JP2017156112A - 車両位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高信頼性の衛星測位情報を用いて地図情報のオフセットを検出し、補正演算をするため、より高精度な地図情報を提供する。
【解決手段】車両位置検出装置９は、ＧＮＳＳ衛星の信号から車両の自車位置を示す衛星測位情報を取得する測位情報取得部２２と、ＧＮＳＳ衛星の運行状況に基づいて受信した信号が高信頼性を示す状態か否かを判断する衛星信頼性情報判断部２１と、車両のメモリ内に保存された地図情報１０と、衛星信頼性情報判断部２１によって高信頼性を示す状態であると判断された信号から取得された衛星測位情報と地図情報１０とに基づいて、地図情報１０のオフセットを検出するオフセット検出部２７とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は車両位置検出装置に関し、特に、地図のオフセットを検出するための車両位置検出装置に関する。

近年、交通事故予防による安全性、ドライバ負担軽減による快適性、および、エネルギー使用軽減による環境性の観点から、車両の自動運転への関心が高まっている。自動運転の車両は、目標とするコースを追従すると共に、周辺状況を監視し他車や障害物等に起因する危険を未然に防ぎ、目的地へ到達することが求められる。その中でも特に、自車両の位置を高精度に認識することが、目標とするコースを設定する上で非常に重要となる。自車両の位置を高精度に認識するためには、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）による測位精度を高めることはもとより、地図に関しても高精度なものが必要になる。

地図をより高度化する技術が、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されている。

特許文献１では、車両の走行の際に、その走行状況から走行している道路の道路形状を取得し、さらに、車両の位置を道路の幅方向位置を特定して取得して、取得した道路形状を道路の幅方向位置を特定した車両位置に対応づけて、道路情報を更新する。

特許文献２では、車両が交差点を右左折する際に、車両の現在の進行方位を表すデータと車両の現在の位置に対応する地図データ記憶部から得られる地図上の位置における進行方位を表すデータとを比較して、地図上の交差点開始位置と交差点終了位置とを特定し、地図上の交差点開始位置と交差点終了位置との間を車両が実際に走行した走行軌跡の距離を算出し、走行軌跡の距離を表すデータと地図データ記憶部から得られる地図上の交差点開始位置と交差点終了位置との距離を表すデータとを比較して、走行車線を推定し、推定した走行車線の表すデータに基づいて地図データを修正する。

特開平１０−２０６１７４号公報 特開２００８−２５６６２０号公報

現在、自動運転に向けた高精度な地図は、国や地図メーカーなどが協力して、検討／作成しようとしている状況にある。ただし、そのような地図であっても、地殻変動などにより時間経過とともに絶対的な誤差が生じてしまう。特許文献１及び特許文献２に記載されている技術においては、基本的に自車位置の測位情報をＧＰＳから得ているので、ＧＰＳからの信号の信頼性が低い場合には、正確に道路情報または地図データを修正することは出来ないという課題がある。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、地図情報のオフセットを高精度に検出して、補正演算を行うことで、自動運転に向けた、より高精度な地図情報を提供することが可能な、車両位置検出装置を得ることを目的とする。

本発明は、ＧＮＳＳ衛星から信号を受信して車両の自車位置を検出する車両位置検出装置であって、前記ＧＮＳＳ衛星から送信された信号を受信して、当該信号から前記車両の自車位置を示す衛星測位情報を取得する測位情報取得部と、前記ＧＮＳＳ衛星の運行状況に基づいて、前記ＧＮＳＳ衛星から送信された前記信号が高信頼性を示す状態か否かを判断する衛星信頼性情報判断部と、前記車両のメモリ内に保存された地図情報と、前記信号のうち前記衛星信頼性情報判断部によって高信頼性を示す状態であると判断された信号から取得された前記衛星測位情報と前記地図情報とに基づいて、前記地図情報のオフセットを検出するオフセット検出部とを備えた、車両位置検出装置である。

本発明に係る車両位置検出装置によれば、高信頼性の衛星測位情報を用いて地図情報のオフセットを検出し、補正演算をするため、より高精度な地図情報を提供することが可能となり、自動運転に向け、自車両の位置と地図情報における位置との誤差をなくすことが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る車両位置検出装置を含む車両の全体構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態１に係る車両位置検出装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る走行位置演算部の演算に関わる説明図である。 本発明の実施の形態１に係る走行位置演算部の演算に関わる説明図である。 本発明の実施の形態１に係る走行位置演算部の演算に関わる説明図である。 本発明の実施の形態１に係る走行位置演算部の演算に関わる説明図である。 本発明の実施の形態１に係る車両位置検出装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係るオフセット検出部の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係るオフセット検出部における過去走行情報の抽出に関わる説明図である。 本発明の実施の形態１に係る車両位置検出装置の効果を示す説明図である。

以下、本発明に係る車両位置検出装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両位置検出装置を含む、車両の全体構成図である。車両１は、タイヤ２、ハンドル３、外部通信機４、前方カメラ５、アンテナ付き受信機７、車速センサ８、車両位置検出装置９、地図情報１０、ヨーレートセンサ１１、および、車両制御装置１２を含んでいる。

外部通信機４は、外部に設けられた地図情報サーバー１３と通信する。外部通信機４は、地図情報サーバー１３が保有する全国の地図に関する情報を受信する。特に、外部通信機４は、地図情報サーバー１３が保有する地図のオフセット情報を受信し、サーバー保有地図情報オフセットＯｆｆｓｅｔ＿Ｓとして、車両位置検出装置９に出力する。ここで、オフセットとは、地図上の位置と実際の位置とのずれを意味する。また、外部通信機４は、車両位置検出装置９で検出されたオフセット情報Ｏｆｆｓｅｔを地図情報サーバー１３に送信する。

