特開 2023-64482 情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023064482

(43)【公開日】2023-05-11

(54)【発明の名称】情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   G01S 17/89 20200101AFI20230501BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20230501BHJP

   G01C 7/04 20060101ALI20230501BHJP

【ＦＩ】

G01S17/89

G01C3/06 120Q

G01C3/06 140

G01C7/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021174798

(22)【出願日】2021-10-26

(71)【出願人】

【識別番号】000005016

【氏名又は名称】パイオニア株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520001073

【氏名又は名称】パイオニアスマートセンシングイノベーションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107331

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 聡延

(72)【発明者】

【氏名】野口 良司

【テーマコード（参考）】

2F112

5J084

【Ｆターム（参考）】

2F112AD01

2F112BA01

2F112CA05

2F112CA12

2F112DA09

2F112DA15

2F112DA21

2F112DA25

2F112DA28

2F112EA05

2F112FA19

2F112FA33

2F112FA35

2F112GA01

5J084AA05

5J084AC02

5J084AD01

5J084BA03

5J084BA20

5J084BA36

5J084BA48

5J084BB14

5J084BB21

5J084BB28

5J084CA03

5J084CA65

(57)【要約】

【課題】計測データにおいて、地面に関するデータと障害物に関するデータとを好適に分類する。
【解決手段】ライダ１００の制御部７は、情報処理装置として機能し、取得手段として機能する点群情報生成ブロック７２と、障害物点検出手段、地面点検出手段、及び補正手段として機能する点群情報処理ブロック７３とを有する。点群情報生成ブロック７２は、光を出射する計測装置が生成する計測データを取得する。点群情報処理ブロック７３は、障害物の被計測点を表す障害物点を、計測データに基づき検出し、地面の被計測点を表す地面点を、計測データに基づき検出する。そして、点群情報処理ブロック７３は、計測装置の光の照射範囲に関する情報と地面点とに基づき、障害物点の一部を地面点に補正する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を出射する計測装置が生成する計測データを取得する取得手段と、
障害物の被計測点を表す障害物点を、前記計測データに基づき検出する障害物点検出手段と、
地面の被計測点を表す地面点を、前記計測データに基づき検出する地面点検出手段と、
前記光の照射範囲に関する情報と前記地面点とに基づき、前記障害物点の一部を地面点に補正する補正手段と、
を備える情報処理装置。

【請求項2】

前記補正手段は、前記障害物点の各々と当該障害物点の各々の周囲に存在する前記地面点との高さの差に基づき、前記障害物点の各々の前記地面点への補正の要否判定を行う、請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項3】

前記補正手段は、前記障害物点の各々と当該障害物点の各々の周囲に存在する前記地面点との水平面上での距離の差に基づき、前記障害物点の各々の前記地面点への補正の要否判定を行う、請求項１または２に記載の情報処理装置。

【請求項4】

前記補正手段は、前記要否判定において用いる前記差に対する閾値を、前記障害物点の各々の計測距離に基づき決定する、請求項２または３に記載の情報処理装置。

【請求項5】

前記補正手段は、前記地面点に補正された前記障害物点である補正地面点の一部を、前記障害物点に補正する、請求項１～４のいずれか一項に記載の情報処理装置。

【請求項6】

前記補正手段は、前記取得手段が取得した第１計測データの前記補正地面点と、前記第１計測データの前に取得された第２計測データにおける前記障害物点と前記地面点とに関する分類情報とに基づき、前記補正地面点の一部を、前記障害物点に補正する、請求項５に記載の情報処理装置。

【請求項7】

前記補正手段は、前記障害物点のクラスタの大きさに基づき、前記障害物点のクラスタごとに前記地面点への補正の要否判定を行う、請求項１～６のいずれか一項に記載の情報処理装置。

【請求項8】

前記照射範囲に関する情報は、前記光の広がり角に応じたビーム幅である、請求項１～７のいずれか一項に記載の情報処理装置。

【請求項9】

情報処理装置が実行する制御方法であって、
光を出射する計測装置が生成する計測データを取得し、
障害物の被計測点を表す障害物点を、前記計測データに基づき検出し、
地面の被計測点を表す地面点を、前記計測データに基づき検出し、
前記光の照射範囲に関する情報と前記地面点とに基づき、前記障害物点の一部を地面点に補正する、
制御方法。

【請求項10】

光を出射する計測装置が生成する計測データを取得し、
障害物の被計測点を表す障害物点を、前記計測データに基づき検出し、
地面の被計測点を表す地面点を、前記計測データに基づき検出し、
前記光の照射範囲に関する情報と前記地面点とに基づき、前記障害物点の一部を地面点に補正する処理をコンピュータに実行させるプログラム。

