位置推定装置、位置推定方法以及存储介质与流程

1.本发明涉及位置推定装置、位置推定方法以及存储介质。


背景技术：

2.车辆的自动驾驶系统为了控制车辆的行驶而参照的高精度的地图数据不一定包括车辆的行驶路线的全部。例如，车辆的自动驾驶系统有时也会在车辆从当前位置到目的地的行驶路线上行驶期间使用多个地图数据。
3.例如，专利文献1提出的驾驶控制装置在车辆行驶于路径中的属于第1地图mp1的第1路径时，推定为车辆的当前位置位于第1地图mp1上的某个位置而执行第1驾驶控制。另外，该驾驶控制装置在车辆行驶于路径中的属于第2地图mp2的第2路径时，推定为车辆的当前位置位于第2地图mp2上的某个位置而执行第2驾驶控制。
4.现有技术文献
5.专利文献1：国际公开第2018/189843号


技术实现要素：

6.发明所要解决的问题
7.在此，在车辆的自动驾驶系统使用多个地图数据的情况下，会在行驶路线的中途进行对控制车辆所使用的道路地图的切换。在切换地图数据时，没有判定是否能在切换后的地图数据中以足够的精度推定车辆的位置。
8.于是，本发明的目的在于，提供一种能够在切换地图数据之前判定能否使用切换后的地图数据精确地推定车辆的位置的位置推定装置。
9.用于解决问题的技术方案
10.根据一实施方式，提供一种位置推定装置。该位置推定装置具有：位置计算部，其使用表示车辆的位置的位置关系信息、和与车辆的行驶路线的第1部分重叠的第1地图数据计算车辆的第1推定位置，并且使用位置关系信息、和与行驶路线的第2部分重叠的第2地图数据计算车辆的第2推定位置，第1部分与第2部分具有重复部分；以及判定部，其在车辆从第1部分向第2部分行驶于重复部分时，判定第2推定位置的精度是否满足预定的判定基准。
11.在该位置推定装置中，优选为，位置计算部在车辆行驶于重复部分时，求取使用粒子滤波(particle filter)推定出的车辆的位置的平均值和方差，计算车辆的位置的平均值作为第2推定位置，判定部在车辆的位置的方差为第1基准值以下的情况下，判定为第2推定位置的精度满足预定的判定基准。
12.在该位置推定装置中，优选为，位置计算部在车辆行驶于重复部分时，还求取使用粒子滤波推定出的车辆的行进方向的方差，判定部在车辆的位置的方差为第1基准值以下并且车辆的行进方向的方差为第2基准值以下的情况下，判定为第2推定位置的精度满足预定的判定基准。
13.另外，在该位置推定装置中，优选为，位置计算部在车辆行驶于重复部分时，基于
位置关系信息、第1推定位置和第1地图数据，求取表示车辆正在行驶的道路的第1道路信息以及表示该道路内的车辆正在行驶的车道的位置的第1车道信息，并且基于位置关系信息、第2推定位置和第2地图数据，求取表示车辆正在行驶的道路的第2道路信息以及表示该道路内的车辆正在行驶的车道的位置的第2车道信息，判定部在第1道路信息与第2道路信息一致并且第1车道信息与第2车道信息一致的情况下，判定为车辆的推定位置的精度满足预定的判定基准。
14.另外，在该位置推定装置中，优选为，判定部在第2推定位置的精度不满足预定的判定基准的情况下，决定第1推定位置作为车辆的推定位置，位置推定装置还具有切换部，切换部在第2推定位置的精度满足预定的判定基准的情况下，使位置计算部将用于计算车辆的推定位置的地图数据从第1地图数据切换为第2地图数据。
15.在该位置推定装置中，优选为，切换部在第2推定位置的精度满足预定的判定基准的情况下，判定第2推定位置与在第2地图数据中车辆正在行驶的车道的中心线的距离是否为基准距离以下，在距离为基准距离以下的情况下，使位置计算部将用于计算车辆的推定位置的地图数据从第1地图数据切换为第2地图数据，在距离不为基准距离以下的情况下，不使位置计算部将用于计算车辆的推定位置的地图数据从第1地图数据切换为第2地图数据。
16.根据一实施方式，提供一种计算机可读取的非瞬时性存储介质，其存储位置推定用计算机程序。该位置推定用计算机程序使处理器执行：使用表示车辆的位置的位置关系信息、和与车辆的行驶路线的第1部分重叠的第1地图数据计算车辆的第1推定位置，并且使用位置关系信息、和与行驶路线的第2部分重叠的第2地图数据计算车辆的第2推定位置，第1部分与第2部分具有重复部分；在车辆从第1部分向第2部分行驶于重复部分时，判定第2推定位置的精度是否满足预定的判定基准。
17.根据一实施方式，提供一种位置推定方法。在该位置推定方法中，位置推定装置执行：使用表示车辆的位置的位置关系信息、和与车辆的行驶路线的第1部分重叠的第1地图数据计算车辆的第1推定位置，并且使用位置关系信息、和与行驶路线的第2部分重叠的第2地图数据计算车辆的第2推定位置，第1部分与第2部分具有重复部分；在车辆从第1部分向第2部分行驶于重复部分时，判定第2推定位置的精度是否满足预定的判定基准。
18.发明效果
19.本发明涉及的位置推定装置实现如下效果：能够在切换地图数据之前判定能否使用切换后的地图数据精确地推定车辆的位置。