前方カメラ５は、車両１の前方を撮像し、撮像情報であるカメラ情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏを出力する。

ＧＮＳＳ衛星６は、地球の周囲を飛行している複数の衛星である。図１においては、１機のみ記載し、その他の記載は省略しているが、実際には、１以上のＧＮＳＳ衛星６が飛行している。本実施の形態においては、ＧＮＳＳ衛星の代表としてＧＰＳ衛星６として記載するが、本来はＧＰＳ衛星だけでなく、その他名称の同機能の衛星も、ここには含まれる。

アンテナ付き受信機７は、１以上のＧＰＳ衛星６から送信された信号を受信し、ＧＰＳ情報ＧＰＳ＿Ｓｉｇｎａｌ及び衛星測位数Ｓａｔ＿Ｎｕｍを演算し、出力する。なお、衛星測位数Ｓａｔ＿Ｎｕｍとは、信号を受信したときの当該信号の送信元となるＧＮＳＳ衛星の個数である。ＧＮＳＳ衛星の個数は、ＧＮＳＳ衛星が信号を送信する際に、自身の識別情報を付加して送信してくるので、当該識別情報から、ＧＮＳＳ衛星の個数を検知することができる。

車速センサ８は、車両１の走行速度を検出し、車速Ｖｅｌを出力する。ここでは、１輪の車輪速に基づき検出するように記載しているが、これにとらわれるものではなく、４輪の車輪速の平均や、右車輪速平均、左車輪速平均の平均により速度を求めても構わない。

車両位置検出装置９は、前方カメラ５から出力されるカメラ情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏ、アンテナ付き受信機７から出力されるＧＰＳ情報ＧＰＳ＿Ｓｉｇｎａｌ及びＧＰＳ衛星測位数Ｓａｔ＿Ｎｕｍ、車速センサ８から出力される車速Ｖｅｌ、地図情報１０から出力される地図情報Ｍａｐ＿Ｉｎｆｏ、ヨーレートセンサ１１から出力されるヨーレートＹａｗｒａｔｅ、および、外部通信機４から出力されるサーバー保有地図情報オフセットＯｆｆｓｅｔ＿Ｓから、補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒ及び補正地図情報ＭＡＰ＿Ｃｏｒｒを演算して車両制御装置１２へ出力すると共に、オフセット情報Ｏｆｆｓｅｔを演算して外部通信機４に出力する。

地図情報１０は、予め設定される地図情報Ｍａｐ＿Ｉｎｆｏである。地図情報１０は、図示しないメモリに格納されている。本実施の形態において、地図情報１０は、高精度地図情報として扱う。地図情報１０には、例えば、全国の車線中央や白線の緯度、経度情報、標識、および、信号位置に関する情報などが含まれる。

ヨーレートセンサ１１は、車両１に発生するヨーレートＹａｗｒａｔｅを検出し出力する。

車両制御装置１２は、自動運転における車両の駆動、制動、及び、操舵を制御する装置であり、車両内部の多くの入力信号に基づき、制御指令値を演算し、駆動、制動、及び、操舵を行う各アクチュエータに制御指令するが、本実施の形態においては、本発明に関わる箇所のみを記載し、その他については記載を省略する。

地図情報サーバー１３は、全国の地図に関する情報を保有しているサーバーである。地図情報サーバー１３は、車両１の外部に設けられている。地図情報サーバー１３は、他の車両と共有できる。

ここで、補足ながら、車両位置検出装置９および車両制御装置１２のハードウエア構成について説明する。車両位置検出装置９は、プロセッサとメモリとから構成され、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して、車両位置検出装置９の機能を実行してもよい。また、同様に、車両制御装置１２は、プロセッサとメモリとから構成され、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して、車両制御装置１２の機能を実行してもよい。また、車両位置検出装置９および車両制御装置１２を構成する上記メモリは、地図情報１０が格納されたメモリと共用してもよく、あるいは、別個にそれぞれ設けるようにしてもよい。

次に、実施の形態１に係る車両位置検出装置９の構成を図２に示す。車両位置検出装置９は、図２に示すように、衛星信頼性情報判断部２１、測位情報取得部２２、測位情報補正部２３、高信頼性過去走行情報保存部２４、撮像情報補正部２５、走行位置演算部２６、オフセット検出部２７、走行後判定部２８、地図情報補正部２９を備えている。

衛星信頼性情報判断部２１は、ＧＮＳＳ衛星の運行状況に基づいて、衛星信頼性情報Ｔｒｕｓｔ＿ＧＰＳを出力する。ここでは、ＧＮＳＳ衛星の運行状況として、アンテナ付き受信機７から出力されるＧＰＳ衛星測位数Ｓａｔ＿Ｎｕｍを用いる。測位衛星数Ｓａｔ＿Ｎｕｍが閾値より少ない場合（例えば４機以下）では、衛星信頼性情報Ｔｒｕｓｔ＿ＧＰＳは低信頼性を示す信号「０」として出力される。反対に、測位衛星数Ｓａｔ＿Ｎｕｍが閾値以上の場合（５機以上）では、衛星信頼性情報Ｔｒｕｓｔ＿ＧＰＳは高信頼性を示す信号「１」として、出力される。すなわち、ここでは、閾値を５に設定した例を挙げている。本実施の形態においては、一例として、ＧＰＳ衛星測位数Ｓａｔ＿Ｎｕｍから衛星信頼性情報Ｔｒｕｓｔ＿ＧＰＳを出力したが、その場合に限らず、例えばＲｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ（ＲＴＫ）−ＧＰＳにおけるＦｉｘ、Ｆｌｏａｔといった指標等のその他公知の技術や指標を用いて、衛星測位の信頼性を判断しても何ら構わない。

