CN112639918A - 地图系统、车辆侧装置、方法和存储介质 - Google Patents

地图系统、车辆侧装置、方法和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供地图系统、车辆侧装置、方法和存储介质。地图系统用于使车辆沿着道路段自主地导航的系统,包含至少一个处理器。处理器执行如下处理:从拍摄装置取得表示车辆的环境的至少一个图像;对图像进行分析,计算地标相对于车辆所行驶的道路的位置;将包含地标的位置的信息的地图信息上传到服务器;以及根据基于图像计算出的地标的位置和储存于服务器的地图信息来决定本车辆的位置。关于储存于服务器的地图信息,通过满足规定条件而被设定表示需要更新这一意思的更新标志。

Description

地图系统、车辆侧装置、方法和存储介质
相关申请的交叉引用
本申请基于在2018年8月31日申请的日本专利申请号2018-162468号、在2019年8月2日申请的日本专利申请号2019-143134号,因此这里通过参照来引用这些发明。
技术领域
本说明书的发明涉及用于更新供自主行驶的地图数据的地图系统、车辆侧装置、方法和存储介质。
背景技术
在专利文献1中公开了如下的技术,使用由搭载于车辆的照相机拍摄的图像来记录地标等位置信息,将该信息上传到服务器等而生成稀疏的地图,在车辆的行驶时下载所生成的稀疏的地图,决定本车辆的位置。
专利文献1:日本特表2018-510373号公报
然而,如专利文献1所公开的地图系统那样,在下载储存于服务器的地图信息并基于该信息而实施车辆的自动转向等各种控制的系统中,地图的精度变得重要。
地标的实际位置有时由于地震、大雨等自然灾害而在一天中发生变化。另外,并不局限于自然灾害,即使是新兴住宅的制造、城市整备等人为的因素也有时产生急剧的变化。因此,地图信息需要随时更新。
发明内容
因此,本说明书的发明的目的在于,提供一种能够明确地区别地图信息的更新的需要与否的地图系统、车辆侧装置、方法以及用于使计算机执行它们的存储介质。
本说明书所公开的地图系统的一例用于生成或者更新包含沿着道路存在的多个地标的坐标信息的地图数据,其中,该地图系统包含:在车辆中使用的车辆侧装置、以及管理地图数据的服务器,车辆侧装置具备至少一个处理器,处理器构成为,当在使用地图数据而行驶的状况下产生规定事件时,将表示需要更新该地图数据的指标信息与车辆正在行驶的道路段建立对应地上传到服务器,服务器构成为,基于从车辆侧装置提供的指标信息,判定是否需要更新关于道路段的地图数据,在判定为需要更新的情况下,对该道路段设定表示需要更新地图数据的意思的更新标志。
由此,该地图系统基于预先决定的规定条件而设定表示需要更新的意思的更新标志,因此能够明确地区别地图信息的更新的需要与否。另外,本说明书所公开的车辆侧装置、方法和存储介质的例子对应于上述地图系统。
附图说明
根据参照了附图的下述的详细的说明,本发明的上述目的和其他目的、特征、优点变得更明确。在附图中,
图1是表示地图系统的概略结构的框图。
图2是表示地图数据中包含的信息的一例的图。
图3是表示地图数据的构造的一例的概念图。
图4是表示基于主处理器的探测数据的上传控制的流程图。
图5是表示低频度区域(或禁止区域)的图。
图6是表示由服务器处理器执行的控制的一例的流程图。
图7是表示地标的方差的图。
图8是表示参考标记与其他的地标的关系的图。
图9是表示使用了参考标记的校正处理的流程图。
图10是表示由服务器处理器执行的控制的一例的流程图。
图11是表示由主处理器执行的控制的一例的流程图。
图12是表示由主处理器执行的控制的一例的流程图。
图13是表示由主处理器执行的控制的一例的流程图。
图14是表示由主处理器执行的控制的一例的流程图。
图15是表示本车辆与先行车的车间距离较近的情况下的死角的部分的图。
图16是表示本车辆与先行车的车间距离比较远的情况下的死角的部分的图。
图17是表示由主处理器执行的控制的一例的流程图。
图18是表示防眩配光的配光状态的图。
图19是表示未设定目的地的情况下的控制的一例的流程图。
图20是表示成为下载对象的地图区块的一例的图。
图21是表示设定目的地的情况下的控制的流程图。
图22是表示成为下载对象的地图区块的一例的图。
图23是表示车载系统2的结构的变形例的框图。
图24是表示车载系统2的结构的变形例的框图。
具体实施方式
以下,一边参照附图一边对用于实施本发明的多个方式进行说明。有时在各方式中对与在先前的方式中说明的事项对应的部分标注同一参照附图标记而省略重复的说明。在各方式中仅说明结构的一部分的情况下,能够对结构的其他部分应用先前说明的其他方式。不仅是在各方式中具体地指明能够组合的部分彼此的组合,只要组合没有特别地产生妨碍,即使没有指明,也能够将方式彼此部分地组合。
[整体结构]
最初,参照图1,对应用本发明的地图系统1的概略结构进行说明。
如图1所示,该地图系统1具备搭载了后述的车载系统2的至少一个车辆、以及储存了地图信息(以下,也记载为地图数据)的服务器3。在图1中,仅示出了一个表示搭载了车载系统2的车辆的模块,但地图系统1可以具备多个搭载车辆。各车辆构成为能够与服务器3进行无线通信。车辆能够在道路上行驶,一边像后述那样依次收集探测数据一边行驶。另外,车辆具备自动驾驶系统或驾驶辅助系统,利用从服务器3取得的地图数据而进行驾驶控制。
应用车载系统2的车辆也可以是乘用车,也可以是卡车等运输车辆、出租车等服务车辆。服务车辆还包含乘载公共汽车(换言之路线公共汽车)、长途公共汽车、供汽车共享或乘车共享等共享服务的车辆。乘载公共汽车也可以是在预先决定的路径上自动行驶的自动驾驶公共汽车。
在一个方式中,地图系统1相当于用于使用包含沿着道路存在的多个地上物的坐标信息的地图数据,使车辆沿着道路段自主地行驶的系统。“沿着道路”这样的表现不仅包含道路侧方,还包含道路的上方、道路表面。例如与路面相距3m以上且配置在上方的方向牌子、信标站等也相当于沿着道路设置的地上物。另外,使用涂料或者道路钉而成的划分线等路面标识也相当于沿着道路存在的地上物。沿着道路能够换言之为道路上和道路周边。另外,上述的地上物还包含道路端本身。使用了地图数据的自动驾驶的等级不限于等级3以上,也可以相当于等级2。这里的自动化等级2是指包含ECU的系统在限定区域中执行纵向和横向双方的车辆运动控制的子任务,例如自动地实施用于车道维持的转向校正、速度调整。这里的自动化等级3是指在确定的场所(ODD:Operational Design Domain;操作设计领域)内由系统实施全部的驾驶操作,另一方面,在很难继续动作时执行对驾驶席乘员的权限转移。自动化等级4是解除了由等级3规定基于驾驶席乘员的监视义务的等级。自动化等级5是指在全部的道路中能够完全自动驾驶的等级。
搭载于各车辆的车载系统2具备:作为拍摄装置的照相机10、图像处理器20、作为取得车辆的状态的状态取得部的传感器30、主处理器40、通信模块50、人机接口60(以下,为HMI)、致动器70、以及存储器80。该车载系统2相当于车辆侧装置或者车辆控制装置。以下,对于主处理器40而言,将搭载该主处理器40的车辆也记载为本车辆。
地图系统1对于GPS等确定本车辆的位置的功能,追加地发挥功能,而对于更高精度地进行本车辆的位置的确定发挥效果。地图系统1大致区分地具备地图运用和地图更新这两个功能。在地图运用中,储存于服务器3的地图信息被下载于车辆,车辆基于所下载的地图信息和由照相机10拍摄的图像中包含的标志等地标的位置而确定本车辆的位置。另一方面,在地图更新中,通过搭载于车辆的照相机10、传感器30得到的信息作为探测数据而上传到服务器3,依次更新服务器3内的地图信息。由此,车辆始终基于最新的地图信息而高精度地进行位置确定,并且实现例如驾驶辅助、自动转向。此外,将如下的处理称为定位,基于以后从服务器3取得的地图数据和根据由照相机10生成的图像计算出的地标63的坐标而决定在本车辆行驶的道路上的本车辆的详细位置。
照相机10搭载于车辆,在可见光区域的波长下拍摄车辆周边的环境。照相机10例如拍摄车辆前方的环境。当然,作为其他方式,照相机10并不局限于车辆前方,也可以构成为拍摄后方和侧方中的至少任意一方。另外,车辆也可以具备多个照相机10。例如车辆也可以具备:拍摄前方规定范围的前方照相机、拍摄后方规定范围的后方照相机、拍摄右侧方的右侧照相机、以及拍摄左侧方的左侧照相机这4个照相机10。除此之外,作为前方照相机,也可以具备用于相对地拍摄远方的远方照相机、以及用于拍摄近距离的近距离照相机。照相机10也可以是具备超过100°的视角的广角照相机。除此之外,照相机10捕捉的光的波长不限于可见光,也可以包含紫外光、红外光。例如照相机10也可以是红外线照相机。除此之外,车辆也可以具备拍摄可见光的可见光照相机和红外线照相机。照相机10例如构成为照相机模块,包含作为未图示的拍摄元件的CMOS影像传感器和未图示的图像处理发动机。由照相机10拍摄的车辆周边的环境的信息以静态图像或动态图像(以下,将它们总称为图像)的形式储存于存储器80。后述的图像处理器20基于储存于存储器80的数据而执行各种处理。此外,在车辆具备多个照相机10的结构中,图像处理器20也可以按照每个照相机10而设置,也可以构成为一个图像处理器20对多个照相机10中的拍摄数据进行处理。照相机10的结构和功能的配置能够适当地变更。
图像处理器20对由照相机10拍摄的图像进行分析。图像处理器20例如通过分析图像,而检测预先决定的地上物。成为检测对象的地上物例如是车辆控制所需要的地上物。另外,根据其他的观点,成为检测对象的地上物相当于应该收录于地图数据的要素(以下,也记载为地图要素)。作为由图像处理器20检测的地上物,例如存在道路标识(换言之为路面标识)和地标。
路面标识主要是指用于交通控制、交通管制的在路面上描绘的涂料。路面标识存在管制显示、指示标识等。例如,表示车道的边界的车道边界线(所谓的划分线、车路标记)、人行横道、停止线、导流带、安全地带、管制箭头等包含于道路标识。另外,路面标识还包含由震颤路障、短锥等道路钉实现的标识。
地标63包含例如管制标志、导向标志、警戒标志、指示标志等这样的相当于交通标志的牌子、信号机、灯柱、导向板等。此外,导向标志是指方向牌子、表示地域名称的牌子、表示道路名的牌子、预告高速公路的出入口或服务区域等的预告牌子等。地标63可以包含路灯、反射镜、电线杆、商业广告、店铺、历史建造物等象征性的建筑物等。灯柱还包含路灯、电线杆。另外,能够将路面显示的一部分(例如车路标记、临时停止线)作为地标来进行处理。地标还包含道路的铺设状态、起伏、接缝等。图像处理器20在地标的提取时,基于包含颜色、亮度、与颜色或亮度相关的对比度等的图像信息,而从所拍摄的图像中分离地提取背景和地标63。另外,也可以基于大小、形状、设置位置来提取地标63。
另外,图像处理器20使用SfM(Structure from Motion)技术,根据照相机10的拍摄图像,还检测作用于本车辆的横摆率、前后方向加速度、横向加速度、雨刷动作状态等这样的、表示车辆的行驶状况的状态量(以下,为行驶状况信息)。照相机10相当于周边监视传感器的一例。
此外,本实施方式的车载系统2具备照相机10来作为周边监视传感器,但构成地图系统1的周边监视传感器不限于照相机10。周边监视传感器也可以是毫米波雷达,也可以是LiDAR(Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging:光检测和测距/激光成像检测和测距)。LiDAR也可以是扫描方式的LiDAR,也可以是闪光方式的LiDAR。作为LiDAR,从分辨率等观点出发,优选为SPAD LiDAR(Single Photon AvalancheDiode Light Detection And Ranging:单光子雪崩二极管光探测与测距)。此外,作为周边监视传感器,能够采用声纳等多种物体检测装置。LiDAR生成的三维测距点组数据、毫米波雷达的检测结果、声纳的检测结果等相当于周边物体数据。三维测距点组数据也被称为距离图像。在作为周边物体数据,使用3D测距点组数据的情况下,只要使用每个测距点/方向的距离信息和接收强度信息来进行检测物的识别即可。作为使用了LiDAR、毫米波雷达、声纳等的物体识别方法,能够引用多种方法。除此之外,地图系统1也可以具备多个种类的设备来作为周边监视传感器。例如,作为周边监视传感器,地图系统1除了具备作为照相机10的前方照相机,也可以具备LiDAR,该LiDAR构成为在检测范围中包含车辆前方。相当于地标的物体的识别也可以引用同时采用多个种类的传感器的检测结果的技术(所谓的传感器融合技术)。假设根据同时采用前方照相机和毫米波雷达的方式,能够提高与地标的距离的检测精度。另外,即使在夜间等、前方照相机对地标的识别精度恶化的环境下,互补地使用毫米波雷达的检测结果,由此能够担保地标的识别率。拍摄车辆前方的照相机10、毫米波雷达、LiDAR等相当于前方监视装置。
作为状态取得部的传感器30例如包含速度传感器、加速度传感器、横摆率传感器(广义上为陀螺传感器)、转向角传感器、照度传感器、以及测位传感器(例如GPS接收机)30a。上述的各传感器例如取得如下的车辆状态。表示所取得的车辆的状态的信息储存于存储器80。
速度传感器取得车辆的速度。加速度传感器取得车辆的行进方向和与行进方向正交的方向的加速度。横摆率传感器取得作用于车辆的横摆率。转向角传感器取得转向的转向角。照度传感器取得车辆周边的明亮度。作为测位传感器30a的GPS接收机依次取得和输出表示车辆的当前位置的坐标信息(纬度、经度、高度)。此外,GPS接收机也可以构成为输出GPS多普勒速度、所捕捉的测位卫星的数量、仰角、伪距离、接收到的卫星信号的SN比、校正信息的利用的有无等数据。仰角、SN比、校正信息的利用状况这样的信息相当于表示测位结果的精度的指标。此外,这里,作为一例,公开了作为GNSS(Global Navigation SatelliteSystem:全球导航卫星系统),使用GPS的方式,但车辆利用的GNSS也可以是GLONASS、BeiDou、Galileo、IRNSS等。
另外,例如也能够通过检测车辆的振动的传感器等来检测车辆行驶的道路的铺设状态、起伏、桥梁与其他道路等的接缝等。这些道路的铺设状态、起伏、接缝等也能够作为用于确定地图上的位置的地标63而采用。
主处理器40与上述的图像处理器20和传感器30连接成能够通信,对从图像处理器20和传感器30输入的各种信息进行运算、处理。主处理器40例如基于车辆的速度、加速度、横摆率而生成预测为车辆行驶的行驶轨道。即,主处理器40生成自动驾驶用的行驶计划(所谓的路径计划)。路径计划不仅包含设定行驶轨道,而且还包含决定各时刻的转向控制量、目标车速、对乘员的驾驶权限的转移时刻。此外,关于横摆率、前后方向的加速度、横向加速度,也可以使用由图像处理器20使用SfM技术根据照相机10的拍摄图像检测出的值。例如主处理器40也可以构成为,在利用图像处理器20无法检测横摆率的情况下,使用作为传感器30的横摆率传感器的输出值。一般地,根据照相机的拍摄图像确定的横摆率与由横摆率传感器检测的横摆率相比,精度良好。因此,主处理器40使用由图像处理器20检测出的值来作为横摆率,例如能够提高航位推算的精度。当然,基于图像分析的横摆率和来自传感器30的横摆率也可以互补地组合使用。另外,主处理器40基于由后述的航位推算或者定位确定的本车位置的历史记录,而生成表示实际行驶的轨道的行驶历史记录。
另外,主处理器40基于车路标记而生成行驶路线的轨道(具体而言为曲率、宽度等形状数据),车路标记是基于由照相机10取得的图像而检测出的。并且,主处理器40计算由图像处理器20提取出的地标63、车路标记这样的地上物在全局坐标系中的位置坐标(以下,也记载为观测坐标)。
地上物的位置坐标可以通过将本车辆的当前位置和地上物相对于本车辆的相对位置信息组合来确定。地上物相对于本车辆的相对位置(距离和方向)可以基于图像内的地上物的大小、姿势(例如倾斜程度)来确定。主处理器40例如通过GPS在全局坐标系中粗略地推定车辆的初始坐标。而且,推定通过车辆的速度矢量的积分而计算的相对于车辆的初始坐标的相对坐标。由此,在全局坐标系中得到车辆的粗略的当前位置。并且,根据包含SfM(Structure from Motion:运动结构)信息的图像对地标、车路标记这样的地上物与车辆相距的相对距离和方位进行运算。由此,得到存在地标等地上物的位置的全局坐标。地标与车辆相距的相对距离和方位也可以使用未图示的毫米波雷达、激光雷达的信息来计算。此外,地上物的坐标运算也可以由图像处理器20执行。
