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CN109425343B - 本车位置推断装置 - Google Patents

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CN109425343B CN201811008913.2A CN201811008913A CN109425343B CN 109425343 B CN109425343 B CN 109425343B CN 201811008913 A CN201811008913 A CN 201811008913A CN 109425343 B CN109425343 B CN 109425343B
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Abstract

一种能够提高本车辆在地图上的本车位置的推断精度的本车位置推断装置。本车位置推断装置(100)利用外部传感器(2)检测地图上的位置已被预先规定的物标，并将物标用于本车辆在地图上的位置亦即本车位置的推断。具备存储将物标在地图上的位置和物标的可检测区域建立关联的检测物标信息的物标数据库(5A)、获取由车载的GPS接收部(1)测定的本车辆在地图上的位置亦即测定位置的测定位置获取部(11)、基于检测物标信息中的可检测区域和测定位置在物标中识别与包括测定位置的可检测区域建立关联的候补物标的候补物标识别部(13A)、基于候补物标在地图上的位置和外部传感器的检测结果推断本车位置的本车位置推断部(14)。

Description

本车位置推断装置
技术领域
本发明涉及本车位置推断装置。
背景技术
以往，作为与本车位置推断装置有关的技术文献，已知日本特开2007－322138号公报。在该公报中示出一种基于由被设置在自主移动机器人等移动装置中的激光测距仪(传感器)检测出的地标(物标)的位置和地图信息所包含的地标的位置来推断移动装置在地图上的位置的装置。
专利文献1：日本特开2007－322138号公报
在以往的装置中，例如多个物标在地图上接近的情况下，有时将由传感器检测出的物标误认为不能够由传感器检测的相邻的物标。结果有可能错误地推断地图上的位置，有提高推断精度的余地。
发明内容
因此，在本技术领域中，期望一种能够提高本车辆在地图上的本车位置的推断精度的本车位置推断装置。
为了解决上述课题，本发明的一个方式所涉及的本车位置推断装置利用车载传感器检测地图上的位置已被预先规定的物标，并将物标用于本车辆在地图上的位置亦即本车位置的推断，具备：物标数据库，对将物标在地图上的位置和物标的可检测区域建立关联的检测物标信息进行存储；测定位置获取部，获取由车载的测定部测定的本车辆在地图上的位置亦即测定位置，候补物标识别部，基于检测物标信息中的可检测区域和测定位置在物标中识别与包括测定位置的可检测区域建立关联的候补物标；以及本车位置推断部，基于候补物标在地图上的位置和车载传感器的检测结果来推断本车位置。
在本发明的一个方式所涉及的本车位置推断装置中，将物标的可检测区域与物标的地图上的位置建立关联并存储到物标数据库。通过候补物标识别部将与包括测定位置的可检测区域建立关联的物标识别为候补物标。通过本车位置推断部，基于候补物标和本车辆的车载传感器检测出的物标来推断本车位置。由此，抑制误使用本车辆的车载传感器无法从测定位置检测的物标进行的本车位置的推断。结果能够提高本车辆在地图上的本车位置的推断精度。
本发明的其它方式所涉及的本车位置推断装置利用车载传感器检测地图上的位置已被预先规定的物标，并将物标用于本车辆在地图上的位置亦即本车位置的推断，具备：物标数据库，对物标在地图上的位置信息进行存储；测定位置获取部，获取由车载的测定部测定出的本车辆在地图上的位置亦即测定位置；候补物标识别部，基于测定位置、车载传感器的检测范围以及物标在地图上的位置信息在物标中识别本车辆的车载传感器的检测范围所包含的候补物标；以及本车位置推断部，基于候补物标在地图上的位置和车载传感器的检测结果来推断本车位。
在本发明的其它方式所涉及的本车位置推断装置中，在物标中将本车辆的车载传感器的检测范围所包含的物标识别为候补物标。基于候补物标和本车辆的车载传感器检测出的物标来推断本车位置。由此，抑制误使用不包含在本车辆的车载传感器的检测范围中的物标进行的本车位置的推断。结果能够提高本车辆在地图上的本车位置的推断精度。
本发明的其它方式所涉及的本车位置推断装置还可以具备遮挡物数据库，遮挡物数据库对包括地图上的遮挡物的位置信息的遮挡物信息进行存储，候补物标识别部基于测定位置、车载传感器的检测范围、物标在地图上的位置信息以及遮挡物信息来识别候补物标。根据本车位置推断装置，考虑包括遮挡物的位置信息的遮挡物信息，并在物标中将本车辆的车载传感器的检测范围所包含的物标识别为候补物标。由此，抑制误使用本车辆的车载传感器因遮挡物而未检测到的物标进行的本车位置的推断。因而，能够进一步提高本车辆在地图上的本车位置的推断精度。
