(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を正確に標定することができる相対的位置姿勢の標定方法、装置、機器及び媒体を提供する。【解決手段】自動運転移動キャリアのレーザレーダにて収集されたシーンの第１の点群データと、ナビゲーションポジショニングシステムにて収集された第１の位置姿勢データと、予め収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データとに基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定する。本発明の技術案によって、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を正確に標定することができる。【選択図】図１
2020050337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集されたシーンの第１の点群データと、前記自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データとを取得するステップと、
前記第１の点群データと、前記第１の位置姿勢データと、レーザスキャナ及び測位装置によって前記シーンにおいて予め収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データとに基づいて、前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定するステップとを含むレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法。
【請求項２】
前記第１の点群データと、前記第１の位置姿勢データと、前記レーザスキャナ及び前記測位装置によって前記シーンにおいて予め収集された前記第２の点群データ及び前記第２の位置姿勢データとに基づいて、前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの前記相対的位置姿勢を決定するステップは、
前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢パラメータと、前記ナビゲーションポジショニングシステムのグローバル座標系における第１の位置姿勢データと、前記レーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データとに基づいて、前記シーン内の空間点のレーザレーダ座標系における前記第１の点群データをレーザスキャナ座標系に変換して、前記シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における第３の点群データを取得するステップと、
前記シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における前記第３の点群データと、前記レーザスキャナによって前記シーンにおいて収集された前記第２の点群データとのマッチングを行い、マッチング結果に基づいて前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの前記相対的位置姿勢を決定するステップとを含む請求項１に記載のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法。
【請求項３】
前記シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における前記第３の点群データと、前記レーザスキャナによって前記シーンにおいて収集された前記第２の点群データとのマッチングを行い、前記マッチング結果に基づいて前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定するステップは、
異なる時刻における前記シーン内の各空間点の前記第３の点群データと前記第２の点群データとのマッチング関係に基づいて、マッチングエネルギ関数を構築するステップと、
前記マッチングエネルギ関数を最小化処理して、前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの前記相対的位置姿勢を決定するステップとを含む請求項２に記載のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法。
【請求項４】
前記レーザスキャナのグローバル座標系における前記第２の位置姿勢データは、前記測位装置によって前記シーンにおいて収集された測位装置座標系における前記第２の位置姿勢データと、前記測位装置と前記レーザスキャナとの相対的位置姿勢とに基づいて決定される請求項２又は請求項３に記載のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法。
【請求項５】
前記シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における前記第３の点群データと、前記レーザスキャナによって前記シーンにおいて収集された前記第２の点群データとのマッチングを行い、前記マッチング結果に基づいて前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの前記相対的位置姿勢を決定するステップは、
前記シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における前記第３の点群データと、前記レーザスキャナによって前記シーンにおいて収集された前記第２の点群データとのマッチングを行って、前記第３の点群データと前記第２の点群データとの重複点集合を決定するステップと、
前記重複点集合に関連付けられた前記第１の位置姿勢データと前記重複点集合に関連付けられた前記第２の位置姿勢データとに基づいて、前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの間の高さの差を決定するステップとを含む請求項２から請求項４のいずれかに記載のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法。
【請求項６】
前記シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における前記第３の点群データと、前記レーザスキャナによって前記シーンにおいて収集された前記第２の点群データとのマッチングを行って、前記第３の点群データと前記第２の点群データとの前記重複点集合を決定するステップは、
前記第３の点群データに対して３次元シーンの再構築を行って第１のシーン図像を取得し、第１のシーン図像から第１の路面を分割して取得するステップと、
前記第２の点群データに対して３次元シーンの再構築を行って第２のシーン図像を取得し、第２のシーン図像から第２の路面を分割して取得するステップと、
前記第３の点群データと第２の点群データとの重複点集合として、前記第１の路面と前記第２の路面との重複点集合を決定するステップとを含む請求項５に記載のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法。
【請求項７】
自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集されたシーンの第１の点群データと、前記自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データとを取得するデータ取得モジュールと、
前記第１の点群データと、前記第１の位置姿勢データと、レーザスキャナ及び測位装置によって前記シーンにおいて予め収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データとに基づいて、前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定する相対的位置姿勢決定モジュールとを備えるレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定装置。
【請求項８】
前記相対的位置姿勢決定モジュールは、
前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢パラメータと、前記ナビゲーションポジショニングシステムのグローバル座標系における前記第１の位置姿勢データと、前記レーザスキャナのグローバル座標系における前記第２の位置姿勢データとに基づいて、前記シーン内の空間点のレーザレーダ座標系における前記第１の点群データをレーザスキャナ座標系に変換して、前記シーン内の空間点の前記レーザスキャナ座標系における前記第３の点群データを取得する第３の点群決定ユニットと、
