(57)【要約】【課題】画像認識の処理負荷を増大させることなく、先行車の画像認識精度を向上させることが可能となる、先行車認識システム、先行車認識方法、及び先行車認識プログラムを提供すること。【解決手段】先行車認識システム１は、自車に対する先行車を画像認識する先行車認識システム１であって、先行車の位置を特定する位置特定部８２ａと、地図情報と、位置特定部８２ａにて特定された先行車の位置とに基づいて、自車の進行方向に対する先行車の進行方向の傾きを特定する傾き特定部８２ｃと、傾き特定部８２ｃにて特定された先行車の進行方向の傾きに基づいて、先行車を画像認識するためのテンプレートを設定するテンプレート設定部８２ｄと、テンプレート設定部８２ｄにて設定されたテンプレートに基づいて、先行車を画像認識する画像認識部８２ｅと、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車に対する先行車を画像認識する先行車認識システムであって、
前記先行車の位置を特定する位置特定手段と、
地図情報と、前記位置特定手段にて特定された先行車の位置とに基づいて、前記自車の進行方向に対する前記先行車の進行方向の傾きを特定する傾き特定手段と、
前記傾き特定手段にて特定された前記先行車の進行方向の傾きに基づいて、前記先行車を画像認識するためのテンプレートを設定するテンプレート設定手段と、
前記テンプレート設定手段にて設定されたテンプレートに基づいて、前記先行車を画像認識する画像認識手段と、
を備える先行車認識システム。
【請求項２】
前記位置特定手段は、前記自車から前記先行車までの距離を特定することにより、前記先行車の位置を特定する、
請求項１に記載の先行車認識システム。
【請求項３】
前記先行車を画像認識するためのテンプレートとして、前記自車の進行方向に対する前記先行車の進行方向の傾きが異なる複数のテンプレートを取得するテンプレート取得手段を備え、
前記テンプレート設定手段は、前記テンプレート取得手段に取得された複数のテンプレートの中から、前記傾き特定手段にて特定された前記先行車の進行方向の傾きに合致したテンプレートを選択することにより、前記先行車を画像認識するためのテンプレートを設定する、
請求項１又は２に記載の先行車認識システム。
【請求項４】
前記先行車の形状を特定する形状情報を取得する形状情報取得手段を備え、
前記テンプレート設定手段は、前記形状情報取得手段にて取得された形状情報に基づいて、前記傾き特定手段にて特定された前記先行車の進行方向の傾きに合致した前記先行車の形状を特定し、当該特定した前記先行車の形状に合致したテンプレートを生成することにより、前記先行車を画像認識するためのテンプレートを設定する、
請求項１又は２に記載の先行車認識システム。
【請求項５】
前記傾き特定手段は、前記地図情報と、前記位置特定手段にて特定された先行車の位置とに基づいて、当該位置特定手段にて特定された先行車の位置より進行方向前方位置における当該先行車の傾きを特定し、
前記テンプレート設定手段は、前記傾き特定手段にて特定された前記先行車の進行方向の傾きに基づいて設定したテンプレートと、前記傾き特定手段にて特定された前記進行方向前方位置における先行車の傾きとに基づいて、当該進行方向前方位置における先行車を画像認識するためのテンプレートを設定する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の先行車認識システム。
【請求項６】
自車に対する先行車を画像認識する先行車認識方法であって、
前記先行車の位置を特定する位置特定ステップと、
地図情報と、前記位置特定ステップにおいて特定された先行車の位置とに基づいて、前記自車の進行方向に対する前記先行車の進行方向の傾きを特定する傾き特定ステップと、
前記傾き特定ステップにおいて特定された前記先行車の進行方向の傾きに基づいて、前記先行車を画像認識するためのテンプレートを設定するテンプレート設定ステップと、
前記テンプレート設定ステップにおいて設定されたテンプレートに基づいて、前記先行車を画像認識する画像認識ステップと、
を含む先行車認識方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法をコンピュータに実行させる先行車認識プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行車認識システム、先行車認識方法、及び先行車認識プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車の前方を走行する車両（以下、先行車と称する）を撮影し、当該撮影した画像を利用して先行車を画像認識する先行車追跡システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。例えば、このような先行車追跡システムは、カメラによって先行車を撮影すると共に、レーザレーダによって自車から先行車までの距離を計測する。次いで、この計測された距離に基づいて先行車の位置を特定し、当該特定された先行車の位置に対応する先行車画像のテンプレートを作成する。