JP6263453B2 - Momentum estimation device and program - Google Patents
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Description
本発明は、運動量推定装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a momentum estimation device and a program.
従来より、車速情報、ヨーレートセンサ、操舵角等の車両情報により自車運動量を推定する技術が知られている(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for estimating the amount of vehicle movement based on vehicle information such as vehicle speed information, a yaw rate sensor, and a steering angle is known (for example, Patent Document 1).
また、レーザレーダデータの時系列照合により自車運動量を推定する技術が知られている(例えば、特許文献2,3)。 A technique for estimating the amount of vehicle movement by time-series verification of laser radar data is known (for example, Patent Documents 2 and 3).
しかしながら、上記の特許文献1に記載の技術では、レーザレーダの計測結果を用いて移動物と静止物との判定を行う場合、レーザレーダデータと車両情報の間には、時間の遅延や応答遅れがあるため、特に加減速時や旋回時に、自車運動推定値の誤差が生じやすい。この場合、移動物と静止物の誤判定の原因となる。 However, in the technique described in Patent Document 1 described above, when a moving object and a stationary object are determined using a laser radar measurement result, a time delay or a response delay is generated between the laser radar data and the vehicle information. Therefore, an error in the estimated value of the own vehicle movement is likely to occur particularly during acceleration / deceleration or turning. In this case, it may cause an erroneous determination of a moving object and a stationary object.
また、上記の特許文献2,3に記載の技術では、トンネル等のように左右の路側端が凹凸のない平坦面で構成された箇所では、進行方向の時系列照合が不定となり、これにより、自車運動推定が劣化して、測距センサによる移動物と静止物の判別が劣化して誤検出が増大する。 Further, in the techniques described in Patent Documents 2 and 3, the time-series collation in the traveling direction becomes indefinite at a place where the left and right roadside ends are configured with a flat surface without unevenness, such as a tunnel, The own vehicle motion estimation deteriorates, the discrimination between the moving object and the stationary object by the distance measuring sensor deteriorates, and the false detection increases.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、車両の運動量の推定の不良地点を検出することができる運動量推定装置及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a momentum estimation device and a program capable of detecting a poor point of estimation of the momentum of a vehicle.
上記の目的を達成するために第1の発明に係る運動量推定装置は、移動体の周辺に存在する物体上の複数の点の各々の前記移動体を基準とする位置であって、かつ前記移動体に搭載された計測手段によって計測された前記位置を各時刻tについて取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された時刻tの前記点に対応する位置の各々と、過去に取得された前記点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する運動量推定手段と、前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量に基づいて、前記移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された前記複数の試行量の各々について、前記時刻tの前記点に対応する位置の各々に対して前記試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、前記計測手段によって過去に計測された前記点に対応する位置の各々とを比較して、前記試行量の確からしさを表すスコアを算出し、前記複数の試行量の各々について算出された前記スコアと、前記複数の試行量とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量の推定の不良地点らしさを算出する不良地点らしさ算出手段とを含んで構成されている。 In order to achieve the above object, a momentum estimation device according to a first aspect of the present invention is a position based on the moving body of each of a plurality of points on an object existing around the moving body, and the movement An acquisition means for acquiring the position measured by the measurement means mounted on the body for each time t, each of the positions corresponding to the point at the time t acquired by the acquisition means, and the acquired in the past A momentum estimating means for estimating the momentum of the moving body at time t based on each of the positions corresponding to the points; and a momentum of the moving body based on the momentum of the moving body estimated by the momentum estimating means. The position of a point obtained by generating a plurality of trial quantities for each of the plurality of trial quantities and performing coordinate transformation using the trial quantity for each of the positions corresponding to the point at the time t. of And comparing each of the positions corresponding to the points measured in the past by the measuring means, calculating a score representing the probability of the trial amount, and calculating each of the plurality of trial amounts. Based on the score and the plurality of trial amounts, a failure point likelihood calculation unit is configured to calculate the failure point likelihood of the estimation of the momentum of the moving body at time t.
第2の発明に係るプログラムは、コンピュータに、移動体の周辺に存在する物体上の複数の点の各々の前記移動体を基準とする位置であって、かつ前記移動体に搭載された計測手段によって計測された前記位置を各時刻tについて取得する取得手段、前記取得手段によって取得された時刻tの前記点に対応する位置の各々と、過去に取得された前記点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する運動量推定手段、及び前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量に基づいて、前記移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された前記複数の試行量の各々について、前記時刻tの前記点に対応する位置の各々に対して前記試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、前記計測手段によって過去に計測された前記点に対応する位置の各々とを比較して、前記試行量の確からしさを表すスコアを算出し、前記複数の試行量の各々について算出された前記スコアと、前記複数の試行量とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量の推定の不良地点らしさを算出する不良地点らしさ算出手段として機能させるためのプログラムである。 According to a second aspect of the invention, there is provided a program for measuring, on a computer, a position on the basis of the moving body at each of a plurality of points on an object existing around the moving body and mounted on the moving body Acquisition means for acquiring the position measured by each time t, each of the positions corresponding to the point at the time t acquired by the acquisition means, and each of the positions corresponding to the points acquired in the past Based on the momentum estimating means for estimating the momentum of the moving body at time t, and generating a plurality of trial quantities of the momentum of the moving body based on the momentum of the moving body estimated by the momentum estimating means, For each of the generated trial quantities, each of the positions of points obtained by performing coordinate transformation using the trial quantity with respect to each of the positions corresponding to the point at the time t, Comparing each of the positions corresponding to the points measured in the past by means to calculate a score representing the probability of the trial amount, the score calculated for each of the plurality of trial amounts, and This is a program for functioning as a bad spot likelihood calculating means for calculating the bad spot likelihood of estimating the momentum of the moving body at time t based on a plurality of trial amounts.
第1及び第2発明によれば、取得手段によって、移動体の周辺に存在する物体上の複数の点の各々の移動体を基準とする位置であって、かつ移動体に搭載された計測手段によって計測された位置を各時刻tについて取得する。 According to the first and second inventions, the measuring means mounted on the moving body is a position based on the moving body of each of a plurality of points on the object existing around the moving body by the acquiring means. The position measured by is acquired for each time t.
そして、運動量推定手段によって、取得手段によって取得された時刻tの点に対応する位置の各々と、過去に取得された点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける移動体の運動量を推定する。 Then, based on each of the positions corresponding to the point at time t acquired by the acquisition unit and each of the positions corresponding to points acquired in the past by the momentum estimation unit, the momentum of the moving body at time t is calculated. presume.
そして、不良地点らしさ算出手段によって、運動量推定手段によって推定された移動体の運動量に基づいて、移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された複数の試行量の各々について、時刻tの点に対応する位置の各々に対して試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、計測手段によって過去に計測された点に対応する位置の各々とを比較して、試行量の確からしさを表すスコアを算出し、複数の試行量の各々について算出されたスコアと、複数の試行量とに基づいて、時刻tにおける移動体の運動量の推定の不良地点らしさを算出する。 Then, the failure point likelihood calculating means generates a plurality of trial amounts of the moving body based on the momentum of the moving body estimated by the momentum estimating means, and for each of the generated plurality of trial quantities, at time t. Each point position obtained by performing coordinate conversion using the trial amount with respect to each position corresponding to the point is compared with each position corresponding to the point measured in the past by the measuring means. A score representing the certainty of the amount is calculated, and based on the score calculated for each of the plurality of trial amounts and the plurality of trial amounts, the likelihood of a bad point in estimating the momentum of the moving object at time t is calculated.
このように、移動体の周辺に存在する物体上の複数の点の各々の車両を基準とする位置を各時刻tについて取得し、取得された時刻tの点に対応する位置の各々と、過去に取得された点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける移動体の運動量を推定し、推定された移動体の運動量に基づいて、移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された複数の試行量の各々について、時刻tの点に対応する位置の各々に対して試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、測距センサによって過去に計測された点に対応する位置の各々とを比較して、試行量の確からしさを表すスコアを算出し、複数の試行量の各々について算出されたスコアと、複数の試行量とに基づいて、時刻tにおける移動体の運動量の推定の不良地点らしさを算出することにより、移動体の運動量の推定の不良地点を検出することができる。 As described above, the position of each of the plurality of points on the object existing around the moving body as a reference is acquired for each time t, and each of the positions corresponding to the acquired point of the time t Based on each of the positions corresponding to the acquired points, the momentum of the moving body at time t is estimated, and a plurality of trial amounts of the momentum of the moving body are generated based on the estimated momentum of the moving body, For each of the generated trial quantities, each of the positions corresponding to the point corresponding to the point of time t is measured in the past by each of the positions of the points obtained by performing coordinate conversion using the trial quantity and the distance measuring sensor. Each of the positions corresponding to the points is calculated, a score representing the probability of the trial amount is calculated, and based on the scores calculated for each of the plurality of trial amounts and the plurality of trial amounts, the time t In the estimation of momentum of moving objects The by calculating, it is possible to detect the failure point of the estimated momentum of the moving body is.
また、本発明は、運動量算出手段、及び出力手段を更に含み、前記取得手段は、前記移動体の運動状態を各時刻tについて更に取得し、前記運動量算出手段は、前記取得手段によって取得された時刻tの前記移動体の運動状態に基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を算出し、前記出力手段は、推定された時刻tにおける前記移動体の運動量の推定の不良地点らしさが予め定められた閾値以上の場合に、前記運動量算出手段によって算出された前記移動体の運動量を出力し、推定された時刻tにおける前記移動体の運動量の推定の不良地点らしさが予め定められた閾値未満の場合に、前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量を出力するようにすることができる。 In addition, the present invention further includes an exercise amount calculation unit and an output unit, wherein the acquisition unit further acquires the exercise state of the moving body at each time t, and the exercise amount calculation unit is acquired by the acquisition unit. The momentum of the moving body at the time t is calculated based on the motion state of the moving body at the time t, and the output means determines in advance the likelihood of a poor point of estimation of the momentum of the moving body at the estimated time t. If the threshold value is equal to or greater than the threshold value, the momentum of the moving object calculated by the momentum calculating means is output, and the estimated badness point of the momentum of the moving object at the estimated time t is less than a predetermined threshold value. In this case, the momentum of the moving body estimated by the momentum estimation means can be output.
第3の発明に係る運動量推定装置は、移動体の周辺に存在する物体上の複数の点の各々の前記移動体を基準とする位置であって、かつ前記移動体に搭載された計測手段によって計測された前記位置と、前記移動体の運動状態をとを各時刻tについて取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された時刻tの前記点に対応する位置の各々と、過去に取得された前記点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する運動量推定手段と、前記取得手段によって取得された時刻tの前記移動体の運動状態に基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を算出する運動量算出手段と、前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量に基づいて、前記移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された前記複数の試行量の各々について、前記時刻tの前記点に対応する位置の各々に対して前記試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、前記計測手段によって過去に計測された前記点に対応する位置の各々とを比較して、前記試行量の確からしさを表すスコアを算出し、前記複数の試行量の各々について算出された前記スコアと、前記複数の試行量とに基づいて、前記移動体の運動量の重み付き共分散行列を算出する分散行列算出手段と、前記分散行列算出手段によって算出された重み付き共分散行列に基づいて、カルマンフィルタで用いられる観測雑音の共分散を決定し、決定された前記観測雑音の共分散に基づいて、カルマンゲインを算出し、前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量、及び前記運動量算出手段によって算出された前記移動体の運動量を観測値として、算出された前記カルマンゲインを用いたカルマンフィルタに従って、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する状態推定手段と、を含んで構成される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a momentum estimation apparatus, which is a position based on the moving body at each of a plurality of points on an object existing around the moving body, and is measured by a measuring unit mounted on the moving body. The acquisition means for acquiring the measured position and the movement state of the moving body for each time t, each of the positions corresponding to the point at the time t acquired by the acquisition means, and acquired in the past Based on each of the positions corresponding to the points, based on the momentum estimating means for estimating the momentum of the moving body at time t, and based on the motion state of the moving body at time t obtained by the obtaining means, Based on the momentum calculating means for calculating the momentum of the moving body at time t, and the momentum of the moving body estimated by the momentum estimating means, a plurality of trial amounts of the momentum of the moving body are generated and generated For each of the plurality of trial amounts, each of the positions of the points obtained by performing coordinate transformation using the trial amount with respect to each of the positions corresponding to the point at the time t, and the past by the measuring means Are compared with each of the positions corresponding to the points measured to calculate a score representing the probability of the trial amount, and the score calculated for each of the plurality of trial amounts and the plurality of trials Dispersion matrix calculation means for calculating a weighted covariance matrix of the momentum of the moving object based on the amount, and observation noise used in the Kalman filter based on the weighted covariance matrix calculated by the dispersion matrix calculation means The Kalman gain is calculated based on the determined covariance of the observed noise, the momentum of the moving body estimated by the momentum estimation means, and the luck State estimation means for estimating the momentum of the moving body at time t according to a Kalman filter using the calculated Kalman gain, with the momentum of the moving body calculated by the quantity calculation means as an observation value. The
第3の発明によれば、取得手段によって、移動体の周辺に存在する物体上の複数の点の各々の移動体を基準とする位置であって、かつ移動体に搭載された計測手段によって計測された位置と、移動体の運動状態をとを各時刻tについて取得する。 According to the third aspect of the invention, the acquisition means measures the position of the plurality of points on the object existing around the moving body with respect to the moving body as a reference and is measured by the measuring means mounted on the moving body. The obtained position and the motion state of the moving body are acquired for each time t.
運動量推定手段によって、取得手段によって取得された時刻tの点に対応する位置の各々と、過去に取得された点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける移動体の運動量を推定する。 The momentum estimation means estimates the momentum of the moving body at time t based on each of the positions corresponding to the point of time t acquired by the acquisition means and each of the positions corresponding to points acquired in the past. .
