JP2002098758A - 走行車線に関する自動車の位置を求めるための方法および装置 - Google Patents

走行車線に関する自動車の位置を求めるための方法および装置

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    • G01C21/30—Map- or contour-matching

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、走行車線に関する自動車の
位置を求める方法を見出すことである。 【解決手段】 上記課題は、本発明により、走行車線に
関する自動車の位置を求めるための方法であって、ナビ
ゲーションシステムに接続されたデジタルロードマップ
を用いて、道路に対する自動車の第１の位置づけを行
い、続いて、距離分析センサを用いて、自動車から道路
縁部への距離を確定することによって前記第１の位置づ
けを精密化する形式の方法において、道路縁部までの距
離を確定するために、前記距離分析センサの受信信号の
特徴を評価するようにすることによって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１および１
４の特徴に従った方法およびこの方法の使用、ならびに
本発明による方法の実施に適した、請求項１７の特徴に
従った装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両内の快適性および安全性を向上させ
るために、インテリジェントな場面解釈機能を備えた環
境検出のためのセンサシステムが、益々大きな役割を果
たしている。
【０００３】DE 19749086 C1号明細書には、車線の経過
を示すデータを求めるためのシステムが記載されてお
り、このシステムは、ビデオカメラの形態の車線識別セ
ンサ系と、対象物位置センサ系とを有している。ここ
で、車線識別センサ系はビデオカメラから、対象物位置
センサ系はレーダセンサから成っており、このレーダセ
ンサは、少なくとも、車両前方にある対象物までの間隔
と、車両運動方向に関するこの対象物の方向角度とを検
出する。車両運動モデルの内部では、これらのセンサ情
報が融合され、そこから車両の位置推定が導出される。
【０００４】車両周辺についての重要な付加的情報は、
ナビゲーションシステムを使用することにより得られ
る。この際、位置分析は一般的に十分に正確であり、車
両を手持ちのデジタルロードマップに位置づけすること
ができる。しかし、例えば幹線道路から脇道が分岐して
いる合流領域または分岐領域に車両がさしかかった場合
には、車両がさらに幹線道路上を前進するのか、それと
も分岐路または脇道に進むのかを確定することは困難で
ある。それゆえ、場面解釈を改善するためには、付加的
なセンサ情報を有意義に補完するナビゲーション情報が
必要である。
【０００５】それゆえ、DE 19906614 A1号明細書に記載
されている方法では、ビデオベースの車線識別センサ系
を使用して、車道縁部の標識線を識別し、この識別セン
サ系のデータを、ナビゲーション装置に接続されたデジ
タルロードマップの情報と比較する。これによって、標
識線に関する車両の位置を確定することができる。
【０００６】これに対して特許出願公開JP 10325869号
では、デジタルロードマップに接続された車線識別セン
サ系がレーダセンサから成るシステムが示されている。
これによって、システムは、一方では全天候型（霧によ
る重大な障害がない）となり、他方では車道縁部の境界
線の存在に依存しなくなる。しかしながらこの方法の欠
点は、車道縁部に等間隔でレーダ反射体を取り付けなけ
ればならなくなるという点である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、車線
に関する自動車の位置を求める方法を見出すことであ
る。この方法では、ナビゲーションシステムに接続され
たデジタルロードマップからの情報は、距離分析センサ
が供給する情報と融合される。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明によ
り、車線に関する自動車の位置を求めるための方法であ
って、ナビゲーションシステムに接続されたデジタルロ
ードマップを用いて、道路に対する自動車の第１の位置
づけを行い、続いて、距離分析センサを用いて、自動車
から道路縁部への距離を確定することによって前記第１
の位置づけを精密化する形式の方法において、道路縁部
までの距離を確定するために、前記距離分析センサの受
信信号の特徴を評価するようにすることによって解決さ
れる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の利点は、車両が固定的な
トラフィックインフラストラクチャ（標識線、反射体）
に頼らず自律的に、その現在位置を車線との関連におい
て確定することができるということから得られる。
【００１０】本発明の有利な変更および実施形態は、従
属請求項に記載されている。
【００１１】
【実施例】本発明による方法の枠内では、車両から道路
縁部までの間隔を求めるための距離分析センサ、有利に
はミリメートル波レーダ（レーザに基づいたレーダセン
サまたは距離分析センサも考えられる、例えばライダ
ー）が、ナビゲーションシステムに接続された位置確定
