JP7209918B2 - 補正データ生成装置、補正データ生成方法及び補正データ生成プログラム - Google Patents

補正データ生成装置、補正データ生成方法及び補正データ生成プログラム Download PDF

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Description

本開示は、測定された車両の位置を補正する技術に関する。
近年、複数のセンサを搭載し、複数のセンサで得られたセンサデータを利用する車載システムの研究開発が盛んになっている。
また、他車両に搭載されたセンサのセンサデータを車々間通信で受信し、受信したセンサデータを利用するシステムの研究開発も進んでいる。
更に、車両と路側サーバとの間の路車間通信を用いて車両と路側サーバ間でデータ処理を連携するシステムも研究開発が進んでいる。
ここで、車両、人等の移動体が路側サーバに各々の位置を送信し、路側サーバが各移動体の位置を把握するシステムを考える。このようなシステムでは、路側サーバが例えば車両aが把握できていない車両b及び/又は人を事前に車両aに通知するといったことが可能になる。
また、車両aが車両aの位置とともにセンサにより得られた車両xの位置を路側サーバに送信すれば、路側サーバに位置を送信できない車両xの位置も路側サーバが把握することができる。
車両、人等の移動体が路側サーバに送信する位置情報には誤差が含まれ得る。このため、複数の移動体により測定された「同一の移動体の位置が一致する」こともあるし、複数の移動体により測定された「同一の移動体の位置が一致しない」こともある。
つまり、車両aが測定した車両aの位置と車両bが測定した車両aの位置は一致するが、車両aが測定した車両cの位置と車両bが測定した車両cの位置は一致しないといった事態が生じ得る。
このような場合には、「一致している位置」が正しいのか「一致しない位置」が正しいのかを判定し、「一致している位置」が正しい場合には、「一致しない位置」の補正方法を判定する必要がある。
複数の測定結果に基づいて補正を行う技術として、特許文献1に記載の技術がある。
特許文献1では、車両αが自身の位置を測定し、また、周辺の車両βが測定した車両αの位置情報を取得する。そして、車両αは、車両αで測定した車両αの測定位置と車両βから取得した車両αの測定位置との誤差から車両αの範囲を求める。車両αは、同様の処理を複数の周辺の車両との間で実施する。そして、車両αは、複数の周辺車両との間で同様の処理を繰り返した後に重なり合った範囲が車両αの位置になるように車両αの位置を補正する。
特許第6464978号
特許文献1の技術では、車両αは、周辺車両からの測定位置の受信を複数回繰り返し、周辺車両からの測定位置と車両αでの測定位置との照合を複数回繰り返さないと位置の補正を行うことができない。
このため、特許文献1の技術では、位置の補正に時間がかかるという課題がある。
本開示は、このような課題を解決することを主な目的の一つとしている。より具体的には、本開示は位置の補正を短時間で行うことを主な目的とする。
本開示に係る補正データ生成装置は、
複数の移動体の各移動体から、誤差が含まれ得る、各移動体で測定された各移動体の位置である各移動体の測定位置と、誤差が含まれ得る、各移動体で測定された各移動体の周辺物体の位置である各移動体の周辺物体の測定位置とが示される移動体データを受信する受信部と、
前記複数の移動体から受信された複数の移動体データに示される前記複数の移動体の測定位置と前記複数の移動体の周辺物体の測定位置とを用いて、各移動体の測定位置に含まれる得る誤差を補正するための補正データを移動体ごとに生成する補正データ生成部と、
前記補正データ生成部により生成された移動体ごとの前記補正データを各移動体に送信する送信部とを有する。
本開示によれば、位置の補正を短時間で行うことができる。
実施の形態1に係る位置補正システムの構成例を示す図。 実施の形態1に係る位置補正システムの処理手順の概略を示す図。 実施の形態1に係る車載装置の機能構成例を示す図。 実施の形態1に係る補正データ生成装置の機能構成例を示す図。 実施の形態1に係る車載装置のハードウェア構成例を示す図。 実施の形態1に係る補正データ生成装置のハードウェア構成例を示す図。 実施の形態1に係る車載装置の動作例を示すフローチャート。 実施の形態1に係る車載装置の動作例を示すフローチャート。 実施の形態1に係る補正データ生成装置の動作例を示すフローチャート。
以下、実施の形態を図を用いて説明する。以下の実施の形態の説明及び図面において、同一の符号を付したものは、同一の部分又は相当する部分を示す。
実施の形態1.