そして、この作成された先行車画像のテンプレートとカメラによって撮影された先行車の画像とのマッチングを行うことで、先行車を画像認識する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５３２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の如き従来のシステムにおいては、単にレーザレーダによって計測された自車から先行車までの距離に基づいて先行車画像のテンプレートを作成しており、先行車が走行している道路の形状を考慮していなかったので、例えば、先行車がカーブ道路を走行している場合において、当該先行車画像のテンプレートにおける先行車の形状と自車からみた実際の先行車の形状とに差異が生じることにより、マッチングを行っても先行車を認識できない等、先行車の認識精度に改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像認識の処理負荷を増大させることなく、先行車の画像認識精度を向上させることが可能となる、先行車認識システム、先行車認識方法、及び先行車認識プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の先行車認識システムは、自車に対する先行車を画像認識する先行車認識システムであって、前記先行車の位置を特定する位置特定手段と、地図情報と、前記位置特定手段にて特定された先行車の位置とに基づいて、前記自車の進行方向に対する前記先行車の進行方向の傾きを特定する傾き特定手段と、前記傾き特定手段にて特定された前記先行車の進行方向の傾きに基づいて、前記先行車を画像認識するためのテンプレートを設定するテンプレート設定手段と、前記テンプレート設定手段にて設定されたテンプレートに基づいて、前記先行車を画像認識する画像認識手段とを備えている。
【０００７】
請求項２に記載の先行車認識システムは、請求項１に記載の先行車認識システムにおいて、前記位置特定手段は、前記自車から前記先行車までの距離を特定することにより、前記先行車の位置を特定する。
【０００８】
請求項３に記載の先行車認識システムは、請求項１又は２に記載の先行車認識システムにおいて、前記先行車を画像認識するためのテンプレートとして、前記自車の進行方向に対する前記先行車の進行方向の傾きが異なる複数のテンプレートを取得するテンプレート取得手段を備え、前記テンプレート設定手段は、前記テンプレート取得手段に取得された複数のテンプレートの中から、前記傾き特定手段にて特定された前記先行車の進行方向の傾きに合致したテンプレートを選択することにより、前記先行車を画像認識するためのテンプレートを設定する。
【０００９】
請求項４に記載の先行車認識システムは、請求項１又は２に記載の先行車認識システムにおいて、前記先行車の形状を特定する形状情報を取得する形状情報取得手段を備え、前記テンプレート設定手段は、前記形状情報取得手段にて取得された形状情報に基づいて、前記傾き特定手段にて特定された前記先行車の進行方向の傾きに合致した前記先行車の形状を特定し、当該特定した前記先行車の形状に合致したテンプレートを生成することにより、前記先行車を画像認識するためのテンプレートを設定する。
【００１０】
請求項５に記載の先行車認識システムは、請求項１から４のいずれか一項に記載の先行車認識システムにおいて、前記傾き特定手段は、前記地図情報と、前記位置特定手段にて特定された先行車の位置とに基づいて、当該位置特定手段にて特定された先行車の位置より進行方向前方位置における当該先行車の傾きを特定し、前記テンプレート設定手段は、前記傾き特定手段にて特定された前記先行車の進行方向の傾きに基づいて設定したテンプレートと、前記傾き特定手段にて特定された前記進行方向前方位置における先行車の傾きとに基づいて、当該進行方向前方位置における先行車を画像認識するためのテンプレートを設定する。
【００１１】
請求項６に記載の先行車認識方法は、自車に対する先行車を画像認識する先行車認識方法であって、前記先行車の位置を特定する位置特定ステップと、地図情報と、前記位置特定ステップにおいて特定された先行車の位置とに基づいて、前記自車の進行方向に対する前記先行車の進行方向の傾きを特定する傾き特定ステップと、前記傾き特定ステップにおいて特定された前記先行車の進行方向の傾きに基づいて、前記先行車を画像認識するためのテンプレートを設定するテンプレート設定ステップと、前記テンプレート設定ステップにおいて設定されたテンプレートに基づいて、前記先行車を画像認識する画像認識ステップとを含んでいる。
【００１２】
請求項７に記載の先行車認識プログラムは、請求項６に記載の方法をコンピュータに実行させる先行車認識プログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の先行車認識システム、請求項６に記載の先行車認識方法、及び請求項７に記載の先行車認識プログラムによれば、テンプレート設定手段は、傾き特定手段にて特定された先行車の進行方向の傾きに合致したテンプレートを設定し、画像認識手段は、テンプレート設定手段にて設定されたテンプレートに基づいて先行車を画像認識するので、自車から見た実際の先行車の形状に対応したテンプレートに基づいて先行車を画像認識することができ、従来のシステムに比べて画像認識の精度を向上させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の先行車認識システムによれば、位置特定手段は、自車から先行車までの距離を特定することにより、先行車の位置を特定するので、この特定された距離と地図情報とに基づいて、先行車両の進行方向の傾きを容易に特定することができる。
【００１５】
請求項３に記載の先行車認識システムによれば、テンプレート設定手段は、テンプレート取得手段に取得された複数のテンプレートの中から、傾き特定手段にて特定された先行車の進行方向の傾きに合致したテンプレートを選択することにより、先行車を画像認識するためのテンプレートを設定するので、様々な傾きに応じた多数のテンプレートをその都度生成して画像認識を行う場合に比べて、テンプレートの作成処理負荷を低減することができる。
【００１６】
