(57)【要約】【課題】本発明は、簡単な構成で精度良く車両の位置を検出する車両位置検出装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明の車両位置検出装置は、ＧＰＳ電波による自車位置の測定を補助するための車両位置検出装置であって、車両に設置され、当該車両の上方における地物を感知する突起物センサー１２と、道路上方の地物についての予めの調査結果に基づく情報を位置情報と紐付けた突起物位置情報を取得する突起物位置情報取得手段１６と、突起物センサー１２の感知結果と突起物位置情報との比較に基づき、車両の位置を検出する車両位置検出手段１７と、を備える。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ電波による自車位置の測定を補助するための車両位置検出装置であって、
車両に設置され、当該車両の上方における地物を感知する地物センサーと、
道路上方の地物についての予めの調査結果に基づく情報を位置情報と紐付けた地物位置情報を取得する地物位置情報取得手段と、
前記地物センサーの感知結果と前記地物位置情報との比較に基づき、前記車両の位置を検出する車両位置検出手段と、
を備える車両位置検出装置。
【請求項２】
前記道路上方の地物はトンネル壁面であり、
前記地物センサーは前記トンネル壁面の有無及び当該壁面の凹凸を感知する、
請求項１に記載の車両位置検出装置。
【請求項３】
前記地物位置情報と比較される前記地物センサーの感知結果は、所定の閾値を超える前記凹凸の感知結果を含む、
請求項２に記載の車両位置検出装置。
【請求項４】
前記地物位置情報と比較される前記地物センサーの感知結果は、前記凹凸の複数のエッジのパターンの感知結果を含む、
請求項２又は３に記載の車両位置検出装置。
【請求項５】
前記地物位置情報取得手段は、前記車両の進行方向に応じた前記地物位置情報を取得する、
請求項４に記載の車両位置検出装置。
【請求項６】
前記車両位置検出手段は、所定個数を超える前記エッジのパターンの前記地物位置情報との整合をもって、前記比較を有効と判定する、
請求項４又は５に記載の車両位置検出装置。
【請求項７】
前記地物センサーは、前記車両が車線変更を行った際に生じるサンプリング点間の測定距離の変動量が所定の閾値未満となるサンプリング周期で測定を行う、
請求項２〜６のいずれかに記載の車両位置検出装置。
【請求項８】
前記地物位置情報取得手段は、前記車両が前記地物から所定距離以内に近づいた際に、前記地物位置情報を取得する、
請求項１〜７のいずれかに記載の車両位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トンネル内などＧＰＳ情報を受信できない環境下で、自車の位置を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両位置を検出する方法には、ＧＰＳ衛星から電波を受信して測位するＧＰＳ方式と、車速センサ、加速度センサ、及びジャイロセンサなど、各種車載センサの測定情報を利用した自律航法方式の２種類があり、これらを併用することによって、高精度に自車の位置を検出することが出来る。
【０００３】
トンネル内などＧＰＳ衛星からの電波を受信することができない環境下では、自律航法方式のみを用いて車両位置を検出せざるを得ない。しかし、自律航法方式による位置測定では、車両の進行方位が変化したり走行距離が長くなるに従って誤差が蓄積し、検出精度が低くなるという問題点がある。
【０００４】
これに対して特許文献１では、車両に設置した撮像カメラと画像処理部により、トンネル内の照明と自車との相対的な位置関係を検出し、トンネル内での自車位置を特定するトンネル内位置検出装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４０３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のトンネル内位置検出装置は、撮影画像を用いて位置検出を行うので、時間帯による照明の明るさ変化や、高湿度によるカメラの結露といったトンネル内の環境変化の影響を受け易く、画像認識の精度が低いという問題点がある。
