JP2022179642A - Distance measuring device - Google Patents

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諒子 新原
Ryoko Niihara
正浩 加藤
Masahiro Kato
一嗣 金子
Kazutsugu Kaneko
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate the distance for which a mobile body moves, using an arbitrary feature.
SOLUTION: The distance measuring device acquires the distances from mobile bodies at a first time and a second time to two features and acquires the distance between the two features, and calculates the distance between the two features. The distance measuring device thereafter calculates the distance for which the mobile body moves from the first time to the second time based on the result of acquisition, and calculates the distance for which the mobile body moves, using an arbitrary feature measured from the mobile body.
SELECTED DRAWING: Figure 2
COPYRIGHT: (C)2023,JPO&INPIT

Description

本発明は、移動体の移動距離を推定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for estimating the moving distance of a moving body.

移動体の所定期間における移動距離を推定することにより、移動体に搭載された車速センサを補正する手法が例えば特許文献1に記載されている。特許文献1では、補正装置は、画像認識手段により地物Aを認識してから地物Bを認識するまでの車速センサの出力パルス数を検出するとともに、地図情報から地物Aと地物Bとの距離Dを取得する。そして、補正装置は、出力パルス数と距離Dとの関係に基づいて、出力パルス数から車両の走行距離又は走行速度を求める演算式を補正する。 For example, Patent Literature 1 describes a method of correcting a vehicle speed sensor mounted on a mobile body by estimating a moving distance of the mobile body in a predetermined period. In Patent Document 1, a correction device detects the number of output pulses of a vehicle speed sensor from recognition of feature A by image recognition means to recognition of feature B, and detects feature A and feature B from map information. Get the distance D from Then, based on the relationship between the number of output pulses and the distance D, the correction device corrects the arithmetic expression for obtaining the traveling distance or traveling speed of the vehicle from the number of output pulses.

特開2008-8783号公報JP-A-2008-8783

しかし、特許文献1の方法では、画像認識手段により一度に1つの地物しか認識できず、道路に描かれた標識のように、車両が走行している道路上の地物しか利用することができない。 However, in the method of Patent Document 1, only one feature can be recognized at a time by the image recognition means, and only features on the road on which the vehicle is traveling, such as signs drawn on the road, can be used. Can not.

本発明が解決しようとする課題としては、上記のものが例として挙げられる。本発明は、任意の地物を利用して移動体の移動距離を推定することを目的とする。 Examples of the problems to be solved by the present invention include the above. An object of the present invention is to estimate the moving distance of a moving object using an arbitrary feature.

請求項1に記載の発明は、距離推定装置であって、出射された光の地物による反射光を受光することにより、前記地物までの距離を取得する第1取得部と、前記第1取得部によって距離が取得された2つの地物について、当該2つの地物間の距離を取得する第2取得部と、前記第1取得部及び前記第2取得部の取得結果に基づき、第1時刻から第2時刻までの移動体の移動距離を算出する算出部と、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a distance estimating device, comprising: a first acquisition unit that acquires the distance to the feature by receiving reflected light of the emitted light from the feature; a second acquisition unit that acquires the distance between two features whose distances have been acquired by the acquisition unit; and a calculation unit that calculates a moving distance of the moving object from the time to the second time.

実施例に係る距離係数更新処理を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing distance factor update processing according to an embodiment; 2つの地物と移動車両との位置関係の例を示す。2 shows an example of the positional relationship between two features and a moving vehicle. 車両の移動距離の算出方法を示す。4 shows a method of calculating a moving distance of a vehicle. 平均パルス幅を説明する図である。It is a figure explaining an average pulse width. 逐次計算により平均パルス幅を求める処理のフローチャートである。4 is a flowchart of processing for obtaining an average pulse width by sequential calculation; 地物の3次元位置を車両の水平面に投射する方法を示す。Fig. 4 shows how to project the 3D position of a feature onto the horizontal plane of the vehicle. 地物の3次元位置を車両の水平面に投射する他の方法を示す。Fig. 3 shows another method of projecting the 3D position of a feature onto the horizontal plane of the vehicle. 第1実施例に係る距離係数更新装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a distance factor update device according to a first embodiment; FIG. 第1実施例による距離係数更新処理のフローチャートである。4 is a flowchart of distance factor update processing according to the first embodiment; 第2実施例に係る距離係数更新装置の構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a distance factor update device according to a second embodiment; 第2実施例による距離係数更新処理のフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart of distance factor update processing according to the second embodiment; FIG. 走行速度と単位時間のパルス数との関係、及び、走行速度とパルス幅との関係を示す。The relationship between running speed and the number of pulses per unit time, and the relationship between running speed and pulse width are shown. 3つの地物と移動車両との位置関係の例を示す。An example of the positional relationship between three features and a moving vehicle is shown.

本発明の好適な実施形態では、距離推定装置は、第1時刻及び第2時刻それぞれにおける移動体から2つの地物までの距離をそれぞれ取得する第1取得部と、前記2つの地物間の距離を取得する第2取得部と、前記第1取得部及び前記第2取得部の取得結果に基づき、前記第1時刻から前記第2時刻までの前記移動体の移動距離を算出する算出部と、を備える。 In a preferred embodiment of the present invention, the distance estimating device includes a first acquisition unit that acquires the distances from the moving body to the two features at a first time and a second time, respectively; a second acquisition unit that acquires a distance; and a calculation unit that calculates the distance traveled by the moving object from the first time to the second time based on the acquisition results of the first acquisition unit and the second acquisition unit. , provided.

上記の距離推定装置は、第1時刻及び第2時刻それぞれにおける移動体から2つの地物までの距離をそれぞれ取得するとともに、2つの地物間の距離を取得する。そして、その取得結果に基づき、第1時刻から第2時刻までの移動体の移動距離を算出する。これにより、移動体から計測できる任意の地物を利用して、移動体の移動距離を算出することができる。 The distance estimation device described above acquires the distances from the moving object to the two features at the first time and the second time, respectively, and also acquires the distance between the two features. Then, based on the acquired result, the moving distance of the moving object from the first time to the second time is calculated. This makes it possible to calculate the moving distance of the moving body using any feature that can be measured from the moving body.

本発明の他の好適な実施形態では、距離推定装置は、第1時刻及び第2時刻それぞれにおける移動体から少なくとも3つの地物までの距離をそれぞれ取得する第1取得部と、前記少なくとも3つの地物間の距離をそれぞれ取得する第2取得部と、前記第1取得部及び前記第2取得部の取得結果に基づき、前記第1時刻から前記第2時刻までの前記移動体の移動距離を算出する算出部と、を備える。 In another preferred embodiment of the present invention, the distance estimating device includes a first acquisition unit that acquires distances from the moving object to at least three features at a first time and a second time, respectively; a second acquisition unit that acquires distances between features, and a moving distance of the moving object from the first time to the second time based on the acquisition results of the first acquisition unit and the second acquisition unit; and a calculating unit for calculating.

