JP2022142826A - 自車位置推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車位置を精度よく推定することが可能な自車位置推定装置を提供する。【解決手段】自車位置推定装置５０は、ランドマークの情報を含む地図情報を記憶する記憶部１２と、自車両の外界状況を検出するカメラ１ａと、カメラ１ａにより検出された外界状況の情報に基づいて、自車両の周辺におけるランドマークを認識するランドマーク認識部１３１と、認識されたランドマークの態様が時間帯によって変化するか否かを判定するランドマーク判定部１３２と、時間帯によって変化すると判定されたランドマークの情報を、記憶部１２に記憶された地図情報から削除するように記憶部１２を制御する記憶制御部１３３と、記憶部１２に記憶された地図情報に基づいて自車位置を推定する位置推定部１３４と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、自車位置を推定する自車位置推定装置に関する。

この種の装置として、従来、車載カメラにより取得された周辺画像と、予めデータベースに登録された各位置の風景の画像である位置画像と、を比較し、周辺画像との類似度が高い位置画像を選択するとともに、選択された画像に対応する位置を車両の位置として推定するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１９－１９６９８１号公報

しかしながら、車両の走行する時間帯が異なると、同一地点を走行している場合であっても取得される風景の画像が異なることがある。このため、上記特許文献１記載の装置の構成では、車両位置を精度よく推定することが困難である。

本発明の一態様である自車位置推定装置は、ランドマークの情報を含む地図情報を記憶する記憶部と、自車両の外界状況を検出する外界検出部と、外界検出部により検出された外界状況の情報に基づいて、自車両の周辺におけるランドマークを認識するランドマーク認識部と、ランドマーク認識部により認識されたランドマークの態様が時間帯によって変化するか否かを判定するランドマーク判定部と、ランドマーク判定部により時間帯によって変化すると判定されたランドマークの情報を、記憶部に記憶された地図情報から削除するように記憶部を制御する記憶制御部と、記憶部に記憶された地図情報に基づいて自車位置を推定する位置推定部と、を備える。

本発明によれば、ランドマークの情報に基づいて自車位置を精度よく推定することができる。

本発明の実施形態に係る自車位置推定装置が適用される自動運転車両の車両制御システムの全体構成を概略的に示すブロック図。 本発明の実施形態に係る自車位置推定装置を有する自車両の車載カメラにより取得された撮像画像の一例を示す図。 本発明の実施形態に係る自車位置推定装置を有する自車両の車載カメラにより取得された撮像画像の他の例を示す図。 本発明の実施形態に係る自車位置推定装置の要部構成を示すブロック図。 図３のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。

以下、図１～図４を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る自車位置推定装置は、自動運転機能を有する車両、すなわち自動運転車両に適用される。なお、自車位置推定装置を手動運転車両に用いることもできる。本実施形態に係る自車位置推定装置が適用される車両を、他車両と区別して自車両と呼ぶことがある。自車両は、内燃機関（エンジン）を走行駆動源として有するエンジン車両、走行モータを走行駆動源として有する電気自動車、エンジンと走行モータとを走行駆動源として有するハイブリッド車両のいずれであってもよい。自車両は、ドライバによる運転操作が不要な自動運転モードでの走行だけでなく、ドライバの運転操作による手動運転モードでの走行も可能である。

まず、自動運転に係る概略構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る自車位置推定装置が適用される自動運転車両の車両制御システム１００の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、車両制御システム１００は、コントローラ１０と、コントローラ１０にそれぞれ通信可能に接続された外部センサ群１と、内部センサ群２と、入出力装置３と、測位ユニット４と、地図データベース５と、ナビゲーション装置６と、通信ユニット７と、走行用のアクチュエータＡＣとを主に有する。

外部センサ群１は、自車両の周辺情報である外部状況を検出する複数のセンサ（外部センサ）の総称である。例えば外部センサ群１には、自車両の全方位の照射光に対する散乱光を測定して自車両から周辺の障害物までの距離を測定するライダ、電磁波を照射し反射波を検出することで自車両の周辺の他車両や障害物等を検出するレーダ、自車両に搭載され、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有して自車両の周辺（前方、後方および側方）を撮像するカメラなどが含まれる。