***構成の説明***
図1は、本実施の形態に係る位置補正システム500の構成例を示す。
本実施の形態に係る位置補正システム500は、補正データ生成装置100、車載装置A200a及び車載装置B200bを含む。
車載装置A200aは、車両A300aに搭載される。車載装置B200bは、車両B300bに搭載される。車両C300c及び車両D300dには車載装置は搭載されていないものとする。
車両A300a、車両B300b、車両C300c、車両D300d及び歩行者400は、それぞれ移動体である。
また、車両A300aの周辺に存在する移動体である車両B300b、車両C300c、車両D300d及び歩行者400は、それぞれ車両A300aの周辺物体に相当する。同様に、車両B300bの周辺に存在する移動体である車両A300a、車両C300c、車両D300d及び歩行者400は、それぞれ車両B300bの周辺物体に相当する。
なお、以下では、車両A300a、車両B300b、車両C300c、車両D300d及び図1に図示されていない車両の各々を区別する必要がない場合は、これらをまとめて車両300と表記する。
また、車載装置A200aと車載装置B200bを区別する必要がない場合は、これらをまとめて車載装置200と表記する。
車載装置A200aは、車両A300aの位置を測定する。また、車載装置A200aは、車両A300aの周辺物体の位置を測定する。車載装置A200aは、車両A300aの速度及び周辺物体の速度を測定する。
車載装置A200aは、測定結果を車両データAとして補正データ生成装置100に送信する。車両データAは移動体データに相当する。車載装置A200aの測定結果は、車両A300aの測定位置、車両A300aの周辺物体の測定位置、車両A300aの速度、周辺物体の測定速度である。
車載装置A200aの測定結果には、測定誤差が含まれている可能性がある。
なお、本実施の形態では、車載装置A200aは、周辺物体のうち、車両B300b、車両C300c及び歩行者の位置及び速度のみの測定が可能と想定する。
同様に、車載装置B200bは、車両B300bの位置を測定する。また、車載装置B200bは、車両B300bの周辺物体の位置を測定する。車載装置B200bは、車両B300bの速度及び周辺物体の速度を測定する。車載装置B200bは車両B300bの速度を測定しなくてもよい。ここでは、車載装置B200bは車両B300bの速度を測定するものとする。
車載装置B200bは測定結果を車両データBとして補正データ生成装置100に送信する。車両データBは移動体データに相当する。車載装置B200bの測定結果は、車両B300bの位置、車両B300bの周辺物体の位置、車両B300bの速度、周辺物体の速度である。
車載装置B200bの測定結果には、測定誤差が含まれている可能性がある。
なお、本実施の形態では、車載装置B200bは、周辺物体のうち、車両A300a、車両D300dの位置及び速度のみの測定が可能と想定する。
車載装置200の動作手順は、誤差補正方法に相当する。また、車載装置200の動作を実現するプログラムは、誤差補正プログラムに相当する。
補正データ生成装置100は、例えば、車両300が走行する車道の路側に配置された路側サーバ装置である。補正データ生成装置100は、路側サーバ装置以外のサーバ装置であってもよい。
なお、補正データ生成装置100の動作手順は、補正データ生成方法に相当する。また、補正データ生成装置100の動作を実現するプログラムは、補正データ生成プログラムに相当する。
補正データ生成装置100は、車両データA及び車両データBを受信する。
そして、補正データ生成装置100は、車両データAに含まれる測定結果と車両データBに含まれる測定結果を用いて車両A300a及び車両B300bの各々に対して補正データを生成する。
車両A300aへの補正データ(補正データAという)は、車載装置A200aでの測定結果に含まれる測定誤差を補正するためのデータである。つまり、補正データAは、車両A300aの測定位置に含まれ得る測定誤差及び車両A300aの周辺物体の測定位置に含まれ得る測定誤差を補正するためのデータである。
車両B300bへの補正データ(補正データBという)は、車載装置B200bでの測定結果に含まれる測定誤差を補正するためのデータである。つまり、補正データBは、車両B300bの測定位置に含まれ得る測定誤差及び車両B300bの周辺物体の測定位置に含まれ得る測定誤差を補正するためのデータである。
そして、補正データ生成装置100は、車載装置A200aに補正データAを送信し、車載装置B200bに補正データBを送信する。
車載装置A200aは補正データAを受信する。そして、車載装置A200aは、補正データAを用いて車両A300aの測定位置に含まれる測位誤差を補正する。更に、車載装置A200aは補正データAを用いて車両A300aの周辺物体の測定位置に含まれる測位誤差を補正する。
同様に、車載装置B200bは補正データBを受信する。そして、車載装置B200bは、補正データBを用いて車両B300bの測定位置に含まれる測位誤差を補正する。更に、車載装置B200bは補正データBを用いて車両B300bの周辺物体の測定位置に含まれる測位誤差を補正する。
図2は、本実施の形態に係る位置補正システム500での処理手順の概略を示す。
補正データ生成装置100及び車載装置200の詳細な構成を説明する前に、位置補正システム500での処理手順の概略を説明する。
補正データ生成装置100は、複数の車両300からの複数の車両データを受信する。補正データ生成装置100が受信する車両データには、車両データA及び車両データBが含まれる。
以下では、車両データA及び車両データB以外の1つ以上の車両データをまとめて車両データN(図2には不図示)という。また、車両データNの送信元の車両を車両N300n(不図示)という。
また、車両データの送信元の車両300を送信元車両300ともいう。
車両データAは、前述の通り、車両A300aの車載装置A200aから送信された、車載装置A200aでの測定結果が示されるデータである。車両データAでは、送信元車両300である車両A300aの測定位置が示される。また、車両データAでは、周辺物体の測定位置として車両X1の位置と車両X2の位置と歩行者の位置が示される。車両X1は図1の車両C300cである。車両X2は図1の車両B300bである。歩行者は図1の歩行者400である。しかしながら、車載装置A200aは周辺物体を特定することができないので、車載装置A200aは周辺物体を車両X1、車両X2及び歩行者として認識している。
なお、補正データ生成装置100は、車両データAに示される車両A300aが車両データAの送信元車両300であることを認識できるものとする。
車両データBは、前述の通り、車両B300bの車載装置B200bから送信された、車載装置B200bでの測定結果が示されるデータである。車両データBでは、送信元車両300である車両B300bの測定位置が示される。また、車両データBでは、周辺物体の測定位置として車両Y1の位置と車両Y2の位置が示される。車両Y1は図1の車両A300aであり、車両Y2は図1の車両D300dである。しかしながら、車載装置B200bは周辺物体を特定することができないので、車載装置B200bは周辺物体を車両Y1及び車両Y2として認識している。
