特許 7528832 自律走行車

(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】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】自律走行車

(51)【国際特許分類】

   G01C 21/30 20060101AFI20240730BHJP

   G05D 1/43 20240101ALI20240730BHJP

   G09B 29/10 20060101ALI20240730BHJP

   G09B 29/00 20060101ALI20240730BHJP

【ＦＩ】

G01C21/30

G05D1/43

G09B29/10 A

G09B29/00 A

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021050338

(22)【出願日】2021-03-24

(65)【公開番号】P2022148593

(43)【公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-06-14

(73)【特許権者】

【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】宇野 峰志

【審査官】貞光 大樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１９４７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１８８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第８７２５４１３（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】特開２０１２－１２７８９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ ２１／００ － ２１／３６

Ｇ０５Ｄ １／００ － １／８７

Ｇ０９Ｂ ２９／００ － ２９／１４

Ｇ０８Ｇ １／００ － １／１６

Ｂ６５Ｇ １／００

Ｇ０６Ｔ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

路面を撮像するように、鉛直方向を向いて配置されたカメラと、
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対応付けた地図データを記憶した記憶装置と、
前記カメラから画像データを取得する取得部と、
前記画像データから予め定められた範囲を切り出した切出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で前記切出画像データに対応する前記地図画像データを特定し、当該地図画像データと前記切出画像データとの相対位置から自己位置を推定する自己位置推定部と、を備え、
前記地図データは、前記地図画像データの画素位置を表す座標系において前記カメラの光軸位置を表す座標に前記位置情報を対応付けたデータである自律走行車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、自律走行車に関する。

【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、制御部と、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、地図画像データと位置情報とを対応付けたデータである。位置情報は、例えば、地図画像データの中心画素に対応付けられる。制御部は、カメラから画像データを取得する。制御部は、画像データと地図画像データとのマッチングを行う。このマッチングにより、制御部は、画像データに対応する地図画像データを特定する。制御部は、地図画像データに対応付けられた位置情報と、地図画像データと画像データとの相対位置と、に基づき自己位置を推定する。地図画像データと画像データとの相対位置とは、地図画像データのうち位置情報が対応付けられた画素と、当該画素に対応する画像データの画素とのずれ量である。地図画像データの中心画素に位置情報が対応付けられていれば、画像データの中心画素と、画像データとマッチングされた地図画像データの中心画素とのずれ量が地図画像データと画像データとの相対位置である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許第８７２５４１３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

自己位置の推定に要する処理時間を短縮するため、画像データの一部のみを用いて自己位置を推定する場合がある。この場合、カメラの上下動によって、地図画像データと画像データとの相対位置が変化する場合がある。この相対位置の変化を原因として、自己位置推定精度が低下するおそれがある。

【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、鉛直方向を向いて配置されたカメラと、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対応付けた地図データを記憶した記憶装置と、前記カメラから画像データを取得する取得部と、前記画像データから予め定められた範囲を切り出した切出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で前記切出画像データに対応する前記地図画像データを特定し、当該地図画像データと前記切出画像データとの相対位置から自己位置を推定する自己位置推定部と、を備え、前記地図データは、前記地図画像データの画素位置を表す座標系において前記カメラの光軸位置を表す座標に前記位置情報を対応付けたデータである。

【0006】

地図画像データの画素位置を表す座標系においてカメラの光軸位置を表す座標は、カメラが上下動しても対応する路面の位置が変化しない。従って、カメラが上下動しても、地図画像データと切出画像データとの相対位置が変化しない。カメラの上下動により自己位置推定精度が低下することを抑制できる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、自己位置推定精度の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】自律走行車を示す側面図。

【図2】自律走行車を示すブロック図。

【図3】地図作成処理を示すフローチャート。

【図4】画像データの一例を示す図。

【図5】地図データの一例を示す図。

【図6】自己位置推定処理を示すフローチャート。

【図7】切出画像データの一例を示す図。

【図8】地図画像データと切出画像データの相対位置を説明するための図。

【図9】比較例の地図データを示す図。

【図10】比較例の切出画像データを示す図。

【図11】実施形態の作用を説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、自律走行車の一実施形態について説明する。以下の説明において、前後左右とは、自律走行車を基準とした場合の前後左右である。前後方向は、自律走行車の進行方向と一致する。左右方向は、自律走行車の車幅方向と一致する。

