JP6654977B2 - 自車位置特定装置、及び自車位置特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、地図上の自車位置を特定する自車位置特定装置、及び自車位置特定方法に関する。

車両が走行する道路を地図上で参照し、参照された道路に沿って車両を走行させる運転支援を行う装置が知られている。また、地図に記録された道路に沿って車両を走行させる場合、地図上の車両の位置を精度良く特定する必要がある。そのため、従来では、ＧＰＳ情報又は車速センサからの出力に基づいて、地図上での車両の位置を特定する自車位置特定装置が知られている。

また、特許文献１には、車両が現在走行している地図上の位置に登録された地物の位置と、車両が備える撮像手段で撮像された撮像情報内での地物の位置とを用いて、自車位置を特定する自車位置特定装置が開示されている。この自車位置特定装置は、撮像情報内で道路の周辺に位置する特定の地物を検出した場合に、地図上でのこの地物の位置を参照する。そして、参照した地物の位置に基づいて自車両の地図上での位置を特定する。

特開２００７−１７８２７１号公報

道路の路側に位置している縁石等の路側物を自車位置の特定に用いる場合、自車位置特定装置がこの路側物を適正に検出できない場合がある。例えば、路側物が草木等により覆われている場合、この草木を地図に登録されている路側物と誤検出してしまうおそれがある。また、路側物が複雑な形状である場合、この路側物の検出精度が低下するおそれがある。路側物が適正に検出できないと、自車位置特定装置が特定した自車位置に誤差を生じさせる結果となり、自車位置精度を悪化させる。

本発明は上記課題に鑑みたものであり、路側に位置する路側物を用いた地図上の自車位置の特定において、自車位置精度の悪化を抑制することができる自車位置特定装置、及び自車位置特定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明では、自車両が走行する道路上の前記自車両の位置を、前記道路上の路側物の地図上の位置に基づいて補正し、その補正結果により特定する自車位置特定装置であって、前記地図上の自車位置をマップマッチング処理により推定する自車位置推定部と、自車両に搭載された特徴検出手段の出力に基づいて、前記自車両の周辺に存在する前記路側物の特徴点を抽出する特徴抽出部と、前記道路に沿う方向の前記各特徴点について車両横方向でのばらつき度合を算出するばらつき算出部と、算出された前記ばらつき度合に基づいて、推定された前記自車位置について前記補正を実施する補正部と、を備える。

車両周辺の路側物における地図上の位置に基づいて、地図上の自車位置を特定する場合、この路側物が適正に検出できていないと、この路側物の地図上の位置に基づいて取得される自車位置に誤差を生じさせる場合がある。例えば、路側物が草木等により覆われている場合や、路側物の形状が複雑である場合では、いずれも路側物の検出精度を低下させる要因となる。この点、上記構成では、路側物が適正に検出されているか否か判断するために、道路に沿った方向での各特徴点における車両横方向でのばらつき度合を算出する。そして、このばらつき度合に応じて自車位置を補正するようにした。この場合、特徴点のばらつき度合により路側物が適正に検出されているか否かを考慮しつつ地図上での自車位置が補正されるため、補正後の自車位置精度の低下を抑制することができる。

車両制御装置１００の構成について説明する図。 撮像画像内での路側物の検出結果を説明する図。 地図を説明する図。 自車位置ＣＰの特定を説明するフローチャート。 ステップＳ１５の処理を詳細に示すフローチャート。 エッジ点Ｐのばらつきを説明する図。 各エッジ点Ｐの分散値を説明する図。 ステップＳ１６の処理を詳細に説明するフローチャート。 幅差の算出手法を説明する図。 第２実施形態においてステップＳ１５で実施される処理を説明するフローチャート。 第２実施形態において、分散値Ｖを算出する手法を説明する図。 第３実施形態において、図４のステップＳ１６で実施される処理を説明するフローチャート。 分散値Ｖと抽出範囲の長さＬとの関係性を説明する図。 第３実施形態において、分散値Ｖを算出する手法を説明する図。

本発明にかかる自車位置特定装置、及び自車位置特定方法の実施形態を図面と共に説明する。なお、以下の実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。また、この実施形態では、路側物は、道路の路側に存在する地物を意味し、縁石、ガードレール、道路壁等の道路の形状を特定することができる立体物を意味している。

（第１実施形態）
本実施形態に係る自車位置特定装置は車両を制御する車両制御装置の一部として構成されている。また、車両制御装置は、自車位置特定装置により算出された自車位置を用いて、自車両の走行を制御する。

まず、図１を参照して車両制御装置１００の構成について説明する。車両制御装置１００は、各種センサ３０、自車位置特定装置として機能するＥＣＵ２０、運転支援装置４０、を備えている。

各種センサ３０は、ＧＰＳ受信機３１、カメラ装置３２、車速センサ３３、ヨーレートセンサ３４、を備えている。

ＧＰＳ受信機３１は、周知の衛星測位システム（ＧＮＳＳ）の一部として機能することで、衛星から送信される電波をＧＰＳ情報として受信する。ＧＰＳ情報には、衛星の位置や電波が送信された時刻が含まれている。ＧＰＳ受信機３１は、ＧＰＳ情報を受信した受信時刻とＧＰＳ情報に含まれる発信時刻との差に基づいて、衛星から自車両ＣＳまでの距離を算出する。そして、算出した距離と衛星の位置（ｘ、ｙ、ｚ）とをＥＣＵ２０に出力する。

