JP7380196B2

JP7380196B2 - Positional relationship detection device

Info

Publication number: JP7380196B2
Application number: JP2019235049A
Authority: JP
Inventors: 裕三野々口; 和男倉本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2023-11-15
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: JP2021103142A

Description

本発明は、道路構造物である縁石と自車両との位置関係を検出する位置関係検出装置に関する。 The present invention relates to a positional relationship detection device that detects the positional relationship between a curb, which is a road structure, and a vehicle.

従来、車両の自動運転、車両に対する駐車支援などを行う場合、縁石などの道路構造物と車両の位置関係とを正確に把握することが望まれる。例えば特許文献１には、車両に搭載されたカメラによる画像データに基づき、縁石の上端面の車両側の縁を検出し、当該縁を路面上に投影した線分を用いて縁石と自車両との位置関係を検出している。 BACKGROUND ART Conventionally, when automatically driving a vehicle or providing parking assistance for a vehicle, it is desirable to accurately grasp the positional relationship between a vehicle and a road structure such as a curb. For example, in Patent Document 1, the edge of the upper end surface of the curb on the vehicle side is detected based on image data from a camera mounted on the vehicle, and a line segment projected from the edge on the road surface is used to identify the relationship between the curb and the own vehicle. The positional relationship between the two is detected.

特開２０１７－１５１９６８号公報JP 2017-151968 Publication

しかし、自動運転される路線バスなどを縁石に沿って停車させる正着制御をする場合、路線バスと縁石との距離を数センチ程度に抑え、この状態を安定的に実現する必要がある。一方、縁石の形状はおおよそ類似しているが、縁石の長手方向に対し垂直に切った断面が矩形の縁石や台形の縁石など形状のバリエーションが存在する。 However, when controlling autonomously driven route buses to stop along the curb, it is necessary to keep the distance between the route bus and the curb to a few centimeters and to stably achieve this condition. On the other hand, although the shapes of curb stones are generally similar, there are variations in shape such as curb stones with a rectangular cross section or trapezoidal cross sections cut perpendicular to the longitudinal direction of the curb.

本発明は上記課題に基づきなされたものであり、縁石に対する車両の位置関係をより正確に検出することができる位置関係検出装置の提供を目的とする。 The present invention has been made based on the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a positional relationship detection device that can more accurately detect the positional relationship of a vehicle with respect to a curb.

上記目的を達成するために、本発明の１つである位置関係検出装置は、縁石から路面上の車両までの距離を検出する位置関係検出装置であって、前記車両の周辺に存在する前記縁石、および前記路面を含む道路構造物の状態を計測する計測装置から計測データを取得するデータ取得部と、取得した計測データに基づき前記路面を示す路面データを抽出する路面抽出部と、取得した計測データに基づき前記縁石を示す縁石データを抽出する縁石抽出部と、前記路面データと前記縁石データとの交線を示す交線データを算出する交線算出部と、算出された前記交線データに基づき前記交線から前記計測装置までの距離を縁石から路面上の車両までの距離として算出する位置関係算出部と、を備える。 In order to achieve the above object, a positional relationship detection device that is one aspect of the present invention is a positional relationship detection device that detects a distance from a curb to a vehicle on a road surface. , a data acquisition unit that acquires measurement data from a measuring device that measures the state of a road structure including the road surface, a road surface extraction unit that extracts road surface data indicating the road surface based on the acquired measurement data, and the acquired measurement. a curb extraction unit that extracts curb data indicating the curb based on the data; an intersection line calculation unit that calculates intersection line data indicating an intersection line between the road surface data and the curb data; and a positional relationship calculation unit that calculates a distance from the intersection line to the measuring device as a distance from the curb to the vehicle on the road surface.

本発明によれば、縁石の近傍に縁石に沿った状態で車両を停止させる正着制御を行う際に、縁石に対する車両の位置関係を示す正確なデータを提供することができる。 According to the present invention, accurate data indicating the positional relationship of the vehicle with respect to the curb can be provided when performing right-arrival control in which the vehicle is stopped near the curb while along the curb.

本実施の形態に係る位置関係検出システムが搭載された車両、および縁石の位置関係を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing the positional relationship between a vehicle equipped with the positional relationship detection system according to the present embodiment and a curb. 本実施の形態に係る車両、位置関係検出システム、および縁石の位置関係を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing the positional relationship between a vehicle, a positional relationship detection system, and a curb according to the present embodiment. 本実施の形態に係る位置関係検出システムの機能構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a positional relationship detection system according to the present embodiment. 本実施の形態に係る計測装置の傾きと縁石に対する走査状態との関係を示す図である。It is a figure showing the relationship between the inclination of the measurement device concerning this embodiment, and the scanning state with respect to a curb. 本実施の形態に係るデータ取得部による計測データの抽出範囲を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an extraction range of measurement data by a data acquisition unit according to the present embodiment. 本実施の形態に係る正着制御中の縁石に対する車両の距離と角度を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the distance and angle of the vehicle with respect to a curb during correct arrival control according to the present embodiment. 本実施の形態に係る車両の傾きを示す図である。It is a figure showing the inclination of the vehicle concerning this embodiment. 本実施の形態に係る位置関係検出方法の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the flow of a positional relationship detection method according to the present embodiment. 計測装置の別例を示す上面図である。It is a top view which shows another example of a measuring device.

以下に、本発明に係る位置関係検出装置、および位置関係検出方法の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の位置関係、および接続状態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下では複数の発明を一つの実施の形態として説明する場合があるが、請求項に記載されていない構成要素については、その請求項に係る発明に関しては任意の構成要素であるとして説明している。また、図面は、本発明を説明するために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。 Embodiments of a positional relationship detection device and a positional relationship detection method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the numerical values, shapes, materials, components, positional relationships of the components, connection states, steps, order of steps, etc. shown in the following embodiments are merely examples, and do not limit the present invention. In addition, although multiple inventions may be described below as one embodiment, constituent elements not stated in a claim will be explained as arbitrary constituent elements with respect to the claimed invention. ing. Further, the drawings are schematic diagrams with appropriate emphasis, omission, and ratio adjustment for explaining the present invention, and may differ from the actual shapes, positional relationships, and ratios.

図１は、本実施の形態に係る位置関係検出システムが搭載された車両、および縁石の位置関係を示す上面図である。図２は、本実施の形態に係る車両、位置関係検出システム、および縁石の位置関係を示す側面図である。図３は、位置関係検出システムの機能構成を示すブロック図である。位置関係検出システム１００が搭載される車両２００の種類は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、縁石２１０の近傍に設置されるバス停に自動運転によって正着し、次のバス停まで自律走行する自動走行型の路線バスを車両２００として例示している。車両２００は、右側通行用、左側通行用のいずれでもかまわないが、本実施の形態の場合、左側通行用を例示しており、車両２００の幅方向（図中Ｘ軸方向）における中央位置Ｃ（図１中、一点鎖線で示す）に対し進行方向に向いて右側に操舵部材、シートなどが配置される運転席２０３が設けられている。 FIG. 1 is a top view showing the positional relationship between a vehicle equipped with a positional relationship detection system according to the present embodiment and a curb. FIG. 2 is a side view showing the positional relationship between the vehicle, the positional relationship detection system, and the curb according to the present embodiment. FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the positional relationship detection system. The type of vehicle 200 on which the positional relationship detection system 100 is mounted is not particularly limited, but in the case of the present embodiment, it automatically arrives at a bus stop installed near the curb 210 and then stops at the next bus stop. The vehicle 200 is a self-driving route bus that autonomously travels to a bus stop. The vehicle 200 may be used for driving on the right side or the left side, but in the case of this embodiment, the vehicle 200 is used for driving on the left side, and the center position C of the vehicle 200 in the width direction (X-axis direction in the figure) A driver's seat 203 in which a steering member, a seat, etc. are disposed is provided on the right side when facing the direction of travel (indicated by a dashed line in FIG. 1).

