特許 7137359 情報処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-06

(45)【発行日】2022-09-14

(54)【発明の名称】情報処理装置

(51)【国際特許分類】

   G01C 21/30 20060101AFI20220907BHJP

   B60W 30/06 20060101ALI20220907BHJP

   B60R 99/00 20090101ALI20220907BHJP

【ＦＩ】

G01C21/30

B60W30/06

B60R99/00 330

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018104102

(22)【出願日】2018-05-30

(65)【公開番号】P2019207214

(43)【公開日】2019-12-05

【審査請求日】2021-05-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000001487

【氏名又は名称】フォルシアクラリオン・エレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】特許業務法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂野 盛彦

(72)【発明者】

【氏名】田川 晋也

(72)【発明者】

【氏名】清原 將裕

【審査官】菅家 裕輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－００４３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０２０５８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０７７８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１８９７３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－０３２３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４１６６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ ２１／００－２１／３６

Ｇ０１Ｃ ２３／００－２５／００

Ｂ６０Ｗ １０／００－１０／３０

Ｂ６０Ｗ ３０／００－６０／００

Ｂ６０Ｒ ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載され、前記車両の車速を検出する車速センサと、前記車両の操舵角を検出する舵角センサとに接続された情報処理装置であって、
前記車両の周囲に存在する物体を検出するセンサからの情報に基づき、前記物体をそれぞれ表す複数の点に関する点群データを取得する点群データ取得部と、
前記車両の移動量を推定する移動量推定部と、
前記車両の走行経路上の地点を第１基準位置として、該第１基準位置に対する前記複数の点の相対位置を、緯度及び経度を含む位置情報と対応付けて記録された点群地図として格納する記憶部と、
前記点群地図、前記点群データおよび前記移動量に基づき、前記車両の位置を推定する位置推定部と、
前記点群データおよび前記移動量に基づき前記点群地図を生成する点群地図生成部と、
前記点群地図生成部が生成する前記点群地図の成立性に関して前記点群データを検証する点群データ検証部と、
を備え、
前記位置推定部は、
前記点群データおよび前記移動量に基づき、前記第１基準位置の地点と異なる前記車両の走行経路上の地点を第２基準位置とする局所周辺情報を生成し、
前記点群地図および前記局所周辺情報に基づき、前記第１基準位置と前記第２基準位置の関係を表す関係式を算出し、
前記関係式を用いて前記車両の位置を推定し、
前記記憶部には、前記点群地図生成部により生成された前記点群地図が格納され、
前記点群データ検証部は、前記車両の走行軌跡上の検証区間で取得した前記点群データを前記車両の位置推定に利用するか否かを、局所的成立性および自律航法性の少なくともいずれかで検証するものであって、
前記局所的成立性は、前記点群データが所定以上の密度であり、かつ、前記点群データの分布パターンと同一の分布パターンがない場合に満たされると判断され、
前記自律航法性は、前記車両が自律航法で走行可能な距離に応じて判断され、
前記車両が自律航法で走行可能な距離は、前記車速センサ及び前記舵角センサの少なくともいずれかの誤差に基づく前記車両の位置推定誤差と、前記車両の制御に対する位置の許容精度と、に基づいて算出される、
情報処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の情報処理装置において、
前記点群データ検証部による前記点群データの検証結果をユーザに提示する検証結果提示部をさらに備える情報処理装置。

【請求項3】

請求項１に記載の情報処理装置において、
前記点群データ検証部は、前記点群データにおける前記複数の点の分布状態と、前記移動量推定部による前記移動量の推定誤差と、前記車両の制御に対する許容精度と、の少なくとも一つに基づき、前記点群地図の成立性に関する前記点群データの検証を行う情報処理装置。

【請求項4】

請求項１に記載の情報処理装置において、
前記点群データ検証部は、前記自律航法による前記位置推定誤差が所定以内の場合、前記局所的成立性が成立しない前記検証区間の前記点群データを前記位置推定に利用する情報処理装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の情報処理装置において、
前記位置推定部による前記車両の位置推定結果に基づき、前記物体と前記車両の位置関係を示した画像を表示装置に表示させる表示制御部をさらに備え、
前記記憶部には、前記点群地図の成立性に関する成立性情報が前記点群地図の部分ごとにさらに格納され、
前記表示制御部は、前記成立性情報に基づき前記点群地図の成立性に応じて前記画像の表示形態を変化させる情報処理装置。

【請求項6】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の情報処理装置において、
前記位置推定部が推定した前記車両の位置に基づき前記車両を移動させる車両制御部をさらに備え、
前記記憶部には、前記点群地図の成立性に関する成立性情報が前記点群地図の部分ごとにさらに格納され、
前記車両制御部は、前記成立性情報に基づき前記車両の移動範囲を制限する情報処理装置。

【請求項7】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の情報処理装置において、
前記位置推定部が推定した前記車両の位置に基づき、駐車場内の所定の駐車位置に前記車両を移動させる車両制御部をさらに備え、
前記点群地図における前記複数の点は、前記駐車場の構成物をそれぞれ表しており、
前記車両制御部は、前記駐車場の緯度および経度と前記車両の位置との差が所定の第１距離未満であり、かつ、前記点群地図における前記駐車位置と前記位置推定部が推定した前記車両の位置との差が所定の第２距離未満である場合に、前記駐車位置に前記車両を移動させる情報処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、情報処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車の周囲をカメラや各種レーダなどの外界センサでセンシングし、センシング結果に基づいて運転手の操作なしで車両を自律的に走行させる自動運転技術が進展している。こうした自動運転の一形態として、自動駐車がある。自動駐車では、駐車場に限定した自動運転を行うことで、車両を所望の駐車区画に自動的に駐車させる。

【0003】

自動駐車を実現するためには、駐車場内での車両の位置を正確に推定する必要がある。これに関して、下記特許文献１の技術が知られている。特許文献１には、ロボットが移動する空間の地図データを取得し、シミュレーションにより、地図データの領域毎にロボットの自己位置推定の容易性を示す自己位置推定容易性パラメータを算出し、自己位置推定容易性パラメータに関する情報をロボットの自律走行の前にユーザに提示する第１の処理と、自己位置推定容易性パラメータに基づいてロボットに自己の位置を推定させる第２の処理のうち少なくとも一方の処理を実行する、ロボットの自己位置推定方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１４１６６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の技術では、取得した地図データが十分でない場合には、自己位置を正確に推定することが困難であるという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による情報処理装置は、車両に搭載されるものであって、前記車両の周囲に存在する物体を検出するセンサからの情報に基づき、前記物体をそれぞれ表す複数の点に関する点群データを取得する点群データ取得部と、前記車両の移動量を推定する移動量推定部と、前記車両の走行経路上の地点を第１基準位置として、該第１基準位置に対する前記複数の点の相対位置を、緯度及び経度を含む位置情報と対応付けて記録された点群地図として格納する記憶部と、前記点群地図、前記点群データおよび前記移動量に基づき、前記車両の位置を推定する位置推定部と、を備え、前記位置推定部は、前記点群データおよび前記移動量に基づき、前記第１基準位置の地点と異なる前記車両の走行経路上の地点を第２基準位置とする局所周辺情報を生成し、前記点群地図および前記局所周辺情報に基づき、前記第１基準位置と前記第２基準位置の関係を表す関係式を算出し、前記関係式を用いて前記車両の位置を推定する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、車両の位置を正確に推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る情報処理装置を含む自動駐車システムの構成図

【図2】記憶部に格納される点群地図の一例を示す図

【図3】車載処理装置がもつ動作モードとその遷移条件を説明する図

【図4】地図記憶モードにおいて車載処理装置が実行する処理を表すフローチャート

【図5】位置推定モードにおいて車載処理装置が実行する処理を表すフローチャート

【図6】自己位置推定の処理を表すフローチャート

【図7】局所周辺情報の選定処理を表すフローチャート

【図8】マッチング処理を表すフローチャート

【図9】自動駐車モードの処理を表すフローチャート

【図10】（ａ）は駐車場の一例を示す平面図、（ｂ）は点群データが表すランドマークの各点を可視化した図

【図11】（ａ）は駐車場データを表す図、（ｂ）は点群データを表す図

【図12】（ａ）は駐車場において車両が駐車領域に接近したときの現在位置を示す図、（ｂ）は位置推定モードで取得した局所周辺情報を局所座標系から駐車場座標系に変換したデータの例を示す図

【図13】（ａ）は駐車場において車両が駐車領域に向かって走行しているときの現在位置を示す図、（ｂ）は車両の前方領域の駐車枠線をランドマーク測位して得られた局所周辺情報の各点の座標値を局所座標系から駐車場座標系に変換したデータの例を示す図、（ｃ）は車両１の駐車場座標系における位置の推定結果が誤差を含んでいた場合における、点群地図と局所周辺情報との対比例を示す図

【図14】局所周辺情報を駐車枠の幅の整数倍ずつ移動させた場合の点群地図との関係の例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態に係る情報処理装置を説明する。

【0010】

図１は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置を含む自動駐車システム１００の構成図である。自動駐車システム１００は、車両１に搭載される。自動駐車システム１００は、外界センサ群１０２、カーナビゲーションシステム１０７、車速センサ１０８、舵角センサ１０９、入力装置１１０、表示装置１１１、通信装置１１４、車載処理装置１２０、車両制御装置１３０、操舵装置１３１、駆動装置１３２、制動装置１３３、センサ誤差データベース１５０、および環境データベース１５１を備える。外界センサ群１０２、カーナビゲーションシステム１０７、車速センサ１０８、舵角センサ１０９、入力装置１１０、表示装置１１１、通信装置１１４、車両制御装置１３０、センサ誤差データベース１５０、および環境データベース１５１の各装置は、車載処理装置１２０と信号線で接続され、車載処理装置１２０との間で各種信号や各種データを授受する。

【0011】

外界センサ群１０２は、車両１の周囲に存在する物体を検出し、その検出情報を車載処理装置１２０に出力する。外界センサ群１０２は、車両１の周囲を撮影するカメラ１０２Ａと、超音波を用いて車両１の周囲の物体を観測するソナー１０２Ｂと、電波や赤外線を用いて車両１の周囲の物体を観測するレーダ１０２Ｃとを含む。なお、これら全てのセンサを外界センサ群１０２に含める必要はなく、また他のセンサを外界センサ群１０２に含めてもよい。車両１の周囲に存在する物体を検出できるものであれば、任意のセンサを外界センサ群１０２として使用することができる。

【0012】

カーナビゲーションシステム１０７は、ＧＰＳ受信機１０７Ａと、記憶部１０７Ｂとを有する。ＧＰＳ受信機１０７Ａは、衛星航法システムを構成する複数の衛星から信号を受信する。記憶部１０７Ｂは、不揮発性の記憶装置であり、道路地図１０７Ｃを記憶する。道路地図１０７Ｃは、道路接続構造に関する情報と、道路位置に対応する緯度経度情報とを含む。

【0013】

カーナビゲーションシステム１０７は、ＧＰＳ受信機１０７Ａが受信した信号に含まれる情報に基づき、地球上でのカーナビゲーションシステム１０７の位置、すなわち車両１の位置を表す緯度および経度を算出する。このとき、必要に応じて道路地図１０７Ｃを参照することで、車両１の位置に対応する道路を特定すると共に、その道路に合わせて車両１の位置を補正する。なお、カーナビゲーションシステム１０７により算出される緯度および経度の精度は高精度でなくてもよく、たとえば数ｍ～１０ｍ程度の誤差が含まれてもよい。カーナビゲーションシステム１０７は、算出した緯度および経度の情報を車載処理装置１２０に出力する。

【0014】

車速センサ１０８と舵角センサ１０９は、車両１の車速と舵角をそれぞれ測定し、車載処理装置１２０に出力する。車載処理装置１２０は、車速センサ１０８および舵角センサ１０９の出力を用いた公知のデッドレコニング技術により、車両１の移動量および移動方向を算出することができる。

【0015】

入力装置１１０は、ユーザが車載処理装置１２０に対して行う動作指令の入力を受け付け、その入力内容に応じた動作指令信号を車載処理装置１２０に出力する。入力装置１１０は、たとえば応答ボタン１１０Ａと、自動駐車ボタン１１０Ｂとを含む。これらのボタンの詳細については後述する。表示装置１１１は、たとえば液晶ディスプレイであり、車載処理装置１２０から出力される画像が表示される。なお、入力装置１１０と表示装置１１１とを一体化し、たとえばタッチ操作に対応するタッチパネル式のディスプレイとしてこれらを構成してもよい。この場合は、ディスプレイに表示された画像に応じてユーザがディスプレイ上の所定の領域をタッチすることにより、応答ボタン１１０Ａや自動駐車ボタン１１０Ｂが押されたと判断することができる。

【0016】

通信装置１１４は、車両１の外部の機器と車載処理装置１２０とが無線で情報を授受するために用いられる。たとえば、ユーザが車両１の外にいるときに、車載処理装置１２０は通信装置１１４を用いてユーザが身に着けている携帯端末と通信を行い、情報を授受する。なお、通信装置１１４が通信を行う対象はユーザの携帯端末に限定されず、無線通信可能な任意の機器との間で通信を行うことができる。

【0017】

車両制御装置１３０は、車載処理装置１２０からの車両制御指令に基づき、操舵装置１３１、駆動装置１３２、および制動装置１３３を制御する。操舵装置１３１は、車両１のステアリングを操作する。駆動装置１３２は、車両１に駆動力を与える。駆動装置１３２はたとえば、車両１が備えるエンジンの目標回転数を増加させることにより車両１の駆動力を増加させる。制動装置１３３は、車両１に制動力を与える。自動駐車システム１００では、車載処理装置１２０からの車両制御指令に応じて車両制御装置１３０がこれらの制御を行うことにより、ユーザの運転操作なしで車両１を自動的に移動させ、任意の駐車位置に駐車させることができる。

