JP6658978B2 - 運転支援車両の位置誤差補正方法及び位置誤差補正装置 - Google Patents

Description

本開示は、運転支援走行中、自車位置と目標経路との間で生じる誤差を補正する運転支援車両の位置誤差補正方法及び位置誤差補正装置に関する。

従来、交差点を走行中、横断歩道の検出により交差点位置を算出する。そして、地図情報での交差点位置情報に基づいて算出された交差点位置が自車の自己位置を補正に適正な位置であると判定されると、自車の自己位置を補正する自車両位置補正装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１７４８７７号公報

しかしながら、従来装置にあっては、自車の自己位置補正を適用されるのが、横断歩道のある交差点に限られる、という問題があった。

本開示は、上記問題に着目してなされたもので、白線や横断歩道がない交差点であっても、交差点を右左折により通過した後の自車位置を車線内中央に近づけることを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示は、運転支援走行中、自車位置と目標経路との間で生じる誤差を補正するコントローラを備える。
この運転支援車両の位置誤差補正方法において、自車が走行する車線の車線境界を検出する。
検出した車線境界と地図上における目標経路との位置関係を比較することで目標経路の横補正量目標値を算出する。
横補正量目標値を得る目標経路の横移動速度を、自車の車両姿勢角である方角によって変化させることで横補正量を算出する。
目標経路を、横補正量の分だけ横方向に並行移動させることにより補正する。

上記のように、横補正量目標値を自車の車両姿勢角である方角によって変化させて横補正量を算出することで、白線や横断歩道がない交差点であっても、交差点を右左折により通過した後の自車位置を車線内中央に近づけることができる。

実施例１の位置誤差補正方法及び位置誤差補正装置が適用された自動運転制御システムを示す全体システム図である。 実施例１において車載センサのうち右側方認識カメラ及び左側方認識カメラを示す斜視図である。 実施例１において車載センサのうち車両前方の左右位置に設けられたライダーを示す斜視図である。 実施例１においてナビゲーション制御ユニットに有する目標経路補正器を示す全体ブロック図である。 図４に示す目標経路補正器のうち横補正量算出部を示す詳細ブロック図である。 図５に示す横補正量算出部のうちレートリミッタ部を示す詳細ブロック図である。 地図座標系と車両座標系と方角と地図座標系における横補正量の緯度方向成分及び軽度方向成分と車両座標系における横補正量の横方向成分及び縦方向成分を示す説明図である。 白線を有さない交差点で生成される目標経路TL1（補正前）・目標経路TL2（補正後、車両姿勢無視）・目標経路TL3（補正後、車両姿勢考慮）の比較を示す目標経路対比説明図である。 白線を有さない交差点での目標経路TL2（補正後、車両姿勢無視）と目標経路TL3（補正後、車両姿勢考慮）とで比較した横補正量変化特性と目標経路TL3（補正後、車両姿勢考慮）による車両姿勢角（方角）の変化特性を示すタイムチャートである。

以下、本開示による運転支援車両の位置誤差補正方法及び位置誤差補正装置を実現する最良の実施形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１における位置誤差補正方法及び位置誤差補正装置は、ナビゲーション制御ユニットにて生成される目標経路情報を用い、自動運転モードの選択により操舵/駆動/制動が自動制御される自動運転車両（運転支援車両の一例）に適用したものである。以下、実施例１の構成を、「全体システム構成」、「ナビゲーション制御ユニットの詳細構成」、「目標経路補正器の全体構成」、「横補正量算出部の詳細構成」、「レートリミッタ部の詳細構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、実施例１の位置誤差補正方法及び位置誤差補正装置が適用された自動運転制御システムを示す。図２は、車載センサのうち右側方認識カメラ及び左側方認識カメラを示し、図３は、車載センサのうち車両前方の左右位置に設けられたライダーを示す。以下、図１〜図３に基づいて全体システム構成を説明する。

自動運転制御システムは、図１に示すように、車載センサ１と、周囲環境認識ユニット２と、ナビゲーション制御ユニット３と、自動運転制御ユニット４と、アクチュエータ５と、を備えている。なお、周囲環境認識ユニット２、ナビゲーション制御ユニット３、自動運転制御ユニット４は、ＣＰＵなどの演算処理装置を備え、演算処理を実行するコンピュータである。

車載センサ１は、自動運転車両に搭載され、自車の周辺情報を取得するセンサである。前方認識カメラ１１と、後方認識カメラ１２と、右側方認識カメラ１３と、左側方認識カメラ１４と、ライダー１５と、レーダー１６と、を有する。なお、自車の周辺情報以外の自動運転制御に必要な情報を取得するセンサ類として、図外の車速センサやジャイロセンサやウインカースイッチなどを有する。

前方認識カメラ１１、後方認識カメラ１２、右側方認識カメラ１３、左側方認識カメラ１４を組み合わせて周囲認識カメラ（AVM：アラウンド・ビュー・モニター）が構成される。この周囲認識カメラでは、自車走行路上物体・自車走行路外物体（道路構造物、先行車、後続車、対向車、周囲車両、歩行者、自転車、二輪車）・自車走行路（道路白線、道路境界、停止線、横断歩道）・道路標識（制限速度）などが検知される。

