CN114822080A - 行驶轨迹推定系统、推定程序的记录介质以及推定方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及行驶轨迹推定系统、推定程序的记录介质以及推定方法。行驶轨迹推定系统获取表示车辆的过去的行驶实际情况的行驶实际情况信息和表示特征物的设置位置的特征物位置信息，并执行基于行驶实际情况信息和特征物位置信息来推定对象时刻的对象车辆位置的车辆位置推定处理。在车辆位置推定处理中，不仅将对象时刻之前的时刻用作基准时刻，而且也将对象时刻之后的时刻用作基准时刻。行驶轨迹推定系统将连续的多个时刻的每一个设定为对象时刻来执行车辆位置推定处理，由此推定多个时刻分别对应的多个对象车辆位置，并将推定出的多个对象车辆位置的集合决定为车辆的行驶轨迹。

Description

行驶轨迹推定系统、推定程序的记录介质以及推定方法
技术领域
本公开涉及推定车辆的行驶轨迹的技术。
背景技术
已知有行驶中的车辆推定自身位置的“定位处理(自身位置推定处理，Localization)”(日本特开2019－139400等)。在定位处理中，使用：内传感器，检测车轮速度、转向角这样的行驶状态；以及外传感器，识别车辆的周围的特征物。通过将基于由内传感器得到的检测结果而推定出的车辆位置与基于由外传感器得到的识别结果而推定出的车辆位置组合来决定最终的车辆位置。
高精度地推定车辆的实际的行驶轨迹是有用的。例如，通过将实际的行驶轨迹与通过定位处理推定出的车辆位置进行比较，能评价定位处理的精度，或者检测传感器异常。
发明内容
本公开提供一种能高精度地推定车辆的行驶轨迹的技术。
本公开的第一观点与行驶轨迹推定系统关联。行驶轨迹推定系统具备：存储装置，储存表示车辆的过去的行驶实际情况的行驶实际情况信息和表示特征物的设置位置的特征物位置信息；以及处理器，被配置为执行行驶轨迹推定处理，该行驶轨迹推定处理是基于行驶实际情况信息和特征物位置信息来推定车辆的行驶轨迹的处理。行驶实际情况信息包括：车辆行驶信息，包括由搭载于车辆的内传感器检测到的车辆的行驶状态或者位置；以及外部识别信息，包括由搭载于车辆的外传感器识别出的特征物的信息。行驶轨迹推定处理包括车辆位置推定处理，该车辆位置推定处理是推定作为车辆的位置的车辆位置的处理。对象车辆位置是对象时刻的车辆位置。第一基准车辆位置是对象时刻之前的第一基准时刻的车辆位置。第二基准车辆位置是对象时刻之后的第二基准时刻的车辆位置。第一车辆移动量是第一基准时刻与对象时刻之间的车辆的移动量。第二车辆移动量是第二基准时刻与对象时刻之间的车辆的移动量。车辆位置推定处理包括：基于车辆行驶信息来获取第一车辆移动量和第二车辆移动量的处理；基于外部识别信息来获取在对象时刻识别出的特征物的相对位置的处理；基于第一基准车辆位置、第一车辆移动量、第二基准车辆位置以及第二车辆移动量计算对象车辆位置来作为内部推定车辆位置的处理；基于由特征物位置信息表示的特征物的设置位置和对象时刻的特征物的相对位置计算对象车辆位置来作为外部推定车辆位置的处理；以及将内部推定车辆位置与外部推定车辆位置组合来推定对象车辆位置的处理。处理器被配置为：将连续的多个时刻的每一个设定为对象时刻来执行车辆位置推定处理，由此推定多个时刻分别对应的多个对象车辆位置，并将推定出的多个对象车辆位置的集合决定为车辆的行驶轨迹。
本公开的第二观点与由计算机执行的行驶轨迹推定程序关联。行驶轨迹推定程序被计算机执行，由此使计算机执行：信息获取处理，获取表示车辆的过去的行驶实际情况的行驶实际情况信息和表示特征物的设置位置的特征物位置信息；以及行驶轨迹推定处理，基于行驶实际情况信息和特征物位置信息来推定车辆的行驶轨迹。行驶实际情况信息包括：车辆行驶信息，包括由搭载于车辆的内传感器检测到的车辆的行驶状态或者位置；以及外部识别信息，包括由搭载于车辆的外传感器识别出的特征物的信息。行驶轨迹推定处理包括车辆位置推定处理，该车辆位置推定处理是推定作为车辆的位置的车辆位置的处理。对象车辆位置是对象时刻的车辆位置。第一基准车辆位置是对象时刻之前的第一基准时刻的车辆位置。第二基准车辆位置是对象时刻之后的第二基准时刻的车辆位置。第一车辆移动量是第一基准时刻与对象时刻之间的车辆的移动量。第二车辆移动量是第二基准时刻与对象时刻之间的车辆的移动量。车辆位置推定处理包括：基于车辆行驶信息来获取第一车辆移动量和第二车辆移动量的处理；基于外部识别信息来获取在对象时刻识别出的特征物的相对位置的处理；基于第一基准车辆位置、第一车辆移动量、第二基准车辆位置以及第二车辆移动量计算对象车辆位置来作为内部推定车辆位置的处理；基于由特征物位置信息表示的特征物的设置位置和对象时刻的特征物的相对位置计算对象车辆位置来作为外部推定车辆位置的处理；以及将内部推定车辆位置与外部推定车辆位置组合来推定对象车辆位置的处理。行驶轨迹推定处理包括：将连续的多个时刻的每一个设定为对象时刻来执行车辆位置推定处理，由此推定多个时刻分别对应的多个对象车辆位置的处理；以及将推定出的多个对象车辆位置的集合决定为车辆的行驶轨迹的处理。
本公开的第三观点与行驶轨迹推定方法关联。行驶轨迹推定方法包括：信息获取处理，获取表示车辆的过去的行驶实际情况的行驶实际情况信息和表示特征物的设置位置的特征物位置信息；以及行驶轨迹推定处理，基于行驶实际情况信息和特征物位置信息来推定车辆的行驶轨迹。行驶实际情况信息包括：车辆行驶信息，包括由搭载于车辆的内传感器检测到的车辆的行驶状态或者位置；以及外部识别信息，包括由搭载于车辆的外传感器识别出的特征物的信息。行驶轨迹推定处理包括车辆位置推定处理，该车辆位置推定处理是推定作为车辆的位置的车辆位置的处理。对象车辆位置是对象时刻的车辆位置。第一基准车辆位置是对象时刻之前的第一基准时刻的车辆位置。第二基准车辆位置是对象时刻之后的第二基准时刻的车辆位置。第一车辆移动量是第一基准时刻与对象时刻之间的车辆的移动量。第二车辆移动量是第二基准时刻与对象时刻之间的车辆的移动量。车辆位置推定处理包括：基于车辆行驶信息来获取第一车辆移动量和第二车辆移动量的处理；基于外部识别信息来获取在对象时刻识别出的特征物的相对位置的处理；基于第一基准车辆位置、第一车辆移动量、第二基准车辆位置以及第二车辆移动量计算对象车辆位置来作为内部推定车辆位置的处理；基于由特征物位置信息表示的特征物的设置位置和对象时刻的特征物的相对位置计算对象车辆位置来作为外部推定车辆位置的处理；以及将内部推定车辆位置与外部推定车辆位置组合来推定对象车辆位置的处理。行驶轨迹推定处理包括：将连续的多个时刻的每一个设定为对象时刻来执行车辆位置推定处理，由此推定多个时刻分别对应的多个对象车辆位置的处理；以及将推定出的多个对象车辆位置的集合决定为车辆的行驶轨迹的处理。
根据本公开，基于表示车辆的过去的行驶实际情况的行驶实际情况信息来执行车辆位置推定处理，推定多个时刻分别对应的车辆位置、即车辆的行驶轨迹。在车辆位置推定处理中，不仅对象时刻之前的时刻被用作基准时刻，而且对象时刻之后的时刻也被用作基准时刻。即，与一般的定位处理相比较，制约条件增加。因此，行驶轨迹的推定精度提高。