前記シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における前記第３の点群データと、前記レーザスキャナによって前記シーンにおいて収集された前記第２の点群データとのマッチングを行い、マッチング結果に基づいて前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの前記相対的位置姿勢を決定する相対的位置姿勢決定ユニットとを備える請求項７に記載のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定装置。
【請求項９】
前記相対的位置姿勢決定ユニットは、具体的には、
異なる時刻おける前記シーン内の各空間点の第３の点群データと前記第２の点群データとのマッチング関係に基づいて、マッチングエネルギ関数を構築し、
前記マッチングエネルギ関数を最小化処理して、前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定する請求項８に記載のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定装置。
【請求項１０】
前記測位装置によって前記シーンにおいて収集された測位装置座標系における第２の位置姿勢データと、前記測位装置と前記レーザスキャナとの前記相対的位置姿勢とに基づいて、前記レーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データを決定する第２の位置姿勢決定モジュールをさらに備える請求項８又は請求項９に記載のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定装置。
【請求項１１】
前記相対的位置姿勢決定ユニットは、
前記シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における前記第３の点群データと、前記レーザスキャナによって前記シーンにおいて収集された前記第２の点群データとのマッチングを行って、前記第３の点群データと前記第２の点群データとの重複点集合を決定する重複点決定サブユニットと、
前記重複点集合に関連付けられた前記第１の位置姿勢データと前記重複点集合に関連付けられた前記第２の位置姿勢データとに基づいて、前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの間の高さの差を決定する高さの差決定サブユニットとを備える請求項８から請求項１０のいずれかに記載のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定装置。
【請求項１２】
前記重複点決定サブユニットは、具体的には、
前記第３の点群データに対して３次元シーンの再構築を行って第１のシーン図像を取得し、第１のシーン図像から第１の路面を分割して取得し、
前記第２の点群データに対して３次元シーンの再構築を行って第２のシーン図像を取得し、第２のシーン図像から第２の路面を分割して取得し、
前記第３の点群データと第２の点群データとの重複点集合として、前記第１の路面と前記第２の路面との重複点集合を決定する請求項１１に記載のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定装置。
【請求項１３】
少なくとも一つのプロセッサと
少なくとも一つのプログラムを記憶する記憶装置とを備え、
少なくとも一つの前記プログラムが少なくとも一つの前記プロセッサによって実行される場合に、少なくとも一つの前記プロセッサが、請求項１から請求項６のいずれかに記載のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法を実現する機器。
【請求項１４】
コンピュータプログラムが記憶されている媒体であって、
前記コンピュータプログラムがプロセッサによって実行される場合に、請求項１から請求項６のいずれかに記載のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法が実現される媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ技術の分野に関し、特に、相対的位置姿勢の標定方法、相対的位置姿勢の標定装置、機器及び媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサ技術及びナビゲーションポジショニング技術の発展に伴い、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステム（ナビゲーションポジショニングシステムは、統合ナビゲーションとも呼ばれる）との両方が、通常、高精度な地図の作成案に用いられる。
【０００３】
現在、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとに基づいて高精度な地図を作成するプロセスでは、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの六つの自由度の外部パラメータ、すなわち三つの平行移動及び三つの回転のそれぞれに対して厳しい精度が要求されている。しかし、無人運転車両は一つの地面でしか走行できないため、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとによって収集されたデータには、いずれも垂直方向に対する制約がないため、現在、よく使われている標定アルゴリズムによりレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムと相対的位置姿勢を正確に標定することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を正確に標定することができる相対的位置姿勢の標定方法、相対的位置姿勢の標定装置、機器及び媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１態様として、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集されたシーンの第１の点群データと、前記自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データとを取得するステップと、
前記第１の点群データと、前記第１の位置姿勢データと、レーザスキャナ及び測位装置によって前記シーンにおいて予め収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データとに基づいて、前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定するステップとを含むレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法を提供する。
【０００６】
本発明の第２態様として、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集されたシーンの第１の点群データと、前記自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データと、を取得するためのデータ取得モジュールと、前記第１の点群データと、前記第１の位置姿勢データと、レーザスキャナ及び測位装置によって前記シーンにおいて予め収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データとに基づいて、前記レーザレーダと前記ナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定するための相対的位置姿勢決定モジュールとを備えるレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定装置をさらに提供する。
【０００７】
本発明の第３態様として、少なくとも一つのプロセッサと、少なくとも一つのプログラムを記憶する記憶装置とを備え、少なくとも一つの前記プログラムが少なくとも一つの前記プロセッサによって実行される場合に、少なくとも一つの前記プロセッサが、上記のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法を実現する機器をさらに提供する。
【０００８】
