JP2022112754A - 自律走行車 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、自律走行車10は、四輪車両であって、車体11と、車体11の下部に配置された駆動輪12と、車体11の下部に配置された操舵輪13と、を備える。自律走行車10は、駆動輪12の回転により走行されるとともに操舵輪13の向きの変更により操舵される。ここで、自律走行車10の進行方向をX方向とし、進行方向(X方向)に直交する方向(自律走行車10の幅方向)をY方向としている。また、水平方向であるX-Y平面に対し直交する上下方向をZ方向としている。
制御装置20は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路:ASICを備えていてもよい。制御装置20は、コンピュータプログラムに従って動作する1つ以上のプロセッサ、ASIC等の1つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、それらの組み合わせを含む回路として構成し得る。プロセッサは、CPU、並びに、RAM及びROM等のメモリを含む。メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆるものを含む。
図2に示すように、制御装置20とLidarスキャナ50が接続されている。制御装置20には、Lidarスキャナ50による測定データが取り込まれる。これにより、自律走行車10の周囲環境を把握することができる。
図1に示すように、自律走行車10は、照明用の光源61,62を備える。光源61,62は、車体11の下面に設置されている。光源61,62は、例えば、発光ダイオード(LED)よりなる。光源61,62は、路面Srにおける路面撮影カメラ60の撮影領域に光を照射するためのものである。光源61,62は、車体11の下面において路面撮影カメラ60の周囲を囲むように配置されている。光源61,62は、路面撮影カメラ60の撮影タイミングに同期して点灯して路面撮影カメラ60の撮影領域に光を照射する。
図1に示すように、GPSアンテナ70は、車体11の上面に設置されている。GPSアンテナ70は、人工衛星から電波を受信することができる。図2に示すように、自律走行車10にはGPS受信機71が搭載されている。GPSアンテナ70は、GPS受信機71を介して制御装置20と接続されている。制御装置20は、GPSアンテナ70による測量情報を取り込むことができる。
記憶部40には、地図データ41が記憶されている。地図データ41として、周囲環境データが記憶されている。周辺環境データは、地理的位置情報が対応付けられた状態で作成されている。また、地図データ41として、予め路面Srを撮影しておいた地図画像が記憶されている。地図画像は、地理的位置情報が対応付けられた状態で作成されている。
Lidar用自己位置推定部31は、Lidarスキャナ50により計測された周囲環境データから抽出された特徴(点群)と、記憶部40の地図データ41から抽出された特徴とを比較することにより自律走行車の自己位置を推定することができる。自己位置とは、車体11の位置座標及び姿勢(例えば図6の姿勢角θ参照)である。車体11の位置座標は、車体11の一点を示す座標であり、例えば、車体11の水平方向におけるLidarスキャナ50の設置位置での座標である。詳しくは、現時点での周辺環境(実際の周辺環境)から特徴点を検出するとともに、その特徴点についての特徴量、即ち、特徴点に対する周りでの輝度の大きさの程度を表す特徴量を検出する。同様に、予め求めておいた地図データから特徴点を検出するとともに、その特徴点についての特徴量、即ち、特徴点に対する周りの輝度の大きさの程度を表す特徴量を検出する。そして、現時点での周辺環境(実際の周辺環境)における各特徴点の特徴量と、予め求めておいた地図データにおける各特徴点の特徴量を比較することにより自律走行車の自己位置を推定する。
図3に、制御装置20が実行する処理を示す。
前提条件として、3つのアルゴリズムを用いて、自己位置推定を行う。つまり、アルゴリズムAを用いて自己位置推定を行うとともにアルゴリズムBを用いて自己位置推定を行う。さらに、アルゴリズムCを用いて自己位置推定を行う。そして、アルゴリズムAを用いて算出された位置推定結果をLAとするとともに、アルゴリズムBを用いて算出された位置推定結果をLBとする。さらに、アルゴリズムCを用いて算出された位置推定結果をLCとする。
制御装置20は、ステップS14において、それぞれの信頼度に基づいて、統合(マージ)した位置推定結果を算出して出力する。具体的には、例えば、重み付き和(重み和)とし、信頼度に応じた重み付けを行い、その総和を自己位置とする。
前提条件として、図4に示すような環境、位置に自律走行車10がいるとする。図4において、周辺環境として、自車の周囲には物体による直線L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8を有する。この場合、図5(a)に示すような点群、即ち、点P1~P36が取得できる。また、図4の環境下で地図作成をあらかじめ行い、図5(b)に示すようなその地図の点群、即ち、点P101~P136も持っているとする。