附图说明
20.图1是表示行驶路线以及地图数据的一例的图。
21.图2是第1实施方式的安装有位置推定装置的车辆控制系统的概略构成图。
22.图3是位置推定装置的硬件构成图。
23.图4是第1实施方式的车辆控制系统中的位置推定装置的处理器的功能框图。
24.图5是第1实施方式的与位置推定处理有关的、位置推定装置的处理器的动作流程图。
25.图6是位置推定装置的处理器计算车辆的推定位置的动作流程图。
26.图7是第2实施方式的与位置推定处理有关的、位置推定装置的处理器的动作流程图。
27.标号说明
28.1车辆控制系统；10车辆；11摄像头(camera)；12定位信息接收机；13地图数据存储装置；14导航装置；15用户接口(ui：user interface)；16物体检测装置；17车辆控制装置；18位置推定装置；19车内网络；21通信接口；22存储器；23处理器；24总线；31位置计算部；32判定部；33切换部。
具体实施方式
29.图1是表示车辆的行驶路线以及地图数据的一例的图。以下，参照图1，对安装有位置推定装置的、第1实施方式的车辆10的车辆控制系统的工作的概况进行说明。车辆10的行驶路线r包括从出发地p1到目的地p2的路径。行驶路线r的第1部分r1与车辆控制系统所存储的地图数据m1重叠。行驶路线r的第2部分r2与车辆控制系统所存储的地图数据m2重叠。地图数据m1与地图数据m2有一部分重叠，行驶路线r的第1部分r1和第2部分r2具有包含于地图数据m1和地图数据m2双方的重复部分r12。
30.在车辆10行驶于行驶路线r中的不包括重复部分r12的第1部分r1的情况下，位置推定装置使用表示车辆10的位置的位置关系信息和地图数据m1计算车辆10的推定位置。作为该位置关系信息，例如可以使用拍摄到车辆10周边的环境的摄像头图像。
31.在车辆10行驶于重复部分r12的情况下，位置推定装置使用位置关系信息和地图数据m1计算车辆10的第1推定位置，并且使用位置关系信息和地图数据m2计算车辆10的第2推定位置。而且，位置推定装置在车辆10行驶于重复部分r12时，判定车辆10的第2推定位置的精度是否满足预定的判定基准。位置推定装置在到车辆10的第2推定位置的精度满足预定的判定基准之前，将使用地图数据m1计算出的第1推定位置作为车辆10的推定位置。位置推定装置在车辆10的第2推定位置的精度满足预定的判定基准的情况下，将用于计算车辆10的推定位置的地图数据从第1地图数据切换为第2地图数据。之后，位置推定装置在剩余的重复部分r12，使用位置关系信息和地图数据m2计算车辆10的推定位置。
32.在车辆10行驶于行驶路线r中的不包括重复部分r12的第2部分r2的情况下，位置推定装置使用表示车辆10的位置的位置关系信息和地图数据m2计算车辆10的推定位置。
33.位置推定装置在使用位置关系信息和新的地图数据计算车辆的推定位置的情况下，不一定从一开始就能够精确地推定车辆的位置。这是因为，作为位置关系信息所使用的摄像头图像存在异常，或者作为推定车辆的推定位置的初始值所使用的定位信息有问题。
34.于是，本实施方式的位置推定装置在行驶路线r中的第1地图数据与第2地图数据的重复部分r12，对车辆10的第2推定位置的精度满足预定的判定基准进行确认。由此，位置推定装置在切换地图数据之前，判定能否使用切换后的地图数据精确地推定车辆的位置。位置推定装置通过在确认车辆10的第2推定位置的精度满足预定的判定基准之后，将用于计算车辆10的推定位置的地图数据从第1地图数据切换为第2地图数据，从而在地图数据切换后也能够精确地推定车辆的位置。
35.以下，参照附图，进一步对安装有位置推定装置的车辆控制系统进行说明。图2是第1实施方式的安装有位置推定装置的车辆控制系统的概略构成图。另外，图3是位置推定
装置的硬件构成图。
36.在本实施方式中，搭载于车辆10并且控制车辆10的车辆控制系统1具有拍摄车辆10前方的环境的摄像头11、定位信息接收机12、地图数据存储装置13、导航装置14、用户接口(ui)15、物体检测装置16、车辆控制装置17和位置推定装置18等。
37.摄像头11、定位信息接收机12、地图数据存储装置13、导航装置14、ui15、物体检测装置16、车辆控制装置17和位置推定装置18经由遵照控制器域网(can)这一标准的车内网络19以能够通信的方式连接。再者，车辆10也可以具有lidar(激光雷达)传感器这一用于测定到车辆10周围的物体的距离的测距传感器(未图示)。
38.摄像头11是拍摄部的一例，以朝向车辆10前方的方式例如安装在车辆10的车室内。摄像头11在以预定周期设定的摄像头图像取得时刻，生成表示车辆10前方的预定区域的摄像头图像。在所生成的摄像头图像中，表示出车辆10前方的预定区域内所包括的其他车辆、路面上的车道标线等道路特征物。由摄像头11生成的图像可以是彩色图像，或者也可以是灰色调图像。摄像头11具有由ccd或者c
‑