測位情報取得部２２は、アンテナ付き受信機７から出力されるＧＰＳ信号ＧＰＳ＿Ｓｉｇｎａｌに基づいて、自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ、および、自車方位情報ＧＰＳ＿Ａｚｉｍａｔｈを演算し、出力する。自車位置情報及び自車方位情報の検出は、本実施の形態においては、例えば、Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ（ＲＴＫ）−ＧＰＳ、あるいは、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ−ＧＰＳ等の、公知の技術等を用いて実施すればよい。

測位情報補正部２３は、測位情報取得部２２から出力される自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ及び自車方位情報ＧＰＳ＿Ａｚｉｍａｔｈと、ヨーレートセンサ１１から出力されるヨーレートＹａｗｒａｔｅと、車速センサ８から出力される車速Ｖｅｌとに基づいて、自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓを補正し、補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒを出力する。自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓの補正は、測位演算の遅れ分を補正することを目的としており、自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ受信までの遅れ時間分の車両移動量をヨーレートＹａｗｒａｔｅおよび車速Ｖｅｌを用いて補正する。受信までの遅れ時間は、例えば２００ｍｓなど、予め計測した値を設定値とすれば良い。ここでは、一例として、遅れ時間を２００ｍｓとした場合について説明するが、その場合の補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒ（Ｘ，Ｙ）は、以下の式にて演算する。

Ｘ＝ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｘ ＋ Ｖｅｌ×２００ｍｓ×Ｃｏｓ（ＧＰＳ＿Ａｚｉｍａｔｈ＋Ｙａｗｒａｔｅ×２００ｍｓ×０．５）
Ｙ＝ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｙ ＋ Ｖｅｌ×２００ｍｓ×Ｓｉｎ（ＧＰＳ＿Ａｚｉｍａｔｈ＋Ｙａｗｒａｔｅ×２００ｍｓ×０．５）

ただし、ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｘ、及び、ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｙは、自車位置ＧＰＳ＿ＰｏｓをＸ方向（東方向）、及び、Ｙ方向（北方向）に変換した値である。測位情報の補正により、地図情報のオフセット検出の精度向上が見込める。

高信頼性過去走行情報保存部２４は、衛星信頼性情報判断部２１から出力される衛星信頼性情報Ｔｒｕｓｔ＿ＧＰＳと、測位情報補正部２３から出力される補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒとに基づいて、衛星信頼性情報判断結果が高信頼性を示す状態の補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒを、高信頼性過去走行情報Ｐａｓｔ＿Ｐｏｓとして保存する。また、高信頼性過去走行情報保存部２４は、必要に応じて、過去の走行における高信頼性状態の走行データとして、保存した高信頼性過去走行情報Ｐａｓｔ＿Ｐｏｓの中から直近の数回分の走行データを出力する。例えば、当該数回分として、１０回分などと予め設定しておけばよい。以後は過去の走行は１０回分として説明を続けるが、この値に縛られるものではない。過去データが１０回分に至らない場合は、過去データが存在する分を出力すれば良い。

撮像情報補正部２５には、前方カメラ５から出力されるカメラ情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏと、ヨーレートセンサ１１から出力されるヨーレートＹａｗｒａｔｅと、車速センサ８から出力される車速Ｖｅｌとが入力される。撮像情報補正部２５は、ヨーレートＹａｗｒａｔｅと車速Ｖｅｌとに基づいてカメラ情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏを補正することで、補正後撮像情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏ＿Ｃｏｒｒを演算し、出力する。カメラ情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏは、例えば、前方カメラ５によって撮像される、前方の走行車線における白線情報などが該当する。カメラ情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏの補正は、カメラ処理の遅れ分を補正することを目的としており、カメラ情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏ遅れ時間分のヨーレートＹａｗｒａｔｅ、及び、車速Ｖｅｌを用いて、遅れ時間分の車両が向いている角度差を求め、回転演算により補正する。その他、公知技術を用いて遅れ時間分を補正しても構わない。カメラ処理の遅れ時間は、例えば１００ｍｓなど、予め計測した値を設定値とすれば良い。処理遅れの補正をすることにより、オフセット検出の精度向上が見込める。

走行位置演算部２６は、撮像情報補正部２５から出力される補正後撮像情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏ＿Ｃｏｒｒに基づいて、横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓを演算して出力する。横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓの演算は、車両１への前方カメラ５の取り付け中心位置を０と設定し、カメラ情報から得られる左右車線位置の中心位置Ａを演算する。左右車線位置の中心位置Ａと、事前に取得している車両中心とカメラ取り付けオフセットＬ、との差から横位置情報（Ｌａｔ＿Ｐｏｓ＝Ａ−Ｌ）を演算する。

横位置情報の求め方について説明する。参考図として、図３Ａ〜図３Ｄに、車線中央走行、車線端走行、カメラ取り付けオフセット有無における横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓの例を示す。図３Ａ〜図３Ｄにおいて、車両１が、左右車線１５に沿って走行している。位置Ａは、左右車線１５の左右車線位置の中心位置を示す。

