(57)【要約】【課題】３次元位置の測定に必要な処理量を削減する技術を提供する。【解決手段】情報生成部４１は、１つ以上の測距センサ５１を用いて、第２方向の位置が異なる複数の地点で測定された複数の反射点についての情報である反射点情報を生成する。グルーピング部４２は、反射点情報が生成された複数の反射点を、第１方向における反射点の位置を表す位置情報を用いて複数のグループを生成する。測位部４３は、生成されたグループ毎に２次元の三点測位を実行することで、第２方向とグループ分けに用いたグループの位置情報の中心を示す方向であるグループ中心方向とで形成される第２平面内での反射点の位置を算出する。【選択図】図１
2020190484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
探査波が放射される方向を表すボアサイト方向に対して直交する方向を第１方向とし、前記ボアサイト方向と前記第１方向とで形成される面を第１平面とし、前記第１平面に直交する方向を第２方向として、前記探査波を反射した反射点が存在する方向を表す前記第１平面内での角度および前記反射点までの距離を測定する１つ以上の測距センサ（５１）を用いて、前記第２方向の位置が異なる複数の地点で測定された複数の前記反射点についての情報である反射点情報を生成するように構成された情報生成部（４１）と、
前記情報生成部にて前記反射点情報が生成された前記複数の反射点を、前記第１方向における前記反射点の位置を表す位置情報を用いて複数のグループを生成するように構成されたグルーピング部（４２）と、
前記グルーピング部にて生成された前記グループ毎に２次元の三点測位を実行することで、前記第２方向とグループ分けに用いた該グループの前記位置情報の中心を示す方向であるグループ中心方向とで形成される第２平面内での前記反射点の位置を算出するように構成された測位部（４３）と、
を備える３次元測位装置。
【請求項２】
請求項１に記載の３次元測位装置であって、
前記情報生成部は、前記第２方向に異なる位置に配置された複数の前記測距センサを用いて、前記反射点情報を生成する、
３次元測位装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の３次元測位装置であって、
前記反射点情報を生成する測定サイクル毎に、前回の前記測定サイクルからの前記測距センサの移動量を生成するように構成された移動量生成部（４４）と、
前記移動量生成部が生成した前記移動量と、前記情報生成部にて生成された前記反射点情報とを対応づけて記憶するように構成された情報記憶部（４５）と、
を更に備え、
前記測距センサは、該測距センサを搭載する移動体の進行方向と前記第２方向とが一致するように配置され、
前記測位部は、前記情報記憶部に記憶内容を、前記移動量だけ離れた位置に存在する仮想的な前記測距センサにて生成された前記反射点情報であるとして処理を実行するように構成された
３次元測位装置。
【請求項４】
請求項３に記載の３次元測位装置であって、
前記移動量生成部は、前記測距センサにて生成された前記反射点情報を用いて、前記移動量を推定するように構成された
３次元測位装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の３次元測位装置であって、
前記グルーピング部は、前記位置情報として前記測距センサから前記反射点を見た前記第１平面内での角度を用いるように構成された
３次元測位装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の３次元測位装置であって、
前記グルーピング部は、前記位置情報として前記第１方向の位置を用いるように構成された
３次元測位装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の３次元測位装置であって、
前記グルーピング部は、
前記探査波を反射する反射面の位置を推定する反射面推定部（４２２）と、
前記情報生成部にて生成された前記複数の反射点情報のそれぞれについて、該反射点情報が表す反射点が、前記反射面での反射に基づく虚像であるか否かを判定し、虚像であると判定された前記反射点を、グループ分けの対象から除去するか、または前記反射面に対して面対称な位置に存在するとしてグループ分けするように構成された反射処理部（４２３）と、
を備える３次元測位装置。
【請求項８】
コンピュータが実行する３次元測位方法であって、
探査波が放射される方向を表すボアサイト方向に対して直交する方向を第１方向とし、前記ボアサイト方向と前記第１方向とで形成される面を第１平面とし、前記第１平面に直交する方向を第２方向として、前記探査波を反射した反射点が存在する方向を表す前記第１平面内での角度および前記反射点までの距離を測定する１つ以上の測距センサ（５１）を用いて、前記第２方向の位置が異なる複数の地点で測定された複数の前記反射点についての情報である反射点情報を生成し（４１）、
