(57)【要約】【課題】自車両の位置の検出精度を向上することができる自車両位置検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】自車両位置検出装置１は、自車両２の位置及び角度を検出する自車位置検出部３と、自車両２に生じる振動に基づいて自車両２の走行路上の特定地物を検出する特定地物検出部５４と、予め規定される特定地物の規定位置と、特定地物検出部５４によって検出された特定地物の検出位置とに基づいて、自車位置検出部３によって検出される自車両２の位置を校正する校正部５５とを備え、特定地物検出部５４は、自車両２に生じる振動に応じて検出される地物の角度に基づいて算出される自車両２の角度である推定自車両角度と、自車位置検出部３によって検出される自車両２の角度である検出自車両角度とに基づいて、特定地物を検出することを特徴とする。【選択図】図１
2014215231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の位置及び角度を検出する自車位置検出部と、
前記自車両に生じる振動に基づいて前記自車両の走行路上の特定地物を検出する特定地物検出部と、
予め規定される前記特定地物の規定位置と、前記特定地物検出部によって検出された前記特定地物の検出位置とに基づいて、前記自車位置検出部によって検出される前記自車両の位置を校正する校正部とを備え、
前記特定地物検出部は、前記自車両に生じる振動に応じて検出される地物の角度に基づいて算出される前記自車両の角度である推定自車両角度と、前記自車位置検出部によって検出される前記自車両の角度である検出自車両角度とに基づいて、前記特定地物を検出することを特徴とする、
自車両位置検出装置。
【請求項２】
前記自車両の左右輪に生じる振動をそれぞれ検出する振動検出部を備え、
前記特定地物検出部は、前記振動検出部が検出した前記自車両の左右輪の振動の検出時間差に基づいて地物の角度を算出する、
請求項１に記載の自車両位置検出装置。
【請求項３】
前記特定地物は、前記自車両の走行路に対して直交する段差である、
請求項１又は請求項２に記載の自車両位置検出装置。
【請求項４】
前記特定地物は、前記自車両の走行路に対して交差する段差であり、
前記特定地物検出部は、前記自車両に生じる振動に応じて検出される地物の角度と、予め規定される前記特定地物の規定角度とに基づいて、前記推定自車両角度を算出する、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の自車両位置検出装置。
【請求項５】
前記特定地物検出部は、前記自車両の走行方向に沿った範囲であって前記特定地物の規定位置を含む所定範囲内の地物のなかから、前記推定自車両角度と前記検出自車両角度との偏差に基づいて、前記特定地物の候補を絞り込む、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自車両位置検出装置。
【請求項６】
前記特定地物検出部は、異なる一対の前記特定地物の一方の候補の各検出位置と他方の候補の各検出位置との各距離と、当該異なる一対の特定地物の規定位置間の距離とに基づいて、前記特定地物を特定する、
請求項５に記載の自車両位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される従来の自車両位置検出装置として、例えば、特許文献１には、移動体の移動状況を計測した計測データに基づいて算出される当該移動体の推測位置と、移動体に発生する所定の振動の検知結果と、所定の振動が発生する振動発生地点の位置情報とに基づいて、移動体の現在位置を設定する設定手段とを備える位置設定装置が開示されている。この位置設定装置は、特定の地物の上を通過した際に移動体に発生する振動、例えば、踏切や居眠り防止用の路面パターン（路面上の凹凸）など、路面上に設けられた凹凸を通過した際に発生する振動等の所定の振動が検知されない場合には、推測位置を移動体の現在位置として設定し、当該所定の振動が検知された場合には、推測位置周辺に存在する振動発生地点の位置を移動体の現在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２００７−２６３８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような特許文献１に記載の位置設定装置は、車両振動パターンにより地物種別を判定しているため、例えば、上下振動パターンが類似する地物（道路の皺等）を正確に区別できないおそれがあることから、自車両の位置の検出精度向上の点で、更なる改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、自車両の位置の検出精度を向上することができる自車両位置検出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】
上記目的を達成するために、本発明に係る自車両位置検出装置は、自車両の位置及び角度を検出する自車位置検出部と、前記自車両に生じる振動に基づいて前記自車両の走行路上の特定地物を検出する特定地物検出部と、予め規定される前記特定地物の規定位置と、前記特定地物検出部によって検出された前記特定地物の検出位置とに基づいて、前記自車位置検出部によって検出される前記自車両の位置を校正する校正部とを備え、前記特定地物検出部は、前記自車両に生じる振動に応じて検出される地物の角度に基づいて算出される前記自車両の角度である推定自車両角度と、前記自車位置検出部によって検出される前記自車両の角度である検出自車両角度とに基づいて、前記特定地物を検出することを特徴とする。
【０００７】
また、上記自車両位置検出装置では、前記自車両の左右輪に生じる振動をそれぞれ検出する振動検出部を備え、前記特定地物検出部は、前記振動検出部が検出した前記自車両の左右輪の振動の検出時間差に基づいて地物の角度を算出するものとすることができる。
【０００８】
また、上記自車両位置検出装置では、前記特定地物は、前記自車両の走行路に対して直交する段差であるものとすることができる。
