(57)【要約】【課題】ナビゲーションシステムにかかる負荷を小さくすることで、認識対象地物を検出したときに、認識対象地物から制御対象地物までの距離を、迅速に出力できるデータ構造を提供する。【解決手段】制御対象地物の座標データと、認識対象地物を認識すべき制御対象道路を規定する制御対象道路データと、制御対象道路内に存在する認識対象地物を認識するための認識対象地物データと、制御対象地物から認識対象地物まで距離を規定する距離データと、を備え、座標データ、制御対象道路データ、認識対象地物データ、及び距離データが制御対象地物毎に関連付けられている。【選択図】  図１
2008040783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナビゲーションシステムにおいて認識対象地物の認識に基づき制御対象地物までの距離を表示するために使用されるデータ構造であって、
前記制御対象地物の座標データと、
前記認識対象地物を認識すべき制御対象道路を規定する制御対象道路データと、
前記制御対象道路内に存在する前記認識対象地物を認識するための認識対象地物データと、
前記制御対象地物から前記認識対象地物まで距離を規定する距離データと、を備え、
前記座標データ、制御対象道路データ、認識対象地物データ、及び距離データが前記制御対象地物毎に関連付けられている、ことを特徴とするデータ構造。
【請求項２】
前記制御対象道路内における前記認識対象地物の配置順番を規定する認識対象地物配置順番データが前記制御対象地物に関連づけて更に備えられている、ことを特徴とする請求項１に記載のデータ構造。
【請求項３】
請求項１に記載のデータ構造を記憶する第１の記憶手段と、
道路データを記憶する第２の記憶手段と、
前記道路データを参照して走行予定経路を生成する手段と、
前記走行予定経路にある制御対象地物を検出する手段と、
検出された制御対象地物につき前記データ構造を参照して制御対象道路を特定する手段と、
路面画像を撮像する撮像手段と、
車両が前記制御対象道路内にあるとき、前記撮像手段で撮像した路面画像と前記認識対象地物データとを比較して認識対象地物を認識する手段と、
認識された認識対象地物にもとづき、前記距離データを参照して、該認識対象地物から前記制御対象地物までの距離を特定する手段と、
を備えてなるナビゲーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、データ構造及びそれを利用したナビゲーションシステム関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者に情報を提供するため、道路上に各種の路面標示等がペイントされている。例えば、「と」「ま」「れ」は、進行先に一時停止線が存在することを運転者に予告する。
ナビゲーションシステムで使用される道路データにもその属性情報として当該一時停止線の存在が付記されることがある。この属性情報はカーナビゲーションシステムに利用され、運転者に通知される。
なお、本件発明に関連する技術を開示する文献として特許文献１を参照されたい。
【特許文献１】特開昭６３−１１５３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、認識対象地物（「と」「ま」「れ」）から一時停止線までの距離を運転者に知らせる方法として、ナビゲーションシステムの道路データに付与されるすべての認識対象地物に対して地理的座標を持たせ、車両がその認識対象地物の座標に到達したことを認識するとともに、その座標と制御対象地物（一時停止線）の座標とを比較演算して、両者の距離を特定することが考えられる。しかし、かかる方法ではナビゲーションシステムに大きな負担がかかり、演算に時間がかかる。従って、運転者は車両を適切なタイミングで一時停止線に停止できないおそれもある。
そこで、本発明は、ナビゲーションシステムにかかる負荷を小さくすることで、認識対象地物を検出したときに、認識対象地物から制御対象地物までの距離を、迅速に出力できるデータ構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、
