JP2018128954A - 判定装置、プログラム、記録媒体、および判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の現在位置の推定精度を更に向上させること。【解決手段】本開示は、車両の近傍の画像として、前記車両の駆動源がオフになったときの第一画像と、前記駆動源がオンになったときの第二画像と、を受け取る受付部と、前記第一画像と前記第二画像との比較結果に基づいて、前記駆動源がオフになったときと、前記駆動源がオンになったときとの間に前記車両が移動したと判定すると、前記車両の現在位置の補正処理を実行する制御部と、を備えた判定装置に向けられる。【選択図】図１

Description

本開示は、判定装置、プログラム、記録媒体、および判定方法に関する。

従来から、車両の現在位置を推定する車両位置推定装置が数多く提案されている。

ここで、高精度な現在位置推定を実現するためには、車両の初期位置すなわち、車両の駆動源ひいては車両位置推定装置がオンになった時点での車両位置が正確であることが求められる。

これに関し、例えば、車両が機械式駐車場などに入退場する場合を考えると、車両の駆動源ひいては車両位置推定装置がオフになる入場（入庫）時と、車両の駆動源ひいては車両位置推定装置が再びオンになる退場（出庫）時との間で、車両の位置が変化する場合がある。この場合、車両位置推定装置がオフになっている間に車両位置が変化していることから、出庫時における車両の位置変化を認識できず、現在位置推定を誤ってしまう問題がある。

特開２０１１−８９３５４号公報

本開示の目的は、車両の現在位置の推定精度を向上可能な判定装置、プログラム、記録媒体、および判定方法を提供することである。

本開示の第一形態は、
車両の近傍の画像として、前記車両の駆動源がオフになったときの第一画像と、前記駆動源がオンになったときの第二画像と、を受け取る受付部と、
前記第一画像と前記第二画像との比較結果に基づいて、前記駆動源がオフになったときと、前記駆動源がオンになったときとの間に前記車両が移動したと判定すると、前記車両の現在位置の補正処理を実行する制御部と、
を備えた判定装置に向けられる。

本開示の第二形態は、
コンピューターに、
車両の近傍の画像として、前記車両の駆動源がオフになったときの第一画像と、前記駆動源がオンになったときの第二画像と、を受け取る受付ステップと、
前記第一画像および前記第二画像の比較結果に基づいて、前記駆動源がオフになったときと、前記駆動源がオンになったときとの間に前記車両が移動したと判定すると、前記車両の現在位置の補正処理を実行する補正ステップと、を実行させるプログラムに向けられる。

本開示の第三形態は、
コンピューターに、
車両の近傍の画像として、前記車両の駆動源がオフになったときの第一画像と、前記駆動源がオンになったときの第二画像と、を受け取る受付ステップと、
前記第一画像および前記第二画像の比較結果に基づいて、前記駆動源がオフになったときと、前記駆動源がオンになったときとの間に前記車両が移動したと判定すると、前記車両の現在位置の補正処理を実行する補正ステップと、を実行させるプログラムを記録した記録媒体に向けられる。

本開示の第四形態は、
車両の近傍の画像として、前記車両の駆動源がオフになったときの第一画像と、前記駆動源がオンになったときの第二画像と、を受け取る受付ステップと、
前記第一画像および前記第二画像の比較結果に基づいて、前記駆動源がオフになったときと、前記駆動源がオンになったときとの間に前記車両が移動したと判定すると、前記車両の現在位置の補正処理を実行する補正ステップと、を備えた判定方法に向けられる。

本開示によれば、車両の現在位置の推定精度が更に向上可能となる。

本開示の一形態に係る車両位置推定装置及び判定装置が搭載された車両を示す模式図 判定装置の構成を示すブロック図 判定装置の処理手順を示すフロー図

以下、図面を参照しつつ、本開示の一形態に係る車両位置推定装置及び判定装置を詳説する。

＜１．定義＞
下表１は、下記の説明で使用される頭字語や略語の意味を示す。

また、本開示では、初期位置とは、車両位置推定装置が電源オフ（シャットダウン）の状態から電源オンの起動状態になった時点での車両の自己位置をいう。

＜２．実施形態＞
＜２−１．車両位置推定装置及び判定装置の構成＞
図１において、車両Ｖには、地図記憶部１と、少なくとも一つの撮像装置２と、電波航法による測位装置３と、自立航法センサ群４と、車両位置推定ＥＣＵ５と、車両制御部６と、判定装置７と、が搭載されている。