【0018】

車載処理装置１２０は、演算部１２１と、ＲＡＭ１２２と、ＲＯＭ１２３と、記憶部１２４と、インタフェース１２５とを備える。演算部１２１は、たとえばＣＰＵであり、プログラムを実行して各種演算処理を行う。なお、ＦＰＧＡなど他の演算処理装置を用いて演算部１２１の全部または一部の機能を実現するように構成してもよい。ＲＡＭ１２２は読み書き可能な記憶領域であり、車載処理装置１２０の主記憶装置として動作する。ＲＯＭ１２３は読み取り専用の記憶領域であり、演算部１２１で実行されるプログラムが格納される。このプログラムは、ＲＡＭ１２２に展開されて演算部１２１により実行される。演算部１２１は、ＲＡＭ１２２に展開されたプログラムを読み込んで実行することにより、点群データ取得部１２１Ａ、点群データ検証部１２１Ｂ、点群地図生成部１２１Ｃ、絶対位置取得部１２１Ｄ、移動量推定部１２１Ｅ、位置推定部１２１Ｆ、表示制御部１２１Ｇ、車両制御部１２１Ｈ、およびモード切り替え部１２１Ｉの各機能ブロックとして動作する。また、演算部１２１が実行するプログラムにより、点群データ１２２Ａ、局所周辺情報１２２Ｂおよびアウトライアリスト１２２Ｃの各情報が生成されてＲＡＭ１２２に一時的に記憶される。なお、これらの機能ブロックおよび情報の詳細については後述する。

【0019】

記憶部１２４は不揮発性の記憶装置であり、車載処理装置１２０の補助記憶装置として動作する。記憶部１２４には、点群地図１２４Ａが格納される。点群地図１２４Ａとは、車両１が過去に走行した場所において車両１の周囲の存在していた物体をそれぞれ表す複数の点の座標値が、その場所の位置情報と対応付けて記録された情報である。自動駐車システム１００で用いられる本実施形態の車載処理装置１２０では、各地の駐車場に関する駐車場データが点群地図１２４Ａとして記憶部１２４に格納される。駐車場データとは、駐車場ごとの位置情報を表す緯度・経度と、その駐車場における駐車領域を示す座標値と、その駐車場に存在するランドマークを構成する複数の点の座標値との集合である。なお、点群地図１２４Ａにおける駐車場データの具体的な構成やランドマークについては後述する。

【0020】

インタフェース１２５は、車載処理装置１２０と自動駐車システム１００を構成する他の機器との間で入出力される情報のインタフェース処理を行う。

【0021】

センサ誤差データベース１５０には、車速センサ１０８や舵角センサ１０９の誤差情報が格納される。環境データベース１５１には、車両制御装置１３０が行う車両１の制御に対する許容精度の情報が格納される。これらの情報では、予め測定または計算された値が用いられる。車載処理装置１２０は、これらのデータベースの情報を用いて、点群地図１２４Ａの成立性に関する検証を行うことができる。なお、この点については後述する。

【0022】

（ランドマーク測位）
次に、ランドマークについて説明する。ランドマークとは、車両１の周囲に存在して外界センサ群１０２により識別可能な特徴を有する物体であり、たとえば路面ペイントの一種である駐車枠線や、車両１の走行の妨げとなる障害物である建物の壁などである。なお、本実施の形態では、移動体である車両や人間はランドマークに含めない。車載処理装置１２０は、外界センサ群１０２から入力される検出情報に基づき、車両１の周囲に存在するランドマーク、すなわち外界センサ群１０２により識別可能な特徴を有する点を検出する。以下では、外界センサ群１０２から入力される検出情報に基づいて行われるランドマークの検出を「ランドマーク測位」と呼ぶ。

【0023】

カメラ１０２Ａは、車両１の周囲を撮影して得られた画像（以下、撮影画像）を車載処理装置１２０に出力する。車載処理装置１２０は、カメラ１０２Ａの撮影画像を用いてランドマーク測位を行う。なお、カメラ１０２Ａの焦点距離や撮像素子サイズなどの内部パラメータ、および車両１へのカメラ１０２Ａの取り付け位置や取り付け姿勢である外部パラメータは既知であり、ＲＯＭ１２３にあらかじめ保存されている。車載処理装置１２０は、ＲＯＭ１２３に格納された内部パラメータおよび外部パラメータを用いて、被写体とカメラ１０２Ａとの位置関係を算出し、ランドマーク測位を行うことができる。

【0024】

ソナー１０２Ｂおよびレーダ１０２Ｃは、それぞれ特定波長の音波や電波を放射し、車両１の周囲の物体に反射して戻ってくる反射波を受信するまでの時間を計測することで、物体の位置を観測する。そして、得られた物体の位置を車載処理装置１２０に出力する。車載処理装置１２０は、ソナー１０２Ｂやレーダ１０２Ｃから入力される物体の位置を取得することで、ランドマーク測位を行うことができる。

【0025】

なお、カメラ１０２Ａを用いてランドマーク測位を行う際に、車載処理装置１２０は、カメラ１０２Ａの撮影画像を対象に、以下のように画像認識プログラムを動作させることで駐車枠などの路面ペイントなどを検出してもよい。駐車枠の検出は、まず入力画像からソーベルフィルタなどでエッジを抽出する。次に、たとえば白から黒への変化であるエッジの立ち上がりと、黒から白への変化であるエッジの立ち下がりのペアを抽出する。そしてこのペアの間隔が、あらかじめ定めた第１の所定の距離、すなわち駐車枠を構成する白線の太さと略一致すると、このペアを駐車枠の候補とする。同様の処理により駐車枠の候補を複数検出し、駐車枠の候補同士の間隔があらかじめ定めた第２の所定の距離、すなわち駐車枠の白線の間隔と略一致すると、それらを駐車枠として検出する。駐車枠以外の路面ペイントは以下の処理を実行する画像認識プログラムで検出される。まず入力された撮影画像からソーベルフィルタなどでエッジを抽出する。エッジ強度があらかじめ定めた一定の値よりも大きく、エッジ同士の間隔が白線の幅に相当するあらかじめ定めた距離である画素を探索することにより検出できる。

【0026】

また、カメラ１０２Ａを用いてランドマーク測位を行う際に、車載処理装置１２０は、たとえば既知のテンプレートマッチングにより他の車両や人間を検出し、測定結果から除外することが好ましい。さらに、以下のようにして検出した移動体を測定結果から除外してもよい。すなわち車載処理装置１２０は、内部パラメータおよび外部パラメータを用いて撮影画像における被写体とカメラ１０２Ａとの位置関係を算出する。次に車載処理装置１２０は、カメラ１０２Ａが連続して取得した撮影画像において被写体を追跡することで車両１と被写体の相対的な速度を算出する。最後に車載処理装置１２０は、車速センサ１０８および舵角センサ１０９の出力を用いて車両１の速度を算出し、被写体との相対的な速度と一致しなければ被写体が移動体であると判断し、この移動体に関する情報を測定結果から除外する。なお、ソナー１０２Ｂやレーダ１０２Ｃを用いたランドマーク測位でも同様に、移動体を判断して測定結果から除外してもよい。

【0027】

（点群地図１２４Ａ）
次に、記憶部１２４に格納される点群地図１２４Ａの詳細について説明する。図２は、記憶部１２４に格納される点群地図１２４Ａの一例を示す図である。図２では、点群地図１２４Ａとして、２つの駐車場データが格納されている例を示している。

【0028】

点群地図１２４Ａにおける駐車場データのそれぞれは、駐車領域の各頂点の座標値と、ランドマークを表す各点の二次元平面上の座標値と、記憶時に走行した経路を表す各点の座標値とを含んで構成される。これらの各点の座標値には、対応する緯度経度と種別がそれぞれ組み合わせて記録される。種別にはたとえば、各点が表すランドマークの種類などが記録される。なお、点群地図１２４Ａにおける駐車場データは、二次元平面上の座標値に限らず、高度であるｚ座標を含めた３次元空間座標の座標値であっても良い。

【0029】

なお、点群地図１２４Ａにおいて駐車場データの各座標値は、その駐車場データに固有の座標系における座標値を表すものである。以下では、駐車場データの各座標値を表す座標系を「駐車場座標系」と呼ぶ。一方、各座標値に対応付けて記録される緯度経度は、地球上での絶対位置を表すものである。そのため以下では、緯度経度を表す座標系を「絶対座標系」と呼ぶ。

【0030】

駐車場座標系は、駐車場内の所定地点を基準に設定される。たとえば、点群地図１２４Ａにおいて当該駐車場データの記録を開始したときの車両１の位置が駐車場座標系の原点に、車両１の進行方向が駐車場座標系のＹ軸に、車両１の右方向が駐車場座標系のＸ軸にそれぞれ設定される。すなわち、点群地図１２４Ａでは、車両１が過去に走行した走行経路上の地点を基準位置（第１基準位置）として、この第１基準位置に対する各点の相対位置が、絶対座標系により表された緯度経度を含む位置情報と対応付けで記録されている。

【0031】

駐車領域の座標値は、たとえば駐車領域を矩形とした場合に、その矩形領域の４つの頂点の座標値として記録される。ただし、駐車領域は矩形に限定されず、矩形以外の多角形や楕円形状でもよい。また、図２の例では２つの駐車場データに駐車領域の座標値がそれぞれ一組ずつ記録されているが、駐車場データごとに複数組の駐車領域の座標値を記録してもよい。このようにすれば、複数の駐車領域が存在する駐車場について、それぞれの駐車領域の位置を駐車データにおいて表すことができる。

【0032】

（アウトライアリスト１２２Ｃ）
次に、ＲＡＭ１２２に記憶されるアウトライアリスト１２２Ｃについて説明する。車載処理装置１２０は、後で詳しく説明するように、点群地図１２４Ａと局所周辺情報１２２Ｂを用いて、駐車場座標系における車両１の位置推定を行う。アウトライアリスト１２２Ｃには、この車両１の位置推定において処理対象外とする局所周辺情報１２２Ｂの情報が格納される。なお、アウトライアリスト１２２Ｃは、車両１の位置推定を行っているときには、後述するように車載処理装置１２０により適宜更新される。

【0033】

（局所周辺情報１２２Ｂ）
次に、ＲＡＭ１２２に記憶される局所周辺情報１２２Ｂについて説明する。上記のように局所周辺情報１２２Ｂは、駐車場座標系における車両１の位置推定を行う際に利用される。局所周辺情報１２２Ｂには、車載処理装置１２０が後述する位置推定モードにおいて検出したランドマークを構成する各点の座標値が格納される。この座標値は、局所周辺情報１２２Ｂの記録を開始した際の車両１の位置および姿勢を基準に設定される固有の座標系に従って設定される。以下では、局所周辺情報１２２Ｂの各座標値を表す座標系を「局所座標系」と呼ぶ。たとえば、局所周辺情報１２２Ｂの記録開始時の車両１の位置が局所座標系の原点に、車両１の進行方向が局所座標系のＹ軸に、車両１の右方向が局所座標系のＸ軸にそれぞれ設定される。すなわち、局所周辺情報１２２Ｂでは、車両１が走行した走行経路上の地点であって前述の点群地図１２４Ａとは異なる地点を基準位置（第２基準位置）として、この第２基準位置に対する各点の相対位置が示されている。

【0034】

（車載処理装置１２０の動作概要）
次に、車載処理装置１２０の動作概要を説明する。図３は、車載処理装置１２０がもつ動作モードとその遷移条件を説明する図である。車載処理装置１２０は、図３に示す５つの動作モード、すなわち通常走行モードと、地図記憶モードと、位置推定モードと、自動駐車モードと、ギブアップモードとを有する。そして、モード切り替え部１２１Ｉにより、状況に応じてこれらの動作モードを切り替える。

【0035】

車載処理装置１２０は、通常走行モードから開始する。通常走行モードでは、ユーザにより車両１が運転される。この際、車載処理装置１２０は、点群地図１２４Ａの生成や、点群地図１２４Ａ上での自車位置推定は実施せず、モードの遷移条件の監視のみを行う。通常走行モードでは、カーナビゲーションシステム１０７から取得する車両１の位置（以下「ナビ自己位置」と呼ぶ）と、点群地図１２４Ａとに基づき、モードの遷移条件の監視を行う。具体的には、ユーザが予め登録した車両１を駐車させる駐車場（登録駐車場）の緯度経度と、ナビ自己位置の緯度経度とを比較する。その結果、登録駐車場から一定範囲以内、たとえば１００ｍ以内に車両１が近づいている場合は、モードの遷移条件を満たしたと判断し、通常走行モードからモード遷移する。このとき、車両１が現在走行している走行地点付近の駐車場データが点群地図１２４Ａにおいて存在しない場合は地図記憶モードに遷移し、存在する場合は位置推定モードに遷移する。

【0036】

なお、走行地点付近の駐車場データが点群地図１２４Ａにおいて存在するか否かは、点群地図１２４Ａの各駐車場データに含まれるランドマークの座標値に対応する緯度・経度情報から判定することができる。すなわち、ナビ自己位置の緯度経度と、点群地図１２４Ａにおける各駐車場データのランドマークの緯度経度情報とを比較し、これらの差分から走行地点とランドマーク間の距離を算出する。その結果、算出された距離があらかじめ定められた一定範囲以内、たとえば１０ｍ以内のランドマークがある場合は、走行地点付近の駐車場データが存在すると判断し、ない場合は走行地点付近の駐車場データが存在しないと判断する。

【0037】

地図記憶モードでは、ユーザにより車両１が運転される。この際、車載処理装置１２０は、車両１が備える外界センサ群１０２から取得した車両１の周囲の検出情報に基づいてランドマーク測位を行い、駐車場データの元になる点群データ、すなわち登録駐車場に存在する白線や障害物、駐車位置、走行経路などを表す複数の点の情報を収集する。車載処理装置１２０は、収集した点群データを用いて駐車場データを作成し、点群地図１２４Ａの一部として記憶部１２４に格納する。

【0038】

なお、車載処理装置１２０は、通常走行モードと同様に、地図記憶モードの実行中にも、登録駐車場の緯度経度と、ナビ自己位置の緯度経度とを比較する。その結果、登録駐車場から一定範囲外、たとえば１００ｍ以上に車両１が離れた場合は、通常走行モードに遷移する。また、地図記憶モードの実行中に車両１が駐車場データの存在する地域に進入した場合は、位置推定モードに遷移する。このとき、車両１が駐車場データの存在する地域に進入したか否かは、通常走行モードにおける走行地点付近の駐車場データの有無と同様の方法で判断できる。すなわち、ナビ自己位置の緯度経度と、点群地図１２４Ａにおける各駐車場データのランドマークの緯度経度情報とを比較し、これらの差分から走行地点とランドマーク間の距離を算出する。その結果、算出された距離があらかじめ定められた一定範囲以内、たとえば１０ｍ以内のランドマークがある場合は、車両１が駐車場データの存在する地域に進入したと判断し、ない場合は進入していないと判断する。

