JP7511490B2

JP7511490B2 - 地図切替装置及び地図切替プログラム

Info

Publication number: JP7511490B2
Application number: JP2021000183A
Authority: JP
Inventors: 光伸吉田; 俊樹川瀬
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Filing date: 2021-01-04
Publication date: 2024-07-05
Anticipated expiration: 2041-01-04

Description

本開示は、パーソナル・モビリティ・ビークルが自動運転走行に使用している第１地図を第２地図に切り替える地図切替装置に関する。

シニアカー、電動車いすあるいは電動ベビーカーのような、電動により低速で走行する車両は、一般に、パーソナル・モビリティ・ビークル（以下ＰＭＶ）と呼ばれる。

ＰＭＶを自動運転走行させるときには、基準となる点群が必要である。この点群は、絶対位置及び絶対方位を持っている必要はないが、データとして連続している必要がある。野外ではＭＭＳ（ＭｏｂｉｌｅＭａｐｐｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）のような計測システムを利用することにより、絶対位置及び絶対方位が正しい点群を比較的容易に作ることができる。それに対して、室内の点群の取得は、衛星測位が利用できず、ＳＬＡＭ（ＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＭａｐｐｉｎｇ）のような方式で作成する事が通常であり、局所的、かつ相対的には点群は正しい。しかし、絶対的な方位も位置も正しくなく、点群全体であらわされる地図は歪んでいる事が通常である。

従来技術にはデジタルマップの幾何学変換の技術がある（例えば特許文献１）。精度の高い室外の点群の地図と、ＳＬＡＭで作成された歪んだ点群の地図とを連続させようとする場合には、ＳＬＡＭで作成された歪んだ点群を、室外の精度の高い点群にあうように、歪んだ点群を、従来技術の幾何学変換のような技術で補正するのが通例である。つまり、室内の点群が室外の点群と同様に絶対位置、絶対方位が正しくなるように、室内の点群全体を補正する方法である。

しかし、点群全体を補正する方法は点群全体の作り直しが必要となり、手間であるだけでなく、場合によれば室内の測量点なども必要となり、作業量が多く、コストと時間が必要であった。

特開２０１４－１３９７８０号公報

本開示は、車両の自動運転走行に使用されている点群データである第１地図を、第１地図と整合しない点群データである第２地図に切り替える地図切替装置の提供を目的とする。

本開示に係る地図切替装置は、自動運転するパーソナル・モビリティ・ビークルに搭載される。
本開示に係る地図切替装置は、
前記パーソナル・モビリティ・ビークルの自動運転に使用される第１地図と、前記第１地図の一部の領域とオーバーラップする部分的な領域であるオーバーラップ領域を有し、前記第１地図に対して整合のとれない、前記自動運転に使用される第２地図とを取得する地図取得部と、
前記第１地図を使用して自動運転している前記パーソナル・モビリティ・ビークルが前記オーバーラップ領域を前記オーバーラップ領域から前記第２地図の領域内に向かって移動していることを検知した場合に、前記自動運転に使用する地図を前記第１地図から前記第２地図に切り替える地図切替部と、
を備える。

本開示によれば、車両の自動運転走行に使用されている点群データである第１地図を、第１地図と整合しない点群データである第２地図に切り替える地図切替装置を提供できる。

実施の形態１の図で、ＰＭＶ７００に搭載される各装置を示す図。実施の形態１の図で、ＰＭＶ７００の外観図。実施の形態１の図で、ＰＭＶ７００に搭載されている自動運転システム１０００の構成図。実施の形態１の図で、室外地図５１０と、室内地図６２０とを示す図。実施の形態１の図で、室内地図６２０を構成する点群を絶対位置に合わせた後の高精度室内地図５２０を示す図。実施の形態１の図で、室外地図５１０と高精度室内地図５２０とのオーバーラップ領域を示す図。実施の形態１の図で、図６の出入口Ａ（５１０Ａ）及び出入口Ａ（６２０Ａ）の拡大図。実施の形態１の図で、ＰＭＶ７００が経路７０１によって室内地図６２０に対応する現実の室内へ移動する状態を示す図。実施の形態１の図で、ＰＭＶ７００が経路７０２によって室内地図６２０に対応する現実の室内へ移動する状態を示す図。実施の形態１の図で、理想的な点群が取得できた結果として室外地図５１０及び高精度室内地図５２０を示す図。実施の形態１の図で、相対測位を用いて室内を計測した室内地図５２０を示す図。実施の形態１の図で、出入口Ａから出入りするときの概念図。実施の形態１の図で、出入口Ｂから出入りするときの概念図。実施の形態１の図で、出入口Ｃから出入りするときの概念図。実施の形態１の図で、ビルディング８００の各階の地図情報８５１、８５２，８５３，８５４を示す図。実施の形態１の図で、地図切替部１１２の動作を示すフローチャート。