上記の距離推定装置は、第1時刻及び第2時刻それぞれにおける移動体から少なくとも3つの地物までの距離をそれぞれ取得するとともに、少なくとも3つの地物間の距離をそれぞれ取得する。そして、その取得結果に基づき、第1時刻から第2時刻までの移動体の移動距離を算出する。これにより、移動体から計測できる任意の地物を利用して、移動体の移動距離を算出することができる。 The distance estimating device described above acquires the distances from the mobile object to at least three features at the first time and the second time, and also acquires the distances between the at least three features. Then, based on the acquired result, the moving distance of the moving object from the first time to the second time is calculated. This makes it possible to calculate the moving distance of the moving body using any feature that can be measured from the moving body.

上記の距離推定装置の一態様では、前記算出部は、前記第1時刻から前記第2時刻までの移動距離と、車速パルス信号の平均パルス幅とに基づいて、前記車速パルス信号の1パルスあたりの移動距離を算出する。これにより、算出した移動距離に基づいて、車速パルス信号のキャリブレーションなどを行うことができる。 In one aspect of the above-described distance estimation device, the calculation unit calculates, based on the distance traveled from the first time to the second time and the average pulse width of the vehicle speed pulse signal, for one pulse of the vehicle speed pulse signal Calculate the moving distance of Accordingly, it is possible to calibrate the vehicle speed pulse signal based on the calculated moving distance.

上記の距離推定装置の他の一態様では、前記算出部は、前記移動体のヨー方向の角速度又は操舵角が所定の閾値未満であるときに前記移動距離を算出する。これにより、移動距離の算出精度を向上させることができる。 In another aspect of the distance estimating device, the calculator calculates the movement distance when the angular velocity in the yaw direction of the moving body or the steering angle is less than a predetermined threshold. Thereby, the calculation accuracy of the moving distance can be improved.

上記の距離推定装置の好適な例では、前記第2取得部は、前記第1取得部が取得した2つの地物までの距離、及び、前記移動体の進行方向と前記2つの地物それぞれの方向とがなす角に基づいて、前記2つの地物間の距離を取得する。他の好適な例では、前記第2取得部は、地図情報に基づいて、前記2つの地物間の距離を取得する。 In a preferred example of the above-described distance estimation device, the second obtaining unit obtains the distances to the two features obtained by the first obtaining unit, Obtain the distance between the two features based on the angle between the directions. In another preferred example, the second acquisition unit acquires the distance between the two features based on map information.

上記の距離推定装置の他の一態様では、前記算出部は、前記移動体の走行速度に応じて、前記第1時刻から前記第2時刻までの時間間隔を変化させる。これにより、移動距離の算出精度を向上させることができる。好適には、前記算出部は、前記移動体の走行速度が速いほど前記時間間隔を短くする。 In another aspect of the distance estimating device, the calculator changes the time interval from the first time to the second time according to the traveling speed of the moving body. Thereby, the calculation accuracy of the moving distance can be improved. Preferably, the calculator shortens the time interval as the running speed of the moving object increases.

本発明の他の好適な実施形態では、距離推定装置により実行される距離推定方法は、第1時刻及び第2時刻それぞれにおける移動体から2つの地物までの距離をそれぞれ取得する第1取得工程と、前記2つの地物間の距離を取得する第2取得工程と、前記第1取得部及び前記第2取得部の取得結果に基づき、前記第1時刻から前記第2時刻までの前記移動体の移動距離を算出する算出工程と、を備える。これにより、移動体から計測できる任意の地物を利用して、移動体の移動距離を算出することができる。 In another preferred embodiment of the present invention, the distance estimating method executed by the distance estimating device includes a first acquiring step of respectively acquiring distances from the moving body to the two features at a first time and a second time. and a second obtaining step of obtaining the distance between the two features, and the moving object from the first time to the second time based on the obtained results of the first obtaining unit and the second obtaining unit and a calculating step of calculating the movement distance of the. This makes it possible to calculate the moving distance of the moving body using any feature that can be measured from the moving body.

本発明の他の好適な実施形態では、距離推定装置により実行される距離推定方法は、第1時刻及び第2時刻それぞれにおける移動体から少なくとも3つの地物までの距離をそれぞれ取得する第1取得工程と、前記少なくとも3つの地物間の距離をそれぞれ取得する第2取得工程と、前記第1取得部及び前記第2取得部の取得結果に基づき、前記第1時刻から前記第2時刻までの前記移動体の移動距離を算出する算出工程と、を備える。これにより、移動体から計測できる任意の地物を利用して、移動体の移動距離を算出することができる。 In another preferred embodiment of the present invention, the distance estimating method performed by the distance estimating device comprises a first acquisition of acquiring distances from the moving object to at least three features at a first time and a second time, respectively. a second acquiring step of respectively acquiring the distances between the at least three features; and a period from the first time to the second time based on the acquisition results of the first acquiring unit and the second acquiring unit. and a calculating step of calculating a moving distance of the moving body. This makes it possible to calculate the moving distance of the moving body using any feature that can be measured from the moving body.

本発明の他の好適な実施形態では、コンピュータを備える距離推定装置によって実行されるプログラムは、第1時刻及び第2時刻それぞれにおける移動体から2つの地物までの距離をそれぞれ取得する第1取得部、前記2つの地物間の距離を取得する第2取得部、前記第1取得部及び前記第2取得部の取得結果に基づき、前記第1時刻から前記第2時刻までの前記移動体の移動距離を算出する算出部、として前記コンピュータを機能させる。これにより、移動体から計測できる任意の地物を利用して、移動体の移動距離を算出することができる。 In another preferred embodiment of the present invention, a program executed by a distance estimating device comprising a computer comprises: a first acquisition for acquiring distances from a moving object to two features at a first time and a second time, respectively; a second acquisition unit that acquires the distance between the two features; the moving object from the first time to the second time based on the acquisition results of the first acquisition unit and the second acquisition unit; The computer is caused to function as a calculation unit that calculates the movement distance. This makes it possible to calculate the moving distance of the moving body using any feature that can be measured from the moving body.

本発明の他の好適な実施形態では、コンピュータを備える距離推定装置によって実行されるプログラムは、第1時刻及び第2時刻それぞれにおける移動体から少なくとも3つの地物までの距離をそれぞれ取得する第1取得部、前記少なくとも3つの地物間の距離をそれぞれ取得する第2取得部、前記第1取得部及び前記第2取得部の取得結果に基づき、前記第1時刻から前記第2時刻までの前記移動体の移動距離を算出する算出部、として前記コンピュータを機能させる。これにより、移動体から計測できる任意の地物を利用して、移動体の移動距離を算出することができる。
上記のプログラムは、記憶媒体に記憶して利用することができる。
In another preferred embodiment of the present invention, a program executed by a distance estimating device comprising a computer comprises a first distance estimating apparatus that acquires distances from a moving object to at least three features at a first time and a second time, respectively. an obtaining unit, a second obtaining unit that obtains the distances between the at least three features, respectively, and based on the obtained results of the first obtaining unit and the second obtaining unit, the The computer is caused to function as a calculation unit that calculates the moving distance of the moving object. This makes it possible to calculate the moving distance of the moving body using any feature that can be measured from the moving body.
The above program can be used by being stored in a storage medium.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。以下では、本発明の距離推定手法により得られた移動体の移動距離を、車両の車速パルスのキャリブレーションに使用する実施例について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. An embodiment in which the moving distance of the mobile object obtained by the distance estimation method of the present invention is used for calibration of the vehicle speed pulse will be described below.