内部センサ群２は、自車両の走行状態を検出する複数のセンサ（内部センサ）の総称である。例えば内部センサ群２には、自車両の車速を検出する車速センサ、自車両の前後方向の加速度および左右方向の加速度（横加速度）をそれぞれ検出する加速度センサ、走行駆動源の回転数を検出する回転数センサ、自車両の重心の鉛直軸回りの回転角速度を検出するヨーレートセンサなどが含まれる。手動運転モードでのドライバの運転操作、例えばアクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作、ステアリングホイールの操作等を検出するセンサも内部センサ群２に含まれる。

入出力装置３は、ドライバから指令が入力されたり、ドライバに対し情報が出力されたりする装置の総称である。例えば入出力装置３には、操作部材の操作によりドライバが各種指令を入力する各種スイッチ、ドライバが音声で指令を入力するマイク、ドライバに表示画像を介して情報を提供するディスプレイ、ドライバに音声で情報を提供するスピーカなどが含まれる。

測位ユニット（ＧＮＳＳユニット）４は、測位衛星から送信された測位用の信号を受信する測位センサを有する。測位センサを内部センサ群２に含めることもできる。測位衛星は、ＧＰＳ衛星や準天頂衛星などの人工衛星である。測位ユニット４は、測位センサが受信した測位情報を利用して、自車両の現在位置（緯度、経度、高度）を測定する。

地図データベース５は、ナビゲーション装置６に用いられる一般的な地図情報を記憶する装置であり、例えばハードディスクや半導体素子により構成される。地図情報には、道路の位置情報、道路形状（曲率など）の情報、交差点や分岐点の位置情報が含まれる。なお、地図データベース５に記憶される地図情報は、コントローラ１０の記憶部１２に記憶される高精度な地図情報とは異なる。

ナビゲーション装置６は、ドライバにより入力された目的地までの道路上の目標経路を探索するとともに、目標経路に沿った案内を行う装置である。目的地の入力および目標経路に沿った案内は、入出力装置３を介して行われる。目標経路は、測位ユニット４により測定された自車両の現在位置と、地図データベース５に記憶された地図情報とに基づいて演算される。外部センサ群１の検出値を用いて自車両の現在位置を測定することもでき、この現在位置と記憶部１２に記憶された高精度な地図情報とに基づいて目標経路を演算するようにしてもよい。

通信ユニット７は、インターネット網や携帯電話網等に代表される無線通信網を含むネットワークを介して図示しない各種サーバと通信し、地図情報、他車両の走行履歴情報および交通情報などを定期的に、あるいは任意のタイミングでサーバから取得する。他車両の走行履歴情報を取得するだけでなく、通信ユニット７を介して自車両の走行履歴情報をサーバに送信するようにしてもよい。ネットワークには、公衆無線通信網だけでなく、所定の管理地域ごとに設けられた閉鎖的な通信網、例えば無線ＬＡＮ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等も含まれる。取得した地図情報は、地図データベース５や記憶部１２に出力され、地図情報が更新される。

アクチュエータＡＣは、自車両の走行を制御するための走行用アクチュエータである。走行駆動源がエンジンである場合、アクチュエータＡＣには、エンジンのスロットルバルブの開度（スロットル開度）を調整するスロットル用アクチュエータが含まれる。走行駆動源が走行モータである場合、走行モータがアクチュエータＡＣに含まれる。自車両の制動装置を作動するブレーキ用アクチュエータと転舵装置を駆動する転舵用アクチュエータもアクチュエータＡＣに含まれる。

コントローラ１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成される。より具体的には、コントローラ１０は、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）等の演算部１１と、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶部１２と、Ｉ／Ｏインターフェース等の図示しないその他の周辺回路とを有するコンピュータを含んで構成される。なお、エンジン制御用ＥＣＵ、走行モータ制御用ＥＣＵ、制動装置用ＥＣＵ等、機能の異なる複数のＥＣＵを別々に設けることができるが、図１では、便宜上、これらＥＣＵの集合としてコントローラ１０が示される。