補正データ生成装置100は、車両データBに示される車両B300bが車両データBの送信元車両300であることを認識できるものとする。
車両データNは図示を省略しているが、前述の車両データA及び車両データBと同様のデータである。
送信元車両300は、送信元車両300ごとに個別のタイミングで送信元車両300の位置と周辺物体の位置とを測定している。車両データには送信元車両300での測定時刻が示される。
図2に示すように、車両データAでの測定時刻は時刻t1である。車両データBでの測定時刻は時刻t2(t1<t2)である。また、車両データNの測定時刻も送信元車両300に個別の時刻である。
このように、各送信元車両300で同じ時刻に測定がされているとは限らないため、車両データ間の測定時刻のずれが生じ得る。
補正データ生成装置100は、このような測定時刻のずれを除去する。補正データ生成装置100は、測定時刻のずれの除去のために、複数の送信元車両300での測定時刻以降の時刻であって、複数の送信元車両300に共通に適用される時刻(以下、基準時刻という)を設定する。そして、補正データ生成装置100は、基準時刻での各送信元車両300の予測位置及び各送信元車両300の周辺物体の予測位置を算出する。
具体的には、補正データ生成装置100は、受信した複数の車両データの測定時刻のうち最も遅い測定時刻を基準時刻に設定する。そして、補正データ生成装置100は、基準時刻での各送信元車両300の位置及び各送信元車両300の周辺物体の位置を予測する。なお、測定時刻が基準時刻に一致している場合は、補正データ生成装置100は、車両データに示される測定位置をそのまま予測位置として用いる。
図2の例では、補正データ生成装置100は、時刻t3(t2<t3)を基準時刻に設定し、時刻t3での各送信元車両300の予測位置及び周辺物体の予測位置を算出している。
つまり、補正データ生成装置100は、車両データAに示される車両A300aの測定位置と測定速度とに基づき、時刻t3での車両A300aの予測位置を算出する。また、補正データ生成装置100は、各周辺物体(車両X1、車両X2、歩行者)の測定位置と測定速度とに基づき、時刻t3での各周辺物体の予測位置を算出する。時刻t3での車両A300aと各周辺物体の予測位置が示されるデータを予測データAという。
補正データ生成装置100は、車両データBについても、同様にして、時刻t3での車両B300bと各周辺物体の予測位置を算出する。時刻t3での車両B300bと各周辺物体の予測位置が示されるデータを予測データBという。
また、補正データ生成装置100は、車両データNについても同様にして時刻t3での車両N300nと周辺物体の予測位置を算出する。時刻t3での車両N300nと各周辺物体の予測位置が示されるデータを予測データN(図2には不図示)という。
次に、補正データ生成装置100は、予測データA、予測データB及び予測データNを統合して統合データを生成する。
図2の統合データでは、車両A300aの予測位置と車両Y1の予測位置とが一部において重複している。また、車両B300bの予測位置と車両X2の予測位置とが一部において重複している。車両A300aと車両Y1とは同一の車両であるため、各々の予測位置は近接しているが、測定誤差及び予測誤差により完全には一致していない。同様に、車両B300bと車両X2とは同一の車両であるため、各々の予測位置は近接しているが、測定誤差及び予測誤差により完全には一致していない。
補正データ生成装置100は、統合により得られた予測位置の分布を解析し、基準時刻t3で送信元車両300が所在すると推定される位置を送信元車両300の推定位置として算出する。図2の例では、補正データ生成装置100は、車両A300aの予測位置と車両Y1の予測位置との分布を解析し、車両A300aの推定位置を算出する。同様に、補正データ生成装置100は、車両B300bの予測位置と車両X2の予測位置との分布を解析し、車両B300bの推定位置を算出する。
また、補正データ生成装置100は、基準時刻t3で周辺物体が所在すると推定される位置を周辺物体の推定位置として算出する。
次に、補正データ生成装置100は、送信元車両300の推定位置と周辺物体の推定位置とを用いて、送信元車両300ごとの補正データを生成する。つまり、補正データ生成装置100は、車両A300aの推定位置と周辺物体の推定位置とを用いて、車両A300aへの補正データである補正データAを生成する。また、補正データ生成装置100は、車両B300bの推定位置と周辺物体の推定位置とを用いて、車両B300bへの補正データである補正データBを生成する。更に、補正データ生成装置100は、車両N300nの推定位置と周辺物体の推定位置とを用いて、車両N300nへの補正データである補正データN(図2には不図示)を生成する。
例えば、補正データAでは、車両データAに示される車両X1、車両A300a、歩行者及び車両X2のそれぞれの補正値(δ11~δ14)が示される。同様に、補正データBでは、車両データBに示される車両Y1、車両B300b及び車両Y2のそれぞれの補正値(δ21~δ23)が示される。
補正データに示される補正値は、各車載装置200での測定誤差を解消する。つまり、補正データに示される補正値は各車載装置200での測定時刻における測定誤差に相当する。
その後、補正データ生成装置100は、補正データAを車両A300aに送信する。また、補正データ生成装置100は、補正データBを車両B300bに送信する。更に、補正データ生成装置100は、補正データNを車両N300nに送信する。
次に、本実施の形態に係る車載装置200の機能構成例とハードウェア構成例を説明する。
図3は車載装置200の機能構成例を示し、図5は車載装置200のハードウェア構成例を示す。
車載装置200は、コンピュータである。車載装置200の動作手順は、誤差補正方法に相当する。また、車載装置200の動作を実現するプログラムは、誤差補正プログラムに相当する。
図5に示すように、車載装置200は、ハードウェアとして、プロセッサ801、主記憶装置802、補助記憶装置803及び通信装置804を備える。
また、図3に示すように、車載装置200は、機能構成として、車両位置測定部201、周辺物体位置測定部202、送信部203、受信部204及び補正部205を備える。
補助記憶装置803には、車両位置測定部201、周辺物体位置測定部202、送信部203、受信部204及び補正部205の機能を実現するプログラムが記憶されている。
これらプログラムは、補助記憶装置803から主記憶装置802にロードされる。そして、プロセッサ801がこれらプログラムを実行して、後述する車両位置測定部201、周辺物体位置測定部202、送信部203、受信部204及び補正部205の動作を行う。
図5では、プロセッサ801が車両位置測定部201、周辺物体位置測定部202、送信部203、受信部204及び補正部205の機能を実現するプログラムを実行している状態を模式的に表している。
