JP6674560B2 - 外界認識システム - Google Patents

Description

この発明は、カメラ等の外界センサにより車両の周囲の外界情報を取得し、外界認識装置により外界情報を認識する外界認識システムに関し、特に、外界認識装置が認識する方向を補正するものである。

特開２０１１−１６９７２８号公報には、ヨーレートセンサにより検出されるヨーレートを補正する装置が開示される。この装置は、車載のカメラで撮影された画像情報に基づいて自車両のヨーレートを推定し、推定したヨーレートを用いてヨーレートセンサにより検出されたヨーレートを補正する。

カメラで撮影される画像情報は外界認識装置（例えば認識ＥＣＵ等）で認識される。通常はカメラの光軸方向を認識すべき方向（認識すべき外界の方向）と一致させたうえで、カメラの光軸方向を外界認識装置の基準方向（認識する方向）として設定する。

カメラの姿勢は車両の振動や乗員の接触等に起因して変化する。カメラの姿勢変化に伴いカメラの光軸方向及び外界認識装置の基準方向は認識すべき方向からずれる。このため、外界認識装置の認識結果から求められる認識対象の位置情報には誤差が生じる。特開２０１１−１６９７２８号公報では外界認識装置の認識結果を補正することについて考慮されていない。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、外界認識装置に設定される基準方向を精確に補正でき、車両周辺の認識対象の位置を精確に認識することができる外界認識システムを提供することを目的とする。

第１発明に係る外界認識システムは、人工衛星から送信される電波を受信することにより車両の位置を計測する衛星測位装置と、前記車両の挙動を検出又は推定する車両センサと、前記車両の周囲の外界情報を取得する外界センサと、基準方向を中心とした前記外界情報を認識する外界認識装置とを備え、前記外界認識装置は、前記衛星測位装置により計測される前記車両の時系列の位置に基づいて前記車両センサの検出値を補正し、補正後の前記検出値に基づいて前記基準方向を補正することを特徴とする。

第１発明において、前記外界認識装置は、前記衛星測位装置により計測される前記車両の時系列の位置に基づいて前記車両の走行軌跡を求め、前記走行軌跡に基づいて前記車両センサの検出値を補正し、補正後の前記検出値に基づいて前記基準方向を補正してもよい。

上記構成によれば、最初に位置計測の精度が高い衛星測位装置を用いて車両センサの検出値を補正し、次に車両センサの補正後の検出値を用いて外界認識装置の基準方向を補正するので、外界認識装置に設定される基準方向のずれを精確に補正することができる。その結果、車両周辺の認識対象の位置を精確に認識することができるようになる。

第２発明に係る外界認識システムは、人工衛星から送信される電波を受信することにより車両の位置を計測する衛星測位装置と、地物の位置を記憶する記憶装置と、前記車両の外界情報を取得する外界センサと、基準方向を中心とした前記外界情報を認識する外界認識装置とを備え、前記外界認識装置は、前記衛星測位装置により計測される前記車両の位置と前記記憶装置に記憶される前記地物の位置に基づいて前記基準方向を補正することを特徴とする。

第２発明において、前記外界認識装置は、前記衛星測位装置により計測される前記車両の位置と前記記憶装置に記憶される前記地物の位置に基づいて前記車両を基準とする前記地物の相対的な方向を求め、前記方向に基づいて前記基準方向を補正してもよい。

上記構成によれば、位置計測の精度が高い衛星測位装置を用いて外界認識装置の基準方向を補正するので、外界認識装置に設定される基準方向のずれを精確に補正することができる。その結果、車両周辺の認識対象の位置を精確に認識することができるようになる。

第１発明又は第２発明において、前記外界認識装置は、前記衛星測位装置による計測の信頼性が所定の信頼性よりも高い場合に前記基準方向を補正する処理を行ってもよい。上記構成によれば、外界認識装置に設定される基準方向のずれをより精確に補正することができる。

