特開 2024-117489 自律走行車及び地図データ作成装置

(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】P2024117489

(43)【公開日】2024-08-29

(54)【発明の名称】自律走行車及び地図データ作成装置

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20240822BHJP

   G01C 21/26 20060101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 K

G01C21/26 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023023617

(22)【出願日】2023-02-17

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】山田 彩加

【テーマコード（参考）】

2F129

5H301

【Ｆターム（参考）】

2F129AA03

2F129BB02

2F129BB22

2F129BB26

2F129BB33

2F129BB50

2F129CC16

2F129CC20

2F129EE78

2F129GG17

2F129HH20

2F129HH21

5H301AA01

5H301BB01

5H301BB05

5H301BB07

5H301CC03

5H301CC06

5H301DD01

5H301DD06

5H301DD07

5H301DD15

5H301EE31

5H301FF11

5H301GG09

5H301HH01

5H301QQ06

(57)【要約】

【課題】画像データと地図画像データとの誤マッチングを抑制すること。
【解決手段】制御装置は、カメラによって路面を撮像することで得られた画像データを取得する。制御装置は、画像データに含まれるパターン模様であって同一の模様が規則的に繰り返されるパターン模様をマスクする。制御装置は、パターン模様をマスクした後の画像データと地図画像データとをマッチングすることによって自己位置を推定する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

路面を撮像するように配置された撮像装置と、
前記路面を予め撮像した地図画像データと位置情報とを紐付けた地図データを記憶した記憶装置と、
自己位置の推定を行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記撮像装置によって前記路面を撮像することで得られた画像データを取得し、
前記画像データに含まれるパターン模様であって同一の模様が規則的に繰り返されるパターン模様をマスクし、
前記パターン模様をマスクした後の前記画像データと前記地図画像データとをマッチングすることによって前記自己位置を推定する、自律走行車。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記パターン模様をマスクする前の前記画像データからエッジを検出するエッジ検出をし、
前記エッジ検出を行った後の前記画像データと前記パターン模様をマスクするマスク画像とをマッチングすることで、前記エッジ検出を行った後の前記画像データと前記マスク画像との相対位置及び前記エッジ検出を行った後の前記画像データと前記マスク画像との相対角度を導出し、
前記相対位置及び前記相対角度に基づいて前記マスク画像を前記エッジ検出前の前記画像データに重ね合わせることによって前記パターン模様をマスクする、請求項１に記載の自律走行車。

【請求項3】

前記マスク画像のサイズは、前記画像データのサイズよりも大きい、請求項２に記載の自律走行車。

【請求項4】

前記制御装置は、前記路面に前記パターン模様が存在する位置であって予め把握した位置で取得された前記画像データについて、前記パターン模様をマスクする、請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の自律走行車。

【請求項5】

自律走行車が自己位置の推定を行う際に用いる地図データであって前記自律走行車が備える撮像装置から取得した画像データとの照合に用いられる地図データを作成する地図データ作成装置であって、
前記地図データ作成装置は、制御装置を備え、
前記制御装置は、
車両が備える撮像装置によって路面を撮像することで得られた地図画像データを取得し、
前記地図画像データに含まれるパターン模様であって同一の模様が規則的に繰り返されるパターン模様をマスクし、
前記パターン模様をマスクした後の前記地図画像データに当該地図画像データを取得した地点の座標を含む位置情報を紐付ける、地図データ作成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、自律走行車及び地図データ作成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示の自律走行車は、カメラと、記憶装置と、制御装置と、を備える。カメラは、路面を撮像するように配置されている。記憶装置は、地図データを記憶している。地図データは、予め路面を撮像した地図画像データと位置情報とが紐付けされたデータである。制御装置は、カメラから画像データを取得する。制御装置は、画像データと地図画像データとのマッチングにより自己位置を推定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１６６８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

路面には、同一の模様が規則的に繰り返されるパターン模様が存在する場合がある。このようなパターン模様は、エッジが同一形状である。このため、パターン模様を含む画像データは、特徴点が同一になりやすい。結果として、パターン模様が存在する場所では、画像データと地図画像データとの誤マッチングが生じるおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する自律走行車は、路面を撮像するように配置された撮像装置と、前記路面を予め撮像した地図画像データと位置情報とを紐付けた地図データを記憶した記憶装置と、自己位置の推定を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記撮像装置によって前記路面を撮像することで得られた画像データを取得し、前記画像データに含まれるパターン模様であって同一の模様が規則的に繰り返されるパターン模様をマスクし、前記パターン模様をマスクした後の前記画像データと前記地図画像データとをマッチングすることによって前記自己位置を推定する。