前記反射点情報が生成された前記複数の反射点を、前記第１方向における前記反射点の位置を表す位置情報を用いて複数のグループを生成し（４２）、
生成された前記グループ毎に２次元の三点測位を実行することで、前記第２方向とグループ分けに用いた該グループの前記位置情報の中心を示す方向であるグループ中心方向とで形成される第２平面内での前記反射点の位置を算出する（４３）、
３次元測位方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、３次元位置を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載された測距センサを用いて様々な物標を検出し、検出された物標が衝突の可能性がある他車両や障害物である場合に、ブレーキを作動させたり、警報を発生させたりする運転支援制御が知られている。但し、車両の推定経路と交差する位置に物標があったとしても、看板やトンネル等の車両がくぐり抜け可能な上方物、またはマンホール等の車両が乗り越え可能な下方物である場合には、運転支援制御を作動させる必要がない。このような上方物または下方物に対して運転支援制御を誤作動させないようにするためには、物標の位置を、水平面内だけでなく、高さ方向も含めた３次元的に認識することが要求される。
【０００３】
複数の測距センサを用いて位置を測定する手法として、ＴＯＡおよびＴＤＯＡ等の三点測位を利用する技術が知られている。ＴＯＡは、Time Of Arrivalの略であり、ＴＤＯＡは、Time Difference Of Arrivalの略である。ＴＯＡでは、各測距センサで検出された反射点までの距離（すなわち、探査波の到達時間）を用い、各測距センサを中心とする距離を表した円の交点を求める。ＴＤＯＡでは、各距離センサで検出された反射点までの距離差（すなわち、探査波の到達時間差）を用い、２つの測距センサを焦点とする双曲面を用いて位置を推定する。以下、ＴＯＡを例にして説明する。
【０００４】
ＴＯＡでは、複数の測距センサを用いて検出される複数の距離を、任意に組み合わせることで複数の測定値を生成し、その複数の測定値の中から実像が存在する位置を表す測定値を抽出する。なお、２次元位置の場合、２つの測距センサについて、測距センサを中心とした検出距離を半径とする距離円を描いたときの距離円同士の全ての交点が測定値に相当する。一方、３次元位置の場合、３つの測距センサについて、測距センサを中心とした検出距離を半径とする距離球を描いたときの距離球同士の全ての交点が測定値に相当する。
【０００５】
従って、３次元位置を算出する場合、２次元位置を算出する場合と比較して、計算が複雑になるだけでなく、各測距センサにて検出される物標までの距離の数が増えるほど、測定値（すなわち、検出距離の組み合わせ）の数が増加し、処理時間が膨大なものとなる。
【０００６】
これに対して、下記特許文献１には、処理の対象となる複数の測定値を、ドップラ速度によってクラスタリングし、クラスタ毎に３次元位置を算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−１４２１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、特許文献１に記載の従来技術では以下の課題が見出された。
すなわち、従来技術では、クラスタ毎に３次元位置を算出するために実行する個々の処理において、処理対象となる交点の数が少なくなるため処理量が抑制される。しかし、クラスタ毎に実行する処理において３次元的な処理を適用することに変わりはなく、複雑な処理が必要であり、処理量を十分に削減できないという課題があった。
【０００９】
本開示の１つの局面は、３次元位置の測定に必要な処理量を削減する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一態様は、３次元測位装置であって、情報生成部（４１）と、グルーピング部（４２）と、測位部（４３）と、を備える。
情報生成部は、１つ以上の測距センサ（５１）を用いて、第２方向の位置が異なる複数の地点で測定された複数の反射点についての情報である反射点情報を生成するように構成される。但し、測距センサは、探査波を反射した反射点が存在する方向を表す第１平面内での角度および反射点までの距離を測定する。第１平面は、探査波が放射される方向を表すボアサイト方向とボアサイト方向に対して直交する方向である第１方向とで形成される面である。第２方向は、第１平面に直交する方向である。グルーピング部は、情報生成部にて反射点情報が生成された複数の反射点を、第１方向における反射点の位置を表す位置情報を用いて複数のグループを生成するように構成される。測位部は、グルーピング部にて生成されたグループ毎に２次元の三点測位を実行することで、第２方向とグループ分けに用いたグループの位置情報の中心を示す方向であるグループ中心方向とで形成される第２平面内での反射点の位置を算出するように構成される。
