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JP4760274B2 - Map update device - Google Patents

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JP4760274B2
JP4760274B2 JP2005288816A JP2005288816A JP4760274B2 JP 4760274 B2 JP4760274 B2 JP 4760274B2 JP 2005288816 A JP2005288816 A JP 2005288816A JP 2005288816 A JP2005288816 A JP 2005288816A JP 4760274 B2 JP4760274 B2 JP 4760274B2
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Description

本発明は、地図更新装置にかかり、特に、自車両周辺の立体物等の目印を検出し、目印が検出されたときの自車両の走行軌跡を用いて道路形状を演算することにより高精度に地図を更新することができる地図更新装置に関する。   The present invention relates to a map updating apparatus, and in particular, detects a mark such as a three-dimensional object around the host vehicle, and calculates a road shape using a travel locus of the host vehicle when the mark is detected with high accuracy. The present invention relates to a map update device capable of updating a map.

実際の道路を走行して得られる走行軌跡データに基づいて道路情報を修正する場合に、道路情報が双方向可能な道路を1つの道路形状として表現可能である場合には、走行軌跡データに基づいたマップマッチングにおいて生じる道路情報を進行方向毎に修正する道路情報の修正装置が提案されている(特許文献1)。
特開2005−121707号公報
When the road information is corrected based on travel locus data obtained by traveling on an actual road, if the road to which the road information can be bidirectionally expressed can be expressed as one road shape, it is based on the travel locus data. A road information correction device that corrects road information generated in map matching for each traveling direction has been proposed (Patent Document 1).
JP 2005-121707 A

しかしながら、上記従来の技術では、GPS装置から得られる走行軌跡データに基づいて道路情報の修正を行っているため、道路情報の修正精度は必ずしも充分ではない。また、工事等によって道路形状や車線数等が変化することがあり、この場合には走行軌跡を高精度に検出することができず、道路情報の修正を精度よく行うことができない、という問題があった。   However, in the above conventional technique, the road information is corrected based on the travel locus data obtained from the GPS device, so the correction accuracy of the road information is not always sufficient. In addition, the road shape, the number of lanes, etc. may change depending on the construction, etc. In this case, there is a problem that the travel locus cannot be detected with high accuracy and the road information cannot be corrected accurately. there were.

本発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、自車両周辺の立体物等の目印を用いて自車両位置を高精度に推定した結果から道路形状等の地図情報を更新することができる地図更新装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and updates map information such as road shape from a result of estimating the position of the own vehicle with high accuracy using a mark such as a three-dimensional object around the own vehicle. An object of the present invention is to provide a map updating device capable of

上記目的を達成するために本発明は、自車両の位置を検出する自車両位置検出手段と、自車両周辺の目印の位置を前記自車両に対する相対位置として検出する目印検出手段と、前記自車両位置検出手段で検出される自車両の位置のばらつきから自車両の位置の精度を算出する自車両位置精度算出手段と、前記目印検出手段の検出精度を取得する検出精度取得手段と、前記自車両位置精度算出手段で算出された自車両の位置の精度及び前記検出精度取得手段で取得された前記目印検出手段の検出精度に基づいて、前記目印検出手段で検出された目印の位置の精度を算出する目印位置精度算出手段と、道路形状及び複数の目印の位置を含む地図情報を記憶する記憶手段と、前記目印検出手段で検出された複数の目印の位置と前記記憶手段に記憶された複数の目印の位置とがマッチングしているか否かを判断するマッチング判断手段と、前記マッチング判断手段によりマッチングしていると判断された複数の目印の位置について前記目印位置精度算出手段で算出された目印の位置の精度を予め定めた閾値と比較することにより、前記目印の位置の精度が高くなると判断される場合に、前記記憶手段に記憶された複数の目印の位置を精度が高くなる複数の目印の位置に更新すると共に、更新された複数の目印の位置から自車両の位置を推定し、前記記憶手段に記憶された道路形状を推定された自車両の位置に応じた道路形状に更新する更新手段と、を含んで構成したものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides an own vehicle position detecting means for detecting a position of the own vehicle , a mark detecting means for detecting a position of a mark around the own vehicle as a relative position with respect to the own vehicle, and the own vehicle. A host vehicle position accuracy calculation unit that calculates the accuracy of the position of the host vehicle from variations in the position of the host vehicle detected by the position detection unit; a detection accuracy acquisition unit that acquires a detection accuracy of the mark detection unit; and the host vehicle Based on the accuracy of the position of the host vehicle calculated by the position accuracy calculation means and the detection accuracy of the mark detection means acquired by the detection accuracy acquisition means, the accuracy of the position of the mark detected by the mark detection means is calculated. storage and mark position accuracy calculation means, storage means for storing map information including the position of a road shape and a plurality of landmarks, the position and the storage means of the plurality of landmarks detected by the mark detecting means for Matching determination means and the position of the plurality of landmarks to determine whether matching has been calculated by the mark position accuracy calculation means for location of a plurality of landmarks are determined to be matched by the matching determination means When the accuracy of the position of the mark is compared with a predetermined threshold value, the accuracy of the position of the plurality of marks stored in the storage means is increased when it is determined that the accuracy of the position of the mark is increased. The position of the host vehicle is estimated from the updated positions of the plurality of landmarks, and the road shape stored in the storage means is changed to a road shape corresponding to the estimated position of the host vehicle. And updating means for updating.

