(57)【要約】【課題】車両が走行している道路上の車両の走行軌跡を記録する。【解決手段】車両前方の道路を含む景色を撮像することにより出力される一対の画像データに基づいて、ステレオマッチングを用いて、距離データが算出される。認識部１０は、算出された距離データに基づいて、車両の位置を基準とした三次元空間における車両前方の道路の位置を認識することにより、道路形状を規定する道路モデルを算出する。また、検出部１３によって、車両の走行状態を示す車両パラメータが検出される。そして、記録部１４は、算出された道路モデルと、検出された車両パラメータとを対応付けた上で、時系列的に格納する【選択図】図１
2005195421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行軌跡を記録する装置において、
前記車両前方の道路を含む景色を撮像することにより、一対の画像データを出力するステレオカメラと、
前記一対の画像データに基づいて、ステレオマッチングを用いて、距離データを算出するステレオ画像処理部と、
前記ステレオ画像処理部により算出された距離データに基づいて、前記車両の位置を基準とした三次元空間における前記車両前方の道路の位置を認識することにより、道路形状を規定する道路モデルを算出する認識部と、
前記車両の走行に応じて、前記算出された道路モデルを時系列的に格納する記録部と、
車両の走行状態を示す車両パラメータを検出する検出部とを有し、
前記記録部は、前記検出された車両パラメータを前記算出された道路モデルに対応付けて格納することを特徴とする走行軌跡記録装置。
【請求項２】
前記認識部は、前記道路に沿って存在する特徴物を検出するとともに、前記特徴物の位置に基づいて、前記道路モデルを算出することを特徴とする請求項１に記載された走行軌跡記録装置。
【請求項３】
衛星から発せられた電波を受信することにより、前記車両の現在位置を算出する算出部をさらに有し、
前記記録部は、前記算出された車両の現在位置を前記算出された道路モデルに対応付けて格納することを特徴とする請求項１または２に記載された走行軌跡記録装置。
【請求項４】
前記記録部に格納された情報に基づいて、表示すべき内容を決定する制御部と、
前記制御部によって制御され、前記決定された内容を表示する表示装置とをさらに有し、
前記制御部は、前記車両の移動量を考慮した上で、前記格納された道路モデルを時系列的に連結することにより、前記車両が走行した道路の道路形状を表示するように前記表示装置を制御するとともに、前記道路における車両の位置を表示するように前記表示装置を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載された走行軌跡記録装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記道路形状と前記道路における車両の位置とを、前記道路の上方を視点として二次元的に表示するように前記表示装置を制御するとともに、前記道路形状と前記道路における車両の位置とを、前記道路の上方を視点として三次元的に表示するように、前記表示装置を制御することを特徴とする請求項４に記載された走行軌跡記録装置。
【請求項６】
前記記録部に格納された情報を、情報記録媒体に書き込む情報記録装置をさらに有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載された走行軌跡記録装置。
【請求項７】
前記記録部に格納された情報を、通信により外部装置に伝送する情報伝送装置をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載された走行軌跡記録装置。
【請求項８】
車両の走行軌跡を記録する方法において、
ステレオカメラを用いて前記車両前方の道路を含む景色を撮像することにより出力される一対の画像データを取得する第１のステップと、
前記一対の画像データに基づいて、ステレオマッチングを用いて、距離データを算出する第２のステップと、
前記距離データに基づいて、前記車両の位置を基準とした三次元空間における前記車両前方の道路の位置を認識することにより、道路形状を規定する道路モデルを算出する第３のステップと、
前記車両の走行に応じて、前記算出された道路モデルを時系列的に格納する第４のステップと