右側方認識カメラ１３は、図２に示すように、右側ドアミラーに内蔵された魚眼カメラであり、右側白線横位置検出機能を有する。左側方認識カメラ１４は、図２に示すように、左側ドアミラーに内蔵された魚眼カメラであり、左側白線横位置検出機能を有する。
なお、右側白線横位置とは、自車Ａの車幅方向中心線CLの位置から右側白線WRの内端位置までの長さをいう。左側白線横位置とは、自車Ａの車幅方向中心線CLの位置から左側白線WLの内端位置までの長さをいう。なお、右側白線WRと左側白線WLは、左右の車線境界であり、右側白線横位置と左側白線横位置は、左右の車線境界検出結果とされる。

ライダー１５とレーダー１６は、自車の前端位置に、出力波の照射軸を車両前方に向けて配置され、反射波を受けることにより自車前方の物体の存在を検知すると共に、自車前方の物体までの距離を検知する。ライダー１５とレーダー１６という２種類の測距センサを組み合わせてライダー/レーダーが構成され、例えば、レーザーレーダー、ミリ波レーダー、超音波レーダー、レーザーレンジファインダーなどを用いることができる。このライダー１５とレーダー１６では、自車走行路上物体・自車走行路外物体（道路構造物、先行車、後続車、対向車、周囲車両、歩行者、自転車、二輪車）などの位置と物体までの距離を検知する。

ここで、ライダー１５は、図３に示すように、自車Ａの前端左右位置に右斜め下向きと左斜め下向きに首振り可能に設けられ、右側縁石横位置検出機能と左側縁石横位置検出機能とを有する。なお、右側縁石横位置とは、自車Ａの車幅方向中心線CLの位置から右側縁石ERの内端位置までの長さをいう。左側縁石横位置とは、自車Ａの車幅方向中心線CLの位置から左側縁石ELの内端位置までの長さをいう。なお、右側縁石ERと左側縁石ELは、左右の道路端であり、右側縁石横位置より所定距離内側位置と左側白線横位置より所定距離内側位置が、左右の車線境界検出結果とされる。

周囲環境認識ユニット２は、各認識カメラ１１，１２，１３，１４からの画像データとライダー/レーダー１５，１６から物体データとを入力する。この周囲環境認識ユニット２は、画像データと物体データのキャリブレーションデータを生成するキャリブレーション処理部２１と、キャリブレーションデータに基づいて物体認識処理を行う物体認識処理部２２と、を有する。

キャリブレーション処理部２１は、各認識カメラ１１，１２，１３，１４からの画像データのパラメータと、ライダー/レーダー１５，１６から物体データのパラメータとを推定し、パラメータを使用して画像データや物体データのキャリブレーションデータを生成して出力する。例えば、各認識カメラ１１，１２，１３，１４からの画像データの場合、パラメータを使用して光軸やレンズ歪みの補正などを行う。

物体認識処理部２２は、キャリブレーション処理部２１からのキャリブレーションデータを入力し、キャリブレーションデータに基づいて物体認識処理を行い、認識結果データを出力する。この物体認識処理部２２では、例えば、画像データと物体データとを比較処理し、画像データによる物体候補の位置に物体データにより物体が存在することが確認されると、物体の存在を認識すると共に物体が何であるかを認識する。

ナビゲーション制御ユニット３は、GNSSアンテナ３１からの自車位置情報を入力し、道路情報を含む地図データと衛星通信を利用したGPS（全地球測位システム）を組み合わせ、ルート検索により現在位置から目的地までの目標経路を生成する。そして、生成した目標経路を地図上に表示すると共に、目標経路情報を出力する。

ここで、「GNSS」は「Global Navigation Satellite System：全地球航法衛星システム」の略称であり、「GPS」は「Global Positioning System」の略称である。なお、ナビゲーション制御ユニット３の詳細構成については後述する。

自動運転制御ユニット４は、周囲環境認識ユニット２の物体認識処理部２２からの認識結果データと、ナビゲーション制御ユニット３からの目標経路情報を入力する。そして、入力情報に基づいて目標車速や目標加速度や目標減速度を生成する。さらに、生成された目標加速度により駆動制御指令値を演算し、演算結果を駆動アクチュエータ５１へ出力する。生成された目標減速度により制動制御指令値を演算し、演算結果を制動アクチュエータ５２へ出力する。入力された目標経路情報により舵角制御指令値を演算し、演算結果を舵角アクチュエータ５３へ出力する。

アクチュエータ５は、駆動アクチュエータ５１と、制動アクチュエータ５２と、舵角アクチュエータ５３と、を有する。

駆動アクチュエータ５１は、自動運転制御ユニット４から駆動制御指令値を入力し、駆動源駆動力を制御するアクチュエータである。つまり、エンジン車の場合は、エンジンアクチュエータを用いる。ハイブリッド車の場合は、エンジンアクチュエータとモータアクチュエータを用いる。電気自動車の場合、モータアクチュエータを用いる。

制動アクチュエータ５２は、自動運転制御ユニット４から制動制御指令値を入力し、ブレーキ制動力を制御するアクチュエータである。なお、制動アクチュエータ５２としては、油圧ブースタや電動ブースタなどを用いる。