【０００９】
また、上記自車両位置検出装置では、前記特定地物は、前記自車両の走行路に対して交差する段差であり、前記特定地物検出部は、前記自車両に生じる振動に応じて検出される地物の角度と、予め規定される前記特定地物の規定角度とに基づいて、前記推定自車両角度を算出するものとすることができる。
【００１０】
また、上記自車両位置検出装置では、前記特定地物検出部は、前記自車両の走行方向に沿った範囲であって前記特定地物の規定位置を含む所定範囲内の地物のなかから、前記推定自車両角度と前記検出自車両角度との偏差に基づいて、前記特定地物の候補を絞り込むものとすることができる。
【００１１】
また、上記自車両位置検出装置では、前記特定地物検出部は、異なる一対の前記特定地物の一方の候補の各検出位置と他方の候補の各検出位置との各距離と、当該異なる一対の特定地物の規定位置間の距離とに基づいて、前記特定地物を特定するものとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る自車両位置検出装置は、自車両の位置の検出精度を向上することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る自車両位置検出装置における振動検出を説明する模式図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の段差検出機能の概略について説明する模式図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の段差候補選出機能について説明する模式図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の不要段差除去機能について説明する模式図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の不要段差除去機能について説明する模式図である。
【図７】図７は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の不要段差除去機能について説明する模式図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の不要段差除去機能について説明する模式図である。
【図９】図９は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の不要段差除去機能について説明する模式図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の不要段差除去機能について説明する模式図である。
【図１１】図１１は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の不要段差除去機能について説明する模式図である。
【図１２】図１２は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の不要段差除去機能について説明する模式図である。
【図１３】図１３は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の段差決定機能について説明する模式図である。
【図１４】図１４は、実施形態１に係る自車両位置検出装置における制御の一例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、実施形態２に係る自車両位置検出装置の概略構成図である。
【図１６】図１６は、実施形態２に係る自車両位置検出装置の不要段差除去機能について説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１５】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の概略構成図である。図２は、実施形態１に係る自車両位置検出装置における振動検出を説明する模式図である。図３は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の段差検出機能の概略について説明する模式図である。図４は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の段差候補選出機能について説明する模式図である。図５〜図１２は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の不要段差除去機能について説明する模式図である。図１３は、実施形態１に係る自車両位置検出装置の段差決定機能について説明する模式図である。図１４は、実施形態１に係る自車両位置検出装置における制御の一例を示すフローチャートである。
【００１６】
図１に示す本実施形態の自車両位置検出装置１は、自車両２に搭載され、当該自車両２の位置（以下、「自車両位置」という場合がある。）を検出するものである。本実施形態の自車両位置検出装置１によって検出された自車両位置は、例えば、いわゆる軌跡制御等、操舵制御を含む自動制御に適用されるがこれに限られない。このような道路データベース（以下、「道路ＤＢ」という場合がある。）を用いた自動制御では、検出された自車両位置に誤差があると、例えば、道路ＤＢからカーブ曲率等の制御情報を精度よく読み出せずに適切な制御が行われないおそれがある。
【００１７】
そこで、本実施形態の自車両位置検出装置１は、例えば、ターゲットとなる段差（特定地物）の段差位置を正確に検出し、その位置情報を用いて高精度な自車両位置の校正（キャリブレーション）を行うことで、自車両位置の検出精度を向上させ、これにより、当該自車両位置を用いた制御を精度よく実現可能とする。
【００１８】
本実施形態は、例えば、橋やトンネル等の出入口等、少なくとも２つの段差位置が規定されている道路構造物を対象とするものであり、下記の（１）〜（３）の機能を実現する構成要素を有している。
（１）道路ＤＢ内のターゲットとなる段差位置を読み込み、その近傍で検出した段差を候補として選出する機能（段差候補選出機能）。