図３Ａは、車両１が、車線１５に対し、車線中央を走行し、前方カメラ５は車両中心部に取り付けられている場合（カメラ取り付けオフセットＬ＝０）を示している。車両１の前方カメラ５の取り付け中心位置を０と設定したとき、カメラ情報から得られる左右車線位置の中心位置Ａは、図３Ａの場合、車両１の車両中心位置と一致するので、横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓ＝０となる。

図３Ｂは、車両１が、車線１５に対し、車線端を走行し、前方カメラ５は車両中心部に取り付けられている場合（カメラ取り付けオフセットＬ＝０）を示している。車両１の前方カメラ５の取り付け中心位置を０と設定したとき、図３Ｂの場合、カメラ情報から得られる左右車線位置の中心位置Ａは、車両１の車両中心位置と一致せず、横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓ＝Ａとなる。

図３Ｃは、車両１が、車線１５に対し、車線中央を走行し、前方カメラ５は車両端に取り付けられている場合（カメラ取り付けオフセットＬ≠０）を示している。車両１の前方カメラ５の取り付け中心位置を０と設定したとき、図３Ｃの場合、カメラ情報から得られる左右車線位置の中心位置Ａ＝Ｌと等しくなり、横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓ＝Ａ−Ｌ＝０となる。

図３Ｄは、車両１が、車線１５に対し、車線端を走行し、前方カメラ５は車両端に取り付けられている場合（カメラ取り付けオフセットＬ≠０）を示している。車両１の前方カメラ５の取り付け中心位置を０と設定したとき、図３Ｄの場合、カメラ情報から得られる左右車線位置の中心位置Ａとカメラ取り付けオフセットＬから、横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓ＝Ａ−Ｌとなる。

オフセット検出部２７は、衛星信頼性情報判断部２１から出力される衛星信頼性情報Ｔｒｕｓｔ＿ＧＰＳと、高信頼性過去走行情報保存部２４から出力される高信頼性過去走行情報Ｐａｓｔ＿Ｐｏｓと、測位情報補正部２３から出力される補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒと、走行位置演算部２６から出力される横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓと、地図情報１０からの地図情報ＭＡＰ＿Ｉｎｆｏとに基づいて、オフセット情報Ｏｆｆｓｅｔを演算し、出力する。オフセット検出部２７の詳細な動作内容は後述するため、ここでの説明は省略する。

本実施の形態における地図情報１０は、車両位置検出装置９の外部から入力する形態としたが、車両位置検出装置９に内蔵した地図情報として扱っても、問題はない。

走行後判定部２８は、車速センサ８から出力される車速Ｖｅｌに基づいて、車両１が走行中か走行後かを示す走行後情報ＳｔｐＤｒｉｖｅを演算し、出力する。走行後情報ＳｔｐＤｒｉｖｅは、「０」または「１」で示される信号であり、「０：走行中」、「１：走行後」として判断すればよい。また、「走行後」とする判断は、車速Ｖｅｌ≠０ｋｍ／ｈの状態から、車速Ｖｅｌ＝０ｋｍ／ｈの状態になり、かつ、予め設定した時間の間、車速Ｖｅｌ＝０ｋｍ／ｈの状態を継続した場合に、「走行後」として、判断すればよい。一方、「走行中」とする判断は、「走行後」以外の場合を「走行中」と判断すればよい。すなわち、（１）車速Ｖｅｌ≠０ｋｍ／ｈの状態が継続していること、または、（２）車速Ｖｅｌ＝０ｋｍ／ｈの状態が、上述した予め設定した時間未満のみ、継続すること、のいずれか一方を満たした場合に、「走行中」と判断する。

地図情報補正部２９には、オフセット検出部２７から出力されるオフセット情報Ｏｆｆｓｅｔと、外部通信機４から出力されるサーバー保有地図情報オフセットＯｆｆｓｅｔ＿Ｓと、地図情報１０からの地図情報ＭＡＰ＿Ｉｎｆｏと、走行後判定部２８から出力される走行後情報ＳｔｐＤｒｉｖｅとが入力される。地図情報補正部２９は、オフセット情報Ｏｆｆｓｅｔとサーバー保有地図情報オフセットＯｆｆｓｅｔ＿Ｓとに基づいて、地図情報ＭＡＰ＿Ｉｎｆｏを補正することで、補正後地図情報ＭＡＰ＿Ｃｏｒｒを演算し出力する。サーバー保有地図情報オフセットＯｆｆｓｅｔ＿Ｓは、外部の地図情報サーバー１３が保有する地図のオフセット情報を示しており、外部通信機４から出力される。オフセット情報Ｏｆｆｓｅｔとサーバー保有地図情報オフセットＯｆｆｓｅｔ＿Ｓとが異なる場合は、どちらの情報を用いるかについては、予め設定しておく。すなわち、例えば、「オフセット情報Ｏｆｆｓｅｔを優先的に用いること」、あるいは、「サーバー保有地図情報オフセットＯｆｆｓｅｔ＿Ｓを優先的に用いること」は、予め定めた設定等により決定すればよく、その他にも、平均演算等により地図情報のオフセット補正演算を実施してもよい。

地図情報補正部２９による地図情報の補正タイミングについては、オフセット検出部２７によるオフセット情報Ｏｆｆｓｅｔの更新タイミング毎に、地図情報の補正演算を実施すればよい。このように、更新タイミング毎に補正演算を実施すれば、即時に正確な地図情報となるため、自動運転における制御品質が向上することが見込める。

