JP7245084B2 - 自動運転システム - Google Patents
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Description
(ブロック構成)
図1は、本実施例の自己位置推定装置1のブロック構成を示す図である。なお、自己位置推定装置1は、実際には、CPU等の演算装置、半導体メモリ等の主記憶装置、補助記憶装置、および、通信装置などのハードウェアを備えた計算機である。そして、補助記憶装置に記録されたデータベースを参照しながら、主記憶装置にロードされたプログラムを演算装置が実行することで、後述する各機能を実現するが、以下では、このような計算機分野での周知技術を適宜省略しながら説明する。
(特徴検出部11の動作)
次に、図4A、図4B、図5を用いて、特徴検出部11における処理の内容について説明する。
(特徴マッチング部12の動作)
次に、図6、図7を用いて、特徴マッチング部12における処理の内容について説明する。特徴マッチング部12は、特徴検出部11によって検出された特徴と、自己生成地図4に保存されている特徴を対応付ける。
(自己位置推定部13の動作)
次に、自己位置推定部13における処理の内容について説明する。自己位置推定部13は、センサ5の計測結果と、特徴マッチング部12による特徴のマッチング結果から、自車位置姿勢xを推定する。なお、自己生成地図4が存在しない区間においては、特徴のマッチング結果も存在しないため、このような区間においては、自己位置推定部13は、センサ5の計測結果のみに基づいて自車位置姿勢xを推定する。
(低精度区間検出部14の動作)
次に、図8を用いて、低精度区間検出部14における処理の内容について説明する。低精度区間検出部14は、自己位置推定部13が推定した自車位置姿勢xに基づいて、自車位置姿勢xの推定精度が低い区間を検出する。
(自己地図生成部15の動作)
次に、図9を用いて、自己地図生成部15における処理の内容について説明する。自己地図生成部15は、過去特徴データ3と自己位置推定部13が推定した自車位置姿勢xから、低精度区間検出部14が検出した推定精度が低い区間における自己生成地図4を生成する。なお、自己地図生成部15は、自己生成地図4をリアルタイムに生成する必要はなく、計算機の処理負荷が少ないタイミングで地図生成処理を実施しても良い。また、本実施例においては、自己地図生成部15での自己生成地図4の生成とは、自己生成地図4を新規に生成する処理だけではなく、既存の自己生成地図4および高精度地図2の内容の修正処理を含む概念である。
(効果)
上述した実施例1の自己位置推定装置1によれば、次の効果が得られる。
(ブロック構成)
図10は、自車V0に搭載された、本実施例の自動運転システム7のブロック図である。ここに示すように、自動運転システム7は、実施例1で説明した自己位置推定装置1と、経路計画部71と、表示部72と、車両制御部73と、を備える。なお、自己位置推定装置1と経路計画部71と車両制御部73は、車両に搭載されたECU(Electronic Control Unit)と呼ばれる一つの計算機で実現されるものであっても良い。
(経路計画部の動作)
次に、図11を用いて、経路計画部71における処理の内容について説明する。経路計画部71は、自己位置推定装置1の出力と、高精度地図2と、ユーザから入力された目的位置Gと、から現在位置から目的位置Gまでの経路Rを計画する。
(表示部の動作)
表示部72は経路計画部71が計画した経路Rをユーザに表示する。表示部72は通常のカーナビゲーションシステムと同様に、経路計画部71が計画した経路Rを、画面などを通してユーザに表示する。ここで、経路計画部71が算出した経路Rが、高精度地図2に含まれる情報に基づいた通過コストC2のみから算出された経路R2と異なる場合には、色や文字、その他の提示手段を用いて、ユーザに自己位置推定装置1の出力に基づいた通過コストC1を考慮することにより経路R1が計画されたことを表示する。
(車両制御部73の動作)
車両制御部73は、自己位置推定装置1が推定した自車位置姿勢xと、経路計画部71が計画した経路Rと、センサ5の計測結果から自車V0の速度や操舵量を決定し、速度や操舵量を制御するためのアクチュエータに出力する。
(効果)
上述した実施例2によれば、次の効果が得られる。
(1) 経路計画部71は高精度地図2に含まれる情報に基づいた通過コストC2と、自己位置推定装置1の出力に基づいた通過コストC1の両方を考慮して経路を計画する(図10)。通過コストC1は、低精度区間検出部14によって検出された低精度区間、もしくは、自己位置推定部13によって推定された自車位置姿勢の精度が低い区間に対して大きな値が設定される。そのため、自己位置推定装置1による自車位置姿勢xの推定精度が高い経路Rを選択することで、より滑らかな自動運転を実現することができる。
(2) 表示部72は経路計画部71が算出した経路Rが、高精度地図2に含まれる情報に基づいた通過コストC2のみから算出された経路R2と異なる場合には、色や文字、その他の提示手段を用いて、ユーザに自己位置推定装置1の出力に基づいた通過コストC1を考慮することにより経路Rが計画されたことを表示する。そのため、通常のカーナビゲーションシステムと違う経路を通った場合に、ユーザに理由を提示することで、ユーザの不安を解消することができる。
(3) 車両制御部73は、自己位置推定装置1の出力に基づいて速度や操舵量を決定し、低精度区間検出部14が検出した低精度区間、もしくは、自己生成地図4が存在しない区間を走行する場合には、通常の走行時よりも速度や操舵量を小さくする。そのため、自車位置姿勢推定の精度が低下した場合にも、速度や操舵量が小さいため、滑らかな自動運転を実現することができる。また、速度や操舵量が小さいため、自己地図生成部15における過去特徴データ3からの相対位置姿勢の推定がより高精度になり、高精度な自己生成地図4を作成することができる。
