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WO2024202524A1 - 初期位置設定装置 - Google Patents

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Publication number
WO2024202524A1
WO2024202524A1 PCT/JP2024/003350 JP2024003350W WO2024202524A1 WO 2024202524 A1 WO2024202524 A1 WO 2024202524A1 JP 2024003350 W JP2024003350 W JP 2024003350W WO 2024202524 A1 WO2024202524 A1 WO 2024202524A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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matching
vehicle
current
surrounding situation
self
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/003350
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴広 鈴木
Original Assignee
日野自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日野自動車株式会社 filed Critical 日野自動車株式会社
Publication of WO2024202524A1 publication Critical patent/WO2024202524A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G01C21/30—Map- or contour-matching
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/20—Control system inputs
    • G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
    • G05D1/246—Arrangements for determining position or orientation using environment maps, e.g. simultaneous localisation and mapping [SLAM]

Definitions

  • the present disclosure aims to provide an initial position setting device that can automatically set the initial position.
  • the initial position setting device is an initial position setting device that sets the initial position of a vehicle in an autonomous driving system, and includes an acquisition unit that acquires self-position data including the vehicle's surrounding conditions and self-position at a predetermined time interval, a matching calculation unit that performs a first matching between a final surrounding condition, which is the surrounding condition included in the self-position data last acquired by the acquisition unit, and a current surrounding condition, which is the current surrounding condition of the vehicle, when the autonomous driving system is started up, and a setting unit that sets the self-position included in the self-position data last acquired by the acquisition unit as the initial position when the result of the first matching is a match determination that the final surrounding condition and the current surrounding condition match.
  • the acquisition unit acquires self-position data including the vehicle's own position and surrounding conditions at a predetermined time interval. Furthermore, when the autonomous driving system is launched, the matching calculation unit performs a first matching between the final surrounding conditions, which are the surrounding conditions included in the last self-position data acquired by the acquisition unit, and the current surrounding conditions, which are the current surrounding conditions of the vehicle. Then, when the result of the first matching is a match, the setting unit sets the self-position included in the last acquired self-position data as the initial position of the vehicle. In this way, this device makes it possible to automatically set the initial position of the vehicle in the autonomous driving system.
  • the acquisition unit acquires the current position of the vehicle estimated by GNSS and acquires map data for the current position when the result of the first matching is a mismatch judgment in which the final surrounding conditions do not match the current surrounding conditions
  • the matching calculation unit performs a second matching of the map data for the current position and the current surrounding conditions when the result of the first matching is a mismatch judgment and the acquisition unit acquires the current position
  • the setting unit may set the current position as the initial position when the result of the second matching is a match judgment in which the map data for the current position and the current surrounding conditions match. In this case, it is possible to automatically set the initial position of the vehicle even when the result of the first matching is a mismatch judgment.
  • the self-position data includes the surrounding conditions obtained as point cloud data by measurements from a surrounding conditions sensor mounted on the vehicle itself, and the self-position estimated by matching the surrounding conditions with map data, which is the point cloud data, and the matching calculation unit may match the point cloud data of the final surrounding conditions and the current surrounding conditions in the first matching. In this case, by comparing the point cloud data, matching can be performed easily and reliably.
  • an initial position setting device is provided that can automatically set the initial position.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an initial position setting device according to the present embodiment. 4 is a flowchart showing the operation of the initial position setting device shown in FIG. 1 .
  • FIG. 1 is a block diagram showing an initial position setting device according to this embodiment.
  • the initial position setting device 10 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle 1 (host vehicle).
  • the vehicle 1 is an autonomous vehicle that is operated at least in part by an autonomous driving system.
  • the vehicle 1 is equipped with a GNSS (Global Navigation Satellite System) 20, a map database 30, a surrounding condition sensor 40, a vehicle condition sensor 50, a communication device 60, an autonomous driving control unit 70, and a driving device 80.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • GNSS20 receives signals from four or more positioning satellites to obtain position information indicating the position of vehicle 1.
  • the position information includes, for example, latitude and longitude.
  • GNSS20 obtains the position information of vehicle 1 at a predetermined time interval and transmits the obtained position information of vehicle 1 to the initial position setting device 10.