図3において、車両位置測定部201は、車両300の位置及び速度を測定する。
車両位置測定部201は、例えば、GPS(Global Positioning System)衛星からの測位信号を用いて車両300の位置を測定する。また、車両位置測定部201は、例えば、単位時間での測定位置の差を用いて速度を測定する。
そして、車両位置測定部201は、測定時刻、車両300の測定位置及び測定速度を送信部203に出力する。測定時刻は車両位置測定部201が車両300の位置及び速度を測定した時刻である。なお、車両位置測定部201は、測定時刻としてGPS時刻のような統一的な時刻を用いる。つまり、各車両300で一致した時刻が用いられる。すなわち、車両300間で測定タイミングが一致しない可能性はあるが、車両300間での時刻ずれは存在しないと考える。
また、車両位置測定部201は、車両300の測定位置を補正部205に出力する。
車両位置測定部201は、後述する周辺物体位置測定部202とともに測位部に相当する。また、車両位置測定部201により行われる処理は、周辺物体位置測定部202により行われる処理とともに測位処理に相当する。
周辺物体位置測定部202は、車両300の周辺物体の位置及び速度を測定する。なお、周辺物体位置測定部202は車両位置測定部201と同じ測定時刻に周辺物体の測定位置及び測定速度を測定する。
周辺物体位置測定部202は、例えば、車両300に搭載されているセンサからのセンサデータを用いて周辺物体の位置及び速度を測定する。周辺物体位置測定部202は、周辺物体の位置及び速度として、車両300からの相対位置及び相対速度を測定する。本実施の形態では、センサによる周辺物体の検知手法は問わない。本実施の形態では、周辺物体位置測定部202が周辺物体の速度を測定する例を説明するが、周辺物体位置測定部202は周辺物体の速度を測定しなくてもよい。
周辺物体位置測定部202は、周辺物体の測定位置及び測定速度を送信部203に出力する。また、周辺物体位置測定部202は、周辺物体の測定位置を補正部205に出力する。
周辺物体位置測定部202は、車両位置測定部201とともに測位部に相当する。また、周辺物体位置測定部202により行われる処理は、車両位置測定部201により行われる処理とともに測位処理に相当する。
送信部203は、測定時刻、車両300の測定位置及び測定速度と周辺物体の測定位置及び測定速度を車両データとして補正データ生成装置100に送信する。送信部203は、車両データに車載装置200の識別子を付与して車両データを補正データ生成装置100に送信する。識別子として、通信装置804の固有番号(例えば、MAC(Media Access Control)アドレス)を用いることが考えられる。
送信部203により行われる処理は送信処理に相当する。
受信部204は、補正データ生成装置100から補正データを受信する。
そして、受信部204は受信した補正データを補正部205に出力する。
受信部204により行われる処理は受信処理に相当する。
補正部205は、車両位置測定部201から取得した車両300の測定位置と周辺物体位置測定部202から取得した周辺物体の測定位置を補正データに示される補正値を用いて補正する。
次に、本実施の形態に係る補正データ生成装置100の機能構成例とハードウェア構成例を説明する。
図4は補正データ生成装置100の機能構成例を示し、図6は補正データ生成装置100のハードウェア構成例を示す。
補正データ生成装置100は、コンピュータである。補正データ生成装置100の動作手順は、補正データ生成方法に相当する。また、補正データ生成装置100の動作を実現するプログラムは、補正データ生成プログラムに相当する。
図6に示すように、補正データ生成装置100は、ハードウェアとして、プロセッサ901、主記憶装置902、補助記憶装置903及び通信装置904を備える。
また、図4に示すように、補正データ生成装置100は、機能構成として、受信部101、補正データ生成部102及び送信部103を備える。
補助記憶装置903には、受信部101、補正データ生成部102及び送信部103の機能を実現するプログラムが記憶されている。
これらプログラムは、補助記憶装置903から主記憶装置902にロードされる。そして、プロセッサ901がこれらプログラムを実行して、後述する受信部101、補正データ生成部102及び送信部103の動作を行う。
図6では、プロセッサ901が受信部101、補正データ生成部102及び送信部103の機能を実現するプログラムを実行している状態を模式的に表している。
図4において、受信部101は、各車載装置200から送信された車両データを受信する。
受信部101は、受信した車両データを補正データ生成部102に出力する。
受信部101により行われる処理は、受信処理に相当する。
補正データ生成部102は、受信部101から車両データを取得する。そして、補正データ生成部102は、複数の車載装置200からの複数の車両データを用いて送信元車両300ごとの補正データを生成する。補正データ生成部102は、生成した補正データを送信部103に出力する。
補正データ生成部102により行われる処理は補正データ生成処理に相当する。
送信部103は、補正データ生成部102から送信元車両300ごとの補正データを取得する。そして、送信部103は、送信元車両300の車載装置200に、対応する補正データを送信する。
送信部103により行われる処理は送信処理に相当する。
***動作の説明***
次に、図7及び図8を参照して車載装置200の動作例を説明する。
最初に、図7を説明する。図7は、位置及び速度の測定処理と車両データの送信処理を示す。
位置及び速度の測定タイミングが到来したら、車両位置測定部201が車両300の位置及び速度を測定する(ステップS201)。
前述したように、車両位置測定部201はGPS衛星からの測位信号を用いて車両300の位置を測定する。また、車両位置測定部201は、例えば、単位時間での測定位置の差を用いて速度を測定する。
なお、車両位置測定部201は、前回の測定タイミングでの車両300の測定位置の補正部205による補正値を用いて、車両300の位置及び速度を測定してもよい。
周辺物体位置測定部202は、例えば、車両300に搭載されているセンサからのセンサデータを用いて周辺物体の位置及び速度を測定する(ステップS202)。周辺物体位置測定部202は、周辺物体の位置及び速度として、車両300からの相対位置及び相対速度を測定する。
なお、周辺物体位置測定部202は、前回の測定タイミングでの周辺物体の測定位置の補正部205による補正値を用いて、周辺物体の位置及び速度を測定してもよい。
図7では、ステップS201の後にステップS202が行われるように記載されているが、ステップS201とステップS202は並行して行われる。
次に、送信部203が車両データを補正データ生成装置100に送信する(ステップS203)。
前述したように、送信部203は、測定時刻、車両300の測定位置及び測定速度と周辺物体の測定位置及び測定速度を車両データとして補正データ生成装置100に送信する。また、送信部203は、車両データに車載装置200の識別子を付与して車両データを補正データ生成装置100に送信する。
