JP2019533152A - 車両を位置特定するための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

デジタルマップ（１２）を使用して車両を位置特定する方法および対応するシステムが記載される。本発明によれば、デジタルマップ（１２）によって１つ以上の所定の属性（１３）を特徴（４）に割り当て、該属性（１３）が、現在提供されているデジタルマップ（１２）に比較して生じる可能性のある特徴（４）の実際の変化（Ａ）の特性を表すために設けられている。さらに割り当てられた属性（１３）に基づいて、変化（Ａ）のそれぞれの確率（Ｐ）を決定し、決定された対応する確率（Ｐ）を取り入れて、車両（２）が位置特定される。

Description

本発明は、車両を位置特定するための方法およびシステムに関する。特に本発明は、デジタルマップを使用して車両を位置特定するための方法およびシステムに関する。

運転者支援システムは公知であり、車両を制御するために広範に使用される。さらに、将来は高度に自動化された、もしくは完全に自動化された多数の運転者支援機能が設けられ、これらの機能では車両は運転者による持続的な監視なしに自動的に制御される。特に高度自動運転および完全自動運転においては車両の正確で最新の位置特定を常に行うことができる車両の性能もしくは対応する機能の性能が特に重要である。すなわち、車両が現在どこにいるのかについての正確な情報を常に有することが求められている。

この場合、運転者支援システムおよび自動運転システムは、デジタルマップもしくは電子式のロードマップの使用に依存していることが多く、位置特定のためには、センサによって検出された特徴と提供されているマップの特徴との比較を行うことができる。位置を特定する場合には、マップに保存された特徴が最新であり、現実に対応していることが頼りである。

大韓民国特許出願公開第２０１００００３８６号明細書には、車両ナビゲーションシステムおよび電子マップを更新する方法が記載されており、受信された変化データと既存のマップデータとが比較され、続いてそれぞれのマップ範囲の変化度合い（変化率）の百分率が計算され、計算された変化度合いはマップ範囲に応じて異なっていてもよい。このようにして計算された百分率が閾値を超えた場合には、マップ範囲の対応する更新が自動的に行われる。この場合、閾値は範囲または道路の種類に応じて異なっていてもよい。そのほかの点では変化に関する決定は運転者にゆだねられ、運転者は表示によって決断を補助する情報を得る。

さらに、誤った、または古くなったマップをできるだけ速やかに検出し、車両および／または機能に伝達することができるシステムおよび方法を提供することが求められている。

独立形式請求項に記載の車両を位置特定するためのシステムおよび方法、対応する車両、および車両に関連して使用するために設けられたコンピュータプログラム製品が提供される。

本発明の好ましい実施形態が引用形式請求項により明らかである。

本発明の一態様によれば、特に車両の周辺環境の特徴を描写するデジタルマップを使用して車両を位置特定する方法が提供される。この場合、デジタルマップによって１つ以上の所定の属性が特徴に割り当てられ、これらの属性は、現在提供されているデジタルマップに比べて生じる可能性のある特徴の変化の特性を表すために設けられている。さらに、割り当てられた属性に基づいて変化のそれぞれの確率が決定され、決定された確率を取り入れて、車両が位置特定される。

本発明の別の態様によれば、さらに車両を位置特定するための対応するシステムが提供され、このシステムは、デジタルマップと、デジタルマップを使用して車両を位置特定するための位置特定ユニットとを備える。デジタルマップと比較して時間波形に生じるそれぞれの特徴の変化を考慮するために、デジタルマップはそれぞれの特徴に関して対応する１つ以上の所定の属性を備える。さらに、位置特定ユニットが、属性に基づいて変化の対応する確率を決定し、車両を位置特定する場合に取り入れるように構成されている。

