JP2023032947A - 自律走行システム - Google Patents

Abstract

【課題】取得した画像と対応付ける自律走行車の位置情報の精度を向上することができる自律走行システムを提供する。【解決手段】カメラ３０と、記憶部６０と、推定部５１と、地図作成時に、ＧＮＳＳアンテナ８７による測量情報に基づいてカメラ３０により取得された路面の画像から、自律走行車の位置情報が対応付けられた路面の地図画像を作成する地図作成部７０を備える。地図作成部７０において作成した路面の地図画像における自律走行車の位置情報が適切であるか否か判定する判定部１００と、判定部１００において、作成した路面の地図画像における自律走行車の位置情報が適切でない場合に、トータルステーション１１０による測量情報を用いて、路面の地図画像に対応付ける自律走行車の位置情報を補正する補正部１０１を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、自律走行システムに関するものである。

無人車両の状態（位置情報など）を推定する技術としてＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）がある。ＳＬＡＭは、移動体の自己位置推定と環境地図作成を同時に行う技術であり、移動体が未知の環境下で環境地図を作成できる。構築した地図情報を使って障害物などを回避しつつ特定のタスクを遂行する。

自律走行車の自己位置を推定する技術として路面画像を用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術は、車体に路面を撮影するカメラを設置し、予め撮影しておいた画像（地図画像）と、現時点での路面画像（実際の画像）のそれぞれから特徴を検出し、それらを比較して自己位置を推定するものである。

米国特許第８７２５４１３号明細書

ところが、地図作成時に、地図画像に対応付けられた位置と実際の位置が乖離する場合、自己位置推定精度が悪化する。つまり、路面画像（実際の画像）を、この位置に対応付けられた地図画像とマッチングすると自己位置推定精度が悪くなる。

上記課題を解決するための自律走行システムは、自律走行車の車体に設置され、前記車体の下方の路面の画像を取得する路面画像取得装置と、前記自律走行車に搭載され、前記自律走行車の位置情報が対応付けられた前記路面の地図画像を記憶する記憶部と、前記自律走行車に搭載され、前記路面画像取得装置により取得された前記路面の画像から抽出された特徴と、前記地図画像から抽出された特徴とを比較することにより前記自律走行車の位置を推定する推定部と、前記自律走行車に搭載され、地図作成時に、第１測量機器による測量情報に基づいて前記路面画像取得装置により取得された前記路面の画像から、前記自律走行車の位置情報が対応付けられた前記路面の地図画像を作成する地図作成部と、を備える自律走行システムであって、前記地図作成部において作成した前記路面の地図画像における前記自律走行車の位置情報が適切であるか否か判定する判定部と、前記判定部において、前記作成した前記路面の地図画像における前記自律走行車の位置情報が適切でない場合に、前記第１測量機器とは異なる種類の第２測量機器による測量情報を用いて、前記路面の地図画像に対応付ける前記自律走行車の位置情報を補正する補正部と、を備えることを要旨とする。

これによれば、地図作成部において、地図作成時に、第１測量機器による測量情報に基づいて路面画像取得装置により取得された路面の画像から自律走行車の位置情報が対応付けられた路面の地図画像が作成される。地図作成部において作成した路面の地図画像における自律走行車の位置情報が適切であるか否か判定され、適切でない場合には、第１測量機器とは異なる種類の第２測量機器による測量情報を用いて、路面の地図画像に対応付ける自律走行車の位置情報が補正される。その結果、取得した画像と対応付ける自律走行車の位置情報の精度を向上することができる。

また、上記自律走行システムにおいて、前記第１測量機器は、衛星測位機器又は慣性測定機器であり、前記第２測量機器は、トータルステーションであるとよい。
また、上記自律走行システムにおいて、前記自律走行車の位置情報は、前記自律走行車の位置座標及び姿勢情報であるとよい。