【0006】

制御装置は、パターン模様をマスクした後の画像データと地図画像データとをマッチングすることによって自己位置を推定する。パターン模様をマスクすることによって、パターン模様による特徴点を原因として画像データと地図画像データとの誤マッチングが生じることを抑制できる。

【0007】

上記自律走行車について、前記制御装置は、前記パターン模様をマスクする前の前記画像データからエッジを検出するエッジ検出をし、前記エッジ検出を行った後の前記画像データと前記パターン模様をマスクするマスク画像とをマッチングすることで、前記エッジ検出を行った後の前記画像データと前記マスク画像との相対位置及び前記エッジ検出を行った後の前記画像データと前記マスク画像との相対角度を導出し、前記相対位置及び前記相対角度に基づいて前記マスク画像を前記エッジ検出前の前記画像データに重ね合わせることによって前記パターン模様をマスクしてもよい。

【0008】

上記自律走行車について、前記マスク画像のサイズは、前記画像データのサイズよりも大きくてもよい。
上記自律走行車について、前記制御装置は、前記路面に前記パターン模様が存在する位置であって予め把握した位置で取得された前記画像データについて、前記パターン模様をマスクしてもよい。

【0009】

上記課題を解決する地図データ作成装置は、自律走行車が自己位置の推定を行う際に用いる地図データであって前記自律走行車が備える撮像装置から取得した画像データとの照合に用いられる地図データを作成する地図データ作成装置であって、前記地図データ作成装置は、制御装置を備え、前記制御装置は、車両が備える撮像装置によって路面を撮像することで得られた地図画像データを取得し、前記地図画像データに含まれるパターン模様であって同一の模様が規則的に繰り返されるパターン模様をマスクし、前記パターン模様をマスクした後の前記地図画像データに当該地図画像データを取得した地点の座標を含む位置情報を紐付ける。

【0010】

制御装置は、パターン模様をマスクした後の地図画像データに位置情報を紐付ける。パターン模様をマスクすることによって、パターン模様による特徴点を原因として画像データと地図画像データとの誤マッチングが生じることを抑制できる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、画像データと地図画像データとの誤マッチングを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】車両の側面図である。

【図2】図１の車両の概略構成図である。

【図3】図２の制御装置が実行する自己位置推定制御を示すフローチャートである。

【図4】図２のカメラで撮像を行った画像データの一例を示す図である。

【図5】図４の画像データにエッジ検出を行うことで得られたエッジを示す図である。

【図6】図３の自己位置推定制御で行われる画像データとマスク画像とのマッチングを示す図である。

【図7】図４の画像データにマスク画像を重ね合わせた状態を示す図である。

【図8】図２の制御装置が実行する地図データ作成制御を示すフローチャートである。

【図9】マスク画像の変更例を示す図である。

【図10】画像データとマスク画像とのマッチングを示す図である。

【図11】所定範囲がマスクされた画像データを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

自律走行車及び地図データ作成装置の一実施形態について説明する。
＜車両＞
図１に示すように、車両１０は、車体１１と、駆動輪２１と、操舵輪３１と、を備える。車両１０は、乗用車であってもよいし、産業車両であってもよい。産業車両は、フォークリフト、トーイングトラクタ、及び無人搬送車を含む。本実施形態の車両１０は、自律走行可能な自律走行車である。

【0014】

図２に示すように、車両１０は、走行モータ２２と、走行モータドライバ２３と、操舵モータ３２と、操舵モータドライバ３３と、を備える。走行モータ２２は、駆動輪２１を回転させるためのモータである。走行モータドライバ２３は、走行モータ２２を駆動させる。走行モータ２２の駆動により駆動輪２１が回転することで、車両１０は走行する。操舵モータ３２は、操舵輪３１を操舵するためのモータである。操舵モータドライバ３３は、操舵モータ３２を駆動させる。操舵モータ３２の駆動により操舵輪３１が操舵されることで、車両１０は旋回する。

【0015】

車両１０は、制御装置１２を備える。制御装置１２は、プロセッサ１３と、記憶部１４と、を備える。プロセッサ１３としては、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、及びDSP（Digital Signal Processor）を挙げることができる。記憶部１４は、RAM（Random Access Memory）及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部１４は、処理をプロセッサ１３に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部１４、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置１２は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御装置１２は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。

【0016】

車両１０は、カメラ４１を備える。カメラ４１は、撮像装置である。カメラ４１は、単眼カメラである。カメラ４１は、デジタルカメラである。カメラ４１は、撮像素子を備える。撮像素子としては、例えば、ＣＣＤイメージセンサ(Charge Coupled Device image sensor)、及びＣＭＯＳイメージセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor image sensor)を挙げることができる。カメラ４１としては、例えば、RGBカメラ、赤外線カメラ、グレースケールカメラ、及び可視光カメラを挙げることができる。