附图说明
以下，参照附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行说明，其中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是用于对本公开的实施方式的车辆控制系统和行驶轨迹推定系统的概要进行说明的概念图。
图2是用于对在车辆行驶中实施的一般的定位处理进行说明的概念图。
图3是用于对在车辆行驶中实施的一般的定位处理进行说明的概念图。
图4是用于对在车辆行驶中实施的一般的定位处理进行说明的概念图。
图5是用于对本公开的实施方式的车辆位置推定处理进行说明的概念图。
图6是用于对本公开的实施方式的车辆位置推定处理进行说明的概念图。
图7是用于对本公开的实施方式的车辆位置推定处理进行说明的概念图。
图8是用于对本公开的实施方式的校准参数的异常进行说明的概念图。
图9是表示本公开的实施方式的车辆控制系统的构成例的框图。
图10是表示本公开的实施方式的行驶轨迹推定系统的构成例的框图。
图11是用于对由本公开的实施方式的行驶轨迹推定系统执行的处理进行说明的框图。
图12是表示由本公开的实施方式的行驶轨迹推定系统执行的处理的流程图。
图13是表示本公开的实施方式的行驶轨迹推定处理(步骤S200)的流程图。
图14是用于对本公开的实施方式的行驶轨迹评价处理(步骤S300)的第三例子进行说明的概念图。
图15是用于对本公开的实施方式的判定处理(步骤S350)的例子进行说明的概念图。
图16是用于对本公开的实施方式的行驶轨迹评价处理(步骤S300)的第四例子进行说明的概念图。
图17是用于对本公开的实施方式的行驶轨迹评价处理(步骤S300)的第五例子进行说明的概念图。
具体实施方式
参照附图，对本公开的实施方式进行说明。
图1是用于对本实施方式的车辆控制系统10和行驶轨迹推定系统100的概要进行说明的概念图。
车辆控制系统10执行对车辆1的行驶进行控制的“车辆行驶控制”。典型地，车辆控制系统10搭载于车辆1。或者，也可以是，车辆控制系统10的至少一部分配置于车辆1的外部的外部装置，远程地控制车辆1。就是说，也可以是，车辆控制系统10分散地配置于车辆1和外部装置。
作为车辆行驶控制的例子，可列举出自动驾驶控制、驾驶辅助控制等。自动驾驶控制对车辆1的自动驾驶进行控制。作为驾驶辅助控制，可列举出风险回避控制、车道维持控制(LKA：Lane Keep Assist(车道保持辅助))等。风险回避控制为了减少车辆1与物体的碰撞风险而进行转向控制和减速控制中的至少一方。车道维持控制使车辆1沿行驶车道行驶。在这样的车辆行驶控制中，例如，由车辆控制系统10生成车辆1的目标轨迹TRt。目标轨迹TRt是车辆1的目标位置的集合。例如，目标轨迹TRt以沿车道的中心位置的方式生成。也可以对每个目标位置设定目标速度。然后，车辆控制系统10执行车辆行驶控制，使得车辆1追随目标轨迹TRt。这样的车辆行驶控制也被称为“轨迹追随控制”。
在以轨迹追随控制为代表的车辆行驶控制中，使用作为车辆1的位置的“车辆位置”。为了确保车辆行驶控制的精度，车辆位置的精度是重要的。因此，车辆控制系统10进行高精度地推定车辆位置的“定位处理(Localization)”。在定位处理中，使用搭载于车辆1的传感器20。定位处理的详情将在后文进行叙述。
另一方面，高精度地获取车辆1的实际的行驶轨迹TRa是有用的。例如，通过将实际的行驶轨迹TRa与目标轨迹TRt进行比较，能评价轨迹追随控制的性能。作为另一例子，通过将实际的行驶轨迹TRa与通过定位处理推定出的车辆位置进行比较，能评价定位处理的精度，或者检测传感器20的异常。
因此，本实施方式提出一种用于高精度地推定车辆1的行驶轨迹的技术。
本实施方式的行驶轨迹推定系统100高精度地推定车辆1的过去的行驶轨迹。更详细而言，行驶轨迹推定系统100获取表示车辆1的过去的行驶实际情况(行驶日志)的行驶实际情况信息TREC。然后，行驶轨迹推定系统100执行基于行驶实际情况信息TREC来推定车辆1的过去的行驶轨迹的“行驶轨迹推定处理”。行驶轨迹信息TRAJ表示通过行驶轨迹推定处理推定出的“推定行驶轨迹TRe”。如后文叙述的那样，通过本实施方式得到的推定行驶轨迹TRe高精度地再现实际的行驶轨迹TRa。
此外，本实施方式的行驶轨迹推定系统100也可以具有对行驶轨迹信息TRAJ(推定行驶轨迹TRe)进行解析的功能。例如，行驶轨迹推定系统100能通过将推定行驶轨迹TRe与目标轨迹TRt进行比较来评价轨迹追随控制的性能。作为另一例子，行驶轨迹推定系统100能通过将推定行驶轨迹TRe与通过定位处理推定出的车辆位置进行比较来评价定位处理的精度或者检测传感器20的异常。
需要说明的是，也可以是，行驶轨迹推定系统100的至少一部分包括在车辆控制系统10中。
以下，对本实施方式的行驶轨迹推定处理更详细地进行说明。
1.定位处理
为了促进对本实施方式的行驶轨迹推定处理的理解，首先，对在车辆1的行驶中实施的一般的定位处理进行说明。图2～图4是用于对一般的定位处理进行说明的概念图。
在定位处理中，使用搭载于车辆1的传感器20。如图2所示，传感器20包括内传感器21和外传感器22。内传感器21检测车辆1的行驶状态或者位置。作为内传感器21的例子，可列举出车轮速度传感器、转向角传感器、横摆角速度传感器、IMU(Inertial MeasurementUnit：惯性测量单元)、GPS(Global Positioning System：全球定位系统)传感器等。外传感器22识别车辆1的周围的状况。作为外传感器22，可列举出LIDAR(Laser ImagingDetection and Ranging：激光成像探测和测距)、摄像机、雷达等。
车辆坐标系是固定于车辆1，随着车辆1的移动而变化的相对坐标系。车辆1中的车辆坐标系的原点O的位置是任意的。校准参数E表示车辆坐标系中的外传感器22的设置位置和设置方向。就是说，校准参数E表示外传感器22相对于原点O的平移旋转移动量(旋转矩阵+平行移动量)。
车辆位置P是绝对坐标系中的车辆1的绝对位置。车辆位置P也可以说是绝对坐标系中的车辆坐标系的原点O的位置。绝对坐标系例如由纬度和经度规定。
在车辆1的行驶中，定位处理每隔一定周期推定车辆位置P。为了方便，将推定对象的时刻tk和车辆位置Pk分别称为“对象时刻tk”和“对象车辆位置Pk”。为了推定对象时刻tk的对象车辆位置Pk，使用前一时刻tk－1的车辆位置Pk－1。为了方便，将前一时刻tk－1和车辆位置Pk－1分别称为“基准时刻tk－1”和“基准车辆位置Pk－1”。
车辆移动量Tk－1，k是基准时刻tk－1与对象时刻tk之间的车辆1的移动量(平移旋转移动量)。车辆移动量Tk－1，k可以基于由内传感器21得到的检测结果来计算。例如，车辆移动量Tk－1，k可以基于在基准时刻tk－1与对象时刻tk之间的期间内检测到的车轮速度和转向角的履历来计算。作为另一例子，车辆移动量Tk－1，k也可以根据由GPS传感器检测到的车辆1的大致的位置和方位来计算。