作为由主处理器40运算、处理、或者取得的结果的地上物信息、行驶路线信息暂时保存于存储器80。地上物信息是表示通过图像识别而确定的地上物的位置坐标、形状、大小的信息。在存储器80中各地上物例如通过配置为沿着地上物的轮廓的坐标点组来表现。作为地上物的形状和位置的表现形式,能够采用多种方式。例如地上物的形状、位置也可以由多项式表现。
此外,地上物信息能够大体区分为地标信息和车路标记信息。地标信息中包含地标的种类、坐标信息、颜色、大小、形状等。作为地标的种类,能够采用牌子、信号、标志、灯柱、人行横道、路面标识(例如停止线)、窨井等。另外,也能够采用车路标记来作为地标。车路标记信息例如包含车路标记的位置信息、表示通过实线、虚线、短锥中的哪个图案来实现车路标记的信息。车路标记的位置信息被表现为形成有车路标记的地点的坐标组(即点组)。此外,作为其他方式,车路标记的位置信息也可以由多项式表现。车路标记的位置信息也可以是由多项式表现的线段的集合体(即线组)。
另外,主处理器40执行与地图运用和地图更新(或者生成)相关联的各种处理。作为与地图更新相关联的处理,主处理器40例如执行地图信息的下载、探测数据的上传、定位所使用的地标的筛选等。关于与地图运用和地图更新(或者生成)相关联的各种处理,追加地详述几个具体的例子。
通信模块50介于主处理器40与服务器3之间,使得主处理器40与后述的服务器3能够相互通信。通信模块50向服务器3发送从主处理器40输入的探测数据。另外,通信模块50接收积存于服务器3的地图信息和相关的信息,并储存于存储器80。主处理器40构成为,能够基于经由通信模块50接收的、储存于存储器80的地图信息而执行车辆的转向控制、加速、制动等各种控制。
HMI60是用于向用户通知各种信息、或者由用户向车辆传达规定操作的用户界面。作为HMI60,例如能够采用附属于车辆导航装置的显示器、内置于教示面板的显示器、投影到挡风玻璃的头戴式显示器、麦克风、扬声器等。而且,与车辆连接成能够通信的智能手机等移动终端也成为地图系统1内的HMI60。
用户除了在视觉上得到显示于HMI60的信息,还能够通过声音、警告音、振动而得到信息。另外,用户能够通过显示器的触摸操作、声音而对车辆请求所希望的动作。
例如,在用户想要运用地图信息而接受自动转向等高级驾驶辅助的服务时,用户经由HMI60使该功能有效化。例如,若点击在显示器上所示的“地图联合”按钮,则将地图运用功能有效化,开始地图信息的下载。在其他的例子中,通过利用声音施加命令而将地图运用的功能有效化。此外,关于与地图更新相关联的地图信息的上传,也可以在确立车辆与服务器3的通信的期间始终执行,也可以在点击“地图联合”按钮而将地图运用的功能有效化的期间执行。也可以通过反映用户的意思的其他的UI而进行有效化。
致动器70例如包含制动装置(所谓的制动致动器)、电子节流阀、转向操作致动器等。致动器70是与车辆的加速、减速和转向操作中的至少任一方相关联的硬件要素。
存储器80例如使用RAM等易失性存储器来实现。存储器80也可以使用闪存等非易失性存储器来实现。存储器80也可以具备易失性存储器和非易失性存储器双方。这里,作为一例,存储器80具备使用易失性存储器而成的临时存储部81和使用非易失性存储器而成的储存部82。在储存部82储存有用于使主处理器40执行探测数据的生成等处理的程序(以下,为车辆用程序)。车辆用程序只要储存于非迁移的实体的存储介质即可。
[关于定位]
主处理器40对基于实时拍摄的图像而计算出的地标的坐标和从服务器3下载的地图信息中包含的地标的坐标进行对照,而确定(即定位)本车辆的详细位置。
例如主处理器40使用方向牌子、信号机、道路标志、停止线这样的地标来进行纵向的定位。这里的纵向相当于车辆的前后方向。另外,纵向相当于在直线道路区间中,从本车辆观察的道路延伸的方向(以下,也记载为道路延伸配置方向)。纵向的定位相当于确定道路延伸配置方向上的本车位置的处理。例如作为图像分析结果,在确定为直到存在于本车辆正面的方向牌子为止的距离为100m的状况下,判定为在从登记于地图数据的该方向牌子的位置坐标向本车辆侧偏移100m的位置存在本车辆。通过进行这样的纵向的定位,而确定直到交叉口、弯道入口/出口、隧道入口/出口、交通阻塞的最末尾等这样的道路上的特征点(换言之为POI)为止的详细的剩余距离。
另外,主处理器40使用车路标记、道路端、护栏等地标,而进行横向的定位。横向的定位是指行驶车道的确定、行驶车道内的本车辆的详细位置(从车道中央向左右方向的偏移量)的确定。这里的横向是指车宽方向、道路的宽度方向。横向的定位例如是基于由图像处理器20识别出的与左右的道路端/划分线相距的距离而实现的。例如,在作为图像分析的结果,确定为从左侧道路端到车辆中心为止的距离为1.75m的情况下,判定为在从左侧道路端的坐标向右侧偏移了1.75m的位置存在本车辆。作为定位的结果的本车位置可以由与地图数据相同的坐标系(例如纬度、经度、高度)表现。本车位置信息例如能够由WGS84(WorldGeodetic System1984:世界大地测量系统1984)等、任意的绝对坐标系表现。另外,本车位置信息也可以由表示后述的地图区块内的位置的局部坐标系表现。
这里,作为一例,纵向的定位所使用的地标的种类与横向的定位所使用的地标的种类不同。但是,作为其他方式,主处理器40也可以构成为使用一个地标来进行纵向和横向的定位。另外,在检测出多个地标的情况下,只要使用与本车辆最近的地标来进行定位即可。例如主处理器40在本车辆的前方检测出多个地标(例如方向牌子)的情况下,使用这些多个地标中的与本车辆最近的地标来进行纵向的定位。关于基于图像等的物体的种类、距离的识别精度,越是接近车辆的物体,其识别精度越高。即,在检测出多个地标的情况下,根据使用最接近车辆的地标来进行定位的结构,能够提高位置的推定精度。
只要能够检测(换言之为捕捉)地标,主处理器40以规定位置计算间隔依次进行定位。位置计算间隔例如为100毫秒。位置计算间隔也可以是200毫秒、400毫秒。位置计算间隔也可以根据本车辆行驶的道路(以下,为行驶道路)的种类、车速、外部环境而动态地变更。例如,在直到弯道、交叉口为止的剩余距离为0.5km以内的道路区间行驶的情况下,也可以设定为比规定标准间隔(例如200毫秒)短的值(例如100毫秒)。在弯道、交叉口附近,需要高精度地维持本车辆相对于这些地上物的位置信息。在弯道、交叉口这样的、实施相对高级/精密的车辆控制(例如转向控制)的场景中,通过密集地设定位置计算间隔,能够提高本车位置信息的精度。即,通过具备使位置计算间隔变密的模式,从而在弯道等、实施相对高级/精密的车辆控制的场景中,能够基于本车位置信息而更适当地实施车辆控制。另一方面,通过具备使位置计算间隔变稀疏的模式,能够降低主处理器40的处理负荷。
此外,在由用户将地图运用功能有效化并且能够取得当前位置附近的详细地图数据的情况下,主处理器40依次实施定位。主处理器40是否实施定位也可以根据行驶道路的种类而变更。例如也可以构成为,在行驶道路为汽车专用道路的情况下实施定位,另一方面,在行驶道路为一般道路的情况下不实施定位。这里的汽车专用道路是指原则上禁止行人的进入的道路,例如包含高速公路等收费道路。汽车用道路还包含禁止汽车以外的交通的一般道路。关于基于主处理器40的定位的执行/不执行,可以基于地图数据的设置状态、行驶道路的种类等由主处理器40判断,也可以由服务器3控制。
在无法实施定位的情况下(例如连一个地标也无法检测到的情况下)、或未将地图运用功能有效化的情况下,主处理器40使用横摆率和车速来进行航位推算(DeadReckoning/自主航法)。航位推算所使用的横摆率也可以是使用SfM技术而由图像处理器20识别出的,也可以是由横摆率传感器检测出的。
主处理器40基于通过定位或航位推算而确定的本车辆的当前位置和地图数据,向用于使搭载于车辆的硬件进行动作的致动器70输出对应的命令。由此,实现自动驾驶、驾驶辅助。此外,主处理器40根据主处理器40自身或者其他的ECU(例如自动驾驶ECU)生成的行驶计划,还进行方向指示器、危险灯、头灯等灯的点亮控制。
[基于地图运用的车辆控制的例子]
主处理器40通过从地图数据中取得比当前位置靠前恒定距离(例如200m)的收费站等的POI信息,能够有富余地(换言之更安全地)执行车道变更、减速等车辆控制。这里的POI是指在车辆的控制、路径计划的观点中应该注意的地点。例如,弯道入口/出口、隧道入口/出口、交通阻塞的前头和最末尾等这样的、对车辆的行驶控制带来影响的地图要素包含于POI。POI包含相当于静态地图信息的静态POI和相当于动态地图信息的动态POI。动态POI是指交通阻塞的最末尾位置、前头位置。
这里,作为一例,以使用地图数据而使车辆自动行驶的情况为例,对地图运用的有用性进行说明。此外,作为与车辆的自动控制相关联的应用(以下,也记载为应用),为ACC。ACC是Adaptive Cruise Control(自适应巡航控制)的简称,是指在车辆的行驶速度不超过规定上限值的范围中,使车辆自动地行驶以使与先行车的车间距离恒定的功能。另外,与车辆的自动控制相关联的应用(以下,也记载为车辆控制应用)存在以维持车路中心的方式使车辆行驶的应用(以下,为车道维持应用)、辅助或者自动地执行与车道变更相关联的操作的功能(以下,为车道变更应用)等。
例如,在车道维持应用中,需要预先地掌握车辆前方的车路形状(曲率等)而调整转向操作量。然而,在前方为盲角的情况下、或视野被前方车辆遮挡的情况下,在照相机10中有时不能识别前方的车路形状。另外,由于雨、雪等前方的视野变差的气象状况,有时很难利用照相机10识别前方的车路形状。在这样的情况下,使用地图数据来取得前方道路的曲率,补充照相机10的识别结果,由此能够降低车道维持应用中断的可能性(换言之能够继续)。
另外,在ACC中,需要预先掌握车辆前方道路的曲率等来调整速度。例如,有时执行在弯道近前减速到规定目标速度的控制,以使得车辆能够在弯道处顺利、安全地行驶。然而,像上述那样,由于先行车辆、气象条件、道路形状,有时很难利用照相机10识别前方的车路形状。针对这样的课题,根据使用地图数据而预先取得前方道路的曲率的结构,在利用照相机10无法检测前方道路的曲率的情况下,也能够自动地减速到与前方弯道的曲率对应的目标速度,直到车辆进入弯道区间为止。
并且,在ACC功能为开启的情况下,有时与先行车的速度配合地,以比规定目标速度低的速度行驶。在这样的状况下,在先行车由于车道变更等而不在的情况下(换言之,在先行车从本车前方脱离的情况下),ACC功能通常以加速到规定目标速度的方式进行动作。然而,还存在收费站的近前、高速公路的退出路等伴随着先行车脱离而不优选加速的区间。针对这样的情况,根据地图运用功能,能够基于地图数据来辨别当前位置是否为优选加速的道路区间。假设当前位置为收费站的近前(例如200m以内)的情况下,能够取消向目标速度的加速。即,通过运用地图数据,能够降低实施不需要的加速的可能性。此外,不优选向ACC设定速度的加速的区间是指收费站附近、高速公路的退出路、交叉口附近、急弯道等。
以上,公开了各种例子,但基于地图运用的车辆控制不限于以上内容。另外,地图数据在驾驶席乘员(所谓的驾驶员)具有驾驶权限的状态下也是有用的。也可以将比当前位置靠前恒定距离的交通阻塞等POI信息作为驾驶操作的辅助信息而向驾驶员报告。
[关于基于主处理器的探测数据的生成]
主处理器40将包含保存于存储器80的行驶轨道信息、行驶路线信息和地上物信息的数据集作为探测数据而向服务器3发送。行驶轨道信息是表示本车辆行驶的轨道的信息。例如行驶轨道信息被表现为本车位置的点列。行驶路线信息是表示行驶道路的端部、中心线的轨道的信息。另外,行驶道路的端部等也只要由坐标点组表现即可。行驶路线信息直接地或者间接地表示道路的曲率、宽度等道路形状。
具体而言,主处理器40依次取得通过图像识别等得到的地上物信息、行驶路线信息和本车位置坐标(以下,为识别结果),与取得时刻(换言之为观测时刻)对应地按照时间序列顺序保存于存储器80。地上物信息等识别结果例如被从图像处理器20依次(例如每100毫秒)提供。地上物信息也可以通过主处理器40与图像处理器20的协作而依次生成。
积存于存储器80的各时刻的识别结果数据以规定上传间隔集中上传。上传间隔例如被设定为图像识别处理的执行周期的K(K为自然数)倍。在K≧2的情况下,主处理器40将对保存于存储器80的恒定时间以内的识别结果进行打包的数据作为探测数据而上传。这里,作为一例,设定为K=4。即,主处理器40将对400毫秒以内的识别结果进行打包的数据作为探测数据而上传。此外,包含多个时刻的车辆位置的数据相当于上述的行驶轨道信息。
车辆依次发送的探测数据以规定保存/管理形式保存于服务器3。例如服务器3将同一车辆依次发送的探测数据与包含规定量的地标的长度连结地保存。此外,探测数据的长度也可以以道路段为单位。道路段是地图数据中的道路的管理单位。道路段是以规定规则划分道路而得的。道路段例如也可以与道路路段对应。这里的道路路段是指将表示交叉口、道路的终端点的道路节点间连接的道路区间。或者,道路段也可以是将道路路段进一步细分化而得的。道路段也可以是以规定长度(例如每10m)划分道路而得的。
这里,作为一例,各车辆(实际上为车载系统2)将利用坐标点列表现车辆的行驶轨道、道路端等的数据上传,但作为其他方式,行驶轨道、道路端、车道中心线等也可以由多项式表现。另外,也可以构成为,取代车辆位置信息,主处理器40将基于GPS的测位结果、SfM信息以及车速信息上传,服务器3基于这些信息来计算各时刻的车辆位置。在一个方式中,探测数据中包含的地上物信息、行驶路线轨道信息相当于服务器3用于生成静态地图的信息(以下,为静态信息)。
此外,探测数据也可以包含表示最近恒定时间以内的车速、转向角、横摆率、信号装置动作信息,车路ID、相对于车路的相对位置等这样的车辆的行驶状况的动态信息(以下,为车辆行驶状况信息)。车辆行驶状况信息中还包含雨刷动作信息、换挡位置、车身的朝向、车身的俯仰角、侧倾角、与先行车辆的车间距离等。相对于车路的相对位置信息是指相对于车道中心线向左右的偏移量、车身是否跨越车路等。
此外,服务器3通过取得车辆行驶状况信息,能够取得例如交通阻塞区间、存在落下物或路上驻车车辆等障碍物的地点等这样的、相当于准动态地图信息的POI信息。例如服务器3采用车速为规定阈值以下的车队的末尾作为交通阻塞区间的最末尾,将相当于该最末尾的地点设定为与交通阻塞相关联的动态POI。另外,采用车速为规定阈值以下的车队的前头位置作为交通阻塞区间的前头位置,将该前头位置设定为动态POI。并且,服务器3将恒定台数(例如10台)以上的车辆暂时跨越车路地行驶、或者车道变更的地点视为存在落下物或路上驻车车辆等障碍物的地点(以下,障碍物存在地点)。而且,将该障碍物存在地点设定为动态POI。
概略地例如如图2所示,储存于服务器3的地图数据包含:由三次样条曲线表现道路的形状的道路段62、以及存在于道路段62周边的地标63。道路段62和地标63分别具有纬度、经度和高度的值。地标63例如包含交通标志等,除了由照相机10、作为状态取得部的各种传感器30实时得到的信息之外,已经确定了位置的标志也综合地构成在地图上。基于实时得到的信息而依次更新地图信息。
图3概念性地表示地图数据的构造的一例。如图3所示,地图数据具备道路网络数据、车路网络数据、地上物数据和POI数据。各数据分层地构成。道路网络数据包含每个道路路段的路段ID、路段长度、车路数量和连接节点信息(例如节点ID)、以及每个道路节点的节点ID、位置坐标、连接路段信息(例如路段ID)。车路网络数据包含车路ID、按照车路等级的路段ID、路段长度和连接节点信息、以及每个车路节点的节点ID、位置坐标、连接路段信息(例如路段ID)。车路网络数据具备的按照车路等级的路段信息与道路网络数据具备的道路路段建立对应。