  • the map database 30 holds map data.
  • One example of the map data is three-dimensional point cloud data indicating the positions and shapes of features, etc., obtained using LiDAR.
  • the map database 30 transmits map data for a specified position to the initial position setting device 10.
  • the surrounding condition sensor 40 detects the conditions around the vehicle 1 (surrounding conditions).
  • One example of the surrounding condition sensor 40 is LiDAR. LiDAR uses light to detect targets around the vehicle 1.
  • the surrounding condition sensor 40 acquires the surrounding conditions of the vehicle 1 as three-dimensional point cloud data indicating the positions and shapes of features, etc.
  • the surrounding condition sensor 40 acquires the surrounding conditions at a predetermined time interval.
  • the surrounding condition sensor 40 transmits the acquired surrounding information to the initial position setting device 10.
  • the vehicle condition sensor 50 detects the traveling condition of the vehicle.
  • Examples of the vehicle condition sensor 50 include a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, a yaw rate sensor, an acceleration sensor, a steering torque sensor, a motor output torque sensor, a wheel speed sensor, and a sensor that detects the rotation speed of the propulsion shaft (for example, a sensor provided in the clutch).
  • the vehicle speed sensor detects the speed of the vehicle 1.
  • the steering angle sensor detects the steering angle of the vehicle 1.
  • the yaw rate sensor detects the yaw rate of the vehicle 1.
  • the acceleration sensor detects the acceleration acting on the vehicle 1.
  • the vehicle condition sensor 50 can transmit the detected information to the initial position setting device 10.
  • the communication device 60 performs, for example, V2X communication (vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication). Specifically, the communication device 60 performs V2V communication (vehicle-to-vehicle communication) with other vehicles. The communication device 60 also performs V2I communication (road-to-vehicle communication) with surrounding infrastructure. Through V2X communication, the communication device 60 can obtain information regarding the environment around the vehicle. The communication device 60 can transmit the obtained information to the initial position setting device 10.
  • V2X communication vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication
  • V2V communication vehicle-to-vehicle communication
  • the communication device 60 also performs V2I communication (road-to-vehicle communication) with surrounding infrastructure.
  • V2X communication the communication device 60 can obtain information regarding the environment around the vehicle. The communication device 60 can transmit the obtained information to the initial position setting device 10.
  • the automatic driving control unit 70 controls the automatic driving of the vehicle 1.
  • the automatic driving control unit 70 receives information indicating the initial position of the vehicle 1 from the initial position setting device 10.
  • the automatic driving control unit 70 performs automatic driving control of the vehicle 1 based on the received information indicating the initial position of the vehicle 1. More specifically, the automatic driving control unit 70 generates a route for the vehicle 1 to travel based on the received information.
  • the automatic driving control unit 70 also generates a target route for the vehicle 1 to actually travel in real time based on the generated route.
  • the automatic driving control unit 70 performs route following control of the vehicle 1 based on the generated target route.
  • the automatic driving control unit 70 controls each device included in the traveling device 80 so that the vehicle 1 travels while following the target route.
  • the traveling device 80 includes a steering device, a drive device, a braking device, a transmission, etc.
  • the steering device steers the wheels.
  • the drive device is a power source that generates a driving force. Examples of drive devices include an engine and an electric motor.
  • the braking device generates a braking force.
  • the traveling device 80 may also include a microcomputer equipped with a processor, a storage device, and an input/output interface so that the steering device, drive device, braking device, transmission, etc. can be operated by electrical commands.
  • the initial position setting device 10 includes an acquisition unit 101, a storage unit 102, a matching calculation unit 103, and a setting unit 104.
  • the initial position setting device 10 can be physically configured as a computer system including a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory) which is a main storage device, a ROM (Read Only Memory), a communication module which is a data transmission/reception device, and the like.
  • Each functional unit of the initial position setting device 10 can be realized by loading a specific program onto the above hardware, operating the communication module under the control of the CPU, and reading and writing data in the RAM, etc.
  • the acquisition unit 101 periodically acquires the surrounding conditions of the vehicle 1 from the surrounding conditions sensor 40.