【0017】

カメラ４１は、所定のフレームレートで撮像を行って画像データを生成する。この画像データは、カメラ４１で撮像した画像のデジタルデータである。
図１に示すように、カメラ４１は、路面Ｓｒを撮像するように配置されている。カメラ４１は、路面Ｓｒを撮像した画像を示す画像データを生成する。カメラ４１は、鉛直方向を向いた状態で車体１１の底部に設けられている。

【0018】

図２に示すように、車両１０は、照明装置５１を備える。照明装置５１は、路面Ｓｒの照明を行うように配置されている。詳細にいえば、照明装置５１は、路面Ｓｒのうちカメラ４１によって撮像される範囲の照明を行う。本実施形態において、照明装置５１は、鉛直方向を向いた状態で車体１１の底部に設けられている。照明装置５１としては、例えば、発光ダイオードを用いることができる。照明装置５１により路面Ｓｒの照明が行われることによって、車両１０の周辺環境によって路面Ｓｒの輝度に差が生じることを抑制している。

【0019】

車両１０は、測位装置６１を備える。測位装置６１は、衛星航法装置６２と、慣性測定装置６３と、を備える。衛星航法装置６２は、GNSS（Global Navigation Satellite System）衛星から送信される衛星信号を受信する。衛星航法装置６２は、衛星信号を用いて位置を測定する。慣性測定装置６３は、ジャイロセンサ、及び加速度センサを含む。

【0020】

車両１０は、補助記憶装置７１を備える。補助記憶装置７１は、制御装置１２が読み取り可能な情報を記憶している。補助記憶装置７１は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、又はフラッシュメモリである。

【0021】

補助記憶装置７１は、地図データＭ１を記憶している。地図データＭ１は、路面Ｓｒを予め撮像した地図画像データと位置情報とを紐付けたものである。車両１０が走行する範囲は、予め定められている。位置情報は、座標と、姿勢と、を含む。座標は、絶対位置を表す座標系である地図座標系の座標である。地図座標系は、直交座標系であってもよいし、地理座標系であってもよい。地図座標系は、Ｘ軸と、Ｙ軸と、を備える。Ｘ軸とＹ軸とは互いに直交している。Ｘ軸及びＹ軸は、水平方向を表す座標系である。姿勢は、地図座標系の座標軸に対する車両１０の傾きを示す情報である。本実施形態の姿勢は、Ｘ軸に対する傾きを示す情報である。補助記憶装置７１は、地図データＭ１を記憶した記憶装置の一例である。

【0022】

車両１０は、無線通信機８１を備える。無線通信機８１は、無線LAN(Local Area Network)、ZigBee（登録商標）、LPWA(Low Power Wide Area)、又は移動通信システム等、任意の無線通信方式で通信を行うことが可能な通信機器である。無線通信機８１は、無線信号を送受信可能である。この無線信号には、トータルステーションによって検出された位置情報が含まれている。トータルステーションは、車両１０の位置情報を検出する装置である。無線通信機８１を介して、制御装置１２は、トータルステーションによって検出された位置情報を取得可能である。

【0023】

＜自己位置推定制御＞
制御装置１２は、自己位置推定制御を行う。自己位置推定制御は、所定の制御周期で繰り返し行われる。自己位置推定制御は、車両１０が自律走行する際に行われる。例えば、車両１０は、目標地点までの走行経路を生成する。そして、車両１０は、自己位置推定制御により自己位置を認識しつつ走行経路に沿って走行する。自己位置は、地図座標系での車両１０の座標、及び車両１０の姿勢を含む。

【0024】

図３及び図４に示すように、ステップＳ１において、制御装置１２は、カメラ４１から画像データＩＭ１を取得する。図４に示すように、カメラ４１で生成される画像データＩＭ１は、例えば、円形の範囲を撮像したデータである。画像データＩＭ１は、円形の範囲の一部を切り出したデータであってもよい。例えば、画像データＩＭ１は、半円の範囲を撮像したデータであってもよい。画像データＩＭ１には、路面Ｓｒの特徴部分Ｆ１が写っている。路面Ｓｒの特徴部分Ｆ１は、例えば、路面Ｓｒに存在する微細な凹凸である。路面Ｓｒには、同一の模様が規則的に繰り返されるパターン模様Ｐ１が存在する場合がある。パターン模様Ｐ１の存在する位置は、例えば、縞鋼板の配置位置、又はグレーチングの配置位置である。