そして、運動量算出手段によって、取得手段によって取得された時刻tの移動体の運動状態に基づいて、時刻tにおける移動体の運動量を算出する。 Then, the momentum calculating means calculates the momentum of the moving body at time t based on the movement state of the moving body at time t acquired by the acquiring means.
そして、分散行列算出手段によって、運動量推定手段によって推定された移動体の運動量に基づいて、移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された複数の試行量の各々について、時刻tの点に対応する位置の各々に対して試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、計測手段によって過去に計測された点に対応する位置の各々とを比較して、試行量の確からしさを表すスコアを算出し、複数の試行量の各々について算出されたスコアと、複数の試行量とに基づいて、移動体の運動量の重み付き共分散行列を算出する。 Then, the variance matrix calculation means generates a plurality of trial amounts of the momentum of the moving body based on the momentum of the moving body estimated by the momentum estimation means, and for each of the generated trial quantities, a point at time t Each of the positions of the points obtained by performing coordinate conversion using the trial amount for each of the positions corresponding to the point is compared with each of the positions corresponding to the points measured in the past by the measuring means. Is calculated, and a weighted covariance matrix of the momentum of the moving object is calculated based on the scores calculated for each of the plurality of trial amounts and the plurality of trial amounts.
そして、状態推定手段によって、分散行列算出手段によって算出された重み付き共分散行列に基づいて、カルマンフィルタで用いられる観測雑音の共分散を決定し、決定された観測雑音の共分散に基づいて、カルマンゲインを算出し、運動量推定手段によって推定された移動体の運動量、及び運動量算出手段によって算出された移動体の運動量を観測値として、算出されたカルマンゲインを用いたカルマンフィルタに従って、時刻tにおける移動体の運動量を推定する。 Then, the state estimation unit determines the covariance of the observation noise used in the Kalman filter based on the weighted covariance matrix calculated by the variance matrix calculation unit, and based on the determined covariance of the observation noise, The moving body at time t is calculated according to a Kalman filter using the calculated Kalman gain, with the gain calculated and the momentum of the moving body estimated by the momentum estimating means and the momentum of the moving body calculated by the momentum calculating means as observation values. Estimate the momentum.
このように、運動量推定手段によって推定された移動体の運動量に基づいて、移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された複数の試行量の各々について、時刻tの点に対応する位置の各々に対して試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、計測手段によって過去に計測された点に対応する位置の各々とを比較して、試行量の確からしさを表すスコアを算出し、複数の試行量の各々について算出されたスコアと、複数の試行量とに基づいて、複数の試行量の重み付き共分散行列を算出し、算出された重み付き共分散行列に基づいて、カルマンフィルタで用いられる観測雑音の共分散を決定し、決定された観測雑音の共分散に基づいて、カルマンゲインを算出し、運動量推定手段によって推定された移動体の運動量、及び運動量算出手段によって算出された移動体の運動量を観測値として、算出されたカルマンゲインを用いたカルマンフィルタに従って、時刻tにおける移動体の運動量を推定することにより、移動体の運動量を精度良く推定することができる。 Thus, based on the momentum of the moving body estimated by the momentum estimation means, a plurality of trial quantities of the momentum of the moving body are generated, and the position corresponding to the point of time t for each of the generated plurality of trial quantities. Compare each of the positions of the points obtained by performing coordinate transformation using each of the trial amounts with each of the positions corresponding to the points measured in the past by the measuring means, and determine the probability of the trial amount. Calculating a score to be expressed, calculating a weighted covariance matrix of the plurality of trial amounts based on the score calculated for each of the plurality of trial amounts and the plurality of trial amounts, and calculating the weighted covariance matrix And determining the covariance of the observation noise used in the Kalman filter, calculating the Kalman gain based on the determined covariance of the observation noise, and calculating the momentum and the control of the moving object estimated by the momentum estimation means. Using the momentum of the moving body calculated by the quantity calculation means as an observed value, and estimating the momentum of the moving body at time t according to the Kalman filter using the calculated Kalman gain, accurately estimating the momentum of the moving body Can do.
また、本発明における前記不良地点らしさ算出手段は、前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量に基づいて、前記移動体の運動量を含む所定の範囲から、サンプリングによって、前記移動体の運動量の試行量を複数生成するようにすることができる。 Further, the defect point likelihood calculating means in the present invention is based on the momentum of the moving body estimated by the momentum estimating means, and by sampling from a predetermined range including the momentum of the moving body, the momentum of the moving body A plurality of trial amounts can be generated.
また、本発明は、前記取得手段によって取得された時刻tの前記点に対応する位置の各々に基づいて、移動体の周辺に存在する複数の視線誘導標の各々の前記移動体を基準とする位置を各時刻tについて取得する視線誘導標候補抽出手段を更に含み、前記運動量推定手段は、前記視線誘導標候補抽出手段によって取得された時刻tの前記視線誘導標に対応する位置の各々と、過去に取得された、前記視線誘導標に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定するようにすることができる。 Further, the present invention is based on each moving body of a plurality of line-of-sight guidance signs existing around the moving body based on each of the positions corresponding to the point at time t acquired by the acquiring means. Further comprising eye gaze guidance mark candidate extraction means for acquiring a position for each time t, wherein the momentum estimation means each of the positions corresponding to the eye gaze guidance mark at time t obtained by the eye gaze guidance mark candidate extraction means; The momentum of the moving body at time t can be estimated based on each of the positions corresponding to the line-of-sight guidance sign acquired in the past.
また、本発明のプログラムは、記憶媒体に格納して提供することも可能である。 The program of the present invention can also be provided by being stored in a storage medium.
以上説明したように、第1の発明の運動量推定装置及び第2の発明のプログラムによれば、移動体の周辺に存在する物体上の複数の点の各々の車両を基準とする位置を各時刻tについて取得し、取得された時刻tの点に対応する位置の各々と、過去に取得された点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける移動体の運動量を推定し、推定された移動体の運動量に基づいて、移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された複数の試行量の各々について、時刻tの点に対応する位置の各々に対して試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、測距センサによって過去に計測された点に対応する位置の各々とを比較して、試行量の確からしさを表すスコアを算出し、複数の試行量の各々について算出されたスコアと、複数の試行量とに基づいて、時刻tにおける移動体の運動量の推定の不良地点らしさを算出することにより、移動体の運動量の推定の不良地点を検出することができる、という効果が得られる。 As described above, according to the momentum estimation device of the first invention and the program of the second invention, the position of each of the plurality of points on the object existing around the moving object is set at each time point. acquired for t, and based on each of the positions corresponding to the acquired point of time t and each of the positions corresponding to the points acquired in the past, the momentum of the moving body at time t is estimated and estimated. Based on the momentum of the moving body, a plurality of trial amounts of the momentum of the moving body are generated, and for each of the generated trial quantities, the trial amount is used for each of the positions corresponding to the point of time t. A plurality of trials are calculated by comparing each point position obtained by coordinate conversion with each position corresponding to a point measured in the past by the distance measuring sensor, and calculating a score representing the probability of the trial amount. The score calculated for each quantity and the Based on the trial quantity, by calculating the failure point likelihood estimate of the momentum of the moving body at time t, it is possible to detect the failure point of the estimated momentum of the moving body, the effect is obtained that.
また、第3の発明の運動量推定装置及びプログラムによれば、運動量推定手段によって推定された移動体の運動量に基づいて、移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された複数の試行量の各々について、時刻tの点に対応する位置の各々に対して試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、計測手段によって過去に計測された点に対応する位置の各々とを比較して、試行量の確からしさを表すスコアを算出し、複数の試行量の各々について算出されたスコアと、複数の試行量とに基づいて、複数の試行量の重み付き共分散行列を算出し、算出された重み付き共分散行列に基づいて、カルマンフィルタで用いられる観測雑音の共分散を決定し、決定された観測雑音の共分散に基づいて、カルマンゲインを算出し、運動量推定手段によって推定された移動体の運動量、及び運動量算出手段によって算出された移動体の運動量を観測値として、算出されたカルマンゲインを用いたカルマンフィルタに従って、時刻tにおける移動体の運動量を推定することにより、移動体の運動量を精度良く推定することができる、という効果が得られる。 Moreover, according to the momentum estimation device and the program of the third invention, a plurality of trial amounts of the momentum of the moving body are generated based on the momentum of the moving body estimated by the momentum estimation means, and the generated plurality of trial quantities For each of the points corresponding to the point at time t, and each of the points corresponding to the points measured in the past by the measuring means. And a score representing the probability of the trial amount is calculated, and a weighted covariance matrix of the plurality of trial amounts is calculated based on the score calculated for each of the plurality of trial amounts and the plurality of trial amounts. Based on the calculated weighted covariance matrix, determine the covariance of the observation noise used in the Kalman filter, calculate the Kalman gain based on the determined covariance of the observation noise, and estimate the momentum By estimating the momentum of the moving body at time t according to the Kalman filter using the calculated Kalman gain, using the momentum of the moving body estimated by the stage and the momentum of the moving body calculated by the momentum calculating means as the observed values The effect that the momentum of the moving body can be estimated with high accuracy is obtained.
<本発明の実施の形態の概要>
大型車(バス、トラック)の運転者の居眠りや異常による高速道路上での衝突事故や逸脱事故を低減するためには、運転者が運転不能な場合に、センサで走路端を検知して、その走路端へ車両を自動で横付けして停車する運転支援システムが有用である。
<Outline of Embodiment of the Present Invention>
In order to reduce collision and departure accidents on the highway due to driver's falling asleep or abnormalities in large vehicles (buses, trucks), when the driver is unable to drive, the road edge is detected with a sensor, A driving support system that automatically lays the vehicle on the edge of the runway and stops is useful.
このような運転支援システム構築のためには、センサ情報で静止物と移動物とを判別する必要があり、その前提として自車両の運動量を推定する必要がある。 In order to construct such a driving support system, it is necessary to discriminate between a stationary object and a moving object based on sensor information, and it is necessary to estimate the amount of movement of the host vehicle as a precondition.
従来法としては、レーザレーダ等の測距情報の時系列照合により、自車両の運動量を算出する方法が提案されていた。 As a conventional method, there has been proposed a method for calculating the amount of movement of the host vehicle by time series collation of distance measurement information such as laser radar.
レーザレーダの測距情報の時系列照合により自車両の運動量を算出する場合、図1(A)に示すように、走行シーンが市街地であるときには、レーザレーダのスキャンデータの時系列照合が容易であることがわかる。 When calculating the momentum of the host vehicle by time-series verification of the distance measurement information of the laser radar, as shown in FIG. 1A, when the traveling scene is an urban area, time-series verification of the scan data of the laser radar is easy. I know that there is.
しかし、図1(B)に示すように、高速道路に頻出するトンネルやガードレールなどの単調な走行シーンでは、測距センサによって計測された路側物形状の変化に乏しく、レーザレーダのスキャンデータの時系列照合が困難となるため、車両の運動量の推定精度が劣化するという問題点があった。 However, as shown in FIG. 1B, in monotonous driving scenes such as tunnels and guardrails that frequently appear on highways, the change in roadside object shape measured by the distance measuring sensor is poor, and the scan data of the laser radar is Since series collation becomes difficult, there has been a problem that the estimation accuracy of the momentum of the vehicle deteriorates.
そこで、本発明の実施の形態では、レーザレーダ等の測距センサによる自車両の運動量推定の良好・不良状態を、推定された運動量推定値の分散から推定する。レーザレーダによる車両の運動量推定の分散(X軸方向とZ軸方向)の例を図2に示す。なお、X軸方向は車両の横方向を表し、Z軸方向は車両進行方向を表す。 Therefore, in the embodiment of the present invention, the good / bad state of the momentum estimation of the host vehicle by the distance measuring sensor such as a laser radar is estimated from the variance of the estimated momentum estimation values. An example of dispersion (X-axis direction and Z-axis direction) of vehicle momentum estimation by laser radar is shown in FIG. Note that the X-axis direction represents the lateral direction of the vehicle, and the Z-axis direction represents the vehicle traveling direction.
上記図1(A)に示すように、車両の走行シーンが市街地であるときには、レーザレーダのスキャンデータの時系列照合が容易であるため、車両の運動量推定の分散は例えば図2(A)に示すような分布となる。一方、上記図1(B)に示すように、高速道路に頻出するトンネルやガードレールなどの単調な走行シーンでは、車両の運動量推定の分散は例えば図2(B)に示すような分布となる。 As shown in FIG. 1 (A), when the vehicle traveling scene is an urban area, the time series collation of the scan data of the laser radar is easy. The distribution is as shown. On the other hand, as shown in FIG. 1B, in a monotonous driving scene such as a tunnel or a guardrail that frequently appears on a highway, the variance of the vehicle momentum estimation is, for example, a distribution as shown in FIG.
そこで、本発明の実施の形態では、レーザレーダ等の測距センサによる自車両の運動量推定の良好・不良状態を自車両の運動量推定値の分散から推定し、不良時は車両CAN(Controller Area Network)情報にて代替する。 Therefore, in the embodiment of the present invention, the good / bad state of the momentum estimation of the own vehicle by the distance sensor such as a laser radar is estimated from the variance of the estimated momentum value of the own vehicle. ) Substitute with information.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本発明の実施の形態では、自車両の運動量の推定の不良地点らしさを算出し、不良地点らしさに応じて自車両の運動量を推定する運動量推定装置に本発明を適用した場合を例に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the embodiment of the present invention, the case where the present invention is applied to a momentum estimation device that calculates the amount of badness of estimation of the momentum of the host vehicle and estimates the momentum of the host vehicle according to the likelihood of the defective point will be described as an example. .
