JP6955464B2 - 車両位置判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の現在位置を判定する車両位置判定装置に関する。

現在、車両を自動運転する技術が盛んに開発されている。自動運転においては、車両の現在位置を判定することが重要である。車両の現在位置は一般に、例えばＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）によって車両の現在座標を特定し、さらにセンサによって車両の方位を特定することにより、判定することができる。

下記特許文献１は、駐車位置から車両を発進させるとき運転者を支援する技術を記載している。同文献は、『運転者が従来以上に周囲の状況を容易に認識できる状況とし、安全に駐車区域から車両を発進させることが可能な発進支援装置を提供する。』ことを課題として、『駐車準備位置から駐車区画に至る駐車軌跡を取得する駐車軌跡取得手段と、駐車軌跡に沿って車両を移動中に、車両周辺の情報を駐車時車両周辺情報として取得する駐車時周辺情報取得手段と、駐車軌跡情報に基づいて、車両を駐車軌跡の逆軌跡を辿って自動走行させることにより、駐車区画からの発進制御を行う自動発進制御手段と、逆軌跡に沿った車両の自動発進中または自動発進の準備中に、車両周辺の情報を発進時車両周辺情報として取得する発進時周辺情報取得手段と、駐車時車両周辺情報と発進時車両周辺情報との比較に基づいて、逆軌跡に沿った自動発進制御が実行ないし継続不能と判定された場合、自動発進制御を抑制するための出力を行う自動発進制御抑制出力手段と、を備えることを特徴とする発進支援装置として提供可能である。』という技術を開示している（要約参照）。

特開２００８−３０２７１１号公報

車両の現在位置は、推定を積み重ねることにより精度を向上させる性質を有している。したがって、車両を駐車させてイグニッションをＯＦＦし、その後にイグニッションを再度ＯＮしたとき、改めて現在位置推定を開始する必要があるので、一時的に推定精度が低下することがある。

特許文献１においては、車両を自動発進させる技術について記載しているが、その手法は車両の現在位置を推定することによるものではない。したがって車両を自動発進させることができたとしても、その後の自動運転において車両の現在位置を特定することはやはり困難であると考えられる。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、車両を駐車位置から発進させるとき、車両の現在位置を精度よく判定することができる技術を提供することを目的とする。

本発明に係る車両位置判定装置は、車両の停車位置と、車両を起動したときの車両位置との間の差分を移動量として求め、その移動量を用いて、車両を起動したときの車両位置を推定する。

本発明に係る車両位置判定装置によれば、車両を発進させるときにおける車両の現在位置を精度よく判定することができる。

サービスエリア／パーキングエリア（ＳＡ／ＰＡ）に駐車している車両１０が発進するときの様子を示す図である。 実施形態１に係る車両位置判定装置１００の構成図である。 車両１０のイグニッションスイッチがＯＦＦされたときにおける車両位置判定装置１００の動作を説明するフローチャートである。 車両１０のイグニッションスイッチがＯＮされたときにおける車両位置判定装置１００の動作を説明するフローチャートである。 実施形態２に係る車両位置判定装置１００の構成図である。

＜実施の形態１＞
図１は、サービスエリア／パーキングエリア（ＳＡ／ＰＡ）に駐車している車両１０が発進するときの様子を示す図である。車両１０は、以下の順序によりＳＡ／ＰＡから高速道路本線に合流する。（１）イグニッションスイッチをＯＮする、（２）発進する、（３）駐車位置からＳＡ／ＰＡの出口まで走行する、（４）本線に合流する。

上記過程において、発進から本線合流まで車両１０を自動運転することができれば、運転者にとって有用である。他方でイグニッションスイッチをＯＮした直後は、車両位置を改めて推定し直す必要がある。車両１０が発進してからある程度の時間が経過すると、推定を積み重ねることにより車両位置の推定精度が向上すると考えられる。しかし発進直後はその積み重ねがないので、推定精度が一時的に低下する場合がある。その他、イグニッションをＯＮした直後は、ＧＮＳＳとの間の通信を確立するためにある程度の時間を必要とし、その過程においてはＧＮＳＳの精度が一時的に低下する場合がある。

