JP5425548B2 - 駐車場進入/脱出検出装置 - Google Patents
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Description
以上から、車両が駐車場に進入し、また駐車場から脱出したことを確実に速やかに判定する必要がある。従来の駐車場への進入/脱出判定技術として、路面状況の変化により道路の段差や側溝を検出して駐車場への進入、脱出を検出するものがある(特許文献1参照)。しかし、この第1従来技術は、駐車場の入口、出口に段差や側溝が存在する特殊な駐車場に適用できるものであり、段差や側溝が存在しない駐車場の進入/脱出判定に適用できない。
又、別の従来技術として、捕捉されているGPS衛星の個数が設定数以下の時、車両が立体あるいは地下の駐車場に進入したと判定するものがある(特許文献2)。しかし、この第2従来技術では、トンネル、屋上駐車場等で誤動作する問題がある。
しかし、かかる第3従来技術では、以下のケースで駐車場進入/脱出を誤判定する。図15は進入誤判定の説明図であり、駐車場PKの入口と道路RD1の水平距離が近く、かつ道路RD1との併走距離が長い場合である。かかる状況では、マップマッチング処理が継続し、実際に道路から離れて走行している場合でも車両マークが道路にひきつけられて点線で示すように誤って表示され、しかも、全く進入判定できない、あるいは駐車場進入の判定が遅れる等の問題が生じる。
図16は脱出誤判定の説明図であり、駐車場PK内を反時計方向に走行中、周辺道路RD2との水平距離の近くを所定距離以上走行すると、脱出と誤判定してマップマッチング処理を開始し、点線で示すように周辺道路RD2にマップマッチングしてしまう。
上記課題に共通することは、自車位置と周辺道路リンクとの水平距離が近いときに、駐車場進入/脱出が正確に判定できなくなることであり、これにより、経路案内の開始/停止タイミング、マップマッチング処理の開始タイミングを間違え、ユーザーに不安を与えてしまう。
・駐車場進入/脱出検出装置
本発明の駐車場進入/脱出検出装置は、所定のタイミングで平面及び高さ方向の移動距離を計算する移動距離計算部、上記移動距離を用いて勾配の絶対値を計算する勾配計算部、勾配の絶対値が設定値より大きくなったとき、駐車場に進入したと判定する駐車場進入判定部、を備えており、前記設定値は、例えば、法令で規定される最大縦断勾配に基づいて決定する。又、本発明の駐車場進入/脱出検出装置は、峠道を走行しているか判定する峠道判定部を備え、前記駐車場進入判定部は峠道で勾配の絶対値が設定値より大きくなっても駐車場に進入したと判定しない。
本発明の駐車場進入/脱出検出装置は、更に、基準位置からの相対高度を監視する高度監視部、前記駐車場進入が検出されたときの相対高度を範囲内に含む所定の高度範囲を設定する高度範囲設定部、道路と併走する併走距離を算出する併走距離監視部、自車位置が前記高度範囲内に存在する場合は脱出判定に使用する設定距離を小さくし、前記高度範囲外に存在する場合は前記設定距離を大きくし、前記併走距離が該設定距離以上になったとき駐車場から脱出したと判定する駐車場脱出判定部を備えている。
また、自車位置と周辺道路リンクとの水平距離が近いときでも、地下駐車場あるいは立体駐車場に下りながらあるいは上りながら接近するため、途中で勾配の絶対値が設定値より大きくなって駐車場進入を速やかに検出することができる。
また、本発明によれば、屋上駐車場あるいは地下駐車場で周辺道路と水平距離が近いエリアを相当距離走行しても、脱出判定と見なす併走距離を大きくしているため、脱出であると誤判定することがなくなる。従って、図16の点線で示すように脱出したと判定してミスマッチングすることがなくなる。
以上より、本発明によれば、経路案内の開始/停止タイミング、マップマッチング処理開始タイミングが正確になり、ユーザーに安心感を与えることが出来る。
自律航法システムは、車両の距離センサーである車速パルスセンサーや、加速度計と角速度計(ジャイロスコープ)などの慣性センサーを備え、移動体である車両の位置、速度、及びセンサー姿勢あるいは車体姿勢の推定のために広く使用されている。自律航法は外部信号に頼らずにセンサー出力に基づいて推定位置の更新を行うことができる。しかし、センサー出力に含まれるノイズなどのエラーが時間の経過とともに積分計算に伴って蓄積するため、長時間は使用できない。そこで、衛星信号の届く範囲では有限誤差の位置推定を常時与える全地球測位システム(Global Positioning System: GPS受信機)と自律航法システムを、カルマンフィルタなどの最適確率アルゴリズムで結合することにより、両システムの性能上の問題を補間・解決する手法が実用化されている。