[第1の実施の形態]
<運動量推定装置のシステム構成>
図3に示すように、第1の実施の形態に係る運動量推定装置10は、自車両の速度V[m/s]を逐次検出する車速センサ12と、自車両のヨーレートω[rad/s]を逐次検出するヨーレートセンサ14と、車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の車両を基準とする位置を逐次計測する測距センサ16と、車両の運動量を推定するコンピュータ18と、推定された車両の運動量に基づいて、走行環境を認識する走行環境認識装置32とを備えている。測距センサ16は計測手段の一例である。
[First Embodiment]
<System configuration of the momentum estimation device>
As illustrated in FIG. 3, the momentum estimation apparatus 10 according to the first embodiment includes a vehicle speed sensor 12 that sequentially detects a speed V [m / s] of the host vehicle, and a yaw rate ω [rad / s] of the host vehicle. A yaw rate sensor 14 that sequentially detects a distance, a distance measuring sensor 16 that sequentially measures a position of each of a plurality of points on an object existing around the vehicle as a reference, a computer 18 that estimates a momentum of the vehicle, and an estimation And a traveling environment recognition device 32 that recognizes the traveling environment based on the amount of movement of the vehicle. The distance measuring sensor 16 is an example of a measuring unit.
車速センサ12は、1秒間の車輪回転数N[回/秒]を計数して、車輪回転数N[回/秒]と既知の車輪径R[m]とから、算出式V=π×N×Rに従って、車両の速度V[m/s]を検出する。 The vehicle speed sensor 12 counts the number of wheel rotations N [times / second] per second, and calculates the formula V = π × N from the wheel rotation number N [times / second] and the known wheel diameter R [m]. The vehicle speed V [m / s] is detected according to xR.
測距センサ16は、自車両に搭載され、自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の、自車両を基準とする位置を各時刻tについて計測する。本発明の実施の形態では、測距センサとして、レーザレーダを用いる場合を例に説明する。レーザレーダは車両先端部に組み込まれ、自車両の周辺の走行環境のスキャンデータを取得する。以下では、説明の都合上、レーザレーダは路面から高さh、車両の進行方向の向きで水平に設置されているものとする。 The distance measuring sensor 16 is mounted on the host vehicle and measures a position of each of a plurality of points on an object existing around the host vehicle with respect to the host vehicle at each time t. In the embodiment of the present invention, a case where a laser radar is used as a distance measuring sensor will be described as an example. The laser radar is incorporated at the front end of the vehicle and acquires scan data of the traveling environment around the host vehicle. In the following, for convenience of explanation, it is assumed that the laser radar is horizontally installed with a height h from the road surface and a direction of the vehicle traveling direction.
レーザレーダは、投光部と受光部から構成されていて、投光部より発射されたレーザ光が対象物に反射されて受光部で検知するまでのTOF(Time of Flight)を計測することにより測距を行う。測距の結果、距離画像と反射輝度画像とが得られる。図4にレーザレーダによる測距情報の一例を示す。また、図5に、レーザレーダによる計測によって得られた距離画像と反射輝度画像との一例を示す。 The laser radar is composed of a light projecting unit and a light receiving unit, and measures the TOF (Time of Flight) until the laser light emitted from the light projecting unit is reflected by the object and detected by the light receiving unit. Measure distance. As a result of the distance measurement, a distance image and a reflected luminance image are obtained. FIG. 4 shows an example of distance measurement information by the laser radar. FIG. 5 shows an example of a distance image and a reflected luminance image obtained by measurement with a laser radar.
コンピュータ18は、CPUと、RAMと、後述する運動量推定処理ルーチンを実行するためのプログラムを記憶したROMとを備え、機能的には次に示すように構成されている。コンピュータ18は、車速センサ12によって検出された自車両の速度と、ヨーレートセンサ14によって検出された車両のヨーレートとを、車両情報として逐次取得する車両情報取得部20と、測距センサ16によって計測された自車両周辺に存在する物体上の複数の点に対応する位置の各々を取得する測距情報取得部22と、取得した車両情報に基づいて、自車両の運動量を算出する車両運動量変換部24と、測距情報取得部22によって取得された測距情報に基づいて、自車両の運動量を推定する時系列照合部26と、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量に基づいて、時刻tにおける車両の運動量の推定の不良地点らしさを算出し、推定の不良地点であるか否かを判定する不良推定地点判定部28と、を備えている。なお、車両運動量変換部24は、車両運動量算出手段の一例であり、時系列照合部26は、車両運動量推定手段の一例であり、不良推定地点判定部28は、不良地点らしさ算出手段の一例である。 The computer 18 includes a CPU, a RAM, and a ROM that stores a program for executing a later-described exercise amount estimation processing routine, and is functionally configured as follows. The computer 18 is measured by the vehicle information acquisition unit 20 that sequentially acquires the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 12 and the yaw rate of the vehicle detected by the yaw rate sensor 14 as vehicle information, and the distance measuring sensor 16. A distance measurement information acquisition unit 22 that acquires each of positions corresponding to a plurality of points on an object existing around the host vehicle, and a vehicle momentum conversion unit 24 that calculates a momentum of the host vehicle based on the acquired vehicle information. And based on the distance measurement information acquired by the distance measurement information acquisition unit 22, based on the momentum of the host vehicle estimated by the time series verification unit 26 and the time series verification unit 26 that estimates the momentum of the host vehicle, A defect estimation point determination unit 28 that calculates the likelihood of a bad point of estimation of the momentum of the vehicle at time t and determines whether or not it is a bad point of estimation. The vehicle momentum conversion unit 24 is an example of a vehicle momentum calculation unit, the time series verification unit 26 is an example of a vehicle momentum estimation unit, and the defect estimation point determination unit 28 is an example of a defect point likelihood calculation unit. is there.
車両情報取得部20は、車速センサ12によって検出された自車両の速度と、ヨーレートセンサ14によって検出された自車両のヨーレートとを、自車両の運動状態として各時刻tについて取得する。 The vehicle information acquisition unit 20 acquires the speed of the host vehicle detected by the vehicle speed sensor 12 and the yaw rate of the host vehicle detected by the yaw rate sensor 14 for each time t as the motion state of the host vehicle.
測距情報取得部22は、測距センサ16によって計測された自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々に対応する位置を各時刻tについて取得する。 The ranging information acquisition unit 22 acquires a position corresponding to each of a plurality of points on an object existing around the host vehicle measured by the ranging sensor 16 at each time t.
車両運動量変換部24は、車両情報取得部20によって取得された時刻tの自車両の運動状態に基づいて、時刻tにおける自車両の運動量を算出する。
具体的には、車両運動量変換部24は、車両情報取得部20によって自車両の運動状態として取得された自車両の速度V[m/s]とヨーレートω[rad/s]とから、以下の算出式に従って、計測周期時間T当たりの自車両の運動量Δx[m]、Δz[m]、Δθ[rad]を計算する。
The vehicle momentum conversion unit 24 calculates the amount of movement of the host vehicle at the time t based on the movement state of the host vehicle at the time t acquired by the vehicle information acquisition unit 20.
Specifically, the vehicle momentum conversion unit 24 calculates the following from the speed V [m / s] and yaw rate ω [rad / s] of the host vehicle acquired as the motion state of the host vehicle by the vehicle information acquisition unit 20. According to the calculation formula, the amount of movement Δx [m], Δz [m], Δθ [rad] of the host vehicle per measurement cycle time T is calculated.
Δx=0.5×ω×V×T2
Δz=V×T
Δθ=ω×T
Δx = 0.5 × ω × V × T 2
Δz = V × T
Δθ = ω × T
上記算出式によって算出された計算値は、幾何学的な関係に基づくΔx、Δz、Δθの予測値である。
本発明の実施の形態では、上記の算出式によって車両の運動量を算出するが、車両運動方程式を適用して、より高精度な予測値を算出しても良い。
The calculated values calculated by the above calculation formula are predicted values of Δx, Δz, and Δθ based on the geometric relationship.
In the embodiment of the present invention, the amount of movement of the vehicle is calculated by the above calculation formula, but a more accurate predicted value may be calculated by applying a vehicle motion equation.
時系列照合部26は、測距情報取得部22によって取得された時刻tの複数の点に対応する位置の各々と、過去に取得された複数の点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける自車両の運動量を推定する。 Based on each of the positions corresponding to the plurality of points at the time t acquired by the ranging information acquisition unit 22 and each of the positions corresponding to the plurality of points acquired in the past, The momentum of the host vehicle at time t is estimated.
具体的には、時系列照合部26は、測距情報取得部22によって取得された過去のスキャンデータと最新のスキャンデータを照合し、路側物は対地固定していると仮定して、自車両の運動量Δx[m]、Δz[m]、Δθ[rad]を推定する。スキャンデータの時系列照合は、既知のiterative closest pointアルゴリズム等により計算することができる。また、過去の時刻のスキャンデータを走行平面に対応させた2次元マップに蓄積しておき、最新のスキャンデータと当該2次元マップとを照合して、自車両の運動量を推定してもよい。 Specifically, the time series collation unit 26 collates the past scan data acquired by the distance measurement information acquisition unit 22 with the latest scan data, and assumes that the roadside object is fixed to the ground. Momentum Δx [m], Δz [m], and Δθ [rad] are estimated. The time series collation of the scan data can be calculated by a known iterative closest point algorithm or the like. Alternatively, the scan data of the past time may be accumulated in a two-dimensional map corresponding to the travel plane, and the latest scan data and the two-dimensional map may be collated to estimate the momentum of the host vehicle.
不良推定地点判定部28は、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量に基づいて、自車両の運動量の試行量を複数生成する。次に不良推定地点判定部28は、生成された複数の試行量の各々について、時刻tの点に対応する位置の各々に対して試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、測距センサ16によって過去に計測された点に対応する位置の各々とを比較して、試行量の確からしさを表すスコアを算出する。 The defect estimation point determination unit 28 generates a plurality of trial amounts of the amount of movement of the host vehicle based on the amount of movement of the host vehicle estimated by the time-series matching unit 26. Next, the defect estimation point determination unit 28, for each of the generated plurality of trial amounts, each of the positions of the points obtained by performing coordinate conversion using the trial amount with respect to each of the positions corresponding to the point at time t. Are compared with each of the positions corresponding to the points measured in the past by the distance measuring sensor 16, and a score representing the probability of the trial amount is calculated.
次に、不良推定地点判定部28は、複数の試行量の各々について算出されたスコアと、複数の試行量とに基づいて、時刻tにおける自車両の運動量の推定の不良地点らしさを算出する。 Next, the defective estimated point determination unit 28 calculates the likelihood of a bad point in estimating the amount of movement of the host vehicle at time t based on the score calculated for each of the plurality of trial amounts and the plurality of trial amounts.
そして、不良推定地点判定部28は、推定された時刻tにおける自車両の運動量の推定の不良地点らしさが予め定められた閾値以上の場合に、推定の不良地点であると判定し、推定された時刻tにおける自車両の運動量の推定の不良地点らしさが予め定められた閾値未満の場合に、推定の不良地点でないと判定する。 Then, the estimated defect point determination unit 28 determines that the estimated defect point is an estimated defect point when the estimated defect point estimation of the momentum of the vehicle at the time t is equal to or greater than a predetermined threshold. When the probability of a bad point of estimation of the momentum of the host vehicle at time t is less than a predetermined threshold, it is determined that the point is not a bad point of estimation.
具体的には、不良推定地点判定部28では、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量の推定値Δx、Δz、Δθの分散を推定し、トンネルなどの分散が増大する、推定の不良地点に自車両が存在するかどうかを判定する。 Specifically, the defect estimation point determination unit 28 estimates the variance of the estimated values Δx, Δz, Δθ of the own vehicle estimated by the time-series matching unit 26, and increases the variance of the tunnel and the like. It is determined whether or not the own vehicle exists at the defective point.
不良推定地点判定部28は、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量の推定値Δx、Δz、Δθの分散を以下の(1)〜(4)の手順で計算する。 The defect estimation point determination unit 28 calculates variances of the estimated values Δx, Δz, Δθ of the own vehicle's momentum estimated by the time-series matching unit 26 according to the following procedures (1) to (4).
(1)サンプリング
まず、不良推定地点判定部28は、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量に基づいて、自車両の運動量を含む所定の範囲から、サンプリングによって、自車両の運動量の試行量を以下のように複数生成する。
(1) Sampling First, the defect estimation point determination unit 28 calculates the amount of momentum of the host vehicle by sampling from a predetermined range including the momentum of the host vehicle based on the momentum of the host vehicle estimated by the time-series matching unit 26. A plurality of trial amounts are generated as follows.
はじめに、不良推定地点判定部28は、探索範囲Δxa、Δza、Δθaを設定する。探索範囲Δxa、Δza、Δθaは、車両の速度や加速度等から予め設定される。そして、自車両の運動量の推定値Δxについて、Δx−Δxa〜Δx+Δxaの範囲から、一様分布確率に基づき、M個サンプリングして、 Δxiを試行量の要素とする(iは0〜M−1の番号)。 First, the defect estimated point determination unit 28 sets search ranges Δx a , Δz a , and Δθ a . Search ranges Δx a , Δz a , and Δθ a are set in advance based on vehicle speed, acceleration, and the like. Then, M is sampled from the range of Δx−Δx a to Δx + Δx a for the estimated value Δx of the own vehicle, and Δx i is an element of the trial amount (i is 0 to 0). M-1 number).
次に、不良推定地点判定部28は、自車両の運動量の推定値Δzについて、同様に、Δz−Δza〜Δz+Δzaの範囲から、一様分布確率に基づき、M個サンプリングして、 Δziを試行量の要素とする。 Next, the defect estimation point determination unit 28 similarly samples M of the estimated value Δz of the own vehicle from the range of Δz−Δz a to Δz + Δz a based on the uniform distribution probability, and Δz i Is an element of the trial amount.