mos等对可见光灵敏的光电转换元件的阵列构成的二维检测器、以及将在该二维检测器上成为拍摄对象的区域的像进行成像的拍摄光学系统。摄像头11每当生成摄像头图像，就将摄像头图像以及生成摄像头图像的摄像头图像取得时刻经由车内网络19向物体检测装置16以及位置推定装置18输出。摄像头图像在物体检测装置16中用于检测车辆10周围的其他物体的处理。另外，摄像头图像在位置推定装置18中用于推定车辆的当前位置的处理。
39.定位信息接收机12输出表示车辆10的当前位置的定位信息。例如，定位信息接收机12可以为gps接收机。定位信息接收机12每当以预定的接收周期取得定位信息，就将定位信息以及取得定位信息的定位信息取得时刻经由车内网络19向地图数据存储装置13、导航装置14以及位置推定装置18输出。
40.地图数据存储装置13存储用于推定车辆10的位置的多个地图数据。在多个地图数据中的表示相邻的地域的地图数据彼此间，由地图数据表示的地域的一部分重叠。地图数据存储装置13存储表示多个地图数据中的每一个的地图识别信息、和表示多个地图数据中的每一个所表示的地域的信息。地图数据具有规定地图上表示的各个道路的行驶条件的道路特征物(例如，车道标线、暂停线、速度显示这样的道路标示、道路标识或者信号机等)的位置以及种类。此外，道路特征物的位置例如由以实际空间中的预定的基准位置为原点的世界坐标系表示。另外，地图数据也可以具有与交通规则有关的信息、事故相关的信息、与其他车辆、行人有关的信息以及与信号有关的信息。地图数据所具有的多个道路特征物中的每一个与车道id相关联，车道id是识别道路所包括的车道的识别信息。另外，车道id与道路区间id相关联，道路区间id是识别道路区间的识别信息。在某个道路区间具有多个车道的情况下，该某个道路区间id与多个车道id相关联。地图数据存储装置13通过经由无线通信装置(未图示)的无线通信，经由基站从外部服务器接收各地图数据并进行存储。
41.地图数据存储装置13每当从定位信息接收机12输入定位信息时或者每当输入刚才的车辆10的推定位置，就参照由位置推定装置18所选择的地图数据，将包含由定位信息或者刚才的车辆10的推定位置所表示的当前位置的预定区域(例如，100米～10千米正方的范围)的地图信息经由车内网络19向物体检测装置16、车辆控制装置17以及位置推定装置18输出。在图1中，用点线表示由地图信息所表示的地图的区域z。
42.导航装置14基于导航用地图数据、车辆10的目的地和车辆10的当前位置，生成车辆10的从当前位置到目的地的行驶路线。导航用地图数据具有表示道路区间的道路连线(link)的位置信息以及由道路连线连接的节点(node)的位置信息。行驶路线的道路配置由表示道路区间的道路连线以及由道路连线连接的节点表示。导航装置14每当生成行驶路线，就将该行驶路线经由车内网络19向车辆控制装置17以及位置推定装置18输出。
43.ui15是通知部的一例，由车辆控制装置17控制，向驾驶员通知车辆10的行驶信息，另外生成与由驾驶员对车辆10的操作相应的操作信号。车辆10的行驶信息包含与车辆的当前位置以及行驶路线等有关的信息等。ui15作为向驾驶员通知行驶信息等的通知装置，例如具有液晶显示器或者触摸面板。另外，ui15作为输入由驾驶员对车辆10的操作信息的输入装置，例如具有触摸面板或者操作按钮。ui15经由车内网络19从车辆控制装置17接收行驶信息等，另外经由车内网络19向车辆控制装置17发送根据驾驶员的操作所生成的操作信号。
44.物体检测装置16基于摄像头图像，检测车辆10周围的其他物体及其种类。其他物体包括在车辆10周围行驶的其他车辆。物体检测装置16例如通过将摄像头图像输入到识别器来检测图像中表示的物体。作为识别器，例如可以使用预先学习(训练)为从被输入的图像检测该图像中示出的物体的深度神经网络(dnn)。物体检测装置16将与检测出的其他物体的种类(例如，车辆)有关的信息经由车内网络19向车辆控制装置17输出。物体检测装置16所具有的功能的全部或者一部分例如是由在处理器上工作的计算机程序实现的功能模块。或者，物体检测装置16所具有的功能的全部或者一部分也可以是专用的运算电路。
45.车辆控制装置17基于与由物体检测装置16检测出的其他物体有关的信息，跟踪其他物体而推定将来的轨迹。而且，车辆控制装置17基于由导航装置14生成的车辆10的行驶路线、地图数据存储装置13所存储的地图数据、由车辆控制装置17推定出的其他物体的将来的轨迹、以及车辆10的推定位置和推定方向，以使车辆10与其他物体之间保持预定距离的方式生成车辆10的驾驶计划。而且，车辆控制装置17基于该驾驶计划生成控制信号。而且，车辆控制装置17将该控制信号经由车内网络19向控制车辆10的转向轮的致动器(未图示)、车辆10的发动机等驱动装置(未图示)或者制动器(未图示)发送。车辆控制装置17所具有的功能的全部或者一部分例如是由在处理器上工作的计算机程序实现的功能模块。或者，车辆控制装置17所具有的功能的全部或者一部分也可以是专用的运算电路。