記憶部１２には、高精度の詳細な道路地図情報が記憶される。道路地図情報には、道路の位置情報、道路形状（曲率など）の情報、道路の勾配の情報、交差点や分岐点の位置情報、車線数の情報、車線の幅員および車線毎の位置情報（車線の中央位置や車線位置の境界線の情報）、地図上の目印としてのランドマーク（信号機、標識、建物等）の情報、路面の凹凸などの路面プロファイルの情報が含まれる。ランドマークの情報（ランドマーク情報）には、ランドマークの形状（輪郭）、特性、位置などの情報が含まれる。ランドマークの特性の情報は、例えば時間帯や天候、気候によってランドマークの見え方が変化するか否かの情報である。

記憶部１２に記憶される地図情報には、通信ユニット７を介して取得した自車両の外部から取得した地図情報（外部地図情報と呼ぶ）と、外部センサ群１の検出値あるいは外部センサ群１と内部センサ群２との検出値を用いて自車両自体で作成される地図情報（内部地図情報と呼ぶ）とが含まれる。外部地図情報は、例えばクラウドサーバを介して取得した地図（クラウド地図と呼ぶ）の情報であり、内部地図情報は、例えばＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）等の技術を用いてマッピングにより生成される点群データからなる地図（環境地図と呼ぶ）の情報である。外部地図情報は、自車両と他車両とで共有されるのに対し、内部地図情報は、自車両の独自の地図情報（例えば自車両が単独で有する地図情報）である。

記憶部１２には、各種制御のプログラム、プログラムで用いられる閾値等の情報についての情報も記憶される。さらに記憶部１２には、内部センサ群２により得られた自車両の走行履歴情報が、高精度の地図情報（例えば環境地図の情報）に対応付けて記憶される。走行履歴情報は、手動運転で走行中の自車両が過去にいかなる態様で道路を走行したかを表す情報であり、走行経路や走行日時等の情報、車速、加減速の程度等の情報が、走行履歴情報として道路の位置情報に対応付けて記憶される。

演算部１１は、機能的構成として、自車位置認識部１３と、外界認識部１４と、行動計画生成部１５と、走行制御部１６と、地図生成部１７とを有する。

自車位置認識部１３は、測位ユニット４で得られた自車両の位置情報および地図データベース５の地図情報に基づいて、地図上の自車両の位置（自車位置）を認識する。記憶部１２に記憶された地図情報と、外部センサ群１が検出した自車両の周辺情報とを用いて自車位置を認識してもよく、これにより自車位置を高精度に認識することができる。例えば、予め記憶部１２に記憶されたランドマークの画像情報と、走行時にカメラにより取得された画像情報とを比較して、カメラ画像に含まれるランドマークが認識されたとき、このランドマークの位置を基準にして、自車位置を認識することもできる。なお、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサで自車位置を測定可能であるとき、そのセンサと通信ユニット７を介して通信することにより、自車位置を認識することもできる。

外界認識部１４は、ライダ、レーダ、カメラ等の外部センサ群１からの信号に基づいて自車両の周囲の外部状況を認識する。例えば自車両の周辺を走行する周辺車両（前方車両や後方車両）の位置や速度や加速度、自車両の周囲に停車または駐車している周辺車両の位置、および他の物体の位置や状態などを認識する。他の物体には、標識、信号機、道路の区画線や停止線等の標示、建物、ガードレール、電柱、看板、歩行者、自転車等が含まれる。他の物体の状態には、信号機の色（赤、青、黄）、歩行者や自転車の移動速度や向きなどが含まれる。他の物体のうち静止している物体の一部は、地図上の位置の指標となるランドマークを構成し、外界認識部１４は、ランドマークの位置と種別も認識する。

