点フラグF1を「2」に設定する(ステップS19)。即ち、この場合、時間的安定点検出ブロック73は、対象の計測点では時間的にばらつきがある距離が計測されたことから、対象の計測点は少なくとも時間的安定点Ptではないと判定する。そして、時間的安定点検出ブロック73は、対象の計測点の第1有効点フラグF1を、空間的安定点Psの第1候補点であることを示す「2」に設定する。この場合、対象の計測点は、空間的安定点検出ブロック74により空間的安定点Psであるか否かの判定が行われる。 On the other hand, if the distance variance V is equal to or greater than the effective variance threshold Vth (step S17; Yes), the temporal stable point detection block 73 sets the first effective point flag F1 of the target measurement point to "2" (step S19). That is, in this case, the temporal stable point detection block 73 determines that the target measurement point is at least not a temporal stable point Pt because a distance with temporal variation was measured at the target measurement point. Then, the temporal stable point detection block 73 sets the first effective point flag F1 of the target measurement point to "2", which indicates that the target measurement point is the first candidate point for the spatial stable point Ps. In this case, the spatial stable point detection block 74 determines whether the target measurement point is a spatial stable point Ps.
そして、時間的安定点検出ブロック73は、全ての計測点に対してステップS11~ステップS19の処理を実行したか否か判定する(ステップS20)。そして、時間的安定点検出ブロック73は、全ての計測点に対してステップS11~ステップS19の処理を実行していない場合(ステップS20;No)、未処理である1の計測点を次の処理対象の計測点として選定し、ステップS11に処理を戻す。一方、時間的安定点検出ブロック73は、全ての計測点に対してステップS11~ステップS19の処理を実行した場合(ステップS20;Yes)、フローチャートの処理を終了する。その後、時間的安定点検出ブロック73は、再び次のフレームの点群情報が点群情報生成ブロック72から供給された場合に、当該点群情報を対象として図3のフローチャートの処理を実行する。 Then, the temporally stable point detection block 73 judges whether or not the processing of steps S11 to S19 has been performed for all the measurement points (step S20). If the temporally stable point detection block 73 has not performed the processing of steps S11 to S19 for all the measurement points (step S20; No), it selects one unprocessed measurement point as the measurement point to be processed next, and returns to the processing of step S11. On the other hand, if the temporally stable point detection block 73 has performed the processing of steps S11 to S19 for all the measurement points (step S20; Yes), it ends the processing of the flowchart. Thereafter, when point cloud information for the next frame is again supplied from the point cloud information generation block 72, the temporally stable point detection block 73 executes the processing of the flowchart of FIG. 3 for the point cloud information.
ここで、ステップS16における距離分散Vの算出処理について補足説明する。 Here, we provide additional explanation on the calculation process of distance variance V in step S16.
時間的安定点検出ブロック73は、点群情報生成ブロック72が生成した点群情報に基づき、計測点毎に時間的な距離のばらつきを示す距離分散Vを算出する。このとき、時間的安定点検出ブロック73は、第1パラメータ群81に含まれる計算フレーム数Nfを参照し、計算フレーム数Nf分の点群情報に基づき、計測点毎に距離分散Vを算出する。 The time-stable point detection block 73 calculates the distance variance V, which indicates the temporal variation in distance, for each measurement point, based on the point cloud information generated by the point cloud information generation block 72. At this time, the time-stable point detection block 73 refers to the number of calculation frames Nf included in the first parameter group 81, and calculates the distance variance V for each measurement point based on the point cloud information for the number of calculation frames Nf.
ここで、距離分散Vの算出の具体例について図4を参照して説明する。図4(A)~(C)は、3フレーム分の各計測期間において計測される計測点をライダ100から俯瞰した図である。ここでは、計算フレーム数Nfは「3」に設定されているものとし、距離分散Vの算出対象の計測点を「Ptag」とする。 Here, a specific example of calculating distance variance V will be described with reference to FIG. 4. FIGS. 4(A) to (C) are diagrams showing measurement points measured in each measurement period of three frames as viewed from the rider 100. Here, the number of calculation frames Nf is set to "3", and the measurement point for which distance variance V is calculated is "Ptag".
この場合、時間的安定点検出ブロック73は、現在フレームの(即ち最新の走査により得られた)点群情報を点群情報生成ブロック72から取得すると共に、前回フレームの点群情報及び前々回フレームの点群情報をメモリ8から参照する。そして、時間的安定点検出ブロック73は、距離分散Vの算出対象となる計測点Ptagについて、これらの点群情報に基づく距離(ここでは、「x1」、「x2」、「x3」)をそれぞれ取得する。そして、時間的安定点検出ブロック73は、これらの距離x1、x2、x3から、距離分散Vを算出する。 In this case, the temporally stable point detection block 73 obtains the point cloud information of the current frame (i.e., obtained by the most recent scan) from the point cloud information generation block 72, and also references the point cloud information of the previous frame and the frame before that from the memory 8. Then, the temporally stable point detection block 73 obtains the distances (here, "x1", "x2", and "x3") based on this point cloud information for the measurement points Ptag for which the distance variance V is to be calculated. Then, the temporally stable point detection block 73 calculates the distance variance V from these distances x1, x2, and x3.
次に、点群情報生成ブロック72が生成する点群情報について補足説明する。 Next, we provide additional explanation on the point cloud information generated by the point cloud information generation block 72.
点群情報生成ブロック72は、計測点毎に、照射光を射出してから受信部2が反射光を検出するまでの飛行時間を測定し、当該飛行時間に基づき距離を算出する。図4は、ある計測点に対して照射光の射出後から所定時間において受信部2が出力する検出信号S2が示す反射光強度の時間変化を示すグラフである。図4に示すように、点群情報生成ブロック72は、受信部2から供給される検出信号S2に基づき、反射光強度の時間波形を計測点毎に取得する。そして、点群情報生成ブロック72は、この場合、照射光を射出してから反射光強度が最大となるタイミングまでの時間長を光の飛行時間(図4では「t1」)とみなし、対象の計測点に対する距離を算出する。 The point cloud information generation block 72 measures the time of flight from when the irradiated light is emitted until the receiving unit 2 detects the reflected light for each measurement point, and calculates the distance based on the flight time. Figure 4 is a graph showing the change in reflected light intensity over time indicated by the detection signal S2 output by the receiving unit 2 at a predetermined time after the emission of the irradiated light for a certain measurement point. As shown in Figure 4, the point cloud information generation block 72 acquires a time waveform of the reflected light intensity for each measurement point based on the detection signal S2 supplied from the receiving unit 2. In this case, the point cloud information generation block 72 regards the length of time from when the irradiated light is emitted until the reflected light intensity is at its maximum as the flight time of light ("t1" in Figure 4), and calculates the distance to the target measurement point.
このように、点群情報生成ブロック72は、反射光強度が最大となるタイミングに基づき、各計測点について距離を算出する。ここで、図4に示すように、背景光やノイズ等に起因して、反射光を受信部2が受光するタイミング以外においても反射光強度は0より大きい値で遷移する。よって、照射される物体が測距可能距離の範囲内に存在せずに反射光が生成されない場合であっても、各計測点において距離が算出される。反射光が生成されない場合に算出された距離を示す計測点は、ノイズ発生点となる。 In this way, the point cloud information generation block 72 calculates the distance for each measurement point based on the timing at which the reflected light intensity is at its maximum. Here, as shown in FIG. 4, due to background light, noise, etc., the reflected light intensity transitions to a value greater than 0 even at times other than when the receiver 2 receives the reflected light. Therefore, even if the irradiated object is not within the range of the measurable distance and no reflected light is generated, the distance is calculated at each measurement point. The measurement point that indicates the calculated distance when no reflected light is generated is the noise generation point.