本発明によれば、外界認識装置に設定される基準方向のずれを精確に補正することができる。その結果、車両周辺の認識対象の位置を精確に認識することができるようになる。

図１は本発明の一実施形態に係る外界認識システムを備える車両制御システムの構成を示すブロック図である。 図２は第１の実施形態に係る補正処理のフローチャートである。 図３は走行位置に基づいて演算されるヨーレートとヨーレートセンサで検出されるヨーレートとを比較する図である。 図４Ａはカメラの姿勢が正しい状態における各方向とカメラの撮影範囲と外界認識装置の認識領域を示す図であり、図４Ｂはカメラの姿勢が正しくない状態における各方向とカメラの撮影範囲と外界認識装置の認識領域を示す図であり、図４Ｃは外界認識装置の補正後の基準方向と認識領域を示す図である。 図５Ａはカメラの姿勢が正しい状態で撮影される画像及び認識領域を示す図であり、図５Ｂはカメラの姿勢が正しくない状態で撮影される画像及び認識領域を示す図である。 図６は第１の実施形態の変形例に係る補正処理のフローチャートである。 図７は第２の実施形態に係る補正処理のフローチャートである。 図８Ａはパン角度が正しいカメラの光軸と地物とを示す図であり、図８Ｂはパン角度が正しくないカメラの光軸と地物とを示す図である。 図９Ａはピッチ角度が正しいカメラの光軸と地物とを示す図であり、図９Ｂはピッチ角度が正しくないカメラの光軸と地物とを示す図である。 図１０Ａはロール角度が正しい状態で撮影された地物を示す図であり、図１０Ｂはロール角度が正しくない状態で撮影された地物を示す図である。

以下、本発明に係る外界認識システムについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［１ 車両制御システム１０の構成］
本発明に係る外界認識システムは、車両１００に搭載される車両制御システム１０の一部を構成する。以下では、車両制御システム１０の説明をすると共に外界認識システム１２の説明をする。

［１．１ 全体構成］
図１を用いて車両制御システム１０の説明をする。車両制御システム１０は、車両１００に組み込まれており、且つ、自動運転又は手動運転により車両１００の走行制御を行う。この「自動運転」は、車両１００の走行制御をすべて自動で行う「完全自動運転」のみならず、走行制御を部分的に自動で行う「部分自動運転」や「運転支援」も含む概念である。

車両制御システム１０は、基本的には、入力系装置群と、外界認識装置２２と、車両制御装置２８と、出力系装置群とから構成される。入力系装置群及び出力系装置群をなす各々の装置は、外界認識装置２２及び／又は車両制御装置２８に通信線を介して接続される。外界認識装置２２と車両制御装置２８は通信線を介して互いに接続される。

入力系装置群は、外界センサ１４と、ナビゲーション装置１６と、通信装置１８と、車両センサ２０と、自動運転スイッチ２４と、操作デバイス（図示せず）に接続された操作検出センサ２６を備える。出力系装置群は、車輪（図示せず）を駆動する駆動力装置３０と、車輪を操舵する操舵装置３２と、車輪を制動する制動装置３４と、主に視覚・聴覚・触覚を通じて運転者に報知する報知装置３６を備える。

一部の入力系装置（外界センサ１４、ナビゲーション装置１６、通信装置１８、車両センサ２０）と外界認識装置２２は、外界認識システム１２を構成する。

［１．２ 入力系装置群の具体的構成］
外界センサ１４は、車両１００の外界状態を示す情報（以下、外界情報）を取得し、外界情報を外界認識装置２２に出力する。外界センサ１４は、具体的には、１以上のカメラ４０と、１以上のレーダ４２と、１以上のＬＩＤＡＲ４４（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging；光検出と測距）を含んで構成される。車両１００の出荷段階で各センサの検知方向［カメラ４０の光軸方向９２（図４Ａ参照）等］は、例えば車両１００の前後方向９０に対する相対的な方向として定められる。本実施形態では、各センサの検知方向は車両１００の前後方向９０と一致（平行）している。

ナビゲーション装置１６は、衛星測位装置４６と、ナビ記憶装置４８と、図示しないユーザインタフェース（例えば、タッチパネル式のディスプレイ、スピーカ及びマイク）を含んで構成される。ナビゲーション装置１６は、衛星測位装置４６や車両センサ２０等の検出情報を用いて車両１００の現在位置（走行位置）を測定し、その位置からユーザが指定した目的地までの走行経路を生成する。

衛星測位装置４６は、人工衛星から送信される電波を受信することにより車両１００の現在位置を計測する。衛星測位装置４６は、３つの人工衛星と同時に通信ができれば現在位置の緯度及び経度を計測することができ、４つ以上の人工衛星と同時に通信ができれば現在位置の緯度、経度の他に高度を計測することができる。通信可能な人工衛星の数が増えるほど、位置計測の精度は高くなり、その信頼度は向上する。

