JP2018141716A - 位置推定装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施形態1の位置推定装置200の動作の一部を説明するための図である。位置推定装置200は、対象車両10(第1の車両)の位置を推定する装置である。例えば対象車両10は自動運転車である。自動運転車では、計算機(例えば ECU(Electronic Control Unit))によって自車位置の推定(localization)が行われ、推定された自車位置を利用して走行の制御が行われる。位置推定装置200は、この自車位置の推定を行う機能を持つ。以下では、推定される対象車両10の自車位置のことを、対象車両10の推定位置とも表記する。
図6は、実施形態1に係る位置推定装置200の機能構成を例示するブロック図である。位置推定装置200は、取得部202、相対位置特定部204、及び推定位置算出部206を有する。取得部202は、周辺車両20から車両位置情報を取得する。相対位置特定部204は、センサ12の計測結果を用いて、対象車両10を基準とする周辺車両20の相対位置を算出する。推定位置算出部206は、取得した車両位置情報及び算出した相対位置を利用して、対象車両10の推定位置を算出する。
位置推定装置200の各機能構成部は、各機能構成部を実現するハードウエア(例:ハードワイヤードされた電子回路など)で実現されてもよいし、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせ(例:電子回路とそれを制御するプログラムの組み合わせなど)で実現されてもよい。以下、位置推定装置200の各機能構成部がハードウエアとソフトウエアとの組み合わせで実現される場合について、さらに説明する。
位置推定装置200は、例えば対象車両10に設置される。図8は、対象車両10の内部に設置されている位置推定装置200を例示する図である。ECU 240は、位置推定装置200を実現する計算機である。対象車両10は、ECU 240によって算出される推定位置を利用して走行の制御が行われる車両である。例えば対象車両10の走行は、ギア、エンジン、及びステアリングなどの機構を制御することによって制御される。なお、自車位置の推定結果に基づいて車両の走行の制御方法を決定し、決定された制御方法に基づいて車両に設けられている各種の機構を制御する技術には、既存の技術を利用することができる。
図9は、実施形態1の位置推定装置200によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。取得部202は、周辺車両20から車両位置情報を取得する(S102)。相対位置特定部204は、センサ12による計測結果を利用して、対象車両10を基準とする周辺車両20の相対位置を特定する(S104)。推定位置算出部206は、S102で取得した車両位置情報、及びS104で算出した相対位置を用いて、対象車両10の推定位置を算出する(S106)。
取得部202は、周辺車両20から車両位置情報を取得する(S102)。車両位置情報の取得には、任意の通信方法を利用できる。例えば、いわゆる車車間通信を利用することができる。車車間通信によって他の車両から情報を取得する技術には、既存の技術を利用することができる。
相対位置特定部204は、対象車両10を基準とする周辺車両20の相対位置を特定する(S104)。センサ12による計測結果を利用して対象車両10を基準とする周辺車両20の相対位置を特定する技術には、ライダなどのセンサを用いて周囲の建物や障害物の位置を特定する既存の技術を利用することができる。
推定位置算出部206は、S102で取得した車両位置情報、及びS104で特定した周辺車両20の相対位置を用いて、対象車両10の推定位置 A^ を算出する(S106)。ここで一般に、車両の自車位置の推定は、自車位置を確率分布で表し、この確率分布を繰り返し更新していくことで行われる。以下、対象車両10の推定位置の確率分布を P(a) と表記する。
このケースにおいて、車両位置情報は、周辺車両20の推定位置を示す。そこで推定位置算出部206は、車両位置情報に示される周辺車両20の推定位置を、環境地図上における対象ランドマークの絶対位置 L として扱う。また推定位置算出部206は、相対位置特定部204によって特定された、対象車両10を基準とする周辺車両20の相対位置を、対象車両10を基準とする対象ランドマークの相対位置 Z として扱う。以上により、上述した(a)と(b)が特定される。
まず推定位置算出部206は、環境地図から、環境地図上のランドマーク30の絶対位置 L を取得する。こうすることで、対象ランドマークの絶対位置が特定される。
