JP6843712B2 - 車載処理装置 - Google Patents
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Description
動作モードから、自車乗員の操作入力によってモード選択するが、モード選択時に車両を一旦停車する必要があり、操作がわずらわしい。仮に走行中に実施する場合には、乗員1名のとき運転車が走行中に操作することになり危険が生じる。
物体の一部を表す点の第1座標系における座標が複数含まれる点群データが経度緯度の測位情報と対応付けて格納される記憶部と、
車両の周囲の情報を取得するセンサの出力を取得するセンサ入力部と、
前記車両の移動に関する情報を取得する移動情報取得部と、
前記センサ入力部、および前記移動情報取得部が取得する情報に基づき、第2座標系における前記車両の位置および物体の一部を表す点の前記第2座標系における座標が複数含まれる局所周辺情報を生成する局所周辺情報作成部と、
前記点群データと前記局所周辺情報とに基づき前記第1座標系と前記第2座標系の関係を推定し、前記第1座標系における前記車両の位置を推定する位置推定部と、
予め設定された登録地点に前記車両が接近しかつ前記車両の周囲の点群データが前記記憶部に格納されていない場合に前記点群データを取得して前記記憶部に記憶する地図記憶モードと、前記登録地点に前記車両が接近しかつ前記車両の周囲の点群データが前記記憶部に格納されている場合に前記位置推定部により前記車両の位置を推定する位置推定モードとを、前記車両の緯度経度の測位情報に基づいて遷移させるモード切り替え部を備えることを特徴とする。
ランドマークとはセンサにより識別可能な特徴を有する物体であり、たとえば路面ペイントの1種である駐車枠線や、車両の走行の妨げとなる障害物である建物の壁などである。本実施の形態では、移動体である車両や人間はランドマークに含めない。車載処理装置120は、カメラ102と、ソナー103と、レーダ104の少なくとも一つから入力される情報に基づき、車両1の周辺に存在するランドマーク、すなわちセンサにより識別可能な特徴を有する点を検出する。以下では、外界センサから入力される情報、すなわちカメラ102と、ソナー103と、レーダ104の少なくとも一つから入力される情報に基づくランドマークの検出を「ランドマーク測位」と呼ぶ。
図2は、記憶部124に格納される点群地図124Aの一例を示す図である。図2では、点群地図124Aとして2つの駐車場データが格納されている例を示している。各駐車場データは、駐車領域の座標と、ランドマークを構成する点の二次元平面上の座標と、記憶時に走行した経路座標、さらに各座標と対応する緯度経度から構成される。駐車領域の座標、およびランドマークを構成する点の座標は、その駐車場データに固有の座標系(第1座標系)における座標である。以下では駐車場データにおける座標系を「駐車場座標系」と呼ぶ。駐車場座標系は、たとえば記録開始時の車両1の座標が原点とされ、記録開始時の車両1の進行方向がY軸、記録開始時の車両1の右方向がX軸とされる。駐車領域の座標は、たとえば駐車領域を矩形とした場合にその矩形領域の4つの頂点の座標として記録される。ただし、駐車領域は矩形に限定されず矩形以外の多角形や楕円形状でもよい。
アウトライアリスト122Aには、車載処理装置120が処理対象外とする局所周辺情報122Bの点の情報が格納される。アウトライアリスト122Aは、後述するように車載処理装置120により適宜更新される。
局所周辺情報122Bには、車載処理装置120が後述する位置推定モード203において検出したランドマークを構成する点の座標が格納される。この座標は局所周辺情報122Bの記録を開始した際の車両1の位置および姿勢を基準に、たとえばその位置を原点とし、車両1の進行方向をY軸とし、進行方向右をX軸とする座標系(第2座標系)における座標である。この座標系を以下では「局所座標系」と呼ぶ。
車載処理装置120の動作概要を説明する。図3は車載処理装置120がもつ動作モードとその遷移条件を説明する図である。この図が説明する動作は、車載処理装置120におけるモード切り替え部121Dの動作と等しい。車載処理装置120は、主に5つの動作モード、すなわち通常走行モード201と、地図記憶モード202と、位置推定モード203と、自動駐車モード204と、ギブアップモード205とを有する。車載処理装置120は、通常走行モード201からモード切り替えの制御を開始する。