【請求項11】

請求項１０に記載のプログラムを格納した記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、計測したデータを処理する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

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、投光パターンの検出状態により、投光パターンを投光するための点灯パターンを変更し、前方車両との距離や傾きを検出する前方車両認識装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－０８２７５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、ライダなどのレーザ光を利用した測距装置では、レーザ光が広がりを有するため、路面ペイントとそれ以外の箇所とにまたいでレーザ光が照射された場合に、計測結果に誤差が生じてしまい、障害物を誤検出してしまうことがあった。

【0005】

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。本開示は、計測データにおいて、地面に関するデータと障害物に関するデータとを好適に分類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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項に記載の発明は、
光を出射する計測装置が生成する計測データを取得する取得手段と、
障害物の被計測点を表す障害物点を、前記計測データに基づき検出する障害物点検出手段と、
地面の被計測点を表す地面点を、前記計測データに基づき検出する地面点検出手段と、
前記光の照射範囲に関する情報と前記地面点とに基づき、前記障害物点の一部を地面点に補正する補正手段と、
を有する情報処理装置である。

【0007】

また、請求項に記載の発明は、
情報処理装置が実行する制御方法であって、
光を出射する計測装置が生成する計測データを取得し、
障害物の被計測点を表す障害物点を、前記計測データに基づき検出し、
地面の被計測点を表す地面点を、前記計測データに基づき検出し、
前記光の照射範囲に関する情報と前記地面点とに基づき、前記障害物点の一部を地面点に補正する、
制御方法である。

【0008】

また、請求項に記載の発明は、
光を出射する計測装置が生成する計測データを取得し、
障害物の被計測点を表す障害物点を、前記計測データに基づき検出し、
地面の被計測点を表す地面点を、前記計測データに基づき検出し、
前記光の照射範囲に関する情報と前記地面点とに基づき、前記障害物点の一部を地面点に補正する処理をコンピュータに実行させるプログラムである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例に係るライダの概略構成を示す。

【図2】実施例に係るフローチャートの一例である。

【図3】ライダが出射したレーザ光が照射される道路の断面図を示す。

【図4】フットプリントサイズに応じた高さ方向及び奥行方向の計測ずれを概略的に表した道路の断面図である。

【図5】（Ａ）フットプリントサイズが異なる２種類のライダの高さ方向の計測ずれと奥行距離との関係を表すグラフである。（Ｂ）フットプリントサイズが異なる２種類のライダの奥行方向の計測ずれと奥行距離との関係を表すグラフである。

【図6】第１補正処理の手順を示すフローチャートの一例である。

【図7】（Ａ）ステップＳ１１において対象とする障害物点とその周囲点を表した図である。（Ｂ）ステップＳ１２において対象とする注目点とその周囲点を表した図である。（Ｃ）ステップＳ１３において対象とする注目点とその周囲点を表した図である。

【図8】第２補正処理の手順を示すフローチャートの一例である。

【図9】第３補正処理の手順を示すフローチャートの一例である。

【図10】変形例に係るライダシステムの構成図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の好適な実施形態では、情報処理装置は、光を出射する計測装置が生成する計測データを取得する取得手段と、障害物の被計測点を表す障害物点を、前記計測データに基づき検出する障害物点検出手段と、地面の被計測点を表す地面点を、前記計測データに基づき検出する地面点検出手段と、前記光の照射範囲に関する情報と前記地面点とに基づき、前記障害物点の一部を地面点に補正する補正手段と、を備える。この態様では、情報処理装置は、計測装置が出射する光の照射範囲に関する情報と検出された地面点とに基づいて、誤って検出された障害物点の一部を適切に地面点に補正することができる。ここで、「地面点に補正」とは、被計測点の分類を地面点に変更することを指す。

【0011】

上記情報処理装置の一態様では、前記補正手段は、前記障害物点の各々と当該障害物点の各々の周囲に存在する前記地面点との高さの差に基づき、前記障害物点の各々の前記地面点への補正の要否判定を行う。この態様により、情報処理装置は、地面点に補正すべき障害物点を的確に判定することができる。

【0012】

上記情報処理装置の他の一態様では、前記補正手段は、前記障害物点の各々と当該障害物点の各々の周囲に存在する前記地面点との水平面上での距離の差に基づき、前記障害物点の各々の前記地面点への補正の要否判定を行う。この態様によっても、情報処理装置は、地面点に補正すべき障害物点を的確に判定することができる。

【0013】

上記情報処理装置の他の一態様では、前記補正手段は、前記要否判定において用いる前記差に対する閾値を、前記照射範囲に関する情報と、前記障害物点の各々の計測距離とに基づき決定する。一般に、光の照射範囲の大きさは、計測距離に応じて変化する。従って、この態様により、情報処理装置は、上述の閾値を適切に設定することができる。

