DE102022208874A1

DE102022208874A1 - Eigenpositionschätzvorrichtung und eigenpositionschätzverfahren

Info

Publication number: DE102022208874A1
Application number: DE102022208874.3A
Authority: DE
Inventors: Takefumi Hasegawa; Tadahiko Urano; Takuji Morimoto; Kentaro Ishikawa; Kyosuke Konishi; Taku Umeda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-10-01
Filing date: 2022-08-26
Publication date: 2023-04-06
Also published as: US20230109206A1; JP2023053891A

Abstract

Bereitstellung einer Eigenpositionschätzvorrichtung und eines Eigenpositionschätzverfahrens, die die Positionskoordinate eines Eigenfahrzeugs mit guter Genauigkeit korrigieren können, unter Verwendung von Objektinformationen, die von einer Peripherieüberwachungsvorrichtung erfasst werden, selbst wenn eine Peripherieüberwachungsvorrichtung, in der nur wenige Detektionspunkte mit guter Genauigkeit zum gleichen Zeitpunkt erfasst werden, verwendet wird. Eine Eigenpositionschätzvorrichtung (10) erfasst Relativpositionen einer Straßenseitenwand auf der Grundlage einer Position eines Eigenfahrzeugs auf der Basis von Erfassungsinformationen einer Peripherieüberwachungsvorrichtung (31); wandelt die in der Vergangenheit erfassten Relativpositionen in Relativpositionen auf der Basis der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Fahrinformationen um und überlagert die aktuellen Relativpositionen und die vergangenen Relativpositionen nach der Umwandlung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten; sucht nach einer Relativpositionsbeziehung, bei der ein Koinzidenzgrad zwischen den Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung und den Positionen der Straßenseitenwand der Kartendaten hoch wird; und korrigiert die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs basierend auf der Relativpositionsbeziehung.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Eigenpositionschätzvorrichtung und ein Eigenpositionschätzverfahren.
Bisher ist die Technologie, die die Bodenobjektinformationen, die von der Peripherieüberwachungsvorrichtung, wie der Kamera, erfasst werden, mit den Kartendaten um das Fahrzeug herum vergleicht und die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs, die durch das GPS-Signal und dergleichen erfasst wird, korrigiert, offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG
In der Eigenpositionschätzvorrichtung von JP 2018-59744 A werden beispielsweise die von der Peripherieüberwachungsvorrichtung erfassten Bodenobj ektinformationen mit den Kartendaten um das Fahrzeug herum verglichen, und die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs wird korrigiert. Wenn die Detektionspunkte des Bodenobjekts durch die Peripherieüberwachungsvorrichtung wenige sind, nimmt die Korrekturgenauigkeit der Positionskoordinate durch das Bodenobjekt ab. Um diese Genauigkeitsabnahme zu unterdrücken, wird in der Technologie der JP 2018-59744 A das Gewicht des Korrekturbetrags verringert, wenn die Detektionspunkte des Bodenobjekts wenige sind; das Gewicht des Korrekturbetrags wird erhöht, wenn die Detektionspunkte des Bodenobjekts viele sind; und die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs wird durch die Bodenobjektinformationen korrigiert.
In dem automatischen Fahrsystem von JP 6380422 B wird das erste Mittel, das die Eigenpositioninformation auf der Grundlage des GPS-Signals und der Kartendaten bestimmt, mit dem zweiten Mittel verglichen, das die Eigenpositioninformation auf der Grundlage der Relativpositionsinformation zwischen dem Eigenfahrzeug und dem Bodenobjekt auf der Basis der Bodenobjektinformation, die von der Peripherieüberwachungsvorrichtung (Kamera, Millimeterwellenradar) erfasst wird, und den Kartendaten bestimmt. Und wenn die Differenz zwischen der Eigenpositionsinformation des ersten Mittels und der Eigenpositionsinformation des zweiten Mittels größer als oder gleich dem Schwellenwert ist, wird die automatische Fahrsteuerung unter Verwendung der Eigenpositionsinformation des ersten Mittels durchgeführt. Wenn die Differenz größer oder gleich dem Schwellenwert ist, wird davon ausgegangen, dass eine falsche Detektion auf der Seite der Peripherieüberwachungsvorrichtung aufgetreten ist. Indem die Eigenpositionsinformationen des zweiten Mittels nicht verwendet werden, wird die Verringerung der Genauigkeit der Eigenpositionsinformationen durch die falsche Detektion der Peripherieüberwachungsvorrichtung unterdrückt.
Wenn jedoch bei diesen konventionellen Technologien eine Peripherieüberwachungsvorrichtung, wie z.B. ein Millimeterwellenradar, bei dem nur wenige Detektionspunkte mit guter Genauigkeit zum gleichen Zeitpunkt erfasst werden, verwendet wird, kann das Bodenobj ekt nicht mit guter Auflösung erfasst werden. Da das Merkmal des Bodenobjekts nicht erhalten wird, kann die Korrespondenzbeziehung zwischen dem Bodenobjekt und den Kartendaten nicht erhalten werden, und die Eigenposition kann nicht korrigiert werden.
Die Technologien von JP 2018-59744 A und JP 6380422 B gehen davon aus, dass die Erfassungsauflösung des Bodenobjekts durch die Peripherieüberwachungsvorrichtung hoch ist, diese sind nicht auf eine Peripherieüberwachungsvorrichtung, wie ein Millimeterwellenradar, anwendbar, deren Erfassungsauflösung des Bodenobjekts ursprünglich niedrig ist.
Dann ist der Zweck der vorliegenden Offenbarung, eine Eigenpositionschätzvorrichtung und ein Eigenpositionschätzverfahren bereitzustellen, die die Positionskoordinate eines Eigenfahrzeugs mit guter Genauigkeit korrigieren können, unter Verwendung von Obj ektinformationen, die von einer Peripherieüberwachungsvorrichtung erfasst werden, selbst wenn eine Peripherieüberwachungsvorrichtung verwendet wird, in der nur wenige Detektionspunkte mit guter Genauigkeit zum gleichen Zeitpunkt erfasst werden.
Eine Eigenpositionschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst:

eine Seitenwanddetektionseinheit, die Relativpositionen einer Straßenseitenwand auf der Basis einer Position eines Eigenfahrzeugs detektiert, basierend auf Detektionsinformationen einer Peripherieüberwachungsvorrichtung, die die Peripherie des Eigenfahrzeugs überwacht;
eine Eigenfahrzeugzustandsdetektionseinheit, die eine Positionskoordinate und Fahrinformationen des Eigenfahrzeugs detektiert;
eine Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit, die die in der Vergangenheit erfassten Relativpositionen der Straßenseitenwand in Relativpositionen der Straßenseitenwand auf der Grundlage der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs auf der Basis der Fahrinformationen umwandelt und die aktuellen Relativpositionen der Straßenseitenwand und die vergangenen Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Umwandlung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten überlagert und Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung berechnet;
eine Kartenseitenwanddetektionseinheit, die Positionen der Straßenseitenwand, die der Positionskoordinate entsprechen, aus Kartendaten erfasst;
eine Seitenwandkoinzidenzsucheinheit, die nach einer Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand sucht, so dass ein Koinzidenzgrad zwischen den Relativpositionen der Straßenseitenwand nach Überlagerung und den Positionen der Straßenseitenwand der Kartendaten hoch wird; und
eine Positionskorrektureinheit, die die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand korrigiert und eine Positionskoordinate nach der Korrektur errechnet.

Ein Eigenpositionschätzverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst:

einen Seitenwanddetektionsschritt des Detektierens von Relativpositionen einer Straßenseitenwand auf der Basis einer Position eines Eigenfahrzeugs, basierend auf Detektionsinformation einer Peripherieüberwachungsvorrichtung, die die Peripherie des Eigenfahrzeugs überwacht;
einen Eigenfahrzeugzustandserfassungsschritt, bei dem eine Positionskoordinate und Fahrinformationen des Eigenfahrzeugs erfasst werden; einen Detektierte-Seitenwand-Überlagerungsschritt des Umwandelns der Relativpositionen der Straßenseitenwand, die in der Vergangenheit detektiert wurden, in Relativpositionen der Straßenseitenwand auf der Basis der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs, basierend auf der Fahrinformation, und des Überlagerns der aktuellen Relativpositionen der Straßenseitenwand und der vergangenen Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Umwandlung bei einer Vielzahl von Zeitpunkten und des Berechnens der Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung;
einen Kartenseitenwanderfassungsschritt des Erfassens von Positionen der Straßenseitenwand, die der Positionskoordinate entsprechen, aus Kartendaten;
einen Seitenwandkoinzidenzsuchschritt des Suchens nach einer Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand, dass ein Koinzidenzgrad zwischen den Relativpositionen der Straßenseitenwand nach Überlagerung und den Positionen der Straßenseitenwand der Kartendaten hoch wird; und
einen Positionskorrekturschritt zum Korrigieren der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand und zum Berechnen einer Positionskoordinate nach der Korrektur.

