(57)【要約】【課題】カメラからの映像を、地図情報と自車位置とのマップマッチング以外の用途にも利用することが可能なナビゲーション装置を提供する。【解決手段】自車両の周辺を撮像し撮像信号を出力するリアカメラ２４と、自車両の走行状態を表す信号を出力する振動ジャイロ１４ａおよび速度センサ１４ｂと、リアカメラ２４が出力する撮像信号に基づいてキャリブレーション情報を演算する演算部３５と、キャリブレーション情報に基づいて、振動ジャイロ１４ａおよび速度センサ１４ｂのキャリブレーションを行うキャリブレーション部３６とを備えるナビゲーション装置。【選択図】図２
2011232168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の周辺を撮像し撮像信号を出力する撮像手段と、
自車両の走行状態を表す信号を出力するセンサと、
前記撮像手段が出力する撮像信号に基づいてキャリブレーション情報を演算する演算手段と、
前記キャリブレーション情報に基づいて、前記センサのキャリブレーションを行うキャリブレーション手段と、
を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
請求項１に記載のナビゲーション装置において、
前記撮像信号から地物を検出する地物検出手段と、
前記撮像手段が２つの異なる時刻に出力した２つの撮像信号に基づいて、前記地物検出手段が検出した地物の前記２つの撮像信号間における回転量を検知する回転検知手段と、
前記撮像信号が２つの異なる時刻に出力した２つの撮像信号に基づいて、前記地物検知手段が検出した地物の前記２つの撮像信号間における移動量および移動方向を検知する移動検知手段とを更に備え、
前記演算手段は、前記回転量と前記移動量と前記移動方向とに基づいて前記キャリブレーション情報を演算することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】
請求項１に記載のナビゲーション装置において、
前記撮像信号から複数の特徴点を検出する特徴点検出手段と、
前記撮像手段が２つの異なる時刻に出力した２つの撮像信号に基づいて、複数の特徴点のうちいずれか２つの特徴点の重心の、前記２つの撮像信号間における移動量および移動方向を検出する重心検出手段とを更に備え、
前記演算手段は、前記移動量と前記移動方向とに基づいて前記キャリブレーション情報を演算することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のナビゲーション装置において、
前記センサは自車両の角速度を表す角速度信号を出力する角速度センサであることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のナビゲーション装置において、
前記センサは自車両の速度を表す速度信号を出力する速度センサであることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項６】
自車両の周辺を撮像し撮像信号を出力する撮像手段と、
地図情報を記憶する第１の記憶手段と、
自車両の現在位置および方位を記憶する第２の記憶手段と、
前記撮像手段が出力する撮像信号に基づいて補正情報を演算する演算手段と、
自車両の速度が所定速度以下である場合、前記補正情報に基づいて、前記第２の記憶手段が記憶する自車両の現在位置を補正する第１の補正手段と、
前記補正情報と前記地図情報とに基づいて、前記第２の記憶手段が記憶する自車両の方位を補正する第２の補正手段と
を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項７】
請求項６に記載のナビゲーション装置において、
前記撮像信号から地物を検出する地物検出手段と、
前記撮像手段が２つの異なる時刻に出力した２つの撮像信号に基づいて、前記地物検出手段が検出した地物の前記２つの撮像信号間における回転量を検知する回転検知手段と、
前記撮像信号が２つの異なる時刻に出力した２つの撮像信号に基づいて、前記地物検知手段が検出した地物の前記２つの撮像信号間における移動量を検知する移動検知手段と、を更に備え、
前記演算手段は、前記回転量と前記移動量とに基づいて前記補正情報を演算することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項８】
請求項６に記載のナビゲーション装置において、
前記撮像信号から複数の特徴点を検出する特徴点検出手段と、
前記撮像手段が２つの異なる時刻に出力した２つの撮像信号に基づいて、複数の特徴点のうちいずれか２つの特徴点の重心の、前記２つの撮像信号間における移動量および移動方向を検出する重心検出手段と、を更に備え、
前記演算手段は、前記重心検出手段が検出した重心の移動量および移動方向に基づいて前記補正情報を演算することを特徴とするナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用ナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両にカメラを搭載し、カメラが撮像した映像を利用して運転の支援を行う技術が知られている。例えば特許文献１には、車両に搭載された複数のカメラの出力を合成し、車両を見下ろす視点の画像を出力する車両用映像表示装置が記載されている。運転者はこの画像を見ることにより、車両周辺の状況を容易に把握することができる。
