JP2021092508A - Travel trajectory estimation method and travel trajectory estimation device - Google Patents

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Abstract

To precisely estimate a travel trajectory of a vehicle even in a state in which a GPS signal cannot be stably acquired.SOLUTION: A travel trajectory estimation method according to the present invention comprises: calculating a travel trajectory where a vehicle travels on the basis of travel data; collating environmental information on a vehicle periphery with environmental information recorded in map information to detect a reference position of the vehicle; calculating a vehicle position error which is a difference between the reference position and the travel trajectory; correcting the travel trajectory on the basis of the vehicle position error at a vehicle position where the reference position is detected among vehicle positions on the travel trajectory; and correcting, at a vehicle position where the reference position is not detected, the travel trajectory on the basis of adjacent vehicle positions on front and rear sides of the vehicle position.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、車両が走行した走行軌跡を推定する走行軌跡推定方法及び走行軌跡推定装置に関する。 The present invention relates to a traveling locus estimation method and a traveling locus estimation device for estimating a traveling locus in which a vehicle has traveled.

従来から地図データを更新する方法が知られており、地図データ更新方法として特許文献1が開示されている。この特許文献1では、GPSデータとオドメトリを用いて車両の自車位置を検出し、走行時における走行軌跡を演算していた。 A method of updating map data has been conventionally known, and Patent Document 1 is disclosed as a method of updating map data. In Patent Document 1, the position of the vehicle's own vehicle is detected using GPS data and odometry, and the traveling locus during traveling is calculated.

特開2005−98853号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-98853

しかしながら、GPS信号は必ずしも安定して取得できるとは限らない。そのため、上述した従来の地図データ更新方法では、GPS信号を安定して取得できない状況において、車両の走行軌跡を精度よく推定することができないという問題点があった。 However, GPS signals cannot always be obtained stably. Therefore, the above-mentioned conventional map data updating method has a problem that the traveling locus of the vehicle cannot be estimated accurately in a situation where GPS signals cannot be stably acquired.

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、GPS信号を安定して取得できない状況であっても、車両の走行軌跡を精度よく推定することのできる走行軌跡推定方法及び走行軌跡推定装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and is a traveling locus estimation method and traveling that can accurately estimate the traveling locus of a vehicle even in a situation where GPS signals cannot be stably acquired. An object of the present invention is to provide a trajectory estimation device.

本発明の一態様に係る走行軌跡推定方法及びその装置は、走行データに基づいて車両が走行した走行軌跡を算出し、車両周辺の環境情報と地図情報に記録された環境情報とを照合して車両の基準位置を検出する。そして、基準位置と走行軌跡との差である車両位置誤差を算出し、走行軌跡上にある車両位置のうち、基準位置が検出された車両位置では車両位置誤差に基づいて走行軌跡を補正する。一方、基準位置が検出されなかった車両位置では車両位置の前後に隣接する車両位置に基づいて走行軌跡を補正する。 The traveling locus estimation method and its device according to one aspect of the present invention calculate the traveling locus of the vehicle based on the traveling data, and collate the environmental information around the vehicle with the environmental information recorded in the map information. Detects the reference position of the vehicle. Then, the vehicle position error, which is the difference between the reference position and the traveling locus, is calculated, and among the vehicle positions on the traveling locus, the traveling locus is corrected based on the vehicle position error at the vehicle position where the reference position is detected. On the other hand, at the vehicle position where the reference position is not detected, the traveling locus is corrected based on the vehicle positions adjacent to the front and rear of the vehicle position.

本発明によれば、GPS信号を安定して取得できない状況であっても、車両の走行軌跡を精度よく推定することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately estimate the traveling locus of a vehicle even in a situation where GPS signals cannot be stably acquired.

図1は、本発明の一実施形態に係る走行軌跡推定装置を備えた走行軌跡推定システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a traveling locus estimation system including a traveling locus estimation device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る走行軌跡推定装置による走行軌跡の補正方法を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a method of correcting a traveling locus by the traveling locus estimation device according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態に係る走行軌跡推定装置による走行軌跡の補正方法を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a method of correcting a traveling locus by the traveling locus estimation device according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施形態に係る走行軌跡推定装置による走行軌跡の補正方法を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a method of correcting a traveling locus by the traveling locus estimation device according to the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の一実施形態に係る走行軌跡推定装置による走行軌跡の推定処理の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of a traveling locus estimation process by the traveling locus estimation device according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same parts are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

[走行軌跡推定システムの構成]
図1を参照して、本実施形態に係る走行軌跡推定装置を備えた走行軌跡推定システムの構成を説明する。図1に示すように、走行軌跡推定システム100は、走行軌跡推定装置1と、GPS受信機3と、IMU(慣性計測装置)5と、カメラ7と、レーザレンジファインダー9と、データベース11とを備える。この他にミリ波レーダーや通信機等を備えていてもよい。また、本実施形態では、走行軌跡推定システム100が車両に搭載されている場合について説明するが、走行軌跡推定装置1については車両に搭載されていなくてもよい。
[Configuration of travel locus estimation system]
The configuration of the traveling locus estimation system including the traveling locus estimation device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the travel locus estimation system 100 includes a travel locus estimation device 1, a GPS receiver 3, an IMU (inertial measurement unit) 5, a camera 7, a laser range finder 9, and a database 11. Be prepared. In addition to this, a millimeter wave radar, a communication device, or the like may be provided. Further, in the present embodiment, the case where the traveling locus estimation system 100 is mounted on the vehicle will be described, but the traveling locus estimation device 1 may not be mounted on the vehicle.

GPS受信機3は、人工衛星からの電波を受信することにより、地上における自車両の現在地を検出し、検出したデータをデータベース11に出力する。 The GPS receiver 3 detects the current location of the own vehicle on the ground by receiving radio waves from the artificial satellite, and outputs the detected data to the database 11.

IMU5は、3軸のジャイロセンサと3方向の加速度計から構成され、3次元の角度(または角速度)と加速度を検出する。また、IMU5は、車輪速センサを備えていてもよい。そして、IMU5は、検出したセンサ値を用いてオドメトリを算出する。オドメトリは、車両の単位時間当たりの移動量であり、IMU5で検出されたデータや車両に搭載されたセンサ群で検出されたセンサ値を用いて算出することができる。IMU5は、検出したデータと算出したオドメトリをデータベース11に出力する。 The IMU5 is composed of a 3-axis gyro sensor and a 3-direction accelerometer, and detects a three-dimensional angle (or angular velocity) and acceleration. Further, the IMU 5 may be provided with a wheel speed sensor. Then, the IMU5 calculates the odometry using the detected sensor value. The odometry is the amount of movement of the vehicle per unit time, and can be calculated by using the data detected by the IMU5 or the sensor value detected by the sensor group mounted on the vehicle. The IMU 5 outputs the detected data and the calculated odometry to the database 11.

カメラ7は、CCD(Charge-Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子を有する。カメラ7は、自車両に搭載され、自車両の周囲を撮影する。カメラ7は画像処理機能を有しており、撮影した画像から車両周囲の環境情報を検出する。環境情報には、物標と道路構造が含まれている。物標とは、道路や歩道に設けられた物体であり、例えば信号機や電柱、交通標識等である。また、道路構造とは、道路の構成物であり、例えば白線や黄色線等の道路の区画線や停止線の他に道路端部や縁石、中央分離帯等である。カメラ7は、検出したデータをデータベース11に出力する。 The camera 7 has an image sensor such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). The camera 7 is mounted on the own vehicle and photographs the surroundings of the own vehicle. The camera 7 has an image processing function, and detects environmental information around the vehicle from the captured image. Environmental information includes landmarks and road structures. A target is an object provided on a road or a sidewalk, for example, a traffic light, a utility pole, a traffic sign, or the like. The road structure is a component of a road, and is, for example, a road end, a curb, a median strip, or the like, in addition to a road division line or a stop line such as a white line or a yellow line. The camera 7 outputs the detected data to the database 11.