地図記憶部１は、例えばＡＤＡＳ地図データを格納する。ＡＤＡＳ地図データは、道路網を構成する各道路の延長方向や形状など、車両Ｖが走行可能な道路に関する種々の情報を含む。

少なくとも一つの撮像装置２は、本開示では、車両Ｖの周囲（好ましくは、前後左右の四方）を撮像する撮像装置２Ｆ，２Ｂ，２Ｌおよび２Ｒである。撮像装置２Ｆおよび２Ｂは、車両Ｖの前方および後方の路面を含む景色を撮像するように、例えば車両Ｖのバンパーに搭載され、撮像装置２Ｌおよび２Ｒは、車両Ｖの左方向および右方向の路面を含む景色を撮像するように、車両Ｖの各ドアミラーに搭載される。各撮像装置は、例えばＣＣＤカメラなど、画像センサを備えた各種のカメラを使用することができる。

本開示では、上記のように、撮像装置２Ｆ，２Ｂ，２Ｌ，２Ｒが互いに異なる方向を撮像することにより、車両Ｖの周囲の路面を含む景色を全周囲画像として撮像できるようになっている。

測位装置３は、例えばＧＰＳ受信機であって、測位システム（本開示の場合ＧＰＳ）に備わる複数の人工衛星からの受信信号から、車両Ｖの現在の絶対位置を示す情報を出力する。

自立航法センサ群４は、例えば、方位センサおよび速度センサを含む。方位センサは、車両Ｖの進行方向を示す信号を出力する。速度センサは、車両Ｖの移動速度を示す信号を出力する。なお、センサ群４は、速度センサの代わりに加速度センサや外界センサ（典型的にはステレオカメラ）を含んでいても良いし、方位センサの代わりに角加速度センサを含んでいても良い。

車両位置推定ＥＣＵ５は、車両Ｖの現在位置を推定する装置であって、地図記憶部１と、電波航法による測位装置３と、自立航法センサ群４と、が接続される。車両位置推定ＥＣＵ５は、自己位置推定アルゴリズムを実行し、これらの各部から地図データやセンサデータ等の各種データを受け取って車両Ｖの自車位置（現在位置）を高精度に導出し、導出された車両Ｖの現在位置を車両制御部６へ出力する。

車両制御部６は、本開示では、車両Ｖの自動運転を行うために、車両Ｖの駆動源のアクセル開度、操舵装置の操舵量、制動装置の減速度などを制御するための車両制御ＥＣＵである。

判定装置７は、車両位置推定ＥＣＵ５と通信可能に接続され、車両位置推定ＥＣＵ５と協働して動作する装置である。図２に示すように、判定装置７は、例えば、基板上に実装された、入力インターフェース等の受付部７１と、演算処理を行うＣＰＵ等の制御部７２と、出力インターフェース等の出力部７３と、を備えるＥＣＵである。

判定装置７において、入力部７１は、撮像装置２が接続され、車両Ｖの駆動源（エンジンや駆動モータなど）のオフ及びオンになったときに、撮像装置２から全周囲画像を受け取る役割を担う。また、受付部７１は、車両位置推定ＥＣＵ５が接続され、車両位置推定ＥＣＵ５から車両Ｖの現在位置の値を受け取る。制御部７２は、これら各部から受け取ったデータを不図示のメモリに保存する。また、制御部７２は、予め格納されているプログラムを実行して、受付部７１の入力情報や入力信号から、車両Ｖの初期位置に関する各種の処理を行う。出力部７３は、制御部７２による処理結果を車両位置推定ＥＣＵに通知する。また、出力部７３は、制御部７２による撮像命令を撮像装置２に出力する。

