JP7331387B2

JP7331387B2 - 位置推定システム

Info

Publication number: JP7331387B2
Application number: JP2019040379A
Authority: JP
Inventors: 博之上田; 好克木村; 祐司内山; 賢菅井; 雅人樹神
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2023-08-23
Anticipated expiration: 2039-03-06
Also published as: JP2020144576A

Description

本発明は、位置推定システムに関する。

車両に搭載された車載カメラの撮像画像を用いて、車両の位置推定を行う技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術は、画像処理によって撮像画像の中からエッジ検出を行い、検出したエッジの時間推移を解析することにより、車両の位置を推定している。

武山洪二郎，加藤武男，後藤邦博、車載カメラ画像と地図ＤＢの時系列照合による自己位置推定、マルチメディア，分散，協調とモバイル（ＤＩＣＯＭＯ２０１８）シンポジウム、２０１８年７月４日、セッション１Ｂセンサ・状態推定、ｐ．２４－３１

非特許文献１に記載された技術では、撮像画像の中から検出されるエッジが多いほど、位置推定の精度が向上する。しかしながら、車両が走行している周辺に建物等がない場合には、撮像画像の中から検出できるエッジの数が減少することに伴い、位置推定の精度が下がるという課題があった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、車両が走行する周辺におけるエッジ検出対象物の存在に関わらず、車両の位置推定の精度を向上させることを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。位置推定システムであって、道路上に配置された複数の発光装置と、車両に搭載されて、前記車両の周辺に位置する前記発光装置を撮像する撮像部と、前記撮像部の撮像画像を用いて各前記発光装置の位置情報を表す識別子を取得する取得部と、前記車両の位置を推定する位置推定部と、を備え、各前記発光装置は、ＬＥＤ（light emitting diode）を有し、前記ＬＥＤの発光条件を経時的に変調することにより、前記識別子を読み取り可能に構成され、前記取得部は、前記撮像部の撮像画像の経時的変化を解析することにより、前記識別子を取得し、前記位置推定部は、取得された前記識別子が表す前記発光装置の位置情報を用いて、前記車両の位置を推定し、前記複数の発光装置のそれぞれは、所定の間隔を空けて周期的に前記道路上に配置され、前記複数の発光装置の少なくとも１つの前記識別子は、前記発光装置の位置情報に加えて、隣接している前記発光装置の位置情報を含み、前記発光条件は、前記ＬＥＤによる発光の経時的なオンとオフとを繰り返したパルス状の発光パターンであり、前記発光パターンは、少なくとも周期を変化させており、前記位置推定システムは、さらに、前記発光パターンとして周期が変化するパルスの周期の情報を、前記位置推定部により推定された前記車両の位置に応じて変化させて取得する情報取得部と、前記情報取得部により受信したパルスの周期に合わせて、前記撮像部が前記発光装置を撮像するタイミングを制御する撮像制御部と、を備える、位置推定システム。そのほか、本発明は、以下の形態としても実現可能である。

（１）本発明の一形態によれば、位置推定システムであって、道路上に配置された複数の発光装置と、車両に搭載されて、前記車両の周辺に位置する前記発光装置を撮像する撮像部と、前記撮像部の撮像画像を用いて各前記発光装置の位置情報を表す識別子を取得する取得部と、前記車両の位置を推定する位置推定部と、を備え、各前記発光装置は、ＬＥＤ（light emitting diode）を有し、前記ＬＥＤの発光条件を経時的に変調することにより、前記識別子を読み取り可能に構成され、前記取得部は、前記撮像部の撮像画像の経時的変化を解析することにより、前記識別子を取得し、前記位置推定部は、取得された前記識別子が表す前記発光装置の位置情報を用いて、前記車両の位置を推定する。

この構成によれば、発光装置が有するＬＥＤの発光条件が、経時的に変調されている。ＬＥＤが撮像部に撮像されると、取得部は、撮像画像中からＬＥＤの経時的変化を解析することにより、発光装置の位置情報を表す識別子を読み取ることができる。位置推定部は、取得部により取得された発光装置の位置情報を用いて、車両の位置を推定する。すなわち、本構成の位置推定システムでは、発光体である明瞭な発光装置の位置情報を元に車両の位置が推定される。そのため、撮像画像中のエッジ検出による位置推定と比較し、撮像部または撮像部を備える各種装置や車両の位置推定の精度を向上させることができる。この結果、本構成によれば、車両が走行する周辺におけるエッジ検出対象物の存在に関わらず、車両の位置推定の精度を向上させることができる。

