(57)【要約】【課題】インフラが特別な条件を満たしていない一般的な状態であっても、車両の位置を推定可能とする位置推定装置の提供。【解決手段】車両１の周辺に設定された検出領域Ｅに電磁波を照射して、検出領域Ｅに存在する物体上の複数の点に対して取得された反射信号を表す反射情報に基づき、前記複数の点の３次元空間における位置を取得する。当該複数の点の３次元空間における互いの位置関係と一致する位置関係を有する特徴点群（例えば、パターンＰ１〜Ｐ２４等のように互いの位置関係が３次元空間上で特定の位置関係となる複数の点）を、車両１の位置及び進行方向と地図情報とに基づき特定し、当該特定した特徴点群の道路地図上の位置と、前記取得された複数の点の３次元空間における位置とに基づいて、測位部によって推定された車両の位置を補正する。【選択図】図３
2018025490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１）に搭載され、前記車両の周辺に設定された検出領域（Ｅ）に電磁波を照射してその電磁波に対する反射波を受けることにより、前記検出領域に存在する物体上の複数の点に対して、前記複数の点それぞれの反射信号を表す反射情報を取得するように構成された受信部（２１）から、前記反射情報が入力されるように構成された入力部（２５）と、
前記入力部に入力された反射情報に基づき、前記複数の点の３次元空間における位置を取得するように構成された点取得部（２５）と、
前記点取得部によって前記位置を取得される複数の点のうち、互いの位置関係が３次元空間上で特定の位置関係となる複数の点を特徴点群（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１６，Ｐ１７，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４）として、道路地図と、前記道路地図上の前記特徴点群の位置とを対応づけた地図情報を記憶した地図記憶部（２４）と、
前記車両の前記道路地図上の位置及び進行方向を推定するように構成された測位部（２２）と、
前記点取得部が位置を取得した複数の点の３次元空間における互いの位置関係と一致する位置関係を有する前記特徴点群を、前記測位部が推定した前記車両の位置及び進行方向と前記地図記憶部に記憶された前記地図情報とに基づき特定し、当該特定した特徴点群の前記道路地図上の位置と、前記点取得部が取得した前記複数の点の３次元空間における位置とに基づいて、前記測位部によって推定された位置を補正するように構成された補正部（Ｓ３，Ｓ５）と、
を備えた位置推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の位置推定装置であって、
前記測位部による前記位置の推定精度が閾値より低下したことを検出するように構成された低下検出部（Ｓ１）を、
更に備え、
前記低下検出部が前記低下したことを検出したときに、前記補正部は前記補正を行うように構成された位置推定装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の位置推定装置であって、
前記特徴点群として、前記車両の進行方向に対して変化を有する区画線又は道路標示に対応した複数の点である進行補正群（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１３，Ｐ１６，Ｐ２２，Ｐ２４）を含み、
前記補正部（Ｓ５）は、前記点取得部が位置を取得した複数の点の３次元空間における互いの位置関係と一致する位置関係を有する前記特徴点群として、前記進行補正群を特定したとき、前記進行方向に対して前記補正を行うように構成された位置推定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置推定装置であって、
設定された経路に沿って前記車両の進行方向又は速度が自動制御されるときに前記進行方向又は前記速度が変更されるべき位置の情報も、前記地図情報として前記地図記憶部が記憶した位置推定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の位置推定装置であって、
前記特徴点群として、前記車両の進行方向に対して変化を有する区画線又は道路標示に対応した複数の点である進行補正群（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１３，Ｐ１６，Ｐ２２，Ｐ２４）を含み、
前記補正部（Ｓ５）は、前記進行方向又は前記速度が変更されるべき位置に前記車両が接近しつつある場合に、前記点取得部が位置を取得した複数の点の３次元空間における互いの位置関係と一致する位置関係を有する前記特徴点群として、前記進行補正群を特定したとき、前記進行方向に対して前記補正を行うように構成された位置推定装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置推定装置であって、
前記特徴点群として、前記車両の車幅方向に対して変化を有する区画線又は道路標示に対応した複数の点である幅補正群（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１７，Ｐ２１，Ｐ２３）を含み、