ナビ記憶装置４８は、ナビゲーション装置１６が生成した走行経路を経路情報８４として記憶すると共に地図情報８２を記憶する。地図情報８２は、通信装置１８や記録媒体（図示せず）を介して取得される。

通信装置１８は、路側機、他の車両、及びサーバを含む外部装置と通信可能に構成されており、例えば、交通機器に関わる情報（交通信号等）、他の車両に関わる情報、プローブ情報又は最新の地図情報８２を送受信する。各情報は外界認識装置２２又は車両制御装置２８に出力される。

車両センサ２０は、垂直軸周りの角速度を検出するヨーレートセンサ５２を含む他、図示しない各センサ、例えば、車両速度（車速）Ｖを検出する速度センサと、加速度を検出する加速度センサと、横Ｇを検出する横Ｇセンサと、向き・方位を検出する方位センサと、勾配を検出する勾配センサを含む。各々のセンサで検出される信号は、外界認識装置２２及び／又は車両制御装置２８に出力され、メモリ８０に自車情報８６として記憶される。

自動運転スイッチ２４は、例えば、ステアリングホイール又はインストルメントパネル等に設けられるボタンスイッチである。自動運転スイッチ２４は、ドライバを含むユーザの手動操作により、複数の運転モードを切り替え可能に構成される。自動運転スイッチ２４は、モード切替信号を車両制御装置２８に出力する。

操作検出センサ２６は、図示しない各種操作デバイス、例えばアクセルペダル、ステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー、及び方向指示レバーに対するドライバの操作の有無や操作量、操作位置を検出する。操作検出センサ２６は、検出結果としてアクセル踏込量（アクセル開度）、ステアリング操作量（操舵量）、ブレーキ踏込量、シフト位置、右左折方向等を車両制御装置２８に出力する。

［１．３ 出力系装置群の具体的構成］
駆動力装置３０は、駆動力ＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）と、エンジン・駆動モータを含む駆動源から構成される。駆動力装置３０は、車両制御部７６から出力される車両制御値に従って車両１００の走行駆動力（トルク）を生成し、トランスミッションを介して、或いは直接的に車輪に伝達する。

操舵装置３２は、ＥＰＳ（電動パワーステアリングシステム）ＥＣＵと、ＥＰＳアクチュエータとから構成される。操舵装置３２は、車両制御部７６から出力される車両制御値に従って車輪（操舵輪）の向きを変更する。

制動装置３４は、例えば、油圧式ブレーキを併用する電動サーボブレーキであって、ブレーキＥＣＵと、ブレーキアクチュエータとから構成される。制動装置３４は、車両制御部７６から出力される車両制御値に従って車輪を制動する。

報知装置３６は、報知ＥＣＵと、表示装置と、音響装置と、触覚装置とから構成される。報知装置３６は、車両制御装置２８から出力される報知指令に応じて、自動運転又は手動運転に関わる報知動作を行う。報知動作の際に、報知ＥＣＵは表示装置と音響装置と触覚装置の１つ又は複数を制御する。このとき、報知ＥＣＵは報知内容に応じて動作させる装置やその動作自体を変えてもよい。

［１．４ 外界認識装置２２の構成］
外界認識装置２２は、１つ又は複数のＥＣＵにより構成され、メモリ６４と各種機能実現部を備える。この実施形態では、機能実現部は、ＣＰＵ（中央処理ユニット）がメモリ６４に記憶されているプログラムを実行することにより機能が実現されるソフトウエア機能部である。なお、機能実現部は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の集積回路からなるハードウエア機能部により実現することもできる。機能実現部は、外界認識部６０と、補正処理部６２を含む。

