JP2022502654A

JP2022502654A - 走行座標系の構築方法及びその使用

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Publication number: JP2022502654A
Application number: JP2021517851A
Authority: JP
Inventors: ルータオハン; ジィェンヨングァー; ホンウェイリィゥ; ヤーシンレン; ウェンフォンツェイ; ティェンペイワン; カイヂャン; ルーイントン
Original assignee: グレートウォールモーターカンパニーリミテッド
Priority date: 2018-09-30
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2022-01-11
Anticipated expiration: 2039-09-27
Also published as: EP3859273B1; EP3859273A1; KR20210068523A; EP3859273A4; US11926339B2; KR102442230B1; US20210362741A1; WO2020063816A1; JP7234354B2

Abstract

本発明は、走行座標系の構築方法及びシステムに関し、スマート交通の分野に適用される。走行座標系の構築方法は、自車が位置する道路の片側道路境界線を、走行座標系を確立するための基準線として決定するステップ（Ｓ１１０）と、車両座標系において、自車位置と基準線との距離が最小となる基準線点を、走行座標系の原点ＯＦとして決定するステップ（Ｓ１２０）と、原点ＯＦに基づいて、道路案内線方向を走行座標系のＸＦ軸として決定し、道路案内線方向と左手の法則に従う方向を走行座標系のＹＦ軸として決定するステップ（Ｓ１３０）と、原点ＯＦ、ＸＦ軸、及びＹＦ軸に基づいて、対応する走行座標系を形成するステップ（Ｓ１４０）とを含む。それにより構築された走行座標系はカーブ走行条件に特に適しており、縦弧長を用いて道路ターゲット等の縦方向距離を表現するため、車両座標系における直線距離よりも自車と道路ターゲットとの間の距離をよりリアルに表現することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、スマート交通の分野に関し、特に、走行座標系の構築方法及びその使用に関する。

現在、自律運転システム（ＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＤｒｉｖｉｎｇＳｙｓｔｅｍ、略称ＡＤＳ）を備えた車両が徐々に市場に投入され始め、スマート交通の発展を大きく促進している。ＡＤＳは車両に搭載された様々な検知機器を利用して、車両周辺の車道線データ及び道路ターゲット（たとえば前方の他車、ターゲットともいう）データをリアルタイムで収集し、ターゲットの静的特性、動的特性の認識を行い、ターゲットの道路上の位置を決定することにより、自律運転コンピュータが潜在的な危険を最短時間で判定し、この危険の発生を予防する有効な対策を取るようにするものである。

したがって、車道線データや道路ターゲットデータなどの道路上の有効情報を決定することがＡＤＳにとって重要であることが分かる。従来技術では、検知装置によって収集されたこれらの有効情報は、すべて車両座標系に依存して表現され、たとえば、車両座標系において道路上にターゲットがマッピングされた有効情報を決定し、さらに、決定した車両座標系におけるターゲット情報を自律運転コンピュータに算出・判定させて、自車の走行戦略を決定する。

しかしながら、本出願の発明者は、本発明を実現する過程において、次のことを発見した。道路がカーブしている場合、車両座標系に依存すると、ターゲットが道路にマッピングされている有効情報（たとえば、ターゲットがどの車道にあるか、ターゲットの有効な縦方向距離など）を決定することが困難であり、その結果、ターゲットが位置する車道、ターゲットの横方向距離、ターゲットの縦方向距離などに大きなずれが生じたり、判定を誤ったりすることがある。すなわち、車両座標系は自車と周囲環境（特に車道線とターゲット）との相対関係をリアルに反映しておらず、改良する余裕がある。

以上に鑑み、本発明の目的は、車両座標系が自車と周囲環境との相対関係をリアルに反映できないという課題を解決するための走行座標系の構築方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明の技術案は次のように達成される。

走行座標系の構築方法であって、
自車が位置する道路の片側道路境界線を、走行座標系を確立するための基準線として決定するステップと、
車両座標系において、自車位置と前記基準線との距離が最小となる基準線点を前記走行座標系の原点Ｏ_Ｆとして決定するステップと、
前記原点Ｏ_Ｆに基づいて、道路案内線方向を前記走行座標系のＸ_Ｆ軸として決定し、前記道路案内線方向と左手の法則に従う方向を前記走行座標系のＹ_Ｆ軸として決定するステップと、
前記原点Ｏ_Ｆ、Ｘ_Ｆ軸、及び前記Ｙ_Ｆ軸に基づいて、対応する走行座標系を形成するステップとを含む。

従来技術に比べて、本発明の前記走行座標系の構築方法は以下の優位性を有する。本発明は、走行座標系を確立し、この走行座標系により、ターゲットに対する領域分割を良好に実施することができ、また、より正確な距離情報を得ることができ、特にカーブの場合、走行座標系において縦弧の長さを用いて道路ターゲット等の縦方向距離を表現することにより、車両座標系における直線距離よりも自車と道路ターゲットとの間の距離をよりリアルに表現することができる。

本発明の別の目的は、車両座標系が自車と周囲環境との相対関係をリアルに反映できないという課題を解決するための走行座標系の構築システムを提供することである。

走行座標系の構築システムであって、
自車が位置する道路の片側道路境界線を、走行座標系を確立するための基準線として決定するための基準線決定モジュールと、
車両座標系において、自車位置と前記基準線との距離が最小となる基準線点を前記走行座標系の原点Ｏ_Ｆとして決定するための原点決定モジュールと、
前記原点Ｏ_Ｆに基づいて、道路案内線方向を前記走行座標系のＸ_Ｆ軸として決定し、前記道路案内線方向と左手の法則に従う方向を前記走行座標系のＹ_Ｆ軸として決定するための座標軸決定モジュールと、
前記原点Ｏ_Ｆ、Ｘ_Ｆ軸、及び前記Ｙ_Ｆ軸に基づいて、対応する走行座標系を形成するための座標系確立モジュールとを含む。

