特許 6991489 地図評価装置、地図評価方法および地図評価プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-10

(45)【発行日】2022-01-12

(54)【発明の名称】地図評価装置、地図評価方法および地図評価プログラム

(51)【国際特許分類】

   G09B 29/00 20060101AFI20220104BHJP

【ＦＩ】

G09B29/00 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019067500

(22)【出願日】2019-03-29

(65)【公開番号】P2020166153

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2020-05-15

(73)【特許権者】

【識別番号】504139662

【氏名又は名称】国立大学法人東海国立大学機構

(73)【特許権者】

【識別番号】593154436

【氏名又は名称】アイサンテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】二宮 芳樹

(72)【発明者】

【氏名】竹内 栄二朗

(72)【発明者】

【氏名】橘川 雄樹

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 直人

(72)【発明者】

【氏名】豊田 奈美江

(72)【発明者】

【氏名】村上 拓也

【審査官】西村 民男

(56)【参考文献】

【文献】再公表特許第２０１９／０４４５００（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１５６９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２７５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１６０７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－６５０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／２２１４５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０７９９１６８３（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００２９１８６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】原 祥尭，ＳＬＡＭとは何か 第７回，ＮＩＫＫＥＩ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ，日本，日経ＢＰ社，2016年10月10日，第１６号 ，pp. 36-39

【文献】鄭 龍振，大規模な三次元環境地図とＲＧＢ－Ｄカメラを用いた移動ロボットの広域位置同定，日本ロボット学会誌，日本，一般社団法人日本ロボット学会，2013年11月15日，第３１巻 第９号

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｂ ２３／００－２９／１４，

Ｇ０１Ｃ ２１／００－２１／３６，

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００，

Ｇ０６Ｔ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

三次元座標を示す座標点の集合により対象領域の三次元形状を表す地図データと、移動体に搭載された計測装置によって前記計測装置と前記対象領域との間の距離を計測することにより取得されて前記座標点の集合により前記対象領域の三次元形状を表す計測データとの一致度を表す評価関数が収束するように、前記地図データに対して前記計測データを移動させて、前記計測データと前記地図データとが整合するときの位置として、前記評価関数が収束した収束位置を出力するように構成された収束整合部と、
既知の位置に対して位置ズレがあった場合でも正しい位置が推定できるか否かという点から地図の信頼性を判定するために、位置偏差を確認する範囲となる予め設定された複数の初期探索位置に対して、前記収束整合部に前記計測データの前記地図データへの整合を実行させることにより、複数の前記初期探索位置のそれぞれに対応する前記収束位置を取得するように構成された収束位置取得部と、
前記収束位置取得部により取得された複数の前記収束位置の空間分布に基づいて、前記計測データを前記地図データに整合させることにより前記移動体の位置を推定するときの信頼度を評価するための評価指標を算出するように構成された指標算出部と
を備える地図評価装置。

【請求項2】

請求項１に記載の地図評価装置であって、
前記指標算出部は、複数の前記初期探索位置のそれぞれについて、対応する前記収束位置が、前記計測データが前記地図データに対して位置ズレのない正解の位置である中心位置に一致している場合には成功であり、前記中心位置に一致していない場合には失敗であると判断し、前記成功の数と、前記失敗の数とに基づいて、前記評価指標を算出する地図評価装置。

【請求項3】

請求項２に記載の地図評価装置であって、
前記指標算出部は、複数の前記初期探索位置のそれぞれについて、前記初期探索位置と前記中心位置との間の距離に応じて、前記評価指標に対する寄与を変化させる地図評価装置。