【0025】

図３に示すように、次に、ステップＳ２において、制御装置１２は、車両１０の位置が路面Ｓｒにパターン模様Ｐ１が存在する位置であって予め把握した位置か否かを判定する。車両１０が走行する範囲は、予め定められている。この範囲について、パターン模様Ｐ１の存在する位置を事前に把握しておき、パターン模様Ｐ１が存在する位置と車両１０の位置とが一致しているか否かを制御装置１２が判定すればよい。ステップＳ２の判定は、例えば、１回前の制御周期で取得した自己位置によって行うことができる。例えば、１回前の制御周期で取得した自己位置が路面Ｓｒにパターン模様Ｐ１が存在する位置の場合、制御装置１２は、車両１０の位置が路面Ｓｒにパターン模様Ｐ１が存在する位置であって予め把握した位置であると判断してもよい。制御装置１２は、衛星航法装置６２によって得られる位置情報からステップＳ２の判定を行ってもよい。ステップＳ２の判定結果が否定の場合、制御装置１２は、ステップＳ６の処理を行う。ステップＳ２の判定結果が肯定の場合、制御装置１２は、ステップＳ３の処理を行う。

【0026】

ステップＳ２の判定結果が肯定の場合、ステップＳ１で取得された画像データＩＭ１は、路面Ｓｒにパターン模様Ｐ１が存在する位置であって予め把握した位置で取得された画像データである。この画像データＩＭ１には、パターン模様Ｐ１が含まれる。

【0027】

ステップＳ３において、制御装置１２は、エッジ検出を行う。エッジ検出は、画像データＩＭ１からエッジを検出することである。
図５には、一例として図４に示す画像データＩＭ１に対してエッジ検出を行った後の画像データＩＭ２を示す。画像データＩＭ１にパターン模様Ｐ１が含まれている場合、パターン模様Ｐ１の外縁となるエッジＥ１を検出することができる。エッジ検出は、例えば、輝度勾配を用いて行うことができる。制御装置１２は、画像データＩＭ１の各画素に対応付けられた輝度値から、隣接する画素への輝度勾配を算出する。そして、制御装置１２は、輝度勾配を用いてエッジＥ１を検出する。例えば、制御装置１２は、画素のうち輝度勾配が閾値以上の画素をエッジＥ１として検出する。

【0028】

図３及び図６に示すように、次に、ステップＳ４において、制御装置１２は、エッジ検出を行った後の画像データＩＭ２とマスク画像ＩＭ３とのマッチングを行う。マスク画像ＩＭ３は、路面Ｓｒに存在するパターン模様Ｐ１と同一形状のマスク箇所Ｍ１１を備える。一例として、図６には、縞鋼板のパターン模様Ｐ１に対応したマスク画像ＩＭ３を示す。マスク画像ＩＭ３は、例えば、路面Ｓｒに存在するパターン模様Ｐ１を予め撮像した画像データに対してエッジ検出を行い、エッジ検出によって検出されたエッジに囲まれる範囲をマスク箇所Ｍ１１とすることによって得ることができる。車両１０が走行する範囲に複数種類のパターン模様Ｐ１が存在する場合、制御装置１２は、車両１０の位置に応じてマスク画像ＩＭ３の種類を変更してもよい。例えば、車両１０が縞鋼板の存在する位置を走行している場合、制御装置１２は、縞鋼板のパターン模様Ｐ１に対応したマスク画像ＩＭ３を用いてマッチングを行ってもよい。車両１０がグレーチングの存在する位置を走行している場合、制御装置１２は、グレーチングのパターン模様に対応したマスク画像を用いてマッチングを行ってもよい。マスク画像ＩＭ３は、例えば、補助記憶装置７１に記憶されている。

【0029】

マッチングは、画像データＩＭ２のエッジＥ１とマスク箇所Ｍ１１の外縁とが重なり合うように行われる。マッチングは、例えば、画像データＩＭ２の特徴点とマスク画像ＩＭ３の特徴点との比較によって行われる。このマッチングによって、制御装置１２は、エッジ検出を行った後の画像データＩＭ２とマスク画像ＩＭ３との相対位置及びエッジ検出を行った後の画像データＩＭ２とマスク画像ＩＭ３との相対角度を導出する。相対位置は、画像データＩＭ２に含まれるエッジＥ１とマスク画像ＩＭ３に含まれるマスク箇所Ｍ１１とのずれ量である。相対角度は、画像データＩＭ２に含まれるエッジＥ１とマスク画像ＩＭ３に含まれるマスク箇所Ｍ１１とのずれ角である。

