JP2023151306A - Runway estimation method and runway estimation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走路推定方法及び走路推定装置に関する。 The present invention relates to a route estimation method and a route estimation device.
特許文献1には、道路地図データベースから自車現在位置の前後に位置する道路標記点であるノードの位置データを読み取り、複数ノードから自車両の走路形状を推定して前照灯の照射制御を行う技術が記載されている。
道路形状が複数のノードの配列によって道路単位で表現された地図データの場合、各ノードは道路の中央付近の位置を示していることが多い。このため、交差点の入口付近など車線が増加する場所では、車線幅方向におけるノードの位置が車線の増加する方向へ移動するため、ノードの配列によって表される形状が現実の車線形状と異なる。このような場合に、自律走行制御や運転支援制御において自車両を走行させる走路を地図データの道路形状に基づいて推定すると、推定精度が低くなる虞がある。
本発明は、地図データの道路形状が現実の車線形状と異なる場合に、地図データの道路形状を用いて自車両の走路を推定することで走路の推定精度が低下するのを抑制することを目的とする。
In the case of map data in which the shape of a road is expressed on a road-by-road basis by an array of multiple nodes, each node often indicates a position near the center of the road. Therefore, in places where the number of lanes increases, such as near the entrance of an intersection, the position of the node in the lane width direction moves in the direction where the number of lanes increases, so the shape represented by the arrangement of nodes differs from the actual lane shape. In such a case, if the route on which the host vehicle travels is estimated based on the road shape of the map data in autonomous driving control or driving support control, there is a risk that the estimation accuracy will be lowered.
An object of the present invention is to suppress a decrease in the accuracy of estimating the driving route by estimating the driving route of a vehicle using the road shape of the map data when the road shape of the map data differs from the actual lane shape. shall be.
本発明の走路推定方法では、自車両の現在位置である自車位置を検出し、道路形状が複数のノードの配列によって道路単位で表現された地図データから、自車両が走行する道路である第1道路の道路形状である第1道路形状を抽出し、第1道路の道路幅方向の端部の第1道路の延在方向に沿った形状である道路境界形状を検出し、第1道路形状と道路境界形状とが一致するか否かを判定し、第1道路形状と道路境界形状とが一致する場合に、第1道路形状又は道路境界形状に基づいて、第1道路に沿った走行軌道である走路を推定し、第1道路形状と道路境界形状とが一致しない場合に、第1道路形状を使用せずに走路を推定する。 In the driving route estimation method of the present invention, the vehicle position, which is the current position of the vehicle, is detected, and the road shape is expressed for each road by an array of nodes. A first road shape that is the road shape of one road is extracted, a road boundary shape that is a shape along the extending direction of the first road at the end of the first road in the road width direction is detected, and the first road shape is extracted. and the road boundary shape, and if the first road shape and the road boundary shape match, the travel trajectory along the first road is determined based on the first road shape or the road boundary shape. If the first road shape and the road boundary shape do not match, the travel route is estimated without using the first road shape.
本発明によれば、地図データの道路形状が現実の車線形状と異なる場合に、地図データの道路形状を用いて自車両の走路を推定することで走路の推定精度が低下するのを抑制できる。 According to the present invention, when the road shape of the map data differs from the actual lane shape, by estimating the route of the own vehicle using the road shape of the map data, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of route estimation.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that each drawing is schematic and may differ from the actual drawing. In addition, the embodiments of the present invention shown below illustrate devices and methods for embodying the technical idea of the present invention. is not limited to the following: The technical idea of the present invention can be modified in various ways within the technical scope defined by the claims.
(構成)
自車両1は、自車両1の走行を支援する走行制御装置10を備える。走行制御装置10は、自車両1の周囲の走行環境を検出し、検出した走行環境に基づいて自車両1の走行を自動的に制御することにより、自車両1の走行を支援する。走行制御装置10は、特許請求の範囲に記載の「走路推定装置」の一例である。
例えば、走行制御装置10による自車両1の走行支援は、乗員(例えば運転者)が関与せずに自車両1を自動で運転する自律走行制御を含んでよい。また例えば、走行制御装置10による自車両1の走行支援は、自車両1の少なくとも操舵角を自動制御することを含んでもよい。また例えば、走行制御装置10による自車両1の走行支援は、自車両1の操舵角の自動制御に加えて、駆動力又は制動力を自動制御することを含んでもよい。
(composition)
The
For example, the driving support for the
走行制御装置10は、測位装置11と、地図データベース12と、外界センサ14と、車両センサ15と、コントローラ16と、アクチュエータ17を備える。なお、図面において、地図データベースを「地図DB」と表記する。
測位装置11は、自車両1の現在位置を測定する。以下の説明において、自車両1の現在位置を「自車位置」と表記する。測位装置11は、例えば全地球型測位システム(GNSS)受信機を備えてよい。GNSS受信機は、例えば地球測位システム(GPS)受信機等であり、複数の航法衛星から電波を受信して自車位置を測定する。
The
The
地図データベース12には、地図データが記憶されている。地図データベース12に記憶されている地図データは、例えば道路単位の情報を含んだナビゲーション用の地図データであってよい。ナビゲーション用の地図データは、道路形状をノード列によって道路単位で表現しているデータであってよい。
図2を参照する。図に描画されている丸プロットNの各々が、地図データのノードを表している。図4~図6においても同様である。図2の例では、自車両1が走行する道路R1(以下「第1道路R1」と表記する)の道路形状RS1が複数のノードNのノード列によって道路単位で表現されている。
The
See FIG. 2. Each circle plot N drawn in the figure represents a node of map data. The same applies to FIGS. 4 to 6. In the example of FIG. 2, the road shape RS1 of the road R1 (hereinafter referred to as "first road R1") on which the
本明細書においてノード列とは、例えば複数のノードNの配列であってもよく、又は複数のノードNの配列とこれらのノードN間を曲線もしくは直線で結んだ線分(リンクL)とを含んだデータであってもよい。すなわち、ノード列とは、複数のノードNの配列、すなわち地図上に受ける道路の形状を表すものであり、複数のノードNの配列を含んでいればよく、複数のノードNの配列のみに限定されない。 In this specification, a node string may be, for example, an arrangement of a plurality of nodes N, or an arrangement of a plurality of nodes N and a line segment (link L) connecting these nodes N with a curve or a straight line. It may also be data that includes. In other words, a node string represents an arrangement of a plurality of nodes N, that is, the shape of a road on a map, and only needs to include an arrangement of a plurality of nodes N, and is limited to an arrangement of a plurality of nodes N. Not done.
