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公開番号2024101210
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-29
出願番号2023005051
出願日2023-01-17
発明の名称自己位置推定装置
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G05D 1/43 20240101AFI20240722BHJP(制御;調整)
要約【課題】自己位置推定を行う環境に関わらず、移動体の初期位置の設定にかかる時間を短縮することができる自己位置推定装置を提供する。
【解決手段】自己位置推定装置30は、移動体2と移動体2の周囲に存在する物体8との位置関係を検出するレーザセンサ3と、移動体2の走行開始領域Rの周囲に配置されると共にレーザセンサ3により検出可能な形状を有するランドマークCの位置及び形状を記憶するランドマークデータベース4と、レーザセンサ3の検出データにおいてランドマークCを抽出するランドマーク抽出部12と、ランドマークCの位置に基づいて、移動体2の初期位置を推定する初期位置推定部13と、移動体2の初期位置が推定された後、初期位置を自己位置の推定の開始点として、レーザセンサ3の検出データに基づいて移動体2の自己位置を推定する自己位置推定部14とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
移動体の自己位置の推定を行う自己位置推定装置において、
前記移動体と前記移動体の周囲に存在する物体との位置関係を検出する物体検出部と、
前記移動体の走行開始領域の周囲に配置されると共に前記物体検出部により検出可能な形状を有する特徴物の位置及び形状を記憶する特徴物記憶部と、
前記物体検出部の検出データにおいて前記特徴物記憶部に記憶された前記特徴物を抽出する特徴物抽出部と、
前記特徴物抽出部により抽出された前記特徴物の位置に基づいて、前記移動体の初期位置を推定する初期位置推定部と、
前記初期位置推定部により前記移動体の初期位置が推定された後、前記初期位置を自己位置の推定の開始点として、前記物体検出部の検出データに基づいて前記移動体の自己位置を推定する自己位置推定部とを備える自己位置推定装置。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記物体検出部の検出データにおいて前記特徴物に適した特徴的な形状があるかどうかを判断し、前記特徴的な形状があるときは、前記特徴的な形状の位置を前記特徴物の位置として前記特徴物記憶部に登録する特徴物登録部を更に備える請求項１記載の自己位置推定装置。
【請求項３】
前記特徴物は、前記走行開始領域の周囲に少なくとも３つ設置されており、
前記初期位置推定部は、前記３つの特徴物の位置に基づいて、前記移動体の初期位置を推定する請求項１記載の自己位置推定装置。
【請求項４】
前記移動体が走行するエリアの地図データを記憶する地図記憶部を更に備え、
前記自己位置推定部は、前記初期位置を前記自己位置の推定の開始点として、前記物体検出部の検出データと前記地図記憶部に記憶された前記地図データとをマッチングさせて、前記移動体の自己位置を推定する請求項１記載の自己位置推定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己位置推定装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の自己位置推定装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、ＧＮＳＳまたは手動入力等により移動体の初期位置姿勢を取得した後、ＬｉＤＡＲ等の既存手法を利用してセンサ点群及び地図点群を取得し、センサ点群と地図点群とのボクセルに基づくスキャンマッチングを行うことで、移動体の自己位置を推定する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－４０４４５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、スキャンマッチングにおける自己位置推定の開始点は、ボクセル分割等によらず、センサ点群と地図点群とが近いことが必要である。センサ点群と地図点群との乖離が大きいと、移動体の初期位置が特定されず、スキャンマッチングを開始することができない。このため、上記従来技術のようにスキャンマッチングにより自己位置推定を行う場合には、ＧＰＳ等のセンサデータを利用して、移動体の概算位置を把握することで、移動体の初期位置を特定したうえで、自己位置推定を開始していた。
【０００５】
しかし、ＧＰＳは屋外等の限定的な場所でしか利用することができない等、センサ点群を取得するセンサとは別のセンサを使用することができない環境下では、特定の場所に自己位置推定の開始点を指定し、利用者が手動により移動体を指定地点に配置することで、移動体の初期位置を設定してから、自己位置推定を開始する必要があった。この場合には、利用者による移動体の配置ずれが発生しやすく、移動体の初期位置の設定を失敗することがある。従って、移動体を指定地点に正確に配置しようとすると、移動体の初期位置の設定に時間がかかってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、自己位置推定を行う環境に関わらず、移動体の初期位置の設定にかかる時間を短縮することができる自己位置推定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の一態様は、移動体の自己位置の推定を行う自己位置推定装置において、移動体と移動体の周囲に存在する物体との位置関係を検出する物体検出部と、移動体の走行開始領域の周囲に配置されると共に物体検出部により検出可能な形状を有する特徴物の位置及び形状を記憶する特徴物記憶部と、物体検出部の検出データにおいて特徴物記憶部に記憶された特徴物を抽出する特徴物抽出部と、特徴物抽出部により抽出された特徴物の位置に基づいて、移動体の初期位置を推定する初期位置推定部と、初期位置推定部により移動体の初期位置が推定された後、初期位置を自己位置の推定の開始点として、物体検出部の検出データに基づいて移動体の自己位置を推定する自己位置推定部とを備える。
【０００８】
このような自己位置推定装置において、特徴物記憶部には、移動体の走行開始領域の周囲に配置されると共に物体検出部により検出可能な形状を有する特徴物の位置及び形状が予め記憶されている。まず物体検出部によって移動体と移動体の周囲に存在する物体との位置関係が検出される。そして、物体検出部の検出データにおいて特徴物が抽出され、その特徴物の位置に基づいて移動体の初期位置が推定される。このため、移動体の利用者は、初期位置として予め指定された自己位置の推定の開始点に正確に移動体を配置する必要が無い。また、移動体の初期位置を推定するために物体検出部とは別のセンサを使用する必要も無い。これにより、自己位置推定を行う環境に関わらず、移動体の初期位置の設定にかかる時間が短縮される。その結果、移動体の利用者の負担を軽減することができる。
【０００９】
（２）上記の（１）において、自己位置推定装置は、物体検出部の検出データにおいて特徴物に適した特徴的な形状があるかどうかを判断し、特徴的な形状があるときは、特徴的な形状の位置を特徴物の位置として特徴物記憶部に登録する特徴物登録部を更に備えてもよい。このような構成では、物体検出部の検出データに特徴的な形状が含まれているときは、その特徴的な形状に相当する部分が特徴物として特徴物記憶部に登録される。このため、移動体の利用者は、特徴物を自分で用意して設置しなくて済む。従って、移動体の利用者の負担を更に軽減することができる。
【００１０】
（３）上記の（１）または（２）において、特徴物は、走行開始領域の周囲に少なくとも３つ設置されており、初期位置推定部は、３つの特徴物の位置に基づいて、移動体の初期位置を推定してもよい。このような構成では、三角測量の計算式を用いて、３つの特徴物の位置から移動体の初期位置を容易に求めることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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