[空間的安定点検出処理]
次に、空間的安定点検出ブロック74による空間的安定点Psの検出処理について説明する。
[Spatially stable point detection process]
Next, the process of detecting the spatially stable point Ps by the spatially stable point detection block 74 will be described.
空間的安定点検出ブロック74は、空間的安定点Psの検出処理として、大きく分けて3つの処理(第1処理~第3処理)を行う。第1処理として、空間的安定点検出ブロック74は、第1有効点フラグF1が「2」(第1候補点)となる計測点について、周囲点と距離が離れた孤立点であるか否かの判定を行い、孤立点でない計測点を第2候補点と定める。第2処理として、空間的安定点検出ブロック74は、第2候補点と時間的安定点Ptについて、距離差が小さい周囲点同士に対して同一のラベル(「クラスタラベル」とも呼ぶ。)を付すことで、グループ分けを行う。第3処理として、空間的安定点検出ブロック74は、クラスタラベルに基づきグループ計測点数Ngを算出し、グループ計測点数Ngに基づき、第2候補点が空間的安定点Psであるか否かをグループごとに判定する。 The spatially stable point detection block 74 performs three main processes (first process to third process) for detecting the spatially stable point Ps. As the first process, the spatially stable point detection block 74 judges whether the measurement point for which the first valid point flag F1 is "2" (first candidate point) is an isolated point far from the surrounding points, and determines the measurement point that is not an isolated point as the second candidate point. As the second process, the spatially stable point detection block 74 groups the second candidate point and the temporally stable point Pt by attaching the same label (also called "cluster label") to the surrounding points with a small distance difference. As the third process, the spatially stable point detection block 74 calculates the number of group measurement points Ng based on the cluster label, and judges for each group whether the second candidate point is a spatially stable point Ps based on the number of group measurement points Ng.
図6は、空間的安定点Psの検出に関する第1処理の手順を示すフローチャートの一例である。空間的安定点検出ブロック74は、図6に示す処理を繰り返し実行する。 Figure 6 is an example of a flowchart showing the procedure of the first process for detecting the spatially stable point Ps. The spatially stable point detection block 74 repeatedly executes the process shown in Figure 6.
まず、空間的安定点検出ブロック74は、処理対象とする計測点を定め、当該計測点の第2有効点フラグF2の初期値を、無効であることを示す「0」に設定する(ステップS21)。次に、空間的安定点検出ブロック74は、対象の計測点の第1有効点フラグF1が「2」(即ち第1候補点)を示すか否か判定する(ステップS22)。そして、空間的安定点検出ブロック74は、対象の計測点の第1有効点フラグF1が「2」を示す場合(ステップS22;Yes)、ステップS23へ処理を進める。一方、空間的安定点検出ブロック74は、対象の計測点の第1有効点フラグF1が「2」以外である場合(ステップS22;No)、ステップS25へ処理を進める。この場合、空間的安定点検出ブロック74は、対象の計測点が空間的安定点Psの第1候補点ではないことから、第2有効点フラグF2を、無効であることを示す「0」のままにする。 First, the spatially stable point detection block 74 determines the measurement point to be processed, and sets the initial value of the second valid point flag F2 of the measurement point to "0" indicating invalidity (step S21). Next, the spatially stable point detection block 74 determines whether the first valid point flag F1 of the target measurement point indicates "2" (i.e., the first candidate point) (step S22). If the first valid point flag F1 of the target measurement point indicates "2" (step S22; Yes), the spatially stable point detection block 74 proceeds to step S23. On the other hand, if the first valid point flag F1 of the target measurement point is other than "2" (step S22; No), the spatially stable point detection block 74 proceeds to step S25. In this case, since the target measurement point is not the first candidate point of the spatially stable point Ps, the spatially stable point detection block 74 leaves the second valid point flag F2 at "0" indicating invalidity.
次に、空間的安定点検出ブロック74は、第1有効点フラグF1が「2」となる計測点に対し、距離差が候補判定閾値dDth1以下となる周囲点が存在するか否か判定する(ステップS23)。ステップS23の判定の具体例については、図7を参照して後述する。 Next, the spatially stable point detection block 74 determines whether or not there are surrounding points whose distance difference is equal to or less than the candidate determination threshold dDth1 for the measurement point whose first valid point flag F1 is "2" (step S23). A specific example of the determination in step S23 will be described later with reference to FIG. 7.
そして、空間的安定点検出ブロック74は、対象の計測点に対して距離差が候補判定閾値dDth1以下となる周囲点が存在する場合(ステップS23;Yes)、対象の計測点の第2有効点フラグF2を、有効である旨を示す「1」に設定する(ステップS24)。この場合、空間的安定点検出ブロック74は、対象の計測点が孤立点ではなく、空間的安定点Psの第2候補点であると判定し、対象の計測点の第2有効点フラグF2を、有効であることを示す「1」に設定する。「1」を示す第2有効点フラグF2は、本発明における「フラグ」の一例である。 If there is a surrounding point with a distance difference less than or equal to the candidate determination threshold dDth1 for the target measurement point (step S23; Yes), the spatially stable point detection block 74 sets the second valid point flag F2 of the target measurement point to "1" indicating that it is valid (step S24). In this case, the spatially stable point detection block 74 determines that the target measurement point is not an isolated point but a second candidate point for the spatially stable point Ps, and sets the second valid point flag F2 of the target measurement point to "1" indicating that it is valid. The second valid point flag F2 indicating "1" is an example of a "flag" in this invention.
一方、空間的安定点検出ブロック74は、対象の計測点に対して距離差が候補判定閾値dDth1以下となる周囲点が存在しない場合(ステップS23;No)、ステップS25へ処理を進める。この場合、空間的安定点検出ブロック74は、対象の計測点は孤立点であり、空間的安定点Psではないことから、第2有効点フラグF2を、無効であることを示す「0」のままにする。 On the other hand, if there are no surrounding points whose distance difference with respect to the target measurement point is equal to or less than the candidate determination threshold dDth1 (step S23; No), the spatially stable point detection block 74 proceeds to step S25. In this case, since the target measurement point is an isolated point and not a spatially stable point Ps, the spatially stable point detection block 74 leaves the second valid point flag F2 at "0", indicating that it is invalid.
次に、空間的安定点検出ブロック74は、全ての計測点に対してステップS21~ステップS24の処理を実行したか否か判定する(ステップS25)。そして、空間的安定点検出ブロック74は、全ての計測点に対してステップS21~ステップS24の処理を実行していない場合(ステップS25;No)、未処理の1の計測点を処理対象の計測点として選定し、ステップS21に処理を戻す。一方、空間的安定点検出ブロック74は、全ての計測点に対してステップS21~ステップS24の処理を実行した場合(ステップS25;Yes)、フローチャートの処理を終了する。その後、空間的安定点検出ブロック74は、次のフレームの点群情報が時間的安定点検出ブロック73から供給された場合に、当該点群情報を対象として図6のフローチャートの処理を実行する。 The spatially stable point detection block 74 then determines whether or not the processing of steps S21 to S24 has been performed for all measurement points (step S25). If the spatially stable point detection block 74 has not performed the processing of steps S21 to S24 for all measurement points (step S25; No), it selects one unprocessed measurement point as the measurement point to be processed and returns to step S21. On the other hand, if the spatially stable point detection block 74 has performed the processing of steps S21 to S24 for all measurement points (step S25; Yes), it ends the processing of the flowchart. After that, when point cloud information for the next frame is supplied from the temporally stable point detection block 73, the spatially stable point detection block 74 performs the processing of the flowchart in FIG. 6 on the point cloud information.
ここで、ステップS23の処理について、図7を参照して補足説明する。 Here, we provide additional explanation of the processing in step S23 with reference to Figure 7.
