JP2023006982A - 車両位置推定装置、車両位置推定方法、およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車両位置を精度よく推定する。【解決手段】車両位置推定装置１００、１００ａ―１００ｈは、複数の検出点を特定し、複数の検出点の各々における反射強度を検出する車載センサ２００から、検出された反射強度を取得する反射強度取得部１２と、道路検出点における反射強度を、車両からの距離の違いに起因する反射強度の差が小さくなるように補正する補正部１３と、少なくとも複数の点と複数の点における反射強度とを予め対応付けて記憶している反射強度マップ３１と、補正後の反射強度を含む複数の検出点の反射強度と、を比較することにより、車両の位置を推定する位置推定部１４と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、車両位置の推定に関する。

近年における車両の自動運転技術の発達に伴い、車両の位置を推定する様々な方法が提案されている。特許文献１では、レーダ装置から車両の前方または周囲にビームを照射し、その反射波から検出点（物標とも呼ぶ）の位置（距離および方位）を特定し、特定された検出点の位置と、予め固定物と位置とを対応付けて記憶しているデータとを比較することにより、車両の位置を推定する方法が開示されている。

特許第３８４８４３１号公報

特許文献１の車両位置推定方法では、反射波によって検出された検出点の位置に基づき車両の位置が推定されていたが、依然として改善の余地があり、車両の位置を精度良く推定可能な技術が望まれる。

本開示の一形態として、車両に搭載されて用いられ前記車両の位置を推定する車両位置推定装置が提供される。この車両位置推定装置は、電磁波を照射し、前記電磁波の反射波を受信することにより複数の検出点を特定し、前記複数の検出点の各々における前記反射波の受信強度である反射強度を検出する車載センサから、検出された前記反射強度を取得する反射強度取得部と、前記複数の検出点のうち、道路に対応する検出点である道路検出点における前記反射強度を、距離の違いに起因する前記反射強度の差が小さくなるように補正する補正部と、少なくとも複数の点と前記複数の点における前記反射強度とを予め対応付けて記憶している反射強度マップと、前記補正部による補正後の前記反射強度を含む前記複数の検出点の前記反射強度と、を比較することにより、前記車両の位置を推定する位置推定部と、を備える。

この形態の車両位置推定装置によれば、車載センサにより検出された反射強度と、反射強度マップとを比較することにより車両の位置を推定するので、車両位置を精度良く推定できる。また、反射強度マップとの比較対象となる反射強度は、道路検出点における反射強度を、距離の違いに起因する反射強度の差が小さくなるように補正して得られた反射強度であるので、道路における反射強度のムラ、例えば、距離が異なることの反射強度のムラや、道路の平面度が低いことに起因する反射強度のムラを特徴点として反射強度マップと比較することを抑制できる。このため、偶然に反射強度マップに記憶されている反射強度のパターンと同様なパターンが道路における反射強度のムラに起因して生じたために位置推定の精度が低下してしまうことを抑制できる。

本開示は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、車両位置推定方法、車両位置推定装置や車両位置推定方法を実現するためのコンピュータプログラム、かかるコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。

本開示の一実施形態としての車両位置推定装置の概略構成を示すブロック図。 第１実施形態における補正テーブル作成処理の手順を示すフローチャート。 補正テーブルの設定内容の一例を示す説明図。 第１実施形態における車両位置推定処理の手順を示すフローチャート。 反射強度の補正例を示す説明図。 第２実施形態における車両位置推定装置の概略構成を示すブロック図。 第２実施形態における車両位置推定処理の手順を示すフローチャート。 第２実施形態における特徴部の位置ずれの一例を模式的に示す説明図。 第３実施形態における車両位置推定装置の概略構成を示すブロック図。 第３実施形態における車両位置推定処理の手順を示すフローチャート。 第３実施形態における坂部の位置ずれの一例を模式的に示す説明図。 第４実施形態における車両位置推定装置の概略構成を示すブロック図。 第４実施形態における車両位置推定処理の手順を示すフローチャート。 第４実施形態における凹部または部の位置ずれの一例を模式的に示す説明図。 第５実施形態における車両位置推定装置の概略構成を示すブロック図。 第５実施形態における補正後の反射強度分布の一例を示す説明図。 第５実施形態における車両位置推定処理の手順を示すフローチャート。 第５実施形態における補正後の反射強度分布の一部を拡大して示す説明図。 第６実施形態における車両位置推定装置の概略構成を示すブロック図。 第６実施形態における補正後の反射強度分布の一例を示す説明図。 第６実施形態における反射強度分布の一部を模式的に示す説明図。 第６実施形態における車両位置推定処理の手順を示すフローチャート。 第７施形態における車両位置推定装置の概略構成を示すブロック図。 第７実施形態における反射強度分布の一部の時間変化の一例を示す説明図。 第７実施形態における車両位置推定処理の手順を示すフローチャート。 第８施形態における車両位置推定装置の概略構成を示すブロック図。 第８実施形態における反射強度分布の一部の時間変化の一例を示す説明図。 第８実施形態における車両位置推定処理の手順を示すフローチャート。 第９施形態における車両位置推定装置の概略構成を示すブロック図。 第９施形態における車両位置推定処理の手順を示すフローチャート。 第９実施形態における標識の位置ずれの一例を模式的に示す説明図。

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．装置構成：
図１に示す第１実施形態の車両位置推定装置１００は、車両に搭載されて用いられ、車両の位置を推定する。車両位置推定装置１００は、車両位置推定装置１００は、車載センサ２００および運転支援制御装置３００と電気的に接続されている。

車載センサ２００は、電磁波を車両の前方や周囲に照射し、その反射波を受信することにより複数の検出点（物標とも呼ばれる）を特定し、また、各検出点における反射波の受信強度（以下、「反射強度」と呼ぶ）を検出する。車載センサ２００が照射する電磁波は、例えば、ミリ波（およそ３０～３００ＧＨｚの周波数の電波）や、赤外線レーザなどが該当する。したがって、車載センサ２００は、ミリ波レーダやＬｉｄａｒ（light detection and ranging）装置とも呼ばれる。後述するように、車両位置推定装置１００は、車載センサ２００により検出された検出点における反射強度を利用して、車両の位置を推定する。なお、車載センサ２００は、電源がオンすると、前方や周囲を走査しながら、繰り返し電磁波の照射と反射波の受信を実行する。また、車載センサ２００は、受信した反射波を利用して検出点を特定する。具体的には、車載センサ２００は、反射波を利用して各検出点の距離および角度を特定する。距離の特定は、電磁波の照射から反射波の受信までの時間を車両（車載センサ２００）から検出点までの往復時間（Time To Flight）であるものとして、かかる往復時間の１／２に光の速度を乗じることにより実行される。

車両位置推定装置１００は、推定された車両の位置情報を運転支援制御装置３００に通知する。運転支援制御装置３００は、車両位置推定装置１００から受信する車両の位置情報に基づき、車両の運転支援を行う。「運転支援」とは、車両のエンジン制御とブレーキ制御と操舵制御とを、運転者に代わって自動的に実行すること、或いは運転者による制御を支援するように実行することを意味する。「運転者による制御を支援するように実行する」とは、例えば、車両が直進走行中に車線変更を行うために、運転者が右側の方向指示器を点灯させる操作を行った場合に、車両が右側に移動するようにエンジン制御とブレーキ制御と操舵制御とを自動的に実行することが該当する。車両位置推定装置１００は、例えば、ＥＣＵ（Electric Control Unit）により構成されている。なお、運転支援制御装置３００は、運転支援を行うことに代えて、車両の自動運転を行ってもよい。

車両位置推定装置１００は、ＣＰＵ１０、ＲＡＭ２０、およびＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）３０を備えるコンピュータにより構成されている。ＣＰＵ１０、ＲＡＭ２０、およびＥＥＰＲＯＭ３０は、それぞれ内部バス９０に接続されており、内部バス９０を介して互いに通信可能に構成されている。ＣＰＵ１０は、ＥＥＰＲＯＭ３０に予め記憶されているコンピュータプログラムをＲＡＭ２０に展開して実行することにより、補正テーブル生成部９、反射強度取得部１１、補正部１２、および位置推定部１３として機能する。補正テーブル生成部９は、後述の補正テーブル生成処理を実行することにより、後述の補正テーブル３２を生成する。反射強度取得部１１は、車載センサ２００により検出された各検出点の反射強度を取得する。補正部１２は、各検出点のうち道路に対応する検出点（以下、「道路検出点」と呼ぶ）における反射強度を補正する。具体的には、道路検出点における反射強度を、車両からの距離（以下、単に「距離」とも呼ぶ）の違いに起因する道路検出点同士の反射強度の差が小さくなるように補正する。かかる補正の詳細については、後述する。位置推定部１３は、補正部１２により補正された道路検出点の反射強度およびその他の検出点の反射強度と、後述の反射強度マップ３１とを比較することにより、車両の位置を推定する。