なお、本実施の形態では、送信部203は補正データ生成装置100の通信アドレスを取得済であるものとする。送信部203が補正データ生成装置100の通信アドレスを取得する手法は問わない。
車両データの送信後は、車載装置200は次の測定タイミングの到来を待ち(ステップS204)、次の測定タイミングが到来したらステップS201以降の処理を開始する。
次に、図8を説明する。図8は、補正データの受信処理と補正処理を示す。
受信部204が補正データ生成装置100から補正データを受信した場合に(ステップS211でYES)、補正部205が補正データを用いて車両300の位置及び周辺物体の位置を補正する(ステップS212)。
図2に示したように、補正データには車両300の位置及び各周辺物体の位置を補正するための補正値が含まれる。補正部205は、例えば、車両300の測定位置及び各周辺物体の測定位置から対応する補正値を減算して補正後の車両300の位置及び各周辺物体の位置を得る。
次に、図9を参照して、補正データ生成装置100の動作例を説明する。
受信部101が車両300から車両データを受信した場合に(ステップS101でYES)、受信部101は受信した車両データを補助記憶装置903に格納する(ステップS102)。
そして、最初に受信した車両データの受信時刻から一定時間が経過するまで、受信部101は車両データの受信を待つ。
最初に受信した車両データの受信時刻から一定時間が経過したら(ステップS103でYES)、補正データ生成部102が、基準時刻を設定する(ステップS104)。
具体的には、補正データ生成部102は、補助記憶装置903に格納されている車両データの測定時刻のうち最も遅い測定時刻を基準時刻に設定する。
次に、補正データ生成部102は、基準時刻での送信元車両300の予測位置及び周辺物体の予測位置を算出する(ステップS105)。
補正データ生成部102は、送信元車両300の測定位置及び測定速度と周辺物体の測定位置及び測定速度を用いて、基準時刻での送信元車両300の予測位置及び周辺物体の予測位置を算出する。
補正データ生成部102は、カルマンフィルタによる事前予測処理を行って、基準時刻での送信元車両300の予測位置及び周辺物体の予測位置を算出する。
ここで、補正データ生成部102が車両A300aの基準時刻t3での予測位置を算出する例を説明する。車両A300aからの受信した車両データの測定時刻は時刻t1であるものとする。補助記憶装置903には、過去の測定時刻(時刻t0、時刻(t-1)等)での車両A300aの測定位置と予測位置が記憶されているものとする。
補正データ生成部102は、過去の測定位置と当該測定位置に対応して算出された予測位置との誤差を算出する。例えば、補正データ生成部102は、測定時刻t0での車両A300aの測定位置と当該測定位置に対応して算出された予測位置との誤差を算出する。また、補正データ生成部102は、測定時刻t(-1)での車両A300aの測定位置と当該測定位置に対応して算出された予測位置との誤差を算出する。そして、補正データ生成部102は、算出した誤差と、測定時刻t1での車両A300aの測定位置と測定速度を用いて、カルマンフィルタにより、時刻t2での車両A300aの予測位置と時刻t3での車両A300aの予測位置を算出する。
補正データ生成部102は、同様にして、車両A300aの周辺物体の基準時刻t3での予測位置を算出する。
なお、カルマンフィルタの詳細は、以下の参考文献に記載されている。
[参考文献]
足立修一、丸田一郎 著、「カルマンフィルタの基礎」、東京電機大学出版局、2012年
なお、車両300で周辺物体の速度が測定されていない場合は、補正データ生成部102は、送信元車両300(例えば、車両A300a)の基準時刻における予測位置と、測定時刻(例えば、時刻t1)における各周辺物体の送信元車両300(例えば、車両A300a)からの相対位置から、各周辺物体の基準時刻での予測位置を求める。
次に、補正データ生成部102は、送信元車両300の基準時刻での推定位置を算出する(ステップS106)。
具体的には、補正データ生成部102は、複数の予測データを統合する。そして、補正データ生成部102は、統合により得られた予測位置の分布を解析し、基準時刻で送信元車両300が所在すると推定される位置(推定位置)を算出する。
送信元車両300は、他の車両の周辺物体として検出されている場合がある。図2の例では、車両A300aは車両B300bの周辺物体(車両Y1)として検出されており、車両B300bは車両A300aの周辺物体(車両X2)として検出されている。
また、測定誤差及び予測誤差により、同一の送信元車両300であっても、複数の予測位置にずれが生じる可能性がある。つまり、図2の例では、車両A300aと車両Y1は同一車両であるから2つの予測位置は一致するはずであるが、測定誤差及び予測誤差により、車両A300aの予測位置と車両Y1の予測位置にずれが生じることがある。
また、ID情報等で送信元車両300と他の車両300の周辺物体との対応関係がとられているわけではない。このため、補正データ生成部102は、予測位置の分布から送信元車両300の推定位置を算出する必要がある。
以下にて、送信元車両300の推定位置の算出手順を説明する。
なお、以下では、予測データの統合により得られた各予測位置をPiと表記する。予測位置Piは、送信元車両300の予測位置及び周辺物体の予測位置の双方を含む。また、予測位置Piのうち送信元車両300の予測位置をPo_iと表記する。
まず、補正データ生成部102は、予測位置Piの分布において相互に第1の距離σ以内にある予測位置をグルーピングする。グルーピングにより得られた各グループに含まれる予測位置をGPiと表記する。
第1の距離σの大きさは移動体により異なる。本実施の形態では、車両300の推定位置を求めるため、車両長及び車両幅を考慮して、第1の距離σを2m程度とする。他の種類の移動体の推定位置を求める場合は、対象となる移動体の大きさを考慮して第1の距離σが決定される。
各々が同一の車両の予測位置GPiでなければ、複数の予測位置GPiが第1の距離σ以内に近づくことはないと考えられる。換言すれば、第1の距離σ以内にある複数の予測位置GPiは同一の車両の予測位置であると考えられる。図2の例では、予測データAの車両A300aの予測位置と予測データBの車両Y1(=車両A300a)の予測位置は第1の距離σ以内となる。
次に、補正データ生成部102は、グループごとに以下の処理111~処理119を行う。
先ず、補正データ生成部102は、複数のグループから未選択のグループを1つ選択する(処理111)。
そして、補正データ生成部102は、選択したグループに含まれる予測位置GPiに、送信元車両300の予測位置Po_iが含まれるか否かを判定する(処理112)。