カメラ装置３２は、特徴検出手段として機能し、自車両ＣＳの車両進行方向前方を撮像する。カメラ装置３２は、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳイメージセンサ、近赤外線カメラ等であり、その撮像方向を車両前方に向けた状態で自車両ＣＳに搭載されている。詳しくは、自車両の車幅方向の中央、例えばルームミラーに取り付けられており、車両前方へ向けて所定角度範囲で広がる領域を撮像する。カメラ装置３２が複眼である場合、物体の三次元位置を検出することができる。

車速センサ３３は、自車両ＣＳの車輪に動力を伝達する回転軸に設けられており、その回転軸の回転数に基づいて自車両ＣＳの速度を検出する。ヨーレートセンサ３４は、自車両ＣＳに実際に発生したヨーレート、すなわち車両の重心点回りの角速度を検出する。

ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたコンピュータとして構成されている。そして、ＣＰＵが、メモリに記憶されているプログラムを実行することにより、図１に示す各部として機能することができる。

また、ＥＣＵ２０は、地図上での自車両ＣＳの位置（緯度、経度）を特定する。具体的には、ＧＰＳ受信機３１からの出力に基づいて自車両ＣＳの地図上の位置を推定し、推定した位置を周辺の路側物の地図上での位置に基づいて補正することで自車位置ＣＰを特定する。

運転支援装置４０は、ＥＣＵ２０が特定した自車位置ＣＰに基づいて、自車両ＣＳの走行を制御する。例えば、運転支援装置４０は、自車位置ＣＰ、車速及びヨーレートにより自車両ＣＳの将来の位置を予測し、予測した将来の位置と道路の認識結果とを用いて、自車両ＣＳが区画白線等を逸脱するおそれがあるか否かを判断する。例えば、運転支援装置４０が警報機能を有していれば、自車両が区画白線を逸脱するおそれがあると判断した場合、自車両ＣＳが備えるディスプレイにより警告表示を行ったり、自車両ＣＳが備えるスピーカにより警告音を発生させたりする。また、運転支援装置４０が運転補助機能を有していれば、自車両ＣＳが区画白線を逸脱するおそれがあると判断した場合、操舵装置に操舵力を加える。

図２（ａ），（ｃ）は、カメラ装置３２により撮像された撮像画像を示している。また、図２（ｂ），（ｄ）は、自車両ＣＳを上方から見た俯瞰図であり、図２（ａ），（ｃ）に示す各撮像画像に対応している。

道路の路側に位置している縁石等の路側物を自車位置ＣＰの特定に用いる場合、ＥＣＵ２０がこの路側物を適正に検出できない場合がある。図２（ａ），（ｂ）に示すように、道路に沿った方向において路側物を適正に検出している場合、この路側物から抽出されるエッジ点Ｐ（特徴点）の車両横方向（Ｘ軸方向）でのばらつき度合が小さくなる。それに対して、図２（ｃ），（ｄ）は、路側物が草木等で覆われている区間があり、この草木を地図に登録されている路側物と誤検出してしまうおそれがある。この場合、車両横方向でのエッジ点Ｐのばらつきが大きくなる。また、路側物が複雑な形状である場合にも、この路側物の検出精度が低下することでエッジ点Ｐのばらつきが大きくなる。このようなエッジ点Ｐのばらつきは、特定された自車位置ＣＰの精度を低下させる結果となる。そこで、ＥＣＵ２０は、エッジ点Ｐのばらつき度合に基づいて、推定した自車位置ＣＰを補正する構成となっている。

図１に戻り、自車位置推定部２１は、マップマッチング処理により地図上での自車位置ＣＰを推定する。マップマッチング処理では、ＧＰＳ情報に基づく自車両ＣＳの測位結果や過去の経路に基づいて、自車両ＣＳの位置を地図内の道路上の位置に合わせこむ。

情報取得部２２は、自車位置推定部２１により推定された自車位置ＣＰに基づいて自車周辺の道路情報を地図から取得する。地図は、自車位置ＣＰの周辺に存在する地物の特徴を示す道路情報が記録されたデータであり、ＥＣＵ２０が備えるメモリに記憶されている。これ以外にも、ＥＣＵ２０は、不図示のサーバからネットワークを経由して、地図を取得してもよい。

地図には、道路情報として、道路上の地物の形状や位置（緯度、経度）を示す形状情報と、この形状情報に関連づけて記録された属性情報とを備えている。図３では、地図に記録された信号機Ｆ１、縁石Ｆ２、標識Ｆ３、路面上の道路表示Ｆ４、ガードレールＦ５、道路壁Ｆ６を示している。この内、本実施形態では、道路の路側に存在する地物の内、特に、道路に沿った方向での当該道路の形状を特定できる、縁石Ｆ２、ガードレールＦ５、道路壁Ｆ６を路側物として用いている。