【０００７】
さらに、画像認識を行う画像処理手段を新たに追加する必要がある他、自車がトンネルに侵入したことを検知する光センサーも必要であり、装置の構成が複雑になるという問題点もある。
【０００８】
本発明は上述の問題点に鑑み、簡単な構成で精度良く車両の位置を検出する車両位置検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の車両位置検出装置は、ＧＰＳ電波による自車位置の測定を補助するための車両位置検出装置であって、車両に設置され、当該車両の上方における地物を感知する地物センサーと、道路上方の地物についての予めの調査結果に基づく情報を位置情報と紐付けた地物位置情報を取得する地物位置情報取得手段と、前記地物センサーの感知結果と前記地物位置情報との比較に基づき、前記車両の位置を検出する車両位置検出手段とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車両位置検出装置は、ＧＰＳ電波による自車位置の測定を補助するための車両位置検出装置であって、車両に設置され、当該車両の上方における地物を感知する地物センサーと、道路上方の地物についての予めの調査結果に基づく情報を位置情報と紐付けた地物位置情報を取得する地物位置情報取得手段と、前記地物センサーの感知結果と前記地物位置情報との比較に基づき、前記車両の位置を検出する車両位置検出手段とを備えるので、簡単な構成で高精度に車両の位置を検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】前提技術に係る車両位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】突起物位置情報作成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】突起物位置情報の調査方法を説明する図である。
【図４】エッジテーブルとエッジデータを示す図である。
【図５】エッジテーブルの作成方法を説明する図である。
【図６】変動量と変動レベルの関係を示す図である。
【図７】エッジテーブルを示す図である。
【図８】車両位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態１に係る車両位置検出装置の車両位置検出動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態１に係る車両位置検出装置の位置情報取得動作を示すフローチャートである。
【図１１】地物センサーのサンプリング周期の設定方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜Ａ．前提技術＞
本発明の前提技術として、画像認識を用いた車両位置検出装置の構成を図１に示す。図１に示す車両位置検出装置１００は、撮像カメラ１０１，１０２、画像処理手段１０７、光センサー１０３、マイクロコントローラ１０４、メモリ１０５、出力手段１０６を備えている。撮像カメラ１０１，１０２と光センサー１０３は車両に設置され、光センサー１０３により車両がトンネルに進入したことを検知する。画像処理手段１０７は、撮像カメラ１０１，１０２の撮影画像からトンネル内の照明と自車との角度を認識する。マイクロコントローラ１１２は、画像処理手段１０７が認識したトンネル内の照明と自車との角度から、当該照明と自車との距離を算出する。照明の位置から自車の位置を検出することが可能である。
【００１３】
このような画像認識を用いた車両位置検出装置によれば、トンネルに侵入したことを判断するための光センサー、撮像カメラ、及び画像処理手段が必要になるため、装置構成が複雑になってしまう。さらに、画像処理の対象となるデータ量が大きいため画像処理手段にはある程度の処理能力が求められる。また、画像認識の結果はトンネル内の環境変化によって左右されてしまい、精度が低いという問題がある。
【００１４】
そこで、本発明では画像認識によらず、車両上部の地物を感知する測距センサーを用いることにより、より簡単な装置構成で、ＧＰＳ情報が十分に取得できない環境下での車両位置の推定を可能にする。
【００１５】
＜Ｂ．実施の形態１＞