舵角アクチュエータ５３は、自動運転制御ユニット４から舵角制御指令値を入力し、操舵輪の転舵角を制御するアクチュエータである。なお、舵角アクチュエータ５３としては、舵角制御モータなどを用いる。

［ナビゲーション制御ユニットの詳細構成］
目的地を設定し、最適な目標経路を演算し、自動運転用の目標経路を表示するナビゲーション制御ユニット３の詳細構成を、図１に基づいて説明する。

ナビゲーション制御ユニット３は、図１に示すように、GNSSアンテナ３１，３１と、位置情報処理部３２と、目的地設定部３３と、地図データ記憶部３４と、ルート検索処理部３５と、目標経路補正器３６と、表示デバイス３７と、を備えている。

GNSSアンテナ３１，３１は、自車の前後位置に取り付けることで、自車の車両姿勢角である方角情報を、その位置関係にて取得する。なお、GNSSアンテナ３１，３１による受信状況が悪化した際は、車載のジャイロセンサからのセンサ情報に基づいてヨーレート情報を取得し、取得したヨーレート情報を成分することで方角情報を補間する。

位置情報処理部３２は、GNSSアンテナ３１，３１から入力される衛星通信情報に基づいて、自車の停車位置や自車の走行位置の緯度・経度の検出処理を行う。位置情報処理部３２からの自車位置情報は、ルート検索処理部３５へ出力される。

目的地設定部３３は、ドライバによる表示デバイス３７の表示画面へのタッチパネル操作などにより、自車の目的地の入力設定を行う。目的地設定部３３からの目的地情報は、ルート検索処理部３５へ出力される。

地図データ記憶部３４は、緯度経度と地図情報が対応づけられた、いわゆる電子地図データの記憶部である。地図データには、各地点に対応づけられた道路情報を有し、道路情報は、ノードと、ノード間を接続するリンクにより定義される。道路情報は、道路の位置／領域により道路を特定する情報と、道路ごとの道路種別、道路ごとの道路幅、道路の形状情報とを含む。道路情報は、各道路リンクの識別情報ごとに、交差点の位置、交差点の進入方向、交差点の種別その他の交差点に関する情報を対応づけて記憶する。また、道路情報は、各道路リンクの識別情報ごとに、道路種別、道路幅、道路形状、直進の可否、進行の優先関係、追い越しの可否（隣接レーンへの進入の可否）、制限速度、その他の道路に関する情報を対応づけて記憶する。

ルート検索処理部３５は、位置情報処理部３２からの自車位置情報と、目的地設定部３３からの目的地情報と、地図データ記憶部３４からの道路地図情報（道路地図データ）と、を入力する。そして、道路地図情報に基づいてルートコスト計算などによって目標経路を生成する。なお、目標経路の生成は、GPSと地図を用いて生成しても良いが、GPSと地図を用いる代わりに、先行車が存在するとき、先行車の走行軌跡を目標経路としても良い。この場合、GPSの位置精度が低いとき、走行軌跡を目標経路として用いることで、後述する目標経路補正器３６での横並行移動量が小さくて済み、よりスムーズな車両挙動にすることができる。

目標経路補正器３６は、物体認識処理部２２からの認識結果データと、ルート検索処理部３５からの目標経路と、を入力する。目標経路以外に、白線横方向距離（左右）、静止物体横方向距離（左右）、縁石横方向距離（左右）、ドライバによる方向指示器（ウインカ）の使用状況、車線変更状況、車速などの情報を入力する。これらの入力情報に基づいて、自車が走行する車線の車線境界を検出する。そして、検出した車線境界と地図上における目標経路との位置関係を比較し、目標経路が車線境界に対して所定距離以内に存在する場合、或いは、目標経路が車線境界に対して自車とは反対側に存在する場合、目標経路を横方向の並行移動により補正する。

ここで、「所定距離」とは、自車が車線境界に近づいたとき、ドライバに対して不安感を与える距離をいい、例えば、自車の車幅方向中心線から車線境界までが2m程度（自車の側面から車線境界までが1m程度）の距離とする。なお、目標経路が車線境界に対して自車とは反対側に存在する場合には、自車との距離にかかわらず、目標経路を横方向の並行移動により補正する。

表示デバイス３７は、地図データ記憶部３４からの地図データ情報と、目標経路補正器３６からの目標経路情報を入力する。そして、表示画面に、地図と道路と目標経路と自車位置と目的地を表示する。つまり、表示デバイス３７は、自動運転による走行中、自車が地図上で何処を移動しているかなどの自車位置視覚情報を提供する。

［目標経路補正器の全体構成］
図４は、実施例１においてナビゲーション制御ユニット３（コントローラ）に有する目標経路補正器３６を示す。以下、図４に基づいて目標経路補正器３６の全体構成を説明する。

目標経路補正器３６は、自動運転による走行中、ナビゲーション情報を用いて検出した自車位置を地図情報に重ね合わせたとき、自車位置と目標経路との間で生じるナビゲーション誤差を、目標経路の横並行移動により補正する。この目標経路補正器３６は、図４に示すように、道路境界情報統合部３６１（車線境界検出部）と、横補正量算出部３６２と、横並行移動部３６３と、を有する。