地上物数据具备划分线数据和地标数据。划分线数据具备每个划分线的划分线ID以及表示设置部分的坐标点组。划分线数据包含虚线、实线、道路钉等这样的图案信息。划分线数据与车路信息(例如车路ID、按照车路等级的路段ID)建立对应。地标数据表示每个地标的位置和种类。各地上物的形状和位置由坐标点组表现。POI数据是表示用于从高速公路的主车道退出的分支点、合流地点、限制速度变化点、车道变更地点、交通阻塞区间、施工区间、交叉口、隧道、收费站等这样的、对车辆的行驶计划带来影响的地上物的位置和种类的数据。POI数据包含种类、位置信息。
另外,地图数据也可以包含行驶轨道模型。行驶轨道模型是通过统计地综合多个车辆的行驶轨迹而生成的轨道数据。行驶轨道模型例如是将每个车道的行驶轨迹平均化而得的。行驶轨道模型相当于表示作为自动驾驶时的基准的行驶轨道的数据。
地图数据能够包含静态地图信息和动态地图信息。这里的静态地图信息是指关于道路网、道路形状、路面显示、X护栏等构造物、建筑物等这样的、不容易产生变化的地上物的信息(例如要求1周~1个月以内的更新的地上物的信息)。静态的地图信息也称为基础地图。动态地图信息是指道路施工信息、交通限制信息等、关于在相对地短期间内状态变化的地图要素的信息。此外,动态地图信息能够根据状态的存续期间的期待值(换言之为变化的速度),区分为准静态信息、准动态信息以及以秒为单位变化的动态信息(以下,为超动态信息)。准静态信息例如是要求1小时~几小时以内的更新的信息。道路施工信息、交通限制信息、交通阻塞信息、广域气象信息相当于准静态信息。准动态信息例如是要求以10分钟为单位的更新的信息。交通阻塞的最末尾位置、事故信息、狭域气象信息、在道路上的落下物等相当于准动态信息。超动态信息例如包含车辆、行人等移动体的位置信息、或信号机的点亮状态等ITS(Intelligent Transport Systems:智能运输系统)信息。
这里,作为一例,由地图系统1处理的地图数据包含静态地图信息、准静态地图信息和准动态信息。当然,由地图系统1处理的地图信息也可以仅是静态地图信息。另外,也可以包含超动态信息。也可以构成为分别管理(更新和分发)静态地图信息和动态地图信息。
服务器3储存地图信息,并且通过付随于服务器3的服务器处理器31而实施地图信息的更新。与全部地图收录地域对应的全部地图数据被区分为多个片区而进行管理。各片区分别相当于不同的区域的地图数据。此外,各片区也可以与邻接的片区在对应地域上一部分重叠。
例如,以将地图收录区域分割为2km见方的矩形状而得的地图区块为单位储存地图数据。以后,为了方便,将地图区块成为收录对象的实际空间范围(矩形状的分割区域)也简单地记载为地图区块。多个地图区块与对应的纬度、经度和高度的信息一同储存于服务器3。对各地图区块施加固有的ID(以下,为区块ID)。地图区块相当于上述的片区的下位概念。
地图区块的大小能够适当地变更,不限于2km见方的矩形状。也可以是1km见方、4km见方的矩形状。另外,地图区块也可以是六边形、圆形等。各地图区块也可以设定为与邻接的地图区块局部重叠。地图区块的大小也可以按照层而不同。例如也可以是,静态地图数据的区块尺寸被设定为2km见方,另一方面,动态地图数据(特别是与准动态信息相关的地图数据)的区块尺寸被设定为1km见方。区块尺寸也可以根据高速公路和一般道这样的道路种类而不同。一般道路的区块尺寸优选比高速公路的区块尺寸设定得小。另外,一般道路也可以以干线道路和次要街道进行区别。在该情况下,优选次要街道的区块尺寸比干线道路设定得小。地图收录区域也可以是使用车辆的整个国家,也可以是一部分的区域。例如地图收录区域也可以仅是允许一般车辆的自动驾驶的区域、或是提供自动驾驶移动服务的地域。
另外,这里,作为一例,服务器3以将地图收录地域分割为均匀尺寸而得的矩形状的地图区块为单位来管理(生成、更新、分发)地图数据,但不限于此。地图区块的大小、形状也可以是不均匀的。即,各片区对应的现实世界的范围(换言之,成为收录对象的范围)即片区对应区域的大小、形状也可以是一样的,也可以是多样的。例如,也可以是,地标等地图要素的存在密度相对稀疏的可能性较高的田园部的地图区块与地标等地图要素密集存在的可能性较高的城市部的地图区块相比设定得大。例如,也可以是,田园部的地图区块为4km见方的矩形状,另一方面,城市部的地图区块为1km、0.5km见方的矩形状。这里的城市部例如是指人口密度为规定值以上的地域、办公室、商业施设集中的地域。田园部可以是城市部以外的地域。田园部也可以替换为农村部。此外,地域的分类方式不限于城市部和田园部这2个阶段。地图收录地域也可以按照人口密度较高的顺序区分为城市部、地方部、田园部、过疏部这4个阶段。作为地域的分割基准,除了人口密度之外,还能够采用企业数、行政所指定的地域的用途、土地的利用率等。地域的城市程度可以是通过组合多个种类的指标而决定的。
除此之外,全部地图数据的分割方式也可以由数据尺寸规定。换言之,也可以按照由数据尺寸规定范围对地图收录地域进行分割并管理。在该情况下,将各片区设定为数据量小于规定值。根据这样的方式,能够使一次的分发中的数据尺寸为恒定值以下。此外,假定城市部的片区对应的实际空间范围比田园部的子块对应的实际空间范围窄。像上述那样,这是因为,与田园部相比,在城市部可能密集地存在地标、车路标记等地图要素。
在地图联合(换言之,为地图运用)功能开启的期间,车辆依次从服务器3得到通行的道路所属的地图区块的信息,并且基于下载的地图数据而行驶。此外,关于下载到车载系统2中的地图数据的处理,鉴于存储器80的容量等,能够应用多种规则。例如在存储器80的容量相对小的情况下,主处理器40也可以构成为,本车辆已经脱离的地图区块的地图数据在脱离之后或分离规定距离以上的时刻删除。根据这样的结构,能够使用容量较小的存储器80而实现车载系统2。即,能够降低车载系统2的导入成本。
另外,也可以构成为,下载到存储器80的地图数据在从下载的时刻起经过了规定时间(例如1天)的时刻删除。关于通勤路、通学路等日常使用的道路的地图数据,也可以构成为尽可能地(例如只要空闲容量不在规定值以下)缓存于存储器80。所下载的地图数据的保存期间也可以根据数据的属性而变更。例如,将静态地图数据保存于储存部82,直到成为恒定量为止。另一方面,例如也可以构成为,关于施工信息等动态地图数据,不保存于储存部82,而在通过了与该动态地图数据对应的地域的时刻从临时存储部81删除。
这里,作为一例,构成为至少在行驶用电源断开的时刻将存储器80内的地图数据全部删除。这里的行驶用电源是指用于使车辆行驶的电源,在车辆为汽油车的情况下是指点火电源。另外,在车辆为电动汽车或混合动力汽车的情况下,是指系统主继电器。
[关于探测数据的上传控制]
地图系统1将与车辆收集的地图相关的信息上传到地图系统1中包含的服务器3,能够更新储存于服务器3的地图信息。上传通常以规定频度执行。例如作为通常的上传间隔,设定为400毫秒间隔。当然,上传间隔也可以是200毫秒、500毫秒、1秒、2秒等。但是,主处理器40也可以具备在规定条件下,停止探测数据的上传、或者降低其频度、或者缩小上传的信息的种类的动作模式。以下,除了主处理器40以通常频度执行上传的通常模式之外,参照图4对具有使上传的频度比通常频度降低的低频度模式的方式进行说明。图4表示由主处理器40执行的处理流程的一例。此外,通常模式相当于第一模式,并且低频度模式相当于第二模式。
如图4所示,首先,执行步骤S100。步骤S100是主处理器40基于GPS的测位结果的信息而决定本车辆的粗略的位置的步骤。
接下来,执行步骤S101。步骤S101是主处理器40从服务器3下载与本车辆的粗略的位置对应的地图信息的步骤。关于与本车辆的粗略的位置对应的地图信息的决定和取得,另外后述说明。
接下来,执行步骤S102。步骤S102是主处理器40决定本车辆的详细的位置的步骤。本车辆的详细的位置是包含地球上的纬度、经度和高度的全局坐标。主处理器40例如基于利用GPS的粗略的位置信息和从服务器3下载的地图信息而决定本车辆的详细的全局坐标。
接下来,执行步骤S103。步骤S103是判定本车辆被放置的状况是否满足规定低频度条件的步骤。具体而言,是主处理器40判定本车辆的位置是否存在于预先决定的规定低频度区域的步骤。即,图4所示的例子的低频度条件是本车辆的位置是否存在于预先决定的规定低频度区域。
在本车辆被放置的状况满足规定低频度条件、即本车辆的位置存在于预先决定的规定低频度区域时,步骤S103为“是”判定,进入步骤S104。如图5所示,低频度区域在地图上预先设定。低频度区域也可以设定为沿着道路段62的线,也可以如图5中例示的那样,设定为具有规定面积的面。
另一方面,在本车辆被放置的状况不满足规定低频度条件的情况下,进入步骤S105。步骤S105是以通常的频度进行上传的频度的通常频度模式。
像上述那样,在本车辆的位置存在于预先决定的规定低频度区域时,进入步骤S104,如图4所示,地图系统1成为低频度模式。经过步骤S104或者步骤S105,进入步骤S106。步骤S106是向服务器3发送包含地图信息的探测数据的步骤。根据在步骤S104或者步骤S105中设定的与探测数据的上传相关联的频度模式,以规定频度将探测数据上传到服务器3。然后,本流程结束。
以下,详细地说明低频度模式。在使低频度模式有效的情况下,与通常频度模式相比,与通信模块50与服务器3之间的地图信息相关联的通信数据量减少。因此,能够降低线路的负荷,并且能够降低与通信相关联的成本。
低频度区域例如是指城市部的干线道路等、处于在本车辆的周围存在数量较多的其他车辆,能够从多个其他车辆将充分量的地图信息上传到服务器3的环境的区域。在这样的区域中,由于大量地进行来自其他车辆的地图信息的上传,因此即使降低本车辆的上传频度,也能够确保用于地图信息的更新的充分的信息量。
另外,在其他的例子中,例如是汽车专用道路等、交通标志或道路标识等地标63的变更频度比较低的区域。在这样的区域中,预想作为道路上和道路附近的硬件的地标63的更新本身为低频度,因此即使降低本车辆的上传频度,也能够确保用于地图信息的更新的充分的信息量。
并且,在低频度模式下,也能够使上传的频度为零。所谓上传的频度为零的状态,即是实质上禁止地图信息向服务器3的上传的状态,特别地称为禁止模式。即,低频度模式包含禁止模式。
禁止模式为有效的低频度区域即禁止区域例如是指具有军事施设或企业内施设等机密性较高的施设、或野生动物园这样的车辆能够行驶的道路,但不适合作为基于自动转向的转向操作的对象的施设中的区域。在这样的禁止区域中,禁止从车辆向服务器3的地图信息的上传,在服务器3中也不生成地图。因此,也不进行用于车辆控制的下载。
关于使低频度模式有效的规定条件,在上述的例子中,采用了本车辆的位置是否存在于预先决定的规定低频度区域,但也能够设定其他的条件。
例如,也可以在夜间从通常频度模式移至低频度模式。夜间与白天相比,很难利用照相机10识别交通标志、道路标识,地标63的位置的决定的可靠性与白天相比降低。因此,有时优选降低将地标63的位置信息向服务器3上传的频度。此外,可以预先设定在夜间或以夜间为基准的低照度的环境下放置车辆的时刻带,将在该时刻带中上传的频度设为低频度模式。另外,在存在季节的地域中,定义为夜间的时刻带由于季节而不同,因此优选与季节对应地使定义为夜间的时刻带可变。例如,在有白夜的地域中夜间的时刻带比较短,车辆的周边环境成为极端地低照度的机会较少。在这样的地域中,低频度模式为有效的时间也变短。
并且,也可以基于车辆行驶的地域的气象条件而从通常频度模式移至低频度模式。例如在暴雨、暴雪、浓雾、风沙等恶劣天气时,很难识别交通标志、道路标识,地标63的位置决定的可靠性与晴天相比降低。因此,有时优选降低将地标63的位置信息向服务器3上传的频度。此外,作为判断车辆处于怎样的气象条件下的方法,例如能够使用由照相机10拍摄的图像对道路面的反射率进行计测、或者实施基于图像的对比度的天气的判定。另外,也可以基于官方机关公开的信息,而将满足暴雨、暴雪、浓雾、风沙等规定气象条件的地域实时地指定为低频度区域。此外,也可以根据气象条件、时间段、服务器3中的探测数据的收集状况(换言之,为收集程度)而动态地变更低频度区域的设定本身。在恶劣天气时或夜间充分地收集探测数据的情况下,也可以将不是低频度区域的区域(以下,为通常区域)设定为低频度区域。区域的设定变更可以由服务器3实施,也可以由车辆实施。
并且,也可以构成为,基于主处理器40、图像处理器20的使用年数(换言之,为总工作时间),而阶段性地减少上传的频度。主处理器40、图像处理器20的性能日益发展,推测为越是更新的处理器,则与图像处理、上传相关联的时间越短,并且越高精度地进行。因此,可以是,处理器的使用年数越长,则地图信息的上传的频度越少。相反,通过使使用年数较短的处理器积极地上传地图信息,能够高效地进行地图信息的收集。
以上,公开了如下的方式,基于行驶区域、气象条件、时间段、图像处理器20的使用年数来变更探测数据的上传频度,但地图系统1也可以像以下那样构成。作为动作模式,主处理器40具备全部发送模式和抑制模式。全部发送模式相当于将数据集上传为探测数据的动作模式,该数据集包含关于预先指定为作为探测数据发送的全部的项目的信息。另一方面,抑制模式是作为探测数据,仅上传在全部发送模式下设定为上传对象的全部的项目中的一部分项目的动作模式。全部发送模式相当于将规定种类的地上物作为上传对象的第一模式,抑制模式相当于与作为第一模式的全部发送模式相比成为上传对象的地上物的数量较少的第二模式。
在抑制模式下上传的信息的种类也可以预先设定,也可以由服务器3指定。在抑制模式下使车辆上传的信息的种类例如在地图数据的生成/更新的观点中是不足的项目。此外,在抑制模式下上传的项目数也可以是0。抑制模式也可以包含禁止模式。假设在全部发送模式下成为上传对象的信息包含静态信息和动态信息双方的情况下,在抑制模式下成为上传对象的信息也可以仅是动态信息。
在上述的结构中服务器处理器31对存在于规定上传抑制区间的车辆,指示以抑制模式进行动作。另外,服务器处理器31对存在于上传抑制区间以外的区间的车辆,指示以全部发送模式进行动作。各车辆的主处理器40以从服务器3指示的动作模式进行动作。
上传抑制区间例如只要是将生成/更新地图数据所需要的充分量的探测数据作为收集完毕的道路段即可。根据该设定,服务器3对在收集了充分量的探测数据的道路段行驶的车辆指示抑制模式,能够仅上传动态信息、或者仅上传一部分的地上物信息。
另外,上传抑制区间也可以是成为恶劣天气的道路段。根据该设定,能够减少上传精度差的探测数据的可能性。上传抑制区间也可以根据探测数据的收集程度、时间段、气象条件而动态地变更。上传抑制区间只要由服务器处理器31决定即可。此外,服务器处理器31也可以向车辆分发所决定的上传抑制区间的信息,在车辆侧判断当前位置是否相当于上传抑制区间,决定动作模式。根据这样的结构,服务器处理器31不需要对每个车辆指定动作模式,能够降低服务器处理器31的处理负荷。主处理器也可以构成为,基于车辆的行驶区域、气象条件和时间段中的至少任意一个而自发地切换动作模式。主处理器40只要构成为基于来自服务器3的指示、车辆的行驶区域、气象条件和时间段中的至少任意一个而从第一模式移至第二模式即可。
根据抑制模式,与全部发送模式时相比,降低成为报告对象的信息种类。其结果为,作为系统整体从车辆向服务器3的通信量能够降低。另外,由于能够抑制关于不需要的项目的上传,因此不仅能够降低通信设备的负荷,还能够降低主处理器40、服务器处理器31的负荷。
此外,也可以在规定上传抑制区间存在多个车辆的情况下,服务器处理器31将多个车辆中的任意一个设定为发送担当车辆,仅使该发送担当车辆实施探测数据的上传。根据这样的结构,在上传抑制区间行驶的发送担当车辆以外的车辆不上传探测数据。因此,作为系统整体,能够降低从车辆向服务器3的数据通信量。
此外,发送担当车辆例如只要是与先行车辆的车间距离充分空余的车辆、或卡车等高度较高的车等即可。根据这些车辆,容易识别地上物信息。因此,能够高效地收集品质良好的地上物信息。另外,发送担当车辆也可以是构成一个组的多个车辆(以下,为车辆组)中的、相当于前头车辆的车辆、使用物体识别性能最良好的图像处理器20的车辆、基于GPS的测位精度最高的车辆等。发送担当车辆只要由服务器3基于从各车辆依次报告的位置信息来决定即可。当然,作为其他方式,发送担当车辆也可以是通过各车辆利用车车间通信共享信息而决定的。此外,在服务器3指名发送担当车辆的结构中,作为前提,各车辆构成为,向服务器3依次报告位置信息、表示图像处理器20的性能或GPS的测位精度的信息等车辆信息。根据以上的结构,也能够降低从车辆向服务器3的数据通信量。车辆组优选按照每个车道而设定。能够将车间距离小于规定阈值的集合设定为一个车辆组。上述结构相当于如下结构,作为动作模式,服务器3具备对于位于道路段上的全部的车辆发送探测数据的收集模式、以及对于一部分的车辆不请求探测数据的发送的禁止模式。
