CN111066071B - 驾驶辅助车辆的位置误差校正方法及位置误差校正装置 - Google Patents

Abstract

即使在没有白线和人行横道的交叉路口，也将左右转弯通过了交叉路口后的本车位置靠近车道内中央。在包括在自动驾驶行驶中校正导航误差导航控制单元(3)的自动驾驶车辆的位置误差校正装置中，导航控制单元(3)在校正目标路径的目标路径校正器(36)中，具有道路边界信息综合单元(361)、横向校正量计算单元(362)、以及横向并行移动单元(363)。道路边界信息综合单元(361)检测本车行驶的车道的车道边界。横向校正量计算单元(362)通过比较车道边界的检测结果和地图上的目标路径之间的位置关系，计算目标路径的横向校正量目标值，通过根据本车的车辆姿态角即方位使得到横向校正量目标值的目标路径的横向移动速度变化，计算横向校正量。若算出横向校正量，则横向并行移动单元(363)通过使目标路径在横向方向的相当横向校正量的并行移动来进行校正。

Description

驾驶辅助车辆的位置误差校正方法及位置误差校正装置

技术领域

本发明涉及在驾驶辅助行驶中校正在本车位置和目标路径之间产生的误差的驾驶辅助车辆的位置误差校正方法及位置误差校正装置。

背景技术

以往，在交叉路口行驶中通过检测人行横道，计算交叉路口位置。而且，已知若基于地图信息中的交叉路口位置信息判定为算出的交叉路口位置是校正本车的自身位置的合适的位置，则校正本车的自身位置的本车辆位置校正装置(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－174877号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，作为以往装置，被应用于本车的自身位置校正，但存在仅限于有人行横道的交叉路口的问题。

本发明着眼于上述问题而完成，目的在于，即使在没有白线和人行横道的交叉路口，也将左右转弯通过了交叉路口后的本车位置靠近车道内中央。

用于解决课题的方案

为了实现上述目的，本发明包括控制器，在驾驶辅助行驶中，校正在本车位置和目标路径之间产生的误差。

在该驾驶辅助车辆的位置误差校正方法中，检测本车行驶的车道的车道边界。

通过比较检测出的车道边界和地图上的目标路径之间的位置关系，计算目标路径的横向校正量目标值。

通过使得到横向校正量目标值的目标路径的横向移动速度根据本车的车辆姿态角即方位而变化，计算横向校正量。

通过使目标路径在横向方向上并行移动相当横向校正量来进行校正。

发明效果

如上述，通过使横向校正量目标值根据本车的车辆姿态角即方位而变化，计算横向校正量，即使在没有白线和人行横道的交叉路口，也可以将左右转弯通过了交叉路口后的本车位置靠近车道内中央。

附图说明

图1是表示应用了实施例1的位置误差校正方法及位置误差校正装置的自动驾驶控制系统的整体系统图。

图2是表示实施例1中车载传感器之中右侧方识别摄像机及左侧方识别摄像机的立体图。

图3是表示实施例1中车载传感器之中设在车辆前方的左右位置的激光定位器的立体图。

图4是表示实施例1中导航控制单元中具有的目标路径校正器的整体框图。

图5是表示图4所示的目标路径校正器之中横向校正量计算单元的详细框图。

图6是表示图5所示的横向校正量计算单元之中速率限制器单元的详细框图。

图7是表示地图坐标系、车辆坐标系、方位和地图坐标系中的横向校正量的纬度方向分量及经度方向分量和车辆坐标系中的横向校正量的横向方向分量及纵向方向分量的说明图。

图8是表示在没有白线的交叉路口生成的目标路径TL1(校正前)、目标路径TL2(校正后，忽略车辆姿态)、目标路径TL3(校正后，考虑车辆姿态)的比较的目标路径对比说明图。

图9是表示在没有白线的交叉路口中的目标路径TL2(校正后，忽略车辆姿态)和目标路径TL3(校正后，考虑车辆姿态)中比较的横向校正量变化特性和目标路径TL3(校正后，考虑车辆姿态)的车辆姿态角(方位)的变化特性的时序图。

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施例1说明实现本发明的驾驶辅助车辆的位置误差校正方法及位置误差校正装置的优选实施方式。

实施例1

首先，说明结构。

实施例1中的位置误差校正方法及位置误差校正装置，应用于使用由导航控制单元生成的目标路径信息，转向/驱动/制动根据自动驾驶模式的选择而被自动控制的自动驾驶车辆(驾驶辅助车辆的一例子)。以下，将实施例1的结构分成“整体系统结构”、“导航控制单元的详细结构”、“目标路径校正器的整体结构”、“横向校正量计算单元的详细结构”、“速率限制器单元的详细结构”进行说明。

[整体系统结构]

图1表示应用了实施例1的位置误差校正方法及位置误差校正装置的自动驾驶控制系统。图2表示车载传感器之中右侧方识别摄像机及左侧方识别摄像机，图3表示车载传感器之中设在车辆前方的左右位置的激光定位器。以下，基于图1～图3说明整体系统结构。

