JPWO2020202498A1 - 位置推定装置、位置推定システム、位置推定方法、および位置推定プログラム - Google Patents

Abstract

曲率算出部（２０３）が、自車両情報（５０１）を用いて自車両曲率を算出する。また、曲率算出部（２０３）が、他車両情報（５０２）を用いて他車両曲率を算出する。曲率算出部（２０３）が、自車両情報（５０１）と他車両情報（５０２）とを用いて自車両と他車両との相対位置から求められる２車両間曲率を算出する。曲率比較部（２０４）が、自車両曲率または他車両曲率と、２車両間曲率を用いて定められた位置判定条件とを比較する。推定部（２０５）は、自車両曲率または他車両曲率が位置判定条件を満たす場合に、自車両と他車両との相対位置がカーブにおいて対向するカーブ対向位置にあると推定する。

Description

本発明は、位置推定装置、位置推定システム、位置推定方法、および位置推定プログラムに関する。特に、２つの対象体の相対位置を推定する位置推定装置、位置推定システム、位置推定方法、および位置推定プログラムに関する。

Ｖ２Ｘといった通信手法によって、自車両と他移動体の相対位置が分かれば、運転時に見えていない、もしくは、センサで検知できていない移動体に関する情報が得られる。そのような情報は、自車両の安全な走行に関して有用な情報である。Ｖ２Ｘは、Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇの略語である。

特開２００９−２０２７１１号公報

特許文献１では、カーブにおける車両の対向判定を行う手法として、他の車両の情報を取得し、自車両がカーブに進入する前に、車車間通信などにより取得した前方車両情報を基に、該カーブ区間で自車両とすれ違う可能性のある対向車両の有無を判定する。しかし、特許文献１では自車両のナビゲーションシステムの地図情報を用いて進入するカーブ区間の情報を事前に入手する必要がある。このため、地図情報がない状態では、対向車両の有無を判定できない。

本発明は、主に、２つの移動体の相対位置の判定精度を向上させることを目的とする。

本発明に係る位置推定装置は、第１の移動体と第２の移動体の相対位置を推定する位置推定装置において、
前記第１の移動体の位置と方位と速度を含む第１の移動体情報を用いて前記第１の移動体の曲率である第１の移動体曲率を算出し、前記第２の移動体の位置と方位と速度を含む第２の移動体情報を用いて前記第２の移動体の曲率である第２の移動体曲率を算出し、前記第２の移動体情報と前記第１の移動体情報とを用いて前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置から求められる曲率である２移動体間曲率を算出する曲率算出部と、
前記第１の移動体曲率または前記第２の移動体曲率と、前記２移動体間曲率を用いて定められた位置判定条件とを比較する曲率比較部と、
前記第１の移動体曲率または前記第２の移動体曲率が前記位置判定条件を満たす場合に、前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置がカーブにおいて対向するカーブ対向位置にあると推定する推定部とを備えた。

本発明に係る位置推定装置によれば、２つの移動体の相対位置の判定精度を向上させるという効果を奏する。

実施の形態１で扱う相対位置関係を示す図。 対向判定と交差判定を誤認識する例を示す図。 カーブへの進入から退出までの間の曲率の変化を示す図。 実施の形態１に係る位置推定システムの機能構成図。 実施の形態１に係る位置推定システムのハードウェア構成図。 実施の形態１に係る自車両曲率ＣＶ_ｈｏｓｔ、他車両曲率をＣＶ_{ｒｅｍｏｔｅ}、および２車両間曲率ＣＶ’の例。 実施の形態１に係る位置推定処理、すなわちカーブ対向判定処理の具体例。 実施の形態１に係る位置推定システムの動作を示すフローチャート。 実施の形態１の変形例に係る位置推定システムの機能構成図。

以下、本実施の形態について、図を用いて説明する。各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。また、以下の図では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、実施の形態の説明において、上、下、左、右、前、後、表、裏といった向きあるいは位置が示されている場合がある。これらの表記は、説明の便宜上の記載であり、装置、器具、あるいは部品の配置、方向および向きを限定するものではない。

実施の形態１．
まず、本実施の形態の前提となる２車両の相対位置関係とその誤認識の例について説明する。

図１は、本実施の形態で扱う相対位置関係を示す図である。
図１に示すように、自車両３０１と他車両３０２との相対位置関係には、自車両３０１に対して他車両３０２が前方にいるか、もしくは後方にいるかの前後関係が含まれる。また、相対位置関係には、自車両３０１と同一車線、隣接車線、さらにそれ以上はなれた車線にいるかの車線情報関係対向関係が含まれる。また、相対位置関係には、自車両３０１と同一方向を向いているか、対向方向を向いているか、もしくは交差関係にあるかを示す位置関係が含まれる。
なお、本実施の形態において、自車両３０１は、第１の移動体３１の例である。また、他車両３０２は、第２の移動体３２の例である。