図1を参照する。外界センサ14は、自車両1の周囲の周囲環境についての様々な情報(周囲環境情報)を検出する。例えば外界センサ14は、自車両1の周囲の物体を検出する。外界センサ14は、自車両1の周囲に存在する物体、自車両1と物体との相対位置、自車両1と物体との距離、物体が存在する方向等の自車両1の周囲環境を検出する。外界センサ14は、検出した周囲環境の情報を周囲環境情報としてコントローラ16に出力する。
例えば外界センサ14は、自車両1に対する自車両1周囲の他車両や物標の相対位置を検出する。ここで物標とは、例えば自車両1が走行する道路に設けられた信号機、路面上の線(白線、停止線、車線境界線、車線区分線等)や、路肩の縁石、ガードレール、ポール、フェンス、キャッツアイ又はブロック等である。
Please refer to FIG. The
For example, the
外界センサ14は、例えばフルHD解像度のカラーカメラのような単眼のカメラを備えてよい。カメラは、自車両1の周囲環境の認識対象を含む画像を撮像し、その撮像画像を周囲環境情報としてコントローラ16へ出力する。
また、外界センサ14は、レーザレンジファインダ(LRF)やレーダ、LiDAR(Light Detection and Ranging)のレーザレーダなどの測距装置を備えてよい。測距装置は、例えば、自車両周囲に存在する物体との相対距離と方向により定まる相対位置を検出する。測距装置は、検出した測距データを周囲環境情報としてコントローラ16へ出力する。
The
Further, the
車両センサ15は、自車両1から得られる様々な情報(車両情報)を検出する。車両センサ15には、例えば、自車両1の走行速度(車速)を検出する車速センサ、自車両1が備える各タイヤの回転速度を検出する車輪速センサ、自車両1の3軸方向の加速度(減速度を含む)を検出する3軸加速度センサ(Gセンサ)、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ、操向輪の転舵角を検出する転舵角センサと、自車両1に生じる角速度を検出するジャイロセンサ、ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ、自車両1のアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサと、運転者によるブレーキ操作量を検出するブレーキセンサが含まれる。
コントローラ16は、自車両1の走行制御を行う電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)である。自車両1の走行制御の際に、コントローラ16は周囲の周囲環境に基づいて自車両1の走行を自動的に制御する。なお、コントローラ16を、単体の電子制御ユニットとして構成してもよく、複数の電子制御ユニットの集合として構成してもよい。
コントローラ16は、プロセッサ20と、記憶装置21等の周辺部品とを含む。プロセッサ20は、例えばCPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro-Processing Unit)であってよい。
記憶装置21は、半導体記憶装置や、磁気記憶装置、光学記憶装置等を備えてよい。記憶装置21は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等のメモリを含んでよい。
以下に説明するコントローラ16の機能は、例えばプロセッサ20が、記憶装置21に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
The
The
The storage device 21 may include a semiconductor storage device, a magnetic storage device, an optical storage device, or the like. The storage device 21 may include memories such as a register, a cache memory, a ROM (Read Only Memory) used as a main storage device, and a RAM (Random Access Memory).
The functions of the
なお、コントローラ16を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。例えば、コントローラ16は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばコントローラ16はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA:Field-Programmable Gate Array)等のプログラマブル・ロジック・デバイス(PLD:Programmable Logic Device)等を有していてもよい。
Note that the
アクチュエータ17は、コントローラ16からの制御信号に応じて、自車両1のアクセル開度及びブレーキ装置を操作して、自車両1を駆動する駆動力又は自車両1を制動する制動力を発生させる。アクチュエータ17は、アクセル開度アクチュエータと、ブレーキ制御アクチュエータを備える。アクセル開度アクチュエータは、自車両1のアクセル開度を制御する。ブレーキ制御アクチュエータは、自車両1のブレーキ装置の制動動作を制御する。
また、アクチュエータ17は自車両1の操舵機構の操舵方向及び操舵量を制御するステアリングアクチュエータを備えもよい。アクチュエータ17はコントローラ16からの制御信号に応じて自車両1の操舵機構を操作してもよい。
The
Furthermore, the
次に、コントローラ16による自車両1の走行制御について説明する。コントローラ16による走行制御は、自車両1が走行する第1道路R1に沿って自車両1が走行する走行軌道である走路を推定し、推定した走路に基づいて自車両1の少なくとも操舵角を制御する自動制御を含んでよい。例えばコントローラ16による走行制御は、推定した走路に沿って自車両1を走行するように操舵角を制御する車線逸脱防止制御(レーンキープ制御)を含んでもよい。
Next, driving control of the
なお、本明細書において「走路」とは、例えば自車両1が走行する領域であってよい。すなわち走路は、道路幅方向に幅を有する領域であってよい。この場合、例えばコントローラ16は、走路を形成する領域の左側及び右側のそれぞれの境界を推定してよい。例えば、コントローラ16は自車両1が走行する車線(自車線)を走路として推定してよい。
また例えばコントローラ16は、自車両1が走行する軌道を表す線や点列を「走路」として推定してもよい。例えばコントローラ16は、自車両1の基準点(例えば重心など)が移動する軌道を表す線や点列を「走路」として推定してよい。
Note that in this specification, the "travel road" may be, for example, an area on which the
Further, for example, the
交差点内のように車線が存在しない領域では、コントローラ16は、自車両1が走行する領域や、自車両1が走行する軌道を表す線や点列を「走路」として推定してよい。
コントローラ16は、自車両1が走行する第1道路R1の道路形状RS1(以下「第1道路形状RS1」と表記することがある)を、地図データベース12に格納された地図データから取得して走路を推定する。
In an area where there are no lanes, such as an intersection, the
The
上記のとおり地図データベース12に格納された地図データは、道路形状をノード列によって道路単位で表現している。
このような地図データの場合、図2に示すように各ノードNが道路の中央付近の位置を示していることが多い。したがって道路の車線数が増加すると、車線幅方向におけるノードNの位置が、車線の増加する方向へ移動する。
As described above, the map data stored in the
In the case of such map data, each node N often indicates a position near the center of the road, as shown in FIG. Therefore, when the number of lanes on a road increases, the position of the node N in the lane width direction moves in the direction in which the number of lanes increases.