のためのデジタルロードマップと組み合わされる。ナビ
ゲーションシステムとしては、今日の自動車で既に頻繁
に使用されているように、特にＤＧＰＳシステムが適し
ている。有利には、本発明による方法は、地図情報を距
離分析センサの距離分析と相関させることによって、こ
の曖昧性を取り除く。このようにして、横方向の車両座
標と車両方向調整とを一義的に求めることができる。こ
れは、前を走る車両が自車線上を走行しているのか、も
しくは隣の車線上を走行しているのかを識別すべきと
き、または自車線上の障害物の有無を識別すべきとき
に、特に重要である。
【００１２】有利には、本発明による方法では、付加的
に、車両に搭載されたジャイロシステムの情報も利用し
て、道路上で車両方向をより良好に確定することができ
る。もちろん、ジャイロシステムの代わりに、自動車内
にある他のシステムおよびセンサ系の情報を位置推定に
利用することも考えられる。
【００１３】本発明によれば、道路縁部から自動車まで
の距離の推定値として、距離分析センサの受信信号の特
徴が有意に変化し始めるこの受信信号内の距離ゲートの
距離が使用される。この場合、受信信号の強度が単調に
上昇するときに、有意な変化が判定されるようにするこ
とが考えられる。これは許容範囲内の措置である。とい
うのも、道路表面は、レーダセンサから放射される電磁
波に対して滑らかであり、それゆえ反射してセンサへ戻
ってくるエネルギーが比較的少ないのに対して、一般的
な不均質な道路縁部（砂利、草、道路塗装面／縁石縁部
の移行）での反射は明らかにより強いからである。受信
信号、例えば信号障害に起因する受信信号の解釈の際の
エラーを防ぐためには、信号エネルギーの上昇が少なく
とも２つの距離ゲートに亘って生じるときにだけ、単調
な信号上昇を有意と評価することも考えられる。距離ゲ
ートの数の有意義な選択は、センサシステムの実際の距
離分析に関連して行われる。これに応じて、有利には、
道路縁部上の道路塗装面の単調な移行に関しては、画像
処理から公知の適切な推定方式によって、距離推定を計
算することも考えられる。さらにこの距離分析は、距離
分析センサの分析よりも顕著に正確である。解像度がサ
ブピクセル領域にある、このような縁部評価によって、
解像度を係数５〜１０だけ上昇させることができる。
【００１４】特に、距離分析センサの受信信号は、道路
縁部の典型的な特徴の存在に関しても分析される。その
際に、偏向を感知するようにセンサを構成し、これによ
って、信号の分析中に、受信信号の偏向を検査すること
ができるようにすると特に有利である。検査によれば、
偏向した特徴は、道路表面と道路縁部に典型的なテクス
チャ（草、砂利）とでは有意に異なる。
【００１５】有利には、距離情報の時間シーケンスか
ら、道路経過を求めることができる。その際に、道路経
過を最小２乗誤差の方法を用いて求めること、またはこ
の課題のために最適化されたカルマンフィルタを使用す
ることも考えられる。その際に、カルマンフィルタをデ
ジタルロードマップから得られた情報、例えばカーブパ
ラメータに適合させると特に有利である。一時的に車道
縁部が識別できない場合、例えば道路が合流する領域に
いる場合には、有利には、先行する距離測定によって一
時的に道路経過を外挿することも考えられる。
【００１６】特に有利には、本発明による方法を使用し
て、技術システムが、車線に関する自動車の位置情報を
制御パラメータとして利用できるようにすることができ
る。この際に、ビームセンサ（例えば、レーダ、ライダ
または赤外線アクティブセンサ系）の検出空間をマスキ
ングするシステムも考えられる。このようにして、道路
上のすべての関連する対象物を、道路外部の関連する対
象物から分けることが可能となり、これによってシステ
ム全体の識別性能の信頼性が顕著に高くなる。このよう
な処置によって、車道経過に関連したビーム調節が正確
に決められ、このことから生じる利点を、例えば対象物
の分類の際に正確に実行することができる。この利点の
他に、地図をサポートするこのようなセンサシステム
は、有利にはセンサの場面解釈の性能を向上させること
ができる。例えば、システムは誤った識別を防ぐことが
できる。例えば地図情報から、対象物「橋」がセンサの
識別の状態と一致した場合に、この対象物が例えば間違
って「動かない障害物」として分類されるのを防ぐこと
ができる。同様に有利には、地図情報に基づいた車道の
カーブ半径、または車両周辺のインフラストラクチャの
特別な状況に関する情報によって、距離分析センサの信
号が比較的良好に解釈され、これによって誤った解釈の
可能性を最小化することができる。
【００１７】本発明による方法の実施のために、この用
途のために特別に構成された個別のセンサシステムを車
両に取り付けることが考えられる。しかし、本発明によ
る方法の特に有利な点は、個々のセンサの部分情報を有
利に組合せるという特徴にある。これによって、既に車
両にあるセンサ系（例えばＡＲＴ，Ｄｉｓｔｒｏｎｉ
ｃ，ナビゲーションシステム、近傍／周辺センサ系）
を、比較的少数の変更だけで使用することができる。そ
れゆえ、例えばレーダの放射特性を間隔調整のために拡
張し、これによって付加的な個別に評価可能の放射ロー