トンネルの内壁面には、看板や照明、ファンなどの突起物が設置されている。車両に設置した測距センサーで車両上方との距離を測定しながらトンネルを走行した場合、測定距離は突起物の出現によって変動するので、測定距離の変動から突起物を検出することが可能である。そこで、トンネル内の突起物に関する位置情報（突起物位置情報）を予め取得しておけば、車両が突起物を通過したタイミングで車両の位置を検出することが可能である。
【００１６】
本発明は突起物位置情報を用いて車両の位置を検出する車両位置検出装置に関するものである。まず、突起物位置情報を作成する突起物位置情報作成装置について説明する。
【００１７】
＜Ｂ−１．突起物位置情報＞
図２に、突起物位置情報作成装置１の構成を示す。突起物位置情報作成装置１は、測距センサーである突起物センサー２と、突起物センサー２の測定結果から突起物位置情報を作成するマイクロコントローラ３とを備えている。
【００１８】
突起物センサー２は、例えば超音波センサーであって図３に示すように調査車両に設置され、上方に向けてセンサー信号２ａを出力し、センサー信号２ａの出力範囲内に存在するトンネル壁面８や、トンネル壁面８に設置された看板６や照明７などの突起物との距離を測定する。センサー信号２ａの出力範囲に複数の突起物がある場合、突起物センサー２は最も近接した突起物との距離を測定する。突起物センサー２は、調査車両がトンネルに進入してから通過するまで所定のサンプリング間隔で測定を行い、測定結果をマイクロコントローラ３に出力する。
【００１９】
マイクロコントローラ３は、突起物センサー２の測定結果からエッジを検出してエッジデータを作成するエッジ検出手段４と、当該エッジデータからエッジテーブルを作成するエッジテーブル作成手段５とを備えている。
【００２０】
図３には、突起物センサー２の測定距離を時系列でグラフ表示したものを併せて示している。以下、このグラフに基づき突起物センサー２の測定動作を説明する。調査車両がトンネル外を走行している間は、突起物センサー２の測定範囲内に地物が存在しないので、突起物センサー２は測定不能の状態である。トンネル内に進入すると、突起物センサー２はトンネル壁面との距離を測定する。図では、測定不能状態からの変動を立下りエッジで表現している。次に、調査車両が看板の下を走行すると、突起物センサー２は看板との距離を測定するので、測定距離は小さくなり立下りエッジが発生する。看板を通過すると、突起物センサー２は再びトンネル壁面との距離を測定するので、測定距離は大きくなり立上りエッジが発生する。
【００２１】
このように、トンネル壁面８に設置された看板６が、突起物センサー２の測定距離の変動、すなわち、図３に示す立下りエッジと立上りエッジによって表現されている。エッジ検出手段４は、調査車両がトンネルの入口から出口まで走行した際の突起物センサー２の測定結果からエッジを検出してエッジデータを作成する。エッジテーブル作成手段５は、一つのトンネルについて全てのエッジデータをエッジの検出順に配列したエッジテーブルＥＴを突起物位置情報として作成する。
【００２２】
図４にエッジテーブルの概要を示す。エッジテーブルは１つのトンネルの１方向について作成され、トンネルの入口から出口にかけて走行した際にエッジが検出される順番に、エッジデータ（１）〜エッジデータ（Ｎ）が格納されている。各エッジデータは、エッジの検出順番を示すデータＩＤと、立上りエッジか立下りエッジかを示すエッジ方向と、測定距離の変動量から後述する方法によって算出する（トンネル壁面からの）高さレベルと、位置情報としての緯度経度が記されている。なお、エッジ方向の判定では、前回サンプリング点から測定距離が増加していれば立上りエッジとし、前回サンプリング点から測定距離が減少していれば立下りエッジとする。
【００２３】
図５〜図７を用いて、高さレベルの算出方法を説明する。図５は、トンネル８を走行方向の側面から見た図であり、突起物センサー２の測定結果から算出した高さレベルを、サンプリング点と対応付けて表示している。トンネル壁面８には看板６や照明７が設置されている他、微小な突起物９が存在している。
【００２４】
