特開 2024-141341 初期位置設定装置

(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】P2024141341

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】初期位置設定装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 40/02 20060101AFI20241003BHJP

   G01C 21/30 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

B60W40/02

G01C21/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023052932

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000005463

【氏名又は名称】日野自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100130052

【弁理士】

【氏名又は名称】大阪 弘一

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 貴広

【テーマコード（参考）】

2F129

3D241

【Ｆターム（参考）】

2F129AA03

2F129BB03

2F129BB49

2F129BB66

2F129FF02

2F129GG03

2F129GG04

2F129GG05

2F129GG06

2F129GG18

3D241CC01

3D241CC08

3D241CC11

3D241CC17

3D241CE04

3D241CE05

3D241CE07

3D241DA28Z

3D241DA52Z

3D241DA58Z

3D241DB01B

3D241DB01Z

3D241DB02Z

3D241DB04Z

3D241DB05Z

3D241DB12Z

3D241DB32Z

(57)【要約】

【課題】初期位置を自動的に設定可能な初期位置設定装置を提供する。
【解決手段】初期位置設定装置１０は、車両１の周辺状況と自己位置とを含む自己位置データを所定の時間間隔で取得する取得部１０１と、自動運転システムが立ち上げられたときに、取得部１０１が最後に取得した自己位置データに含まれる周辺状況である最終周辺状況と、車両１の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行うマッチング計算部１０３と、第１マッチングの結果が一致判定であった場合に、取得部１０１が最後に取得した自己位置データに含まれる自己位置を初期位置として設定する設定部１０４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動運転システムにおける自車両の初期位置を設定する初期位置設定装置であって、
前記自車両の周辺状況と自己位置とを含む自己位置データを所定の時間間隔で取得する取得部と、
前記自動運転システムが立ち上げられたときに、前記取得部が最後に取得した前記自己位置データに含まれる前記周辺状況である最終周辺状況と、前記自車両の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行うマッチング計算部と、
前記第１マッチングの結果が、前記最終周辺状況と前記現在周辺状況とが一致する一致判定であった場合に、前記取得部が最後に取得した前記自己位置データに含まれる前記自己位置を前記初期位置として設定する設定部と、
を備える初期位置設定装置。

【請求項2】

前記取得部は、前記第１マッチングの結果が、前記最終周辺状況と前記現在周辺状況とが一致しない不一致判定であった場合に、ＧＮＳＳにより推定された前記自車両の現在位置を取得すると共に、当該現在位置における地図データを取得し、
前記マッチング計算部は、前記第１マッチングの結果が前記不一致判定であり、且つ、前記取得部が前記現在位置を取得した場合に、前記現在位置における地図データと前記現在周辺状況との第２マッチングを行い、
前記設定部は、前記第２マッチングの結果が、前記現在位置における地図データと前記現在周辺状況とが一致する一致判定であった場合に、前記現在位置を前記初期位置として設定する、
請求項１に記載の初期位置設定装置。

【請求項3】

前記自己位置データは、前記自車両に搭載された周辺状況センサの計測により点群データとして得られる前記周辺状況と、点群データである地図データとのマッチングにより推定された前記自己位置を含み、
前記マッチング計算部は、前記第１マッチングにおいて、前記最終周辺状況と前記現在周辺状況との点群データ同士のマッチングを行う、
請求項１又は２に記載の初期位置設定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、初期位置設定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、レーザセンサにより検出された移動体の周囲の物体までの距離と移動体の周囲環境の地図とをマッチングさせて、移動体の位置の推定演算を行うことにより、移動体の推定位置を取得する走行制御装置が記載されている。この装置では、自己位置の推定に際して、タッチパネルにより入力された特定情報に対応する走行開始場所の位置を記憶部から取得し、当該走行開始場所の位置を移動体の初期位置として設定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１１３１９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の走行制御装置では、移動体の初期位置の設定に際して、人の介在が必須である。しかしながら、現在、完全自動化に向けて人の工数を削減する要求がある。