（２）上記態様の位置推定システムにおいて、前記発光条件は、前記ＬＥＤによる発光の経時的なオンとオフとを繰り返したパルス状の発光パターンであり、前記発光パターンは、パルスの波長と、パルスの発光強度と、パルスの幅および周期との少なくとも１つを変化させてもよい。
この構成によれば、異なる発光装置において異なる発光条件を容易に生成できる。

（３）上記態様の位置推定システムにおいて、前記取得部は、前記複数の発光装置における各前記ＬＥＤの前記発光パターンの組み合わせによって表される１つの前記識別子を取得してもよい。
この構成によれば、複数のＬＥＤの発光パターンの組み合わせによって識別子が表されるため、より多くの種類の識別子を読み取り可能に構成できる。

（４）上記態様の位置推定システムにおいて、前記発光パターンでは、パルスの波長の領域が１．４マイクロメートル以上２．６マイクロメートル以下であってもよい。
この構成のパルスの波長は、いわゆるアイセーフティ帯の波長であり、人間の網膜に安全な光である。そのため、パルスの発光強度を大きくすることができ、撮像部は、昼間や遠方でもＬＥＤの発光を明瞭に撮像できる。

（５）上記態様の位置推定システムにおいて、前記複数の発光装置の少なくとも１つは、２個以上の前記ＬＥＤを有し、各前記ＬＥＤの前記発光パターンが異なっていてもよい。
この構成によれば、一方のＬＥＤの発光パターン（例えば、波長）を他方のＬＥＤの発光パターンと異なるように設定することにより、取得部が一方の識別子を取得しづらい場合であっても、他方の識別子を取得しやすいように設定できる。これにより、取得部は、時間帯や天候などの環境の変化にかかわらず、識別子を安定して取得できる。さらに、信頼性向上の利点もある。

（６）上記態様の位置推定システムにおいて、さらに、前記発光パターンとしてのパルスの周期の情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部により受信したパルスの周期に合わせて、前記撮像部が前記発光装置を撮像するタイミングを制御する撮像制御部と、を備えてもよい。
この構成によれば、発光装置が発光しているタイミングの撮像画像を取得できるため、取得部は、より少ない撮像画像を用いて発光装置の経時的変化を解析できる。これにより、取得部の処理の負担を軽減できる。

（７）上記態様の位置推定システムにおいて、前記複数の発光装置のそれぞれは、所定の間隔を空けて周期的に前記道路上に配置されていてもよい。
この構成によれば、撮像部を備える車両などの位置が推定できることに加えて、車両の運転手などは、周期的に配置された発光装置を認識することにより道路の形状を認識できる。

（８）上記態様の位置推定システムにおいて、前記複数の発光装置の少なくとも１つの前記識別子は、前記発光装置の位置情報に加えて、隣接している前記発光装置の位置情報を含んでいてもよい。
この構成によれば、１つの発光装置の識別子が隣接する発光装置の位置情報も含んでいるため、識別子を有する発光装置の数を低減できる。取得部は、１つの発光装置の発光パターンのみを取得することにより、隣接する発光装置の位置情報も取得できるため、位置推定部の計算処理が簡易になる。また、発光パターンが解析される発光装置の数が少なくなるため、位置推定システムを単純化できる。また、取得部が経時的変化を解析するＬＥＤの数が少なくなるため、位置推定システム全体のコストを削減できる。

（９）本発明の他の一態様によれば、発光装置が提供される。この発光装置は、ＬＥＤの発光条件を経時的に変調することにより、前記発光装置の位置情報を表す識別子を読み取り可能に構成されていてもよい。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、位置推定装置、制御装置、およびこれらの装置を備える車両および位置推定システム、および位置推定方法、これら装置や方法を実行するためのコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、コンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。

