車両底面カメラによる車両制御

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車両底面カメラ

ヤマハ発動機が、2019年1月に車両底面カメラによる自動運転走行のアナウンスをしています。今までは電磁誘導線による車両制御でしたが、これをカメラで捉えた路面からの情報で行おうとしています。まず、自動運転車体の底面に取付けたカメラで路面の画像を読み取ります。それを前もって記録した路面画像と即座に照らし合わせて、自動運転車の位置と姿勢の情報を得ることができます。他社の自動運転では、GPSと3次元地図を組み合わせた方式が数多くあります。その方式の大きな欠点は3次元地図を作るのに、大変時間がかかり予算もかかるということです。3次元地図の作成は人口の多い都市部を優先的に進めるので、ここ芦北町の3次元地図ができるのは、5年10年先かもしれません・・・あくまで個人の予想ですが。

低予算での自動運転

3次元地図ができるまで、あるいは低予算で自動運転の実用化を進めるには、車両底面カメラによる方式が有効でしょう。路面の地図作成も、底面カメラにより比較的短時間で行うことができます。雨などの水溜りで、路面がカメラで見えない時にはどうなるのか、あるいは子供などがチョークなどで落書きをした場合はどうなるのかなどのちょっとした疑問はあります。もちろんこれらは容易に予想できる問題で、開発する前に検討していてクリアできると確信して、着手しているとは思います。

自動運転車両の底面部の写真です上の写真は、電磁誘導線の感知用センサー写真です。これに変わるものとして、底面撮影用のカメラが装着されると思われます。

VGL(Virtual Guide Line) バーチャルガイドラインで自動運転させる

マップデータベースの作成

事前に、マップデータベースを作成する必要があります。マップの作成は、VGLを搭載した車両で路面画像、DGPS-IMU、オドメトリによる車速情報を同時に記録しながら、ドライバーに よる手動運転で行います。

自動運転車両の底面カメラで路面の画像を写していく

自動運転車両底面に取り付けられたカメラと、複数のLED照明、DGPS、姿勢センサ、コントローラを使い、路面の情報を取得していきます。

データの照合

自動運転車両の底面カメラで得た情報などをマップデータベースと照合して、自車の位置を把握します。アスファルト上であれば、誤差2.68mmの精度で測位でき、凹凸などの特徴が少ないコンクリートであっても誤差 4.24mm の精度で測位できるそうです。

用語の補足

  • DGPS(Differential GPS)

DGPSとは、衛星を利用した全地球測位システムであるGPSの誤差を修正し、精度を向上させる技術のことです。地上に基準局を設置し、誤差補正情報を測位します。その誤差補正情報をFM放送の電波を利用して提供します。欠点として、FM電波が届かない場所では、DGPSの情報を取得することはできません。
  • DGPS-IMU

得られた情報(姿勢・方位・位置)の誤差は、時間と共に増大することが避けられません。そこでGPS などの外部情報を有効に活用し補正します。
  • オドメトリ

タイヤの回転角から現在位置を推定する手法です。オドメトリでは、スタート時からの積算で位置を推定するので、これらの誤差は時間とともに累積していきます。 長距離を移動する場合、オドメトリ単体で高精度の位置推定を行うことは難しく、他の手法と併用することが必要となります。




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