JP7396308B2 - 走行軌跡推定システム、走行軌跡推定プログラム、及び走行軌跡推定方法 - Google Patents
走行軌跡推定システム、走行軌跡推定プログラム、及び走行軌跡推定方法 Download PDFInfo
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Description
走行軌跡推定システムは、
車両の過去の走行実績を示す走行実績情報と、特徴物の設置位置を示す特徴物位置情報とを格納する1又は複数の記憶装置と、
走行実績情報及び特徴物位置情報に基づいて、車両の走行軌跡を推定する走行軌跡推定処理を実行する1又は複数のプロセッサと
を備える。
走行実績情報は、
車両に搭載された内界センサによって検出された車両の走行状態あるいは位置を含む車両走行情報と、
車両に搭載された外界センサによって認識された特徴物の情報を含む外界認識情報と
を含む。
走行軌跡推定処理は、車両の位置である車両位置を推定する車両位置推定処理を含む。
対象車両位置は、対象時刻における車両位置である。
第1基準車両位置は、対象時刻よりも前の第1基準時刻における車両位置である。
第2基準車両位置は、対象時刻よりも後の第2基準時刻における車両位置である。
第1車両移動量は、第1基準時刻と対象時刻との間の車両の移動量である。
第2車両移動量は、第2基準時刻と対象時刻との間の車両の移動量である。
車両位置推定処理は、
車両走行情報に基づいて、第1車両移動量と第2車両移動量を取得する処理と、
外界認識情報に基づいて、対象時刻において認識された特徴物の相対位置を取得する処理と、
第1基準車両位置、第1車両移動量、第2基準車両位置、及び第2車両移動量に基づいて、対象車両位置を内界推定車両位置として算出する処理と、
特徴物位置情報で示される特徴物の設置位置と対象時刻における特徴物の相対位置に基づいて、対象車両位置を外界推定車両位置として算出する処理と、
内界推定車両位置と外界推定車両位置とを組み合わせて対象車両位置を推定する処理と
を含む。
1又は複数のプロセッサは、連続する複数の時刻の各々を対象時刻として設定して車両位置推定処理を実行することによって、複数の時刻のそれぞれにおける複数の対象車両位置を推定する。
そして、1又は複数のプロセッサは、推定された複数の対象車両位置の集合を車両の走行軌跡として決定する。
走行軌跡推定プログラムは、コンピュータによって実行されることにより、
車両の過去の走行実績を示す走行実績情報と、特徴物の設置位置を示す特徴物位置情報とを取得する情報取得処理と、
走行実績情報と特徴物位置情報に基づいて、車両の走行軌跡を推定する走行軌跡推定処理と
をコンピュータに実行させる。
走行実績情報は、
車両に搭載された内界センサによって検出された車両の走行状態あるいは位置を含む車両走行情報と、
車両に搭載された外界センサによって認識された特徴物の情報を含む外界認識情報と
を含む。
走行軌跡推定処理は、車両の位置である車両位置を推定する車両位置推定処理を含む。
対象車両位置は、対象時刻における車両位置である。
第1基準車両位置は、対象時刻よりも前の第1基準時刻における車両位置である。
第2基準車両位置は、対象時刻よりも後の第2基準時刻における車両位置である。
第1車両移動量は、第1基準時刻と対象時刻との間の車両の移動量である。
第2車両移動量は、第2基準時刻と対象時刻との間の車両の移動量である。
車両位置推定処理は、
車両走行情報に基づいて、第1車両移動量と第2車両移動量を取得する処理と、
外界認識情報に基づいて、対象時刻において認識された特徴物の相対位置を取得する処理と、
第1基準車両位置、第1車両移動量、第2基準車両位置、及び第2車両移動量に基づいて、対象車両位置を内界推定車両位置として算出する処理と、
特徴物位置情報で示される特徴物の設置位置と対象時刻における特徴物の相対位置に基づいて、対象車両位置を外界推定車両位置として算出する処理と、
内界推定車両位置と外界推定車両位置とを組み合わせて対象車両位置を推定する処理と
を含む。
走行軌跡推定処理は、