Gemäß der Eigenpositionsschätzvorrichtung und dem Eigenpositionsschätzverfahren der vorliegenden Offenbarung kann die Detektionsauflösung der Relativpositionen der Straßenrandmauer verbessert werden, da die Relativpositionen der Straßenrandmauer nach der Überlagerung durch Überlagerung der Relativpositionen der Straßenrandmauer, die in der Vergangenheit durch die Peripherieüberwachungsvorrichtung detektiert wurden, berechnet werden, selbst wenn eine Peripherieüberwachungsvorrichtung, in der nur wenige Detektionspunkte mit guter Genauigkeit zum gleichen Zeitpunkt detektiert wurden, verwendet wird. Zu diesem Zeitpunkt, da die Überlagerung nach der Umwandlung der Relativpositionen der Straßenrandwand, die in der Vergangenheit erfasst wurden, in Relativpositionen der Straßenrandwand auf der Grundlage der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs, basierend auf der Fahrinformation des Eigenfahrzeugs, durchgeführt wird, kann sie die Verschlechterung der Genauigkeit der Überlagerung aufgrund der Bewegung des Eigenfahrzeugs unterbinden. Dann wird die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Straßenrandwand so korrigiert, dass der Koinzidenzgrad zwischen den Relativpositionen der Straßenrandwand nach der Überlagerung und den Positionen der Straßenrandwand der Kartendaten hoch wird und die Genauigkeit der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs verbessert werden kann.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Blockdiagramm der Eigenpositionsschätzvorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
2 ist ein schematisches Hardwarekonfigurationsbild der Eigenpositionsschätzvorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
3 ist eine schematische Hardwarekonfigurationsdarstellung eines weiteren Beispiels der Eigenpositionsschätzvorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
4 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der schematischen Verarbeitung der Eigenpositionsschätzvorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
5 ist eine Figur, die die Relativposition auf der Basis der Position des Eigenfahrzeugs (Position eines Eigenfahrzeugkoordinatensystems) gemäß Ausführungsform 1 erklärt;
6 ist eine Abbildung, die die aktuellen Relativpositionen der durch das Millimeterwellenradar erfassten Straßenränder gemäß Ausführungsform 1 erläutert;
7 ist eine Abbildung, die die Relativpositionen der Straßenrandwand nach der Überlagerung gemäß Ausführungsform 1 erklärt;
8 ist eine Abbildung, die den aktuellen Bewegungsbetrag des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der vergangenen Position des Eigenfahrzeugs gemäß Ausführungsform 1 erklärt;
9 ist eine Abbildung, die die Umwandlung der vergangenen Relativpositionen der Straßenrandwand gemäß Ausführungsform 1 erklärt;
10 ist eine Abbildung der hochpräzisen dreidimensionalen Kartendaten gemäß Ausführungsform 1;
11 ist eine Abbildung, die die Positionen der Straßenrandwand der Kartendaten gemäß Ausführungsform 1 erklärt;
12 ist eine Abbildung, die die Verarbeitung der Seitenwandkoinzidenzsucheinheit und der Positionskorrektureinheit gemäß Ausführungsform 1 erklärt;
13 ist ein schematisches Blockdiagramm der Eigenpositionsschätzvorrichtung gemäß Ausführungsform 2;
14 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der schematischen Verarbeitung der Eigenpositionsschätzvorrichtung gemäß Ausführungsform 2;
15 ist eine Abbildung, die den Totwinkelbereich aufgrund des Detektionshindernisses gemäß Ausführungsform 2 erklärt;
16 ist eine Abbildung, die das Fehlen der Relativpositionen der Straßenrandwand aufgrund des Detektionshindernisses gemäß Ausführungsform 2 erklärt;
17 ist eine Abbildung, die die Interpolation des fehlenden Teils der Relativpositionen der Straßenrandwand gemäß Ausführungsform 2 erklärt;
18 ist eine Abbildung, die die Interpolation des fehlenden Teils der Relativpositionen der Straßenrandwand gemäß Ausführungsform 2 erklärt;
19 ist ein schematisches Blockdiagramm der Eigenpositionsschätzvorrichtung gemäß Ausführungsform 3;
20 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der schematischen Verarbeitung der Eigenpositionsschätzvorrichtung gemäß Ausführungsform 3; und
21 ist eine Abbildung, die den Bereich (spezifischen Bereich) erklärt, in dem die Detektionsgenauigkeit durch das Millimeterwellenradar gemäß Ausführungsform 4 hoch ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1. Ausführungsform 1
Eine Eigenpositionsschätzvorrichtung und ein Eigenpositionsschätzverfahren gemäß Ausführungsform 1 werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 in die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung eingebettet sein, die ein Eigenfahrzeug steuert, wie z. B. automatisches Fahren.
Die Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 ist mit Verarbeitungseinheiten versehen, wie z.B. einer Seitenwanddetektionseinheit 11, einer Eigenfahrzeugzustandsdetektionseinheit 12, einer Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit 13, einer Kartenseitenwanddetektionseinheit 14, einer Seitenwandkoinzidenzsucheinheit 15 und einer Positionskorrektureinheit 16. Jede Verarbeitung der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 wird durch Verarbeitungsschaltungen realisiert, die in der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 vorgesehen sind. Wie in 2 gezeigt, ist die Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 insbesondere mit einem arithmetischen Prozessor 90, wie z.B. einer CPU (Central Processing Unit), Speichervorrichtungen 91, einer Eingabe- und Ausgabeschaltung 92, die externe Signale an den arithmetischen Prozessor 90 ausgibt und eingibt, und dergleichen ausgestattet.
Als arithmetischer Prozessor 90 können ASIC (Application Specific Integrated Circuit), IC (Integrated Circuit), DSP (Digital Signal Processor), FPGA (Field Programmable Gate Array), GPU (Graphics Processing Unit), AI (Artificial Intelligence) Chip, verschiedene Arten von logischen Schaltungen, verschiedene Arten von Signalverarbeitungsschaltungen und dergleichen vorgesehen werden. Als arithmetischer Prozessor 90 kann eine Vielzahl des gleichen Typs oder des unterschiedlichen Typs bereitgestellt werden, und jede Verarbeitung kann gemeinsam genutzt und ausgeführt werden. Als Speichervorrichtungen 91 sind ein RAM (Random Access Memory), der Daten aus dem Rechenprozessor 90 lesen und schreiben kann, ein ROM (Read Only Memory), der Daten aus dem Rechenprozessor 90 lesen kann, und dergleichen vorgesehen. Als Speichervorrichtungen 91 können verschiedene Arten von Speichervorrichtungen, wie ein Flashspeicher, EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), eine Festplatte und eine DVD-Vorrichtung verwendet werden.
Die Eingabe- und Ausgabeschaltung 92 ist mit einer Kommunikationsvorrichtung, einem A/D-Wandler, einem Eingabe-/Ausgabeanschluss, einer Treiberschaltung und dergleichen ausgestattet. Die Eingabe- und Ausgabeschaltung 92 ist mit der Peripherieüberwachungsvorrichtung 31, der Positionsdetektionsvorrichtung 32, der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 33 und dergleichen verbunden und kommuniziert mit diesen Vorrichtungen.
Dann führt der arithmetische Prozessor 90 Softwareelemente (Programme) aus, die in der Speichervorrichtung 91, wie z.B. einem ROM, gespeichert sind, und arbeitet mit anderen Hardwarevorrichtungen in der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10, wie z.B. der Speichervorrichtung 91 und der Eingabe- und Ausgabeschaltung 92, zusammen, so dass die jeweiligen Funktionen der in der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 enthaltenen Verarbeitungseinheiten 11 bis 16 realisiert werden. Einstelldatenelemente wie ein Bestimmungswert, der in den Verarbeitungseinheiten 11 bis 16 verwendet werden soll, werden als Teil von Softwareelementen (Programmen) in der Speichervorrichtung 91 wie einem ROM gespeichert. Jede Funktion der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 wird im Folgenden im Detail beschrieben.
Alternativ, wie in 3 gezeigt, kann die Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 mit einer dedizierten Hardware 93 als Verarbeitungsschaltung versehen sein, z.B. einer einzelnen Schaltung, einer kombinierten Schaltung, einem programmierten Prozessor, einem parallel programmierten Prozessor, ASIC, FPGA, GPU, AI-Chip oder einer Schaltung, die diese kombiniert.
4 ist ein schematisches Flussdiagramm zur Erläuterung der Prozedur (des Eigenpositionsschätzverfahrens) der Verarbeitung der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Verarbeitung des Flussdiagramms in 4 wird wiederkehrend in jeder vorbestimmten Berechnungsperiode durch den arithmetischen Prozessor 90 ausgeführt, der Software (ein Programm) ausführt, die in der Speichervorrichtung 91 gespeichert ist.
1-1. Seitenwanddetektionseinheit 11
Im Schritt S01 von 4 führt die Seitenwanddetektionseinheit 11 eine Seitenwanddetektionsverarbeitung (einen Seitenwanddetektionsschritt) aus, die Relativpositionen einer Straßenseitenwand auf der Basis einer Position eines Eigenfahrzeugs detektiert, basierend auf Detektionsinformationen einer Peripherieüberwachungsvorrichtung 31, die die Peripherie des Eigenfahrzeugs überwacht.
Die Peripherieüberwachungsvorrichtung 31 ist eine Vorrichtung, die die Peripherie des Eigenfahrzeugs überwacht. Die Peripherieüberwachungsvorrichtung 31 überwacht zumindest die Front des Eigenfahrzeugs. Als Peripherieüberwachungsvorrichtung 31 ist zumindest ein Millimeterwellenradar vorgesehen. Eine Kamera ist ebenfalls als Peripherieüberwachungsvorrichtung 31 vorgesehen. Als Peripherieüberwachungsvorrichtung 31 kann ein Laserradar (LiDAR (Light Detection and Ranging)), ein Ultraschallradar und dergleichen vorgesehen sein.
Das Millimeterwellenradar strahlt eine Millimeterwelle in einem vorbestimmten Winkelbereich vor dem Eigenfahrzeug aus und empfängt eine von einem Objekt reflektierte Welle. Dann detektiert das Millimeterwellenradar einen Einfallswinkel der reflektierten Welle (ein Winkel, in dem das Objekt, das die Millimeterwelle reflektiert hat, existiert) und einen Abstand zu dem Objekt, das die Millimeterwelle reflektiert hat, basierend auf der empfangenen reflektierten Welle. Für das Millimeterwellenradar werden verschiedene Methoden verwendet.
Die Seitenwanddetektionseinheit 11 detektiert eine Relativposition eines Detektionsobjekts vor dem Eigenfahrzeug auf der Basis der Position des Eigenfahrzeugs, basierend auf dem Detektionssignal des Millimeterwellenradars. Die Seitenwanddetektionseinheit 11 detektiert die Relativposition jedes Detektionsobjekts auf der Basis der Position des Eigenfahrzeugs, basierend auf einem vorher eingestellten Einstrahlungswinkelbereich der Millimeterwelle auf der Basis der Position des Eigenfahrzeugs, und dem Einstrahlungswinkel und dem Abstand jedes Detektionsobjekts, die durch das Millimeterwellenradar detektiert wurden.