  • the acquisition unit 101 also acquires map data from the map database 30.
  • the acquisition unit 101 then estimates the vehicle 1's own position by matching the surrounding conditions acquired from the surrounding conditions sensor 40 with the map data acquired from the map database.
  • the acquisition unit 101 estimates its own position by matching the surrounding conditions, which are three-dimensional point cloud data, with map data, which are also three-dimensional point cloud data. This allows the acquisition unit 101 to acquire self-position data including the surrounding conditions of the vehicle 1 and its own position at a predetermined time interval.
  • the acquisition unit 101 transmits the acquired self-position data to the storage unit 102.
  • the storage unit 102 sequentially records and stores the self-location data continuously transmitted from the acquisition unit 101. In response to a request from the matching calculation unit 103, the storage unit 102 can transmit the most recently recorded self-location data among the self-location data it stores to the matching calculation unit 103.
  • the matching calculation unit 103 When the autonomous driving system is launched by the autonomous driving control unit 70, the matching calculation unit 103 reads the self-position data last acquired by the acquisition unit 101 and stored in the storage unit 102. Then, the matching calculation unit 103 performs a first matching between the final surrounding situation, which is the surrounding situation included in the self-position data, and the current surrounding situation, which is the current surrounding situation of the vehicle 1 acquired by measuring in real time by the surrounding situation sensor 40. As an example, the matching calculation unit 103 can match the three-dimensional point cloud data of the final surrounding situation and the current surrounding situation.
  • the setting unit 104 sets the self-position included in the self-position data last acquired by the acquisition unit 101 (i.e., the self-position estimated based on the final surrounding conditions and map data) as the initial position of the vehicle 1 in the autonomous driving system.
  • the setting unit 104 transmits the set initial position of the vehicle 1 to the autonomous driving control unit 70.
  • the matching calculation unit 103 determines whether or not there is self-position data in the storage unit 102 (step S11).
  • step S11 If the result of the determination in step S11 is that the self-location data is present in the storage unit 102 (step S11: YES), the matching calculation unit 103 reads the self-location data last acquired by the acquisition unit 101 from the storage unit 102 (step S12).
  • the matching calculation unit 103 performs a first matching between the final surrounding conditions, which are the surrounding conditions included in the self-position data read in step S12, and the current surrounding conditions, which are the current surrounding conditions of the vehicle 1 obtained by measuring them in real time by the surrounding conditions sensor 40 (step S13).
  • step S14 it is determined whether or not the result of the first matching in step S13 is a match (step S14). Then, if the result of the first matching in step S13 is a match (step S14: YES), the setting unit 104 sets the self-position included in the self-position data last acquired by the acquisition unit 101 (i.e., the self-position estimated based on the final surrounding conditions and map data) as the initial position of the vehicle 1 in the self-driving system (step S15).
  • step S11 acquires the current position of the vehicle 1 estimated by the GNSS 20, and acquires map data for the current position from the map database 30 (step S16).
  • the acquisition unit 101 transmits the acquired current position and map data to the matching calculation unit 103.
  • the matching calculation unit 103 performs a second matching between the map data for the current position transmitted from the acquisition unit 101 and the current surrounding conditions, which are the current surrounding conditions of the vehicle 1 acquired by measuring them in real time by the surrounding conditions sensor 40 (step S17).
  • step S14 it is determined whether or not the result of the second matching in step S17 is a match determination (step S14). Then, if the result of the second matching in step S17 is a match determination (step S14: YES), the setting unit 104 sets the current position estimated by the GNSS 20 and acquired by the acquisition unit 101 as the initial position of the vehicle 1 in the autonomous driving system (step S15). This ends the process.
  • the acquisition unit 101 acquires self-position data including the self-position and surrounding conditions of the vehicle 1 at a predetermined time interval. Furthermore, when the autonomous driving system is launched, the matching calculation unit 103 performs a first matching between the final surrounding conditions, which are the surrounding conditions included in the last self-position data acquired by the acquisition unit 101 (recorded by the storage unit 102), and the current surrounding conditions, which are the current surrounding conditions of the vehicle 1. Then, when the result of the first matching is a match, the setting unit 104 sets the self-position included in the last acquired self-position data as the initial position of the vehicle 1. In this way, the initial position setting device 10 makes it possible to automatically set the initial position of the vehicle 1 in the autonomous driving system.