前記補正部（Ｓ５）は、前記点取得部が位置を取得した複数の点の３次元空間における互いの位置関係と一致する位置関係を有する前記特徴点群として、前記幅補正群を特定したとき、前記車幅方向に対して前記補正を行うように構成された位置推定装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の位置推定装置であって、
前記車両の走行中の姿勢を取得するように構成された姿勢取得部（２３）と、
前記点取得部が取得した前記複数の点の３次元空間における位置を、前記姿勢取得部が取得した姿勢に応じて補正するように構成された点補正部（Ｓ９１）と、
を更に備え、
前記補正部は、前記点補正部による補正後の前記複数の点に係る前記位置関係と一致する位置関係を有する前記特徴点群を、前記車両の位置及び進行方向と前記地図情報とに基づき特定し、当該特定した特徴点群に基づいて前記補正を行うように構成された位置推定装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の位置推定装置であって、
前記地図記憶部は、前記地図情報として、前記特徴点群を構成する各点の前記電磁波に対する反射強度も記憶しており、
前記補正部は、前記点取得部が位置を取得した複数の点に係る前記位置関係及び前記反射強度と一致する位置関係及び反射強度を有する前記特徴点群を、前記車両の位置及び進行方向と前記地図情報とに基づき特定し、当該特定した特徴点群に基づいて前記補正を行うように構成された位置推定装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の位置推定装置であって、
前記測位部は、前記車両の外部から照射された電磁波を受けることにより、前記車両の位置を推定するように構成された位置推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の位置を推定する位置推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳ（すなわち、グローバル・ポジショニング・システム）等を利用して車両の位置を推定することがなされているが、高架になった道路の下やトンネル内では、ＧＰＳを利用した車両の位置の推定精度（以下、測位精度ともいう）が低下する。そこで、ＧＰＳによる測位精度が低下したとき、車軸の回転に応じて車両の位置を推定することが提案されている。更に、例えば特許文献１では、ガードレールなどの路側に高輝度の反射板として設けられたサインマーカーを検出可能とする共に、そのサインマーカーの設置位置を予め登録しておくことが提案されている。その場合、ＧＰＳによる測位精度が低下したときでも、サインマーカーの検出結果に応じて、車軸の回転に応じて推定された車両の位置をより正確に補正することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１１４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術を実施するためには、ガードレール等にラインマーカーが設けられているなど、インフラが特別な条件を満たしている必要がある。そこで、本発明は、インフラが特別な条件を満たしていない一般的な状態であっても、車両の位置を推定可能とする技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の位置推定装置は、入力部（２５）と、点取得部（２５）と、地図記憶部（２４）と、測位部（２２）と、抽出部（Ｓ２）と、補正部（Ｓ３，Ｓ５）と、を備える。入力部は、受信部（２１）から反射情報が入力される。受信部は、車両（１）に搭載され、前記車両の周辺に設定された検出領域（Ｅ）に電磁波を照射してその電磁波に対する反射波を受けることにより、前記検出領域に存在する物体上の複数の点に対して、前記複数の点それぞれの反射信号を表す反射情報を取得する。点取得部は、前記入力部に入力された反射情報に基づき、前記複数の点の３次元空間における位置を取得する。
【０００６】
地図記憶部は、前記点取得部によって前記位置を取得される複数の点のうち、互いの位置関係が３次元空間上で特定の位置関係となる複数の点を特徴点群（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１６，Ｐ１７，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４）として、道路地図と、前記道路地図上の前記特徴点群の位置とを対応づけた地図情報を記憶している。
【０００７】
測位部は、前記車両の前記道路地図上の位置及び進行方向を推定する。補正部は、前記点取得部が位置を取得した複数の点の３次元空間における互いの位置関係と一致する位置関係を有する前記特徴点群を、前記測位部が推定した前記車両の位置及び進行方向と前記地図記憶部に記憶された前記地図情報とに基づき特定し、当該特定した特徴点群の前記道路地図上の位置と、前記点取得部が取得した前記複数の点の３次元空間における位置とに基づいて、前記測位部によって推定された位置を補正する。
【０００８】