請求項４に記載の先行車認識システムによれば、テンプレート設定手段は、形状情報取得手段にて取得された形状情報に基づいて、傾き特定手段にて特定された先行車の進行方向の傾きに合致した先行車の形状を特定し、当該特定した先行車の形状に合致したテンプレートを生成することにより、先行車を画像認識するためのテンプレートを設定するので、様々な傾きに応じた多数のテンプレートを予め用意しておいて画像認識を行う場合に比べて、テンプレートの格納領域を低減できる。
【００１７】
請求項５に記載の先行車認識システムによれば、テンプレート設定手段は、傾き特定手段にて特定された先行車の進行方向の傾きに基づいて設定したテンプレートと、傾き特定手段にて特定された進行方向前方位置における先行車の傾きとに基づいて、当該進行方向前方位置における先行車を画像認識するためのテンプレートを設定するので、例えば、同じ先行車に対して再度画像認識が行われる場合において、当該先行車を再度検知したり、当該先行車の位置を補正する処理を省略したりすることができるので、処理負荷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態に係る先行車認識システムを例示するブロック図である。
【図２】先行車認識処理のフローチャートである。
【図３】自車の進行方向に対する障害物の進行方向の傾きの特定を例示した平面図であり、（ａ）は補正前の障害物とリンクとの位置関係を示す図であり、（ｂ）は補正後の障害物とリンクとの位置関係を示す図であり、（ｃ）は自車の進行方向に対する障害物の進行方向の傾きを特定した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る先行車認識システム、先行車認識方法、及び先行車認識プログラムの実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。なお、本発明に係る先行車認識システム、先行車認識方法、及び先行車認識プログラムの適用対象は任意であるが、例えば、車載用ナビゲーション装置や携帯用ナビゲーション装置に適用することが考えられる。以下の本実施の形態では、先行車認識システムが車載用ナビゲーション装置（以下、ナビゲーション装置と称する）として構成された場合を例に挙げて説明する。
【００２０】
（構成）
まず、本実施の形態に係る先行車認識システムの構成を説明する。図１は、本実施の形態に係る先行車認識システムを例示するブロック図である。図１に示すように、先行車認識システム１は、現在位置検出センサ１０、車間距離センサ２０、カメラ３０、操作部４０、ディスプレイ５０、スピーカ６０、及び先行車認識装置７０を備えている。
【００２１】
（構成−現在位置検出センサ）
現在位置検出センサ１０は、ナビゲーション装置が取り付けられた車両（以下、自車と称する）の現在地点を検出する現在地点検出手段である。具体的には、現在位置検出センサ１０は、ＧＰＳ、地磁気センサ、距離センサ、又はジャイロセンサ（いずれも図示省略）の少なくとも一つを有し、後述する制御部８０の現在位置検出部８４が現在の自車の位置（座標）及び方位等を検出するための情報を、当該制御部８０に出力する。
【００２２】
（構成−車間距離センサ）
車間距離センサ２０は、自車と先行車との間の車間距離を計測するためのセンサである。この車間距離センサ２０は、例えば、赤外線レーザレーダやミリ波レーダを用いて構成されている。この車間距離センサ２０は、検知範囲に障害物が存在する場合、その障害物までの距離と方向とを検出可能となっている。例えば、ミリ波レーダなどは、扇形状の検知範囲を有しており、その検知範囲内のいずれの方向に障害物が存在するのかを検出することができる。
【００２３】
（構成−カメラ）
カメラ３０は、自車の前方を撮影する撮影手段である。このカメラ３０は、例えば自車の前端部に少なくとも１台設置され、自車の前方を撮影する。カメラ３０が撮影した画像データ（例えば２次元又は３次元の画像データ等）は、制御部８０に入力される。なお、カメラ３０の具体的な構成は任意で、例えばＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の公知の撮像素子、及びレンズやプリズム等の公知の光学系部品を用いて構成されている。
【００２４】
（構成−操作部）
操作部４０は、利用者による操作入力を受け付ける操作手段である。この操作手段としては、例えば、タッチパネル、リモートコントローラの如き遠隔操作手段、あるいはハードスイッチ等、公知の操作手段を用いることができる。
【００２５】
（構成−ディスプレイ）
ディスプレイ５０は、制御部８０の制御に基づいて各種の画像を表示する表示手段である。このディスプレイ５０としては、例えば、公知の液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイの如きフラットパネルディスプレイを用いることができる。
【００２６】
（構成−スピーカ）
スピーカ６０は、制御部８０の制御に基づいて各種の音声を出力する出力手段である。スピーカ６０より出力される音声の具体的な態様は任意であり、必要に応じて生成された合成音声や、予め録音された音声を出力することができる。
【００２７】
（構成−先行車認識装置）
先行車認識装置７０は、先行車を画像認識するための装置であり、制御部８０と、データ記録部９０とを備えている。
【００２８】
（構成−先行車認識装置−制御部）
制御部８０は、先行車認識装置７０を制御する制御手段であり、具体的には、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを格納するためのＲＡＭの如き内部メモリを備えて構成されるコンピュータである。特に、本実施の形態に係る先行車認識プログラムは、任意の記録媒体又はネットワークを介して先行車認識システム１にインストールされることで、制御部８０の各部を実質的に構成する。
【００２９】
