KR20170119632A - 환경 지도의 데이터 구조, 환경 지도의 작성 시스템 및 작성 방법, 그리고, 환경 지도의 갱신 시스템 및 갱신 방법 - Google Patents

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KR20170119632A
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겐타로 이치카와
히로미츠 우라노
다이스케 스가이와
마이코 히라노
분요 오쿠무라
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도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

환경 지도의 데이터 구조는, 공간 내의 위치를 나타내는 위치 정보와, 상기 위치의 상태량 변화성을 갖는다. 상기 상태량 변화성은, 상기 위치 정보와 관련지어지고, 상기 상태량 변화성은, 상기 위치의 상태량의 시간에 대한 변화의 용이함을 나타낸다.

Description

환경 지도의 데이터 구조, 환경 지도의 작성 시스템 및 작성 방법, 그리고, 환경 지도의 갱신 시스템 및 갱신 방법{DATA STRUCTURE OF ENVIRONMENT MAP, ENVIRONMENT MAP PREPARING SYSTEM AND METHOD, AND ENVIRONMENT MAP UPDATING SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 환경 지도의 데이터 구조, 환경 지도의 작성 시스템 및 작성 방법, 그리고, 환경 지도의 갱신 시스템 및 갱신 방법에 관한 것이다.
가구와 같은 실내 장해물의 위치 및 크기의 정보를 갖는 지도 정보를 갖고, 가구를 피하면서 현재지로부터 목표에 도달하는 이동 경로를, 지도 정보를 사용하여 결정하고, 이동 경로에 따라 실내를 이동하는 이동 로봇이 공지이다(일본 특허 공개 제2003-345438 참조).
실내의 장해물이 예를 들어 침대와 같이 거의 위치가 변함없는 정적 장해물일 경우에는, 지도 정보가 장해물의 위치 및 크기의 정보를 갖고 있으면, 이동 로봇은 장해물을 피해 이동할 수 있을지도 모른다. 그러나, 장해물이 예를 들어 의자나 쓰레기통과 같이 위치가 비교적 빈번하게 바뀌는 정적 장해물일 경우에는, 어떤 시각에 있어서 어떤 위치에 정적 장해물이 존재하고 있었다고 하더라도, 다른 시각에 있어서는 정적 장해물은 당해 어떤 위치에 존재하고 있을 가능성은 낮고, 당해 어떤 위치와는 다른 위치에 존재하고 있을 가능성이 높다. 장해물이 예를 들어 인간이나 애완 동물과 같은 동적 장해물일 경우에는, 그 위치가 바뀌어 있을 가능성은 더욱 높다.
일본 특허 공개 제2003-345438의 지도는, 지도 정보가 작성된 시각에 있어서의 장해물의 위치 및 크기의 정보를 갖고 있는 것에 지나지 않는다. 따라서, 일본 특허 공개 제2003-345438에서는, 시간에 따라 변화하는 장해물의 위치, 즉 실내의 상황을 정확하게 파악할 수 없을 우려가 있다. 환언하면, 지도 정보가 갖는 정보가 장해물의 위치 및 크기의 정보뿐이면, 이동 로봇이 이동하는 공간의 상황을 정확하게 파악하는 것은 곤란하다.
본 발명은 공간의 상황을 더욱 정확하게 나타낼 수 있는 지도 정보를 제공한다.
본 발명의 제1 형태는, 환경 지도의 데이터 구조를 제공한다. 상기 환경 지도의 데이터 구조는, 공간 내의 위치를 나타내는 위치 정보와, 상기 위치의 상태량 변화성을 갖는다. 상기 상태량 변화성은, 상기 위치 정보와 관련지어지고, 상기 상태량 변화성은, 상기 위치의 상태량의 시간에 대한 변화의 용이함을 나타낸다.
본 발명의 제1 형태에 있어서, 환경 지도의 데이터 구조는, 상기 위치의 상태량 대표치를 포함해도 된다. 상기 상태량 대표치는 상기 상태량에 기초하여 산출되며, 상기 위치 정보와 관련지어져도 된다.
본 발명의 제1 형태에 있어서, 환경 지도의 데이터 구조는 최신 검출 시각을 포함해도 된다. 상기 상태량 변화성은, 상기 상태량에 기초하여 산출되어도 되고, 상기 최신 검출 시각은, 상기 상태량 변화성을 산출하는 데 사용된 상기 상태량의 검출 시각 중 최신의 검출 시각이어도 된다. 상기 최신 검출 시각은, 상기 상태량 변화성과 관련지어져도 된다.
본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 위치의 상태량이, 상기 위치에 물체가 존재할 확률에 의해 표시되어도 된다.
본 발명의 제2 형태는, 환경 지도의 작성 시스템을 제공한다. 상기 환경 지도의 작성 시스템은, 공간 내의 위치를 나타내는 위치 정보와 상기 위치의 상태량을 검출하도록 구성된 검출 장치와, 환경 지도 기억 장치와, 전자 제어 유닛을 구비한다. 상기 전자 제어 유닛은, 공간 내의 위치에 대해서, 상기 위치 정보와, 서로 다른 시각에 있어서의 상기 위치의 상태량을 상기 검출 장치에 의해 검출하고, 상기 위치에 대해서, 상기 상태량을 사용하여, 시간에 대한 상기 상태량의 변화의 용이함을 나타내는 상태량 변화성을 산출하고, 상기 상태량 변화성을 대응하는 위치의 상기 위치 정보와 관련지어서 상기 환경 지도 기억 장치에 기억하도록 구성된다.
본 발명의 제2 형태에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 위치에 대해서, 상기 상태량에 기초하여 상태량 대표치를 산출하고, 상기 상태량 대표치를 상기 대응하는 위치의 상기 위치 정보와 관련지어서 상기 환경 지도 기억 장치에 기억하도록 구성되어도 된다.
본 발명의 제2 형태에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 위치에 대해서, 상기 상태량의 단위 시간당 변화량을 산출하고, 상기 상태량의 단위 시간당 변화량에 기초하여 상기 상태량 변화성을 산출하도록 구성되어도 된다.
본 발명의 제2 형태에 있어서, 상기 위치의 상태량이, 상기 위치에 물체가 존재할 확률에 의해 표시되어도 된다.
본 발명의 제3 형태는, 환경 지도의 작성 방법을 제공한다. 상기 환경 지도의 작성 방법은, 공간 내의 위치에 대해서, 상기 위치를 나타내는 위치 정보와, 서로 다른 시각에 있어서의 상기 위치의 상태량을 검출하는 것과, 상기 위치에 대해서, 상기 상태량을 사용하여, 시간에 대한 상기 상태량의 변화의 용이함을 나타내는 상태량 변화성을 산출하는 것과, 상기 상태량 변화성을 대응하는 위치의 상기 위치 정보와 관련지어서 환경 지도 기억 장치에 기억하는 것을 포함한다.
본 발명의 제3 형태에 있어서, 상기 환경 지도의 작성 방법은, 상기 위치에 대해서, 상기 상태량에 기초하여 상태량 대표치를 산출하는 것과, 상기 상태량 대표치를 상기 대응하는 위치의 상기 위치 정보와 관련지어서 상기 환경 지도 기억 장치에 기억하는 것을 포함해도 된다.
본 발명의 제3 형태에 있어서, 상기 환경 지도의 작성 방법은, 상기 위치에 대해서, 상기 상태량의 단위 시간당 변화량을 산출하는 것을 포함해도 된다. 또한, 상기 상태량 변화성을 산출하는 것은, 상기 상태량의 단위 시간당 변화량에 기초하여 상기 상태량 변화성을 산출하는 것을 포함해도 된다.
본 발명의 제3 형태에 있어서, 상기 위치의 상태량이, 상기 위치에 물체가 존재할 확률에 의해 표시되어도 된다.
본 발명의 제4 형태는, 환경 지도의 갱신 시스템을 제공한다. 상기 환경 지도의 갱신 시스템은, 갱신 대상 환경 지도 기억 장치와, 검출 장치와, 갱신 완료 환경 지도 기억 장치와, 전자 제어 유닛을 구비한다. 상기 갱신 대상 환경 지도 기억 장치는, 갱신 대상의 환경 지도 정보를 기억하도록 구성된다. 상기 갱신 대상의 환경 지도 정보는, 공간 내의 위치를 나타내는 제1 위치 정보와, 상기 위치의 제1 상태량 변화성이며, 상기 제1 위치 정보와 관련지어진 상기 제1 상태량 변화성을 포함한다. 상기 제1 상태량 변화성은, 상기 위치의 상태량의 시간에 대한 제1 변화의 용이함을 나타낸다. 상기 검출 장치는, 상기 제1 위치 정보와 상기 위치의 제1 상태량을 검출하도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 위치를 나타내는 제2 위치 정보와, 서로 다른 시각에 있어서의 상기 위치의 제2 상태량을 새롭게 검출하고, 상기 위치에 대해서, 상기 제2 상태량을 사용하여, 제2 상태량 변화성을 새롭게 산출하고, 상기 제2 위치 정보와 제2 상기 상태량 변화성을 사용하여 상기 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상기 제1 상태량 변화성을 갱신하고, 상기 갱신된 제1 상태량 변화성을 상기 제2 위치 정보와 관련지어서 상기 갱신 완료 환경 지도 기억 장치 내에 기억하도록 구성된다.
본 발명의 제4 형태에 있어서, 상기 갱신 대상의 환경 지도 정보는, 상기 위치의 제1 상태량 대표치이며, 상기 제1 위치 정보와 관련지어진 상기 제1 상태량 대표치를 가져도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 위치에 대해서, 상기 제2 상태량에 기초하여 제2 상태량 대표치를 새롭게 산출하고, 상기 제2 위치 정보와 상기 제2 상태량 대표치를 사용하여 상기 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상기 제1 상태량 대표치를 갱신하고, 상기 갱신된 제1 상태량 대표치를 상기 제2 위치 정보와 관련지어서 상기 갱신 완료 환경 지도 기억 장치에 기억하도록 구성되어 있어도 된다.
본 발명의 제4 형태에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 위치에 대해서, 상태량의 단위 시간당 변화량을 새롭게 산출하고, 상기 상태량의 단위 시간당 변화량에 기초하여 상태량 변화성을 새롭게 산출하도록 구성되어 있어도 된다.
본 발명의 제4 형태에 있어서, 상기 위치의 상태량이 상기 위치에 물체가 존재할 확률에 의해 표시되어도 된다.
본 발명의 제5 형태는, 환경 지도의 갱신 방법을 제공한다. 상기 환경 지도의 갱신 방법은, 갱신 대상의 환경 지도 정보를 준비하는 것과, 상기 위치를 나타내는 제2 위치 정보와, 서로 다른 시각에 있어서의 상기 위치의 제2 상태량을 새롭게 검출하는 것과, 상기 위치에 대해서, 상기 제2 상태량을 사용하여, 제2 상태량 변화성을 새롭게 산출하는 것과, 상기 제2 위치 정보와 상기 제2 상태량 변화성을 사용하여, 상기 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상기 제1 상태량 변화성을 갱신하는 것과, 상기 갱신된 제1 상태량 변화성을 상기 제2 위치 정보와 관련지어서 갱신 완료 환경 지도 기억 장치 내에 기억하는 것을 포함한다. 상기 갱신 대상의 환경 지도 정보는, 공간 내의 위치를 나타내는 제1 위치 정보와, 상기 위치의 제1 상태량 변화성이며 상기 제1 위치 정보와 관련지어진 상기 제1 상태량 변화성을 포함한다. 상기 제1 상태량 변화성은, 상기 위치의 상태량의 시간에 대한 제1 변화의 용이함을 나타낸다.