【0014】

上記情報処理装置の他の一態様では、前記補正手段は、前記地面点に補正された前記障害物点である補正地面点の一部を、前記障害物点に補正する。この態様により、情報処理装置は、誤って地面点に補正した障害物点を再び障害物点として分類することができる。

【0015】

上記情報処理装置の他の一態様では、前記補正手段は、前記取得手段が取得した第１計測データの前記補正地面点と、前記第１計測データの前に取得された第２計測データにおける前記障害物点と前記地面点とに関する分類情報とに基づき、前記補正地面点の一部を、前記障害物点に補正する。この態様により、情報処理装置は、誤って地面点に補正した障害物点を的確に特定し、再び障害物点として分類することができる。

【0016】

上記情報処理装置の他の一態様では、前記補正手段は、前記障害物点のクラスタの大きさに基づき、前記障害物点のクラスタごとに前記地面点への補正の要否判定を行う。この態様により、情報処理装置は、想定される障害物の大きさに満たない障害物点のクラスタを地面点に補正することができる。好適な例では、前記照射範囲に関する情報は、前記光の広がり角に応じたビーム幅である。

【0017】

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、光を出射する計測装置が生成する計測データを取得し、障害物の被計測点を表す障害物点を、前記計測データに基づき検出し、地面の被計測点を表す地面点を、前記計測データに基づき検出し、前記光の照射範囲に関する情報と前記地面点とに基づき、前記障害物点の一部を地面点に補正する。情報処理装置は、この制御方法を実行することで、誤って検出された障害物点の一部を適切に地面点に補正することができる。

【0018】

本発明の他の好適な実施形態では、プログラムは、光を出射する計測装置が生成する計測データを取得し、障害物の被計測点を表す障害物点を、前記計測データに基づき検出し、地面の被計測点を表す地面点を、前記計測データに基づき検出し、前記光の照射範囲に関する情報と前記地面点とに基づき、前記障害物点の一部を地面点に補正する処理をコンピュータに実行させる。コンピュータは、このプログラムを実行することで、誤って検出された障害物点の一部を適切に地面点に補正することができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。

【実施例0019】

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。

【0020】

（１）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を照射し、当該レーザ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。ライダ１００は、道路面などの地面を測定範囲に含むように設置されている。なお、ライダ１００は、車両に搭載される態様に限らず、所定の場所において固定されていてもよい。

【0021】

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。

【0022】

送信部１は、パルス状のレーザ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「Ｓｇ１」に基づき駆動する。

【0023】

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「Ｓｇ２」を生成し、生成した検出信号Ｓｇ２を制御部７へ供給する。

【0024】

ビームスプリッタ３は、送信部１から出射されるパルス状のレーザ光を透過する。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。

【0025】

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「Ｓｇ３」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を透過したレーザ光をライダ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レーザ光が照射されることにより計測された点又はその計測データを「被計測点」とも呼ぶ。

【0026】

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「Ｓｇ４」を、制御部７へ供給する。検出信号Ｓｇ４は、スキャナ５の向きの検出に用いられる。

【0027】

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揮発性メモリ及び不揮発性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により参照される各種パラメータを記憶する。また、メモリ８には、制御部７により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。

【0028】

制御部７は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの各種プロセッサを含む。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。なお、制御部７は、プログラムによるソフトウェアで実現することに限ることなく、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちのいずれかの組合せ等により実現されてもよい。また、制御部７は、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）又はマイクロコントローラ等の、ユーザがプログラミング可能な集積回路であってもよく、ＡＳＳＰ（Application Specific Standard Produce）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等であってもよい。

【0029】

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、点群情報処理ブロック７３と、を有する。

【0030】

送信駆動ブロック７０は、送信部１を駆動する駆動信号Ｓｇ１を出力する。駆動信号Ｓｇ１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Ｓｇ１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。

【0031】

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Ｓｇ３を出力する。この駆動信号Ｓｇ３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Ｓｇ４を監視することで、スキャナ５の走査角度（すなわちレーザ光の出射方向）を検出する。