[背景]
現在のカーナビゲーション装置などに搭載されている自己位置推定システムでは、車速センサを用いて車速を検出し、角速度センサあるいは操舵角センサを用いて進行方向を検出することで、車両の移動状況を計測し、これらをGPSや外界センサで計測した情報と統合することで現在位置を推定している。よって、自己位置推定精度を向上させるために、車速を高精度に検出することが求められている。
[background]
Self-localization systems installed in current car navigation systems detect the vehicle speed using a vehicle speed sensor and detect the direction of travel using an angular velocity sensor or a steering angle sensor to measure the movement of the vehicle. The current position is estimated by integrating these with information measured by GPS and external sensors. Therefore, in order to improve the self-position estimation accuracy, it is required to detect the vehicle speed with high accuracy.

車速センサは、例えば、トランスミッションの出力軸または車輪の回転速度に比例した時間間隔で車速パルス信号を出力する。そして、下記の式(1)に示すように、距離係数αをパルス幅tで除することで車速vを計算できる。この距離係数αは車速パルス信号の1パルスあたりの移動距離である。 The vehicle speed sensor, for example, outputs a vehicle speed pulse signal at time intervals proportional to the rotation speed of the output shaft of the transmission or the wheels. Then, the vehicle speed v can be calculated by dividing the distance coefficient α d by the pulse width t p as shown in the following equation (1). This distance coefficient αd is the moving distance per pulse of the vehicle speed pulse signal.

Figure 2022179642000002
Figure 2022179642000002

1パルスあたりの移動距離は、車種によって異なる。また、タイヤの空気圧の変化やタイヤの交換などによりタイヤの外径が変化すると、1パルスあたりの移動距離も変化する。さらに、1パルスあたりの移動距離は走行速度によっても変化する。通常、走行抵抗により、車速パルスから求まる車輪速度と実際の車体速度に差が生じる。高速走行時は低速走行時に比べて走行抵抗が大きくなるため、車輪速度と車体速度の速度差も、低速走行時に比べて高速走行時の方が大きくなる。従って、高速走行時と低速走行時では1パルスあたりの移動距離が異なる。以上より、車速を高精度に求めるためには距離係数は適宜キャリブレーションし、更新する必要がある。 The moving distance per pulse varies depending on the vehicle type. Further, when the outer diameter of the tire changes due to a change in tire air pressure or tire replacement, the movement distance per pulse also changes. Furthermore, the moving distance per pulse also changes depending on the running speed. Normally, due to running resistance, a difference occurs between the wheel speed obtained from the vehicle speed pulse and the actual vehicle speed. Since running resistance is greater during high-speed running than during low-speed running, the speed difference between the wheel speed and the vehicle body speed is also greater during high-speed running than during low-speed running. Therefore, the moving distance per pulse differs between high-speed running and low-speed running. As described above, in order to obtain the vehicle speed with high accuracy, the distance coefficient needs to be appropriately calibrated and updated.

従来は、距離係数のキャリブレーションを行う際に、リファレンスとしてGPSから得られる情報を利用してきた。例えば、GPSから得られるGPS位置によって求まる車両の移動距離ΔDと車速パルス数nを用いて、下記の式(2)により1パルスあたりの移動距離dを算出し、常時、平均化処理を施すことにより補正を行うという方法がある。 Conventionally, information obtained from GPS has been used as a reference when calibrating the distance factor. For example, using the travel distance ΔD of the vehicle obtained from the GPS position obtained from the GPS and the vehicle speed pulse number n, the travel distance dp per pulse is calculated by the following equation (2), and averaging processing is always performed. There is a method of performing correction by

Figure 2022179642000003
Figure 2022179642000003

しかし、条件によってはリファレンスであるGPS情報自身に大きな誤差を含む場合があり、大きな誤差を含むGPS情報をリファレンスとしてキャリブレーション計算を行うと、真値からずれた距離係数となってしまうという問題がある。リファレンスとなるGPS情報をより正確に得るには条件を厳しくすれば良いのだが、条件を厳しくすればする程、リファレンス情報を得る回数が減るので、キャリブレーションの進みが遅くなる、という相反する問題が出てくる。
[距離係数更新処理]
However, depending on the conditions, the GPS information itself, which is the reference, may contain a large error, and if the calibration calculation is performed using the GPS information containing a large error as the reference, the distance coefficient will deviate from the true value. be. In order to obtain more accurate reference GPS information, the conditions should be stricter. comes out.
[Distance factor update process]

以上の観点より、本実施例に係る距離係数更新装置(以下、単に「更新装置」とも呼ぶ。)は、GPS情報をリファレンスとせずに、外界センサによる地物の計測に基づいて車両の移動距離を計算し、車速パルス信号のキャリブレーションのリファレンスとして使用する。外界センサとしては、カメラやLiDAR(Light Detection And Ranging)、ミリ波レーダーなどを用いることができる。 From the above point of view, the distance factor update device according to the present embodiment (hereinafter also simply referred to as "update device") can calculate the distance traveled by the vehicle based on the measurement of the feature by the external sensor without using GPS information as a reference. is calculated and used as a reference for calibration of the vehicle speed pulse signal. A camera, a LiDAR (Light Detection And Ranging), a millimeter wave radar, or the like can be used as the external sensor.

図1は、実施例に係る距離係数更新処理を示すフローチャートである。まず、工程P1では、更新装置は、時刻Tにおいて、外界センサを用いて2つの地物を計測する。次に、工程P2では、更新装置は、時刻TからΔT秒経過した時刻Tにおいて、時刻Tで計測したものと同じ2つの地物を計測する。次に、工程P3では、更新装置は、2つの地物間の相対距離を取得する。 FIG. 1 is a flowchart showing distance factor update processing according to an embodiment. First, in process P1, the updating device measures two features using the external sensor at time T1 . Next, in step P2, the update device measures the same two features as those measured at time T1 at time T2 , which is ΔT seconds after time T1 . Next, in step P3, the updating device obtains the relative distance between the two features.

次に、工程P4では、更新装置は、時刻T及び時刻Tで取得した、各時刻における車両中心位置から各地物までの距離と、各地物間の相対距離を用いて、時刻Tから時刻Tまでの車両の移動距離ΔDを算出する。 Next, in step P4, the update device uses the distance from the vehicle center position to each feature at each time and the relative distance between each feature acquired at time T1 and time T2 , and calculates from time T1 to A moving distance ΔD of the vehicle up to time T2 is calculated.

次に、工程P5では、更新装置は、時刻Tから時刻Tの間の車速パルス信号の平均パルス幅tと、時刻Tから時刻Tまでの経過時間ΔTと、工程P4で求めた時刻Tから時刻Tまでの車両の移動距離ΔDとを用いて、1パルスあたりの移動距離dを算出する。そして、工程P6では、更新装置は、工程P5及びP6で求めた1パルスあたりの移動距離dを用いて、距離係数αを更新する。 Next, in step P5, the updating device updates the average pulse width tp of the vehicle speed pulse signal between time T1 and time T2 , the elapsed time ΔT from time T1 to time T2 , and the Using the obtained travel distance ΔD of the vehicle from time T1 to time T2 , the travel distance dp per pulse is calculated. Then, in step P6, the updating device updates the distance coefficient α d using the movement distance d p per pulse obtained in steps P5 and P6.