【0005】

本開示は、初期位置を自動的に設定可能な初期位置設定装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る初期位置設定装置は、自動運転システムにおける自車両の初期位置を設定する初期位置設定装置であって、自車両の周辺状況と自己位置とを含む自己位置データを所定の時間間隔で取得する取得部と、自動運転システムが立ち上げられたときに、取得部が最後に取得した自己位置データに含まれる周辺状況である最終周辺状況と、自車両の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行うマッチング計算部と、第１マッチングの結果が、最終周辺状況と現在周辺状況とが一致する一致判定であった場合に、取得部が最後に取得した自己位置データに含まれる自己位置を初期位置として設定する設定部と、を備える。

【0007】

この装置では、取得部が、自車両の自己位置と周辺状況とを含む自己位置データを所定の時間間隔で取得する。また、マッチング計算部が、自動運転システムが立ち上げられたときに、取得部が取得した最後の自己位置データに含まれる周辺状況である最終周辺状況と、自車両の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行う。そして、設定部が、当該第１マッチングの結果が一致判定であった場合に、当該最後に取得された自己位置データに含まれる自己位置を、自車両の初期位置として設定する。このように、この装置では、自動運転システムにおける自車両の初期位置を自動的に設定することが可能となる。

【0008】

本開示に係る初期位置設定装置では、取得部は、第１マッチングの結果が、最終周辺状況と現在周辺状況とが一致しない不一致判定であった場合に、ＧＮＳＳにより推定された自車両の現在位置を取得すると共に、当該現在位置における地図データを取得し、マッチング計算部は、第１マッチングの結果が不一致判定であり、且つ、取得部が現在位置を取得した場合に、現在位置における地図データと現在周辺状況との第２マッチングを行い、設定部は、第２マッチングの結果が、現在位置における地図データと現在周辺状況とが一致する一致判定であった場合に、現在位置を初期位置として設定してもよい。この場合、第１マッチングの結果が不一致判定であった場合にも、自車両の初期位置を自動的に設定することが可能となる。

【0009】

本開示に係る初期位置設定装置では、自己位置データは、自車両に搭載された周辺状況センサの計測により点群データとして得られる周辺状況と、点群データである地図データとのマッチングにより推定された自己位置を含み、マッチング計算部は、第１マッチングにおいて、最終周辺状況と現在周辺状況との点群データ同士のマッチングを行ってもよい。この場合、点群データ同士の比較により、容易且つ確実にマッチングを行うことが可能となる。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、初期位置を自動的に設定可能な初期位置設定装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本実施形態に係る初期位置設定装置を示すブロック図である。

【図2】図１に示された初期位置設定装置の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、一実施形態に係る初期位置設定装置について、図面を参照して説明する。

【0013】

図１は、本実施形態に係る初期位置設定装置を示すブロック図である。図１に示される初期位置設定装置１０は、車両１（自車両）に搭載されている。車両１は、少なくとも一部を自動運転システムにより運行される自動運転車両である。車両１は、初期位置設定装置１０に加えて、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全地球航法衛星システム）２０、地図データベース３０、周辺状況センサ４０、車両状態センサ５０、通信装置６０、自動運転制御部７０、及び、走行装置８０を備えている。

【0014】

ＧＮＳＳ２０は、４個以上の測位衛星から信号を受信して、車両１の位置を示す位置情報を取得する。位置情報には、例えば、緯度及び経度が含まれる。ＧＮＳＳ２０は、所定の時間間隔で車両１の位置情報を取得し、取得した車両１の位置情報を初期位置設定装置１０に送信する。

【0015】

地図データベース３０は、地図データを保持している。地図データは、一例として、例えばＬｉＤＡＲを使用して得られる地物等の位置及び形状等を示す３次元点群データである。地図データベース３０は、初期位置設定装置１０からの要求に応じて、指定位置における地図データを初期位置設定装置１０に送信する。