服务器3的动作模式能够按照每个道路段或者每个地图区块而不同。针对各道路段/地图区块的服务器3的动作模式只要根据针对该道路段/地图区块的探测数据的收集状况来决定即可。例如服务器3只要对于探测数据不足的道路段以收集模式进行动作,另一方面,对于收集有必要充分量的数据的道路段以禁止模式进行动作即可。此外,服务器3也可以以地图区块为单位更新地图数据,也可以以道路段为单位进行地图数据的更新。假设以地图区块为单位进行地图更新的情况下,上述的上传抑制区间的概念只要扩展到地图区块的概念即可。即,只要适当地设定相当于上传抑制区间的上传抑制区块即可。各车辆只要构成为基于存在于上传抑制区块而以抑制模式进行动作即可。
[关于地图生成处理]
参照图6~图8,对基于经由通信模块50发送到服务器3的探测数据,服务器处理器31生成地图时的流程的一例进行说明。
存在在与某地图区块对应的地域行驶的车辆,该车辆构成地图系统1。即,通过搭载于车辆的照相机10而取得表示车辆的环境的至少一个图像,对图像中包含的地标的全局坐标进行计算而上传到服务器3。
如图6所示,首先执行步骤S200。步骤S200是构成服务器3的服务器处理器31取得探测数据的步骤。服务器处理器31从在同一地图区块上行驶的多个车辆分别取得探测数据。即,服务器处理器31对于一个地标取得多个坐标数据。此外,从多个车辆向服务器3依次上传探测数据。服务器处理器31按照每个提供源,将从各车辆提供的探测数据以连结或者分割成规定长度的状态保存。
接下来,执行步骤S201。步骤S201是服务器处理器31对于各地标计算坐标的方差,判定计算出的方差是否大于规定阈值的步骤。针对纬度、经度、高度各自的坐标计算方差,将方差分别与预先指定的阈值进行比较。如图7所示,服务器处理器31基于从多个车辆接收到的探测数据而计算各地标63的方差σ2。在图7所示的例子中,在地图区块存在4个地标63a~63d,对于各地标计算σa 2、σb 2、σc 2、σd 2
在步骤S201中,在全部的地标63的坐标的方差为规定阈值以下的情况下本步骤为“否”判定,进入步骤S202。
步骤S202是服务器处理器31统计地计算各地标63的坐标的步骤。各地标63的坐标的方差为规定阈值以下表示能够以某程度的精度检测地标63的坐标。即,意味着即使不使用后述的参考标记来统计地计算各地标63的坐标,也能够以比较高的精度生成地图。在步骤S202中,使用从多个车辆接收到的探测数据,对于各地标63,例如进行求出平均值的处理,计算全局坐标。而且,本流程结束。
另一方面,在步骤S201中,在至少一个地标63的方差大于规定阈值的情况下,成为“是”判定,进入步骤S203。步骤S203是关于方差大于规定阈值的地标63,判定是否存在高精度测位数据的步骤。高精度测位数据是指例如通过实时向列型(RTK)或精密单独测位(PPP)等、与探测数据不同的方法测量出的坐标数据。高精度测位数据是指通过搭载了激光雷达(LiDAR)、光学照相机、GNSS接收机、加速度传感器等的专用的模型图系统车辆、或测位作业而生成的数据。以下,将通过精密的测量而确定的坐标数据称为参考坐标。另外,将赋予了参考坐标的地标63称为参考标记或者基准地标。参考标记承担作为地上基准点(GCP:Ground Control Point)的作用。此外,作为参考标记,是实施上述的高精度测位的地点。例如,能够将相当于管制标志、导向标志等这样的交通标志的牌子、高速公路的收费站、高速公路与一般道路的连接点、大厦等构造物的角部(边缘)等作为参考标记而采用。另外,划分线的角部、与其他划分线的分支/合流点、护栏的端部等特征点也能够作为参考标记而采用。另外,车道增减的地点也能够作为参考标记而采用。优选参考标记是被固定的立体构造物。这里,作为一例,导向标志等配置在比路面相对高的位置,配置于照相机10容易拍摄的位置的地上物被设定为参考标记。以后,为了方便,将参考标记以外的地上物也记载为通常地上物。
如上述那样,步骤S203是判定是否对相应的地标63赋予了参考坐标的步骤。这里,假定为例如在图7所示的地标63b中存在参考坐标(在图8中,由涂黑三角标记表示)。即,地标63b为参考标记。在存在参考标记的情况下,步骤S203为“是”判定,进入步骤S204。
步骤S204是服务器处理器31对于作为参考标记的地标63b,使由照相机10、传感器30实时测定出的该地标63b的坐标与参考坐标一致的步骤。这里,假定为在地标63b中存在参考坐标,但例如使参考坐标为Xref。如果将实时测定出的探测数据上的地标63b的坐标设为X,则使坐标X与坐标Xref一致。即,平行移动Xref-X。通过该操作,记录于多个探测数据中的全部的作为参考标记的地标63b的坐标为Xref。另一方面,如图8所示,除了地标63b之外的其他的地标63a、63c、63d的坐标也平行移动Xref-X。此外,这里,为了方便,将坐标表现为1维,但实际上以纬度、经度、高度的三维进行计算。
在步骤S204之后,执行步骤S202。作为参考标记的地标63b的坐标与参考坐标一致。另外,关于其他的地标63a、63c、63d的坐标,例如进行求出平均值的处理,计算全局坐标。而且,本流程结束。
在步骤S203中,不存在参考标记的情况下,进入步骤S205。步骤S205是服务器处理器31设立没有参考标记的内容的标志的步骤。通过对于计算出比阈值大的方差的地标63设立标志,能够将需要高精度测位的可能性可视化。然后,本流程结束。
通过采用上述的流程,地图系统1对于仅通过GPS和探测数据的积存而不能得到坐标的精度的地标63,将高精度测位数据作为参考坐标来使用,由此对于不具有高精度测位数据的其他的地标63也能够高精度地进行坐标的计算。而且,能够提高相应的地标63所属的地图区块的精度。
在服务器的观点中,上述结构相当于执行如下内容的结构,从多个车辆取得与关于行驶的道路段的信息建立对应的、包含多个地图要素的观测坐标的探测数据,对于包含参考标记的观测坐标的探测数据,以使定义为参考标记的地图要素的观测坐标与该参考标记的绝对坐标一致或者分歧程度最小的方式,校正在该探测数据中包含的地图要素的观测坐标,并对校正后的地图要素的观测坐标进行统计处理,由此决定地图要素的坐标。
此外,以上对登记/更新地标信息的情况下的处理进行了说明,但上述的处理的对象例如能够应用于车路标记等、多种地上物(换言之为地图要素)。服务器处理器31也可以构成为,按照图9所示的顺序更新地标、划分线等这样的地上物的坐标信息。此外,图9所示的处理(以下,为地图数据更新处理)例如只要按照每个地图区块而定期地执行即可。例如在每天深夜0时的时刻执行图9所示的处理。当然,也可以在关于成为处理对象的地图区块的探测数据积存了规定量以上的时刻执行图9所示的处理。也可以按照每个道路段实施地图数据的更新。图9所示的地图数据更新处理具备步骤T201~T215。
首先,在步骤T201中,读出从在同一道路段上行驶的多个车辆提供的、保存于未图示的数据库的多个探测数据而移至步骤T202。此外,多个探测数据是否是关于同一道路段的探测数据只要基于收纳于探测数据的移动轨迹信息、GPS坐标信息来判断即可。
在步骤T202中,选择在步骤T201中提取出的多个探测数据中的任意一个而移至步骤T203。在步骤T203中,基于所选择的探测数据中包含的各种地上物的坐标信息,而提取对应的道路段的地图数据,移至步骤T204。
在步骤T204中,基于在步骤T203中读出的地图数据,而判定在探测数据中是否包含规定量(例如三个)以上的参考标记的信息。为了后段的对位处理的方便,这里的规定量优选为3以上。作为其他方式,应包含的参考标记的数量也可以设定为4、5等。作为一例,在探测数据中包含三个以上的参考标记的信息的情况下,服务器处理器31执行步骤T205。另一方面,在探测数据中包含的参考标记小于3的情况下执行步骤T207。在步骤T205中,设定在地图数据和探测数据中共用的参考标记(以下,为共用参考标记),而执行步骤T206。
在步骤T206中,使用共用参考标记,实施针对探测数据的对位处理。对位处理是使用共用参考标记的观测坐标和地图登记坐标,对在探测数据中包含的各种地上物的观测位置坐标进行校正的处理。这里的地图登记坐标是指登记于现行的(最新的)地图数据的坐标。这里的观测坐标是指车辆计算出的坐标,并且是在探测数据中记述的坐标。
作为探测数据的校正方法,能够采用ICP(Iterative Closest Point:迭代最近点)方式。ICP方式是指重复各点组的平行移动和旋转的方式,以使两个点组作为整体最整合。具体而言,具备:从单侧的点组(以下,为第一点组)的各点探索在另一个点组(以下,第二点组)中的最近的点并建立对应的步骤、以及以使建立对应的点的差最小化的方式调整各点组的坐标系的位置姿势的步骤。作为使各点组旋转、平移移动的矢量的计算方法,能够采用SVD(Singular Value Decomposition:奇异值分解)、最速下降法等。根据SVD,能够求出用于使某点组接近目标点组(例如第一点组与第二点组的平均点组)的旋转矩阵和平移矢量。另外,根据最速下降法,能够探索表示对应的点之间的距离的均方误差的函数的最小值,求出旋转矩阵和平移矢量。
此外,基于共用参考标记的位置坐标对探测数据中包含的地上物的位置坐标进行校正的方法不限于上述方法。作为探测数据的校正方法,也可以采用另外申请的日本特愿2018-163076号中记载的校正方法。即,计算共用参考标记的观测坐标的重心点(以下,为第一重心点),并且例如通过最小平方法对多个共用参考标记进行平面近似。而且,计算相对于该近似平面的法线矢量(以下,为第一法线矢量)。另外,服务器处理器31计算共用参考标记的地图登记坐标的重心点(以下,为第二重心点),并且计算与该共用参考标记对应的近似平面。而且,计算相对于该平面的法线矢量(以下,为第二法线矢量)。接下来,使探测数据中的地上物的位置坐标平行移动以使第一重心点与第二重心点一致。除此之外,使探测数据中的各地上物的位置坐标旋转移动,以使第一法线矢量与第二法线矢量一致。而且,使探测数据中的地上物的位置坐标绕通过第一重心点的第一法线矢量旋转移动以使共用参考标记的误差的平方和最小,结束对位处理。
服务器处理器31通过结束对位处理,而取得对地上物的位置、方向进行了校正的探测数据。这样的对位处理相当于基于共用参考标记的位置坐标对在探测数据中包含的各种地上物的位置坐标进行校正的处理。此外,与某参考标记的观测坐标相关的通常地上物的观测坐标是指由同一车辆检测和上传的通常地上物的观测坐标。换言之,与某参考标记相关的通常地上物的观测坐标是指由提供了该参考标记的观测坐标的车辆提供的通常地上物的观测坐标。
在步骤T207中,省略针对所选择的探测数据的对位处理,而移至步骤T208。此外,探测数据中包含的参考标记小于3个的探测数据优选从后述的综合处理的对象除去。或者,服务器处理器31也可以构成为,将各种探测数据分割/连结为包含3或者4个以上的参考标记的长度。在步骤T209中,判定在步骤T201中读出的探测数据是否残留有未处理的数据。在残留有未处理的探测数据的情况下,移至步骤T209,针对任意的未处理的探测数据执行步骤T203以后的处理。另一方面,在不存在未处理的探测数据的情况下,执行步骤T210。
在步骤T210中,实施校正后的探测数据的综合处理。探测数据的综合处理是与S201同样,统计地计算地上物的坐标的处理。例如,计算各地上物的坐标的方差,在方差小于规定阈值的情况下,作为该地上物的坐标,采用其中央值/平均值。另外,相对于方差为规定阈值以上的地上物,例如设立验证标志。验证标志相当于表示要想作为地图登记是不可靠的数据的标志。此外,服务器处理器31也可以在探测数据的综合处理时,以使方差成为规定阈值以下的方式除去偏离值之后计算每个地标的坐标。另外,综合处理中的方差的评价不是必须的,也可以省略。通过以上的处理,各地上物的位置坐标在使用规定参考地标进行校正的基础上,统计地决定。例如服务器处理器31在使用规定参考地标对在各探测数据中包含的车路标记的坐标进行校正的基础上,对多个坐标信息进行统计处理,由此决定车路标记的位置坐标。
在接下来的步骤T211中,对在步骤T210中生成的、表示各地上物的统计的位置坐标的数据(以下,为综合数据)与地图数据进行比较,而检测变化点。综合数据本身、或者反映了综合数据的内容的地图数据相当于临时地图数据。这里的变化点是指在综合数据中与现行的地图数据不同的部分,并且是地上物有可能被移设、追加、或者删除的场所。例如,关于在综合数据中包含的地上物中的、存在与现行的地图数据对应的地标的地上物(即现有的地上物),计算统计地确定的位置坐标与地图数据中的位置坐标的偏移量。而且,在位置坐标的偏移量超过规定误差范围的情况下,检测为怀疑移设的地上物。此外,这里,作为一例,在位置坐标的偏移量处于规定误差范围(例如小于3cm)的情况下,视为观测误差,未检测为地图的变化点。根据这样的结构,能够降低由于观测误差而引起频繁地执行地图数据的更新的可能性。当然,作为其他方式,也可以构成为1cm以上的偏移检测为变化点。所允许的误差的大小能够适当地变更。
另外,对于在综合数据中包含的、且未登记于地图数据的地上物,检测为有可能新设置的地上物。除此之外,对于登记于地图数据的、且未包含于综合数据的地上物,检测为有可能被删除的地上物。若步骤T211中的处理结束,则执行步骤T212。
在步骤T212中,判断变化点的妥当性。在对检测为变化点的地上物进行检测的探测数据的数量为规定阈值以上的情况下、或在规定期间(例如3天)继续检测的情况下,判断为该变化点不是暂时的变化点,具有妥当性,使地图数据反映。另外,在作为变化点,检测出划分线的删除的情况下,判定该删除区间是否小于例如规定距离(例如5m)。划分线通常连续地延伸配置,因此仅删除一部分区间的可能性较低。另外,在划分线上暂时存在物体(车辆、积水、雪)的情况下,无法检测出该划分线。即,在删除区间小于例如规定距离的情况下,由于路上驻车、积雪、降雨等暂时的现象,无法检测出本来存在的划分线的可能性较高。通过导入上述的判定逻辑,能够降低将实际上未删除的划分线错误判断为删除的可能性。而且,能够降低错误更新地图数据的划分线信息的可能性。
此外,在删除区间为规定距离以上的情况下等、在宽范围内检测出变化点的情况下,只要判断为通过道路施工等而变更(即具有妥当性)即可。此外,在变化点,能够从外部服务器取得或者从探测数据中检测出表示在最近规定期间以内(例如3天以内)进行了施工的施工信息的情况下,也可以判断为该变化点具有妥当性。上述的思想并不局限于划分线,也能够应用于牌子等其他地上物。关于判断为具有妥当性的变化点,使地图数据反映(步骤T215)。另外,关于判断为不具有妥当性的变化点,实施保留更新、设立验证标志这样的处置。根据基于变化点的继续时间、规模、以及该变化点附近的施工信息的有无,来判断变化点的妥当性的结构,能够降低由于暂时的重要因素而错误地更新地图数据的内容的可能性。
以上,公开了如下的方式,在按每个探测数据使用参考标记进行了各地上物的对位的基础上,综合多个探测数据,计算各种地上物的位置坐标,但地上物的位置坐标的计算顺序不限于此。也可以构成为,不进行以探测数据为单位的地上物的坐标校正,生成统计地计算各地上物的位置坐标而成的综合数据,然后基于参考标记对各地上物的坐标信息进行校正。
作为相当于步骤T201的探测数据的读出处理的下一步骤,例如服务器处理器31基于多个探测数据,通过在S201、步骤T210中提及的方法,而统计地计算每个地上物的坐标。此时,服务器处理器31也可以构成为,调整所使用的观测数据,以使方差为规定阈值以下。统计地计算出的坐标相当于代表观测坐标。代表观测坐标是指多个观测坐标的平均值或者中央值。接下来,服务器处理器31基于参考标记的坐标信息对在综合探测数据中包含的各种地标的代表观测坐标进行校正。校正的方法能够引用与步骤T206相同的方法。通过这样的结构,也能够提高各地上物的坐标的精度。