46.位置推定装置18执行计算车辆10的推定位置的位置推定处理。为此，位置推定装置18具有通信接口21、存储器22以及处理器23。通信接口21、存储器22以及处理器23经由总线24以能够通信的方式连接。
47.通信接口(i/f)21是通信部的一例，具有用于将位置推定装置18连接于车内网络19的接口电路。即，通信接口21经由车内网络19与摄像头11、定位信息接收机12和地图数据存储装置13等连接。例如，通信接口21每当从摄像头11接收摄像头图像以及摄像头图像取得时刻，就将接收到的摄像头图像以及摄像头图像取得时刻交给处理器23。另外，通信接口21每当从定位信息接收机12接收定位信息以及定位信息取得时刻，就将接收到的定位信息以及定位信息取得时刻交给处理器23。另外，通信接口21每当从地图数据存储装置13接收地图信息，就将接收到的地图信息交给处理器23。
48.存储器22是存储部的一例，例如具有易失性半导体存储器以及非易失性半导体存
储器。而且，存储器22存储：在由位置推定装置18的处理器23所执行的位置推定处理中使用的各种数据；摄像头11的光轴方向及安装位置等设置位置信息；拍摄光学系统的焦点距离及视角这样的内部参数等。另外，存储器22存储：表示地图数据存储装置13所存储的多个地图数据中的每一个的地图识别信息；以及表示多个地图数据中的每一个所表示的地域的信息。另外，存储器22存储：从摄像头11等接收到的摄像头图像及摄像头图像取得时刻；从定位信息接收机12接收到的定位信息及定位信息取得时刻；从地图数据存储装置13读入的地图信息等。
49.处理器23具有一个或多个cpu(central processing unit)及其外围电路。处理器23也可以还具有如逻辑运算单元、数值运算单元或者图形处理单元这样的其他的运算电路。在处理器23具有多个cpu的情况下，也可以按各cpu具有存储器。处理器23将从摄像头11接收到的图像及摄像头图像取得时刻、从定位信息接收机12接收到的定位信息及定位信息取得时刻、从导航装置14接收到的行驶路线等存储于存储器22。处理器23执行位置推定处理。
50.图4是第1实施方式的车辆控制系统1中的位置推定装置18的处理器的功能框图。处理器23具有位置计算部31、判定部32以及切换部33。这些各个部的全部或者一部分例如是由在处理器23上工作的计算机程序实现的功能模块。或者，处理器23所具有的这些各个部的全部或者一部分也可以是设置于处理器23的专用的运算电路。
51.图5是第1实施方式的与位置推定处理有关的、位置推定装置18的处理器23的动作流程图。首先，处理器23的位置计算部31使用作为表示车辆10的位置的位置关系信息的一例的摄像头图像、和地图数据，计算车辆的推定位置以及推定位置的似然信息，并将该推定位置的似然信息通知给判定部32(步骤s101)。车辆10的推定位置由车辆10的行进方向的坐标(以下，也简称为纵坐标)、和与车辆10的行进方向正交的方向的坐标(以下，也简称为横坐标)表示。位置计算部31在从地图数据存储装置13读入的地图信息由一个增加到两个时，读入以前的地图信息作为第1地图数据，读入追加的地图信息作为第2地图数据。位置计算部31在刚才的车辆10的推定位置包含于第1地图数据所表示的地域的情况下，使用摄像头图像和第1地图数据计算车辆的第1推定位置以及第1推定位置的似然信息。另外，位置计算部31在刚才的车辆10的推定位置包含于第2地图数据所表示的地域的情况下，使用摄像头图像和第2地图数据计算车辆的第2推定位置以及第2推定位置的似然信息。另外，位置计算部31将第2推定位置的似然信息通知给判定部32。稍后对位置计算部31计算车辆10的推定位置以及似然信息的处理进行说明。
52.处理器23的判定部32判定车辆10是否正从行驶路线的第1部分向第2部分行驶于重复部分(步骤s102)。判定部32以预定周期执行该判定处理。判定部32在从地图数据存储装置13读入的地图信息的数量为二的情况下，判定为车辆10正从行驶路线的第1部分向第2部分行驶于重复部分。
53.在车辆10正从行驶路线的第1部分向第2部分行驶于重复部分的情况下(步骤s102
‑
是)，判定部32判定由位置计算部31计算出的车辆10的第2推定位置的精度是否满足预定的判定基准(步骤s103)。判定部32在车辆10的第2推定位置的似然信息为预定的基准值以下的情况下，判定为车辆10的第2推定位置的精度满足预定的判定基准。具体而言，判定部32在作为车辆10的第2推定位置的似然信息的一例的第2推定位置的方差为预定的方
差基准值以下的情况下，判定为车辆10的第2推定位置的精度满足预定的判定基准。例如，判定部32也可以在关于第2推定位置的方差，纵坐标的方差为0.2米以下并且横坐标的方差为0.1米以下的情况下，判定为车辆10的第2推定位置的精度满足预定的判定基准。再者，判定部32也可以在车辆10的第2推定位置的方差为第1方差基准值以下并且第2推定行进方向的方差为第2方差基准值以下的情况下，判定为车辆10的第2推定位置的精度满足预定的判定基准。