レーザレンジファインダー9は、光センサ技術であるLiDAR(Light Detection and Ranging)を用いて車両周囲の環境情報を検出するセンサである。具体的に、レーザレンジファインダー9は、レーザ光をある角度範囲内で走査し、その時の反射光を受光して、レーザ発射時点と反射光の受光時点との間の時間差を計測して自車両に対する物標や道路構造の相対距離や方向(すなわち、自車両に対する相対位置)などを検出する。レーザレンジファインダー9は、検出したデータをデータベース11に出力する。尚、レーザレンジファインダー9は、車両周囲の物標の車両に対する相対位置を検出するセンサであれば、LiDAR以外であっても良く、例えばレーザレーダあるいは音波レーダなどのレーザレンジファインダー以外のセンサを用いてもよい。 The laser range finder 9 is a sensor that detects environmental information around a vehicle by using LiDAR (Light Detection and Ranging), which is an optical sensor technology. Specifically, the laser range finder 9 scans the laser beam within a certain angle range, receives the reflected light at that time, measures the time difference between the time when the laser is emitted and the time when the reflected light is received, and measures the own vehicle. Detects the relative distance and direction of the target and the road structure (that is, the relative position with respect to the own vehicle). The laser range finder 9 outputs the detected data to the database 11. The laser range finder 9 may be a sensor other than LiDAR as long as it is a sensor that detects the relative position of a target around the vehicle with respect to the vehicle. For example, a sensor other than the laser range finder such as a laser radar or a sound wave radar is used. You may.

また、走行軌跡推定装置1は、車両に搭載されたセンサ群(図示せず)に接続されている。例えば、アクセルセンサ、ステアリングセンサ、ブレーキセンサ、車速センサ等に接続されて、これらのセンサ群から出力されるセンサ値を取得することができる。 Further, the traveling locus estimation device 1 is connected to a sensor group (not shown) mounted on the vehicle. For example, it can be connected to an accelerator sensor, a steering sensor, a brake sensor, a vehicle speed sensor, or the like to acquire sensor values output from these sensor groups.

データベース11は、走行データや環境情報、地図情報等を格納している。走行データは、GPS受信機3で検出された車両の位置情報と、IMU5で検出された車両の角度や加速度等と、IMU5で算出されたオドメトリを含んでいる。環境情報は、カメラ7とレーザレンジファインダー9で検出された物標の位置や道路構造等の情報を含んでいる。地図情報は、カーナビゲーション装置等に記憶されている情報であり、物標情報や施設情報などの経路案内に必要となる各種データを含んでいる。さらに、地図情報は、高精度な地図情報であり、道路や歩道に設けられた信号機や電柱などの立体物、あるいは車線境界線等の物標の地図上の位置情報や道路の車線数や道路境界線、停止線等の道路構造情報を含んでいる。データベース11は、走行軌跡推定装置1の要求に応じて、格納している情報を走行軌跡推定装置1へ出力する。また、データベース11は、走行軌跡の推定に必要となるその他の情報も記憶している。 The database 11 stores driving data, environmental information, map information, and the like. The traveling data includes the position information of the vehicle detected by the GPS receiver 3, the angle and acceleration of the vehicle detected by the IMU5, and the odometry calculated by the IMU5. The environmental information includes information such as the position of the target and the road structure detected by the camera 7 and the laser range finder 9. The map information is information stored in a car navigation device or the like, and includes various data necessary for route guidance such as target information and facility information. Furthermore, the map information is highly accurate map information, and is the position information on the map of a three-dimensional object such as a traffic light or an electric pole provided on a road or a sidewalk, or a target such as a lane boundary line, the number of lanes of a road, or a road. Includes road structure information such as boundaries and stop lines. The database 11 outputs the stored information to the travel locus estimation device 1 in response to the request of the travel locus estimation device 1. The database 11 also stores other information necessary for estimating the traveling locus.

尚、データベース11は、サーバから定期的に最新の地図情報を入手して、保有する地図情報を更新する。本実施形態では、地図情報として第一地図(高精度地図、車両のルート案内に用いる地図)を備えており、第一地図を補足するものとして、第二地図を備えていてもよい。この第二地図は、第一地図だけでは不完全な場合や、より詳細な地図情報が必要な場合に、車両や外部のサーバで作成される。 The database 11 periodically obtains the latest map information from the server and updates the map information it holds. In the present embodiment, a first map (high-precision map, a map used for vehicle route guidance) is provided as map information, and a second map may be provided as a supplement to the first map. This second map is created by the vehicle or an external server when the first map alone is incomplete or when more detailed map information is required.

走行軌跡推定装置1は、車両が走行した走行軌跡を推定する。走行軌跡推定装置1は、車両が事前に走行して検出しておいた走行データをデータベース11から取得し、取得した走行データを用いて、過去に車両が走行した走行軌跡を推定する。推定された走行軌跡は、地図データを更新するために使用される。例えば、推定された走行軌跡を用いて物標の位置を計算し、この計算結果を用いて地図データに記録された物標の位置を更新する。 The traveling locus estimation device 1 estimates the traveling locus in which the vehicle has traveled. The travel locus estimation device 1 acquires travel data that the vehicle has traveled and detected in advance from the database 11, and estimates the travel locus that the vehicle has traveled in the past using the acquired travel data. The estimated travel locus is used to update the map data. For example, the position of the target is calculated using the estimated travel locus, and the position of the target recorded in the map data is updated using the calculation result.

また、走行軌跡推定装置1は、GPS受信機3、IMU5、カメラ7、レーザレンジファインダー9、データベース11から取得したデータを処理する制御部を備えており、例えばIC、LSI等によって構成される。走行軌跡推定装置1は、これを機能的に捉えた場合、走行軌跡算出部21と、地図照合部23と、走行軌跡補正部25と、走行軌跡調整部27に分類することができる。 Further, the traveling locus estimation device 1 includes a control unit that processes data acquired from a GPS receiver 3, an IMU 5, a camera 7, a laser range finder 9, and a database 11, and is composed of, for example, an IC, an LSI, or the like. When this is functionally grasped, the travel locus estimation device 1 can be classified into a travel locus calculation unit 21, a map collation unit 23, a travel locus correction unit 25, and a travel locus adjustment unit 27.

尚、走行軌跡推定装置1は、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、CPUを含む汎用の電子回路とメモリ等の周辺機器から構成されている。このような走行軌跡推定装置1の各機能は、1または複数の処理回路によって実装することができる。処理回路は、例えば電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含み、また実施形態に記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路(ASIC)や従来型の回路部品のような装置も含んでいる。 The traveling locus estimation device 1 is composed of a general-purpose electronic circuit including a microcomputer, a microprocessor, and a CPU, and peripheral devices such as a memory. Each function of such a traveling locus estimation device 1 can be implemented by one or a plurality of processing circuits. The processing circuit includes a programmed processing device such as a processing device including an electric circuit, and is an application specific integrated circuit (ASIC) or a conventional circuit arranged to perform the functions described in the embodiments. It also includes devices such as parts.