此外,在将行驶轨道模型作为地图数据而生成和分发的地图系统1中,也可以构成为,将在探测数据中包含的行驶轨道数据作为用于生成行驶轨道模型的地图要素来处理。例如服务器处理器31也可以构成为,在使用与该行驶轨道关联的参考标记对各车辆的行驶轨道进行校正的基础上,对校正后的多个行驶轨道数据进行综合处理,由此生成行驶轨道模型。根据在使用参考标记对各行驶轨道进行校正的基础上进行综合并生成行驶轨道模型的结构,能够生成更高精度的自动驾驶用的行驶轨道。当然,服务器处理器31也可以构成为,在生成将多个车辆的行驶轨道平均化而成的行驶轨道模型之后,使用参考标记对该行驶轨道模型进行校正。上述的各种处理也可以构成为由多个服务器/处理器分担地执行。例如探测数据的综合处理也可以构成为,由与取得和校正探测数据的服务器不同的服务器实施。
此外,上述的地图系统1相当于如下的系统,使用参考标记的观测坐标和地图登记坐标对关于从多个车辆提供的同一的地上物的观测坐标进行校正,并且对校正后的该地上物的观测坐标进行统计地处理(例如平均化),由此决定该地上物的坐标。关于同一地上物的多个观测坐标也可以分别由不同的多个车辆提供,也可以通过使同一车辆多次通过同一地点而生成。对在探测数据中包含的各种地上物的观测坐标进行校正,以使参考标记的观测坐标与作为该参考标记的地图登记坐标的绝对坐标一致,但这里的一致不限于完全的一致。也包含大致一致。上述的校正只要以使参考标记的观测坐标与绝对坐标的分歧程度最小的方式执行即可。以上描述的校正处理也可以以道路段为单位执行,也可以以地图区块为单位执行。
[基于地图精度的车辆的控制方式]
基于多个探测数据对地图区块中包含的地标63的坐标进行计算,因此存在统计性偏差。地图系统1对每个地图区块赋予基于统计性偏差的精度等级。而且,根据精度等级,对利用地图信息的应用进行限制。参照图10,对地图系统1的动作流程进行说明。
如图10所示,首先,执行步骤S300。步骤S300是构成服务器3的服务器处理器31取得探测数据的步骤。服务器处理器31从在同一地图区块上行驶的多个车辆分别取得探测数据。即,服务器处理器31对于一个地标取得多个坐标数据。
接下来,执行步骤S301。步骤S301是服务器处理器31对于各地标计算坐标的方差的步骤。针对纬度、经度、高度各自的坐标来计算方差。如图7所示,服务器处理器31基于从多个车辆接收到的探测数据来计算各地标63的方差σ2。在图7所示的例子中,在地图区块存在4个地标63a~63d,针对各地标计算σa 2、σb 2、σc 2、σd 2
接下来,执行步骤S302。步骤S302是对服务器处理器31计算出的方差σa 2、σb 2、σc 2、σd 2的中央值p进行计算,与规定阈值T1进行比较的步骤。这里,计算方差的中央值是一例,只要能够统计地对属于地图区块的地标的坐标的偏差程度进行指标化即可,例如也可以使用平均值。如果中央值p在与规定阈值T1之间满足0<p≦T1的关系,则步骤S302为“是”判定,进入步骤S303。
步骤S303是对于在步骤S302中为“是”判定的地图区块赋予精度等级“High”的步骤。赋予精度等级“High”的地图区块是判定精度最高的地图区块。
另一方面,在步骤S302中为“否”判定时进入步骤S304。步骤S304是服务器处理器31计算中央值p(也可以为平均值),并与规定阈值T1、T2进行比较的步骤。如果中央值p在规定阈值T1和阈值T2之间满足T1<p≦T2的关系则步骤S304为“是”判定,进入步骤S305。
步骤S303是对于在步骤S302中为“是”判定的地图区块赋予精度等级“Middle”的步骤。
另一方面,在步骤S304中为“否”判定时,进入步骤S306。步骤S306是对于在步骤S304中为“否”判定的地图区块赋予精度等级“Low”的步骤。赋予精度等级“Low”的地图区块是判定为精度最低的地图区块。
地图区块的精度等级按照“High”“Middle”“Low”顺序从高到低。精度等级越高则能够越高精度地决定车辆的当前位置,能够实现更高级的驾驶辅助。即,在与精度等级高的地图区块对应的地域的行驶中,例如能够提供自动驾驶等高级驾驶辅助。另一方面,在与精度等级低的地图区块对应的地域的行驶中,限制应用以不提供自动驾驶。更具体而言,主处理器40对于精度等级被设定为最高的等级的地图区块的地图数据,允许自动驾驶应用利用该地图数据,另一方面,对于精度等级被设定为最低的等级的地图区块的地图数据,禁止自动驾驶应用利用该地图数据。由此,能够有效运用高精度地得到的地图区块,并且使低精度的地图区块不会错误地提供给自动驾驶应用等这样的更需要安全性的应用。此外,在由于地图区块的精度等级而对应用的利用施加限制的情况下,主处理器40优选经由HMI60向用户通知该意思。禁止向应用提供地图数据相当于间接地禁止应用的执行本身、或者使功能退化。
[关于卫星测位系统的代替单元]
在确定本车辆的位置时,地图系统1通过基于GPS等卫星的测位来确定本车辆的粗略的位置,基于从服务器3下载的地图信息和根据由车辆实时拍摄的图像计算出的地标63的坐标而决定详细的本车辆的位置。然而,在本车辆处于隧道内、高层大厦之间,存在很难通过卫星进行位置确定的情况。
在地图系统1中,作为测位传感器30a,例如能够采用对向无线LAN提供的电波强度进行检测的电波检测器。基于从无线LAN的基站(访问点)发出的电波的测位相当于代替测位单元。车辆接收发射无线LAN的电波的基站中的、设置有基站的全局坐标是已知的基站的电波。由此,基于基站的坐标和接收到的电波的强度而推定本车辆的位置。参照图11,对地图系统1的动作流程进行说明。
如图11所示,首先执行步骤S400。步骤S400是主处理器40对来自GPS卫星的电波的接收强度和规定阈值进行比较的步骤。阈值例如指定通过基于GPS的测位和能够下载的地图信息,能够充分确定本车辆的位置时的GPS的电波强度。在来自GPS卫星的电波的接收强度大于该阈值的情况下,本步骤为“是”判定,进入步骤S401。即,作为代替测位单元,使无线LAN电波的电波检测器无效。而且,进入步骤S402,通过基于GPS的测位和能够下载的地图信息来确定本车辆的位置。另外,将由照相机10得到的地标63等地图信息上传到服务器3。在本车辆的位置的确定后,将该本车辆位置用于自动转向等驾驶辅助。
另一方面,在步骤S400中,在来自GPS卫星的电波的接收强度为该阈值以下的情况下,本步骤为“否”判定,进入步骤S403。即,作为代替测位单元,使无线LAN电波的电波检测器有效。而且,进入步骤S404。
步骤S404是主处理器40判定发出无线LAN的电波的基站的安全等级的步骤。安全等级是指该基站发出的信息的信赖的指标。如果安全等级较高,则主处理器40信赖该基站具有的设置场所的坐标的值,基于基站的全局坐标、搭载于车辆的电波检测器接收的电波的接收强度、以及基于SfM等的本车辆的位置预测而确定本车辆的当前位置。例如基于接收强度而推定与基站相距的距离,判定为存在于与基站设置位置相距的该推定距离以内。在能够接收来自多个基站的信号的情况下,基于来自各基站的信号的接收强度来推定直到各基站为止的距离,使用各基站的设置位置和与各基站相距的距离来计算当前位置。作为使用了基站发出的电波的位置推定方法,能够采用利用电波的到来方向的AOA(Angle OfArrival)方式、到达时间(TOA:Time Of Arrival)方式、到达时间差(TDOA:TimeDifference Of Arrival)方式等多种方式。此外,关于安全等级的高低,能够任意地设定,例如能够推测为官方机关或公共基础设施的企业所设置的基站的安全等级较高。另一方面,能够推测为个人设置的基站的安全等级较低。
若在步骤S404中,判断为基站的安全等级、进而代替测位单元的安全等级较低,则本步骤为“否”判定,进入步骤S405。在步骤S405中,将由照相机10得到的地标63等地图信息上传到服务器3。此外,在能够充分确保GPS的接收强度、或者能够实现基于安全等级较高的代替测位单元的测位的情况下,像步骤S402那样,基于代替测位单元的测位的信息而用于本车辆的位置的确定。另一方面,在仅实现基于安全等级较低的代替测位单元的测位的情况下,不进行本车辆的位置的确定,测位的信息仅用于将地图信息上传到服务器3。
此外,关于判定代替测位单元的安全等级的高低的步骤是任意的,也可以未必实施。即,也可以不实施图11的步骤S404。在这样的方式中,在没有充分进行基于卫星的测位,而由代替测位单元测位的情况下,测位的信息可以仅用于将地图信息上传到服务器3。
然而,关于代替测位单元,不限于设置位置的坐标是基于从已知的无线LAN基站发出的电波的测位,能够采用设置位置的坐标是基于从已知的近距离无线通信的基站发出的电波的测位、基于IMES的测位、基于地磁的测位等。
此外,无线LAN或近距离无线通信、接收IMES的电波的电波检测器、检测地磁的磁检测器未必需要固定于车辆。例如,在智能手机这样的移动机器搭载有上述的检测器,在移动机器与地图系统1链接的情况下,能够将由移动机器得到的测位信息用于地图系统1。
[关于地图数据的更新方法]
在确定本车辆的位置时,地图系统1通过基于GPS等卫星的测位来确定本车辆的粗略的位置,基于从服务器3下载的地图信息和根据由车辆实时拍摄的图像计算出的地标63的坐标而决定详细的本车辆的位置。然而,存在在服务器3中不存在地图信息、或者地图信息是旧的而不正确地反映现状的情况。
基于这样的情况,也可以按照每个地图区块,设定“无地图”“地图虽然存在但是为旧的”“存在最新的地图”这3个模式,相对于“无地图”“地图虽然存在但是为旧的”这2个模式对地图区块设定更新标志。与设定了更新标志的地域对应的地图区块应该优先地进行地图生成或更新。参照图12,对与该技术思想对应的地图系统1的动作流程进行说明。
如图12所示,首先执行步骤S500。步骤S500是主处理器40通过GPS等来确定本车辆的粗略的位置的步骤。通过该步骤,掌握存在本车辆的地域。
接下来,执行步骤S501。步骤S501是主处理器40判定与存在本车辆的地域对应的地图区块的地图信息是否储存于服务器3的步骤。例如,主处理器4 0向服务器3发送本车辆的当前位置信息。在存在车辆的地域的地图区块的地图信息存在的情况下,服务器3回复表示存在地图信息的意思的信号。另外,在不具有存在车辆的地域的地图区块的情况下,服务器3回复表示不具有所请求的地域的地图数据的意思的信号。这样,步骤S501也可以通过主处理器40与服务器3配合而实施。在地图信息未被储存为地图区块的情况下,本步骤为“否”判定,进入步骤S502。此外,存在车辆的地图区块的地图数据不存在的情况还包含该地图区块的地图数据的有效期限到期的情况。
步骤S502是主处理器40将与相应的地域对应的地图区块设定为“无地图”模式的步骤。然后,进入步骤S503。
步骤S503是主处理器40针对与相应的地域对应的地图区块将更新标志设定为“ON”的步骤。在将更新标志设定为“ON”的情况下,主处理器40依次上传作为探测数据的白线信息等地上物信息。由此,与将更新标志设定为“ON”的地域对应的地图区块由服务器处理器31优先地进行地图生成。本流程经过步骤S503而结束。此外,作为更优选的方式,主处理器40在将更新标志设定为“ON”的地图区块行驶的期间,除了地上物信息之外,车辆行驶状况信息也一并上传。
在步骤S501中,在与存在本车辆的地域对应的地图区块存在地图信息的情况下,本步骤为“是”判定,进入步骤S504。
步骤S504是针对记录于地图区块的地图信息,判定最新的信息是否被官方公开的步骤。官方公开是指,如果是日本的情况则例如是国土交通省国土地理院公开的地图信息。这里,在储存于服务器3的地图信息中的地标的坐标与国土地理院公开的地图信息中的地标的坐标的差异为规定距离(例如10cm)以上的情况下,判定为最新的信息被官方公开。此外,除了国土地理院提供的地图信息以外,确定的地图供应商提供的地图信息也可以作为官方地图信息而利用。官方公开并不局限于基于政府机关的公开,还包含基于规定地图供应商的准官方公开。另外,即使一般不公开,在通过国土地理院所具有的定点测量计、高精度的GPS测位等而储存于服务器3的地图信息中的地标的坐标与所测位的地标的坐标的差异为规定距离(例如10cm)以上的情况下,判定为最新的信息被公开公开。在这样的情况下,本步骤为“是”判定,进入步骤S505。此外,该步骤S504也可以由车辆和服务器中的任一个实施。主处理器40或者服务器处理器31只要通过与地图供应商、政府机关管理的外部服务器实施通信而判定针对存在车辆的地图区块是否公开了最新的地图信息即可。
步骤S505是主处理器40将与相应的地域对应的地图区块设定为“地图虽然存在但是为旧的”模式的步骤。然后,进入步骤S503。
如上所述,步骤S503是主处理器40针对与相应的地域对应的地图区块将更新标志设定为“ON”的步骤。关于与将更新标志设定为“ON”的地域对应的地图区块,由于依次从车辆向服务器3上传地上物信息,因此优先地进行地图更新。本流程经过步骤S503而结束。
在步骤S504中,在针对记录于地图区块的地图信息判定为最新的信息未被公共公开的情况下,本步骤为“否”判定,进入步骤S506。
步骤S506是主处理器40从服务器3下载与当前位置对应的地图区块的地图信息的步骤。
接下来,执行步骤S507。步骤S507是主处理器40基于从服务器3下载的地图信息中包含的地标63的坐标与基于实时拍摄的图像计算出的地标63的坐标进行对照来确定(即定位)本车辆的位置的步骤。
接下来,执行步骤S508。步骤S508是主处理器40判定是否检测出本车辆的坐标的偏移(以下,也记载为位置偏移)的步骤。
将基于从服务器3下载的地图信息中包含的地标63的坐标和根据由照相机10实时拍摄的图像计算出的地标63相对于本车位置的相对坐标而确定的本车辆的位置称为第一位置。另一方面,将不取决于在服务器3中储存的地图信息的、使用GPS的电波确定的本车辆的位置称为第二位置。此外,用于实时计算地标63的坐标的单元不限于基于照相机10的结构,例如也可以利用雷达、LiDAR。另外,作为不取决于地图信息而确定本车辆的位置的单元,不限于GPS,例如也可以采用利用了测距(opposite)或航位推算、无线LAN、近距离无线通信、IMES的电波的位置确定、基于地磁的位置确定。
所谓本车辆的坐标的偏移的检测,例如表示检测出第一位置与第二位置的分歧为规定距离以上。或者,所谓本车辆的坐标的偏移的检测,表示第一位置与第二位置的分歧为规定距离以上的状态产生了规定次数。产生了位置偏移的次数、频度相当于表示需要地图数据的更新的指标信息(换言之为错误信号)。另外,位置偏移相当于用于发送指标信息的事件(以下,发送事件)。位置偏移的检测(换言之为发送事件的检测)也可以由主处理器40自身实施,也可以由其他设备(例如图像处理器20)执行。在其他设备检测的情况下,主处理器40只要通过被从该设备输入表示产生了位置偏移的意思的信号而对产生了位置偏移(换言之为发送事件)的情况进行检测即可。
另外,关于本车辆的坐标偏移检测的其他的例子,也可以是,在使用地图信息而执行自动驾驶、车道维持等驾驶辅助时,根据以规定量或频度产生了驾驶员的转向操作介入的情况,而检测本车辆的坐标的偏移。在使用地图信息而执行自动驾驶、车道维持等驾驶辅助时,驾驶员的转向操作/减速操作介入的地点也称为不调地点。此外,与转向操作介入同样,制动踏板的踩踏等这样的速度调整的介入也能够作为位置偏移产生的判断指标而采用。驾驶员进行了转向操作介入、减速操作这样的操作介入的量、频度相当于表示需要更新地图数据的指标信息。另外,自动行驶时的驾驶员的操作介入相当于用于向服务器3发送指标信息的事件。
在步骤S508中检测出本车辆的位置偏移的情况下,本步骤为“是”判定,进入步骤S505。此外,也可以构成为,对检测出位置偏移的次数进行计数,在检测出位置偏移的次数为规定阈值以上的情况下步骤S508为“是”判定而执行步骤S505。
如上所述,步骤S505是将与相应的地域对应的地图区块设定为“地图虽然存在但是为旧的”模式的步骤,然后,经过步骤S503将更新标志设定为“ON”。所谓检测出本车辆的位置偏移的状态,例如假定在由于自然灾害等官方地进行信息的更新之前地形、地标63的位置发生变化的情况。经过步骤S508将更新标志设定为“ON”,由此能够在官方地图更新之前促进储存于服务器3的地图信息的更新。