本発明の第１実施形態としての位置推定システムの概略図である。第１実施形態における識別子と、発光装置の位置情報および高度情報との対応関係を示す表である。車載カメラの撮像画像の一例を示す説明図である。第２実施形態の発光装置の発光条件を説明するための撮像画像である。第２実施形態のＬＥＤのパルスの幅および周期の経時的変化を示すグラフである。第３実施形態の発光装置を拡大した概略図である。第４実施形態における撮像画像の一例を示す説明図である。第４実施形態における識別子と、発光装置および発光装置の位置情報および高度情報との対応関係を示す表である。第５実施形態としての位置推定システムの概略図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態としての位置推定システム１００の概略図である。位置推定システム１００は、車載カメラ１１，１２によって撮像された発光装置の位置情報を利用することにより、車載カメラ１１，１２を搭載している車両１０の位置を推定するシステムである。図１に示されるように、位置推定システム１００は、道路上に配置された複数の発光装置５１～５６と、道路を走行している車両１０とを備えている。

複数の発光装置５１～５６のそれぞれは、発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode）５１Ｌ～５６Ｌを備える。ＬＥＤ５１Ｌ～５６Ｌの発光条件が経時的に変調することにより、発光装置５１～５６のそれぞれは、自身の位置情報を表す識別子を読み取り可能に構成されている。なお、ＬＥＤ５１Ｌ～５６Ｌの発光条件としては、例えば、パルス状の発光パターンなどが挙げられる。この発光パターンは、発光の経時的なオンとオフとを繰り返したパルスである。

図２は、第１実施形態における識別子５１Ｉ～５３Ｉと、発光装置５１～５３の位置情報および高度情報との対応関係を示す表である。図２に示されるように、識別子５１Ｉ～５３Ｉのそれぞれは、発光装置５１～５３の位置情報としての緯度および経度と、高度とに対応付けられている。なお、高度情報が付加されているので、高架道路と、その下に並進している道路とを区別することが可能となる。識別子５１Ｉ～５３Ｉに対応付けられた位置情報は、後述の識別子ＤＢ４２に記憶されている。なお、図２に示される緯度および経度と、高度とは、一部の数字をアルファベットによって簡略化して表示している。他の実施形態では、識別子５１Ｉ～５３Ｉに対応付けられる位置情報としては、緯度経度に代えて、交差点に付与された交差点番号などであってもよい。

図１に示されるように、車両１０は、車両１０の前方における発光装置５１～５６を含む外景を撮像する車載カメラ（撮像部）１１，１２と、車両１０の各部を制御する制御装置２０とを備えている。車載カメラ１１，１２のそれぞれは、車両１０の各サイドミラーに配置されている。制御装置２０は、ＣＰＵ（Central Proccesing Unit）３０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２と、各種データを記憶する記憶部４０とを備えている。記憶部４０は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）などで構成されている。記憶部４０は、地図情報を記憶している地図データベース（地図ＤＢ）４１と、ＬＥＤ５１Ｌ～５６Ｌの識別子とＬＥＤ５１Ｌ～５６Ｌの位置との対応関係（図２）を記憶している識別子データベース（識別子ＤＢ）４２と、を備えている。

ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ２１に記憶された各種プログラムを、ＲＡＭ２２に展開することにより実行する。ＣＰＵ３０は、他の装置などと情報を無線通信する通信部３１と、図示されていないハンドル等の運転手の操作入力に応じて車両１０の動作を制御する動作制御部３２と、車載カメラ１１，１２の撮像画像の経時的変化を解析することにより識別子５１Ｉ～５６Ｉを取得する画像処理部（取得部）３３と、画像処理部３３により取得された識別子５１Ｉ～５６Ｉが表す発光装置５１～５６の位置情報を用いて車載カメラ１１，１２の位置を推定する位置推定部３４と、として機能する。通信部３１は、他の装置から送信される識別子と発光装置５１～５６の位置情報との対応関係、および、地図情報とを受信する。

図３は、車載カメラ１１，１２の撮像画像ＩＭ１の一例を示す説明図である。図３に示される撮像画像ＩＭ１は、車載カメラ１１，１２のそれぞれにより撮像された画像が画像処理部３３によって結合された画像処理後の画像である。図３に示されるように、撮像画像ＩＭ１には、車線を分ける白線ＷＬ１上に配置されている複数の発光装置６１～６４と、白線ＷＬ２上に配置されている複数の発光装置６５～６８とが示されている。また、各発光装置６１～６８は、発光条件を経時的に変調するＬＥＤ６１Ｌ～６８Ｌを備えている。本実施形態の発光装置６１～６８のそれぞれは、所定の間隔を空けて周期的に白線ＷＬ１上または白線ＷＬ２上に配置されている。

