(57)【要約】【課題】  立体交差化された道路を検出する際の処理負担の軽減および検出精度の向上が可能な「ナビゲーション装置」を提供すること。【解決手段】  信号機の設置位置と道路形状を含む地図データを格納する地図ＤＢ１０等と、車両走行中に車両前方に存在する信号機を検出する信号機検出部３０と、地図ＤＢ１０等に格納された地図データに含まれる信号機の設置位置と、信号機検出部３０による信号機の検出結果とに基づいて、道路が立体交差化されたか否かを判定する信号機比較部３２、立体交差判定部３４と、立体交差判定手段によって立体交差化されたと判定された道路に対応する地図データの更新を行う地図データ更新部３６とが備わっている。【選択図】        図１
2007010544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号機の設置位置と道路形状を含む地図データを格納する地図データ格納手段と、
車両走行中に車両前方に存在する信号機を検出する信号機検出手段と、
前記地図データ格納手段に格納された地図データに含まれる信号機の設置位置と、前記信号機検出手段による信号機の検出結果とに基づいて、道路が立体交差化されたか否かを判定する立体交差判定手段と、
前記立体交差判定手段によって立体交差化されたと判定された道路に対応する前記地図データの更新を行う地図データ更新手段と、
を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
請求項１において、
車両前方を撮影するカメラをさらに備え、
前記信号機検出手段は、前記カメラによって撮影された画像に含まれる信号機画像を抽出することにより信号機検出を行うことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記立体交差判定手段は、前記地図データに含まれる信号機の設置位置に実際の信号機がない場合に、道路が立体交差化されたものとして判定を行うことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記立体交差判定手段は、実際の信号機がなくなった交差点を記録しておいて、次にこの交差点を現在の走行道路と交差する他の道路を通って通過したたときに、道路が立体交差化されたものとして判定を行うことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記立体交差判定手段は、前記他の道路を通って前記交差点を通過する際に、この交差点に対応して設置された信号機の位置、個数の少なくとも一方が変更されているときに、道路が立体交差化されたものとして判定を行うことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記立体交差判定手段によって道路が立体交差化されたものとして判定されたときに所定の確認通知を行う立体交差確認手段と、
前記立体交差確認手段による確認通知に対する確認操作を受け付ける操作手段と、
をさらに備え、前記地図データ更新手段は、前記操作手段によって受け付けられた確認操作が前記立体交差判定手段による判定結果に対して肯定的なものである場合に前記地図データの更新を行うことを特徴とする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、車両走行中にカメラで撮影した画像に基づいて地図データの更新を行うナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車載カメラで撮影した画像に基づいて、道路上に描かれた区画線や白線、各種施設の看板等の内容を認識し、この認識結果に基づいて地図データを更新するナビゲーション装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このナビゲーション装置を用いることにより、車両走行中に車両周辺の画像を撮影するだけで自動的に地図データを最新の道路状況に対応した内容に更新することが可能になる。