【０００３】
他方、車両に搭載されたカメラの映像を運転者に提示するだけではなく、ナビゲーション装置の機能の補助に用いる技術が存在する。例えば特許文献２では、カメラの出力から車線を抽出しマップマッチング処理の精度を高めるカーナビゲーション装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７２９９号公報
【特許文献２】特開平９−１５２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に開示されているカーナビゲーション装置は、カメラからの映像を、地図情報と自車位置とのマップマッチングにしか利用していなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、自車両の周辺を撮像し撮像信号を出力する撮像手段と、自車両の走行状態を表す信号を出力するセンサと、撮像手段が出力する撮像信号に基づいてキャリブレーション情報を演算する演算手段と、キャリブレーション情報に基づいて、センサのキャリブレーションを行うキャリブレーション手段と、を備えることを特徴とするナビゲーション装置である。
請求項６に係る発明は、自車両の周辺を撮像し撮像信号を出力する撮像手段と、地図情報を記憶する第１の記憶手段と、自車両の現在位置および方位を記憶する第２の記憶手段と、撮像手段が出力する撮像信号に基づいて補正情報を演算する演算手段と、自車両の速度が所定速度以下である場合、補正情報に基づいて、第２の記憶手段が記憶する自車両の現在位置を補正する第１の補正手段と、補正情報と地図情報とに基づいて、第２の記憶手段が記憶する自車両の方位を補正する第２の補正手段とを備えることを特徴とするナビゲーション装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カメラからの映像を、地図情報と自車位置とのマップマッチング以外の用途にも利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態におけるナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】制御回路１１の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】リアカメラ２４による撮像の詳細を説明する図である。
【図４】回転検知部３３による回転検知処理を説明する図である。
【図５】移動検知部３４による移動検知処理を説明する図である。
【図６】制御回路１１によるキャリブレーション処理ならびに補正処理を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態におけるナビゲーション装置１０１の全体構成を示すブロック図である。
【図８】制御回路１１１の詳細な構成を示すブロック図である。
【図９】制御回路１１１に接続されたそれぞれのカメラの撮像範囲を示す図である。
【図１０】車両周辺の全体を含む画像を解析する処理を説明する平面図である。
【図１１】制御回路１１１による補正処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施形態におけるナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１０】
ナビゲーション装置１は、各部の制御を行う制御回路１１を備えている。制御回路１１には、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、現在地検出装置１４、画像メモリ１５、表示モニタ１６、スピーカ１７、入力装置１８、タッチパネル２０、ディスクドライブ２１、データ記憶部２３およびリアカメラ２４がそれぞれ接続されている。タッチパネル２０は、タッチパネルコントロール部１９を介して制御回路１１に接続されている。ディスクドライブ２１には、地図データが記憶されたＤＶＤ−ＲＯＭ２２が装填されている。
【００１１】
制御回路１１は、マイクロプロセッサ及びその周辺回路からなり、ＲＡＭ１３を作業エリアとしてＲＯＭ１２に格納された制御プログラムを実行して各種の制御を行う。この制御回路１１がＤＶＤ−ＲＯＭ２２に記憶された地図データに基づいて所定の経路探索処理を行うと、その処理結果が推奨経路として表示モニタ１６に表示される。
【００１２】
現在地検出装置１４は自車両の現在位置および方位を検出する装置である。現在地検出装置１４は、振動ジャイロ１４ａ、速度センサ１４ｂ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）センサ１４ｃなどからなる。振動ジャイロ１４ａは振動型のジャイロスコープ装置であり、自車両の角速度を検出して角速度信号を出力する。速度センサ１４ｂは、自車両の速度を検出して速度信号を出力する。速度センサ１４ｂには自車両から出力される車速パルス信号が入力される。速度センサ１４ｂは、単位時間あたりのパルス数に１パルスあたりの速度を乗じることで自車両の速度を検出する。ＧＰＳセンサ１４ｃはＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を検出する。ナビゲーション装置１は、この現在地検出装置１４により検出された自車両の現在位置および方位をＲＡＭ１３に格納する。そして、ＲＡＭ１３に格納されたこれらのデータに基づいて、地図の表示範囲の決定、経路探索開始点の決定、地図上への現在位置の表示、などの処理を実行する。