図7は、各計測点をライダ100から俯瞰した場合に、計測点Ptagに対する周囲点を明示した計測点の分布図である。図7では、計測点Ptagに対する周囲点に対してハッチングを施している。 Figure 7 is a distribution diagram of measurement points that clearly shows the surrounding points for measurement point Ptag when each measurement point is viewed from the rider 100. In Figure 7, the surrounding points for measurement point Ptag are hatched.
図7の例では、空間的安定点検出ブロック74は、計測点Ptagが計測された時点で計測済となる計測点のうち、縦及び横に2つ分の計測点を、対象の計測点Ptagの周囲点として定める。即ち、空間的安定点検出ブロック74は、点群情報を画像とみなした場合、計測点Ptagの画素位置から上下左右において2画素差内の画素に対応する計測済の計測点を、周囲点として定める。なお、空間的安定点検出ブロック74は、現在フレームの全計測点に対する距離が既に計測されている場合には、計測点Ptagの下方に位置する計測点(即ち未計測の計測点として周囲点から除外された計測点)等についても周囲点とみなしてもよい。 In the example of FIG. 7, the spatially stable point detection block 74 determines two measurement points vertically and horizontally among the measurement points that have been measured at the time when the measurement point Ptag is measured, as surrounding points of the target measurement point Ptag. In other words, when the point cloud information is considered as an image, the spatially stable point detection block 74 determines the measured measurement points that correspond to pixels within two pixels above, below, left, and right from the pixel position of the measurement point Ptag as surrounding points. Note that, when the distances to all measurement points of the current frame have already been measured, the spatially stable point detection block 74 may also determine measurement points located below the measurement point Ptag (i.e., measurement points excluded from the surrounding points as unmeasured measurement points) as surrounding points.
そして、空間的安定点検出ブロック74は、各周囲点が示す距離と、計測点Ptagが示す距離との距離差を算出し、当該距離差が候補判定閾値dDth1以下となる周囲点が存在する場合、計測点Ptagを第2候補点であるとみなす。そして、この場合、空間的安定点検出ブロック74は、計測点Ptagの第2有効点フラグF2を、有効であることを示す「1」にする。この処理を全ての計測点に対して行うことで、空間的安定点検出ブロック74は、好適に、孤立点でない第1候補点を第2候補点として識別することができる。 The spatially stable point detection block 74 then calculates the distance difference between the distance indicated by each surrounding point and the distance indicated by the measurement point Ptag, and if there is a surrounding point for which the distance difference is equal to or less than the candidate determination threshold dDth1, it considers the measurement point Ptag to be the second candidate point. In this case, the spatially stable point detection block 74 sets the second valid point flag F2 of the measurement point Ptag to "1", indicating that it is valid. By performing this process for all measurement points, the spatially stable point detection block 74 can preferably identify a first candidate point that is not an isolated point as a second candidate point.
図8は、空間的安定点Psの検出に関する第2処理の手順を示すフローチャートの一例である。空間的安定点検出ブロック74は、図8に示す処理を、図6に示す第1処理の実行後に実行する。 Figure 8 is an example of a flowchart showing the procedure of the second process for detecting the spatially stable point Ps. The spatially stable point detection block 74 executes the process shown in Figure 8 after executing the first process shown in Figure 6.
まず、空間的安定点検出ブロック74は、各計測点に対して付与するクラスタラベルをリセットする(ステップS31)。例えば、空間的安定点検出ブロック74は、各計測点に対して付与するクラスタラベルを、グループ分けが未処理である旨を示す所定の初期値に設定する。 First, the spatially stable point detection block 74 resets the cluster label assigned to each measurement point (step S31). For example, the spatially stable point detection block 74 sets the cluster label assigned to each measurement point to a predetermined initial value indicating that grouping has not been processed.
次に、空間的安定点検出ブロック74は、処理対象とする計測点を定め、当該計測点の第1有効点フラグF1又は第2有効点フラグF2が有効であることを示す「1」であるか否か判定する(ステップS32)。即ち、この場合、空間的安定点検出ブロック74は、対象の計測点が時間的安定点Ptであるか、又は、第2候補点のいずれかに該当するか否か判定する。そして、空間的安定点検出ブロック74は、対象の計測点の第1有効点フラグF1又は第2有効点フラグF2が「1」である場合(ステップS32;Yes)、ステップS33に処理を進める。一方、対象の計測点の第1有効点フラグF1及び第2有効点フラグF2がいずれも「1」ではない(即ち有効ではない)場合(ステップS32;No)、空間的安定点検出ブロック74は、対象の計測点が時間的安定点Pt又は第2候補点のいずれでもないとみなす。この場合、空間的安定点検出ブロック74は、対象の計測点のクラスタラベルを初期値のままにする。この場合、対象の計測点は、クラスタラベルによるグループ分けの対象から除外される。 Next, the spatially stable point detection block 74 determines the measurement point to be processed and determines whether the first valid point flag F1 or the second valid point flag F2 of the measurement point is "1" indicating that the measurement point is valid (step S32). That is, in this case, the spatially stable point detection block 74 determines whether the measurement point of interest is a time-stable point Pt or corresponds to one of the second candidate points. Then, if the first valid point flag F1 or the second valid point flag F2 of the measurement point of interest is "1" (step S32; Yes), the spatially stable point detection block 74 proceeds to step S33. On the other hand, if neither the first valid point flag F1 nor the second valid point flag F2 of the measurement point of interest is "1" (i.e., not valid) (step S32; No), the spatially stable point detection block 74 considers that the measurement point of interest is neither a time-stable point Pt nor a second candidate point. In this case, the spatially stable point detection block 74 leaves the cluster label of the measurement point of interest at its initial value. In this case, the target measurement point is excluded from grouping by cluster label.
次に、空間的安定点検出ブロック74は、第1有効点フラグF1又は第2有効点フラグF2が「1」となる対象の計測点に対し、第1有効点フラグF1又は第2有効点フラグF2が「1」となり、対象の計測点との距離差が塊判定距離閾値dDth2未満となる周囲点が存在するか否か判定する(ステップS33)。ステップS33の処理の具体例については、図9を参照して後述する。 Next, the spatially stable point detection block 74 determines whether or not there is a surrounding point for which the first valid point flag F1 or the second valid point flag F2 is "1" and the distance difference between the surrounding point and the target measurement point is less than the clump determination distance threshold dDth2 (step S33). A specific example of the process of step S33 will be described later with reference to FIG. 9.
そして、空間的安定点検出ブロック74は、第1有効点フラグF1又は第2有効点フラグF2が「1」となり、対象の計測点との距離差が塊判定距離閾値dDth2未満となる周囲点が存在する場合(ステップS33;Yes)、対象の計測点及び該当の周囲点の組み合わせに対して同一のクラスタラベルを付与する(ステップS34)。このように、空間的安定点検出ブロック74は、ライダ100からの計測方向が近似し、距離差が小さい時間的安定点Pt又は/及び第2候補点の組み合わせに対して同一のクラスタラベルを付与することで、同一物体に対する距離を示す計測点群に対して同一のクラスタラベルを付与することができる。 Then, if the first valid point flag F1 or the second valid point flag F2 is "1" and there is a surrounding point whose distance difference from the target measurement point is less than the clump determination distance threshold dDth2 (step S33; Yes), the spatially stable point detection block 74 assigns the same cluster label to the combination of the target measurement point and the corresponding surrounding point (step S34). In this way, the spatially stable point detection block 74 can assign the same cluster label to a combination of a temporally stable point Pt and/or a second candidate point whose measurement direction from the lidar 100 is similar and whose distance difference is small, thereby assigning the same cluster label to a group of measurement points indicating distances to the same object.
