都市部における自動運転用の衛星測位の高精度化と信頼度の算出に関する研究

城市自动驾驶卫星定位高精度可靠计算研究

• 批准号: 22KJ1586
• 负责人: 高野瀬 碧輝
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1586/
• 关键词: RTK-GNSS; マルチパス; 位置推定; 自動運転

本年度における研究活動では，都市部でのGNSS/IMUにおける位置推定手法の位置推定精度の改善を実施した．都市部環境下におけるGNSSを用いる位置推定手法は，GNSS信号がマルチパスすることによることで性能劣化を引き起こすことが課題となる．本研究では，車両軌跡を活用した都市部におけるレーンレベル位置推定手法について着目し，マルチパスによる性能劣化を低減した確率的統合手法によって位置推定精度の向上を図った．位置推定性能の向上には高精度測位であるRTK-GNSSの活用が必要不可欠である．しかし，上記の従来手法では車両軌跡の誤差を考慮しない拘束条件を用いており，高精度なRTK-GNSSの性能を十分に活用できない課題があった．そこで本研究では従来手法の最適化モデルとグラフ最適化手法における最適化モデルとの類似点を示し，従来の最適化モデルを拡張した．しかし，一般的なグラフ最適化ではマルチパスによる外れ値誤差を含む測位解に引き寄せられ推定値に誤差が生じてしまう．また，後処理を前提とした手法が多く処理時間が長くリアルタイム性に欠けている問題がある．本研究ではマルチパス問題に対して2ステップ最適化を用いることで解決し，処理時間問題に対して最適化する範囲を限定化することで処理時間の低減を確認した．この手法を用いることで従来手法，及び一般的なグラフ最適化手法よりマルチパスに対してロバストかつ高精度に位置推定できたことが確認できた．今後は，グラフ最適化の副産物として得られる推定誤差共分散と実際の誤差の関係を明らかにすることで，位置推定における信頼度として活用できるかどうか検証する予定である．

在今年的研究活动中，我们提高了城市地区使用 GNSS/IMU 的位置估计方法的位置估计精度。在城市环境中使用 GNSS 的位置估计方法的问题是，由于多径 GNSS 信号，性能会下降。在本研究中，我们重点研究了城市地区利用车辆轨迹的车道级位置估计方法，旨在使用概率积分方法来提高位置估计精度，从而减少多路径导致的性能下降。为了提高位置估计性能，必须利用RTK-GNSS这种高精度定位方法。然而，上述传统方法使用的约束条件没有考虑车辆轨迹的误差，这带来了无法充分利用RTK-GNSS高精度性能的问题。因此，在本研究中，我们通过展示传统方法的优化模型与图优化方法的优化模型之间的相似性来扩展传统的优化模型。然而，在一般的图优化中，由于定位解决方案，包括多路径引起的异常值误差，估计值中会出现误差。另外，很多方法需要进行后处理，存在处理时间长、缺乏实时性的问题。在本研究中，我们通过使用两步优化来解决多路径问题，并确认通过限制处理时间问题的优化范围来减少处理时间。经证实，使用该方法，位置估计比传统方法和一般图优化方法更鲁棒、更准确地对抗多径。未来，我们计划阐明作为图优化副产品获得的估计误差协方差与实际误差之间的关系，并验证这是否可以作为位置估计的可靠性。

项目成果

Real-Time Graph-Based Optimization for GNSS-Doppler Integrated RTK-GNSS/IMU/DR Positioning System in Urban Area

基于实时图的城市地区 GNSS-Doppler 综合 RTK-GNSS/IMU/DR 定位系统优化

• DOI: 10.1109/iv55152.2023.10186672
• 发表时间: 2023-06-04
• 期刊: 2023 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV)
• 作者: Aoki Takanose;E. Takeuchi;Ale;er Carballo;er;J. Meguro;K. Takeda
• 通讯作者: K. Takeda

都市部環境下のRTK-GNSS/IMUの複合におけ るグラフ最適化の導入について検討

研究城市环境中RTK-GNSS/IMU组合中图优化的引入

• 发表时间: 2022
• 作者: 高野瀬 碧輝;竹内 栄二朗;目黒 淳一;Ale;er Carballo;武田 一哉
• 通讯作者: 武田 一哉