JP2017003561A - Device for estimating position and posture of mobile entity, and autonomous traveling system of mobile entity - Google Patents

Device for estimating position and posture of mobile entity, and autonomous traveling system of mobile entity Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To greatly reduce a processing time until the position and posture of a mobile entity is estimated when estimating the current position and posture of a mobile entity by collating a movement candidate that is set on the basis of an environment map against sensing data.SOLUTION: Divide collation units 30a-30c are designed in such a way that when setting a movement candidate indicating a position and posture that become possible at next detection timing on the basis of an environment map that is sensing data at previous detection timing, estimating a movement candidate that becomes a maximum evaluation value by collating the sensing data and the movement candidate at latest detection timing, and specifying the amount of change in position and posture from the position and posture indicated by the environment map to the position and posture indicated by the movement candidate of the maximum evaluation value, two kinds of variables are fixed while only one kind of variable is varied, and a movement candidate that becomes a maximum evaluation value is estimated. As compared with a configuration in which all of movement candidates are collated, a processing time until the movement candidate that becomes the maximum evaluation value is estimated is significantly reduced.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、環境地図に基づいて設定した運動候補とセンシングデータとを照合することにより移動体の現在の位置姿勢を推測する移動体の位置姿勢推定装置及び移動体の自律走行システムに関する。   The present invention relates to a mobile object position and orientation estimation apparatus that estimates a current position and orientation of a moving object by comparing motion candidates set based on an environment map and sensing data, and a mobile object autonomous traveling system.

車両やロボット等の移動体の現在の位置姿勢を推定する際には、一般的には、前回の検出タイミングからの移動体の位置姿勢変化量として位置(x,y)と姿勢θの3種類の変数(x,y,θ)を特定する必要がある。この3種類の変数の変化量を求めるには、外部環境に対する移動体の相対的な位置姿勢を例えば測距センサにより検出し、測距センサから取得したセンシングデータと前回の検出タイミングでのセンシングデータである環境地図との照合を実施する。   When estimating the current position and orientation of a moving body such as a vehicle or a robot, generally, there are three types of position (x, y) and orientation θ as the position and orientation change amount of the moving body from the previous detection timing. It is necessary to specify the variables (x, y, θ). In order to obtain the amount of change of these three types of variables, the relative position and orientation of the moving body with respect to the external environment are detected by, for example, a distance sensor, and the sensing data acquired from the distance sensor and the sensing data at the previous detection timing are used. Check against the environmental map.

照合方法としては、環境地図に基づいて次の検出タイミングでの移動体の位置姿勢を示す運動候補を設定し、その運動候補とセンシングデータとを照合することで行われる。運動候補は次の検出タイミングで可能となる位置姿勢であり、環境地図を所定の(x,y)だけ並行移動させると共に所定のθだけ回転させて設定する。このような照合を運動候補の数だけ実施し、照合精度を示す評価値が最大となる運動候補を推定することで現在の位置姿勢を特定する。   As a collation method, a motion candidate indicating the position and orientation of the moving body at the next detection timing is set based on the environment map, and the motion candidate and the sensing data are collated. The motion candidates are positions and orientations that are possible at the next detection timing, and are set by moving the environmental map by a predetermined (x, y) and rotating it by a predetermined θ. Such collation is performed by the number of motion candidates, and the current position and orientation are specified by estimating the motion candidate having the maximum evaluation value indicating the collation accuracy.

特開2009−109200号公報JP 2009-109200 A

上記のような照合方法により最大評価値となる運動候補を推定する場合、運動候補が3種類の変数(x,y,θ)から構成されるため、環境地図に基づいて設定する運動候補の数が膨大となり、照合の処理量が大きいという問題がある。   When estimating a motion candidate having the maximum evaluation value by the collation method as described above, since the motion candidate is composed of three types of variables (x, y, θ), the number of motion candidates set based on the environment map Is enormous, and there is a problem that the amount of verification processing is large.

このような問題に対して、特許文献1では、環境地図を作成する手段と位置姿勢を推定する手段とを分離し、位置姿勢を推定する手段での処理量を減らす方法を提案している。また、環境地図の作成では、センシングデータに基づいて有効画素のみ抽出しているため、位置姿勢を推定する手段では、無効画素の判定を省略することで照合の処理量を低減している。   In order to deal with such problems, Patent Document 1 proposes a method of reducing the processing amount of the means for estimating the position and orientation by separating the means for creating the environment map and the means for estimating the position and orientation. Further, since only effective pixels are extracted based on sensing data in the creation of the environment map, the means for estimating the position and orientation reduces the amount of verification processing by omitting the determination of invalid pixels.

しかしながら、特許文献1では、全ての運動候補と照合する必要があるため、照合の処理時間が膨大になる欠点がある。
また、処理量に関しても、環境地図を作成する処理では、無効画素を判定する処理が存在するため、それらのデータ処理を含めた全体の処理量を大きく低減することはできない。
さらに、環境地図の作成を外部のコンピュータで実施して通信により取得する構成なので、外部のコンピュータとの通信時間が発生し、この点でも処理時間を要する。
However, in Patent Document 1, since it is necessary to collate with all the motion candidates, there is a disadvantage that the processing time for collation becomes enormous.
In addition, regarding the processing amount, in the process of creating the environment map, there is a process for determining invalid pixels, and therefore the entire processing amount including the data processing cannot be greatly reduced.
Furthermore, since the environment map is created by an external computer and acquired by communication, communication time with the external computer occurs, and this also requires processing time.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、環境地図に基づいて設定した運動候補とセンシングデータとを照合することにより移動体の現在の位置姿勢を推測する場合に、移動体の位置姿勢を推定するまでの処理時間を大幅に低減することができる移動体の位置姿勢推定装置及び移動体の自律走行システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to estimate a current position and orientation of a moving body by comparing a motion candidate set based on an environmental map with sensing data. It is an object to provide a mobile object position and orientation estimation apparatus and a mobile object autonomous traveling system that can significantly reduce the processing time until the position and orientation of the mobile object are estimated.

請求項1の発明によれば、検出部がセンシングデータを検出すると、記憶部にセンシングデータが環境地図として記憶されるので、運動候補設定部は、環境地図に基づいて次の検出タイミングで可能となる移動体の位置姿勢を示す複数の変数から構成される運動候補を設定する。次の検出タイミングとなり検出部がセンシングデータを検出すると、照合部は、センシングデータと運動候補とを照合して最大評価値となる運動候補を推定する。そして、推定値出力部は、環境地図が示す位置姿勢から照合部により推定された運動候補が示す位置姿勢に至る位置姿勢変化量を示す位置姿勢推定値を出力する。   According to the first aspect of the present invention, when the detection unit detects sensing data, the sensing data is stored in the storage unit as an environmental map. Therefore, the motion candidate setting unit can be performed at the next detection timing based on the environmental map. A motion candidate composed of a plurality of variables indicating the position and orientation of the moving body is set. When the detection unit detects sensing data at the next detection timing, the collation unit collates the sensing data with the motion candidate and estimates the motion candidate that is the maximum evaluation value. Then, the estimated value output unit outputs a position / orientation estimated value indicating a position / orientation change amount from the position / orientation indicated by the environment map to the position / orientation indicated by the motion candidate estimated by the collation unit.

ここで、分割照合部は、運動候補を推定しない第2変数として所定の初期値を設定した状態で、運動候補を推定する第1変数を変化させて評価値を求めることにより、最大の評価値である最大評価値となる第1変数を推定する。そして、推定値出力部は、分割照合部がそれぞれ推定した最大評価値の第1変数を位置姿勢推定値として出力するので、位置姿勢推定値を累積して合算することで車両の走行軌跡を特定することができる。   Here, the division verification unit obtains an evaluation value by changing the first variable for estimating the motion candidate in a state where a predetermined initial value is set as the second variable for which the motion candidate is not estimated, thereby obtaining the maximum evaluation value. The first variable that is the maximum evaluation value is estimated. Then, the estimated value output unit outputs the first variable of the maximum evaluation value estimated by each of the division matching units as the position / orientation estimated value, so that the traveling locus of the vehicle is specified by accumulating and adding the position / orientation estimated values. can do.

第1実施形態における自律走行システムを示す機能ブロック図Functional block diagram showing the autonomous traveling system in the first embodiment 測距センサ部を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the distance sensor 照合部の構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the configuration of the verification unit 外部環境に対する測距センサの位置姿勢を示す図A diagram showing the position and orientation of the distance measurement sensor relative to the external environment センシングデータと環境地図との関係を示す図Diagram showing the relationship between sensing data and environmental map 最大評価値となる運動候補を推定する手順を示す図The figure which shows the procedure which estimates the motion candidate used as the maximum evaluation value x1を中心とする正規分布を示す図Diagram showing normal distribution centered on x1 センシングデータと環境地図との照合手順を示す図Diagram showing verification procedure of sensing data and environmental map 第2実施形態における照合部の構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the configuration of the verification unit in the second embodiment 第3実施形態における照合部の構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the configuration of the matching unit in the third embodiment 第4実施形態における照合部の構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the configuration of the matching unit in the fourth embodiment 最大評価値となる運動候補を推定する手順を示す図The figure which shows the procedure which estimates the motion candidate used as the maximum evaluation value バイナリサーチの手順を示す図Diagram showing the procedure of binary search 第5実施形態における照合部の構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the configuration of the matching unit in the fifth embodiment 運動候補と評価値との関係を示す図Diagram showing the relationship between exercise candidates and evaluation values 運動候補と評価値との関係を示す図Diagram showing the relationship between exercise candidates and evaluation values 推定値を確定する方法を示すフローチャートFlow chart illustrating a method for determining an estimate 第6実施形態における照合部の構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the configuration of the matching unit in the sixth embodiment 第7実施形態における照合部の構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the configuration of the matching unit in the seventh embodiment 最大評価値となる運動候補を推定する手順を示す図The figure which shows the procedure which estimates the motion candidate used as the maximum evaluation value 第8実施形態における最大評価値となる運動候補を推定する手順を示す図The figure which shows the procedure which estimates the exercise | movement candidate used as the maximum evaluation value in 8th Embodiment. 第9実施形態における最大評価値となる運動候補を推定する手順を示す図The figure which shows the procedure which estimates the exercise | movement candidate used as the maximum evaluation value in 9th Embodiment. 第10実施形態における照合部の構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the configuration of the matching unit in the tenth embodiment 第11実施形態における照合部の構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the configuration of the matching unit in the eleventh embodiment 第12実施形態における照合部の構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the configuration of the matching unit in the twelfth embodiment 運動候補と評価値との関係を示す図Diagram showing the relationship between exercise candidates and evaluation values 評価値分布の立上りまたは立下りの傾斜角度を求めるための方法を示す図The figure which shows the method for calculating | requiring the inclination angle of the rising or falling of evaluation value distribution

(第1実施形態)
第1実施形態について図1から図8を参照して説明する。
図1に示すように、車両には自律走行システム1が搭載されている。自律走行システム1は、位置姿勢推定装置を構成する外部環境取得部2、走行環境認識部3及びインフラ情報保存部4と、自律走行装置を構成する行動選択部5、車両制御部6及び経路計画部7とから構成されている。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an autonomous traveling system 1 is mounted on the vehicle. The autonomous traveling system 1 includes an external environment acquisition unit 2, a traveling environment recognition unit 3 and an infrastructure information storage unit 4 that constitute a position and orientation estimation device, an action selection unit 5, a vehicle control unit 6, and a route plan that constitute an autonomous traveling device. Part 7.

