(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する車線を認識する車線認識装置であって、
前記車両の周辺を撮影し、画像データを生成する撮影手段と、
前記撮影手段によって生成された前記画像データに基づいて、前記車両の周辺の道路上の特徴部位を抽出する特徴部位抽出手段と、
前記車両の絶対位置を検出する車両絶対位置検出手段と、
道路の路面の白線以外の表示の絶対位置に関する情報を含む路面表示情報を含む地図データから、前記車両絶対位置検出手段により検出された前記車両の絶対位置に基づいて、前記車両の周辺の道路上における、前記白線以外の表示の絶対位置を含む路面表示情報を取得する路面表示情報取得手段と、
前記路面表示情報取得手段により取得された前記路面表示情報に含まれる前記白線以外の表示の絶対位置と、前記車両絶対位置検出手段により検出された前記車両の絶対位置とに基づいて、前記特徴部位抽出手段により抽出された前記道路上の特徴部位のうち、前記白線以外に対応する前記道路上の特徴部位を特定し、該特徴部位を削除することにより、前記特徴部位抽出手段により抽出された前記道路上の特徴部位のうち、前記白線に対応する前記道路上の特徴部位を選択する特徴部位選択手段と、
前記特徴部位選択手段により選択された前記白線に対応する前記道路上の特徴部位に基づいて、前記道路上の白線の絶対位置を認識する白線認識手段と、
前記白線認識手段により認識された前記道路上の白線の絶対位置に基づいて、前記車両が走行する車線を特定する車線特定手段とを有することを特徴とする車線認識装置。
【請求項２】
前記特徴部位抽出手段は、前記撮影手段によって生成された前記画像データに基づいて、前記車両の上方を視点とする俯瞰画像を描画し、該俯瞰画像における前記車両の周辺の道路上の特徴部位を抽出することを特徴とする請求項１に記載の車線認識装置。
【請求項３】
前記白線認識手段は、前記車両絶対位置検出手段により検出された前記車両の絶対位置に基づいて、前記特徴部位選択手段により選択された前記白線に対応する前記道路上の特徴部位の絶対位置を特定し、該絶対位置を前記道路上の白線の絶対位置として認識することを特徴とする請求項１または２に記載の車線認識装置。
【請求項４】
前記車線特定手段は、前記白線認識手段により認識された前記道路上の白線の絶対位置に基づいて車線の絶対位置を特定し、該車線の絶対位置が前記車両絶対位置検出手段により検出された前記車両の絶対位置に最も近い車線を、前記車両が走行する車線として特定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに車線認識装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の車線認識装置によって認識された前記車両が走行する車線の情報を取得する車線情報取得手段と、
前記車線情報取得手段により取得された、前記車両が走行する車線の情報に基づいて、経路案内処理を行う経路案内処理手段とを有する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、車両が走行する車線を認識する車線認識装置、及び、当該車線認識装置によって認識された車線の情報に基づく処理を行うナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の運転操作を支援すべく、道路上の車線を認識する装置（車線認識装置）や、車両周辺の地図画像を表示し、目的地までの経路を案内するナビゲーション装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
車線認識装置は、車両周辺を撮影し、当該撮影によって得られる画像データに基づいて、道路の路面に付された白線の位置を認識する。更に、車線認識装置は、車両が片側２車線等の複数車線の道路を走行している場合には、その認識した白線の位置に基づいて、複数車線のうち、車両が走行している車線を特定する。なお、本明細書では、「白線」とは車線の両端に付された線を意味し、色は白色に限られず、追い越し禁止を示す黄色の線等も含むものとする。
【０００４】
一方、ナビゲーション装置は、車線認識装置によって認識された、車両が走行している車線の情報を取得し、当該情報に基づいて運転者に対する案内を行う。例えば、車両が片側２車線のうちの右側車線を走行中であり、その後に交差点で左折をする必要がある場合、左折をするためには左側車線に移動する必要があることに鑑み、ナビゲーション装置は、音声等によって、運転者に対して交差点に車両が到達する前に左側車線に移動するように指示を行う。
【特許文献１】特開平２００２−３１８１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、路面には白線以外にも導流帯や安全地帯を表すゼブラゾーン等の様々な表示が付されており、これらの表示と白線とを区別して、白線のみを認識し、更には、車両が走行している車線を特定することは容易ではなかった。
【０００６】