ナビゲーションシステムにおいて認識対象地物の認識に基づき制御対象地物までの距離を表示するために使用されるデータ構造であって、
前記制御対象地物の座標データと、
前記認識対象地物を認識すべき制御対象道路を規定する制御対象道路データと、
前記制御対象道路内に存在する前記認識対象地物を認識するための認識対象地物データと、
前記制御対象地物から前記認識対象地物まで距離を規定する距離データと、を備え、
前記座標データ、制御対象道路データ、認識対象地物データ、及び距離データが前記制御対象地物毎に関連付けられている、ことを特徴とするデータ構造
である。
【発明の効果】
【０００５】
このように構成された発明によれば、制御対象地物（例えば一時停止線）のみに座標データが付与され、認識対象地物（例えば「と」、「ま」、「れ」の路面標示）には座標データは付与されず、制御対象地物から認識対象地物までの距離がデータとして備えられる。従って、制御対象地物と認識対象地物とのそれぞれに座標データを持つ場合に比べて、データの量が格段に少なくなり、ナビゲーションシステムの演算装置にかかる負荷が軽減し、その結果として認識対象地物と制御対象地物との距離を迅速に演算し、その演算結果を利用者に提示することができる。
なお、この発明では制御対象道路データを備えることとなるが、この制御対象道路データは、認識対象となる認識対象地物を限定するための指標となる。即ち、制御対象道路に存在する認識対象地物のみを認識対象とすることにより、演算装置にかかる負荷の低減に資するデータである。
【０００６】
上記第１の構成において、制御対象地物は一時停止線、踏切など、車両を走行させる上で大きな注意を要する道路標示を指す。一時停止線のようなペイントされた路面標示の他、道路に設置される標識その他の地物一般が対象になる。制御対象地物とすべき地物は任意に選択可能である。そして、この制御対象地物に対してのみ道路データ上の座標が特定され、座標データとして保存される。なお、道路データはナビゲーションシステムに使用される道路に関するデータである。
【０００７】
制御対象道路データは制御対象道路を規定する。ここに制御対象道路は、ナビゲーションシステムで選択された走行予定経路において制御対象地物に関連つけられた所定の範囲の道路である。一般的には、制御対象地物の直近の道路が対象となる。制御対象道路の範囲は任意に設定可能である。当該制御対象道路内に存在する地物のみが認識対象となる。
かかる制御対象道路を規定するデータの形式として、所定の道路領域の始点と終点の座標を指定すること、若しくは制御対象地物までの距離を指定することがある。
【０００８】
認識対象地物データは制御対象地物(一時停止線等)の存在を示すデータであって、文字（例えば、「と」「ま」「れ」）やマーク（例えば、菱形マーク）を認識するためのデータである。撮像された路面画像が画像処理されて当該認識対象地物データに対照され、路面に認識対象地物が存在するか否かが判断される。
認識対象地物はペイントされた路面標示に限定されるものではない。ナビゲーションシステムにおいて看板その他の道路標識を認識可能であれば、当該道路標識を認識対象地物として用いることができる。
距離データは認識対象地物から制御対象地物までの距離を規定する。
上述の座標データ、制御対象道路データ、認識対象道路データ、及び距離データは制御対象地物毎に関連付けられている。このような関連付けを設けることにより、データ相互の管理が容易となる。メンテナンス時においてデータ更新を簡易且つ迅速に行えるようになる。
【０００９】
第２の構成によれば、上記第１の構成において、制御対象道路内における認識対象地物の配置順番を規定する認識対象地物配置順番データが制御対象地物に関連づけて更に備えられている
【００１０】
制御対象道路内において同一形状の認識対象地物が複数存在する場合がある。この場合、認識対象地物を画像的に認識しても、複数のうちのいずれのものか特定することができない。そこで、制御対象道路内における認識対象地物の配置順番を規定し、これを認識対象地物配置順番データとして保存する。これにより、同一形状の認識対象地物を配置順番データに基づいて峻別可能となる。よって、認識した認識対象地物から制御対象地物までの距離を正確に特定することができる。