【００１３】
画像メモリ１５は、表示モニタ１６に表示するための画像データを格納する。この画像データは道路地図描画用データや各種の図形データからなる。これらのデータはＤＶＤ−ＲＯＭ２２に記憶された地図データに基づいて、制御回路１１により適宜生成される。ナビゲーション装置１は、このようにして生成された画像データを用いることによって地図表示などを行うことができる。
【００１４】
ディスクドライブ２１は、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２から地図データを読み出す。地図データは、地図表示用データ、経路探索用データなどを含む。地図表示用データおよび経路探索用データには、地図データに格納されている道路のリンク情報およびノード情報が含まれている。リンク情報には、各リンクの旅行時間（以下、リンク旅行時間）および標高の情報が含まれている。地図表示用データは、広域から詳細まで複数の縮尺の地図データを有し、ユーザの要求にしたがって、表示地図の縮尺を変更することができる。なお、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２以外の他の記録メディア、たとえばＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなどから地図データを読み出してもよい。
【００１５】
表示モニタ１６は、地図データなどの各種情報に基づいて、自車位置付近の道路地図などの各種情報を画面表示としてユーザに提供する。スピーカ１７は、各種入力操作をユーザに指示したり、経路誘導したりするための音声を出力する。入力装置１８は、ユーザが各種コマンドを設定するための入力スイッチを有し、操作パネルやリモコンなどによって実現される。ユーザは、表示モニタ１６の表示画面の指示やスピーカ１７からの音声指示にしたがって入力装置１８を操作することにより、目的地を設定する。
【００１６】
タッチパネル２０は、表示モニタ１６の表面に積層される透明のタッチスイッチであり、表示モニタ１６に表示される画像はタッチパネル２０を通して表示される。タッチパネル２０は、タッチパネル２０上の操作位置に応じた信号をタッチパネルコントロール部１９に送出する。そして、タッチパネルコントロール部１９はタッチパネル２０の押圧位置を算出する。
【００１７】
表示モニタ１６の表示画面を押圧するとタッチパネル２０が押圧される。そして、押圧した位置に目的地が設定されたり、押圧された各種ボタンや表示メニューに定義された処理が実行されたりする。
【００１８】
データ記憶部２３は不揮発性の記憶装置である。ナビゲーション装置１の電源断が行われても、データ記憶部２３の記憶内容は維持される。データ記憶部２３には、ナビゲーション装置１の各種設定やテーブルが記憶される。
【００１９】
リアカメラ２４は自車両の後方に設置されたカメラである。リアカメラ２４は、所定の周期（例えば３０分の１秒）で自車両の後方の様子を撮像し、制御回路１１へ撮像した画像を表す信号（以下、撮像信号と呼ぶ）を出力する。制御回路１１はこの画像をＲＡＭ１３へ格納し、表示モニタ１６への映像の表示や、後述するセンサの補正処理などに利用する。
【００２０】
目的地がユーザにより設定されると、ナビゲーション装置１はＧＰＳセンサ１４ｃにより検出された現在位置を出発地として目的地までの経路演算を所定のアルゴリズムに基づいて行う。たとえば、出発地から目的地までの間の旅行時間（リンク旅行時間の合計）が最小になるような経路を演算するアルゴリズムで経路演算が行われる。以下の説明では、このような経路演算を経路探索と呼ぶ。このようにして求められた経路（以下、推奨経路という）は、表示形態、たとえば表示色などを変えることによって、ほかの道路とは区別して画面表示される。これにより、ユーザは地図上の推奨経路を画面上で認識することができる。ナビゲーション装置１は、推奨経路にしたがって車両が走行できるように、ユーザに対して画面や音声などによる進行方向指示を行い、車両を経路誘導する。
【００２１】
図２は、制御回路１１の詳細な構成を示すブロック図である。図２に示す制御回路１１内の各機能部は、制御回路１１がＲＯＭ１２に格納された制御プログラムを実行することにより、ソフトウェア的に実現される。
【００２２】
白線検出部３２は、リアカメラ２４が出力する画像を解析し、画像から地物である白線を検出する。なお、リアカメラ２４が出力する画像は、制御回路１１により一旦ＲＡＭ１３へ格納されるが、図２ではこれを省略して図示している。回転検知部３３は、リアカメラ２４が２つの異なる時刻に出力した２つの画像のそれぞれにおける白線の検出結果に基づいて、２つの画像間における白線の回転量を検知する。移動検知部３４は、リアカメラ２４が２つの異なる時刻に出力した２つの画像のそれぞれにおける白線の検出結果に基づいて、２つの画像間における白線の移動量を検知する。
【００２３】
演算部３５は、回転検知部３３および移動検知部３４による検知結果に基づいて、後述するキャリブレーション情報を演算する。キャリブレーション部３６は、振動ジャイロ１４ａおよび速度センサ１４ｂのキャリブレーションと、ＲＡＭ１３に格納されている自車両の現在位置および方位の補正とを行う。
【００２４】