Die Seitenwanddetektionseinheit 11 berechnet eine Position des Detektionsobjekts in einem Eigenfahrzeugkoordinatensystem. Wie in 5 gezeigt, ist das Eigenfahrzeugkoordinatensystem ein Koordinatensystem, das die Fahrtrichtung und die seitliche Richtung des Eigenfahrzeugs als zwei Koordinatenachsen X und Y festlegt. Der Ursprung des Eigenfahrzeugkoordinatensystems wird in der Nähe eines Zentrums des Eigenfahrzeugs festgelegt, wie z.B. ein neutraler Lenkungspunkt.
Die Seitenwanddetektionseinheit 11 extrahiert aus den vom Millimeterwellenradar erfassten Detektionsobjekten eine Straßenseitenwand. Im Gegensatz zu Kamera und LiDAR wird das Millimeterwellenradar kaum durch Wetter und Umgebungshelligkeit beeinträchtigt, kann die Seitenwand stabil erfassen und die Korrekturleistung der Positionskoordinate beibehalten. Zum Beispiel extrahiert die Seitenwanddetektionseinheit 11 ein Detektionsobjekt, das sich in einem Bereich (Bereich der Straßenseite) befindet, wo die Wahrscheinlichkeit, dass eine Seitenwand existiert, hoch ist, als die Straßenseitenwand. Die Seitenwanddetektionseinheit 11 extrahiert die Seitenwand aus den Detektionsobjekten, basierend auf der Stärke der reflektierten Welle, der Form des Detektionsobjekts und ähnlichem. Die Straßenrandwand ist eine Wand, die an der Straßenseite vorgesehen ist und zur Straße hin zeigt. In der Regel handelt es sich dabei um eine speziell für die Straße vorgesehene Seitenwand, es kann sich aber auch um eine Wand eines Bauwerks handeln, das nicht zur Straße gehört. Die straßenseitige Wand steigt in vertikaler Richtung an, sie kann aber auch zur vertikalen Richtung geneigt sein.
Die Seitenwanddetektionseinheit 11 entfernt eine Rauschkomponente aus dem Detektionssignal des Millimeterwellenradars und extrahiert einen zuverlässigen Detektionspunkt der Straßenseitenwand. Wie in 6 gezeigt, werden die aktuellen zuverlässigen Detektionspunkte der Straßenrandwand immer weniger. Dementsprechend kann die Form der Seitenwand nur durch die Detektionspunkte der Straßenwand, die zu einem bestimmten Zeitpunkt erfasst wurden, nicht mit guter Genauigkeit erfasst werden. Im Beispiel von 6 kann die charakteristische Form der Straßenrandwand eines Notparkplatzes nicht erfasst werden. Insbesondere im Fall des Millimeterwellenradars gibt es nur wenige zuverlässige Detektionspunkte, die für die Formerkennung verwendet werden können.
Die Seitenwanddetektionseinheit 11 speichert die Positionen der zu jedem Zeitpunkt erkannten Detektionspunkte der Straßenrandwand im Eigenfahrzeugkoordinatensystem in der Speichervorrichtung 91, beispielsweise im RAM.
1-2. Eigenfahrzeugzustandsdetektionseinheit 12
Im Schritt S02 von 4 führt die Eigenfahrzeugzustandsdetektionseinheit 12 eine Eigenfahrzeugzustandsdetektionsverarbeitung (ein Eigenfahrzeugzustandsdetektionsschritt) aus, die eine Positionskoordinate und Fahrinformationen des Eigenfahrzeugs detektiert.
Als Positionsdetektionsvorrichtung 32 ist eine GPS-Antenne vorgesehen, die GPS-Signale empfängt, die von Satelliten wie GNSS (Global Navigation Satellite System) und dergleichen ausgegeben werden. Die Eigenfahrzeugzustandsdetektionseinheit 12 detektiert die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs, basierend auf dem von der GPS-Antenne empfangenen GPS-Signal. Die Positionskoordinate ist ein Breitengrad, ein Längengrad, eine Höhe und dergleichen. Wenn das GPS-Signal nicht erfasst werden kann, aktualisiert die Eigenfahrzeugzustandsdetektionseinheit 12 die Positionskoordinate auf der Grundlage des Ausgabesignals der IMU (Inertial Measurement Unit). Anstelle der IMU können auch eine Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Lenkwinkel und ähnliches verwendet werden, die von der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 33 erfasst wurden.
Als Positionsdetektionsvorrichtung 32 sind ein Geschwindigkeitssensor, ein Gierratensensor und dergleichen vorgesehen. Der Geschwindigkeitssensor ist ein Sensor, der eine Fahrgeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) des Eigenfahrzeugs detektiert und eine Rotationsgeschwindigkeit der Räder und dergleichen detektiert. Ein Beschleunigungssensor kann vorhanden sein, und die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs kann auf der Grundlage der Beschleunigung berechnet werden. Der Gierratensensor ist ein Sensor, der Gierrateninformationen erfasst, die für die Gierrate des Eigenfahrzeugs relevant sind. Als Gierrateninformation wird eine Gierrate, ein Gierwinkel, ein Giermoment oder ähnliches erfasst. Wenn der Gierwinkel zeitdifferenziert ist, kann die Gierrate berechnet werden. Wenn die vorgeschriebene Berechnung anhand des Giermoments durchgeführt wird, kann die Gierrate berechnet werden.
Die Eigenfahrzeugzustandsdetektionseinheit 12 speichert die Fahrinformationen (in diesem Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Gierrate) des Eigenfahrzeugs, die zu jedem Zeitpunkt erkannt werden, in der Speichervorrichtung 91, wie z.B. im RAM.
1-3. Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit 13
In dem Schritt S03 von 4 führt die Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit 13 eine Detektierte-Seitenwand-Überlagerungsverarbeitung (einen Detektierte-Seitenwand-Überlagerungsschritt) aus, die die Relativpositionen der Straßenseitenwand, die in der Vergangenheit detektiert wurden, in Relativpositionen der Straßenseitenwand auf der Basis der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs, basierend auf den Fahrinformationen, umwandelt; und die aktuellen Relativpositionen der Straßenseitenwand und die vergangenen Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Umwandlung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten überlagert und Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung berechnet.
Wie in 8 gezeigt, berechnet die Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit 13 eine Fahrstrecke ΔL und einen Änderungsbetrag des Gierwinkels ΔΘ des aktuellen Eigenfahrzeugs auf der Basis der Position des Eigenfahrzeugs (des Eigenfahrzeugkoordinatensystems) zu dem vergangenen Detektionszeitpunkt der Relativposition der Straßenseitenwand, basierend auf den Fahrinformationen des Eigenfahrzeugs.
Wie in 9 gezeigt, wenn das Eigenfahrzeug fährt, bewegt sich die vergangene Relativposition der Straßenrandwand, die auf der Grundlage der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs (des Eigenfahrzeugkoordinatensystems) betrachtet wird, in eine Richtung, die der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs um die Fahrstrecke ΔL des Eigenfahrzeugs entgegengesetzt ist, und dreht sich in eine Richtung, die der Rotationsrichtung des Eigenfahrzeugs um den Änderungsbetrag des Gierwinkels ΔΘ entgegengesetzt ist.
Die Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit 13 berechnet die Fahrstrecke ΔL des Eigenfahrzeugs und den Änderungsbetrag des Gierwinkels ΔΘ des Eigenfahrzeugs von dem vergangenen Detektionszeitpunkt der Relativposition der Straßenseitenwand zu dem aktuellen Zeitpunkt, basierend auf den Erfassungswerten der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gierrate des Eigenfahrzeugs. Beispielsweise berechnet die Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit 13 den Änderungsbetrag des Gierwinkels Δθ durch Integration der Gierrate von dem vergangenen Zeitpunkt zu dem aktuellen Zeitpunkt und berechnet die Fahrstrecke ΔL durch Integration der Fahrzeuggeschwindigkeit von dem vergangenen Zeitpunkt zu dem aktuellen Zeitpunkt.
Die Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit 13 zerlegt die Fahrstrecke ΔL des Eigenfahrzeugs in eine Fahrstrecke in Fahrtrichtung ΔX und eine Fahrstrecke ΔY in Querrichtung, basierend auf dem Änderungsbetrag des Gierwinkels Δθ, unter Verwendung der folgenden Gleichung. Wenn Δθ klein ist, kann eine ungefähre Berechnung durchgeführt werden. $\begin{array}{l} Δ X = Δ L \times cos Δ θ ≅ Δ L \times (1 - \frac{1}{2} Δ θ^{2}) \\ Δ Y = Δ L \times sin Δ θ ≅ Δ L \times Δ θ \end{array}$
Die Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit 13 wandelt die vergangene Relativposition (Xwn, Ywn) jedes Detektionspunktes n der Straßenseitenwand in die vergangene Relativposition (Xwcnvn, Ywcnvn) jedes Detektionspunktes n der Straßenseitenwand auf der Basis der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs um, basierend auf der Fahrstrecke (ΔX, ΔY) und dem Änderungsbetrag des Gierwinkels Δθ des Eigenfahrzeugs von dem vergangenen Detektionszeitpunkt der Relativposition der Straßenrandwand zu dem aktuellen Zeitpunkt.
Wie in der nächsten Gleichung gezeigt, wandelt die Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit 13 die vergangene Relativposition (Xwn, Ywn) jedes Detektionspunktes n der Straßenseitenwand in die vergangene Relativposition (Xwcnvn, Ywcnvn) jedes Detektionspunktes n der Straßenseitenwand auf der Basis der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs um, durch Ausführen einer affinen Transformation, die eine Bewegung und Drehung in entgegengesetzter Richtung zur Fahrstrecke (ΔX, Δ Y) und zum Änderungsbetrag des Gierwinkels Δθ des Eigenfahrzeugs vom vergangenen Detektionszeitpunkt zum aktuellen Zeitpunkt durchführt. $[\begin{matrix} Xwcnvn \\ Ywcnvn \end{matrix}] = [\begin{matrix} cos (- Δ θ) & - sin (- Δ θ) \\ sin (- Δ θ) & cos (- Δ θ) \end{matrix}] [\begin{matrix} Xwn - Δ X \\ Ywn - Δ Y \end{matrix}]$
Zu jedem der Vielzahl von vergangenen Detektionszeitpunkte des Überlagerungsobjekts berechnet die Detektionsseitenwand-Überlagerungseinheit 13 die Fahrstrecke ΔL und den Änderungsbetrag des Gierwinkels Δθ des Eigenfahrzeugs von dem vergangenen Detektionszeitpunkt zu dem aktuellen Zeitpunkt und wandelt die vergangene Relativposition der Straßenseitenwand in die vergangene Relativposition der Straßenseitenwand auf der Grundlage der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs um, basierend auf der Fahrstrecke ΔL und dem Änderungsbetrag des Gierwinkels Δθ.