此外，通过使用外传感器22，能识别存在于车辆1的周围的一个以上的特征物j。典型地，特征物j是静止物体。作为特征物j，可举例示出白线、杆(pole)、电线杆、标志、广告牌等。设为绝对坐标系中的特征物j的绝对位置Fj是已知的。例如，特征物j的绝对位置Fj登记在地图信息中。另一方面，基于时刻tk的由外传感器22得到的识别结果来计算特征物j相对于外传感器22的相对位置Rj，k。即，计算时刻tk的一个以上的特征物j各自的相对位置Rj，k。
图3是用于对对象时刻tk的“内部推定车辆位置PIk”和“外部推定车辆位置POj，k”进行说明的概念图。内部推定车辆位置PIk是根据基准时刻tk－1的基准车辆位置Pk－1和由内传感器21得到的车辆移动量Tk－1，k而计算(推定)出的对象车辆位置Pk。就是说，内部推定车辆位置PIk由基准车辆位置Pk－1和车辆移动量Tk－1，k的函数表示。另一方面，外部推定车辆位置POj，k是根据特征物j的绝对位置Fj、特征物j相对于外传感器22的相对位置Rj，k以及校准参数E而计算(推定)出的对象车辆位置Pk。就是说，外部推定车辆位置POj，k由特征物j的绝对位置Fj和相对位置Rj，k以及校准参数E的函数表示。
内部推定车辆位置PIk与和一个以上的特征物j相关的外部推定车辆位置POj，k不一定一致。由此，通过将内部推定车辆位置PIk与和一个以上的特征物j相关的外部推定车辆位置POj，k组合来决定对象时刻tk的对象车辆位置Pk。例如，通过以与和一个以上的特征物j相关的外部推定车辆位置POj，k最匹配的方式校正内部推定车辆位置PIk来决定对象车辆位置Pk。换言之，通过使用基于内部推定车辆位置PIk和外部推定车辆位置POj，k的评价函数来将对象车辆位置Pk优化。需要说明的是，评价函数、优化(optimization)的方法是众所周知的，在本实施方式中不被特别限定。
推定出的对象车辆位置Pk被用作下一时刻tk+1的基准车辆位置。
通过反复进行以上的处理，如图4所示，在车辆1的行驶中按顺序地推定车辆位置P。通过将内部推定车辆位置PIk与和一个以上的特征物j相关的外部推定车辆位置POj，k组合，能得到比例如由GPS传感器检测到的大致的车辆位置更高精度的车辆位置P。
2.行驶轨迹推定处理
接着，对由本实施方式的行驶轨迹推定系统100执行的行驶轨迹推定处理进行说明。
2－1.构思(concept)
行驶轨迹推定处理推定车辆1的过去的行驶轨迹。车辆1的过去的行驶轨迹由过去的连续的多个时刻t1～tn分别对应的车辆位置P1～Pn的集合给出。在此，n是2以上的整数。行驶轨迹推定处理包括推定过去的连续的多个时刻t1～tn分别对应的车辆位置P1～Pn的处理。为了与上述的一般的定位处理进行区分，以下，将该处理称为“车辆位置推定处理”。
车辆位置推定处理基于表示车辆1的过去的行驶实际情况(行驶日志)的“行驶实际情况信息TREC”来进行。行驶实际情况信息TREC包括“车辆行驶信息”和“外部识别信息”。车辆行驶信息是表示由搭载于车辆1的内传感器21得到的检测结果的信息。具体而言，车辆行驶信息包括车辆1的车轮速度、转向角、横摆角速度这样的行驶状态或者由GPS传感器检测到的大致的车辆位置。另一方面，外部识别信息是表示由搭载于车辆1的外传感器22得到的识别结果的信息。具体而言，外部识别信息包括由外传感器22识别出的特征物j的信息。外部识别信息也可以包括特征物j相对于外传感器22的相对位置Rj，k。
图5～图7是用于对本实施方式的车辆位置推定处理进行说明的概念图。与上述的定位处理的情况同样地，对象时刻tk的对象车辆位置Pk基于基准时刻的基准车辆位置来推定。不过，不仅对象时刻tk之前的时刻tk－1被用作基准时刻，而且对象时刻tk之后的时刻tk+1也被用作基准时刻。由于能利用过去的行驶实际情况信息TREC，因此，不仅能利用对象时刻tk之前的信息，而且也能利用对象时刻tk之后的信息。
第一基准时刻tk－1是对象时刻tk之前的基准时刻。第一基准车辆位置Pk－1是第一基准时刻tk－1的基准车辆位置。第一车辆移动量Tk－1，k是第一基准时刻tk－1与对象时刻tk之间的车辆1的移动量。与定位处理的情况同样地，第一车辆移动量Tk－1，k基于行驶实际情况信息TREC中所包括的车辆行驶信息来计算。
第二基准时刻tk+1是对象时刻tk之后的基准时刻。第二基准车辆位置Pk+1是第二基准时刻tk+1的基准车辆位置。第二车辆移动量Tk，k+1是第二基准时刻tk+1与对象时刻tk之间的车辆1的移动量。与定位处理的情况同样地，第二车辆移动量Tk+1，k基于行驶实际情况信息TREC中所包括的车辆行驶信息来计算。
图6是用于对对象时刻tk的内部推定车辆位置PIk和外部推定车辆位置POj，k进行说明的概念图。第一内部推定车辆位置PIAk是根据第一基准时刻tk－1的第一基准车辆位置Pk－1和第一车辆移动量Tk－1，k而计算(推定)出的对象车辆位置Pk。另一方面，第二内部推定车辆位置PIBk是根据第二基准时刻tk+1的第二基准车辆位置Pk+1和第二车辆移动量Tk，k+1而计算(推定)出的对象车辆位置Pk。内部推定车辆位置PIk通过将第一内部推定车辆位置PIAk与第二内部推定车辆位置PIBk组合来计算。例如，内部推定车辆位置PIk是第一内部推定车辆位置PIAk与第二内部推定车辆位置PIBk的中间位置。如此，内部推定车辆位置PIk由第一基准车辆位置Pk－1、第一车辆移动量Tk－1，k、第二基准车辆位置Pk+1以及第二车辆移动量Tk，k+1的函数表示。
外部推定车辆位置POj，k与上述的定位处理的情况是同样的。就是说，外部推定车辆位置POj，k是根据特征物j的绝对位置Fj、特征物j相对于外传感器22的相对位置Rj，k以及校准参数E而计算(推定)出的对象车辆位置Pk。外部推定车辆位置POj，k基于行驶实际情况信息TREC中所包括的外部识别信息来计算。
然后，与上述的定位处理的情况同样地，通过将内部推定车辆位置PIk与和一个以上的特征物j相关的外部推定车辆位置POj，k组合来决定对象时刻tk的对象车辆位置Pk。例如，通过以与和一个以上的特征物j相关的外部推定车辆位置POj，k最匹配的方式校正内部推定车辆位置PIk来决定对象车辆位置Pk。换言之，通过使用基于内部推定车辆位置PIk和外部推定车辆位置POj，k的评价函数来将对象车辆位置Pk优化。
图7概念性地示出了车辆位置P的整体优化。在车辆位置推定处理的情况下，能利用过去的行驶实际情况信息TREC，并且针对多个时刻t1～tn的车辆移动量T1，2～Tn－1，n全部已明确。因此，如图7所示，也能将多个时刻t1～tn“并行地”设定为对象时刻tk来一并地执行车辆位置推定处理。即，也能将多个时刻t1～tn分别对应的多个对象车辆位置P1～Pn一并地优化。这样的整体优化与图4中示出的按顺序的定位处理形成对照。
多个时刻t1～tn分别对应的车辆位置P1～Pn的初始值从行驶实际情况信息TREC中所包括的车辆行驶信息得到。例如，由GPS传感器检测到的大致的车辆位置P1～Pn被设定为初始值。作为另一例子，也可以通过对由GPS传感器检测到的车辆位置P1加上车辆移动量T1，2～Tn－1，n来设定车辆位置P1～Pn的初始值。也可以是另一车辆位置Px代替车辆位置P1被用作起点。
