JP6806891B2

JP6806891B2 - 情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体

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Publication number: JP6806891B2
Application number: JP2019518874A
Authority: JP
Inventors: 岩井　智昭; 智昭岩井; 多史藤谷; 加藤　正浩; 正浩加藤
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2038-05-17
Also published as: JPWO2018212292A1; WO2018212292A1

Description

本発明は、位置を計測する技術に関する。

従来から、車両の周囲に設置される地物をレーダやカメラを用いて検出し、その検出結果に基づいて自車位置を校正する技術が知られている。例えば、特許文献１には、計測センサの出力と、予め地図上に登録された地物の位置情報とを照合させることで自己位置を推定する技術が開示されている。また、特許文献２には、カルマンフィルタを用いた自車位置推定技術が開示されている。

特開２０１３−２５７７４２号公報特開２０１７−７２４２２号公報

ライダなどの外界センサによる計測データから位置推定における基準となる地物（ランドマーク）の位置を計測する場合、自車周辺を走行する他車両や、道路端の樹木などによるオクルージョンのため、ランドマークの一部分のみしか計測できず正確なランドマーク位置が計測できない場合がある。この場合、そのまま誤ったランドマークの計測位置を利用して位置推定を行うと、誤った位置推定結果となってしまう。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、オクルージョンの可能性を好適に勘案してランドマークの計測位置に関する情報を出力することが可能な情報処理装置を提供することを主な目的とする。

請求項１に記載の発明は、情報処理装置であって、周囲の地物を計測する計測部の出力信号に基づき、前記地物の計測位置を取得する第１取得部と、地図情報に基づき、前記地物の予測位置を取得する第２取得部と、第１時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分と、第２時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分とに基づいて、前記計測位置の信頼度に関する情報を出力する出力部と、を備え、前記出力部は、第１方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第１方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第１方向における前記信頼度を判定し、前記第１方向と交わる第２方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第２方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第２方向における前記信頼度を判定する。

請求項４に記載の発明は、情報処理装置が実行する制御方法であって、周囲の地物を計測する計測部の出力信号に基づき、前記地物の計測位置を取得する第１取得工程と、地図情報に基づき、前記地物の予測位置を取得する第２取得工程と、第１時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分と、第２時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分とに基づいて、前記計測位置の信頼度に関する情報を出力する出力工程と、を有し、前記出力工程は、第１方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第１方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第１方向における前記信頼度を判定し、前記第１方向と交わる第２方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第２方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第２方向における前記信頼度を判定する。

請求項５に記載の発明は、コンピュータが実行するプログラムであって、周囲の地物を計測する計測部の出力信号に基づき、前記地物の計測位置を取得する第１取得部と、地図情報に基づき、前記地物の予測位置を取得する第２取得部と、第１時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分と、第２時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分とに基づいて、前記計測位置の信頼度に関する情報を出力する出力部として前記コンピュータを機能させ、前記出力部は、第１方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第１方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第１方向における前記信頼度を判定し、前記第１方向と交わる第２方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第２方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第２方向における前記信頼度を判定する。

運転支援システムの概略構成図である。車両の位置を２次元座標上に示した図である。車載機の機能的なブロック構成図を示す。オクルージョンの有無に応じたランドマーク計測位置を示す。オクルージョンが発生していないときの時系列でのランドマーク予測位置及びランドマーク計測位置を概略的に示した図である。オクルージョンが発生したときの時系列でのランドマーク予測位置及びランドマーク計測位置を概略的に示した図である。自車位置推定処理のフローチャートである。

本発明の好適な実施形態によれば、情報処理装置は、周囲の地物を計測する計測部の出力信号に基づき、前記地物の計測位置を取得する第１取得部と、地図情報に基づき、前記地物の予測位置を取得する第２取得部と、第１時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分と、第２時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分とに基づいて、前記計測位置の信頼度に関する情報を出力する出力部と、を備える。この態様により、情報処理装置は、オクルージョン発生の可能性を勘案し、地物の計測位置に対する信頼度の情報を好適に出力することができる。

上記情報処理装置の一態様では、前記出力部は、前記第１時刻における前記差分に対する前記第２時刻における前記差分の変化量が大きいほど、前記信頼度を低くする。一般に、計測対象の地物にオクルージョンが発生している場合、時間経過に伴ってオクルージョンの程度が変化するため、地物の予測位置と地物の計測位置との差分が変化する。よって、この態様により、情報処理装置は、地物の計測位置に対する信頼度を的確に判定することができる。