【特許文献１】特開２００２−２４３４６９号公報（第３−８頁、図１−７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述した特許文献１に開示されたナビゲーション装置では、道路形状の変化は道路上に描かれた白線に基づいて検出されるが、道路形状の変化として道路の立体交差化に着目した場合に、処理負担が大きいとともに検出精度が低いという問題があった。例えば、道路上に描かれた白線に基づいて立体交差化された道路の検出を行おうとすると、走行中に常時白線の形状を検出する必要があるため、ある程度処理能力の高いプロセッサによる処理が必要となる。また、白線の形状と立体交差化された道路との関係が明確になっていないため、必ずしも白線に基づいて立体交差化された道路が検出できるとは限らない。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、立体交差化された道路を検出する際の処理負担の軽減および検出精度の向上が可能なナビゲーション装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明のナビゲーション装置は、信号機の設置位置と道路形状を含む地図データを格納する地図データ格納手段と、車両走行中に車両前方に存在する信号機を検出する信号機検出手段と、地図データ格納手段に格納された地図データに含まれる信号機の設置位置と、信号機検出手段による信号機の検出結果とに基づいて、道路が立体交差化されたか否かを判定する立体交差判定手段と、立体交差判定手段によって立体交差化されたと判定された道路に対応する地図データの更新を行う地図データ更新手段とを備えている。このように、地図上の信号機と実際に走行して検出した信号機とを比較して道路が立体交差化されたか否かを判定しているため、比較対照が明確であって処理の負担を軽減することができる。また、道路が立体交差化されると、通常は信号機の設置状況が変更されるため、この設置状況の変更に基づいて道路の立体交差化の有無を判定することにより、検出精度の向上が可能となる。
【０００６】
また、車両前方を撮影するカメラをさらに備え、信号機検出手段は、カメラによって撮影された画像に含まれる信号機画像を抽出することにより信号機検出を行うことが望ましい。信号機の形状や色は法規によって規格化されたものが用いられているため、カメラで撮影してその撮影画像に含まれる信号機画像を抽出することが容易であり、このようにして信号機の検出を行うことにより、信号機検出に要する処理負担の軽減と検出精度の向上が可能となる。
【０００７】
また、上述した立体交差判定手段は、地図データに含まれる信号機の設置位置に実際の信号機がない場合に、道路が立体交差化されたものとして判定を行うことが望ましい。信号機が設置されていた交差点が立体交差化された場合には、今まで存在していた信号機が撤去されてなくなるため、この信号機の設置状況の変化を検出することにより、道路の立体交差化を高い精度で検出することができる。
【０００８】
また、上述した立体交差判定手段は、実際の信号機がなくなった交差点を記録しておいて、次にこの交差点を現在の走行道路と交差する他の道路を通って通過したたときに、道路が立体交差化されたものとして判定を行うことが望ましい。交差点で交差する一方の道路が廃止された場合等においても信号機がなくなる場合があるため、信号機がなくなった交差点を通過した後に、この交差点と交差する他の道路の存在を確認してからこの交差点が立体交差化されたものと判定することにより、道路の立体交差化をさらに高い精度で検出することができる。
【０００９】
また、上述した立体交差判定手段は、他の道路を通って交差点を通過する際に、この交差点に対応して設置された信号機の位置、個数の少なくとも一方が変更されているときに、道路が立体交差化されたものとして判定を行うことが望ましい。道路が立体交差化された一方の道路の信号機がなくなった場合に、この交差点で交差する他の道路においても信号機の位置や個数に変更が生じるため、この他の道路に対応する変更内容を確認してからこの交差点が立体交差化されたものと判定することにより、道路の立体交差化をさらに高い精度で検出することができる。
【００１０】