選択したグループに送信元車両300の予測位置Po_iが含まれる場合は、補正データ生成部102は、送信元車両300の予測位置Po_iを除いた予測位置GPiの平均位置GPi_aと位置標準偏差GPi_sdを算出する(処理113)。予測位置Po_iが含まれるグループは補正対象グループに相当する。また、平均位置GPi_aは第1の平均位置に相当する。
なお、予測位置GPiに複数の送信元車両300の予測位置Po_iは含まれないものとする。前述のように、第1の距離σには車両長及び車両幅が反映されているため、同一のグループに複数の送信元車両300の予測位置Po_iが含まれる可能性は低い。
次に、補正データ生成部102は、第2の距離σを決定する(処理114)。具体的には、補正データ生成部102は、位置標準偏差GPi_sdを用いて、±2*GPi_sdを第2の距離σとする。
次に、補正データ生成部102は、平均位置GPi_aから第2の距離σ以内にある予測位置GPiを選択する(処理115)。つまり、補正データ生成部102は、GPi_a±2*GPi_sd以内にある予測位置を選択する。
次に、補正データ生成部102は、処理115で選択した予測位置GPi(送信元車両300の予測位置GPi_oを含む)の平均位置を算出する(処理116)。処理116で算出される平均位置は第2の平均位置に相当する。
そして、補正データ生成部102は、処理116で算出した平均位置を送信元車両300の推定位置として用いる(処理117)。
処理112において、選択したグループに送信元車両300の予測位置Po_iが含まれない場合は、補正データ生成部102は、全ての予測位置GPiについての平均位置及び位置標準偏差を算出し、上記と同様の処理を行って位置を推定する(処理118)。
また、補正データ生成部102は、処理117で得られた推定位置及び処理118で得られた推定位置を基準時刻とともに補助記憶装置903に格納する(処理119)。
全てのグループについて処理119が完了した後に、図9に示すように、補正データ生成部102は、送信元車両300ごとに、送信元車両300の位置差分と周辺物体の位置差分を抽出する(ステップS107)。
具体的には、補正データ生成部102は、ステップS105で算出された送信元車両300の予測位置と、ステップS106(処理117)で算出された送信元車両300の推定位置との差分を抽出する。また、補正データ生成部102は、ステップS105で算出された各周辺物体の予測位置と、ステップS106(処理118)で算出された各周辺物体の推定位置との差分を抽出する。
次に、補正データ生成部102は、ステップS107で得られた位置差分を時刻差分で調整する(ステップS108)。
ステップS107で得られた位置差分は基準時刻における予測位置と推定位置との差分である。送信元車両300から送信された車両データに示される測定位置は測定時刻での位置である。このため、補正データ生成部102は、測定時刻と基準時刻との差分が反映されるように、ステップS107で得られた位置差分を調整する。
具体的には、補正データ生成部102は以下の処理を行う。
ここでは、車両データに示される測定時刻tiでの送信元車両300の位置をPsrc_iとする。
また、基準時刻tでの送信元車両300の予測位置(ステップS105で算出された予測位置)をPpre_iとする。
また、ステップS106で算出された送信元車両300の推定位置をPresult_iとする。
また、ステップS107で得られた送信元車両300の位置差分は、(Presult_i ― Ppre_i)である。
ステップS108では、補正データ生成部102は、「(Presult_i ― Ppre_i)*(1―(t―ti)/cycle)」により、位置差分を時刻差分で調整する。ただし、cycleはステップS103での待機時間である。
補正データ生成部102は、各周辺物体についても同様の処理を行う。
ステップS108で得られた値が補正値であり、図2に示すδ11~δ14及びδ21~δ23に相当する。
次に、補正データ生成部102は、ステップS108で得られた値を用いて、送信元車両300ごとに補正データを生成する(ステップS109)。
そして、送信部103が、ステップS109で生成された補正データを送信元車両300ごとに送信する(ステップS110)。
以降は、図8に示したように、各車載装置200が補正データを受信し、補正データを用いて位置の補正を行う。
なお、以上では、補正データ生成部102が送信元車両300の測定位置と周辺物体の測定位置を補正するための補正データを生成する例を説明した。これに代えて、補正データ生成部102は、送信元車両300の測定位置のみを補正するための補正データを生成するようにしてもよい。この場合は、車載装置200は、補正データを用いて、車両300の測定位置のみを補正する。
また、以上では、移動体の例として車両300を説明したが、本実施の形態に係る位置補正システム500は、歩行者、ロボット等の車両以外の移動体にも適用可能である。
***実施の形態の効果の説明***
以上のように、本実施の形態によれば、位置の補正を短時間で行うことができる。
前述のように、特許文献1の技術では、車両αは、周辺車両からの測定位置の受信を複数回繰り返し、周辺車両からの測定位置と車両αでの測定位置との照合を複数回繰り返さないと位置の補正を行うことができない。このため、特許文献1の技術では、位置の補正に時間がかかる。
本実施の形態では、各車載装置200は、車両データの送信と補正データの受信のみで位置を補正することができる。つまり、本実施の形態によれば、各車載装置200は、複数回の通信及び複数回の照合を行わなくても位置の補正を行うことができる。
また、特許文献1の技術では、車両αは、車両αの位置を測定できる周辺車両が存在しないと位置の補正をすることができない。
本実施の形態では、2つの車両が相互に他方の位置を測定することができない場合でも、別の車両が当該2つの車両の位置を測定できれば、当該2つの車両は各々の位置を補正することができる。例えば、車両Pは車両Qの位置を測定できない状態であり、車両Qは車両Pの位置を測定できない状態であるとする。また、車両Rは車両Pの位置と車両Qの位置を測定できる状態であるとする。この場合に、車両Pが車両Pの測定位置を補正データ生成装置100に送信する。また、車両Qが車両Qの測定位置を補正データ生成装置100に送信する。また、車両Rが車両Pの測定位置と車両Qの測定位置を周辺物体の測定位置として補正データ生成装置100に送信する。補正データ生成装置100は、車両Pからの車両Pの測定位置と、車両Rからの周辺物体の測定位置(車両Pの測定位置)を用いることで、車両Pの測定位置を補正するための補正データを車両Pに送信することができる。同様に、補正データ生成装置100は、車両Qからの車両Qの測定位置と、車両Rからの周辺物体の測定位置(車両Qの測定位置)を用いることで、車両Qの測定位置を補正するための補正データを車両Qに送信することができる。
また、特許文献1の技術では、車両αのみの位置の補正しかできない。つまり、特許文献1の技術では、周辺物体の位置の補正はできない。
本実施の形態によれば、周辺物体の位置の補正も可能である。
***ハードウェア構成の補足説明***
最後に、車載装置200のハードウェア構成と補正データ生成装置100のハードウェア構成の補足説明を行う。