上記情報処理装置の他の一態様では、前記出力部は、第１方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第１方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第１方向における前記信頼度を判定し、第１方向と交わる第２方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第２方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第２方向における前記信頼度を判定する。この態様により、情報処理装置は、第１方向と第２方向のそれぞれでの地物の計測位置に関する信頼度を的確に判定及び出力することができる。

上記情報処理装置の他の一態様では、情報処理装置は、自己位置を予測する予測部と、現時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分に基づいて、前記自己位置を補正する補正部と、をさらに備え、前記補正部は、前記信頼度が低いほど、前記差分により前記自己位置を補正する利得を小さくする。この態様により、情報処理装置は、位置推定の基準となる地物の計測位置の信頼度に応じて自己位置を好適に補正し、オクルージョン発生時での位置推定精度の低下を好適に抑制することができる。

本発明の他の好適な実施形態によれば、情報処理装置が実行する制御方法であって、周囲の地物を計測する計測部の出力信号に基づき、前記地物の計測位置を取得する第１取得工程と、地図情報に基づき、前記地物の予測位置を取得する第２取得工程と、第１時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分と、第２時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分とに基づいて、前記計測位置の信頼度に関する情報を出力する出力工程と、を有する。情報処理装置は、この制御方法を実行することで、地物の計測位置に対する信頼度の情報を好適に出力することができる。

本発明の他の好適な実施形態によれば、コンピュータが実行するプログラムであって、周囲の地物を計測する計測部の出力信号に基づき、前記地物の計測位置を取得する第１取得部と、地図情報に基づき、前記地物の予測位置を取得する第２取得部と、第１時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分と、第２時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分とに基づいて、前記計測位置の信頼度に関する情報を出力する出力部として前記コンピュータを機能させる。コンピュータは、このプログラムを実行することで、地物の計測位置に対する信頼度の情報を好適に出力することができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。なお、任意の記号の上に「＾」または「−」が付された文字を、本明細書では便宜上、「Ａ^＾」または「Ａ⁻」（「Ａ」は任意の文字）と表す。

［概略構成］
図１は、本実施例に係る運転支援システムの概略構成図である。図１に示す運転支援システムは、車両に搭載され、車両の運転支援に関する制御を行う車載機１と、ライダ（Ｌｉｄａｒ：ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ、または、ＬａｓｅｒＩｌｌｕｍｉｎａｔｅｄＤｅｔｅｃｔｉｏｎＡｎｄＲａｎｇｉｎｇ）２などの外界センサと、ジャイロセンサ３、車速センサ４、衛星測位センサ５などの内界センサとを有する。

車載機１は、ライダ２などの外界センサと、ジャイロセンサ３、車速センサ４、及び衛星測位センサ５などの内界センサと電気的に接続し、これらの出力に基づき、車載機１が搭載される車両の位置（「自車位置」とも呼ぶ。）の推定を行う。そして、車載機１は、自車位置の推定結果に基づき、車両の自動運転制御などを行う。本実施例では、車載機１は、位置推定において基準となる地物（「ランドマークＬｔａｇ」とも呼ぶ。）に対するライダ２等の外界センサによる計測データに基づき、ランドマークＬｔａｇの計測位置を算出する。この場合、車載機１は、ランドマークＬｔａｇの計測位置の信頼度（「信頼度Ｒ」とも呼ぶ。）に関する情報を生成する。ランドマークＬｔａｇは、例えば、道路脇に周期的に並んでいるキロポスト、１００ｍポスト、デリニエータ、交通インフラ設備（例えば標識、方面看板、信号）、電柱、街灯などの地物である。

ライダ２は、水平方向および垂直方向の所定の角度範囲に対してパルスレーザを出射することで、外界に存在する物体までの距離を離散的に測定し、当該物体の位置を示す３次元の点群情報を生成する。この場合、ライダ２は、照射方向を変えながらレーザ光を照射する照射部と、照射したレーザ光の反射光（散乱光）を受光する受光部と、受光部が出力する受光信号に基づくスキャンデータを出力する出力部とを有する。スキャンデータは、受光部が受光したレーザ光に対応する照射方向と、上述の受光信号に基づき特定される当該レーザ光の応答遅延時間とに基づき生成される。ライダ２は、本発明における「計測部」の一例である。

サーバ装置７は、車載機１等に配信するための高度化地図ＤＢ（ＤａｔａＢａｓｅ）１０を記憶する。高度化地図ＤＢ１０には、道路データに加え、ランドマークＬｔａｇとなる地物に関する情報であるランドマーク情報が記憶されている。ランドマーク情報は、車載機１による自車位置推定処理及び信頼度Ｒの判定処理に用いられる。