一方、空間的安定点検出ブロック74は、第1有効点フラグF1又は第2有効点フラグF2が「1」となる周囲点が存在しない、又は、このような周囲点と対象の計測点との距離差がいずれも塊判定距離閾値dDth2以上となる場合(ステップS33;No)、対象の計測点に新たなクラスタラベルを付与する(ステップS35)。この場合、空間的安定点検出ブロック74は、まだ使用されていない値を示すクラスタラベルを、対象の計測点に付与する。 On the other hand, if there are no surrounding points for which the first valid point flag F1 or the second valid point flag F2 is "1", or if the distance difference between any of these surrounding points and the target measurement point is equal to or greater than the clump determination distance threshold dDth2 (step S33; No), the spatially stable point detection block 74 assigns a new cluster label to the target measurement point (step S35). In this case, the spatially stable point detection block 74 assigns a cluster label indicating a value that has not yet been used to the target measurement point.
そして、空間的安定点検出ブロック74は、全ての計測点に対してステップS32~ステップS35の処理を実行したか否か判定する(ステップS36)。そして、空間的安定点検出ブロック74は、全ての計測点に対してステップS32~ステップS35の処理を実行していない場合(ステップS36;No)、未処理の計測点の1つを、処理対象の計測点として定め、ステップS32に処理を戻す。一方、空間的安定点検出ブロック74は、全ての計測点に対してステップS31~ステップS35の処理を実行した場合(ステップS36;Yes)、フローチャートの処理を終了する。その後、空間的安定点検出ブロック74は、再び図6に示す第1処理を実行した場合に、図8に示すフローチャートの処理を実行する。 Then, the spatially stable point detection block 74 determines whether or not the processing of steps S32 to S35 has been performed for all measurement points (step S36). If the processing of steps S32 to S35 has not been performed for all measurement points (step S36; No), the spatially stable point detection block 74 determines one of the unprocessed measurement points as the measurement point to be processed, and returns to step S32. On the other hand, if the spatially stable point detection block 74 has performed the processing of steps S31 to S35 for all measurement points (step S36; Yes), it ends the processing of the flowchart. After that, if the spatially stable point detection block 74 has performed the first processing shown in FIG. 6 again, it executes the processing of the flowchart shown in FIG. 8.
ここで、第2処理の具体例について、図9を参照して説明する。 Here, a specific example of the second process is described with reference to FIG.
図9は、時間的安定点Ptと第2候補点とを明示した計測点の平面分布図を示す。図9(A)は、時間的安定点Ptと第2候補点とその他の計測点とを識別可能に明示している。 Figure 9 shows a planar distribution diagram of measurement points that clearly shows the temporally stable points Pt and the second candidate points. Figure 9(A) clearly shows the temporally stable points Pt, the second candidate points, and other measurement points in a distinguishable manner.
この場合、空間的安定点検出ブロック74は、全計測点に対して第2処理を実行することで、破線枠20内の時間的安定点Pt及び第2候補点に対してクラスタラベル「L1」を付し、破線枠21内の第2候補点に対してクラスタラベル「L2」を付す。この場合、破線枠20内の時間的安定点Pt及び第2候補点が示す距離は、夫々、破線枠20内の周囲点が示す距離との差が塊判定距離閾値dDth2未満となっている。同様に、破線枠21内の時間的安定点Pt及び第2候補点が示す距離は、夫々、破線枠21内の周囲点が示す距離との差が塊判定距離閾値dDth2未満となっている。従って、破線枠20内の計測点は、同一物体に対する距離を計測した計測点であることが推定される。同様に、破線枠21内の計測点は、同一物体に対する距離を計測した計測点であることが推定される。従って、空間的安定点検出ブロック74は、第2処理によれば、同一物体に対する距離を計測した時間的安定点Pt及び第2候補点の塊に対して、好適に同一のクラスタラベルを付与することができる。 In this case, the spatially stable point detection block 74 performs the second process on all the measurement points, thereby attaching the cluster label "L1" to the time-stable point Pt and the second candidate point in the dashed frame 20, and attaching the cluster label "L2" to the second candidate point in the dashed frame 21. In this case, the difference between the distances indicated by the time-stable point Pt and the second candidate point in the dashed frame 20 and the distances indicated by the surrounding points in the dashed frame 20 is less than the clump determination distance threshold dDth2. Similarly, the difference between the distances indicated by the time-stable point Pt and the second candidate point in the dashed frame 21 and the distances indicated by the surrounding points in the dashed frame 21 is less than the clump determination distance threshold dDth2. Therefore, it is estimated that the measurement points in the dashed frame 20 are measurement points that measure the distance to the same object. Similarly, it is estimated that the measurement points in the dashed frame 21 are measurement points that measure the distance to the same object. Therefore, by using the second process, the spatially stable point detection block 74 can appropriately assign the same cluster label to the temporally stable point Pt and the cluster of second candidate points that measure the distance to the same object.
図10は、空間的安定点Psの検出に関する第3処理の手順を示すフローチャートの一例である。空間的安定点検出ブロック74は、図10に示す処理を、図8に示す第2処理の実行後に実行する。 Figure 10 is an example of a flowchart showing the procedure of the third process for detecting the spatially stable point Ps. The spatially stable point detection block 74 executes the process shown in Figure 10 after executing the second process shown in Figure 8.
まず、空間的安定点検出ブロック74は、クラスタラベルにより分けられたグループ毎のグループ計測点数Ngを算出する(ステップ41)。 First, the spatially stable point detection block 74 calculates the number of group measurement points Ng for each group divided by the cluster label (step 41).
そして、空間的安定点検出ブロック74は、対象のグループに対するグループ計測点数Ngが塊判定点数閾値Ngth未満であるか否か判定する(ステップS42)。そして、空間的安定点検出ブロック74は、グループ計測点数Ngが塊判定点数閾値Ngth未満である場合(ステップS42;Yes)、対象のグループに属する計測点の第2有効点フラグF2を、無効であることを示す「0」に設定する(ステップS43)。この場合、空間的安定点検出ブロック74は、対象のグループに属する計測点の数が少なく、対象グループに属する計測点は空間的安定点Psではない(即ちノイズ発生点である)とみなす。 Then, the spatially stable point detection block 74 determines whether the group measurement point count Ng for the target group is less than the clump determination point count threshold Ngth (step S42). If the group measurement point count Ng is less than the clump determination point count threshold Ngth (step S42; Yes), the spatially stable point detection block 74 sets the second valid point flag F2 of the measurement point belonging to the target group to "0" indicating invalidity (step S43). In this case, the spatially stable point detection block 74 determines that the number of measurement points belonging to the target group is small, and that the measurement points belonging to the target group are not spatially stable points Ps (i.e., are noise generation points).
一方、空間的安定点検出ブロック74は、グループ計測点数Ngが塊判定点数閾値Ngth以上である場合(ステップS42;No)、対象のグループに属する計測点の第2有効点フラグF2を変更しない。この場合、対象の計測点が第2候補点である場合には、第2有効点フラグF2は「1」のままとなり、対象の計測点が時間的安定点Ptである場合には、第2有効点フラグF2は「0」のままとなる。よって、この場合、空間的安定点検出ブロック74は、グループ計測点数Ngが塊判定点数閾値Ngth以上となるグループに属する第2候補点に対し、有効であることを示す「1」となる第2有効点フラグF2を付すことができる。 On the other hand, if the group measurement point count Ng is equal to or greater than the clump determination point count threshold Ngth (step S42; No), the spatially stable point detection block 74 does not change the second valid point flag F2 of the measurement point belonging to the target group. In this case, if the target measurement point is the second candidate point, the second valid point flag F2 remains at "1", and if the target measurement point is the temporally stable point Pt, the second valid point flag F2 remains at "0". Therefore, in this case, the spatially stable point detection block 74 can assign the second valid point flag F2 to "1", indicating validity, to the second candidate point belonging to the group in which the group measurement point count Ng is equal to or greater than the clump determination point count threshold Ngth.
