JP2021110631A - 検出器の姿勢・位置検出システムおよび検出器の姿勢・位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】走行開始後の車両における検出器の姿勢および位置の少なくともいずれか一方を効率よく検出する。【解決手段】車両５０に搭載されている検出器３０の姿勢・位置検出システム１００は、車両５０が備える可動部の位置変化を用いて検出器３０の姿勢・位置検出を行う姿勢・位置検出装置１０を備える。検出器３０は、少なくとも可動部５３、５４の一部を検出範囲に含むように車両５０に搭載されている。【選択図】図１

Description

本開示は車両に搭載して用いられる検出器の姿勢および位置を検出する技術に関する。

車両に搭載される検出器から適切な検出結果を得るために、車載されている検出器の較正を行う技術が提案されている（例えば、引用文献１）。

特開２０１７−２６５５１号公報

しかしながら、従来の較正は、工場出荷時や車両修理・整備時に較正用のブースやターゲットを用いて実行されており、走行開始後の車両における検出器の動的な姿勢や位置の変動については考慮されていない。

したがって、走行開始後の車両における検出器の姿勢および位置の少なくともいずれか一方を効率よく検出することが求められている。

本開示は、以下の態様として実現することが可能である。

第１の態様は、車両に搭載されている検出器の姿勢・位置検出システムを提供する。第１の態様に係る姿勢・位置検出システムは、前記車両が備える可動部の位置変化を用いて前記検出器の姿勢・位置検出を行う制御装置を備え、前記検出器は、少なくとも前記可動部の一部を検出範囲に含むように前記車両に搭載されている。

第１の態様に係る姿勢・位置検出システムによれば、走行開始後の車両における検出器の姿勢および位置の少なくともいずれか一方を効率よく検出することができる。

第２の態様は、車体の可動部の少なくとも一部を検出範囲に含むよう車両に搭載されている検出器の姿勢・位置検出方法を提供する。第２の態様に係る検出器の姿勢・位置検出方法は、前記車両が備える可動部の位置情報を取得し、取得した前記位置情報を用いて前記検出器の姿勢・位置検出を行う。

第２の態様に係る車体の一部を検出範囲に含むよう車両に搭載されている検出器の姿勢・位置検出方法によれば、走行開始後の車両における検出器の姿勢および位置の少なくともいずれか一方を効率よく検出することができる。

第３の態様は、車両に搭載されている検出器の姿勢・位置検出システムを提供する。第３の態様に係る検出器の姿勢・位置検出システムは、前記車両における乗降時における前記車両の姿勢変化を検出可能な車両姿勢検出器と、前記車両における乗降時に、検出された前記車両の姿勢変化を用いて前記検出器の姿勢・位置検出を実行する制御装置と、を備える。

第３の態様に係る姿勢・位置検出システムによれば、走行開始後の車両における検出器の姿勢および位置の少なくともいずれか一方を効率よく検出することができる。

第４の態様は、車両に搭載されている検出器の姿勢・位置検出方法を提供する。第４の態様に係る検出器の姿勢・位置検出方法は、前記車両における乗降時における前記車両の姿勢変化を検出し、前記車両における乗降時に、検出された前記車両の姿勢変化を用いて前記検出器の姿勢・位置検出を実行する。

第４の態様に係る検出器の姿勢・位置検出方法によれば、走行開始後の車両における検出器の姿勢および位置の少なくともいずれか一方を効率よく検出することができる。なお、本開示は、検出器の姿勢・位置検出処理プログラムまたは当該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能記録媒体としても実現可能である。

第１の実施形態に係る検出器の姿勢・位置検出システムの概略構成を示す説明図。 検出器を搭載する車両の一例を示す説明図。 複数の検出器による対象物の検出結果を模式的に示す説明図。 車両に搭載されている可動部対応検出器の一例を示す説明図。 可動部対応検出器の姿勢・位置が正しい場合における可動部としてのドアの開閉位置を示す説明図。 可動部対応検出器の姿勢・位置がずれている場合における可動部としてのドアの開閉位置を示す説明図。 可動部対応検出器の姿勢・位置が正しい場合における可動部としてのワイパーのホームポジションを示す説明図。 可動部対応検出器の姿勢・位置がずれている場合における可動部としてのワイパーのホームポジションを示す説明図。 第１の実施形態における姿勢・位置検出装置の機能的構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る姿勢・位置検出装置によって実行される姿勢・位置検出処理の処理フローを示すフローチャート。 基準姿勢にある車両姿勢を示す説明図。 車両姿勢が変化した車両の一例を示す説明図。 第２の実施形態に係る姿勢・位置検出装置によって実行される姿勢・位置検出処理の処理フローを示すフローチャート。