本発明によれば、自車両の位置及び自車両周辺の目印が検出され、検出された複数の目印の位置情報が記憶手段に記憶される。複数の目印の位置情報が記憶手段に記憶された後、検出された複数の目印の位置情報と記憶手段に記憶された複数の目印の位置情報とがマッチングしているか否かが判断され、マッチングしていると判断された複数の目印の位置情報及び検出された自車両の位置情報に基づいて、道路形状が演算される。そして、演算された道路形状に基づいて、地図情報が更新される。これによって、検出された複数の目印の位置情報に基づいて、地図情報が最新の情報に更新される。   According to the present invention, the position of the host vehicle and the marks around the host vehicle are detected, and the position information of the detected plurality of marks is stored in the storage means. After the position information of the plurality of landmarks is stored in the storage means, it is determined whether or not the position information of the plurality of landmarks detected matches the position information of the plurality of landmarks stored in the storage means. The road shape is calculated on the basis of the position information of the plurality of landmarks determined to be and the detected position information of the own vehicle. Then, the map information is updated based on the calculated road shape. Thereby, the map information is updated to the latest information based on the detected position information of the plurality of landmarks.

本発明では、記憶手段に記憶されている目印の位置情報の精度を判断し、記憶手段に記憶されている目印の位置情報を精度が高い位置情報に更新するようにするのが好ましい。これにより、自車両周辺の立体物等の目印の位置情報が常に最新の位置情報に更新されるため、より精度良く地図情報を更新することができる。   In the present invention, it is preferable to determine the accuracy of the position information of the mark stored in the storage means and update the position information of the mark stored in the storage means to position information with high accuracy. As a result, the position information of the mark such as the three-dimensional object around the host vehicle is always updated to the latest position information, and thus the map information can be updated more accurately.

以上説明したように本発明によれば、自車両周辺の立体物等の目印を検出し、目印が検出されたときの自車両の走行軌跡を用いて道路形状を演算することにより地図情報を更新しているため、例えば、新しい道路ができた場合や道路工事等によって一時的に道路形状が変化した場合であっても、常に高精度の地図情報が得られる、という効果が得られる。   As described above, according to the present invention, the map information is updated by detecting a mark such as a three-dimensional object around the host vehicle and calculating the road shape using the traveling locus of the host vehicle when the mark is detected. Therefore, for example, even when a new road is created or when the road shape is temporarily changed due to road construction or the like, an effect that high-accuracy map information is always obtained can be obtained.

このため、高精度な自車位置測位システムを設けたり、新規に地図を作成したり購入したりする必要がなく、コスト低減とロバスト性を向上することができる。また、建築物やその他のランドマーク等を登録することで走路端を推定することができ、これにより静的な走行可能領域を地図で提供することができ、停止線や交差点、標識、路面標示等を登録すれば警報や停止制御等の車両運動制御に関わる情報を正確に提供することができる。   For this reason, it is not necessary to provide a high-accuracy self-vehicle position measurement system, or to newly create or purchase a map, and cost reduction and robustness can be improved. In addition, the road edge can be estimated by registering buildings and other landmarks, etc., so that a static driving area can be provided on a map, stop lines, intersections, signs, road markings Etc. can accurately provide information related to vehicle motion control such as warning and stop control.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に示すように、本実施の形態の車両に搭載された地図更新装置には、自車両の現在位置を所定の低い精度で検出するGPS装置で構成された自車両位置センサ10、及び自車両の周辺の目印となる立体物等の目印(以下、ランドマークという)を自車両位置センサよりも高い精度で検出するランドマークセンサ12が設けられている。ランドマークセンサ12は、自車両前方の±30°以内の範囲をセンシング可能なレーザレーダで構成することができる。   As shown in FIG. 1, the map update device mounted on the vehicle of the present embodiment includes a host vehicle position sensor 10 composed of a GPS device that detects the current position of the host vehicle with a predetermined low accuracy, and a host vehicle. There is provided a landmark sensor 12 for detecting a mark such as a three-dimensional object (hereinafter referred to as a landmark) as a mark around the vehicle with higher accuracy than the vehicle position sensor. The landmark sensor 12 can be constituted by a laser radar capable of sensing a range within ± 30 ° in front of the host vehicle.

自車両位置センサ10及びランドマークセンサ12は、マイクロコンピュータ等で構成された制御装置14に接続されている。   The own vehicle position sensor 10 and the landmark sensor 12 are connected to a control device 14 constituted by a microcomputer or the like.