＜２−２．判定装置の処理＞
次に、図３を参照して、判定装置７の制御部７２が行う処理手順について説明する。

ステップＳ１において、制御部７２は、車両Ｖの駆動源（車輪を駆動するエンジンやモーター、以下同じ。）がオフになったタイミングで、撮像装置２に撮像命令を出力し、撮像装置２から全周囲画像を受け取る。制御部７２は、受付部７１で受け取った全周囲画像を第一画像としてメモリに保存する。このとき、制御部７２は、駆動源がオフになったタイミングでの車両Ｖの位置を、車両位置推定ＥＣＵ５が保存しておく旨あるいは車両位置推定ＥＣＵ５から判定装置７に送る旨の命令を、車両位置推定ＥＣＵ５に対して出力してもよい。また、車両Ｖは、自車のアクセサリ電源ひいては全ての電源がオフになった後にもステップＳ１の処理を完結できるようにするために、専用のバッテリーを付加的に備えた構成としてもよい。

ステップＳ２において、制御部７２は、車両Ｖの駆動源がオンになったタイミングで、撮像装置２に撮像命令を出力し、撮像装置２から全周囲画像を受け取る。制御部７２は、受け取った全周囲画像を第二画像としてメモリに保存する。

続いて、制御部７２は、第一画像と第二画像とを比較して（ステップＳ３）、かかる比較の結果から、車両Ｖが移動したか否かを判定する（ステップＳ４）。

車両Ｖが移動したか否かの判定は、公知のパターンマッチングの手法を用いて行うことができる。例えば、制御部７２は、第一画像と第二画像の画像（画素）同士の類似度の値を算出し、かかる類似度の値が閾値を超える場合には第一画像と第二画像が同一であるとみなして車両Ｖは移動していないと判定する（ステップＳ４、ＮＯ）。他方、類似度の値が閾値以下の場合には車両Ｖは移動したと判定する（ステップＳ４、ＹＥＳ）。

或いは、制御部７２は、第一画像と第二画像の特徴点をそれぞれ抽出して、抽出された特徴点同士の類似度の値を算出してもよい。この場合も、制御部７２は、かかる類似度の値が閾値を超える場合には第一画像と第二画像が同一であるとみなして車両Ｖは移動していないと判定し（ステップＳ４、ＮＯ）、類似度の値が閾値以下の場合には車両Ｖは移動したと判定する（ステップＳ４、ＹＥＳ）。

このような処理を行うことで、仮に駆動源のオフ時及びオン時における車両Ｖの２次元平面上の位置が互いに同一であっても、かかる２次元平面上で車両Ｖが上下方向に移動している或いは回転しているような場合、車両Ｖは移動されたもの（ステップＳ４、ＹＥＳ）と判定される。

制御部７２は、車両Ｖが移動していないと判定した場合（ステップＳ４、ＮＯ）、車両Ｖの駆動源がオフになったタイミングでの車両Ｖの位置を自己位置推定の初期位置として採用する旨を、車両位置推定ＥＣＵ５に通知し（ステップＳ５）、処理を終了する。

他方、制御部７２は、車両Ｖが移動していると判定した場合（ステップＳ４、ＹＥＳ）、ステップＳ３での第一画像と第二画像との比較結果により、車両Ｖの位置の補正量を算出する処理を行なう（ステップＳ６）。続いて、制御部７２は、ステップＳ６の処理で補正量が算出できたか否かを判定する（ステップＳ７）。

ステップＳ６の補正量の算出の処理は、例えば、第二画像を第一画像に同化させる、すなわち第二画像に映っている各被写体の画像中の位置（配置）を第一画像に映っている各被写体の画像中の位置（配置）と一致するようにシフトさせて、一致した際のシフト量（距離や角度）を算出することにより、求めることができる。

但し、第一画像に映っている各被写体と第二画像に映っている各被写体が全く異なり、共通する被写体（物体）が全く無いような場合、制御部７２は、補正量を算出することができない。言い換えると、車両Ｖの移動量が大きいため、第一画像と第二画像とで映っている範囲に重なりが無いような場合、ステップＳ６で補正量を算出することができない。したがって、このような場合、制御部７２は、補正量が算出できなかったと判定し（ステップＳ７、ＮＯ）、ステップＳ１０に移行する。