本発明のこの態様により、誤った、または古くなったマップの特定または検出を改善することができる。これは、デジタルマップが従来の情報に加えて、マップによって描写される特徴について、特徴のための最新の変化確率を決定するための役割を果たす属性を表示できることによって可能になる。したがって、位置特定技術の開発が進むにつれて、より正確に取り込むことができる特徴の数が増大した場合には、特徴が少なくとも部分的にもはや最新ではなく、途中で変化が生じることをも一層考慮に入れるべきであるという状況に対応することができることは好ましい。

この場合、１つ以上の所定の属性の割り当ては、所定の属性について拡張されたデジタルマップを使用することを含んでいてもよく、拡張は、例えば付加的なデジタルマップ層を提供することによってなされてもよい。さらに割り当ては、位置特定システムによる所定の属性を受信すること、および続いてこの属性についてデジタルマップを拡張することであってもよい。

本発明による方法では、マップが対応する属性について拡張されることにより、対応するマップ更新がまだ行われていなくても、このような変化を先取りしてあらかじめ適切に考慮し、評価することができる。したがって、周辺環境の変化に対する位置特定の確実性を著しく高めることができる。

例えば、他の特徴と比較して、または前の時点と比較して変化の確率が増大していることを、特徴に割り当てられた属性が示していることが車両を位置特定する場合に明らかになることもある。このようにして、この場合にはマップが古い、もしくは誤っているという証拠が得られ、このような証拠について、好ましい方法にしたがってシステムによって自動的に処理することができる。

したがって、特に、車両が自身で車両制御に関する制御を引き受け、運転者が車両制御に介入する必要がない自動運転モードでは、位置特定システムが、位置特定のために特徴を使用しないことを決定するか、または疑問がある場合にはセンサ測定を優先することを決定する。さらに特徴の特定の確率に応答して、確率が所定の閾値に達した場合にデジタルマップに関して更新要求を開始することも可能である。

好ましくは、拡張されるべき特徴としては、基本的には、デジタルマップの内容のうち車両を位置特定するために重要な全ての種類の要素が考慮される。この場合、属性によって拡張される特徴の割合は、マップに応じて変化してもよい。

特に好ましい実施形態によれば、特徴は基本的に少なくともまず人間によって影響される特徴に関する。これらの特徴は、規則的な周期で修理の原因となる劣化プロセスおよび構造的な変化の影響を受ける。

特徴は、好ましくは車両の周辺環境に配置されている物体、例えば車両の近くの車線マーク、橋、建造物、道路案内標識、交通標識などに関するものであってもよい。しかしながら、特徴は、広範な情報またはメタ情報であってもよい。

したがって、本発明の態様は特定の特徴に制限されておらず、むしろ基本的には全ての種類の特徴に関するものであってよい。

いくつかの実施形態では、特徴は、単一の物体のみに関するものではなく、複数の物体および従属的特徴に関するものであってもよい。したがって、デジタルマップの特徴は所定の物体または特徴の数、例えば車線マークの数に関する情報であってもよい。

属性は、特に属性名称および属性値として示すこともでき、属性値は個々の特徴に個別に割り当てられていてもよい。換言すれば、それぞれの特徴は対応する属性および対応する値を備えていてもよい。使用される属性は、例えば付加的なマップ層に保存することができる。

したがって、具体的には本発明の態様によれば、仮定される変化の特性もしくは変化の確率に関係した少なくとも１つの新しい属性について特徴を補足することができる。

好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの属性はそれぞれの特徴のそれぞれの種類に応じて特定された値を備える。したがって、例えば標識板または路面標識などの異なる種類の特徴をそれぞれ同様に、または画一に取り扱うことができる。この場合、所定の値は、特徴の種類に応じて、互いに比較して段階づけられていてもよい。

特徴を複数の種類に分類することもでき、それぞれの種類に応じて特有の値が設けられていてもよいことによって、属性の処理を効率的および効果的に行うことができる。例えば、方法に関して種類に特有の属性値を決定するために、好ましくは統計的な調査の結果を使用することができる。さらに設定されるべき値の数を制限し、所定数に制限することができる。