発進直後の車両位置の推定精度が低下すると、自動運転に際して以下のような課題が生じる。例えば発進時の車両位置を、駐車位置に隣接する本線上の位置１０’として認識する場合がある。この場合、駐車位置からＳＡ／ＰＡ出口まで車両１０を正しく導くことは困難である。発進からＳＡ／ＰＡ出口までの走行過程において推定精度が充分に高まって自動運転可能になる場合もあり得るが、本線合流直前に自動運転を開始すると、誤支援のリスクが高まる。特に、停車位置を１０’のように誤認識したことが自動運転に影響すると、誤支援の可能性が高まる。

そこで本発明の実施形態１においては、車両１０を発進させたときにおける車両位置を精度よく推定する技術を提供する。これにより、車両１０を駐車位置から発進させた直後においても、車両１０を適正に自動運転することを図る。

図２は、本実施形態１に係る車両位置判定装置１００の構成図である。車両位置判定装置１００は、車両１０の現在位置を判定する装置であり、車両１０内に搭載されている。車両位置判定装置１００は、演算部１１０、ＧＮＳＳチューナ１２０、加速度センサ１３０、高精度地図１４０、停車位置記憶部１５０を備える。演算部１１０は、絶対位置推定部１１１、相対位置推定部１１２、マッチング部１１３、位置補正部１１４を有する。

ＧＮＳＳチューナ１２０は、ＧＮＳＳシステムから車両１０の位置座標を取得する。この位置座標は車両１０自身の状態や周辺情報を用いずに取得した位置座標であるので、絶対位置と呼ぶ場合がある。加速度センサ１３０は、車両１０の加速度を計測する。高精度地図１４０は、ＧＮＳＳチューナ１２０が取得する絶対位置よりも位置精度が高い地図情報であり、あらかじめ車両位置判定装置１００が備える記憶装置に格納されている。例えば道路やレーンの座標を高精度地図１４０として格納することができる。停車位置記憶部１５０については後述する。

絶対位置推定部１１１は、ＧＮＳＳチューナ１２０が取得した絶対位置座標に基づき、車両１０の現在の絶対位置を推定する。相対位置推定部１１２は、加速度センサ１３０が取得した加速度や車両１０の車速などの情報を用いて、絶対位置を基準とする車両１０の相対位置を推定する。すなわち相対位置は、絶対位置よりも精度の高い車両位置を表すとともに、ＧＮＳＳを介して間欠的に取得する座標を補完する役割も有している。マッチング部１１３は、車両１０の絶対位置および相対位置と高精度地図１４０を比較することにより、車両１０が現在存在している道路やレーンを特定する。位置補正部１１４は、車両１０の周辺画像をカメラなどの撮影デバイスから取得し、その周辺画像に基づき、車両１０の絶対位置・相対位置を補正する。演算部１１０は、以上によって算出した車両１０の現在位置を出力する。

図３は、車両１０のイグニッションスイッチがＯＦＦされたときにおける車両位置判定装置１００の動作を説明するフローチャートである。車両１０のイグニッションスイッチがＯＦＦされたとき、車両位置判定装置１００は例えばバッテリからの電力を用いて本フローチャートを実施する。以下図３の各ステップについて説明する。

（図３：ステップＳ３０１）
演算部１１０は、車両１０の高精度位置を停車位置記憶部１５０に格納する。ここでいう高精度位置とは、絶対位置を基準として演算した相対位置を、絶対位置と同じ記述形式（例えば緯度経度）によって表したものである。相対位置を算出する手順は上述の通りである。すなわち、（１）絶対位置推定部１１１はＧＮＳＳチューナ１２０により絶対位置を推定し、（２）相対位置推定部１１２は加速度や車速を用いて相対位置を推定し、（３）マッチング部１１３は高精度地図１４０上における車両位置を特定し、（４）位置補正部１１４は周辺画像を用いて相対位置を補正する。

（図３：ステップＳ３０２）
演算部１１０は、ステップＳ３０１において取得した車両１０の周辺画像を、停車位置記憶部１５０に格納する。したがって停車位置記憶部１５０は、車両１０の高精度位置と周辺画像を格納することになる。

図４は、車両１０のイグニッションスイッチがＯＮされたときにおける車両位置判定装置１００の動作を説明するフローチャートである。車両位置判定装置１００は本フローチャートにしたがって、イグニッションＯＮ時における車両１０の現在位置を判定する。以下図４の各ステップについて説明する。