【0016】

周辺状況センサ４０は、車両１の周囲の状況（周辺状況）を検出する。周辺状況センサ４０は、一例としてＬｉＤＡＲである。ＬｉＤＡＲは、光を利用して車両１の周囲の物標を検出する。この場合、周辺状況センサ４０は、地物等の位置及び形状等を示す３次元点群データとして、車両１の周辺状況を取得する。周辺状況センサ４０は、所定の時間間隔で当該周辺状況を取得する。周辺状況センサ４０は、取得した周辺情報を初期位置設定装置１０に送信する。

【0017】

車両状態センサ５０は、車両の走行状態を検出する。車両状態センサ５０としては、例えば、車速センサ、舵角センサ、ヨーレートセンサ、加速度センサ、ステアリングのトルクセンサ、モータの出力トルクセンサ、車輪速センサ、推進軸の回転数を検出するセンサ（例えば、クラッチに設けられるセンサ）などが例示される。車速センサは、車両１の速度を検出する。舵角センサは、車両１の操舵角を検出する。ヨーレートセンサは、車両１のヨーレートを検出する。加速度センサは、車両１に作用する加速度を検出する。車両状態センサ５０は、検出した情報を初期位置設定装置１０に送信することができる。

【0018】

通信装置６０は、例えばＶ２Ｘ通信（車車間通信および路車間通信）を行う。具体的には、通信装置６０は、他の車両との間でＶ２Ｖ通信（車車間通信）を行う。また、通信装置６０は、周囲のインフラとの間でＶ２Ｉ通信（路車間通信）を行う。Ｖ２Ｘ通信を通して、通信装置６０は、車両の周囲の環境に関する情報を取得することができる。通信装置６０は、取得した情報を初期位置設定装置１０に送信することができる。

【0019】

自動運転制御部７０は、車両１の自動運転を制御する。自動運転制御部７０は、初期位置設定装置１０から車両１の初期位置を示す情報を受信する。自動運転制御部７０は、受信した車両１の初期位置を示す情報に基づいて、車両１の自動運転制御を行う。より具体的には、自動運転制御部７０は、受信した情報に基づき、車両１が走行する経路を生成する。また、自動運転制御部７０は、生成した経路に基づき、実際に車両１が走行する目標経路をリアルタイムに生成する。自動運転制御部７０は、生成した目標経路に基づき、車両１の経路追従制御を行う。自動運転制御部７０は、目標経路に追従して車両１が走行するように、走行装置８０に含まれる各装置を制御する。

【0020】

走行装置８０は、操舵装置、駆動装置、制動装置、トランスミッション等を含んでいる。操舵装置は、車輪を転舵する。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、エンジンや電動機が例示される。制動装置は、制動力を発生させる。また、走行装置８０には、操舵装置、駆動装置、制動装置、トランスミッション等の操作を電気指令によって行えるように、プロセッサ、記憶装置、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータを含めても良い。

【0021】

ここで、初期位置設定装置１０は、取得部１０１、保持部１０２、マッチング計算部１０３、及び、設定部１０４を備えている。初期位置設定装置１０は、物理的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、主記憶装置であるＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、データ送受信デバイスである通信モジュール等を含むコンピュータシステムとして構成され得る。初期位置設定装置１０の各機能部は、上記のハードウェア上に所定のプログラムを読み込ませることにより、ＣＰＵの制御のもとで、通信モジュールを動作させるとともにＲＡＭ等におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現され得る。

【0022】

取得部１０１は、定期的に、周辺状況センサ４０から車両１の周辺状況を取得する。また、取得部１０１は、地図データベース３０から地図データを取得する。そして、取得部１０１は、周辺状況センサ４０から取得した周辺状況と地図データベースから取得した地図データとのマッチングにより車両１の自己位置を推定する。