付加的に、特徴の種類に対して基本的に中立的な属性を使用することもできる。これらの属性は、それぞれ特定の特徴に合わせた情報に関するものであってもよく、例えばマップ材料の先行する更新または付加的な情報源および検出値に基づくものであってもよい。

好ましい実施形態によれば、第１の属性は、特に特徴の種類により生じた周期または変化率に関する情報であり、第２の属性は、最後の変更の時点における個々の特徴に関する情報である。換言すれば、この実施形態では、特徴はそれぞれ周期もしくは変化率の情報ならびに最後の変化の時点の情報に基づく属性によって補足される。

別の好ましい実施形態によれば、属性に基づいて、それぞれの特徴の変化の確率について時間的推移のためのモデルが決定される。

これにより、位置特定の精度をさらに高め、同時に処理を加速することができる。さらに、このようにして、好ましくは将来の時点についても確率を計算し、必要に応じて呼び出すことができる。

好ましい実施形態によれば、時間的推移について、周期的な波形を仮定することができる。この実施形態は、特に好ましくは周期および最後の変更の時点と共に、選択された属性として使用することができる。さらに波形は非線形に上昇すると仮定することができ、全体として、具体的には先鋭な鋸刃状の波形が生じる。

したがって、特に、多くの特徴では一般的な変化は作成直後に生じるか、さもなければ上記特徴の変化率は極めて低いが、しかしながら耐用期間が進むにつれて変化率も次第に増大するという事実を考慮することができる。

したがって、本発明の態様によれば、考察したそれぞれの特徴について使用可能性または最新かどうかを快適に決定し、これにより位置特定の確実性を高めることをできる。

本発明の実施形態によれば、デジタルマップの更新時または所定数の特徴のみに関する部分更新時に、それぞれの特徴に割り当てられた属性、特に属性の値が対応して適合される。この場合、特に特徴の値を変更するか、または初めて割り当てることができる。さらにこの場合に確率の波形を新たに計算し、および／または補正することもできる。

したがって、本発明の一態様によれば、デジタルマップを更新する方法も得られる。

好ましい実施形態によれば、システムはさらに属性検出ユニットを備える。この属性検出ユニットによって、既存のマップおよびマップの特徴を、付加的な方法に関する属性、例えば変化率を描写する属性について拡張することができる。このために、属性検出ユニットはデジタルマップのためのメモリに接続されていてもよく、このメモリには検出された属性が割り当てのために特に付加的なマップ層に保存される。

さらにシステムは、好ましくは、対応する属性および属性の値をマップデータの更新に応答して更新するための属性更新ユニットを備える。属性更新ユニットは、デジタルマップのためのメモリに接続されており、マップ更新時に本発明による付加的な属性を調整し、必要に応じて適合させるように構成されていてもよい。これは、属性および属性値の変更、消去、または作成であってもよい。

本発明の特別な使用法によれば、周辺認識センサ装置を使用して車両の周辺環境の特徴が検出される。この場合、さらに検出された特徴とマップデータとの比較を行うことができる。さらに比較の結果に基づいて、決定された確率を参照することもできる。これにより、比較により曖昧性が生じた場合には、属性により決定されたそれぞれの使用可能性または最新であるかどうかに基づいて特徴の優先順位づけおよび／または重みづけを行うことができる。続いてこのようにして優先順位づけされた、もしくは重みづけされた特徴の全てを位置特定フィルタによって処理することができる。

これらの実施形態は、特に好ましくは自動運転モードに設定された車両において使用することができる。

本発明の別の態様によれば、例えば自動運転用の車両などの車両も提供される。この場合、車両の制御ユニットは本発明による車両を位置特定するためのシステムに接続されており、車両を位置特定するために本発明による方法を使用することができるように構成されている。

さらに、本発明の別の態様によれば、車両に関連して使用するためのコンピュータプログラム製品も提供される。このコンピュータプログラム製品は、上記方法に関するステップを実行するコマンドを備える。これらのコマンドはメモリに保存可能であり、メモリは車両の制御ユニットに接続されているか、または接続することができる。この場合、コンピュータプログラム製品は、コマンドが制御ユニットによって実行された場合に本発明による方法により車両を位置特定することができるように構成されている。