本発明の目的は、上述した問題を解決するものであり、車両が走行している車線の特定の確実性を向上させた車線認識装置、及び、当該車線認識装置により認識された車線に応じた処理を行うナビゲーション装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る、車両が走行する車線を認識する車線認識装置は、前記車両の周辺を撮影し、画像データを生成する撮影手段と、前記撮影手段によって生成された前記画像データに基づいて、前記車両の周辺の道路上の特徴部位を抽出する特徴部位抽出手段と、前記車両の絶対位置を検出する車両絶対位置検出手段と、道路の路面の白線以外の表示の絶対位置に関する情報を含む路面表示情報を含む地図データから、前記車両絶対位置検出手段により検出された前記車両の絶対位置に基づいて、前記車両の周辺の道路上における、前記白線以外の表示の絶対位置を含む路面表示情報を取得する路面表示情報取得手段と、前記路面表示情報取得手段により取得された前記路面表示情報に含まれる前記白線以外の表示の絶対位置と、前記車両絶対位置検出手段により検出された前記車両の絶対位置とに基づいて、前記特徴部位抽出手段により抽出された前記道路上の特徴部位のうち、前記白線以外に対応する前記道路上の特徴部位を特定し、該特徴部位を削除することにより、前記特徴部位抽出手段により抽出された前記道路上の特徴部位のうち、前記白線に対応する前記道路上の特徴部位を選択する特徴部位選択手段と、前記特徴部位選択手段により選択された前記白線に対応する前記道路上の特徴部位に基づいて、前記道路上の白線の絶対位置を認識する白線認識手段と、前記白線認識手段により認識された前記道路上の白線の絶対位置に基づいて、前記車両が走行する車線を特定する車線特定手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、車両周辺の撮影によって得られる画像データに基づいて抽出される道路上の特徴部位のうち、白線に対応する前記道路上の特徴部位のみが選択され、その選択された特徴部位に基づいて白線の絶対位置が認識され、更には、車両が走行する車線が特定されるため、道路上の白線と白線以外とが区別可能であり、車両が走行している車線の特定の確実性を向上させることができる。そして、白線以外に対応する道路上の特徴部位については白線の絶対位置の認識において不要なものとして削除することで、当該白線の絶対位置の認識の確実性を向上させることが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係る車線認識装置は、前記特徴部位抽出手段が、前記撮影手段によって生成された前記画像データに基づいて、前記車両の上方を視点とする俯瞰画像を描画し、該俯瞰画像における前記車両の周辺の道路上の特徴部位を抽出するようにしてもよい。
【００１０】
この構成によれば、車両情報を視点とする俯瞰画像から特徴部位を抽出することで、道路上の特徴部位の絶対位置を的確に特定することが可能となる。
【００１３】
また、本発明に係る車線認識装置は、前記白線認識手段が、前記車両絶対位置検出手段により検出された前記車両の絶対位置に基づいて、前記特徴部位選択手段により選択された前記白線に対応する前記道路上の特徴部位の絶対位置を特定し、該絶対位置を前記道路上の白線の絶対位置として認識するようにしてもよい。
【００１４】
この構成によれば、道路上の特徴部位の絶対位置と、白線以外の表示の絶対位置とを得て、これらに基づいて、道路上の特徴部位のうち、白線に対応する道路上の特徴部位を適切に特定することができる。
【００１５】
また、本発明に係る車線認識装置は、前記車線特定手段が、前記白線認識手段により認識された前記道路上の白線の絶対位置に基づいて車線の絶対位置を特定し、該車線の絶対位置が前記車両絶対位置検出手段により検出された前記車両の絶対位置に最も近い車線を、前記車両が走行する車線として特定するようにしてもよい。
【００１６】
この構成によれば、認識された白線の絶対位置に基づいて、例えば、白線と白線の間を車線の絶対位置として特定することができ、更には、特定した車線のうち、絶対位置が車両の絶対位置に最も近い車線を、車両が走行する車線として特定することで、車線特定の確実性を向上させることができる。
【００１７】
本発明に係るナビゲーション装置は、上述した車線認識装置によって認識された前記車両が走行する車線の情報を取得する車線情報取得手段と、前記車線情報取得手段により取得された、前記車両が走行する車線の情報に基づいて、経路案内処理を行う経路案内処理手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、車線認識装置によって認識された、車両が走行している車線に応じて、運転者に対し、適切な案内を行うことが可能となる。
【００１９】