【0032】

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Ｓｇ２に基づき、ライダ１００を基準点として、レーザ光が照射された物体までの距離と方向とを被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、レーザ光を出射してから受信部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レーザ光の出射方向とを被計測点毎に示す点群情報を生成し、生成した点群情報を点群情報処理ブロック７３に供給する。以後では、全被計測点に対する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。ここで、点群情報は、被計測点を画素とし、各被計測点の計測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、各被計測点は、縦方向の並びにおいて仰俯角におけるレーザ光の出射方向が異なり、横方向の並びにおいて水平角におけるレーザ光の出射方向が異なる。そして、各被計測点に対し、対応する出射方向及び計測距離の組に基づき、３次元座標系での座標値が求められる。以後では、上述の３次元座標系を「基準座標系」とも呼ぶ。基準座標系は、水平面（即ち地面と平行な面）をＸ－Ｙ軸とし、水平面に垂直な高さ方向をＺ軸とする３次元座標系であるものとする。なお、基準座標系の原点は、例えば、ライダ１００の位置に設定される。点群情報生成ブロック７２は、「取得手段」の一例である。

【0033】

なお、点群情報生成ブロック７２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（「ノイズデータ」又は「誤警報データ」とも呼ぶ。）を除去した点群情報を生成してもよい。以後では、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被計測点を「有効点」とも呼ぶ。この場合、点群情報には、有効点であるか否かを被計測点毎に示すフラグ情報がさらに含まれる。

【0034】

点群情報処理ブロック７３は、点群情報生成ブロック７２から供給される点群情報が表す被計測点の分類を行い、分類結果を表す分類情報を点群情報に付加する。具体的には、点群情報処理ブロック７３は、地面（白線などの路面ペイントも含む）を表す被計測点（「地面点」とも呼ぶ。）と、道路上又は道路周辺の障害物（前方車両や地物を含む）を表す被計測点（「障害物点」とも呼ぶ。）と、を夫々検出し、その検出結果に基づき各被計測点の分類を表す分類情報を生成する。この場合、後述するように、点群情報処理ブロック７３は、レーザ光のビーム幅（所謂フットプリントサイズ）に起因して障害物点であると誤って判定（分類）された被計測点（「誤障害物判定点」とも呼ぶ。）を的確に特定し、誤障害物判定点の分類を地面点に補正する。また、点群情報処理ブロック７３は、フレーム毎の点群情報を、フレーム毎の処理時刻を示す時刻情報と関連付けてメモリ８に記憶する。点群情報処理ブロック７３の処理の詳細については後述する。点群情報処理ブロック７３は、「障害物点検出手段」、「地面点検出手段」及び「補正手段」の一例である。

【0035】

なお、分類情報が付加された点群情報は、例えば、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。）に出力されてもよい。この場合、例えば、点群情報に基づき、障害物点を少なくとも避けるような車両の制御が行われる。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。

【0036】

（２）処理概要
図２は、誤障害物判定点の補正に関する処理の手順を示すフローチャートの一例である。点群情報処理ブロック７３は、図２に示す処理を、１フレーム分の点群情報を生成する周期ごとに繰り返し実行する。

【0037】

まず、点群情報生成ブロック７２は、検出信号Ｓｇ２に基づき、点群情報を生成する（ステップＳ０１）。この場合、点群情報生成ブロック７２は、ライダ１００の走査対象範囲における１回分の走査により生成された検出信号Ｓｇ２に基づき、現処理時刻に対応するフレーム（「現フレーム」とも呼ぶ。）の点群情報を生成する。

【0038】

次に、点群情報処理ブロック７３は、ステップＳ０１で生成された点群情報からノイズデータを除去する処理であるノイズ除去処理を実行する（ステップＳ０２）。この場合、点群情報処理ブロック７３は、任意のノイズ除去処理を実行してもよい。例えば、点群情報処理ブロック７３は、受信部２が受信した反射光の強度が所定の閾値未満となる被計測点のデータを、ノイズデータとみなし、ノイズデータ以外のデータを表す被計測点を有効点とみなす。

【0039】

次に、点群情報処理ブロック７３は、ノイズ除去処理後の点群情報の各有効点を分類する処理を実行する（ステップＳ０３）。この場合、点群情報処理ブロック７３は、ノイズ除去処理後の点群情報が表す有効点に基づき地面を表す平面を推定し、当該平面より所定の閾値以上高い位置に存在する有効点を障害物点と判定し、それ以外の有効点を地面点と判定する。この場合、例えば、点群情報処理ブロック７３は、有効点の点群データを用い、基準座標系での平面方程式を最小二乗法により求めることで、地面を表す平面を推定する。

【0040】

次に、点群情報処理ブロック７３は、ステップＳ０３で判定された地面点に基づいて、地面高さを推定する処理（「地面高さ推定処理」とも呼ぶ。）を行う（ステップＳ０４）。この場合、例えば、点群情報処理ブロック７３は、地面点から算出される平面方程式に基づき、地面高さを推定する。

【0041】

そして、点群情報処理ブロック７３は、誤障害物判定点補正処理を実行する（ステップＳ０５）。この場合、点群情報処理ブロック７３は、後述する第１補正処理～第３補正処理を順に実行することで、誤障害物判定点を検出し、検出した誤障害物判定点の分類を地面点に補正する。