その他にも、オフセット情報Ｏｆｆｓｅｔ及びサーバー保有地図情報オフセットＯｆｆｓｅｔ＿Ｓが共に更新されたタイミングで、地図情報補正部２９が、地図情報の補正演算を実施してもよい。更には、走行後情報ＳｔｐＤｒｉｖｅも考慮して、車両１の走行後に、地図情報の補正演算を実施してもよい。走行後に地図補正演算を実施すれば、走行中に制御の変更がなくなるため、自動運転の制御がドライバへ与える違和感、不快感などを抑制できることが見込める。サーバーとのやり取りをすることで、他の車両へも同等の情報を共有することが可能となる。

地図情報サーバー１３とのやり取りの中で、車両１が現在保有する地図情報のバージョン等の識別情報は、当然のことながら、車両位置検出装置９から送信されることになるが、本発明における特徴とは異なるため、ここでは詳細は省略する。

車両制御装置１２は、車両位置検出装置９から出力される、補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒ及び補正後地図情報ＭＡＰ＿Ｃｏｒｒを受けて、車両１の進行方向を判断し、車両１の駆動、制動、及び、操舵を制御する。

実施の形態１による車両位置検出装置９の動作を、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。

まず、ステップＳ１０１で、衛星信頼性情報判断部２１により、ＧＰＳ衛星測位数Ｓａｔ＿Ｎｕｍに基づいて、衛星信頼性情報Ｔｒｕｓｔ＿ＧＰＳを出力する。

次に、ステップＳ１０２で、測位情報取得部２２により、ＧＰＳ情報ＧＰＳ＿Ｓｉｇｎａｌに基づいて、自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ、および、自車方位情報ＧＰＳ＿Ａｚｉｍａｔｈを演算し、出力する。

次に、ステップＳ１０３で、測位情報補正部２３により、自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ、自車方位情報ＧＰＳ＿Ａｚｉｍａｔｈ、ヨーレートＹａｗｒａｔｅ、および、車速Ｖｅｌに基づいて、補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒを演算し、出力する。補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒは、後段の高信頼性過去走行情報保存部２４及びオフセット検出部２７に入力されるだけでなく、車両制御装置１２にも入力される。

次に、ステップＳ１０４で、高信頼性過去走行情報保存部２４により、衛星信頼性情報Ｔｒｕｓｔ＿ＧＰＳ、および、補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒを入力し、高信頼性過去走行情報Ｐａｓｔ＿Ｐｏｓを演算し、出力する。

次に、ステップＳ１０５で、撮像情報補正部２５により、撮像情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏ、ヨーレートＹａｗｒａｔｅ、および、車速Ｖｅｌに基づいて、補正後撮像情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏ＿Ｃｏｒｒを演算し、出力する。

次に、ステップＳ１０６で、走行位置演算部２６により、補正後撮像情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏ＿Ｃｏｒｒに基づいて、横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓを演算し、出力する。

次に、ステップＳ１０７で、オフセット検出部２７により、衛星信頼性情報Ｔｒｕｓｔ＿ＧＰＳ、高信頼性過去走行情報Ｐａｓｔ＿Ｐｏｓ、補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒ、横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓ、および、地図情報ＭＡＰ＿Ｉｎｆｏに基づいて、オフセット情報Ｏｆｆｓｅｔを演算し、出力する。

次に、ステップＳ１０８で、走行後判定部２８により、車速Ｖｅｌに基づいて、走行後情報ＳｔｐＤｒｉｖｅを演算し、出力する。

次に、ステップＳ１０９で、地図情報補正部２９により、オフセット情報Ｏｆｆｓｅｔ、サーバー保有地図情報オフセットＯｆｆｓｅｔ＿Ｓ、地図情報ＭＡＰ＿Ｉｎｆｏ、および、走行後情報ＳｔｐＤｒｉｖｅに基づいて、補正後地図情報ＭＡＰ＿Ｃｏｒｒを演算し、車両制御装置１２に対して、出力する。

次に、車両位置検出装置９に設けられたオフセット検出部２７の動作内容を、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。

まず、ステップＳ２０１で、衛星信頼性情報Ｔｒｕｓｔ＿ＧＰＳが「１」であるかを確認する。「１」であれば、高信頼性を示す状態であるため、ステップＳ２０２へ進み、「１」でなければ、低信頼性を示す状態であるため、処理を終了する。このように、ここでは、信頼性のない自車位置情報であれば、棄却するための判断を実施する。

ステップＳ２０２で、横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓが正常出力しているかを判断する。例えば、カメラが白線等を検出できない場合は、正常に動作していないと判断し、横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓが正常出力していないと判断する。横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓが「正常」である場合、ステップＳ２０３に進み、カメラ情報を考慮した地図オフセット情報を算出するルートを通る。一方、横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓが「正常」ではない場合、ステップＳ２０６に進み、カメラ情報を考慮せず、過去の走行情報から地図オフセット情報を算出するルートを通る。

ステップＳ２０３では、補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒを地図情報ＭＡＰ＿Ｉｎｆｏ上にマッピングし、ステップＳ２０４へ進む。

ステップＳ２０４で、地図情報ＭＡＰ＿Ｉｎｆｏ上の車線中央位置から横位置情報Ｌａｔ＿Ｐｏｓ分ずらした位置と補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒとの差を演算し、オフセット情報Ｏｆｆｓｅｔとして算出し、ステップＳ２０５へ進む。カメラ情報による実際の走行情報と地図上の自車位置の差をとることで、より正確なオフセット情報を得ることが可能となる。