本発明の第４態様として、コンピュータプログラムが記憶されている媒体であって、前記コンピュータプログラムがプロセッサによって実行される場合に、上記のレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法が実現される媒体を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により提供される相対的位置姿勢の標定方法、相対的位置姿勢の標定装置、機器及び媒体は、レーザスキャナ及び測位装置によってシーンにおいて収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データを基準とし、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集された同一シーンの第１の点群データと、自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データと、第２の点群データと、第２の位置姿勢データとの間の対応関係に基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定することができる。これにより、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を正確に標定して、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定に新しいアイデアを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施例における技術案を更に明確に説明するために、以下に、実施例に用いられる図面を簡単に説明する。以下の図面は、本発明のいくつかの実施例のみを示しており、範囲を限定するものと見なされるべきではなく、当業者であれば、創作的な尽力をせずに、これらの図面に基づいて他の図面を取得できることを理解することができる。
【図１】本発明の実施例１に係るレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法のフローチャートである。
【図２】本発明の実施例２に係るレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法のフローチャートである。
【図３】本発明の実施例３に係るレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例４に係るレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法のフローチャートである。
【図５】本発明の実施例５に係るレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定装置の概略構成図である。
【図６】本発明の実施例６に係る機器の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面と実施例とを合わせて、本発明をさらに詳しく説明する。なお、ここで説明される具体的な実施例は、単に本発明を解釈するためのものであり、本発明を限定するものではない。また、説明の便宜上、図面には、すべての構成ではなく、本発明に係る部分だけが示されている。
【００１２】
類似する符号とアルファベットは、以下の図において類似する項目を示すため、一旦、ある項目が一つの図で定義されると、その後の図には、さらに定義して説明する必要がない。本願の説明において、「第１」、「第２」などの用語は、単に説明するためのものであり、比較的な重要性を指示又は暗示するものであると理解してはならない。
【００１３】
実施例１
図１は、本発明の実施例１により提供されるレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法のフローチャートである。本実施例は、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢をどのように正確に標定するかの場合に適用される。相対的位置姿勢の標定方法は、本発明の実施例に係るレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置の姿勢標定装置によって実行することができ、相対的位置姿勢の標定装置は、ソフトウェア及び／又はハードウェアの形態で実現することができ、相対的位置姿勢の標定装置は、自動運転車両などの自動運転移動キャリアに配置することができる。図１に示されるように、相対的位置姿勢の標定方法は、具体的には、以下のステップＳ１１０とステップＳ１２０とを含む。
【００１４】
ステップＳ１１０は、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集されたシーンの第１の点群データと、自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データとを取得する。
【００１５】
ここで、自動運転移動キャリアは、無人運転移動機器であり、自動運転車両などであってもよい。点群データとは、３次元座標を含む点からなる１セットの点集合を指し、一つの物体の外面形状を特徴付けることができる。ここで、各点の３次元空間の幾何学的位置情報は、（ｘ，ｙ，ｚ）で表すことができ、さらに、点群データは、一つの点のＲＧＢ色、グレー値、深さ、分割結果などを表すこともできる。本実施例では、第１の点群データとは、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集された走行道路シーンの点群データを指し、木、ランプ、車両などの道路上の物体の点群データと、道路路面の点群データなどを含むことができる。
【００１６】
ナビゲーションポジショニングシステムとは、測位機能を有する少なくとも一つのユニット又はシステムなどで構成されるものであり、例えば、慣性ナビゲーションシステム（Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ，ＩＮＳ）、慣性測定ユニット（Ｉｎｅｒｔｉａｌ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｕｎｉｔ，ＩＭＵ）、グローバル・ポジショニング・システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ，ＧＰＳ）、及び北斗衛星測位システム（ＢｅｉＤｏｕ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ，ＢＤＳ）のうちの少なくとも一つで構成される。なお、測位機能を有する複数のユニット又はシステムなどで構成されるナビゲーションポジショニングシステムの測位精度は、単一の測位ユニット又はシステムよりも高い。ナビゲーションポジショニングシステムは、物体の位置、姿勢、速度及び加速度などの情報を収集することができる。本実施例では、第１の位置姿勢データとは、自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された測位データを指し、位置及び姿勢、すなわち３次元の平行移動量と回転量とを含むことができる。
【００１７】
なお、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとは、いずれも自動運転移動キャリアに設置されるため、レーザレーダがあるシーンの点群データを収集する際に、ナビゲーションポジショニングシステムも同一シーンを測位して測位データを取得することができる。つまり、第１の点群データと第１の位置姿勢データとは、同期にして収集される。したがって、同一シーンでは、第１の点群データは、第１の位置姿勢データに関連しており、第１の点群データにおける各点群のそれぞれは、対応する第１の位置姿勢データを有する。
【００１８】
具体的には、自動運転移動キャリアがある道路を走行している間に、その上に設置されたレーザレーダによって道路シーンをスキャンして、道路シーンの第１の点群データを取得するとともに、その上に設置されたナビゲーションポジショニングシステムによって道路シーンの第１の位置姿勢データを収集する。
【００１９】
ステップＳ１２０は、第１の点群データと、第１の位置姿勢データと、レーザスキャナ及び測位装置によってシーンにおいて予め収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データとに基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定する。
【００２０】
ここで、レーザスキャナは、測位機能を有する高精度のレーザスキャナであり、例えば、Ｒｉｅｇｌレーザスキャナであってもよい。測位装置とは、物体測位データを収集するための機器を指し、本実施例におけるレーザスキャナは、特定のインターフェイスを介して測位装置と剛性的に接続することができ、つまり、レーザスキャナと測位装置との相対的位置姿勢が決まっている。レーザスキャナと測位装置とによって収集されたデータを基準とし、レーザレーダが第１の点群データを収集する同一シーンにおいて予めスキャンして第２の点群データ及び第２の位置姿勢データを取得する。そして、同一シーンでは、第２の点群データは第２の位置姿勢データに関連しており、第２の点群データにおける各点群のそれぞれは、対応する第２の位置姿勢データを有する。
【００２１】
相対的位置姿勢は、ｚ軸方向の相対的高さの差を含むことができ、ｘ軸方向及びｙ軸方向の平行移動量と回転角度とをさらに含むことができる。
【００２２】
