JP2017215199A - Position estimation device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique that takes into account, for the accuracy of multiple kinds of position information relating to the position of a vehicle, the possibility of a difference occurring to the accuracy required on the basis of a road condition in which the vehicle travels.SOLUTION: One embodiment of the present disclosure comprises a condition acquisition unit, a priority setting unit, a position accuracy unit and a position estimation unit. In S402 and S406, the condition acquisition unit acquires a road condition in which a vehicle travels. In S404, the priority setting unit sets priority that corresponds to the accuracy required on the basis of the road condition acquired by the condition acquisition unit to the accuracy of multiple kinds of position information relating the position of the vehicle. In S408 and S410, the position accuracy unit improves the accuracy of at least one instance of position information whose priority set by the priority setting unit is higher than that of the other position information. In S412, the position estimation unit estimates the position of the vehicle on the basis of the position information whose accuracy is improved by the position accuracy unit.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、車両の位置を推定する技術に関する。   The present disclosure relates to a technique for estimating a position of a vehicle.

車両の位置を推定し、推定した車両の位置に基づいて車両の走行を支援する技術が知られている。特許文献１に記載されている技術では、測位衛星の測位信号に基づいて測位する車両の位置の近傍の地図情報と、カメラが撮像する画像データから取得する道路の白線の形状、あるいはランドマークの位置とを整合させて、車両の位置を高精度に推定しようとしている。   2. Description of the Related Art A technique for estimating the position of a vehicle and assisting the traveling of the vehicle based on the estimated position of the vehicle is known. In the technique described in Patent Literature 1, the map information in the vicinity of the position of the vehicle to be measured based on the positioning signal of the positioning satellite, the shape of the white line of the road acquired from the image data captured by the camera, or the landmark The position of the vehicle is estimated with high accuracy by matching the position.

特開２００５−２６５４９４号公報JP 2005-265494 A

車両の位置に関する複数種類の位置情報の精度に対し、車両が走行する道路状況に基づいて要求される精度に差が生じることがある。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、車両の位置に関する複数種類の位置情報の精度に対し、車両が走行する道路状況に基づいて要求される精度に差が生じることは考慮されていない。   A difference may occur in the accuracy required based on the road conditions on which the vehicle travels with respect to the accuracy of multiple types of position information regarding the position of the vehicle. However, the technique described in Patent Document 1 does not take into consideration that the accuracy required based on the road conditions on which the vehicle travels differs from the accuracy of multiple types of position information related to the vehicle position.

本開示の一側面は、車両の位置に関する複数種類の位置情報の精度に対し、車両が走行する道路状況に基づいて要求される精度に差が生じることを考慮する技術を提供することにある。   One aspect of the present disclosure is to provide a technique that takes into account the difference in accuracy required based on the road conditions on which a vehicle travels with respect to the accuracy of a plurality of types of position information related to the position of the vehicle.

本開示の一態様は、状況取得部（３４、Ｓ４０２、Ｓ４０６）と、優先度設定部（３６、Ｓ４０４）と、位置精度部（３８、Ｓ４０８、Ｓ４１０）と、位置推定部（４０、Ｓ４１２）と、を備えている。   One aspect of the present disclosure includes a situation acquisition unit (34, S402, S406), a priority setting unit (36, S404), a position accuracy unit (38, S408, S410), and a position estimation unit (40, S412). And.

状況取得部は、車両（１００、１０２）が走行する道路状況を取得する。優先度設定部は、車両の位置に関する複数種類の位置情報の精度に対し、状況取得部が取得する道路状況に基づいて要求される精度に応じた優先度を設定する。位置精度部は、優先度設定部が設定する優先度の高い少なくとも一つの位置情報の精度を向上させる。位置推定部は、位置精度部が精度を向上させた位置情報に基づいて車両の位置を推定する。   The situation acquisition unit acquires a road situation where the vehicle (100, 102) travels. The priority setting unit sets the priority according to the accuracy required based on the road situation acquired by the situation acquisition unit with respect to the accuracy of the plurality of types of position information regarding the position of the vehicle. The position accuracy unit improves the accuracy of at least one position information having a high priority set by the priority setting unit. The position estimating unit estimates the position of the vehicle based on the position information whose accuracy has been improved by the position accuracy unit.

この構成によれば、車両の位置に関する複数種類の位置情報の精度に対し、車両が走行する道路状況に基づいて要求される精度に差が生じることを考慮している。その結果、車両が走行する道路状況がどのようなものであっても、道路状況に基づいて精度の高さが要求される位置情報の精度、つまり優先度の高い位置情報の精度を向上させて、車両の位置を推定できる。   According to this configuration, it is considered that there is a difference in the accuracy required based on the road conditions on which the vehicle travels with respect to the accuracy of multiple types of position information regarding the position of the vehicle. As a result, it is possible to improve the accuracy of location information that requires high accuracy based on the road situation, that is, the accuracy of location information with high priority, regardless of the road situation where the vehicle is traveling. The position of the vehicle can be estimated.

尚、この欄および特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   Note that the reference numerals in parentheses described in this column and in the claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiment described later as one aspect, and the technical scope of the present invention. It is not limited.

本実施形態による位置推定装置を示すブロック図。The block diagram which shows the position estimation apparatus by this embodiment. 位置推定処理を示すフローチャート。The flowchart which shows a position estimation process. 優先度に応じて補正する位置情報を示す説明図。Explanatory drawing which shows the positional information corrected according to a priority. 横位置補正が必要な例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example which needs horizontal position correction | amendment. 横位置補正が必要な他の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the other example which needs horizontal position correction | amendment. 縦位置補正が必要な例を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the example which needs vertical position correction | amendment. 縦位置補正が必要な他の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the other example which needs vertical position correction | amendment. 縦位置補正が必要な他の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the other example which needs vertical position correction | amendment. 縦位置補正が必要な他の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the other example which needs vertical position correction | amendment. 縦位置補正が必要な他の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the other example which needs vertical position correction | amendment. 優先度に応じた対象物とセンサの選択を示す説明図。Explanatory drawing which shows selection of the target object and sensor according to a priority. 横位置の補正例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of a correction | amendment of a horizontal position. 縦位置の補正例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of correction | amendment of a vertical position.