本開示に係る車載用の計測装置の姿勢・位置検出システム、並びに姿勢・位置検出方法について、いくつかの実施形態に基づいて以下説明する。

第１の実施形態：
図１に示すように、第１の実施形態に係る検出器の姿勢・位置検出システム１００は、少なくとも、姿勢・位置検出装置１０を備えている。本実施形態においては、姿勢・位置検出装置１０は車両５０に備えられているが、携帯可能かつ車両５０の通信システムに接続可能であり検出器３０の検出データを取得可能な可搬型であっても良い。なお、本明細書において、姿勢・位置の記載は、姿勢および位置の少なくともいずれか一方を意味する。図１および図２に示すように、車両５０は、屋根５１上に固定機構５２を介して搭載されている複数の検出器３０、並びに検出器３０と接続されているデータ処理装置４０を備えている。検出器３０には、カメラ、Ｌｉｄａｒ（Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging）、ミリ波レーダといった異なる検出方式の複数種の検出器が含まれる。なお、検出器３０は、例えば、車両５０のフロントグリル、フロントウィンドウ、フロントバンパー、リアウィンドウ、リアバンパー、フロントフェンダー、リアフェンダーに配置されていても良く、１つだけ備えられていても良い。データ処理装置４０は、ケーブルＣＶを介して車両５０内部の車両制御装置５５と接続されていても良い。データ処理装置４０は、複数の検出器３０から入力される検出データを統合して統合データを生成し車両５０内部の車両制御装置５５に送信する。車両制御装置５５は、運転支援または自動運転を実行するための制御装置であり、図示しない各種アクチュエータを介して、運転者によるアクセルペダル操作に応じて、または、運転者によるアクセルペダル操作とは無関係に内燃機関やモータの出力を制御し、運転者による制動ペダル操作とは無関係に制動装置による制動を実現し、あるいは、運転者によるステアリングホイールの操作とは無関係に操舵装置による操舵を実現する。データ処理装置４０は、機能の一部として姿勢・位置検出装置１０により実現される姿勢・位置検出機能と同様の姿勢・位置検出機能を備えていても良い。姿勢・位置検出装置１０と変更機構アクチュエータ１１との通信は、ケーブルを介した有線通信によって実現されてもよく、あるいは、無線ＬＡＮやBluetooth（登録商標）といった種々の無線通信によって実現されても良い。

車両５０は、ドア５３、フロントウィンドウ５６に配置されているワイパー５４を備えている。ドア５３およびワイパー５４は、可動部を構成する。可動部は、車両５０の装備であって、開位置と閉位置またはホームポジションと作動ポジションとの間で位置変化、すなわち、位置が変位する装置であり、ドア５３およびワイパー５４の他に、トランク、ボンネット、ドアミラー、回転式のシートが含まれる。可動部の閉位置または開位置、あるいは、ホームポジションと作動ポジションの少なくともいずれか一方は、繰り返し再現可能な規定された位置であり、基準位置となり得る位置である。車両５０はさらに、車両５０の速度を検出するための車速センサ５７、車両５０の姿勢を検出する車両姿勢センサ５８を備えていても良い。車両姿勢センサ５８は、車両姿勢検出装置であり、例えば、シートベルトセンサ、着座センサといった乗員の乗車位置を検出可能なセンサやサスペンションのストローク量を検出するサンスペンションセンサが含まれ得る。なお、車両姿勢センサ５８は、第１の実施形態においては不要である。

図３を参照して、各検出器３０による対象物の検出結果並びに検出結果のずれについて説明する。本実施形態においては、各検出器３０は、検出範囲が、隣接または近接する検出器３０の検出範囲と重複するように車両５０に搭載されている。図３には、隣接する検出器３０の一例である第１の検出器および第２の検出器による対象物の検出位置３１ｆ、３１ｇ、３２ｆ、３２ｇが車両５０の前方視野ＦＶに対して重畳して模式的に示されている。第１の検出器および第２の検出器が共に車両５０に対して予め定められた姿勢、すなわち、垂直方向または水平方向における向き、あるいは位置、にて搭載されている場合、対象物ＯＢの存在位置と、第１および第２の検出器の検出位置３１ｇ、３２ｇとは重なる。これに対して、第１の検出器および第２の検出器が共に車両５０に対して予め定められた姿勢・位置にて搭載されていない場合、対象物ＯＢの存在位置と、第１および第２の検出器の検出位置３１ｆ、３２ｆとは重ならない。また、第１の検出器および第２の検出器のいずれか一方の姿勢・位置が予め定められた姿勢・位置と異なる場合、第１の検出器の検出位置３１ｇに対して、第２の検出器の検出位置３２ｆが取得され、第１および第２の検出器の検出位置の間にずれが発生する。このような検出位置のずれは、車両５０に対する対象物ＯＢの位置の誤認識を招き、対象物ＯＢを対象とする運転支援および自動運転の実行精度の低下をもたらす。一般的に、車両５０がラインオフする際や、車両５０に対して検出器３０の脱着を伴うような修理が実施された際には、車両５０に対する検出器３０の姿勢や位置が較正される。しかしながら、走行開始後の車両５０においても検出器３０の姿勢や位置は、例えば、鳥、小石や雹といった飛来物が検出器３０に直接衝突した場合や車両５０に対する大きな衝撃の入力により検出器３０に対して間接的に応力が加わった場合においても、車両５０に対する検出器３０の姿勢や位置を検出し、検出した姿勢を用いて検出器３０の物理的な姿勢の調整、あるいは、検出した姿勢と予め定められた姿勢との相違を補正値として検出器から出力される検出データを補正する、較正またはエーミングが実行されることが求められている。