連続する複数の時刻の各々を対象時刻として設定して車両位置推定処理を実行することによって、複数の時刻のそれぞれにおける複数の対象車両位置を推定する処理と、
推定された複数の対象車両位置の集合を車両の走行軌跡として決定する処理と
を含む。
走行軌跡推定方法は、
車両の過去の走行実績を示す走行実績情報と、特徴物の設置位置を示す特徴物位置情報とを取得する情報取得処理と、
走行実績情報と特徴物位置情報に基づいて、車両の走行軌跡を推定する走行軌跡推定処理と
を含む。
走行実績情報は、
車両に搭載された内界センサによって検出された車両の走行状態あるいは位置を含む車両走行情報と、
車両に搭載された外界センサによって認識された特徴物の情報を含む外界認識情報と
を含む。
走行軌跡推定処理は、車両の位置である車両位置を推定する車両位置推定処理を含む。
対象車両位置は、対象時刻における車両位置である。
第1基準車両位置は、対象時刻よりも前の第1基準時刻における車両位置である。
第2基準車両位置は、対象時刻よりも後の第2基準時刻における車両位置である。
第1車両移動量は、第1基準時刻と対象時刻との間の車両の移動量である。
第2車両移動量は、第2基準時刻と対象時刻との間の車両の移動量である。
車両位置推定処理は、
車両走行情報に基づいて、第1車両移動量と第2車両移動量を取得する処理と、
外界認識情報に基づいて、対象時刻において認識された特徴物の相対位置を取得する処理と、
第1基準車両位置、第1車両移動量、第2基準車両位置、及び第2車両移動量に基づいて、対象車両位置を内界推定車両位置として算出する処理と、
特徴物位置情報で示される特徴物の設置位置と対象時刻における特徴物の相対位置に基づいて、対象車両位置を外界推定車両位置として算出する処理と、
内界推定車両位置と外界推定車両位置とを組み合わせて対象車両位置を推定する処理と
を含む。
走行軌跡推定処理は、
連続する複数の時刻の各々を対象時刻として設定して車両位置推定処理を実行することによって、複数の時刻のそれぞれにおける複数の対象車両位置を推定する処理と、
推定された複数の対象車両位置の集合を車両の走行軌跡として決定する処理と
を含む。
図1は、本実施の形態に係る車両制御システム10と走行軌跡推定システム100の概要を説明するための概念図である。
本実施の形態に係る走行軌跡推定処理の理解を促進するために、まず、車両1の走行中に実施される一般的なローカライズ処理について説明する。図2~図4は、一般的なローカライズ処理を説明するための概念図である。
次に、本実施の形態に係る走行軌跡推定システム100による走行軌跡推定処理について説明する。
走行軌跡推定処理は、車両1の過去の走行軌跡を推定する。車両1の過去の走行軌跡は、過去の連続する複数の時刻t1~tnのそれぞれにおける車両位置P1~Pnの集合で与えられる。ここで、nは、2以上の整数である。走行軌跡推定処理は、過去の連続する複数の時刻t1~tnのそれぞれにおける車両位置P1~Pnを推定する処理を含む。この処理を、上述の一般的なローカライズ処理と区別するため、以下「車両位置推定処理」と呼ぶ。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、走行実績情報TRECに基づいて車両位置推定処理が実行され、時刻t1~tnのそれぞれにおける車両位置P1~Pn、すなわち、推定走行軌跡TReが推定される。車両位置推定処理では、対象時刻tkよりも前の時刻tk-1だけでなく、対象時刻tkよりも後の時刻tk+1も基準時刻として用いられる。すなわち、一般的なローカライズ処理と比較して、制約条件が増える。従って、車両位置P1~Pn、すなわち、推定走行軌跡TReの推定精度が向上する。
上述の通り、キャリブレーションパラメータEは、車両座標系における外界センサ22の設置位置及び設置方向を示す。外界センサ22が車両1に取り付けられるとき、キャリブレーションパラメータEが一意に決まる。上述のローカライズ処理においては、キャリブレーションパラメータEとして、予め登録された所定の設定値が用いられる。
4-1.構成例
図9は、本実施の形態に係る車両制御システム10の構成例を示すブロック図である。車両制御システム10は、センサ20、通信装置30、走行装置40、及び制御装置50を備えている。