【請求項4】

コンピュータが、三次元座標を示す座標点の集合により対象領域の三次元形状を表す地図データと、移動体に搭載された計測装置によって前記計測装置と前記対象領域との間の距離を計測することにより取得されて前記座標点の集合により前記対象領域の三次元形状を表す計測データとの一致度を表す評価関数が収束するように、前記地図データに対して前記計測データを移動させて、前記計測データと前記地図データとが整合するときの位置として、前記評価関数が収束した収束位置を出力する収束整合手順と、
コンピュータが、既知の位置に対して位置ズレがあった場合でも正しい位置が推定できるか否かという点から地図の信頼性を判定するために、位置偏差を確認する範囲となる予め設定された複数の初期探索位置に対して、前記収束整合手順に前記計測データの前記地図データへの整合を実行させることにより、複数の前記初期探索位置のそれぞれに対応する前記収束位置を取得する収束位置取得手順と、
コンピュータが、前記収束位置取得手順により取得された複数の前記収束位置の空間分布に基づいて、前記計測データを前記地図データに整合させることにより前記移動体の位置を推定するときの信頼度を評価するための評価指標を算出する指標算出手順と
を備える地図評価方法。

【請求項5】

コンピュータを、
三次元座標を示す座標点の集合により対象領域の三次元形状を表す地図データと、移動体に搭載された計測装置によって前記計測装置と前記対象領域との間の距離を計測することにより取得されて前記座標点の集合により前記対象領域の三次元形状を表す計測データ
との一致度を表す評価関数が収束するように、前記地図データに対して前記計測データを移動させて、前記計測データと前記地図データとが整合するときの位置として、前記評価関数が収束した収束位置を出力するように構成された収束整合部、
既知の位置に対して位置ズレがあった場合でも正しい位置が推定できるか否かという点から地図の信頼性を判定するために、位置偏差を確認する範囲となる予め設定された複数の初期探索位置に対して、前記収束整合部に前記計測データの前記地図データへの整合を実行させることにより、複数の前記初期探索位置のそれぞれに対応する前記収束位置を取得するように構成された収束位置取得部、及び、
前記収束位置取得部により取得された複数の前記収束位置の空間分布に基づいて、前記計測データを前記地図データに整合させることにより前記移動体の位置を推定するときの信頼度を評価するための評価指標を算出するように構成された指標算出部
として機能させるための地図評価プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、地図データを評価する地図評価装置、方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

自動運転用の高精度地図の導入が始まっており、自動運転用地図は、自動運転を差別化するためのアイテムとして重要になってきている。非特許文献１には、自車両の位置推定を、高精度三次元地図データと、車載ＬｉＤＡＲのスキャンデータとのＮＤＴスキャンマッチングにより行うことが記載されている。ＮＤＴは、Normal Distribution Transform
の略である。

【0003】

自動運転用地図データを活用するためには、自動運転用地図データの精度、信頼性および鮮度などを評価する必要があり、評価手法の確立が急務となっている。
従来、オンラインで地図データと照合することにより自動運転者の位置推定を行う際に、収束性を、収束計算のヘシアン行列から推定する方法や、位置偏差を与えた状態からの収束位置の安定性から判断する方法が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】橘川 雄樹、外４名、「自動運転実証実験：位置推定精度の検証」、国際交通安全学会誌、vol. 42, No. 2, pp. 48-53、［online］、平成２９年１０月、［平成３１年２月１８日検索］、インターネット＜URL: http://www.iatss.or.jp/common/pdf/publication/iatss-review/42-2-06.pdf＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、地図全体にわたって事前に地図データの信頼性を評価する手法は知られていない。
本開示は、地図全体にわたって事前に地図データの信頼性を評価することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、収束整合部と、収束位置取得部と、指標算出部とを備える地図評価装置である。
収束整合部は、地図データと、計測データとの一致度を表す評価関数が収束するように、地図データに対して計測データを移動させて、計測データと地図データとが整合するときの位置として、評価関数が収束した位置を出力するように構成される。地図データは、三次元座標を示す座標点の集合により対象領域の三次元形状を表す。計測データは、移動体に搭載された計測装置によって計測装置と対象領域との間の距離を計測することにより取得されて座標点の集合により対象領域の三次元形状を表す。

【0007】

収束位置取得部は、既知の位置に対して位置ズレがあった場合でも正しい位置が推定できるか否かという点から地図の信頼性を判定するために、位置偏差を確認する範囲となる予め設定された複数の初期探索位置に対して、収束整合部に計測データの地図データへの整合を実行させることにより、複数の初期探索位置のそれぞれに対応する収束位置を取得するように構成される。