図２は、対向判定と交差判定を誤認識する例を示す図である。
例えば、自車両および他車両の過去の走行履歴を用いて相対位置関係を求める手法がある。この手法では、自車両と他車両の走行履歴が重複しない時、自車両と他車両が単純な位置として交差関係にあるときに、実際に交差道路を交差しているのか、カーブの対向路を対向しているかの区別がつかない。そのため、相対位置判定の精度が低下する。

図３は、カーブ進入から退出までの間の曲率の変化を示す図である。
例えば、ヨーレートといった操縦量から、自車両および他車両の曲率半径を予測し、カーブ領域における自車両に対する危険領域を認識する手法がある。しかし、単独移動体から曲率半径を求める手法では、道路形状、ハンドル修正といった操舵状態、あるいはセンサ誤差の状況を大きく受ける。このため、安定したカーブ対向判定を行うことが難しい。
図３に示すように、ある曲率で設定されているカーブであっても、曲率０の直線から、その曲率に不連続に変化するのではない。実際は、直線からカーブに至る区間には緩和区間と呼ばれる曲率が段階的に増加する区間が存在する。そのため、単に走行中の自車両および他車両の曲率半径を用いるだけでは、その対向判定がうまく機能する範囲はカーブ中の曲率一定区間だけの短い区間に限定される。
本実施の形態では、緩和区間を含むカーブを走行する場合でも、相対位置間判定の誤判定を防止し、２車両の相対位置関係の判定精度を向上させる効果のある態様について説明する。

＊＊＊構成および機能の説明＊＊＊
図４は、本実施の形態に係る位置推定システム５００の機能構成図である。
位置推定システム５００は、対象体３００と他の移動体との相対位置を推定するシステムである。位置推定システム５００は、対象体３００に搭載された車載センサ１０１、受信部１０２、送信部１０３、および位置推定装置２００を備える。
対象体３００は、具体的には、車両、船舶、あるいは飛行体といった移動体である。その他、歩行者などの人間、自転車、ベビーカー、あるいは車椅子といった速度の遅い移動体、および静止物であっても対象体３００として本実施の形態を適用することができる。
また、位置推定装置２００は、対象体３００に搭載されていてもよいし、対象体３００から分離されていてもよい。
位置推定システム５００は、車両、車載装置、車載器、または管制サーバと表記する場合がある。

本実施の形態では、対象体３００を自車両３０１とする。また、他の移動体を他車両３０２とする。すなわち、自車両３０１である対象体３００は、第１の移動体３１の例である。また、他の移動体である他車両３０２は、第２の移動体３２の例である。

車載センサ１０１は、自車両の車両情報を検知する。車載センサ１０１は、具体的には、車載ＥＣＵ、ＧＰＳ、速度センサ、加速度センサ、方位センサ、ＥＰＳといった機器である。ＥＣＵは、Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔの略語である。ＧＰＳは、Ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｓｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍの略語である。ＥＰＳは、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇの略語である。なお、車載センサ１０１は、上記の機器に限定したものではない。また、車両情報とは、位置、速度、加速度、方位、進行方向、ステアリング角度、ブレーキ制御状態、走行履歴、ヨーレート、および各データの精度情報といった情報を示すが、これらに限定したものではない。

位置推定装置２００は、コンピュータである。位置推定装置２００は、プロセッサ９１０を備えるとともに、記憶装置９２０、入出力インタフェース９３０、および通信インタフェース９５０といった他のハードウェアを備える。プロセッサ９１０は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

位置推定装置２００は、車載センサ１０１から自車両の車両情報である自車両情報５０１を取得する。自車両情報５０１は、第１の移動体３１の位置と方位と速度を含む第１の移動体情報５１の例である。
また、位置推定装置２００は、車車間通信といった通信により他車両の車両情報である他車両情報５０２を取得する。他車両情報５０２は、第２の移動体３２の位置と方位と速度を含む第２の移動体情報５２の例である。そして、位置推定装置２００は、自車両情報５０１と他車両情報５０２とを用いて、自車両および他車両のカーブ対向判定を実行する。カーブ対向判定とは、自車両および他車両がカーブにおいて対向する相対位置関係にあるか否かを判定することである。

位置推定装置２００は、機能要素として、自車両情報検知部２０１、他車両情報検知部２０２、曲率算出部２０３、曲率比較部２０４、および推定部２０５を備える。

自車両情報検知部２０１の機能は、例えば、入出力インタフェース９３０により実現される。自車両情報検知部２０１は、車載センサ１０１から取得した通信情報を自車両情報５０１に変換し、プロセッサ９１０に送信するためのインタフェースである。自車両情報検知部２０１は、第１の移動体３１に搭載された車載センサ１０１から第１の移動体情報５１を取得する第１の情報取得部２１の例である。

他車両情報検知部２０２の機能は、例えば、通信インタフェース９５０により実現される。他車両情報検知部２０２は、車車間通信などにより受信した車両周辺情報を受信し、他車両情報５０２としてプロセッサ９１０に送信するためのインタフェースである。他車両情報検知部２０２は、第２の移動体３２から送信された第２の移動体情報５２を、車車間通信により受信する第２の情報取得部２２の例である。