ステップＳ２０５で、オフセット情報Ｏｆｆｓｅｔを出力し、終了する。

一方、ステップＳ２０６では、高信頼性過去走行情報保存部２４に保存されている走行情報の中から、補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒに近い高信頼性過去走行情報を抽出し、ステップＳ２０７へ進む。

ここで、ステップＳ２０６における高信頼性過去走行情報の抽出に関して、図６を用いて説明する。図６は、同一の車線を複数回走行した場合の過去走行情報、および、補正後自車位置情報を示している。図６において、●は、１つめの過去走行情報（以下、過去走行情報１とする）を示し、▲は、２つめの過去走行情報（以下、過去走行情報２とする）を示し、★は、３つめの過去走行情報（以下、過去走行情報３とする）を示す。また、□は、補正後自車位置情報を示す。このように、同一の車線を複数回走行した場合の過去走行情報と補正後自車位置情報とを重ね、補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒを中心とする同心円６０を生成する。同心円６０の半径は、左右車線幅の１／１０〜１／１５程度、例えば、「半径２５ｃｍ以内」などと、予め、同心円６０の半径、すなわち、過去走行情報抽出範囲を設定しておけばよい。こうして、同心円６０内に含まれる過去走行情報を抽出すればよい。

ステップＳ２０７で、ステップＳ２０６での過去走行情報抽出数が予め設定したＮ個以上抽出されているか判断する。例えば、「２個」などと設定すれば良い。ここでは、走行再現性のない自車位置情報を棄却するために実施している。Ｎ個以上、過去走行情報が抽出されている場合、ステップＳ２０８へ進み、過去の走行情報から地図オフセット情報を算出するルートを通る。一方、過去走行情報の抽出数がＮ個に満たない場合、オフセット情報Ｏｆｆｓｅｔを算出せずに終了する。

ステップＳ２０８で、抽出した過去走行情報と補正後自車位置情報ＧＰＳ＿Ｐｏｓ＿Ｃｏｒｒとの平均を演算し、ステップＳ２０９へ進む。ステップＳ２０９で、平均演算結果を地図情報ＭＡＰ＿Ｉｎｆｏ上にマッピングし、ステップＳ２１０へ進む。

ステップＳ２１０で、平均演算結果と地図情報ＭＡＰ＿Ｉｎｆｏ上の車線中央位置の差を演算し、オフセット情報Ｏｆｆｓｅｔとして算出し、ステップＳ２０５へ進む。

次に、本実施の形態による効果の一例を図７に示す。図７（ａ）に、前方カメラ５によるカメラ情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏを示し、図７（ｂ）に、従来例として、カメラ情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏの地図情報ＭＡＰ＿Ｉｎｆｏへの自車マッピングを示し、図７（ｃ）に、本発明の実施の形態１による一例として、カメラ情報ＣＡＭ＿Ｉｎｆｏの補正地図情報ＭＡＰ＿Ｃｏｒｒへの自車マッピングを示している。カメラ情報として、車線中央（Ｌａｔ＿Ｐｏｓ＝０）を走行している状況を設定している。ここでは、カメラ取り付けオフセットは０としている。車線の中央位置と自車中央位置は同じ位置になる。従来技術では、地図情報ＭＡＰ＿Ｉｎｆｏへのマッピングを実施しており、地図情報にずれが含まれているため、実際の走行状況と異なり、車線中央からＯｆｆｓｅｔ分だけずれてマッピングされている。一方、本実施の形態では、走行状況に応じて地図情報のずれを検出し、補正しているため、実際の走行状況と同等の位置への自車マッピングが可能となる。

これまでの衛星測位技術では、ＧＰＳ測位誤差が１０ｍ程度発生していたが、近年の技術進歩により、ＲＴＫ−ＧＰＳや準天頂衛星の活用により、ｃｍ級の誤差まで減少することが可能となってきている。本発明は、このような高精度な測位技術を活用すること、更にはカメラによる実際の走行状況の把握や過去の走行情報の活用により、より高精度に地図の補正が成り立つと着目してなされたものである。

以上述べたように、実施の形態１による車両位置検出装置９においては、ＧＮＳＳ衛星から送信された信号を受信して、当該信号から車両の自車位置を示す衛星測位情報を取得する測位情報取得部２２と、ＧＮＳＳ衛星の運行状況に基づいて、ＧＮＳＳ衛星から送信された信号が高信頼性を示す状態か否かを判断する衛星信頼性情報判断部２１と、衛星信頼性情報判断部２１によって高信頼性を示す状態であると判断された信号から取得された衛星測位情報に基づいて地図情報１０のオフセットを検出するオフセット検出部２７とを備えている。こうして、実施の形態１による車両位置検出装置９においては、ＧＮＳＳ衛星から信号を受信した際に、ＧＮＳＳ衛星の運行状況に基づいて、当該信号の信頼性を判断し、判断結果に基づいて、高信頼性の衛星測位情報を用いて地図情報のオフセットを検出して、地図情報の補正演算を行うようにしたため、より高精度な地図情報を提供することが可能となる。これにより、自動運転に向け、自車両の位置と地図情報における位置との誤差をなくすことが可能となる。

