特許 7460660 航空写真を利用して三次元地図を生成する装置及びその方法

(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】2024-03-25

(45)【発行日】2024-04-02

(54)【発明の名称】航空写真を利用して三次元地図を生成する装置及びその方法

(51)【国際特許分類】

   G09B 29/00 20060101AFI20240326BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20240326BHJP

   G06V 10/86 20220101ALI20240326BHJP

   G06V 20/17 20220101ALI20240326BHJP

   G06T 17/05 20110101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

G09B29/00 Z

G06T7/00 640

G06V10/86

G06V20/17

G06T17/05

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021571489

(86)(22)【出願日】2020-06-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-04

(86)【国際出願番号】 KR2020008358

(87)【国際公開番号】W WO2021015435

(87)【国際公開日】2021-01-28

【審査請求日】2021-11-30

(31)【優先権主張番号】10-2019-0087758

(32)【優先日】2019-07-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2020-0056166

(32)【優先日】2019-07-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】319012978

【氏名又は名称】ネイバーラボス コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】チェ，ソンウク

(72)【発明者】

【氏名】イ，ジンハン

(72)【発明者】

【氏名】キム，キソン

(72)【発明者】

【氏名】イ，ウンヒ

【審査官】宇佐田 健二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０８４６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５０７１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８３６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０５２９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｂ ２９／００，２９／１０

Ｇ０６Ｔ ７／００，１７／０５

Ｇ０６Ｖ １０／８６，２０／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地図生成装置による地図の生成方法において、
ノード、及び移動体に係わるセンシングデータと係わる拘束ファクタを含む第１グラフを生成する段階と、
前記生成された第１グラフに基づき、第１の多次元地図を生成する段階と、
前記第１の多次元地図内の少なくとも１つのポイントの座標を、前記ポイントにマッチングされる航空地図内のポイントの座標に対応させる補正値を決定する段階と、
前記第１グラフに、前記決定された補正値と係わる新しい拘束ファクタが追加された第２グラフを決定する段階と、
前記第２グラフに基づき、第２の多次元地図を生成する段階と、を含み、
前記第２グラフを決定する段階は、
前記第１グラフに含まれた少なくとも１つのノードの座標と前記第１の多次元地図内の第１整合ポイントの座標に基づいて前記少なくとも１つのノードと前記第１整合ポイントとの距離を算出し、前記算出された距離に反比例する信頼度を前記新たな拘束ファクタの一要素として追加する段階を含むことを特徴とする地図の生成方法。

【請求項2】

前記補正値を決定する段階は、
前記第１整合ポイントの座標と、前記第１整合ポイントにマッチングされる前記航空地図内の第２整合ポイントの座標との差を、前記補正値として決定する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の地図の生成方法。

【請求項3】

前記第２グラフを決定する段階は、
前記補正値または前記第１グラフに含まれた少なくとも１つのノードの自由度値に前記補正値を反映させた値を、前記第１グラフに含まれた少なくとも１つのノードの新たな拘束ファクタとして、前記第１グラフに追加する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の地図の生成方法。

【請求項4】

前記第２グラフを決定する段階は、
前記航空地図内の第２整合ポイントの座標を、複数のノードのランドマークとして、前記第１グラフに追加する段階を含むことを特徴とする請求項２に記載の地図の生成方法。

【請求項5】

前記補正値を決定する段階は、
前記第１の多次元地図内の整合ポイントと、前記航空地図内の整合ラインとの距離を最小化させる補正値を決定する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の地図の生成方法。

【請求項6】

前記補正値を決定する段階は、
前記第１の多次元地図内の整合ラインに含まれたポイントと、前記航空地図内の整合ラインとの距離を最小化させる補正値を決定する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の地図の生成方法。

【請求項7】

前記補正値を決定する段階は、
前記第１の多次元地図内の整合マーカーに含まれたポイントの座標を、前記航空地図内の整合マーカーに含まれたポイントの座標に対応させるための補正値を決定する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の地図の生成方法。

【請求項8】

前記補正値を決定する段階は、
前記第１の多次元地図のポイントに対応するピクセル値と、前記航空地図のポイントに対応するピクセル値との差を最小化させる補正値を決定する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の地図の生成方法。

【請求項9】

前記第１の多次元地図を生成する段階は、
前記第１グラフの最適化を介し、前記ノードそれぞれの自由度値を決定する段階と、
前記ノードそれぞれの自由度値を基に、前記移動体でセンシングされたポイントの座標を算出し、前記第１の多次元地図を生成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の地図の生成方法。

【請求項10】

前記第２の多次元地図を生成する段階は、
前記第２グラフの最適化を介し、前記ノードそれぞれの更新された自由度値を決定する段階と、
前記ノードそれぞれの更新された自由度値を基に、前記移動体でセンシングされたポイントの更新された座標を算出し、前記第２の多次元地図を生成する段階と、を含むことを特徴とする請求項９に記載の地図の生成方法。

【請求項11】

前記生成する段階は、
前記第１グラフに含まれた拘束ファクタと、前記新しい拘束ファクタとをいずれも満足する方向に、前記第２グラフを最適化させることにより、前記第２の多次元地図を生成することを特徴とする請求項１に記載の地図の生成方法。

【請求項12】

請求項１ないし１１のうちいずれか１項に記載の地図の生成方法をコンピュータに実行させるための、プログラム。

【請求項13】

プロセッサと、
少なくとも１つのインストラクションを保存するメモリと、を含むが、
前記プロセッサは、前記少なくとも１つのインストラクションにより、
ノード、及び移動体に係わるセンシングデータと係わる拘束ファクタを含む第１グラフを生成し、
前記生成された第１グラフに基づき、第１の多次元地図を生成し、
前記第１の多次元地図内の少なくとも１つのポイントの座標を、前記ポイントにマッチングされる航空地図内のポイントの座標に対応させる補正値を決定し、
前記第１グラフに、前記決定された補正値と係わる新しい拘束ファクタが追加された第２グラフを決定し、
前記第２グラフに基づき、第２の多次元地図を生成し、
前記第２グラフを決定するとき、前記第１グラフに含まれた少なくとも１つのノードの座標と、前記第１の多次元地図内の第１整合ポイントの座標に基づいて前記少なくとも１つのノードと前記第１整合ポイントとの距離を算出し、前記算出された距離に反比例する信頼度を前記新たな拘束ファクタの一要素として追加することを特徴とする地図生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、地図生成分野に係り、さらに具体的には、三次元地図を生成する装置及びその方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な三次元地図は、高価のＭＭＳ（mobile mapping system）装備を利用した地上測量に基づいて作製されている。それらＭＭＳ装備は、ＧＰＳ（global positioning system）／ＩＮＳ（inertial navigation system）に基づく三次元走行経路において、ＬｉＤＡＲ（light detection and ranging）またはカメラから得たポイントの三次元座標などを融合して三次元地図を作り出す。

【0003】

また、該三次元地図の精度を高めるために、地上の補正点を活用し、三次元地図を最適化させる。従って、ＧＰＳ／ＩＮＳの測定結果が良好ではない場合、地図の信頼性も下がってしまうという問題が生じる。