以下、本開示の実施形態を図に基づいて説明する。
［１．構成］
図１に示す車載の走行支援システム２は、カメラ１０と、ＬＩＤＡＲ１２と、衛星測位装置１４と、ナビゲーション装置１６と、通信装置１８と、車速センサ２０と、操舵角センサ２２と、支援スイッチ２４と、位置推定装置３０と、走行支援装置５０と、パワートレインシステム６０と、ブレーキシステム６２と、ステアリングシステム６４とを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[1. Constitution]
1 includes a camera 10, a LIDAR 12, a satellite positioning device 14, a navigation device 16, a communication device 18, a vehicle speed sensor 20, a steering angle sensor 22, and a support switch 24. The position estimation device 30, the travel support device 50, the powertrain system 60, the brake system 62, and the steering system 64 are provided.

尚、ＬＩＤＡＲは、Light Detection and RangingまたはLaser Imaging Detection and Rangingの略である。
カメラ１０は、例えば単眼カメラまたはステレオカメラであり、車両の前方側と後方側とにそれぞれ取り付けられている。カメラ１０は、車両の周囲を撮像した画像データを位置推定装置３０に出力する。 LIDAR is an abbreviation for Light Detection and Ranging or Laser Imaging Detection and Ranging.
The camera 10 is a monocular camera or a stereo camera, for example, and is attached to the front side and the rear side of the vehicle, respectively. The camera 10 outputs image data obtained by imaging the periphery of the vehicle to the position estimation device 30.

ＬＩＤＡＲ１２は、車両の前方側と後方側とにそれぞれ取り付けられており、レーザ光を送信して車両の周囲の他車両、標識、路側物、歩行者、路面の表示、白線等から反射された反射光を受信するまでの時間に基づいて、物体までの距離を算出する。さらに、反射光の受信方向により車両に対する物体の方位、すなわち角度が定まる。ＬＩＤＡＲ１２は、計算した距離と角度とを位置推定装置３０に出力する。   The LIDAR 12 is attached to each of the front side and the rear side of the vehicle. The laser beam is transmitted and reflected from other vehicles, signs, roadside objects, pedestrians, road surfaces, white lines, etc. around the vehicle. Based on the time until light is received, the distance to the object is calculated. Furthermore, the direction, that is, the angle of the object with respect to the vehicle is determined by the reception direction of the reflected light. The LIDAR 12 outputs the calculated distance and angle to the position estimation device 30.

衛星測位装置１４は、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ等の測位システムの測位衛星から測位信号を受信し、車両の位置を緯度、経度により測位して位置推定装置３０に出力する。
ナビゲーション装置１６は、車両の位置と、タッチパネル式のディスプレイまたは図示しないマイクから音声により入力される車両の目的地とに基づき、目的地までの走行経路を案内する。 The satellite positioning device 14 receives a positioning signal from a positioning satellite of a positioning system such as GPS or GLONASS, measures the position of the vehicle by latitude and longitude, and outputs it to the position estimation device 30.
The navigation device 16 guides the travel route to the destination based on the position of the vehicle and the destination of the vehicle inputted by voice from a touch panel display or a microphone (not shown).

通信装置１８は、外部の管理センタと通信して最新の地図情報を取得し、取得した最新の地図情報を位置推定装置３０に出力する。
車速センサ２０は、車両の車速を検出する。操舵角センサ２２は車両の操舵角を検出する。 The communication device 18 communicates with an external management center to acquire the latest map information, and outputs the acquired latest map information to the position estimation device 30.
The vehicle speed sensor 20 detects the vehicle speed of the vehicle. The steering angle sensor 22 detects the steering angle of the vehicle.

支援スイッチ２４は、車両の乗員が操作するスイッチである。支援スイッチ２４がオンであれば、ドライバの運転操作の少なくとも一部に代わって走行支援装置５０が車両の走行を制御することが許可される。支援スイッチ２４がオフであれば、走行支援装置５０が車両の走行を制御することが禁止される。   The support switch 24 is a switch operated by a vehicle occupant. If the support switch 24 is on, the driving support device 50 is permitted to control the driving of the vehicle in place of at least a part of the driving operation of the driver. If the support switch 24 is off, the driving support device 50 is prohibited from controlling the driving of the vehicle.

位置推定装置３０は、ＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリとを備えるマイクロコンピュータを搭載している。尚、位置推定装置３０を構成するマイクロコンピュータの数は一つでも複数でもよい。   The position estimation device 30 includes a microcomputer including a CPU and a semiconductor memory such as a RAM, a ROM, and a flash memory. The number of microcomputers constituting the position estimation device 30 may be one or more.

位置推定装置３０の各機能は、ＣＰＵがＲＯＭまたはフラッシュメモリ等の非遷移的実体的記録媒体に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。このプログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。   Each function of the position estimation device 30 is realized by the CPU executing a program stored in a non-transitional physical recording medium such as a ROM or a flash memory. By executing this program, a method corresponding to the program is executed.

位置推定装置３０は、ＣＰＵがプログラムを実行することで実現される機能の構成として、位置取得部３２と、状況取得部３４と、優先度設定部３６と、位置精度部３８と、位置推定部４０と、地図管理部４２とを備えている。   The position estimation device 30 includes a position acquisition unit 32, a situation acquisition unit 34, a priority setting unit 36, a position accuracy unit 38, and a position estimation unit as functional configurations realized by the CPU executing a program. 40 and a map management unit 42.