54.判定部32将车辆10的第2推定位置的精度的判定结果通知给位置计算部31(步骤s104)。
55.另外，在车辆10没有从行驶路线的第1部分向第2部分行驶于重复部分的情况下(步骤s102
‑
否)，与位置推定处理有关的、位置推定装置18的处理器23的动作返回至步骤s101。
56.接着，参照图6，对位置计算部31计算车辆10的推定位置并将该推定位置的似然信息通知给判定部32的处理(步骤s101)进行说明。在本实施方式中，位置计算部31使用粒子滤波，计算车辆10的推定位置以及推定位置的似然信息。稍后对粒子滤波的具体步骤进行说明。
57.处理器23的位置计算部31经由车内网络19取得摄像头图像(步骤s201)。
58.位置计算部31选择与刚才的车辆10的推定位置对应的地图数据(步骤s202)。位置推定装置18中的处理器23的位置计算部31基于刚才的车辆10的推定位置、和表示多个地图数据中的每一个所表示的地域的信息，从地图数据存储装置13存储的多个地图数据中选择包含刚才的车辆10的推定位置的地图数据。位置计算部31将表示所选择的地图数据的地图识别信息经由车内网络19向地图数据存储装置13发送。而且，位置计算部31经由车内网络19从地图数据存储装置13读入从多个地图数据中的所选择的地图数据中提取到的包含刚才的车辆10的推定位置的地图信息。
59.在图1所示的例子中，位置计算部31在刚才的车辆10的推定位置包含于地图数据m1所表示的地域的情况下，选择地图数据m1，经由车内网络19从地图数据存储装置13读入从该地图数据m1提取到的地图信息。另外，位置计算部31在刚才的车辆10的推定位置包含于地图数据m2所表示的地域的情况下，选择地图数据m2，经由车内网络19从地图数据存储装置13读入从该地图数据m2提取到的地图信息。因此，位置计算部31在车辆10行驶于行驶路线的重复部分r12时，选择地图数据m1以及地图数据m2，经由车内网络19从地图数据存储装置13读入从地图数据m1提取到的地图信息和从地图数据m2提取到的地图信息。
60.位置计算部31针对选择出的地图数据的每一个，执行步骤s204～步骤s208的循环处理(步骤s203～步骤s209)。具体而言，位置计算部31在从地图数据存储装置13读入的地图信息为一个的情况下，将步骤s204～步骤s208的循环处理执行一次。另外，位置计算部31在从地图数据存储装置13读入的地图信息为两个的情况下，将步骤s204～步骤s208的循环处理执行两次。
61.位置计算部31在由地图信息表示的地图上，在基准位置的周边随机配置多个粒子(步骤s204)。一个粒子对应于随机设定的车辆10的位置以及行进方向。例如，作为基准位置的初始值，使用由定位信息表示的位置，作为此后的基准位置，使用刚才的车辆10的推定位置。另外，作为基准位置，也可以使用包含刚才的车辆10的推定位置的车道连线的起点或者
终点中的、离刚才的车辆10的推定位置较近的点。在地图数据中，一个车道由多个车道连线连结而形成。作为基准位置的周边，也可以使用以基准位置为中心的半径30米的范围。粒子的位置在由地图信息表示的地图上由车辆10的行进方向的坐标(以下，也简称为纵坐标)、和与车辆10的行进方向正交的方向的坐标(以下，也简称为横坐标)表示。
62.接着，位置计算部31按每个粒子计算摄像头图像与地图数据的一致度(步骤s205)。具体而言，位置计算部31按每个粒子，求取从摄像头图像检测出的车道标线、与在由地图信息表示的地图上从粒子的位置以及行进方向所观测的车辆周边的车道标线的一致度。从摄像头图像检测车道标线的处理例如如下这样进行。位置计算部31通过将设置在摄像头图像内的用于检测车辆10周围的车道标线的对照区域输入到识别图像内的车道标线的识别器，检测摄像头图像内示出的车道标线。作为识别器，例如可以使用预先学习为从被输入的图像检测该图像中示出的车道标线的所谓的深度神经网络(dnn)。求取从摄像头图像检测出的车道标线、与在由地图信息表示的地图上从粒子的位置以及行进方向所观测的车辆周边的车道标线的一致度的处理例如如下这样进行。位置计算部31对多个粒子中的每一个，将从与各粒子对应的车辆10的位置以及行进方向观测的、地图信息所表示的车道标线投影在摄像头图像上，计算从摄像头图像检测出的车道标线与地图信息所表示的车辆10周围的车道标线的一致度。具体而言，位置计算部31将针对各粒子所设定的车辆10的位置以及行进方向作为车辆10的假定位置以及假定姿势。位置计算部31按照该假定位置以及假定姿势，求取从世界坐标系转换至以摄像头11的位置为原点、以摄像头11的光轴方向为一个轴方向的摄像头坐标系的转换式。这样的转换式由表示坐标系间的旋转的旋转矩阵与表示坐标系间的平行移动的平移向量的组合表示。然后，位置计算部31按照该转换式，将地图信息所包含的、在世界坐标系中示出的车辆10周围的道路上的车道标线的坐标转换为摄像头坐标系的坐标。然后，位置计算部31基于摄像头11的焦点距离这一摄像头11的内部参数，将在摄像头坐标系中示出的车辆10周围的车道标线投影在摄像头图像上。然后，位置计算部31计算从摄像头图像检测出的车道标线与地图信息所表示的车辆10周围的车道标线的一致度。