【0004】

一方、最近、低コストで迅速に広い地域の地図を作製する方法として、航空写真に基づく地図作製方法が提案された。当該方法は、高精密航空写真から、車線情報及び道路標示情報を図化する方式によって作製され、約１０ｃｍ以内誤差を有する地図を迅速に作製することができる効率的な方法である。しかし、航空写真基盤の地図は、効率的に迅速に作製することが可能であるが、航空写真上で隠れた領域の図化が不可能であり、道路周辺の三次元情報などを獲得することができないという問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一実施形態による地図生成装置、及びそれによる三次元地図の生成方法は、高精度の三次元地図を低コストで迅速に生成することを技術的課題にする。

【0006】

一実施形態による地図生成装置、及びそれによる三次元地図の生成方法は、航空写真だけでは識別することができない三次元情報を提供する三次元地図を生成することを技術的課題にする。

【0007】

一実施形態による地図生成装置、及びそれによる三次元地図の生成方法は、航空レベルで獲得したデータ、及び地上レベルで獲得されたデータそれぞれの不足した部分を相互補完し、三次元地図を生成することにより、低コストで精度が高い三次元地図を生成することを技術的課題にする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一実施形態による三次元地図の生成方法は、ノード、及び移動体に対するセンシングデータと係わる拘束ファクタを含む第１グラフを生成する段階と、前記生成された第１グラフに基づき、第１の三次元地図を生成する段階と、前記第１の三次元地図内の少なくとも１つのポイントの座標を、前記ポイントにマッチングされる航空地図内のポイントの座標に対応させる補正値を決定する段階と、前記第１グラフに、前記決定された補正値と係わる拘束ファクタが追加された第２グラフを決定する段階と、前記第２グラフに基づき、第２の三次元地図を生成する段階と、を含むものでもある。

【発明の効果】

【0009】

一実施形態による地図生成装置、及びそれによる三次元地図の生成方法は、高精度の三次元地図を低コストで迅速に生成することができる。

【0010】

一実施形態による地図生成装置、及びそれによる三次元地図の生成方法は、航空写真で識別することができない部分の三次元情報を提供する三次元地図を生成することができる。

【0011】

一実施形態による地図生成装置、及びそれによる三次元地図の生成方法は、航空レベルで獲得したデータ、及び地上レベルで獲得されたデータそれぞれの不足した部分を相互補完し、三次元地図を生成することにより、低コストで精度が高い三次元地図を生成することができる。

【0012】

ただし、一実施形態による地図生成装置、及びそれによる三次元地図の生成方法が達成することができる効果は、以上で言及したところに制限されるものではなく、言及されていない他の効果は、以下の記載から、本開示が属する技術分野において当業者であるならば、明確に理解することができるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

本明細書で引用される図面をさらに十分に理解するために、各図面の簡単な説明が提供される。

【図1】一実施形態による、移動体及び地図生成装置を示す図面である。

【図2】一実施形態による、三次元地図の生成方法について説明するためのフローチャートである。

【図3】一実施形態による第１グラフを図示する図面である。

【図4】第１グラフ内に含まれたそれぞれのノードに対応する三次元サブ地図を図示する例示的な図面である。

【図5】一実施形態による第２グラフを図示する図面である。

【図6】一実施形態による、ポイントツーポイントマッチングを介して補正値を決定する方法について説明するための図面である。

【図7】一実施形態による、ポイントツーラインマッチングを介して補正値を決定する方法について説明するための図面である。

【図8】一実施形態による、ポイントツーラインマッチングを介して補正値を決定する方法について説明するための図面である。

【図9】一実施形態による、ラインツーラインマッチングを介して補正値を決定する方法について説明するための図面である。

【図10】一実施形態による、ラインツーラインマッチングを介して補正値を決定する方法について説明するための図面である。

【図11】一実施形態による、マーカーマッチングを介して補正値を決定する方法について説明するための図面である。

【図12】一実施形態による、マーカーマッチングを介して補正値を決定する方法について説明するための図面である。

【図13】一実施形態による、テンプレートマッチングを介して補正値を決定する方法について説明するための図面である。

【図14】一実施形態による、地図生成装置の構成を図示するブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

一実施形態による、三次元地図の生成方法は、ノード、及び移動体に対するセンシングデータと係わる拘束（constraint）ファクタを含む第１グラフを生成する段階と、前記生成された第１グラフに基づき、第１の三次元地図を生成する段階と、前記第１の三次元地図内の少なくとも１つのポイントの座標を、前記ポイントにマッチングされる航空地図内のポイントの座標に対応させる補正値を決定する段階と、前記第１グラフに、前記決定された補正値と係わる拘束ファクタが追加された第２グラフを決定する段階と、前記第２グラフに基づき、第２の三次元地図を生成する段階と、を含むことにもなる。

【0015】

他の実施形態による地図生成装置は、プロセッサと、少なくとも１つのインストラクションを保存するメモリと、を含むものの、前記プロセッサは、前記少なくとも１つのインストラクションにより、ノード、及び移動体に対するセンシングデータと係わる拘束ファクタを含む第１グラフを生成し、前記生成された第１グラフに基づき、第１の三次元地図を生成し、前記第１の三次元地図内の少なくとも１つのポイントの座標を、前記ポイントにマッチングされる航空地図内のポイントの座標に対応させる補正値を決定し、前記第１グラフに、前記決定された補正値と係わる拘束ファクタが追加された第２グラフを決定し、前記第２グラフに基づき、第２の三次元地図を生成することができる。

【0016】

本開示は、多様な変更を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができるが、特定実施形態を図面に例示し、それらについて、詳細な説明を介して説明する。しかし、それらは、本開示を特定の実施形態に限定するものではなく、本開示の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物ないし代替物を含むものであると理解されなければならない。

【0017】

本実施形態に係わる説明において、関連公知技術に係わる具体的な説明が、要旨を不必要に不明瞭にしてしまうと判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、本実施形態の説明過程で利用される数（例えば、第１、第２など）は、１つの構成要素を他の構成要素と区分するための識別記号に過ぎない。

【0018】

また、本明細書において、一構成要素が他の構成要素と「連結される」としたり、「接続される」としたりして言及されたときには、前記一構成要素が、前記他の構成要素と直接連結されるか、あるいは直接接続されもするが、特別に反対となる記載が存在しない以上、中間に他の構成要素を媒介して連結されるか、あるいは接続されもするということが理解されなければならないであろう。

【0019】

また、本明細書において、「～部（ユニット）」、「モジュール」などに表現される構成要素は、２個以上の構成要素が１つの構成要素に合わされるか、あるいは１つの構成要素がさらに細分化された機能別に、２個以上に分化されもする。また、以下で説明する構成要素それぞれは、自体が担当する主機能以外にも、他の構成要素が担当する機能のうち、一部または全部の機能を追加して遂行することもでき、該構成要素それぞれが担当する主機能のうち一部機能が、他の構成要素によって専用担当されても遂行されるということは、言うまでもない。

【0020】

また、本明細書において「グローバル（global）座標」は、不変の原点を基準にした所定客体の位置を示し、「絶対座標」とも参照される。所定客体のグローバル座標は、常時一定である。