さらに、本実施の形態１においては、衛星信頼性情報判断部２１による判断結果に基づいて、測位情報取得部２２が取得した衛星測位情報の中から、当該判断結果に基づいて、高信頼性を示す状態であると判断された信号から取得された衛星測位情報を抽出して、高信頼性過去走行情報として保存する高信頼性過去走行情報保存部２４を設けるようにしてもよい。その場合には、例えば、オフセット検出部２７が、前方カメラ５が白線を検出できない等の場合等に、今回受信した高信頼性の衛星測位情報に加えて、高信頼性過去走行情報保存部２４に保存された高信頼性過去走行情報をさらに用いて、地図情報のオフセットを検出するようにしてもよい。こうして、ＧＮＳＳ衛星による高信頼性の状態で運転者による過去に走行した結果を用いて、地図情報のズレ（オフセット）を検出することで、前方カメラ５が正常に動作していない場合にも、より高精度な地図情報を提供することが可能となる。

さらに、本実施の形態１においては、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ１１と、車両の車速を検出する車速センサ８と、ヨーレートと車速とに基づいて衛星測位情報の処理遅れを補正して、補正後衛星測位情報を出力する測位情報補正部２３とを更に備えるようにした。これにより、オフセット検出部２７は、測位情報取得部２２が取得した衛星測位情報の代わりに、測位情報補正部２３が出力する補正後衛星測位情報を用いて、地図情報１０のオフセットを検出するようにしてもよい。ＧＮＳＳ情報の受信までにはタイムディレイがあり、そのタイムディレイの遅れ時間分の処理の遅れを補正することができるので、より高精度な地図情報を提供することが可能となる。

さらに、本実施の形態１においては、車両の前方を撮像して撮像情報を出力する撮像部である前方カメラ５を更に備え、オフセット検出部２７が、撮像情報をさらに用いて、地図情報１０のオフセットを検出するようにしてもよい。この場合には、ＧＮＳＳ衛星による測位情報だけでなく、前方カメラ５による撮像情報も考慮した地図情報１０のオフセット情報が得られるので、より高精度な地図情報を提供することが可能となる。

さらに、本実施の形態１においては、ヨーレートと車速とに基づいて、前方カメラ５による撮像情報の処理遅れを補正して、補正後撮像情報を出力する撮像情報補正部２５を更に備え、オフセット検出部２７が、撮像情報の代わりに、補正後撮像情報を用いて、地図情報１０のオフセットを検出するようにしてもよい。前方カメラ５による撮像情報にはタイムディレイがあり、当該タイムディレイの間に、車両が前進または後進する、および、車両が向きを変えることなどが想定できるので、ヨーレートと車速とに基づいて、前方カメラ５による撮像情報の処理遅れを補正することで、前方カメラ５による撮像情報の処理遅れを補正することができるので、より高精度な地図情報を提供することが可能となる。

さらに、本実施の形態１においては、車両の外部に設けられた全国の地図に関する情報を保有する地図情報サーバー１３との通信を行う外部通信機４を更に備えるようにし、外部通信機４が、オフセット検出部２７が検出した地図情報１０のオフセット情報を地図情報サーバー１３に送信するようにしてもよい。その場合には、自車両からだけでなく、多数の他の車両からのオフセット情報が地図情報サーバー１３に収集されるので、地図情報サーバー１３に格納された全国の地図情報が迅速に補正され、各車両に対して、より高精度な地図情報を提供することが可能となる。これにより、他の車両との間で同等の情報を共有することが可能となり、自動運転に向け、自車両の位置と地図情報における位置との誤差をなくすことが可能となり、自動運転化に向け、有効である。

さらに、本実施の形態１においては、外部通信機４が、外部の地図情報サーバー１３から、地図情報サーバー１３が保有するサーバー保有地図情報オフセットを受信するようにしてもよい。その場合には、自車両からだけでなく、多数の他の車両から収集されたオフセット情報を地図情報サーバー１３から取得できるので、迅速に、高精度な地図情報を提供することが可能となる。これにより、他の車両との間で同等の情報を共有することが可能となり、自動運転に向け、自車両の位置と地図情報における位置との誤差をなくすことが可能となり、自動運転化に向け、有効である。

さらに、本実施の形態１においては、オフセット検出部２７が検出した地図情報１０のオフセット、または、地図情報サーバー１３から受信したサーバー保有地図情報オフセットの少なくともいずれか一方に基づき、地図情報１０を補正する地図情報補正部２９を更に備えるようにしてもよい。これにより、地図情報１０のズレ（オフセット）を補正することができる。また、地図情報１０の補正のタイミングを、オフセット検出部２７によるオフセット情報の更新タイミング毎に補正演算を実行するように設定してもよく、その場合には、即時に正確な地図情報となるため、自動運転における制御品質が向上することが見込める。

さらに、本実施の形態１においては、車両が走行中か走行後かを判定する走行後判定部２８を更に備え、地図情報補正部２９が、走行後判定部２８によって車両が走行後であると判定された場合に、地図情報１０の補正を行うようにしてもよい。その場合には、自車走行後に、地図情報１０の補正が行われるため、走行中に制御の変更がなくなるため、自動運転の制御がドライバへ与える違和感及び不快感を抑制できる。