63.位置计算部31根据表示基准一致度以上的一致度的粒子的位置的平均值计算车辆的推定位置，另外根据表示基准一致度以上的一致度的粒子的行进方向的平均值计算车辆的推定行进方向(步骤s206)。
64.位置计算部31在从地图数据存储装置13读入的地图信息为一个的情况下，将使用该地图信息计算出的粒子的位置的平均值作为本次摄像头图像取得时刻的车辆10的推定位置，将使用该地图信息计算出的粒子的行进方向的平均值作为本次摄像头图像取得时刻的车辆10的推定行进方向。
65.位置计算部31在从地图数据存储装置13读入的地图信息为两个的情况下，在第一次循环处理中，将使用从第1地图数据(在图1所示的例子中为地图数据m1)提取到的地图信息计算出的推定位置作为本次摄像头图像取得时刻的车辆10的第1推定位置，将使用该地图信息计算出的推定行进方向作为本次摄像头图像取得时刻的车辆10的第1推定行进方向。位置计算部31在第二次循环处理中，将使用从第2地图数据(在图1所示的例子中为地图数据m2)提取到的地图信息计算出的推定位置作为本次摄像头图像取得时刻的车辆10的第2推定位置，将使用该地图信息计算出的推定行进方向作为本次摄像头图像取得时刻的车
辆10的第2推定行进方向。
66.位置计算部31根据表示基准一致度以上的一致度的粒子的位置的方差计算推定位置的似然信息，另外根据表示基准一致度以上的一致度的粒子的行进方向的方差计算推定行进方向的似然信息(步骤s207)。
67.位置计算部31在从地图数据存储装置13读入的地图信息为一个的情况下，将表示使用该地图信息计算出的基准一致度以上的一致度的粒子的位置的方差作为本次摄像头图像取得时刻的车辆10的推定位置的似然信息，将表示使用该地图信息计算出的基准一致度以上的一致度的粒子的行进方向的方差作为本次摄像头图像取得时刻的车辆10的推定行进方向的方差。此外，位置计算部31也可以在粒子的推定位置的方差或者推定行进方向的方差表示超过预定的方差基准值的值、或者没有在预定时间(例如1分钟)内收敛于预定的方差基准值以内的情况下，将由最新的定位信息表示的位置作为新的基准值，在该基准位置的周边随机配置多个粒子。
68.位置计算部31在从地图数据存储装置13读入的地图信息为两个的情况下，在第一次循环处理中，将使用从第1地图数据(在图1所示的例子中为地图数据m1)提取到的地图信息计算出的推定位置的似然信息作为本次摄像头图像取得时刻的车辆10的第1推定位置的似然信息，将使用该地图信息计算出的推定行进方向的似然信息作为本次摄像头图像取得时刻的车辆10的第1推定行进方向的似然信息。位置计算部31在第二次循环处理中，将使用从第2地图数据(在图1所示的例子中为地图数据m2)提取到的地图信息计算出的推定位置的似然信息作为本次摄像头图像取得时刻的车辆10的第2推定位置的似然信息，将使用该地图信息计算出的推定行进方向的似然信息作为本次摄像头图像取得时刻的车辆10的第2推定行进方向的似然信息。
69.位置计算部31通知车辆的推定位置以及似然信息(步骤s208)。位置计算部31在从地图数据存储装置13读入的地图信息为一个的情况下，将车辆10的推定位置、推定行进方向以及摄像头图像取得时刻通知给地图数据存储装置13、物体检测装置16以及车辆控制装置17。位置计算部31在从地图数据存储装置13读入的地图信息为两个的情况下，在第一次循环处理中，将车辆10的第1推定位置、第1推定行进方向以及摄像头图像取得时刻通知给判定部32。另外，位置计算部31在第二次循环处理中，将车辆10的第2推定位置、第2推定行进方向、第2推定位置的似然信息、第2推定行进方向的似然信息以及摄像头图像取得时刻通知给判定部32。以上是对位置计算部31使用摄像头图像和地图数据计算车辆10的推定位置的处理的说明。
70.如上所述，该位置推定装置使用表示车辆的位置的位置关系信息、和与车辆的行驶路线的第1部分重叠的第1地图数据计算车辆的第1推定位置，并且使用位置关系信息、和与行驶路线的第2部分重叠的第2地图数据计算车辆的第2推定位置，其中，第1部分与第2部分具有重复部分。而且，位置推定装置在车辆从第1部分向第2部分行驶于重复部分时，判定第2推定位置的精度是否满足预定的判定基准。由此，位置推定装置在行驶路线中的与第1地图数据和第2地图数据的重复部分，对车辆的第2推定位置的精度满足预定的判定基准进行确认，因此能够在切换地图数据之前，判定能否使用切换后的地图数据精确地推定车辆的位置。此外，在本实施方式中，位置计算部31也可以不计算车辆10的推定行进方向以及推定行进方向的似然信息。