次に、上記の距離係数更新処理の各工程について詳しく説明する。
(1)地物間の距離の取得(工程P1~P3)
図2は、2つの地物と移動中の車両との位置関係の一例を示す。時刻Tから時刻Tの間に車両が図2に示すように移動したとする。まず、更新装置は、時刻Tにおいて地物1及び地物2を検出し、車両から地物1までの距離L及び車両の進行方向Hdと地物1のなす角度φ、並びに、車両から地物2までの距離L及び車両の進行方向Hdと地物2のなす角度φを取得する(工程P1)。このとき、地物1と地物2の相対距離Lは、L、L、φ、φを用いて次のように計算できる(工程P3)。
Next, each step of the distance factor updating process will be described in detail.
(1) Acquisition of distances between features (processes P1 to P3)
FIG. 2 shows an example of the positional relationship between two features and a moving vehicle. Assume that the vehicle moves as shown in FIG. 2 between time T1 and time T2. First, the update device detects the feature 1 and the feature 2 at time T1 , and determines the distance L1 from the vehicle to the feature 1 , the angle φ1 between the traveling direction Hd of the vehicle and the feature 1 , and the vehicle to the feature 2 and the angle φ 2 between the traveling direction Hd of the vehicle and the feature 2 are obtained (step P1). At this time, the relative distance L between the feature 1 and the feature 2 can be calculated as follows using L 1 , L 2 , φ 1 and φ 2 (process P3).

Figure 2022179642000004
Figure 2022179642000004

次に、更新装置は、時刻Tにおいても時刻Tと同様に地物1及び地物2を検出し、車両から地物1までの距離L´及び車両の進行方向Hd´と地物1のなす角度φ´、並びに、車両から地物2までの距離L´及び車両の進行方向Hd´と地物2のなす角度φ´を取得する(工程P2)。このとき、時刻Tと同様に、L´、L´、φ´、φ´を用いて地物間の相対距離を計算することができる。時刻Tで計算される地物間の相対距離L´は、以下の式により得られる(工程P3)。 Next, the updating device detects the feature 1 and the feature 2 at the time T2 as well as at the time T1 , and detects the distance L' 1 from the vehicle to the feature 1, the traveling direction Hd' of the vehicle, and the feature 1, the distance L' 2 from the vehicle to the feature 2 , and the angle φ'2 formed between the traveling direction Hd' of the vehicle and the feature 2 are obtained (process P2). At this time, the relative distance between features can be calculated using L ' 1 , L ' 2 , φ ' 1 , and φ ' 2 in the same manner as at time T 1 . The relative distance L' between features calculated at time T2 is obtained by the following formula (step P3).

Figure 2022179642000005
Figure 2022179642000005

後述の工程P4において車両の移動距離ΔDを計算する際は、更新装置は、地物間の相対距離LとL´のどちらかを使用する。もしくは、更新装置は、次の式により相対距離LとL´の平均値Laveを算出して使用しても良い。 When calculating the movement distance ΔD of the vehicle in step P4, which will be described later, the updating device uses either the relative distance L or L' between the features. Alternatively, the update device may calculate and use the average value L ave of the relative distances L and L' using the following formula.

Figure 2022179642000006
なお、以下の説明では、地物間の相対距離を「L」として説明する。
Figure 2022179642000006
In the following description, the relative distance between features is assumed to be "L".

上記の例では、工程P3において、外界センサによる地物計測結果に基づいて地物間の相対距離L(以下、「地物間距離L」とも呼ぶ。)を演算により求めているが、高精度地図が使用できる場合には、高精度地図のデータから地物間距離Lを取得しても構わない。外界センサによる地物計測結果から地物間距離Lを算出する場合は地物の計測精度によって地物間距離Lが変わってしまう。つまり、計測精度が悪いと、算出される地物間距離Lの精度も悪くなり、後で計算する車両の移動距離ΔDの精度も悪化する。この点、高精度地図を用いると、地物間距離Lを高精度に得ることができるので、車両の移動距離ΔDの精度を向上させることができる。 In the above example, in step P3, the relative distance L between the features (hereinafter also referred to as "inter-feature distance L") is obtained by calculation based on the feature measurement result by the external sensor. If a map can be used, the inter-feature distance L may be obtained from high-precision map data. When the inter-feature distance L is calculated from the feature measurement result by the external sensor, the inter-feature distance L changes depending on the measurement accuracy of the feature. In other words, if the measurement accuracy is poor, the accuracy of the calculated distance L between features also deteriorates, and the accuracy of the moving distance ΔD of the vehicle to be calculated later also deteriorates. In this regard, the use of a high-precision map makes it possible to obtain the feature-to-feature distance L with high precision, thereby improving the precision of the movement distance ΔD of the vehicle.

(2)移動距離ΔDの算出(工程P4)
次に、更新装置は、時刻Tで取得した距離L、Lと、時刻Tで取得した距離L´、L´と、地物間の相対距離Lとを用いて、時刻Tから時刻Tまでの車両の移動距離ΔDを算出する。図3は、移動距離ΔDの算出方法を示す。図3において、角度αは余弦定理により以下のように求められる。
(2) Calculation of moving distance ΔD (process P4)
Next, the updating device uses the distances L 1 and L 2 obtained at time T 1 , the distances L ′ 1 and L′ 2 obtained at time T 2 , and the relative distance L between the features to calculate the time A moving distance ΔD of the vehicle from T1 to time T2 is calculated. FIG. 3 shows a method of calculating the moving distance ΔD. In FIG. 3, the angle α is determined by the law of cosines as follows.

Figure 2022179642000007
同様に、角度βは余弦定理により以下のように求められる。
Figure 2022179642000007
Similarly, the angle β is determined by the law of cosines as follows.

Figure 2022179642000008
従って、移動距離ΔDは、余弦定理により以下のように求められる。
Figure 2022179642000008
Therefore, the moving distance ΔD can be obtained by the law of cosines as follows.

Figure 2022179642000009
Figure 2022179642000009

なお、上記の例では、図3における地物2側の角度α、βを用いて移動距離ΔDを算出しているが、その代わりに、地物1側の角度α´、β´を用いて移動距離ΔDを算出してもよい。また、上記の方法によりそれぞれ算出した移動距離ΔDの平均値を算出してもよい。 In the above example, the movement distance ΔD is calculated using the angles α and β on the side of the feature 2 in FIG. A moving distance ΔD may be calculated. Also, an average value of the moving distances ΔD calculated by the above method may be calculated.

(3)1パルスあたりの移動距離dの計算(工程P5)
次に、更新装置は、時刻Tから時刻TまでのΔT秒間における車両の移動距離ΔDと、車速パルス信号の平均パルス幅tとを用いて、以下のように、1パルスあたりの移動距離dを算出する。
(3) Calculation of movement distance dp per pulse (process P5)
Next, the update device uses the travel distance ΔD of the vehicle in ΔT seconds from time T1 to time T2 and the average pulse width tp of the vehicle speed pulse signal to calculate the movement per pulse as follows: Calculate the distance dp .