エッジ検出手段４は、突起物センサー２の測定結果から高さレベルを算出する。図５に示すように、調査車両がトンネル外にある時点では、突起物センサー２は測定不能状態にあり、高さレベルを−１とする。測定不能状態にあった突起物センサー２が初めて地物との距離を測定し、当該測定結果がエッジ検出手段４に渡されると、エッジ検出手段４は調査車両がトンネルに進入したことを把握する。トンネルに進入して最初に取得した測定値は、トンネル壁面８との距離を測定したものであると判断し、高さレベルを初期値として０と設定し、立下りエッジＡを検出する。
【００２５】
エッジ検出手段４は突起物センサー２から次の測定値を取得すると、前回の測定値からの変動量を算出し、さらに変動量を図６に例示する区分に従って変動レベルに変換する。そして、変動レベルを前回の高さレベルに加減算することによって、今回の高さレベルを算出する。突起物センサー２の測定値の前回測定値からの変動量が０ｍ以上０．３ｍ未満であれば、変動レベルは０であるので、高さレベルは前回から変動しない。つまり、エッジは発生しない。ここで、変動量０ｍだけでなく０．３ｍ未満までを変動レベル０としているのは、微小な突起物９や調査車両の振動により生じる微小な変動量を、エッジとして検出しないためである。
【００２６】
調査車両が看板に差し掛かると、突起物センサー２の測定距離は前回サンプリング点の測定距離よりも小さくなり、エッジ検出手段４は立下りエッジＢを検出する。例えば前回の測定距離が５ｍであり、今回の測定距離が３ｍであるとすると、変動量は２ｍであるので、図６によれば変動レベルは３となる。立下りエッジであるので、前回の高さレベル０に変動レベル３を加算して、今回の高さレベルは３となる。このように、立下りエッジでは前回の高さレベルに変動レベルを加算して今回の高さレベルを算出する。
【００２７】
調査車両が看板を通過すると、突起物センサー２の測定距離は前回サンプリング点の測定距離よりも大きくなり、エッジ検出手段４は立上りエッジＣを検出する。前回の測定距離が３ｍであり、今回の測定距離が５ｍであるとすると、変動量は２ｍであるので、図６によれば変動レベルは３となる。立上りエッジであるので、前回の高さレベル３から変動レベル３を減算し、今回の高さレベルは０となる。このように、立上りエッジでは前回サンプリング点の高さレベルから変動レベルを減算して今回の高さレベルを算出する。
【００２８】
次に、調査車両が照明に差し掛かると、突起物センサー２の測定距離は前回サンプリング点の測定距離よりも小さくなり、エッジ検出手段４は立下りエッジＤを検出する。例えば前回の測定距離が５ｍであり、今回の測定距離が４．５ｍであるとすると、変動量は０．５ｍであるので、図６によれば変動レベルは１となる。立下りエッジであるので、前回の高さレベル０に変動レベル１を加算して、今回の高さレベルは１となる。
【００２９】
調査車両が照明を通過すると、突起物センサー２の測定距離は前回サンプリング点の測定距離よりも大きくなり、エッジ検出手段４は立ち上りエッジＥを検出する。例えば前回の測定距離が４．５ｍであり、今回の測定距離が５ｍであるとすると、変動量は０．５ｍであるので、図６によれば変動レベルは１となる。立ち上りエッジであるので、前回の高さレベル１から変動レベル１を減算して、今回の高さレベルは０となる。
【００３０】
調査車両がトンネルを通過すると、突起物センサー２は測定不能の状態になる。エッジ検出手段４は高さレベルを−１として、立ち上がりエッジＦを検出する。
【００３１】
上記のように検出したエッジから、エッジテーブル作成手段５が突起物位置情報として作成するエッジテーブルを図７に示す。
【００３２】
エッジテーブル作成手段５は、エッジ検出手段４が検出した各エッジのエッジデータをエッジの検出順に配列したエッジテーブルを作成する。エッジテーブルの先頭には識別コード、テーブルＩＤ、データ数が示されている。図７においてＡ〜Ｆで示すエッジデータは、それぞれ図５のエッジＡ〜Ｆに対応したエッジデータである。エッジデータは、エッジ方向と高さレベルの他、位置情報として緯度経度や、データＩＤを含んでいる。データＩＤは、エッジを検出した順番を示している。
【００３３】
なお、進入方向が異なればエッジデータの配列は逆になるので、エッジテーブルは１つのトンネルについて進入方向別に２つ作成される。こうして作成されたエッジテーブルＥＴは、図２に示すように地図データに含められ、例えばナビゲーション装置２０の記憶媒体に格納される。