外部環境取得部2は、画像撮像部8、距離算出部9、速度検出部10及び方向検出部11から構成されている。
画像撮像部8及び距離算出部9は、図2に示す測距センサ部12(検出部に相当)の要部を構成するものである。画像撮像部8は発光部13及び受光部14から構成されており、車両の前方方向を中心として扇状の水平方向に首振り運動するようになっている。発光部13はレーザ光をパルス状に照射し、受光部14は、検出領域に位置する外部環境で反射した発光部13からのレーザ光を受光する。距離算出部9は、発光部13がレーザ光を照射してから受光部14が受光するまでの時間差を計測し、その時間差に基づいて算出した外部環境までの距離を首振り角度に対応して距離画像メモリ15に記憶する。距離画像メモリ15は、距離と首振り角度とを対応付けた距離データを出力する。受光部14による受光強度は、首振り角度に対応して強度画像メモリ16に記憶される。強度画像メモリ16は、受光強度と首振り角度とを対応付けた画像データを出力する。この画像データは、距離画像メモリ15から出力される距離データの信頼性を判定するために参照される。
The external environment acquisition unit 2 includes an image capturing unit 8, a distance calculation unit 9, a speed detection unit 10, and a direction detection unit 11.
The image capturing unit 8 and the distance calculating unit 9 constitute a main part of the distance measuring sensor unit 12 (corresponding to a detecting unit) shown in FIG. The image capturing unit 8 includes a light emitting unit 13 and a light receiving unit 14, and swings in a fan-shaped horizontal direction around the front direction of the vehicle. The light emitting unit 13 emits a laser beam in a pulse shape, and the light receiving unit 14 receives the laser beam from the light emitting unit 13 reflected in the external environment located in the detection region. The distance calculation unit 9 measures a time difference from when the light emitting unit 13 emits the laser light to when the light receiving unit 14 receives the light, and the distance to the external environment calculated based on the time difference corresponds to the swing angle. Stored in the distance image memory 15. The distance image memory 15 outputs distance data in which the distance and the swing angle are associated with each other. The intensity of light received by the light receiver 14 is stored in the intensity image memory 16 corresponding to the swing angle. The intensity image memory 16 outputs image data in which the received light intensity is associated with the swing angle. This image data is referred to in order to determine the reliability of the distance data output from the distance image memory 15.

速度検出部10は、車両に搭載された速度センサから出力される速度信号に基づいて車両速度を検出する。方向検出部11は、車両に搭載された角度センサから出力される角度信号に基づいて車両の旋回角度を検出する。   The speed detection unit 10 detects the vehicle speed based on a speed signal output from a speed sensor mounted on the vehicle. The direction detection unit 11 detects a turning angle of the vehicle based on an angle signal output from an angle sensor mounted on the vehicle.

インフラ情報保存部4は、地図情報保存部17及び交通情報保存部18から構成されている。地図情報保存部17は、車両が走行可能な道路を示す地図情報を例えば地図情報センタから受信して保存する。交通情報保存部18は、道路の混雑情報や事故情報等の交通情報を例えば交通情報センタから受信して保存する。   The infrastructure information storage unit 4 includes a map information storage unit 17 and a traffic information storage unit 18. The map information storage unit 17 receives and stores map information indicating a road on which the vehicle can travel, for example, from a map information center. The traffic information storage unit 18 receives and stores traffic information such as road congestion information and accident information from, for example, a traffic information center.

走行環境認識部3は、自車位置推定部19、走行可能領域認識部20、障害物認識部21及び道路標識認識部22から構成されている。自車位置推定部19は、本発明が適用される主要部であり、後述する。走行可能領域認識部20は、画像データや距離データから得られた外部環境である静止物と自車位置推定部19が推定した自車位置との間の距離を演算することで静止物情報を求め、その静止物情報に基づいて車両の走行可能領域である走行レーンを認識する。障害物認識部21は、画像データや距離データや静止物情報から車両の周囲に位置する移動体を検出して追跡することにより、移動体の種別を推定したり移動速度を推定したりする。   The travel environment recognition unit 3 includes a host vehicle position estimation unit 19, a travelable region recognition unit 20, an obstacle recognition unit 21, and a road sign recognition unit 22. The own vehicle position estimating unit 19 is a main unit to which the present invention is applied, and will be described later. The travelable area recognition unit 20 calculates the distance between the stationary object, which is an external environment obtained from the image data and the distance data, and the vehicle position estimated by the vehicle position estimation unit 19 to obtain stationary object information. The travel lane that is the travelable area of the vehicle is recognized based on the stationary object information. The obstacle recognition unit 21 estimates the type of the moving body or the moving speed by detecting and tracking the moving body located around the vehicle from the image data, the distance data, and the stationary object information.

道路標識認識部22は、画像データや地図データ外部環境取得部2が取得した情報に基づいて道路標識を認識する。
行動選択部5は、レーンキープ部23、レーンチェンジ部24及び障害物回避部25から構成されている。レーンキープ部23は、走行可能領域認識部20が認識した走行レーンを走行したり、前方車両が走行している場合には当該前方車両に追随して走行したりする走行行動を実施する。レーンチェンジ部24は、前方車両や後方車両への危険回避行動を実施する。障害物回避部25は、レーン上に障害物が存在する場合等に危険を判断し、回避行動を実施する。
The road sign recognition unit 22 recognizes the road sign based on the information acquired by the image data and the map data external environment acquisition unit 2.
The action selection unit 5 includes a lane keeping unit 23, a lane change unit 24, and an obstacle avoiding unit 25. The lane keeping unit 23 performs a traveling action of traveling on a traveling lane recognized by the travelable region recognizing unit 20 or traveling following the preceding vehicle when the preceding vehicle is traveling. The lane change unit 24 performs a danger avoidance action for the front vehicle and the rear vehicle. The obstacle avoidance unit 25 determines danger when an obstacle exists on the lane, and performs an avoidance action.

経路計画部7はグローバル経路探索部26からなり、目的地を設定すると共に、当該目的地に至る経路を設定する。つまり、地図情報保存部17に保存されている地図情報と、交通情報保存部18に保存されている交通情報とに基づいて、現在位置から目的地に至るまでの経路を設定する。目的地に至る経路は、所定間隔毎のグリッド毎に経路コストを計算し、経路コストの合計が最小となる経路を設定する。   The route planning unit 7 includes a global route searching unit 26, and sets a destination and sets a route to the destination. That is, a route from the current position to the destination is set based on the map information stored in the map information storage unit 17 and the traffic information stored in the traffic information storage unit 18. For the route to the destination, the route cost is calculated for each grid at a predetermined interval, and the route having the minimum route cost is set.

車両制御部6はアクチュエータ駆動部27からなり、行動選択部5による結果を、アクセル、ブレーキ、ステアリング等に反映することで自律走行動作を実施する。
さて、本発明は、走行環境認識部3を構成する自車位置推定部19に関することから、以下、自車位置推定部19について詳述する。
The vehicle control unit 6 includes an actuator driving unit 27, and performs an autonomous running operation by reflecting the result of the action selecting unit 5 on an accelerator, a brake, a steering, and the like.
Now, since the present invention relates to the own vehicle position estimating unit 19 constituting the traveling environment recognizing unit 3, the own vehicle position estimating unit 19 will be described in detail below.

自車位置推定部19は、図3に示すように、位置データメモリ28(記憶部に相当)、環境地図メモリ29及び照合部30(運動候補設定部、推定値出力部に相当)から構成されている。測距センサ部12は、図4に示すように、車両の前方方向を基準として所定の検出領域(車両の前方方向に対して例えば−60°〜60°)内に位置する外部環境に対する車両の相対的な位置姿勢を示すセンシングデータを位置データメモリ28に記憶する。この場合、検出領域に位置する外部環境に対する車両の相対的な位置は(x,y)で示すことができる一方、外部環境に対する車両の相対的な姿勢は回転角θで表すことができることから、センシングデータは(x,y,θ)で表すことができる。
このように位置データメモリ28にセンシングデータが記憶される場合は、当該センシングデータは環境地図として環境地図メモリ29にも記憶される。
As shown in FIG. 3, the host vehicle position estimation unit 19 includes a position data memory 28 (corresponding to a storage unit), an environment map memory 29, and a collation unit 30 (corresponding to an exercise candidate setting unit and an estimated value output unit). ing. As shown in FIG. 4, the distance measurement sensor unit 12 is configured to detect the vehicle from an external environment located within a predetermined detection area (for example, −60 ° to 60 ° with respect to the vehicle front direction) with reference to the vehicle front direction. Sensing data indicating the relative position and orientation is stored in the position data memory 28. In this case, since the relative position of the vehicle with respect to the external environment located in the detection area can be represented by (x, y), the relative posture of the vehicle with respect to the external environment can be represented by the rotation angle θ. Sensing data can be represented by (x, y, θ).
When sensing data is stored in the position data memory 28 as described above, the sensing data is also stored in the environment map memory 29 as an environment map.

照合部30は、環境地図メモリ29に記憶された環境地図に基づいて次の検出タイミングで可能となる位置姿勢を示す変数から構成される運動候補(x,y,θ)を設定する。そして、次の検出タイミングとなった場合は位置データメモリ28に記憶されているセンシングデータと運動候補とを照合する。   The collation unit 30 sets a motion candidate (x, y, θ) composed of variables indicating positions and orientations that can be obtained at the next detection timing based on the environment map stored in the environment map memory 29. When the next detection timing is reached, the sensing data stored in the position data memory 28 and the motion candidate are collated.

照合部30が運動候補を設定するには、環境地図を構成する3種類の変数(x,y,θ)をそれぞれ変化させることにより運動候補を設定する。この運動候補は、次の検出タイミングで可能となる位置姿勢範囲で設定される。そして、今回の検出タイミングでのセンシングデータと運動候補とを照合し、環境地図が示す位置姿勢から最大評価値の運動候補が示す位置姿勢に至る位置姿勢変化量を位置姿勢推定値(以下、推定値)として特定する。つまり、図5に示す環境地図に推定値を合算するとセンシングデータとなることから、センシングデータと運動候補とを照合することで推定値を特定することが可能となる。   In order for the collation unit 30 to set a motion candidate, the motion candidate is set by changing each of the three types of variables (x, y, θ) constituting the environment map. This motion candidate is set in a position and orientation range that is possible at the next detection timing. Then, the sensing data at this detection timing and the motion candidate are collated, and the position / posture change amount from the position / posture indicated by the environment map to the position / posture indicated by the motion candidate having the maximum evaluation value is determined as a position / posture estimation value (hereinafter, estimated). Value). That is, when the estimated value is added to the environment map shown in FIG. 5, sensing data is obtained. Therefore, the estimated value can be specified by comparing the sensing data with the motion candidate.