如图1所示，自动驾驶控制系统包括车载传感器1、周围环境识别单元2、导航控制单元3、自动驾驶控制单元4、以及致动器5。再者，周围环境识别单元2、导航控制单元3、自动驾驶控制单元4包括CPU等运算处理装置，是执行运算处理的计算机。

车载传感器1是被装载在自动驾驶车辆上、获取本车的周边信息的传感器。具有前方识别摄像机11、后方识别摄像机12、右侧方识别摄像机13、左侧方识别摄像机14、激光定位器15、以及雷达16。再者，作为获取本车的周边信息以外的自动驾驶控制所需要的信息的传感器类型，有图外的车速传感器、陀螺传感器和转向开关等。

组合前方识别摄像机11、后方识别摄像机12、右侧方识别摄像机13、左侧方识别摄像机14而构成周围识别摄像机(AVM：环视监视器)。在这种周围识别摄像机中，探测本车行驶路上物体、本车行驶路外物体(道路构造物、前行车、后续车、相向车、周围车辆、行人、自行车、两轮车)、本车行驶路(道路白线、道路边界、停止线、人行横道)、路标(限速)等。

如图2所示，右侧方识别摄像机13是内置在右侧车门后视镜中的鱼眼摄像机，具有右侧白线横向位置检测功能。如图2所示，左侧方识别摄像机14是内置在左侧车门后视镜中的鱼眼摄像机，具有左侧白线横向位置检测功能。

再者，右侧白线横向位置是指从本车A的车宽方向中心线CL的位置至右侧白线WR的内端位置为止的长度。左侧白线横向位置是指从本车A的车宽方向中心线CL的位置至左侧白线WL的内端位置为止的长度。再者，右侧白线WR和左侧白线WL是左右车道边界，右侧白线横向位置和左侧白线横向位置被设为左右车道边界检测结果。

激光定位器15和雷达16被配置在本车的前端位置，将输出波的照射轴朝向车辆前方，通过接受反射波而探测本车前方存在的物体，同时探测距本车前方的物体的距离。将称为激光定位器15和雷达16的两种测距传感器组合而构成激光定位器/雷达，例如，可以使用激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、雷达测距仪等。在这种激光定位器15和雷达16中，探测本车行驶路上物体、本车行驶路外物体(道路构造物、前行车、后续车、相向车、周围车辆、行人、自行车、两轮车)等的位置和距物体的距离。

这里，如图3所示，激光定位器15，在本车A的前端左右位置向右斜下方和向左斜下方被可摇头地设置，具有右侧路牙横向位置检测功能和左侧路牙横向位置检测功能。再者，右侧路牙横向位置是指从本车A的车宽方向中心线CL的位置至右侧路牙ER的内端位置为止的长度。左侧路牙横向位置是指从本车A的车宽方向中心线CL的位置至左侧路牙EL的内端位置为止的长度。再者，右侧路牙ER和左侧路牙EL是左右的道路边缘，从右侧路牙横向位置规定距离内侧位置和从左侧路牙横向位置规定距离内侧位置被设为左右的车道边界检测结果。

周围环境识别单元2输入来自各识别摄像机11、12、13、14的图像数据和来自激光定位器15/雷达16的物体数据。该周围环境识别单元2具有生成图像数据和物体数据的校准数据的校准处理单元21、以及基于校准数据进行物体识别处理的物体识别处理单元22。

校准处理单元21估计来自各识别摄像机11、12、13、14的图像数据的参数和来自激光定位器15/雷达16的物体数据的参数，使用参数生成图像数据和物体数据的校准数据并输出。例如，在来自各识别摄像机11、12、13、14的图像数据的情况下，使用参数进行光轴和镜头失真的校正等。

物体识别处理单元22输入来自校准处理单元21的校准数据，基于校准数据进行物体识别处理，输出识别结果数据。在该物体识别处理单元22中，例如，将图像数据和物体数据进行比较处理，若根据物体数据确认在基于图像数据的物体候选的位置存在物体，则识别存在的物体，并且识别物体是什么物体。

导航控制单元3输入来自GNSS天线31的本车位置信息，将包含道路信息的地图数据和利用了卫星通信的GPS(全球定位系统)组合，根据路线检索而生成从当前位置至目的地的目标路径。然后，将生成的目标路径显示在地图上，同时输出目标路径信息。

这里，“GNSS”是“Global Navigation Satellite System：全球导航卫星系统”的简称，“GPS”是“Global Positioning System(全球定位系统)”的简称。再者，对于导航控制单元3的详细结构，将后述。

自动驾驶控制单元4输入来自周围环境识别单元2的物体识别处理单元22的识别结果数据和来自导航控制单元3的目标路径信息。然后，基于输入信息生成目标车速、目标加速度和目标减速度。而且，根据生成的目标加速度运算驱动控制指令值，将运算结果输出到驱动致动器51。根据生成的目标减速度运算制动控制指令值，将运算结果输出到制动致动器52。根据输入的目标路径信息运算转向角控制指令值，将运算结果输出到转向角致动器53。