この制御部８０は、機能概念的に、情報取得部８１、先行車認識部８２、案内部８３、及び現在位置検出部８４を備えている。
【００３０】
情報取得部８１は、先行車に関する情報を取得するための情報取得手段である。本実施の形態において、情報取得部８１は、先行車に関する情報を後述する地図情報ＤＢ９１又はテンプレートテーブル９２から取得するが、この情報の取得の具体的な方法は任意に変更することができる。例えば、先行車認識システム１にインターネットの如きネットワークと通信を行う通信手段を持たせ、情報取得部８１は、必要に応じてこの通信手段を介して、車両の外部のサーバから取得してデータ記録部９０に揮発的又は不揮発的に記録するようにしてもよい。すなわち、先行車に関する情報の少なくとも一部は、いわゆるオフラインとオンラインのいずれの方法で入手されてもよい。
【００３１】
この情報取得部８１は、さらに、テンプレート取得部８１ａを備えている。テンプレート取得部８１ａは、先行車を画像認識するためのテンプレートを取得するテンプレート取得手段である。ここで、「テンプレート」とは、自車側から見た先行車の後方の形状を示す画像であって、先行車を画像認識するための基準となる画像（例えば２次元又は３次元の画像）（より具体的には、標準的な車両の画像、又は車種に応じた画像等）である。
【００３２】
先行車認識部８２は、先行車を画像認識するための先行車認識手段である。
【００３３】
この先行車認識部８２は、さらに、位置特定部８２ａと、位置補正部８２ｂと、傾き特定部８２ｃと、テンプレート設定部８２ｄと、画像認識部８２ｅとを備えている。位置特定部８２ａは、自車から先行車までの距離を特定することにより、先行車の位置を特定する位置特定手段である。位置補正部８２ｂは、位置特定部８２ａにて特定された先行車の位置を補正する位置補正手段である。傾き特定部８２ｃは、後述する地図情報ＤＢ９１にて格納された地図情報と、位置補正部８２ｂにて補正された先行車の位置とに基づいて、自車の進行方向に対する先行車の進行方向の傾きを特定する傾き特定手段である。テンプレート設定部８２ｄは、傾き特定部８２ｃにて特定された先行車の進行方向の傾きに基づいて、先行車を画像認識するためのテンプレートを設定するテンプレート設定手段である。画像認識部８２ｅは、カメラ３０で撮影された先行車の画像と、テンプレート設定部８２ｄにて設定されたテンプレートとを画像照合（例えば公知のテンプレートマッチング等）することにより、先行車を画像認識する画像認識手段である。
【００３４】
案内部８３は、先行車認識部８２にて先行車が認識された旨を出力手段としてのディスプレイ５０又はスピーカ６０を介してユーザに案内するための制御を行う案内手段である。
【００３５】
現在位置検出部８４は、現在位置検出センサ１０の出力に基づいて自車の現在位置を検出する現在位置検出手段である。
これらの制御部８０の各構成要素によって実行される処理の詳細については後述する。
【００３６】
（構成−先行車認識装置−データ記録部）
データ記録部９０は、先行車認識装置７０の動作に必要なプログラム及び各種のデータ（例えば、車両の長さ等）を記録する記録手段であり、例えば、外部記録装置としてのハードディスク（図示省略）を用いて構成されている。ただし、ハードディスクに代えてあるいはハードディスクと共に、磁気ディスクの如き磁気的記録媒体、又はＤＶＤやブルーレイディスクの如き光学的記録媒体を含む、その他の任意の記録媒体を用いることができる。
【００３７】
また、図１に示すように、このデータ記録部９０は、地図情報データベース（以下、データベースを「ＤＢ」と称する）９１、及びテンプレートテーブル９２を備えている。
【００３８】
地図情報ＤＢ９１は、地図情報を格納するデータ格納手段である。「地図情報」とは、地図をディスプレイ５０に表示したり、走行経路の探索や案内を行うために必要な情報であり、例えば、ノードデータ（ノード番号、座標）や、リンクデータ（リンク番号、接続ノード番号、道路座標、道路種別、車線数、走行規制等）、地物データ（信号機、道路標識、ガードレール、建物等）、地形データ（道路のカーブや勾配等の道路形状等）、地図をディスプレイ５０に表示するための地図表示データ等を含んで構成されている。
【００３９】
テンプレートテーブル９２は、自車の進行方向に対する先行車の進行方向の傾きが異なる複数のテンプレートを格納するテンプレート格納手段である。ここで、このテンプレートテーブル９２におけるテンプレートの格納については任意であるが、例えば、複数のテンプレートは、道路種別毎（例えば、高速道路、国道、一般道、細街路等）、又は車種毎（例えば、軽自動車、乗用車、トラック等）に格納されてもよい。ここで、「傾き」とは、例えば水平方向の傾き、垂直方向の傾き、あるいは水平方向及び垂直方向の傾きを合成した傾きを含む概念である（本実施の形態では、水平方向の傾きについて説明する）。
【００４０】
（処理）
次に、このように構成される先行車認識システム１によって実行される先行車認識処理について説明する。図２は、先行車認識処理のフローチャートである（以下の各処理の説明ではステップを「Ｓ」と略記する）。図３は、自車の進行方向に対する障害物の進行方向の傾きの特定を例示した平面図であり、（ａ）は補正前の障害物とリンクとの位置関係を示す図であり、（ｂ）は補正後の障害物とリンクとの位置関係を示す図であり、（ｃ）は自車の進行方向に対する障害物の進行方向の傾きを特定した状態を示す図である。この先行車認識処理は、先行車を画像認識するための処理であり、例えば先行車認識システム１への電源投入後に所定周期にて繰り返し実行される。なお、以下の処理の説明において、制御主体を特記しない処理については、制御部８０にて実行されるものとし、情報の取得元や取得経路を特記しない場合については、公知のタイミング及び公知の方法にて、データ記録部９０に予め格納されており、あるいは、操作部４０を介してユーザ等によって入力されるものとする。