【0010】

図１及び図２に示すように、自律走行車１０は、車体１１と、駆動輪２１と、操舵輪３１と、走行モータドライバ２２と、走行モータ２３と、操舵モータドライバ３２と、操舵モータ３３と、カメラ４１と、照明装置５１と、測位装置６１と、制御装置８１と、補助記憶装置７１と、を備える。自律走行車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。

【0011】

走行モータ２３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２２は、制御装置８１からの指令に応じて走行モータ２３を駆動させる。走行モータ２３の駆動により駆動輪２１が回転することで、自律走行車１０は走行する。操舵モータ３３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３２は、制御装置８１からの指令に応じて操舵モータ３３を駆動させる。操舵モータ３３の駆動により操舵輪３１が操舵されることで、自律走行車１０は旋回する。

【0012】

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。

【0013】

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。
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といえる。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。詳細にいえば、カメラ４１の光軸と鉛直方向とが一致するようにカメラ４１は設けられている。なお、カメラ４１が鉛直方向を向いた状態とは、カメラ４１の取付精度による誤差を許容するものであり、カメラ４１は鉛直方向に対して若干ずれた方向を向いた状態で取り付けられていてもよい。

【0014】

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、下方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。

【0015】

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用いて位置を測定するものである。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。

【0016】

制御装置８１は、プロセッサ８２と、記憶部８３と、を備える。プロセッサ８２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８３は、RAM（Random Access Memory）及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部８３は、処理をプロセッサ８２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８３、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８１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８１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。

【0017】

制御装置８１は、地図作成部８４と、取得部８５と、自己位置推定部８６と、を備える。地図作成部８４、取得部８５、及び自己位置推定部８６は、制御装置８１が予め定められたプログラムを実行することで機能する機能要素である。

【0018】

補助記憶装置７１は、制御装置８１が読み取り可能な情報を記憶している。補助記憶装置７１としては、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、及びフラッシュメモリを挙げることができる。

【0019】

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対応付けたものである。位置情報は、座標情報と、方位情報と、を含む。座標情報は、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。方位情報は、地図座標系の座標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である。

【0020】

地図データＭ１は、予め作成されている。地図データＭ１は、例えば、自律走行車１０が走行すると想定される場所を、予め自律走行車１０で走行することで得ることができる。以下、地図作成処理について説明する。地図作成処理は、地図データＭ１を作成する際に制御装置８１が行う処理である。

【0021】

図３に示すように、ステップＳ１において、制御装置８１は、カメラ４１から画像データを取得する。一例として、図４に示す画像データＩＭ１を取得したとして説明を行う。図４に示すように、本実施形態の画像データＩＭ１は、円形状の画像データである。画像データＩＭ１には、路面Ｓｒの特徴Ｂが写っている。路面Ｓｒの特徴は、例えば、路面Ｓｒの凹凸である。本実施形態では、路面Ｓｒの特徴Ｂを模式的に示す。

【0022】

図３に示すように、次に、ステップＳ２において、制御装置８１は、位置情報を取得する。位置情報は、測位装置６１を用いて取得することができる。位置情報は、例えば、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によって算出可能である。

【0023】

次に、ステップＳ３において、制御装置８１は、画像データＩＭ１の一部を切り出す。本実施形態では、画像データＩＭ１の半分を切り出す。図４に示す例では、画像データＩＭ１から、斜線部分を除いた範囲が切り出される。制御装置８１は、切り出された画像データを地図画像データＩＭ１１とする。地図画像データＩＭ１１は、半円形状の画像データといえる。制御装置８１は、例えば、画像データＩＭ１の前半分、後半分、右半分、左半分など、任意の方向の範囲を切り出すことができる。本実施形態では、画像データＩＭ１の前半分を切り出しているとする。画像データＩＭ１から切り出される地図画像データＩＭ１１の大きさ、及び画像データＩＭ１から切り出される地図画像データＩＭ１１の位置は、任意に設定することができる。