なお、図１に示す運転支援システムの構成は一例であり、本発明が適用可能な運転支援システムの構成は図１に示す構成に限定されない。例えば、運転支援システムは、車載機１を有する代わりに、車両の電子制御装置が車載機１の処理を実行してもよい。他の例では、車載機１は、サーバ装置７からランドマーク情報を取得する代わりに、高度化地図ＤＢ１０に相当する情報を自ら記憶してもよい。

［自車位置推定処理の概要］
まず、本実施例における自車位置推定処理の概要について説明する。なお、信頼度Ｒを反映した自車位置推定については後述する。

図２は、車両に搭載された車載機１の位置を２次元座標上に示した図である。図示のように、地図座標系（Ｘ_ｍ，Ｙ_ｍ）に車載機１を搭載した車両が存在し、車両の位置を基準として車両座標系（Ｘ_ｖ，Ｙ_ｖ）が規定される。具体的に、車両の進行方向を車両座標系の「Ｘ_ｖ軸」とし、それに垂直な方向を車両座標系の「Ｙ_ｖ軸」とする。

図２では、車両の左側方にランドマークＬｔａｇとなる平板状の地物が存在する。ランドマークＬｔａｇの地図座標系における位置（「ランドマーク地図位置」とも呼ぶ。）は、高度化地図ＤＢ１０に登録されたランドマーク情報の一部として含まれている。図２では、ランドマーク地図位置は（ｍｘ_ｍ、ｍｙ_ｍ）であり、ジャイロセンサ３などの内界センサの出力に基づき予測した地図座標系における暫定的な自車位置（「予測自車位置」とも呼ぶ。）は（ｘ⁻ _ｍ，ｙ⁻ _ｍ）で与えられ、地図座標系における暫定的な自車方位角（「予測自車方位角」とも呼ぶ。）は「Ψ⁻ _ｍ」で与えられる。

ここで、車載機１は、ランドマークの暫定的な予測位置（「ランドマーク予測位置」とも呼ぶ。）の車両座標系の座標（Ｌ⁻ｘ_ｖ，Ｌ⁻ｙ_ｖ）を、ランドマーク地図位置（ｍｘ_ｍ，ｍｙ_ｍ）と、予測自車位置（ｘ⁻ _ｍ，ｙ⁻ _ｍ）と、予測自車方位角Ψ⁻ _ｍとを用いて、以下の式（１）により算出する。

また、車載機１は、ランドマーク予測位置に基づいて、ランドマークが存在すると予測される範囲（「ランドマーク予測範囲ＷＬ」とも呼ぶ。）を決定する。ランドマーク予測範囲ＷＬは、例えば、ランドマーク予測位置から所定距離以内の範囲に設定される。なお、車載機１は、予測自車位置の誤差情報を取得可能な場合、当該誤差情報が示す誤差の大きさに応じて、ランドマーク予測範囲ＷＬの大きさを変更してもよい。この場合、車載機１は、予測自車位置の誤差が大きいほどランドマーク予測範囲ＷＬを大きくすることでランドマークＬｔａｇの検出漏れを防ぐことができ、予測自車位置の誤差が小さいほどランドマーク予測範囲ＷＬを小さくすることでノイズの影響の低減及び処理量低減を実現することができる。同様に、車載機１は、外界センサの計測精度（例えばライダ２の角度分解能）に応じてランドマーク予測範囲ＷＬの大きさを変更してもよい。

次に、車載機１は、設定したランドマーク予測範囲ＷＬ内において特徴点として計測されたスキャンデータを、ランドマークを計測したデータ（「ランドマーク計測データＷＬＤ」とも呼ぶ。）として抽出する。例えば、車載機１は、他の地物よりも再帰反射性が高い標識や看板などをランドマークＬｔａｇとしてライダ２により計測する場合、計測された計測点の点群データから反射強度が所定度以上となる計測点のデータを、ランドマーク計測データＷＬＤとして抽出する。そして、車載機１は、ランドマーク計測データＷＬＤの各計測点が示す座標の車両座標系での重心（平均）を、ランドマーク計測位置（Ｌｘ_ｖ，Ｌｙ_ｖ）として算出する。なお、図２の例では、予測自車位置の誤差に起因して、ランドマーク予測位置とランドマーク計測位置とにずれが生じている。

そして、車載機１は、ランドマーク予測位置とランドマーク計測位置との差に基づき、予測自車位置を補正した自車位置（「推定自車位置」とも呼ぶ。）を算出する。例えば、車載機１は、拡張カルマンフィルタを用いた自車位置推定を行う場合、基準時刻（即ち現在時刻）を「ｔ」とし、カルマンゲインを「Ｋ（ｔ）」とすると、以下の式（２）に基づき、推定自車位置を示す状態変数ベクトル「Ｘ^＾（ｔ）＝（ｘ^＾ _ｍ（ｔ），ｙ^＾ _ｍ（ｔ）、Ψ^＾ _ｍ（ｔ））^Ｔ」を算出する。