【0008】

指標算出部は、収束位置取得部により取得された複数の収束位置の空間分布に基づいて
、計測データを地図データに整合させることにより移動体の位置を推定するときの信頼度を評価するための評価指標を算出するように構成される。

【0009】

このように構成された本開示の地図評価装置は、対象領域の三次元形状を表す地図データに対して上記信頼度を評価するための評価指標を算出することができ、地図データの対象領域全体にわたって事前に地図データの信頼性を評価することができる。

【0010】

本開示の一態様では、指標算出部は、複数の初期探索位置のそれぞれについて、対応する収束位置が、計測データが地図データに対して位置ズレのない正解の位置である中心位置に一致している場合には成功であり、中心位置に一致していない場合には失敗であると判断し、成功の数と、失敗の数とに基づいて、評価指標を算出するようにしてもよい。これにより、本開示の地図評価装置は、成功の数が多いほど信頼度が高くなり、失敗の数が多いほど信頼度が低くなるように、評価指標を算出することができる。

【0011】

本開示の一態様では、指標算出部は、複数の初期探索位置のそれぞれについて、初期探索位置と中心位置との間の距離に応じて、評価指標に対する寄与を変化させるようにしてもよい。一般的に位置ズレは正解位置を中心にピークを持つ分布となるため、位置ズレの分布を考慮した評価指標と考えられる。これにより、本開示の地図評価装置は、上記距離が長いほど評価指標に対する寄与が小さくなり、上記距離が短いほど評価指標に対する寄与が大きくなるように、評価指標を算出することができる。

【0012】

本開示の別の態様は、収束整合手順と、収束位置取得手順と、指標算出手順とを備える地図評価方法である。
収束整合手順は、地図データと、計測データとの一致度を表す評価関数が収束するように、地図データに対して計測データを移動させて、計測データと地図データとが整合するときの位置として、評価関数が収束した位置を出力する。

【0013】

収束位置取得手順は、既知の位置に対して位置ズレがあった場合でも正しい位置が推定できるか否かという点から地図の信頼性を判定するために、位置偏差を確認する範囲となる予め設定された複数の初期探索位置に対して、収束整合手順に計測データの地図データへの整合を実行させることにより、複数の初期探索位置のそれぞれに対応する収束位置を取得する。

【0014】

指標算出手順は、収束位置取得手順により取得された複数の収束位置の空間分布に基づいて、計測データを地図データに整合させることにより移動体の位置を推定するときの信頼度を評価するための評価指標を算出する。

【0015】

本開示の地図評価方法は、本開示の地図評価装置にて実行される方法であり、当該方法を実行することで、本開示の地図評価装置と同様の効果を得ることができる。
本開示の更に別の態様は、コンピュータを、収束整合部、収束位置取得部、及び、指標算出部として機能させるための地図評価プログラムである。

【0016】

本開示の地図評価プログラムによって制御されるコンピュータは、本開示の地図評価装置の一部を構成することができ、本開示の地図評価装置と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】地図評価装置の構成を示すブロック図である。

【図2】地図評価処理を示すフローチャートである。

【図3】特徴が多い場所の対象地図データを表す画像である。

【図4】特徴が多い場所の入力スキャンデータを表す画像である。

【図5】地図に誤差がある場所の対象地図データを表す画像である。

【図6】地図に誤差がある場所の入力スキャンデータを表す画像である。

【図7】地形に連続性がある場所の対象地図データを表す画像である。

【図8】地形に連続性がある場所の入力スキャンデータを表す画像である。

【図9】特徴が多い場所におけるＮＤＴスキャンマッチングの結果を示す図である。

【図10】地図に誤差がある場所におけるＮＤＴスキャンマッチングの結果を示す図である。

【図11】地形に連続性がある場所におけるＮＤＴスキャンマッチングの結果を示す図である。

【図12】信頼性が「良」および「不良」であるマッチング結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の地図評価装置１は、図１に示すように、表示部１１と、操作入力部１２と、データ記憶部１３と、データ入出力部１４と、制御部１５とを備える。

