JP2022076876A - Position estimation device, position estimation method, and position estimation program - Google Patents

Position estimation device, position estimation method, and position estimation program Download PDF

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Abstract

To provide a position estimation device, etc. capable of estimating a position with a reduced processing load.SOLUTION: A position estimation device 100 estimates a position of a vehicle equipped with a LiDAR 11 for detecting an environment point cloud that is a point cloud of singularities of a surrounding environment of the vehicle by detecting reflected light for light irradiation, and an outside camera 12 for capturing an image of the surrounding environment. The position estimation device 100 includes a landmark detection unit 110 for detecting a landmark in the surrounding environment from an image captured by the camera. The position estimation device 100 includes an extraction unit 120 for extracting a point cloud within an estimation range, which is a range where the landmark is estimated to be present, from an environment point cloud as a point cloud within the range. The position estimation device 100 includes a specification unit 130 for specifying the landmark point cloud, which is a point cloud corresponding to the landmark, from a within-range point cloud. The position estimation device 100 includes a position determination unit 140 for matching the landmark point cloud with a point cloud map to determine the estimated position of the vehicle.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この明細書における開示は、車両の位置を推定する技術に関する。 The disclosure herein relates to techniques for estimating the position of a vehicle.

特許文献1には、車両に地図情報を提供するシステムが開示されている。このシステムでは、車両のセンサによる検出情報に基づく高精度地図がサーバにて生成される。車両は、サーバから高精度地図を取得し、走行中に検出したLiDAR(Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging)のスキャンデータと、高精度地図とに基づき、現在位置を推定する。スキャンデータと高精度地図とに基づく現在位置の推定方法としては、スキャンデータの点群と、高精度地図に含まれる点群とをマッチングさせるスキャンマッチングが挙げられる。 Patent Document 1 discloses a system that provides map information to a vehicle. In this system, a high-precision map based on the information detected by the vehicle sensor is generated by the server. The vehicle acquires a high-precision map from the server and estimates the current position based on the scan data of LiDAR (Light Detection and Ranging / Laser Imaging Detection and Ranging) detected while driving and the high-precision map. As a method of estimating the current position based on the scan data and the high-precision map, there is scan matching that matches the point cloud of the scan data with the point cloud included in the high-precision map.

米国特許出願公開第2018/0188060号公報U.S. Patent Application Publication No. 2018/018806

上述したスキャンマッチングによる位置推定は、大量の点同士をマッチングさせるため、処理負荷が大きくなり易い。 Since the position estimation by the above-mentioned scan matching matches a large number of points with each other, the processing load tends to be large.

開示される目的は、処理負荷を低減した位置推定が可能な位置推定装置、位置推定方法、及び位置推定プログラムを提供することである。 It is an object of the disclosure to provide a position estimation device, a position estimation method, and a position estimation program capable of position estimation with a reduced processing load.

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。 The plurality of embodiments disclosed herein employ different technical means to achieve their respective objectives. Further, the scope of claims and the reference numerals in parentheses described in this section are examples showing the correspondence with the specific means described in the embodiment described later as one embodiment, and limit the technical scope. is not.

開示された位置推定装置のひとつは、光照射に対する反射光を検出することで車両(A)の周囲環境の特徴点の点群である環境点群を検出する光センサ(11)と、周囲環境を撮像するカメラ(12)とを搭載した車両の位置を推定する位置推定装置であって、
カメラによる撮像画像から、周囲環境におけるランドマーク(L)を検出する検出部(110)と、
環境点群から、ランドマークが存在すると推定される範囲である推定範囲(Re)内の点群を、範囲内点群として抽出する抽出部(120)と、
ランドマークに対応する点群であるランドマーク点群を、範囲内点群の中から特定する特定部(130)と、
ランドマーク点群を点群地図とマッチングさせて、推定される車両の位置を決定する位置決定部(140)と、
を備える。
One of the disclosed position estimation devices is an optical sensor (11) that detects an environment point cloud, which is a point cloud of feature points of the surrounding environment of the vehicle (A) by detecting reflected light for light irradiation, and an ambient environment. It is a position estimation device that estimates the position of the vehicle equipped with the camera (12) that captures the image.
A detection unit (110) that detects a landmark (L) in the surrounding environment from an image captured by a camera,
An extraction unit (120) that extracts a point cloud within the estimated range (Re), which is the range where the landmark is estimated to exist, from the environmental point cloud as a point cloud within the range.
The specific part (130) that identifies the landmark point cloud, which is the point cloud corresponding to the landmark, from the point cloud within the range, and
A position-fixing unit (140) that matches the landmark point cloud with the point cloud map to determine the estimated vehicle position, and
To prepare for.

開示された位置推定方法のひとつは、光照射に対する反射光を検出することで車両(A)の周囲環境の特徴点の点群である環境点群を検出する光センサ(11)と、周囲環境を撮像するカメラ(12)とを搭載した車両の位置を推定するために、プロセッサ(102)により実行される位置推定方法であって、
カメラによる撮像画像から、周囲環境におけるランドマーク(L)を検出する検出プロセス(S10,S20)と、
環境点群から、ランドマークが存在すると推定される範囲である推定範囲(Re)内の点群を、範囲内点群として抽出する抽出プロセス(S30,S40)と、
ランドマークに対応する点群であるランドマーク点群を、範囲内点群の中から特定する特定プロセス(S50)と、
ランドマーク点群を点群地図とマッチングさせて、推定される車両の位置を決定する位置決定プロセス(S60)と、
を含む。
One of the disclosed position estimation methods is an optical sensor (11) that detects an environment point cloud, which is a point cloud of feature points of the surrounding environment of the vehicle (A) by detecting reflected light for light irradiation, and an ambient environment. It is a position estimation method executed by a processor (102) in order to estimate the position of a vehicle equipped with a camera (12) for imaging a light beam.
The detection process (S10, S20) that detects the landmark (L) in the surrounding environment from the image captured by the camera,
An extraction process (S30, S40) that extracts a point cloud within the estimated range (Re), which is the range where the landmark is estimated to exist, from the environmental point cloud as a point cloud within the range.
A specific process (S50) for identifying a landmark point cloud, which is a point cloud corresponding to a landmark, from within the range point cloud, and
The position-fixing process (S60), which determines the estimated vehicle position by matching the landmark point cloud with the point cloud map,
including.

開示された位置推定プログラムのひとつは、光照射に対する反射光を検出することで車両(A)の周囲環境の特徴点の点群である環境点群を検出する光センサ(11)と、周囲環境を撮像するカメラ(12)とを搭載した車両の位置を推定するために、プロセッサ(102)に実行させる命令を含む位置推定プログラムであって、
命令は、
カメラによる撮像画像から、周囲環境におけるランドマーク(L)を検出させる検出プロセス(S10,S20)と、
環境点群から、ランドマークが存在すると推定される範囲である推定範囲(Re)内の点群を、範囲内点群として抽出させる抽出プロセス(S30,S40)と、
ランドマークに対応する点群であるランドマーク点群を、範囲内点群の中から特定させる特定プロセス(S50)と、
ランドマーク点群を点群地図とマッチングさせて、推定される車両の位置を決定させる位置決定プロセス(S60)と、
を含む。
One of the disclosed position estimation programs is an optical sensor (11) that detects an environment point cloud, which is a point cloud of feature points of the surrounding environment of the vehicle (A) by detecting reflected light for light irradiation, and an ambient environment. A position estimation program including an instruction to be executed by a processor (102) in order to estimate the position of a vehicle equipped with a camera (12) for capturing an image.
The order is
A detection process (S10, S20) for detecting a landmark (L) in the surrounding environment from an image captured by a camera.
An extraction process (S30, S40) that extracts a point cloud within the estimated range (Re), which is the range where the landmark is estimated to exist, from the environmental point cloud as a point cloud within the range.
A specific process (S50) for identifying a landmark point cloud, which is a point cloud corresponding to a landmark, from the range point cloud, and
The position-fixing process (S60), which matches the landmark point cloud with the point cloud map and determines the estimated vehicle position,
including.