位置推定装置３０を構成するこれらの要素を実現する手法は、ソフトウェアに限るものではなく、その一部または全部の要素を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。位置推定装置３０が備える各機能の詳細は後述する。   The method of realizing these elements constituting the position estimation device 30 is not limited to software, and some or all of the elements may be realized using hardware that combines a logic circuit, an analog circuit, and the like. Good. Details of each function with which position estimating device 30 is provided are mentioned below.

走行支援装置５０は、支援スイッチ２４がオンであれば、位置推定装置３０が出力する車両の位置と、車速センサ２０から取得する車速と、操舵角センサ２２から取得する操舵角とに基づいて、パワートレインシステム６０、ブレーキシステム６２、ステアリングシステム６４を制御する。つまり、走行支援装置５０は、車両の車速と操舵角とを制御する。   If the support switch 24 is on, the driving support device 50 is based on the position of the vehicle output from the position estimation device 30, the vehicle speed acquired from the vehicle speed sensor 20, and the steering angle acquired from the steering angle sensor 22. The powertrain system 60, the brake system 62, and the steering system 64 are controlled. That is, the driving support device 50 controls the vehicle speed and the steering angle of the vehicle.

パワートレインシステム６０は、走行支援装置５０から指示される駆動出力にしたがって、駆動源として内燃機関を搭載している場合にはスロットル装置の開度および燃料噴射量を制御し、駆動源としてモータを搭載している場合にはモータへの供給電力を制御する。   In the case where an internal combustion engine is mounted as a drive source, the powertrain system 60 controls the opening degree of the throttle device and the fuel injection amount according to the drive output instructed from the driving support device 50, and uses the motor as the drive source. If it is installed, the power supplied to the motor is controlled.

ブレーキシステム６２は、走行支援装置５０から指示される制動力にしたがって、油圧式ブレーキの液圧回路に設けられたアクチュエータを制御する。車両が駆動源としてモータを搭載している場合には、ブレーキシステム６２は、走行支援装置５０から指示される制動力にしたがって、モータへの供給電力を制御して回生ブレーキによる制動力を生成してもよい。   The brake system 62 controls the actuator provided in the hydraulic pressure circuit of the hydraulic brake according to the braking force instructed from the driving support device 50. When the vehicle is equipped with a motor as a driving source, the brake system 62 controls the power supplied to the motor according to the braking force instructed from the driving support device 50 and generates the braking force by the regenerative braking. May be.

ステアリングシステム６４は、走行支援装置５０から指示されるトルクにしたがってステアリングハンドルを駆動し、車両を操舵する。
［２．処理］
以下、位置推定装置３０が実行する位置推定処理を、図２のフローチャートに基づいて説明する。図２のフローチャートは所定時間間隔で常時実行される。 The steering system 64 drives the steering handle according to the torque instructed from the driving support device 50 to steer the vehicle.
[2. processing]
Hereinafter, the position estimation process performed by the position estimation device 30 will be described based on the flowchart of FIG. The flowchart of FIG. 2 is always executed at predetermined time intervals.

Ｓ４００において位置取得部３２は、衛星測位装置１４が測位信号に基づいて測位した車両の測位位置を取得する。Ｓ４０２において状況取得部３４は、ナビゲーション装置１６から、車両の目的地までの走行経路を道路状況として取得する。   In S400, the position acquisition unit 32 acquires the positioning position of the vehicle positioned by the satellite positioning device 14 based on the positioning signal. In S402, the situation acquisition unit 34 acquires a travel route from the navigation device 16 to the destination of the vehicle as a road situation.

Ｓ４０４において優先度設定部３６は、図３に示すように、Ｓ４００とＳ４０２とにおいて取得する車両の測位位置と、道路状況としての車両の走行経路とに基づいて、車両の走行方向前方の所定距離の範囲内における走行パターンを特定する。   In S404, as shown in FIG. 3, the priority setting unit 36 determines a predetermined distance ahead of the vehicle in the traveling direction based on the positioning position of the vehicle acquired in S400 and S402 and the traveling route of the vehicle as a road condition. The driving pattern within the range of is specified.

そして、優先度設定部３６は、車両の位置に関する複数種類の位置情報の精度に対し、走行パターンに基づいて要求される精度に応じた優先度を設定する。図３には、各走行パターンにおいて、他の位置情報よりも精度の優先度が高い位置情報が示されている。   And the priority setting part 36 sets the priority according to the precision requested | required based on a driving | running pattern with respect to the precision of multiple types of positional information regarding the position of a vehicle. FIG. 3 shows position information with higher accuracy priority than other position information in each traveling pattern.

複数種類の位置情報の精度として、車両の走行方向の縦位置精度、走行方向に対し車両の左右の横位置精度、車両が走行している車線の判定精度、車線に対し車両が走行している方向精度等が対象となる。   As the accuracy of multiple types of position information, the vertical position accuracy in the traveling direction of the vehicle, the lateral position accuracy of the vehicle left and right with respect to the traveling direction, the determination accuracy of the lane in which the vehicle is traveling, and the vehicle is traveling with respect to the lane Direction accuracy and the like are targeted.

例えば、図４に示すように車両１００が車線２００に沿って走行する場合、車線２００上の車両１００の横位置精度と車線２００に対する車両１００の方向精度との優先度が高く設定される。車線２００上の車両１００の横位置精度は、車線２００を区画する左右の白線２０２、２０４に対する車両１００の相対位置、つまり左右の白線２０２、２０４と車両１００との距離で表される。   For example, when the vehicle 100 travels along the lane 200 as shown in FIG. 4, the priority of the lateral position accuracy of the vehicle 100 on the lane 200 and the direction accuracy of the vehicle 100 with respect to the lane 200 is set high. The lateral position accuracy of the vehicle 100 on the lane 200 is represented by the relative position of the vehicle 100 with respect to the left and right white lines 202 and 204 that define the lane 200, that is, the distance between the left and right white lines 202 and 204 and the vehicle 100.

