JPWO2019189082A1 - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施形態1に係る車両制御装置100の構成図である。車両制御装置100は、車両の動作を制御する装置であり、車両内に搭載されている。車両制御装置100は、演算部110、GNSSチューナ120、加速度センサ130、高精度地図140、外界認識部150を備える。演算部110は、絶対位置推定部111、相対位置推定部112、道路特定部113、レーン判定部114を有する。
具体的には、本線のレーン(図2の中央レーン)から分岐路のレーン(図2の左レーン)へ向かって車両10がレーンチェンジしたか否かを、レーン判定部114による判定結果に基づき判定する。車両10が分岐路へ向かっており、かつ分岐路のレーンへレーンチェンジしたと判定した場合、道路特定部113は車両10が分岐路を走行しているものと判定する。
本実施形態1に係る車両制御装置100は、高精度地図140が記述していない分岐路へ向かって車両10が走行しているとき、車両10が分岐路へ向かってレーンチェンジしたか否かを判定することにより、車両10が分岐路を走行しているか否かを判定する。これにより、高精度地図140が記述していない分岐路を車両10が走行しているときであっても、車両10が分岐路に近接する本線を走行しているものとして誤認識する可能性を抑制することができる。
実施形態1においては、車両10が本線から分岐路へ向かうときにおける誤認識を抑制する手法について説明した。同様の誤認識は、車両10が合流路から本線へ合流する際にも生じる可能性がある。そこで本発明の実施形態2では、車両10が合流路から本線へ合流する際において、車両10が走行している道路を正確に特定する手法を説明する。車両制御装置100の構成は実施形態1と同様である。
高精度地図140が記述していない道路を車両10が走行しているとき、車両10は図3の合流路のような道路を走行している可能性がある。そこで道路特定部113は、高精度地図140が記述していない道路を車両10が走行しているとき、本実施形態2に係る道路判定手順を開始する。高精度地図140が記述していない道路であるか否かは、絶対位置推定部111と相対位置推定部112による車両10の位置についての推定結果を高精度地図140と比較することにより判定できる。以下では記載の便宜上、高精度地図140が記述していない道路のことを合流路と呼ぶ。
道路特定部113は、高精度地図140が記述している道路が車両10の近傍に存在しているか否かを、例えば所定時間間隔で周期的に探索する。具体的には、車両10の現在位置および方位と高精度地図140が記述している各道路の位置および方位とを比較することにより、近傍の道路を探索する。道路特定部113は、車両10が合流路を走行していると推定されるときは、近傍に道路を発見したとしても、直ちにその道路を走行中道路とみなさず、以下の手順を実施する。
道路特定部113は、近傍に発見した道路が、車両10の走行方向とは反対方向に延伸しているか否か判定する。具体的には、発見した道路の高精度地図140上におけるリンク構造を走行方向とは反対方向にたどればよい。なお、この場合における高精度地図140は、リンク構造をたどることができる構成とする。発見した道路が反対方向に延伸している場合、その道路は図3における本線である可能性がある。したがって車両10’のような誤認識を回避するため、発見した道路を走行中道路の候補から破棄する。すなわちこの時点においては走行中道路を特定しない。
道路特定部113は、始点ノード143が車両10の近傍に存在するか否か判定する。具体的には、高精度地図140が記述しているネットワーク構造のうち、車両10の現在位置の近傍において、以下の条件を満たすノードを探索することが考えられる:(i)高精度地図140上に記述されている他の道路(図3における本線に相当)に対して接続するリンク(図3における接続リンク144に相当)を有し、(ii)それ以外のリンクを有さない。このようなノードは、高精度地図140が記述していない合流路の始点部分に相当すると考えられるからである。道路特定部113はさらに、車両10が始点ノード143に向かって合流路を走行しているか否かを判定する。始点ノード143を通過した場合は後述する実施形態3の問題となるからである。