図2の例では、自車両1の進路前方において第1道路R1の車線が直進車線LN1と右折車線LN2とに分岐することにより車線数が増加している。このため、車線幅方向におけるノードNの位置が右折車線LN2側へ移動している。
このため、ノード列によって表される第1道路形状RS1は、第1道路R1の実際の車線形状と異なっている。図2の例では、車線数が1つ増加したのに伴って1/2車線分だけノードNの位置が右折車線LN2側へ移動している。この結果、第1道路形状RS1は、直進車線LN1や右折車線LN2の実際の形状と異なっている。
この結果、地図データの道路形状に基づいて自車両1が走行すべき走路Ldを推定すると、推定精度が低くなる虞がある。
In the example of FIG. 2, the number of lanes is increased because the lane of the first road R1 branches into a straight lane LN1 and a right turn lane LN2 in front of the course of the
Therefore, the first road shape RS1 represented by the node string is different from the actual lane shape of the first road R1. In the example of FIG. 2, as the number of lanes increases by one, the position of node N moves toward the right turn lane LN2 by 1/2 lane. As a result, the first road shape RS1 is different from the actual shapes of the straight lane LN1 and the right turn lane LN2.
As a result, if the driving route Ld on which the
このため本発明では、第1道路R1の左右の道路境界EL、ERの形状と第1道路形状RS1とが一致するか否かに応じて、第1道路形状RS1を使用して自車両1の走路Ldを推定してよいか否かを判定する。以下の説明において道路境界EL、ERの形状を「道路境界形状」と表記することがある。
具体的には、コントローラ16は、測位装置11の測定結果に基づいて自車両1の現在位置である自車位置を検出し、地図データベース12に記憶されている地図データから第1道路の第1道路形状RS1を抽出する。
Therefore, in the present invention, depending on whether or not the shapes of the left and right road boundaries EL and ER of the first road R1 match the first road shape RS1, the first road shape RS1 is used to guide the
Specifically, the
またコントローラ16は、外界センサ14の出力信号に基づいて、第1道路R1の道路幅方向の両端部の第1道路R1の延在方向に沿って伸びる道路境界EL、ERを検出する。そして、第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致するか否かを判定する。
第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致する場合、コントローラ16は第1道路形状RS1又は道路境界形状に基づいて、第1道路に沿った走行軌道である走路Ldを推定する。第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致しない場合、コントローラ16は第1道路形状RS1に基づく走路Ldの推定は行わない。この場合には、後述のように第1道路形状RS1を使用せずに走路Ldを推定する。
なお「第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致する」とは、第1道路形状RS1と道路境界の形状とが完全に一致する場合だけでなく、第1道路形状RS1と道路境界形状との誤差の形状が所定の許容範囲内であることを含んでよい。
Further, the
When the first road shape RS1 and the road boundary shape match, the
Note that "the first road shape RS1 and the road boundary shape match" does not only mean that the first road shape RS1 and the road boundary shape completely match, but also when the first road shape RS1 and the road boundary shape match. may include that the shape of the error is within a predetermined tolerance.
本実施形態によれば、地図データから取得した第1道路形状RS1が第1道路R1の実際の車線形状と異なっているか否かを判定できる。第1道路形状RS1が実際の車線形状と異なっている場合には、第1道路形状RS1を用いずに走路Ldを推定することを選択できる。
これにより第1道路形状RS1を用いて自車両の走路を推定することで走路の推定精度が低下するのを抑制できる。
According to this embodiment, it is possible to determine whether the first road shape RS1 acquired from the map data is different from the actual lane shape of the first road R1. If the first road shape RS1 is different from the actual lane shape, it is possible to choose to estimate the driving route Ld without using the first road shape RS1.
Thereby, by estimating the driving path of the own vehicle using the first road shape RS1, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of estimating the driving path.