そして、空間的安定点検出ブロック74は、全てのグループに対してステップS42の判定処理を実行したか否か判定する(ステップS44)。そして、空間的安定点検出ブロック74は、全てのグループに対してステップS42の判定処理を実行した場合(ステップS44;Yes)、フローチャートの処理を終了する。一方、空間的安定点検出ブロック74は、ステップS42の判定処理を実行していないグループが存在する場合(ステップS44;No)、判定処理を実行していないグループを対象としたステップS42の処理を再び実行する。 The spatial stable point detection block 74 then determines whether or not the determination process of step S42 has been performed for all groups (step S44). If the spatial stable point detection block 74 has performed the determination process of step S42 for all groups (step S44; Yes), it ends the processing of the flowchart. On the other hand, if there is a group for which the determination process of step S42 has not been performed (step S44; No), the spatial stable point detection block 74 again performs the processing of step S42 for the group for which the determination process has not been performed.
第3処理の実行後、空間的安定点検出ブロック74は、第1有効点フラグF1及び第2有効点フラグF2が付加された点群情報を出力ブロック75に供給する。この場合、出力ブロック75は、第1有効点フラグF1及び第2有効点フラグF2のいずれも「1」ではない計測点を、ノイズ発生点とみなし、当該計測点の距離及び方向を示す計測データを点群情報から除去したノイズ除去点群情報S5を生成する。この場合、ノイズ除去点群情報S5は、時間的安定点Pt、空間的安定点Ps、又は測距最低距離Dth1以上安定測距距離Dth2以下の距離を示す計測点のいずれかに対応する計測データを含む。そして、出力ブロック75は、ノイズ除去点群情報S5を運転支援装置に供給する。 After the third process is executed, the spatially stable point detection block 74 supplies the point cloud information to which the first valid point flag F1 and the second valid point flag F2 are added to the output block 75. In this case, the output block 75 regards a measurement point where neither the first valid point flag F1 nor the second valid point flag F2 is "1" as a noise generation point, and generates noise-removed point cloud information S5 by removing the measurement data indicating the distance and direction of the measurement point from the point cloud information. In this case, the noise-removed point cloud information S5 includes measurement data corresponding to any of the temporally stable points Pt, the spatially stable points Ps, or measurement points indicating a distance between the minimum distance Dth1 and the stable distance Dth2. The output block 75 then supplies the noise-removed point cloud information S5 to the driving assistance device.
図11は、図9に示す計測点の分布における第3処理に基づく第2有効点フラグF2の設定例を示す。図11の例では、塊判定点数閾値Ngthは、「8」に設定されているものとする。 Figure 11 shows an example of setting the second valid point flag F2 based on the third process in the distribution of measurement points shown in Figure 9. In the example of Figure 11, the lump determination score threshold Ngth is set to "8".
この場合、出力ブロック75は、クラスタラベルL1が付されたグループのグループ計測点数Ngが「14」、クラスタラベルL2が付されたグループのグループ計測点数Ngが「6」であると認識する。そして、出力ブロック75は、クラスタラベルL1が付されたグループのグループ計測点数Ngが塊判定点数閾値Ngth以上(14>8)となることから、クラスタラベルL1が付された第2候補点P1~P4の第2有効点フラグF2を「1」のままとする。この場合、第2候補点P1~P4は、出力ブロック75により空間的安定点Ps(即ち有効点)とみなされ、第2候補点P1~P4の計測データは点群情報から除去されない。 In this case, the output block 75 recognizes that the group measurement point count Ng of the group to which the cluster label L1 is assigned is "14", and the group measurement point count Ng of the group to which the cluster label L2 is assigned is "6". Then, since the group measurement point count Ng of the group to which the cluster label L1 is assigned is equal to or greater than the cluster determination point threshold Ngth (14>8), the output block 75 leaves the second valid point flag F2 of the second candidate points P1-P4 to which the cluster label L1 is assigned at "1". In this case, the second candidate points P1-P4 are regarded by the output block 75 as spatially stable points Ps (i.e. valid points), and the measurement data of the second candidate points P1-P4 is not removed from the point cloud information.
一方、出力ブロック75は、クラスタラベルL2が付されたグループのグループ計測点数Ngが塊判定点数閾値Ngth未満(6<8)であることから、クラスタラベルL1が付された第2候補点P5~P10の第2有効点フラグF2を「0」とする。この場合、第2候補点P5~P10は、出力ブロック75によりノイズ発生点とみなされ、第2候補点P5~P10の計測データは点群情報から除去される。 On the other hand, because the group measurement point count Ng of the group to which the cluster label L2 is assigned is less than the clump determination point count threshold Ngth (6<8), the output block 75 sets the second valid point flag F2 of the second candidate points P5 to P10 to which the cluster label L1 is assigned to "0." In this case, the second candidate points P5 to P10 are regarded as noise generating points by the output block 75, and the measurement data of the second candidate points P5 to P10 is removed from the point cloud information.
以上説明したように、本実施例に係るライダ100の制御部7の空間的安定点検出ブロック74は、フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す複数の計測点について、候補判定閾値dDth1以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、有効であることを示す第2有効点フラグF2を付与する。そして、空間的安定点検出ブロック74は、有効であることを示す第2有効点フラグF2が付与された計測点に対し、計測点間の距離が塊判定距離閾値dDth2以内となる計測点群毎にグループ分けを行う。そして、空間的安定点検出ブロック74は、グループ毎の計測点の個数であるグループ計測点数Ngに基づき、第2有効点フラグF2が付与された計測点がノイズ発生点であるか否かの判定をグループ毎に行う。これにより、空間的安定点検出ブロック74は、計測点が空間的安定点Psであるか又はノイズ発生点であるかの判定を的確に行うことができる。 As described above, the spatially stable point detection block 74 of the control unit 7 of the lidar 100 according to this embodiment assigns the second valid point flag F2 indicating validity to a measurement point where there are other measurement points within the candidate determination threshold dDth1 for a plurality of measurement points acquired for each frame, each of which indicates a distance from a reference point. Then, the spatially stable point detection block 74 groups the measurement points to which the second valid point flag F2 indicating validity is assigned into measurement point groups in which the distance between the measurement points is within the cluster determination distance threshold dDth2. Then, the spatially stable point detection block 74 judges for each group whether the measurement points to which the second valid point flag F2 is assigned are noise generation points or not, based on the group measurement point number Ng, which is the number of measurement points for each group. This allows the spatially stable point detection block 74 to accurately judge whether the measurement point is a spatially stable point Ps or a noise generation point.
[変形例]
以下、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。
[Modification]
Preferred modifications of the above-described embodiment will be described below. The following modifications may be applied to the above-described embodiment in any combination.
(変形例1)
ライダ100が車両などの移動体に搭載される場合、時間的安定点検出ブロック73は、移動体の速度を勘案してフレーム毎の計測点の対応関係を特定し、対応する計測点毎に距離分散Vを算出してもよい。
(Variation 1)
When the lidar 100 is mounted on a moving object such as a vehicle, the time-stable point detection block 73 may determine the correspondence between the measurement points for each frame by taking into account the speed of the moving object, and calculate the distance variance V for each corresponding measurement point.