道路特定部113は、ステップ4において始点ノード143を発見した場合は、始点ノード143以降(すなわち始点ノード143から見て車両10の進行方向に延伸したノードおよびリンク)から、走行中道路を特定する処理を開始する。車両10が始点ノード143に到達するまでは、走行中道路を特定する処理を保留する。
本実施形態2に係る車両制御装置100は、高精度地図140が記述していない合流路を車両10が走行しており、かつ始点ノード143と接続リンク144を高精度地図140が記述している場合は、走行中道路を特定する処理を始点ノード143から開始する。これにより車両10’のように、合流路の始点ノード143近傍において、近接する本線を走行中道路として誤認識することを抑制できる。
実施形態2においては、車両10が合流路の始点ノード143に到達するまでの間において、車両10の位置を誤認識することを抑制する手法を説明した。同様の誤認識は、車両10が始点ノード143を通過した後においても生じる可能性がある。そこで本発明の実施形態3では、車両10が合流路の始点ノード143を通過する際において、車両10が走行している道路を正確に特定する手法を説明する。車両制御装置100の構成は実施形態1と同様である。
道路特定部113は、高精度地図140が記述していない道路(以下では記載の便宜上合流路と呼ぶ)を車両10が走行しているか否かを判定する。具体的な判定手法は例えば実施形態2におけるステップ1と同じでよい。
道路特定部113は、車両10が合流路を走行している場合において、車両10が始点ノード143と終点ノード145いずれも通過したか否かを判定する。具体的には、車両10の位置と始点ノード143および終点ノード145それぞれの位置を比較することにより、車両10がこれらノードをともに通過したことを認識できる。通過したのが始点ノード143と終点ノード145であるのかそれともその他のノードであるのかは、ノードとリンクの構造を参照することにより識別できる。例えば実施形態2のステップ4のような手法を用いればよい。
道路特定部113は、車両10が合流路を走行しておりかつ始点ノード143と終点ノード145いずれも通過した場合は、車両10が接続リンク144を走行したか否かを判定する。接続リンク144を走行したか否かは、例えば以下のような手法により判定することが考えられるが、これら以外の適当な手法を用いて判定してもよい。これらの手法を組み合わせてもよい。
道路特定部113は、車両10の周辺画像を取得し、その周辺画像を用いて、車両10が接続リンク144を走行したか否かを判定することができる。高速道路の本線は、高架上に設置されていて合流路と本線との間に高低差があることが多く、その場合の合流路は上り坂になっている。道路特定部113は、周辺画像に基づき、車両10が上り坂を走行したか否かを判定する。上り坂を走行した場合は、車両10が接続リンク144を走行したと推定することができる。その他、合流路を示す道路標識を画像認識することにより、合流路を走行したか否かを判定するなども考えられる。なお、高精度地図140が有する座標が平面座標に加えて高さ情報も含めたもの(三次元座標など)であれば、高低差の走行判定の際、高精度地図140の高さ情報と照合することにより、判定精度を向上することができる。
合流路が上り坂になっている場合、道路特定部113は、加速度センサ130による計測結果にしたがって、車両10が接続リンク144を走行したか否かを判定することができる。例えば車両10のピッチ角が前上がり方向に傾いている時間が所定閾値以上継続した場合は、車両10が上り坂を走行したと推定できる。なお、高精度地図140が有する座標が平面座標に加えて高さ情報も含めたもの(傾斜に関する情報など)であれば、高低差の走行判定の際、高精度地図140の高さ情報と照合することにより、判定精度を向上することができる。
車両10が接続リンク144を走行したか否かを判定することができれば、その他手法を用いてもよい。例えば周辺画像や車両10の方位変化(例:ヨーレート)に基づき道路の曲率を判定し、曲率がある範囲内に収まっていれば車両10がランプウェイ(1例として高低差のある場所を連結/分岐/合流する道路)を走行したと判定することが考えられる。以上の判定手法を組み合わせてもよい。