致动器5具有驱动致动器51、制动致动器52、以及转向角致动器53。

驱动致动器51是从自动驾驶控制单元4输入驱动控制指令值，控制驱动源驱动力的致动器。即，发动机车的情况下，使用发动机致动器。混合动力车的情况下，使用发动机致动器和电机致动器。电动汽车的情况下，使用电机致动器。

制动致动器52是从自动驾驶控制单元4输入制动控制指令值，控制致动器制动力的致动器。再者，作为制动致动器52，使用液压增压器和电动增压器等。

转向角致动器53是从自动驾驶控制单元4输入转向角控制指令值，控制转向轮的转向角的致动器。再者，作为转向角致动器53，使用转向角控制电机等。

[导航控制单元的详细结构]

基于图1说明设定目的地、运算最优的目标路径、并显示自动驾驶用的目标路径的导航控制单元3的详细结构。

如图1所示，导航控制单元3包括GNSS天线31、31、位置信息处理单元32、目的地设定单元33、地图数据存储单元34、路线检索处理单元35、目标路径校正器36、以及显示装置37。

通过安装在本车的前后位置，GNSS天线31、31按其位置关系获取本车的车辆姿态角即方位信息。再者，在GNSS天线31、31的接收状况恶化时，基于来自车载的陀螺传感器的传感器信息获取偏航率信息，通过将获取的偏航率信息积分而插补方位信息。

位置信息处理单元32基于从GNSS天线31、31输入的卫星通信信息，进行本车的停车位置和本车的行驶位置的纬度、经度的检测处理。来自位置信息处理单元32的本车位置信息被输出到路线检索处理单元35。

根据驾驶员对显示装置37的显示画面的触摸板操作等，目的地设定单元33进行本车的目的地的输入设定。来自目的地设定单元33的目的地信息被输出到路线检索处理单元35。

地图数据存储单元34是将纬度经度和地图信息相关联的、所谓电子地图数据的存储单元。在地图数据中，具有与各地点相关联的道路信息，道路信息由节点、连接节点间的链接定义。道路信息包含根据道路的位置/区域确定道路的信息、以及每条道路的道路类别、每条道路的道路宽度、道路的形状信息。对各道路链接的每个识别信息，道路信息将交叉路口的位置、交叉路口的进入方向、交叉路口的类别及其他交有关叉路口的信息关联存储。此外，对各道路链接的每个识别信息，道路信息将道路类别、道路宽度、道路形状、可否直行、行进的优先关系、可否超车(可否进入邻接车道)、限速、有关其他道路的信息关联存储。

路线检索处理单元35输入来自位置信息处理单元32的本车位置信息、来自目的地设定单元33的目的地信息、以及来自地图数据存储单元34的道路地图信息(道路地图数据)。然后，基于道路地图信息，通过路线成本计算等生成目标路径。再者，目标路径的生成，可以使用GPS和地图生成，但取代使用GPS和地图，在存在前行车时，也可以将前行车的行驶轨迹设为目标路径。这种情况下，在GPS的位置精度较低时，通过将行驶轨迹用作目标路径，后述的目标路径校正器36中的横向并行移动量较小即可，可以进行更平稳的车辆行为。

目标路径校正器36输入来自物体识别处理单元22的识别结果数据和来自路线检索处理单元35的目标路径。除目标路径以外，还输入白线横向方向距离(左右)、静止物体横向方向距离(左右)、路牙横向方向距离(左右)、基于驾驶员的方向指示器(方向指示灯)的使用状况、车道变更状况、车速等信息。基于这些输入信息，检测本车行驶的车道的车道边界。然后，将检测出的车道边界和地图上的目标路径的位置关系进行比较，在目标路径存在于相对车道边界的规定距离以内的情况下，或者在目标路径存在于相对车道边界与本车相反侧的情况下，将目标路径通过横向方向的并行移动进行校正。

这里，“规定距离”是指，在本车靠近车道边界时，对驾驶员造成不安感的距离，例如，假设从本车的车宽方向中心线至车道边界为2m(米)左右(从本车的侧面至车道边界为1m左右)的距离。再者，在目标路径存在于相对车道边界与本车相反侧的情况下，无论与本车的距离如何，都将目标路径通过横向方向的并行移动进行校正。

显示装置37输入来自地图数据存储单元34的地图数据信息和来自目标路径校正器36的目标路径信息。然后，在显示画面上，显示地图、道路、目标路径、本车位置和目的地。即，在基于自动驾驶的行驶中，显示装置37提供本车在地图上移动到哪里等的本车位置视觉信息。

[目标路径校正器的整体结构]

图4表示在实施例1中导航控制单元3(控制器)具有的目标路径校正器36。以下，基于图4说明目标路径校正器36的整体结构。

在基于自动驾驶的行驶中，将使用导航信息检测出的本车位置与地图信息重合时，目标路径校正器36将在本车位置和目标路径之间发生的导航误差通过目标路径的横向并行移动进行校正。如图4所示，这种目标路径校正器36具有道路边界信息综合单元361(车道边界检测单元)、横向校正量计算单元362、以及横向并行移动单元363。