【００３４】
＜Ｂ−２．車両位置検出装置＞
図８に、対象車両の位置を検出する車両位置検出装置の構成を示す。車両位置検出装置１１は、対象車両に搭載された突起物センサー１２と、マイクロコントローラ１３と、メモリ１８とを備える。
【００３５】
突起物センサー１２は突起物センサー２と同様の測距センサーであって、車両の上方の地物との距離を測定する。突起物センサー１２は、例えば、対象車両がトンネルから所定距離内に近づいた時点で測定を開始する。
【００３６】
マイクロコントローラ１３は、エッジ検出手段１４と、突起物位置情報取得手段１６と、車両位置検出手段１７とを備える。
【００３７】
突起物位置情報取得手段１６は、例えばＧＰＳ情報により対象車両がトンネルから所定距離内に近づいたと判断した時点で、進入方向に対応した当該トンネルのエッジテーブルＥＴを突起物位置情報としてナビゲーション装置２０の地図データから取得し、メモリ１８に格納する。
【００３８】
エッジ検出手段１４は、随時突起物センサー１２の測定結果を受け取ってエッジを検出し、検出したエッジのエッジ方向と高さレベルを算出する。エッジ方向や高さレベルの算出方法は、突起物位置情報作成装置１のマイクロコントローラ３におけるエッジ検出手段４と同様であるため、ここでは省略する。
【００３９】
車両位置検出手段１７は、エッジ検出手段１４で検出したエッジ（以下、「検出エッジ」とも称する）と、メモリ１８に格納したエッジテーブルＥＴが整合しているか否かを判定し、整合している場合にはエッジテーブルＥＴから位置情報を取得し、ナビゲーション装置２０に出力する。整合判定の詳細については図９を用いて後述する。
【００４０】
ナビゲーション装置２０は、ＧＰＳ情報を用いて車両位置の検出を行っているが、車両位置検出装置１１から取得した位置情報を用いてＧＰＳ情報による測位を補完する。
【００４１】
＜Ｂ−３．位置情報取得動作＞
図９は、マイクロコントローラ１３の位置情報取得動作を示すフローチャートである。以下、図９に沿ってマイクロコントローラ１３の位置情報取得動作を説明する。
【００４２】
まず、突起物位置情報取得手段１６は、トンネルから所定距離内に近づいたことをＧＰＳ情報から認識した時点で、ナビゲーション装置２０から突起物位置情報としてエッジテーブルＥＴを取得し（ステップＳ１）、以降の処理で使用するためメモリ１８に格納する（ステップＳ２）。
【００４３】
次に、エッジテーブルＥＴのポインタ（カウンタ）を初期化する（ステップＳ３）。エッジテーブルＥＴのポインタとは、後述するエッジの整合判定ステップにおいて、整合判定対象のエッジデータを示すものであり、先頭のエッジデータから順番に整合判定を行うためにポインタを初期化する。
【００４４】
以上、説明したステップＳ１〜Ｓ３は対象車両がトンネルに進入する前に行う初期化処理である。
【００４５】
突起物センサー１２は、対象車両がトンネルに近づいた任意のタイミングで測定を開始し、エッジ検出手段１４は、突起物センサー１２の測定結果を取得する（ステップＳ４）。突起物センサー１２は、所定のサンプリング周期でトンネル壁面８との距離や、トンネル壁面８に設置された看板などの突起物との距離を測定し、エッジ検出手段１４は随時、測定結果を突起物センサー１２から取得する。エッジ検出手段１４は各測定結果についてエッジの有無を判定し、エッジを検出した場合には当該エッジの方向と高さレベルを算出する。
【００４６】
エッジ検出手段１４は、前回の測定距離から今回の測定距離への変動量が所定の閾値以上である場合に、変動のベクトルをエッジと検出する。エッジ方向の判定では、前回サンプリング点から測定距離が増加していれば立上りエッジとし、前回サンプリング点から測定距離が減少していれば立下りエッジとする。また、変動レベルを前回のエッジの高さレベルに加減算して、今回検出したエッジの高さレベルを算出する。その他、突起物センサー１２が測定不能の状態から初めて測定距離を出力した場合にも、エッジを検出し、トンネル壁面８との距離を測定した値であると判断して高さレベルを０と設定する。また、突起物センサー１２の測定結果が測定不能の状態に転じた場合にも、対象車両がトンネルを通過したものと判断してエッジを検出し、高さレベルを−１と設定する。