次に、実施形態における走行制御装置10についてより詳しく説明する。図3は、図1のコントローラ16の機能構成の一例のブロック図である。コントローラ16は、自車位置推定部40と、道路形状取得部41と、道路境界検出部42と、形状一致判定部43と、走路推定部44と、車両制御部45を備える。
自車位置推定部40は、測位装置11による測定結果に基づいて、地図データベース12に記憶された地図データの固定座標系(以下「地図座標系」と表記することがある)における自車位置を推定する。自車位置を推定する方法としては、GNSSを利用したカルマンフィルタなどが挙げられるが、自車両が走行している道路の概形状が取得できる自車位置推定であればよい。
Next, the
The own vehicle
道路形状取得部41は、推定した自車位置に基づいて、地図データベース12に記憶された地図データに記載された道路のうち自車両1が現在走行している第1道路R1を特定する。なお道路形状取得部41は、ナビゲーションシステム(図示せず)が設定した自車両1の予定走行経路情報に基づいて第1道路R1を特定してもよい。道路形状取得部41は、地図データベース12から第1道路R1の第1道路形状RS1を抽出する。
Based on the estimated vehicle position, the road
道路境界検出部42は、道路境界を示す路肩の縁石や中央分離帯、白線(実線)、道路境界線、ガードレール、ポール、フェンス、キャッツアイ又はブロック等などを検出することにより、第1道路R1の道路幅方向の左右両端部の、第1道路R1の延在方向に沿って伸びる道路境界EL、ERを検出する。なお、検出方法として認識カメラやLiDARを用いる手法が一般的であるが、この方法に限らず上記の目的を達成できればよい。 The road boundary detection unit 42 detects the curb of the road shoulder, median strip, white line (solid line), road boundary line, guardrail, pole, fence, cat's eye, block, etc. indicating the road boundary, thereby detecting the first road R1. Road boundaries EL and ER extending along the extending direction of the first road R1 at both left and right ends in the road width direction are detected. Note that, although a detection method using a recognition camera or LiDAR is common, the detection method is not limited to this method as long as it can achieve the above purpose.
形状一致判定部43は、道路形状取得部41が取得した第1道路形状RS1と、道路境界検出部42が検出した道路境界EL、ERの道路境界形状とを比較し、第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致するか否かを判定する。
以下、第1道路形状RSと右側の道路境界ERの道路境界形状とが一致するか否かの判定方法を説明するが、第1道路形状RS1と左側の道路境界ELの道路境界形状とが一致するか否かについても同様に判定できる。
第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致するか否かの判定の基準として、例えば第1道路形状RS1と道路境界形状との間の平行度を判定してよい。形状一致判定部43は、第1道路形状RS1と道路境界形状とが平行であるとき(又は平行度が高いとき)に、第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致し、第1道路形状RS1と道路境界形状とが平行でない(又は平行度が低いとき)に、第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致しないと判定してよい。
The shape matching
Hereinafter, a method for determining whether the first road shape RS and the road boundary shape of the right road boundary ER match will be explained. However, the first road shape RS1 and the road boundary shape of the left road boundary EL match. Whether or not to do so can be similarly determined.
As a criterion for determining whether or not the first road shape RS1 and the road boundary shape match, for example, the degree of parallelism between the first road shape RS1 and the road boundary shape may be determined. When the first road shape RS1 and the road boundary shape are parallel (or when the degree of parallelism is high), the shape matching
図4(a)は、第1道路形状RSと右側の道路境界ERの道路境界形状との間の平行度の算出方法の模式図である。
形状一致判定部43は、第1道路形状RS1の各ノードN1~N6…において、隣接する前後のノードとの接続方向(リンク方向)と垂直な方向に垂線を伸ばし、道路境界ERと垂線との交点P1~P6…を求める。すなわち形状一致判定部43は、ノードN1~N6…の配列方向と垂直な方向に垂線を伸ばし、道路境界ERと垂線との交点P1~P6…を求める。図4(a)において四角形プロットが交点P1~P6…を表している。図4(b)についても同様である。
FIG. 4A is a schematic diagram of a method for calculating the degree of parallelism between the first road shape RS and the road boundary shape of the right road boundary ER.
The shape matching
形状一致判定部43は、各ノードN1~N6…から交点P1~P6…までの距離d1~d6…をノードN1~N6…ごとに算出し、これらの距離d1~d6…が略一定であれば(すなわち距離d1~d6の分散dvが小さければ)平行であると判定してよい。例えば分散dvが所定値以下の場合に平行であると判定してよい。反対に、ばらつきが大きければ(分散dvが大きければ)平行ではないと判定してよい。
例えば、形状一致判定部43は平行度をe(-dv)と定義し、0~1の値域を有する指数関数で表現してよい。形状一致判定部43は、平行度が高ければ形状は一致しており、逆に低ければ一致していないと判定してよい。
The shape matching
For example, the shape matching
また例えば形状一致判定部43は、第1道路形状RS1の曲率k1と道路境界形状の曲率k2の曲率の差に基づいて、第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致するか否かを判定してもよい。この場合、形状一致判定部43は、道路形状と道路境界形状のそれぞれに対して円形フィッティングを行い、それぞれ推定された円の半径r1、r2を曲率半径とする。そしてそれぞれの曲率k1=1/r1、k2=1/r2を求め、曲率k1とk2との差分が小さければ(例えば差分が閾値未満であれば)第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致し、差分が大きければ(例えば差分が閾値以上であれば)第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致していないと判定してよい。曲率k1とk2との差分として、例えば差の絶対値|k1-k2|を用いてもよく、差の二乗値(k1-k2)2を用いてもよい。
For example, the shape matching
また例えば、形状一致判定部43は、第1道路形状RS1と道路境界形状との類似度又は相違度を表す照合スコアを算出し、照合スコアに基づいて第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致するか否かを判定してもよい。
照合スコアを算出する場合、形状一致判定部43は、第1道路形状RS1のノードN1~N6…と道路境界形状上の交点P1~P6…(図4(a)参照)との間の誤差d1~d6…が最小となるように、第1道路形状RS1と道路境界形状とを位置合わせし、位置合わせ後の平均二乗誤差D=(d12+d22+…dm2)/mに基づいて、照合スコアを算出してよい。
For example, the shape matching
When calculating the matching score, the shape matching
例えば、正規化項σを適宜設定して照合スコアe(-D/σ)を定義し、0~1の値域を有する指数関数で表現してよい。照合スコアとしてノードN1~N6…の位置と点P1~P6…の位置の間の誤差を基準とした場合、第1道路形状RS1のノードN1~N6…または道路境界を構成する点P1~P6…から垂直な方向への距離を誤差としてもよい。
図4(b)を参照する。形状一致判定部43は、第1道路形状RS1のノードN1~N6…における法線ベクトルnr1~nr6…と、道路境界ERの各点P1~P6…における法線ベクトルne1~ne6…をそれぞれ求め、法線ベクトルnr1とne1との間、nr2とne2との間、nr3とne3との間、nr4とne4との間、nr5とne5との間、nr6とne6との間…の角度の類似度の平均値を照合スコアとして算出してもよい。
For example, the matching score e (-D/σ) may be defined by appropriately setting the normalization term σ, and expressed by an exponential function having a range of 0 to 1. When the matching score is based on the error between the positions of the nodes N1 to N6... and the positions of the points P1 to P6..., the nodes N1 to N6... of the first road shape RS1 or the points P1 to P6 forming the road boundary... The error may be the distance in the direction perpendicular to .