【0021】

また、本明細書において「ローカル（local）座標」は、可変の原点を基準にした所定客体の位置を示し、「相対座標」とも参照される。所定客体のローカル座標は、原点をどこに決定するかということによっても異なる。

【0022】

以下、本開示の技術的思想による実施形態について順に詳細に説明する。

【0023】

図１は、一実施形態による、移動体１００及び地図生成装置２００を示す図面である。

【0024】

移動体１００は、車両、ロボットまたはドローンなどでもある。図１を参照すれば、移動体１００は、少なくとも１つのセンサを含んでもよい。該少なくとも１つのセンサを利用し、移動体１００の移動によるセンシングデータが生成されうる。例えば、移動体１００は、少なくとも１つのセンサとして、ＩＭＵ（inertial measurement unit）センサ１０１、ＧＰＳ（global positioning system）センサ１０２、ホイールエンコーダセンサ１０３、ＬｉＤＡＲ（light detection and ranging）センサ１０４などを含んでもよい。ただし、移動体１００に含まれるセンサは、それらに限定されるものではなく、それら以外にも、多様な種類のセンサが移動体１００に含まれたり、図１に図示されたセンサのうち一部が、移動体１００に含まれなかったりもする。少なくとも１つのセンサは、移動体１００の内部または外部に位置することができる。

【0025】

ＩＭＵセンサ１０１は、慣性測定手段として、加速度センサ及びジャイロセンサ（ジャイロスコープ）を含んでもよい。例えば、ＩＭＵセンサ１０１は、移動体１００の回転角として、前進方向（ロール（roll）軸方向）、前進方向の右側方向（ピッチ（pitch）軸方向）、重力方向（ヨー（yaw）軸方向）それぞれの角速度増分値や、移動体１００の速度増分値のようなセンシングデータを生成することができる。また、ＩＭＵセンサ１０１は、センシングデータを利用し、ＩＭＵオドメトリ（odometry）を生成することができる。すなわち、初期条件から、加速度と角速度との変化量を測定し、移動体１００の移動方向及び移動距離などをＩＭＵオドメトリとして提供することも可能である。

【0026】

ＧＰＳセンサ１０２は、衛星と通信し、移動体１００の指標上座標をセンシングデータに提供することができる。例えば、ＧＰＳセンサ１０２は、ＷＧＳ８４座標系の測地座標として、緯度、経度及び楕円体高などを提供することができる。

【0027】

ホイールエンコーダセンサ１０３は、移動体１００に具備されたホイール（wheel）の回転数を測定する。ホイールエンコーダセンサ１０３を利用すれば、移動体１００の移動距離や移動速度などを測定することができる。

【0028】

ＬｉＤＡＲセンサ１０４は、レーザパルスなどを周辺に放射した後、反射して戻ってくる時間を測定し、移動体１００周辺のポイントに係わるデプス情報を生成することができる。ここで、ＬｉＤＡＲセンサ１０４を利用し、移動体１００の回転量を測定したり、ＬｉＤＡＲオドメトリ（ＬｉＤＡＲ odometry）を生成したりすることもできる。従って、ＬｉＤＡＲセンサ１０４を利用すれば、移動体１００の移動方向、移動距離などを測定することができる。ＬｉＤＡＲセンサ１０４として、SICKのＭＬＳ－５１１、VelodyneのＶＬＰ－１６などを利用することができるが、それらに限定されるものではない。

【0029】

さらには、移動体１００は、カメラなどをさらに含んでもよく、該カメラを利用し、移動体１００の移動に対応する映像を撮影することも可能である。その場合、該カメラから、移動体１００のビジュアルオドメトリを生成することができる。

【0030】

地図生成装置２００は、移動体１００に含まれたセンサによって生成されたセンシングデータを受信し、それを基に、第１グラフを生成する。ここで、該第１グラフは、後述する航空地図によって更新される前のグラフを意味する。グラフを活用すれば、移動体１００の自由度値、例えば、６自由度値でもって、移動体１００の座標値と姿勢値とを正確に予測することが可能である。

【0031】

移動体１００の座標値は、三次元座標上における位置を示すが、例えば、ｘ軸上、ｙ軸上及びｚ軸上の座標値を含んでもよい。また、移動体１００の姿勢値は、移動体１００のピッチ値、ロール値及びヨー値を含んでもよい。

【0032】

地図生成装置２００は、移動体１００に結合され、移動体１００と共に移動することができ、あるいは移動体１００と分離され、移動体１００から、センシングデータを有無線通信方法を介して受信することもできる。

【0033】

図２は、一実施形態による、三次元地図の生成方法について説明するためのフローチャートである。

【0034】

Ｓ２１０段階において、地図生成装置２００は、ノード、及び移動体１００に係わるセンシングデータと係わる拘束ファクタを含む第１グラフを生成する。該第１グラフによれば、ノードそれぞれに対応する移動体１００の自由度値を予測することができる。以下において、該自由度値は、例えば、三次元座標上における位置値（ｘ軸上、ｙ軸上及びｚ軸上の座標値）と姿勢値（ピッチ値、ロール値及びヨー値）とを含む６自由度値を意味しうるが、それらに限定されるものではない。例えば、該自由度値は、ｘ軸上の座標値、ｙ軸上の座標値、ｚ軸上の座標値、ピッチ値、ロール値及びヨー値のうち一部の値のみを含んでもよい。

【0035】

まず、図３を参照し、第１グラフについて説明する。

【0036】

図３は、一実施形態による第１グラフ３００を図示する図面である。

【0037】

地図生成装置２００は、基準周期により、ノードを生成することができ、該基準周期と同期化されたセンシングデータを基に、ノードに対する拘束ファクタを設定し、グラフを生成することができる。ここで、地図生成装置２００は、センシングデータのうちいずれか一つを基準データに設定することができ、該基準データの生成周期を、基準周期に設定することができる。すなわち、該基準データの生成周期によってノードを生成し、グラフに含めることができる。また。地図生成装置２００は、該基準周期と同期化されたセンシングデータを、ノードの拘束ファクタとしてグラフに含めることができる。一実施形態において、ＩＭＵセンサ１０１のＩＭＵオドメトリが基準データとしても決定される。

【0038】

前述の例においては、基準データが決定された生成周期を有する場合の例を挙げて説明したが、他の例によれば、該基準データは、決定された距離間隔によっても収集される。その場合、地図生成装置２００は、基準距離間隔ごとに収集される基準データそれぞれに対応するノードを生成し、グラフに含めることができる。地図生成装置２００は、基準距離間隔ごとに生成されたノードのセンシング時点に同期化されたセンシングデータを、ノードの拘束ファクタとしてグラフに含めることができる。

【0039】

センシングデータと係わる拘束ファクタは、単項（unary）ファクタと二項（binary）ファクタとにも区別される。ここで、単項ファクタは、センシングデータの生成時点における測定結果を示し、ＧＰＳセンサ１０２で測定した座標値などを含む。例えば、地図生成装置２００は、ＧＰＳセンサ１０２によって生成された特定時点の移動体１００の緯度座標値及び経度座標値を、ノードの単項ファクタとして追加することができる。

