(57)【要約】【課題】車両側で自律的に完結する処理により、インフラ整備に依存することなくどのような場面でも信号待ちでのアイドリングストップに関するユーザの判断や、エンジンの停止や始動の操作を効果的にタイミングよく支援する。【解決手段】カメラ１により車両周辺の映像を撮像し、信号検知部２により、撮像された映像から信号機の信号状態又はその変化を検知する。また、ナビゲーション装置３などの自車位置検出手段により、所定の測位システムを用いて自車の現在位置を現在位置情報として検出する。そして、ＯＳＤオーバーレイ部４により、検知した前記信号状態での状態時間と前記現在位置の各情報を表示画像として重畳し、表示制御部５により、重畳した前記表示画像を所定の表示モニタ部７へ表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両周辺の映像を撮像する撮像部と、
画像を含む情報を出力する表示モニタ部と、
撮像された前記映像から信号機の信号状態又はその変化を検知する信号検知手段と、
所定の測位システムを用いて、自車の現在位置を現在位置情報として検出する自車位置検出手段と、
検知した前記信号状態での状態時間と前記現在位置の各情報を表示画像として重畳する重畳手段と、
重畳した前記表示画像を前記表示モニタ部へ表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする信号状態検知装置。
【請求項２】
前記信号検知手段は、
前記撮像部で撮像された前記映像から、二次元又は三次元空間における信号機の位置を検知する信号位置検知部と、
前記信号位置検知部で検知された信号機の状態を検知する信号状態検知部と、
前記信号状態検知部で検知された信号機の状態又は状態の変化に基いて、信号機の状態時間として、現在の色での既経過時間又は次の変化までの継続予想時間の少なくとも一方を計測又は計算する信号状態時間計測部と、
を備えたこと、
を特徴とする請求項１記載の信号状態検知装置。
【請求項３】
前記重畳手段は、
前記自車位置検出手段で得られた現在位置情報を示す周辺地図の画像と、
前記信号状態時間計測部で得られた前記状態時間を数字又は図形の少なくとも一方で表す画像と、
を重畳すること、
を特徴とする請求項１又は２記載の信号状態検知装置。
【請求項４】
前記表示手段は、
前記重畳手段で重畳された前記現在位置情報及び前記状態時間の前記画像を前記表示モニタ部に表示する手段と、
前記表示モニタ部での表示、又は音声出力により、アイドリングストップの勧告を出力する停止通知部と、
を備えたこと、
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の信号状態検知装置。
【請求項５】
前記自車位置検出手段は、
現在位置情報受信部と、
走行距離検出部と、
方位検出部と、
高度検出部と、
地図データ再生部と、
を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の信号状態検知装置。
【請求項６】
車両周辺の映像を撮像する撮像部と、表示モニタ部と、測位システムと、前記各部の制御を含む情報処理を行う制御部と、を備えた信号状態検知装置の制御方法において、
撮像された前記映像から信号機の信号状態又はその変化を検知する信号検知処理と、
前記測位システムを用いて自車の現在位置を現在位置情報として検出する自車位置検出処理と、
検知した前記信号状態での状態時間と前記現在位置の各情報を表示画像として重畳する重畳処理と、
重畳した前記表示画像を前記表示モニタ部へ表示する表示処理と、
を前記制御部が実行することを特徴とする信号状態検知装置の制御方法。
【請求項７】
前記信号検知処理は、
前記撮像部で撮像された前記映像から、二次元又は三次元空間における信号機の位置を検知する信号位置検知処理と、
前記信号位置検知処理で検知された信号機の状態を検知する信号状態検知処理と、
前記信号状態検知処理で検知された信号機の状態又は状態の変化に基いて、信号機の状態時間として、現在の色での既経過時間又は次の変化までの継続予想時間の少なくとも一方を計測又は計算する信号状態時間計測処理と、
を含むことを特徴とする請求項６記載の信号状態検知装置の制御方法。
【請求項８】
前記重畳処理は、
前記自車位置検出処理で得られた現在位置情報を示す周辺地図の画像と、
前記信号状態時間計測処理で得られた前記状態時間を数字又は図形の少なくとも一方で表す画像と、
を重畳すること、