また、地図には、道路上の路面を示すリンクと各リンクの連結点を示すノードとを記録している。地図には、各ノードとリンクとの地図上での位置、各ノードとリンクとの接続関係を示す情報、更には各ノード又はリンクの周辺に存在する地物が関連づけて記録されている。また、各リンクには、所定距離毎の走行レーンの中心位置Ｍの座標、道幅Ｗｉ、走行レーン数等の情報が関連づけて記録されている。図３では、走行レーンの中心位置Ｍとして、片側車線における所定距離毎の中心位置を示している。

特徴抽出部２３は、カメラ装置３２による撮像結果に基づいて、自車周辺に存在する路側物のエッジ点Ｐを抽出する。例えば、特徴抽出部２３は、撮像画像に対して周知のエッジ点抽出フィルタを用いて、濃度勾配が所定値以上の画素をエッジ点Ｐとして抽出する。

ばらつき算出部２４は、道路に沿う方向の各エッジ点Ｐについて車両横方向でのばらつき度合を算出する。この実施形態では、ばらつき算出部２４は、ばらつき度合として、道路に沿う方向での各エッジ点Ｐの車両横方向での位置のばらつきを示す分散値Ｖを算出する。

補正部２６は、自車位置推定部２１により推定された自車位置ＣＰを、エッジ点Ｐが抽出された路側物の地図上の位置に基づいて補正することで特定する。このとき、補正部２６は、ばらつき算出部２４により算出されたばらつき度合に基づいて、自車位置ＣＰを特定するための補正を実施する。

ＥＣＵ２０により実施される自車位置ＣＰの特定を、図４を用いて説明する。なお図４に示すフローチャートは、ＥＣＵ２０により所定周期で実施される処理である。

ステップＳ１１では、ＧＰＳ受信機３１が受信したＧＰＳ情報に基づいて地図上での自車位置ＣＰを推定する。ＥＣＵ２０は、周知のマップマッチングにより、自車位置ＣＰを推定する。ステップＳ１１が自車位置推定工程として機能する。

ステップＳ１２では、自車位置ＣＰの周辺の道路情報を地図から取得する。ＥＣＵ２０は、例えば、ステップＳ１１で推定した自車位置ＣＰを中心として所定距離にある路側物の形状や位置を地図から取得する。

ステップＳ１３では、撮像画像を取得する。ステップＳ１４では、撮像画像内での路側物のエッジ点Ｐを抽出する。ステップＳ１４が特徴抽出工程として機能する。

ステップＳ１５では、道路に沿った方向において、エッジ点Ｐの車両横方向での分散値Ｖ（ばらつき度合）を算出する。この実施形態では、ＥＣＵ２０は、高さ方向の位置に基づいて複数の区分を設定し、エッジ点Ｐが抽出されている区分の内、道路の中心から最も近い位置となる区分のエッジ点Ｐの集まりを、分散値Ｖを算出するエッジ点Ｐとして選択する。ステップＳ１５が算出工程として機能する。

ステップＳ１５での詳細な処理を、図５を用いて説明する。まず、ステップＳ２１では、道路情報として自車両ＣＳが走行する道路の境界線と自車両ＣＳが走行している走行レーン（自車線）の中心位置Ｍとを地図から取得する。なお、自車両ＣＳが走行している道路は、ステップＳ１１で推定された自車位置ＣＰに基づいて判定される。

ステップＳ２２では、エッジ点Ｐを区分けするための区分を設定する。図６（ａ）では、自車両ＣＳを上方から見た俯瞰図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＡ−Ａ断面でのエッジ点Ｐの位置を説明する図である。図６（ａ）に示すように、自車両ＣＳの周辺には、路側物として縁石Ｆ２、ガードレールＦ５、道路壁Ｆ６が存在しているものとする。図６（ｂ）の例では、ＥＣＵ２０は、高さ方向での位置に基づいて、エッジ点Ｐを区分けするための区分Ｄ１〜Ｄ３を設定している。

ステップＳ２２で設定する区分は、路側部分における横方向での位置に基づいて設定するものであってもよい。この場合、例えば、図６（ａ）で示す路側部分において、ステップＳ２１で取得した道路の境界線から横方向（Ｘ軸方向）での位置に基づいて各区分を設定する。

ステップＳ２３では、エッジ点Ｐが抽出された区分の内、自車両ＣＳが走行する走行レーン（自車線）の中心位置Ｍから最も近い区分のエッジ点Ｐを、分散値Ｖを算出するためのエッジ点Ｐとして選択する。図６（ｂ）では、区分Ｄ１では縁石Ｆ２のエッジ点群Ｇ１が抽出され、区分Ｄ２ではガードレールＦ５のエッジ点群Ｇ２が抽出され、区分Ｄ３では道路壁Ｆ６のエッジ点群Ｇ１が抽出されている。そのため、いずれの区分Ｄ１〜Ｄ３においてもエッジ点Ｐが抽出されており、各区分Ｄ１〜Ｄ３の自車線の中心位置Ｍから最も近いエッジ点群はＧ１となっている。ＥＣＵ２０は、区分Ｄ１のエッジ点群Ｇ１を自車位置ＣＰの補正に用いるエッジ点Ｐとして選択する。ステップＳ２３が選択部として機能する。