正着とは、本実施の形態の場合、図１に示すように、縁石２１０の並び方向（図中Ｙ軸方向）に車両２００の前後方向が平行、またはほぼ平行になるように車両２００が停車し、縁石２１０から車両本体２０２までの距離が１０ｃｍ以下の状態、例えば縁石２１０とタイヤとの間隔が４ｃｍ±２ｃｍの範囲内に収まる状態を正着としている。正着制御とは、前記正着状態に車両本体２０２をするための制御を意味している。 In the case of the present embodiment, arriving correctly means that the vehicle 200 is parked so that the front and back direction of the vehicle 200 is parallel or almost parallel to the direction in which the curb stones 210 are lined up (the Y-axis direction in the figure), as shown in FIG. A correct arrival is defined as a state in which the vehicle is stopped and the distance from the curb 210 to the vehicle body 202 is 10 cm or less, for example, the distance between the curb 210 and the tires is within a range of 4 cm±2 cm. The correct arrival control means control for bringing the vehicle body 202 into the correct arrival state.

位置関係検出システム１００は、縁石２１０から計測装置１１０までの距離Ｄ（図６参照）、および縁石２１０の並び方向（図中Ｙ軸方向）に対する計測装置１１０の角度θ（図５参照）を検出するシステムであって、計測装置１１０と、位置関係検出装置１２０と、正着制御部１３０と、を備えている。なお、車両２００に対する計測装置１１０の位置に基づき距離Ｄを縁石２１０と車両２００との距離、縁石２１０とタイヤとの距離に換算することができ、車両２００に対する計測装置１１０の姿勢に基づき角度θを縁石２１０の並び方向と車両２００の前後方向との角度に換算することができる。 The positional relationship detection system 100 detects the distance D from the curb 210 to the measuring device 110 (see FIG. 6) and the angle θ of the measuring device 110 with respect to the direction in which the curbs 210 are lined up (Y-axis direction in the figure) (see FIG. 5). The system includes a measuring device 110, a positional relationship detecting device 120, and a correct arrival control section 130. Note that based on the position of the measuring device 110 with respect to the vehicle 200, the distance D can be converted into the distance between the curb 210 and the vehicle 200, and the distance between the curb 210 and the tires. can be converted into an angle between the direction in which the curb stones 210 are lined up and the longitudinal direction of the vehicle 200.

計測装置１１０は、車両２００の周辺に存在する縁石２１０、および路面２２０を含む道路構造物の状態を計測する装置である。計測装置１１０は、車両２００の車輪を除く車両本体２０２の下面において、下側に向いて突出状に取り付けられている。計測装置１１０は、車両２００の前後方向（図中Ｙ軸方向）において前輪２０１よりも前側、かつ車両２００の幅方向（図中Ｘ軸方向）において前輪２０１の間に配置されている。本実施の形態の場合、計測装置１１０は、車両２００の幅方向において、前輪２０１間の中央位置よりも左側通行に対応した車両２００の場合は右側、右側通行に対応した車両２００の場合は左側（本実施の形態の場合、運転席２０３側）に配置されている。なお、車両２００が完全自動運転であり運転席２０３が存在しない場合は、左側通行に対応した車両２００の場合は、中央位置Ｃよりも右側、右側通行に対応した車両２００の場合は中央位置Ｃよりも左側に計測装置１１０が配置されればよい。 The measuring device 110 is a device that measures the state of road structures including a curb 210 and a road surface 220 that are present around the vehicle 200. The measuring device 110 is attached to the lower surface of the vehicle body 202 excluding the wheels of the vehicle 200 so as to project downward. The measuring device 110 is disposed in front of the front wheels 201 in the longitudinal direction of the vehicle 200 (Y-axis direction in the figure) and between the front wheels 201 in the width direction of the vehicle 200 (X-axis direction in the figure). In the case of this embodiment, the measuring device 110 is located on the right side of the center position between the front wheels 201 in the width direction of the vehicle 200 in the case of the vehicle 200 that supports left-hand traffic, and on the left side in the case of the vehicle 200 that supports right-hand traffic. (In the case of this embodiment, it is arranged on the driver's seat 203 side). Note that if the vehicle 200 is fully automated and the driver's seat 203 does not exist, the vehicle 200 that is compatible with left-hand traffic will be moved to the right of center position C, and the vehicle 200 that is compatible with right-hand traffic will be moved to the center position C. The measuring device 110 may be placed on the left side.

計測装置１１０は、車両２００のピッチ方向Ｐ（図２中Ｘ軸周り）において、計測装置１１０の計測範囲の中心線Ｌ（図２、図３参照）が傾くように取付手段１１１によって車両本体２０２に取り付けられている。本実施の形態の場合、取付手段１１１は、いわゆるブラケットであり、車両本体２０２と計測装置１１０との間に介在配置され、車両本体２０２に対し計測装置１１０を所定角度傾いた状態で固定する。 The measuring device 110 is attached to the vehicle body 202 by the mounting means 111 so that the center line L of the measurement range of the measuring device 110 (see FIGS. 2 and 3) is inclined in the pitch direction P of the vehicle 200 (around the X axis in FIG. 2). is attached to. In the case of this embodiment, the attachment means 111 is a so-called bracket, and is interposed between the vehicle body 202 and the measuring device 110, and fixes the measuring device 110 in a state tilted at a predetermined angle with respect to the vehicle body 202.

道路構造物の状態を計測する計測装置１１０とは、縁石２１０に対する車両２００の位置関係が導出できる計測データを出力できる装置である。なお、車両２００に対する計測装置１１０の位置、および車両２００の直進方向と計測装置１１０との関係は、明確であるため、縁石２１０に対する計測装置１１０の位置関係がわかれば、縁石２１０に対する車両２００の位置関係は１対１で算出できる。 The measuring device 110 that measures the state of the road structure is a device that can output measurement data from which the positional relationship of the vehicle 200 with respect to the curb 210 can be derived. Note that the position of the measuring device 110 with respect to the vehicle 200 and the relationship between the straight ahead direction of the vehicle 200 and the measuring device 110 are clear, so if the positional relationship of the measuring device 110 with respect to the curb 210 is known, the position of the vehicle 200 with respect to the curb 210 can be determined. The positional relationship can be calculated on a one-to-one basis.

計測装置１１０の種類は、前記計測データを出力できるものであれば特に限定されるものではない。計測装置１１０としては例えば、道路構造物の状態を画像として取得する撮像素子およびレンズ系を備えて画像データを計測データとして出力する単数のカメラ、複数のカメラにより道路構造物との距離や姿勢を計測するための複数の画像データを計測データとして出力するステレオカメラ、ＴｉｍｅＯｆＦｌｉｇｈｔの技術を用いて各画素における距離データを含む画像を取得し計測データとして出力するＴＯＦセンサなどを例示することができる。 The type of measuring device 110 is not particularly limited as long as it can output the measurement data. The measuring device 110 may be, for example, a single camera that is equipped with an image sensor and a lens system that captures the state of the road structure as an image and outputs the image data as measurement data, or a plurality of cameras that measure the distance and posture of the road structure. Examples include a stereo camera that outputs multiple image data for measurement as measurement data, and a TOF sensor that uses Time Of Flight technology to acquire an image including distance data at each pixel and output it as measurement data. .