実施の形態の説明及び図面において、同じ要素及び対応する要素には同じ符号を付している。同じ符号が付された要素の説明は、適宜に省略または簡略化する。以下の実施の形態では、「部」を、「回路」、「工程」、「手順」、「処理」または「サーキットリー」に適宜読み替えてもよい。
以下の実施の形態１ではＰＭＶ７００を説明する。ＰＭＶ７００には、電動車いす、シニアカー、電動ベビーカーのような車両が含まれる。以下で説明するＰＭＶ７００は自動運転中である。

実施の形態１．
図１から図１６を参照して、実施の形態１の自動運転システム１０００を説明する。自動運転システム１０００の特徴は地図切替装置１００にある。

＊＊＊構成の説明＊＊＊

図１は、ユーザ７７０の使用するＰＭＶ７００に搭載される各装置を示す。
図２は、ＰＭＶ７００の外観図である。
図３は、ＰＭＶ７００に搭載されている自動運転システム１０００の構成図である。図３では、ＰＭＶ７００に搭載される各装置の接続関係を示している。図１では、ＰＭＶ７００が自動運転走行を行っている状態を示している。ユーザ７７０は、腕をひじ掛け７５０にかけた状態で、自動運転走行中のＰＭＶ７００に乗車している。ＰＭＶ７００は、地図切替装置１００，検知情報処理装置２００及び自動運転制御装置３００を搭載している。また、ＰＭＶ７００は、カメラ２０１、ミリ波レーダー２０２、レーザスキャナ２０３、測位装置２０４、慣性装置２０５及び通信装置２０６を搭載している。カメラ２０１、ミリ波レーダー２０２、レーザスキャナ２０３、測位装置２０４、慣性装置２０５及び通信装置２０６は、検知情報処理装置２００に接続している。ＰＭＶ７００は、自動走行のためのセンサーとして、ライダーを備えてもよい。

図２に示すように、ＰＭＶ７００は、ハンドル７１０、４本のタイヤ７２０、バックミラー７３０、かご７４０、ひじ掛け７５０及び端末装置７６０を備えている。端末装置７６０は、自動運転システム１０００がユーザ７７０へ情報を出力する出力装置及びユーザ７７０が自動運転システム１０００へ情報を入力する入力装置としての役割を持つ。なおハンドル７１０は、ＰＭＶ７００が自動運転走行しているときは使用されない。ハンドル７１０はユーザ７７０が手動運転するときに使用される。

＜自動運転システム１０００＞
図３に示すように、自動運転システム１０００は、地図切替装置１００、検知情報処理装置２００、自動運転制御装置３００を備えている。
（１）地図切替装置１００は、ＰＭＶ７００が自動運転に使用する地図を切り替える。地図切替装置１００は図４以降で詳しく説明する。
（２）検知情報処理装置２００には、カメラ２０１，ミリ波レーダー２０２、レーザスキャナ２０３、測位装置２０４、慣性装置２０５の各種センサーが接続している。また検知情報処理装置２００には、通信装置２０６が接続している。検知情報処理装置２００は、各種センサーの検知した検知情報を統合する。カメラ２０１は、ＰＭＶ７００の周囲を撮影する。ミリ波レーダー２０２は、ＰＭＶ７００の周囲の物体を検知する。図２ではＰＭＶ７００のフロント及び進行方向左側にミリ波レーダー２０２を示している。図２ではＰＭＶ７００のリアー側及び進行方向右側にもミリ波レーダー２０２が存在するが、これらは見えない状態である。レーザスキャナ２０３は、ＰＭＶ７００の周囲３６０度に存在する物体を検知できる。測位装置２０４は、測位衛星７８０から受信する測位信号から、測位信号の受信位置を計算する。受信位置はＰＭＶ７００の位置である。慣性装置２０５は、ＰＭＶ７００の姿勢を検知する。カメラ２０１、ミリ波レーダー２０２、レーザスキャナ２０３、測位装置２０４及び慣性装置２０５の検知する検知情報は、検知情報処理装置２００によって統合される。この統合された検知情報は、自動運転情報２０９を生成する元データとなる。検知情報処理装置２００は、地図切替装置１００へＰＭＶ７００の位置情報を送信し、地図切替装置１００から地図情報を受信する。検知情報処理装置２００はＰＭＶ７００の自動運転のための自動運転情報２０９を生成し、自動運転制御装置３００へ、自動運転情報２０９を送信する。自動運転情報２０９は、地図情報と、統合された検知情報とに基づき検知情報処理装置２００によって生成される。
（３）自動運転制御装置３００は、自動運転情報２０９に基づいてＰＭＶ７００を自動運転する。地図切替装置１００は移動体であるＰＭＶ７００に搭載されている。