【００４１】
先行車認識処理が起動されると、図２に示すように、先行車認識部８２は、車間距離センサ２０から出力される信号に基づいて、自車の前方に障害物が有るか否かを判定する（ＳＡ１）。ここで、「障害物」とは、自車の前方に位置するものであって、自車の走行にとって障害となるもの、又は障害となるおそれがあるものを意味し、例えば、先行車や先行車以外のもの（例えば看板、工事現場等）を含む概念である。具体的には、車間距離センサ２０の検出範囲内に障害物が位置することにより、車間距離センサ２０から出力される信号のレベルが所定値より高い場合、自車の前方に障害物が有ると判定される。一方、車間距離センサ２０の検出範囲外に障害物が位置することにより、車間距離センサ２０から出力される信号のレベルが所定値より低い場合、自車の前方に障害物がないと判定される。図３（ａ）の例では、車間距離センサ２０の検出範囲内に障害物が位置するので、車間距離センサ２０から出力される信号のレベルが所定値を上回り、自車の前方に障害物が有ると判定される。
【００４２】
図２に戻り、自車の前方に障害物がないと判定された場合（ＳＡ１、Ｎｏ）、制御部８０は、ＳＡ１に移行し、自車の前方に障害物が現れるまで、ＳＡ１の処理が繰り返される。
【００４３】
一方、自車の前方に障害物があると判定された場合（ＳＡ１、Ｙｅｓ）、先行車認識部８２は、現在位置検出センサ１０からの出力に基づいて現在位置検出部８４で検出された自車の現在位置を取得する（ＳＡ２）。次いで、位置特定部８２ａは、車間距離センサ２０から出力された信号に基づいて自車から障害物までの距離及び方向を特定し、当該特定した距離及び方向と、ＳＡ２にて取得された自車の現在位置とに基づいて、障害物の位置を特定する（ＳＡ３）。図３（ａ）の例では、まず、自車の現在位置Ｐ０（例えば、緯度＝Ｐｘ０、経度＝Ｐｙ０）が特定される。尚、この自車の現在位置Ｐ０は、制御部８０の現在位置検出部８４が、現在位置検出センサ１０からの出力値と地図情報ＤＢ９１とに基づいて、公知のマップマッチングによりリンク上に補正された位置を示している。次に、車間距離センサ２０からの出力に基づいて、自車から障害物までの相対水平距離（図３（ａ）の例では、合成した相対水平距離Ｄ）と、自車の進行方向に対する障害物の相対方向αが特定される。そして、自車の現在位置Ｐ０の座標、自車から障害物までの相対水平距離Ｄ、及び自車の進行方向に対する障害物の相対方向αに基づいて、自車の進行方向に沿った距離Ｄｘと自車の進行方向に直交する方向に沿った距離Ｄｙとが特定される。そして、これらデータに基づいて、障害物の位置Ｐ１（例えば、緯度＝Ｐｘ０＋Ｄｘ＝Ｐｘ１、経度＝Ｐｙ０＋Ｄｙ＝Ｐｙ１）が特定される。
【００４４】
図２に戻り、情報取得部８１は、地図情報ＤＢ９１から地図情報を取得する（ＳＡ４）。次いで、先行車認識部８２は、ＳＡ４にて取得された地図情報と、ＳＡ３にて特定された障害物の位置とに基づいて、障害物の位置と対応するリンクを特定し、当該障害物の位置と当該特定したリンクまでの最短距離が所定値以内（例えば５ｍ以内）であるか否かを判定する（ＳＡ５）。このようなＳＡ５の処理を行うのは、障害物がリンクから離れている場合には、障害物が先行車以外の地物である可能性が高いため、このような障害物を画像認識対象から除外するためである。図３（ａ）の例では、障害物の位置Ｐ１と対応するリンクＬ１が特定される。この例では、障害物の位置Ｐ１がリンクＬ１上に位置しないものの、障害物の位置Ｐ１とリンクＬ１までの最短距離が所定値以内（例えば１ｍ）である場合を示しているので、上記最短距離が所定値以内であると判定される。
【００４５】
図２に戻り、上記最短距離が所定値を上回ると判定された場合（ＳＡ５、Ｎｏ）、障害物が先行車である可能性が低いとして、制御部８０はＳＡ１に移行し、自車の前方に先行車である可能性が高い障害物が現れるまで、ＳＡ１〜ＳＡ５の処理を繰り返す。
【００４６】
一方、上記最短距離が所定値以内であると判定された場合（ＳＡ５、Ｙｅｓ）、障害物が先行車である可能性が高いとして、当該障害物に関する画像認識を行う。ここで、この先行車認識処理では、画像認識に用いられるテンプレートの設定において、下記に示す工夫が施されている。すなわち、本実施の形態では、障害物の位置がカーブ状のリンク上又は当該リンク近傍に位置している場合であっても、後述するＳＡ１０にてカメラ３０によって撮影された画像に合致しやすいテンプレートを設定することができるように、制御部８０は、テンプレート設定のための準備処理（具体的には、ＳＡ６〜ＳＡ１０）を行うこととしている。
【００４７】
まず、先行車認識部８２は、ＳＡ３にて特定された障害物の位置と、ＳＡ４にて取得された地図情報とに基づいて、当該障害物の位置がＳＡ５にて特定された上記対応するリンク上の位置にあるか否かを判定する（ＳＡ６）。具体的には、障害物の位置が上記対応するリンク上のいずれかの地点の位置と一致した場合に、当該障害物の位置が上記対応するリンク上の位置にあると判定される。一方、障害物の位置が上記対応するリンク上のいずれかの地点の位置と一致しない場合に、当該障害物の位置が上記対応するリンク上の位置にないと判定される。図３（ａ）の例では、上述したように、障害物の位置Ｐ１がこのリンクＬ１上に位置しないので、当該障害物の位置Ｐ１がリンクＬ１上の位置にないと判定される。
【００４８】