【００１１】
本開示の一態様は、コンピュータが実行する３次元測位方法である。３次元測位方法では、まず、１つ以上の測距センサを用いて、第２方向の位置が異なる複数の地点で測定された複数の反射点についての情報である反射点情報を生成する。次に、反射点情報が生成された複数の反射点を、第１方向における反射点の位置を表す位置情報を用いて複数のグループを生成する。更に、生成されたグループ毎に２次元の三点測位を実行することで、第２方向とグループ分けに用いたグループの位置情報の中心を示す方向であるグループ中心方向とで形成される第２平面内での反射点の位置を算出する。
【００１２】
このような構成によれば、第１方向の位置を表す位置情報を用いて、複数の反射点を複数のグループにグループ分けし、グループ毎に２次元的な三点測位を実行する。従って、１グループ当たりの処理すべき反射点の数、ひいては反射点の組み合わせである測定点の数が減少するため、全ての反射点を一括して処理する場合と比較して処理時間を削減できる。
【００１３】
また、それぞれのグループに属する反射点は、第２平面に対して直交する方向の誤差が小さく抑えられるため、３次元的に分布する反射点に対して２次元の三点測位を実行することにより発生する誤差を、小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の３次元測位装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態におけるセンサ部の配置状態を示す説明図である。
【図３】反射点をｘ−ｚ平面に示した図である。
【図４】反射点のグループ毎に実施した２次元ＴＯＡの結果をｘ−ｚ平面に示した図である。
【図５】反射点のグループ毎に実施した２次元ＴＯＡの結果をｘ−ｙ平面に示した図である。
【図６】反射点をグループ分けすることなく一括して実施した２次元ＴＯＡの結果をｘ−ｙ平面に示した図である。
【図７】一般的な２次元ＴＯＡおよび３次元ＴＯＡと、グループ毎に実施する２次元ＴＯＡとで、処理時間を概算した結果を示すグラフである。
【図８】第２実施形態の３次元測位装置の構成を示すブロック図である。
【図９】第２実施形態におけるセンサ部の配置状態を示す説明図である。
【図１０】車両の移動に伴って測距センサの位置が移動することを示す説明図である。
【図１１】第３実施形態におけるグルーピング部の構成を示すブロック図である。
【図１２】２次元ＴＯＡの原理を示す説明図である。
【図１３】３次元ＴＯＡの原理を示す説明図である。
【図１４】３次元的に分布する反射点に対して２次元ＴＯＡを実施することで生じる誤差を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［０．ＴＯＡの概要］
実施形態を説明する前に、三点測位の一つであるＴＯＡの概要について説明する。
【００１６】
まず、２次元位置を算出する２次元ＴＯＡでは、異なる位置に配置された少なくとも二つのセンサＳ１，Ｓ２によって、物標までの距離をそれぞれ検出する。そして、図１２に示すように、センサＳ１，Ｓ２毎に、センサＳｉを中心として該センサＳｉで検出された距離を半径とする距離円を仮定し、二つ距離円が交差する交点の２次元位置を、測定値として抽出する。但し、ｉ＝１，２である。
【００１７】
次に、３次元位置を算出する３次元ＴＯＡでは、異なる位置に配置された少なくとも三つのセンサＳ１〜Ｓ３によって、物標までの距離をそれぞれ検出する。そして、図１３に示すように、センサＳ１〜Ｓ３毎に、センサＳｊを中心として該センサＳｊで検出された距離を半径とする距離球を仮定し、三つの距離球による交点の３次元位置を、測定値として抽出する。但し、ｊ=１，２，３である。
【００１８】
なお、いずれも、探査波が照射される側に位置する半円、半球について算出すればよい。
但し、複数の物標が存在する場合に、交点（すなわち、検出距離の組み合わせ）の数が増加する。以下、この交点を測定点という。例えば、図１２に示すように、センサＳ１，Ｓ２のそれぞれで２つの距離が検出された場合、４つの測定点が抽出されるが、これらの測定点のうち、２つは実像であり、２つは虚像である。つまり、処理対象となる測定点は、そのすべてが実像を表しているわけではなく、多くの虚像を含んだものとなる。具体的には、実像がＮ個存在する場合、処理の対象となる測定点の数は、２次元ＴＯＡでは概ねＮ２個となり、３次元ＴＯＡでは概ねＮ３個となる。
【００１９】
演算を簡単にするために、３次元的に分布する反射点に対して、２次元ＴＯＡを実行した場合を考える。この場合、図１４に示すように、反射点の３次元位置が、反射点が投影される２次元平面（以下、基準面）から離れるほど、検出される距離の誤差が大きくなる。つまり、実像を通り基準面に直交する軸に沿って投影された２次元位置を得る必要があるにも関わらず、距離球に沿って基準面に投影されるため、基準面内での距離が実際の距離より大きな値で検出される。