具体的には、レーザスキャナによって収集された第２の点群データと測位装置によって収集された第２の位置姿勢データを基準とし、予め決定された変換規則に基づいて、レーザレーダによって収集された第１の点群データとナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データとを同一座標系に変換する。そして、レーザレーダ及びナビゲーションポジショニングシステムの座標系における位置姿勢データをそれぞれ抽出し、レーザレーダの高さとナビゲーションポジショニングシステムの位置姿勢データとに基づいて両者の相対的位置姿勢を取得し、相対的位置姿勢に基づいてレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定を正確に実現することができる。ここで、変換規則は、異なる座標系間の変換アルゴリズムを含むことができ、同一座標系における異なる点集合間の変換アルゴリズムなども含むことができる。
【００２３】
本発明の実施例より提供される技術案は、レーザスキャナ及び測位装置によってシーンにおいて収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データを基準とし、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集された同一シーンの第１の点群データと、自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データと、第２の点群データと、第２の位置姿勢データとの間の対応関係に基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定することができる。それにより、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を正確に標定して、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定に新しいアイデアを提供することができる。
【００２４】
実施例２
図２は、本発明の実施例２に係るレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法のフローチャートである。本実施例は、上記の実施例に基づいて、第１の点群データと、第１の位置姿勢データと、レーザスキャナ及び測位装置によってシーンにおいて予め収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データとに基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定する方式を提供する。図２に示されるように、本実施例の相対的位置姿勢の標定方法は、具体的には、以下のステップ２１０からステップＳ２３０を含む。
【００２５】
ステップＳ２１０は、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集されたシーンの第１の点群データと、自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データとを取得する。
【００２６】
ステップＳ２２０は、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢パラメータと、ナビゲーションポジショニングシステムのグローバル座標系における第１の位置姿勢データと、レーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データとに基づいて、シーンにおける空間点のレーザレーダ座標系における第１の点群データをレーザスキャナ座標系に変換して、シーンにおける空間点のレーザスキャナ座標系における第３の点群データを取得する。
【００２７】
ここで、相対的位置姿勢パラメータとは、相対的位置姿勢の変化を表す変数を指し、グローバル座標系は世界座標系とも呼ばれ、システムの絶対座標系を指し、ユーザ座標系が構築される前に、画面におけるすべての点の座標は、全て座標系の原点によってそれぞれの位置を決定する。ここで、第１の位置姿勢データは、自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データをグローバル座標系に変換することによって取得される。これに対応して、測位装置によって収集された第２の位置姿勢データをグローバル座標に変換することによって測位装置のグローバル座標系における第２の位置姿勢データを取得することができる。レーザスキャナと測位装置との間の剛性的接続関係であるため、測位装置のグローバル座標系における第２の位置姿勢データによってレーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データを決定することができる。例示的には、レーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データは、測位装置によってシーンにおいて収集された測位装置座標系における第２の位置姿勢データと、測位装置とレーザスキャナとの相対的位置姿勢とに基づいて決定することができる。
【００２８】
なお、レーザレーダによってシーンにおいて収集された点群データは、空間と時間などのさまざまな次元の情報を含むことができ、時間次元は、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢が決定されるシーンでは、影響が少なく、無視することができる。したがって、本実施例では、シーンにおける空間次元の情報のみを考慮する。
【００２９】
具体的には、レーザスキャナと測位装置との相対的位置姿勢が決まっているので、レーザレーダによって収集された第１の点群データをレーザスキャナ座標系又は測位装置座標系に変換して、決まっている量によってレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を算出することができる。本実施例では、レーザレーダによって収集された第１の点群データをレーザスキャナ座標系に変換して、第３の点群データを取得する。具体的には、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢パラメータと、ナビゲーションポジショニングシステムのグローバル座標系における第１の位置姿勢データとに基づいて、レーザレーダのグローバル座標系における第１の点群データを取得することができる。レーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データに基づいて、グローバル座標系とレーザスキャナ座標系との変換関係を取得する。レーザレーダのグローバル座標系における第１の点群データとレーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データとに基づいて、レーザレーダによって収集されたシーン内の空間点の第１の点群データのレーザスキャナ座標系における第３の点群データを取得する。
【００３０】
ステップＳ２３０は、シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における第３の点群データと、レーザスキャナによってシーンにおいて収集された第２の点群データとのマッチングを行い、マッチング結果に基づいてレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定する。
【００３１】
具体的には、シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における第３の点群データとレーザスキャナによってシーンにおいて収集された第２の点群データを、反復最接近点（Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｃｌｏｓｅｓｔ  Ｐｏｉｎｔｓ，ＩＣＰ）アルゴリズム又は遺伝的反復最接近点（Ｇｅｎｅｔｉｃ  Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｃｌｏｓｅｓｔ  Ｐｏｉｎｔｓ，ＧＩＣＰ）アルゴリズムによりオフラインでレジストレーションを行い、両者間の距離、距離の平均値、又は距離の分散のうちのいずれかが最小である場合に決定されたレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢パラメータの値は、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢である。
【００３２】
例えば、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢パラメータをＴとし、レーザレーダによってシーンにおいて収集された第１の点群データをＸとし、ナビゲーションポジショニングシステムのグローバル座標系における第１の位置姿勢データはＰであり、レーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データをＲとし、レーザレーダによって収集されたシーン内の空間点の第１の点群データのレーザスキャナ座標系における第３の点群データをＸ／とし、Ｘ／は、Ｘ／／＝Ｒ＊Ｐ＊Ｔ＊Ｘの数式で表すことができる。ＩＣＰアルゴリズムを採用してＸとＸ／との反復レジストレーションを行い、両者間の距離が最小である場合、求められたＴは、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢になる。
【００３３】
本発明の実施例より提供される技術案は、レーザスキャナ及び測位装置によってシーンにおいて収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データを基準とし、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集された同一シーンの第１の点群データと、自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データと、第２の点群データと、第２の位置姿勢データとの間の対応関係に基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定することができる。それにより、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を正確に標定して、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定に新しいアイデアを提供することができる。
【００３４】
実施例３
図３は、本発明の実施例３に係るレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法のフローチャートである。本実施例は、上記の実施例に基づいて、第１の点群データと、第１の位置姿勢データと、レーザスキャナ及び測位装置によってシーンにおいて予め収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データとに基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定する方式について詳細に説明する。図３に示されるように、本実施例の相対的位置姿勢の標定方法は、具体的には、以下のステップ３１０からステップＳ３４０を含む。
【００３５】
ステップＳ３１０は、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集されたシーンの第１の点群データと、自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データとを取得する。
【００３６】
ステップＳ３２０は、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢パラメータと、ナビゲーションポジショニングシステムのグローバル座標系における第１の位置姿勢データと、レーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データとに基づいて、シーン内の空間点のレーザレーダ座標系における第１の点群データをレーザスキャナ座標系に変換して、シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における第３の点群データを取得する。
【００３７】
ステップＳ３３０は、異なる時刻おけるシーン内の各空間点の第３の点群データと第２の点群データとのマッチング関係に基づいて、マッチングエネルギ関数を構築する。
【００３８】
ここで、マッチングエネルギ関数は、第３の点群データと第２の点群データとの間の距離の平均値を特徴付けることができる。
【００３９】
具体的には、ＩＣＰ又はＧＩＣＰアルゴリズムを採用して、異なる時刻おけるシーン内の各空間点の第３の点群データと第２の点群データとのレジストレーションをすることによって、第３の点群データと第２の点群データとの間の距離のマッチング誤差関数を構築し、マッチング誤差関数に基づいて平均値を求めてマッチングエネルギ関数を取得する。
【００４０】
例えば、マッチング誤差関数はｅｒｒｏｒで表し、マッチングエネルギ関数はＥで表すと、下記の式（１）であり、ここで、ｎは、空間における点の数を表し、ｉは、ｉ番目の点群データを表す。
【数１】
2020050337.tif 000003
【００４１】
ステップＳ３４０は、マッチングエネルギ関数を最小化処理して、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定する。
【００４２】
ここで、最小化処理は、マッチングエネルギ関数を解いて、最小値を取る処理方式を指す。例えば、最小二乗法又はリミットを求めるなどの方式を採用して最小化処理を行うことができ、本実施例ではマッチングエネルギ関数を最小化処理する方式に対して限定せず、マッチングエネルギ関数の最小値を取得することができればよい。
【００４３】
具体的には、マッチングエネルギ関数は、最小二乗法又は限界を求めるなどの最小化処理方式によって処理することができ、マッチングエネルギ関数が最小値を取る場合、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢パラメータは、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢である。
【００４４】
本発明の実施例より提供される技術案は、レーザスキャナ及び測位装置によってシーンにおいて収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データを基準とし、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集された同一シーンの第１の点群データと、自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データと、第２の点群データと、第２の位置姿勢データとの間の対応関係に基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定することができる。それにより、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を正確に標定して、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定に新しいアイデアを提供することができる。
【００４５】
レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢における相対的な高さの差を取得する必要がある場合、例示的には、シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における第３の点群データと、レーザスキャナによってシーンにおいて収集された第２の点群データとのマッチングを行い、マッチング結果に基づいてレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定するステップは、以下のステップＡとステップＢとをさらに含むことができる。
【００４６】
ステップＡにおいて、シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における第３の点群データと、レーザスキャナによって前記シーンにおいて収集された第２の点群データとのマッチングを行い、第３の点群データと第２の点群データとの重複点集合を決定する。
【００４７】
ここで、第３の点群データと第２の点群データとの重複点集合とは、第３の点群データと第２の点群データとの同じ部分によって構成される点集合を指し、両者の交差点の集合であってもよく、具体的には、特徴点のマッチングに基づいて第３の点群データと第２の点群データとの重複点集合を決定することができる。
【００４８】
点群データは、シーンにおけるレーザによってスキャンできるすべての物体の点群データを含むため、計算量を減らすために、路面のようなシーンにおける位置が固定されているいずれかの代表的な物体を選択してレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの高さの差を標定して決定することができる。好ましくは、本実施例では、シーンにおける路面に対応する第３の点群データと第２の点群データとの重複点集合を、シーンの第３の点群データと第２の点群データとの重複点集合とする。
【００４９】
ステップＢにおいて、重複点集合に関連付けられた第１の位置姿勢データと前記重複点集合に関連付けられた第２の位置姿勢データに基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの高さの差を決定する。
【００５０】
具体的には、重複点集合に関連付けられた第１の位置姿勢データと第２の位置姿勢データとに基づいて、重複点集合をそれぞれ第１の位置姿勢データと第２の位置姿勢データによって同一座標系に変換し、レーザレーダ及びナビゲーションポジショニングシステムの当該座標系における高さであるｚの値をそれぞれ抽出し、レーザレーダの高さとナビゲーションポジショニングシステムの高さとに基づいて両者の高さの差を取得し、高さの差に基づいてレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの高さの標定を正確に実現することができる。