ＥＥＰＲＯＭ３０には、反射強度マップ３１と、補正テーブル３２とが記憶される。反射強度マップ３１には、多数の点（物標）と、各点における反射強度とが対応付けて記憶されている。このような反射強度マップ３１は、例えば、予めプローブカーにより様々な道路を走行中に電磁波の照射およびその反射波の受信を行い、これにより得られた点（物標）とその反射強度とを対応付けて予め作成され、ＥＥＰＲＯＭ３０に記憶されている。反射強度マップ３１は、三次元地図データとも呼ばれる。補正テーブル３２は、車両からの距離と反射強度との複数の組からなる。図３では、この組を黒丸により表している。図３に示すように、補正テーブル３２では、所定の距離範囲ごとに代表点の反射強度が設定されている。各組を比較して明らかなように、距離が大きいほど、すなわち、車両から遠く離れるほど、反射強度は小さくなっている。この補正テーブル３２は、後述する補正テーブル作成処理の実行結果として得られ、ＥＥＰＲＯＭ３０に記憶される。

車両には、上述の車両位置推定装置１００、車載センサ２００および運転支援制御装置３００に加えて、ＧＰＳ（Global Positioning System）等のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を利用したナビゲーションシステムが搭載されている。かかるナビゲーションシステムにより車両の大まかな位置が特定され、さらに、車両位置推定装置１００により正確な位置が特定されることとなる。

Ａ２．補正テーブル作成処理：
車両においてユーザが所定の操作を行うと、補正テーブル生成部９は、図２に示す補正テーブル作成処理を実行する。本実施形態において「所定の操作」は、インストルメントパネルに配置されているディスプレイに表示された所定のメニュー画面において、「補正テーブル作成実行ボタン」を押下する操作が該当する。なお、かかる操作に限らず、他の任意の種類の操作を契機として補正テーブル作成処理が実行されてもよい。

図２に示すように、補正テーブル生成部９は、車両が停車状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。車両が停車状態でないと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、ステップＳ１０５が再度実行される。すなわち、補正テーブル生成部９は、車両が停車状態となるまで待機する。車両が停車状態であると判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）補正テーブル生成部９は、前方平坦路からの反射波の反射強度を取得する（ステップＳ１１０）。補正テーブル生成部９は、前方平坦路の反射強度の繰り返し取得回数が閾値回数に達したか否かを判定する（ステップＳ１１５）。取得回数が閾値回数に達していないと判定された場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、処理は、上述のステップＳ１１０に戻る。したがってこの場合、前方平坦路の反射強度が再び取得される。

平坦路の反射強度の取得回数が閾値回数に達したと判定された場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、補正テーブル生成部９は、距離ごとに反射強度を平均し、補正テーブルを更新する（ステップＳ１２０）。「距離ごと」とは、所定幅の距離範囲、例えば、２０ｍ（メートル）ごとの距離範囲ごとといった意味である。ステップＳ１２０では、各距離範囲において検出される検出点（道路検出点）の反射強度を平均し、その距離範囲の平均距離と、平均して得られた反射強度とを組として、補正テーブル３２に登録する。このようにして図３に示すような補正テーブル３２が設定される。なお、補正テーブル生成処理が開始される前に既に補正テーブル３２が保存されている場合には、補正テーブル生成処理の結果、補正テーブル３２が上書きされることとなる。

Ａ３．車両位置推定処理：
図４に示す車両位置推定処理は、車両の位置を推定する処理である。かかる車両位置推定処理は、車両のイグニッションがオンすると実行される。なお、この車両位置推定処理が実行されるよりも前に、上述の補正テーブル作成処理が実行され、ＥＥＰＲＯＭ３０に補正テーブル３２が記憶されている。

反射強度取得部１１は、車載センサ２００によって検出された各検出点の反射強度を取得する（ステップＳ２０５）。補正部１２は、ステップＳ２０５にて取得された反射強度のうち、道路検出点における反射強度を、反射強度マップ３１を利用して補正する（ステップＳ２１０）。道路検出点は、例えば、検出点の距離および角度や反射強度などに基づき、他の検出点と弁別して特定する。ステップＳ２１０の補正は、具体的には以下のようにして行われる。車両から距離Ｒの位置の道路検出点の反射強度Ｉが取得された場合、補正部１２は、下記式（１）により補正後の反射強度Ｉｃａｌｉｂを算出する。
Ｉｃａｌｉｂ＝（Ｉｒｅｆ／α）×Ｉ ・・・（１）
上記式（１）において、Ｉｒｅｆは、道路における反射強度として基準となる予め定められた基準反射強度Ｉｒｅｆを示し、αは、下記式（２）により求められる補正係数αを示す。
α＝［（ｉ１－ｉ０）／（ｒ１－ｒ０）］×（Ｒ－ｒ０）＋ｉ０ ・・・（２）
上記式（２）において、ｒ０およびｒ１は車両からの互いに異なる距離を示し、ｉ０およびｉ１は反射強度を示す。ｒ０およびｉ０と、ｒ１およびｉ１とは、いずれも補正テーブル３２における「距離」と「反射強度」とからなる複数の組に含まれる組であり、距離Ｒの大きさは、距離ｒ０と距離ｒ１との間の大きさである。具体的には、距離Ｒは、図３に示す第１組（ｒ０，ｉ０）と第２組（ｒ１、ｉ１）の２つの距離ｒ０、ｒ１に挟まれた距離であり、補正係数αは、第１組と第２組とから内挿される点の反射強度に相当する。

上述のように、補正テーブル３２では、距離が大きいほど反射強度は小さくなる。このため、距離Ｒが大きいほど補正係数αは小さくなり、上記式（１）における「Ｉｒｅｆ／α」は、大きくなる。このため、補正前の反射強度Ｉに対する補正後の反射強度Ｉｃａｌｉｂの割合は、距離が大きくなるほど大きくなる。このため、一般に平坦道路では、距離が大きくなるほど反射強度が小さくなるものの、上記補正により、距離に応じた反射強度の変動が抑えられ、道路検出点における反射強度が略一様となる。

図５の上段に示す反射強度画像Ｆ１ａは、ステップＳ２１０における補正前の反射強度を濃淡で表した画像である。図５の下段に示す反射強度画像Ｆ１ｂは、ステップＳ２１０における補正後の反射強度を濃淡で表した画像である。２つの反射強度画像Ｆ１ａ、Ｆ１ｂにおいて、より薄い（明るい）部分は、より濃い（暗い）部分に比べて反射強度が大きいことを示している。２つの反射強度画像Ｆ１ａ、Ｆ１ｂは、第１車線Ｌ１、第２車線Ｌ２、および第３車線Ｌ３を含む複数の車線が設けられた道路を走行中に得られた画像である。なお、第２車線Ｌ２と第３車線Ｌ３との間であって、前方にはフェンスＦｅ１が設けられている。また、第３車線Ｌ３およびその隣の車線のうち、このフェンスＦｅ１が設けられた位置に対応する部分は、上り坂ＳＬ１が形成されている。なお、反射強度画像Ｆ１ｂでは、車両からの距離の目安となるラインを併せて示している。具体的には、車両からの距離が２０ｍ、４０ｍ、６０ｍの３つの距離を示す３つのラインを併せて示している。

反射強度画像Ｆ１ａでは、各車線Ｌ１～Ｌ３において、道路の反射強度は、距離が大きくなるほど反射強度が小さい。これに対して、反射強度画像Ｆ１ｂでは、道路の反射強度は、少なくとも車両から６０ｍ以内となる距離範囲では、略同一となっている。このように、道路検出点の反射強度を互いに略同一とするのは、道路検出点の距離が異なることに起因する反射強度のムラや、道路の平面度が低いことに起因する反射強度のムラを、道路以外の構造物であると誤認識してしまうことを抑制するためである。