本発明によれば、取得した画像と対応付ける自律走行車の位置情報の精度を向上することができる。

自律走行システムの全体構成図である。 図１のＥ部拡大図である。 自律走行システムの概略平面図である。 自律走行システムの電気的構成を示すブロック図である。 画像の一例を示す図である。 屋外での地図作成処理を説明するためのフローチャートである。 屋内での地図作成処理を説明するためのフローチャートである。 （ａ）はトータルステーションによる軌跡測定時期を説明するためのタイミングチャート、（ｂ）はカメラによる路面画像取得タイミングを説明するためのタイミングチャート、（ｃ）はＧＮＳＳアンテナによる位置情報取得タイミングを説明するためのタイミングチャート、（ｄ）は地図作成タイミングを説明するためのタイミングチャート、（ｅ）はＧＮＳＳによる位置情報の良否判定タイミングを説明するためのタイミングチャート、（ｆ）は位置情報の補正タイミングを説明するためのタイミングチャートである。 位置情報を説明するための説明図である。 位置情報を説明するための説明図である。 位置情報を説明するための説明図である。 位置情報を説明するための説明図である。 位置情報を説明するための説明図である。 位置情報を説明するための説明図である。 位置情報を説明するための説明図である。 位置情報を説明するための説明図である。 位置情報を説明するための説明図である。 位置情報を説明するための説明図である。 位置情報を説明するための説明図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
＜システムの構成＞
図１に示すように、自律走行システム１０は、自律走行車２０を備える。自律走行車２０は、四輪車両であって、車体２１と、車体２１の下部に配置された駆動輪８２と、車体２１の下部に配置された操舵輪８５と、を備える。

図１、図２に示すように、自律走行車２０は、カメラ３０を備える。カメラ３０は、自律走行車２０の車体２１の下面２２の中央部に設置され、車体２１の下方の路面Ｓｒを撮影することができる。路面画像取得装置としてのカメラ３０により、路面Ｓｒの画像を一定周期で取得することができるようになっている。図５には、カメラ３０による画像Ｐｉの一例を示す。画像Ｐｉは、円形をなしている。

図２に示すように、自律走行車２０は、照明用の光源３１を備える。光源３１は、車体２１の下面２２に設置されている。光源３１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）よりなる。光源３１は、路面Ｓｒにおけるカメラ３０の撮影領域に光を照射するためのものである。光源３１は、カメラ３０の撮影タイミングに同期して点灯する。

図４に示すように、自律走行システム１０は、自律走行車２０に搭載される移動体側機器（車両側機器）２００と、自律走行車２０が走行する地上側に設置される地上側機器（基準側機器）３００を有する。

移動体側機器（車両側機器）２００は、制御装置４０を含む。制御装置４０は、処理部５０と記憶部６０と地図作成部７０と判定部１００と補正部１０１を含む。処理部５０は、推定部５１を有し、推定部５１は特徴抽出部５２とマッチング部５３を備える。移動体側機器（車両側機器）２００は、モータドライバ８０、走行モータ８１、モータドライバ８３、操舵モータ８４、光源ドライバ８６、衛星測位機器としてのＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）アンテナ８７、ＧＮＳＳ受信機８８、無線通信機８９を含む。

地上側機器（基準側機器）３００は、測量機器としてのトータルステーション１１０、無線通信機１１１を含む。
移動体側機器（車両側機器）２００の無線通信機８９と地上側機器（基準側機器）３００の無線通信機１１１の間において無線通信可能となっている。

図４に示すように、制御装置４０にはカメラ３０が接続されている。制御装置４０は、モータドライバ８０を介して走行モータ８１を制御して駆動輪８２を駆動することができるようになっている。制御装置４０は、モータドライバ８３を介して操舵モータ８４を制御して操舵輪８５を駆動することができるようになっている。制御装置４０は、光源ドライバ８６を介して光源３１を制御することができる。

記憶部６０には、自律走行車２０を制御するための種々のプログラムが記憶されている。制御装置４０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４０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。

制御装置４０は、記憶部６０に記憶されたプログラムに従い、走行モータ８１及び操舵モータ８４を制御することで、自律走行車２０を動作させる。本実施形態の自律走行車２０は、搭乗者による操作が行われることなく、制御装置４０による制御によって自動で走行、操舵の動作を行う車両である。

記憶部６０には、路面の地図画像６１、即ち、予め路面Ｓｒを撮影しておいた地図画像６１が記憶されている。地図画像６１は、自律走行車２０の位置情報が対応付けられた路面の画像である。自律走行車２０の位置情報は、自律走行車２０の位置座標及び姿勢情報である。