行動計画生成部１５は、例えばナビゲーション装置６で演算された目標経路と、記憶部１２に記憶された地図情報と、自車位置認識部１３で認識された自車位置と、外界認識部１４で認識された外部状況とに基づいて、現時点から所定時間先までの自車両の走行軌道（目標軌道）を生成する。目標経路上に目標軌道の候補となる複数の軌道が存在するときには、行動計画生成部１５は、その中から法令を順守し、かつ効率よく安全に走行する等の基準を満たす最適な軌道を選択し、選択した軌道を目標軌道とする。そして、行動計画生成部１５は、生成した目標軌道に応じた行動計画を生成する。行動計画生成部１５は、先行車両を追い越すための追い越し走行、走行車線を変更する車線変更走行、先行車両に追従する追従走行、走行車線を逸脱しないように車線を維持するレーンキープ走行、減速走行または加速走行等に対応した種々の行動計画を生成する。行動計画生成部１５は、目標軌道を生成する際に、まず走行態様を決定し、走行態様に基づいて目標軌道を生成する。

走行制御部１６は、自動運転モードにおいて、行動計画生成部１５で生成された目標軌道に沿って自車両が走行するように各アクチュエータＡＣを制御する。より具体的には、走行制御部１６は、自動運転モードにおいて道路勾配などにより定まる走行抵抗を考慮して、行動計画生成部１５で算出された単位時間毎の目標加速度を得るための要求駆動力を算出する。そして、例えば内部センサ群２により検出された実加速度が目標加速度となるようにアクチュエータＡＣをフィードバック制御する。すなわち、自車両が目標車速および目標加速度で走行するようにアクチュエータＡＣを制御する。なお、手動運転モードでは、走行制御部１６は、内部センサ群２により取得されたドライバからの走行指令（ステアリング操作等）に応じて各アクチュエータＡＣを制御する。

地図生成部１７は、手動運転モードで走行しながら、外部センサ群１により検出された検出値を用いて、３次元の点群データからなる環境地図を生成する。具体的には、カメラにより取得されたカメラ画像から、画素ごとの輝度や色の情報に基づいて物体の輪郭を示すエッジを抽出するとともに、そのエッジ情報を用いて特徴点を抽出する。特徴点は例えばエッジの交点であり、建物の角や道路標識の角などに対応する。地図生成部１７は、抽出された特徴点を順次、環境地図上にプロットし、これにより自車両が走行した道路周辺の環境地図が生成される。カメラに代えて、レーダやライダにより取得されたデータを用いて自車両の周囲の物体の特徴点を抽出し、環境地図を生成するようにしてもよい。

自車位置認識部１３は、地図生成部１７による地図作成処理と並行して、自車両の位置推定処理を行う。すなわち、特徴点の時間経過に伴う位置の変化に基づいて、自車両の位置を推定する。地図作成処理と位置推定処理とは、例えばＳＬＡＭのアルゴリズムにしたがって同時に行われる。地図生成部１７は、手動運転モードで走行するときだけでなく、自動運転モードで走行するときにも同様に環境地図を生成することができる。既に環境地図が生成されて記憶部１２に記憶されている場合、地図生成部１７は、新たに得られた特徴点により環境地図を更新してもよい。

本実施形態に係る自車位置推定装置の特徴的構成について説明する。自車位置推定装置は、例えば自動運転モードで走行時に、予め記憶部１２に記憶された地図情報、特にランドマークの位置情報を基準にし、そのランドマークに対する自車両の相対位置を外部センサ群１によって検出することで、自車位置を推定するように構成される。したがって、自車位置推定装置は、自車位置推定のために自車両の周辺のランドマークを精度よく認識する必要がある。

図２Ａ，図２Ｂは、それぞれ自車位置推定装置を有する自車両のカメラ（車載カメラ）により取得された撮像画像を示す図である。特に図２Ａは、日中（昼間）に自車両が走行したときに取得されたカメラ画像２００Ａ（日中画像と呼ぶ）であり、図２Ｂは、同一地点を夜間に自車両が走行したときに取得されたカメラ画像２００Ｂ（夜間画像と呼ぶ）である。なお、日中とは、例えば日の出から日没までの時間帯であり、夜間とは、例えば日没から日の出までの時間帯である。