另一方面,在未检测出本车辆的位置的偏移的情况下,步骤S508为“否”判定,进入步骤S509。
步骤S509是主处理器40将与相应的地域对应的地图区块设定为“存在最新的地图”模式的步骤。然后,进入步骤S510。
如上所述,步骤S510是主处理器40针对与相应的地域对应的地图区块将更新标志设定为“OFF”的步骤。关于与将更新标志设定为“OFF”的地域对应的地图区块,不需要最近的地图更新,能够积极地用于驾驶辅助等。本流程经过步骤S510而结束。此外,在将更新标志设定为“OFF”的情况下,主处理器40不发送白线信息等地上物信息作为探测数据,上传车辆行驶状况信息。根据上传车辆行驶状况信息的结构,服务器3能够检测交通阻塞的产生等。
像以上记载的那样,主处理器40基于步骤S501、步骤S504和步骤S508的规定条件,针对与存在本车辆的地域对应的地图区块,设定“无地图”“地图虽然存在但是为旧的”“存在最新的地图”这3个模式下的任意模式,设定与各模式对应的更新标志。能够针对赋予了“无地图”和“地图虽然存在但是为旧的”的模式的地图区块,将更新标志设定为“ON”,由此能够优先地执行在该地图区块中包含的地图信息的更新或生成。
此外,以上,公开了在车辆侧判定地图数据的更新的需要与否的结构,但不限于此。服务器3也可以基于来自多个车辆的探测数据而判断各地图区块的地图数据的更新的需要与否。例如,主处理器40在步骤S508中检测出位置偏移、乘员对于车辆的自动行驶的操作介入的情况下,向服务器3报告该意思。或者,向服务器3发送表示需要更新的意思的信号。
服务器处理器31将检测出位置偏移的次数超过了规定阈值的地图区块的更新标志设定为“ON”。而且,对于在将更新标志设定为“ON”的区域行驶的车辆,请求发送包含地上物信息的探测数据。根据这样的结构,也能够迅速地更新地图数据。此外,地图数据的更新的单位不限于以地图区块为单位。也可以以道路段为单位管理更新的需要与否。例如也可以以道路段为单位设定更新标志的“ON”/“OFF”。
另外,基于探测数据而生成/更新的地图数据也可以作为临时地图数据,而临时分发到各车辆。临时分发的地图例如由多个车辆验证是否能够用于自动控制。例如各车辆的主处理器40在使用临时地图数据来计算本车位置的情况下基于是否检测出位置偏移、是否进行了驾驶员的操作介入等而验证临时地图。也可以根据基于图像识别结果而计划的行驶轨道与使用临时地图而计划的行驶轨道是否整合来验证临时地图数据。优选临时地图数据不用于实际的自动驾驶,直到验证结束而成为正式地图数据为止。此外,关于临时地图数据的验证方法,也可以引用另外申请的日本特愿2018-163077号中记载的方法。在作为验证临时地图数据的结果而判断为没有问题的情况下,各车辆向服务器3报告该意思。另外,在判断为临时地图数据存在不良情况的情况下,向服务器3报告该意思。服务器3基于多个车辆中的验证结果而最终地判断临时地图数据是否没有问题,在判断没有问题的情况下采用临时地图数据来作为正式地图。向各车辆分发作为正式地图而采用的地图数据。此外,也可以对已经分发临时地图数据的车辆通知临时地图数据作为正式地图数据利用。
上述地图系统1基于预先决定的规定条件而设定表示需要更新的意思的更新标志,因此能够地明确地区别图信息的更新的需要与否。而且,在由于自然灾害等而地标63的坐标突然变化的情况下等特别有效。
[无法检测地标的情况下的应对]
在确定本车辆的位置时,地图系统1通过基于GPS等卫星的测位来确定本车辆的粗略的位置,基于从服务器3下载的地图信息和根据由车辆实时拍摄的图像计算出的地标63的坐标来决定详细的本车辆的位置。然而,在本车辆的周边存在阻碍地标63的拍摄的障碍物,存在无法确定地标63的坐标的情况。
也可以在本车辆处于上述这样的情况时,地图系统1控制本车辆的行驶状况以使得在拍摄装置即照相机10的视角内存在至少一个不被障碍物遮挡的地标63。这里,参照图13,基于该技术思想而对地图系统1的动作流程进行说明。此外,这里,作为一例,举例说明为了拍摄车辆的前方的环境而设置的照相机10。照相机10除了监视前方之外,负责后方监视的后方照相机、负责侧方监视的照相机10(即,左/右侧照相机)也可以共存。另外,作为遮挡地标63的障碍物,举例说明先行车,作为障碍物,有时是与后方监视用的照相机10对应的后续车,有时也是与侧方监视用的照相机10对应的并行车。车辆以外的对象也有时作为障碍物发挥作用。作为构成地图系统1的周边监视传感器能够采用前方照相机、后方照相机和侧方照相机的一部分或者全部。拍摄后方规定范围的后方照相机相当于后方监视装置。
如图13所示,首先执行步骤S600。步骤S600是主处理器40通过GPS等来确定本车辆的粗略的位置的步骤。通过该步骤,而掌握存在本车辆的地域。
接下来,执行步骤S601。步骤S601是主处理器40基于由照相机10拍摄的图像而检测先行车的步骤。
接下来,执行步骤S602。步骤S602是主处理器40取得先行车的车辆种类的步骤。车辆种类记录于在存储器80或服务器3中储存的数据库,根据从图像得到的对象的轮廓信息等来决定种类。
接下来,执行步骤S603。步骤S603是主处理器40基于车辆种类而取得成为障碍物的先行车的车高的步骤。车高的信息与车辆种类关联,取得与先行车的车辆种类对应的车高。此外,车高的信息也可以根据所拍摄的图像来计算。
接下来,执行步骤S604。步骤S604是主处理器40判定作为障碍物的先行车是否是高车辆的步骤。关于先行车是否是高车辆的判定,例如对在步骤S603中取得的车高与规定阈值进行比较,在车高比阈值高的情况下判定为先行车是高车辆。或者,在其他的例子中,也可以是,预先决定被分类为高车辆的车辆种类,在先行车是相应的车辆种类的情况下判定为是高车辆。在根据车辆种类而判定是否为高车辆的情况下,能够省略取得车高的步骤S603。此外,作为判定为高车辆的车辆种类,例如相当于卡车、消防车等。在步骤S604中,在判定为先行车是高车辆的情况下,进入步骤S605。
步骤S605是主处理器40控制致动器70而变更本车辆与障碍物的相对位置,能够通过照相机10而识别地标63的步骤。具体而言,例如致动器70是制动装置,主处理器40对制动装置进行驱动而实施本车辆的制动。由此,本车辆与作为障碍物的先行车的车间距离变大,先行车相对于视角所占的面积变小。因此,能够实现容易在视角内写入标志等地标63的状况,因此主处理器40能够识别地标63,能够计算地标63的坐标。在先行车为高车辆的情况下,信号机、行驶目的地显示等被先行车遮挡而容易产生照相机10无法识别的状况,因此通过经过步骤S605,能够提高地标63的检测频度。与之相伴,根据地标63的坐标的图像的计算频度也提高,因此能够在更长时间内进行与地图信息具有的地标63的坐标的对照,能够更正确地确定本车辆的位置。由于减速等而与先行车的车间距离变大的控制相当于用于使周边监视传感器容易检测地标的车辆控制的一例。
此外,主处理器40控制的致动器70不限于制动装置,例如也可以是方向盘。具体而言,在先行车为高车辆的情况下,主处理器40也可以控制方向盘进行车道变更,形成在本车辆的前方不存在成为障碍物的先行车的状况。
在步骤S605之后,本流程结束。另外,在步骤S604中,在判定为先行车不是高车辆的情况下也同样地结束本流程。
通过采用以上的结构,在地图系统1中,根据地标63的坐标的图像的计算频度也提高,因此能够在更长时间内进行与地图信息具有的地标63的坐标的对照,能够更正确地确定本车辆的位置。
[无法检测地标的情况下的应对(变形例)]
以上,对取得作为障碍物的先行车的车辆种类,基于该车辆种类来控制车辆的例子进行了说明。作为其他方式,地图系统1也可以基于实时计测出的车间距离和通过图像识别而计算出的车高,来控制车辆以使得能够识别地标63。基于该技术思想,参照图14~图16对地图系统1的动作例进行说明。此外,这里,举例说明为了拍摄车辆的前方的环境而设置的照相机10。照相机10除了监视前方之外,负责后方监视、侧方监视的照相机10也可以共存。另外,作为遮挡地标63的障碍物,举例说明先行车,但作为障碍物,有时是与后方监视用的照相机10对应的后续车,也有时是与侧方监视用的照相机10对应的并行车。障碍物有时是车辆以外的对象。
如图14所示,首先执行步骤S700。步骤S700是主处理器40通过GPS等来确定本车辆的粗略的位置的步骤。通过该步骤,而掌握存在本车辆的地域。
接下来,执行步骤S701。步骤S701是主处理器40基于由照相机10拍摄的图像而检测先行车的步骤。
接下来,执行步骤S702。步骤S702是主处理器40对直到先行车为止的距离、即车间距离进行计测的步骤。车间距离是能够通过雷达、LIDAR、或者它们与拍摄装置的融合结构来计测。
接下来,执行步骤S703。步骤S703是主处理器40对先行车的高度进行计测的步骤。先行车的高度能够基于在步骤S702中取得的直到先行车为止的距离和在由照相机10拍摄的图像中反映出的先行车的上端的图像上的V方向坐标而唯一地计测。
接下来,执行步骤S704。步骤S704是主处理器40从地图信息取得假定为存在于视角内的地标63的坐标的步骤。主处理器40根据在步骤S700中确定的粗略的本车辆的位置来确定存在车辆的地域,读入与该地域对应的地图区块。而且,取得记录于地图区块的地标63的坐标。这里,地标63包含白线(换言之为车路标记),但若是由于先行车的体格较大而照相机10很难拍摄的对象,则优选为更有效的信号机、行驶目的地显示、限制速度标志等。所谓地标63的坐标,如果例如地标63为与车辆的行进方向正交的矩形板状,则包含形成矩形的四角的坐标信息。
接下来,执行步骤S705。步骤S705是判定先行车是否存在于遮挡应该存在于视角内的地标63的位置的步骤。如图15所示,根据由步骤S702取得的车间距离、由步骤S703取得的先行车的车高、以及搭载于本车辆的照相机10的视角来决定成为照相机10的死角的部分(在图15中施加了阴影的部分)。在该死角的部分包含构成地标63的坐标的至少一部分的情况下,判定为先行车遮挡地标63,本步骤为“是”判定。图15所示的例子是地标63全部包含于先行车形成的死角,本步骤为“是”判定的一例。
在步骤S705为“是”判定的情况下,进入步骤S706。步骤S706是主处理器40控制致动器70而变更本车辆与障碍物的相对位置,能够由照相机10识别地标63的步骤。具体而言,例如致动器70为制动装置,主处理器40驱动制动装置来实施本车辆的制动。
如图16所示,主处理器40通过该制动而增大本车辆与先行车的车间距离,以使地标63从死角的部分全部脱离。具体而言,对本车辆进行制动直到在比先行车的上端靠上的部分,从地标63的上端到下端全部成为能够视觉确认的车间距离。此外,虽然后述说明,但也可以是如下的结构,进行制动直到地标63的一部分能够视觉确认为止。由此,主处理器40能够识别地标63,能够基于图像来计算地标63的坐标。
在上述地图系统1中,能够不取得车辆种类,而容易识别地标63。这在由于突然的中断等而无法确保用于取得先行车的车辆种类的足够的时间、或者车辆以外的障碍物突然进入车辆前方的情况下特别有效。
此外,主处理器40控制的致动器70不限于制动装置,例如也可以是转向盘。具体而言,也可以是,在先行车为高车辆的情况下,主处理器40控制转向盘而进行车道变更,形成在本车辆的前方不存在成为障碍物的先行车的状况。作为用于由周边监视传感器容易检测地标的车辆控制(以下,为检测率提高控制)能够采用减速、车道变更、车道内的位置变更等多种控制。检测率提高控制相当于用于降低无法识别地标的状态继续的可能性的控制。
另外,说明了如下的例子,如果在先行车的死角包含地标63的一部分,则判定为先行车遮挡地标63,但在死角外也能够视觉确认地标63的一部分的情况下,也可以判定为先行车不遮挡地标63。或者,也可以根据地标63的种类而使这些判定基准可变。
此外,也可以构成为,本车辆具备多个周边监视传感器,在多个中的至少一个周边监视传感器能够捕捉地标的情况下,不实施用于使周边监视传感器容易检测地标的车辆控制。例如,也可以构成为,即使在先行车为高车辆、或者先行车存在于遮挡本车辆前方的地标的位置的情况下,在能够利用后方照相机拍摄车辆后方的地标的情况下,也不实施车间距离的扩大、车道变更等车辆控制。
另外,实施检测率提高控制的情况不限于先行车为高车辆的情况、由先行车遮挡本车辆前方的地标的情况。更详细地说,也可以构成为,在与先行车的车间距离处于小于规定距离(例如20m)以内的情况下,执行检测率提高控制。该结构相当于在照相机10的拍摄范围内的规定区域(这里为车辆前方20m以内的区域)存在作为障碍物的先行车的情况下执行检测率提高控制的结构。另外,也可以构成为,在从照相机10朝向先行车的背面上端部的直线相对于路面所成的角度(以下,为仰视角θ)为规定阈值(例如为15度)以上的情况下,执行减速等检测率提高控制。也可以构成为,在图像帧中相当于先行车的部分所占的比率为规定阈值以上(例如为30%以上)的情况下,执行减速等检测率提高控制。
此外,也可以构成为,在车辆在本来应该观测到地标的区间行驶的状况中,在地标的检测连续地失败了规定次数(例如5次)或规定时间(例如3秒)的情况下,执行检测率提高控制。另外,也可以构成为,在针对本来应该观测的地标的检测成功率小于规定阈值的情况下,执行检测率提高控制。检测成功率只要由在恒定时间以内尝试了该地标的检测的次数与检测成功的次数之比表现即可。
用于执行检测率提高控制的条件能够适当地变更。此外,也可以构成为,作为检测率提高控制,主处理器40通过车车间通信而从其他车辆取得该其他车辆的当前位置和利用该其他车辆取得的周边图像。根据这样的结构,主处理器40能够基于从其他车辆提供的周边图像而检测地标。另外,能够基于该地标的位置信息、该其他车辆的位置信息、以及本车辆相对于该其他车辆的相对位置,而间接地定位本车辆。
并且,也可以构成为,作为检测率提高控制,主处理器40通过车车间通信而取得其他车辆(例如先行车辆)的定位结果(即,其他车辆的详细位置信息)。根据这样的结构,主处理器40能够基于定位结果的提供源即其他车辆(以下,为参考车辆)的详细位置信息和本车辆相对于该参考车辆的相对位置,而间接地定位本车辆。本车辆相对于参考车辆的相对位置只要基于照相机10等周边监视传感器的检测结果来确定即可。
另外,主处理器40在通常时,使用存在于本车辆前方的地标(换言之使用前方照相机图像)来进行定位。另一方面,也可以构成为,在前方照相机的视野被先行车遮挡的情况下,使用作为后方监视装置的后方照相机的图像来实施定位。即,作为检测率提高控制,也可以变更用于地标的检测的周边监视传感器。变更地标的检测所使用的周边监视传感器的数量、组合相当于检测率提高控制的一例。
也可以构成为,以本车辆在规定道路(例如一般道路)行驶为条件,而执行上述的控制。在一般道路中,与高速公路行驶中相比,与其他车辆的车间距离较短,不容易看到地标。因此,与高速公路行驶中相比,上述的控制在一般道路行驶中更有用。另外,根据相反的观点,也可以构成为,在行驶道路相当于规定道路种类(例如为汽车专用道路)的情况下,主处理器40不执行上述控制。在高速公路等汽车专用道路行驶中,其他车辆不容易检测地标的可能性较低。在汽车专用道路行驶的期间,取消上述的检测率提高控制,由此能够减轻主处理器40的负荷。
此外,主处理器40也可以构成为,在将地图运用功能有效化的情况下,与未将地图运用功能有效化的情况相比,使ACC的设定距离变长。根据该结构,能够进一步降低地标的检测变困难的可能性。
[关于夜间等、暗环境下的应对]
地标63的坐标不容易确定的情况不限于在本车辆的周边存在阻碍地标63的拍摄的障碍物的情况。例如,即使在隧道内、夜间等车辆的周边环境比较暗的情况下,有时很难进行照相机10对地标63的检测和坐标的计算。
地图系统1也可以构成为,即使在车辆的周边环境为比较暗的场所的情况下,也容易进行地标63的检测和坐标的计算,进而更正确地确定本车辆的位置。
以下,参照图17对基于这样的技术思想的地图系统1的动作进行说明。此外,这里,作为一例,举例说明为了向车辆的前方照射照明光而设置的头灯的控制。灯除了向车辆前方照射,照射车辆后方、车辆侧方的灯也可以共存,控制的对象也可以是照射车辆后方、车辆侧方的灯。