車両の走行状態を示す車両パラメータを取得する第５のステップを有し、
前記第４のステップは、前記検出された車両パラメータを前記算出された道路モデルに対応付けて格納するステップを含むことを特徴とする走行軌跡記録方法。
【請求項９】
前記第３のステップは、前記道路に沿って存在する特徴物を検出するとともに、前記特徴物の位置に基づいて、前記道路モデルを算出することを特徴とする請求項８に記載された走行軌跡記録方法。
【請求項１０】
衛星から発せられた電波を受信することにより、前記車両の現在位置を算出するステップをさらに有し、
前記第４のステップは、前記算出された車両の現在位置を前記算出された道路モデルに対応付けて格納するステップを含むことを特徴とする請求項８または９に記載された走行軌跡記録方法。
【請求項１１】
前記車両の移動量を考慮した上で、前記格納された道路モデルを時系列的に連結することにより、前記車両が走行した道路の道路形状を表示するように前記表示装置を制御するとともに、前記道路における車両の位置を表示するように前記表示装置を制御するステップをさらに有することを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載された走行軌跡記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行軌跡を記録する装置および車両の走行軌跡を記録する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、地図上に車両の現在位置を表示したり、目的地までの経路案内を行ったりするために、二次元的な地図データとＧＰＳとを利用したナビゲーション装置が開示されている。このナビゲーション装置では、車両の現在位置を車両の走行に応じて時系列的に記録することにより、地図上に車両の走行軌跡が表示される。また、この装置では、車速および高度などの情報もさらに記録されており、車両の走行軌跡以外にも、走行に応じて変化する車速や高度などの情報も表示される。
【０００３】
また、特許文献２には、単眼カメラおよびＧＰＳを用いることにより、車両が走行した道路の三次元的な形状を記録する手法が開示されている。この手法によれば、単眼カメラより得られた撮像画像を用いて路面上の白線を検出し、検出された白線とＧＰＳによって測定された経度、緯度および高度とを対応付けることにより、道路の三次元形状が記録される。
【特許文献１】特開平１０−２５３３６９号公報
【特許文献２】特開２００２−８１９４１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、特許文献１に開示された手法は予め固定的に用意された地図データを利用するため、車両が走行した道路に対応する地図データがない場合には、走行軌跡を表示することができないという不都合が生じる。また、この手法では、ＧＰＳを用いて車両の位置検出を行っているものの、車両が地図上のどの道路を走行しているかということをマクロ的に特定しているに過ぎない。そのため、車両が道路上をどのように走行したかというミクロ的な視点で走行軌跡を記録することができないという問題がある。また、特許文献２に開示された手法は、白線を検出することにより道路形状を認識しているため、白線のない道路では道路形状を認識することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両が走行している道路上の車両の走行軌跡を記録することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するために、第１の発明は、車両の走行軌跡を記録する装置を提供する。この走行軌跡記録装置は、車両前方の道路を含む景色を撮像することにより、一対の画像データを出力するステレオカメラと、一対の画像データに基づいて、ステレオマッチングを用いて、距離データを算出するステレオ画像処理部と、ステレオ画像処理部により算出された距離データに基づいて、車両の位置を基準とした三次元空間における車両前方の道路の位置を認識することにより、道路形状を規定する道路モデルを算出する認識部と、車両の走行に応じて、算出された道路モデルを時系列的に格納する記録部と、車両の状態を示す車両パラメータを検出する検出部とを有する。そして、記録部は、検出された車両パラメータを算出された道路モデルに対応付けて格納する。