行驶轨迹推定系统100在设定了车辆位置P1～Pn的初始值后，反复执行上述的车辆位置推定处理。通过上次的车辆位置推定处理推定出的多个对象车辆位置P1～Pn被设定为本次的车辆位置推定处理中的车辆位置P1～Pn(第一基准车辆位置Pk－1、第二基准车辆位置Pk+1)。其结果是，每当执行车辆位置推定处理时，车辆位置P1～Pn就会被更新。每当执行车辆位置推定处理时，车辆位置P1～Pn就会发生变化，但其变化量逐渐变小。这被称为“收敛计算”。车辆位置P1～Pn收敛意味着车辆位置P1～Pn的精度正在提高。
车辆位置推定处理被反复执行有限次数，直至满足规定的条件为止。例如，在上次的车辆位置推定处理中推定出的多个对象车辆位置P1～Pn与在本次的车辆位置推定处理中推定出的多个对象车辆位置P1～Pn之间的变化量ΔP由下述算式(1)表示。在算式(1)中，ΔPi(i＝1～n)是在上次的车辆位置推定处理中推定出的对象车辆位置Pi与在本次的车辆位置推定处理中推定出的对象车辆位置Pi之间的变化量。反复执行车辆位置推定处理，直至该变化量ΔP小于规定的阈值为止。
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这样推定出的多个时刻t1～tn分别对应的对象车辆位置P1～Pn的集合是“推定行驶轨迹TRe”。
2－2.效果
如以上说明过的那样，根据本实施方式，基于行驶实际情况信息TREC来执行车辆位置推定处理，推定时刻t1～tn分别对应的车辆位置P1～Pn、即推定行驶轨迹TRe。在车辆位置推定处理中，不仅对象时刻tk之前的时刻tk－1被用作基准时刻，而且对象时刻tk之后的时刻tk+1也被用作基准时刻。即，与一般的定位处理相比较，制约条件增加。因此，车辆位置P1～Pn、即推定行驶轨迹TRe的推定精度提高。
此外，根据本实施方式，也能反复执行车辆位置推定处理。每当执行车辆位置推定处理时，车辆位置P1～Pn就会被更新，其推定精度提高。即，通过反复执行车辆位置推定处理，能使推定行驶轨迹TRe的推定精度进一步提高。需要说明的是，如上所述，制约条件增加，因此车辆位置P1～Pn易于收敛。
而且，根据本实施方式，如图7中示出的那样，也能将多个时刻t1～tn并行地设定为对象时刻tk来执行车辆位置推定处理。即，也能将多个时刻t1～tn分别对应的多个车辆位置P1～Pn一并地优化。通过这样的整体优化，车辆位置推定处理被进一步高效化，此外，车辆位置P1～Pn的推定精度也进一步提高。
如此，根据本实施方式，能高效地获取高精度地再现实际的行驶轨迹TRa的推定行驶轨迹TRe。
2－3.校准参数的推定
如上所述，校准参数E表示车辆坐标系中的外传感器22的设置位置和设置方向。在外传感器22装配于车辆1时，校准参数E被唯一地确定。在上述的定位处理中，使用预先登记的规定的设定值来作为校准参数E。
然而，在外传感器22装配于车辆1后，也可能会发生外传感器22的轴偏移等。在发生了外传感器22的轴偏移等的情况下，实际的校准参数E会偏离规定的设定值。换言之，校准参数E的设定值不再反映实际状态。在该情况下，如图8所示，即使在不同的时刻由外传感器22识别出同一特征物j，也看起来好像该同一特征物j存在于不同的绝对位置。这会导致外部推定车辆位置POj，k的精度的下降，进而导致定位处理的精度的下降。
根据本实施方式的车辆位置推定处理，能推定最新的校准参数E。具体而言，在车辆位置推定处理中，校准参数E不是规定的设定值，而是被视为一个变量。并且，与多个对象车辆位置P1～Pn被优化(推定)一起，校准参数E也同时被优化(推定)。每当执行车辆位置推定处理时，与车辆位置P1～Pn的推定精度提高一起，校准参数E的推定精度也会提高。
在校准参数E的规定的设定值已偏离实际值的情况下，直接使用该规定的设定值会导致车辆位置P1～Pn的推定精度的下降。另一方面，通过将校准参数E设定为变量，与推定车辆位置P1～Pn一起也推定校准参数E，从而车辆位置P1～Pn的推定精度进一步提高。
此外，通过将校准参数E的推定值与规定的设定值进行比较，也能感测校准参数E的异常、即外传感器22的轴偏移。通过消除外传感器22的轴偏移或者将校准参数E的设定值更新为最新的推定值，也能使定位处理的精度恢复。
以下，对本实施方式的车辆控制系统10和行驶轨迹推定系统100更详细地进行说明。
3.车辆控制系统
3－1.构成例
图9是表示本实施方式的车辆控制系统10的构成例的框图。车辆控制系统10具备传感器20、通信装置30、行驶装置40以及控制装置50。
传感器20包括内传感器21和外传感器22。内传感器21检测车辆1的行驶状态或者位置。作为内传感器21的例子，可列举出车轮速度传感器、转向角传感器、加速度传感器、横摆角速度传感器、GPS传感器等。外传感器22识别车辆1的周围的状况。作为外传感器22，可列举出LIDAR、摄像机、雷达等。
通信装置30与车辆控制系统10的外部进行通信。例如，通信装置30与行驶轨迹推定系统100进行通信。通信方式既可以是有线通信，也可以是无线通信。
行驶装置40包括转向装置、驱动装置以及制动装置。转向装置对车轮进行转舵。例如，转向装置包括动力转向(EPS：Electric Power Steering)装置。驱动装置是产生驱动力的动力源。作为驱动装置，可举例示出发动机、电动机、轮内马达等。制动装置产生制动力。
控制装置50对车辆1进行控制。控制装置50包括一个或多个处理器51(以下，仅称为处理器51)和一个或多个存储装置52(以下，仅称为存储装置52)。处理器51执行各种处理。例如，处理器51包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)。存储装置52储存各种信息。作为存储装置52，可举例示出易失性存储器、非易失性存储器、HDD(Hard DiskDrive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态硬盘)等。通过由处理器51执行作为计算机程序的控制程序来实现由处理器51(控制装置50)进行的各种处理。控制程序储存于存储装置52，或者记录于计算机可读取的记录介质。控制装置50也可以包括一个或多个ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。控制装置50的一部分也可以是车辆1的外部的信息处理装置。在该情况下，控制装置50的一部分与车辆1进行通信，远程地控制车辆1。
存储装置52储存车辆行驶信息60、外部识别信息70、特征物位置信息MAP等。
车辆行驶信息60是由内传感器21检测到的信息，包括车辆1的行驶状态或者位置。作为车辆1的行驶状态的例子，可列举出车轮速度、转向角、加速度、横摆角速度等。此外，此处的车辆1的位置是由GPS传感器得到的大致的车辆位置。