車両１００が車線２００の中央を走行する場合は、左右の白線２０２、２０４と車両１００との距離が等しくなるように車両１００の横位置が設定される。また、車両１００が車線２００に沿って走行する場合、車両１００の方向は左右の白線２０２、２０４に沿って平行になるように設定される。   When the vehicle 100 travels in the center of the lane 200, the lateral position of the vehicle 100 is set so that the distance between the left and right white lines 202, 204 and the vehicle 100 is equal. Further, when the vehicle 100 travels along the lane 200, the direction of the vehicle 100 is set to be parallel along the left and right white lines 202 and 204.

図５に示すように車両１００が停止車両１１０を避け走行する場合も、車線２００上の車両１００の横位置精度と車線２００に対する車両１００の方向精度との優先度が高く設定される。これは、停止車両１１０を避けて走行するように設定された走行経路に沿って、車両１００が横位置と方向とを変化させながら走行するからである。   As shown in FIG. 5, when the vehicle 100 travels avoiding the stopped vehicle 110, the priority between the lateral position accuracy of the vehicle 100 on the lane 200 and the direction accuracy of the vehicle 100 with respect to the lane 200 is set high. This is because the vehicle 100 travels while changing the lateral position and direction along a travel route set to travel while avoiding the stopped vehicle 110.

図５において、停止車両１１０を避けて走行する場合、さらに、現在走行している車線２００を維持して走行するか、車線２００に隣接する車線にはみ出して走行するかのいずれにおいても、車両１００が走行する車線の判定精度の優先度が高く設定される。   In FIG. 5, when traveling while avoiding the stopped vehicle 110, the vehicle 100 may be either traveling while maintaining the currently traveling lane 200 or traveling outside the lane adjacent to the lane 200. The priority of the determination accuracy of the lane in which the vehicle travels is set high.

また、下記に説明する図６〜図１０の場合には、縦位置精度が求められるので、縦位置精度の優先度が高く設定される。
図６に示すように、車両１００が現在走行している車線２００から外れて分岐線等の特定範囲２１０に進入する場合、特定範囲２１０までの車両１００の縦位置精度が求められる。 Further, in the case of FIGS. 6 to 10 described below, since the vertical position accuracy is obtained, the priority of the vertical position accuracy is set high.
As shown in FIG. 6, when the vehicle 100 departs from the currently traveling lane 200 and enters a specific range 210 such as a branch line, the vertical position accuracy of the vehicle 100 up to the specific range 210 is required.

図７に示すように、車両１００が追い越し可能車線２２０から追い越し禁止線２２２で示される追い越し禁止車線２２４に進入する場合、追い越し禁止車線２２４に進入するまでに車線変更をするか否か決定するために、車両１００の縦位置精度が求められる。これ以外にも、例えば制限速度等、車両の走行方向の縦位置に応じて走行ルールが変化する場合、走行ルールの変化位置に対する車両１００の縦位置精度が求められる。   As shown in FIG. 7, when the vehicle 100 enters the overtaking prohibited lane 224 indicated by the overtaking prohibited line 222 from the overtaking possible lane 220, in order to determine whether to change the lane before entering the overtaking prohibited lane 224. In addition, the vertical position accuracy of the vehicle 100 is required. In addition to this, for example, when the travel rule changes according to the vertical position of the vehicle in the traveling direction, such as a speed limit, the vertical position accuracy of the vehicle 100 with respect to the changed position of the travel rule is required.

図８に示すように、東京方面に向かう車両１００が名古屋方面に接続する車線２３０を走行している場合、ある地点までに東京方面に接続する車線２３２に車線変更するために、車両１００の縦位置精度が求められる。   As shown in FIG. 8, when the vehicle 100 heading for Tokyo is traveling in a lane 230 connected to the Nagoya direction, in order to change the lane to a lane 232 connected to the Tokyo direction by a certain point, Position accuracy is required.

図９に示すように、車両１００が上り坂２４０、下り坂２４２等の勾配のある道路を走行する場合、車両１００の縦位置から取得される勾配に応じた加減速制御をするために、車両１００の縦位置精度が求められる。   As shown in FIG. 9, when the vehicle 100 travels on a road with a gradient such as an uphill 240 or a downhill 242, the vehicle 100 performs acceleration / deceleration control according to the gradient acquired from the vertical position of the vehicle 100. A vertical position accuracy of 100 is required.

図１０に示すように、車両１００がカーブ２５０に進入し、カーブ２５０から抜け出る場合、車両１００の縦位置から取得される道路の曲率に応じた加減速制御と操舵制御とをするために、車両１００の縦位置精度が求められる。   As shown in FIG. 10, when the vehicle 100 enters the curve 250 and exits the curve 250, the vehicle 100 performs acceleration / deceleration control and steering control according to the curvature of the road acquired from the vertical position of the vehicle 100. A vertical position accuracy of 100 is required.

Ｓ４０６において状況取得部３４は、Ｓ４００で取得した車両の位置とＳ４０２で取得した走行経路とに基づいて、車両の走行方向前方において所定距離の範囲内の地図データを、地図管理部４２が管理する地図ＤＢから道路状況として取得する。   In S <b> 406, the map acquisition unit 34 manages the map data within a predetermined distance in the traveling direction ahead of the vehicle based on the vehicle position acquired in S <b> 400 and the travel route acquired in S <b> 402. Obtained as road conditions from the map DB.