従来技術に比べて、前記走行座標系の構築システムは、前記走行座標系の構築方法と同じ優位性を有するので、ここでは詳しく説明しない。

本発明の別の目的は、走行座標系の適用を実現するための、車道線座標の決定方法及びシステム、並びに道路ターゲット座標の決定方法及びシステムを提供することである。

車道線座標の決定方法であって、
上記走行座標系の構築方法を用いて前記走行座標系を構築するステップと、
前記走行座標系における前記車道線の座標を算出するステップとを含む。

車道線座標の決定システムであって、
走行座標系を構築するための上記走行座標系の構築システムと、
前記走行座標系における前記車道線の座標を算出するための車道線座標算出モジュールとを含む。

道路ターゲット座標の決定方法であって、
上記走行座標系の構築方法を用いて前記走行座標系を構築するステップと、
前記走行座標系における前記道路ターゲット座標を算出するステップとを含む。

道路ターゲット座標の決定システムであって、
走行座標系を構築するための上記走行座標系の構築システムと、
前記走行座標系における前記道路ターゲット座標を算出するためのターゲット座標算出モジュールとを含む。

従来技術に比べて、本発明の前記車道線座標の決定方法及びシステム、並びに道路ターゲット座標の決定方法及びシステムは、走行座標系を利用して車道線及び道路ターゲット座標を決定することにより、自車と車道線及び道路ターゲットとの関係をよりリアルに表現することができ、そして、車両座標系の場合の複雑な計算を省略し、道路ターゲットの領域分割を良好に行うことに有利である。本発明の実施例の他の特徴及び利点は後の具体的な実施形態の部分的で詳細に説明される。

本発明の一部を構成する図面は、本発明の更なる理解を提供するために使用され、本発明の模式的な実施例及びその説明は、本発明を説明するために使用され、本発明の不適切な限定を構成するものではない。

本発明の実施例１の走行座標系の構築方法の模式的フローチャートである。本発明の実施例の走行座標系Ｘ_ＦＯ_ＦＹ_Ｆ、グローバル座標系Ｘ_ＧＯ_ＧＹ_Ｇ及び車両座標系Ｘ_ＨＯ_ＨＹ_Ｈの模式図である。本発明の実施例における基準線切替ルールの模式図である。本発明の実施例における、デフォルト道路境界線が最も左側の道路境界である場合の模式図である。本発明の実施例におけるナビゲーション方向に基づく基準線決定の模式図である。本発明の実施例のランプ道路状況での基準線切り替えの模式図である。本発明の好ましい実施例における走行座標系の原点算出の模式図である。本発明の実施例２に係る走行座標系の構築システムの構造模式図である。本発明の実施例３の走行座標系における車道線座標の好ましい決定方法の模式図である。本発明の実施例３において車道線座標を走行座標系における車道線の横座標で表した模式図である。本発明の実施例３において走行座標系における車道線座標の別の好ましい決定方法の模式図である。本発明の実施例５における走行座標系における道路ターゲット座標の決定方法の模式図である。

なお、矛盾しない限り、本発明における実施形態及び実施形態における特徴は、相互に組み合わせることができる。
以下、図面を参照して実施例にて本発明を詳細に説明する。

実施例１
図１は、本発明の実施例１の走行座標系の構築方法の模式的フローチャートであり、この走行座標系の構築方法は、様々な道路状況（特にカーブ状況）に適用可能な、自車、ターゲット及び道路の間のマッピング関係を反映した新たな走行座標系を確立することに用いられる。本発明の実施例の走行座標系の定義及び構築方法を後でより明確に説明するために、ここでは、車両の自律運転において一般的に使用されるグローバル座標系及び車両座標系について説明する。

ここで、グローバル座標系Ｘ_ＧＯ_ＧＹ_Ｇは測地座標系を基準とし、Ｘ_Ｇは北を向き、Ｙ_Ｇは東を向き、角度方向として時計回りを正とし、角度範囲は［０，３６０°］である。地図車道線情報等はグローバル座標系に基づいて与えられるものである。

車両座標系Ｘ_ＨＯ_ＨＹ_Ｈは自車を基準とし、Ｘ_Ｈは車両の縦軸方向を向き、Ｙ_Ｈは車両の横軸方向を向き、右手の法則に従い、反時計回りを正とし、車両のカメラ、レーザレーダ、ミリ波レーダというセンサの出力情報などは車両座標系に基づいて与えられるものである。

グローバル座標系及び車両座標系の定義によれば、本発明の実施例の走行座標系はＸ_ＦＯ_ＦＹ_Ｆとして表示され、この走行座標系を構築するには原点Ｏ_Ｆ、Ｘ_Ｆ軸とＹ_Ｆ軸の方向を決定する必要がある。したがって、図１に示すように、本発明の実施例の走行座標系の構築方法は、ステップＳ１１０〜ステップＳ１４０を含むことができる。
ステップＳ１１０、自車が位置する道路の片側道路境界線を、走行座標系を確立するための基準線として決定する。
ステップＳ１２０、車両座標系において、自車位置と前記基準線との距離が最小となる基準線点を、前記走行座標系の原点Ｏ_Ｆとして決定する。
ステップＳ１３０、前記原点Ｏ_Ｆに基づいて、道路案内線方向を前記走行座標系のＸ_Ｆ軸として決定し、前記道路案内線方向と左手の法則に従う方向を前記走行座標系のＹ_Ｆ軸として決定する。
ステップＳ１４０、前記原点Ｏ_Ｆ、Ｘ_Ｆ軸、及び前記Ｙ_Ｆ軸に基づいて、対応する走行座標系を形成する。