ステップＳ２４では、ステップＳ２３で選択した区分のエッジ点Ｐにおける分散値Ｖを算出する。ここで、道路上に退避路等の道路形状を大きく変化させる箇所が存在する場合、路側物の車両横方向での位置がこの箇所での道路形状に合わせて異なることで、エッジ点Ｐのばらつきを不要に大きくする要因となる。そのため、この実施形態では、図７（ａ）に示すように、ＥＣＵ２０は、ステップＳ２１で取得した道路の境界線Ｓから各エッジ点Ｐまでの車両横方向（Ｘ軸方向）での距離ΔＸに基づいて分散値を算出している。

一例として、分散値Ｖは、下記式（１），（２）により求められる。
Ｖ＝Σ(ΔＸｉ^２）／Ｎ … （１）
ΔＸｉ＝Ｘｐｉ−ｍ … （２）
ここで、式（１）において、Ｎは、当該区分のエッジ点Ｐの数を示す。ｉは道路に沿った方向での各エッジ点Ｐを識別する識別子であり、１からＮまでの数を示す。（^）はべき乗を示す。Σは、選択された区分に属する距離Ｘの総和である。また、式（２）において、Ｘｐｉは、各エッジ点ＰのＸ軸方向での位置を示す。ｍは、エッジ点Ｐの期待値であり、この実施形態では、道路の境界線上の位置である。

図７（ｂ）は、横軸をエッジ点Ｐから道路の境界線までの距離ΔＸとし、縦軸をエッジ点Ｐの数としたヒストグラムを示している。実線で示すように、区分内での各エッジ点Ｐの距離ΔＸのばらつきが小さい場合、分散値Ｖが小さくなる。一方、点線で示すように、区分内での各エッジ点の距離ΔＸのばらつきが大きい場合、分散値Ｖが大きくなる。

ステップＳ２４の処理を終了すると、図４のステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、ステップＳ１５で算出された分散値Ｖに基づいて自車位置ＣＰを補正する。そのため、ステップＳ１６が補正工程として機能する。

ステップＳ１６で実施される詳細な処理を、図８を用いて説明する。まず、ステップＳ３１では、ステップＳ１５で設定された区分の内、エッジ点Ｐが抽出されている区分数ＤＮをカウントする。エッジ点Ｐが抽出される区分数ＤＮが一定でないと、自車両ＣＳが走行するある期間では所定区分におけるエッジ点Ｐで算出された分散値Ｖを用い、他の期間ではこの区分とは別の区分における分散値Ｖを算出している可能性がある。例えば、図６（ｂ）に示す、高さ方向において低い位置にある路側物のエッジ点群Ｇ１は、高い位置にある路側物のエッジ点群Ｇ２，Ｇ３と比べて検出が断続的になる傾向がある。そのため、自車両ＣＳの走行中に、エッジ点群Ｇ１が検出されないとエッジ点群Ｇ２が自車線の中心位置Ｍから最も近いエッジ点群となり、エッジ点群Ｇ１により分散値Ｖを算出している期間と、エッジ点群Ｇ２により分散値Ｖを算出している期間が生じ得ることとなる。

区分数ＤＮが一定でなければ（ステップＳ３２：ＮＯ）、図４に戻り、自車位置ＣＰを特定するための処理を一旦終了する。この場合、同種の路側物から分散値Ｖを算出していないとして、ＥＣＵ２０はステップＳ１５で算出されている分散値Ｖを用いない。一方、区分数ＤＮが一定であれば（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、同種の路側物から分散値Ｖを算出しているとみなし、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、自車両ＣＳにおける左右のそれぞれで路側物を検出しているか否かを判定する。例えば、自車両ＣＳが走行する道路の左右に路側物として縁石が配置されている場合、ＥＣＵ２０は、左右の各縁石の位置でエッジ点Ｐを抽出していれば、この縁石を検出していると判定する。これ以外にも、自車両ＣＳが走行する道路において左右に縁石とガードレールとがそれぞれ配置されている場合、縁石とガードレールとのそれぞれからエッジ点Ｐを抽出している場合に、左右の路側物を検出していると判定してもよい。

道路上で自車両ＣＳに対して左右の路側物を検出していない場合（ステップＳ３３：ＮＯ）、図８の処理を終了する。一方、左右の路側物を検出している場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、ステップＳ３４では、現在、自車両ＣＳが走行している道路の道幅Ｗｉを地図から取得する。図９に示すように、ＥＣＵ２０は、地図上に記録された道路の道幅Ｗｉを取得する。ステップＳ３４が道幅取得部として機能する。

ステップＳ３５では、左右のエッジ点Ｐに基づいて、左右の間隔ＤＰを算出する。図９では、左右の縁石Ｆ２のエッジ点Ｐを車両横方向（Ｘ軸方向）で結ぶことにより路側物の間隔ＤＰを算出している。ステップＳ３５が間隔算出部として機能する。

ステップＳ３６では、ステップＳ３４で取得された道幅ＷｉとステップＳ３５で算出した路側物の間隔ＤＰとの幅差を判定する。エッジ点Ｐの分散値Ｖを算出している場合でも、この分散値Ｖが路側物から抽出されたものでない可能性がある。例えば、路側物と異なる物体からエッジ点Ｐが抽出されている場合、エッジ点Ｐに基づいて算出される左右の路側物の間隔ＤＰが変化し、地図に記録されている道幅Ｗｉとの差が大きくなる。そこで、この実施形態では、道路情報により得られた道幅Ｗｉとエッジ点Ｐにより算出された左右の間隔ＤＰとの幅差が閾値Ｔｈ１以下であることを条件に、自車位置を補正することとしている。