＜地図切替装置１００＞
図３に示す地図切替装置１００は、コンピュータである。地図切替装置１００は、プロセッサ１１０を備える。地図切替装置１００は、プロセッサ１１０の他に、主記憶装置１２０、補助記憶装置１３０、及び通信インタフェース１４０といった、他のハードウェアを備える。プロセッサ１１０は、信号線１５０を介して、他のハードウェアと接続され、他のハードウェアを制御する。

地図切替装置１００は、機能要素として、地図取得部１１１及び地図切替部１１２を備える。地図取得部１１１及び地図切替部１１２の機能は、地図切替プログラム１０１により実現される。地図取得部１１１は、ＰＭＶの自動運転に使用される第１地図と、第１地図の一部の領域とオーバーラップする部分的な領域であるオーバーラップ領域を有し、第１地図に対して整合のとれない、自動運転に使用される第２地図とを取得する。自動運転走行に使用している使用中の地図を第１地図と呼び、第１地図に代わって自動運転走行に使用される地図を第２地図と呼ぶ。地図切替部１１２は、第１地図を使用して自動運転しているＰＭＶがオーバーラップ領域をオーバーラップ領域から第２地図の領域内に向かって移動していることを検知した場合に、自動運転に使用する地図を第１地図から第２地図に切り替える。

プロセッサ１１０は、地図切替プログラム１０１を実行する装置である。地図切替プログラム１０１は、地図取得部１１１及び地図切替部１１２の機能を実現するプログラムである。プロセッサ１１０は、演算処理を行うＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ１１０の具体例は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）である。

主記憶装置１２０は、データを揮発的に保管する。主記憶装置１２０の具体例は、ＳＲＡＭ（ＳｔａｔｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）である。主記憶装置１２０は、プロセッサ１１０の演算結果を保持する。

補助記憶装置１３０は、データを不揮発的に保管する。補助記憶装置１３０の具体例は、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）である。また、補助記憶装置１３０は、ＳＤ（登録商標）（ＳｅｃｕｒｅＤｉｇｉｔａｌ）メモリカード、ＮＡＮＤフラッシュ、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（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）といった可搬記録媒体であってもよい。補助記憶装置１３０は、地図切替プログラム１０１、複数の室外地図５１０、複数の室内地図６２０を記憶している。

通信インタフェース１４０は、プロセッサ１１０が他の装置と通信するための通信ポートである。通信インタフェース１４０には、検知情報処理装置２００が接続している。

プロセッサ１１０は補助記憶装置１３０から地図切替プログラム１０１を主記憶装置１２０にロードし、主記憶装置１２０から地図切替プログラム１０１を読み込み実行する。地図切替装置１００は、プロセッサ１１０を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、地図切替プログラム１０１の実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ１１０と同じように、地図切替プログラム１０１を実行する装置である。地図切替プログラム１０１により利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値及び変数値は、主記憶装置１２０、補助記憶装置１３０、または、プロセッサ１１０内の、レジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。

地図切替プログラム１０１、地図取得部１１１及び地図切替部１１２の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程を、コンピュータに実行させるプログラムである。

また、地図切替方法は、コンピュータである地図切替装置１００が、地図切替プログラム１０１を実行することにより行われる方法である。地図切替プログラム１０１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図４は、室外地図５１０と、室内地図６２０とを示している。室外地図５１０は、対位置及び方位が正確である。室内地図６２０は、局所的あるいは相対的には正確であるが、絶対位置はなく、方位も正しくない。室外地図５１０と室内地図６２０の出入口Ａどうし、および、室外地図５１０と室内地図６２０の出入口Ｂどうしは同じものである。しかし、室内地図６２０では、出入口Ａと出入口Ｂとの間隔が誤っており、また、出入口Ａに対する出入口Ｂの向きも誤っている。

一般的には、室内地図６２０を構成する点群を絶対位置に合わせることで室内地図６２０を修正する。
図５は、室内地図６２０を構成する点群を絶対位置に合わせた後の高精度室内地図５２０を示している。室内地図６２０の点群を絶対位置に合わせた状態の地図が高精度室内地図５２０である。高精度室内地図５２０の出入口Ａ及び出入口Ｂは、室外地図５１０の出入口Ａ及び出入口Ｂに一致しており、高精度室内地図５２０は室外地図５１０に、正しく接続している。しかし、室内地図６２０を高精度室内地図５２０に修正する方法は、室内地図６２０を構成している点群の全てを修正しなければならない。点群の全ての修正の結果として、高精度室内地図５２０は、室内地図６２０に対して形状の変化している。室内地図６２０を高精度室内地図５２０へ修正することは作業負担が大きい。