【００１１】
この発明の第３の構成は次のように規定される。即ち、
請求項１に記載のデータ構造を記憶する第１の記憶手段と、
道路データを記憶する第２の記憶手段と、
前記道路データを参照して走行予定経路を生成する手段と、
前記走行予定経路にある制御対象地物を検出する手段と、
検出された制御対象地物につき前記データ構造を参照して制御対象道路を特定する手段と、
路面画像を撮像する撮像手段と、
車両が前記制御対象道路内にあるとき、前記撮像手段で撮像した路面画像と前記認識対象地物データとを比較して認識対象地物を認識する手段と、
認識された認識対象地物にもとづき、前記距離データを参照して、該認識対象地物から前記制御対象地物までの距離を特定する手段と、
を備えてなるナビゲーションシステムである。
【００１２】
上記において、第１の記憶手段は上記第１の構成で説明したデータ構造を記憶する記憶手段である。
第２の記憶手段はナビゲーションシステムに利用される道路データを記憶する。既述の制御対象道路はこの道路データで規定される道路の一つの領域である。走行予定経路を生成する手段は道路データ上の出発地点（一般的には車両の現在位置）と終着地点（目的地）とを設定することで、最適な走行経路を提供する手段であり、ナビゲーションシステムの一般機能である。
【００１３】
撮像手段は路面にペイントされた認識対象地物（路面表示）やその路面の周囲を撮像する装置である。撮像手段は車両の前方方向に向けて、路面にペイントされた認識対象地物を撮像可能なように角度を調整して設置することが好ましい。
認識対象地物を認識する手段は撮像手段で撮像された路面画像からペイントされた認識対象地物（例えば、「れ」）を認識する。路面画像から認識対象地物を認識する方法は特に限定されず、例えば、地物の外形、大きさ、色等に基づき認識対象地物を認識する。特に、路面にペイントされた認識対象地物は白色である場合が多いため、路面画像の白色部分を認識の対象とすることが好ましい。なお、撮影手段（装置）は路面に対して一定の角度を持って設置されているため、撮像された認識対象地物の形状は歪んだ形状の認識対象地物となる。そのため、歪んだ形状の認識対象地物を真上から見た認識対象地物に補正することが好ましい。この補正を行うことで、補正された認識対象地物が認識対象地物データと一致するか否かの比較を精度良く行うことができる。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。
図１は実施例のナビゲーションシステム１０の構成を示すブロック図である。
このナビゲーションシステム１０は制御部１１、撮像部１３、認識部１４、配置順番カウンタ１５及びナビゲーション装置本体２０及び記憶部３０を備える。
制御部１１はＣＰＵ１２を備える。ＣＰＵ１２は制御プログラム記憶領域３１から制御プログラムを読み出す。そして、制御部１１にバスを介して接続された各要素を統括制御する。
【００１５】
撮像部１３はCCDカメラ等の撮像装置を備え、路面を撮影して路面画像を得る。撮像部１３は路面を広い範囲で撮像することが好ましい。これにより、認識対象地物をより早く認識できるからである。また、認識対象地物としてペイントされた路面標示以外の道路標識（看板等）も認識可能になるからである。
認識部１４は撮像部１３で撮像された路面画像から認識対象地物を認識する。認識の方法は特に限定されるものではないが、この実施例では、画像において明度の高い部分の外郭を抽出し、これと予め定められている認識対象地物データとを比較して抽出した部分が認識対象地物に該当するか否かを定めている。
認識部１４が認識対象地物を認識すると、配置順番カウンタ１５の値が一つ増加する。
【００１６】
ナビゲーション装置本体２０は、GPS装置やジャイロ装置等のナビゲーション装置に本来具備されている要素は勿論として、走行予定経路生成部２１、ディスプレイ２３，音声案内部２５を備えている。走行予定経路案内部２１は利用者が設定する目的地に対して現在の車両位置から最適な道路を選択し、走行予定経路とする。ナビゲーション装置本体２０はこの走行予定経路をディスプレイ２３に表示するとともに、音声案内部２５を介して音声案内をする。