如以上说明那样，根据本发明的一个方式或者其它方式，能够提高本车辆在地图上的本车位置的推断精度。
附图说明
图1是表示第一实施方式的本车位置推断装置的框图。
图2是用于说明检测物标信息的图。
图3是用于说明第一实施方式的候补物标的图。
图4是例示图1的本车位置推断ECU的处理的图。
图5是表示第二实施方式的本车位置推断装置的框图。
图6是用于说明第一遮挡范围以及虚拟位置的图。
图7是用于说明第二遮挡范围以及虚拟位置的图。
图8是例示图5的本车位置推断ECU的处理的图。
图9是例示图8的候补物标的识别处理的图。
符号说明
1…GPS接收部，2…外部传感器，3…内部传感器，4…地图数据库，5A、5B…物标数据库，5C…遮挡物数据库，6…HMI，10A、10B…本车位置推断ECU，50…自动驾驶ECU，11…测定位置获取部，12…物标识别部，13A、13B…候补物标识别部，14…本车位置推断部，100、200…本车位置推断装置。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
图1是表示第一实施方式的本车位置推断装置100的框图。如图1所示，本车位置推断装置100实施乘用车等本车辆在地图上的位置、即本车位置的推断(本车位置推断、定位)。本车位置推断是指利用地图上的物标的位置信息来推断本车辆在地图上的本车位置。本车位置推断装置100利用外部传感器2(车载传感器)检测地图上的位置已被预先规定的物标，并将该物标用于本车位置的推断。
〈本车位置推断装置100的结构〉
如图1所示，本车位置推断装置100具备统一地管理系统的本车位置推断ECU[Electronic Control Unit：电子控制单元]10A。本车位置推断ECU10A是具有CPU[CentralProcessing Unit：中央处理器]、ROM[Read Only Memory：只读存储器]、RAM[RandomAccess Memory：随机存取存储器]、CAN[Controller Area Network：控制器局域网络]通信电路等的电子控制单元。在本车位置推断ECU10A中，例如通过将ROM中所存储的程序加载至RAM，并由CPU执行加载到RAM的程序来实现各种功能。本车位置推断ECU10A可以由多个电子单元构成。
本车位置推断ECU10A与GPS接收部(测定部)1、外部传感器(车载传感器)2、内部传感器3、地图数据库4、物标数据库5A、HMI[Human Machine Interface：人机接口]6以及自动驾驶ECU50连接。
GPS接收部1是通过从三个以上的GPS卫星接收信号来测定本车辆在地图上的位置(例如车辆的纬度以及经度)的测定部。GPS接收部1向本车位置推断ECU10A发送测定的本车辆的位置信息。
外部传感器2是检测本车辆的周边的状况的车载的检测设备。外部传感器2包括相机以及雷达传感器中的至少一个。
相机是拍摄本车辆的外部状况的拍摄设备。相机被设置在本车辆的挡风玻璃的里侧。相机向本车位置推断ECU10A发送与本车辆的外部状况有关的拍摄信息。相机可以是单眼相机，也可以是立体相机。立体相机具有以再现两眼视差的方式配置的两个拍摄部。立体相机的拍摄信息也包括纵深方向的信息。
雷达传感器是利用电波(例如毫米波)或者光来检测本车辆的周边的障碍物的检测设备。雷达传感器例如包括毫米波雷达或者激光雷达[LIDAR：Light Detection AndRanging]。雷达传感器通过向本车辆的周边发送电波或者光并接收被障碍物反射的电波或者光来检测障碍物。雷达传感器向本车位置推断ECU10A发送检测出的障碍物信息。障碍物包括除了护栏、建筑物等固定障碍物之外还包括行人、自行车、其它车辆等移动障碍物。
外部传感器2具有规定的传感器检测范围(检测范围)。作为一个例子，相机具有以本车辆的车体长度方向为基准朝向车宽度方向的两侧以规定的检测角度扩展的传感器检测范围。相机能够检测本车辆的前方中存在于该传感器检测范围内的物体。激光雷达具有以本车辆的车体安装激光雷达的位置为基准朝向本车辆的周围的所有方向(全方位)扩展的传感器检测范围。通过具有这样的传感器检测范围，激光雷达能够检测本车辆的周围中存在于该传感器检测范围的物体。此外，激光雷达的传感器检测范围并不限于全方位，也可以具有以本车辆的车体长度方向为基准朝向车宽度方向的两侧以规定的检测角度扩展的传感器检测范围。
内部传感器3是检测本车辆的行驶状态的检测设备。内部传感器3包括车速传感器、加速度传感器以及横摆率传感器。车速传感器是检测本车辆的速度的检测器。作为车速传感器，例如使用针对本车辆的车轮或者与车轮一体地旋转的驱动轴等设置并检测车轮的旋转速度的车轮速传感器。车速传感器将检测出的车速信息(车轮速信息)发送给本车位置推断ECU10A。