制御装置14には、道路形状及び複数の目印の位置を含む地図情報、ランドマークセンサで検出された複数のランドマークの相対位置関係を示す相対位置情報等が記憶される記憶装置16が接続されている。また、制御装置14には、地図情報に基づいて地図を表示するLCD等で構成された表示装置18が接続されている。   Connected to the control device 14 is a storage device 16 for storing map information including road shapes and positions of a plurality of landmarks, relative position information indicating a relative positional relationship between a plurality of landmarks detected by a landmark sensor, and the like. ing. The control device 14 is connected to a display device 18 composed of an LCD or the like that displays a map based on the map information.

GPS装置としては、精度数mの汎用のDGPS装置等を用いることができ、地図情報としてはナビゲーションシステムの地図情報(初期状態では道路情報のみで可)を用いることができる。なお、初期状態で、何ら初期情報を持たないようにしてもよい。   As the GPS device, a general-purpose DGPS device having an accuracy of several meters can be used, and map information of the navigation system (only road information is acceptable in the initial state) can be used as the map information. In the initial state, no initial information may be included.

GPS装置からは、自車両の位置を示す位置データが出力され、制御装置14に入力される。制御装置14では、以下で説明する地図情報更新ルーチンに従って記憶装置に記憶されている地図情報を更新すると共に、記憶装置に記憶されている地図情報を読み込み、読み込んだ地図情報に基づいて表される地図を表示装置18に表示し、表示された地図上に自車両の位置を表示する。   From the GPS device, position data indicating the position of the host vehicle is output and input to the control device 14. The control device 14 updates the map information stored in the storage device according to the map information update routine described below, reads the map information stored in the storage device, and represents the map information based on the read map information. A map is displayed on the display device 18, and the position of the host vehicle is displayed on the displayed map.

レーザレーダは、赤外光パルスを照射して走査する半導体レーザからなる発光素子と、前方のランドマーク等から反射された赤外光パルスを受光する受光素子とを含んで構成され、車両の前方グリルまたはバンパに取り付けられている。このレーザレーダでは、発光素子から発光された時点を基準として受光素子で受光されるまでの反射赤外光パルスの到達時間に基づいて、自車両から前方のランドマークまでの距離r及びランドマークの存在方向θを示す極座標(r,θ)で表された位置情報を検出することができる。   The laser radar is configured to include a light emitting element composed of a semiconductor laser that irradiates and scans with an infrared light pulse, and a light receiving element that receives an infrared light pulse reflected from a front landmark or the like. Installed on the grill or bumper. In this laser radar, based on the arrival time of the reflected infrared light pulse until it is received by the light receiving element with respect to the time point when the light is emitted from the light emitting element, the distance r from the own vehicle to the landmark ahead and the landmark Position information represented by polar coordinates (r, θ) indicating the existence direction θ can be detected.

なお、GPS装置に代えてジャイロセンサを自車位置センサとして用いても良く、レーザレーダに代えて、ミリ波レーダ、またはカメラをランドマークセンサとして用いるようにしてもよい。また、これらを任意に組み合わせた構成を用いても良い。   Note that a gyro sensor may be used as the vehicle position sensor instead of the GPS device, and a millimeter wave radar or a camera may be used as the landmark sensor instead of the laser radar. Moreover, you may use the structure which combined these arbitrarily.

ランドマークとしては、電柱、標識、信号機、信号機の柱部分、ガードレールの柱部分、リフレクタガードレール、路面標示、及び建物壁面等の特徴的な部分等を検出することができ、センサでの位置検出が容易なものをランドマークとする。また、20〜30mに1回程度検出できるものをランドマークとすると共に、自車両の左右両側に存在する立体物等の物体をランドマークとする。例えば、電柱や標識の柱部分のようなものをランドマークとすることが精度向上に効果がある。また、ガードレールのポール、道路端に位置する縁石、白線、センターラインをランドマークとして検出するようにしてもよい。   As landmarks, it is possible to detect electric poles, signs, traffic lights, traffic light pole parts, guard rail pillar parts, reflector guard rails, road markings, characteristic parts such as building walls, etc., and position detection with sensors Use easy landmarks. A landmark that can be detected about once every 20 to 30 m is used as a landmark, and an object such as a three-dimensional object that exists on both the left and right sides of the host vehicle is used as a landmark. For example, it is effective to improve accuracy to use a thing such as a utility pole or a pillar part of a sign as a landmark. Moreover, you may make it detect the pole of a guardrail, the curb located in the edge of a road, a white line, and a center line as a landmark.

ランドマークとして20〜30mに1回程度検出可能なランドマークを選択すると、センサ性能にも依存するが1回のセンシングにおいて3個程度のランドマークが検出可能であり、リーズナブルである。1回のセンシングにおいて1つ以上のランドマークが検出されていれば、自車両の進行方向位置精度を低下させる区間がなく、確実に推定精度を向上させることができる。   When a landmark that can be detected about once in 20 to 30 m is selected as a landmark, although it depends on the sensor performance, about three landmarks can be detected in one sensing, which is reasonable. If one or more landmarks are detected in one sensing, there is no section in which the traveling position accuracy of the host vehicle is reduced, and the estimation accuracy can be improved reliably.

