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公開番号2024134580
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023044844
出願日2023-03-22
発明の名称位置推定装置、自動運転システム、位置推定方法およびプログラム
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人山王内外特許事務所
主分類G01C 21/28 20060101AFI20240927BHJP(測定;試験)
要約【課題】車両の挙動を検出するセンサの特性に応じた誤差が抑制された車両の位置推定を行うことができる位置推定装置、自動運転システム、位置推定方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】位置推定装置(2)は、車両Aの角速度に基づく車両Aの第1のヨー角情報と、車両Aの左右車輪の移動距離に基づく車両Aの第2のヨー角情報と、車両Aの操舵角および車速に基づく車両Aの第3のヨー角情報に設定する重みを判定する重み判定部(21)と、第1のヨー角情報、第2のヨー角情報および第3のヨー角情報を取得するヨー情報取得部(22)と、判定された重みを設定した第1のヨー角情報、第2のヨー角情報および第3のヨー角情報を合成した合成ヨー角情報を生成する合成部(23)と、車両Aの測位情報、車両Aの車速および合成ヨー角情報を用いて、車両Aの位置を推定する位置推定部(24)とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
車両が走行状態または前記車両の周辺状態に基づいて、前記車両の角速度に基づく前記車両の第１のヨー情報と、前記車両の左右車輪の移動距離差に基づく前記車両の第２のヨー情報と、前記車両の操舵角および車速に基づく前記車両の第３のヨー情報とに設定する重みを判定する重み判定部と、
前記第１のヨー情報、前記第２のヨー情報および前記第３のヨー情報を取得するヨー情報取得部と、
判定された前記重みを設定した前記第１のヨー情報、前記第２のヨー情報および前記第３のヨー情報を合成した合成ヨー情報を生成する合成部と、
前記車両の測位情報、前記車両の車速および前記合成ヨー情報を用いて前記車両の位置を推定する位置推定部と、を備えた
ことを特徴とする位置推定装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記ヨー情報取得部は、
前記車両の角速度に基づいて、前記車両の第１のヨー角情報を算出する第１のヨー角算出部と、
前記車両の左右車輪の移動距離差に基づいて、前記車両の第２のヨー角情報を算出する第２のヨー角算出部と、
前記車両の操舵角および車速に基づいて、前記車両の第３のヨー角情報を算出する第３のヨー角算出部と、を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の位置推定装置。
【請求項３】
前記重み判定部は、
前記車両の車速が第１の閾値以上であり、前記車両の角速度が第２の閾値未満であり、前記車両の角速度の誤差が除去されない時間が一定時間未満である場合、前記第１のヨー角情報の重みを大きくして、前記第２のヨー角情報の重みを小さくし、前記第３のヨー角情報の重みを小さくし、
前記車両の角速度の誤差が除去されない時間が一定時間以上である場合には、前記第１のヨー角情報の重みを小さくして、前記第２のヨー角情報の重みを大きくする
ことを特徴とする請求項２に記載の位置推定装置。
【請求項４】
前記重み判定部は、
前記車両の車速が前記第１の閾値未満であり、前記車両の角速度が前記第２の閾値未満である場合、前記第２のヨー角情報の重みを大きくして、前記第１のヨー角情報の重みを小さくし、前記第３のヨー角情報の重みを小さくする
ことを特徴とする請求項３に記載の位置推定装置。
【請求項５】
前記重み判定部は、
前記車両の車速が前記第１の閾値未満であり、前記車両の角速度が前記第２の閾値以上である場合に、前記第３のヨー角情報の重みを大きくして、前記第１のヨー角情報の重みを小さくし、前記第２のヨー角情報の重みを小さくし、
前記車両の車速が前記第１の閾値以上であり、前記車両の角速度が前記第２の閾値以上である場合は、前記第１のヨー角情報の重みを大きくして、前記第２のヨー角情報の重みを小さくし、前記第３のヨー角情報に対する重みを小さくする
ことを特徴とする請求項３に記載の位置推定装置。
【請求項６】
前記重み判定部は、前記車両が走行している路面の起伏が第３の閾値以上である場合、前記第１のヨー角情報の重みを大きくして、前記第２のヨー角情報の重みを小さくし、前記第３のヨー角情報に対する重みを小さくする
ことを特徴とする請求項２に記載の位置推定装置。
【請求項７】
前記重み判定部は、前記車両が走行している路面の滑り度合いが第４の閾値以上である場合、前記第１のヨー角情報の重みを大きくして、前記第２のヨー角情報の重みを小さくし、前記第３のヨー角情報に対する重みを小さくする
ことを特徴とする請求項２に記載の位置推定装置。
【請求項８】
前記重み判定部は、
前記車両が走行する走行経路における区間ごとに、前記第１のヨー角情報、前記第２のヨー角情報および前記第３のヨー角情報に設定する重みを判定する第１の重み設定部と、
前記車両が走行しているときの前記走行経路の状態の変化に応じて、前記第１のヨー角情報、前記第２のヨー角情報および前記第３のヨー角情報に設定する重みを変更する第２の重み設定部と、を備えた
ことを特徴とする請求項２に記載の位置推定装置。
【請求項９】
前記第１のヨー情報は、前記車両の角速度に基づいた第１のヨーレート情報であり、