  • the acquisition unit 101 acquires the current position of the vehicle 1 estimated by the GNSS 20 and acquires map data for the current position.
  • the matching calculation unit 103 performs a second matching between the map data for the current position and the current surrounding conditions. Then, when the result of the second matching is a match judgment that the map data for the current position matches the current surrounding conditions, the setting unit 104 sets the current position acquired by the GNSS 20 as the initial position. Therefore, it is possible to automatically set the initial position of the vehicle 1 even when the result of the first matching is a mismatch judgment.
  • the self-position data includes the surrounding conditions obtained as point cloud data by measurement by the surrounding conditions sensor 40 mounted on the vehicle 1, and the self-position estimated by matching the map data, which is the point cloud data.
  • the matching calculation unit 103 may match the point cloud data of the final surrounding conditions and the current surrounding conditions. In this case, by comparing the point cloud data, matching can be performed easily and reliably.
  • the initial position setting device according to the present invention can be any modification of the initial position setting device 10 described above.
  • the surrounding condition sensor 40 includes a LiDAR, and the surrounding conditions of the vehicle 1 are acquired as point cloud data by LiDAR measurement, and matching with map data, which is also point cloud data, is illustrated.
  • the surrounding condition sensor 40 includes a camera, the surrounding conditions of the vehicle 1 obtained as an image by imaging with the camera may be acquired, and similarly matching with map data as an image or other surrounding conditions may be performed.
  • the vehicle 1 may be driven manually by an occupant of vehicle 1 to a certain extent, and the vehicle's own position may be estimated by GNSS 20.
  • the initial position can be reliably set using GNSS 20 by driving vehicle 1 manually until the result of the second matching in step S17 is determined to be a match in step S14.