例えば、室外から室内への自動運転走行による移動のため、自走運転走行に使用する地図を室外地図５１０から室内地図６２０へ切り替える際に、室内地図６２０を高精度室内地図５２０へ修正することは作業負担が大きい。そこで、自動運転システム１０００の地図切替装置１００は、室外地図５１０と室内地図６２０のオーバーラップ領域における室外地図５１０の点群の位置を、その位置に対応するオーバーラップ領域における室内地図６２０の位置に変換する。以下に説明する。

室内地図６２０の点群は、局所的に相対的な位置関係は正しいが、地図全体としてみた精度は高くなく、室内地図６２０は絶対位置を持たない。また室内地図６２０は、方位も正しくない。室内地図６２０は絶対的位置ではないため、ローカル座標系である。
図６は、室外地図５１０と高精度室内地図５２０とのオーバーラップ領域を示している。図６の室外地図５１０と室内地図６２０との状態は図４と同一である。自動運転走行に使用する地図を、使用中の地図から別の地図に切り替えることに関して、地図切替装置１００では、室外地図５１０と高精度室内地図５２０との接点である出入口に着目した。図６では、出入口Ａの室外点群と室内点群とは、両方の地図で一部オーバーラップしている。そしうて、出入口Ａの室外点群と室内点群は位置と方位の変換関係が定義されている。出入口Ｂについても同様である。具体的には、室外地図５１０の出入口Ａ（５１０Ａ）と、室内地図６２０の出入口Ａ（６２０Ａ）とは同じ場所であり、出入口Ａ（５１０Ａ）と出入口Ａ（６２０Ａ）との点群が一部オーバーラップしている。オーバーラップとは、点群のデータ値は異なるが現実の同じ位置に基づく点群であることを意味する。同様に、室外地図５１０の出入口Ｂ（５１０Ｂ）と、室内地図６２０の出入口Ｂ（６２０Ｂ）とは同じ場所であり、出入口Ｂ（５１０Ｂ）と出入口Ｂ（６２０Ｂ）との点群が少なくも一部オーバーラップしている。この例では出入口の点群全部オがーバーラップしているとする。例えば、出入口Ａから室内地図６２０に対応する実際の室内に自動運転走行のＰＭＶ７００が進入する場合、オーバーラップ領域である出入口Ａにおいて、ＰＭＶ７００に搭載されている地図切替装置１００は、以下の（ａ）（ｂ）（ｃ）の処理を実行する。（ａ）地図切替装置１００の地図切替部１１２は、ＰＭＶ７００の位置を、グローバル座標における位置から、ローカル座標における位置に変換する。つまり地図切替部１１２は、ＰＭＶ７００の位置を、室外地図５１０の出入口Ａ（５１０Ａ）における位置から、出入口Ａ（６２０Ａ）における位置に変換する。つまり、第１地図と第２地図とは、互いのオーバーラップ領域の位置の整合がとれておらず、かつ、第１地図のオーバーラップ領域の位置から第２地図のオーバーラップ領域の位置への位置変換が定義されている。地図切替部１１２は、位置変換の定義を使用して第１地図におけるＰＭＶの位置を、第２地図における位置に変換する。
（ｂ）地図切替部１１２は、ＰＭＶ７００の方位を、グローバル座標における方位からローカル座標における方位に変換する。つまり、地図切替部１１２は、ＰＭＶ７００の方位を、室外地図５１０における出入口Ａ（５１０Ａ）でのから、出入口Ａ（６２０Ａ）での方位に変換する。つまり第１地図と第２地図とは、互いのオーバーラップ領域の方位の整合がとれておらず、かつ、第１地図のオーバーラップ領域の位置から第２地図のオーバーラップ領域の方位への方位変換が定義されている。地図切替部１１２は、方位変換の定義を使用して第１地図におけるＰＭＶの方位を、第２地図における方位に変換する。
（ｃ）地図切替部１１２は、使用中の第１地図を、第２地図に切り替える。ここでは、第１地図は室外地図５１０であり、第２地図は室内地図６２０である。

ＰＭＶ７００では、上記（ａ）（ｂ）（ｃ）の処理が行われた後、室内地図６２０に基づき、自動運転制御装置３００が自動運転走行を行う。具体的には、検知情報処理装置２００は第２地図である室内地図６２０を用いて自動運転情報２０９を生成する。

図７は、図６の出入口Ａ（５１０Ａ）及び出入口Ａ（６２０Ａ）の拡大図である。出入口Ａ（５１０Ａ）と出入口Ａ（６２０Ａ）とのオーバーラップ領域の各位置は、変換式または変換テーブルによって位置変換される。変換式による場合は、以下の式１のように、回転行列による変換に、固定値を加算する変換式が考えられる。変換は、地図切替部１１２が行う。
回転行列変換＋固定加算（式１）
方位は場所によって変わらないので、地図切替部１１２は、固定値を用いて変換することができる。この変換が行われたら、点群をグローバル座標からローカル座標に切り替える。すなわち、地図切替部１１２は、室外地図５１０を室内地図６２０に切り替える。