通信インタフェース９５０、受信部１０２、および送信部１０３の通信は、車両通信専用のＤＳＲＣ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｐといった通信プロトコルを用いてもよい。また、ＬＴＥ（登録商標）、あるいは、４Ｇおよび５Ｇといった携帯電話網を用いてもよい。また、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）およびＩＥＥＥ３０２．１１ａ／ｂ／ｃといった無線ＬＡＮを用いてもよい。ＤＳＲＣは、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ ＲａｎｇｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎの略語である。ＬＴＥ（登録商標）は、Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎの略語である。ＬＡＮは、Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋの略語である。

また、曲率算出部２０３、曲率比較部２０４、および推定部２０５の機能は、プロセッサ９１０により実現される。プロセッサ９１０は、自車両情報５０１から算出した自車両の曲率、他車両情報５０２から算出した他車両の曲率、および自車両情報５０１および他車両情報５０２から算出した曲率を比較する。そして、プロセッサ９１０は、比較結果により、自車両と他車両の相対位置関係を算出する。

曲率算出部２０３は、第１の移動体情報５１である自車両情報５０１を用いて、第１の移動体３１である自車両３０１の曲率である自車両曲率（第１の移動体曲率）を算出する。また、曲率算出部２０３は、第２の移動体情報５２である他車両情報５０２を用いて、第２の移動体３２である他車両３０２の曲率である他車両曲率（第２の移動体曲率）を算出する。そして、曲率算出部２０３は、自車両情報５０１と他車両情報５０２とを用いて、自車両３０１と他車両３０２との相対位置から求められる曲率である２車両間曲率（２移動体間曲率）を算出する。
なお、曲率算出部２０３は、自車両３０１と他車両３０２との相対位置がカーブで対向すると推定されるカーブ対向推定位置である場合に、自車両曲率と他車両曲率と２車両間曲率とを算出する。カーブ対向推定位置であるか否かの判定については後述する。

曲率比較部２０４は、自車両曲率または他車両曲率と、２車両間曲率を用いて定められた位置判定条件とを比較する。位置判定条件とは、自車両３０１と他車両３０２との相対位置がカーブで対向するカーブ対向位置であるか否かを判定するための条件である。位置判定条件の具体例については後述する。

推定部２０５は、自車両曲率または他車両曲率が、位置判定条件を満たす場合に、自車両と他車両との相対位置がカーブにおいて対向するカーブ対向位置にあると推定する。推定部２０５は、曲率比較部２０４の比較結果から、自車両および他車両の相対的な位置関係を算出する。

記憶装置９２０には、プロセッサ９１０が曲率を比較するための曲率パラメータを保持する曲率パラメータテーブル５０３が記憶される。また、記憶装置９２０には、曲率算出部２０３および曲率比較部２０４の処理を実施するために必要なデータが記憶される。具体的には、記憶装置９２０には、自車両情報５０１、他車両情報５０２、速度閾値５０４、および曲率閾値５０５が記憶される。

図５は、本実施の形態に係る位置推定システム５００のハードウェア構成を示す図である。
図５に示すように、位置推定装置２００は、ＣＰＵａ、ＲＯＭｂ、ＲＡＭｃ、フラッシュメモリｄ、外部通信インタフェースｅ、表示インタフェースｆで構成される。しかし、これに限定したものではなく、位置推定装置２００を、異なるハードウェア構成により実現してもよい。ＣＰＵは、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略語である。ＲＯＭは、Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙの略語である。ＲＡＭは、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙの略語である。また、位置推定装置２００は、クラウド空間上に構成されていてもよい。また、これらのハードウェアはネットワークで接続される。

ＣＰＵａは、ソフトウェアプログラムに記述された命令セットとして、データの転送、計算、加工、制御、管理といった処理を実行するためのハードウェアである。ＣＰＵａは、演算装置、命令あるいは情報を格納するレジスタ、および周辺回路で構成される。本実施の形態では、ＣＰＵａは、自車両情報検知部２０１、他車両情報検知部２０２、曲率算出部２０３、曲率比較部２０４、推定部２０５の処理を実行するために利用される。

ＲＯＭｂは、プロセッサ９１０が直接アクセスすることのできる記憶装置であり、読み出し専用のメモリである。本実施の形態では、位置推定プログラム、相対エリア判定に必要なパラメータ、不変なデータおよび初期値が格納される領域として利用される。
ＲＡＭｃは、プロセッサ９１０が直接アクセスすることのできる記憶装置であり、書き込みおよび読み出しが可能なメモリである。本実施の形態では、曲率算出部２０３、曲率比較部２０４、推定部２０５を実行するための一時的な記憶領域として利用される。
フラッシュメモリｄは、データを保持する電子媒体と読み書きを行う駆動装置（ドライブ、またはリーダ／ライタともいう）で構成される。フラッシュメモリｄは、ＣＰＵが直接アクセスできないものであり、補助記憶装置と呼ぶこともある。例えば、ＨＤＤあるいはＳＳＤである。本実施の形態では、検知した自車両の車両情報、周辺車両から受信した車両情報を格納するための記憶領域として利用される。ＨＤＤは、Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅの略語である。ＳＳＤは、Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅの略語である。記憶装置９２０は、ＲＯＭｂ、ＲＡＭｃ、およびフラッシュメモリｄの組み合わせにより実現される。