図２に戻り、障害物の位置が上記対応するリンク上の位置にないと判定された場合（ＳＡ６、Ｎｏ）、障害物の位置が上記対応するリンク上に位置するように、位置補正部８２ｂは、ＳＡ３にて特定された障害物の位置と、ＳＡ４にて取得された地図情報とに基づいて、障害物の位置を補正する（ＳＡ７）。具体的には、位置補正部８２ｂは、上記対応するリンク上の地点の位置であり、且つ障害物の位置から最短距離にある地点の位置を特定し、当該特定した地点の位置を障害物の位置とする補正を行う。図３（ｂ）の例では、リンクＬ１上の地点の位置であって、上記障害物の位置Ｐ１から最短距離１ｍにある地点の位置（緯度＝Ｐｘ２、経度＝Ｐｙ２）が特定され、当該特定された地点の位置が障害物の位置Ｐ２とされる。
【００４９】
図２に戻り、障害物の位置が上記対応するリンク上の位置にあると判定された場合（ＳＡ６、Ｙｅｓ）、又はＳＡ７の処理がなされた場合には、障害物が先行車であると仮定した場合に、障害物の位置が車両の中心位置と一致するように、位置補正部８２ｂは、ＳＡ３にて特定された障害物の位置（又は、ＳＡ７の処理がなされた場合には、ＳＡ７にて補正された障害物の位置）と、ＳＡ４にて取得された地図情報と、データ記録部９０に記録された車両の長さ（例えば４ｍ等）とに基づいて、障害物の位置を補正する（ＳＡ８）。具体的には、位置補正部８２ｂは、上記対応するリンク上の地点の位置であり、且つ障害物の位置よりも車両の長さの半分だけ前方に離れた地点の位置を特定し、当該特定した地点の位置を障害物の位置とする補正を行う。即ち、障害物が先行車である場合、車間距離センサ２０により検出された先行車の位置は先行車の後端部付近であると推定されるため、先行車の中心位置がリンク上のどの地点に存在するのかを特定するために障害物の位置の補正を行う。図３（ｂ）の例では、リンクＬ１上の地点の位置であって、障害物の位置Ｐ２から車両の長さの半分＝４ｍ×１／２＝２ｍだけ前方に離れた地点の位置（緯度＝Ｐｘ３、経度＝Ｐｙ３）が特定され、当該特定された地点の位置が障害物の位置Ｐ３とされる。
【００５０】
図２に戻り、傾き特定部８２ｃは、ＳＡ４にて取得された地図情報と、ＳＡ８にて補正された障害物の位置とに基づいて、自車の進行方向に対する障害物の進行方向の傾き（以下、障害物の進行方向の傾きと称する）を特定する（ＳＡ９）。具体的には、傾き特定部８２ｃは、ＳＡ８にて補正された障害物の位置が存在するリンクに対する接線であって、当該補正された障害物の位置を接点とする接線を算出する。次いで、自車の進行方向についても同様に、ＳＡ２にて取得された自車の現在地Ｐ０が存在するリンクに対する接線であって、当該自車の現在地を接点とする接線を算出することにより特定する。そして、算出した障害物の位置Ｐ３を接点とする接線と、特定した自車の進行方向とに基づいて、障害物の進行方向の傾きを特定する。図３（ｃ）の例では、障害物の位置Ｐ３を接点とするリンクＬ１の接線ＴＬが算出され、且つ自車の進行方向ＤＴが特定された後、これらリンクＬ１の接線ＴＬと、自車の進行方向ＤＴとに基づいて、障害物の進行方向の傾きθが特定される。
【００５１】
図２に戻り、テンプレート取得部８１ａは、テンプレートテーブル９２から複数のテンプレートを取得し、テンプレート設定部８２ｄは、当該テンプレート取得部８１ａに取得された複数のテンプレートの中から、ＳＡ９にて特定された障害物の進行方向の傾きに合致したテンプレートを選択することにより、先行車を画像認識するためのテンプレートを設定する（ＳＡ１０）。このテンプレートの具体的な設定については任意であるが、例えば、テンプレートテーブル９２に格納されているテンプレートが車種毎に格納されている場合には、テンプレート取得部８１ａは、車種毎のテンプレートの中から、ＳＡ９にて特定された障害物の進行方向の傾きに合致したテンプレートを車種毎に選択することにより、テンプレートを設定する。図３の例では、テンプレートテーブル９２に格納されているテンプレートが軽自動車、乗用車、トラックの３つの車種毎に格納されている場合において、これら３つの車種毎に、障害物の進行方向の傾きθに合致したテンプレートが選択されることにより、当該障害物の進行方向の傾きθに対応するテンプレートが設定される。尚、車種毎のテンプレートの中で、さらに距離毎に細分化されてテンプレートが格納されている（例えば、距離に応じて大きさが異なるテンプレートが格納されている）場合には、自車両から障害物までの距離に合致するテンプレートを、全ての車種に対して取得し、当該取得したテンプレートの中から、障害物の進行方向の傾きに合致したテンプレートを車種毎に選択する。また、障害物の進行方向の傾きθに合致したテンプレートを選択する場合、テンプレートを一つだけ選択しても良いし、所定個数選択しても良い。後者については、障害物の進行方向の傾きθを中心とする傾き範囲（θ１〜θ２）を設定し、当該傾き範囲に含まれるテンプレートを取得する構成としてもよい。
【００５２】
図２に戻り、先行車認識部８２は、カメラ３０によって撮影された画像であって、自車の前方の画像を当該カメラから取得する（ＳＡ１１）。そして、画像認識部８２ｅは、ＳＡ１０にて設定されたテンプレートと、ＳＡ１１にて取得された画像とを画像照合することにより、障害物を先行車として画像認識するか否かを判定する（ＳＡ１２）。具体的には、ＳＡ１０にて設定されたテンプレートと、ＳＡ１１にて取得された画像との照合の度合（以下、照合度と称する）が閾値より高い場合、障害物が先行車として画像認識されたと判定される。一方で、上記照合度が閾値より低い場合、障害物が先行車として画像認識されなかったと判定される。図３の例では、障害物は先行車であり、且つ例えばＳＡ１０にて設定されたテンプレートが適当であることで、上記照合度が閾値より高い場合には、障害物が先行車として画像認識されたと判定される。
【００５３】
図２に戻り、障害物が先行車として画像認識されなかったと判定された場合（ＳＡ１２、Ｎｏ）、制御部８０は、ＳＡ１に移行して、障害物が先行車と認識されるまで、ＳＡ１〜ＳＡ１２の処理を繰り返す。
【００５４】