本実施の形態の場合、計測装置１１０としては、３６０°（全方位）において三次元のイメージングを可能とするＬｉＤＡＲ（ＬａｓｅｒＩｍａｇｉｎｇＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）が採用されている。ＬｉＤＡＲは、道路構造物にレーザー光を照射して散乱光や反射光を受光し、レーザー光照射から受光までの時間に基づき対象物までの距離や位置関係を計測する。計測装置１１０は、車両２００に取り付けられた計測装置１１０から道路構造物の各点までの距離、および車両２００に対する点の方向、例えば計測装置１１０を通過する水平面内の所定の基準方向に対する計測装置１１０を中心とした角度を示す点データＦ（図４参照）を計測データとして生成する。 In the case of this embodiment, LiDAR (Laser Imaging Detection and Ranging), which enables three-dimensional imaging in 360 degrees (all directions), is employed as the measurement device 110. LiDAR irradiates a road structure with laser light, receives scattered light and reflected light, and measures the distance and positional relationship to the object based on the time from laser light irradiation to light reception. The measuring device 110 measures the distance from the measuring device 110 attached to the vehicle 200 to each point on the road structure, and the direction of the point with respect to the vehicle 200, for example, a predetermined reference direction in a horizontal plane passing through the measuring device 110. Point data F (see FIG. 4) indicating an angle centered at 110 is generated as measurement data.

具体的に計測装置１１０は、相互に異なる伏角（例えば数°間隔）の複数本のレーザー光、相互に異なる仰角（例えば数°間隔）の複数本のレーザー光を回転させながら走査し、レーザー光源と一緒に回転する受光素子により散乱光や反射光を受光する。計測装置１１０が取付手段１１１によらず水平に取り付けられている場合、レーザー光の回転軸は鉛直軸に沿っており（図４の（ｂ）の部分参照）、水平面内を回転するレーザー光が、ピッチ方向の計測範囲の中心線Ｌとなる。 Specifically, the measuring device 110 rotates and scans a plurality of laser beams with mutually different inclination angles (for example, several degrees apart) and a plurality of laser beams with mutually different elevation angles (for example, several degrees apart), and scans the laser light source. Scattered light and reflected light are received by a light-receiving element that rotates together with the light. When the measuring device 110 is mounted horizontally without using the mounting means 111, the rotation axis of the laser beam is along the vertical axis (see part (b) of FIG. 4), and the laser beam rotating in the horizontal plane is , which is the center line L of the measurement range in the pitch direction.

本実施の形態の場合、計測装置１１０は、放射するレーザー光の回転軸がピッチ方向Ｐにおいて鉛直軸に対し角度Ｅ傾くように取付手段１１１により車両本体２０２に取り付けられている。角度Ｅは、１０°±７°の範囲から選定されることが好ましい。角度Ｅが３°未満の場合、縁石２１０から取得される点データＦの数が不足する可能性が高くなる。角度Ｅが１７°より大きい場合、他の道路構造物などの検出精度の低下が無視できなくなる。図４の（ａ）の部分に示すように、鉛直軸に対する回転軸の傾きの角度Ｅを１０°±７°の範囲から選定される角度に設定することで、比較的背が低い縁石２１０に対してもレーザー光による走査本数を適切に増加させることができ、縁石２１０を示す点データＦの点数を増加させることができる。 In the case of this embodiment, the measuring device 110 is attached to the vehicle body 202 by the attachment means 111 so that the rotation axis of the emitted laser beam is inclined at an angle E with respect to the vertical axis in the pitch direction P. Preferably, the angle E is selected from the range 10°±7°. If the angle E is less than 3 degrees, there is a high possibility that the number of point data F acquired from the curb 210 will be insufficient. When the angle E is larger than 17°, the deterioration in detection accuracy due to other road structures cannot be ignored. As shown in part (a) of FIG. 4, by setting the angle E of the inclination of the rotation axis with respect to the vertical axis to an angle selected from the range of 10°±7°, a relatively short curb 210 can be In contrast, the number of scans by the laser beam can be increased appropriately, and the number of points of point data F indicating the curb 210 can be increased.

位置関係検出装置１２０は、計測装置１１０から取得した計測データに基づき縁石２１０に対する車両２００の位置関係を導出する装置であり、データ取得部１２１と、平面特定部１２７と、路面抽出部１２５と、傾斜導出部１２８と、縁石抽出部１２２と、交線算出部１２６と、位置関係算出部１２３と、を備えている。 The positional relationship detection device 120 is a device that derives the positional relationship of the vehicle 200 with respect to the curb 210 based on the measurement data acquired from the measurement device 110, and includes a data acquisition section 121, a plane identification section 127, a road surface extraction section 125, It includes a slope derivation section 128, a curb extraction section 122, an intersection line calculation section 126, and a positional relationship calculation section 123.

データ取得部１２１は、計測装置１１０から計測データを取得する。本実施の形態の場合、計測装置１１０は、計測装置１１０の回転軸周り全周（３６０°）において縁石２１０を含む道路構造物の状態を計測する全方位型のＬｉＤＡＲであるため、データ取得部１２１は、計測装置１１０から取得した計測データから、図５に示すように、所定の軸（本実施の形態の場合、計測装置１１０を通過する鉛直軸）周りにおける所定の角度範囲であって、角度範囲の中央線Ｂが車両２００の前後方向に対し左側通行に対応した車両２００の場合は左側、右側通行に対応した車両２００の場合は右側（本実施の形態の場合、運転席２０３の反対側）に向いている抽出角度範囲Ａに含まれる点データのみを新たな計測データとして抽出する。これにより、位置関係検出装置１２０が処理するデータ量を削減し、処理速度の向上を図っている。 The data acquisition unit 121 acquires measurement data from the measurement device 110. In the case of this embodiment, the measuring device 110 is an omnidirectional LiDAR that measures the state of the road structure including the curb 210 around the entire circumference (360°) around the rotation axis of the measuring device 110, so the data acquisition unit 121 is a predetermined angular range around a predetermined axis (in the case of this embodiment, a vertical axis passing through the measurement device 110), as shown in FIG. 5, from the measurement data acquired from the measurement device 110, The center line B of the angular range is the left side in the case of the vehicle 200 that supports left-hand traffic in the longitudinal direction of the vehicle 200, and the right side in the case of the vehicle 200 that supports right-hand traffic (in the case of this embodiment, the opposite side of the driver's seat 203). Only the point data included in the extraction angle range A facing the side) are extracted as new measurement data. This reduces the amount of data processed by the positional relationship detection device 120 and improves the processing speed.

また、抽出角度範囲Ａの一端は、左側通行に対応した車両２００の場合は左側、右側通行に対応した車両２００の場合は右側（本実施の形態の場合、運転席２０３の反対側）の前輪２０１と接し、他端は車両２００の前後方向における前方に向くように設定されている。これにより、計算に用いる計測データのデータ量を抑制しつつ、縁石２１０に関する十分な情報を確保することが可能となる。また、計測装置１１０が全方位型のＬｉＤＡＲであり、取得する計測データが極座標により表現されるため、抽出角度範囲Ａ内の計測データを容易に抽出することが可能である。 Further, one end of the extraction angle range A is the front wheel on the left side in the case of the vehicle 200 compatible with left-hand traffic, and the right side (in the case of this embodiment, the opposite side of the driver's seat 203) in the case of the vehicle 200 compatible with right-hand traffic. 201 , and the other end is set to face forward in the longitudinal direction of vehicle 200 . This makes it possible to secure sufficient information regarding the curbstone 210 while suppressing the amount of measurement data used for calculation. Furthermore, since the measurement device 110 is an omnidirectional LiDAR and the measurement data to be acquired is expressed in polar coordinates, measurement data within the extraction angle range A can be easily extracted.