外部通信インタフェースｅは、ＧＰＳ受信機あるいは外部装置といった情報機器ハードウェア間の通信を行う際の入出力を行うための物理的なコネクタである。例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢなどである。しかし、これらに限定したものではない。例えば、外部通信インタフェースｅには、ストレージｇ、車両制御ＥＣＵｈ、ＧＰＳｉ、通信モジュールｊが接続される。入出力インタフェース９３０あるいは通信インタフェース９５０の機能の一部は外部通信インタフェースｅで実現される。

表示器インタフェースｆは、カーナビゲーションシステムｍ、液晶ディスプレイｋ、タッチパネルＬ、あるいはスピーカといった機器を接続するための物理的なコネクタである。例えば、ＤＶＩ、あるいはＤ−ＳＵＢといったコネクタであるが、これに限定したものではない。本実施の形態では、表示器インタフェースｆは、ドライバに対して運転の注意喚起および警報を通知するために利用される。入出力インタフェース９３０の機能の一部は表示器インタフェースｆで実現される。

プロセッサ９１０は、位置推定プログラムを実行する装置である。位置推定プログラムは、曲率算出部２０３、曲率比較部２０４、および推定部２０５の機能を実現するプログラムである。
位置推定プログラムは、プロセッサ９１０に読み込まれ、プロセッサ９１０によって実行される。ＲＯＭには、位置推定プログラムだけでなく、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。プロセッサ９１０は、ＯＳを実行しながら、位置推定プログラムを実行する。ストレージに記憶されていてもよい。ストレージに記憶されている位置推定プログラムおよびＯＳは、ＲＯＭにロードされ、プロセッサ９１０によって実行される。なお、位置推定プログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。

位置推定装置２００は、プロセッサ９１０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、位置推定プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ９１０と同じように、位置推定プログラムを実行する装置である。

曲率算出部２０３、曲率比較部２０４、および推定部２０５の各部の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えてもよい。また曲率算出処理、曲率比較処理、および推定処理の「処理」を「プログラム」、「プログラムプロダクト」または「プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体」に読み替えてもよい。
位置推定プログラムは、上記の各部の「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。また、位置推定方法は、位置推定装置２００が位置推定プログラムを実行することにより行われる方法である。
位置推定プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体または記憶媒体に格納されて提供されてもよい。また、位置推定プログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

＊＊＊処理概要の説明＊＊＊
＜単一車両からの曲率算出の処理＞
まず、単一の車両情報に基づいて、カーブ走行中の曲率を算出する処理について説明する。曲率（ＣＶ）は、（式１）に示すように、単位距離（Ｌ）における方位（θ）の変化によって定義される。
（式１）ＣＶ＝ｄθ／ｄＬ
曲率の単位としては主に（ｄｅｇｒｅｅ／ｍ）が用いられるが、これに限定されることはない。本実施の形態では、説明のためにこの単位を用いる。曲率の算出は、方位センサおよび位置センサから方位と軌跡を直接用いて算出してもよい。あるいは、位置センサからの軌跡情報から方位情報を算出し、その後に曲率を算出してもよい。あるいは、ヨーレート情報（ｄｅｇｒｅｅ／ｓｅｃ）と位置情報から算出してもよい。

曲率半径（Ｒ）は、カーブの程度をそのカーブの円弧の半径として表したものであり、曲率ＣＶとの関係は（式２）の通りである。
（式２）Ｒ＝１／（ＣＶ＊３６０）

＜単一車両の曲率同士を比較した場合のカーブ対向判定処理＞
自車両および他車両の曲率を比較し、ある許容値範囲で一致している場合かどうかを判定する。自車両単独の自車両情報から得られた曲率をＣＶ_ｈｏｓｔ、他車両単独の他車両情報から得られた曲率をＣＶ_{ｒｅｍｏｔｅ}とした場合に、以下の（式３）もしくは（式４）を用いる。
（式３）ＣＶ_{ｒｅｍｏｔｅ}＋α＜ＣＶ_ｈｏｓｔ＜ＣＶ_{ｒｅｍｏｔｅ}＋β
（式４）ＣＶ_{ｒｅｍｏｔｅ}＊α＜ＣＶ_ｈｏｓｔ＜ＣＶ_{ｒｅｍｏｔｅ}＊β

ただしこの方式の場合、上述したように自車両、他車両、もしくはその両方が曲率一定区間以外を走行している場合、曲率を低く見積もってしまう。これは原理的に避けられないことであり、この問題を解決するための下記の曲率算出方式＜２車両からの曲率算出の処理＞を用いる。