図２Ａに示すように、日中画像２００Ａからは、区画線を表す区画線画像２０１と、道路の側壁を表す側壁画像２０２と、道路に面した街灯を表す街灯画像２０３と、建物の輪郭や窓を表す建物画像２０４と、側壁の影（ハッチング）を表す影画像２０５とが得られる。したがって、これら画像上の特徴点を用いて複数のランドマークを認識することができる。すなわち、区画線、側壁、街灯、建物および影のそれぞれをランドマークとして認識することができる。

一方、図２Ｂに示すように、夜間画像２００Ｂからは、区画線画像２０１と、側壁画像２０２とが得られる。しかし、夜間には街灯が点灯し、建物の窓も照明により照らされるので、街灯や建物の輪郭をカメラ画像から明瞭に認識することは困難である。このため、夜間画像２００Ｂからは、日中画像２００Ａから得られたのと同様の街灯画像２０３や建物画像２０４を得ることができない。また、夜間には太陽光による影が生じないので、夜間画像２００Ｂからは影画像２０５を得ることができない。したがって、区画線と側壁については夜間画像２００Ｂからもランドマークとして認識できるが、街灯、建物および影についてはランドマークとして認識することはできない。

このように日中と夜間とでは、カメラにより認識されるランドマークが異なる。このため、自車位置認識部１３（図１）が、例えば日中にしか認識されない不確かなランドマーク（例えば街灯や影）の情報に基づいて夜間に自車位置を推定することは困難である。また、このような不確かなランドマークの情報を記憶部１２に記憶したままとしたのでは、記憶容量が損なわれる。この点を考慮し、本実施形態では以下のように自車位置推定装置を構成する。

図３は、本実施形態に係る自車位置推定装置５０の要部構成を示すブロック図である。自車位置推定装置５０は、本実施形態に係る地図情報生成装置を有する。以下では、煩雑な説明を避けるため、自動運転モードで走行時に自車位置を推定するものとして、自車位置推定装置５０の構成を説明する。自動運転モードで走行する前には、自車両が手動運転モードで走行しながらランドマーク情報を含む環境地図が生成される。その後、この環境地図を用いて自車両が自動運転モードで走行する。

自車位置推定装置５０は、図１の車両制御システム１００の一部を構成する。図３に示すように、自車位置推定装置５０は、カメラ１ａと、センサ１ｂと、コントローラ１０とを有する。

カメラ１ａは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子（イメージセンサ）を有する単眼カメラであり、図１の外部センサ群１の一部を構成する。カメラ１ａはステレオカメラであってもよい。カメラ１ａは、例えば自車両の前部の所定位置に取り付けられ、自車両の前方空間を連続的に撮像して対象物の画像（カメラ画像）を取得する。図２Ａに示すように、対象物には、街灯、建物、道路の側壁、区画線の他、影の部分も含まれる。すなわち、カメラ画像の画素ごとの輝度や色の情報に基づいて、輪郭を示すエッジを抽出することが可能となる物が、対象物となる。センサ１ｂは、ランドマークに対する自車両の相対位置を検出する検出器であり、例えばライダにより構成される。なお、カメラ１ａをセンサ１ｂとして用いることもできる。

図３のコントローラ１０は、演算部１１（図１）が担う機能的構成として、ランドマーク認識部１３１と、ランドマーク判定部１３２と、記憶制御部１３３と、位置推定部１３４とを有する。これらランドマーク認識部１３１とランドマーク判定部１３２と記憶制御部１３３と位置推定部１３４とは、自車位置を推定する機能を有し、図１の自車位置認識部１３の一部を構成する。