【０００７】
ここで、第１の発明において、認識部は、道路に沿って存在する特徴物を検出するとともに、特徴物の位置に基づいて、道路モデルを算出することが好ましい。また、この走行軌跡記録装置は、衛星から発せられた電波を受信することにより、車両の現在位置を算出する算出部をさらに有していてもよい。この場合、記録部は、算出された車両の現在位置を算出された道路モデルに対応付けて格納することが好ましい。
【０００８】
また、第１の発明において、走行軌跡記録装置は、記録部に格納された情報に基づいて、表示すべき内容を決定する制御部と、制御部によって制御され、決定された内容を表示する表示装置とをさらに有していてもよい。この場合、制御部は、車両の移動量を考慮した上で、格納された道路モデルを時系列的に連結することにより、車両が走行した道路の道路形状を表示するように表示装置を制御するとともに、道路における車両の位置を表示するように表示装置を制御することが好ましい。さらに、制御部は、道路形状と道路における車両の位置とを、道路の上方を視点として二次元的に表示するように表示装置を制御するとともに、道路形状と道路における車両の位置とを、道路の上方を視点として三次元的に表示するように、表示装置を制御することが好ましい。
【０００９】
また、第１の発明において、走行軌跡記録装置は、記録部に格納された情報を、情報記録媒体に書き込む情報記録装置をさらに有していてもよく、また、記録部に格納された情報を、通信により外部装置に伝送する情報伝送装置をさらに有していてもよい。
【００１０】
第２の発明は、車両の走行軌跡を記録する方法を提供する。この走行軌跡記録方法は、第１のステップとして、ステレオカメラを用いて車両前方の道路を含む景色を撮像することにより出力される一対の画像データを取得し、第２のステップとして、一対の画像データに基づいて、ステレオマッチングを用いて、距離データを算出し、第３のステップとして、距離データに基づいて、車両の位置を基準とした三次元空間における車両前方の道路の位置を認識することにより、道路形状を規定する道路モデルを算出し、第４のステップとして、車両の走行に応じて、算出された道路モデルを時系列的に格納し、第５のステップとして、車両の状態を示す車両パラメータを取得する。この場合、第４のステップは、検出された車両パラメータを算出された道路モデルに対応付けて格納するステップを含む。
【００１１】
ここで、第２の発明において、第３のステップは、道路に沿って存在する特徴物を検出するとともに、特徴物の位置に基づいて、道路モデルを算出することが好ましい。また、この走行軌跡記録方法は、衛星から発せられた電波を受信することにより、車両の現在位置を算出するステップをさらに有していてもよい。この場合、第４のステップは、算出された車両の現在位置を算出された道路モデルに対応付けて格納するステップを含むことが好ましい。
【００１２】
また、第２の発明において、車両の移動量を考慮した上で、格納された道路モデルを時系列的に連結することにより、車両が走行した道路の道路形状を表示するように表示装置を制御するとともに、道路における車両の位置を表示するように表示装置を制御するステップをさらに有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
このように本発明によれば、ステレオカメラを用いて車両前方の景色を撮像することにより、車両を視点として自車両が走行している道路が写し出された一対の画像データが出力される。この一対の画像データより得られる距離データに基づいて算出される道路モデルを時系列的に格納することにより、道路上で車両が走行した軌跡を記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る走行軌跡記録装置のブロック構成図である。車両前方の道路を含む景色を撮像するステレオカメラ１は、例えば、ルームミラー近傍に取付けられている。このステレオカメラ１は一対のカメラ２ａ，２ｂで構成されており、それぞれのカメラ２ａ，２ｂには、イメージセンサ（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ等）が内蔵されている。メインカメラ２ａは、ステレオ画像処理を行う際に必要な基準画像を時系列的に撮像し、サブカメラ２ｂは、比較画像を時系列的に撮像する。互いの同期が取れている状態において、カメラ２ａ，２ｂから出力された各アナログ画像は、Ａ／Ｄコンバータ３，４により、所定の輝度階調（例えば、256階調のグレースケール）のデジタル画像に変換される。