  • An initial position setting device is provided that can automatically set the initial position.

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Abstract

自動運転システムにおける自車両の初期位置を設定する初期位置設定装置であって、前記自車両の周辺状況と自己位置とを含む自己位置データを所定の時間間隔で取得する取得部と、前記自動運転システムが立ち上げられたときに、前記取得部が最後に取得した前記自己位置データに含まれる前記周辺状況である最終周辺状況と、前記自車両の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行うマッチング計算部と、前記第１マッチングの結果が、前記最終周辺状況と前記現在周辺状況とが一致する一致判定であった場合に、前記取得部が最後に取得した前記自己位置データに含まれる前記自己位置を前記初期位置として設定する設定部と、を備える初期位置設定装置。

Description

初期位置設定装置
　本開示は、初期位置設定装置に関する。
　特許文献１には、レーザセンサにより検出された移動体の周囲の物体までの距離と移動体の周囲環境の地図とをマッチングさせて、移動体の位置の推定演算を行うことにより、移動体の推定位置を取得する走行制御装置が記載されている。この装置では、自己位置の推定に際して、タッチパネルにより入力された特定情報に対応する走行開始場所の位置を記憶部から取得し、当該走行開始場所の位置を移動体の初期位置として設定する。
特開２０２０－１１３１９５号公報
　特許文献１に記載の走行制御装置では、移動体の初期位置の設定に際して、人の介在が必須である。しかしながら、現在、完全自動化に向けて人の工数を削減する要求がある。
　本開示は、初期位置を自動的に設定可能な初期位置設定装置を提供することを目的とする。
　本開示に係る初期位置設定装置は、自動運転システムにおける自車両の初期位置を設定する初期位置設定装置であって、自車両の周辺状況と自己位置とを含む自己位置データを所定の時間間隔で取得する取得部と、自動運転システムが立ち上げられたときに、取得部が最後に取得した自己位置データに含まれる周辺状況である最終周辺状況と、自車両の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行うマッチング計算部と、第１マッチングの結果が、最終周辺状況と現在周辺状況とが一致する一致判定であった場合に、取得部が最後に取得した自己位置データに含まれる自己位置を初期位置として設定する設定部と、を備える。
　この装置では、取得部が、自車両の自己位置と周辺状況とを含む自己位置データを所定の時間間隔で取得する。また、マッチング計算部が、自動運転システムが立ち上げられたときに、取得部が取得した最後の自己位置データに含まれる周辺状況である最終周辺状況と、自車両の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行う。そして、設定部が、当該第１マッチングの結果が一致判定であった場合に、当該最後に取得された自己位置データに含まれる自己位置を、自車両の初期位置として設定する。このように、この装置では、自動運転システムにおける自車両の初期位置を自動的に設定することが可能となる。
　本開示に係る初期位置設定装置では、取得部は、第１マッチングの結果が、最終周辺状況と現在周辺状況とが一致しない不一致判定であった場合に、ＧＮＳＳにより推定された自車両の現在位置を取得すると共に、当該現在位置における地図データを取得し、マッチング計算部は、第１マッチングの結果が不一致判定であり、且つ、取得部が現在位置を取得した場合に、現在位置における地図データと現在周辺状況との第２マッチングを行い、設定部は、第２マッチングの結果が、現在位置における地図データと現在周辺状況とが一致する一致判定であった場合に、現在位置を初期位置として設定してもよい。この場合、第１マッチングの結果が不一致判定であった場合にも、自車両の初期位置を自動的に設定することが可能となる。
　本開示に係る初期位置設定装置では、自己位置データは、自車両に搭載された周辺状況センサの計測により点群データとして得られる周辺状況と、点群データである地図データとのマッチングにより推定された自己位置を含み、マッチング計算部は、第１マッチングにおいて、最終周辺状況と現在周辺状況との点群データ同士のマッチングを行ってもよい。この場合、点群データ同士の比較により、容易且つ確実にマッチングを行うことが可能となる。
　本開示によれば、初期位置を自動的に設定可能な初期位置設定装置が提供される。
図１は、本実施形態に係る初期位置設定装置を示すブロック図である。 図１に示された初期位置設定装置の動作を示すフローチャートである。
　以下、一実施形態に係る初期位置設定装置について、図面を参照して説明する。