＜２車両間の相対位置からの曲率算出の処理＞
２車両間の相対位置からの曲率半径の算出は、例えば、ＳＡＥＪ２９４５／１（２０１６−０５）ｐ．９２のＰＨ＿ＥｓｔｉｍａｔｅｄＲの算出式（式５）および（式６）を適用する。
このとき、ＰＨ＿ＡｃｔｕａｌＣｈｏｒｌＬｅｎｇｔｈ：弦長、ＲＥａｒｔｈＭｅｒｉｄｉａｎ：経線における地球半径、ｌａｔ：緯度、ｌｏｎｇ：経度、ΔΦ：方位角度差とする。曲率は、曲率半径を用いて、上記の換算式（式２）により算出する。

（式５）ＰＨ＿ＡｃｔｕａｌＣｈｏｒｌＬｅｎｇｔｈ＝ＲＥａｒｔｈＭｅｒｉｄｉａｎ＊ｃｏｓ^−１［ｃｏｓ（ｌａｔ_１）ｃｏｓ（ｌａｔ_２）ｃｏｓ（ｌｏｎｇ_１−ｌｏｎｇ_２）＋ｓｉｎ（ｌａｔ_１）ｓｉｎ（ｌａｔ_２）］
（式６）ＰＨ＿ＥｓｔｉｍａｔｅｄＲ＝ＰＨ＿ＡｃｔｕａｌＣｈｏｒｌＬｅｎｇｔｈ／（２＊ｓｉｎ（ΔΦ／２））

（式５）および（式６）により２車両間の相対位置による曲率半径を示す。この方法の利点は方位変化によらず曲率、もしくは曲率半径を算出できるため、一方の車両が直線区間を走っていたとしても曲率半径を算出できる点である。

以下において、自車両単独の自車両情報から得られた曲率を自車両曲率ＣＶ_ｈｏｓｔとする。他車両単独の他車両情報から得られた曲率を他車両曲率ＣＶ_{ｒｅｍｏｔｅ}とする。さらに、自車両および他車両の２車両から求められた曲率半径から得られた曲率を２車両間曲率ＣＶ’とする。

＜曲率の比較＞
図６は、本実施の形態に係る自車両曲率ＣＶ_ｈｏｓｔ、他車両曲率をＣＶ_{ｒｅｍｏｔｅ}、および２車両間曲率ＣＶ’の例である。
まず単一車両からの曲率を算出する。図６に示すように、自車両単独情報から得られた自車両曲率をＣＶ_ｈｏｓｔ、他車両単独情報から得られた他車両曲率をＣＶ_{ｒｅｍｏｔｅ}、さらに自車両および他車両の２車両から得られた２車両間曲率をＣＶ’とする。ＣＶ_ｈｏｓｔもしくはＣＶ_{ｒｅｍｏｔｅ}が、ＣＶ’から得られたある一定の曲率区間に相当するかを判定する。ＣＶ’から得られる一定区間とは、ＣＶ’に任意の値を加えたものでもよいし、任意の値を乗じたものでもよい。すなわち（式７）あるいは（式８）である。

（式７）ＣＶ’＋α＜ＣＶ_ｈｏｓｔ＜ＣＶ’＋β
（式８）ＣＶ’＊γ＜ＣＶ_ｈｏｓｔ＜ＣＶ’＊σ

具体的には、（式８）の乗算を採用し、γ＝０．５，σ＝１．５とする。上記では、自車両曲率ＣＶ_ｈｏｓｔの値を用いたがＣＶ_{ｒｅｍｏｔｅ}の値を採用してもよい。これにより、自車両が直線区間あるいは緩和区間を走行中であり、方位変化からの曲率推定では実際の曲率一定区間より低く見積もられてしまう場合でも、２車両の位置関係による曲率推定を用いることによってその影響を低減することができるという効果がある。α、β、γ、σは、第１の閾値、第２の閾値、第３の閾値、および第４の閾値の例である。

次に、図７を用いて、本実施の形態の位置推定処理、すなわちカーブ対向判定処理の具体例について説明する。
自車両３０１および他車両３０２がカーブを対向関係で走行している。自車両３０１はカーブの緩和区間に差し掛かったところである。また、他車両３０２は反対側の緩和区間を越えて曲率一定区間に差し掛かったところである。他車両３０２は曲率一定区間に差し掛かったため、カーブの曲率を自車両３０１の方位情報（自車両情報）により推定することができている。ただし、自車両３０１は緩和区間に差し掛かったところであるため、曲率はほとんど０である。そのため、２車両の曲率を比較してもその値は許容値内で一致せずにカーブ対向であると判定されない。