計測装置１１０は、計測装置１１０の特異方向Ｓが抽出角度範囲Ａ以外に向くように配置または設定されている。特異方向Ｓとは、測定の開始方向、および終了方向の少なくも一方であり、全方位型のＬｉＤＡＲに関しては測定の開始方向、および終了方向が一致している。特異方向Ｓは、計測データの切れ目に該当し、計測データに含まれる角度の基準方向（本実施の形態の場合、０°の方向）に該当している。このように特異方向Ｓを抽出角度範囲Ａ以外となるように計測装置１１０を配置または設定することで、データ処理の負荷を抑制し、検出精度の向上を図ることができる。 The measuring device 110 is arranged or set so that the specific direction S of the measuring device 110 faces outside the extraction angle range A. The singular direction S is at least one of the starting direction and ending direction of measurement, and for omnidirectional LiDAR, the starting direction and ending direction of measurement are the same. The singular direction S corresponds to a break in the measurement data, and corresponds to the reference direction of the angle included in the measurement data (in the case of this embodiment, the direction of 0°). By arranging or setting the measuring device 110 so that the singular direction S is outside the extraction angle range A in this way, it is possible to suppress the data processing load and improve detection accuracy.

なお、データ取得部１２１は、所定の角度範囲Ａとして所定の距離以下の範囲を新たな計測データとして抽出してもよい。具体的に例えば計測装置１１０から２０ｍ以内の計測データを抽出する場合を例示できる。また、データ取得部１２１は、角度、および距離の少なくとも一方で計測データを抽出する範囲を制限するのではなく、矩形など所定の形状の領域を用いて計測データを抽出してもかまわない。この場合、選定する領域は、前輪よりも前方の領域が後方の領域よりも大きいことが好ましく、また、車両２００の中央位置Ｃに対し左側通行に対応した車両２００の場合は左側、右側通行に対応した車両２００の場合は右側（本実施の形態の場合、運転席２０３の反対側）が左側通行に対応した車両２００の場合は右側、右側通行に対応した車両２００の場合は左側（本実施の形態の場合、運転席２０３側）より大きいことが好ましい。 Note that the data acquisition unit 121 may extract a range below a predetermined distance as the predetermined angular range A as new measurement data. Specifically, for example, a case where measurement data within 20 meters from the measurement device 110 is extracted can be exemplified. Further, the data acquisition unit 121 may extract measurement data using a predetermined shape area such as a rectangle, instead of limiting the range from which measurement data is extracted using at least one of angle and distance. In this case, it is preferable that the area to be selected is larger in front of the front wheels than in the area behind the front wheels, and if the vehicle 200 is compatible with left-hand traffic with respect to the center position C of the vehicle 200, it is preferable that the selected area is larger than the area behind the front wheels. In the case of a vehicle 200 that supports left-hand traffic, the right side (in this embodiment, the opposite side of the driver's seat 203) is on the right side in the case of a vehicle 200 that supports left-hand traffic, and on the left side (in this embodiment, in the case of a vehicle 200 that supports right-hand traffic). In the case of the form shown in FIG.

平面特定部１２７は、計測データに含まれる点データの集合である三次元点群から少なくとも二つの平面を特定する。本実施の形態の場合、制限された領域内の計測データに基づき平面が特定される。これにより、道路構造物の内、縁石２１０、および路面２２０に関する平面を集中して特定することができる。平面の特定方法は、特に限定されるものではないが、例えば、三次元点群処理のためのソフトウェアライブラリであるＰｏｉｎｔＣｌｏｕｄＬｉｂｒａｒｙ（ＰＣＬ）を用いることを例示できる。具体的に例えば、点群データの中からランダムに選んだ点データＦの組から法線ベクトルを求め、法線ベクトルの一致度合いに基づき平面を特定する方法を例示することができる。 The plane specifying unit 127 specifies at least two planes from a three-dimensional point group that is a set of point data included in the measurement data. In the case of this embodiment, a plane is specified based on measurement data within a restricted area. Thereby, planes related to the curb 210 and the road surface 220 among the road structures can be specified in a concentrated manner. The method for specifying the plane is not particularly limited, but for example, Point Cloud Library (PCL), which is a software library for three-dimensional point cloud processing, may be used. Specifically, for example, a method can be exemplified in which a normal vector is obtained from a set of point data F randomly selected from point group data, and a plane is specified based on the degree of coincidence of the normal vectors.

路面抽出部１２５は、取得した計測データに基づき路面を示す路面データを抽出する。路面抽出部１２５の路面抽出ロジックは、特に限定されるものではない。例えば計測データがカメラに基づく画像の場合、画像解析により路面データを抽出してもかまわない。 The road surface extraction unit 125 extracts road surface data indicating the road surface based on the acquired measurement data. The road surface extraction logic of the road surface extraction section 125 is not particularly limited. For example, if the measurement data is an image based on a camera, road surface data may be extracted by image analysis.

本実施の形態の場合、路面抽出部１２５は、平面特定部１２７により特定された複数の平面の中から、計測装置１１０の基準面（水平面と想定される）との傾きが路面傾斜範囲内、かつ、面積が路面面積閾値以上の平面を路面データとして抽出する。 In the case of the present embodiment, the road surface extracting section 125 selects from among the plurality of planes identified by the plane specifying section 127 whether the inclination with respect to the reference plane (assumed to be a horizontal plane) of the measuring device 110 is within the road surface inclination range; In addition, a plane whose area is equal to or larger than the road surface area threshold is extracted as road surface data.

路面傾斜範囲は、特に限定されるものではなく、車両２００の最大ロール角度や最大ピッチ角度に基づき設定される。具体的には計測装置１１０の基準面に対する傾きに対し±１０°程度の範囲を路面傾斜範囲として例示できる。 The road surface inclination range is not particularly limited, and is set based on the maximum roll angle and maximum pitch angle of the vehicle 200. Specifically, a range of approximately ±10° with respect to the inclination of the measuring device 110 with respect to the reference plane can be exemplified as the road surface inclination range.

なお、面積が路面面積閾値以上か否かの判定において、特定された平面に含まれる点データＦの数が所定数以上か否かに基づき判定することも可能である。例えば、少なくとも特定された平面に含まれる点データＦの数が５０以下の平面は、傾斜に関する判断をすることなく路面データとして抽出しないようにすることも可能である。 Note that in determining whether the area is equal to or greater than the road surface area threshold, it is also possible to determine based on whether the number of point data F included in the identified plane is equal to or greater than a predetermined number. For example, at least a plane in which the number of point data F included in the specified plane is 50 or less can be set not to be extracted as road surface data without making a judgment regarding the slope.