Figure 2022179642000010
Figure 2022179642000010

図4は、平均パルス幅tを説明する図である。平均パルス幅tは、時刻Tから時刻Tの間に計測したパルス幅をバッファリングしておき、下記の式(11)のように平均をとることにより計算できる。 FIG. 4 is a diagram for explaining the average pulse width tp . The average pulse width tp can be calculated by buffering the pulse widths measured between time T1 and time T2 and averaging them according to the following equation (11).

Figure 2022179642000011
Figure 2022179642000011

その代わりに、平均パルス幅は、式(11)を用いた逐次計算によっても求めることができる。逐次計算により平均パルス幅を求める場合には、計測したパルス幅をバッファリングする必要がないので、装置内のメモリ使用量を削減することができる。 Alternatively, the average pulse width can also be determined by iterative calculation using equation (11). When the average pulse width is obtained by sequential calculation, it is not necessary to buffer the measured pulse widths, so it is possible to reduce the amount of memory used in the device.

Figure 2022179642000012
Figure 2022179642000012

図5は、逐次計算により平均パルス幅を求める処理のフローチャートである。まず、時刻T=Tにおいて、更新装置は、検出されたパルス数を示す係数kを「0」にリセットし(ステップS51)、現在時刻Tを取得する(ステップS52)。次に、更新装置は、現在時刻Tが時刻Tになったか否かを判定する(ステップS53)。 FIG. 5 is a flow chart of processing for obtaining an average pulse width by sequential calculation. First, at time T= T1 , the updating device resets the coefficient k indicating the number of detected pulses to "0" (step S51), and acquires the current time T (step S52). Next, the updating device determines whether or not the current time T has reached time T2 (step S53).

現在時刻Tが時刻Tになっていない場合(ステップS53:NO)、更新装置は車速パルス信号を検出し、そのパルス幅tを取得する(ステップS54)。次に、更新装置は、係数kを1増加させ(ステップS55)、係数k=1であるか否かを判定する(ステップS56)。 If the current time T has not reached time T2 (step S53: NO), the updating device detects the vehicle speed pulse signal and acquires its pulse width tk (step S54). Next, the updating device increases the coefficient k by 1 (step S55), and determines whether the coefficient k=1 (step S56).

係数k=1である場合(ステップS56:YES)、そのパルス幅tを平均パルス幅tpに代入し(ステップS58)、ステップS52へ戻る。一方、係数k=1でない場合(ステップS56:NO)、更新装置は、式(11)により、その時点における平均パルス幅tと今回のパルス幅tとの差分を係数kで除した値(t-t)/k、即ち、今回のパルス幅tによる平均パルスtの変動分をその時点の平均パルス幅tに加算して平均パルス幅tを更新し、ステップS52へ戻る。そして、ステップS53において、現在時刻Tが時刻Tになった場合(ステップS53:YES)、処理は終了する。 If the coefficient k=1 (step S56: YES), the pulse width tk is substituted for the average pulse width tp (step S58), and the process returns to step S52. On the other hand, if the coefficient k is not equal to 1 (step S56: NO), the updating device divides the difference between the average pulse width t p at that time and the current pulse width t k by the coefficient k using equation (11). (t k - t p )/k, that is, the variation of the average pulse t p due to the current pulse width t k is added to the average pulse width t p at that time to update the average pulse width t p , step S52. back to Then, in step S53, when the current time T reaches time T2 (step S53: YES), the process ends.

(4)距離係数αの更新(工程P6)
次に、更新装置は、工程P5で得られた移動距離dを用いて、距離係数αを更新する。具体的には、得られた移動距離dを新たな距離係数αとする。なお、こうして得られた更新後の距離係数αは、式(1)による車速vの算出などに使用される。
(4) Updating the distance coefficient α d (process P6)
Next, the updating device updates the distance factor α d using the movement distance d p obtained in step P5. Specifically, the obtained moving distance d p is used as a new distance coefficient α d . Note that the updated distance coefficient α d obtained in this way is used for calculating the vehicle speed v using the equation (1).

(5)地物の3次元位置を車両の水平面に投射する手法
上記の説明は、路面を平面であると仮定し、車両は平面内を移動し、地物は車両と同一平面内にあるとみなすことにより成り立つものである。しかし、道路標識や信号機のように、実環境における地物の多くは空間内に高さを持って存在する。そこで、地物の3次元座標を車両の水平面に投射することにより、上記と同様の手法で車両の移動距離を算出することができる。この手法について以下に説明する。
(5) A method of projecting the 3D position of a feature onto the horizontal plane of the vehicle. It is established by considering it. However, like road signs and traffic lights, many of the features in the real environment have heights in space. Therefore, by projecting the three-dimensional coordinates of the feature onto the horizontal plane of the vehicle, the distance traveled by the vehicle can be calculated in the same manner as described above. This technique is described below.

ここで、図6(B)に示すように車両座標系(XYZ座標系)を定めるものとする。ここで、X軸は車両の進行方向を示し、Y軸は車両の水平面内で車両の進行方向に垂直な方向を示し、Z軸は車両の高さ方向を示す。 Here, a vehicle coordinate system (XYZ coordinate system) is defined as shown in FIG. 6(B). Here, the X-axis indicates the traveling direction of the vehicle, the Y-axis indicates the direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle within the horizontal plane of the vehicle, and the Z-axis indicates the height direction of the vehicle.

(i)地物の3次元位置を取得できる場合
地物の3次元位置の計測が可能な外界センサを用いて地物の3次元座標を取得できる場合、又は、地図データに地物の3次元座標のデータが含まれている場合に、図6(C)に示すように、車両座標系における地物の3次元座標Pが取得できたとする。
(i) When the 3D position of a feature can be obtained Assume that, when coordinate data is included, the three-dimensional coordinates P of the feature in the vehicle coordinate system can be obtained as shown in FIG. 6(C).

このとき、点PからXY平面へ下ろした垂線の足を点P’とおくと、線分OP’の長さLxy、及び、線分OP’とX軸とのなす角φxyは次のように計算できる。 At this time, if the foot of the perpendicular drawn from the point P to the XY plane is a point P', the length L xy of the line segment OP' and the angle φ xy between the line segment OP' and the X axis are as follows. can be calculated as

Figure 2022179642000013
Figure 2022179642000013

従って、工程P1~P4における処理では、式(12)を用いて水平距離Lxy及び角度φxyを求め、使用すれば良い。具体的には、工程P1においては、水平距離L1xy、L´2xy及び角度φ1xy、φ2xyを求める。同様に、工程P2においては、水平距離L´1xy、L´2xy及び角度φ´1xy、φ´2xyを求める。そして、これらに基づいて、工程P3で地物間距離L及びL´を求め、工程P4で移動距離ΔDを求める。 Therefore, in the processing in steps P1 to P4, the horizontal distance L xy and the angle φ xy can be obtained using equation (12) and used. Specifically, in step P1, horizontal distances L 1xy and L′ 2xy and angles φ 1xy and φ 2xy are obtained. Similarly, in step P2, horizontal distances L' 1xy , L' 2xy and angles φ'1xy , φ'2xy are obtained. Then, based on these, the distances L and L' between features are obtained in step P3, and the moving distance ΔD is obtained in step P4.