すなわち、道路境界線（最も左側の車道線又は最も右側の車道線）を基準線とし、Ｘ_Ｆが道路案内線方向を向き、Ｙ_Ｆと道路案内線方向と左手の規則に従う走行座標系Ｘ_ＦＯ_ＦＹ_Ｆは構築される。

なお、走行座標系Ｘ_ＦＯ_ＦＹ_Ｆの構築に関わるデータソースと走行座標系Ｘ_ＦＯ_ＦＹ_Ｆでの車道線、道路ターゲット等の座標の算出に関わるデータ、たとえば基準線座標等は、グローバルな高精度地図データや局所的なカメラデータ、あるいは道路関連情報を提供できる他のデータであってもよく、データソースは比較的柔軟であり、本発明の実施例ではこれを限定しない。

図２は、本発明の実施例の走行座標系Ｘ_ＦＯ_ＦＹ_Ｆ、グローバル座標系Ｘ_ＧＯ_ＧＹ_Ｇ及び車両座標系Ｘ_ＨＯ_ＨＹ_Ｈの模式図である。図２に示すように、走行座標系Ｘ_ＦＯ_ＦＹ_Ｆは道路境界線上に確立され、道路のトレンドと完全に一致する座標系である。原点Ｏ_Ｆ（Ｘ_Ｆ０，Ｙ_Ｆ０）を決定した後、道路境界線上の各点と走行座標原点Ｏ_Ｆ（Ｘ_Ｆ０，Ｙ_Ｆ０）との間の弧長距離を算出して各点の走行縦座標Ｘ_Ｆｉとすることができ、したがって、この走行座標系の縦軸Ｘ_Ｆは道路のトレンドに完全に一致しており、前記各基準線点の走行座標横座標がＹ_Ｆｉ＝０とし、このため、自車位置、車道線、ターゲットなどはすべて走行座標系に基づいて与えることができ、特にカーブ走行状況においては、真のカーブ弧長距離をターゲット距離情報として出力することで、車道座標系に比べて、ターゲット領域属性や有効距離の誤差を回避することができる。また、走行座標系で各車道線を点で記述すると、走行座標系における車道線上の各点の横座標が同一であり、縦座標のみが異なることが分かり、たとえば図２を参照すると、選択された車道線上では、縦座標が順次増加し、横座標がすべて３．７５となるので、走行座標系では車道線の縦座標で車道線を記述することができる。

また、走行座標系Ｘ_ＦＯ_ＦＹ_Ｆを構築した後、後続の自律運転データ処理において、車道線とターゲットは車両座標系と走行座標系の２つの属性を同時に持ち、必要に応じて選択することができる。

好ましい実施例では、本発明の実施例の走行座標系の構築方法は、ステップＳ１５０をさらに含むことができる。

ステップＳ１５０、自車の走行中には、前記基準線を切り替えて前記走行座標系を調整する。

たとえば、現在の道路状況、現在の運転状況などに基づいて、走行座標系が常に道路のトレンドと一致するように走行座標系を調整する必要があるか否かを判定し、それにより、自車、ターゲットと道路とのマッピング関係をより正確に反映する。

図３は、本発明の実施例における基準線切替ルールの模式図である。図３に示すように、前記基準線を切り替えるステップは、ステップＳ３１０とステップＳ３２０を含むことができる。

ステップＳ３１０、予め設定されたデフォルト道路境界線を前記基準線とする。
たとえば、デフォルト道路境界線は最も左側の道路境界であり、その位置及び限定された走行座標系Ｘ_ＦＯ_ＦＹ_Ｆは図４に示す。ここで、Ｌ１、Ｌ２はそれぞれ車両左側の２つの車道線を表し、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ車両右側の２つの車道線を表す。

ステップＳ３２０、自車に関するナビゲーション方向情報を取得し、前記基準線を前記ナビゲーション方向情報が示すナビゲーション方向側の道路境界線に切り替える。
具体的には、ナビゲーション方向情報がある場合、ナビゲーション方向側の道路境界線を走行座標系の基準線とし、ナビゲーションの示唆がある場合、走行基準線の切り替え（又は保持）を開始する。たとえば、図５に示すように、ナビゲーション方向情報によりナビゲーション方向が右方向であることが示されている場合、最も右側の道路境界線は基準線となる。

図３を再び参照すると、好ましい実施例では、前記基準線を切り替えるステップは、ステップＳ３３０とステップＳ３４０をさらに含むことができる。

ステップＳ３３０、前記ナビゲーション方向情報がない場合、現在の道路タイプを判定し、自車の現在位置する道路がランプであれば、現在の前記基準線をそのまま維持する。
たとえば、図６に示すように、自車の現在位置する道路がランプである場合、現在の基準線を維持した方が、対応する走行座標系は道路のトレンドとの一致性を維持することができる。

ステップＳ３４０、自車の現在位置する道路が本線であれば、前記基準線を前記デフォルト道路境界線に切り替える。
このシナリオにおける基準線切り替えの状況は、図４を同様に参照してもよく、デフォルトの道路境界線は、たとえば、最も左側の道路境界線であってもよい。