본 발명의 제5 형태에 있어서, 상기 환경 지도의 갱신 방법은, 상기 위치에 대해서, 상기 제2 상태량에 기초하여 제2 상태량 대표치를 새롭게 산출하는 것과, 상기 제2 위치 정보와 상기 제2 상태량 대표치를 사용하여, 상기 갱신 대상의 환경 지도의 상기 제1 상태량 대표치를 갱신하는 것, 상기 갱신된 제1 상태량 대표치를 상기 제2 위치 정보와 관련지어서 상기 갱신 완료 환경 지도 기억 장치에 기억하는 것을 포함한다. 상기 갱신 대상의 환경 지도 정보는, 제1 상태량 대표치를 포함해도 되고, 상기 제1 상태량 대표치는 상기 제1 위치 정보와 관련지어져 있어도 된다.
본 발명의 제5 형태에 있어서, 상기 환경 지도의 갱신 방법은, 상기 위치에 대해서, 상태량의 단위 시간당 변화량을 새롭게 산출하는 것과, 상기 상태량의 단위 시간당 변화량에 기초하여 상태량 변화성을 새롭게 산출하는 것을 포함해도 된다.
본 발명의 제5 형태에 있어서, 상기 위치의 상태량이, 상기 위치에 물체가 존재할 확률에 의해 표시되어도 된다.
공간 내의 상황을 더욱 정확하게 나타낼 수 있는 지도 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 의의는 유사 요소들을 유사 도면 부호로 나타낸 첨부 도면을 참조로 하여 후술된다.
도 1은 본 발명에 의한 제1 실시예의 환경 지도 작성 시스템의 블록도이다.
도 2는 외부 센서를 설명하는 개략도이다.
도 3은 위치 정보 및 상태량의 검출 방법을 설명하는 개략도이다.
도 4a는 상태량의 시간에 대한 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4b는 상태량의 시간에 대한 변화의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 4c는 상태량의 시간에 대한 변화의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 5a는 상태량 변화성의 산출예를 설명하는 타임 차트이다.
도 5b는 상태량 변화성의 산출예를 설명하는 타임 차트이다.
도 6은 본 발명에 의한 제1 실시예의 환경 지도 정보를 도시하는 개략도이다.
도 7은 본 발명에 의한 제1 실시예의 환경 지도 작성 제어 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 단위 공간의 개략 사시도이다.
도 9는 반사면을 나타내는, 단위 공간의 개략 사시도이다.
도 10은 본 발명에 의한 제2 실시예의 환경 지도 작성·갱신 시스템의 블록도이다.
도 11은 본 발명에 의한 제2 실시예를 설명하는 블록도이다.
도 12는 본 발명에 의한 제2 실시예의 환경 지도 갱신 제어 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 다른 실시예의 환경 지도 작성·갱신 시스템의 블록도이다.
도 14는 본 발명에 의한 제3 실시예의 환경 지도 작성·갱신 시스템의 블록도이다.
도 15는 본 발명에 의한 제3 실시예의 가중 계수 맵의 일례를 도시하는 도면이다.
도 16은 본 발명에 의한 제3 실시예의 가중 계수 맵의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 17은 본 발명에 의한 제4 실시예의 환경 지도 작성·갱신 시스템의 블록도이다.
도 18은 본 발명에 의한 제4 실시예의 환경 지도 정보를 도시하는 개략도이다.
도 19는 본 발명에 의한 제4 실시예의 가중 계수 맵의 일례를 도시하는 도면이다.
도 20은 본 발명에 의한 제4 실시예의 가중 계수 맵의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 21은 환경 지도 작성 시스템의 다른 실시예의 블록도이다.
도 22는 환경 지도 작성·갱신 시스템의 다른 실시예의 블록도이다.
도 23은 환경 지도 정보의 다른 실시예를 도시하는 개략도이다.
도 24는 도 23에 도시되는 실시예의 환경 지도 작성 시스템의 블록도이다.
도 25는 도 23에 도시되는 실시예의 환경 지도 작성·갱신 시스템의 블록도이다.
도 1은 본 발명에 의한 제1 실시예의 환경 지도 작성 시스템 A의 블록도를 도시하고 있다. 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 환경 지도 작성 시스템 A는, 자동 운전 기능을 구비한 이동체에 탑재된다. 이 이동체는 차량이나 이동 로봇 등을 포함한다. 이하에서는, 이동체가 차량인 경우를 예로 들어서 설명한다. 도 1을 참조하면, 환경 지도 작성 시스템 A는 외부 센서(1), GPS 수신부(2), 내부 센서(2a), 환경 지도 기억 장치(3), 및 전자 제어 유닛(10)을 구비한다.
외부 센서(1)는 자차량의 외부 또는 주위의 정보를 검출하기 위한 검출 기기이다. 외부 센서(1)는 라이더(LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging), 레이더(Radar) 및 카메라 중 적어도 하나를 구비한다. 본 발명에 의한 제1 실시예에서는 도 2에 도시되는 바와 같이, 외부 센서(1)는 적어도 하나의 라이더 SO1, 적어도 하나의 레이더 SO2 및 적어도 하나의 카메라 SO3을 구비한다.
라이더 SO1은 레이저광을 이용하여 자차량 V의 외부의 물체를 검출하는 장치이다. 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 물체는, 이동 불능한 물체인 정적 물체(예를 들어, 건물, 도로 등), 이동 가능한 물체인 동적 물체(예를 들어, 타차량, 보행자 등), 기본적으로는 이동 불능하지만 용이하게 이동 가능한 물체인 준정적 물체(예를 들어, 입간판, 쓰레기통, 수목의 가지 등)를 포함한다. 도 2에 도시되는 예에서는, 단일의 라이더 SO1이 차량 V의 지붕 위에 설치된다. 다른 실시예(도시 생략)에서는, 예를 들어 4개의 라이더가 차량 V의 네 코너에 있어서 범퍼에 각각 설치된다. 라이더 SO1은, 자차량 V의 전체 주위를 향해 레이저광을 순차 조사하고, 그 반사광으로부터 물체에 관한 정보를 계측한다. 이 물체 정보는 라이더 SO1로부터 물체까지의 거리 및 방향, 즉 라이더 SO1에 대한 물체의 상대 위치를 포함한다. 라이더 SO1에 의해 검출된 물체 정보는 전자 제어 유닛(10)으로 송신된다. 한편, 레이더 SO2는, 전파를 이용하여 자차량 V의 외부의 물체를 검출하는 장치이다. 도 2에 도시되는 예에서는, 예를 들어 4개의 레이더 SO2가 차량 V의 네 코너에 있어서 범퍼에 각각 설치된다. 레이더 SO2는, 레이더 SO2로부터 자차량 V의 주위에 전파를 발사하고, 그 반사파로부터 자차량 V의 주위의 물체에 관한 정보를 계측한다. 레이더 SO2에 의해 검출된 물체 정보는 전자 제어 유닛(10)으로 송신된다. 카메라 SO3은 도 2에 도시되는 예에서는, 차량 V의 앞유리의 내측에 설치된 단일의 스테레오 카메라를 구비한다. 스테레오 카메라 SO3은 자차량 V의 전방을 컬러 또는 모노크롬 촬영하고, 스테레오 카메라 SO3에 의한 컬러 또는 모노크롬 촬영 정보는 전자 제어 유닛(10)으로 송신된다.
다시 도 1을 참조하면, GPS 수신부(2)는 3개 이상의 GPS 위성으로부터의 신호를 수신하고, 그것에 의해 자차량 또는 외부 센서(1)의 절대 위치(예를 들어 자차량 V의 위도, 경도 및 고도)를 나타내는 정보를 검출한다. GPS 수신부(2)에 의해 검출된 자차량의 절대 위치 정보는 전자 제어 유닛(10)으로 송신된다. 다른 실시예(도시 생략)에서는, GPS 위성으로부터의 신호에 기초하여 검출된 절대 위치가 보정되어, 더욱 정밀도가 높은 절대 위치가 취득된다. 즉, 예를 들어 외부 센서(1)에 의해 검출된 외부의 정보와, 미리 기억되어 있는 외부의 정보 사이의 어긋남에 기초하여, GPS 위성으로부터의 신호에 기초하여 검출된 절대 위치가 보정된다.
내부 센서(2a)는 자차량 V의 주행 상태를 검출하기 위한 검출 기기이다. 자차량 V의 주행 상태는, 자차량의 속도, 가속도, 및 자세 중 적어도 하나에 의해 표시된다. 내부 센서(2a)는 차속 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 중 한쪽 또는 양쪽을 구비한다. 차속 센서는, 자차량 V의 속도를 검출한다. IMU는 예를 들어 3축의 자이로 및 3방향의 가속도 센서를 구비하고, 자차량 V의 3차원의 각속도 및 가속도를 검출하고, 그것들에 기초하여 자차량 V의 가속도 및 자세를 검출한다. 내부 센서(2a)에 의해 검출된 자차량 V의 주행 상태 정보는 전자 제어 유닛(10)으로 송신된다.
환경 지도 기억 장치(3)에는 환경 지도 정보가 기억된다.
전자 제어 유닛(10)은 쌍방향성 버스에 의해 서로 접속된 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등을 구비한 컴퓨터이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 본 발명에 의한 제1 실시예의 전자 제어 유닛(10)은 ROM 및 RAM을 갖는 기억부(11), 환경 인식부(12), 상태량 변화성 산출부(13), 상태량 대표치 산출부(14), 및 환경 지도 작성부(15)를 구비한다.
환경 인식부(12)는 자차량 V 주위의 공간 내의 복수의 위치를 각각 나타내는 위치 정보와, 이들 위치의 상태량을 각각 검출한다. 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 상술한 공간은 삼차원 공간이다. 다른 실시예(도시 생략)에서는, 공간은 이차원 공간이다. 또한, 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 어떤 위치의 상태량은, 당해 어떤 위치에 물체가 존재할 확률에 의해 표시된다. 이 경우, 상태량은 예를 들어, 제로부터 1까지 사이의 연속 값의 형태로 산출된다. 다른 실시예(도시 생략)에서는, 상태량은 이산값의 형태로 산출된다. 또한, 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 외부 센서(1)로부터의 물체 정보와, GPS 수신부(2)로부터의 자차량 V 또는 외부 센서(1)의 절대 위치 정보로부터, 위치 정보 및 상태량이 산출된다. 이것을, 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 외부 센서(1)로서의 라이더로부터 조사된 레이저광이 물체 OBJ에 의해 반사된 경우를 도시하고 있다. 이 경우, 도 3에 검정색 동그라미로 나타내는 바와 같이, 위치 PX에 반사점이 형성된다. 라이더(1)는 반사광으로부터, 반사점의 위치 PX의 상대 위치 정보를 계측한다. 이 계측 결과로부터, 위치 PX에 물체 OBJ가 존재한다는 것을 알 수 있고, 따라서 위치 PX의 상태량, 즉 물체 존재 확률은 1이 된다. 또한, 라이더(1)로부터의 위치 PX의 상대 위치 정보와, GPS 수신부(2)로부터의 외부 센서(1)의 절대 위치 정보로부터, 위치 PX의 절대 위치 정보를 알 수 있다. 또한, 반사점이 아닌 위치 PY에 물체가 존재하지 않는다는 것을 알 수 있고, 따라서 위치 PY의 상태량, 즉 물체 존재 확률은 제로가 된다. 또한, 라이더(1)로부터의 위치 PX의 상대 위치 정보와, GPS 수신부(2)로부터의 외부 센서(1)의 절대 위치 정보로부터, 위치 PY의 절대 위치 정보를 알 수 있다. 이와 같이 하여, 위치 PX, PY의 절대 위치 정보 및 상태량이 산출된다.