ここで、Ｘ⁻（ｔ）＝（ｘ⁻ _ｍ（ｔ），ｙ⁻ _ｍ（ｔ）、Ψ⁻ _ｍ（ｔ））^Ｔ、Ｚ（ｔ）＝（Ｌｘ_ｖ，Ｌｙ_ｖ）^Ｔ、Ｚ⁻（ｔ）＝（Ｌ⁻ｘ_ｖ，Ｌ⁻ｙ_ｖ）^Ｔとなる。そして、車載機１は、予測自車位置を算出する予測ステップと、直前の予測ステップで算出した予測自車位置を式（２）に基づき補正して推定自車位置を算出する計測更新ステップとを交互に実行する。なお、これらのステップで用いる状態推定フィルタは、ベイズ推定を行うように開発された様々のフィルタが利用可能であり、拡張カルマンフィルタに限定されず、例えばアンセンテッドカルマンフィルタ、パーティクルフィルタなどであってもよい。

ここで、自車周辺を走行する車両や道路端の樹木などによるオクルージョンが発生してランドマークＬｔａｇの一部分しか計測できない場合、ランドマーク計測位置を正確に計測できない。そして、誤ったランドマーク計測位置を利用して式（２）等に基づく位置推定を行うと、推定自車位置の精度が低下してしまう。以上を勘案し、車載機１は、ランドマークＬｔａｇに対するオクルージョンの度合いに応じた信頼度Ｒを判定し、判定した信頼度Ｒを自車位置推定処理に反映させることで、位置推定精度の低下を抑制する。信頼度Ｒの判定方法については、［信頼度の判定］のセクションで説明する。

［ブロック構成］
図３は、車載機１の機能的なブロック構成図を示す。車載機１は、主に、自車位置予測部１３と、通信部１４と、ランドマーク情報取得部１５と、ランドマーク位置予測部１６と、ランドマーク特徴検出・位置計測部１７と、信頼度判定部１８と、自車位置推定部１９と、を有する。なお、自車位置予測部１３、ランドマーク情報取得部１５、ランドマーク位置予測部１６、ランドマーク特徴検出・位置計測部１７、信頼度判定部１８、及び自車位置推定部１９は、実際には、ＣＰＵなどのコンピュータが予め用意されたプログラムを実行することにより実現される。

自車位置予測部１３は、ジャイロセンサ３、車速センサ４及び衛星測位センサ５を含む内界センサ１１の出力に基づいて、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）／ＩＭＵ（ＩｎｅｒｔｉａＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）複合航法により車両の自車位置を予測し、予測自車位置をランドマーク位置予測部１６に供給する。自車位置予測部１３は、本発明における「予測部」の一例である。

通信部１４は、サーバ装置７と無線通信するための通信ユニットである。ランドマーク情報取得部１５は、車両の周辺に存在するランドマークＬｔａｇに関するランドマーク情報を、通信部１４を介してサーバ装置７から受信する。ここで、図３に示すように、ランドマーク情報には、少なくとも、ランドマークＬｔａｇとなる地物ごとに、ランドマーク地図位置を示す位置情報が含まれる。

ランドマーク位置予測部１６は、ランドマーク情報の位置情報が示すランドマーク地図位置と自車位置予測部１３から取得した予測自車位置とに基づいて、前述の式（１）によりランドマーク予測位置を算出し、信頼度判定部１８へ供給する。また、ランドマーク位置予測部１６は、ランドマーク予測位置に基づいて、ランドマーク予測範囲ＷＬを決定し、ランドマーク特徴検出・位置計測部１７へ供給する。ランドマーク位置予測部１６は、本発明における「第２取得部」の一例である。

ランドマーク特徴検出・位置計測部１７は、外界センサ１２から計測データを取得する。ここで、外界センサ１２は、車両の周辺の物体を検出するセンサであり、ライダ２やステレオカメラ６などを含む。そして、ランドマーク特徴検出・位置計測部１７は、ランドマーク位置予測部１６から供給されたランドマーク予測範囲ＷＬと、外界センサ１２から取得した計測データとに基づいて、当該計測データからランドマーク計測データＷＬＤを抽出する。また、ランドマーク特徴検出・位置計測部１７は、ランドマーク計測データＷＬＤに基づき、ランドマーク計測位置を算出する。そして、ランドマーク特徴検出・位置計測部１７は、算出したランドマーク計測位置の情報を信頼度判定部１８へ供給する。ランドマーク特徴検出・位置計測部１７は、本発明における「第１取得部」の一例である。