を特徴とする請求項６又は７記載の信号状態検知装置の制御方法。
【請求項９】
前記表示処理は、
前記重畳処理で重畳された前記現在位置情報及び前記状態時間の前記画像を前記表示モニタ部に表示する処理と、
前記表示モニタ部での表示、又は音声出力により、アイドリングストップの勧告を出力する停止通知処理と、
を含むこと、
を特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の信号状態検知装置の制御方法。
【請求項１０】
前記自車位置検出処理は、
現在位置情報受信処理と、
走行距離検出処理と、
方位検出処理と、
高度検出処理と、
地図データ再生処理と、
を含むことを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の信号状態検知装置の制御方法。
【請求項１１】
車両周辺の映像を撮像する撮像部と、表示モニタ部と、測位システムと、前記各部の制御を含む情報処理を行う制御部と、を備えた信号状態検知装置の制御プログラムにおいて、
撮像された前記映像から信号機の信号状態又はその変化を検知する信号検知処理と、
前記測位システムを用いて自車の現在位置を現在位置情報として検出する自車位置検出処理と、
検知した前記信号状態での状態時間と前記現在位置の各情報を表示画像として重畳する重畳処理と、
重畳した前記表示画像を前記表示モニタ部へ表示する表示処理と、
を前記制御部に実行させることを特徴とする信号状態検知装置の制御プログラム。
【請求項１２】
前記信号検知処理は、
前記撮像部で撮像された前記映像から、二次元又は三次元空間における信号機の位置を検知する信号位置検知処理と、
前記信号位置検知処理で検知された信号機の状態を検知する信号状態検知処理と、
前記信号状態検知処理で検知された信号機の状態又は状態の変化に基いて、信号機の状態時間として、現在の色での既経過時間又は次の変化までの継続予想時間の少なくとも一方を計測又は計算する信号状態時間計測処理と、
を含むことを特徴とする請求項１１記載の信号状態検知装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両側で自律的に完結する処理により、インフラ整備に依存することなくどのような場面でも信号待ちでのアイドリングストップに関するユーザの判断や、エンジンの停止や始動の操作を効果的にタイミングよく支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
２０世紀から自動車の普及発達とともに、ガソリンや軽油などの化石燃料の消費も増大しているが、近年、地球温暖化防止など環境的視点から二酸化炭素などの排出を減らすため、燃料消費の抑制が強く求められている。燃料消費を減らすため、エンジン等の技術改良による燃費向上とともに、信号待ちの際にエンジンを止めアイドリングをなるべく減らすことも推奨される。そのための技術として、各地域の各信号機から信号状態を送信させ、これを車両側で受信してアイドリング制御を自動で行う提案があった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−００４９０９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のような従来技術は、信号状態を車両に送信するアンテナや制御回路などの設備を各地域の各信号機に設けるというインフラ整備が必須であるため、普及が困難という問題があった。
【０００４】
本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもので、その目的は、車両側で自律的に完結する処理により、インフラ整備に依存することなくどのような場面でも信号待ちでのアイドリングストップに関するユーザの判断や、エンジンの停止や始動の操作を効果的にタイミングよく支援することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を、本発明は以下のように達成する。なお、方法及び制御プログラムでは、ＣＰＵなどの制御部やそのプログラムを前提とし、「手段」→「処理」のように適宜読み替える。
【０００６】
まず、本発明の一態様は（請求項１、６、１１）、信号状態検知装置（その制御方法、制御プログラム）において、撮像部により車両周辺の映像を撮像し、撮像された前記映像から信号機の信号状態又はその変化を信号検知手段により検知し、自車位置検出手段により、所定の測位システムを用いて自車の現在位置を現在位置情報として検出し、重畳手段により、検知した前記信号状態での状態時間と前記現在位置の各情報を表示画像として重畳し、表示手段により、重畳した前記表示画像を所定の表示モニタ部へ表示することを特徴とする。