さらに、ステップＳ１２０は、走行座標系構築のコアであり、座標系原点が決定されれば、ステップＳ１３０における座標軸方向及びステップＳ１４０における最終的な走行座標系のいずれも決定しやすくなる。したがって、図７は、本発明の好ましい実施例における走行座標系の原点算出の模式図であり、ステップＳ１２０において自車位置と前記基準線との距離が最小となる基準線点を前記走行座標系の原点Ｏ_Ｆとして決定する具体的なステップ、つまり、次の３つのステップを提供する。

１）同一間隔の複数の基準線点を前記基準線上に設定する。
たとえば、基準線点は、車両座標における基準線の方程式を離散化することにより得ることができ、基準線点は密であればあるほど良く、たとえば０．１ｍの間隔であってもよい。

２）各基準線点と自車位置とのユークリッド距離を算出する。

３）算出したユークリッド距離が最も短い点を、前記走行座標系の原点Ｏ_Ｆとして決定する。

具体的には、基準線上の各基準線点と自車位置とのユークリッド距離を算出し、自車位置と基準線との距離が最小となる基準線点（図７のＤ２に対応する基準線点）、すなわち下記式（１）が最小となるときに対応する座標（ｘ_Ｆｉ，ｙ_Ｆｉ）を求めて、走行座標系の原点Ｏ_Ｆとする。

これにより、算出した走行座標系の原点Ｏ_Ｆに基づいて、道路案内線方向を走行座標系のＸ_Ｆ軸として決定し、Ｘ_Ｆ軸と左手の法則に従う方向を前記走行座標系のＹ_Ｆ軸として決定し、それにより、最終的な走行座標系Ｘ_ＦＯ_ＦＹ_Ｆを形成する。

以上のように、本発明の実施例は、走行座標系を確立し、この走行座標系により、ターゲットに対する領域分割を良好に実施することができ、また、より正確な距離情報を得ることができ、特にカーブの場合、走行座標系において縦弧の長さを用いて道路ターゲット等の縦方向距離を表現することにより、車両座標系における直線距離よりも自車と道路ターゲットとの間の距離をよりリアルに表現することができる。

実施例２
図８は、本発明の実施例２の走行座標系の構築システムの構造図であり、この走行座標系の構築システムは、上記実施例の走行座標系構築と同一の発明構想に基づくものである。図８に示すように、前記走行座標系の構築システムは、自車が位置する道路の片側道路境界線を、走行座標系を確立するための基準線として決定するための基準線決定モジュール８１０と、車両座標系において、自車位置と前記基準線との距離が最小となる基準線点を前記走行座標系の原点Ｏ_Ｆとして決定するための原点決定モジュール８２０と、前記原点Ｏ_Ｆに基づいて、道路案内線方向を前記走行座標系のＸ_Ｆ軸として決定し、前記道路案内線方向と左手の法則に従う方向を走行座標系のＹ_Ｆ軸として決定するための座標軸決定モジュール８３０と、前記原点Ｏ_Ｆ、Ｘ_Ｆ軸、及び前記Ｙ_Ｆ軸に基づいて、対応する走行座標系を形成するための座標系確立モジュール８４０とを含む。

好ましい実施例では、前記走行座標系の構築システムは、自車の走行中には、前記基準線を切り替えて前記走行座標系を調整するための基準線切替モジュール８５０をさらに含むことができる。

好ましい実施例では、前記走行座標系の構築システムは、自車に関するナビゲーション方向情報を取得するためのナビゲーション方向情報取得モジュール８６０をさらに含んでもよく、また、前記基準線切替モジュール８５０は前記基準線を切り替えるステップは、前記基準線切替モジュール８５０は予め設定されたデフォルト道路境界線を前記基準線とすることと、前記基準線切替モジュール８５０は前記ナビゲーション方向情報を取得し、前記基準線を前記ナビゲーション方向情報が示すナビゲーション方向側の道路境界線に切り替えることを含む。

好ましい実施例では、前記走行座標系の構築システムは、現在の道路タイプを判定するための道路タイプ判定モジュール８７０をさらに含んでもよく、また、前記基準線切替モジュール８５０は前記基準線を切り替えるステップは、自車の現在位置する道路がランプであれば、現在の前記基準線をそのまま維持するステップと、自車の現在位置する道路が本線であれば、前記基準線を前記デフォルト道路境界線に切り替えるステップとをさらに含む。

好ましい実施例では、前記原点決定モジュール８２０は、同一間隔の複数の基準線点を前記基準線上に設定するための点設定サブモジュールと、各基準線点と自車位置とのユークリッド距離を算出するための距離算出サブモジュールと、算出したユークリッド距離が最も短い点を前記走行座標系の原点Ｏ_Ｆとするための原点決定サブモジュールとを含む（図示せず）。

なお、本発明の実施例の前記走行座標系の構築システムは、上述した実施例における前記走行座標系の構築方法の具体的な実施の詳細及び効果と同一又は類似しており、ここでは詳しく説明しない。

実施例３
実施例３は、実施例１の方案の適用であり、車道線座標の決定方法を提供し、この決定方法は、実施例１の方法を用いて走行座標系を構築するステップと、前記走行座標系における前記車道線の座標を算出するステップとを含む。

車両座標系における車道線であっても走行座標系における車道線であっても、点を用いて記述することは不可能であり、そのデータ量は膨大であり、しかも不便である。しかし、図２を再び参照すると、この走行座標系では、車道線上の各点の横座標は同じであり、また、走行座標系は車道線のトレンドと完全に一致した座標系であり、車道線間は互いに平行であるので、カーブを記述する車道線の走行座標系における座標は１つのパラメータのみでよく、つまり、車道線上の点の走行座標系における縦座標のみを算出して対応する車道線座標を決定することができる。