他方、第一画像に映っている各被写体と第二画像に映っている各被写体との間に共通する被写体（物体）があれば、制御部７２は、当該共通する被写体に関して上述したようなシフト及びシフト量を算出する処理を行って、補正量を算出することができる。言い換えると、車両Ｖの移動量が少なく、第一画像と第二画像とで映っている範囲の多くが重なっている、または単にずれているような場合には、両方の画像間の移動量が判るため、ステップＳ６で補正量を算出することができる。したがって、このような場合、制御部７２は、補正量が算出できたと判定し（ステップＳ７、ＹＥＳ）、ステップＳ８に移行する。

ステップＳ８で、制御部７２は、算出された補正量を用いて車両Ｖの自己位置を補正する。具体的には、制御部７２は、第一画像を撮影したタイミングの自己位置に上述の補正量すなわち移動量を加算することで、車両Ｖの自己位置を補正し、第二画像を撮影したタイミングの自己位置を求める。

続くステップＳ９で、制御部７２は、当該補正量（移動量）とともに、補正後の車両Ｖの位置を自己位置推定の初期位置として採用する旨を車両位置推定ＥＣＵ５に通知し、処理を終了する。

他方、補正量が算出できなかったと判定した場合（ステップＳ７、ＮＯ）のステップＳ１０で、制御部７２は、その旨、すなわち車両Ｖの自己位置推定の初期位置にエラーが生じた旨を車両位置推定ＥＣＵ５に通知し、処理を終了する。この場合、車両位置推定ＥＣＵ５は、上記の測位装置３から車両Ｖの絶対位置を取得し、取得された位置を車両Ｖの現在位置と推定する。

以上の図３の処理は、車両Ｖの駆動源がオフとなって車両位置推定装置が電源オフ（シャットダウン）の状態となった後に再び駆動源がオンになって車両位置推定装置が電源オンの起動状態になる駐停車などのイベントが発生する毎に、繰り返し実行される。

他の例として、ステップＳ３において、制御部７２は、第一画像と第二画像のそれぞれに対し、例えば路面エリアや建物などの非移動物が映っている領域を公知の手法で抽出し、該抽出された領域の画像同士を比較してもよい。この場合、移動する可能性がある他の車両や歩行者などは比較の領域外となるので、ステップＳ４の判定やステップＳ６の補正における精度や処理速度の向上が期待できる。

＜２−３．本判定装置の作用・効果＞
上記の通り、本開示では、車両Ｖの駆動源がオフになったときの車両Ｖの近傍の景色の画像と、駆動源がオンになったときの車両Ｖの近傍の景色の画像との比較に基づいて車両Ｖの現在位置の値を補正する構成としている。

このため、本開示では、例えば機械式駐車場を利用したようなケースにおいて、出庫時における車両Ｖの現在位置（初期位置）が入庫時に対して移動した場合であっても、ある程度の移動であれば、初期位置を補正することができる。したがって、本開示の判定装置によれば、車両Ｖの初期位置の推定精度を更に向上させることができる。

他方、本開示の判定装置では、第一画像と第二画像との比較の結果、初期位置を補正することができなかった場合、車両Ｖに大きな移動が発生しているものとみなし、初期位置を補正できなかった旨を車両位置推定装置である車両位置推定ＥＣＵ５に通知する。したがって、このような場合、例えば車両Ｖが船や飛行機等によって遠隔地に輸送されたような場合であっても、車両位置推定装置が再度起動状態となったときに、初期位置を誤ったまま自動運転を開始するような事態を防止することができる。

また、例えば特許文献１のように、駐車場などの設備側に撮像部を設けて車両を撮像する構成の場合、車両の外部に、車両の自己位置や方向を検出するための計測装置が必要となり、さらに、かかる計測装置からの検知結果を受け取るための通信機が必要となる。これに対し、本開示では、自車両すなわち車両Ｖが備える撮像装置２による撮像画像を利用して図３の各処理を行っており、自車両のみで処理を完結させることができる。