走行軌跡算出部21は、車両が走行したときに検出した走行データをデータベース11から取得し、取得した走行データに基づいて、車両が走行した走行軌跡を算出する。具体的に、走行軌跡算出部21は、GPS受信機3で検出した車両位置を、単位時間当たりの移動量であるオドメトリの分だけ移動させていくことによって、車両の走行軌跡を算出する。ここで算出される走行軌跡は、時刻毎の車両位置と車両の姿勢との集合によって表される。車両の姿勢とは、車両の角度、すなわち車両の向きである。例えば、走行軌跡は、時刻ti(i=1〜n)における座標(x、y)と車両の向きθの集合によって表される。 The travel locus calculation unit 21 acquires travel data detected when the vehicle travels from the database 11, and calculates the travel locus of the vehicle based on the acquired travel data. Specifically, the travel locus calculation unit 21 calculates the travel locus of the vehicle by moving the vehicle position detected by the GPS receiver 3 by the amount of odometry, which is the amount of movement per unit time. The traveling locus calculated here is represented by a set of the vehicle position and the vehicle posture for each time. The posture of the vehicle is the angle of the vehicle, that is, the orientation of the vehicle. For example, the traveling locus is represented by a set of coordinates (x, y) at time ti (i = 1 to n) and the direction θ of the vehicle.

地図照合部23は、車両が走行したときに検出した車両周辺の環境情報と地図情報をデータベース11から取得し、取得した車両周辺の環境情報と地図情報に記録された環境情報とを照合して車両の基準位置を検出する。 The map collation unit 23 acquires the environmental information around the vehicle and the map information detected when the vehicle travels from the database 11, and collates the acquired environmental information around the vehicle with the environmental information recorded in the map information. Detects the reference position of the vehicle.

具体的に、地図照合部23は、レーザレンジファインダー9によって検出された車両周辺の物標の車両に対する相対位置であるLiDARデータと、地図情報に点群データとして記録された物標の地図上の位置とをマップマッチングによって照合して、地図上における車両の基準位置を検出する。また、地図情報に記録された白線や縁石等の道路構造を抽出し、車両周辺のLiDARデータからも白線や縁石等の道路構造を抽出して、マップマッチングによって照合し、地図上における車両の基準位置を検出してもよい。地図照合部23は、NDT(Normal Distributions Transform)のような点群データのマッチング手法を用いて基準位置を検出しているので、検出された基準位置は、オドメトリを用いて求められた走行軌跡よりも正確な位置である可能性が高い。そこで、本実施形態では、この基準位置を所定の間隔で検出し、検出された基準位置に近づけるように走行軌跡を補正している。尚、地図照合部23は、マップマッチングの他にも、カメラ7で検出された物標や道路構造を地図情報と照合して車両の基準位置を検出してもよい。 Specifically, the map collation unit 23 has LiDAR data, which is the relative position of the target around the vehicle detected by the laser range finder 9 with respect to the vehicle, and the map of the target recorded as point cloud data in the map information. The reference position of the vehicle on the map is detected by collating the position with the map matching. In addition, the road structure such as white lines and curbs recorded in the map information is extracted, and the road structure such as white lines and curbs is extracted from the LiDAR data around the vehicle, collated by map matching, and the reference of the vehicle on the map. The position may be detected. Since the map collation unit 23 detects the reference position by using a point cloud data matching method such as NDT (Normal Distributions Transform), the detected reference position is obtained from the traveling locus obtained by using the odometry. Is also likely to be the correct position. Therefore, in the present embodiment, the reference position is detected at a predetermined interval, and the traveling locus is corrected so as to approach the detected reference position. In addition to map matching, the map collation unit 23 may collate the target and road structure detected by the camera 7 with the map information to detect the reference position of the vehicle.

こうして基準位置が検出されると、地図照合部23は、基準位置と走行軌跡との差である車両位置誤差を算出する。例えば、図2に示すように、走行軌跡上において、車両が時刻t1に車両位置X1に位置し、時刻t2に車両位置X2に位置し、時刻t3に車両位置X3に位置している。そして、時刻t1における基準位置Y1と、時刻t3における基準位置Y3がそれぞれ検出されている。このような場合に、地図照合部23は、基準位置Y1と車両位置X1の差である車両位置誤差d1を算出する。同様に、基準位置Y3と車両位置X3の差である車両位置誤差d3を算出する。尚、車両位置誤差d1、d3は、車両位置の差と車両の向き(角度)の差で表される。 When the reference position is detected in this way, the map collation unit 23 calculates the vehicle position error, which is the difference between the reference position and the traveling locus. For example, as shown in FIG. 2, the vehicle is located at the vehicle position X1 at the time t1, the vehicle position X2 at the time t2, and the vehicle position X3 at the time t3 on the traveling locus. Then, the reference position Y1 at the time t1 and the reference position Y3 at the time t3 are detected, respectively. In such a case, the map collation unit 23 calculates the vehicle position error d1, which is the difference between the reference position Y1 and the vehicle position X1. Similarly, the vehicle position error d3, which is the difference between the reference position Y3 and the vehicle position X3, is calculated. The vehicle position errors d1 and d3 are represented by the difference in vehicle position and the difference in vehicle orientation (angle).

地図照合部23は、所定時間毎または所定距離毎に基準位置を検出している。基準位置を検出する間隔が広すぎると、走行軌跡の推定精度が低下し、間隔が狭すぎると、推定の制約(条件)が多くなって走行軌跡の推定が難しくなる。そこで、所定時間と所定距離の設定方法については、走行軌跡の推定精度を高くすることのできる基準位置の間隔を予め実験やシミュレーションによって求めておき、その間隔となるように所定時間と所定距離を設定すればよい。 The map collation unit 23 detects the reference position every predetermined time or every predetermined distance. If the interval for detecting the reference position is too wide, the estimation accuracy of the traveling locus is lowered, and if the interval is too narrow, the estimation restrictions (conditions) increase and it becomes difficult to estimate the traveling locus. Therefore, regarding the method of setting the predetermined time and the predetermined distance, the interval of the reference position capable of increasing the estimation accuracy of the traveling locus is obtained in advance by an experiment or a simulation, and the predetermined time and the predetermined distance are set so as to be the interval. Just set it.

また、基準位置は、車両が所定の走行状態のときに検出されるようにしてもよい。例えば、所定の走行状態は、車両の停止状態または定速走行状態または直進状態のいずれかの走行状態である。このように車両が停止や定速走行、直進している場合には、マップマッチングによる照合を正確に行うことができるので、基準位置も正確に検出することができる。そこで、地図照合部23は、このような所定の走行状態のときに基準位置を検出する。 Further, the reference position may be detected when the vehicle is in a predetermined traveling state. For example, the predetermined running state is a running state of either a stopped state, a constant speed running state, or a straight running state of the vehicle. When the vehicle is stopped, running at a constant speed, or traveling straight in this way, the matching by map matching can be performed accurately, so that the reference position can also be detected accurately. Therefore, the map collation unit 23 detects the reference position in such a predetermined traveling state.

さらに、地図照合部23は、車両の姿勢が変化した後に、車両が定速直進走行に移行した時点で、基準位置を検出してもよい。例えば、車両が交差点を左折した場合には、交差点の前で基準位置を検出し、さらに交差点を左折した後にも基準位置を検出できれば、交差点の前後で基準位置を検出できるので、走行軌跡をより正確に推定することができる。そこで、車両が交差点やカーブを通過したことを検出するために、地図照合部23は、車両の姿勢が変化したことを検出する。さらに、交差点の途中やカーブの途中で基準位置を検出することがないように、地図照合部23は、車両が定速直進走行に移行した時点で基準位置を検出する。これにより、交差点やカーブを完全に通過した後に、基準位置を検出することができる。 Further, the map collation unit 23 may detect the reference position when the vehicle shifts to the constant speed straight running after the posture of the vehicle changes. For example, when a vehicle turns left at an intersection, if the reference position can be detected in front of the intersection and the reference position can be detected even after turning left at the intersection, the reference position can be detected before and after the intersection. It can be estimated accurately. Therefore, in order to detect that the vehicle has passed an intersection or a curve, the map collation unit 23 detects that the posture of the vehicle has changed. Further, the map collation unit 23 detects the reference position when the vehicle shifts to the constant speed straight running so that the reference position is not detected in the middle of the intersection or the middle of the curve. This makes it possible to detect the reference position after completely passing through an intersection or a curve.