道路边界信息综合单元361输入白线横向方向距离(左右)、静止物体横向方向距离(左右)、路牙横向方向距离(左右)、基于驾驶员的方向指示器(方向指示灯)的使用状况、车道变更状况、车速等信息。然后，检测本车A行驶的车道的车道边界，将本车A和车道边界横向方向距离(左右)输出到横向校正量计算单元362。

横向校正量计算单元362输入来自路线检索处理单元35的目标路径、来自道路边界信息综合单元361的车道边界横向方向距离(左右)、基于驾驶员的方向指示器的使用状况、车道变更状况、车速、方位等信息。然后，将检测出的车道边界和地图上的目标路径的位置关系进行比较，在目标路径存在于相对车道边界的规定距离以内的情况下，或者在目标路径存在于相对车道边界与本车A的相反侧的情况下，计算目标路径的横向校正量。

横向并行移动单元363输入来自路线检索处理单元35的目标路径、以及来自横向校正量计算单元362的横向校正量。然后，若算出横向校正量，则如图4的右下的框B所示，将目标路径通过相当横向校正量的横向方向的并行移动进行校正，生成新的目标路径。通过该目标路径的横向并行移动校正，在本车A的行进方向和目标路径偏移时，本车A的行进方向和新的目标路径的一致性被提高。

[横向校正量计算单元362的详细结构]

图5表示目标路径校正器36之中横向校正量计算单元362。以下，基于图5说明横向校正量计算单元362的详细结构。

如图5所示，横向校正量计算单元362具有横向偏差计算单元362a、位置关系理解单元362b、横向校正量计算单元362c、变化速率最大值确定单元362d、以及速率限制器362e。

横向偏差计算单元362a输入来自路线检索处理单元35的目标路径，计算目标路径和本车的横向偏差Y0。

位置关系理解单元362b输入来自横向偏差计算单元362a的横向偏差Y0、以及来自道路边界信息综合单元361的车道边界横向方向距离(左右)。然后，通过比较目标路径和车道边缘的位置关系，理解(掌握)目标路径和车道边界的位置关系。此时，当目标路径存在于相对车道边界(左)在规定距离以内的情况下，或者当目标路径存在于相对车道边界(左)与本车相反侧的情况下，输出左边界检测状况(标记)。另一方面，当目标路径相对车道边界(右)在规定距离以内存在的情况下，或者当目标路径相对车道边界(右)在与本车相反侧存在的情况下，输出右边界检测状况(标记)。

横向校正量计算单元362c输入来自位置关系理解单元362b的左边界检测状况(标记)及右边界检测状况(标记)、以及来自道路边界信息综合单元361的车道边界横向方向距离(左右)。然后，计算目标路径的横向校正量，以使目标路径的位置和本车的位置一致，并将计算结果作为横向校正量目标值输出。

变化速率最大值确定单元362d输入基于驾驶员的方向指示器的使用状况、车道变更状况、车速、左边界检测状况(标记)、以及右边界检测状况(标记)。然后，确定横向校正量变化速率(目标路径的移动速度)的下限值和上限值。

即，在通过横向方向的并行移动校正目标路径时，变化速率最大值确定单元362d具有不仅将在横向方向上并行移动的目标路径的移动速度(横向校正量变化速率)规定为规定速度、而且根据状况而可变地规定的功能。

速率限制器单元362e输入来自变化速率最大值确定单元362d的横向校正量目标值、来自变化速率最大值确定单元362d的横向校正量变化速率下限值及横向校正量变化速率上限值、以及方位。然后，对于横向校正量目标值根据横向校正量变化速率(目标路径的横向并行移动速度)加以限制并设为横向校正量。

变化速率最大值确定单元362d具有低车速时变化抑制单元362d1、第1速率切换单元362d2、第2速率切换单元362d3、第3速率切换单元362d4、第4速率切换单元362d5、第1速率累计单元362d6、以及第2速率累计单元362d7。

低车速时变化抑制单元362d1将车速作为输入，若本车的车速下降，则确定对应车速的变化速率，使得根据车速下降而减小目标路径的移动速度。然后，若本车停车，则将对应车速的变化速率设为零。

第1速率切换单元362d2将车道变更状况作为触发，在无车道变更的通常行驶场景时，选择对应车速的变化速率，若被输入车道变更状况，则将变化速率切换为零。

第2速率切换单元362d3将基于驾驶员的方向指示器使用状况作为触发，在方向指示器不使用时，切换为来自第1速率切换单元362d2的变化速率，若被输入方向指示器使用状况，则切换为变化速率＝∞。

第3速率切换单元362d4将右边界检测状况(标记)作为触发，切换大速率(固定值)和小速率(固定值)。

第4速率切换单元362d5将左边界检测状况(标记)作为触发，切换大速率(固定值)和小速率(固定值)。

第1速率累计单元362d6输入来自第2速率切换单元362d3的变化速率和来自第3速率切换单元362d4的变化速率，通过累计两个变化速率，计算横向校正量变化速率上限值。

