(57)【要約】      （修正有）【課題】交差点に設置された信号機の点灯状況に応じて、ドライバーが所定速度より速い速度で交差点に進入しそうな場合に警告を行う機能を備えたナビゲーション装置を提供する。【解決手段】車両に設置されたＧＰＳを用いて車両の位置を測位し、車両のドライバーに対して、車両の進行方向を通知するナビゲーション部と、車両の位置に基づいて、信号機が設置された交差点から車両が所定距離内に接近したことを検出する信号機検出部と、撮像装置で撮像した車両の前方の画像から、信号機を示す領域を判定する信号機判定部と、判定した信号機を示す領域において、信号機で点灯している色を判定する色判定部と、判定した信号機の色が所定の色の場合であって、車速センサで検出した車両の速度が所定速度を超過している場合に、ドライバーに警告を行う警告処理部と、警告を表示出力または音声出力する出力部と、を有するナビゲーション装置である。【選択図】  図１
2007293557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置を備えた車両に設置されるナビゲーション装置であって、
前記車両に設置されたＧＰＳを用いて前記車両の位置を測位し、前記車両のドライバーに対して、前記車両の進行方向を通知するナビゲーション部と、
前記車両の位置に基づいて、信号機が設置された交差点から前記車両が所定距離内に接近したことを検出する信号機検出部と、
前記撮像装置で撮像した前記車両の前方の画像から、前記信号機を示す領域を判定する信号機判定部と、
前記判定した信号機を示す領域において、前記信号機で点灯している色を判定する色判定部と、
前記判定した前記信号機の色が所定の色の場合に、前記ドライバーに警告を行う警告処理部と、
前記警告を表示出力または音声出力する出力部と、
を有することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
前記車両は更に車速センサを備えており、
前記警告処理部は、
前記判定した前記信号機の色が所定の色の場合であって、前記車速センサで検出した前記車両の速度が所定速度を超過している場合に、前記ドライバーに警告を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
前記警告処理部は、
前記判定した前記信号機の色が黄色の場合であって、前記車速センサで検出した前記車両の速度が、予め設定された黄色時警告車速を超過している場合に、前記ドライバーに警告を行う、
ことを特徴とする請求項２に記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
前記警告処理部は、
前記判定した前記信号機の色が赤色の場合であって、前記車速センサで検出した前記車両の速度が、予め設定された赤色時警告車速を超過している場合に、前記ドライバーに警告を行う、
ことを特徴とする請求項２に記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
前記黄色時警告車速は、前記赤色時警告車速より速い速度として設定されている、
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のナビゲーション装置。
【請求項６】
前記信号機判定部は、
前記画像において、青色、黄色、赤色の円形領域がほぼ同じ大きさで横または縦方向に、所定範囲内の大きさで存在する領域を検出し、前記検出した三つの円形領域を含む領域を信号機の領域として判定する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のナビゲーション装置。
【請求項７】
前記信号機判定部は、
前記画像において、青色、黄色、赤色のうち一色が円形領域として存在しており、更に前記円形領域とほぼ同じ大きさの黒色の円形領域が少なくとも二つ横または縦方向に、所定範囲内の大きさで存在する領域を検出し、前記検出した三つの円形領域を含む領域を信号機の領域として判定する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のナビゲーション装置。
【請求項８】
前記信号機判定部は、
前記画像から信号機の領域を複数判定した場合に、信号機の領域を一つ選択する、
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項６または請求項７のいずれかに記載のナビゲーション装置。
【請求項９】
前記信号機判定部は、
前記画像から信号機の領域を複数判定した場合に、最も大きな信号機の領域を選択する、
ことを特徴とする請求項８に記載のナビゲーション装置。
【請求項１０】
前記信号機判定部は、
前記画像から信号機の領域を複数判定した場合に、前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、信号機の領域として判定した各信号機までの距離を算出し、その距離と、前記ナビゲーション部で算出している、前記車両の位置から交差点までの距離とを比較し、前記車両の位置から交差点までの距離に最も近い距離の信号機の領域を、選択する、
