JP2019159349A - 情報処理装置及び移動体 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、本発明に係る情報処理装置は、自己の位置が予め決められた移動経路に沿うように移動制御することによって当該移動経路に沿って自律移動する移動体であれば、路面上を走行する自動車等の車両に限らず、船舶、飛行体(航空機、ドローンなど)、産業用ロボットなどの移動型ロボットなどに適用可能である。
本車両走行制御システムは、自動車などの自車両100の位置が予め決められた移動経路に沿うように移動制御することによって当該移動経路に沿って自車両100を自律走行(自律移動)させるものである。
撮像ユニット101は、2つの撮像部110A,110Bを備えたステレオカメラであり、2つの撮像部110A,110Bの構成は同一のものである。各撮像部110A,110Bは、それぞれ、撮像レンズ111A,111Bと、撮像素子が2次元配置された画像センサ113A,113Bを含んだセンサ基板114A,114Bと、センサ基板114A,114Bから出力されるアナログ電気信号(画像センサ113A,113B上の各受光素子が受光した受光量)をデジタル電気信号に変換した撮像画像データを生成して出力する信号処理部115A,115Bとから構成されている。本実施形態の撮像ユニット101からは、輝度画像データと視差画像データが出力される。
本実施形態では、予め決められた走行ルート(移動経路)を実際に自車両100(別の車両であってもよい。)で走行しながら(S1)、位置情報を取得する(S2)。ここで取得する位置情報は、GPSユニット103で算出される位置情報や、センサユニット104からのセンサ検出情報から算出される位置情報などである。
自車両100の自律走行を開始したら(S11)、情報処理ユニット102は、GPSユニット103からの位置情報やセンサユニット104からの各種センサ検出情報を取得して、自車両100の位置情報を算出(取得)する(S12)。また、情報処理ユニット102は、自車両100に搭載された撮像ユニット110から輝度画像データ及び視差画像データを取得して、路面上の白線と自車両100との距離を示す白線距離情報を算出する処理を行う(S20)。
白線距離情報の算出処理では、まず、情報処理ユニット102は、撮像ユニット101から輝度画像データ及び視差画像データを取得する(S21)。そして、まず、輝度画像データに基づき、自車両100の前方領域を映し出した画像中において、路面上の白線を映し出す白線画像部の候補を抽出する処理を行う(S22)。
図7は、路面を走行する自車両100を真上から見たときの図(俯瞰図)であり、自車両100の基準位置(略中心位置)を通って自車両100の進行方向に延びる軸をZ軸とし、自車両100の基準位置を通ってZ軸に直交する水平方向へ延びる軸をX軸としている。また、図7において、符号PRは、自車両100の右側に位置する白線について前記処理ステップS23で抽出される視差画像データ上の白線画像部候補点を示し、符号PLは、自車両100の左側に位置する白線について前記処理ステップS23で抽出される視差画像データ上の白線画像部候補点を示す。また、図7において、符号LRは、前記処理ステップS24において、自車両100右側の白線画像部候補点PRから算出される近似直線を示し、符号LLは、自車両100左側の白線画像部候補点PLから算出される近似直線を示す。
白線距離情報の算出処理において白線距離情報を算出できた場合(S13のYes)、情報処理ユニット102は、記憶手段の走行ルート情報を参照し(S31)、処理ステップS12で取得した位置情報が示す走行ルート上の位置に対応した目標白線距離情報が走行ルート情報に存在するか否かを判断する(S32)。この判断において、目標白線距離情報が記憶されていない場合には(S32のNo)、前回の目標白線距離情報を読み出す(S33)。一方、目標白線距離情報が記憶されている場合には(S32のYes)、処理ステップS12で取得した位置情報が示す走行ルート上の位置に対応した目標白線距離情報を記憶手段から読み出す(S34)。そして、読み出した目標白線距離情報が示す距離と、上述した白線距離情報の算出処理で算出した白線距離情報が示す距離との差分値を、誤差として算出する(S35)。
次に、本実施形態における位置情報の補正処理についての一変形例(以下、本変形例を「変形例1」という。)を説明する。
図9は、走行ルート情報の一部を地図情報上で示した説明図である。