加速度传感器是检测本车辆的加速度的检测器。加速度传感器例如包括检测本车辆的前后方向的加速度的前后加速度传感器、和检测本车辆的横向加速度的横向加速度传感器。加速度传感器例如将本车辆的加速度信息发送给本车位置推断ECU10A。横摆率传感器是检测本车辆的重心绕铅锤轴的横摆率(旋转角速度)的检测器。作为横摆率传感器，例如能够使用陀螺仪传感器。横摆率传感器向本车位置推断ECU10A发送检测出的本车辆的横摆率信息。内部传感器3的检测结果(车速信息、横摆率信息等)被用于测定本车辆在地图上的位置。该情况下，内部传感器3作为本车辆在地图上的位置的测定部发挥作用。
地图数据库4是存储地图信息的数据库。地图数据库4例如形成在车辆上所搭载的HDD[Hard Disk Drive：硬盘驱动器]内。地图信息包括道路的位置信息、道路形状的信息(例如弯道、直线部的种类、弯道的曲率等)、交叉路口以及岔路口的位置信息、以及构造物的位置信息等。此外，地图数据库4可以形成在能够与本车辆进行通信的服务器中。
物标数据库5A是存储将物标在地图上的位置和该物标的可检测区域建立关联的检测物标信息的数据库。物标是预先被规定地图上的位置(例如世界坐标系中的经度以及纬度等)的物体。物标作为本车位置推断的基准而被利用。物标包括被设置在道路上或者道路周边的构造物和显示在路面上道路标识中的至少一个。物标也可以包括构造物的一部分或者道路标识的一部分。
构造物包括杆、道路标志、护栏，轮廓标、墙、信号灯、隧道的出口部以及入口部、ETC(Electronic Toll Collection)路闸以及建筑物中的至少一个。道路标识包括禁令标识以及指示标识的至少一个。禁令标识包括禁止掉头标记、最高速度标记等。指示标识包括白线(车道中央线、车道外侧线、车道分界线等)、表示前方有人行横道的菱形标记、表示前方有优先道路的三角标记、行进方向标记、人行横道标识、临时停车道等。
在白线被表示为连续的点线(虚线)的情况下，可以将各点线(虚线)分别处理为物标。另外，也可以将各点线的道路延伸方向上的端部(前端、后端)分别处理为物标。此外，作为物标，能够采用本车位置推断的技术领域中公知的物标。
图2是用于说明检测物标信息的图。在图2中，作为物标的例子，示出将杆PL1～PL14、路面标识线L1～L8、人行横道C1～C4、标志SG1、SG2以及构造物ST设置在十字路的交叉路口的周围的样子。
物标的可检测区域是预先设定为能够从本车辆检测该物标的区域的区域。例如基于与本车辆相同类型的车辆(探测车)对物标的检测结果来设定物标的可检测区域。
例如在图2中示出用于获取上述坐标的集合体的车辆N。车辆N是与本车辆不同的车辆，具备具有与外部传感器2同样的传感器检测范围的外部传感器。此处，例示出传感器检测范围E作为以车辆N为中心的一定距离的大致圆形范围。通过车辆N预先在地图上的各道路上行驶，从而按照车辆N的每个位置获取物标的位置信息(地图上的坐标)和车辆N的位置信息(地图上的坐标)，并针对车辆N行驶过的各位置对所取得的信息进行积分。
获取到的物标是车辆N的各位置中车辆N的外部传感器可检测的物标。换句话说，获取到的物标的位置信息实际反映出车辆N的外部传感器的传感器检测范围E。因而，通过在物标数据库5A中存储将获取到的物标的位置信息和车辆N的位置信息建立关联的检测物标信息，能够利用检测物标信息来实际提取在本车辆的位置中本车辆的外部传感器2可检测的物标。
此外，在检测物标信息中，除了本车辆的位置信息之外，还可以将本车辆的行进方向信息与物标的位置信息建立关联。本车辆的行进方向信息例如能够用于在本车辆具备具有比具有朝向全方位扩展的传感器检测范围的外部传感器窄的传感器检测范围的外部传感器的情况下，基于行进方向信息来修正物标的传感器检测范围。
此外，物标数据库5A可以形成在能够与本车辆进行通信的服务器中。物标数据库5A可以是与地图数据库4一体的数据库。另外，作为妨碍外部传感器2的检测的遮挡物，可以包括树、中央分离带、护栏、电线杆子、墙、建筑物等静止障碍物。
HMI6是用于在本车位置推断装置100与乘客(包括驾驶员)之间进行信息的输入输出的接口。HMI6例如具备显示器、扬声器等。HMI6根据来自本车位置推断ECU10A的控制信号来进行显示器的图像输出以及来自扬声器的声音输出。显示器可以是平视显示器。HMI6例如具备用于接受来自乘客的输入的输入设备(按钮、触摸面板、声音输入器等)。此外，本车位置推断ECU10A不用必须与HMI6连接。
自动驾驶ECU50是搭载在本车辆上并用于执行本车辆的自动驾驶的电子控制单元。自动驾驶是指驾驶员没有进行驾驶操作而自动使本车辆行驶的车辆控制。自动驾驶ECU50可以由多个电子单元构成。自动驾驶ECU50的功能的一部分可以由能够与本车辆进行通信的服务器执行。