本発明に係るナビゲーション装置は、上述した車線認識装置によって認識された前記車両が走行する車線の情報を取得する車線情報取得手段と、前記車線情報取得手段により取得された、前記車両が走行する車線の情報に基づいて、前記車両の絶対位置を補正する位置補正手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、車線認識装置によって認識された、車両が走行している車線に応じて、例えば、車両の絶対位置が、車線の絶対位置と異なる場合には、車両の絶対位置を認識された車線の絶対位置に補正したり、車両の絶対位置が、車両が走行している車線の中央部の絶対位置でない場合には、車両の絶対位置を認識された車線の中央部の絶対位置に補正する等、車両の絶対位置を適切に補正することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の車線認識装置によれば、道路上の特徴部位のうち、白線に対応するもののみが選択され、その選択された特徴部位に基づいて白線の絶対位置の認識、更には、車両が走行する車線の特定がなされることにより、道路上の白線と白線以外とを区別可能として、車両が走行している車線の特定の確実性を向上させることができる。また、本発明のナビゲーション装置によれば、車線認識装置によって認識された車両が走行する車線に基づいて、運転者に対して適切な案内を行ったり、車両の絶対位置を適切に補正することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係る車線認識装置の構成を示す図である。図１に示す車線認識装置１００は、車両に搭載されるものであり、撮影手段に対応するカメラ１１と、特徴抽出手段に対応する特徴抽出部１２と、車両絶対位置検出手段に対応する車両絶対位置算出部１４と、路面表示情報取得手段に対応する白線以外路面表示情報取得部１６と、特徴部位選択手段に対応する不要特徴削除部１８と、白線認識手段に対応する白線認識部２０と、車線特定手段に対応する車線特定部２２とにより構成される。
【００２４】
カメラ１１は、車両の外部に、当該車両の前方を撮影可能なように取り付けられている。カメラ１１による実空間上の撮影範囲は車両の座標系において固定であり、カメラ１１は、車両の前方を撮影して画像データを生成する。生成された画像データは、特徴抽出部１２へ出力される。
【００２５】
特徴抽出部１２は、公知の手法によって、カメラ１１から入力した画像データに基づいて、車両上方を視点とする俯瞰画像を描画する。ここで、俯瞰画像で表される実空間上の範囲は、カメラ１１の撮影範囲と１対１に対応しており、更には、上述したようにカメラ１１の撮影範囲は車両の座標系において固定である。従って、俯瞰画像で表される実空間上の範囲は、車両の座標系において固定である。更に、特徴抽出部１２は、この俯瞰画像における道路上（路面）の特徴部位を抽出する。
【００２６】
車両絶対位置算出部１４は、外部のＧＰＳ受信部５０及び自律航法センサ６０と接続されている。ＧＰＳ受信部５０は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、車両絶対位置算出部１４へ出力する。自律航法センサ６０は、車両の方位を検出するためのジャイロ（図示せず）と、車両が所定距離走行する毎にパルス（車速パルス）を発生する距離センサ（図示せず）とにより構成される。この自律航法センサ６０は、車両の方位と、車速パルスとを車両絶対位置算出部１４へ出力する。車両絶対位置算出部１４は、ＧＰＳ受信部５０からのＧＰＳ信号と、自律航法センサ６０からの車速パルスの出力間隔と、自律航法センサ６０からの車両の方位とに基づいて、車両の実空間上の絶対位置（車両絶対位置）を算出する。ここで、車両絶対位置は、経度及び緯度により特定される。車両絶対位置及び車両方位は、白線以外路面表示情報取得部１６へ出力される。
【００２７】
白線以外路面表示情報取得部１６は、外部のＨＤＤ２６と接続されている。ＨＤＤ２６は、ハードディスク２８を搭載しており、当該ハードディスク２８には地図データが記憶されている。地図データは、四隅の経度及び緯度によって特定される矩形領域の複数の図葉毎に、当該図葉に対応する地図の画像データと、当該図葉に含まれる道路の道路情報と、当該図葉に含まれる道路の路面の白線以外の表示（路面表示）の実空間上の絶対位置に関する情報を含む路面表示情報とが含まれる。ＨＤＤ２６は、車両絶対位置の周辺に対応する地図データに含まれる、路面表示情報を読み出し、白線以外路面表示情報取得部１６へ出力する。白線以外路面表示情報取得部１６は、この出力された路面表示情報を取得し、車両絶対位置算出部１４からの車両絶対位置及び車両方位とともに、不要特徴削除部１８へ出力する。
【００２８】
不要特徴削除部１８は、白線以外路面表示情報取得部１６によって取得された路面表示情報と、車両絶対位置及び車両方位とに基づいて、特徴抽出部１２によって抽出された路面の特徴部位のうち、白線以外の路面表示に対応する特徴部位を削除する。削除されなかった特徴部位、換言すれば、白線に対応する特徴部位と車両絶対位置及び車両方位とは、白線認識部２０へ出力される。
【００２９】
白線認識部２０は、路面の白線に対応する特徴部位と、車両絶対位置及び車両方位とに基づいて、白線に対応する特徴部位の実空間上の絶対位置（白線絶対位置）を認識する。ここで、白線絶対位置は、経度及び緯度によって特定される。認識された白線絶対位置と車両絶対位置とは、車線特定部２２へ出力される。
【００３０】
車線特定部２２は、ナビゲーション装置２００と接続されている。この車線特定部２２は、白線認識部２０によって認識された白線絶対位置と、車両絶対位置とに基づいて、道路における車線の実空間上の絶対位置を特定し、更には当該車線のうち、車両絶対位置に最も近い車線を、車両が走行している車線として特定する。更に、車線特定部２２は、車両が走行している車線の実空間上の絶対位置（走行車線絶対位置）を、ナビゲーション装置２００へ出力する。