【０００７】
このように、撮像した映像から信号機の信号状態の変化を読み取って信号状態に関する時間とともに運転者に提供するという、車両側で自律的に完結する処理により、インフラ整備に依存することなくどのような場面でも信号待ちでのアイドリングストップに関するユーザの判断や、エンジンの停止や始動の操作を効果的にタイミングよく支援可能となる。
【０００８】
本発明の他の態様は（請求項２、７、１２）、上記各態様において、前記信号検知手段は、前記撮像部で撮像された前記映像から、二次元又は三次元空間における信号機の位置を検知する信号位置検知部と、前記信号位置検知部で検知された信号機の状態を検知する信号状態検知部と、前記信号状態検知部で検知された信号機の状態又は状態の変化に基いて、信号機の状態時間として、現在の色での既経過時間又は次の変化までの継続予想時間の少なくとも一方を計測又は計算する信号状態時間計測部と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
このように、映像から信号機の位置と、表示色の状態と、その経過時間や継続予想時間を得ることにより、漏れのない情報に基く効果的な情報提供が容易に実現される。
【００１０】
本発明の他の態様は（請求項３、８）、上記各態様において、前記重畳手段は、前記自車位置検出手段で得られた現在位置情報を示す周辺地図の画像と、前記信号状態時間計測部で得られた前記状態時間を数字又は図形の少なくとも一方で表す画像と、を重畳すること、を特徴とする。
【００１１】
このように、現在位置の周辺地図と、状態時間の情報と、を重畳表示することにより、状況が一見して把握容易になる。
【００１２】
本発明の他の態様は（請求項４、９）、上記各態様において、前記表示手段は、前記重畳手段で重畳された前記現在位置情報及び前記状態時間の前記画像を前記表示モニタ部に表示する手段と、前記表示モニタ部での表示又は音声出力により、アイドリングストップの勧告を出力する停止通知部と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
このように、現在位置や状態時間の重畳表示に加え、アイドリングストップも勧告することにより、アイドリングストップが一層効果的に励行される。
【００１４】
本発明の他の態様は（請求項５、１０）、上記各態様において、前記自車位置検出手段は、現在位置情報受信部と、走行距離検出部と、方位検出部と、高度検出部と、地図データ再生部と、を含むこと、を特徴とする。
【００１５】
このように、複数の航法や測位の手段による高精度な自車位置検出により、信号の状態や変化、状態時間などの正確な利用が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、撮像した映像から信号機の信号状態の変化を読み取って信号状態に関する時間とともに運転者に提供するという、車両側で自律的に完結する処理により、インフラ整備に依存することなくどのような場面でも信号待ちでのアイドリングストップに関するユーザの判断や、エンジンの停止や始動の操作を効果的にタイミングよく支援可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための最良の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、背景技術や課題での説明と共通の前提事項は繰り返さない。
【００１８】
本実施形態は、車両に搭載された本発明の信号状態検知装置（以下「本装置」とも呼ぶ）を示すもので、その制御方法、制御プログラムとしても把握可能である。本装置では、撮像装置により車両前方の映像を継続的に監視し、信号機の変化に関する時間を検出するのが第一の機能である。第２の機能として、検出した前記時間を加工して運転者に提示する。このような情報の提示により、信号停止時にアイドリングを停止するかどうか、経済的／環境的有効性を運転者に判断させる材料として役立つ。本装置の側で有効性を判定させる場合など、運転手にアイドリングストップを促す機能を活用することも可能である。
【００１９】
〔１．構成〕