外界認識部６０は、外界センサ１４で取得される外界情報、ナビゲーション装置１６の地図情報８２等を用いて、車両１００の周辺の静的な外界情報を認識し、外界認識情報を生成する。静的な外界情報には、例えば、レーンマーク、停止線、交通信号機、交通標識、地物（不動産）、走行可能領域、退避領域等の認識対象が含まれる。外界認識部６０は、外界センサ１４で取得される外界情報、通信装置１８で受信される情報等を用いて、車両１００の周辺の動的な外界情報を認識し、外界認識情報を生成する。動的な外界情報には、例えば、駐停車車両等の障害物、歩行者・他車両（自転車を含む）等の交通参加者、交通信号（交通信号機の灯色）等が含まれる。また、動的な外界情報には、各認識対象の動作方向の情報も含まれる。外界認識部６０は、各認識対象の位置を衛星測位装置４６の測位結果とナビゲーション装置１６の地図情報８２に基づいて認識する。車両１００の出荷時、外界認識装置２２が認識する基準方向９４は各センサが検知する方向（例えば光軸方向９２）と同一にされる（図４Ａ参照）。

補正処理部６２は、下記［２］〜［３］で説明する処理を行い、基準方向９４を補正する。メモリ６４は、各種プログラムの他に基準情報６６と補正処理情報６８を記憶する。基準情報６６は、基準方向９４を示す情報であり、例えば光軸方向９２の方向に対するずれ量の情報として記憶される。補正処理情報６８は、基準方向９４の補正処理を行う際に外界センサ１４で取得される外界情報と、衛星測位装置４６で計測される車両１００の位置及び計測時刻の情報と、車両センサ２０で検出される情報を含む。更に、メモリ６４は、車両１００が直線道路を直進しているときに外界認識装置２２により認識される消失点１０２の位置、すなわち認識領域９８（図５Ａ参照）内における消失点１０２の位置を記憶する。これを消失点１０２の初期位置Ｐｉという。

［１．５ 車両制御装置２８の構成］
車両制御装置２８は、外界認識装置２２と同様に１つ又は複数のＥＣＵにより構成され、メモリ８０と各種機能実現部を備える。機能実現部は、行動計画部７０と、軌道生成部７２と、運転モード制御部７４と、車両制御部７６を含む。

行動計画部７０は、外界認識装置２２の認識結果に基づいて走行区間毎の行動計画（イベントの時系列）を作成し、必要に応じて行動計画を更新する。イベントの種類として、例えば、減速、加速、分岐、合流、レーンキープ、レーン変更、追い越しが挙げられる。ここで、「減速」「加速」は、車両１００を減速又は加速させるイベントである。「分岐」「合流」は、分岐地点又は合流地点にて車両１００を円滑に走行させるイベントである。「レーン変更」は、車両１００の走行レーンを変更させるイベントである。「追い越し」は、車両１００に前方の他車両を追い越させるイベントである。「レーンキープ」は、走行レーンを逸脱しないように車両１００を走行させるイベントであり、走行態様との組み合わせによって細分化される。走行態様として、具体的には、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、或いは障害物回避走行が含まれる。

軌道生成部７２は、メモリ８０から読み出した地図情報８２、経路情報８４及び自車情報８６を用いて、行動計画部７０により作成された行動計画に従う走行予定軌道を生成する。この走行予定軌道は、時系列の目標挙動を示すデータであり、具体的には、位置、姿勢角、速度、加減速度、曲率、ヨーレート、操舵角をデータ単位とする時系列データセットである。

運転モード制御部７４は、自動運転スイッチ２４から出力される信号に応じて手動運転モードから自動運転モードへの移行処理、又は、自動運転モードから手動運転モードへの移行処理を行う。また、運転モード制御部７４は、操作検出センサ２６から出力される信号に応じて自動運転モードから手動運転モードへの移行処理を行う。

車両制御部７６は、軌道生成部７２により生成された走行予定軌道に従って、車両１００を走行制御するための各々の車両制御値を決定する。そして、車両制御部７６は、決定した各々の車両制御値を、駆動力装置３０、操舵装置３２、及び制動装置３４に出力する。

［２ 第１実施形態］
［２．１ 外界認識システム１２が行う処理］
図２を用いて第１実施形態に係る外界認識システム１２が行う処理を説明する。図２で示される処理は、ドライバが所定操作を行った場合に実行されてもよいし、所定のタイミング、例えば車両１００の電源起動時に実行されてもよいし、定期的に実行されてもよい。なお、第１実施形態では基準方向９４を補正するために車両１００の走行軌跡を用いる。車両１００の走行軌跡を演算するためには車両１００が一定距離以上走行する必要がある。