【0019】

表示部１１は、図示しない表示装置を備え、表示装置の表示画面に各種画像を表示する。
操作入力部１２は、図示しないキーボードおよびマウスを介して使用者が行った入力操作を特定するための入力操作情報を出力する。

【0020】

データ記憶部１３は、各種データを記憶するための記憶装置である。
データ入出力部１４は、有線または無線で接続された外部機器との間でデータの入出力を行う。

【0021】

制御部１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびフラッシュメモリ等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成される。マイクロコンピュータの各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、ＣＰＵが実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。また、制御部１５を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。

【0022】

次に、制御部１５が実行する地図評価処理の手順を説明する。地図評価処理は、地図評価処理を実行するために制御部１５に記憶された地図評価プログラム２０を使用者の入力操作により起動することで実行される。なお、地図評価プログラム２０は、地図評価装置１に予めインストールされていてもよいし、記録媒体またはネットワークを介してインストールされるようにしてもよい。記録媒体としては、例えば光ディスク、磁気ディスクおよび半導体メモリなどが挙げられる。

【0023】

地図評価処理が実行されると、制御部１５は、図２に示すように、まず、評価対象となる地図（以下、対象地図）を選択するための画像（以下、対象地図選択画像）を表示部１１の表示画面に表示する。

【0024】

そしてＳ２０にて、制御部１５は、使用者により選択された対象地図を特定する対象地図特定情報が操作入力部１２から入力されたか否かを判断する。ここで、対象地図特定情報が入力されていない場合には、制御部１５は、Ｓ２０の処理を繰り返すことにより、対象地図特定情報が入力するまで待機する。そして、対象地図特定情報が入力されると、制御部１５は、Ｓ３０にて、対象地図特定情報により特定される対象地図の座標点群データ
（以下、対象地図データ）と、対象地図に対応する領域を計測した例えばモービルマッピングシステム（以下、ＭＭＳ）を利用して計測した入力スキャンデータとをデータ記憶部１３から取得する。ＭＭＳは、Mobile Mapping Systemの略である。

【0025】

対象地図データおよび入力スキャンデータは、対象地図の三次元形状を表す複数地点の三次元座標の集合である。ＭＭＳでは、レーザスキャナを搭載した計測車両で対象領域を走行することにより、対象領域の座標点群を計測する。対象領域の座標点群は、計測車両の現在位置と、レーザスキャナがパルスレーザ光を照射した方向と、パルスレーザ光を照射してから反射レーザ光を検出するまでの時間に基づいて、レーザ光を反射した地点の三次元座標を計測することにより取得される。

【0026】

なお、対象地図の座標点群データおよび入力スキャンデータは、地図評価処理を開始する前に予めデータ記憶部１３に記憶される。
次にＳ４０にて、制御部１５は、複数の初期探索位置の中から、今回の地図評価処理において選択されていない初期探索位置を１つ選択する。

【0027】

そしてＳ５０にて、制御部１５は、周知のＮＤＴを用いて、Ｓ３０で取得した対象地図データと入力スキャンデータとのスキャンマッチングを行う。ＮＤＴは、Normal Distribution Transformの略である。以下、Ｓ５０で行うスキャンマッチングを、ＮＤＴスキャ
ンマッチングという。

【0028】

ＮＤＴスキャンマッチングは、まず、対象地図の地図空間を一定の大きさのボクセルに分割に分割し、ボクセルに属する座標点群の三次元座標の平均および分散を計算することによって三次元地図を正規分布に近似する。次にＮＤＴスキャンマッチングは、入力スキャンデータの各座標点に対して、対象地図データ内の対応ボクセルとの一致度を表す評価関数を最大にする座標変換をニュートン法により算出することで、スキャンマッチングを行う。すなわち、ＮＤＴスキャンマッチングは、評価関数が収束するように、対象地図データに対して入力スキャンデータを逐次移動させて、評価関数が収束した収束位置で入力スキャンデータを対象地図データに整合させる。

【0029】

以下に、三地点でＮＤＴスキャンマッチングを実行した具体例を説明する。
図３は、特徴が多い場所の対象地図データを表す画像である。図４は、図３と同一の特徴が多い場所における入力スキャンデータを表す画像である。特徴が多い場所では、正しくスキャンマッチングができることが期待される。