【００１５】
デジタル化された一対の画像データは、画像補正部５において、輝度の補正や画像の幾何学的な変換等が行われる。通常、一対のカメラ２ａ，２ｂの取付位置は、程度の差はあるものの誤差が存在するため、それに起因したずれが左右の各画像に生じている。このずれを補正するために、アフィン変換等を用いて、画像の回転や平行移動等の幾何学的な変換が行われる。
【００１６】
このような画像処理を経て、メインカメラ２ａより基準画像データが得られ、サブカメラ２ｂより比較画像データが得られる。これらの画像データは、各画素の輝度値（0〜255）の集合である。ここで、画像データによって規定される画像平面は、ｉ−ｊ座標系で表現され、画像の左下隅を原点として、水平方向をｉ座標軸、垂直方向をｊ座標軸とする。一フレーム相当のステレオ画像データは、後段のステレオ画像処理部６に出力されるとともに、画像データメモリ８に格納される。
【００１７】
ステレオ画像処理部６は、基準画像データと比較画像データとに基づいて、一フレーム相当の撮像画像に関する距離データを算出する。ここで、「距離データ」とは、画像データによって規定される画像平面において小領域毎に算出された視差ｄの集合であり、個々の視差ｄは画像平面上の位置（ｉ，ｊ）と対応付けられている。それぞれの視差ｄは、基準画像の一部を構成する所定面積（例えば、4×4画素）の画素ブロック毎に１つ算出される。
【００１８】
図２は、基準画像に設定される画素ブロックの説明図である。例えば、基準画像が200×512画素で構成されている場合、一フレーム相当の撮像画像から、最大で画素ブロックＰＢijの個数相当（50×128個）の視差群が算出される。周知のように、視差ｄは、その算出単位である画素ブロックＰＢijに関する水平方向のずれ量であり、画素ブロックＰＢijに写し出された対象物までの距離と大きな相関がある。すなわち、画素ブロックＰＢij内に写し出されている対象物がカメラ２ａ，２ｂに近いほど、この画素ブロックＰＢijの視差ｄは大きくなり、対象物が遠いほど視差ｄは小さくなる（無限に遠い場合、視差ｄは0になる）。
【００１９】
ある画素ブロックＰＢij（相関元）に関する視差ｄを算出する場合、この画素ブロックＰＢijの輝度特性と相関を有する領域（相関先）を比較画像において特定する。上述したように、カメラ２ａ，２ｂから対象物までの距離は、基準画像と比較画像との間における水平方向のずれ量として現れる。したがって、比較画像において相関先を探索する場合、相関元となる画素ブロックＰijのｊ座標と同じ水平線（エピポーラライン）上を探索すればよい。ステレオ画像処理部６は、相関元のｉ座標を基準に設定された所定の探索範囲内において、エピポーラライン上を一画素ずつシフトしながら、相関元と相関先の候補との間の相関性を順次評価する（ステレオマッチング）。そして、原則として、最も相関が高いと判断される相関先（相関先の候補の内のいずれか）の水平方向のずれ量を、その画素ブロックＰＢijの視差ｄとする。
【００２０】
２つの画素ブロックの相関は、例えば、シティブロック距離ＣＢを算出することにより評価することができる。数式１は、シティブロック距離ＣＢの基本形を示す。同数式において、ｐ１ijは一方の画素ブロックのｉｊ番目の画素の輝度値であり、ｐ２ijは他方の画素ブロックのｉｊ番目の輝度値である。シティブロック距離ＣＢは、位置的に対応した輝度値ｐ１ij，ｐ２ijの差（絶対値）の画素ブロック全体における総和であって、その差が小さいほど両画素ブロックの相関が大きいことを意味している。
（数式１）
ＣＢ＝Σ｜ｐ１ij−ｐ２ij｜
【００２１】
基本的に、エピポーラライン上に存在する画素ブロック毎に算出されたシティブロック距離ＣＢのうち、その値が最小となる画素ブロックが相関先と判断される。このようにして特定された相関先と相関元との間のずれ量が視差ｄとなる。なお、シティブロック距離ＣＢを算出するステレオ画像処理部６のハードウェア構成については、特開平５−１１４０９９号公報に開示されているので、必要ならば参照されたい。このような処理を経て算出された距離データ、すなわち、画像上の位置（ｉ，ｊ）と対応付けられた視差ｄの集合は、距離データメモリ７に格納される。