車両1の走行中、プロセッサ51は、車両位置Pを推定するローカライズ処理を行う。より詳細には、プロセッサ51は、車両走行情報60、外界認識情報70、及び特徴物位置情報MAPに基づいて、ローカライズ処理を行う(図2~図4参照)。ローカライズ結果情報LOCは、ローカライズ処理によって推定される車両位置Pを示す。ローカライズ結果情報LOCは、記憶装置52に格納される。
プロセッサ51は、通信装置30を介して、走行軌跡推定システム100と通信を行う。例えば、通信装置30は、車両走行情報60と外界認識情報70を走行軌跡推定システム100に送信する。通信装置30は、ローカライズ結果情報LOCを走行軌跡推定システム100に送信してもよい。走行軌跡推定システム100への情報の送信は、車両1の走行中にリアルタイムに行われてもよいし、車両1の待機中に行われてもよい。
プロセッサ51は、車両1の走行を制御する車両走行制御を実行する。車両走行制御は、操舵制御、加速制御、及び減速制御を含む。プロセッサ51は、走行装置40(操舵装置、駆動装置、制動装置)を制御することによって車両走行制御を実行する。
5-1.構成例
図10は、本実施の形態に係る走行軌跡推定システム100の構成例を示すブロック図である。走行軌跡推定システム100は、通信装置110、入出力装置120、及び情報処理装置130を含んでいる。
図11は、本実施の形態に係る走行軌跡推定システム100(プロセッサ131)による処理を説明するためのブロック図である。走行軌跡推定システム100は、機能ブロックとして、走行軌跡推定部200、走行軌跡評価部300、及び警告部400を含んでいる。これら機能ブロックは、プロセッサ131が走行軌跡推定プログラムPROGを実行することにより実現される。
ステップS100において、走行軌跡推定部200は、走行実績情報TRECと特徴物位置情報MAPを取得する。
ステップS200において、走行軌跡推定部200は、車両1の走行軌跡を推定する走行軌跡推定処理を実行する。より詳細には、走行軌跡推定部200は、走行実績情報TREC及び特徴物位置情報MAPに基づいて走行軌跡推定処理を行う。走行軌跡情報TRAJは、走行軌跡推定処理によって推定される推定走行軌跡TReを示す。
ステップS300において、走行軌跡評価部300は、走行軌跡情報TRAJで示される推定走行軌跡TReを評価する「走行軌跡評価処理」を実行する。ここで、走行軌跡評価部300は、必要に応じて比較対象情報COMPを用いる。走行軌跡評価処理の様々な例は後述される。
ステップS400において、警告部400は、警告を出力する。例えば、警告部400は、入出力装置120の出力装置を用いて、走行軌跡推定システム100のオペレータに対して警告を出力する。他の例として、警告部400は、通信装置110を介して車両制御システム10と通信を行い、車両制御システム10を介して車両1のユーザに警告を出力してもよい。
以下、本実施の形態に係る走行軌跡評価処理の様々な例について説明する。
第1の例において、走行軌跡評価部300は、推定走行軌跡TReが「蛇行」を含むか否かを判定する。ここで、蛇行とは、車両1が走行した走行車線が蛇行していないにも関わらず、推定走行軌跡TReが蛇行していることを意味する。車両1が走行した車線の形状は、地図情報から得られる。比較対象情報COMPは、地図情報で示される車線形状を含む。警告条件は、「推定走行軌跡TReが蛇行を含むこと」である。
第2の例において、走行軌跡評価部300は、推定走行軌跡TReが「異常曲率」を含むか否かを判定する。ここで、異常曲率とは、所定の曲率閾値を超える推定走行軌跡TReの曲率を意味する。比較対象情報COMPは、所定の曲率閾値を含む。警告条件は、「推定走行軌跡TReが異常曲率を含むこと」である。
図14は、走行軌跡評価処理(ステップS300)の第3の例を説明するための概念図である。第3の例において、走行軌跡評価部300は、車両制御システム10による軌跡追従制御の性能(精度)を評価する。
図16は、走行軌跡評価処理(ステップS300)の第4の例を説明するための概念図である。第4の例において、走行軌跡評価部300は、車両制御システム10によるローカライズ処理の精度を評価する。