さて、運動候補を空間座標の3軸に割り当てると、図6(b)に丸印で示すように、運動候補を立体的に表すことができる。このように設定した運動候補の中にセンシングデータと一致または近似する最大評価値の運動候補が存在し、環境地図が示す位置姿勢から最大評価値の運動候補が示す位置姿勢に至る位置姿勢変化量が推定値ということになる。   Now, when motion candidates are assigned to three axes of spatial coordinates, motion candidates can be represented three-dimensionally as indicated by circles in FIG. Among the motion candidates set in this way, there is a motion candidate with the maximum evaluation value that matches or approximates the sensing data, and the position and orientation change amount from the position and orientation indicated by the environment map to the position and orientation indicated by the motion candidate with the maximum evaluation value Is an estimated value.

ところで、従来手法の推定値の推測方法では、センシングデータと、図6(b)に丸印で示す全ての運動候補とを3次元的に照合していたことから、推定値を特定するまでの処理時間が長いという問題がある。   By the way, in the estimation method of the estimated value of the conventional method, the sensing data and all the motion candidates indicated by circles in FIG. 6B are collated three-dimensionally. There is a problem that the processing time is long.

また、次の検出タイミングでの位置姿勢を推測し、推測した位置姿勢を中心として運動候補と照合するのが望ましいものの、本実施形態のように次の検出タイミングでの位置姿勢を推定しない構成の場合は、環境地図を初期値として設定することになる。   In addition, although it is desirable to estimate the position and orientation at the next detection timing and collate with the motion candidate around the estimated position and orientation, the position and orientation at the next detection timing is not estimated as in this embodiment. In this case, the environment map is set as an initial value.

即ち、運動候補を構成する3種類の変数の内、x以外の2種類の変数y,θに関して、初期値としてy0=0、θ0=0°と設定してyとθを固定すると、変数はxのみとなる。x=x1が最大評価値と仮定すると、xの運動候補は、xを横軸、評価値を縦軸で示すと、図7に実線で示すように、x=x1の評価値が最大となり、x=x1から離間するにしたがって評価値が減少する正規分布を示すようになる。   That is, among the three types of variables constituting the motion candidate, regarding two types of variables y and θ other than x, if y0 = 0 and θ0 = 0 ° are set as initial values and y and θ are fixed, the variables are x only. Assuming that x = x1 is the maximum evaluation value, the motion candidate for x has the maximum evaluation value for x = x1, as shown by the solid line in FIG. A normal distribution in which the evaluation value decreases with increasing distance from x = x1 is shown.

ここで、運動候補の探索範囲に位置するように横軸に平行な第2横軸を想定すると、第2横軸上の運動候補もx=x1が最大評価値となる正規分布を示すようになる。これは、x=x1を中心として評価値が正規分布を示していることから、第2横軸が評価値の正規分布領域を通過する場合には、図7に点線で示すように、第2横軸上の運動候補もx=x1が最大評価値となる正規分布を示すようになる。従って、初期値としてy=y0、θ=θ0(第2変数)を設定することにより、図6(a)に示すように、最大評価値となる運動候補x=x1(第1変数)を求めることができる。同様にして、初期値としてx=x0、θ=θ0(第2変数)を設定することにより、最大評価値となる運動候補y=y2(第1変数)を求めることができる。さらに、初期値として変数x=x0,y=y0(第2変数)を設定することにより、最大評価値となる運動候補としてθ=θ3(第1変数)を求めることができる。そして、以上のようにしてそれぞれ求めた最大評価値となる運動候補(x1,y2,θ3)(最大評価値となる第1変数)を推定値(x1,y2,θ3)として特定することができる。   Here, assuming a second horizontal axis parallel to the horizontal axis so as to be located in the search range of motion candidates, the motion candidates on the second horizontal axis also show a normal distribution in which x = x1 is the maximum evaluation value. Become. This is because the evaluation value shows a normal distribution with x = x1 as the center. Therefore, when the second horizontal axis passes through the normal distribution region of the evaluation value, as shown by a dotted line in FIG. The motion candidates on the horizontal axis also show a normal distribution in which x = x1 is the maximum evaluation value. Accordingly, by setting y = y0 and θ = θ0 (second variable) as initial values, a motion candidate x = x1 (first variable) that is the maximum evaluation value is obtained as shown in FIG. be able to. Similarly, by setting x = x0 and θ = θ0 (second variable) as initial values, a motion candidate y = y2 (first variable) that is the maximum evaluation value can be obtained. Further, by setting variables x = x0, y = y0 (second variable) as initial values, θ = θ3 (first variable) can be obtained as a motion candidate that becomes the maximum evaluation value. Then, the motion candidate (x1, y2, θ3) (first variable that becomes the maximum evaluation value) that becomes the maximum evaluation value obtained as described above can be specified as the estimated value (x1, y2, θ3). .

このような推定方法を実現するために、照合部30は、照合部1軸目30a、照合部2軸目30b及び照合部3軸目30c(分割照合部に相当)から構成されており、1次元的に運動候補と照合するようになっている。1軸目はxに対応し、2軸目はyに対応し、3軸目はθに対応する。x,yに関しては、その単位は距離となる。θに関しては、その単位は角度(−60°〜+60°)となる。   In order to realize such an estimation method, the collation unit 30 includes a collation unit first axis 30a, a collation unit second axis 30b, and a collation unit third axis 30c (corresponding to a divided collation unit). It is designed to collate with motion candidates in a three-dimensional manner. The first axis corresponds to x, the second axis corresponds to y, and the third axis corresponds to θ. For x and y, the unit is distance. As for θ, the unit is an angle (−60 ° to + 60 °).

説明の簡略化のために、図8に示すように、各軸の運動候補が3個ずつ設定されているものとして説明する。
照合部1軸目30aは、初期値としてy=0、θ=0°を設定することで、照合対象となる運動候補をxのみを変数とする1次元として評価値を判定する。図8に示す例では、x=1、x=0、x=−1の評価値を判定している。この場合、x=0のときに最大評価値となることから、1軸上で最大評価値となる運動候補はx=0であると推定する。
In order to simplify the description, it is assumed that three motion candidates for each axis are set as shown in FIG.
The collation unit first axis 30a sets y = 0 and θ = 0 ° as initial values, thereby determining an evaluation value with a motion candidate to be collated as one dimension having only x as a variable. In the example illustrated in FIG. 8, evaluation values of x = 1, x = 0, and x = −1 are determined. In this case, since the maximum evaluation value is obtained when x = 0, it is estimated that the motion candidate having the maximum evaluation value on one axis is x = 0.

照合部2軸目30bは、x=0、θ=0°を設定することで、照合対象となる運動候補をyのみを変数とする1次元として評価値を判定する。図8に示す例では、y=1、y=0、y=−1の評価値を求めている。この場合、y=0のときに最大評価値となることから、2軸上で最大評価値となる運動候補はy=0であると推定する。   The collation unit second axis 30b determines the evaluation value by setting x = 0 and θ = 0 °, so that the motion candidate to be collated is one-dimensional with only y as a variable. In the example shown in FIG. 8, evaluation values of y = 1, y = 0, and y = −1 are obtained. In this case, since the maximum evaluation value is obtained when y = 0, it is estimated that the motion candidate having the maximum evaluation value on two axes is y = 0.

照合部3軸目30cは、x=0、y=0を設定することで、照合対象となる運動候補をzのみを変数とする1次元として評価値を判定する。図8に示す例では、θ=90°、θ=0°、θ=−90°の評価値を判定している。この場合、θ=−90°のときに最大評価値となることから、3軸上で最大評価値となる運動候補はθ=−90°であると推定する。   The collation unit third axis 30c determines the evaluation value by setting x = 0 and y = 0 to make the motion candidate to be collated one-dimensional with only z as a variable. In the example shown in FIG. 8, evaluation values of θ = 90 °, θ = 0 °, and θ = −90 ° are determined. In this case, since the maximum evaluation value is obtained when θ = −90 °, the motion candidate having the maximum evaluation value on the three axes is estimated to be θ = −90 °.

以上のようにして、各照合部1〜3軸目(以下、分割照合部)30a〜30cにより、最大評価値となる運動候補としてx=0、y=0、θ=−90°を推定したことから、位置姿勢変化量を示す推定値として(0,0,−90°)を特定する。   As described above, x = 0, y = 0, and θ = −90 ° are estimated as the motion candidates that are the maximum evaluation values by the collation units 1 to 3 (hereinafter referred to as division collation units) 30a to 30c. Therefore, (0, 0, −90 °) is specified as an estimated value indicating the position and orientation change amount.

要するに、各軸に対応した運動候補が図8に示すような場合、従来の手法では各軸の全ての運動候補を3次元的に組み合わせた数である27(=3×3×3)回だけセンシングデータと運動候補とを照合する必要があったが、本実施形態では、1次元的に組み合わせた9(=3+3+3)回で済み、センシングデータと運動候補との照合回数を減少させて処理時間を大幅に低減することができる。この場合、従来の手法では、運動候補の数が照合回数となることから、運動候補が多くなる程、それだけ処理時間の低減効果が大きくなると言える。   In short, when the motion candidates corresponding to each axis are as shown in FIG. 8, only 27 (= 3 × 3 × 3) times, which is the number obtained by three-dimensionally combining all the motion candidates for each axis in the conventional method. Although it was necessary to collate the sensing data with the motion candidate, in the present embodiment, it is 9 (= 3 + 3 + 3) times combined in a one-dimensional manner, and the processing time is reduced by reducing the number of times the sensing data is collated with the motion candidate. Can be greatly reduced. In this case, in the conventional method, since the number of exercise candidates is the number of collations, it can be said that the effect of reducing the processing time increases as the number of exercise candidates increases.

尚、最大評価値となる運動候補が複数存在した場合、その数が奇数個の場合は中央の値(例えば5個の場合は3番目)、偶数個の場合は中央側の値(例えば6個の場合は3番目か4番目)の運動候補を推定値とする。これは、評価値は最大評価値を中心として正規分布していることから、正規分布の中央に位置する運動候補となる程、最大評価値の信頼性が高くなるからである。   In addition, when there are a plurality of motion candidates that will be the maximum evaluation value, if the number is an odd number, the center value (for example, the third if 5), the center value (for example, 6 for the even number) In this case, the third or fourth motion candidate is set as the estimated value. This is because the evaluation value is normally distributed around the maximum evaluation value, and the reliability of the maximum evaluation value becomes higher as the motion candidate is located at the center of the normal distribution.

そして、上述のような処理を繰り返すことにより車両の走行軌跡を特定することができるので、車両の出発位置における絶対的な位置姿勢(緯度、経度、進行方位)に基づいて現在の絶対的な位置姿勢(緯度、経度、進行方位)を特定することができる。   Since the vehicle travel locus can be specified by repeating the above-described processing, the current absolute position based on the absolute position and orientation (latitude, longitude, traveling direction) at the departure position of the vehicle. The posture (latitude, longitude, traveling direction) can be specified.

