(57)【要約】【課題】撮像装置により撮像した画像情報に含まれる対象地物の地物種別を判定するに際して、地物種別の誤認識が生じる可能性を考慮して適切に地物種別の判定を行う。【解決手段】画像情報を取得する手段と、画像情報に含まれる対象地物の地物種別の画像認識処理を行う手段と、対象地物となり得る複数の地物種別に関し、所定の第一種地物種別ｆｃ１の対象地物の形態の一部が画像認識できなかった場合に、当該第一種地物種別ｆｃ１とは異なる第二種地物種別ｆｃ２として誤認識される可能性がある地物種別の関係を規定した誤認識テーブルＴと、画像認識結果に示される認識地物種別と前記誤認識テーブルＴとに基づいて、画像情報に含まれる対象地物の地物種別を、認識地物種別、及び誤認識テーブルＴに当該認識地物種別との関係が規定された地物種別の双方の可能性があるものと判定する地物種別判定手段とを備える。【選択図】図４
2008298622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得手段と、
前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別の画像認識処理を行う画像認識手段と、
前記対象地物となり得る複数の地物種別に関し、所定の第一種地物種別の対象地物の形態の一部が画像認識できなかった場合に、当該第一種地物種別とは異なる第二種地物種別として誤認識される可能性がある地物種別の関係を規定した誤認識テーブルと、
前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別を判定する地物種別判定手段と、を備え、
前記地物種別判定手段は、前記画像認識手段による画像認識結果に示される認識地物種別と前記誤認識テーブルとに基づいて、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別を、前記認識地物種別、及び前記誤認識テーブルに当該認識地物種別との関係が規定された地物種別の双方の可能性があるものと判定する地物認識装置。
【請求項２】
前記地物種別判定手段は、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別を、前記認識地物種別が前記第一種地物種別である場合には、当該認識地物種別と判定し、前記認識地物種別が前記第二種地物種別である場合には、当該認識地物種別及び前記誤認識テーブルに当該認識地物種別との関係が規定された前記第一種地物種別の双方の可能性があるものと判定する請求項１に記載の地物認識装置。
【請求項３】
前記誤認識テーブルに規定される地物種別の関係は、前記第一種地物種別の地物の形態が少なくとも２つ以上の特徴的形態部分を有し、前記第二種地物種別の地物の形態が、前記第一種地物種別の地物における前記２つ以上の特徴的形態部分の一部を除いた形態に近似する関係である請求項１又は２に記載の地物認識装置。
【請求項４】
前記撮像装置は、車両に搭載されて少なくとも道路の路面を撮像するように設けられ、
前記対象地物となり得る地物は、道路の路面に設けられ、各レーンの進行方向別通行区分を表す矢印状の道路標示である請求項１から３のいずれか一項に記載の地物認識装置。
【請求項５】
前記矢印状の道路標示に含まれる各種の地物種別に関し、前記誤認識テーブルに、前記第一種地物種別としての直進・右折矢印又は直進・左折矢印と、前記第二種地物種別としての直進矢印との関係が規定されている請求項４に記載の地物認識装置。
【請求項６】
前記矢印状の道路標示に含まれる各種の地物種別に関し、前記誤認識テーブルに、前記第一種地物種別としての右左折矢印と、前記第二種地物種別としての右折矢印又は左折矢印との関係が規定されている請求項４又は５に記載の地物認識装置。
【請求項７】
前記撮像装置が自車両に搭載されるとともに、
自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得手段と、前記自車位置情報に基づいて、自車両の進行方向に存在する一又は二以上の対象地物の地物情報を取得する地物情報取得手段とを更に備え、
前記地物種別判定手段は、前記地物情報取得手段により取得された前記地物情報に示される一又は二以上の対象地物の地物種別の中から、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別の判定を行う請求項１から６のいずれか一項に記載の地物認識装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載の地物認識装置と、自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得手段と、前記自車位置情報に基づいて、自車両が走行中の道路が複数のレーンを有する場合に、自車両の進行方向における前記各レーンに存在する対象地物の地物情報を取得する地物情報取得手段と、前記複数のレーンの中から自車両が走行中のレーンである自車レーンを判定するレーン判定手段と、を備え、
前記地物認識装置の前記画像認識手段は、前記画像情報に含まれる前記自車レーン内の前記対象地物の地物種別の画像認識処理を行い、
前記レーン判定手段は、前記地物認識装置の前記地物種別判定手段による判定結果に示される地物種別と一致する地物種別を示す前記地物情報が取得された一又は二以上のレーンを、前記自車レーンと判定するレーン判定装置。
【請求項９】
請求項８に記載のレーン判定装置と、前記地物情報を含む地図情報が格納された地図データベースと、前記地図情報及び前記レーン判定装置により判定された前記自車レーンの情報を参照して動作するアプリケーションプログラムと、前記アプリケーションプログラムに従って動作して案内情報を出力する案内情報出力手段と、を備えるナビゲーション装置。
【請求項１０】
撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得ステップと、
前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別の画像認識処理を行う画像認識ステップと、
前記対象地物となり得る複数の地物種別に関し、所定の第一種地物種別の対象地物の形態の一部が画像認識できなかった場合に、当該第一種地物種別とは異なる第二種地物種別として誤認識される可能性がある地物種別の関係を規定した誤認識テーブルと、前記画像認識ステップによる画像認識結果に示される認識地物種別とに基づいて、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別を、前記認識地物種別、及び前記誤認識テーブルに当該認識地物種別との関係が規定された地物種別の双方の可能性があるものと判定する地物種別判定ステップと、を備える地物認識方法。
【請求項１１】
前記地物種別判定ステップでは、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別を、前記認識地物種別が前記第一種地物種別である場合には、当該認識地物種別と判定し、前記認識地物種別が前記第二種地物種別である場合には、当該認識地物種別及び前記誤認識テーブルに当該認識地物種別との関係が規定された前記第一種地物種別の双方の可能性があるものと判定する請求項１０に記載の地物認識方法。
【請求項１２】
自車両に搭載された撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得ステップと、
自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得ステップと、
前記自車位置情報に基づいて、自車両が走行中の道路が複数のレーンを有する場合に、自車両の進行方向における前記各レーンに存在する対象地物の地物情報を取得する地物情報取得ステップと、
前記画像情報に含まれる、自車両が走行中のレーンである自車レーン内の前記対象地物の地物種別の画像認識処理を行う画像認識ステップと、
前記対象地物となり得る複数の地物種別に関し、所定の第一種地物種別の対象地物の形態の一部が画像認識できなかった場合に、当該第一種地物種別とは異なる第二種地物種別として誤認識される可能性がある地物種別の関係を規定した誤認識テーブルと、前記画像認識ステップによる画像認識結果に示される認識地物種別とに基づいて、前記自車レーン内の対象地物の地物種別を、前記認識地物種別、及び前記誤認識テーブルに当該認識地物種別との関係が規定された地物種別の双方の可能性があるものと判定する地物種別判定ステップと、
