JP2020034441A - 自車位置推定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この自車位置推定装置によれば、位置用カルマンフィルタを用いることなく、観測位置と予測位置との割合から自車位置を推定する場合と比べて、自車位置の推定精度の向上を図ることができる。また、この場合にはゲインの変更により容易に予測位置の重み付けを変更することができる。
この自車位置推定装置によれば、位置用カルマンフィルタを用いることなく、観測位置と予測位置との割合から自車位置を推定する場合と比べて、自車位置の推定精度の向上を図ることができる。また、この場合にはゲインの変更により容易に予測位置の重み付けを変更することができる。
この自車位置推定装置によれば、方位角用カルマンフィルタを用いることなく、観測方位角と予測方位角との割合から自車位置の方位角を推定する場合と比べて、自車位置の方位角の推定精度の向上を図ることができる。また、この場合には方位角ゲインの変更により容易に予測方位角の重み付けを変更することができる。
図1に示す第1実施形態に係る自車位置推定装置100は、乗用車などの車両に搭載され、車両(自車両)の地図上の位置である自車位置の推定を行う装置である。車両の地図上の位置の基準は特に限定されず、予め決められた車両の中心位置を基準としてもよく、車両の重心位置を基準としてもよい。
図1に示すように、自車位置推定装置100は、システムを統括的に管理するECU[Electronic Control Unit]10を備えている。ECU10は、CPU[CentralProcessing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]などを有する電子制御ユニットである。ECU10では、例えば、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、RAMにロードされたプログラムをCPUで実行することにより各種の機能を実現する。ECU10は、複数の電子ユニットから構成されていてもよい。
xup=xpre+K(z−H・xpre)・・・(1)
式(1)において、xupは更新後の状態推定値(n行1列)、xpreは予想推定値(n行1列)、Kはカルマンゲイン行列(n行n列)、zは観測値(n行1列)、Hは観測行列(n行n列)である。位置カルマンフィルタにおいて、xupは現在の自車位置Mz、xpreは予測位置M1、zは観測位置M2に対応する。
K=Ppre・Ht(H・Ppre・Ht+R)−1・・・(2)
Ppreは予測共分散行列(n行n列)、Htは観測行列の転置行列(n行n列)、Rは観測ノイズ行列である。この観測ノイズ行列の対角成分の値を小さくすることで、自車位置推定における観測値(観測位置M2)の重みを大きくすることができる。また、予測共分散行列は下記の式(3)で表わすことができる。
Ppre=Φ・Pup・Φt+Q・・・(3)
Ppreは現在の予測共分散行列(n行n列)、Pupは前回の更新後の共分散行列(n行n列)、Φは状態遷移行列(n行n列)、Φtは状態遷移行列の転置行列(n行n列)、Qはシステムノイズ行列(n行n列)である。このシステムノイズ行列の対角成分の値を小さくすることで、自車位置推定における予想推定値(予測位置M1)の重みを大きくすることができる。
続いて、第1実施形態に係る自車位置推定装置100の処理について図面を参照して説明する。
以上説明した第1実施形態に係る自車位置推定装置100によれば、区画線の擦れなどの物標の状態や誤検出などによる観測位置M2のズレの影響から自車位置の推定結果のふらつきが生じているときには、内部センサ3の検出結果から演算された予測位置M1に近い自車位置Mzを推定するように予測位置M1の重み付けを重くするので、予測位置M1と観測位置M2とを固定した割合で自車位置推定に用いる場合と比べて、自車位置の推定結果のふらつきが続くことを抑制することができる。
続いて、第2実施形態に係る自車位置推定装置について説明する。図5は、第2実施形態に係る自車位置推定装置を示すブロック図である。図5に示す自車位置推定装置200は、第1実施形態と比べて、観測方位角及び予測方位角を用いて自車位置Mzの方位角を推定する点が主に異なっている。観測方位角及び予測方位角について詳細は後述する。方位角は地図に対して決められ、例えば北を基準として右周りに正の角度で表わすことができる。なお、方位角は、車両の走行する地図上の道路に対して決められ、道路の延在方向を基準として右周りに正の角度として表わしてもよい。