本ステップは、車両10が図5の延伸部分を走行しているとき、すなわち車両10が始点ノード143と終点ノード145を通過してから間がない時点において実施することに意義がある。例えば車両10が合流路を降りて一般道に到達した時点で本ステップを実施する意義はないからである。したがって道路特定部113は、車両10が始点ノード143と終点ノード145を通過したと判定したときは、即座に本ステップを実施することが望ましい。
始点ノード143と終点ノード145が比較的近接している場合、道路特定部113はこれらのうちいずれを車両10が通過したのか、直ちに特定できない場合がある。このような場合には、車両10が本線に入って終点ノード145を通過したのか、それとも合流路上を走行して始点ノード143を通過したのかを判別しにくいので、本実施形態3の手法が有用である。他方で始点ノード143と終点ノード145が比較的離れておりこれらを明確に区別できる場合は、車両10がこれらノードのうち少なくともいずれか一方を通過した時点で本ステップを実施してもよい。さらに、これらノードのうち少なくともいずれか一方を通過してから所定時間が経過するまでの間、本ステップを繰り返し実施してもよい。
本線と合流路の位置関係によっては、合流路が下り坂または上り坂と下り坂の混合である場合も考えられるが、その場合であっても上記と同様の手法により本ステップを実施することができる。その他適当な手段を組み合わせてもよいし、上記手法に代えてその他適当な手段を用いてもよい。例えば道路側に配置されている路側センサから適当な信号を受信することにより、車両10が接続リンク144を走行したか否かを判定するなどが考えられる。
道路特定部113は、車両10が接続リンク144を走行したと判定した場合は車両10が本線を走行していると判定し、車両10が接続リンク144を走行しなかったと判定した場合は車両10が合流路を走行していると判定する。
本実施形態3に係る車両制御装置100は、車両10が始点ノード143または終点ノード145のうち少なくともいずれかを通過したか否かを判定し、通過したと判定した場合はさらに、車両10が接続リンク144を通過したか否かを判定することにより、走行中道路を特定する。これにより、車両10が合流路の始点ノード143を通過した際に、近接する本線を走行中道路として誤認識することを抑制できる。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
Claims (12)
- 車両の動作を制御する車両制御装置であって、
前記車両の外界の状態を表す情報を取得する外界認識部、
道路の座標を記述した地図データを記憶する地図記憶部、
前記車両が走行している走行中道路を特定する道路特定部、
前記外界認識部による認識結果を用いて、前記走行中道路が有するレーンのうち前記車両が走行している走行中レーンを判定するレーン判定部、
を備え、
前記道路特定部は、前記地図データに記述されている道路から前記地図データに記述されていない分岐路へ向かって前記車両が走行しているか否かを判定し、
前記道路特定部は、前記車両が前記分岐路へ向かって走行していると判定した場合は、前記レーン判定部による判定結果にしたがって、前記車両が前記走行中レーンを前記分岐路へ向かう側に変更したか否かを判定し、
前記道路特定部は、前記車両が前記走行中レーンを前記分岐路へ向かう側に変更したと判定した場合は、前記車両が前記分岐路を走行していると特定する
ことを特徴とする車両制御装置。 - 前記車両制御装置はさらに、GNSSを介して前記車両の位置と方位を推定する位置推定部を備え、
前記道路特定部は、前記車両の位置および方位と、前記地図データが記述している前記分岐路の位置および方位とを比較することにより、前記車両が前記分岐路へ向かって走行しているか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。 - 前記車両制御装置はさらに、GNSSを介して前記車両の位置と方位を推定する位置推定部を備え、
前記外界認識部は、前記車両の外界の状態を表す情報として、前記車両の周辺画像を取得し、
前記レーン判定部は、前記位置推定部が推定した前記車両の位置と方位、および前記周辺画像を用いて、前記走行中レーンを判定する
ことを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。 - 前記車両制御装置はさらに、前記車両の位置を推定する位置推定部を備え、