前記複数のレーンの中から、前記地物種別判定ステップによる判定結果に示される地物種別と一致する地物種別を示す前記地物情報が取得された一又は二以上のレーンを、前記自車レーンと判定するレーン判定ステップと、を備えるレーン判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置により撮像した画像情報に含まれる対象地物の地物種別を判定することが可能な地物認識装置及び地物認識方法、並びにそれを用いたレーン判定装置及びレーン判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナビゲーション装置において経路案内を適切に行うこと等を目的として、自車両の内外から得られる各種の情報に基づいて、自車両が走行中の道路における自車レーンを判定するレーン判定装置が知られている。このようなレーン判定装置として、例えば、下記の特許文献１には、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）等の車両情報処理装置の光ビーコン情報、現在地管理部の推測情報、ドライバ入力情報管理部からのステアリング情報やウインカ情報のイベント、画像認識装置からの認識レーン数、その中の自レーン位置、レーン内位置（レーン内の右寄りか左寄りか）、レーン増減数、レーン増減方向、路肩情報（有無など）、跨ぎ状態（レーン・白線を跨いでいるかなど）、道路標示（ペイント）の情報等に基づき自車のレーン位置を特定し、その判定結果を出力する構成が記載されている。そして、道路標示の情報を用いた自車のレーン位置の特定に関しては、直進や右左折等の各レーンの進行方向別通行区分を表す矢印や横断歩道等の道路標示の画像認識結果と、データベースから取得した当該地物の地物種別や地物位置等の情報とを照合することにより、自車のレーン位置を特定する構成が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６２４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、各レーンの進行方向別通行区分を表す矢印等の道路標示の画像認識処理を行い、その画像認識結果とデータベースから取得した当該道路標示の地物種別や地物位置の情報とを照合することにより、自車レーンの判定を行うことが可能である。ところで、このような自車レーンの判定を適切に行うためには、画像認識処理により、自車レーンに存在する矢印等の道路標示の地物種別を正確に認識することが必要となる。しかし、実際には、道路標示が部分的にかすれている、或いは撮像した画像情報の中に道路標示の一部が含まれていない等の理由により、画像認識結果が誤ったものとなる場合が生じ得る。そのような場合に、誤った画像認識結果に基づいて自車レーンの判定を行うと、実際の自車レーンとは異なるレーンを自車レーンと判定してしまう場合も生じ得る。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像装置により撮像した画像情報に含まれる対象地物の地物種別を判定するに際して、地物種別の誤認識が生じる可能性を考慮して適切に地物種別の判定を行うことができる地物認識装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係る地物認識装置の特徴構成は、撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得手段と、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別の画像認識処理を行う画像認識手段と、前記対象地物となり得る複数の地物種別に関し、所定の第一種地物種別の対象地物の形態の一部が画像認識できなかった場合に、当該第一種地物種別とは異なる第二種地物種別として誤認識される可能性がある地物種別の関係を規定した誤認識テーブルと、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別を判定する地物種別判定手段と、を備え、前記地物種別判定手段は、前記画像認識手段による画像認識結果に示される認識地物種別と前記誤認識テーブルとに基づいて、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別を、前記認識地物種別、及び前記誤認識テーブルに当該認識地物種別との関係が規定された地物種別の双方の可能性があるものと判定する点にある。
【０００７】
この特徴構成によれば、撮像装置により撮像した画像情報に含まれる対象地物の地物種別を判定するに際して、かすれ等により当該対象地物の一部が画像認識できなかった場合に誤認識する可能性がある地物種別の関係を予め規定した誤認識テーブルに基づき、画像認識結果に示される認識地物種別と誤認識される可能性がある地物種別も含めて、画像情報に含まれる対象地物の地物種別と判定することになる。したがって、地物種別の誤認識が生じる可能性を考慮して適切に地物種別の判定を行うことができる。
【０００８】
ここで、前記地物種別判定手段は、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別を、前記認識地物種別が前記第一種地物種別である場合には、当該認識地物種別と判定し、前記認識地物種別が前記第二種地物種別である場合には、当該認識地物種別及び前記誤認識テーブルに当該認識地物種別との関係が規定された前記第一種地物種別の双方の可能性があるものと判定する構成とすると好適である。
【０００９】
上記のとおり、前記誤認識テーブルに規定される第一種地物種別と第二種地物種別との関係は、第一種地物種別の対象地物の形態の一部が画像認識できなかった場合に、第二種地物種別として誤認識される可能性がある関係となっている。このため、画像認識結果に示される認識地物種別が第二種地物種別である場合には、その画像認識結果が正しいのか、或いは第一種地物種別の対象地物の形態の一部がかすれ等により画像認識できなかったために第二種地物種別と誤認識されたのかを判別することが困難である。この構成によれば、認識地物種別が第二種地物種別であって画像認識結果が正しいか否かを判別することが困難な場合には、誤認識される可能性がある第一種地物種別も含めて画像情報に含まれる対象地物の地物種別と判定する。一方、認識地物種別が第一種地物種別である場合には、誤認識の可能性が低いため、当該認識地物種別を画像情報に含まれる対象地物の地物種別と判定する。したがって、画像認識結果に示される認識地物種別が誤認識である可能性の高さに応じて、適切に地物種別の判定を行うことができる。
【００１０】
また、前記誤認識テーブルに規定される地物種別の関係は、前記第一種地物種別の地物の形態が少なくとも２つ以上の特徴的形態部分を有し、前記第二種地物種別の地物の形態が、前記第一種地物種別の地物における前記２つ以上の特徴的形態部分の一部を除いた形態に近似する関係であると好適である。
【００１１】
この構成によれば、前記画像認識手段が、対象地物の特徴的形態を画像認識することにより地物種別の画像認識処理を行う構成である場合において、第一種地物種別の対象地物の形態の一部が画像認識できなかったために第二種地物種別として誤認識される可能性がある第一種地物種別と第二種地物種別との関係を、誤認識テーブルに適切に規定することができる。
【００１２】
本発明に係る地物認識装置の構成は、互いに誤認識し易い複数の地物種別が存在する進行方向別通行区分を表す矢印状の道路標示に関する地物種別の判定に特に適したものである。また、これにより、自車両が走行中の道路の各レーンに設けられた矢印状の道路標示の地物種別の判定を適切に行い、自車両が走行中のレーンである自車レーンの判定を適切に行うことが可能となる。
【００１３】
ここで、誤認識テーブルに規定する地物種別の関係としては、例えば、第一種地物種別としての直進・右折矢印又は直進・左折矢印と第二種地物種別としての直進矢印との関係や、第一種地物種別としての右左折矢印と第二種地物種別としての右折矢印又は左折矢印との関係が規定されると好適である。
【００１４】
