JP7360059B2 - 位置推定方法及び位置推定システム - Google Patents
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Description
前記磁気センサによる磁気計測値を取得する磁気計測処理と、
前記磁気計測処理により取得された磁気計測値に基づく磁気データの分布を表す計測磁気分布を生成する磁気分布生成処理と、
路面の各点の磁気量に基づく磁気データの分布を表す路面磁気分布が対応付けられた地図を参照することにより、前記路面磁気分布のうち前記計測磁気分布に対応する領域を特定し、当該計測磁気分布に対応する領域の前記地図上の位置に基づいて前記自車位置を推定する位置推定処理と、を含む位置推定方法にある。
路面の各点の磁気量に基づく磁気データの分布である路面磁気分布が対応付けられた地図を記憶する記憶部と、
前記磁気センサによる磁気計測値を取得し、該磁気計測値に基づく磁気データの分布である計測磁気分布を生成する磁気分布生成部と、
前記記憶部が記憶する地図に対応付けられた路面磁気分布のうち前記計測磁気分布に対応する領域を特定し、当該計測磁気分布に対応する領域の前記地図上の位置に基づいて前記自車位置を推定する位置推定部と、を含む位置推定システムにある。
(実施例1)
本例は、地図上で自車両の位置を精度高く推定するための位置推定方法及び位置推定システム1Sに関する例である。この内容について、図1~図12を用いて説明する。
(A)磁気計測処理
磁気計測処理は、センサアレイ2が実行する処理である。センサアレイ2は、15個の磁気センサCnによる磁気計測処理を3kHzの頻度で実行する。センサアレイ2は、磁気センサCnによる15個の磁気計測値を3kHzの頻度で取得し、15個の磁気計測値である磁気データを同じ頻度で制御ユニット32に入力する。上記のごとく、センサアレイ2が制御ユニット32に入力する15個の磁気計測値である磁気データは、車幅方向に沿う1次元的な離散値の分布である。この1次元的な離散値の分布である1次元磁気分布の幅は、センサアレイ2において磁気センサCnが配置された範囲に等しい1.5mである。なお、センサアレイ2は、1次元磁気分布に対して識別情報をひも付けて、制御ユニット32に入力する。1次元磁気分布にひも付けられた識別情報は、計測磁気分布を構成する1次元磁気分布を識別するために利用可能である。
運動推定処理は、車両5の運動を推定するために制御ユニット32(運動推定部321)が実行する処理である。制御ユニット32は、車速センサ355による計測車速、ステアリング舵角センサ353による計測操舵角を利用し、車両5の運動を推定する。後述する通り、本例の制御ユニット32は、並進運動の成分と、回転運動の成分と、に分解することで、車両5の運動を推定する。
磁気分布生成処理は、センサアレイ2を用いて計測した路面100S上の磁気分布である計測磁気分布を生成するために制御ユニット32(磁気分布生成部323)が実行する処理である。制御ユニット32は、センサアレイ2による15個の磁気計測値である磁気データで構成される上記の1次元磁気分布を3kHzの頻度で取り込み、2次元的な計測磁気分布を生成する。
変換処理は、地図1(図1参照。)を構成する路面磁気分布M2(路面の磁気分布)を、計測磁気分布Aと照合し易い態様に変換する処理である。制御ユニット32は、路面から所定高さの各点に作用する磁気量の分布を推定するシミュレーションを実行する。制御ユニット32は、このシミュレーションを実行することで路面磁気分布M2を、磁気センサCnの取付け高さの磁気分布である変換磁気分布M2D(図11参照。)に変換する。
位置推定処理は、地図上で自車位置を推定するために制御ユニット32(位置推定部327)が実行する処理である。制御ユニット32は、路面磁気分布M2に基づく変換磁気分布M2Dと計測磁気分布Aとを照合することで(図11)、路面磁気分布M2のうち計測磁気分布Aに対応する領域を特定する。具体的には、制御ユニット32は、変換磁気分布M2Dと計測磁気分布Aとの相関演算を実行し、変換磁気分布M2Dのうち計測磁気分布Aと一致度が高い領域を特定する。なお、路面100Sの全域で、変換磁気分布M2Dと計測磁気分布Aとの相関演算を実施しようとすると演算量が膨大になる可能性がある。GPSユニット351による測位位置を参照し、その測位位置を基準とする近傍の範囲に限定して計測磁気分布Aの照合を実行すれば、上記の相関演算に要する演算量を抑制できる。
