WO2020175439A1 - 位置推定方法及び位置推定システム - Google Patents
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- WO2020175439A1 WO2020175439A1 PCT/JP2020/007364 JP2020007364W WO2020175439A1 WO 2020175439 A1 WO2020175439 A1 WO 2020175439A1 JP 2020007364 W JP2020007364 W JP 2020007364W WO 2020175439 A1 WO2020175439 A1 WO 2020175439A1
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Definitions
- the present invention relates to a position estimation method and a position estimation system for estimating the position of a vehicle on a three-dimensional map representing a traveling environment.
- Patent Document 2 For example, in Patent Document 2 below, lane marks, curbs, guardrails, etc.
- Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2 0 1 8 _ 1 2 8 3 6 4
- Patent Document 2 JP 2 0 1 4 _ 3 4 2 5 1 Publication
- the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method and system for accurately estimating the position of the own vehicle in a three-dimensional map. ..
- One aspect of the present invention is a position estimation method for estimating an absolute position of a vehicle in a three-dimensional map representing a traveling environment
- the position of the marker laid on the road is specified, and the marker detection process for detecting the marker,
- a position including a relative position estimation process for estimating the relative position of the own vehicle with respect to the marker, and an absolute position estimation process for estimating the absolute position of both the own vehicle on the three-dimensional map based on the relative position of the own vehicle with respect to the marker. It is in the estimation method.
- One aspect of the present invention is a position estimation system for estimating an absolute position of a vehicle in a three-dimensional map representing a traveling environment,
- the position of the marker laid on the road is specified, and a marker detection unit that detects the marker,
- the relative position estimating unit that estimates a relative position of the vehicle relative to the Ma _ force, the absolute position estimation unit for estimating the absolute position of the vehicle both in the three-dimensional map based on the relative position of the vehicle relative to the marker, the The effect of the invention in the position estimation system including
- the present invention is based on the proposal of a three-dimensional map in which the position of a marker laid on a road is specified, and uses the marker to estimate the absolute position of the host vehicle in the three-dimensional map. Since the markers laid on the road are fixed on the driving environment side, there is almost no positional change. By using a marker whose position is fixed, it is possible to accurately estimate the absolute position of the vehicle on the 3D map.
- FIG. 1 An explanatory diagram of a position estimation system according to the first embodiment.
- FIG. 2 A block diagram showing a vehicle side system configuration in the first embodiment. ⁇ 0 2020/175439 3 ⁇ (: 171? 2020 /007364
- FIG. 3 Explanatory drawing of the magnetic marker in Example 1.
- FIG. 4 A front view of the 3 ⁇ 4 I 0 tag in the first embodiment.
- FIG. 5 Explanatory diagram illustrating the change in the magnetic measurement value in the traveling direction when passing through the magnetic marker in the first embodiment.
- FIG. 6 is an explanatory view illustrating the distribution of magnetic measurement values in the vehicle width direction by the magnetic sensors ⁇ 3 n arranged in the vehicle width direction in the first embodiment.
- FIG. 7 A flow chart illustrating the flow of a vehicle position estimation process in the first embodiment.
- FIG. 8 A flow chart showing the flow of direction estimation processing in the first embodiment.
- FIG. 9 A flowchart showing the flow of direction estimation processing in the second embodiment.
- FIG. 10 is an explanatory view showing the relationship between the lateral deviation difference ⁇ when passing two magnetic markers and the azimuth deviation angle in the second embodiment.
- FIG. 11 An explanatory view illustrating a situation in which a vehicle travels along a straight road in the second embodiment.
- FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a situation in which a vehicle is skewed on a straight road in the second embodiment.
- FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a situation in which a vehicle travels along a curved road in the second embodiment.
- FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating a situation in which a vehicle is skewed on a curved road in the second embodiment.
- FIG. 15 In Example 3, the difference between the lateral deviations for the two magnetic markers is ⁇ !
- This example is an example of a position estimation method and a position estimation system 1 for accurately estimating the absolute position of the own vehicle in a three-dimensional map that represents the driving environment. The contents will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
- the 3D map is represented in the global coordinate system (world coordinate system) defined by the north, south, east, and west directions. ⁇ 0 2020/175439 4 (:171?2020/007364
- the 3D map data representing this 3D map is the 3D data in the global coordinate system.
- the three-dimensional structure in front of the vehicle 5 is displayed in the oral coordinate system based on the vehicle 5.
- the 3D data representing this 3D structure is 3D data in the oral-coordinate system.
- a coordinate transformation is required to replace the 3D data in the global coordinate system with the 3D data in the oral-coordinate system and vice versa. This coordinate transformation requires that the direction of the coordinate axes of the oral-cal coordinate system in the global coordinate system be specified.
- the 3D map data of the 3D map is subjected to coordinate conversion to represent the 3D structure in front. Can be replaced with
- the position estimation system 1 of this example is a system for estimating the absolute position of the own vehicle (referred to as the own vehicle position) in the three-dimensional map.
- the position estimation system 1 is combined with, for example, an automatic driving system (not shown) for realizing automatic driving.
- the automated driving system uses the vehicle position estimated by the position estimation system 1 to recognize the three-dimensional structure of the driving environment ahead.
- the automatic driving system uses various on-board sensors to grasp the surrounding conditions and then executes vehicle control according to the three-dimensional structure in front of the vehicle to realize automatic vehicle driving.
- the position estimation system 1 includes a sensor array 21 for detecting a magnetic marker 10 as an example of a marker, and an MU (Inertia I Measurement Un it) 2 for inertial navigation. 2, camera 3 5 for shooting ahead, tag reader 3 4 for reading unique information of magnetic marker 10, map database (map DB) 40 for storing 3D map data which is map data of 3D map, And a control unit 32 that executes absolute position estimation processing, etc.
- a sensor array 21 for detecting a magnetic marker 10 as an example of a marker
- an MU Inertia I Measurement Un it
- map database map database
- control unit 32 that executes absolute position estimation processing, etc.
- the measurement unit 2 in which the sensor array 21 and the M U 2 2 are integrated is illustrated.
- a magnetic marker 10 laid on a road which is an example of a traveling road, will be outlined, and then a configuration on the vehicle 5 side such as a measurement unit 2, a tag reader 34, and a control unit 3 2 will be described.
- ⁇ 02020/175439 5 (: 17 2020 /007364
- the magnetic marker 10 is a road marker laid on the road surface 1003 (Fig. 1) of the road on which the vehicle 5 travels, as shown in Fig. 3.
- the magnetic markers 10 are arranged, for example, at intervals of 10 along the center of the lane divided by the left and right lane marks.
- the magnetic marker 10 is, as shown in FIG. It has a column shape with a height of 2810.1.
- the magnetic marker 10 is laid in a state of being housed in a hole provided on the road surface 1003 (see Fig. 1).
- the magnet forming the magnetic marker 10 is a ferro-plastic magnet in which magnetic particles of iron oxide, which is a magnetic material, are dispersed in a polymer material that is a base material. This magnet has a maximum energy product (Mimi
- Table 1 shows a part of the specifications of the magnetic marker 10 of this example.
- This magnetic marker 10 exerts magnetism with a magnetic flux density of 8 /x T (microtesla) at the upper limit of 250 mm height in the range of 100 to 250 mm assumed as the mounting height of the measuring unit 2.
- an RF D tag (Radio Frequency Identification, radio tag) 15 that outputs information wirelessly is attached to the upper end surface. ..
- the RF F D tag 15 operates by external power feeding by radio and transmits a marker D (identification information), which is an example of unique information of the magnetic marker 10.
- the magnet used in the magnetic marker 10 of this example is a magnet in which magnetic particles of iron oxide are dispersed in a polymer material. This magnet has low conductivity, and eddy currents, etc. are unlikely to occur during wireless power feeding. Therefore, the RF D tag 15 attached to the magnetic marker 10 can efficiently receive the electric power wirelessly transmitted. ⁇ 0 2020/175439 6 ⁇ (: 171-1? 2020/007364
- the RF ⁇ D tag 15 which is an example of the information providing unit is, for example, a C chip 157 on the surface of a tag sheet 150 (Fig. 4) cut out from PET (Polyethy len terephtha late) film. Is an electronic component mounted. On the surface of the tag sheet 150, printed patterns of the loop coil 151 and the antenna 153 are provided.
- the loop coil 1 51 is a power receiving coil in which an exciting current is generated by electromagnetic induction from the outside.
- the antenna 153 is a transmission antenna for wirelessly transmitting position data and the like.
- the vehicle 5 is equipped with (1) measurement unit 2, (2) tag reader 34, (a)
- the measurement unit 2 (Fig. 2) is a unit that integrates the sensor array 21 and the MU (Inertial Measurement Unit) 2 2.
- the sensor array 21 serves as an example of a marker detection unit, and also functions as a lateral displacement amount measurement unit and a relative position estimation unit.
- ⁇ M U 22 is an example of the relative position estimation unit.
- This rod-shaped measuring unit 2 which is long in the vehicle width direction, is mounted inside the front bumper of the vehicle 5, facing the road surface 100 S (see Fig. 1). In the case of the vehicle 5 of this example, the mounting height of the measurement unit 2 based on the road surface 100 S is 200 mm.
- the sensor array 2 1 (Fig. 2) of the measurement unit 2 includes 15 magnetic sensors C n (n is an integer of 1 to 15) arranged in a straight line along the vehicle width direction, A detection processing circuit 2 1 2 including a CPU (not shown) and the like are provided.
- 15 magnetic sensors C n are arranged at regular intervals of 1 O cm.
- the magnetic sensor C n is a sensor that detects magnetism by utilizing a known MI effect (Magnet Impedance Effect) that the impedance of a magnetic sensitive body such as an amorphous wire sensitively changes according to an external magnetic field.