図７において、（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１）は室外地図５１０において現在、ＰＭＶ７００が存在する位置である。（Ｘ_Ｌ，Ｙ_Ｌ，Ｚ_Ｌ）は、室内地図６２０での同じ位置を示す。出入口Ａ（５１０Ａ）における矢印は、点群の北方向を示している。北方向を基準として右回りに角度θ１を測る場合、室外地図５１０のような絶対位置を有する精度の高い地図では、通常、θ１＝０である。
ＰＭＶ７００が、出入口Ａ（５１０Ａ）の位置（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１）で、進行方向ω１のとき、室内地図６２０におけるＰＭＶ７００の進行方向ωＬは、以下の式２となる。
ωＬ＝ω１－θ１＋θＬ（式２）
（ａ）地図切替部１１２は、ＰＭＶ７００の進行方向をωＬに置き換える。
（ｂ）地図切替部１１２は、位置（Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１）を（Ｘ_Ｌ，Ｙ_Ｌ，Ｚ_Ｌ）に置き換える。
（ｃ）地図切替部１１２は、自動運転走行に使用する地図を室外地図５１０から室内地図６２０に切り替える。

位置変換については、オーバーラップ領域における位置の対応をテーブルにしてもよい。しかし、オーバーラップ領域で対応する位置どうしは、通常、相対的に回転しているだけなので、上記の（式１）ように、回転行列変換＋固定値の変換式としてもよい。なお、図７ではわかりやすいように姿勢は方位角（Ｙａｗ角）のみとしているが、実際にはロール角、ピッチ角があるので、進行方向も３次元で考慮するのが好ましい。

この方式、つまり、オーバーラップ領域における位置及び方位の変換による第１地図から第２地図への切り替え方式は、室内と室外との間のつなぎ目という室外地図５１０と室内地図６２０だけでなく、室内と室内、室外と室外のつなぎ目にも適用することができる。室内と室内とのつなぎ目とは計測領域が広域で、一度の測定で計測しきれず、複数回の計測のために生じるつなぎ目である。この例が図１５で後述する。室外と室外とのつなぎ目とは、例えば日本の１９系の座標系において、系番号が切り替わる場所である。

図８は、ＰＭＶ７００が経路７０１によって室内地図６２０に対応する現実の室内へ移動する状態を示す。上記で述べたように、出入口Ａにおいて、地図切替部１１２は、位置変換、方位変換及び室外地図５１０から室内地図６２０への切り替えを行う。この地図の切り替えでは、室内地図６２０を形成する点群を修正するわけではない。
図９は、ＰＭＶ７００が経路７０２によって室内地図６２０に対応する現実の室内へ移動する状態を示す。図９における変換も図８と同様である。

＜室内地図６２０への切り替え後の自動運転走行＞
室外地図５１０から室内地図６２０へ、自動運転走行に使用する地図が切り替えられた後のＰＭＶ７００の自動運転走行は以下のようである。ＰＭＶ７００の自動運転システム１０００には、室内地図６２０におけるＰＭＶ７００の位置及び方位がわかっている。しかし、室内地図６２０に対応する現実の室内では、自動運転システム１０００は、測位衛星の送信する測位信号を用いる測位を利用できない。このため、測位衛星の送信する測位信号を用いる測位に代えて、自動運転システム１０００は、カメラ２０１、ミリ波レーダー２０２、慣性装置２０５のような計測センサーを用いて、ＰＭＶ７００の位置情報を演算する。検知情報処理装置２００は、この位置情報と室内地図６２０とを用いて自動運転情報２０９を生成する。

＜室内地図６２０から室外地図５１０への切り替え＞
以上では室外地図５１０から、室内地図６２０への切り替えを説明した。第１地図が室内地図６２０で第２地図が室外地図５１０の場合も、室外地図５１０から室内地図６２０への切り替えと同様である。位置変換と、方位変換との式が逆の変換になる。図８を参照して室内地図６２０を室外地図５１０に切り替える場合は説明する。ＰＭＶ７００は経路７０３を自動運転走行して出入口Ｂ（６２０Ｂ）に存在するとする。地図切替装置１００の地図切替部１１２は、検知情報処理装置２００か受けとる位置情報によって、出入口Ｂ（６２０Ｂ）に位置することを知る。地図切替部１１２は以下の（ａ）（ｂ）（ｃ）の処理を実行する。
（ａ）地図切替部１１２は、ＰＭＶ７００の進行方向を変換する。
（ｂ）地図切替部１１２は、出入口Ｂ（６２０Ｂ）におけるＰＭＶ７００の存在する位置を、室外地図５１０の点群の位置に変換する。
（ｃ）地図切替部１１２は、自動運転走行に使用する地図を室内地図６２０から室外地図５１０に切り替える。
（ａ）（ｂ）（ｃ）の処理の後、自動運転制御装置３００は、室外地図５１０に基づき、自動運転走行を行う。