演算部３５が演算するキャリブレーション情報、ならびに、キャリブレーション部３６が実行するキャリブレーション処理について詳述する。演算部３５は、自車両の速度と角速度とを演算し、キャリブレーション情報としてキャリブレーション部３６へ出力する。演算部３５は、移動検知部３４により検知された白線の移動量に基づいて自車両の速度を演算する。また、演算部３５は、回転検知部３３により検知された白線の回転量に基づいて自車両の角速度を演算する。
【００２５】
キャリブレーション部３６は、振動ジャイロ１４ａが出力する角速度信号と、演算部３５が出力するキャリブレーション情報に含まれる角速度とを比較する。これら２つが一致しなかった場合、キャリブレーション部３６は振動ジャイロ１４ａの出力が誤っていると見なし、振動ジャイロ１４ａのキャリブレーションを行う。具体的には、振動ジャイロ１４ａのバイアス（ゼロ位置）および感度を、振動ジャイロ１４ａから正しい角速度信号が出力されるよう調整する。
【００２６】
キャリブレーション部３６は更に、速度センサ１４ｂが出力する速度信号と、演算部３５が出力するキャリブレーション情報に含まれる速度とを比較する。これら２つが一致しなかった場合、キャリブレーション部３６は速度センサ１４ｂの出力が誤っていると見なし、速度センサ１４ｂのキャリブレーションを行う。具体的には、速度センサ１４ｂに設定されている１パルスあたりの速度を、速度センサ１４ｂから正しい速度信号が出力されるよう調整する。
【００２７】
演算部３５が演算する補正情報、ならびに、キャリブレーション部３６が実行する補正処理について詳述する。演算部３５は、白線検出部３２が検出した白線の情報と、キャリブレーション情報に含まれる自車両の速度と、を補正情報としてキャリブレーション部３６へ出力する。キャリブレーション部３６は、補正情報に含まれる白線の情報を、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２に記憶されている地図データから検索する。白線の情報が地図データに含まれている場合、キャリブレーション部３６は地図データ中の白線情報と補正情報に含まれる白線情報とのマッチングを行う。キャリブレーション部３６は、マッチングの結果から得られた自車両の方位を現時点における正しい方位であると見なし、ＲＡＭ１３に格納されている自車両の方位を補正する。例えば、ＲＡＭ１３に格納されている自車両の方位を単純に置き換えてもよいし、両者の平均を算出して新たな方位としてもよい。
【００２８】
キャリブレーション部３６は更に、補正情報に含まれる自車両の速度に基づいて、時刻ｔ１からｔ２の間における自車両の移動距離を演算する。そして、移動距離が０ではなかった場合、時刻ｔ１からｔ２の間における、速度センサ１４ｂへの車速パルスの入力回数を調べる。移動距離が０ではないにも係わらず車速パルスが１回も入力されていなかった場合、自車両が実際に移動しているにも関わらず、速度センサ１４ｂが自車両の速度を検知できなかったということである。これは、自車両がスリップにより移動したか、あるいは１パルス当たりの移動距離よりも短い距離を移動したか、のいずれかの原因によるものである。この場合、キャリブレーション部３６は、上記の演算により求められた自車両の移動距離に基づいて、自車両の速度を演算する。そして、自車両が時刻ｔ１からｔ２の間にこの速度で移動した場合の自車両の現在位置を演算し、ＲＡＭ１３に格納されている自車両の現在位置を補正する。例えば、ＲＡＭ１３に格納されている自車両の現在位置を単純に置き換えてもよいし、両者の平均を算出して新たな現在位置としてもよい。
【００２９】
他方、時刻ｔ１からｔ２の間に車速パルスの入力があった場合、上述の演算により得られた自車両の移動距離と、入力されたパルス数と、に基づき１パルス当たりの移動距離を算出する。そして、算出された１パルス当たりの移動距離を速度センサ１４ｂに設定する。
【００３０】
図３は、リアカメラ２４による撮像の詳細を説明する図である。図３（ａ）に、自車両とその周辺を見下ろした平面図を示す。リアカメラ２４は、自車両４１が矢印Ｆで表す方向を向いているとき、範囲４２を撮像するように設置される。このときのリアカメラ２４による撮像結果を図３（ｂ）に示す。白線検出部３２は、リアカメラ２４が撮像した画像４３（図３（ｂ））を解析し、画像４３から白線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を検出する。なお、白線検出部３２が検出する白線は車線に限らない。例えば、駐車場の白線などであってもよい。
【００３１】
リアカメラ２４は所定周期（例えば３０分の１秒）ごとに撮像を繰り返す。白線検出部３２はリアカメラ２４が画像を出力する度に、その画像から白線を検出する。回転検知部３３は、リアカメラ２４が２つの異なる時刻に出力した２つの撮像信号から、白線検出部３２が検出した白線の回転量を検知する。例えば、リアカメラ２４が３０分の１秒ごとに撮像を繰り返す場合、回転検知部３３は３０分の１秒の間に白線がどれだけ回転したのかを検知する。
【００３２】
図４は、回転検知部３３による回転検知処理を説明する図である。図４（ａ）に示す画像４４は、ある時刻ｔ１にリアカメラ２４が出力した画像である。時刻ｔ１の後に自車両の方位が変化した場合、時刻ｔ１より後の時刻ｔ２においてリアカメラ２４が出力する画像は、図４（ｂ）に示す画像４５のようになる。
【００３３】
