特開 2020-201180 情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-201180(P2020-201180A)

(43)【公開日】2020年12月17日

(54)【発明の名称】情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   G01C 21/28 20060101AFI20201120BHJP

【ＦＩ】

   G01C21/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2019-109518(P2019-109518)

(22)【出願日】2019年6月12日

(71)【出願人】

【識別番号】000005016

【氏名又は名称】パイオニア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107331

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 聡延

(72)【発明者】

【氏名】片多 啓二

【テーマコード（参考）】

2F129

【Ｆターム（参考）】

2F129AA03

2F129BB03

2F129BB14

2F129BB15

2F129BB20

2F129BB22

2F129BB26

2F129BB33

2F129BB56

2F129CC03

2F129CC16

2F129DD21

2F129DD62

2F129EE02

2F129EE43

2F129EE52

2F129FF20

2F129FF36

2F129GG04

2F129GG05

2F129GG06

2F129GG17

2F129GG18

2F129GG24

2F129GG28

2F129HH02

2F129HH03

2F129HH12

2F129HH22

(57)【要約】

【課題】車両などの移動体の位置を好適に算出可能な情報処理装置を提供する。
【解決手段】情報処理装置１は、移動体の周辺の地物を含む角度対応画像Ｉａを取得し、角度対応画像Ｉａ中の地物に関連する少なくとも３つの基準部を抽出する。そして、情報処理装置１は、少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、組み合わせの各々に対し、組み合わせに対する車両位置を基準とした角度に関する情報を取得する。そして、情報処理装置１は、地図ＤＢ４に基づき、上述の組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、上述の組み合わせに対応する基線の長さに関する情報と、を夫々取得する。そして、情報処理装置１は、上述の角度に関する情報と、上述の長さに関する情報と、上述の位置情報と、から、地図上における車両の位置である自車位置Ｐを算出する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動体の周辺の地物を含む画像を取得する第１取得部と、
前記画像中の前記地物に関連する少なくとも３つの基準部を抽出する抽出部と、
前記少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、前記組み合わせの各々に対し、前記組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度に関する情報を取得する第２取得部と、
地図情報に基づき、前記組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、前記組み合わせに対応する２つの基準部間の長さに関する情報と、を夫々取得する第３取得部と、
前記角度に関する情報と、前記長さに関する情報と、前記位置情報と、から、地図上における移動体の位置を算出する算出部と、
を有する情報処理装置。

【請求項2】

前記画像は、極座標球面上に投影された画像中の隣り合う画素に対して当該極座標球面の中心からそれぞれ引いた仮想線同士がなす第１角度が対応している画像であり、
前記第２取得部は、前記画像中における基準部の組み合わせ毎に、当該組み合わせに対応する２つの基準部間の画素数を求め、当該画素数に前記第１角度を乗じることで、前記角度に関する情報を取得する、請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項3】

前記地図情報は、前記基準部の各々の地図上における位置情報を含み、
前記第３取得部は、前記基準部間の長さに関する情報を、当該基準部の地図上における位置情報に基づき生成する、請求項１または２に記載の情報処理装置。

【請求項4】

前記抽出部は、前記地物に関連する３つの基準部を抽出し、
前記第２取得部は、当該３つの基準部から、前記基準部の組み合わせを２つ選択し、
前記算出部は、選択された２つの前記組み合わせに対応する、前記角度に関する情報及び前記長さに関する情報に基づき、前記位置を算出する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の情報処理装置。

【請求項5】

前記抽出部は、略鉛直方向に延在する地物又は地物の略鉛直部分を、前記基準部として抽出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の情報処理装置。

【請求項6】

前記第２取得部は、前記少なくとも３つの基準部とは異なる基準部を含む基準部の組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度である第２角度に関する情報をさらに取得し、
前記算出部は、前記地図情報と前記算出部が算出した前記移動体の位置とに基づき算出した第２角度と、前記第２取得部が取得した第２角度とに基づき、前記算出部が算出した前記移動体の位置の検証を行う、請求項１〜５のいずれか一項に記載の情報処理装置。

【請求項7】

移動体の周辺の地物に対して電磁波を走査することで得られる走査情報を取得する第１取得部と、
前記走査情報に基づき、前記地物に関連する少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、前記組み合わせの各々に対し、前記組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度に関する情報を取得する第２取得部と、
地図情報に基づき、前記組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、前記組み合わせに対応する２つの基準部間の長さに関する情報と、を夫々取得する第３取得部と、
前記角度に関する情報と、前記長さに関する情報と、前記位置情報と、から、地図上における移動体の位置を算出する算出部と、
を有する情報処理装置。

【請求項8】

情報処理装置が実行する制御方法であって、
移動体の周辺の地物を含む画像を取得する第１取得工程と、
前記画像中の前記地物に関連する少なくとも３つの基準部を抽出する抽出工程と、
前記少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、前記組み合わせの各々に対し、前記組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度に関する情報を取得する第２取得工程と、
地図情報に基づき、前記組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、前記組み合わせに対応する２つの基準部間の長さに関する情報と、を夫々取得する第３取得工程と、
前記角度に関する情報と、前記長さに関する情報と、前記位置情報と、から、地図上における移動体の位置を算出する算出工程と、
を有する制御方法。

【請求項9】

コンピュータが実行するプログラムであって、
移動体の周辺の地物を含む画像を取得する第１取得部と、
前記画像中の前記地物に関連する少なくとも３つの基準部を抽出する抽出部と、
前記少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、前記組み合わせの各々に対し、前記組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度に関する情報を取得する第２取得部と、
地図情報に基づき、前記組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、前記組み合わせに対応する２つの基準部間の長さに関する情報と、を夫々取得する第３取得部と、
前記角度に関する情報と、前記長さに関する情報と、前記位置情報と、から、地図上における移動体の位置を算出する算出部
として前記コンピュータを機能させる、プログラム。

【請求項10】

請求項９に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置を測定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、車両の進行先に設置される地物をライダ、レーダ又はカメラを用いて検出し、その検出結果に基づいて自車位置を推定する技術が知られている。例えば、特許文献１には、計測センサによる道路周辺の地物の計測結果と、予め地図上に登録された地物の位置情報とを照合させることで自己位置を推定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−２５７７４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

自動運転等においては、高精度な自車位置推定が必要となり、かつ、種々の状況下においても位置推定が可能であることが好ましい。一方、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）による位置推定や道路周辺の地物の距離計測に基づく位置推定のみでは、全ての状況下において高精度な位置推定を行うことができない。よって、このような既存の位置推定方法に加えて、他の位置推定方法が存在することが好ましい。

【0005】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両などの移動体の位置を好適に算出可能な情報処理装置を提供することを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項に記載の発明は、情報処理装置であって、移動体の周辺の地物を含む画像を取得する第１取得部と、前記画像中の前記地物に関連する少なくとも３つの基準部を抽出する抽出部と、前記少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、前記組み合わせの各々に対し、前記組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度に関する情報を取得する第２取得部と、地図情報に基づき、前記組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、前記組み合わせに対応する２つの基準部間の長さに関する情報と、を夫々取得する第３取得部と、前記角度に関する情報と、前記長さに関する情報と、前記位置情報と、から、地図上における移動体の位置を算出する算出部と、を有する。