一方、障害物が先行車として画像認識されたと判定された場合（ＳＡ１２、Ｙｅｓ）、案内部８３は、ＳＡ１２にて先行車が認識された旨を案内する。具体的には、案内部８３は、ＳＡ８にて補正された障害物の位置を先行車の位置として、地図表示データに基づいて描画された地図に重畳して、ディスプレイ５０に表示させる。あるいは、先行車と自車との距離が所定値以内（例えば１０ｍ以内等）であった場合に、自車が先行車と衝突するおそれがあることをユーザに対して知らせるために、先行車が認識された旨をディスプレイ５０によって表示させたり、又はスピーカ６０によって音声出力させてもよい。そして、先行車が認識された旨の案内がされた後、制御部８０は、先行車認識処理を終了する。
【００５５】
（効果）
このように本実施の形態によれば、テンプレート設定部８２ｄは、傾き特定部８２ｃにて特定された先行車の進行方向の傾きに合致したテンプレートを設定し、画像認識部８２ｅは、当該設定されたテンプレートに基づいて先行車を画像認識するので、自車から見た実際の先行車の形状に対応したテンプレートに基づいて先行車を画像認識することができ、従来のシステムに比べて画像認識の精度を向上させることができる。また、先行車の形状を様々な角度から見たテンプレートを多数用意しておき、これら多数のテンプレートの一つ一つに基づいて先行車を画像認識するものと比較した場合、本実施の形態によれば、先行車の進行方向の傾きに合致したテンプレートを設定することができるため、多数のテンプレートの一つ一つに基づいて画像認識を行う必要がなくなるので、画像認識の処理負荷を増大させることを防止できる。
【００５６】
また、位置特定部８２ａは、自車から先行車までの距離を特定することにより、先行車の位置を特定するので、この特定された距離と地図情報とに基づいて、先行車両の進行方向の傾きを容易に特定することができる。
【００５７】
また、テンプレート設定部８２ｄは、テンプレート取得部８１ａに取得された複数のテンプレートの中から、傾き特定部８２ｃにて特定された先行車の進行方向の傾きに合致したテンプレートを選択することにより、先行車を画像認識するためのテンプレートを設定するので、様々な傾きに応じた多数のテンプレートをその都度生成して画像認識を行う場合に比べて、テンプレートの作成処理負荷を低減することができる。
【００５８】
〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００５９】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。例えば、画像認識部８２ｅが従来より先行車を正確に認識できない場合であっても、先行車の認識を従来とは異なる技術により従来と同様に達成できている場合には、本願発明の課題が解決されている。
【００６０】
（分散や統合について）
また、上述した各電気的構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散や統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散や統合して構成できる。例えば、先行車認識システム１の各構成要素の一部を端末に配置すると共に、先行車認識システム１の各構成要素の他の一部をサーバに配置して、これら端末とサーバを任意のネットワークを介して相互に接続してもよい。また、制御部８０に備えられたＣＰＵがカメラＣＰＵと、ナビＣＰＵとを備えて構成されている場合に、例えば制御部８０の各構成要素の一部をカメラＣＰＵに配置し、制御部８０の各構成要素の他の一部をナビＣＰＵに配置してもよい。
【００６１】
（地図情報ＤＢについて）
上記の実施の形態では、地図情報ＤＢ９１には、地図情報が格納されていると説明したが、地図情報の一部の情報が格納されてもよい。例えば、地図情報のうち、道路に関する情報（例えば、道路に関するノードデータ、リンクデータ、道路に関する地形データ等を含んで構成されたもの等）のみが格納されてもよい。
【００６２】
（位置特定部について）
上記の実施の形態では、位置特定部８２ａは、自車から先行車までの距離を特定することにより、先行車の位置を特定すると説明したが、自車から先行車までの距離を特定する以外の方法により先行車の位置を特定してもよい。例えば、先行車認識システム１にインターネットの如きネットワークと通信を行う通信手段を持たせる。そして、情報取得部８１は、必要に応じてこの通信手段を介して、車両の外部のサーバから先行車の位置に関するデータ（例えば、座標の情報やマッチングしているリンクの情報）を取得し、位置特定部８２ａは、当該情報取得部８１にて取得されたデータに基づいて、先行車の位置を特定する。
【００６３】
（先行車認識処理について）
上記本実施の形態では、先行車である可能性が高い障害物について画像認識を行うために、ＳＡ５の処理が行われると説明したが、例えば、ＳＡ５の処理を省略してもよい。また、テンプレート設定のための準備処理として、ＳＡ６〜ＳＡ１０の処理が行われると説明したが、例えば、これらの一部の処理を省略してもよく、この場合において位置補正部８２ｂが不要である場合には省略してもよい。
【００６４】
また、上記の実施の形態では、ＳＡ３において、車間距離センサ２０から出力された信号に基づいて自車から障害物までの相対水平距離を特定し、当該特定した相対水平距離と、自車の現在位置とに基づいて、障害物の位置を特定すると説明したが、これに限られない。例えば、道路の勾配を考慮した障害物の位置を特定するために、車間距離センサ２０から出力された信号に基づいて自車から障害物までの相対垂直距離を特定し、当該特定した相対垂直距離と、自車の現在位置とに基づいて、障害物の位置を特定してもよい。あるいは、道路のカーブ及び道路の勾配を考慮した障害物の位置を特定するために、車間距離センサ２０から出力された信号に基づいて自車から障害物までの相対水平距離及び相対垂直距離を特定し、当該特定した相対水平距離及び相対垂直距離と、自車の現在位置とに基づいて、障害物の位置を特定してもよい。また、自車の進行方向に対する障害物の相対方向αを使わずに、「自車の現在位置から、自車から障害物までの距離だけ離れたリンク上の位置」を障害物の位置として特定してもよい。この場合には、障害物の位置が必ずリンク上に特定されるので、ＳＡ５〜ＳＡ７において障害物の位置の補正を行う必要がなくなる。