ことを特徴とする請求項８に記載のナビゲーション装置。
【請求項１１】
前記色判定部は、
前記信号機判定部で判定した信号機の領域において、最も明るい色を信号機で点灯している色として判定する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のナビゲーション装置。
【請求項１２】
前記色判定部は、
前記信号機判定部で判定した信号機の領域において、最も輝度の高い色を信号機で点灯している色として判定する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交差点に設置されている信号機の点灯状況に応じて、ドライバーが所定速度より速い速度で交差点に進入しそうな場合に警告を行う機能を備えたナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
交差点での交通事故の発生原因としては、信号無視や信号の見落としに起因するものが多い。そのような場合、例えば対向車と衝突したり、違う方向から来る車両と衝突したりする。
【０００３】
その為、現在のナビゲーション装置では、下記特許文献１に記載のように、進行方向にある信号機や交差点を検知して画面に表示することによって、ドライバーに信号機や交差点の存在を通知したり、下記特許文献２に記載のように、自車の位置から信号機や交差点までの距離を通知することによって、ドライバーに注意を促している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６３２７３号公報
【特許文献２】特開２００５−１８２３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これら特許文献に記載の発明などを用いることによって、ドライバーは信号機や交差点の存在、またそれまでの距離を知ることが出来る点で有益である。しかしドライバーはナビゲーション装置の画面を運転中に注視することは出来ず、ナビゲーション装置からの通知を知ることが出来ない場合もある。またナビゲーション装置の表示を見たとしてもそれに注意を払わない可能性もある。また信号機の存在を知っていたとしても、「大丈夫だろう」と過信し、速度を落とさずにそのまま交差点に進入し、事故を起こしてしまう可能性もある。
【０００６】
このように従来のナビゲーション装置では、交差点での事故を防止することに不足している面もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで本願発明者は、交差点に設置されている信号機の点灯状況に応じて、ドライバーが所定速度より速い速度で交差点に進入しそうな場合に、ドライバーに対して警告を行うことにより、事故防止のための支援を行う機能を備えたナビゲーション装置に関する。
【０００８】
請求項１の発明は、撮像装置を備えた車両に設置されるナビゲーション装置であって、前記車両に設置されたＧＰＳを用いて前記車両の位置を測位し、前記車両のドライバーに対して、前記車両の進行方向を通知するナビゲーション部と、前記車両の位置に基づいて、信号機が設置された交差点から前記車両が所定距離内に接近したことを検出する信号機検出部と、前記撮像装置で撮像した前記車両の前方の画像から、前記信号機を示す領域を判定する信号機判定部と、前記判定した信号機を示す領域において、前記信号機で点灯している色を判定する色判定部と、前記判定した前記信号機の色が所定の色の場合に、前記ドライバーに警告を行う警告処理部と、前記警告を表示出力または音声出力する出力部と、を有するナビゲーション装置である。
【０００９】
本発明を用いることによって、ドライバーが交差点の信号の見落としを回避することが出来る。
【００１０】
請求項２の発明において、前記車両は更に車速センサを備えており、前記警告処理部は、前記判定した前記信号機の色が所定の色の場合であって、前記車速センサで検出した前記車両の速度が所定速度を超過している場合に、前記ドライバーに警告を行う、ナビゲーション装置である。
【００１１】
本発明を用いることによって、ドライバーが無理な速度で交差点に進入しようとする場合、例えば信号が黄色の時に無理に交差点に進入しようとする場合に、そのドライバーに警告を行うことが出来る。これによりドライバーの安全意識を促し、事故の発生を抑止することが出来る。
【００１２】
請求項３の発明において、前記警告処理部は、前記判定した前記信号機の色が黄色の場合であって、前記車速センサで検出した前記車両の速度が、予め設定された黄色時警告車速を超過している場合に、前記ドライバーに警告を行う、ナビゲーション装置である。
【００１３】
請求項４の発明において、前記警告処理部は、前記判定した前記信号機の色が赤色の場合であって、前記車速センサで検出した前記車両の速度が、予め設定された赤色時警告車速を超過している場合に、前記ドライバーに警告を行う、ナビゲーション装置である。