【００１７】
記憶部３０は制御プログラム記憶領域３１と、道路データ記憶領域３２と、一時記憶領域３３と、を備える。
制御プログラム記憶領域３１にはＣＰＵ１２に読み込まれる制御プログラムであって、ナビゲーションシステム１０全体を統括制御するプログラムが記憶されている。
道路データ記憶領域３２はナビゲーション装置２０で使用される道路データが記憶される領域である。この道路データの属性データとして、制御対象地物１〜ｎに対してそれぞれ座標データ、制御対象道路データ、認識対象地物データ、距離データ及び認識対象地物配置データが関連付けられている。各データはそれぞれ座標データ記憶領域３２１、制御対象道路データ記憶領域３２３、認識対象地物データ記憶領域３２５、距離データ記憶領域３２７及び認識対象地物配置データ記憶領域３２９に記憶されている。
座標データ記憶領域３２１には制御対象地物の座標が記憶される。
この実施例では、制御対象地物から２００ｍ手前までの道路を制御対象道路としているので、制御対象道路データ記憶領域３２３には当該２００ｍなる距離が制御対象道路データとして記憶されている。当該制御対象道路の始点（制御対象地物から２００ｍ手前の地点）と終点（＝制御対象地物）の座標を規定することにより制御対象道路データとしてもよい。
【００１８】
認識対象地物データ記録領域３２５には、制御対象道路において予め撮影された一つ又は複数の認識対象地物についての外郭形状を規定するデータ（認識対象地物データ）が記憶されている。この認識対象地物データに対して路面画像から抽出された外郭形状が対比され、所定のアルゴリズムに従い両者の類比判断がなされる。
【００１９】
距離データ記憶領域３２７には、制御対象地物から制御対象道路に存在する各認識対象地物までの距離が記憶されている。認識対象地物が認識されると当該距離データが参照され、もって認識された認識対象地物から制御対象地物までの距離が特定されることとなる。
認識対象地物配置順番データ記憶領域３２９には制御対象道路に存在する各認識対象地物の配置順番が記憶されている。制御対象道路に同一の外郭形状を有する認識対象地物が複数存在すると、認識対象地物の形状を認識しただけではこれから制御対象地物までの距離を特定することができない。そこで、この実施例では認識対象地物に配置順番を付し、認識対象地物の認識がされるごとにその配置順番をカウントしていくこととした。これにより、制御対象道路内に同一の外郭形状を有する認識対象地物が複数存在しても、各認識対象地物を峻別することができる。
【００２０】
制御対象地物に関連づけられたこれらのデータは、制御対象道路データを除き、道路を実測することにより得られる。制御対象道路は制御対象地物に応じて任意に設定可能である。
【００２１】
次に、実施例のナビゲーションシステム１０の動作について説明する。
図２は走行予定経路生成部２１で生成された走行予定経路を、ディスプレイ２３において、道路地図上に表示した例を示している。ここにおいて走行予定経路は点線で示されている。
図３は図２に記載された制御対象地物付近の道路データの詳細図である。
図２及び３からわかるように、この例では、制御対象地物として一時停止線が採用され、走行予定経路において一時停止線から２００ｍ手前までの制御対象道路に存在する「と」、「ま」、「れ」なる道路標示が認識対象地物となる。
図４はナビゲーションシステム１０の動作を示すフローチャートである。
【００２２】
利用者がナビゲーション装置本体２０の機能を利用して目的地を設定すると、汎用的なアルゴリズムに基づき走行予定経路が決定され、図２及び図３に示すとおり、地図上に表示される（ステップ１）。
ステップ３では、走行予定経路の全座標と制御対象地物１〜ｎの座標とを比較し、一致した制御対象地物を特定する。
【００２３】
走行予定経路中に制御対象地物が存在した場合（ステップ５；YES）、特定された制御対象地物に関連する一連のデータ（制御対象道路データ、認識対象地物データ、距離データ、認識対象地物配置順番データ）を読出し、一時記憶領域３３に保存しておく（ステップ７）。この例では、制御対象地物として一時停止線が特定され、走行予定経路において当該一時停止線より２００ｍ手前までの道路が制御対象道路である。当該制御対象道路に存在する路面標示「と」、「ま」、「れ」が認識対象地物である。この認識対象地物と一時停止線との距離はそれぞれ５ｍ、１０ｍ、１５ｍである。これら一連のデータが表１にまとめてある。