【0030】

図３及び図７に示すように、次に、ステップＳ５において、制御装置１２は、マスク画像ＩＭ３をエッジ検出前の画像データＩＭ１に重ね合わせることによって画像データＩＭ１をマスクする。制御装置１２は、ステップＳ４で導出された相対位置及び相対角度に基づいてマスク画像ＩＭ３をエッジ検出前の画像データＩＭ１に重ね合わせる。制御装置１２は、画像データＩＭ１とマスク画像ＩＭ３との位置が一致している状態からステップＳ４で導出した相対位置の分だけマスク画像ＩＭ３の位置をずらす。制御装置１２は、画像データＩＭ１とマスク画像ＩＭ３との角度が一致している状態からステップＳ４で導出した相対角度の分だけマスク画像ＩＭ３を回転させる。画像データＩＭ１のうちマスク箇所Ｍ１１に重なり合う部分は、マスクされる。これにより、画像データＩＭ１のパターン模様Ｐ１はマスク画像ＩＭ３によってマスクされる。

【0031】

次に、ステップＳ６において、制御装置１２は、画像データＩＭ１と地図画像データとをマッチングする。ステップＳ２の判定結果が否定の場合、制御装置１２は、マスクを行っていない画像データＩＭ１と地図画像データとのマッチングを行う。ステップＳ２の判定結果が肯定の場合、制御装置１２は、パターン模様Ｐ１をマスクした後の画像データＩＭ１と地図画像データとのマッチングを行う。

【0032】

制御装置１２は、画像データＩＭ１から特徴点を抽出する。制御装置１２は、特徴点の特徴量を記述する。特徴量としては、例えば、特徴量ベクトル、及び輝度値を挙げることができる。また、制御装置１２は、地図画像データを用いて特徴点の抽出、及び特徴量の記述を行う。制御装置１２は、画像データＩＭ１から得られた特徴点及び特徴量と、地図画像データから得られた特徴点及び特徴量とを照合し、特徴量が類似する特徴点のペアを探索する。制御装置１２は、特徴点のペアに基づき、画像データＩＭ１に対応する地図画像データを特定する。例えば、制御装置１２は、特徴点のペアが集中している地図画像データを画像データＩＭ１に対応する地図画像データと特定する。上記したマッチングは、特徴量記述子を用いて行うことができる。特徴量記述子は、例えば、ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)、SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)、又はSURF(Speeded Up Robust Features)である。制御装置１２は、マスクされた範囲については、特徴点の抽出を行わない。従って、画像データＩＭ１がマスクされている場合、画像データＩＭ１のうちマスクされた範囲を除く部分と地図画像データとのマッチングが行われる。

【0033】

次に、ステップＳ７において、制御装置１２は、画像データＩＭ１に対応する地図画像データに基づき、自己位置の推定を行う。制御装置１２は、地図画像データと画像データＩＭ１との相対位置、及び地図画像データと画像データＩＭ１との相対角度を算出する。地図画像データと画像データＩＭ１との相対位置とは、画像データＩＭ１と地図画像データとのずれ量である。画像データＩＭ１と地図画像データとの相対角度とは、画像データＩＭ１と地図画像データとのずれ角である。画像データＩＭ１と地図画像データとは、完全には一致しない場合が多い。これは、地図画像データを取得した時点と、画像データＩＭ１を取得した時点とで車両１０の位置及び姿勢が完全に一致することが少ないためである。このため、画像データＩＭ１は、地図画像データの一部にのみ一致することが多い。地図画像データを取得した時点と、画像データＩＭ１を取得した時点で、車両１０の位置がずれていた場合、車両１０の位置の差によって地図画像データに写る路面Ｓｒの位置と画像データＩＭ１に写る路面Ｓｒの位置にずれが生じる。このずれ量が、地図画像データと画像データＩＭ１との相対位置である。ずれ量は、地図画像データの特徴点と画像データＩＭ１の特徴点との位置関係から把握することができる。同様に、地図画像データを取得した時点と、画像データＩＭ１を取得した時点での車両１０の姿勢の差によって、画像データＩＭ１は、地図画像データを回転させたものになる。この回転により生じるずれ角が、画像データＩＭ１と地図画像データとの相対角度である。制御装置１２は、画像データＩＭ１に対応する地図画像データに紐付けられた位置情報と、画像データＩＭ１と地図画像データとの相対位置と、画像データＩＭ１と地図画像データとの相対角度とに基づき自己位置を推定する。制御装置１２は、地図画像データに紐付けられた座標を相対位置に対応する座標だけずらす。制御装置１２は、地図画像データに紐付けられた姿勢を相対角度だけずらす。これにより得られる地図座標系での座標、及び姿勢を制御装置１２は自己位置とする。ステップＳ７の処理を終えると、制御装置１２は、自己位置推定制御を終了する。

【0034】

＜地図データ作成制御＞
地図データ作成制御について説明する。地図データ作成制御は、地図データＭ１を作成する際に制御装置１２によって行われる制御である。地図データ作成制御は、車両１０の走行中に行われる。地図データＭ１を作成する際、車両１０は、人の操作によって走行してもよいし、制御装置１２による制御によって走行してもよい。