図４に示すように、ステップＳ２１０の完了後、位置推定部１３は、反射強度マップ３１と、補正後の反射強度を含むステップＳ２０５において取得された反射強度（反射強度パターン）とを比較し（ステップＳ２１５）、相関値が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。反射強度の相関値は、周知の任意の方法により求めることができる。例えば、各位置（角度）において、ステップＳ２０５において取得された反射強度と、反射強度マップ３１に設定されている反射強度との差分を求め、かかる差分が小さいほど大きな相関値が得られるような演算式を用いて相関値を算出してもよい。このとき、予め図示しないナビゲーション装置により特定された大まかな車両位置に基づき、反射強度マップ３１における反射強度のパターンの候補を絞り込んでおき、これらの候補をそれぞれ比較対象として、車載センサ２００により得られた反射強度と比較してもよい。

相関値が閾値以上でないと判定された場合（ステップＳ２２０：ＮＯ）、処理は上述のステップＳ２０５に戻る。したがって、この場合、車両の位置の推定は実行されない。これに対して、相関値が閾値以上であると判定された場合（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、車載センサ２００により認識される位置と、実際の位置（反射強度マップ３１により特定される位置）とのずれを特定する（ステップＳ２２５）。具体的には、相関値が閾値以上であると認識された反射強度マップ３１における反射強度群に対する、車載センサ２００により認識される反射強度群の位置ずれを特定する。反射強度マップ３１が生成された際にプローブカーが走行した道路における幅方向の位置と、車両が実際に走行する際の道路における車両の幅方向（以下、単に「幅方向」とも呼ぶ）の位置とは、互いにずれる可能性があり、この場合、幅方向の位置ずれとして特定される。また、反射強度マップ３１が生成された際にプローブカーに取り付けられているセンサと、反射強度マップ３１のセンサとの高さ方向および車両長さ方向における設置位置の相違に起因して、高さ方向および車両の長さ方向（以下、単に「長さ方向」とも呼ぶ）の位置ずれとして特定される。

位置推定部１３は、ステップＳ２２５において特定された位置ずれを補正する（ステップＳ２３０）。具体的には、車両の現在位置としてナビゲーションシステム（ＧＮＳＳ）によって特定されている位置を、ステップＳ２２５で特定された位置ずれをキャンセルするように補正する。このようにして、車両の現在位置が推定されることとなる。ステップＳ２３０の完了後、処理はステップＳ２０５に戻る。

以上説明した第１実施形態の車両位置推定装置１００によれば、車載センサ２００により検出された反射強度と、反射強度マップ３１とを比較することにより車両の位置を推定するので、車両位置を精度良く推定できる。また、反射強度マップ３１との比較対象となる反射強度は、道路検出点における反射強度を、距離の違いに起因する反射強度の差が小さくなるように補正して得られた反射強度である。このため、道路における反射強度のムラ、すなわち、距離が異なることの反射強度のムラや、道路の平面度が低いことに起因する反射強度のムラを特徴点として反射強度マップ３１と比較することを抑制できる。したがって、偶然に反射強度マップ３１に記憶されている反射強度のパターンと同様なパターンが道路における反射強度のムラに起因して生じたために位置推定の精度が低下してしまうことを抑制できる。

また、上記式（１）により補正後の反射強度Ｉｃａｌｉｂが求められるので、距離の違いに起因する反射強度の差が小さくなるように道路検出点における反射強度を精度よく補正できる。

Ｂ．第２実施形態：
図６に示す第２実施形態の車両位置推定装置１００ａは、ＣＰＵ１０が特徴部特定部１４としても機能する点において、図１に示す第１実施形態の車両位置推定装置１００と異なる。第２実施形態の車両位置推定装置１００ａにおけるその他の構成は、第１実施形態の車両位置推定装置１００と同様であるので、同一構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

特徴部特定部１４は、車両の進行方向に沿って連続する特徴部分（以下、単に「特徴部」とも呼ぶ）を特定する。特徴部としては、例えば、車線同士の境界や、道路と歩道との境界や、センターライン等を構成する線（日本では一般に白線）や、縁石や、轍などが該当する。

本実施形態では、反射強度マップ３１には、多数の点と各点における反射強度とが対応付けて記憶されるとともに、特徴部の位置が予め記憶されている。

図７に示す第２実施形態における車両位置推定処理は、ステップＳ２１１、Ｓ２１２を追加して実行する点、およびステップＳ２１５に代えてステップＳ２１５ａを実行する点において、図４に示す第１実施形態における車両位置推定処理と異なる。第２実施形態における車両位置推定処理のその他の手順は第１実施形態における車両位置推定処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ２１０の完了後、特徴部特定部１４は、補正後の反射強度を含むステップＳ２０５において取得された反射強度から特徴部を検索する（ステップＳ２１１）。例えば、周囲の道路検出点の反射強度に比べて所定の反射強度以上大きく、車両の進行方向に連続する検出点の集合を検索することにより、白線や縁石を検出できる。また、例えば、周囲の道路検出点の反射強度に比べて所定の反射強度以上小さく、車両の進行方向に連続する検出点の集合を検索することにより、轍を検出できる。

位置推定部１３は、特徴部が検出されたか否かを判定し（ステップＳ２１２）、検出されないと判定された場合（ステップＳ２１２：ＮＯ）、処理はステップＳ２０５に戻る。他方、検出されたと判定された場合（ステップＳ２１２：ＹＥＳ）、位置推定部１３は、反射強度マップ３１の特徴部と、検出された特徴部とを比較する（ステップＳ２１５ａ）。ステップＳ２１５ａの完了後、上述のステップＳ２２０～Ｓ２３０が実行される。本実施形態では、ステップＳ２２５において特定されてステップＳ２３０において補正される位置ずれは、主として車両の幅方向の位置ずれである。これについて、図８を用いて説明する。

図８では、車両位置推定装置１００ａが搭載された車両ＶＬ１が、第１車線Ｌ１を走行している。図８において、破線で示す一対の白線ＷＬ１、ＷＬ２、および実線で示す一対の白線ＷＬ１１、ＷＬ１２は、第１車線Ｌ１の境界を規定する白線であり、車両の長さ方向Ｄ１に延設されるとともに、互いに車両の幅方向Ｄ２に所定の距離だけ離れて配置されている。破線で示す一対の白線ＷＬ１、ＷＬ２は、車載センサ２００により認識される特徴部、すなわち、一対の白線を示す。他方、実線で示す一対の白線ＷＬ１１、ＷＬ１２は、反射強度マップ３１に記憶されている特徴部、すなわち、一対の白線を示す。なお、以降の他の実施形態における「長さ方向Ｄ１」および「幅方向Ｄ２」は、本実施形態の長さ方向Ｄ１および幅方向Ｄ２に対応するものである。

図８に示すように、一対の白線ＷＬ１およびＷＬ２と、一対の白線ＷＬ１１およびＷＬ１２とを比較することにより、幅方向Ｄ２の位置ずれΔｗ１が特定される。そして、かかる位置ずれΔｗ１をキャンセルするように車両の現在位置が補正されて推定されることとなる。

以上説明した第２実施形態の車両位置推定装置１００ａは、第１実施形態の車両位置推定装置１００と同様な効果を奏する。また、複数の検出点の反射強度を利用して特定された特徴部の位置と、反射強度マップから特定される特徴部の位置とを比較して、その比較結果を利用して車両ＶＬ１の幅方向Ｄ２に沿った車両ＶＬ１の位置ずれを補正するので、幅方向Ｄ２に沿った車両ＶＬ１の位置ずれを精度よく補正できる。

Ｃ．第３実施形態：
図９に示す第３実施形態の車両位置推定装置１００ｂは、ＣＰＵ１０が第１坂部特定部１５としても機能する点において、図１に示す第１実施形態の車両位置推定装置１００と異なる。第３実施形態の車両位置推定装置１００ｂにおけるその他の構成は、第１実施形態の車両位置推定装置１００と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第１坂部特定部１５は、上り坂または下り坂の部分（以下、「坂部」と呼ぶ）を特定する。本実施形態では、反射強度マップ３１には、多数の点と各点における反射強度とが対応付けて記憶されるとともに、坂部の位置が予め記憶されている。