【００１４】
これらの発明のように、信号機が黄色、赤色の場合に車速を検出し、その速度が所定速度を超過していると判定できる場合に、ドライバーに警告を行うと良い。
【００１５】
請求項５の発明において、前記黄色時警告車速は、前記赤色時警告車速より速い速度として設定されている、ナビゲーション装置である。
【００１６】
赤色の場合には交差点に進入することが許されないが、黄色の場合には速度によっては交差点に進入した方が良い場合もある。従って、黄色時警告車速は、赤色時警告車速よりも速い速度として設定されていることが好ましい。
【００１７】
請求項６の発明において、前記信号機判定部は、前記画像において、青色、黄色、赤色の円形領域がほぼ同じ大きさで横または縦方向に、所定範囲内の大きさで存在する領域を検出し、前記検出した三つの円形領域を含む領域を信号機の領域として判定する、ナビゲーション装置である。
【００１８】
ランプ式の信号機の場合には、本発明を用いることによって検出することが出来る。
【００１９】
請求項７の発明において、前記信号機判定部は、前記画像において、青色、黄色、赤色のうち一色が円形領域として存在しており、更に前記円形領域とほぼ同じ大きさの黒色の円形領域が少なくとも二つ横または縦方向に、所定範囲内の大きさで存在する領域を検出し、前記検出した三つの円形領域を含む領域を信号機の領域として判定する、ナビゲーション装置である。
【００２０】
ＬＥＤ式の信号機の場合、ドライバーの誤認を防ぐために、消灯時にはその色は点灯しておらず、信号機では一色のみが点灯している。この場合、ランプ式の信号機と同じ方法では検出が難しい。そこで本発明を用いることによって、ＬＥＤ式の信号機も検出することが出来る。
【００２１】
請求項８の発明において、前記信号機判定部は、前記画像から信号機の領域を複数判定した場合に、信号機の領域を一つ選択する、ナビゲーション装置である。
【００２２】
直線の道路の場合、車両が現在位置している交差点の信号機のほか、その前方の交差点の信号機を検出してしまう可能性もある。そのような場合には、本発明のように、判定した信号機の領域から、処理対象となる信号機の領域を選択する必要がある。
【００２３】
請求項９の発明において、前記信号機判定部は、前記画像から信号機の領域を複数判定した場合に、最も大きな信号機の領域を選択する、ナビゲーション装置である。
【００２４】
信号機の領域を複数判定した場合、一般的には最も大きい領域が最も手前の信号機、即ち、車両が接近しようとしている交差点にある信号機であると考えられる。そこで本発明のような処理を設けることによって、処理対象となる信号機の領域を選択することが出来る。
【００２５】
請求項１０の発明において、前記信号機判定部は、前記画像から信号機の領域を複数判定した場合に、前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、信号機の領域として判定した各信号機までの距離を算出し、その距離と、前記ナビゲーション部で算出している、前記車両の位置から交差点までの距離とを比較し、前記車両の位置から交差点までの距離に最も近い距離の信号機の領域を、選択する、ナビゲーション装置である。
【００２６】
上述のような選択処理の他、本発明のように距離を勘案した処理を行うことによって、その精度を上げることも出来る。
【００２７】
請求項１１の発明において、前記色判定部は、前記信号機判定部で判定した信号機の領域において、最も明るい色を信号機で点灯している色として判定する、ナビゲーション装置である。
【００２８】
判定した信号機の領域の最も明るい色が、信号機で点灯している色と考えられる。そこで本発明のような処理を設けることによって、信号機の色を判定することが出来る。
【００２９】
請求項１２の発明において、前記色判定部は、前記信号機判定部で判定した信号機の領域において、最も輝度の高い色を信号機で点灯している色として判定する、ナビゲーション装置である。
【００３０】
信号機で点灯している色の判定を行うにあたり、上述のように明度で判定するほか、本発明のように輝度で判定しても良い。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のナビゲーション装置を用いることにより、交差点に所定速度より速い速度で進入しようとする場合にドライバーに警告を行うことが出来る。これにより事故の発生を抑止することが出来る。また警告が行われることにより、信号機の見落としによる事故なども抑止することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明のナビゲーション装置１のシステム構成の概念図を図１に示す。ナビゲーション装置１は四輪車や二輪車などの車両に設置され、そのドライバーに対して進行方向を案内する装置である。また車両にはその車速を検出するための車速センサ、車両の進行方向（好適には前方）を撮像する撮像装置２（カメラ）も設置されている。