【0030】

図５は、地図に誤差がある場所の対象地図データを表す画像である。図６は、図５と同一の場所における入力スキャンデータを表す画像である。地図に誤差がある場所では、スキャンマッチングにおいて誤収束する可能性がある。

【0031】

図７は、地形に連続性がある場所の対象地図データを表す画像である。図８は、図７と同一の場所における入力スキャンデータを表す画像である。地形に連続性がある場所では、計測に問題はないが、誤収束する可能性がある。

【0032】

図９は、図３および図４に示す対象地図データおよび入力スキャンデータを用いたＮＤＴスキャンマッチングの結果を示す図である。
ＮＤＴスキャンマッチングでは、図９に示すように、対象地図データと入力スキャンデータとが一致する位置を原点とし、横方向位置をＸ軸とし、縦方向位置をＹ軸とした二次元平面が設定される。そして、この二次元平面に対して、ｘ＝－３［ｍ］からｘ＝＋３［ｍ］までの間で０．５［ｍ］毎に、且つ、ｙ＝－３［ｍ］からｙ＝＋３［ｍ］までの間で０．５［ｍ］毎に、二次元格子状に、複数の初期探索位置が設定される。但し、原点（０
，０）は、初期探索位置から除外される。以下、原点（０，０）を中心点Ｐ０または中心位置という。初期探索位置は、白抜きの丸で示される。ＮＤＴスキャンマッチングにより収束した点は、黒丸で示される。この黒丸で示される位置が、収束位置である。

【0033】

図９では、例えば、（ｘ、ｙ）＝（＋１，＋３）に位置する点Ｐ１を初期探索位置としてＮＤＴスキャンマッチングを行った場合に、正解位置である中心点Ｐ０に収束する。また、（ｘ、ｙ）＝（－３，－３）に位置する点Ｐ２を初期探索位置としてＮＤＴスキャンマッチングを行った場合に、中心点Ｐ０に収束する。一方、（ｘ、ｙ）＝（＋３，－３）に位置する点Ｐ３を初期探索位置としてＮＤＴスキャンマッチングを行った場合に、（ｘ、ｙ）＝（＋２．５，－２．５）の付近に位置する点Ｐ４に収束する。なお、大多数の初期探索位置について、ＮＤＴスキャンマッチングによる収束位置は中心点Ｐ０である。

【0034】

図１０は、図５および図６に示す対象地図データおよび入力スキャンデータを用いたＮＤＴスキャンマッチングの結果を示す図である。
図１０では、例えば、（ｘ、ｙ）＝（＋２．５，＋０）に位置する点Ｐ１１を初期探索位置としてＮＤＴスキャンマッチングを行った場合に、中心点Ｐ０に収束する。また、（ｘ、ｙ）＝（－２，＋３）に位置する点Ｐ１２を初期探索位置としてＮＤＴスキャンマッチングを行った場合に、中心点Ｐ０に収束する。一方、（ｘ、ｙ）＝（＋１，－３）に位置する点Ｐ１３を初期探索位置としてＮＤＴスキャンマッチングを行った場合に、（ｘ、ｙ）＝（０，－１）の付近に位置する点Ｐ１４に収束する。また、（ｘ、ｙ）＝（＋３，＋１．５）に位置する点Ｐ１５を初期探索位置としてＮＤＴスキャンマッチングを行った場合に、（ｘ、ｙ）＝（＋２，＋１）の付近に位置する点Ｐ１６に収束する。

【0035】

図１１は、図７および図８に示す対象地図データおよび入力スキャンデータを用いたＮＤＴスキャンマッチングの結果を示す図である。
図１１では、例えば、（ｘ、ｙ）＝（＋２，＋０．５）に位置する点Ｐ２１を初期探索位置としてＮＤＴスキャンマッチングを行った場合に、中心点Ｐ０に収束する。一方、（ｘ、ｙ）＝（－１．５，－０．５）に位置する点Ｐ２２を初期探索位置としてＮＤＴスキャンマッチングを行った場合に、（ｘ、ｙ）＝（－０．５，－２）の付近に位置する点Ｐ２３に収束する。また、（ｘ、ｙ）＝（＋０．５，－１．５）に位置する点Ｐ２４を初期探索位置としてＮＤＴスキャンマッチングを行った場合に、（ｘ、ｙ）＝（－０．５，－１）の付近に位置する点Ｐ２５に収束する。