このような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
照合部30は、前回の検出タイミングでのセンシングデータである環境地図に基づいて次の検出タイミングで可能となる位置姿勢を示す複数の変数から構成される運動候補を3次元的に設定し、センシングデータと運動候補とを照合することにより最大評価値となる運動候補を推定し、環境地図が示す位置姿勢から最大評価値の運動候補が示す位置姿勢に至る位置姿勢変化量を示す推定値を特定する場合に、2種類の変数を固定して1種類の変数のみを変化させることで最大評価値となる運動候補を1次元的に推定するようにしたので、全ての運動候補と3次元的に照合する構成に比較して、最大評価値となる運動候補を推定するまでの処理時間を大幅に低減することができる。
According to such an embodiment, the following effects can be produced.
The collation unit 30 three-dimensionally sets motion candidates including a plurality of variables indicating positions and orientations that are possible at the next detection timing based on the environmental map that is sensing data at the previous detection timing, and performs sensing. By comparing the data and the motion candidate, the motion candidate that is the maximum evaluation value is estimated, and the estimated value indicating the amount of change in position and orientation from the position and orientation indicated by the environment map to the position and orientation indicated by the motion candidate having the maximum evaluation value is specified In this case, since the motion candidate that becomes the maximum evaluation value is estimated one-dimensionally by fixing only two types of variables and fixing only one type of variable, all the motion candidates are three-dimensionally estimated. Compared with the structure to collate, the processing time until the motion candidate used as the maximum evaluation value is estimated can be significantly reduced.

前回の検出タイミングでのセンシングデータである環境地図のみを記憶すれば良いことから、多数の環境地図を記憶する構成に比較して、環境地図メモリ29の記憶容量を大幅に削減できる共に環境地図を記憶したり読出したりするのに要する時間を大幅に低減することができる。   Since only the environmental map that is sensing data at the previous detection timing needs to be stored, the storage capacity of the environmental map memory 29 can be greatly reduced as compared to the configuration storing a large number of environmental maps. The time required for storing and reading can be greatly reduced.

(第2実施形態)
第2実施形態について図9を参照して説明する。第1実施形態では、分割照合部30a〜30cにおいて、2種類の変数を固定し、1種類の変数の評価値を求めたが、本実施形態では、1種類の変数を固定し、2種類の変数の評価値を求めることを特徴とする。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the division verification units 30a to 30c fix two types of variables and obtain evaluation values of one type of variable. However, in this embodiment, one type of variable is fixed and two types of variables are calculated. It is characterized by obtaining an evaluation value of a variable.

図9に示すように、第1実施形態の照合部1軸目30a、照合部2軸目30bに代えて、それらを統合した照合部1軸目・2軸目30d(分割照合部に相当)が設けられている。照合部1軸目・2軸目30dは、運動候補との照合を2次元的に行うものである。   As shown in FIG. 9, instead of the collation unit first axis 30a and the collation unit second axis 30b of the first embodiment, the collation unit first axis / second axis 30d (corresponding to the division collation unit) are integrated. Is provided. The collation unit first axis / second axis 30d performs two-dimensional collation with the motion candidate.

即ち、2種類の変数(x,y)は車両の位置を2次元的に示すものであり、互いに関連するものであることから、1種類の変数毎に照合するのに比較して、2種類の変数(x,y)を組み合わせて2次元的に照合する方が推定値の精度が高くなると言える。   That is, since the two types of variables (x, y) indicate the position of the vehicle two-dimensionally and are related to each other, the two types of variables (x, y) are two types compared to checking for each type of variable. It can be said that the accuracy of the estimated value is higher when two-dimensional matching is performed by combining the variables (x, y).

そこで、初期値としてθ=0°と設定し、x,yの2種類の変数の評価値を求めるようにした。この場合、照合部1軸目・2軸目30dが照合する運動候補は3×3の9個であることから、照合回数は9回となり、照合部3軸目30cの照合回数の3回を加えると全体の照合回数は12回となる。これにより、第1実施形態の照合回数よりも増加することになるものの、従来の照合回数に対しては低減することができる。   Therefore, θ = 0 ° is set as an initial value, and evaluation values of two types of variables x and y are obtained. In this case, since the number of motion candidates collated by the collation unit 1st axis / second axis 30d is 3 × 3, the number of collation is 9, and the collation number of the collation unit 3rd axis 30c is 3 times. In addition, the total number of collations is 12. Thereby, although it will increase rather than the frequency | count of collation of 1st Embodiment, it can reduce with respect to the conventional frequency | count of collation.

このような実施形態によれば、運動候補を構成する変数の内、複数の変数の組み合せを考慮しないと推定値の精度が低下するような場合に、推定精度が低減することを抑制しながら、第1実施形態と同様に、推定値を特定するまでの処理時間を低減することができる。   According to such an embodiment, in the case where the accuracy of the estimated value is reduced unless the combination of a plurality of variables among the variables constituting the motion candidate is considered, while suppressing the reduction of the estimation accuracy, Similar to the first embodiment, the processing time until the estimated value is specified can be reduced.

(第3実施形態)
第3実施形態について図10を参照して説明する。本実施形態は、照合部30で特定した推定値を初期値として照合部30に再設定することを特徴とする。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that the estimated value specified by the matching unit 30 is reset in the matching unit 30 as an initial value.

初期値としては、次の検出タイミングでの位置姿勢に極力近い値を設定することが重要である。つまり、初期値が次の検出タイミングでの位置姿勢に近い程、正規分布の精度が高くなり、特定した推定値(x1,y2,θ3)の精度が高くなるからである。   As an initial value, it is important to set a value as close as possible to the position and orientation at the next detection timing. That is, the closer the initial value is to the position and orientation at the next detection timing, the higher the accuracy of the normal distribution and the higher the accuracy of the specified estimated value (x1, y2, θ3).

そこで、図10に示すように、分割照合部30a〜30cから出力される推定値を初期値として分割照合部30a〜30c再設定するようにした。この場合、分割照合部30a〜30cは、環境地図メモリ29に記憶されている環境地図を1回目の初期値として設定することで推定値を特定すると共に、初期値に対応する分割照合部30a〜30cからの推定値を2回目の初期値として再設定するようになっている。   Therefore, as shown in FIG. 10, the estimated values output from the divided matching units 30 a to 30 c are reset to the divided matching units 30 a to 30 c as initial values. In this case, the division verification units 30a to 30c specify the estimated value by setting the environmental map stored in the environmental map memory 29 as the first initial value, and the division verification units 30a to 30c corresponding to the initial value. The estimated value from 30c is reset as the second initial value.

このような実施形態によれば、初期値に対応する分割照合部30a〜30cからの推定値を初期値として再設定するようにしたので、次の検出タイミングでの位置姿勢により近い値を初期値として設定でき、分割照合部30a〜30cによる推定値の精度を高めることができる。
尚、初期値の再設定を2回以上行うようにしても良い。
According to such an embodiment, since the estimated value from the division collating units 30a to 30c corresponding to the initial value is reset as the initial value, a value closer to the position and orientation at the next detection timing is set to the initial value. And the accuracy of the estimated values by the division verification units 30a to 30c can be increased.
The initial value may be reset twice or more.

(第4実施形態)
第4実施形態について図11から図13を参照して説明する。第1実施形態では、初期値として環境地図を設定したが、本実施形態では、カルマンフィルタ、パーティクルフィルタ等の時系列フィルタによる予測値を初期値として設定することを特徴とする。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the environment map is set as an initial value. However, the present embodiment is characterized in that a predicted value by a time series filter such as a Kalman filter or a particle filter is set as an initial value.

上述したように、初期値としては、次の検出タイミングでの位置姿勢に極力近い値を設定することが重要である。
そこで、本実施形態では、次の検出タイミングでの位置姿勢を時系列フィルタで予測するようにした。尚、時系列フィルタについては特徴がないことから、その説明は省略する。
As described above, as the initial value, it is important to set a value as close as possible to the position and orientation at the next detection timing.
Therefore, in the present embodiment, the position and orientation at the next detection timing is predicted by the time series filter. Since the time series filter has no characteristics, its description is omitted.

図11に示すように、自車位置推定部19には、照合部30の後段に時系列フィルタ部31が設けられている。この時系列フィルタ部31は、分割照合部30a〜30cからの推定値を入力するように設けられており、入力した過去の推定値を時系列に記憶している。このような時系列的な推定値は統計情報であることから、その統計情報からノイズを除去することで車両の動きを精度良く予測(旋回時は加速度運動を想定)可能となる。つまり、図12に示すように、次の検出タイミングでの位置姿勢を精度良く推定することができる。   As shown in FIG. 11, the host vehicle position estimation unit 19 is provided with a time series filter unit 31 subsequent to the matching unit 30. The time series filter unit 31 is provided to input the estimated values from the division matching units 30a to 30c, and stores the input past estimated values in time series. Since such time-series estimated values are statistical information, it is possible to accurately predict the movement of the vehicle (assuming an acceleration motion when turning) by removing noise from the statistical information. That is, as shown in FIG. 12, the position and orientation at the next detection timing can be accurately estimated.

ここで、図13に示すように、運動候補の探索範囲は、時系列フィルタ部31による予測値を中心とした所定範囲に制限することが有効であることから、車両の加減速の限界値である9.8m/s2若しくは走行結果から求めた最大の変化幅に設定する。このように探索範囲を制限することにより、最大評価値となる運動候補を探索するまでの処理時間を低減することができる。 Here, as shown in FIG. 13, it is effective to limit the search range for motion candidates to a predetermined range centered on the prediction value by the time series filter unit 31, and therefore, the limit value of acceleration / deceleration of the vehicle. It is set to a certain 9.8 m / s 2 or the maximum change width obtained from the running result. By limiting the search range in this way, it is possible to reduce the processing time until searching for a motion candidate that is the maximum evaluation value.

さらに、最大評価値となる運動候補を求める場合、センシングデータを探索範囲の全ての運動候補と照合する必要はなく、最大評価値となる運動候補をバイナリサーチにより検出することで処理時間の一層の低減化を図ることができる。   Furthermore, when obtaining a motion candidate that will be the maximum evaluation value, it is not necessary to collate the sensing data with all motion candidates in the search range, and it is possible to further increase the processing time by detecting the motion candidate that is the maximum evaluation value by binary search. Reduction can be achieved.