図5に示すプロセッサ801は、プロセッシングを行うIC(Integrated Circuit)である。
プロセッサ801は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)等である。
図5に示す主記憶装置802は、RAM(Random Access Memory)である。
図5に示す補助記憶装置803は、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等である。
図5に示す通信装置804は、データの通信処理を実行する電子回路である。
通信装置804は、例えば、通信チップ又はNIC(Network Interface Card)である。
また、補助記憶装置803には、OS(Operating System)も記憶されている。
そして、OSの少なくとも一部がプロセッサ801により実行される。
プロセッサ801はOSの少なくとも一部を実行しながら、車両位置測定部201、周辺物体位置測定部202、送信部203、受信部204及び205の機能を実現するプログラムを実行する。
プロセッサ801がOSを実行することで、タスク管理、メモリ管理、ファイル管理、通信制御等が行われる。
また、車両位置測定部201、周辺物体位置測定部202、送信部203、受信部204及び補正部205の処理の結果を示す情報、データ、信号値及び変数値の少なくともいずれかが、主記憶装置802、補助記憶装置803、プロセッサ801内のレジスタ及びキャッシュメモリの少なくともいずれかに記憶される。
また、車両位置測定部201、周辺物体位置測定部202、送信部203、受信部204及び補正部205の機能を実現するプログラムは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVD等の可搬記録媒体に格納されていてもよい。そして、車両位置測定部201、周辺物体位置測定部202、送信部203、受信部204及び補正部205の機能を実現するプログラムが格納された可搬記録媒体を流通させてもよい。
また、車両位置測定部201、周辺物体位置測定部202、送信部203、受信部204及び補正部205の「部」を、「回路」又は「工程」又は「手順」又は「処理」又は「サーキットリー」に読み替えてもよい。
また、車載装置200は、処理回路により実現されてもよい。処理回路は、例えば、ロジックIC(Integrated Circuit)、GA(Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)である。
この場合は、車両位置測定部201、周辺物体位置測定部202、送信部203、受信部204及び補正部205は、それぞれ処理回路の一部として実現される。
図6に示すプロセッサ901は、プロセッシングを行うICである。
プロセッサ901は、CPU、DSP等である。
図6に示す主記憶装置902は、RAMである。
図6に示す補助記憶装置903は、ROM、フラッシュメモリ、HDD等である。
図6に示す通信装置904は、データの通信処理を実行する電子回路である。
通信装置904は、例えば、通信チップ又はNICである。
また、補助記憶装置903には、OSも記憶されている。
そして、OSの少なくとも一部がプロセッサ901により実行される。
プロセッサ901はOSの少なくとも一部を実行しながら、受信部101、補正データ生成部102及び送信部103の機能を実現するプログラムを実行する。
プロセッサ901がOSを実行することで、タスク管理、メモリ管理、ファイル管理、通信制御等が行われる。
また、受信部101、補正データ生成部102及び送信部103の処理の結果を示す情報、データ、信号値及び変数値の少なくともいずれかが、主記憶装置902、補助記憶装置903、プロセッサ901内のレジスタ及びキャッシュメモリの少なくともいずれかに記憶される。
また、受信部101、補正データ生成部102及び送信部103の機能を実現するプログラムは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVD等の可搬記録媒体に格納されていてもよい。そして、受信部101、補正データ生成部102及び送信部103の機能を実現するプログラムが格納された可搬記録媒体を流通させてもよい。
また、受信部101、補正データ生成部102及び送信部103の「部」を、「回路」又は「工程」又は「手順」又は「処理」又は「サーキットリー」に読み替えてもよい。
また、補正データ生成装置100は、処理回路により実現されてもよい。処理回路は、例えば、ロジックIC、GA、ASIC、FPGAである。
この場合は、受信部101、補正データ生成部102及び送信部103は、それぞれ処理回路の一部として実現される。
なお、本明細書では、プロセッサと処理回路との上位概念を、「プロセッシングサーキットリー」という。
つまり、プロセッサと処理回路とは、それぞれ「プロセッシングサーキットリー」の具体例である。
100 補正データ生成装置、101 受信部、102 補正データ生成部、103 送信部、200 車載装置、200a 車載装置A、200b 車載装置B、201 車両位置測定部、202 周辺物体位置測定部、203 送信部、204 受信部、205 補正部、300 車両、300a 車両A、300b 車両B、300c 車両C、300d 車両D、300n 車両N、400 歩行者、500 位置補正システム、801 プロセッサ、802 主記憶装置、803 補助記憶装置、804 通信装置、901 プロセッサ、902 主記憶装置、903 補助記憶装置、904 通信装置。

Claims (9)

  1. 複数の移動体の各移動体から、誤差が含まれ得る、各移動体で個別のタイミングで測定された各移動体の位置である各移動体の測定位置と、誤差が含まれ得る、各移動体で個別のタイミングで測定された各移動体の周辺物体の位置である各移動体の周辺物体の測定位置と、各移動体の測定位置と各移動体の周辺物体の測定位置とが測定された時刻である測定時刻とが示される移動体データを受信する受信部と、
    前記複数の移動体から受信された複数の移動体データに示される各移動体の測定位置と各移動体の周辺物体の測定位置と各移動体の測定時刻とを用いて、前記複数の移動体の測定時刻以降の時刻であって前記複数の移動体に共通に適用される時刻である基準時刻での各移動体の予測位置を算出し、前記基準時刻での各移動体の周辺物体の予測位置を算出し、前記基準時刻での前記複数の移動体の予測位置と前記複数の移動体の周辺物体の予測位置とを統合し、統合により得られた予測位置の分布を解析し、前記基準時刻で各移動体が所在すると推定される位置を前記基準時刻での各移動体の推定位置として算出し、前記基準時刻での各移動体の推定位置を用いて、各移動体の測定位置に含まれる得る誤差を補正するための補正データを移動体ごとに生成する補正データ生成部と、
    前記補正データ生成部により生成された移動体ごとの前記補正データを各移動体に送信する送信部とを有し、
    前記補正データ生成部は、