図４に示すように、複数の検出器３０の少なくとも一部は、検出可能な検出範囲ＤＡ、あるいは、検出器３０の検出軸から見た場合の検出視野ＦＶに、可動部であるドア５３、ワイパー５４の少なくとも一部を含むように車両５０に配置されている可動部対応検出器３０ｖである。可動部対応検出器３０ｖは、可動部のみならず車両５０の車体の一部を検出視野ＦＶに含む場合があるが、閉位置および開位置、あるいは、ホームポジションおよび作動ポジションの間で位置が大きく変位する可動部を、車両５０に対する検出器３０の姿勢・位置を検出するための検出対象として用いることによって、検出対象が検出視野ＦＶに入る確率が増大し、検出器３０の姿勢・位置の検出精度および信頼性の向上を図ることができる。なお、以下では説明を簡単にするために、可動部の閉位置と開位置とを代表的に用いて説明する。本実施形態においては、可動部の開位置または閉位置の検出結果のずれ、すなわち、本来あるべき位置に対する検出位置の相違に着目し、車両５０に対する可動部対応検出器３０ｖの姿勢または位置のずれが検出される。可動部の位置ずれを用いることによって、姿勢・位置ずれを検出するための専用のターゲットを用いることなく、また、車両５０が走行を開始した後にも、車両５０に対する検出器３０の姿勢または位置のずれが検出可能となる。

図５および図６は、ドア５３を検出範囲ＤＡに含む可動部対応検出器３０ｖの検出視野ＦＶを模式的に示している。可動部対応検出器３０ｖは、例えば、Ｌｉｄａｒであり、検出データは、物体のエッジ部を示す複数の検出点ＤＰによって構成され、検出点ＤＰ群により検出されたドア５３が表される。可動部対応検出器３０ｖは、カメラであっても良く、この場合、検出データは、物体を示す複数の画素点によって構成され、画素点群に対してエッジ抽出処理等が実行されてドア５３の位置が特定される。図５に示すようにドア５３は、閉位置５３ｃおよび開位置５３ｏを有している。開位置５３ｏは、乗員の乗降時におけるドア５３の位置に対応し、図５においては、ドア５３の最大開位置を示している。車両５０に対する可動部対応検出器３０ｖの姿勢または位置が、予め定められた姿勢や予め定められた位置と異なっている場合、図６に示すように、開位置５３ｏは本来の位置、すなわち、基準開位置５３ｓとは異なる位置に検出される。基準開位置５３ｓは、一意性を担保するために、図５に示したドア５３の最大開位置に設定されている。姿勢・位置検出装置１０は、基準開位置５３ｓと検出した開位置５３ｏとが不一致である場合に、車両５０に対する可動部対応検出器３０ｖの姿勢または位置のずれを検出しても良く、さらに、基準開位置５３ｓと検出した開位置５３ｏのそれぞれの座標位置を用いてずれ量を算出しても良い。なお、基準開位置５３ｓは、姿勢・位置検出装置１０によって学習された車両５０のユーザによるドア５３の開位置が用いられても良い。さらに、ドア５３が自動的に開閉される場合には、基準開位置５３ｓとして最大開位置が適当であり、また、最大開位置には高い再現性がある。

図７および図８は、ワイパー５４を検出範囲ＤＡに含む可動部対応検出器３０ｖの検出視野ＦＶを模式的に示している。可動部対応検出器３０ｖは、例えば、Ｌｉｄａｒであり、検出点ＤＰ群により検出されたワイパー５４が表される。なお、可動部対応検出器３０ｖは、カメラであっても良い。図７に示すようにワイパー５４は、ホームポジションから最大作動位置５４ｓまでフロントウィンドウ５６の表面上を摺動する。車両５０に対する可動部対応検出器３０ｖの姿勢または位置が、予め定められた姿勢や予め定められた位置と異なっている場合、図７に示すように、ワイパー５４は、基準位置である最大作動位置５４ｓとは異なる検出位置５４ｅに検出される。姿勢・位置検出装置１０は、最大作動位置５４ｓと検出位置５４ｅとが不一致である場合に、車両５０に対する可動部対応検出器３０ｖの姿勢または位置のずれを検出しても良く、さらに、最大作動位置５４ｓと検出位置５４ｅのそれぞれの座標位置を用いてずれ量を算出しても良い。