傾斜導出部１２８は、路面抽出部１２５により抽出された路面データに基づき、図７の（ａ）に示すように実際の水平面内の所定の一軸である第一軸２３１に対する車両２００に取り付けられた計測装置１１０の基準面１１２の第一傾斜度θ１を導出する。本実施の形態の場合、第一軸２３１は、車両２００の幅方向に沿う軸であって、車両２００が位置している路面２２０に沿う軸である。つまり、第一傾斜度θ１は、車両２００のロール方向Ｒの傾斜度である。また、傾斜導出部１２８は、図７の（ｂ）に示すように、水平面内において第一軸２３１に直交する第二軸２３２に対する計測装置１１０の基準面１１２の第二傾斜度θ２も導出する。本実施の形態の場合、第二軸２３２は、車両２００の前後方向に沿う軸であって、車両２００が位置している路面２２０に沿う軸である。つまり、第二傾斜度θ２はピッチ方向Ｐの傾斜度である。具体的に、傾斜導出部１２８は、予め定められた計測装置１１０の基準面１１２の路面データに対するロール方向Ｒ、およびピッチ方向Ｐの傾斜度を第一傾斜度θ１、および第二傾斜度θ２として導出する。第一傾斜度θ１と第二傾斜度θ２の導出に用いる路面データは、縁石２１０と路面２２０の両方を計測した計測データに基づいて抽出されることが好ましい。 Based on the road surface data extracted by the road surface extracting section 125, the slope deriving section 128 calculates the angle of the slope attached to the vehicle 200 relative to the first axis 231, which is a predetermined axis in the actual horizontal plane, as shown in FIG. 7(a). A first inclination θ1 of the reference plane 112 of the measuring device 110 is derived. In the case of this embodiment, first axis 231 is an axis along the width direction of vehicle 200, and is an axis along road surface 220 on which vehicle 200 is located. That is, the first inclination degree θ1 is the inclination degree of the vehicle 200 in the roll direction R. The inclination deriving unit 128 also derives the second inclination θ2 of the reference plane 112 of the measuring device 110 with respect to the second axis 232 perpendicular to the first axis 231 in the horizontal plane, as shown in FIG. 7(b). . In the case of this embodiment, second axis 232 is an axis along the front-rear direction of vehicle 200, and is an axis along road surface 220 on which vehicle 200 is located. That is, the second slope degree θ2 is the slope degree in the pitch direction P. Specifically, the inclination deriving unit 128 calculates the inclination degrees of the roll direction R and the pitch direction P with respect to the road surface data of the reference surface 112 of the measuring device 110 determined in advance as a first inclination degree θ1 and a second inclination degree θ2. Derive. The road surface data used to derive the first slope θ1 and the second slope θ2 is preferably extracted based on measurement data obtained by measuring both the curb 210 and the road surface 220.

縁石抽出部１２２は、データ取得部１２１が取得した計測データに基づき縁石２１０を示す縁石データを抽出する。縁石抽出部１２２の縁石データを抽出する方法は、特に限定されるものではない。 The curb extraction unit 122 extracts curb data indicating the curb 210 based on the measurement data acquired by the data acquisition unit 121. The method of extracting curb data by the curb extraction unit 122 is not particularly limited.

本実施の形態の場合、データ取得部１２１が取得する計測データには、車両２００に対する道路構造物の各点の位置を示す点データＦが含まれている。平面特定部１２７は、点データＦの集合である三次元点群から平面を特定している。縁石抽出部１２２は、縁石２１０の側面２１１を示す縁石データの候補として鉛直面に対し縁石傾斜範囲内に含まれる平面を起立データとして抽出し、起立データについて第一傾斜度に基づき補正を行って補正後データを生成している。なお、起立データに対し第二傾斜度を加えて補正後データを生成してもかまわない。 In the case of this embodiment, the measurement data acquired by the data acquisition unit 121 includes point data F indicating the position of each point of the road structure with respect to the vehicle 200. The plane specifying unit 127 specifies a plane from a three-dimensional point group that is a set of point data F. The curb extraction unit 122 extracts a plane included within the curb inclination range with respect to the vertical plane as a candidate for curb data indicating the side surface 211 of the curb 210 as upright data, and corrects the upright data based on the first degree of inclination. Generating corrected data. Note that the corrected data may be generated by adding the second inclination to the standing data.

縁石傾斜範囲は、特に限定されるものではなく、普及している実際の縁石の側面の鉛直面に対する傾きに対し±１０°程度の範囲を縁石傾斜範囲として例示できる。具体的に例えば、実際の縁石の側面の鉛直面に対する傾きは５．７°、縁石傾斜範囲は５．７°±１０°を例示できる。 The curb inclination range is not particularly limited, and the curb inclination range can be exemplified as a range of approximately ±10° with respect to the inclination of the side surface of an actual curb stone with respect to the vertical plane. Specifically, for example, the actual inclination of the side surface of the curb with respect to the vertical plane is 5.7°, and the curb inclination range is 5.7°±10°.

縁石抽出部１２２はさらに、補正後データに基づき縁石２１０の側面２１１を示す縁石データを抽出する。具体的に例えば、縁石抽出部１２２は、補正後データから、高さが高さ閾値以下の平面を縁石データとして抽出してもよい。また、縁石抽出部１２２は、補正後データから、面積が縁石面積閾値未満の平面を縁石データから除外してもかまわない。さらに、縁石抽出部１２２は、補正後データに含まれる点データＦの数に対し、高さ閾値より高い点データＦの数の割合が比較閾値以上の補正後データを、前記縁石データから除外してもかまわない。 The curb extraction unit 122 further extracts curb data indicating the side surface 211 of the curb 210 based on the corrected data. Specifically, for example, the curb extraction unit 122 may extract a plane whose height is less than or equal to a height threshold value from the corrected data as curb data. Further, the curb extraction unit 122 may exclude from the corrected data a plane whose area is less than the curb area threshold from the curb data. Furthermore, the curb extraction unit 122 excludes from the curb data the corrected data in which the ratio of the number of point data F higher than the height threshold to the number of point data F included in the corrected data is equal to or higher than the comparison threshold. It doesn't matter.

高さ閾値は、特に限定されるものではなく、普及している実際の縁石の高さに基づき設定される。具体的に例えば、複数種類の縁石の高さの最低値が２０ｃｍとした場合、計測誤差などを考慮した１８ｃｍを高さ閾値として例示できる。 The height threshold value is not particularly limited, and is set based on the actual height of the prevailing curbstone. Specifically, for example, if the lowest value of the heights of multiple types of curb stones is 20 cm, 18 cm can be exemplified as the height threshold value in consideration of measurement errors and the like.

縁石面積閾値は、特に限定されるものではない。また、縁石２１０は、長手方向に並べて配置されるため、縁石２１０の側面２１１の面積は、一律に特定できない。従って、縁石面積閾値は、複数個（例えば数個）の縁石２１０の側面積の合計を下限値として設定してもかまわない。本実施の形態の場合、縁石面積閾値は、抽出された縁石データに含まれる点データＦの数としている。これは、縁石２１０の側面２１１として計測された点データＦの数と縁石２１０の側面２１１の面積が比例関係にあることに基づく。 The curb area threshold is not particularly limited. Further, since the curb stones 210 are arranged side by side in the longitudinal direction, the area of the side surface 211 of the curb stone 210 cannot be uniformly specified. Therefore, the curb area threshold may be set to the sum of the side areas of a plurality of (for example, several) curb stones 210 as the lower limit. In the case of this embodiment, the curb area threshold is the number of point data F included in the extracted curb data. This is based on the fact that the number of point data F measured as the side surface 211 of the curb 210 and the area of the side surface 211 of the curb 210 are in a proportional relationship.