記憶部１２には、予め自車両の周辺に位置するランドマークについての情報が記憶される。ランドマーク情報には、ランドマークの位置と種別の情報が含まれる。このランドマーク情報は、予め自車両が手動運転モードで環境地図を生成しながら走行することにより得られる。通信ユニット７を介して外部から地図情報とともにランドマーク情報を取得することもできる。予め記憶部１２に記憶されるランドマーク情報は、図２Ａに示すように限られた時間帯（例えば日中）において認識可能なランドマークの情報が含まれる。ランドマーク情報には、ランドマークの種別として照明を有するか否かの情報も含まれる。

ランドマーク認識部１３１は、自動運転モードでの走行時に、カメラ１ａにより取得されたカメラ画像に基づいて自車両の周囲のランドマークを認識する。例えば、予め記憶部１２に記憶された種々のランドマーク画像との間でパターンマッチングの処理を行うことにより、カメラ画像にランドマークが含まれているか否かを判定し、これによりランドマークを認識する。ランドマーク認識部１３１は、予め記憶されたランドマーク情報に基づいて、ランドマークの位置および種別（輪郭）を併せて認識する。

ランドマーク判定部１３２は、ランドマーク認識部１３１により認識されたランドマークの態様が時間帯によって変化するか否か、すなわち異なる時間帯で、ランドマークが異なる態様となるか否かを判定する。時間帯とは１日のうちのある時刻からある時刻までの一定の時間をいい、例えば１時間以上の時間をいう。異なる時間帯とは、例えば日中と夜間である。なお、午前と午後等、各時間帯の中間の時刻が少なくとも数時間程度、異なる場合も、異なる時間帯である。ランドマークの態様が異なるとは、実際のランドマークの態様（輪郭など）は一定であるが、カメラ画像上、異なる態様として認識されるおそれのある場合をいう。以下では、時間帯によってカメラ画像上での態様が変化するランドマークを、可変ランドマークと呼ぶ。

例えば図２Ａの日中画像２００Ａと図２Ｂの夜間画像２００Ｂとを比較すると、区画線と側壁のランドマーク（画像２０１，２０２）は、カメラ画像上、同一の態様として認識される。一方、建物と街灯のランドマーク（画像２０３，２０４）は、日中と夜間とで同一の態様として認識されない。このような建物と街灯のランドマークを、ランドマーク判定部１３２は、可変ランドマークであると判定する。すなわち、照明を有する街灯や建物のランドマークは、夜間に照明が点灯されると、カメラ画像上の態様が変化する。このため、ランドマーク判定部１３２は、予め記憶部１２に記憶された照明の有無等のランドマーク情報に基づいて、日中や夜間等の時間帯によってランドマークの態様が変化するか否かを判定する。

記憶制御部１３３は、ランドマーク判定部１３２により、ランドマーク認識部１３１により認識されたランドマークが可変ランドマークであると判定されると、記憶部１２に記憶された地図情報からその可変ランドマークの情報を削除する。これにより、時間帯によって認識されないおそれのある、不確かなランドマークの情報が削除され、記憶部１２の記憶容量を削減できる。したがって、記憶部１２には時間帯によって態様の変化しない安定的なランドマーク（不変ランドマークと呼ぶ）の情報が記憶される。

位置推定部１３４は、自動運転モードで走行時に、ランドマーク認識部１３１により認識されたランドマークを基準にして自車位置を推定する。すなわち、予め記憶部１２に記憶されたランドマークの画像情報と、走行時にカメラ１ａにより取得された画像情報とを比較して、カメラ画像に含まれるランドマークを特定する。そして、そのランドマークの位置を基準にして、センサ１ｂからの信号に基づき自車位置を認識する。記憶部１２に記憶されたランドマークは、時間帯によって態様が変化しない不変ランドマークである。このため、昼夜を問わず、自車位置を精度よく推定することができる。

図４は、予め定められたプログラムに従い図３のコントローラ１０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば自動運転モードでの走行時に開始され、所定周期で繰り返される。

