オフセット補正装置およびオフセット補正方法
【課題】ＧＰＳや地図データに頼らなくても、車両の走行中に角速度センサのオフセット値を正しく補正することを可能にする「オフセット補正装置およびオフセット補正方法」を提供する。
【解決手段】車載カメラ１４０により複数回にわたって撮影される複数の車両周囲画像のそれぞれについて、直線状の被写体画像部分が含まれているか否かを直線判定部２４０にて判定し、含まれている場合には、当該複数の車両周囲画像に含まれている複数の直線状の被写体画像部分の類似度を直進判定部３００にて算出し、当該類似度が所定値以上である場合、車両が直進走行していると判定することにより、画像認識処理によって、角速度センサ１６０のオフセット値を補正可能な状態である車両の直進走行状態（角速度センサの出力が理論上ゼロである状態）を検出できるようにする。
【解決手段】車載カメラ１４０により複数回にわたって撮影される複数の車両周囲画像のそれぞれについて、直線状の被写体画像部分が含まれているか否かを直線判定部２４０にて判定し、含まれている場合には、当該複数の車両周囲画像に含まれている複数の直線状の被写体画像部分の類似度を直進判定部３００にて算出し、当該類似度が所定値以上である場合、車両が直進走行していると判定することにより、画像認識処理によって、角速度センサ１６０のオフセット値を補正可能な状態である車両の直進走行状態（角速度センサの出力が理論上ゼロである状態）を検出できるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフセット補正装置およびオフセット補正方法に関し、例えば、車両に搭載される角速度センサのオフセット値を補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車載用のナビゲーション装置では、自立航法センサやＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機などを用いて車両の現在位置を検出し、その近傍の地図データを記録媒体から読み出して画面上に表示する。そして、画面上の所定箇所に自車位置を示す自車位置マークを重ね合わせて表示することにより、車両が現在どこを走行しているのかを一目で分かるようにしている。
【０００３】
自立航法センサは、所定走行距離毎に１個のパルスを出力して車両の移動距離を検出する車速センサ（距離センサ）と、車両の回転角度（移動方位）を検出する振動ジャイロ等の角速度センサとを含んでいる。自立航法センサは、これらの車速センサおよび角速度センサによって車両の相対位置および相対方位を検出するようになっている。
【０００４】
ここで、角速度センサは、車両の走行中および停止中を問わず、周辺温度の影響を受けて幾らかの出力（オフセット）が発生する。このオフセット出力は経時的に累積するという性質を有するため、角速度センサは、実際の角速度からずれた角速度を検出してしまうことになる。したがって、角速度センサの正確なオフセット値を常に求め、角速度センサの出力値を補正する必要がある。
【０００５】
そこで、一般的には、角速度センサは、車両が停止している状態（角速度センサの出力が理論上ゼロである状態）での出力値をオフセット値（基準電圧値）として算出し、角速度センサからの出力値とオフセット値との差分に基づき所定の演算を行うことによって車両の角速度を求めている。
【０００６】
また、車両の走行中に角速度センサのオフセット値を補正できるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。具体的には、ＧＰＳ受信機により絶対方位として得られるＧＰＳ方位と、角速度センサにより得られる角速度から計算されるジャイロ方位とを比較し、それらが一致するように角速度センサのオフセット値を求めている。
【特許文献１】特開平６−２６８６５号公報
【０００７】
さらに、ＧＰＳ受信機に代えて地図データを利用して、車両の走行中に角速度センサのオフセット値を補正できるようにした技術も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。具体的には、道路データを参照して車両が走行中である可能性が高いと推測された道路が所定の条件を満たした場合、車両が直進走行している状態（すなわち、角速度センサの出力が理論上ゼロである状態）と判断することにより、そのときの角速度センサの出力値をオフセット値として算出している。
【特許文献２】特開平９−１５２３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ＧＰＳ電波を受信できない場合や、測位環境が悪くマルチパスの影響がある場合などには、角速度センサのオフセット値を補正できないという問題があった。また、特許文献２に記載の技術では、地図データが存在しない場所（例えば、駐車場）を走行している場合などには、角速度センサのオフセット値を補正できないという問題があった。さらに、特許文献２の技術では、地図データが間違っている場合、地図データが合っていても車線変更や蛇行運転した場合には、角速度センサのオフセット値を誤って補正してしまうという問題があった。
【０００９】
以上のように、オフセット値を補正できない時間が長時間に及ぶと、周囲温度の変化によりオフセット値の誤差が大きくなってしまう。また、オフセット値を誤って補正した場合も、オフセット値の誤差が大きくなる。角速度センサのオフセット値の誤差が大きくなると、自立航法の誤差が累積し、自立航法により計測される自車位置が本来の正しい自車位置から大きくずれてしまうことになる。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、ＧＰＳや地図データに頼らなくても、車両の走行中に角速度センサのオフセット値を正しく補正することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した課題を解決するために、本発明では、車載カメラにより複数回にわたって撮影される複数の車両周囲画像のそれぞれについて、直線状の被写体画像部分が含まれているか否かを判定し、含まれている場合には、当該複数の車両周囲画像に含まれている複数の直線状の被写体画像部分の類似度を算出する。そして、当該算出した類似度が所定値以上である場合、車両が直進走行していると判定し、角速度センサの出力を用いて当該角速度センサのオフセット値を補正するようにしている。