【0023】

一例として、取得部１０１は、３次元点群データである周辺状況と３次元点群データである地図データとのマッチングにより自己位置を推定する。これにより、取得部１０１は、車両１の周辺状況と自己位置とを含む自己位置データを所定の時間間隔で取得することができる。取得部１０１は、取得した自己位置データを保持部１０２に送信する。

【0024】

保持部１０２は、取得部１０１から継続的に送信される自己位置データを順次記録して保持する。保持部１０２は、マッチング計算部１０３からの要求に応じて、保持している自己位置データのうちの最後に記録した自己位置データをマッチング計算部１０３に送信することができる。

【0025】

マッチング計算部１０３は、自動運転制御部７０により自動運転システムが立ち上げられたときに、保持部１０２が保持している取得部１０１が最後に取得した自己位置データを読み込む。そして、マッチング計算部１０３は、当該自己位置データに含まれる周辺状況である最終周辺状況と、周辺状況センサ４０によりリアルタイムで計測されることで取得される車両１の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行う。一例として、マッチング計算部１０３は、最終周辺状況と現在周辺状況との３次元点群データ同士のマッチングを行うことができる。

【0026】

設定部１０４は、マッチング計算部１０３での第１マッチングの結果が、最終周辺状況と現在周辺状況とが一致する一致判定であった場合に、取得部１０１が最後に取得した自己位置データに含まれる自己位置（すなわち、最終周辺状況と地図データとに基づいて推定された自己位置）を、自度運転システムにおける車両１の初期位置として設定する。設定部１０４は、設定した車両１の初期位置を自動運転制御部７０に送信する。

【0027】

引き続いて、図２を参照して初期位置設定装置の詳細について説明する。図２に示されるように、まず、自動運転システムが立ち上げられると、マッチング計算部１０３が、保持部１０２に自己位置データがあるか否かの判定を行う（工程Ｓ１１）。

【0028】

工程Ｓ１１の判定の結果、保持部１０２に自己位置データがある場合（工程Ｓ１１：ＹＥＳ）、マッチング計算部１０３が、取得部１０１が最後に取得した自己位置データを保持部１０２から読み込む（工程Ｓ１２）。

【0029】

続いて、マッチング計算部１０３が、工程Ｓ１２で読み込まれた自己位置データに含まれる周辺状況である最終周辺状況と、周辺状況センサ４０によりリアルタイムで計測されることで取得される車両１の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行う（工程Ｓ１３）。

【0030】

続いて、工程Ｓ１３での第１マッチングの結果が一致判定であったか否かの判定が行われる（工程Ｓ１４）。そして、工程Ｓ１３での第１マッチングの結果が一致判定であった場合（工程Ｓ１４：ＹＥＳ）、設定部１０４が、取得部１０１が最後に取得した自己位置データに含まれる自己位置（すなわち、最終周辺状況と地図データとに基づいて推定された自己位置）を、自度運転システムにおける車両１の初期位置として設定する（工程Ｓ１５）。

【0031】

一方、工程Ｓ１１の判定の結果、保持部１０２に自己位置データがない場合（工程Ｓ１１：ＮＯ）、及び、工程Ｓ１３での第１マッチングの結果が不一致判定であった場合、取得部１０１が、ＧＮＳＳ２０により推定された車両１の現在位置を取得すると共に、地図データベース３０から当該現在位置における地図データを取得する（工程Ｓ１６）。取得部１０１は、取得した現在位置と地図データとをマッチング計算部１０３に送信する。

【0032】

続いて、マッチング計算部１０３が、取得部１０１から送信された現在位置における地図データと、周辺状況センサ４０によりリアルタイムで計測されることで取得される車両１の現在の周辺状況である現在周辺状況との第２マッチングを行う（工程Ｓ１７）。