- MI effect Magnetic Impedance Effect
- magnetic sensitive elements such as amorphous wires (not shown) are arranged along the two orthogonal axes. ⁇ 02020/175439 7 ⁇ (: 171-1? 2020 /007364
- the magnetic sensor ⁇ 3 can detect magnetism acting in two orthogonal axes.
- the magnetic sensor ⁇ is incorporated in the sensor array 21 so that the magnetic components in the traveling direction and the vehicle width direction can be detected.
- the magnetic sensor ⁇ is a high-sensitivity sensor with a magnetic flux density measuring range of ⁇ 0.601 and magnetic flux resolution within the measuring range of 0.02.
- the frequency of the magnetic measurement by each magnetic sensor ⁇ of the measurement unit 2 is set so that the vehicle 5 can run at high speed.
- Table 2 shows a part of the specifications of the magnetic sensor ( 3 n.
- the magnetic marker 10 can act on magnetism having a magnetic flux density of 8 MT or more in the range of 100 to 250 mm that is considered as the mounting height of the magnetic sensor C n. With a magnetic marker 10 that exerts magnetism with a magnetic flux density of 8 MT or more, it is possible to detect with high certainty using a magnetic sensor C n with a magnetic flux resolution of 0.02 MT.
- the detection processing circuit 2 12 (FIG. 2) of the sensor array 21 is an arithmetic circuit that executes marker detection processing for detecting the magnetic marker 10.
- This detection processing circuit 2 1 2 is configured by using a CPU (central processing unit) that executes various operations, as well as memory elements such as ROM (read only memory) and RAM (random access memory). ..
- the detection processing circuit 2 1 1 2 acquires a sensor signal output from the magnetic sensor C n at a frequency of 3 kHz and executes marker detection processing. Then, the detection processing circuit 2 12 inputs the detection result of the marker detection processing to the control unit 32. As will be described in detail later, in this marker detection processing, in addition to the detection of the magnetic marker 10, the lateral deviation amount of the vehicle 5 with respect to the detected magnetic marker 10 is measured. Detection ⁇ 0 2020/175 439 8 ⁇ (: 171? 2020 /007364
- the logic circuit 2 12 has a function as a measurement unit that measures the amount of lateral displacement of the vehicle with respect to the magnetic marker 10.
- the IV! II 22 installed in the measurement unit 2 is an inertial navigation unit that executes a process of estimating the movement of the vehicle 5 by inertial navigation.
- the 2 2 is equipped with a 2-axis magnetic sensor 2 21 that is an electronic compass that measures azimuth, a 2-axis acceleration sensor 2 2 2 that measures acceleration, and a 2-axis gyro sensor 2 2 3 that measures angular velocity.
- a motion estimator that estimates the motion of your vehicle 2 2 uses the measured values of acceleration, angular velocity, bearing, etc., and estimates the relative position after movement (after exercise) with the specific position where vehicle 5 was located in the past as the starting point (reference)
- [0030] 2 calculates the momentary displacement amount by the second-order integration of acceleration, and at the same time, calculates the momentary direction of the vehicle 5 with high accuracy by using the direction change amount, which is the integral of angular velocity, and the measured direction. To do. Then, 1//1112 2 calculates the relative position with respect to the reference position by integrating the displacement amount along the direction of the vehicle 5. If the relative position estimated by I
- the tag reader 34 which is an example of the unique information reading unit, is a communication unit that wirelessly communicates with the I 0 tag 15 (Fig. 3) attached to and held by the magnetic marker 10.
- Tag reader 34 The power required to operate the I 0 tag 15 is transmitted wirelessly, I 0 Receives marker I 0 (unique information) transmitted by tag 15 (unique information reading process).
- the control unit 32 is a unit that controls the measurement unit 2 and the tag reader 34, and has a function as a position estimation unit (relative position estimation unit, absolute position estimation unit) that estimates the vehicle position. ..
- the control unit 32 includes an electronic board (not shown) on which memory devices such as II, [3 ⁇ 4 IV! and 8 IV!, etc., which execute various operations are mounted. Control as a position estimation unit will be described in detail later. ⁇ 0 2020/175 439 9 (:171? 2020/007364
- the unit 3 2 uses the relative position of the own vehicle with respect to the magnetic marker 10 (relative position estimation processing) to estimate the own vehicle position which is the absolute position of the own vehicle in the 3D map (absolute position estimation processing). ).
- the 3D map is a 3D map in which spatial information in the height direction is added to the 2D map in which the structure of roads and areas of buildings are specified. Furthermore, in the three-dimensional map adopted by the position estimation system 1 of this example, the laying positions of the magnetic markers 10 arranged along the lane are specified.
- the spatial information included in the three-dimensional map includes the height of the curb beside the road, the height of the guardrail, and the spatial position of the signboard overhanging the lane. ..
- the 3D map also includes lane mark information that indicates the position of the lane marks (white lines) that separate lanes.
- attribute information is attached to the features that make up the driving environment. For example, in addition to height information, curbstones in a 3D map are associated with attribute information indicating that they are curbs.
- Each magnetic marker 10 in the three-dimensional map is associated with attribute information indicating that it is a magnetic marker 10, unique information such as the marker mouth, and position information indicating the position on the three-dimensional map. There is.
- the marker detection process is a process executed by the sensor array 2 1 (detection processing circuit 2 1 2) of the measurement unit 2.
- the sensor array 2 1 uses the magnetic sensor Executes marker detection processing at frequency 2.
- the magnetic sensor ⁇ 3 n can measure the magnetic components in the traveling direction and the vehicle width direction of the vehicle 5. For example, when this magnetic sensor ⁇ 3 n moves in the traveling direction and passes directly above the magnetic marker 10, the magnetic measurement value in the traveling direction is inverted between positive and negative before and after the magnetic marker 10 as shown in Fig. 5. And above the magnetic marker 10 ⁇ 0 2020/175 439 10 (:171? 2020/007364
- the measurement unit 2 is placed directly above the magnetic marker 1 0 when a zero-cross 0 in which the sign of the magnetic field in the traveling direction detected by one of the magnetic sensors 0 n is reversed. You can judge that it is located.
- the detection processing circuit 2 1 2 detects the magnetic marker 1 0 when the measurement unit 2 is located directly above the magnetic marker 10 and a zero cross of the magnetic measurement value in the traveling direction occurs as described above. To judge.
- a magnetic measurement in the vehicle width direction is performed.
- the value changes such that the positive and negative values are inverted on both sides of the magnetic marker 10 and that the value crosses zero at a position directly above the magnetic marker 10.
- the magnetic sensor 0 depends on which side through the magnetic marker 10 as shown in the example in Fig. 6. The positive/negative of the magnetism in the vehicle width direction that is detected by.
- Each magnetic sensor of the measurement unit 2 (a diagram illustrating magnetic measurement values in the vehicle width direction of 3 n )
- the position of the magnetic marker 10 in the vehicle width direction by using the zero-cross 0 in which the positive/negative of the magnetism in the vehicle width direction is reversed.
- the zero cross ⁇ is located in the middle of the two adjacent magnetic sensors ⁇ (not necessarily in the center)
- the middle position of the two magnetic sensors ⁇ adjacent to each other across the zero cross ⁇ is the magnetic marker 1 0.
- the zero cross ⁇ coincides with the position of one of the magnetic sensors ⁇ , that is, the magnetic measurement value in the vehicle width direction is zero and the positive and negative of the magnetic measurement values of the adjacent magnetic sensors ⁇ 3 n are reversed. If there is a magnetic sensor ⁇ n present, the position directly below the magnetic sensor ⁇ is the position of the magnetic marker 10 in the vehicle width direction.
- the detection processing circuit 2 1 2 which is an example of the relative position estimation unit detects the deviation of the position of the magnetic marker 10 in the vehicle width direction from the center position of the measurement unit 2 (position of the magnetic sensor 08). Is measured as the lateral deviation amount of the vehicle 5 with respect to the magnetic marker 10 (processing for measuring the lateral deviation amount).
- the position of the zero cross ⁇ is the position corresponding to ⁇ 9.5, which is the middle of ⁇ 9 and ⁇ 10. ⁇ 0 2020/175439 1 1 ⁇ (: 171? 2020 /007364
- the process of measuring the lateral shift amount with respect to the magnetic marker 10 is an example of the first relative position estimation process by the relative position estimation unit.
- the own vehicle position estimation process is a process of estimating the own vehicle position (absolute position of the own vehicle) on the three-dimensional map.
- the process flow in Fig. 7 includes the direction estimation process for estimating the direction of the own vehicle on the 3D map, and the process for calculating the 3D structure of the own vehicle reference. ing. The contents of these processes will be described below with reference to FIG.
- the control unit 32 repeatedly executes the vehicle position estimation process of FIG. 7 while the vehicle 5 is traveling.
- the control unit 32 first controls the measurement unit 2 to execute the marker detection processing 1.
- the control unit 3 2 measures from the measuring unit 2 the amount of lateral deviation, which is the relative position of the host vehicle with respect to the magnetic marker 10. Get (3 1 0 2).
- the control unit 32 controls the tag reader 34 to execute the tag reading process 2, and acquires and records the marker mouth which is the unique information of the magnetic marker 10.
- the marker mouth acquired and recorded by executing this tag reading process 2 is rewritten when a new marker mouth is acquired in response to the detection of the new magnetic marker 10.
- the control unit 3 2 uses the position of the vehicle when the magnetic marker was detected last time as a reference.
- the relative position estimated by 2 2 is used to execute the process of estimating the relative position of the host vehicle using the magnetic marker as a reference (3 1 1 2, an example of the second relative position estimation process).