　図１は、本実施形態に係る初期位置設定装置を示すブロック図である。図１に示される初期位置設定装置１０は、車両１（自車両）に搭載されている。車両１は、少なくとも一部を自動運転システムにより運行される自動運転車両である。車両１は、初期位置設定装置１０に加えて、ＧＮＳＳ（Global　Navigation　Satellite　System：全地球航法衛星システム）２０、地図データベース３０、周辺状況センサ４０、車両状態センサ５０、通信装置６０、自動運転制御部７０、及び、走行装置８０を備えている。
　ＧＮＳＳ２０は、４個以上の測位衛星から信号を受信して、車両１の位置を示す位置情報を取得する。位置情報には、例えば、緯度及び経度が含まれる。ＧＮＳＳ２０は、所定の時間間隔で車両１の位置情報を取得し、取得した車両１の位置情報を初期位置設定装置１０に送信する。
　地図データベース３０は、地図データを保持している。地図データは、一例として、例えばＬｉＤＡＲを使用して得られる地物等の位置及び形状等を示す３次元点群データである。地図データベース３０は、初期位置設定装置１０からの要求に応じて、指定位置における地図データを初期位置設定装置１０に送信する。
　周辺状況センサ４０は、車両１の周囲の状況（周辺状況）を検出する。周辺状況センサ４０は、一例としてＬｉＤＡＲである。ＬｉＤＡＲは、光を利用して車両１の周囲の物標を検出する。この場合、周辺状況センサ４０は、地物等の位置及び形状等を示す３次元点群データとして、車両１の周辺状況を取得する。周辺状況センサ４０は、所定の時間間隔で当該周辺状況を取得する。周辺状況センサ４０は、取得した周辺情報を初期位置設定装置１０に送信する。
　車両状態センサ５０は、車両の走行状態を検出する。車両状態センサ５０としては、例えば、車速センサ、舵角センサ、ヨーレートセンサ、加速度センサ、ステアリングのトルクセンサ、モータの出力トルクセンサ、車輪速センサ、推進軸の回転数を検出するセンサ（例えば、クラッチに設けられるセンサ）などが例示される。車速センサは、車両１の速度を検出する。舵角センサは、車両１の操舵角を検出する。ヨーレートセンサは、車両１のヨーレートを検出する。加速度センサは、車両１に作用する加速度を検出する。車両状態センサ５０は、検出した情報を初期位置設定装置１０に送信することができる。
　通信装置６０は、例えばＶ２Ｘ通信（車車間通信および路車間通信）を行う。具体的には、通信装置６０は、他の車両との間でＶ２Ｖ通信（車車間通信）を行う。また、通信装置６０は、周囲のインフラとの間でＶ２Ｉ通信（路車間通信）を行う。Ｖ２Ｘ通信を通して、通信装置６０は、車両の周囲の環境に関する情報を取得することができる。通信装置６０は、取得した情報を初期位置設定装置１０に送信することができる。
　自動運転制御部７０は、車両１の自動運転を制御する。自動運転制御部７０は、初期位置設定装置１０から車両１の初期位置を示す情報を受信する。自動運転制御部７０は、受信した車両１の初期位置を示す情報に基づいて、車両１の自動運転制御を行う。より具体的には、自動運転制御部７０は、受信した情報に基づき、車両１が走行する経路を生成する。また、自動運転制御部７０は、生成した経路に基づき、実際に車両１が走行する目標経路をリアルタイムに生成する。自動運転制御部７０は、生成した目標経路に基づき、車両１の経路追従制御を行う。自動運転制御部７０は、目標経路に追従して車両１が走行するように、走行装置８０に含まれる各装置を制御する。
　走行装置８０は、操舵装置、駆動装置、制動装置、トランスミッション等を含んでいる。操舵装置は、車輪を転舵する。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、エンジンや電動機が例示される。制動装置は、制動力を発生させる。また、走行装置８０には、操舵装置、駆動装置、制動装置、トランスミッション等の操作を電気指令によって行えるように、プロセッサ、記憶装置、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータを含めても良い。
　ここで、初期位置設定装置１０は、取得部１０１、保持部１０２、マッチング計算部１０３、及び、設定部１０４を備えている。初期位置設定装置１０は、物理的には、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、主記憶装置であるＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、データ送受信デバイスである通信モジュール等を含むコンピュータシステムとして構成され得る。初期位置設定装置１０の各機能部は、上記のハードウェア上に所定のプログラムを読み込ませることにより、ＣＰＵの制御のもとで、通信モジュールを動作させるとともにＲＡＭ等におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現され得る。
　取得部１０１は、定期的に、周辺状況センサ４０から車両１の周辺状況を取得する。また、取得部１０１は、地図データベース３０から地図データを取得する。そして、取得部１０１は、周辺状況センサ４０から取得した周辺状況と地図データベースから取得した地図データとのマッチングにより車両１の自己位置を推定する。