（２）左右輪の段差検出の時間差から道路に対する自車両角度を算出し、車両方位角度とマッチングすることでターゲートと異なる段差を除外する機能（不要段差除去機能）。
（３）残った段差候補について段差間距離を算出し、道路ＤＢ上の段差間距離と照合し、ターゲットとなる段差を決定する機能（段差決定機能）。
【００１９】
本実施形態は、これらの構成要素によって、例えば、ターゲットとなる段差（特定地物）を正確に抽出できるものである。
【００２０】
具体的には、本実施形態の自車両位置検出装置１は、自車両２に搭載され、自車位置検出部としての自車両位置算出機能部３と、振動検出部としての段差検知機能部４と、制御情報ＥＣＵ５とを備える。
【００２１】
なお、以下で説明する本実施形態の自車両位置検出装置１では、自車両２の走行路上の特定地物は、自車両２の走行路に対して直交する段差（以下、「特定段差」という場合がある。）であるものとして説明する。当該特定段差は、自車両位置検出装置１での自車両位置の校正の際にターゲットとなる段差、言い換えれば、自車両位置の校正の基準となる段差である。ここでは、特定段差は、自車両２の走行路（道路）に直交している段差として、例えば、橋やトンネル等の道路構造物における入口の段差、出口の段差等を用いることができるがこれに限らない。
【００２２】
自車両位置算出機能部３は、自車両２の位置である自車両位置（現在位置等）、及び、自車両２の角度である車両方位角（現在車両方位角等）を検出するものである。自車両位置算出機能部３は、例えば、自車両２に搭載されたＧＰＳ受信機が受信するＧＰＳ情報、車両ＣＡＮ６等の通信システムを介して接続される各種センサ、検出器等が検出する自車両２の車速、ヨーレート等のデットレコニング等を用いて自車両位置、車両方位角を算出する。自車両位置算出機能部３は、制御情報ＥＣＵ５に電気的に接続されており、ＧＰＳ、デットレコニング等を利用して算出した自車両位置、車両方位角を制御情報ＥＣＵ５へ出力する。
【００２３】
段差検知機能部４は、自車両２に生じる振動を検出し、自車両２の走行路上の段差を検出するものである。本実施形態の段差検知機能部４は、自車両２の左右輪に生じる振動をそれぞれ検出する。段差検知機能部４は、少なくとも自車両２の前輪、又は、後輪のいずれか一方の左右輪に生じる振動をそれぞれ検出すればよいが、例えば、４輪各輪に生じる振動をそれぞれ検出してもよい。段差検知機能部４は、自車両の４輪各輪に対応して設けられたＧセンサ、圧力センサ、又は、車高センサ等を用いて各車輪に対する段差による振動入力を検知する。段差検知機能部４は、例えば、図２に示すように、各車輪に番号を付与して各車輪に対する振動に基づいて当該各車輪番号別に段差を検知する。ここでは、各車輪番号は、左前輪が「Ｎｏ．１」、右前輪が「Ｎｏ．２」、左後輪が「Ｎｏ．３」、右後輪が「Ｎｏ．４」となっている。段差検知機能部４は、制御情報ＥＣＵ５に電気的に接続されている。段差検知機能部４は、例えば、各車輪において振動を検出し、当該検出した振動が予め設定された振動判定値より大きい場合に段差検出フラグをＯＮとし、各車輪番号別に段差検出フラグＯＮ信号（以下、「段差検出フラグ」という場合がある。）を制御情報ＥＣＵ５へ出力する。ここで、上記振動判定値は、所定の高さ以上の段差を検知するために、検出される車輪の振動に対して設定される閾値であり、例えば、実車評価等に基づいて検出したい段差の高さ等に応じて予め設定されればよい。
【００２４】
図１に戻って、制御情報ＥＣＵ５は、特定段差の段差位置を検出し、その位置情報を用いて自車両位置の校正（キャリブレーション）を行うものである。制御情報ＥＣＵ５は、例えば、自車両２における自動制御等に用いられる情報に関する各種制御、処理を行うものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。制御情報ＥＣＵ５は、例えば、自車両２の各部を統括的に制御するＥＣＵによって兼用されてもよいし、当該ＥＣＵとは別個に構成され相互に各種情報の授受を行う構成であってもよい。
【００２５】
制御情報ＥＣＵ５は、機能概念的に、メモリ５１、車両情報データベース（以下、「車両ＤＢ」という場合がある。）５２、道路ＤＢ５３、特定地物検出部としての段差検出機能部５４、校正部５５等を含んで構成される。また、段差検出機能部５４は、段差候補選出機能部５４ａ、不要段差除去機能部５４ｂ、段差決定機能部５４ｃ等を含んで構成される。
【００２６】
メモリ５１は、各機能部からの出力情報を格納し、記憶するものである。メモリ５１に記憶された情報は、不要段差除去機能部５４ｂ、段差決定機能部５４ｃ等が所定の処理を行う際に参照される。
【００２７】
車両ＤＢ５２は、自車両２の諸元情報を記憶するものである。自車両２の諸元情報は、例えば、自車両２の全長、車幅、ホイールベース、車両重量等を含むものとすることができる。車両ＤＢ５２は、これらの情報を予め記憶している。車両ＤＢ５２に記憶された自車両２の諸元情報は、不要段差除去機能部５４ｂ等が所定の処理を行う際に参照される。
【００２８】
道路ＤＢ５３は、道路ネットワークデータを道路情報として記憶するものである。道路情報は、道路距離情報、道路勾配情報、路面状態情報、道路形状情報、制限車速情報、道路曲率（カーブ）情報、道路車線情報等のうちの少なくとも１つを含むものとすることができる。そしてさらに、本実施形態の道路情報は、特定段差情報を含む。特定段差情報は、自車両２が走行可能な走行路上の特定段差に関する情報である。ここでは、特定段差は、上述したように、自車両２の走行路に直交している段差が予め選定される。特定段差情報は、特定段差の種別（地物種別情報）、特定段差の規定段差位置（規定位置）、段差間距離等を含む。特定段差の規定段差位置は、予め規定される特定段差の段差位置であり、例えば、特定段差の位置を特定する緯度経度等により表すことができる。段差間距離は、例えば、隣接する特定段差の規定段差位置間の距離等である。段差間距離は、典型的には、橋やトンネル等の道路構造物ごとに関連付けられた入口側の特定段差の規定段差位置と出口側の特定段差の規定段差位置との距離を含むものとすることができる。道路ＤＢは、道路情報を予め記憶しており、道路情報を配信する外部装置と定期的に通信することで、記憶した情報を更新する。道路ＤＢに記憶された道路情報は、段差候補選出機能部５４ａ、段差決定機能部５４ｃ等が所定の処理を行う際に参照される。なお、この道路ＤＢ５３及び上述の車両ＤＢ５２は、ここでは自車両２に車載するものとして図示しているが、これに限らず、自車両２の車外の情報センタ等に設けられ、通信機等を介して、制御情報ＥＣＵ５によって適宜参照され、必要な情報が読み出される構成であってもよい。