車載カメラ１１，１２が継続的に撮像画像ＩＭ１を取得し続けると、車載カメラ１１，１２を搭載している車両１０の移動に伴って、撮像画像ＩＭ１中の発光装置６１～６８の位置が変化する。画像処理部３３は、撮像画像ＩＭ１中におけるＬＥＤ６１Ｌ～６８Ｌの発光条件の経時的変化を解析することにより、ＬＥＤ６１Ｌ～６８Ｌが表す発光装置６１～６８の識別子を取得する。位置推定部３４は、撮像画像ＩＭ１中のＬＥＤ６１Ｌ～６８Ｌに対して三角測量を行うことにより、車載カメラ１１，１２に対する発光装置６１～６８の位置を特定する。なお、位置推定は、回転ベクトルと並進ベクトルとを用いて計算して行ってもよい。また、位置推定部３４は、取得された識別子と、識別子ＤＢ４２に記憶された対応関係とを用いて、車載カメラ１１，１２の位置を推定する。ここで、車載カメラ１１，１２の位置は、車載カメラ１１，１２が搭載されている車両１０の位置と同視できるため、位置推定部３４は、推定した車載カメラ１１，１２の位置とを用いて、地図中における車両１０の位置を推定できる。

以上説明したように、第１実施形態の位置推定システム１００では、車載カメラ１１，１２は、発光装置５１～５６を撮像する。画像処理部３３は、車載カメラ１１，１２の撮像画像中の発光装置５１～５６において、ＬＥＤ５１Ｌ～５６Ｌの発光条件の経時的変化を解析する。これにより、画像処理部３３は、発光装置５１～５６の位置情報を表す識別子を取得する。位置推定部３４は、発光装置５１～５６の位置情報を用いて、車載カメラ１１，１２の位置を推定する。すなわち、第１実施形態の位置推定部３４が、発光体である明瞭な発光装置５１～５６のＬＥＤ５１Ｌ～６５Ｌの発光条件に基づいて、車両１０の位置を推定する。そのため、第１実施形態の位置推定システム１００では、車載カメラ１１，１２を備える車両１０の位置推定の精度が向上する。特に、撮像画像ＩＭ１中のエッジ検出による位置推定と比較して、車両１０の位置推定の精度を向上させることができる。

また、第１実施形態の位置推定システム１００では、図３に示されるように、発光装置６１～６８のそれぞれは、所定の間隔を空けて周期的に白線ＷＬ１上または白線ＷＬ２上に配置されている。そのため、第１実施形態の位置推定システム１００では、発光装置６１～６８により、車両１０の位置が推定された上で、さらに、道路の形状を車両１０の運転手に認識させることができる。

＜第１実施形態の変形例＞
第１実施形態の位置推定システム１００は、発光装置５１～５６と、車載カメラ１１，１２と、識別子を取得する画像処理部３３と、車両１０の位置を推定する位置推定部３４とを備える位置推定システムの一例である。位置推定システムについては、種々変形可能である。例えば、車載カメラ１１，１２などは、車両１０に搭載されている必要はなく、別の移動体に備えられていてもよい。また、車載カメラ１１，１２は、車両１０の前方ではなく、車両１０の側方などの周辺に位置する発光装置を撮像してもよい。なお、周辺に位置する発光装置とは、撮像部として機能する車載カメラ１１，１２の撮像範囲に位置する発光装置をいい、車載カメラ１１，１２から発光装置までの距離の大小は関係ない。また、制御装置２０は、必ずしも、通信部３１、動作制御部３２、および記憶部４０を備えていなくてもよい。また、記憶部４０は、サーバに保存されており、制御装置２０は、通信部３１による無線通信を介してサーバにアクセスしてもよい。車載カメラ１１，１２は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。複数ある撮像部の内、任意の撮像部が発光装置５１～５６を撮像してもよい。第１実施形態の識別子５１Ｉ～５３Ｉは、位置情報としての緯度および経度と、高度情報とに対応付けられていたが、識別子５１Ｉ～５３Ｉ自体が、緯度および経度などの位置情報であってもよい。この場合に、識別子５１Ｉ～５３Ｉの取得部として機能する画像処理部３３が、位置推定部３４の機能を兼ねていてもよい。また、識別子５１Ｉ～５３Ｉは、位置情報に対応付けられ、高度情報に対応付けられていなくてもよい。

＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態の発光装置６１ａ～６８ａの発光条件を説明するための撮像画像ＩＭ１ａである。第２実施形態では、第１実施形態の位置推定システム１００と比較して、道路上に配置される発光装置６１ａ～６８ａの発光条件の詳細について説明する。第２実施形態の各発光装置６１ａ～６８ａは、異なる発光波長によって発光するＬＥＤ６１Ｌａ～６８Ｌａを備えている。ＬＥＤ６１Ｌａ～６８Ｌａの波長は、３６０ナノメートル（ｎｍ）以上８００ｎｍ未満の長さであり、いわゆる可視光の波長である。そのため、車両１０の運転手には、ＬＥＤ６１Ｌａ～６８Ｌａが異なる色に見えている。図４は、ＬＥＤ６１Ｌａ～６８Ｌａの異なる色を、ＬＥＤ６１Ｌａ～６８Ｌａに異なるハッチングを付すことによって示している。なお、ＬＥＤ６１Ｌａ～６８Ｌａの波長は、可視光の波長ではなく、人が認識できない近赤外（８００ｎｍ以上）の波長であってもよい。

図５は、第２実施形態のＬＥＤ６１Ｌａ～６３Ｌａのパルスの幅および周期の経時的変化を示すグラフである。図５には、ＬＥＤ６１Ｌａ～６８Ｌａの内、一例としての３つのＬＥＤ６１Ｌａ～６３Ｌａのパルスの幅および周期の発光パターンが示されている。図５に示されるように、ＬＥＤ６１Ｌａの発光パターンは、異なるパルス幅を組み合わせた発光パターンである。ＬＥＤ６１Ｌａにおけるパルス幅Δｔ₁は、パルス幅Δｔ₂の半分である。また、ＬＥＤ６２Ｌａ，ＬＥＤ６３Ｌａにおけるパルス幅Δｔ₃，Δｔ₄は、ＬＥＤ６１Ｌａのパルス幅Δｔ₁と同じである。一方で、図５に示されるように、ＬＥＤ６１Ｌａ～６３Ｌａのそれぞれのパルスの周期は異なっている。このように、ＬＥＤ６１Ｌａ～ＬＥＤ６３Ｌａの発光パターンが異なるため、画像処理部３３は、ＬＥＤ６１Ｌａ～ＬＥＤ６３Ｌａから異なる識別子を取得できる。

以上説明したように、第２実施形態のＬＥＤ６１Ｌａ～６３Ｌａは、図５に示されるように、パルスの幅および周期の発光パターンを変化させている。そのため、発光装置６１ａ～６３ａのそれぞれは、異なる発光パターンを容易に生成できる。

＜第２実施形態の変形例＞
第２実施形態では、ＬＥＤ６１Ｌａ～６３Ｌａのそれぞれの発光パターンに対して、画像処理部が異なる識別子を取得していたが、画像処理部３３は、ＬＥＤ６１Ｌａ～６３Ｌａの異なる発光パターンの組み合わせによって１つの識別子を取得してもよい。例えば、車載カメラ１１，１２の撮像画像中に、ＬＥＤ６１Ｌａ～６３Ｌａの全てが含まれた状態で、画像処理部３３がＬＥＤ６１Ｌａ～６３Ｌａのそれぞれの発光パターンの経時的変化を解析する。画像処理部３３は、ＬＥＤ６１Ｌａ～６３Ｌａの各発光条件から１つの識別子を取得してもよい。取得された識別子は、ＬＥＤ６１Ｌａ～６３Ｌａの全ての位置情報を表してもよいし、ＬＥＤ６１Ｌａ～６３Ｌａの内の一部の位置情報を表していてもよい。このように、第２実施形態の変形例では、複数のＬＥＤ６１Ｌａ～６３Ｌａの発光パターンの組み合わせによって１つの識別子が表されるため、より多くの種類の識別子を読み取り可能に構成できる。