【００５１】
実施例４
図４は、本発明の実施例４に係るレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法のフローチャートである。本実施例は、上記の実施例に基づいて、第１の点群データと、第１の位置姿勢データと、レーザスキャナ及び測位装置によってシーンにおいて予め収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データとに基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定する相対的位置姿勢の標定方法を説明する。本実施例では、重複点集合に基づいてレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢における相対的高さの差を決定する方式を提供する。図４に示すように、本実施例の相対的位置姿勢の標定方法は、具体的には、以下のステップＳ４１０からステップ４６０を含む。
【００５２】
ステップＳ４１０は、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集されたシーンの第１の点群データと、自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データとを取得する。
【００５３】
ステップＳ４２０は、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢パラメータと、ナビゲーションポジショニングシステムのグローバル座標系における第１の位置姿勢データと、レーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データとに基づいて、シーン内の空間点のレーザレーダ座標系における第１の点群データをレーザスキャナ座標系に変換して、シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における第３の点群データを取得する。
【００５４】
ステップＳ４３０は、第３の点群データに対して３次元シーンの再構築を行って第１のシーン図像を取得し、第１のシーン図像から第１の路面を分割して取得する。
【００５５】
ここで、３次元シーンの再構築とは、第３の点群データに対して点群融合を行って、道路シーンの画面を再現することである。ここで、ＩＣＰアルゴリズムを採用して点群データの融合を行うことができ、ＧＰＳデータなどのリアルタイムの測位データに基づいて点群データの融合を行うこともできる。第１のシーン図像は、レーザレーダによって収集された第１の点群データのレーザスキャナにおける第３の点群データに基づいて３次元シーンの再構築を行って取得される３次元シーン図像、すなわち３次元点群画像である。
【００５６】
第１の路面は、３次元シーンにおいて第１の路面の点群とも呼ばれ、路面における点群データによって形成される。例示的には、以下のような方式によって第１の路面を取得することができ。１）第１のシーン図像及び第３の点群データなどに基づいて点群分割閾値を決定し、点群分割閾値に基づいて第１のシーン図像を分割し、第３の点群データから路面以外の他の道路シーンにおける点群データ、例えば、シーンにおける木、ランプ、車両などの点群データを除去して、第１の路面を取得する。２）モデル構築の方式を採用して第１のシーン図像を分割して路面を取得し、例えば、ガウス混合背景モデルを採用して直接に第１のシーン図像から抽出して取得することができる。３）ＲＡＮＳＡＣアルゴリズム（Ｒａｎｄｏｍ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ，ランダムサンプルコンセンサス）などの他のアルゴリズムを採用して、第１のシーン図像を分割して第１の路面を取得することもできる。
【００５７】
具体的には、収集された第３の点群データ及び実際の道路情報などに基づいて、ＩＣＰアルゴリズムを採用して点群データの融合を行って、第１のシーン図像を取得し、第１のシーン図像及び第３の点群データなどに基づいて点群分割閾値を決定し、点群分割閾値に基づいて第１のシーン図像を分割し、第３の点群データから路面以外の他の道路シーンにおける点群データ、例えば、シーンにおける木、ランプ、車両などの点群データを除去して、第１の路面を取得する。
【００５８】
ステップＳ４４０は、第２の点群データに対して３次元シーンの再構築を行って第２のシーン図像を取得し、第２のシーン図像から第２の路面を分割して取得する。
【００５９】
ここで、第２のシーン図像は、レーザスキャナによって収集された第２の点群データに基づいて３次元シーンの再構築を行って取得される３次元シーン図像を指す。なお、第１のシーン図像と第２のシーン図像とは、異なるレーザスキャン機器に基づいて同一シーンにおいて収集された点群データに対して３次元の再構築を行って取得され、異なるレーザスキャン機器の精度は異なるため、第１のシーン図像と第２のシーン図像との両者には異なる部分が存在する可能性があり、両者が同じである可能性もある。
【００６０】
第２の路面は、３次元シーンにおいて第２の路面の点群と呼ばれてもよく、第２のシーン図像を分割して取得されるものである。具体的には、上記のステップＳ４３０と同じ実現方式を採用して第２の路面を取得することができる。
【００６１】
具体的には、収集された第２の点群データ及び実際の道路情報などに基づいて、ＩＣＰアルゴリズムを採用して点群データの融合を行って、第２のシーン図像を取得し、第２のシーン図像及び第２の点群データなどに基づいて点群分割閾値を決定し、点群分割閾値に基づいて第２のシーン図像を分割し、第２の点群データから路面以外の他の道路シーンにおける点群データ、例えば、シーンにおける木、ランプ、車両などの点群データを除去して、第２の路面を取得する。
【００６２】
ステップＳ４５０は、第３の点群データと第２の点群データとの重複点集合として、第１の路面と第２の路面との重複点集合を決定する。
【００６３】
ここで、第１の路面と第２の路面との重複点集合は、第１の路面と第２の路面とのマッチングを行って取得された重複領域に対応する点群データの集合を指す。
【００６４】
具体的には、第１の路面と第２の路面との特徴マッチングを行い、特徴マッチング関係に基づいて、第１の路面と第２の路面との重複領域を決定し、重複領域に対応する点群データの集合を第１の路面と第２の路面との重複点集合とする。計算量を減らすために、重複点集合を第３の点群データと第２の点群データとの重複点集合とすることができる。
【００６５】
ステップＳ４６０は、重複点集合に関連付けられた第１の位置姿勢データと重複点集合に関連付けられた第２の位置姿勢データとに基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの間の高さの差を決定する。
【００６６】
ここで、第１の位置姿勢データは、ナビゲーションポジショニングシステムのグローバル座標系における第１の位置姿勢データであり、第２の位置姿勢データは、レーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データである。
【００６７】
具体的には、重複点集合に基づいて重複点集合に関連付けられた第２の位置姿勢データを決定し、レーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データに基づいて、レーザスキャナ座標系とグローバル座標系との変換関係を取得し、変換関係に基づいて重複点をグローバル座標系に変換し、座標系ではｚの値、すなわちレーザレーダの高さを抽出することができる。重複点集合に基づいて重複点集合に関連付けられた第１の位置姿勢データを決定し、グローバル座標系ではｚの値、すなわちナビゲーションポジショニングシステムの高さを抽出することができる。
【００６８】
重複点集合に基づいて重複点集合に関連付けられた第１の位置姿勢データを決定し、レーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データに基づいて、レーザスキャナ座標系とグローバル座標系との変換関係を取得し、変換関係に基づいて重複点集合に関連付けられた第１の位置姿勢データをレーザスキャナ座標系に変換して、座標系では抽出されるｚの値、すなわちナビゲーションポジショニングシステムの高さを抽出することもできる。重複点集合は、レーザレーダとレーザスキャナとのレーザスキャナにおける重複点の集合であるため、重複点に基づいてレーザスキャナ座標系ではｚの値、すなわちレーザレーダの高さを抽出することができる。
【００６９】
レーザレーダのグローバル座標系における高さとナビゲーションポジショニングシステムのグローバル座標系における高さとの差を使用して、差の値を、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの高さの差とし、すなわちレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムが、同一の路面に対する高さの相対的な差の値である。
【００７０】