【００２２】
マイクロコンピュータ９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等で構成されている。このマイクロコンピュータ９には、現在の車両の状態を示す車両パラメータを特定するために、センサ１３ａ〜１３ｄを含む各種センサおよびＧＰＳ位置検出部１３ｅから得られた信号が入力されている。車速センサ１３ａは車両の車速を検出し、舵角センサ１３ｂは車輪の舵角を検出する。レートセンサ１３ｃは、ヨーイング、ローリングおよびピッチングといった車両の回転運動の変化量（例えば、ヨーレート）を検出する。車両方位センサ１３ｄは、車両の進行方向を検出するセンサであり、地磁気方位センサやジャイロなどを用いることができる。ＧＰＳ位置検出部１３ｅは、ＧＰＳ衛星から発せられた電波や、既知の地点に設置された固定局からディファレンシャル情報を受信する。なお、図１には明示していないが、これらの検出値以外にも、アクセル、ブレーキおよびハンドルなどの操作量といった操作状態や、エンジン回転数、過給圧およびトランスミッションのギヤ位置といった車両の運転状態も車両パラメータとして検出されている。なお、本明細書では、「検出部１３」という用語を、これらの車両パラメータを検出する各種センサおよびＧＰＳ位置検出部１３ｅを総称する意味で用いる。
【００２３】
マイクロコンピュータ９は、これを機能的に捉えた場合、認識部１０、算出部１１および制御部１２を有する。認識部１０は、ステレオ画像処理部６により算出された距離データに基づいて、車両を基準とした三次元空間における車両前方の道路の位置を認識する。認識された道路の位置に基づいて、道路形状を規定する道路モデルが算出される。道路モデルの算出には、画像データメモリ８中に格納された画像データも必要に応じて参照される。算出部１１は、検出部１３から得られた検出信号に基づいて、車両の姿勢および現在位置といった車両パラメータをさらに算出する。そして、算出された道路モデルと、車両パラメータ（検出部１３から得られた検出値および算出部１１によって算出された算出値）とは、互いに対応付けられて走行軌跡データとして後段の記録部１４に格納される。制御部１２は、記録部１４に格納された走行軌跡データを参照し、表示装置１５を制御することにより、車両の走行軌跡を表示する。また、制御部１２は、情報記録装置１６を介して、記録部１４に格納された走行軌跡データを情報記録媒体に格納したり、情報伝送装置１７を通じて通信により外部装置（図示せず）に伝送することができる。
【００２４】
図３は、車両の走行軌跡の記録手順を示したフローチャートである。このフローチャートに示したルーチンは、所定間隔毎に呼び出され、マイクロコンピュータ９によって実行される。まず、ステップ１において、認識部１０は、画像データメモリ８より１フレーム相当の画像データを読み込むとともに、このデータに対応する距離データを距離データメモリ７より読み込む。
【００２５】
ステップ２において、認識部１０は、道路モデルを算出する。この道路モデルは、実空間の座標系において、水平方向および垂直方向における直線式で表現され、この直線式のパラメータを実際の道路形状に合致するような値に設定することにより、算出可能である。道路に沿って存在する植物の植え込みやパイロン、ガードレールなどの立体物、または、路面に描かれた車線を規定する白線（または黄線）といった特徴物は、道路形状を認識する上で有効である。そのため、認識部１０は、道路に沿って存在するこれらの特徴物の実空間上の位置を認識し、この位置を連結することにより道路モデルを算出する。特徴物の実空間上の位置（ｘ，ｙ，ｚ）は、距離データ上の位置（ｉ，ｊ）とこの位置に関して算出された視差ｄとに基づいて、周知の座標変換式より一義的に算出される。実空間を規定する三次元座標系は、車両を基準に設定されており、ステレオカメラ１の中央真下の道路面を原点として、車幅方向をｘ軸、車高方向をｙ軸、車長方向（距離方向）をｚ軸とする。そのため、算出された道路モデルは、車両の位置を基準とした三次元空間における道路形状を規定することになる。
【００２６】