幅差が閾値Ｔｈ１を超える場合（ステップＳ３６：ＮＯ）、算出された分散値Ｖは路側物から抽出されたエッジ点Ｐのものではないとみなし、図８の処理を一旦終了する。一方、幅差が閾値Ｔｈ１以下であれば（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、算出された分散値Ｖは路側物から抽出されたエッジ点Ｐのものであるとみなし、ステップＳ３７に進む。

ステップＳ３７では、エッジ点Ｐの分散値Ｖを判定する。分散値Ｖが閾値Ｔｈ２を超える場合（ステップＳ３７：ＮＯ）、路側物が適正に検出されていないとみなし、図８の処理を一旦終了する。そのため、今回の処理では自車位置ＣＰを補正しないことになる。

分散値Ｖが閾値Ｔｈ２以下であれば（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、ステップＳ３８では、該当区分におけるエッジ点Ｐを用いて推定された自車位置ＣＰを補正する。例えば、ＥＣＵ２０は、エッジ点Ｐを抽出することで求められる自車両ＣＳから縁石Ｆ２までの距離と、地図上における推定された自車位置ＣＰから縁石Ｆ２までの距離とのずれ量を算出し、算出したずれ量が小さくなるよう地図上で推定された自車位置ＣＰの車両横方向での位置を補正する。そして、ステップＳ３８の処理が終了すると、図４の処理を一旦終了する。

以上説明したように第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、地図上の自車位置ＣＰをマップマッチング処理により推定する。また、自車両に搭載されたカメラ装置３２の出力に基づいて、自車両ＣＳの周辺に存在する路側物のエッジ点Ｐを抽出し、道路に沿う方向のエッジ点Ｐについて車両横方向でのばらつき度合を算出する。そして、算出された前記ばらつき度合に基づいて、推定された自車位置ＣＰについての補正を実施することで自車位置を特定する。上記構成により、エッジ点Ｐの分散値Ｖにより路側物が適正に検出されているか否かを考慮しつつ地図上での自車位置ＣＰが補正されるため、補正後の自車位置精度の低下を抑制することができる。

ＥＣＵ２０は、地図から道路に沿う方向での道路の境界線を取得し、境界線から各エッジ点Ｐまでの車両横方向での距離ΔＸに基づいて分散値Ｖを算出する。道路上に退避路等の道路の形状を大きく変化させる箇所が存在する場合、この箇所では路側物の位置が道路に沿って大きく変化し、エッジ点Ｐのばらつきを不要に大きくする。そこで、上記構成では、地図から道路に沿う方向での道路の境界線を取得し、この境界線からエッジ点Ｐまでの車両横方向での距離を分散値Ｖとして算出することとした。この場合、道路の境界線に沿ってエッジ点Ｐの分散値Ｖを算出できるため、道路の形状変化に起因して分散値Ｖが不要に大きくなるのを抑制することができる。

ＥＣＵ２０は、エッジ点Ｐを抽出する区分を高さ方向の位置又は路側部分における車両横方向の位置に基づいて設定し、エッジ点Ｐが抽出された区分の内、自車両ＣＳが走行する自車線の中心から最も近い位置となる区分のエッジ点Ｐを、分散値Ｖを算出するエッジ点Ｐとして選択する。高さ方向において複数の路側物が存在する場合や、各路側物が高さ方向において傾斜している場合、各高さに応じて車両横方向での位置が異なるエッジ点Ｐが抽出されるため、分散値Ｖを不要に大きくする要因となる。この点、上記構成では、自車線の中心位置Ｍから最も近い位置となる区分のエッジ点Ｐを、分散値Ｖを算出するためのエッジ点Ｐとして選択することとした。この場合、車幅方向において多数のエッジ点Ｐが抽出されうる状況下においても、自車位置の補正精度の低下を抑制することができる。

ＥＣＵ２０は、エッジ点Ｐが抽出された区分が複数存在する場合に各区分の時系列での数の変化を検出し、区分数ＤＮが一定である期間において選択された区分における分散値Ｖに基づいて自車位置ＣＰを補正する。高さ方向において低い位置にある路側物は、高い位置にある路側物と比べて検出精度が低下する傾向にあり、自車両ＣＳが走行する期間でエッジ点Ｐが異なる種別の路側物から抽出されている可能性も生じうる。この点、上記構成では、エッジ点Ｐが抽出された区分数ＤＮが一定であることを条件に選択された区分のエッジ点Ｐに基づいて自車位置を補正することとした。この場合、区間毎に異なる種別の路側物から抽出されたエッジ点Ｐにより分散値Ｖを算出してしまうのを抑制することができ、補正精度の低下を防止することができる。