본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 외부 센서(1)는 물체 정보를 예를 들어 수십ms의 인터벌로 반복해서 검출한다. 환언하면, 외부 센서(1)는 서로 다른 복수의 시각에 있어서의 물체 정보를 검출한다. 따라서, 환경 인식부(12)에서는, 서로 다른 복수의 시각에 있어서의 물체 정보로부터, 서로 다른 복수의 시각에 있어서의 상태량이 산출된다. 또는, 차량 V가 일정한 장소를 복수회 이동한 경우에도, 서로 다른 복수의 시각에 있어서의 물체 정보가 검출되고, 따라서 서로 다른 복수의 시각에 있어서의 상태량이 산출된다. 도 4a, 도 4b 및 4c에는, 서로 다른 복수의 시각에 있어서의, 어떤 위치의 상태량의 다양한 예가 도시되어 있다.
상태량 변화성 산출부(13)는 복수의 위치 각각에 대하여 상태량 변화성을 산출한다. 어떤 위치의 상태량 변화성은, 당해 어떤 위치의 상태량의 시간에 대한 변화의 용이함을 나타내고 있다. 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 상태량 변화성은, 연속 값의 형태로 산출된다. 다른 실시예(도시 생략)에서는, 상태량 변화성은 이산값의 형태로 산출된다. 이어서, 도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하여, 상태량 변화성을 더욱 설명한다. 또한, 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 있어서, 검출된 상태량이 플롯되어 있다.
상태량 변화성은, 예를 들어 시간에 대한 상태량 변화의 빈도나 변화의 정도 등에 따라 표시된다. 즉, 도 4b에 나타나는 예의 상태량은, 도 4a에 나타나는 예의 상태량에 비하여, 변화의 빈도가 높고, 시간에 대하여 변화되기 쉽다. 따라서, 도 4b에 나타나는 예의 상태량 변화성은, 도 4a에 나타나는 예의 상태량 변화성보다도 높다. 한편, 도 4c에 나타나는 예의 상태량은, 도 4a에 나타나는 예의 상태량에 비하여, 변화의 정도가 크고, 시간에 대하여 변화되기 쉽다. 따라서, 도 4c에 나타나는 예의 상태량 변화성은, 도 4a에 나타나는 예의 상태량 변화성보다도 높다.
본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 상태량의 단위 시간당 변화량이 산출되고, 상태량의 단위 시간당 변화량에 기초하여 상태량 변화성이 산출된다. 즉, 도 5a에 나타나는 예에서는, 동일한 시간 폭 dt에 있어서의 상태량의 변화량(절댓값) dSQ1, dSQ2, …이 산출된다. 이 경우의 시간 폭 dt는, 예를 들어 상태량의 검출 간격과 같다. 또한, 도 5a에 나타나는 예에서는, 연속된 시간 폭 dt에 있어서 상태량의 변화량 dSQ1, dSQ2, …이 각각 산출되지만, 다른 예에서는, 불연속인 시간 폭 dt에 있어서 상태량의 변화량이 각각 산출된다. 또는, 도 5b에 나타나는 예에서는, 서로 다른 복수의 시간 폭 dt1, dt2, …에 있어서의 상태량의 변화량(절댓값) dSQ1, dSQ2, …이 각각 산출된다. 상이한 시간 폭은 예를 들어, 초, 분, 일, 년와 같은 오더이다. 이어서, 상태량의 단위 시간당 변화량 dSQ1/dt1, dSQ2/dt2, …이 순차 산출된다. 또한, 도 5b에 나타나는 예에서는, 연속된 시간 폭 dt1, dt2, …에 있어서 상태량의 변화량 dSQ1, dSQ2, …이 각각 산출되지만, 다른 예에서는, 불연속인 시간 폭에 있어서 상태량의 변화량이 각각 산출된다. 이어서, 상태량의 단위 시간당 변화량 dSQ1/dt1, dSQ2/dt2, …을 단순 평균 또는 가중 평균함으로써, 상태량 변화성이 산출된다. 가중 평균이 사용되는 경우, 일례에서는, 검출 시기가 더욱 새로운 상태량의 단위 시간당 변화량 dSQ/dt가 더욱 크게 가중치 부여되고, 검출 시기가 더욱 오래된 상태량의 단위 시간당 변화량 dSQ/dt가 더욱 작게 가중치 부여된다. 다른 예에서는, 검출 시기가 더욱 새로운 상태량의 단위 시간당 변화량 dSQ/dt가 더욱 작게 가중치 부여되고, 검출 시기가 더욱 오래된 상태량의 단위 시간당 변화량 dSQ/dt가 더욱 크게 가중치 부여된다. 이러한 상태량 변화성의 산출이 복수의 위치에 대하여 각각 행해진다.
또 다른 실시예(도시 생략)에서는, 시간의 함수로서의 복수의 상태량이 푸리에 변환되고, 그 결과로부터 상태량 변화성이 산출된다. 구체적으로는, 일례에서는, 미리 정해진 스펙트럼(주파수)의 강도가 상태량 변화성으로서 산출된다. 다른 예에서는, 다양한 스펙트럼의 강도를 단순 평균 또는 가중 평균함으로써 상태량 변화성이 산출된다.
상태량 대표치 산출부(14)는 복수의 위치 각각에 대해서, 상태량에 기초하여, 상태량 대표치를 산출한다. 어떤 위치의 상태량 대표치는, 당해 위치의 상태를 적절하게 나타내는 것이다. 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 상태량 대표치는, 서로 다른 복수의 시각에 있어서 검출된 당해 어떤 위치의 상태량에 기초하여 산출된다. 일례에서는, 어떤 위치의 상태량 대표치는, 서로 다른 복수의 시각에 있어서의 당해 어떤 위치의 상태량 중, 최신의 것으로 설정된다. 이렇게 하면, 어떤 위치의 상태량 대표치는, 당해 어떤 위치의 최신 상태를 나타내게 된다. 다른 예에서는, 어떤 위치의 상태량 대표치는, 서로 다른 복수의 시각에 있어서의 당해 어떤 위치의 상태량을 단순 평균 또는 가중 평균함으로써 산출된다. 이렇게 하면, 어떤 위치의 상태량이 일시적으로 변했다고 하더라도, 상태량 대표치에 의해, 당해 위치의 상태를 정확하게 나타낼 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 상태량 대표치는 예를 들어, 제로부터 1까지 사이의 연속 값의 형태로 산출된다. 다른 실시예(도시 생략)에서는, 상태량 대표치는 이산값의 형태로 산출된다.
환경 지도 작성부(15)는 환경 지도 정보를 작성하고, 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억한다. 즉, 환경 지도 작성부(15)는 상태량 대표치를 각각 대응하는 위치 정보와 관련지어서 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억한다. 또한, 환경 지도 작성부(15)는 상태량 변화성을 각각 대응하는 위치 정보와 관련지어서 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억한다. 이와 같이 하여 환경 지도 정보 M이 작성된다. 그 결과, 본 발명에 의한 제1 실시예의 환경 지도 정보 M은 도 6에 도시되는 바와 같이, 공간 내의 복수의 위치를 각각 나타내는 위치 정보와, 각각 대응하는 위치 정보와 관련지어진 상태량 대표치와, 각각 대응하는 위치 정보와 관련지어진 상태량 변화성을 갖는다.
이렇게 상태량 대표치 및 상태량 변화성이 위치 정보와 관련지어져 있으므로, 위치 정보를 지정하면, 환경 지도 정보로부터, 대응하는 위치의 상태량 대표치 및 상태량 변화성을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 환경 지도 정보 M은, 3차원 공간 내의 위치의 위치 정보, 상태량 대표치 및 상태량 변화성을 가지므로 삼차원 지도이다. 또한, 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 위치 정보는 절대 위치 정보이다. 다른 실시예(도시 생략)에서는, 위치 정보는 미리 정해진 특정한 위치에 대한 상대 위치 정보이다.
차량 V가 주행했을 때, 차량 V 주위의 공간 내의 위치의 위치 정보 및 상태량이 순차 검출된다. 이어서, 이들 위치의 상태량 대표치 및 상태량 변화성이 각각 산출되고, 이들 위치 정보, 상태량 대표치 및 상태량 변화성으로부터 환경 지도 정보 M이 작성된다. 이 경우, 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 복수의 위치 각각의 위치 정보 및 상태량이 적어도 1회 검출되면, 환경 지도 정보 M이 작성된다. 다른 실시예(도시 생략)에서는, 복수의 위치 각각의 위치 정보 및 상태량의 검출 횟수가 미리 정해진 역치보다도 많아지면, 환경 지도 정보 M이 작성된다.
이와 같이 하여 작성된 환경 지도 정보 M으로부터, 다음에 대해 알 수 있다. 즉, 어떤 위치의, 물체 존재 확률에 의해 표시되는 상태량이 크고, 상태량 변화성이 낮은 경우에는, 당해 위치는, 정적 물체(예를 들어, 건물, 도로면 등), 또는, 정지되어 있는 동적 물체(예를 들어, 타차량, 보행자 등) 또는 준정적 물체(예를 들어, 입간판, 쓰레기통, 수목의 가지 등)에 의해 점유되어 있다. 또는, 당해 위치가 동적 물체 또는 준정적 물체에 의해 점유되어 있는 점유 상태와, 당해 위치가 동적 물체 또는 준정적 물체에 의해 점유되어 있지 않은 비점유 상태가 비교적 낮은 빈도로 전환됨과 함께, 점유 상태의 시간이 비교적 길다. 한편, 어떤 위치의 상태량이 작고 상태량 변화성이 낮은 경우에는, 당해 위치에는, 아무것도 존재하고 있지 않다. 그러한 위치의 구체예는, 우물의 상방 공간 등이다. 어떤 위치의 상태량이 크고 상태량 변화성이 높은 경우에는, 당해 위치에서는 점유 상태와 비점유 상태가 비교적 높은 빈도로 전환됨과 함께, 점유 상태의 시간이 비교적 길다. 그러한 위치의 구체예는, 교통량이 비교적 많은 도로 등이다. 어떤 위치의 상태량이 작고 상태량 변화성이 높은 경우에는, 당해 위치에서는 점유 상태와 비점유 상태가 비교적 높은 빈도로 전환됨과 함께, 비점유 상태의 시간이 비교적 길다. 그러한 위치의 구체예는, 교통량이 비교적 적은(제로는 아님) 도로 등이다.
즉, 본 발명에 의한 제1 실시예의 환경 지도 정보 M에는, 어떤 위치에 있어서의 물체 또는 물체의 존재 유무에 관한 정보뿐만 아니라, 당해 위치가 어떤 상황에 있는지의 정보도 포함되어 있다. 따라서, 공간 내의 상황을 더욱 정확하게 나타낼 수 있다. 또한, 환경의 다양한 정보를 상태량 변화성에 의해 유지함으로써 물체 종별마다의 지도나 목적에 대응한 지도를 복수 유지할 필요가 없어진다. 따라서, 지도 정보 데이터량을 저감시킬 수 있다.