【0040】

二項ファクタは、互いに異なるノードとの関係を拘束するファクタでもある。例えば、二項ファクタは、センシングデータの測定開始時点と測定終了時点との関係情報を測定結果として示すものであり、ＩＭＵセンサ１０１のＩＭＵオドメトリなどがそれに該当する。すなわち、特定時点における加速度値ではなく、測定開始時点と測定終了時点との加速度変化量を利用した移動方向や移動距離などの情報が、二項ファクタに該当しうる。そのような情報は、相対的なポーズ（位置及び姿勢）情報とも表現される。

【0041】

図３に図示されているように、地図生成装置２００は、ｔ＝０時点において、まず第１ノード３１０を生成することができ、第１ノード３１０の初期条件を、第１ノード３１０の単項ファクタ３１１として設定することができる。その、ｔ＝５の時点において、第２ノード３２０を生成することができ、第１ノード３１０と第２ノード３２０とを連結する二項ファクタ３１５を設定することができる。ここで、基準周期は、５でもあり、ｔ＝０とｔ＝５とのＩＭＵオドメトリを二項ファクタとして設定することができる。そのように、基準周期ごとに、移動体１００に対応するノードを新規生成し、それぞれのノードに、センシングデータに対応する拘束ファクタを設定し、移動体１００に係わる第１グラフ３００を生成することができる。

【0042】

一実施形態において、ｔ＝０とｔ＝５とに対応するノード３１０，３２０それぞれを生成した後、ｔ＝４の時点に対応する非同期センシングデータが地図生成装置２００に入力される場合もある。ここで、第１グラフ３００は、すでにｔ＝５の時点まで生成された状態であるので、ｔ＝４の時点に対応する非同期センシングデータを反映させるためには、グラフを修正する必要がある。図３に図示されているように、地図生成装置２００は、非同期センシングデータが生成されたｔ＝４に対応する第３ノード３３０を新規生成することができ、ｔ＝４に対応する第３ノード３３０に、非同期センシングデータに対応する単項ファクタ３３１を設定することができる。そして、第２ノード３２０と第３ノード３３０との間に、二項ファクタ３２５を設定することができる。例えば、ｔ＝４に生成された非同期センシングデータがＧＰＳ座標である場合、ｔ＝４のＧＰＳ座標と、ｔ＝５におけるＧＰＳ座標とを比較した後、ｔ＝４のＧＰＳ座標からｔ＝５のＧＰＳ座標まで進むためのホイールエンコーダ値などでもって、二項ファクタ３２５が設定されうる。

【0043】

再び、図２を参照すれば、Ｓ２２０段階において、地図生成装置２００は、第１グラフに基づき、第１の三次元地図を生成する。第１の三次元地図は移動体１００が移動しながら、ＬｉＤＡＲセンサ１０４などで確認したポイントの座標を含んでもよい。そこにおける座標は、三次元のグローバル座標でもある。すなわち、地図生成装置２００は、第１グラフに基づき、ノードそれぞれに対応する移動体１００の自由度値を算出し、移動体１００を中心にセンシングされたポイントのローカル座標を、移動体１００の自由度値により、グローバル座標に変更させることにより、第１の三次元地図を生成することができる。

【0044】

地図生成装置２００は、第１グラフに基づき、移動体１００の自由度値を正確に予測するために、該第１グラフを最適化させることができる。

【0045】

それについて具体的に説明すれば、ｎ個のノードを有するグラフは、Ｘ＝［Ｘ_１ ^Ｔ，Ｘ_２ ^Ｔ，…，Ｘ_ｎ ^Ｔ］^Ｔと示すことができる。該ノードは、特定の拘束ファクタによって連結関係を有し、それら拘束ファクタで構成されたグラフのエラーを最小化させるノードの自由度値が算出されうる。ノード間の連結関係は、グラフの構成要素のうち、エッジ（edge）に該当しうる。

【0046】

グラフ最適化のために、下記数式１が利用されうる。

【0047】

【数1】

前記数式１で、Ｘ_ｉ及びＸ_ｊそれぞれは、時間ｉ，ｊにおけるノードを意味し、センサから測定したノードの自由度値と、グラフ上におけるノードの自由度値との誤差がｅ_ｉｊと表現される。グラフの最適化は、誤差ｅ_ｉｊを最小化させるグラフを算出するものである。ここで、Ω_ｉｊは、センシングデータの情報マトリックス（information matrix）である。グラフの最適化は、ガウス・ニュートン法（Gauss-Newton Method）またはレーベンバーグ・マルカート）法（Levenberg-Marquardt Method）のような非線形最適化方法を介しても行われる。

【0048】

図４は、第１グラフ内に含まれたそれぞれのノードに対応する三次元サブ地図（submap）を図示する例示的な図面であり、それぞれのノードに対応する時点において、ＬｉＤＡＲセンサ１０４などから獲得したセンシングデータを基に、各ノードに対応する三次元サブ地図が生成されうる。このとき、ノードとノードとの間の特定時点に係わる移動体１００の自由度値は、補間（interpolation）を介しても算出される。図４に図示されたサブ地図を累積し、グローバル地図が算出されうる。

【0049】

再び図２を参照すれば、Ｓ２３０段階において、地図生成装置２００は、第１の三次元地図内の少なくとも１つのポイントの座標と、航空地図内の少なくとも１つのポイントの座標に対応させる補正値を決定することができる。例えば、地図生成装置２００は、第１の三次元地図内のポイントの座標を、航空地図内のポイントの座標に一致させるための補正値を決定することができる。該航空地図は、ドローン、人工衛星、飛行機のような飛行体によって獲得されたデータ、例えば、写真から生成された地図を含んでもよい。

【0050】

第１の三次元地図と航空地図は、さまざまなポイントによってもなるが、各ポイントは、それに対応する座標、具体的には、グローバル座標を有する。前述のように、該第１の三次元地図は、グラウンドレベルにおいて、移動体１００によってセンシングされたセンシングデータを基に生成されたものであるが、該グラウンドレベルにおいては、周辺障害物の影響により、衛星基盤測位データ（例えば、ＧＰＳ）の信頼度が低いために、該第１の三次元地図内のポイント座標が不正確でもある。しかし、該グラウンドレベルより高い航空レベルにおいては、衛星基盤測位データの信頼度が該グラウンドレベルより高い。従って、一実施形態においては、座標の信頼度が高い航空地図を基準に、高精度の三次元地図を生成するための補正値を決定するのである。

【0051】

該補正値は、第１グラフに基づいて算出されるノードの自由度値を補正するためのものであり、該補正値も、自由度値を含んでもよい。そのような補正値は、第１の三次元地図と航空地図とにおいて、互いにマッチングされる整合ポイントの座標間誤差に基づいても決定される。実空間において特定可能な対象、例えば、道路上に描かれたマーカー（marker）（車線、停止線、横断歩道、交通記号）などが、整合ポイントに、手動的あるいは自動的に指定されうる。

【0052】

該補正値は、第１の三次元地図と航空地図とのポイントツーポイント（point to point）マッチング、ポイントツーライン（point to line）マッチング、ラインツーライン（line to line）マッチング、マーカーマッチングまたはテンプレート（template）マッチングなどを介しても算出されるが、それらについては、図６ないし図１２を参照して後述する。