＜第３実施形態＞
図６は、第３実施形態の発光装置７０を拡大した概略図である。図６に示されるように、第３実施形態の発光装置７０は、第１実施形態の発光装置５１～５６および第２実施形態の発光装置６１～６８と異なり、２個以上のＬＥＤ７１Ｌ，ＬＥＤ７２Ｌを備えている。そして、ＬＥＤ７１Ｌの発光パターンと、ＬＥＤ７２Ｌの発光パターンとは異なる。ＬＥＤ７１Ｌの波長は、３６０ｎｍ以上８００ｎｍ未満までの長さの可視光の波長である。一方で、ＬＥＤ７２Ｌの波長は、０．８μｍ（８００ｎｍ）以上２．５μｍ（２５００ｎｍ）以下の長さの近赤外の波長である。

以上説明したように、第３実施形態の発光装置７０は、２つのＬＥＤ７１Ｌ，７２Ｌを備えている。そして、一方のＬＥＤ７１Ｌの波長は、他方のＬＥＤ７２Ｌの波長と異なる。また、一方のＬＥＤ７１Ｌの波長は、可視光の波長である。他方のＬＥＤ７２Ｌの波長は、近赤外光の波長であり、人が視認できない波長である。そのため、２つのＬＥＤ７１Ｌ，７２Ｌの発光パターンが異なるように設定されることにより、画像処理部３３は、２つのＬＥＤ７１Ｌ，７２Ｌのいずれかの識別子を取得しやすくなる。これにより、画像処理部３３は、時間帯や天候などの環境の変化にかかわらず、識別子を安定して取得できる。また、ＬＥＤ７２Ｌの波長は、１．４μｍ以上２．６μｍ以下の長さのいわゆるアイセーフティ帯の波長であり、人間の網膜に安全な光である。そのため、ＬＥＤ７２Ｌの発光強度を大きくすることができ、車載カメラ１１，１２は、昼間や遠方でもＬＥＤ７２Ｌの発光を明瞭に撮像できる。

＜第３実施形態の変形例＞
第３実施形態のＬＥＤ７１Ｌ，７２Ｌの発光パターンの違いは、ＬＥＤ７１Ｌ，７２Ｌの波長の違いであったが、波長以外の要素が異なっていてもよい。例えば、ＬＥＤ７１Ｌ，７２Ｌの発光パターンの違いは、パルスの発光強度、パルスの幅および周期であってもよいし、これらの一部および全部が異なるように組み合わされたパルスの違いであってもよい。第３実施形態のＬＥＤ７１Ｌの波長が可視光の波長であり、ＬＥＤ７２Ｌの波長がアイセーフティ帯の波長であったが、ＬＥＤ７１Ｌ，７２Ｌの波長は、同じ可視光の領域の波長であってもよい。また、ＬＥＤ７１Ｌのみが識別子を表す発光条件の経時的変化を有しており、ＬＥＤ７２Ｌが識別子を表す発光条件の経時的変化を有していなくてもよい。

＜第４実施形態＞
図７は、第４実施形態における撮像画像ＩＭ１ｃの一例を示す説明図である。図７に示されるように、第４実施形態の撮像画像ＩＭ１ｃ中の白線ＷＬ１には、３つの発光装置８１～８３と、発光装置８３に隣接する発光装置７５と、が配置されている。同じように、撮像画像ＩＭ１ｃ中の白線ＷＬ２上には、４つの発光装置８４～８７が配置されている。７つの発光装置８１～８７は、経時的に発光パターンを変化させておらず、継続的に同じ発光条件で発光している。そのため、７つの発光装置８１～８７は、自身の位置情報を表す識別子を読み取り可能には構成されていない。

発光装置７５が備えるＬＥＤ７５Ｌの発光条件は経時的に変化する。発光装置７５は、自身の位置情報を表す識別子７５Ｉを読み取り可能に構成されている。さらに、識別子７５Ｉは、発光装置７５の位置情報に加えて、発光装置７５を基準として所定の範囲内に存在する発光装置８１～８７の位置情報を表す識別子も読み取り可能に構成されている。