このような構成によれば、車両の周辺に設定された検出領域に受信部が電磁波を照射して取得された反射情報に基づき、点取得部は、検出領域に存在する物体上の、複数の点の３次元空間における位置を取得する。補正部は、点取得部が位置を取得した各点の位置関係と一致する位置関係を有する特徴点群を、車両の位置及び進行方向と前記地図情報とに基づき特定し、その特徴点群の道路地図上の位置と、前記取得された前記複数の点の位置とに基づいて、前記測位部によって推定された位置を補正する。
【０００９】
特徴点群としては、例えば、一般的な道路においても存在する区画線又は道路標示に対応した複数の点を、利用することも可能である。このため、道路等のインフラが特別な条件を満たしていない一般的な状態であっても、測位部によって推定された車両の位置（すなわち、道路地図上の位置）を補正部によって補正することができる。
【００１０】
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態における自動運転システムの構成を示すブロック図である。
【図２】そのシステムで実行される自車位置推定処理のフローチャートである。
【図３】その処理が適用される車両の走行状態の一例を示す説明図である。
【図４】その走行状態における進行方向に連続なパターンを示す説明図である。
【図５】その走行状態における車幅方向に連続なパターンを示す説明図である。
【図６】第２実施形態における自車位置推定処理のフローチャートである。
【図７】その処理が適用される車両の走行状態の一例を示す説明図である。
【図８】その処理のＳ９１が省略された場合の認識結果を示す説明図である。
【図９】その処理のＳ９１が実行された場合の認識結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示すように、第１実施形態における自動運転システム２０は、車両周辺環境監視センサ２１と、測位センサ２２と、車両センサ２３と、自動運転地図ＤＢ２４と、を備える。なお、ＤＢはデータベースの略である。この自動運転システム２０は、例えば、図３に例示する車両１に搭載されている。
【００１３】
車両周辺環境監視センサ２１は、レーザ光を照射する発光部とそのレーザ光が物体に反射したときの反射光を受光する受光部とを備えた光学ユニットと、その光学ユニットを走査駆動する走査駆動部とを備える。詳しくは、走査駆動部は、例えばモータ等のアクチュエータとして構成されており、光学ユニットを水平方向及び鉛直方向の任意の方向に向けることができるよう構成されている。また、光学ユニットとしては、例えばＬＩＤＡＲを用いることができる。ＬＩＤＡＲとは、LIght Detection And Ranging、又は、Laser Imaging Detection And Rangingの略称である。
【００１４】
走査駆動部は、結果として発光部によるレーザ光の照射方向が受光部により反射光を受光可能な方向と同じ方向となるよう変化させられる構成であればよい。例えば、走査駆動部は、光学ユニットに換えて、光学ユニットに備えられたレーザ光及び反射光を任意の方向に反射させるミラーを駆動するよう構成されていてもよい。また、走査駆動部は、受光部のみの方向を変化させる構成でもよい。この場合、発光部は、発光部の方向を変化させることなく、受光部が走査される領域の一部又は全体にレーザ光を照射可能な構成にされていてもよい。車両周辺環境監視センサ２１は、例えば、図３に示すように、車両１の前方に放射状に設定された検出領域Ｅに存在する物体上の複数の点に対して、前記各点の反射信号（すなわち、反射強度に応じた信号）を表す反射情報を取得し、センサ解析部２５へ送る。
【００１５】
測位センサ２２は、人工衛星から照射された電磁波を受けることによって得られる衛星情報やマップマッチング等の技術を用いて車両１の現在地を推定する周知のセンサである。測位センサ２２は、車両１の現在地（すなわち、道路地図上の位置）及び車両１の進行方向を、後述のセンサ解析部２５へ送る。なお、測位センサ２２は、路側に配置されたビーコン等から照射された電磁波を受けることによって車両１の現在地を推定してもよい。但し、以下の説明では、測位センサ２２はＧＰＳを利用するものとする。なお、その場合、測位センサ２２は、ＧＰＳの規格以外のＧＮＳＳ（すなわち、グローバル・ナビゲーション・サテライト・システム）を利用してもよい。
【００１６】
車両センサ２３は、車両１の走行速度、加速度、ヨーレート等の車両１の走行に係る値を検知する周知のセンサである。車両センサ２３は、車両１の走行に係る値をセンサ解析部２５へ送る。
【００１７】
自動運転地図ＤＢ２４は、緯度・経度が対応付けられた地図情報を格納する周知のデータベースである。自動運転地図ＤＢ２４は、センサ解析部２５からの要求に応じた地図情報を出力する。なお、自動運転地図ＤＢ２４に格納された地図情報は、道路の各区間における道路形状（すなわち道路地図）を含むデータである。また、その地図情報には、区画線が路上にペイントされた箇所の道路地図上の位置及びその区画線の形状の情報、道路標示が路上にペイントされた箇所の道路地図上の位置及びその道路標示の形状の情報等も含まれる。このような区画線又は道路標示の位置は、例えば測距車を使ってデータベース化されてもよい。また、前記地図情報には、車両１の進行方向又は速度が変更されるべき地点の道路地図上の位置の情報も含まれる。