道路境界情報統合部３６１は、白線横方向距離（左右）、静止物体横方向距離（左右）、縁石横方向距離（左右）、ドライバによる方向指示器（ウインカ）の使用状況、車線変更状況、車速などの情報を入力する。そして、自車Ａが走行する車線の車線境界を検出し、自車Ａと車線境界横方向距離（左右）を、横補正量算出部３６２へ出力する。

横補正量算出部３６２は、ルート検索処理部３５からの目標経路と、道路境界情報統合部３６１からの車線境界横方向距離（左右）と、ドライバによる方向指示器の使用状況、車線変更状況、車速、方角などの情報を入力する。そして、検出した車線境界と地図上における目標経路との位置関係を比較し、目標経路が車線境界に対して所定距離以内に存在する場合、或いは、目標経路が車線境界に対して自車Ａとは反対側に存在する場合、目標経路の横補正量を算出する。

横並行移動部３６３は、ルート検索処理部３５からの目標経路と、横補正量算出部３６２からの横補正量と、を入力する。そして、横補正量が算出されると、図４の右下の枠Ｂに示すように、目標経路を横補正量だけ横方向の並行移動により補正し、新しい目標経路を生成する。この目標経路の横並行移動補正により、自車Ａの進行方向と目標経路がずれているとき、自車Ａの進行方向と新しい目標経路との一致性が高められる。

［横補正量算出部３６２の詳細構成］
図５は、目標経路補正器３６のうち横補正量算出部３６２を示す。以下、図５に基づいて横補正量算出部３６２の詳細構成を説明する。

横補正量算出部３６２は、図５に示すように、横偏差算出部３６２ａと、位置関係理解部３６２ｂと、横補正量計算部３６２ｃと、変化レート最大値決定部３６２ｄと、レートリミッタ３６２ｅと、を有する。

横偏差算出部３６２ａは、ルート検索処理部３５からの目標経路を入力し、目標経路と自車の横偏差Y0を算出する。

位置関係理解部３６２ｂは、横偏差算出部３６２ａからの横偏差Y0と、道路境界情報統合部３６１からの車線境界横方向距離（左右）を入力する。そして、目標経路と車線端との位置関係の比較により、目標経路と車線境界との位置関係を理解（把握）する。このとき、目標経路が車線境界（左）に対して所定距離以内に存在する場合、或いは、目標経路が車線境界（左）に対して自車とは反対側に存在する場合、左境界検出状況（フラグ）を出力する。一方、目標経路が車線境界（右）に対して所定距離以内に存在する場合、或いは、目標経路が車線境界（右）に対して自車とは反対側に存在する場合、右境界検出状況（フラグ）を出力する。

横補正量計算部３６２ｃは、位置関係理解部３６２ｂからの左境界検出状況（フラグ）及び右境界検出状況（フラグ）と、道路境界情報統合部３６１からの車線境界横方向距離（左右）を入力する。そして、目標経路の位置と自車の位置が一致するように、目標経路の横補正量を計算し、計算結果を横補正量目標値として出力する。

変化レート最大値決定部３６２ｄは、ドライバによる方向指示器の使用状況と、車線変更状況と、車速と、左境界検出状況（フラグ）と、右境界検出状況（フラグ）とを入力する。そして、横補正量変化レート（目標経路の移動速度）の下限値と上限値を決定する。
つまり、変化レート最大値決定部３６２ｄは、目標経路を横方向の並行移動により補正する際、横方向に並行移動させる目標経路の移動速度（横補正量変化レート）を、所定速度に規定するだけではなく、状況に応じて可変に規定する機能を有する。

レートリミッタ部３６２ｅは、変化レート最大値決定部３６２ｄからの横補正量目標値と、変化レート最大値決定部３６２ｄからの横補正量変化レート下限値及び横補正量変化レート上限値と、方角とを入力する。そして、横補正量目標値に対して横補正量変化レート（目標経路の横並行移動速度）により制限を加えて横補正量とする。

変化レート最大値決定部３６２ｄは、低車速時変化抑制部362d1と、第１レート切替部362d2と、第２レート切替部362d3と、第３レート切替部362d4と、第４レート切替部362d5と、第１レート積算部362d6と、第２レート積算部362d7と、を有する。

低車速時変化抑制部362d1は、車速を入力し、自車の車速が低下すると、車速低下に応じて目標経路の移動速度を小さくするように車速対応変化レートを決める。そして、自車が停車すると、車速対応変化レートをゼロにする。

第１レート切替部362d2は、車線変更状況をトリガーとして、車線変更のない通常走行シーンのとき、車速対応変化レートを選択し、車線変更状況が入力されると、変化レートをゼロに切り替える。

第２レート切替部362d3は、ドライバによる方向指示器使用状況をトリガーとし、方向指示器不使用のとき、第１レート切替部362d2からの変化レートに切り替え、方向指示器使用状況が入力されると変化レート＝∞に切り替える。