如图17所示,首先执行步骤S800。步骤S800是判定利用地图信息的应用是否处于起动中的步骤。利用地图信息的应用例如是指对基于图像计算出的地标63的坐标与地图信息进行对照来确定本车辆的位置而实现的自动转向等。如果不执行利用地图信息的应用则本步骤为“否”判定,本流程结束。如果执行该应用,则本步骤为“是”判定,进入步骤S801。
步骤S801是判定车辆的头灯的控制是否设定为自动模式的步骤。所谓设定为自动模式,是自动地设定头灯的上下或左右等的配光控制的状态,例如有源高光束系统(AHS)是其例子。在头灯的控制为手动(manual)模式的情况下,本步骤为“否”判定,本流程结束。另一方面,在头灯的控制为自动模式的情况下,本步骤为“是”判定,进入步骤S802。
步骤S802是主处理器40判定车辆的周边环境的明亮度是否为规定阈值以下的步骤。具体而言,对由搭载于车辆的照度传感器检测出的照度与规定阈值进行比较。根据在照度比阈值大的情况下未必需要将头灯点亮这样的判定,本步骤为“否”判定,本流程结束。另一方面,在照度为阈值以下的情况下,进入步骤S803,将头灯点亮。
接下来,执行步骤S804。步骤S804是主处理器40判定是否存在相对于本车辆的先行车或对向车的步骤。关于先行车的存在,例如根据由照相机10拍摄的图像检测后灯的光而识别其存在。或者,通过照相机10与雷达、LIDAR的融合结构来识别先行车的存在。另外,关于对向车的存在,例如根据由照相机10拍摄的图像检测头灯的光而识别其存在。或者,通过照相机10与雷达、LIDAR的融合结构来识别对向车的存在。
若在步骤S804中检测出对向车或先行车的存在则本步骤为“是”判定,进入步骤S805。步骤S805是将头灯的照射模式设定为近光的步骤。在近光的模式下,为了抑制先行车或对向车的驾驶员的眩光,而调整头灯的照射方向,以使得至少在存在先行车或对向车的方向上,不直接地对相应的车辆照射照明光。
然后,执行步骤S806。步骤S806是主处理器40控制头灯的配光以使得在假定地标63的存在的方向上选择性地照射照明光的步骤。作为一例,如图18所示,假定在左侧通行的对向二车道道路中存在先行车和对向车的状况。此时,主处理器40控制作为致动器70的头灯,将车辆右侧的头灯维持在近光,以使得照明光不会过度地照射到对向车行驶的对向车道侧。另一方面,控制车辆左侧的头灯的一部分光源的配光以使得照明光不会过度地照射到先行车,将向先行车周边的照射维持在近光,并且控制车辆左侧的头灯的一部分光源的配光以使得头灯的照明光照射到存在标志等地标63的车道外、即包含本车辆行驶的车道侧的路肩的车道外而成为远光。由此,能够抑制对向车或先行车的驾驶员的眩光,并且在假定地标63的存在的方向上照射头灯的照明光。与之相伴,地标63的检测频度变高,根据地标63的坐标的图像的计算频度也提高,因此能够在更长时间内进行与地图信息具有的地标63的坐标的对照,能够更正确地确定本车辆的位置。
若在步骤S804中未检测出对向车或先行车的存在则本步骤为“否”判定,进入步骤S807。步骤S807是将头灯的照射模式设定为远光的步骤。在远光的模式下,由于在本车辆的周边不存在先行车和对向车,因此调整头灯的照射方向,以使得能够视觉确认远方。
然后,执行步骤S808。步骤S808是主处理器40控制头灯的配光,以使得在假定地标63的存在的方向上选择性地照射照明光的步骤。在本步骤中,头灯的配光能够采用例如宽配光、远方配光。宽配光是指照射比远光或远光中的左右方向的照射范围更宽范围的配光模式。由此,能够更容易地检测包含路肩的车道外的地标63。另外,远方配光是指在高速行驶时,与远光相比使照明光集中于远方而使照明光到达更远方的配光模式。由此,即使是高速行驶时,也能够更容易地检测行驶目的地标志等地标63。
在上述地图系统1中,对以灯控制是自动模式为条件之一而实施容易检测地标63的配光的例子进行了说明,但也可以在灯控制不是自动的而取决于驾驶员的操作的模式下,在将头灯设定为近光并且车辆周边的环境的照度为规定阈值以下的情况下,地图系统1对于驾驶员,提示将头灯的配光变更为远光的意思。配光的变更的提示例如能够采用在HMI60上显示该意思、或利用声音传达等方法。
此外,在夜间,不容易根据照相机10的拍摄图像来识别未一并设置照明等的地标。因此,优选在白天,基于多种地标进行定位,另一方面,在夜间,定位所使用的地标限于内部照明式标志、在附近附属设置有路灯等照明的标志、信号机、电光布告板等。内部照明式标志是指在标志板的内侧设置有光源的标志。优选地图数据具备在夜间时是否也能够检测的信息来作为地标的属性信息。此外,只要基于夜间时的探测数据来设定在夜间时是否也能够检测即可。例如只要将在夜间收集的探测数据中以规定概率检测的地标设定为在夜间也能够识别的地标即可。
[关于地图区块的下载方法]
地图信息从服务器3的下载需要在服务器3与车辆之间的有限的通信频带中执行,要求高效的通信。这里,对与地图信息的下载相关联地,能够高效地、无遗漏地实现地图区块的下载的地图系统1进行说明。
该地图系统1根据车辆应该朝向的目的地的设定的有无,以不同的流程实现地图区块的下载。以下,分别说明未设定目的地的情况和设定目的地的情况。
<未设定目的地的情况>
参照图19和图20对具体的流程进行说明。如图19所示,首先,执行步骤S900。步骤S900是主处理器40通过GPS等来确定本车辆的粗略的位置的步骤。通过该步骤,而掌握存在本车辆的地域。此外,图19中例示的一系列的处理只要以行驶用电源接通为触发而开始即可。此外,也可以在将地图运用功能、自动驾驶功能有效化的情况下开始图19中例示的一系列的处理。
接下来,执行步骤S901。步骤S901是主处理器40下载与存在本车辆的地域对应的地图区块的步骤。主处理器40对服务器3请求分发与本车位置对应的地图区块的地图数据。例如,主处理器40向服务器3发送本车位置所属的地域的区块ID。服务器3分发从车辆请求的地图区块。此外,在不具有所请求的地域的地图数据的情况下(例如有效期限到期的情况等),服务器3回复表示不具有所请求的地域的地图数据的意思的信号。例如,回复在数据格式的规定位置设定了无效值(例如“NULL”)的信号。
此外,这里,作为一例,假定在行驶用电源接通的时刻在存储器80中不存在地图数据的情况。在存储器80中残留有地图数据的结构中,在将与存在本车辆的地域对应的地图区块保存于存储器80的情况下,也可以省略步骤S901。另外,这里,作为一例,从车辆侧确定需要的地图数据,并向服务器3请求,但地图数据的分发方式不限于此。也可以构成为,车辆向服务器3发送当前位置,服务器3判断与所报告的车辆位置对应的地图数据,并向车辆分发。
在图20中表示地图区块的一例。在图20中表示80个地图区块。对储存于服务器3的地图区块分别赋予固有的ID,但这里,为了方便,对25个地图区块赋予a~y的附图标记。这里,如果在步骤S900中确定的本车辆的粗略的位置为图20所示的菱形,则地图区块m相当于第一区块。以下,将与存在本车辆的地域对应的地图区块特别地称为第一区块。
接下来,执行步骤S902。步骤S902是主处理器40将第一区块分割为子区块的步骤。如图20所示,主处理器40设定为,将第一区块即地图区块m分割为4个方形区域而执行以后的处理。
接下来,执行步骤S903。步骤S903是主处理器40从多个子区块中确定本车辆所属的子区块的步骤。在图20所示的例子中,在分割后的地图区块m中,本车辆属于右上的子区块。
接下来,执行步骤S904。步骤S904是将与本车辆所属的子区块邻接的地图区块指定为下载对象的步骤。在图20所示的例子中,由于第一区块是地图区块m,本车辆所属的子区块是位于右上的子区块,因此在步骤S904中指定为下载对象的地图区块是地图区块h、i、n这3个。此外,与子区块邻接的地图区块相当于在车辆横跨地图区块而移动时,接下来能够移动的地图区块的候补。换言之,与子区块邻接的地图区块相当于车辆有可能通过的地图区块。此外,在一个观点中,在规定时间(0.5小时)以内车辆能够进入的位置存在的地图区块相当于车辆通过的可能性相对高的地图区块。另外,在与车辆的当前位置相距规定距离以内的位置存在的地图区块也相当于车辆有可能通过的地图区块。
接下来,执行步骤S905。步骤S905是对指定为下载对象并且未缓存于存储器80的(即未取得的)地图区块进行下载的步骤。如上所述,地图区块h、i、n相当于下载对象,但在它们中的、已经下载且储存于存储器80的下载对象存在的情况下,不下载相应的地图区块。
接下来,执行步骤S906。步骤S906是将所下载的地图区块缓存于存储器80的步骤。关于所缓存的地图区块,只要相应的数据残存于存储器80,能够在不下载的情况下利用。
接下来,执行步骤S907。步骤S907是判定本车辆是否移动到与第一区块不同的第二区块的步骤。例如,若车辆从地图区块m移动到地图区块i,则本步骤为“是”判定。在该例子中,地图区块i相当于第二区块。此外,在车辆继续存在于第一区块的情况下,继续步骤S907的处理。若本步骤为“是”判定则进入步骤S908。
步骤S908是将第二区块周边的地图区块指定为下载对象的步骤。若车辆从地图区块m移动到地图区块i,则第二区块为地图区块i,指定为下载对象的地图区块为地图区块c、d、e、h、j、m、n、o这8个。
接下来,执行步骤S909。步骤S909是对指定为下载对象且未缓存于存储器80的地图区块进行下载的步骤。如上所述,地图区块c、d、e、h、j、m、n、o这8个地图区块为下载对象,但由于地图区块h、m、n是在以前的步骤中下载且缓存的地图区块,因此不下载。即,在步骤S909中下载的地图区块实质上为5个。而且,只要在设定第一区块之后连续地行驶,在所有的情况下,移动到第二区块后所下载的地图区块最大为5个。即,即使不相对于本车辆所属的地图区块重新下载周边的全部的区块,只要进行至多5个地图区块的下载,就能够可靠地取得假定为接下来供本车辆移动的地图区块的信息。
接下来,执行步骤S310。步骤S310是将所下载的地图区块缓存于存储器80的步骤。关于所缓存的地图区块,只要相应的数据残存于存储器80,就能够在不下载的情况下利用。
接下来,执行步骤S311。步骤S310是主处理器40判定是否执行需要地图信息的应用的步骤。需要地图信息的应用是与地图运用相关联的应用,例如是在确定本车辆的位置的同时的自动转向控制等。在需要地图信息的应用处于起动中,需要车辆继续行进的目的地处的地图区块的下载,反复步骤S907至步骤S311的流程。即,将移动目的地的地图区块周边的地图区块作为下载候补,继续地执行未缓存的地图区块的下载。另一方面,如果停止运用地图信息的应用,在步骤S311的执行时刻应用未起动,则本流程结束。
在上述例子中,对在第一区块中不会从最初所在的子区块移动到其他的子区块而直接移动到第二区块的例子进行了说明,但对其他的例子也简单地进行说明。
例如,假定为将地图区块m设为第一区块,存在于右上的子区块的车辆移动到相同的第一区块中的右下的子区块。在该情况下,在步骤S904中,成为下载对象的地图区块在车辆处于右上的子区块的时刻为地图区块h、i、n,在移动到右下的子区块的时刻为地图区块n、r、s。然后,如果车辆移动到地图区块r,则在步骤S909中下载的地图区块为地图区块l、q、v、w、x这5个。
如上所述,通过采用本发明的地图系统1,能够以最低限度的下载数网罗地下载与假定为车辆行驶的地域对应的地图区块。另外,上述结构相当于如下的结构,作为在行驶用电源接通后,未设定目的地的情况下的下载方针,将与对第一区块进行4分割而成的子区块中的、本车辆所属的子区块邻接的3个地图区块和第一区块设定为下载对象。与上述的地图下载相关联的处理只要在行驶用电源接通之后,基于对HMI60的用户输入,以将自动驾驶功能有效化、或者将地图运用功能有效化为触发而执行即可。在一个方式中,第一区块是与在行驶用电源接通的时刻的车辆的位置对应的地图区块。另外,在其他方式中,第一区块相当于将自动驾驶功能有效化的时刻、或者将地图运用功能有效化的时刻的车辆位置所属的地图区块。
<设定目的地的情况>
接下来,参照图21和图22,对设定目的地的情况下的流程具体地进行说明。
如图21所示,首先,执行步骤S920。步骤S920是主处理器40通过GPS等来确定本车辆的粗略的位置的步骤。通过该步骤,而掌握存在本车辆的地域。在图22所示的例子中,本车辆的位置由点A(涂黑的菱形)表示。
接下来,执行步骤S921。步骤S921是取得所设定的目的地的全局坐标的步骤。除了用户即驾驶员的主动指示之外,还能够通过来自外部的指示系统的自动设定以及其他的方式来设定目的地。另外,除了利用搭载于车辆的汽车导航系统中的操作之外,也可以通过地图系统1接收由移动通信机器设定的目的地而设定目的地。在图22所示的例子中,目的地由点B(空心的菱形)表示。
接下来,执行步骤S922。步骤S922是基于由步骤S920确定的本车辆的位置和由步骤S921取得的目的地的坐标而计算主路径L的步骤。主路径L是指以满足所指定的条件的方式,为了使本车辆从当前位置移动到目的地而推荐的行驶路径。在图22所示的例子中,表示为将当前位置A和目的地B连结的实线。
接下来,执行步骤S923。步骤S923是计算分支路R的步骤。分支路R是指与主路径L连接的路线,是车辆有可能脱离主路径L而行驶的路径。分支路R包含从主路径L直接分支的第一分支路R1、以及虽然不与主路径L直接连接但从第一分支路R1分支的第二分支路R2。
接下来,执行步骤S924。步骤S924是将主路径L和分支路R所属的地图区块指定为下载对象的步骤。主路径L所属的地图区块全部为下载对象。另一方面,关于分支路R所属的地图区块,将分支路R所属的地图区块并且是从主路径L所属的地图区块起连续的2个区块指定为下载对象。此外,关于与分支路R相关联的地图区块,从主路径L所属的地图区块起连续的区块数没有被限定,2个区块这样的数量是一例。在图22所示的例子中,对成为下载对象的地图区块施加阴影。
接下来,执行步骤S925。步骤S925是对指定为下载对象并且未缓存于存储器80的地图区块进行下载的步骤。在过去下载且储存于存储器80的下载对象存在的情况下,不下载相应的地图区块。
接下来,执行步骤S926。步骤S926是将所下载的地图区块缓存于存储器80的步骤。关于所缓存的地图区块,只要相应的数据不残存于存储器80,就能够在不下载的情况下利用。
经过以上的工序,对于从当前位置到目的地为止的主路径、有可能脱离主路径而行驶的分支路,能够适当地选定应该下载的地图区块。
此外,在指定为下载对象的多个地图区块中,优选设定下载的优先度。例如,越是与车辆所属的地图区块接近的地图区块,则可以将下载的优先度设定得越高。由此,沿着地图区块的到达顺序下载地图区块,因此能够有效运用通信频带,并且无遗漏地、高效地下载地图区块。
另外,与分支路R所属的地图区块相比,可以优先地下载主路径L所属的地图区块。与分支路R相比,车辆在主路径L行驶的概率较高,因此能够有效运用通信频带,并且高效地下载地图区块。
并且,包含主路径L和分支路R在内,在预测为车辆行驶的路径中存在预先知道车辆与服务器3的通信状态恶化的地域的情况下,可以优先地下载对应的地图区块。例如在预想到在通信状态恶化的山间部、隧道内这样的通信困难区间行驶时,在通信状态良好的城市部的行驶中,可以预先下载与山间部/隧道区间(即通信困难区间)对应的地图区块。下载的优先顺位例如只要按照与当前位置对应的地图区块(即第一区块)、与第一区块邻接且供主路径通过的地图区块、通信困难区间的顺序设定得高即可。
上述,关于对下载的地图区块设置优先度的几个例子进行了说明,但不限于这些例子。另外,也可以适当地组合这些条件而设定优先度。
另外,对如下的例子进行了说明,关于指定为下载对象的地图区块,对于主路径L和分支路R双方下载对应的地图区块,但也可以采用下载仅与主路径L对应的地图区块的系统。另外,也可以不将与主路径L连接的全部的路线作为分支路R而采用。与主路径连接的次要街道等也可以不作为分支路R而采用。另外,也可以构成为,将与主路径L连接的道路中的、与构成主路径的道路相同级别以上的道路设定为分支路R。与某道路相同级别的道路例如是指道路种类(国道、县道、次要街道)相同的道路。此外,对于县道而言,相同级别以上的道路是指国道、县道等。在美国,道路种类能够按照道路级别从高到低的顺序,区分为高速公路入口、美国高速公路出口、州道、市镇村道。另外,也可以将相对于主路径车道数相同或者车道数为其以上的道路作为相同级别以上的道路而采用。是否将与主路径连接的道路作为分支路R采用只要对该连接点(实体上为交叉口)附近的主路径的道路规模与连接道路的规模进行比较来判断即可。道路规模相当于上述的道路级别或车道数。