【0007】

また、請求項に記載の発明は、情報処理装置であって、移動体の周辺の地物に対して電磁波を走査することで得られる走査情報を取得する第１取得部と、前記走査情報に基づき、前記地物に関連する少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、前記組み合わせの各々に対し、前記組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度に関する情報を取得する第２取得部と、地図情報に基づき、前記組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、前記組み合わせに対応する２つの基準部間の長さに関する情報と、を夫々取得する第３取得部と、前記角度に関する情報と、前記長さに関する情報と、前記位置情報と、から、地図上における移動体の位置を算出する算出部と、を有する。

【0008】

また、請求項に記載の発明は、情報処理装置が実行する制御方法であって、移動体の周辺の地物を含む画像を取得する第１取得工程と、前記画像中の前記地物に関連する少なくとも３つの基準部を抽出する抽出工程と、前記少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、前記組み合わせの各々に対し、前記組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度に関する情報を取得する第２取得工程と、地図情報に基づき、前記組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、前記組み合わせに対応する２つの基準部間の長さに関する情報と、を夫々取得する第３取得工程と、前記角度に関する情報と、前記長さに関する情報と、前記位置情報と、から、地図上における移動体の位置を算出する算出工程と、を有する。

【0009】

また、請求項に記載の発明は、コンピュータが実行するプログラムであって、移動体の周辺の地物を含む画像を取得する第１取得部と、前記画像中の前記地物に関連する少なくとも３つの基準部を抽出する抽出部と、前記少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、前記組み合わせの各々に対し、前記組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度に関する情報を取得する第２取得部と、地図情報に基づき、前記組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、前記組み合わせに対応する２つの基準部間の長さに関する情報と、を夫々取得する第３取得部と、前記角度に関する情報と、前記長さに関する情報と、前記位置情報と、から、地図上における移動体の位置を算出する算出部として前記コンピュータを機能させる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例に係る情報処理装置の概略構成である。

【図2】地図ＤＢ（データベース）のデータ構造の一例である。

【図3】Ｔ字路付近の地図を示す。

【図4】３つの基準部と自車位置との水平面上での位置関係を示す図である。

【図5】自車位置と基準部の位置とを結ぶ三角形の拡大図である。

【図6】円周角の定理に基づき、４つの基準部に関する距離と角度から自車位置を算出する方法の概要を示す図である。

【図7】連結した基線を明示した自車位置周辺の平面図を示す。

【図8】情報処理装置が実行する自車位置の算出方法の手順を示すフローチャートである。

【図9】変形例における自車位置算出システムの構成例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の好適な実施形態によれば、情報処理装置は、移動体の周辺の地物を含む画像を取得する第１取得部と、前記画像中の前記地物に関連する少なくとも３つの基準部を抽出する抽出部と、前記少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、前記組み合わせの各々に対し、前記組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度に関する情報を取得する第２取得部と、地図情報に基づき、前記組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、前記組み合わせに対応する２つの基準部間の長さに関する情報と、を夫々取得する第３取得部と、前記角度に関する情報と、前記長さに関する情報と、前記位置情報と、から、地図上における移動体の位置を算出する算出部と、を有する。情報処理装置は、この態様により、地図上における移動体の位置を、幾何学的計算により好適に算出することができる。

【0012】

上記情報処理装置の一態様では、前記画像は、極座標球面上に投影された画像中の隣り合う画素に対して当該極座標球面の中心からそれぞれ引いた仮想線同士がなす第１角度が対応している画像であり、前記第２取得部は、前記画像中における基準部の組み合わせ毎に、当該組み合わせに対応する２つの基準部間の画素数を求め、当該画素数に前記第１角度を乗じることで、前記角度に関する情報を取得する、この態様により、情報処理装置は、地図上における移動体の位置の算出に必要な、移動体の位置を基準とした基準部の角度に関する情報を、好適に取得することができる。

【0013】

上記情報処理装置の他の一態様では、前記地図情報は、前記基準部の各々の地図上における位置情報を含み、前記第３取得部は、前記基準部間の長さに関する情報を、当該基準部の地図上における位置情報に基づき生成する。この態様により、情報処理装置は、基準部間の長さに関する情報を好適に取得することができる。

【0014】

上記情報処理装置の他の一態様では、前記抽出部は、前記地物に関連する３つの基準部を抽出し、前記第２取得部は、当該３つの基準部から、前記基準部の組み合わせを２つ選択し、前記算出部は、選択された２つの前記組み合わせに対応する、前記角度に関する情報及び前記長さに関する情報に基づき、前記位置を算出する。この態様により、情報処理装置は、地図上における移動体の位置を、幾何学的計算により一意に算出することができる。

【0015】

上記情報処理装置の他の一態様では、前記抽出部は、略鉛直方向に延在する地物又は地物の略鉛直部分を、前記基準部として抽出する。情報処理装置は、このような基準部に関する位置、距離、角度に関する情報に基づき、水平面上における移動体の位置を高精度に算出することができる。

【0016】

上記情報処理装置の他の一態様では、前記第２取得部は、前記少なくとも３つの基準部とは異なる基準部を含む基準部の組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度である第２角度に関する情報をさらに取得し、前記算出部は、前記地図情報と前記算出部が算出した前記移動体の位置とに基づき算出した第２角度と、前記第２取得部が取得した第２角度とに基づき、前記算出部が算出した前記移動体の位置の検証を行う。この態様により、情報処理装置は、算出した移動体の位置の検証を好適に実行することができる。

【0017】

本発明に係る他の好適な実施形態では、情報処理装置は、移動体の周辺の地物に対して電磁波を走査することで得られる走査情報を取得する第１取得部と、前記走査情報に基づき、前記地物に関連する少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、前記組み合わせの各々に対し、前記組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度に関する情報を取得する第２取得部と、地図情報に基づき、前記組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、前記組み合わせに対応する２つの基準部間の長さに関する情報と、を夫々取得する第３取得部と、前記角度に関する情報と、前記長さに関する情報と、前記位置情報と、から、地図上における移動体の位置を算出する算出部と、を有する。情報処理装置は、この態様によっても、地図上における移動体の位置を、幾何学的計算により好適に算出することができる。

【0018】

本発明に係る他の好適な実施形態では、情報処理装置が実行する制御方法であって、移動体の周辺の地物を含む画像を取得する第１取得工程と、前記画像中の前記地物に関連する少なくとも３つの基準部を抽出する抽出工程と、前記少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、前記組み合わせの各々に対し、前記組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度に関する情報を取得する第２取得工程と、地図情報に基づき、前記組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、前記組み合わせに対応する２つの基準部間の長さに関する情報と、を夫々取得する第３取得工程と、前記角度に関する情報と、前記長さに関する情報と、前記位置情報と、から、地図上における移動体の位置を算出する算出工程と、を有する。情報処理装置は、この制御方法を実行することで、地図上における移動体の位置を、幾何学的計算により好適に算出することができる。