ＥＣＵ２０は、自車両ＣＳが走行する道路の道幅Ｗｉを取得する。また、自車両ＣＳの左右にそれぞれ路側物が存在している場合に、抽出されたエッジ点Ｐに基づいて左右の路側物の間隔ＤＰを算出する。そして、取得された道幅Ｗｉと路側物の間隔ＤＰとの幅差が所定範囲内であることを条件に、分散値Ｖに基づいて自車位置ＣＰを補正する。エッジ点Ｐが路側物以外の物体から抽出されている場合、左右のエッジ点Ｐにより算出される左右の路側物の間隔ＤＰと、自車両ＣＳが走行する道路の道幅Ｗｉとの幅差が大きくなる。この点、上記構成では、道路情報により得られた道幅Ｗｉと、エッジ点Ｐにより算出された左右の路側物の間隔ＤＰとの幅差が所定範囲内であることを条件に、分散値Ｖに基づいて自車位置を補正することとした。この場合、左右の路側物からエッジ点Ｐを検出できている場合に自車位置を補正するため、補正精度の低下を防止することができる。

（第２実施形態）
この第２実施形態では、自車両ＣＳからの距離に応じてエッジ点Ｐの範囲を区分し、区分された各範囲のうちエッジ点Ｐの分散値Ｖが適正な値となる範囲を自車位置ＣＰの補正に用いる範囲として使用する。

図１０は、第２実施形態においてステップＳ１５で実施される処理を説明するフローチャートである。図１１は、第２実施形態において、分散値Ｖを算出する手法を説明する図である。

ステップＳ４１では、道路情報を取得する。ＥＣＵ２０は、道路情報として、自車両ＣＳが走行する道路の境界線を地図から取得する。

ステップＳ４２では、車両進行方向（Ｙ軸方向）での自車両ＣＳからの距離に応じて各範囲を区分する。図１１では、自車両ＣＳからの距離に応じて４つの範囲ＡＲ１〜ＡＲ４を区分している。なお、この実施形態では、各範囲の車両進行方向での長さを等間隔に区分している。

ステップＳ４３では、ステップＳ４２で区分された範囲毎にエッジ点Ｐの分散値Ｖを算出する。ＥＣＵ２０は、例えば、上記式（１），（２）を用いて、範囲毎のエッジ点Ｐの分散値Ｖを算出する。ステップＳ４３の処理が終了すると、図４のステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、各範囲の分散値Ｖに基づいて自車位置ＣＰの補正に使用する範囲を選択し、選択された範囲に属するエッジ点Ｐを用いて推定された自車位置ＣＰを補正する。例えば、ＥＣＵ２０は、分散値Ｖが最も低い値となる範囲のエッジ点Ｐを選択し、この範囲でのエッジ点Ｐを用いて自車位置ＣＰを補正する。図１１の例では、範囲ＡＲ１，ＡＲ２がいずれも最も低い分散値Ｖとなるため、この範囲ＡＲ１，ＡＲ２に含まれるエッジ点Ｐが補正に用いるエッジ点Ｐとして選択される。

以上説明したようにこの第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、自車両ＣＳから車両進行方向での距離に応じて区分された範囲毎に分散値Ｖを算出し、各範囲の分散値Ｖの差に基づいて、自車位置ＣＰの補正に使用する範囲を選択する。そして、選択した範囲のエッジ点Ｐとこのエッジ点Ｐの地図上での位置とを用いて自車位置ＣＰを補正する。道路の一部の区間において路側物が草木等により覆われている場合、草木等で覆われた箇所でのエッジ点Ｐのばらつきが大きくなる。一方で、草木等で覆われている箇所が一部であれば、この箇所以外では、適正に路側物を検出することができる。この点、上記構成では、車両進行方向での自車両ＣＳからの距離に応じて区分された範囲毎に分散値Ｖを算出し、各範囲の分散値Ｖに基づいて自車位置ＣＰの補正に使用する範囲を選択することとした。そのため、一部の範囲において分散値Ｖが大きくなる場合でも、この範囲のエッジ点Ｐを補正に用いないようにすることができ、自車位置ＣＰの補正精度の低下を抑制することができる。

（第３実施形態）
この第３実施形態では、エッジ点Ｐの分散値Ｖに基づいて路側物の車両横方向での位置を平均化し、平均化したエッジ点Ｐの位置と地図上での路側物との位置とに基づいて自車位置の補正を行う。

図１２は、第３実施形態において、図４のステップＳ１６で実施される処理を説明するフローチャートである。

ステップＳ５１では、図４のステップＳ１５で算出された分散値Ｖを判定する。分散値Ｖが閾値Ｔｈ３以下であれば（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、ステップＳ５２に進み、自車位置ＣＰの補正を実施する。ステップＳ５２で実施する自車位置ＣＰの補正は、抽出されたエッジ点Ｐ毎に地図上の路側物の位置との横方向でのずれ量が算出され、このずれ量に基づいて自車位置ＣＰが補正される。

一方、分散値Ｖが閾値Ｔｈ３を超える場合（ステップＳ５１：ＮＯ）、ステップＳ５３では、撮像画像内において、道路に沿った方向での各エッジ点Ｐを選択する自車前方から道路に沿った方向での抽出範囲ＥＲを設定する。図１４（ａ）では、道路に沿った方向において、自車両ＣＳから所定長さＬの間に抽出範囲ＥＲを設定している。例えば、ＥＣＵ２０は、分散値Ｖと抽出範囲ＥＲの長さＬとの関係を規定するマップを記録しており、このマップを参照することで抽出範囲ＥＲの長さＬを設定する。