본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 차량 V는 이러한 환경 지도 정보 M을 사용하여 이동 경로를 결정하고, 이동 경로를 따라 이동하도록 자동 운전을 행한다. 이 경우, 차량 V는, 환경 지도 정보 M에 의해, 차량 V가 이동할 수 있는 공간 내의 상황을 더욱 정확하게 파악할 수 있으므로, 최적인 이동 경로를 결정할 수 있다. 또한, 환경 지도 정보 M의 작성에만 주목하면, 환경 지도 작성 시스템 A가 탑재되는 이동체는 자동 운전 기능을 구비할 필요는 없다.
여기서, 지도 정보 및 상태량이 검출된 위치를 검출점이라 칭하면, 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 복수의 검출점 각각에 대해서, 위치 정보, 상태량 대표치, 및 상태량 변화성이 기억되어 있다. 따라서, 환경 지도 정보 M은 복수의 검출점을 사용하여 표현되어 있다고 하게 된다.
도 7은 본 발명에 의한 제1 실시예의 환경 지도 작성 제어를 실행하기 위한 루틴을 도시하고 있다. 이 루틴은 환경 지도 정보를 작성해야 할 때, 1회 실행된다. 도 7을 참조하면, 스텝 31에서는, 위치 정보 및 상태량이 검출된다. 계속되는 스텝 32에서는 상태량 변화성이 산출된다. 계속되는 스텝 33에서는 상태량 대표치가 산출된다. 계속되는 스텝 34에서는, 상태량 대표치 및 상태량 변화성이 대응하는 지도 정보와 각각 관련지어져서 환경 지도 정보 M이 작성되고, 환경 지도 정보 M이 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억된다. 또한, 다른 실시예(도시 생략)에서는, 상태량 대표치가 산출되고, 이어서 상태량 변화성이 산출된다.
또한, 상술한 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 어떤 위치의 상태량은 당해 어떤 위치에 물체가 존재할 확률에 의해 표시된다. 다른 실시예(도시 생략)에서는, 어떤 위치의 상태량은, 어떤 위치에 존재하는 물체의 색 또는 휘도값에 의해 표시된다. 이 경우, 예를 들어 신호기의 램프 중 어느 램프가 점등되어 있는지를 파악할 수 있다. 이 다른 실시예에서는, 상태량이 물체의 색에 의해 표시될 경우에는, 물체의 색은, 외부 센서(1)의 카메라 SO3으로서의 컬러 카메라에 의해 검출된다. 한편, 상태량이 물체의 휘도값에 의해 표시되는 경우에는, 물체의 휘도값은, 외부 센서(1)의 라이더 SO1, 레이더 SO2, 또는, 컬러 또는 모노크롬 카메라 SO3에 의해 검출된다. 즉, 라이더 SO1로부터 발사된 레이저광이 물체에 반사되었을 때 얻어지는 반사광의 강도는 당해 물체의 휘도값을 나타내고 있다. 마찬가지로, 레이더 SO2의 반사파 강도는 물체의 휘도값을 나타내고 있다. 따라서, 반사광 강도 또는 반사파 강도를 검출함으로써, 물체의 휘도값이 검출된다. 또한, 상태량이 물체의 색에 의해 표시될 경우, 상태량은, 예를 들어 RGB 모델을 사용하여 수치화된다.
한편, 상술한 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 하나의 위치 정보에 하나의 상태량 변화성이 관련지어진다. 다른 실시예(도시 생략)에서는, 하나의 위치 정보에 복수의 상태량 변화성이 관련지어지고, 따라서 환경 지도 정보 M은 복수의 상태량 변화성을 갖는다. 이 경우, 일례에서는, 도 5b에 나타내는 바와 같은, 서로 다른 복수의 시간 폭에 있어서의 상태량의 변화량에 기초하여, 복수의 상태량 변화성이 각각 산출된다. 다른 예에서는, 상태량을 푸리에 변환함으로써 얻어지는 복수의 스펙트럼의 강도에 기초하여, 복수의 상태량 변화성이 산출된다.
이어서, 상태량 대표치의 산출 방법의 다른 실시예를 설명한다. 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 복수의 위치 각각에 대해서, 검출된 복수의 상태량으로부터, 상태량 대표치 및 상태량 변화성이 산출된다. 이 경우, 상태량의 검출 횟수가 많으면 많을수록, 상태량 대표치 및 상태량 변화성의 정밀도는 높아진다. 그러나, 다수의 검출 횟수를 확보할 수 없는 경우도 있다.
따라서, 다른 실시예에서는, 상태량의 초깃값과, 상태량의 단위 시간당 변화량의 초깃값 중 한쪽 또는 양쪽이, 기존의 지도 정보를 사용하여 설정된다. 예를 들어, 기존의 지도 정보에 있어서 건물이 존재하는 위치에 대해서는, 당해 위치의 상태량의 초깃값은 1이 되고, 당해 위치의 상태량의 단위 시간당 변화량의 초깃값은 제로가 된다. 그 결과, 상태량의 검출 횟수가 적은 경우에도, 상태량 대표치 및 상태량 변화성의 정밀도를 높일 수 있다.
이어서, 환경 지도 정보 M의 다른 실시예를 설명한다. 이 다른 실시예에서는, 환경 지도 정보 M은 복셀을 사용하여 표현되어 있다. 즉, 공간 내에, 서로 인접하는 복수의 복셀 또는 단위 공간이 구획된다. 도 8에는 단위 공간의 일례가 도시되어 있고, 도 8에 도시되는 예에서는 단위 공간 US는 연직 방향으로 연장되는 직육면체를 이루고 있다. 그리고, 복수의 단위 공간 US 각각에 대해서, 위치 정보, 상태량 대표치 및 상태량 변화성이 기억되어 있다. 이 경우의 단위 공간 US의 위치 정보는, 예를 들어 도 8에 P로 표시되는 단위 공간 US 내의 임의의 한점의 절대 위치 정보에 의해 표시된다. 한편, 단위 공간 US의 상태량 대표치 및 상태량 변화성은, 이하에 설명하는 다양한 방법에 의해 산출할 수 있다.
제1 산출예에서는, 본 발명에 의한 제1 실시예와 마찬가지로, 먼저, 공간 내의 복수의 위치 각각에 대해서, 위치 정보 및 상태량이 검출되고, 상태량 대표치 및 상태량 변화성이 산출된다. 이어서, 위치 정보 및 상태량이 검출된 위치, 즉 검출점이 속하는 단위 공간 US가 특정된다. 이어서, 특정된 단위 공간 US 내에 속하는 검출점의 상태량 대표치에 기초하여, 대응하는 단위 공간 US의 상태량 대표치가 산출된다. 예를 들어, 단위 공간 US의 상태량 대표치는, 대응하는 단위 공간 US 내에 속하는 검출점의 상태량 대표치를 단순 평균 또는 가중 평균함으로써 산출된다. 마찬가지로, 단위 공간 US의 상태량 변화성은, 대응하는 단위 공간 US 내에 속하는 검출점의 상태량 변화성에 기초하여 산출된다. 예를 들어, 단위 공간 US의 상태량 변화성은, 대응하는 단위 공간 US 내에 속하는 검출점의 상태량 변화성을 단순 평균 또는 가중 평균함으로써 산출된다. 이 경우, 단위 공간 US의 상태량 대표치가 단위 공간 US의 위치 정보와 관련지어지고, 단위 공간 US의 상태량 변화성이 단위 공간 US의 위치 정보와 관련지어지고, 그것에 의해 환경 지도 정보 M이 작성되고, 이 환경 지도 정보 M이 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억된다. 또한, 단위 공간 US 내에 속하는 검출점의 상태량 대표치 및 상태량 변화성은 환경 지도 기억 장치(3)에 기억되지 않는다. 따라서, 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억되는 데이터양을 감소시킬 수 있다.
제2 산출예에서는, 공간 내의 복수의 위치 각각에 대해서, 위치 정보 및 상태량이 검출된다. 이어서, 위치 정보 및 상태량이 검출된 위치, 즉 검출점이 속하는 단위 공간 US가 특정된다. 특정된 단위 공간 US 내에 속하는 검출점의 상태량이, 대응하는 단위 공간 US의 상태량이라고 생각할 수 있다. 이어서, 특정된 단위 공간 US 내에 속하는 하나 또는 복수의 검출점의 상태량을 사용하여, 대응하는 단위 공간 US의 상태량 대표치가 산출된다. 또한, 특정된 단위 공간 US 내에 속하는 복수의 검출점의 상태량을 사용하여, 대응하는 단위 공간 US의 상태량 변화성이 산출된다.
제3 산출예에서는, 복수의 단위 공간 US 각각에 대해서, 단위 공간 US의 상태량이 검출되고, 검출된 상태량으로부터, 단위 공간 US의 상태량 대표치 및 상태량 변화성이 산출된다. 이어서, 제3 산출예에 있어서의 단위 공간 US의 상태량의 검출 방법의 다양한 구체예를, 외부 센서(1)가 라이더일 경우를 예로 들어서 설명한다.
제3 산출예의 제1 구체예에서는, 단위 공간 US에 대하여 라이더(1)로부터 레이저광이 조사되었을 때, 단위 공간 US 내에서 반사된 레이저광의 개수 NLR과, 단위 공간 US를 통과한 레이저광의 개수 NLP의 비율(예를 들어, NLR/NLP)이 산출되고, 단위 공간 US의 상태량이 비율 NLR/NLP가 된다. 반사 레이저광 개수 NLR 또는 비율 NLR/NLP는, 단위 공간 US 내에 존재하는 물체의 크기 또는 단위 공간 US 내에 물체가 존재할 확률을 나타내고 있다.
제3 산출예의 제2 구체예에서는, 단위 공간 US 내에 형성되는 레이저광의 반사점을 연결하여 얻어지는, 평면 또는 곡면으로 이루어지는 반사면이 상정된다. 도 9에는 반사면의 일례가 도시되어 있고, 도 9에 도시되는 예에서는 반사면 RP는 평면을 이루고 있다. 이 반사면 RP는 단위 공간 US를, 반사면 RP에 관해 라이더(1)로부터 먼 부분 공간 PSX와, 반사면 RP에 관해 라이더(1)에 가까운 부분 공간 PSY로 구분한다. 이어서, 부분 공간 PSX, PSY의 체적이 산출되어, 이들 비율(예를 들어, PSX/PSY)이 산출되고, 단위 공간 US의 상태량이 비율 PSX/PSY가 된다. 부분 공간 PSX의 체적 또는 비율 PSX/PSY는, 단위 공간 US 내에 존재하는 물체의 크기 또는 단위 공간 US 내에 물체가 존재할 확률을 나타내고 있다.
제3 산출예의 제3 구체예에서는, 단위 공간 US 내에 형성되는 레이저광의 반사점의 총수 NPR과, 반사광의 강도가 미리 정해진 역치보다도 큰 반사점의 수 NPRR과의 비율(예를 들어, NPRR/NPR)이 산출되고, 단위 공간 US의 상태량이 비율 NPRR/NPR이 된다. 고강도 반사점수 NPRR 또는 비율 NPRR/NPR은, 단위 공간 US 내에 존재하는 물체의 크기 또는 단위 공간 US 내에 물체가 존재할 확률을 나타내고 있다.
제2 산출예 및 제3 산출예에서는, 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억되는 데이터양을 감소시킬 수 있고, 게다가 환경 지도 정보 M을 작성하는 시간을 단축할 수 있다.