【0053】

Ｓ２４０段階において、地図生成装置２００は、補正値と係わる拘束ファクタを、第１グラフに追加することにより、第２グラフを決定する。ここで、該第２グラフは、第１グラフに拘束ファクタが新たに含まれることによって決定されたグラフを意味する。

【0054】

一実施形態において、地図生成装置２００は、補正値を、第１グラフに含まれた少なくとも１つのノードの単項ファクタとして、第１グラフに追加することができる。地図生成装置２００は、該補正値が、どのサブ地図で決定されたものであるかということを考慮し、該第１グラフのノードのうち、単項ファクタと連結されるノードを選択することができる。例えば、該補正値が、図４のＭｔサブ地図で決定されたものであるならば、地図生成装置２００は、補正値を、Ｘ_ｔノードの単項ファクタとして、第１グラフに追加することができる。

【0055】

また、一実施形態において、地図生成装置２００は、第１グラフに含まれた少なくとも１つのノードの自由度値に、前記補正値を反映させた値を、少なくとも１つのノードの単項ファクタとして、第１グラフに追加することができる。地図生成装置２００は、補正値が、どのサブ地図で決定されたものであるかということを考慮し、第１グラフのノードのうち、単項ファクタと連結されるノードを選択することができる。例えば、該補正値が、図４のＭ_ｔサブ地図で決定されたものであるならば、地図生成装置２００は、Ｘ_ｔノードの自由度値に該補正値を反映させた値を、Ｘ_ｔノードの単項ファクタとして、第１グラフに追加することができる。

【0056】

また、一実施形態において、地図生成装置２００は、少なくとも１つのノードの座標と、第１の三次元地図内の整合ポイントの座標とに基づき、少なくとも１つのノードと、整合ポイントとの距離を算出し、算出された距離に反比例する信頼度を、少なくとも１つのノードの単項ファクタの一要素として、第１グラフに追加することもできる。前記第１の三次元地図内の整合ポイントは、航空地図とのマッチング過程を介して決定される。

【0057】

一実施形態において、地図生成装置２００は、図４に図示されたＭ_ｔサブ地図内において、整合ポイントが決定されれば、当該整合ポイントの座標に基づき、Ｘ_ｔノードに、単項ファクタを追加することができる。該単項ファクタは、補正値と信頼度とを含んでもよい。例えば、該単項ファクタは、次のようにも表現される。

【0058】

Unary_factor(symbol_id(X_t), pose, reliability)
ここで、symbol＿ｉｄ（ｘ＿ｔ）は、単項ファクタが連結されるノードの情報に該当し、poseは、補正値に該当し、reliabilityは、信頼度に該当する。

【0059】

該補正値は、Ｘ_ｔノードの座標を補正するための値である。例えば、第１の三次元地図内の第１整合ポイントと、航空地図内の第２整合ポイントとが、実際に同一対象（例：車線）であると予想され、互いにマッチングされた状況を仮定する。このとき、該補正値は、第１整合ポイントの座標Ａが第２整合ポイントの座標Ｂと同じになるように、Ｘ_ｔノードの座標に、Ｂ－Ａを加えるように設定された値でもある。第１の三次元地図内のポイントのグローバル座標は、ノードのグローバル座標、及びノードを基準にする各ポイントのローカル座標によって計算されるために、各ポイントのグローバル座標を補正するために、ノードのグローバル座標を補正する方式を選ぶことができるのである。

【0060】

もし当該補正値により、１００％満足されるようにグラフが最適化される場合（一般的には、拘束ファクタの数が多いために、１つのファクタにより、グラフが完全に最適化される可能性は高くない）、Ｘ_ｔノードのグローバル座標がＢ－Ａほど移動するならば、Ｘ_ｔノードを基準に計算される第１整合ポイントの座標（グローバル座標）は、Ａ＋（Ｂ－Ａ）＝Ｂになり、マッチングされる航空地図内の第２整合ポイントのグローバル座標Ｂと一致することになる。

【0061】

該信頼度は、グラフを最適化させるとき、当該単項ファクタの拘束力を、いかほど強く与えるかということを示す要素でもある。一例によれば、該信頼度は、補正値計算の基になる整合ポイントと、当該単項ファクタが連結されたノードとの距離に反比例するようにも設定される。それによれば、地図生成装置２００は、第１の三次元地図内の第１整合ポイントの座標と、航空地図内の第２整合ポイントの座標との差に基づく補正値と、第１整合ポイントとＸ_ｔノードとの距離に反比例する信頼度と、を決定し、そのような補正値と信頼度とを含む単項ファクタを、Ｘ_ｔノードの単項ファクタとして第１グラフに追加することができる。該信頼度は、前述の距離の長いほど小さい値を有することができるが、それは、ノードから遠く位置する整合ポイントを利用して計算した補正値であればあるほど、正確度が低いと見なし、グラフ最適化時、ノードに及ぼす影響力を低くするためである。

【0062】

一例による信頼度を計算する方法は、下記数式２によっても表される。

【0063】

【数2】

前記数式２において、Ｐ_ｉは、ノード（Ｘ_ｔ）の補正値決定の基になる第１の三次元地図内の第１整合ポイントの座標であり、Ｐ_ｉ’は、第１整合ポイントにマッチングされる航空地図内の第２整合ポイントの座標であり、ｍｓ（）は、Ｐ_ｉとＰ_ｉ’とのマッチングスコア関数であり、ｄ（）は、ノード（Ｘ_ｔ）と整合ポイント（Ｐ_ｉ）とのユークリジアン距離であり、ｎは、整合ポイント数である。

【0064】

マッチングスコアは、２つの整合ポイントがどれほど正確にマッチングされているかということを示す指標でもある。該マッチングスコアは、統計における残差（residual）のような役割を行う値でもある。例えば、第１整合ポイントと第２整合ポイントとの距離差が大きいほど、該マッチングスコアは、低く計算されうる。他の例によれば、第１整合ポイントと第２整合ポイントとのパターンの一致する程度が高いほど、該マッチングスコアは、高く計算されうる。該マッチングスコアの計算方法は、それらに限定されるものではない。

【0065】

数式２によれば、信頼度（reliability）は、ノードＸ_ｔと第１整合ポイントとの距離の平均に反比例し、マッチングスコアに比例するように計算される。従って、平均距離が大きいほど、信頼度は低くなり、平均マッチングスコアが大きいほど、信頼度が高くなる。ρは、当該信頼度値のスケールを調整するための値である。

【0066】

一例によれば、第１整合ポイントの座標Ｐ_ｉと第２整合ポイントの座標Ｐ_ｉ’との差が大きくないという仮定下において、前記数式２のｄ（Ｘ_ｔ－Ｐ_ｉ）は、ｄ（Ｘ_ｔ－Ｐ_ｉ’）またはｄ（Ｘ_ｔ－Ｐ_ｉ”）にも代替されるのである。Ｐｉ”は、Ｐ_ｉとＰ_ｉ’とを利用して計算されたさらに他の値、例えば、平均値でもある。