図12(A)~(C)は、ライダ100を搭載する移動体が移動中の場合において、3フレーム分の各計測期間において計測される計測点をライダ100から俯瞰した図である。ここでは、計算フレーム数Nfは「3」に設定されているものとし、距離分散Vの算出対象の計測点を「Ptag1」とする。 Figures 12 (A) to (C) are diagrams showing measurement points measured during each measurement period of three frames as viewed from the lidar 100 when the mobile body carrying the lidar 100 is moving. Here, the number of calculation frames Nf is set to "3", and the measurement point for which distance variance V is calculated is "Ptag1".
この場合、時間的安定点検出ブロック73は、現在フレームの(即ち最新の走査により得られた)点群情報を点群情報生成ブロック72から取得すると共に、前回フレームの点群情報及び前々回フレームの点群情報をメモリ8から参照する。そして、時間的安定点検出ブロック73は、現在フレームにおける計測点Ptag1に対応する計測点Ptag2、Ptag3を前回フレームと前々回フレームとで特定する場合、移動体の速度と現在フレームとのフレーム差とに基づいて特定する。例えば、時間的安定点検出ブロック73は、移動体が所定速度範囲内の場合、1フレームずれるごとに右又は左(ここでは右)に1つ分だけ計測点Ptag1に対応させる計測点Ptag2、Ptag3をずらす。この場合、メモリ8には、移動体の速度(及び移動方向)と1フレーム差毎に計測点をずらす個数及び方向とを対応付けたマップ情報が記憶されている。そして、時間的安定点検出ブロック73は、このマップ情報を参照し、移動体に付属するセンサが出力する移動体の速度の情報から、現在フレームの計測点Ptag1に対応する過去フレームの計測点Ptag2、Ptag3を特定する。そして、時間的安定点検出ブロック73は、これらの計測点Ptag1、Ptag2、Ptag3が夫々示す距離「y1」、「y2」、「y3」から、距離分散Vを算出する。 In this case, the time-stable point detection block 73 acquires the point cloud information of the current frame (i.e., obtained by the latest scan) from the point cloud information generation block 72, and also refers to the point cloud information of the previous frame and the point cloud information of the frame before the previous frame from the memory 8. When the time-stable point detection block 73 identifies the measurement points Ptag2 and Ptag3 corresponding to the measurement point Ptag1 in the current frame in the previous frame and the frame before the previous frame, it identifies them based on the speed of the moving body and the frame difference from the current frame. For example, when the moving body is within a predetermined speed range, the time-stable point detection block 73 shifts the measurement points Ptag2 and Ptag3 corresponding to the measurement point Ptag1 by one to the right or left (here, right) for each frame shift. In this case, the memory 8 stores map information that corresponds to the speed (and moving direction) of the moving body and the number and direction of the measurement points to be shifted for each frame difference. Then, the time-stable point detection block 73 refers to this map information and identifies the measurement points Ptag2 and Ptag3 of the past frame that correspond to the measurement point Ptag1 of the current frame from the information on the speed of the moving object output by the sensor attached to the moving object.The time-stable point detection block 73 then calculates the distance variance V from the distances "y1", "y2", and "y3" indicated by these measurement points Ptag1, Ptag2, and Ptag3, respectively.
他の例では、時間的安定点検出ブロック73は、移動体の位置及び向き、移動体におけるライダ100の設置位置及び向き等の情報に基づき、点群情報が示す各計測点を、地図などで用いられる絶対座標系に変換する。そして、時間的安定点検出ブロック73は、計算フレーム数Nfの各フレームにおいて、絶対座標系で安定して計測される地点を示す現在フレームの計測点を、時間的安定点Ptとみなす。 In another example, the temporally stable point detection block 73 converts each measurement point indicated by the point cloud information into an absolute coordinate system used in maps, etc., based on information such as the position and orientation of the moving body and the installation position and orientation of the lidar 100 on the moving body. Then, the temporally stable point detection block 73 considers the measurement point of the current frame indicating a point that is stably measured in the absolute coordinate system in each frame of the calculation frame number Nf to be the temporally stable point Pt.
このように、変形例1によれば、ライダ100が移動する場合であっても、好適に時間的安定点Ptを検出することができる。 In this way, according to variant example 1, the time-stable point Pt can be suitably detected even when the rider 100 is moving.
(変形例2)
ライダ100の構成は、図1に示す構成に限定されない。例えば、制御部7の時間的安定点検出ブロック73及び空間的安定点検出ブロック74に相当する機能を、ライダ100とは別の装置が有してもよい。
(Variation 2)
The configuration of the LIDAR 100 is not limited to the configuration shown in Fig. 1. For example, functions corresponding to the time stable point detection block 73 and the spatial stable point detection block 74 of the control unit 7 may be provided in a device separate from the LIDAR 100.
図13は、変形例2に係るライダ100X及びノイズ除去装置200の構成図を示す。この場合、ライダ100Xは、点群情報生成ブロック72が生成する点群情報をノイズ除去装置200へ供給する。 Figure 13 shows a configuration diagram of the lidar 100X and the noise removal device 200 according to the second modification. In this case, the lidar 100X supplies the point cloud information generated by the point cloud information generation block 72 to the noise removal device 200.
ノイズ除去装置200は、制御部7Aと、メモリ8Aとを有する。メモリ8Aには、第1パラメータ群81及び第2パラメータ群82が記憶されている。制御部7Aは、機能的には、時間的安定点検出ブロック73と、空間的安定点検出ブロック74と、出力ブロック75とを有する。そして、時間的安定点検出ブロック73は、ライダ100Xの点群情報生成ブロック72が生成する点群情報を受信し、受信した点群情報に対して第1パラメータ群81を参照して時間的安定点検出処理を実行する。空間的安定点検出ブロック74は、時間的安定点検出ブロック73が第1有効点フラグF1を付した点群情報に対して第2パラメータ群82を参照して空間的安定点検出処理を実行する。そして、出力ブロック75は、空間的安定点検出ブロック74から供給された、第1有効点フラグF1及び第2有効点フラグF2が付された点群情報に基づき、ノイズ除去点群情報S5を生成し、当該ノイズ除去点群情報S5を出力する。 The noise removal device 200 has a control unit 7A and a memory 8A. A first parameter group 81 and a second parameter group 82 are stored in the memory 8A. The control unit 7A functionally has a time stable point detection block 73, a spatial stable point detection block 74, and an output block 75. The time stable point detection block 73 receives point cloud information generated by the point cloud information generation block 72 of the lidar 100X, and performs a time stable point detection process on the received point cloud information by referring to the first parameter group 81. The spatial stable point detection block 74 performs a spatial stable point detection process on the point cloud information to which the time stable point detection block 73 has attached the first valid point flag F1 by referring to the second parameter group 82. The output block 75 then generates noise-removed point cloud information S5 based on the point cloud information with the first valid point flag F1 and the second valid point flag F2 attached, supplied from the spatially stable point detection block 74, and outputs the noise-removed point cloud information S5.
なお、ノイズ除去装置200は、運転支援装置により実現されてもよい。また、第1パラメータ群81及び第2パラメータ群82は、ノイズ除去装置200が参照可能なメモリを有する他の装置により記憶されてもよい。変形例2では、ノイズ除去装置200は、本発明における「情報処理装置」の一例である。 The noise removal device 200 may be realized by a driving assistance device. The first parameter group 81 and the second parameter group 82 may be stored in another device having a memory that the noise removal device 200 can refer to. In the second modification, the noise removal device 200 is an example of an "information processing device" according to the present invention.
(変形例3)
時間的安定点検出ブロック73は、距離分散Vに基づき各計測点が時間的安定点Ptであるか否かを判定するのに加えて、又はこれに代えて、計算フレーム数Nf分の反射光強度に基づいて、各計測点が時間的安定点Ptであるか否かの判定を行ってもよい。
(Variation 3)
In addition to, or instead of, determining whether each measurement point is a temporally stable point Pt based on the distance variance V, the temporally stable point detection block 73 may determine whether each measurement point is a temporally stable point Pt based on the reflected light intensity for the number of calculation frames Nf.