次に本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳述する。

本発明の一実施形態による周辺環境において車両を位置特定するためのシステムを示す図である。 本発明の一実施形態によるデジタルマップの特徴の変化の確率についての一般的な時間波形を示す線図である。 本発明による車両を位置特定するためのシステムおよび方法の態様を本発明の一実施形態にしたがって示すブロック線図である。

図１は、本発明の一実施形態による車両を位置特定するためのシステム１を示す。車両２はシステムによって周辺環境３内で位置特定され、この図では周辺環境３は車両２の近くに単に符号によって示唆されている。この場合、車両の近くの周辺環境３は、例えば、交差点、道路、または高速道路の一部であってもよい。周辺環境３は、車両２が方角を確かめることができる多数の特徴４が存在することによって優れている。特徴４は、例えば車線マーク５、ガードレール６、走行車線７、道路案内標識８、橋９、および交通標識１０を備える。さらに、システム１はデジタルマップ１２を使用して車両を位置特定するための位置特定ユニット１１を備える。デジタルマップ１２は、特徴４を描写するためのデータを備える。このことを示すために、図では、周辺環境３に現れる特徴４がマップ１２にも示されている。さらに、マップ１２内の特徴４は属性１３を備える。属性１３は、２つの側面および属性名称１４もしくは属性種類、ならびに値１５を含むが、これらについては、見やすくするためにそれぞれ単に符号が付されている。図１は極めて概略的にデジタルマップ１２の構成要素をブロック線図で具体的に示しているが、デジタルマップ１２は実際にはデータ形式で提供されていてもよい。

属性１３は、従来のマップデータおよびマップデータの特徴、およびデジタルマップ１２によって特徴４に割り当てられた特定の属性１３について属性を拡張するために設けられている。新しい属性１３は、車両２の周辺環境４の実際の特徴４と比較して、保存されている特徴４に場合によって生じる変化を説明するための情報を備える。この場合、属性１３は、それぞれの特徴、この場合には、例えば特徴５または特徴６を変更または更新するそれぞれの確率を導き出すことができるように設計されている。例えば、１つの属性１４はそれぞれの特徴４の仮定される時間的な変化率であってもよいし、別の属性１４は、システム１で既知の、それぞれの特徴４の最後の変化の時点であってもよい。属性１３を作成するためには、システム１の属性検出ユニット１６もしくは属性検出・作成ユニット１６を使用することができる。さらにシステムは、従来のマップデータの更新に応答して属性および属性の値を更新するように構成された属性更新ユニット１７を備える。

システム１もしくは車両は、さらに周辺認識センサ装置１８を備える。周辺認識センサ装置１８は、レーダ、ライダー、超音波などのセンサによって車両の周辺環境３を認識し、特徴４を検出するように構成されている。周辺認識センサ１８によって検出された特徴４とマップ１２内の特徴とを比較することによって、車両２の正確な位置特定を行うことができる。特に、周辺環境に対する位置および方位を極めて正確に決定することができる。さらに、システム１および付加的な属性１３によってマップ１２の品質を確保することができる。すなわち、古くなった、もはや存在しない特徴４に関するマップデータが使用されることを防止できる。特に、改善されたデジタルマップ１２によって、特徴４が最新であることおよび使用可能性を仮定し、確実に決定することができるので、このようなことが可能になる。

さらに図１には車両２の制御ユニット１９が示されている。この実施形態によれば、システム１は車両２の制御ユニット１９によって制御される。

制御ユニット１９は、位置特定システム１を使用して自動運転モードまたは運転者支援モードで車両２を制御することができる。この場合、位置特定システム１は周辺環境３に対する車両２の位置および方位を供給する。