（図４：ステップＳ４０１〜Ｓ４０２）
位置補正部１１４は、イグニッションＯＦＦ時における車両１０の高精度位置と周辺画像を停車位置記憶部１５０から読み出す（Ｓ４０１）。位置補正部１１４は、車両１０の現時点における周辺画像をカメラから取得する（Ｓ４０２）。

（図４：ステップＳ４０３）
位置補正部１１４は、ステップＳ４０１において読み出した周辺画像と、ステップＳ４０２において取得した周辺画像とを比較することにより、イグニッションＯＦＦ時における車両位置とイグニッションＯＮ時における車両位置との間の差分を算出する。この差分は、イグニッションＯＦＦ時からの車両１０の移動量として用いられる。

（図４：ステップＳ４０３：補足）
本ステップにおける差分は、例えば周辺画像内の特徴点を特定し、両画像間におけるその特徴点のずれ量を算出することにより、求めることができる。その他適当な手法を用いてもよい。例えばパターンマッチングなどの手法により、両画像間のずれ量を求めることが考えられる。

（図４：ステップＳ４０４）
位置補正部１１４は、ステップＳ４０３において算出した移動量にしたがって、車両１０の現在位置を求める。移動量が所定閾値未満である場合は、イグニッションＯＦＦ時において算出した車両位置を、車両１０の現在位置とみなす。移動量が所定閾値以上である場合は、ステップＳ４０１において読み出した高精度位置に対して移動量を加算した位置を車両１０の現在位置とみなす。

＜実施の形態１：まとめ＞
本実施形態１に係る車両位置判定装置１００は、イグニッションＯＦＦ時における車両１０の高精度位置と周辺画像を記録しておき、イグニッションＯＮ時に改めて周辺画像を撮影してイグニッションＯＦＦ時の周辺画像と比較することにより、イグニッションＯＦＦ時からの移動量を算出する。これにより、イグニッションＯＦＦ時における高精度な位置推定結果を基準として、イグニッションＯＮ直後であっても車両１０の現在位置を高精度に求めることができる。

＜実施の形態２＞
実施形態１においては、車両１０のイグニッションＯＦＦ時とＯＮ時それぞれにおける周辺画像を比較することにより、車両１０がイグニッションＯＦＦ時から移動した量を算出することとした。各周辺画像を比較する際には、画像内の位置が変化しない箇所を相互比較することが望ましい。そこで本発明の実施形態２では、周辺画像を比較する際における周辺画像内の特徴点の具体例について説明する。車両位置判定装置１００の構成は実施形態１と同様である。

図５は、本発明の実施形態２に係る車両位置判定装置１００の構成図である。本実施形態２において演算部１１０（位置補正部１１４）は、車両１０の周辺画像と併せて、その周辺画像のなかに含まれる物体の識別情報を取得する。ここでいう識別情報とは、当該周辺画像のなかにおける物体の座標、物体の種別、などのように、当該物体の位置や性質を表現する情報である。

例えばカメラを制御するＥＣＵは、カメラを介して周辺画像を取得するとともに、その周辺画像に対して識別情報を付与する。演算部１１０はその識別情報をカメラＥＣＵから取得することができる。演算部１１０自身が識別情報を生成してもよい。その他適当な手法により識別情報を取得してもよい。

停車位置記憶部１５０は、ステップＳ３０２において周辺画像を記録する際に、識別情報を併せて記録する。位置補正部１１４は、ステップＳ４０２において周辺画像を取得する際に、識別情報を併せて取得する。位置補正部１１４は、ステップＳ４０３において移動量を算出する際に、識別情報を用いて、周辺画像内の静止物を特定する。静止物の例としては、看板、建物、路面パターン（駐車線など）、などのように、時間経過にともなって移動せず、かつ座標を容易に特定できるものが考えられる。位置補正部１１４は、周辺画像内における静止物の位置を比較することにより、車両１０の移動量を算出することができる。静止物は時間経過にともなって位置が変化しないので、移動量を算出する際に用いる周辺画像内の特徴点として適している。

本実施形態２においては、識別情報を用いて周辺画像内の静止物を特定することを説明した。静止物を特定する手法はこれに限られるものではなく、その他手法により静止物を特定してもよい。例えばあらかじめ駐車位置近傍の静止物の画像データを車両位置判定装置１００が保持しておき、パターンマッチングにより静止物の座標を特定することが考えられる。
＜本発明の変形例について＞
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード等の記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