Ｓ４０６において取得する地図データには、道路の形状、白線の位置、路側物の位置、路側標識の位置、路面表示の位置等が含まれている。道路の形状は、道路の曲率、道路の勾配等である。路側物は縁石、ガードレール等の物体である。   The map data acquired in S406 includes the shape of the road, the position of the white line, the position of the roadside object, the position of the roadside sign, the position of the road surface display, and the like. The shape of the road is the curvature of the road, the gradient of the road, and the like. Roadside objects are objects such as curbs and guardrails.

Ｓ４０８において位置精度部３８は、Ｓ４０４で優先度設定部３６が設定した優先度の高い精度に対応する位置情報を高精度に検出するために適切なセンサを図１１から選択する。   In S408, the position accuracy unit 38 selects an appropriate sensor from FIG. 11 to detect the position information corresponding to the high priority accuracy set by the priority setting unit 36 in S404 with high accuracy.

例えば、位置情報の精度として、車線における車両の横位置精度または方向精度の優先度が高い場合には、横位置または方向の精度を向上させるときの基準位置となる対象物として白線を検出することで、白線に対する車両の横方向の相対位置または白線に対する車両の方向を高精度に検出できる。   For example, if the priority of the lateral position accuracy or direction accuracy of the vehicle in the lane is high as the accuracy of the position information, a white line is detected as an object serving as a reference position for improving the lateral position or direction accuracy. Thus, the relative position in the lateral direction of the vehicle with respect to the white line or the direction of the vehicle with respect to the white line can be detected with high accuracy.

そして、白線を検出するセンサとして単眼のカメラとＬＩＤＡＲと合わせて使用すると、白線の認識率が高く、車両に対する白線の横方向の相対位置または白線に対して車両が向いている方向を高精度に検出できる。   When used in combination with a monocular camera and LIDAR as a sensor for detecting a white line, the white line recognition rate is high, and the horizontal position of the white line relative to the vehicle or the direction in which the vehicle is facing the white line is highly accurate. It can be detected.

位置情報の精度として、縦位置精度の優先度が高い場合には、縦位置精度を向上させるときの基準位置となる対象物として路面表示または路側標識を検出することで、路面表示または路側標識に対する車両の縦方向の相対位置を高精度に検出できる。   As the accuracy of the position information, when the priority of the vertical position accuracy is high, it is possible to detect the road surface display or the roadside sign as an object that becomes the reference position when improving the vertical position accuracy. The vertical relative position of the vehicle can be detected with high accuracy.

そして、路面表示または路側標識を検出するセンサとして単眼のカメラまたはＬＩＤＡＲを合わせて使用するか、あるいはステレオカメラを使用すると、路面表示または路側標識の認識率が高く、路面表示または路側標識に対する車両の縦方向の相対位置を高精度に検出できる。   When a monocular camera or LIDAR is used as a sensor for detecting road surface indications or roadside signs, or when a stereo camera is used, the recognition rate of the road surface indications or roadside signs is high, The relative position in the vertical direction can be detected with high accuracy.

位置情報の精度として、走行する車線の判定精度の優先度が高い場合には、車線の判定精度を向上させるときの基準位置となる対象物として、縁石、ガードレール等の路側物を検出することで、路側物と車両との距離を高精度に検出できる。   By detecting the roadside objects such as curbstones and guardrails as the reference position when improving the lane determination accuracy when the priority of the lane determination accuracy is high as the accuracy of the position information The distance between the roadside object and the vehicle can be detected with high accuracy.

そして、路側物を検出するセンサとしてＬＩＤＡＲを使用すると、路側物の認識率が高く、路側物と車両との距離を高精度に検出できる。路側物と車両との距離が分かれば、地図データで示される路側物と各車線を区画する白線との位置から、車両が走行している車線を高精度に判定できる。ＬＩＤＡＲに代えてステレオカメラを使用してもよい。   And if LIDAR is used as a sensor for detecting a roadside object, the recognition rate of the roadside object is high, and the distance between the roadside object and the vehicle can be detected with high accuracy. If the distance between the roadside object and the vehicle is known, the lane in which the vehicle is traveling can be determined with high accuracy from the position of the roadside object indicated by the map data and the white line that divides each lane. A stereo camera may be used instead of LIDAR.

Ｓ４１０において位置精度部３８は、優先度が高い位置情報の精度を向上させるための基準位置となる対象物の位置情報を、Ｓ４０８で選択したセンサから取得する。
Ｓ４１２において位置推定部４０は、Ｓ４０６で取得した地図データ上の前述した対象物の位置と、Ｓ４１０で位置精度部３８がセンサから取得した対象物に対する車両の位置とから、Ｓ４００で測位衛星から取得した測位位置を補正し、車両の位置を推定する。位置推定部４０は、図３で示される各走行パターンにおいて、精度に対する優先度が低く補正の対象とならなかった位置情報については補正しない。 In S410, the position accuracy unit 38 acquires the position information of the object serving as the reference position for improving the accuracy of the position information with high priority from the sensor selected in S408.
In S412, the position estimation unit 40 acquires from the positioning satellite in S400 from the position of the object on the map data acquired in S406 and the position of the vehicle with respect to the object acquired by the position accuracy unit 38 from the sensor in S410. The measured position is corrected and the position of the vehicle is estimated. The position estimation unit 40 does not correct position information that has a low priority for accuracy and is not a correction target in each traveling pattern shown in FIG. 3.