【００２９】
段差検出機能部５４は、自車両２に生じる振動に基づいて自車両２の走行路上の特定段差を検出するものであり、さらに特定段差の検出段差位置（検出位置）を検出する。段差検出機能部５４は、段差候補選出機能部５４ａが上述の「（１）段差候補選出機能」を実現し、不要段差除去機能部５４ｂが上述の「（２）不要段差除去機能」を実現し、段差決定機能部５４ｃが上述の「（３）段差決定機能」を実現する。
【００３０】
段差検出機能部５４は、図３に概略を示すように、段差候補選出機能部５４ａが自車両位置から道路ＤＢ５３内のターゲットとする特定段差の規定段差位置を読み込む。ここでは、段差候補選出機能部５４ａは、例えば、道路構造物の入口側の特定段差の規定段差位置Ａ、及び、出口側の特定段差の規定段差位置Ｂを読み込む。そして、段差候補選出機能部５４ａは、規定段差位置Ａ、Ｂそれぞれにおいて、±αｍの範囲で検出される段差をターゲットの特定段差の候補段差として選出しメモリ５１に保存する（図３中の（１））。そして、段差検出機能部５４は、不要段差除去機能部５４ｂが自車両２の左右輪での段差検出の時間差から道路に対する自車両２の角度を算出し、このようにして検出された自車両２の角度と、車両方位角から定まる自車両２の角度とが所定以上に異なる段差については、段差候補選出機能部５４ａにより選出された特定段差の候補段差から不要段差として除外する（図３中の（２））。そして、段差検出機能部５４は、段差決定機能部５４ｃが、不要段差が除外された後の残りの特定段差の候補段差から規定段差位置Ａ、規定段差位置Ｂに対応する各候補段差のすべての組み合わせについて、検出段差位置間の距離を算出する。そして、段差決定機能部５４ｃは、算出した各検出段差位置間の距離と、道路ＤＢ５３内の特定段差の規定段差位置間の段差間距離（ここでは規定段差位置Ａと規定段差位置Ｂとの段差間距離）とをマッチングし、当該規定段差位置間の段差間距離と一致、又は、最も近い値の候補段差の組み合わせを、特定段差であるものとして特定し検出する（図３中の（３））。
以下、図１、図４〜図１３を参照して、段差候補選出機能部５４ａ、不要段差除去機能部５４ｂ、段差決定機能部５４ｃについて具体的に説明する。
【００３１】
段差候補選出機能部５４ａは、自車両２の走行方向に沿った範囲であって特定段差の規定段差位置を含む所定範囲内の地物のなかから、特定段差の候補となる候補段差を選定する。段差候補選出機能部５４ａは、自車両位置算出機能部３から自車両位置、車両方位角に応じた検出信号が入力され、車両ＣＡＮ６を介して車速に応じた検出信号が入力され、段差検知機能部４から各車輪番号別の段差検出フラグに応じた検出信号が入力される。また、段差候補選出機能部５４ａは、道路ＤＢ５３に記憶された特定段差情報に応じた特定段差の規定段差位置等を適宜参照することができる。
【００３２】
まず、段差候補選出機能部５４ａは、図４に示すように、道路ＤＢ５３内の道路情報に基づいて、現在の自車両位置から、ターゲットとする特定段差の規定段差位置を読み込む。ターゲットとする特定段差は、道路ＤＢ５３内に特定段差情報として予め登録されており、段差候補選出機能部５４ａによって現在の自車両位置を基準に自車両２の進行方向側の特定段差の規定段差位置が当該ターゲットとする特定段差の規定段差位置として読み込まれる。ここでは、段差候補選出機能部５４ａは、例えば、自車両２の自車両位置が道路構造物の入口側近傍に接近した際に当該入口側の特定段差の規定段差位置Ａを読み込み、自車両位置が道路構造物の出口側近傍に接近した際に当該出口側の特定段差の規定段差位置Ｂを読み込む。
【００３３】
そして、段差候補選出機能部５４ａは、自車両位置が規定段差位置Ａを含む所定範囲、ここでは、自車両２の進行方向に対して規定段差位置Ａを基準として±αｍの範囲内にある状態で、段差検知機能部４から各車輪番号別の段差検出フラグが入力されると、当該段差検出フラグの入力に対応して、実際に検出した段差の検知結果を、特定段差の候補段差としてメモリ５１に出力し格納する。ここで、メモリ５１に格納する候補段差の検知結果は、例えば、当該候補段差の検出段差位置（検出した段差の緯度経度等）、当該候補段差を検出した際の車速、自車両位置、車両方位角、当該候補段差の検知時刻等を含む。また、所定範囲としてのαｍは、例えば、センサやＧＰＳの性能等に応じて自車両位置算出等で生じる最大算出誤差等を踏まえて予め設定される。段差候補選出機能部５４ａは、候補段差の検知結果をメモリ５１に格納する際には、各車輪番号別に当該検知結果を格納する。また、段差候補選出機能部５４ａは、規定段差位置Ｂに対しても上記と同様の処理を行う。
【００３４】
不要段差除去機能部５４ｂは、自車両２に生じる振動に応じて検出される段差（地物）の角度に基づいて算出される自車両２の角度である推定自車両角度と、自車両位置算出機能部３によって検出される自車両２の角度である検出自車両角度とに基づいて、特定段差を検出する。本実施形態の不要段差除去機能部５４ｂは、自車両２の走行方向に沿った範囲であって特定段差の規定段差位置を含む所定範囲内の地物のなかから、推定自車両角度と検出自車両角度との偏差に基づいて、特定地物の候補を絞り込む。ここでは、不要段差除去機能部５４ｂは、段差候補選出機能部５４ａが選出した特定段差の候補段差のなかから、推定自車両角度と検出自車両角度との偏差に基づいて、特定地物の候補を絞り込む。不要段差除去機能部５４ｂは、メモリ５１に記憶された各車輪番号別の各候補段差の検知結果（検出段差位置、車速、自車両位置、車両方位角、検知時刻等）を適宜参照することができる。また、不要段差除去機能部５４ｂは、車両ＤＢ５２に記憶された自車両２の諸元情報に応じた車幅等を適宜参照することができる。