また、上述した立体交差判定手段によって道路が立体交差化されたものとして判定されたときに所定の確認通知を行う立体交差確認手段と、立体交差確認手段による確認通知に対する確認操作を受け付ける操作手段とをさらに備え、地図データ更新手段は、操作手段によって受け付けられた確認操作が立体交差判定手段による判定結果に対して肯定的なものである場合に地図データの更新を行うことが望ましい。これにより、交差点が立体交差化されたものとして誤って判定された結果が地図データに反映されることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した一実施形態の車載用のナビゲーション装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態のナビゲーション装置の構成を示す図である。図１に示すナビゲーション装置は、ナビゲーションコントローラ１、車両位置検出部２、リモートコントロール（リモコン）ユニット３、ディスプレイ装置４、オーディオ部５、カメラ６を含んで構成されている。
【００１２】
ナビゲーションコントローラ１は、ナビゲーション装置の全体動作を制御するものである。このナビゲーションコントローラ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を用いて所定の動作プログラムを実行することによりその機能が実現される。ナビゲーションコントローラ１の詳細構成については後述する。
【００１３】
車両位置検出部２は、例えば、ＧＰＳ受信機、方位センサ、距離センサなどを備えており、所定のタイミングで車両位置（経度、緯度）の検出を行い、検出結果を出力する。リモコンユニット３は、上下左右等の方向を指定するジョイスティックと、数字を入力するテンキーや各種の設定などを確定する「決定キー」などの各種の操作キーとを備えており、操作内容に応じた信号をナビゲーションコントローラ１に出力する。ディスプレイ装置４は、ナビゲーションコントローラ１から出力される描画データに基づいて、自車位置周辺の地図画像や、交差点の立体交差化の確認を求める確認通知画像などの各種画像を表示する。オーディオ部５は、ナビゲーションコントローラ１から入力される音声信号に基づいて生成した案内音声等を車室内に出力する。カメラ６は、車両の前部（車両前方が視野範囲に含まれる位置であればフロントガラスより内側であってもよい）に設置されており、走行中の車両前方に存在する信号機を撮影する。信号機は、形状と色に特徴があるため、カラー画像が撮影可能なカメラ６が用いられる。
【００１４】
次に、ナビゲーションコントローラ１の詳細構成について説明する。図１に示すナビゲーションコントローラ１は、地図ＤＢ（データベース）１０、地図データ処理部１２、地図バッファ１４、地図描画部１６、車両位置計算部２０、経路探索処理部２２、誘導経路描画部２４、音声案内部２６、信号機検出部３０、信号機比較部３２、立体交差判定部３４、地図データ更新部３６、入力処理部４０、表示処理部５０を含んで構成されている。
【００１５】
地図ＤＢ１０は、地図表示や経路探索などに必要な地図データを格納する。例えば、ハードディスク装置が用いられるが、ディスクドライブ装置にＤＶＤやＣＤを装填して地図ＤＢとして用いるようにしてもよい。この地図ＤＢ１０には、経度および緯度で適当な大きさに区切られた矩形形状の図葉を単位とした地図データが格納されている。各図葉の地図データは、図葉番号を指定することにより特定され、読み出すことが可能となる。地図データ処理部１２は、地図ＤＢ１０に格納された地図データの読出しと書込み（更新）を行う。例えば、地図データ処理部１２は、車両位置計算部２０により算出される車両位置や入力処理部４０の操作によって決定されたカーソル位置が指定されると、所定範囲の地図データを地図ＤＢ１０から読み出す。
【００１６】
地図バッファ１４は、地図データ処理部１２によって地図ＤＢ１０から読み出された地図データを一時的に格納する。地図描画部１６は、地図バッファ１４に格納された地図データに基づいて、地図画像を表示するために必要な描画処理を行って地図画像描画データを作成する。
【００１７】
車両位置計算部２０は、車両位置検出部２から出力される検出データに基づいて自車位置を計算するとともに、計算した自車位置が地図データの道路上にない場合には、自車位置を修正するマップマッチング処理を行う。
【００１８】
経路探索処理部２２は、出発地と目的地（あるいは経由地）との間を所定の探索条件にしたがって結ぶ走行経路（誘導経路）を探索する。誘導経路描画部２４は、経路探索処理部２２による探索処理によって得られた誘導経路を地図上に重ねて表示するための誘導経路描画データを生成する。音声案内部２６は、経路探索処理部２２による探索処理によって得られた誘導経路に沿って車両を誘導するために必要な交差点案内等の音声信号を生成する。
【００１９】