ここで、fは、変換磁気分布M2Dを表し、tは、計測磁気分布Aを表している。計測磁気分布Aの領域的な大きさは、Nx×Nyであり、変換磁気分布M2Dの領域的な大きさは、計測磁気分布Aよりも十分に大きい。
本例は、磁気マーカ10が敷設された道路100に対する位置推定システム1Sの適用例である。この内容について、図3、図13~図18を参照して説明する。
例示する道路100には、図13のごとく、例えば10m毎に磁気マーカ10が敷設されている。この道路100を車両が走行する際、実施例1と同様、センサアレイ2によって磁気計測処理(S101)が実行され、制御ユニット32によって運動推定処理(S103)、磁気分布生成処理(S105)、位置推定処理(S109)が実行される(図14)。実施例1との主たる相違点は、センサアレイ2が磁気計測処理(S101)に加えて、マーカ検出処理(S102)を実行する点にある。センサアレイ2は、磁気センサCnを用いて3kHzの頻度でマーカ検出処理を実行する。
なお、その他の構成及び作用効果は実施例1と同様である。
本例は、実施例1の位置推定システムに基づく例であって、絶対位置を特定可能な状態で磁気マーカ10が敷設された道路への適用例である。この内容について、図19~図21を参照して説明する。
本例では、RF-IDタグ15が表面に貼り付けられた磁気マーカ10が路面に敷設されている(図19)。車両5には、実施例1の構成に加えて、RF-IDタグ15と通信可能なタグリーダ34が設けられている(図20)。RF-IDタグ15は、対応する磁気マーカ10の絶対位置を表す位置情報を送信する。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例1と同様である。
1 地図
10 磁気マーカ
2 センサアレイ
32 制御ユニット
321 運動推定部
323 磁気分布生成部
325 変換処理部
327 位置推定部
351 GPSユニット
353 ステアリング舵角センサ
355 車速センサ
357 高さセンサ
40 地図データベース(記憶部)
5 車両
A 計測磁気分布
Cn 磁気センサ
M1 構造地図
M2 路面磁気分布
M2D 変換磁気分布
Claims (14)
- 走路の表面をなす路面から作用する磁気を計測する磁気センサを備える車両が自車位置を推定するための位置推定方法であって、
前記磁気センサによる磁気計測値を取得する磁気計測処理と、
前記磁気計測処理により取得された磁気計測値に基づく磁気データの分布を表す計測磁気分布を生成する磁気分布生成処理と、
路面の各点の磁気量に基づく磁気データの分布を表す路面磁気分布が対応付けられた地図を参照することにより、前記路面磁気分布のうち前記計測磁気分布に対応する領域を特定し、当該計測磁気分布に対応する領域の前記地図上の位置に基づいて前記自車位置を推定する位置推定処理と、を含み、
前記磁気計測値に基づく磁気データ、及び前記路面の各点の磁気量に基づく磁気データは、磁気勾配であって、前記計測磁気分布及び前記路面磁気分布は、磁気勾配の分布である位置推定方法。 - 走路の表面をなす路面から作用する磁気を計測する磁気センサを備える車両が自車位置を推定するための位置推定方法であって、
前記磁気センサによる磁気計測値を取得する磁気計測処理と、
前記磁気計測処理により取得された磁気計測値に基づく磁気データの分布を表す計測磁気分布を生成する磁気分布生成処理と、
路面の各点の磁気量に基づく磁気データの分布を表す路面磁気分布が対応付けられた地図を参照することにより、前記路面磁気分布のうち前記計測磁気分布に対応する領域を特定し、当該計測磁気分布に対応する領域の前記地図上の位置に基づいて前記自車位置を推定する位置推定処理と、
前記路面磁気分布を、前記磁気センサの取付高さの分布に変換する変換処理と、を含み、
前記位置推定処理において、前記変換処理による変換後の分布と前記計測磁気分布とを照合して、前記計測磁気分布に対応する領域を特定する位置推定方法。 - 走路の表面をなす路面から作用する磁気を計測する磁気センサを備える車両が自車位置を推定するための位置推定方法であって、
前記磁気センサによる磁気計測値を取得する磁気計測処理と、
前記磁気計測処理により取得された磁気計測値に基づく磁気データの分布を表す計測磁気分布を生成する磁気分布生成処理と、
路面の各点の磁気量に基づく磁気データの分布を表す路面磁気分布が対応付けられた地図を参照することにより、前記路面磁気分布のうち前記計測磁気分布に対応する領域を特定し、当該計測磁気分布に対応する領域の前記地図上の位置に基づいて前記自車位置を推定する位置推定処理と、