【0024】

次に、ステップＳ４において、制御装置８１は、地図画像データＩＭ１１に、ステップＳ２で取得した位置情報を対応付ける。詳細にいえば、制御装置８１は、ステップＳ１で画像データＩＭ１を取得した時刻と同時刻に取得した位置情報を地図画像データＩＭ１１に対応付ける。図４に示すように、制御装置８１は、地図画像データＩＭ１１の画素位置を表す座標系においてカメラ４１の光軸位置を表す座標ＣＰ１に位置情報を対応付ける。地図画像データＩＭ１１の画素位置を表す座標系は、画像座標系である。画像座標系とは、画像データＩＭ１の画素位置を表す２軸直交座標系である。画像データＩＭ１の画素位置は、例えば、画素の横位置を表す座標と、画素の縦位置を表す座標とで表現できる。地図画像データＩＭ１１は、画像データＩＭ１の一部を切り出したものであるため、地図画像データＩＭ１１の画素位置は画像座標系で表現することができる。画像座標系においてカメラ４１の光軸位置を表す座標ＣＰ１は、地図画像データＩＭ１１を切り出す前の画像データＩＭ１の中心座標に一致する。地図画像データＩＭ１１が半円形状であれば、弦の中点に位置する座標がカメラ４１の光軸位置を表す座標ＣＰ１である。

【0025】

また、制御装置８１は、地図画像データＩＭ１１に、ピクセルスケールを対応付ける。ピクセルスケールとは、１画素当たりの実際のサイズである。制御装置８１は、撮像時刻や地図画像データＩＭ１１毎に個別に付与される画像ナンバーを地図画像データＩＭ１１に対応付けてもよい。

【0026】

制御装置８１がステップＳ１～ステップＳ４の処理を所定の周期で繰り返し行うことで、地図データＭ１が作成される。図５に示すように、地図データＭ１は、地図座標系において、位置情報に応じて地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３を並べたデータとみなすことができる。一例として、図５に示すように、３つの地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３による地図データＭ１が作成されたとして説明を行う。地図作成処理を行うことで、制御装置８１は、地図作成部８４を備えているといえる。

【0027】

制御装置８１は、上記した地図データＭ１を用いて自己位置を推定しながら、走行モータドライバ２２及び操舵モータドライバ３２を制御する。これにより、制御装置８１は、自律走行車１０を目標位置に移動させる。目標位置は、自律走行車１０のユーザーが設定するものであってもよいし、自律走行車１０の上位制御装置が設定するものであってもよい。

【0028】

制御装置８１が行う自己位置推定処理について説明する。自己位置推定処理は、自律走行車１０が起動している間、所定の制御周期で繰り返し行われるルーチンである。
図６に示すように、ステップＳ１１において、制御装置８１は、カメラ４１から画像データを取得する。ステップＳ１１の処理を行うことで、制御装置８１は、取得部８５を備えているといえる。

【0029】

次に、ステップＳ１２において、制御装置８１は、画像データの一部を切り出す。この際、制御装置８１は、画像データから切り出される範囲が、地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３と同一の範囲となるように画像データを切り出す。即ち、地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３と同一の大きさであり、かつ、地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３と同一の位置を画像データから切り出す。本実施形態では、画像データＩＭ１の前半分を切り出して地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３としている。このため、制御装置８１は、画像データの前半分を切り出す。以下、画像データから切り出された画像データを切出画像データと称する。一例として、制御装置８１は、画像データを切り出すことで、図７に示す切出画像データＩＭ２１を取得したとする。切出画像データＩＭ２１の画素位置は、画像座標系の座標で表すことができる。地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３の画素位置と、切出画像データＩＭ２１の画素位置とは同一の座標系で表すことができるといえる。例えば、地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３の弦の中点を表す座標ＣＰ１と、切出画像データＩＭ２１の弦の中点を表す座標ＣＰ１１とは、同一座標で表現することができる。