- control unit 32 is based on the lateral deviation amount measured when the previous magnetic marker was detected, and the relative position estimated by ⁇ 22, which is the previously detected magnetic marker. Estimate the relative position of the vehicle with respect to. Previously detected ⁇ 0 2020/175439 12 ⁇ (: 171? 2020 /007364
- the relative position of the vehicle based on the magnetic marker is based on the vehicle width direction vector corresponding to the amount of lateral deviation when the previous magnetic marker was detected and the vehicle position when the previous magnetic marker was detected.
- control unit 32 generates marker reference data including the marker I 0 and the data of the relative position with respect to the magnetic marker 10 (3 10 3).
- the marker I 0 recorded according to the most recent execution of the tag reading process 2 is adopted.
- the lateral shift amount in step 3102 above or the relative position estimated in step 1112 above becomes the data of the relative position to be included in the marker reference data.
- the control unit 32 refers to the map 0 40 by using the marker entrance included in the marker reference data, and specifies the magnetic marker 10 associated with the marker reference data (3 10 4). .. Then, the control unit 32 uses the relative position data included in the marker reference data and estimates the own vehicle position (absolute position of the own vehicle) with reference to the laid position (absolute position) of the magnetic marker 10. Yes (3 105, _Example of absolute position estimation processing).
- control unit 32 estimates the heading of the vehicle 5 by executing heading estimation processing 3 (described later with reference to FIG. 8 ). Then, the control unit 32 calculates a three-dimensional structure with the own vehicle as a reference based on the estimated direction of the vehicle 5 (3106). Specifically, the coordinate transformation is applied to the three-dimensional information (three-dimensional data) of the surrounding three-dimensional ground map read from the map 0 to 40, and the three-dimensional structure is calculated based on the vehicle. To do.
- the three-dimensional structure based on the host vehicle serves as useful information for automatically driving the vehicle 5.
- the above-mentioned azimuth estimation process 3 (Fig. 8) is a process of estimating the vehicle azimuth (absolute azimuth of the vehicle) on the three-dimensional map.
- This azimuth estimation process 3 is an example of the absolute azimuth estimation process executed by the control unit 32 in the vehicle position estimation process of Fig. 7.
- the control unit 32 When executing the direction estimation processing 3, the control unit 32 ⁇ 0 2020/175439 13 ⁇ (: 171? 2020 /007364
- the lane mark that divides the lane of the vehicle is detected from the front image (3301).
- the control unit 32 calculates a three-dimensional data indicating the three-dimensional position of the detected lane mark based on the optical specifications (optical axis direction, angle of view, etc.) of the camera 35. (3 302).
- the 30 data of this lane mark is the 30 data derived from the image taken by the camera 35, and is the 30 data of the aforementioned oral-coordinate system centered on the vehicle 5 side including the camera 35.
- 30-day data in the oral-coordinate system is called oral-calda 3 data.
- control unit 32 displays a three-dimensional map with reference to the map mouth 40.
- the 30 data of this lane mark is the 30 data of the global coordinate system that defines the 3D map.
- 30 data in the global coordinate system will be referred to as global 3 data.
- the control unit 32 examines what kind of coordinate conversion can be performed on the global 30 data of the lane mark to convert it to the oral 30 data calculated in step 3302 above. .. Specifically, the control unit 32 is an absolute azimuth in a three-dimensional map expressed in the glow/rule coordinate system, and is an azimuth in which the global 3D data of the lane mark can be coordinate-converted into the oral 3D data. Calculate by calculation. This absolute direction is the vehicle direction on the 3D map. In this way, the control unit 32 of this example uses the lane marks to estimate the vehicle direction on the three-dimensional map (3304, absolute direction estimation processing).
- the position estimation system 1 of this example uses the magnetic marker 10
- the vehicle position on the 3D map is estimated, and the vehicle direction on the 3D map is estimated using the lane mark in the front image. If the vehicle position and the vehicle direction on the 3D map are known, the 3D structure in front of the vehicle 5 can be calculated, and control such as automatic driving becomes possible.
- the position estimation system 1 is a system based on a three-dimensional map including the position information of the magnetic marker 10 laid on the traveling road. This position estimation sys ⁇ 0 2020/175439 14 ⁇ (: 171? 2020 /007364
- System 1 uses a magnetic marker 10 to realize the estimation of the absolute position of the vehicle on a 3D map.
- the magnetic marker 10 laid on the road is almost fixed because it is fixed on the road surface. If the magnetic force 10 whose position is fixed is used, the absolute position of the vehicle on the 3D map can be estimated with high accuracy. Since the position estimation system 1 in this example does not assume that ⁇ 3 radio waves are received, it is possible to estimate the position accuracy even in places where ⁇ 3 radio waves cannot be received or are unstable, such as tunnels and valleys of buildings. Does not become unstable.
- a configuration in which a magnetic tag 10 is attached to all magnetic markers 10 is illustrated.
- some magnetic markers 10 may be provided with [3 ⁇ 4 ⁇ 0 tags 15].
- a communication unit such as a radio wave beacon or an infrared line beacon installed on the roadside may be adopted.
- a vehicle compatible with a radio beacon or the like may be installed.
- an automatic driving system is illustrated as a system to be combined with the position estimation system 1.
- a departure warning system that warns of departure from the lane
- a lane keeping system that generates steering assist power to automatically steer the steering wheel along the lane or avoid departure from the lane It is also good to apply.
- the server device may have a function as the map 0 40.
- the vehicle 5 may send information necessary for estimating the position of the vehicle to the server device. Forward image ⁇ 0 2020/175 439 15 ⁇ (: 171? 2020 /007364
- the server device may also have a function of processing.
- a sensor for measuring the acceleration of the vehicle or the like may be provided on the vehicle side, while the server device that acquires the sensor output may calculate the relative position.
- the marker mouth is illustrated as the unique information of the magnetic marker 10.
- position information indicating the laid position of the magnetic marker 10 may be adopted as the unique information.
- the magnetic marker 10 is exemplified as the marker, it can be replaced with various markers arranged on the road.
- it may be a marker printed on the road surface 103 or a marker such as a cat's eye.
- the lane mark detected by the image processing is used in associating the oral-three-dimensional data with the global three-dimensional data for estimating the vehicle heading.
- the traffic lights and signs detected by laser radar, millimeter wave radar, etc. it is also possible to use the traffic lights and signs detected by laser radar, millimeter wave radar, etc., to associate the oral 3-global data with the global 3-lo data.
- This example is an example of the position estimation system 1 in which the content of the direction estimation process is changed based on the position estimation system of the first embodiment. This content will be described with reference to FIGS. 9 to 14.
- the relative azimuth of the vehicle 5 is estimated using the two magnetic markers 10.
- the magnetic markers 10 are arranged along the lane direction, two adjacent magnetic markers are arranged.
- the azimuth that connects 10 is approximately the same as the lane direction.
- the control unit (reference numeral 32 in Fig. 1) of the present example has a function of estimating both vehicle positions (front-rear direction, orientation of the center axis of the vehicle body) in the three-dimensional map.
- This function is a function as a relative azimuth estimation unit that estimates the relative azimuth of the own vehicle with respect to the azimuth connecting two adjacent magnetic markers 10 and the own azimuth on the 3D map. ⁇ 0 2020/175 439 16 ⁇ (: 17 2020 /007364
- the relative azimuth estimation unit estimates the azimuth connecting two adjacent magnetic markers 10, that is, the relative azimuth of the host vehicle with reference to the lane direction.
- the absolute azimuth estimation unit estimates the absolute azimuth of the own vehicle in the 3D map based on the relative azimuth of the own vehicle.
- the control unit executes the heading estimation process of FIG. 9 to estimate the relative heading of both the vehicle and the lane direction.
- This azimuth estimation process consists of the step of calculating the difference between the lateral displacements of the two magnetic markers 10 (3 3 1 1) and the direction of the line segment 1 ⁇ /1 (Fig. This is an example of a relative azimuth estimation process that includes the step (3 3 1 2) of calculating the azimuth deviation angle (Fig. 10), which is the relative azimuth of the vehicle 5 with respect to 10).
- the azimuth deviation angle which is the relative azimuth of the vehicle 5 with respect to the line segment direction IV! X, is the relative azimuth of the host vehicle with respect to the lane direction.
- Step 3 3 1 as shown in Fig. 10, when the vehicle 5 passes through the two adjacent magnetic markers 10, the amount of lateral deviation relative to the first magnetic marker 10 and the second The amount of lateral deviation of the magnetic marker 10 of 0 and the difference of 0 are calculated by the following equation. In the figure, since the positive and negative values of 0 1 and 0 2 are different, the absolute value of 0 1 exceeds the absolute value of 0 1 and 0 2 depending on the difference.
- step 3 3 1 2 the direction of the vehicle 5 with respect to the direction IV! X of the line segment connecting the positions of the two magnetic markers 10 is 0° Azimuth deviation angle, which is the deviation of the degree.)
- This azimuth deviation angle is calculated by the following formula that includes the lateral deviation difference difference O and the marker span 3. ⁇ 0 2020/175439 17 ⁇ (: 171? 2020/007364
- the vehicle 5 when the vehicle 5 is traveling along a straight road, the vehicle 5 is oriented in the lane direction (Fig. 11). In this case, the azimuth of the vehicle 5, which is the angle between the direction IV! X of the line segment connecting the positions of the two magnetic markers 10 and the direction of the vehicle 5, is close to zero. If the direction is not along the lane direction (Fig. 12), the direction of vehicle 5 is 0° from line segment direction IV! X, and the direction deviation angle becomes large. When the vehicle 5 is traveling along (Fig. 13), the direction IV! X of the line segment connecting the positions of the two magnetic markers 10 coincides with the tangential direction of the curved lane, and this line The direction of vehicle 5 with respect to minute direction IV! X is 0.
- the azimuth deviation angle which is the angle formed by, becomes zero.
- the deviation of the azimuth of vehicle 5 with respect to the tangential direction of a certain lane becomes large, and the azimuth deviation angle becomes large.