推定位置算出部206によって対象ランドマークとして扱われるものには、1)センサ12によって直接検出できるランドマーク、2)周辺車両20、及び3)周辺車両20によって検出されるランドマーク30がある。ここで、対象車両10の推定位置の一回の更新に、少なくともn個(nは正の整数)の対象ランドマークが必要であるとする。この場合において、センサ12によって直接検出できるランドマークの数がn未満であるとき、推定位置算出部206は、周辺車両20又は周辺車両20によって検出されるランドマーク30を対象ランドマークとして扱う。この際、位置推定装置200は、ランドマーク30と周辺車両20のいずれか一方のみを対象ランドマークとして扱うように予め構成されていてもよいし、状況によってこれらのどちらを対象ランドマークとして扱うかを決定するように構成されていてもよい。
推定位置算出部206は、(1)周辺車両20から取得される車両位置情報、及び(2)センサ12を用いて特定される対象車両10を基準とする周辺車両20の相対位置を用いて、対象車両10の推定位置を算出する。ここで、周辺車両20が複数存在する場合、推定位置算出部206は、各周辺車両20から取得される車両位置情報と、対象車両10を基準とする各周辺車両20の相対位置との対応づけを行う必要がある。言い換えれば、推定位置算出部206は、車両位置情報と、センサ12によって検出される周辺車両20との対応付けを行う必要がある。
例えば上記マッチングは、センサ12による計測結果と各周辺車両20の特徴情報を用いて行われる。具体的には、推定位置算出部206は、センサ12による計測結果を用い、各周辺車両20について、前面、背面、及び側面などの様々な部分のサイズを特定する。そして推定位置算出部206は、各特徴情報によって示される周辺車両20のサイズと、センサ12を利用して特定された各周辺車両20のサイズとをマッチングすることにより、車両位置情報と、センサ12によって検出された周辺車両20とをマッチングする。
例えば、車両位置情報と、センサ12によって検出された周辺車両20とのマッチングは、対象車両10に設けられたカメラによる撮像結果と各周辺車両20の特徴情報とを用いて行われる。具体的には、推定位置算出部206は、カメラによって生成される撮像画像から、特徴情報に示される特徴を持つ周辺車両20を検出する。さらに推定位置算出部206は、この撮像画像における周辺車両20の位置、及びその撮像画像が生成された時のカメラの画角に基づいて、この周辺車両20が位置する方向を特定する。そして推定位置算出部206は、この特定した方向を用いて、撮像画像から検出された周辺車両20が、センサ12によって検出された複数の周辺車両20のうちのどれであるかを特定する。こうすることで、特定された周辺車両20が、特徴情報と共に取得した車両位置情報と対応づけられる。
実施形態2の位置推定装置200の機能構成は、実施形態1の位置推定装置200の機能構成と同様に、図6で表される。以下で説明する事項を除き、実施形態2の位置推定装置200は、実施形態1の位置推定装置200と同様の機能を有する。
推定位置算出部206は、周辺車両20から取得する確度情報に示される確度指標値の大きさに基づいて、その周辺車両20から取得する車両位置情報を対象車両10の推定位置の算出に利用するか否かを決定する。例えば或る周辺車両20から取得した確度情報に示されている確度指標値が所定値以上である場合、推定位置算出部206は、その周辺車両20から取得した車両位置情報を利用する。一方、周辺車両20から取得した確度情報に示されている確度指標値が所定値未満である場合、推定位置算出部206は、その周辺車両20から取得した車両位置情報を利用しない。
一般に、センサの計測結果には誤差が含まれる。そこで、センサによる検出結果に基づいて車両の推定位置を更新する処理(前述した第2の更新処理)の精度を上げるために、センサの確度が利用される。例えば数式(1)では、対象車両10の推定位置 A の尤度 P(Z1,...,Zn|A) の算出において、センサの確度が利用される。
前述したように、例えば位置推定装置200は、周辺車両20を、周辺車両20によって検出されるランドマーク30よりも優先して、対象ランドマークとして扱う。その具体的な方法には、例えば前述した確度情報を利用する方法がある。以下、図17を用いて具体的に説明する。
実施形態2の位置推定装置200のハードウエア構成は、実施形態1の位置推定装置200のハードウエア構成と同様に、例えば図7で表される。また本実施形態において、前述したストレージデバイス108に記憶されるプログラムモジュールには、本実施形態で説明した機能を実現するプログラムがさらに含まれる。
20 周辺車両
30 ランドマーク
100 計算機
102 バス
104 プロセッサ
106 メモリ
108 ストレージデバイス
110 入出力インタフェース
112 ネットワークインタフェース
200 位置推定装置