また、前記撮像装置が自車両に搭載されるとともに、自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得手段と、前記自車位置情報に基づいて、自車両の進行方向に存在する一又は二以上の対象地物の地物情報を取得する地物情報取得手段とを更に備え、前記地物種別判定手段は、前記地物情報取得手段により取得された前記地物情報に示される一又は二以上の対象地物の地物種別の中から、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別の判定を行う構成とすると好適である。
【００１５】
この構成によれば、自車両の進行方向に存在する一又は二以上の対象地物の地物情報に示される地物種別以外の地物種別が、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別として判定されることがなくなる。したがって、自車位置情報に基づいて取得した地物情報に鑑みて自車両の進行方向に存在し得ない地物種別が、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別として判定されることを防止でき、地物種別判定手段による地物種別の判定精度を高めることができる。
【００１６】
また、本発明に係るレーン判定装置の特徴構成は、上記の各構成を備えた地物認識装置と、自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得手段と、前記自車位置情報に基づいて、自車両が走行中の道路が複数のレーンを有する場合に、自車両の進行方向における前記各レーンに存在する対象地物の地物情報を取得する地物情報取得手段と、前記複数のレーンの中から自車両が走行中のレーンである自車レーンを判定するレーン判定手段と、を備え、前記地物認識装置の前記画像認識手段は、前記画像情報に含まれる前記自車レーン内の前記対象地物の地物種別の画像認識処理を行い、前記レーン判定手段は、前記地物認識装置の前記地物種別判定手段による判定結果に示される地物種別と一致する地物種別を示す前記地物情報が取得された一又は二以上のレーンを、前記自車レーンと判定する点にある。
【００１７】
この特徴構成によれば、前記地物認識装置の前記地物種別判定手段による判定結果と、地物情報取得手段により取得した自車両の進行方向における各レーンに存在する対象地物の地物情報とに基づいて、地物種別が一致するレーンを自車レーンと判定する。したがって、地物認識装置の前記地物種別判定手段による判定結果を用いて適切に自車レーンの判定を行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係るナビゲーション装置の特徴構成は、上記のレーン判定装置と、前記地物情報を含む地図情報が格納された地図データベースと、前記地図情報及び前記レーン判定装置により判定された前記自車レーンの情報を参照して動作するアプリケーションプログラムと、前記アプリケーションプログラムに従って動作して案内情報を出力する案内情報出力手段と、を備える点にある。
【００１９】
この特徴構成によれば、前記レーン判定装置により判定された、自車両が走行中の自車レーンの情報に基づいて、経路探索、経路誘導、自車レーン表示等の各案内機能の動作を適切に行うことが可能となる。
【００２０】
また、本発明に係る地物認識方法の特徴構成は、撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得ステップと、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別の画像認識処理を行う画像認識ステップと、前記対象地物となり得る複数の地物種別に関し、所定の第一種地物種別の対象地物の形態の一部が画像認識できなかった場合に、当該第一種地物種別とは異なる第二種地物種別として誤認識される可能性がある地物種別の関係を規定した誤認識テーブルと、前記画像認識ステップによる画像認識結果に示される認識地物種別とに基づいて、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別を、前記認識地物種別、及び前記誤認識テーブルに当該認識地物種別との関係が規定された地物種別の双方の可能性があるものと判定する点にある。
【００２１】
この特徴構成によれば、撮像装置により撮像した画像情報に含まれる対象地物の地物種別を判定するに際して、かすれ等により当該対象地物の一部が画像認識できなかった場合に誤認識する可能性がある地物種別の関係を予め規定した誤認識テーブルに基づき、画像認識結果に示される認識地物種別と誤認識される可能性がある地物種別も含めて、画像情報に含まれる対象地物の地物種別と判定することになる。したがって、地物種別の誤認識が生じる可能性を考慮して適切に地物種別の判定を行うことができる。
【００２２】
ここで、前記地物種別判定ステップでは、前記画像情報に含まれる対象地物の地物種別を、前記認識地物種別が前記第一種地物種別である場合には、当該認識地物種別と判定し、前記認識地物種別が前記第二種地物種別である場合には、当該認識地物種別及び前記誤認識テーブルに当該認識地物種別との関係が規定された前記第一種地物種別の双方の可能性があるものと判定する構成とすると好適である。
【００２３】
この構成によれば、認識地物種別が第二種地物種別であって画像認識結果が正しいか否かを判別することが困難な場合には、誤認識される可能性がある第一種地物種別も含めて画像情報に含まれる対象地物の地物種別と判定する。一方、認識地物種別が第一種地物種別である場合には、誤認識の可能性が低いため、当該認識地物種別を画像情報に含まれる対象地物の地物種別と判定する。したがって、画像認識結果に示される認識地物種別が誤認識である可能性の高さに応じて、適切に地物種別の判定を行うことができる。
【００２４】
また、本発明に係るレーン判定方法の特徴構成は、自車両に搭載された撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得ステップと、自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得ステップと、前記自車位置情報に基づいて、自車両が走行中の道路が複数のレーンを有する場合に、自車両の進行方向における前記各レーンに存在する対象地物の地物情報を取得する地物情報取得ステップと、前記画像情報に含まれる、自車両が走行中のレーンである自車レーン内の前記対象地物の地物種別の画像認識処理を行う画像認識ステップと、前記対象地物となり得る複数の地物種別に関し、所定の第一種地物種別の対象地物の形態の一部が画像認識できなかった場合に、当該第一種地物種別とは異なる第二種地物種別として誤認識される可能性がある地物種別の関係を規定した誤認識テーブルと、前記画像認識ステップによる画像認識結果に示される認識地物種別とに基づいて、前記自車レーン内の対象地物の地物種別を、前記認識地物種別、及び前記誤認識テーブルに当該認識地物種別との関係が規定された地物種別の双方の可能性があるものと判定する地物種別判定ステップと、前記複数のレーンの中から、前記地物種別判定ステップによる判定結果に示される地物種別と一致する地物種別を示す前記地物情報が取得された一又は二以上のレーンを、前記自車レーンと判定するレーン判定ステップと、を備える点にある。
【００２５】
この特徴構成によれば、自車レーン内の対象地物の地物種別を判定するに際して、かすれ等により当該対象地物の一部が画像認識できなかった場合に誤認識する可能性がある地物種別の関係を予め規定した誤認識テーブルに基づき、画像認識結果に示される認識地物種別と誤認識される可能性がある地物種別も含めて、自車レーン内の対象地物の地物種別と判定することになる。したがって、地物種別の誤認識が生じる可能性を考慮して適切に地物種別の判定を行うことができる。そして、このような地物種別の判定結果と、自車両の進行方向における各レーンに存在する対象地物の地物情報とに基づいて、適切に自車レーンの判定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明に係る地物認識装置２を、道路を走行する車両のレーン判定装置３及びそれを含むナビゲーション装置１に適用した場合を例として説明する。図１は、本実施形態に係る地物認識装置２及びレーン判定装置３を含むナビゲーション装置１の概略構成を示すブロック図である。この地物認識装置２は、誤認識テーブルＴを用いて、自車両３０（図３参照）に搭載された撮像装置２１により撮像した画像情報Ｇに含まれる自車レーン内の対象地物の地物種別を判定する。レーン判定装置３は、地物認識装置２を構成する地物種別判定部８による判定結果と、地図データベース２２から取得した地物情報Ｆとに基づいて、自車両３０が走行中の道路（以下「走行道路」という。）の複数のレーンの中から自車レーンを判定する。ナビゲーション装置１は、レーン判定装置３を構成するレーン判定部９による判定結果を参照して所定のナビゲーション動作を行う。