【００３５】
不要段差除去機能部５４ｂは、図５に示すように、メモリ５１に記憶された各車輪番号別の各候補段差の検知結果を読み出すことで、自車両２の左右輪（左前輪（Ｎｏ．１）と右前輪（Ｎｏ．２）、又は、左後輪（Ｎｏ．３）、右後輪（Ｎｏ．４））での候補段差の検知時刻を検知できる。図５の例では、不要段差除去機能部５４ｂは、左前輪（Ｎｏ．１）における時刻ｔ＝ｊ、右前輪（Ｎｏ．２）における時刻ｔ＝ｋ（ｊ≦ｋ））を検知することができる。
【００３６】
また、不要段差除去機能部５４ｂは、図６に示すように、段差候補選出機能部５４ａが選出した候補段差のすべてにおいて、メモリ５１から当該段差の検知時刻での車両方位角（絶対角）を読み出し、自車両２の角度である検出自車両角度（相対角）θを算出する。検出自車両角度θは、当該段差の検知時刻での自車両位置の道路に対する自車両２の車両角度であって自車両位置算出機能部３の算出結果に基づいて算出される角度に相当する。ここでは、検出自車両角度θは、当該段差の検知時刻での自車両位置の道路に沿った線（カーブの場合には接線）に対して自車両２の前後方向中心線がなす角度に相当する。不要段差除去機能部５４ｂは、段差候補選出機能部５４ａが選出したすべての候補段差に対応して、当該段差の検知時刻における検出自車両角度（相対角）θを算出する。
【００３７】
さらに、不要段差除去機能部５４ｂは、図７に示すように、段差検知機能部４が検出した自車両２の左右輪の振動の検出時間差に基づいて当該振動の発生要因となった段差の角度εを算出し、これに基づいて推定自車両角度θ’を算出する。ここで、検知された段差の角度εは、自車両２の車幅方向に沿った線（前後方向中心線と直交する線）に対して、検知された段差がなす角度であって段差検知機能部４が検出した自車両２の左右輪の振動に基づいて算出される角度に相当する。推定自車両角度θ’は、検知した段差の検知時刻での自車両位置の道路に沿った線に対して自車両２の前後方向中心線がなす角度であって段差検知機能部４の検知結果に基づいて推定される角度に相当する。
【００３８】
より詳細には、不要段差除去機能部５４ｂは、図８に示すように、段差候補選出機能部５４ａが選出した候補段差のすべてにおいて、メモリ５１に記憶された各車輪番号別の各候補段差の検知結果を読み出し、各候補段差において左右輪の段差検出距離を算出する。不要段差除去機能部５４ｂは、当該段差の検知時刻の車速と左右輪の検知時間差とを乗算することで左右輪の段差検出距離を算出できる（左右輪の段差検出距離＝車速×左右輪の検知時間差）。そして、不要段差除去機能部５４ｂは、算出した左右輪の段差検出距離と自車両２の車幅との幾何的関係を用いて、各段差の角度εを算出することができる。
【００３９】
ここで、本実施形態の特定段差は、上述したように、自車両２の走行路に直交している段差であることから、ここでは、図７に示すような幾何学的関係から、段差の角度εは、角度φに相当することとなる（ε＝φ）。当該角度φは、検知した段差の法線に対して自車両２の前後方向中心線がなす角度であって段差検知機能部４の検知結果に基づいて推定される角度に相当する。そしてさらに、特定段差が走行路に直交している段差であることから、検知された候補段差が特定段差であるならば、上記角度φは、当該段差の検知時刻での自車両位置の道路に沿った線に対して自車両２の前後方向中心線がなす角度、すなわち、推定自車両角度θ’にも相当することとなる（φ＝θ’）。不要段差除去機能部５４ｂは、上記のようにして、段差候補選出機能部５４ａが選出したすべての候補段差に対応して、段差の角度εを算出し、推定自車両角度（相対角）θ’を算出する。
【００４０】
そして、不要段差除去機能部５４ｂは、図９に示すように、上記のようにして算出した検出自車両角度θと推定自車両角度θ’とをマッチングし、検出自車両角度θに対して、一致度が相対的に高い推定自車両角度θ’に対応する候補段差を、特定段差として検出することができる。本実施形態の不要段差除去機能部５４ｂは、検出自車両角度θと推定自車両角度θ’との偏差、ここでは、差分の絶対値｜θ−θ’｜を算出し、当該差分の絶対値｜θ−θ’｜に基づいて、特定段差の候補を絞り込む。不要段差除去機能部５４ｂは、図１０に概念を示すように、段差候補選出機能部５４ａが選出した特定段差の候補段差のなかから、差分の絶対値｜θ−θ’｜が予め設定された閾値β以上である段差（｜θ−θ’｜≧β）を特定段差の候補段差から除外し、差分の絶対値｜θ−θ’｜が閾値βより小さい段差を候補段差として残しておく。ここで、閾値βは、例えば、センサやＧＰＳの性能等に応じて生じる検出自車両角度θ、推定自車両角度θ’の最大誤差見積もり値等を踏まえて予め設定される。そして、不要段差除去機能部５４ｂは、絞り込んだ当該候補段差の検出段差位置（検出位置）をメモリ５１に出力し格納する。この結果、段差検出機能部５４は、不要段差除去機能部５４ｂによって、図１１に示すような自車両２の走行路に直交しない段差や、図１２に示すような道路上の局所的な隆起、窪み、落下物、轍等を特定段差の候補段差から除外することができるので、精度よく特定段差を特定することが可能となる。
【００４１】
ここでは、不要段差除去機能部５４ｂは、道路構造物の入口側の特定段差、及び、出口側の特定段差の双方に対して上記のような処理を行う。すなわち、不要段差除去機能部５４ｂは、道路構造物の入口側の特定段差の各候補段差の検出段差位置、及び、出口側の特定段差の各候補段差の検出段差位置をそれぞれメモリ５１に格納する。なお、ここで特定段差の候補として残された候補段差は、基本的には、自車両２の走行路に対して交差する段差である。
【００４２】
段差決定機能部５４ｃは、異なる一対の特定段差の一方の候補の各検出段差位置と他方の候補の各検出段差位置との各距離と、当該異なる一対の特定地物の規定位置間の距離とに基づいて、当該異なる一対の特定段差を特定する。段差決定機能部５４ｃは、道路ＤＢ５３に記憶された特定段差情報に応じた特定段差の規定段差位置等を適宜参照することができる。また、段差決定機能部５４ｃは、メモリ５１に記憶された候補段差の検出段差位置を適宜参照することができる。