信頼度判定部１８は、ランドマーク位置予測部１６から供給されるランドマーク予測位置と、ランドマーク特徴検出・位置計測部１７から供給されるランドマーク計測位置との現時刻ｔでの差分（「差分Ｄ（ｔ）」とも呼ぶ。）を、車両座標系のＸ_ｖ軸、Ｙ_ｖ軸のそれぞれについて算出する。なお、信頼度判定部１８は、車両座標系のＸ_ｖ軸、Ｙ_ｖ軸に加えて、高さ方向のＺ_ｖ座標についても差分Ｄ（ｔ）を算出してもよい。そして、信頼度判定部１８は、前時刻ｔ−１に算出した差分Ｄ（ｔ−１）に対する上述の差分Ｄ（ｔ）の変化量（「差分変化量ｄＤ（ｔ）」とも呼ぶ。）を、車両座標系の座標軸ごとに算出する。そして、信頼度判定部１８は、差分変化量ｄＤ（ｔ）に基づき、信頼度Ｒを判定する。差分変化量ｄＤ（ｔ）に基づく信頼度Ｒの判定については後述する。信頼度判定部１８は、本発明における「出力部」の一例である。

自車位置推定部１９は、ランドマーク予測位置、ランドマーク計測位置、及び信頼度Ｒ等に基づき、推定自車位置を算出する。なお、信頼度Ｒを用いた推定自車位置の算出方法については後述する。自車位置推定部１９は、本発明における「補正部」の一例である。

［信頼度の判定］
概略的には、車載機１は、差分変化量ｄＤ（ｔ）が大きいほどランドマーク計測位置の精度が低いとみなし、差分変化量ｄＤ（ｔ）に応じて信頼度Ｒを設定する。

まず、オクルージョンの有無に基づくランドマーク計測位置の変化について図４を参照して説明する。図４（Ａ）は、ランドマークＬｔａｇにオクルージョンが発生していない場合のランドマーク計測位置（Ｌｘ_ｖ，Ｌｙ_ｖ）を示し、図４（Ｂ）は、他車両によるランドマークＬｔａｇのオクルージョンが発生している場合のランドマーク計測位置（Ｌｘ_ｖ，Ｌｙ_ｖ）を示す。

図４（Ａ）の例では、オクルージョンが発生していないため、ランドマークＬｔａｇの正面全体が計測対象となり、ランドマーク計測位置（Ｌｘ_ｖ，Ｌｙ_ｖ）は、ランドマーク情報が示すランドマーク地図位置と整合する。よって、車載機１は、図４（Ａ）の場合に算出されるランドマーク計測位置を用いて自車位置推定を行うことで、好適に位置推定精度を高めることが可能である。

一方、図４（Ｂ）の例では、他車両によるオクルージョンが発生しており、ランドマークＬｔａｇの一部のみが計測対象となっている。その結果、ランドマーク計測位置（Ｌｘ_ｖ，Ｌｙ_ｖ）は、オクルージョンが発生していないランドマークＬｔａｇの右側に偏ることになり、ランドマーク地図位置と整合する位置（即ち図４（Ａ）のランドマーク計測位置）からずれることになる。よって、車載機１は、図４（Ｂ）の場合に算出されるランドマーク計測位置を用いて自車位置推定を行った場合、位置推定精度が低下する。

このように、同一のランドマークＬｔａｇを計測対象とする場合であっても、オクルージョンの有無によってランドマーク計測位置が変化する。一方、オクルージョンが発生している場合、車載機１の車両とランドマークＬｔａｇとオクルージョンを発生させる障害物との相対位置関係が経時変化する。よって、この場合、時間経過によりオクルージョンの度合いやオクルージョンの有無等が変化し、ランドマーク計測位置が時間経過と共に変化する。

次に、時間経過に伴うランドマーク計測位置の変化と差分変化量ｄＤ（ｔ）との関係について図５及び図６を参照して説明する。

図５は、時刻ｔ−１及び時刻ｔのいずれにおいてもオクルージョンが発生していないときのランドマーク予測位置及びランドマーク計測位置を概略的に示した図であり、図６は、時刻ｔにおいてオクルージョンが発生したときのランドマーク予測位置及びランドマーク計測位置を概略的に示した図である。以後において、Ｘ_ｖ軸での差分Ｄ（ｔ）を「Ｄｘ（ｔ）」、Ｙ_ｖ軸での差分Ｄ（ｔ）を「Ｄｙ（ｔ）」、Ｘ_ｖ軸での差分変化量ｄＤ（ｔ）を「ｄＤｘ（ｔ）」、Ｙ_ｖ軸での差分変化量ｄＤ（ｔ）を「ｄＤｙ（ｔ）」と表記する。なお、これらの値は、それぞれの定義に基づき以下の式（３）により算出される。