第３レート切替部362d4は、右境界検出状況（フラグ）をトリガーとし、レート大（固定値）とレート小（固定値）を切り替える。

第４レート切替部362d5は、左境界検出状況（フラグ）をトリガーとし、レート大（固定値）とレート小（固定値）を切り替える。

第１レート積算部362d6は、第２レート切替部362d3からの変化レートと、第３レート切替部362d4からの変化レートを入力し、両変化レートの積算により横補正量変化レート上限値を算出する。

第２レート積算部362d7は、第２レート切替部362d3からの変化レートと、第４レート切替部362d5からの変化レートを入力し、両変化レートの積算により横補正量変化レート上限値を算出する。

この変化レート最大値決定部３６２ｄでは、下記に列挙するように、目標経路を横並行移動による補正するときの移動速度（変化レート）を制御する。

(a) 目標経路を横方向に並行移動させるとき、自車が車線変更すると、車線変更中、目標経路の移動速度をゼロとし、並行移動量を保持する（第１レート切替部362d2）。

(b) 目標経路を横方向に並行移動させるとき、自車の車速が低下すると、車速低下に応じて目標経路の移動速度を小さくする（低車速時変化抑制部362d1）。

(c) 目標経路を横方向に並行移動させるとき、自車が停車すると、目標経路の移動速度をゼロとし、並行移動量を保持する（低車速時変化抑制部362d1）。

(d) 目標経路を横方向に並行移動させるとき、自車の近くに左右車線端を検出しないと、左右への目標経路の移動速度を遅くする（第３，第４レート切替部362d4,362d5）。

(e) 目標経路を横方向に並行移動させるとき、左側のみ自車の近くに車線端を検出すると、左への目標経路の移動速度を遅くし、右への目標経路の移動速度を速くする（第３，第４レート切替部362d4,362d5）。

(f) 目標経路を横方向に並行移動させるとき、右側のみ自車の近くに車線端を検出すると、左への目標経路の移動速度を速くし、右への目標経路の移動速度を遅くする（第３，第４レート切替部362d4,362d5）。

(g) 目標経路を横方向に並行移動させるとき、自車の近くに左右車線端を検出すると、左右への目標経路の移動速度を速くする（第３，第４レート切替部362d4,362d5）。

［レートリミッタ部の詳細構成］
図６は、図５に示す横補正量算出部３６２のうちレートリミッタ部３６２ｅを示し、図７は、レートリミッタ部３６２ｅを説明するのに必要な地図座標系と車両座標系と方角などを示す。以下、図６及び図７に基づいて、レートリミッタ部３６２ｅの詳細構成を説明する。

レートリミッタ部３６２ｅは、図６に示すように、レートリミッタ362e1と、回転変換部362e2と、X方向補正量読み出し部362e3と、Y方向補正量読み出し部362e4と、回転逆変換部362e5と、縦補正量減少部362e6と、を有する。

レートリミッタ362e1は、横補正量変化レート上限値と、横補正量変化レート下限値と、AVM等で算出した横補正量目標値と、回転逆変換部362e5からの方角による横補正量と、を入力する。そして、横補正量目標値を、変化レート上限値と変化レート下限値と方角による横補正量とによって制限することで、最終的な横補正量を出力する。

回転変換部362e2は、方角と、レートリミッタ362e1からの横補正量と、縦補正量減少部362e6からの縦補正量（横補正量の縦方向成分）と、を入力する。そして、レートリミッタ362e1からの車両座標系による横補正量を、図７に示すように、方角を用いて地図座標系に回転変換し、地図座標系でのX方向補正量（横補正量の経度方向成分）とY方向補正量（横補正量の緯度方向成分）を出力する。

X方向補正量読み出し部362e3は、回転変換部362e2から地図座標系でのX方向補正量（横補正量の経度方向成分）を入力する。そして、１ステップ前のX方向補正量（横補正量の経度方向成分）を読み出す。

Y方向補正量読み出し部362e4は、回転変換部362e2から地図座標系でのY方向補正量（横補正量の緯度方向成分）を入力する。そして、１ステップ前のY方向補正量（横補正量の緯度方向成分）を読み出す。

回転逆変換部362e5は、方角と、１ステップ前のX方向補正量（横補正量の経度方向成分）と、１ステップ前のY方向補正量（横補正量の緯度方向成分）と、を入力する。そして、地図座標系による横補正量を、方角を用いて車両座標系に回転逆変換し、車両座標系での横補正量（車両座標系での横方向成分）と縦補正量（車両座標系での縦方向成分）を出力する。

縦補正量減少部362e6は、回転逆変換部362e5から縦補正量（車両座標系での縦方向成分）を入力し、１未満の減少係数により徐々に減少させた縦補正量を回転変換部362e2に出力する。

次に、作用を説明する。
実施例１の作用を、「比較例での位置誤差補正作用」、「実施例１での位置誤差補正作用」に分けて説明する。

［比較例での位置誤差補正作用］
図８は、白線を有さない交差点で生成される目標経路TL1（補正前）・目標経路TL2（補正後、車両姿勢無視）の比較を示す。図９は、白線を有さない交差点での目標経路TL2（補正後、車両姿勢無視）と目標経路TL3（補正後、車両姿勢考慮）とで比較した横補正量変化特性を示す。以下、図８及び図９に基づいて比較例での位置誤差補正作用を説明する。