【００２７】
図１に示されるような、このナビゲーション装置１の各機能部、具体的には、画像情報取得部４、画像認識部５、自車位置情報取得部６、データ抽出部７、地物種別判定部８、レーン判定部９、及びナビゲーション用演算部１０は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウェア又はソフトウェア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。また、地図データベース２２は、例えば、ハードディスクドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭを備えたＤＶＤドライブ、ＣＤ−ＲＯＭを備えたＣＤドライブ等のように、情報を記憶可能な記録媒体とその駆動手段とを有する装置をハードウェア構成として備えている。以下、本実施形態に係るナビゲーション装置１の各部の構成について詳細に説明する。
【００２８】
１．地図データベース
地図データベース２２は、所定の領域毎に分けられた地図情報Ｍと、この地図情報Ｍに関連付けられた複数の地物情報Ｆとが格納されたデータベースである。図２は、地図データベース２２に格納されている地図情報Ｍ及び地物情報Ｆの構成の例を示す説明図である。この図に示すように、地図データベース２２には、道路ネットワークレイヤｍ１、道路形状レイヤｍ２、地物レイヤｍ３が格納されている。
【００２９】
道路ネットワークレイヤｍ１は、道路間の接続情報を示すレイヤである。具体的には、緯度及び経度で表現された地図上の位置情報を有する多数のノードｎの情報と、２つのノードｎを連結して道路を構成する多数のリンクｋの情報とを有して構成されている。また、各リンクｋは、そのリンク情報として、道路の種別（高速道路、有料道路、国道、県道等の種別）やリンク長さ等の情報を有している。また、道路形状レイヤｍ２は、道路ネットワークレイヤｍ１に関連付けられて格納され、道路の形状を示すレイヤである。具体的には、２つのノードｎの間（リンクｋ上）に配置されて緯度及び経度で表現された地図上の位置情報を有する多数の道路形状補完点ｓの情報や道路幅の情報等を有して構成されている。これらの道路ネットワークレイヤｍ１及び道路形状レイヤｍ２に格納された情報により、地図情報Ｍが構成される。
【００３０】
地物レイヤｍ３は、道路ネットワークレイヤｍ１及び道路形状レイヤｍ２に関連付けられて構成され、道路上や道路周辺に設けられた各種の地物の情報、すなわち地物情報Ｆが格納されているレイヤである。この地物レイヤｍ３に地物情報Ｆが格納される地物には、道路の路面に設けられた道路標示が含まれている。このような道路標示に係る地物には、各レーンの進行方向別通行区分を表す矢印状の道路標示（以下、単に「矢印標示」という。）、具体的には、直進矢印、直進・右折矢印、直進・左折矢印、右折矢印、左折矢印、右左折矢印等が含まれる。後述するように、本実施形態においては、この矢印標示が、対象地物となり得る地物となっている。また、この他にも、道路標示に係る地物としては、例えば、横断歩道、停止線、交差点形状標示（十字マーク、Ｔ字マーク等）、道路に沿って車線を分ける区画線（実線、破線、二重線等）、速度表示、ゼブラゾーン等の各種のペイント標示が含まれる。なお、地物情報Ｆが格納される地物としては、このような道路標示のほか、信号機、標識、陸橋、トンネル等の各種の地物も含めることができる。
【００３１】
地物情報Ｆは、その内容として各地物の位置情報、地物種別情報、形態情報、及び属性情報を含んでいる。ここで、位置情報は、各地物の代表点の地図上の位置（緯度及び経度）及び各地物の向きの情報を有している。地物の代表点は、例えば、各地物の長さ方向及び幅方向の中心位置に設定される。地物種別情報は、各地物の地物種別を表す情報である。ここで、地物種別は、基本的に同じ形状の地物を一つの地物種別として規定しているものとする。したがって、地物種別の情報は、例えば、直進矢印、右折矢印、停止線、横断歩道等の道路標示の具体的な種別を表す情報である。また、形態情報は、各地物の形状、大きさ、色彩等の情報を有している。属性情報は、各地物が設けられている道路が複数のレーンを有する場合における、当該地物が道路のどのレーンに配置されているかを表すレーン情報を含んでいる。このレーン情報は、例えば、当該地物が片側３車線の道路の中央のレーンに設けられている場合には「２／３」等のように表される。
【００３２】
２．画像情報取得部
画像情報取得部４は、撮像装置２１により撮像した自車位置周辺の画像情報Ｇを取得する画像情報取得手段として機能する。ここで、撮像装置２１は、撮像素子を備えた車載カメラ等であって、少なくとも自車両３０の周辺の道路の路面を撮像可能な位置に設けられている。このような撮像装置２１としては、例えば、図３に示すような自車両３０の後方の路面を撮像するバックカメラを用いると好適である。そして、画像情報取得部４は、撮像装置２１により撮像したアナログの撮像情報を所定の時間間隔で取り込み、デジタル信号の画像情報Ｇに変換して取得する。この際の画像情報Ｇの取り込みの時間間隔は、例えば、１０〜５０ｍｓ程度とすることができる。これにより、画像情報取得部４は、撮像装置２１により撮像した複数フレームの画像情報Ｇを連続的に取得することができる。ここで取得された画像情報Ｇは、画像認識部５へ出力される。
【００３３】
３．自車位置情報取得部
自車位置情報取得部６は、自車両３０の現在位置を示す自車位置情報Ｐを取得する自車位置情報取得手段として機能する。ここでは、自車位置情報取得部６は、ＧＰＳ受信機２３、方位センサ２４、及び距離センサ２５と接続されている。ここで、ＧＰＳ受信機２３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号を受信する装置である。このＧＰＳ信号は、通常１秒おきに受信され、自車位置情報取得部６へ出力される。自車位置情報取得部６では、ＧＰＳ受信機２３で受信されたＧＰＳ衛星からの信号を解析し、自車両３０の現在位置（緯度及び経度）、進行方位、移動速度等の情報を取得することができる。方位センサ２４は、自車両３０の進行方位又はその進行方位の変化を検出するセンサである。この方位センサ２４は、例えば、ジャイロセンサ、地磁気センサ、ハンドルの回転部に取り付けた光学的な回転センサや回転型の抵抗ボリューム、車輪部に取り付ける角度センサ等により構成される。そして、方位センサ２４は、その検出結果を自車位置情報取得部６へ出力する。距離センサ２５は、自車両３０の車速や移動距離を検出するセンサである。この距離センサ２５は、例えば、車両のドライブシャフトやホイール等が一定量回転する毎にパルス信号を出力する車速パルスセンサ、自車両３０の加速度を検知するヨー・Ｇセンサ及び検知された加速度を積分する回路等により構成される。そして、距離センサ２５は、その検出結果としての車速及び移動距離の情報を自車位置情報取得部６へ出力する。
【００３４】
そして、自車位置情報取得部６は、これらのＧＰＳ受信機２３、方位センサ２４及び距離センサ２５からの出力に基づいて、公知の方法により自車位置を特定する演算を行う。また、自車位置情報取得部６は、データ抽出部７により地図データベース２２から抽出された自車位置周辺の地図情報Ｍを取得し、それに基づいて公知のマップマッチングを行うことにより自車位置を地図情報Ｍに示される道路上に合わせる補正も行う。このようにして、自車位置情報取得部６は、緯度及び経度で表された自車両３０の現在位置の情報、及び自車両３０の進行方位の情報を含む自車位置情報Ｐを取得する。このようにして取得される自車位置情報Ｐは、自車両３０が進行中の道路が複数レーンを有している場合に、自車両３０が走行中のレーンである自車レーンまでを特定できる情報とはなっていない。そこで、本実施形態に係るナビゲーション装置１では、後述するレーン判定部９において自車レーンの判定を行う構成となっている。そして、自車位置情報取得部６により取得された自車位置情報Ｐは、データ抽出部７、レーン判定部９、及びナビゲーション用演算部１０へ出力される。
【００３５】
４．データ抽出部