走行ルート情報は、上述したように、所定の距離間隔ごとの目標位置情報及び目標白線距離情報が含まれている。図9においては、目標位置情報P1(x1,y1)及びこれに対応する目標白線距離情報XL1と、目標位置情報P2(x2,y2)及びこれに対応する目標白線距離情報XL2と、目標位置情報P3(x3,y3)及びこれに対応する目標白線距離情報XL3とが、走行ルート情報に含まれている。各目標位置情報には、走行ルートの開始位置から順番に番号が振られており、この番号を参照インデックスと呼ぶ。なお、隣り合う2つの目標位置情報が示す目標位置間の距離間隔L1,L2は、均一であっても不均一であってもよい。
自車両100が目標位置情報P4の示す目標位置を正確に通過した後、次の目標位置情報P5の示す目標位置に到達するまでの間、自車両100と白線WLとの距離が、目標位置情報P4に対応する目標白線距離情報XL4の示す距離A[m]に維持されるように、移動制御が行われる。
Ls = v/(3.6×f) ・・・(1)
本変形例1における位置情報の補正処理では、情報処理ユニット102は、記憶手段の走行ルート情報を参照し(S41)、処理ステップS12で取得した位置情報が示す走行ルート上の位置に対応した目標白線距離情報が走行ルート情報に存在するか否かを判断する(S42)。
自車両100と白線との距離が直近の目標白線距離情報が示す距離Aを維持しながら自車両100が走行すると、自車両100が図12の符号100−3に示す位置に達した時点で、走行ルート(図12において目標位置P4と目標位置P5とを結ぶ直線)との位置誤差εPは許容誤差εに達する。そして、更に自車両100がそのまま走行すると、走行ルートとの位置誤差εPは拡大していき、許容誤差εを超えるものとなる。
Zp = ε×√(L2−(B−A)2)/(B−A) ・・・(2)
次に、本実施形態における位置情報の補正処理についての他の変形例(以下、本変形例を「変形例2」という。)を説明する。
本変形例2は、上述した変形例1における補間条件を変更したものである。詳しくは、上述した変形例1では、走行ルートとの位置誤差εPが許容誤差εを超えないように離散的に補間目標白線距離情報を生成して補間する方法であった。これに対し、本変形例2では、走行ルートとの位置誤差εPをゼロに近付けるように連続的に補間目標白線距離情報を生成して補間する方法である。
本変形例2における位置情報の補正処理では、情報処理ユニット102は、記憶手段の走行ルート情報を参照し(S61)、処理ステップS12で取得した位置情報が示す走行ルート上の位置に対応した目標白線距離情報が走行ルート情報に存在するか否かを判断する(S62)。
図14に示すように、目標位置P4を位置ベクトルr1で示し、目標位置P5を位置ベクトルr2で示し、位置変数パラメータをt(0≦t≦1)で示すと、目標位置P4から目標位置P5までの走行ルート(目標位置P4と目標位置P5とを結ぶ直線)上における任意の地点の位置ベクトルrは、下記の式(3)によって求めることができる。
C* = A+t*×(B−A) ・・・(4)
[第1態様]
第1態様は、予め決められた移動経路(例えば走行ルート)に沿って移動体(例えば自車両100)を自律移動させるための情報処理装置(例えば情報処理ユニット102)であって、前記移動体の位置情報を取得する位置情報取得手段(例えばMPU140)と、前記移動経路上で前記移動体が目標位置に位置するときの該移動体と該移動経路上に存在する目標物(例えば白線WL)との距離を示す目標距離情報(例えば目標白線距離情報)を取得する目標距離情報取得手段(例えばMPU140)と、自律移動中に前記移動体に搭載された測距手段によって測定した該移動体と前記目標物との距離を示す測定距離情報(例えば測定白線距離情報)を取得する測定距離情報取得手段(例えばMPU140)と、前記目標距離情報取得手段が取得した目標距離情報と前記測定距離情報取得手段が取得した測定距離情報との誤差に基づいて、前記位置情報取得手段が取得した位置情報を補正する位置情報補正手段(例えばMPU140)とを有することを特徴とするものである。
ここで、自律移動中に移動体に搭載された測距手段によって測定した移動体と目標物との距離を示す測定距離情報を取得するためには、目標物を特定する処理のような比較的負荷の重い処理を必要とするため、補正の頻度は比較的低いものとなり得る。
しかしながら、本態様においては、補正後の位置情報よりは精度が落ちる補正前の位置情報に基づいて移動制御を行いつつも、その移動制御に用いる少なくとも一部の補正前位置情報については、補正による高精度な位置情報を用いることができる。その結果、従来よりも、移動体が移動経路から外れる度合いを小さくすることができ、移動体を移動経路に沿って高精度に自律移動させることができる。
第2態様は、第1態様において、前記目標距離情報は、前記移動体又は前記移動体とは別の移動体である測定用移動体(例えば自車両100)を前記移動経路に沿って移動させたときに、該測定用移動体に搭載された測距手段(例えば撮像ユニット110)によって測定した該測定用移動体と前記目標物との距離を示す距離情報を含むことを特徴とするものである。