自动驾驶ECU50基于GPS接收部1测定的本车辆的位置信息、地图数据库4的地图信息、从外部传感器2的检测结果识别出的本车辆的周边环境(其它车辆的位置等)以及从内部传感器3的检测结果识别出的车辆状态(车速、横摆率等)来生成沿着预先设定的目标路线的行驶计划。目标路线由本车辆的乘客或者公知的导航系统来设定。导航系统可以与自动驾驶ECU50一体。
自动驾驶ECU50按照行驶计划来执行自动驾驶。行驶计划例如包括移动路径以及移动速度。自动驾驶ECU50通过对本车辆的促动器(发动机促动器、转向促动器、制动促动器等)发送控制信号来执行自动驾驶。自动驾驶ECU50能够通过公知的手法来进行行驶计划的生成以及自动驾驶的执行。此外，本车位置推断ECU10A不用必须与自动驾驶ECU50连接。
接下来，对本车位置推断ECU10A的功能构成进行说明。本车位置推断ECU10A具有测定位置获取部11、物标识别部12、候补物标识别部13A以及本车位置推断部14。此外，以下说明的本车位置推断ECU10A的功能的一部分也可以是在能够与本车辆进行通信的服务器中执行的方式。
测定位置获取部11基于由GPS接收部1测定的本车辆的位置信息来获取本车辆在地图上的位置亦即测定位置。测定位置获取部11也可以基于内部传感器3的检测结果从本车辆的车速的履历(或车轮的转速的履历)以及本车辆的横摆率的履历等获取本车辆的测定位置。换言之，测定位置获取部11也可以使用公知的手法并通过所谓的里程获取本车辆的测定位置。
本车辆的测定位置是指作为利用物标进行的本车位置推断的前提而利用的地图上的位置。由本车辆的测定部(GPS接收部1、内部传感器3等)来测定本车辆的测定位置。
物标识别部12基于由外部传感器2检测出的物标的位置信息来识别被用于本车位置推断的物标在地图上的位置。物标识别部12识别外部传感器2实际能够检测到的物标在地图上的位置。因此，物标识别部12例如在本车辆与物标之间存在遮挡物的情况下，识别不到外部传感器2实际不能够检测到的物标的地图上的位置。对于遮挡物，例如例示建筑物等构造物以及其它车辆等移动体等。
候补物标识别部13A基于检测物标信息中的可检测区域、和测定的本车辆的测定位置在物标数据库5A所存储的物标中识别与包括测定位置的可检测区域建立关联的候补物标。候补物标是物标数据库5A所存储的检测物标信息内的物标中被认为能够从本车辆的测定位置由外部传感器2检测出的物标。
图3是用于说明第一实施方式的候补物标的图。在图3的例子中，用实线示出本车辆M到达位置P1时的候补物标。更详细而言，候补物标是检测物标信息内的物标中包含在外部传感器2的传感器检测范围E中、且没有包含在被构造物等遮挡物遮挡的范围EST的物标。在图3的例子中，候补物标是杆PL1～PL6、PL8、PL9、PL12、路面标识线L1、L2、L3a、L4a、L5a、L6a、L7、L8、人行横道C1～C4、标志SG1、SG2。候补物标识别部13A将能够从本车辆M的测定位置亦即位置P1由外部传感器2检测出的物标(杆PL1～PL6、PL8、PL9、PL12、路面标识线L1、L2、L3a、L4a、L5a、L6a、L7、L8、人行横道C1～C4、标志SG1、SG2)识别为候补物标。
另外，在图3的例子中，用双点划线示出本车辆M到达位置P1时的候补物标以外的物标。候补物标以外的物标是检测物标信息内的物标中没有包含在外部传感器2的传感器检测范围E中的物标，或者包含在外部传感器2的传感器检测范围E但包含在被构造物ST遮挡的范围EST的物标。在图3的例子中，候补物标以外的物标杆是PL7、PL10、PL11、PL13、PL14、路面标识线L3b、L4b、L5b、L6b。
候补物标识别部13A可以保持原样地使用由GPS接收部1测定的位置作为本车辆的测定位置来识别候补物标。另外，候补物标识别部13A可以将由GPS接收部1测定的位置修正为接近与物标的位置建立关联的车辆的位置，并将修正后的位置用作本车辆的测定位置来识别候补物标。误差的修正例如可以使用基于推断出的本车位置的卡尔曼滤波器或者粒子滤波器的预测。
本车位置推断部14基于由候补物标识别部13A识别出的候补物标在地图上的位置和外部传感器2的检测结果来推断本车位置。本车位置推断部14通过对识别出的候补物标在地图上的位置和由外部传感器2检测出的物标在地图上的位置进行比对来推断本车位置。上述比对的手法能够采用公知的手法。
此外，自动驾驶ECU50可以基于本车位置推断部14中的比对结果，在候补物标在地图上的位置与物标在地图上的位置的位置的误差(偏离)较大的情况下变更自动驾驶ECU50的处理。例如自动驾驶ECU50可以在候补物标在地图上的位置与物标在地图上的位置的位置的误差大于规定的阈值的情况下，变更行驶计划以便使移动速度降低。另外，自动驾驶ECU50可以在候补物标在地图上的位置与物标在地图上的位置的位置的误差较大的情况下中止自动驾驶。