これらの開示によれば、カメラによる撮像画像から検出されたランドマークが存在すると推定される推定範囲内の範囲内点群が、光センサによる環境点群から抽出される。そして、当該範囲内点群からランドマーク点群が特定され、当該ランドマーク点群と点群地図とのマッチングにより、推定される車両の位置が決定される。故に、光センサにより検出された環境点群が、撮像画像に基づき範囲内点群までに限定され、さらに範囲内点群からランドマーク点群までに限定されたうえで、点群地図とのマッチングに使用される。したがって、ランドマーク点群が確保されることでマッチングによる位置の推定が確実に可能になりながらも、マッチングに使用される環境点群の数自体は抑制され得る。以上により、処理負荷を低減した位置の推定が可能な位置推定装置、位置推定方法、及び位置推定プログラムが提供され得る。 According to these disclosures, the point cloud within the estimated range in which the landmark detected from the image captured by the camera is presumed to exist is extracted from the environmental point cloud by the optical sensor. Then, the landmark point cloud is specified from the point cloud within the range, and the estimated position of the vehicle is determined by matching the landmark point cloud with the point cloud map. Therefore, the environmental point cloud detected by the optical sensor is limited to the within-range point cloud based on the captured image, further limited to the within-range point cloud to the landmark point cloud, and then matched with the point cloud map. Used for. Therefore, although it is possible to reliably estimate the position by matching by securing the landmark point cloud, the number of environment point clouds used for matching itself can be suppressed. As described above, a position estimation device, a position estimation method, and a position estimation program capable of estimating a position with a reduced processing load can be provided.

位置推定装置を含むシステムを示す図である。It is a figure which shows the system including the position estimation apparatus. 位置推定装置が有する機能の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the function which a position estimation apparatus has. 規定される推定範囲の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a defined estimation range. 位置推定装置が実行する位置推定方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the position estimation method executed by a position estimation apparatus.

(第1実施形態)
第1実施形態の位置推定装置100について、図1~図4を参照しながら説明する。位置推定装置100は、車両Aに搭載された電子制御装置である。位置推定装置100は、例えばLAN(Local Area Network)、ワイヤハーネス及び内部バス等のうち、少なくとも一種類を介して、他の車載構成と接続されている。他の車載構成には、周辺監視センサ10、自動運転ECU40及び車両制御ECU50が含まれている。
(First Embodiment)
The position estimation device 100 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The position estimation device 100 is an electronic control device mounted on the vehicle A. The position estimation device 100 is connected to another vehicle-mounted configuration via at least one of, for example, a LAN (Local Area Network), a wire harness, an internal bus, and the like. Other vehicle-mounted configurations include a peripheral monitoring sensor 10, an automated driving ECU 40, and a vehicle control ECU 50.

周辺監視センサ10は、車両Aの周辺環境を監視する自律センサであり、LiDAR(Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging)11、及び車両Aの前方を含んだ所定範囲を撮像する外界カメラ12を含む。また、周辺監視センサ10は、ミリ波レーダ及びソナー等を含んでいてもよい。 The peripheral monitoring sensor 10 is an autonomous sensor that monitors the surrounding environment of the vehicle A, and is a LiDAR (Light Detection and Ranging / Laser Imaging Detection and Ranging) 11 and an external camera 12 that captures a predetermined range including the front of the vehicle A. including. Further, the peripheral monitoring sensor 10 may include a millimeter wave radar, sonar, and the like.

LiDAR11は、光照射に対する反射光を検出することで車両Aの周囲環境の点群である環境点群を検出する光センサの一例である。LiDAR11は、発光素子、撮像素子及び撮像回路を有している。発光素子は、例えばレーザダイオード等の、指向性レーザ光を発する半導体素子である。発光素子は、車両Aの外界へ向かうレーザ光を、断続的なパルスビーム状に照射する。撮像素子は、例えばSPAD(Single Photon Avalanche Diode)等の、光に対して高感度な半導体素子である。撮像素子の外界側には、LiDAR11専用の入射面が、配置されている。外界のうち、撮像素子の画角により決まるセンシング領域から、入射面へ入射する光により、当該撮像素子が露光される。 The LiDAR 11 is an example of an optical sensor that detects an environment point cloud, which is a point cloud of the surrounding environment of the vehicle A, by detecting the reflected light for the light irradiation. The LiDAR 11 has a light emitting element, an image pickup element, and an image pickup circuit. The light emitting device is a semiconductor device that emits directional laser light, such as a laser diode. The light emitting element irradiates the laser beam toward the outside of the vehicle A in the form of an intermittent pulse beam. The image pickup device is a semiconductor device having high sensitivity to light, such as a SPAD (Single Photon Avalanche Diode). An incident surface dedicated to LiDAR 11 is arranged on the outer world side of the image pickup device. The image sensor is exposed by the light incident on the incident surface from the sensing region determined by the angle of view of the image sensor in the outside world.

撮像回路は、撮像素子における複数画素の露光及び走査を制御すると共に、当該撮像素子からの信号を処理してデータ化する、集積回路である。撮像回路は、発光素子からの光照射により撮像素子を露光する。反射光モードでは、少なくとも周囲環境におけるセンシング領域内の物点が、レーザ光の反射点となる。その結果、反射点での反射されたレーザ光(以下、反射光という)が、入射面を通して撮像素子に入射する。このとき撮像回路は、撮像素子の複数画素を走査することで、反射光をセンシングする。撮像回路は、各画素において照射タイミングから反射光を感知するまでのビーム飛行時間の半値を、撮像素子から反射点までの距離値へと変換する。撮像回路は、変換した距離値を各画素に関連付けしてデータ化する。これにより、撮像回路は、環境点群の各点に三次元の距離情報が関連付けられた環境点群データを取得する。 The image pickup circuit is an integrated circuit that controls exposure and scanning of a plurality of pixels in the image pickup element and processes signals from the image pickup element to convert them into data. The image pickup circuit exposes the image pickup element by irradiating light from the light emitting element. In the reflected light mode, at least an object point in the sensing region in the surrounding environment becomes a reflection point of the laser beam. As a result, the laser light reflected at the reflection point (hereinafter referred to as reflected light) is incident on the image sensor through the incident surface. At this time, the image pickup circuit senses the reflected light by scanning a plurality of pixels of the image pickup element. The image pickup circuit converts half of the beam flight time from the irradiation timing to the detection of the reflected light in each pixel into a distance value from the image pickup element to the reflection point. The image pickup circuit associates the converted distance value with each pixel and converts it into data. As a result, the image pickup circuit acquires the environment point cloud data in which the three-dimensional distance information is associated with each point of the environment point cloud.

外界カメラ12は、周囲環境におけるLiDAR11のセンシング領域と少なくとも一部が重複するセンシング領域を撮像する。外界カメラ12は、撮像素子及び撮像回路を有している。撮像素子は、例えばCMOS等の半導体素子である。撮像素子の外界側には、外界カメラ12専用の入射面が、配置されている。外界のうち、撮像素子の画角により決まるセンシング領域から、入射面へ入射する光により、当該撮像素子が露光される。 The external camera 12 captures a sensing region that at least partially overlaps with the sensing region of the LiDAR 11 in the surrounding environment. The external camera 12 has an image pickup device and an image pickup circuit. The image pickup device is, for example, a semiconductor device such as CMOS. An incident surface dedicated to the outside world camera 12 is arranged on the outside world side of the image pickup device. The image sensor is exposed by the light incident on the incident surface from the sensing region determined by the angle of view of the image sensor in the outside world.