【表１】
2008040783.tif 000003
【００２４】
車両から制御対象地物までの距離が２００ｍ以内となったとき（ステップ９；YES）、撮像部１３を動作させて路面画像の撮像を開始する（ステップ１１）。路面画像は単位時間毎に撮像され、撮像された路面画像は認識部１４において画像処理されて所定の部分の外郭が抽出される（ステップ１３）。抽出された外郭形状が認識対象地物データと比較される。比較の結果、路面画像に認識対象地物が含まれていたとすると（ステップ１５；YES）、認識された路面標示がそれに付された配置順番と配置順番カウンタの値とが一致するか否かを検証する（ステップ１７）。
ここに、配置順番カウンタ１５は、認識部１４が認識対象地物を認識する毎に値が１つ増加する。配置順番カウンタ１５の初期値は１とする。これにより、「れ」なる路面標示がステップ１５で最初に認識されたときの当該カウンタ１５の値（＝１）と表1において「れ」に関連付けられている配置順番データ（＝１）とが一致するので、ステップ１９において、当該「れ」の距離データ（１５ｍ）を読み出して図５のようにディスプレイ２３へ表示する。
【００２５】
ステップ２１では配置順番カウンタ１５の値を増加させる。これにより、それ以降の路面画像において「れ」が認識されたとしても、配置順番カウンタ１５の値（＝２）と「れ」の配置順番データ（＝１）とが相違することとなる（ステップ１７；No）。
撮像部１３の性能如何によって、広い範囲から路面標示「れ」を含む路面画像が撮像されることがある。その結果、図５の表示を出力したときの車両と路面標示「れ」との間の距離に大きなマージンが生じるおそれがある。そこで、上記のように最初に路面標示「れ」を認識したときにのみ図5の表示を出力させることで、路面標示「れ」（即ち認識対象地物）を認識するタイミングが安定する。よって距離表示の信頼性が向上する。
【００２６】
図６の例では、制御対象道路内に２つの一時停止線が存在している。図面下側の一時停止線は細道にかかる一時停止線であるため、制御対象地物として登録されていない。しかしながら、この一時停止線にもその手前側に「と」、「ま」、「れ」なる路面標示が存在する。その結果、制御対象道路に、表２に示すように、「と」、「ま」、「れ」なる路面標示が含まれてしまうことがある。
【表２】
2008040783.tif 000004
【００２７】
この場合においても、認識対象地物の配置順番データと配置順番カウンタとの値を比較することにより、認識対象地物を正確に峻別することができる。
表２の場合、配置順番データが１〜３の認識対象地物については、これを認識したとしても、距離データが「空」であるため、図５の表示は出力されない。
【００２８】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は実施例のナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は走行予定経路、制御対象地物、制御対象道路の関係を示す。
【図３】図３は図２の部分拡大図である。
【図４】図４は実施例のナビゲーションシステムの動作を示すフローチャートである。
【図５】図５はディスプレイに表示された画面の一例である。
【図６】図６は他の走行予定経路、制御対象地物、制御対象道路の関係を示す。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ナビゲーションシステム
１３  撮像部
１４  認識部
２０  ナビゲーション装置本体
３０  記憶部
【図１】
2008040783.tif 000005
【図２】
2008040783.tif 000006
【図３】
2008040783.tif 000007
【図４】
2008040783.tif 000008
【図５】
2008040783.tif 000009
【図６】
2008040783.tif 000010