図４に示すように、まず、ステップＳ１で、カメラ１ａとセンサ１ｂとからの信号を読み込む。次いで、ステップＳ２で、カメラ画像に基づいて、自車両の周辺にランドマークが認識されたか否かを判定する。ステップＳ２で肯定されるとステップＳ３に進み、否定されると処理を終了する。ステップＳ３では、認識されたランドマークが可変ランドマークであるか否かを判定する。より具体的には、認識されたランドマークに対応する、予め記憶部１２に記憶されたランドマーク情報に、照明を有するとの情報が含まれているか否かを判定する。カメラ画像に基づいて、ランドマークが照明を有するか否かを判定し、これにより可変ランドマークであるか否かを判定するようにしてもよい。

ステップＳ３で肯定されると、ステップＳ４に進み、否定されると、ステップＳ４をパスしてステップＳ５に進む。ステップＳ４では、記憶部１２の可変ランドマークについての情報を削除する。次いで、ステップＳ５で、ステップＳ２で認識されたランドマークと記憶部１２に記憶されたランドマークとのマッチングを行って、自車両の周辺のランドマークを特定する。すなわち、位置情報が既知である記憶部１２に記憶されたランドマークのうち、カメラ画像により認識されたランドマークに対応するランドマークを特定する。そして、センサ１ｂからの信号に基づいて、特定されたランドマークに対する自車両の相対位置を求め、自車位置を推定する。

本実施形態に係る自車位置推定装置５０の動作をまとめると以下のようになる。自車両が自動運転モードで例えば日中に走行するとき、カメラ画像により自車両の周辺のランドマークを認識し、そのランドマークに基づいて自車位置を推定する（ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５）。このとき、図２Ａに示すように、カメラ画像（日中画像２００Ａ）によって街灯および建物のランドマーク（画像２０３，２０４）が認識されると、このランドマークは時間帯によって変化する可変ランドマークであるので、記憶部１２からその可変ランドマークの情報が削除される（ステップＳ３→ステップＳ４）。これにより、昼夜を問わず態様の変化しない不変ランドマークの情報に基づいて自車位置が推定される（ステップＳ５）。その結果、自車位置を精度よく推定することができる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態に係る自車位置推定装置５０は、ランドマークの情報を含む地図情報を記憶する記憶部１２と、自車両の外界状況を検出するカメラ１ａと、カメラ１ａにより検出された外界状況の情報に基づいて、自車両の周辺におけるランドマークを認識するランドマーク認識部１３１と、ランドマーク認識部１３１により認識されたランドマークの態様が時間帯によって変化するか否かを判定するランドマーク判定部１３２と、ランドマーク判定部１３２により時間帯によって変化すると判定されたランドマークの情報、すなわち可変ランドマークの情報を、記憶部１２に記憶された地図情報から削除するように記憶部１２を制御する記憶制御部１３３と、記憶部１２に記憶された地図情報に基づいて自車位置を推定する位置推定部１３４と、を備える（図３）。

このように時間帯によってカメラ画像上の態様が変化するおそれのある可変ランドマークの情報が削除されるので、記憶部１２には安定的な不変ランドマークの情報が残り、自車位置は不変ランドマークの情報に基づいて推定される。その結果、自車位置を誤って推定することを防止でき、自車位置の推定精度が向上する。また、可変ランドマークの情報を削除するので、記憶部１２の記憶容量を削減することができる。

（２）ランドマーク判定部１３２は、ランドマーク認識部１３１により認識されたランドマークが照明を有するとき、ランドマークの態様が時間帯によって変化すると判定する（図２Ａ）。ランドマークが照明を有する場合、照明の点消灯によってカメラ画像上の態様が変化することが多い。このため、照明を有するランドマークの情報を、自車位置の推定のために用いないようにすることで、自車位置を良好に推定することができる。

（３）ランドマーク認識部１３１は、第１時間帯（例えば日中）にカメラ１ａにより検出された外界状況の情報に基づいて、自車両の周辺におけるランドマークを認識する。ランドマーク判定部１３２は、ランドマーク認識部１３１により認識されたランドマークの態様が第１時間帯とは異なる第２時間帯（例えば夜間）となったときに変化するか否かを判定するように構成される。これにより、昼夜を問わず自車位置を良好に推定することができる。