【0035】

図８に示すように、ステップＳ１１において、制御装置１２は、位置情報を取得する。位置情報は、例えば、測位装置６１及び無線通信機８１の少なくとも１つから取得することができる。測位装置６１から取得できる位置情報は、衛星航法装置６２を用いて取得した経緯度、及び慣性測定装置６３を用いて算出する自己移動量の少なくとも１つによって算出可能である。本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の選択肢の「１つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が２つであれば「１つの選択肢のみ」または「２つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が３つ以上であれば「１つの選択肢のみ」または「２つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。

【0036】

次に、ステップＳ１２において、制御装置１２は、カメラ４１から地図画像データを取得する。カメラ４１から取得する画像データであって地図データＭ１に用いられる画像データが地図画像データである。ステップＳ１１とステップＳ１２とは同期して行われる。従って、ステップＳ１１で取得される位置情報は、地図画像データを取得した地点の座標を含む位置情報である。

【0037】

次に、ステップＳ１３において、制御装置１２は、車両１０の位置が路面Ｓｒにパターン模様Ｐ１が存在する位置であって予め把握した位置か否かを判定する。ステップＳ１３の判定は、ステップＳ１１で取得した位置情報によって行われればよい。ステップＳ１３の判定結果が否定の場合、制御装置１２は、ステップＳ１７の処理を行う。ステップＳ１３の判定結果が肯定の場合、制御装置１２は、ステップＳ１４の処理を行う。

【0038】

ステップＳ１４において、制御装置１２は、エッジ検出を行う。エッジ検出は、ステップＳ３のエッジ検出と同一である。制御装置１２は、ステップＳ３で行われたエッジ検出を地図画像データに対して行えばよい。

【0039】

次に、ステップＳ１５において、制御装置１２は、地図画像データとマスク画像ＩＭ３とをマッチングする。制御装置１２は、ステップＳ４で行った処理を地図画像データに対して行えばよい。このマッチングによって、制御装置１２は、エッジ検出を行った後の地図画像データとマスク画像ＩＭ３との相対位置及びエッジ検出を行った後の地図画像データとマスク画像ＩＭ３との相対角度を導出する。

【0040】

次に、ステップＳ１６において、制御装置１２は、地図画像データをマスクする。制御装置１２は、ステップＳ５で行った処理を地図画像データに対して行えばよい。これにより、地図画像データに含まれるパターン模様Ｐ１は、マスク画像ＩＭ３によってマスクされる。

【0041】

次に、ステップＳ１７において、制御装置１２は、ステップＳ１１で取得した位置情報を地図画像データに紐付ける。制御装置１２は、ステップＳ１３の判定結果が否定の場合、マスクを行っていない地図画像データに位置情報を紐付ける。制御装置１２は、ステップＳ１３の判定結果が肯定の場合、パターン模様Ｐ１をマスクした地図画像データに位置情報を紐付ける。

【0042】

制御装置１２は、ステップＳ１１～ステップＳ１７の処理を繰り返し行う。これにより、制御装置１２は、カメラ４１から地図画像データを複数回取得する。各地図画像データには、位置情報が紐付けられる。車両１０が地図データＭ１の作成を行う範囲の走行を終えると、制御装置１２は、地図データ作成制御は終了する。上記したように、制御装置１２は、地図データ作成制御を行うことによって地図データＭ１を作成する。制御装置１２は地図データ作成装置である。

【0043】

［本実施形態の作用］
路面Ｓｒには、パターン模様Ｐ１が存在している場合がある。パターン模様Ｐ１が存在している位置では、同一の模様が規則的に繰り返される。画像データＩＭ１と地図画像データとのマッチングの際に抽出される特徴点は、模様の外縁から生じやすい。また、パターン模様Ｐ１は画像データＩＭ１に占める割合が大きくなりやすい。結果として、パターン模様Ｐ１を含む画像データＩＭ１は、取得した場所が異なっている場合であっても特徴点が類似しやすい。同様に、パターン模様Ｐ１を含む地図画像データは、取得した場所が異なっている場合であっても特徴点が類似しやすい。これにより、画像データＩＭ１及び地図画像データの少なくとも１つがパターン模様Ｐ１を含む場合、画像データＩＭ１と地図画像データとの誤マッチングが生じる原因になる。詳細にいえば、画像データＩＭ１が、当該画像データＩＭ１を撮像した位置とは異なる位置を撮像した地図画像データと誤ってマッチングするおそれがある。