ステップＳ１において、衛星測位装置４６は位置計測の精度が高いか否かを判定する。具体的には、電波を受信できる人工衛星数がナビ記憶装置４８に記憶される所定数以上か否かを判定する。ここでは少なくとも４つの人工衛星の電波を受信することが好ましい。所定数以上である場合、すなわち信頼性が高い場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２に移行する。一方、所定数未満である場合、すなわち信頼性が低い場合（ステップＳ１：ＮＯ）、再度ステップＳ１の処理が行われる。

ステップＳ２において、ステップＳ３〜ステップＳ６の補正処理で必要な各種情報が取得される。衛星測位装置４６は車両１００が一定距離以上走行する間に車両１００の位置計測を行う。計測結果（位置Ｓ）は外界認識装置２２のメモリ６４に時系列の補正処理情報６８として記憶される。また、ヨーレートセンサ５２はヨーレートＹ２（図３参照）を検出する。検出値（ヨーレートＹ２）は外界認識装置２２のメモリ６４に時系列の補正処理情報６８として記憶される。

ステップＳ３において、補正処理部６２は補正処理情報６８として記憶される衛星測位装置４６の計測結果（位置Ｓ）に基づいて車両１００の走行軌跡Ｌ１（図３参照）を演算する。なお、図３で示す走行軌跡Ｌ１は３つの計測結果（位置Ｓ１〜Ｓ３）を用いた線形補間により求められる。ステップＳ４において、補正処理部６２は走行軌跡Ｌ１に基づいてヨーレートＹ１を演算する。例えば、衛星測位装置４６の計測結果に基づいて車両１００の車速Ｖ（単位時間当たりの位置変化量）を演算し、ヨーレートＹ１を走行軌跡Ｌ１の曲率半径Ｒと車速Ｖにより演算する（Ｙ１＝Ｖ／Ｒ）。

ステップＳ５において、補正処理部６２は演算で求めたヨーレートＹ１とヨーレートセンサ５２で検出されたヨーレートＹ２を比較する。ヨーレートＹ１とヨーレートＹ２が相違する場合、処理はステップＳ６に移行する。一方、ヨーレートＹ１とヨーレートＹ２が一致（略一致）する場合、処理はステップＳ７に移行する。

ステップＳ６において、補正処理部６２はヨーレートセンサ５２の検出値を補正する。ここでは、ヨーレートＹ１を真値とし、ヨーレートＹ１に対するヨーレートＹ２のずれの量を補正値Ｓａとする。補正値Ｓａはヨーレートセンサ５２の検出値を真値に換算するための数値である。補正処理部６２は補正値Ｓａをメモリ６４に記憶すると共に、車両制御装置２８に出力する。車両制御装置２８は補正値Ｓａをメモリ８０に記憶する。

ステップＳ７において、各種情報を再度取得する。カメラ４０は画像情報を取得し、ヨーレートセンサ５２はヨーレートＹ２Ａ（＝ヨーレートＹ２が補正値Ｓａにより補正された値）を検出する。ステップＳ８において、補正処理部６２は、車両１００が直進しているとき（ヨーレートＹ２Ａ≒０のとき）に、外界認識部６０により認識される消失点１０２が初期位置Ｐｉからずれている量（位置ずれ量）を検出する。

ステップＳ９において、補正処理部６２は消失点１０２の位置ずれ量とメモリ６４に記憶されるずれ許容値とを比較する。位置ずれ量が許容値以上である場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０に移行する。一方、位置ずれ量が許容値未満である場合（ステップＳ９：ＮＯ）、基準方向９４にずれはないものとして処理は終了する。

ステップＳ１０において、補正処理部６２は基準情報６６が示す基準方向９４を補正する。ここでは、認識領域９８内における消失点１０２の位置Ｐが初期位置Ｐｉと一致するように基準方向９４を補正する。以下でパン角度がずれている場合の補正の方法を説明する。

図４Ａで示すように、車両１００におけるカメラ４０の設置姿勢（パン角度）が正しい場合（初期姿勢である場合）、カメラ４０の光軸方向９２及び外界認識部６０の基準方向９４は車両１００の前後方向９０と一致する。この状態で、カメラ４０は光軸方向９２を中心とする撮影領域９６（図５Ａ）の画像情報を撮影し、外界認識部６０は基準方向９４を中心とする認識領域９８（図５Ａ）の画像情報を認識する。

