【手続補正書】
【提出日】平成28年1月19日(2016.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
この発明の１つの局面に従うと、領域内に配置される複数の距離センサの位置および向きをキャリブレーションするためのキャリブレーション装置であって、各複数の距離センサは、非接触で二点間の距離を検出するものであり、各複数の距離センサからの測定データを受け付けるインタフェース装置と、各距離センサからの測定データを時系列として格納するための記憶装置と、測定データに基づいて、キャリブレーションを実行するための演算処理装置とを備え、演算処理装置は、ａ）複数の距離センサごとに、領域内の移動する対象物の位置を検出し、ｂ）各距離センサごとに検出された対象物について、群として検知される対象物の組の候補と組の候補の姿勢不変な特徴量を特定し、ｃ）ｉ）対象物の組の候補と組の候補の姿勢不変な特徴量とに基づいて、距離センサのペアごとに、共通に観測される対象物の組を特定して、距離センサのペアごとの間の相対位置関係を算出し、ｉｉ）距離センサのペアごとに共通に観測される対象物の位置の誤差を極小化するように相対位置関係を調整し、ｄ）極小化された誤差を有する共通に観測される対象物の位置に基づいて、複数の距離センサのネットワークにおける各複数の距離センサの位置および向きの校正を行う。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
好ましくは、演算処理装置は、相対位置関係を調整するために、複数の距離センサのうちの各ペアに対して、第１の組の候補と第２の組の候補とを姿勢不変な特徴量に基づいてマッチングする群マッチング手段を含み、第１および第２の組の候補は、それぞれ、複数の距離センサのペアにより測定されたものであり、マッチングされた第１の組の候補と第２の組の候補のうちで固有な群として移動すると特定される対象物の候補の各センサで検知される位置と移動方向とに基づいて、距離センサのペアごとの間の第一次相対位置関係を算出するペア位置仮説算出手段と、複数の距離センサのうちの各ペアについて、ロバスト推定により、検知された対象物についてのマッチングを行って外れ値を除き、第一次相対位置関係を修正して、距離センサのペアの間の第二次相対位置関係を推定し、極小化された誤差を有する共通に観測される対象物の位置を算出するロバスト推定手段とを含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
好ましくは、演算処理装置は、組の候補の姿勢不変な特徴両を特定する処理のために、群として検知される対象物の組の候補に含まれる対象物の少なくとも２つから構成されうるサブグループを列挙する手段と、各サブグループごとに、姿勢不変な特徴量を特定する手段とを含み、群マッチング手段は、サブグループごとにマッチングを行う。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
好ましくは、演算処理装置は、各複数の距離センサの位置および向きの校正を行う処理の実行のために、ｉ）距離センサーの各ペアごとに、第二次相対位置関係に対応する正対応の共通に観測される対象物の位置を拘束条件行列へと組み合わせて、ｉｉ）拘束条件行列を校正対象の全ての複数の距離センサの相対位置に対して解くことで、各複数の距離センサの位置および向きの校正を行う手段を含む。
好ましくは、各複数の距離センサは、センサ位置から対象物までの一定の角度毎の距離を検出する２次元レーザレンジファインダである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
この発明の他の局面に従うと、領域内に配置される複数の距離センサの位置および向きをキャリブレーションするためのキャリブレーション方法であって、各複数の距離センサは非接触で二点間の距離を検出するものであり、複数の距離センサごとに、領域内の移動する対象物の位置を検出するステップと、各距離センサごとに検出された対象物について、群として検知される対象物の組の候補と組の候補の姿勢不変な特徴量を特定するステップと、対象物の組の候補と組の候補の姿勢不変な特徴量とに基づいて、距離センサのペアごとに、共通に観測される対象物の組を特定して、距離センサのペアごとの間の相対位置関係を算出するステップと、距離センサのペアごとに共通に観測される対象物の位置の誤差を極小化するように相対位置関係を調整するステップと、極小化された誤差を有する共通に観測される対象物の位置に基づいて、複数の距離センサのネットワークにおける各複数の距離センサの位置および向きの校正を行うステップとを備える。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