例えば、図１３に示すマップでは、分散値Ｖが閾値Ｔｈ３以下である場合、抽出範囲ＥＲが長さＬ０で一定となっている。そして、分散値Ｖが閾値Ｔｈ３を超える場合、分散値Ｖが大きくなる程、抽出範囲ＥＲの長さＬが長くなる。

ステップＳ５４では、ステップＳ５３で設定した抽出範囲ＥＲに含まれるエッジ点Ｐの車両横方向（Ｘ軸方向）での位置を平均化した線分Ａｖｅを算出する。例えば、ＥＣＵ２０は、周知の最小二乗法を用いて、抽出範囲ＥＲに含まれる各エッジ点Ｐからの距離が最も近い位置となる線分をエッジ点Ｐの車両横方向での位置を平均化した線分Ａｖｅとして算出する。

ステップＳ５５では、ステップＳ５４で算出された線分Ａｖｅと路側物の地図上での位置とに基づいて、地図上で推定された自車位置ＣＰを補正する。図１４（ｂ）では、線分Ａｖｅで特定されるＸ軸方向での位置と地図上の路側物のＸ軸方向での位置とのずれ量を用いて、推定された自車位置ＣＰのＸ軸方向での位置を補正している。

ステップＳ５４の処理が終了すると、図４の処理を一旦終了する。

以上説明したようにこの第３実施形態では、ＥＣＵ２０は、分散値Ｖが閾値Ｔｈ３以上である場合、道路に沿う方向においてエッジ点Ｐを抽出する抽出範囲ＥＲをこの分散値Ｖに基づいて設定し、設定された抽出範囲ＥＲに含まれるエッジ点Ｐの車両横方向での位置を平均化した結果と路側物の地図上での位置とに基づいて自車位置ＣＰを補正する。この場合、エッジ点Ｐの分散値Ｖが閾値Ｔｈ３を超える大きい値となる場合に、エッジ点Ｐを平均化した結果を用いて、自車位置ＣＰを補正する。そのため、エッジ点Ｐの分散値Ｖに応じてエッジ点Ｐの車両横方向でのばらつき度合が低減されるため、自車位置ＣＰの補正精度の低下を抑制することができる。

（その他の実施形態）
ばらつき度合を算出する手法として、分散値Ｖに代えて標準偏差を用いるものであってもよい。また、道路に沿った方向での各エッジ点Ｐにおける車両横方向での位置が最大となるエッジ点Ｐと最小となるエッジ点Ｐとを抽出し、このエッジ点間の距離に基づいてはばらつき度合を算出するものであってもよい。この場合、例えば、道路に沿った方向での各エッジ点Ｐの車両横方向での位置の平均値を算出し、この平均値から車両横方向において右側をプラス側の位置とて設定し、左側をマイナス側の位置として設定する。そして、プラス側の位置において平均値から最も離れたエッジ点Ｐを最大値とし、マイナス側の位置において平均値から最も離れたエッジ点Ｐを最小値として設定する。そして、エッジ点間の距離が大きい程、ばらつき度合を大きく設定する。

ＥＣＵ２０は、分散値Ｖに基づいてなまし度合を可変とするフィルタを用いて自車位置ＣＰを補正するものであってもよい。この場合、図４のステップＳ１６において、分散値Ｖが大きくなる程、各エッジ点Ｐの車両横方向での位置のばらつきをなまらせるようフィルタのなまし度合を大きく設定する。そして、フィルタ処理後のエッジ点Ｐの位置により算出される路側物の位置と、地図上での路側物の位置のずれ量に基づいて、自車位置ＣＰを補正する。

特徴検出手段としてカメラ装置を用いたことは一例に過ぎない。例えば、特徴検出手段として、電磁波を用いて物体を検出するレーザセンサやレーダセンサを用いるものであってもよい。

図４のステップＳ１１において、自車位置ＣＰの推定においてＧＰＳ情報に代えて、車速センサ３３の出力を積分した値を用いるものであってもよい。また、ＧＰＳ情報と車速センサ３３からの出力の積分値とを併用するものであってもよい。

２０…ＥＣＵ、２１…自車位置推定部、２３…特徴抽出部、２４…ばらつき算出部、２６…補正部、３２…カメラ装置。

Claims (9)