또한, 상술한 제3 산출예에서는, 요컨대, 상태량은, 단위 공간 US의 체적에 대한, 물체에 의해 점유된 단위 공간 US의 일부 또는 전부의 체적의 비율이 된다. 이 비율은 상술한 바와 같이 단위 공간 US 내에 존재하는 물체의 크기 또는 단위 공간 US 내에 물체가 존재할 확률을 나타내고 있다. 또 다른 실시예에서는, 일정 기간 t0에 있어서, 어떤 위치가 물체에 의해 점유되고 있는 시간 t1과, 당해 어떤 위치가 물체에 의해 점유되고 있지 않는 시간이 산출되고, 어떤 위치의 상태량은, 일정 기간 t0에 있어서 당해 어떤 위치가 물체에 의해 점유되고 있는 시간 t1의 비율(t1/t0)이 된다. 이 비율은 단위 공간 US 내에 존재하는 물체의 크기 또는 단위 공간 US 내에 물체가 존재할 확률을 나타내고 있다.
이어서, 환경 지도 정보 M의 또 다른 실시예를 설명한다. 이 또 다른 실시예에서는, 환경 지도 정보 M은, 메쉬와, 프리미티브라 칭해지는 기본 형상과, 면을 나타내는 함수식 중 적어도 하나를 사용하여 표현되어 있다. 기본 형상에는, 구, 직육면체, 원기둥, 원추 등이 포함된다. 그리고, 제1 구체예에서는, 먼저, 복수의 검출점으로부터, 상태량 대표치가 거의 동일하고 또한 상태량 변화성이 거의 동일한 복수의 검출점이 추출된다. 이어서, 추출된 검출점을 연결하여 얻어지는 형상에 맞는 메쉬 또는 기본 형상이 선택된다. 이어서, 추출된 검출점이 선택된 메쉬 또는 기본 형상으로 치환되고, 메쉬 또는 기본 형상이 기억된다. 이 경우, 메쉬 또는 기본 형상의 위치 정보는, 메쉬 내 또는 기본 형상 내의 임의의 한점의 절대 위치 정보에 의해 표시되고, 메쉬 또는 기본 형상의 상태량 대표치 및 상태량 변화성은, 당해 메쉬 또는 기본 형상에 속하는 검출점의 상태량 대표치 및 상태량 변화성에 기초하여 각각 산출된다. 예를 들어, 도로면을 나타내는 복수의 검출점이 메쉬에 의해 치환되고, 빌딩을 나타내는 복수의 검출점이 직육면체에 의해 치환되고, 전주를 나타내는 복수의 검출점이 원기둥에 의해 치환된다. 이에 반해, 제2 구체예에서는, 환경 지도 정보 M이 먼저 복셀을 사용하여 표현되고, 이어서 복셀의 일부 또는 전부가 메쉬 또는 기본 형상으로 치환된다. 어느 쪽이든, 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억되는 데이터양을 감소시킬 수 있다.
또한, 치환해야 할 메쉬 또는 기본 형상을 선택할 때, 예를 들어 기존의 지도 정보로부터, 도로, 건물, 전주 등의 위치 및 크기에 관한 정보를 미리 획득해 두면, 환경 지도 정보 M을 용이하게 작성할 수 있다.
그런데, 환경 지도 정보 M이 복셀을 사용하여 표현될 경우, 단위 공간 US의 크기는 환경 지도 정보 M의 분해능을 나타내고 있다. 분해능은 가능한 한 높은 것이 바람직하지만, 분해능이 과도하게 높으면, 환경 지도 정보 M의 데이터양이 과도하게 많아져, 바람직하지 않다. 한편, 차량 V가 자동 운전에 의해 주행될 때에는, 차량은, 환경 지도 정보 M을 사용하여, 자차량 V의 주행의 장해가 되는 물체의 위치를 특정하고, 장해물을 피하여 이동 경로를 결정한다. 이것에 착안하면, 환경 지도 정보 M의 분해능을 나타내는 단위 공간 US의 크기(예를 들어, 체적)를, 차량 주행의 장해물 중 최소의 장해물의 크기보다도 작게 설정할 필요는 없다는 것이 된다. 또는, 차량 V가 자동 운전 시에 환경 지도 정보 M 내에 있어서의 자차량 V의 위치를 추정하는 것에 착안하면, 환경 지도 정보 M의 단위 공간 US의 크기(예를 들어, 수평 방향의 치수)를 위치 추정 정밀도보다도 작게 설정할 필요는 없다. 또는, 차량 V가 자동 운전 시에 환경 지도 정보 M을 사용하여 결정된 이동 경로를 따라 이동하도록, 자차량 V의 위치를 제어하는 것에 착안하면, 환경 지도 정보 M의 단위 공간 US의 크기(예를 들어, 수평 방향의 치수)를 위치 제어 정밀도보다도 작게 설정할 필요는 없다. 따라서, 환경 지도 정보 M의 분해능을 나타내는 단위 공간 US의 크기를, 최소 장해물의 크기 이상, 또는, 차량 V의 위치 추정 정밀도 이상, 또는, 차량 V의 위치 제어 정밀도 이상으로 설정하는 것이, 환경 지도 정보 M의 작성 시간의 단축 및 데이터양의 저감을 위해 바람직하다. 환경 지도 정보 M이 메쉬를 사용하여 표현될 경우의 단위 메쉬의 크기 및, 환경 지도 정보 M이 기본 형상을 사용하여 표현될 경우의 단위 기본 형상의 크기(예를 들어, 체적)도 마찬가지로 설정된다.
또한, 환경 지도 정보 M의 작성 시간의 단축 및 데이터양의 저감을 위해, 상태량 대표치를 2치화하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 산출된 상태량 대표치가 미리 정해진 역치보다도 작을 때에는, 상태량 대표치가 예를 들어 제로로 변경되고, 산출된 상태량 대표치가 임계값 이상일 때에는, 상태량 대표치가 예를 들어 1로 변경된다. 한편, 상태량 변화성은 2치화하지 않는 것이 바람직하다. 상태량의 변화의 용이함을 상세하게 파악하기 위해서이다.
이어서, 본 발명에 의한 제2 실시예를 설명한다. 이하에서는, 본 발명에 의한 제1 실시예와의 상위점을 설명한다.
도 10은 본 발명에 의한 제2 실시예의 환경 지도 작성·갱신 시스템 AR의 블록도를 도시하고 있다. 본 발명에 의한 제2 실시예에서는, 전자 제어 유닛(10)은 환경 지도 갱신부(16)를 더 구비한다.
환경 지도 갱신부(16)는 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억되어 있는 환경 지도 정보, 즉 갱신 대상의 환경 지도 정보를 갱신한다. 즉, 도 11에 개략적으로 도시되는 바와 같이, 환경 인식부(12)는 환경 지도 정보가 작성된 후에도, 복수 위치의 위치 정보 및 상태량을 각각 새롭게 검출한다. 상태량 변화성 산출부(13)는 복수의 위치 각각에 대해서, 새롭게 검출된 상태량을 사용하여, 상태량 변화성을 새롭게 산출한다. 상태량 대표치 산출부(14)는 새롭게 검출된 상태량에 기초하여 상태량 대표치를 새롭게 산출한다. 환경 지도 갱신부(16)는 새롭게 검출된 위치 정보와 새롭게 산출된 상태량 대표치를 사용하여, 갱신 대상의 환경 지도 정보 M의 상태량 대표치를 갱신하고, 갱신된 상태량 대표치를 각각 대응하는 위치 정보와 관련지어서 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억한다. 또한, 환경 지도 갱신부(16)는 새롭게 검출된 위치 정보와 새롭게 산출된 상태량 변화성을 사용하여, 갱신 대상의 환경 지도 정보 M의 상태량 변화성을 갱신하고, 갱신된 상태량 변화성을 각각 대응하는 위치 정보와 관련지어서 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억한다. 이와 같이 하여, 갱신 대상의 환경 지도 정보 M이 갱신되고, 또는, 갱신 완료된 환경 지도 정보 MR이 작성된다.
구체적으로는, 본 발명에 의한 제2 실시예에서는, 복수의 위치 각각에 대해서, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 대표치 SQ0과, 새롭게 산출된 상태량 대표치 SQN을 가중 평균함으로써, 갱신된 상태량 대표치 SQR이 산출된다. 또한, 복수의 위치 각각에 대해서, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 변화성 VA0과, 새롭게 산출된 상태량 변화성 VAN을 가중 평균함으로써, 갱신된 상태량 변화성 VAR이 산출된다. 즉, 갱신된 상태량 대표치 SQR 및 갱신된 상태량 변화성 VAR은 예를 들어, 가중 계수 K(0≤K≤1)를 사용한 다음 식에 의해 표시된다.
SQR=SQ0·K+SQN·(1-K)
VAR=VA0·K+VAN·(1-K)
이와 같이 환경 지도 정보를 갱신함으로써, 공간의 상황을 더욱 정확하게 파악할 수 있다.
도 12는, 본 발명에 의한 제2 실시예의 환경 지도 갱신 제어를 실행하기 위한 루틴을 도시하고 있다. 이 루틴은 환경 지도 정보를 갱신해야 할 때, 1회 실행된다. 도 12를 참조하면, 스텝 41에서는, 위치 정보 및 상태량이 새롭게 검출된다. 계속되는 스텝 42에서는 상태량 변화성이 새롭게 산출된다. 계속되는 스텝 43에서는 상태량 대표치가 새롭게 산출된다. 계속되는 스텝 44에서는, 상태량 대표치 및 상태량 변화성이 갱신된다. 계속되는 스텝 45에서는, 갱신된 상태량 대표치 및 갱신된 상태량 변화성이 대응하는 지도 정보와 각각 관련지어져서 갱신 완료 환경 지도 정보가 작성되고, 갱신 완료 환경 지도 정보가 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억된다.
본 발명에 의한 제2 실시예에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보는, 차량 V에 탑재된 환경 지도 작성부(15)에 의해 작성된 것이다. 다른 실시예(도시 생략)에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보는, 차량 V의 외부에서 작성되어, 환경 지도 기억 장치(3) 내에 미리 기억된 환경 지도 정보이다.
또한, 본 발명에 의한 제2 실시예에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보와, 갱신 완료된 환경 지도 정보는 동일한 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억된다. 이에 반해, 도 13에 나타나는 실시예에서는, 환경 지도 기억 장치(3)는 서로 다른 갱신 대상 환경 지도 기억 장치(3a)와, 갱신 완료 환경 지도 기억 장치(3b)를 구비한다. 갱신 대상 환경 지도 기억 장치(3a)에는 갱신 대상의 환경 지도 정보가 기억되어 있다. 갱신 완료 환경 지도 기억 장치(3b)에는, 갱신 완료된 환경 지도 정보가 기억된다.
이어서, 본 발명에 의한 제3 실시예를 설명한다. 이하에서는, 본 발명에 의한 제2 실시예와의 상위점을 설명한다.
도 14는 본 발명에 의한 제3 실시예의 환경 지도 작성·갱신 시스템 AR의 블록도를 도시하고 있다. 본 발명에 의한 제3 실시예에서는, 전자 제어 유닛(10)은 신뢰도 산출부(17)를 더 구비한다.
신뢰도 산출부(17)는 새롭게 검출된 위치 정보 및 상태량의 검출 정밀도인 신뢰도를 산출한다. 이어서, 환경 지도 갱신부(16)는 신뢰도를 사용하여 상태량 대표치 및 상태량 변화성을 갱신한다.