GPS受信機13は、複数の人工衛星から距離と距離変化率に関する信号を受信することで、車両のアンテナの位置(緯度N、経度E、高さD)と車両速度(北方向速度vN、東方向速度vE、上下方向速度vD)の測定値を1Hzでカルマンフィルタ補正部14に入力する。
駐車場進入/脱出検出部15は自律航法計算部12により計算されたNED座標系の緯度N,経度E、高さDを用いて後述する駐車場進入判別処理、駐車場脱出判別処理を実行する。
図4は自律航法計算部12の構成図であり、状態量更新部21は6自由度の基本システムのアルゴリズムに従って、25Hz周期で車両の現在位置、速度及び姿勢を含む車両の状態量
を計算して出力すると共に、所定周期でカルマンフィルタ補正部14から入力する状態量補正データにより状態量を補正する。なお、状態量のうちvxs、vys、vzsはセンサー座標系の各軸速度、N,E,DはNED座標系の各軸位置、c00,c10,c20,c21はセンサー座標系からNED座標系に変換する姿勢パラメータ、・・・であり、本願発明に関係する状態量はNED座標系の各軸位置N,E,Dである。
状態量更新部21は自律航法計算アルゴリズムにしたがって各軸速度、各軸位置、センサー姿勢等の状態量xを計算する。この自律航法計算アルゴリズムでは、NED座標系における各軸位置N,E,Dを以下の位置方程式
状態量更新部21は上記計算したNED座標系の各軸位置N,E,Dを駐車場進入/脱出検出部15に入力する。
図5は駐車場進入/脱出検出部15の構成図である。
NED位置変化量計算部31は、車両が5m走行する毎に自律航法計算部12から入力するNED座標系の各軸位置N,E,Dを用いて、5m区間における各軸位置N,E,Dの変化量ΔN、ΔE、ΔDを計算し、勾配計算部32はΔN、ΔE、ΔDを用いて次式
Dnow=Dnow+ΔD (6)
により計算する。相対高度履歴部34は、最新の設定数の相対高度を保存する。駐車場進入判定部35は、計算した勾配θの絶対値が連続して設定値θsを超えたとき、立体あるいは地下駐車場に進入したものとして駐車場進入信号を出力する。なお、設定値θsは、法令で規定される最大縦断勾配に基づいて決定するものとする。日本の場合、最大縦断勾配は12%と法令により規定されているから、θs=12とする。
図6は勾配計算処理フローである。
NED位置変化量計算部31は、車両が5m走行したか監視し(ステップ101)、車両が5m走行する毎に自律航法計算部12から入力するNED座標系の各軸位置N,E,Dを用いて、5m区間における各軸位置N,E,Dの変化量ΔN、ΔE、ΔDを計算して勾配計算部32に入力する。勾配計算部32はΔN、ΔE、ΔDを用いて(5)式により勾配θを計算し(ステップ102)、相対高度計算部33はナビゲーション起動時地点の高度を0としたときの車両の相対高度Dnowを(6)式により計算し、相対高度履歴部34に保存する(ステップ104)。
図7は駐車場進入判定処理フローである。
駐車場進入判定部35は、5m走行して勾配θが計算される毎に、該勾配の絶対値が設定値(=12%)を越えたか調べ(ステップ201)、今回と前回の勾配絶対値が連続して設定値を越えた場合には、駐車場進入と判定する(ステップ202)。以上では、2回連続して、勾配絶対値が設定値を越えた場合に駐車場進入と判定したが、1回越えた場合に駐車場進入と判定することもできる。
駐車場進入と判定されると、最大高度/最小高度抽出部36は、直前の所定走行距離(例えば100m)内の相対高度のなかから最大高度Dmaxと最小高度Dminを抽出し、高度範囲設定部37はこれら最大高度Dmaxと最小高度Dminを用いて、駐車場脱出判定に使用する高度範囲Dmax+5〜Dmin−5を設定して駐車場脱出判定部38に入力する(ステップ203)。以後、図11の処理フローにしたがって駐車場脱出判定が行われる。
ところで、峠道では勾配絶対値が設定値(=12%)を越える場合があり、正確な駐車場進入判定をするためには、峠道を判別して峠道での駐車場進入判定結果を除外する必要がある。図8はかかる峠道を考慮した駐車場進入判定処理フローであり、図7と同一ステップには同一ステップ番号を付している。異なる点は、勾配絶対値が連続して設定値を越えたとき(ステップ201で「YES」)、現在走行している道路が峠道であるか判断し(ステップ210)、峠道の場合には駐車場進入判定を行わない点である。