具体的には、時系列フィルタ予測値が図13に示すaであった場合、aの右側か左側のいずれかに最大評価値となる運動候補が存在することになる。aの右側に最大評価値となる運動候補が存在すると仮定し、時系列フィルタ予測値から所定値だけ加算したbで示す運動候補を評価する。この場合、評価値が減少することから、最大評価値となる運動候補はaの右側には存在せず、左側に存在すると判断し、aから所定値だけ減算したcで示す運動候補を評価する。この場合、評価値が上昇することから、最大評価値はさらに左側に存在する可能性があると判断し、さらに所定値だけ減算したdで示す運動候補を評価する。評価値がさらに上昇することから、最大評価値となる運動候補はaの左側に存在する可能性があると判断し、さらに所定値だけ減算したeで示す運動候補を評価する。今度は評価値が減少することから、最大評価値となる運動候補はeよりも右側からcまでの範囲に存在すると判断し、まず、cとdの中間となるfで示す運動候補を評価する。すると、dの評価値よりも低下することから、最大評価値となる運動候補はdとeとの中間に存在すると判断し、dとeとの中間となるgで示す運動候補を評価する。   Specifically, when the time-series filter prediction value is a shown in FIG. 13, the motion candidate having the maximum evaluation value exists on either the right side or the left side of a. Assuming that there is a motion candidate having the maximum evaluation value on the right side of a, the motion candidate indicated by b obtained by adding a predetermined value from the time series filter prediction value is evaluated. In this case, since the evaluation value decreases, it is determined that the exercise candidate having the maximum evaluation value does not exist on the right side of a but on the left side, and the exercise candidate indicated by c obtained by subtracting a predetermined value from a is evaluated. . In this case, since the evaluation value rises, it is determined that there is a possibility that the maximum evaluation value exists further on the left side, and the motion candidate indicated by d obtained by subtracting a predetermined value is evaluated. Since the evaluation value further increases, it is determined that there is a possibility that the exercise candidate having the maximum evaluation value exists on the left side of “a”, and the exercise candidate indicated by “e” subtracted by a predetermined value is evaluated. Since the evaluation value decreases this time, it is determined that the exercise candidate having the maximum evaluation value exists in the range from the right side to c with respect to e. First, the exercise candidate indicated by f that is intermediate between c and d is evaluated. . Then, since it falls below the evaluation value of d, it is determined that the exercise candidate having the maximum evaluation value exists between d and e, and the exercise candidate indicated by g which is between d and e is evaluated.

以上のようにして運動候補の探索範囲を徐々に制限し、探索範囲が所定の限界値以下となった場合、若しくは探索を指定回数実行した場合に最大評価値となる運動候補を探索して推定値として出力する。   As described above, the search range of the motion candidates is gradually limited, and when the search range falls below a predetermined limit value or when the search is executed a specified number of times, the motion candidate that is the maximum evaluation value is searched and estimated. Output as a value.

このような実施形態によれば、時系列フィルタ部31による予測値を初期値として設定するようにしたので、推定値の精度を高めることができる。
運動候補の探索範囲を時系列フィルタ部31による予測値を中心とした所定範囲に制限すると共に最大評価値となる運動候補をバイナリサーチにより検出するようにしたので、最大評価値となる運動候補を探索するまでの処理時間を一層低減することができる。
According to such an embodiment, since the predicted value by the time series filter unit 31 is set as the initial value, the accuracy of the estimated value can be increased.
Since the search range of the motion candidates is limited to a predetermined range centered on the prediction value by the time series filter unit 31 and the motion candidate that becomes the maximum evaluation value is detected by binary search, the motion candidate that becomes the maximum evaluation value is selected. The processing time until the search can be further reduced.

(第5実施形態)
第5実施形態について図14〜17を参照して説明する。実際の走行シーンでは、アクセル制御やステアリング操作により自車の動きが変動し、周辺環境にある静止物の配置も動的に変動するため、その変動に対応するのが望ましい。しかし、上記の第3及び第4実施形態では、分割照合部30a〜30cに対して推定値を初期値として再設定するループ回数は固定されており、変動に対して適切に対応できないことが予測される。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment will be described with reference to FIGS. In actual driving scenes, the movement of the vehicle changes due to accelerator control or steering operation, and the arrangement of stationary objects in the surrounding environment also dynamically changes. However, in the third and fourth embodiments described above, the number of loops for resetting the estimated value as the initial value for the division matching units 30a to 30c is fixed, and it is predicted that it is not possible to appropriately cope with the fluctuation. Is done.

そこで、本実施形態は、分割照合部30a〜30cに対して推定値を初期値として再設定するループ回数を変動可能としたことを特徴とし、そのための手段として、図14に示すように再設定制御部32を設けた。この再設定制御部32は、分割照合部30a〜30cから推定値及びその評価値を入力し、それらに基づいて初期値を再設定するか否かを判断し、初期値を再設定すると判断した場合は、初期値を分割照合部30a〜30cに再設定するものである。   In view of this, the present embodiment is characterized in that the number of loops for resetting the estimated value as an initial value can be changed with respect to the division matching units 30a to 30c, and resetting is performed as shown in FIG. A control unit 32 is provided. The reset control unit 32 inputs the estimated value and the evaluation value from the division matching units 30a to 30c, determines whether or not to reset the initial value based on them, and determines to reset the initial value. In this case, the initial value is reset in the division verification units 30a to 30c.

初期値を再設定するか否かの判断方法について説明する。図15に示すような運動候補に対する評価値分布が得られた場合、軸毎に収束回数は異なるものの、初期値の再設定を繰り返すことにより図中に丸数字で示す順番で真値に向かって収束するものと考えられる。   A method for determining whether or not to reset the initial value will be described. When the evaluation value distribution for the motion candidate as shown in FIG. 15 is obtained, the number of convergence is different for each axis, but by repeating the resetting of the initial value, the true value is reached in the order indicated by the circled numbers in the figure. It is thought to converge.

ここで、図16に示すように、初期値を再設定した結果、得られた評価値の変動幅(図16中に示すΔ評価値)が所定値内となれば、最大評価値となる運動候補であることを確定することができる。そこで、図17に示すように、分割照合部30a〜30cにおいて、評価値の変動幅が所定値を上回る場合は初期値を再設定し、全ての軸において評価値の変動幅が所定値内となった場合は、初期値の再設定を終了して推定値を最終的に確定する。   Here, as shown in FIG. 16, if the fluctuation range of the obtained evaluation value (Δ evaluation value shown in FIG. 16) is within a predetermined value as a result of resetting the initial value, the exercise having the maximum evaluation value Can be confirmed as a candidate. Therefore, as shown in FIG. 17, in the division verification units 30a to 30c, when the fluctuation range of the evaluation value exceeds the predetermined value, the initial value is reset, and the fluctuation range of the evaluation value is within the predetermined value in all the axes. If this happens, the resetting of the initial value is terminated and the estimated value is finally determined.

このような実施形態によれば、最大評価値となる運動候補を特定するまで初期値を再設定するループ回数を変動可能としたので、初期値の再設定するループ回数が固定している構成に比較して、周囲環境の変動に対して動的に対応可能となり、推定値の精度を常に高めることができる。   According to such an embodiment, since the number of loops for resetting the initial value can be changed until the exercise candidate having the maximum evaluation value is specified, the loop number for resetting the initial value is fixed. In comparison, it becomes possible to respond dynamically to changes in the surrounding environment, and the accuracy of the estimated value can always be improved.

(第6実施形態)
第6実施形態について図18を参照して説明する。本実施形態は、車両制御ECU33からの位置姿勢情報に基づいて初期値を設定することを特徴とする。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that initial values are set based on position and orientation information from the vehicle control ECU 33.

図18に示すように、照合部30は、車両制御ECU33(情報出力部、制御部に相当)から車両速度及び回転角に基づく位置姿勢情報が入力するようになっており、入力した位置姿勢情報を初期値として設定するようになっている。   As shown in FIG. 18, the collation unit 30 receives position and orientation information based on the vehicle speed and rotation angle from the vehicle control ECU 33 (equivalent to an information output unit and control unit). Is set as the initial value.

即ち、照合部30は、車両制御ECU33からの位置姿勢情報に基づいて次の検出タイミングでのx方向位置x=x0、y方向位置y=y0、回転角θ=θ0を、分割照合部30a〜30cに初期値として設定した状態で最大評価値となる運動候補を推測する。   That is, the collation unit 30 determines the x-direction position x = x0, the y-direction position y = y0, and the rotation angle θ = θ0 at the next detection timing based on the position and orientation information from the vehicle control ECU 33. An exercise candidate having the maximum evaluation value in the state set as the initial value at 30c is estimated.

このような実施形態によれば、車両制御ECU33からの位置姿勢情報に基づいて初期値を適切に設定することができるので、推定値の精度を高めることができる。   According to such an embodiment, since the initial value can be appropriately set based on the position and orientation information from the vehicle control ECU 33, the accuracy of the estimated value can be increased.

(第7実施形態)
第7実施形態について図19及び図20を参照して説明する。第1実施形態では、分割照合部30a〜30cを並列動作するように構成したが、本実施形態では、分割照合部30a〜30cを直列動作するように構成したことを特徴とする。
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 19 and 20. In the first embodiment, the division verification units 30a to 30c are configured to operate in parallel, but in this embodiment, the division verification units 30a to 30c are configured to operate in series.

図19に示すように、照合部1軸目30aは、位置データメモリ28からのセンシングデータと環境地図メモリ29からの環境地図とを入力する。照合部2軸目30bは、位置データメモリ28からのセンシングデータと環境地図メモリ29からの環境地図と照合部1軸目30aからの1軸目推定値とを入力する。照合部3軸目30cは、位置データメモリ28からのセンシングデータと環境地図メモリ29からの環境地図と照合部2軸目30bからの2軸目推定値とを入力する。この場合、分割照合部30a〜30cにおいて、環境地図メモリ29からの環境地図と前段側からの推定値との両方が入力する場合には、初期値として前段側からの推定値を設定するようになっている。これは、前段側からの推定値の方が環境地図よりも精度が高いからである。   As shown in FIG. 19, the collation unit first axis 30 a inputs sensing data from the position data memory 28 and an environment map from the environment map memory 29. The collation unit second axis 30b receives the sensing data from the position data memory 28, the environment map from the environment map memory 29, and the first axis estimated value from the collation unit first axis 30a. The collation unit third axis 30c inputs the sensing data from the position data memory 28, the environment map from the environment map memory 29, and the second axis estimated value from the collation unit second axis 30b. In this case, when both the environment map from the environment map memory 29 and the estimated value from the preceding stage are input in the division matching units 30a to 30c, the estimated value from the preceding stage is set as the initial value. It has become. This is because the estimated value from the previous stage is more accurate than the environmental map.

図20に示すように、照合部1軸目30aは、初期値として環境地図によるy=y0とθ=θ0とを設定してyとθの運動候補を固定し、xのみを変化させて最大評価値となる運動候補としてx=x1を推定する。   As shown in FIG. 20, the collation unit first axis 30a sets y = y0 and θ = θ0 based on the environment map as initial values, fixes y and θ motion candidates, and changes only x to maximize X = x1 is estimated as a motion candidate as an evaluation value.

次に照合部2軸目30bは、初期値として環境地図によるθ=θ0と照合部1軸目30aからの1軸目推定値x1とを設定してxとθの運動候補を固定し、yのみを変化させて最大評価値となる運動候補としてy=y2を推定する。   Next, the collation unit second axis 30b sets θ = θ0 based on the environment map as an initial value and the first axis estimated value x1 from the collation unit first axis 30a to fix the motion candidates for x and θ, and y Only y = y2 is estimated as the motion candidate that becomes the maximum evaluation value.

最後に照合部3軸目30cは、初期値として照合部1軸目30aからの1軸目推定値x=x1と照合部2軸目30bからの2軸目推定値y=y2とを設定してxとyの運動候補を固定し、θのみを変化させて最大評価値となる運動候補としてθ=θ3を推定する。   Finally, the collation unit third axis 30c sets the first axis estimated value x = x1 from the collation unit first axis 30a and the second axis estimated value y = y2 from the collation unit second axis 30b as initial values. Then, the motion candidates for x and y are fixed, and only θ is changed to estimate θ = θ3 as the motion candidate having the maximum evaluation value.