【００４７】
次に、マイクロコントローラ１３は突起物センサー１２の測定結果から、対象車両がトンネル内にあるか否かを判定する（ステップＳ５）。突起物センサー１２が測定不能であれば、対象車両がトンネルに未だ進入していないか、あるいは既にトンネルを通過したものと判断し（ステップＳ５でＮＯ）、処理終了に分岐する。一方、突起物センサー１２が有意の測定値を出力していれば、対象車両がトンネル内を走行中であると判断し（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ６に移行する。
【００４８】
ステップＳ６では、ステップＳ４にてエッジを検出したか否かを判断し、エッジが無い場合、すなわち変動レベルが０の場合や、突起物センサー１２が測定不能である場合は、ステップＳ４に戻って、サンプリング周期経過後に再び突起物センサー１２から測定結果を取得する。一方、エッジが検出された場合は、車両位置検出手段１７が位置情報取得処理を行う（ステップＳ７）。
【００４９】
図１０は、車両位置検出手段１７が行う位置情報取得処理のフローチャートである。以下、位置情報取得処理について説明する。図１０において、まずエッジの整合判定を行う（ステップＳ７１）。すなわち、エッジ検出手段１４が検出したエッジ（以下、検出エッジとも称する）とエッジテーブルＥＴのポインタが指し示すエッジデータ（以下、指定エッジデータとも称する）とが整合しているか否かを判定し、エッジ方向と高さレベルが一致している場合に整合していると判定する。図７のエッジテーブルを例に説明すると、ポインタがエッジデータ（データＩＤ００１）を示している場合、検出エッジとエッジデータ（データＩＤ００１）との整合判定を行う。検出エッジが立下りエッジであり、高さレベルが０であれば整合していると判定する。
【００５０】
例えばトンネル内の看板が増設されたり、あるいは撤去されたにも関わらず、エッジテーブルＥＴが更新されていない場合には、検出エッジと指定エッジデータが整合しない。そのような場合は、エッジテーブルＥＴの全てのエッジデータの中から検出エッジと整合するエッジデータを検索する（ステップＳ７４）。
【００５１】
ステップＳ７４で検出エッジと整合するエッジデータが見つかった場合には（ステップＳ７５でＹＥＳ）、整合するエッジデータを指示するようにエッジテーブルＥＴのポインタを補正する。例えば、検出エッジがステップＳ７１でエッジデータ（データＩＤ００２）と整合せず、ステップＳ７４でエッジデータ（データＩＤ００３）と整合したケースでは、エッジデータ（データＩＤ００２）が表す突起物がトンネルから撤去されているにも関わらずエッジテーブルＥＴに反映されていない。そこで、エッジテーブルＥＴのポインタをエッジデータ（データＩＤ００３）を示すように補正して、エッジデータ（データＩＤ００２）を無視する。
【００５２】
検出エッジがエッジテーブルＥＴ中のいずれのエッジデータとも整合しない場合には（ステップＳ７５でＮＯ）、検出エッジを廃棄する、すなわち読み捨てる（ステップＳ７７）。このケースでは、トンネル内に突起物が増設されたにも関わらず、当該突起物を表すエッジデータがエッジテーブルＥＴに追加されていない。
【００５３】
図９のフローチャートに戻り、ステップＳ８でエッジテーブルＥＴのポインタを更新し、エッジテーブルＥＴ内で次に配列されたエッジデータを整合判定対象に指定する。そして、エッジテーブルＥＴ内の全てのエッジデータについて整合判定を行った場合は（ステップＳ９でＹＥＳ）、処理を終了する。一方、未だ整合判定を行っていないエッジデータがエッジテーブルＥＴ内に残っていれば（ステップＳ９でＮＯ）、ステップＳ４に戻って、突起物センサー１２の次の測定結果を取得する。
【００５４】
このように、マイクロコントローラ１３は、全てのエッジデータについて整合判定を行うまでステップＳ４〜Ｓ９を繰り返す。
【００５５】
図１０に示すステップＳ７１で、検出エッジと指定エッジデータとが整合する場合は、一定回数連続して検出エッジとエッジテーブルＥＴのポインタが指し示すエッジデータとが整合しているか否かを判断する（ステップＳ７２）。ステップＳ７２でＹＥＳであれば、今回整合がとれたエッジデータから位置情報として緯度経度情報を取得し、ナビゲーション装置２０に緯度経度情報を引き渡す（ステップＳ７３）。