データ抽出部７は、自車位置情報取得部６で取得された自車位置情報Ｐ等に基づいて、地図データベース２２から必要な地図情報Ｍや地物情報Ｆを抽出する。本実施形態においては、データ抽出部７は、自車位置情報Ｐに基づいて、自車両３０の進行方向に存在する一又は二以上の対象地物の地物情報Ｆを抽出して取得する。より詳しくは、データ抽出部７は、走行道路が複数のレーンを有する場合に、自車両３０の進行方向における走行道路の各レーンに存在する対象地物の地物情報Ｆを抽出して取得する。そして、取得された地物情報Ｆは、画像認識部５及びレーン判定部９へ出力される。ここで、対象地物となる地物は、画像認識部５による画像認識処理の対象となり、更に地物種別判定部８による地物種別判定処理の対象となる地物種別の地物であり、本実施形態においては、後述するように各種の矢印標示が該当する。したがって、本実施形態においては、このデータ抽出部７が、本発明における地物情報取得手段として機能する。また、データ抽出部７は、自車位置情報取得部６によるマップマッチングに用いる自車位置周辺の地図情報Ｍを抽出し、自車位置情報取得部６へ出力する。更に、データ抽出部７は、ナビゲーション用演算部１０によるナビゲーション処理に用いるために、ナビゲーション用演算部１０から要求があった領域の地図情報Ｍを地図データベース２２から抽出し、ナビゲーション用演算部１０へ出力する。
【００３６】
５．画像認識部
画像認識部５は、画像情報取得部４で取得された画像情報Ｇに含まれる対象地物の画像認識処理を行う画像認識手段として機能する。本実施形態においては、画像認識部５は、データ抽出部７で抽出された対象地物の地物情報Ｆを用いて、自車両３０が走行中のレーンである自車レーン内の対象地物の地物種別の画像認識処理を行う。ここで用いられる対象地物の地物情報Ｆは、上述のとおり、走行道路が複数のレーンを有する場合における、自車両３０の進行方向の各レーンに存在する対象地物に関する複数の地物情報Ｆである。具体的には、画像認識部５は、取得された画像情報Ｇに対して二値化処理やエッジ検出処理等を行い、当該画像情報Ｇに含まれている地物（道路標示）の輪郭情報を抽出する。その後、画像認識部５は、データ抽出部７で抽出された複数の対象地物の地物情報Ｆに含まれる、複数の対象地物の形態情報のそれぞれに示される形態のいずれかと一致する輪郭情報を抽出する。そして、そのような輪郭情報が抽出された場合には、当該輪郭情報と一致する形態情報に係る地物情報Ｆに示される地物種別を、画像情報Ｇに含まれる自車レーン内の対象地物の地物種別として認識する。このようにして画像認識部５により認識された自車レーン内の対象地物の地物種別が、画像認識結果に示される認識地物種別となる。なお、本実施形態においては、上述のように自車位置情報Ｐに基づいてデータ抽出部７により地図データベース２２から抽出された対象地物の地物情報Ｆを用いて画像認識処理を行うことにより、画像認識結果が、自車レーン内の対象地物となり得ない地物種別となることを防止している。
【００３７】
６．誤認識テーブル
図４は、本実施形態に係る誤認識テーブルＴの一例を示す図である。この図に示すように、誤認識テーブルＴは、対象地物となり得る複数の地物種別に関し、所定の第一種地物種別ｆｃ１の対象地物の形態の一部が画像認識できなかった場合に、当該第一種地物種別ｆｃ１とは異なる第二種地物種別ｆｃ２として誤認識される可能性がある地物種別の関係を規定したテーブルである。概略的には、この誤認識テーブルＴは、対象地物となり得る複数の地物種別を第一種地物種別ｆｃ１と第二種地物種別ｆｃ２とに分類するとともに、第二種地物種別ｆｃ２として誤認識される可能性がある第一種地物種別ｆｃ１を規定したテーブルとなっている。この図に示す例では、「直進矢印」、「直進・右折矢印」、「直進・左折矢印」、「右折矢印」、「左折矢印」、「右左折矢印」、「右折二種矢印」、及び「左折二種矢印」の８種類の矢印標示が対象地物となり得る地物種別とされている。そして、これら８種類の矢印標示の中で、「直進・右折矢印」、「直進・左折矢印」、「右左折矢印」、「右折二種矢印」、及び「左折二種矢印」の５種類の矢印表示が第一種地物種別ｆｃ１とされ、「直進矢印」、「右折矢印」、及び「左折矢印」の３種類の矢印表示が第二種地物種別ｆｃ２とされている。また、この誤認識テーブルＴでは、図中上側に横方向に配列された５種類の第一種地物種別ｆｃ１と、図中左側に縦方向に配列された３種類の第二種地物種別ｆｃ２との関係が、二次元マトリックスを用いて規定されている。そして、図中で丸印が付されている第一種地物種別ｆｃ１と第二種地物種別ｆｃ２との関係が、各第二種地物種別ｆｃ２と、当該第二種地物種別ｆｃ２として誤認識される可能性がある第一種地物種別ｆｃ１との関係を表している。
【００３８】
この誤認識テーブルＴに規定する、誤認識される可能性がある地物種別の関係は、上記のとおり、第一種地物種別ｆｃ１の対象地物の形態の一部が画像認識できなかった場合に、当該第一種地物種別ｆｃ１とは異なる第二種地物種別ｆｃ２として誤認識される可能性がある地物種別の関係である。本実施形態においては、このような地物種別の関係を、第一種地物種別ｆｃ１の地物の形態が少なくとも２つ以上の特徴的形態部分を有し、第二種地物種別ｆｃ２の地物の形態が、第一種地物種別ｆｃ１の地物における前記２つ以上の特徴的形態部分の一部を除いた形態に近似する関係としている。図５（ａ）〜（ｅ）は、対象地物となり得る地物種別である８種類の矢印標示に関する、誤認識される可能性がある地物種別の関係の例を示す図である。この図に示す四角形の枠Ｃ１〜Ｃ４は、各矢印表示の特徴的形態部分を示している。ここで、特徴的形態部分は、画像認識部５による画像認識処理に際して認識が比較的容易な形態の部分であり、図中で枠Ｃ１〜Ｃ３で囲んだ矢印の方向を示す三角形の部分等が該当する。
【００３９】
図５（ａ）に示す関係は、第一種地物種別ｆｃ１としての「直進・右折矢印」と第二種地物種別ｆｃ２としての「直進矢印」との関係である。この場合、「直進・右折矢印」は、直進矢印部分Ｃ１と右折矢印部分Ｃ２との２つの特徴的形態部分を有している。一方、「直進矢印」は、直進矢印部分Ｃ１だけが特徴的形態部分となっている。したがって、この図５（ａ）に示す関係では、第一種地物種別ｆｃ１としての「直進・右折矢印」の一つの特徴的形態部分である右折矢印部分Ｃ２が画像認識できなかった場合には、直進矢印部分Ｃ１だけが画像認識されることになるため、第二種地物種別ｆｃ２としての「直進矢印」として誤認識される可能性がある。また、この「直進・右折矢印」の右折矢印部分Ｃ２は、実際の道路上では、レーンの幅方向中央に対して右側に配置されるため、車輪に繰り返し踏まれることによるかすれが生じ易い。そのため、この右折矢印部分Ｃ２は画像認識できない可能性が比較的高い部分でもある。よって、第一種地物種別ｆｃ１としての「直進・右折矢印」は、第二種地物種別ｆｃ２としての「直進矢印」として誤認識される可能性がある。
【００４０】
図５（ｂ）に示す関係は、第一種地物種別ｆｃ１としての「直進・左折矢印」と第二種地物種別ｆｃ２としての「直進矢印」との関係である。この場合、「直進・左折矢印」は、直進矢印部分Ｃ１と左折矢印部分Ｃ３との２つの特徴的形態部分を有している。一方、「直進矢印」は、直進矢印部分Ｃ１だけが特徴的形態部分となっている。したがって、この図５（ｂ）に示す関係では、第一種地物種別ｆｃ１としての「直進・左折矢印」の一つの特徴的形態部分である左折矢印部分Ｃ３が画像認識できなかった場合には、直進矢印部分Ｃ１だけが画像認識されることになるため、第二種地物種別ｆｃ２としての「直進矢印」として誤認識される可能性がある。また、この「直進・左折矢印」の左折矢印部分Ｃ３は、実際の道路上では、レーンの幅方向中央に対して左側に配置されるため、車輪に繰り返し踏まれることによるかすれが生じ易い。そのため、この左折矢印部分Ｃ３は画像認識できない可能性が比較的高い部分でもある。よって、第一種地物種別ｆｃ１としての「直進・左折矢印」は、第二種地物種別ｆｃ２としての「直進矢印」として誤認識される可能性がある。
【００４１】
図５（ｃ）に示す関係は、第一種地物種別ｆｃ１としての「右左折矢印」と第二種地物種別ｆｃ２としての「右折矢印」との関係である。この場合、「右左折矢印」は、右折矢印部分Ｃ２と左折矢印部分Ｃ３との２つの特徴的形態部分を有している。一方、「右折矢印」は、右折矢印部分Ｃ２だけが特徴的形態部分となっている。したがって、この図５（ｃ）に示す関係では、第一種地物種別ｆｃ１としての「右左折矢印」の一つの特徴的形態部分である左折矢印部分Ｃ３が画像認識できなかった場合には、右折矢印部分Ｃ２だけが画像認識されることになるため、第二種地物種別ｆｃ２としての「右折矢印」として誤認識される可能性がある。また、この「右左折矢印」の左折矢印部分Ｃ３は、実際の道路上では、レーンの幅方向中央に対して左側に配置されるため、車輪に繰り返し踏まれることによるかすれが生じ易い。そのため、この左折矢印部分Ｃ３は画像認識できない可能性が比較的高い部分でもある。よって、第一種地物種別ｆｃ１としての「右左折矢印」は、第二種地物種別ｆｃ２としての「右折矢印」として誤認識される可能性がある。