撮像回路は、撮像素子における複数画素の露光及び走査を制御すると共に、同素子からの信号を処理してデータ化する、集積回路である。撮像回路は、撮像素子の制御により、撮像素子を露光する。このとき、センシング領域内の物点が外光の反射点となる。その結果、反射点で反射された外光が、入射面を通して撮像素子に入射する。このとき撮像回路は、撮像素子の複数画素を走査することで、反射された外光をセンシングする。ここで特に撮像回路は、センシングした外光の強度に応じて複数画素毎に取得される輝度値を、各画素値として二次元データ化することで、外光強度に応じた撮像画像を取得する。 The image pickup circuit is an integrated circuit that controls the exposure and scanning of a plurality of pixels in the image pickup element and processes the signal from the element to convert it into data. The image pickup circuit exposes the image pickup element under the control of the image pickup element. At this time, the object point in the sensing region becomes the reflection point of the external light. As a result, the external light reflected at the reflection point is incident on the image sensor through the incident surface. At this time, the image pickup circuit senses the reflected external light by scanning a plurality of pixels of the image pickup element. Here, in particular, the imaging circuit acquires an image captured according to the intensity of external light by converting the luminance value acquired for each of a plurality of pixels according to the intensity of the sensed external light into two-dimensional data as each pixel value. ..

なお、撮像回路は、例えば、LiDAR11から取得した点群画像やカメラから取得した撮像画像等に基づき、画像解析処理によって、進行経路上の障害物や、先行車、並走車、対向車等の他車両の有無及びその位置を認識する。 In addition, the image pickup circuit is based on, for example, a point group image acquired from LiDAR11, an image captured from a camera, and the like, and by image analysis processing, an obstacle on a traveling path, a preceding vehicle, a parallel running vehicle, an oncoming vehicle, etc. Recognize the presence or absence of other vehicles and their position.

自動運転ECU40は、自律運転制御及び高度運転支援制御の少なくとも一方を、自動運転モードとして定常的もしくは一時的に実行する電子制御装置である。自動運転ECU40は、位置推定装置100から車両Aの推定自己位置を取得し、当該位置に基づいて、自動運転モードにおける車両Aの加減速又は操舵に関する制御指示を生成する。 The automatic driving ECU 40 is an electronic control device that constantly or temporarily executes at least one of autonomous driving control and advanced driving support control as an automatic driving mode. The automatic driving ECU 40 acquires the estimated self-position of the vehicle A from the position estimation device 100, and generates a control instruction regarding acceleration / deceleration or steering of the vehicle A in the automatic driving mode based on the position.

車両制御ECU50は、車両Aの加減速制御及び操舵制御を行う電子制御装置である。車両制御ECU50としては、操舵制御を行う操舵ECU、加減速制御を行うパワーユニット制御ECU及びブレーキECU等がある。車両制御ECU50は、車両Aに搭載された舵角センサ、車速センサ等の各センサから出力される検出信号を取得し、電子制御スロットル、ブレーキアクチュエータ、EPS(Electric Power Steering)モータ等の各走行制御デバイスへ制御信号を出力する。車両制御ECU50は、車両Aの制御指示を自動運転ECU40から取得することで、当該制御指示に従う自律走行又は高度運転支援を実現するように、各走行制御デバイスを制御する。 The vehicle control ECU 50 is an electronic control device that controls acceleration / deceleration and steering of the vehicle A. The vehicle control ECU 50 includes a steering ECU that performs steering control, a power unit control ECU that performs acceleration / deceleration control, a brake ECU, and the like. The vehicle control ECU 50 acquires detection signals output from each sensor such as a steering angle sensor and a vehicle speed sensor mounted on the vehicle A, and controls each traveling of an electronically controlled throttle, a brake actuator, an EPS (Electric Power Steering) motor, and the like. Output a control signal to the device. The vehicle control ECU 50 controls each driving control device so as to realize autonomous driving or advanced driving support according to the control instruction by acquiring the control instruction of the vehicle A from the automatic driving ECU 40.

位置推定装置100は、少なくとも1つの専用コンピュータを含んで構成される。位置推定装置100を構成する専用コンピュータは、例えば、自己位置を含んだ車両Aの状態量を推定する、ロケータECUである。位置推定装置100は、こうした専用コンピュータを含んで構成されることで、メモリ101及びプロセッサ102を少なくとも1つずつ有している。 The position estimation device 100 includes at least one dedicated computer. The dedicated computer constituting the position estimation device 100 is, for example, a locator ECU that estimates the state quantity of the vehicle A including its own position. The position estimation device 100 includes at least one memory 101 and one processor 102 by including such a dedicated computer.

メモリ101は、コンピュータにより読み取り可能なプログラム及びデータ等を非一時的に記憶する。メモリ101は、例えば半導体メモリ、磁気媒体及び光学媒体等のうち、少なくとも一種類の非遷移的実体的記憶媒体(non-transitory tangible storage medium)である。メモリ101は、プロセッサ102によって実行されるプログラムとして、少なくとも後述の位置推定プログラムを格納している。 The memory 101 non-temporarily stores programs, data, and the like that can be read by a computer. The memory 101 is, for example, a non-transitory tangible storage medium of at least one type among semiconductor memories, magnetic media, optical media, and the like. The memory 101 stores at least a position estimation program described later as a program executed by the processor 102.

また、メモリ101は、所定のデータ記憶領域に、ランドマーク地図データベース(以下、「DB」)125及び点群地図DB145を記憶している。各地図DB125,145は、それぞれ異なる種類の地図データを格納しているデータベースである。 Further, the memory 101 stores a landmark map database (hereinafter, “DB”) 125 and a point cloud map DB 145 in a predetermined data storage area. Each map DB 125, 145 is a database that stores different types of map data.

ランドマーク地図DB125は、道路上及び道路周辺の地物であるランドマークLに関する情報を格納している。ランドマークLには、例えば、路面標示(走行区画線及び停止線等)、道路標識及び構造物等が含まれる。構造物には、例えば、街路灯及び信号機等が含まれる。また、構造物には、歩道橋、高架及び特定施設の建造物等が含まれていてもよい。 The landmark map DB 125 stores information about the landmark L, which is a feature on and around the road. The landmark L includes, for example, road markings (travel lane markings, stop lines, etc.), road signs, structures, and the like. Structures include, for example, street lights and traffic lights. Further, the structure may include a pedestrian bridge, an elevated structure, a building of a specific facility, and the like.

ランドマーク地図DB125は、ランドマークLの位置及び形状をベクトル情報として保持するベクトル地図のデータベースである。ランドマーク地図DB125は、各ランドマークLの属性情報を含んでいてもよい。ランドマーク地図DB125の地図データは、例えば、外界カメラ12を搭載した測量車両にて収集された、当該外界カメラ12による撮像画像に基づいて生成される。なお、ランドマーク地図125の地図データは、測量車両又は一般車両の外界カメラ12からの撮像画像に基づき、適宜更新されてよい。 The landmark map DB 125 is a vector map database that holds the position and shape of the landmark L as vector information. The landmark map DB 125 may include the attribute information of each landmark L. The map data of the landmark map DB 125 is generated based on, for example, an image captured by the outside world camera 12 collected by a surveying vehicle equipped with the outside world camera 12. The map data of the landmark map 125 may be updated as appropriate based on the images captured by the outside world camera 12 of the surveying vehicle or the general vehicle.