そして、不良推定地点判定部28は、自車両の運動量の推定値Δθについて、同様に、Δθ−Δθa〜Δθ+Δθaの範囲から、一様分布確率に基づき、M個サンプリングして、 Δθiを試行量の要素とする。 Then, the defect estimation point determination unit 28 similarly samples M from the range of Δθ−Δθ a to Δθ + Δθ a based on the uniform distribution probability with respect to the estimated value Δθ of the own vehicle's momentum, and calculates Δθ i . It is an element of trial amount.
そして、自車両の運動量の試行量を表すベクトルxi^が、 A vector x i ^ representing the trial amount of the vehicle's momentum is
xi^=[Δx+Δxi,Δz+Δzi,Δθ+Δθi] x i ^ = [Δx + Δx i , Δz + Δz i , Δθ + Δθ i ]
のようにM個求められる。なお、記号に付された「^」は、当該記号が行列または多次元配列またはベクトルであることを表わしている。 M is obtained as follows. Note that “^” attached to a symbol indicates that the symbol is a matrix, a multidimensional array, or a vector.
(2)コスト算出
次に、不良推定地点判定部28は、上記(1)でサンプリングされた自車両の運動量の試行量xi^に基づいて、最新のレーザレーダの計測点群(測距情報取得部22によって取得された時刻tの複数の点に対応する位置の各々)を座標変換して、1時刻前のレーザレーダの計測点群(測距情報取得部22によって取得された時刻t−1の複数の点に対応する位置の各々)と重ねあわせて照合して、照合度合をM個のコストciとして求める。なお、最新のレーザレーダの計測点群を座標変換して、1時刻前のレーザレーダの計測点群との距離を算出して、当該距離をM個のコストciとして求めてもよい。
(2) Cost Calculation Next, the defect estimation point determination unit 28 uses the latest laser radar measurement point group (ranging information) based on the trial amount x i ^ of the momentum of the host vehicle sampled in (1) above. A coordinate conversion is performed on each of the positions corresponding to a plurality of points at time t acquired by the acquisition unit 22, and a laser radar measurement point group one time before (time t− acquired by the distance measurement information acquisition unit 22). Each of the positions corresponding to a plurality of points is collated and the collation degree is obtained as M costs c i . Incidentally, the measurement point group of the latest laser radar and the coordinate transformation calculates the distance between the measurement point group of one time before the laser radar, the distance may be determined as the M cost c i.
また、別の方法としては、最新のレーザレーダの計測点群を試行量xi^に基づき座標変換して、過去のスキャンデータを走行平面に対応させて蓄積した2次元マップと照合して、その照合値の合計をコストciとして求めてもよい。例えば、最新のレーザレーダの計測点群の立体物領域を試行量xi^に基づき座標変換して、過去のスキャンデータを走行平面に対応させて蓄積した2次元マップの立体物領域と照合して、その照合値の合計をコストciとして求めてもよい。 As another method, the latest laser radar measurement point group is coordinate-converted based on the trial amount x i ^, and the past scan data is collated with the accumulated two-dimensional map corresponding to the traveling plane, the sum of the matching value may be calculated as the cost c i. For example, the three-dimensional object region of the latest laser radar measurement point group is coordinate-converted based on the trial amount x i ^, and the past scan data is collated with the three-dimensional object region of the two-dimensional map stored corresponding to the traveling plane. Te may be calculated the sum of the matching value as a cost c i.
(3)コストの正規化
次に、不良推定地点判定部28は、上記(2)で求めたコストciの総和が1となるように、各コスト値ciをコストの総和で除算して正規化して、試行量の確からしさを表すスコアpiを算出する。スコアpiは、自車運動量Δxi、Δzi、Δθiの確からしさを示す。
(3) Cost Normalization Next, the defect estimation point determination unit 28 divides each cost value c i by the total cost so that the total cost c i obtained in (2) is 1. Normalization is performed to calculate a score p i representing the probability of the trial amount. The score p i indicates the likelihood of the own vehicle momentum Δx i , Δz i , Δθ i .
pi=ci/sum(ci)・・・(1) p i = c i / sum (c i ) (1)
なお、sum(ci)は、各iのコストの総和を表す。 Here, sum (c i ) represents the total cost of each i.
(4)重み付き共分散行列V^の算出
次に、不良推定地点判定部28は、上記(3)で算出したスコアpiに基づいて、以下の式(2)により、xi^の重み付き共分散行列V^を算出する。
(4) Calculation of Weighted Covariance Matrix V ^ Next, the defect estimation point determination unit 28 calculates the weight of x i ^ by the following equation (2) based on the score p i calculated in (3) above. The attached covariance matrix V ^ is calculated.
そして、不良推定地点判定部28は、上記式(2)の重み付き共分散行列V^のΣi(piΔzi 2)の項に着目し、Σi(piΔzi 2)の値を自車両の運動量の推定の不良地点らしさとし、自車両の運動量の推定の不良地点らしさが予め定められた閾値よりも大きい場合には、自車両の運動量の推定の不良地点であると判定する。なお、本発明の実施の形態では、予め定められた閾値として車両の速度の分散を用いる。車両の速度の分散の値は予め計測して設定しておく。 Then, the defect estimation point determination unit 28 pays attention to the term of Σ i (p i Δz i 2 ) of the weighted covariance matrix V ^ in the above formula (2), and the value of Σ i (p i Δz i 2 ). Is a bad spot for estimating the momentum of the own vehicle, and if the bad spot for estimating the momentum of the own vehicle is greater than a predetermined threshold, it is determined that the vehicle is a bad spot for estimating the momentum. . In the embodiment of the present invention, the vehicle speed variance is used as a predetermined threshold. The vehicle speed dispersion value is measured and set in advance.
出力部30は、不良推定地点判定部28によって、自車両の運動量の推定の不良地点であると判定された場合に、車両運動量変換部24によって算出された自車両の運動量を出力し、不良推定地点判定部28によって、自車両の運動量の推定の不良地点でないと判定された場合に、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量を出力する。このように、出力部30は、推定の不良地点に自車両が存在する場合は、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量の推定値の代わりに、車両運動量変換部24によって算出された自車両の運動量の推定値へ置換する。 The output unit 30 outputs the momentum of the host vehicle calculated by the vehicle momentum conversion unit 24 when the failure estimation point determination unit 28 determines that the momentum of the host vehicle is estimated to be poor, and the defect estimation is performed. When the point determination unit 28 determines that the point is not a poor point for estimating the amount of movement of the own vehicle, the amount of movement of the own vehicle estimated by the time-series matching unit 26 is output. As described above, the output unit 30 is calculated by the vehicle momentum conversion unit 24 instead of the estimated value of the amount of movement of the host vehicle estimated by the time-series matching unit 26 when the host vehicle exists at the estimated defective point. Replaced with the estimated value of momentum of the own vehicle.
走行環境認識装置32は、測距センサ16によって計測された自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の自車両を基準とする位置と、出力部30によって出力された自車両の運動量と基づいて、当該自車両周辺に存在する物体が移動しているか又は静止しているかを認識する。具体的には、走行環境認識装置32は、出力部30によって出力された自車両の運動量をキャンセルすることによって、当該自車両周辺に存在する物体が移動しているか又は静止しているかを認識する。 The traveling environment recognition device 32 is configured to determine the position of each of a plurality of points on an object existing around the host vehicle measured by the distance measuring sensor 16 and the momentum of the host vehicle output by the output unit 30. Based on the above, it is recognized whether an object existing around the host vehicle is moving or stationary. Specifically, the traveling environment recognition device 32 recognizes whether an object existing around the host vehicle is moving or stationary by canceling the momentum of the host vehicle output by the output unit 30. .
<運動量推定装置の10の動作>
次に、第1の実施の形態に係る運動量推定装置の10の動作について説明する。まず、車両のドライバの運転操作により自車両が走行し、車速センサ12によって自車両の速度が逐次検出され、ヨーレートセンサ14によって自車両のヨーレートが逐次検出され、測距センサ16によって自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の自車両を基準とする位置が逐次計測されているときに、コンピュータ18において、図6に示す運動量推定処理ルーチンが実行される。
<10 operations of the momentum estimation device>
Next, 10 operations of the momentum estimation apparatus according to the first embodiment will be described. First, the host vehicle travels by the driving operation of the driver of the vehicle, the speed of the host vehicle is sequentially detected by the vehicle speed sensor 12, the yaw rate of the host vehicle is sequentially detected by the yaw rate sensor 14, and around the host vehicle by the distance measuring sensor 16. A momentum estimation processing routine shown in FIG. 6 is executed in the computer 18 when the positions of the plurality of points on the existing object are sequentially measured with respect to the own vehicle.
ステップS100において、車両情報取得部20によって、車速センサ12によって検出された自車両の速度と、ヨーレートセンサ14によって検出された自車両のヨーレートとを、自車両の運動状態として受け付ける。 In step S100, the vehicle information acquisition unit 20 receives the speed of the host vehicle detected by the vehicle speed sensor 12 and the yaw rate of the host vehicle detected by the yaw rate sensor 14 as the motion state of the host vehicle.
ステップS102において、測距情報取得部22によって、測距センサ16によって計測された自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々に対応する位置を受け付ける。 In step S <b> 102, the distance measurement information acquisition unit 22 receives a position corresponding to each of a plurality of points on an object existing around the host vehicle measured by the distance measurement sensor 16.
ステップS104において、車両運動量変換部24によって、上記ステップS100で受け付けた自車両の運動状態に基づいて、自車両の運動量を算出する。 In step S104, the vehicle momentum conversion unit 24 calculates the amount of movement of the host vehicle based on the movement state of the host vehicle received in step S100.
ステップS106において、時系列照合部26によって、上記ステップS102で受け付けた複数の点に対応する位置の各々と、過去に取得された複数の点に対応する位置の各々とに基づいて、現時刻tにおける自車両の運動量を推定する。 In step S106, the current time t is determined based on each of the positions corresponding to the plurality of points received in step S102 and each of the positions corresponding to the plurality of points acquired in the past by the time-series matching unit 26. Estimate the momentum of the vehicle at.
ステップS108において、不良推定地点判定部28によって、上記ステップS106で推定された自車両の運動量に基づいて、自車両の運動量を含む所定の範囲から、サンプリングによって、自車両の運動量の試行量xi^を複数生成する。 In step S108, the trial amount x i of the own vehicle's momentum is sampled by sampling from a predetermined range including the momentum of the own vehicle based on the momentum of the own vehicle estimated by the defect estimation point determination unit 28 in step S106. Generate multiple ^ s.
ステップS110において、不良推定地点判定部28によって、上記ステップS108で生成された複数の試行量xi^の各々について、現時刻tの点に対応する位置の各々に対して試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、測距センサ16によって過去に計測された点に対応する位置の各々とを比較して、上記式(1)に従って、試行量の確からしさを表すスコアpiを算出する。 In step S110, the defect estimation point determination unit 28 uses the trial amount for each of the plurality of trial amounts x i ^ generated in step S108 to position corresponding to the point at the current time t. A score representing the probability of the trial amount according to the above equation (1) by comparing each of the positions of the points obtained by conversion with each of the positions corresponding to the points measured in the past by the distance measuring sensor 16. Calculate p i .
ステップS112において、不良推定地点判定部28によって、複数の試行量xi^の各々について上記ステップS110で算出されたスコアpiと、複数の試行量xi^とに基づいて、上記式(2)に示すように、自車両の運動量の推定の不良地点らしさを含む重み付き共分散行列V^を算出する。 In step S112, the defective estimating point determination unit 28, based a score p i calculated in step S110 for each of a plurality of trial amount x i ^, into a plurality of trial amount x i ^ and the above formula (2 ), A weighted covariance matrix V ^ including the likelihood of a bad spot for estimating the momentum of the host vehicle is calculated.
ステップS114において、不良推定地点判定部28によって、上記ステップS112で算出された重み付き共分散行列V^のうち、自車両の運動量の推定の不良地点らしさΣi(piΔzi 2)が、予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。自車両の運動量の推定の不良地点らしさΣi(piΔzi 2)が、予め定められた閾値以上である場合には、現時刻tに推定された自車両の運動量の推定は、不良地点におけるものであるとして、ステップS116へ進む。一方、自車両の運動量の推定の不良地点らしさΣi(piΔzi 2)が、予め定められた閾値未満である場合には、現時刻tに推定された自車両の運動量の推定は、不良地点におけるものでないとして、ステップS118へ進む。 In step S114, among the weighted covariance matrix V ^ calculated in step S112 by the defective estimated point determination unit 28, the probability Σ i (p i Δz i 2 ) of the estimated bad moment of the host vehicle is It is determined whether or not a predetermined threshold value is exceeded. If the likelihood Σ i (p i Δz i 2 ) of the estimation of the momentum of the host vehicle is equal to or greater than a predetermined threshold, the estimation of the momentum of the host vehicle estimated at the current time t is If it is, the process proceeds to step S116. On the other hand, when the likelihood Σ i (p i Δz i 2 ) of the estimation of the momentum of the host vehicle is less than a predetermined threshold, the estimation of the momentum of the host vehicle estimated at the current time t is The process proceeds to step S118 because it is not at the defective point.
ステップS116において、出力部30によって、上記ステップS104で算出された自車両の運動量を結果として出力する。 In step S116, the output unit 30 outputs the momentum of the host vehicle calculated in step S104 as a result.
ステップS118において、出力部30によって、上記ステップS106で推定された自車両の運動量を結果として出力する。 In step S118, the output unit 30 outputs the momentum of the host vehicle estimated in step S106 as a result.
そして、ステップS120において、時刻tを1インクリメントして、ステップS100へ戻る。 In step S120, time t is incremented by 1, and the process returns to step S100.