【0033】

続いて、工程Ｓ１７での第２マッチングの結果が一致判定であったか否かの判定が行われる（工程Ｓ１４）。そして、工程Ｓ１７での第２マッチングの結果が一致判定であった場合（工程Ｓ１４：ＹＥＳ）、設定部１０４が、ＧＮＳＳ２０により推定されて取得部１０１により取得された現在位置を、自度運転システムにおける車両１の初期位置として設定する（工程Ｓ１５）。以上により、処理を終了する。

【0034】

以上説明したように、初期位置設定装置１０では、取得部１０１が、車両１の自己位置と周辺状況とを含む自己位置データを所定の時間間隔で取得する。また、マッチング計算部１０３が、自動運転システムが立ち上げられたときに、取得部１０１が取得した（保持部１０２が記録した）最後の自己位置データに含まれる周辺状況である最終周辺状況と、車両１の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行う。そして、設定部１０４が、当該第１マッチングの結果が一致判定であった場合に、当該最後に取得された自己位置データに含まれる自己位置を、車両１の初期位置として設定する。このように、初期位置設定装置１０では、自動運転システムにおける車両１の初期位置を自動的に設定することが可能となる。

【0035】

また、初期位置設定装置１０では、取得部１０１が、第１マッチングの結果が、最終周辺状況と現在周辺状況とが一致しない不一致判定であった場合に、ＧＮＳＳ２０により推定された車両１の現在位置を取得すると共に、当該現在位置における地図データを取得しする。また、マッチング計算部１０３が、第１マッチングの結果が不一致判定であり、且つ、取得部１０１が現在位置を取得した場合に、現在位置における地図データと現在周辺状況との第２マッチングを行う。そして、設定部１０４が、第２マッチングの結果が、現在位置における地図データと現在周辺状況とが一致する一致判定であった場合に、ＧＮＳＳ２０により取得された現在位置を初期位置として設定する。このため、第１マッチングの結果が不一致判定であった場合にも、車両１の初期位置を自動的に設定することが可能となる。

【0036】

さらに、初期位置設定装置１０では、自己位置データが、車両１に搭載された周辺状況センサ４０の計測により点群データとして得られる周辺状況と、点群データである地図データとのマッチングにより推定された自己位置を含む。そして、マッチング計算部１０３が、第１マッチングにおいて、最終周辺状況と現在周辺状況との点群データ同士のマッチングを行ってもよい。この場合、点群データ同士の比較により、容易且つ確実にマッチングを行うことが可能となる。

【0037】

以上の実施形態は、本発明に係る初期位置設定装置の一形態を説明したものである。したがって、本発明に係る初期位置設定装置は、上記の初期位置設定装置１０を任意に変形したものとされ得る。

【0038】

例えば、上記実施形態では、周辺状況センサ４０がＬｉＤＡＲを含み、ＬｉＤＡＲの計測によって点群データとして車両１の周辺状況が取得され、同様に点群データである地図データとのマッチングを行う場合について例示した。しかし、周辺状況センサ４０がカメラを含む場合、当該カメラでの撮像によりが画像として得られた車両１の周辺状況が取得され、同様に画像としての地図データや別の周辺状況とのマッチングが行われてもよい。

【0039】

また、自動運転システムが終了されてから再度立ち上げられるまでの間に車両１が移動しているといった理由により、第１マッチングの結果が不一致判定であった場合、車両１の乗員によるマニュアル運転で車両１をある程度走行させることにより、ＧＮＳＳ２０によって自己位置を推定するようにしてもよい。この場合、工程Ｓ１７での第２マッチングの結果が工程Ｓ１４で一致判定と判定されるまで、マニュアル運転で車両１を走行させることにより、ＧＮＳＳ２０を用いて確実に初期位置を設定することができる。

【符号の説明】

【0040】

１…車両（自車両）、１０…初期位置設定装置、２０…ＧＮＳＳ、４０…周辺状況センサ、１０１…取得部、１０３…マッチング計算部、１０４…設定部。

【図1】

【図2】