点群地図DB145は、道路形状及び構造物の特徴点の点群からなる三次元点群の地図データを格納している。点群地図DB145の当該地図データには、点群の各点についての三次元座標情報が少なくとも含まれている。点群地図DB145の当該地図データには、各点の属性情報が含まれていてもよい。点群地図DB145の地図データは、例えば、LiDAR11を搭載した測量車両にて収集された、当該LiDAR11による点群データに基づいて生成される。なお、点群地図DB145の地図データは、測量車両又は一般車両のLiDAR11からの点群データに基づき、適宜更新されてよい。 The point cloud map DB 145 stores map data of a three-dimensional point cloud composed of point clouds of road shapes and feature points of structures. The map data of the point cloud map DB 145 includes at least three-dimensional coordinate information about each point of the point cloud. The map data of the point cloud map DB 145 may include attribute information of each point. The map data of the point cloud map DB 145 is generated based on, for example, the point cloud data by the LiDAR 11 collected by the surveying vehicle equipped with the LiDAR 11. The map data of the point cloud map DB 145 may be appropriately updated based on the point cloud data from the LiDAR 11 of the surveying vehicle or the general vehicle.

プロセッサ102は、例えばCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)及びRISC(Reduced Instruction Set Computer)-CPU等のうち、少なくとも一種類をコアとして含む。プロセッサ102は、メモリ101に格納された位置推定プログラムに含まれる複数の命令を、実行する。これにより位置推定装置100は車両Aの位置を推定するための機能部を、複数構築する。機能部は、機能ブロックと言い換えることもできる。このように位置推定装置100では、メモリ101に格納された位置推定プログラムが複数の命令をプロセッサ102に実行させることで、複数の機能部が構築される。位置推定装置100により構築される複数の機能部には、図2に示すように、ランドマーク検出部110、抽出部120、特定部130及び位置決定部140が含まれる。 The processor 102 includes, for example, at least one of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), a RISC (Reduced Instruction Set Computer) -CPU, and the like as a core. The processor 102 executes a plurality of instructions included in the position estimation program stored in the memory 101. As a result, the position estimation device 100 constructs a plurality of functional units for estimating the position of the vehicle A. The functional part can be paraphrased as a functional block. In this way, in the position estimation device 100, a plurality of functional units are constructed by causing the processor 102 to execute a plurality of instructions by the position estimation program stored in the memory 101. As shown in FIG. 2, the plurality of functional units constructed by the position estimation device 100 include a landmark detection unit 110, an extraction unit 120, a specific unit 130, and a position determination unit 140.

ランドマーク検出部110は、外界カメラ12から送信された撮像画像を取得する。ランドマーク検出部110は、画像認識処理により撮像画像からランドマークLを検出する。ランドマークLは、例えば、路面標示、道路標識及び構造物の少なくとも1つである。ランドマーク検出部110は、ランドマークLの相対位置、形状及び大きさを画像認識により検出し、それらの情報を検出情報として抽出部120に提供する。なお、ランドマーク検出部110は、撮像画像からランドマークLを検出できなかった場合には、次の制御サイクルにて別の撮像画像からランドマークLの検出を実施する。 The landmark detection unit 110 acquires a captured image transmitted from the outside world camera 12. The landmark detection unit 110 detects the landmark L from the captured image by image recognition processing. The landmark L is, for example, at least one of a road marking, a road sign and a structure. The landmark detection unit 110 detects the relative position, shape and size of the landmark L by image recognition, and provides the information to the extraction unit 120 as detection information. If the landmark L cannot be detected from the captured image, the landmark detection unit 110 detects the landmark L from another captured image in the next control cycle.

抽出部120は、ランドマーク検出部110によるランドマークLの検出情報に基づいて、実際のランドマークLが存在すると推定される位置範囲を、推定範囲Reとして設定する。抽出部120は、LiDAR11にて検出された環境点群から、推定範囲Re内の点群を、範囲内点群として抽出する。 The extraction unit 120 sets the position range in which the actual landmark L is estimated to exist as the estimation range Re based on the detection information of the landmark L by the landmark detection unit 110. The extraction unit 120 extracts the point cloud within the estimation range Re as the point cloud within the range from the environment point cloud detected by LiDAR 11.

詳記すると、抽出部120は、推定範囲Reを、検出情報に基づくランドマークLの位置(カメラ検出位置)を中心とした範囲に設定する(図3参照)。なお、図3において格子のハッチングを付した円が、代表位置としてのカメラ検出位置を示しており、破線のハッチングを付した円が、実際のランドマークLの位置を示している。カメラ検出位置は、例えば、ランドマークLの重心位置等の代表位置とされる。又は、カメラ検出位置は、検出されたランドマークLの輪郭位置とされてもよい。 More specifically, the extraction unit 120 sets the estimation range Re to a range centered on the position of the landmark L based on the detection information (camera detection position) (see FIG. 3). In FIG. 3, the circle with the hatched grid indicates the camera detection position as the representative position, and the circle with the hatched broken line indicates the actual position of the landmark L. The camera detection position is, for example, a representative position such as the position of the center of gravity of the landmark L. Alternatively, the camera detection position may be the contour position of the detected landmark L.

なお、抽出部120は、ランドマーク地図DBに格納されたランドマーク地図情報に基づいて、当該推定範囲Reの位置を確定する。具体的には、抽出部120は、ランドマーク地図情報に含まれている位置情報とカメラ検出位置とを比較し、ランドマークLとは異なる物体がランドマークLとして誤認識されているか否かを判定する。ここで誤認識されていると判定した場合、ランドマーク検出部110にて検出処理がやり直される。誤認識されていないと判定した場合、当該推定範囲Reの位置を、カメラ検出位置に基づく位置として確定する。 The extraction unit 120 determines the position of the estimated range Re based on the landmark map information stored in the landmark map DB. Specifically, the extraction unit 120 compares the position information included in the landmark map information with the camera detection position, and determines whether or not an object different from the landmark L is erroneously recognized as the landmark L. judge. If it is determined that the recognition is erroneous here, the landmark detection unit 110 repeats the detection process. If it is determined that there is no erroneous recognition, the position of the estimated range Re is determined as the position based on the camera detection position.

抽出部120は、確定した位置における推定範囲Reの大きさを、車両Aからカメラ検出位置までの距離(カメラ検出距離)及びランドマークLの面積に基づいて決定する。具体的には、抽出部120は、カメラ検出距離が大きいほど、外界カメラ12の撮像方向における推定範囲Reの大きさを大きく設定する。なお、図3に示す例では、撮像方向は、車両Aの進行方向と実質一致しているとする。例えば、抽出部120は、外界カメラ12の撮像方向における位置精度とカメラ検出距離との関係に関連する係数に基づいて、カメラ検出距離に応じた撮像方向の大きさを調整すればよい。カメラ検出距離と推定範囲Reの撮像方向の大きさとの対応関係は、線形であってもよいし、非線形であってもよい。 The extraction unit 120 determines the size of the estimated range Re at the determined position based on the distance from the vehicle A to the camera detection position (camera detection distance) and the area of the landmark L. Specifically, the extraction unit 120 sets the size of the estimated range Re in the imaging direction of the external camera 12 to be larger as the camera detection distance is larger. In the example shown in FIG. 3, it is assumed that the imaging direction substantially coincides with the traveling direction of the vehicle A. For example, the extraction unit 120 may adjust the size of the image pickup direction according to the camera detection distance based on the coefficient related to the relationship between the position accuracy in the image pickup direction of the external camera 12 and the camera detection distance. The correspondence between the camera detection distance and the magnitude of the estimation range Re in the imaging direction may be linear or non-linear.