図１０に示す第３実施形態における車両位置推定処理は、ステップＳ２１１ｂ、Ｓ２１２ｂを追加して実行する点、およびステップＳ２１５に代えてステップＳ２１５ｂを実行する点において、図４に示す第１実施形態における車両位置推定処理と異なる。第２実施形態における車両位置推定処理のその他の手順は第１実施形態における車両位置推定処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ２１０の完了後、第１坂部特定部１５は、補正後の反射強度を含むステップＳ２０５において取得された反射強度から坂部を検索する（ステップＳ２１１ｂ）。例えば、他の道路検出点に比べて所定の大きさ以上に反射強度が大きく、車両の幅方向Ｄ２および車両の進行方向（長さ方向Ｄ１）に連続する部分を、上り坂と特定する。他方、他の道路検出点に比べて所定の大きさ以上に反射強度が小さく、車両の幅方向Ｄ２および車両の進行方向（長さ方向Ｄ１）に連続する部分を、下り坂と特定する。上り坂または下り坂については、ステップＳ２１０において反射強度が補正されたとしても、もともと平坦路に比べて反射強度が大きく異なるため、補正後の反射強度が平坦路についての補正後の反射強度に比べて大きく異なることとなる。例えば、図５の反射強度画像Ｆ１ｂにおける上り坂ＳＬ１の反射強度は、周囲の道路検出点の反射強度に比べて大きい。

位置推定部１３は、坂部が検出されたか否かを判定し（ステップＳ２１２ｂ）、検出されないと判定された場合（ステップＳ２１２ｂ：ＮＯ）、処理はステップＳ２０５に戻る。他方、検出されたと判定された場合（ステップＳ２１２ｂ：ＹＥＳ）、位置推定部１３は、反射強度マップ３１の特徴部と、検出された特徴部とを比較する（ステップＳ２１５ｂ）。ステップＳ２１５ｂの完了後、上述のステップＳ２２０～Ｓ２３０が実行される。本実施形態では、ステップＳ２２５において特定されてステップＳ２３０において補正される位置ずれは、主として車両の長さ方向Ｄ１の位置ずれである。これについて、図１１を用いて説明する。

図１１において左側は、車載センサ２００により認識される車両ＶＬ１の周囲の様子を示している。図１１において右側は、反射強度マップ３１に記憶されている情報に基づく車両ＶＬ１の周囲の様子を示している。図１１では、図５に示す範囲の様子を平面視して模式的に表している。なお、図１１では、第４車線Ｌ４を、３つの車線Ｌ１～Ｌ３に加えて明示している。

図１１の左側に示すように、車両ＶＬ１から見て上り坂ＳＬ１は、車両ＶＬ１を基準として長さ方向Ｄ１（進行方向）に比較的遠い位置に特定されている。これに対して、図１２の右側に示すように、反射強度マップ３１では、上り坂ＳＬ１は、車両ＶＬ１を基準として長さ方向Ｄ１に比較的近い位置に存在するものとして記憶されている。そして、車載センサ２００の認識結果により特定される上り坂ＳＬ１と、反射強度マップ３１において特定される上り坂ＳＬ１とを比較することにより、長さ方向Ｄ１の位置ずれΔｄ１が特定される。そして、かかる位置ずれΔｄ１をキャンセルするように車両の現在位置が補正されて推定されることとなる。

以上説明した第３実施形態の車両位置推定装置１００ｂは、第１実施形態の車両位置推定装置１００と同様な効果を奏する。下り坂における道路検出点では、補正後の反射強度が他の道路検出点（平坦路の道路検出点等）における補正後の反射強度に比べて予め定められた大きさ以上に小さくなり、また、上り坂における道路検出点では、補正後の反射強度が他の道路検出点（平坦路の道路検出点等）における補正後の反射強度に比べて予め定められた大きさ以上に大きくなることを、本願発明者は見出した。したがって、第３実施形態の車両位置推定装置１００ｂによれば、補正後の反射強度が他の道路検出点における補正後の反射強度と比べて所定の大きさ以上に異なる道路検出点の集合を坂部と特定するので、坂部を精度良く特定できる。また、かかる坂部と、反射強度マップ３１における坂部の位置とを比較し、その比較結果を利用して車両ＶＬ１の長さ方向Ｄ１に沿った車両ＶＬ１の位置ずれΔｄ１を補正するので、車両ＶＬ１の長さ方向Ｄ１の位置を精度良く推定できる。

Ｄ．第４実施形態：
図１２に示す第４実施形態の車両位置推定装置１００ｃは、ＣＰＵ１０が凹凸特定部１６としても機能する点において、図１に示す第１実施形態の車両位置推定装置１００と異なる。第４実施形態の車両位置推定装置１００ｃにおけるその他の構成は、第１実施形態の車両位置推定装置１００と同様であるので、同じ構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

凹凸特定部１６は、道路における凹部および凸部を特定する。凹部とは、周囲の部分に比べて凹んでいる窪み等である。凸部とは、周囲の部分に比べて突出している部分である。これらについては、周囲の平坦部分と比べて反射強度が所定の大きさ以上に異なる。このため、ステップＳ２１０による補正後の反射強度も他の部分（平坦部分）に比べて所定の大きさ以上に異なる。具体的には、凹部では、他の部分に比べて反射強度が小さくなり、凸部では、他の部分に比べて反射強度が大きくなる。

本実施形態では、反射強度マップ３１には、多数の点と各点における反射強度とが対応付けて記憶されるとともに、凹部および凸部の位置が予め記憶されている。

図１３に示す第４実施形態における車両位置推定処理は、ステップＳ２１１ｃ、Ｓ２１２ｃを追加して実行する点、およびステップＳ２１５に代えてステップＳ２１５ｃを実行する点において、図４に示す第１実施形態における車両位置推定処理と異なる。第４実施形態における車両位置推定処理のその他の手順は第１実施形態における車両位置推定処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ２１０の完了後、凹凸特定部１６は、補正後の反射強度を含むステップＳ２０５において取得された反射強度から凹部または凸部を検索する（ステップＳ２１１ｃ）。具体的には、補正後の反射強度が他の道路検出点における補正後の反射強度に比べて所定の大きさ以上異なる道路検出点の集合であって、平面視の大きさが予め定められた大きさ以下の集合を凹部または凸部として特定する。上述の平面視の大きさについての「所定の大きさ」とは、例えば、上り坂と凸部とを弁別可能とするような、また、下り坂と凹部とを弁別可能とするような大きさとして、予め設定されている。

位置推定部１３は、凹部または凸部が検出されたか否かを判定し（ステップＳ２１２ｃ）、検出されないと判定された場合（ステップＳ２１２ｃ：ＮＯ）、処理はステップＳ２０５に戻る。他方、検出されたと判定された場合（ステップＳ２１２ｃ：ＹＥＳ）、位置推定部１３は、反射強度マップ３１の凹部または凸部と、検出された凹部または凸部とを比較する（ステップＳ２１５ｃ）。ステップＳ２１５ｃの完了後、上述のステップＳ２２０～Ｓ２３０が実行される。本実施形態では、ステップＳ２２５において特定されてステップＳ２３０において補正される位置ずれは、主として車両の長さ方向Ｄ１の位置ずれである。これについて、図１４を用いて説明する。

図１４では、車両位置推定装置１００ｃが搭載された車両ＶＬ１が、第１車線Ｌ１を走行している。図８において破線で示す凸部ＰＲ０は、車載センサ２００により認識される凸部を示す。他方、実線で示す凸部ＰＲ１は、反射強度マップ３１に記憶されている凸部を示す。

図１４に示すように、凸部ＰＲ０と、凸部ＰＲ１とを比較することにより、長さ方向Ｄ１の位置ずれΔｄ２が特定される。そして、かかる位置ずれΔｄ２をキャンセルするように車両の現在位置が補正されて推定されることとなる。

以上説明した第４実施形態の車両位置推定装置１００ｃは、第１実施形態の車両位置推定装置１００と同様な効果を奏する。また、補正後の反射強度と比べて予め定められた大きさ以上に異なる道路検出点の集合であって平面視の大きさが予め定められた大きさ以下の集合を凹部または凸部と特定し、かかる凹部または凸部の位置と、反射強度マップ３１における凹部または凸部の位置とを比較し、その比較結果を利用して車両ＶＬ１の長さ方向Ｄ１に沿った車両ＶＬ１の位置ずれΔｄ２を補正するので、車両ＶＬ１の長さ方向Ｄ１の位置を精度良く推定できる。

Ｅ．第５実施形態：
図１５に示す第５実施形態の車両位置推定装置１００ｄは、ＣＰＵ１０が反射強度分布取得部１７およびフェンス特定部１８としても機能する点において、図１に示す第１実施形態の車両位置推定装置１００と異なる。第５実施形態の車両位置推定装置１００ｄにおけるその他の構成は、第１実施形態の車両位置推定装置１００と同様であるので、同じ構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