また、地図照合部23は、車両周辺の環境情報と地図情報に記録された環境情報との一致度が低い車両位置では、基準位置を検出しないようにする。例えば、レーザレンジファインダー9で検出した複数の物標間の相対位置関係と、地図情報に記録された複数の物標の相対位置関係とを照合したときに、その一致度が所定の一致度に満たない場合には、誤検出である可能性が高いので、そのような車両位置では基準位置を検出しないようにする。これにより、正確な環境情報を検出できた車両位置のみで、基準位置を検出するので、走行軌跡の推定精度を向上させることができる。 Further, the map collation unit 23 prevents the reference position from being detected at the vehicle position where the degree of agreement between the environmental information around the vehicle and the environmental information recorded in the map information is low. For example, when the relative positional relationship between a plurality of targets detected by the laser range finder 9 and the relative positional relationship of the plurality of targets recorded in the map information are collated, the degree of coincidence becomes a predetermined degree of coincidence. If it does not meet the requirements, there is a high possibility of false detection, so the reference position should not be detected at such a vehicle position. As a result, the reference position is detected only by the vehicle position where accurate environmental information can be detected, so that the estimation accuracy of the traveling locus can be improved.

走行軌跡補正部25は、走行軌跡算出部21で算出された走行軌跡を補正する。特に、走行軌跡補正部25は、走行軌跡上にある車両位置のうち、基準位置が検出された車両位置では、地図照合部23で算出された車両位置誤差に基づいて走行軌跡を補正する。 The travel locus correction unit 25 corrects the travel locus calculated by the travel locus calculation unit 21. In particular, the travel locus correction unit 25 corrects the travel locus based on the vehicle position error calculated by the map collation unit 23 at the vehicle position where the reference position is detected among the vehicle positions on the travel locus.

例えば、図2に示すように、走行軌跡上にある車両位置のうち、車両位置X1、X3では基準位置Y1、Y3が検出されており、車両位置誤差d1、d3が算出されている。そこで、走行軌跡補正部25は、時刻t1では、車両位置X1を車両位置誤差d1だけ移動させる。その結果、図3に示すように、車両位置X1は基準位置Y1の位置に移動する。同様に、車両位置X3も車両位置誤差d3だけ移動させて基準位置Y3の位置に移動する。 For example, as shown in FIG. 2, among the vehicle positions on the traveling locus, the reference positions Y1 and Y3 are detected at the vehicle positions X1 and X3, and the vehicle position errors d1 and d3 are calculated. Therefore, the traveling locus correction unit 25 moves the vehicle position X1 by the vehicle position error d1 at the time t1. As a result, as shown in FIG. 3, the vehicle position X1 moves to the position of the reference position Y1. Similarly, the vehicle position X3 is also moved to the position of the reference position Y3 by moving the vehicle position error d3.

一方、走行軌跡補正部25は、基準位置が検出されなかった車両位置では、その車両位置の前後に隣接する車両位置に基づいて走行軌跡を補正する。例えば、図2に示すように、時刻t2の車両位置X2では基準位置が検出されていない。基準位置は、上述したように、所定時間毎または所定距離毎に検出されており、車両が所定の走行状態のときに検出される場合もある。そのため、走行軌跡上にある車両位置のすべてで基準位置が検出されるわけではない。そこで、車両位置X2のように基準位置が検出されなかった車両位置では、走行軌跡補正部25は、車両位置X2の前後に隣接する車両位置X1、X3に基づいて走行軌跡を補正する。 On the other hand, at the vehicle position where the reference position is not detected, the traveling locus correction unit 25 corrects the traveling locus based on the vehicle positions adjacent to the front and rear of the vehicle position. For example, as shown in FIG. 2, the reference position is not detected at the vehicle position X2 at time t2. As described above, the reference position is detected every predetermined time or every predetermined distance, and may be detected when the vehicle is in a predetermined traveling state. Therefore, the reference position is not detected at all the vehicle positions on the traveling track. Therefore, at the vehicle position where the reference position is not detected as in the vehicle position X2, the traveling locus correction unit 25 corrects the traveling locus based on the vehicle positions X1 and X3 adjacent to the front and rear of the vehicle position X2.

具体的に、走行軌跡補正部25は、前後に隣接する車両位置の間の移動量を示す相対変位と車両位置におけるオドメトリとの差である変位誤差を算出し、この変位誤差に基づいて走行軌跡を補正する。 Specifically, the traveling locus correction unit 25 calculates a displacement error, which is the difference between the relative displacement indicating the amount of movement between the vehicle positions adjacent to the front and rear and the odometry at the vehicle position, and the traveling locus is based on this displacement error. To correct.

例えば、図3に示すように、車両位置X3は車両位置誤差d3だけ移動しているので、車両位置X2におけるオドメトリB2の先端の位置からずれている。この場合に、走行軌跡補正部25は、前後に隣接する車両位置X2とX3の間の移動量を示す相対変位A2を算出し、この相対変位A2とオドメトリB2との差である変位誤差C2を算出する。相対変位とオドメトリは車両位置と車両の向き(角度)で表されるので、変位誤差は車両位置の差と車両の向き(角度)の差で表される。 For example, as shown in FIG. 3, since the vehicle position X3 is moved by the vehicle position error d3, it deviates from the position of the tip of the odometry B2 at the vehicle position X2. In this case, the traveling locus correction unit 25 calculates the relative displacement A2 indicating the amount of movement between the vehicle positions X2 and X3 adjacent to each other in the front-rear direction, and calculates the displacement error C2 which is the difference between the relative displacement A2 and the odometry B2. calculate. Since the relative displacement and odometry are represented by the vehicle position and the vehicle orientation (angle), the displacement error is represented by the difference between the vehicle position difference and the vehicle orientation (angle).

そして、走行軌跡補正部25は、車両位置X3の位置に近づけるように、変位誤差C2の分だけ車両位置X2を移動させる。これにより、車両位置X2は、図4に示すように車両位置X3と並ぶような位置に移動する。車両位置X3はすでに基準位置Y3の位置に移動されているので、正確な位置である可能性が高い。したがって、車両位置X3の位置に近づけるように車両位置X2を移動させれば、車両位置X2も正確な位置に補正することが可能となる。 Then, the traveling locus correction unit 25 moves the vehicle position X2 by the displacement error C2 so as to approach the position of the vehicle position X3. As a result, the vehicle position X2 moves to a position aligned with the vehicle position X3 as shown in FIG. Since the vehicle position X3 has already been moved to the position of the reference position Y3, there is a high possibility that it is an accurate position. Therefore, if the vehicle position X2 is moved so as to approach the position of the vehicle position X3, the vehicle position X2 can also be corrected to an accurate position.

同様に、走行軌跡補正部25は、図3に示すように、前後に隣接する車両位置X1とX2の間の移動量を示す相対変位A1を算出し、この相対変位A1と車両位置X1におけるオドメトリB1との差である変位誤差C1を算出する。 Similarly, as shown in FIG. 3, the traveling locus correction unit 25 calculates a relative displacement A1 indicating the amount of movement between the vehicle positions X1 and X2 adjacent to each other in the front-rear direction, and the odometry at the relative displacement A1 and the vehicle position X1. The displacement error C1 which is the difference from B1 is calculated.

そして、走行軌跡補正部25は、車両位置X1の位置に近づけるように、変位誤差C1の分だけ車両位置X2を移動させる。これにより、車両位置X2は、図4に示すように車両位置X1と並ぶような位置に移動する。車両位置X1はすでに基準位置Y1の位置に移動されているので、正確な位置である可能性が高い。したがって、車両位置X1の位置に近づけるように車両位置X2を移動させれば、車両位置X2も正確な位置に補正することが可能となる。 Then, the traveling locus correction unit 25 moves the vehicle position X2 by the displacement error C1 so as to approach the position of the vehicle position X1. As a result, the vehicle position X2 moves to a position aligned with the vehicle position X1 as shown in FIG. Since the vehicle position X1 has already been moved to the position of the reference position Y1, there is a high possibility that it is an accurate position. Therefore, if the vehicle position X2 is moved so as to approach the position of the vehicle position X1, the vehicle position X2 can also be corrected to an accurate position.