信号機検出部３０は、カメラ６によって撮影された画像に含まれる信号機画像を抽出することにより信号機検出を行う。例えば、稼働中の信号機は必ず赤、黄、緑のいずれかの色を有するため、いずれかの色を含む所定領域を切り出して、信号機形状との一致判定を行うことにより、少ない処理負担によって高い精度で信号機検出を行うことが可能となる。
【００２０】
信号機比較部３２は、信号機が設定された交差点が接近中であることを自車位置と地図データとによって判定したときに、地図データに含まれるこの信号機と、信号機検出部３０によって実際に検出される信号機とを比較する。この比較では、信号機の有無だけでなく、設置位置も考慮される。
【００２１】
立体交差判定部３４は、信号機比較部３２による比較結果に基づいて、比較対照となった信号機に対応する交差点が立体交差化されたか否かを判定する。また、立体交差判定部３４は、交差点の立体交差化の確認を利用者に求めるための確認通知画像データを生成する。地図データ更新部３６は、交差点が立体交差化されたときに、この交差点を含む道路に対応する地図データの更新を行う。但し、この地図データの更新は、立体交差判定部３４によって行われた確認通知に対して利用者による肯定的な確認操作がなされた場合に行われる。
【００２２】
入力処理部４０は、リモコンユニット３から入力される各種の操作指示に対応する動作を行うための命令をナビゲーションコントローラ１内の各部に向けて出力する。表示処理部５０は、地図描画部１６によって生成される地図画像描画データが入力されており、この描画データに基づいて所定範囲の地図画像をディスプレイ装置４の画面に表示する。また、誘導経路描画部２４によって生成される誘導経路描画データや、立体交差判定部３４によって生成される確認通知画像データが入力されると、表示処理部５０は、これらの描画データを地図画像に重ねてディスプレイ装置４の画面に表示する。
【００２３】
上述した地図ＤＢ１０、地図データ処理部１２、地図バッファ１４が地図データ格納手段に、信号機検出部３０が信号機検出手段に、信号機比較部３２、立体交差判定部３４が立体交差判定手段に、地図データ更新部３６が地図データ更新手段、立体交差確認手段に、リモコンユニット３が操作手段にそれぞれ対応する。
【００２４】
本実施形態のナビゲーション装置はこのような構成を有しており、次に、その動作を説明する。図２は、信号機がなくなったことを検出してから交差点の立体交差化を反映するための地図データ更新を行うまでの一連の動作手順を示す流れ図である。車両走行中に車両前方に交差点が近づくと、信号機比較部３２は、地図バッファ１４に格納された地図データに基づいて、この交差点に信号機が設置されているか否かを判定する（ステップ１００）。接近中の交差点に信号機が設置されていない場合には否定判断が行われ、この判定が繰り返される。
【００２５】
また、接近中の交差点に信号機が設置されている場合にはステップ１００の判定において肯定判断が行われ、次に、信号機検出部３０は、カメラ６によって撮影された画像に基づいて信号機検出動作を開始し（ステップ１０１）、接近中の交差点に実際に信号機が設置されているか否かを判定する（ステップ１０２）。実際に信号機が設置されている場合には肯定判断が行われ、信号機検出部３０による信号機検出動作を終了させた後に（ステップ１０３）、ステップ１００に戻って次の接近交差点に対応する信号機の設置判定以降の処理が繰り返される。
【００２６】
また、接近中の交差点に信号機がない場合にはステップ１０２の判定において否定判断が行われる。信号機比較部３２は、接近中の交差点の通過が終了したか否かを判定する（ステップ１０４）。交差点を通過するまで否定判断が行われて、信号機検出部３０によるステップ１０２の信号機の有無判定が繰り返される。また、交差点を通過するとステップ１０４の判定において肯定判断が行われ、信号機検出部３０による信号機検出動作を終了させる（ステップ１０５）。このように、それまで信号機が設置されていた交差点においてこの信号機がなくなった場合には、立体交差判定部３４は、この交差点が立体交差化されたものと判定し（ステップ１０６）、所定の確認通知画像を表示するための画像データを生成し、表示処理部５０からディスプレイ装置４にこの画像を表示することで利用者に対する確認通知を行う（ステップ１０７）。例えば、この確認通知には、「今通過した交差点は立体交差化されたと判定されました。正しい場合には地図データの更新を行いますでの、リモコンの「決定」キーを押して下さい」の文字列が含まれており、この確認通知の内容を確認した利用者は、交差点の立体交差化の判定が正しい場合には所定時間以内に地図データの更新を許可するために「決定」キーを押下する。