【００５６】
例えば、図７のエッジテーブルＥＴを例に上記一定回数を２回とすると、１回目の検出エッジがエッジデータ（データＩＤ００１）と整合し、さらにその次の検出エッジがエッジデータ（データＩＤ００２）と整合した時点で、エッジデータ（データＩＤ００２）から緯度経度情報を取得する。また、不整合が生じてエッジデータのポインタを補正（ステップＳ７６）したり検出エッジを廃棄（ステップＳ７７）した場合にも、その後一定回数連続して整合が取れた時点で、緯度経度情報を取得する。このように、一定回数連続して整合が取れることを緯度経度情報を取得する条件とすることによって、高精度に車両の位置情報を検出することが出来る。
【００５７】
＜Ｂ−４．サンプリング周期＞
図６に示すように、エッジ検出手段１４は前回の測定距離と今回の測定距離の変動量が０．３ｍ未満の場合には、変動レベルを０とし、エッジを検出しない。このように、エッジを検出する変動量に閾値を設けている。
【００５８】
図１１には、トンネル内を走行する対象車両が車線８ａから車線８ｂに車線変更する際の走行軌跡１０と、対象車両に設置された突起物センサー１２の測定距離の前回サンプリング点からの変動量のグラフを示している。変動量のグラフには、車線変更により生じた変動量と、突起物との距離を測定した際に生じた変動量とを示している。
【００５９】
車線変更を行うと対象車両の位置がトンネル幅方向で変化するので、天井が地面と平行でないトンネルでは、突起物センサー１２の測定距離が変動する。この変動は突起物によるものではないためエッジとして検出しないことが望ましい。
【００６０】
車線変更による変動は突起物による変動と異なり緩やかであるという特徴がある。そのため、突起物センサー１２のサンプリング周期Ｔｓを短くするほど、車線変更による変動量は小さくなるのに対して、突起物による変動量は変化しない。さらに、車線変更による変動量は対象車両の走行速度にも左右され、高速で走行するほどサンプリング地点の間隔が広がるため変動量が大きくなる。そこで、対象車両が想定し得る走行速度の上限で走行した場合にも車線変更による変動量が閾値以下となるように、サンプリング周期Ｔｓを予め設定しておく。これにより、車線変更による測定距離の変動を除外し、突起物による変動のみをエッジとして検出することが可能になり、精度良く位置情報を検出することが出来る。
【００６１】
＜変形例＞
なお、本明細書において、突起物位置情報作成装置１が作成したエッジテーブルＥＴは、地図データに含められてナビゲーション装置２０の記憶媒体に格納され、車両位置検出装置１１の突起物位置情報取得手段１６は、ナビゲーション装置２０からエッジテーブルＥＴを取得するものと説明した。ここで、ナビゲーション装置２０は車載のものの他、ＰＮＤなどの携帯端末であっても良い。また、エッジテーブルＥＴは必ずしもナビゲーション装置２０の記憶媒体に格納される必要はなく、ＧＰＳ情報を受信可能な環境下で走行中の車両から取得可能な状態にあれば良い。
【００６２】
また、突起物位置情報取得手段１６は、ＧＰＳ情報により対象車両がトンネルから所定距離内に近づいたと判断した時点でエッジテーブルＥＴを取得すると説明したが、他の判定方法によっても良く、対象車両がトンネルに進入する前にエッジテーブルＥＴを取得できれば良い。
【００６３】
また、突起物センサー２，１２は超音波センサーであると述べたが、例えばレーダー等、車両上方の地物を検出することが可能な他のセンサーであっても良い。
【００６４】
また、本実施の形態ではトンネル内を走行中の車両の位置検出について説明したが、トンネル内に限らず、ＧＰＳ情報を十分に受信することが出来ない他の環境下でも本発明に適用することが可能である。
【００６５】
例えば、ＧＰＳ電波がマルチパスとなるビル街では、信号や歩道橋などの位置情報を予め取得しておくことにより、車両に設置した測距センサー等で信号や歩道橋を感知した際に車両の位置情報を検出することが出来る。
【００６６】