ただし、車両位置X1、X3のように基準位置が検出されている場合には、車両位置X1、X3は車両位置誤差d1、d3だけ移動しているので、変異誤差C1、C2と車両位置誤差d1、d3は等しくなる。図3では、車両位置X2の前後に隣接する車両位置X1、X3は、いずれも基準位置が検出されているが、実際には、基準位置が検出された車両位置の間には、基準位置の検出されていない車両位置が多く存在している。 However, when the reference position is detected as in the vehicle positions X1 and X3, the vehicle positions X1 and X3 move by the vehicle position errors d1 and d3, so that the mutation errors C1 and C2 and the vehicle position error d1 , D3 are equal. In FIG. 3, reference positions are detected for each of the vehicle positions X1 and X3 adjacent to the front and rear of the vehicle position X2, but in reality, the reference position is located between the vehicle positions where the reference position is detected. There are many undetected vehicle positions.

そこで、実際の走行軌跡の補正では、基準位置が検出された車両位置の近くにある車両位置から順に、変異誤差を算出して車両位置を移動させていき、最終的に基準位置が検出された車両位置の間にあるすべての車両位置を移動させて走行軌跡の補正を完了する。このように、走行軌跡補正部25は、基準位置が検出された車両位置をまず移動させ、その後に基準位置が検出された車両位置の間にある車両位置を順番に移動させていくことによって、走行軌跡を補正する。 Therefore, in the correction of the actual traveling locus, the variation error is calculated and the vehicle position is moved in order from the vehicle position near the vehicle position where the reference position is detected, and finally the reference position is detected. Move all vehicle positions between vehicle positions to complete the trajectory correction. In this way, the traveling locus correction unit 25 first moves the vehicle position in which the reference position is detected, and then sequentially moves the vehicle position between the vehicle positions in which the reference position is detected. Correct the running locus.

走行軌跡調整部27は、走行軌跡補正部25で補正された走行軌跡の誤差が小さくなるように調整し、調整された走行軌跡を、走行軌跡の推定結果として出力する。具体的に、走行軌跡調整部27は、地図照合部23によって算出された車両位置誤差と、走行軌跡補正部25によって算出された変位誤差をすべて加算して誤差総和を算出し、この誤差総和が小さくなるように走行軌跡を調整する。 The traveling locus adjusting unit 27 adjusts so that the error of the traveling locus corrected by the traveling locus correction unit 25 becomes small, and outputs the adjusted traveling locus as an estimation result of the traveling locus. Specifically, the travel locus adjustment unit 27 calculates the total error by adding all the vehicle position errors calculated by the map collation unit 23 and the displacement errors calculated by the travel locus correction unit 25, and the total error is calculated. Adjust the running locus so that it becomes smaller.

例えば、走行軌跡調整部27は、ガウスニュートン法やLM法等の最適化手法を使用して、車両位置Xi(i=1〜n)を移動させながら繰り返し計算の中で徐々に誤差総和が小さくなるように走行軌跡を調整する。そして、誤差総和が予め設定された所定値以下になると、走行軌跡調整部27は、走行軌跡の調整が収束したと判定して、調整された走行軌跡を、走行軌跡の推定結果として出力する。 For example, the traveling locus adjustment unit 27 uses an optimization method such as the Gauss-Newton method or the LM method to gradually reduce the total error in the iterative calculation while moving the vehicle position Xi (i = 1 to n). Adjust the running locus so that it becomes. Then, when the total error becomes equal to or less than a preset predetermined value, the traveling locus adjustment unit 27 determines that the adjustment of the traveling locus has converged, and outputs the adjusted traveling locus as an estimation result of the traveling locus.

[走行軌跡の推定処理]
次に、図5を参照して、本実施形態に係る走行軌跡推定装置1による走行軌跡の推定処理を説明する。図5は、走行軌跡の推定処理を示すフローチャートである。
[Running trajectory estimation process]
Next, with reference to FIG. 5, the traveling locus estimation process by the traveling locus estimation device 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a traveling locus estimation process.

図5に示すように、ステップS1において、走行軌跡算出部21は、車両が走行したときに検出した走行データをデータベース11から取得する。また、地図照合部23は、車両が走行したときに検出した環境情報と地図情報をデータベース11から取得する。 As shown in FIG. 5, in step S1, the traveling locus calculation unit 21 acquires the traveling data detected when the vehicle travels from the database 11. Further, the map collation unit 23 acquires the environmental information and the map information detected when the vehicle travels from the database 11.

ステップS3において、走行軌跡算出部21は、ステップS1で取得した走行データに基づいて、車両が走行した走行軌跡を算出する。ここで算出される走行軌跡は、車両が過去に走行した走行軌跡であり、車両位置をオドメトリの分だけ移動させていくことによって走行軌跡を算出する。走行軌跡は、時刻毎の車両位置と車両の姿勢との集合によって表され、具体的に時刻ti(i=1〜n)における座標(x、y)と車両の向きθの集合によって表される。例えば、図2に示すように、走行軌跡は、時刻t1の車両位置X1、時刻t2の車両位置X2、時刻t3の車両位置X3の集合によって表されている。ただし、車両位置Xnには、車両の向きθnが含まれている。 In step S3, the travel locus calculation unit 21 calculates the travel locus in which the vehicle travels based on the travel data acquired in step S1. The travel locus calculated here is a travel locus in which the vehicle has traveled in the past, and the travel locus is calculated by moving the vehicle position by the amount of odometry. The traveling locus is represented by a set of the vehicle position and the posture of the vehicle for each time, and is specifically represented by a set of the coordinates (x, y) at the time ti (i = 1 to n) and the direction θ of the vehicle. .. For example, as shown in FIG. 2, the traveling locus is represented by a set of a vehicle position X1 at time t1, a vehicle position X2 at time t2, and a vehicle position X3 at time t3. However, the vehicle position Xn includes the direction θn of the vehicle.

ステップS5において、地図照合部23は、車両周辺の環境情報と地図情報に記録された環境情報とを照合して車両の基準位置を検出する。具体的に、地図照合部23は、レーザレンジファインダー9によって検出された車両周辺のLiDARデータである車両周辺の物標の自車両に対する相対位置と、地図情報に記録された点群データである地図上の物標の位置とをマップマッチングによって照合して、地図上における車両の基準位置を検出している。 In step S5, the map collation unit 23 collates the environmental information around the vehicle with the environmental information recorded in the map information to detect the reference position of the vehicle. Specifically, the map collation unit 23 is a map that is the LiDAR data around the vehicle detected by the laser range finder 9, the relative position of the target around the vehicle with respect to the own vehicle, and the point cloud data recorded in the map information. The reference position of the vehicle on the map is detected by collating with the position of the above target by map matching.

ステップS7において、地図照合部23は、走行軌跡上にある車両位置の近傍に基準位置が検出されているか否かを判定し、基準位置が検出されている場合にはステップS9に進み、基準位置が検出されていない場合にはステップS13に進む。例えば、図2に示すように、車両位置X1、X3では基準位置Y1、Y3が検出されているのでステップS9に進み、車両位置X2では基準位置が検出されていないのでステップS13に進む。 In step S7, the map collation unit 23 determines whether or not the reference position is detected in the vicinity of the vehicle position on the traveling locus, and if the reference position is detected, proceeds to step S9 and proceeds to the reference position. If is not detected, the process proceeds to step S13. For example, as shown in FIG. 2, since the reference positions Y1 and Y3 are detected at the vehicle positions X1 and X3, the process proceeds to step S9, and since the reference position is not detected at the vehicle position X2, the process proceeds to step S13.