【００４２】
図５（ｄ）に示す関係は、第一種地物種別ｆｃ１としての「右左折矢印」と第二種地物種別ｆｃ２としての「左折矢印」との関係である。この場合、「右左折矢印」は、右折矢印部分Ｃ２と左折矢印部分Ｃ３との２つの特徴的形態部分を有している。一方、「左折矢印」は、左折矢印部分Ｃ３だけが特徴的形態部分となっている。したがって、この図５（ｄ）に示す関係では、第一種地物種別ｆｃ１としての「右左折矢印」の一つの特徴的形態部分である右折矢印部分Ｃ２が画像認識できなかった場合には、左折矢印部分Ｃ３だけが画像認識されることになるため、第二種地物種別ｆｃ２としての「左折矢印」として誤認識される可能性がある。また、この「右左折矢印」の右折矢印部分Ｃ２は、実際の道路上では、レーンの幅方向中央に対して右側に配置されるため、車輪に繰り返し踏まれることによるかすれが生じ易い。そのため、この右折矢印部分Ｃ２は画像認識できない可能性が比較的高い部分でもある。よって、第一種地物種別ｆｃ１としての「右左折矢印」は、第二種地物種別ｆｃ２としての「左折矢印」として誤認識される可能性がある。
【００４３】
図５（ｅ）に示す関係は、第一種地物種別ｆｃ１としての「右折二種矢印」と第二種地物種別ｆｃ２としての「右折矢印」との関係である。この場合、「右折二種矢印」は、右折矢印部分Ｃ２と直線部分Ｃ４との２つの特徴的形態部分を有している。一方、「右折矢印」は、右折矢印部分Ｃ２だけが特徴的形態部分となっている。したがって、この図５（ｅ）に示す関係では、第一種地物種別ｆｃ１としての「右折二種矢印」の一つの特徴的形態部分である直線部分Ｃ４が画像認識できなかった場合には、右折矢印部分Ｃ２だけが画像認識されることになるため、第二種地物種別ｆｃ２としての「右折矢印」として誤認識される可能性がある。また、この「右折二種矢印」の直線部分Ｃ４は、矢印の方向を示す三角形の部分Ｃ１〜Ｃ３と比較して、画像認識処理に際して認識が比較的容易な形態的特徴が少ない。そのため、この直線部分Ｃ４は画像認識できない可能性が比較的高い部分でもある。よって、第一種地物種別ｆｃ１としての「右折二種矢印」は、第二種地物種別ｆｃ２としての「右折矢印」として誤認識される可能性がある。
【００４４】
図５（ｆ）に示す関係は、第一種地物種別ｆｃ１としての「左折二種矢印」と第二種地物種別ｆｃ２としての「左折矢印」との関係である。この場合、「左折二種矢印」は、左折矢印部分Ｃ３と直線部分Ｃ４との２つの特徴的形態部分を有している。一方、「左折矢印」は、左折矢印部分Ｃ３だけが特徴的形態部分となっている。したがって、この図５（ｆ）に示す関係では、第一種地物種別ｆｃ１としての「左折二種矢印」の一つの特徴的形態部分である直線部分Ｃ４が画像認識できなかった場合には、左折矢印部分Ｃ３だけが画像認識されることになるため、第二種地物種別ｆｃ２としての「左折矢印」として誤認識される可能性がある。また、この「左折二種矢印」の直線部分Ｃ４は、矢印の方向を示す三角形の部分Ｃ１〜Ｃ３と比較して、画像認識処理に際して認識が比較的容易な形態的特徴が少ない。そのため、この直線部分Ｃ４は画像認識できない可能性が比較的高い部分でもある。よって、第一種地物種別ｆｃ１としての「左折二種矢印」は、第二種地物種別ｆｃ２としての「左折矢印」として誤認識される可能性がある。
【００４５】
なお、後述するように、地物種別判定部８は、誤認識テーブルＴに基づいて、画像認識結果に示される認識地物種別が第一種地物種別ｆｃ１である場合には、自車レーン内の対象地物の地物種別は、当該認識地物種別であると判定する。したがって、上記８種類の矢印標示以外の地物種別であって、第二種地物種別ｆｃ２等の他の地物種別として誤認識される可能性がないものについても、第一種地物種別ｆｃ１として誤認識テーブルＴに規定すると好適である。このようにすれば、他の地物種別と誤認識される可能性がない地物種別については、画像認識結果に示される認識地物種別をそのまま自車レーン内の対象地物の地物種別と判定するように、誤認識テーブルＴに規定することができる。
【００４６】
７．地物種別判定部
地物種別判定部８は、画像情報Ｇに含まれる対象地物の地物種別を判定する地物種別判定手段として機能する。本実施形態においては、地物種別判定部８は、画像認識部５による画像認識結果に示される認識地物種別と誤認識テーブルＴとに基づいて、画像情報Ｇに含まれる自車レーン内の対象地物の地物種別を判定する。この際、地物種別判定部８は、誤認識テーブルＴに当該認識地物種別との間で誤認識される可能性がある関係が規定された地物種別がある場合には、自車レーン内の対象地物の地物種別を、画像認識結果に示される当該認識地物種別そのもの、及びその誤認識テーブルＴに当該認識地物種別との関係が規定され地物種別の双方の可能性があるものと判定する。一方、地物種別判定部８は、誤認識テーブルＴに当該認識地物種別との間で誤認識される可能性がある関係が規定された地物種別がない場合には、自車レーン内の対象地物の地物種別を、画像認識結果に示される当該認識地物種別そのものと判定する。
【００４７】
具体的には、地物種別判定部８は、誤認識テーブルＴに基づいて、画像認識結果に示される認識地物種別が第一種地物種別ｆｃ１である場合には、自車レーン内の対象地物の地物種別は、当該認識地物種別であると判定する。一方、画像認識結果に示される認識地物種別が第二種地物種別ｆｃ２である場合には、自車レーン内の対象地物の地物種別は、当該認識地物種別、及び誤認識テーブルＴに当該認識地物種別との関係が規定された第一種地物種別ｆｃ１の双方の可能性があるものと判定する。すなわち、画像認識結果に示される認識地物種別が特徴的形態部分を多く有する第一種地物種別ｆｃ１であり、他の地物種別と誤認識する可能性がない場合には、自車レーン内の対象地物の地物種別を当該認識地物種別そのものとして判定する。一方、画像認識結果に示される認識地物種別が特徴的形態部分を少ししか有しない第二種地物種別ｆｃ２であり、他の第一種地物種別ｆｃ１と誤認識する可能性がある場合には、自車レーン内の対象地物の地物種別を、当該認識地物種別そのもの及び当該認識地物種別と誤認識する可能性がある第一種地物種別ｆｃ１の双方の可能性があるものと判定する。例えば、画像認識結果に示される認識地物種別が、第一種地物種別ｆｃ１である「直進・右折矢印」であった場合、地物種別判定部８は、自車レーン内の対象地物の地物種別を、当該認識地物種別そのものである「直進・右折矢印」と判定する。一方、例えば、画像認識結果に示される認識地物種別が、第二種地物種別ｆｃ２である「直進矢印」であった場合、誤認識テーブルＴに当該認識地物種別との関係が規定された第一種地物種別ｆｃ１は、図４の上から１行目を参照して、「直進・右折矢印」及び「直進・左折矢印」であることがわかる。したがって、認識地物種別が「直進矢印」であった場合には、地物種別判定部８は、自車レーン内の対象地物の地物種別を、当該認識地物種別そのものである「直進矢印」、並びに誤認識テーブルＴに当該認識地物種別との関係が規定された第一種地物種別ｆｃ１である「直進・右折矢印」及び「直進・左折矢印」のいずれにも可能性があるものと判定する。
【００４８】
８．レーン判定部
レーン判定部９は、自車両３０が走行中の道路が複数のレーンを有する場合に、それら複数のレーンの中から自車両が走行中のレーンである自車レーンを判定するレーン判定手段として機能する。本実施形態においては、レーン判定部９は、地物種別判定部８による判定結果に示される地物種別と、データ抽出部７で抽出された対象地物の地物情報Ｆとに基づいて、地物種別判定部８による判定結果に示される地物種別と一致する地物種別を示す地物情報Ｆが取得された一又は二以上のレーンを、自車レーンと判定する。なお、レーン判定部９は、自車レーンの判定が必要な場合、すなわち、自車位置情報Ｐに基づいて、走行道路が進行方向（片側）に複数のレーンを有している場合にのみ、自車レーンを判定する処理を行う。そして、レーン判定部９は、判定結果としての自車レーン情報Ｓをナビゲーション用演算部１０へ出力する。これにより、ナビゲーション用演算部１０は、自車レーン情報Ｓを参照した経路誘導や経路探索等の案内機能の動作を行うことができる。