＜２−４．付記＞
本開示では、車両Ｖの近傍の景色として、車両Ｖの周囲の景色を４つの撮像装置２Ｆ，２Ｂ，２Ｌおよび２Ｒから撮像した全周囲画像を、第一画像及び第二画像として使用する。他の例として、これら４つの撮像装置２Ｆ，２Ｂ，２Ｌ，２Ｒのうちのいずれか１つまたは３つ以内の撮像装置から撮像した画像を、第一画像及び第二画像として使用してもよい。

また、本開示では、車両Ｖの近傍の景色を撮像した画像を、第一画像及び第二画像として使用する。他の例として、車両Ｖの近傍の各物体（被写体）との距離データを含めた距離画像を、第一画像及び第二画像として使用してもよい。この場合、例えば赤外線ＬＥＤを含む距離画像センサを用い、公知のＴＯＦ（Time Of Flight）方式による距離計測を行うことで、車両Ｖの移動の有無（第一画像及び第二画像の類似度の値の算出）等を判定すればよい。

また、本開示では、車両位置推定装置と判定装置とを別個のプロセッサに実装する形態とした。他の例として、車両位置推定装置と判定装置とを一つのプロセッサに実装して両装置を一体化する形態としてもよい。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本開示に係る判定装置等は、車両の初期位置の推定精度が更に向上可能であり、車載用途に好適である。

２ 撮像装置
５ 車両位置推定ＥＣＵ
７ 判定装置

Claims (7)

1. 車両の近傍の画像として、前記車両の駆動源がオフになったときの第一画像と、前記駆動源がオンになったときの第二画像と、を受け取る受付部と、
   前記第一画像と前記第二画像との比較結果に基づいて、前記駆動源がオフになったときと、前記駆動源がオンになったときとの間に前記車両が移動したと判定すると、前記車両の現在位置の補正処理を実行する制御部と、
   を備える判定装置。
2. 前記制御部は、前記第一画像と前記第二画像の各々から非移動物が映っている領域を抽出し、前記第一画像から抽出された領域と、前記第二画像から抽出された領域との比較結果に基づいて、前記駆動源がオフになったときと、前記駆動源がオンになったときとの間に前記車両が移動したか否かを判定する、
   請求項１に記載の判定装置。
3. 前記判定装置は、前記車両の現在位置を推定する車両位置推定装置と通信可能に接続されており、
   前記制御部は、前記補正処理により前記車両の現在位置を補正できた場合には、補正後の前記車両の現在位置を、前記車両位置推定装置に通知し、前記補正処理により前記車両の現在位置を補正できなかった場合には、その旨を前記車両位置推定装置に通知する、
   請求項２に記載の判定装置。
4. 前記受付部は、前記車両で用いられるセンサにより得られた前記第一画像及び前記第二画像を受け取る、
   請求項１に記載の判定装置。
5. コンピューターに、
   車両の近傍の画像として、前記車両の駆動源がオフになったときの第一画像と、前記駆動源がオンになったときの第二画像と、を受け取る受付ステップと、
   前記第一画像および前記第二画像の比較結果に基づいて、前記駆動源がオフになったときと、前記駆動源がオンになったときとの間に前記車両が移動したと判定すると、前記車両の現在位置の補正処理を実行する補正ステップと、を実行させるプログラム。
6. コンピューターに、
   車両の近傍の画像として、前記車両の駆動源がオフになったときの第一画像と、前記駆動源がオンになったときの第二画像と、を受け取る受付ステップと、
   前記第一画像および前記第二画像の比較結果に基づいて、前記駆動源がオフになったときと、前記駆動源がオンになったときとの間に前記車両が移動したと判定すると、前記車両の現在位置の補正処理を実行する補正ステップと、を実行させるプログラムを記録した記録媒体。
7. 車両の近傍の画像として、前記車両の駆動源がオフになったときの第一画像と、前記駆動源がオンになったときの第二画像と、を受け取る受付ステップと、
   前記第一画像および前記第二画像の比較結果に基づいて、前記駆動源がオフになったときと、前記駆動源がオンになったときとの間に前記車両が移動したと判定すると、前記車両の現在位置の補正処理を実行する補正ステップと、を備える判定方法。

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