【0036】

Ｓ５０の処理が終了すると、図２に示すように、制御部１５は、Ｓ６０にて、Ｓ５０のＮＤＴスキャンマッチングで算出された収束位置を取得する。
そしてＳ７０にて、制御部１５は、Ｓ６０で取得した収束位置が中心位置に一致しているか否かを判断する。ここで、収束位置が中心位置に一致している場合には、制御部１５は、Ｓ８０にて、成功評価値を算出する。具体的には、制御部１５は、Ｓ４０で選択した初期探索位置の横方向位置ｘおよび縦方向位置ｙを用いて、下式（１）により、成功評価値ＥＶｓを算出する。なお、下式（１）においてσ＝１である。

【0037】

【数1】

そしてＳ９０にて、制御部１５は、成功評価積算値を算出し、Ｓ１２０に移行する。具体的には、制御部１５は、ＲＡＭに設けられた成功評価積算値ＥＳｓに格納された値と、Ｓ８０で算出された成功評価値ＥＶｓとを加算した加算値を、成功評価積算値ＥＳｓに格
納する。

【0038】

一方、Ｓ７０にて、収束位置が中心位置に一致していない場合には、制御部１５は、Ｓ１００にて、失敗評価値を算出する。具体的には、制御部１５は、Ｓ４０で選択した初期探索位置の横方向位置ｘおよび縦方向位置ｙを用いて、下式（２）により、失敗評価値ＥＶｆを算出する。なお、下式（２）においてσ＝１である。

【0039】

【数2】

そしてＳ１１０にて、制御部１５は、失敗評価積算値を算出し、Ｓ１２０に移行する。具体的には、制御部１５は、ＲＡＭに設けられた失敗評価積算値ＥＳｆに格納された値と、Ｓ１００で算出された失敗評価値ＥＶｆとを加算した加算値を、失敗評価積算値ＥＳｆに格納する。

【0040】

Ｓ１２０に移行すると、制御部１５は、Ｓ４０において全ての初期探索位置が選択されたか否かを判断する。ここで、全ての初期探索位置が選択されていない場合には、制御部１５は、Ｓ４０に移行する。一方、全ての初期探索位置が選択された場合には、制御部１５は、Ｓ１３０にて、評価指標を算出する。具体的には、下式（３）により、評価指標ＥＩを算出する。

【0041】

ＥＩ＝ ＥＳｆ／（ＥＳｓ＋ＥＳｆ） ・・・（３）
なお、図９に示すＮＤＴスキャンマッチングの結果では、評価指標ＥＩ＝０．０５であった。図１０に示すＮＤＴスキャンマッチングの結果では、評価指標ＥＩ＝２９．０１であった。図１１に示すＮＤＴスキャンマッチングの結果では、評価指標ＥＩ＝４４．２２であった。

【0042】

そしてＳ１４０にて、制御部１５は、Ｓ１３０で算出した評価指標ＥＩを、対象地図データおよび入力スキャンデータを識別する識別情報と対応付けて、例えばフラッシュメモリに記憶し、地図評価処理を終了する。

【0043】

このように構成された地図評価装置１は、対象地図データと、入力スキャンデータとの一致度を表す評価関数が収束するように、対象地図データに対して入力スキャンデータを移動させて、入力スキャンデータと対象地図データとが整合するときの位置として、評価関数が収束した位置を出力する。この計算法としてＮＤＴスキャンマッチングなどが用いられる。対象地図データは、三次元座標を示す座標点の集合により対象領域の三次元形状を表す。入力スキャンデータは、計測車両に搭載されたレーザスキャナによってレーザスキャナと対象領域との間の距離を計測することにより取得されて座標点の集合により対象領域の三次元形状を表す。入力スキャンデータの近似として，地図データの対象領域のデータを用いてもよい。