図８は、第４実施形態における識別子７５Ｉと、発光装置７５および発光装置８１，８２の位置情報および高度情報との対応関係を示す表である。第４実施形態では、図８に示されるように、識別子７５Ｉは、発光装置７５の位置情報としての緯度および経度と高度情報とに加えて、発光装置８１，８２のそれぞれの位置情報を表す発光装置ＩＤ８１Ｉ，８２Ｉとしての緯度および経度と高度とに対応付けられている。なお、図８では、発光装置８１～８７の内の一部である発光装置８１，８２の位置情報および高度情報が示され、発光装置８３～８７の位置情報および高度情報の記載が省略されている。

以上説明したように、第４実施形態の識別子７５Ｉは、発光装置７５の位置情報に加えて、他の発光装置８１～８７の位置情報を表す発光装置ＩＤ８１Ｉ，８２Ｉ（図８）も読み取り可能に構成されている。そのため、第４実施形態の発光装置７５は、１つの発光装置でありながら、自身の位置情報に加えて、発光装置７５の近くに存在する発光装置８１～８の位置情報を画像処理部３３に認識させることができる。これにより、画像処理部３３は、１つの発光装置７５の発光パターンのみを取得することにより、発光装置８１～８７の位置情報を取得できるため、位置推定部３４の計算処理が簡易になる。また、発光パターンが解析される発光装置の数が少なくなるため、位置推定システムを単純化できる。

＜第４実施形態の変形例＞
第４実施形態の識別子７５Ｉは、他の発光装置８１～８７の位置情報および高度情報も表していたが、隣接する発光装置８３の位置情報および高度情報のみを表していてもよい。また、識別子７５Ｉは、他の発光装置８１～８７の高度情報を表していなくてもよいし、自身の高度情報を表していなくてもよい。また、発光装置８１～８７の一部または全部が、発光装置７５の位置情報を表す識別子を読み取り可能に構成されていてもよい。例えば、識別子７５Ｉが他の発光装置８１～８７の位置情報を表す発光装置ＩＤ（図８）を備え、かつ、発光装置８１～８７のそれぞれが読み取り可能に構成した識別子が、自身以外の発光装置および発光装置７５の位置情報を表す識別子を備えていてもよい。これにより、発光装置７５および発光装置８１～８７の内の１つが、車載カメラ１１，１２により撮像されることで、位置推定部３４は、発光装置８１～８７の全ての位置情報を用いて、車載カメラ１１，１２の位置（車両１０の位置）を推定できる。

＜第５実施形態＞
図９は、第５実施形態としての位置推定システム１００ｄの概略図である。第５実施形態の位置推定システム１００ｄは、第１実施形態の位置推定システム１００と比較すると、通信部（情報取得部）３１ｄが取得する情報と、取得された情報を用いて車載カメラ１１，１２の撮像タイミングを制御する撮像制御部３５を備えること、とが異なる。第５実施形態では、第１実施形態と異なる構成および制御について説明し、第１実施形態と同じ構成および制御についての説明を省略する。

第５実施形態の通信部３１ｄは、発光装置５１～５６の発光パターンとしてＬＥＤ５１Ｌ～５６Ｌのパルスの周期の情報を取得する。通信部３１ｄが取得する情報として、例えば、発光装置５１～５６の発光パターンと関連付けられ、電波時計などで用いられるＪＪＦ電波などが挙げられる。撮像制御部３５は、通信部３１ｄにより取得されたパルスの周期に合わせて、車載カメラ１１，１２が発光装置５１～５６を撮像するタイミングを制御する。または、撮像制御部３５は、継続的に撮影しているカメラ１１，１２の撮影動画から、パルスの周期に合わせたタイミングの画像を抽出する。位置推定部３４は、撮像制御部３５の制御により取得された撮像画像の経時的変化を解析することにより、識別子５１Ｉ～５３Ｉを取得する。

以上説明したように、第５実施形態の撮像制御部３５は、通信部３１ｄにより取得されたパルスの周期に合わせて、車載カメラ１１，１２が発光装置５１～５６を撮像するタイミングを制御する。そのため、第５実施形態の位置推定システム１００ｄでは、車載カメラ１１，１２が発光装置５１～５６が発光しているタイミングの撮像画像を取得できる。これにより、画像処理部３３は、より少ない撮像画像を用いて発光装置５１～５６の経時的変化を解析できるため、画像処理部３３の処理の負担を軽減できる。