Die Vielzahl von vergangenen Detektionszeitpunkte des Überlagerungsobjekts werden auf eine Vielzahl von Detektionszeitpunkte eingestellt, die vom aktuellen Zeitpunkt bis zu einer Überlagerungsperiode zurückliegen. Der Überlagerungszeitraum wird so festgelegt, dass die Detektionszeitpunkte des Überlagerungsobjekts nicht zu stark ansteigen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit schnell wird, kann der Überlagerungszeitraum verkürzt werden.
7 zeigt die Relativpositionen der Straßenwand nach der Überlagerung. Im Vergleich zu den in 6 gezeigten Relativpositionen der Straßenrandwand vor der Überlagerung kann die Anzahl der Detektionspunkte erhöht und die Form der Seitenwand erfasst werden. Im Beispiel von 7 kann die Form der Straßenrandwand des Notparkplatzes erfasst werden.
1-4. Kartenseitenwanddetektionseinheit 14
Im Schritt S04 von 4 führt die Kartenseitenwanddetektionseinheit 14 eine Kartenseitenwanderfassungsverarbeitung (einen Kartenseitenwanderfassungsschritt) aus, die die Positionen der Straßenseitenwand, die den Positionskoordinaten des Eigenfahrzeugs entsprechen, aus den Kartendaten 5 erfasst. Die Straßeninformationen können aus den Kartendaten 5 gewonnen werden, die in der Speichervorrichtung der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 und dergleichen innerhalb des Eigenfahrzeugs gespeichert sind. Die Straßeninformationen können von den Kartendaten 5, die in dem Server außerhalb des Eigenfahrzeugs gespeichert sind, über die Kommunikationsleitung abgerufen werden. In diesem Beispiel werden die Kartendaten 5, die in der Speichervorrichtung der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 gespeichert sind, verwendet.
Als Kartendaten 5 werden beispielsweise die hochpräzisen dreidimensionalen Kartendaten verwendet, in denen die dreidimensionalen Formdaten der Straße einschließlich der Straßenseitenwand gespeichert wurden. 10 zeigt Bilder der hochpräzisen dreidimensionalen Kartendaten. Solange es sich um Kartendaten handelt, in denen die Position der Straßenseitenwand gespeichert ist, können auch andere Kartendaten als die hochgenauen dreidimensionalen Kartendaten verwendet werden.
Die Kartenseitenwanddetektionseinheit 14 liest die Daten der Straßenrandwand in der Peripherie der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs aus den Kartendaten 5 und erfasst die Positionen der Straßenrandwand. Zum Beispiel wird eine Fläche, die sich entlang der Spur erstreckt und der Spur zugewandt ist, als Straßenrandwand erfasst. Die erfasste Position der Straßenrandwand ist eine horizontale zweidimensionale Position auf der Grundlage von Breiten- und Längengrad. Zum Beispiel werden, wie in 11 gezeigt, die diskreten Positionen der Straßenrandwand für jedes vorgeschriebene Intervall entlang der Spur erfasst.
In der vorliegenden Ausführungsform wandelt die Kartenseitenwanddetektionseinheit 14 die geographische Breite und Länge der Straßenseitenwand von Kartendaten in die Relativposition auf der Grundlage der Position des Eigenfahrzeugs (Position im Eigenfahrzeugkoordinatensystem) um, basierend auf der aktuellen Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs, die durch GPS-Signal, IMU-Signal und dergleichen erfasst wird, und der aktuellen Fahrtrichtung (Fahrtazimut) des Eigenfahrzeugs. Der Ursprung dieses Eigenfahrzeugkoordinatensystems entspricht der aktuellen Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs, die durch das GPS-Signal, das IMU-Signal und dergleichen erfasst wird. Die Kartenseitenwanderfassungseinheit 14 kann den Breiten- und Längengrad der Straßenseitenwand der Kartendaten verwenden, wie sie ist.
1-5. Seitenwandkoinzidenzsucheinheit 15
Im Schritt S05 von 4 führt die Seitenwandkoinzidenzsucheinheit 15 eine Seitenwandkoinzidenzsuchverarbeitung (einen Seitenwandkoinzidenzsuchschritt) aus, die nach einer Relativpositionsbeziehung der Straßenrandwand sucht, bei der ein Koinzidenzgrad zwischen den Relativpositionen der Straßenrandwand nach Überlagerung und den Positionen der Straßenrandwand der Kartendaten hoch wird.
Die Seitenwandkoinzidenzsucheinheit 15 sucht nach der Relativpositionsbeziehung, bei der der Koinzidenzgrad zwischen der Relativposition jedes Detektionspunkts der Straßenrandwand nach der Überlagerung und der Relativposition jedes Detektionspunkts der Straßenrandwand der Kartendaten am höchsten wird. Der Koinzidenzgrad muss nicht unbedingt der höchste sein, und der Koinzidenzgrad kann näher am Maximalwert als ein Bestimmungsreferenzwert liegen. Für die Suche werden verschiedene bekannte Verfahren wie der ICP-Algorithmus (Iterative Closest Point) und das NDT-Scan-Matching (Normal Distributions Transform) verwendet. Grob gesagt wird nach einem Verschiebungsbetrag und einem Rotationsbetrag gesucht, um den die Abstände zwischen den beiden Punktgruppen am kürzesten werden, wenn die Relativpositionen einer Punktgruppe verschoben und gedreht werden. Als Koinzidenzgrad wird ein statistischer Bewertungswert, wie z.B. ein mittlerer quadratischer Fehler der Abstände (Fehler) zwischen beiden Punktgruppen nach Verschiebung und Drehung, berechnet. Als Relativpositionsbeziehung werden ein Verschiebungsbetrag und ein Rotationsbetrag der Position des Eigenfahrzeugkoordinatensystems einer Punktgruppe berechnet, durch die der Koinzidenzgrad zwischen ihnen am höchsten wird.
Wenn Breitengrad und Längengrad als die Position der Straßenseitenwand der Kartendaten verwendet werden, werden nach der Umwandlung von Breitengrad und Längengrad jedes Detektionspunktes in eine Position im zweidimensionalen Koordinatensystem der Erdoberfläche der Verschiebungsbetrag und der Rotationsbetrag des zweidimensionalen Koordinatensystems berechnet, durch den der Koinzidenzgrad zwischen ihnen hoch wird.
1-6. Positionskorrektureinheit 16
Im Schritt S06 von 4 führt die Positionskorrektureinheit 16 eine Positionskorrekturverarbeitung (einen Positionskorrekturschritt) durch, die die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand korrigiert, und berechnet eine Positionskoordinate nach der Korrektur. Die Positionskorrektureinheit 16 überträgt die Positionskoordinate nach der Korrektur des Eigenfahrzeugs an andere Verarbeitungsvorrichtungen, wie z.B. die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 33.
Wie in 12 gezeigt, entspricht der Verschiebungsbetrag ΔXmch, ΔYmch des Eigenfahrzeugkoordinatensystems, wenn die Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung so verschoben werden, dass sie mit den Relativpositionen der Straßenseitenwand der Kartendaten übereinstimmen, dem Korrekturbetrag der aktuellen Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs, die durch das GPS-Signal, das IMU-Signal und dergleichen erfasst wird. Die Positionskorrektureinheit 16 wandelt den Bewegungsbetrag ΔXmch, Δymch des Eigenfahrzeugkoordinatensystems in den Korrekturbetrag der Positionskoordinate (Breitengrad und Längengrad) um, basierend auf der aktuellen Fahrtrichtung (Fahrtazimut) des Eigenfahrzeugs. Dann berechnet die Positionskorrektureinheit 16 die Positionskoordinate nach der Korrektur des Eigenfahrzeugs, indem sie den Korrekturbetrag der Positionskoordinate von der aktuellen Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs subtrahiert, die durch das GPS-Signal, das IMU-Signal und dergleichen erfasst wird.
Gemäß dieser Konfiguration kann durch den Vergleich der Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung, die durch Überlagerung der Relativpositionen der Straßenseitenwand, die tatsächlich durch die Peripherieüberwachungsvorrichtung 31 erfasst wurden, mit den Positionen der Straßenseitenwand der Kartendaten erhalten wurden, die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs mit guter Genauigkeit korrigiert werden, basierend auf der Relativpositionsbeziehung zwischen ihnen.
Wenn Breitengrad und Längengrad als die Position der Straßenrandwand der Kartendaten verwendet werden, wenn die Relativpositionen der Straßenrandwand nach der Überlagerung so bewegt werden, dass sie mit den Positionen in dem zweidimensionalen Koordinatensystem übereinstimmen, das dem Breitengrad und Längengrad der Straßenrandwand der Kartendaten entspricht, existiert die Positionskoordinate nach der Korrektur des Eigenfahrzeugs am Ursprung des Eigenfahrzeugkoordinatensystems der Relativposition der Straßenrandwand nach der Überlagerung nach dem Bewegen. Dementsprechend wandelt die Positionskorrektureinheit 16 den Bewegungsbetrag der Relativpositionen der Straßenrandwand nach der Überlagerung, um sie mit den Positionen der Straßenrandwand der Kartendaten übereinstimmen zu lassen, in eine Positionskoordinate um und berechnet die Positionskoordinate nach der Umwandlung als die Positionskoordinate nach der Korrektur des Eigenfahrzeugs.