１ 車両、２ タイヤ、３ ハンドル、４ 外部通信機、５ 前方カメラ、６ ＧＮＳＳ衛星（ＧＰＳ衛生）、７ アンテナ付き受信機、８ 車速センサ、９ 車両位置検出装置、１０ 地図情報、１１ ヨーレートセンサ、１２ 車両制御装置、１３ 地図情報サーバー、２１ 衛星信頼性情報判断部、２２ 測位情報取得部、２３ 測位情報補正部、２４ 高信頼性過去走行情報保存部、２５ 撮像情報補正部、２６ 走行位置演算部、２７ オフセット検出部、２８ 走行後判定部、２９ 地図情報補正部。

本発明は、ＧＮＳＳ衛星から信号を受信して車両の自車位置を検出する車両位置検出装置であって、前記ＧＮＳＳ衛星から送信された信号を受信して、当該信号から前記車両の自車位置を示す衛星測位情報を取得する測位情報取得部と、前記ＧＮＳＳ衛星の運行状況に基づいて、前記ＧＮＳＳ衛星から送信された前記信号が高信頼性を示す状態か否かを判断する衛星信頼性情報判断部と、前記車両のメモリ内に保存された地図情報と、前記信号のうち前記衛星信頼性情報判断部によって高信頼性を示す状態であると判断された信号から取得された前記衛星測位情報と前記地図情報とに基づいて、前記地図情報のオフセットを検出するオフセット検出部と、前記車両のヨーレートを検出するヨーレート検出部と、前記車両の車速を検出する車速検出部と、前記車両の前方を撮像して撮像情報を出力する撮像部と、前記ヨーレートと前記車速とに基づいて、前記撮像情報の処理遅れを補正して、補正後撮像情報を出力する撮像情報補正部とを備え、前記オフセット検出部は、前記補正後撮像情報をさらに用いて、前記地図情報のオフセットを検出する、車両位置検出装置である。

Claims (9)

1. ＧＮＳＳ衛星から信号を受信して車両の自車位置を検出する車両位置検出装置であって、
   前記ＧＮＳＳ衛星から送信された信号を受信して、当該信号から前記車両の自車位置を示す衛星測位情報を取得する測位情報取得部と、
   前記ＧＮＳＳ衛星の運行状況に基づいて、前記ＧＮＳＳ衛星から送信された前記信号が高信頼性を示す状態か否かを判断する衛星信頼性情報判断部と、
   前記車両のメモリ内に保存された地図情報と、
   前記信号のうち前記衛星信頼性情報判断部によって高信頼性を示す状態であると判断された信号から取得された前記衛星測位情報と前記地図情報とに基づいて、前記地図情報のオフセットを検出するオフセット検出部と
   を備えた、
   車両位置検出装置。
2. 前記衛星信頼性情報判断部による判断結果に基づいて、前記測位情報取得部が取得した前記衛星測位情報の中から、前記判断結果によって高信頼性を示す状態であると判断された前記信号から取得された前記衛星測位情報を抽出して、高信頼性過去走行情報として保存する高信頼性過去走行情報保存部
   を更に備え、
   前記オフセット検出部は、前記高信頼性過去走行情報保存部に保存された前記高信頼性過去走行情報をさらに用いて、前記地図情報のオフセットを検出する、
   請求項１に記載の車両位置検出装置。
3. 前記車両のヨーレートを検出するヨーレート検出部と、
   前記車両の車速を検出する車速検出部と、
   前記衛星測位情報と前記ヨーレートと前記車速とが入力され、前記ヨーレートと前記車速とに基づいて前記衛星測位情報の処理遅れを補正して、補正後衛星測位情報を出力する測位情報補正部と
   を更に備え、
   前記オフセット検出部は、前記衛星測位情報の代わりに、前記測位情報補正部が出力する前記補正後衛星測位情報を用いて、前記地図情報のオフセットを検出する、
   請求項１または２に記載の車両位置検出装置。
4. 前記車両の前方を撮像して撮像情報を出力する撮像部
   を更に備え、
   前記オフセット検出部は、前記撮像情報をさらに用いて、前記地図情報のオフセットを検出する、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の車両位置検出装置。
5. 前記車両のヨーレートを検出するヨーレート検出部と、
   前記車両の車速を検出する車速検出部と、
   前記車両の前方を撮像して撮像情報を出力する撮像部と、
   前記ヨーレートと前記車速とに基づいて、前記撮像情報の処理遅れを補正して、補正後撮像情報を出力する撮像情報補正部と
   を更に備え、
   前記オフセット検出部は、前記補正後撮像情報をさらに用いて、前記地図情報のオフセットを検出する、
   請求項１または２に記載の車両位置検出装置。
6. 前記車両の外部に設けられた全国の地図に関する情報を保有する地図情報サーバーとの通信を行う外部通信機
   を更に備え、
   前記外部通信機は、前記オフセット検出部が検出した前記地図情報のオフセットを前記地図情報サーバーに送信する、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載の車両位置検出装置。
7. 前記外部通信機は、前記地図情報サーバーから、前記地図情報サーバーが保有するサーバー保有地図情報オフセットを受信する、
   請求項６に記載の車両位置検出装置。
8. 前記オフセット検出部が検出した前記地図情報の前記オフセット及び前記地図情報サーバーから受信した前記サーバー保有地図情報オフセットの少なくともいずれか一方に基づき、前記地図情報を補正する地図情報補正部
   を更に備えた、
   請求項７に記載の車両位置検出装置。
9. 前記車両が走行中か走行後かを判定する走行後判定部
   を更に備え、
   前記地図情報補正部は、前記走行後判定部によって前記車両が走行後であると判定された場合に、前記地図情報の前記補正を行う、
   請求項８に記載の車両位置検出装置。

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