走行環境認識装置32は、測距センサ16によって計測された自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の自車両を基準とする位置と、上記ステップS116又は上記ステップS118で結果として出力された自車両の運動量と基づいて、当該自車両周辺に存在する物体が移動しているか又は静止しているかを認識する。 The traveling environment recognition device 32 outputs the position of the plurality of points on the object existing around the own vehicle measured by the distance measuring sensor 16 with reference to the own vehicle and the result in step S116 or step S118. Based on the amount of movement of the subject vehicle, it is recognized whether an object existing around the subject vehicle is moving or stationary.
以上説明したように、第1の実施の形態に係る運動量推定装置によれば、車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の車両を基準とする位置を各時刻tについて取得し、取得された時刻tの点に対応する位置の各々と、過去に取得された点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける車両の運動量を推定し、推定された車両の運動量に基づいて、車両の運動量の試行量を複数生成し、生成された複数の試行量の各々について、時刻tの点に対応する位置の各々に対して試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、測距センサによって過去に計測された点に対応する位置の各々とを比較して、試行量の確からしさを表すスコアを算出し、複数の試行量の各々について算出されたスコアと、複数の試行量とに基づいて、時刻tにおける車両の運動量の推定の不良地点らしさを算出することにより、車両の運動量の推定の不良地点を検出することができる。 As described above, according to the momentum estimation device according to the first embodiment, the position of each of a plurality of points on an object existing around the vehicle is obtained for each time t and acquired. The momentum of the vehicle at time t is estimated based on each of the positions corresponding to the point of time t and the positions corresponding to points acquired in the past, and based on the estimated momentum of the vehicle The position of the point obtained by generating a plurality of trial amounts of the momentum of the vehicle, and for each of the generated trial quantities, coordinate conversion is performed using the trial amount with respect to each of the positions corresponding to the point at time t. Is compared with each of the positions corresponding to points measured in the past by the distance measuring sensor, a score representing the probability of the trial amount is calculated, and a score calculated for each of the plurality of trial amounts , Based on multiple trial amount and By calculating the failure point likelihood estimate of the momentum of the vehicle at t, it is possible to detect the failure point of the estimated motion of the vehicle.
また、車両の運動状態を各時刻tについて取得し、取得された時刻tの車両の運動状態に基づいて、時刻tにおける車両の運動量を算出し、推定された時刻tにおける車両の運動量の推定の不良地点らしさが予め定められた閾値以上の場合に、時刻tの車両の運動状態に基づいて算出された車両の運動量を出力し、推定された時刻tにおける前記移動体の運動量の推定の不良地点らしさが予め定められた閾値未満の場合に、測距センサによって取得された測距情報に基づいて推定された車両の運動量を出力することにより、車両の運動量を精度良く推定することができる。 Further, the vehicle motion state is acquired for each time t, the vehicle momentum at time t is calculated based on the acquired vehicle motion state at time t, and the estimated vehicle momentum at time t is estimated. When the failure point likelihood is equal to or greater than a predetermined threshold, the vehicle momentum calculated based on the vehicle motion state at time t is output, and the estimated momentum of the moving body at the estimated time t is estimated. When the likelihood is less than a predetermined threshold value, the momentum of the vehicle estimated based on the distance measurement information acquired by the distance measurement sensor is output, so that the momentum of the vehicle can be accurately estimated.
また、高速道路のトンネルやガードレール等の単調な走行シーンにて、車両の運動量推定の劣化を防ぐことができる。 In addition, it is possible to prevent deterioration of the vehicle momentum estimation in a monotonous traveling scene such as a highway tunnel or a guardrail.
また、測距センサによる車両の運動量推定の分散値を常時監視することにより、不良推定状態を判定することが可能となり、適切なタイミングで車両CAN情報に切り替えることができる。これにより、高速道路でロバストな静止物と移動物の判別ができ、誤認識を低減することが可能となる。 In addition, by constantly monitoring the variance value of the vehicle momentum estimation by the distance measuring sensor, it is possible to determine the failure estimation state and to switch to the vehicle CAN information at an appropriate timing. This makes it possible to distinguish between a stationary object and a moving object that are robust on an expressway, and to reduce misrecognition.
<第2の実施の形態>
次に、第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
第2の実施の形態では、視線誘導標の位置を検出し、検出された視線誘導標の位置に基づいて、自車両の運動量を推定する点が第1の実施の形態と異なっている。 The second embodiment is different from the first embodiment in that the position of the gaze guidance mark is detected and the momentum of the host vehicle is estimated based on the detected position of the gaze guidance mark.
図7に示すように、第2の実施の形態に係る運動量推定装置210は、自車両の速度V[m/s]を逐次検出する車速センサ12と、自車両のヨーレートω[rad/s]を逐次検出するヨーレートセンサ14と、自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の自車両を基準とする位置を逐次計測する測距センサ16と、自車両の運動量を推定するコンピュータ218と、推定された自車両の運動量に基づいて、走行環境を認識する走行環境認識装置32とを備えている。 As shown in FIG. 7, the momentum estimation apparatus 210 according to the second embodiment includes a vehicle speed sensor 12 that sequentially detects a speed V [m / s] of the host vehicle, and a yaw rate ω [rad / s] of the host vehicle. A yaw rate sensor 14 that sequentially detects the distance, a distance measuring sensor 16 that sequentially measures a position of each of a plurality of points on an object existing around the own vehicle, and a computer 218 that estimates the amount of movement of the own vehicle. And a traveling environment recognition device 32 for recognizing the traveling environment based on the estimated momentum of the host vehicle.
コンピュータ218は、車両情報取得部20と、測距情報取得部22と、車両運動量変換部24と、測距情報取得部22によって取得された測距情報に基づいて、視線誘導標候補を抽出する視線誘導標候補抽出部225と、視線誘導標候補抽出部225によって抽出された視線誘導標候補に基づいて、自車両の運動量を推定する時系列照合部226と、不良推定地点判定部28と、出力部30とを備えている。 The computer 218 extracts line-of-sight guidance target candidates based on the distance information acquired by the vehicle information acquisition unit 20, the distance measurement information acquisition unit 22, the vehicle momentum conversion unit 24, and the distance measurement information acquisition unit 22. Based on the line-of-sight guidance target candidate extraction unit 225, the line-of-sight guidance target candidate extraction unit 225, the time series verification unit 226 that estimates the amount of movement of the host vehicle, the defect estimation point determination unit 28, And an output unit 30.
測距情報取得部22は、測距センサ16によって計測された自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々に対応する位置を各時刻tについて取得すると共に、測距センサ16によって出力された反射輝度画像を各時刻tについて取得する。
視線誘導標候補抽出部225は、測距情報取得部22によって取得された時刻tの点に対応する位置の各々及び反射輝度画像に基づいて、自車両周辺に存在する複数の視線誘導標各々の自車両を基準とする位置を各時刻tについて取得する。
The distance measurement information acquisition unit 22 acquires positions corresponding to each of a plurality of points on an object existing around the vehicle measured by the distance measurement sensor 16 for each time t and is output by the distance measurement sensor 16. The reflected luminance image is acquired for each time t.
Based on each of the positions corresponding to the point of time t acquired by the distance measurement information acquisition unit 22 and the reflected luminance image, the line-of-sight guidance target candidate extraction unit 225 detects each of the plurality of line-of-sight guidance targets present around the host vehicle. A position based on the host vehicle is acquired for each time t.
具体的には、視線誘導標候補抽出部225は、測距情報取得部22によって取得された反射強度画像から、局所的に反射強度値が高くなる点を視線誘導標候補点として抽出する。例えば、視線誘導標候補抽出部225は、反射強度画像を1次元ラプラシアンオペレータにより水平方向にスキャンし、スキャンによって得られた値が設定閾値以上となる点を視線誘導標候補として抽出する。図8に、反射強度画像を1次元ラプラシアンオペレータによって水平方向にスキャンする場合の一例を示す。また、図9に、反射強度画像から抽出された視線誘導標候補の一例を示す。 Specifically, the line-of-sight guidance candidate extraction unit 225 extracts a point where the reflection intensity value locally increases from the reflection intensity image acquired by the distance measurement information acquisition unit 22 as a line-of-sight guidance target candidate point. For example, the line-of-sight guide candidate extraction unit 225 scans the reflection intensity image in the horizontal direction by a one-dimensional Laplacian operator, and extracts a point where the value obtained by the scan is equal to or greater than a set threshold as a line-of-sight guide candidate. FIG. 8 shows an example in which a reflection intensity image is scanned in the horizontal direction by a one-dimensional Laplacian operator. FIG. 9 shows an example of a gaze guidance target candidate extracted from the reflection intensity image.
また、視線誘導標候補抽出部225は、反射強度画像の同一スキャンライン上の視線誘導標を組み合わせて対を生成する。そして、視線誘導標候補抽出部225は、対となる視線誘導標の間隔が車幅程度(例えば、1.48〜2.5m)であって、かつ対となる視線誘導標が同一距離にあり、図10に示すように、当該視線誘導標の間に視線誘導標候補と同一距離の立体物がある場合は、車両ランプ部を誤検出していると判定して、当該視線誘導標候補を除外する。
そして、視線誘導標候補抽出部225は、測距情報取得部22によって取得された時刻tの点に対応する位置の各々から、時刻tの視線誘導標に対応する位置の各々を取得する。
Further, the line-of-sight guidance target candidate extraction unit 225 generates a pair by combining the line-of-sight guidance marks on the same scan line of the reflection intensity image. Then, the line-of-sight guidance target candidate extraction unit 225 has an interval between the pair of line-of-sight guidance marks that is about the vehicle width (eg, 1.48 to 2.5 m), and the pair of line-of-sight guidance marks are at the same distance. As shown in FIG. 10, when there is a three-dimensional object having the same distance as the line-of-sight guide candidate between the line-of-sight guides, it is determined that the vehicle lamp part is erroneously detected, and the line-of-sight guide candidate is exclude.
Then, the line-of-sight guide candidate extraction unit 225 acquires each of the positions corresponding to the line-of-sight guide at time t from each of the positions corresponding to the point at time t acquired by the ranging information acquisition unit 22.
時系列照合部226は、視線誘導標候補抽出部225によって取得された時刻tの視線誘導標に対応する位置の各々と、過去に取得された視線誘導標に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける自車両の運動量を推定する。 The time-series matching unit 226 is based on each of the positions corresponding to the line-of-sight guidance target at the time t acquired by the line-of-sight guide target extraction unit 225 and each of the positions corresponding to the line-of-sight guide target acquired in the past. The momentum of the host vehicle at time t is estimated.
具体的には、時系列照合部226は、図11に示すように、視線誘導標候補抽出部225によって抽出された視線誘導標候補の測距値から車両座標系の座標値を計算する。時系列照合部226は、現在の時刻tにおける視線誘導標候補と、1フレーム前の時刻t−1における視線誘導標候補を既知のRANSAC法により対応づける。すなわち、時系列照合部226は、視線誘導標の位置は対地に固定と仮定し、自車両の運動量Δx,Δz,Δθを既知のRANSAC法で推定する。 Specifically, as illustrated in FIG. 11, the time-series matching unit 226 calculates the coordinate value of the vehicle coordinate system from the distance measurement value of the visual guide target candidate extraction unit 225 extracted from the visual guide target candidate extraction unit 225. The time-series matching unit 226 associates the line-of-sight guide target candidate at the current time t with the line-of-sight guide target candidate at the time t−1 one frame before by a known RANSAC method. That is, the time-series matching unit 226 assumes that the position of the line-of-sight guide is fixed to the ground, and estimates the amount of movement Δx, Δz, Δθ of the own vehicle by a known RANSAC method.
<運動量推定装置の210の動作>
次に、第2の実施の形態に係る運動量推定装置210の動作について説明する。まず、自車両のドライバの運転操作により車両が走行し、車速センサ12によって自車両の速度が逐次検出され、ヨーレートセンサ14によって自車両のヨーレートが逐次検出され、測距センサ16によって自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の自車両を基準とする位置が逐次計測され、反射輝度画像が逐次出力されているときに、コンピュータ218において、図12に示す運動量推定処理ルーチンが実行される。なお、第1の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して説明を省略する。
<Operation of 210 of momentum estimation device>
Next, the operation of the momentum estimation apparatus 210 according to the second embodiment will be described. First, the vehicle travels by the driving operation of the driver of the host vehicle, the speed of the host vehicle is sequentially detected by the vehicle speed sensor 12, the yaw rate of the host vehicle is sequentially detected by the yaw rate sensor 14, and the surrounding sensor 16 When the position of each of a plurality of points on the existing object with respect to the own vehicle is sequentially measured and the reflected luminance images are sequentially output, the computer 218 executes the momentum estimation processing routine shown in FIG. The In addition, about the process similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
ステップS102において、測距情報取得部22によって、測距センサ16によって計測された自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々に対応する位置、及び測距センサ16によって出力された反射輝度画像を受け付ける。
ステップS205において、視線誘導標候補抽出部225によって、上記ステップS102で取得された時刻tの点に対応する位置の各々及び反射輝度画像に基づいて、自車両周辺に存在する複数の視線誘導標各々の自車両を基準とする位置を各時刻tについて取得する。
In step S <b> 102, the position corresponding to each of a plurality of points on the object existing around the host vehicle measured by the distance measurement sensor 16 by the distance measurement information acquisition unit 22 and the reflection luminance output by the distance measurement sensor 16. Accept images.
In step S205, based on each of the positions corresponding to the point of time t acquired in step S102 and the reflection luminance image by the visual line guidance target candidate extraction unit 225, each of a plurality of visual guide signs existing around the host vehicle. For each time t.
ステップS206において、時系列照合部226によって、上記ステップS205で取得された時刻tの視線誘導標に対応する位置の各々と、過去に取得された視線誘導標に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける自車両の運動量を推定する。 In step S206, based on each of the positions corresponding to the visual guidance target at time t acquired in step S205 and each of the positions corresponding to the visual guidance guide acquired in the past by the time-series matching unit 226. The momentum of the host vehicle at time t is estimated.