2. Ausführungsform 2
Im Folgenden werden die Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 und das Eigenpositionsschätzverfahren gemäß Ausführungsform 2 erläutert. Die Erläuterung von Bestandteilen, die mit denen von Ausführungsform 1 identisch sind, wird weggelassen. Die Grundkonfiguration der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 und des Eigenpositionsschätzverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die gleiche wie die von Ausführungsform 1. Ausführungsform 2 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 dadurch, dass ein Detektionstotwinkel der Straßenseitenwand aufgrund eines Hindernisses berücksichtigt wird.
13 zeigt das Blockdiagramm der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, und 14 zeigt das Flussdiagramm der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 ist ferner mit einer Hindernisdetektionseinheit 17, einer Totwinkelbereichschätzeinheit 18 und einer Totwinkelseitenwandinterpolationseinheit 19 versehen.
<Hindernisdetektionseinheit 17>
Im Schritt S11 von 14 führt die Hindernisdetektionseinheit 17 eine Hindernisdetektionsverarbeitung (einen Hindernisdetektionsschritt) aus, die ein Detektionshindernis detektiert, das die Detektion der Straßenseitenwand durch die Peripherieüberwachungsvorrichtung 31 behindert, basierend auf den Detektionsinformationen der Peripherieüberwachungsvorrichtung 31. Bei dem Detektionshindernis handelt es sich um ein anderes Fahrzeug, einen Fußgänger, ein Objekt am Straßenrand und dergleichen. Die Hindernisdetektionseinheit 17 detektiert das Detektionshindernis, das sich im Umkreis des Eigenfahrzeugs befindet, auf der Grundlage der Detektionsinformationen, wie der Frontüberwachungskamera und des Millimeterwellenradars. Zum Beispiel wird eine bekannte Bildverarbeitung an einem Bild der Frontüberwachungskamera durchgeführt, ein Detektionshindernis wird erkannt, und eine Relativposition des Detektionshindernisses auf der Basis der Position des Eigenfahrzeugs wird erkannt. Ein Detektionshindernis wird auf der Grundlage einer Reflexionsintensität und einer Fahrgeschwindigkeit eines Objekts erkannt, die aus den Detektionsinformationen des Millimeterwellenradars gewonnen werden, und es wird eine Relativposition des Detektionshindernisses auf der Grundlage der Position des Eigenfahrzeugs erkannt. Die Hindernisdetektionseinheit 17 kann ein anderes Fahrzeug oder einen Fußgänger als das Detektionshindernis detektieren, basierend auf Kommunikationsinformationen von einem tragbaren Endgerät, das das andere Fahrzeug oder der Fußgänger besitzt.
<Totwinkelbereichschätzeinheit 18>
In dem Schritt S12 von 14 führt die Totwinkelbereichschätzeinheit 18 eine Totwinkelbereichsschätzverarbeitung (einen Totwinkelbereichsschätzschritt) aus, die einen Winkelbereichsbereich schätzt, der zu einem Totwinkel durch das Detektionshindernis bei der Erfassung der Straßenseitenwand durch die Peripherieüberwachungsvorrichtung 31 wird.
Wie in 15 gezeigt, wird ein Winkelbereich, in dem das Detektionshindernis innerhalb des Erfassungswinkelbereichs des Millimeterwellenradars existiert, zu einem Totwinkelbereich. Ein Bereich dieses Totwinkelbereichs wird im Eigenfahrzeugkoordinatensystem berechnet. Die Totwinkelbereichschätzeinheit 18 speichert die Relativpositionen des Winkelbereichsbereichs des Totwinkels, der zu jedem Zeitpunkt geschätzt wird, in der Speichervorrichtung 91, wie z.B. im RAM.
<Seitenwanddetektionseinheit 11>
Im Schritt S13 von 14 führt die Seitenwanddetektionseinheit 11, ähnlich wie in Ausführungsform 1, die Seitenwanddetektionsverarbeitung (den Seitenwanddetektionsschritt) aus, die Relativpositionen der Straßenseitenwand auf der Grundlage der Position des Eigenfahrzeugs detektiert, basierend auf Detektionsinformationen der Peripherieüberwachungsvorrichtung 31, die den Umfang des Eigenfahrzeugs überwacht. Zu diesem Zeitpunkt schließt die Seitenwanddetektionseinheit 11 das Detektionsobjekt, das vom Millimeterwellenradar im Totwinkelbereich erkannt wird, von der Straßenseitenwand als nicht die Straßenseitenwand aus.
<Eigenfahrzeugzustandsdetektionseinheit 12>
Im Schritt S14 von 14 führt die Eigenfahrzeugzustandsdetektionseinheit 12, ähnlich wie in Ausführungsform 1, die Eigenfahrzeugzustandsdetektionsverarbeitung (den Eigenfahrzeugzustandsdetektionsschritt) aus, die die Positionskoordinaten und die Fahrinformationen des Eigenfahrzeugs detektiert.
<Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit 13>
In dem Schritt S15 von 14 führt die Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit 13 ähnlich wie in Ausführungsform 1 die Detektierte-Seitenwand-Überlagerungsverarbeitung (den Detektierte-Seitenwand-Überlagerungsschritt) aus, die die in der Vergangenheit detektierten Relativpositionen der Straßenseitenwand in die Relativpositionen der Straßenseitenwand auf der Basis der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Fahrinformationen umwandelt; und die aktuellen Relativpositionen der Straßenseitenwand und die vergangenen Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Umwandlung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten überlagert und die Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung berechnet.
Ähnlich wie bei der Umrechnung der Relativposition der Straßenrandwand kann die Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit 13 die in der Vergangenheit geschätzten Relativpositionen des Winkelbereiches des Totwinkels in Relativpositionen des Winkelbereiches des Totwinkels auf der Basis der aktuellen Position des Eigenfahrzeuges, basierend auf den Fahrinformationen, umrechnen; und die aktuellen Relativpositionen des Winkelbereichsbereichs des Totwinkels und die vergangenen Relativpositionen des Winkelbereichsbereichs des Totwinkels nach der Umwandlung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten kumulativ überlagern und die Relativpositionen des Winkelbereichsbereichs des Totwinkels nach der Überlagerung berechnen. Dieser Überlagerungszeitraum kann derselbe sein wie der Überlagerungszeitraum für die Überlagerung der Relativpositionen der Straßenrandwand. Selbst wenn der Winkelbereichsbereich des Totwinkels durch die Fahrt des Eigenfahrzeugs variiert wird, kann ein Winkelbereichsbereich des Totwinkels, der die Relativpositionen der Straßenrandwand nach der Überlagerung beeinflusst, erfasst werden.
<Totwinkelseitenwandinterpolationseinheit 19>
In dem Schritt S16 von 14 führt die Totwinkelseitenwandinterpolationseinheit 19 eine Totwinkelseitenwandinterpolationsverarbeitung (ein Totwinkelseitenwandinterpolationsschritt) aus, die Relativpositionen der Straßenseitenwand in dem Winkelbereichsbereich, der zum Totwinkel wird, auf der Grundlage der Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung vor und nach dem Winkelbereichsbereich, der zum Totwinkel wird, schätzt; und ergänzt die Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung mit den geschätzten Relativpositionen.
Wie in 16 gezeigt, fehlen die Relativpositionen der Straßenrandwand nach der Überlagerung, die dem Winkelbereich des Totwinkels entspricht. Wie in 17 gezeigt, werden dann die Relativpositionen der Straßenrandwand im Winkelbereichsbereich des Totwinkels geschätzt, um eine Verbindung zwischen den Relativpositionen der Straßenrandwand nach der Überlagerung vor und nach dem Winkelbereichsbereich des Totwinkels herzustellen. Zum Beispiel, wie in 17 gezeigt, kann es in einer geraden Linie Form verbunden werden.
Alternativ, wie in 18 gezeigt, kann die Totwinkelseitenwandinterpolationseinheit 19 die Relativpositionen der Straßenseitenwand in dem Winkelbereich, der zum Totwinkel wird, unter Verwendung der Spurform schätzen. Insbesondere, wenn eine (in diesem Beispiel nach) der Relativpositionen der Straßenrandwand nach der Überlagerung vor und nach dem Winkelbereichsbereich des Totwinkels nahe an der Spur liegt und die andere (in diesem Beispiel vor) weit von der Spur entfernt ist, kann die Totwinkelseitenwandinterpolationseinheit 19 die Straßenrandwand entlang der Spurform von einer der Relativpositionen der Straßenrandwand, die nahe an der Spur liegt, verlängern; die Straßenseitenwand von der anderen Relativposition der Straßenseitenwand, die weit von der Spur entfernt ist, diagonal zur Spurform in Richtung einer der Relativpositionen der Straßenseitenwandseite verlängern; und die Relativpositionen der Straßenseitenwand im Winkelbereich des Totwinkels schätzen. Wie in 18 gezeigt, kann der Totwinkelbereich mit guter Genauigkeit geschätzt werden, auch wenn es eine Straßenrandwand gibt, die nicht parallel zur Spur verläuft, wie z.B. der Notparkbereich.
Der Winkelbereichsbereich des Totwinkels nach der Überlagerung kann verwendet werden. Die Totwinkelseitenwandinterpolationseinheit 19 kann einen Teil bestimmen, in dem die Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung in dem Winkelbereichsbereich des Totwinkels nach der Überlagerung fehlen; die Relativpositionen der Straßenseitenwand schätzen, um eine Verbindung zwischen den Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung vor und nach dem fehlenden Teil herzustellen; und den fehlenden Teil interpolieren.
<Kartenseitenwanddetektionseinheit 14>
Im Schritt S17 von 14 führt die Kartenseitenwanddetektionseinheit 14 ähnlich wie in Ausführungsform 1 die Kartenseitenwanderfassungsverarbeitung (den Kartenseitenwanderfassungsschritt) aus, die die Positionen der Straßenseitenwand, die den Positionskoordinaten des Eigenfahrzeugs entsprechen, aus den Kartendaten 5 erfasst.