71.接着，以下参照图7对上述的车辆控制系统的第2实施方式进行说明。对于第2实施方式，不特别说明之处适当应用关于上述的第1实施方式详述的说明。另外，对相同的构成要素附加同一标号。
72.图7是第2实施方式的与位置推定处理有关的、位置推定装置18的处理器23的动作流程图。首先，处理器23的位置计算部31使用作为表示车辆10的位置的位置关系信息的一例的摄像头图像、和地图数据，计算车辆的推定位置以及推定位置的似然信息，并将该推定位置的似然信息通知给判定部32(步骤s301)。上述对于步骤s101的说明适用于该步骤的动作。
73.处理器23的判定部32判定车辆10是否正从行驶路线的第1部分向第2部分行驶于重复部分(步骤s302)。上述对于步骤s102的说明适用于由判定部32进行的该步骤的动作。
74.在车辆10正从行驶路线的第1部分向第2部分行驶于重复部分的情况下(步骤s302
‑
是)，判定部32判定由位置计算部31计算出的车辆10的第2推定位置的精度是否满足预定的判定基准(步骤s303)。上述对于步骤s103的说明适用于该步骤的动作。判定部32在作为车辆10的第2推定位置的似然信息的一例的第2推定位置的方差为预定的方差基准值以下的情况下，判定为车辆10的第2推定位置的精度满足预定的判定基准(步骤s303
‑
是)。而且，判定部32将车辆10的第2推定位置、第2推定行进方向以及摄像头图像取得时刻通知给切换部33。另外，判定部32将由位置计算部31通知的车辆10的第1推定位置、第1推定行进方向以及摄像头图像取得时刻通知给切换部33。
75.处理器23的切换部33在车辆10的第2推定位置的精度满足预定的判定基准的情况下，判定由位置计算部31使用摄像头图像和第2地图数据计算出的车辆10的第2推定位置、与在第2地图数据中车辆10正在行驶的车道的中心线的距离是否为基准距离以下(步骤s304)。切换部33参照从作为第2地图数据的一例的地图数据m2提取到的地图信息，判定第2推定位置与第2推定位置所在的车道的中心线的距离是否为基准距离以下。作为基准距离，例如可以设为2米。如果第2推定位置与被推定为第2推定位置所在的车道的中心线的距离为基准距离以下，则可认为使用第2推定位置准确地推定出了车辆10行驶的车道，因此能够确认第2推定位置是妥当的。
76.在第2推定位置与在第2地图数据中车辆10正在行驶的车道的中心线的距离为基准距离以下的情况下(步骤s304
‑
是)，切换部33使位置计算部31将用于计算车辆10的推定位置的地图数据从第1地图数据切换为第2地图数据(步骤s305)。切换部33向位置计算部31通知要求将用于计算车辆10的推定位置的地图数据从作为第1地图数据的一例的地图数据m1切换为作为第2地图数据的一例的地图数据m2的切换请求。
77.被通知了切换请求的位置计算部31在行驶路线的剩下的重复部分，停止读入地图数据m1，而仅读入地图数据m2。位置计算部31从地图数据存储装置13读入的地图信息变为只有一个，因此，在行驶路线的剩余的重复部分，使用地图数据m2计算车辆10的推定位置、推定位置的方差、推定行进方向以及推定行进方向的方差(步骤s306)。位置计算部31每当算出车辆10的推定位置以及推定行进方向，就将车辆10的推定位置、推定行进方向以及摄像头图像取得时刻通知给地图数据存储装置13、物体检测装置16以及车辆控制装置17。在车辆10通过行驶路线的重复部分而从地图数据m1的区域退出后，与位置推定处理有关的、位置推定装置18的处理器23的动作返回至步骤s301。
78.另一方面，在第2推定位置与在第2地图数据中车辆10正在行驶的车道的中心线的距离不为基准距离以下的情况下(步骤s304
‑
否)，切换部33不向位置计算部31通知要求将用于计算车辆10的推定位置的地图数据从第1地图数据切换为第2地图数据的切换请求。而且，切换部33判定车辆10的第1推定位置是否接近于行驶路线的重复部分的终点(在图1所示的例子中为位置p4)。在车辆10的第1推定位置接近于行驶路线的重复部分的终点的情况下，切换部33决定将车辆10的控制移交给驾驶员(步骤s307)。具体而言，在推定为车辆10会以预定时间(例如30秒)到达行驶路线的重复部分的终点或者到达了与该终点相距预定距离(例如2千米)处的情况下，切换部33判定为车辆10的推定位置接近于行驶路线的重复部分的终点。切换部33也可以基于第1推定位置、重复部分的终点和最近的平均车辆速度，推定车辆10到达重复部分的终点所需的时间、或者判定车辆10到达了与重复部分的终点相距预定距离处。而且，切换部33向车辆控制装置17通知将车辆10的控制移交给驾驶员的请求。车辆控制装置17在经由ui15向驾驶员通知将车辆10的控制移交给驾驶员这一情况后，将车辆10的控制移交给驾驶员。由此，车辆控制装置17在无法使用作为第2地图数据的一例的地图数据m2精确地推定车辆10的位置的情况下，将车辆10的控制移交给驾驶员，避免继续在无法精确推定车辆10的位置的状态下控制车辆10。然后，切换部33将表示与在第2地图数据中车辆10正在行驶的车道的中心线的距离不为基准距离以下的判定结果通知给判定部32(步骤s308)。