図９に示すように、姿勢・位置検出装置１０は、演算部としての中央処理装置（ＣＰＵ）１０１、記憶部としてのメモリ１０２、入出力部としての入出力インタフェース１０３および図示しないクロック発生器を備えている。ＣＰＵ１０１、メモリ１０２、入出力インタフェース１０３およびクロック発生器は内部バス１０４を介して双方向に通信可能に接続されている。メモリ１０２は、姿勢・位置検出処理を実行するための姿勢・位置検出処理プログラムＰｒ１を不揮発的且つ読み出し専用に格納するメモリ、例えばＲＯＭと、ＣＰＵ１０１による読み書きが可能なメモリ、例えばＲＡＭとを含んでいる。姿勢・位置検出処理プログラムＰｒ１には、検出器３０からの検出データを用いた検出器３０の姿勢・位置検出処理の他、検出された検出器３０の姿勢・位置や車両５０の姿勢に応じて検出器３０の姿勢・位置の較正するためのプログラムが含まれている。メモリ１０２の不揮発的且つ読み出し専用領域は、車両５０の可動部の基準位置を示す基準位置情報を記憶する基準位置情報記憶領域１０２ａ、検出された各検出器３０の姿勢・位置情報を記憶する検出姿勢・位置情報記憶領域１０２ｂを含んでいる。但し、不揮発的且つ読み出し専用領域は、プログラムの更新や検出姿勢・位置の記録の際には、書き換え可能であっても良い。ＣＰＵ１０１、すなわち、姿勢・位置検出装置１０は、メモリ１０２に格納されている姿勢・位置検出処理プログラムＰｒ１を読み書き可能なメモリに展開して実行することによって、姿勢・位置検出装置、および車両姿勢検出装置として機能する。なお、ＣＰＵ１０１は、単体のＣＰＵであっても良く、各プログラムを実行する複数のＣＰＵであっても良く、あるいは、複数のプログラムを同時実行可能なマルチタスクタイプあるいはマルチスレッドタイプのＣＰＵであっても良い。

入出力インタフェース１０３は、検出器３０、車速センサ５７および車両姿勢センサ５８と接続されており、検出器３０により検出された検出データ、車速センサ５７により検出された車速、車両姿勢センサ５８により検出された車両姿勢が入力される。

図１０を参照して、本実施形態に係る検出器の姿勢・位置検出システム１００によって実行される検出器の姿勢・位置検出処理について説明する。図１０に示す各処理フローは、姿勢・位置検出装置１０、すなわち、ＣＰＵ１０１が姿勢・位置検出処理プログラムＰｒ１を実行することによって実行され、車両５０のシステムが起動されると予め定められた時間間隔、例えば、数ｍｓｅｃ単位で繰り返し実行される。

姿勢・位置検出装置１０、すなわち、ＣＰＵ１０１は、車両５０が停止したか否かを判定する（ステップＳ１００）。ＣＰＵ１０１は、車速センサ５７から入力される車速が予め定められた期間にわたり０ｋｍ／ｈである場合に車両５０は停止していると判定する。予め定められた期間は、例えば、５〜１０秒である。車両５０の停止は、例えば、交通信号に従う信号停止時、交通渋滞における停止時が含まれ得る。ＣＰＵ１０１は、車両５０が停止していないと判定した場合には（ステップＳ１００：Ｎｏ）、本処理ルーチンを終了する。ＣＰＵ１０１は、車両５０が停止していると判定した場合には（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、検出器３０のうち、可動部を検出範囲に含む可動部対応検出器３０ｖの検出結果、すなわち、検出データを取得する（ステップＳ１０２）。検出データの取得は、動的に実行、すなわち、可動部対応検出器３０ｖから直接取得されても良く、あるいは、異なるタイミングにてメモリ１０２検出姿勢・位置情報記憶領域１０２ｂに格納されている検出器３０の姿勢・位置情報を取得することにより実行されても良い。ＣＰＵ１０１は、取得した検出データを用いて車両５０に対する可動部対応検出器３０ｖの姿勢・位置を検出する（ステップＳ１０４）。ＣＰＵ１０１は、検出データから各可動部の１つまたは複数の特徴点を抽出し、特徴点により決定される可動部の検出座標位置を求める。特徴点の抽出は、Ｌｉｄａｒである検出器により取得された検出点群からターゲットのコーナー点を抽出することにより、カメラである検出器により取得された画像からターゲットのコーナー部分の画素を抽出することによって実現される。例えば、Harrisのコーナー検出法が知られている。

ＣＰＵ１０１は、車両５０に対する可動部対応検出器３０ｖの姿勢・位置を検出すると、可動部対応検出器３０ｖに姿勢および位置の少なくともいずれか１つについてずれが生じているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。具体的には、ＣＰＵ１０１は、可動部の検出座標位置と、メモリ１０２の基準位置情報記憶領域１０２ａに格納されている可動部の基準位置情報から得られる可動部の基準座標位置とを比較する。比較の結果、検出座標位置と基準座標位置とが一致または予め定められた範囲のずれ量の範囲にある場合には、可動部対応検出器３０ｖに姿勢および位置のいずれかにもずれは発生していないと判定され、検出座標位置と基準座標位置とが予め定められた範囲のずれ量の範囲を超える場合には可動部対応検出器３０ｖに姿勢および位置のいずれか１つについてずれが発生していると判定される。座標位置は（ｘ、ｙ、ｚ）の３次元座標および（pitch、roll、yaw）の角度により表され、基準座標位置に対する検出座標位置のずれを用いて、可動部の基準位置に対する可動部対応検出器３０ｖによって得られた可動部の検出位置を座標位置のずれ量として検出することができる。なお、特徴点により決定される可動部の検出座標位置は、特徴点が複数の場合には、各特徴点について基準座標位置と対比されても良く、複数の特徴点の平均座標位置について検出座標位置と基準座標位置とが対比されても良い。あるいは、複数の特徴点を対応付けし、４つ以上の対応点を用いてＸ’＝ＲＸ＋Ｔの式を用いて、姿勢Ｒおよび位置Ｔが算出されても良い。なお、姿勢・位置Ｒは３×３行列であり、位置Ｔは３×１行列である。対応付けは、例えば、既知の最近傍法やGlobal Nearest Neighbor法を用いて実現される。