例えば、図１２に示すように、車両１００が車線に沿って走行する場合、横位置精度の優先度が高いので、高精度に車両の横位置を推定する必要がある。
ここで、衛星測位装置１４から取得する車両１００の測位位置に対し、カメラ１０が撮像する画像データから算出した車両１００に対する左右の白線２６０、２６２の相対位置が点線に示す位置になっているものとする。 For example, as shown in FIG. 12, when the vehicle 100 travels along a lane, the lateral position accuracy has a high priority, and therefore it is necessary to estimate the lateral position of the vehicle with high accuracy.
Here, relative to the positioning position of the vehicle 100 acquired from the satellite positioning device 14, the relative positions of the left and right white lines 260 and 262 with respect to the vehicle 100 calculated from the image data captured by the camera 10 are positions indicated by dotted lines. And

一方、地図データからから取得する左右の白線２７０、２７２の位置が実線で示す位置になっている場合、同じ白線でありながら、白線２６０、２６２と白線２７０、２７２とで横方向の位置がずれていることになる。   On the other hand, when the positions of the left and right white lines 270 and 272 acquired from the map data are the positions indicated by the solid lines, the white lines 260 and 262 and the white lines 270 and 272 are displaced in the horizontal direction even though they are the same white line. Will be.

地図データから取得する左右の白線２７０、２７２の位置と、カメラ１０が撮像する画像データから算出する車両１００に対する左右の白線の相対位置とは正確だと判断できる。したがって、白線２６０、２６２と白線２７０、２７２とで横方向の位置がずれるのは、衛星測位装置１４から取得する車両１００の測位位置において、車両１００の横位置に誤差があるからだと判断できる。   It can be determined that the positions of the left and right white lines 270 and 272 acquired from the map data and the relative position of the left and right white lines with respect to the vehicle 100 calculated from the image data captured by the camera 10 are accurate. Therefore, it can be determined that the lateral positions of the white lines 260 and 262 and the white lines 270 and 272 are shifted because the lateral position of the vehicle 100 has an error in the positioning position of the vehicle 100 acquired from the satellite positioning device 14.

この場合、位置推定部４０は、カメラ１０が撮像する画像データから算出する左右の白線２７０、２７２に対する車両１００の相対位置と、地図データから取得する白線２７０、２７２の緯度、経度で示される位置とから、車両１００の横位置のずれΔｄを算出する。   In this case, the position estimation unit 40 indicates the relative position of the vehicle 100 with respect to the left and right white lines 270 and 272 calculated from the image data captured by the camera 10, and the position indicated by the latitude and longitude of the white lines 270 and 272 acquired from the map data. From this, the lateral position shift Δd of the vehicle 100 is calculated.

位置推定部４０は、このずれΔｄで衛星測位装置１４から取得する車両１００の横位置を補正して車両１０２の位置を推定する。
また、図１３に示すように、車両１００がカーブ２５０に進入する場合、縦位置精度の優先度が高いので、高精度に車両の縦位置を推定する必要がある。 The position estimation unit 40 estimates the position of the vehicle 102 by correcting the lateral position of the vehicle 100 acquired from the satellite positioning device 14 with this deviation Δd.
Further, as shown in FIG. 13, when the vehicle 100 enters the curve 250, the vertical position accuracy has a high priority, and therefore it is necessary to estimate the vertical position of the vehicle with high accuracy.

ここで、衛星測位装置１４から取得する車両１００の測位位置に対し、カメラ１０が撮像する画像データならびにＬＩＤＡＲ１２の送受信光から算出した車両１００に対する路側標識３００の相対位置が点線に示す位置になっているものとする。   Here, relative to the positioning position of the vehicle 100 acquired from the satellite positioning device 14, the relative position of the roadside sign 300 with respect to the vehicle 100 calculated from the image data captured by the camera 10 and the transmission / reception light of the LIDAR 12 is a position indicated by a dotted line. It shall be.

一方、地図データからから取得する路側標識３０２の位置が実線で示す位置になっている場合、同じ路側標識でありながら、路側標識３００と路側標識３０２とで縦方向の位置がずれていることになる。   On the other hand, when the position of the roadside sign 302 obtained from the map data is the position indicated by the solid line, the position in the vertical direction is shifted between the roadside sign 300 and the roadside sign 302 even though it is the same roadside sign. Become.

地図データから取得する路側標識３０２の位置と、カメラ１０が撮像する画像データならびにＬＩＤＡＲ１２の送受信光から算出した車両１００に対する路側標識３００の相対位置とは正確だと判断できる。したがって、路側標識３００と路側標識３０２とで縦方向の位置がずれるのは、衛星測位装置１４から取得する車両１００の測位位置において、車両１００の縦位置に誤差があるからだと判断できる。   It can be determined that the position of the roadside sign 302 acquired from the map data and the relative position of the roadside sign 300 with respect to the vehicle 100 calculated from the image data captured by the camera 10 and the transmitted and received light of the LIDAR 12 can be determined. Therefore, it can be determined that the vertical positions of the roadside sign 300 and the roadside sign 302 are shifted because there is an error in the vertical position of the vehicle 100 at the positioning position of the vehicle 100 acquired from the satellite positioning device 14.

この場合、位置推定部４０は、カメラ１０が撮像する画像データならびにＬＩＤＡＲ１２の送受信光から算出する路側標識３０２に対する車両１００の相対位置と、地図データから取得する路側標識３０２の緯度、経度で示される位置とから、車両１００の縦位置のずれΔｄを算出する。   In this case, the position estimation unit 40 is indicated by the relative position of the vehicle 100 with respect to the roadside sign 302 calculated from the image data captured by the camera 10 and the transmission / reception light of the LIDAR 12, and the latitude and longitude of the roadside sign 302 obtained from the map data. From the position, a vertical position shift Δd of the vehicle 100 is calculated.

位置推定部４０は、このずれΔｄで衛星測位装置１４から取得する車両１００の縦位置を補正して車両１０２の位置を推定する。
［３．効果］
以上説明した上記実施形態では、以下の効果を得ることができる。 The position estimation unit 40 estimates the position of the vehicle 102 by correcting the vertical position of the vehicle 100 acquired from the satellite positioning device 14 with this deviation Δd.
[3. effect]
In the embodiment described above, the following effects can be obtained.