另外，自动驾驶ECU50可以在候补物标在地图上的位置与物标在地图上的位置的位置的误差较大的情况下控制HMI6以报告该情况。例如自动驾驶ECU5可以在候补物标在地图上的位置与物标在地图上的位置的位置的误差较大的情况下将表示该情况的文字以及图像等显示于显示器。另外，自动驾驶ECU50可以在候补物标在地图上的位置与物标在地图上的位置的位置的误差较大的情况下使扬声器输出表示该情况的声音。
〈本车位置推断装置100的运算处理的一个例子〉
接下来，对本车位置推断装置100的运算处理的一个例子进行说明。图4是表示本车位置推断装置100的运算处理的一个例子的流程图。例如在本车辆M的行驶中执行图4所示的流程图的处理。
如图4所示，本车位置推断装置100的本车位置推断ECU10A在S11中通过测定位置获取部11进行本车辆M的测定位置的获取。测定位置获取部11基于GPS接收部1测定出的本车辆的位置信息来获取本车辆在地图上的位置亦即测定位置。
在S12中，本车位置推断ECU10A利用外部传感器2检测物标。在S13中，本车位置推断ECU10A通过物标识别部12识别检测出的物标在地图上的位置。物标识别部12基于由外部传感器2检测出的物标的位置信息来识别被用于本车位置推断的物标在地图上的位置。
在S14中，本车位置推断ECU10A通过候补物标识别部13A进行候补物标的识别。候补物标识别部13A在物标数据库5A所存储的物标中识别与包括测定位置的可检测区域建立关联的候补物标。
在S15中，本车位置推断ECU10A通过本车位置推断部14进行由外部传感器2检测出的物标在地图上的位置和识别出的候补物标在地图上的位置的比对。在S16中，本车位置推断ECU10A基于S15中的比对结果并通过本车位置推断部14进行本车位置的推断。
〈本车位置推断装置100的作用效果〉
在以上说明的第一实施方式的本车位置推断装置100中，将物标的可检测区域与物标在地图上的位置建立关联并存储到物标数据库5A中。通过候补物标识别部13A将与包括测定位置的可检测区域建立关联的物标识别为候补物标。通过本车位置推断部14基于候补物标和本车辆的车载传感器检测出的物标来推断本车位置。由此，抑制误使用本车辆的外部传感器2无法从测定位置检测出的物标进行本车位置的推断。结果能够提高本车辆在地图上的本车位置的推断精度。
[第二实施方式]
以下，参照附图对第二实施方式的本车位置推断装置进行说明。图5是表示第二实施方式的本车位置推断装置的框图。图5所示的本车位置推断装置200与本车位置推断装置100相比，不同之处在于代替物标数据库5A而具备物标数据库5B，代替本车位置推断ECU10A而具备本车位置推断ECU10B，还具备遮挡物数据库5C。
〈本车位置推断装置200的结构〉
物标数据库5B是存储物标在地图上的位置信息的数据库。物标数据库5B在未将物标在地图上的位置与物标的可检测区域建立关联这一点上与物标数据库5A不同。物标数据库5B可以形成在能够与本车辆进行通信的服务器中。物标数据库5B也可以是与地图数据库4一体的数据库。
遮挡物数据库5C是存储遮挡物信息的数据库。遮挡物信息是与妨碍外部传感器2的检测的遮挡物有关的信息。遮挡物信息包括地图上的遮挡物的位置信息以及遮挡物的尺寸信息。遮挡物包括树、中央分离带、护栏、电线杆子、墙、建筑物等静止障碍物。遮挡物数据库5C可以形成在能够与本车辆进行通信的服务器中。遮挡物数据库5C也可以是与地图数据库4一体的数据库。
本车位置推断装置200的本车位置推断ECU10B具有候补物标识别部13B来代替本车位置推断ECU10A的候补物标识别部13A。候补物标识别部13B与本车位置推断ECU10A的候补物标识别部13A功能不同。
候补物标识别部13B基于本车辆的测定位置、外部传感器2的传感器检测范围E、物标在地图上的位置信息以及遮挡物信息在物标中识别本车辆的外部传感器2的传感器检测范围E所包含的候补物标。外部传感器2的传感器检测范围E是根据外部传感器2的性能而预先设定的一定的范围(例如全方位激光雷达的情况下，半径30m等)。外部传感器2的传感器检测范围E被预先存储在本车位置推断ECU10B的ROM等中。
外部传感器2的传感器检测范围E在例如外部传感器2为相机的情况下是相机能够拍摄物体的范围。外部传感器2的传感器检测范围E在例如外部传感器2为雷达传感器的情况下是雷达传感器能够检测物体的范围。另外，在外部传感器2为相机以及雷达传感器的情况下，是将相机能够拍摄物体的范围和雷达传感器能够检测物体的范围加在一起的范围。但是，即使在外部传感器2为相机以及雷达传感器的情况下，在仅利用相机检测物标时，外部传感器2的传感器检测范围E也是相机能够拍摄物体的范围。即使在外部传感器2为相机以及雷达传感器的情况下，在仅利用雷达传感器检测物标时，外部传感器2的传感器检测范围E也可以是雷达传感器能够检测物体的范围。