これによれば、目標距離情報を簡易に取得することができる。
第3態様は、第1又は第2態様において、前記移動体は、道路を走行する車両(例えば自車両100)であり、前記目標物は、道路上に描かれた車両通行帯(例えば白線)を含むことを特徴とするものである。
これによれば、道路を走行する車両をより高精度に自律移動させることができる。
第4態様は、第1乃至第3態様のいずれかにおいて、前記目標距離情報取得手段は、前記移動経路上における互いに異なる複数の経路点(例えば目標位置P4と目標位置P5)ごとの前記目標距離情報を取得し、前記移動経路上における前記複数の経路点間における補間目標距離情報(例えば補間目標白線距離情報)を、前記目標距離情報取得手段が取得した前記目標距離情報から生成する補間目標距離情報生成手段(例えばMPU140)を有し、前記位置情報補正手段は、前記補間目標距離情報生成手段が生成した補間目標距離情報と前記測定距離情報取得手段が取得した測定距離情報との誤差に基づいて、前記位置情報取得手段が取得した位置情報を補正することを特徴とするものである。
これによれば、目標距離情報の情報量を抑えつつも、自律移動時の移動制御の際に移動経路から外れる度合いを小さく抑えることができ、高精度な移動制御が可能となる。
第5態様は、自己の位置が予め決められた移動経路に沿うように移動制御することによって該移動経路に沿って自律移動する移動体(例えば自車両100)であって、前記自己の位置を特定する手段として、第1乃至第4態様のいずれかの態様に係る情報処理装置を用いることを特徴とするものである。
これによれば、移動経路に沿って高精度に自律移動できる移動体を実現できる。
101 :撮像ユニット
102 :情報処理ユニット
103 :GPSユニット
104 :センサユニット
105 :フロントガラス
108 :車両走行制御ユニット
110 :撮像ユニット
120 :処理ハードウェア部
121 :視差演算部
130 :メモリ
140 :MPU
Claims (5)
- 予め決められた移動経路に沿って移動体を自律移動させるための情報処理装置であって、
前記移動体の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記移動経路上で前記移動体が目標位置に位置するときの該移動体と該移動経路上に存在する目標物との距離を示す目標距離情報を取得する目標距離情報取得手段と、
自律移動中に前記移動体に搭載された測距手段によって測定した該移動体と前記目標物との距離を示す測定距離情報を取得する測定距離情報取得手段と、
前記目標距離情報取得手段が取得した目標距離情報と前記測定距離情報取得手段が取得した測定距離情報との誤差に基づいて、前記位置情報取得手段が取得した位置情報を補正する位置情報補正手段とを有することを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1に記載の情報処理装置において、
前記目標距離情報は、前記移動体又は前記移動体とは別の移動体である測定用移動体を前記移動経路に沿って移動させたときに、該測定用移動体に搭載された測距手段によって測定した該測定用移動体と前記目標物との距離を示す距離情報を含むことを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1又は2に記載の情報処理装置において、
前記移動体は、道路を走行する車両であり、
前記目標物は、道路上に描かれた車両通行帯を含むことを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の情報処理装置において、
前記目標距離情報取得手段は、前記移動経路上における互いに異なる複数の経路点ごとの前記目標距離情報を取得し、
前記移動経路上における前記複数の経路点間における補間目標距離情報を、前記目標距離情報取得手段が取得した前記目標距離情報から生成する補間目標距離情報生成手段を有し、
前記位置情報補正手段は、前記補間目標距離情報生成手段が生成した補間目標距離情報と前記測定距離情報取得手段が取得した測定距離情報との誤差に基づいて、前記位置情報取得手段が取得した位置情報を補正することを特徴とする情報処理装置。 - 自己の位置が予め決められた移動経路に沿うように移動制御することによって該移動経路に沿って自律移動する移動体であって、
前記自己の位置を特定する手段として、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の情報処理装置を用いることを特徴とする移動体。
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2018
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