【0044】

本実施形態において、制御装置１２は、パターン模様Ｐ１をマスクした後の画像データＩＭ１と地図画像データとをマッチングすることによって自己位置を推定する。また、制御装置１２は、パターン模様Ｐ１をマスクした後の地図画像データに位置情報を紐付けることによって地図データＭ１を作成する。制御装置１２が自己位置を推定する際に、マスクされた範囲については特徴点が抽出されない。従って、画像データＩＭ１のうちマスクされた範囲を除いた部分と地図画像データのうちマスクされた範囲を除いた部分とでマッチングが行われる。即ち、制御装置１２が自己位置を推定する際には、パターン模様Ｐ１によって生じる特徴点が除外されることによって、パターン模様Ｐ１とは異なる特徴部分Ｆ１によるマッチングが行われる。

【0045】

［本実施形態の効果］
（１）制御装置１２は、画像データＩＭ１のパターン模様Ｐ１をマスクする。パターン模様Ｐ１をマスクすることによって、パターン模様Ｐ１による特徴点を原因として画像データＩＭ１と地図画像データとの誤マッチングが生じることを抑制できる。

【0046】

（２）制御装置１２は、マスク画像ＩＭ３をエッジ検出前の画像データＩＭ１に重ね合わせることによってパターン模様Ｐ１をマスクする。エッジ検出をすることによって画像データＩＭ２とマスク画像ＩＭ３とのマッチングをすることができる。エッジ検出をすることなく画像データＩＭ１のパターン模様Ｐ１をマスクする場合、マスク画像ＩＭ３に対応する画像データと画像データＩＭ１とのマッチングをすることによって、画像データＩＭ１とマスク画像ＩＭ３との相対位置及び画像データＩＭ１とマスク画像ＩＭ３との相対角度を導出する必要がある。マスク画像ＩＭ３に対応する画像データは、例えば、マスク画像ＩＭ３を生成する元になった画像データである。エッジ検出をすることによって画像データＩＭ２とマスク画像ＩＭ３とのマッチングをすることができるため、マスク画像ＩＭ３に対応する画像データを記憶しておく必要がない。

【0047】

（３）制御装置１２は、路面Ｓｒにパターン模様Ｐ１が存在する位置であって予め把握した位置で取得された画像データＩＭ１について、パターン模様Ｐ１をマスクする。路面Ｓｒにパターン模様Ｐ１が存在する位置は、予め把握することができる。路面Ｓｒにパターン模様Ｐ１が存在しない位置については、マスクを行う必要がない。路面Ｓｒにパターン模様Ｐ１が存在しない位置についてはマスクを行う処理を行わないことによって、制御装置１２が行う処理の円滑化を図ることができる。

【0048】

（４）制御装置１２は、地図データＭ１を作成する際に、パターン模様Ｐ１をマスクした後の地図画像データに位置情報を紐付ける。パターン模様Ｐ１をマスクすることによって、パターン模様Ｐ１による特徴点を原因として画像データＩＭ１と地図画像データとの誤マッチングが生じることを抑制できる。また、地図画像データのパターン模様Ｐ１をマスクする際にも、画像データＩＭ１のパターン模様Ｐ１をマスクする際と同様の処理を行うことによって、（２）及び（３）と同様の効果を得ることができる。

【0049】

［変更例］
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0050】

○図９に示すように、マスク画像ＩＭ２１のサイズは、画像データＩＭ１のサイズより大きくてもよい。この場合、マスク画像ＩＭ２１のうちマスク範囲ＩＭ２２を画像データＩＭ１に重ね合わせることによって画像データＩＭ１のパターン模様Ｐ１をマスクする。マスク範囲ＩＭ２２のサイズは、画像データＩＭ１のサイズと同一である。制御装置１２は、エッジ検出を行った後の画像データＩＭ２とマスク画像ＩＭ２１との相対位置及びエッジ検出を行った後の画像データＩＭ２とマスク画像ＩＭ２１との相対角度を導出する。制御装置１２は、相対位置の分だけマスク画像ＩＭ２１をずらす。制御装置１２は、相対角度の分だけマスク画像ＩＭ２１を回転させる。これにより、マスク範囲ＩＭ２２のマスク箇所Ｍ１１と画像データＩＭ１のパターン模様Ｐ１との位置は同一になる。制御装置１２は、マスク範囲ＩＭ２２を画像データＩＭ１に重ねることによって、画像データＩＭ１のパターン模様Ｐ１をマスクする。マスク画像ＩＭ２１のサイズを画像データＩＭ１のサイズよりも大きくすることによって、画像データＩＭ１に含まれるパターン模様Ｐ１を漏れなくマスクすることができる。

【0051】

制御装置１２は、地図画像データに含まれるパターン模様Ｐ１をマスクする場合に、地図画像データのサイズよりも大きいサイズのマスク画像ＩＭ２１を用いてマスクを行ってもよい。マスク画像ＩＭ２１のサイズを地図画像データのサイズよりも大きくすることによって、地図画像データに含まれるパターン模様Ｐ１を漏れなくマスクすることができる。