推定部５１は、例えば図５に示すようにカメラ３０により撮影（取得）された路面Ｓｒの画像から抽出された特徴（点群）Ｆ１～Ｆ５と、記憶部６０の地図画像６１から抽出された特徴とを比較する。推定部５１は、この比較により自律走行車２０の位置（位置座標及び姿勢）を推定することができる。

詳しくは、特徴抽出部５２において、図５に示すように、現時点での路面画像（実際の画像）である画像Ｐｉから特徴点を検出する。特徴抽出部５２において、その特徴点についての特徴量、即ち、特徴点のあるピクセルに対する周りのピクセル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、特徴抽出部５２において、予め撮影しておいた地図画像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、特徴点のあるピクセルに対する周りのピクセルでの輝度の大きさの程度を表す特徴量を検出する。そして、マッチング部５３において、現時点での路面画像（実際の画像）における各特徴点の特徴量と、予め撮影しておいた地図画像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２０の位置情報（位置座標及び姿勢情報）を推定する。

地図画像６１を予め記憶部６０に記憶する場合、路面の模様の位置座標及び姿勢情報を環境地図として記憶する。環境地図は、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）によるマッピングにより作成される。ＳＬＡＭは、移動体の自己位置推定と環境地図作成を同時に行うものであり、移動体が未知の環境下で環境地図を作成できる。構築した地図情報を使って特定のタスクを遂行する。自律走行車２０の位置座標は、より詳しくは、図３に示すように車体２１の一点を示す座標、例えば、車体２１の水平方向の中央の座標である。そして、カメラ３０で取得した路面画像と事前に取得した地図画像を比較することで自律走行車２０の位置情報（位置座標及び姿勢情報）を推定することになる。

制御装置４０は、地図上での自律走行車２０の位置情報（位置座標及び姿勢情報）を推定しながら走行モータ８１及び操舵モータ８４を制御することで、所望の位置に自律走行車２０を移動させることが可能である。

図１、図３に示すように、自律走行車２０にはＧＮＳＳアンテナ８７が搭載されている。ＧＮＳＳアンテナ８７は、人工衛星Ｓ１～Ｓ４から電波を受信することができる。図４に示すように、自律走行車２０においてＧＮＳＳアンテナ８７はＧＮＳＳ受信機８８を介して制御装置４０と接続されている。制御装置４０は、ＧＮＳＳアンテナ８７による測量情報を取り込むことができる。

図１において、４つの人工衛星Ｓ１～Ｓ４からの電波をＧＮＳＳアンテナ８７で受信して、自律走行車２０の位置情報である位置座標（緯度経度）及び姿勢情報が求められる。
衛星測位（ＧＮＳＳアンテナ８７による測位）では、姿勢情報は方位角として測定される。

図１、図３に示すように、トータルステーション１１０は、自律走行車２０が走行する地上側に設置されている。トータルステーション１１０は、既知点であり、地図作成時に自律走行車２０の位置座標及び姿勢情報（角度）を測定することができる。詳しくは、自律走行車２０に反射部材（例えば３６０度プリズム）９０が設けられており、反射部材９０においてトータルステーション１１０の発する光波を反射させてトータルステーション１１０で受光させる。そして、トータルステーション１１０からの光波を反射部材９０で反射させることによりトータルステーション１１０と反射部材９０との間の相対位置を観測して自律走行車２０の位置座標及び姿勢情報（角度）を測定することができる。

図４に示すように、トータルステーション１１０による測量情報は、無線通信機１１１を介して自律走行車２０に無線で送られる。そのトータルステーション１１０による測量情報は、自律走行車２０において無線通信機８９を介して制御装置４０において取り込まれる。トータルステーション（測量機器）１１０による測量では、姿勢情報は角度として測定される。トータルステーション１１０による位置情報は高精度である。

図１に示すように、自律走行車２０においてトータルステーション１１０からの光波を反射させる反射部材９０と、カメラ３０と、ＧＮＳＳアンテナ８７とが同一鉛直軸Ａｘｖ上に配置されている。

図４に示すように、制御装置４０の地図作成部７０は、屋外での地図作成時にＧＮＳＳアンテナ８７による測量情報を得る。そして、地図作成部７０は、この情報に基づいてカメラ３０により取得された路面Ｓｒの画像から、自律走行車２０の位置情報（位置座標及び姿勢情報）が対応付けられた路面Ｓｒの地図画像を作成することができるようになっている。