신뢰도가 낮을 때에는, 신뢰도가 높을 때에 비해, 새롭게 검출된 위치 정보 및 상태량에 기초하여 새롭게 산출된 상태량 대표치 및 상태량 변화성의 정밀도는 낮다. 정밀도가 낮은 상태량 대표치 및 상태량 변화성을 사용하여 환경 지도 정보를 갱신하면, 환경 지도 정보의 정밀도가 저하된다.
따라서 본 발명에 의한 제3 실시예에서는, 신뢰도에 기초하여 가중 계수 K를 설정하고 있다. 구체적으로는, 신뢰도가 낮을 때에는, 신뢰도가 높을 때에 비하여, 가중 계수 K가 크게 설정된다. 가중 계수 K가 크게 설정되면, 상술한 갱신된 계산식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 새롭게 산출된 상태량 대표치 및 상태량 변화성의 가중치 부여가 작아진다.
도 15 및 도 16은 본 발명에 의한 제3 실시예의 가중 계수 K의 다양한 예를 도시하고 있다. 도 15에 도시되는 예에서는, 신뢰도가 낮아짐에 따라서 가중 계수 K는 커진다. 도 16에 도시되는 예에서는, 신뢰도가 미리 정해진 설정 신뢰도보다도 높을 때에는 가중 계수 K는 비교적 작은 값, 예를 들어 제로로 설정되고, 신뢰도가 설정 신뢰도보다도 낮을 때에는 가중 계수 K는 비교적 큰 값, 예를 들어 1로 설정된다. 그 결과, 갱신에 의해 환경 지도 정보의 정밀도가 낮아지는 것을 저지할 수 있다.
신뢰도는 예를 들어, 다음과 같이 하여 산출된다. 외부 센서(1)의 검출 정밀도가 낮을 때에는, 외부 센서(1)의 검출 정밀도가 높을 때에 비하여, 신뢰도는 낮게 산출된다. 또는, 단위 시간당 위치 정보 및 상태량의 검출 횟수가 적을 때에는, 당해 검출 횟수가 많을 때에 비하여, 신뢰도는 낮게 산출된다. 또는, 차량 V가 자차량 V의 위치를 추정하고 있을 경우에는, 자차량의 위치 추정 정밀도가 낮을 때에는, 자차량의 위치 추정 정밀도가 높을 때에 비하여, 신뢰도는 낮게 산출된다.
이어서, 본 발명에 의한 제4 실시예를 설명한다. 이하에서는, 본 발명에 의한 제2 실시예와의 상위점을 설명한다.
도 17은 본 발명에 의한 제4 실시예의 환경 지도 작성·갱신 시스템 AR의 블록도를 도시하고 있다. 본 발명에 의한 제4 실시예에서는, 전자 제어 유닛(10)은 경과 시간 산출부(18)를 더 구비한다.
본 발명에 의한 제4 실시예의 환경 지도 정보 M, MR은, 도 18에 도시되는 바와 같이, 각각 대응하는 상태량 대표치 및 상태량 변화성과 관련지어진 최신 검출 시각을 더 갖는다. 이 최신 검출 시각은, 대응하는 상태량 대표치 및 상태량 변화성을 산출하는 데 사용된 상태량의 검출 시각 중 최신의 것이다.
경과 시간 산출부(18)는 복수의 위치 각각에 대해서, 현재 시각에 대한 최신 검출 시각의 차, 즉 경과 시간을 산출한다. 이어서, 환경 지도 갱신부(16)는 경과 시간에 기초하여 상태량 대표치 및 상태량 변화성을 갱신한다.
경과 시간이 짧을 때에는, 경과 시간이 길 때에 비하여, 공간의 상황이 변화하고 있을 가능성은 낮다. 따라서, 환경 지도 정보를 갱신할 필요성은 낮다. 반대로, 경과 시간이 길 때에는, 경과 시간이 짧을 때에 비하여, 공간의 상황이 변화되어 있을 가능성은 높다. 따라서, 환경 지도 정보를 갱신할 필요성이 높다.
따라서 본 발명에 의한 제4 실시예에서는, 경과 시간에 기초하여 가중 계수 K를 설정하고 있다. 구체적으로는, 경과 시간이 짧을 때에는, 경과 시간이 길 때에 비하여, 가중 계수 K가 크게 설정된다. 가중 계수 K가 크게 설정되면, 상술한 갱신된 계산식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 새롭게 산출된 상태량 대표치 및 상태량 변화성의 가중치 부여가 작아진다.
도 19 및 도 20은 본 발명에 의한 제4 실시예의 가중 계수 K의 다양한 예를 도시하고 있다. 도 19에 도시되는 예에서는, 경과 시간이 짧아짐에 따라서 가중 계수 K는 커진다. 도 20에 도시되는 예에서는, 경과 시간이 미리 정해진 설정 시간보다도 길 때에는 가중 계수 K는 비교적 작은 값, 예를 들어 제로로 설정되고, 경과 시간이 설정 시간보다도 짧을 때에는 가중 계수 K는 비교적 큰 값, 예를 들어 1로 설정된다. 그 결과, 경과 시간에 따라, 새롭게 산출된 상태량 대표치 및 상태량 변화성의 가중치 부여를 적절하게 설정할 수 있다.
이어서, 본 발명에 의한 제5 실시예를 설명한다. 이하에서는, 본 발명에 의한 제2 실시예와의 상위점을 설명한다.
상술한 본 발명에 의한 제2 실시예에서는, 어떤 위치의 상태량이 새롭게 검출되면, 당해 어떤 위치의 상태량 대표치 및 상태량 변화성이 갱신된다. 그런데, 이렇게 상태량이 새롭게 검출된 모든 위치에 있어서 갱신이 행해지면, 차량 V의 전자 제어 유닛(10v)의 부하가 증대될 우려가 있고, 또한, 환경 지도 정보의 갱신에 장시간을 요할 우려가 있다.
따라서, 본 발명에 의한 제5 실시예에서는, 환경 지도 갱신부(16)는 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억되어 있는 환경 지도 정보 M의 위치 중 갱신해야 할 위치인 갱신 대상 위치를 결정하고, 갱신 대상 위치의 상태량 대표치 및 상태량 변화성을 갱신한다. 이에 반해, 갱신 대상 위치 이외의 위치는 갱신되지 않는다. 그 결과, 환경 지도 정보의 갱신을 간단하게 또한 단시간에 행할 수 있다. 이어서, 갱신 대상 위치의 다양한 결정예를 설명한다.
갱신 대상 위치의 제1 결정예에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 변화성에 기초하여, 갱신 대상 위치가 결정된다. 일례에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 변화성이 미리 정해진 하한값보다도 높은 위치가, 갱신 대상 위치로 결정된다. 환언하면, 상태량 변화성이 낮은 위치는 갱신되지 않는다. 상태량 변화성이 상당히 낮은 위치는, 당해 위치의 상황이 변화되었을 가능성이 상당히 낮기 때문이다. 어떤 위치의 상황이 변화된 경우에는, 당해 위치의 환경 지도 정보를 갱신해야 한다.
갱신 대상 위치의 제2 결정예에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 대표치와, 새롭게 산출된 상태량 대표치에 기초하여, 갱신 대상 위치가 결정된다. 일례에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 대표치와, 새롭게 산출된 상태량 대표치의 차(절댓값)가 미리 정해진 제1 설정값보다도 큰 위치가, 갱신 대상 위치로 결정된다. 상태량 대표치가 대폭으로 변화된 위치에서는, 당해 위치의 상황이 변화되었을 가능성이 높기 때문이다.
갱신 대상 위치의 제3 결정예에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 변화성과, 새롭게 산출된 상태량 변화성에 기초하여, 갱신 대상 위치가 결정된다. 일례에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 변화성과, 새롭게 산출된 상태량 변화성의 차(절댓값)가 미리 정해진 제2 설정값보다도 큰 위치가, 갱신 대상 위치로 결정된다. 상태량 변화성이 대폭으로 변화된 위치에서는, 당해 위치의 상황이 변화되었을 가능성이 높기 때문이다.
갱신 대상 위치의 제4 결정예에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 대표치 SQ0 및 상태량 변화성 VA0과, 새롭게 산출된 상태량 대표치 SQN에 기초하여, 갱신 대상 위치가 결정된다. 일례에서는, 다음 식으로 표시되는 지표값 IDX가 미리 정해진 제3 설정값보다도 큰 위치가, 갱신 대상 위치로 결정된다.
IDX=|SQ0-SQN|/VA0
상술한 갱신 대상 위치의 제2 결정예에서는, 어떤 위치의 상태량 대표치가 대폭으로 변화된 경우에는, 당해 어떤 위치의 상황이 변화되었을 가능성이 높다고 판단된다. 그러나, 상태량 변화성이 높은 위치에서는, 상태량 대표치는 변화하기 쉽다. 이로 인해, 상태량 변화성이 높은 위치에서는, 상태량 대표치가 대폭으로 변경되었다고 하더라도, 당해 위치의 상황이 바뀌었을 가능성은 낮다고 생각할 수도 있다. 반대로, 상태량 변화성이 낮은 위치, 즉 상태량 대표치가 변화하기 어려운 위치에 있어서, 상태량 대표치가 대폭으로 변화했을 때에는, 당해 위치의 상황이 변화되었을 가능성이 높다고 생각할 수 있다. 한편, 상술한 지표값 IDX는, 상태량 변화성 VA0가 클 때에는 작은 값을 취하고, 상태량 변화성 VA0이 작을 때 상태량 대표치의 변화 폭이 크면 큰 값을 취한다. 따라서 갱신 대상 위치의 제4 결정예에서는, 지표값 IDX가 큰 위치가 갱신 대상 위치로 결정된다.
갱신 대상 위치의 제5 결정예에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 대표치 및 상태량 변화성과, 새롭게 산출된 상태량 대표치 및 상태량 변화성에 기초하여, 갱신 대상 위치가 결정된다. 일례에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 변화성 및 새롭게 산출된 상태량 변화성이 모두 미리 정해진 제4 설정값보다도 낮고, 또한, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 대표치와, 새롭게 산출된 상태량 대표치의 차(절댓값)가 미리 정해진 제5 설정값보다도 큰 위치가, 갱신 대상 위치로 결정된다. 환언하면, 상태량 변화성이 낮게 유지되면서 상태량 대표치가 대폭으로 변화된 위치 또는 영역이, 갱신 대상 위치로 결정된다.
준정적 물체가 이동한 경우, 또는, 정적 물체가 생성되거나 또는 소멸된 경우(예를 들어, 건물의 건축 또는 해체)에는, 대응하는 위치 또는 영역의 상태량 변화성이 낮게 유지되면서 상태량 대표치가 대폭으로 변화한다. 따라서, 상술한 예에서는, 준정적 물체가 이동한 위치 또는 영역, 또는, 정적 물체가 생성되거나 또는 소멸된 위치 또는 영역이, 갱신 대상 위치로 결정되게 된다.