【0039】

位置推定モードでは、ユーザにより車両１が運転される。この際、車載処理装置１２０は、車両１が備える外界センサ群１０２から取得した車両１の周囲の検出情報と、点群地図１２４Ａの情報とを照合し、駐車場座標系における車両１の位置を推定する。すなわち車載処理装置１２０は、外界センサ群１０２からの検出情報に基づいて、車両１の周囲に存在する登録駐車場内の白線や障害物を検出し、これらの位置を点群地図１２４Ａが表す駐車場データの各ランドマークの座標値と照合することにより、駐車場座標系における車両１の現在位置を推定する。

【0040】

なお、車載処理装置１２０は、通常走行モードや地図記憶モードと同様に、位置推定モードの実行中にも、登録駐車場の緯度経度と、ナビ自己位置の緯度経度とを比較する。その結果、登録駐車場から一定範囲外、たとえば１００ｍ以上に車両１が離れた場合は、通常走行モードに遷移する。また、位置推定モードの実行中に車両１が駐車場データの存在しない地域に進入した場合は、地図記憶モードに遷移する。このとき、車両１が駐車場データの存在しない地域に進入したか否かは、地図記憶モードから位置推定モードへの遷移条件と反対の方法で判断できる。すなわち、ナビ自己位置の緯度経度と、点群地図１２４Ａにおける各駐車場データのランドマークの緯度経度情報とを比較し、これらの差分から走行地点とランドマーク間の距離を算出する。その結果、算出された距離があらかじめ定められた一定範囲内、たとえば１０ｍ以上のランドマークがない場合は、車両１が駐車場データの存在しない地域に進入したと判断し、ある場合は進入していないと判断する。さらに、位置推定モードの実行中に車両１が駐車位置に近づき、ユーザがデッドマンスイッチである自動駐車ボタン１１０Ｂを押下し続けて自動駐車の実行を指示した場合は、自動駐車モードに遷移する。また、位置推定が成功せずに駐車場座標系における車両１の位置をロストした状態が続いた場合は、ギブアップモードに遷移する。

【0041】

自動駐車モードでは、車載処理装置１２０により車両１の走行が制御され、ユーザの運転操作なしで車両１が登録駐車場内を自動的に移動する。この際、車載処理装置１２０は、位置推定モードで得られた駐車場座標系での車両１の位置に基づき、ユーザに指定された駐車位置まで車両１を移動して駐車させる。なお、車載処理装置１２０は、自動駐車モードにおいても、位置推定モードに引き続き、駐車場座標系における車両１の位置を推定する。すなわち、外界センサ群１０２からの検出情報に基づいて、車両１の周囲に存在する登録駐車場内の白線や障害物を検出し、これらの位置を点群地図１２４Ａと照合することにより、駐車場座標系における車両１の現在位置を推定する。

【0042】

自動駐車モードの実行中にユーザが自動駐車ボタン１１０Ｂを離した場合は、車両１の走行制御を停止して位置推定モードに遷移する。また、ユーザが自動駐車ボタン１１０Ｂを押下している状態で、位置推定が成功せずに駐車場座標系における車両１の位置をロストした場合には、ギブアップモードに遷移する。

【0043】

ギブアップモードでは、車載処理装置１２０は、ユーザに表示装置１１１を介して自動駐車できない旨を提示する。本モード中に車載処理装置１２０は、点群地図１２４Ａの記憶、駐車場座標系における車両１の位置推定、自動駐車制御の一切を実施しない。ギブアップモード中にユーザが車両１の駐車を完了するか、車両１が登録駐車場から所定距離以上離れた場合には、通常走行モードに遷移する。

【0044】

車載処理装置１２０は、以上のようにして各動作モードを実行する。以下では、地図記憶モード、位置推定モード、自動駐車モードについて、順に詳しく説明する。

【0045】

（地図記憶モード）
前述のように、車両１が登録駐車場を中心とする所定範囲内に入り、かつ点群地図１２４Ａにおいて走行地点付近の駐車場データが記録されていない場合に、車載処理装置１２０は地図記憶モードで動作する。地図記憶モードで動作している間、車載処理装置１２０は、表示装置１１１の画面に地図記憶モードで動作している旨を表示すると共に、ランドマーク測位を行って点群データ１２２Ａを収集する。

【0046】

地図記憶モードでは、ユーザが車両１を駐車位置まで移動させた後に停車し、パーキングブレーキを作動させたことをトリガーとして、点群データ検証部１２１Ｂが動作する。点群データ検証部１２１Ｂは、地図記憶モードにおいて収集した点群データ１２２Ａが点群地図１２４Ａとして成立するか否か、すなわち位置推定モードや自動駐車モードにおいて車両１の位置推定に使えるか否かを検証する。その目的は、収集した点群データ１２２Ａが位置推定に使えないものであれば、これを用いて作成した点群地図１２４Ａを使っても位置推定ができずに自動駐車に失敗しまうため、これを事前に防止することにある。

【0047】

点群データ検証部１２１Ｂは、たとえば車両１の走行軌跡上で所定間隔ごとに検証区間を設定し、各検証区間で取得した点群データ１２２Ａが位置推定に利用できるか否かを、局所的成立性および自律航法性という２つの検証要素を基準に検証することができる。前者の検証要素である局所的成立性は、たとえば点群データ１２２Ａにおける複数の点の分布状態から判断できる。具体的には、たとえば検証区間内で取得された点群データ１２２Ａの密度があらかじめ定めた所定の値以上であり、かつ、同一の分布パターンがない場合は、局所的成立性を満たすと判断する。一方、後者の検証要素である自律航法性は、たとえば車両１の移動量の推定誤差や車両１の制御に対する許容精度から判断できる。具体的には、たとえば車速センサ１０８や舵角センサ１０９を用いた公知のデッドレコニング技術における車両１の位置推定誤差をセンサ誤差データベース１５０から取得すると共に、駐車場内の通路幅や駐車領域の大きさごとにあらかじめ定められた車両１の制御に対する位置の許容精度を環境データベース１５１から取得する。そして、取得したこれらの情報を元に、車両１が自律航法で走行可能な走行距離を求めることで、自律航法性を満たすか否かを判断する。

【0048】

なお、上記２つの検証要素の両方を満たさない場合でも、収集した点群データ１２２Ａを位置推定に利用できると判断してもよい。たとえば、局所的成立性が成り立たない検証区間であっても、自律航法による位置推定誤差が十分に小さく許容精度内であれば、その検証区間において取得した点群データ１２２Ａを位置推定に利用でき、点群地図１２４Ａとして成立するという判断を下す。この場合、局所的成立性が成り立たず、かつ自律航法による位置推定誤差が許容精度を上回った場合に、点群データ１２２Ａは位置推定に利用できないと判断する。

【0049】

点群データ検証部１２１Ｂにより点群データ１２２Ａが位置推定に利用できると判断された場合、車載処理装置１２０は、表示装置１１１に所定のメッセージや画像を表示して、今回取得した点群データ１２２Ａを点群地図１２４Ａに記録するか否かをユーザに問い合わせる。この問い合わせに対してユーザが応答ボタン１１０Ａを押下した場合、車載処理装置１２０は点群地図生成部１２１Ｃにより、取得した点群データ１２２Ａを用いて点群地図１２４Ａを構成する駐車場データを作成し、記憶部１２４に記録して地図記憶モードを終了する。一方、点群データ検証部１２１Ｂにより点群データ１２２Ａが位置推定に利用できないと判断された場合、車載処理装置１２０は、今回取得した点群データ１２２Ａでは点群地図１２４Ａとして必要な情報が不足している旨を表示装置１１１に表示する。そして、ユーザが応答ボタン１１０Ａを押下すると、位置推定に利用できると判断された場合と同様に、取得した点群データ１２２Ａを用いて点群地図１２４Ａを構成する駐車場データを作成し、記憶部１２４に記録して地図記憶モードを終了する。このとき、同じ経路を再度走行して必要な点群データ１２２Ａを取得するようユーザに促すメッセージを表示してもよい。あるいは、駐車場データを作成せずに地図記憶モードを終了してもよい。この場合、点群地図１２４Ａは更新されない。

【0050】

車載処理装置１２０による地図記憶モードの動作は、ランドマークを構成する点群データ１２２Ａの抽出と、抽出した点群データ１２２Ａに基づく点群地図１２４Ａの記録との２つに分けられる。まず、車載処理装置１２０による点群データ１２２Ａの抽出処理を以下に説明する。

【0051】

車載処理装置１２０は、地図記憶モードに遷移すると、ＲＡＭ１２２に一時的な記録領域を確保する。そして車載処理装置１２０は、地図記憶モードが終了するか他のモードに遷移するまで以下の処理を繰り返す。すなわち車載処理装置１２０は、ランドマーク測位により外界センサ群１０２から取得した検出情報、具体的にはカメラ１０２Ａの撮影画像や、ソナー１０２Ｂ、レーダ１０２Ｃによる観測情報に基づき、ランドマークを表す複数の点に関する点群データ１２２Ａを抽出する。また車載処理装置１２０は、車速センサ１０８および舵角センサ１０９の出力に基づき、カメラ１０２Ａが前回撮影してから今回撮影するまでに車両１が移動した移動量および移動方向を算出する。そして車載処理装置１２０は、車両１との位置関係と、車両１の移動量や移動方向とに基づき、抽出した点群データ１２２Ａに含まれる各点の座標値を求めて、ＲＡＭ１２２に記録する。さらに車載処理装置１２０は、カーナビゲーションシステム１０７が出力する緯度経度から各点の緯度経度を算出して記録する。車載処理装置１２０は、地図記憶モードにおいてこの処理を繰り返す。

【0052】

上記の処理において、点群データ１２２Ａの各点の座標値は、点群データ１２２Ａの記録を開始した時点の車両１の位置を基準に設定された座標系における座標値として記録される。以下では、この座標系を「記録座標系」と呼ぶ。たとえば、点群データ１２２Ａの記録を開始した際の車両１の位置が記録座標系の原点に、車両１の進行方向（姿勢）が記録座標系のＹ軸に、車両１の右方向が記録座標系のＸ軸にそれぞれ設定される。そのため、同一の駐車場において記録された点群データ１２２Ａであっても、記録を開始した際の車両１の位置や姿勢が異なれば設定される記録座標系も異なるため、同じランドマークを表す点の座標値は必ずしも一定ではない。

【0053】

次に、車載処理装置１２０による点群データ１２２Ａに基づく点群地図１２４Ａの記録処理を以下に説明する。

【0054】

車載処理装置１２０は、車両１の駐車が完了した後にユーザが応答ボタン１１０Ａを押下して点群地図１２４Ａの記録を承認すると、車両１の現在位置から駐車領域の座標値を求めてＲＡＭ１２２に記録する。駐車領域の座標値は、たとえば車両１を矩形に近似した際の四隅の座標値として記録される。なお、車両１と駐車領域の大きさの差を考慮して、駐車領域の座標値を決定してもよい。次に車載処理装置１２０は、以下のようにして点群データ１２２Ａに基づく点群地図１２４Ａの記録処理を行う。

【0055】

車載処理装置１２０は、駐車完了時の車両１の現在位置すなわち駐車位置の緯度経度について、すでに点群地図１２４Ａに記録されている駐車場データにおけるいずれかの駐車領域の緯度経度との差が所定範囲内であるか否かを判断する。その結果、駐車位置との緯度経度の差が所定範囲内である駐車領域を含む駐車場データが存在しない場合には、車載処理装置１２０は、ＲＡＭ１２２に保存した点群データ１２２Ａを新たな駐車場データとして点群地図１２４Ａに記録する。一方、駐車位置との緯度経度の差が所定範囲内である駐車領域を含む駐車場データが存在する場合には、車載処理装置１２０は、ＲＡＭ１２２に保存した点群データ１２２Ａの情報をその駐車場データに同じ駐車場のデータとしてマージするか否かを判断する。この判断のために、車載処理装置１２０はまず、駐車場データに含まれる駐車領域の位置と、ＲＡＭ１２２に記録した点群データ１２２Ａの駐車位置とが一致するように、点群データ１２２Ａの座標変換を行う。次に、座標変換後の点群データ１２２Ａと点群地図１２４Ａとの一致度を表す点群一致率を算出する。そして、算出された点群一致率が予め定めた閾値よりも大きければ両者を統合すると判断し、閾値以下であれば統合しないと判断する。なお、これらの処理の具体的な内容については後述する。

【0056】

車載処理装置１２０は、上記判断の結果、統合しないと判断した場合は、ＲＡＭ１２２に保存した点群データ１２２Ａを新たな駐車場データとして点群地図１２４Ａに記録する。一方、統合すると判断した場合は、点群地図１２４Ａの既存の駐車場データに、ＲＡＭ１２２に保存した点群データ１２２Ａの情報を追加する。

【0057】

（地図記憶モードのフローチャート）
図４は、地図記憶モードにおいて車載処理装置１２０が実行する処理を表すフローチャートである。なお、以下に説明する各ステップの実行主体は、車載処理装置１２０の演算部１２１である。演算部１２１は、図４に示す処理を行う場合に、点群データ取得部１２１Ａ、点群データ検証部１２１Ｂ、点群地図生成部１２１Ｃ、絶対位置取得部１２１Ｄ、移動量推定部１２１Ｅ、および表示制御部１２１Ｇとして機能する。

【0058】

ステップＳ５０１では、演算部１２１は、地図記憶モードに入ったか否かを判断する。地図記憶モードに入ったと判断する場合はＳ５０２に進み、地図記憶モードに入っていない場合はステップＳ５０１に留まる。

【0059】

ステップＳ５０２では、演算部１２１は、初期化処理を行う。ここでは、ＲＡＭ１２２に新たな記憶領域を確保する。この記憶領域には、以降の処理において、ランドマーク測位で抽出した点群データ１２２Ａと車両１の位置が前述の記録座標系の座標値で記録される。