例えば、時間的安定点検出ブロック73は、最新の計算フレーム数Nf分の各フレームについて、対象の計測点に対する反射光強度の波形(図5参照)のうち最大となる反射光強度(図5の場合、時間t1での反射光強度)を取得する。そして、時間的安定点検出ブロック73は、計算フレーム数Nf分の反射光強度の分散(「強度分散」とも呼ぶ。)が所定閾値未満の場合には、対象の計測点が時間的安定点Ptであると判定する。一方、時間的安定点検出ブロック73は、強度分散が所定閾値以上の場合には、対象の計測点は時間的安定点Ptではないと判定する。 For example, the temporally stable point detection block 73 acquires the maximum reflected light intensity (in the case of FIG. 5, the reflected light intensity at time t1) among the reflected light intensity waveforms (see FIG. 5) for the target measurement point for each frame of the most recent calculation frame number Nf. Then, if the variance of the reflected light intensity (also called "intensity variance") for the calculation frame number Nf is less than a predetermined threshold, the temporally stable point detection block 73 determines that the target measurement point is a temporally stable point Pt. On the other hand, if the intensity variance is equal to or greater than the predetermined threshold, the temporally stable point detection block 73 determines that the target measurement point is not a temporally stable point Pt.
例えば、計算フレーム数Nfが「6」の場合において、フレーム毎の時刻「T1」~「T6」において取得される反射光強度に基づき、強度分布を算出する例について考察する。図14(A)、(B)は、異なる計測点における時刻T1~T6で計測される反射光強度(最大値)を示す。時間的安定点検出ブロック73は、図14(A)に示される反射光強度が計測された計測点については、時刻T1~T6での反射光強度のばらつきが小さいため、強度分散は所定の閾値未満となる。この場合、時間的安定点検出ブロック73は、図14(A)に示される反射光強度が計測された計測点を、時間的安定点Ptであるとみなす。 For example, consider an example where the number of calculation frames Nf is "6" and the intensity distribution is calculated based on the reflected light intensity acquired at times "T1" to "T6" for each frame. Figures 14 (A) and (B) show the reflected light intensity (maximum value) measured at times T1 to T6 at different measurement points. For the measurement points where the reflected light intensity shown in Figure 14 (A) was measured, the variation in reflected light intensity at times T1 to T6 is small, so the temporally stable point detection block 73 determines that the intensity variance is less than a predetermined threshold value. In this case, the temporally stable point detection block 73 considers the measurement points where the reflected light intensity shown in Figure 14 (A) was measured to be the temporally stable points Pt.
一方、図14(B)に示される反射光強度が計測された計測点については、時刻T1~T6での反射光強度のばらつきが大きく、共同分散は所定の閾値以上となる。この場合、時間的安定点検出ブロック73は、図14(A)に示される反射光強度が計測された計測点を、時間的安定点Ptではないとみなす。 On the other hand, for the measurement point where the reflected light intensity shown in FIG. 14(B) was measured, the variation in reflected light intensity at times T1 to T6 is large, and the joint variance is equal to or greater than a predetermined threshold. In this case, the temporally stable point detection block 73 considers the measurement point where the reflected light intensity shown in FIG. 14(A) was measured not to be a temporally stable point Pt.
なお、時間的安定点検出ブロック73は、距離分散Vが有効分散閾値Vth未満であって、かつ、強度分散が所定の閾値未満である場合に、対象の計測点を時間的安定点Ptであるとみなしてもよい。他の例では、時間的安定点検出ブロック73は、距離分散Vが有効分散閾値Vth未満、または、強度分散が所定の閾値未満である場合に、対象の計測点を時間的安定点Ptであるとみなしてもよい。なお、時間的安定点Ptでないとみなされた計測点は、第1有効点フラグF1が「2」(第1候補点)に定められ、空間的安定点Psであるか否かの判定が行われる。 The temporal stable point detection block 73 may consider the target measurement point to be a temporal stable point Pt when the distance variance V is less than the effective variance threshold Vth and the intensity variance is less than a predetermined threshold. In another example, the temporal stable point detection block 73 may consider the target measurement point to be a temporal stable point Pt when the distance variance V is less than the effective variance threshold Vth or the intensity variance is less than a predetermined threshold. For a measurement point that is not considered to be a temporal stable point Pt, the first effective point flag F1 is set to "2" (first candidate point), and a determination is made as to whether or not it is a spatial stable point Ps.
本変形例によれば、ライダ100は、より正確に各計測点がノイズ発生点であるか否かの判定を行うことができる。 According to this modified example, the lidar 100 can more accurately determine whether each measurement point is a noise generation point or not.
(変形例4)
複数のライダを用いる場合、各ライダの計測範囲の境界エリアを考慮してノイズ判定を行ってもよい。
(Variation 4)
When multiple lidars are used, noise determination may be performed taking into account the boundary areas of the measurement ranges of each lidar.
図15は、変形例4におけるライダシステムの概要図を示す。ライダシステムは、図13に示す変形例2において説明したライダ100Xに相当する第1ライダ100Xa及び第2ライダXbと、変形例2において説明したノイズ除去装置200に相当するノイズ除去装置200aと、を有する。この構成では、ノイズ除去装置200aは、第1ライダ100Xa及び第2ライダ100Xbから、夫々、点群情報を受信する。以後では、第1ライダ100Xaが生成する点群情報を「第1点群情報」、第2ライダXbが生成する点群情報を「第2点群情報」とも呼ぶ。 Figure 15 shows a schematic diagram of a lidar system in Modification 4. The lidar system has a first lidar 100Xa and a second lidar Xb corresponding to the lidar 100X described in Modification 2 shown in Figure 13, and a noise removal device 200a corresponding to the noise removal device 200 described in Modification 2. In this configuration, the noise removal device 200a receives point cloud information from the first lidar 100Xa and the second lidar 100Xb, respectively. Hereinafter, the point cloud information generated by the first lidar 100Xa will also be referred to as "first point cloud information," and the point cloud information generated by the second lidar Xb will also be referred to as "second point cloud information."
ノイズ除去装置200aは、空間的安定点検出を行う場合、単一のライダ(第1ライダ100Xa又は第2ライダ100Xb)で夫々計測された計測点群のグループ計測点数Ngが塊判定点数閾値Ngth未満であっても、同一物体に対する計測点であると判定された計測点群のグループ計測点数Ngの合計数が塊判定点数閾値Ngth以上である場合には、第2有効点フラグを1のままにする(即ち空間的安定点Psであるとみなす)。言い換えると、ノイズ除去装置200aは、複数のライダにより夫々計測された複数の計測点について、ライダの各々の位置及び姿勢の情報に基づき、ライダの各々の計測範囲の境界において隣接して存在すると判定される計測点を、同一グループとしてグループ分けを行う。 When detecting a spatially stable point, the noise removal device 200a leaves the second valid point flag at 1 (i.e., considers it to be a spatially stable point Ps) if the total number of group measurement points Ng of the measurement point clouds determined to be measurement points for the same object is equal to or greater than the clump determination point threshold Ngth, even if the group measurement point number Ng of the measurement point clouds measured by a single rider (first rider 100Xa or second rider 100Xb) is less than the clump determination point threshold Ngth. In other words, the noise removal device 200a groups, as the same group, the measurement points determined to be adjacent to each other at the boundary of the measurement range of each rider based on the position and attitude information of each rider for the multiple measurement points measured by each rider.