【0044】

地図評価装置１は、既知の位置に対して位置ズレがあった場合でも正しい位置が推定できるか否かという点から地図の信頼性を判定するために、位置偏差を確認する範囲となる予め設定された複数の初期探索位置に対して、入力スキャンデータの対象地図データへの整合を実行することにより、複数の初期探索位置のそれぞれに対応する収束位置を取得する。

【0045】

地図評価装置１は、取得された複数の収束位置の空間分布に基づいて、入力スキャンデータを対象地図データに整合させることにより計測車両の位置を推定するときの信頼度を評価するための評価指標を算出する。

【0046】

このように地図評価装置１は、対象領域の三次元形状を表す対象地図データに対して上記信頼度を評価するための評価指標を算出することができ、対象地図データの対象領域全体にわたって事前に対象地図データの信頼性を評価することができる。

【0047】

例えば、地図評価装置１は、評価指標が予め設定された信頼性判定値（本実施形態では、例えば０．１）未満である場合には、信頼性が「良」であると判断し、評価指標が信頼性判定値（本実施形態では、例えば０．１）以上である場合には、信頼性が「不良」であると判断するようにしてもよい。

【0048】

図１２に示すように、信頼性が「良」であるＮＤＴスキャンマッチングの結果は、マッチング結果Ｍ１である。また、信頼性が「不良」であるＮＤＴスキャンマッチングの結果は、マッチング結果Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６である。

【0049】

マッチング結果Ｍ１では、正解の収束位置ピークのみが存在する。マッチング結果Ｍ２，Ｍ３では、正解を含む複数の収束位置ピークが規則的に分布している。マッチング結果Ｍ４では、正解ではない収束位置ピークのみが存在する。マッチング結果Ｍ５では、収束位置ピークが存在しない。マッチング結果Ｍ６では、正解を含む複数の収束位置ピークが存在するが、収束位置ピークが不規則に分布している。

【0050】

また地図評価装置１は、複数の初期探索位置のそれぞれについて、対応する収束位置が、入力スキャンデータが対象地図データに対して位置ズレのない正解の位置である中心位置に一致している場合には成功であり、中心位置に一致していない場合には失敗であると判断し、成功の数と、失敗の数とに基づいて、評価指標を算出する。これにより、地図評価装置１は、成功の数が多いほど信頼度が高くなり、失敗の数が多いほど信頼度が低くなるように、評価指標を算出することができる。

【0051】

また地図評価装置１は、複数の初期探索位置のそれぞれについて、初期探索位置と中心位置との間の距離に応じて、評価指標に対する寄与を変化させる。一般的に位置ズレは正解位置を中心にピークを持つ分布となるため、位置ズレの分布を考慮した評価指標と考えられる。これにより、地図評価装置１は、上記距離が長いほど評価指標に対する寄与が小さくなり、上記距離が短いほど評価指標に対する寄与が大きくなるように、評価指標を算出することができる。

【0052】

以上説明した実施形態において、Ｓ５０は収束整合部および収束整合手順としての処理に相当し、Ｓ４０，Ｓ６０，Ｓ１２０は収束位置取得部および収束位置取得手順としての処理に相当し、Ｓ７０～Ｓ１１０，Ｓ１３０は指標算出部および指標算出手順としての処理に相当する。

【0053】

また、対象地図データは地図データに相当し、入力スキャンデータは計測データに相当し、計測車両は移動体に相当し、レーザスキャナは計測装置に相当する。
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。

【0054】

例えば上記実施形態では、ＮＤＴを用いて、計測データを地図データに整合させる形態を示したが、ＮＤＴに限定されるものではなく、評価関数が収束するように計測データを地図データに整合させる手法であればよい。

【0055】

上記実施形態では、成功の数が多いほど評価指標の値が小さくなる形態を示したが、成功の数が多いほど評価指標の値が大きくなるようにしてもよい。
上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

【0056】

上述した地図評価装置１の他、当該地図評価装置１を構成要素とするシステム、当該地図評価装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、地図評価方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

【符号の説明】

【0057】

１…地図評価装置、１５…制御部、２０…地図評価プログラム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】