また、制御装置４０の地図作成部７０は、屋内での地図作成時に第１測量機器としてのＧＮＳＳアンテナ８７による測量情報を得る。そして、地図作成部７０は、この情報に基づいてカメラ３０により取得された路面Ｓｒの画像から、自律走行車２０の位置情報（位置座標及び姿勢情報）が対応付けられた路面Ｓｒの地図画像を作成することができるようになっている。

図４に示すように、判定部１００は、地図作成部７０において作成した路面Ｓｒの地図画像における自律走行車２０の位置情報が適切であるか否か判定することができる。補正部１０１は、判定部１００において、作成した路面Ｓｒの地図画像における自律走行車２０の位置情報が適切でない場合に、次のように、位置情報を補正することができる。補正部１０１は、第１測量機器としてのＧＮＳＳアンテナ８７とは異なる種類の第２測量機器としてのトータルステーション１１０による測量情報を用いて、路面Ｓｒの地図画像に対応付ける自律走行車２０の位置情報を補正することができる。

＜作用＞
次に、作用について説明する。
＜屋外での地図作成＞
図６には自律走行車２０の屋外の走行中において制御装置４０の地図作成部７０が実行する屋外での地図作成処理を示す。

地図作成部７０は、図６のステップＳ１０において、カメラ３０による画像データを取得して保存する。カメラ３０による画像データの取得は、例えば、設定した距離間隔、あるいは、設定した等時間間隔で行われる。屋外での地図画像作成の際に、自律走行車２０を低速走行しながら所望の走行経路でデータの取得が行われる。あるいは、屋外での地図画像作成の際に、自律走行車２０を停止と走行を繰り返しながら所望の走行経路でデータの取得が行われる。

地図作成部７０は、図６のステップＳ１１において、ＧＮＳＳアンテナ８７による測量情報（衛星測位データ）を取得して保存する。
地図作成部７０は、図６のステップＳ１２において、ＧＮＳＳアンテナ８７による位置情報をカメラ３０による画像データと対応付ける。

＜屋内での地図作成＞
図７には自律走行車２０の屋内の走行中において制御装置４０が実行する屋内での地図作成処理を示す。

図８（ａ）にはトータルステーション１１０による取得データに基づく軌跡測定タイミングを示す。図８（ｂ）にはカメラ３０による路面画像の取得タイミングを示す。図８（ｃ）にはＧＮＳＳアンテナ８７による位置情報の取得タイミングを示す。図８（ｄ）には地図作成タイミングを示す、図８（ｅ）にはＧＮＳＳアンテナ８７による位置情報の良否判定タイミングを示す。図８（ｆ）には位置情報の補正タイミングを示す。

図８において、ｔ１のタイミングからｔ９のタイミングまでが屋内走行期間である。
地図作成部７０は、図７のステップＳ２０において、トータルステーション１１０による測量情報を取得するとともに、この測量情報から自律走行車２０の位置座標の軌跡を測定する。図８（ａ）において、ｔ１のタイミングからｔ９のタイミングまでの屋内走行期間においてトータルステーション１１０による測量情報から自律走行車２０の位置座標の軌跡が測定される。

地図作成部７０は、図７のステップＳ２１において、カメラ３０による画像データを取得して保存する。図８（ｂ）において、ｔ２のタイミング及びｔ６のタイミングでカメラ３０による画像データが取得される。

カメラ３０による画像データの取得は、例えば、設定した距離間隔、あるいは、設定した等時間間隔で行われる。屋内での地図画像作成の際に、自律走行車２０を低速走行しながら所望の走行経路でデータの取得が行われる。あるいは、屋内での地図画像作成の際に、自律走行車２０を停止と走行を繰り返しながら所望の走行経路でデータの取得が行われる。

地図作成部７０は、図７のステップＳ２２において、ＧＮＳＳアンテナ８７による測量情報を取得する。図８（ｃ）において、ｔ２のタイミング及びｔ６のタイミングでＧＮＳＳアンテナ８７による測量情報が取得される。