図２は、本発明の一実施形態によるデジタルマップ１２の特徴４の変化についての確率Ｐの一般的な時間波形の線図を示す。図２では横軸は時間ｔを示し、縦軸は確率Ｐを示す。さらにこの図に示すように、変化についての確率Ｐの時間波形は、実質的に２つのパラメータに依存している。この場合、これらのパラメータは周期ＺＫおよび最後の変化ｔ_０の時点である。周期は、例えば一般的な耐用期間またはメンテナンス周期、または一般に特徴の変化が生じるまでの所要時間に対応する。

図１に関して、それぞれの大きさもしくは値はデジタルマップ１２のそれぞれの特徴４に属する属性１３の値１５として記入される。図２に示した線図から読み取られるように、現在の時点ｔ_１で変化の確率Ｐ_１が出されており、さらに次の時間には変化の確率Ｐが著しく高まることが考慮されるべきである。さらに時点ｔ_２では、特徴は既に一般的な寿命に達しているので、高い確率で変化Ａが考慮されるべきである。しかしながら、例えば時点Ｔ_３でまだ変化を記録することができない場合には、マップ１２がもはや最新ではないことが所定の確率で仮定されるきである。この状態を通知することができるか、または可能であればシステム１によって点検させることができる。さもなければ、変化Ａが実際に生じ、対応して更新されたマップデータが提供されている場合には、ｔ_１は最後の変化の新しい時点となる。一般的であるように、ちょうどあらかじめ計算した時点ｔ_１で変化が生じなかった場合には、モデルおよび属性データを対応して適合し、他のパラメータによって補正された波形の関数を使用することができる。

図２は、仮定される一般的な変化確率の波形のみを示すが、しかしながら、これは、追加的に使用される属性の適切なパラメータによって、車両を位置特定するために利用可能になる。

周期もしくは変化率は、特徴または特徴の種類に応じて設定される。次の表１は、例示的に選択された特徴の種類およびこのために仮定される変化率を示す。

表１
このようにして決定される確率は、車両を位置特定するために直接に使用することができ、このことは、特に自動運転車の場合には特に有利に利用可能である。

図３は、本発明による車両を位置特定するためのシステムおよび方法の態様を本発明の一実施形態にしたがって示すブロック線図である。図３に示すように、周辺認識センサ装置１８の測定値およびデジタルマップ１２のデータの両方が特徴４を決定するために使用される。このようにして、複数の特徴位置からネットワークが作成され、位置特定フィルタ２０によって処理される。様々な特徴の位置のみがフィルタによって融合され、車両の状態および方位についての一般的な結果のみを出力することができる従来のシステムと比較して、この場合には重みづけおよび優先順位づけＳ１０が行われる。重みづけおよび優先順位づけＳ１０は、センサ測定データとマップデータとを比較し、不確実性が生じた場合に行われる。

具体的には、例えばマップの特徴４を考慮して、この特徴４を考慮しない場合とは異なる車両２の位置および／または状態が生じたことをシステム１が検出し、特徴４が高い確率で既に変化しているか、またはもはや最新ではないことが決定された場合には、この特徴４を対応して位置特定のためにあまり考慮しないか、または全く考慮しないようにすることができる。さらに、具体的には特徴を考慮する優先順位または順序を生成することができる。したがって、例えば、特徴が最近になって変更されたことがわかった場合には、新たな変化Ａの確率Ｐは比較的低く、したがって、この特徴には高い重みもしくは高い優先順位を与えられると仮定することができる。あるいは一義的でない場合には、例えば道路案内標識がずらされた確率よりも交通標識がずらされた確率が高いと仮定することができ、このことは、デジタルマップでそれぞれの属性値によって考慮される。

Claims (12)