- the azimuth of the vehicle 5 with respect to the direction IV! X of the line segment is the angle of deviation of the vehicle, which is the relative azimuth of the host vehicle with respect to the lane direction.
- the processing it is possible to accurately estimate the relative azimuth of the vehicle with respect to the lane direction using the magnetic marker 10 (relative azimuth estimation processing).
- the magnetic marker 10 is laid on the road and its position is fixed. Therefore, it can be expected that the error in the direction connecting the two magnetic markers 10 is small, and the relative direction of the vehicle 5 based on the magnetic markers 10 is highly accurate.
- the control unit as the absolute azimuth estimating unit combines the relative azimuth of the own vehicle with respect to the lane direction and the absolute azimuth of the lane direction based on the three-dimensional map to obtain the absolute azimuth of the own vehicle on the three-dimensional map.
- Estimate Absolute direction estimation process. For example, the control unit estimates the absolute azimuths of both vehicles on the 3D map by shifting the azimuth by the relative azimuth of the vehicle based on the absolute azimuth direction on the 3D map.
- the present example is an example of the position estimation system 1 in which the content of the relative direction estimation processing for estimating the relative direction of the own vehicle with respect to the lane direction is changed based on the position estimation system of the second embodiment.
- this position estimation system 1 the relative azimuth of the host vehicle is estimated using the measurement units 2 provided in front of and behind the vehicle 5. This content will be described with reference to FIG.
- the measurement units 2 are arranged at intervals of 4.
- the distance 4 between the front and rear measurement units 2 is the distance between every two magnetic markers 10 (Marker span 3 1) is the same as _ .
- the measurement unit 2 arranged at four intervals two magnetic markers 10 adjacent to each other with one magnetic marker 10 sandwiched can be detected at substantially the same timing.
- the azimuth deviation angle can be calculated by the following equation.
- the azimuth deviation angle is the angle formed by the azimuth of the vehicle 5 with respect to the azimuth connecting the two magnetic markers 10.
- the azimuth deviation angle represents the relative azimuth of both the vehicle and the lane direction, because the azimuth that connects the two magnetic markers 10 substantially coincides with the lane direction.
- a measurement unit may be additionally arranged at the center of the measurement unit 2 before and after the four intervals. In this case, at least one of the combination of the front side measurement unit 2 and the center measurement unit, and/or the rear side measurement unit 2 and the center measurement unit, at intervals of 2 intervals. It is possible to measure the lateral deviation amount by detecting adjacent magnetic markers 10 at the same timing. Depending on the speed, it is also possible to switch between using two magnetic markers 10 with two intervals or using two magnetic markers 10 with four intervals.
- Control unit (relative position estimation unit, absolute position estimation unit, relative direction estimation unit, absolute direction estimation unit)
Landscapes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
走行環境を表す3次元地図における自車両の絶対位置を推定するための位置推定方法は、3次元地図における位置が特定されたマーカを検出するマーカ検出処理(P1)と、マーカに対する相対位置を推定する相対位置推定処理(S112)と、マーカに対する相対位置に基づいて3次元地図における自車両の絶対位置を推定する絶対位置推定処理(S105)と、を含む位置推定方法であって、3次元地図において自車両の位置を精度高く推定可能である。
Description
\¥0 2020/175439 1 卩(:17 2020 /007364 明 細 書
発明の名称 : 位置推定方法及び位置推定システム
技術分野
[0001 ] 本発明は、 走行環境を表す 3次元地図における自車両の位置を推定するた めの位置推定方法及び位置推定システムに関する。
背景技術
[0002] 近年、 自動車庫入れや車線追従走行や自動運転など、 車両の運転を支援す るための技術が各種提案され、 実現のための技術開発が盛んである。 自動運 転などの高度な運転支援を実現するためには、 走行環境を表す精度の高い 3 次元地図が不可欠である。 そこで、 例えば 3次元地図の元データとなる点群 データを移動しながら取得するモービルマッピングシステムが提案されてい る (例えば特許文献 1参照。 ) 。 このモービルマッピングシステムによれば 、 精度の高い 3次元地図を効率良く作製できる。
[0003] 例えば下記の特許文献 2には、 レーンマークや縁石やガードレールなどの
3次元的な位置情報を含む高精度な 3次元地図を参照することで、 前方の走 行環境の 3次元構造を把握する技術が記載されている。 そしてこの文献には 、 前方の 3次元構造を精度高く把握することで、 自動操舵や自動ブレーキな どを含む自動走行を実現できる旨が記載されている。
先行技術文献
特許文献
[0004] 特許文献 1 :特開 2 0 1 8 _ 1 2 8 3 6 4号公報
特許文献 2 :特開 2 0 1 4 _ 3 4 2 5 1号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0005] 高精度な 3次元地図が利用可能であっても、 その 3次元地図における自車 両の位置推定の精度が十分でない場合、 3次元地図の高精度を十分に活かす ことができず、 高精度な運転支援を実現できないおそれがある。
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[0006] 本発明は、 前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、 3次元地図に おいて自車両の位置を精度高く推定するための方法及びシステムを提供しよ うとするものである。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明の一態様は、 走行環境を表す 3次元地図における自車両の絶対位置 を推定するための位置推定方法であって、
3次元地図では、 走行路に敷設されたマーカの位置が特定され、 前記マーカを検出するマーカ検出処理と、