外部识别信息70是由外传感器22识别出的信息。外部识别信息70包括与车辆1的周围的物体相关的物体信息。作为车辆1的周围的物体，可举例示出行人、其他车辆(先行车辆、泊车车辆等)、特征物j等。特别是，外部识别信息70包括与由外传感器22识别出的特征物j相关的物体信息。与特征物j相关的物体信息也可以包括特征物j相对于外传感器22的相对位置Rj，k。
特征物位置信息MAP表示绝对坐标系中的特征物j的设置位置(绝对位置Fj)。典型地，特征物j是静止物体。作为特征物j，可举例示出白线、杆、电线杆、标志、广告牌等。特征物位置信息MAP被预先制作。特征物位置信息MAP也可以包括在地图信息中。处理器51从地图数据库获取所需的区域的地图信息。地图数据库既可以储存于搭载于车辆1的规定的存储装置，也可以储存于车辆1的外部的管理服务器。
3－2.定位处理
在车辆1的行驶中，处理器51进行推定车辆位置P的定位处理。更详细而言，处理器51基于车辆行驶信息60、外部识别信息70以及特征物位置信息MAP来进行定位处理(参照图2～图4)。定位结果信息LOC表示通过定位处理推定出的车辆位置P。定位结果信息LOC储存于存储装置52。
3－3.通信处理
处理器51经由通信装置30与行驶轨迹推定系统100进行通信。例如，通信装置30将车辆行驶信息60和外部识别信息70发送至行驶轨迹推定系统100。通信装置30也可以将定位结果信息LOC发送至行驶轨迹推定系统100。向行驶轨迹推定系统100的信息的发送既可以在车辆1的行驶中实时地进行，也可以在车辆1的待机中进行。
3－4.车辆行驶控制
处理器51执行对车辆1的行驶进行控制的车辆行驶控制。车辆行驶控制包括转向控制、加速控制以及减速控制。处理器51通过控制行驶装置40(转向装置、驱动装置、制动装置)来执行车辆行驶控制。
作为车辆行驶控制的例子，可列举出自动驾驶控制、驾驶辅助控制等。自动驾驶控制对车辆1的自动驾驶进行控制。作为驾驶辅助控制，可列举出风险回避控制、车道维持控制(LKA：Lane Keep Assist)等。风险回避控制为了减少车辆1与物体的碰撞风险而进行转向控制和减速控制中的至少一方。车道维持控制使车辆1沿行驶车道行驶。
典型地，处理器51生成车辆1的目标轨迹TRt。目标轨迹TRt基于地图信息、定位结果信息LOC(车辆位置)、外部识别信息70(物体信息)等来生成。例如，目标轨迹TRt以沿车道的中心位置的方式生成。目标轨迹TRt是车辆1的目标位置的集合。也可以对每个目标位置设定目标速度。处理器51执行车辆行驶控制(轨迹追随控制)，使得车辆1追随目标轨迹TRt。
4.行驶轨迹推定系统
4－1.构成例
图10是表示本实施方式的行驶轨迹推定系统100的构成例的框图。行驶轨迹推定系统100包括通信装置110、输入输出装置120以及信息处理装置130。
通信装置110与外部进行通信。例如，通信装置110与车辆1的车辆控制系统10进行通信。通信方式既可以是有线通信，也可以是无线通信。
输入输出装置120是用于从行驶轨迹推定系统100的操作员接收信息或者向操作员提供信息的接口。作为输入装置，可举例示出键盘、鼠标、触摸面板等。作为输出装置，可举例示出显示装置、扬声器等。
信息处理装置130进行各种信息处理。信息处理装置130包括一个或多个处理器131(以下，仅称为处理器131)和一个或多个存储装置132(以下，仅称为存储装置132)。处理器131执行各种处理。例如，处理器131包括CPU。存储装置132储存各种信息。作为存储装置132，可举例示出易失性存储器、非易失性存储器、HDD、SSD等。通过由处理器131执行作为计算机程序的“行驶轨迹推定程序PROG”来实现信息处理装置130的功能。行驶轨迹推定程序PROG储存于存储装置132。行驶轨迹推定程序PROG也可以记录于计算机可读取的记录介质。行驶轨迹推定程序PROG也可以经由网络来提供。
存储装置132储存行驶实际情况信息TREC、特征物位置信息MAP、行驶轨迹信息TRAJ、比较对象信息COMP等。
行驶实际情况信息TREC表示车辆1的过去的行驶实际情况。行驶实际情况信息TREC包括在车辆1的行驶中获取到的上述的车辆行驶信息60和外部识别信息70。行驶实际情况信息TREC也可以还包括定位结果信息LOC。处理器131经由通信装置110从车辆控制系统10接受行驶实际情况信息TREC。从车辆控制系统10向行驶轨迹推定系统100的行驶实际情况信息TREC的传输既可以在车辆1的行驶中实时地进行，也可以在车辆1的待机中进行。
特征物位置信息MAP表示绝对坐标系中的特征物j的设置位置(绝对位置Fj)。该特征物位置信息MAP与在由车辆控制系统10执行的定位处理中利用的特征物位置信息MAP是同样的。
行驶轨迹信息TRAJ表示通过行驶轨迹推定处理推定出的推定行驶轨迹TRe。推定行驶轨迹TRe高精度地再现实际的行驶轨迹TRa。
比较对象信息COMP在后述的行驶轨迹评价处理中使用。比较对象信息COMP的例子将在后文进行叙述。
4－2.由行驶轨迹推定系统执行的处理
图11是用于对由本实施方式的行驶轨迹推定系统100(处理器131)执行的处理进行说明的框图。行驶轨迹推定系统100包括行驶轨迹推定部200、行驶轨迹评价部300以及警告部400来作为功能块。这些功能块通过由处理器131执行行驶轨迹推定程序PROG来实现。
图12是表示由本实施方式的行驶轨迹推定系统100(处理器131)执行的处理的流程图。
4－2－1.信息获取处理(步骤S100)
在步骤S100中，行驶轨迹推定部200获取行驶实际情况信息TREC和特征物位置信息MAP。
4－2－2.行驶轨迹推定处理(步骤S200)
在步骤S200中，行驶轨迹推定部200执行推定车辆1的行驶轨迹的行驶轨迹推定处理。更详细而言，行驶轨迹推定部200基于行驶实际情况信息TREC和特征物位置信息MAP来进行行驶轨迹推定处理。行驶轨迹信息TRAJ表示通过行驶轨迹推定处理推定出的推定行驶轨迹TRe。
图13是表示本实施方式的行驶轨迹推定处理(步骤S200)的流程图。
在步骤S210中，行驶轨迹推定部200进行多个时刻t1～tn分别对应的车辆位置P1～Pn的初始设定。更详细而言，行驶轨迹推定部200基于行驶实际情况信息TREC中所包括的车辆行驶信息60来设定车辆位置P1～Pn的初始值。例如，由GPS传感器检测到的大致的车辆位置P1～Pn被设定为初始值。作为另一例子，也可以通过对由GPS传感器检测到的车辆位置P1加上车辆移动量T1，2～Tn－1，n来设定车辆位置P1～Pn的初始值。也可以是另一车辆位置Px代替车辆位置P1被用作起点。
在步骤S220中，行驶轨迹推定部200进行基于行驶实际情况信息TREC和特征物位置信息MAP来推定车辆位置P1～Pn的车辆位置推定处理(参照图5～图7)。
更详细而言，在步骤S221中，行驶轨迹推定部200基于行驶实际情况信息TREC中所包括的车辆行驶信息60来获取第一车辆移动量Tk－1，k和第二车辆移动量Tk，k+1。此外，行驶轨迹推定部200基于行驶实际情况信息TREC中所包括的外部识别信息70来获取在对象时刻tk识别出的特征物j的相对位置Rj，k。