登録地点を中心とする所定範囲に入り、かつ点群地図が記録されていない(対応点群なし)場合に、車載処理装置120は通常走行モード201から地図記憶モード202に遷移する。例えば、ナビ自己位置が登録地点を中心とする100m内の範囲に入り、かつ対応点群がない場合に、地図記憶モード202で動作する。地図記憶モード202で動作している間、表示装置111の画面に地図記憶モード202で動作している旨が表示される。そして、ユーザが駐車位置まで移動させた後、停車し、パーキングブレーキを作動させると、そのパーキングブレーキの作動をトリガーとして、表示装置111に「今回の走行経路周辺を地図として記憶させますか?」という文言が表示される。この段階で初めてユーザの判断および操作が必要となり、その前の点群抽出までの動作は、ユーザが判断操作することなく全て自動で行われる。そして、ユーザが応答ボタン110Aを押下すれば地図を記憶し、車載処理装置120は地図記憶モード202を終了する。ユーザが応答ボタン110Aを押下しない場合は、今回の走行経路周辺を地図として記憶せず、地図記憶モード202を終了する。車載処理装置120による地図記憶モード202の動作は、ランドマークを構成する点群の抽出と、抽出した点群の記録の2つの処理に分けられる。
車載処理装置120は、地図記憶モード202に遷移すると、RAM122に一時的な記録領域を確保する。そして車載処理装置120は、地図記憶モード202が終了するか、他のモードに遷移するまで以下の処理を繰り返す。すなわち車載処理装置120は、カメラ102の撮影画像と、ソナー103とレーダ104による観測情報の少なくとも一つに基づきランドマークを構成する点群を抽出する。また車載処理装置120は、車速センサ108および舵角センサ109の出力に基づき、カメラ102が前回撮影してから今回撮影するまでに車両1が移動した移動量および移動方向を算出する。そして車載処理装置120は、車両1との位置関係、および車両1の移動量や移動方向に基づき抽出した点群をRAM122に記録する。さらに車載処理装置120は、カーナビゲーションシステム107が出力する緯度経度を点群とあわせて記録する。車載処理装置120はこの処理を繰り返す。
車載処理装置120は、記録した駐車場の座標、すなわち緯度経度が、すでに点群地図124Aに記録されているいずれかの駐車場の座標と略一致するか否かを判断する。両者が略一致しない場合は、車載処理装置120はRAM122に保存した点群の情報を、新たな駐車場データとして点群地図124Aに記録する。両者が略一致する場合は、車載処理装置120は駐車場の座標が略一致する点群の情報を1つの駐車場の点群としてマージ(統合)するか否かを判断する。この判断のために車載処理装置120はまず、駐車場データに含まれる駐車位置と、RAM122に記録した駐車位置が一致するように座標変換を行い、次に点群地図124Aの点群とRAM122に保存した点群との一致度である点群一致度を算出する。そして車載処理装置120は、算出された点群一致度が閾値よりも大きければ両者をマージすると判断し、閾値以下であればマージしないと判断する。点群一致度の算出については後述する。
図4は、車載処理装置120の地図記憶モード202の動作を表すフローチャートである。以下に説明する各ステップの実行主体は車載処理装置120の演算部121である。演算部121は、図4に示す処理を行う場合に地図生成部121Bとして機能する。
IB= 2*Din/(D1+D2) ・・・式1
ユーザが車両1を運転して登録地点付近まで移動させ、かつ周辺の点群地図が記憶済みであると判定されると、通常走行モード201から位置推定モード203に移行する。例えば、ナビ自己位置が登録地点を中心とする100m内の範囲に入り、かつ対応点群がある場合には、位置推定モード203を動作させる。この際の車載処理装置120の動作をフローチャートで以下説明する。
図5は、車載処理装置120の位置推定モードの動作を表すフローチャートである。以下に説明する各ステップの実行主体は車載処理装置120の演算部121である。
IC= DIin/DIall ・・・式2
IW= DWin/DWall ・・・式3
図8を参照して図5のステップS608において実行される自動駐車モード204での処理の詳細を説明する。以下に説明する各ステップの実行主体は車載処理装置120である。
図9〜図14を参照して、地図記憶モード202、位置推定モード203および自動駐車モード204の具体的な動作を説明する。
駐車場901の入り口付近で通常走行モード201から地図記憶モード202に遷移すると、車載処理装置120はランドマーク測位を開始し、駐車枠線を構成する点の座標を記録する(図4のステップS501:YES、S502〜S504)。そして車両1は応答ボタン110Aが押されて記憶処理が承認されるまで、図4のステップS502〜S504の処理を繰り返す。
別な例として、図10(a)に示す点群データが点群地図124Aの駐車場データとして記録されており、新たに図10(b)に示す点群データが得られた場合を説明する。図10(a)に示す点群データは、たとえば図9(a)に示した駐車場901の入り口から右寄りを走行して駐車位置まで到達した場合に得られた点群データである。車両1が図9(a)に比べて右寄りを走行したので、図10(a)に破線で示した駐車枠の点群データが取得されていない。