ＣＰＵ１０１は、可動部対応検出器３０ｖに姿勢および位置のいずれについてもずれを検出しないと（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、本処理ルーチンを終了する。ＣＰＵ１０１は、可動部対応検出器３０ｖに姿勢および位置の少なくともいずれか１つについてずれを検出すると（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、レベルに応じた措置を実行し（ステップＳ１０８）、本処理ルーチンを終了する。レベルに応じた措置には、例えば、ずれ量が運転支援といった車両５０の制御に影響を与えない、小さいずれ量の場合には、点検を促すメッセージの報知や表示灯の点灯が含まれ、ずれ量が運転支援といった車両５０の制御に影響を与え得る、大きいずれ量の場合には、車両５０の停止を促すメッセージの報知、あるいは、運転支援システムは停止する旨を示すメッセージの報知または表示灯の点灯が含まれる。なお、算出された可動部対応検出器３０ｖのずれ量は、検出姿勢・位置情報記憶領域１０２ｂに格納されても良い。

以上説明した第１の実施形態に係る検出器の姿勢・位置検出システム１００によれば、車両５０の車体の一部を検出範囲に含むように車両５０に搭載されている可動部対応検出器３０ｖによって検出される可動部の位置変化を用いて検出器の姿勢・位置検出を行うことができるので、走行開始後の車両５０における検出器３０の姿勢および位置の少なくともいずれか一方を効率よく検出することができる。すなわち、可動部の位置変化を用いることにより、検出器３０の姿勢や位置を検出するための専用のターゲットや専用のブースを用いることなく車両５０に対する検出器３０の姿勢や位置を検出することが可能となり、走行開始後の任意のタイミングにおいて車両５０に対する検出器３０の姿勢または位置を動的に検出することができる。また、位置変位の大きい可動部を検出対象として用いることによって、可動部対応検出器３０ｖの検出視野ＦＶに検出対象が入りやすくなり、検出精度、検出確度、信頼性を向上させることができる。この結果、検出された姿勢・位置を用いた検出器３０の較正を通じて、検出器３０により出力される検出データを用いる車両５０の制御、例えば、運転支援や自動運転の制御精度並びに制御信頼性を向上させることができる。

第１の実施形態においては、可動部対応検出器３０ｖに関する姿勢・位置検出のみが実行されているが、これに加えて、車両５０の走行中または停止中に、可動部対応検出器３０ｖを用いて他の検出器３０の姿勢・位置が検出されても良い。各検出器３０の検出範囲の少なくとも一部が重複するように各検出器３０が車両５０に搭載されている場合、より具体的には、可動部対応検出器３０ｖの検出範囲と他の検出器３０の検出範囲とは少なくとも一部が重複するように車両５０に配置されている場合に実行可能である。具体的には、可動部対応検出器３０ｖの姿勢・位置に対する他の検出器３０の姿勢・位置を、座標位置のずれ量、すなわち、向きおよび位置の差分として検出することができる。可動部対応検出器３０ｖを用いる他の検出器３０の姿勢・位置の検出は、既述の特徴点を用いた方式により実現される。すなわち、可動部対応検出器３０ｖに対応する特徴点と他の検出器３０に対応する特徴点を用いて、既述のいずれかの方式が実行されれば良い。求められた可動部対応検出器３０ｖのずれ量は、検出姿勢・位置情報記憶領域１０２ｂに格納されても良い。

第１の実施形態において、全ての検出器３０が可動部対応検出器３０ｖであってもよい。すなわち、前方に配置されている検出器３０によれば、ワイパー５４やボンネットの開閉位置を検出することが可能であり、後方に配置されている検出器３０によれば、トランクの開閉位置を検出することが可能である。この場合には、可動部対応検出器３０ｖを基準とする各検出器３０間における姿勢・位置ずれの検出は不要となる。