まず、比較例は、補正前の目標経路TL1に対し、横移動補正を行うが方角を入力情報に含まず車両姿勢を無視したものとする。

GPS位置ずれは、短時間に限れば地図座標系で見た際にどちらかの方角に一定値だけずれている。しかし、これを補正しようとする場合、自車の進行方向の法線成分は各種センサより補正可能であるが、進行方向は情報が乏しいため難しい。
これに対し、比較例のように、法線方向成分のみを取扱い（横補正量と呼ぶ）、道路境界情報より更新を行うことも考えられる。しかし、交差点で右左折を行う際、交差点内では通常白線が無いため、道路境界が得られず、進行方向も変わってしまうため、正しい補正が行われない。

即ち、横移動補正を行うが方角を入力情報に含まず車両姿勢を無視した比較例の場合、図８に示すように、補正前の目標経路TL1に対し、補正後の目標経路TL2（補正後、車両姿勢無視）は、曲率変化部が大きくカーブ外側に膨らんだものになる。そして、交差点を抜けたときに自車Ａの位置が左右白線のセンターラインから外れたものになる。

このため、白線を有さない交差点では、図９の目標経路TL2（補正後、車両姿勢無視）の横補正量変化特性に示すように、時刻t1から方角が左折側に変化を開始したとき、交差点を抜けて直進走行に入るまでに時刻t1から時刻t3までの所要時間ΔT2を要する。

［実施例１での位置誤差補正作用］
図８は、白線を有さない交差点で生成される目標経路TL1（補正前）・目標経路TL2（補正後、車両姿勢無視）・目標経路TL3（補正後、車両姿勢考慮）の比較を示す。図９は、白線を有さない交差点での目標経路TL2（補正後、車両姿勢無視）と目標経路TL3（補正後、車両姿勢考慮）とで比較した横補正量変化特性と目標経路TL3（補正後、車両姿勢考慮）による車両姿勢角（方角）の変化特性を示す。以下、図６、図８及び図９に基づいて実施例１での位置誤差補正作用を説明する。

まず、レートリミッタ部３６２ｅにおける方角による横補正量の算出作用を説明する。レートリミッタ362e1において、横補正量変化レート上限値と、横補正量変化レート下限値と、AVM等で算出した横補正量目標値と、回転逆変換部362e5からの方角による横補正量と、が入力される。そして、横補正量目標値を、変化レート上限値と変化レート下限値と方角による横補正量とによって制限することで、最終的な横補正量が出力される。このとき、回転逆変換部362e5からの方角による横補正量は、下記の処理により得られる。

回転変換部362e2において、方角と、レートリミッタ362e1からの横補正量と、縦補正量減少部362e6からの縦補正量（横補正量の縦方向成分）と、が入力される。そして、レートリミッタ362e1からの車両座標系による横補正量が、方角を用いて地図座標系に回転変換され、地図座標系でのX方向補正量（横補正量の経度方向成分）とY方向補正量（横補正量の緯度方向成分）が出力される。

X方向補正量読み出し部362e3において、回転変換部362e2から地図座標系でのX方向補正量（横補正量の経度方向成分）が入力され、１ステップ前のX方向補正量（横補正量の経度方向成分）が読み出される。Y方向補正量読み出し部362e4において、回転変換部362e2から地図座標系でのY方向補正量（横補正量の緯度方向成分）が入力され、１ステップ前のY方向補正量（横補正量の緯度方向成分）が読み出される。

そして、回転逆変換部362e5において、方角と、１ステップ前のX方向補正量（横補正量の経度方向成分）と、１ステップ前のY方向補正量（横補正量の緯度方向成分）と、が入力される。そして、地図座標系による横補正量が、方角を用いて車両座標系に回転逆変換され、車両座標系での横補正量（車両座標系での横方向成分）と縦補正量（車両座標系での縦方向成分）が出力される。このとき、縦補正量減少部362e6において、回転逆変換部362e5から縦補正量（車両座標系での縦方向成分）が入力され、１未満の減少係数により徐々に減少させた縦補正量が回転変換部362e2に出力される。

このように、実施例１は、横補正量を、地図座標系でみた経度方向成分と緯度方向成分の両方により取り扱うものである。そして、目標経路の横移動速度を自車の方角によって変化させるとき、車両座標系による横補正量を方角により地図座標系に回転変換を行い、このとき、車両座標系の進行方向の法線方向成分である横方向成分のみを更新し、進行方向成分である縦方向成分は不変としている。その後、地図座標系を車両座標系に戻す逆回転変換を行う。さらに詳しくは、目標経路の横移動速度を自車の方角によって変化させるとき、ある制御ステップにおける横補正量が地図座標系であるX,Y座標系で記憶される。次のステップでX方向成分とY方向成分が読み出され、そのステップにおける車両姿勢角（方角）分だけ逆回転変換することで車両座標系における縦横成分に変換される。そして、新しく車線境界検出結果を用いて得られた横補正量目標値と比較され、そのステップにおける最終的な横補正量が算出される。そして、再度、車両姿勢角（方角）分だけ回転変換してX,Y座標系での横補正量が算出される。この処理が繰り返される。