第2速率累计单元362d7输入来自第2速率切换单元362d3的变化速率和来自第4速率切换单元362d5的变化速率，通过累计两个变化速率，计算横向校正量变化速率上限值。

在该变化速率最大值确定单元362d中，如下述列举的那样，控制将目标路径进行基于横向并行移动的校正时的移动速度(变化速率)。

(a)在使目标路径向横向方向并行移动时，若本车车道变更，则在车道变更中，将目标路径的移动速度设为零，并保持并行移动量(第1速率切换单元362d2)。

(b)在使目标路径向横向方向并行移动时，若本车的车速下降，则根据车速减小目标路径的移动速度(低车速时变化抑制单元362d1)。

(c)在使目标路径向横向方向并行移动时，若本车停车，则将目标路径的移动速度设为零，并保持并行移动量(低车速时变化抑制单元362d1)。

(d)在使目标路径向横向方向并行移动时，若在本车的附近没有检测到左右车道边缘，则减缓向左右的目标路径的移动速度(第3速率切换单元362d4，第4速率切换单元362d5)。

(e)在使目标路径向横向方向并行移动时，若仅在本车左侧的附近检测到车道边缘，则减缓向左的目标路径的移动速度，加快向右的目标路径的移动速度(第3速率切换单元362d4，第4速率切换单元362d5)。

(f)在使目标路径向横向方向并行移动时，若仅在本车右侧的附近检测到车道边缘，则加快向左的目标路径的移动速度，减缓向右的目标路径的移动速度(第3速率切换单元362d4，第4速率切换单元362d5)。

(g)在使目标路径向横向方向并行移动时，若在本车的附近检测到左右车道边缘，则加快向左右的目标路径的移动速度(第3速率切换单元362d4，第4速率切换单元362d5)。

[速率限制器单元的详细结构]

图6表示在图5所示的横向校正量计算单元362之中速率限制器单元362e，图7表示为了说明速率限制器单元362e而需要的地图坐标系、车辆坐标系和方位等。以下，基于图6及图7，说明速率限制器单元362e的详细结构。

如图6所示，速率限制器单元362e具有速率限制器362e1、旋转变换单元362e2、X方向校正量读出单元362e3、Y方向校正量读出单元362e4、逆旋转变换单元362e5、以及纵向校正量减少单元362e6。

速率限制器362e1输入横向校正量变化速率上限值、横向校正量变化速率下限值、以AVM等算出的横向校正量目标值、以及基于来自逆旋转变换单元362e5的方位的横向校正量。然后，通过将横向校正量目标值根据变化速率上限值、变化速率下限值和基于方位的横向校正量进行限制，输出最终的横向校正量。

旋转变换单元362e2输入方位、来自速率限制器362e1的横向校正量、以及来自纵向校正量减少单元362e6的纵向校正量(横向校正量的纵向方向分量)。然后，如图7所示，将来自速率限制器362e1的基于车辆坐标系的横向校正量使用方位而旋转变换到地图坐标系中，输出地图坐标系中的X方向校正量(横向校正量的经度方向分量)和Y方向校正量(横向校正量的纬度方向分量)。

X方向校正量读出单元362e3从旋转变换单元362e2输入地图坐标系中的X方向校正量(横向校正量的经度方向分量)。然后，读出1步骤前的X方向校正量(横向校正量的经度方向分量)。

Y方向校正量读出单元362e4从旋转变换单元362e2输入地图坐标系中的Y方向校正量(横向校正量的纬度方向分量)。然后，读出1步骤前的Y方向校正量(横向校正量的纬度方向分量)。

逆旋转变换单元362e5输入方位、1步骤前的X方向校正量(横向校正量的经度方向分量)、以及1步骤前的Y方向校正量(横向校正量的纬度方向分量)。然后，将基于地图坐标系的横向校正量使用方位而逆旋转变换到车辆坐标系中，输出车辆坐标系中的横向校正量(车辆坐标系中的横向方向分量)和纵向校正量(车辆坐标系中的纵向方向分量)。

纵向校正量减少单元362e6从逆旋转变换单元362e5输入纵向校正量(车辆坐标系中的纵向方向分量)，将根据小于1的减少系数而逐渐减少的纵向校正量输出到旋转变换单元362e2。

接着，说明作用。

将实施例1的作用分为“比较例子中的位置误差校正作用”、“实施例1中的位置误差校正作用”进行说明。

[比较例子中的位置误差校正作用]

图8表示在没有白线的交叉路口生成的目标路径TL1(校正前)、目标路径TL2(校正后，忽略车辆姿态)的比较。图9表示以在没有白线的交叉路口中的目标路径TL2(校正后，忽略车辆姿态)和目标路径TL3(校正后，考虑车辆姿态)进行比较的横向校正量变化特性。以下，基于图8及图9说明比较例中的位置误差校正作用。