在步骤S222中，行驶轨迹推定部200基于第一基准车辆位置Pk－1、第一车辆移动量Tk－1，k、第二基准车辆位置Pk+1以及第二车辆移动量Tk，k+1来计算内部推定车辆位置PIk。此外，行驶轨迹推定部200基于由特征物位置信息MAP表示的特征物j的绝对位置Fj、特征物j的相对位置Rj，k以及校准参数E来计算外部推定车辆位置POj，k。
在步骤S223中，行驶轨迹推定部200通过将内部推定车辆位置PIk与和一个以上的特征物j相关的外部推定车辆位置POj，k组合来推定对象时刻tk的对象车辆位置Pk。此时，行驶轨迹推定部200也可以将多个时刻t1～tn并行地设定为对象时刻tk，从而一并地推定(优化)多个时刻t1～tn分别对应的多个对象车辆位置P1～Pn(参照图7)。此外，行驶轨迹推定部200也可以将校准参数E也设定为变量，与推定多个对象车辆位置P1～Pn一起推定校准参数E(参照上述的章节2－3)。
在步骤S230中，行驶轨迹推定部200计算在上次的车辆位置推定处理中推定出的多个对象车辆位置P1～Pn与在本次的车辆位置推定处理中推定出的多个对象车辆位置P1～Pn之间的变化量ΔP。变化量ΔP例如由上述算式(1)表示。然后，行驶轨迹推定部200将变化量ΔP与规定的阈值进行比较。
在变化量ΔP为规定的阈值以上的情况下(步骤S230；否)，处理进入步骤S240。在步骤S240中，更新车辆位置P1～Pn。就是说，在本次的步骤S220中推定出的多个对象车辆位置P1～Pn被设定为最新的车辆位置P1～Pn(第一基准车辆位置Pk－1、第二基准车辆位置Pk+1)。然后，处理返回步骤S220(车辆位置推定处理)。
反复执行车辆位置推定处理，直至变化量ΔP小于规定的阈值为止。当变化量ΔP小于规定的阈值时(步骤S230；是)，处理进入步骤S250。在步骤S250中，行驶轨迹推定部200将推定出的多个对象车辆位置P1～Pn的集合决定为推定行驶轨迹TRe。行驶轨迹信息TRAJ表示推定行驶轨迹TRe。
4－2－3.行驶轨迹评价处理(步骤S300)
在步骤S300中，行驶轨迹评价部300执行评价由行驶轨迹信息TRAJ表示的推定行驶轨迹TRe的“行驶轨迹评价处理”。在此，行驶轨迹评价部300根据需要来使用比较对象信息COMP。行驶轨迹评价处理的各种各样的例子将在后文进行叙述。
在步骤S350中，行驶轨迹评价部300判定行驶轨迹评价处理的结果是否满足警告条件。警告条件的各种各样的例子将在后文进行叙述。在行驶轨迹评价处理的结果不满足警告条件的情况下(步骤S350；否)，本次的处理结束。另一方面，在行驶轨迹评价处理的结果满足警告条件的情况下(步骤S350；是)，处理进入步骤S400。
4－2－4.警告处理(步骤S400)
在步骤S400中，警告部400输出警告。例如，警告部400使用输入输出装置120的输出装置来对行驶轨迹推定系统100的操作员输出警告。作为另一例子，警告部400也可以经由通信装置110与车辆控制系统10进行通信，经由车辆控制系统10向车辆1的用户输出警告。
作为警告的内容，可以考虑各种各样的例子。例如，警告表示在行驶轨迹评价处理中感测到的异常的内容。作为另一例子，警告也可以请求车辆1的自动驾驶的暂时停止。作为又一例子，警告也可以请求车辆1的传感器20等的检修。
4－3.行驶轨迹评价处理的各种各样的例子
以下，对本实施方式的行驶轨迹评价处理的各种各样的例子进行说明。
4－3－1.第一例子
在第一例子中，行驶轨迹评价部300判定推定行驶轨迹TRe是否包括“曲折”。在此，曲折是指尽管车辆1行驶过的行驶车道未曲折但推定行驶轨迹TRe曲折了。车辆1行驶过的车道的形状从地图信息得到。比较对象信息COMP包括由地图信息表示的车道形状。警告条件是“推定行驶轨迹TRe包括曲折”。
4－3－2.第二例子
在第二例子中，行驶轨迹评价部300判定推定行驶轨迹TRe是否包括“异常曲率”。在此，异常曲率是指超过规定的曲率阈值的推定行驶轨迹TRe的曲率。比较对象信息COMP包括规定的曲率阈值。警告条件是“推定行驶轨迹TRe包括异常曲率”。
4－3－3.第三例子
图14是用于对行驶轨迹评价处理(步骤S300)的第三例子进行说明的概念图。在第三例子中，行驶轨迹评价部300评价由车辆控制系统10进行的轨迹追随控制的性能(精度)。
具体而言，行驶轨迹评价部300计算推定行驶轨迹TRe与目标轨迹TRt(理想路径)之间的误差。就是说，比较对象信息COMP包括目标轨迹TRt(理想路径)。推定行驶轨迹TRe与目标轨迹TRt之间的误差例如是推定车辆位置PEk与目标轨迹TRt之间的最短距离。推定车辆位置PEk是通过行驶轨迹推定处理推定出的时刻tk的车辆位置Pk，从行驶轨迹信息TRAJ得到。
警告条件例如是推定行驶轨迹TRe与目标轨迹TRt之间的误差超过规定的阈值。
作为另一例子，也可以考虑过去的统计信息。例如，图15示出了车辆1在规定的环绕路线上行驶的情况。按环绕路线上的每个位置积累推定行驶轨迹TRe与目标轨迹TRt之间的误差。典型地，按环绕路线上的每个位置积累轨迹追随控制正常的期间的误差。误差平均值ave是所积累的误差的分布的平均值，按环绕路线上的每个位置计算。
例如，行驶轨迹评价部300将本次推定出的推定行驶轨迹TRe与目标轨迹TRt之间的误差按每个位置与误差平均值ave进行比较。警告条件是“本次的误差与误差平均值ave偏离开一定值以上的位置在环绕路线上存在一定比例以上”。作为一定值，可以使用所积累的误差的分布的3σ。
作为另一例子，也可以使用遍及环绕路线整体对每个位置的误差平均值ave进行平均而得到的“整体误差平均值ave_t”。在该情况下，行驶轨迹评价部300对于与本次推定出的推定行驶轨迹TRe相关的误差也遍及环绕路线整体求出平均值。警告条件是“本次的误差的平均值与整体误差平均值ave_t偏离开一定值以上”。
轨迹追随控制的性能的下降起因于行驶装置40(特别是转向装置)的不正常(malfunction)和/或定位处理的精度的下降。在输出了警告的情况下，操作员或者车辆1的用户可以考虑行驶装置40、传感器20的检修。
4－3－4.第四例子
图16是用于对行驶轨迹评价处理(步骤S300)的第四例子进行说明的概念图。在第四例子中，行驶轨迹评价部300评价由车辆控制系统10执行的定位处理的精度。
具体而言，行驶轨迹评价部300将推定行驶轨迹TRe与通过定位处理推定出的车辆位置进行比较。就是说，比较对象信息COMP包括定位结果信息LOC。定位结果位置PLk是在车辆1的行驶中通过定位处理推定出的时刻tk的车辆位置Pk，从定位结果信息LOC得到。另一方面，推定车辆位置PEk是通过行驶轨迹推定处理推定出的时刻tk的车辆位置Pk，从行驶轨迹信息TRAJ得到。行驶轨迹评价部300计算推定车辆位置PEk与定位结果位置PLk之间的误差。如图16所示，推定车辆位置PEk与定位结果位置PLk之间的误差包括纵向误差和横向误差。
警告条件例如是推定车辆位置PEk与定位结果位置PLk之间的纵向误差和横向误差中的至少一方超过规定的阈值。
作为另一例子，也可以考虑如图15中示出的那样的过去的统计信息。在该情况下，针对纵向误差和横向误差的每一个积累统计信息。基于统计信息的警告条件与在上述的第三例子中说明过的警告条件是同样的。