なお、第2の実施の形態に係る運動量推定装置210の他の構成及び作用については、第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。 In addition, about the other structure and effect | action of the momentum estimation apparatus 210 which concern on 2nd Embodiment, since it is the same as that of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
以上説明したように、第2の実施の形態に係る車両挙動予測装置によれば、車両周辺に存在する複数の視線誘導標各々の車両を基準とする位置を各時刻tについて取得し、取得された時刻tの視線誘導標に対応する位置の各々と、過去に取得された視線誘導標に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける車両の運動量を推定することにより、車両の運動量を精度良く推定することができる。 As described above, according to the vehicle behavior predicting apparatus according to the second embodiment, the position of each of the plurality of line-of-sight guidance signs existing around the vehicle is acquired for each time t and acquired. The vehicle momentum is estimated by estimating the vehicle momentum at time t based on each of the positions corresponding to the line-of-sight guide at time t and each of the positions corresponding to the line-of-sight guide obtained in the past. It can be estimated with high accuracy.
<第3の実施の形態>
次に、第3の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
第3の実施の形態では、各センサによって検出された自車両の運動状態から算出された車両の運動量と、測距センサ16によって検出された測距情報から推定された自車両の運動量とを組み合わせて自車両の運動量を推定する点が、第1の実施の形態と異なっている。 In the third embodiment, the vehicle momentum calculated from the movement state of the host vehicle detected by each sensor and the momentum of the host vehicle estimated from the distance measurement information detected by the distance measuring sensor 16 are combined. Thus, the point of estimating the momentum of the host vehicle is different from the first embodiment.
第3の実施の形態では、車速センサ12によって検出された自車両の速度、及びヨーレートセンサ14によって検出されたヨーレートから算出された自車両の運動量と、測距センサ16によって検出された測距情報から推定された自車両の運動量とを、カルマンフィルタを用いて組み合わせて算出する場合を例に説明する。 In the third embodiment, the speed of the host vehicle detected by the vehicle speed sensor 12, the momentum of the host vehicle calculated from the yaw rate detected by the yaw rate sensor 14, and the distance measurement information detected by the distance sensor 16. A case will be described as an example in which the momentum of the host vehicle estimated from the above is calculated in combination using a Kalman filter.
具体的には、算出した重み付き共分散行列V^に基づいて、各センサによって検出された自車両の速度及びヨーレートから算出された自車両の運動量と、測距センサ16によって検出された測距情報から推定された自車両の運動量とを、既知のカルマンフィルタよって融合する。以下、図面を参照して、第3の実施の形態について説明する。 Specifically, based on the calculated weighted covariance matrix V ^, the amount of movement of the host vehicle calculated from the speed and yaw rate of the host vehicle detected by each sensor, and the distance measurement detected by the distance measuring sensor 16. The momentum of the host vehicle estimated from the information is fused by a known Kalman filter. The third embodiment will be described below with reference to the drawings.
図13に示すように、第3の実施の形態に係る運動量推定装置310は、自車両の速度V[m/s]を逐次検出する車速センサ12と、自車両のヨーレートω[rad/s]を逐次検出するヨーレートセンサ14と、自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の自車両を基準とする位置を逐次計測する測距センサ16と、自車両の運動量を推定するコンピュータ318と、推定された自車両の運動量に基づいて、走行環境を認識する走行環境認識装置32とを備えている。 As illustrated in FIG. 13, the momentum estimation apparatus 310 according to the third embodiment includes a vehicle speed sensor 12 that sequentially detects a speed V [m / s] of the host vehicle, and a yaw rate ω [rad / s] of the host vehicle. A yaw rate sensor 14 that sequentially detects the distance, a distance measuring sensor 16 that sequentially measures the position of each of a plurality of points on an object existing around the own vehicle, and a computer 318 that estimates the momentum of the own vehicle. And a traveling environment recognition device 32 for recognizing the traveling environment based on the estimated momentum of the host vehicle.
コンピュータ318は、車両情報取得部20と、測距情報取得部22と、車両運動量変換部24と、時系列照合部26と、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量に基づいて、重み付き共分散行列を算出する分散行列算出部327と、車両運動量変換部24によって算出された自車両の運動量と、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量と、分散行列算出部327によって算出された重み付き共分散行列とに基づいて、自車両の運動量を推定する状態推定部328と、出力部30とを備えている。 The computer 318 is based on the momentum of the host vehicle estimated by the vehicle information acquisition unit 20, the distance measurement information acquisition unit 22, the vehicle momentum conversion unit 24, the time series verification unit 26, and the time series verification unit 26. A variance matrix calculation unit 327 that calculates a weighted covariance matrix, a vehicle momentum calculated by the vehicle momentum conversion unit 24, a vehicle momentum estimated by the time-series matching unit 26, and a variance matrix calculation unit 327 Is provided with a state estimation unit 328 for estimating the amount of movement of the host vehicle based on the weighted covariance matrix calculated by (1) and an output unit 30.
分散行列算出部327は、第1の実施の形態の不良推定地点判定部28と同様に、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量に基づいて、自車両の運動量の試行量を複数生成する。 Similar to the defect estimation point determination unit 28 of the first embodiment, the variance matrix calculation unit 327 determines a plurality of trial amounts of the own vehicle's momentum based on the own vehicle's momentum estimated by the time-series matching unit 26. Generate.
次に、分散行列算出部327は、不良推定地点判定部28と同様に、生成された複数の試行量の各々について、現時刻tの点に対応する位置の各々に対して試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、測距センサ16によって過去に計測された点に対応する位置の各々とを比較して、当該試行量の確からしさを表すスコアを算出する。 Next, the variance matrix calculation unit 327 uses the trial amount with respect to each of the positions corresponding to the point at the current time t for each of the plurality of generated trial amounts, similarly to the defect estimation point determination unit 28. Each point position obtained by the coordinate conversion is compared with each position corresponding to a point measured in the past by the distance measuring sensor 16 to calculate a score representing the probability of the trial amount.
そして、分散行列算出部327は、不良推定地点判定部28と同様に、複数の試行量の各々について算出されたスコアと、複数の試行量とに基づいて、上記式(2)に示す重み付き共分散行列V^を算出する。 Then, the variance matrix calculation unit 327 is weighted as shown in the above equation (2) based on the scores calculated for each of the plurality of trial amounts and the plurality of trial amounts, similarly to the defect estimation point determination unit 28. A covariance matrix V ^ is calculated.
状態推定部328は、分散行列算出部327によって算出された重み付き共分散行列V^に基づいて、カルマンフィルタで用いられる観測雑音の共分散を決定し、決定された観測雑音の共分散に基づいて、カルマンゲインを算出する。 The state estimation unit 328 determines the covariance of the observation noise used in the Kalman filter based on the weighted covariance matrix V ^ calculated by the variance matrix calculation unit 327, and based on the determined covariance of the observation noise Calculate the Kalman gain.
次に、状態推定部328は、車両運動量変換部24によって推定された自車両の運動量、及び時系列照合部26によって算出された自車両の運動量を観測値として、算出されたカルマンゲインを用いたカルマンフィルタに従って、時刻tにおける自車両の運動量を推定する。そして、状態推定部328は、推定された時刻tにおける自車両の運動量を出力する。 Next, the state estimation unit 328 uses the calculated Kalman gain by using the amount of movement of the host vehicle estimated by the vehicle momentum conversion unit 24 and the amount of movement of the host vehicle calculated by the time-series matching unit 26 as observation values. According to the Kalman filter, the momentum of the host vehicle at time t is estimated. And the state estimation part 328 outputs the momentum of the own vehicle in the estimated time t.
具体的には、状態推定部328は、車両運動量変換部24によって算出された自車両の運動量と、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量とから、カルマンフィルタによって自車両の運動量を推定する。 Specifically, the state estimation unit 328 estimates the momentum of the host vehicle by the Kalman filter from the momentum of the host vehicle calculated by the vehicle momentum conversion unit 24 and the momentum of the host vehicle estimated by the time-series matching unit 26. To do.
カルマンフィルタで使用する運動モデルの一例を以下に示す。 An example of a motion model used in the Kalman filter is shown below.
このとき、x^は状態ベクトル、F^は更新行列、w^は共分散行列がQ^で表されるシステムノイズ項である。
また、状態ベクトルx^は次式で表される。
In this case, x ^ is a state vector, F ^ is an update matrix, and w ^ is a system noise term whose covariance matrix is represented by Q ^.
The state vector x ^ is expressed by the following equation.
状態ベクトルx^の各要素は、自車両の運動量Δx(横方向移動量)、Δz(進行方向移動量)、Δθ(方位角方向移動量)と、それらの時間に対する1次微分項Δx・,Δz・,Δθ・である。ここでは、単純な質点モデルと見なして、更新行列F^を次式のように設定した。もし、車両運動モデルが既知であれば、それを適用することにより、より推定精度を改善することができる。Tは更新時間[sec]である。 Each element of the state vector x ^ includes a movement amount Δx (lateral movement amount), Δz (traveling direction movement amount), Δθ (azimuth direction movement amount) of the own vehicle, and first-order differential terms Δx · ,. Δz · , Δθ · . Here, the update matrix F ^ is set as the following equation, considering it as a simple mass point model. If the vehicle motion model is known, the estimation accuracy can be further improved by applying it. T is the update time [sec].
また、観測モデルは以下の式で表される。このとき、z^は観測値ベクトル、H^は観測行列である。v^は観測ノイズである。 The observation model is expressed by the following formula. At this time, z ^ is an observation vector, and H ^ is an observation matrix. v ^ is observation noise.
このとき、観測値ベクトルz^は、車両運動量変換部24によって算出された自車両の運動量ΔxC、ΔzC、ΔθCと、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量ΔxL、ΔzL、ΔθLとを要素とするベクトルである。 At this time, the observed value vector z ^ includes the own vehicle's momentum Δx C , Δz C , Δθ C calculated by the vehicle momentum conversion unit 24 and the own vehicle's momentum Δx L , Δz estimated by the time-series matching unit 26. L and Δθ L are elements.
このとき、観測行列H^は次式で表される。 At this time, the observation matrix H ^ is expressed by the following equation.
また、観測ノイズv^の分散行列R^は次式で設定する。 The dispersion matrix R ^ of the observation noise v ^ is set by the following equation.
このとき、V^car及びV^lidarは3行x3列の行列となる。0^は3行x3列の零行列である。V^lidarには分散行列算出部327によって算出された重み付き共分散行列V^を代入すれば良い。また、V^carは、車両運動量変換部24で取得された計測周期時間T当たりの自車両の運動量Δx[m]、Δz[m]、Δθ[rad]の実測値から、実測値の分散を算出して設定する。 At this time, V ^ car and V ^ lidar are matrices of 3 rows × 3 columns. 0 ^ is a zero matrix of 3 rows x 3 columns. The weighted covariance matrix V ^ calculated by the variance matrix calculation unit 327 may be substituted for V ^ lidar . Further, V ^ car is the variance of the measured values from the measured values of the vehicle's momentums Δx [m], Δz [m], Δθ [rad] per measurement cycle time T acquired by the vehicle momentum conversion unit 24. Calculate and set.
そして、下記のようなカルマンフィルタの既知の更新式により、車両運動量変換部24によって算出された自車両の運動量ΔxC、ΔzC、ΔθCと、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量ΔxL、ΔzL、ΔθLとの2つの自車両の運動量を観測値z^として、V^carとV^lidarとの重みを考慮して融合し、逐次更新することにより、時々刻々の自車両の運動量の推定値x^が得られる。第3の実施の形態では、kが時刻に対応する。また、P^は誤差共分散行列、K^はカルマンゲインである。P^の初期値としては、例えば、観測値z^の初期値のばらつきの範囲を考慮して、比較的大きめの値を設定しておく。 Then, the vehicle momentum Δx C , Δz C , Δθ C calculated by the vehicle momentum conversion unit 24 and the momentum of the host vehicle estimated by the time-series matching unit 26 are calculated by a known update formula of the Kalman filter as described below. The momentum of the two vehicles, Δx L , Δz L , and Δθ L , is taken as the observed value z ^, and the weights of V ^ car and V ^ lidar are taken into consideration and updated sequentially, so that An estimated value x ^ of the vehicle momentum is obtained. In the third embodiment, k corresponds to time. P ^ is an error covariance matrix, and K ^ is a Kalman gain. As the initial value of P ^, for example, a relatively large value is set in consideration of the range of variation of the initial value of the observed value z ^.
ここで、添え字「p,k」が付与された値は、時刻k−1までに利用可能なデータに基づき予測された時刻kの事前推定値を表す。また、添え字「k」が付与された値は、時刻kまでに利用可能なデータに基づき推定された時刻kの事後推定値を表す。 Here, the value to which the subscript “p, k” is given represents a pre-estimated value of time k predicted based on data available up to time k−1. Further, the value to which the subscript “k” is added represents a post-estimation value at time k estimated based on data available up to time k.
カルマンフィルタによる推定処理は、予測ステップとフィルタリングステップとを含んで構成される。 The estimation process using the Kalman filter includes a prediction step and a filtering step.
(1)予測ステップ
まず、予測ステップにおける処理について説明する。状態推定部328は、予測ステップにおいて、前回のフィルタリングステップで算出された時刻k−1の状態ベクトルx^k−1と、更新行列F^とに基づいて、上記式(10)に従って、時刻kの状態ベクトルx^p,kを算出する。
(1) Prediction Step First, the process in the prediction step will be described. In the prediction step, the state estimation unit 328 calculates the time k according to the above equation (10) based on the state vector x ^ k-1 at the time k-1 calculated in the previous filtering step and the update matrix F ^. The state vector x ^ p, k is calculated.