【0060】

ステップＳ５０３では、演算部１２１は、点群データ取得部１２１Ａにより、外界センサ群１０２から取得した情報を用いて前述のランドマーク測位を行う。すなわち、カメラ１０２Ａの撮影画像や、ソナー１０２Ｂまたはレーダ１０２Ｃの観測情報を用いて、車両１の周囲に存在する駐車場内のランドマークを表す複数の点の観測値を取得し、点群データ１２２ＡとしてＲＡＭ１２２に記録する。なお、この時点で取得される点群データ１２２Ａは、車両１の現在位置に対する相対位置を表す座標値であり、記録座標系の座標値ではない。さらにこのとき、演算部１２１は、車両１の現在位置を求めるＧＰＳ測位を行う。すなわち、カーナビゲーションシステム１０７から出力されたＧＰＳ受信機１０７Ａの受信信号に基づく緯度経度情報を絶対位置取得部１２１Ｄにより取得する。そして、取得した緯度経度情報が表す車両１の現在位置と観測値との紐付けを行うことで、点群データ１２２Ａの各点の絶対座標系における位置を取得する。

【0061】

ステップＳ５０４では、演算部１２１は、移動量推定部１２１Ｅにより、前回のランドマーク測位から今回のランドマーク測位までの間の車両１の移動量を推定し、ＲＡＭ１２２に記録した記録座標系における車両１の現在位置を更新する。ここでは、車両１の移動量を複数の手段により推定可能である。たとえば前述のように、カメラ１０２Ａの撮影画像における路面に存在する被写体の位置の変化から車両１の移動量を推定できる。また、カーナビゲーションシステム１０７において誤差が小さい高精度なＧＰＳ受信機１０７Ａが搭載されている場合には、その出力を利用してもよい。さらに、車速センサ１０８から出力される車速と、舵角センサ１０９から出力される舵角とに基づき、車両１の移動量を推定してもよい。点群地図が二次元平面上の座標値で表現されている場合、推定される移動量は、例えば二次元平面上での移動量Δx,Δy、平面上での車両の方位の変化を表すΔθの３パラメータとなる。点群地図が３次元空間上の座標値で表現されている場合、推定される移動量は、例えば三次元空間上での移動量Δx、Δy、Δz、空間上での車両の方位の変化を表すΔθ、Δφ、Δψの３パラメータとなる。Δθはx軸まわりの回転量、Δφはy軸まわりの回転量、Δψはz軸まわりの回転量に該当する。任意の方法を用いて車両１の移動量を推定し、記録座標系における車両１の現在位置を更新したら、これをＲＡＭ１２２に一時的に記憶し、次にステップＳ５０５に進む。

【0062】

ステップＳ５０５では、演算部１２１は、記録座標系の点群データ１２２ＡをＲＡＭ１２２に一時的に記録する。ここでは、ステップＳ５０４において更新した車両１の現在位置に基づき、ステップＳ５０３のランドマーク測位により取得した点群データ１２２Ａの各点の座標値を記録座標系の座標値に変換する。そして、変換後の座標値を記録座標系の点群データ１２２Ａとして、ＲＡＭ１２２における点群データ１２２Ａを更新する。すなわち、点群データ１２２Ａの記録を開始した時点での車両１の位置および姿勢を基準に、ＲＡＭ１２２に記録されている点群データ１２２Ａの各点の座標値を書き換える。

【0063】

続くステップＳ５０６では、演算部１２１は、車両１の駐車が完了したか否かを判定する。車両１のパーキングブレーキが作動されるまでは、駐車が完了していないと判断してステップＳ５０３に戻り、ランドマーク測位および点群データ１２２Ａの記録を継続する。車両１のパーキングブレーキが作動されると、駐車完了と判断してステップＳ５０７に進む。

【0064】

ステップＳ５０７では、演算部１２１は、点群データ検証部１２１Ｂにより、ステップＳ５０５でＲＡＭ１２２に記録した点群データ１２２Ａの地図成立性を判定する。ここでは前述のような方法により、点群データ１２２Ａの各点について、点群地図１２４Ａの成立性に関する検証を行う。点群データ１２２Ａの地図成立性を判定したら、演算部１２１は、表示制御部１２１Ｇにより、表示装置１１１に判定結果を表示し、点群データ１２２Ａを点群地図１２４Ａに記録するか否かをユーザに問い合わせる。なお、ステップＳ５０７で行った地図成立性の判定結果を示す情報は、後でステップＳ５１４またはＳ５１５において点群データ１２２Ａを点群地図データ１２４Ａに記録する際に、各点の座標値と組み合わせて記録される。

【0065】

ステップＳ５０８では、演算部１２１は、ユーザに点群地図１２４Ａの記憶を承認されたか否かを判定する。ユーザが応答ボタン１１０Ａにより所定の記憶承認操作を行った場合、点群地図１２４Ａの記憶を承認されたと判定してステップＳ５０９に進む。一方、ユーザが記憶承認操作を行わなかった場合は、点群地図１２４Ａの記憶を承認されなかったと判定し、図４のフローチャートを終了する。この場合、ＲＡＭ１２２に記録された点群データ１２２Ａは破棄され、点群地図１２４Ａの記録は行われない。

【0066】

ステップＳ５０９では、演算部１２１は、車両１の駐車位置を求めるＧＰＳ測位を行う。すなわち、カーナビゲーションシステム１０７から出力されたＧＰＳ受信機１０７Ａの受信信号に基づく緯度経度情報を絶対位置取得部１２１Ｄにより取得することで、駐車位置の緯度経度を取得する。そして、取得した緯度経度に基づき、駐車位置に対応する駐車領域の記録座標系での座標値を記録する。すなわち、ステップＳ５０３で最後に取得した車両１の現在位置の緯度経度と、ステップＳ５０９で取得した駐車位置の緯度経度との差分から、駐車位置の記録座標系における座標値を算出し、これに基づいて、駐車位置に対応する駐車領域の４つの頂点の座標値を算出してＲＡＭ１２２に記録する。

【0067】

ステップＳ５１０では、演算部１２１は、ステップＳ５０９で取得した駐車位置に対して、緯度経度の差が所定範囲内の駐車領域を含む駐車場データが点群地図１２４Ａにおいて記録済みであるか否かを判定する。ここでは、既に点群地図１２４Ａに記録されている各駐車場データに含まれる駐車領域の各座標値に対応する緯度経度のうち、駐車位置の緯度経度との差が所定範囲内であるものが存在するか否かを判断する。その結果、駐車位置に対して緯度経度の差が所定範囲内の駐車領域が点群地図１２４Ａに存在する場合はステップＳ５１１に進み、存在しない場合はステップＳ５１５に進む。なお、このとき駐車領域の４つの頂点全てについて駐車位置との緯度経度の差が所定範囲内である場合にのみ、点群地図１２４Ａにおいて駐車位置に対応する駐車場データが記録済みであると判定してもよい。以下では、ステップＳ５１０で駐車位置との緯度経度の差が所定範囲内と判断された駐車領域を含む点群地図１２４Ａの駐車場データを「ターゲット駐車場データ」と呼ぶ。

【0068】

ステップＳ５１１では、演算部１２１は、点群地図生成部１２１Ｃにより、ステップＳ５０５でＲＡＭ１２２に記録した点群データ１２２Ａを記録座標系からターゲット駐車場データの駐車場座標系に座標変換する。ここでは、ターゲット駐車場データにおける駐車領域の緯度経度と、ステップＳ５０９で取得した駐車位置の緯度経度とが一致するように、記録座標系から駐車場座標系への座標変換式を導出する。そしてこの座標変換式を用いて、ＲＡＭ１２２に記録座標系で保存された点群データ１２２Ａにおいてランドマークと車両１の現在位置をそれぞれ構成する各点の座標値を、ターゲット駐車場データの駐車場座標系における座標値に変換する。

【0069】

ステップＳ５１２では、演算部１２１は、ステップＳ５１１で座標変換した点群データ１２２Ａとターゲット駐車場データとの点群一致率ＩＢを算出する。点群一致率ＩＢは、たとえば以下の式（１）により算出される。
ＩＢ＝２＊Ｄｉｎ／（Ｄ１＋Ｄ２） ・・・式（１）

【0070】

ただし式（１）において、「Ｄｉｎ」は、ステップＳ５１１において座標変換した点群データ１２２Ａの各点のうち、ターゲット駐車場データのいずれかの点との距離が所定値以内の点の数である。また式（１）において、「Ｄ１」はＲＡＭ１２２に保存された点群データ１２２Ａにおける点の数であり、「Ｄ２」はターゲット駐車場データの点群データ１２２Ａにおける点の数である。ステップＳ５１２で点群一致率ＩＢを算出したら、次にステップＳ５１３に進む。

【0071】

ステップＳ５１３では、演算部１２１は、ステップ５１２において算出した点群一致率ＩＢが所定の閾値よりも大きいか否かを判断する。その結果、点群一致率ＩＢが閾値よりも大きいと判断する場合はステップＳ５１４に進み、閾値以下であると判断する場合はステップＳ５１５に進む。

【0072】

ステップＳ５１４では、演算部１２１は、点群地図生成部１２１Ｃにより、ステップＳ５１１において座標変換した点群データ１２２Ａとターゲット駐車場データとのマージ処理を行う。ここでは、記憶部１２４に格納された点群地図１２４Ａにおけるターゲット駐車場データに、ステップＳ５１１で座標変換した点群データ１２２Ａを追加することにより、マージ処理を行って新たな点群地図１２４Ａを生成する。ステップ５１４のマージ処理を完了したら、図４のフローチャートを終了する。

【0073】

一方、ステップＳ５１０またはＳ５１３において否定判断された場合に実行されるステップＳ５１５では、演算部１２１は、点群地図生成部１２１Ｃにより、ステップＳ５１１において座標変換した点群データ１２２Ａと、ステップＳ５０９において取得した駐車位置の緯度経度および駐車位置に対応する駐車領域の座標値とを、新たな駐車場データとして点群地図１２４Ａに記録する。ステップ５１５の処理を完了したら、図４のフローチャートを終了する。

【0074】

（位置推定モード）
前述のように、ユーザが車両１を運転して登録駐車場の付近まで移動させ、かつ車両１の周辺の駐車場データが点群地図１２４Ａにおいて記録済みであると判定されると、車載処理装置１２０は位置推定モードに移行する。

【0075】

（位置推定モードのフローチャート）
図５は、位置推定モードにおいて車載処理装置１２０が実行する処理を表すフローチャートである。なお、以下に説明する各ステップの実行主体は、車載処理装置１２０の演算部１２１である。演算部１２１は、図５に示す処理を行う場合に、点群データ取得部１２１Ａ、絶対位置取得部１２１Ｄ、移動量推定部１２１Ｅ、位置推定部１２１Ｆ、および表示制御部１２１Ｇとして機能する。

【0076】

ステップＳ６０１では、演算部１２１は、位置推定モードに入ったか否かを判断する。位置推定モードに入ったと判断する場合はＳ６０２に進み、位置推定モードに入っていない場合はステップＳ６０１に留まる。

【0077】

ステップＳ６０２では、演算部１２１は、車両１の現在位置を求めるＧＰＳ測位を行う。すなわち、カーナビゲーションシステム１０７から出力されたＧＰＳ受信機１０７Ａの受信信号に基づく緯度経度情報を絶対位置取得部１２１Ｄにより取得することで、車両１の現在位置に対応する緯度経度を取得する。

【0078】

ステップＳ６０３では、演算部１２１は、車両１の現在位置の周囲における点群地図１２４Ａの地図成立性の有無を判定する。ここでは、点群地図１２４Ａに含まれる駐車場データのうち、車両１の現在位置から一定範囲内の緯度経度を有し、かつ地図成立性がある点を経路データに含む駐車場データの有無を判定する。なお、地図成立性の有無は、地図記憶モードで取得した点群データ１２２Ａを点群地図１２４Ａに記録する際に、図４のステップＳ５０７において記録される前述の情報から判断できる。その結果、上記条件を満たす駐車場データが点群地図１２４Ａにおいて存在する場合は、車両１の現在位置の周囲における点群地図１２４Ａについて地図成立性ありと判定し、ステップＳ６０４に進む。一方、条件を満たす駐車場データが点群地図１２４Ａにおいて存在しない場合は、車両１の現在位置の周囲における点群地図１２４Ａについて地図成立性なしと判定し、ステップＳ６０２に戻ってＧＰＳ測位を継続する。

【0079】

ステップＳ６０４では、演算部１２１は、初期化処理を行う。ここでは、ＲＡＭ１２２に格納される局所周辺情報１２２Ｂの初期化、およびＲＡＭ１２２に保存される車両１の現在位置の初期化を行う。具体的には、従前の情報が記録されていたら消去し、前述の局所座標系として新たな座標系を設定する。この局所座標系は、ステップＳ６０４が実行された際の車両１の位置および姿勢に基づき設定される。たとえばステップＳ６０４が実行された際の車両１の位置が局所座標系の原点に設定され、ステップＳ６０４が実行された際の向きにより局所座標系のＸ軸およびＹ軸が設定される。また、車両１の現在位置の初期化では、車両１の現在位置が原点（０、０）に設定される。

【0080】

ステップＳ６０５では、演算部１２１は、位置推定部１２１Ｆによる自己位置推定を行う。ここでは、後述の図６に示すフローチャートの手順に従って、車両１の駐車場座標系における現在位置を推定する。

【0081】

ステップＳ６０６では、演算部１２１は、ステップＳ６０５において自己位置すなわち車両１の駐車場座標系における現在位置が推定できたか否かを判定する。ここでは、後述の図６で示すフローチャートのステップＳ６２７で行われる自己位置診断の結果に基づき、自己位置が正しく推定できたか否かを判断する。その結果、自己位置診断で自己位置の信頼性が高いと判断された場合は、自己位置が正しく推定できたと判定してステップＳ６０７に進む。一方、自己位置の信頼性が低いと判断された場合は、自己位置が正しく推定できなかったと判定し、ステップＳ６０５に戻って自己位置推定を継続する。