【００２７】
地図データ更新部３６は、地図データの更新許可操作（「決定」キーの押下）ありか否かを判定し（ステップ１０８）、操作がない場合には否定判断を行った後に、所定時間経過したか否かを判定する（ステップ１０９）。所定時間が経過していない場合には否定判断が行われ、ステップ１０８の判定が繰り返される。また、所定時間が経過した場合にはステップ１０９の判定において肯定判断が行われる。この場合には利用者による地図データの更新許可がなされなかった場合であり、ステップ１００に戻って次の接近交差点に対応する信号機の設置判定以降の処理が繰り返される。
【００２８】
また、所定時間以内に地図データの更新許可操作がなされるとステップ１０８の判定において肯定判断が行われ、次に、地図データ更新部３６は、通過交差点に関する地図データの更新を行う（ステップ１１０）。その後、ステップ１００に戻って次の接近交差点に対応する信号機の設置判定以降の処理が繰り返される。
【００２９】
このように、本実施形態のナビゲーション装置では、地図上の信号機と実際に走行して検出した信号機とを比較して道路が立体交差化されたか否かを判定しているため、比較対照が明確であって処理の負担を軽減することができる。また、道路が立体交差化されると、通常は信号機の設置状況が変更されるため、この設置状況の変更に基づいて道路の立体交差化の有無を判定することにより、検出精度の向上が可能となる。
【００３０】
特に、信号機の形状や色は法規によって規格化されたものが用いられているため、カメラ６で撮影してその撮影画像に含まれる信号機画像を抽出することが容易であり、このようにして信号機の検出を行うことにより、信号機検出に要する処理負担の軽減と検出精度の向上が可能となる。
【００３１】
また、本実施形態では、地図データに含まれる信号機の設置位置に実際の信号機がない場合に、道路（交差点）が立体交差化されたものとして判定を行っている。信号機が設置されていた交差点が立体交差化された場合には、今まで存在していた信号機が撤去されてなくなるため、この信号機の設置状況の変化を検出することにより、道路の立体交差化を高い精度で検出することができる。
【００３２】
また、道路が立体交差化されたものとして判定されたときに所定の確認通知を行い、利用者によって行われた確認操作が立体交差化に対して肯定的なものである場合に地図データの更新を行うようにしているため、交差点が立体交差化されたものとして誤って判定された結果が地図データに反映されることを防止することができる。
【００３３】
図３は、信号機がなくなったことを検出してから交差点の立体交差化を反映するための地図データ更新を行うまでの一連の動作手順の他の例を示す流れ図である。図２に示した流れ図では、信号機がなくなった交差点を検出したときにこの交差点が立体交差化されたものであると判定したが、図３に示した流れ図では、信号機がなくなった交差点を検出後にこの交差点において交差する他の道路を通ってこの交差点を再度通過したときにこの交差点が立体交差化されたものであると判定している点が異なっている。図２に示した流れ図に対して、ステップ１１１、１１２が追加されている。以下では、相違点に着目して説明する。
【００３４】
信号機がなくなった交差点を通過して信号機検出動作が終了した後（ステップ１０５）、立体交差判定部３４は、この通過交差点と、この交差点で交差する他の道路を記録する（ステップ１１１）。例えば、通過交差点に対応するノードの番号と、他の道路上であって一方端が交差点のノードになっている２つのリンクの番号とが記録される。この記録内容は、ナビゲーション装置の電源が切られても維持できるように、不揮発名メモリ（図示せず）を用いて行われる。
【００３５】
また、一旦信号機がなくなった交差点であると判定された後は、次にステップ１００において接近交差点を検出する際に、信号機が設置されていない交差点として扱われる。したがって、この交差点を他の道路を通って再度通過しようとしてこの交差点に接近すると、ステップ１００の判定において否定判断が行われる。次に、立体交差判定部３４は、他の道路を通って、信号機がなくなって記録された交差点（図３および以下の説明では「確認交差点」と称する。）を通過したか否かを判定する（ステップ１１２）。ステップ１００の判定で否定判断される場合の中には、単純に最初から信号機がない交差点を通過する場合も含まれているため、このような場合にはステップ１１２の判定において否定判断が行われ、ステップ１００の判定が繰り返される。また、本当に確認交差点を通過した場合にはステップ１１２の判定において肯定判断が行われ、ステップ１０６の立体交差化判定動作に移行する。