移動物体の片側にしかランドマークが存在しない場合、自車両の横方向位置の拘束条件が弱いため、横方向位置精度の向上に限界があるので、両側にランドマークが存在すると横方向位置精度を向上させることが可能である。   If there is a landmark on only one side of the moving object, the lateral position accuracy of the host vehicle is weak, so there is a limit to improving the lateral position accuracy. It is possible to improve.

次に、70m先までのランドマークを検出可能なランドマークセンサを用いた場合のランドマーク密度と自車両位置の誤差分散の変化を図2に、ランドマーク密度と自車両位置誤差平均(真値と検出値との差分)の変化を図3に示す。なお、Z軸は車両進行方向、X軸は車両横方向を各々示す。   Next, FIG. 2 shows changes in the error variance of the landmark density and the vehicle position when a landmark sensor capable of detecting landmarks up to 70 m away is used. The landmark density and the vehicle position error average (true value) are shown in FIG. FIG. 3 shows the change in the difference between the detected value and the detected value. The Z axis indicates the vehicle traveling direction, and the X axis indicates the vehicle lateral direction.

図2に示すように、ランドマークがまばらに存在する場合(例えば、1個/500m〜1個/100mの密度の場合)、ランドマーク観測中は分散が小さくなるが、非観測の状態中にGPS装置単独での自車位置分散と同等の分散に戻るため、密度による変化はあまり生じない。ランドマークが1個/70mになると、ランドマーク非観測状態中にGPS装置単独で検出する場合の分散まで戻る前に次のランドマークを検出するため、1個/100m以上の場合に比較して分散が小さくなる。1個/50m以下の場合は、常にランドマークを検出している状態であり、密度が高いほど分散が小さくなる傾向はあるが劇的な変化はない。   As shown in FIG. 2, when the landmarks are sparsely present (for example, when the density is 1/500 m to 1/100 m), the dispersion is small during the landmark observation, but in the non-observation state. Since it returns to the same variance as the vehicle location variance of the GPS device alone, there is not much change due to density. When the number of landmarks is 1 / 70m, the next landmark is detected before returning to the dispersion when the GPS device alone detects when the landmark is not observed. Compared to the case of 1 / 100m or more. Dispersion is reduced. In the case of 1 piece / 50 m or less, the landmark is always detected, and the dispersion tends to decrease as the density increases, but there is no dramatic change.

また、図3に示すようにZ方向の誤差については、ランドマークが1個/70m以下になると、ランドマークが1つでも観測できていれば、GPS装置単独で検出する場合に比較して平均誤差は半分以下になり、密度による変化はあまり生じていない。   In addition, as shown in FIG. 3, the error in the Z direction is an average of one landmark / 70 m or less, as long as even one landmark can be observed, compared to the case where a single GPS device is detected. The error is less than half, and there is not much change due to density.

X方向の誤差については、GPS装置単独で検出する場合とランドマークがまばらな場合との間に大きな差はない。   Regarding the error in the X direction, there is no significant difference between the case where the GPS device is detected alone and the case where the landmark is sparse.

1個/70mの密度の場合(ランドマークの非観測状態は存在するが、GPS装置単独での検出状態へ戻る前に次の観測値が得られる)、横位置推定誤差の低減に効果がある。   In the case of a density of 1/70 m (the unobserved state of the landmark exists, the next observed value is obtained before returning to the detected state of the GPS device alone), it is effective in reducing the lateral position estimation error .

1回のセンシングで常に2つ以上のランドマークが存在する場合(1個/30m 〜 1個/20m)、さらに推定誤差が小さくなる傾向がある。   When two or more landmarks always exist in one sensing (1/30 m to 1/20 m), the estimation error tends to be further reduced.

上記のことから、70mを検知範囲としたセンサを用いた場合、推定精度向上には1個/30m〜1個/20mの密度のランドマークが存在することが望ましい。なお、センサの検出範囲が非常に狭い場合は、ランドマーク密度はさらに高い方が良いと予想される。目標精度が設定されている場合は、センサの精度と目標精度を達成できるランドマーク間隔を導き、その結果に応じて適切なランドマークを選択することが望ましい。   From the above, when a sensor having a detection range of 70 m is used, it is desirable that landmarks with a density of 1/30 m to 1/20 m exist to improve estimation accuracy. When the detection range of the sensor is very narrow, it is expected that the landmark density is better. When the target accuracy is set, it is desirable to derive the landmark interval that can achieve the sensor accuracy and the target accuracy, and select an appropriate landmark according to the result.