【００４９】
図６及び図７は、レーン判定部９による自車レーンの判定処理の具体例を説明するための説明図である。これらの図において、左側の四角形の枠に囲まれている地物種別が、画像認識部５による自車レーン内の対象地物の画像認識結果に示される認識地物種別ｆａである。また、これらの図において、認識地物種別ｆａの右側に表されているのが、データ抽出部７により取得された地物情報Ｆに示される走行道路の各レーンの対象地物の地物種別Ｆｔ１〜Ｆｔ４である。そして、これらの図において、下側の枠に囲まれている自車レーンを示す情報が、自車レーン情報Ｓである。
【００５０】
図６に示す例では、データ抽出部７により取得された地物情報Ｆは、４つのレーンを有する走行道路の各レーンの対象地物の地物種別について、第一レーンＬ１の対象地物の地物種別Ｆｔ１が「直進・左折矢印」、第二レーンＬ２の対象地物の地物種別Ｆｔ２が「直進矢印」、第三レーンＬ３の対象地物の地物種別Ｆｔ３が「直進矢印」、第四レーンＬ４の対象地物の地物種別Ｆｔ４が「右折矢印」であることを示している。そして、画像認識部５による自車レーン内の対象地物の画像認識結果に示される認識地物種別ｆａは「直進矢印」である。「直進矢印」は、誤認識テーブルＴに規定されているように、第二種地物種別ｆｃ２である。この場合、上述のとおり、地物種別判定部８は、誤認識テーブルＴと基づいて、自車レーン内の対象地物の地物種別を、「直進矢印」、「直進・右折矢印」、及び「直進・左折矢印」の３つの可能性があると判定する。したがって、レーン判定部９は、データ抽出部７により取得された地物情報Ｆに示される走行道路の各レーンの対象地物の地物種別Ｆｔ１〜Ｆｔ４の中から、地物種別判定部８による判定結果に示される、「直進矢印」、「直進・右折矢印」、及び「直進・左折矢印」の３つの地物種別と一致するものを抽出する。そして、これら３つの地物種別と一致する地物種別を示す地物情報Ｆが取得された一又は二以上のレーンを、自車レーンと判定する。本例では、各レーンの対象地物の地物種別Ｆｔ１〜Ｆｔ４の中に、「直進・右折矢印」は存在しない。よって、地物種別Ｆｔ１が「直進・左折矢印」である第一レーンＬ１、並びに地物種別Ｆｔ２、Ｆｔ３が「直進矢印」である第二レーンＬ２及び第三レーンＬ３を、自車レーンと判定する。また、レーン判定部９は、この第一から第三レーンＬ１〜Ｌ３が自車レーンであることを示す情報を自車レーン情報Ｓとして生成する。
【００５１】
また、図７に示す例では、データ抽出部７により取得された地物情報Ｆは、図６に示す例と同じである。そして、画像認識部５による自車レーン内の対象地物の画像認識結果に示される認識地物種別ｆａは「直進・左折矢印」である。この「直進・左折矢印」は、誤認識テーブルＴに規定されているように、第一種地物種別ｆｃ１である。この場合、上述のとおり、地物種別判定部８は、自車レーン内の対象地物の地物種別を、認識地物種別ｆａそのものである「直進・左折矢印」と判定する。そして、レーン判定部９は、地物種別判定部８による判定結果に示される、「直進・左折矢印」の地物種別と一致する地物種別を示す地物情報Ｆが取得されたレーン、すなわち、第一レーンＬ１を、自車レーンと判定する。また、レーン判定部９は、この第一レーンＬ１が自車レーンであることを示す情報を自車レーン情報Ｓとして生成する。
【００５２】
９．ナビゲーション用演算部
ナビゲーション用演算部１０は、主にナビゲーション装置１としての案内機能を実行するためのアプリケーションプログラムＡＰに従って動作する演算処理手段である。ここで、アプリケーションプログラムＡＰは、自車位置情報取得部６により取得された自車位置情報Ｐ、データ抽出部７により抽出された地図情報Ｍ、及びレーン判定部９により生成された自車レーン情報Ｓ等を参照して動作する。そして、ナビゲーション用演算部９は、アプリケーションプログラムＡＰに従い、例えば、データ抽出部７により地図データベース２２から自車両３０の周辺の地図情報Ｍを取得して表示入力装置２６に地図の画像を表示するとともに、当該地図の画像上に、自車位置情報Ｐに基づいて自車位置マークを重ね合わせて表示する処理を行う。また、ナビゲーション用演算部９は、アプリケーションプログラムＡＰに従い、出発地から目的地までの経路の探索を行い、更に、このように探索された経路と自車位置情報Ｐとに基づいて、表示入力装置２６及び音声出力装置２７の一方又は双方を用いて経路誘導を行う。この際、アプリケーションプログラムＡＰは、レーン判定部８により判定された自車レーンの情報を参照し、自車位置表示、経路探索、及び経路誘導等のナビゲーション動作を行う。具体的には、例えば、表示装置２６に判定された自車レーンを表示し、或いは判定された自車レーンに応じて無理な車線変更が必要になる経路誘導を中止する等の動作を行う。また、本実施形態においては、ナビゲーション用演算部１０は、表示入力装置２６及び音声出力装置２７に接続されている。表示入力装置２６は、液晶表示装置等の表示装置とタッチパネル等の入力装置が一体となったものである。また音声出力装置は、スピーカ等を有して構成されている。本実施形態においては、ナビゲーション用演算部１０、表示入力装置２６、及び音声出力装置２７が、本発明における案内情報出力手段２８として機能する。
【００５３】
１０．レーン判定方法
次に、本実施形態に係る地物認識装置２及びレーン判定装置３を含むナビゲーション装置１において実行される地物種別判定方法及びレーン判定方法について説明する。図８は、本実施形態に係る地物種別判定方法を含むレーン判定方法の全体処理順序を示すフローチャートであり、図９は、本実施形態に係る地物種別判定方法の詳細な処理順序を示すフローチャートである。
【００５４】
図８に示すように、自車レーンの判定に際して、ナビゲーション装置１では、まず、自車位置情報取得部６により自車位置情報Ｐを取得する（ステップ＃０１）。次に、データ抽出部７により、ステップ＃０１で取得された自車位置情報Ｐに基づいて、地図データベース２２に格納されている自車位置近傍の地図情報Ｍ及び地物情報Ｆの一方又は双方を参照し、走行道路が複数のレーンを有するか否かを判定する（ステップ＃０２）。そして、走行道路が複数のレーンを有しない場合（ステップ＃０２：Ｎｏ）、すなわち走行道路が片側１レーンの道路であった場合には、自車レーンの判定は不要であるので、処理はそのまま終了する。
【００５５】
一方、走行道路が複数のレーンを有する場合には（ステップ＃０２：Ｙｅｓ）、データ抽出部７は、自車両３０の進行方向における走行道路の各レーンに存在する対象地物の地物情報Ｆを地図データベース２２から抽出して取得する（ステップ＃０３）。また、画像情報取得部４により、自車両３０に搭載された撮像装置２１により撮像した画像情報Ｇを取得する（ステップ＃０４）。画像認識部５により、自車両３０が走行中のレーンである自車レーン内の対象地物の地物種別の画像認識処理を行う（ステップ＃０５）。そして、地物種別判定部８により、画像情報Ｇに含まれる自車レーン内の対象地物の地物種別を判定する処理を行う（ステップ＃０６）。この自車レーン内の対象地物の地物種別判定処理方法については、後に図９のフローチャートに基づいて詳細に説明する。その後、レーン判定部９により、自車両３０が走行中の道路の複数のレーンの中から自車両が走行中のレーンである自車レーンを判定し、自車レーン情報Ｓを生成する（ステップ＃０７）。この際、レーン判定部９は、上述のとおり、地物種別判定部８による判定結果に示される地物種別と、データ抽出部７で抽出された対象地物の地物情報Ｆとに基づいて、地物種別判定部８による判定結果に示される地物種別と一致する地物種別を示す地物情報Ｆが取得された一又は二以上のレーンを、自車レーンと判定する。以上で、レーン判定方法の全体処理を終了する。
【００５６】