地図作成部７０は、図７のステップＳ２３において、ＧＮＳＳアンテナ８７による位置情報を画像データと対応付ける。図８（ｄ）において、ｔ３のタイミング及びｔ７のタイミングで路面画像に位置情報が対応付けられた地図が作成される。

判定部１００は、図７のステップＳ２４において、作成した路面Ｓｒの地図画像における自律走行車２０の位置情報（位置座標及び姿勢情報）が適切であるか否か判定する。図８（ｅ）において、ｔ４のタイミング及びｔ８のタイミングで位置情報（位置座標及び姿勢情報）が適切であるか否かが判定される。

図９において、自律走行車２０の位置座標（ｘ，ｙ）及び姿勢角θを、（ｘ，ｙ，θ）で示す。即ち、前々回の位置情報Ｐ１が（ｘ１，ｙ１，θ１）であり、前回の位置情報Ｐ２が（ｘ２，ｙ２，θ２）であり、今回の位置情報Ｐ３が（ｘ３，ｙ３，θ３）である。

一例として、図９においては、作成した路面Ｓｒの地図画像における自律走行車２０の位置情報が適切である場合を示す。図１０においては、作成した路面Ｓｒの地図画像における自律走行車２０の位置情報が適切でない場合を示す。

位置座標については、地図におけるトータルステーション１１０による位置座標の軌跡又はその延長線に対する垂線方向における今回の位置座標の距離ｒが閾値以上か否か判定する。以下、「地図におけるトータルステーション１１０による位置座標の軌跡又はその延長線」を軌道Ｔｒという。姿勢については、姿勢角θの変化が閾値以上か否かで判定する。具体的には、図１０において、前回の姿勢角θ２と今回の姿勢角θ３との差である（θ２－θ３）の絶対値が閾値よりも大きいか否か判定し、（θ２－θ３）の絶対値が閾値よりも大きいと適切ではないとなる。

図１０において、前々回の位置情報Ｐ１が（ｘ１，ｙ１，θ１）であり、前回の位置情報Ｐ２が（ｘ２，ｙ２，θ２）であり、今回の位置情報Ｐ３（ｘ３，ｙ３，θ３）において位置情報が適切でない。

補正部１０１は、作成した路面Ｓｒの地図画像における自律走行車２０の位置情報が適切でない場合に、図７のステップＳ２５に移行する。図７のステップＳ２５において、第１測量機器とは異なる種類の第２測量機器としてのトータルステーション１１０による測量情報を用いて、路面Ｓｒの地図画像に対応付ける自律走行車２０の位置情報を補正する。図８（ｅ）のｔ４のタイミングでの判定により位置情報（位置座標及び姿勢情報）が適切でないことにより、図８（ｆ）においてｔ５のタイミングで補正が行われる。図８（ｅ）のｔ８のタイミングでの判定により位置情報（位置座標及び姿勢情報）が適切であることにより補正は行われない。

例えば、図１０に示すように、作成した路面Ｓｒの地図画像における自律走行車２０の位置情報が適切でない場合には、今回の位置情報Ｐ３（ｘ３，ｙ３，θ３）を補正して、位置情報Ｐ１０（ｘ１０，ｙ１０，θ１０）にする。具体的には、位置座標を軌道Ｔｒ上に投影する。即ち、今回の位置座標（ｘ３，ｙ３）について、軌道Ｔｒに対する垂直線のうちの今回の位置座標（ｘ３，ｙ３）を通る直線と、軌道Ｔｒとの交点を、補正後の位置座標（ｘ１０，ｙ１０）とする。また、今回の位置情報Ｐ３での姿勢角θ３について、前回の位置情報Ｐ２での姿勢角θ２に補正する。よって、図１０の場合、今回の補正後の位置情報Ｐ１０は、（ｘ１０，ｙ１０，θ２）となる。

補正部１０１は、図７のステップＳ２５で補正を行った後に、ステップＳ２０に戻る。
判定部１００は、図７のステップＳ２４において、作成した路面Ｓｒの地図画像における自律走行車２０の位置情報（位置座標及び姿勢情報）が適切であると、ステップＳ２５での補正を行うことなく、ステップＳ２０に戻る。