【0082】

ステップＳ６０７では、演算部１２１は、表示制御部１２１Ｇにより、ステップＳ６０５で行った自己位置の推定結果を表示装置１１１に表示する。ここでは、自己位置の推定結果に基づき、たとえば点群地図１２４Ａが表す車両１の周囲の物体と車両１との位置関係を示した地図画像を表示装置１１１に表示させることで、駐車場内での自己位置の推定結果をユーザが認識できるように表示する。あるいは、カメラ１０２Ａから取得した撮影画像を用いて、車両１を上方から見た様子を示す俯瞰画像を生成して表示装置１１１に表示させ、この俯瞰画像上で点群地図１２４Ａが表す車両１の周囲の物体と車両１との位置関係を示してもよい。

【0083】

ステップＳ６０８では、演算部１２１は、ステップＳ６０７で表示した自己位置が、点群地図１２４Ａの駐車場データにおけるいずれかの駐車位置から所定距離以内、たとえば１０ｍ以内に近づいたか否かを判定する。自己位置が駐車位置の１０ｍ以内に近づくまではステップＳ６０５に戻って自己位置推定を継続し、１０ｍ以内に近づいたらステップＳ６０９に進む。すなわち、点群地図１２４Ａが表す駐車場座標系における駐車位置の座標値と、ステップＳ６０５で推定された車両１の位置との差が所定距離未満である場合に、ステップＳ６０８を肯定判定して次のステップＳ６０９に進む。

【0084】

ステップＳ６０９では、演算部１２１は、表示制御部１２１Ｇにより、表示装置１１１に自動駐車が可能な旨を表示する。これにより、車両１の自動駐車を行うか否かをユーザに問い合わせる。

【0085】

ステップＳ６１０では、演算部１２１は、ユーザに自動駐車ボタン１１０Ｂが押されたか否かを判定する。ユーザが自動駐車ボタン１１０Ｂを押していない場合はステップＳ６０９に戻って自動駐車が可能な旨の表示を継続し、自動駐車ボタン１１０Ｂを押している場合はステップＳ６１１に進む。

【0086】

ステップＳ６１１では、演算部１２１は、モード切り替え部１２１Ｉにより、車載処理装置１２０の動作モードを位置推定モードから自動駐車モードに切り替える。そして、後述の図９に示すフローチャートの手順に従って、自動駐車モードの動作を実行する。ステップＳ６１１で自動駐車モードを実行したら、図５のフローチャートを終了する。

【0087】

（自己位置推定のフローチャート）
図６は、図５のステップＳ６０５において車載処理装置１２０が実行する自己位置推定の処理を表すフローチャートである。

【0088】

ステップＳ６２１～Ｓ６２３では、演算部１２１は、図４のステップＳ５０３～５０５とそれぞれ同様の処理を行い、局所周辺情報１２２Ｂを取得する。すなわち、ステップＳ６２１ではステップＳ５０３と同様の手順でランドマーク測位を行い、車両１の周囲に存在する駐車場内のランドマークを表す複数の点の観測値を取得して、点群データ１２２ＡとしてＲＡＭ１２２に記録する。ステップＳ６２２ではステップＳ５０４と同様の手順で車両１の移動量を推定し、局所座標系における車両１の現在位置を更新する。ステップＳ６２３ではステップＳ５０５と同様の手順で、ステップＳ６２２において更新した車両１の現在位置に基づき、ステップＳ６２１のランドマーク測位により取得した点群データ１２２Ａの各点の観測値を局所座標系の座標値に変換し、局所周辺情報１２２ＢとしてＲＡＭ１２２に一時的に記録する。これにより、車両１の現在位置に応じた局所周辺情報１２２Ｂを新たに生成し、ＲＡＭ１２２における局所周辺情報１２２Ｂの内容を更新する。

【0089】

ステップＳ６２３の実行が完了すると、演算部１２１は、ステップＳ６２４において、ステップＳ６２３で更新した局所周辺情報１２２Ｂの選定を行う。ここでは、後述の図７に示すフローチャートの手順に従って、局所周辺情報１２２Ｂとして座標値が記録された各点の中から、以降のマッチング処理で利用する点を選定する。すなわち、局所周辺情報１２２Ｂにおける各点の中には、車両１の移動量推定の累積誤差により、点群地図１２４Ａとは分布形状が異なりマッチングができない点が含まれる場合がある。そのため、ステップＳ６２３で行われる局所周辺情報１２２Ｂの選定処理により、局所周辺情報１２２Ｂの中から誤差が小さくマッチング可能な範囲の点を適応的に選定する。

【0090】

ステップＳ６２４の実行が完了すると、演算部１２１は、ステップＳ６２５において、図８に詳細を示すマッチング処理を行う。このマッチング処理では、局所座標系と駐車場座標系との対応関係を表す関係式、すなわち局所座標系から駐車場座標系への座標変換式が得られる。なお、前述のように駐車場座標系とは点群地図１２４Ａにおいて用いられる座標系であり、これは車両１の過去の走行経路上の地点を基準位置（第１基準位置）として設定される。また、局所座標系とは局所周辺情報１２２Ｂにおいて用いられる座標系であり、駐車場座標系とは異なる車両１の過去の走行経路上の地点を基準位置（第２基準位置）として設定される。換言すると、ステップＳ６２５のマッチング処理において演算部１２１は、点群地図１２４Ａ（駐車場座標系）での第１基準位置と、局所周辺情報１２２Ｂ（局所座標系）での第２基準位置との関係を表す関係式を算出する。

【0091】

続くステップＳ６２６では、演算部１２１は、ステップＳ６２２において更新した局所座標系における車両１の座標と、ステップＳ６２５において得られた座標変換式とを用いて、駐車場座標系における車両１の座標、すなわち推定自己位置を算出する。こうして推定自己位置を算出したら、次にステップＳ６２７に進む。

【0092】

ステップＳ６２７では、演算部１２１は、ステップＳ６２６において算出した推定自己位置に対する自己位置診断を実行する。ここでは、たとえば以下の３つの指標を用いて、ステップＳ６２６で推定した自己位置の信頼性を判断する。

【0093】

第１の指標は、局所座標系の現在位置の誤差である。具体的には、車速センサ１０８および舵角センサ１０９の出力を用いて、公知のデッドレコニング技術によって推定した車両１の移動量と、ステップＳ６２６で推定された自己位置の所定期間における移動量とを比較する。その結果、これらの差があらかじめ定めた閾値よりも大きい場合は、自己位置の信頼度が低いと判断する。

【0094】

第２の指標は、マッチング時に計算される対応点間の誤差量である。具体的には、対応点間の誤差量があらかじめ定めた閾値よりも大きい場合は、自己位置の信頼度が低いと判断する。

【0095】

第３の指標は、マッチング時における類似解の有無である。具体的には、マッチング時に得られた自己位置の解に対して、駐車枠の幅分だけ並進させるなどの方法で類似解を探索した場合に、対応点間の誤差量が両者で同程度であった場合は、自己位置の信頼度が低いと判断する。

【0096】

ステップＳ６２７では、たとえば上記３つの指標のすべてで信頼度が高いと判断された場合に、自己位置が正しく推定できたと判断する。一方、いずれか少なくとも１つの指標で信頼度が低いと判断された場合は、自己位置が正しく推定できなかったと判断する。こうして自己位置の推定結果を評価したら、自己位置推定を完了して図５のステップＳ６０５から次のステップＳ６０６に進む。なお、３つの指標は必ずしもすべて用いる必要はない。また、他の指標を用いて自己位置診断を実行してもよい。

【0097】

（局所周辺情報選定のフローチャート）
図７は、図６のステップＳ６２４において車載処理装置１２０が実行する局所周辺情報１２２Ｂの選定処理を表すフローチャートである。

【0098】

ステップＳ６８０では、演算部１２１は、位置推定モードにおいて車両１が走行した軌跡を算出する。ここでは、図６のステップＳ６２２で行った車両１の移動量の推定結果を利用して、位置推定モードを開始してから現在までの車両１の軌跡を計算する。具体的には、ステップＳ６２２で推定した車両１の移動量から算出した局所座標系における車両１の位置を表す複数の座標点を補間することで、車両１の軌跡を算出できる。

【0099】

ステップＳ６８１では、演算部１２１は、図６のステップＳ６２３で更新した局所周辺情報１２２Ｂの各点に関して、マッチングでの有効範囲を算出する。ここでは、点群地図１２４Ａと比較して形状誤差が小さい範囲を、マッチング可能な有効範囲として算出する。この有効範囲は、ステップＳ６８０で算出した軌跡の長さや形状から判定することができる。すなわち、車両１の移動距離が長くなるほど、また車両１の旋回量が大きくなるほど、局所周辺情報１２２Ｂで得られる各点の座標値には推定誤差が発生しやすい。一方、局所周辺情報１２２Ｂとして座標値が得られた点が少なすぎると、マッチングが困難になる。そこで、たとえば、ステップＳ６８０で算出した軌跡に沿った所定範囲内の点のうち、車両１の現在位置からあらかじめ定めた最低距離Ｄ[m]まで遡った範囲の点については、有効範囲内の点として取得する。それ以降では、軌跡の接線の角度の変化量を累積し、その累積値があらかじめ定めた角度しきい値θ[deg]以上に変化する位置までの範囲内にある軌跡周辺の点を、有効範囲内の点として取得する。このとき、軌跡を中心としてあらかじめ定めた範囲X[m]×Y[m]の範囲を、局所周辺情報１２２Ｂの有効範囲とする。すなわち、局所周辺情報１２２Ｂの有効範囲は得られた軌跡に沿った形状となる。

【0100】

ステップＳ６８２では、演算部１２１は、ステップＳ６８１で得られた有効範囲内の各点を、局所周辺情報１２２Ｂを表す点として取得する。これにより、局所周辺情報１２２Ｂの選別を行う。こうして局所周辺情報１２２Ｂを選別したら、図６のステップＳ６２４から次のステップＳ６２５に進む。

【0101】

（マッチングのフローチャート）
図８は、図６のステップＳ６２５において車載処理装置１２０が実行するマッチング処理を表すフローチャートである。

【0102】

ステップＳ６４１では、演算部１２１は、ＲＡＭ１２２に格納されたアウトライアリスト１２２Ｃを局所周辺情報１２２Ｂに対して適用する。ここでは、局所周辺情報１２２Ｂに含まれる複数の点のうち、アウトライアリスト１２２Ｃに記載された点を一時的に処理対象外とする。なお、ステップＳ６４１でのアウトライアリスト１２２Ｃの適用範囲は、以下のステップＳ６４２～Ｓ６５３である。すなわち、後述のステップＳ６５４でアウトライアリスト１２２Ｃが更新された後は、従前にアウトライアリスト１２２Ｃに含まれていた点も処理対象に含まれる。ただし、図８に示すフローチャートの初回実行時には、ステップＳ６４１～Ｓ６４３が実行できないため、ステップＳ６５０から実行を開始する。ステップＳ６４１でアウトライアリスト１２２Ｃを適用したら、次にステップＳ６４２に進む。

【0103】

ステップＳ６４２では、演算部１２１は、最新の局所周辺情報１２２Ｂの各点、すなわち図６のステップＳ６２１で行ったランドマーク測位により検出したランドマークを表す各点の座標値を、図５のステップＳ６０３で地図成立性ありと判定した駐車場データにおける駐車場座標系の座標値に変換する。この変換は、図６のステップＳ６２２において更新された車両１の局所座標系における現在位置と、前回算出した局所座標系から駐車場座標系への座標変換式とを用いることにより実現される。

【0104】

続くステップＳ６４２では、演算部１２１は、ステップＳ６４２で座標変換した局所周辺情報１２２Ｂと、その座標変換に用いた駐車場データとの瞬間一致度ＩＣを算出する。瞬間一致度ＩＣは、たとえば以下の式（２）により算出される。
ＩＣ＝ＤＩｉｎ／ＤＩａｌｌ ・・・式（２）

【0105】

ただし式（２）において、「ＤＩｉｎ」は、ステップＳ６４２において座標変換した最新の局所周辺情報１２２Ｂの各点のうち、点群地図１２４Ａにおける当該駐車場データのいずれかの点との距離があらかじめ定めた閾値以下の点の数である。また式（２）において、「ＤＩａｌｌ」は、ステップＳ６２１のランドマーク測位において検出された点の数である。ステップＳ６４３で瞬間一致率ＩＣを算出したら、次にステップＳ６４４に進む。

【0106】

ステップＳ６４４では、演算部１２１は、ステップＳ６４３において算出した瞬間一致度ＩＣが所定の閾値よりも大きいか否かを判断する。その結果、瞬間一致度ＩＣが閾値よりも大きいと判断する場合はステップＳ６５０に進み、閾値以下であると判断する場合はステップＳ６４５に進む。

【0107】

ステップＳ６４５では、演算部１２１は、局所周辺情報１２２Ｂから周期的な特徴、たとえば複数並んだ駐車枠を検出する。前述のように、点群地図１２４Ａに含まれる点群は画像のエッジなどを抽出して得られるので、白線の太さに相当する間隔で並ぶ点から駐車枠線を検出できる。

【0108】

続くステップＳ６４６では、演算部１２１は、ステップＳ６４５において周期的特徴を検出したか否かを判断し、検出したと判断する場合はステップＳ６４７に進み、検出できなかったと判断する場合はステップＳ６５０に進む。

【0109】

ステップＳ６４７では、演算部１２１は、ステップＳ６４５で検出した周期的な特徴の周期、たとえば駐車枠の幅を算出する。ここでいう駐車枠の幅とは、駐車枠を構成する白線同士の間隔である。次にステップＳ６４７に進む。

【0110】

ステップＳ６４８では、演算部１２１は、前回のステップＳ６５３において算出された座標変換式を基準として、この座標変換式を複数とおりに変化させた場合の局所周辺情報１２２Ｂと駐車場データとの瞬間一致度ＩＣを算出する。ここでは、ステップＳ６４７で算出した周期を用いて、座標変換後の局所周辺情報１２２Ｂの各点がステップＳ６４５で検出した周期的特徴の整数倍ずれるように、座標変換式を複数とおりに変化させる。そして、変化後の複数の座標変換式に対して全体一致度ＩＷをそれぞれ算出する。全体一致度ＩＷは、たとえば以下の式（３）により算出される。
ＩＷ＝ ＤＷｉｎ／ＤＷａｌｌ ・・・式（３）