図9は峠道判定の説明図であり、過去の自車走行軌跡を使用する場合である。すなわち、前回の変曲点の自車位置から、自車方位が一定角度(例えば30度)以上変化した位置を次の変曲点とし、走行距離600m以内で変曲点数が16個以上となったとき、道路は峠道であると判定し、それ以外は峠道でないと判定する。
図10は峠道判定部51を備えた場合の駐車場進入/脱出検出部の構成図である。
図11は駐車場進入判定処理フローであり、駐車場進入が検出された後に処理が開始する。すなわち、駐車場脱出判定部38は、自車位置に最も近い道路リンクAまでの水平距離Lが30m以下になったか監視し(ステップ301)、なっていなければ30m以下になるのを待つ。
水平距離Lが30m以下になれば、駐車場脱出中の可能性が高いので、現在の相対高度Dnowが高度範囲Dmax+5〜Dmin−5の範囲内に存在するかチェックする(ステップ302)。すなわち、
Dmax+5> Dnow >Dmin−5 (7)
であるかチェックする。なお、(7)式の替わりに
Dnow ≧ Dmax+5あるいはDnow ≦ Dmin−5 (8)
であるかチェックしても良い。
以上では、最大高度Dmax、最小高度Dminを用いて、高度範囲をDmax+5〜Dmin−5と設定した場合について説明したが、一般的に駐車場進入が検出されたときの相対高度Dnowを含む所定の高度範囲、例えばDnow−α〜Dnow+βの範囲を高度範囲として設定することもできる。
図12は駐車場入口と道路リンク間の水平距離が短く、かつ、併走距離が長い駐車場における駐車場進入、脱出説明図である。道路RDに沿って細長の地下駐車場UPKが存在し、該道路RDと併走して駐車場UPKの入口に向かって下ってゆき(S1)、地下駐車場に到達し(S2)、しかる後、地下駐車場内を反時計方向に周回し(S3)、ついで、駐車場の出口から道路RDと併走して上って行き(S4)、該道路に入って走行した場合である。
図13は本発明と第3従来技術の走行軌跡の比較説明図であり、(A)は本発明の走行軌跡、(B)は縦軸に相対高度、横軸に走行距離を目盛った車両相対高度の変遷図、(C)は従来技術の走行軌跡であり、実際に図12で説明したように走行した場合である。
一方、第3従来技術によれば、駐車場進入を検出できず、走行軌跡は道路RDに引き付けられてしまう。
13 GPS受信機
14 カルマンフィルタ補正部
15 駐車場進入/脱出検出部
31 NED位置変化量計算部
32 勾配計算部
33 相対高度計算部
34 相対高度履歴部
35 駐車場進入判定部
36 最大高度/最小高度抽出部
37 高度範囲設定部
38 駐車場脱出判定部
39 マップマッチング部
40 併走距離算出部
Claims (3)
- 車両が立体あるいは地下の駐車場に進入したこと、あるいは該駐車場から脱出したことを検出する駐車場進入/脱出検出装置において、
所定のタイミングで平面及び高さ方向の移動距離を計算する移動距離計算部、
上記移動距離を用いて勾配を計算する勾配計算部、
勾配の絶対値が設定値より大きくなったとき、駐車場に進入したと判定する駐車場進入判定部、
峠道を走行しているか判定する峠道判定部を備え、
前記駐車場進入判定部は峠道で勾配の絶対値が設定値より大きくなっても駐車場に進入したと判定しない、
ことを特徴とする駐車場進入/脱出検出装置。 - 車両が立体あるいは地下の駐車場に進入したこと、あるいは該駐車場から脱出したことを検出する駐車場進入/脱出検出装置において、
所定のタイミングで平面及び高さ方向の移動距離を計算する移動距離計算部、
上記移動距離を用いて勾配を計算する勾配計算部、
勾配の絶対値が設定値より大きくなったとき、駐車場に進入したと判定する駐車場進入判定部、
基準位置からの相対高度を監視する高度監視部、
前記駐車場進入が検出されたときの相対高度を範囲内に含む所定の高度範囲を設定する高度範囲設定部、
道路と併走する併走距離を算出する併走距離監視部、
自車位置が前記高度範囲内に存在する場合は脱出判定に使用する設定距離を小さくし、前記高度範囲外に存在する場合は前記設定距離を大きくし、前記併走距離が該設定距離以上になったとき駐車場から脱出したと判定する駐車場脱出判定部、
を備えたことを特徴とする駐車場進入/脱出検出装置。 - 前記駐車場進入が検出されたとき、直前の所定走行距離内の相対高度のなかから最大値と最小値を抽出する高度最大値/最小値抽出部、
を備え、前記高度範囲設定部は、前記最大高度と最小高度を用いて前記高度範囲を設定する、
ことを特徴とする請求項2記載の駐車場進入/脱出検出装置。
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