【0042】

（３）誤障害物判定点の補正
次に、図２のステップＳ０５で実行される誤障害物判定点補正処理に関する事項について詳細に説明する。

【0043】

（３－１）誤障害物判定点の発生
まず、フットプリントサイズに起因して誤障害物判定点が発生することについて具体的に説明する。図３は、ライダ１００が出射したレーザ光が照射される道路の断面図を示す。この例では、ライダ１００は、レーザ光Ｂ１～Ｂ３を含むレーザ光を出射しており、レーザ光Ｂ１及びレーザ光Ｂ２の一部が白線９０に照射されている。ここで、ライダ１００が出射するレーザ光は、被計測点までの距離に応じてフットプリントサイズが拡大している。そして、レーザ光の出射方向と、反射光の受光強度がピークとなる飛行時間とに基づき、被計測点の基準座標系での位置が特定される。

【0044】

ここで、白線などの路面ペイントが存在しない方向に出射されたレーザ光Ｂ３の場合、レーザ光Ｂ３の出射方向と、レーザ光Ｂ３の反射光の飛行時間とに基づき、ライダ１００は、道路面上の点Ｐ３を表すデータを生成する。なお、ライダ１００が認識するレーザ光Ｂ３の出射方向は、レーザ光Ｂ３の中心軸の延伸方向となる。

【0045】

一方、白線９０に一部が照射されるレーザ光Ｂ１の場合、白線９０は他の道路面と比較して反射率が高いことから、白線９０の表面点Ｐ１１で反射された反射光の受光強度が最も高くなる。従って、この場合、ライダ１００は、レーザ光Ｂ１の中心軸の延長線上であって、表面点Ｐ１１と同一の計測距離となる空中の点Ｐ１を表すデータを生成する。同様に、一部が白線９０に照射されるレーザ光Ｂ２の場合、白線９０は他の道路面と比較して反射率が高いことから、白線９０の表面点Ｐ２１で反射された反射光の受光強度が最も高くなる。従って、この場合、ライダ１００は、レーザ光Ｂ２の中心軸の延長線上であって、表面点Ｐ２１と同一の計測距離となる地中の点Ｐ２を表すデータを生成する。そして、点Ｐ１は、他の地面の被計測点より高い位置として認識されるため、障害物点であると判定されてしまう可能性がある。

【0046】

このように、反射率が異なる路面エリアの境界付近では、反射率が相対的に高い点で反射された光の強度が高くなることに起因して、本来計測されるべき位置から高さ方向及び奥行方向（水平方向）にずれた（即ち、空中又は地中の位置を表す）誤障害物判定点のデータが生成されてしまう可能性がある。そして、高さ方向及び奥行方向での計測ずれの度合いは、レーザ光のフットプリントサイズ（即ち、レーザ光の照射範囲の大きさ）に応じて異なる。

【0047】

図４は、フットプリントサイズに応じた高さ方向及び奥行方向の計測ずれを概略的に表した道路の断面図である。また、図５（Ａ）は、フットプリントサイズが異なる２種類のライダ（ライダＡ、ライダＢ）の高さ方向の計測ずれと各ライダから被計測点までの奥行距離（即ち水平面上での計測距離）との関係を表すグラフであり、図５（Ｂ）は、ライダＡ及びライダＢの奥行方向の計測ずれと各ライダから被計測点までの奥行距離との関係を表すグラフである。ライダＡは、垂直（仰俯角）方向に０．８度及び水平方向に０．４度の広がり角を有するレーザ光を出射する短距離計測用のライダであり、ライダＢは、垂直（仰俯角）方向に０．４度及び水平方向に０．２度の広がり角を有するレーザ光を出射する中距離計測用のライダである。上述の広がり角は、フットプリントサイズのパラメータに相当し、広がり角が大きいライダＡの方が、ライダＢよりも、同一計測距離でのフットプリントサイズが大きくなる。また、ライダＡ及びライダＢの設置高は、ともに１．５ｍであるとする。

【0048】

図４に示すレーザ光Ｂ４は、上述の広がり角に応じたフットプリントサイズを有しており、フットプリントサイズに応じて、高さ方向の計測ずれの最大値（最大高さずれ）及び奥行方向の計測ずれの最大値（最大奥行ずれ）が定まる。ここで、点Ｐ４は、ビーム光Ｂ４により計測されるべき理想的な被計測点を表す。また、点Ｐ４ａは、白線等の存在に起因して手前側に最大限ずれた被計測点を表す。点Ｐ４ｂは、白線等の存在に起因して奥側に最大限ずれた被計測点を表す。そして、最大高さずれは、点Ｐ４ａと点Ｐ４ｂの高さの差に相当し、最大奥行ずれは、点Ｐ４ａと点Ｐ４ｂの奥行距離に相当する。