図９Ａは、本発明の実施例３の走行座標系における車道線座標の好ましい決定方法の模式図である。図９Ａを参照すると、前記走行座標系における前記車道線の座標を算出するステップは、具体的には、ステップＡ１）とステップＡ２）を含むことができる。

Ａ１）算出対象車道線を車両座標系における複数の車道線点に離散化する。
図９Ａに示すように、左側車道線Ｌ１を例にとると、車両座標系であるＬ１の方程式が既知である場合、Ｌ１を車両座標系での点情報として離散化することが容易である。ここで、点の間隔は密であるほど好ましく、たとえば０．１ｍである。

Ａ２）算出対象車道線上の各車道線点と前記走行座標系の原点とのユークリッド距離を算出し、算出した最短ユークリッド距離を走行座標系におけるこの車道線の横座標とする。

図９Ｂは、本発明の実施例３において車道線座標を走行座標系における車道線の横座標で表した模式図である。図９Ｂを参照すると、車道線同士が互いに平行であることが分かるので、各車道線上の平行に対応する点の縦座標Ｘ_Ｆは絶対値で表すと同じなので、車道線の走行座標系における横座標Ｙ_Ｆのみ（すなわち、車道線から走行座標系の基準線までの距離Ｌ１ＣＯ_ｆ、Ｌ２ＣＯ_ｆ、Ｒ１ＣＯ_ｆ、Ｒ２ＣＯ_ｆ）を用いると、走行座標系におけるカーブ車道線の座標を記述することができ、直線道路の場合は同様である。

これについては、図９Ａを再び参照すると、Ｄ２はＬ１上のある車道線の点から前記走行座標系の原点Ｏ_Ｆまでの距離であり、つまり、その車道線点の走行座標系における座標をＤ２で表すことができる。走行座標系における他の車道線の座標算出も同様である。

図９Ｃは、本発明の実施例３における、走行座標系における車道線座標の別の好ましい決定方法の模式図である。図９Ｃを参照すると、前記走行座標系における前記車道線の座標を算出するステップは、具体的には、ステップＢ１）とステップＢ２）を含むことができる。

Ｂ１）定数項Ｃ０が自車中心点から対応する車道線までの最短距離を反映している、車両座標系における算出対象車道線の一元三次方程式をフィッティングにより得る。
たとえば、一元三次方程式はｙ＝ｃ０＋ｃ１＊ｘ＋ｃ２ｘ^２＋ｃ３ｘ^３であり、ここで、車両座標系が左を正とし、自車の左側の車道線ｃ０を正の値とし、自車の右側の車道線Ｃ０を負の値とする。Ｃ０は自車中心点から対応する車道線までの最短距離を反映しているので、車両座標系における車道線のＣ０値を直接利用して、自車と車道線との距離属性を反映することができる。図９Ｃに示すように、異なる車道線に対応して、それらの対応するＣ０値は、Ｃ０Ｌ１、Ｃ０Ｌ２、Ｃ０Ｒ１、及びＣ０Ｒ２として表すことができる。

Ｂ２）前記走行座標系における自車中心点の距離（０，Ｙ０）を決定し、Ｙ０値と前記算出対象車道線に対応するＣ０値との差分を算出し、この差分により対応する車道線の前記走行座標系における車道線座標を表す。

たとえば、図９Ｃを再び参照すると、走行座標系における自車中心点の座標（０，Ｙ０）と上記各車道線のＣ０との差分を算出することにより、走行座標系における各車道線の座標を得て、たとえば自車の左側車道線Ｌ１について、その走行座標系座標はＬ１ＣＯ_ｆ＝（Ｙ０−Ｃ０Ｌ１）となる。走行座標系における他の車道線の座標算出も同様である。

ここで、図９Ｃに示す前記走行座標系における前記車道線の座標を算出する方法は、図９Ａに対応する方法よりも計算量が少なく、適用性が高い。

さらに、実施例１を参照すると、自車の走行中に基準線を切り替えることができるので、本発明の実施例３の方法は、自車の走行中に前記基準線を切り替えて前記走行座標系を調整し、調整した走行座標系における前記車道線の座標を算出することをさらに含む。すなわち、走行座標系の変化に応じて車道線座標を適応的に変化させることにより、車道線のトレンドをより正確に反映することができる。ここで、前記基準線を切り替える方法は、実施例１を参照してもよく、ここでは詳しく説明しない。

以上のように、本発明の実施例３では、走行座標系を利用して車道線座標を決定し、走行座標系は従来の車両座標系よりも、自車と車道線との関係をよりリアルに表現することができ、また、車両座標系の場合の膨大で複雑な計算過程を省略し、道路ターゲットの領域分割を良好に行うことに有利であり、たとえば、道路ターゲットの走行横座標が既知であり、車道線の走行横座標が既知である場合、大きさを直接判定することにより、道路ターゲットが車道線で決定されたどの領域に分割されたかを決定できる。

実施例４
本発明の実施例４は、車道線座標の決定システムを提供し、このシステムは、実施例３の車道線座標の決定方法と同一の発明構想に基づくものであり、実施例２に記載の走行座標系の構築システムを採用している。このシステムは、走行座標系を構築するための、上述した実施例２の走行座標系の構築システムと、前記走行座標系における前記車道線の座標を算出するための車道線座標算出モジュールとを含むことができる。

１つの好ましい実施例では、「前記走行座標系において、車道線上の各点の横座標は同一である」という事実に基づいて、前記車道線座標算出モジュールは、算出対象車道線を車両座標系における複数の車道線点に離散化するための離散化モジュールと、前記算出対象車道線上の各車道線点と前記走行座標系の原点とのユークリッド距離を算出し、算出した最短ユークリッド距離を走行座標系におけるこの車道線の横座標とするための第１の座標決定モジュールとを含むことができる。