【００１８】
なお、前記各位置の情報は、例えば、緯度及び経度であってもよい。また、車両１の進行方向又は速度が変更されるべき地点とは、例えば、交差点、分岐点、合流点、出口ランプの入り口、車線の増減地点、一旦停止、急カーブ等の地点であってもよい。
【００１９】
また、自動運転システム２０は、図示省略したＣＰＵがプログラムを実行することで実現される機能の構成として、センサ解析部２５と、自車位置推定部２７と、自動運転制御部２９と、を備える。自動運転システム２０は、ＣＰＵと、図示省略したＲＯＭ，ＲＡＭ，フラッシュメモリ等のメモリ（以下、単にメモリという）と、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。自動運転システム２０の各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、前記メモリが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。
【００２０】
なお、自動運転システム２０を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。また、自動運転システム２０を構成するこれらの要素を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。
【００２１】
センサ解析部２５は、車両周辺環境監視センサ２１及び測位センサ２２及び車両センサ２３から得られたデータに基づいて他車両の位置、障害物の位置、白線等の区画線及び道路標示の位置及び形状、車両１の走行状態等の各種情報を取得する。センサ解析部２５は、これらの各種情報を自車位置推定部２７及び自動運転制御部２９へ送る。また、自車位置推定部２７は、測位センサ２２が推定した自車位置（すなわち、車両１の現在地）を、センサ解析部２５から送られた情報を用いた後述の処理によって補正して、自動運転制御部２９へ送る。自動運転制御部２９は、センサ解析部２５から送られた各種情報や自車位置推定部２７から送られた自車位置を用いて、自動運転制御を実行する。
【００２２】
なお、自動運転に関する技術は、自動化のレベルに応じて、レベル１（安全運転支援システム）、レベル２，３（準自動走行システム）、レベル４（完全自動走行システム）に分類されている。この内容は、例えば、内閣府により２０１５年５月に発表された「戦略的イノベーション創造プログラム自動走行システム」に記載されている。自動運転制御部２９が実行する自動運転制御は、レベル１〜４の何れのレベルに相当する自動運転制御であってもよく、運転者の選択に応じた自動運転制御が実行されてもよい。
【００２３】
例えば、自動運転制御部２９は、車両１の進行方向のみを自動制御し、車両１の走行速度はアクセルペダル及びブレーキペダルに対する運転者の操作に応じさせる自動運転制御も実行可能である。また、自動運転制御部２９は、車両１の走行速度のみを自動制御し、進行方向はステアリングホイールに対する運転者の操作に応じさせる制御も実行可能である。以下の説明では、自動運転制御部２９は、運転者によって設定された経路に沿って車両１の走行速度及び進行方向の双方を自動制御するものとする。なお、これらの自動運転制御は、周知であるので、ここでは詳述しない。
【００２４】
［１−２．処理］
次に、自車位置推定部２７が前記メモリに記憶されたプログラムに基づいて実行する自車位置推定処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。なお、この処理は、自動運転制御部２９による自動運転制御の開始時に開始される。なお、本処理は、少なくとも車両１の進行方向が制御される自動運転制御の開始時にのみ開始されてもよい。
【００２５】
図２に示すように、処理が開始されると、先ず、Ｓ１にて、測位センサ２２を構成するＧＰＳの測位精度が、例えば所定の閾値以下に低下したか否かが判断される。ＧＰＳの測位精度が低下していない場合は、Ｓ１にてＮｏと判断され、処理はそのままＳ１にて待機する。一方、ＧＰＳの測位精度が低下した（すなわちＹｅｓ）とＳ１にて判断された場合は、処理はＳ２へ移行する。なお、測位センサ２２は、自身のＧＰＳの測位精度を正確に判断できない場合がある。そこで、ＧＰＳの測位精度が前記閾値以下に低下する地域が前記地図情報として記憶されている場合、Ｓ１では、車両１の現在地が当該地域にあるか否かが判断されてもよい。
【００２６】
Ｓ２では、自動運転地図ＤＢ２４より、車両１の進行方向における車両１の現在地付近にある道路構造上の反射物パターン及びその位置が取得される。反射物パターンとは、例えば、路上にペイントされた区画線又は道路標示によって前記レーザ光を周囲よりも反射しやすくされたパターンである。例えば、図３に例示するように、車道外側線を表すパターンＰ１と、車線境界線を表すパターンＰ２とで挟まれた道路を車両１が走行している場合を想定する。このパターンＰ１，Ｐ２は反射物パターンの一例である。
【００２７】