交線算出部１２６は、路面抽出部１２５で抽出された路面データと縁石抽出部１２２で抽出された縁石データとの交線２１５を示す交線データを算出する。交線データを算出するロジックは、特に限定されるものではない。例えば、路面データを含む仮想的な路面平面方程式、および縁石データを含む仮想的な縁石平面方程式を作成し、これらの二つの平面の交わりを交線データ（交線方程式）とする方法を例示できる。 The intersection line calculation unit 126 calculates intersection line data indicating an intersection line 215 between the road surface data extracted by the road surface extraction unit 125 and the curb data extracted by the curb stone extraction unit 122. The logic for calculating the intersection line data is not particularly limited. For example, it is possible to illustrate a method of creating a virtual road surface plane equation that includes road surface data and a virtual curb plane equation that includes curb data, and then using the intersection of these two planes as intersection line data (intersection line equation). .

位置関係算出部１２３は、縁石抽出部１２２が抽出した縁石データに基づき縁石２１０から車両２００までの距離Ｄ、および縁石２１０の並び方向に対する車両２００の角度θを算出する。距離Ｄおよび角度θの算出方法は、計測装置１１０が出力する計測データの種類によって異なり、限定されるものではない。例えば、計測データが画像の場合、縁石として抽出された部分の画像内の傾きを角度θに対応付けてもよく、縁石として抽出された部分と直交する線であって画像内の基準点を通過する線の縁石から基準点までの長さを距離Ｄに対応付けてもかまわない。 The positional relationship calculation unit 123 calculates the distance D from the curb 210 to the vehicle 200 and the angle θ of the vehicle 200 with respect to the direction in which the curbs 210 are lined up based on the curb data extracted by the curb extraction unit 122. The method for calculating the distance D and the angle θ varies depending on the type of measurement data output by the measuring device 110, and is not limited. For example, if the measurement data is an image, the inclination in the image of the part extracted as a curb may be associated with the angle θ, or a line that is orthogonal to the part extracted as a curb and passes through a reference point in the image. The length of the line from the curb to the reference point may be associated with the distance D.

本実施の形態の場合、位置関係算出部１２３は、算出された交線データに基づき交線２１５から車両２００までの距離Ｄ（詳細には縁石２１０の側面２１１と路面２２０の交線２１５から計測装置１１０までの距離Ｄ）が算出される。 In the case of the present embodiment, the positional relationship calculation unit 123 calculates the distance D from the intersection line 215 to the vehicle 200 based on the calculated intersection line data (specifically, the distance D is measured from the intersection line 215 between the side surface 211 of the curb 210 and the road surface 220). The distance D) to the device 110 is calculated.

正着制御部１３０は、位置関係算出部１２３により算出される縁石２１０から車両２００までの距離Ｄ、および縁石２１０の並び方向に対する車両２００の角度θに基づき縁石２１０に沿って正着させるように車両２００を制御する。具体的に例えば、正着制御部１３０は、ステアリング、走行用のモータ（エンジン）、ブレーキなどを統合的に制御して正着制御を行う。なお、正着制御部１３０は、運転者に対して正着に必要な情報を提示することで車両２００を正着制御してもよい。 The correct arrival control unit 130 causes the vehicle 200 to arrive correctly along the curb 210 based on the distance D from the curb 210 to the vehicle 200 calculated by the positional relationship calculation unit 123 and the angle θ of the vehicle 200 with respect to the direction in which the curbs 210 are lined up. Controls vehicle 200. Specifically, for example, the correct arrival control unit 130 performs correct arrival control by integrally controlling the steering, the driving motor (engine), the brakes, and the like. Note that the correct arrival control unit 130 may control the correct arrival of the vehicle 200 by presenting information necessary for correct arrival to the driver.

次に、縁石２１０から路面２２０上の車両２００までの距離Ｄ、および縁石２１０の並び方向に対する車両２００の前後方向の角度を検出する位置関係検出方法の流れを説明する。図８は、位置関係検出方法の流れを示すフローチャートである。 Next, the flow of the positional relationship detection method for detecting the distance D from the curb 210 to the vehicle 200 on the road surface 220 and the longitudinal angle of the vehicle 200 with respect to the direction in which the curbs 210 are arranged will be described. FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the positional relationship detection method.

最初に、計測装置１１０の較正の必要性が判断される（Ｓ１０１）。例えば、計測装置１１０の初期設定の段階や計測装置１１０の使用を開始して所定期間経過の後などのタイミングにおいて計測装置１１０の較正が行われる（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）。具体的には、計測装置１１０が取り付けられた車両２００を水平であることが保証されている路面上まで移動させて配置し、路面抽出部１２５に路面データを抽出させ、傾斜導出部１２８に導出させた第一傾斜度が０°となるように計測装置１１０の基準面を較正する（Ｓ１０２）。なお、計測装置１１０の特異方向Ｓ（図５参照）と、車両２００の前後方向などに関して較正してもかまわない。 First, it is determined whether the measurement device 110 needs to be calibrated (S101). For example, the measurement device 110 is calibrated at a timing such as at the initial setting stage of the measurement device 110 or after a predetermined period of time has elapsed since the use of the measurement device 110 has started (S101: Yes). Specifically, the vehicle 200 to which the measurement device 110 is attached is moved and placed on a road surface that is guaranteed to be horizontal, and the road surface extraction section 125 extracts road surface data, and the slope derivation section 128 derives the road surface data. The reference plane of the measuring device 110 is calibrated so that the first inclination is 0° (S102). Note that calibration may be performed with respect to the specific direction S of the measuring device 110 (see FIG. 5), the longitudinal direction of the vehicle 200, and the like.

次に、自動運転において正着制御が開始されると（Ｓ１０３:Ｙｅｓ）、データ取得部１２１は、車両２００の周辺に存在する縁石２１０、および路面２２０を含む道路構造物の状態を計測する計測装置１１０から計測データを取得する（Ｓ１０４）。本実施の形態の場合、データ取得部１２１は、取得した計測データから所定の領域内を示す所定領域データを抽出して新たな計測データとし、データ量を削減している（Ｓ１０５）。 Next, when the correct arrival control is started in automatic driving (S103: Yes), the data acquisition unit 121 performs a measurement to measure the state of road structures including the curb 210 and the road surface 220 that are present around the vehicle 200. Measurement data is acquired from the device 110 (S104). In the case of the present embodiment, the data acquisition unit 121 extracts predetermined area data indicating the inside of a predetermined area from the acquired measurement data, uses it as new measurement data, and reduces the amount of data (S105).

次に本実施の形態の場合、平面特定部１２７が削減された所定領域データに基づき複数の平面を特定する（Ｓ１０６）。路面抽出部１２５は、複数の平面の中から路面２２０を示す路面データを抽出する（Ｓ１０７）。 Next, in the case of this embodiment, the plane specifying unit 127 specifies a plurality of planes based on the reduced predetermined area data (S106). The road surface extraction unit 125 extracts road surface data indicating the road surface 220 from a plurality of planes (S107).

抽出した路面データが正しい路面データである場合（Ｓ１０８:Ｙｅｓ）、傾斜導出部１２８が、抽出された路面データと予め較正された計測装置１１０の基準面とを比較し、ロール方向の計測装置１１０の傾きである第一傾斜度、およびピッチ方向の傾きである第二傾斜度を導出する（Ｓ１０９）。 If the extracted road surface data is correct road surface data (S108: Yes), the slope deriving unit 128 compares the extracted road surface data with a pre-calibrated reference surface of the measuring device 110, and calculates the roll direction measuring device 110. A first slope, which is the slope of the pitch direction, and a second slope, which is the slope in the pitch direction, are derived (S109).