Refer to FIG. 4(b). The shape matching
走路推定部44は、第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致すると形状一致判定部43が判定した場合に、第1道路形状RS1又は道路境界形状に基づいて自車両1の走路Ldを推定する。
例えば走路推定部44は、第1道路形状RS1と道路境界EL、ERの道路境界形状のいずれか少なくとも一方とが一致する場合に、第1道路形状RS1に基づいて走路Ldを推定してよい。また例えば走路推定部44は、第1道路形状RS1と一致する道路境界形状に基づいて走路Ldを推定してよい。
When the shape matching
For example, the driving
第1道路形状RS1に基づいて走路Ldを推定する場合、走路推定部44は、例えば第1道路形状RS1の位置を自車両1の現在位置に位置合わせすることにより走路Ldを推定してよい。例えば第1道路形状RS1の各ノードのうち、自車位置の近傍のノード(例えば最近傍のノード)の位置が自車位置へ移動するように第1道路形状RS1を平行移動し、移動後の第1道路形状RS1によって表現される線又は第1道路形状RS1を含んだ所定幅の領域を走路Ldとして推定してよい。
When estimating the running route Ld based on the first road shape RS1, the running
同様に、道路境界形状に基づいて走路Ldを推定する場合、例えば走路推定部44は、道路境界形状上のいずれかの点の位置を自車両1の現在位置に位置合わせすることにより走路Ldを推定してよい。例えば自車位置に近い道路境界形状上の近傍点(例えば最近傍点)の位置が自車位置へ移動するように道路境界形状を平行移動し、移動後の道路境界形状によって表現される線又は道路境界形状を含んだ所定幅の領域を走路Ldとして推定してよい。
Similarly, when estimating the running route Ld based on the road boundary shape, for example, the running
一方で、第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致しないと形状一致判定部43が判定した場合に、走路推定部44は第1道路形状RS1を使用せずに走路Ldを推定する。例えば走路推定部44は、外界センサ14が検出した自車両1の周囲環境に基づいて走路Ldを推定してよい。周囲環境に基づく走路推定として、例えば走路推定部44は、自車両1の周囲の白線(道路境界線や車線区分線、車線境界線)の検出結果に基づいて走路Ldを推定してよい。また例えば走路推定部44は、周囲環境に基づく走路推定として、自車両1の周囲の他車両(例えば自車両1の前方を走行する先行車両)の走行軌跡に基づいて走路Ldを推定してもよい。
On the other hand, when the shape matching
図5を参照する。第1道路形状RS1と道路境界形状とが一致しないと形状一致判定部43が判定した場合に、走路推定部44は、自車両1の対向車両が走行する道路である対向道路R2(以下「第2道路R2」と表記することがある)の道路形状である第2道路形状RS2に基づいて自車両1の走路Ldを推定してもよい。これは交差点手前など車線が増加する場所において道路幅Wが変化することに伴い、第1道路形状RS1が実際の車線形状と異なっている場合、対向道路(第2道路R2)の第2道路形状RS2は車線増加の影響を受けずに、走路の推定に使用できる可能性があるためである。
この場合に道路形状取得部41は、第2道路R2の第2道路形状RS2を地図データベース12から抽出してもよい。
See FIG. 5. When the shape matching
In this case, the road
走路推定部44は、第1道路形状RS1の場合と同様に、第2道路形状RS2が第1道路R1の道路境界EL、ERの道路境界形状と一致するか否かを判定してよい。
第2道路形状RS2が第1道路R1の道路境界形状と一致するか否かを判定する場合、例えば走路推定部44は、第2道路形状RS2のノードの位置を第1道路形状RS1のノードが配列されている位置まで道路幅方向に移動させる。例えば走路推定部44は、自車両1の後方の交差点C1と前方の交差点C2との間の区間における第2道路R2の中間地点付近のノードNc2の位置が、交差点C1と交差点C2との間の区間における第1道路R1の中間地点付近のノードNc1の位置まで移動するように、第2道路形状RS2のノードの位置を道路幅方向に移動させてよい。
Similarly to the case of the first road shape RS1, the driving
When determining whether or not the second road shape RS2 matches the road boundary shape of the first road R1, for example, the driving
また例えば、自車両1に最も近い第2道路形状RS2のノードNn2が、自車両1に最も近い第1道路形状RS1のノードNn1の位置まで移動するように、第2道路形状RS2のノードの位置を道路幅方向に移動させてよい。
走路推定部44は、第1道路形状RS1の場合と同様に、移動後の第2道路形状RS2と第1道路R1の道路境界EL、ERの道路境界形状とが一致するか否かを判定する。走路推定部44は、移動後の第2道路形状RS2と道路境界形状とが一致する場合に、移動後の第2道路形状RS2に基づいて走路Ldを推定してよい。移動後の第2道路形状RS2と道路境界形状とが一致しない場合に、第1道路形状RS1及び移動後の第2道路形状RS2、のいずれも使用しないで走路Ldを推定してよい
Further, for example, the position of the node of the second road shape RS2 is set so that the node Nn2 of the second road shape RS2 closest to the
Similarly to the case of the first road shape RS1, the driving
また、例えば走路推定部44は、自車両1の進路の前方において第1道路R1の車線数が増加すると判定した場合に、第1道路R1の左右の道路境界EL、ERのうち、自車両1が進行する予定走行経路に沿っている道路境界の形状に基づいて走路Ldを推定してもよい。例えば走路推定部44は、自車両1の周囲の道路標識や路面標示の認識結果に基づいて、自車両1の進路の前方において第1道路R1の車線数が増加することを判定してよい。
図6を参照する。例えば走路推定部44は、外界センサ14のカメラが撮影した自車両1の前方の自車線の路面の撮像画像を解析することで、直進車線と右折車線との分岐を予告する路面標示Tsを検出してよい。
Further, for example, when the driving
See FIG. 6. For example, the traveling
図7は、直進車線と右折車線との分岐を予告する路面標示Tsの一例の模式図である。路面標示Tsは、直進を示す矢印と右折を示す矢印とが互いに道路幅方向所定距離内に配置された路面標示であり、路面標示Tsが設置された車線が前方で直進車線と右折車線とに分岐していることを示している。