図17は、走行軌跡評価処理(ステップS300)の第5の例を説明するための概念図である。第5の例において、走行軌跡評価部300は、内界センサ21の精度を評価する。
第6の例において、走行軌跡評価部300は、外界センサ22に関するキャリブレーションパラメータEを評価する。そのために、上述の走行軌跡推定処理では、キャリブレーションパラメータEも推定される(セクション3-3参照)。
本実施の形態によれば、走行実績情報TRECに基づく走行軌跡推定処理によって、車両1の走行軌跡を高精度に推定することが可能となる。
10 車両制御システム
20 センサ
21 内界センサ
22 外界センサ
30 通信装置
40 走行装置
50 制御装置
60 車両走行情報
70 外界認識情報
100 走行軌跡推定システム
110 通信装置
120 入出力装置
130 情報処理装置
131 プロセッサ
132 記憶装置
200 走行軌跡推定部
300 走行軌跡評価部
400 警告部
LOC ローカライズ結果情報
MAP 特徴物位置情報
TRa 実際の走行軌跡
TRe 推定走行軌跡
TRt 目標軌跡
COMP 比較対象情報
PROG 走行軌跡推定プログラム
TRAJ 走行軌跡情報
TREC 走行実績情報
Claims (12)
- 車両の過去の走行実績を示す走行実績情報と、特徴物の設置位置を示す特徴物位置情報とを格納する1又は複数の記憶装置と、
前記走行実績情報及び前記特徴物位置情報に基づいて、前記車両の走行軌跡を推定する走行軌跡推定処理を実行する1又は複数のプロセッサと
を備え、
前記走行実績情報は、
前記車両に搭載された内界センサによって検出された前記車両の走行状態あるいは位置を含む車両走行情報と、
前記車両に搭載された外界センサによって認識された前記特徴物の情報を含む外界認識情報と
を含み、
前記走行軌跡推定処理は、前記車両の位置である車両位置を推定する車両位置推定処理を含み、
対象車両位置は、対象時刻における前記車両位置であり、
第1基準車両位置は、前記対象時刻よりも前の第1基準時刻における前記車両位置であり、
第2基準車両位置は、前記対象時刻よりも後の第2基準時刻における前記車両位置であり、
第1車両移動量は、前記第1基準時刻と前記対象時刻との間の前記車両の移動量であり、
第2車両移動量は、前記第2基準時刻と前記対象時刻との間の前記車両の移動量であり、
前記車両位置推定処理は、
前記車両走行情報に基づいて、前記第1車両移動量と前記第2車両移動量を取得する処理と、
前記外界認識情報に基づいて、前記対象時刻において認識された前記特徴物の相対位置を取得する処理と、
前記第1基準車両位置、前記第1車両移動量、前記第2基準車両位置、及び前記第2車両移動量に基づいて、前記対象車両位置を内界推定車両位置として算出する処理と、
前記特徴物位置情報で示される前記特徴物の前記設置位置と前記対象時刻における前記特徴物の前記相対位置に基づいて、前記対象車両位置を外界推定車両位置として算出する処理と、
前記内界推定車両位置と前記外界推定車両位置とを組み合わせて前記対象車両位置を推定する処理と
を含み、
前記1又は複数のプロセッサは、
連続する複数の時刻の各々を前記対象時刻として設定して前記車両位置推定処理を実行することによって、前記複数の時刻のそれぞれにおける複数の対象車両位置を推定し、
推定された前記複数の対象車両位置の集合を前記車両の前記走行軌跡として決定する
走行軌跡推定システム。 - 請求項1に記載の走行軌跡推定システムであって、
前記1又は複数のプロセッサは、前記複数の時刻を並列的に前記対象時刻として設定して前記車両位置推定処理を実行することによって、前記複数の時刻のそれぞれにおける前記複数の対象車両位置を一括して推定する
走行軌跡推定システム。 - 請求項2に記載の走行軌跡推定システムであって、
前記1又は複数のプロセッサは、前回の前記車両位置推定処理によって推定された前記対象車両位置を今回の前記車両位置推定処理における前記第1基準車両位置及び前記第2基準車両位置として設定することによって、前記車両位置推定処理を繰り返し実行する