首先，比较例子中，假设对校正前的目标路径TL1，进行横向移动校正但不将方位包含在输入信息中而忽略车辆姿态。

若限于短时间内在地图坐标系中观察时，则GPS位置偏移向任一方位偏移了一定值。但是，在要校正该偏移的情况下，本车的行进方向的法线分量可由各种传感器进行校正，但行进方向由于缺乏信息而很困难。

对此，如比较例子，还考虑仅处理法线方向分量(称为横向校正量)，由道路边界信息进行更新。但是，在交叉路口进行左右转弯时，在交叉路口内通常没有白线，所以得不到道路边界，行进方向也会改变，不能进行正确的校正。

即，在进行横向移动校正但不将方位包含在输入信息中而忽略车辆姿态的比较例子的情况下，如图8所示，相对校正前的目标路径TL1，校正后的目标路径TL2(校正后，忽略车辆姿态)，曲率变化部分向弯道外侧极大地鼓起。然后，穿过交叉路口时本车A的位置偏离了左右白线的中心线。

因此，在没有白线的交叉路口中，如图9的目标路径TL2(校正后，忽略车辆姿态)的横向校正量变化特性所示，在从时刻t1开始方位向左转弯侧变化时，在穿过交叉路口进入直行行驶之前需要从时刻t1至时刻t3为止的所需时间ΔT2。

[实施例1中的位置误差校正作用]

图8表示在没有白线的交叉路口生成的目标路径TL1(校正前)、目标路径TL2(校正后，忽略车辆姿态)、目标路径TL3(校正后，考虑车辆姿态)的比较。图9表示以在没有白线的交叉路口中的目标路径TL2(校正后，忽略车辆姿态)和目标路径TL3(校正后，考虑车辆姿态)进行比较的横向校正量变化特性和基于目标路径TL3(校正后，考虑车辆姿态)的车辆姿态角(方位)的变化特性。以下，基于图6、图8及图9说明实施例1中的位置误差校正作用。

首先，说明速率限制器单元362e中基于方位的横向校正量的计算作用。在速率限制器362e1中，被输入横向校正量变化速率上限值、横向校正量变化速率下限值、以AVM等算出的横向校正量目标值、以及基于来自逆旋转变换单元362e5的方位的横向校正量。然后，通过将横向校正量目标值根据变化速率上限值、变化速率下限值和基于方位的横向校正量进行限制，最终的横向校正量被输出。此时，通过下述处理得到基于来自逆旋转变换单元362e5的方位的横向校正量。

在旋转变换单元362e2中，被输入方位、来自速率限制器362e1的横向校正量、以及来自纵向校正量减少单元362e6的纵向校正量(横向校正量的纵向方向分量)。然后，来自速率限制器362e1的车辆坐标系的横向校正量，使用方位被旋转变换到地图坐标系中，地图坐标系中的X方向校正量(横向校正量的经度方向分量)和Y方向校正量(横向校正量的纬度方向分量)被输出。

在X方向校正量读出单元362e3中，从旋转变换单元362e2输入地图坐标系中的X方向校正量(横向校正量的经度方向分量)，读出1步骤前的X方向校正量(横向校正量的经度方向分量)。在Y方向校正量读出单元362e4中，从旋转变换单元362e2输入地图坐标系中的Y方向校正量(横向校正量的纬度方向分量)，读出1步骤前的Y方向校正量(横向校正量的纬度方向分量)。

然后，在逆旋转变换单元362e5中，被输入方位、1步骤前的X方向校正量(横向校正量的经度方向分量)、以及1步骤前的Y方向校正量(横向校正量的纬度方向分量)。然后，地图坐标系的横向校正量，使用方位被逆旋转变换到车辆坐标系中，车辆坐标系中的横向校正量(车辆坐标系中的横向方向分量)和纵向校正量(车辆坐标系中的纵向方向分量)被输出。此时，在纵向校正量减少单元362e6中，从逆旋转变换单元362e5输入纵向校正量(车辆坐标系中的纵向方向分量)，通过小于1的减少系数而逐渐减少的纵向校正量被输出到旋转变换单元362e2。

这样，实施例1是，根据在地图坐标系中观察的经度方向分量和纬度方向分量两者处理横向校正量的例子。然后，在使目标路径的横向移动速度根据本车的方位变化时，进行将车辆坐标系的横向校正量根据方位而旋转变换到地图坐标系中，此时，仅更新车辆坐标系的行进方向的法线方向分量即横向方向分量，行进方向分量即纵向方向分量不变。之后，进行将地图坐标系返回到车辆坐标系的逆旋转变换。更详细地说，在使目标路径的横向移动速度根据本车的方位变化时，以地图坐标系即X、Y坐标系存储某一控制步骤中的横向校正量。通过在下一个步骤中读出X方向分量和Y方向分量，逆旋转变换相当该步骤中的车辆姿态角(方位)，变换为车辆坐标系中的纵向横向分量。然后，与使用新的车道边界检测结果得到的横向校正量目标值比较，计算该步骤中的最终的横向校正量。然后，再次进行相当车辆姿态角(方位)的旋转变换，计算X、Y坐标系中的横向校正量。这种处理被反复进行。