前記計測磁気分布を、路面の高さの分布に変換する変換処理と、を含み、
前記位置推定処理において、前記変換処理による変換後の分布と前記路面磁気分布とを照合して、前記計測磁気分布に対応する領域を特定する位置推定方法。 - 請求項2または3において、前記磁気計測値に基づく磁気データ、及び前記路面の各点の磁気量に基づく磁気データは、磁気勾配であって、前記計測磁気分布及び前記路面磁気分布は、磁気勾配の分布である位置推定方法。
- 請求項2~4のいずれか1項において、前記変換処理は、取付高さが異なる2つの磁気センサによる磁気計測値の比率に応じて分布を変換する処理である位置推定方法。
- 請求項2~5のいずれか1項において、前記変換処理は、路面に敷設された磁気的な強度が既知の磁気発生源である磁気マーカについて前記磁気センサが取得した磁気計測値の大きさに応じて分布を変換する処理である位置推定方法。
- 請求項1~6のいずれか1項において、前記走路には、絶対位置を特定可能な状態で磁気発生源としての磁気マーカが間隔を空けて敷設されており、
前記位置推定処理において、前記磁気マーカが車両によって検知された場合に、当該磁気マーカの絶対位置を基準として自車位置を推定する一方、
前記磁気マーカが非検知の場合には、前記計測磁気分布に対応する領域の前記地図上の位置に基づいて前記自車位置を推定する位置推定方法。 - 請求項7において、前記磁気マーカが非検知の場合、いずれかの磁気マーカを検知した後の車両の到達位置を推定すると共に当該到達位置が属する前記地図上の範囲を選択し、当該地図上の範囲の中で前記計測磁気分布に対応する領域を特定する位置推定方法。
- 請求項1~8のいずれか1項において、前記路面磁気分布及び前記計測磁気分布では、路面に敷設された磁気マーカの位置が特定されており、
前記位置推定処理では、前記路面磁気分布のうち前記磁気マーカの位置が一致している領域の中から前記計測磁気分布に対応する領域を特定する位置推定方法。 - 走路の表面をなす路面側から作用する磁気を計測する磁気センサを備える車両が自車位置を推定する位置推定システムであって、
路面の各点の磁気量に基づく磁気データの分布である路面磁気分布が対応付けられた地図を記憶する記憶部と、
前記磁気センサによる磁気計測値を取得し、該磁気計測値に基づく磁気データの分布である計測磁気分布を生成する磁気分布生成部と、
前記記憶部が記憶する地図に対応付けられた路面磁気分布のうち前記計測磁気分布に対応する領域を特定し、当該計測磁気分布に対応する領域の前記地図上の位置に基づいて前記自車位置を推定する位置推定部と、を含み、
前記路面は、磁性材料の粉末である磁粉が分散する舗装材料よりなる舗装の表面であり、該舗装の中に分散している前記磁粉は、前記路面の磁気分布が所定パターンをなすように磁化されている位置推定システム。 - 走路の表面をなす路面側から作用する磁気を計測する磁気センサを備える車両が自車位置を推定する位置推定システムであって、
路面の各点の磁気量に基づく磁気データの分布である路面磁気分布が対応付けられた地図を記憶する記憶部と、
前記磁気センサによる磁気計測値を取得し、該磁気計測値に基づく磁気データの分布である計測磁気分布を生成する磁気分布生成部と、
前記記憶部が記憶する地図に対応付けられた路面磁気分布のうち前記計測磁気分布に対応する領域を特定し、当該計測磁気分布に対応する領域の前記地図上の位置に基づいて前記自車位置を推定する位置推定部と、を含み、
前記走路に沿って磁気マーカが敷設されている位置推定システム。 - 請求項11において、前記路面は、磁性材料の粉末である磁粉が分散する舗装材料よりなる舗装の表面であり、該舗装の中に分散している前記磁粉は、前記路面の磁気分布が所定パターンをなすように磁化されている位置推定システム。
- 請求項11または12において、前記路面磁気分布及び前記計測磁気分布では、前記磁気マーカの位置が特定され、
前記位置推定部は、前記路面磁気分布のうち前記磁気マーカの位置が一致している領域の中から前記計測磁気分布に対応する領域を特定するように構成されている位置推定システム。 - 請求項10~13のいずれか1項において、前記磁気計測値に基づく磁気データ、及び前記路面の各点の磁気量に基づく磁気データは、磁気勾配であって、前記計測磁気分布及び前記路面磁気分布は、磁気勾配の分布である位置推定システム。
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