以下、第2実施形態に係る自車位置推定装置200の構成について説明する。第1実施形態と同様又は相当する構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
続いて、第2実施形態に係る自車位置推定装置200の処理について図面を参照して説明する。
以上説明した第1実施形態に係る自車位置推定装置200によれば、区画線の擦れなどの物標の状態や誤検出などによる観測位置M2及び観測方位角のズレの影響から自車位置の推定結果のふらつきが生じているときには、内部センサ3の検出結果から演算された予測位置M1に近い自車位置Mzを推定するように予測位置M1の重み付けを重くするので、予測位置M1と観測位置M2とを固定した割合で自車位置推定に用いる場合と比べて、自車位置の推定結果のふらつきが続くことを抑制することができる。また、自車位置推定装置200によれば、自車位置の推定結果のふらつきが生じているときには、予測方位角に近い方位角を推定するように予測方位角の重み付けを重くするので、観測方位角と予測方位角とを固定した割合で自車位置Mzの方位角の推定に用いる場合と比べて、自車位置Mzの方位角のふらつきが続くことを抑制することができる。
Claims (5)
- 車両の地図上の位置である自車位置を推定する自車位置推定装置であって、
前記車両の外部センサの検出結果に基づいて、前記車両の周囲の物標を認識する物標認識部と、
前記物標の地図上の位置情報を含む物標情報を記憶する物標データベースと、
前記物標認識部による前記物標の認識結果と前記物標情報とに基づいて、前記車両の地図上の観測位置を推定する観測位置推定部と、
前記車両の内部センサの検出結果に基づいて、過去の前記自車位置の推定結果から前記車両の地図上の予測位置を演算する予測位置演算部と、
前記観測位置及び前記予測位置に基づいて、前記自車位置を推定する自車位置推定部と、
前記自車位置の変動に基づいて、前記自車位置の推定結果のふらつきが生じているか否かを判定するふらつき判定部と、
を備え、
前記自車位置推定部は、前記ふらつき判定部により前記自車位置の推定結果のふらつきが生じていると判定された場合、前記予測位置に近い前記自車位置を推定するように前記自車位置の推定における前記予測位置の重み付けを重くする、自車位置推定装置。 - 前記自車位置推定部は、位置用カルマンフィルタを用いて前記観測位置及び前記予測位置から前記自車位置を推定し、前記位置用カルマンフィルタのゲインを変更することで前記予測位置の重み付けを変更する、請求項1に記載の自車位置推定装置。
- 車両の地図上の位置である自車位置及び前記自車位置の方位角を推定する自車位置推定装置であって、
前記車両の外部センサの検出結果に基づいて前記車両の周囲の物標を認識する物標認識部と、
前記物標の地図上の位置情報を含む物標情報を記憶する物標データベースと、
前記物標認識部による前記物標の認識結果と前記物標情報とに基づいて、前記車両の地図上の観測位置及び前記車両の地図上の観測方位角を推定する観測位置推定部と、
前記車両の内部センサの検出結果に基づいて、過去の前記自車位置及び過去の前記自車位置の方位角の推定結果から前記車両の地図上の予測位置及び前記車両の地図上の予測方位角を演算する予測位置演算部と、
前記観測位置及び前記観測方位角と前記予測位置及び前記予測方位角とに基づいて、前記自車位置及び前記自車位置の方位角を推定する自車位置推定部と、
前記自車位置の変動又は前記自車位置の方位角の変動に基づいて、前記自車位置の推定結果のふらつきが生じているか否かを判定するふらつき判定部と、
を備え、
前記自車位置推定部は、前記ふらつき判定部により前記自車位置の推定結果のふらつきが生じていると判定された場合、前記予測位置に近い前記自車位置を推定するように前記自車位置の推定における前記予測位置の重み付けを重くすると共に前記予測方位角に近い前記自車位置の方位角を推定するように前記予測方位角の重み付けを重くする自車位置推定装置。 - 前記自車位置推定部は、位置用カルマンフィルタを用いて前記観測位置及び前記予測位置から前記自車位置を推定し、前記位置用カルマンフィルタのゲインを変更することで前記予測位置の重み付けを変更する、請求項3に記載の自車位置推定装置。
- 前記自車位置推定部は、方位角用カルマンフィルタを用いて前記観測方位角及び前記予測方位角から前記自車位置の方位角を推定し、前記方位角用カルマンフィルタの方位角ゲインを変更することで前記予測方位角の重み付けを変更する、請求項3又は4に記載の自車位置推定装置。
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