【0030】

図６に示すように、次に、ステップＳ１３において、制御装置８１は、切出画像データＩＭ２１と、地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３とのマッチングを行う。制御装置８１は、切出画像データＩＭ２１から特徴点を抽出する。制御装置８１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８１は、地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３を用いて特徴点の抽出、及び特徴量の記述を行う。

【0031】

制御装置８１は、切出画像データＩＭ２１から得られた特徴点及び特徴量と、地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３から得られた特徴点及び特徴量とをマッチングし、特徴量が類似する特徴点のペアを探索する。制御装置８１は、特徴点のペアに基づき、地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３を特定する。例えば、制御装置８１は、特徴点のペアが集中している地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３を切出画像データＩＭ２１に対応する地図画像データであると特定する。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。特徴量記述子としては、例えば、ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)、SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)、及びSURF(Speeded Up Robust Features)を挙げることができる。

【0032】

一例として、切出画像データＩＭ２１に対応する地図画像データＩＭ１１～ＩＭ１３として、地図画像データＩＭ１３が特定されたとする。図５及び図７から把握できるように、切出画像データＩＭ２１に含まれる特徴Ｂと、地図画像データＩＭ１３に含まれる特徴Ｂとは一致している。このように、マッチングを行うことで、切出画像データＩＭ２１と特徴Ｂのパターンが一致、あるいは、類似する地図画像データＩＭ１３を特定することができる。

【0033】

図６に示すように、次に、ステップＳ１４において、制御装置８１は、地図画像データＩＭ１３に基づき、自己位置を推定する。自己位置とは、地図座標系での自律走行車１０の座標、及び自律走行車１０の姿勢を含む。制御装置８１は、地図画像データＩＭ１３と切出画像データＩＭ２１との相対位置、及び切出画像データＩＭ２１と地図画像データＩＭ１３との相対角度を算出する。地図画像データＩＭ１３と切出画像データＩＭ２１との相対位置とは、切出画像データＩＭ２１と地図画像データＩＭ１３とのずれ量である。切出画像データＩＭ２１と地図画像データＩＭ１３との相対角度とは、切出画像データＩＭ２１と地図画像データＩＭ１３とのずれ角である。切出画像データＩＭ２１と地図画像データＩＭ１３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ＩＭ１３を取得した時点と、切出画像データＩＭ２１を取得した時点とで自律走行車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、切出画像データＩＭ２１は、地図画像データＩＭ１３の一部にのみ一致することが多い。地図画像データＩＭ１３を取得した時点と、切出画像データＩＭ２１を取得した時点で、自律走行車１０の位置がずれていた場合、自律走行車１０の位置の差によって地図画像データＩＭ１３に写る路面Ｓｒの位置と切出画像データＩＭ２１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ＩＭ１３と切出画像データＩＭ２１との相対位置である。ずれ量は、地図画像データＩＭ１３の特徴点と切出画像データＩＭ２１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ＩＭ１３を取得した時点と、切出画像データＩＭ２１を取得した時点での自律走行車１０の姿勢の差によって、切出画像データＩＭ２１は、地図画像データＩＭ１３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、切出画像データＩＭ２１と地図画像データＩＭ１３との相対角度である。制御装置８１は、地図画像データＩＭ１３に対応付けられた位置情報と、相対位置と、相対角度とに基づき自己位置を推定する。制御装置８１は、地図画像データＩＭ１３に対応付けられた座標情報を相対位置に対応する座標だけずらす。制御装置８１は、地図画像データＩＭ１３に対応付けられた方位情報を相対角度分だけずらす。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８１は自己位置とする。