以下、詳しく説明する。
自律走行システムは移動体の自動走行を行うためのシステムであり、地図作成、作成した地図に対する自己位置推定（２次元）が可能である。自律走行システムは路面画像を撮影し画像処理（特徴マッチング）を行い、地図画像に対応付けられた位置情報から位置・姿勢・速度を推定するためのカメラを有する。特徴マッチングは、自己位置推定時に取得した画像と地図画像を比較することにより行われる。地図作成時において、路面上の画像を撮影すると、それに応じた位置情報を地図に記録する。

ところが、地図を作成する際に、自律走行車に、カメラと衛星測位機器（ＧＰＳ：global positioning system）若しくは慣性測定機器（ＩＭＵ：inertial measurement unit）を搭載する。そして、自律走行車を走行させて、設定した距離間隔等で画像を撮影する。撮影した画像と対応付ける自律走行車の位置座標及び姿勢情報を衛星測位機器（ＧＰＳ）若しくは慣性測定機器（ＩＭＵ）から算出する場合においては、例えば、図１１に示すように、地図作成精度が低くなってしまう。詳しくは、衛星測位機器（ＧＰＳ）若しくは慣性測定機器（ＩＭＵ）の測位精度が低く、地図作成時に撮影した画像と対応付ける自律走行車の位置座標及び姿勢情報の精度が低い。その結果、自律走行車の位置座標及び姿勢情報の推定精度が低いため、自動走行精度が低くなる。

例えば、特定の場所、例えば図１１に示すように衛星測位機器を用いる場合における屋内走行時に、実際の位置座標と、地図に対応付けた位置座標との関係において、特定の位置座標Ｐ１００において、大きなずれ（乖離）Δが生じる。その結果、この位置座標に対応付けた画像とマッチングすると、自己位置推定精度が悪い。

本実施形態においては、路面を撮影するカメラ３０と、地図作成のための計測システムを有する。そして、路面の画像と地図画像を比較して自己位置を推定する。地図作成の際に、作成した地図の位置情報が適切であるかを判定し、適切でない場合にトータルステーション１１０による位置情報を用いて補正をする。

作成した地図の位置情報が適切か否かの判定について、地図の精度が明らかに悪くないかを判定するものであって、指標としては、図１２に示すように、屋外のように、予想される位置座標と地図に対応付けた位置座標との乖離が小さい場合には、補正は行わない。一方、図１３に示すように、屋内のように、予想される位置座標と地図に対応付けた位置座標との乖離が大きい場合には、補正を行う。

予想される位置座標の計算例を説明する。具体的には、トータルステーション１１０による位置座標の軌道Ｔｒから予想される位置座標を算出する。
位置情報の補正について、作成した地図の位置座標及び姿勢情報をより正確な値に修正すべく、直交座標での位置（緯度経度）の補正の例を図１４、図１５に示す。

位置座標の補正において、図１４に示すように、トータルステーション１１０の位置座標と補正前の地図に対応付けた位置座標との関係において、軌道Ｔｒ上に、地図に対応付けた位置座標が来るように補正する。具体的には、各位置座標のうち適切でない位置座標については補正している。図１４において、位置座標Ｐ２０を位置座標Ｐ２１に、位置座標Ｐ２２を位置座標Ｐ２３に、位置座標Ｐ２４を位置座標Ｐ２５に補正する。

位置座標の補正において図１５に示すように、トータルステーション１１０による位置座標と、補正前の地図に対応付けた位置座標との関係において次のようにする。図１５では、補正前の各位置座標Ｐ３０ａ～３０ｋがトータルステーション１１０による位置座標の軌道Ｔｒから大きくずれている。この場合は、各位置座標Ｐ３０ａ～３０ｋの全てを補正している。図１５において、補正前の位置座標Ｐ３０ａ～３０ｋを、トータルステーション１１０による位置座標の軌道Ｔｒに射影して、補正後の地図に対応付けた位置座標Ｐ３１ａ～３１ｋとする。

