(57)【要約】【課題】自車両位置推定精度を向上させた車両用経路案内装置を提供すること。【解決手段】車両に搭載され、運転者に経路を案内する車両用経路案内装置が、自車両外の情景を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像から自車両が旋回中であるか直進中であるかを判定する判定手段と、この判定手段による判定結果に基づいて自車両位置を推定する推定手段とを備える。判定手段は、撮像手段により撮像された画像中のオプティカルフローのうち回転ベクトルを持つものが所定の割合以上のとき、自車両が旋回中であると判定する。【選択図】図２
2008180654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、運転者に経路を案内する車両用経路案内装置であって、
自車両外の情景を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から自車両が旋回中であるか直進中であるかを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて自車両位置を推定する推定手段と、を有することを特徴とする車両用経路案内装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用経路案内装置であって、
前記判定手段は、前記撮像手段により撮像された画像のオプティカルフローに基づいて自車両が旋回中であるか直進中であるかを判定する、ことを特徴とする車両用経路案内装置。
【請求項３】
請求項２記載の車両用経路案内装置であって、
前記判定手段は、前記撮像手段により撮像された画像中のオプティカルフローのうち回転ベクトルを持つものが所定の割合以上のとき、自車両が旋回中であると判定する、ことを特徴とする車両用経路案内装置。
【請求項４】
請求項３記載の車両用経路案内装置であって、
前記判定手段は、前記回転ベクトルの回転方向と前記撮像手段の撮像方向とから、自車両の旋回方向を判別する、ことを特徴とする車両用経路案内装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の車両用経路案内装置であって、
前記判定手段は、道路形状に応じて、前記所定の割合を変更する、ことを特徴とする車両用経路案内装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項記載の車両用経路案内装置であって、
前記撮像手段は、自車両周辺の路面を撮像する、ことを特徴とする車両用経路案内装置。
【請求項７】
請求項６記載の車両用経路案内装置であって、
前記撮像手段は、自車両後方の路面を撮像する、ことを特徴とする車両用経路案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、車両に搭載され、運転者に経路を案内する車両用経路案内装置に係り、特に、自車両位置推定精度を向上させた車両用経路案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両が交差点を右左折中であるか否かを判断する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、カーナビゲーションシステムにおいて、ステアリング角とヨーレートセンサの出力に基づいて、右左折中であるか否かを判断する装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２３３６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の従来装置によれば、例えば歩行者の横断待ちなどでほとんど停止しているかのような微低速走行状態でステアリング操舵が行われた場合に、ステアリング操作量に対してヨーレートの変化が小さく、結果として右左折判定が遅れる可能性がある。
【０００５】
これにより、交差点通過時に実際の自車両位置とナビゲーションシステムが地図データ上で認識している自車両位置とに乖離が生じ得る。すなわち、自車両は既に交差点又はカーブ路を通過し終えて直進しているにもかかわらず、ナビゲーションシステムは依然として自車両が交差点を右左折中である又はカーブ路を旋回中であると認識している、という状況が生じ得る。
【０００６】
このように、ナビゲーションシステムが認識する自車両位置の実際の自車両位置に対する追従性が悪化すると、ナビゲーション画面上に表示される自車両位置が実際の自車両位置からずれることによって運転者に違和感を与えるだけでなく、右左折／旋回後の案内（例えば、地物に関する案内、右左折に関する案内、など）の提供遅れが生ずる。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、自車両位置推定精度を向上させた車両用経路案内装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両に搭載され、運転者に経路を案内する車両用経路案内装置であって、自車両外の情景を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像から自車両が旋回中であるか直進中であるかを判定する判定手段と、この判定手段による判定結果に基づいて自車両位置を推定する推定手段とを有する車両用経路案内装置である。
【０００９】
上記一態様において、上記判定手段は、例えば、上記撮像手段により撮像された画像のオプティカルフローに基づいて自車両が旋回中であるか直進中であるかを判定する。この場合、上記判定手段は、例えば、上記撮像手段により撮像された画像中のオプティカルフローのうち回転ベクトルを持つものが所定の割合（道路形状に応じて変更されることが好ましい）以上のとき、自車両が旋回中であると判定する。また、この場合、上記判定手段は、上記回転ベクトルの回転方向と上記撮像手段の撮像方向とから、自車両の旋回方向を判別することができる。