(ii)地物までの距離と角度を取得できる場合
地物までの距離と角度を計測可能な外界センサを用いて、図7に示すように、車両から地物までの距離L、車両の進行方向(車両座標系のX軸)に対する地物の方位角φxy、車両の水平面(車両座標系のXY平面)に対する地物の仰角φxyzが取得できたとする。
(ii) When the distance and angle to the feature can be acquired Using an external sensor capable of measuring the distance and angle to the feature, as shown in FIG. Assume that the azimuth angle φ xy of the feature with respect to the direction (the X axis of the vehicle coordinate system) and the elevation angle φ xyz of the feature with respect to the horizontal plane of the vehicle (the XY plane of the vehicle coordinate system) have been obtained.

このとき、点PからXY平面へ下ろした垂線の足を点P’とおくと、線分OP’の長さLxyは次のように計算できる。 At this time, if the foot of the perpendicular drawn from the point P to the XY plane is the point P', the length Lxy of the line segment OP' can be calculated as follows.

Figure 2022179642000014
よって、工程P1~P4における処理では、(i)と同様に、式(13)によって求められる水平距離Lxy及び角度φxyを使用すればよい。
Figure 2022179642000014
Therefore, in the processes in steps P1 to P4, the horizontal distance L xy and the angle φ xy obtained by equation (13) can be used as in (i).

[第1実施例]
次に、上記の更新装置の第1実施例について説明する。図8は、第1実施例に係る更新装置1の構成を示すブロック図である。第1実施例では、更新装置1は、外界センサによる2つの地物の計測結果に基づいて、演算により地物間距離Lを求める。
[First embodiment]
Next, a first embodiment of the update device will be described. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the update device 1 according to the first embodiment. In the first embodiment, the updating device 1 obtains the inter-feature distance L by calculation based on the measurement results of the two features by the external sensor.

図示のように、更新装置1は、ジャイロセンサ10と、車速センサ11と、外界センサ12と、進行方向取得部13と、車速パルス計測部14と、地物計測部15と、地物間距離計算部16と、距離係数校正部17と、移動距離計算部18とを備える。なお、進行方向取得部13、車速パルス計測部14、地物計測部15、地物間距離計算部16、距離係数校正部17、及び、移動距離計算部18は、CPUなどのコンピュータが予め用意されたプログラムを実行することにより実現することができる。 As illustrated, the update device 1 includes a gyro sensor 10, a vehicle speed sensor 11, an external sensor 12, a traveling direction acquisition unit 13, a vehicle speed pulse measurement unit 14, a feature measurement unit 15, an inter-feature distance A calculator 16 , a distance factor corrector 17 , and a movement distance calculator 18 are provided. Note that the traveling direction acquiring unit 13, the vehicle speed pulse measuring unit 14, the feature measuring unit 15, the inter-feature distance calculating unit 16, the distance coefficient correcting unit 17, and the movement distance calculating unit 18 are prepared in advance by a computer such as a CPU. can be realized by executing the program.

進行方向取得部13は、ジャイロセンサ10の出力に基づいて車両の進行方向Hdを取得し、地物計測部15及び距離係数校正部17に供給する。車速パルス計測部14は、車速センサ11から出力される車速パルスを計測し、車速パルス信号の平均パルス幅tなどを算出して距離係数校正部17に供給する。 The traveling direction obtaining unit 13 obtains the traveling direction Hd of the vehicle based on the output of the gyro sensor 10 , and supplies it to the feature measuring unit 15 and the distance factor calibrating unit 17 . The vehicle speed pulse measurement unit 14 measures the vehicle speed pulse output from the vehicle speed sensor 11 , calculates the average pulse width tp of the vehicle speed pulse signal, and supplies the calculated average pulse width tp to the distance factor calibration unit 17 .

外界センサ12は、例えばカメラ、LiDAR、ミリ波レーダーなどであり、地物計測部15は、外界センサ12の出力に基づいて地物までの距離を計測する。具体的には、地物計測部15は、時刻Tにおいて、車両から2つの地物までの距離L、Lを測定するとともに、進行方向取得部13から供給された車両の進行方向Hdと2つの地物の方向とのなす角φ、φを算出し、地物間距離計算部16及び移動距離計算部18に供給する。また、地物計測部15は、時刻Tにおいて、車両から2つの地物までの距離L´、L´を測定するとともに、進行方向取得部13から供給された車両の進行方向Hd´と2つの地物の方向とのなす角φ´、φ´を算出し、地物間距離計算部16及び移動距離計算部18に供給する。 The external sensor 12 is, for example, a camera, LiDAR, millimeter wave radar, or the like. Specifically, at time T 1 , the feature measurement unit 15 measures the distances L 1 and L 2 from the vehicle to the two features, and calculates the travel direction Hd of the vehicle supplied from the travel direction acquisition unit 13 . and the directions of the two features are calculated , and supplied to the inter-feature distance calculation unit 16 and the moving distance calculation unit 18 . At time T 2 , the feature measurement unit 15 measures the distances L ′ 1 and L′ 2 from the vehicle to the two features, and calculates the travel direction Hd′ of the vehicle supplied from the travel direction acquisition unit 13 . and the directions of the two features are calculated, and supplied to the inter-feature distance calculation unit 16 and the moving distance calculation unit 18 .

地物間距離計算部16は、地物計測部15が計測した2つの地物についての距離L、L及び角度φ、φに基づいて、前述の式(3)により地物間距離Lを算出して移動距離計算部18へ供給する。 Based on the distances L 1 and L 2 and the angles φ 1 and φ 2 of the two features measured by the feature measurement unit 15 , the feature distance calculation unit 16 calculates the distance between the features using the above equation (3). The distance L is calculated and supplied to the movement distance calculation unit 18 .

移動距離計算部18は、地物計測部15から供給された距離L、L、L´、L´、及び、地物間距離計算部16が算出した地物間距離Lに基づいて、前述の式(6)~(8)により、車両の移動距離ΔDを算出して距離係数校正部17に供給する。 Based on the distances L 1 , L 2 , L ′ 1 , and L ′ 2 supplied from the feature measurement unit 15 and the inter-feature distance L calculated by the inter-feature distance calculation unit 16 , the movement distance calculation unit 18 Then, the moving distance ΔD of the vehicle is calculated by the above-described formulas (6) to (8) and supplied to the distance coefficient calibration unit 17 .

距離係数校正部17は、車速パルス計測部14から供給された平均パルス幅tと、移動距離計算部18から供給された移動距離ΔDとに基づいて、1パルスあたりの移動距離d(即ち、距離係数α)を算出する。求めた1パルスあたりの移動距離から、車体速度を算出してもよい。 Based on the average pulse width t p supplied from the vehicle speed pulse measurement unit 14 and the movement distance ΔD supplied from the movement distance calculation unit 18, the distance coefficient calibration unit 17 calculates the movement distance d p per pulse (that is, , the distance factor α d ) is calculated. The vehicle body speed may be calculated from the obtained moving distance per pulse.

次に、第1実施例による距離係数更新処理について説明する。図9は、第1実施例による距離係数更新処理のフローチャートである。 Next, the distance factor updating process according to the first embodiment will be described. FIG. 9 is a flowchart of distance factor update processing according to the first embodiment.