더욱 구체적으로 설명하면, 이 예에 있어서, 준정적 물체가 이동한 경우에는, 준정적 물체의 종전 위치 및 새로운 위치가 갱신 대상 위치로 결정된다. 구체적으로는, 준정적 물체의 종전 위치에서는, 상태량 변화성이 낮게 유지되면서 상태량 대표치가 대폭으로 감소한 위치 또는 영역이 갱신 대상 위치로 결정된다. 또한, 준정적 물체의 새로운 위치에서는, 상태량 변화성이 낮게 유지되면서 상태량 대표치가 대폭으로 증대한 위치 또는 영역이 갱신 대상 위치로 결정된다. 이 경우, 상태량 대표치가 대폭으로 감소한 영역과, 상태량 대표치가 대폭으로 증대한 영역에 대하여 패턴 매칭을 행함으로써, 당해 준정적 물체의 형상이 유지되면서, 환경 지도 정보가 갱신된다. 따라서, 환경 지도 정보를 더욱 정확하게 갱신할 수 있다.
한편, 정적 물체가 생성되거나 또는 소멸되었을 경우에는, 상태량 변화성이 낮게 유지되면서 상태량 대표치가 대폭으로 변화된 위치 또는 영역과, 그 주위가 갱신 대상 위치로 결정된다. 건물 등이 건축되거나 또는 해체되었을 경우에는, 그 주위의 상황도 변화되었을 가능성이 높기 때문이다.
어떤 위치의 상태량 변화성이 낮게 유지되면서 상태량 대표치가 대폭으로 변화된 경우, 당해 변화가 준정적 물체의 이동에 의한 것인지, 정적 물체의 생성 등에 의한 것인지는, 예를 들어 다음과 같이 하여 판별할 수 있다. 즉, 당해 변화가 발생한 위치 또는 영역의 면적 또는 체적이 작을 때, 패턴 매칭의 상대가 존재할 때, 또는, 당해 변화가 짧은 시간 오더(예를 들어 일, 주, 월의 오더)로 발생했을 때에는, 당해 변화가 준정적 물체의 이동에 의한 것이라고 판별된다. 이에 반해, 당해 변화가 발생한 위치 또는 영역의 면적 또는 체적이 클 때, 패턴 매칭의 상대가 존재하지 않을 때, 또는, 당해 변화가 긴 시간 오더(예를 들어 년의 오더)로 발생했을 때에는, 당해 변화가 정적 물체의 생성 등에 의한 것이라고 판별된다.
갱신 대상 위치의 제6 결정예에서는, 위치마다 미리 설정된 갱신 인터벌을 갖고, 당해 위치의 환경 지도 정보가 반복해서 갱신된다. 환언하면, 대응하는 갱신 인터벌에 따라서 정해지는 갱신 시기가 도래한 위치가 갱신 대상 위치로 결정된다. 이 경우, 갱신 인터벌이 짧게 설정된 위치에서는, 환경 지도 정보의 정밀도가 더욱 높아진다. 이에 반해, 갱신 인터벌이 길게 설정된 위치에서는, 전자 제어 유닛(10)의 계산 부하가 저감된다.
갱신 인터벌은 예를 들어 다음과 같이 하여 설정된다. 갱신 인터벌의 제1 설정예에서는, 어떤 위치의 갱신 인터벌은, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 당해 위치의 상태량 변화성에 따라서 설정된다. 일례에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 변화성이 낮은 위치에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 변화성이 높은 위치에 비하여, 갱신 인터벌이 길게 설정된다. 상태량 변화성이 낮은 위치에서는, 당해 위치의 상황이 변화되어 있을 가능성이 높기 때문이다.
갱신 인터벌의 제2 설정예에서는, 어떤 위치의 갱신 인터벌은, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 당해 위치의 상태량에 따라서 설정된다. 일례에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 대표치가 작은 위치에서는, 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상태량 대표치가 큰 위치에 비하여, 갱신 인터벌이 짧게 설정된다. 장해물이 존재하는 상태로부터 장해물이 존재하지 않는 상태로의 변화보다도, 장해물이 존재하지 않는 상태로부터 장해물이 존재하는 상태로의 변화를, 더욱 확실하게 파악할 필요가 있기 때문이다.
갱신 대상 위치의 제7 결정예에서는, 외부 정보에 기초하여, 갱신 대상 위치가 결정된다. 이 외부 정보는, 예를 들어 도로 공사가 행해지는 장소를 나타내는 정보, 건축물이 건설 또는 해체된 장소를 나타내는 정보이다.
갱신 대상 위치의 제8 결정예에서는, 먼저 갱신 대상 영역이 선택되고, 이어서, 선택된 갱신 대상 영역에 속하는 위치가 갱신 대상 위치로 결정된다. 이 갱신 대상 영역은, 예를 들어 특광역시의 단위, 시구읍면의 단위, 도로의 단위, 또는, 교차점의 단위로 구획된 영역, 또는 일정한 면적을 갖도록 구획된 영역이다. 다른 갱신 대상 영역이 선택되면, 갱신 대상 위치가 변경된다.
그런데, 환경 지도 정보 M이 상술한 기본 형상 등을 사용하여 표현되어 있는 경우에도, 상술한 환경 지도 정보의 갱신을 행할 수 있다. 이 경우의 기본 형상 등의 갱신에 대하여 설명한다. 예를 들어, 갱신 대상의 환경 지도 정보 M에 물체를 나타내는 기본 형상이 포함되어 있고, 또한, 이 물체가 이동한 경우에는, 준정적 물체의 종전 위치에 있는 기본 형상이 삭제되고, 물체의 새로운 위치에 새로운 기본 형상이 형성된다. 물체가 변형된 경우에는, 물체를 나타내는 기본 형상이 변경된다(예를 들어, 직육면체로부터 원기둥으로). 또는, 기본 형상이 삭제되고, 예를 들어 복셀로 되돌려진다.
그런데, 본 발명에 의한 제1 실시예에서는, 환경 지도 작성 시스템 A의 전체가 차량에 탑재되어 있다. 이에 반해, 도 21에 도시되는 실시예에서는, 환경 지도 작성 시스템 A의 일부가 차량 V에 탑재되고, 나머지가 서버 S에 탑재된다. 이 경우, 환경 지도 기억 장치(3)는 환경 지도 기억 장치(3v) 및 환경 지도 기억 장치(3s)를 구비한다. 또한, 전자 제어 유닛(10)은 전자 제어 유닛(10v) 및 전자 제어 유닛(10s)을 구비한다. 차량 V에는, 외부 센서(1), GPS 수신부(2), 환경 지도 기억 장치(3v), 및 전자 제어 유닛(10v)이 탑재된다. 서버 S에는 환경 지도 기억 장치(3s) 및 전자 제어 유닛(10s)이 탑재된다. 도 21에 도시되는 예에서는, 전자 제어 유닛(10v)은 환경 인식부(12), 상태량 변화성 산출부(13), 및 상태량 대표치 산출부(14)를 구비하고, 전자 제어 유닛(10s)은 환경 지도 작성부(15)를 구비한다. 또한, 전자 제어 유닛(10v)과 전자 제어 유닛(10s)은 네트워크 NW를 통해 서로 통신 가능하게 되어 있다.
이 경우, 차량 V에 있어서, 위치 정보 및 상태량이 검출되어, 상태량 대표치 및 상태량 변화성이 산출된다. 이들 상태량 대표치 및 상태량 변화성은 서버 S에 송신되고, 서버 S에 있어서 환경 지도 정보가 작성된다. 작성된 환경 지도 정보는 환경 지도 기억 장치(3s)에 기억된다. 차량 V으로부터는, 환경 지도 기억 장치(3s) 내에 기억되어 있는 환경 지도 정보가 읽어들여져, 환경 지도 기억 장치(3v) 내에 기억된다. 차량 V에서는 환경 지도 기억 장치(3v) 내의 환경 지도 정보를 사용하여 자동 운전이 행해진다.
이렇게 하면, 복수의 차량 V에 의해 산출된 상태량 대표치 및 상태량 변화성을 사용하여 환경 지도 정보를 작성할 수 있다. 따라서, 환경 지도 정보의 정밀도를 더욱 높일 수 있다. 또한, 차량 V의 전자 제어 유닛(10v)의 부하를 저감할 수도 있다. 또한, 상태량 대표치 및 상태량 변화성의 데이터양은, 계측 데이터로서 상태량의 데이터양보다도 상당히 작다. 따라서, 도 21에 도시되는 실시예에서는, 계측 데이터 전체를 서버 S에 송신하는 경우에 비하여, 통신 부하를 저감할 수 있다. 또한, 다른 실시예(도시 생략)에서는, 서버 S의 전자 제어 유닛(10s)은 상태량 변화성 산출부(13) 및 상태량 대표치 산출부(14)의 한쪽 또는 양쪽도 구비한다.
한편, 본 발명에 의한 제2 실시예에서는, 환경 지도 작성·갱신 시스템 AR의 전체가 차량에 탑재되어 있다. 이에 반해, 도 22에 도시되는 실시예에서는, 환경 지도 작성·갱신 시스템 AR의 일부가 차량 V에 탑재되고, 나머지가 서버 S에 탑재된다. 이 경우, 환경 지도 기억 장치(3)는 환경 지도 기억 장치(3v) 및 환경 지도 기억 장치(3s)를 구비한다. 또한, 전자 제어 유닛(10)은 전자 제어 유닛(10v) 및 전자 제어 유닛(10s)을 구비한다. 차량 V에는, 외부 센서(1), GPS 수신부(2), 환경 지도 기억 장치(3v) 및 전자 제어 유닛(10v)이 탑재된다. 서버 S에는 환경 지도 기억 장치(3s) 및 전자 제어 유닛(10s)이 탑재된다. 도 22에 도시되는 예에서는, 전자 제어 유닛(10v)은 환경 인식부(12), 상태량 변화성 산출부(13) 및 상태량 대표치 산출부(14)를 구비하고, 전자 제어 유닛(10s)은 환경 지도 작성부(15) 및 환경 지도 갱신부(16)를 구비한다. 또한, 전자 제어 유닛(10v)과 전자 제어 유닛(10s)은 네트워크 NW를 통해 서로 통신 가능하게 되어 있다. 환경 지도 기억 장치(3s) 내에는, 갱신 대상의 환경 지도 정보가 기억되어 있다.
이 경우, 차량 V에 있어서, 위치 정보 및 상태량이 새롭게 검출되어, 상태량 대표치 및 상태량 변화성이 새롭게 산출된다. 새롭게 산출된 상태량 대표치 및 상태량 변화성은 서버 S에 송신되고, 서버 S에 있어서 환경 지도 정보가 갱신된다. 갱신 완료된 환경 지도 정보는 환경 지도 기억 장치(3s)에 기억된다. 차량 V로부터는, 환경 지도 기억 장치(3s) 내에 기억되어 있는 갱신 완료된 환경 지도 정보가 읽어들여져, 환경 지도 기억 장치(3v) 내에 기억된다. 차량 V에서는 환경 지도 기억 장치(3v) 내의 환경 지도 정보를 사용하여 자동 운전이 행해진다. 다른 실시예(도시 생략)에서는, 서버 S의 환경 지도 기억 장치(3s)는 서로 다른 갱신 대상 환경 지도 기억 장치와, 갱신 완료 환경 지도 기억 장치를 구비한다. 갱신 대상 환경 지도 기억 장치에는 갱신 대상의 환경 지도 정보가 기억되어 있다. 갱신 완료 환경 지도 기억 장치에는, 갱신 완료된 환경 지도 정보가 기억된다.