白線検出部３２は、図４（ａ）に示す画像４４から５つの白線Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８を検出する。回転検知部３３は、検出された白線から画像の中央にもっとも近い白線を１つ選択する。図４（ａ）に示す画像４４からは、白線Ｌ４が選択される。その後回転検知部３３は、所定時間経過後の画像において、選択された白線が回転していることを検知する。図４（ｂ）に示す時刻ｔ２における画像４５では、図４（ａ）で選択した白線Ｌ４が回転し異なる角度の白線Ｌ４ｘとなっていることが検知される。回転検知部３３はこれら２つの白線Ｌ４、Ｌ４ｘの間の角度４６すなわち回転量を算出し、演算部３５へ出力する。
【００３４】
移動検知部３４は回転検知部３３と同様に、リアカメラ２４が２つの異なる時刻に出力した２つの画像から、白線検出部３２が検出した白線の移動量を検知する。例えば、リアカメラ２４が３０分の１秒ごとに撮像を繰り返す場合、移動検知部３４は３０分の１秒の間に白線がどれだけ移動したのかを検知する。
【００３５】
図５は、移動検知部３４による移動検知処理を説明する図である。図５（ａ）に示す画像４７は、ある時刻ｔ１にリアカメラ２４が出力した撮像信号である。時刻ｔ１の後に自車両が移動した場合、時刻ｔ１より後の時刻ｔ２においてリアカメラ２４が出力する画像は、図５（ｂ）に示す画像４８のようになる。
【００３６】
白線検出部３２は、図５（ａ）に示す画像４７から５つの白線Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３を検出する。移動検知部３４は、検出された白線からもっとも水平に近い白線を１つ選択する。図５（ａ）に示す画像４７からは、白線Ｌ９が選択される。なお同程度に水平な白線が複数存在する場合には、画面中央にもっとも近い白線が選択される。その後移動検知部３４は、所定時間経過後の画像において、選択された白線が水平移動していることを検知する。図５（ｂ）に示す時刻ｔ２における画像４８では、図５（ａ）で選択した白線Ｌ９が水平移動し異なる位置の白線Ｌ９ｘとなっていることが検知される。移動検知部３４はこれら２つの白線Ｌ９，Ｌ９ｘの間の距離４９すなわち移動量を算出し、演算部３５へ出力する。
【００３７】
なお本実施形態では、白線検出部３２は画像の入力毎に白線検出を１度だけ実行する。回転検知部３３と移動検知部３４は共に同一の白線検出結果を用いて、上述の回転検知処理および移動検知処理を実行する。
【００３８】
演算部３５は、回転検知部３３が出力した回転量に基づいて、時刻ｔ１からｔ２の間における自車両の角速度を演算する。更に演算部３５は、移動検知部３４が出力した移動量に基づいて、時刻ｔ１からｔ２の間における自車両の速度を演算する。そして、演算された角速度ならびに速度を、キャリブレーション情報としてキャリブレーション部３６へ出力する。また、演算された速度と、白線検出部３２が検出した白線の情報と、を補正情報としてキャリブレーション部３６へ出力する。
【００３９】
図６は、制御回路１１によるキャリブレーション処理ならびに補正処理を示すフローチャートである。この処理は、制御回路１１がＲＯＭ１２に格納された制御プログラムを実行することにより行われる。なお、図６に示す処理の開始時、時刻ｔ１にリアカメラ２４から出力された画像（以下、画像１と呼ぶ）と、時刻ｔ２にリアカメラ２４から出力された画像（以下、画像２と呼ぶ）と、がＲＡＭ１３へ既に格納されているものとする。
【００４０】
まずステップＳ１１では、白線検出部３２が画像１および画像２を解析し、白線を検出する。画像データを解析し白線を検知するアルゴリズムは公知の技術のうち所定のものを用いてよい。ステップＳ１２では、回転検知部３３が画像１において画像の中央にもっとも近い白線を１つ選択する。ステップＳ１３では、回転検知部３３がステップＳ１２で選択された白線の角度が画像２において画像１から変化しているか否かを判定する。白線の角度が変化していなかった場合にはステップＳ１８へ進む。他方、白線の角度が変化していた場合にはステップＳ１４へ進む。
【００４１】
ステップＳ１４では、演算部３５が白線の角度の変化量に基づいて、自車両の回転量を演算する。ステップＳ１５では、キャリブレーション部３６がステップＳ１４で算出された回転量に基づいて、振動ジャイロ１４ａのバイアスおよび感度を調整する。ステップＳ１６では、キャリブレーション部３６が、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２に記憶されている地図データにステップＳ１２で選択された白線の情報が含まれているか否かを判定する。白線の情報が地図データに含まれていた場合にはステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７では、キャリブレーション部３６がステップＳ１２で選択した白線の地図データとのマッチングを行い、ＲＡＭ１３に格納されている自車両の方位を補正する。他方、地図データに白線の情報が含まれていなかった場合にはステップＳ１８へ進む。
【００４２】
ステップＳ１８では、移動検知部３４が画像１においてもっとも水平に近い白線を１つ選択する。ステップＳ１９では、移動検知部３４が、ステップＳ１８で選択した白線が画像２において画像１内の位置から移動しているか否かを判定する。白線が移動していなかった場合には図６のフローチャートの処理を終了する。他方、白線が移動していた場合にはステップＳ２０へ進む。