【００２０】
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
本実施形態の３次元測位装置１は、車両に搭載され、車両の周囲に存在する物標の３次元的な位置を測定する。３次元測位装置１は、図１に示すように、信号処理部３を備える。３次元測位装置１は、センサ部５を備えてもよい。
【００２１】
センサ部５は、複数の測距センサ５１を備える。測距センサ５１は、探査波として電波を用いる電波レーダを用いて構成される。複数の測距センサ５１は、いずれも同様の構成を有し、それぞれが、予め設定された第１方向の位置が異なるように配列された複数のアンテナを有する。但し、測距センサ５１は、電波レーダに限定されるものではなく、探査波として光を用いるＬＩＤＡＲまたは探査波として超音波を用いるＳＯＮＡＲであってもよい。ＬＩＤＡＲは、Light detection and rangingの略であり、ＳＯＮＡＲは、Sound navigation and rangingの略である。
【００２２】
ここで、車両の車長方向をｘ軸方向、車両の車幅方向をｙ軸方向、車両の車高方向（すなわち鉛直方向）をｚ軸方向という。つまり、ｘ−ｙ平面が、水平面に沿った面となる。
センサ部５は、図２に示すように、車両のフロントバンパー、またはフロントバンパー付近に、複数の測距センサ５１がｙ軸方向に並ぶように配置される。また、複数の測距センサ５１は、いずれも、探査波が放射される方向を表すボアサイト方向がｘ軸方向と一致し、かつ、第１方向がｚ軸方向と一致するように配置される。つまり、センサ部５に属する個々の測距センサ５１は、ｘ−ｚ平面内での反射波の到来方向を表す角度（以下、垂直方位）θｖを計測できるように配置される。ここでは、ｙ軸方向が第２方向に相当し、ｘ−ｚ平面が第１平面に相当する。なお、ボアサイト方向は、例えば、探査波の放射レベルが最大となる方向であってもよいし、探査波が放射される範囲の中心方向であってもよい。
【００２３】
信号処理部３は、ＣＰＵ３１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリ３２）と、を有するマイクロコンピュータを備える。信号処理部３は、メモリ３２に記憶されたプログラムを実行することで実現される機能構成として、情報生成部４１と、グルーピング部４２と、測位部４３と、を備える。
【００２４】
情報生成部４１およびグルーピング部４２は、センサ部５に属する測距センサ５１のそれぞれに１組ずつ対応づけて設けられ、いずれも同様の処理を実行する。
情報生成部４１は、対応づけられた測距センサ５１からの受信信号に基づいて、フィルタリング、ピーク抽出、方位測定等の処理を実行する。これにより、情報生成部４１は、探査波を反射した反射点との距離Ｒと測距センサ５１から見た反射点が存在する方向を表す垂直方位θｖとを少なくとも含む反射点情報を生成する。
【００２５】
情報生成部４１が生成する反射点情報には、距離Ｒおよび垂直方位θｖ以外に、反射点との相対速度および反射波の受信強度等が含まれてもよい。距離Ｒは、探査波を照射してから反射波を受信するまでに要した往復時間を検出して、この往復時間を距離に換算することで算出する。垂直方位θｖは、例えば、測距センサ５１に属する各アンテナでの受信信号の位相差から推定してもよい。また、垂直方位θｖは、複数のアンテナのそれぞれで検出される反射点までの距離から、２次元的な三点測位の手法を用いて推定してもよい。
【００２６】
グルーピング部４２は、反射点情報に含まれる垂直方位θｖに基づいて、各反射点をＭ個のグループにグループ分けを実行する。Ｍは２以上の整数である。本実施形態では、測距センサ５１のボアサイト方向、すなわちｘ軸方向を０度とし、仰角方向をプラスとし、腑角方向をマイナス、Ｍ＝５として、±１０°の角度範囲を５つのグループにグループ分けする。この場合、−１０°〜−７°に含まれる反射点を第１グループとする。角度範囲−７°〜−３°に含まれる反射点を第２グループとする。角度範囲−３°〜＋３°に含まれる反射点を第３グループとする。角度範囲＋３°〜＋７°に含まれる反射点を第４グループとする。角度範囲＋７°〜＋１０°に含まれる反射点を第５グループとする。角度範囲−１０°〜＋１０°から外れて位置する反射点は、不要な反射点として削除してもよい。
【００２７】
測位部４３は、グループの数と同数設けられ、それぞれが、グルーピング部４２でグループ分けされた５つのグループのいずれかに対応づけられる。測位部４３は、対応づけられたグループに属する反射点の反射点情報を用いた測位演算を実行する。測位部４３での測位演算には、２次元ＴＯＡが用いられる。この２次元ＴＯＡでは、各グループの角度領域の中心角度を表すグループ中心方向に沿った軸と、ｙ軸とで形成されるグループ基準面内での２次元位置を演算する。グループ基準面が第２平面に相当する。なお、測位演算は、２次元ＴＯＡに限定されるものではなく、２次元的な測位演算であればよい。