地図照合部23は、まず時刻t1の車両位置X1の近傍に基準位置が検出されているか否かを判断してステップS9〜13の処理を行い、その後は順番に車両位置X2から車両位置XnまでステップS9〜S13の処理を行う。 The map collation unit 23 first determines whether or not a reference position is detected in the vicinity of the vehicle position X1 at time t1, performs the processes of steps S9 to 13, and then sequentially from the vehicle position X2 to the vehicle position Xn. The processes of steps S9 to S13 are performed.

ステップS9において、地図照合部23は、基準位置と走行軌跡上の車両位置との差である車両位置誤差を算出する。例えば、図2の車両位置X1では、基準位置Y1と車両位置X1の差d1を車両位置誤差として出力する。同様に、時刻t3では、基準位置Y3と車両位置X3の差d3を車両位置誤差として出力する。 In step S9, the map collation unit 23 calculates the vehicle position error, which is the difference between the reference position and the vehicle position on the traveling locus. For example, in the vehicle position X1 of FIG. 2, the difference d1 between the reference position Y1 and the vehicle position X1 is output as the vehicle position error. Similarly, at time t3, the difference d3 between the reference position Y3 and the vehicle position X3 is output as the vehicle position error.

ステップS11において、走行軌跡補正部25は、基準位置が検出された車両位置について、ステップS9で算出された車両位置誤差に基づいて走行軌跡を補正する。例えば、図2に示すように、走行軌跡補正部25は、基準位置Y1、Y3が検出された車両位置X1、X3について、車両位置誤差d1、d3だけ車両位置X1、X3を移動させて走行軌跡を補正する。 In step S11, the traveling locus correction unit 25 corrects the traveling locus of the vehicle position in which the reference position is detected based on the vehicle position error calculated in step S9. For example, as shown in FIG. 2, the traveling locus correction unit 25 moves the vehicle positions X1 and X3 by the vehicle position errors d1 and d3 with respect to the vehicle positions X1 and X3 in which the reference positions Y1 and Y3 are detected. To correct.

ステップS13において、地図照合部23は、走行軌跡上のすべての車両位置についてステップS7〜13の処理が行われたか否かを判定する。そして、ステップS7〜13の処理が行われていない車両位置がある場合にはステップS7に戻り、すべての車両位置についてステップS7〜13の処理が行われている場合にはステップS15に進む。ステップS15に進む場合には、基準位置が検出されたX1、X3のような車両位置では、図3に示すように車両位置がすべて移動されており、基準位置が検出されなかったX2のような車両位置では図3に示すように車両位置が移動されていないままとなっている。 In step S13, the map collation unit 23 determines whether or not the processing of steps S7 to 13 has been performed for all the vehicle positions on the traveling locus. Then, if there is a vehicle position in which the processes of steps S7 to 13 have not been performed, the process returns to step S7, and if the processes of steps S7 to 13 have been performed for all the vehicle positions, the process proceeds to step S15. In the case of proceeding to step S15, at the vehicle positions such as X1 and X3 where the reference position was detected, all the vehicle positions were moved as shown in FIG. 3, and the reference position was not detected like X2. At the vehicle position, as shown in FIG. 3, the vehicle position remains unchanged.

ステップS15において、走行軌跡補正部25は、基準位置が検出されなかった車両位置について、前後に隣接する車両位置の間の移動量を示す相対変位と車両位置におけるオドメトリとの差である変位誤差を算出する。例えば、図3に示すように、基準位置が検出されなかった車両位置X2について、前後に隣接する車両位置X2とX3の間の移動量を示す相対変位A2を算出し、この相対変位A2と車両位置X2におけるオドメトリB2との差である変位誤差C2を算出する。同様に、走行軌跡補正部25は、変位誤差C1を算出する。 In step S15, the traveling locus correction unit 25 determines the displacement error, which is the difference between the relative displacement indicating the amount of movement between the front and rear adjacent vehicle positions and the odometry at the vehicle position, with respect to the vehicle position where the reference position is not detected. calculate. For example, as shown in FIG. 3, for the vehicle position X2 for which the reference position was not detected, the relative displacement A2 indicating the amount of movement between the vehicle positions X2 and X3 adjacent to the front and rear is calculated, and the relative displacement A2 and the vehicle are calculated. The displacement error C2, which is the difference from the odometry B2 at the position X2, is calculated. Similarly, the traveling locus correction unit 25 calculates the displacement error C1.

ステップS17において、走行軌跡補正部25は、基準位置が検出されなかった車両位置について、ステップS15で算出された変位誤差に基づいて走行軌跡を補正する。走行軌跡補正部25は、図3に示すように、基準位置が検出されなかった車両位置X2について、変位誤差C1、C2だけ車両位置X2を移動させることで、図4に示すように走行軌跡を補正する。尚、前後に隣接する車両位置で基準位置が検出されている場合には、変位誤差は車両位置誤差と等しくなる。 In step S17, the traveling locus correction unit 25 corrects the traveling locus of the vehicle position for which the reference position was not detected based on the displacement error calculated in step S15. As shown in FIG. 3, the traveling locus correction unit 25 moves the vehicle position X2 by the displacement errors C1 and C2 with respect to the vehicle position X2 for which the reference position is not detected, so that the traveling locus is corrected as shown in FIG. to correct. When the reference position is detected at the vehicle positions adjacent to the front and rear, the displacement error is equal to the vehicle position error.

ステップS19において、走行軌跡補正部25は、基準位置が検出されなかった車両位置について、車両位置の補正が終了したか否かを判定する。図3の車両位置X2のように基準位置が検出されなかったすべての車両位置について、走行軌跡補正部25は、車両位置の補正が終了したか否かを判定する。そして、車両位置の補正が終了していない場合にはステップS15に戻り、終了している場合にはステップS21に進む。 In step S19, the traveling locus correction unit 25 determines whether or not the correction of the vehicle position has been completed for the vehicle position for which the reference position has not been detected. For all the vehicle positions where the reference position is not detected as in the vehicle position X2 of FIG. 3, the traveling locus correction unit 25 determines whether or not the correction of the vehicle position is completed. Then, if the correction of the vehicle position is not completed, the process returns to step S15, and if it is completed, the process proceeds to step S21.

ステップS21において、走行軌跡調整部27は、ステップS9で算出された車両位置誤差と、ステップS15で算出された変位誤差をすべて加算して誤差総和を算出する。この誤差総和は、車両位置X1から車両位置Xnまでのすべての車両位置の車両位置誤差と変位誤差を加算したものである。 In step S21, the traveling locus adjustment unit 27 adds all the vehicle position errors calculated in step S9 and the displacement errors calculated in step S15 to calculate the total error. This total error is the sum of the vehicle position error and the displacement error of all the vehicle positions from the vehicle position X1 to the vehicle position Xn.

ステップS23において、走行軌跡調整部27は、ステップS21で算出された誤差総和が小さくなるように走行軌跡を調整し、収束したか否かを判定する。走行軌跡調整部27は、ガウスニュートン法やLM法等の最適化手法を使用して、車両位置Xi(i=1〜n)を移動させながら繰り返し計算の中で徐々に誤差総和が小さくなるように走行軌跡を調整する。そして、誤差総和が予め設定された所定値以下とならない場合には走行軌跡の調整が収束しないと判定してステップS3に戻る。一方、誤差総和が予め設定された所定値以下になると、走行軌跡の調整が収束したと判定し、調整された走行軌跡を、走行軌跡の推定結果として出力して本実施形態に係る走行軌跡の推定処理を終了する。 In step S23, the traveling locus adjustment unit 27 adjusts the traveling locus so that the total error calculated in step S21 becomes small, and determines whether or not the traveling locus has converged. The traveling locus adjustment unit 27 uses an optimization method such as the Gauss-Newton method or the LM method to gradually reduce the total error in the iterative calculation while moving the vehicle position Xi (i = 1 to n). Adjust the running trajectory to. Then, if the total error does not fall below a preset predetermined value, it is determined that the adjustment of the traveling locus does not converge, and the process returns to step S3. On the other hand, when the total error becomes less than or equal to a preset predetermined value, it is determined that the adjustment of the traveling locus has converged, and the adjusted traveling locus is output as the estimation result of the traveling locus to obtain the traveling locus according to the present embodiment. End the estimation process.