【００３１】
図２は、本発明の実施形態に係るナビゲーション装置２００の構成を示す図である。図２に示すナビゲーション装置２００は、車両に搭載されるものであり、車線情報取得手段及び位置補正手段に対応する制御部１０２と、バッファメモリ１０４と、地図描画部１０６と、操作画面・マーク発生部１０８と、誘導経路記憶部１１０と、誘導経路描画部１１２と、経路案内処理手段に対応する案内処理部１１４と、画像合成部１１８とにより構成される。
【００３２】
制御部１０２は、ナビゲーション装置２００の全体を制御するものであり、外部のＨＤＤ２６、操作部３０、ＧＰＳ受信部５０、自律航法センサ６０及び車線認識装置１００と接続されている。具体的には、制御部１０２は、ＧＰＳ受信部５０からのＧＰＳ信号と、自律航法センサ６０からの車速パルスの出力間隔と、自律航法センサ６０からの車両の方位とに基づいて、車両の実空間上の絶対位置を算出する。更に、制御部１０２は、車線認識装置１００からの走行車線絶対位置を入力した場合には、当該走行車線絶対位置に基づいて、算出した車両絶対位置を補正する。
【００３３】
また、制御部１０２は、ＨＤＤ２６に対して、ハードディスク２８に記録された地図データの読み出しを指示する。制御部１０２の指示に応じてＨＤＤ２６が読み出した地図データは、バッファメモリ１０４に記憶される。地図描画部１０６は、バッファメモリ１０４に記憶された地図データ内の画像データを読み出し、当該画像データに基づいて地図画像を描画する。
【００３４】
また、制御部１０２は、ユーザによる操作部３０の操作や、ナビゲーション装置２００の動作状態に応じて、操作画面・マーク発生部１０８に画像生成の指示を出す。操作画面・マーク発生部１０８は、この指示に応じて、各種メニュー画面や自車位置マーク、カーソル位置の画像を生成する。また、制御部１０２は、ユーザによる操作部３０の誘導経路検索のための操作に応じて、バッファメモリ１０４に記憶された地図データを読み出し、当該地図データに基づいて、所定の経路探索アルゴリズムを用いて目的地までの誘導経路を設定する。設定された誘導経路の情報は、誘導経路記憶部１１０に記憶される。誘導経路描画部１１２は、誘導経路記憶部１１０に記憶された誘導経路情報に基づいて、誘導経路画像を生成する。
【００３５】
また、制御部１０２は、上述した誘導経路情報に基づく経路誘導中において、車両絶対位置が右左折や、合流、分岐の地点の手前に到達した場合に、地図データに含まれる、当該地点の拡大画像のデータを案内処理部１１４へ出力するとともに、運転操作を促す案内音声のデータを案内処理部１１４へ出力する。更に、制御部１０２は、車線認識装置１００からの走行車線絶対位置を入力した場合には、当該走行車線絶対位置に基づいて、車両が適切な車線を走行するように、案内音声のデータを案内処理部１１４へ出力する。案内処理部１１４は、制御部１０２からの拡大画像のデータに基づいて拡大画像を描画する。また、案内処理部１１４は、制御部１０２からの案内音声のデータに基づいて、案内音声を生成し、スピーカ８０に出力させる。
【００３６】
また、制御部１０２は、ユーザによる操作部３０の操作や、ナビゲーション装置２００の動作状態に応じて、画像合成部１１８に、画像合成を指示する。画像合成部１１８は、この指示に応じて、地図描画部１０６、操作画面・マーク発生部１０８、誘導経路描画部１１２及び案内処理部１１４からの各種画像を適宜合成し、得られた画像をディスプレイ７０に表示させる。
【００３７】
次に、車線認識装置１００及びナビゲーション装置２００の動作を、フローチャートを参照しつつ説明する。
【００３８】
図３は、車線認識装置１００の動作を示すフローチャートである。車線認識装置１００内のカメラ１１は、車両の前方の所定範囲を撮影して画像データを生成する（Ｓ１０１）。生成された画像データは、特徴抽出部１２へ出力される。
【００３９】
特徴抽出部１２は、公知の手法によって、カメラ１１からの画像データに基づいて、車両上方を視点とする俯瞰画像を描画する（Ｓ１０２）。図４は、カメラ１１からの画像データに基づく撮影画像の一例を示す図であり、図５は、俯瞰画像の一例を示す図である。カメラ１１が車両の前方を撮影することにより得られる画像データに基づく画像には、図４に示すように道路４００の路面に付された白線４０２、４０４、４０６、４０８及び４１０と、導流帯を表すゼブラゾーン４２０とが含まれる。一方、画像データに基づいて車両上方を視点として描画される俯瞰画像にも、同様に図５に示すように、道路４００の路面に付された白線４０２、４０４、４０６、４０８及び４１０と、導流帯を表すゼブラゾーン４２０とが含まれる。
【００４０】
上述したように、俯瞰画像で表される実空間上の範囲は、車両の座標系において固定である。従って、俯瞰画像における１つの座標に着目した場合、当該座標に対応する実空間上の絶対位置と車両絶対位置との距離、及び、車両絶対位置から見た当該座標に対応する実空間上の絶対位置の方向は、車両が移動しても不変である。このことは、車両絶対位置と車両方位が求まれば、俯瞰画像における各座標について、当該座標に対応する実空間上の絶対位置を一意に求めることができることを意味する。