【００３６】
交差点で交差する一方の道路が廃止された場合等においても信号機がなくなる場合があるため、上述したように、信号機がなくなった交差点を通過した後に、この交差点と交差する他の道路の存在を確認してからこの交差点が立体交差化されたものと判定することにより、道路の立体交差化をさらに高い精度で検出することができる。
【００３７】
図４は、交差点の立体交差化の判定手順の概要を示す図である。図４（Ａ）に示すように信号機が設定された交差点Ｃが、図４（Ｄ）に示すように立体交差化された場合を考えるものとする。立体交差化される前の交差点ノードとリンクとの関係が図４（Ｂ）に示されている。すなわち、交差点ノードＮ０を一方端とする４本のリンクＬ１〜Ｌ４（それぞれの他方端のノードをＮ１〜Ｎ４とする）が存在し、これらの情報が地図データとして格納されている。
【００３８】
図２に示す流れ図によると、図４（Ｃ）に示すように、それまで設置されていた信号機がなくなった時点で、この交差点を通過した際にこの交差点が立体交差化されたものと判定される（図２のステップ１０６の動作）。一方、図３に示す流れ図によると、図４（Ｃ）に示す段階ではこの交差点が立体交差化されたとは判定されず、端にこの交差点を確認交差点と認定して交差点ノードＮ０と２つのリンクＬ３、Ｌ４が記録される。そして、図４（Ｄ）に示すように、次にこの確認交差点を通過した際にこの交差点が立体交差化されたものと判定される（図３のステップ１０６の動作）。また、図２あるいは図３に示す流れ図にしたがって立体交差判定が行われると、例えば図４（Ｅ）に示すように、立体交差化された交差点に関する地図データの内容が更新される。
【００３９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、信号機がなくなった交差点を検出後にこの交差点において交差する他の道路を通ってこの交差点を再度通過したときにこの交差点が立体交差化されたものであると判定しているが、この交差点を再度通過する際に、他の道路における信号機の位置や個数（の少なくとも一方）が変更されていることを確認したときに、この交差点が立体交差化されたものであると判定するようにしてもよい。この判定は、図３のステップ１１２において交差点通過の判定と同時に行えばよい。
【００４０】
道路が立体交差化された一方の道路の信号機がなくなった場合に、この交差点で交差する他の道路においても信号機の位置や個数に変更が生じるため、この他の道路に対応する変更内容を確認してからこの交差点が立体交差化されたものと判定することにより、道路の立体交差化をさらに高い精度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】一実施形態のナビゲーション装置の構成を示す図である。
【図２】信号機がなくなったことを検出してから交差点の立体交差化を反映するための地図データ更新を行うまでの一連の動作手順を示す流れ図である。
【図３】信号機がなくなったことを検出してから交差点の立体交差化を反映するための地図データ更新を行うまでの一連の動作手順の他の例を示す流れ図である。
【図４】交差点の立体交差化の判定手順の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ナビゲーションコントローラ
２  車両位置検出部
３  リモコンユニット
４  ディスプレイ装置
５  オーディオ部
６  カメラ
１０  地図ＤＢ（データベース）
１２  地図データ処理部
１４  地図バッファ
１６  地図描画部
２０  車両位置計算部
３０  信号機検出部
３２  信号機比較部
３４  立体交差判定部
３６  地図データ更新部
４０  入力処理部
５０  表示処理部
【図１】
2007010544.tif 000003
【図２】
2007010544.tif 000004
【図３】
2007010544.tif 000005
【図４】
2007010544.tif 000006