次に、本実施の形態の制御装置で実行されるランドマークを検出してランドマークの位置情報を登録すると共に、登録されているランドマークが、検出されたランドマークとマッチングするかを判断して地図情報を更新するルーチンについて図4を参照して説明する。   Next, the landmark executed by the control device of the present embodiment is detected and the position information of the landmark is registered, and it is determined whether the registered landmark matches the detected landmark. A routine for updating the map information will be described with reference to FIG.

自車両が走行している状態で、ステップ96においてGPS装置によって検出された自車両の位置を示す自車両位置情報を取り込み、ステップ98において取り込んだ自車両位置情報に基づいて自車両位置情報の分散Pvv(t)を演算し、ステップ100においてランドマークセンサによってランドマークが検出されたか否かを判断する。ランドマークが検出されない場合には、ステップ94において現在時刻tから所定時間Δt待機して現在時刻がt+Δtになった時点でステップ96に戻る。これにより所定時間Δt毎に自車両位置情報が取得されると共に分散が演算される。 While the host vehicle is traveling, the host vehicle position information indicating the position of the host vehicle detected by the GPS device in step 96 is captured, and the host vehicle position information is distributed based on the host vehicle position information captured in step 98 P vv (t) is calculated, and it is determined in step 100 whether or not a landmark has been detected by the landmark sensor. If no landmark is detected, the process waits for a predetermined time Δt from the current time t in step 94, and returns to step 96 when the current time reaches t + Δt. As a result, the vehicle position information is acquired and the variance is calculated every predetermined time Δt.

図5に同一の走行路を複数回走行したときのランドマーク位置の分散の変化及び自車両位置の分散の変化を模式的に示す。第1回目の走行では、ランドマーク観測中に自車両位置の精度が向上している。また、複数回同一の走行路を走行するに従って、ランドマーク位置及び車両位置の精度が向上している。   FIG. 5 schematically shows changes in the dispersion of the landmark positions and changes in the dispersion of the own vehicle positions when traveling on the same traveling path a plurality of times. In the first run, the accuracy of the vehicle position is improved during landmark observation. In addition, the accuracy of the landmark position and the vehicle position is improved as the vehicle travels the same traveling path a plurality of times.

なお、ランドマークセンサとしてカメラを用いた場合は、ランドマークの位置情報だけではなく、ランドマークの高さ情報、色、及び大きさに関する付加情報を併せて登録しておいてもよい。   When a camera is used as the landmark sensor, not only the landmark position information but also additional information related to the landmark height information, color, and size may be registered.

ランドマークが検出された場合には、ステップ102でランドマークの位置を取り込み、ステップ104で、ランドマークセンサで検出されたランドマークと記憶装置に登録されたランドマークの相対位置関係を示す情報を用いてランドマークがマッチングしているか否かを判断し、ランドマークがマッチングしている場合には、ステップ108においてランドマーク位置の分散Pmm(t)演算し、ステップ110において以下の(2)式に従って、車両の位置及びランドマークの位置の分散P(t)を演算する。 When the landmark is detected, the position of the landmark is captured in step 102, and in step 104, information indicating the relative positional relationship between the landmark detected by the landmark sensor and the landmark registered in the storage device is obtained. It is used to determine whether or not the landmark is matched. If the landmark is matched, the landmark position variance P mm (t) is calculated in step 108, and the following (2) is calculated in step 110. According to the equation, the variance P (t) of the vehicle position and the landmark position is calculated.

ランドマークを検出した時、自車の分散とセンサの誤差分散によって新しく検出されたランドマークの位置分散は、以下の(1)式で表される。   When the landmark is detected, the position variance of the landmark newly detected by the variance of the own vehicle and the error variance of the sensor is expressed by the following equation (1).

Figure 0004760274
Figure 0004760274

従って、非対角項を車両の位置及びランドマークの位置各々の相関とすると、車両の位置及びランドマークの位置の分散P(t)は、下記(2)式で表される。   Accordingly, if the off-diagonal term is the correlation between the vehicle position and the landmark position, the variance P (t) of the vehicle position and the landmark position is expressed by the following equation (2).

Figure 0004760274
Figure 0004760274

次のステップ112で、車両の位置及びランドマークの位置の分散P(t)が閾値Th未満であるか否かを判断することによりランドマークの位置情報の精度を判断し、分散P(t)が閾値Th以上でランドマークの位置情報の精度が低い場合にはステップ94で所定時間Δt経過後にステップ96に戻って上記で説明したように自車位置情報を取り込み、ランドマークの位置情報の精度が高い場合には、ステップ114において登録されているランドマークの位置情報を更新する処理、及び自車位置情報に基づいて登録されている走行軌跡を更新する処理を実行した後、ステップ116において、ランドマークの位置情報及び走行軌跡に基づいて道路形状、例えば、走路端(例えば、ガードレールの配列、縁石の配列等)を予測し、予測した道路形状としての走路端に基づいて地図情報を更新する。   In the next step 112, the accuracy of the landmark position information is determined by determining whether the variance P (t) of the vehicle position and the landmark position is less than the threshold Th, and the variance P (t) Is equal to or greater than the threshold value Th and the accuracy of the landmark position information is low, step 94 returns to step 96 after the elapse of a predetermined time Δt, and the vehicle position information is taken in as described above, and the accuracy of the landmark position information is obtained. Is high, after executing the process of updating the position information of the landmarks registered in step 114 and the process of updating the travel locus registered based on the vehicle position information, in step 116, Predict and predict road shapes (eg guardrail arrangement, curb arrangement, etc.) based on landmark location information and travel trajectory. Updating the map information based on the road edges as road shape.