また、抽出部120は、撮像画像から認識される、ランドマークLにおける特定面の面積が大きいほど、推定範囲Reの撮像方向の大きさを小さくする。ここで特定面とは、画像認識によって撮像画像から認識されたランドマークLの面である。例えば、ランドマークLが看板標識である場合、当該標識における外界カメラ12側に面する面が、特定面とされる。また、ランドマークLが路面表示である場合、当該路面表示の路面上の面が、特定面とされる。面積の大きさと推定範囲Reの撮像方向における大きさとの対応関係は、線形であってもよいし、非線形であってもよい。 Further, the extraction unit 120 reduces the size of the estimation range Re in the imaging direction as the area of the specific surface in the landmark L recognized from the captured image is larger. Here, the specific surface is the surface of the landmark L recognized from the captured image by image recognition. For example, when the landmark L is a signboard sign, the surface facing the outside world camera 12 side of the signboard is regarded as a specific surface. Further, when the landmark L is a road surface indication, the surface on the road surface of the road surface indication is regarded as a specific surface. The correspondence between the size of the area and the size of the estimated range Re in the imaging direction may be linear or non-linear.

なお、抽出部120は、推定範囲Reの撮像方向における大きさを、撮像方向に直交する方向(直交方向)の大きさよりも大きく設定する。例えば、カメラ検出位置が代表位置である場合、抽出部120は、撮像方向を長径、その直交方向を短径とする、カメラ位置を中心とした楕円形状に推定範囲Reを規定する。 The extraction unit 120 sets the size of the estimation range Re in the image pickup direction to be larger than the size in the direction orthogonal to the image pickup direction (orthogonal direction). For example, when the camera detection position is a representative position, the extraction unit 120 defines the estimation range Re in an elliptical shape centered on the camera position, with the imaging direction having a major axis and the orthogonal direction having a minor axis.

抽出部120は、LiDAR11から環境点群データを取得し、以上により設定された推定範囲Re内の環境点群を、範囲内点群として抽出する。これにより、推定範囲Re外の環境点群は棄却される。図3に示す例では、ドットのハッチングを付した円が、範囲内点群を示している。図3における範囲内点群は、あくまで簡易的に例示したものであり、実際にはより多くの範囲内点群が抽出されてもよい。なお、取得される環境点群データには、LiDAR11又は抽出部120等により、セマンティックセグメンテーション等の処理に基づく種別情報が付与されている。又は、抽出部120にて範囲内点群のみに種別情報が付与されていてもよい。抽出部120は、抽出した範囲内点群のデータを特定部130に提供する。 The extraction unit 120 acquires the environment point cloud data from LiDAR 11, and extracts the environment point cloud within the estimation range Re set as described above as the range inside point cloud. As a result, the environmental point cloud outside the estimation range Re is rejected. In the example shown in FIG. 3, the circles with hatched dots indicate the point cloud within the range. The ranged point cloud in FIG. 3 is merely an example, and more ranged point clouds may actually be extracted. The acquired environment point cloud data is provided with type information based on processing such as semantic segmentation by the LiDAR 11 or the extraction unit 120 or the like. Alternatively, the extraction unit 120 may assign type information only to the point cloud within the range. The extraction unit 120 provides the data of the extracted range point cloud to the specific unit 130.

特定部130は、抽出された範囲内点群の中から、ランドマークLに対応する点群を、ランドマーク点群として特定する。一例として、特定部130は、範囲内点群の位置情報、及び範囲内点群の反射強度情報に基づいて、ランドマーク点群を特定する。範囲内点群の位置情報に基づく特定について詳記すると、特定部130は、範囲内点群においてランドマーク点群の候補となる各候補点群の重心位置と、撮像画像から検出されたランドマークLの重心位置との一致度を算出する。特定部130は、一致度の最も高い候補点群を、ランドマーク点群として仮決定する。なお、ここで候補点群とは、範囲内点群において種別情報に基づきグループ化された点群の各グループを意味する。 The specifying unit 130 identifies the point cloud corresponding to the landmark L as the landmark point cloud from the extracted range point cloud. As an example, the identification unit 130 identifies the landmark point cloud based on the position information of the point cloud within the range and the reflection intensity information of the point cloud within the range. To describe in detail the identification based on the position information of the point cloud within the range, the specific unit 130 describes the position of the center of gravity of each candidate point cloud that is a candidate for the landmark point cloud in the point cloud within the range, and the landmark detected from the captured image. The degree of coincidence with the position of the center of gravity of L is calculated. The specific unit 130 tentatively determines the candidate point cloud having the highest degree of coincidence as the landmark point cloud. Here, the candidate point cloud means each group of the point cloud grouped based on the type information in the range point cloud.

範囲内点群の反射強度情報に基づく特定について詳記すると、特定部130は、ランドマークLの検出情報に基づき推定される反射強度と、実際の各候補点群の反射強度とを比較する。具体的には、特定部130は、撮像画像から検出されたランドマークLの種別から、ランドマーク点群に推定される反射強度の範囲を規定する。以下において、当該範囲を反射強度範囲と表記する場合がある。ランドマークLの種別と反射強度範囲との対応関係は、例えば、メモリ101等に予め格納されている。なお、特定部130は、ランドマークLの種別に加え、ランドマークLまでの距離に応じた反射強度範囲を規定してもよい。 To describe in detail the identification based on the reflection intensity information of the point cloud within the range, the identification unit 130 compares the reflection intensity estimated based on the detection information of the landmark L with the actual reflection intensity of each candidate point cloud. Specifically, the specific unit 130 defines a range of reflection intensity estimated for the landmark point cloud from the type of the landmark L detected from the captured image. In the following, the range may be referred to as a reflection intensity range. The correspondence between the type of the landmark L and the reflection intensity range is stored in advance in, for example, a memory 101 or the like. In addition to the type of the landmark L, the specific unit 130 may specify the reflection intensity range according to the distance to the landmark L.

特定部130は、規定した反射強度範囲と、範囲内点群における候補点群の反射強度とを比較し、ランドマーク点群を確定する。例えば、特定部130は、候補点群における各点の反射強度の平均値を算出し、当該平均値が反射強度範囲内となる場合に、当該候補点群をランドマーク点群として確定すればよい。 The specific unit 130 compares the specified reflection intensity range with the reflection intensity of the candidate point cloud in the point cloud within the range, and determines the landmark point cloud. For example, the specific unit 130 may calculate the average value of the reflection intensity of each point in the candidate point group, and when the average value is within the reflection intensity range, the candidate point group may be determined as a landmark point group. ..

なお、特定部130は、反射強度に基づいてランドマーク点群となる候補点群を仮決定し、位置情報に基づいて当該候補点群をランドマーク点群として確定するか否かを判断してもよい。また、特定部130は、範囲内点群から移動物体の点群を除去した後に、ランドマーク点群の特定を実行してもよい。 The specific unit 130 tentatively determines a candidate point cloud to be a landmark point cloud based on the reflection intensity, and determines whether or not to determine the candidate point cloud as a landmark point cloud based on the position information. May be good. Further, the identification unit 130 may specify the landmark point cloud after removing the point cloud of the moving object from the point cloud within the range.