이 경우에도, 환경 지도 정보의 정밀도를 더욱 높일 수 있고, 차량 V의 전자 제어 유닛(10v)의 부하를 저감할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 제3 실시예 및 제4 실시예의 경우도 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
도 23은, 환경 지도 정보 M의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 23에 도시되는 실시예에서는, 환경 지도 정보 M은, 공간 내의 복수의 위치를 각각 나타내는 위치 정보와, 각각 대응하는 위치 정보와 관련지어진 상태량 변화성을 갖고, 상태량 대표치를 갖고 있지 않다. 이 경우에도, 상태량 변화성에 의해, 복수 위치의 상황을 파악할 수 있다. 또한, 환경 지도 정보 M의 작성 시간이 단축되어, 환경 지도 정보 M의 데이터양이 저감된다.
환경 지도 정보 M이 도 23과 같이 구성되는 경우의, 환경 지도 작성 시스템 A의 일례가 도 24에 도시된다. 도 1에 도시되는 환경 지도 작성 시스템 A와 비교하면, 도 24에 도시되는 환경 지도 작성 시스템 A는, 상태량 대표치 산출부(14)를 구비하고 있지 않다. 이 경우, 복수의 위치 각각에 대해서, 위치 정보 및 상태량이 검출되고, 검출된 상태량으로부터 상태량 변화성이 산출되고, 산출된 상태량 변화성이 대응하는 위치 정보와 관련지어 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억된다.
또한, 환경 지도 정보 M이 도 23과 같이 구성되는 경우의, 환경 지도 작성·갱신 시스템 AR의 일례가 도 25에 도시된다. 도 10에 도시되는 환경 지도 작성 시스템 A와 비교하면, 도 25에 도시되는 환경 지도 작성·갱신 시스템 A는, 상태량 대표치 산출부(14)를 구비하고 있지 않다. 이 경우, 복수의 위치 각각에 대해서, 위치 정보 및 상태량이 새롭게 검출되고, 새롭게 검출된 상태량으로부터 상태량 변화성이 새롭게 산출되고, 새롭게 산출된 상태량 변화성을 사용하여 갱신 대상의 상태량 변화성이 갱신되고, 갱신 완료된 상태량 변화성이 대응하는 위치 정보와 관련지어서 환경 지도 기억 장치(3) 내에 기억된다. 또한, 도 23에 도시되는 예에 있어서도, 본 발명에 의한 제3 실시예 및 제4 실시예를 적용할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상태량 변화성은 자동적으로 계산할 수 있기 때문에, 다양한 지도의 갱신을 자동적으로 하는 것이 가능하다.

Claims (20)

  1. 환경 지도의 데이터 구조에 있어서,
    공간 내의 위치를 나타내는 위치 정보; 및
    상기 위치 정보와 관련지어지고, 상기 위치의 상태량의 시간에 대한 변화의 용이함을 나타내는, 상기 위치의 상태량 변화성;
    을 포함하는,
    환경 지도의 데이터 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상태량에 기초하여 산출되며, 상기 위치 정보와 관련지어지는, 상기 위치의 상태량 대표치를 더 포함하는,
    환경 지도의 데이터 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    최신 검출 시각을 더 포함하고,
    상기 상태량 변화성은, 상기 상태량에 기초하여 산출되도록 되어 있고,
    상기 최신 검출 시각은, 상기 상태량 변화성을 산출하는 데 사용된 상기 상태량의 검출 시각 중 최신의 검출 시각이며, 상기 상태량 변화성과 관련지어지는,
    환경 지도의 데이터 구조.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치의 상태량이, 상기 위치에 물체가 존재할 확률에 의해 표시되는,
    환경 지도의 데이터 구조.
  5. 환경 지도의 작성 시스템에 있어서,
    공간 내의 위치를 나타내는 위치 정보와 상기 위치의 상태량을 검출하도록 구성되어 있는 검출 장치(1);
    환경 지도 기억 장치(3); 및
    공간 내의 위치에 대해서, 상기 위치 정보와, 서로 다른 시각에 있어서의 상기 위치의 상태량을 상기 검출 장치(1)에 의해 검출하고,
    상기 위치에 대해서, 상기 상태량을 사용하여 시간에 대한 상기 상태량의 변화의 용이함을 나타내는 상태량 변화성을 산출하고,
    상기 상태량 변화성을 대응하는 위치의 상기 위치 정보와 관련지어서 상기 환경 지도 기억 장치(3)에 기억하도록 구성되어 있는 전자 제어 유닛(10);
    을 포함하는,
    환경 지도의 작성 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛(10)은, 상기 위치에 대해서, 상기 상태량에 기초하여 상태량 대표치를 산출하고, 상기 상태량 대표치를 상기 대응하는 위치의 상기 위치 정보와 관련지어서 상기 환경 지도 기억 장치(3)에 기억하도록 구성되어 있는,
    환경 지도의 작성 시스템.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛(10)은, 상기 위치에 대해서, 상기 상태량의 단위 시간당 변화량을 산출하고, 상기 상태량의 단위 시간당 변화량에 기초하여 상기 상태량 변화성을 산출하도록 구성되어 있는,
    환경 지도의 작성 시스템.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치의 상태량이, 상기 위치에 물체가 존재할 확률에 의해 표시되는,
    환경 지도의 작성 시스템.
  9. 환경 지도의 작성 방법에 있어서,
    공간 내의 위치에 대해서, 상기 위치를 나타내는 위치 정보와, 서로 다른 시각에 있어서의 상기 위치의 상태량을 검출하는 것;
    상기 위치에 대해서, 상기 상태량을 사용하여 시간에 대한 상기 상태량의 변화의 용이함을 나타내는 상태량 변화성을 산출하는 것; 및
    상기 상태량 변화성을 대응하는 위치의 상기 위치 정보와 관련지어서 환경 지도 기억 장치(3)에 기억하는 것;
    을 포함하는,
    환경 지도의 작성 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 위치에 대해서, 상기 상태량에 기초하여 상태량 대표치를 산출하는 것; 및
    상기 상태량 대표치를 상기 대응하는 위치의 상기 위치 정보와 관련지어서 상기 환경 지도 기억 장치(3)에 기억하는 것을 더 포함하는,
    환경 지도의 작성 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 위치에 대해서, 상기 상태량의 단위 시간당 변화량을 산출하는 것을 더 포함하고,
    상기 상태량 변화성을 산출하는 것은 상기 상태량의 단위 시간당 변화량에 기초하여 상기 상태량 변화성을 산출하는 것을 포함하는,
    환경 지도의 작성 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치의 상태량이, 상기 위치에 물체가 존재할 확률에 의해 표시되는,
    환경 지도의 작성 방법.
  13. 환경 지도의 갱신 시스템에 있어서,
    공간 내의 위치를 나타내는 제1 위치 정보와, 상기 위치의 제1 상태량 변화성이며 상기 제1 위치 정보와 관련지어진 상기 제1 상태량 변화성을 포함하는 갱신 대상의 환경 지도 정보를 기억하도록 구성되어 있고, 상기 제1 상태량 변화성은, 상기 위치의 상태량의 시간에 대한 제1 변화의 용이함을 나타내는, 갱신 대상 환경 지도 기억 장치(3a);
    상기 제1 위치 정보와 상기 위치의 제1 상태량을 검출하도록 구성되어 있는 검출 장치(1);
    갱신 완료 환경 지도 기억 장치(3b); 및
    상기 위치를 나타내는 제2 위치 정보와, 서로 다른 시각에 있어서의 상기 위치의 제2 상태량을 새롭게 검출하고, 상기 위치에 대해서, 상기 제2 상태량을 사용하여 제2 상태량 변화성을 새롭게 산출하고, 상기 제2 위치 정보와 제2 상기 상태량 변화성을 사용하여 상기 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상기 제1 상태량 변화성을 갱신하고, 상기 갱신된 제1 상태량 변화성을 상기 제2 위치 정보와 관련지어서 상기 갱신 완료 환경 지도 기억 장치(3b) 내에 기억하도록 구성되어 있는, 전자 제어 유닛(10);
    을 포함하는,
    환경 지도의 갱신 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 갱신 대상의 환경 지도 정보는, 상기 위치의 제1 상태량 대표치이며, 상기 제1 위치 정보와 관련지어진 상기 제1 상태량 대표치를 갖고 있고,
    상기 전자 제어 유닛(10)은, 상기 위치에 대해서, 상기 제2 상태량에 기초하여 제2 상태량 대표치를 새롭게 산출하고, 상기 제2 위치 정보와 상기 제2 상태량 대표치를 사용하여 상기 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상기 제1 상태량 대표치를 갱신하고, 상기 갱신된 제1 상태량 대표치를 상기 제2 위치 정보와 관련지어서 상기 갱신 완료 환경 지도 기억 장치(3b)에 기억하도록 구성되어 있는,
    환경 지도의 갱신 시스템.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛(10)은
    상기 위치에 대해서, 상태량의 단위 시간당 변화량을 새롭게 산출하고, 상기 상태량의 단위 시간당 변화량에 기초하여 상태량 변화성을 새롭게 산출하도록 구성되어 있는,
    환경 지도의 갱신 시스템.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치의 상태량이 상기 위치에 물체가 존재할 확률에 의해 표시되는 환경 지도의 갱신 시스템.
  17. 환경 지도의 갱신 방법에 있어서,
    상기 갱신 대상의 환경 지도 정보는, 공간 내의 위치를 나타내는 제1 위치 정보와, 상기 위치의 제1 상태량 변화성이며 상기 제1 위치 정보와 관련지어진 상기 제1 상태량 변화성을 포함하고, 상기 제1 상태량 변화성은, 상기 위치의 상태량의 시간에 대한 제1 변화의 용이함을 나타내는, 갱신 대상의 환경 지도 정보를 준비하는 것;
    상기 위치를 나타내는 제2 위치 정보와, 서로 다른 시각에 있어서의 상기 위치의 제2 상태량을 새롭게 검출하는 것;
    상기 위치에 대해서, 상기 제2 상태량을 사용하여, 제2 상태량 변화성을 새롭게 산출하는 것;
    상기 제2 위치 정보와 상기 제2 상태량 변화성을 사용하여 상기 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상기 제1 상태량 변화성을 갱신하는 것; 및
    상기 갱신된 제1 상태량 변화성을 상기 제2 위치 정보와 관련지어서 갱신 완료 환경 지도 기억 장치(3b) 내에 기억하는 것;
    을 포함하는,
    환경 지도의 갱신 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 위치에 대해서, 상기 제2 상태량에 기초하여 제2 상태량 대표치를 새롭게 산출하는 것;
    상기 갱신 대상의 환경 지도 정보는 제1 상태량 대표치를 포함하고, 상기 제1 상태량 대표치는 상기 제1 위치 정보와 관련지어져 있고, 상기 제2 위치 정보와 상기 제2 상태량 대표치를 사용하여, 상기 갱신 대상의 환경 지도 정보의 상기 제1 상태량 대표치를 갱신하는 것, 및
    상기 갱신된 제1 상태량 대표치를 상기 제2 위치 정보와 관련지어서 상기 갱신 완료 환경 지도 기억 장치(3b)에 기억하는 것;
    을 더 포함하는,
    환경 지도의 갱신 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 위치에 대해서, 상태량의 단위 시간당 변화량을 새롭게 산출하는 것; 및
    상기 상태량의 단위 시간당 변화량에 기초하여 상태량 변화성을 새롭게 산출하는 것;
    을 더 포함하는,
    환경 지도의 갱신 방법.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치의 상태량이, 상기 위치에 물체가 존재할 확률에 의해 표시되는, 환경 지도의 갱신 방법.
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