（１）車両の位置を推定するときに、車両の位置に関する複数種類の位置情報の精度に対し、車両が走行する道路状況に基づいて要求される精度に応じた優先度を設定する。つまり、車両の位置に関する複数種類の位置情報の精度に対し、車両が走行する道路状況に基づいて要求される精度に差が生じることを考慮している。そして、精度に対する優先度を高く設定し精度を向上させた位置情報に基づいて前記車両の位置を推定する。   (1) When estimating the position of a vehicle, the priority according to the precision requested | required based on the road condition where a vehicle drive | works is set with respect to the precision of multiple types of positional information regarding the position of a vehicle. In other words, it takes into account that the accuracy required for a plurality of types of position information related to the position of the vehicle differs depending on the accuracy required based on the road conditions on which the vehicle travels. And the position of the said vehicle is estimated based on the positional information which set the priority with respect to precision highly and improved the precision.

これにより、車両が走行する道路状況がどのようなものであっても、道路状況に基づいて優先度を高く設定し精度を向上させた位置情報に基づいて、車両の位置を高精度に推定することができる。   This makes it possible to estimate the position of the vehicle with high accuracy based on the position information in which the priority is set high and the accuracy is improved based on the road condition, regardless of the road situation where the vehicle is traveling. be able to.

（２）精度に対する優先度の高い位置情報を検出する精度の高いセンサを選択して位置情報を取得するので、車両の位置を高精度に推定できる。
（３）位置推定装置３０が高精度に推定した車両の位置に基づいて、走行支援装置５０は車両の位置を高精度に制御できる。 (2) Since the position information is acquired by selecting a highly accurate sensor that detects position information with high priority for accuracy, the position of the vehicle can be estimated with high accuracy.
(3) The driving support device 50 can control the position of the vehicle with high accuracy based on the position of the vehicle estimated by the position estimation device 30 with high accuracy.

以上説明した上記実施形態において、カメラ１０、ＬＩＤＡＲ１２がセンサに対応し、位置推定装置３０が位置推定装置に対応し、車両１００、１０２が車両に対応し、白線２０２、２０４、追い越し禁止線２２２、白線２６０、２６２、２７０、２７２、路側標識３００、３０２が対象物に対応する。   In the above-described embodiment, the camera 10 and the LIDAR 12 correspond to sensors, the position estimation device 30 corresponds to a position estimation device, the vehicles 100 and 102 correspond to vehicles, white lines 202 and 204, an overtaking prohibition line 222, White lines 260, 262, 270, 272 and roadside signs 300, 302 correspond to objects.

また、上記実施形態において、Ｓ４００が位置取得部３２としての処理に対応し、Ｓ４０２、Ｓ４０６が状況取得部３４としての処理に対応し、Ｓ４０４が優先度設定部３６としての処理に対応し、Ｓ４０８、Ｓ４１０が位置精度部３８としての処理に対応し、Ｓ４１２が位置推定部４０としての処理に対応する。   In the above embodiment, S400 corresponds to the processing as the position acquisition unit 32, S402 and S406 correspond to the processing as the status acquisition unit 34, S404 corresponds to the processing as the priority setting unit 36, and S408. , S410 corresponds to the processing as the position accuracy unit 38, and S412 corresponds to the processing as the position estimation unit 40.

［４．他の実施形態］
（１）上記実施形態では、精度に対する優先度の高い位置情報に応じて選択されたセンサから取得した車両に対する対象物の位置情報と、地図データで示される対象物の位置とに基づいて、測位衛星から取得した車両の測位位置を補正して車両の位置を推定した。これに対し、対象物の地図データで示される位置と、選択されたセンサが検出する車両に対する対象物の位置情報とに基づいて車両の位置を推定してもよい。 [4. Other Embodiments]
(1) In the above embodiment, positioning is performed based on the position information of the object relative to the vehicle acquired from the sensor selected according to the position information with high priority for accuracy, and the position of the object indicated by the map data. The position of the vehicle was estimated by correcting the positioning position of the vehicle obtained from the satellite. On the other hand, the position of the vehicle may be estimated based on the position indicated by the map data of the object and the position information of the object with respect to the vehicle detected by the selected sensor.

（２）上記実施形態では、車両が走行する道路状況として、例えばカーブの曲率、勾配等の道路状況を地図データから取得した。これに対し、車両に搭載されたカメラ１０、ＬＩＤＡＲ１２等のセンサから車両が走行する道路状況を取得してもよい。   (2) In the above embodiment, the road conditions such as the curvature of the curve and the gradient are acquired from the map data as the road conditions on which the vehicle travels. On the other hand, you may acquire the road condition where a vehicle drive | works from sensors, such as the camera 10 mounted in the vehicle and LIDAR12.

（３）ＬＩＤＡＲ１２に代えてミリ波レーダを使用しもよい。
（４）上記実施形態における一つの構成要素が有する複数の機能を複数の構成要素によって実現したり、一つの構成要素が有する一つの機能を複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を一つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される一つの機能を一つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。尚、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。 (3) A millimeter wave radar may be used instead of the LIDAR 12.
(4) A plurality of functions of one constituent element in the above embodiment may be realized by a plurality of constituent elements, or a single function of one constituent element may be realized by a plurality of constituent elements. In addition, a plurality of functions possessed by a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element, or a single function realized by a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment. In addition, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment. In addition, all the aspects included in the technical idea specified only by the wording described in the claims are embodiments of the present invention.

（５）上述した位置推定装置３０の他、当該位置推定装置３０を構成要素とする走行支援システム２、当該位置推定装置３０としてコンピュータを機能させるための位置推定プログラム、この位置推定プログラムを記録した記録媒体、位置推定方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。   (5) In addition to the position estimation device 30 described above, the driving support system 2 including the position estimation device 30 as a constituent element, a position estimation program for causing a computer to function as the position estimation device 30, and the position estimation program are recorded. The present invention can also be realized in various forms such as a recording medium and a position estimation method.