第１の実施形態においては、車両５０の停止が検出器の姿勢・位置検出処理の開始条件とされているが、車両５０の停止を実施条件とすることなく、車両５０に対する検出器３０の姿勢または位置か検出されてもよい。たとえば、ドアミラーの開位置やワイパー５４の位置を用いた姿勢・位置検出は、車両５０が走行中であっても可能であり、また、車両５０の走行状態によっては、一部または全ての検出器３０が検出処理を実行しなくても良い場合があり、また、姿勢・位置ずれ検出に要する時間は、例えば、数ミリ秒といった極めて短い時間である。この場合には、車両５０に対する検出器３０の姿勢および位置の少なくともいずれか１つについての検出機会を増大させることができる。また、車両５０が停止時に毎回、検出器３０の姿勢・位置検出処理を行うのではなく、予め決められた場所、例えば、バス停やタクシー乗降エリアでのみ実行するようにしても良い。予め定められた場所の検出には、例えば、ＧＮＳＳ（全地球航法衛星システム）を利用することにより実現できる。

第１の実施形態に係る検出器の姿勢・位置検出システム１００においては、可動部対応検出器３０ｖの姿勢・位置が検出されるにとどまっているが、検出姿勢・位置情報記憶領域１０２ｂに格納されているずれ量を用いて、可動部対応検出器３０ｖを含む各検出器３０に対する較正またはエーミングが実行されても良い。この較正やエーミングは、車両５０の走行開始後または点検時に行われ得る。較正やエーミングは、例えば、所期の検出器の姿勢・位置に対する検出された姿勢・位置のずれ量、具体的には、水平方向および垂直方向における向きのずれを相殺するように、検出器３０の向きを物理的に修正することによりハードウェア的に実行されても良く、あるいは、各検出器３０から得られる検出データにおける座標情報を修正することによってソフトウェア的に実行されても良い。ソフトウェア的に実行される場合には、姿勢・位置検出装置１０から各検出器３０が備える検出データ生成部に対して修正情報を入力して各検出器３０が較正済みまたはエーミング済みの検出データを出力しても良く、姿勢・位置検出装置１０からデータ処理装置４０に対して修正情報を入力して、データ処理装置４０が各検出器３０から出力される検出データを較正またはエーミングして車両制御装置５５に対して出力しても良い。さらには、姿勢・位置検出装置１０から車両制御装置５５に対して修正情報を入力して、車両制御装置５５が各検出器３０から出力される検出データを較正またはエーミングした後に種々の処理に用いても良い。これらの態様は、姿勢・位置検出装置１０が車載されている場合、車載されていない場合のいずれにおいても実現可能である。

第１の実施形態に係る検出器の姿勢・位置検出システム１００において、ドライバーの状態の確認や車内を監視するセンサにも適用可能である、その際には、例えば、可動部として回転シートが用いられる。この場合、例えば、乗員の乗降を支援する、乗降時に進行方向に対して９０°回転する回転型のシートの位置の変位が用いられ得る。また、第１の実施形態においては、専ら、可動部の開位置または最大作動位置が基準位置並びに検出対象位置とされているが、可動部対応検出器３０ｖの取り付け位置や取り付け姿勢によっては、可動部の閉位置またはホームポジションが基準位置並びに検出対象位置として用いられても良い。

第２の実施形態：
第２の実施形態に係る検出器の姿勢・位置検出システムは、乗降や荷物の積み卸しに伴う車両５０の姿勢変化の検出を乗降時のタイミングに実行する点、可動部の位置変化を用いて、車両５０に対する検出器３０の姿勢・位置の検出を行わない点において第１の実施形態に係る検出器の姿勢・位置検出システム１００と異なる。なお、第２の実施形態に係る検出器の姿勢・位置検出システムは、姿勢・位置検出処理プログラムＰｒ１が、可動部の位置変化を用いて車両５０に対する検出器３０の姿勢・位置の検出を行わず、車両５０に対する乗降時のタイミングで車両５０の姿勢変化を検出し、検出器３０を較正する他は、各構成は第１の実施形態に係る検出器の姿勢・位置検出システム１００と同様の構成を備えるので、第１の実施形態において用いた符号と同一の符号を付すことで説明を省略する。

車両５０は、乗員の着座位置や搭載される荷物に応じて、例えば、図１１に示す姿勢や図１２に示す姿勢を取り得る。図１２に示す車両５０の姿勢は、複数の乗員が後部座席に着座したり、トランクに重量物が搭載されている場合の一例である。図１２の例では、車両５０は後傾し、図１１に示す例と比較して、検出器３０の検出範囲ＤＡは、矢印Ｕｐで示す上方にシフトする。この結果、外界に対する車両５０の姿勢は、図１１に示す基準姿勢から外れ、車両５０に対する検出器３０の姿勢・位置が正しい場合であっても、検出器３０による対象物の検出位置には誤差が生じる。この検出位置の誤差は、検出器３０からの検出データを用いる車両５０における各種制御、例えば、運転支援や自動運転の実行精度の低減をもたらし得る。そこで、本実施形態においては、乗降時に、外界に対する車両５０の姿勢変化を検出し、較正やエーミングに反映させることにより、車両５０の姿勢変化に伴う検出器３０による対象物の位置の検出誤差を低減または解消する。なお、外界に対する車両５０の基準姿勢とは、走路である地面ＲＤに対して車両５０が水平である姿勢を意味し、例えば、運転者１人が乗車している状態における車両５０の姿勢として定義され得る。