立体物認識をベースとした道路モデル算出では、距離データに基づいて、車両前方の立体物を検出するとともに、検出された立体物が、物体（先行車や障害物）のグループと、壁面（例えば、ガードレールや植え込み）のグループとに分類される。この分類にともない、道路に沿って存在する一連の立体物が壁面として検出される。複数のノードを連結して壁面の輪郭を表す壁面モデルを、検出された壁面の実空間上の位置に基づいて修正することにより、壁面モデルが算出される。この壁面モデルは、実質的に道路の形状を規定しているため、道路モデルと等価に扱うことができる。
【００２７】
白線認識をベースとした道路モデル算出では、白線は道路面と比較して高輝度であるという知得に基づき、画像データが参照される。この画像データに基づいて、道路の幅方向の輝度変化を評価することにより、画像平面上の左右の白線の位置を特定する。特定された白線の画像平面上の位置（ｉ，ｊ）と、この位置に対応する距離データの視差ｄとに基づき、白線の位置が検出される。道路モデルは、道路上の白線を距離方向に複数区間に分割し、各区間における左右の白線の位置を三次元の直線でそれぞれ近似し、これらを折れ線状に連結することにより、算出可能である。
【００２８】
認識部１０は、例えば、自車両前方に白線が存在している場合には、白線ベースで道路モデルを算出し、白線が存在していない場合には、立体物ベースで道路モデルを算出する。これ以外にも、路面上に描かれたセンターラインと、路肩側に存在するガードレールと認識することにより、両認識手法を組合わせて道路モデルを算出してもよい。なお、白線検出の詳細については、特開２００１−９２９７０号公報、立体物検出の詳細については、特開平１１−２１３１３８号公報に開示されているので、必要ならば参照されたい。
【００２９】
ステップ３において、算出部１１は、検出部１３の検出信号を読み込む。そして、検出部１３の検出信号に基づいて、車両の姿勢および現在位置が算出される（ステップ４）。具体的には、センサ１３ａ〜１３ｄから得られたセンサ信号に基づいて、車両の姿勢が算出される。また、ＧＰＳ位置検出部１３ｅから得られたＧＰＳ信号に基づいて、車両の現在位置が算出される。なお、周知のように、ＧＰＳ衛星から発せられた電波のみを用いた自己位置の算出は誤差が大きい。そこで、算出部１１は、この算出値の誤差を除去するために、固定局から得られたディファレンシャル情報に基づいて、この地点の位置観測を行う。そして、この位置観測に基づいて得られた補正情報をフィードバックすることで（所謂Ｄ−ＧＰＳ制御）、車両の絶対的な位置を精度よく算出することができる。
【００３０】
ステップ５において、認識部１０によって算出された道路モデルが、自車両の手前の所定の距離（例えば、5m）分だけ記録部１４に格納される。これとともに、算出部１１によって算出された車両の姿勢および現在位置、さらには検出部１３によって検出された車両パラメータが記録部１４に格納され、本ルーチンを抜ける。
【００３１】
このようなサイクルが繰り返し行われることにより、車両の走行に応じて、道路モデルが記録部１４に時系列的に格納される。これとともに、道路モデルに対応する車両パラメータが記録部１４に時系列的に格納される。記録部１４に格納された走行軌跡データは、情報記録装置１６を介して情報記録媒体に対して書き込んだり、また、情報伝送装置１７を介して、インターネットや無線・有線のＬＡＮなどを通じて外部装置に対して伝送することができる。
【００３２】
また、制御部１２は、記録部１４に格納された走行軌跡データに基づいて、車両が走行した走行軌跡データを表示装置１５に表示することができる。例えば、白線ベースで道路モデルを算出した場合、記録部１４には、第１の道路モデルＲ1、第２の道路モデルＲ2、第３の道路モデルＲ3といったように複数の道路モデルが時系列的に格納されている。図４（ａ）は直線式で表される道路モデルの二次元的な模式図である。同図（ａ）において、点Ｃ1〜Ｃ3は、車両の位置（道路モデルを算出する際の基準位置）を示しており、この車両の位置Ｃを基準とした水平視野角（点線で図示）の内側には、道路モデルによって規定される道路形状が実線で示されている。
【００３３】