別の好ましい実施例では、前記車道線座標算出モジュールは、定数項Ｃ０が自車中心点から対応する車道線までの最短距離を反映している、車両座標系における算出対象車道線の一元三次方程式をフィッティングにより得るためのフィッティングモジュールと、前記走行座標系における自車中心点の距離（０，Ｙ０）を決定し、Ｙ０値と前記算出対象車道線に対応するＣ０値との差分を算出し、この差分により対応する車道線の前記走行座標系における車道線座標を表すための第２の座標決定モジュールとを含むことができる。

また、前記走行ターゲット座標の構築システムが、実施例２の基準線切替モジュールを含む場合、前記車道線座標算出モジュールは、調整された走行座標系における車道線の座標を算出することにも用いられ、すなわち、走行座標系の変化に応じて車道線座標を適応的に変化させることにより、カーブ車道線等の正しいトレンドをより正確に反映することができ、車道線に基づく道路ターゲットの領域分割に寄与する。

本発明の実施例４の具体的な実施の詳細及び有益な効果は、本発明の実施例３を参照してもよく、ここでは詳しく説明しない。

実施例５
実施例５は、実施例１の方案の適用であり、道路ターゲット座標の決定方法を提供し、この方法は、実施例１の方法を用いて走行座標系を構築するステップと、前記走行座標系における前記道路ターゲット座標を算出するステップとを含むことができる。

図１０は、本発明の実施例における、走行座標系における道路ターゲット座標の決定方法の模式図であり、この方法は、基準線点に基づいて前記走行座標系の原点を決定する実施例１の方法に基づくものであり、ステップＡ１）〜ステップＡ３）を含むことができる。

Ａ１）前記原点Ｏ_Ｆから、自車に対する前記道路ターゲットの方向に向かって前記基準線点をトラバースする。
図１０に示すように、基準線の点番号をｄ１、ｄ２、ｄ３、…、ｄｎとし、原点Ｏ_Ｆから、自車に対する前記道路ターゲットの方向に応じてトラバースし始め、ここで、前方又は後方へのトラバースが可能である。好ましい実施例では、車両座標系におけるターゲット及び基準線の座標が既知である場合、原点Ｏ_Ｆから車両座標系における地図点を前方又は後方へトラバースすることができ、ここで、前方／後方へのトラバースは、主に車両座標系における道路ターゲット座標の正負によって決定され、車両座標系における道路ターゲットの縦方向距離が正であれば、前方へトラバースし、車両座標系における道路ターゲットの縦方向距離が負であれば、後方へトラバースする。

Ａ２）トラバースした基準線点と前記道路ターゲットとの間のユークリッド距離を算出し、算出した最短ユークリッド距離を前記走行座標系における前記道路ターゲットの横座標とする。
たとえば、基準線点をトラバースして、トラバースした各基準点とターゲットとの間のユークリッド距離を算出し、距離が最小（距離は図１０中のＤ２）である場合、トラバースを停止し、走行座標系における道路ターゲットの横座標（すなわち、最近点と道路ターゲットとの間のユークリッド距離Ｄ２）と、基準線における最近点の番号とを出力する。

Ａ３）算出した前記最短ユークリッド距離に対応する前記基準線点の点番号情報を取得し、この基準線点と前記原点Ｏ_Ｆとの間の弧長を算出し、この弧長を前記走行座標系における前記道路ターゲットの縦座標とする。
たとえば、前の算出により、道路ターゲットに対応する基準線の最近点の点番号情報を得て、その点と走行座標原点との間の弧長を算出することができる。図１０に示すように、この弧長は基準線上の点と点との間のユークリッド距離を積算したものであり、即ちｄ＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋…であり、ｄは走行座標系における道路ターゲットの縦座標である。

さらに、実施例１を参照すると、自車の走行中に基準線を切り替えることが可能であるため、本発明の実施例５の方法は、自車の走行中に前記基準線を切り替えて走行座標系を調整し、調整した走行座標系における前記道路ターゲット座標を算出することをさらに含むことができる。すなわち、走行座標系の変化に応じて道路ターゲットの座標を適応的に変化させることにより、カーブ等の運転条件において、自車に対する道路ターゲットの正確な位置領域をより正確に反映することができる。ここで、前記基準線を切り替える方法は、実施例１を参照してもよく、ここでは詳しく説明しない。

以上のように、本発明の実施例５では、走行座標系を用いて道路ターゲット座標を決定しており、走行座標系は、従来の車両座標系よりも自車と道路ターゲットとの距離をよりリアルに表現することができ、道路ターゲットの領域分割を良好に行うことに有利である。

実施例６
本発明の実施例６は道路ターゲット座標の決定システムを提供し、このシステムは、実施例３の道路ターゲット座標の決定方法と同一の発明構想に基づくものであり、実施例２に記載の走行座標系の構築システムを採用している。このシステムは、走行座標系を構築するための、実施例２の走行座標系の構築システムと、前記走行座標系における前記道路ターゲット座標を算出するためのターゲット座標算出モジュールとを含む。

好ましい実施例では、前記ターゲット座標算出モジュールは、前記原点Ｏ_Ｆから、自車に対する前記道路ターゲットの方向に向かって前記基準線点をトラバースするためのトラバースモジュールと、トラバースした基準線点と前記道路ターゲットとの間のユークリッド距離を算出し、算出した最短ユークリッド距離を前記走行座標系における前記道路ターゲットの横座標とするための横座標算出モジュールと、算出した最短ユークリッド距離に対応する前記基準線点の点番号情報を取得し、この基準線点と前記原点Ｏ_Ｆとの間の弧長を算出し、この弧長を前記走行座標系における前記道路ターゲットの縦座標とするための縦座標算出モジュールとを含む。