【００４１】
再び、図３に戻って説明する。次に、特徴抽出部１２は、描画によって得られた俯瞰画像における道路の路面の特徴部位を抽出し、当該特徴部位のみからなる俯瞰画像を構成する（Ｓ１０３）。具体的には、特徴抽出部１２は、画像認識処理によって、俯瞰画像を構成する各画素について、色彩や輝度等を数値化した画素値を認識する。更に、特徴抽出部１２は、周囲の画素と比較して、画素値が大きく異なる画素を特徴部位として抽出し、当該特徴部位のみからなる俯瞰画像を構成する。図６は、特徴部位のみからなる俯瞰画像の一例を示す図である。この俯瞰画像には、図５の俯瞰画像における白線４０２、４０４、４０６、４０８及び４１０のそれぞれに対応する特徴部位５０２、５０４、５０６、５０８及び５１０と、図５の俯瞰画像におけるゼブラゾーン４２０に対応する特徴部位５２０とが含まれる。構成された特徴部位のみからなる俯瞰画像の画像データは、不要特徴削除部１８へ出力される。
【００４２】
再び、図３に戻って説明する。車両絶対位置算出部１４は、ＧＰＳ受信部５０からのＧＰＳ信号と、自律航法センサ６０からの車速パルスの出力間隔と、自律航法センサ６０からの車両の方位とに基づいて、車両の実空間上の絶対位置（車両絶対位置）を算出する（Ｓ１０４）。算出された車両絶対位置と、自律航法センサ６０からの車両方位とは、白線以外路面表示情報取得部１６へ出力される。
【００４３】
白線以外路面表示情報取得部１６は、車両絶対位置算出部１４からの車両絶対位置及び方位を入力すると、ＨＤＤ２６に対して、車両絶対位置の周辺の所定範囲に対応する図葉の地図データに含まれる路面表示情報の読み出しを指示する。ここで、所定範囲は、車両絶対位置を中心とする円形あるいは矩形の範囲である。ＨＤＤ２６は、この指示に応じて、ハードディスク２８から車両絶対位置の周辺の所定範囲に対応する図葉の地図データに含まれる路面表示情報を読み出して、白線以外路面表示情報取得部１６へ出力する。白線以外路面表示情報取得部１６は、この路面表示情報を取得する（Ｓ１０５）。
【００４４】
図７は、路面表示情報の一例を示す図である。路面表示情報は、道路の路面における白線以外の表示（路面表示）毎に設定されるものであり、対応する路面表示の代表点の実空間上の絶対位置（代表点絶対位置）と、対応する路面表示の形状を表す画像とにより構成される。ここで、代表点絶対位置は、路面表示のうち最も北に位置する部分の実空間上の絶対位置である。
【００４５】
再び、図３に戻って説明する。白線以外路面表示情報取得部１６によって取得された路面表示情報は、車両絶対位置算出部１４からの車両絶対位置及び車両方位とともに、不要特徴削除部１８へ出力される。なお、上述したＳ１０１乃至Ｓ１０３の動作と、Ｓ１０４及びＳ１０５の動作とは並行して行われてもよく、Ｓ１０４及びＳ１０５の動作が先に行われ、Ｓ１０１乃至Ｓ１０３の動作が後に行われるようにしてもよい。
【００４６】
不要特徴削除部１８は、特徴抽出部１２からの特徴部位のみからなる俯瞰画像の画像データと、車両絶対位置及び車両方位とを入力し、更に、白線以外路面表示情報取得部１６からの路面表示情報を入力すると、特徴部位のみからなる俯瞰画像における各特徴部位の代表点を設定する（Ｓ１０６）。
【００４７】
具体的には、不要特徴削除部１８は、車両方位に基づいて、特徴部位のみからなる俯瞰画像における北の方向を特定する。上述したように、俯瞰画像で表される実空間上の範囲は、車両の座標系において固定である。従って、車両方位に基づいて、特徴部位のみからなる俯瞰画像における北の方向を特定することが可能である。更に、不要特徴削除部１８は、俯瞰画像における各特徴部位について、最も北に位置する部分を、対応する特徴部位の代表点として設定する。
【００４８】
図８は、俯瞰画像における特徴部位の代表点の一例を示す図である。図８は、俯瞰画像の上部が北である場合の例であり、図５の俯瞰画像における白線４０２、４０４、４０６、４０８及び４１０に対応する特徴部位５０２、５０４、５０６、５０８及び５１０のそれぞれについて、代表点５３２、５３４、５３６、５３８及び５４０が設定され、図５の俯瞰画像におけるゼブラゾーン４２０に対応する特徴部位５２０について、代表点５５０が設定されている。
【００４９】
再び、図３に戻って説明する。次に、不要特徴削除部１８は、俯瞰画像における特徴部位のうち、白線以外の路面表示に対応する特徴部位を削除する（Ｓ１０７）。具体的には、不要特徴削除部１８は、車両絶対位置及び車両方位に基づいて、Ｓ１０６において設定した特徴部位の代表点の実空間上の絶対位置を算出する。上述したように、俯瞰画像における各座標に対応する実空間上の絶対位置は、車両絶対位置及び車両方位から求めることができる。従って、車両絶対位置及び車両方位に基づいて、Ｓ１０６において設定した特徴部位の代表点に対応する実空間上の絶対位置を算出することが可能である。
【００５０】