前記マーカに対する自車両の相対位置を推定する相対位置推定処理と、 前記マーカに対する自車両の相対位置に基づいて 3次元地図における自車 両の絶対位置を推定する絶対位置推定処理と、 を含む位置推定方法にある。 [0008] 本発明の一態様は、 走行環境を表す 3次元地図における自車両の絶対位置 を推定する位置推定システムであって、
3次元地図では、 走行路に敷設されたマーカの位置が特定され、 前記マーカを検出するマーカ検出部と、
前記マ _力に対する自車両の相対位置を推定する相対位置推定部と、 前記マーカに対する自車両の相対位置に基づいて 3次元地図における自車 両の絶対位置を推定する絶対位置推定部と、 を含む位置推定システムにある 発明の効果
[0009] 本発明は、 走行路に敷設されたマーカの位置が特定された 3次元地図を前 提とし、 マーカを利用して 3次元地図における自車両の絶対位置を推定する 発明である。 走行路に敷設されたマーカは、 走行環境側に固定されているた め、 位置的な変動がほとんどない。 位置が固定されているマーカを利用すれ ば、 3次元地図における自車両の絶対位置を精度高く推定できる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]実施例 1 における、 位置推定システムの説明図。
[図 2]実施例 1 における、 車両側のシステム構成を示すブロック図。
\¥0 2020/175439 3 卩(:171? 2020 /007364
[図 3]実施例 1 における、 磁気マーカの説明図。
[図 4]実施例 1 における、 [¾ I 0タグの正面図。
[図 5]実施例 1 における、 磁気マーカを通過する際の進行方向の磁気計測値の 変化を例示する説明図。
[図 6]実施例 1 における、 車幅方向に配列された磁気センサ<3 nによる車幅方 向の磁気計測値の分布を例示する説明図。
[図 7]実施例 1 における、 自車位置推定処理の流れを説明するフロー図。
[図 8]実施例 1 における、 方位推定処理の流れを示すフロー図。
[図 9]実施例 2における、 方位推定処理の流れを示すフロー図。
[図 10]実施例 2における、 2つの磁気マーカを通過したときの横ずれ童の差 分〇 と、 方位ずれ角 チと、 の関係を示す説明図。
[図 1 1]実施例 2における、 直線路に沿って車両が走行する状況を例示する説 明図。
[図 12]実施例 2における、 直線路を車両が斜行する状況を例示する説明図。 [図 13]実施例 2における、 曲線路に沿って車両が走行する状況を例示する説 明図。
[図 14]実施例 2における、 曲線路を車両が斜行する状況を例示する説明図。 [図 15]実施例 3における、 2つの磁気マーカに対する横ずれ童の差分〇 〇!と
、 方位ずれ角 チと、 の関係を示す説明図。
発明を実施するための形態
[001 1] 本発明の実施の形態につき、 以下の実施例を用いて具体的に説明する。
(実施例 1)
本例は、 走行環境を表す 3次元地図における自車両の絶対位置を精度高く 推定するための位置推定方法及び位置推定システム 1 に関する例である。 こ の内容について、 図 1〜図 8を用いて説明する。
[0012] まず、 自動運転を実現するための 3次元地図と、 車両 5の前方の走行環境 を表す 3次元構造と、 の関係を説明する。 3次元地図は、 東西南北などの方 位によって規定されるグローバル座標系 (ワールド座標系) において表現さ
\¥0 2020/175439 4 卩(:171? 2020 /007364
れた地図である。 そして、 この 3次元地図を表す 3 Dマップデータは、 グロ —バル座標系の 3 Dデータである。 一方、 車両 5の前方の 3次元構造は、 車 両 5を基準とした口ーカル座標系で表示される。 この 3次元構造を表す 3 D データは、 口ーカル座標系の 3 Dデータである。 グローバル座標系の 3 Dデ —夕から口ーカル座標系の 3 Dデータへの置換、 あるいはその逆の置換には 、 座標変換が必要になる。 この座標変換には、 グローバル座標系における口 —カル座標系の座標軸の方向が特定されている必要がある。 例えば、 グロー / ル座標系における車両 5の前後方向の向きである方位が特定されていれば 、 3次元地図の 3 Dマップデータに座標変換を施し、 前方の 3次元構造を表 す 3 Dデータに置換できる。
[0013] 本例の位置推定システム 1は、 3次元地図における自車両の絶対位置 (自 車位置という。 ) を推定するためのシステムである。 この位置推定システム 1は、 例えば自動運転を実現するための自動運転システム (図示略) と組み 合わせられる。 例えば自動運転システムは、 位置推定システム 1が推定した 自車位置を利用して、 前方の走行環境の 3次元構造を認識する。 そして自動 運転システムは、 各種の車載センサを利用して周囲の状況を把握した上で、 前方の 3次元構造に応じた車両制御を実行し、 車両の自動走行を実現する。
[0014] 位置推定システム 1は、 図 1及び図 2のごとく、 マーカの一例である磁気 マーカ 1 0を検出するセンサアレイ 2 1、 慣性航法のための丨 M U (Inert i a I Measurement Un i t) 2 2、 前方を撮影するカメラ 3 5、 磁気マーカ 1 0の 固有情報を読み取るタグリーダ 3 4、 3次元地図の地図データである 3 Dマ ップデータを格納する地図データべース (地図 D B) 4 0、 及び絶対位置推 定処理等を実行する制御ユニッ ト 3 2、 などを含んで構成されている。 なお 、 本例では、 センサアレイ 2 1 と、 丨 M U 2 2と、 が一体化された計測ユニ ッ ト 2を例示する。
[0015] 以下、 走行路の一例である道路に敷設される磁気マーカ 1 0を概説した後 、 計測ユニッ ト 2、 タグリーダ 3 4、 制御ユニッ ト 3 2など車両 5側の構成 を説明する。
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磁気マーカ 1 0は、 図 3のごとく、 車両 5が走行する道路の路面 1 003 (図 1) に敷設される道路マーカである。 磁気マーカ 1 0は、 左右のレーン マークで区分された車線の中央に沿って例えば 1 0 間隔で配置されている
[0016] 磁気マーカ 1 0は、 図 3のごとく、
高さ 28〇1〇1の柱状を なしている。 この磁気マーカ 1 0は、 路面 1 003に設けた孔に収容された 状態で敷設される (図 1参照。 ) 。 磁気マーカ 1 0をなす磁石は、 磁性材料 である酸化鉄の磁粉を基材である高分子材料中に分散させたフェライ トブラ スチックマグネッ トである。 この磁石は、 最大エネルギー積 (巳|-||113父)
[0017] 本例の磁気マーカ 1 0の仕様の一部を表 1 に示す。
[表 1]
この磁気マーカ 1 〇は、 計測ユニッ ト 2の取付け高さとして想定する範囲 1 00〜 250 mmにおける上限の 250 mm高さにおいて、 8 /x T (マイ クロテスラ) の磁束密度の磁気を作用する。
[0018] 本例の磁気マーカ 1 0では、 図 3及び図 4のごとく、 無線により情報を出 力する R F 丨 Dタグ (Radio Frequency Identification、 無線タグ) 1 5が 、 上端面に取り付けられている。 R F 丨 Dタグ 1 5は、 無線による外部給電 により動作し、 磁気マーカ 1 〇の固有情報の一例であるマーカ 丨 D (識別情 報) を送信する。
[0019] なお、 本例の磁気マーカ 1 0が採用する磁石は、 酸化鉄の磁粉を高分子材 料中に分散させた磁石である。 この磁石は、 導電性が低く無線給電時に渦電 流等が生じ難い。 それ故、 磁気マーカ 1 0に付設された R F 丨 Dタグ 1 5は 、 無線伝送された電力を効率良く受電できる。
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[0020] 情報提供部の一例をなす R F 丨 Dタグ 1 5は、 例えば P E T (Po lyethy len e terephtha late) フィルムから切り出したタグシート 1 5 0 (図 4) の表面 に 丨 Cチップ 1 5 7が実装された電子部品である。 タグシート 1 5 0の表面 には、 ループコイル 1 5 1及びアンテナ 1 5 3の印刷パターンが設けられて いる。 ループコイル 1 5 1は、 外部からの電磁誘導によって励磁電流が発生 する受電コイルである。 アンテナ 1 5 3は、 位置データ等を無線送信するた めの送信アンテナである。
[0021 ] 次に、 車両 5が備える (1) 計測ユニッ ト 2、 (2) タグリーダ 3 4、 (
3) 制御ユニッ ト 3 2について説明する。 さらに、 地図 D B 4 0に格納され た (4) 3次元地図の構造を説明する。
(1) 計測ユニッ ト
計測ユニッ ト 2 (図 2) は、 センサアレイ 2 1 と 丨 M U (Inert i a l Measur ement Un i t) 2 2と、 が一体化されたユニッ トである。 センサアレイ 2 1は 、 マーカ検出部の一例をなすと共に、 横ずれ量の計測部及び相対位置推定部 としての機能を備えている。 丨 M U 2 2は、 相対位置推定部の一例をなして いる。 車幅方向に長い棒状のこの計測ユニッ ト 2は、 例えば車両 5のフロン トバンパーの内側において、 路面 1 0 0 Sと対面する状態で取り付けられる (図 1参照。 ) 。 本例の車両 5の場合、 路面 1 0 0 Sを基準とした計測ユニ ッ ト 2の取付け高さが 2 0 0 m mとなっている。
[0022] 計測ユニッ ト 2のセンサアレイ 2 1 (図 2) は、 車幅方向に沿って一直線 上に配列された 1 5個の磁気センサ C n (nは 1〜 1 5の整数) と、 図示し ない C P U等を内蔵した検出処理回路 2 1 2と、 を備えている。 なお、 セン サアレイ 2 1では、 1 5個の磁気センサ C nが 1 O c mの等間隔で配置され ている。
[0023] 磁気センサ C nは、 アモルファスワイヤなどの感磁体のインピーダンスが 外部磁界に応じて敏感に変化するという公知の M I効果 (Magnet Impedance Effect) を利用して磁気を検出するセンサである。 磁気センサ C nでは、 ア モルファスワイヤなどの図示しない感磁体が直交する 2軸方向に沿って配置
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されている。 これにより磁気センサ<3 は、 直交する 2軸方向に作用する磁 気の検出が可能である。 本例では、 進行方向及び車幅方向の磁気成分を検出 できるように磁気センサ〇 がセンサアレイ 2 1 に組み込まれている。
[0024] 磁気センサ〇 は、 磁束密度の測定レンジが ± 0. 6〇1丁であって、 測定 レンジ内の磁束分解能が〇. 02 丁という高感度のセンサである。 本例で は、 車両 5の高速走行に対応できるよう、 計測ユニッ ト 2の各磁気センサ〇 による磁気計測の周波数が
[0025] 磁気センサ (3 nの仕様の一部を表 2に示す。