そして、状態推定部328は、更新行列F^と、前回のフィルタリングステップで推定された共分散行列P^k−1と、システムノイズw^の共分散行列Q^とに基づいて、上記式(11)に従って、事前誤差共分散行列P^p,kを算出する。 Then, the state estimation unit 328 calculates the above formula (^) based on the update matrix F ^, the covariance matrix P ^ k-1 estimated in the previous filtering step, and the system noise w ^ covariance matrix Q ^. 11) Calculate the prior error covariance matrix P ^ p, k .
(2)フィルタリングステップ
次に、フィルタリングステップにおける処理について説明する。状態推定部328は、分散行列算出部327によって算出された重み付き共分散行列V^を、観測ノイズv^の分散行列R^のV^lidarに代入し、観測ノイズv^の分散行列R^を決定する。
(2) Filtering Step Next, processing in the filtering step will be described. The state estimation unit 328 assigns the weighted covariance matrix V ^ calculated by the variance matrix calculation unit 327 to V ^ lidar of the variance matrix R ^ of the observation noise v ^, and the variance matrix R ^ of the observation noise v ^ To decide.
そして、状態推定部328は、フィルタリングステップにおいて、予測ステップで算出された事前誤差共分散行列P^p,kと、観測行列H^と、決定された観測ノイズv^の分散行列R^とに基づいて、上記式(12)に従って、カルマンゲインK^を算出する。 Then, in the filtering step, the state estimation unit 328 converts the prior error covariance matrix P ^ p, k calculated in the prediction step, the observation matrix H ^, and the determined variance matrix R ^ of the observation noise v ^. Based on the above equation (12), the Kalman gain K ^ is calculated.
次に、状態推定部328は、算出されたカルマンゲインK^と、予測ステップで算出された時刻kにおける状態ベクトルx^p,kと、上記式(7)で示したz^=[ΔxC,ΔzC,ΔθC,ΔxL,ΔzL,ΔθL]と、観測行列H^とに基づいて、上記式(13)に従って、時刻kにおける状態ベクトルx^kを推定する。 Next, the state estimation unit 328 calculates the calculated Kalman gain K ^, the state vector x ^ p, k at the time k calculated in the prediction step, and z ^ = [Δx C shown in the above equation (7). , Δz C , Δθ C , Δx L , Δz L , Δθ L ] and the observation matrix H ^, the state vector x ^ k at time k is estimated according to the above equation (13).
そして、状態推定部328は、前回のフィルタリングステップで推定された共分散行列P^k−1と、算出されたカルマンゲインK^と、観測行列H^とに基づいて、上記式(14)に従って、事後誤差共分散行列P^kを算出する。 Then, the state estimation unit 328 follows the above equation (14) based on the covariance matrix P ^ k−1 estimated in the previous filtering step, the calculated Kalman gain K ^, and the observation matrix H ^. Then, the posterior error covariance matrix P ^ k is calculated.
フィルタリングステップで算出された各値(カルマンゲインK^、状態ベクトルx^k、事後誤差共分散行列P^k)は、次回の予測ステップにおける処理で用いられる。 Each value (Kalman gain K ^, state vector x ^ k , posterior error covariance matrix P ^ k ) calculated in the filtering step is used in the process in the next prediction step.
また、状態推定部328は、推定された時刻kにおける状態ベクトルx^kのうち、自車両の運動量[Δx,Δz,Δθ]を出力する。 Further, the state estimation unit 328 outputs the amount of movement [Δx, Δz, Δθ] of the own vehicle among the state vectors x ^ k at the estimated time k.
出力部30は、状態推定部328によって出力された自車両の運動量を出力する。 The output unit 30 outputs the amount of movement of the host vehicle output by the state estimation unit 328.
走行環境認識装置332は、測距センサ16によって計測された自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の自車両を基準とする位置と、出力部30によって出力された自車両の運動量と基づいて、当該自車両周辺に存在する物体が移動しているか又は静止しているかを認識する。具体的には、走行環境認識装置32は、出力部30によって出力された車両の運動量をキャンセルすることによって、当該自車両周辺に存在する物体が移動しているか又は静止しているかを認識する。 The traveling environment recognition device 332 includes a position of each of a plurality of points on an object existing around the own vehicle measured by the distance measuring sensor 16 and a momentum of the own vehicle output by the output unit 30. Based on the above, it is recognized whether an object existing around the host vehicle is moving or stationary. Specifically, the traveling environment recognition device 32 recognizes whether an object existing around the host vehicle is moving or stationary by canceling the momentum of the vehicle output by the output unit 30.
<運動量推定装置の310の動作>
次に、第3の実施の形態に係る運動量推定装置310の動作について説明する。まず、自車両のドライバの運転操作により車両が走行し、車速センサ12によって自車両の速度が逐次検出され、ヨーレートセンサ14によって自車両のヨーレートが逐次検出され、測距センサ16によって自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の自車両を基準とする位置が逐次計測されているときに、コンピュータ318において、図14に示す運動量推定処理ルーチンが実行される。
<Operation of the momentum estimation apparatus 310>
Next, the operation of the momentum estimation apparatus 310 according to the third embodiment will be described. First, the vehicle travels by the driving operation of the driver of the host vehicle, the speed of the host vehicle is sequentially detected by the vehicle speed sensor 12, the yaw rate of the host vehicle is sequentially detected by the yaw rate sensor 14, and the surrounding sensor 16 A momentum estimation processing routine shown in FIG. 14 is executed in the computer 318 when the positions of the plurality of points on the existing object are sequentially measured with respect to the own vehicle.
ステップS308において、分散行列算出部327によって、上記ステップS106で推定された自車両の運動量に基づいて、自車両の運動量を含む所定の範囲から、サンプリングによって、自車両の運動量の試行量xi^を複数生成する。 In step S308, based on the momentum of the host vehicle estimated in step S106 by the variance matrix calculation unit 327, sampling is performed from a predetermined range including the momentum of the host vehicle by sampling the trial amount x i ^ Generate multiple.
ステップS310において、分散行列算出部327によって、上記ステップS308で生成された複数の試行量xi^の各々について、現時刻tの点に対応する位置の各々に対して試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、測距センサ16によって過去に計測された点に対応する位置の各々とを比較して、上記式(1)に従って、試行量の確からしさを表すスコアpiを算出する。 In step S310, the variance matrix calculation unit 327 performs coordinate transformation on each of the plurality of trial amounts x i ^ generated in step S308 using the trial amount for each of the positions corresponding to the point at the current time t. Each point position obtained in this manner is compared with each position corresponding to a point measured in the past by the distance measuring sensor 16, and a score p representing the probability of the trial amount according to the above equation (1). i is calculated.
ステップS312において、分散行列算出部327によって、複数の試行量xi^の各々について上記ステップS310で算出されたスコアpiと、複数の試行量xi^とに基づいて、上記式(2)に示すように、重み付き共分散行列V^を算出する。 In step S312, based on the score p i calculated in step S310 and the plurality of trial amounts x i ^ by the variance matrix calculation unit 327 for each of the plurality of trial amounts x i ^, the above formula (2) As shown, a weighted covariance matrix V ^ is calculated.
ステップS314において、状態推定部328によって、上記ステップS312で算出された重み付き共分散行列に基づいて、カルマンフィルタで用いられる観測雑音の共分散を決定し、決定された観測雑音の共分散に基づいて、カルマンゲインを算出する。そして、状態推定部328によって、上記ステップS104で算出された自車両の運動量、及び上記ステップS106で推定された自車両の運動量を観測値として、算出されたカルマンゲインを用いたカルマンフィルタに従って、時刻kにおける自車両の運動量を推定する。ステップS314は、図15に示す状態推定処理ルーチンによって実現される。 In step S314, the state estimation unit 328 determines the covariance of the observation noise used in the Kalman filter based on the weighted covariance matrix calculated in step S312, and based on the determined covariance of the observation noise. Calculate the Kalman gain. Then, the state estimation unit 328 uses the momentum of the host vehicle calculated in step S104 and the momentum of the host vehicle estimated in step S106 as observation values according to a Kalman filter using the calculated Kalman gain. Estimate the momentum of the vehicle at. Step S314 is realized by the state estimation processing routine shown in FIG.
<状態推定処理ルーチン>
まず、ステップS400において、状態推定部328によって、上記ステップS312で算出された重み付き共分散行列V^を取得する。
<State estimation processing routine>
First, in step S400, the state estimation unit 328 obtains the weighted covariance matrix V ^ calculated in step S312.
ステップS402において、状態推定部328によって、前回のステップS410で算出された時刻k−1の状態ベクトルx^k−1と、更新行列F^とに基づいて、上記式(10)に従って、時刻kの状態ベクトルx^p,kを算出する。 In step S402, based on the state vector x ^ k-1 at time k-1 calculated in the previous step S410 and the update matrix F ^ by the state estimation unit 328, the time k according to the above equation (10). The state vector x ^ p, k is calculated.
ステップS404において、状態推定部328によって、更新行列F^と、前回のステップS412で推定された共分散行列P^k−1と、システムノイズw^の共分散行列Q^とに基づいて、上記式(11)に従って、事前誤差共分散行列P^p,kを算出する。 In step S404, based on the update matrix F ^, the covariance matrix P ^ k-1 estimated in the previous step S412 and the system noise w ^ covariance matrix Q ^ by the state estimation unit 328, Prior error covariance matrix P ^ p, k is calculated according to equation (11).
ステップS406において、状態推定部328によって、分散行列算出部327によって算出された重み付き共分散行列V^を、観測ノイズv^の分散行列R^のV^lidarに代入し、観測ノイズv^の分散行列R^を決定する。 In step S406, the state estimation unit 328 assigns the weighted covariance matrix V ^ calculated by the variance matrix calculation unit 327 to V ^ lidar of the variance matrix R ^ of the observation noise v ^, and the observation noise v ^ The variance matrix R ^ is determined.
ステップS408において、状態推定部328によって、上記ステップS404で算出された事前誤差共分散行列P^p,kと、観測行列H^と、上記ステップS406で決定された観測ノイズv^の分散行列R^とに基づいて、上記式(12)に従って、カルマンゲインK^を算出する。 In step S408, the state estimation unit 328 calculates the prior error covariance matrix P ^ p, k calculated in step S404, the observation matrix H ^, and the dispersion matrix R of the observation noise v ^ determined in step S406. Based on {circumflex over ()}, Kalman gain K ^ is calculated according to the above equation (12).
ステップS410において、状態推定部328によって、上記ステップS408で算出されたカルマンゲインK^と、上記ステップS402で算出された時刻kにおける状態ベクトルx^p,kと、上記式(7)で示したz^=[ΔxC,ΔzC,ΔθC,ΔxL,ΔzL,ΔθL]と、観測行列H^とに基づいて、上記式(13)に従って、時刻kにおける状態ベクトルx^kを推定する。 In step S410, the Kalman gain K ^ calculated in step S408 by the state estimation unit 328, the state vector x ^ p, k at time k calculated in step S402, and the above equation (7) are shown. Based on z ^ = [Δx C , Δz C , Δθ C , Δx L , Δz L , Δθ L ] and the observation matrix H ^, the state vector x ^ k at time k is estimated according to the above equation (13). To do.
ステップS412において、状態推定部328によって、前回のステップS412で算出されたフィルタリングステップで推定された共分散行列P^k−1と、上記ステップS408で算出されたカルマンゲインK^と、観測行列H^とに基づいて、上記式(14)に従って、事後誤差共分散行列P^kを算出する。 In step S412, the state estimation unit 328 estimates the covariance matrix {circumflex over ( P) } k-1 calculated in the previous filtering step calculated in step S412; the Kalman gain K ^ calculated in step S408; and the observation matrix H Based on {circumflex over () } , the posterior error covariance matrix P ^ k is calculated according to the above equation (14).
ステップS414において、上記ステップS410で算出された時刻kにおける状態ベクトルx^kのうち、自車両の運動量[Δx,Δz,Δθ]を結果として出力して、状態推定処理ルーチンを終了する。 In step S414, the momentum [Δx, Δz, Δθ] of the host vehicle is output as a result of the state vector x ^ k at time k calculated in step S410, and the state estimation processing routine is terminated.
次に、運動量推定処理ルーチンに戻り、ステップS316において、出力部30によって、上記ステップS314で出力された自車両の運動量を結果として出力して、ステップS318において、時刻kを1インクリメントして、ステップS100へ戻る。 Next, returning to the momentum estimation processing routine, in step S316, the output unit 30 outputs the momentum of the host vehicle output in step S314 as a result. In step S318, the time k is incremented by 1, Return to S100.
走行環境認識装置332は、測距センサ16によって計測された自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の自車両を基準とする位置と、上記ステップS316で結果として出力された自車両の運動量と基づいて、当該自車両周辺に存在する物体が移動しているか又は静止しているかを認識する。 The travel environment recognition device 332 includes the position of the plurality of points on the object existing around the host vehicle measured by the distance measuring sensor 16 as a reference and the host vehicle output as a result in step S316. Based on the amount of momentum, it is recognized whether an object existing around the vehicle is moving or stationary.