79.在由切换部33通知了判定结果(步骤s308)或者第2推定位置的精度不满足预定的判定基准(步骤s303
‑
否)的情况下，处理器23的判定部32决定第1推定位置作为车辆10的推定位置，决定第1推定行进方向作为车辆10的推定行进方向(步骤s309)。而且，判定部32将车辆10的推定位置、推定行进方向以及摄像头图像取得时刻通知给地图数据存储装置13、物体检测装置16以及车辆控制装置17。然后，在车辆10抵达目的地为止的期间，反复进行上述的步骤s301～s309的与位置推定有关的处理。
80.另外，在车辆10没有从行驶路线的第1部分向第2部分行驶于重复部分的情况下(步骤s302
‑
否)，与位置推定处理有关的、位置推定装置18的处理器23的动作返回至步骤s301。
81.如上所述，该位置推定装置还具有切换部，切换部在第2推定位置的精度满足预定的判定基准的情况下，使位置计算部将用于计算车辆的推定位置的地图数据从第1地图数据切换为第2地图数据。另外，该切换部在第2推定位置的精度满足预定的判定基准的情况下，判定第2推定位置、与在第2地图数据中车辆正在行驶的车道的中心线的距离是否为基准距离以下，在距离为基准距离以下的情况下，使位置计算部将用于计算车辆的推定位置的地图数据从第1地图数据切换为第2地图数据，在距离不为基准距离以下的情况下，不进行使用于计算车辆的推定位置的地图数据从第1地图数据切换为第2地图数据。由此，位置推定装置能够在确认能使用切换后的地图数据精确地推定车辆的位置之后，使用切换后的地图数据，精确地推定车辆的位置。
82.此外，在上述的第2实施方式中也可以省略步骤s304的处理。在将步骤s304的处理省略时，在车辆10的第2推定位置的精度满足预定的判定基准的情况下(步骤s303
‑
是)，接下来，执行步骤s305以及s306的处理。另一方面，在第2推定位置的精度不满足预定的判定基准(步骤s303
‑
否)的情况下，判定部32执行步骤s307以及步骤s309的处理。
83.在本发明中，上述的实施方式的位置推定装置、位置推定方法以及存储介质只要不脱离本发明的宗旨，可以进行适当变更。另外，本发明的技术范围不限定于这些实施方式，而涉及权利要求书中记载的发明及其等同物。
84.例如，处理器的判定部判定车辆的第2推定位置的精度是否满足预定的判定基准的处理不限于上述的例子，也可以使用其他判定基准。例如，处理器的位置计算部在车辆行驶于行驶路线的重复部分时，基于使用位置关系信息和第1地图数据计算出的车辆的第1推定位置以及第1地图数据，求取表示车辆正在行驶的道路的第1道路信息以及表示该道路内的车辆正在行驶的车道的位置的第1车道信息。例如，位置计算部基于第1推定位置和从第1地图数据提取到的地图信息，求取道路区间id作为第1道路信息，求取车道id作为第1车道信息。另外，处理器的位置计算部在车辆行驶于行驶路线的重复部分时，基于使用位置关系信息和第2地图数据计算出的车辆的第2推定位置以及第2地图数据，求取表示车辆正在行驶的道路的第2道路信息以及表示该道路内的车辆正在行驶的车道的位置的第2车道信息。例如，位置计算部基于第2推定位置和从第2地图数据提取到的地图信息，求取道路区间id作为第2道路信息，求取车道id作为第2车道信息。而且，判定部也可以在第1道路信息与第2道路信息一致并且第1车道信息与第2车道信息一致的情况下，判定为车辆的第2推定位置的精度满足预定的判定基准。
85.另外，在上述的实施方式中，位置推定装置搭载于车辆，但位置推定装置也可以搭载于与车辆以能够通信的方式连接的服务器。在该情况下，也可以为，车辆向服务器发送定位信息、摄像头图像以及摄像头图像取得时刻等用于位置推定处理的信息，服务器执行位置推定处理，并向车辆发送第1推定位置、第2推定位置以及判定结果等。
86.另外，在上述的实施方式中，位置计算部使用摄像头图像作为表示车辆的位置的位置关系信息，但也可以使用其他位置关系信息。例如，位置计算部也可以使用通过lidar测定的车辆到周围的物体的距离以及方位的信息等作为位置关系信息。
87.在安装有位置推定装置的车辆控制系统中，通过自动控制驾驶车辆的自动控制等级可能根据用于推定车辆的位置的地图数据所具有的信息量而不同。在该情况下，车辆控制系统在使用具有包括车道标线的道路特征物的足够的信息的地图数据计算车辆的推定位置时，也可以提高自动控制等级，自动地控制驱动、制动和转向的动作。另一方面，车辆控制系统在使用不具有足够的道路特征物的信息的地图数据计算车辆的推定位置时，也可以降低自动控制等级，以辅助驱动、制动和转向中至少一方的动作的方式控制车辆。例如，在自动控制等级低的情况下，驾驶员要手动操作驱动、制动和转向中至少一方的动作。