次に、縁石抽出部１２２が、平面特定部１２７により特定された平面から鉛直面に対し縁石傾斜範囲内に含まれる平面に対応する計測データを起立データとして抽出する（Ｓ１１０）。抽出した起立データに対し、第一傾斜度、および第二傾斜度を用いて補正を実行し補正後データを生成する（Ｓ１１１）。縁石抽出部１２２は、生成した補正後データに対し高さ閾値、縁石面積閾値などを用いて正しい縁石データを抽出する（Ｓ１１２：Ｙｅｓ）。 Next, the curb extraction unit 122 extracts measurement data corresponding to a plane included within the curb slope range with respect to the vertical plane from the plane specified by the plane identification unit 127 as upright data (S110). Correction is performed on the extracted standing data using the first inclination degree and the second inclination degree to generate corrected data (S111). The curb extraction unit 122 extracts correct curb data using a height threshold, a curb area threshold, etc. from the generated corrected data (S112: Yes).

次に、交線算出部１２６が、路面抽出部１２５で抽出された路面データと縁石抽出部１２２で抽出された縁石データとの交線２１５を示す交線データを算出する（Ｓ１１３）。次に、位置関係算出部１２３が、交線データに基づき縁石２１０から車両２００までの距離Ｄ、および縁石２１０の並び方向に対する車両２００の角度θを算出する（Ｓ１１４）。距離Ｄおよび角度θの算出方法は、計測装置１１０が出力する計測データの種類によって異なり、限定されるものではない。例えば、計測データが画像の場合、縁石として抽出された部分の画像内の傾きを角度θに対応付けてもよく、縁石として抽出された部分と直交する線であって画像内の基準点を通過する線の縁石から基準点までの長さを距離Ｄに対応付けてもかまわない。 Next, the intersection line calculation unit 126 calculates intersection line data indicating the intersection line 215 between the road surface data extracted by the road surface extraction unit 125 and the curb stone data extracted by the curb stone extraction unit 122 (S113). Next, the positional relationship calculating unit 123 calculates the distance D from the curb 210 to the vehicle 200 and the angle θ of the vehicle 200 with respect to the direction in which the curbs 210 are lined up based on the intersection line data (S114). The method for calculating the distance D and the angle θ varies depending on the type of measurement data output by the measuring device 110, and is not limited. For example, if the measurement data is an image, the inclination in the image of the part extracted as a curb may be associated with the angle θ, or a line that is orthogonal to the part extracted as a curb and passes through a reference point in the image. The length of the line from the curb to the reference point may be associated with the distance D.

本実施の形態の場合、位置関係算出部１２３が、算出された交線データに基づき交線２１５から車両２００までの距離Ｄ（詳細には縁石２１０の側面２１１と路面２２０の交線２１５から計測装置１１０までの距離Ｄを算出する（Ｓ１１４）。最後に、位置関係算出部１２３は、正着制御部１３０に算出した距離と角度とを出力する（Ｓ１１５）。以上のＳ１０４からＳ１１６までのフローが正着制御終了（Ｓ１１６：Ｙｅｓ）まで繰り返される（Ｓ１１６：Ｎｏ）。 In the case of the present embodiment, the positional relationship calculation unit 123 calculates the distance D from the intersection line 215 to the vehicle 200 based on the calculated intersection line data (specifically, the distance D is measured from the intersection line 215 between the side surface 211 of the curb 210 and the road surface 220). The distance D to the device 110 is calculated (S114).Finally, the positional relationship calculation unit 123 outputs the calculated distance and angle to the correct arrival control unit 130 (S115).The above flow from S104 to S116 is repeated until the correct arrival control ends (S116: Yes) (S116: No).

上記実施の形態に係る位置関係検出装置１２０は、縁石２１０の計測装置１１０が存在する側の側面２１１と路面との交線に基づき縁石２１０と計測装置１１０（車両２００）との距離Ｄ、および縁石２１０の並び方向に対する車両２００の傾きを算出する。従って、側面２１１が傾いている縁石２１０であっても縁石２１０と車両２００との正確な位置関係を検出することができる。位置関係検出装置１２０により得られる距離Ｄと角度θとを使用することにより、車両２００の正着制御（自動駐車）を高い精度で安定的に実現させることができる。具体的に例えば、本実施の形態により得られる距離Ｄ、および角度θを用いれば、縁石２１０と車両２００の縁石２１０側の前輪２０１との距離は４ｃｍ±２ｃｍの範囲に収まるように正着制御をすることができる。本実施の形態によれば、縁石２１０の上端面の車両２００側の縁２１２と車両２００との距離を使用した正着制御の場合に起こりうる縁石２１０の側面２１１と車両２００の前輪２０１との干渉を回避することができる。 The positional relationship detection device 120 according to the embodiment described above determines the distance D between the curb 210 and the measuring device 110 (vehicle 200) based on the intersection line between the road surface and the side surface 211 of the curb 210 on which the measuring device 110 is present, and The inclination of the vehicle 200 with respect to the direction in which the curb stones 210 are lined up is calculated. Therefore, even if the curb 210 has an inclined side surface 211, the accurate positional relationship between the curb 210 and the vehicle 200 can be detected. By using the distance D and the angle θ obtained by the positional relationship detection device 120, the correct arrival control (automatic parking) of the vehicle 200 can be stably realized with high accuracy. Specifically, for example, if the distance D and angle θ obtained according to the present embodiment are used, the correct arrival control is performed so that the distance between the curb 210 and the front wheels 201 of the vehicle 200 on the side of the curb 210 is within a range of 4 cm ± 2 cm. can do. According to the present embodiment, the difference between the side surface 211 of the curb 210 and the front wheel 201 of the vehicle 200 that may occur in the case of correct arrival control using the distance between the vehicle 200 side edge 212 of the upper end surface of the curb 210 and the vehicle 200 is explained. Interference can be avoided.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the embodiments of the present invention may be realized by arbitrarily combining the components described in this specification or by excluding some of the components. The present invention also includes modifications obtained by making various modifications to the above-described embodiments that a person skilled in the art can conceive without departing from the gist of the present invention, that is, the meaning of the words written in the claims. It will be done.

例えば、計測装置１１０を車両本体２０２の下面に取り付ける場合を説明したが、計測装置１１０は、車両本体２０２の側面、天井の外側、平面視における車両２００の角部など任意の位置に配置することができる。 For example, a case has been described in which the measuring device 110 is attached to the lower surface of the vehicle body 202, but the measuring device 110 may be placed at any position such as the side of the vehicle body 202, the outside of the ceiling, or a corner of the vehicle 200 in plan view. I can do it.