定位处理的精度的下降起因于传感器20(内传感器21、外传感器22)的异常和/或定位算法的不正常。在输出了警告的情况下，操作员或者车辆1的用户可以考虑传感器20的检修、定位算法的更新。
4－3－5.第五例子
图17是用于对行驶轨迹评价处理(步骤S300)的第五例子进行说明的概念图。在第五例子中，行驶轨迹评价部300评价内传感器21的精度。
具体而言，行驶轨迹评价部300不使用外部识别信息70，而是仅基于车辆行驶信息60来计算多个时刻t1～tn分别对应的多个车辆位置P1～Pn。为了方便，将仅根据车辆行驶信息60计算出的车辆位置P1～Pn称为“比较车辆位置PC1～PCn”。比较车辆位置PC1～PCn与上述的行驶轨迹推定处理中的车辆位置P1～Pn的初始值是等同的。例如，比较车辆位置PC1～PCn是由GPS传感器检测到的大致的车辆位置。作为另一例子，也可以通过对由GPS传感器检测到的车辆位置P1加上车辆移动量T1，2～Tn－1，n来计算比较车辆位置PC1～PCn。也可以是另一车辆位置Px代替车辆位置P1被用作起点。
然后，行驶轨迹评价部300将推定行驶轨迹TRe与比较车辆位置PC1～PCn进行比较。就是说，比较对象信息COMP包括根据车辆行驶信息60计算出的比较车辆位置PC1～PCn。推定车辆位置PEk是通过行驶轨迹推定处理推定出的时刻tk的车辆位置Pk，从行驶轨迹信息TRAJ得到。行驶轨迹评价部300计算推定车辆位置PEk与比较车辆位置PCk之间的误差。
如图17所示，推定车辆位置PEk与比较车辆位置PCk之间的误差也可以由“车辆移动量误差”和“角度误差”规定。推定车辆移动量TEk－1，k是推定车辆位置PEk－1与推定车辆位置PEk之间的车辆移动量。推定车辆移动量TEk，k+1是推定车辆位置PEk与推定车辆位置PEk+1之间的车辆移动量。推定角度DEk是表示推定车辆移动量TEk－1，k的矢量与表示推定车辆移动量TEk，k+1的矢量之间的角度。另一方面，比较车辆移动量TCk－1，k是比较车辆位置PCk－1与比较车辆位置PCk之间的车辆移动量。比较车辆移动量TCk，k+1是比较车辆位置PCk与比较车辆位置PCk+1之间的车辆移动量。比较角度DCk是表示比较车辆移动量TCk－1，k的矢量与表示比较车辆移动量TCk，k+1的矢量之间的角度。车辆移动量误差包括推定车辆移动量TEk－1，k与比较车辆移动量TCk－1，k之间的误差和推定车辆移动量TEk，k+1与比较车辆移动量TCk，k+1之间的误差。角度误差是推定角度DEk与比较角度DCk之间的误差。
警告条件例如是推定车辆位置PEk与比较车辆位置PCk之间的误差超过规定的阈值。例如，警告条件是车辆移动量误差和角度误差中的至少一方超过规定的阈值。
作为另一例子，也可以考虑如图15中示出的那样的过去的统计信息。在该情况下，针对车辆移动量误差和角度误差的每一个积累统计信息。基于统计信息的警告条件与在上述的第三例子中说明过的警告条件是同样的。
在输出了警告的情况下，操作员或者车辆1的用户可以判断为在内传感器21发生了异常，并考虑内传感器21的检修。
4－3－6.第六例子
在第六例子中，行驶轨迹评价部300评价与外传感器22相关的校准参数E。因此，在上述的行驶轨迹推定处理中，校准参数E也被推定(参照章节2－3)。
具体而言，行驶轨迹评价部300将校准参数E的推定值与规定的设定值进行比较。就是说，比较对象信息COMP是校准参数E的规定的设定值。行驶轨迹评价部300计算校准参数E的推定值与规定的设定值之间的误差。警告条件例如是校准参数E的推定值与规定的设定值之间的误差超过规定的阈值。
在输出了警告的情况下，操作员或者车辆1的用户可以判断为在校准参数E存在异常，并考虑外传感器22的设置状态的检修。在发生了外传感器22的轴偏移的情况下，可以修正外传感器22的设置状态，使得该轴偏移被消除。或者，也可以将校准参数E的设定值更新为最新的推定值。通过这些措施，能使定位处理的精度恢复。
根据本实施方式，通过基于行驶实际情况信息TREC的行驶轨迹推定处理，能高精度地推定车辆1的行驶轨迹。
此外，根据本实施方式，通过对推定行驶轨迹TRe进行解析，能评价轨迹追随控制的性能、定位处理的精度、传感器20的精度等。由此，能感测行驶装置40、传感器20的异常。在此，要注意的是，不需要特别的环境、特殊的装置来感测行驶装置40、传感器20的异常。本实施方式的方法可以说是通用并且低成本的。
本实施方式也可以应用于自动驾驶车辆。例如，本实施方式应用于沿环绕路线行驶的自动驾驶巴士。在该情况下，在自动驾驶巴士的运行前后或者运行中，自动地进行自动驾驶巴士的行驶轨迹的推定和评价。通过应用本实施方式，能系统地感测自动驾驶巴士的传感器20、行驶装置40的异常。

Claims (12)

1.一种行驶轨迹推定系统，包括：
存储装置，储存表示车辆的过去的行驶实际情况的行驶实际情况信息和表示特征物的设置位置的特征物位置信息；以及
处理器，被配置为执行行驶轨迹推定处理，该行驶轨迹推定处理是基于所述行驶实际情况信息和所述特征物位置信息来推定所述车辆的行驶轨迹的处理，
其中，所述行驶实际情况信息包括：车辆行驶信息，包括由搭载于所述车辆的内传感器检测到的所述车辆的行驶状态或者位置；以及外部识别信息，包括由搭载于所述车辆的外传感器识别出的所述特征物的信息，
其中，所述行驶轨迹推定处理包括车辆位置推定处理，该车辆位置推定处理是推定作为所述车辆的位置的车辆位置的处理，
其中，对象车辆位置是对象时刻的所述车辆位置，
其中，第一基准车辆位置是所述对象时刻之前的第一基准时刻的所述车辆位置，
其中，第二基准车辆位置是所述对象时刻之后的第二基准时刻的所述车辆位置，
其中，第一车辆移动量是所述第一基准时刻与所述对象时刻之间的所述车辆的移动量，
其中，第二车辆移动量是所述第二基准时刻与所述对象时刻之间的所述车辆的移动量，
其中，所述车辆位置推定处理包括：
基于所述车辆行驶信息来获取所述第一车辆移动量和所述第二车辆移动量的处理；
基于所述外部识别信息来获取在所述对象时刻识别出的所述特征物的相对位置的处理；
基于所述第一基准车辆位置、所述第一车辆移动量、所述第二基准车辆位置以及所述第二车辆移动量计算所述对象车辆位置来作为内部推定车辆位置的处理；
基于由所述特征物位置信息表示的所述特征物的所述设置位置和所述对象时刻的所述特征物的所述相对位置计算所述对象车辆位置来作为外部推定车辆位置的处理；以及
将所述内部推定车辆位置与所述外部推定车辆位置组合来推定所述对象车辆位置的处理，
并且其中，所述处理器被配置为：将连续的多个时刻的每一个设定为所述对象时刻来执行所述车辆位置推定处理，由此推定所述多个时刻分别对应的多个对象车辆位置，并将推定出的所述多个对象车辆位置的集合决定为所述车辆的所述行驶轨迹。
2.根据权利要求1所述的行驶轨迹推定系统，其中，
所述处理器被配置为：将所述多个时刻并行地设定为所述对象时刻来执行所述车辆位置推定处理，由此一并地推定所述多个时刻分别对应的所述多个对象车辆位置。
3.根据权利要求2所述的行驶轨迹推定系统，其中，