【0019】

本発明に係る他の好適な実施形態では、コンピュータが実行するプログラムであって、移動体の周辺の地物を含む画像を取得する第１取得部と、前記画像中の前記地物に関連する少なくとも３つの基準部を抽出する抽出部と、前記少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、前記組み合わせの各々に対し、前記組み合わせに対する前記移動体の位置を基準とした角度に関する情報を取得する第２取得部と、地図情報に基づき、前記組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、前記組み合わせに対応する２つの基準部間の長さに関する情報と、を夫々取得する第３取得部と、前記角度に関する情報と、前記長さに関する情報と、前記位置情報と、から、地図上における移動体の位置を算出する算出部として前記コンピュータを機能させる。コンピュータは、このプログラムを実行することで、地図上における移動体の位置を、幾何学的計算により好適に算出することができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。

【実施例】

【0020】

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。以後において、「地図」とは、従来の経路案内用の車載機が参照するデータに加えて、ＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）や自動運転に用いられるデータも含むものとする。

【0021】

［情報処理装置の構成］
図１は、本実施例における情報処理装置１の概略構成図を示す。情報処理装置１は、車両内で使用される据置型又は携帯型の装置、あるいは車両と一体となっている装置である。情報処理装置１は、主に、通信部１１と、記憶部１２と、入力部１３と、制御部１４と、車両に設けられたセンサ部７と電気的に接続するインターフェース１５と、表示部１６と、音出力部１７とを有する。情報処理装置１内の各要素は、バスライン１９を介して相互に接続されている。

【0022】

通信部１１は、制御部１４の制御に基づきデータ通信を行う。例えば、通信部１１は、センサ部７の出力に基づき検出された物体等に関する情報を、データの収集及び配信を行うサーバ装置へ送信したり、現在位置周辺のエリアに対応する地図データなどを、上述のサーバ装置から受信したりする。また、通信部１１は、車両を制御するための制御信号を車両に送信する処理、車両の状態に関する信号を車両から受信する処理、及び車車間通信による他車両とのデータの送受信処理などを行ってもよい。

【0023】

記憶部１２は、制御部１４が実行するプログラムや、制御部１４が所定の処理を実行する為に必要な情報を記憶する。記憶部１２は、情報処理装置１に接続又は内蔵されたハードディスクなどの外部記憶装置であってもよく、フラッシュメモリなどの記憶媒体であってもよい。なお、記憶部１２は、情報処理装置１とデータ通信を行うサーバ装置であってもよい。この場合、記憶部１２は、複数のサーバ装置から構成されてもよい。

【0024】

記憶部１２は、地図ＤＢ４と、センサデータキャッシュ６とを記憶する。

【0025】

地図ＤＢ４は、例えば、道路情報、施設情報、及び地物情報などを含むデータベースである。道路情報には、経路探索用の車線ネットワークデータ、道路形状データ、交通法規データなどが含まれる。地物情報は、道路標識等の看板や停止線等の道路標示、センターライン等の道路区画線や道路沿いの構造物等の情報を含む。地図ＤＢ４は、通信部１１により図示しないサーバ装置から受信する更新データに基づき適宜更新が行われてもよい。地図ＤＢ４のデータ構造については後述する。センサデータキャッシュ６は、センサ部７の出力データ（所謂生データ）を一時的に保持するキャッシュメモリである。

【0026】

入力部１３は、ユーザが操作するためのボタン、タッチパネル、リモートコントローラ、音声入力装置等であり、例えば、目的地などの経路探索の条件を指定する入力、自動運転のオン及びオフを指定する入力などを受け付け、生成した入力信号を制御部１４へ供給する。

【0027】

インターフェース１５は、センサ部７の出力データを制御部１４やセンサデータキャッシュに供給するためのインターフェース動作を行う。センサ部７は、カメラ７１などの車両の周辺環境を認識するための１又は複数の外界センサと、ＧＰＳ受信機７２、ジャイロセンサ７３、加速度センサ７４、速度センサ７５などの内界センサを含む。カメラ７１は、車両から撮影した画像を生成する。

【0028】

好適には、カメラ７１は、撮影位置から２つの対象物までの角度差を、画素数から算出可能な画像（「角度対応画像Ｉａ」とも呼ぶ。）を出力するカメラ（例えば３６０°円周カメラ）を含むとよい。この場合、角度対応画像Ｉａを出力するカメラは、例えば、１又は複数の魚眼レンズを含んでもよい。

【0029】

角度対応画像Ｉａは、極座標球面上に投影された画像中の隣り合う画素に対し、極座標球面の中心からそれぞれ引いた仮想線同士がなす角度が対応している画像であり、１つの画素が所定角度分の方位差に対応している。上述の所定角度は、本発明における「第１角度」の一例である。従って、情報処理装置１は、角度対応画像Ｉａを参照することで、角度対応画像Ｉａ中の２つの対象物に対し、車両を基準とした場合のこれらの対象物の方位の差（角度差）を、角度対応画像Ｉａにおける対象物間の画素数に１画素に対応する角度を乗じることで、好適に算出することができる。角度対応画像Ｉａは、車両の現在位置の算出に好適に用いられる。なお、角度対応画像Ｉａを出力するカメラ７１を備える代わりに、制御部１４は、画素と角度が対応しない通常のカメラが出力する画像に基づき、角度対応画像Ｉａ又はこれに相当するデータを生成してもよい。

【0030】

なお、センサ部７は、図１に示した外界センサ及び内界センサ以外の任意の外界センサ及び内界センサを有してもよい。例えば、センサ部７は、外界センサとして、ライダ（測域センサ）、超音波センサ、赤外線センサ、その他電磁波を走査することで情報を取得するセンサを有してもよい。

【0031】

表示部１６は、制御部１４の制御に基づき、情報を表示する。例えば、表示部１６は、目的地までの経路を示した地図を表示したり、運転を補助する情報などを表示したりする。音出力部１７は、制御部１４の制御に基づき、音を出力する。音出力部１７は、例えば、運転を支援する案内音声、警告音、又は音楽等を出力する。

【0032】

制御部１４は、所定のプログラムを実行するＣＰＵなどを含み、情報処理装置１の全体を制御する。本実施例では、制御部１４は、地図ＤＢ４を参照し、カメラ７１が出力する画像を解析することで、円周角の定理又は正弦定理に基づき、現在位置を算出する。以後では、本実施例に基づき算出する車両の位置を、「自車位置Ｐ」とも呼ぶ。制御部１４は、第１取得部、抽出部、第２取得部、第３取得部、算出部及びプログラムを実行するコンピュータ等として機能する。

【0033】

［データ構造］
図２は、地図ＤＢ４のデータ構造の一例である。図２に示す地図ＤＢ４は、主に、道路情報と、施設情報と、地物情報とを有する。地物情報は、地物毎に固有の識別情報である地物ＩＤと、地物の種別を示す種別情報と、地物の位置を示す位置情報と、基準部情報とを含む。