この発明のさらに他の局面に従うと、コンピュータに、領域内に配置される複数の距離センサの位置および向きのキャリブレーションを実行させるためのプログラムであって、各複数の距離センサは非接触で二点間の距離を検出するものであり、複数の距離センサごとに、領域内の移動する対象物の位置を検出するステップと、各距離センサごとに検出された対象物について、群として検知される対象物の組の候補と組の候補の姿勢不変な特徴量を特定するステップと、対象物の組の候補と組の候補の姿勢不変な特徴量とに基づいて、距離センサのペアごとに、共通に観測される対象物の組を特定して、距離センサのペアごとの間の相対位置関係を算出するステップと、距離センサのペアごとに共通に観測される対象物の位置の誤差を極小化するように相対位置関係を調整するステップと、極小化された誤差を有する共通に観測される対象物の位置に基づいて、複数の距離センサのネットワークにおける各複数の距離センサの位置および向きの校正を行うステップとを、コンピュータに実行させる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
領域内に配置される複数の距離センサの位置および向きをキャリブレーションするためのキャリブレーション装置であって、各複数の距離センサは非接触で二点間の距離を計るものであり、
各前記複数の距離センサからの測定データを受け付けるインタフェース装置と、
各前記距離センサからの前記測定データを時系列として格納するための記憶装置と、
前記測定データに基づいて、前記キャリブレーションを実行するための演算処理装置とを備え、前記演算処理装置は、
ａ）前記複数の距離センサごとに、前記領域内の移動する対象物の位置を検出し、
ｂ）各前記距離センサごとに検出された前記対象物について、群として検知される対象物の組の候補と前記組の候補の姿勢不変な特徴量を特定し、
ｃ）  ｉ）前記対象物の組の候補と組の候補の姿勢不変な特徴量とに基づいて、前記距離センサのペアごとに、共通に観測される前記対象物の組を特定して、前記距離センサのペアごとの間の相対位置関係を算出し、ｉｉ）前記距離センサのペアごとに共通に観測される対象物の位置の誤差を極小化するように前記相対位置関係を調整し、
ｄ）前記極小化された誤差を有する前記共通に観測される対象物の位置に基づいて、前記複数の距離センサのネットワークにおける各前記複数の距離センサの位置および向きの校正を行う、キャリブレーション装置。
【請求項２】
前記演算処理装置は、前記相対位置関係を調整する処理の実行のために、
前記複数の距離センサのうちの各ペアに対して、第１の組の候補と第２の組の候補とを前記姿勢不変な特徴量に基づいてマッチングする群マッチング手段を含み、前記第１および第２の組の候補は、それぞれ、前記複数の距離センサの前記ペアにより測定されたものであり、
マッチングされた前記第１の組の候補と前記第２の組の候補のうちで固有な群として移動すると特定される対象物の候補の各センサで検知される位置と移動方向とに基づいて、前記距離センサのペアごとの間の第一次相対位置関係を算出するペア位置仮説算出手段と、
前記複数の距離センサのうちの各ペアについて、ロバスト推定により、前記検知された対象物についてのマッチングを行って外れ値を除き、前記第一次相対位置関係を修正して、前記距離センサのペアの間の第二次相対位置関係を推定し、前記極小化された誤差を有する前記共通に観測される対象物の位置を算出するロバスト推定手段とを含む、請求項１記載のキャリブレーション装置。
【請求項３】
前記組の候補の姿勢不変な特徴量は、前記組の候補が含む対象物の数、前記組の候補の移動方向および前記組の候補の幾何学的な中心位置に対する各対象物の位置とを含む、請求項１または２記載のキャリブレーション装置。
【請求項４】
前記演算処理装置は、前記組の候補の姿勢不変な特徴量を特定する処理の実行のために、