更に、不要特徴削除部１８は、俯瞰画像における各特徴部位について、当該特徴部位の代表点に対応する実空間上の絶対位置と、路面表示情報内の代表点絶対位置とを比較するとともに、当該特徴部位の画像と、路面表示情報内の路面表示形状画像とを比較する。そして、特徴部位の代表点に対応する実空間上の絶対位置と、路面表示情報内の代表点絶対位置とが同一あるいは所定距離内であり、特徴部位の画像と、路面表示情報内の路面表示形状画像とが一致あるいは近似する場合には、不要特徴削除部１８は、俯瞰画像におけるその特徴部位を、白線以外の路面表示に対応する特徴部位であると判定する。
【００５１】
そして、不要特徴削除部１８は、俯瞰画像における特徴部位のうち、白線以外の路面表示に対応する特徴部位を削除した俯瞰画像、換言すれば、白線に対応する特徴部位のみからなる俯瞰画像を構成する。
【００５２】
図９は、俯瞰画像における白線以外の路面表示に対応する特徴部位の一例を示す図であり、図１０は、白線に対応する特徴部位のみからなる俯瞰画像の一例を示す図である。上述した動作によって、図９に示す白線以外の路面表示に対応する特徴部位５２０が画像認識により特定されると、図６に示す特徴部位のみからなる俯瞰画像から当該特徴部位５２０が削除され、図１０に示すように、白線に対応する特徴部位５０２、５０４、５０６、５０８及び５１０のみからなる俯瞰画像が得られる。この白線に対応する特徴部位のみからなる俯瞰画像の画像データは、車両絶対位置及び車両方位とともに、白線認識部２０へ出力される。
【００５３】
再び、図３に戻って説明する。白線認識部２０は、白線に対応する特徴部位のみからなる俯瞰画像の画像データと、車両絶対位置及び車両方位とを入力すると、車両絶対位置及び車両方位とに基づいて、俯瞰画像における白線に対応する特徴部位の実空間上の絶対位置（白線絶対位置）を算出する（Ｓ１０８）。上述したように、俯瞰画像における各座標に対応する実空間上の絶対位置は、車両絶対位置及び車両方位から求めることができる。従って、車両絶対位置及び車両方位に基づいて、俯瞰画像における白線に対応する特徴部位の実空間上の絶対位置を算出することが可能である。算出された白線絶対位置は、白線に対応する特徴部位のみからなる俯瞰画像の画像データや、車両絶対位置及び車両方位とともに、車線特定部２２へ出力される。
【００５４】
車線特定部２２は、白線絶対位置と、白線に対応する特徴部位のみからなる俯瞰画像の画像データと、車両絶対位置及び車両方位とを入力すると、これらに基づいて、車両が走行している車線の実空間上の絶対位置（走行車線絶対位置）を特定する（Ｓ１０９）。
【００５５】
図１１は、車線特定部２２による走行車線絶対位置特定の動作を示すフローチャートである。車線特定部２２は、白線に対応する特徴部位のみからなる俯瞰画像において、白線に対応する特徴部位で挟まれる領域を車線の領域として特定する（Ｓ２０１）。車線領域は、当該車線領域の端部の白線に対応する白線絶対位置により特定される。図１２は、俯瞰画像における車線領域の一例を示す図である。図１２において、白線５０２と白線５０４とに挟まれた領域５６０、白線５０４と白線５０６とに挟まれた領域５６２が、それぞれ車線領域として特定される。なお、白線５０８と白線５１０とに挟まれた領域については、俯瞰画像において白線５０８と白線５１０とが傾斜していることから当該領域に対応する車線を車両が走行している可能性は低いとみなされ、車線領域としては特定されない。
【００５６】
再び、図１１に戻って説明する。車線特定部２２は、特定した各車線領域の実空間上の絶対位置を算出する（Ｓ２０２）。具体的には、車線特定部２２は、俯瞰画像における車線領域のそれぞれについて、最下部の中央の座標を特定する。図１３は、俯瞰画像における座標特定の一例を示す図である。図１３において、白線５０２と白線５０４とにはさまれた領域５６０については、最下部中央の座標５７０が特定され、白線５０４と白線５０６とにはさまれた領域５６２については、最下部中央の座標５７２が特定される。更に、車線特定部２２は、車両絶対位置及び車両方位に基づいて、その特定した座標に対応する実空間上の絶対位置を、対応する車線領域の実空間上の絶対位置（車線絶対位置）として算出する。上述したように、俯瞰画像における各座標に対応する実空間上の絶対位置は、車両絶対位置及び車両方位から求めることができる。従って、車両絶対位置及び車両方位に基づいて、俯瞰画像における車線領域の最下部中央の座標に対応する実空間上の絶対位置を算出することができる。
【００５７】
再び、図１１に戻って説明する。次に、車線特定部２２は、車両絶対位置と、各車線領域について算出した車線絶対位置との距離を算出する。そして、車線特定部２２は、これらの距離を比較し、車両絶対位置に最も近い車線絶対位置を特定する（Ｓ２０３）。更に、車線特定部２２は、特定した車線絶対位置を、車両が走行している車線を代表する実空間上の絶対位置（走行車線絶対位置）として設定する（Ｓ２０４）。設定された走行車線絶対位置は、ナビゲーション装置２００へ出力される。
【００５８】
このように、本実施形態の車線認識装置１００では、車両周辺の撮影によって得られる画像データに基づいて抽出される道路上の特徴部位のうち、白線に対応する特徴部位のみが選択され、その選択された特徴部位に基づいて白線の絶対位置が認識され、更には、車両が走行している車線が特定される。従って、道路上の白線と白線以外とが区別可能であり、車両が走行している車線の特定の確実性を向上させることができる。
【００５９】