并且,以上公开了在设定目的地的情况下,预先计划下载本车辆要通过的道路所属的地图区块的结构,但不限于此。在未设定目的地的情况下也是,也可以将本车行驶道路通过的地图区块设定为下载对象。更具体而言,也可以构成为,将本车行驶道路通过的地图区块中的、从当前位置起存在于本车行进方向侧的规定个数(例如三个)的地图区块设定为下载对象。根据这样的结构,在未设定目的地的情况下也是,与设定目的地的情况同样,能够预先下载本车辆要通过的道路所属的地图区块。
上述的计划的地图区块的下载方法也可以仅应用于静态地图数据。本车辆要通过的地图区块的动态地图的数据也可以一次地全部下载。这是因为,动态地图数据与静态地图信息相比,能够期待数据量小。另外,主处理器40也可以构成为,根据静态信息和动态信息这样的种类,变更下载这些数据的时刻、规则。例如,也可以构成为,动态地图数据实时地依次下载,另一方面,静态地图数据以月单位、以周为单位来下载。上述的各种结构和方法并不局限于车辆在高速公路等汽车专用道路行驶的情况,也能够应用于在一般道路行驶的情况。
然而,以上提到了在行驶用电源接通之后在规定准备时间(例如30秒)以内能够使用GPS等来确定粗略的本车位置的情况。然而,实际上,不限于在行驶用电源接通之后在规定准备时间内能够确定本车位置。在地下停车场等、GPS电波未进入的地方驻车的情况下,很难确定本车辆的位置坐标。鉴于这样的情况,主处理器40优选构成为,在车辆驻车的情况下(例如在换挡位置被设置于驻车位置的情况下),将在该时刻确定的本车位置坐标保存于储存部82等。根据该结构,在GPS电波未到达的地方驻车的情况下,也通过参照记录于储存部82的位置信息,能够在行驶用电源接通的时刻确定粗略的本车位置。其结果为,能够确定第一区块。
此外,在由于车辆的状态和外部环境而对能够执行的自动驾驶功能施加限制的情况下,优选经由HMI60而向用户报告例如在显示器上对该意思进行图标显示等。例如在无法确定本车位置的情况下、或在无法取得地图数据的情况下,主处理器40经由HMI60向乘员报告表示无法执行等级3以上的自动驾驶功能的意思。此外,以上,例示了构成为以地图区块为单位分发地图数据的情况,但构成为以片区为单位分发地图数据的情况也同样。即,能够通过将上述的地图区块替换为片区或者片区对应区域来实施。
[关于车辆侧系统的结构的变形例]
构成地图系统1的车载系统2的结构不限于图2所示的结构。例如如图23所示,车载系统2也可以使用前方照相机模块90、定位器100、以太网开关110和通信模块50来实现。此外,以太网是注册商标。另外,在图23中,传感器30、HMI60的图示省略。
前方照相机模块90具备照相机主体部91、照相机处理器92、以及未图示的存储器。照相机主体部91是相当于上述的照相机10的结构。照相机处理器92相当于图像处理器20。另外,这里,作为更优选的方式,照相机处理器92构成为能够实施互补地使用了图像识别结果和地图数据的位置计算(即定位)。除此之外,照相机处理器92具备使用图像识别结果和地图数据的至少任意一方而实施车辆的控制(例如转向控制)的功能。该前方照相机模块90将作为图像识别的结果的地上物信息、车辆信息(例如当前位置、横摆率等)的数据依次(例如每100毫秒)向定位器100提供。前方照相机模块90与定位器100的数据通信只要通过CAN(Controller Area Network:注册商标)、FlexRay(注册商标)、Ethernet(注册商标)、USB、UART等来实现即可。
定位器100是使用从服务器3提供的地图数据来确定当前位置的装置。定位器100具备定位器处理器101、易失性存储器102、以及非易失性存储器103。定位器100具备作为测位传感器30a的功能。定位器处理器101依次取得从前方照相机模块90提供的图像识别结果、车辆信息,作为探测数据而向服务器3上传。另外,定位器100经由通信模块50等从服务器3下载与本车位置对应的地图数据,保存于非易失性存储器103。在一个方式中,这样的定位器100相当于对地图数据实施与发送接收相关联的处理的ECU。
定位器100将从服务器3下载的地图中的、与本车辆的行驶相关联的区间的数据依次展开到易失性存储器102,依次提供给前方照相机模块90。所展开的本车辆周边的地图数据用于基于前方照相机模块90的定位、转向控制等。此外,也可以构成为,取代前方照相机模块90,而由定位器100执行定位、转向控制。各结构所具备的功能的配置能够适当地变更。
与本车辆的行驶相关联的区间是指例如在本车辆的行进方向(基本上为前方)上,与当前位置相距规定距离以内的道路。这里的规定距离是规定地图数据的读出范围的参数,例如为200m。读出范围也可以是本车辆的前方100m、400m、500m等。读出范围也可以根据车速、行驶道路的种类而调整。例如车速越快,则读出范围被设定得越长。另外,在行驶道路为高速公路的情况下,只要与行驶道路为一般道路的情况相比将读出范围设定得长即可。为了方便,将包含本车辆前方规定距离以内的详细的道路形状信息(曲率、角度、宽度等)的、局部的地图数据称为前方地图数据。前方地图数据相当于当前位置周边的地图数据。
定位器100例如经由以太网开关110而与通信模块50连接。另外,定位器100经由以太网开关110或者直接地与自动驾驶ECU、主体ECU、驾驶辅助装置等连接成能够相互通信。在图23所示的结构中,定位器100综合地进行地图数据的发送接收。另外,根据图23所示的结构,图像处理器20和定位器处理器101分担地进行由主处理器40担当的处理。因此,能够减轻各个处理器的负荷。
此外,前方照相机模块90所拍摄的图像帧也可以构成为,作为连续的映像信号向多媒体ECU输出。映像信号只要以LVDS(Low voltage differential signaling:低压差分信号)等规定形式传送即可。另外,在定位器100与通信模块50之间存在的以太网开关110是任意的要素。定位器100与通信模块50也可以利用USB电缆等直接地连接。除此之外,定位器100也可以引用导航ECU、多媒体ECU而实现。导航ECU是执行对乘员的地图显示、路径导向处理的ECU。多媒体ECU是提供音频、动画再生、网络浏览等功能的ECU。根据在现有的ECU中添加地图数据的发送接收和管理功能的结构,能够降低系统的导入成本。
另外,在车载系统2中,从服务器3下载地图数据的系统与将探测数据上传到服务器3的系统也可以分离。例如在图24所示的例子中,多媒体ECU120从前方照相机模块90取得图像识别结果和车辆信息,作为探测数据而进行打包,经由通信模块50上传到服务器3。即,多媒体ECU120控制探测数据向服务器3的上传。另外,在图24所示的结构中,定位器100经由通信模块50从服务器3下载地图数据,经由驾驶辅助装置130向前方照相机模块90依次提供前方地图数据。即,定位器100控制地图的下载。驾驶辅助装置130向前方照相机模块90依次提供从定位器100提供的前方地图数据。另外,在基于前方照相机模块90的自动行驶控制很难继续的情况下,驾驶辅助装置130使用前方地图数据来取代前方照相机模块90,使车辆自动行驶规定时间/规定距离。根据上述结构,能够提高针对系统异常的耐用性。
[付言]
该说明书和附图等的发明不限于例示的实施方式。发明包含例示的实施方式和基于该实施方式的本领域技术人员进行的变形方式。例如,发明不限于在实施方式中表示的部件和/或要素的组合。发明能够通过多种组合来实施。发明还能够具有能够追加于实施方式的追加的部分。发明包含省略了实施方式的部件和/或要素的内容。发明包含一个实施方式与其他实施方式之间的部件和/或要素的置换或者组合。所公开的技术的范围不限于实施方式的记载。所公开的几个技术范围应该理解为由权利要求的记载表示,还包含与权利要求的记载均等的意思和范围内的全部的变更。
本发明所记载的控制部及其方法也可以由专用计算机实现,该专用计算机被编程为执行由计算机程序具体化的一个至多个功能。另外,本发明所记载的装置及其方法也可以由专用硬件逻辑电路实现。并且,本发明所记载的装置及其方法也可以由一个以上的专用计算机实现,该专用计算机由执行计算机程序的处理器与一个以上的硬件逻辑电路的组合构成。另外,计算机程序也可以作为由计算机执行的指令,存储于计算机能够读取的非迁移有形记录介质。
此外,这里的控制部是指例如主处理器40、图像处理器20、服务器处理器31、照相机处理器92、定位器处理器101、多媒体处理器121等各种处理器。上述的各种处理器提供的单元和/或功能能够通过记录于实体的存储器装置的软件和执行软件的计算机、仅软件、仅硬件、或它们的组合来提供。通信微型计算机123具备的功能的一部分或者全部也可以作为硬件来实现。在将某功能作为硬件来实现的方式中包含使用一个或者多个IC等实现的方式。作为处理器,能够采用CPU、MPU(Micro Processor Unit:微处理器单元)、GPU(GraphicsProcessing Unit:图形处理单元)、数据流程处理器(DFP:Data Flow Processor)等多种处理器。另外,一个装置(例如前方照相机模块90)也可以将CPU、MPU、GPU、DFP等多种处理器组合来实现。并且,例如主处理器40应该提供的功能的一部分也可以使用FPGA(Field-Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit:专用集成电路)等来实现。
附图标记的说明
1...地图系统;2...车载系统(车辆侧装置、车辆控制装置);3...服务器;31...服务器处理器;10...拍摄装置(照相机、周边监视传感器);20...图像处理器;30...状态取得部(传感器);40...主处理器;50...通信模块;60...HMI;63...地标(地上物);70...致动器;80...存储器;90...前方照相机模块;100...定位器;110...以太网开关;120...多媒体ECU;130...驾驶辅助装置。

Claims (10)

1.一种用于生成或者更新包含沿着道路存在的多个地标的坐标信息的地图数据的地图系统,其中,
处理当该地图系统包含:在车辆中使用的车辆侧装置(2)、以及管理所述地图数据的服务器(3),
所述车辆侧装置构成为,使用至少一个处理器(20、40),
在正在使用所述地图数据而行驶的状况下产生规定事件时,将表示需要更新该地图数据这一情形的指标信息与所述车辆正在行驶的道路段建立对应地上传到所述服务器,
所述服务器构成为,使用至少一个处理器(31),
基于从所述车辆侧装置提供的所述指标信息,判定是否需要更新关于所述道路段的所述地图数据,在判定为需要更新的情况下,对该道路段设定表示需要更新所述地图数据这一意思的更新标志。
2.根据权利要求1所述的地图系统,其中,
所述车辆侧装置构成为,执行如下处理:
从搭载于所述车辆的周边监视传感器(10)取得表示存在于所述车辆的周边的地上物的周边物体数据;
对所述周边物体数据进行分析,计算所述地标相对于所述车辆的位置;
计算第一位置,该第一位置是根据基于所述周边物体数据计算出的所述地标的位置和储存于所述服务器的地图数据而决定的所述车辆的位置;
计算第二位置,该第二位置是利用不取决于所述地图数据的方式决定的所述车辆的位置;以及
在所述第一位置与所述第二位置分歧的情况下,将表示在所述第二位置产生了地图的位置偏移这一情形的信息作为所述指标信息向所述服务器发送,
所述服务器针构成为,对以规定次数或频度产生了所述位置偏移的地点设定所述更新标志。
3.根据权利要求1或2所述的地图系统,其中,
所述车辆侧装置构成为,执行如下处理:
从搭载于所述车辆的周边监视传感器(10)取得表示存在于所述车辆的周边的地上物的周边物体数据的处理;
对所述周边物体数据进行分析,计算所述地标相对于所述车辆的位置;
根据基于所述周边物体数据计算出的所述地标的位置和储存于所述服务器的地图数据来计算所述车辆的位置的处理;
用于基于地图上的所述车辆的当前位置和当前位置周边的所述地图数据而使所述车辆自主地行驶的处理;以及
在执行用于使用所述地图数据而使所述车辆自动行驶的处理时,产生由乘员进行的操作介入的情况下,将产生了所述操作介入的地点的位置信息和表示产生了所述操作介入这一情形的信息作为所述指标信息向所述服务器发送,
所述服务器针对以规定量或频度产生了所述操作介入的地点设定所述更新标志。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的地图系统,其中,
所述服务器针对所述地标移动了规定距离这一情形的情况被官方公开的地点,设定所述更新标志。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的地图系统,其中,
所述服务器构成为,执行如下:
通过与所述车辆的无线通信,取得所述车辆的位置信息;以及
针对在与被设定更新标志的地点对应的道路段正在行驶的所述车辆,请求发送所述地标的信息,
所述车辆侧装置构成为,执行如下
通过对搭载于所述车辆的周边监视传感器(10)生成的、表示存在于所述车辆的周边的地上物的周边物体数据进行分析,来确定存在于所述车辆的周边的所述地标的位置坐标亦即观测坐标;以及
基于来自所述服务器的请求,将所述地上物的种类和观测坐标上传到所述服务器。
6.一种方法,用于生成或者更新包含沿着道路存在的多个地标的坐标信息的地图数据,通过在车辆中使用的车辆侧装置与管理所述地图数据的服务器的协作来实施,其中,该方法包含如下:
在所述车辆的行驶中产生了规定的事件的情况下,所述车辆侧装置将表示需要更新所述地图数据的指标信息与供所述车辆行驶的道路段对应起来地上传到所述服务器,
所述服务器基于从所述车辆侧装置提供的所述指标信息,而判定是否需要更新关于所述道路段的所述地图数据,在判定为需要的情况下,对于该道路段设定需要更新地图数据的内容的更新标志。
7.一种车辆侧装置,其使用包含沿着道路存在的多个地标的坐标信息的地图数据,使车辆沿着道路段(62)自主地行驶,其中,
该车辆侧装置具备至少一个处理器(20、40),
所述处理器构成为,在使用所述地图数据在所述道路段行驶的状况下产生了规定事件的情况下,将表示需要更新该地图数据的指标信息与所述道路段建立对应地上传到服务器。
8.根据权利要求7所述的车辆侧装置,其中,
所述车辆侧装置使用至少一个所述处理器,执行如下处理:
从搭载于所述车辆的周边监视传感器取得表示所述车辆的环境的至少一个周边物体数据;
对所述周边物体数据进行分析,计算所述地标相对于所述车辆的位置;
计算第一位置,所述第一位置是根据基于所述周边物体数据计算出的所述地标的位置和储存于所述服务器的地图数据而决定的所述车辆的位置;
计算第二位置,所述第二位置是利用不取决于所述地图数据的方式决定的所述车辆的位置;以及
在所述第一位置与所述第二位置分歧的情况下,作为所述指标信息,将表示在所述第二位置产生了地图的位置偏移的信息向所述服务器发送。
9.根据权利要求7或8所述的车辆侧装置,其中,
所述车辆侧装置构成为,使用至少一个所述处理器,执行如下处理:
从搭载于所述车辆的周边监视传感器取得表示所述车辆的环境的至少一个周边物体数据的处理;
对所述周边物体数据进行分析,计算所述地标相对于所述车辆的位置的处理;
根据基于所述周边物体数据计算出的所述地标的位置和储存于所述服务器的地图数据来计算所述车辆的位置的处理;
用于基于地图上的所述车辆的当前位置和当前位置周边的所述地图数据而使所述车辆自主地行驶的处理;以及
在执行用于使用所述地图数据而使所述车辆自动行驶的处理时,产生基于乘员的操作介入的情况下,作为所述指标信息,将产生了所述操作介入的地点的位置信息和表示产生了所述操作介入的信息向所述服务器发送的处理。
10.一种存储介质,其储存有程序,该程序用于生成或者更新包含沿着道路存在的多个地标的坐标信息的地图数据,其中,
所述程序构成为,在车辆的行驶中产生规定事件的情况下,使至少一个处理器(20、40)将表示需要更新该地图数据的指标信息与所述车辆正在行驶的道路段建立对应地上传到服务器。
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