【００３３】
ナビゲーション装置１は、ナビゲーション部４と信号機検出部５と信号機判定部６と色判定部７と警告処理部８と出力部９とを有している。
【００３４】
ナビゲーション部４は、車両に設置されたＧＰＳやジャイロにより測位した自車の位置に基づいて、そのドライバーに対して、車両の進行方向の案内を行う。
【００３５】
信号機検出部５は、ナビゲーション部４において、信号機が設置された交差点に、車両が所定距離まで近づいた場合に、それを検出する。一般的なナビゲーション装置１では、車両の位置を測位し、それが地図上のどこに位置するかを判定しているので、交差点までの距離などを算出している。従って、車両の位置から、信号機が設置された交差点までの距離が所定距離（例えば３００ｍ）になった場合に、そのことを検出すれば良い。
【００３６】
信号機判定部６は、信号機検出部５で、車両が信号機のある交差点に近づいたことを検出すると、撮像装置２で撮像している車両の進行方向において、どこに信号機があるかを判定する。即ち、撮像装置２で撮像している画像において、どこに信号機があるか判定する。信号機の判定方法は後述する。また信号機が複数判定できた場合、その中から一つの信号機を選択する。
【００３７】
色判定部７は、信号機判定部６で検出した信号機の色（青色、黄色、赤色）がどれであるかを判定する。
【００３８】
警告処理部８は、信号機までの距離と、車速センサ３で検出した車速と、信号機の色とに基づいて、危険であるかどうかを判定し、危険と判定した場合にはドライバーに対して出力部９を介して警告を行う。
【００３９】
出力部９は、警告処理部８での警告メッセージを、ナビゲーション装置１のディスプレイやスピーカーなどで出力（表示出力、音声出力）し、通知する。
【００４０】
撮像装置２は、車両の進行方向（基本的には前方）を撮像するカメラである。車速センサ３は車両の速度を検出するセンサである。
【００４１】
次に本発明のナビゲーション装置１の処理プロセスの一例を、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
まず車両のドライバーは、ナビゲーション装置１を起動した状態で走行を行う。この際に、ナビゲーション装置１のナビゲーション部４は、車両に設置されたＧＰＳやジャイロにより、車両の位置を測位し、目的地までへの案内などを行っている。
【００４３】
そして車両が、信号機のある交差点から所定距離に接近したことを信号機検出部５が検出すると（Ｓ１００）、信号機判定部６は、撮像装置２で撮像している車両前方の画像から、どこに信号機が存在するかを判定する（Ｓ１１０）。
【００４４】
信号機の判定には、以下のような処理方法を行えばよい。第一の方法としては、撮像した画像から、青色、黄色、赤色の円形領域がほぼ同じ大きさ（所定の誤差範囲内の大きさ）で横または縦方向に、所定範囲内で存在する領域を検出する。そしてその三色の円形領域を囲む領域を信号機として判定する。この方法は従来のランプ式の信号機を検出することが出来る。
【００４５】
第二の方法としては、青色、黄色、赤色のうち一色が円形領域で存在しており、その円形領域とほぼ同じ大きさ（所定の誤差範囲内の大きさ）の黒色の円形領域が少なくとも二つ横または縦方向に、所定範囲内で存在する領域を検出する。そしてこれらの三つの円形領域を囲む領域を信号機として判定する。この方法は、最近設置が増加したＬＥＤ式の信号機を検出することが出来る。
【００４６】
このようにして信号機判定部６は、撮像装置２で撮像した画像から、信号機を判定することが出来るが、直線の道路では、複数の信号機がドライバーの正面に位置し、それらを全て信号機として判定してしまう場合もある（Ｓ１２０）。そのような場合には、判定した複数の信号機から、一つの信号機を選択する処理を行う（Ｓ１３０）。
【００４７】
複数の信号機から一つの信号機を選択する処理は、画像から判定した各信号機の領域から、最も大きな信号機の領域を選択することによって行えるが、他の方法によっても良い。例えば、撮像装置２で撮像した画像から、各信号機までの距離を算出し、その距離と、ナビゲーション部４で算出している、車両の位置から交差点までの距離とを比較し、車両の位置から交差点までの距離に最も近いと思われる信号機の領域を選択するように構成しても良い。
【００４８】
撮像装置２で撮像した画像から信号機までの距離を算出するには、例えば、次の方法を採ることが出来る。事前に所定距離（例えば５０ｍ）先にある信号機を撮像した場合に、撮像した画像において、その信号機がどの程度の長さ（縦または横の長さ）であるかを判定しておく。そしてそのときの所定距離と信号機の縦または横の長さから、下記の数１の定数Ｋを算出し、記憶しておく。この定数Ｋを用いて、車両の走行時に、車両に設置された撮像装置２が撮像した画像における信号機の領域の縦または横の長さと定数Ｋとから、車両の位置から信号機までの距離を算出することが出来る。
（数１）
Ｐｘ＝Ｋ×（１／Ｌ）