走行軌跡推定システム。 - 請求項3に記載の走行軌跡推定システムであって、
前記1又は複数のプロセッサは、前回の前記車両位置推定処理において推定された前記複数の対象車両位置と今回の前記車両位置推定処理において推定された前記複数の対象車両位置との間の変化量が閾値未満になるまで、前記車両位置推定処理を繰り返し実行する
走行軌跡推定システム。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の走行軌跡推定システムであって、
キャリブレーションパラメータは、前記車両に固定された車両座標系における前記外界センサの設置位置及び設置方向を示し、
前記1又は複数のプロセッサは、前記特徴物の前記設置位置、前記対象時刻における前記特徴物の前記相対位置、及び前記キャリブレーションパラメータに基づいて、前記外界推定車両位置を算出し、
前記車両位置推定処理において、前記1又は複数のプロセッサは、前記キャリブレーションパラメータも変数として設定し、前記複数の対象車両位置と共に前記キャリブレーションパラメータも推定する
走行軌跡推定システム。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の走行軌跡推定システムであって、
前記1又は複数のプロセッサは、更に、
前記推定された走行軌跡が走行車線とは関係ない蛇行を含む場合、あるいは、前記推定された走行軌跡が所定の曲率閾値を超える異常曲率を有する場合、警告を前記走行軌跡推定システムのオペレータあるいは前記車両のユーザに出力する
走行軌跡推定システム。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の走行軌跡推定システムであって、
前記車両は、目標軌跡に追従するように走行する軌跡追従制御を行い、
前記1又は複数のプロセッサは、更に、
前記推定された走行軌跡と前記目標軌跡との間の誤差を算出し、
前記誤差が警告条件を満たす場合、警告を前記走行軌跡推定システムのオペレータあるいは前記車両のユーザに出力する
走行軌跡推定システム。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の走行軌跡推定システムであって、
前記車両は、走行中に、前記車両走行情報、前記外界認識情報、及び前記特徴物位置情報に基づいて前記車両位置を推定するローカライズ処理を実行し、
前記1又は複数のプロセッサは、更に、
前記推定された走行軌跡と前記ローカライズ処理によって推定された前記車両位置との間の誤差を算出し、
前記誤差が警告条件を満たす場合、警告を前記走行軌跡推定システムのオペレータあるいは前記車両のユーザに出力する
走行軌跡推定システム。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の走行軌跡推定システムであって、
前記1又は複数のプロセッサは、更に、
前記外界認識情報を用いることなく、前記車両走行情報に基づいて、前記複数の時刻のそれぞれにおける複数の車両位置を比較車両位置として算出し、
前記推定された走行軌跡と前記比較車両位置との間の誤差を算出し、
前記誤差が警告条件を満たす場合、警告を前記走行軌跡推定システムのオペレータあるいは前記車両のユーザに出力する
走行軌跡推定システム。 - 請求項5に記載の走行軌跡推定システムであって、
前記1又は複数のプロセッサは、更に、
推定された前記キャリブレーションパラメータと前記キャリブレーションパラメータの設定値との間の誤差を算出し、
前記誤差が警告条件を満たす場合、警告を前記走行軌跡推定システムのオペレータあるいは前記車両のユーザに出力する
走行軌跡推定システム。 - コンピュータにより実行される走行軌跡推定プログラムであって、
前記走行軌跡推定プログラムは、前記コンピュータによって実行されることにより、
車両の過去の走行実績を示す走行実績情報と、特徴物の設置位置を示す特徴物位置情報とを取得する情報取得処理と、
前記走行実績情報と前記特徴物位置情報に基づいて、前記車両の走行軌跡を推定する走行軌跡推定処理と
を前記コンピュータに実行させ、
前記走行実績情報は、