反射強度分布取得部１７は、車両からの距離ごとの反射強度の分布を取得する。「距離ごと」とは、第１実施形態で説明した「距離ごと」と同じ意味を有する。また、分布とは、車両の幅方向Ｄ２における分布を意味する。図１６の下段に示すように、例えば、車両からの距離が２０ｍ、４０ｍ、６０ｍの位置における幅方向Ｄ１の反射強度の分布が取得される。なお、図１６の上段に示す反射強度画像Ｆ１ｂは、図５に示す反射強度画像Ｆ１ｂと同じである。

フェンス特定部１８は、フェンスを特定する。図１７に示すフェンスＦｅ１のように、フェンスは、或る距離から先の反射強度の分布において、車両の幅方向Ｄ２と平行な方向に所定の長さ以下の範囲で反射強度がかかる距離の手前と比べて所定の大きさ以上に異なる検出点の集合として特定されることを本願発明者は見い出した。図１６のフェンスＦｅ１は、およそ６０ｍよりも手前と比べて明るく（反射強度が大きく）表されている。したがって、フェンス特定部１８は、このような部分をフェンスとして特定する。

本実施形態では、反射強度マップ３１には、多数の点と各点における反射強度とが対応付けて記憶されるとともに、フェンスの位置が予め記憶されている。

図１７に示す第５実施形態における車両位置推定処理は、ステップＳ２１１ｄ、Ｓ２１２ｄを追加して実行する点、ステップＳ２１２に代えてステップＳ２１２ｄを実行する点、およびステップＳ２１５に代えてステップＳ２１５ｄを実行する点において、図４に示す第１実施形態における車両位置推定処理と異なる。第５実施形態における車両位置推定処理のその他の手順は第１実施形態における車両位置推定処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ２１０の完了後、反射強度分布取得部１７は、距離ごとの反射強度の分布を取得する（ステップＳ２１１ｄ）。フェンス特定部１８は、ステップＳ２１１ｄで取得された反射強度の分布において、フェンスのパターンがあるか否かを判定する（ステップＳ２１２ｄ）。

図１８では、図１６に示すフェンスＦｅ１が存在する幅方向Ｄ１の範囲Ｗ１０での２０ｍ、４０ｍおよび６０ｍにおける反射強度の分布を示している。図１８において、破線で示す強度分布ＳＤ２０は、距離が２０ｍにおける反射強度分布を示す。また、細い実線で示す強度分布ＳＤ４０は、距離が４０ｍにおける反射強度分布を示す。また、太い実線で示す強度分布ＳＤ６０は、距離が６０ｍにおける反射強度分布を示す。図１８に示す例では、範囲Ｗ１０において、比較的手前側の２つの強度分布ＳＤ２０、ＳＤ４０に比べて、比較的奥側の強度分布ＳＤ６０において、反射強度が大きく異なる部分が存在する。かかる部分は、図１６に示すように、フェンスＦｅ１に相当する部分である。ステップＳ２１２ｄでは、図１８に示すようなパターンをフェンスのパターンとして検索される。

図１７に示すように、フェンスのパターンが無いと判定された場合（ステップＳ２１２ｄ：ＮＯ）、処理はステップＳ２０５に戻る。他方、フェンスのパターンがあると判定された場合（ステップＳ２１２ｄ：ＹＥＳ）、位置推定部１３は、反射強度マップ３１のフェンスと、検出されたフェンスとを比較する（ステップＳ２１５ｄ）。ステップＳ２１５ｄの完了後、上述のステップＳ２２０～Ｓ２３０が実行される。本実施形態では、ステップＳ２２５において特定されてステップＳ２３０において補正される位置ずれは、主として車両の長さ方向Ｄ１の位置ずれである。

以上説明した第５実施形態の車両位置推定装置１００ｄは、第１実施形態の車両位置推定装置１００と同様な効果を奏する。フェンスが設けられていると、フェンスが設けられている部分の反射強度の分布において、それよりも手前における分布に比べて、幅方向と平行な方向に予め定められた長さ以下の範囲で反射強度が予め定められた大きさ以上に異なる検出点の集合が存在することを本願発明者は見出した。したがって、第５実施形態の車両位置推定装置１００ｄによれば、フェンスの位置を精度良く特定できる。また、かかるフェンスの位置と、反射強度マップ３１におけるフェンスの位置とを比較し、その比較結果を利用して車両の長さ方向Ｄ１に沿った車両の位置ずれを補正するので、車両の長さ方向Ｄ１の位置を精度良く推定できる。

Ｆ．第６実施形態：
図１９に示す第６実施形態の車両位置推定装置１００ｅは、ＣＰＵ１０がフェンス特定部１８に代えて車線数特定部１９として機能する点において、図１５に示す第５実施形態の車両位置推定装置１００ｄと異なる。第６実施形態の車両位置推定装置１００ｅにおけるその他の構成は、第５実施形態の車両位置推定装置１００ｄと同様であるので、同じ構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

車線数特定部１９は、車両の現在位置における車線数を特定する。車線数特定部１９による車線数の特定方法について、図２０および図２１を用いて説明する。

車線数特定部１９は、補正後の距離ごとの反射強度分布から幅方向Ｄ２における各車線を特定する。図２０に示すように、例えば、車線Ｌ１は、互いに平行する２本の白線によって挟まれている。この２本の白線は、距離ごとの反射強度分布において所定のパターンを形成する。

図２１では、距離ごとの反射強度の分布の一部を模式的に表している。図２１において、破線は距離２０ｍにおける反射強度の分布を示す。また、細い実線は距離４０ｍにおける反射強度の分布を示す。また、太い実線は距離６０ｍにおける反射強度の分布を示す。

２本の白線が平行している部分においては、幅方向Ｄ２に所定の距離だけ離れて位置して所定の大きさ以上の反射強度を有する一対の反射強度の山（ピーク）が現れることとなる。例えば、図２１の例では、距離６０ｍの強度分布において、ピークｐ１１とピークｐ１２が現れている。同様に、距離４０ｍの強度分布においてピークｐ２１とピークｐ２２とが、距離２０ｍの強度分布においてピークｐ３１とピークｐ３２とがそれぞれ現れている。この場合、一対のピーク（山）の間が１つの車線であると特定されることとなる。図２１の例では、さらに、距離６０ｍの強度分布において、ピークｐ１２とピークｐ１３とが現れている。同様に、距離４０ｍの強度分布においてピークｐ２２とピークｐ２３とが、距離２０ｍの強度分布においてピークｐ３２とピークｐ３３とがそれぞれ現れている。したがって、これらのピーク（山）の間も１つの車線であると特定されることとなる。したがって、図２１の例では、車線数として「２」が特定されることとなる。

本実施形態では、反射強度マップ３１には、多数の点と各点における反射強度とが対応付けて記憶されるとともに、各車線が予め記憶されている。

図２２に示す第６実施形態における車両位置推定処理は、ステップＳ２１２ｄに代えてステップＳ２１２ｅを実行する点、およびステップＳ２１５ｄに代えてステップＳ２１５ｅを実行する点において、図１７に示す第５実施形態における車両位置推定処理と異なる。第６実施形態における車両位置推定処理のその他の手順は第５実施形態における車両位置推定処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ２１１ｄにおいて距離ごとの反射強度の分布が取得された後、車線数特定部１９は、ステップＳ２１１ｄで取得された反射強度の分布において、車線のパターンがあるか否かを判定する（ステップＳ２１２ｅ）。

車線のパターンが無いと判定された場合（ステップＳ２１２ｅ：ＮＯ）、処理はステップＳ２０５に戻る。他方、車線のパターンがあると判定された場合（ステップＳ２１２ｅ：ＹＥＳ）、位置推定部１３は、反射強度マップ３１の車線数と、検出された車線数とを比較する（ステップＳ２１５ｅ）。ステップＳ２１５ｅの完了後、上述のステップＳ２２０～Ｓ２３０が実行される。本実施形態では、ステップＳ２２０における相関値とは、車線数そのものを意味する。また、本実施形態では、ステップＳ２２５において特定されてステップＳ２３０において補正される位置ずれは、主として車両の長さ方向Ｄ１の位置ずれである。

以上説明した第６実施形態の車両位置推定装置１００ｅは、第５実施形態の車両位置推定装置１００ｄと同様な効果を奏する。各車線の境界となる線（日本では主に白線）においては、反射強度が高くなり、車両の幅方向Ｄ２に離れて予め定められた大きさ以上の反射強度の一対の反射強度の山が、反射強度の分布において生じることを、本願発明者は見出した。したがって、第６実施形態の車両位置推定装置１００ｅによれば、車線数を精度良く特定できる。また、かかる車線の数と、反射強度マップ３１における車線数とを比較し、その比較結果を利用して車両の長さ方向Ｄ１に沿った車両の位置ずれを補正するので、車両の長さ方向Ｄ１の位置を精度良く推定できる。