例えば、自車両1の予定走行経路が交差点を直進する経路である場合には、左側道路境界ELの道路境界形状を使用して走路Ldを推定してよい。自車両1の予定走行経路が交差点を右折する経路である場合には、右側道路境界ERの道路境界形状を使用して走路Ldを推定してよい。
FIG. 7 is a schematic diagram of an example of a road surface marking Ts that foretells a branch between a straight lane and a right turn lane. The road marking Ts is a road marking in which an arrow indicating going straight and an arrow indicating a right turn are arranged within a predetermined distance from each other in the road width direction, and the lane on which the road marking Ts is installed is divided into a going straight lane and a right turning lane in front. It shows that it is branching.
For example, if the planned travel route of the
図6を参照する。いま、自車両1の進路の前方に交差点区間Scがあり、交差点区間Scの手前の区間(すなわち、交差点区間Scよりも自車両1に近い区間)Suにおいて、第1道路形状RS1や第2道路形状RS2が道路境界形状と一致せず、第1道路形状RS1や第2道路形状RS2を使用せずに(すなわち周囲環境を用いて)自車両1の走路Ld1を推定した場合を想定する。
このように、交差点の手前の区間Suにおいて道路形状を使用せずに走路Ld1を推定した場合には、走路推定部44は、交差点区間Sc内においても第1道路形状RS1を使用せずに走路Ld2を推定してよい。
See FIG. 6. Now, there is an intersection section Sc ahead of the course of the
In this way, when estimating the running route Ld1 without using the road shape in the section Su before the intersection, the running
これは十字交差点など交差点内には、自車両1の進行方向を示すための道路境界EL、ERが存在しない可能性が高く、第1道路形状RS1を用いて走路Ldを推定してよいか否かを道路境界EL、ERに基づいて判定できないためである。
なお、第1道路形状RS1を使用せずに走路Ld1を推定した区間Suが交差点手前か否かは、地図データベース12において、交差道路の道路形状と第1道路形状RS1とが交差する交差ノードNcから所定距離以内であるか否かに基づいて判定してよい。
This is because there is a high possibility that there are no road boundaries EL and ER to indicate the direction of travel of the
Note that whether or not the section Su for which the route Ld1 is estimated without using the first road shape RS1 is before an intersection is determined by the intersection node Nc where the road shape of the intersecting road and the first road shape RS1 intersect in the
なお、交差点区間Sc内において第1道路形状RS1を使用せずに走路Ld2を推定する場合、例えば走路推定部44は、周囲環境として自車両1の周囲の他車両の走行軌跡に基づいて走路Ld2を推定してよい。交差点区間Scでは白線に基づく走路推定ができない可能性が高いためである。
また、自車両1の進路前方の遠方の区間Sf(以下「遠方区間Sf」と表記することがある)において第1道路形状RS1を用いて仮走路Ld3を推定し、交差点の手前の区間Suで周囲環境に基づいて推定した走路Ld1と仮走路Ld3とを滑らかに接続する軌道を、交差点区間Sc内の走路Ld2として推定してよい。
Note that when estimating the running route Ld2 within the intersection section Sc without using the first road shape RS1, for example, the running
In addition, a temporary running route Ld3 is estimated using the first road shape RS1 in a far section Sf ahead of the course of the host vehicle 1 (hereinafter sometimes referred to as "distant section Sf"), and a temporary running route Ld3 is estimated using the first road shape RS1, and in a section Su before the intersection A trajectory that smoothly connects the running route Ld1 and the temporary running route Ld3 estimated based on the surrounding environment may be estimated as the running route Ld2 within the intersection section Sc.
これによって、周囲環境の認識結果がない区間で誤った道路形状に基づいて推定することによる走路Ldの誤差を抑制できる。
例えば遠方区間Sfは、自車両1から所定距離d以上離れた区間であってよい。例えば遠方区間Sfは、第1道路形状RS1を用いて走路Ldを推定してよいか否かを、道路境界EL、ERと第1道路R1の道路幅Wとに基づいてまだ判定していない区間であってよい。
例えば、図4の例のように第1道路形状RS1を使用せずに走路Ld1を推定した区間Suが交差点の手前の区間である場合、遠方区間Sfは、自車両1から見て交差点よりも遠い区間であってよい。
また、走路推定部44は、走路Ld1と仮走路Ld3とを滑らかに接続する走路として例えばクロソイド曲線や、3次以上の多項式曲線を算出してよい。
As a result, it is possible to suppress an error in the driving route Ld due to estimation based on an incorrect road shape in a section where there is no recognition result of the surrounding environment.