図１０から図１４を参照して、図６と別の例を説明する。
図１０は、ビルディング８００が３つの道路８０１，８０２，８０３に囲まれており、それぞれに一つ出入口がある状態とする。図１０は室外地図５１０と、高精度室内地図５２０とからなる。図１０は、理想的な点群が取得できた結果として室外地図５１０及び高精度室内地図５２０を示している。しかし、現実には室内は絶対測位が困難なため、図１０のような点群を作るのはコストがかかる。道路８０１，８０２，８０３は、絶対測位された精度の良い点群を示す。３か所の出入口では、道路側として絶対測位された３か所の出入口は精度の良い点群を有する。室内側として相対測位された３か所の出入口は精度が良くない点群を有する。白抜きの５か所は、理想的な室内点群を示す。５か所の理想的な室内点群がのっている右下に傾斜する斜線部分は、測位の不可能な場所を示している。ここはＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４で示す領域から、５か所の理想的な室内点群及び３か所の出入口を除いた部分である。

図１１は、ＳＬＡＭのような相対測位を用いて室内を計測した室内地図６２０である。室内地図６２０は点群である。室内地図６２０は、図１０の室外地図５１０に対して、出入口Ａ（６２０Ａ）、出入口Ｂ（６２０Ｂ）、出入口Ｃ（６２０Ｃ）のオーバーラップ領域を有する。出入口Ａ（６２０Ａ）は道路８０１の出入口Ａ（５１０Ａ）と、出入口Ｂ（６２０Ｂ）は道路８０２の出入口Ｂ（５１０Ｂ）と、出入口Ｃ（６２０Ｃ）は道路８０２の出入口Ｃ（５１０Ｃ）と、オーバーラップする。図１１の点群は局所的には相対的に正しいが、ビルディング８００が全体でみれば歪んでいる。図１１のＱ１からＱ４は図１０のＱ１からＱ４に対応する。図１１のＰ１からＰ８は図１０のＰ１からＰ８に対応する。Ｑ１からＱ４、Ｐ１からＰ８からわかるように、図１１の点群図１０に対して歪んでいる。また、図１１では、各出入口の絶対関係も誤っている。ビルディング８００の境界面は存在し、ＰＭＶ７００は自動運転システム１０００によって出入口以外で、ビルディング８００には出られないように制御されている。

図１２から図１４は、出入口Ａ，Ｂ，Ｃから出入りするときの概念である。
図１２は、出入口Ａから出入りするときの概念図である。
図１３は、出入口Ｂから出入りするときの概念図である。
図１４は、出入口Ｃから出入りするときの概念図である。図８及び図９の説明で述べたのと同様に、地図切替部１１２は、出入口にＰＭＶ７００が存在すること、ビルディング８００から出ようとしているのか、ビルディング８００から入ろうとしているのかを認識できる。よって、位置変換、方位変換及び地図切替を、出入口Ａ、出入口Ｂ、出入口Ｃのどの出入口においても、ビルディング８００から道路へ出る及び道路からビルディング８００へ入る両方の場合に、実行できる。

図１５は、ビルディング８００の各階の地図情報８５１、８５２，８５３，８５４を示す。図１５を参照して、ビルディング８００内で階ごとに地図情報を切り替える場合を説明する図である。ビルディング８００は階が変わってもフロア形状は一般に同じである。しかし屋内の点群は、通常階ごとに取得される。従って、階ごとに方位及び位置関係が崩れてしまう。このため、図１５に示すように、階ごとにビルディング８００の外形が異なっている地図情報が得られる。ビルディング８００では、ＰＭＶ７００の場合、階を移動するにはエレベータまたはエスカレータが必要である。この限定条件は図８等で述べた出入口とおなじ原理といえる。エレベータで階を移動する場合は、各階ごとに、エレベータ出入口における変換方法を定義することができる。例えばＰＭＶ７００が１階から４階に移動した場合には、１階と４階との出入口で、位置変換、方位変換及び地図の切り替えが行われる。この場合、エレベータの昇降路に対応付いたエレベータ出入口が、オーバーラップ領域である。これは図１５にエレベータ８１０として示している。