演算部１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算装置を用いて構成することができる。演算部１１０が備える各機能部は、その機能を実装した回路デバイスを用いて構成することもできるし、その機能を実装したソフトウェアを演算部１１０が実行することにより構成することもできる。演算部１１０が備える各機能部は、演算部１１０の一部として構成することもできるし、別の機能部として構成することもできる。停車位置記憶部１５０は、不揮発性の記憶装置（例えばハードディスクやＥＥＰＲＯＭなど）を用いて構成することができる。

加速度センサ１３０その他のセンサは、車両位置判定装置１００が備えることもできるし、車両位置判定装置１００の外にそれらセンサを配置して計測結果のみ車両位置判定装置１００が取得することとしてもよい。

以上の実施形態においては、車両１０の周辺画像を用いて移動量を算出することを説明した。ＧＮＳＳの精度が充分である環境下においては、ＧＮＳＳチューナ１２０が取得した停車位置のみを用いて、移動量を算出することもできる。この場合、位置補正部１１４は停車位置記憶部１５０が格納している停車位置と、イグニッションＯＮ時においてＧＮＳＳチューナ１２０が取得した車両位置とを比較することにより、移動量を算出することができる。

１００：車両位置判定装置
１１０：演算部
１１１：絶対位置推定部
１１２：相対位置推定部
１１３：マッチング部
１１４：位置補正部
１２０：ＧＮＳＳチューナ
１３０：加速度センサ
１４０：高精度地図
１５０：停車位置記憶部

Claims (3)

1. 車両の現在位置を判定する車両位置判定装置であって、
   前記車両の現在位置を演算する演算部、
   前記車両の起動スイッチがＯＦＦされたときにおける前記車両の停車位置を記録する停車位置記録部、
   前記停車位置記録部が記録した前記停車位置と、前記起動スイッチがＯＮされたときにおける前記車両の位置との間の差分を前記車両の移動量として算出する補正部、
   を備え、
   前記演算部は、前記移動量を用いて、前記起動スイッチがＯＮされたときにおける前記車両の位置を推定し、その推定結果を出力し、
   前記停車位置記録部は、前記車両の起動スイッチがＯＦＦされたとき撮像された前記車両の第１周辺画像により、前記車両の停車位置を記録し、
   前記補正部は、前記起動スイッチがＯＮされたとき撮像された前記車両の第２周辺画像と、前記第１周辺画像とを比較することにより、前記移動量を算出し、
   前記補正部は、前記第１周辺画像に含まれる、前記停車位置の周辺環境において設置された前記車両以外の第１静止物と、前記第２周辺画像に含まれる、前記停車位置の周辺環境において設置された前記車両以外の第２静止物をそれぞれ認識した上で、前記第１静止物の位置と前記第２静止物の位置を比較することにより、前記第１周辺画像と前記第２周辺画像を比較し、
   前記補正部は、前記第１周辺画像を取得する際に、前記第１静止物の座標と前記第１静止物の種別についての第１情報を併せて取得し、
   前記補正部は、前記第２周辺画像を取得する際に、前記第２静止物の座標と前記第２静止物の種別についての第２情報を併せて取得し、
   前記補正部は、前記第１情報を用いて、前記第１周辺画像のなかにおける前記第１静止物の位置を特定するとともに、前記第２情報を用いて、前記第２周辺画像のなかにおける前記第２静止物の位置を特定し、
   前記補正部は、前記第１周辺画像と前記第２周辺画像を撮影したカメラデバイスから、前記第１静止物の種別と前記第２静止物の種別を取得することにより、前記第１情報と前記第２情報を取得し、または、前記停車位置の周辺環境に設置されている静止物の画像データとのパターンマッチングを介して前記第１静止物の座標と前記第２静止物の座標を取得することにより、前記第１情報と前記第２情報を取得する
   ことを特徴とする車両位置判定装置。
2. 前記演算部は、前記移動量が所定閾値未満である場合は、前記停車位置記録部が記録した停車位置を、前記起動スイッチがＯＮされたときにおける前記車両の位置とみなす
   ことを特徴とする請求項１記載の車両位置判定装置。
3. 前記演算部は、前記移動量が所定閾値以上である場合は、前記移動量を用いて推定した前記車両の位置を、前記起動スイッチがＯＮされたときにおける前記車両の位置とみなす ことを特徴とする請求項１記載の車両位置判定装置。

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