また、計測装置１１０は、所定の軸周りの全周において道路構造物の状態を計測するものばかりでなく、図９に示すような所定の軸周りにおいて所定の角度範囲Ａの道路構造物の状態を計測するものであってもかまわない。例えば計測装置１１０がカメラなどの場合、カメラの画角が角度範囲Ａとなる。また、このような計測装置１１０は、角度範囲Ａの中央線Ｂは、車両２００の左右方向に対し左側通行に対応した車両２００の場合は左側、右側通行に対応した車両２００の場合は右側（本実施の形態の場合、運転席２０３の反対側）に向くように配置されることが好ましい。 In addition, the measuring device 110 measures not only the state of a road structure in the entire circumference around a predetermined axis, but also the state of a road structure in a predetermined angular range A around a predetermined axis as shown in FIG. It does not matter if it is something that measures . For example, when the measuring device 110 is a camera, the angle of view of the camera is within the angle range A. In addition, in such a measuring device 110, the center line B of the angle range A is on the left side in the case of the vehicle 200 that supports left-hand traffic in the left-right direction of the vehicle 200, and on the right side (in the case of the vehicle 200 that supports right-hand traffic) in the left-right direction of the vehicle 200. In the case of this embodiment, it is preferable that the driver's seat 203 be disposed so as to face the opposite side of the driver's seat 203.

また、位置関係検出装置１２０は、平面特定部１２７を備えていない場合もある。具体的に例えば、計測データが距離データを含む画像データのような場合は、路面２２０、および縁石２１０の側面２１１をパターンマッチングなどを用いて計測データから路面データ、および縁石データを直接抽出することも可能である。 Furthermore, the positional relationship detection device 120 may not include the plane specifying section 127. Specifically, for example, if the measurement data is image data including distance data, the road surface data and the curb data can be directly extracted from the measurement data using pattern matching or the like for the road surface 220 and the side surface 211 of the curb 210. is also possible.

また、位置関係検出装置１２０は、傾斜導出部１２８を備えていない場合もある。この場合、縁石抽出部１２２は、縁石２１０の側面２１１を示すデータか否かを判断するために予め定められた許容範囲である縁石傾斜範囲内に含まれる計測データを縁石２１０の側面２１１を示す縁石データとして計測データ、または平面を示す計測データから直接（補正無しに）抽出してもかまわない。 Furthermore, the positional relationship detection device 120 may not include the inclination deriving section 128. In this case, the curb extraction unit 122 extracts measurement data that indicates the side surface 211 of the curb 210 from measurement data that is included within a curb slope range that is a predetermined tolerance range to determine whether the data indicates the side surface 211 of the curb 210. The curb data may be extracted directly (without correction) from measurement data or measurement data indicating a plane.

またデータ取得部１２１、平面特定部１２７、路面抽出部１２５、縁石抽出部１２２、交線算出部１２６、位置関係算出部１２３、および正着制御部１３０の処理部の一部、または全部の処理をコンピュータに実現させるプログラムであってもかまわない。 In addition, some or all of the processing units of the data acquisition unit 121, the plane identification unit 127, the road surface extraction unit 125, the curb extraction unit 122, the intersection line calculation unit 126, the positional relationship calculation unit 123, and the correct arrival control unit 130 It may be a program that causes a computer to realize this.

本発明は、乗用車、バス、トラック、農業機械、建設機械などの路面を走行する車両などに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for vehicles which run on a road surface, such as a passenger car, a bus, a truck, agricultural machinery, and a construction machine.

１００…位置関係検出システム、１１０…計測装置、１１１…取付手段、１１２…基準面、１２０…位置関係検出装置、１２１…データ取得部、１２２…縁石抽出部、１２３…位置関係算出部、１２５…路面抽出部、１２６…交線算出部、１２７…平面特定部、１２８…傾斜導出部、１３０…正着制御部、２００…車両、２０１…前輪、２０２…車両本体、２０３…運転席、２１０…縁石、２１１…側面、２１５…交線、２２０…路面、２３１…第一軸、２３２…第二軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100...Positional relationship detection system, 110...Measuring device, 111...Mounting means, 112...Reference surface, 120...Positional relationship detection device, 121...Data acquisition section, 122...Curbstone extraction section, 123...Positional relationship calculation section, 125... Road surface extraction section, 126... Intersection line calculation section, 127... Plane identification section, 128... Slope derivation section, 130... Correct arrival control section, 200... Vehicle, 201... Front wheel, 202... Vehicle body, 203... Driver's seat, 210... Curb, 211...Side surface, 215...Intersection line, 220...Road surface, 231...First axis, 232...Second axis

Claims

縁石から路面上の車両までの距離を検出する位置関係検出装置であって、
前記車両の周辺に存在する前記縁石、および前記路面を含む道路構造物の状態を計測する計測装置から計測データを取得するデータ取得部と、
取得した前記計測データに基づき前記路面を示す路面データを抽出する路面抽出部と、
取得した前記計測データに基づき前記縁石を示す縁石データを抽出する縁石抽出部と、
前記路面データと前記縁石データとの交線を示す交線データを算出する交線算出部と、
算出された前記交線データに基づき前記交線から前記計測装置までの距離を縁石から路面上の車両までの距離として算出する位置関係算出部と、を備え、
前記計測データには、前記車両に対する前記道路構造物の各点の位置を示す点データが含まれ、
前記点データの集合である三次元点群から平面を特定する平面特定部をさらに備え、
前記縁石抽出部は、
前記平面特定部により特定された平面から、高さが高さ閾値以下、かつ、鉛直面との傾きが縁石傾斜範囲内の平面を縁石データとして抽出し、
前記路面抽出部は、
前記平面特定部により特定された平面から、面積が路面面積閾値以上、かつ、水平面との傾きが路面傾斜範囲内の平面を路面データとして抽出する
位置関係検出装置。 A positional relationship detection device that detects a distance from a curb to a vehicle on a road surface,
a data acquisition unit that acquires measurement data from a measurement device that measures the state of road structures including the curb and the road surface that are present around the vehicle;
a road surface extraction unit that extracts road surface data indicating the road surface based on the acquired measurement data;
a curb extraction unit that extracts curb data indicating the curb based on the acquired measurement data;
an intersection line calculation unit that calculates intersection line data indicating an intersection line between the road surface data and the curb data;
a positional relationship calculation unit that calculates a distance from the intersection line to the measuring device based on the calculated intersection line data as a distance from the curb to the vehicle on the road surface ;
The measurement data includes point data indicating the position of each point of the road structure with respect to the vehicle,
further comprising a plane specifying unit that specifies a plane from the three-dimensional point group that is the set of point data,
The curb extraction section is
extracting, as curb data, a plane whose height is below a height threshold and whose inclination with the vertical plane is within a curb slope range from the planes identified by the plane specifying unit;
The road surface extraction section is
From the planes identified by the plane identification unit, a plane whose area is equal to or greater than a road surface area threshold and whose inclination with the horizontal plane is within a road surface slope range is extracted as road surface data.
Positional relationship detection device.

前記位置関係算出部は、
算出された前記交線データに基づき前記交線に対する前記計測装置の角度を前記縁石に対する前記車両の角度として算出する
請求項１に記載の位置関係検出装置。 The positional relationship calculation unit includes:
The positional relationship detection device according to claim 1, wherein the angle of the measuring device with respect to the intersection line is calculated as the angle of the vehicle with respect to the curb based on the calculated intersection line data.

前記縁石抽出部は、
前記平面特定部により特定された平面から、高さが高さ閾値以下、かつ、鉛直面との傾きが縁石傾斜範囲内、かつ、前記縁石の側面の面積が縁石面積閾値以上の平面を縁石データとして抽出する
請求項１または２に記載の位置関係検出装置。 The curb extraction section is
From the plane specified by the plane specifying unit, a plane whose height is below the height threshold, whose inclination with the vertical plane is within the curb slope range, and whose side surface area of the curb is above the curb area threshold is defined as curb data. The positional relationship detection device according to claim 1 or 2, wherein the positional relationship detection device extracts as follows.