【0067】

後述するように、第１の三次元地図内において、複数の整合ポイントが決定された場合、少なくとも１つのノードと、それぞれの整合ポイントとの距離の平均値に反比例する信頼度が、少なくとも１つのノードの単項ファクタの一要素にも設定される。また、第１の三次元地図内において、整合ラインが決定された場合、整合ラインに含まれたポイントそれぞれと、少なくとも１つのノードとの距離の平均値に反比例する信頼度が、少なくとも１つのノードの単項ファクタの一要素にも設定される。また、第１の三次元地図内において、複数の整合マーカーが決定された場合、複数の整合マーカーに含まれたポイントそれぞれと、少なくとも１つのノードとの距離の平均値に反比例する信頼度が、少なくとも１つのノードの単項ファクタの一要素にも設定される。

【0068】

また、一実施形態において、地図生成装置２００は、航空地図内の整合ポイントの座標を、複数のノードのランドマーク（landmark）として、第１グラフに追加することもできる。該ランドマークは一種の二項ファクタであり、複数のノードに係わる拘束ファクタとして機能することができる。一例によるランドマークは、ベアリング・レンジファクタ（bearing-range factor）として、第１グラフに追加されうる。

【0069】

例えば、特定「車線」が整合ポイントに指定された場合を仮定すれば、第１の三次元地図において、当該車線のグローバル座標は、第１ノードを基準にしても計算され、第２ノードを基準にしても計算される。ところで、もし第１ノードと第２ノードとのグローバル座標が不正確であるならば、当該車線のグローバル座標は、どのノードを基準にするかということによって異なるようにも計算されることになる。一例によるランドマークは、当該車線が同一客体に該当するという拘束、すなわち、グローバル座標が同じであるという拘束を付与するものである。例えば、第１ノードと第２ノードとが同一車線をランドマークとして参照するということは、「第１ノードを基準として計算した車線のグローバル座標と、第２ノードを基準として計算した車線のグローバル座標とが同じである」という拘束がグラフに付与されたものでもある。ここに、当該車線の航空地図上の座標値（航空地図の座標がさらに正確であると仮定する）をランドマークに含めることになれば、「第１ノードを基準として計算した車線の座標と、第２ノードを基準として計算した車線の座標とが同じである」という条件に加え、そのような座標がいかなる値でなければならないかということも拘束することができる。

【0070】

地図生成装置２００は、第１グラフのノードにおいて、ランドマークと連結される複数のノードを選択することができる。例えば、地図生成装置２００は、整合ポイントと近い順序通り、所定個数のノードを選択し、選択された所定個数のノードが共通して向かうランドマークを拘束ファクタとして、第１グラフに追加することができる。該ランドマークは、整合ポイントの航空地図内の座標を含んでもよい。

【0071】

前述のように、ランドマークをグラフに追加するということは、第１ノードから向かう特定ランドマークと、第２ノードから向かう特定ランドマークが同じ客体であるいう点、すなわち、当該ランドマークのグローバル座標が同じであるという拘束条件をグラフに追加するものである。例えば、該第１ランドマークの情報が、第１ノードと第２ノードとの間の二項ファクタとして追加されたグラフを最適化させる場合、該グラフは、第１ノードを基準として計算した第１ランドマークのグローバル座標と、第２ノードを基準として計算した第１ランドマークのグローバル座標とが同じになる方向に最適化される。

【0072】

図５は、一実施形態による第２グラフ５００を図示する図面である。

【0073】

図５を参照すれば、図３に図示された第１グラフ３００に比べ、ｔ＝５であるときの第２ノード３２０の単項ファクタ５２１、ｔ＝４であるときの第３ノード３３０の単項ファクタ５３２、及び第２ノード３２０と第３ノード３３０とに係わるランドマーク５２５が追加されていることが分かる。

【0074】

すなわち、航空写真を基準に決定された拘束ファクタが第１グラフ３００に追加されることにより、第２グラフ５００が決定されうるものである。

【0075】

再び図２を参照すれば、Ｓ２５０段階において、地図生成装置２００は、第２グラフに基づき、第２の三次元地図を生成する。

【0076】

具体的には、地図生成装置２００は、第２グラフの最適化を介し、ノードそれぞれの更新された自由度値を決定することにより、第２の三次元地図を生成することができる。具体的には、地図生成装置２００は、ノードそれぞれの更新された自由度値を基に、移動体１００でセンシングされたポイントの更新された座標情報を算出し、第２の三次元地図を生成することができる。例えば、地図生成装置２００は、ノードそれぞれの更新された自由度値と、ノードを基準にする各ポイントのローカル座標と、を利用し、移動体１００でセンシングされたポイントの更新されたグローバル座標情報を算出し、算出されたグローバル座標を有するポイントを含む第２の三次元地図を生成することができる。

【0077】

図２と係わり、三次元地図の生成方法について説明したが、前述の実施形態により、三次元地図以外に、二次元地図、２．５次元地図のような多次元地図も生成されうるということは、当業者に自明であろう。

【0078】

以下においては、図６ないし図１２を参照し、第２グラフの生成のための補正値を決定する方法について詳細に説明する。

【0079】

図６は、一実施形態による、ポイントツーポイントマッチングを介して補正値を決定する方法について説明するための図面である。

【0080】

地図生成装置２００は、第１の三次元地図６１０内と航空地図６３０内途において、互いにマッチングされる第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と第２整合ポイントＰ１’，Ｐ２’，Ｐ３’，Ｐ４’とを決定することができる。図６に図示された第１の三次元地図６１０は、図４に図示されたいずれか１つのサブ地図でもある。例えば、図６の第１の三次元地図６１０には、図４に図示されたいずれか１つのサブ地図から、反射度を基に抽出された車線及び路面記号だけが見られる。

【0081】

図６は、第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と第２整合ポイントＰ１’，Ｐ２’，Ｐ３’，Ｐ４’とが複数個であるように図示しているが、第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４及び第２整合ポイントＰ１’，Ｐ２’，Ｐ３’，Ｐ４’それぞれの個数は、一つであってもよい。

【0082】

第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４及び第２整合ポイントＰ１’，Ｐ２’，Ｐ３’，Ｐ４’は、手動的または自動的にも決定される。一例として、地図生成装置２００は、管理者から、第１の三次元地図６１０内及び航空地図６３０内のポイントにおいて、互いにマッチングされる第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と第２整合ポイントＰ１’，Ｐ２’，Ｐ３’，Ｐ４’とを入力されうる。他の例として、地図生成装置２００は、第１の三次元地図６１０内及び航空地図６３０内のポイントそれぞれと、その周りの情報を利用したテンプレートマッチングまたは地域記述子（local descriptor）とを利用し、第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４、及びそれにマッチングされる第２整合ポイントＰ１’，Ｐ２’，Ｐ３’，Ｐ４’を決定することができる。

【0083】

地図生成装置２００は、第１の三次元地図６１０内の第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の座標と、航空地図６３０内の第２整合ポイントＰ１’，Ｐ２’，Ｐ３’，Ｐ４’の座標との差値を補正値として決定することができる。前述のように、決定された補正値、またはノードの座標に補正値が反映された値が、単項ファクタとして、第１グラフに追加されうる。地図生成装置２００は、第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と最も近いノードの単項ファクタとして、前記補正値、または当該ノードの座標に補正値を反映させた値を第１グラフに追加することができる。また、第２整合ポイントＰ１’，Ｐ２’，Ｐ３’，Ｐ４’の座標が、複数のノードに係わるランドマークとして、第１グラフにも追加される。