[表 2]
[0026] 上記のように、 磁気マーカ 1 0は、 磁気センサ C nの取付け高さとして想 定する範囲 1 00〜 250 mmにおいて 8 MT以上の磁束密度の磁気を作用 できる。 磁束密度 8 MT以上の磁気を作用する磁気マーカ 1 0であれば、 磁 束分解能が〇. 〇 2 MTの磁気センサ C nを用いて確実性高く検出可能であ る。
[0027] センサアレイ 2 1の検出処理回路 2 1 2 (図 2) は、 磁気マーカ 1 〇を検 出するためのマーカ検出処理などを実行する演算回路である。 この検出処理 回路 2 1 2は、 各種の演算を実行する C P U (central processing unit) の ほか、 ROM (read only memory) や RAM (random access memory) など のメモリ素子等を利用して構成されている。
[0028] 検出処理回路 2 1 2は、 磁気センサ C nが出力するセンサ信号を 3 k H z の周波数で取得してマーカ検出処理を実行する。 そして、 検出処理回路 2 1 2は、 マーカ検出処理の検出結果を制御ユニッ ト 32に入力する。 詳しくは 後述するが、 このマーカ検出処理では、 磁気マーカ 1 0の検出に加えて、 検 出した磁気マーカ 1 0に対する車両 5の横ずれ量の計測が行われる。 検出処
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理回路 2 1 2は、 磁気マーカ 1 0に対する自車両の横ずれ量を計測する計測 部としての機能を有している。
[0029] 計測ユニッ ト 2に組み込まれた丨 IV! II 2 2は、 慣性航法により車両 5の運 動を推定する処理を実行する慣性航法ユニッ トである。 丨
2 2は、 方位 を計測する電子コンパスである 2軸磁気センサ 2 2 1 と、 加速度を計測する 2軸加速度センサ 2 2 2と、 角速度を計測する 2軸ジャイロセンサ 2 2 3と 、 を備えている。 自車両の運動を推定する運動推定部の一例をなす丨
2 2は、 加速度、 角速度、 方位などの計測値を利用し、 車両 5が過去に所在し た特定の位置を起点 (基準) として移動後 (運動後) の相対位置を推定する
[0030] 2は、 加速度の二階積分により時々刻々の変位量を演算すると共 に、 角速度の積分である方位の変化量や計測方位等を利用して車両 5の時々 刻々の方位を精度高く算出する。 そして 丨 1\/1 11 2 2は、 車両 5の方位に沿っ て変位量を積算することで基準位置に対する相対位置を演算する。 I |\/|リ 2 2が推定する相対位置を利用すれば、 隣り合う磁気マーカ 1 0の中間に車両 5が位置するときにも自車位置の推定が可能になる。
[0031 ] (2) タグリ_ダ
固有情報読取部の一例をなすタグリーダ 3 4は、 磁気マーカ 1 0に取り付 けられて保持された I 0タグ 1 5 (図 3) と無線で通信する通信ユニッ 卜である。 タグリーダ 3 4は、
I 0タグ 1 5の動作に必要な電力を無線 で送電し、
I 0タグ 1 5が送信するマーカ I 0 (固有情報) を受信する (固有情報読取処理) 。
[0032] (3) 制御ユニッ ト
制御ユニッ ト 3 2は、 計測ユニッ ト 2やタグリーダ 3 4を制御すると共に 、 自車位置を推定する位置推定部 (相対位置推定部、 絶対位置推定部) とし ての機能を備えるユニッ トである。 この制御ユニッ ト 3 2は、 各種の演算を 実行する〇 II、 [¾〇 IV!や 八 IV!などのメモリ素子、 等が実装された電子基 板 (図示略) を備えている。 詳しくは後述するが、 位置推定部としての制御
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ユニッ ト 3 2は、 磁気マーカ 1 0に対する自車両の相対位置を利用して (相 対位置推定処理) 、 3次元地図における自車両の絶対位置である自車位置を 推定する (絶対位置推定処理) 。
[0033] (4) 3次元地図の構造
3次元地図は、 道路の構造や建物の領域などが特定された 2次元地図に対 して、 高さ方向の空間的な情報が付加された 3次元的な地図である。 さらに 、 本例の位置推定システム 1が採用する 3次元地図では、 車線に沿って配列 された磁気マーカ 1 0の敷設位置が特定されている。
[0034] 3次元地図が含む空間的な情報としては、 道路の脇の縁石の高さや、 ガー ドレールの高さ、 車線の真上に張り出した標識板などの空間的な位置の情報 などがある。 3次元地図には、 車線を区画するレーンマーク (白線) の位置 を表すレーンマーク情報なども含まれている。 また、 3次元地図では、 走行 環境を構成する地物に対して属性情報がひも付けられている。 例えば、 3次 元地図中の縁石には、 高さの情報に加えて、 縁石である旨の属性情報がひも 付けられている。 3次元地図中の各磁気マーカ 1 0には、 磁気マーカ 1 0で ある旨を表す属性情報、 固有情報であるマーカ 丨 口、 3次元地図における位 置を表す位置情報など、 がひも付けられている。
[0035] 次に、 本例の ( ) マーカ検出処理、 (巳) 自車位置推定処理、 (〇 方 位推定処理、 の内容を説明する。 ( ) マーカ検出処理、 及び (〇 方位推 定処理は、 (巳) 自車位置推定処理の中で実行される処理である。
[0036] ( ) マーカ検出処理
マーカ検出処理は、 計測ユニッ ト 2のセンサアレイ 2 1 (検出処理回路 2 1 2) が実行する処理である。 センサアレイ 2 1は、 上記の通り、 磁気セン サ〇 nを用いて 3
2の周波数でマーカ検出処理を実行する。
[0037] 上記のごとく、 磁気センサ <3 nは、 車両 5の進行方向及び車幅方向の磁気 成分を計測可能である。 例えばこの磁気センサ <3 nが、 進行方向に移動して 磁気マーカ 1 0の真上を通過するとき、 進行方向の磁気計測値は、 図 5のご とく磁気マーカ 1 0の前後で正負が反転すると共に、 磁気マーカ 1 0の真上
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の位置でゼロを交差するように変化する。 したがって、 車両 5の走行中では 、 いずれかの磁気センサ〇 nが検出する進行方向の磁気について、 その正負 が反転するゼロクロス 〇が生じたとき、 計測ユニッ ト 2が磁気マーカ 1 0 の真上に位置すると判断できる。 検出処理回路 2 1 2は、 このように計測ユ ニッ ト 2が磁気マーカ 1 0の真上に位置し、 進行方向の磁気計測値のゼロク ロス 〇が生じたとき、 磁気マーカ 1 0を検出したと判断する。
[0038] また、 例えば、 磁気センサ〇 nと同じ仕様の磁気センサについて、 磁気マ 一力 1 0の真上を通過する車幅方向の仮想線に沿う移動を想定すると、 車幅 方向の磁気計測値は、 磁気マーカ 1 0を挟んだ両側で正負が反転すると共に 、 磁気マーカ 1 0の真上の位置でゼロを交差するように変化する。 1 5個の 磁気センサ <3 nを車幅方向に配列した計測ユニッ ト 2の場合には、 図 6の例 の通り、 磁気マーカ 1 0を介してどちらの側にあるかによって磁気センサ〇 门が検出する車幅方向の磁気の正負が異なってくる。
[0039] 計測ユニッ ト 2の各磁気センサ(3 nの車幅方向の磁気計測値を例示する図
6の分布曲線に基づけば、 車幅方向の磁気の正負が反転するゼロクロス 〇 を利用して磁気マーカ 1 〇の車幅方向の位置を特定可能である。 隣り合う 2 つの磁気センサ〇 の中間 (中央とは限らない) にゼロクロス 〇が位置し ている場合には、 ゼロクロス 〇を挟んで隣り合う 2つの磁気センサ〇 の 中間の位置が、 磁気マーカ 1 0の車幅方向の位置となる。 あるいはいずれか の磁気センサ〇 の位置にゼロクロス 〇が一致している場合、 すなわち車 幅方向の磁気計測値がゼロであって両隣りの磁気センサ <3 nの磁気計測値の 正負が反転している磁気センサ〇 nが存在する場合には、 その磁気センサ〇 门の直下の位置が、 磁気マーカ 1 0の車幅方向の位置となる。
[0040] 相対位置推定部の一例をなす検出処理回路 2 1 2は、 計測ユニッ ト 2の中 央の位置 (磁気センサ 0 8の位置) に対する磁気マーカ 1 0の車幅方向の位 置の偏差を、 磁気マーカ 1 〇に対する車両 5の横ずれ量として計測する (横 ずれ量を計測する処理) 。 例えば、 図 6の場合であれば、 ゼロクロス 〇の 位置が〇9と〇 1 0との中間辺りの〇 9 . 5に相当する位置となっている。
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上記のように磁気センサ〇 9と〇 1 0の間隔は 1 0〇 であるから、 磁気マ 一力 1 0に対する車両 5の横ずれ量は、 車幅方向において計測ユニッ ト 2の 中央に位置する〇 8を基準として (9 . 5 - 8) 1 0〇〇1となる。 なお、 磁気マーカ 1 0に対する横ずれ量を計測する処理が、 相対位置推定部による 第 1の相対位置推定処理の一例である。
[0041 ] (巳) 自車位置推定処理
自車位置推定処理は、 3次元地図における自車位置 (自車両の絶対位置) を推定する処理である。 なお、 図 7の処理の流れには、 自車位置推定処理の ほか、 3次元地図における自車両の方位を推定する方位推定処理、 及び自車 両基準の 3次元構造を演算する処理が含まれている。 以下、 図 7を参照して これらの処理の内容を説明する。
[0042] 制御ユニッ ト 3 2は、 車両 5が走行している間、 図 7の自車位置推定処理 を繰り返し実行する。 この自車位置推定処理において、 制御ユニッ ト 3 2は 、 まず計測ユニッ ト 2を制御してマーカ検出処理 1 を実行させる。 制御ユ ニッ ト 3 2は、 磁気マーカ 1 0が検出されたとき(3 1 0 1 : 丫巳 3)、 磁気 マーカ 1 0に対する自車両の相対位置である上記の横ずれ量を計測ユニッ ト 2から取得する(3 1 0 2)。 さらに、 制御ユニッ ト 3 2は、 タグリーダ 3 4 を制御してタグ読取処理 2を実行させ、 磁気マーカ 1 0の固有情報である マーカ 丨 口を取得して記録する。 なお、 このタグ読取処理 2の実行によつ て取得されて記録されたマーカ 丨 口は、 新たな磁気マーカ 1 0の検出に応じ て新たなマーカ 丨 口が取得されたときに書き換えられる。
[0043] —方、 磁気マーカ 1 0が未検出の場合は (3 1 0 1 : N 0) 、 制御ユニッ 卜 3 2は、 前回磁気マーカを検出したときの自車位置を基準として 丨
2 2が推定した相対位置を利用し、 当該磁気マーカを基準とした自車両の相対 位置の推定処理を実行する (3 1 1 2、 第 2の相対位置推定処理の一例) 。
[0044] 具体的には、 制御ユニッ ト 3 2は、 前回の磁気マーカが検出されたときに 計測された横ずれ量、 及び丨 2 2が推定した相対位置に基づき、 前回検 出された磁気マーカに対する自車両の相対位置を推定する。 前回検出された