エスカレータの場合は一度に複数階の移動はできないので、地図切替部１１２は、１階から２階、２階から３階のように次々と地図情報を切り替えればよい。エスカレータは、ある階と、これに隣接する階とをするから、エスカレータはオーバーラップ領域である。図８で述べたような室外、室内の地図のデータが絶対的、相対的であるのに対し、相対的、相対的な地図どうしでも、同じ原理で、点群を補正することなく、ＰＭＶ７００の自動運転走行による移動が可能となることを示している。図１５では、エスカレータについては、エスカレータ８２１で１階から２階に向かい、エスカレータ８２２で２階から３階に向かい、エスカレータ８２３で３階から４階に向かうことができる。また、多くの場合室外との出入口は１Ｆにしかないが、ここでは４Ｆにも出口がある設定としている。例えば隣のビルへ渡り廊下がある場合などである。

図１６は、地図切替部１１２の動作を示すフローチャートである。図１６を参照して、地図切替部１１２の動作をまとめておく。図８の経路７０１，経路７０３を例に説明する。ステップＳ１１において、地図切替部１１２は、ＰＭＶ７００が出入口にいるかどうかを判定する。地図切替部１１２は、検知情報処理装置２００から受信する位置情報で判定可能である。出入口にいない場合（ステップＳ１１でＮＯ）は、処理は終了する（ステップＳ２０）。出入口にいる場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、処理はステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２において、地図切替部１１２は、室外から室内へ向かっているかどうかを判定する。室内へ向かっている場合、処理はステップＳ１３Ａに進む。これは経路７０１の場合である。室内へ向かっていない場合、処理はステップＳ１３Ｂに進む。これは経路７０３の場合である。

ステップＳ１３Ａにおいて、地図切替部１１２は、室外地図５１０とオーバーラップ領域を有する室内地図６２０を選択する。室外地図５１０に対して室内地図６２０がオーバーラップ領域を持つことは、例えばリスト形式で地図切替装置１００が補助記憶装置１３０に保有している。なお、室外地図５１０、室内地図６２０のような地図は、地図取得部１１１が取得し、地図取得部１１１の取得した地図を地図切替部１１２が選択する。

ステップＳ１４Ａにおいて、地図切替部１１２が出入口Ａ（５１０Ａ）を選択する。ステップＳ１５Ａにおいて、地図切替部１１２が図７で述べた位置変換、方位変換を実行する。ステップＳ１６Ａにおいて、地図切替部１１２が、第１地図である室外地図５１０を第２地図である室内地図６２０に切り替える。ステップＳ１５Ａで出入口Ａ（５１０Ａ）における位置及び方位が室内地図６２０に整合するように変換されているで、ＰＭＶ７００は、室内地図６２０を用いて自動運転走行を実施できる。ステップＳ２０で処理が終了する。

ステップＳ１３Ｂにおいて、地図切替部１１２は、室内地図６２０とオーバーラップ領域を有する室外地図５１０を選択する。

ステップＳ１４Ｂにおいて、地図切替部１１２が出入口Ｂ（６２０Ｂ）を選択する。ステップＳ１５Ｂにおいて、地図切替部１１２が図７で述べた位置変換、方位変換を実行する。つまり出入口Ｂ（６２０Ｂ）におけるＰＭＶ７００の位置及び方位を、室外地図５１０に整合するように変換する。ステップＳ１６Ｂにおいて、地図切替部１１２が、第１地図である室内地図６２０を第２地図である室外地図５１０に切り替える。ステップＳ１５Ｂで位置及び方位が室外地図５１０に整合するように変換されているで、ＰＭＶ７００は、室外地図５１０を用いて自動運転走行を継続できる。ステップＳ２０で処理が終了する。

＊＊＊実施の形態１の効果の説明＊＊＊

実施の形態１によれば、車両の自動運転走行に使用されている点群データである第１地図を、第１地図と整合しない点群データである第２地図に切り替える地図切替装置を提供できる。地図切替装置１００によれば点群データある地図の修正は発生しないので、コストを低減できる。また、地図切替装置１００による位置変換及び方位変換は簡易な処理である。よって素早く地図を切り替えることができるとともに、ハードウェアの増設の必要もない。

なお、実施の形態１ではＰＭＶについての適用を説明したが自動運転システム１０００は地図を用いて自動移動するあらゆる移動体に適用できる。

１００地図切替装置、１１１地図取得部、１１２地図切替部、１０１地図切替プログラム、１１０プロセッサ、１２０主記憶装置、１３０補助記憶装置、１４０通信インタフェース、２００検知情報処理装置、２０１カメラ、２０２ミリ波レーダー、２０３レーザスキャナ、２０４測位装置、２０５慣性装置、２０６通信装置、２０９自動運転情報、３００自動運転制御装置、３０１自動運転情報、５１０室外地図、５１０Ａ出入口Ａ、５１０Ｂ出入口Ｂ、５１０Ｃ出入口Ｃ、５２０高精度室内地図、６２０室内地図、６２０Ａ出入口Ａ、６２０Ｂ出入口Ｂ、６２０Ｃ出入口Ｃ、７００ＰＭＶ、７０１，７０２経路、７１０ハンドル、７２０タイヤ、７３０バックミラー、７４０かご、７５０ひじ掛け、７６０端末装置、７７０ユーザ、８００ビルディング、８０１，８０２，８０３道路、８１０エレベータ、８２１，８２２，８２３エスカレータ、８５１，８５２，８５３，８５４地図情報、１０００自動運転システム。