【００４３】
ステップＳ２０では、移動検知部３４が、ステップＳ１８で選択した白線の画像１と画像２との間における移動量を算出する。ステップＳ２１では、演算部３５が、ステップＳ２０で算出された移動量に基づき、時刻ｔ１とｔ２との間における自車両の速度を演算する。ステップＳ２２では、キャリブレーション部３６が、時刻ｔ１とｔ２との間において速度センサ１４ｂへ車速パルスが入力されたか否かを判定する。車速パルスが１つ以上入力されていた場合にはステップＳ２３へ進む。ステップＳ２３では、キャリブレーション部３６がステップＳ２１で算出された速度と速度センサ１４ｂによりカウントされたパルス数とに基づき１パルス当たりの移動距離を算出し、速度センサ１４ｂへ設定する。他方、時刻ｔ１とｔ２との間において車速パルスが入力されていなかった場合にはステップＳ２４へ進む。ステップＳ２４では、キャリブレーション部３６が、ステップＳ２１で演算した速度に基づいてＲＡＭ１３内の現在位置を補正する。
【００４４】
上述した第１の実施の形態によるナビゲーション装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）キャリブレーション部３６は、演算部３５が演算したキャリブレーション情報に基づいて、振動ジャイロ１４ａおよび速度センサ１４ｂのキャリブレーションを行う。これにより、リアカメラ２４からの映像を、地図情報と自車位置とのマップマッチング以外の用途に利用することができる。
【００４５】
（２）キャリブレーション部３６は、速度センサ１４ｂに車速パルスが入力されない場合、演算部３５が演算した補正情報に基づいて現在位置を補正する。これにより、低速で移動している場合など、車速パルスが得られない状況下であっても、正しい現在位置を得ることができる。
【００４６】
（３）キャリブレーション部３６は、可能であれば白線検出部３２による検出結果と地図データとのマッチングを行い自車両の方位を補正する。これにより、振動ジャイロ１４ａの動作が不安定な場合であっても、自車両の方位を正しく保つことができる。
【００４７】
上述した第１の実施の形態では、リアカメラ２４が撮像した画像を用いてセンサの補正等を行っていた。以下に詳述する第２の実施の形態では、４つのカメラの撮像結果を合成した画像を用いてセンサの補正等を行う。
【００４８】
（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態におけるナビゲーション装置１０１の全体構成を示すブロック図である。なお、図１に示す第１の実施の形態と同一の回路および装置には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４９】
制御回路１１１には、カメラ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄから成るカメラ群１２４が接続されている。これらのカメラはそれぞれ自車両の前方、自車両の右側、自車両の左側、自車両の後方を撮像し、制御回路１１１へ撮像信号を出力する。制御回路１１１は、これら４つのカメラからの撮像信号を、例えば特開２００４−７２９９号公報に開示された手法により合成し、車両上空の視点から車両を見下ろす形の、車両周辺の全体を含む画像を作成する。そして、この作成された画像を解析することにより、センサの補正等を実行する。
【００５０】
図８は、制御回路１１１の詳細な構成を示すブロック図である。図８に示す制御回路１１１内の各機能部は、制御回路１１１がＲＯＭ１１２に格納された制御プログラムを実行することにより、ソフトウェア的に実現される。
【００５１】
画像合成部１３１は、カメラ群１２４の各カメラがそれぞれ出力した撮像信号に基づいて画像合成を行い、車両周辺の全体を含む画像を作成する。作成した画像はＲＡＭ１３へ格納される。特徴点検出部１３２は、ＲＡＭ１３に格納されている画像を解析し、画像に含まれる特徴点（後に詳述）を検出する。重心検出部１３３は、画像に含まれる特徴点の重心位置を検出する。
【００５２】
演算部１３５は、特徴点検出部１３２および重心検出部１３３による検出結果に基づいてキャリブレーション情報および補正情報を演算する。キャリブレーション部１３６は、演算部１３５が演算したキャリブレーション情報に基づいて、振動ジャイロ１４ａおよび速度センサ１４ｂのキャリブレーション、ならびに、ＲＡＭ１３に格納されている自車両の現在位置および方位の補正を行う。
【００５３】
図９は、制御回路１１１に接続されたそれぞれのカメラの撮像範囲を示す図である。図９に示す自車両５１の前方の範囲５２をカメラ１２４ａが、自車両５１の右側の範囲５３をカメラ１２４ｂが、自車両５１の左側の範囲５４をカメラ１２４ｃが、自車両５１の後方の範囲５５をカメラ１２４ｄがそれぞれ撮像する。画像合成部１３１はこれらのカメラにより出力される画像信号を合成することにより、図９に示す視点の画像を作成する。
【００５４】
次に、制御回路１１１による画像の解析処理について説明する。制御回路１１１は第１の実施の形態における制御回路１１と同様に、画像から検出した白線の回転量および移動量を検知することによりセンサのキャリブレーション等の処理を行う。ただし、制御回路１１１は、白線の回転と移動とが同時に起こった場合であっても、それぞれの検知を行うことが可能である。
【００５５】