【００２８】
測位部４３は、２次元ＴＯＡで得られる実像の測定点の２次元座標（ｘ，ｙ）と、その２次元座標（ｘ，ｙ）が表す位置でのグループ基準面のｚ軸の座標とを組み合わせた３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を出力する。
【００２９】
［１−２．測定例］
図３は、情報生成部４１で生成された反射点情報によって表される反射点を、ｘ−ｚ平面上にプロットした図である。第１〜第５グループのそれぞれに属する反射点を、形状の異なるドットで示した。図３では、第１グループよりマイナス側で検出される垂直角度θｖが−１０°以下の反射点、および第５グループよりプラス側で検出される垂直角度θｖが＋１０°以上の反射点も示されている。
【００３０】
図４および図５は、グループ毎に２次元ＴＯＡを行った結果を示す。図４は、ｘ−ｚ平面内での分布、図５は、ｘ−ｙ平面内での分布を示す。比較のため、図６には、グループ分けを行うことなく、全ての反射点を用いて２次元ＴＯＡを行った結果のｘ−ｙ平面内での分布を示す。
【００３１】
本実施形態では、図４および図５に示すように、車両の前面に位置する実像の測定点が検出される。比較例では、図６に示すように、車両の前面に位置する実像の測定点以外にも、車両内部に位置する虚像の測定点（以下、ゴースト測定点）が多数検出される。これは、図３に示すように、タイヤ付近に存在する第５グループに属する反射点、および車両ルーフ周辺に存在する第１グループに属する反射点が、基準面（すなわちｘ−ｙ平面）から高さ方向（すなわちｚ軸方向）に離れた位置に存在することによる。つまり、これらの反射点が、基準面内での実際の位置より遠方に投影されることにより、図６に示すような、車両の内部に存在するゴースト測定点として検出される。
【００３２】
［１−３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）３次元測位装置１では、反射点を垂直方向の角度範囲で複数にグループ分けし、グループ毎に２次元ＴＯＡを実行する。従って、３次元測位装置１によれば、１グループ当たりの処理すべき反射点の数、ひいては反射点の組み合わせである測定点の数が減少するため、全ての反射点を一括して処理する場合と比較して処理時間を削減できる。
【００３３】
図７には、測定点数を２０００、グループ数を５として、２次元ＴＯＡ、３次元ＴＯＡ、３次元測位装置１での処理について、処理時間を算出した結果を示す。測位に要する時間Ｏは、２次元ＴＯＡではＯ（Ｎ２）、３次元ＴＯＡではＯ（Ｎ３）、３次元測位装置１ではＯ（（Ｎ／Ｍ）２×Ｍ）で概算される。但し、３次元測位装置１における１グループ当たりの平均処理時間Ｏ（（Ｎ／Ｍ）２）を７９．４ｍｓｅｃ、３次元測位装置１で必要となる、各反射点の垂直測角に要する時間およびグループ分けに要する時間の合計を１７０ｍｓｅｃとして算出した。図７に示す通り、３次元測位装置１では、３次元ＴＯＡと比較して約１／１７００、２次元ＴＯＡと比較して約１／３に処理時間を削減でき、しかも、２次元ＴＯＡより高い精度で３次元位置を測定できる。
【００３４】
（１ｂ）３次元測位装置１では、反射点を垂直方向の角度範囲でグループ分けしているため、それぞれのグループに属する反射点は、グループ基準面に対する垂直方向の誤差が小さく抑えられる。従って、３次元測位装置１によれば、３次元的に分布する反射点に対して２次元ＴＯＡを実行することにより発生する誤差を、小さく抑えることができる。
【００３５】
（１ｃ）３次元測位装置１では、高さ方向の位置は、角度範囲の粗さで検出される。なお、車両制御においては、検出される物標の高さ方向の位置は、例えば、上方物の場合は、自車両が下を通過できるか、下方物の場合は、自車が乗り越えられるかを判定できればよく、水平面内での位置と比較して、低い精度での検出が許容される。つまり、３次元測位装置１では、このような制御特性を利用することによって、処理量の削減、ひいては処理のリアルタイム性と必要な精度での検出とをいずれも実現している。
【００３６】
［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００３７】
第２実施形態では、センサ部５の設置位置が異なる点、および測位処理に仮想的な測距センサを用いる点で第１実施形態とは相違する。
本実施形態の３次元測位装置１ａは、図８に示すように、信号処理部３ａと、センサ部５ａと、挙動センサ７とを備える。
【００３８】