また、走行ターゲット座標の構築システムが、実施例２の基準線切替モジュールを含む場合、前記ターゲット座標算出モジュールは、調整した走行座標系における前記道路ターゲット座標を算出することにも用いられ、すなわち、走行座標系の変化に応じて道路ターゲット座標を適応的に変化させることにより、カーブ等の運転条件において、自車に対する道路ターゲットの正確な位置領域をより正確に反映することができる。

本発明の実施例６の具体的な実施の詳細及び有益な効果は、本発明の実施例３を参照してもよく、ここでは詳しく説明しない。

上記は本発明の好適な実施例にすぎず、本発明を限定するものではなく、本発明の主旨及び原則の範囲内において行ういかなる修正、均等置換、改良など、たとえば、ステップの実行順序の適応的な変更及び機能モジュール間の接続関係の調整などは、すべて本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

当業者は、上述した実施例の方法におけるステップの全部又は一部を実現することが、プログラムによって関連するハードウェアを命令することによって完了できることを理解でき、このプログラムは、本出願の様々な実施例に記載の方法のステップの全部又は一部をシングルチップマイクロコンピュータ、チップ、又はプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）に実行させるためのいくつかの命令を含む記憶媒体に記憶される。一方、上述した記憶媒体は、ＵＳＢメモリ、リムーバブルハードディスク、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ、Ｒｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ、ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、磁気ディスクや光ディスクなど、プログラムコードを記憶可能な各種媒体を含む。

さらに、本発明の実施例の様々な異なる実施例の間の任意の組み合わせも可能であり、本発明の実施例の思想に反しない限り、本発明の実施例によって開示されたものとして同様に扱われるべきである。

８１０、基準線決定モジュール
８２０、原点決定モジュール
８３０、座標軸決定モジュール
８４０、座標系確立モジュール
８５０、基準線切替モジュール
８６０、ナビゲーション方向情報取得モジュール
８７０、道路タイプ判定モジュール