更详细而言，候补物标识别部13B基于物标数据库5B中所存储的物标在地图上的位置信息在物标中虚拟地提取本车辆的外部传感器2的传感器检测范围E所包含的物标。此处，在物标数据库5B中，与物标数据库5A不同，没有将获取到物标在地图上的位置信息时的成为传感器检测范围E的基准的位置(例如具备检测出物标的外部传感器的车辆的位置)与物标在地图上的位置信息建立关联。因此，候补物标识别部13B为了考虑传感器检测范围E来虚拟地提取(锁定)可检测的物标，而设定成为传感器检测范围E的基准的位置亦即基准位置。作为基准位置的一个例子，候补物标识别部13B可以直接使用并设定本车辆的测定位置。
另外，作为基准位置的一个例子，候补物标识别部13B可以使用修正了本车辆的测定位置的位置，以便减少由外部传感器2检测出的物标的位置与虚拟地提取出的物标的位置的误差。
具体而言，候补物标识别部13B在本车辆的测定位置的周围中设定本车辆的虚拟位置。虚拟位置是在本车辆的测定位置的周边虚拟地设定并用于修正本车辆的测定位置的位置。
候补物标识别部13B针对本车辆的当前的测定位置设定多个虚拟位置。可以基于地图信息沿着道路形状在道路上设定虚拟位置。例如可以在本车辆行驶的车道的车宽度中心线上，基于本车辆的测定位置、本车辆的车速、加速度以及横摆率来设定虚拟位置。虚拟位置例如可以设定在交叉路口中的停止线的车宽度中心线上。虚拟位置的设定例如可以使用基于推断出的本车位置的最新值的卡尔曼滤波器或者粒子过滤器的预测。此外，候补物标识别部13B也可以针对本车辆的当前的测定位置设定单一的虚拟位置。
候补物标识别部13B基于所设定的虚拟位置和本车辆的测定位置来进行虚拟位置的选择。候补物标识别部13B在所设定多个虚拟位置中选择与本车辆的测定位置的误差最小的虚拟位置。
候补物标识别部13B基于选择出的虚拟位置、物标的位置信息以及传感器检测范围E来进行候补物标的识别。具体而言，候补物标识别部13B在识别出地图上的位置的物标中以基准位置为中心提取外部传感器2的传感器检测范围E所包含的物标。
候补物标识别部13B基于提取出的物标和遮挡物数据库5C的遮挡物信息从外部传感器2的传感器检测范围E所包含的提取出的物标除去第一遮挡范围所包含的物标。第一遮挡范围是因构造物等静止障碍物而妨碍外部传感器2的检测的范围。第一遮挡范围是以基准位置中心的传感器检测范围E中从基准位置观察时被构造物等静止障碍物遮挡的范围。
候补物标识别部13B基于第一遮挡范围所包含的物标被除去的物标和外部传感器2的检测结果来进行第二遮挡范围所包含的物标的除去。第二遮挡范围是除去了第一遮挡范围的传感器检测范围E中从基准位置观察时被其它车辆等移动障碍物遮挡的范围。候补物标识别部13B将第二遮挡范围所包含的物标被除去的物标识别为候补物标。作为移动障碍物，可以包括其它车辆，自行车、行人等。对于移动障碍物，例如能够基于外部传感器2的检测结果并通过公知的手法进行识别。
图6是用于说明第一遮挡范围以及虚拟位置的图。在图6中示出虚拟位置P1、P2作为本车辆M的虚拟位置。在图6中，本车辆M1是假设为位于虚拟位置P1的本车辆M。本车辆M2是假设为位于虚拟位置P2的本车辆M。检测范围E1是以本车辆M1的位置为中心的从传感器检测范围E除去了第一遮挡范围EST的范围。检测范围E2是以本车辆M2的位置为中心的从传感器检测范围E除去了第一遮挡范围EST的范围。第一遮挡范围EST是以虚拟位置P1、P2(基准位置)为中心的传感器检测范围E中从虚拟位置P1、P2观察时被构造物ST遮挡的范围。
作为一个例子，检测范围E1、E2是以虚拟位置P1、P2为中心的大致圆形范围。检测范围E1、E2并不限于大致圆形范围。检测范围E1、E2也可以是扇型的范围。另外，检测范围E1、E2不一定与实际的外部传感器2的检测范围一致，也可以是虚拟地设定的范围。
在图6的例子中，例如在由候补物标识别部13B选择出虚拟位置P1的情况下，候补物标识别部13B提取以虚拟位置P1为基准位置的检测范围E1所包含的物标，即，杆PL1～PL6、PL8、PL9、PL12、PL14、路面标识线L1、L2、L3a、L4a、L5a、L6a、L7、L8、人行横道C1～C4以及标志SG1、SG2。候补物标识别部13B除去以虚拟位置P1为基准位置的第一遮挡范围EST所包含的物标，即，PL14。因而，候补物标识别部13B将杆PL1～PL6、PL8、PL9、PL12、路面标识线L1、L2、L3a、L4a、L5a、L6a、L7、L8、人行横道C1～C4、以及标志SG1、SG2识别为以虚拟位置P1为基准位置的候补物标。
另一方面，在由候补物标识别部13B选择出虚拟位置P2的情况下，候补物标识别部13B提取以虚拟位置P2为基准位置的检测范围E2所包含的物标，即，杆PL1～PL6、路面标识线L1、L2、L7、L8、人行横道C1、以及标志SG1。由于上述检测范围E2所包含的物标中不存在以虚拟位置P2为基准位置的第一遮挡范围EST所包含的物标，所以候补物标识别部13B将上述检测范围E2所包含的物标识别为候补物标。