前記道路特定部は、前記位置推定部が推定した位置と前記地図データを照合することにより前記走行中道路を特定し、
前記道路特定部は、前記地図データに記述されていない地図なし道路を前記車両が走行していると判定したときは、前記地図なし道路に隣接する隣接道路と前記地図なし道路を接続する接続路を前記地図データが記述しているか否かを判定するとともに、前記車両が前記接続路に向かって前記地図なし道路を走行しているか否かを判定し、
前記道路特定部は、前記接続路を前記地図データが記述しており、かつ前記車両が前記接続路に向かって前記地図なし道路を走行していると判定した場合は、前記走行中道路を特定する処理を、前記接続路の始点から開始する
ことを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。 - 前記道路特定部は、前記車両の位置と前記地図データを照合することにより、前記車両からの距離が所定閾値以下の範囲内に前記隣接道路が存在するか否かを判定し、
前記道路特定部は、前記接続路を前記地図データが記述しており、かつ前記車両が前記接続路に向かって前記地図なし道路を走行していると判定した場合は、前記車両からの距離が前記所定閾値以下の範囲内に前記隣接道路が存在すると判定した場合であっても、前記接続路の始点に前記車両が到達するまでは、前記走行中道路を特定することを留保する
ことを特徴とする請求項4記載の車両制御装置。 - 前記道路特定部は、前記隣接道路が存在すると判定したときは、前記地図データにしたがって、前記隣接道路が前記車両の進行方向とは反対側に延伸しているか否かを判定し、
前記道路特定部は、前記隣接道路が前記車両の進行方向とは反対側に延伸している場合は、前記隣接道路を前記走行中道路の候補から除外する
ことを特徴とする請求項5記載の車両制御装置。 - 前記道路特定部は、前記始点を通過する道路が複数存在する場合は、前記始点を通過する各道路が前記隣接道路と前記地図なし道路を接続する方向に延伸しているか否かに基づき、前記接続路を特定する
ことを特徴とする請求項4記載の車両制御装置。 - 前記車両制御装置はさらに、前記車両の位置を推定する位置推定部を備え、
前記道路特定部は、前記位置推定部が推定した位置と前記地図データを照合することにより前記走行中道路を特定し、
前記道路特定部は、前記地図データに記述されていない地図なし道路を前記車両が走行していると判定したときは、前記地図なし道路に隣接する隣接道路と前記地図なし道路を接続する接続路を前記地図データが記述しているか否かを判定し、
前記道路特定部は、前記車両が前記地図なし道路を走行しておりかつ前記接続路を前記地図データが記述している場合はさらに、前記接続路の始点または終点のうち少なくともいずれかを前記車両が通過したか否かを判定し、
前記道路特定部は、前記始点または前記終点のうち少なくともいずれかを前記車両が通過したと判定したときは、前記車両が前記接続路を通過したか否かの判定結果に基づき前記走行中道路を特定する
ことを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。 - 前記道路特定部は、前記外界認識部による認識結果を用いて、前記車両が前記接続路を通過したか否かを判定する
ことを特徴とする請求項8記載の車両制御装置。 - 前記外界認識部は、前記車両の周辺画像を撮影する撮像部から前記周辺画像を取得することにより前記車両の外界の状態を認識し、
前記道路特定部は、前記周辺画像を用いて、前記車両が高低差のある道路間を接続する道路を走行したか否かを判定することにより、前記車両が前記接続路を通過したか否かを判定する
ことを特徴とする請求項9記載の車両制御装置。 - 前記外界認識部は、前記車両の加速度を検出する加速度センサから前記加速度を表す信号を取得することにより前記車両の外界の状態を認識し、
前記道路特定部は、前記加速度を用いて、前記車両が高低差のある道路間を接続する道路を走行したか否かを判定することにより、前記車両が前記接続路を通過したか否かを判定する
ことを特徴とする請求項9記載の車両制御装置。 - 前記道路特定部は、前記車両の位置と前記地図データを照合することにより、前記始点または前記終点のうち少なくともいずれかを前記車両が通過したと判定する
ことを特徴とする請求項8記載の車両制御装置。
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