前記車両に搭載された内界センサによって検出された前記車両の走行状態あるいは位置を含む車両走行情報と、
前記車両に搭載された外界センサによって認識された前記特徴物の情報を含む外界認識情報と
を含み、
前記走行軌跡推定処理は、前記車両の位置である車両位置を推定する車両位置推定処理を含み、
対象車両位置は、対象時刻における前記車両位置であり、
第1基準車両位置は、前記対象時刻よりも前の第1基準時刻における前記車両位置であり、
第2基準車両位置は、前記対象時刻よりも後の第2基準時刻における前記車両位置であり、
第1車両移動量は、前記第1基準時刻と前記対象時刻との間の前記車両の移動量であり、
第2車両移動量は、前記第2基準時刻と前記対象時刻との間の前記車両の移動量であり、
前記車両位置推定処理は、
前記車両走行情報に基づいて、前記第1車両移動量と前記第2車両移動量を取得する処理と、
前記外界認識情報に基づいて、前記対象時刻において認識された前記特徴物の相対位置を取得する処理と、
前記第1基準車両位置、前記第1車両移動量、前記第2基準車両位置、及び前記第2車両移動量に基づいて、前記対象車両位置を内界推定車両位置として算出する処理と、
前記特徴物位置情報で示される前記特徴物の前記設置位置と前記対象時刻における前記特徴物の前記相対位置に基づいて、前記対象車両位置を外界推定車両位置として算出する処理と、
前記内界推定車両位置と前記外界推定車両位置とを組み合わせて前記対象車両位置を推定する処理と
を含み、
前記走行軌跡推定処理は、
連続する複数の時刻の各々を前記対象時刻として設定して前記車両位置推定処理を実行することによって、前記複数の時刻のそれぞれにおける複数の対象車両位置を推定する処理と、
推定された前記複数の対象車両位置の集合を前記車両の前記走行軌跡として決定する処理と
を含む
走行軌跡推定プログラム。 - 1又は複数のプロセッサが、車両の過去の走行実績を示す走行実績情報と、特徴物の設置位置を示す特徴物位置情報とを取得する情報取得処理と、
前記1又は複数のプロセッサが、前記走行実績情報と前記特徴物位置情報に基づいて、前記車両の走行軌跡を推定する走行軌跡推定処理と
を含み、
前記走行実績情報は、
前記車両に搭載された内界センサによって検出された前記車両の走行状態あるいは位置を含む車両走行情報と、
前記車両に搭載された外界センサによって認識された前記特徴物の情報を含む外界認識情報と
を含み、
前記走行軌跡推定処理は、前記車両の位置である車両位置を推定する車両位置推定処理を含み、
対象車両位置は、対象時刻における前記車両位置であり、
第1基準車両位置は、前記対象時刻よりも前の第1基準時刻における前記車両位置であり、
第2基準車両位置は、前記対象時刻よりも後の第2基準時刻における前記車両位置であり、
第1車両移動量は、前記第1基準時刻と前記対象時刻との間の前記車両の移動量であり、
第2車両移動量は、前記第2基準時刻と前記対象時刻との間の前記車両の移動量であり、
前記車両位置推定処理は、
前記車両走行情報に基づいて、前記第1車両移動量と前記第2車両移動量を取得する処理と、
前記外界認識情報に基づいて、前記対象時刻において認識された前記特徴物の相対位置を取得する処理と、
前記第1基準車両位置、前記第1車両移動量、前記第2基準車両位置、及び前記第2車両移動量に基づいて、前記対象車両位置を内界推定車両位置として算出する処理と、
前記特徴物位置情報で示される前記特徴物の前記設置位置と前記対象時刻における前記特徴物の前記相対位置に基づいて、前記対象車両位置を外界推定車両位置として算出する処理と、
前記内界推定車両位置と前記外界推定車両位置とを組み合わせて前記対象車両位置を推定する処理と
を含み、
前記走行軌跡推定処理は、
連続する複数の時刻の各々を前記対象時刻として設定して前記車両位置推定処理を実行することによって、前記複数の時刻のそれぞれにおける複数の対象車両位置を推定する処理と、
推定された前記複数の対象車両位置の集合を前記車両の前記走行軌跡として決定する処理と
を含む
走行軌跡推定方法。
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