【0034】

基準部情報は、自車位置Ｐの算出において基準とする基準部に関する情報である。基準部は、略鉛直方向に延在する地物又は地物の略鉛直部分などが該当する。例えば、基準部は、電柱や信号機などの柱状物の中心線、又は、建物の鉛直方向に延びるエッジ部分などである。

【0035】

基準部情報は、基準部毎に設けられ、例えば、基準部ＩＤと、基準部位置情報とを含む。基準部ＩＤは、基準部毎に割り当てられる固有の識別情報である。基準部位置情報は、基準部の位置を示す情報である。なお、基準部情報は、基準部ＩＤ及び基準部位置情報以外の基準部に関する任意の情報を有してもよい。例えば、基準部情報は、対象の基準部の計測に必要な情報をさらに有してもよい。例えば、基準部情報は、対象の基準部が建物のエッジ部分に該当する場合には、当該エッジに沿った線を基準部として検出すべき旨を指示する情報をさらに含んでもよい。他の例では、基準部情報は、対象の基準部が電柱等の柱状物の中心線である場合には、当該柱状物の中心線を基準部として検出すべき旨を指示する情報をさらに含んでもよい。

【0036】

なお、図２に示す地図ＤＢ４のデータ構造は一例であり、本発明が適用可能な地図ＤＢ４のデータ構造は、図２に示す構造に限定されない。例えば、基準部情報は、地物情報の一部として管理される代わりに、地物情報とは独立した情報として管理されてもよい。

【0037】

図３は、道路２０と道路２１からなるＴ字路付近の地図を示す。図３では、基準部情報として地図ＤＢ４に登録される基準部の位置を黒点により明示している。図３に示すように、地図に表示された建物２２〜２６のエッジ部分が基準部として定められている。また、道路２０沿いに存在する電柱又は信号機などの柱状物２７、２８の中心部分が基準部として定められている。そして、この場合、地図ＤＢ４には、各黒点に対応する基準部に関する基準部情報が含まれる。

【0038】

なお、図３の例では、建物２２〜２６のエッジ部分のうち、道路から明らかに計測することができないエッジ部分については、基準部として地図ＤＢ４に登録されない。例えば、建物２２の６個のエッジ部分のうち、道路２０又は道路２１のいずれにも面していない４つのエッジ部分については、基準部として地図ＤＢ４に登録されていない。同様に、建物２３の４つのエッジ部分のうち、道路２０又は道路２１のいずれからも計測することが困難な１つのエッジ部分については、基準部として地図ＤＢ４に登録されていない。このように、基準部情報は、建物等の全てのエッジ部分毎に生成される必要はない。

【0039】

このように、基準部情報は、基準部の位置情報に関する情報を含み、構造物全体を表す点群情報等を含む必要がないため、地図ＤＢ４に基準部情報を付加することによる地図ＤＢ４のデータ量増加分が小さい。また、上述したように、基準部情報は、道路から計測可能な建物のエッジ部分や電柱等に対してのみ設けられてもよい。よって、この場合、地図ＤＢ４に基準部情報を付加することによる地図ＤＢ４のデータ量の増加をさらに抑制することが可能である。

【0040】

［自車位置の測定］
次に、本実施例に基づく自車位置Ｐの測定方法について説明する。概略的には、情報処理装置１は、角度対応画像Ｉａに含まれる少なくとも３つの基準部に関する距離と角度に基づき、円周角の定理又は正弦定理を用いることで、自車位置Ｐを算出する。

【0041】

（１）正弦定理に基づく自車位置の算出
まず、正弦定理を用いた自車位置Ｐの算出方法について説明する。以下に説明する正弦定理に基づく自車位置Ｐの算出方法は、３つの基準部に関する距離と角度に基づく自車位置Ｐの算出方法である。

【0042】

図４は、３つの基準部と自車位置Ｐとの水平面上での位置関係を示す図である。図４では、３つの基準部（第１基準部〜第３基準部）が直線上に存在し、第１基準部は位置「Ａ」、第２基準部は位置「Ｂ」、第３基準部は位置「Ｃ」に存在するものとする。

【0043】

この場合、情報処理装置１は、まず、地図ＤＢ４の基準部情報等を参照することで、位置Ａ〜位置Ｃの絶対位置を認識する。上述の絶対位置は、地図上の位置であり、例えば、緯度及び経度の組合せにより示される位置である。

【0044】

そして、情報処理装置１は、認識した位置Ａ〜位置Ｃの絶対位置に基づき、位置Ａと位置Ｂとを結ぶ線Ａ−Ｂの長さに相当する距離「Ｌ１」と、位置Ｂと位置Ｃとを結ぶ線Ｂ−Ｃの長さに相当する距離「Ｌ２」とをそれぞれ算出する。以後では、線Ａ−Ｂ及び線Ｂ−Ｃなどの、基準部間を結ぶ水平面上の線を「基線」とも呼ぶ。

【0045】

また、情報処理装置１は、第１基線Ａ−Ｂの両端に対する水平面上の角度「θ１」と、第２基線Ｂ−Ｃの両端に対する水平面上での角度「θ２」とをそれぞれ計測する。ここで、角度θ１と角度θ２は、それぞれ、自車位置Ｐを基準とした場合の各基線の両端となる２つの基準部の方位の差（角度差）に相当する。例えば、情報処理装置１は、自車位置Ｐにおいてカメラ７１が取得した角度対応画像Ｉａに基づき、角度θ１と角度θ２とをそれぞれ算出する。例えば、情報処理装置１は、角度対応画像Ｉａ中において各基準部を特定し、特定した基準部のうち、各基線の両端となる基準部間の画素数を数える。そして、情報処理装置１は、第１基線Ａ−Ｂと第２基線Ｂ−Ｃについてそれぞれ数えた画素数に対し、角度対応画像Ｉａの１画素分に対応する角度を乗じることで、角度θ１と角度θ２とをそれぞれ算出する。

【0046】

そして、情報処理装置１は、位置Ａ〜位置Ｃの絶対位置と、距離Ｌ１、距離Ｌ２、角度θ１及び角度θ２とに基づき、正弦定理を用いて、自車位置Ｐの絶対位置（即ち地図上の位置）を算出する。

【0047】

ここで、上述の自車位置Ｐの絶対位置の算出方法について、図４及び後述する図５を参照して具体的に説明する。以後において、三角形Ａ−Ｂ−Ｐにおける頂点Ａのなす角を「θｘ」とし、辺Ａ−Ｐの長さを「Ｌｘ」とする。