制御部１２は、道路モデルを表示する前提として、表示装置１５における表示画面上の位置と、ＧＰＳによる位置情報とを予め対応付けておく。そして、制御部１２は、車両の移動量を考慮した上で、格納された道路モデルを時系列的に連結して表示する。具体的には、車両の現在位置Ｃ1に対応する表示画面上の位置Ｐ1には、車両の姿勢を考慮した上で、第１の道路モデルＲ1が表示される。また、車両の現在位置Ｃ2に対応する表示画面上の位置Ｐ2には、車両の姿勢を考慮した上、第２の道路モデルＲ2が表示される。この場合、第２の道路モデルＲ2よりも前方のオフセットした第１の道路モデルは表示しない。この処理が、第３の道路モデルＲ3（或いは、それ以降の道路モデルＲ）についても同様に行われることにより、記録部１４に格納された分だけの道路モデルが表示される（図４（ｂ）参照）。この連結された道路モデルでは、道路モデルを算出する際の基準位置Ｃの集合が、車両の走行軌跡となって表示される。
【００３４】
図５は、表示画面に表示される走行軌跡データの説明図である。同図では、例えば、車両がオーバルコースを走行した場合の車両の走行軌跡および道路形状が示されており、車両が走行した道路形状が実線、走行軌跡が点線で表示されている。制御部１２は、道路形状と、車両の走行に応じた道路における車両の位置とを、上方を視点として二次元的に表示するように、表示装置１５を制御する。これにともない、走行軌跡および道路形状が真上から眺めた状態で表示される（同図（ａ）参照）。また、制御部１２は、道路形状と、車両の走行に応じた道路における車両の位置とを、上方を視点として三次元的に表示するように、表示装置１５を制御してもよい。これにともない、走行軌跡および道路形状が、車両の斜め後方から眺めた状態（所謂、バードビュー）で表示される（同図（ｂ）参照）。同図（ｂ）には、車両に対応したシンボルが表示されており、このシンボルを車両の姿勢に対応するように表示してもよい。なお、表示装置１５の表示画面に、表示内容を充実させる観点から、例えば、車速、エンジン回転数などの車両パラメータを併せて表示してもよい。また、同様の観点から、例えば、同図（ａ）に示す表示形態と、同図（ｂ）に示す表示形態とを一つの表示画面に並列に表示してもよい。換言すれば、制御部１２は、二次元的は表示を行うように表示装置１５を制御するとともに、これと並列的に、三次元的な表示を行うように表示装置を制御することとなる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、ステレオカメラ１を用いて車両前方の景色を撮像することにより、車両を視点として自車両が走行している道路が写し出された一対の画像データが出力される。これらの画像データから算出される距離データに基づいて、道路形状を規定する道路モデルが算出される。そして、自車両の走行に応じて、算出された道路モデルが記録部１４に時系列的に格納される。この道路モデルは、車両の位置を基準とした三次元空間においてその道路形状を規定している関係上、記録部１４には、道路形状の変化とともに、自車両の位置を基準とした道路の車幅方向の相対的な変化が時系列的に記録されることになる。換言すれば、道路の車幅方向の相対的な変化は、道路をベースとした自車両の車幅方向の位置の変化であるため、この道路モデルを記録することにより、道路上で車両が走行した軌跡を記録することができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、白線または立体物のいずれかを特徴物として道路モデルを算出することができるので、幅広い状況で走行軌跡を記録することができる。例えば、地図のないサーキット場などのコースでも、リアルタイムで道路モデルを算出することにより、走行軌跡を記録することができる。また、広い駐車場にパイロンを並べて設営されたような臨時の道路（コース）であっても、同様に、走行軌跡の記録とを行うことができる。
【００３７】