次に、上記のステップ104のマッチング処理の詳細について説明する。本実施の形態では、図7に示すように探索範囲を限定してランドマークのマッチングを行う。探索範囲を限定せずに全範囲を探索することも可能であるが、現実的には自車位置センサで検出される自車位置と自車位置センサに対して想定される誤差範囲とを考慮すると共に、搭載しているランドマークセンサの性能からランドマークを検出可能な範囲を探索範囲とすることが好ましい。   Next, the details of the matching process in step 104 will be described. In the present embodiment, landmark matching is performed by limiting the search range as shown in FIG. Although it is possible to search the entire range without limiting the search range, in reality, the vehicle position detected by the vehicle position sensor and the error range assumed for the vehicle position sensor are considered. In addition, it is preferable that the searchable range is a range in which the landmark can be detected from the performance of the mounted landmark sensor.

自車位置センサとして精度30mのGPS装置を用いた場合には、図7(1)に示すように自車両の現在位置(Xt,Zt)を基準とし、かつ長軸方向が走行方向を向いた楕円状の領域Sを自車が存在する可能性がある範囲、すなわち自車位置誤差範囲とする。この自車位置誤差範囲は、例えば、進行方向については70mと秒速分の走行距離との和の距離程度を長さとし、横方向については30m程度の距離を長さとする楕円で表すことができる。また、図7(2)に示すように、自車位置誤差範囲からランドマークを検出できる範囲と登録情報の絶対位置誤差分との和を探索範囲Wとする。 When a GPS device with an accuracy of 30 m is used as the own vehicle position sensor, as shown in FIG. 7 (1), the current position (X t , Z t ) of the own vehicle is used as a reference, and the long axis direction indicates the traveling direction. The facing elliptical region S is set as a range where the own vehicle may exist, that is, the own vehicle position error range. This own vehicle position error range can be represented by an ellipse having a length that is approximately the sum of the traveling distance of 70 m and the traveling distance for the second speed in the traveling direction, and a distance that is approximately 30 m in the lateral direction. Further, as shown in FIG. 7B, the search range W is the sum of the range in which the landmark can be detected from the vehicle position error range and the absolute position error of the registered information.

自車位置センサとしてジャイロセンサのような過去の履歴に基づく情報を検出するセンサを用いる場合には、位置特定のその時々に応じた誤差範囲から自車の存在可能性範囲、すなわち自車位置誤差範囲を決定する。これは、初期状態から時間が長くなると誤差が蓄積するからである。   When a sensor that detects information based on past history such as a gyro sensor is used as the vehicle position sensor, the vehicle's existence possibility range, that is, the vehicle position error, is determined from the error range corresponding to the time of position specification. Determine the range. This is because errors accumulate as time increases from the initial state.

ステップ120において、自車位置(Xt,Zt)、及びX軸及びZ軸方向の自車位置誤差範囲(σa,σb)を取得し、ステップ122においてk個のランドマークを検出し、検出した各ランドマークの位置情報(r0,θ0)、(r2,θ2)、・・・(rr,θr)を取得する。この検出されたk個のランドマーク列の各ランドマークの位置を(S1,S2,S3,・・・Sk)とする。この場合、ランドマークを検出する個数は任意の個数でよい。 In step 120, the vehicle position (Xt, Zt) and the vehicle position error range (σa, σb) in the X-axis and Z-axis directions are acquired. In step 122, k landmarks are detected, and each detected Landmark position information (r 0 , θ 0 ), (r 2 , θ 2 ),... (R r , θ r ) is acquired. Assume that the positions of the respective landmarks in the detected k landmark rows are (S 1 , S 2 , S 3 ,... S k ). In this case, an arbitrary number of landmarks may be detected.

次のステップ124では、記憶装置に予め記憶されているセンサの検出領域(Fov=±Φs、レンジ=minRs〜maxRs)を取り込んで、絶対座標上での探索範囲Wを決定する。   In the next step 124, the detection range (Fov = ± Φs, range = minRs to maxRs) stored in advance in the storage device is taken in, and the search range W on the absolute coordinates is determined.