【0048】

まず、三角形Ａ−Ｃ−Ｐに着目して正弦定理を用いると、以下の式（１）が成立し、三角形Ａ−Ｂ−Ｐに着目して正弦定理を用いると、以下の式（２）が成立する。

【0049】

【数1】

そして、式（１）及び式（２）をそれぞれ長さＬｘの式に変形すると、以下の式（３）が成立する。

【0050】

【数2】

そして、式（３）について、定数部分をＡ、Ｂ、Ｃを用いて置き換えると、以下の式（４）が成立する。

【0051】

【数3】

ここで、定数Ａは「｛（Ｌ１＋Ｌ２）ｓｉｎ（θ１）｝／｛Ｌ１（ｓｉｎ（θ１＋θ２））｝」であり、定数Ｂは「θ１＋θ２」であり、定数Ｃは「θ１」となる。

【0052】

そして、式（４）について、三角関数の加法定理を用いて角度θｘについて整理すると、角度θｘに関する以下の式（５）が導かれる。

【0053】

【数4】

【0054】

従って、式（５）を用いることで、距離Ｌ１、距離Ｌ２、角度θ１、角度θ２に基づき、角度θｘを好適に算出することができる。そして、情報処理装置１は、角度θｘを用いることで、自車位置Ｐの絶対位置を好適に算出することができる。例えば、三角形Ａ−Ｂ−Ｐに着目した場合、位置Ａ及び位置Ｂと、角度θ１及び角度θｘとが既知であることから、自車位置Ｐの座標は、三角測量の原理により好適に求めることができる。

【0055】

図５は、三角形Ａ−Ｂ−Ｐの拡大図である。図５では、頂点Ｐから辺Ａ−Ｂに向けて垂線を引き、当該垂線と辺Ａ−Ｂとの交点を「Ｖ」とし、線分Ａ−Ｖの長さを「ｘ」、垂線Ｐ−Ｖの長さを「ｙ」としている。ここでは、一例として、頂点ＡからみたＰの座標（ｘ、ｙ）を求める例について説明する。

【0056】

線分Ａ−Ｖの長さに相当する座標ｘは、以下の式（６）により表される。

【0057】

【数5】

また、辺Ａ−Ｂの長さＬ１は、以下の式（７）により表すことができ、ｙの式となるように式（７）を変形すると、以下の式（８）が得られる。

【0058】

【数6】

このように、式（５）の角度θｘを用いることで、頂点Ａからみた頂点Ｐの座標（ｘ、ｙ）を求めることができる。なお、頂点Ｐの絶対座標についても、頂点Ａの絶対座標、頂点Ｂの絶対座標、辺Ａ−Ｐの長さＬｘ及び角度θｘから同様に算出することが可能である。例えば、情報処理装置１は、絶対座標上での頂点Ａから頂点Ｂへの向きを算出し、当該向きに対して角度θｘだけずらした方向に距離Ｌｘだけ頂点Ａから移動させた位置を、頂点Ｐの絶対座標として算出してもよい。

【0059】

ここで、車両が道路上に存在する場合の自車位置Ｐの算出方法の具体例について、補足説明する。

【0060】

まず、情報処理装置１は、ＧＰＳなどのＧＮＳＳなどから得られる情報に基づき、暫定的な現在位置（「暫定自車位置Ｐｇ」とも呼ぶ。）を決定する。また、情報処理装置１は、地図ＤＢ４の道路情報等を参照し、暫定自車位置Ｐｇが道路上に存在しない場合には、暫定自車位置Ｐｇから最も近い道路上に暫定自車位置Ｐｇが存在するように暫定自車位置Ｐｇを修正する。次に、情報処理装置１は、位置Ａ〜Ｃに対応する第１基準部〜第３基準部を地図ＤＢ４上及び角度対応画像Ｉａ内において特定する。例えば、情報処理装置１は、暫定自車位置Ｐｇ及び第１基準部〜第３基準部の位置情報等に基づき、自車位置Ｐに対する第１基準部〜第３基準部のおよその相対位置を特定する。そして、情報処理装置１は、特定した位置に対応する角度対応画像Ｉａの位置に存在する、鉛直方向に延びたエッジ部分又は鉛直方向に延びた物体領域の中心線を、角度対応画像Ｉａ中の各基準部として認識する。そして、情報処理装置１は、角度対応画像Ｉａにおいて認識した各基準部の位置に基づき、角度θ１及び角度θ２を算出すると共に、地図ＤＢ４の基準部位置情報等を参照することで、距離Ｌ１及び距離Ｌ２を決定する。そして、情報処理装置１は、位置Ａ〜Ｃの絶対座標、角度θ１、角度θ２、距離Ｌ１、及び距離Ｌ２に基づき、式（５）に示す角度θｘを算出し、角度θｘ及び位置Ａ〜Ｃの絶対座標等に基づき、図５と同様の幾何学的計算により、自車位置Ｐの絶対座標を算出する。

【0061】

なお、情報処理装置１は、上述した方法により自車位置Ｐを算出する代わりに、後述の「（２）円周角の定理に基づく自車位置の算出」のセクションで説明する方法に基づき、自車位置Ｐを算出してもよい。

【0062】

（２）円周角の定理に基づく自車位置の算出
次に、円周角の定理に基づき、少なくとも４つの基準部に関する距離と角度から自車位置Ｐを算出する方法について説明する。

【0063】

（２−１）汎用例
図６は、円周角の定理に基づき、４つの基準部に関する距離と角度から自車位置Ｐを算出する方法の概要を示す図である。ここでは、４つの基準部（第１基準部〜第４基準部）が自車位置Ｐの周辺位置である位置Ａ〜位置Ｄにそれぞれ存在している。なお、図６では、各位置がＸ−Ｙ座標により表されている。

【0064】

この場合、情報処理装置１は、まず、地図ＤＢ４の基準部情報等を参照することで、位置Ａ〜位置Ｄの絶対位置を認識する。そして、情報処理装置１は、認識した位置Ａ〜位置Ｄの絶対位置に基づき、位置Ａと位置Ｂを結ぶ第１基線Ａ−Ｂの長さに相当する距離Ｌ１と、位置Ｃと位置Ｄを結ぶ第２基線Ｃ−Ｄの長さに相当する距離Ｌ２とをそれぞれ算出する。また、情報処理装置１は、第１基線Ａ−Ｂの両端に対する水平面上の角度θ１と、第２基線Ｃ−Ｄの両端に対する水平面上の角度θ２とをそれぞれ計測する。なお、距離Ｌ１、Ｌ２及び角度θ１、θ２の算出方法については、「（１）正弦定理に基づく自車位置Ｐの算出」のセクションで述べた方法と同一である。

【0065】

そして、情報処理装置１は、位置Ａ〜位置Ｄの絶対位置と、距離Ｌ１、距離Ｌ２、角度θ１及び角度θ２とに基づき、円周角の定理を用いて、自車位置Ｐの絶対位置（即ち地図上の位置）を算出する。

【0066】

ここで、まず、三角形Ａ−Ｂ−Ｐの外接円「ＣＬ１」の半径「Ｒ１」とその中心「Ｏ１」（座標（ｘ１、ｙ１））、及び三角形Ｃ−Ｄ−Ｐの外接円「ＣＬ２」の半径「Ｒ２」とその中心「Ｏ２」（座標（ｘ２、ｙ２））を、図６に示される計算式に従って求める。

【0067】

例えば、三角形Ａ−Ｂ−Ｐ及びその外接円ＣＬ１に着目した場合、円周角と中心角の定理に基づき、三角形Ａ−Ｂ−Ｏ１の頂点Ｏ１の角度は「θ１×２」となり、他の頂点Ａ、Ｂの角度は共に「π／２−θ１」となる。よって、半径Ｒ１は、この場合、図６の直角三角形Ｌ１−Ｂ−Ｏ１に着目することで、
Ｒ１＝（Ｌ１／２）／ｃｏｓ（π／２−θ１）
と表される。