【0111】

ただし式（３）において、「ＤＷｉｎ」は、前述の座標変換式を用いて座標変換した局所周辺情報１２２Ｂの各点のうち、点群地図１２４Ａの駐車場データのいずれかの点との距離が所定値以内の点の数である。また式（２）において、「ＤＷａｌｌ」は、ステップＳ６２１において検出された点の数である。ステップＳ６４８で全体一致度ＩＷを算出したら、次にステップＳ６４９に進む。

【0112】

ステップＳ６４９では、演算部１２１は、ステップＳ６４８において算出した複数の全体一致度ＩＷのうち、最大の全体一致度ＩＷを与える座標変換式をＲＡＭ１２２に記憶して、ステップＳ６５０に進む。

【0113】

なお、以下で説明するステップＳ６５０の対応付け処理、ステップＳ６５１の誤差最小化処理、およびステップＳ６５２の収束判定処理では、既知の点群マッチング技術であるＩＣＰ(Iterative Closest Point)アルゴリズムを利用することができる。ただし、ステップＳ６５０における初期値の設定は本実施の形態に特有なので詳しく説明し、他は概略のみ説明する。

【0114】

ステップＳ６４４において肯定判定された場合、ステップＳ６４６において否定判定された場合、ステップＳ６４９の実行が終わった場合、またはステップＳ６５２において否定判定された場合に実行されるステップＳ６５０では、演算部１２１は、点群地図１２４Ａの駐車場データに含まれる各点と、局所周辺情報１２２Ｂに含まれる各点との対応付けを行う。ここでは、以前に実行された処理に応じて異なる座標変換式を用いて、これら各点の対応付けを行う。すなわち、ステップＳ６４４またはステップＳ６４９の次に実行される場合は、ＲＡＭ１２２に記録された座標変換式を用いて、局所周辺情報１２２Ｂから駐車場データへの座標変換を行う。これにより、ステップＳ６４４が肯定判定されてステップＳ６５０が実行される場合には、前回実行されたステップＳ６５３において算出された座標変換式が使用される。一方、ステップＳ６４９の次にステップＳ６５０が実行される場合は、ステップＳ６４９において記憶された座標変換式が使用される。次にステップＳ６５１に進む。

【0115】

ステップＳ６５１では、演算部１２１は、ステップＳ６５０で対応付けされた点同士の誤差を最小化する。ここではたとえば、ステップＳ６５０において対応付けられた点同士の距離の指標の和が最小となるように、座標変換式が変更される。なお、対応付けられた点同士の距離の指標の和としては、たとえば両者間の距離の絶対値の和を採用することができる。

【0116】

続くステップＳ６５２では、演算部１２１は、誤差が収束したか否かを判断する。その結果、収束したと判断する場合はステップＳ６５３に進み、収束していないと判断する場合はステップＳ６５０に戻って対応付け処理および誤差最小化処理を継続する。

【0117】

続くステップＳ６５３では、演算部１２１は、最後にステップＳ６５１において変更された座標変換式をＲＡＭ１２２に保存して、ステップＳ６５４に進む。

【0118】

ステップＳ６５４では、演算部１２１は、次のようにアウトライアリスト１２２Ｃを更新する。まず、ＲＡＭ１２２に格納されている既存のアウトライアリスト１２２Ｃをクリアする。次に、局所周辺情報１２２Ｂの各点の座標値を、ステップ６５３において記録した座標変換式を用いて駐車場座標系の座標値に変換し、局所周辺情報１２２Ｂを構成するそれぞれの点とその点が対応する点群地図１２４Ａを構成する点との距離、すなわちユークリッド距離を算出する。そして、算出された距離があらかじめ定められた距離よりも長い場合は、その局所周辺情報１２２Ｂの点をアウトライアリスト１２２Ｃに加える。ただしこのときに、空間的に端部に位置することをアウトライアリスト１２２Ｃに加える等、さらなる条件を用いてアウトライアリスト１２２Ｃに追加してもよい。なお、空間的な端部とは、記録を開始した際に取得された点など、他の点までの距離が遠い点である。以上の処理により、アウトライアリスト１２２Ｃが更新される。

【0119】

以上で説明したようにして、誤差収束時の座標変換式を記録すると共にアウトライアリスト１２２Ｃを更新したら、図８のフローチャートを終了し、図６のステップＳ６２５から次のステップＳ６２６に進む。

【0120】

（自動駐車モードのフローチャート）
図９は、図５のステップＳ６１１において車載処理装置１２０が実行する自動駐車モードの処理を表すフローチャートである。なお、以下に説明する各ステップの実行主体は、車載処理装置１２０の演算部１２１である。演算部１２１は、図９に示す処理を行う場合に、位置推定部１２１Ｆおよび車両制御部１２１Ｈとして機能する。

【0121】

なお、車載処理装置１２０は、位置推定モードにおいて車両１の位置推定に成功しており、かつ、車両１の緯度経度すなわち絶対位置が駐車位置から所定の範囲内にあるときに、ユーザが自動駐車ボタン１１０Ｂを押下している間にのみ、位置推定モードから自動駐車モードに遷移する。すなわち、ユーザの承認のもとに車両１の自動制御を実施する。

【0122】

ステップＳ６６１では、演算部１２１は、位置推定部１２１Ｆにより自己位置推定を行い、駐車場座標系における車両１の位置を推定する。なお、本ステップにおける処理内容は、図５のステップＳ６０５と同様であり、図６で説明済みのため、ここでは説明を省略する。

【0123】

続くステップＳ６６２では、演算部１２１は、ステップＳ６６１において推定した位置から、点群地図１２４Ａに格納されている駐車位置までの走行経路を、既知の経路生成手法により生成する。次にステップＳ６６３に進む。

【0124】

ステップＳ６６３では、演算部１２１は、車両制御部１２１Ｈにより、車両制御装置１３０を介して車両１の走行状態を制御する。ここでは、ステップＳ６６１において推定した車両１の位置に基づき、車載処理装置１２０から車両制御装置１３０に対して所定の車両制御指令を出力することで、操舵装置１３１、駆動装置１３２、および制動装置１３３をそれぞれ制御し、ステップＳ６６２において生成した経路に沿って車両１を駐車位置まで移動させる。このとき、自動駐車ボタン１１０Ｂがユーザにより押され続けている場合だけ、駆動装置１３２に動作指令を出力することが好ましい。また、カメラ１０２Ａの撮影画像から人物や移動車両などが抽出されたら、制動装置１３３を動作させて車両１を停止させることが好ましい。

【0125】

続くステップＳ６６４では、演算部１２１は、ステップＳ６６１と同様に、位置推定部１２１Ｆにより自己位置推定を行い、駐車場座標系における車両１の位置を推定する。

【0126】

続くステップＳ６６５では、演算部１２１は、車両１の駐車が完了したか否か、すなわち車両１が駐車位置に到達したか否かを判断する。その結果、駐車が完了していないと判断する場合はステップＳ６６３に戻って車両１の制御を継続し、駐車が完了したと判断する場合は図９のフローチャートを終了する。

【0127】

（動作例）
以下では、図１０～図１４を参照して、地図記憶モード、位置推定モードおよび自動駐車モードにおける具体的な車載処理装置１２０の動作例を説明する。

【0128】

（動作例｜地図記憶モード その１）
図１０（ａ）は、駐車場９０１の一例を示す平面図である。駐車場９０１は、建物９０２の周囲に設けられた複数の駐車領域により構成される。各駐車領域は、路面にペイントされた白線等の駐車枠線でそれぞれ囲われている。駐車場９０１の出入り口は、図示左下に１か所だけ存在する。このような駐車場９０１において、図１０（ａ）にハッチングで示した駐車領域９０３に車両１を駐車させる際に、車載処理装置１２０が地図記憶モードで動作した場合の動作例を以下に説明する。なお、以下の動作例では、駐車場９０１内の駐車枠線を車載処理装置１２０がランドマークとして検出するものとする。また、以下の動作例の説明では、図１０（ａ）に示すように車両１の位置を三角形で表しており、この三角形の鋭角が車両１の進行方向を示す。

【0129】

駐車場９０１の入り口付近で地図記憶モードに遷移すると（図４のステップＳ５０１：ＹＥＳ）、車載処理装置１２０は、ランドマーク測位を開始し（ステップＳ５０２、Ｓ５０３）、駐車枠線を構成する点の座標値を点群データ１２２ＡとしてＲＡＭ１２２に記録する（ステップＳ５０４、Ｓ５０５）。そして、駐車領域９０３への車両１の駐車が完了するまで、図４のステップＳ５０３～Ｓ５０６の処理を繰り返す。

【0130】

図１０（ｂ）は、ＲＡＭ１２２に保存される点群データ１２２Ａが表すランドマークの各点を可視化した図である。図１０（ｂ）において、実線はＲＡＭ１２２に保存されたランドマークの点群を表し、破線はＲＡＭ１２２に保存されていないランドマークを示す。車両１の外界センサ群１０２によりセンシング可能な範囲には限界があるため、図１０（ｂ）に示すように、車両１が駐車場９０１の入り口付近にいる際には、駐車場９０１の入り口付近の駐車枠線だけが点群データ１２２Ａに記録される。点群データ１２２Ａの記録開始後、ユーザが車両１を駐車場９０１の奥まで移動させると、車載処理装置１２０は駐車場９０１の全体のランドマークの点群を点群データ１２２Ａに記録することができる。

【0131】

ユーザが車両１を駐車領域９０３の中に停車させ、応答ボタン１１０Ａを押して点群地図１２４Ａの記憶を承認すると（ステップＳ５０８：ＹＥＳ）、車載処理装置１２０は、カーナビゲーションシステム１０７から車両１の緯度経度を取得し、駐車領域９０３の四隅の座標値を記録する（ステップＳ５０９）。

【0132】

点群地図１２４Ａに車両１の現在の緯度経度との差が所定範囲内の駐車場データが記録されていない場合は（ステップＳ５１０：ＮＯ）、ＲＡＭ１２２に保存した点群データ１２２Ａを、点群地図１２４Ａを構成する新たなデータ、すなわち新たな駐車場データとして記憶部１２４に記録する（ステップＳ５１５）。

【0133】

（動作例｜地図記憶モード その２）
次に、上記とは別の地図記憶モードの動作例として、図１１（ａ）に示すデータが点群地図１２４Ａの駐車場データとして記録されている状態で、車両１が駐車場９０１内を走行して新たに図１１（ｂ）に示す点群データ１２２Ａが得られた場合を説明する。図１１（ａ）に示す駐車場データは、たとえば図１０（ａ）に示した駐車場９０１の入り口から右寄りを車両１が走行して駐車領域９０３まで到達した場合に得られたデータの例である。この場合、図１０（ａ）に比べて右寄りを走行したので、図１１（ａ）に点線で示した駐車枠線についてはデータが取得されず、点群地図１２４Ａに駐車場データとして記録されていない。

【0134】

一方、図１１（ｂ）に示す点群データ１２２Ａは、たとえば車両１が駐車場９０１の入り口から左寄りを走行して駐車領域９０３まで到達した場合に得られたデータの例である。この場合、図１１（ａ）に比べて車両１が左寄りを走行したので、図１１（ｂ）に点線で示した駐車枠線の点群データが取得されていない。また、図１１（ｂ）に示す点群データ１２２Ａでは、地図記憶モードに遷移した際に車両１が駐車場９０１と正対していなかったので、図１１（ａ）に比べて、駐車場９０１が全体的に傾いているように記録されている。

【0135】

このような状態において、ユーザが車両１を駐車領域９０３の中に停車させ、応答ボタン１１０Ａを押して点群地図１２４Ａの記憶を承認すると（ステップＳ５０８：ＹＥＳ）、車載処理装置１２０は、点群地図１２４Ａに車両１の現在の緯度経度との差が所定範囲内の駐車場データが記録されていると判断する（ステップＳ５１０：ＹＥＳ）。そして、図１１（ａ）と図１１（ｂ）の駐車位置、すなわち駐車領域９０３を基準に、点群データ１２２Ａの座標変換が行われる（ステップＳ５１１）。その後、点群一致率ＩＢを算出し（ステップＳ５１２）、点群一致率ＩＢが所定の閾値よりも大きいと判断されると（ステップＳ５１３：ＹＥＳ）、図１１（ａ）に示す駐車場データに、図１１（ｂ）に示す点群データ１２２Ａが統合される（ステップＳ５１４）。この統合により、図１１（ａ）では記録されていなかった図示左側の駐車枠線のデータが点群地図１２４Ａにおいて新たに記録されるとともに、すでに記録されていた図示右側や図示上部の駐車枠線について、点群地図１２４Ａにおいてこれらを表す点の密度が濃くなる。

【0136】

（動作例｜実行フェーズ＝位置推定モード＋自動駐車モード その１）
次に、点群地図１２４Ａを利用した実行フェーズ、すなわち位置推定モードおよび自動駐車モードにおけるマッチング処理の動作例を説明する。この動作例では、図１０（ａ）に示した駐車場９０１の全体に相当する駐車場データが点群地図１２４Ａにおいてあらかじめ格納されているものとする。

【0137】

図１２（ａ）は、駐車場９０１において車両１が駐車領域９０３に接近したときの現在位置を示す図である。図１２（ａ）において、車両１は図示右方を向いている。

【0138】

図１２（ｂ）は、車両１が駐車場９０１の入り口から図１２（ａ）に示した位置まで到達する間に位置推定モードで取得した局所周辺情報１２２Ｂを、局所座標系から駐車場座標系に変換したデータの例を示す図である。この図では、局所周辺情報１２２Ｂが表す駐車枠線および車両１の軌跡を、破線と点線でそれぞれ示している。破線で示す駐車枠線および軌跡は、有効範囲外の局所周辺情報１２２Ｂにおける駐車枠線および軌跡の各点、すなわちアウトライアリスト１２２Ｃに記載されてマッチング処理の対象外とされる点を表している。一方、点線で示す駐車枠線および軌跡は、有効範囲内の局所周辺情報１２２Ｂにおける駐車枠線および軌跡の各点を表している。