【００１０】
また、上記一態様において、上記撮像手段は、例えば、自車両周辺（例えば自車両後方）の路面を撮像する。
【００１１】
上記一態様によれば、撮像した画像から自車両が旋回中であるか直進中であるか判別することができるため、右左折後／旋回後、直進状態へ戻ったことを適切に検知して自車両位置推定の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、自車両位置推定精度を向上させた車両用経路案内装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、一般的なカーナビゲーションシステムの基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
【実施例】
【００１４】
以下、図１及び２を参照して、本発明の一実施例に係る車両用経路案内装置について説明する。
【００１５】
図１は、本実施例に係る車両用経路案内装置１００の概略構成図である。
【００１６】
経路案内装置１００は、自車両外の情景を撮像する撮像部１０１を有する。撮像部１０１は、典型的には、例えば、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）カメラや、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal-Oxide  Semiconductor）カメラなどのカメラである。
【００１７】
撮像部１０１は、自車両に装備された他の車載システムのカメラ（例えば、障害物検出用のカメラや、白線検出用のカメラや、駐車支援のための後方監視用のカメラ、など）と兼用であってもよい。
【００１８】
本実施例においては、一例として、撮像部１０１は、主として自車両後方の路面を撮像するように、車両上での設置位置及び撮像角度が決定されるものとする。
【００１９】
経路案内装置１００は、更に、撮像部１０１によって撮像された画像を画像認識処理する画像認識部１０２を有する。画像認識部１０２は、典型的には、画像認識処理用に設計されたＥＣＵ（Electronic  Control  Unit；電子制御装置）である。
【００２０】
経路案内装置１００は、更に、経路案内手段としてカーナビゲーションシステム１０３を備える。本実施例におけるカーナビゲーションシステム１０３は、一般的なカーナビゲーションシステムと同等の機能のものでよく、自車両位置を地図情報に重ねて画面上に表示する、ユーザにより設定された目的地までの経路を計算して画面上に表示する、自車両現在位置付近に存在する地物について案内する、といった各種機能を備えているものとする。
【００２１】
ここでは、便宜上、カーナビゲーションシステム１０３の構成要素として、後述の説明に必要な自車両位置推定部１０４と、判定レジスタ１０５とについてのみ図示する。自車両位置推定部１０４は、自車両が旋回中であるか否かを判定する機能を持ち、この自車両位置推定部１０４による判定結果は、判定レジスタ１０５に格納されるものとする。
【００２２】
次いで、このような構成の車両用経路案内装置１００による旋回／直進判定処理の流れについて、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００２３】
まず、カーナビゲーションシステム１０３は、その時点での自車両位置と進行方向を地図情報に照らして、自車両前方の道路形状に関する情報を取得する（Ｓ２０１）。
【００２４】
自車両前方の所定の範囲内に交差点、分岐、又はカーブ路が存在するとき、換言すれば、自車両が交差点、分岐、又はカーブ路から所定距離手前に到達したとき（Ｓ２０２の「ＹＥＳ」）、カーナビゲーションシステム１０３は、撮像部１０１に撮像を開始させる（Ｓ２０３）。
【００２５】
次いで、カーナビゲーションシステム１０３は、判定レジスタ１０５を初期化する（Ｓ２０４）。ここでは、判定レジスタ１０５の初期化された状態とは、自車両が直進中であるとことを示しているものとする。
【００２６】
次いで、カーナビゲーションシステム１０３は、自車両前方に検出された交差点、分岐、又はカーブ路の道路形状（例えば曲率など）を地図情報から読み出して、この道路形状に基づいて、自車両が旋回中か否かの判定閾値を設定する（Ｓ２０５）。この判定閾値については、後に詳述する。
【００２７】
このようにして、撮像部１０１による撮像が開始され、判定レジスタ１０５が初期化され、そして判定閾値が設定されると、次いで、カーナビゲーションシステム１０３は、画像認識部１０２に撮像部１０１によって撮像された画像の画像認識処理を開始させる。
【００２８】
より具体的には、カーナビゲーションシステム１０３は、画像認識部１０２に撮像された画像からオプティカルフローを抽出させ、カーナビゲーションシステム１０３に出力させる（Ｓ２０６）。
【００２９】
ここで、オプティカルフローとは、時刻ｔに撮像された画像内の各画素が、時刻ｔ＋Δｔに撮像された画像においてはどのような位置へ移動していたか、を示す移動ベクトルである。
【００３０】
自車両が直進中、撮像部１０１によって異なる時刻に撮像された画像のマッチングをとると、画像内の情景、地物、路面ペイントなどの固定物は消失点へ向かう一様な線形オプティカルフローが抽出されることになる。他方、自車両が旋回走行中、撮像部１０１によって異なる時刻に撮像された画像のマッチングをとると、車両旋回方向に応じて一様な回転ベクトルを持つ非線形オプティカルフローが所定割合以上抽出されることになる。
【００３１】