図１３に示す処理フローは、姿勢・位置検出装置１０、すなわち、ＣＰＵ１０１が姿勢・位置検出処理プログラムＰｒ１を実行することにより実行され、車両５０に対して乗員が乗降する際に実行される。この際、姿勢・位置検出装置１０、すなわち、ＣＰＵ１０１は車両姿勢検出装置として機能する。ＣＰＵ１０１は、車両５０に対する乗降が発生しているか否かを判定する（ステップＳ２００）。車両５０に乗降の有無は、車速センサ５７が車速０ｋｍ／ｈを示すことに加えて、例えば、ドア５３の開閉を図示しない、ドアが開いていることを検出するドアセンサからの検出信号を用いることにより、あるいは、トランクが開いていることを検出するトランクセンサからの検出信号を用いることにより検出され得る。あるいは、シートに配置されている乗員の着座を検出する着座センサからの検出信号の着座検知−着座非検知の切り替わりに基づいて、シートベルトセンサからの検出信号の装着検知−装着非検知の切り替わりに基づいて検出されても良い。乗降は、さらには、サンスペンションセンサによって検出されたサスペンションのストローク量の変位を用いて検出されても良く、検出器３０によって車両５０の周囲に乗員に相当する可能性のある停止物体が複数存在する場合に検出されても良い。

ＣＰＵ１０１は、車両５０に対する乗降が発生していないと判定すると（ステップＳ２００：Ｎｏ）、本処理ルーチンを終了する。ＣＰＵ１０１は、車両５０に対する乗降が発生していると判定すると（ステップＳ２００：Ｙｅｓ）、車両姿勢の検出結果を取得し、較正値として、メモリ１０２に格納する（ステップＳ２０２）。例えば、メモリ１０２には、工場出荷時に計測され取得された、車両５０に対する検出器３０の姿勢・位置の初期較正値が格納されており、この初期較正値は車両５０の車両姿勢が基準姿勢の場合の値である。そこで、車両姿勢の検出結果に基づく較正値がメモリ１０２に更に格納されることによって、車両姿勢を考慮した検出器３０からの検出データの較正か可能となり、初期較正値によっては実現できない、車両５０の姿勢に応じた適切な検出データの活用を図ることができる。乗降判定において、例えば、ＣＰＵ１０１は、車両姿勢センサ５８からの信号を用いて、乗員の乗車位置を検出し、予め用意されている乗員の乗車位置と車両５０の姿勢変化、例えば、前後左右方向における傾き量とを対応づけたマップを用いて車両５０の姿勢変化を検出する。あるいは、各サスペンションセンサからの信号を用いて全輪または後輪のサスペンションのストローク量を取得し、予め用意されているストローク量およびサスペンション位置と、車両５０の姿勢変化、例えば、前後左右方向における傾き量とを対応づけたマップが用いられても良い。また、車両の基準姿勢は、乗降車前の車両姿勢でも良い。この場合、乗降車前と乗降車後のそれぞれのタイミングにおいて、検出センサにより自車両周囲の静止物、例えば、信号や看板、建物のデータを取得し、検出データ上における静止物のずれ量を算出する。このずれ量を車両姿勢の傾き変化量とする。また、前記乗降前の検出データの代わりに、予め取得された自車両周囲の３次元地図データを使用しても良い。この場合、３次元地図データと乗降車後の検出データを比較することで、地図の座標系における検出器の姿勢・位置のずれ、つまり、検出器の車載姿勢・位置を算出することができ、地図上を走る自動運転の場合には実行精度を向上されることが可能になる。ここで、ずれ算出は、例えば、既知のICP(Iterative Closest Point)を用いて実現される。検出された姿勢変化は、少なくとも車両５０の前後方向の傾斜量であるピッチおよび左右方向の傾斜量であるヨーを示し得る上下左右の２次元座標情報であれば良く、さらには、車両５０の前後軸に対する回転量であるローリングを示し得る３次元座標情報であっても良い。

ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２に格納されている車両姿勢の検出結果、すなわち、較正値を用いて、検出器３０の較正、すなわち、検出器３０から得られる検出データを較正し（ステップＳ２０４）、本処理ルーチンを終了する。ＣＰＵ１０１は、較正された検出データを用いて車両５０における各種制御を実行する。なお、ステップＳ２０４は、図１３に示す処理フローに含まれなくても良く、車両５０における各種制御の実行時に、検出器３０からの検出データがメモリ１０２に格納されている車両姿勢の較正値を用いて較正されても良い。