(ブロック構成)
図12は、本実施例の自己生成地図共有システムのブロック図である。ここに示すように、自己生成地図共有システムは、複数の通信機能付き自己位置推定装置8と、自己生成地図共有装置9を、ネットワーク85を介して接続したシステムである。
(共有自己生成地図管理部92の動作)
共有自己生成地図管理部92は、受信した複数の自己生成地図4を統合し、共有自己生成地図4aを生成する。具体的には、共有自己生成地図管理部92は、複数の自己生成地図4に、距離が閾値以下で同じ種類の物体が存在した場合には、それらの三次元位置の平均を三次元位置とした1つの物体として共有自己生成地図4aに保存する。また、ある領域に対応する、複数の自己生成地図4に含まれる物体の内、計測日時が最も新しい自己生成地図4に含まれる情報のみを共有自己生成地図4aに保存しても良い。
(高精度地図メンテナンス情報生成部の動作)
高精度地図メンテナンス情報生成部93は、受信した複数の自己生成地図4から、高精度地図2のメンテナンスに用いる情報を生成する。具体的には、ある領域に対応する、複数の自己生成地図4に物体が含まれる場合、複数の車両において自己位置推定に不連続が生じているため、高精度地図2に情報が不足している、もしくは高精度地図2に含まれている情報に変化が生じていると判断し、その領域の再計測などメンテナンスが必要であると判断する。
(効果)
上述した実施例3によれば、次の効果が得られる。
(1) 通信機能付き自己位置推定装置8は送受信部81を備え、自己生成地図共有装置9は送受信部91と共有自己生成地図管理部92を備える。共有自己生成地図管理部92は受信した複数の自己生成地図4を統合し、共有自己生成地図4aを生成する。
そのため、共有自己生成地図4aを用いることで、通信機能付き自己位置推定装置8は高精度に自車位置姿勢を推定することができる。また、共有自己生成地図4aを受信することで、自車V0が過去に走行したことがない場所においても、自己生成地図4を参照することができ、高精度に自車位置姿勢を推定することができる。
(2) 共有自己生成地図管理部92は、複数の自己生成地図4に、距離が閾値以下で同じ種類の物体が存在した場合には、それらの三次元位置の平均を三次元位置とする1つの物体として共有自己生成地図4aに保存する。そのため、自己生成地図4の精度が向上することで、高精度に自車位置姿勢を推定することができる。
(3) 共有自己生成地図管理部92は、高精度地図2上のある領域に対して、複数の自己生成地図4に含まれる物体の内、計測日時が最も新しい自己生成地図4に含まれる物体を共有自己生成地図4aに保存する。そのため、最新の自己生成地図4を用いることで、環境に変化があった場合にも高精度に自車位置姿勢を推定することができる。
(4) 高精度地図メンテナンス情報生成部93は、複数の通信機能付き自己位置推定装置8から受信した自己生成地図4から、高精度地図2に情報が不足している、もしくは高精度地図2に含まれている情報に変化が生じている領域を検出する。そのため、効率的に高精度地図2のメンテナンスを実施することができる。
(実施例3の変形例)
上述した自己生成地図共有システムでは、ネットワーク85を介して自己生成地図4を送受信する。しかし、通信機能付き自己位置推定装置8と自己生成地図共有装置9の間で送受信されるデータはこれに限定されない。
11…特徴検出部、
12…特徴マッチング部、
13…自己位置推定部、
14…低精度区間検出部、
15…自己地図生成部、
2…高精度地図、
3…過去特徴データ、
4…自己生成地図、
5…センサ、
4a…共有自己生成地図、
7…自動運転システム、
71…経路計画部、
72…表示部、
73…車両制御部、
8…通信機能付き自己位置推定装置、
81…送受信部、
9…自己生成地図共有装置、
91…送受信部、
92…共有自己生成地図管理部、
93…高精度地図メンテナンス情報生成部
Claims (4)
- 自己位置推定装置を備える自動運転システムであって、
前記自己位置推定装置は、
車両の周囲に存在する物体を計測するセンサの計測結果から高精度地図上での自己位置姿勢を推定する自己位置推定部と、
該自己位置推定部が推定した前記自己位置姿勢に基づいて推定精度の低い低精度区間を検出する低精度区間検出部と、
該低精度区間検出部が検出した前記低精度区間における、前記物体の前記高精度地図上の位置と種類を保存した、自己生成地図を生成する自己地図生成部と、
を備え、
前記自動運転システムは、
前記自己位置推定装置と、
前記自己位置推定装置が推定した自己位置姿勢と、前記高精度地図と、ユーザから入力された目的位置と、前記低精度区間検出部が検出した低精度区間と、から現在位置から目的位置までの経路を計画する経路計画部と、を備え、
前記経路計画部は、前記高精度地図に含まれる情報に基づいた通過コストと、前記低精度区間検出部が定めた通過コストの両方を考慮して経路を計画することを特徴とする自動運転システム。 - 請求項1に記載の自動運転システムにおいて、
前記低精度区間検出部は、前記自己位置推定部が推定した前記高精度地図上での自己位置姿勢の時間変化が大きいときに、前記時間変化が大きい点以前を低精度区間として検出することを特徴とする自動運転システム。 - 請求項1または2に記載の自動運転システムにおいて、
前記自己地図生成部は、他の処理負荷が少ないタイミングで前記自己生成地図を生成することを特徴とする自動運転システム。 - 請求項1に記載の自動運転システムにおいて、
前記経路計画部が計画した経路が、前記高精度地図に含まれる情報に基づいた通過コストのみから計画した経路と異なる場合には、前記低精度区間検出部が定めた通過コストを考慮することにより経路が計画されたことを表示する表示部をさらに備えることを特徴とする自動運転システム。
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