その場合、例えば、当該道路からの出口の手前には、車両１の進行方向に対して出口側に傾いた斜めの矢印Ｐ３と、「出口」の文字に対応した文字パターンＰ１０，Ｐ２０とが、路上にペイントされている。「出」に対応した文字パターンＰ１０は、より詳細には、車両１の進行方向に連続なパターンＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１７と、車両１の車幅方向に連続なパターンＰ１３，Ｐ１６と、から構成されている。また、「口」に対応した文字パターンＰ２０は、より詳細には、車両１の進行方向に連続なパターンＰ２１，Ｐ２３と、車両１の車幅方向に連続なパターンＰ２２，Ｐ２４と、から構成されている。これらのパターンＰ３〜Ｐ２４も、反射物パターンの一例である。
【００２８】
前述のように、自動運転地図ＤＢ２４に格納された地図情報には、このような反射物パターンとしての区画線や道路標示が路上にペイントされた箇所の、道路地図上の位置の情報が含まれる。そこで、Ｓ２では、その情報に基づいて、車両１の現在地付近の反射物パターンの形状が、当該反射物パターンの道路地図上の位置と対応付けて取得される。なお、前記現在地付近とは、車両１の現在地から半径所定距離以内等のように設定されてもよく、自動運転制御部２９に対して経路が設定されている場合は、車両１の現在地から当該経路に沿って所定距離以内等のように設定されてもよい。
【００２９】
続くＳ３では、検出領域Ｅに存在する反射物パターンのうち、車両１の進行方向に連続な反射物パターンによって、車両１の車幅方向の位置が補正される。すなわち、このような反射物パターンは、車両１の車幅方向に対して変化を有する反射物パターンである。このため、そのような反射物パターンを車両周辺環境監視センサ２１が検出領域Ｅ内に検出した場合、その検出位置（すなわち、車両１に対する相対位置）に基づき、測位センサ２２がＧＰＳ等を利用して推定した車両１の現在地が車幅方向に補正可能である。そこで、Ｓ３では、前記推定された車両１の現在地が、前記反射物パターンに応じて車幅方向に位置を補正される。
【００３０】
例えば、図３の例では、図４にハッチングを施して示したように、パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１７，Ｐ２１，Ｐ２３が、Ｓ３の処理に対して利用可能である。これらの反射物パターンの検出位置に基づいて、ＧＰＳ等により推定された車両１の現在地が、図４に示す矢印＋Ｘ，−Ｘ方向に補正されるのである。
【００３１】
ここで、Ｓ３の処理を、車両周辺環境監視センサ２１の動作に即してより詳細に説明する。パターンＰ１〜Ｐ２４は、レーザ光を周囲よりも反射しやすいので、パターンＰ１〜Ｐ２４のそれぞれに対し、車両周辺環境監視センサ２１は、当該パターンＰ１〜Ｐ２４のそれぞれを構成する複数の点に対して反射情報を取得する。センサ解析部２５は、当該反射情報を解析することにより、各パターンＰ１〜Ｐ２４のそれぞれに対して、当該パターンＰ１〜Ｐ２４を構成する複数の点の３次元空間における位置を取得する。このようにして取得された複数の点は、互いの位置関係が、自動運転地図ＤＢ２４に地図情報として記憶された区画線又は道路標示を構成する複数の点と一致する。
【００３２】
すなわち、車両周辺環境監視センサ２１を介して認識された点群が、Ｓ２にて取得された区画線又は道路標示に対応する点群と対応付けられる。そこで、Ｓ３では、検出領域Ｅにおけるどの位置にどの区画線又は道路標示が存在するのか推定し、地図情報として記憶された当該区画線又は道路標示の位置に基づき、車両１の現在地が補正される。
【００３３】
続くＳ４では、車両１の経路上に分岐点が存在するか否かが判断される。なお、ここで分岐点とは、前述した車両１の進行方向又は速度が変更されるべき地点のうち、少なくとも進行方向が変更されるべき地点で、例えば、交差点、分岐点、合流点、出口ランプの入り口、車線の増減地点等の地点である。経路上に分岐点が存在しない場合は、Ｓ４にてＮｏと判断されて処理は前述のＳ３へ移行し、車幅方向の位置の補正が繰り返される。
【００３４】
一方、Ｓ４にて、経路に分岐点が存在する（すなわちＹｅｓ）と判断されると、処理はＳ５へ移行する。Ｓ５では、検出領域Ｅに存在する反射物パターンのうち、車両１の車幅方向に連続な反射物パターンによって、車両１の進行方向の位置が補正される。すなわち、このような反射物パターンは、車両１の進行方向に対して変化を有する反射物パターンである。このため、そのような反射物パターンを車両周辺環境監視センサ２１が検出領域Ｅ内に検出した場合、その検出位置（すなわち、車両１に対する相対位置）に基づき、測位センサ２２がＧＰＳ等を利用して推定した車両１の現在地が進行方向に補正可能である。そこで、Ｓ５では、前記推定された車両１の現在地が、前記反射物パターンに応じて進行方向に位置を補正される。
【００３５】
例えば、図３の例では、図５にハッチングを施して示したように、パターンＰ２，Ｐ３，Ｐ１３，Ｐ１６，Ｐ２２，Ｐ２４が、Ｓ５の処理に対して利用可能である。なお、パターンＰ２，Ｐ３は、車両の進行方向に対しても車幅方向に対しても有効なエッジを有するので、Ｓ３の処理に対してもＳ５の処理に対しても利用可能である。これらの反射物パターンの検出位置に基づいて、ＧＰＳ等により推定された車両１の現在地が、図５に示す矢印＋Ｙ，−Ｙ方向に補正されるのである。