しかし、本実施の形態により算出された２車両間曲率は、一方または両方が緩和区間あるいは直線区間に存在したとしても０にはならない。図７のグラフの１点鎖線に示すように、本実施の形態に係る２車両間曲率ＣＶ’は、曲率一定区間を頂上としたなだらかな分布を描く。そのため、この２車両間曲率を用いれば、カーブが一定曲率になる手前からでも高精度なカーブ対向判定が可能になる。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図８を用いて、本実施の形態に係る位置推定システム５００の動作について説明する。
ステップＳ１０１において、曲率算出部２０３は、自車両情報検知部２０１あるいは他車両情報検知部２０２を介して、自車両情報５０１あるいは他車両情報５０２が更新されたか否かを判定する。位置推定システム５００は、自車両情報５０１あるいは他車両情報５０２が更新されたときに位置推定処理を実行する。自車両情報５０１あるいは他車両情報５０２が更新されていなければ、処理はステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０２において、曲率算出部２０３は、自車両情報５０１および他車両情報５０２に基づいて、他車両３０２が自車両３０１の前方かつ方位差が９０度以上１８０度以内であるかどうかを確認する。すなわち、曲率算出部２０３は、自車両３０１と他車両３０２の位置関係が図１における「交差」の位置関係になっているか否かを判定する。曲率算出部２０３は、自車両３０１と他車両３０２の位置関係が「交差」となっていなければ、処理はステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０３において、曲率算出部２０３は、自車両情報５０１に基づいて、自車両の速度が速度閾値５０４以上か否かを判定する。自車両の速度が速度閾値５０４以上でなければ、処理はステップＳ１０８に進む。
ステップＳ１０２とステップＳ１０３において、曲率算出部２０３は、自車両３０１と他車両３０２との相対位置がカーブで対向すると推定されるカーブ対向推定位置であるか否かを判定している。

ステップＳ１０４において、曲率算出部２０３は、自車両曲率ＣＶ_ｈｏｓｔ、他車両曲率ＣＶ_{ｒｅｍｏｔｅ}、および２車両間曲率ＣＶ’を算出し、ステップＳ１０５に進む。これらの算出方法は上述した通りである。

なお、ここで、曲率算出部２０３は、自車両曲率ＣＶ_ｈｏｓｔが曲率閾値５０５以上であるか、すなわち所定値以下の曲率半径であるかを判定してもよい。そして、曲率が小さい場合には、曲率算出部２０３はカーブ対向判定を行わずに、処理をステップＳ１０８に進めてもよい。これにより、直線区間が続くようなところではカーブ対向判定を使わないようにすることができる。

ステップＳ１０５において、曲率比較部２０４は、自車両曲率ＣＶ_ｈｏｓｔまたは他車両曲率ＣＶ_{ｒｅｍｏｔｅ}と、２車両間曲率ＣＶ’を用いて定められた位置判定条件とを比較する。具体的には、上述した（式７）あるいは（式８）が位置判定条件となる。曲率比較部２０４は、例えば、自車両曲率または他車両曲率が、２車両間曲率に第１の閾値αを加算した値から２車両間曲率に第２の閾値βを加算した値までに含まれることを位置判定条件とする。また、曲率比較部２０４は、例えば、自車両曲率または他車両曲率が、２車両間曲率に第３の閾値γを乗算した値から２車両間曲率に第４の閾値σを乗算した値までに含まれることを位置判定条件とする。
なお、第１の閾値α、第２の閾値β、第３の閾値γ、および第４の閾値σは、予め記憶装置９２０に設定されている。

ステップＳ１０６において、曲率比較部２０４は、自車両曲率または他車両曲率が、カーブ対向の合致条件である位置判定条件に合致するか否かを判定する。具体的には、２車両の曲率が（式７）あるいは（式８）を満たすか否かを判定する。対向の合致条件に合致する場合、処理はステップＳ１０７に進む。対向の合致条件に合致しない場合、処理はステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０７において、推定部２０５は、２車両の相対位置をカーブ対向位置と判定する。
ステップＳ１０８において、推定部２０５は、２車両の相対位置をカーブ対向位置ではないと判定する。
そして、自車両または他車両の車両情報が更新された場合、フローチャートのスタートから処理を再開する。

＊＊＊他の構成＊＊＊
＜変形例１＞
本実施の形態では、自車両と他車両との間におけるカーブ対向判定を行うことを目的とした。しかし、対象体はこれに限定されるものではない。すなわち他車両と他車両の相対位置関係を判定する用途であってもよい。また車両に限定されるだけでなく、上述したように歩行者といった人間あるいは静止物に対しても用いることができる。

＜変形例２＞
本実施の形態では、曲率算出部２０３、曲率比較部２０４、および推定部２０５の機能がソフトウェアで実現される。変形例として、曲率算出部２０３、曲率比較部２０４、および推定部２０５の機能がハードウェアで実現されてもよい。

図９は、本実施の形態の変形例に係る位置推定装置２００の機能構成図である。
位置推定装置１００は、プロセッサ９１０に替えて電子回路９０９を備える。
電子回路９０９は、曲率算出部２０３、曲率比較部２０４、および推定部２０５の機能を実現する専用の電子回路である。
電子回路９０９は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、または、ＦＰＧＡである。ＧＡは、Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。ＡＳＩＣは、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。