【0068】

また、頂点Ａの座標を「（０、Ａ）」、頂点Ｂの座標を「（Ｂ、０）」とした場合、中心Ｏ１のＸ座標ｘ１は、辺Ｂ−Ｏ１とＸ座標とがなす角「θｅ」を用い、
ｘ１＝Ｂ＋（Ｒ１＊ｃｏｓ（θｅ））
と表される。同様に、中心Ｏ１のＹ座標ｙ１は、
ｙ１＝Ｒ１＊ｓｉｎ（θｅ）
と表される。なお、角度θｅは、辺Ａ−ＢとＸ座標とがなす角が「ＡＴＡＮ（Ａ／Ｂ）」となることから、
θｅ＝π−ＡＴＡＮ（Ａ／Ｂ）−（π／２−θ１）
と表される。なお、ここでは、座標ｘ１及び角度θｘの算出にあたり、一例として「Ｂ＜Ａ」を仮定しているが、「Ｂ≧Ａ」の場合も同様の幾何学的計算により座標ｘ１及び角度θｘを定めることができる。また、三角形Ｃ−Ｄ−Ｐの外接円ＣＬ２の半径Ｒ２とその中心Ｏ２の座標（ｘ２、ｙ２）についても、上述した半径Ｒ１とその中心Ｏ１の座標（ｘ１、ｙ１）の導出方法と同様の幾何学的計算により算出することができる。

【0069】

また、半径Ｒ１及び中心Ｏ１の座標（ｘ１、ｙ１）を用いることで、外接円ＣＬ１を以下の式により表すことができる。
（Ｘ−ｘ１）^２＋（Ｙ−ｙ１）^２＝Ｒ１^２

【0070】

同様に、半径Ｒ２、座標（ｘ２、ｙ２）を用いることで、外接円ＣＬ２を以下の式により表すことができる。
（Ｘ−ｘ２）^２＋（Ｙ−ｙ２）^２＝Ｒ２^２

【0071】

そして、これらの外接円ＣＬ１、ＣＬ２に関する２次方程式を解くことで、これらの外接円の交点である自車位置Ｐを算出することができる。

【0072】

なお、上述の２次方程式の解により求まる外接円ＣＬ１、ＣＬ２の交点は、２つ（図６ではＰとＰ‘）存在する場合があるため、求まる２つの交点のうち自車位置Ｐに該当する交点を判定する必要がある。この場合、第１の判定方法では、情報処理装置１は、１又は２の基準部を追加することで、基線Ａ−Ｂ及び基線Ｃ−Ｄ以外の基線（第３基線）を追加し、自車位置Ｐを基準とした第３基線の両端がなす角度「θ３」及び距離「Ｌ３」を算出する。そして、情報処理装置１は、角度θ３及び距離Ｌ３と、角度θ１及び距離Ｌ１（又は角度θ２及び距離Ｌ２）とを用いて、第３基線と自車位置Ｐがなす三角形の外接円と外接円ＣＬ１（又は外接円ＣＬ２）との交点を算出する。そして、情報処理装置１は、算出した当該交点と外接円ＣＬ１、ＣＬ２の交点とで共通する交点を、自車位置Ｐであると判定する。第２の判定方法では、情報処理装置１は、外接円ＣＬ１、ＣＬ２の２つの交点のうち、ＧＮＳＳなどを用いた他の位置推定により特定される現在位置と近い方の交点を、自車位置Ｐであると判定する。

【0073】

なお、情報処理装置１は、交点Ｐ、Ｐ‘のいずれかが、位置Ｂ又は位置Ｄの近くになるように、基線を決定してもよい。例えば、情報処理装置１は、３つの基準部を用いることで、一端が連結した基線を決定する。この場合、自車位置Ｐでない交点Ｐ’は、いずれかの基準部の位置と一致するため、情報処理装置１は好適に自車位置Ｐを判定することができる。この具体例については、図７を参照して後述する。他の例では、情報処理装置１は、進行方向に対して片側（例えば進行方向車線の路肩沿い）に存在する柱状物や建物などの地物を対象として第１基準部〜第４基準部をそれぞれ選択する。このようにすることで、外接円ＣＬ１、ＣＬ２の２つの交点間の距離が長くなるため、情報処理装置１は、例えば、上述の第２の判定方法等を用いることで、好適に自車位置Ｐを特定することができる。

【0074】

（２−２）基線を連結させた例
図７は、３つの基準部に基づき基線を決定することにより、連結した基線を明示した自車位置Ｐ周辺の平面図を示す。なお、図７では、三角形Ａ−Ｂ−Ｐに対する外接円ＣＬ１及び三角形Ｂ−Ｃ−Ｐに対する外接円ＣＬ２に加えて、暫定自車位置Ｐｇに対する誤差円「ＣＬＥ」が示されている。

【0075】

図７の例では、情報処理装置１は、まず、第１基準部〜第３基準部に対応する位置Ａ〜Ｃに対し、長さＬ１の第１基線Ａ−Ｂと長さＬ２の第２基線Ｂ−Ｃを定めると共に、第１基線Ａ−Ｂの両端に対する角度θ１と第２基線Ｂ−Ｃの両端に対する角度θ２を測定する。例えば、情報処理装置１は、駐車場のような広い空間内に車両が存在する場合に、当該空間内に存在する電柱などの柱状物を、それぞれ第１基準部〜第３基準部として定める。

【0076】

ここで、駐車場において３つの基準部に基づき自車位置Ｐを算出する具体例について、引き続き図７を参照して説明する。

【0077】

まず、情報処理装置１は、ＧＰＳなどのＧＮＳＳなどにより、暫定自車位置Ｐｇを決定する。次に、情報処理装置１は、位置Ａ〜Ｃに対応する第１基準部〜第３基準部を、地図ＤＢ４上及び角度対応画像Ｉａ内において特定する。この場合、情報処理装置１は、暫定自車位置Ｐｇの最大誤差より位置Ａ〜Ｃが互いに離れるように（最大誤差よりも位置Ａ〜Ｃの間隔が長くなるように）、第１基準部〜第３基準部を選定することが好ましい。そして、情報処理装置１は、角度対応画像Ｉａに基づき、角度θ１及び角度θ２を算出すると共に、地図ＤＢ４の基準部位置情報等を参照することで、距離Ｌ１及び距離Ｌ２を決定する。