次のステップ126では、記憶装置に登録済みのランドマークから探索範囲W内に存在するN個のランドマークの絶対位置(Xi,Zi)、(Xi+1,Zi+1)・・・(Xi+N,Zi+N)を抽出し、ステップ128においてN個の登録ランドマークからk個の登録ランドマークを抽出し、抽出されたk個の登録ランドマークを登録ランドマーク列とする。ランドマーク列の例を図7(3)に示す。 In the next step 126, absolute positions (X i , Z i ), (X i + 1 , Z i + 1 ) · N of N landmarks existing within the search range W from the landmarks registered in the storage device. .. (X i + N , Z i + N ) are extracted, k registered landmarks are extracted from N registered landmarks in step 128, and the extracted k registered landmarks are registered landmarks A column. An example of a landmark row is shown in FIG.

この場合、N個の登録ランドマークからk個の登録ランドマークを抽出する場合には、Nk個の組み合わせが存在するので、Nk個の組の登録ランドマーク列が抽出される。これらの各組の登録ランドマーク列の各ランドマークの位置を(M1,M2,M3,・・・Mk)とする。 In this case, when k registration landmarks are extracted from N registration landmarks, there are N C k combinations, and therefore N C k sets of registration landmark strings are extracted. The position of each landmark in the registered landmark row of each set is defined as (M 1 , M 2 , M 3 ,... M k ).

次のステップ130では、現在取得されているランドマークの位置関係と登録済みランドマークの位置関係、すなわち現在取得されているランドマーク列の形状と登録ランドマーク列との形状を以下の評価関数を用いて比較する。評価関数としては、各ランドマーク間のマハラノビスの距離MD2を用い、Nk個の組の登録ランドマーク列の中のj番目の組みの登録ランドマーク列(M1,M2,M3,・・・Mk)と検出ランドマーク列(S1,S2,S3,・・・Sk)との間の対応する各ランドマーク間のマハラノビスの距離MD2を演算する。距離評価の例を図7(4)に示す。 In the next step 130, the positional relationship between the currently acquired landmark and the registered landmark, that is, the shape of the currently acquired landmark row and the shape of the registered landmark row is expressed by the following evaluation function. Use and compare. As the evaluation function, the Mahalanobis distance MD 2 between the landmarks is used, and the jth set of registered landmark strings (M 1 , M 2 , M 3) among the N C k registered landmark strings. ,... M k ) and the Mahalanobis distance MD 2 between corresponding landmarks between the detected landmark row (S 1 , S 2 , S 3 ,... S k ). An example of distance evaluation is shown in FIG.

また、ステップ134では、Nk個の組み全てについて最小値minEjを算出したか否かを判断し、Nk個の組み全てについて最小値minEjを算出していない場合はステップ132に戻ってNk個の組み全てについて最小値minEjが算出されるまで、上記の評価関数の演算を繰り返す。これによって、各組みに対してそれぞれの最小値が算出される。 In step 134, it is determined whether the calculated minimum value minE j For N C k-number of sets of all, if not calculated minimum minE j For N C k-number of sets all to step 132 The calculation of the evaluation function is repeated until the minimum value minE j is calculated for all the N C k combinations. Thus, the minimum value is calculated for each set.

なお、等間隔でランドマークが並ぶ場合、または検出したランドマークが1つしか存在しない場合等のように評価関数に差が生じにくいような場合には、ランドマーク属性(高さ、色、大きさ等)を登録し、センサでランドマーク属性を検出してこれらの属性を用いた評価関数を求めてもよい。   When the landmarks are arranged at equal intervals, or when the difference between evaluation functions is unlikely to occur, such as when there is only one detected landmark, the landmark attributes (height, color, large) Etc.), landmark attributes may be detected by a sensor, and an evaluation function using these attributes may be obtained.

Nk個の組みの全てについて最小値minEjを算出した場合は、ステップ136において最小値minEjが最小になる登録ランドマーク列の組が何番目かを決定し、ステップ138において決定した組のランドマーク列と検出したランドマーク列とがマッチングしたランドマーク列であると判断する。 When the minimum value minE j is calculated for all of the N C k sets, in step 136, the number of registered landmark sequences that minimizes the minimum value minE j is determined, and the set determined in step 138 is determined. It is determined that the landmark row matched with the detected landmark row is a landmark row.

以上説明したように、本実施の形態によれば、走行軌跡を用いて高精度な道路形状(中心や走路端)の情報を取得し、高精度に地図情報を更新しることができる。また、ランドマークも常に最新のものに更新することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to acquire high-accuracy road shape information (center and road edge) using a travel locus and update map information with high accuracy. Also, the landmark can always be updated.