他にも位置座標の補正において、図１６に示すように、トータルステーション１１０による位置座標Ｐ４０，Ｐ４１を記憶しておき、補正後の地図に対応付けた位置座標Ｐ４２との関係において、次のようにしてもよい。トータルステーション１１０による位置座標Ｐ４０，Ｐ４１についてタイムスタンプ機能を用いて時刻データを付与し、時刻の計算を考慮して位置座標を決定してもよい。図１６においては、時刻ｔ４０での位置座標（ｘ４０，ｙ４０）と、時刻ｔ４１での位置座標（ｘ４１，ｙ４１）との間において、その中間点を補正後の位置座標とする。この位置座標においては、時刻ｔ４２、即ち、（ｔ４０＋ｔ４１）／２における座標位置として、ｘ方向においては中間点ｘ４２、即ち、（ｘ４１＋ｘ４２）／２とするとともに、ｙ方向においては中間点ｙ４２、即ち、（ｙ４１＋ｙ４２）／２とする。つまり、時刻ｔ４２での位置座標（ｘ４２，ｙ４２）とする。

図１０を用いて説明した姿勢角の補正は前回の姿勢角を今回の姿勢角とするものであったが、それ以外にも、次のようにしてもよい。姿勢の補正として、図１７に示すように、補正後の地図に対応付けた位置座標Ｐ５０，Ｐ５１を記憶しておき、その位置座標Ｐ５０，Ｐ５１と、姿勢を補正する位置座標Ｐ５２との関係として、次のようにしてもよい。任意の位置座標Ｐ５２に対しその前後の位置座標Ｐ５０，Ｐ５１を結ぶ線の向きから任意の位置座標Ｐ５２での姿勢角θを算出する。なお、任意の位置座標が始点もしくは終点のときは、任意の位置座標とその隣接する位置座標を結ぶ線の角度を姿勢とする。即ち、図１７を用いて説明すると、位置座標Ｐ５１が無い終点のときは、任意の位置座標Ｐ５２と隣接する位置座標Ｐ５０を結ぶ線の角度を姿勢とする。また、図１７において位置座標Ｐ５０が無い始点のときは、任意の位置座標Ｐ５２と隣接する位置座標Ｐ５１を結ぶ線の角度を姿勢とする。

他にも姿勢情報の補正として、図１８に示すように、補正後の地図に対応付けた位置座標Ｐ６０，Ｐ６１と、姿勢を補正する位置座標Ｐ６２の関係において、次のようにしてもよい。前回の位置座標Ｐ６０と今回の位置座標Ｐ６２を結ぶ線の向きを、今回の位置座標Ｐ６２での姿勢角θとする。他にも、図１９に示すように、補正後の地図に対応付けた位置座標Ｐ７０，Ｐ７１と、姿勢を補正する位置座標Ｐ７２の関係において、今回の位置座標Ｐ７２と次回の位置座標Ｐ７１を結ぶ線の向きを、今回の位置座標Ｐ７２での姿勢角θとしてもよい。

＜実施形態の効果＞
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）自律走行システム１０の構成として、自律走行車２０の車体２１に設置され、車体２１の下方の路面Ｓｒの画像を取得する路面画像取得装置としてのカメラ３０を備える。自律走行システム１０は、自律走行車２０に搭載され、自律走行車２０の位置情報が対応付けられた路面Ｓｒの地図画像を記憶する記憶部６０を備える。自律走行システム１０は、自律走行車２０に搭載され、カメラ３０により取得された路面Ｓｒの画像から抽出された特徴Ｆ１～Ｆ５と、地図画像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２０の位置を推定する推定部５１を備える。自律走行システム１０は、自律走行車２０に搭載された地図作成部７０を備える。地図作成部７０は、地図作成時に、第１測量機器としてのＧＮＳＳアンテナ８７による測量情報に基づいてカメラ３０により取得された路面Ｓｒの画像から、自律走行車２０の位置情報が対応付けられた路面Ｓｒの地図画像を作成する。自律走行システム１０は、地図作成部７０において作成した路面Ｓｒの地図画像における自律走行車２０の位置情報が適切であるか否か判定する判定部１００を備える。自律走行システム１０は、補正部１０１を備える。補正部１０１は、判定部１００において、作成した路面Ｓｒの地図画像における自律走行車２０の位置情報が適切でない場合に、次のようにする。補正部１０１は、第１測量機器とは異なる種類の第２測量機器としてのトータルステーション１１０による測量情報を用いて、路面Ｓｒの地図画像に対応付ける自律走行車２０の位置情報を補正する。これによれば、地図作成部７０において、地図作成時に、ＧＮＳＳアンテナ８７による測量情報に基づいてカメラ３０により取得された路面の画像から自律走行車２０の位置情報が対応付けられた路面Ｓｒの地図画像が作成される。地図作成部７０において作成した路面Ｓｒの地図画像における自律走行車２０の位置情報が適切であるか否か判定される。そして、適切でない場合には、トータルステーション１１０による測量情報を用いて、路面Ｓｒの地図画像に対応付ける自律走行車２０の位置情報が補正される。その結果、取得した画像と対応付ける自律走行車２０の位置情報の精度を向上することができる。