前記第２のヨー情報は、前記車両の左右の車輪の移動距離に基づいた第２のヨーレート情報であり、
前記第３のヨー情報は、前記車両の操舵角および車速に基づいた第３のヨーレート情報である
ことを特徴とする請求項１に記載の位置推定装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の位置推定装置と、
位置推定装置によって推定された前記車両の位置に基づいて当該車両の移動を制御する車両自動制御装置と、を備えた
ことを特徴とする自動運転システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、位置推定装置、自動運転システム、位置推定方法およびプログラムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
絶対位置測位は、測位の間隔で取得されなかったデータの補間、トンネルまたは建物等の遮蔽による未測位区間のデータの補償または測位精度の監視が必要である。このため、絶対位置測位と相対位置測位との組み合わせによる車両の位置推定が行われている。絶対位置測位は、例えば、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）衛星測位である。車両の自律航法である相対位置測位は、走行時の車両の挙動を検出するセンサからのセンサ情報を用いて車両の位置を推定するものである。
【０００３】
走行時の車両の挙動を検出するセンサには、例えば、車速センサ、ジャイロセンサ、車輪速センサ、および、操舵角センサがある。例えば、相対位置測位には、ジャイロセンサが検出した車両の角速度を用いる第１の測位方式、車輪速センサが検出した左右車輪の移動距離差を用いる第２の測位方式、および、操舵角センサが検出した車両の操舵角を用いる第３の測位方式がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、外界センサからの情報が途絶した場合、内界センサで検出した車両の移動量の蓄積に基づいて車両の位置を推定する慣性航法装置が記載されている。
特許文献１において、外界センサは、車両以外の状況を検知するものである。内界センサは、走行時の車両の挙動を示す３軸の角速度（ピッチレート、ロールレートおよびヨーレート）と３軸の加速度（前後加速度、横加速度および上下加速度）が検出可能なＩＭＵ（ＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）、車速センサ、および操舵角センサ等の、車両自身の状態を検知するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第７０３６０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
相対位置測位である第１の測位方式、第２の測位方式および第３の測位方式には、それぞれの特性に応じた誤差が発生するという課題があった。
特許文献１に記載される従来の技術は、第１の測位方式および第３の測位方式のうち、車両の加速度、角速度および操舵角のセンサ値を一定条件下で選択し、選択したセンサ値を用いる測位方式で車両の位置を推定している。このため、誤差の小さい測位方式が適切に選択されなかった場合、精度よく車両の位置を推定することができない。
【０００７】
本開示は上記課題を解決するものであり、測位方式の特性に応じた誤差を抑制することができる、位置推定装置、自動運転システム、位置推定方法およびプログラムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る位置推定装置は、車両が走行状態または車両の周辺状態に基づいて、車両の角速度に基づく車両の第１のヨー情報と、車両の左右車輪の移動距離差に基づく車両の第２のヨー情報と、車両の操舵角および車速に基づく車両の第３のヨー情報とに設定する重みを判定する重み判定部と、第１のヨー情報、第２のヨー情報および第３のヨー情報を取得するヨー情報取得部と、判定された重みを設定した第１のヨー情報、第２のヨー情報および第３のヨー情報を合成した合成ヨー情報を生成する合成部と、車両の測位情報、車両の車速および合成ヨー情報を用いて車両の位置を推定する位置推定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、車両が走行状態または車両の周辺状態に基づいて、車両の角速度に基づく第１のヨー情報と、車両の左右車輪の移動距離差に基づく第２のヨー情報と、車両の操舵角および車速に基づく第３のヨー情報とに設定する重みを判定し、判定した重みを設定した第１のヨー情報、第２のヨー情報および第３のヨー情報を合成した合成ヨー情報、車両の測位情報、車両の車速および合成ヨー情報を用いて車両の位置を推定する。これにより、本開示に係る位置推定装置は、測位方式の特性に応じた誤差を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１に係る自動運転システムの構成を示すブロック図である。
実施の形態１に係る位置推定装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態１における重み判定部の構成を示すブロック図である。
実施の形態１に係る位置推定方法を示すフローチャートである。
図５Ａおよび図５Ｂは実施の形態１に係る位置推定装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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