Claims

自動運転するパーソナル・モビリティ・ビークルに搭載される地図切替装置において、
前記パーソナル・モビリティ・ビークルの自動運転に使用される第１地図と、前記第１地図の一部の領域とオーバーラップする部分的な領域であるオーバーラップ領域を有し、前記第１地図に対して整合のとれない、前記自動運転に使用される第２地図とを取得する取得部と、
前記第１地図を使用して自動運転している前記パーソナル・モビリティ・ビークルが前記オーバーラップ領域を前記オーバーラップ領域から前記第２地図の領域内に向かって移動していることを検知した場合に、前記自動運転に使用する地図を前記第１地図から前記第２地図に切り替える地図切替部と、
を備える地図切替装置であって、
前記第１地図と前記第２地図とは、
前記一部の領域の位置と前記オーバーラップ領域の位置との整合がとれておらず、かつ、前記一部の領域の位置から前記オーバーラップ領域の位置への位置変換であり、前記パーソナル・モビリティ・ビークルの位置を必要としない位置変換が定義されているとともに、
前記第１地図と前記第２地図とは、
前記一部の領域の方位と前記オーバーラップ領域の方位との整合がとれておらず、かつ、前記一部の領域の方位から前記オーバーラップ領域の方位への方位変換であり、前記パーソナル・モビリティ・ビークルの位置を必要としない方位変換が定義されており、
前記地図切替部は、
前記位置変換と前記方位変換の定義とを使用して、前記自動運転に使用する地図を前記第１地図から前記第２地図に切り替える地図切替装置。
前記位置変換は、
回転行列を用いる変換式と、変換テーブルとの何れかで定義されている請求項１に記載の地図切替装置。
前記方位変換は、
固定値で定義されている請求項１または請求項２に記載の地図切替装置。
前記地図切替部は、
異なる前記オーバーラップ領域が存在する場合に、各オーバーラップ領域で他のオーバーラップ領域と異なる位置変換及び異なる方位変換を行う請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の地図切替装置。
前記地図切替部は、
前記第１地図が室外地図であり前記第２地図が室内地図の場合、前記オーバーラップ領域における前記室外地図の点群の位置を、前記オーバーラップ領域における前記室内地図の位置に変換する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の地図切替装置。
自動運転するパーソナル・モビリティ・ビークルに搭載されるコンピュータである地図切替装置に、
前記パーソナル・モビリティ・ビークルの自動運転に使用される第１地図と、前記第１地図の一部の領域とオーバーラップする部分的な領域であるオーバーラップ領域を有し、前記第１地図に対して整合のとれない、前記自動運転に使用される第２地図とを取得する取得処理と、
前記第１地図を使用して自動運転している前記パーソナル・モビリティ・ビークルが前記オーバーラップ領域を前記オーバーラップ領域から前記第２地図の領域内に向かって移動していることを検知した場合に、前記自動運転に使用する地図を前記第１地図から前記第２地図に切り替える地図切替処理と、
を実行させる地図切替プログラムであって、
前記第１地図と前記第２地図とは、
前記一部の領域の位置と前記オーバーラップ領域の位置との整合がとれておらず、かつ、前記一部の領域の位置から前記オーバーラップ領域の位置への位置変換であり、前記パーソナル・モビリティ・ビークルの位置を必要としない位置変換が定義されているとともに、
前記第１地図と前記第２地図とは、
前記一部の領域の方位と前記オーバーラップ領域の方位との整合がとれておらず、かつ、前記一部の領域の方位から前記オーバーラップ領域の方位への方位変換であり、前記パーソナル・モビリティ・ビークルの位置を必要としない方位変換が定義されており、
前記地図切替処理では、
前記位置変換と前記方位変換の定義とを使用して、前記自動運転に使用する地図を前記第１地図から前記第２地図に切り替える地図切替プログラム。
前記地図切替処理では、
異なる前記オーバーラップ領域が存在する場合に、各オーバーラップ領域で他のオーバーラップ領域と異なる位置変換及び異なる方位変換を行う請求項６に記載の地図切替プログラム。
前記地図切替処理では、
前記第１地図が室外地図であり前記第２地図が室内地図の場合、前記オーバーラップ領域における前記室外地図の点群の位置を、前記オーバーラップ領域における前記室内地図の位置に変換する請求項６または請求項７に記載の地図切替プログラム。