For example, the far section Sf may be a section that is a predetermined distance d or more away from the
For example, as in the example of FIG. 4, if the section Su in which the driving route Ld1 is estimated without using the first road shape RS1 is a section before an intersection, the far section Sf is closer to the intersection than the intersection when viewed from the
Further, the running
また、走路推定部44は、第1道路形状RS1や第2道路形状RS2と道路境界形状とが一致すると形状一致判定部43が判定した場合であっても、周囲環境として検出した白線形状や他車両の走行軌跡に基づいて、全体が滑らかに接続される走路を自車両1の走路Ldとして推定してもよい。
車両制御部45は、走路推定部44が推定した走路Ldに沿って自車両1が走行するように、アクチュエータ17を駆動して、アクセル及びブレーキや、操舵機構の操舵方向及び操舵量を制御する。
Furthermore, even if the shape matching
The
(動作)
図8は、実施形態の走路推定方法の一例のフローチャートである。
ステップS1において自車位置推定部40は、地図データベース12から地図データを取得する。
ステップS2において自車位置推定部40は、測位装置11による測定結果に基づいて、地図座標系における自車位置を推定する。
ステップS3において道路形状取得部41は、自車両1が現在走行している第1道路R1の第1道路形状RS1を抽出する。
ステップS4において道路境界検出部42は、第1道路R1の道路幅方向の左右両端部の、第1道路R1の延在方向に沿って伸びる道路境界EL、ERを検出する。
(motion)
FIG. 8 is a flowchart of an example of the route estimation method according to the embodiment.
In step S1, the own vehicle
In step S2, the vehicle
In step S3, the road
In step S4, the road boundary detection unit 42 detects road boundaries EL and ER extending along the extending direction of the first road R1 at both left and right ends of the first road R1 in the road width direction.
ステップS5において形状一致判定部43は、第1道路形状RS1と、道路境界EL、ERの道路境界形状とを比較する。
ステップS6において形状一致判定部43は、左右の道路境界EL、ERの道路境界形状と第1道路形状RS1とが一致するか否かを判定する。一致する場合(ステップS6:Y)に処理はステップS7へ進む。一致しない場合(ステップS6:N)に処理はステップS8へ進む。
In step S5, the shape matching
In step S6, the shape matching
ステップS7において走路推定部44は、第1道路形状RS1又は道路境界形状に基づいて自車両1の走路Ldを推定する。その後に処理はステップS9へ進む。
ステップS8において走路推定部44は、第1道路形状RS1を使用せずに走路Ldを推定する。その後に処理はステップS9へ進む。
ステップS9において車両制御部45は、走路推定部44が推定した走路Ldに沿って自車両1が走行するように、アクセル及びブレーキや、操舵機構の操舵方向及び操舵量を制御する。その後に処理は終了する。
In step S7, the running
In step S8, the running
In step S9, the
(実施形態の効果)
(1)測位装置11は、自車両1の現在位置である自車位置を検出する。コントローラ16は、道路形状が複数のノードの配列によって道路単位で表現された地図データから、自車両1が走行する道路である第1道路の道路形状である第1道路形状を抽出し、第1道路の道路幅方向の端部の第1道路の延在方向に沿った形状である道路境界形状を検出し、第1道路形状と道路境界形状とが一致するか否かを判定し、第1道路形状と道路境界形状とが一致する場合に、第1道路形状又は道路境界形状に基づいて、第1道路に沿った走行軌道である走路を推定し、第1道路形状と道路境界形状とが一致しない場合に、第1道路形状を使用せずに走路を推定する。
(Effects of embodiment)
(1) The
例えば、コントローラ16は、第1道路の道路幅方向の両端部の少なくとも一方の道路境界形状と第1道路形状とが一致する場合に、第1道路形状又は上記の少なくとも一方の道路境界形状に基づいて走路を推定し、両端部のいずれの道路境界形状も第1道路形状と一致しない場合に、第1道路形状を使用せずに走路を推定してよい。
これにより、自車両1が走行する第1道路の道路形状として地図データベース12に記憶されている第1道路形状が、検出した左右の道路境界EL、ERの少なくとも一方の道路境界形状と一致する場合に第1道路形状を使用するので、誤った第1道路形状による走路推定の誤推定(精度低下)を抑制できる。
For example, when the road boundary shape of at least one of both ends of the first road in the road width direction matches the first road shape, the
As a result, if the first road shape stored in the
(2)コントローラ16は、道路の境界を示す縁石、白線、ガードレール、ポール、フェンス、キャッツアイ又はブロックに基づいて道路境界形状を検出してよい。
これにより、走行可能な領域の境界の形状を取得することができる。
(3)コントローラ16は、第1道路形状と道路境界形状との間の平行度もしくは照合スコア、又は第1道路形状の曲率と道路境界形状の曲率とに基づいて、第1道路形状と道路境界形状とが一致するか否かを判定してよい。
これらの平行度、曲率、照合スコアを所定値と比較することによって第1道路形状と道路境界形状とが一致するか否かを判定ができる。
(2) The
This makes it possible to obtain the shape of the boundary of the driveable area.
(3) The
By comparing these parallelism, curvature, and matching score with predetermined values, it is possible to determine whether or not the first road shape and the road boundary shape match.
(4)コントローラ16は、交差点の手前の区間において第1道路形状と道路境界形状とが一致しないと判定された場合に、交差点内においても第1道路形状を使用せずに走路を推定してよい。
十字交差点内においては自車進行方向を説明するための縁石などの道路境界が存在しない場合が多く、交差点手前で道路形状が正しくなければ交差点内においても道路形状が正しくないと考えられる。このため、第1道路形状を使用せずに走路を推定することで交差点内の誤った走路推定を抑制できる。
(4) If it is determined that the first road shape and the road boundary shape do not match in the section before the intersection, the
Inside a cross intersection, there are often no road boundaries such as curbs to indicate the direction of travel of the vehicle, and if the road shape is not correct before the intersection, it is considered that the road shape is also incorrect within the intersection. Therefore, by estimating the travel route without using the first road shape, incorrect travel route estimation within an intersection can be suppressed.