図１０は、車両周辺の全体を含む画像を解析する処理を説明する平面図である。図１０（ａ）に示す画像６１はある時刻ｔ１に画像合成部１３１により作成された画像を、図１０（ｂ）に示す画像６３はｔ１より後の時刻ｔ２において画像合成部１３１により作成された画像を、それぞれ表す。図１０（ｂ）には、図１０（ａ）から自車両の位置および方位が変化したために、カメラ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄによる撮像結果および画像合成部１３１による合成結果が変化している様子が示されている。
【００５６】
画像合成部１３１は撮像信号が入力されると、４つの撮像信号を合成し１つの画像を作成する。特徴点検出部１３２は作成された画像から第１の実施の形態と同様に白線を検出すると共に、白線の検出結果に基づいて２つの特徴点を検出する。ここで特徴点とは、複数の白線の交点のことである。２つより多くの特徴点が検出された場合には、それらの特徴点の中から任意の２つを選択する。図１０（ａ）では、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２が検出されている。
【００５７】
重心検出部１３３は検出された２つの特徴点の重心位置を検出する。図１０（ａ）では重心位置Ｐ３が検出される。これに加えて重心検出部１３３は、２つの特徴点を結んだ線分が所定の基準線に対して成す角度を算出する。本実施形態では、基準線は図１０（ａ）に示す線分Ｌ２１である。
【００５８】
重心検出部１３３はその後、図１０（ｂ）に示す、時刻ｔ２における画像６３において、図１０（ａ）で検出された２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２が移動したことを検出する。すなわち、図１０（ｂ）において、特徴点Ｐ１ｘは図１０（ａ）における特徴点Ｐ１に、特徴点Ｐ２ｘは図１０（ａ）における特徴点Ｐ２にそれぞれ対応することを検出する。このとき重心検出部１３３は、図１０（ａ）と同様にこれらの特徴点Ｐ１ｘ，Ｐ２ｘの重心位置Ｐ３ｘを検出すると共に、これらの特徴点を結んだ線分Ｌ２４が基準線Ｌ２１に対して成す角度を算出する。
【００５９】
重心検出部１３３は、時刻ｔ１において線分Ｌ２２が基準線Ｌ２１に対して成す角度６２と、時刻ｔ２において線分Ｌ２４が基準線Ｌ２１に対して成す角度６４とを比較する。この角度６２と角度６４との差が、第１の実施形態における白線の回転量に相当する。演算部１３５はこの角度の差に基づいて、第１の実施形態と同様に自車両の回転量を演算する。
【００６０】
重心検出部１３３は更に、図１０（ｂ）に示す、時刻ｔ２における画像６３において、図１０（ａ）で検出された２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２の重心位置Ｐ３と、図１０（ｂ）で検出された２つの特徴点Ｐ１ｘ，Ｐ２ｘの重心位置Ｐ３ｘとを比較する。この重心位置Ｐ３と重心位置Ｐ３ｘとの間の距離６５が、第１の実施形態における白線の移動量に相当する。演算部１３５は距離５６に基づいて、第１の実施形態と同様に自車両の移動量を演算する。演算部１３５は以上のようにして演算された自車両の回転量および移動量をキャリブレーション情報として、キャリブレーション部１３６へ出力する。
【００６１】
図１１は、制御回路１１１による補正処理を示すフローチャートである。この処理は、制御回路１１１がＲＯＭ１１２に格納された制御プログラムを実行することにより行われる。まずステップＳ３１では、画像合成部１３１がカメラ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄからそれぞれ出力される撮像信号を受信し、これらの撮像信号に基づく画像を合成してＲＡＭ１３へ格納する。以下、この画像を画像１と呼ぶ。ステップＳ３２では、制御回路１１１が、各カメラから新たな撮像信号が出力されるまで待機する。
【００６２】
ステップＳ３３では、画像合成部１３１がステップＳ３１と同様にカメラ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄからそれぞれ出力される撮像信号を受信し、これらの撮像信号に基づく画像を合成してＲＡＭ１３へ格納する。以下、この画像を画像２と呼ぶ。ステップＳ３４では、特徴点検出部１３２がＲＡＭ１３に格納されている画像１を解析し、特徴点を２つ検出する。ステップＳ３５では、特徴点検出部１３２がステップＳ３４で検出した２つの特徴点と同一の特徴点を画像２から検出する。
【００６３】
ステップＳ３６では、重心検出部１３３が画像１と画像２のそれぞれについて特徴点の重心位置を算出する。ステップＳ３７では、重心検出部１３３が画像１と画像２のそれぞれについて特徴点を結んだ線分が所定の基準線に対して成す角度を算出する。ステップＳ３８では、重心検出部１３３が、画像１と画像２との間で、ステップＳ３７で算出した角度が異なっているか否かを判定する。画像１と画像２との間でこれらの角度が異なっていない場合にはステップＳ４３へ進む。他方、ステップＳ３８において、画像１と画像２との間でステップＳ３７で算出した角度が異なっていた場合にはステップＳ３９へ進む。
【００６４】