【0034】

地図画像データＩＭ１３と切出画像データＩＭ２１との相対位置を算出する際、制御装置８１は、地図画像データＩＭ１３において位置情報が対応付けられた座標と、この座標と同一座標となる切出画像データＩＭ２１の座標とのずれ量を算出する。そして、制御装置８１は、このずれ量を地図画像データＩＭ１３と切出画像データＩＭ２１との相対位置とする。図８には、地図画像データＩＭ１３と、切出画像データＩＭ２１との相対位置を示す。本実施形態では、地図画像データＩＭ１３の弦の中点を表す座標ＣＰ１と切出画像データＩＭ２１の弦の中点を表す座標ＣＰ１１との距離Ｌ１が、地図画像データＩＭ１３と切出画像データＩＭ２１との相対位置である。詳細にいえば、特徴点同士が重なるように地図画像データＩＭ１３と切出画像データＩＭ２１とを並べた場合において、地図画像データＩＭ１３の座標ＣＰ１と切出画像データＩＭ２１の座標ＣＰ１１との距離Ｌ１が、地図画像データＩＭ１３と切出画像データＩＭ２１との相対位置である。この相対位置は、画像座標系での寸法である。このため、自己位置を算出する際には、画像座標系での相対位置を地図座標系での相対位置に変換する。画像座標系での相対位置を地図座標系での相対位置に変換する際には、ピクセルスケールを用いればよい。ステップＳ１３及びステップＳ１４の処理を行うことで、制御装置８１は、自己位置推定部８６を備えているといえる。

【0035】

本実施形態の作用について説明する。まず、比較例について説明を行う。
図９に示すように、地図画像データＩＭ３１の中心画素ＣＰ２１に位置情報が対応付けされているとする。図１０に示すように、制御装置８１が、切出画像データＩＭ４１を取得し、この切出画像データＩＭ４１を用いてマッチングを行うとする。なお、説明の便宜上、地図画像データＩＭ３１と、切出画像データＩＭ４１とは自律走行車１０が同一位置、同一姿勢で撮像したものであるとする。従って、地図画像データＩＭ３１と、切出画像データＩＭ４１とは完全に一致している。

【0036】

前述したように、地図画像データＩＭ３１と切出画像データＩＭ４１との相対位置は、地図画像データＩＭ３１において位置情報が対応付けられた座標と、この座標と同一座標となる切出画像データＩＭ４１の座標とのずれ量である。地図画像データＩＭ３１の中心画素ＣＰ２１と、切出画像データＩＭ４１の中心画素ＣＰ２２とのずれ量は０である。このため、制御装置８１は、地図画像データＩＭ３１の中心画素ＣＰ２１に対応付けられた位置情報を自己位置とする。

【0037】

自律走行車１０に積み荷を載せたり、自律走行車１０に人が乗り込むと、積み荷や人の重量によって駆動輪２１のタイヤ及び操舵輪３１のタイヤが収縮する。これにより、カメラ４１が下降し、カメラ４１と路面Ｓｒとの距離が短くなる。すると、カメラ４１によって撮像される路面Ｓｒの範囲が狭くなる。この状態で制御装置８１が取得する切出画像データＩＭ４１は、図１０に示すように、カメラ４１が下降していない状態で取得される切出画像データＩＭ４１よりも狭い範囲Ａ１を撮像したデータとなる。切出画像データＩＭ４１の中心画素ＣＰ２２と、範囲Ａ１の中心位置ＣＰ２３とでは対応する路面Ｓｒの位置が異なる。これにより、範囲Ａ１を撮像した切出画像データを用いて自己位置を推定する場合、切出画像データＩＭ４１を取得した場合と同一位置、同一姿勢で撮像を行っているにも関わらず、切出画像データの中心画素と地図画像データＩＭ３１の中心画素ＣＰ２１とのずれが生じる。このずれ量が自己位置推定精度の低下の原因となる。例えば、図９に示すように、地図画像データＩＭ３１の中心画素ＣＰ２１と、範囲Ａ１の中心位置ＣＰ２３とのずれ量によって自己位置推定精度が低下する。

【0038】

これに対し、本実施形態では、地図画像データにおいて、画像座標系におけるカメラ４１の光軸位置に位置情報を対応付けている。カメラ４１の光軸位置は、カメラ４１が上下動しても画像座標系での座標が変化しない。言い換えれば、画像座標系におけるカメラ４１の光軸位置は、カメラ４１が上下動しても路面Ｓｒにおける同一位置に対応している。