【0078】

そして、情報処理装置１は、「（２−１）汎用例」のセクションで説明した方法と同様に、三角形Ａ−Ｂ−Ｐの外接円ＣＬ１の半径Ｒ１とその中心Ｏ１の座標（ｘ１、ｙ１）、及び、三角形Ｂ−Ｃ−Ｐの外接円ＣＬ２の半径Ｒ２とその中心Ｏ２の座標（ｘ２、ｙ２）を求める。そして、情報処理装置１は、外接円ＣＬ１及び外接円ＣＬ２に関する以下の２次方程式
（Ｘ−ｘ１）^２＋（Ｙ−ｙ１）^２＝Ｒ１^２
（Ｘ−ｘ２）^２＋（Ｙ−ｙ２）^２＝Ｒ２^２
を解くことで、自車位置Ｐを算出する。この場合、上述の２次方程式の解は原則的には２つ存在するが、２つの解の１つは位置Ｂと一致する。よって、情報処理装置１は、上述の２次方程式の解により、自車位置Ｐを好適に決定することができる。

【0079】

（３）処理フロー
図８は、本実施例において情報処理装置１が実行する自車位置Ｐの算出方法の手順を示すフローチャートである。

【0080】

まず、情報処理装置１は、ＧＰＳ受信機７２等の出力に基づき暫定自車位置Ｐｇを取得する（ステップＳ１１）。そして、情報処理装置１は、地図ＤＢ４を参照し、暫定自車位置Ｐｇ周辺の少なくとも３つの基準部を選定する（ステップＳ１２）。例えば、情報処理装置１は、図５又は図７を用いて説明した自車位置Ｐの算出方法の場合には、３つの基準部を選定し、図６を用いて説明した自車位置Ｐの算出方法の場合には、少なくとも４つの基準部を選定する。

【0081】

そして、情報処理装置１は、選定した基準部の組み合わせにより構成される２つの基線の長さ（図４〜図７では距離Ｌ１及び距離Ｌ２）を算出する（ステップＳ１３）。例えば、情報処理装置１は、基線の両端位置となる基準部の絶対位置を示す基準部位置情報を地図ＤＢ４から参照することで、上述の基線の長さをそれぞれ算出する。

【0082】

なお、地図ＤＢ４には、基線を構成する基準部の組み合わせ及び当該基線の長さに関する情報が含まれてもよい。この場合、情報処理装置１は、当該情報を参照することで、各基線を構成する基準部の組み合わせと各基線の長さとを決定することができる。

【0083】

次に、情報処理装置１は、カメラ７１が出力する角度対応画像Ｉａに基づき、各基線を構成する各基準部を検出し、各基線の両端がなす角度（図４〜図７では角度θ１と角度θ２）を算出する（ステップＳ１４）。この場合、例えば、情報処理装置１は、角度対応画像Ｉａ中においてステップＳ１２で選定した各基準部を検出し、検出した各基準部のうち、基線の両端となる基準部間の画素数に基づき、上述の角度を算出する。なお、情報処理装置１は、角度と画素とが対応していない画像をカメラ７１が出力する場合には、当該画像から角度対応画像Ｉａ又はこれと同等の情報を生成することで、上述の角度を算出してもよい。

【0084】

そして、情報処理装置１は、ステップＳ１３で算出した各基線の長さ及びステップＳ１４で算出した各基線の両端がなす角度等に基づき、自車位置Ｐを算出する（ステップＳ１５）。この場合、情報処理装置１は、例えば、２つの基線が連結するように３つの基準部を選定した場合には、正弦定理に基づく自車位置Ｐの算出方法（図４及び図５参照）又は円周角の定理に基づく自車位置Ｐの算出方法（図７参照）のいずれかを用いて自車位置Ｐを算出する。一方、情報処理装置１は、４つ以上の基準部を選定する場合には、円周角の定理に基づく自車位置Ｐの算出方法（図６参照）を用いて自車位置Ｐを算出する。

【0085】

次に、本実施例による効果について補足説明する。

【0086】

現在考えられている高精度位置推定方法として、道路周辺の地物等の特徴点までの距離及び方向等を推定し、地図データに記録された特徴点の情報と比較することで、車両の現在位置及び姿勢を算出する方法が存在する。この場合、特徴点を検出する外界センサとしては、例えば、カメラ、ライダ、レーダなどを用いる。

【0087】

上述の位置推定方法の第１の問題点は、検出すべき特徴点を正確に測ることができる車両の位置が限られていることである。そのため、車両が移動して複数の特徴点を確認できるまでは、正確な位置推定ができない場合がある。上述の位置推定方法の第２の問題点は、特徴点を検出する外界センサの種類によって取得するデータが異なり、互換性の確保が難しいことである。上述の位置推定方法の第３の問題点は、道路周辺の地物等の特徴点が変化しやすいことである。特徴点として採用される広告看板や標識などは、変更されることが多い。また、路面ペイントは（特に雪国等において）劣化しやすく、描き直したペイントが前回のペイントと同一でない場合もある。上述の位置推定方法の第４の問題点は、特徴点の情報として地図データに記憶するデータ量が膨大になりやすいことである。例えば、ライダ等において用いられる占有格子地図（Ｏｃｃｕｐａｎｃｙ Ｇｒｉｄ Ｍａｐ:ＯＧＭ）、ＮＤＴ（Ｎｏｒｍａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）データ等は、データ量が大きい。上述の位置推定方法の第５の問題点は、地図データに記憶する特徴点の情報を生成するのに車両を用いて実測する必要があり、手間がかかることである。

【0088】

これに対し、本実施例に係る自車位置Ｐの算出方法は、第１の問題点に関し、道路よりも遠い位置に存在する基準部を用いることができるため、自車位置Ｐの算出可能な範囲が広いという利点がある。また、ビルや家などの建物は、２階建て以上になることが多いため、路肩に駐車中の車両が存在する場合であっても、建物のエッジ部分等を基準部として好適に計測することが可能である。同様に、電柱を基準部として用いる場合であっても、電柱は支える電線の下を車両が通過できるように１２ｍ程度（３階建て）の高さがあるため、路肩に駐車中の車両等の存在によらずに好適に計測を行うことができる。また、基準部として鉛直なエッジ部分等を計測するため、計測が比較的容易であり、かつ、計測を行う車両の姿勢によらずに計測を行うことが可能である。

【0089】

また、第２の問題に関し、本実施例に係る自車位置Ｐの算出方法では、カメラを用いる実施例について説明したが、必要な基準部の車両に対する方向を検出可能な外界センサであればライダ等の他の外界センサを用いてもよく、使用する外界センサの種別に依存しないという利点がある。第３の問題に関し、本実施例に係る自車位置Ｐの算出方法では、電柱や信号機などの柱状物や建物の鉛直なエッジ部分を使用するため、看板や標識、建築物の壁の模様などが変わっても位置推定精度に影響がないという利点がある。なお、建物の柱の構造は、設計及び建設時に行政による許認可があり、建設後に無断で形を変形することができない。また、建物の耐用年数は３０年から５０年以上あるため、建て替え等が頻繁に生じない。

【0090】

第４の問題に関し、本実施例に係る自車位置Ｐの算出方法では、基準部毎に位置情報が地図データに格納されていればよいため、必要なデータ量は、ＮＤＴデータ等と比較して遥かに小さい。第５の問題点に関し、本実施例に係る自車位置Ｐの算出方法では、電柱や信号機などの柱状物や建物の鉛直なエッジ部分を基準部とし、地図ＤＢ４にそれらの位置情報を格納させる。この位置情報は、例えば航空写真計測により求めることも可能であり、車両を用いて実測することなく基準部の位置情報を生成することが可能である。