因此，在进行横向移动校正，但将方位包含在输入信息中，考虑到车辆姿态的实施例1的情况下，如图8所示，相对校正前的目标路径TL1，校正后的目标路径TL3(校正后，考虑车辆姿态)，抑制了曲率变化部分向弯道外侧鼓出。于是，穿过交叉路口时本车A的位置与左右白线的中心线大致一致。

因此，在没有白线的交叉路口中，如图9的目标路径TL3(校正后，考虑车辆姿态)中以箭头C围住的横向校正量变化特性所示，横向校正量的下降梯度变大，横向并行移动速度升高。其结果，在方位从时刻t1开始向左转弯侧变化时，在穿过交叉路口进入直行行驶之前的时间被缩短为从时刻t1至时刻t2的所需时间ΔT1(＜ΔT2)。

接着，说明效果。

作为实施例1中的自动驾驶车辆的位置误差校正方法及位置误差校正装置，可得到下述列举的效果。

(1)包括控制器(导航控制单元3)，在驾驶辅助行驶中(自动驾驶行驶中)，校正在本车位置和目标路径之间产生的误差。

在该驾驶辅助车辆(自动驾驶车辆)的位置误差校正方法中，检测本车行驶的车道的车道边界。

通过比较检测出的车道边界和地图上的目标路径之间的位置关系，计算目标路径的横向校正量目标值。

通过根据本车的车辆姿态角即方位使得到横向校正量目标值的目标路径的横向移动速度变化，计算横向校正量。

通过使目标路径在横向方向上进行相当横向校正量的并行移动而进行校正(图8)。

因此，可以提供驾驶辅助车辆(自动驾驶车辆)的位置误差校正方法，即使在没有白线和人行横道的交叉路口，也将左右转弯通过了交叉路口后的本车位置靠近车道内中央。

(2)通过在地图坐标系中观察到的经度方向分量和纬度方向分量两者来处理横向校正量。

在使目标路径的横向移动速度根据本车的方位变化时，将车辆坐标系的横向校正量根据方位旋转变换到地图坐标系中，此时，仅更新车辆坐标系的行进方向的法线方向分量即横向方向分量，行进方向分量即纵向方向分量不变。

之后，进行将地图坐标系返回到车辆坐标系的逆旋转变换(图6)。

因此，除了(1)的效果之外，通过在地图坐标系上将横向校正量作为不仅具有值而且还具有方向的向量值来处理，即使对于交叉路口以外的S字弯路行驶等更复杂的姿态变化，也可以相应处理。

(3)在使目标路径的横向移动速度根据本车的方位变化时，在地图坐标系即X、Y坐标系中存储某一控制步骤中的横向校正量，在下一个步骤中读出X方向分量和Y方向分量，进行相当该步骤中的车辆姿态角(方位)的逆旋转变换，变换为车辆坐标系中的纵向横向分量，与使用新的车道边界检测结果得到的横向校正量目标值比较，计算该步骤中的最终的横向校正量，再次进行相当车辆姿态角(方位)的旋转变换，计算X、Y坐标系中的横向校正量(图6)。

因此，除了(2)的效果之外，通过执行在方位随着经过时间变化的弯路上的行驶中反复计算处理，可以实现在弯路中响应性良好的车辆姿态角的变化。

(4)纵向方向分量随着经过的时间逐渐减少(图6)。

因此，除了(2)或(3)的效果之外，通过使作为原则保持的横向校正量的纵向方向分量减少，随着经过的时间，可以抑制目标路径信息的纵向方向的偏移量扩大。即，在纵向方向仅以车道边界(白线)的信息难以校正，并且经过了较长时间的情况下，在目标路径的纵向方向偏移量上出现变化。

(5)通过将2台GNSS天线31、31安装在本车上，以其位置关系获取本车的车辆姿态角即方位信息。

在GNSS天线31、31的接收状况恶化时，基于来自车载的陀螺传感器的传感器信息获取偏航率信息，通过将获取的偏航率信息积分而插补方位信息(图1)。

因此，除了(1)～(4)的效果以外，在GPS接收状况恶化时，也可以继续使用了方位的横向并行移动的校正。

(6)包括控制器(导航控制单元3)，在驾驶辅助行驶中(自动驾驶行驶中)、校正在本车位置和目标路径之间产生的误差。

在该驾驶辅助车辆(自动驾驶车辆)的位置误差校正装置中，控制器(导航控制单元3)具有校正目标路径的目标路径校正器36。而且，目标路径校正器36具有车道边界检测单元(道路边界信息综合单元361)、横向校正量计算单元362、以及横向并行移动单元363。

车道边界检测单元(道路边界信息综合单元361)检测本车行驶的车道的车道边界。

横向校正量计算单元362通过将车道边界的检测结果和地图上的目标路径之间的位置关系进行比较而计算目标路径的横向校正量目标值，通过根据本车的车辆姿态角即方位使得到横向校正量目标值的目标路径的横向移动速度变化，计算横向校正量。