図５の例では、時刻ｔ−１と時刻ｔのいずれにおいてもオクルージョンが発生していないため、車載機１は、時刻ｔ−１と時刻ｔのいずれにおいても類似した計測点の点群を示すランドマーク計測データＷＬＤに基づきランドマーク計測位置を算出する。その結果、時刻ｔ−１でのランドマーク計測位置（Ｌｘ_ｖ（ｔ−１），Ｌｙ_ｖ（ｔ−１））とランドマーク予測位置（Ｌ⁻ｘ_ｖ（ｔ−１），Ｌ⁻ｙ_ｖ（ｔ−１））の差分（Ｄｘ（ｔ−１）、Ｄｙ（ｔ−１））と、時刻ｔでのランドマーク計測位置（Ｌｘ_ｖ（ｔ），Ｌｙ_ｖ（ｔ））とランドマーク予測位置（Ｌ⁻ｘ_ｖ（ｔ），Ｌ⁻ｙ_ｖ（ｔ））の差分（Ｄｘ（ｔ）、Ｄｙ（ｔ））はほぼ等しくなる。以上のことから、図５の例では、差分変化量ｄＤｘ（ｔ）、ｄＤｙ（ｔ）は、それぞれ０に近い値となる。

一方、図６の例では、時刻ｔにおいてランドマークＬｔａｇを計測したときにオクルージョンが発生しており、当該オクルージョンに起因して時刻ｔにおけるランドマーク計測位置（Ｌｘ_ｖ（ｔ），Ｌｙ_ｖ（ｔ））が時刻ｔ−１でのランドマーク計測位置（Ｌｘ_ｖ（ｔ−１），Ｌｙ_ｖ（ｔ−１））に対して、Ｙ_ｖ軸方向に所定距離だけずれている。この場合、Ｘ_ｖ軸での差分Ｄｘ（ｔ）、Ｄｘ（ｔ−１）はほぼ等しく、差分変化量ｄＤｘ（ｔ）が実質的に０となるが、Ｙ_ｖ軸での差分Ｄｙ（ｔ）、Ｄｙ（ｔ−１）は異なることから、差分変化量ｄＤｙ（ｔ）は、上述の所定距離分の値となる。

このように、オクルージョンに起因してランドマーク計測位置の精度が低くなる場合には、車両座標系のいずれかの軸に対応する差分変化量ｄＤ（ｔ）が大きくなる。以上を勘案し、車載機１は、差分変化量ｄＤ（ｔ）が大きいほどランドマーク計測位置を正しく計測できていないとみなし、差分変化量ｄＤ（ｔ）に応じて信頼度Ｒを設定する。

なお、図５及び図６の例では、車載機１は、車両座標系の軸ごとに差分変化量ｄＤｘ（ｔ）、ｄＤｙ（ｔ）を算出したが、これに限らず、例えば以下の式（４）に基づき、直線距離を基準として１つの差分変化量ｄＤ（ｔ）を算出してもよい。

また、式（３）、（４）では、水平方向の２次元座標系のみを考慮したが、高さ方向の座標をさらに勘案し、式（３）と同様に車両座標系の軸ごとに、又は、式（４）と同様に直線距離を基準として、差分変化量ｄＤ（ｔ）を算出してもよい。

次に、差分変化量ｄＤ（ｔ）に応じた信頼度Ｒの設定例について説明する。以下では、信頼度Ｒは、０から１までの値とする。

信頼度Ｒの第１の設定例では、車載機１は、差分変化量ｄＤ（ｔ）が所定の閾値以下の場合、信頼度Ｒが「１」であると判定し、差分変化量ｄＤ（ｔ）が所定の閾値より大きい場合、信頼度Ｒが「０」であると判定する。上述の閾値は、例えば、位置推定精度の悪化の度合いを勘案し、実験等に基づき予め設定される。なお、車載機１は、車両座標系の軸ごとに差分変化量ｄＤ（ｔ）を算出した場合、車両座標系の軸ごとの差分変化量ｄＤ（ｔ）のいずれかが所定の閾値より大きいとき、信頼度Ｒを「０」としてもよい。第１の設定例によれば、車載機１は、オクルージョンが発生したときのランドマーク計測値に対する信頼度Ｒを好適に０にし、位置推定精度の低下を抑制することができる。