このような実施形態によれば、分割照合部30a〜30cにおいて、環境地図メモリ29からの環境地図と前段側からの推定値との両方が入力する場合は、前段側からの推定値を初期値として設定するようにしたので、環境地図を初期値として設定する場合に比較して、推定値の精度を高めることができる。   According to such an embodiment, when both the environment map from the environment map memory 29 and the estimated value from the preceding stage are input in the division matching units 30a to 30c, the estimated value from the preceding stage is set as the initial value. Therefore, the accuracy of the estimated value can be improved as compared with the case where the environmental map is set as the initial value.

(第8実施形態)
第8実施形態について図21を参照して説明する。本実施形態は、第7実施形態で示す照合部30に対して、環境地図メモリ29からの環境地図に代えて時系列フィルタ部31による予測値が入力することを特徴とする。この場合、分割照合部30a〜30cにおいて、時系列フィルタ部31による予測値と前段側からの推定値との両方が入力する場合は、初期値として前段側からの推定値を設定するようになっている。これは、前段側からの推定値の方が時系列フィルタ部31による予測値よりも精度が高いからである。
(Eighth embodiment)
The eighth embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is characterized in that a predicted value from the time series filter unit 31 is input to the matching unit 30 shown in the seventh embodiment instead of the environment map from the environment map memory 29. In this case, when both the predicted value from the time series filter unit 31 and the estimated value from the preceding stage are input in the division matching units 30a to 30c, the estimated value from the preceding stage is set as the initial value. ing. This is because the estimated value from the previous stage side is more accurate than the predicted value by the time series filter unit 31.

図21に示すように、照合部1軸目30aは、初期値として時系列フィルタ部31による予測値y=y0、θ=θ0を設定してyとθの運動候補を固定し、xのみを変化させて最大評価値となる運動候補としてx=x1を推定する。   As shown in FIG. 21, the collation unit first axis 30a sets the predicted values y = y0 and θ = θ0 by the time-series filter unit 31 as initial values, fixes y and θ motion candidates, and sets only x. X = x1 is estimated as a motion candidate that is changed to be the maximum evaluation value.

次に照合部2軸目30bは、初期値として時系列フィルタ部31による予測値θ=θ0と照合部1軸目30aからの1軸目推定値x=x1とを設定してxとθの運動候補を固定し、yのみを変化させて最大評価値となる運動候補としてy=y2を推定する。   Next, the collation unit second axis 30b sets the predicted value θ = θ0 by the time series filter unit 31 and the first axis estimated value x = x1 from the collation unit first axis 30a as initial values, and sets x and θ. The motion candidate is fixed, and only y is changed, and y = y2 is estimated as the motion candidate having the maximum evaluation value.

最後に照合部3軸目30cは、初期値として照合部1軸目30aからの1軸目推定値x=x1と照合部2軸目30bからの2軸目推定値y=y2を設定してxとyの運動候補を固定し、θのみを変化させて最大評価値となる運動候補としてθ=θ3を推定する。   Finally, the collation unit third axis 30c sets the first axis estimated value x = x1 from the collation unit first axis 30a and the second axis estimated value y = y2 from the collation unit second axis 30b as initial values. The motion candidates for x and y are fixed, and only θ is changed, and θ = θ3 is estimated as the motion candidate having the maximum evaluation value.

このような実施形態によれば、分割照合部30a〜30cにおいて、時系列フィルタ部31による予測値と前段側からの推定値とが入力する場合は、前段側からの推定値を初期値として設定するようにしたので、時系列フィルタ部31による予測値を初期値として設定する構成に比較して、推定値の精度を高めることができる。   According to such an embodiment, when the predicted value from the time series filter unit 31 and the estimated value from the preceding stage are input in the division matching units 30a to 30c, the estimated value from the preceding stage is set as the initial value. Thus, the accuracy of the estimated value can be increased as compared with the configuration in which the predicted value by the time series filter unit 31 is set as the initial value.

(第9実施形態)
第9実施形態について図22を参照して説明する。本実施形態は、第7実施形態で示す照合部30には、環境地図メモリ29からの環境地図に代えて車両制御ECU33から位置姿勢情報が入力することを特徴とする。この場合、分割照合部30a〜30cにおいて、車両制御ECU33からの位置姿勢情報と前段側からの推定値との両方が入力する場合は、初期値として前段側からの推定値を設定するようになっている。これは、前段側からの推定値の方が車両制御ECU33からの位置姿勢情報よりも精度が高いからである。
(Ninth embodiment)
A ninth embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is characterized in that position and orientation information is input from the vehicle control ECU 33 in place of the environment map from the environment map memory 29 to the matching unit 30 shown in the seventh embodiment. In this case, when both the position and orientation information from the vehicle control ECU 33 and the estimated value from the preceding stage are input in the division verification units 30a to 30c, the estimated value from the preceding stage is set as the initial value. ing. This is because the estimated value from the preceding stage is more accurate than the position and orientation information from the vehicle control ECU 33.

図22に示すように、照合部1軸目30aは、初期値として車両制御ECU33から得られる車両のy方向の値y=y0と回転角の値θ=θ0を設定してyとθの運動候補を固定し、xのみを変化させて最大評価値となる運動候補としてx=x1を推定する。   As shown in FIG. 22, the collating unit first axis 30a sets the y-direction value y = y0 and the rotation angle value θ = θ0 obtained from the vehicle control ECU 33 as initial values, and moves y and θ. The candidate is fixed, and only x is changed, and x = x1 is estimated as the motion candidate that becomes the maximum evaluation value.

次に照合部2軸目30bは、初期値として車両制御ECU33から得られる回転角の値θ=θ0と照合部1軸目30aからの1軸目推定値x=x1とを設定してxとθの運動候補を固定し、yのみを変化させて最大評価値となる運動候補としてy=y2を推定する。   Next, the collation unit second axis 30b sets the rotation angle value θ = θ0 obtained from the vehicle control ECU 33 as an initial value and the first axis estimated value x = x1 from the collation unit first axis 30a to x. The motion candidate for θ is fixed, and only y is changed, and y = y 2 is estimated as the motion candidate having the maximum evaluation value.

最後に照合部3軸目30cは、初期値として照合部1軸目30aからの1軸目推定値x=x1と照合部2軸目30bからの2軸目推定値y=y2を設定してxとyの運動候補を固定し、θのみを変化させて最大評価値となる運動候補としてθ=θ3を推定する。   Finally, the collation unit third axis 30c sets the first axis estimated value x = x1 from the collation unit first axis 30a and the second axis estimated value y = y2 from the collation unit second axis 30b as initial values. The motion candidates for x and y are fixed, and only θ is changed, and θ = θ3 is estimated as the motion candidate having the maximum evaluation value.

このような実施形態によれば、分割照合部30a〜30cにおいて、車両制御ECU33からの位置姿勢情報と前段側からの推定値との両方が入力する場合は、前段側からの推定値を初期値として設定するようにしたので、車両制御ECU33からの位置姿勢情報を初期値として設定する構成に比較して、推定値の精度を高めることができる。   According to such an embodiment, when both the position and orientation information from the vehicle control ECU 33 and the estimated value from the preceding stage are input in the division matching units 30a to 30c, the estimated value from the preceding stage is set as the initial value. Since the position and orientation information from the vehicle control ECU 33 is set as an initial value, the accuracy of the estimated value can be increased.

(第10実施形態)
第10実施形態について図23を参照して説明する。本実施形態は、直列動作する分割照合部30a〜30cの照合順序が互いに異なる照合部30を複数設け、それらを並列動作するように構成したことを特徴とする。
(10th Embodiment)
A tenth embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that a plurality of collation units 30 in which collation orders of the division collation units 30a to 30c that operate in series are different from each other are provided and operated in parallel.

第7実施形態のように分割照合部30a〜30cを直列動作させることで分割照合部30a〜30cに照合順序を設定した場合、前段側からの推定値(初期値)の精度が低い場合には後段側の照合結果に影響を及ぼすことが考えられる。   When the collation order is set in the division verification units 30a to 30c by operating the division verification units 30a to 30c in series as in the seventh embodiment, when the accuracy of the estimated value (initial value) from the previous stage is low This may affect the result of matching on the subsequent stage.

そこで、本実施形態では、図23に示すように、分割照合部30a〜30cが直列動作するように設定された第1照合部30Aと、当該第1照合部の分割照合部30a〜30cとは照合順序が異なる第2照合部30Bとを設け、第1照合部30Aと第2照合部30Bとを並列動作するように構成した。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 23, the first verification unit 30A set so that the division verification units 30a to 30c operate in series and the division verification units 30a to 30c of the first verification unit are as follows. A second verification unit 30B having a different verification order is provided, and the first verification unit 30A and the second verification unit 30B are configured to operate in parallel.

即ち、第2照合部30Bとして、第1照合部30Aの分割照合部30a〜30cの照合順序と異なるように、照合部3軸目30c、照合部1軸目30a、照合部2軸目30bの順で照合するようにした。選択部34は、第1照合部30Aからの推定値と第2照合部30Bからの推定値とを変数毎に比較し、評価値の大きい方の推定値を変数に対応した推定値として特定する。   That is, as the second collation unit 30B, the collation unit third axis 30c, the collation unit first axis 30a, and the collation unit second axis 30b are different from the collation order of the divided collation units 30a to 30c of the first collation unit 30A. Match in order. The selection unit 34 compares the estimated value from the first matching unit 30A and the estimated value from the second matching unit 30B for each variable, and specifies the estimated value with the larger evaluation value as the estimated value corresponding to the variable. .

このような実施形態によれば、第1照合部30A及び第2照合部30Bにおいて分割照合部30a〜30cの照合順序が互いに異なるように設定し、それらを並列動作するように構成したので、一の照合部30A,30Bのみで推定値を特定する構成に比較して、推定値の精度を高めることができる。   According to such an embodiment, the first collation unit 30A and the second collation unit 30B are set so that the collation orders of the division collation units 30a to 30c are different from each other and operate in parallel. The accuracy of the estimated value can be increased as compared with the configuration in which the estimated value is specified only by the matching units 30A and 30B.

(第11実施形態)
第11実施形態について図24を参照して説明する。本実施形態は、時系列フィルタ部31による予測値を構成する変数の精度の高い順番に応じて分割照合部30a〜30cの照合順序を設定したことを特徴とする。
(Eleventh embodiment)
The eleventh embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that the collation order of the division collation units 30a to 30c is set in accordance with the order in which the variables constituting the prediction value by the time series filter unit 31 have high accuracy.

時系列フィルタ部31による予測値は、精度が比較的高いもののロバスト性が低いことから、予測値が一旦大きく外れると、それ以後の予測値に大きな影響を及ぼす。このため、時系列フィルタ部31による予測値が本来の予測値から大きく外れたことを判定する必要がある。   Although the prediction value by the time series filter unit 31 is relatively high in accuracy but low in robustness, once the prediction value deviates greatly, the prediction value thereafter is greatly affected. For this reason, it is necessary to determine that the predicted value by the time series filter unit 31 is significantly different from the original predicted value.