【００３６】
続くＳ６では、自動運転制御が継続中であるか否かが判断される。自動運転制御が終了している場合は、Ｓ６にてＮｏと判断され、処理は一旦終了する。一方、自動運転制御が継続中である（すなわちＹｅｓ）とＳ６にて判断された場合は、処理はＳ７へ移行する。Ｓ７では、ＧＰＳの測位精度が回復したか否かが判断される。ＧＰＳの測位精度が回復していない場合は、Ｓ７にてＮｏと判断され、処理は前述のＳ２へ移行する。一方、ＧＰＳの測位精度が回復した（すなわちＹｅｓ）とＳ７にて判断された場合は、処理は前述のＳ１へ移行し、次にＧＰＳの測位精度が低下するまで処理は待機状態となる。
【００３７】
［１−３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１Ａ）本実施形態では、一般的な道路においても存在する区画線及び道路標示を車両周辺環境監視センサ２１を介して検出し、その位置に基づいて、測位センサ２２が推定した車両１の現在地を補正している。このため、道路等のインフラがラインマーカー等を有さない一般的な状態であっても、車両１の現在地を正確に推定することができる。例えば、マップマッチングや車輪速度を利用するだけでは、自動運転制御において必要となる１０ｃｍ単位等の精度が得られない場合があるが、本実施形態では、自動運転制御に必要とされる十分な精度で車両１の現在地を推定することが可能となる。
【００３８】
（１Ｂ）しかも、本実施形態では、ＧＰＳの測位精度が低下した場合にのみ、測位センサ２２が推定した車両１の位置（すなわち現在地）を補正している。すなわち、測位センサ２２が車両１の現在地を十分に正確に推定しているとみなすことができる場合は、Ｓ２〜Ｓ５の処理が実行されない。従って、装置の処理負荷を低減することができる。
【００３９】
（１Ｃ）また、Ｓ３による車幅方向の位置補正は、車両１の車幅方向に対して変化を有する区画線又は道路標示を利用してなされる。このため、当該区画線又は道路標示における車両１の進行方向に延びるエッジを有効に利用することができ、一層効率的に前記位置補正を行うことができる。
【００４０】
（１Ｄ）同様に、Ｓ５による進行方向の位置補正は、車両１の進行方向に対して変化を有する区画線又は道路標示を利用してなされる。このため、当該区画線又は道路標示における車両１の車幅方向に延びるエッジを有効に利用することができ、一層効率的に前記位置補正を行うことができる。
【００４１】
（１Ｅ）しかも、前記（１Ｄ）に係る位置補正は、経路上に分岐点が存在する場合にのみ実行される。自動運転制御において分岐点で車両１の進行方向を変化させる必要がある場合は、車両１の進行方向の現在地を正確に推定する必要があるが、進行方向を変化させずに車両１を道なりに走行させる場合は、車両１の進行方向の現在地はそれほど正確に推定しなくてもよい。本実施形態では、前者の場合にのみＳ５による位置補正がなされるので、装置の処理負荷を一層軽減することができる。
【００４２】
（１Ｆ）本実施形態では、車両周辺環境監視センサ２１は、ＬＩＤＡＲ等のいわゆるレーザレーダを利用して車両周辺の反射物を検出している。カメラ等では、道路周辺の構造物の陰が映り込んだり、日照条件の影響によって誤検出がなされる可能性があるが、レーザレーダでは、自身が照射したレーザ光に対する反射光を検出しているので、道路周辺の構造物や日照条件の影響が少ない。従って、本実施形態では、車両１の現在地を一層正確に推定することができる。
【００４３】
［１−４．特許請求の範囲の要素との対応］
なお、前記実施形態において、車両周辺環境監視センサ２１が受信部に、センサ解析部２５が点取得部及び入力部に、自動運転地図ＤＢ２４が地図記憶部に、測位センサ２２が測位部に、自車位置推定部２７が抽出部及び補正部及び低下検出部に、それぞれ対応する。また、センサ解析部２５における処理のうち、車両周辺環境監視センサ２１から送られた反射情報を読み込む処理が入力部に、当該反射情報を解析してパターンＰ１等を構成する複数の点の３次元空間における位置を取得する処理が点取得部に、それぞれ対応する。また、自車位置推定部２７における処理のうち、Ｓ２が抽出部に、Ｓ１が低下検出部に、Ｓ３及びＳ５が補正部に、それぞれ対応する。また、パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１６，Ｐ１７，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４がそれぞれ特徴点群に対応する。そのうち、パターンＰ２，Ｐ３，Ｐ１３，Ｐ１６，Ｐ２２，Ｐ２４がそれぞれ進行補正群に対応し、パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１７，Ｐ２１，Ｐ２３がそれぞれ幅補正群に対応する。
【００４４】
［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００４５】
前述した第１実施形態では、車両１自身の姿勢は考慮されなかった。これに対し、第２実施形態では、車両センサ２３を介して取得された車両１自身の姿勢が考慮される点で、第１実施形態と相違する。なお、ここでいう車両１自身の姿勢とは、エゴモーションとも呼ばれるパラメータである。