【００６５】
また、上記の実施の形態では、ＳＡ１０において、テンプレート取得部８１ａは、テンプレートテーブル９２から複数のテンプレートを取得し、テンプレート設定部８２ｄは、当該テンプレート取得部８１ａに取得された複数のテンプレートの中から、ＳＡ９にて特定された障害物の進行方向の傾きに合致したテンプレートを選択することにより、先行車を画像認識するためのテンプレートを設定すると説明したが、これ以外の方法によりテンプレートを設定してもよい。例えば、データ記録部９０にテンプレートテーブル９２が備えられていない場合において、データ記録部９０は、先行車の形状（例えば、２次元又は３次元の形状であって、先行者の外部から見た先行車の形状等）を特定する形状情報を格納する形状情報テーブルをさらに備え、且つ、情報取得部８１は、形状情報テーブルから形状情報を取得する形状情報取得手段をさらに備える。そして、テンプレート設定部８２ｄは、形状情報取得手段にて取得された形状情報に基づいて、ＳＡ９にて特定された障害物の進行方向の傾きに合致した先行車の形状を特定し、当該特定した先行車の形状に合致したテンプレートを生成することにより、先行車を画像認識するためのテンプレートを設定する。より具体的には、形状情報として先行車の３次元形状（以下、先行車形状データ）が格納されている場合、まずは、先行車形状データの車長方向に延びる中心軸を先行車の進行方向と反対方向に延長した延長線上に、仮想視点を設定する。そして、先行車形状データの中心軸上の基準点（重心等）を中心として、先行車形状データの中心軸がＳＡ９にて特定された障害物の進行方向の傾きに合致するよう、当該先行車形状データを回転させる。そして、設定された仮想視点から先行車形状データの基準点を見た場合における先行車形状データの像を、仮想視点と先行車形状データの間に存在し、仮想視点と基準点とを結ぶ線分に直行する仮想平面に投影することによりテンプレートを生成する。あるいは、データ記録部９０にテンプレートテーブル９２が備えられている場合において、テンプレートテーブル９２に基本となる１つのテンプレートが格納されている場合に、テンプレート設定部８２ｄは、形状情報取得手段にて取得された形状情報に基づいて、ＳＡ９にて特定された障害物の進行方向の傾きに合致した先行車の形状を特定し、当該特定した先行車の形状に基づいてこの基本となるテンプレートを補正することにより、先行車を画像認識するためのテンプレートを設定してもよい。これらにより、様々な傾きに応じた多数のテンプレートを予め用意しておいて画像認識を行う場合に比べて、テンプレートの格納領域を低減できる。
【００６６】
また、上記の実施の形態では、ＳＡ１２において、障害物が先行車として画像認識されなかったと判定された場合（ＳＡ１２、Ｎｏ）、制御部８０は、先行車認識処理を終了し、所定周期経過後に再び実行されると説明したが、これに限られない。例えば、ＳＡ１２において、障害物が先行車として画像認識されたと判定された後（ＳＡ１２、Ｙｅｓ）、この先行車の認識が継続的に行われる場合において、処理負荷を低減するために、制御部８０は、ＳＡ９に移行して、ＳＡ９〜ＳＡ１２の処理を繰り返してもよい。この場合において、ＳＡ１２の処理後のＳＡ９〜ＳＡ１２の処理のうち、ＳＡ９において、傾き特定部８２ｃは、ＳＡ４にて取得された地図情報と、ＳＡ８にて補正された障害物の位置とに基づいて、当該ＳＡ８にて補正された障害物の位置より進行方向前方位置（例えば障害物の位置より５ｍ前方の位置等）における当該障害物の傾きを特定する。また、ＳＡ１０において、テンプレート設定部８２ｄは、前回のＳＡ９にて特定された障害物の進行方向の傾きに基づいて設定したテンプレートと、今回のＳＡ９にて特定された進行方向前方位置における先行車の傾きとに基づいて、当該進行方向前方位置における先行車を画像認識するためのテンプレートを設定する。また、ＳＡ１１において、先行車認識部８２は、新たに自車の前方の画像を当該カメラ３０から取得する。また、ＳＡ１２において、画像認識部８２ｅは、ＳＡ１０にて今回設定されたテンプレートと、ＳＡ１１にて新たに取得された画像とを画像照合することにより、障害物を先行車として画像認識するか否かを判定する。このような一連の処理により、単にＳＡ１〜ＳＡ１２の処理を繰り返す場合に比べて、障害物を再度検知したり、障害物の位置を補正する処理を省略できるので、画像認識の処理負荷を一層低減できる。
【符号の説明】
【００６７】
１  先行車認識システム
１０  現在位置検出センサ
２０  車間距離センサ
３０  カメラ
４０  操作部
５０  ディスプレイ
６０  スピーカ
７０  先行車認識装置
８０  制御部
８１  情報取得部
８１ａ  テンプレート取得部
８２  先行車認識部
８２ａ  位置特定部
８２ｂ  位置補正部
８２ｃ  傾き特定部
８２ｄ  テンプレート設定部
８２ｅ  画像認識部
８３  案内部
８４  現在位置検出部
９０  データ記録部
９１  地図情報ＤＢ
９２  テンプレートテーブル
【図１】
2014092935.tif 000003
【図２】
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【図３】
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