图7是用于说明第二遮挡范围以及虚拟位置的图。在图7中示出在图6的状况下，其它车辆V正在本车辆M1、M2的左侧的车道行驶的状况。检测范围E3是从检测范围E1除去了第二遮挡范围EM1的范围。检测范围E4是从检测范围E2除去了第二遮挡范围EM2的范围。第二遮挡范围EM1、EM2是以虚拟位置P1、P2(基准位置)为中心的传感器检测范围E中从虚拟位置P1、P2观察时被其它车辆V遮挡的范围。
在图7的例子中，例如在由候补物标识别部13B选择出虚拟位置P1的情况下，候补物标识别部13B从上述图6中以虚拟位置P1为基准位置的候补物标再除去以虚拟位置P1为基准位置的第二遮挡范围EM1所包含的物标亦即PL5。因而，候补物标识别部13B将杆PL1～PL4、PL6、PL8、PL9、PL12、路面标识线L1、L2、L3a、L4a、L5a、L6a、L7、L8、人行横道C1～C4以及标志SG1、SG2识别为以虚拟位置P1为基准位置的候补物标。
另一方面，在由候补物标识别部13B选择出虚拟位置P2的情况下，候补物标识别部13B从上述图6中的以虚拟位置P2为基准位置的候补物标再除去以虚拟位置P2为基准位置的第二遮挡范围EM2所包含的物标，即，PL6。因而，候补物标识别部13B将杆PL1～PL5、路面标识线L1、L2、L7、L8、人行横道C1以及标志SG1识别为以虚拟位置P2为基准位置的候补物标。
〈本车位置推断装置200的运算处理的一个例子〉
接下来，对本车位置推断装置200的运算处理的一个例子进行说明。图8是例示本车位置推断ECU10B的处理的图。图9是例示图8的候补物标的识别处理的图。例如在本车辆M的行驶中执行图8以及图9所示的流程图的处理。
如图8所示，本车位置推断装置200的本车位置推断ECU10B在S21中通过测定位置获取部11进行本车辆M的测定位置的获取。测定位置获取部11基于GPS接收部1测定出的本车辆的位置信息来获取本车辆在地图上的位置亦即测定位置。
在S22中，本车位置推断ECU10B利用外部传感器2检测物标。在S23中，本车位置推断ECU10B通过物标识别部12识别检测出的物标在地图上的位置。物标识别部12基于由外部传感器2检测出的物标的位置信息来识别本车位置推断所利用的物标在地图上的位置。
在S24中，本车位置推断ECU10B通过候补物标识别部13B进行多个虚拟位置的设定。候补物标识别部13B在本车辆的测定位置的周边中例如设定三个虚拟位置。在S25中，本车位置推断ECU10B通过候补物标识别部13B进行虚拟位置的选择。候补物标识别部13B在所设定的多个虚拟位置中选择与本车辆的测定位置的误差最小的虚拟位置。
在S26中，本车位置推断ECU10B通过候补物标识别部13B进行候补物标的识别。具体而言，候补物标识别部13B进行图9所示的处理。在S31中，候补物标识别部13B在S23中识别出地图上的位置的物标中提取外部传感器2的传感器检测范围E所包含的物标。
在S32中，本车位置推断ECU10B通过候补物标识别部13B进行第一遮挡范围EST所包含的物标的除去。候补物标识别部13B在S31中提取出的物标中将第一遮挡范围EST所包含的物标除去。
在S33中，本车位置推断ECU10B通过候补物标识别部13B进行第二遮挡范围EM1或者第二遮挡范围EM2所包含的物标的除去。进而，候补物标识别部13B在S32中第一遮挡范围EST所包含的物标被除去的物标中除去第二遮挡范围EM1或者第二遮挡范围EM2所包含的物标。
在S34中，本车位置推断ECU10B通过候补物标识别部13B进行候补物标的识别。候补物标识别部13B将S33中第二遮挡范围EM1或者第二遮挡范围EM2所包含的物标被除去的物标识别为候补物标。
返回到图8的处理，本车位置推断ECU10B在S27中通过本车位置推断部14进行由外部传感器2检测出的物标在地图上的位置和识别出的候补物标在地图上的位置的比对。在S28中，本车位置推断ECU10B基于S27中的比对结果通过本车位置推断部14来进行本车位置的推断。
〈本车位置推断装置200的作用效果〉
在以上说明的第二实施方式的本车位置推断装置200中，将物标中的本车辆的外部传感器2的检测范围E所包含的物标识别为候补物标。基于候补物标和本车辆的外部传感器2检测出的物标来推断本车位置。由此，抑制误使用没有包含在本车辆的外部传感器2的检测范围E中的物标进行的本车位置的推断。结果能够提高本车辆在地图上的本车位置的推断精度。
本车位置推断装置200还具备对包括地图上的遮挡物的位置信息的遮挡物信息进行存储的遮挡物数据库5C。候补物标识别部13B基于本车辆的测定位置、外部传感器2的检测范围、物标的地图上的位置信息以及遮挡物信息来识别候补物标。根据本车位置推断装置200，考虑包括遮挡物的位置信息的遮挡物信息，并将物标中的本车辆的外部传感器2的检测范围所包含的物标识别为候补物标。由此，抑制误使用因遮挡物而本车辆的外部传感器2不能够检测的物标进行的本车位置的推断。因而，能够进一步提高本车辆在地图上的本车位置的推断精度。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述的实施方式。本发明能够以上述的实施方式为首以基于本领域技术人员的知识实施各种变更、改进的各种方式实施。