【００４６】
［２−２．処理］
第１実施形態の自動運転システム２０の構成は、第１実施形態と同様であり、自車位置推定部２７にて実行される自車位置推定処理が以下のように異なる。すなわち、図６のフローチャートに示すように、第２実施形態における自車位置推定処理は、第１実施形態における自車位置推定処理のＳ２とＳ３との間に、Ｓ９１の処理が挿入された点において異なる。
【００４７】
Ｓ９１では、車両周辺環境監視センサ２１を介して取得された点群に対し、車両センサ２３を介して取得されたエゴモーションを付加して、３次元空間上で座標変換がなされる。例えば、図７に例示するように、車道外側線を表すパターンＰ１と、車線境界線を表すパターンＰ２とで挟まれた道路を車両１が走行しており、当該道路は、パターンＰ１，Ｐ２がいずれも同一方向に湾曲したカーブであるとする。なお、図７の例では、パターンＰ２を挟んでパターンＰ１の反対側にも、車道外側線を表すパターンＰ４が図示されているが、このパターンＰ４は検出領域Ｅには入らないものと仮定する。
【００４８】
その場合、エゴモーションを付加（すなわち考慮）しないと、車両周辺環境監視センサ２１を介して間欠的に取得された点群がそのままつなぎ合わされることにより、図８に例示するような反射物パターンが認識されてしまう。これに対して、Ｓ９１の処理によってエゴモーションが付加されると、車両周辺環境監視センサ２１を介して間欠的に取得された点群が、車両姿勢の変化を考慮してつなぎ合わされることにより、図９に例示するような正確な反射物パターンが認識される。本実施形態では、このような座標変換がＳ９１にて実行された後、前述のＳ３以下の処理が実行される。
【００４９】
［２−３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｆ）に加え、以下の効果が得られる。
【００５０】
（２Ａ）本実施形態では、車両周辺環境監視センサ２１を介して取得された点群の３次元空間上の位置に対し、車両センサ２３を介して取得された走行中の車両１の姿勢変化に応じた補正がなされる。そして、その補正後の点群を用いて反射物パターンに応じた現在地の補正がなされる。従って、車両１の姿勢が変化する場合でも、その車両１の現在地を正確に推定することができる。なお、本実施形態において、車両センサ２３が姿勢取得部に、自車位置推定部２７におけるＳ９１の処理が点補正部に、それぞれ対応する。
【００５１】
［３．他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００５２】
（３Ａ）前記各実施形態では、推定された車両１の現在地を補正するために区画線又は道路標示を構成する複数の点が特徴点群として利用されたが、これに限定されるものではない。例えば、キャットアイ（登録商標）と呼ばれる道路上の反射板、路側のラインマーカー、路面より上方に配置された標識や案内板などといった、道路構造上の各種反射物パターンを構成する複数の点のいずれかが、特徴点群として利用されてもよい。
【００５３】
（３Ｂ）前記各実施形態では、測位センサ２２はＧＰＳ等のＧＮＳＳを利用したが、これに限定されるものではない。例えば、測位センサ２２は、マップマッチングのみによって車両１の現在地を推定してもよい。
【００５４】
（３Ｃ）前記各実施形態では、反射物パターンの反射強度（すなわち反射信号の強度）を複数のレベルに分けて参照することはしていないが、これに限定されるものではない。例えば、区画線とラインマーカーとの反射強度の違いが分かるように、反射物パターンの反射強度を複数のレベルに分けて、制御において参照してもよい。
【００５５】
（３Ｄ）前記実施形態では、自車位置推定部２７にて推定された自車位置は自動運転制御部２９による自動運転制御に利用されたが、これに限定されるものではない。例えば、前記推定された自車位置は、カーナビゲーション装置等において利用されてもよい。
【００５６】
（３Ｅ）前記実施形態では、位置推定装置としての処理の全てが、車両１に搭載された自動運転システム２０にて、より詳細には自車位置推定部２７にて実行されたがこれに限定されるものではない。例えば、位置推定装置としての処理（例えば、前記自車位置推定処理）大部分が、クラウド等のような車両の外部で実行されてもよい。
【００５７】
（３Ｆ）前記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、前記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、前記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の前記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【００５８】
（３Ｇ）上述した位置推定装置の他、当該位置推定装置を構成要素とするシステム、当該位置推定装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、位置推定方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