具体的には、まず、ノイズ除去装置200aは、第1点群情報及び第2点群情報の夫々に対して、図6に示す第1処理と図8に示す第2処理とを実行することで、計測点に対してクラスタラベルを付与する。図15の例では、第1点群情報に属する計測点群P21~P25が同一のクラスタラベルが付与され、第2点群情報に属する計測点群P26~P29が同一のクラスタラベルが付与される。この場合、夫々の計測点群に対するグループ計測点数Ngは、それぞれ「5」と「4」となり、塊判定点数閾値Ngth(ここでは8とする)未満となる。 Specifically, first, the noise removal device 200a assigns cluster labels to the measurement points by executing the first process shown in FIG. 6 and the second process shown in FIG. 8 for each of the first point cloud information and the second point cloud information. In the example of FIG. 15, the same cluster label is assigned to the measurement point groups P21 to P25 belonging to the first point cloud information, and the same cluster label is assigned to the measurement point groups P26 to P29 belonging to the second point cloud information. In this case, the group measurement point counts Ng for each measurement point group are "5" and "4", respectively, which are less than the clump determination score threshold Ngth (here, 8).
ここで、ノイズ除去装置200aは、第1ライダ100Xaと第2ライダ100Xbの車両に設置された位置及び姿勢の情報に基づき、第1点群情報に属する計測点群P21~P25と、第2点群情報に属する計測点群P26~P29とが近接していると判定する。なお、第1ライダ100Xaと第2ライダ100Xbの車両に設置された位置及び姿勢の情報は、予めメモリ8Aなどに記憶されている。この場合、ノイズ除去装置200Aaは、これらのグループ計測点数Ng(5と4)の合計値(9)が塊判定点数閾値Ngth(ここでは8とする)以上であることから、第1点群情報に属する計測点群P21~P25と、第2点群情報に属する計測点群P26~P29とを、夫々空間的安定点Psであるとみなす。 Here, the noise removal device 200a determines that the measurement point group P21-P25 belonging to the first point cloud information and the measurement point group P26-P29 belonging to the second point cloud information are close to each other based on the information on the position and attitude of the first rider 100Xa and the second rider 100Xb installed on the vehicles. The information on the position and attitude of the first rider 100Xa and the second rider 100Xb installed on the vehicles is stored in advance in the memory 8A or the like. In this case, the noise removal device 200Aa considers the measurement point group P21-P25 belonging to the first point cloud information and the measurement point group P26-P29 belonging to the second point cloud information to be spatially stable points Ps, respectively, because the sum (9) of these group measurement points Ng (5 and 4) is equal to or greater than the cluster determination point threshold Ngth (set to 8 here).
なお、ノイズ除去装置200aは、第1ライダ100Xaと第2ライダ100Xbの車両に設置された位置及び姿勢の情報に基づき、これらの計測範囲が重複又は隣接すると判定した場合、第1点群情報と第2点群情報とを1つの点群情報として統合した後、統合した点群情報に対して第1処理~第3処理を実行してもよい。 When the noise removal device 200a determines that the measurement ranges of the first rider 100Xa and the second rider 100Xb overlap or are adjacent based on the position and attitude information installed on the vehicles of the first rider 100Xa and the second rider 100Xb, the noise removal device 200a may integrate the first point cloud information and the second point cloud information into one piece of point cloud information, and then perform the first to third processes on the integrated point cloud information.
このように、本変形例によれば、計測範囲が重複又は隣接する複数のライダを有する場合に、物体がこれらのライダの計測範囲の境界に位置する場合であっても、物体の計測点をノイズ発生点であると誤判定することを好適に防ぐことができる。 In this way, according to this modified example, when there are multiple lidars with overlapping or adjacent measurement ranges, it is possible to effectively prevent the measurement point of an object from being erroneously determined to be a noise generation point even if the object is located on the boundary of the measurement ranges of these lidars.
1 送信部
2 受信部
3 ビームスプリッタ
5 スキャナ
6 ピエゾセンサ
7、7A 制御部
8、8A メモリ
100、100X ライダ
200 ノイズ除去装置
REFERENCE SIGNS LIST 1 Transmitter 2 Receiving unit 3 Beam splitter 5 Scanner 6 Piezo sensor 7, 7A Control unit 8, 8A Memory 100, 100X Lidar 200 Noise removal device
Claims (10)
前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第2距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化部と、
グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定部と、
を有する情報処理装置。 an assigning unit that assigns a flag to a measurement point that has another measurement point within a first distance difference from a plurality of measurement points that are acquired for each frame and indicate a distance from a reference point, excluding at least the measurement points that indicate a distance within a predetermined range;
a grouping unit that groups the flagged measurement points into groups of measurement points each having a distance difference between the measurement points that is within a second distance difference;
a determination unit that determines, for each group, whether the measurement points to which the flag is assigned are noise or not, based on the number of measurement points for each group;
An information processing device having the above configuration.
前記グループ化部は、前記フラグが付与された計測点及び前記時間的安定点に対し、計測点間の距離差が前記第2距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行う、請求項1または2に記載の情報処理装置。 a time-stable point detection unit that detects, as a time-stable point, a measurement point at which a variance of at least one of a distance or a reflected light intensity between a plurality of frames is less than a predetermined value, among the measurement points at which a distance from the reference point is measured;
The information processing apparatus according to claim 1 , wherein the grouping unit performs grouping for each of the measurement points to which the flag is assigned and the temporally stable points, the measurement points each having a distance difference within the second distance difference.
前記判定部が前記ノイズであると判定した計測点に対応する前記射出方向における距離の情報を前記点群情報から除去したノイズ除去点群情報を出力する出力部と、
をさらに有する請求項1~6のいずれか一項に記載の情報処理装置。 a point cloud information generating unit that generates point cloud information in which a distance from the reference point calculated based on a timing at which a reflected light intensity detected after each emission of the pulsed light while changing an angle is maximized is associated with an emission direction of the pulsed light;
an output unit that outputs noise-removed point cloud information obtained by removing, from the point cloud information, information on distances in the emission direction corresponding to the measurement points that the determination unit has determined to be noise;
7. The information processing device according to claim 1, further comprising:
フレーム毎に取得された、それぞれが基準点からの距離を示す計測点であって、所定範囲内の距離を示す計測点が少なくとも除外された複数の計測点について、第1距離差以内となる他の計測点が存在する計測点に対し、フラグを付与する付与工程と、
前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第2距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化工程と、
グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定工程と、
を有する制御方法。 A control method executed by an information processing device, comprising:
a flag assignment step for assigning a flag to a measurement point for which there exists another measurement point within a first distance difference, the measurement points being acquired for each frame and each of which indicates a distance from a reference point, and at least measurement points indicating distances within a predetermined range being excluded;
a grouping step of grouping the flagged measurement points into groups of measurement points each having a distance difference between the measurement points that is within a second distance difference;
a determination step of determining, for each group, whether or not the measurement points to which the flag is assigned are noise based on the number of measurement points for each group;
The control method includes:
前記フラグが付与された計測点に対し、計測点間の距離差が第2距離差以内となる計測点群毎にグループ分けを行うグループ化部と、
グループ毎の計測点の個数に基づき、前記フラグが付与された計測点がノイズであるか否かの判定を前記グループ毎に行う判定部
としてコンピュータを機能させるプログラム。 an assigning unit that assigns a flag to a measurement point that has another measurement point within a first distance difference from a plurality of measurement points that are acquired for each frame and indicate a distance from a reference point, excluding at least the measurement points that indicate a distance within a predetermined range;
a grouping unit that groups the flagged measurement points into groups of measurement points each having a distance difference between the measurement points that is within a second distance difference;
A program that causes a computer to function as a determination unit that determines, for each group, whether or not the measurement points to which the flag is assigned are noise, based on the number of measurement points in each group.
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