【0084】

また、地図生成装置２００は、第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に対応するノードを決定し、決定されたノードと、第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４との距離に反比例する信頼度を、当該ノードの単項ファクタの一要素として、第１グラフに追加することもできる。

【0085】

図６に図示されているように、第１の三次元地図６１０及び航空地図６３０において、複数の第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と複数の第２整合ポイントＰ１’，Ｐ２’，Ｐ３’，Ｐ４’とが決定されれば、複数の第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の座標、及び複数の第２整合ポイントＰ１’，Ｐ２’，Ｐ３’，Ｐ４’の座標それぞれの差値の平均が、補正値として決定されうる。

【0086】

補正値に基づき、第２グラフが決定されれば、該第２グラフに基づき、各ノードの更新された自由度値が決定され、更新された自由度値を基準に決定される第２の三次元地図内のポイントの座標が、航空地図のポイントの座標に対応することになる。言い換えれば、いずれか１つのノードを基準として計算した第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３またはＰ４の座標が（１，１，１）であり、第２整合ポイントＰ１’，Ｐ２’，Ｐ３’またはＰ４’の座標が（２，、２，２）である場合、拘束ファクタの追加を介し、ノードの位置を調整することにより、当該ノードを基準として計算した第１整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３またはＰ４の座標が（２，２，２）（または、それに近い座標）になるようにするものである。

【0087】

図７及び図８は、一実施形態による、ポイントツーラインマッチングを介して補正値を決定する方法について説明するための図面である。

【0088】

なお、道路上の識別可能なマーカー（車線、路面記号など）は、ポイントに特定されうるだけではなく、線に表現されたりもする。そのような場合、地図生成装置２００は、第１の三次元地図６１０内と航空地図６３０内とにおいて、互いにマッチングされる整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３と整合ラインＬ’とを決定することができる。

【0089】

整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３及び整合ラインＬ’は、手動的または自動的にも決定される。一例として、地図生成装置２００は、管理者から、第１の三次元地図６１０及び航空地図６３０において、互いにマッチングされる整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３と整合ラインＬ’とを入力されうる。他の例として、地図生成装置２００は、第１の三次元地図６１０及び航空地図６３０を分析し、互いにマッチングされる整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３と整合ラインＬ’とを決定することもできる。

【0090】

第１の三次元地図６１０内の整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３を、補正値によってトランスフォーム（transform）（または、更新）したとき、トランスフォームされた整合ポイントの座標が、航空地図６３０内の整合ラインＬ’上に位置しなければならない。従って、図８に図示されているように、地図生成装置２００は、整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３と整合ラインＬ’との距離ｄの和が最小になる補正値を決定することができる。ここで、該補正値は、自由度値を有することができる。

【0091】

いずれか１つのノードを基準に計算された整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３の座標が、整合ラインＬ’上にないとき、補正値に対応する拘束ファクタの追加を介し、前述のいずれか１つのノードの自由度値を変更することができ、それにより、整合ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３の座標が、航空地図の整合ラインＬ’に含まれたポイントの座標と一致するか、あるいは類似することになる。

【0092】

図９及び図１０は、一実施形態による、ラインツーラインマッチングを介して補正値を決定する方法について説明するための図面である。

【0093】

地図生成装置２００は、第１の三次元地図６１０内と航空地図６３０内とにおいて、互いにマッチングされる第１整合ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５と第２整合ラインＬ１’，Ｌ２’，Ｌ３’，Ｌ４’，Ｌ５’とを決定することができる。図９は、複数の第１整合ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５と、複数の第２整合ラインＬ１’，Ｌ２’，Ｌ３’，Ｌ４’，Ｌ５’とを図示しているが、１本の第１整合ラインと、１本の第２整合ラインとが決定されもする。

【0094】

第１整合ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５と第２整合ラインＬ１’，Ｌ２’，Ｌ３’，Ｌ４’，Ｌ５’は、手動的または自動的にも決定される。一例として、地図生成装置２００は、管理者から、第１の三次元地図６１０及び航空地図６３０において、互いにマッチングされる第１整合ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５と第２整合ラインＬ１’，Ｌ２’，Ｌ３’，Ｌ４’，Ｌ５’とを入力されうる。他の例として、地図生成装置２００は、第１の三次元地図６１０及び航空地図６３０を分析し、互いにマッチングされる第１整合ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５と第２整合ラインＬ１’，Ｌ２’，Ｌ３’，Ｌ４’，Ｌ５’とを決定することもできる。

【0095】

第１の三次元地図６１０内の第１整合ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５を、補正値によってトランスフォーム（または、更新）したとき、トランスフォームされた第１整合ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５が第２整合ラインＬ１’，Ｌ２’，Ｌ３’，Ｌ４’，Ｌ５’に一致しなければならない。従って、図１０に図示されているように、地図生成装置２００は、第１整合ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５、具体的には、第１整合ラインに含まれたポイントと、第２整合ラインＬ１’，Ｌ２’，Ｌ３’，Ｌ４’，Ｌ５’との距離ｄの和が最小になる補正値を決定することができる。ここで、該補正値は、自由度値を有することができる。一実施形態において、複数の第１整合ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５と、複数の第２整合ラインＬ１’，Ｌ２’，Ｌ３’，Ｌ４’，Ｌ５’とが決定された場合、それぞれの第１整合ラインと第２整合ラインとから決定された補正値の平均が、最終補正値として決定されうる。

【0096】

補正値に対応する拘束ファクタの追加を介し、前述のいずれか１つのノードの自由度値が変更され、それにより、第１整合ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５に含まれたポイントの座標が、航空地図６３０の第２整合ラインＬ１’，Ｌ２’，Ｌ３’，Ｌ４’，Ｌ５’に含まれたポイントの座標と一致するか、あるいは類似することになる。

【0097】

図１１及び図１２は、一実施形態による、マーカーマッチングを介して補正値を決定する方法について説明するための図面である。

【0098】

道路上には、交通標識のような多様なマーカーが存在する。地図生成装置２００は、第１の三次元地図６１０及び航空地図６３０において、互いにマッチングされる第１マーカーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４と第２マーカーＭ１’，Ｍ２’，Ｍ３’，Ｍ４’とを決定することができる。第１マーカーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４及び第２マーカーＭ１’，Ｍ２’，Ｍ３’，Ｍ４’は、手動的または自動的にも決定される。一例として、地図生成装置２００は、管理者から、第１の三次元地図６１０及び航空地図６３０において、互いにマッチングされる第１マーカーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４と第２マーカーＭ１’，Ｍ２’，Ｍ３’，Ｍ４’とを入力されうる。他の例として、地図生成装置２００は、第１の三次元地図６１０及び航空地図６３０を分析し、互いにマッチングされる第１マーカーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４と第２マーカーＭ１’，Ｍ２’，Ｍ３’，Ｍ４’とを決定することもできる。