本発明の実施例より提供される技術案は、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集された第１の点群データのレーザスキャナ座標系における第３の点群データ及びレーザスキャナによって同一シーンにおいて収集された第２の点群データに対して３次元シーンの再構築をそれぞれ行って、第１のシーン図像及び第２のシーン図像を取得し、それぞれ第１のシーン図像及び第２のシーン図像に基づいて第１の路面及び第２の路面を決定し、第１の路面と第２の路面との重複点集合に基づいて第３の点群データと第２の点群データとの重複点集合を決定することができる。重複点集合に関連付けられた第１の位置姿勢データ及び第２の位置姿勢データに基づいて、それぞれ重複点集合を第１の位置姿勢データおよび第２の位置姿勢データによって同一座標系に変換し、レーザレーダ及びナビゲーションポジショニングシステムの座標系における高さをそれぞれ抽出し、レーザレーダの高さとナビゲーションポジショニングシステムの高さとに基づいて両者の高さの差を取得し、高さの差に基づいてレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの間の高さの標定を正確に実現することができる。技術案は、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの間の高さの標定に新しいアイデアを提供する。
【００７１】
実施例５
図５は、本発明の実施例５により提供されるレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定装置の概略構成図である。相対的位置姿勢の標定装置は、本発明のいずれかの実施例により提供されるレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法を実行することができ、相対的位置姿勢の標定方法の実行に対応する機能モジュール及び有益な効果を奏する。図５に示されるように、相対的位置姿勢の標定装置は、具体的には、データ取得モジュール５１０と、相対的位置姿勢決定モジュール５２０とを備えている。
【００７２】
データ取得モジュール５１０は、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集されたシーンの第１の点群データと、自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データとを取得する。
相対的位置姿勢決定モジュール５２０は、第１の点群データと、第１の位置姿勢データと、レーザスキャナ及び測位装置によってシーンにおいて予め収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データとに基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定する。
【００７３】
本発明の実施例より提供される技術案は、レーザスキャナ及び測位装置によってシーンにおいて収集された第２の点群データ及び第２の位置姿勢データを基準とし、自動運転移動キャリアにおけるレーザレーダによって収集された同一シーンの第１の点群データと、自動運転移動キャリアにおけるナビゲーションポジショニングシステムによって収集された第１の位置姿勢データと、第２の点群データと、第２の位置姿勢データとの間の対応関係に基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定することができる。それにより、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を正確に標定して、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定に新しいアイデアを提供することができる。
【００７４】
例示的には、相対的位置姿勢決定モジュール５２０は、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢パラメータと、ナビゲーションポジショニングシステムのグローバル座標系における第１の位置姿勢データと、レーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データとに基づいて、シーン内の空間点のレーザレーダ座標系における第１の点群データをレーザスキャナ座標系に変換して、シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における第３の点群データを取得する第３の点群決定ユニットと、シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における第３の点群データと、レーザスキャナによってシーンにおいて収集された第２の点群データとのマッチングを行い、マッチング結果に基づいてレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定するための相対的位置姿勢決定ユニットとを備えることができる。
【００７５】
例示的には、相対的位置姿勢決定ユニットは、具体的には、異なる時刻におけるシーン内の各空間点の第３の点群データと第２の点群データとのマッチング関係に基づいて、マッチングエネルギ関数を構築し、マッチングエネルギ関数を最小化処理して、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢を決定する。
【００７６】
例示的には、上記の相対的位置姿勢の標定装置は、測位装置によってシーンにおいて収集された測位装置座標系における第２の位置姿勢データと、測位装置とレーザスキャナとの相対的位置姿勢とに基づいて、レーザスキャナのグローバル座標系における第２の位置姿勢データを決定するための第２の位置姿勢決定モジュールをさらに備えることができる。
【００７７】
例示的には、相対的位置姿勢決定ユニットは、シーン内の空間点のレーザスキャナ座標系における第３の点群データと、レーザスキャナによってシーンにおいて収集された第２の点群データとのマッチングを行い、第３の点群データと第２の点群データとの重複点集合を決定するための重複点決定サブユニットと、重複点集合に関連付けられた第１の位置姿勢データと重複点集合に関連付けられた第２の位置姿勢データとに基づいて、レーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの間の高さの差を決定するための高さの差決定サブユニットとを備えることができる。
【００７８】
例示的には、重複点集合決定サブユニットは、具体的には、第３の点群データに対して３次元シーンの再構築を行って第１のシーン図像を取得し、第１のシーン図像から第１の路面を分割して取得し、第２の点群データに対して３次元シーンの再構築を行って第２のシーン図像を取得し、第２のシーン図像から第２の路面を分割して取得し、第３の点群データと第２の点群データとの重複点集合として、第１の路面と第２の路面との重複点集合を決定する。
【００７９】
実施例６
図６は、本発明の実施例６によって提供される機器の概略構成図である。
図６は、本発明の実施形態の実現に適する例示的な機器１２のブロック図である。図６に示される機器１２は、単なる一例であり、本発明の実施例の機能及び使用範囲を一切限定しない。
【００８０】
図６に示されるように、機器１２は、汎用コンピューティング機器の形態で示されている。機器１２の構成要素は、少なくとも一つのプロセッサ又は処理ユニット１６と、システムメモリ２８と、異なるシステム構成要素（システムメモリ２８と処理ユニット１６とを含む）を接続するバス１８とを備えることができるが、これらに限定されない。
【００８１】
バス１８は、メモリバス又はメモリコントローラ、周辺バス、アクセラレーテッドグラフィックスポート、プロセッサ又は多様なバス構造のうちのいずれかのバス構造を使用するローカルバスを含む、複数種類のバス構造のうち少なくとも一つを表す。一例を挙げると、これらのアーキテクチャは、インダストリスタンダードアーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＡＣ）バス、拡張ＩＳＡバス、ビデオエレクトロニクススタンダーズアソシエーション（ＶＥＳＡ）ローカルバス、及びペリフェラルコンポーネントインターコネクト（ＰＣＩ）バスを含むが、これらに限定されない。
【００８２】
機器１２は、典型的には、複数種類のコンピュータシステム読み取り可能な媒体を含む。これらの媒体は、機器１２がアクセスすることができる任意の使用可能な媒体であってもよく、揮発性媒体及び不揮発性媒体、リムーバブル媒体及びノンリムーバブル媒体を含む。
【００８３】