本装置は、図１の構成図に示すように、撮像部であるＣＣＤカメラ１と、液晶表示パネルなどの表示モニタ部７と、ＣＰＵなどの制御部Ｃと、を備える。この制御部Ｃが所定のプログラムにより、信号検知部２を実現し、この信号検知部２は、映像内で形状及び色による信号機の位置を特定する信号位置検知部２１と、色情報及び明るさ情報から信号機の状態を検知する信号状態検知部２２と、信号状態に関する継続時間などを計測する信号状態時間計測部２３と、を備える。また、制御部Ｃはその他の各部３〜５も実現するが、各部分２〜５は下記のような機能作用にそれぞれ対応する処理手段であり、以下詳述する。なお、本実施形態における処理手順の一例を図２に示す。
【００２０】
〔２．作用効果〕
〔２−１．概略〕
まず、本実施形態では、カメラ１（図１）により車両周辺の映像を撮像し（図２のステップ０１）、信号検知部２（信号検知手段）により、撮像された映像から信号機の信号状態又はその変化を検知する（ステップ０２。信号検知処理）。また、自車位置検出手段であるナビゲーション装置（「ナビ装置」とも呼ぶ）３により、所定の測位システムを用いて自車の現在位置を現在位置情報として検出する（ステップ０３）。そして、ＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）オーバーレイ部４（重畳手段）により、検知した前記信号状態での状態時間と前記現在位置の各情報を表示画像として重畳し（ステップ０４）、表示制御部５により、重畳した前記表示画像を所定の表示モニタ部７へ表示する（ステップ０５）。
【００２１】
このように、撮像した映像から信号機の信号状態の変化を読み取って信号状態に関する時間とともに運転者に提供するという、車両側で自律的に完結する処理により、インフラ整備に依存することなくどのような場面でも信号待ちでのアイドリングストップに関するユーザの判断や、エンジンの停止や始動の操作を効果的にタイミングよく支援可能となる。
【００２２】
より具体的には、信号検知部２では、まず、信号位置検知部２１が、カメラ１で撮像された前記映像から、二次元又は三次元空間における信号機の位置を検知する（信号位置検知処理）。上記のように信号位置検知部２１で検知された信号機については、信号状態検知部２２が、状態（赤、青、黄）を検知し（信号状態検知処理）、この信号状態検知部２２で検知された信号機の状態又は状態の変化に基いて、信号状態時間計測部２３が、信号機の状態時間として、現在の色での既経過時間又は次の変化までの継続予想時間の少なくとも一方を計測又は計算する（信号状態時間計測処理）。
【００２３】
このように、映像から信号機の位置と、表示色の状態と、その経過時間や継続予想時間を得ることにより、漏れのない情報に基く効果的な情報提供が容易に実現される。
【００２４】
〔２−２．信号位置検知処理〕
より具体的には、信号位置検知部２１では、映像すなわち画像内での信号機位置とその優先順位判断する。信号機の検知アルゴリズムは、従来公知のものを自由に選択してよいが、例えば、円形状の特徴を符号化し検索することで検知する（例えば、特開平０３−２０１１００）。この符号化にも種々有り、最も一般的な手法に円形状を検出するＨｏｕｇｈ変換がある。また、信号機の円をカメラで撮影する場合には、その大きさや位置がある程度限定されるため、パターンマッチングによる検索も有効になる。何れにしろ、前方を監視するカメラ映像を用いて、信号の位置を検出する処理は、継続的に行う。
【００２５】
また、直線的な道路では遠方まで見渡すことが出来るため、複数の信号が見える事が多々あり、その場合相互の位置関係について判定を行う。すなわち、図３は、信号機の位置と距離の関係を示す一例であるが、映像上はこの図３に示すように、車両からの距離に従って位置及び信号の大きさが異なって見えるため、映像から前後関係を区別することが出来る。
【００２６】
この図３で言えば、近い信号ほど画面の上の方に配置される。このように先々の信号についてその位置を判定し、更に後述するような処理により状態遷移（色の変化、切り替わり）の時間変化を記録することで、情報の精度を向上することができ、十分なデータが取得できれば状態遷移時間の予測も可能になる。
【００２７】
〔２−３．信号状態検知処理〕
また、信号状態検知部２２により信号の状態（赤、青、黄）の検知を行い、同じ信号機について一つの色を検知したときから視界外へ消えるまでの継続時間を、後述のように計測する。なお、色の検出には、色信号そのものを用いるのが最も簡便な手法であるが、信号機の各色の並びは横型及び縦型とも規格が定められているため、明るさだけの白黒画像からでも状態を決めることができ、通常は両者を併用することで信頼性を高める。