ステップＳ３９では、演算部１３５がステップＳ３７で算出した２つの角度の差に基づいて自車両の回転量を演算する。ステップＳ４０では、キャリブレーション部１３６が、ステップＳ３９で演算された回転量に基づいて振動ジャイロ１４ａのバイアスおよび感度を調整する。ステップＳ４１では、キャリブレーション部１３６がＤＶＤ−ＲＯＭ２２に記憶されている地図データにステップＳ３４で検出された特徴点の情報が含まれているか否かを判定する。特徴点の情報が地図データに含まれていた場合にはステップＳ４２へ進み、キャリブレーション部１３６がステップＳ３４で検出された特徴点のマッチングを行い、ＲＡＭ１３に格納されている自車両の方位を補正する。他方、地図データに特徴点の情報が含まれていなかった場合にはステップＳ４３へ進む。
【００６５】
ステップＳ４３では、重心検出部１３５が、ステップＳ３６で算出された画像１および画像２における重心位置がそれぞれ異なっているか否かを判定する。重心位置が同一の位置であった場合には図１１のフローチャートの処理を終了する。他方、画像１と画像２とで重心位置が異なっていた場合にはステップＳ４４へ進む。
【００６６】
ステップＳ４４では、重心検出部１３５が、ステップＳ３６で算出された重心位置の画像１と画像２との間における移動量を算出する。ステップＳ４５では、演算部１３５がステップＳ４４で算出された移動量に基づきステップＳ３１からステップＳ３３の間における自車両の移動量を演算する。ステップ４６では、キャリブレーション部１３６が、ステップＳ３１からステップＳ３３の間において速度センサ１４ｂへ車速パルスが入力されたか否かを判定する。車速パルスが１つ以上入力されていた場合にはステップＳ４７へ進み、キャリブレーション部１３６がステップＳ４５で演算された移動量と速度センサ１４ｂに入力されたパルス数とに基づき１パルス当たりの移動距離を算出し、速度センサ１４ｂへ設定する。他方、ステップＳ３１からステップＳ３３の間において車速パルスが入力されていなかった場合にはステップＳ４８へ進む。ステップＳ４８では、キャリブレーション部１３６が、ステップＳ４５で演算された速度に基づいてＲＡＭ１３内の現在位置を補正する。
【００６７】
上述した第２の実施の形態によるナビゲーション装置によれば、第１の実施の形態によるナビゲーション装置で得られる作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
（１）特徴点検出部１３２は、画像合成部１３１が合成した車両周辺の全体を含む画像を用いて特徴点の検出を行う。これにより、車両周辺のどこに存在する特徴点であっても検出することが可能となる。
【００６８】
（２）演算部１３５は、特徴点検出部１３２が検出した特徴点、ならびに、重心検出部１３３が検出した重心位置に基づいて、移動および回転に関する演算を行う。これにより、車両の移動と回転が同時に発生した場合であっても、キャリブレーション部１３６によるキャリブレーションおよび補正が正しく実行される。
【００６９】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００７０】
（変形例１）
第２の実施形態において、特徴点を２つ検出し、これらの特徴点の重心位置を算出していたが、特徴点を３つ以上検出し、これらの特徴点の各組み合わせにおける重心位置を算出してもよい。例えば特徴点Ａ，Ｂ，Ｃを検出し、特徴点Ａ，Ｂの重心位置と、特徴点Ｂ，Ｃの重心位置と、特徴点Ａ，Ｃの重心位置とを算出してもよい。このように３つ以上の特徴点を検出することにより、例えば車両の影になった等の理由により画像上から１つの特徴点が消えた場合であっても、キャリブレーションや補正を継続することが可能となる。
【００７１】
（変形例２）
画像から白線が複数検出された場合、第１の実施形態で示した基準以外で白線を選択するようにしてもよい。例えば、もっとも幅が広い白線を選択するようにしてもよいし、予め定めた特定の領域に含まれる白線を選択するようにしてもよい。
【００７２】
（変形例３）
第２の実施形態において、角度を計算するための基準線として、図８（ａ）に示した基準線Ｌ２１以外を用いてもよい。例えば縦方向の垂直線を基準線としてもよいし、これらの基準線に対して傾いた線を基準線としてもよい。
【００７３】
（変形例４）
第２の実施形態において、特徴点は白線の交点以外のものであってもよい。例えば道路標示や縁石など、画像から検出可能なものであればどのような地物であっても特徴点とすることが可能である。
【００７４】
（変形例５）
第１の実施形態のようにリアカメラのみを用いる場合であっても、第２の実施形態と同様に特徴点を用いた解析を行ってもよい。これにより、リアカメラのみの環境下においても、移動と回転とが同時に発生する場合に対処することが可能となる。
【００７５】
（変形例６）
第１の実施形態において、リアカメラ以外の撮像手段により解析を行ってもよい。例えばフロントカメラであってもよいし、第２の実施形態のように車両周辺の全体を含む画像を作成する複数のカメラであってもよい。もしくは、車両の側方に設置したカメラであってもよい。
【００７６】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００７７】
１，１０１  ナビゲーション装置
１１，１１１  制御回路
２４  リアカメラ
１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄ  カメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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