前提条件として、アルゴリズムAをLidarスキャナ50による自己位置推定とし、アルゴリズムBを路面撮影カメラ60による自己位置推定とする。
第3段階として、第2段階で重ね合わせた結果に対し、図8に示すように、例えば、点P3に最も近い地図での点P135を見つけてその距離ΔL1を計測してスコア(点数)Scとする。同様に、点P4に最も近い地図での点P136を見つけてその距離ΔL2を計測してスコア(点数)Scとする。以下同様に、各点ごとのスコアScを算出する。
このように、Lidar用自己位置推定部31は、Lidarスキャナ50により取得したデータにより車体11の位置座標及び姿勢を推定する。詳しくは、Lidar用自己位置推定部31は、Lidarスキャナ50により取得したデータと地図データ41を比較することにより車体11の位置座標及び姿勢を推定する。一方、路面撮影カメラ用自己位置推定部32は、路面撮影カメラ60により取得したデータにより車体11の位置座標及び姿勢を推定する。詳しくは、路面撮影カメラ用自己位置推定部32は、路面撮影カメラ60により取得したデータと地図データ41を比較することにより車体11の位置座標及び姿勢を推定する。
車体11におけるデータ取得装置の設置位置により信頼度算出アルゴリズムが使える。同じ位置から見ているので、それぞれの自己位置推定ソフトによって信頼度の求め方が違うが、本実施形態では、異なる方法で求めた自己位置に対して同一の信頼度算出アルゴリズムを使用する。
(1)自律走行車10の構成として、車体11に設置され、自己位置推定するための第1のデータ取得装置としてのLidarスキャナ50と、車体11に設置され、自己位置推定するための第2のデータ取得装置としての路面撮影カメラ60を備える。車体11に設置され、Lidarスキャナ50により取得したデータにより車体11の位置座標及び姿勢を推定するとともに、当該推定の結果の信頼度を算出する第1の自己位置推定部としてのLidar用自己位置推定部31を備える。車体11に設置され、路面撮影カメラ60により取得したデータにより車体11の位置座標及び姿勢を推定するとともに、当該推定の結果の信頼度を、Lidar用自己位置推定部31における信頼度算出アルゴリズムで算出する第2の自己位置推定部としての路面撮影カメラ用自己位置推定部32を備える。車体11に設置され、Lidar用自己位置推定部31による車体11の位置座標及び姿勢の推定結果及びその信頼度と路面撮影カメラ用自己位置推定部32による車体11の位置座標及び姿勢の推定結果及びその信頼度に基づいて、統合した車体11の位置座標及び姿勢を算出する統合自己位置算出部としての制御装置20を備える。
・上記実施形態ではアルゴリズムは、アルゴリズムA,B,Cの3つ用いたが、アルゴリズムは2つでもよい。また、アルゴリズムは4つ以上でもよい。要は、アルゴリズムは、2以上で実施することができる。
・位置推定結果がLAとした場合の信頼度をアルゴリズムAに基づいて算出し、位置推定結果がLBとした場合の信頼度をアルゴリズムAに基づいて算出し、位置推定結果がLCとした場合の信頼度をアルゴリズムAに基づいて算出する。その後において、各アルゴリズムで算出された自己位置推定結果を他のアルゴリズムで再度検証(クロスチェック)してもよい。
Claims (3)
- 車体に設置され、自己位置推定するための第1のデータ取得装置と、
前記車体に設置され、自己位置推定するための第2のデータ取得装置と、
前記車体に設置され、前記第1のデータ取得装置により取得したデータにより前記車体の位置座標及び姿勢を推定するとともに、当該推定の結果の信頼度を算出する第1の自己位置推定部と、
前記車体に設置され、前記第2のデータ取得装置により取得したデータにより前記車体の位置座標及び姿勢を推定するとともに、当該推定の結果の信頼度を、前記第1の自己位置推定部における信頼度算出アルゴリズムで算出する第2の自己位置推定部と、
前記車体に設置され、前記第1の自己位置推定部による前記車体の位置座標及び姿勢の推定結果及びその信頼度と前記第2の自己位置推定部による前記車体の位置座標及び姿勢の推定結果及びその信頼度に基づいて、統合した前記車体の位置座標及び姿勢を算出する統合自己位置算出部と、
を備えることを特徴とする自律走行車。 - 前記車体に設置され、前記車体の位置座標及び姿勢が対応付けられた地図データを記憶する記憶部を更に備え、
前記第1の自己位置推定部は、前記第1のデータ取得装置により取得したデータと前記地図データを比較することにより前記車体の位置座標及び姿勢を推定するとともに、当該推定の結果の信頼度を算出し、
前記第2の自己位置推定部は、前記第2のデータ取得装置により取得したデータと前記地図データを比較することにより前記車体の位置座標及び姿勢を推定するとともに、当該推定の結果の信頼度を、前記第1の自己位置推定部における信頼度算出アルゴリズムで算出することを特徴とする請求項1に記載の自律走行車。 - 前記信頼度は、地図データの点群と、データ取得装置により得られた点群との対比において各点についてのずれ量の総和によるものであることを特徴とする請求項2に記載の自律走行車。
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2021
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