【００４３】
段差決定機能部５４ｃは、例えば、図１３に示すように、異なる一対の特定段差の一方として道路構造物の入口側の特定段差を対象とし、他方として道路構造物の出口側の特定段差を対象とする。そして、段差決定機能部５４ｃは、メモリ５１から、不要段差除去機能部５４ｂが各特定段差に対応して選定した段差候補の検出段差位置を読み出す。そして、段差決定機能部５４ｃは、入口側の特定段差の各候補段差と出口側の特定段差の各候補段差とのすべての組み合わせにおいて、検出段差位置間の距離を算出する。図１３の例では、入口側の特定段差の候補段差として候補段差Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の３つ、出口側の特定段差の候補段差として候補段差Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃの３つが設定されていることから、段差決定機能部５４ｃは、合計で３×３＝９組み分の検出段差位置間の段差間距離Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃ、Ｄ２ａ、Ｄ２ｂ、Ｄ２ｃ、Ｄ３ａ、Ｄ３ｂ、Ｄ３ｃを算出する。また、段差決定機能部５４ｃは、道路ＤＢ５３から、ターゲットとなる入口側、及び、出口側の特定段差の規定段差位置、規定段差位置間の段差間距離等を読み出す。
【００４４】
そして、段差決定機能部５４ｃは、上記のようにして算出した各検出段差位置間の段差間距離と規定段差位置間の段差間距離とをマッチングし、各検出段差位置間の段差間距離のうち規定段差位置間の段差間距離との一致度が最も高い候補段差の組み合わせを、それぞれ入口側及び出口側の特定段差と特定し、当該特定段差を検出する。段差決定機能部５４ｃは、例えば、各検出段差位置間の段差間距離と規定段差位置間の段差間距離との偏差、ここでは、差分の絶対値を算出し、当該差分の絶対値が最も小さい候補段差の組み合わせを、特定段差と特定し検出する。なお、段差決定機能部５４ｃは、入口側の特定段差の候補段差と出口側の特定段差の候補段差との組み合わせが一組しかない場合には、上記の段差間距離によるマッチングを行わずに、当該各候補段差をそのまま、それぞれ入口側及び出口側の特定段差と特定すればよい。そして、段差決定機能部５４ｃは、検出した特定段差の検出段差位置を校正部５５に出力する。
【００４５】
図１に戻って、校正部５５は、予め規定される特定段差の規定段差位置と、段差検出機能部５４によって検出された特定段差の検出段差位置とに基づいて、自車両位置算出機能部３によって検出される自車両２の自車両位置を校正（キャリブレーション）する。校正部５５は、段差検出機能部５４の段差決定機能部５４ｃから特定段差の検出段差位置に応じた信号が入力される。また、段差決定機能部５４ｃは、道路ＤＢ５３に記憶されたターゲットとなる特定段差の規定段差位置を適宜参照することができる。ここで、段差検出機能部５４によって検出された特定段差の検出段差位置は、当該特定段差検出時の自車両位置に相当する。校正部５５は、入力された特定段差の検出段差位置に基づいて、当該特定段差の検出時の自車両位置（＝特定段差の検出段差位置）が道路ＤＢ内の、ターゲットとした特定段差の規定段差位置となるように、自車両２の自車両位置を校正する。
【００４６】
次に、図１４のフローチャートを参照して自車両位置検出装置１の制御情報ＥＣＵ５による制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される。
【００４７】
まず、段差検出機能部５４の段差候補選出機能部５４ａは、自車両位置算出機能部３から入力された現時点の自車両位置を道路ＤＢ５３へ送信する（ステップＳＴ１）。
【００４８】
次に、段差候補選出機能部５４ａは、１つ目の特定段差（道路構造物の入口側の特定段差）の規定段差位置からαｍ手前の地点（すなわち、規定段差位置−αｍの地点）を走行しているか否かを判定する（ステップＳＴ２）。段差候補選出機能部５４ａは、１つ目の規定段差位置からαｍ手前の地点を走行していない、すなわち、１つ目の規定段差位置からαｍ手前の地点に達していないと判定した場合（ステップＳＴ２：Ｎｏ）、ステップＳＴ１の処理に移行し、以降の処理を繰り返し実行する。
【００４９】
段差候補選出機能部５４ａは、１つ目の規定段差位置からαｍ手前の地点を走行している、すなわち、１つ目の規定段差位置からαｍ手前の地点に達したと判定した場合（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）、１つ目の特定段差に対する段差候補選出機能を実行し、１つ目の特定段差の候補段差を選定する（ステップＳＴ３）。
【００５０】
次に、段差候補選出機能部５４ａは、１つ目の特定段差の規定段差位置から＋αｍの地点を走行しているか否かを判定する（ステップＳＴ４）。段差候補選出機能部５４ａは、１つ目の規定段差位置から＋αｍの地点を走行していない、すなわち、１つ目の規定段差位置から＋αｍの地点に達していないと判定した場合（ステップＳＴ４：Ｎｏ）、ステップＳＴ３の処理に移行し、以降の処理を繰り返し実行する。
【００５１】
段差検出機能部５４の不要段差除去機能部５４ｂは、段差候補選出機能部５４ａによって１つ目の規定段差位置から＋αｍの地点を走行している、すなわち、１つ目の規定段差位置から＋αｍの地点に達したと判定された場合（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、１つ目の特定段差の候補段差に対する不要段差除去機能を実行し、１つ目の特定段差の候補段差を絞り込む（ステップＳＴ５）。
【００５２】
次に、段差候補選出機能部５４ａは、再度、自車両位置算出機能部３から入力された現時点の自車両位置を道路ＤＢ５３へ送信する（ステップＳＴ６）。
【００５３】