図４Ｂで示すように、車両１００におけるカメラ４０の設置姿勢が正しくない場合（初期姿勢からずれている場合）、カメラ４０の光軸方向９２´及び外界認識部６０の基準方向９４´は車両１００の前後方向９０と一致しない。この状態で、カメラ４０は光軸方向９２´を中心とする撮影領域９６´（図５Ｂ）の画像情報を撮影する。外界認識部６０は基準方向９４´を中心とする認識領域９８´（図５Ｂ）の画像情報を認識する。認識領域９８´において、消失点１０２は初期位置Ｐｉにはなく、初期位置Ｐｉから右方向にずれた位置Ｐにある。

補正処理部６２は、認識領域９８´内の初期位置Ｐｉを現在の消失点１０２の位置Ｐに合わせるための方向と補正量を求める。そして、その方向と補正量に基づいて外界認識部６０の基準方向９４´を補正する。補正の結果、図５Ｂの破線で示すように、認識領域９８内における消失点１０２の位置Ｐは初期位置Ｐｉと一致する。また、図４Ｃで示すように、外界認識部６０は基準方向９４、すなわち車両１００の前後方向９０を中心とする認識領域９８（図５Ｂ）の画像情報を認識できる。

［２．２ 第１実施形態のまとめ］
第１実施形態に係る外界認識システム１２は、人工衛星から送信される電波を受信することにより車両１００の位置を計測する衛星測位装置４６と、車両１００の挙動を検出又は推定する車両センサ２０（ヨーレートセンサ５２）と、車両１００の周囲の外界情報を取得する外界センサ１４（カメラ４０）と、基準方向９４を中心とした外界情報を認識する外界認識装置２２とを備える。外界認識装置２２は、衛星測位装置４６により計測される車両１００の時系列の位置に基づいて車両センサ２０（ヨーレートセンサ５２）の検出値Ｙ２を補正し、補正後の検出値Ｙ２Ａに基づいて基準方向９４を補正する。

具体的には、外界認識装置２２は、衛星測位装置４６により計測される車両１００の時系列の位置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に基づいて車両１００の走行軌跡Ｌ１を求め（ステップＳ３）、走行軌跡Ｌ１に基づいて車両センサ２０（ヨーレートセンサ５２）の検出値Ｙ２を補正し（ステップＳ６）、補正後の検出値Ｙ２Ａに基づいて基準方向９４を補正する（ステップＳ１０）。

上記構成によれば、最初に位置計測の精度が高い衛星測位装置４６を用いて車両センサ２０（ヨーレートセンサ５２）の検出値Ｙ２を補正し、次に車両センサ２０（ヨーレートセンサ５２）の補正後の検出値Ｙ２Ａを用いて外界認識装置２２の基準方向９４を補正するので、外界認識装置２２に設定される基準方向９４のずれを精確に補正することができる。その結果、車両１００周辺の認識対象の位置を精確に認識することができるようになる。

また、外界認識装置２２は、衛星測位装置４６による計測の信頼性が所定の信頼性よりも高い場合に基準方向９４を補正する処理を行う。上記構成によれば、外界認識装置２２に設定される基準方向９４のずれをより精確に補正することができる。

［２．３ 第１実施形態の変形例１］
図６を用いて第１実施形態の変形例を説明する。外界認識システム１２は、図２で示す動作の代わりに図６で示す動作を行うことも可能である。図６で示す一連の処理と図２で示す一連の処理は一部処理を除き互いに一致する。ここでは図６で示す一連の処理のうち、図２で示す一連の処理と相違する処理について説明する。

図６で示すステップＳ２４において、補正処理部６２はヨーレートセンサ５２で検出されたヨーレートＹ２に基づいて走行軌跡Ｌ２（図３参照）を演算する。そして、ステップＳ２５において、補正処理部６２は衛星測位装置４６の測位結果に基づいて演算した走行軌跡Ｌ１とヨーレートセンサ５２で検出されたヨーレートＹ２に基づいて演算した走行軌跡Ｌ２とを比較する。以上の処理を図２のステップＳ４及びステップＳ５の代わりに行うこともできる。

［２．４ 第１実施形態の変形例２］
第１実施形態において、補正後のヨーレートＹ２Ａを用いて他の車両センサ２０、例えば速度センサ、加速度センサ、横Ｇセンサ等を補正することも可能である。なお、第１実施形態でヨーレートセンサ５２の検出値を最初に補正している理由は、ヨーレートが最も高精度に補正できるためである。しかし、他の車両センサ２０を最初に補正してもよい。また、カメラ４０の光軸方向９２の他に、レーダ４２の光軸方向及びＬＩＤＡＲ４４の光軸方向を補正してもよい。