<Seitenwandkoinzidenzsucheinheit 15>
Im Schritt S18 von 14 führt die Seitenwandkoinzidenzsucheinheit 15 die Seitenwandkoinzidenzsuchverarbeitung (den Seitenwandkoinzidenzsuchschritt) aus, die nach der Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand sucht, so dass der Koinzidenzgrad zwischen den Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung, die durch die Totwinkelseitenwandinterpolationseinheit 19 interpoliert wurde, und den Positionen der Straßenseitenwand der Kartendaten hoch wird. Da es ähnlich wie bei Ausführungsform 1 ist, mit Ausnahme des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Interpolation durch die Totwinkelseitenwandinterpolationseinheit 19, wird die Erklärung weggelassen.
<Positionskorrektureinheit 16>
Im Schritt S19 von 14 führt die Positionskorrektureinheit 16 ähnlich wie in Ausführungsform 1 die Positionskorrekturverarbeitung (den Positionskorrekturschritt) aus, die die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs basierend auf der Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand korrigiert, und berechnet die Positionskoordinate nach der Korrektur.
3. Ausführungsform 3
Als nächstes werden die Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 und das Eigenpositionsschätzverfahren gemäß Ausführungsform 3 erläutert. Die Erläuterung von Bestandteilen, die mit denen von Ausführungsform 1 oder 2 identisch sind, wird weggelassen. Die Grundkonfiguration der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 und des Eigenpositionsschätzverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die gleiche wie die von Ausführungsform 1 oder 2. Ausführungsform 3 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 oder 2 dadurch, dass eine Korrektur der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs durch die Spurmarkierung durchgeführt wird.
19 zeigt das Blockdiagramm der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, und 20 zeigt das Flussdiagramm der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 ist ferner mit einer Spurmarkierungsdetektionseinheit 20, einer Kartenspurmarkierungsdetektionseinheit 21 und einer Spurmarkierungskoinzidenzsucheinheit 22 versehen. Im Folgenden wird zwar ein Fall erläutert, in dem sie auf der Grundlage von Ausführungsform 1 konfiguriert ist, sie kann jedoch auch auf der Grundlage von Ausführungsform 2 konfiguriert sein. Das heißt, ähnlich wie bei Ausführungsform 2 können die Hindernisdetektionseinheit 17, die Totwinkelbereichschätzeinheit 18 und die Totwinkelseitenwandinterpolationseinheit 19 vorgesehen sein.
<Seitenwanddetektionseinheit 11>
Im Schritt S31 von 20 führt die Seitenwanddetektionseinheit 11 ähnlich wie in Ausführungsform 1 die Seitenwanderfassungsverarbeitung (den Seitenwanderfassungsschritt) aus, die Relativpositionen der Straßenseitenwand auf der Grundlage der Position des Eigenfahrzeugs erfasst, basierend auf Erfassungsinformationen der Peripherieüberwachungsvorrichtung 31, die die Peripherie des Eigenfahrzeugs überwacht.
< Eigenfahrzeugzustandsdetektionseinheit 12>
Im Schritt S32 von 20 führt die Eigenfahrzeugzustandsdetektionseinheit 12 ähnlich wie in Ausführungsform 1 die Eigenfahrzeugzustandsdetektionsverarbeitung (den Eigenfahrzeugzustandsdetektionsschritt) aus, die die Positionskoordinaten und Fahrinformationen des Eigenfahrzeugs detektiert.
<Erfasste Seitenwand-Überlagerungseinheit 13>
In dem Schritt S33 von 20, ähnlich wie in Ausführungsform 1, führt die Einheit 13 für die Überlagerung von erfassten Seitenwänden die Verarbeitung der Überlagerung von erfassten Seitenwänden (den Schritt der Überlagerung von erfassten Seitenwänden) aus, die die in der Vergangenheit erfassten Relativpositionen der Straßenseitenwand in die Relativpositionen der Straßenseitenwand auf der Grundlage der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs auf der Basis der Fahrinformationen umwandelt; und überlagert die aktuellen Relativpositionen der Straßenseitenwand und die vergangenen Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Umwandlung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten und berechnet die Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung.
<Kartenseitenwanddetektionseinheit 14>
In dem Schritt S34 von 20 führt die Kartenseitenwanddetektionseinheit 14 ähnlich wie in Ausführungsform 1 die Kartenseitenwanderfassungsverarbeitung (den Kartenseitenwanderfassungsschritt) aus, die die Positionen der Straßenseitenwand, die den Positionskoordinaten des Eigenfahrzeugs entsprechen, aus den Kartendaten 5 erfasst.
<Seitenwandkoinzidenzsucheinheit 15>
Im Schritt S35 von 20 führt die Seitenwandkoinzidenzsucheinheit 15, ähnlich wie in Ausführungsform 1, die Seitenwandkoinzidenzsuchverarbeitung (den Seitenwandkoinzidenzsuchschritt) aus, die nach der Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand sucht, so dass der Koinzidenzgrad zwischen den Relativpositionen der Straßenseitenwand nach Überlagerung und den Positionen der Straßenseitenwand der Kartendaten hoch wird. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Seitenwandkoinzidenzsucheinheit 15 mindestens einen Bewegungsbetrag ΔXmch in Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugkoordinatensystems als Relativpositionsbeziehung der Straßenrandwand.
<Spurmarkierungsdetektionseinheit 20>
Im Schritt S36 von 20 führt die Spurmarkierungsdetektionseinheit 20 eine Spurmarkierungserfassungsverarbeitung (einen Spurmarkierungserfassungsschritt) aus, die Relativpositionen einer Spurmarkierung einer Straße auf der Basis der Position des Eigenfahrzeugs erfasst, basierend auf den Erfassungsinformationen der Peripherieüberwachungsvorrichtung 31.
Zum Beispiel führt die Spurmarkierungsdetektionseinheit 20 eine bekannte Bildverarbeitung an einem Bild der vorderen Überwachungskamera durch, um die Spurmarkierung zu erkennen, und detektiert die Relativpositionen der Spurmarkierung auf der Grundlage der Position des Eigenfahrzeugs. Obwohl es sich bei der Spurmarkierung hauptsächlich um eine weiße Linie handelt, ist sie nicht auf diese beschränkt, sondern es können auch Objekte am Straßenrand, wie z. B. ein Seitenstreifen, als Spurmarkierung erkannt werden. Die weiße Linie kann an Punkten erkannt werden, an denen die Reflexionsleuchtdichte des Laserradars hoch ist. Die Relativpositionen der Spurmarkierung werden im Eigenfahrzeugkoordinatensystem berechnet.
<Kartenspurmarkierungsdetektionseinheit 21>
Im Schritt S37 von 20 führt die Kartenspurmarkierungsdetektionseinheit 21 eine Kartenspurmarkierungserfassungsverarbeitung (einen Kartenspurmarkierungserfassungsschritt) aus, die Positionen der Spurmarkierung entsprechend der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs aus Kartendaten erfasst.
Die Kartenspurmarkierungsdetektionseinheit 21 erfasst die Positionen der Spurmarkierung im Umkreis der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs aus den Kartendaten 5. Beispielsweise werden die Positionen der Spurmarkierung entlang der Spur des Eigenfahrzeugs erfasst. Die Kartenseitenwanddetektionseinheit 14 konvertiert Breitengrad und Längengrad der Spurmarkierung von Kartendaten in die Relativposition auf der Grundlage der Position des Eigenfahrzeugs (Position im Eigenfahrzeugkoordinatensystem), basierend auf der aktuellen Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs, die durch GPS-Signal, IMU-Signal und dergleichen erfasst wird, und der aktuellen Fahrtrichtung (Fahrtazimut) des Eigenfahrzeugs.
<Spurmarkierungskoinzidenzsucheinheit 22>
Im Schritt S38 von 20 führt die Spurmarkierungskoinzidenzsucheinheit 22 eine Spurmarkierungskoinzidenzsuchverarbeitung (einen Spurmarkierungskoinzidenzsuchschritt) aus, die nach einer Relativpositionsbeziehung der Spurmarkierung sucht, dass ein Koinzidenzgrad zwischen den erfassten Relativpositionen der Spurmarkierung und den Positionen der Spurmarkierung der Kartendaten hoch wird.
Die Spurmarkierungskoinzidenzsucheinheit 22 sucht nach der Relativpositionsbeziehung, bei der der Koinzidenzgrad zwischen den erfassten Relativpositionen der Spurmarkierung und den Relativpositionen der Spurmarkierung der Kartendaten am höchsten ist. Zum Beispiel wird ein Bewegungsbetrag ΔYmch in der seitlichen Richtung gesucht, um den die Abstände der beiden Relativpositionen am kürzesten werden, wenn die erfassten Relativpositionen der Spurmarkierung in der seitlichen Richtung des Eigenfahrzeugkoordinatensystems bewegt werden. Es darf nur die Relativposition des in Querrichtung des Eigenfahrzeugs liegenden Spurmarkierungsteils ausgewertet werden. Als Koinzidenzgrad wird z.B. das Quadrat des Abstands zwischen ihnen berechnet. Als Relativpositionsbeziehung der Spurmarkierung wird ein Bewegungsbetrag ΔYmch in der seitlichen Richtung des Eigenfahrzeugkoordinatensystems berechnet, durch den der Koinzidenzgrad zwischen ihnen am höchsten wird. Das Suchverfahren und das Berechnungsverfahren der Relativpositionsbeziehung kann ähnlich wie die in Ausführungsform 1 erläuterte Seitenwandkoinzidenzsucheinheit 15 verwendet werden.
<Positionskorrektureinheit 16>
In dem Schritt S39 von 20 führt die Positionskorrektureinheit 16 eine Positionskorrekturverarbeitung (einen Positionskorrekturschritt) aus, die die Positionskoordinate in der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Straßenrandwand korrigiert; die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs in der seitlichen Richtung des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Spurmarkierung korrigiert; und die Positionskoordinate nach der Korrektur berechnet. Die Positionskorrektureinheit 16 überträgt die Positionskoordinate nach der Korrektur des Eigenfahrzeugs an andere Verarbeitungsvorrichtungen, wie z.B. die Fahrzeugsteuervorrichtung 33.