【0049】

そして、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、フットプリントサイズが大きいライダＡの方が、ライダＢよりも、奥行距離の増加に応じた高さずれ及び奥行ずれの上昇度合いが大きくなる。このように、フットプリントサイズが大きいほど高さずれ及び奥行ずれが大きくなる。以上を勘案し、点群情報処理ブロック７３は、第１補正処理～第３補正処理を含む誤障害物判定点補正処理に用いる種々の閾値を、フットプリントサイズに基づき設定する。これにより、誤障害物判定点を的確に検出することができる。ここで、計測距離が長いほど、かつ、ライダの種類に依存するレーザ光の広がり角が大きいほど、フットプリントサイズが大きくなる。よって、点群情報処理ブロック７３は、後述するように、上述の閾値を、計測距離に応じた値となるように、ライダの種類ごとに異なる算出式により決定する。フットプリントサイズは、「光の照射範囲に関する情報」の一例である。

【0050】

（３－２）第１補正処理の詳細
次に、誤障害物判定点補正処理の一部である第１補正処理について説明する。第１補正処理は、白線などの路面ペイントでの反射に起因して障害物点に分類された被計測点の分類を、フットプリントサイズに応じた高さずれ及び奥行ずれを考慮し、地面点に補正する処理である。

【0051】

図６は、点群情報処理ブロック７３が実行する第１補正処理の手順を示すフローチャートの一例である。

【0052】

まず、点群情報処理ブロック７３は、障害物点のうち、当該障害物点の周囲の地面点との高さ差が第１閾値以下となる点を、地面点に補正すべき障害物点（即ち誤障害物判定点）の候補（「補正地面点候補」とも呼ぶ。）として抽出する（ステップＳ１１）。第１閾値は、フットプリントサイズに応じた値（具体的にはフットプリントサイズが大きいほど大きい値）となるように設定される。なお、フットプリントサイズは、上述したように、出射するレーザ光の広がり角及び計測距離に応じて定まるため、点群情報処理ブロック７３は、例えば、レーザ光の広がり角に基づき定まる係数と計測距離を表す変数とを有する所定の式又はルックアップテーブルを用いて第１閾値を決定する。この場合、上述の式等は、ライダ１００が出射するレーザ光の広がり角（即ちライダ１００の種類）を考慮して予め定められ、メモリ８等に記憶されている。

【0053】

次に、点群情報処理ブロック７３は、周囲の地面点と奥行距離差が第２閾値より大きい補正地面点候補を、誤障害物判定点とみなし、地面点に設定する（ステップＳ１２）。地面点に補正された障害物点を「補正地面点」とも呼ぶ。ここで、第２閾値は、フットプリントサイズに応じた値（具体的にはフットプリントサイズが大きいほど大きい値）になるように設定される。点群情報処理ブロック７３は、例えば、レーザ光の広がり角に基づき定まる係数と計測距離を表す変数とを有する所定の式又はルックアップテーブルを用いて第２閾値を決定する。この場合、上述の式等は、ライダ１００が出射するレーザ光の広がり角を考慮して予め定められ、メモリ８等に記憶されている。

【0054】

次に、点群情報処理ブロック７３は、ステップＳ１２で設定した補正地面点の周囲点のうち、当該補正地面点との高さ差が第３閾値以下となる障害物点を、補正地面点に設定する（ステップＳ１３）。第３閾値は、フットプリントサイズに応じた値に設定され、例えば第１閾値と同一値に設定されてもよい。

【0055】

次に、ステップＳ１１の具体例について説明する。図７（Ａ）は、ステップＳ１１において対象とする障害物点とその周囲点を表した図である。ここでは、２次元平面上でのライダ１００の走査範囲を表しており、一例として、隣り合う水平方向の走査点列が交互に走査点の半分の間隔だけ水平方向にずれて配置されているものとする。