実行フェーズにおけるマッチング処理の動作例を説明する。この動作例では、あらかじめ点群地図124Aには図9(a)に示した駐車場901の全体に相当する点群データが格納されている。
(1)車載処理装置120は、物体の一部を表す点の第1座標系(駐車場座標系)における座標が複数含まれる点群データ(点群地図124A)が格納される記憶部124と、車両1の周囲の情報を取得するカメラ102の出力を取得するセンサ入力部(インタフェース125)と、車両1の移動に関する情報を取得する移動情報取得部(インタフェース125)と、センサ入力部、および移動情報取得部が取得する情報に基づき、第2座標系(局所座標系)における車両の位置および物体の一部を表す点の第2座標系(局所座標系)における座標が複数含まれる局所周辺情報122Bを生成する局所周辺情報作成部と、点群地図124Aおよび局所周辺情報122Bに基づき第1座標系と第2座標系の関係を推定し、第1座標系における車両1の位置を推定する位置推定部121Cとを備える。
(1)車載処理装置120は、複数のカメラと接続されてもよい。車載処理装置120は、複数のカメラの撮影画像を用いることで、車両1の周辺に存在する広範囲のランドマークから点群を抽出することができる。
100、100A、100B … 自動駐車システム
102 … カメラ
107 … カーナビゲーションシステム
108 … 車速センサ
109 … 舵角センサ
110A … 応答ボタン
110B … 自動駐車ボタン
120 … 車載処理装置
121 … 演算部
121A … 点群取得部
121B … 地図生成部
121C … 位置推定部
121D … モード切り替え部
122A … アウトライアリスト
122B … 局所周辺情報
124 … 記憶部
124A … 点群地図
125 … インタフェース
130 … 車両制御装置
IB … 点群一致率
IC … 瞬間一致度
IW … 全体一致度
Claims (6)
- 物体の一部を表す点の第1座標系における座標が複数含まれる点群データが経度緯度の測位情報と対応付けて格納される記憶部と、
車両の周囲の情報を取得するセンサの出力を取得するセンサ入力部と、
前記車両の移動に関する情報を取得する移動情報取得部と、
前記センサ入力部、および前記移動情報取得部が取得する情報に基づき、第2座標系における前記車両の位置および物体の一部を表す点の前記第2座標系における座標が複数含まれる局所周辺情報を生成する局所周辺情報作成部と、
前記点群データと前記局所周辺情報とに基づき前記第1座標系と前記第2座標系の関係を推定し、前記第1座標系における前記車両の位置を推定する位置推定部と、
予め設定された登録地点に前記車両が接近しかつ前記車両の周囲の点群データが前記記憶部に格納されていない場合に前記点群データを取得して前記記憶部に記憶する地図記憶モードと、前記登録地点に前記車両が接近しかつ前記車両の周囲の点群データが前記記憶部に格納されている場合に前記位置推定部により前記車両の位置を推定する位置推定モードとを、前記車両の緯度経度の測位情報に基づいて遷移させるモード切り替え部を備えることを特徴とする車載処理装置。 - 請求項1に記載の車載処理装置において、
前記モード切り替え部は、前記位置推定モードで前記位置推定部により前記車両の位置が推定され、かつ、前記登録地点の近傍で前記車両の自動制御ボタンが操作された場合に、前記車両の自動制御を行う自動制御モードに遷移させることを特徴とする車載処理装置。 - 請求項2に記載の車載処理装置において、
前記モード切り替え部は、前記位置推定モードもしくは前記自動制御モードにおいて、前記車両の位置を見失った場合に、前記地図記憶モードと前記位置推定モードと前記自動制御モードのいずれも実施しないギブアップモードにモードを切り替えることを特徴とする車載処理装置。 - 請求項1に記載の車載処理装置において、
前記車両の走行距離と軌跡形状に基づき前記局所周辺情報の点群から有効点群を選定する選定手段を有し、
前記位置推定部は、該選定手段により選定された局所周辺情報の有効点群と前記点群データとのマッチングを行い、前記第1座標系における前記車両の位置を算出することを特徴とする車載処理装置。 - 請求項1に記載の車載処理装置において、
前記地図記憶モードでは、前記車両のパーキングブレーキが作動され、かつ前記点群データを前記記憶部に記憶するための応答ボタンが押下されることによって、前記登録地点周辺の点群データが前記記憶部に記憶されることを特徴とする車載処理装置。 - 請求項2に記載の車載処理装置において、
前記自動制御モードでは、前記位置推定部により前記車両の位置推定に成功しており、かつ、前記車両の位置が前記登録地点から所定の範囲内にあり、かつ、前記車両を自動制御するための前記自動制御ボタンが押下されている間だけ、前記車両の自動制御が行われることを特徴とする車載処理装置。
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