位置決定部140は、特定されたランドマーク点群を点群地図DBに格納された点群地図データとマッチングさせる。位置決定部140は、ICPアルゴリズム又はNDTアルゴリズム等、規定のアルゴリズムに従って、マッチングを実施する。これにより、位置決定部140は、点群地図データから、ランドマーク点群と対応する対応点群を特定する。位置決定部140は、ランドマーク点群に対する車両Aの相対位置と、対応点群の座標位置情報とに基づき、点群地図データ上での車両Aの絶対位置を、推定される車両Aの位置(推定自己位置)として決定する。位置決定部140は、決定した推定自己位置を、自動運転ECU40に提供する。 The position determination unit 140 matches the specified landmark point cloud with the point cloud map data stored in the point cloud map DB. The positioning unit 140 performs matching according to a specified algorithm such as an ICP algorithm or an NDT algorithm. As a result, the position determination unit 140 identifies the corresponding point cloud corresponding to the landmark point cloud from the point cloud map data. The position determination unit 140 estimates the absolute position of the vehicle A on the point cloud map data based on the relative position of the vehicle A with respect to the landmark point cloud and the coordinate position information of the corresponding point cloud. Determined as (estimated self-position). The position determining unit 140 provides the determined estimated self-position to the automatic driving ECU 40.

次に、機能ブロックの共同により、位置推定装置100が実行する位置推定方法のフローを、図4に従って以下に説明する。なお、後述するフローにおいて「S」とは、プログラムに含まれた複数命令によって実行される、フローの複数ステップを意味する。 Next, the flow of the position estimation method executed by the position estimation device 100 jointly by the functional blocks will be described below with reference to FIG. In the flow described later, "S" means a plurality of steps of the flow executed by a plurality of instructions included in the program.

まずS10では、ランドマーク検出部110が、外界カメラ12による撮像画像を取得する。次に、S20では、ランドマーク検出部110が、撮像画像に画像認識処理を行い、当該撮像画像にランドマークLが存在するか否かを判定する。存在しないと判定されると、本フローが、S10へと戻り、別の撮像画像を対象として再度判定が行われる。 First, in S10, the landmark detection unit 110 acquires an image captured by the outside world camera 12. Next, in S20, the landmark detection unit 110 performs image recognition processing on the captured image and determines whether or not the landmark L is present in the captured image. If it is determined that the image does not exist, the flow returns to S10, and the determination is performed again for another captured image.

一方で、S20にて撮像画像にランドマークLが存在すると判定すると、本フローがS30へと移行する。S30では、抽出部120が、撮像画像からのランドマークLの検出情報に基づいて、ランドマークLが存在すると推定される推定範囲Reを設定する。具体的には、S30では、抽出部120が、ランドマーク地図情報に基づいて推定範囲Reの位置を確定し、カメラ検出距離及びランドマークLの特定面の面積に基づいて、推定範囲Reの撮像方向の大きさを規定する。このとき、推定範囲Reの撮像方向に直交する方向の大きさは、撮像方向における大きさよりも小さく規定される。続くS40では、抽出部120が、設定した推定範囲Reに基づき、環境点群から範囲内点群を抽出する。 On the other hand, if it is determined in S20 that the landmark L is present in the captured image, this flow shifts to S30. In S30, the extraction unit 120 sets the estimation range Re in which the landmark L is presumed to exist, based on the detection information of the landmark L from the captured image. Specifically, in S30, the extraction unit 120 determines the position of the estimated range Re based on the landmark map information, and images the estimated range Re based on the camera detection distance and the area of the specific surface of the landmark L. Specifies the size of the direction. At this time, the size of the estimation range Re in the direction orthogonal to the image pickup direction is defined to be smaller than the size in the image pickup direction. In the following S40, the extraction unit 120 extracts the point cloud within the range from the environment point cloud based on the set estimation range Re.

さらに、S50では、特定部130が、ランドマークLの高さ情報を含む位置情報、及び範囲内点群の反射強度に基づいて、範囲内点群からランドマーク点群の特定を実行する。範囲内点群からランドマーク点群の特定ができなかった場合には、本フローがS10へと戻る。一方で、S50にて、範囲内点群からランドマーク点群が特定された場合には、本フローがS60へと移行する。そして、S60では、位置決定部140が、点群地図DB145に格納された点群地図データと、ランドマーク点群とをマッチングさせ、車両Aの推定自己位置を決定する。 Further, in S50, the identification unit 130 identifies the landmark point cloud from the within-range point cloud based on the position information including the height information of the landmark L and the reflection intensity of the within-range point cloud. If the landmark point cloud cannot be identified from the range point cloud, this flow returns to S10. On the other hand, when the landmark point cloud is specified from the range point cloud in S50, this flow shifts to S60. Then, in S60, the position determination unit 140 matches the point cloud map data stored in the point cloud map DB 145 with the landmark point cloud, and determines the estimated self-position of the vehicle A.

なお、上述のS10,S20が「検出プロセス」、S30,S40が「抽出プロセス」、S50が「特定プロセス」、S60が「位置決定プロセス」の一例である。 The above-mentioned S10 and S20 are examples of the "detection process", S30 and S40 are examples of the "extraction process", S50 is an example of the "specific process", and S60 is an example of the "position determination process".

以上の第1実施形態によれば、外界カメラ12による撮像画像から検出されたランドマークLが存在すると推定される推定範囲Re内の範囲内点群が、LiDAR11による環境点群から抽出される。そして、当該範囲内点群からランドマーク点群が特定され、当該ランドマーク点群と点群地図とのマッチングにより、推定される車両Aの位置が決定される。故に、LiDAR11により検出された環境点群が、撮像画像に基づき範囲内点群までに限定され、さらに範囲内点群からランドマーク点群までに限定されたうえで、点群地図とのマッチングに使用される。したがって、ランドマーク点群が確保されることでマッチングによる位置の推定が確実に可能になりながらも、マッチングに使用される環境点群の数自体は抑制され得る。以上により、処理負荷を低減した位置の推定が可能となりうる。 According to the above first embodiment, the point cloud within the estimated range Re where the landmark L detected from the image captured by the external camera 12 is presumed to exist is extracted from the environmental point cloud by LiDAR 11. Then, the landmark point cloud is specified from the point cloud within the range, and the estimated position of the vehicle A is determined by matching the landmark point cloud with the point cloud map. Therefore, the environmental point cloud detected by LiDAR11 is limited to the within-range point cloud based on the captured image, further limited to the within-range point cloud to the landmark point cloud, and then matched with the point cloud map. used. Therefore, although it is possible to reliably estimate the position by matching by securing the landmark point cloud, the number of environment point clouds used for matching itself can be suppressed. From the above, it is possible to estimate the position where the processing load is reduced.

また、第1実施形態によれば、推定される車両AからランドマークLまでの距離が大きいほど、外界カメラ12の撮像方向における推定範囲Reの大きさが大きく規定される。故に、撮像画像に基づく撮像方向位置の検出精度がより低くなる遠方のランドマークLについて、撮像方向における大きさのより大きい推定範囲Reが規定され得る。したがって、推定範囲Re内に実際のランドマークLが含まれる可能性が高くなり、ランドマーク点群がより確実に抽出され得る。 Further, according to the first embodiment, the larger the estimated distance from the vehicle A to the landmark L, the larger the size of the estimated range Re in the imaging direction of the external camera 12 is defined. Therefore, for a distant landmark L in which the detection accuracy of the position in the imaging direction based on the captured image is lower, an estimated range Re having a larger magnitude in the imaging direction can be defined. Therefore, there is a high possibility that the actual landmark L is included in the estimation range Re, and the landmark point cloud can be extracted more reliably.