ブを道路縁部の方向に調節することが考えられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イェルク ベルナー ドイツ連邦共和国 シュツツトガルト シ ュテッテナー シュトラーセ 25 (72)発明者 クラウス メッツガー ドイツ連邦共和国 シュツツトガルト ピ シェクシュトラーセ 15 (72)発明者 ゲルト ヴァニーリク ドイツ連邦共和国 ケムニッツ ライヒェ ンハイマー シュトラーセ 70 Ｆターム(参考） 2F029 AA02 AB07 AC02 AC09 AC12 AC14 AD01 5H180 AA01 CC02 CC03 CC12 CC14 FF05 FF27 5J062 AA05 BB01 CC07 EE04 5J070 AB24 AC02 AE01 AF01 BD08

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走行車線に関する自動車の位置を求める
    ための方法であって、 ナビゲーションシステムに接続されたデジタルロードマ
    ップを用いて、道路に対する自動車の第１の位置づけを
    行い、 続いて、距離分析センサを用いて、自動車から道路縁部
    までの距離を確定することによって、前記第１の位置づ
    けを精密化する形式の方法において、 道路縁部までの距離を確定するために、前記距離分析セ
    ンサの受信信号の特徴を評価する、ことを特徴とする走
    行車線に関する自動車の位置を求めるための方法。
  2. 【請求項２】 受信信号の特徴に加えて、前記距離に関
    連した前記特徴のレベル経過も評価する、請求項１記載
    の方法。
  3. 【請求項３】 自動車の位置を求めるために、付加的
    に、自動車に装備されている位置推定のための他のシス
    テムおよびセンサ系、とりわけジャイロシステムの位置
    情報を利用する、請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 道路縁部から自動車までの距離の推定値
    として、前記距離分析センサの受信信号の特徴が有意に
    変化し始める前記信号内の距離ゲートの距離を使用す
    る、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 受信信号の強度が単調に上昇した場合
    に、有意な変化が判定される、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記単調な上昇は少なくとも２つの距離
    ゲートに亘って生じる、請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 画像処理から公知の適切な推定方法によ
    って、道路縁部上の道路塗装面の単調な移行に関して、
    距離推定を計算し、 前記距離推定は、距離分析に関して、前記距離分析セン
    サの分析よりも顕著に正確である、請求項５または６記
    載の方法。
  8. 【請求項８】 受信信号が車道縁部の典型的な特徴を有
    する場合には、有意な変化が判定される、請求項４から
    ７のいずれか１項記載の方法。
  9. 【請求項９】 特徴の分析中に、受信信号の偏向を考慮
    する、請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 距離情報の時間シーケンスから、道路
    経過を求める、請求項１から９のいずれか１項記載の方
    法。
  11. 【請求項１１】 前記道路経過を最小２乗誤差の方法を
    用いて求める、請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記道路経過をカルマンフィルタを用
    いて求める、請求項１０記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記カルマンフィルタを、例えばカー
    ブパラメータであるデジタルロードマップから得た情報
    に適合させる、請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 車線に関する車両の位置の情報を、技
    術システムにおいて、制御パラメータとして使用する、
    請求項１から１３のいずれか１項記載の方法の使用。
  15. 【請求項１５】 ビームセンサの検出空間をマスキング
    するシステムを制御する、請求項１４記載の方法の使
    用。
  16. 【請求項１６】 交通場面を解釈するシステムを制御す
    る、請求項１４または１５記載の方法の使用。
  17. 【請求項１７】 請求項１から１６のいずれか１項記載
    の方法を実施するための装置であって、 例えばナビゲーションおよび距離調整の目的で車両に既
    に存在するセンサが、共に接続されている形式の装置に
    おいて、 前記センサのうちの１つは、道路表面と道路縁部との間
    の移行部を表す特徴を検出するのに適している、ことを
    特徴とする装置。
  18. 【請求項１８】 前記センサは、道路表面と道路縁部と
    の間の移行部から検出した特徴を個別に評価することが
    できる信号処理ユニットを含む、請求項１７記載の装
    置。
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