＜第５実施形態の変形例＞
第５実施形態の通信部３１ｄは、取得するＬＥＤ５１Ｌ～５６Ｌのパルスの周期の情報として、ＪＪＦ電波を一例としてあげたが、その他の電波であってもよい。また、通信部３１ｄは、位置推定部３４により推定された車両１０の位置に応じて、取得するＬＥＤ５１Ｌ～５６Ｌのパルスの周期の情報を変更してもよい。

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

１０…車両
１１，１２…車載カメラ（撮像部）
２０…制御装置
２１…ＲＯＭ
２２…ＲＡＭ
３０…ＣＰＵ
３１，３１ｄ…通信部
３２…動作制御部
３３…画像処理部（取得部）
３４…位置推定部
３５…撮像制御部
４０…記憶部
５１～５６，６１～６８，６１ａ～６８ａ，７０，７５，８１～８７…発光装置
５１Ｌ～５６Ｌ，６１Ｌ～６８Ｌ，６１Ｌａ～６８Ｌａ，７１Ｌ，７２Ｌ，７５Ｌ…ＬＥＤ
５１Ｉ～５６Ｉ，７５Ｉ…識別子
８１Ｉ，８２Ｉ…発光装置ＩＤ
１００，１００ｄ…位置推定システム
４１…地図ＤＢ
４２…識別子ＤＢ
ＩＭ１，ＩＭ１ａ，ＩＭ１ｃ…撮像画像
ＷＬ１，ＷＬ２…白線
Δｔ₁，Δｔ₂，Δｔ₃，Δｔ₄…パルス幅

Claims

位置推定システムであって、
道路上に配置された複数の発光装置と、
車両に搭載されて、前記車両の周辺に位置する前記発光装置を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像画像を用いて各前記発光装置の位置情報を表す識別子を取得する取得部と、
前記車両の位置を推定する位置推定部と、を備え、
各前記発光装置は、
ＬＥＤ（light emitting diode）を有し、
前記ＬＥＤの発光条件を経時的に変調することにより、前記識別子を読み取り可能に構成され、
前記取得部は、前記撮像部の撮像画像の経時的変化を解析することにより、前記識別子を取得し、
前記位置推定部は、取得された前記識別子が表す前記発光装置の位置情報を用いて、前記車両の位置を推定し、
前記複数の発光装置のそれぞれは、所定の間隔を空けて周期的に前記道路上に配置され、
前記複数の発光装置の少なくとも１つの前記識別子は、前記発光装置の位置情報に加えて、隣接している前記発光装置の位置情報を含み、
前記発光条件は、前記ＬＥＤによる発光の経時的なオンとオフとを繰り返したパルス状の発光パターンであり、
前記発光パターンは、少なくとも周期を変化させており、
前記位置推定システムは、さらに、
前記発光パターンとして周期が変化するパルスの周期の情報を、前記位置推定部により推定された前記車両の位置に応じて変化させて取得する情報取得部と、
前記情報取得部により受信したパルスの周期に合わせて、前記撮像部が前記発光装置を撮像するタイミングを制御する撮像制御部と、
を備える、位置推定システム。
請求項１に記載の位置推定システムであって、
前記発光パターンは、パルスの周期に加えて、パルスの波長と、パルスの発光強度と、パルスの幅との少なくとも１つを変化させている、位置推定システム。
請求項２に記載の位置推定システムであって、
前記取得部は、前記複数の発光装置における各前記ＬＥＤの前記発光パターンの組み合わせによって表される１つの前記識別子を取得する、位置推定システム。
請求項２または請求項３に記載の位置推定システムであって、
前記発光パターンでは、パルスの波長の領域が１．４マイクロメートル以上２．６マイクロメートル以下である、位置推定システム。
請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載の位置推定システムであって、
前記複数の発光装置の少なくとも１つは、２個以上の前記ＬＥＤを有し、
各前記ＬＥＤの前記発光パターンが異なっている、位置推定システム。