【0056】

点群情報処理ブロック７３は、１フレーム分の点群データに含まれる障害物点を順に注目すべき注目点として選択し、選択した注目点について、周囲の地面点との高さ差が第１閾値以下であるか否か判定する。図７（Ａ）において、点群情報処理ブロック７３は、注目点Ｐｉに隣接する周囲点Ｐｉ１～Ｐｉ８を認識する。そして、点群情報処理ブロック７３は、周囲点Ｐｉ１～Ｐｉ８のうち、地面点又は補正地面点候補であって、注目点Ｐｉとの高さ差が第１閾値以下となる点が存在する場合、注目点Ｐｉを補正地面点候補に設定する。なお、この場合、点群情報処理ブロック７３は、注目点Ｐｉと各周囲点との距離差をさらに考慮して注目点Ｐｉが補正地面点候補であるか否かの判定を行ってもよい。この場合、点群情報処理ブロック７３は、注目点Ｐｉとの距離差が所定距離以下であり、かつ、注目点Ｐｉとの高さ差が第１閾値以下となる、地面点又は補正地面点候補が存在する場合に、注目点Ｐｉを補正地面点候補に設定する。ステップＳ１１では、フットプリントサイズに起因して生じ得る誤差の範囲内の高さに存在する障害物点を、補正地面点候補に設定することができる。

【0057】

次に、ステップＳ１２の具体例について説明する。図７（Ｂ）は、ステップＳ１２において対象とする注目点とその周囲点を表した図である。点群情報処理ブロック７３は、ステップＳ１１で判定した補正地面点候補の各々を順に注目点Ｐｉとして設定し、注目点Ｐｉの真上及びその左右に存在する点Ｐｉ７、Ｐｉ１０、Ｐｉ１１と、注目点Ｐｉの真下及びその左右に存在する点Ｐｉ５、Ｐｉ９、Ｐｉ１２とを探索点として認識する。なお、ここでは、一例として、仰俯角の方向でのフットプリントサイズに起因して発生した誤障害物判定点を特定するため、注目点Ｐｉの真上及び真下及びその周囲点を探索点に定めている。

【0058】

そして、点群情報処理ブロック７３は、地面点であり、かつ、注目点ＰｉとのＸＹ距離差（即ち奥行距離差）が第２閾値より大きい探索点が存在する場合、注目点Ｐｉを補正地面点に設定する。一般に、フットプリントサイズに起因して高さずれが生じた誤障害物判定点については、フットプリントサイズに応じた奥行ずれも生じている。従って、点群情報処理ブロック７３は、ステップＳ１２において、フットプリントサイズに応じた奥行ずれが生じている補正地面点候補を誤障害物判定点とみなし、補正地面点に設定する。

【0059】

次に、ステップＳ１３の具体例について説明する。図７（Ｃ）は、ステップＳ１３において対象とする注目点とその周囲点を表した図である。点群情報処理ブロック７３は、ステップＳ１２で判定した補正地面点の各々を順に注目点Ｐｉとして設定し、注目点Ｐｉの周囲点Ｐｉ１～Ｐｉ８、Ｐｉ１３、Ｐｉ１４を特定する。そして、点群情報処理ブロック７３は、これらの周囲点のうち、当該補正地面点との高さ差が第３閾値以下となる障害物点を、補正地面点に設定する。一般に、白線等に起因して生じる誤障害物判定点は、ある程度固まって存在することが考えられる。従って、点群情報処理ブロック７３は、ステップＳ１３において、固まって存在する誤障害物判定点を補正地面点に設定することができる。

【0060】

（３－３）第２補正処理の詳細
第２補正処理は、第１補正処理では補正地面点に補正できなかった誤障害物判定点を、障害物点が形成するクラスタの大きさに基づいて検出し、補正地面点に補正する処理である。図８は、点群情報処理ブロック７３が実行する第２補正処理の手順を示すフローチャートの一例である。

【0061】

まず、点群情報処理ブロック７３は、障害物点のクラスタリングを行う（ステップＳ２１）。この場合、点群情報処理ブロック７３は、障害物点ごとに計測された距離に基づき、障害物点を要素数１個以上のクラスタに分ける。この場合、点群情報処理ブロック７３は、任意のクラスタリング処理に基づき、障害物点のクラスタを決定してもよい。

【0062】

次に、点群情報処理ブロック７３は、要素数が所定個数以下となる障害物点のクラスタを、補正地面点に設定する（ステップＳ２２）。

【0063】

一般的に、道路周辺に存在する障害物は、ある程度の大きさを有しており、要素数が少ない障害物点のクラスタは、実際には障害物を表すものではない可能性が高い。以上を勘案し、点群情報処理ブロック７３は、要素数が所定個数以下となる障害物点のクラスタを、補正地面点に設定する。上述の所定個数は、道路上又は道路周辺に一般的に存在する障害物の大きさ及びライダ１００の性能等を勘案して予め定められる。これにより、点群情報処理ブロック７３は、障害物のサイズに満たない誤障害物判定点のまとまりを補正地面点として適切に設定することができる。

【0064】

（３－４）第３補正処理の詳細
第３補正処理は、第１補正処理及び第２補正処理によって誤って補正地面点であると判定された点を障害物点として再設定する処理である。図９は、点群情報処理ブロック７３が実行する第３補正処理の手順を示すフローチャートの一例である。