例如可以在第一实施方式的本车位置推断装置100中并用第二实施方式的本车位置推断装置200中的候补物标的识别。该情况下，本车位置推断装置100的本车位置推断ECU10A具有本车位置推断装置200中的候补物标识别部13B，并与物标数据库5B以及遮挡物数据库5C连接。本车位置推断ECU10A的本车位置推断部14可以根据规定的条件而分开使用由候补物标识别部13A识别出的候补物标或者由候补物标识别部13B识别出的候补物标。例如本车辆在第一实施方式的物标数据库5A中没有将物标在地图上的位置和物标的可检测区域建立关联的地域等行驶的情况下，本车位置推断部14能够使用由第二实施方式的候补物标识别部13B识别出的候补物标来进行本车位置的推断。另外，例如在本车位置推断部14进行第二实施方式的候补物标识别部13B识别出的候补物标在地图上的位置与由外部传感器2检测出的物标在地图上的位置的比对的结果是该候补物标在地图上的位置与该物标在地图上的位置的位置的误差(偏离)大到一定的误差以上的情况下，本车位置推断部14能够使用由第一实施方式的候补物标识别部13A识别出的候补物标来进行本车位置的推断。
候补物标识别部13B不仅基于遮挡物数据库5C还基于预先准备的与静止障碍物有关的映射数据和本车辆的测定位置来获取与静止障碍物有关的信息。与静止障碍物有关的映射数据包括静止障碍物在地图上的位置的信息。此外，在映射数据中，无需分别区分静止障碍物，在树枝与护栏接触的情况下可以作为一系列的静止障碍物来处理。另外，候补物标识别部13B可以通过经由未图示的通信部与其它车辆进行车车间通信来获取与其它车辆有关的遮挡物信息。
第二实施方式的本车位置推断装置200可以不一定通过候补物标识别部13B进行第二遮挡范围EV所包含的物标的除去。该情况下，省略图9中的S33的处理。
第二实施方式的本车位置推断装置200不用必须具备遮挡物数据库5C。该情况下，省略图9中的S32的处理。可以进行候补物标识别部13B对第二遮挡范围EV所包含的物标的除去(图9中的S33的处理)，也可以不进行。
其它，本车位置推断装置100、200不用必须搭载在车辆上，也可以设置在信息管理中心等服务器内。该情况下，本车位置推断装置100、200例如通过接受来自本车辆M的自信度运算的要求以及本车辆M的各种信息(本车辆的测定位置以及外部传感器的检测结果等)，能够识别候补物标，并能够推断本车位置。
本车辆M不用必须具备自动驾驶ECU50。本车位置推断ECU10A、10B可以为了自动驾驶以外的控制而将推断出的本车位置发送给各种ECU等。

Claims (2)

1.一种本车位置推断装置，其中，利用车载传感器检测地图上的位置已被预先规定的物标，并将上述物标用于本车辆在上述地图上的位置亦即本车位置的推断，上述本车位置推断装置具备：
物标数据库，其对将上述物标在地图上的位置和作为包含能够从车辆检测上述物标的上述车辆的位置而不包含不能从上述车辆检测上述物标的上述车辆的位置的区域亦即可检测区域建立关联的检测物标信息进行存储；
测定位置获取部，其获取由车载的测定部测定的上述本车辆在地图上的位置亦即测定位置，
候补物标识别部，其基于上述检测物标信息中的上述可检测区域和上述测定位置在上述物标中识别与包括上述测定位置的上述可检测区域建立关联的候补物标；以及
本车位置推断部，其基于上述候补物标在地图上的位置和上述车载传感器的检测结果来推断上述本车位置。
2.一种本车位置推断装置，其中，利用车载传感器检测地图上的位置已被预先规定的物标，并将上述物标用于本车辆在上述地图上的位置亦即本车位置的推断，上述本车位置推断装置具备：
物标数据库，其对上述物标在地图上的位置信息进行存储；
测定位置获取部，其获取由车载的测定部测定的上述本车辆在地图上的位置亦即测定位置；
候补物标识别部，其基于上述测定位置、上述车载传感器的检测范围以及上述物标在地图上的位置信息在上述物标中识别上述本车辆的上述车载传感器的检测范围所包含的候补物标；
本车位置推断部，其基于上述候补物标在地图上的位置和上述车载传感器的检测结果来推断上述本车位置；以及
遮挡物数据库，上述遮挡物数据库对包括地图上的遮挡物的位置信息和上述遮挡物的尺寸信息的遮挡物信息进行存储，
上述候补物标识别部基于上述测定位置、上述车载传感器的检测范围、上述物标在地图上的位置信息以及上述遮挡物信息，从考虑上述检测范围提取的上述物标中除去被上述遮挡物遮挡的范围中包含的上述物标，以此来识别上述候补物标。
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