【0091】

以上説明したように、本実施例に係る情報処理装置１は、車両周辺の地物を含む角度対応画像Ｉａを取得し、角度対応画像Ｉａ中の地物に関連する少なくとも３つの基準部を抽出する。そして、情報処理装置１は、少なくとも３つの基準部から基準部の組み合わせを少なくとも２つ選択し、組み合わせの各々に対し、組み合わせに対する車両位置を基準とした角度に関する情報を取得する。そして、情報処理装置１は、地図ＤＢ４に基づき、上述の組み合わせに対応する２つの基準部の地図上における位置情報と、上述の組み合わせに対応する基線の長さに関する情報と、を夫々取得する。そして、情報処理装置１は、上述の角度に関する情報と、上述の長さに関する情報と、上述の位置情報と、から、地図上における車両の位置である自車位置Ｐを算出する。これにより、情報処理装置１は、自車位置Ｐを好適に算出することができる。

【0092】

［変形例］
次に、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。

【0093】

（変形例１）
情報処理装置１は、カメラ７１から取得した角度対応画像Ｉａを用いて第１基線及び第２基線に関する角度θ１及び角度θ２（図４〜図７参照）を算出する代わりに、他の外界センサが出力するデータを用いて上述の角度θ１及び角度θ２を算出してもよい。例えば、情報処理装置１は、ライダの出力に基づき、上述の角度θ１及び角度θ２を算出してもよい。

【0094】

この場合、例えば、ライダは、照射方向を変えながらレーザ光を照射する照射部と、照射したレーザ光が物体で反射した反射光（散乱光）を受光する受光部と、受光部が出力する受光信号に基づく走査情報（スキャンデータ）を出力する出力部とを有する。走査情報は、受光部が受光したレーザ光に対応する照射方向と、その照射方向での物体までの距離との組み合わせを示す点群データである。従って、情報処理装置１は、ライダが生成した点群データから、第１基線及び第２基線の両端を構成する基準部に相当する点群データを抽出し、抽出した点群データが示す上述の照射方向に基づき、上述の角度θ１及び角度θ２を算出する。この場合、例えば、情報処理装置１は、第１基線の一端を構成する基準部に相当する点群データが示す照射方向の平均値と、第１基線の他端を構成する基準部に相当する点群データが示す照射方向の平均値との差を、角度θ１として算出する。同様に、情報処理装置１は、第２基線の一端を構成する基準部に相当する点群データが示す照射方向の平均値と、第２基線の他端を構成する基準部に相当する点群データが示す照射方向の平均値との差を、角度θ２として算出する。

【0095】

この態様によっても、情報処理装置１は、本実施例における自車位置Ｐの算出に必要な、基線の両端がなす角度を好適に算出することができる。

【0096】

（変形例２）
情報処理装置１が実行する自車位置Ｐの算出処理を、車両に存在する端末装置と通信を行うサーバ装置が実行してもよい。

【0097】

図９は、変形例２における自車位置算出システムの構成例を示す。図９に示すように、変形例２に係る自車位置算出システムは、サーバ装置に相当する情報処理装置１Ａと、車両と共に移動する端末装置１Ｂとを有する。情報処理装置１Ａと端末装置１Ｂとは、通信網５を介してデータ通信を行う。また、端末装置１Ｂは、例えば、図１に示す情報処理装置１と同等の構成を有し、カメラ７１から角度対応画像Ｉａを取得する。

【0098】

この場合、情報処理装置１Ａは、図２に示す地図ＤＢ４のデータ構造と同等のデータ構造を有する地図データを記憶しており、端末装置１Ｂから供給される情報に基づき、図８のフローチャートの処理を実行する。この場合、情報処理装置１Ａは、ステップＳ１１において、端末装置１ＢからＧＰＳ等に基づく暫定自車位置Ｐｇの情報を受信し、ステップＳ１２において、地図データを参照して少なくとも３つの基準部を選定する。また、情報処理装置１Ａは、ステップＳ１３において、地図データを参照することで、各基線の長さ（距離Ｌ１及び距離Ｌ２）を算出する。また、情報処理装置１Ａは、ステップＳ１４において、端末装置１Ｂから供給される角度対応画像Ｉａに基づき、各基準部を検出し、各基線の両端がなす角度（角度θ１及び角度θ２）を算出する。そして、情報処理装置１Ａは、ステップＳ１５において、上述の基線の長さ及び角度等に基づき、自車位置Ｐを算出する。そして、情報処理装置１Ａは、算出した自車位置Ｐの情報を端末装置１Ｂへ送信する。

【0099】

このように、情報処理装置１Ａは、端末装置１Ｂから受信する情報に基づき、端末装置１Ｂが存在する車両に対する自車位置Ｐを算出することができる。

【0100】

（変形例３）
情報処理装置１は、第１基線と第２基線に用いた基準部とは異なる基準部に基づき設定した第３基線の両端がなす角度θ３に基づき、参照した基準部情報が示す基準部と、実際に計測した基準部との同一性を判定してもよい。

【0101】

具体的には、情報処理装置１は、自車位置Ｐの算出後、第１基線と第２基線に用いた基準部とは異なる基準部を一端とする第３基線を設定し、自車位置Ｐを基準とした第３基線の両端がなす角度θ３を計測する。そして、情報処理装置１は、地図ＤＢ４に記録された第３基線の両端をなす基準部の位置情報と、算出した自車位置Ｐとに基づき、算出した自車位置Ｐを基準とした第３基線の両端がなす角度θ３を理論的に（即ち地図上において）算出する。そして、情報処理装置１は、計測した角度θ３と、理論的に算出した角度θ３とが所定差以内である場合、参照した基準部情報が示す基準部と、実際に計測した基準部とが正しく対応していると判定する。この場合、情報処理装置１は、算出した自車位置Ｐが正確であるとみなし、当該自車位置Ｐを用いて地図表示の制御や車両の制御などを行う。一方、情報処理装置１は、計測した角度θ３と、理論的に算出した角度θ３とが所定差より大きい場合、参照した基準部情報が示す基準部と、実際に計測した基準部とが正しく対応していないと判定する。この場合、情報処理装置１は、算出した自車位置Ｐは正確でないと判定し、当該自車位置Ｐの算出に用いた基準部とは異なる基準部を基準として再び自車位置Ｐの算出を行う。角度θ３は、本発明における「第２角度」の一例である。

【0102】

この態様により、情報処理装置１は、参照した基準部情報が示す基準部と、実際に計測した基準部との同一性を的確に判定し、算出した自車位置Ｐの正確性の検証を好適に行うことができる。

【符号の説明】

【0103】

１、１Ａ 情報処理装置
１Ｂ 端末装置
４ 地図ＤＢ
６ センサデータキャッシュ
１１ 通信部
１２ 記憶部
１３ 入力部
１４ 制御部
１５ インターフェース
１６ 表示部
１７ 音出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】