Claims

走行座標系の構築方法であって、
自車が位置する道路の片側道路境界線を、走行座標系を確立するための基準線として決定するステップと、
車両座標系において、自車位置と前記基準線との距離が最小となる基準線点を前記走行座標系の原点Ｏ_Ｆとして決定するステップと、
前記原点Ｏ_Ｆに基づいて、道路案内線方向を前記走行座標系のＸ_Ｆ軸として決定し、前記道路案内線方向と左手の法則に従う方向を前記走行座標系のＹ_Ｆ軸として決定するステップと、
前記原点Ｏ_Ｆ、Ｘ_Ｆ軸、及び前記Ｙ_Ｆ軸に基づいて、対応する走行座標系を形成するステップとを含む、ことを特徴とする走行座標系の構築方法。
自車の走行中には、前記基準線を切り替えて前記走行座標系を調整するステップをさらに含み、
前記基準線を切り替えるステップは、
予め設定されたデフォルト道路境界線を前記基準線とし、自車に関するナビゲーション方向情報を取得し、前記基準線を前記ナビゲーション方向情報が示すナビゲーション方向側の道路境界線に切り替えるステップ、及び／又は
前記ナビゲーション方向情報がない場合、現在の道路タイプを判定し、自車の現在位置する道路がランプであれば、現在の前記基準線をそのまま維持し、自車の現在位置する道路が本線であれば、前記基準線を前記デフォルト道路境界線に切り替えるステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の走行座標系の構築方法。
自車位置と前記基準線との距離が最小となる基準線点を前記走行座標系の原点Ｏ_Ｆとして決定する前記ステップは、
同一間隔の複数の基準線点を前記基準線上に設定するステップと、
各基準線点と自車位置とのユークリッド距離を算出するステップと、
算出したユークリッド距離が最も短い点を、前記走行座標系の原点Ｏ_Ｆとして決定するステップとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の走行座標系の構築方法。
車道線座標の決定方法であって、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行座標系の構築方法を用いて前記走行座標系を構築するステップと、
前記走行座標系における前記車道線座標を算出するステップとを含む、ことを特徴とする車道線座標の決定方法。
前記走行座標系における前記車道線の座標を算出する前記ステップは、
算出対象車道線を車両座標系における複数の車道線点に離散化するステップと、
前記算出対象車道線上の各車道線点と前記走行座標系の原点とのユークリッド距離を算出し、算出した最短ユークリッド距離を走行座標系におけるこの車道線の横座標とするステップとを含み、
互いに平行な車道線については、走行座標系における前記車道線の横座標で車道線座標を表すことができる、ことを特徴とする請求項４に記載の車道線座標の決定方法。
前記走行座標系における前記車道線の座標を算出する前記ステップは、
定数項Ｃ０が自車中心点から対応する車道線までの最短距離を反映している、車両座標系における算出対象車道線の一元三次方程式をフィッティングにより得るステップと、
前記走行座標系における自車中心点の距離（０，Ｙ０）を決定し、Ｙ０値と前記算出対象車道線に対応するＣ０値との差分を算出し、この差分により対応する車道線の前記走行座標系における車道線座標を表すステップとを含む、ことを特徴とする請求項４に記載の車道線座標の決定方法。
道路ターゲット座標の決定方法であって、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行座標系の構築方法を用いて前記走行座標系を構築するステップと、
前記走行座標系における前記道路ターゲット座標を算出するステップとを含む、ことを特徴とする道路ターゲット座標の決定方法。
前記走行座標系における前記道路ターゲット座標を算出する前記ステップは、
前記原点Ｏ_Ｆから、自車に対する前記道路ターゲットの方向に向かって前記基準線点をトラバースするステップと、
トラバースした基準線点と前記道路ターゲットとの間のユークリッド距離を算出し、算出した最短ユークリッド距離を前記走行座標系における前記道路ターゲットの横座標とするステップと、
算出した最短ユークリッド距離に対応する前記基準線点の点番号情報を取得し、この基準線点と前記原点Ｏ_Ｆとの間の弧長を算出し、この弧長を前記走行座標系における前記道路ターゲットの縦座標とするステップとを含む、ことを特徴とする請求項７に記載の道路ターゲット座標の決定方法。
走行座標系の構築システムであって、
自車が位置する道路の片側道路境界線を、走行座標系を確立するための基準線として決定するための基準線決定モジュールと、
車両座標系において、自車位置と前記基準線との距離が最小となる基準線点を前記走行座標系の原点Ｏ_Ｆとして決定するための原点決定モジュールと、
前記原点Ｏ_Ｆに基づいて、道路案内線方向を前記走行座標系のＸ_Ｆ軸として決定し、前記道路案内線方向と左手の法則に従う方向を前記走行座標系のＹ_Ｆ軸として決定するための座標軸決定モジュールと、
前記原点Ｏ_Ｆ、Ｘ_Ｆ軸、及び前記Ｙ_Ｆ軸に基づいて、対応する走行座標系を形成するための座標系確立モジュールとを含む、ことを特徴とする走行座標系の構築システム。
自車の走行中には、前記基準線を切り替えて前記走行座標系を調整するための基準線切替モジュールと、
ナビゲーション方向情報取得モジュール及び／又は道路タイプ判定モジュールとをさらに含み、
前記ナビゲーション方向情報取得モジュールは、自車に関するナビゲーション方向情報を取得することに用いられ、前記基準線切替モジュールは前記基準線を切り替えるステップは、前記基準線切替モジュールは予め設定されたデフォルト道路境界線を前記基準線とするステップと、前記基準線切替モジュールは前記ナビゲーション方向情報を取得し、前記基準線を前記ナビゲーション方向情報が示すナビゲーション方向側の道路境界線に切り替えるステップを含み、
前記道路タイプ判定モジュールは、現在の道路タイプを判定することに用いられ、前記基準線切替モジュールは前記基準線を切り替えるステップは、自車の現在位置する道路がランプであれば、現在の前記基準線をそのまま維持するステップと、自車の現在位置する道路が本線であれば、前記基準線を前記デフォルト道路境界線に切り替えるステップとをさらに含む、ことを特徴とする請求項９に記載の走行座標系の構築システム。
前記原点決定モジュールは、
同一間隔の複数の基準線点を前記基準線上に設定するための点設定サブモジュールと、
各基準線点と自車位置とのユークリッド距離を算出するための距離算出サブモジュールと、
算出したユークリッド距離が最も短い点を前記走行座標系の原点Ｏ_Ｆとするための原点決定サブモジュールとを含む、ことを特徴とする請求項９に記載の走行座標系の構築システム。
車道線座標の決定システムであって、
走行座標系を構築するための請求項９〜１１のいずれか１項に記載の走行座標系の構築システムと、
前記走行座標系における前記車道線の座標を算出するための車道線座標算出モジュールとを含む、ことを特徴とする車道線座標の決定システム。
前記車道線座標算出モジュールは、
算出対象車道線を車両座標系における複数の車道線点に離散化するための離散化モジュールと、
前記算出対象車道線上の各車道線点と前記走行座標系の原点とのユークリッド距離を算出し、算出した最短ユークリッド距離を走行座標系におけるこの車道線の横座標とするための第１の座標決定モジュールとを含み、
互いに平行な車道線については、走行座標系における前記車道線の横座標で車道線座標を表すことができる、ことを特徴とする請求項１２に記載の車道線座標の決定システム。
前記車道線座標算出モジュールは、
定数項Ｃ０が自車中心点から対応する車道線までの最短距離を反映している、車両座標系における算出対象車道線の一元三次方程式をフィッティングにより得るためのフィッティングモジュールと、
前記走行座標系における自車中心点の距離（０，Ｙ０）を決定し、Ｙ０値と前記算出対象車道線に対応するＣ０値との差分を算出し、この差分により対応する車道線の前記走行座標系における車道線座標を表すための第２の座標決定モジュールとを含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の車道線座標の決定システム。
道路ターゲット座標の決定システムであって、
走行座標系を構築するための請求項９〜１１のいずれか１項に記載の走行座標系の構築システムと、
前記走行座標系における前記道路ターゲット座標を算出するためのターゲット座標算出モジュールとを含む、ことを特徴とする道路ターゲット座標の決定システム。
前記ターゲット座標算出モジュールは、
前記原点Ｏ_Ｆから、自車に対する前記道路ターゲットの方向に向かって前記基準線点をトラバースするためのトラバースモジュールと、
トラバースした基準線点と前記道路ターゲットとの間のユークリッド距離を算出し、算出した最短ユークリッド距離を前記走行座標系における前記道路ターゲットの横座標とするための横座標算出モジュールと、
算出した前記最短ユークリッド距離に対応する前記基準線点の点番号情報を取得し、この基準線点と前記原点Ｏ_Ｆとの間の弧長を算出し、この弧長を前記走行座標系における前記道路ターゲットの縦座標とするための縦座標算出モジュールとを含む、ことを特徴とする請求項１５に記載の道路ターゲット座標の決定システム。