図１４は、ナビゲーション装置２００の走行車線絶対位置に基づく第１の動作を示すフローチャートである。この動作は、経路誘導中に行われる。ナビゲーション装置２００内の制御部１０２は、車線認識装置１００内の車線特定部２２からの走行車線絶対位置を取得する（Ｓ３０１）。次に、制御部１０２は、ＧＰＳ受信部５０からのＧＰＳ信号と、自律航法センサ６０からの車速パルスの出力間隔と、自律航法センサ６０からの車両の方位とに基づいて、車両の実空間上の絶対位置（車両絶対位置）を算出する（Ｓ３０２）。
【００６０】
次に、制御部１０２は、ＨＤＤ２６に対して、車両絶対位置の周辺の所定範囲に対応する図葉の地図データに含まれる道路情報の読み出しを指示する。ＨＤＤ２６は、この指示に応じて、ハードディスク２８から車両絶対位置の周辺の所定範囲に対応する図葉の地図データに含まれる道路情報を読み出し、バッファメモリ１０４に記憶させる。制御部１０２は、このバッファメモリ１０４に記憶された道路情報を読み出し、取得する（Ｓ３０３）。
【００６１】
図１５は、道路情報の一例を示す図である。図１５に示す道路情報は、車線と１対１に対応して設けられるものであり、道路ＩＤ、道路種別、車線番号、始点ノード及び終点ノードにより構成される。道路ＩＤは、対応する車線を含む道路の識別情報である。道路種別は、対応する車線を含む道路が一般道であるか、高速道であるか等を示す情報である。車線番号は、道路が複数の車線によって構成される場合に、全車線の何番目の車線であるかを示す情報である。例えば、進行方向の左側の車線から順に番号が付与される場合を考える。この場合、片側３車線の道路における左から２番目の車線については、車線番号は、全車線の数を示す「３」と、左から２番目の車線であることを示す「２」からなる「３−２」となる。始点ノードは、対応する車線の始点の経度及び緯度を示す情報であり、終点ノードは、対応する車線の終点の経度及び緯度を示す終点ノードである。これらのうち、始点ノードと終点ノードとを結んだ直線が車線を示すリンクとなる。
【００６２】
再び、図１４に戻って説明する。制御部１０２は、取得した各道路情報内の始点ノードと終点ノードとを結んだリンク、換言すれば、車線毎のリンクを特定する。更に、制御部１０２は、走行車線絶対位置と各車線に対応するリンクとの距離を算出する。図１６は、走行車線絶対位置と車線に対応するリンクとの距離の算出の一例を示す図である。図１６に示すように、走行車線絶対位置から始点ノードと終点ノードとを結んだリンクに対して当該リンクに垂直な線を引いた場合に、当該線の長さが走行車線絶対位置と車線に対応するリンクとの距離Ｌとなる。
【００６３】
再び、図１４に戻って説明する。制御部１０２は、各車線毎に算出した、走行車線絶対位置と当該車線に対応するリンクとの距離を比較し、走行車線絶対位置に最も近いリンクを特定する（Ｓ３０４）。次に、制御部１０２は、その特定したリンクに対応する車線を、車両が走行中の車線（走行中車線）であるとみなし、当該走行中車線に対応する道路情報内の車線番号を取得する（Ｓ３０５）。
【００６４】
更に、制御部１０２は、車両が誘導経路における右左折や合流、分岐の地点の手前の所定距離内に到達した場合に、Ｓ３０５において取得した車線番号に基づいて、車両が何番目の車線を走行中であるかを判定する。更に、制御部１０２は、車両が現在走行中の車線が右左折に適した車線であるか否かを判定する。例えば、車両が片側３車線の道路の左から２番目の車線を走行中である場合には、Ｓ３０５において、走行中車線に対応する車線番号「３−２」が取得され、制御部１０２は、この車線番号によって、全車線数が３であり、車両がそのうちの左から２番目の車線を走行中であると判定する。更に、制御部１０２は、誘導経路においてその後に左折する必要がある場合には、車両が左から１番目の車線を走行することが適切であることに鑑み、車両が現在走行中である左から２番目の車線は、右左折に適した車線ではないと判定する。
【００６５】
車両が現在走行中の車線が右左折に適した車線でない場合、制御部１０２は、案内処理部１１４に対して、車線変更を促す案内音声のデータを出力する。例えば、誘導経路においてその後に左折する必要がある場合であって、車両が現在走行中である車線が左から２番目の車線である場合には、制御部１０２は、案内処理部１１４に対して、左から１番目の車線への移動を促す案内音声のデータを出力する。案内処理部１１４は、入力した案内音声のデータに基づいて、案内音声を生成し、スピーカ８０に出力させる（Ｓ３０６）。
【００６６】
このように、本実施形態のナビゲーション装置２００では、車線認識装置１００によって認識された、車両が走行している車線に応じて、運転者に対して案内を行うことにより、適切な案内が可能となる。
【００６７】