加えて、第1実施形態によれば、撮像画像に基づき認識されたランドマークLにおける特定面の面積が大きいほど、撮像方向における推定範囲Reの大きさが小さく設定される。故に、撮像画像に基づく撮像方向位置の検出精度がより高くなり得る、特定面の大きなランドマークLについて、撮像方向における大きさのより小さい推定範囲Reが規定され得る。したがって、推定範囲Re内に含まれる点群が少なくなり、処理負荷がより低減され得る。 In addition, according to the first embodiment, the larger the area of the specific surface in the landmark L recognized based on the captured image, the smaller the size of the estimated range Re in the imaging direction is set. Therefore, an estimation range Re having a smaller size in the imaging direction can be defined for the large landmark L on the specific surface, which can increase the detection accuracy of the imaging direction position based on the captured image. Therefore, the number of point clouds included in the estimation range Re is reduced, and the processing load can be further reduced.

さらに、第1実施形態によれば、推定範囲Reの撮像方向における大きさが、撮像方向の直交方向における大きさよりも大きく設定される。故に、撮像画像に基づく位置の検出精度がより低くなる撮像方向における大きさのより大きい推定範囲Reが規定され得る。したがって、推定範囲Re内に実際のランドマークLが含まれる可能性が高くなり、ランドマーク点群がより確実に抽出され得る。 Further, according to the first embodiment, the size of the estimation range Re in the image pickup direction is set to be larger than the size in the direction orthogonal to the image pickup direction. Therefore, an estimated range Re having a larger magnitude in the imaging direction in which the detection accuracy of the position based on the captured image becomes lower can be defined. Therefore, there is a high possibility that the actual landmark L is included in the estimation range Re, and the landmark point cloud can be extracted more reliably.

また、第1実施形態によれば、ランドマークLの位置情報を含むベクトル地図に基づいて、推定範囲Reが確定される。故に、撮像画像に基づくランドマークLの誤検出が発生した場合に、ランドマークLの位置情報に基づいてこれが補正され得る。 Further, according to the first embodiment, the estimation range Re is determined based on the vector map including the position information of the landmark L. Therefore, when the false detection of the landmark L based on the captured image occurs, this can be corrected based on the position information of the landmark L.

加えて、第1実施形態によれば、撮像画像に基づき推定されたランドマークLの高さ情報に基づいて、ランドマーク点群が特定される。したがって、ランドマーク点群がより正確に特定され得る。 In addition, according to the first embodiment, the landmark point cloud is specified based on the height information of the landmark L estimated based on the captured image. Therefore, the landmark point cloud can be identified more accurately.

また、第1実施形態によれば、ランドマークLに推定される反射強度範囲と、範囲内点群の反射強度とに基づいて、ランドマーク点群が特定される。故に、反射強度が推定される反射強度範囲から外れた点群に関して、ランドマーク点群から除外され得る。したがって、ランドマーク点群の誤検出が回避され得る。 Further, according to the first embodiment, the landmark point cloud is specified based on the reflection intensity range estimated for the landmark L and the reflection intensity of the point cloud within the range. Therefore, a point cloud whose reflection intensity is out of the estimated reflection intensity range can be excluded from the landmark point cloud. Therefore, false detection of the landmark point cloud can be avoided.

(他の実施形態)
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品及び/又は要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品及び/又は要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品及び/又は要素の置き換え、又は組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
(Other embodiments)
The disclosure herein is not limited to the exemplary embodiments. Disclosures include exemplary embodiments and modifications by those skilled in the art based on them. For example, the disclosure is not limited to the parts and / or combinations of elements shown in the embodiments. Disclosure can be carried out in various combinations. Disclosures can have additional parts that can be added to the embodiments. Disclosures include those in which the parts and / or elements of the embodiment are omitted. Disclosures include the replacement or combination of parts and / or elements between one embodiment and another. The technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments. Some technical scopes disclosed are indicated by the description of the scope of claims and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the scope of claims. ..

上述の実施形態の変形例として、位置推定装置100は、カメラ検出位置の精度に基づいて、位置推定に用いるランドマークLを選定してもよい。例えば、抽出部120が、推定範囲Reの大きさが許容範囲を超えたランドマークLについて、範囲内点群の抽出を中断してもよい。この場合の許容範囲は、検出されたランドマークLの数等に基づいて、適宜変更されてもよい。 As a modification of the above-described embodiment, the position estimation device 100 may select the landmark L used for position estimation based on the accuracy of the camera detection position. For example, the extraction unit 120 may interrupt the extraction of the point cloud within the range for the landmark L in which the size of the estimation range Re exceeds the allowable range. The permissible range in this case may be appropriately changed based on the number of detected landmarks L and the like.

上述の実施形態において、位置推定装置100にて推定された自己位置は、自動運転ECU40における自動運転モードの実行にて利用されるとしたが、他のアプリケーションの実行に利用されてもよい。例えば、自己位置は、車載表示器における経路案内表示の実行に利用されてもよい。 In the above-described embodiment, the self-position estimated by the position estimation device 100 is used for executing the automatic operation mode in the automatic operation ECU 40, but it may be used for executing other applications. For example, the self-position may be used to execute a route guidance display on an in-vehicle display.

上述の実施形態において、位置推定装置100を構成する専用コンピュータは、ロケータECUであるとした。これに代えて、位置推定装置100を構成する専用コンピュータは、自動運転ECU40であってもよい。又は、位置推定装置100を構成する専用コンピュータは、車両Aの走行アクチュエータを個別制御する、アクチュエータECUであってもよい。位置推定装置100を構成する専用コンピュータは、車両Aの走行経路をナビゲートする、ナビゲーションECUであってもよい。位置推定装置100を構成する専用コンピュータは、車両Aの情報提示系の情報提示を制御する、HCU(HMI(Human Machine Interface) Control Unit)であってもよい。 In the above-described embodiment, the dedicated computer constituting the position estimation device 100 is assumed to be a locator ECU. Instead of this, the dedicated computer constituting the position estimation device 100 may be the automatic operation ECU 40. Alternatively, the dedicated computer constituting the position estimation device 100 may be an actuator ECU that individually controls the traveling actuator of the vehicle A. The dedicated computer constituting the position estimation device 100 may be a navigation ECU for navigating the traveling route of the vehicle A. The dedicated computer constituting the position estimation device 100 may be an HCU (HMI (Human Machine Interface) Control Unit) that controls the information presentation of the information presentation system of the vehicle A.

位置推定装置100は、デジタル回路及びアナログ回路のうち少なくとも一方をプロセッサ102として含んで構成される、専用のコンピュータであってもよい。ここで特にデジタル回路とは、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、SOC(System on a Chip)、PGA(Programmable Gate Array)、及びCPLD(Complex Programmable Logic Device)等のうち、少なくとも一種類である。またこうしたデジタル回路は、プログラムを格納したメモリ101を、備えていてもよい。 The position estimation device 100 may be a dedicated computer configured to include at least one of a digital circuit and an analog circuit as a processor 102. Here, particularly digital circuits include, for example, ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), SOC (System on a Chip), PGA (Programmable Gate Array), CPLD (Complex Programmable Logic Device) and the like. Of these, at least one. Further, such a digital circuit may include a memory 101 in which a program is stored.

位置推定装置100は、1つのコンピュータ、又はデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供され得る。例えば、上述の実施形態における位置推定装置100の提供する機能の一部は、他のECUによって実現されてもよい。 The position estimation device 100 may be provided by one computer, or a set of computer resources linked by a data communication device. For example, a part of the functions provided by the position estimation device 100 in the above-described embodiment may be realized by another ECU.