曲率算出部２０３、曲率比較部２０４、および推定部２０５の機能は、１つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。
別の変形例として、曲率算出部２０３、曲率比較部２０４、および推定部２０５の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
また、別の変形例として、曲率算出部２０３、曲率比較部２０４、および推定部２０５の一部あるいはすべての機能が、ファームウェアで実現されていてもよい。

プロセッサと電子回路の各々は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。つまり、位置推定装置１００において、曲率算出部２０３、曲率比較部２０４、および推定部２０５の機能は、プロセッシングサーキットリにより実現される。

＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る位置推定システムでは、曲率算出部は、自車両および他車両単独から算出される曲率に加え、自車両と他車両の位置関係により計算される曲率を算出する。曲率比較部は、自車両および他車両単独から算出された曲率が、自車両と他車両の位置関係により算出される曲率に対して許容される定数値以内、もしくは定数倍以内であるか否かを判定する。よって、本実施の形態に係る位置推定システムによれば、センシングで認識できない対象物であっても、車車間通信などによって車両情報を取得して、カーブ対向判定と交差判定の誤判定を低減することができる。したがって、運転支援および走行制御を行う際の誤判定を低減することができる。このように、本実施の形態に係る位置推定システムによれば、緩和区間を含むカーブを走行する場合、相対位置間判定の誤判定を防止し、車両相対位置関係の判定精度を向上させることができる。

本実施の形態に係る位置推定システムでは、自車両および他車両情報から曲率を算出し、それらを比較することによって自車両と他車両の相対位置関係を推定する。このように、本実施の形態に係る位置推定システムでは、方位変化による曲率推定と２車間の位置関係による曲率推定を組み合わせる。このため、カーブ対向において一方の車両が緩和区間あるいは直線区間に留まっていても、自車両と対象車両との相対位置関係を精度高く認識できる。よって、運転支援および走行制御を行う際の誤判定を低減することができる。

本実施の形態に係る位置推定システムでは、自車両もしくは他車両の方位変化より算出される曲率と、２車間の位置関係曲率による曲率を用い、それらの組み合わせを比較することによりカーブ対向判定を行う。このように、本実施の形態に係る位置推定システムでは、自車両と他車両の曲率の組み合わせ１通りではなく、自車両と他車両、自車両と２車、他車両と２車の組み合わせが選択可能である。よって、カーブ対向判定による検出漏れを防ぐことができる。

以上のように、本実施の形態に係る位置推定システムでは、２車の相対位置関係から算出した曲率をカーブ対向の判定に用いるため、緩和区間および直線区間に起因するカーブ曲率推定の見積もり誤差の影響を受けない。さらにセンサ誤差およびハンドル修正などのセンサ情報の不安定さの影響も受けない。そのため、カーブ対向における自車両と対象車両との相対位置関係を精度高く認識できるので、運転支援および走行制御を行う際の誤判定を低減することができる。

以上の実施の形態１では、位置推定システムの各部を独立した機能ブロックとして説明した。しかし、位置推定システムの構成は、上述した実施の形態のような構成でなくてもよい。位置推定システムの機能ブロックは、上述した実施の形態で説明した機能を実現することができれば、どのような構成でもよい。また、位置推定装置は、１つの装置でなく、複数の装置から構成されたシステムでもよい。
また、実施の形態１のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、この実施の形態のうち、１つの部分を実施しても構わない。その他、この実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
すなわち、実施の形態１では、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明の範囲、本発明の適用物の範囲、および本発明の用途の範囲を制限することを意図するものではない。上述した実施の形態は、必要に応じて種々の変更が可能である。

２１ 第１の情報取得部、２２ 第２の情報取得部、３１ 第１の移動体、３２ 第２の移動体、５１ 第１の移動体情報、５２ 第２の移動体情報、１００ 位置推定装置、１０１ 車載センサ、１０２ 受信部、１０３ 送信部、２００ 位置推定装置、２０１ 自車両情報検知部、２０２ 他車両情報検知部、２０３ 曲率算出部、２０４ 曲率比較部、２０５ 推定部、３００ 対象体、３０１ 自車両、３０２ 他車両、５００ 位置推定システム、５０１ 自車両情報、５０２ 他車両情報、５０３ 曲率パラメータテーブル、５０４ 速度閾値、５０５ 曲率閾値、９０９ 電子回路、９１０ プロセッサ、９２０ 記憶装置、９３０ 入出力インタフェース、９５０ 通信インタフェース。

Claims (8)