２：走行支援システム、１０：カメラ（センサ）、１２：ＬＩＤＡＲ（センサ）、３０：位置推定装置、３２：位置取得部、３４：状況取得部、３６：優先度設定部、３８：位置精度部、４０：位置推定部、５０：走行支援装置、１００、１０２：車両、２０２、２０４、２６０、２６２、２７０、２７２：白線（対象物）、２２２：追い越し禁止線（対象物）、３００、３０２：路側標識（対象物） 2: driving support system, 10: camera (sensor), 12: LIDAR (sensor), 30: position estimation device, 32: position acquisition unit, 34: status acquisition unit, 36: priority setting unit, 38: position accuracy unit , 40: position estimation unit, 50: driving support device, 100, 102: vehicle, 202, 204, 260, 262, 270, 272: white line (object), 222: overtaking prohibition line (object), 300, 302 : Roadside sign (object)

Claims (7)

車両（１００、１０２）が走行する道路状況を取得するように構成された状況取得部（３４、Ｓ４０２、Ｓ４０６）と、
前記車両の位置に関する複数種類の位置情報の精度に対し、前記状況取得部が取得する前記道路状況に基づいて要求される精度に応じた優先度を設定するように構成された優先度設定部（３６、Ｓ４０４）と、
前記優先度設定が設定する前記優先度が他の前記位置情報の精度よりも高い少なくとも一つの前記位置情報の精度を向上させるように構成された位置精度部（３８、Ｓ４０８、Ｓ４１０）と、
前記位置精度部が精度を向上させた前記位置情報に基づいて前記車両の位置を推定するように構成された位置推定部（４０、Ｓ４１２）と、
を備える位置推定装置（３０）。 A situation acquisition unit (34, S402, S406) configured to acquire a road situation in which the vehicle (100, 102) travels;
A priority setting unit configured to set a priority according to the accuracy required based on the road situation acquired by the situation acquisition unit with respect to the accuracy of a plurality of types of position information related to the position of the vehicle ( 36, S404),
A position accuracy unit (38, S408, S410) configured to improve the accuracy of at least one of the position information in which the priority set by the priority setting is higher than the accuracy of the other position information;
A position estimation unit (40, S412) configured to estimate the position of the vehicle based on the position information whose accuracy has been improved by the position accuracy unit;
A position estimation device (30) comprising: 請求項１に記載の位置推定装置において、
前記位置精度部は、前記優先度が他の前記位置情報の精度よりも高い少なくとも一つの前記位置情報の精度を向上させるための基準位置となる前記車両の周囲の対象物（２０２、２０４、２２２、２６０、２６２、２７０、２７２、３００、３０２）を選択する、
位置推定装置。 The position estimation apparatus according to claim 1,
The position accuracy unit includes objects (202, 204, 222) around the vehicle that serve as a reference position for improving the accuracy of at least one of the position information whose priority is higher than the accuracy of the other position information. , 260, 262, 270, 272, 300, 302),
Position estimation device. 請求項２に記載の位置推定装置において、
前記位置精度部（Ｓ４０８）は、前記車両に搭載された複数種類のセンサ（１０、１２）から、前記対象物を検出する精度が他のセンサよりも高いセンサを選択する、
位置推定装置。 The position estimation device according to claim 2,
The position accuracy unit (S408) selects a sensor having higher accuracy for detecting the object than other sensors from a plurality of types of sensors (10, 12) mounted on the vehicle.
Position estimation device. 請求項３に記載の位置推定装置において、
前記位置精度部（Ｓ４１０）は、前記優先度が他の前記位置情報の精度よりも高い少なくとも一つの前記位置情報の精度を、地図データで示される前記対象物の位置と、選択した前記センサが検出する前記対象物に対する前記車両の相対位置とに基づいて向上させる、
位置推定装置。 The position estimation apparatus according to claim 3,
The position accuracy unit (S410) determines the accuracy of at least one of the position information whose priority is higher than the accuracy of the other position information, the position of the object indicated by map data, and the selected sensor. Improving based on the relative position of the vehicle to the object to be detected;
Position estimation device. 請求項１から４のいずれか一項に記載の位置推定装置において、
測位衛星の測位信号により測位される前記車両の測位位置を取得するように構成された位置取得部（３２、Ｓ４００）をさらに備え、
前記位置推定部は、前記位置精度部が精度を向上させた前記位置情報に基づいて前記位置取得部が取得する前記測位位置を補正して前記車両の位置を推定する、
位置推定装置。 In the position estimation device according to any one of claims 1 to 4,
A position acquisition unit (32, S400) configured to acquire a positioning position of the vehicle that is positioned by a positioning signal of a positioning satellite;
The position estimation unit estimates the position of the vehicle by correcting the positioning position acquired by the position acquisition unit based on the position information improved by the position accuracy unit.
Position estimation device. 請求項１から５のいずれか一項に記載の位置推定装置において、
前記複数種類の位置情報の精度は、少なくとも前記車両の走行方向の位置精度と前記走行方向に対する前記車両の左右の横方向の位置精度とを含む、
位置推定装置。 In the position estimation apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The accuracy of the plurality of types of position information includes at least the positional accuracy in the traveling direction of the vehicle and the lateral positional accuracy of the vehicle in the lateral direction with respect to the traveling direction.
Position estimation device. 請求項１から６のいずれか一項に記載の位置推定装置において、
前記状況取得部は、前記道路状況として前記車両が走行する道路の形状を取得する、
位置推定装置。 In the position estimation device according to any one of claims 1 to 6,
The situation acquisition unit acquires a shape of a road on which the vehicle travels as the road situation.
Position estimation device.
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