なお、車載機１は、車両座標系の軸ごとに差分変化量ｄＤ（ｔ）を算出した場合、車両座標系の軸ごとに信頼度Ｒを設定してもよい。例えば、車両座標系を２次元座標とした場合、車載機１は、差分変化量ｄＤｘ（ｔ）に基づきＸ_ｖ軸方向の信頼度Ｒを算出すると共に、差分変化量ｄＤｙ（ｔ）に基づきＹ_ｖ軸方向の信頼度Ｒを算出する。この場合、車載機１は、Ｘ_ｖ軸とＹ_ｖ軸とでのそれぞれの信頼度Ｒを算出することができるため、自車位置推定処理などにおいて、信頼度Ｒが高い方向の補正量を、信頼度Ｒが低い方向の補正量よりも相対的に大きくし、位置推定精度を好適に高めることができる。以下の第２及び第３の設定例でも同様に、車両座標系の軸ごとに信頼度Ｒを設定してもよい。

第２の設定例では、車載機１は、差分変化量ｄＤ（ｔ）が大きいほど、信頼度Ｒが０に近づくように設定する。この場合、車載機１は、例えば、差分変化量ｄＤ（ｔ）を０から１までの値に正規化した値を、信頼度Ｒとして設定する。第３の設定例では、車載機１は、第１の例と第２の例との組み合わせに基づき信頼度Ｒを判定する。例えば、車載機１は、差分変化量ｄＤ（ｔ）が所定の閾値より大きい場合、信頼度Ｒを「０」に設定し、差分変化量ｄＤ（ｔ）が所定の閾値以下の場合、第２の設定例に基づき差分変化量ｄＤ（ｔ）に応じて信頼度Ｒを設定する。

こうして得られた信頼度Ｒは、ランドマーク計測位置の計算結果と対応付けて出力され、自車位置推定に利用される。例えば、自車位置推定においては、ランドマーク計測位置に基づいて自車位置を推定する際に、信頼度Ｒに基づいて重み付けを行う。これにより、信頼度の低いランドマーク計測位置は、自車位置推定に使用されないか、低い重み付けで使用されるようになる。こうして、信頼度の低いランドマーク計測位置に基づいて精度の低い自車位置推定が行われることが防止される。

［処理フロー］
図７は、本実施例において車載機１が実行するフローチャートを示す。

まず、車載機１は、ジャイロセンサ３や車速センサ４などの内界センサ１１の出力に基づき、予測自車位置を取得する（ステップＳ１０１）。そして、車載機１は、高度化地図ＤＢ１０から予測自車位置周辺にある位置情報が含まれるランドマーク情報を取得する（ステップＳ１０２）。

そして、車載機１は、取得したランドマーク情報の位置情報から特定されるランドマーク地図位置と、ステップＳ１０１で取得した予測自車位置とに基づき、ランドマーク予測範囲ＷＬを決定する（ステップＳ１０３）。そして、車載機１は、ライダ２等の外界センサ１２から計測データを取得する（ステップＳ１０４）。そして、車載機１は、ランドマーク予測範囲ＷＬ内の計測データから所定の条件を満たすランドマーク計測データＷＬＤを抽出し、ランドマーク計測データＷＬＤからランドマーク計測位置を算出する（ステップＳ１０５）。

次に、車載機１は、ステップＳ１０５で算出したランドマーク計測位置と、式（１）に基づき算出されるランドマーク予測位置との差分Ｄ（ｔ）を算出する（ステップＳ１０６）。そして、車載機１は、前時刻ｔ−１で算出した差分Ｄ（ｔ−１）と差分Ｄ（ｔ）とに基づき、差分変化量ｄＤ（ｔ）を算出する（ステップＳ１０７）。この場合、車載機１は、車両座標系の軸ごとに差分変化量ｄＤ（ｔ）を算出してもよい。

そして、車載機１は、差分変化量ｄＤ（ｔ）に基づき、信頼度Ｒを判定する（ステップＳ１０８）。この場合、車載機１は、［信頼度の判定］のセクションで述べた信頼度Ｒの判定方法に基づき、信頼度Ｒを判定する。このとき、車載機１は、車両座標系の座標軸ごとに信頼度Ｒを判定してもよい。

そして、車載機１は、ランドマーク計測位置、ランドマーク予測位置、及びステップＳ１０８で判定した信頼度Ｒ等に基づき自車位置推定を行う（ステップＳ１０９）。

例えば、式（２）に基づき、拡張カルマンフィルタを用いた自車位置推定を行う場合、車載機１は、Ｘ_ｖ軸の信頼度Ｒを「Ｒ_Ｘ」、Ｙ_ｖ軸の信頼度Ｒを「Ｒ_Ｙ」とすると、以下の式（５）に示されるようにカルマンゲインＫ（ｔ）を設定する。