1. 第１の移動体と第２の移動体の相対位置を推定する位置推定装置において、
   前記第１の移動体の位置と方位と速度を含む第１の移動体情報を用いて前記第１の移動体の曲率である第１の移動体曲率を算出し、前記第２の移動体の位置と方位と速度を含む第２の移動体情報を用いて前記第２の移動体の曲率である第２の移動体曲率を算出し、前記第２の移動体情報と前記第１の移動体情報とを用いて前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置から求められる曲率である２移動体間曲率を算出する曲率算出部と、
   前記第１の移動体曲率または前記第２の移動体曲率と、前記２移動体間曲率を用いて定められた位置判定条件とを比較する曲率比較部と、
   前記第１の移動体曲率または前記第２の移動体曲率が前記位置判定条件を満たす場合に、前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置がカーブにおいて対向するカーブ対向位置にあると推定する推定部と
   を備えた位置推定装置。
2. 前記位置推定装置は、
   前記第１の移動体に搭載された車載センサから前記第１の移動体情報を取得する第１の情報取得部と、
   前記第２の移動体から送信された前記第２の移動体情報を、車車間通信により受信する第２の情報取得部と
   を備え、
   前記曲率算出部は、
   前記第１の情報取得部により取得された前記第１の移動体情報と、前記第２の情報取得部により取得された前記第２の移動体情報とを用いて、前記第１の移動体曲率と前記第２の移動体曲率と前記２移動体間曲率とを算出する請求項１に記載の位置推定装置。
3. 前記曲率算出部は、
   前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置がカーブで対向すると推定されるカーブ対向推定位置である場合に、前記第１の移動体曲率と前記第２の移動体曲率と前記２移動体間曲率とを算出する請求項１または請求項２に記載の位置推定装置。
4. 前記曲率比較部は、
   前記第１の移動体曲率または前記第２の移動体曲率が、前記２移動体間曲率に第１の曲率閾値を加算した値から前記２移動体間曲率に第２の曲率閾値を加算した値までに含まれることを前記位置判定条件とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の位置推定装置。
5. 前記曲率比較部は、
   前記第１の移動体曲率または前記第２の移動体曲率が、前記２移動体間曲率に第３の曲率閾値を乗算した値から前記２移動体間曲率に第４の曲率閾値を乗算した値までに含まれることを前記位置判定条件とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の位置推定装置。
6. 車載センサを搭載した第１の移動体と、前記第１の移動体と第２の移動体の相対位置を推定する位置推定装置とを備えた位置推定システムにおいて、
   前記位置推定装置は、
   前記車載センサから、前記第１の移動体の位置と方位と速度を含む第１の移動体情報を取得する第１の情報取得部と、
   前記第２の移動体の位置と方位と速度を含む第２の移動体情報を、車車間通信により前記第１の移動体から受信する第２の情報取得部と、
   前記第１の移動体情報を用いて前記第１の移動体の曲率である第１の移動体曲率を算出し、前記第２の移動体情報を用いて前記第２の移動体の曲率である第２の移動体曲率を算出し、前記第２の移動体情報と前記第１の移動体情報とを用いて前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置から求められる曲率である２移動体間曲率を算出する曲率算出部と、
   前記第１の移動体曲率または前記第２の移動体曲率と、前記２移動体間曲率を用いて定められた位置判定条件とを比較する曲率比較部と、
   前記第１の移動体曲率または前記第２の移動体曲率が前記位置判定条件を満たす場合に、前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置がカーブにおいて対向するカーブ対向位置にあると推定する推定部と
   を備えた位置推定システム。
7. 第１の移動体と第２の移動体の相対位置を推定する位置推定装置の位置推定方法において、
   曲率算出部が、前記第１の移動体の位置と方位と速度を含む第１の移動体情報を用いて前記第１の移動体の曲率である第１の移動体曲率を算出し、前記第２の移動体の位置と方位と速度を含む第２の移動体情報を用いて前記第２の移動体の曲率である第２の移動体曲率を算出し、前記第２の移動体情報と前記第１の移動体情報とを用いて前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置から求められる曲率である２移動体間曲率を算出し、
   曲率比較部が、前記第１の移動体曲率または前記第２の移動体曲率と、前記２移動体間曲率を用いて定められた位置判定条件とを比較し、
   推定部が、前記第１の移動体曲率または前記第２の移動体曲率が前記位置判定条件を満たす場合に、前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置がカーブにおいて対向するカーブ対向位置にあると推定する位置推定方法。
8. 第１の移動体と第２の移動体の相対位置を推定する位置推定プログラムにおいて、
   前記第１の移動体の位置と方位と速度を含む第１の移動体情報を用いて前記第１の移動体の曲率である第１の移動体曲率を算出し、前記第２の移動体の位置と方位と速度を含む第２の移動体情報を用いて前記第２の移動体の曲率である第２の移動体曲率を算出し、前記第２の移動体情報と前記第１の移動体情報とを用いて前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置から求められる曲率である２移動体間曲率を算出する曲率算出処理と、
   前記第１の移動体曲率または前記第２の移動体曲率と、前記２移動体間曲率を用いて定められた位置判定条件とを比較する曲率比較処理と、
   前記第１の移動体曲率または前記第２の移動体曲率が前記位置判定条件を満たす場合に、前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置がカーブにおいて対向するカーブ対向位置にあると推定する推定処理と
   をコンピュータに実行させる位置推定プログラム。

Images