11 LiDAR(光センサ)、 12 外界カメラ(カメラ)、 100 位置推定装置、 102 プロセッサ、 110 ランドマーク検出部(検出部)、 120 抽出部、 130 特定部、 140 位置決定部、 A 車両、 L ランドマーク、 Re 推定範囲。 11 LiDAR (optical sensor), 12 external camera (camera), 100 position estimation device, 102 processor, 110 landmark detection unit (detection unit), 120 extraction unit, 130 specific unit, 140 position determination unit, A vehicle, L land Mark, Re Estimated range.

Claims (9)

光照射に対する反射光を検出することで車両(A)の周囲環境の特徴点の点群である環境点群を検出する光センサ(11)と、前記周囲環境を撮像するカメラ(12)とを搭載した前記車両の位置を推定する位置推定装置であって、
前記カメラによる撮像画像から、前記周囲環境におけるランドマーク(L)を検出する検出部(110)と、
前記環境点群から、前記ランドマークが存在すると推定される範囲である推定範囲(Re)内の点群を、範囲内点群として抽出する抽出部(120)と、
前記ランドマークに対応する点群であるランドマーク点群を、前記範囲内点群の中から特定する特定部(130)と、
前記ランドマーク点群を点群地図とマッチングさせて、推定される前記車両の位置を決定する位置決定部(140)と、
を備える位置推定装置。
An optical sensor (11) that detects an environment point cloud that is a point cloud of characteristic points of the surrounding environment of the vehicle (A) by detecting reflected light for light irradiation, and a camera (12) that captures the surrounding environment. It is a position estimation device that estimates the position of the mounted vehicle.
A detection unit (110) that detects a landmark (L) in the surrounding environment from an image captured by the camera.
An extraction unit (120) that extracts a point cloud within the estimation range (Re), which is a range in which the landmark is estimated to exist, from the environment point cloud as a point cloud within the range.
A specific portion (130) that identifies a landmark point cloud, which is a point cloud corresponding to the landmark, from the point cloud within the range, and
A position-determining unit (140) that determines the estimated position of the vehicle by matching the landmark point cloud with the point cloud map.
A position estimator equipped with.
前記抽出部は、推定される前記車両から前記ランドマークまでの距離が大きいほど、前記カメラの撮像方向における前記推定範囲の大きさを大きくする請求項1に記載の位置推定装置。 The position estimation device according to claim 1, wherein the extraction unit increases the size of the estimation range in the imaging direction of the camera as the estimated distance from the vehicle to the landmark increases. 前記抽出部は、前記撮像画像に基づき認識した前記ランドマークにおける特定面の面積が大きいほど、前記カメラの撮像方向における前記推定範囲の大きさを小さくする請求項1又は請求項2に記載の位置推定装置。 The position according to claim 1 or 2, wherein the larger the area of the specific surface in the landmark recognized based on the captured image, the smaller the size of the estimated range in the imaging direction of the camera. Estimator. 前記抽出部は、前記カメラの撮像方向における前記推定範囲の大きさを、前記撮像方向の直交方向における大きさよりも大きく設定する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の位置推定装置。 The position estimation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the extraction unit sets the size of the estimation range in the image pickup direction of the camera to be larger than the size in the direction orthogonal to the image pickup direction. .. 前記抽出部は、前記ランドマークの位置情報を含むベクトル地図に基づいて、前記推定範囲の位置を確定する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の位置推定装置。 The position estimation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the extraction unit determines the position of the estimation range based on a vector map including the position information of the landmark. 前記特定部は、前記撮像画像に基づき推定した前記ランドマークの高さ情報に基づいて、前記ランドマーク点群を特定する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の位置推定装置。 The position estimation device according to any one of claims 1 to 5, wherein the specific unit identifies the landmark point cloud based on the height information of the landmark estimated based on the captured image. 前記特定部は、前記ランドマークに推定される反射強度範囲と、前記範囲内点群の反射強度とに基づいて、前記ランドマーク点群を特定する請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の位置推定装置。 The specific unit is any one of claims 1 to 6, which specifies the landmark point cloud based on the reflection intensity range estimated for the landmark and the reflection intensity of the point cloud within the range. The position estimation device described in. 光照射に対する反射光を検出することで車両(A)の周囲環境の特徴点の点群である環境点群を検出する光センサ(11)と、前記周囲環境を撮像するカメラ(12)とを搭載した前記車両の位置を推定するために、プロセッサ(102)により実行される位置推定方法であって、
前記カメラによる撮像画像から、前記周囲環境におけるランドマーク(L)を検出する検出プロセス(S10,S20)と、
前記環境点群から、前記ランドマークが存在すると推定される範囲である推定範囲(Re)内の点群を、範囲内点群として抽出する抽出プロセス(S30,S40)と、
前記ランドマークに対応する点群であるランドマーク点群を、前記範囲内点群の中から特定する特定プロセス(S50)と、
前記ランドマーク点群を点群地図とマッチングさせて、推定される前記車両の位置を決定する位置決定プロセス(S60)と、
を含む位置推定方法。
An optical sensor (11) that detects an environment point cloud that is a point cloud of characteristic points of the surrounding environment of the vehicle (A) by detecting reflected light for light irradiation, and a camera (12) that captures the surrounding environment. A position estimation method executed by a processor (102) for estimating the position of the mounted vehicle.
A detection process (S10, S20) for detecting a landmark (L) in the surrounding environment from an image captured by the camera.
An extraction process (S30, S40) for extracting a point cloud within the estimation range (Re), which is a range in which the landmark is estimated to exist, from the environment point cloud as a point cloud within the range.
A specific process (S50) for specifying a landmark point cloud, which is a point cloud corresponding to the landmark, from the point cloud within the range.
The position-fixing process (S60), which determines the estimated position of the vehicle by matching the landmark point cloud with the point cloud map,
Position estimation method including.
光照射に対する反射光を検出することで車両(A)の周囲環境の特徴点の点群である環境点群を検出する光センサ(11)と、前記周囲環境を撮像するカメラ(12)とを搭載した前記車両の位置を推定するために、プロセッサ(102)に実行させる命令を含む位置推定プログラムであって、
前記命令は、
前記カメラによる撮像画像から、前記周囲環境におけるランドマーク(L)を検出させる検出プロセス(S10,S20)と、
前記環境点群から、前記ランドマークが存在すると推定される範囲である推定範囲(Re)内の点群を、範囲内点群として抽出させる抽出プロセス(S30,S40)と、
前記ランドマークに対応する点群であるランドマーク点群を、前記範囲内点群の中から特定させる特定プロセス(S50)と、
前記ランドマーク点群を点群地図とマッチングさせて、推定される前記車両の位置を決定させる位置決定プロセス(S60)と、
を含む位置推定プログラム。
An optical sensor (11) that detects an environment point cloud, which is a point cloud of characteristic points of the surrounding environment of the vehicle (A) by detecting reflected light for light irradiation, and a camera (12) that captures the surrounding environment. A position estimation program including an instruction to be executed by a processor (102) in order to estimate the position of the mounted vehicle.
The command is
A detection process (S10, S20) for detecting a landmark (L) in the surrounding environment from an image captured by the camera.
An extraction process (S30, S40) for extracting a point cloud within the estimation range (Re), which is a range in which the landmark is estimated to exist, from the environment point cloud as a point cloud within the range.
A specific process (S50) for specifying a landmark point cloud, which is a point cloud corresponding to the landmark, from the point cloud within the range.
A position-fixing process (S60) in which the landmark point cloud is matched with the point cloud map to determine the estimated position of the vehicle.
Position estimation program including.
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