群として検知される対象物の組の候補に含まれる対象物の少なくとも２つから構成されうるサブグループを列挙する手段と、
各前記サブグループごとに、前記姿勢不変な特徴量を特定する手段とを含み、
前記群マッチング手段は、前記サブグループごとにマッチングを行う、請求項２記載のキャリブレーション装置。
【請求項５】
前記ペア位置仮説算出手段は、
前記マッチングされた前記第１の組の候補と前記第２の組の候補に基づいて、各前記ペアの距離センサのローカル座標における前記センサのペアの相対位置関係を算出する手段と、
前記ローカル座標において定義される離散的なビンに対して、前記マッチングされたすべての組の候補について、前記センサのペアの相対位置関係を表すビンに投票処理を行い、投票の最も多い相対位置関係を前記第一次相対位置関係として特定するための投票手段を含む、請求項２記載のキャリブレーション装置。
【請求項６】
前記投票手段は、前記マッチングされた前記第１の組の候補と前記第２の組の候補の前記対象物を除いて、前記相対位置関係により変換される位置がマッチングしていると判断される対象物の総数をコンシステンシメトリックとするとき、前記コンシステンシメトリックにより重みづけされた投票を行う、請求項５記載のキャリブレーション装置。
【請求項７】
前記ロバスト推定手段は、ＲＡＮＳＡＣ（random sample consensus）により、前記第二次相対位置関係の推定を行う、請求項２記載のキャリブレーション装置。
【請求項８】
前記演算処理装置は、各前記複数の距離センサの位置および向きの校正を行う処理の実行のために、
ｉ）前記距離センサの各ペアごとに、前記第二次相対位置関係に対応する正対応の前記共通に観測される対象物の位置を拘束条件行列へと組み合わせて、ｉｉ）前記拘束条件行列を校正対象の全ての前記複数の距離センサの相対位置に対して解くことで、各前記複数の距離センサの位置および向きの校正を行う手段を含む、請求項２記載のキャリブレーション装置。
【請求項９】
各前記複数の距離センサは、センサ位置から対象物までの一定の角度毎の距離を検出する２次元レーザレンジファインダである、請求項１ないし８のいずれかに記載のキャリブレーション装置。
【請求項１０】
領域内に配置される複数の距離センサの位置および向きをキャリブレーションするためのキャリブレーション方法であって、各複数の距離センサは非接触で二点間の距離を計るものであり、
前記複数の距離センサごとに、前記領域内の移動する対象物の位置を検出するステップと、
各前記距離センサごとに検出された前記対象物について、群として検知される対象物の組の候補と前記組の候補の姿勢不変な特徴量を特定するステップと、
前記対象物の組の候補と組の候補の姿勢不変な特徴量とに基づいて、前記距離センサのペアごとに、共通に観測される前記対象物の組を特定して、前記距離センサのペアごとの間の相対位置関係を算出するステップと、
前記距離センサのペアごとに共通に観測される対象物の位置の誤差を極小化するように前記相対位置関係を調整するステップと、
前記極小化された誤差を有する前記共通に観測される対象物の位置に基づいて、前記複数の距離センサのネットワークにおける各前記複数の距離センサの位置および向きの校正を行うステップとを備える、キャリブレーション方法。
【請求項１１】
コンピュータに、領域内に配置される複数の距離センサの位置および向きのキャリブレーションを実行させるためのプログラムであって、各複数の距離センサは非接触で二点間の距離を計るものであり、
前記複数の距離センサごとに、前記領域内の移動する対象物の位置を検出するステップと、
各前記距離センサごとに検出された前記対象物について、群として検知される対象物の組の候補と前記組の候補の姿勢不変な特徴量を特定するステップと、
前記対象物の組の候補と組の候補の姿勢不変な特徴量とに基づいて、前記距離センサのペアごとに、共通に観測される前記対象物の組を特定して、前記距離センサのペアごとの間の相対位置関係を算出するステップと、
前記距離センサのペアごとに共通に観測される対象物の位置の誤差を極小化するように前記相対位置関係を調整するステップと、
前記極小化された誤差を有する前記共通に観測される対象物の位置に基づいて、前記複数の距離センサのネットワークにおける各前記複数の距離センサの位置および向きの校正を行うステップとを、コンピュータに実行させるキャリブレーションプログラム。