【0099】

第１マーカーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４それぞれに含まれたポイントの座標と、第２マーカーＭ１’，Ｍ２’，Ｍ３’，Ｍ４’それぞれに含まれたポイントの座標は、一致しなければならないので、地図生成装置２００は、第１マーカーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４それぞれに含まれたポイントの座標が、第２マーカーＭ１’，Ｍ２’，Ｍ３’，Ｍ４’それぞれに含まれたポイントの座標と一致するか、あるいは類似するようにする補正値を決定することができる。第１マーカーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４に含まれたポイントは、第１マーカーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４それぞれを示すブロック、例えば、図１２に図示された四角形ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の中点ポイントＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４でもあり、同様に、第２マーカーＭ１’，Ｍ２’，Ｍ３’，Ｍ４’に含まれたポイントは、第２マーカーそれぞれを示すブロック、例えば、図１２に図示された四角形ブロックＢ１’，Ｂ２’，Ｂ３’，Ｂ４’の中点ポイントＣ１’，Ｃ２’，Ｃ３’，Ｃ４’でもある。図１２に図示されているように、第１マーカーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４に含まれたポイントＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の座標を、第２マーカーＭ１’，Ｍ２’，Ｍ３’，Ｍ４’に含まれたポイントＣ１’，Ｃ２’，Ｃ３’，Ｃ４’の座標に一致させるための三次元座標値ｔと姿勢値Ｒとが補正値として決定されうる。該中点ポイントは、ブロックの重心を意味しうる。

【0100】

また、地図生成装置２００は、前記補正値を決定するとき、第１マーカーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４それぞれに含まれたポイントの座標が、第２マーカーＭ１’，Ｍ２’，Ｍ３’，Ｍ４’それぞれに含まれたポイントの座標に一致するか、あるいは類似するようにしながら、第１マーカーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４それぞれに含まれたポイントＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を連結する第１図形Ｆの内角θ１，θ２，θ３，θ４が、第２マーカーＭ１’，Ｍ２’，Ｍ３’，Ｍ４’それぞれに含まれたポイントＣ１’，Ｃ２’，Ｃ３’，Ｃ４’を連結する第２図形Ｆ’の内角θ１’，θ２’，θ３’，θ４’に一致するか、あるいは類似するようにする補正値を決定することができる。前記補正値は、移動量及び回転量を含む自由度値でもある。

【0101】

図１３は、一実施形態による、テンプレートマッチングを介して補正値を決定する方法について説明するための図面である。

【0102】

一実施形態において、地図生成装置２００は、テンプレートマッチングを介し、補正値を決定することもできる。第１の三次元地図６１０に含まれたポイントの第１の三次元地図６１０内における位置は、航空地図６３０に含まれたポイントの航空地図６３０内における位置と同一でなければならないので、第１の三次元地図６１０のポイントに対応するピクセル値と、航空地図６３０のポイントに対応するピクセル値との差が最小化されなければならない。従って、地図生成装置２００は、第１の三次元地図６１０のポイントに対応するピクセル値と、航空地図６３０のポイントに対応するピクセル値との差の和を最小化させる補正値を決定し、決定された補正値に基づき、拘束ファクタを第１グラフに追加することができる。一例として、地図生成装置２００は、図１３に図示されているように、第１の三次元地図６１０と、航空地図６３０とが重畳されたイメージ６５０を介し、第１の三次元地図６１０のポイントに対応するピクセル値と、航空地図６３０のポイントに対応するピクセル値との差が最小化される補正値を決定することができる。

【0103】

具現例によっては、前述のポイントツーポイントマッチング、ポイントツーラインマッチング、ラインツーラインマッチング、マーカーマッチングまたはテンプレートマッチングがディープラーニング（deep learning）基盤にも行われる。

【0104】

図１４は、一実施形態による、地図生成装置２００の構成を図示するブロック図である。

【0105】

図１４を参照すれば、地図生成装置２００は、メモリ１４１０、通信部１４３０及び制御部１４５０を含む。メモリ１４１０、通信部１４３０及び制御部１４５０は、少なくとも１つのプロセッサによっても具現され、メモリ１４１０に保存されたインストラクションによって動作することができる。

【0106】

通信部１４３０は、移動体１００から、センシングデータを受信する。通信部１４３０は、該センシングデータを、有線ネットワーク及び／または無線ネットワークを介して受信することができる。

【0107】

制御部１４５０は、センシングデータを基に、三次元地図を生成する。具体的には、制御部１４５０は、ノード及び拘束ファクタを含む第１グラフを生成し、該第１グラフに基づき、第１の三次元地図を生成する。該第１の三次元地図に含まれたポイントの座標は、実際座標と差がありえるので、制御部１４５０は、該第１の三次元地図内のポイントの座標を、航空地図内のポイントの座標に対応させる補正値を決定し、該補正値と係わる拘束ファクタが追加された第２グラフを決定する。制御部１４５０は、該第２グラフに基づき、第２の三次元地図を生成する。そのような航空地図は、通信部１４３０が、有線ネットワーク及び／または無線ネットワークを介し、他の装置から受信するか、あるいはメモリ１４１０に保存されたものでもある。

【0108】

グラフの生成方法、補正値の決定方法、及び三次元地図の生成方法については、前述の通りであるので、詳細な説明は、省略する。

【0109】

一方、前述の本開示の実施形態において、航空地図は、二次元、２．５次元または三次元の地図でもある。一例によれば、該航空地図は２．５次元でもある、ここで、２．５次元は、二次元の各（ｘ，ｙ）座標が１つの高さ値ｚを有するデータを意味する。地図生成装置２００は、移動体１００に基づいて生成されたグラウンドレベルの地図（例えば、前述の三次元地図）と航空地図とのポイント座標が、同一にｎ次元である場合には、ｎ次元の補正値を計算することができる。一方、グラウンドレベルの地図のポイント座標は、ｎ次元であり、航空地図のポイント座標は、ｍ次元である場合、地図生成装置２００は、さらに低い次元の座標値のみを利用し、補正値を計算することができる。ただし、２．５次元の場合、ｘ，ｙ，ｚ座標値をいずれも有するために、三次元に準じて扱われうる。

【0110】

なお、前述の本開示の実施形態は、コンピュータで実行されうるプログラムに作成可能であり、作成されたプログラムは、媒体にも保存される。

【0111】

該媒体は、コンピュータで実行可能なプログラムを続けて保存するか、あるいは実行またはダウンロードのために臨時保存するものでもある。また、該媒体は、単一または数個のハードウェアが結合された形態の多様な記録手段または保存手段でもあるが、あるコンピュータシステムに直接接続される媒体に限定されるものではなく、ネットワーク上に分散存在するものでもある。該媒体の例示としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体；ＣＤ－ＲＯＭ（compact disc read only memory）及びＤＶＤ（digital versatile disc）のような光記録媒体；フロプティカルディスク（floptical disk）のような磁気・光媒体（magneto-optical medium）；及びＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）、フラッシュメモリなどを含み、プログラム命令語が保存されるように構成されたものでもある。また、他の媒体の例示として、アプリケーションを流通するアプリストアや、その他多様なソフトウェアを供給したり流通したりするサイト、サーバなどで管理する記録媒体あるいは保存媒体も挙げることができる。

【0112】

以上、本開示の技術的思想について、望ましい実施形態を挙げて詳細に説明したが、本開示の技術的思想は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想の範囲内において、当分野において当業者により、さまざまな変形及び変更が可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】