したがって、横移動補正を行うが方角を入力情報に含み、車両姿勢を考慮した実施例１の場合、図８に示すように、補正前の目標経路TL1に対し、補正後の目標経路TL3（補正後、車両姿勢考慮）は、曲率変化部がカーブ外側に膨らむのが抑えられる。そして、交差点を抜けたときに自車Ａの位置が左右白線のセンターラインのほぼ一致する。

このため、白線を有さない交差点では、図９の目標経路TL3（補正後、車両姿勢考慮）において矢印Ｃで囲まれた横補正量変化特性に示すように、横補正量の低下勾配が大きくなり、横並行移動速度が高くなる。この結果、時刻t1から方角が左折側に変化を開始したとき、交差点を抜けて直進走行に入るまでに時刻t1から時刻t2までの所要時間ΔT１（＜ΔT2）に短縮される。

次に、効果を説明する。
実施例１における自動運転車両の位置誤差補正方法及び位置誤差補正装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

(1) 運転支援走行中（自動運転走行中）、自車位置と目標経路との間で生じる誤差を補正するコントローラ（ナビゲーション制御ユニット３）を備える。
この運転支援車両（自動運転車両）の位置誤差補正方法において、自車が走行する車線の車線境界を検出する。
検出した車線境界と地図上における目標経路との位置関係を比較することで目標経路の横補正量目標値を算出する。
横補正量目標値を得る目標経路の横移動速度を、自車の車両姿勢角である方角によって変化させることで横補正量を算出する。
目標経路を、横補正量の分だけ横方向に並行移動させることにより補正する（図８）。
このため、白線や横断歩道がない交差点であっても、交差点を右左折により通過した後の自車位置を車線内中央に近づける運転支援車両（自動運転車両）の位置誤差補正方法を提供することができる。

(2) 横補正量を、地図座標系でみた経度方向成分と緯度方向成分の両方により取り扱うものである。
目標経路の横移動速度を自車の方角によって変化させるとき、車両座標系による横補正量を方角により地図座標系に回転変換を行い、このとき、車両座標系の進行方向の法線方向成分である横方向成分のみを更新し、進行方向成分である縦方向成分は不変とする。
その後、地図座標系を車両座標系に戻す逆回転変換を行う（図６）。
このため、(1)の効果に加え、地図座標系上にて横補正量を値だけでなく方向をもったベクトル値として扱うことで、交差点以外のＳ字カーブ路走行など、より複雑な姿勢変化に対しても対処することができる。

(3) 目標経路の横移動速度を自車の方角によって変化させるとき、ある制御ステップにおける横補正量を地図座標系であるX,Y座標系で記憶し、次のステップでX方向成分とY方向成分を読み出し、そのステップにおける車両姿勢角（方角）分だけ逆回転変換して車両座標系における縦横成分に変換し、新しく車線境界検出結果を用いて得られた横補正量目標値と比較し、そのステップにおける最終的な横補正量を算出し、再度、車両姿勢角（方角）分だけ回転変換してX,Y座標系での横補正量を算出する（図６）。
このため、(2)の効果に加え、時間の経過と共に方角が変化するカーブ路での走行において繰り返し算出処理が実行されることにより、カーブ路で応答性の良い車両姿勢角の変化を達成することができる。

(4) 縦方向成分は、時間の経過にしたがって徐々に減少させる（図６）。
このため、(2)又は(3)の効果に加え、原則として保持している横補正量の縦方向成分を減少させていくことで、時間の経過と共に目標経路情報の縦方向のズレ量が拡大するのを抑えることができる。即ち、縦方向は車線境界（白線）の情報だけでは補正が難しく、かつ、長い時間経過してしまった場合、目標経路の縦方向ズレ量に変化があらわれる。

(5) 自車の車両姿勢角である方角情報は、２台のGNSSアンテナ３１，３１を自車に取り付けることで、その位置関係にて取得する。
GNSSアンテナ３１，３１による受信状況が悪化した際は、車載のジャイロセンサからのセンサ情報に基づいてヨーレート情報を取得し、取得したヨーレート情報を成分することで方角情報を補間する（図１）。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、GPS受信状況が悪化した際にも、方角を用いた横並行移動による補正を継続することができる。

(6) 運転支援走行中（自動運転走行中）、自車位置と目標経路との間で生じる誤差を補正するコントローラ（ナビゲーション制御ユニット３）を備える。
この運転支援車両（自動運転車両）の位置誤差補正装置において、コントローラ（ナビゲーション制御ユニット３）は、目標経路を補正する目標経路補正器３６を有する。さらに、目標経路補正器３６は、車線境界検出部（道路境界情報統合部３６１）と、横補正量算出部３６２と、横並行移動部３６３と、を有する。
車線境界検出部（道路境界情報統合部３６１）は、自車が走行する車線の車線境界を検出する。
横補正量算出部３６２は、車線境界の検出結果と地図上における目標経路との位置関係を比較することで目標経路の横補正量目標値を算出し、横補正量目標値を得る目標経路の横移動速度を、自車の車両姿勢角である方角によって変化させることで横補正量を算出する。
横並行移動部３６３は、横補正量が算出されると、目標経路を横補正量の分だけ横方向に並行移動させることにより補正する（図４）。
このため、白線や横断歩道がない交差点であっても、交差点を右左折により通過した後の自車位置を車線内中央に近づける運転支援車両（自動運転車両）の位置誤差補正装置を提供することができる。