ここで、Ｋは定数、Ｌは点Ｏから信号機までの距離である。なお車両に搭載された撮像装置２で撮像しているので、車両から信号機までの距離と、点Ｏから信号機までの距離とはほぼ同じである。
【００４９】
この処理を、図３の概念図を用いて説明する。事前に、例えば距離１４のところにある信号機を撮像した場合、画像に投影される信号機の横の長さが例えば２０ピクセルであったとする（図３（ａ））。画像に投影される信号機の横の長さＰｘは、上述の数１で示されている。
【００５０】
そうすると、事前に撮像した画像に基づいて、定数Ｋを算出しておくことが出来る。上述の例の場合、定数Ｋ＝２８０となる。
【００５１】
この定数Ｋを信号機判定部６で記憶しておく。そして撮像装置２で撮像した画像から判定した信号機の領域の横の長さが、例えば１６ピクセルであった場合（図３（ｂ））、上述の数１から、その距離Ｌ２＝１７．５であることが算出できる。
【００５２】
また同様に、撮像装置２で撮像した画像から判定した信号機の領域の横の長さが、例えば３５ピクセルであった場合（図３（ｃ））、上述の数１から、距離Ｌ３＝８であることが算出できる。
【００５３】
このように事前に撮像した画像において上述の数１の定数Ｋを算出しておくことで、撮像装置２で撮像した画像の信号機の領域の縦または横の長さから、信号機までのおおよその距離を算出することが出来る。
【００５４】
このようにすることで、複数の信号機がある場合、一つの信号機を選択することが出来る。なお信号機の大きさは、レンズの大きさが直径２５０ｍｍ或いは３００ｍｍのいずれかであることが多く、その縦または横の長さもほぼ同じである。
【００５５】
以上のように、撮像装置２で撮像した画像から一つの信号機の領域を判定すると、その信号機の領域の中において、明るい色（明度の高い色）、輝度の高い色、彩度の高い色のいずれか一以上の基準に基づいて、信号機で青色、黄色、赤色のいずれの色が点灯しているかを色判定部７で判定する（Ｓ１４０）。この判定の際には、例えば青色の輝度が最も高いと判定した場合には、青色が点灯していると判定するなどの方法がある。青色、黄色、赤色の色の範囲については、予め定められており、その中の色であれば、青色、黄色、赤色であると判定できる。
【００５６】
色判定部７で信号機の色が青色と判定できた場合、警告処理部８は、警告が不要と判定し、そのまま次の信号機が設置された交差点に接近するのを検出するのを待機する（Ｓ１５０）。
【００５７】
一方、信号機の色が黄色または赤色と判定できた場合、警告処理部８は、車速センサ３から車両の車速を取得する。信号機を黄色と判定した場合、信号機が黄色の場合に警告を行う車速（黄色時警告車速）と、取得した車速とを比較する。そして取得した車速が大きい場合には、出力部９からドライバーに対して、「信号が黄色です。速度を落としてください」などの警告メッセージを出力する（Ｓ１６０）。
【００５８】
また信号機が赤色と判定した場合、信号機が赤色の場合に警告を行う車速（赤色時警告車速）と、取得した車速とを比較する。そして取得した車速が大きい場合には、出力部９からドライバーに対して、「信号が赤色です。速度を落としてください」などの警告メッセージを出力する。なお、黄色時警告車速より赤色時警告車速の方が遅い速度であることが好ましい。なお黄色時警告車速と赤色時警告車速は予め設定され、警告処理部８に記憶されていると良い。
【００５９】
上述のような単純な処理としても良いが、色判定部７で、信号機が黄色または赤色であることを判定した場合に、警告処理部８は、車両の位置から交差点までの距離と、車速センサ３から取得した車速の場合の制動距離とを比較し、車速センサ３から取得した場合の制動距離が、車両の位置から交差点までの距離より長い場合に、速度が出すぎであると判定し、出力部９から「速度が出すぎです」などのような警告メッセージを出力しても良い。この場合、速度と制動距離との関係を予め警告処理部８で記憶しておく。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
上述したナビゲーション装置１を用いることにより、交差点に所定速度より速い速度で進入しようとする場合にドライバーに警告を行うことが出来る。これにより事故の発生を抑止することが出来る。また警告が行われることにより、信号機の見落としによる事故なども抑止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のシステム構成の概念図の一例である。
【図２】本発明の処理プロセスの一例を示すフローチャートである。
【図３】撮像した画像から信号機までの距離を算出する際の概念図である。
【符号の説明】
【００６２】
１：ナビゲーション装置
２：撮像装置
３：車速センサ
４：ナビゲーション部
５：信号機検出部
６：信号機判定部
７：色判定部
８：警告処理部
９：出力部
【図１】
2007293557.tif 000003
【図２】
2007293557.tif 000004
【図３】
2007293557.tif 000005