Ｇ．第７実施形態：
図２３に示す第７実施形態の車両位置推定装置１００ｆは、ＣＰＵ１０がフェンス特定部１８に代えてカーブ特定部４１として機能する点において、図１５に示す第５実施形態の車両位置推定装置１００ｄと異なる。第７実施形態の車両位置推定装置１００ｆにおけるその他の構成は、第５実施形態の車両位置推定装置１００ｄと同様であるので、同じ構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

カーブ特定部４１は、カーブを特定する。カーブ特定部４１によるカーブの特定方法について、図２４を用いて説明する。

カーブ特定部４１は、補正後の距離ごとの反射強度分布からカーブを特定する。図２４では、図２１と同様に、距離ごとの反射強度分布の一例が示されている。図２４において、上段は、時刻Ｔ１における反射強度分布を示し、下段は、時刻Ｔ１よりも後の時刻Ｔ２における反射強度分布を示す。なお、図２４の上段および下段のいずれにおいても、図２１と同様なピークｐ１１～ｐ１３、ｐ２１～ｐ２３、ｐ３１～ｐ３３が現れている。

図２４に示すように、時刻Ｔ１において取得された反射強度分布と、時刻Ｔ２において取得された反射強度分布とを比較すると、いずれのピークｐ１１～ｐ１３、ｐ２１～ｐ２３、ｐ３１～ｐ３３も、幅方向Ｄ２に沿って右にずれている。これは、２つの車線が右にカーブしていることを示している。なお、２つの車線が左にカーブしている場合、各ピークｐ１１～ｐ１３、ｐ２１～ｐ２３、ｐ３１～ｐ３３は、時間の経過とともに幅方向Ｄ１に沿って左にずれることとなる。このようなことから、カーブ特定部４１は、互いに車両の幅方向Ｄ２に離れて位置して予め定められた大きさ以上の反射強度を有する一対の反射強度の山が、時間の経過と共に左または右にずれる部分をカーブと特定する。

本実施形態では、反射強度マップ３１には、多数の点と各点における反射強度とが対応付けて記憶されるとともに、カーブの位置が予め記憶されている。

図２５に示す第７実施形態における車両位置推定処理は、ステップＳ２１２ｄに代えてステップＳ２１２ｆを実行する点、およびステップＳ２１５ｄに代えてステップＳ２１５ｆを実行する点において、図１７に示す第５実施形態における車両位置推定処理と異なる。第７実施形態における車両位置推定処理のその他の手順は第５実施形態における車両位置推定処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ２１１ｄにおいて距離ごとの反射強度の分布が取得された後、カーブ特定部４１は、ステップＳ２１１ｄで取得された反射強度の分布において、カーブのパターンがあるか否かを判定する（ステップＳ２１２ｆ）。

カーブのパターンが無いと判定された場合（ステップＳ２１２ｆ：ＮＯ）、処理はステップＳ２０５に戻る。他方、カーブのパターンがあると判定された場合（ステップＳ２１２ｆ：ＹＥＳ）、位置推定部１３は、反射強度マップ３１のカーブと、検出されたカーブとを比較する（ステップＳ２１５ｆ）。ステップＳ２１５ｆの完了後、上述のステップＳ２２０～Ｓ２３０が実行される。本実施形態では、ステップＳ２２５において特定されてステップＳ２３０において補正される位置ずれは、主として車両の長さ方向Ｄ１の位置ずれである。

以上説明した第７実施形態の車両位置推定装置１００ｆは、第５実施形態の車両位置推定装置１００ｄと同様な効果を奏する。カーブにおいては、互いに車両の幅方向Ｄ２に離れて位置して予め定められた大きさ以上の反射強度を有する一対の反射強度の山が、時間の経過と共に左または右にずれることを、本願発明者は見出した。したがって、第７形態の車両位置推定装置１００ｆによれば、カーブを精度良く特定できる。また、かかるカーブの位置と、反射強度マップ３１におけるカーブの位置とを比較し、その比較結果を利用して車両の長さ方向Ｄ１に沿った車両の位置ずれを補正するので、車両の長さ方向Ｄ１の位置を精度良く推定できる。

Ｈ．第８実施形態：
図２６に示す第８実施形態の車両位置推定装置１００ｇは、ＣＰＵ１０がフェンス特定部１８に代えて第２坂部特定部４２として機能する点において、図１５に示す第５実施形態の車両位置推定装置１００ｄと異なる。第８実施形態の車両位置推定装置１００ｇにおけるその他の構成は、第５実施形態の車両位置推定装置１００ｄと同様であるので、同じ構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第２坂部特定部４２は、坂部を特定する。第２坂部特定部４２は、第３実施形態の第１坂部特定部１５とは異なる方法により坂部を特定する。第２坂部特定部４２による坂部の特定方法について、図２７を用いて説明する。

第２坂部特定部４２は、補正後の距離ごとの反射強度分布を利用して坂部を特定する。図２７では、図２１と同様に、距離ごとの反射強度分布の一例が示されている。図２７において、上段は、時刻Ｔ３における反射強度分布を示し、下段は、時刻Ｔ３よりも後の時刻Ｔ４における反射強度分布を示す。なお、図２７の上段および下段のいずれにおいても、図２１と同様なピークｐ４１～ｐ４２、ｐ５１～ｐ５２、ｐ６１～ｐ６２が現れている。なお、車両は、時刻Ｔ３では、平坦路を走行しており、時刻Ｔ４では、前方に下り坂が存在する位置を走行している。

図２７に示すように、時刻Ｔ３において取得された反射強度分布と、時刻Ｔ２において取得された反射強度分布とを比較すると、３つの一対のピークの間の長さ、換言すると幅方向Ｄ２の長さが、時間の経過と共に広がっている。これは、車両が下り坂に差し掛かっていることを意味する。下り坂では、平坦路に比べて車両からの長さ方向Ｄ１の距離が同じであっても白線の間の幅方向Ｄ２の距離が大きく（広く）捉えられる。このため、特定される反射強度のピーク間の長さが大きく検出されることとなる。これに対して、上り坂では、平坦路に比べて車両からの長さ方向Ｄ１の距離が同じであっても白線の間の幅方向Ｄ２の距離が小さく（狭く）捉えられる。このため、特定される反射強度のピーク間の長さが小さく検出されることとなる。このようなことから、第２坂部特定部４２は、互いに幅方向Ｄ２に離れて位置して予め定められた大きさ以上の反射強度を有する一対の反射強度の山の間の長さが、時間の経過と共に大きくなるまたは小さくなる部分を坂部であると特定する。

本実施形態では、反射強度マップ３１には、多数の点と各点における反射強度とが対応付けて記憶されるとともに、坂部の位置が予め記憶されている。

図２８に示す第８実施形態における車両位置推定処理は、ステップＳ２１２ｄに代えてステップＳ２１２ｇを実行する点、およびステップＳ２１５ｄに代えてステップＳ２１５ｇを実行する点において、図１７に示す第５実施形態における車両位置推定処理と異なる。第８実施形態における車両位置推定処理のその他の手順は第５実施形態における車両位置推定処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ２１１ｄにおいて距離ごとの反射強度の分布が取得された後、第２坂部特定部４２は、ステップＳ２１１ｄで取得された反射強度の分布において、坂部のパターンがあるか否かを判定する（ステップＳ２１２ｇ）。

カーブのパターンが無いと判定された場合（ステップＳ２１２ｇ：ＮＯ）、処理はステップＳ２０５に戻る。他方、カーブのパターンがあると判定された場合（ステップＳ２１２ｇ：ＹＥＳ）、位置推定部１３は、反射強度マップ３１の坂部と、検出された坂部とを比較する（ステップＳ２１５ｇ）。ステップＳ２１５ｇの完了後、上述のステップＳ２２０～Ｓ２３０が実行される。本実施形態では、ステップＳ２２５において特定されてステップＳ２３０において補正される位置ずれは、主として車両の長さ方向Ｄ１の位置ずれである。