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磁気マーカを基準とした自車両の相対位置は、 前回の磁気マーカが検出され たときの横ずれ量分の車幅方向のべクトルと、 前回磁気マーカを検出したと きの自車位置を基準とする相対位置 (丨
2 2が推定する相対位置) を表 すベクトルと、 の和により特定される。
[0045] 続いて制御ユニッ ト 3 2は、 マーカ I 0と、 磁気マーカ 1 0に対する相対 位置のデータと、 を含むマーカ基準データを生成する(3 1 0 3)。 このとき 、 直近のタグ読取処理 2の実行に応じて記録されたマーカ I 0が採用され る。 また、 上記のステップ 3 1 0 2による横ずれ量、 あるいは上記のステッ プ 1 1 2により推定された相対位置が、 マーカ基準データに含める相対位置 のデータとなる。
[0046] 制御ユニッ ト 3 2は、 マーカ基準データに含まれるマーカ 丨 口を利用して 地図 0巳 4 0を参照し、 マーカ基準データに係る磁気マーカ 1 0を特定する( 3 1 0 4)。 そして、 制御ユニッ ト 3 2は、 マーカ基準データに含まれる相対 位置のデータを利用し、 磁気マーカ 1 0の敷設位置 (絶対位置) を基準とし て自車位置 (自車両の絶対位置) を推定する(3 1 0 5、 絶対位置推定処理の _例)。
[0047] さらに制御ユニッ ト 3 2は、 方位推定処理 3 (図 8を参照して後述する 。 ) を実行することで、 車両 5の方位を推定する。 そして制御ユニッ ト 3 2 は、 推定した車両 5の方位に基づき、 自車両を基準とした 3次元構造を演算 する(3 1 0 6)。 具体的には、 地図 0巳 4 0から読み出した周辺の 3次元地 図の 3次元情報 (3次元データ) に対して座標変換を施すことにより、 自車 両を基準とした 3次元構造を演算する。 自車両を基準とした 3次元構造は、 車両 5を自動で走行させるための有用な情報となる。
[0048] (〇 方位推定処理
前出の方位推定処理 3 (図 8) は、 3次元地図における車両方位 (自車 両の絶対方位) を推定する処理である。 この方位推定処理 3は、 図 7の自 車位置推定処理の中で制御ユニッ ト 3 2が実行する絶対方位推定処理の一例 である。 方位推定処理 3の実行に当たって、 制御ユニッ ト 3 2は、 カメラ
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3 5による前方画像に対して画像処理を施すことで、 自車両の車線を区画す るレーンマークを前方画像の中から検出する(3 3 0 1)。
[0049] そして、 制御ユニッ ト 3 2は、 カメラ 3 5の光学的仕様 (光軸方向、 画角 など) に基づき、 検出されたレーンマークの 3次元的な位置を表す 3ロデー 夕を演算する(3 3 0 2)。 このレーンマークの 3 0データは、 カメラ 3 5に よる画像由来の 3 0データであり、 カメラ 3 5を含む車両 5側を中心とした 前出の口ーカル座標系の 3 0データである。 以下、 口ーカル座標系の 3 0デ —夕を口ーカル 3ロデータという。
[0050] 続いて、 制御ユニッ ト 3 2は、 地図口巳4 0を参照して 3次元地図を表す
3ロマップデータの中からレーンマークに関する 3ロデータを読み出す (3 3 0 3) 。 このレーンマークの 3 0データは、 3次元地図を規定するグロー バル座標系の 3 0データである。 以下、 グローバル座標系の 3 0データをグ 口ーバル 3ロデータという。
[0051 ] 制御ユニッ ト 3 2は、 レーンマークのグローバル 3 0データに対してどの ような座標変換を施せば、 上記のステップ 3 3 0 2で演算した口ーカル 3 0 データに変換できるかを調べる。 具体的には、 制御ユニッ ト 3 2は、 グロー / ル座標系で表現される 3次元地図における絶対方位であって、 レーンマー クのグローバル 3ロデータを口ーカル 3ロデータに座標変換可能な方位を演 算により求める。 この絶対方位が、 3次元地図における車両方位である。 本 例の制御ユニッ ト 3 2は、 このようにレーンマークを利用して、 3次元地図 における車両方位を推定する(3 3 0 4、 絶対方位推定処理)。
[0052] 以上のように、 本例の位置推定システム 1は、 磁気マーカ 1 0を利用して
3次元地図における自車位置を推定すると共に、 前方画像のレーンマークを 利用して 3次元地図における車両方位を推定する。 3次元地図における自車 位置と車両方位が分れば、 車両 5の前方の 3次元構造を演算でき、 自動運転 等の制御が可能になる。
[0053] このように位置推定システム 1は、 走行路に敷設された磁気マーカ 1 0の 位置情報を含む 3次元地図を前提とするシステムである。 この位置推定シス
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テム 1は、 磁気マーカ 1 0を利用して 3次元地図における自車両の絶対位置 の推定等を実現する。 走行路に敷設された磁気マーカ 1 0は、 路面に固定さ れているため、 位置的な変動がほとんどない。 位置が固定されている磁気マ 一力 1 0を利用すれば、 3次元地図における自車両の絶対位置を精度高く推 定できる。 本例の位置推定システム 1は、 ◦ 3電波等の受信を前提としな いので、 例えばトンネルやビルの谷間など◦ 3電波が受信できなかったり 不安定になる場所であっても位置の推定精度が不安定になることがない。
[0054] 本例では、 全ての磁気マーカ 1 0に 丨 0タグ 1 5が付設された構成を 例示している。 これに代えて、 一部の磁気マーカ 1 0に[¾ 丨 0タグ 1 5を 付設することも良い。 この場合には、 [¾ I 0タグ 1 5が付設されない磁気 マーカ 1 0を検出したとき、 慣性航法によって推定された車両位置を利用し て 3次元地図を参照すると良い。 そして、 3次元地図上の磁気マーカのうち 、 慣性航法による車両位置の近傍に位置するものを、 検出された磁気マーカ 1 0と特定すると良い。 検出された磁気マーカ 1 0を特定できれば、 その磁 気マーカ 1 0の敷設位置を基準として横ずれ量の分だけずらした位置が新た な車両位置となる。
[0055] なお、 [¾ 丨 0タグ 1 5に代えて、 路側等に設置される電波ビーコンや赤 外線ビーコン等の通信ユニッ トを採用しても良い。 この場合には、 タグリー ダ 3 4に代えて、 電波ビーコン等に対応する受信装置を車両に搭載すれば良 い。
[0056] 本例では、 位置推定システム 1 と組み合わせるシステムとして、 自動運転 システムを例示している。 自動運転システムに代えて、 車線からの逸脱を警 報する逸脱警報システムや、 車線に沿ってハンドルを自動操舵したり車線か らの逸脱を回避するための操舵アシストカを発生させるレーンキープシステ ムを適用することも良い。
[0057] なお、 インターネッ ト等の通信回線に接続可能な車両 5であれば、 地図 0 巳4 0としての機能をサーバ装置に持たせることも良い。 車両 5は、 車両の 位置を推定するために必要な情報をサーバ装置に送信すると良い。 前方画像
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を処理する機能についてもサーバ装置に持たせても良い。 車両の加速度等を 計測するセンサを車両側に設ける一方、 センサ出力を取得したサーバ装置が 相対位置を演算する構成であっても良い。
[0058] なお、 本例では、 磁気マーカ 1 0の固有情報としてマーカ 丨 口を例示して いる。 これに代えて、 あるいは加えて磁気マーカ 1 0の敷設位置を表す位置 情報を固有情報として採用しても良い。
また、 マーカとして磁気マーカ 1 0を例示したが、 道路に配設された各種 のマーカに代えることができる。 例えば、 路面 1 0 0 3に印刷されたマーカ であっても良く、 キャッツアイのようなマーカであっても良い。
[0059] 本例では、 車両方位を推定するための口ーカル 3ロデータとグローバル 3 ロデータとの対応付けに当たって、 画像処理により検出されたレーンマーク を利用している。 これに代えて、 あるいは加えて、 レーザーレーダやミリ波 レーダ等により検出された信号機や標識などを利用し、 口ーカル 3ロデータ とグローバル 3ロデータとを対応付けることも良い。
[0060] (実施例 2)
本例は、 実施例 1の位置推定システムに基づき、 方位推定処理の内容を変 更した位置推定システム 1の例である。 この内容について、 図 9〜図 1 4を 参照して説明する。
本例の位置推定システム 1は、 車線の中央に沿って磁気マーカ 1 0が2〇1 (マーカスパン 3 = 2〇〇 毎に配置された走行路を対象としている。 この位 置推定システム 1では、 2つの磁気マーカ 1 0を利用して車両 5の相対方位 が推定される。 なお、 本例では、 車線方向に沿って磁気マーカ 1 0が配列さ れているので、 隣り合う 2つの磁気マーカ 1 0を結ぶ方位は、 車線方向に略 一致する。
[0061 ] 本例の制御ユニッ ト (図 1中の符号 3 2) は、 3次元地図における車両方 位 (前後方向の向き、 車体の中心軸の方位) を推定する機能を備えている。 この機能は、 隣り合う 2つの磁気マーカ 1 0を結ぶ方位に対する自車両の相 対方位を推定する相対方位推定部としての機能と、 3次元地図における自車
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両の絶対方位を推定する絶対方位推定部としての機能と、 を組み合わせて実 現される。
[0062] 相対方位推定部は、 隣り合う 2つの磁気マーカ 1 0を結ぶ方位、 すなわち 車線方向を基準として自車両の相対方位を推定する。 絶対方位推定部は、 自 車両の相対方位に基づいて 3次元地図における自車両の絶対方位を推定する
[0063] 制御ユニッ トは、 図 9の方位推定処理を実行して、 車線方向に対する自車 両の相対方位を推定する。 この方位推定処理は、 2つの磁気マーカ 1 0に対 する横ずれ量の差分を演算するステップ (3 3 1 1) と、 2つの磁気マーカ 1 0の位置を結ぶ線分方向 1\/1 (図 1 0) に対する車両 5の相対方位である 方位ずれ角 干 (図 1 〇) を演算するステップ (3 3 1 2) と、 を含む相対 方位推定処理の一例である。
[0064] 上記のごとく、 隣り合う 2つの磁気マーカ 1 0の位置を結ぶ線分方向 1\/1父 は、 車線方向 (道路の方向) に略一致する。 したがって、 線分方向 IV! Xに対 する車両 5の相対方位である方位ずれ角 チは、 車線方向に対する自車両の 相対方位となる。