このような事情から、時系列フィルタ部31による予測値の精度を判定するために車両制御ECU33からの位置姿勢情報と比較するようにした。つまり、車両制御ECU33からの位置姿勢情報の精度は時系列フィルタ部31による予測値よりも低いもののロバスト性は格段に高いことから、時系列フィルタ部31による予測値と車両制御ECU33からの位置姿勢情報との差が大きくなる程、時系列フィルタ部31による予測値の精度が低下したと推定することができる。   From such a situation, in order to determine the accuracy of the predicted value by the time series filter unit 31, it is compared with the position and orientation information from the vehicle control ECU 33. That is, although the accuracy of the position / orientation information from the vehicle control ECU 33 is lower than the predicted value by the time series filter unit 31, the robustness is remarkably high, so the predicted value by the time series filter unit 31 and the position / orientation from the vehicle control ECU 33 are It can be estimated that the accuracy of the predicted value by the time-series filter unit 31 has decreased as the difference from the information increases.

そこで、本実施形態では、時系列フィルタ部31による予測値と車両制御ECU33からの位置姿勢情報とを変数毎に比較し、その差が小さい順(精度の高い順)に変数の順番を決定し、その変数の順番に応じて分割照合部30a〜30cの照合順序を設定するようにした。   Therefore, in the present embodiment, the predicted value by the time series filter unit 31 and the position / orientation information from the vehicle control ECU 33 are compared for each variable, and the order of the variables is determined in ascending order of the difference (in order of accuracy). The collation order of the division collation units 30a to 30c is set according to the order of the variables.

即ち、照合部1軸目30aが初期値として設定する予測値の精度が最も高く、照合部3軸目30cが初期値として設定する予測値の精度が最も低いと仮定した場合、順序選択部35は、図24に示すように、照合部1軸目30a、照合部2軸目30b、照合部3軸目30cの照合順序となるように決定する。   That is, when it is assumed that the accuracy of the predicted value set as the initial value by the collation unit first axis 30a is the highest and the accuracy of the prediction value set as the initial value by the collation unit third axis 30c is the lowest, the order selection unit 35 As shown in FIG. 24, the collation order of the collation unit first axis 30a, the collation unit second axis 30b, and the collation unit third axis 30c is determined.

最初の照合部1軸目30aにおいて、時系列フィルタ部31による予測値の精度が高い2軸目予測値及び3軸目予測値を初期値として設定した状態で1軸目推定値を特定する。つまり、1軸目予測値よりも2軸目予測値及び3軸目予測値の精度の方が高いことから、照合部1軸目30aにおいて、初期値として2軸目予測値及び3軸目予測値を設定するのである。   In the first collation unit first axis 30a, the first axis estimated value is specified in a state where the second axis predicted value and the third axis predicted value with high accuracy of the predicted value by the time series filter unit 31 are set as initial values. That is, since the accuracy of the second axis predicted value and the third axis predicted value is higher than the first axis predicted value, the collation unit first axis 30a uses the second axis predicted value and the third axis predicted value as initial values. Set the value.

次に照合部2軸目30bにおいて、時系列フィルタ部31による3軸目予測値と照合部1軸目30aからの1軸目推定値を初期値として設定した状態で2軸目推定値を特定する。   Next, in the collation unit second axis 30b, the second axis estimation value is specified in a state where the predicted value of the third axis from the time series filter unit 31 and the first axis estimation value from the collation unit first axis 30a are set as initial values. To do.

最後に照合部3軸目30cにおいて、初期値として照合部1軸目30aからの1軸目推定値及び照合部2軸目30bからの2軸目推定値を設定した状態で3軸目推定値を特定する。   Finally, in the collation unit third axis 30c, the first axis estimated value from the collation unit first axis 30a and the second axis estimated value from the collation unit second axis 30b are set as initial values. Is identified.

このような実施形態によれば、時系列フィルタ部31による予測値を構成する変数の精度の高い順番に応じて分割照合部30a〜30cの照合順序を設定するようにしたので、推定値の精度を高めることができる。   According to such an embodiment, since the collation order of the division collation units 30a to 30c is set according to the order in which the variables constituting the prediction value by the time series filter unit 31 are highly accurate, the accuracy of the estimated value Can be increased.

(第12実施形態)
第12実施形態について図25から図27を参照して説明する。実際の走行シーンでは、アクセル制御やステアリング操作により自車の動きが変動し、周辺環境にある静止物の配置も動的に変動することから、その変動に対応するのが望ましい。しかし、上記の第7〜11実施形態では、分割照合部30a〜30cの照合順序は固定されており、変動に対して適切に対応できないことが予測される。
(Twelfth embodiment)
A twelfth embodiment will be described with reference to FIGS. In actual driving scenes, the movement of the host vehicle fluctuates due to accelerator control or steering operation, and the arrangement of stationary objects in the surrounding environment also fluctuates dynamically. However, in the above seventh to eleventh embodiments, the collation order of the division collation units 30a to 30c is fixed, and it is predicted that the fluctuation cannot be appropriately handled.

そこで、本実施形態は、分割照合部30a〜30cの照合順序を変動可能とすることを特徴とし、そのための手段として、図25に示すように順序制御部36を設けた。この順序制御部36は、分割照合部30a〜30cから評価値と推定値とを入力し、それらに基づいて分割照合部30a〜30cの照合順序を決定し、その照合順序を分割照合部30a〜30cに指示するものである。   Therefore, the present embodiment is characterized in that the collation order of the division collation units 30a to 30c can be changed. As a means for that purpose, an order control unit 36 is provided as shown in FIG. The order control unit 36 inputs the evaluation value and the estimated value from the division collation units 30a to 30c, determines the collation order of the division collation units 30a to 30c based on them, and sets the collation order to the division collation units 30a to 30a. 30c.

照合順序を決定する方法について説明する。図26に示すように、運動候補に対する評価値の分布を示す評価値分布を得られた場合、その評価値分布の立上りまたは立下りの傾斜角度は軸毎に異なる。この場合、傾斜角度が小さい程、最大評価値がノイズの影響を受けやすくなることから、最大評価値となる運動候補の精度が低いと言える。図26に示す例では、x軸の傾斜角度が最も小さいことから、最大評価値となる運動候補の精度が最も低くなる。このため、x軸から最大評価値となる運動候補を特定した場合には後段に与える影響が大きくなることから、傾斜角度が最大であるy軸から順にθ軸、x軸の順番で照合順序を設定するのが望ましい。   A method for determining the collation order will be described. As shown in FIG. 26, when an evaluation value distribution indicating a distribution of evaluation values for a motion candidate is obtained, the rising or falling inclination angle of the evaluation value distribution differs for each axis. In this case, the smaller the inclination angle, the more easily the maximum evaluation value is affected by noise, so it can be said that the accuracy of the motion candidate that is the maximum evaluation value is low. In the example shown in FIG. 26, since the inclination angle of the x-axis is the smallest, the accuracy of the motion candidate that is the maximum evaluation value is the lowest. For this reason, when the motion candidate having the maximum evaluation value is specified from the x-axis, the influence on the subsequent stage is increased. It is desirable to set.

ここで、傾斜角度を判定するには、図27に示すように、最大評価値と所定の運動候補とを頂点とする直角三角形の斜辺の傾きで判定する。直角三角形の高さ寸法としては最大評価値の例えば1/2に設定すれば良いが、1/3や2/3等に設定しても良い。この場合、直角三角形の斜辺の傾きが大きくなる程、最大評価値の精度が高くなることから、斜辺の傾きが大きい順序となるように分割照合部30a〜30cの照合順序を設定する。   Here, in order to determine the inclination angle, as shown in FIG. 27, the inclination angle is determined based on the inclination of the hypotenuse of the right triangle having the maximum evaluation value and the predetermined motion candidate as a vertex. The height dimension of the right triangle may be set to 1/2 of the maximum evaluation value, for example, but may be set to 1/3, 2/3, or the like. In this case, since the accuracy of the maximum evaluation value increases as the slope of the right side of the hypotenuse increases, the collation order of the division collation units 30a to 30c is set so that the slope of the hypotenuse has the larger order.

このような実施形態によれば、評価値分布の立上りまたは立下りの傾斜角度が大きい順に分割照合部30a〜30cの照合順序を設定するようにしたので、後段側の分割照合部30a〜30cに対して精度の高い初期値を設定することができ、推定値の精度を常に高めることができる。   According to such an embodiment, since the collation order of the division collation units 30a to 30c is set in descending order of the rising or falling inclination angle of the evaluation value distribution, the division collation units 30a to 30c on the subsequent stage side are set. On the other hand, a highly accurate initial value can be set, and the accuracy of the estimated value can always be improved.

(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
上記実施形態では、センシングデータ及び環境地図並びに運動候補を3種類の変数で構成したが、4種類以上の変数で構成するようにしても良い。その場合、変数の数をNとすると、固定する変数(第2変数)は1〜N−1の範囲となる。
GPSによる位置姿勢情報の精度が極めて高い場合には、その位置姿勢情報に基づいて現在の絶対的な位置姿勢(緯度、経度、進行方位)を補正するようにしても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified or expanded as follows.
In the above embodiment, the sensing data, the environment map, and the motion candidate are configured with three types of variables, but may be configured with four or more types of variables. In this case, if the number of variables is N, the variable to be fixed (second variable) is in the range of 1 to N-1.
When the accuracy of the position and orientation information by GPS is extremely high, the current absolute position and orientation (latitude, longitude, traveling direction) may be corrected based on the position and orientation information.

図面中、12は測距センサ部(検出部)、28は位置データメモリ(記憶部)、30は照合部(運動候補設定部、推定値出力部)、30aは照合部1軸目(分割照合部)、30bは照合部2軸目(分割照合部)、30cは照合部3軸目(分割照合部)、31は時系列フィルタ部(時系列フィルタ部)、32は再設定制御部、33は車両制御ECU(検出部、制御部)、35は順序選択部、36は順序制御部である。   In the drawing, 12 is a distance measuring sensor unit (detection unit), 28 is a position data memory (storage unit), 30 is a verification unit (motion candidate setting unit, estimated value output unit), and 30a is a verification unit first axis (division verification) Part), 30b is the collation part 2 axis (division collation part), 30c is the collation part 3 axis (division collation part), 31 is a time series filter part (time series filter part), 32 is a reset control part, 33 Is a vehicle control ECU (detection unit, control unit), 35 is an order selection unit, and 36 is an order control unit.