    統合により得られた予測位置の分布において相互に第1の距離以内にある予測位置をグルーピングし、
    グルーピングにより得られた複数のグループの中から、いずれかの移動体の予測位置が含まれるグループである補正対象グループを抽出し、前記補正対象グループに予測位置が含まれる移動体の予測位置を除いた、前記補正対象グループに含まれる予測位置における平均位置を第1の平均位置として算出し、
    前記補正対象グループに含まれる予測位置のうち前記第1の平均位置から第2の距離以内にある予測位置における平均位置を第2の平均位置として算出し、
    前記第2の平均位置を、前記補正対象グループに予測位置が含まれる移動体の推定位置として用いる補正データ生成装置。
  2. 前記補正データ生成部は、
    各移動体の測定位置に含まれる得る誤差と各移動体の周辺物体の測定位置に含まれる得る誤差とを補正するための補正データを移動体ごとに生成する請求項1に記載の補正データ生成装置。
  3. 前記補正データ生成部は、
    前記補正対象グループに予測位置が含まれる移動体の推定位置と当該移動体の予測位置との差と、当該移動体からの移動体データに示される測定時刻と前記基準時刻との差とを用いて、当該移動体の前記補正データを生成する請求項に記載の補正データ生成装置。
  4. 前記補正データ生成部は、
    前記補正対象グループに予測位置が含まれる移動体の予測位置を除く、前記補正対象グループに含まれる予測位置における標準偏差を算出し、
    前記標準偏差を用いて前記第2の距離を決定する請求項に記載の補正データ生成装置。
  5. 前記受信部は、
    前記複数の移動体の各移動体から、各移動体で測定された各移動体の速度である各移動体の測定速度が示される移動体データを受信し、
    前記補正データ生成部は、
    各移動体データに示される各移動体の測定位置と各移動体の測定速度と各移動体の周辺物体の測定位置と各移動体の測定時刻とを用いて、各移動体の予測位置と各移動体の周辺物体の予測位置とを算出する請求項に記載の補正データ生成装置。
  6. 前記補正データ生成部は、
    前記複数の移動体の測定時刻のうち最も遅い測定時刻を前記基準時刻として用いて、各移動体の予測位置と各移動体の周辺物体の予測位置とを算出する請求項に記載の補正データ生成装置。
  7. 前記複数の移動体は、車道を走行する複数の車両であり、
    前記補正データ生成装置は、
    前記車道の路側に配置された路側サーバ装置である請求項1に記載の補正データ生成装置。
  8. コンピュータが、複数の移動体の各移動体から、誤差が含まれ得る、各移動体で個別のタイミングで測定された各移動体の位置である各移動体の測定位置と、誤差が含まれ得る、各移動体で個別のタイミングで測定された各移動体の周辺物体の位置である各移動体の周辺物体の測定位置と、各移動体の測定位置と各移動体の周辺物体の測定位置とが測定された時刻である測定時刻とが示される移動体データを受信し、
    前記コンピュータが、前記複数の移動体から受信された複数の移動体データに示される各移動体の測定位置と各移動体の周辺物体の測定位置と各移動体の測定時刻とを用いて、前記複数の移動体の測定時刻以降の時刻であって前記複数の移動体に共通に適用される時刻である基準時刻での各移動体の予測位置を算出し、前記基準時刻での各移動体の周辺物体の予測位置を算出し、前記基準時刻での前記複数の移動体の予測位置と前記複数の移動体の周辺物体の予測位置とを統合し、統合により得られた予測位置の分布を解析し、前記基準時刻で各移動体が所在すると推定される位置を前記基準時刻での各移動体の推定位置として算出し、前記基準時刻での各移動体の推定位置を用いて、各移動体の測定位置に含まれる得る誤差を補正するための補正データを移動体ごとに生成し、
    前記コンピュータが、生成された移動体ごとの前記補正データを各移動体に送信し、
    前記補正データの生成において、前記コンピュータは、
    統合により得られた予測位置の分布において相互に第1の距離以内にある予測位置をグルーピングし、
    グルーピングにより得られた複数のグループの中から、いずれかの移動体の予測位置が含まれるグループである補正対象グループを抽出し、前記補正対象グループに予測位置が含まれる移動体の予測位置を除いた、前記補正対象グループに含まれる予測位置における平均位置を第1の平均位置として算出し、
    前記補正対象グループに含まれる予測位置のうち前記第1の平均位置から第2の距離以内にある予測位置における平均位置を第2の平均位置として算出し、
    前記第2の平均位置を、前記補正対象グループに予測位置が含まれる移動体の推定位置として用いる補正データ生成方法。
  9. 複数の移動体の各移動体から、誤差が含まれ得る、各移動体で個別のタイミングで測定された各移動体の位置である各移動体の測定位置と、誤差が含まれ得る、各移動体で個別のタイミングで測定された各移動体の周辺物体の位置である各移動体の周辺物体の測定位置と、各移動体の測定位置と各移動体の周辺物体の測定位置とが測定された時刻である測定時刻とが示される移動体データを受信する受信処理と、
    前記複数の移動体から受信された複数の移動体データに示される各移動体の測定位置と各移動体の周辺物体の測定位置と各移動体の測定時刻とを用いて、前記複数の移動体の測定時刻以降の時刻であって前記複数の移動体に共通に適用される時刻である基準時刻での各移動体の予測位置を算出し、前記基準時刻での各移動体の周辺物体の予測位置を算出し、前記基準時刻での前記複数の移動体の予測位置と前記複数の移動体の周辺物体の予測位置とを統合し、統合により得られた予測位置の分布を解析し、前記基準時刻で各移動体が所在すると推定される位置を前記基準時刻での各移動体の推定位置として算出し、前記基準時刻での各移動体の推定位置を用いて、各移動体の測定位置に含まれる得る誤差を補正するための補正データを移動体ごとに生成する補正データ生成処理と、
    前記補正データ生成処理により生成された移動体ごとの前記補正データを各移動体に送信する送信処理とをコンピュータに実行させ
    前記補正データ生成処理において、前記コンピュータに、
    統合により得られた予測位置の分布において相互に第1の距離以内にある予測位置をグルーピングさせ、
    グルーピングにより得られた複数のグループの中から、いずれかの移動体の予測位置が含まれるグループである補正対象グループを抽出させ、前記補正対象グループに予測位置が含まれる移動体の予測位置を除いた、前記補正対象グループに含まれる予測位置における平均位置を第1の平均位置として算出させ、
    前記補正対象グループに含まれる予測位置のうち前記第1の平均位置から第2の距離以内にある予測位置における平均位置を第2の平均位置として算出させ、
    前記第2の平均位置を、前記補正対象グループに予測位置が含まれる移動体の推定位置として用いらせる補正データ生成プログラム。
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