Die Positionskorrektureinheit 16 summiert den Bewegungsbetrag ΔXmch in der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugkoordinatensystems als die Relativpositionsbeziehung der Straßenrandwand und den Bewegungsbetrag ΔYmch in der seitlichen Richtung des Eigenfahrzeugkoordinatensystems als die Relativpositionsbeziehung der Spurmarkierung und berechnet den Bewegungsbetrag ΔXmch, ΔYmch des Eigenfahrzeugkoordinatensystems. Die Positionskorrektureinheit 16 wandelt den Bewegungsbetrag ΔXmch, ΔYmch des Eigenfahrzeugkoordinatensystems in den Korrekturbetrag der Positionskoordinate um, basierend auf der aktuellen Fahrtrichtung (Fahrtazimut) des Eigenfahrzeugs. Dann berechnet die Positionskorrektureinheit 16 die Positionskoordinate nach der Korrektur des Eigenfahrzeugs, indem sie den Korrekturbetrag der Positionskoordinate von der aktuellen Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs subtrahiert oder addiert, die durch das GPS-Signal, das IMU-Signal und dergleichen erfasst wird.
Die Detektionsgenauigkeit der Position in der seitlichen Richtung des Spurmarkierungsteils in der Nähe des Eigenfahrzeugs, das von der Peripherieüberwachungsvorrichtung 31, wie der Kamera, erfasst wird, ist hoch. Durch den Vergleich der Relativpositionen der Spurmarkierung, die tatsächlich von der Peripherieüberwachungsvorrichtung 31 detektiert wird, mit den Positionen der Spurmarkierung der Kartendaten kann die Positionskoordinate in der Querrichtung des Eigenfahrzeugs mit guter Genauigkeit korrigiert werden, basierend auf der Relativpositionsbeziehung zwischen ihnen.
4. Ausführungsform 4
Als nächstes werden die Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 und das Eigenpositionsschätzverfahren gemäß Ausführungsform 4 erläutert. Die Erläuterung von Bestandteilen, die mit denen von Ausführungsform 1, 2 oder 3 identisch sind, wird weggelassen. Die Grundkonfiguration der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 und des Eigenpositionsschätzverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die gleiche wie die von Ausführungsform 1, 2 oder 3. Die Verarbeitung der Seitenwanddetektionseinheit 11 und der Kartenseitenwanddetektionseinheit 14 unterscheidet sich von Ausführungsform 1, 2 oder 3.
Ähnlich wie bei Ausführungsform 1 und dergleichen erfasst die Seitenwanddetektionseinheit 11 Relativpositionen der Straßenseitenwand auf der Grundlage der Position des Eigenfahrzeugs, basierend auf Erfassungsinformationen der Peripherieüberwachungsvorrichtung 31, die die Peripherie des Eigenfahrzeugs überwacht.
In der vorliegenden Ausführungsform detektiert die Seitenwanddetektionseinheit 11 die Relativpositionen der Straßenrandwand in einem bestimmten Bereich auf der Basis des Eigenfahrzeugs, was die Detektionsgenauigkeit der Straßenrandwand durch das Millimeterwellenradar sicherstellen kann, basierend auf den Detektionsinformationen des Millimeterwellenradars.
Wie in 21 gezeigt, hat das Millimeterwellenradar einen vorderen Bereich, in dem die Straßenrandwand mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann. Dieser Bereich, in dem die Detektionsgenauigkeit hoch ist, unterscheidet sich je nach Typ des Millimeterwellenradars und der Installationsposition des Radars. Gemäß der obigen Konfiguration wird durch Einstellen des spezifischen Bereichs in Übereinstimmung mit diesem Bereich, in dem die Detektionsgenauigkeit hoch ist, die Straßenrandwand, die in dem Bereich erfasst wird, in dem die Genauigkeit niedrig ist, ausgeschlossen, die Detektionsgenauigkeit der erfassten Relativpositionen der Straßenrandwand kann verbessert werden, und die Korrekturgenauigkeit der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs kann verbessert werden.
Zum Beispiel wird der spezifische Bereich vorläufig als ein Bereich spezifischer Relativpositionen im Koordinatensystem des Eigenfahrzeugs festgelegt. Die Seitenwanddetektionseinheit 11 schließt die Relativpositionen außerhalb des spezifischen Bereichs unter den Relativpositionen der Straßenseitenwand aus, die basierend auf den Detektionsinformationen des Millimeterwellenradars erkannt wurden, und detektiert nur die Relativpositionen in dem spezifischen Bereich als die endgültigen Relativpositionen der Straßenseitenwand.
Die Kartenseitenwanddetektionseinheit 14 erfasst die Positionen der Straßenseitenwand in einem Bereich, der dem spezifischen Bereich entspricht, auf der Grundlage der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs aus den Kartendaten 5.
Gemäß dieser Konfiguration können die Positionen der Straßenseitenwand von Kartendaten erfasst werden, die dem spezifischen Bereich entsprechen, in dem die Relativpositionen der Straßenseitenwand durch das Millimeterwellenradar erfasst werden; unnötige Positionen der Straßenseitenwand von Kartendaten, die nicht das Vergleichsobjekt werden, werden nicht erfasst; und die Berechnungsverarbeitungslast der Suche in der Seitenwandkoinzidenzsucheinheit 15 kann reduziert werden.
Die Kartenseitenwanddetektionseinheit 14 wandelt die Relativpositionen des spezifischen Bereichs, die im Koordinatensystem des Eigenfahrzeugs eingestellt sind, in die Positionskoordinaten (Breitengrad und Längengrad) um, basierend auf der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs, die durch das GPS-Signal, das IMU-Signal und dergleichen erfasst wird, und der Fahrtrichtung (Fahrtazimut) des Eigenfahrzeugs. Dann erfasst die Kartenseitenwanddetektionseinheit 14 die Positionen der Straßenseitenwand in den Positionskoordinaten des spezifischen Bereichs aus den Kartendaten 5.
Unter Berücksichtigung von Variationsfaktoren, wie z.B. einem Fehler der Positionskoordinate, kann ein Bereich, der durch Erweiterung des spezifischen Bereichs um einen vorgeschriebenen Betrag erhalten wird, für die Erfassung der Positionen der Straßenseitenwand von Kartendaten verwendet werden.
Die Kartenseitenwanddetektionseinheit 14 kann den aktuellen spezifischen Bereich auf der Basis der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs und die vergangenen spezifischen Bereiche auf der Basis der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs zu einer Vielzahl von Zeitpunkten kumulativ überlagern und einen spezifischen Bereich nach der Überlagerung berechnen; und die Positionen der Straßenseitenwand in dem spezifischen Bereich nach der Überlagerung aus den Kartendaten 5 erfassen. Dieser Überlagerungszeitraum kann derselbe sein wie der Überlagerungszeitraum zum Überlagern der Relativpositionen der Straßenrandwand.
Insbesondere kann die Kartenseitenwanddetektionseinheit 14 die aktuellen Positionskoordinaten des spezifischen Bereichs nach der Umwandlung und die vergangenen Positionskoordinaten des spezifischen Bereichs nach der Umwandlung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten kumulativ überlagern und die Positionskoordinaten des spezifischen Bereichs nach der Überlagerung berechnen; und die Positionen der Straßenseitenwand in den Positionskoordinaten des spezifischen Bereichs nach der Überlagerung aus den Kartendaten 5 erfassen.
5. Ausführungsform 5
Nachfolgend werden die Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 und das Eigenpositionsschätzverfahren gemäß Ausführungsform 5 erläutert. Die Erläuterung von Bestandteilen, die mit denen von Ausführungsform 1, 2, 3 oder 4 identisch sind, wird weggelassen. Die Grundkonfiguration der Eigenpositionsschätzvorrichtung 10 und des Eigenpositionsschätzverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die gleiche wie die von Ausführungsform 1, 2, 3 oder 4. Die Verarbeitung der Positionskorrektureinheit 16 unterscheidet sich von Ausführungsform 1, 2, 3 oder 4.
Ähnlich wie bei Ausführungsform 1 und dergleichen korrigiert die Positionskorrektureinheit 16 die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Straßenrandwand und berechnet die Positionskoordinate nach der Korrektur.
In der vorliegenden Ausführungsform korrigiert die Positionskorrektureinheit 16 die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Straßenrandwand nicht, wenn der Koinzidenzgrad, der der gesuchten Relativpositionsbeziehung der Straßenrandwand entspricht, niedriger als ein Bestimmungswert ist. Wie in Ausführungsform 1 erläutert, wird beispielsweise als Koinzidenzgrad der Straßenrandwand ein statistischer Bewertungswert, wie ein mittlerer quadratischer Fehler der Abstände (Fehler) zwischen beiden Punktgruppen der Seitenwand, verwendet.
Gemäß dieser Konfiguration kann sich der Fehler der Positionskoordinate erhöhen, wenn die Korrektur in dem Zustand durchgeführt wird, in dem die Form der vom Millimeterwellenradar erfassten Straßenrandwand und die Form der Straßenrandwand der Kartendaten aufgrund von Fehlerfaktoren, wie dem Erfassungsfehler des Millimeterwellenradars oder der Ungenauigkeit der Kartendaten, nicht ausreichend übereinstimmen. Indem die Positionskoordinate nicht korrigiert wird, wenn der Koinzidenzgrad niedrig ist, kann eine Verschlechterung der Korrekturgenauigkeit der Positionskoordinate verhindert werden.
Wenn die Positionskorrektureinheit 16 wie in Ausführungsform 3 konfiguriert ist, korrigiert die Positionskorrektureinheit 16 die Positionskoordinate nicht, basierend auf der Relativpositionsbeziehung der Spurmarkierung, wenn der Koinzidenzgrad, der der gesuchten Relativpositionsbeziehung der Spurmarkierung entspricht, niedriger als ein Bestimmungswert ist.
Wie in Ausführungsform 3 erläutert, wird beispielsweise ein Quadrat des Abstands zwischen ihnen als der Koinzidenzgrad der Spurmarkierung berechnet.
Wenn der Korrekturbetrag der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand oder der Relativpositionsbeziehung der Spurmarkierung oder beider größer ist als ein Bestimmungswert des Korrekturbetrags, kann die Positionskorrektureinheit 16 die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand oder der Relativpositionsbeziehung der Spurmarkierung oder beider nicht korrigieren.