Claims (15)

所定の検出タイミングで外部環境に対する移動体の相対的な位置姿勢を示す複数の変数から構成されるセンシングデータを検出する検出部(12)と、
前回の検出タイミングでのセンシングデータを複数の変数から構成される環境地図として記憶する記憶部(28)と、
前記環境地図に基づいて次の検出タイミングで前記移動体が可能となる位置姿勢を示す複数の変数から構成される運動候補を設定する運動候補設定部(30)と、
前記センシングデータと前記運動候補とを照合し、照合精度を示す評価値が最大である最大評価値となる運動候補を推定する照合部(30)と、
前記環境地図が示す位置姿勢から前記最大評価値となる運動候補が示す位置姿勢に至る変化量を位置姿勢推定値として出力する推定値出力部(30)と、を備え、
前記照合部は、前記運動候補を構成する複数の変数の内、前記運動候補を推定する第1変数と運動候補を推定しない第2変数とが互いに異なる複数の分割照合部(30a〜30d)から構成され、
前記分割照合部は、前記第2変数として所定の初期値を設定した状態で前記第1変数を変化させて評価値を求めることにより最大評価値となる第1変数を推定し、
前記推定値出力部は、前記分割照合部がそれぞれ推定した最大評価値となる第1変数を前記位置姿勢推定値として出力する移動体の位置姿勢推定装置。
A detection unit (12) for detecting sensing data composed of a plurality of variables indicating a relative position and orientation of the moving body with respect to the external environment at a predetermined detection timing;
A storage unit (28) for storing sensing data at the previous detection timing as an environmental map composed of a plurality of variables;
An exercise candidate setting unit (30) for setting an exercise candidate composed of a plurality of variables indicating a position and orientation at which the moving body is enabled at the next detection timing based on the environment map;
A collation unit (30) that collates the sensing data with the motion candidate and estimates a motion candidate that has a maximum evaluation value that indicates the maximum collation accuracy;
An estimated value output unit (30) for outputting, as a position and orientation estimated value, a change amount from the position and orientation indicated by the environment map to the position and orientation indicated by the motion candidate that is the maximum evaluation value;
The verification unit includes a plurality of divided verification units (30a to 30d) in which a first variable that estimates the motion candidate and a second variable that does not estimate the motion candidate are different from each other among the plurality of variables that configure the motion candidate. Configured,
The division verification unit estimates a first variable that is a maximum evaluation value by obtaining an evaluation value by changing the first variable in a state where a predetermined initial value is set as the second variable,
The estimated value output unit is a position / posture estimation apparatus for a moving body that outputs, as the estimated position / posture value, a first variable that is a maximum evaluation value estimated by the division verification unit.
前記分割照合部は、前記初期値として前記環境地図を構成する第2変数を設定する請求項1に記載の移動体の位置姿勢推定装置。   The position / posture estimation apparatus for a moving body according to claim 1, wherein the division verification unit sets a second variable constituting the environmental map as the initial value. 過去の時系列の統計情報に基づいて次の検出タイミングでの位置姿勢を示す予測値を推定する時系列フィルタ部(31)を備え、
前記分割照合部は、前記初期値として前記予測値を構成する第2変数を設定する請求項1または2に記載の移動体の位置姿勢推定装置。
A time series filter unit (31) for estimating a predicted value indicating a position and orientation at the next detection timing based on past time series statistical information,
The position / posture estimation apparatus for a moving body according to claim 1, wherein the division verification unit sets a second variable constituting the predicted value as the initial value.
次の検出タイミングでの位置姿勢を示す位置姿勢情報を出力する情報出力部(33)を備え、
前記分割照合部は、前記初期値として前記位置姿勢情報が示す第2変数を設定する請求項1または2に記載の移動体の位置姿勢推定装置。
An information output unit (33) for outputting position and orientation information indicating the position and orientation at the next detection timing;
The position / posture estimation apparatus for a moving body according to claim 1, wherein the division verification unit sets a second variable indicated by the position / posture information as the initial value.
前記分割照合部は、並列動作するように設けられている請求項1から4のいずれか一項に記載の移動体の位置姿勢推定装置。   The position / posture estimation apparatus for a moving body according to claim 1, wherein the division verification unit is provided so as to operate in parallel. 前記分割照合部は、前記初期値として前記位置姿勢推定値を構成する第2変数を再設定する請求項5に記載の移動体の位置姿勢推定装置。   The position / posture estimation apparatus for a moving body according to claim 5, wherein the division verification unit resets a second variable constituting the position / posture estimation value as the initial value. 前記分割照合部が前記第2変数を再設定した場合における最大評価値と前回の最大評価値との差が所定値を上回る場合は、前記第2変数を再設定することを前記分割照合部に指示する再設定制御部(32)を備えた請求項6に記載の移動体の位置姿勢推定装置。   When the difference between the maximum evaluation value and the previous maximum evaluation value when the division verification unit resets the second variable exceeds a predetermined value, the division verification unit is reset to reset the second variable. The position / orientation estimation apparatus for a moving body according to claim 6, further comprising a reset control unit (32) for instructing. 前記分割照合部は、直列動作するように設けられ、
後段側の分割照合部は、前段側の分割照合部が推定した第1変数を前記初期値として設定する請求項1から4のいずれか一項に記載の移動体の位置姿勢推定装置。
The division verification unit is provided to operate in series,
5. The position / posture estimation apparatus for a moving body according to claim 1, wherein the subsequent-stage division verification unit sets, as the initial value, the first variable estimated by the previous-stage division verification unit.
前記分割照合部は、前記初期値として前段側の分割照合部が推定した第1変数及び前記環境地図の内のいずれか一方が入力する場合は当該一方を設定し、前段側の分割照合部が推定した第1変数及び前記環境地図の両方が入力する場合は当該第1変数を設定する請求項8に記載の移動体の位置姿勢推定装置。   The division collation unit sets one of the first variable estimated by the division collation unit on the preceding stage and the environment map as the initial value, and sets one of the variables. The position / orientation estimation apparatus for a moving body according to claim 8, wherein when both the estimated first variable and the environmental map are input, the first variable is set. 過去の時系列な統計情報に基づいて次の検出タイミングでの位置姿勢を示す予測値を推定する時系列フィルタ部(31)を備え、
前記分割照合部は、前記初期値として前段側の分割照合部が推定した第1変数及び前記時系列フィルタ部が推定した予測値の内のいずれか一方が入力する場合は当該一方を設定し、前記第1変数及び前記予測値の両方が入力する場合は当該第1変数を設定する請求項8に記載の移動体の位置姿勢推定装置。
A time-series filter unit (31) for estimating a predicted value indicating a position and orientation at the next detection timing based on past time-series statistical information;
The division verification unit sets one of the first variable estimated by the division verification unit on the previous stage and the prediction value estimated by the time series filter unit as the initial value, The position / orientation estimation apparatus for a moving body according to claim 8, wherein when both the first variable and the predicted value are input, the first variable is set.
次の検出タイミングでの位置姿勢を示す位置姿勢情報を出力する情報出力部(33)を備え、
前記分割照合部は、前記初期値として前段側の分割照合部が推定した第1変数及び前記位置姿勢情報の内のいずれか一方が入力する場合は当該一方を設定し、前記第1変数及び前記位置姿勢情報の両方が入力する場合は当該第1変数を設定する請求項8に記載の移動体の位置姿勢推定装置。
An information output unit (33) for outputting position and orientation information indicating the position and orientation at the next detection timing;
The division collation unit sets one of the first variable and the position / orientation information estimated by the division collation unit on the previous stage as the initial value, and sets the one variable, The position / posture estimation apparatus for a moving body according to claim 8, wherein the first variable is set when both of the position / posture information are input.
前記照合部は複数設けられ、前記初期値として前記分割照合部に設定される第2変数の順序が他の照合部と互いに異なるように設定され、
前記推定値出力部は、前記位置姿勢推定値の評価値を変数毎に比較し、一の変数において最大評価値となる変数を位置姿勢推定値として出力する請求項8に記載の移動体の位置姿勢推定装置。
A plurality of the collation units are provided, and the order of the second variables set in the division collation unit as the initial value is set to be different from other collation units,
The position of the moving body according to claim 8, wherein the estimated value output unit compares the evaluation value of the position / orientation estimated value for each variable, and outputs a variable having a maximum evaluation value in one variable as the position / orientation estimated value. Posture estimation device.
前記初期値として設定される過去の時系列な統計情報に基づいて次の検出タイミングでの位置姿勢を示す予測値を推定する時系列フィルタ部(31)と、
次の検出タイミングでの位置姿勢を示す位置姿勢情報を出力する情報出力部(33)と、
前記予測値と前記位置姿勢情報とを変数毎に比較し、その差が小さい変数が第2変数として設定された分割照合部から順に照合順序を選択する順序選択部(35)と、
を備えた請求項8に記載の移動体の位置姿勢推定装置。
A time series filter unit (31) for estimating a predicted value indicating a position and orientation at the next detection timing based on past time series statistical information set as the initial value;
An information output unit (33) for outputting position and orientation information indicating the position and orientation at the next detection timing;
An order selection unit (35) that compares the predicted value and the position / orientation information for each variable, and selects a collation order in order from a division collation unit in which a variable having a small difference is set as a second variable;
The mobile body position and orientation estimation apparatus according to claim 8, comprising:
前記運動候補に対する前記評価値の分布の立上りまたは立下りの傾斜角度が大きい順に前記分割照合部の照合順序を制御する順序制御部(36)を備えた請求項8に記載の移動体の位置姿勢推定装置。   The position and orientation of the moving body according to claim 8, further comprising an order control unit (36) that controls a collation order of the division collation units in descending order of the rising or falling inclination angle of the evaluation value distribution with respect to the motion candidate. Estimating device. 所定の検出タイミングで外部環境に対する移動体の相対的な位置姿勢を示す複数の変数から構成されるセンシングデータを検出する検出部(12)と、
前回の検出タイミングでのセンシングデータを複数の変数から構成される環境地図として記憶する記憶部(28)と、
前記環境地図に基づいて次の検出タイミングで前記移動体が可能となる位置姿勢を示す複数の変数から構成される運動候補を設定する運動候補設定部(30)と、
前記センシングデータと前記運動候補とを照合し、照合精度を示す評価値が最大である最大評価値となる運動候補を推定する照合部(30)と、
前記環境地図が示す位置姿勢から前記最大評価値となる運動候補が示す位置姿勢に至る変化量を位置姿勢推定値として出力する推定値出力部(30)と、
前記位置姿勢推定値に基づいて現在位置を推測しながら前記移動体を移動制御する制御部(33)と、を備え、
前記分割照合部は、前記第2変数として所定の初期値を設定した状態で前記第1変数を変化させて評価値を求めることにより最大評価値となる第1変数を推定し、
前記推定値出力部は、前記分割照合部がそれぞれ推定した最大評価値となる第1変数を前記位置姿勢推定値として出力する移動体の自立走行システム。
A detection unit (12) for detecting sensing data composed of a plurality of variables indicating a relative position and orientation of the moving body with respect to the external environment at a predetermined detection timing;
A storage unit (28) for storing sensing data at the previous detection timing as an environmental map composed of a plurality of variables;
An exercise candidate setting unit (30) for setting an exercise candidate composed of a plurality of variables indicating a position and orientation at which the moving body is enabled at the next detection timing based on the environment map;
A collation unit (30) that collates the sensing data with the motion candidate and estimates a motion candidate that has a maximum evaluation value that indicates the maximum collation accuracy;
An estimated value output unit (30) that outputs a change amount from the position and orientation indicated by the environment map to the position and orientation indicated by the motion candidate that is the maximum evaluation value, as a position and orientation estimated value;
A control unit (33) for controlling the movement of the moving body while estimating the current position based on the estimated position and orientation value,
The division verification unit estimates a first variable that is a maximum evaluation value by obtaining an evaluation value by changing the first variable in a state where a predetermined initial value is set as the second variable,
The estimated value output unit is a self-supporting traveling system for a moving body that outputs, as the position and orientation estimated value, a first variable that is a maximum evaluation value estimated by the division verification unit.
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