所述处理器被配置为：将通过上次的所述车辆位置推定处理推定出的所述对象车辆位置设定为本次的所述车辆位置推定处理中的所述第一基准车辆位置和所述第二基准车辆位置，由此反复执行所述车辆位置推定处理。
4.根据权利要求3所述的行驶轨迹推定系统，其中，
所述处理器被配置为：反复执行所述车辆位置推定处理，直至在上次的所述车辆位置推定处理中推定出的所述多个对象车辆位置与在本次的所述车辆位置推定处理中推定出的所述多个对象车辆位置之间的变化量小于阈值为止。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的行驶轨迹推定系统，其中，
校准参数表示固定于所述车辆的车辆坐标系中的所述外传感器的设置位置和设置方向，
所述处理器被配置为：基于所述特征物的所述设置位置、所述对象时刻的所述特征物的所述相对位置以及所述校准参数来计算所述外部推定车辆位置，
并且，在所述车辆位置推定处理中，所述处理器被配置为：将所述校准参数也设定为变量，与推定所述多个对象车辆位置一起也推定所述校准参数。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的行驶轨迹推定系统，其中，
所述处理器还被配置为：在所述推定出的行驶轨迹包括与行驶车道无关的曲折的情况下或者在所述推定出的行驶轨迹具有超过规定的曲率阈值的异常曲率的情况下，向所述行驶轨迹推定系统的操作员或者所述车辆的用户输出警告。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的行驶轨迹推定系统，其中，
所述车辆进行以追随目标轨迹的方式行驶的轨迹追随控制，
并且，所述处理器还被配置为：计算所述推定出的行驶轨迹与所述目标轨迹之间的误差，在所述误差满足警告条件的情况下，向所述行驶轨迹推定系统的操作员或者所述车辆的用户输出警告。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的行驶轨迹推定系统，其中，
所述车辆在行驶中执行定位处理，该定位处理是基于所述车辆行驶信息、所述外部识别信息以及所述特征物位置信息来推定所述车辆位置的处理，
并且，所述处理器还被配置为：计算所述推定出的行驶轨迹与通过所述定位处理推定出的所述车辆位置之间的误差，在所述误差满足警告条件的情况下，向所述行驶轨迹推定系统的操作员或者所述车辆的用户输出警告。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的行驶轨迹推定系统，其中，
所述处理器还被配置为：
不使用所述外部识别信息，而是基于所述车辆行驶信息计算所述多个时刻分别对应的多个车辆位置来作为比较车辆位置；
计算所述推定出的行驶轨迹与所述比较车辆位置之间的误差；
并且，在所述误差满足警告条件的情况下，向所述行驶轨迹推定系统的操作员或者所述车辆的用户输出警告。
10.根据权利要求5所述的行驶轨迹推定系统，其中，
所述处理器还被配置为：
计算推定出的所述校准参数与所述校准参数的设定值之间的误差；
并且，在所述误差满足警告条件的情况下，向所述行驶轨迹推定系统的操作员或者所述车辆的用户输出警告。
11.一种记录介质，记录有行驶轨迹推定程序，该程序由计算机执行，
所述行驶轨迹推定程序被所述计算机执行，由此使所述计算机执行：信息获取处理，获取表示车辆的过去的行驶实际情况的行驶实际情况信息和表示特征物的设置位置的特征物位置信息；以及行驶轨迹推定处理，基于所述行驶实际情况信息和所述特征物位置信息来推定所述车辆的行驶轨迹，其中，
所述行驶实际情况信息包括：车辆行驶信息，包括由搭载于所述车辆的内传感器检测到的所述车辆的行驶状态或者位置；以及外部识别信息，包括由搭载于所述车辆的外传感器识别出的所述特征物的信息，
所述行驶轨迹推定处理包括车辆位置推定处理，该车辆位置推定处理是推定作为所述车辆的位置的车辆位置的处理，
对象车辆位置是对象时刻的所述车辆位置，
第一基准车辆位置是所述对象时刻之前的第一基准时刻的所述车辆位置，
第二基准车辆位置是所述对象时刻之后的第二基准时刻的所述车辆位置，
第一车辆移动量是所述第一基准时刻与所述对象时刻之间的所述车辆的移动量，
第二车辆移动量是所述第二基准时刻与所述对象时刻之间的所述车辆的移动量，
所述车辆位置推定处理包括：
基于所述车辆行驶信息来获取所述第一车辆移动量和所述第二车辆移动量的处理；
基于所述外部识别信息来获取在所述对象时刻识别出的所述特征物的相对位置的处理；
基于所述第一基准车辆位置、所述第一车辆移动量、所述第二基准车辆位置以及所述第二车辆移动量计算所述对象车辆位置来作为内部推定车辆位置的处理；
基于由所述特征物位置信息表示的所述特征物的所述设置位置和所述对象时刻的所述特征物的所述相对位置计算所述对象车辆位置来作为外部推定车辆位置的处理；以及
将所述内部推定车辆位置与所述外部推定车辆位置组合来推定所述对象车辆位置的处理，
并且，所述行驶轨迹推定处理包括：
将连续的多个时刻的每一个设定为所述对象时刻来执行所述车辆位置推定处理，由此推定所述多个时刻分别对应的多个对象车辆位置的处理；以及
将推定出的所述多个对象车辆位置的集合决定为所述车辆的所述行驶轨迹的处理。
12.一种行驶轨迹推定方法，包括：
进行信息获取处理，该信息获取处理是获取表示车辆的过去的行驶实际情况的行驶实际情况信息和表示特征物的设置位置的特征物位置信息的处理；以及
进行行驶轨迹推定处理，该行驶轨迹推定处理是基于所述行驶实际情况信息和所述特征物位置信息来推定所述车辆的行驶轨迹的处理，
其中，所述行驶实际情况信息包括：车辆行驶信息，包括由搭载于所述车辆的内传感器检测到的所述车辆的行驶状态或者位置；以及外部识别信息，包括由搭载于所述车辆的外传感器识别出的所述特征物的信息，
其中，所述行驶轨迹推定处理包括车辆位置推定处理，该车辆位置推定处理是推定作为所述车辆的位置的车辆位置的处理，
其中，对象车辆位置是对象时刻的所述车辆位置，
其中，第一基准车辆位置是所述对象时刻之前的第一基准时刻的所述车辆位置，
其中，第二基准车辆位置是所述对象时刻之后的第二基准时刻的所述车辆位置，
其中，第一车辆移动量是所述第一基准时刻与所述对象时刻之间的所述车辆的移动量，
其中，第二车辆移动量是所述第二基准时刻与所述对象时刻之间的所述车辆的移动量，
其中，所述车辆位置推定处理包括：
基于所述车辆行驶信息来获取所述第一车辆移动量和所述第二车辆移动量的处理；
基于所述外部识别信息来获取在所述对象时刻识别出的所述特征物的相对位置的处理；
基于所述第一基准车辆位置、所述第一车辆移动量、所述第二基准车辆位置以及所述第二车辆移动量计算所述对象车辆位置来作为内部推定车辆位置的处理；
基于由所述特征物位置信息表示的所述特征物的所述设置位置和所述对象时刻的所述特征物的所述相对位置计算所述对象车辆位置来作为外部推定车辆位置的处理；以及
将所述内部推定车辆位置与所述外部推定车辆位置组合来推定所述对象车辆位置的处理，
并且其中，所述行驶轨迹推定处理包括：
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