また、算出部１１によって車両の現在位置が算出されているため、例えば、表示装置１５に走行軌跡を表示する場合には、この位置を基準に道路モデルを連結することにより、走行軌跡を正確に表示することができる。また、走行軌跡データを、携帯が容易な情報記録媒体に格納したり、外部装置に伝送することにより、外部装置を用いてデータの解析や保存などの処理を実行することができる。これにより、走行軌跡データをさらに有効活用することができる。例えば、あるコースにおける実際の運転操作による走行軌跡を表示させるばかりでなく、理論最適解による運転操作による走行軌跡とを比較して表示するといった如くである。この場合、表示装置１５に車両パラメータを表示することによって、より詳細な走行軌跡の比較を行うことができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る走行軌跡記録装置のブロック構成図である。第２の実施形態が、第１の実施形態と相違する点は、ＧＰＳ位置検出部１３ｅを設けていないことである。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態で説明した構成要素と同じ要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。ＧＰＳ位置検出部１３ｅを設けた場合には、ＧＰＳによる絶対的な位置を基準とすることで、自車両の走行に応じて時系列的に格納される道路モデルに相互の関連性を持たせることができる。これに対して、ＧＰＳ位置検出部１３ｅが設けられていない第２の実施形態では、自車両の移動量を推定することにより、時系列的に格納される道路モデルに相互の関連性を持たせる必要がある。車両の移動量は、推測航法を用いて推測する方法、または、画像データおよび距離データから推定する手法を用いることによって推定することができる。
【００３９】
推測航法を用いた移動量の推測方法では、算出部１１において、車速センサ１３ａから得られる車速に基づいて、所定時間（例えば、ルーチンの呼び出し間隔）経過後の車両の移動距離が算出される。これとともに、車両方位センサ１３ｄから得られる車両の方位変化量が算出される。算出された車両の移動距離および車両の方位変化量に基づいて、算出部１１は、車両の移動位置を現在位置として算出する。そして、この車両の移動位置を時系列的に記録部１４に記録する。車両の移動量は、時系列的に記録された車両の移動位置から算出される。
【００４０】
本実施形態によれば、車両の移動量を推測することで、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、車両の移動量を推定しているため、実際の車両の移動量と推定した移動量との間に誤差が生じた場合、これが経時的に繰り返されることにより、誤差が累積してしまう可能性がある。例えば、図５（ａ）のようにオーバルコースを走行している場合、スタート位置とゴール位置とが一致しなくなるということが考えられる。そのため、ＧＰＳ位置検出部１３ｅを設けない場合には、例えば図５（ｂ）のような表示形態を用いることにより、走行軌跡の経時的な変化を部分的に表示することが好ましい。ただし、第１の実施形態と比較して走行軌跡の再現性が低下する虞があるものの、第２の実施形態によれば、検出部１３の構成が簡素化され、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１の実施形態に係る走行軌跡記録装置のブロック構成図
【図２】基準画像に設定される画素ブロックの説明図
【図３】車両の走行軌跡の記録手順を示したフローチャート
【図４】道路モデルの連結処理の説明図
【図５】表示画面に表示される走行軌跡データの説明図
【図６】第２の実施形態に係る走行軌跡記録装置のブロック構成図
【符号の説明】
【００４２】
１        ステレオカメラ
２ａ      メインカメラ
２ｂ      サブカメラ
３，４    Ａ／Ｄコンバータ
５        画像補正部
６        ステレオ画像処理部
７        距離データメモリ
８        画像データメモリ
９        マイクロコンピュータ
１０      認識部
１１      算出部
１２      制御部
１３      検出部
１３ａ    車速センサ
１３ｂ    舵角センサ
１３ｃ      レートセンサ
１３ｄ    車両方位センサ
１３ｅ    ＧＰＳ位置検出部
１４      記録部
１５      表示装置
１６      情報記録装置
１７      情報伝送装置
【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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