[実施形態の効果]
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る走行軌跡推定装置1では、走行データに基づいて車両が走行した走行軌跡を算出し、車両周辺の環境情報と地図情報に記録された環境情報とを照合して車両の基準位置を検出する。そして、基準位置と走行軌跡との差である車両位置誤差を算出し、走行軌跡上にある車両位置のうち、基準位置が検出された車両位置では車両位置誤差に基づいて走行軌跡を補正する。一方、基準位置が検出されなかった車両位置では車両位置の前後に隣接する車両位置に基づいて走行軌跡を補正する。これにより、GPS信号を安定して取得できない状況であっても、車両周辺の環境情報から基準位置を検出して走行軌跡を補正できるので、車両の走行軌跡を精度よく推定することができる。
[Effect of Embodiment]
As described in detail above, the travel locus estimation device 1 according to the present embodiment calculates the travel locus of the vehicle based on the travel data, and includes the environmental information around the vehicle and the environmental information recorded in the map information. Is collated to detect the reference position of the vehicle. Then, the vehicle position error, which is the difference between the reference position and the traveling locus, is calculated, and among the vehicle positions on the traveling locus, the traveling locus is corrected based on the vehicle position error at the vehicle position where the reference position is detected. On the other hand, at the vehicle position where the reference position is not detected, the traveling locus is corrected based on the vehicle positions adjacent to the front and rear of the vehicle position. As a result, even in a situation where GPS signals cannot be stably acquired, the reference position can be detected from the environmental information around the vehicle and the traveling locus can be corrected, so that the traveling locus of the vehicle can be estimated accurately.

特に、本実施形態に係る走行軌跡推定装置1では、レーザレンジファインダー9で取得したLiDARデータを用いてNDT(Normal Distributions Transform)のような点群データのマッチング手法で基準位置を検出している。このようにして検出された基準位置は、オドメトリを用いて求められた走行軌跡よりも正確な位置である可能性が高い。したがって、本実施形態に係る走行軌跡推定装置1は、正確な位置に検出された基準位置に基づいて走行軌跡を補正するので、車両の走行軌跡を精度よく推定することができる。 In particular, in the traveling locus estimation device 1 according to the present embodiment, the reference position is detected by a point cloud data matching method such as NDT (Normal Distributions Transform) using the LiDAR data acquired by the laser range finder 9. The reference position detected in this way is likely to be a more accurate position than the traveling locus obtained using the odometry. Therefore, since the traveling locus estimation device 1 according to the present embodiment corrects the traveling locus based on the reference position detected at the accurate position, the traveling locus of the vehicle can be estimated accurately.

また、本実施形態に係る走行軌跡推定装置1では、所定時間毎または所定距離毎に基準位置を検出する。これにより、予め推定精度が高くなるように設定された所定の間隔で基準位置を検出して走行軌跡を補正するので、車両の走行軌跡を精度よく推定することができる。 Further, the traveling locus estimation device 1 according to the present embodiment detects a reference position at predetermined time intervals or predetermined distance intervals. As a result, since the reference position is detected at a predetermined interval set in advance so that the estimation accuracy is high and the traveling locus is corrected, the traveling locus of the vehicle can be estimated with high accuracy.

さらに、本実施形態に係る走行軌跡推定装置1では、車両が所定の走行状態のときに基準位置を検出する。これにより、マップマッチングによる照合を正確に行うことができる走行状態のときに基準位置を検出することができる。したがって、正確な位置に検出された基準位置を用いて走行軌跡を補正できるので、車両の走行軌跡を精度よく推定することができる。 Further, the traveling locus estimation device 1 according to the present embodiment detects a reference position when the vehicle is in a predetermined traveling state. As a result, the reference position can be detected in the traveling state where the matching by map matching can be performed accurately. Therefore, since the traveling locus can be corrected by using the reference position detected at the accurate position, the traveling locus of the vehicle can be estimated accurately.

また、本実施形態に係る走行軌跡推定装置1では、所定の走行状態として、車両の停止状態または定速走行状態または直進状態のいずれかのときに基準位置を検出する。これにより、マップマッチングによる照合を正確に行うことができる停止状態、定速走行状態、直進状態のときに基準位置を検出することができる。したがって、正確な位置に検出された基準位置を用いて走行軌跡を補正できるので、車両の走行軌跡を精度よく推定することができる。 Further, the traveling locus estimation device 1 according to the present embodiment detects a reference position when the vehicle is in a stopped state, a constant speed traveling state, or a straight running state as a predetermined traveling state. As a result, the reference position can be detected in the stopped state, the constant speed running state, and the straight running state where the matching by map matching can be performed accurately. Therefore, since the traveling locus can be corrected by using the reference position detected at the accurate position, the traveling locus of the vehicle can be estimated accurately.

さらに、本実施形態に係る走行軌跡推定装置1では、車両の姿勢が変化した後に車両が定速直進走行に移行した時点で基準位置を検出する。これにより、カーブや交差点のように車両の姿勢が変化した地点の後で基準位置を検出できるので、走行軌跡をより正確に推定することができる。 Further, the traveling locus estimation device 1 according to the present embodiment detects a reference position when the vehicle shifts to constant speed straight-ahead traveling after the posture of the vehicle changes. As a result, the reference position can be detected after the point where the posture of the vehicle has changed, such as a curve or an intersection, so that the traveling locus can be estimated more accurately.

また、本実施形態に係る走行軌跡推定装置1では、車両周辺の環境情報と地図情報に記録された環境情報との一致度が低い車両位置では、基準位置を検出していない。これにより、正確な環境情報を検出できた車両位置のみで、基準位置を検出するので、走行軌跡の推定精度を向上させることができる。 Further, in the traveling locus estimation device 1 according to the present embodiment, the reference position is not detected at the vehicle position where the degree of agreement between the environmental information around the vehicle and the environmental information recorded in the map information is low. As a result, the reference position is detected only by the vehicle position where accurate environmental information can be detected, so that the estimation accuracy of the traveling locus can be improved.

さらに、本実施形態に係る走行軌跡推定装置1では、時刻毎の車両位置と車両の姿勢との集合によって、走行軌跡を表している。これにより、走行軌跡を時間毎に正確に表すことができるので、車両の走行軌跡を精度よく推定することができる。 Further, in the traveling locus estimation device 1 according to the present embodiment, the traveling locus is represented by a set of the vehicle position and the posture of the vehicle for each time. As a result, the traveling locus can be accurately represented for each time, so that the traveling locus of the vehicle can be estimated accurately.

また、本実施形態に係る走行軌跡推定装置1では、基準位置が検出されなかった車両位置において、前後に隣接する車両位置の間の移動量を示す相対変位と車両位置におけるオドメトリとの差である変位誤差を算出する。そして、この変位誤差に基づいて走行軌跡を補正する。これにより、基準位置が検出されなかった車両位置でも、前後に隣接する車両位置に基づいて走行軌跡を補正できるので、車両の走行軌跡を精度よく推定することができる。 Further, in the traveling locus estimation device 1 according to the present embodiment, it is the difference between the relative displacement indicating the amount of movement between the front and rear adjacent vehicle positions and the odometry at the vehicle position at the vehicle position where the reference position is not detected. Calculate the displacement error. Then, the traveling locus is corrected based on this displacement error. As a result, even in the vehicle position where the reference position is not detected, the traveling locus can be corrected based on the vehicle positions adjacent to the front and rear, so that the traveling locus of the vehicle can be estimated accurately.