(5)コントローラ16は、第1道路形状と道路境界形状とが一致しないと判定された場合に、自車両1の対向車両が走行する道路である第2道路の道路形状である第2道路形状を地図データから抽出し、第2道路形状を用いて走路を推定してよい。
例えば、第2道路形状と道路境界形状とが一致すると判定された場合に第2道路形状を用いて走路を推定し、第2道路形状と道路境界形状とが一致しないと判定された場合には、第1道路形状及び第2道路形状のいずれも使用せずに走路を推定してよい。
交差点付近の車線増加に起因して第1道路形状は誤っている可能性があるが、対向道路は車線増加がなく第2道路形状が正しい可能性が高い。そのため、第2道路形状を用いることによって正しい走路を推定できる。
(5) When it is determined that the first road shape and the road boundary shape do not match, the
For example, if it is determined that the second road shape and the road boundary shape match, the driving route is estimated using the second road shape, and if it is determined that the second road shape and the road boundary shape do not match, then , the driving route may be estimated without using either the first road shape or the second road shape.
There is a possibility that the first road shape is incorrect due to the increase in lanes near the intersection, but there is a high possibility that the second road shape is correct because there is no increase in lanes on the oncoming road. Therefore, the correct travel route can be estimated by using the second road shape.
(6)コントローラ16は、自車両1の周囲環境を検出し、第1道路形状と道路境界形状とが一致しない場合に、検出された周囲環境に基づいて走路を推定してよい。例えば、周囲環境として、自車両1の周囲の車線区分線又は自車両の周囲の他車両の走行軌跡を検出してよい。
これにより、白線、車両軌跡などの周囲環境を使うことによって、より正しい走路を推定することができる。
(6) The
As a result, a more accurate driving route can be estimated by using the surrounding environment such as white lines and vehicle trajectory.
1…自車両、10…走行制御装置、12…地図データベース、14…外界センサ、15…車両センサ、16…コントローラ、17…アクチュエータ、20…プロセッサ、21…記憶装置、40…自車位置推定部、41…道路形状取得部、42…道路境界検出部、43…形状一致判定部、44…走路推定部、45…車両制御部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
道路形状が複数のノードの配列によって道路単位で表現された地図データから、前記自車両が走行する道路である第1道路の道路形状である第1道路形状を抽出し、
前記第1道路の道路幅方向の端部の前記第1道路の延在方向に沿った形状である道路境界形状を検出し、
前記第1道路形状と前記道路境界形状とが一致するか否かを判定し、
前記第1道路形状と前記道路境界形状とが一致する場合に、前記第1道路形状又は前記道路境界形状に基づいて、前記第1道路に沿った走行軌道である走路を推定し、
前記第1道路形状と前記道路境界形状とが一致しない場合に、前記第1道路形状を使用せずに前記走路を推定する、
ことを特徴とする走路推定方法。 Detects the own vehicle position, which is the current position of the own vehicle,
extracting a first road shape that is a road shape of a first road on which the host vehicle travels from map data in which the road shape is expressed for each road by an array of a plurality of nodes;
detecting a road boundary shape that is a shape along the extending direction of the first road at an end in the road width direction of the first road;
determining whether the first road shape and the road boundary shape match;
When the first road shape and the road boundary shape match, estimating a travel route that is a travel trajectory along the first road based on the first road shape or the road boundary shape;
estimating the driving route without using the first road shape when the first road shape and the road boundary shape do not match;
A route estimation method characterized by the following.
前記両端部のいずれの前記道路境界形状も前記第1道路形状と一致しない場合に、前記第1道路形状を使用せずに前記走路を推定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の走路推定方法。 When the road boundary shape of at least one of both ends of the first road in the road width direction matches the first road shape, the running route is determined based on the first road shape or the at least one road boundary shape. Estimate
estimating the driving route without using the first road shape when neither of the road boundary shapes at both ends match the first road shape;
The route estimation method according to claim 1, characterized in that:
前記第1道路形状と前記道路境界形状とが一致しない場合に、検出された前記周囲環境に基づいて前記走路を推定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の走路推定方法。 detecting the surrounding environment of the own vehicle;
estimating the driving route based on the detected surrounding environment when the first road shape and the road boundary shape do not match;
The route estimation method according to claim 1, characterized in that:
前記コントローラは、
道路形状が複数のノードの配列によって道路単位で表現された地図データから、前記自車両が走行する道路である第1道路の道路形状である第1道路形状を抽出し、
前記センサの出力に基づいて、前記第1道路の道路幅方向の端部の前記第1道路の延在方向に沿った形状である道路境界形状を検出し、
前記第1道路形状と前記道路境界形状とが一致するか否かを判定し、
前記第1道路形状と前記道路境界形状とが一致する場合に、前記第1道路形状又は前記道路境界形状に基づいて、前記第1道路に沿った走行軌道である走路を推定し、
前記第1道路形状と前記道路境界形状とが一致しない場合に、前記第1道路形状を使用せずに前記走路を推定する、
ことを特徴とする走路推定装置。 comprising a positioning device that detects the current position of the own vehicle, a sensor that detects objects around the own vehicle, and a controller;
The controller includes:
extracting a first road shape that is a road shape of a first road on which the host vehicle travels from map data in which the road shape is expressed for each road by an array of a plurality of nodes;
Based on the output of the sensor, detecting a road boundary shape that is a shape along the extending direction of the first road at an end of the first road in the road width direction;
determining whether the first road shape and the road boundary shape match;
When the first road shape and the road boundary shape match, estimating a travel route that is a travel trajectory along the first road based on the first road shape or the road boundary shape;
estimating the driving route without using the first road shape when the first road shape and the road boundary shape do not match;
A running route estimation device characterized by the following.
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