以上説明した第２の実施形態に係る姿勢・位置検出システム１００によれば、車両５０の乗降時をトリガとして車両５０の姿勢が検出されるので、車両５０の基準姿勢に対する、乗員の乗車や降車、あるいは、荷物の積み卸しに起因する車両５０の姿勢変化を適切に検出することが可能となる。したがって、車両５０に対する乗降時の後に、基準姿勢に対する検出された車両の姿勢のずれを較正値として検出器３０からの検出データを較正することにより、車両５０の姿勢変化に伴う対象物の検出精度の低下、すなわち、対象物の位置情報精度の低下、を低減または防止することができる。この結果、検出器３０からの検出結果を用いる運転支援や自動運転といった車両５０における各種制御の実行精度を向上させることができる。なお、姿勢・位置検出装置１０とは別に車両姿勢検出装置が備えられても良く、この場合、姿勢・位置検出装置１０は、検出器３０に関する較正処理の他、第１の実施形態における車両５０に対する検出器３０の姿勢・位置の検出処理を実行しても良い。

その他の実施形態：
（１）第１の実施形態における姿勢・位置検出処理と、第２の実施形態における姿勢・位置検出処理とは組み合わされても良い。具体的には、先ずは第２の実施形態を実施し、車両５０の姿勢を検出した後に、第１の実施形態である検出器３０の姿勢・位置検出処理を実施する。この場合には、車両５０に対する検出器３０の姿勢・位置の動的な検出結果に対して、車両姿勢の変化を加味することが可能となり、検出器３０からの検出データの信頼度や精度をさらに向上させることができる。

（２）第１の実施形態においては、可動部の開位置または閉位置、あるいは、ホームポジションまたは作動ポジションの基準位置と検出位置とのずれの有無の判定により、車両５０に対する検出器３０の姿勢・位置が検出されている。これに対して、検出時における可動部の開位置と閉位置との間における変位量、あるいは、ホームポジションおよび作動ポジションとの間における変位量と、それぞれの基準となる変位量との相違に応じて、車両５０に対する検出器３０の姿勢・位置が検出されても良い。

（３）上記各実施形態においては、ＣＰＵ１０１が姿勢・位置検出処理プログラムＰｒ１を実行することによって、車両５０に対する検出器３０の姿勢・位置の検出、車両５０の姿勢検出が実現されているが、予めプログラムされた集積回路またはディスクリート回路によってハードウェア的に実現されても良い。すなわち、上記各実施形態における制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つまたは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つまたは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

以上、実施形態、変形例に基づき本開示について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定するものではない。本開示は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本開示にはその等価物が含まれる。たとえば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…姿勢・位置検出装置、１００…姿勢・位置検出システム、１０１…ＣＰＵ、１０２…メモリ、３０…検出器、３０ｖ…可動部対応検出器、５０…車両、５３…ドア、５４…ワイパー、５５…車両制御装置。

Claims (9)

1. 車両（５０）に搭載されている検出器（３０）の姿勢・位置検出システム（１００）であって、
   前記車両が備える可動部（５３、５４）の位置変化を用いて前記検出器の姿勢・位置検出を行う姿勢・位置検出装置（１０）を備え、
   前記検出器は、少なくとも前記可動部の一部を検出範囲に含むように前記車両に搭載されている、姿勢・位置検出システム。
2. 請求項１に記載の姿勢・位置検出システムであって、
   前記姿勢・位置検出装置は、予め用意されている前記可動部の開位置の基準位置情報または閉位置の基準位置情報と、前記検出器において検出された前記可動部の開位置または閉位置の検出位置情報とを用いて、前記検出器の姿勢・位置を検出する、姿勢・位置検出システム。
3. 請求項１または２に記載の姿勢・位置検出システムであって、
   前記可動部は、ボンネット、ドアミラー、ドア（５３）、トランク、シートおよびワイパー（５４）の少なくともいずれか一つである、姿勢・位置検出システム。
4. 請求項３に記載の姿勢・位置検出システムであって、
   前記可動部は、前記車両によって開位置または閉位置に作動されるドアである、姿勢・位置検出システム。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の姿勢・位置検出システムにおいて、
   前記姿勢・位置検出装置は、前記車両が停止している場合に、前記姿勢・位置の検出を実行する、姿勢・位置検出システム。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の姿勢・位置検出システムにおいて、
   前記姿勢・位置検出装置は、さらに、検出された前記検出器の姿勢・位置を用いて前記検出器を較正する、姿勢・位置検出システム。
7. 車両（５０）が備える可動部（５３、５４）の少なくとも一部を検出範囲に含むよう車両に搭載されている検出器の姿勢・位置検出方法であって、
   前記可動部の位置情報を取得し、
   取得した前記位置情報を用いて前記検出器の姿勢・位置検出を行う、姿勢・位置検出方法。
8. 車両（５０）に搭載されている検出器（３０）の姿勢・位置検出システム（１００）であって、
   前記車両における乗降時における前記車両の姿勢変化を検出可能な車両姿勢検出装置（１０）と、
   前記車両における乗降時に、検出された前記車両の姿勢変化を用いて前記検出器を較正する姿勢・位置検出装置（１０）と、を備える、姿勢・位置検出システム。
9. 車両（５０）に搭載されている検出器（３０）の姿勢・位置検出方法において、
   前記車両における乗降時における前記車両の姿勢変化を検出し、
   前記車両における乗降時に、検出された前記車両の姿勢変化を用いて前記検出器を較正する、姿勢・位置検出方法。

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