[0065] ステップ 3 3 1 1では、 図 1 0のごとく、 隣り合う 2つの磁気マーカ 1 0 を車両 5が通過したとき、 1つ目の磁気マーカ 1 0に対する横ずれ量〇 1と 、 2つ目の磁気マーカ 1 0に対する横ずれ量〇 2と、 の差分〇 を次式によ り演算する。 なお、 同図の場合、 〇 1と〇 2とで正負が異なることから、 差 分に応じて〇 〇1の絶対値は、 0 1及び 0 2の絶対値を超える値となる。
[数 1 ]
〇 = ( on - 〇 2 )
[0066] 続くステップ 3 3 1 2では、 図 1 2のごとく、 2つの磁気マーカ 1 0の位 置を結ぶ線分方向 IV! Xに対する車両 5の方位 0 丨 「のなす角 (旋回方向の角 度の偏差) である方位ずれ角 を演算する。 この方位ずれ角 は、 横ずれ 量の差分〇 及びマーカスパン 3を含む次式により算出される。
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[0067] 例えば直線路に沿って車両 5が走行している場合、 車両 5の向きが車線方 向に沿うことになる (図 1 1) 。 この場合には、 2つの磁気マーカ 1 0の位 置を結ぶ線分方向 IV! Xに対する車両 5の方位 0 丨 「のなす角である方位ずれ 角 干がゼロに近くなる。 一方、 車両 5の向きが車線方向に沿っていない場 合には (図 1 2) 、 線分方向 IV! Xに対して車両 5の方位 0 丨 「がずれて、 方 位ずれ角 チが大きくなる。 曲線路に沿って車両 5が走行している場合には (図 1 3) 、 曲線路である車線の接線方向に、 2つの磁気マーカ 1 0の位置 を結ぶ線分方向 IV! Xが一致し、 この線分方向 IV! Xに対する車両 5の方位 0 丨 「のなす角である方位ずれ角 干がゼロとなる。 一方、 曲線路である車線を 斜行する場合には (図 1 4) 、 曲線路である車線の接線方向に対する車両 5 の方位口 丨 「のずれが大きくなり方位ずれ角 チが大きくなる。
[0068] 上記の通り、 線分方向 IV! Xに対する車両 5の方位 0 丨 「のなす角である方 位ずれ角 チは、 車線方向に対する自車両の相対方位である。 図 9の方位推 定処理によれば、 磁気マーカ 1 〇を利用して車線方向に対する自車両の相対 方位を精度高く推定できる (相対方位推定処理) 。 磁気マーカ 1 0は、 道路 に敷設されており位置が固定されているので、 2つの磁気マーカ 1 0を結ぶ 方位の誤差は小さいと期待できる。 よって、 磁気マーカ 1 0に基づく車両 5 の相対方位は精度の高いものである。
[0069] そして絶対方位推定部としての制御ユニッ トは、 車線方向に対する自車両 の相対方位と、 3次元地図に基づく車線方向の絶対方位と、 を組み合わせて 、 3次元地図における自車両の絶対方位を推定する (絶対方位推定処理) 。 例えば制御ユニッ トは、 3次元地図における車線方向の絶対方位を基準とし て自車両の相対方位の分だけ方位をずらすことで、 3次元地図における自車 両の絶対方位を推定する。
なお、 その他の構成要件及び作用効果については、 実施例 1 と同様である
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[0070] (実施例 3)
本例は、 実施例 2の位置推定システムに基づいて、 車線方向に対する自車 両の相対方位を推定する相対方位推定処理の内容を変更した位置推定システ ム 1の例である。 この位置推定システム 1では、 車両 5の前後に設けた計測 ユニッ ト 2を利用して自車両の相対方位を推定する。 この内容について、 図 1 5を参照して説明する。
[0071 ] 本例の車両 5では、 4 の間隔をあけて計測ユニッ ト 2が配置されている 。 前後の計測ユニッ ト 2の間隔である 4 は、 1つおきの 2つの磁気マーカ 1 0の間隔
(マーカスパン 3 1 とする。 ) と同 _である。 4 間隔で配 置された計測ユニッ ト 2によれば、 1つの磁気マーカ 1 0を挟んで隣り合う 2つの磁気マーカ 1 0をほぼ同じタイミングで検出できる。
[0072] 図 1 5のように、 前側の計測ユニッ ト 2が計測した横ずれ量を〇 1、 後ろ 側の計測ユニッ トが計測した横ずれ量を〇干2とし、 両者の差分を〇干 とした とき、 方位ずれ角 チは、 次式で演算可能である。
[0073] 実施例 2と同様、 方位ずれ角 チは、 2つの磁気マーカ 1 0を結ぶ方位に 対する車両 5の方位のなす角である。 2つの磁気マーカ 1 0を結ぶ方位は、 車線方向に略一致するため、 この方位ずれ角 干は、 車線方向に対する自車 両の相対方位を表している。
[0074] なお、 4 間隔の前後の計測ユニッ ト 2の中央に、 計測ユニッ トを追加し て配置することも良い。 この場合には、 前側の計測ユニッ ト 2と中央の計測 ユニッ トとの組み合わせ、 及び後ろ側の計測ユニッ ト 2と中央の計測ユニッ 卜との組み合わせのうちの少なくともいずれか一方で、 2 間隔で隣り合う 磁気マーカ 1 0を同じタイミングで検出して横ずれ量を計測できるようにな る。 速度に応じて、 2 間隔の 2つの磁気マーカ 1 0を利用するか、 4 間 隔の 2つの磁気マーカ 1 0を利用するか、 を切り換えることも良い。
なお、 その他の構成及び作用効果については、 実施例 2と同様である。
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[0075] 以上、 実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、 これらの具体 例は、 特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。 言うまでもなく、 具体例の構成や数値等によって、 特許請求の範囲が限定的 に解釈されるべきではない。 特許請求の範囲は、 公知技術や当業者の知識等 を利用して前記具体例を多様に変形、 変更あるいは適宜組み合わせた技術を 包含している。
符号の説明
[0076] 1 位置推定システム
1 0 磁気マーカ (マーカ)
2 計測ユニッ ト
2 1 センサアレイ (マーカ検出部)
2 1 2 検出処理回路 (相対位置推定部、 横ずれ量の計測部)
2 2 I IV! II (相対位置推定部、 運動推定部)
3 2 制御ユニッ ト (相対位置推定部、 絶対位置推定部、 相対方位推定部 、 絶対方位推定部)
3 4 タグリーダ (固有情報読取部)
5 車両
Claims
[請求項 1 ] 走行環境を表す 3次元地図における自車両の絶対位置を推定するた めの位置推定方法であって、
3次元地図では、 走行路に敷設されたマーカの位置が特定され、 前記マーカを検出するマーカ検出処理と、
前記マーカに対する自車両の相対位置を推定する相対位置推定処理 と、
前記マーカに対する自車両の相対位置に基づいて 3次元地図におけ る自車両の絶対位置を推定する絶対位置推定処理と、 を含む位置推定 方法。
[請求項 2] 請求項 1 において、 前記マーカ検出処理により検出されたマーカに 対する自車両の車幅方向の横ずれ量を計測する処理と、
前記自車両の運動を推定する処理と、 を含み、 前記相対位置推定処理は、 前記マーカ検出処理により前記マーカが 検出された場合に実行される第 1の相対位置推定処理であるか、 前記 マーカ検出処理により前記マーカが検出された後、 新たなマーカが検 出されるまでの間に実行される第 2の相対位置推定処理であるか、 に 応じて処理の内容が相違し、
前記第 1の相対位置推定処理は、 前記マーカが検出された際に計測 された横ずれ量に基づいて自車両の相対位置を推定する処理であり、 前記第 2の相対位置推定処理は、 いずれかのマーカが検出された際 に計測された横ずれ量、 及び当該いずれかのマーカを検出した後の自 車両の運動の推定結果に基づき、 当該いずれかのマーカに対する自車 両の相対位置を推定する処理である位置推定方法。
[請求項 3] 請求項 1 または 2において、 少なくとも 2つの前記マーカを結ぶ方 位を基準として自車両の相対方位を推定する相対方位推定処理と、 該相対方位に基づいて 3次元地図における自車両の絶対方位を推定 する絶対方位推定処理と、 を含む位置推定方法。
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[請求項 4] 請求項 1〜 3のいずれか 1項において、 前記マーカの固有情報を提 供するためにマーカに対応して設けられた情報提供部から固有情報を 読み取る固有情報読取処理を含み、 前記絶対位置推定処理では、 前記 固有情報を利用して対応するマーカを特定することにより 3次元地図 における自車両の絶対位置を推定する位置推定方法。
[請求項 5] 請求項 4において、 前記情報提供部は、 前記マーカに保持された無 線タグである位置推定方法。
[請求項 6] 走行環境を表す 3次元地図における自車両の絶対位置を推定する位 置推定システムであって、
3次元地図では、 走行路に敷設されたマーカの位置が特定され、 前記マーカを検出するマーカ検出部と、
前記マ _力に対する相対位置を推定する相対位置推定部と、 前記マーカに対する相対位置に基づいて 3次元地図における自車両 の絶対位置を推定する絶対位置推定部と、 を含む位置推定システム。
[請求項 7] 請求項 6において、 前記マーカ検出部によりマーカが検出された場 合に、 当該マーカに対する自車両の車幅方向の横ずれ量を計測する計 測部と、
前記自車両の運動を推定する運動推定部と、 を含み、
前記相対位置推定部は、 前記マーカ検出部により前記マーカが検出 された場合、 当該マーカについて前記計測部が計測した横ずれ量に基 づいて当該マーカに対する自車両の相対位置を推定する一方、 いずれかのマーカが検出された後、 新たなマーカが検出されるまで の間は、 当該いずれかのマーカについて前記計測部が計測した横ずれ 量、 及び当該いずれかのマーカが検出されてから前記運動推定部によ り推定された自車両の運動の推定結果に基づいて、 当該いずれかのマ —力に対する自車両の相対位置を推定するように構成されている位置 推定システム。
[請求項 8] 請求項 6または 7において、 少なくとも 2つの前記マーカを結ぶ方
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位を基準として自車両の相対方位を推定する相対方位推定部と、 該相対方位に基づいて 3次元地図における自車両の絶対方位を推定 する絶対方位推定部と、 を含む位置推定システム。
[請求項 9] 請求項 6〜 8のいずれか 1項において、 前記マーカの固有情報を提 供するために少なくとも一部のマーカに対応して設けられた情報提供 部と、
前記マーカの固有情報を読み取る固有情報読取部と、 を含み、 前記絶対位置推定部は、 前記固有情報読取部が読み取った固有情報 を利用して対応するマーカを特定することにより、 3次元地図におけ る自車両の絶対位置を推定する位置推定システム。
[請求項 10] 請求項 9において、 前記情報提供部は、 前記マーカに保持された無 線タグである位置推定システム。
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