【0052】

○制御装置１２は、路面Ｓｒにパターン模様Ｐ１が存在する位置か否かの判定を行うことなく、画像データＩＭ１に含まれるパターン模様Ｐ１をマスクする処理を行ってもよい。即ち、ステップＳ２の処理を行うことなく、ステップＳ１の処理の後にステップＳ３の処理を行うようにしてもよい。この場合、制御装置１２は、エッジ検出を行った後の画像データＩＭ２とマスク画像ＩＭ３とのマッチングが成立しなかった場合、画像データＩＭ１にはパターン模様Ｐ１が含まれていないと判定してもよい。この場合、制御装置１２は、画像データＩＭ１のマスクを行わなくてもよい。同様に、制御装置１２は、路面Ｓｒにパターン模様Ｐ１が存在する位置か否かの判定を行うことなく、地図画像データに含まれるパターン模様Ｐ１をマスクする処理を行ってもよい。

【0053】

○制御装置１２は、マスク画像ＩＭ３に対応する画像データの特徴点と画像データＩＭ１の特徴点とのマッチングをすることによって、画像データＩＭ１とマスク画像ＩＭ３との相対位置及び画像データＩＭ１とマスク画像ＩＭ３との相対角度を導出してもよい。同様に、制御装置１２は、マスク画像ＩＭ３に対応する画像データの特徴点と地図画像データの特徴点とのマッチングをすることによって、地図画像データとマスク画像ＩＭ３との相対位置及び地図画像データとマスク画像ＩＭ３との相対角度を導出してもよい。マスク画像ＩＭ３に対応する画像データは、例えば、マスク画像ＩＭ３を生成する元になった画像データである。

【0054】

○制御装置１２は、エッジ検出を行った後の画像データＩＭ２を用いてマスクを行ってもよい。この場合、制御装置１２は、画像データＩＭ２を画像データＩＭ１に重ねる。そして、エッジ検出によって検出されたエッジＥ１に囲まれる範囲をマスクする。この場合、制御装置１２は、エッジ検出によって検出されたエッジＥ１を膨張させてもよい。

【0055】

○図１０に示すように、画像データＩＭ１１に含まれるパターン模様Ｐ２がグレーチングによるパターン模様Ｐ２の場合、画像データＩＭ１１の所定範囲Ａ１１がパターン模様Ｐ２に占められる。この場合、制御装置１２は、実施形態と同様に、画像データＩＭ１１にマスク画像ＩＭ２３を重ね合わせることによってパターン模様Ｐ１をマスクしてもよい。マスク画像ＩＭ２３は、グレーチングに対応するマスク箇所Ｍ１２を備える。制御装置１２は、図１１に示すように、パターン模様Ｐ２によって占められる所定範囲Ａ１１の全体をマスクしてもよい。この場合、制御装置１２は、エッジ検出によってエッジが検出された範囲をパターン模様Ｐ２に占められる所定範囲Ａ１１としてもよい。制御装置１２は、エッジとマスク箇所Ｍ１２とが重なり合う範囲をパターン模様Ｐ２に占められる所定範囲Ａ１１としてもよい。

【0056】

○地図データＭ１は、車両１０とは異なる車両の走行によって作成されてもよい。即ち、地図データＭ１の作成に用いられる車両と、地図データＭ１が用いられる自律走行車とは、異なっていてもよい。地図データＭ１の作成に用いられる車両は、自律走行を行えない車両であってもよい。

【0057】

○撮像装置は、リニアイメージセンサであってもよい。
○地図データＭ１が記憶される記憶装置は、記憶部１４であってもよい。
○地図データ作成装置は、車両１０とは異なる装置に設けられた制御装置を備えていてもよい。この場合、制御装置は、車両１０の走行によって得られた画像データＩＭ１及び位置情報を用いて地図データ作成制御を行えばよい。

【0058】

○パターン模様Ｐ１のマスクは、画像データＩＭ１及び地図画像データの少なくとも１つについて行われればよい。画像データＩＭ１及び地図画像データの少なくとも１つについてパターン模様Ｐ１がマスクされていれば、パターン模様Ｐ１から生じる特徴点のペアが成立しないため、パターン模様Ｐ１による特徴点を原因として画像データＩＭ１と地図画像データとの誤マッチングが生じることを抑制できる。

【符号の説明】

【0059】

Ｍ１…地図データ、Ｓｒ…路面、１０…自律走行車である車両、１２…地図データ作成装置である制御装置、４１…撮像装置であるカメラ、７１…記憶装置である補助記憶装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】