以上説明した第８実施形態の車両位置推定装置１００ｇは、第５実施形態の車両位置推定装置１００ｄと同様な効果を奏する。坂部においては、互いに車両の幅方向Ｄ２に離れて位置して予め定められた大きさ以上の反射強度を有する一対の反射強度の山の間の長さが、時間の経過と共に広がるまたは狭まることを、本願発明者は見出した。具体的には、一対の反射強度の山の間の長さは、下り坂においては時間の経過と共に狭くなり、上り坂においては時間の経過と共に広くなる。したがって、第８実施形態の車両位置推定装置１００ｇによれば、坂部を精度良く特定できる。また、かかる坂部と、反射強度マップ３１における坂部の位置とを比較し、その比較結果を利用して車両の長さ方向Ｄ１に沿った車両の位置ずれを補正するので、車両の長さ方向Ｄ１の位置を精度良く推定できる。

Ｉ．第９実施形態：
図２９に示す第９実施形態の車両位置推定装置１００ｈは、ＣＰＵ１０が標識位置特定部４３としても機能する点において、図１に示す第１実施形態の車両位置推定装置１００と異なる。第９実施形態の車両位置推定装置１００ｈにおけるその他の構成は、第１実施形態の車両位置推定装置１００と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

標識位置特定部４３は、路面に設けられている標識の位置を特定する。かかる標識としては、前方に横断歩道があることを示す標識や、横断歩道や、一時停止を示す標識（線）や、急カーブを示す標識など、道路に直接描かれている線、記号、文字などから成る任意の標識が該当する。本実施形態では、反射強度マップ３１には、多数の点と各点における反射強度とが対応付けて記憶されるとともに、上述の標識の位置が予め記憶されている。

図３０に示す第９実施形態における車両位置推定処理は、ステップＳ２１１ｈ、Ｓ２１２ｈを追加して実行する点、およびステップＳ２１５に代えてステップＳ２１５ｈを実行する点において、図４に示す第１実施形態における車両位置推定処理と異なる。第９実施形態における車両位置推定処理のその他の手順は第１実施形態における車両位置推定処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ２１０の完了後、標識位置特定部４３は、補正後の反射強度を含むステップＳ２０５において取得された反射強度から道路上の標識を検索する（ステップＳ２１１ｈ）。例えば、標識位置特定部４３は、他の道路検出点に比べて所定の大きさ以上に反射強度が大きい検出点が、所定の大きさおよび所定の形状で集合している部分を標識として特定する。

位置推定部１３は、標識が検出されたか否かを判定し（ステップＳ２１２ｈ）、検出されないと判定された場合（ステップＳ２１２ｈ：ＮＯ）、処理はステップＳ２０５に戻る。他方、検出されたと判定された場合（ステップＳ２１２ｈ：ＹＥＳ）、位置推定部１３は、反射強度マップ３１の標識と、検出された標識とを比較する（ステップＳ２１５ｈ）。ステップＳ２１５ｈの完了後、上述のステップＳ２２０～Ｓ２３０が実行される。本実施形態では、ステップＳ２２５において特定されてステップＳ２３０において補正される位置ずれは、主として車両の長さ方向Ｄ１の位置ずれである。これについて、図３１を用いて説明する。

図３１では、車両位置推定装置１００ｈが搭載された車両ＶＬ１が、第１車線Ｌ１を走行している。図３１において破線で示す標識Ｓ１０は、車載センサ２００により認識される標識を示す。他方、実線で示す標識Ｓ１１は、反射強度マップ３１に記憶されている標識を示す。

図３１に示すように、標識Ｓ１０と、標識Ｓ１１とを比較することにより、長さ方向Ｄ１の位置ずれΔｄ３が特定される。そして、かかる位置ずれΔｄ３をキャンセルするように車両の現在位置が補正されて推定されることとなる。

以上説明した第９実施形態の車両位置推定装置１００ｈは、第１実施形態の車両位置推定装置１００と同様な効果を奏する。また、複数の検出点の反射強度を利用して特定された標識の位置と、反射強度マップ３１から特定される標識の位置とを比較して、その比較結果を利用して車両ＶＬ１の長さ方向Ｄ１に沿った車両ＶＬ１の位置ずれを補正するので、長さ方向Ｄ１に沿った車両ＶＬ１の位置ずれを精度よく補正できる。

Ｊ．他の実施形態：
（Ｊ１）各実施形態では、反射強度マップ３１は、車両位置推定装置１００、１００ａ～１００ｈが備えていたが、本開示はこれに限定されない。例えば、車両に搭載されているＥＣＵなどの別の装置が反射強度マップ３１を備える構成としてもよい。また、車両の外部装置が反射強度マップ３１を備える構成としてもよい。かかる構成では、例えば、車両と通信可能なサーバ装置が反射強度マップ３１を備えるようにしてもよい。そして、車両は、かかるサーバ装置と無線通信するための無線通信装置を備え、かかる無線通信を通じて反射強度マップ３１を参照するようにしてもよい。

（Ｊ２）各実施形態では、上記式（１）により道路検出点の反射強度を補正していたが、道路検出点における反射強度を、距離の違いに起因する反射強度の差が小さくなるように補正可能な任意の演算式により補正するようにしてもよい。また、演算式にて演算することに代えて、予め補正前の反射強度に対して補正後の反射強度が設定されている補正用テーブルを実験やシミュレーション等により設定し、かかるテーブルを参照することにより道路検出点の反射強度を補正してもよい。

（Ｊ３）各実施形態では、補正テーブル生成処理は、車両においてユーザが所定の操作を行うことを契機として実行されていたが、本開示はこれに限定されない。例えば、イグニッションがオンしたことを契機として自動的に実行されてもよい。また、例えば、ナビゲーションシステムにより特定される車両の現在位置が、予め定められた場所、例えば、ユーザの自宅駐車場など、平坦路において車両が停車したことを契機として自動的に実行されてもよい。かかる構成においては、ユーザの利便性を向上できるとともに、平坦路にて得られる反射強度を利用して補正テーブルが３２生成されるので、一般的に走行する平坦路における補正テーブル３２としてより精度の高いテーブルを生成できる。

（Ｊ４）各実施形態において、反射強度マップ３１に記録されている構造物と、車載センサ２００により認識される構造物とを比較する前に、車載センサ２００により認識される構造物が確かにターゲットとする構造物であることの確からしさを特定し、かかる確からしさが高い場合に比較を行うようにしてもよい。例えば、車両が撮像装置を備える構成においては、撮像装置により得られる撮像画像に写った構造物（特徴部、坂部、フェンス、凹部または凸部、車線、カーブ、標識）の形状や大きさ等と、予め比較対象の構造物のサンプル画像における当該構造物の形状と大きさとを比較して（パターンマッチングを行って）類似度を求め、かかる類似度が所定の大きさ以上の場合に、反射強度マップ３１を利用した比較を行うようにしてもよい。

（Ｊ５）本開示に記載の車両位置特定装置１００、１００ａ～１００ｈ及びそれら手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の車両位置特定装置１００、１００ａ～１００ｈ及びそれら手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の車両位置特定装置１００、１００ａ～１００ｈ及びそれら手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

本開示は、上述の各実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１２…反射強度取得部、１３…補正部、１４…位置推定部、３１…反射強度マップ、１００、１００ａ―１００ｈ…車両位置推定装置、２００…車載センサ、ＶＬ１…車両

Claims (12)