つまり、トータルステーション１１０を用いて、地図の補正を行う。ここで、トータルステーション１１０は高価で使用に工数がかかるが、高精度で位置を特定できる。トータルステーション１１０は、精度はいいものの、使用範囲が限られるため、地図精度の悪い部分のみに適応させる。

（２）第１測量機器は、衛星測位機器としてのＧＮＳＳアンテナ８７であり、第２測量機器は、トータルステーション１１０であるので、取得した画像と対応付ける自律走行車２０の位置情報の精度をより向上することができる。

（３）自律走行車の位置情報は、自律走行車の位置座標及び姿勢情報であるので、取得した画像と対応付ける自律走行車２０の自律走行車の位置座標及び姿勢情報の精度を向上することができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○第１測量機器は、衛星測位機器であるＧＮＳＳアンテナ８７であったが、これに限ることはない。例えば、第１測量機器は、慣性測定機器（ＩＭＵ）であってもよい。慣性測定機器（ＩＭＵ）として、ジャイロセンサ、加速度計等を用いることができる。

○第２測量機器は、トータルステーションであったが、これに限ることはない。例えば、第２測量機器は、３Ｄ－ＳＬＡＭ、即ち、３Ｄスキャナや３Ｄカメラを用いて環境形状を詳細にとらえることができる機器であってもよい。つまり、第２測量機器は、第１測量機器とは異なる自己位置推定機器を利用することも可能である。

〇路面画像取得装置としてカメラ３０を用いたが、カメラ以外の機器を路面画像取得装置として用いてもよい。路面画像取得装置として、例えば、リニアセンサ（リニアイメージセンサ）を用いることもできる。また、路面画像取得装置は、車体の下面に設置したが、路面画像取得装置の設置位置は、車体の下面に限らない。

１０…自律走行システム、２０…自律走行車、２１…車体、３０…カメラ（路面画像取得装置）、５１…推定部、６０…記憶部、６１…地図画像、７０…地図作成部、８７…ＧＮＳＳアンテナ（第１測量機器）、１００…判定部、１０１…補正部、１１０…トータルステーション（第２測量機器）、Ｆ１~Ｆ５…特徴、Ｓｒ…路面。

Claims (3)

1. 自律走行車の車体に設置され、前記車体の下方の路面の画像を取得する路面画像取得装置と、
   前記自律走行車に搭載され、前記自律走行車の位置情報が対応付けられた前記路面の地図画像を記憶する記憶部と、
   前記自律走行車に搭載され、前記路面画像取得装置により取得された前記路面の画像から抽出された特徴と、前記地図画像から抽出された特徴とを比較することにより前記自律走行車の位置を推定する推定部と、
   前記自律走行車に搭載され、地図作成時に、第１測量機器による測量情報に基づいて前記路面画像取得装置により取得された前記路面の画像から、前記自律走行車の位置情報が対応付けられた前記路面の地図画像を作成する地図作成部と、
   を備える自律走行システムであって、
   前記地図作成部において作成した前記路面の地図画像における前記自律走行車の位置情報が適切であるか否か判定する判定部と、
   前記判定部において、前記作成した前記路面の地図画像における前記自律走行車の位置情報が適切でない場合に、前記第１測量機器とは異なる種類の第２測量機器による測量情報を用いて、前記路面の地図画像に対応付ける前記自律走行車の位置情報を補正する補正部と、
   を備えることを特徴とする自律走行システム。
2. 前記第１測量機器は、衛星測位機器又は慣性測定機器であり、
   前記第２測量機器は、トータルステーションである
   ことを特徴とする請求項１に記載の自律走行システム。
3. 前記自律走行車の位置情報は、前記自律走行車の位置座標及び姿勢情報である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自律走行システム。

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