［３ 第２実施形態］
［３．１ 外界認識システム１２の動作］
図７を用いて第２実施形態に係る外界認識システム１２が行う処理を説明する。第１実施形態と同様に、図７で示される処理は、ドライバが所定操作を行った場合に実行されてもよいし、所定のタイミング、例えば車両１００の電源起動時に実行されてもよいし、定期的に実行されてもよい。

ステップＳ４１において、衛星測位装置４６は位置計測の精度が高いか否かを判定する。具体的には、電波を受信できる人工衛星数がナビ記憶装置４８に記憶される所定数以上か否かを判定する。所定数以上である場合、すなわち信頼性が高い場合（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４２に移行する。一方、所定数未満である場合、すなわち信頼性が低い場合（ステップＳ４１：ＮＯ）、再度ステップＳ４１の処理が行われる。

ステップＳ４２において、ステップＳ４３〜ステップＳ４６の補正処理で必要な各種情報が取得される。カメラ４０は画像情報を取得し、衛星測位装置４６は車両１００の位置計測を行う。

ステップＳ４３において、補正処理部６２は衛星測位装置４６による測位結果（位置Ｓ）とナビ記憶装置４８に記憶される地図情報８２に基づいて地物１１０（図５Ａ等参照）の相対的な方向（車両１００の位置Ｓを基準とする地物１１０の方向）を演算する。ここで演算する方向を第１方向Ｄ１という。この処理は、外界認識部６０が地図情報８２に基づいて車両１００の周囲所定範囲内に地物１１０を認識できる場合に行われる。

ステップＳ４４において、外界認識部６０は画像情報に基づいて地物１１０を認識し、補正処理部６２は外界認識部６０により認識される地物１１０の相対的な方向（車両１００の位置Ｓを基準とする地物１１０の方向）を演算する。ここで演算する方向を第２方向Ｄ２という。

ステップＳ４５において、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２を比較する。第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２が相違する場合（ステップＳ４５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４６に移行する。一方、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２が一致（略一致）する場合（ステップＳ４５：ＮＯ）、基準方向９４にずれはないものとして処理は終了する。

ステップＳ４６において、補正処理部６２は基準情報６６が示す基準方向９４を補正する。ここでは、第１方向Ｄ１を真値とし、第２方向Ｄ２を真値である第１方向Ｄ１に一致させるための補正方向と補正量を演算する。この補正方向と補正量を用いて基準方向９４を補正する。

図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａで示すように、車両１００におけるカメラ４０の設置姿勢（パン角度、ピッチ角度、ロール角度）が正しい場合、カメラ４０の光軸方向９２及び外界認識部６０の基準方向９４は車両１００の前後方向９０と一致する。この状態で、カメラ４０は光軸方向９２を中心とする撮影領域９６（図５Ａ）の画像情報を撮影し、外界認識部６０は基準方向９４を中心とする認識領域９８（図５Ａ）の画像情報を認識する。

図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂで示すように、車両１００におけるカメラ４０の設置姿勢が正しくない場合、カメラ４０の光軸方向９２´及び外界認識部６０の基準方向９４´は車両１００の前後方向９０と一致しない。この状態で、カメラ４０は光軸方向９２´を中心とする撮影領域９６´（図５Ｂ）の画像情報を撮影し、外界認識部６０は基準方向９４´を中心とする認識領域９８´（図５Ｂ）の画像情報を認識する（なお、図５Ｂはパン角度のみがずれた認識領域９８´を示している。）。

補正処理部６２は外界認識部６０の基準方向９４´を、地物１１０の位置に基づいて車両１００の前後方向９０と一致するように補正する。補正の結果、外界認識部６０は基準方向９４、すなわち車両１００の前後方向９０を中心とする認識領域９８（図５Ｂ）の画像情報を認識できる。

［３．２ 第２実施形態のまとめ］
第２実施形態に係る外界認識システム１２は、人工衛星から送信される電波を受信することにより車両１００の位置を計測する衛星測位装置４６と、地物１１０の位置を記憶するナビ記憶装置４８と、車両１００の外界情報を取得する外界センサ１４（カメラ４０）と、基準方向９４を中心とした外界情報を認識する外界認識装置２２とを備える。外界認識装置２２は、衛星測位装置４６により計測される車両１００の位置とナビ記憶装置４８に記憶される地物１１０の位置に基づいて基準方向９４を補正する。