【0139】

図１２（ｂ）では、車両１が右方向に大きく旋回することで車両１の位置推定結果に誤差が生じているため、旋回前の局所周辺情報１２２Ｂでは駐車枠線にずれが生じており、駐車枠線の形状が本来の形状から変化している。したがって、局所周辺情報１２２Ｂの全体をそのままマッチングしても、点群地図１２４Ａとは一致しないことが推察できる。そこで、図１２（ｂ）のように、旋回前の局所周辺情報１２２Ｂを除外し、有効軌跡を中心に所定の範囲内に入る点をマッチング処理に利用することで、正しいマッチングを実施できる。

【0140】

（動作例｜実行フェーズ その２）
次に、上記とは別の実行フェーズにおけるマッチング処理の動作例を説明する。この動作例でも、図１０（ａ）に示した駐車場９０１の全体に相当する駐車場データが点群地図１２４Ａにおいてあらかじめ格納されているものとする。

【0141】

図１３（ａ）は、駐車場９０１において車両１が駐車領域９０３に向かって走行しているときの現在位置を示す図である。図１３（ａ）において、車両１は図示上方を向いている。

【0142】

図１３（ｂ）は、車両１が図１３（ａ）に示した位置にいるときに、車両１の前方領域、すなわち図１３（ａ）に破線の丸で囲んだ部分の駐車枠線をランドマーク測位して得られた局所周辺情報１２２Ｂの各点の座標値を、局所座標系から駐車場座標系に変換したデータの例を示す図である。すなわち、図１３（ｂ）に示すデータは、局所周辺情報１２２Ｂのうち、最新の撮影画像から検出されて図８のステップＳ６４２において処理された点群のデータである。ただし図１３（ｂ）では、このデータを点ではなく破線で表している。また図１３（ｂ）では、図１３（ａ）との対比のために、車両１の位置もあわせて示している。図１３（ｂ）に示す例では、車両１の左側には駐車枠線のデータが切れ目なく存在している一方で、車両１の右側では駐車枠線のデータが車両１の手前側にのみ存在している。

【0143】

図１３（ｃ）は、車両１の駐車場座標系における位置の推定結果が誤差を含んでいた場合における、点群地図１２４Ａと図１３（ｂ）に示した局所周辺情報１２２Ｂとの対比例を示す図である。図１３（ｃ）の例では、従前の位置推定結果がおおよそ駐車枠の幅の１つ分ずれていたため、車両１の右側に存在する局所周辺情報１２２Ｂは、点群地図１２４Ａからずれが生じている。このような状態で、図８のステップＳ６４３において瞬間一致度ＩＣが算出されると、車両１の右側に対する瞬間一致度ＩＣは、前述のずれにより低い値となる。この値が閾値よりも低いと判断されると（ステップＳ６４４：ＮＯ）、駐車枠を周期的な特徴として検出し（ステップＳ６４５、Ｓ６４６：ＹＥＳ）、点群地図１２４Ａから駐車枠の幅が算出される（ステップＳ６４７）。そして、駐車枠の幅の整数倍ごとに座標変換後の局所周辺情報１２２Ｂを移動させて、全体一致度ＩＷが算出される（ステップＳ６４８）。

【0144】

図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１３（ｃ）に示した局所周辺情報１２２Ｂを駐車枠の幅の整数倍ずつ移動させた場合の点群地図１２４Ａとの関係の例を示す図である。図１４（ａ）～（ｃ）では、座標変換後の局所周辺情報１２２Ｂを、駐車枠の幅の＋１倍、０倍、－１倍だけ図示上方にそれぞれ移動させている。

【0145】

図１４（ａ）では、局所周辺情報１２２Ｂが図示上側に駐車枠の幅の１つ分移動することで、局所周辺情報１２２Ｂと点群地図１２４Ａとのずれが拡大している。そのため、図１４（ａ）における全体一致度ＩＷは、移動させない場合よりも小さくなる。図１４（ｂ）では、局所周辺情報１２２Ｂは移動しておらず、図１３（ｃ）で示したように、局所周辺情報１２２Ｂと点群地図１２４Ａは駐車枠の幅の１つ分ずれている。図１４（ｃ）では、局所周辺情報１２２Ｂが図示下側に駐車枠の幅の１つ分移動することで、局所周辺情報１２２Ｂと点群地図１２４Ａとが略一致している。そのため、図１４（ｃ）における全体一致度ＩＷは、局所周辺情報１２２Ｂを移動させない場合よりも大きくなる。

【0146】

局所周辺情報１２２Ｂの移動量と全体一致度ＩＷの増減とは上述する関係にあるので、図１４に示す例では、図１４（ｃ）の場合に対応する全体一致度ＩＷが最大と判断される。その結果、図１４（ｃ）で示した移動量に対応する座標変換式がＲＡＭ１２２に記憶される（ステップＳ６４９）。このようにして、車載処理装置１２０は推定する位置精度を向上させることができる。

【0147】

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。

【0148】

（１）車両１に搭載される情報処理装置である車載処理装置１２０は、車両１の周囲に存在する物体を検出する外界センサ群１０２からの情報に基づき、物体をそれぞれ表す複数の点に関する点群データ１２２Ａを取得する点群データ取得部１２１Ａと、車両１の移動量を推定する移動量推定部１２１Ｅと、車両１の走行経路上の地点を第１基準位置として、該第１基準位置に対する複数の点の相対位置を、緯度及び経度を含む位置情報と対応付けて記録された点群地図１２４Ａとして格納する記憶部１２４と、点群地図１２４Ａ、点群データ１２２Ａおよび車両１の移動量に基づき、車両１の位置を推定する位置推定部１２１Ｆとを備える。位置推定部１２１Ｆは、点群データ１２２Ａおよび車両１の移動量に基づき、第１基準位置の地点と異なる車両１の走行経路上の地点を第２基準位置とする局所周辺情報１２２Ｂを生成し（図６のステップＳ６２３）、点群地図１２４Ａおよび局所周辺情報１２２Ｂに基づき、第１基準位置と第２基準位置の関係を表す関係式（座標変換式）を算出する（図８のステップＳ６４９、Ｓ６５１）。そして、算出した座標変換式を用いて車両１の位置を推定する（図６のステップＳ６２６）。このようにしたので、地図データから車両１の位置を正確に推定することができる。

【0149】

（２）車載処理装置１２０は、点群データ１２２Ａおよび車両１の移動量に基づき点群地図１２４Ａを生成する（図４のステップＳ５１４、Ｓ５１５）点群地図生成部１２１Ｃと、点群地図生成部１２１Ｃが生成する点群地図１２４Ａの成立性に関して点群データ１２２Ａを検証する（図４のステップＳ５０７）点群データ検証部１２１Ｂとをさらに備える。記憶部１２４には、点群地図生成部１２１Ｃにより生成された点群地図１２４Ａが格納される。このようにしたので、車載処理装置１２０自身が位置推定において利用可能な点群地図１２４Ａを作成することができるため、あらかじめ点群地図１２４Ａを作成しておく必要がない。

【0150】

（３）車載処理装置１２０は、点群データ検証部１２１Ｂによる点群データ１２２Ａの検証結果をユーザに提示する（ステップＳ５０７）検証結果提示部、すなわち表示制御部１２１Ｇをさらに備える。このようにしたので、生成される点群地図１２４Ａが位置推定に使えるものであるか否かをユーザに事前に知らせることができる。

【0151】

（４）点群データ検証部１２１Ｂは、点群データ１２２Ａにおける複数の点の分布状態と、移動量推定部１２１Ｅによる移動量の推定誤差と、車両１の制御に対する許容精度と、の少なくとも一つに基づき、点群地図１２４Ａの成立性に関する点群データ１２２Ａの検証を行うことができる。このようにすれば、点群地図１２４Ａの成立性を事前に正確に判断することができる。

【0152】

（５）車載処理装置１２０は、車両１の車速を検出する車速センサ１０８と、車両１の操舵角を検出する舵角センサ１０９とに接続されている。点群データ検証部１２１Ｂは、車両１の走行軌跡上の検証区間で取得した点群データ１２２Ａを車両１の位置推定に利用するか否かを、局所的成立性および自律航法性の少なくともいずれかで検証することができる。この場合、局所的成立性は、点群データ１２２Ａが所定以上の密度であり、かつ、新たな分布パターンである場合に満たされると判断される。また、自律航法性は、車両１が自律航法で走行可能な距離に応じて判断される。車両１が自律航法で走行可能な距離は、車速センサ１０８及び舵角センサ１０９の少なくともいずれかの誤差に基づく車両１の位置推定誤差と、車両１の制御に対する位置の許容精度と、に基づいて算出される。このようにすれば、点群データ１２２Ａを車両１の位置推定に利用するか否かを正確に検証することができる。

【0153】

（６）点群データ検証部１２１Ｂは、自律航法による位置推定誤差が所定以内の場合、局所的成立性が成立しない検証区間の点群データ１２２Ａを位置推定に利用することもできる。このようにすれば、位置推定に利用可能な点群データ１２２Ａを増加させ、位置推定の精度を向上させることができる。

【0154】

（７）車載処理装置１２０は、位置推定部１２１Ｆによる車両１の位置推定結果に基づき、物体と車両１の位置関係を示した画像を表示装置１１１に表示させる（図５のステップＳ６０７）表示制御部１２１Ｇをさらに備える。このようにしたので、ランドマーク測位により検出した車両１の周囲の物体と車両１との位置関係をユーザに分かりやすく提示することができる。

【0155】

（８）車載処理装置１２０は、位置推定部１２１Ｆが推定した車両１の位置に基づき、駐車場内の所定の駐車位置に車両１を移動させる（図９のステップＳ６６３）車両制御部１２１Ｈをさらに備える。点群地図１２４Ａにおける複数の点は、駐車場の構成物をそれぞれ表しており、車両制御部１２１Ｈは、駐車位置と車両１の位置との差が所定値（１０ｍ）以内の場合（図５のステップＳ６０８：ＹＥＳ）に、自動駐車モードに遷移し（ステップＳ６１１）、ステップＳ６６３を実行して駐車位置に車両１を移動させる。このようにしたので、車両制御部１２１Ｈが車両１を駐車位置まで確実に移動可能な状況のときに、車両制御部１２１Ｈを動作させて車両１の移動を行うことができる。

【0156】

（９）車両制御部１２１Ｈは、駐車場の緯度および経度と車両１の位置との差が所定の第１距離（１００ｍ）未満であり（図５のステップＳ６０１：ＹＥＳ）、かつ、点群地図１２４Ａにおける駐車位置の座標値と位置推定部１２１Ｆが推定した車両１の位置との差が所定の第２距離（１０ｍ）未満である場合（図５のステップＳ６０８：ＹＥＳ）に、駐車位置に車両１を移動させる。このようにしたので、車両制御部１２１Ｈにより不要な車両制御が行われるのを防止し、駐車位置に車両１を確実に移動させることができる。

【0157】

上述した実施の形態によれば、さらに次の作用効果も得られる。

【0158】

（１０）車載処理装置１２０は、点群地図１２４Ａと局所周辺情報１２２Ｂとに基づき駐車場座標系と局所座標系の座標変換式を推定し、駐車場座標系における車両１の位置を推定する。点群地図１２４Ａはあらかじめ記憶部１２４に記憶された情報であり、局所周辺情報１２２Ｂは外界センサ群１０２、すなわちカメラ１０２Ａ、ソナー１０２Ｂおよびレーダ１０２Ｃと、車速センサ１０８、および舵角センサ１０９の出力から生成される。すなわち車載処理装置１２０は、記録された点群の座標系とは異なる座標系の点群の情報を取得し、異なる座標系間の対応関係に基づいて、記録された座標系における車両１の位置を推定することができる。また車載処理装置１２０は、点群地図１２４Ａと局所周辺情報１２２Ｂとに基づき駐車場座標系と局所座標系の座標変換式を推定するので、局所周辺情報１２２Ｂのデータの一部にノイズが含まれていても影響を受けにくい。すなわち、車載処理装置１２０による車両１の位置推定は外乱に強い。

【0159】

（１１）位置推定部１２１Ｆは、局所周辺情報１２２Ｂを構成するそれぞれの点に対応する点を点群地図１２４Ａの中から探索し（図８のステップＳ６５０）、対応する点同士の距離が最小になるように駐車場座標系と局所座標系との座標変換式を推定する（図８のステップＳ６５１）。

【0160】

（１２）位置推定部１２１Ｆは、点群地図１２４Ａまたは局所周辺情報１２２Ｂを構成する点と、この点と対応する点までの距離があらかじめ定められた閾値よりも遠い局所周辺情報１２２Ｂの点データを除外して、すなわちアウトライアリスト１２２Ｃを適用して（図８のステップＳ６４１、Ｓ６５３）探索および推定を行う。そのため、ノイズ成分とみなすことのできる距離が離れた点のデータを計算対象から除外するので、座標変換式の精度を向上することができる。

【0161】

（１３）点群地図１２４Ａ、および局所周辺情報１２２Ｂに含まれる点は、二次元空間上の座標として表される。位置推定部１２１Ｆは、対応する点同士の距離があらかじめ定められた閾値よりも遠く、かつ局所周辺情報１２２Ｂにおける空間的に端部に位置する点を除外して探索および推定を行う。点群地図１２４Ａの駐車場データに格納される点群は、地図記憶モードを開始した地点よりも駐車位置の近くのランドマークに関するものである。そのため、地図記憶モードを開始した地点よりも駐車位置から遠い地点で、図５に示すフローチャートに従って位置推定モードの動作が開始されると、点群地図１２４Ａの駐車場データに格納されるいずれの点とも対応しない点が局所周辺情報１２２Ｂに含まれる。そのような点を含めてＩＣＰ、すなわち図８のステップＳ６５０～Ｓ６５２の処理を行うと、適切な解が得られない。そこで、こうした点を排除することで、適切な解が得られるようにする。