若算出横向校正量，则横向并行移动单元363通过使目标路径在横向方向上进行相当横向校正量的并行移动来进行校正(图4)。

因此，可以提供驾驶辅助车辆(自动驾驶车辆)的位置误差校正装置，即使在没有白线和人行横道的交叉路口，将左右转弯通过了交叉路口后的本车位置靠近车道内中央。

以上，基于实施例1说明了本发明的驾驶辅助车辆的位置误差校正方法及位置误差校正装置。但是，对于具体的结构，不限于该实施例1，只要不脱离权利要求书各项的发明的宗旨，则允许设计的变更和追加等。

在实施例1中，展示了计算横向校正量，仅进行横向并行移动的目标路径的校正的例子。但是，不仅目标路径的横向校正，若通过使用方位获取横向校正量的纵向方向分量，则也可以添加使目标路径在纵向方向上进行相当纵向方向分量的并行移动来进行校正的纵向校正。若添加该纵向校正，则可以从地图信息更准确地计算至停止线的距离等，可以更平稳的停车。

在实施例1中，作为生成从本车的当前位置至目的地为止的目标路径的控制器，展示了使用导航控制单元3的例子。但是，作为生成从本车的当前位置至目的地为止的目标路径的控制器，也可以作为自动驾驶控制单元的例子。而且，也可以是将目标路径生成功能分成2个，由导航控制单元分担一部分，由自动驾驶控制单元分担剩余部分的例子。

在实施例1中，展示了将本发明的位置误差校正方法及位置误差校正装置应用于转向/驱动/制动根据自动驾驶模式的选择而被自动控制的自动驾驶车辆的例子。但是，本发明的位置误差校正方法及位置误差校正装置，也可以是在驾驶员的转向驾驶/驱动驾驶/制动驾驶之中，辅助一部分驾驶的驾驶辅助车辆。总之，只要是通过校正导航系统的位置误差来进行驾驶员的驾驶辅助的车辆，就可以应用。

Claims (6)

1.一种驾驶辅助车辆的位置误差校正方法，所述驾驶辅助车辆包括在驾驶辅助行驶中，校正在本车位置和目标路径之间产生的误差的控制器，其特征在于，

在该方法中，

检测本车行驶的车道的车道边界，

通过比较所述车道边界的检测结果和地图上的所述目标路径之间的位置关系，计算所述目标路径的横向校正量目标值，

通过使得到所述横向校正量目标值的所述目标路径的横向移动速度根据本车的车辆姿态角即方位而变化，计算横向校正量，

通过使所述目标路径在横向方向进行相当于所述横向校正量的并行移动来进行校正。

2.如权利要求1所述的驾驶辅助车辆的位置误差校正方法，其特征在于，

根据地图坐标系中观察到的经度方向分量和纬度方向分量两者，处理所述横向校正量，

在使所述目标路径的横向移动速度根据本车的方位而变化时，进行将车辆坐标系的横向校正量根据方位旋转变换到地图坐标系中，此时，仅更新车辆坐标系的行进方向的法线方向分量即横向方向分量，行进方向分量即纵向方向分量不变，

之后，进行将地图坐标系返回到车辆坐标系的逆旋转变换。

3.如权利要求2所述的驾驶辅助车辆的位置误差校正方法，其特征在于，

在使所述目标路径的横向移动速度根据本车的方位而变化时，以地图坐标系即X、Y坐标系存储某个控制步骤中的横向校正量，在下一个步骤中读出X方向分量和Y方向分量，进行相当于该步骤中的车辆姿态角即方位的逆旋转变换而变换为车辆坐标系中的纵向横向分量，与使用新车道边界检测结果得到的横向校正量目标值比较，计算在该步骤中的最终的横向校正量，再次进行相当于车辆姿态角即方位的旋转变换而计算X、Y坐标系中的横向校正量。

4.如权利要求2或3所述的驾驶辅助车辆的位置误差校正方法，其特征在于，

所述纵向方向分量随着经过的时间逐渐减少。

5.如权利要求1所述的驾驶辅助车辆的位置误差校正方法，其特征在于，

通过将2台GNSS天线安装在本车上，以其位置关系获取所述本车的车辆姿态角即方位信息，

所述GNSS天线的接收状况恶化时，通过基于来自车载的陀螺传感器的传感器信息获取偏航率信息，将获取的偏航率信息积分而插补方位信息。

6.一种驾驶辅助车辆的位置误差校正装置，包括控制器，在驾驶辅助行驶中，校正在本车位置和目标路径之间产生的误差，其特征在于，

所述控制器具有校正目标路径的目标路径校正器，

所述目标路径校正器具有：

车道边界检测单元，检测本车行驶的车道的车道边界；

横向校正量计算单元，通过比较所述车道边界的检测结果和地图上的所述目标路径之间的位置关系，计算所述目标路径的横向校正量目标值，通过使得到横向校正量目标值的所述目标路径的横向移动速度根据本车的车辆姿态角即方位而变化，计算横向校正量；以及

横向并行移动单元，若算出所述横向校正量，则通过使所述目标路径在横向方向并行移动相当于所述横向校正量来进行校正。

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