次に、段差候補選出機能部５４ａは、２つ目の特定段差（道路構造物の出口側の特定段差）の規定段差位置からαｍ手前の地点（すなわち、規定段差位置−αｍの地点）を走行しているか否かを判定する（ステップＳＴ７）。段差候補選出機能部５４ａは、２つ目の規定段差位置からαｍ手前の地点を走行していない、すなわち、２つ目の規定段差位置からαｍ手前の地点に達していないと判定した場合（ステップＳＴ７：Ｎｏ）、ステップＳＴ６の処理に移行し、以降の処理を繰り返し実行する。
【００５４】
段差候補選出機能部５４ａは、２つ目の規定段差位置からαｍ手前の地点を走行している、すなわち、２つ目の規定段差位置からαｍ手前の地点に達したと判定した場合（ステップＳＴ７：Ｙｅｓ）、２つ目の特定段差に対する段差候補選出機能を実行し、２つ目の特定段差の候補段差を選定する（ステップＳＴ８）。
【００５５】
次に、段差候補選出機能部５４ａは、２つ目の特定段差の規定段差位置から＋αｍの地点を走行しているか否かを判定する（ステップＳＴ９）。段差候補選出機能部５４ａは、２つ目の規定段差位置から＋αｍの地点を走行していない、すなわち、２つ目の規定段差位置から＋αｍの地点に達していないと判定した場合（ステップＳＴ９：Ｎｏ）、ステップＳＴ８の処理に移行し、以降の処理を繰り返し実行する。
【００５６】
不要段差除去機能部５４ｂは、段差候補選出機能部５４ａによって２つ目の規定段差位置から＋αｍの地点を走行している、すなわち、２つ目の規定段差位置から＋αｍの地点に達したと判定された場合（ステップＳＴ９：Ｙｅｓ）、２つ目の特定段差の候補段差に対する不要段差除去機能を実行し、２つ目の特定段差の候補段差を絞り込む（ステップＳＴ１０）。
【００５７】
次に、段差検出機能部５４の段差決定機能部５４ｃは、ステップＳＴ５で絞り込まれた候補段差、又は、ステップＳＴ１０で絞り込まれた候補段差が複数あるか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。
【００５８】
段差決定機能部５４ｃは、ステップＳＴ５で絞り込まれた候補段差、又は、ステップＳＴ１０で絞り込まれた候補段差が複数あると判定した場合（ステップＳＴ１１：Ｙｅｓ）、段差決定機能を実行し、各候補段差の検出段差位置の段差間距離と一対の特定段差の規定段差位置間の段差間距離とをマッチングして校正に用いる特定段差を特定し（ステップＳＴ１２）、ステップＳＴ１３の処理に移行する。
【００５９】
一方、段差決定機能部５４ｃは、ステップＳＴ５で絞り込まれた候補段差、及び、ステップＳＴ１０で絞り込まれた候補段差がともに１つずつであると判定した場合（ステップＳＴ１１：Ｎｏ）、ステップＳＴ１２の処理をとばして、当該候補段差をそのまま特定段差として特定し、ステップＳＴ１３の処理に移行する。
【００６０】
そして、校正部５５は、ステップＳＴ１３では、特定された特定段差に基づいてキャリブレーション機能を実行し、当該特定段差に基づいて自車両２の自車両位置を校正し（ステップＳＴ１３）、今回の制御周期を終了し、次回の制御周期に移行する。
【００６１】
上記のように構成される自車両位置検出装置１は、特定段差の規定段差位置と検出段差位置とに基づいて自車両位置を校正する。このとき、自車両位置検出装置１は、自車両２に生じる振動に応じて検出される段差の角度εに基づいた推定自車両角度θ’と自車両位置算出機能部３によって検出される検出自車両角度θとに基づいて、校正に用いる特定段差を検出する。この場合、自車両位置検出装置１は、左右各輪の段差検知の有無、検出時間差等を用いて段差の角度εを算出し、当該段差の角度εに基づいて、自車両位置算出で生じる自車両位置の算出誤差に応じて選出される複数の候補段差から、校正に用いる特定段差を絞り込む。この結果、自車両位置検出装置１は、当該特定段差の候補段差から、自車両２の走行路に直交しない段差、道路上の局所的な隆起、窪み、落下物、轍等を適切に除外することができ、例えば、自車両２の上下振動パターンでは判定が困難であった地物の判定精度を向上することができる。
【００６２】
そしてこのとき、自車両位置検出装置１は、段差の角度εを一旦、推定自車両角度θ’に変換し、ＧＰＳ／デットレコニング等で検出される検出自車両角度θと当該推定自車両角度θ’とを比較して不要な候補段差を除外することで、道路に対する自車両２の傾きの影響を低減し、当該自車両２の傾きにかかわらず、精度よくターゲットの特定段差を検出することができる。また、自車両位置検出装置１は、例えば、特定段差検出のために専用のセンサ、専用の車載器等を別途設けることなく、正確に特定段差を検出することができるので、例えば、製造コストを低減することができる。
【００６３】
また、自車両位置検出装置１は、予め規定される特定段差（検出しようとしている特定段差）を道路に直交する段差としこれに基づいて制御を行うことで、例えば、予め規定される特定段差の規定段差角度等を用いることなく、段差の角度εから推定自車両角度θ’を演算することができる。この結果、自車両位置検出装置１は、演算に必要な情報を低減し、演算を簡単にすることができ、記憶量、演算量を低減することができる。
【００６４】
またさらに、自車両位置検出装置１は、推定自車両角度θ’、検出自車両角度θに基づいて不要な候補段差を除外した状態で未だ複数の特定段差の候補段差が残っている場合には、各候補段差の検出段差位置の段差間距離と一対の特定段差の規定段差位置間の段差間距離とをマッチングして校正に用いる特定段差を特定する。これにより、自車両位置検出装置１は、より高精度で特定段差を検出することができる。
【００６５】
なお、本実施形態の段差検出機能部５４は、検出自車両角度θと推定自車両角度θ’との差分の絶対値｜θ−θ’｜に基づいて、特定段差の候補を絞り込み、最終的に段差決定機能部５４ｃによるマッチングによって特定段差を特定するものと説明したがこれに限らない。段差検出機能部５４は、例えば、段差決定機能部５４ｃによるマッチングを行わず、検出自車両角度θと推定自車両角度θ’との差分の絶対値｜θ−θ’｜が最も小さい候補段差、すなわち、一致度が最も高い候補段差を特定段差として特定、検出してもよい。
【００６６】