【0162】

（１４）点群地図１２４Ａには周期的な特徴が含まれる。位置推定部１２１Ｆは、駐車場座標系と局所座標系との座標変換式を推定した後に、対応する点同士の距離が短くなるように、周期的な特徴の１周期分の距離に基づき駐車場座標系と局所座標系との座標変換式を補正する（図８のステップＳ６４６～Ｓ６４８）。一般に、点群地図１２４Ａに周期的な特徴が含まれると、その周期に相当する距離の整数倍ずれてマッチングしやすい傾向にある。一度そのようにずれてマッチングしてしまうと、繰り返し処理の性質から正しい位置へマッチングさせることが困難である。そこで、繰り返し処理の解が収束した後に、座標変換式をその周期の整数倍ずらすことで、この問題を解決する。換言すると、繰り返し計算により大域解から周期的な特徴の数周期分ずれた局所解に陥った可能性を考慮し、座標変換式を周期的な特徴に応じた分だけずらすことにより、大域解、または大域解により近い局所解を得ることができる。

【0163】

（１５）従前に推定した駐車場座標系における車両１の位置、点群データ取得部１２１Ａが取得する最新の点群データ１２２Ａの情報、および移動量推定部１２１Ｅが取得する最新の車両１の位置情報に基づき作成される、駐車場座標系における局所周辺情報１２２Ｂと、駐車場座標系における点群地図１２４Ａとの一致度を示す指標である瞬間一致度ＩＣが、あらかじめ定められた閾値よりも小さい場合に、位置推定部１２１Ｆは座標変換式の補正を行う（図８のステップＳ６４２～ステップＳ６４４）。そのため、図８のステップＳ６４５～Ｓ６４９の処理を常時実行するのではなく、その処理の必要性を検討して必要と判断される場合のみ実行することができる。

【0164】

（１６）車載処理装置１２０は、点群データ取得部１２１Ａが取得する情報、および移動量推定部１２１Ｅが取得する車両１の位置情報に基づき、移動体を除いた物体の一部を表す点の第３座標系（記録座標系）における座標値が複数含まれる点群データ１２２Ａを作成して、点群地図１２４Ａとして記憶部１２４に格納する点群地図生成部１２１Ｃを備える。そのため車載処理装置１２０は、車載処理装置１２０を搭載する車両１が走行する際に点群地図１２４Ａを作成することができる。点群地図１２４Ａの作成処理と車両１の位置推定処理とはランドマーク測位の点で共通しており、プログラムモジュールを共通して使用することができる。

【0165】

（１７）第３座標系（記録座標系）は、点群データ１２２Ａの作成を開始した際の車両１の位置および姿勢に基づいて設定される。点群地図生成部１２１Ｃは、点群データ１２２Ａの作成を開始した際の車両の位置または姿勢が異なることにより座標系が異なる複数の点群データ１２２Ａが得られると、車両１の駐車位置を基準として異なる座標系の関係を推定して複数の点群データ１２２Ａを統合する（図４のステップＳ５１１、Ｓ５１４）。そのため、点群データ１２２Ａを取得するたびに異なる記録座標系が設定されても、複数の点群データ１２２Ａを統合することができる。これは、点群データ１２２Ａの取得を開始する際の車両１の位置や姿勢は様々であるが、同じ駐車位置に車両１が駐車される点に注目している。

【0166】

（１８）車載処理装置１２０は、位置推定部１２１Ｆの出力に基づき車両１を駆動し、駐車場座標系におけるあらかじめ指定された駐車位置に車両１を移動させる車両制御装置１３０と、車両１の位置に関する情報（緯度経度）を受信するカーナビゲーションシステム１０７から車両１の緯度経度を取得する絶対位置取得部１２１Ｄとを備える。点群地図１２４Ａを構成する点は、駐車場の構成物の一部を表す点である。記憶部１２４には、点群地図１２４Ａとして駐車場の緯度経度もあわせて格納される。車載処理装置１２０は、車両制御装置１３０を用いて車両１を駐車位置に移動させる車両制御部１２１Ｈを備える。そのため車載処理装置１２０は、点群地図１２４Ａに含まれる駐車位置へ車両１を自動駐車することができる。

【0167】

（１９）車載処理装置１２０は、カーナビゲーションシステム１０７と、車両１の周囲の点群をセンシングする外界センサ群１０２、すなわちセンサカメラ１０２Ａ、ソナー１０２Ｂおよびレーダ１０２Ｃとを備え、点群地図生成部１２１Ｃにおいて、図２に示すような点群と緯度経度情報を紐付けしたデータフォーマットの点群地図１２４Ａを生成する。この緯度経度情報を参照することで、周囲の点群の有無や道路地図との関係を判断でき、地図記憶モードや位置推定モードに自動で遷移することができる。そのため、ユーザがモード遷移のための操作をする必要がなくなり、車両１の走行中に地図の記憶や自動駐車にスムーズに移行することができる。

【0168】

なお、上述した実施の形態は、以下のように変形してもよい。

【0169】

（１）表示制御部１２１Ｇは、図５のステップＳ６０７で自己位置の推定結果を示す画像を表示装置１１１に表示する際に、点群地図１２４Ａの成立性に応じて画像の表示形態を変化させてもよい。すなわち、地図記憶モードで取得した点群データ１２２Ａを点群地図１２４Ａに記録する際には、前述のように地図成立性の有無を表す情報が点群地図１２４Ａの部分ごとに、すなわち点群地図１２４Ａに含まれる駐車場データの点ごとに記録される。この情報に基づき、ステップＳ６０７で表示装置１１１に表示する地図画像や俯瞰画像における地図成立性を部分ごとに判断し、地図成立性が高い部分と低い部分とで、色、明るさ、線の太さ等の表示形態を異ならせて表示する。このようにすれば、表示装置１１１に表示された自己位置の推定結果がどの程度信頼できるものであるかを、ユーザに分かりやすく知らせることができる。

【0170】

（２）車両制御部１２１Ｈは、図９のステップＳ６６３で車両１を制御して移動させる際に、点群地図１２４Ａの成立性に応じて車両１の移動範囲を制限してもよい。すなわち、地図記憶モードで取得した点群データ１２２Ａを点群地図１２４Ａに記録する際には、前述のように地図成立性の有無を表す情報が点群地図１２４Ａの部分ごとに、すなわち点群地図１２４Ａに含まれる駐車場データの点ごとに記録される。この情報に基づき、ステップＳ６６３で車両１を移動させる予定の地図範囲における地図成立性を判断し、地図成立性が低い領域には車両１が進入できないようにする。このようにすれば、車両１の移動中に、点群地図１２４Ａの誤差により車両１が誤って壁等の障害物に衝突するのを防止することができる。

【0171】

（３）車載処理装置１２０は、図５のステップＳ６０８の判定条件を削除して、位置推定モードにおいて自己位置推定が完了し、かつ、ユーザが自動駐車ボタン１１０Ｂを押している場合に、車両制御装置１３０を用いて車両１を駐車位置に移動させるようにしてもよい。すなわち、カーナビゲーションシステム１０７が測定する車両１の位置と駐車場の位置との距離の差があらかじめ定めた距離（１００ｍ）よりも短い場合に、車両制御装置１３０を用いて車両１を駐車位置に移動させるようにしてもよい。このようにすれば、車両１に搭載されるいずれのセンサも駐車位置を直接観測できない遠方をスタート地点として、点群地図１２４Ａに含まれる駐車位置へと車両１を自動駐車することができる。

【0172】

（４）車載処理装置１２０は、複数のカメラと接続されてもよい。車載処理装置１２０は、複数のカメラの撮影画像を用いることで、車両１の周辺に存在する広範囲のランドマークから点群データ１２２Ａを抽出することができる。

【0173】

（５）車載処理装置１２０は、車速センサ１０８や舵角センサ１０９からセンシング結果を受信しなくてもよい。この場合は、車載処理装置１２０は、たとえばカメラ１０２Ａの撮影画像を用いて車両１の移動量を推定する。具体的には、車載処理装置１２０は、ＲＯＭ１２３に格納された内部パラメータおよび外部パラメータを用いて、撮影画像中の被写体とカメラ１０２Ａとの位置関係を算出する。そして、複数の撮影画像においてその被写体を追跡することにより、車両１の移動量および移動方向を推定することができる。

【0174】

（６）点群地図１２４Ａや点群データ１２２Ａ、局所周辺情報１２２Ｂなどの点群情報は３次元情報として記憶部１２４やＲＡＭ１２２に格納されてもよい。この場合、３次元の点群情報は、２次元平面上に投影することにより実施形態と同様に２次元で他の点群と比較してもよいし、３次元同士で比較してもよい。たとえば、車載処理装置１２０は、以下のようにランドマークの３次元点群を得ることができる。すなわち、車速センサ１０８および舵角センサ１０９の出力に基づき算出した車両１の移動量と、カメラ１０２Ａが出力する複数の撮影画像とを用いて、公知のモーションステレオ技術や、そのモーション推定部分を内界センサや測位センサで補正した情報を用いることで、静止立体物の３次元点群を得ることができる。

【0175】

（７）車載処理装置１２０は、図８のステップＳ６４４において、１回だけの否定判定によりステップＳ６４５に進むのではなく、複数回連続で否定判定された場合にステップＳ６４５に進んでもよい。

【0176】

（８）車載処理装置１２０は、図８のステップＳ６４４の判断に代えて、局所周辺情報１２２Ｂにおいて適用範囲外（アウトライア）と判断されている点の割合があらかじめ定めた閾値よりも大きいか否かを判断してもよい。この場合、その割合が閾値よりも大きい場合はステップＳ６４５に進み、その割合が閾値以下の場合はステップＳ６５０に進む。さらに車載処理装置１２０は、図８のステップＳ６４４の判断に加えて前述の割合が大きい場合にのみ、ステップＳ６４５に進んでもよい。

【0177】

（９）車載処理装置１２０は、図８のステップＳ６４５、Ｓ６４７の処理をあらかじめ行ってもよい。さらにその処理結果を記憶部１２４に記録してもよい。

【0178】

（１０）車載処理装置１２０は、ユーザからの動作指令を車両１の内部に設けられた入力装置１１０からだけでなく、通信装置１１４から受信してもよい。たとえばユーザの所持する携帯端末と通信装置１１４が通信を行い、ユーザが携帯端末を操作することにより、車載処理装置１２０は自動駐車ボタン１１０Ｂが押された場合と同様の動作を行ってもよい。この場合は、車載処理装置１２０はユーザが車両１の内部に居る場合だけでなく、ユーザが降車した後にも自動駐車を行うことができる。

【0179】

（１１）車載処理装置１２０は、点群地図１２４Ａに記録された駐車位置だけでなく、ユーザにより指定された位置に駐車を行ってもよい。ユーザによる駐車位置の指定は、たとえば車載処理装置１２０が表示装置１１１に駐車位置の候補を表示し、ユーザが入力装置１１０によりそのいずれかを選択することにより行われる。

【0180】

（１２）車載処理装置１２０は、通信装置１１４を経由して外部から点群地図１２４Ａを受信してもよいし、作成した点群地図１２４Ａを通信装置１１４を経由して外部に送信してもよい。この場合、車載処理装置１２０が点群地図１２４Ａを送受信する相手は、他の車両に搭載された別の車載処理装置１２０でもよいし、駐車場を管理する組織が管理する装置でもよい。

【0181】

（１３）自動駐車システム１００は、カーナビゲーションシステム１０７に代えて携帯端末を備え、携帯端末が通信を行う基地局の識別情報を緯度経度の代わりに記録してもよい。基地局の通信範囲は数百ｍ程度に限られるので、通信を行う基地局が同一であれば同一の駐車場の可能性が高いからである。

【0182】

（１４）点群地図１２４Ａの駐車場データに含まれる周期的な特徴は駐車枠に限定されない。たとえば路面ペイントの１つである横断歩道を構成する複数の直線なども周期的な特徴である。また、駐車場データがレーザレーダなどで取得した、壁などの障害物の情報から構成される場合は、規則的に並んだ柱も周期的な特徴である。

【0183】

（１５）上述した実施の形態では移動体である車両や人間はランドマークに含めなかったが、移動体をランドマークに含めてもよい。その場合は移動体であるランドマークと移動体以外のランドマークを識別可能に記憶してもよい。

【0184】

（１６）車載処理装置１２０は、地図記憶モードにおいて、ランドマーク測位により検出したランドマークを識別し、それぞれのランドマークの識別結果を点群地図１２４Ａに併せて記録してもよい。ランドマークの識別には、たとえば撮影画像から得られるランドマークの形状情報や色情報、さらに公知のモーションステレオ技術によるランドマークの立体形状情報が用いられる。ランドマークはたとえば、駐車枠、駐車枠以外の路面ペイント、縁石、ガードレール、壁、などのように識別される。さらに車載処理装置１２０は、移動体である車両や人間をランドマークに含め、他のランドマークと同様に識別結果を点群地図１２４Ａに併せて記録してもよい。この場合は車両と人間をあわせて「移動体」として識別および記録してもよいし、車両と人間を個別に識別および記録してもよい。

【0185】

以上説明した実施形態や各種の変形例はあくまで一例である。本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0186】

１ … 車両
１００ … 自動駐車システム
１０２ … 外界センサ群
１０２Ａ … カメラ
１０２Ｂ … ソナー
１０２Ｃ … レーダ
１０７ … カーナビゲーションシステム
１０８ … 車速センサ
１０９ … 舵角センサ
１１０ … 入力装置
１１０Ａ … 応答ボタン
１１０Ｂ … 自動駐車ボタン
１１１ … 表示装置
１１４ … 通信装置
１２０ … 車載処理装置
１２１ … 演算部
１２１Ａ … 点群データ取得部
１２１Ｂ … 点群データ検証部
１２１Ｃ … 点群地図生成部
１２１Ｄ … 絶対位置取得部
１２１Ｅ … 移動量推定部
１２１Ｆ … 位置推定部
１２１Ｇ … 表示制御部
１２１Ｈ … 車両制御部
１２１Ｉ … モード切り替え部
１２２ … ＲＡＭ
１２２Ａ … 点群データ
１２２Ｂ … 局所周辺情報
１２２Ｃ … アウトライアリスト
１２３ … ＲＯＭ
１２４ … 記憶部
１２４Ａ … 点群地図
１２５ … インタフェース
１３０ … 車両制御装置
ＩＢ … 点群一致率
ＩＣ … 瞬間一致度
ＩＷ … 全体一致度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】