202 取得部
204 相対位置特定部
206 推定位置算出部
Claims (12)
- 第1車両の周囲に存在する第2車両から、前記第2車両の位置に関する情報である車両位置情報を取得する取得手段と、
前記第1車両に設けられているセンサの計測値を用いて、前記第1車両を基準とする前記第2車両の相対位置を算出する相対位置特定手段と、
前記第2車両から取得した車両位置情報、及び前記第1車両を基準とするその第2車両の相対位置を用いて、前記第1車両の推定位置を算出する推定位置算出手段と、を有する位置推定装置。 - 前記車両位置情報は、前記第2車両の推定位置を示し、
前記推定位置算出手段は、前記第2車両の推定位置を用いて前記第1車両の推定位置を算出する、請求項1に記載の位置推定装置。 - 前記車両位置情報は、前記第2車両に設けられているセンサによって計測されたランドマークの位置を示し、
前記推定位置算出手段は、前記ランドマークの位置を用いて前記第1車両の推定位置を算出する、請求項1に記載の位置推定装置。 - 前記推定位置算出手段は、前記センサによってランドマークが検出できるか否かを判定し、前記ランドマークが検出できない場合に、前記第2車両から取得した車両位置情報、及び前記第1車両を基準とするその第2車両の相対位置を用いて、前記第1車両の推定位置を算出する、請求項1〜3いずれか一項に記載の位置推定装置。
- 前記取得手段は、前記第2車両から、前記車両位置情報が示す情報の正確さを表す確度指標値を取得し、
前記推定位置算出手段は、前記確度指標値を用いて前記第1車両の推定位置を算出する、請求項1〜4いずれか一項に記載の位置推定装置。 - 前記推定位置算出手段は、前記第2車両から取得した前記確度指標値が所定値以上である場合に、その第2車両から取得した前記車両位置情報を利用する、請求項5に記載の位置推定装置。
- 前記車両位置情報は、前記第2車両の推定位置、前記第2車両に設けられているセンサによって計測されたランドマークの位置、及び前記確度指標値を示し、
前記確度指標値は、前記第2車両の推定位置の確度を表す第1確度指標値と、前記ランドマークの位置の確度を表す第2確度指標値を含み、
前記推定位置算出手段は、
前記第1確度指標値が所定値以上である場合に、前記第2車両の推定位置を用いて前記第1車両の推定位置を算出し、
前記第1確度指標値が前記所定値未満であって前記第2確度指標値が前記所定値以上である場合に、前記ランドマークの位置を用いて前記第1車両の推定位置を算出する、請求項5に記載の位置推定装置。 - 前記取得手段は、複数の第2車両それぞれから前記第2車両の特徴を表す特徴情報を取得し、
前記推定位置算出手段は、前記第2車両から取得する特徴情報を用いて、その第2車両から取得する車両位置情報を、複数の前記第2車両それぞれについて算出された前記第1車両を基準とする相対位置の内の1つと対応付ける、請求項1〜7いずれか一項に記載の位置推定装置。 - 前記特徴情報は、前記第2車両のサイズ又は形状を示し、
前記推定位置算出手段は、前記センサの計測結果に基づいて前記第2車両のサイズ又は形状を特定し、前記特定されたサイズを表す前記特徴情報を特定し、その第2車両について特定された前記第1車両を基準とする相対位置を、その特徴情報を提供した第2車両によって提供された前記車両位置情報と対応づける、請求項8に記載の位置推定装置。 - 前記特徴情報は、前記第2車両のサイズ、色、及び形状のいずれか一つ以上を示し、
前記第1車両には、前記第2車両を撮像して撮像画像を生成するカメラが設けられており、
前記推定位置算出手段は、前記撮像画像及び前記特徴情報を用いて、前記第1車両からその特徴情報を提供した前記第2車両へ向かう方向を特定し、
各前記第2車両について特定された前記第1車両を基準とする相対位置及び前記方向に基づいて、前記特徴情報とその相対位置との対応付けを決定し、前記決定された対応付けによって、前記車両位置情報とその相対位置との対応付けを決定する、請求項8に記載の位置推定装置。 - コンピュータによって実行させる制御方法であって、
第1車両の周囲に存在する第2車両から、前記第2車両の位置に関する情報である車両位置情報を取得する取得ステップと、
前記第1車両に設けられているセンサの計測値を用いて、前記第1車両を基準とする前記第2車両の相対位置を算出する相対位置特定ステップと、
前記第2車両から取得した車両位置情報、及び前記第1車両を基準とするその第2車両の相対位置を用いて、前記第1車両の推定位置を算出する推定位置算出ステップと、を有する制御方法。 - 請求項11に記載の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるプログラム。
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