まず、更新装置1は、進行方向取得部13が出力する車両の進行方向などに基づいて、車両が直進走行しているが否かを判定する(ステップS11)。これは、車両が直進走行していない場合は、移動距離計算部18が出力する移動距離ΔDの精度が低下するからである。具体的に、ジャイロセンサ10が車両のヨー方向の角速度ωを検出できる場合には、|ω|<Δω(Δω:所定の閾値)の場合に車両が直進走行していると判定してもよい。また、車両の操舵角δを検出できる場合には、|δ|<Δδ(Δδ:所定の閾値)の場合に車両が直進走行していると判定してもよい。 First, the update device 1 determines whether or not the vehicle is traveling straight based on the traveling direction of the vehicle output by the traveling direction acquisition unit 13 (step S11). This is because the accuracy of the movement distance ΔD output by the movement distance calculation unit 18 is lowered when the vehicle is not traveling straight ahead. Specifically, when the gyro sensor 10 can detect the angular velocity ω of the vehicle in the yaw direction, it may be determined that the vehicle is running straight when |ω|<Δω (Δω: a predetermined threshold value). . Further, when the steering angle δ of the vehicle can be detected, it may be determined that the vehicle is running straight when |δ|<Δδ (Δδ: a predetermined threshold value).

車両が直進走行していない場合(ステップS11:NO)、処理は終了する。一方、車両が直進走行している場合(ステップS11:YES)、更新装置1は、2つの地物1、2を計測し(ステップS12)、その相対距離Lを計算する(ステップS13)。 If the vehicle is not traveling straight ahead (step S11: NO), the process ends. On the other hand, if the vehicle is traveling straight ahead (step S11: YES), the updating device 1 measures the two features 1 and 2 (step S12) and calculates the relative distance L therebetween (step S13).

次に、更新装置1は、flag=0であるか否かを判定する(ステップS14)。なお、「flag」は、処理の開始時に「0」にリセットされている。flag=0である場合(ステップS14:YES)、更新装置1はflagに「1」をセットし(ステップS15)、平均パルス幅tの計算を開始して(ステップS16)、ステップS11へ戻る。 Next, the update device 1 determines whether or not flag=0 (step S14). Note that "flag" is reset to "0" at the start of processing. If flag=0 (step S14: YES), the updating device 1 sets the flag to "1" (step S15), starts calculating the average pulse width tp (step S16), and returns to step S11. .

一方、flag=0でない場合(ステップS14:NO)、更新装置1は、前述のように移動距離ΔDを算出し(ステップS17)、移動距離ΔDを用いて1パルスあたりの移動距離dを算出し(ステップS18)、距離係数αを更新する(ステップS19)。そして、処理を終了する。 On the other hand, if flag is not 0 (step S14: NO), the updating device 1 calculates the moving distance ΔD as described above (step S17), and uses the moving distance ΔD to calculate the moving distance dp per pulse. (step S18), and the distance coefficient αd is updated (step S19). Then, the process ends.

[第2実施例]
次に、上記の更新装置の第2実施例について説明する。図10は、第2実施例に係る更新装置1xの構成を示すブロック図である。更新装置1xは、高精度地図データを記憶した地図データベース(DB)19を備える点で第1実施例の更新装置1と異なるが、それ以外の構成要素は第1実施例の更新装置1と同様であるので説明を省略する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the update device will be described. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the update device 1x according to the second embodiment. The updating device 1x differs from the updating device 1 of the first embodiment in that it includes a map database (DB) 19 storing high-precision map data, but the other components are the same as those of the updating device 1 of the first embodiment. Therefore, the explanation is omitted.

第2実施例の更新装置1xにおいては、地物間距離取得部16は、地図DB19内に記憶されている高精度地図データを利用して、2つの地物の地物間距離Lを取得する。 In the updating device 1x of the second embodiment, the feature-to-feature distance acquisition unit 16 uses the high-precision map data stored in the map DB 19 to acquire the feature-to-feature distance L between two features. .

図11は、第2実施例に係る距離係数更新処理のフローチャートである。図9に示す第1実施例の距離係数更新処理と比較すると、第2実施例に係る距離係数更新処理では、第1実施例のステップS13の代わりに、ステップS26で地図DBから地物間距離Lを取得する点が異なるが、それ以外の点は基本的に第1実施例に係る距離係数更新処理と同様である。具体的には、第2実施例の距離係数更新処理におけるステップS21~22、S23~25、S27~29は、それぞれ第1実施例の距離係数更新処理におけるステップS11~12、S14~16、S17~S19と同一である。 FIG. 11 is a flowchart of distance factor update processing according to the second embodiment. Compared with the distance factor updating process of the first embodiment shown in FIG. 9, in the distance factor updating process according to the second embodiment, instead of step S13 of the first embodiment, in step S26, the distance between features is calculated from the map DB. The difference is that L is acquired, but other points are basically the same as the distance factor updating process according to the first embodiment. Specifically, steps S21 to 22, S23 to 25, and S27 to 29 in the distance factor update process of the second embodiment correspond to steps S11 to 12, S14 to 16, and S17 in the distance factor update process of the first embodiment, respectively. to S19.

[地物計測周期]
上記の距離係数更新処理において求められる1パルスあたりの移動距離dは、時刻Tから時刻Tまでの時間間隔ΔTの間の1パルスあたりの移動距離の平均値である。そのため、時間間隔ΔTの間のパルス幅の変動が大きいと、算出される移動距離dの精度が悪化する。従って、時間間隔ΔTの間のパルス数はできるだけ少ないことが望ましい。
[Feature measurement cycle]
The moving distance dp per pulse obtained in the above distance coefficient updating process is the average value of the moving distance per pulse during the time interval ΔT from time T1 to time T2 . Therefore, if the pulse width fluctuates significantly during the time interval ΔT, the accuracy of the calculated moving distance dp deteriorates. Therefore, it is desirable to have as few pulses as possible during the time interval ΔT.

単位時間あたりのパルス数は車両の走行速度によって異なる。例えば、図12(A)に示すように、1秒間あたりのパルス数を考える。タイヤ1回転あたり2パルス出力される車種では、1秒間あたりのパルス数は、時速10kmでは3パルス、時速50kmでは17パルス、時速100kmでは35パルスであり、走行速度によって大きな差がある。 The number of pulses per unit time varies depending on the running speed of the vehicle. For example, consider the number of pulses per second as shown in FIG. In a vehicle type that outputs 2 pulses per tire rotation, the number of pulses per second is 3 pulses at 10 km/h, 17 pulses at 50 km/h, and 35 pulses at 100 km/h, and there is a large difference depending on the running speed.