【0065】

まず、点群情報処理ブロック７３は、補正地面点のうち、障害物点の上下に位置する補正地面点を障害物点に補正する（ステップＳ３１）。この場合、「障害物点の上下に位置する補正地面点」とは、例えば水平方向の走査位置の差が所定個数（例えば３個）以内の補正地面点を指す。

【0066】

そして、点群情報処理ブロック７３は、縦方向（即ち出射する仰俯角が異なる方向）に所定個（例えば３個）以上連続する補正地面点のクラスタを、障害物点に補正する（ステップＳ３２）。

【0067】

次に、点群情報処理ブロック７３は、過去情報に基づき、補正地面点を障害物点に補正する（ステップＳ３３）。この場合、点群情報処理ブロック７３は、過去情報として、直前のフレーム周期において生成された点群情報の分類情報を利用する。具体的には、点群情報処理ブロック７３は、各補正地面点について、過去情報の同一走査位置（即ち出射方向が同一となる位置）の点及びその周囲点（これらを「過去関連点」とも呼ぶ。）を特定する。この場合の周囲点は、例えば、図７（Ａ）において同一走査位置の点を注目点Ｐｉとするとその周辺の点Ｐｉ１～Ｐｉ８である。そして、過去関連点のいずれかが計測距離が対象の補正地面点と所定距離差以内となる障害物点である場合、点群情報処理ブロック７３は、対象の補正地面点を障害物点に補正する。点群情報処理ブロック７３は、ステップＳ３３の処理を行うことで、高さが低い障害物に対応する被計測点を、誤って補正地面点に一時的に分類した場合であっても、これらを障害物点であると適切に再分類することができる。現在のフレーム周期において生成された点群情報は「第１計測データ」の一例であり、直前のフレーム周期において生成された点群情報は「第２計測データ」の一例である。

【0068】

次に、点群情報処理ブロック７３は、現フレームの分類情報を含む点群情報を、過去情報としてメモリ８等に記憶する（ステップＳ３４）。分類情報は、例えば、各被計測点が障害物点（補正された障害物点を含む）か地面点（補正地面点を含む）のいずれに分類されるかを表す情報である。なお、分類情報は、例えば、補正されたか否かで異なる分類となるように、より詳細な各被計測点の分類結果を示すものであってもよい。

【0069】

（４）変形例
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の点群情報処理ブロック７３及び点群情報処理ブロック７３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。

【0070】

図１０は、変形例に係るライダシステムの構成図である。ライダシステムは、ライダ１００Ｘと、情報処理装置２００とを有する。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情報処理装置２００へ供給する。

【0071】

情報処理装置２００は、制御部７Ａと、メモリ８とを有する。メモリ８には、制御部７Ａが処理を実行するために必要な情報が記憶されている。制御部７Ａは、機能的には、点群情報取得ブロック７２Ａと、点群情報処理ブロック７３とを有する。点群情報取得ブロック７２Ａ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、受信した点群情報を点群情報処理ブロック７３に供給する。点群情報処理ブロック７３は、点群情報取得ブロック７２Ａから供給される点群情報に対し、上述した実施例の点群情報処理ブロック７３と同一の処理を実行する。

【0072】

なお、情報処理装置２００は、運転支援装置により実現されてもよい。また、処理に必要なパラメータの情報は、情報処理装置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。本変形例の構成によれば、情報処理装置２００は、ライダ１００Ｘが生成する点群情報の各被計測点の正確な分類情報を生成することができる。

【0073】

以上説明したように、実施例に係るライダ１００の制御部７は、本発明における情報処理装置として機能し、取得手段として機能する点群情報生成ブロック７２と、障害物点検出手段、地面点検出手段、及び補正手段として機能する点群情報処理ブロック７３とを有する。点群情報生成ブロック７２は、光を出射する計測装置が生成する計測データを取得する。点群情報処理ブロック７３は、障害物の被計測点を表す障害物点を、計測データに基づき検出し、地面の被計測点を表す地面点を、計測データに基づき検出する。そして、点群情報処理ブロック７３は、計測装置の光の照射範囲に関する情報と地面点とに基づき、障害物点の一部を地面点に補正する。これにより、ライダ１００は、光の照射範囲に起因して地面点にも関わらず障害物点として検出されたものを地面点に好適に補正することができる。

【0074】

なお、上述した実施例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータであるコントローラ等に供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記憶媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記憶媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記憶媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。

【0075】

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。すなわち、本願発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。また、引用した上記の特許文献等の各開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。

【符号の説明】

【0076】

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 メモリ
１００、１００Ｘ ライダ
２００ 情報処理装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】