具体的には、外界認識装置２２は、衛星測位装置４６により計測される車両１００の位置とナビ記憶装置４８に記憶される地物１１０の位置に基づいて車両１００を基準とする地物１１０の相対的な方向を求め、その方向に基づいて基準方向９４を補正してもよい。

上記構成によれば、位置計測の精度が高い衛星測位装置４６を用いて外界認識装置２２の基準方向９４を補正するので、外界認識装置２２に設定される基準方向９４のずれを精確に補正することができる。その結果、車両１００周辺の認識対象の位置を精確に認識することができるようになる。

第１実施形態と同様に、外界認識装置２２は、衛星測位装置４６による計測の信頼性が所定の信頼性よりも高い場合に基準方向９４を補正する処理を行う。上記構成によれば、外界認識装置２２に設定される基準方向９４のずれをより精確に補正することができる。

なお、図７のステップＳ４４の処理において、地物１１０の相対的な方向は、車両１００が停車している状態で最も計測しやすい。このため、第２実施形態の処理は、車両１００が停車している状態で行われることが好ましい。

なお、本発明に係る外界認識システムは、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

基準方向９４のずれ量が一定以上になった場合、例えば、基準方向９４がずれていない状態で撮影領域９６の所定領域内（中心領域等）に納まる地物１１０が撮影領域９６内に納まらなくなった場合、又は、そのような地物１１０が撮影領域９６の端に位置する場合には、外界認識システム１２の動作を停止してもよい。

Claims (5)

1. 人工衛星から送信される電波を受信することにより車両（１００）の位置を計測する衛星測位装置（４６）と、
   前記車両（１００）の挙動を検出又は推定する車両センサ（２０）と、
   前記車両（１００）の周囲の外界情報を取得する外界センサ（１４）と、
   基準方向（９４）を中心とした前記外界情報を認識する外界認識装置（２２）とを備え、
   前記外界認識装置（２２）は、前記衛星測位装置（４６）により計測される前記車両（１００）の時系列の位置に基づいて前記車両センサ（２０）の検出値を補正し、補正後の前記検出値に基づいて前記基準方向（９４）を前記車両（１００）の前後方向と一致するように補正する
   ことを特徴とする外界認識システム（１２）。
2. 請求項１に記載の外界認識システム（１２）において、
   前記外界認識装置（２２）は、前記衛星測位装置（４６）により計測される前記車両（１００）の時系列の位置に基づいて前記車両（１００）の走行軌跡を求め、前記走行軌跡に基づいて前記車両センサ（２０）の検出値を補正し、補正後の前記検出値に基づいて前記基準方向（９４）を補正する
   ことを特徴とする外界認識システム（１２）。
3. 人工衛星から送信される電波を受信することにより車両（１００）の位置を計測する衛星測位装置（４６）と、
   地物（１１０）の位置を記憶する記憶装置（４８）と、
   前記車両（１００）の外界情報を取得する外界センサ（１４）と、
   基準方向（９４）を中心とした前記外界情報を認識する外界認識装置（２２）とを備え、
   前記外界認識装置（２２）は、前記衛星測位装置（４６）により計測される前記車両（１００）の位置と前記記憶装置（４８）に記憶される前記地物（１１０）の位置に基づいて前記基準方向（９４）を補正する
   ことを特徴とする外界認識システム（１２）。
4. 請求項３に記載の外界認識システム（１２）において、
   前記外界認識装置（２２）は、前記衛星測位装置（４６）により計測される前記車両（１００）の位置と前記記憶装置（４８）に記憶される前記地物（１１０）の位置に基づいて前記車両（１００）を基準とする前記地物（１１０）の相対的な方向を求め、前記方向に基づいて前記基準方向（９４）を補正する
   ことを特徴とする外界認識システム（１２）。
5. 請求項１又は３に記載の外界認識システム（１２）において、
   前記外界認識装置（２２）は、前記衛星測位装置（４６）による計測の信頼性が所定の信頼性よりも高い場合に前記基準方向（９４）を補正する処理を行う
   ことを特徴とする外界認識システム（１２）。

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