システムメモリ２８は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３０及び／又はキャッシュメモリ３２などの揮発性メモリの形態のコンピュータシステム読み取り可能な媒体を含んでもよい。機器１２は、他のリムーバブル／ノンリムーバブル、揮発性／不揮発性コンピュータシステム記憶媒体をさらに含んでもよい。単なる一例として、ストレージシステム３４は、ノンリムーバブル、不揮発性磁気媒体（図６に示されていないが、通常「ハードドライブ」という）に対して読み出し及び書き込みをするために用いることができる。図６に示されていないが、リムーバブル不揮発性磁気ディスク（例えば、「フロッピーディスク」）に対して読み出し及び書き込みをするための磁気ディスクドライブ、及びリムーバブル不揮発性光学ディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ又は他の光学媒体）に対して読み出し及び書き込みをするための光学ディスクドライブを提供することができる。これらの場合、各ドライブは、少なくとも一つのデータメディアインターフェイスを介してバス１８に接続することができる。システムメモリ２８は、本発明の各実施例に記載の機能を実行するように構成される１セット（例えば、少なくとも一つ）のプログラムモジュールを有する少なくとも一つのプログラム製品を含んでもよい。
【００８４】
１セット（少なくとも一つ）のプログラムモジュール４２を有するプログラム／ユーティリティ４０は、例えば、システムメモリ２８に記憶されてもよく、このようなプログラムモジュール４２は、オペレーティングシステム、少なくとも一つのアプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、及びプログラムデータを含むがこれらに限定されない。これらの一例のそれぞれ又は何らかの組み合わせには、ネットワーク環境の実装が含まれる可能性がある。プログラムモジュール４２は、通常本発明に記載の実施例における機能及び／又は方法を実行する。
【００８５】
機器１２は、少なくとも一つの外部デバイス１４（例えば、キーボード、ポインティングデバイス、ディスプレイ２４など）と通信することができるし、ユーザが機器１２とインタラクションすることを可能にする少なくとも一つのデバイスと通信することもでき、及び／又は機器１２が少なくとも一つの他のコンピューティング機器と通信することを可能にする任意のデバイス（例えば、ネットワークカード、モデムなど）と通信することができる。そのような通信は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェイス２２を介して行うことができる。また、本実施例における機器１２では、ディスプレイ２４が独立した個体として存在するのではなく、鏡面に埋め込まれており、ディスプレイ２４の表示面が表示しない場合、ディスプレイ２４の表示面と鏡面とが視覚的に一体となる。また、機器１２は、ネットワークアダプタ２０を介して、少なくとも一つのネットワーク（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、及び／又はパブリックネットワーク、例えば、インターネット）と通信することができる。図に示すように、ネットワークアダプタ２０は、バス１８を介して、機器１２の他のモジュールと通信する。なお、図示されていないが、マイクロコードやデバイスドライバ、冗長処理ユニット、外部ディスクドライブアレイ、ＲＡＩＤシステム、テープドライバ、及びデータバックアップトレージシステムなどを含むがこれらに限定されない他のハードウェア及び／又はソフトウェアモジュールを、機器１２と組み合わせて使用することができる。
【００８６】
処理ユニット１６は、システムメモリ２８に記憶されたプログラムを実行することにより、様々な機能アプリケーション及びデータ処理を実行し、例えば、本発明の実施例によって提供されるレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法を実現する。
【００８７】
実施例７
本発明の実施例７は、コンピュータプログラムが記憶されているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供し、コンピュータプログラムがプロセッサによって実行される場合に、本願のすべての発明の実施例より提供されるレーザレーダとナビゲーションポジショニングシステムとの相対的位置姿勢の標定方法が実現される。
【００８８】
少なくとも一つのコンピュータ読み取り可能な媒体の任意の組み合わせを採用することができる。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータ読み取り可能な信号媒体、或いはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であってもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体は、例えば、電子、磁気、光、電磁気、赤外線、又は半導体のシステム、装置又はデバイス、或いは上記の任意の組み合わせであってもよいがこれらに限定されない。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体のより具体的な一例（非限定的なリスト）は、少なくとも一つの配線を備える電気接続部、ポータブルコンピュータディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、又は上記の任意の適切な組み合わせを含む。この明細書において、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、命令実行システム、装置又はデバイスにより使用され、或いはそれらと組み合わせて使用されることが可能であるプログラムを含む又は記憶する任意の有形の媒体であってもよい。
【００８９】
コンピュータ読み取り可能な信号媒体は、ベースバンドにおける、又は搬送波の一部として伝播するデータ信号を含むことができ、コンピュータ読み取り可能なプログラムコードが搭載されている。この伝播するデータ信号は様々な形式を採用することができ、電磁信号、光信号又は上記の任意の適切な組み合わせを含むがこれらに限定されない。コンピュータ読み取り可能な信号媒体は、さらに、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体以外の任意のコンピュータ読み取り可能な媒体であってもよく、コンピュータ読み取り可能な媒体は、命令実行システム、装置又はデバイスにより使用され、或いはそれらと組み合わせて使用されるプログラムを送信、伝播又は伝送することができる。
【００９０】
コンピュータ読み取り可能な媒体に含まれるプログラムコードは、無線、有線、光ケーブル、ＲＦなど、又は上記の任意の適切な組み合わせを含むがこれらに限定されない任意の適切な媒体によって伝送することができる。
【００９１】
少なくとも一つのプログラミング言語又はそれらの組み合わせで本発明の動作を実行するためのコンピュータプログラムコードを作成することができ、プログラミング言語は、Ｊａｖａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのプロジェクト指向のプログラミング言語を含み、さらに、「Ｃ」言語又は同様のプログラミング言語といった従来の手続き型プログラミング言語をも含む。プログラムコードは、完全にユーザコンピュータで実行されてもよいし、部分的にユーザコンピュータに実行されてもよいし、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして実行されてもよいし、部分的にユーザコンピュータで、部分的にリモートコンピュータで実行されてもよい、又は完全にリモートコンピュータ又はサーバーで実行してもよい。リモートコンピュータに係る場合、リモートコンピュータは、ローカルネットワーク（ＬＡＮ）又は広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意種類のインターネットを介して、ユーザコンピュータに接続することができ、或いは、外部コンピュータ（例えば、インターネットサービスプロバイダを利用してインターネットを介して接続する）に接続することもできる。
【００９２】
なお、上記の記載は、本発明の好ましい実施例及び運用される技術的原理に過ぎない。当業者は、本発明がここに記載された特定の実施例に限定されないことを理解することができる。当業者であれば、本発明の保護範囲を逸脱することはなく、種々の明らかな変形、再調整及び置換えを行うことができる。したがって、上記実施例を用いて本発明を比較的詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定されず、本発明の構想を逸脱しなく、より多くの他の効果同等な実施例をさらに含むことができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって决定される。
【図１】
2020050337.tif 000004
【図２】
2020050337.tif 000005
【図３】
2020050337.tif 000006
【図４】
2020050337.tif 000007
【図５】
2020050337.tif 000008
【図６】
2020050337.tif 000009