1. 特に車両（２）の周辺環境（３）の特徴（４）を描写するデジタルマップ（１２）を使用して車両を位置特定する方法であって、
   前記デジタルマップ（１２）によって１つ以上の所定の属性（１３）を前記特徴（４）に割り当て、該属性（１３）が、現在提供されている前記デジタルマップ（１２）に対して生じる可能性のある前記特徴（４）の実際の変化（Ａ）の特性を表すために設けられており、
   割り当てられた前記属性（１３）に基づいて、前記変化（Ａ）の対応する確率（Ｐ）を決定し、
   決定された対応する確率（Ｐ）を取り入れて、前記車両（２）を位置特定する
   方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   少なくとも１つの前記属性（１３）が、それぞれの特徴（４）のそれぞれの種類に応じて特定された値（１５）を備える方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、
   前記属性（１３）が、周期（ＺＫ）または変化率に関する情報および特徴（４）の最後の前記変化（Ａ）の時点（ｔ_０）に関する情報を備える方法。
4. 請求項１〜３までのいずれか一項に記載の方法において、
   前記属性（１３）に基づいて、特徴（４）の前記変化（Ａ）の前記確率（Ｐ）についての時間的推移のためのモデルを決定する方法。
5. 請求項４項に記載の方法において、
   時間的推移について、周期的および／または特に区分的に非線形に上昇する鋸刃状の波形を決定する方法。
6. 請求項１〜５までのいずれか一項に記載の方法において、
   周辺認識センサ装置（１８）を使用して前記車両（２）の周辺環境の前記特徴（４）を検出し、該特徴と前記デジタルマップ（１２）とを比較し、比較により曖昧性が生じた場合には、前記属性（１３）により決定されたそれぞれの使用可能性または最新であるかどうかに基づいて特徴（４）の優先順位づけおよび／または重みづけ（Ｓ１０）を行う方法。
7. 請求項１〜６までのいずれか一項に記載の方法において、
   前記デジタルマップ（１２）の更新時にそれぞれの特徴（４）に対応する前記属性（１３）、特に該属性の値（１５）を適合させる方法。
8. 車両を位置特定するためのシステム（４）であって、
   特に車両（２）の周辺環境（３）の特徴（４）を描写するデジタルマップ（１２）と、
   該デジタルマップ（１２）を使用して前記車両（２）を位置特定するための位置特定ユニット（１１）と、
   前記デジタルマップ（１２）と比較して時間波形に生じるそれぞれの特徴（４）の変化（Ａ）を考慮するために、デジタルマップ（１２）がそれぞれの前記特徴（４）に関して１つ以上の所定の属性（１３）とを備え、
   位置特定ユニット（１１）が、前記属性（１３）に基づいて変化（Ａ）の対応する確率（Ｐ）を決定し、前記車両（２）を位置特定する場合に取り入れるように構成されている、
   車両を位置特定するためのシステム（１）。
9. 請求項８に記載のシステム（１）において、
   前記デジタルマップ（１２）のためのメモリに接続された、所定の前記属性（１３）を読み取るか、または検出するための属性検出ユニット（１６）と、
   対応する前記属性（１３）および該属性の値（１５）をマップデータの更新に応答して更新するための属性更新ユニット（１７）と、
   をさらに備えるシステム（１）。
10. 請求項８または９に記載のシステム（１）において、
    特徴（４）が、人間によって作成または影響される特徴（４）、例えば車線マーク、橋、建造物、走行車線の数、道路案内標識、または交通標識を備える
    システム（１）。
11. 車両（２）、特に自動運転用の車両（２）であって、車両（２）の制御ユニット（１９）が請求項９または１０に記載の車両を位置特定するためのシステム（１）に接続されており、前記車両（２）を位置特定するために請求項１〜７までのいずれか一項に記載の方法を使用することができるように構成されている
    車両（２）。
12. 車両（２）に関連して使用するためのコンピュータプログラム製品であって、メモリに保存可能であるコマンドを備え、メモリが前記車両（２）の制御ユニット（１９）に接続されているか、または接続可能であり、前記コマンドが前記制御ユニット（１９）によって実行された場合に請求項１〜７までのいずれか一項に記載の方法により前記車両（２）を位置特定することができるコンピュータプログラム製品。

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