【0039】

図１１に示すように、切出画像データＩＭ４１においてカメラ４１の光軸位置を表す座標ＣＰ３１は、範囲Ａ１を撮像した場合の切出画像データにおいてカメラ４１の光軸位置を表す座標ＣＰ３２と一致する。このため、カメラ４１の上下動によって切出画像データＩＭ４１と地図画像データＩＭ３１との相対位置が変化しない。

【0040】

なお、上記した説明では、一例として、タイヤの収縮によりカメラ４１が下降する場合について説明を行った。地図画像データを取得した時点と、切出画像データとを取得した時点とで、カメラ４１の上下方向の位置が異なる場合には、同様のことがいえる。例えば、地図画像データの中心画素に位置情報を対応付ける場合、地図画像データと取得した時点よりも、切出画像データを取得した時点のほうがカメラ４１の位置が高いと、同様の課題が生じ得る。これに対し、地図画像データにおいて、画像座標系におけるカメラ４１の光軸位置に位置情報を対応付けることで、自己位置推定精度の低下を抑制できる。

【0041】

本実施形態の効果について説明する。
（１）画像座標系においてカメラ４１の光軸位置を表す座標ＣＰ１は、カメラ４１の位置が上下動しても路面Ｓｒの対応する位置が変化しない。即ち、画像座標系においてカメラ４１の光軸位置を表す座標ＣＰ１は、カメラ４１が上下動しても路面Ｓｒの一定位置を写す。このため、カメラ４１が上下動しても、地図画像データと画像データとの相対位置は変化しない。画像座標系においてカメラ４１の光軸位置を表す座標ＣＰ１に位置情報を対応付けることで、カメラ４１の上下動により自己位置推定精度が低下することを抑制できる。

【0042】

（２）切出画像データを用いて、地図画像データとマッチングを行っている。カメラ４１の取付位置によっては、画像データに車体１１の一部が入り込むおそれがある。この際、車体１１が入り込む領域を除いた切出画像データが切り出されるようにすることで、車体１１の一部が入り込む領域を除外した切出画像データを得ることができる。切出画像データに車体１１の一部が入り込んでいると、自己位置推定精度の低下の原因となる。車体１１の一部が入り込む領域を除外した切出画像データを用いてマッチングを行うことで、自己位置推定精度の低下を抑制できる。

【0043】

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。本実施形態及び以下の変形例は、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。
○地図画像データは、画像データの一部を切り出したデータでなくてもよい。実施形態であれば、地図画像データは、円形の画像データであってもよい。この場合であっても、切出画像データとのマッチングを行う際に、地図画像データの一部を切り出すことでマッチングを行えばよい。

【0044】

○位置情報は、画像座標系においてカメラ４１の光軸位置を表す座標に対応付けられていればよく、地図画像データに含まれていなくてもよい。即ち、画像座標系においてカメラ４１の光軸位置を表す座標は、地図画像データの範囲外であってもよい。

【0045】

○地図データＭ１が記憶される記憶装置は、記憶部８３であってもよい。
○地図画像データの画素位置を表す座標系と、画像データの画素位置を表す座標系は、異なる座標系であってもよい。

【0046】

○制御装置８１は、地図作成部８４を備えていなくてもよい。即ち、制御装置８１は、地図データＭ１を作成する機能を備えていなくてもよい。例えば、自律走行車１０が複数存在する場合、１つの自律走行車１０によって地図データＭ１を作成し、この地図データＭ１を複製して、残りの自律走行車１０で用いられるようにすればよい。

【0047】

○カメラ４１は、鉛直方向を向いて配置できればよく、車体１１の底部とは異なる位置に設けられていてもよい。
○地図作成部８４、取得部８５、及び自己位置推定部８６は、それぞれ、別々の装置であってもよい。

【符号の説明】

【0048】

ＩＭ１１～ＩＭ１３…地図画像データ、ＩＭ２１…切出画像データ、Ｍ１…地図データ、Ｓｒ…路面、１０…自律走行車、４１…カメラ、７１…記憶装置としての補助記憶装置、８５…取得部、８６…自己位置推定部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】