　一例として、取得部１０１は、３次元点群データである周辺状況と３次元点群データである地図データとのマッチングにより自己位置を推定する。これにより、取得部１０１は、車両１の周辺状況と自己位置とを含む自己位置データを所定の時間間隔で取得することができる。取得部１０１は、取得した自己位置データを保持部１０２に送信する。
　保持部１０２は、取得部１０１から継続的に送信される自己位置データを順次記録して保持する。保持部１０２は、マッチング計算部１０３からの要求に応じて、保持している自己位置データのうちの最後に記録した自己位置データをマッチング計算部１０３に送信することができる。
　マッチング計算部１０３は、自動運転制御部７０により自動運転システムが立ち上げられたときに、保持部１０２が保持している取得部１０１が最後に取得した自己位置データを読み込む。そして、マッチング計算部１０３は、当該自己位置データに含まれる周辺状況である最終周辺状況と、周辺状況センサ４０によりリアルタイムで計測されることで取得される車両１の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行う。一例として、マッチング計算部１０３は、最終周辺状況と現在周辺状況との３次元点群データ同士のマッチングを行うことができる。
　設定部１０４は、マッチング計算部１０３での第１マッチングの結果が、最終周辺状況と現在周辺状況とが一致する一致判定であった場合に、取得部１０１が最後に取得した自己位置データに含まれる自己位置（すなわち、最終周辺状況と地図データとに基づいて推定された自己位置）を、自度運転システムにおける車両１の初期位置として設定する。設定部１０４は、設定した車両１の初期位置を自動運転制御部７０に送信する。
　引き続いて、図２を参照して初期位置設定装置の詳細について説明する。図２に示されるように、まず、自動運転システムが立ち上げられると、マッチング計算部１０３が、保持部１０２に自己位置データがあるか否かの判定を行う（工程Ｓ１１）。
　工程Ｓ１１の判定の結果、保持部１０２に自己位置データがある場合（工程Ｓ１１：ＹＥＳ）、マッチング計算部１０３が、取得部１０１が最後に取得した自己位置データを保持部１０２から読み込む（工程Ｓ１２）。
　続いて、マッチング計算部１０３が、工程Ｓ１２で読み込まれた自己位置データに含まれる周辺状況である最終周辺状況と、周辺状況センサ４０によりリアルタイムで計測されることで取得される車両１の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行う（工程Ｓ１３）。
　続いて、工程Ｓ１３での第１マッチングの結果が一致判定であったか否かの判定が行われる（工程Ｓ１４）。そして、工程Ｓ１３での第１マッチングの結果が一致判定であった場合（工程Ｓ１４：ＹＥＳ）、設定部１０４が、取得部１０１が最後に取得した自己位置データに含まれる自己位置（すなわち、最終周辺状況と地図データとに基づいて推定された自己位置）を、自度運転システムにおける車両１の初期位置として設定する（工程Ｓ１５）。
　一方、工程Ｓ１１の判定の結果、保持部１０２に自己位置データがない場合（工程Ｓ１１：ＮＯ）、及び、工程Ｓ１３での第１マッチングの結果が不一致判定であった場合、取得部１０１が、ＧＮＳＳ２０により推定された車両１の現在位置を取得すると共に、地図データベース３０から当該現在位置における地図データを取得する（工程Ｓ１６）。取得部１０１は、取得した現在位置と地図データとをマッチング計算部１０３に送信する。
　続いて、マッチング計算部１０３が、取得部１０１から送信された現在位置における地図データと、周辺状況センサ４０によりリアルタイムで計測されることで取得される車両１の現在の周辺状況である現在周辺状況との第２マッチングを行う（工程Ｓ１７）。
　続いて、工程Ｓ１７での第２マッチングの結果が一致判定であったか否かの判定が行われる（工程Ｓ１４）。そして、工程Ｓ１７での第２マッチングの結果が一致判定であった場合（工程Ｓ１４：ＹＥＳ）、設定部１０４が、ＧＮＳＳ２０により推定されて取得部１０１により取得された現在位置を、自度運転システムにおける車両１の初期位置として設定する（工程Ｓ１５）。以上により、処理を終了する。
　以上説明したように、初期位置設定装置１０では、取得部１０１が、車両１の自己位置と周辺状況とを含む自己位置データを所定の時間間隔で取得する。また、マッチング計算部１０３が、自動運転システムが立ち上げられたときに、取得部１０１が取得した（保持部１０２が記録した）最後の自己位置データに含まれる周辺状況である最終周辺状況と、車両１の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行う。そして、設定部１０４が、当該第１マッチングの結果が一致判定であった場合に、当該最後に取得された自己位置データに含まれる自己位置を、車両１の初期位置として設定する。このように、初期位置設定装置１０では、自動運転システムにおける車両１の初期位置を自動的に設定することが可能となる。