【００５９】
［４．補足］
なお、以上説明した例示的な実施形態から明らかなように、本発明の位置推定装置は、更に以下に挙げるような構成を備えていてもよい。
【００６０】
（４Ａ）前記測位部による前記位置の推定精度が閾値より低下したことを検出するように構成された低下検出部を、更に備えてもよい。そして、前記低下検出部が前記低下したことを検出したときに、前記抽出部は前記特徴点群及びその位置を抽出するように構成され、前記抽出部が前記抽出を行ったときに、前記補正部は前記補正を行うように構成されてもよい。その場合、測位部による位置の推定精度が閾値以上の場合は抽出部及び補正部の処理を割愛して、装置の処理負荷を低減することができる。
【００６１】
（４Ｂ）前記特徴点群として、前記車両の進行方向に対して変化を有する区画線又は道路標示に対応した複数の点である進行補正群を含んでもよい。そして、前記補正部は、前記点取得部が位置を取得した複数の点の３次元空間における互いの位置関係と一致する位置関係を有する前記特徴点群として、前記進行補正群を特定したとき、前記進行方向に対して前記補正を行うように構成されてもよい。その場合、区画線又は道路標示における車幅方向に延びるエッジを有効に利用することができ、一層効率的に前記補正を行うことができる。
【００６２】
（４Ｃ）設定された経路に沿って前記車両の進行方向又は速度が自動制御されるときに前記進行方向又は前記速度が変更されるべき位置の情報も、前記地図情報として前記地図記憶部が記憶してもよい。
【００６３】
（４Ｄ）そして、（４Ｃ）の場合において、前記特徴点群として、前記車両の進行方向に対して変化を有する区画線又は道路標示に対応した複数の点である進行補正群を含んでもよい。そして、前記補正部は、前記進行方向又は前記速度が変更されるべき位置に前記車両が接近しつつある場合に、前記点取得部が位置を取得した複数の点の３次元空間における互いの位置関係と一致する位置関係を有する前記特徴点群として、前記進行補正群を特定したとき、前記進行方向に対して前記補正を行うように構成されてもよい。その場合、自動制御において進行方向又は速度が変更されるべき位置のように、車両の進行方向の現在地を正確に推定する必要がある場合にのみ、進行補正群による位置補正を行うことが可能となるので、装置の処理負荷を一層軽減することができる。
【００６４】
（４Ｅ）前記特徴点群として、前記車両の車幅方向に対して変化を有する区画線又は道路標示に対応した複数の点である幅補正群を含んでもよい。そして、前記補正部は、前記点取得部が位置を取得した複数の点の３次元空間における互いの位置関係と一致する位置関係を有する前記特徴点群として、前記幅補正群を特定したとき、前記車幅方向に対して前記補正を行うように構成されてもよい。その場合、区画線又は道路標示における車両の進行方向に延びるエッジを有効に利用することができ、一層効率的に前記補正を行うことができる。
【００６５】
（４Ｆ）前記車両の走行中の姿勢を取得するように構成された姿勢取得部と、前記点取得部が取得した前記複数の点の３次元空間における位置を、前記姿勢取得部が取得した姿勢に応じて補正するように構成された点補正部と、を更に備えてもよい。そして、前記補正部は、前記点補正部による補正後の前記複数の点に係る前記位置関係と一致する位置関係を有する前記特徴点群を、前記車両の位置及び進行方向と前記地図情報とに基づき特定し、当該特定した特徴点群に基づいて前記補正を行うように構成されてもよい。その場合、点取得部に取得された点の３次元空間上の位置に対し、姿勢取得部を介して取得された車両の姿勢変化に応じた補正がなされ、当該補正後の点の位置を用いて補正部による補正がなされる。従って、車両の姿勢が変化する場合でも、その車両の現在地を正確に推定することができる。
【００６６】
（４Ｇ）前記地図記憶部は、前記地図情報として、前記特徴点群を構成する各点の前記電磁波に対する反射強度も記憶しており、前記補正部は、前記点取得部が位置を取得した複数の点に係る前記位置関係及び前記反射強度と一致する位置関係及び反射強度を有する前記特徴点群を、前記車両の位置及び進行方向と前記地図情報とに基づき特定し、当該特定した特徴点群に基づいて前記補正を行うように構成されてもよい。その場合、区画線とラインマーカーとの判別等も行うことによって、車両の位置を一層正確に推定することができる。
【００６７】
（４Ｈ）前記測位部は、前記車両の外部から照射された電磁波を受けることにより、前記車両の位置を推定してもよい。その場合、測位部は、電磁波の受信状態によって車両の位置の推定精度が低下するので、本発明の構成によって当該推定精度の低下を補う効果が一層顕著に表れる。
【符号の説明】
【００６８】
１…車両                ２０…自動運転システム    ２１…車両周辺環境監視センサ
２２…測位センサ        ２３…車両センサ          ２５…センサ解析部
２７…自車位置推定部    ２９…自動運転制御部      Ｅ…検出領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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