なお、第3の実施の形態に係る運動量推定装置の他の構成及び作用については、第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。 In addition, about the other structure and effect | action of the momentum estimation apparatus which concern on 3rd Embodiment, since it is the same as that of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
以上説明したように、第3の実施の形態に係る運動量推定装置310によれば、時系列照合部26によって推定された車両の運動量に基づいて、車両の運動量の試行量を複数生成し、生成された複数の試行量の各々について、時刻kの点に対応する位置の各々に対して試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、測距センサ16によって過去に計測された点に対応する位置の各々とを比較して、試行量の確からしさを表すスコアを算出し、複数の試行量の各々について算出されたスコアと、複数の試行量とに基づいて、複数の試行量の重み付き共分散行列を算出し、算出された重み付き共分散行列に基づいて、カルマンフィルタで用いられる観測雑音の共分散を決定し、決定された観測雑音の共分散に基づいて、カルマンゲインを算出し、時系列照合部26によって推定された車両の運動量、及び車両運動量変換部24によって算出された車両の運動量を観測値として、算出されたカルマンゲインを用いたカルマンフィルタに従って、時刻kにおける車両の運動量を推定することにより、車両の運動量を精度良く推定することができる。 As described above, according to the momentum estimation apparatus 310 according to the third embodiment, a plurality of trial amounts of the vehicle momentum are generated based on the vehicle momentum estimated by the time-series matching unit 26 and generated. For each of the plurality of trial quantities, the position corresponding to each point corresponding to the point at time k is coordinate-transformed using the trial quantity, and the distance sensor 16 measures in the past. Each of the positions corresponding to the points is calculated, a score representing the probability of the trial amount is calculated, and a plurality of trial amounts are calculated based on the score calculated for each of the plurality of trial amounts and the plurality of trial amounts. Calculate the weighted covariance matrix of the trial amount, determine the covariance of the observed noise used in the Kalman filter based on the calculated weighted covariance matrix, and determine the Kalman based on the determined covariance of the observed noise gain The vehicle momentum calculated by the time-series matching unit 26 and the vehicle momentum calculated by the vehicle momentum conversion unit 24 are observed values, and the vehicle at time k is calculated according to the Kalman filter using the calculated Kalman gain. By estimating the momentum, the momentum of the vehicle can be accurately estimated.
カルマンフィルタに従って、時刻kにおける車両の運動量を推定することにより、車両運動量変換部24によって算出された車両の運動量と、時系列照合部26によって推定された車両の運動量とについて、陽に切換判定をする必要がなくなる。 By estimating the vehicle momentum at time k according to the Kalman filter, the vehicle momentum calculated by the vehicle momentum conversion unit 24 and the vehicle momentum estimated by the time-series matching unit 26 are positively switched. There is no need.
なお、上記の実施の形態では、移動体として車両を対象とする場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、他の移動体を対象としてもよい。 In the above-described embodiment, the case where a vehicle is targeted as a moving body has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and another moving body may be targeted.
また、上記の実施の形態では、測距センサとして、レーザレーダを用いる場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば車載したステレオカメラを用いても良い。この場合には、ステレオカメラによって撮影されたステレオ画像に基づいて、自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々に対応する位置を算出すればよい。 In the above-described embodiment, the case where the laser radar is used as the distance measuring sensor has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, an on-vehicle stereo camera may be used. In this case, a position corresponding to each of a plurality of points on an object existing around the own vehicle may be calculated based on a stereo image taken by the stereo camera.
また、上記の実施の形態では、車両の運動状態として、車速センサ12によって検出された自車両の速度と、ヨーレートセンサ14によって検出された自車両のヨーレートとを、取得する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、他のセンサによって得られた車両の運動状態を取得してもよい。例えば、ハンドル角センサによって、ハンドルの操舵角を車両の運動状態として取得してもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 12 and the yaw rate of the host vehicle detected by the yaw rate sensor 14 are acquired as the vehicle motion state. However, the present invention is not limited to this, and the vehicle motion state obtained by other sensors may be acquired. For example, the steering angle of the steering wheel may be acquired as the motion state of the vehicle by a steering wheel angle sensor.
また、上記の実施の形態では、車両の運動量を推定する運動量推定装置に本発明を適用させた場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、時刻tにおける車両の運動量の推定の不良地点らしさのみを算出する装置に本発明を適用させても良い。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the momentum estimation device that estimates the momentum of the vehicle has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the estimation of the momentum of the vehicle at time t is performed. The present invention may be applied to an apparatus that calculates only the likelihood of a defective point.
また、上記の第1及び第2の実施の形態における不良推定地点判定部28は、上記式(2)の重み付き共分散行列V^のΣi(piΔzi 2)の項に着目し、Σi(piΔzi 2)の値を自車両の運動量の推定の不良地点らしさとする場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、上記式(2)の重み付き共分散行列V^の他の要素の値を自車両の運動量の推定の不良地点らしさとしてもよい。 In addition, the defect estimation point determination unit 28 in the first and second embodiments focuses on the term of Σ i (p i Δz i 2 ) of the weighted covariance matrix V ^ in the above equation (2). , Σ i (p i Δz i 2 ) has been described as an example where it is likely to be a bad spot for estimating the momentum of the vehicle, but is not limited to this, and the weight of the above equation (2) is added. The values of the other elements of the covariance matrix V ^ may be considered to be bad points for estimating the momentum of the host vehicle.
なお、本発明のプログラムは、記録媒体に格納して提供することができる。 The program of the present invention can be provided by being stored in a recording medium.
10,210,310 運動量推定装置
12 車速センサ
14 ヨーレートセンサ
16 測距センサ
18,218,318 コンピュータ
20 車両情報取得部
22 測距情報取得部
24 車両運動量変換部
26 時系列照合部
28 不良推定地点判定部
30 出力部
32,332 走行環境認識装置
225 視線誘導標候補抽出部
226 時系列照合部
327 分散行列算出部
328 状態推定部
10, 210, 310 Momentum amount estimation device 12 Vehicle speed sensor 14 Yaw rate sensor 16 Distance sensor 18, 218, 318 Computer 20 Vehicle information acquisition unit 22 Distance information acquisition unit 24 Vehicle momentum conversion unit 26 Time series verification unit 28 Defect estimation point determination Unit 30 Output unit 32, 332 Traveling environment recognition device 225 Gaze guidance target candidate extraction unit 226 Time series verification unit 327 Dispersion matrix calculation unit 328 State estimation unit
Claims (6)
前記取得手段によって取得された時刻tの前記点に対応する位置の各々と、過去に取得された前記点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する運動量推定手段と、
前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量に基づいて、前記移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された前記複数の試行量の各々について、前記時刻tの前記点に対応する位置の各々に対して前記試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、前記計測手段によって過去に計測された前記点に対応する位置の各々とを比較して、前記試行量の確からしさを表すスコアを算出し、前記複数の試行量の各々について算出された前記スコアと、前記複数の試行量とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量の推定の不良地点らしさを算出する不良地点らしさ算出手段と、
を含む運動量推定装置。 The position of each of a plurality of points on the object existing around the moving body is obtained with respect to each time t, and the position measured by the measuring means mounted on the moving body is obtained for each time t. Acquisition means to
The momentum for estimating the momentum of the moving body at time t based on each position corresponding to the point at time t acquired by the acquisition means and each position corresponding to the point acquired in the past. An estimation means;
Based on the momentum of the moving body estimated by the momentum estimation means, a plurality of trial amounts of the momentum of the moving body are generated, and each of the generated trial quantities corresponds to the point at the time t. Comparing each of the positions of the points obtained by coordinate conversion using the trial amount with respect to each of the positions, and each of the positions corresponding to the points measured in the past by the measuring means, A score representing the probability of the trial amount is calculated, and based on the score calculated for each of the plurality of trial amounts and the plurality of trial amounts, a bad point of estimation of the momentum of the moving body at time t A defect point likelihood calculating means for calculating the likelihood;
A momentum estimation device including:
前記取得手段は、前記移動体の運動状態を各時刻tについて更に取得し、
前記運動量算出手段は、前記取得手段によって取得された時刻tの前記移動体の運動状態に基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を算出し、
前記出力手段は、推定された時刻tにおける前記移動体の運動量の推定の不良地点らしさが予め定められた閾値以上の場合に、前記運動量算出手段によって算出された前記移動体の運動量を出力し、推定された時刻tにおける前記移動体の運動量の推定の不良地点らしさが予め定められた閾値未満の場合に、前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量を出力する
請求項1記載の運動量推定装置。 Further including an exercise amount calculating means and an output means;
The acquisition means further acquires the movement state of the moving body for each time t,
The momentum calculating means calculates the momentum of the moving body at time t based on the movement state of the moving body at time t acquired by the acquiring means,
The output means outputs the momentum of the moving body calculated by the momentum calculation means when the likelihood of a bad point of estimation of the momentum of the moving body at the estimated time t is greater than or equal to a predetermined threshold, The momentum of the mobile body estimated by the momentum estimation means is output when the likelihood of a bad point of estimation of the momentum of the mobile body at an estimated time t is less than a predetermined threshold. Estimating device.
前記取得手段によって取得された時刻tの前記点に対応する位置の各々と、過去に取得された前記点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する運動量推定手段と、
前記取得手段によって取得された時刻tの前記移動体の運動状態に基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を算出する運動量算出手段と、
前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量に基づいて、前記移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された前記複数の試行量の各々について、前記時刻tの前記点に対応する位置の各々に対して前記試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、前記計測手段によって過去に計測された前記点に対応する位置の各々とを比較して、前記試行量の確からしさを表すスコアを算出し、前記複数の試行量の各々について算出された前記スコアと、前記複数の試行量とに基づいて、前記移動体の運動量の重み付き共分散行列を算出する分散行列算出手段と、
前記分散行列算出手段によって算出された重み付き共分散行列に基づいて、カルマンフィルタで用いられる観測雑音の共分散を決定し、決定された前記観測雑音の共分散に基づいて、カルマンゲインを算出し、前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量、及び前記運動量算出手段によって算出された前記移動体の運動量を観測値として、算出された前記カルマンゲインを用いたカルマンフィルタに従って、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する状態推定手段と、
を含む運動量推定装置。 A position based on the moving body of each of a plurality of points on an object existing around the moving body, and the position measured by a measuring unit mounted on the moving body; and Obtaining means for obtaining the exercise state for each time t;
The momentum for estimating the momentum of the moving body at time t based on each position corresponding to the point at time t acquired by the acquisition means and each position corresponding to the point acquired in the past. An estimation means;
Momentum calculating means for calculating the momentum of the moving body at time t based on the movement state of the moving body at time t acquired by the acquiring means;
Based on the momentum of the moving body estimated by the momentum estimation means, a plurality of trial amounts of the momentum of the moving body are generated, and each of the generated trial quantities corresponds to the point at the time t. Comparing each of the positions of the points obtained by coordinate conversion using the trial amount with respect to each of the positions, and each of the positions corresponding to the points measured in the past by the measuring means, A score representing the probability of the trial amount is calculated, and a weighted covariance matrix of the momentum of the mobile object is calculated based on the score calculated for each of the plurality of trial amounts and the plurality of trial amounts A dispersion matrix calculating means for
Based on the weighted covariance matrix calculated by the variance matrix calculation means, determine the covariance of the observation noise used in the Kalman filter, calculate the Kalman gain based on the determined covariance of the observation noise, The movement at time t according to a Kalman filter using the calculated Kalman gain, with the momentum of the moving body estimated by the momentum estimation means and the momentum of the moving body calculated by the momentum calculation means as observation values State estimation means for estimating body momentum;
A momentum estimation device including:
請求項1又は請求項2記載の運動量推定装置。 The defect point likelihood calculating means calculates a plurality of trial amounts of the momentum of the moving body by sampling from a predetermined range including the momentum of the moving body based on the momentum of the moving body estimated by the momentum estimating means. The momentum estimation apparatus according to claim 1 or 2.
前記運動量推定手段は、前記視線誘導標候補抽出手段によって取得された時刻tの前記視線誘導標に対応する位置の各々と、過去に取得された、前記視線誘導標に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する
請求項1〜請求項4の何れか1項記載の運動量推定装置。 Based on each of the positions corresponding to the point at time t acquired by the acquisition means, the position of each of the plurality of visual guidance indicators existing around the moving body with respect to the moving body is set for each time t. It further includes eye gaze guidance mark candidate extraction means for acquiring,
The momentum estimation means includes a position corresponding to the visual guidance sign at time t acquired by the visual guidance target candidate extraction means and a position corresponding to the visual guidance sign acquired in the past. The momentum estimation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the momentum of the moving body at time t is estimated based on the momentum.
移動体の周辺に存在する物体上の複数の点の各々の前記移動体を基準とする位置であって、かつ前記移動体に搭載された計測手段によって計測された前記位置を各時刻tについて取得する取得手段、
前記取得手段によって取得された時刻tの前記点に対応する位置の各々と、過去に取得された前記点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する運動量推定手段、及び
前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量に基づいて、前記移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された前記複数の試行量の各々について、前記時刻tの前記点に対応する位置の各々に対して前記試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、前記計測手段によって過去に計測された前記点に対応する位置の各々とを比較して、前記試行量の確からしさを表すスコアを算出し、前記複数の試行量の各々について算出された前記スコアと、前記複数の試行量とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量の推定の不良地点らしさを算出する不良地点らしさ算出手段
として機能させるためのプログラム。 On the computer,
The position of each of a plurality of points on the object existing around the moving body is obtained with respect to each time t, and the position measured by the measuring means mounted on the moving body is obtained for each time t. Acquisition means,
The momentum for estimating the momentum of the moving body at time t based on each position corresponding to the point at time t acquired by the acquisition means and each position corresponding to the point acquired in the past. Based on the momentum of the moving body estimated by the estimation means and the momentum estimation means, a plurality of trial amounts of the momentum of the moving body are generated, and for each of the generated trial quantities, the time t Comparing each of the positions of the points obtained by coordinate transformation using the trial amount with respect to each of the positions corresponding to the points, and each of the positions corresponding to the points measured in the past by the measuring means Then, a score representing the probability of the trial amount is calculated, and based on the score calculated for each of the plurality of trial amounts and the plurality of trial amounts, the mobile body at time t is calculated. A program for functioning as a bad spot-likeness calculating means for calculating the likelihood of a bad spot for estimating momentum.
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