上記実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、いくつかの変形例について説明する。上記実施形態では、カメラ１ａ等の外部センサ群１により自車両の外界状況を検出するようにしたが、外界検出部の構成はいかなるものでもよい。カメラ１ａに代えて、あるいはカメラ１ａとともに、ライダなどにより外界状況を検出するようにしてもよい。上記実施形態では、ランドマーク認識部１３１が、第１時間帯（日中）および第２時間帯（夜間）にカメラ１ａにより検出された外界状況の情報に基づいて自車両の周辺におけるランドマークを認識するようにしたが、第１時間帯および第２時間帯は上述したものに限らない。第１時間帯が夜間で第２時間帯が日中であってもよい。第１時間帯が午前、第２時間帯が午後であってもよい。すなわち、ランドマークの態様が互いに変化する時間帯であれば、第１時間帯と第２時間帯はいかなるものでもよい。

上記実施形態では、ランドマーク判定部１３２が、認識されたランドマークが照明を有するか否かにより、ランドマークの態様が時間帯によって変化するか否かを判定するようにしたが、他の基準を用いてこれを判定するようにしてもよい。例えばランドマークが移動可能であるか否かを判定し、移動可能なランドマークに対し、ランドマークの態様が時間帯によって変化するものであると判定するようにしてもよい。すなわち、カメラ画像上のランドマークの誤認識を引き起こすような物が、ランドマークに設けられているか否かを判定するようにしてもよい。

上記実施形態では、自車両が自動運転モードで走行時に、記憶制御部１３３が、予め記憶部１２に記憶された可変ランドマークの情報を削除するようにしたが、手動運転モードでの走行時に可変ランドマークの情報を削除するようにしてもよい。削除後のランドマーク情報を、通信ユニットを介して他車両に送信し、他車両が車両位置推定を行うときに用いられるようにしてもよい。

上記実施形態では、自動運転車両が自車位置推定装置を有する例を説明したが、本発明は、運転支援機能を有するまたは有しない手動運転車両が、自車位置を推定する場合においても同様に適用することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１ａ カメラ、１ｂ センサ、１０ コントローラ、１２ 記憶部、５０ 自車位置推定装置、１３１ ランドマーク認識部、１３２ ランドマーク判定部、１３３ 記憶制御部、１３４ 位置推定部

Claims (3)

1. ランドマークの情報を含む地図情報を記憶する記憶部と、
   自車両の外界状況を検出する外界検出部と、
   前記外界検出部により検出された外界状況の情報に基づいて、自車両の周辺におけるランドマークを認識するランドマーク認識部と、
   前記ランドマーク認識部により認識されたランドマークの態様が時間帯によって変化するか否かを判定するランドマーク判定部と、
   前記ランドマーク判定部により時間帯によって変化すると判定されたランドマークの情報を、前記記憶部に記憶された地図情報から削除するように前記記憶部を制御する記憶制御部と、
   前記記憶部に記憶された地図情報に基づいて自車位置を推定する位置推定部と、を備えることを特徴とする自車位置推定装置。
2. 請求項１に記載の自車位置推定装置において、
   前記ランドマーク判定部は、前記ランドマーク認識部により認識されたランドマークが照明を有するとき、ランドマークの態様が時間帯によって変化すると判定することを特徴とする自車位置推定装置。
3. 請求項１または２に記載の自車位置推定装置において、
   前記ランドマーク認識部は、第１時間帯に前記外界検出部により検出された外界状況の情報に基づいて、自車両の周辺におけるランドマークを認識し、
   前記ランドマーク判定部は、前記ランドマーク認識部により認識されたランドマークの態様が前記第１時間帯とは異なる第２時間帯となったときに変化するか否かを判定するように構成され、
   前記第１時間帯は、日中および夜間のいずれか一方であり、前記第２時間帯は、日中および夜間のいずれか他方であることを特徴とする自車位置推定装置。

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