次に、ステップ＃０６の地物種別判定方法の処理の詳細について説明する。図９に示すように、地物種別判定部８では、まず、ステップ＃０５の画像認識処理による画像認識結果に示される認識地物種別の情報を取得する（ステップ＃１１）。次に、地物種別判定部８は、誤認識テーブルＴを参照する（ステップ＃１２）。その後、地物種別判定部８は、ステップ＃１１で取得された認識地物種別が、第一種地物種別ｆｃ１であるか否かについて判定する（ステップ＃１３）。そして、ステップ＃１１で取得された認識地物種別が第一種地物種別ｆｃ１である場合には（ステップ＃１３：Ｙｅｓ）、地物種別判定部８は、自車レーン内の対象地物の地物種別を、当該認識地物種別であると判定する（ステップ＃１４）。一方、ステップ＃１１で取得された認識地物種別が第一種地物種別ｆｃ１でない場合には（ステップ＃１３：Ｎｏ）、認識地物種別は第二種地物種別ｆｃ２であると判断できる。したがって、地物種別判定部８は、自車レーン内の対象地物の地物種別を、当該認識地物種別、及び誤認識テーブルＴに当該認識地物種別との関係が規定された第一種地物種別ｆｃ１の双方の可能性があるものと判定する（ステップ＃１５）。なお、このような地物種別判定部８による自車レーン内の対象地物の地物種別の具体的な判定方法については、図６及び図７を用いて既に具体的に説明したので、ここでは説明を省略する。以上でステップ＃０６の地物種別判定方法の処理を終了する。
【００５７】
１１．その他の実施形態
（１）上記の実施形態における、図４に示す誤認識テーブルＴに規定した第一種地物種別ｆｃ１と第二種地物種別ｆｃ２との関係は単なる一例であり、他にも多数の地物種別の関係を規定することも当然に可能である。この場合においても、誤認識テーブルＴに規定する地物種別の関係を、第一種地物種別ｆｃ１の地物の形態が少なくとも２つ以上の特徴的形態部分を有し、第二種地物種別ｆｃ２の地物の形態が、第一種地物種別ｆｃ１の地物における前記２つ以上の特徴的形態部分の一部を除いた形態に近似する関係とすると好適である。しかし、誤認識テーブルＴに規定する地物種別の関係は、このようなものに限定されるものではなく、一方の地物種別の地物の画像認識の結果、他の地物種別と誤認識される可能性がある関係であれば、誤認識テーブルＴに規定するのが好適である。
【００５８】
（２）上記の実施形態では、地物種別判定部８が、画像認識結果に示される認識地物種別と誤認識テーブルＴとに基づいて、画像情報Ｇに含まれる対象地物の地物種別を判定する構成について説明した。しかし、地物種別判定部８の構成はこのようなものに限定されるものではない。よって、地物種別判定部８が、更に、自車位置情報Ｐに基づいてデータ抽出部７により取得した地物情報Ｆを用いて、当該地物情報Ｆに示される一又は二以上の対象地物の地物種別の中から、画像情報Ｇに含まれる対象地物の地物種別の判定を行う構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。このような構成とする場合、地物種別判定部８は、画像認識結果に示される認識地物種別との関係が誤認識テーブルＴに規定された第一種地物種別ｆｃ１であっても、データ抽出部７により取得された地物情報Ｆに示される地物種別の中に含まれない場合には、自車レーン内の対象地物の地物種別である可能性があるものとは判定しない。例えば、画像認識結果に示される認識地物種別が、第二種地物種別ｆｃ２である「直進矢印」であった場合、誤認識テーブルＴに基づけば、上記の実施形態で説明したとおり、地物種別判定部８は、自車レーン内の対象地物の地物種別を、「直進矢印」、「直進・右折矢印」、及び「直進・左折矢印」の全ての可能性があるものと判定する。しかし、例えば図６に示すように、データ抽出部７により取得された地物情報Ｆに示される走行道路の各レーンの対象地物の地物種別Ｆｔ１〜Ｆｔ４が、「直進矢印」、「直進・左折矢印」、及び「右折矢印」であった場合には、これらの中から自車レーン内の対象地物の地物種別が判定される。したがって、この場合には、地物種別判定部８は、自車レーン内の対象地物の地物種別を、「直進矢印」及び「直進・左折矢印」の２つの可能性があると判定する。これにより、地物種別判定部８による地物種別の判定結果が、自車レーン内の対象地物となり得ない地物種別となることを防止できる。
【００５９】
（３）上記の実施形態では、各レーンの進行方向別通行区分を表す矢印状の道路標示（矢印標示）を対象地物となり得る地物とする場合の例について説明した。しかし、対象地物となり得る地物はこれに限定されるものではなく、他の道路標示等の道路の路面に設けられる各種の地物種別の地物を対象地物とすることが可能である。また、この地物種別認識装置２をレーン判定装置３に適用する場合には、特に、複数のレーンを有する道路の各レーンに配置される地物を対象地物とすると好適である。
【００６０】
（４）上記の実施形態に係る自車レーンの判定を、他のレーン判定方法と併用することも、本発明の好適な実施形態の一つである。そのような他のレーン判定方法としては、例えば、画像認識結果に示される自車両の周辺の区画線の種別（実線、破線、二重線等の線種）及び各区画線と自車両との位置関係と、地図データベース２２から取得される自車位置周辺の区画線の地物情報Ｆとに基づいて、自車両が進行中のレーンを判定する方法や、ＶＩＣＳからの情報、具体的には道路の各レーン上に設けられた発信器からの光ビーコン等からの情報により自車レーンを判定する方法等を用いることができる。
【００６１】
（５）上記の各実施形態では、地物認識装置２及びレーン判定装置３を含むナビゲーション装置１の全ての構成が自車両に搭載される場合を例として説明した。しかし、本発明の適用範囲はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、例えば、撮像装置２１を除く一部の構成が、インターネット等の通信ネットワークを介して接続された状態で自車両の外に設置されており、ネットワークを介して情報や信号の送受信を行うことにより、レーン判定装置３及びナビゲーション装置１を構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００６２】
（６）上記の実施形態では、本発明に係る地物認識装置２をレーン判定装置３に適用した例について説明した。しかし、この地物認識装置２を、例えば地物種別の画像認識結果とデータ抽出部７により取得した地物情報Ｆとを用いた自車位置補正等のような、自車レーンの判定以外の用途に用いることも当然に可能である。
【００６３】
（７）上記の各実施形態では、レーン判定装置３を、ナビゲーション装置１に利用する場合の例について説明した。しかし、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、レーン判定装置３を車両の走行制御装置等の他の用途に利用することも当然に可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、撮像装置により撮像した画像情報に含まれる対象地物の地物種別を判定することが可能な地物認識装置、車両に搭載されるレーン判定装置、及びそれらを用いたナビゲーション装置等として好適に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態に係る地物認識装置及びレーン判定装置を含むナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図
【図２】地図データベースに格納されている地図情報及び地物情報の構成の例を示す説明図
【図３】自車両への撮像装置の配置構成の一例を示す図
【図４】本発明の実施形態に係る誤認識テーブルＴの一例を示す図
【図５】誤認識される可能性がある地物種別の関係の例を示す図
【図６】本発明の実施形態に係る自車レーンの判定処理の具体例の説明図
【図７】本発明の実施形態に係る自車レーンの判定処理の具体例の説明図
【図８】本発明の実施形態に係る地物種別判定方法を含むレーン判定方法の全体処理順序を示すフローチャート
【図９】本発明の実施形態に係る地物種別判定方法の詳細な処理順序を示すフローチャート
【符号の説明】
【００６６】
１：ナビゲーション装置
２：地物認識装置
３：レーン判定装置
４：画像情報取得部（画像情報取得手段）
５：画像認識部（画像認識手段）
６：自車位置情報取得部（自車位置情報取得手段）
７：データ抽出部（地物情報取得手段）
８：地物種別判定部（地物種別判定手段）
９：レーン判定部（レーン判定手段）
１０：ナビゲーション用演算部
２１：撮像装置
２２：地図データベース
２８：案内情報出力手段
Ｔ：誤認識テーブル
Ｍ：地図情報
Ｆ：地物情報
Ｇ：画像情報
Ｐ：自車位置情報
Ｓ：自車レーン情報
ＡＰ：アプリケーションプログラム
ｆｃ１：第一種地物種別
ｆｃ２：第二種地物種別
ｆａ：認識地物種別
Ｆｔ１〜Ｆｔ４：走行道路の各レーンの対象地物の地物種別
【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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