1. 自車両が走行する道路上の前記自車両の位置を、前記道路上の路側物の地図上の位置に基づいて補正し、その補正結果により特定する自車位置特定装置（２０）であって、
   前記地図上の自車位置をマップマッチング処理により推定する自車位置推定部と、
   自車両に搭載された特徴検出手段（３２）の出力に基づいて、前記自車両の周辺に存在する前記路側物の特徴点を抽出する特徴抽出部と、
   前記道路に沿う方向の前記各特徴点について車両横方向でのばらつき度合を算出するばらつき算出部と、
   算出された前記ばらつき度合に基づいて、推定された前記自車位置についての前記補正を実施する補正部と、
   高さ方向の位置又は路側部分において横方向の位置に基づいて、前記特徴点を区分けする複数の区分を設定し、前記特徴点が抽出された区分の内、前記自車両が走行する自車線の中心から最も近い区分の前記特徴点を、前記ばらつき度合を算出する前記特徴点として選択する選択部と、を備える自車位置特定装置。
2. 前記ばらつき算出部は、前記地図から前記道路に沿う方向での前記道路の境界線を取得し、前記境界線から前記各特徴点までの車両横方向での距離に基づいて前記ばらつき度合を算出する、請求項１に記載の自車位置特定装置。
3. 前記補正部は、前記特徴点が抽出された前記区分が複数存在する場合に前記各区分の時系列での数の変化を検出し、前記特徴点が検出された前記区分の数が一定となる期間において、前記選択部で選択された前記区分における前記ばらつき度合に基づいて前記自車位置を補正する、請求項１または２に記載の自車位置特定装置。
4. 前記自車両が走行する道路の道幅を取得する道幅取得部と、
   前記自車両の左右にそれぞれ前記路側物が存在している場合に、抽出された前記特徴点に基づいて前記左右の前記路側物の間隔を算出する間隔算出部と、を備え、
   前記補正部は、取得された前記道幅と前記左右の路側物の間隔との幅差が所定範囲内であることを条件に、前記ばらつき度合に基づいて前記自車位置を補正する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の自車位置特定装置。
5. 自車両が走行する道路上の前記自車両の位置を、前記道路上の路側物の地図上の位置に基づいて補正し、その補正結果により特定する自車位置特定装置（２０）であって、
   前記地図上の自車位置をマップマッチング処理により推定する自車位置推定部と、
   自車両に搭載された特徴検出手段（３２）の出力に基づいて、前記自車両の周辺に存在する前記路側物の特徴点を抽出する特徴抽出部と、
   前記道路に沿う方向の前記各特徴点について車両横方向でのばらつき度合を算出するばらつき算出部と、
   算出された前記ばらつき度合に基づいて、推定された前記自車位置についての前記補正を実施する補正部と、
   前記自車両が走行する道路の道幅を取得する道幅取得部と、
   前記自車両の左右にそれぞれ前記路側物が存在している場合に、抽出された前記特徴点に基づいて前記左右の前記路側物の間隔を算出する間隔算出部と、を備え、
   前記補正部は、取得された前記道幅と前記左右の路側物の間隔との幅差が所定範囲内であることを条件に、前記ばらつき度合に基づいて前記自車位置を補正する自車位置特定装置。
6. 前記ばらつき算出部は、車両進行方向での前記自車両から距離に応じて区分された範囲毎に前記ばらつき度合を算出し、
   前記補正部は、前記各範囲のばらつき度合の差に基づいて、前記自車位置の補正に使用する前記範囲を選択し、選択された前記範囲に属する前記特徴点の前記地図上の位置を用いて前記自車位置を補正する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の自車位置特定装置。
7. 自車両が走行する道路上の前記自車両の位置を、前記道路上の路側物の地図上の位置に基づいて補正し、その補正結果により特定する自車位置特定装置（２０）であって、
   前記地図上の自車位置をマップマッチング処理により推定する自車位置推定部と、
   自車両に搭載された特徴検出手段（３２）の出力に基づいて、前記自車両の周辺に存在する前記路側物の特徴点を抽出する特徴抽出部と、
   前記道路に沿う方向の前記各特徴点について車両横方向でのばらつき度合を算出するばらつき算出部と、
   算出された前記ばらつき度合に基づいて、推定された前記自車位置についての前記補正を実施する補正部と、を備え、
   前記ばらつき算出部は、車両進行方向での前記自車両から距離に応じて区分された範囲毎に前記ばらつき度合を算出し、
   前記補正部は、前記各範囲のばらつき度合の差に基づいて、前記自車位置の補正に使用する前記範囲を選択し、選択された前記範囲に属する前記特徴点の前記地図上の位置を用いて前記自車位置を補正する自車位置特定装置。
8. 前記補正部は、前記ばらつき度合が所定値以上である場合に、前記道路に沿う方向において前記特徴点を抽出する範囲を前記ばらつき度合に基づいて設定し、設定された前記範囲に含まれる前記特徴点の前記車両横方向での位置を平均化した結果と前記路側物の前記地図上での位置とに基づいて前記自車位置を補正する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の自車位置特定装置。
9. 自車両が走行する道路上の前記自車両の位置を、前記道路上の路側物の地図上の位置に基づいて補正し、その補正結果により特定する自車位置特定装置（２０）であって、
   前記地図上の自車位置をマップマッチング処理により推定する自車位置推定部と、
   自車両に搭載された特徴検出手段（３２）の出力に基づいて、前記自車両の周辺に存在する前記路側物の特徴点を抽出する特徴抽出部と、
   前記道路に沿う方向の前記各特徴点について車両横方向でのばらつき度合を算出するばらつき算出部と、
   算出された前記ばらつき度合に基づいて、推定された前記自車位置についての前記補正を実施する補正部と、を備え、
   前記補正部は、前記ばらつき度合が所定値以上である場合に、前記道路に沿う方向において前記特徴点を抽出する範囲を前記ばらつき度合に基づいて設定し、設定された前記範囲に含まれる前記特徴点の前記車両横方向での位置を平均化した結果と前記路側物の前記地図上での位置とに基づいて前記自車位置を補正する自車位置特定装置。

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