以上、本開示の運転支援車両の位置誤差補正方法及び位置誤差補正装置を実施例１に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、横補正量を算出し、横並行移動による目標経路の補正のみを行う例を示した。しかし、目標経路の横補正だけでなく、方角を用いることで横補正量の縦方向成分が取得されると、目標経路を、縦方向成分だけ縦方向に並行移動させて補正する縦補正を加えても良い。この縦補正を加えると、停止線までの距離等を地図情報からより正確に算出できるようになり、よりスムーズな停車ができるようになる。

実施例１では、自車の現在位置から目的地までの目標経路を生成するコントローラとして、ナビゲーション制御ユニット３を用いる例を示した。しかし、自車の現在位置から目的地までの目標経路を生成するコントローラとしては、自動運転制御ユニットとする例としても良い。さらに、目標経路生成機能を２つに分け、一部をナビゲーション制御ユニットで分担し、残りを自動運転制御ユニットで分担する例としても良い。

実施例１では、本開示の位置誤差補正方法及び位置誤差補正装置を自動運転モードの選択により操舵/駆動/制動が自動制御される自動運転車両に適用する例を示した。しかし、本開示の位置誤差補正方法及び位置誤差補正装置は、ドライバによる操舵運転/駆動運転/制動運転のうち、一部の運転を支援する運転支援車両であっても良い。要するに、ナビゲーションシステムによる位置誤差を補正することでドライバの運転支援をする車両であれば適用することができる。

Claims (6)

1. 運転支援走行中、自車位置と目標経路との間で生じる誤差を補正するコントローラを備える運転支援車両の位置誤差補正方法において、
   自車が走行する車線の車線境界を検出し、
   前記車線境界の検出結果と地図上における前記目標経路との位置関係を比較することで前記目標経路の横補正量目標値を算出し、
   前記横補正量目標値を得る前記目標経路の横移動速度を、自車の車両姿勢角である方角によって変化させることで横補正量を算出し、
   前記目標経路を、前記横補正量の分だけ横方向に並行移動させることにより補正する
   ことを特徴とする運転支援車両の位置誤差補正方法。
2. 請求項１に記載された運転支援車両の位置誤差補正方法において、
   前記横補正量を、地図座標系でみた経度方向成分と緯度方向成分の両方により取り扱うものであり、
   前記目標経路の横移動速度を自車の方角によって変化させるとき、車両座標系による横補正量を方角により地図座標系に回転変換を行い、このとき、車両座標系の進行方向の法線方向成分である横方向成分のみを更新し、進行方向成分である縦方向成分は不変とし、
   その後、地図座標系を車両座標系に戻す逆回転変換を行う
   ことを特徴とする運転支援車両の位置誤差補正方法。
3. 請求項２に記載された運転支援車両の位置誤差補正方法において、
   前記目標経路の横移動速度を自車の方角によって変化させるとき、ある制御ステップにおける横補正量を地図座標系であるX,Y座標系で記憶し、次のステップでX方向成分とY方向成分を読み出し、そのステップにおける車両姿勢角（方角）分だけ逆回転変換して車両座標系における縦横成分に変換し、新しく車線境界検出結果を用いて得られた横補正量目標値と比較し、そのステップにおける最終的な横補正量を算出し、再度、車両姿勢角（方角）分だけ回転変換してX,Y座標系での横補正量を算出する
   ことを特徴とする運転支援車両の位置誤差補正方法。
4. 請求項２又は３に記載された運転支援車両の位置誤差補正方法において、
   前記縦方向成分は、時間の経過にしたがって徐々に減少させる
   ことを特徴とする運転支援車両の位置誤差補正方法。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載された運転支援車両の位置誤差補正方法において、
   前記自車の車両姿勢角である方角情報は、２台のGNSSアンテナを自車に取り付けることで、その位置関係にて取得し、
   前記GNSSアンテナによる受信状況が悪化した際は、車載のジャイロセンサからのセンサ情報に基づいてヨーレート情報を取得し、取得したヨーレート情報を成分することで方角情報を補間する
   ことを特徴とする運転支援車両の位置誤差補正方法。
6. 運転支援走行中、自車位置と目標経路との間で生じる誤差を補正するコントローラを備える運転支援車両の位置誤差補正装置において、
   前記コントローラは、目標経路を補正する目標経路補正器を有し、
   前記目標経路補正器は、
   自車が走行する車線の車線境界を検出する車線境界検出部と、
   前記車線境界の検出結果と地図上における前記目標経路との位置関係を比較することで前記目標経路の横補正量目標値を算出し、横補正量目標値を得る前記目標経路の横移動速度を、自車の車両姿勢角である方角によって変化させることで横補正量を算出する横補正量算出部と、
   前記横補正量が算出されると、前記目標経路を前記横補正量の分だけ横方向に並行移動させることにより補正する横並行移動部と、
   を有することを特徴とする運転支援車両の位置誤差補正装置。

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