さらに、一般道路の上に高速道路が敷設されているような状況では、ＧＰＳ情報で車両の位置を緯度経度で把握することが可能であるものの、いずれの道路を走行しているかを判断することは困難である。しかし、例えば車両に設置した測距センサーが地物を連続的に検出する場合には、高架下の一般道路を走行していると判断することが可能である。
【００６７】
＜効果＞
本発明の実施の形態１に係る車両位置検出装置は、ＧＰＳ電波による自車位置の測定を補助するための車両位置検出装置であって、車両に設置され、当該車両の上方における地物を感知する突起物センサー１２（地物センサー）と、道路上方の地物についての予めの調査結果に基づく情報を位置情報と紐付けた突起物位置情報（地物位置情報）を取得する突起物位置情報取得手段１６（地物位置情報取得手段）と、突起物センサー１２の感知結果と突起物位置情報との比較に基づき、車両の位置を検出する車両位置検出手段１７と、を備える。車両上方の地物の感知結果に基づいて車両位置を検出するので、画像認識による方法を用いる場合に比べ、簡単な装置構成で車両位置の検出が可能である。
【００６８】
また、本発明の実施の形態１に係る車両位置検出装置において、前記道路上方の地物はトンネル壁面であり、突起物センサー１２はトンネル壁面の有無及び当該壁面の凹凸を感知する。トンネル壁面の有無や凹凸に基づき車両位置を検出することにより、画像認識による方法を用いる場合に比べて簡単な構成で車両位置検出装置を構成することが出来る。
【００６９】
また、本発明の実施の形態１に係る車両位置検出装置において、突起物位置情報と比較される突起物センサー１２の感知結果は、所定の閾値を超える前記凹凸の感知結果にフィルタリングするので、突起物位置情報のデータ容量をコンパクトにすることが出来る。
【００７０】
また、本発明の実施の形態１に係る車両位置検出装置において、突起物位置情報と比較される突起物センサー１２の感知結果は、前記凹凸の複数のエッジのパターンの感知結果を含むので、精度良く車両位置を検出することが可能である。
【００７１】
また、本発明の実施の形態１に係る車両位置検出装置において、突起物位置情報取得手段１６は、車両の進行方向に応じた突起物位置情報を取得するので、精度良く車両位置を検出することが可能である。
【００７２】
また、本発明の実施の形態１に係る車両位置検出装置において、車両位置検出手段１７は、所定個数を超える前記エッジのパターンの前記地物位置情報との整合をもって、前記比較を有効と判定するので、精度良く車両位置を検出することが可能である。
【００７３】
また、本発明の実施の形態１に係る車両位置検出装置において、突起物センサー１２は、車両が車線変更を行った際に生じるサンプリング点間の測定距離の変動量が所定の閾値未満となるサンプリング周期で測定を行うので、車線変更による測定距離の変動をトンネル壁面の凹凸による測定距離の変動と区別することにより、トンネル壁面の凹凸を精度良く感知することが出来る。
【００７４】
また、本発明の実施の形態１に係る車両位置検出装置において、突起物位置情報取得手段１６は、対象車両が前記地物から所定距離以内に近づいた際に突起物位置情報を取得する。ＧＰＳ情報を取得できる環境下で事前に突起物位置情報を取得しておくことにより、ＧＰＳ情報が取得できない環境下でも当該突起物位置情報を用いた車両位置の検出が可能である。
【００７５】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  突起物位置情報作成装置、２，１２  突起物センサー、２ａ  センサー信号、３，１３，１０４  マイクロコントローラ、４，１４  エッジ検出手段、５  エッジテーブル作成手段、６  看板、７  照明、８  トンネル壁面、８ａ，８ｂ  車線、９  微小突起、１０  進路、１１  車両位置検出装置、１６  突起物位置情報取得手段、１７  車両位置検出手段、１８，１０５  メモリ、２０  ナビゲーション装置、１０６  出力手段、１００  車両位置検出装置、１０１，１０２  撮像カメラ、１０３  光センサー、１０７  画像処理手段、ＥＴ  エッジテーブル。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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