さらに、本実施形態に係る走行軌跡推定装置1では、車両位置誤差と変位誤差をすべて加算した誤差総和を算出し、この誤差総和が小さくなるように、補正された走行軌跡を調整する。これにより、走行軌跡全体の整合性を取ることができるので、推定された走行軌跡の精度を向上させることができる。 Further, in the traveling locus estimation device 1 according to the present embodiment, the total error is calculated by adding all the vehicle position errors and the displacement errors, and the corrected traveling locus is adjusted so that the total error is small. As a result, the consistency of the entire traveling locus can be obtained, so that the accuracy of the estimated traveling locus can be improved.

尚、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 The above embodiment is an example of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and even if the embodiment is other than this embodiment, as long as it does not deviate from the technical idea of the present invention, it may be designed according to the design or the like. Of course, various changes are possible.

1 走行軌跡推定装置
3 GPS受信機
5 IMU(慣性計測装置)
7 カメラ
9 レーザレンジファインダー
11 データベース
21 走行軌跡算出部
23 地図照合部
25 走行軌跡補正部
27 走行軌跡調整部
100 走行軌跡推定システム
1 Travel locus estimation device 3 GPS receiver 5 IMU (Inertial measurement unit)
7 Camera 9 Laser range finder 11 Database 21 Travel locus calculation unit 23 Map collation unit 25 Travel locus correction unit 27 Travel locus adjustment unit 100 Travel locus estimation system

Claims (10)

車両が走行した走行軌跡を推定する走行軌跡推定方法であって、
前記車両が走行したときに検出した走行データと、前記車両が走行したときに検出した車両周辺の環境情報とを取得し、
前記走行データに基づいて前記車両が走行した走行軌跡を算出し、
前記車両周辺の環境情報と地図情報に記録された環境情報とを照合して前記車両の基準位置を検出し、
前記基準位置と前記走行軌跡との差である車両位置誤差を算出し、
前記走行軌跡上にある車両位置のうち、前記基準位置が検出された車両位置では、前記車両位置誤差に基づいて前記走行軌跡を補正し、
前記基準位置が検出されなかった車両位置では、前記車両位置の前後に隣接する車両位置に基づいて前記走行軌跡を補正することを特徴とする走行軌跡推定方法。
It is a traveling locus estimation method that estimates the traveling locus of a vehicle.
The driving data detected when the vehicle travels and the environmental information around the vehicle detected when the vehicle travels are acquired.
Based on the travel data, the travel locus of the vehicle traveled is calculated.
The reference position of the vehicle is detected by collating the environmental information around the vehicle with the environmental information recorded in the map information.
The vehicle position error, which is the difference between the reference position and the traveling locus, is calculated.
Among the vehicle positions on the traveling locus, at the vehicle position where the reference position is detected, the traveling locus is corrected based on the vehicle position error.
A traveling locus estimation method, characterized in that, at a vehicle position where the reference position is not detected, the traveling locus is corrected based on the vehicle positions adjacent to the front and rear of the vehicle position.
前記基準位置は、所定時間毎または所定距離毎に検出されることを特徴とする請求項1に記載の走行軌跡推定方法。 The traveling locus estimation method according to claim 1, wherein the reference position is detected every predetermined time or every predetermined distance. 前記基準位置は、前記車両が所定の走行状態のときに検出されることを特徴とする請求項1または2に記載の走行軌跡推定方法。 The traveling locus estimation method according to claim 1 or 2, wherein the reference position is detected when the vehicle is in a predetermined traveling state. 前記所定の走行状態は、前記車両の停止状態または定速走行状態または直進状態のいずれかであることを特徴とする請求項3に記載の走行軌跡推定方法。 The traveling locus estimation method according to claim 3, wherein the predetermined traveling state is either a stopped state, a constant speed traveling state, or a straight running state of the vehicle. 前記基準位置は、前記車両の姿勢が変化した後に前記車両が定速直進走行に移行した時点で検出されることを特徴とする請求項1または2に記載の走行軌跡推定方法。 The traveling locus estimation method according to claim 1 or 2, wherein the reference position is detected when the vehicle shifts to constant speed straight-ahead traveling after the posture of the vehicle changes. 前記基準位置は、前記車両周辺の環境情報と前記地図情報に記録された環境情報との一致度が低い車両位置では検出されないことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の走行軌跡推定方法。 The reference position according to any one of claims 1 to 5, wherein the reference position is not detected at a vehicle position where the degree of agreement between the environmental information around the vehicle and the environmental information recorded in the map information is low. Travel locus estimation method. 前記走行軌跡は、時刻毎の車両位置と車両の姿勢との集合によって表されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の走行軌跡推定方法。 The traveling locus estimation method according to any one of claims 1 to 6, wherein the traveling locus is represented by a set of a vehicle position and a vehicle posture for each time. 前記基準位置が検出されなかった車両位置では、前後に隣接する車両位置の間の移動量を示す相対変位と前記車両位置におけるオドメトリとの差である変位誤差を算出し、前記変位誤差に基づいて前記走行軌跡を補正することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の走行軌跡推定方法。 At the vehicle position where the reference position was not detected, a displacement error, which is the difference between the relative displacement indicating the amount of movement between the front and rear adjacent vehicle positions and the odometry at the vehicle position, is calculated, and the displacement error is calculated based on the displacement error. The traveling locus estimation method according to any one of claims 1 to 7, wherein the traveling locus is corrected. 前記車両位置誤差と前記変位誤差をすべて加算した誤差総和を算出し、前記誤差総和が小さくなるように、前記補正された走行軌跡を調整することを特徴とする請求項8に記載の走行軌跡推定方法。 The travel locus estimation according to claim 8, wherein the total error is calculated by adding all the vehicle position errors and the displacement errors, and the corrected travel locus is adjusted so that the total error is small. Method. 車両が走行した走行軌跡を推定する制御部を備えた走行軌跡推定装置であって、
前記制御部は、
前記車両が走行したときに検出した走行データと、前記車両が走行したときに検出した車両周辺の環境情報とを取得し、
前記走行データに基づいて前記車両が走行した走行軌跡を算出し、
前記車両周辺の環境情報と地図情報に記録された環境情報とを照合して前記車両の基準位置を検出し、
前記基準位置と前記走行軌跡との差である車両位置誤差を算出し、
前記走行軌跡上にある車両位置のうち、前記基準位置が検出された車両位置では、前記車両位置誤差に基づいて前記走行軌跡を補正し、
前記基準位置が検出されなかった車両位置では、前記車両位置の前後に隣接する車両位置に基づいて前記走行軌跡を補正することを特徴とする走行軌跡推定装置。
It is a traveling locus estimation device equipped with a control unit that estimates the traveling locus of the vehicle.
The control unit
The driving data detected when the vehicle travels and the environmental information around the vehicle detected when the vehicle travels are acquired.
Based on the travel data, the travel locus of the vehicle traveled is calculated.
The reference position of the vehicle is detected by collating the environmental information around the vehicle with the environmental information recorded in the map information.
The vehicle position error, which is the difference between the reference position and the traveling locus, is calculated.
Among the vehicle positions on the traveling locus, at the vehicle position where the reference position is detected, the traveling locus is corrected based on the vehicle position error.
A traveling locus estimation device characterized in that, at a vehicle position where the reference position is not detected, the traveling locus is corrected based on the vehicle positions adjacent to the front and rear of the vehicle position.
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