本発明の実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment of this invention. ランドマークの密度と自車位置分散との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the density of a landmark, and own vehicle position dispersion | distribution. ランドマークの密度と自車位置誤差との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the density of a landmark, and the own vehicle position error. 本実施の形態の地図情報を更新するルーチンを示す流れ図である。It is a flowchart which shows the routine which updates the map information of this Embodiment. 同一走行路を走行したときの自車両の位置の分散の変化とランドマークの位置の分散との変化を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the change of the dispersion | distribution of the dispersion | distribution of the position of the own vehicle when traveling on the same traveling path, and the dispersion | distribution of the position of a landmark. 登録情報と現在の取得情報とがマッチングしたか否かを判断するルーチンを示す流れ図である。It is a flowchart which shows the routine which judges whether registration information and the present acquisition information matched. 登録情報と現在の取得情報とがマッチングしたか否かを判断する手順を説明する説明図であり、(1)は現在の自車位置と自車位置誤差範囲とを示す図、(2)はセンサ性能に基づく探索範囲を示す図、(3)は登録済みランドマーク列と検出により取得されたランドマーク列との関係を示す図、(4)はランドマーク列間の距離評価を説明するための図である。It is explanatory drawing explaining the procedure which judges whether registration information and the present acquisition information matched, (1) is a figure which shows the present own vehicle position and the own vehicle position error range, (2) is The figure which shows the search range based on sensor performance, (3) is a figure which shows the relationship between the registered landmark row | line | column and the landmark row | line | column acquired by detection, (4) is for demonstrating the distance evaluation between landmark row | line | columns. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 自車位置センサ
12 ランドマークセンサ
14 制御装置
16 記憶装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Own vehicle position sensor 12 Landmark sensor 14 Control apparatus 16 Memory | storage device

Claims (2)

自車両の位置を検出する自車両位置検出手段と、
自車両周辺の目印の位置を前記自車両に対する相対位置として検出する目印検出手段と、
前記自車両位置検出手段で検出される自車両の位置のばらつきから自車両の位置の精度を算出する自車両位置精度算出手段と、
前記目印検出手段の検出精度を取得する検出精度取得手段と、
前記自車両位置精度算出手段で算出された自車両の位置の精度及び前記検出精度取得手段で取得された前記目印検出手段の検出精度に基づいて、前記目印検出手段で検出された目印の位置の精度を算出する目印位置精度算出手段と、
道路形状及び複数の目印の位置を含む地図情報を記憶する記憶手段と、
前記目印検出手段で検出された複数の目印の位置と前記記憶手段に記憶された複数の目印の位置とがマッチングしているか否かを判断するマッチング判断手段と、
前記マッチング判断手段によりマッチングしていると判断された複数の目印の位置について前記目印位置精度算出手段で算出された目印の位置の精度を予め定めた閾値と比較することにより、前記目印の位置の精度が高くなると判断される場合に、前記記憶手段に記憶された複数の目印の位置を精度が高くなる複数の目印の位置に更新すると共に、更新された複数の目印の位置から自車両の位置を推定し、前記記憶手段に記憶された道路形状を推定された自車両の位置に応じた道路形状に更新する更新手段と、
を含む地図更新装置。
Own vehicle position detecting means for detecting the position of the own vehicle;
Mark detection means for detecting a position of a mark around the host vehicle as a relative position with respect to the host vehicle;
Own vehicle position accuracy calculating means for calculating the accuracy of the position of the own vehicle from variations in the position of the own vehicle detected by the own vehicle position detecting means;
Detection accuracy acquisition means for acquiring detection accuracy of the mark detection means;
Based on the accuracy of the position of the own vehicle calculated by the own vehicle position accuracy calculating means and the detection accuracy of the mark detecting means acquired by the detection accuracy acquiring means, the position of the mark detected by the mark detecting means is calculated. Mark position accuracy calculating means for calculating accuracy,
Storage means for storing map information including road shapes and positions of a plurality of landmarks;
A matching determination unit that determines whether or not the positions of the plurality of landmarks detected by the landmark detection unit match the positions of the plurality of landmarks stored in the storage unit;
By comparing the mark position accuracy calculated by the mark position accuracy calculation means with a predetermined threshold for the positions of a plurality of marks determined to be matched by the matching determination means , the position of the mark When it is determined that the accuracy is increased, the positions of the plurality of landmarks stored in the storage unit are updated to the positions of the plurality of landmarks that are increased in accuracy, and the position of the host vehicle is updated from the updated positions of the plurality of landmarks. Updating means for estimating a position and updating the road shape stored in the storage means to a road shape according to the estimated position of the host vehicle;
A map update device.
記更新手段は、前記マッチング判断手段によりマッチングしていると判断された複数の目印の位置のばらつきで表される目印の位置の精度、及び前記目印位置精度算出手段で算出された目印の位置の精度を用いた値を予め定めた閾値と比較することにより、前記目印の位置の精度が高くなるか否かを判断する請求項1記載の地図更新装置。 Before SL updating means, the accuracy of the position of the mark represented by the variation in the positions of a plurality of landmarks are determined to be matched by the matching determination means, and the position of the mark that has been calculated by the mark position accuracy calculation means The map updating apparatus according to claim 1, wherein a determination is made as to whether or not the accuracy of the position of the mark is increased by comparing a value using the accuracy of the mark with a predetermined threshold.
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