1. 車両（ＶＬ１）に搭載されて用いられ前記車両の位置を推定する車両位置推定装置（１００、１００ａ―１００ｈ）であって、
   電磁波を照射し、前記電磁波の反射波を受信することにより複数の検出点を特定し、前記複数の検出点の各々における前記反射波の受信強度である反射強度を検出する車載センサ（２００）から、検出された前記反射強度を取得する反射強度取得部（１２）と、
   前記複数の検出点のうち、道路に対応する検出点である道路検出点における前記反射強度を、前記車両からの距離の違いに起因する前記反射強度の差が小さくなるように補正する補正部（１３）と、
   少なくとも複数の点と前記複数の点における前記反射強度とを予め対応付けて記憶している反射強度マップ（３１）と、前記補正部による補正後の前記反射強度を含む前記複数の検出点の前記反射強度と、を比較することにより、前記車両の位置を推定する位置推定部（１４）と、
   を備える、車両位置推定装置。
2. 請求項１に記載の車両位置推定装置において、
   前記補正部は、
   前記車両からの距離と前記反射強度との複数の組からなる補正テーブル（３２）を参照して前記道路検出点における前記反射強度を補正し、
   前記車両からの距離Ｒにおける前記道路検出点の反射強度Ｉが前記車載センサにより検出された場合に、式（１）により補正後の反射強度Ｉｃａｌｉｂを算出し、
   Ｉｃａｌｉｂ＝（Ｉｒｅｆ／α）×Ｉ ・・・（１）
   前記式（１）において、Ｉｒｅｆは、前記道路における前記反射強度として基準となる予め定められた基準反射強度Ｉｒｅｆを示し、αは、式（２）により求められる補正係数αを示し、
   α＝［（ｉ１－ｉ０）／（ｒ１－ｒ０）］×（Ｒ－ｒ０）＋ｉ０ ・・・（２）
   前記式（２）において、ｒ０およびｒ１は前記車両からの互いに異なる距離を示し、ｉ０およびｉ１は前記反射強度を示し、
   ｒ０およびｉ０と、ｒ１およびｉ１とは、いずれも前記複数の組に含まれる組であり、
   距離Ｒの大きさは、距離ｒ０と距離ｒ１との間の大きさである、車両位置推定装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両位置推定装置において、
   前記補正部による補正後の前記反射強度を含む前記複数の検出点の前記反射強度を利用して、前記車両の進行方向に沿って連続する部分である特徴部（ＷＬ１、ＷＬ２）の位置を特定する特徴部特定部（１４）を、さらに備え、
   前記反射強度マップには、前記特徴部の位置が予め記憶されており、
   前記位置推定部は、前記特徴部特定部により特定された前記特徴部の位置と、前記反射強度マップから特定される前記特徴部の位置とを比較し、該比較の結果を利用して、前記車両の幅方向に沿った前記車両の位置ずれを補正する、車両位置推定装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の車両位置推定装置において、
   前記道路検出点のうち、前記補正部による補正後の前記反射強度が、他の前記道路検出点における前記補正部による補正後の前記反射強度と比べて予め定められた大きさ以上に異なる前記道路検出点の集合を坂部（ＳＬ１）と特定する第１坂部特定部（１５）を、さらに備え、
   前記反射強度マップには、坂部の位置が予め記憶されており、
   前記位置推定部は、前記第１坂部特定部により特定された前記坂部の位置と、前記反射強度マップにおける坂部の位置とを比較し、該比較の結果を利用して、前記車両の長さ方向に沿った前記車両の位置ずれを補正する、車両位置推定装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の車両位置推定装置において、
   前記道路検出点のうち、前記補正部による補正後の前記反射強度が、他の前記道路検出点における前記補正部による補正後の前記反射強度と比べて予め定められた大きさ以上に異なる前記道路検出点の集合であって平面視の大きさが予め定められた大きさ以下の集合を凹部または凸部（ＰＲ０）と特定する凹凸特定部（１６）を、さらに備え、
   前記反射強度マップには、凹部および凸部の位置が予め記憶されており、
   前記位置推定部は、前記凹凸特定部により特定された前記凹部または凸部の位置と、前記反射強度マップにおける凹部または凸部の位置とを比較し、該比較の結果を利用して、前記車両の長さ方向に沿った前記車両の位置ずれを補正する、車両位置推定装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の車両位置推定装置であって、
   前記車両からの距離ごとの前記反射強度の分布を取得する反射強度分布取得部（１７）と、
   取得された前記分布のうち、或る距離から先における前記分布において、前記或る距離よりも手前における前記分布に比べて、前記車両の幅方向と平行な方向に予め定められた長さ以下の範囲で前記反射強度が予め定められた大きさ以上に異なる前記検出点の集合をフェンス（Ｆｅ１）として特定するフェンス特定部（１８）と、
   を、さらに備え、
   前記反射強度マップには、フェンスの位置が予め記憶されており、
   前記位置推定部は、前記フェンス特定部により特定された前記フェンスの位置と、前記反射強度マップにおけるフェンスの位置とを比較し、該比較の結果を利用して、前記車両の長さ方向に沿った前記車両の位置ずれを補正する、車両位置推定装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の車両位置推定装置において、
   前記車両からの距離ごとの前記反射強度の分布を取得する反射強度分布取得部と、
   取得された前記分布において、互いに前記車両の幅方向に離れて位置して予め定められた大きさ以上の前記反射強度を有する一対の前記反射強度の山（ｐ１１－ｐ１３、ｐ２１－ｐ２３、ｐ３１－ｐ３３）の数を、車線の数として特定する車線数特定部（１９）と、
   を、さらに備え、
   前記反射強度マップには、車線が予め記憶されており、
   前記位置推定部は、前記車線数特定部により特定された車線の数と、前記反射強度マップにおける車線の数とを比較し、該比較の結果を利用して、前記車両の長さ方向に沿った前記車両の位置ずれを補正する、車両位置推定装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の車両位置推定装置において、
   前記車両からの距離ごとの前記反射強度の分布を取得する反射強度分布取得部（１１）と、
   取得された前記分布において、互いに前記車両の幅方向に離れて位置して予め定められた大きさ以上の前記反射強度を有する一対の前記反射強度の山（ｐ１１－ｐ１３、ｐ２１－ｐ２３、ｐ３１－ｐ３３）が、時間の経過と共に左または右にずれる部分をカーブと特定するカーブ特定部（４１）と、
   をさらに備え、
   前記反射強度マップには、カーブの位置が予め記憶されており、
   前記位置推定部は、前記カーブ特定部により特定された前記カーブの位置と、前記反射強度マップにおけるカーブの位置とを比較し、該比較の結果を利用して、前記車両の長さ方向に沿った前記車両の位置ずれを補正する、車両位置推定装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の車両位置推定装置において、
   前記車両からの距離ごとの前記反射強度の分布を取得する反射強度分布取得部（１１）と、
   取得された前記分布において、互いに前記車両の幅方向に離れて位置して予め定められた大きさ以上の前記反射強度を有する一対の前記反射強度の山（ｐ４１－ｐ４２、ｐ５１－ｐ５２、ｐ６１－ｐ６２）の間の長さが、時間の経過と共に大きくなるまたは小さくなる部分を坂部であると特定する第２坂部特定部（４２）と、
   をさらに備え、
   前記反射強度マップには、坂部の位置が予め記憶されており、
   前記位置推定部は、前記第２坂部特定部により特定された前記坂部の位置と、前記反射強度マップにおける坂部の位置とを比較し、該比較の結果を利用して、前記車両の長さ方向に沿った前記車両の位置ずれを補正する、車両位置推定装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の車両位置推定装置において、
    前記複数の検出点における前記反射強度を利用して、路面に設けられている標識（Ｓ１０）の位置を特定する標識位置特定部（４３）をさらに備え、
    前記反射強度マップには、前記標識の位置が予め記憶されており、
    前記位置推定部は、前記標識位置特定部により特定された前記標識の位置と、前記反射強度マップにおける前記標識の位置とを比較し、該比較の結果を利用して、前記車両の長さ方向に沿った前記車両の位置ずれを補正する、車両位置推定装置。
11. 車両（ＶＬ１）の位置を推定する車両位置推定方法であって、
    電磁波を照射し、前記電磁波の反射波を受信することにより複数の検出点を特定し、前記複数の検出点の各々における前記反射波の受信強度である反射強度を検出する車載センサ（２００）から、検出された前記反射強度を取得する工程（Ｓ２０５）と、
    前記複数の検出点のうち、道路に対応する検出点である道路検出点における前記反射強度を、前記車両からの距離の違いに起因する前記反射強度の差が小さくなるように補正する工程（Ｓ２１０）と、
    少なくとも複数の点と前記複数の点における前記反射強度とを予め対応付けて記憶している反射強度マップ（３１）と、前記補正部による補正後の前記反射強度を含む前記複数の検出点の前記反射強度と、を比較することにより、前記車両の位置を推定する工程（Ｓ２３０）と、
    を備える、車両位置推定方法。
12. 車両（ＶＬ１）の位置を推定するためのコンピュータプログラムであって、
    電磁波を照射し、前記電磁波の反射波を受信することにより複数の検出点を特定し、前記複数の検出点の各々における前記反射波の受信強度である反射強度を検出する車載センサ（２００）から、検出された前記反射強度を取得する機能と、
    前記複数の検出点のうち、道路に対応する検出点である道路検出点における前記反射強度を、前記車両からの距離の違いに起因する前記反射強度の差が小さくなるように補正する機能と、
    少なくとも複数の点と前記複数の点における前記反射強度とを予め対応付けて記憶している反射強度マップ（３１）と、前記補正部による補正後の前記反射強度を含む前記複数の検出点の前記反射強度と、を比較することにより、前記車両の位置を推定する機能と、
    をコンピュータに実現させる、コンピュータプログラム。

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