そこで、外界センサの計測周期や車種を鑑みて、走行速度に応じて時間間隔ΔTを変化させれば、パルス幅の変動による移動距離dの精度の悪化を抑制できる。図12(B)は走行速度とパルス幅との関係を示す。例えば、外界センサの計測周期が50ms(20Hz)で1回転あたり2パルス出力される車種の場合、走行速度が時速20km未満のときはΔT=300ms、時速20km以上時速30km未満のときはΔT=200ms、時速30km以上時速60km未満のときはΔT=100ms、時速60km以上のときはΔT=50msとすると、時間間隔ΔTの間に計測できるパルス数が1パルスもしくは2パルス程度となり、高精度に移動距離dを計算することができる。 Therefore, by changing the time interval ΔT according to the running speed in consideration of the measurement period of the external sensor and the vehicle type, it is possible to suppress deterioration in the accuracy of the movement distance dp due to fluctuations in the pulse width. FIG. 12B shows the relationship between running speed and pulse width. For example, in the case of a vehicle type that outputs 2 pulses per rotation at a measurement cycle of the external sensor of 50 ms (20 Hz), ΔT = 300 ms when the traveling speed is less than 20 km/h, and ΔT = 200 ms when the speed is 20 km/h or more and less than 30 km/h. , ΔT = 100 ms when the speed is 30 km/h or more and less than 60 km/h, and ΔT = 50 ms when the speed is 60 km/h or more. dp can be calculated.

[変形例]
(変形例1)
上記の距離係数更新処理では2つの地物を計測しているが、同時に3つ以上の地物を計測できた場合には、移動距離ΔDを複数通り計算し、それらを平均した値を距離係数の更新に使用することができる。
[Modification]
(Modification 1)
In the above distance factor updating process, two features are measured, but if three or more features can be measured at the same time, the moving distance ΔD is calculated multiple times, and the average value of them is the distance factor can be used to update

例えば、地物を3個計測できた場合、図13に示すように、地物1と地物2、地物2と地物3、地物3と地物1の組み合わせを選ぶことができる。それぞれの組み合わせにおいて、前述の工程P1~P3の方法で時刻Tから時刻Tの間の移動距離を計算する。地物1と地物2の組み合わせにより得られた移動距離をΔD12とし、地物2と地物3の組み合わせにより得られた移動距離をΔD23とし、地物3と地物1の組み合わせにより得られた移動距離をΔD31とすると、以下のようにこれらを平均した値を移動距離ΔDとして使用することができる。 For example, when three features can be measured, a combination of feature 1 and feature 2, feature 2 and feature 3, and feature 3 and feature 1 can be selected as shown in FIG. For each combination, the movement distance between time T1 and time T2 is calculated by the method of steps P1 to P3 described above. Let ΔD 12 be the movement distance obtained by the combination of feature 1 and feature 2, ΔD 23 be the movement distance obtained by the combination of feature 2 and feature 3, and ΔD 23 be the movement distance obtained by the combination of feature 3 and feature 1. Assuming that the resulting traveled distance is ΔD 31 , the average value of these can be used as the traveled distance ΔD as follows.

Figure 2022179642000015
Figure 2022179642000015

これにより、移動距離ΔDの精度を統計的に向上させることができ、1パルスあたりの移動距離の精度も向上する。 As a result, the accuracy of the movement distance ΔD can be statistically improved, and the accuracy of the movement distance per pulse is also improved.

(変形例2)
上記の第1実施例では2つの地物の計測結果から地物間距離Lを算出しており、第2実施例では地図データを用いて地物間距離Lを取得しているが、両者を組み合わせて使用してもよい。例えば、高精度地図データが存在するエリアにおいては高精度地図データを使用して地物間距離Lを求め、高精度地図データが存在しないエリアでは地物の計測結果から地物間距離を求めてもよい。また、車両の状況に応じて、いずれか精度の高い方で得られた地物間距離Lを用いることとしてもよい。
(Modification 2)
In the first embodiment described above, the inter-feature distance L is calculated from the measurement results of the two features, and in the second embodiment, the inter-feature distance L is obtained using the map data. May be used in combination. For example, in an area where high-precision map data exists, the distance L between features is obtained using the high-precision map data, and in an area where high-precision map data does not exist, the distance between features is obtained from the measurement results of the features. good too. Further, depending on the situation of the vehicle, the inter-feature distance L obtained with the higher accuracy may be used.

(変形例3)
図9のステップS11及び図11のステップS21に示されるように、実施例の距離係数更新処理では、基本的に車両が直進走行しているときに距離係数の更新を行う。但し、現実には車両は直進走行しているように見えても、厳密には直進しておらず、微少なふらつきがある。よって、工程P4で求められる移動距離ΔDは、実際の移動距離ではなく近似値となる。このため、時間間隔ΔTが大きすぎると、実際の移動距離と工程P4で計算される移動距離との差が大きくなってしまう。この観点から、時刻Tから時刻Tまでの時間間隔ΔTをできる限り小さくすることが望ましい。
(Modification 3)
As shown in step S11 in FIG. 9 and step S21 in FIG. 11, in the distance factor update process of the embodiment, the distance factor is basically updated when the vehicle is traveling straight. However, even if the vehicle appears to be traveling straight ahead in reality, it is not strictly traveling straight and there is slight fluctuation. Therefore, the moving distance ΔD obtained in step P4 is not an actual moving distance but an approximate value. Therefore, if the time interval ΔT is too large, the difference between the actual movement distance and the movement distance calculated in step P4 will become large. From this point of view, it is desirable to make the time interval ΔT from time T1 to time T2 as short as possible.

(変形例4)
外界センサを車両の低い位置に取り付けると、周囲の車両によりオクルージョンが増え、距離係数の更新に好適な地物を検出できる頻度が減ってしまうと考えられる。よって、外界センサを、周囲の車両の高さよりも上方を計測できるように設置することが好ましい。これにより、地物の検出頻度が増加し、距離係数の更新回数が増加するため、距離係数の精度を向上させることができる。
(Modification 4)
If the external sensor is installed at a low position on the vehicle, occlusion will increase due to surrounding vehicles, and it is thought that the frequency of detecting suitable features for updating the distance factor will decrease. Therefore, it is preferable to install the external sensor so that it can measure above the height of the surrounding vehicles. This increases the frequency of feature detection and increases the number of times the distance coefficient is updated, thereby improving the accuracy of the distance coefficient.

10 ジャイロセンサ
11 車速センサ
12 外界センサ
13 進行方向取得部
14 車速パルス計測部
15 地物計測部
16 地物間距離計算部
17 距離係数構成部
18 移動距離計算部
19 地図データベース
REFERENCE SIGNS LIST 10 gyro sensor 11 vehicle speed sensor 12 external sensor 13 traveling direction acquisition unit 14 vehicle speed pulse measurement unit 15 feature measurement unit 16 distance calculation unit between features 17 distance coefficient configuration unit 18 movement distance calculation unit 19 map database

Claims (1)

出射された光の地物による反射光を受光することにより、前記地物までの距離を取得する第1取得部と、
前記第1取得部によって距離が取得された2つの地物について、当該2つの地物間の距離を取得する第2取得部と、
前記第1取得部及び前記第2取得部の取得結果に基づき、第1時刻から第2時刻までの移動体の移動距離を算出する算出部と、
を備えることを特徴とする距離推定装置。
a first acquisition unit that acquires a distance to the feature by receiving reflected light from the emitted light from the feature;
a second acquisition unit that acquires a distance between two features whose distances have been acquired by the first acquisition unit;
a calculation unit that calculates a moving distance of the moving object from a first time to a second time based on the acquisition results of the first acquisition unit and the second acquisition unit;
A distance estimation device comprising:
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