【００２８】
〔２−４．信号状態時間計測処理〕
上記のように信号状態検知部２２で検知する信号機の色状態又は状態の変化に基いて、信号状態時間計測部２３が、信号機の状態時間として、現在の色での既経過時間又は次の変化までの継続予想時間の少なくとも一方を計測又は計算し、出力・表示の対象とする。
【００２９】
出力・表示する状態時間は、状況に合わせてその都度変化してよいが、情報がもっとも乏しい場合、現在の色状態を検知後の経過時間のみ、出力・表示できることになる。さらに進んで、その信号機が現在の色に変わる瞬間から捕捉・監視できて計測を開始していれば、現在の信号状態になってからの経過時間が出力・表示できる。例えば見えている信号機へ接近中に信号が変化した場合などである。この場合の出力例を図４に示す。
【００３０】
さらに多くの情報に恵まれると、次の信号状態に変化するまでの予想時間が出力・表示できるが、このためには現在の色状態の継続予想時間を予め取得しておく必要がある。継続予想時間を予め取得するには以下のように幾つかのパターンが考えられる。
【００３１】
（１）遠方からの状態監視に成功し、信号機に到着するまでに一周期以上の時間を監視
（２）全国平均などの固定値をあらかじめ手動で入力
（３）さらにナビゲーション機能と連動させれば、各信号機の情報を取得利用するパターンとしては
（３−１）計測したデータを自動的にメモリに蓄積し次回利用
（３−２）あらかじめ手入力でメモリし利用
などが考えられる。
【００３２】
〔２−５．情報の重畳と表示〕
そして、ナビ装置３で得られた現在位置情報を示す周辺地図の画像と、信号状態時間計測部２３で得られた前記状態時間を数字又は図形の少なくとも一方で表す画像と、をＯＳＤオーバーレイ部４が、表示のために重畳する。このように、現在位置の周辺地図と、状態時間すなわち現在の信号機表示色での経過時間や継続予測時間の情報と、を重畳表示することにより、状況が一見して把握容易になる。
【００３３】
そして、表示制御部５において、ＯＳＤオーバーレイ部４で重畳された前記画像を運転者に対し、表示モニタ部７に表示する。図４がその一例であるが、この例では、直近の信号が赤になって１８秒経過していることを、ナビゲーションの地図画面上に重畳表示している。運転手はこの情報を参考にアイドリングストップの判断をする。
【００３４】
また、停止通知部５１が、表示モニタ部７での表示や、スピーカ６からの音声出力により、運転者に対し、アイドリングストップの勧告を出力するようにしてもよい（停止通知処理）。このような勧告については、赤信号を検知するたびに出力してもよいが、例えば、最寄の信号が赤になる変化を検知した時点や、最寄の信号について赤状態が所定秒数以上見込まれる場合など、といった条件判断にしたがって出力することが望ましい。このように、現在位置や状態時間の重畳表示に加え、アイドリングストップも勧告することにより、アイドリングストップが一層効果的に励行される。
【００３５】
なお、ナビ装置３は、ＧＰＳなどを用いた現在位置情報受信部と、車速パルスなどを用いた走行距離検出部と、ジャイロセンサなどを用いた方位検出部と、加速度センサなどを用いた高度検出部と、ＨＤＤやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭのドライブなどの地図データ再生部と、を備え、このように、複数の航法や測位の手段による高精度な自車位置検出により、信号の状態や変化、状態時間などの正確な利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す機能ブロック図。
【図２】本発明の実施形態における処理手順を例示するフローチャート。
【図３】本発明の実施形態において、信号の位置の検知を示す概念図。
【図４】本発明の実施形態における表示例を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１…カメラ
２…信号検知部
２１…信号位置検知部
２２…信号状態検知部
２３…信号状態時間計測部
３…ナビ装置
４…ＯＳＤオーバーレイ部
５…表示制御部
５１…停止通知部
６…スピーカ
７…表示モニタ部
【図１】
2007085777.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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