以上で説明した実施形態に係る自車両位置検出装置１によれば、自車両位置算出機能部３と、段差検出機能部５４と、校正部５５とを備える。自車両位置算出機能部３は、自車両２の位置及び角度を検出する。段差検出機能部５４は、自車両２に生じる振動に基づいて自車両２の走行路上の特定段差（特定地物）を検出する。校正部５５は、予め規定される特定段差の規定段差位置（規定位置）と、段差検出機能部５４によって検出された特定地物の検出位置とに基づいて、自車両位置算出機能部３によって検出される自車両２の位置を校正する。そして、段差検出機能部５４は、自車両２に生じる振動に応じて検出される段差の角度に基づいて算出される自車両２の角度である推定自車両角度θ’と、自車両位置算出機能部３によって検出される自車両２の角度である検出自車両角度θとに基づいて、特定段差を検出する。
【００６７】
したがって、自車両位置検出装置１は、自車両位置の校正に用いる特定段差の位置を正確に検出し、当該位置情報を用いて高精度な自車両位置の校正を行うことができるので、自車両位置の検出精度を向上させることができる。
【００６８】
［実施形態２］
図１５は、実施形態２に係る自車両位置検出装置の概略構成図である。図１６は、実施形態２に係る自車両位置検出装置の不要段差除去機能について説明する模式図である。実施形態２に係る自車両位置検出装置は、ターゲットとする特定地物が実施形態１とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する。
【００６９】
図１５に示す本実施形態の自車両位置検出装置２０１では、校正のためのターゲットとする自車両２の走行路上の特定地物が、自車両２の走行路に対して直交する段差に限らず、自車両２の走行路に対して所定の角度で交差する段差であるものとして説明する。この場合、自車両位置検出装置２０１は、道路情報の特定段差情報が特定段差の規定段差角度（規定角度）を含む点、不要段差除去機能部５４ｂが道路ＤＢ５３に記憶された特定段差情報に応じた特定段差の規定段差角度等を適宜参照することができる点以外は上述の自車両位置検出装置１（図１参照）とほぼ同様な構成となっている。
【００７０】
この場合、不要段差除去機能部５４ｂは、図１６に示すように、自車両２に生じる振動に応じて検出される段差の角度εと、予め規定される特定段差の規定段差角度ηとに基づいて、推定自車両角度θ’を算出する。ここで、特定段差の規定段差角度ηは、予め規定される特定段差の角度であり、例えば、特定段差の規定段差位置における走行路に直交する線に対して当該特定段差がなす角度に相当する。特定段差の規定段差角度ηは、特定段差情報として道路ＤＢに予め記憶されている。
【００７１】
より詳細には、不要段差除去機能部５４ｂは、上述したように、左右輪の段差検出距離と自車両２の車幅との幾何的関係を用いて、特定段差の候補となる各段差の角度εを算出す。図１６に示すような幾何学的関係から、当該段差の角度εは、角度φに相当することとなる（ε＝φ）。ここで、当該角度φは、上述したように、検知した段差の法線に対して自車両２の前後方向中心線がなす角度であって段差検知機能部４の検知結果に基づいて推定される角度に相当する。そして、図１６に示すような幾何学的関係から、検知された候補段差が特定段差であるならば、当該段差の検知時刻での自車両位置の道路に沿った線に対して自車両２の前後方向中心線がなす角度、すなわち、推定自車両角度θ’は、上記角度φに特定段差の規定段差角度ηを加算した角度に相当することとなる。したがって、不要段差除去機能部５４ｂは、段差の角度εと、特定段差の規定段差角度ηとに基づいて、φ＝ε、θ’＝φ＋ηによって推定自車両角度θ’を算出することができる。このようにして、不要段差除去機能部５４ｂは、段差候補選出機能部５４ａが選出したすべての候補段差に対応して、段差の角度εを算出し、推定自車両角度（相対角）θ’を算出する。そして、不要段差除去機能部５４ｂは、上記のようにして算出した検出自車両角度θと推定自車両角度θ’とをマッチングし特定段差として検出することができる。なお、上述の実施形態１の自車両位置検出装置１は、ターゲットとなる特定段差が走行路に対して直交していることからη＝０を満たすものであり、上述した数式［θ’＝φ＋η］において、η＝０を代入したものに相当する。
【００７２】
以上で説明した実施形態に係る自車両位置検出装置２０１は、自車両位置の校正に用いる特定段差の位置を正確に検出し、当該位置情報を用いて高精度な自車両位置の校正を行うことができるので、自車両位置の検出精度を向上させることができる。
【００７３】
なお、上述した本発明の実施形態に係る自車両位置検出装置は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態に係る自車両位置検出装置は、以上で説明した各実施形態の構成要素を適宜組み合わせることで構成してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１、２０１    自車両位置検出装置
２    自車両
３    自車両位置算出機能部（自車位置検出部）
４    段差検知機能部
５    制御情報ＥＣＵ
６    車両ＣＡＮ
５１    メモリ
５２    車両ＤＢ
５３    道路ＤＢ
５４    段差検出機能部（特定地物検出部）
５４ａ    段差候補選出機能部
５４ｂ    不要段差除去機能部
５４ｃ    段差決定機能部
５５    校正部
【図１】
2014215231.tif 000003
【図２】
2014215231.tif 000004
【図３】
2014215231.tif 000005
【図４】
2014215231.tif 000006
【図５】
2014215231.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014215231.tif 000009
【図８】
2014215231.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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