したがって、オプティカルフローを抽出して、回転成分を持つフローが全画素中所定割合以上を占めていれば、自車両は旋回走行中であると判断することができる。ここで言う所定割合が、Ｓ２０５において道路形状に応じて設定された判定閾値である。自車両が旋回中にオプティカルフローが回転ベクトルとなる画素が全画素中に占める割合は、曲率などの道路形状により異なり得るため、本実施例ではより好ましい実施形態として当該判定閾値を道路形状に応じて変更するものとする。但し、当業者には明らかなように、道路形状によらず、常に同じ判定閾値を使うことも当然可能である。
【００３２】
図２に戻る。このようにしてオプティカルフローが抽出されると、カーナビゲーションシステム１０３の自車両位置推定部１０４は、旋回判定機能の一環として、回転成分を持つフローがＳ２０５において設定された閾値割合以上存在するか否かを判定する（Ｓ２０７）。
【００３３】
回転成分を持つフローが閾値（所定割合）以上存在すると判断された場合（Ｓ２０７の「ＹＥＳ」）、自車両位置推定部１０４は、自車両が旋回走行中であると判断する（Ｓ２０９）。そして、今度は旋回方向を判定するために、検出された回転成分を持つオプティカルフローが右回転であるか左回転であるかを判断する（Ｓ２１１）。
【００３４】
本実施例において撮像部１０１は自車両後方を撮像するように配設されているため、抽出された回転成分を持つオプティカルフローが右回転のフローであると判断された場合には（Ｓ２１１の「ＹＥＳ」）、自車両位置推定部１０４は自車両が左旋回中であると判断し、判定レジスタ１０５に「左旋回中」と書き込み（Ｓ２１５）、Ｓ２０６へ戻る。
【００３５】
他方、抽出された回転成分を持つオプティカルフローが左回転のフローであると判断された場合には（Ｓ２１１の「ＮＯ」）、自車両位置推定部１０４は自車両が右旋回中であると判断し、判定レジスタ１０５に「右旋回中」と書き込み（Ｓ２１６）、Ｓ２０６へ戻る。
【００３６】
Ｓ２０７へ戻る。回転成分を持つフローが閾値（所定割合）以上存在しないと判断された場合（Ｓ２０７の「ＮＯ」）、自車両位置推定部１０４は、自車両が直進走行中であると判断する（Ｓ２０８）。
【００３７】
次いで、自車両位置推定部１０４は、判定レジスタ１０５の中身が「直進中」であるか否かを判定する（Ｓ２１０）。
【００３８】
その時点において判定レジスタ１０５に「直進中」と書き込まれている場合（Ｓ２１０の「ＹＥＳ」）、判定レジスタ１０５は初期化後いまだ書き換えられておらず、自車両はＳ２０２において検出された交差点、分岐、又はカーブ路の手前でいまだ直進走行中であると判断され、判定レジスタ１０５の中身はそのままで、Ｓ２０６へ戻る。
【００３９】
他方、判定レジスタ１０５に「直進中」と書き込まれていなかった場合（Ｓ２１０の「ＮＯ」）、次いで、判定レジスタ１０５の中身が「右旋回中」であるか「左旋回中」であるかを判定する（Ｓ２１２）。
【００４０】
その時点において判定レジスタ１０５に「左旋回中」と書き込まれている場合（Ｓ２１２の「ＮＯ」）、自車両位置推定部１０４は、自車両は一旦左旋回走行をした後、現在は直進走行をしている、すなわち交差点の左折を終えた又は左カーブ路を通過し終えた、と判断する（Ｓ２１３）。
【００４１】
他方、その時点において判定レジスタ１０５に「右旋回中」と書き込まれている場合（Ｓ２１２の「ＹＥＳ」）、自車両位置推定部１０４は、自車両は一旦右旋回走行をした後、現在は直進走行をしている、すなわち交差点の右折を終えた又は右カーブ路を通過し終えた、と判断する（Ｓ２１４）。
【００４２】
このように右左折又は旋回走行が終了して現在自車両は直進状態に戻ったと判断されると、カーナビゲーションシステム１０３は撮像部１０１による撮像を終了させ（Ｓ２１７）、本フローの１ルーチンを終了する。
【００４３】
このように、本実施例によれば、自車両から撮像した自車両周囲の画像に基づいて自車両が旋回状態であるか否かを適切に判定することができるため、たとえステアリング操作量に対してヨーレートの変化が小さくなうような旋回走行が行われた場合であっても、ナビゲーションシステムが認識する自車両位置を実際の自車両位置に適切に追従させることができ、ナビゲーション画面上に表示される自車両位置が実際の自車両位置からずれることによって運転者に違和感を与えたり、右左折／旋回後の案内の提供遅れが生じたり、といった不都合の発生が回避される。
【００４４】
なお、上記一実施例においては、一例として、自車両周囲の情景を撮像する撮像部は自車両後方を撮像するように設けられるものとしたが、当業者には明らかなように、本発明における撮像方向はオプティカルフローの抽出が可能となる自車両周囲情景が撮像できる限り任意でよい。
【００４５】
また、上記一実施例においては、一例として、自車両周囲の情景を撮像する撮像部は主として路面を撮像するように設けられるものとしたが、これは建物などの地物よりは路面ペイント又は路面自体の方がより確実に撮像可能な固定物であるとの観点に基づくものであり、当業者には明らかなように、本発明の実施にあたってはかならずしも路面を主たる撮像対象とする必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、運転者に経路を案内する車両用経路案内装置に利用できる。搭載される車両の動力源種類、燃料種類、外観デザイン、重量、サイズ、走行性能等はいずれも不問である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用経路案内装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例に係る車両用経路案内装置による旋回／直進判定処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１００  車両用経路案内装置
１０１  撮像部
１０２  画像認識部
１０３  カーナビゲーションシステム
１０４  自車両位置推定部
１０５  判定レジスタ
【図１】
2008180654.tif 000003
【図２】
2008180654.tif 000004