図１７は、ナビゲーション装置２００の走行車線絶対位置に基づく第２の動作を示すフローチャートである。図１７におけるＳ４０１乃至Ｓ４０４の動作は、図１４におけるＳ３０１乃至Ｓ３０４の動作と同様である。すなわち、ナビゲーション装置２００内の制御部１０２は、車線認識装置１００内の車線特定部２２からの走行車線絶対位置を取得し（Ｓ４０１）。次に、ＧＰＳ受信部５０からのＧＰＳ信号と、自律航法センサ６０からの車速パルスの出力間隔と、自律航法センサ６０からの車両の方位とに基づいて、車両の実空間上の絶対位置（車両絶対位置）を算出する（Ｓ４０２）。次に、制御部１０２は、ＨＤＤ２６に対して、車両絶対位置の周辺の所定範囲に対応する図葉の地図データに含まれる道路情報の読み出しを指示し、この指示によって読み出され、バッファメモリ１０４に記憶された道路情報を読み出し、取得する（Ｓ４０３）。更に、制御部１０２は、取得した各道路情報内の始点ノードと終点ノードとを結んだリンクのうち、走行車線絶対位置に最も近いリンクを特定する（Ｓ４０４）。
【００６８】
次に、制御部１０２は、Ｓ４０４において特定したリンクとＳ４０２において算出した車両絶対位置との距離を算出する（Ｓ４０５）。具体的には、図１６に示す、走行車線絶対位置と車線に対応するリンクとの距離の算出と同様、車両絶対位置から始点ノードと終点ノードとを結んだリンクに対して当該リンクに垂直な線を引いた場合に、当該線の長さが車両絶対位置と車線に対応するリンクとの距離となる。
【００６９】
次に、制御部１０２は、算出した距離の分だけ、車両絶対位置をＳ４０４において特定したリンクの側に移動させることにより、Ｓ４０２において算出した車両絶対位置を補正する（Ｓ４０６）。
【００７０】
上述した補正により、車両絶対位置をリンク上とすることができ、Ｓ４０２において、ＧＰＳ信号や車速パルスの出力間隔に基づいて算出した車両絶対位置の誤差を解消することが可能となる。
【００７１】
なお、上述した実施形態では、車線認識装置１００とナビゲーション装置２００の双方が車両絶対位置を算出したが、一方の装置のみが車両絶対位置を算出し、他方の装置は、この一方の装置によって算出された車両絶対位置を取得して利用するようにしてもよい。
【００７２】
また、上述した実施形態では、路面表示情報や道路情報を含む地図データは、ＨＤＤ２６内のハードディスク２８に記憶されているが、地図データの記録媒体は、ハードディスク２８に限られず、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等であってもよく、記録媒体に応じたドライブが用意される。また、通信により車両の外部から地図データを取得することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上、説明したように、本発明に係る車線認識装置は、車両が走行している車線の特定の確実性を向上させることができ、車線認識装置として有用である。また、本発明に係るナビゲーション装置は、車両が走行している車線に応じた処理を行うことができ、ナビゲーション装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態に係る車線認識装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示す図である。
【図３】車線認識装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】撮影画像の一例を示す図である。
【図５】俯瞰画像の一例を示す図である。
【図６】特徴部位のみからなる俯瞰画像の一例を示す図である。
【図７】路面表示情報の一例を示す図である。
【図８】俯瞰画像における特徴部位の代表点の一例を示す図である。
【図９】俯瞰画像における白線以外の路面表示に対応する特徴部位の一例を示す図である。
【図１０】白線に対応する特徴部位のみからなる俯瞰画像の一例を示す図である。
【図１１】車線特定部による走行車線絶対位置特定の動作を示すフローチャートである。
【図１２】俯瞰画像における車線領域の一例を示す図である。
【図１３】俯瞰画像における座標特定の一例を示す図である。
【図１４】ナビゲーション装置の走行車線絶対位置に基づく第１の動作を示すフローチャートである。
【図１５】道路情報の一例を示す図である。
【図１６】走行車線絶対位置と車線に対応するリンクとの距離の算出の一例を示す図である。
【図１７】ナビゲーション装置の走行車線絶対位置に基づく第２の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１１  カメラ
１２  特徴抽出部
１４  車両絶対位置算出部
１６  白線以外路面表示情報取得部
１８  不要特徴削除部
２０  白線認識部
２２  車線特定部
２６  ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）
２８  ハードディスク
３０  操作部
５０  ＧＰＳ受信部
６０  自律航法センサ
７０  ディスプレイ
８０  スピーカ
１００  車線認識装置
１０２  制御部
１０４  バッファメモリ
１０６  地図描画部
１０８  操作画面・マーク発生部
１１０  誘導経路記憶部
１１２  誘導経路描画部
１１４  案内処理部
１１８  画像合成部
２００  ナビゲーション装置
【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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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