センサ部５ａは、一つの測距センサ５１を備える。センサ部５は、図９に示すように、ボアサイト方向が、移動体である車両の進行方向に対して直交しかつ水平面に沿った方向（すなわち、ｙ軸方向）を向き、更に、第１方向がｚ軸方向と一致するように、車両の側面に配置される。つまり、センサ部５ａは、ｙ−ｚ平面内での反射波の到来方向を表す角度を計測できるように配置される。本実施形態では、ｙ−ｚ平面が第１平面に相当する。
【００３９】
挙動センサ７は、車両の移動量および車両の移動方向の推定に必要な情報を検出する一つ以上のセンサを含む。例えば、車速センサ、舵角センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ等が含まれてよい。
【００４０】
信号処理部３ａは、ＣＰＵ３１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリ３２）と、を有するマイクロコンピュータを備える。
信号処理部３ａは、メモリ３２に記憶されたプログラムを実行することで実現される機能構成として、情報生成部４１と、グルーピング部４２と、測位部４３と、に加えて、移動量生成部４４と、情報記憶部４５とを備える。
【００４１】
情報生成部４１は、測距センサ５１に対応して１つ備える。
移動量生成部４４は、挙動センサ７から情報を取得して、予め設定された計測サイクル毎に、前回の計測サイクル（以下、前サイクル）から今回の計測サイクル（以下、現サイクル）までの移動量を算出する。移動量には、移動方向および移動した距離が含まれる。挙動情報は、ＣＡＮ等の車載ネットワーク経由で挙動センサ７から取得されてもよい。ＣＡＮは、Controller Area Networkの略であり、登録商標である。
【００４２】
情報記憶部４５には、計測タイミング毎に生成される反射点情報が、運動量情報と対応づけて、少なくとも直近のＰサイクル分記憶される。
グルーピング部４２は、情報記憶部４５に記憶されたＰサイクル分のデータのそれぞれに対応づけてＰ個設けられ、いずれも同様の処理を実行する。処理内容は、第１実施形態の場合と同様である。
【００４３】
測位部４３は、反射点をグループ分けする際に用いるグループの数と同数設けられ、その処理内容は、第１実施形態の場合と同様である。
［２−２．動作］
情報記憶部４５には、測定サイクル毎に、情報生成部４１にて反射点情報が生成され、その反射点情報が、移動量生成部４４にて算出された移動量と共に、情報記憶部４５に蓄積される。
【００４４】
このとき、車両が移動中であれば、図１０に示すように、測定サイクル毎に移動量だけ異なる位置で測距センサ５１による測定が実行される。このため、情報記憶部４５に記憶された測定サイクル毎の反射点情報は、移動量だけ離れた位置に存在する仮想的な測距センサ（以下、仮想センサ）による検出結果とみなすことができる。
【００４５】
つまり、第１実施形態では、２次元ＴＯＡに用いる複数の測距センサ５１の配置間隔は、既知である。これに対して、第２実施形態では、現在の測距センサ５１の位置を基準として、情報記憶部４５に過去の反射点情報に対応づけて記憶された車両の移動量から、過去の測定サイクルの反射点情報が得られた時の測距センサ５１の位置（すなわち、仮想センサの位置）を推定する。これにより、現在の測距センサ５１とＰ−１個の仮想センサとによる複数センサの配置間隔が決定される。
【００４６】
以下の動作は、第１実施形態の場合と同様である。
［２−３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）〜（１ｃ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
【００４７】
（２ａ）３次元測位装置１ａによれば、車幅方向に位置する物標の３次元位置を、１つの測距センサ５１によって検出できるため、装置構成を簡素化できる。
［３．第３実施形態］
［３−１．第１実施形態との相違点］
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００４８】
第３実施形態では、グルーピング部４２ａの構成が第１実施形態とは相違する。
図１１に示すように、グルーピング部４２ａは、メイン処理部４２１と、路面推定部４２２と、反射処理部４２３とを備える。なお、路面推定部４２２が反射面推定部に相当する。
【００４９】
メイン処理部４２１は、第１実施形態のグルーピング部４２が実行する処理を実行する。
路面推定部４２２は、センサ搭載位置の情報等から、探査波を反射する反射面となる路面の位置を推定する。
【００５０】
反射処理部４２３は、第１〜第３グループに属する反射点のうち、垂直角度θｖと距離Ｒとから推定される反射点の位置が、路面推定部４２２で推定された路面位置より下方に存在する反射点を、路面反射による反射点として除去する。
【００５１】
なお、反射処理部４２３は、路面反射による反射点を除去する代わりに、路面に対して面対称な位置に存在する反射点として扱うことで、反射点が属するグループを適切に変更してもよい。