Wenn der Korrekturbetrag der Positionskoordinate einen Fehlerbereich überschreitet, der für die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs angenommen wird, kann die Korrektur falsch sein. Gemäß der obigen Konfiguration kann eine Verschlechterung der Korrekturgenauigkeit der Positionskoordinate unterdrückt werden, indem die Positionskoordinate nicht korrigiert wird, wenn der Korrekturbetrag des Positionsfehlers größer ist als der Bestimmungswert des Korrekturbetrags.
In jeder der oben erwähnten Ausführungsformen wurde der Fall erläutert, dass das Millimeterwellenradar als Peripherieüberwachungsvorrichtung 31 verwendet wird, die die Relativpositionen der Straßenrandwand erfasst. Es kann jedoch auch ein Laserradar (LiDAR) als Peripherieüberwachungsvorrichtung 31 verwendet werden, die die Relativpositionen der Straßenrandwand erfasst. Insbesondere, wenn die Erfassungsauflösung des Laserradars niedrig ist und seine Detektionspunkte der Straßenrandwand nur wenige sind, wird der Effekt der Verbesserung der Erfassungsauflösung der Straßenrandwand durch Überlagerung erzielt.
Obwohl die vorliegende Offenbarung oben in Bezug auf verschiedene beispielhafte Ausführungsformen und Implementierungen beschrieben wird, sollte es verstanden werden, dass die verschiedenen Merkmale, Aspekte und Funktionen, die in einer oder mehreren der einzelnen Ausführungsformen beschrieben werden, in ihrer Anwendbarkeit auf die spezielle Ausführungsform, mit der sie beschrieben werden, nicht beschränkt sind, sondern stattdessen allein oder in verschiedenen Kombinationen auf eine oder mehrere der Ausführungsformen angewendet werden können. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen, die nicht beispielhaft dargestellt wurden, entwickelt werden können, ohne den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung zu verletzen. Zum Beispiel kann mindestens einer der Bestandteile modifiziert, hinzugefügt oder eliminiert werden. Mindestens einer der in mindestens einer der bevorzugten Ausführungsformen genannten Bestandteile kann ausgewählt und mit den in einer anderen bevorzugten Ausführungsform genannten Bestandteilen kombiniert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 201859744 A [0003, 0006]
JP 6380422 B [0004, 0006]

Claims

Eine Eigenpositionschätzvorrichtung (10), umfassend: eine Seitenwanddetektionseinheit (11), die Relativpositionen einer Straßenseitenwand auf der Basis einer Position eines Eigenfahrzeugs detektiert, basierend auf Detektionsinformationen einer Peripherieüberwachungsvorrichtung (31), die die Peripherie des Eigenfahrzeugs überwacht; eine Eigenfahrzeugzustandsdetektionseinheit (12), die eine Positionskoordinate und Fahrinformationen des Eigenfahrzeugs detektiert; eine Detektierte-Seitenwand-Überlagerungseinheit (13), die die in der Vergangenheit erfassten Relativpositionen der Straßenseitenwand in Relativpositionen der Straßenseitenwand auf der Grundlage der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs auf der Basis der Fahrinformationen umwandelt und die aktuellen Relativpositionen der Straßenseitenwand und die vergangenen Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Umwandlung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten überlagert und Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung berechnet; eine Kartenseitenwanddetektionseinheit (14), die Positionen der Straßenseitenwand, die der Positionskoordinate entsprechen, aus Kartendaten erfasst; eine Seitenwandkoinzidenzsucheinheit (15), die nach einer Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand sucht, so dass ein Koinzidenzgrad zwischen den Relativpositionen der Straßenseitenwand nach Überlagerung und den Positionen der Straßenseitenwand der Kartendaten hoch wird; und eine Positionskorrektureinheit (16), die die Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand korrigiert und eine Positionskoordinate nach der Korrektur errechnet.
Die Eigenpositionschätzvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Seitenwanddetektionseinheit (11) die Relativpositionen der Straßenrandwand auf der Grundlage von Detektionsinformationen eines Millimeterwellenradars als Peripherieüberwachungsvorrichtung (31) erfasst.
Die Eigenpositionschätzvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Seitenwanddetektionseinheit (11) die Relativpositionen der Straßenrandwand in einem spezifischen Bereich auf der Basis des Eigenfahrzeugs detektiert, der die Detektionsgenauigkeit der Straßenrandwand durch die Peripherieüberwachungsvorrichtung (31) sicherstellen kann, basierend auf den Detektionsinformationen der Peripherieüberwachungsvorrichtung (31).
Eigenpositionschätzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kartenseitenwanddetektionseinheit (14) aus den Kartendaten die Positionen der Straßenseitenwand in einem Bereich, der einem bestimmten Bereich entspricht, auf der Grundlage der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs erfasst, was die Detektionsgenauigkeit der Straßenseitenwand durch die Randüberwachungsvorrichtung (31) sicherstellen kann.
Die Eigenpositionschätzvorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei die Kartenseitenwanddetektionseinheit (14) den aktuellen spezifischen Bereich auf der Basis der Positionskoordinate und den vergangenen spezifischen Bereich auf der Basis der vergangenen Positionskoordinate kumulativ überlagert und einen spezifischen Bereich nach der Überlagerung berechnet und die Position der Straßenseitenwand in dem spezifischen Bereich nach der Überlagerung aus den Kartendaten erfasst.
Die Eigenpositionschätzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend eine Hindernisdetektionseinheit (17), die ein Detektionshindernis detektiert, das die Detektion der Straßenrandwand durch die Peripherieüberwachungsvorrichtung (31) behindert, basierend auf der Detektionsinformation der Peripherieüberwachungsvorrichtung (31); eine Totwinkelbereichschätzeinheit (18), die einen Winkelbereichsbereich schätzt, der durch das Detektionshindernis bei der Erfassung der Straßenseitenwand durch die Peripherieüberwachungsvorrichtung (31) zu einem Totwinkel wird; und eine Totwinkelseitenwandinterpolationseinheit (19), die Relativpositionen der Straßenseitenwand in dem Winkelbereichsbereich, der zu dem Totwinkel wird, auf der Grundlage der Relativpositionen der Straßenseitenwand nach Überlagerung vor und nach dem Winkelbereichsbereich, der zu dem Totwinkel wird, schätzt und die Relativpositionen der Straßenseitenwand nach Überlagerung mit den geschätzten Relativpositionen ergänzt.
Die Eigenpositionschätzvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei die Totwinkelseitenwandinterpolationseinheit (19) die Relativpositionen der Straßenseitenwand in dem Winkelbereichsbereich, der zum Totwinkel wird, unter Verwendung der Spurform schätzt.
Die Eigenpositionschätzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Positionskorrektureinheit (16) die Positionskoordinate auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Straßenrandwand nicht korrigiert, wenn der Koinzidenzgrad, der der gesuchten Relativpositionsbeziehung der Straßenrandwand entspricht, niedriger als ein Bestimmungswert ist.
Die Eigenpositionschätzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend eine Spurmarkierungsdetektionseinheit (20), die Relativpositionen einer Spurmarkierung einer Straße auf der Basis der Position des Eigenfahrzeugs detektiert, basierend auf der Detektionsinformation der Peripherieüberwachungsvorrichtung (31) ; eine Kartenspurmarkierungsdetektionseinheit (21), die Positionen der Spurmarkierung, die den Positionskoordinaten des Eigenfahrzeugs entsprechen, aus Kartendaten erfasst; und eine Spurmarkierungskoinzidenzsucheinheit (22), die nach einer Relativpositionsbeziehung der Spurmarkierung sucht, so dass ein Koinzidenzgrad zwischen den erfassten Relativpositionen der Spurmarkierung und den Positionen der Spurmarkierung in den Kartendaten hoch wird, wobei die Positionskorrektureinheit (16) die Positionskoordinate in einer Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Straßenrandwand korrigiert, die Positionskoordinate in einer seitlichen Richtung des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Spurmarkierung korrigiert und die Positionskoordinate nach der Korrektur berechnet.
Die Eigenpositionschätzvorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei die Positionskorrektureinheit (16) die Positionskoordinate auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Spurmarkierung nicht korrigiert, wenn der Koinzidenzgrad, der der gesuchten Relativpositionsbeziehung der Spurmarkierung entspricht, niedriger als ein Bestimmungswert ist.
Ein Eigenpositionschätzverfahren, umfassend: einen Seitenwanddetektionsschritt des Detektierens von Relativpositionen einer Straßenseitenwand auf der Basis einer Position eines Eigenfahrzeugs, basierend auf Detektionsinformation einer Peripherieüberwachungsvorrichtung (31), die die Peripherie des Eigenfahrzeugs überwacht; einen Eigenfahrzeugzustandserfassungsschritt, bei dem eine Positionskoordinate und Fahrinformationen des Eigenfahrzeugs erfasst werden; einen Detektierte-Seitenwand-Überlagerungsschritt des Umwandelns der Relativpositionen der Straßenseitenwand, die in der Vergangenheit detektiert wurden, in Relativpositionen der Straßenseitenwand auf der Basis der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs, basierend auf der Fahrinformation, und des Überlagerns der aktuellen Relativpositionen der Straßenseitenwand und der vergangenen Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Umwandlung bei einer Vielzahl von Zeitpunkten und des Berechnens der Relativpositionen der Straßenseitenwand nach der Überlagerung; einen Kartenseitenwanderfassungsschritt des Erfassens von Positionen der Straßenseitenwand, die der Positionskoordinate entsprechen, aus Kartendaten; einen Seitenwandkoinzidenzsuchschritt des Suchens nach einer Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand, dass ein Koinzidenzgrad zwischen den Relativpositionen der Straßenseitenwand nach Überlagerung und den Positionen der Straßenseitenwand der Kartendaten hoch wird; und einen Positionskorrekturschritt zum Korrigieren der Positionskoordinate des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage der Relativpositionsbeziehung der Straßenseitenwand und zum Berechnen einer Positionskoordinate nach der Korrektur.