なお、Ｘ_ｖ軸とＹ_ｖ軸とで特に区別せずに信頼度Ｒを算出する場合には、「Ｒ_Ｘ＝Ｒ_Ｙ＝Ｒ」として式（５）に基づきカルマンゲインＫ（ｔ）を設定するとよい。このように、カルマンゲインＫ（ｔ）を信頼度Ｒ（Ｒ_Ｘ、Ｒ_Ｙ）に基づき調整することで、車載機１は、信頼度Ｒの低いランドマーク計測位置を用いて精度の低い自車位置推定を行うのを好適に防止することができる。

以上説明したように、本実施例に係る車載機１のランドマーク特徴検出・位置計測部１７は、周囲の地物であるランドマークＬｔａｇを計測するライダ２等の外界センサ１２の出力信号に基づき、ランドマーク計測位置を算出する。また、ランドマーク位置予測部１６は、高度化地図ＤＢ１０に記憶されたランドマーク情報に基づき、ランドマーク予測位置を算出する。そして、信頼度判定部１８は、前時刻ｔ−１におけるランドマーク予測位置とランドマーク計測位置との差分Ｄ（ｔ−１）と、現時刻ｔにおけるランドマーク予測位置とランドマーク計測位置との差分Ｄ（ｔ）との差分変化量ｄＤ（ｔ）に基づいて、信頼度Ｒを判定し、判定した信頼度Ｒに関する情報を自車位置推定部１９に出力する。この態様により、車載機１は、位置推定精度を好適に高めることができる。

１車載機
２ライダ
３ジャイロセンサ
４車速センサ
５衛星測位センサ
７サーバ装置
１０高度化地図ＤＢ

Claims

周囲の地物を計測する計測部の出力信号に基づき、前記地物の計測位置を取得する第１取得部と、
地図情報に基づき、前記地物の予測位置を取得する第２取得部と、
第１時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分と、第２時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分とに基づいて、前記計測位置の信頼度に関する情報を出力する出力部と、
を備え、
前記出力部は、第１方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第１方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第１方向における前記信頼度を判定し、
前記第１方向と交わる第２方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第２方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第２方向における前記信頼度を判定する
情報処理装置。
前記出力部は、
前記第１方向での前記第１時刻における前記差分に対する前記第１方向での前記第２時刻における前記差分の変化量が大きいほど、前記第１方向における前記信頼度を低くし、
前記第２方向での前記第１時刻における前記差分に対する前記第２方向での前記第２時刻における前記差分の変化量が大きいほど、前記第２方向における前記信頼度を低くする請求項１に記載の情報処理装置。
自己位置を予測する予測部と、
現時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分に基づいて、前記自己位置を補正する補正部と、をさらに備え、
前記補正部は、
前記第１方向における前記信頼度が低いほど、前記第１方向での前記現時刻における前記差分により前記自己位置を補正する利得を小さくし、
前記第１方向における前記信頼度が低いほど、前記第１方向での前記現時刻における前記差分により前記自己位置を補正する利得を小さくする請求項１または２に記載の情報処理装置。
情報処理装置が実行する制御方法であって、
周囲の地物を計測する計測部の出力信号に基づき、前記地物の計測位置を取得する第１取得工程と、
地図情報に基づき、前記地物の予測位置を取得する第２取得工程と、
第１時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分と、第２時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分とに基づいて、前記計測位置の信頼度に関する情報を出力する出力工程と、
を有し、
前記出力工程は、第１方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第１方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第１方向における前記信頼度を判定し、
前記第１方向と交わる第２方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第２方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第２方向における前記信頼度を判定する
制御方法。
コンピュータが実行するプログラムであって、
周囲の地物を計測する計測部の出力信号に基づき、前記地物の計測位置を取得する第１取得部と、
地図情報に基づき、前記地物の予測位置を取得する第２取得部と、
第１時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分と、第２時刻における前記予測位置と前記計測位置との差分とに基づいて、前記計測位置の信頼度に関する情報を出力する出力部
として前記コンピュータを機能させ、
前記出力部は、第１方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第１方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第１方向における前記信頼度を判定し、
前記第１方向と交わる第２方向での前記第１時刻における前記差分と、前記第２方向での前記第２時刻における前記差分とに基づき、前記第２方向における前記信頼度を判定する
プログラム。
請求項５に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。