　また、初期位置設定装置１０では、取得部１０１が、第１マッチングの結果が、最終周辺状況と現在周辺状況とが一致しない不一致判定であった場合に、ＧＮＳＳ２０により推定された車両１の現在位置を取得すると共に、当該現在位置における地図データを取得しする。また、マッチング計算部１０３が、第１マッチングの結果が不一致判定であり、且つ、取得部１０１が現在位置を取得した場合に、現在位置における地図データと現在周辺状況との第２マッチングを行う。そして、設定部１０４が、第２マッチングの結果が、現在位置における地図データと現在周辺状況とが一致する一致判定であった場合に、ＧＮＳＳ２０により取得された現在位置を初期位置として設定する。このため、第１マッチングの結果が不一致判定であった場合にも、車両１の初期位置を自動的に設定することが可能となる。
　さらに、初期位置設定装置１０では、自己位置データが、車両１に搭載された周辺状況センサ４０の計測により点群データとして得られる周辺状況と、点群データである地図データとのマッチングにより推定された自己位置を含む。そして、マッチング計算部１０３が、第１マッチングにおいて、最終周辺状況と現在周辺状況との点群データ同士のマッチングを行ってもよい。この場合、点群データ同士の比較により、容易且つ確実にマッチングを行うことが可能となる。
　以上の実施形態は、本発明に係る初期位置設定装置の一形態を説明したものである。したがって、本発明に係る初期位置設定装置は、上記の初期位置設定装置１０を任意に変形したものとされ得る。
　例えば、上記実施形態では、周辺状況センサ４０がＬｉＤＡＲを含み、ＬｉＤＡＲの計測によって点群データとして車両１の周辺状況が取得され、同様に点群データである地図データとのマッチングを行う場合について例示した。しかし、周辺状況センサ４０がカメラを含む場合、当該カメラでの撮像によりが画像として得られた車両１の周辺状況が取得され、同様に画像としての地図データや別の周辺状況とのマッチングが行われてもよい。
　また、自動運転システムが終了されてから再度立ち上げられるまでの間に車両１が移動しているといった理由により、第１マッチングの結果が不一致判定であった場合、車両１の乗員によるマニュアル運転で車両１をある程度走行させることにより、ＧＮＳＳ２０によって自己位置を推定するようにしてもよい。この場合、工程Ｓ１７での第２マッチングの結果が工程Ｓ１４で一致判定と判定されるまで、マニュアル運転で車両１を走行させることにより、ＧＮＳＳ２０を用いて確実に初期位置を設定することができる。
　初期位置を自動的に設定可能な初期位置設定装置が提供される。
　１…車両（自車両）、１０…初期位置設定装置、２０…ＧＮＳＳ、４０…周辺状況センサ、１０１…取得部、１０３…マッチング計算部、１０４…設定部。

Claims (3)

  1. 　自動運転システムにおける自車両の初期位置を設定する初期位置設定装置であって、
    　前記自車両の周辺状況と自己位置とを含む自己位置データを所定の時間間隔で取得する取得部と、
    　前記自動運転システムが立ち上げられたときに、前記取得部が最後に取得した前記自己位置データに含まれる前記周辺状況である最終周辺状況と、前記自車両の現在の周辺状況である現在周辺状況との第１マッチングを行うマッチング計算部と、
    　前記第１マッチングの結果が、前記最終周辺状況と前記現在周辺状況とが一致する一致判定であった場合に、前記取得部が最後に取得した前記自己位置データに含まれる前記自己位置を前記初期位置として設定する設定部と、
    　を備える初期位置設定装置。
  2. 　前記取得部は、前記第１マッチングの結果が、前記最終周辺状況と前記現在周辺状況とが一致しない不一致判定であった場合に、ＧＮＳＳにより推定された前記自車両の現在位置を取得すると共に、当該現在位置における地図データを取得し、
    　前記マッチング計算部は、前記第１マッチングの結果が前記不一致判定であり、且つ、前記取得部が前記現在位置を取得した場合に、前記現在位置における地図データと前記現在周辺状況との第２マッチングを行い、
    　前記設定部は、前記第２マッチングの結果が、前記現在位置における地図データと前記現在周辺状況とが一致する一致判定であった場合に、前記現在位置を前記初期位置として設定する、
    　請求項１に記載の初期位置設定装置。
  3. 　前記自己位置データは、前記自車両に搭載された周辺状況センサの計測により点群データとして得られる前記周辺状況と、点群データである地図データとのマッチングにより推定された前記自己位置を含み、
    　前記マッチング計算部は、前記第１マッチングにおいて、前記最終周辺状況と前記現在周辺状況との点群データ同士のマッチングを行う、
    　請求項１又は２に記載の初期位置設定装置。
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