【００５２】
ここでは、グルーピング部４２ａを、第１実施形態の３次元測位装置１に適用する場合について説明したが、第２実施形態の３次元測位装置１ａに適用してもよい。
［３−２．効果］
以上詳述した第３実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）〜（１ｃ）および第２実施形態の効果（２ａ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
【００５３】
（３ａ）本実施形態によれば、測位部４３にて算出される３次元位置の精度を、より向上させることができる。
［４．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００５４】
（４ａ）上記実施形態では、グループ分けに用いる角度範囲は、重複なく設定されているが、本開示はこれに限定されるものではなく、例えば、隣接するグループ間で部分的に重複して設定されてもよい。また、各グループに属する反射点の数ができるだけ平均化されるように、グループ数や角度範囲の境界を可変設定できるように構成されてもよい。なお、各グループの反射点の数が平均化するほど、装置全体としての処理時間の短縮効果を増大させることができる。また、グループ数は、検出された３次元位置を利用するアプリケーションがどの程度、高さ方向の精度を要求するかによって設定してもよい。
【００５５】
（４ｂ）上記実施形態では、反射点をグループ分けする際に垂直角度θｖを用いているが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、ｚ軸方向の位置である高さを用いてグループ分けしてもよい。すなわち、グループ分けに垂直角度θｖを用いた場合、各グループの範囲は、遠距離になるほど高さ方向に広がりを持ってしまい、測位部４３での処理結果の誤差が大きくなる。これに対して、グループ分けに高さを用いた場合、各グループの範囲は、距離に関わらず一定となり、測位部４３での処理結果において、特に遠距離の物標についての検出誤差を抑制できる。なお、反射点の高さは、反射点情報に含まれる距離Ｒと、垂直角度θｖとから算出できる。
【００５６】
（４ｃ）上記実施形態では、移動量生成部４４は、車載ネットワーク経由で挙動センサ７から取得される挙動情報を用いて車両の移動量を推定しているが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、情報生成部４１にて生成された反射点情報のうち、地面等の静止物を表す情報を用いて推定される車両の挙動から、移動量を推定してもよい。この場合、センサ部５が挙動センサ７を兼ねることになる。
【００５７】
（４ｄ）上記第２実施形態では、センサ部５ａに属する測距センサ５１が１つの場合について説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、センサ部５ａに属する測距センサ５１が複数存在してもよい。
【００５８】
（４ｅ）本開示に記載の信号処理部３，３ａおよびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の信号処理部３，３ａおよびその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の信号処理部３，３ａおよびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。信号処理部３，３ａに含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。
【００５９】
（４ｆ）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または置換してもよい。
【００６０】
（４ｇ）前述した３次元測位装置１，１ａの他、当該３次元測位装置１，１ａを構成要素とするシステム、当該３次元測位装置１，１ａ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、３次元測位方法など、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】
【００６１】
１，１ａ…３次元測位装置、３，３ａ…信号処理部、５，５ａ…センサ部、７…挙動センサ、３１…ＣＰＵ、３２…メモリ、４１…情報生成部、４２，４２ａ…グルーピング部、４３…測位部、４４…移動量生成部、４５…情報記憶部、５１…測距センサ、４２１…メイン処理部、４２２…路面推定部、４２３…反射処理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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