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した本発明によれば、複数の車両周囲画像に含まれる複数の直線状の被写体画像部分の類似度が算出され、当該類似度に基づいて車両が直進走行している（すなわち、角速度センサの出力が理論上ゼロである状態）か否かが判定されるため、ＧＰＳや地図データに頼らなくても車両が直進走行していることを検出することができる。これにより、例えばＧＰＳ測位環境が悪い場合や、地図データが存在しない場所を走行している場合などでも、車両の走行中に角速度センサのオフセット値を補正することができる。また、地図データが間違っている場合や、地図データが合っていても車線変更や蛇行運転した場合にも、角速度センサのオフセット値を誤って補正してしまうことをなくすことができる。よって、自立航法の測位精度ひいては自車位置の測位精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態によるオフセット補正装置１００を備えた車載システム１２０の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、車載システム１２０は、オフセット補正装置１００の他に、撮像部１４０および角速度センサ１６０を備えて構成されている。
【００１４】
撮像部１４０は、車両の左に設置された１つの車載カメラ（魚眼レンズを用いたカメラ）からなる。具体的には、撮像部１４０は、車両の左側方を撮影するための左サイドカメラを備えて構成されている。なお、撮像部１４０の車載カメラで撮影したい範囲は、車両周辺の路面上の白線が写る範囲である。そのため、車載カメラは、その撮影範囲に路面上の白線が含まれるような姿勢で車両に設置される。撮像部１４０は、車両の左周辺を車両周囲画像（左サイドビュー画像）として所定のタイムインターバル（複数枚の画像を撮影する時間間隔）で撮影し、当該車両周囲画像を示す車両周囲画像データをオフセット補正装置１００に出力する。
【００１５】
角速度センサ１６０は、車両の走行に伴って変化する角速度を検出する。また、角速度センサ１６０は、検出した角速度を積分して一定時間ごとに車両の回転角度（移動方位）を出力する。
【００１６】
次に、オフセット補正装置１００の内部構成について説明する。オフセット補正装置１００は、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像を用いて、車両に搭載される角速度センサ１６０のオフセット値を補正するものである。また、オフセット補正装置１００は、画像入力部２００、パターン記憶部２２０、直線判定部２４０、記憶制御部２６０、画像記憶部２８０、直進判定部３００、オフセット測定部３２０、補正部３４０およびオフセット情報記憶部３６０を備えて構成されている。
【００１７】
画像入力部２００は、撮像部１４０により所定のタイムインターバル毎に撮影された車両周囲画像データを逐次入力する。また、画像入力部２００は、入力した車両周囲画像データを直線判定部２４０に逐次出力する。また、画像入力部２００は、入力した車両周囲画像データを直進判定部３００に必要に応じて出力する。
【００１８】
パターン記憶部２２０は、直線状の被写体（本実施形態では、路面上の白線）を表した複数のパターンデータを記憶する記憶部である。具体的には、パターン記憶部２２０は、撮像部１４０を備えた車両と路面上の白線との所定距離毎（例えば、５０ｃｍ毎）に、車両が路面上の白線に対して平行に走行している場合に撮像部１４０が車両周辺を撮影したときに車両周囲画像に写るであろう白線を表したパターンデータ（撮像部１４０を構成するカメラの歪特性に考慮して生成されたデータ）を記憶している。
【００１９】
直線判定部２４０は、画像入力部２００より逐次出力された車両周囲画像データのそれぞれについて、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを画像認識処理により判定する。具体的には、直線判定部２４０は、第１類似度算出部４００および第１判定部４２０を備えて構成されている。
【００２０】
第１類似度算出部４００は、画像入力部２００より出力された車両周囲画像データを入力する。また、第１類似度算出部４００は、入力した車両周囲画像データを構成する各画素の輝度値に基づいて、隣接する画素間の輝度差が所定値より大きくなるエッジを抽出する。ここで、車両周囲画像内の複数箇所にエッジが存在すれば、第１類似度算出部４００はそれら複数のエッジを抽出する。これらのエッジは、車両周囲画像内に写っている何らかの被写体画像部分に相当する。
【００２１】
また、第１類似度算出部４００は、抽出した各エッジの被写体画像部分とパターン記憶部２２０に記憶されている各種パターンデータとの類似度をそれぞれ算出する。具体的には、第１類似度算出部４００は、エッジとして抽出した被写体画像部分の形状とパターンデータの形状との一致度合いからそれらの類似度を算出する。
【００２２】
第１判定部４２０は、第１類似度算出部４００により算出された類似度が所定値以上となった被写体画像部分とパターンデータとの組み合わせが存在するか否かを判定し、存在すると判定した場合、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像の中に直線状の被写体画像部分が存在すると判定する。ここで言う直線状の被写体画像部分とは、パターンデータと略一致する白線の画像部分である。また、第１判定部４２０は、第１類似度算出部４００により各エッジの被写体画像部分について算出された類似度が何れも所定値未満の場合、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像の中に直線状の被写体画像部分が存在しないと判定する。
【００２３】
第１判定部４２０は、直線状の被写体画像部分（白線画像部分）が存在すると判定した場合、直線状の被写体画像部分が存在する旨を示す直線存在通知情報を記憶制御部２６０および直進判定部３００に出力する。この直線存在通知情報を受けて、記憶制御部２６０は、当該直線状の被写体画像部分を第１類似度算出部４００から取得し、基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させる。
【００２４】
直進判定部３００は、第１判定部４２０から出力された直線存在通知情報を受けて、車両が直進走行しているか否かについて判定する。具体的には、直進判定部３００は、第２類似度算出部４４０および第２判定部４６０を備えて構成される。
【００２５】
第２類似度判定部４４０は、第１判定部４２０から直線存在通知情報を受けた後、画像入力部２００から車両周囲画像データを逐次入力する。ここで入力する車両周囲画像データは、直線判定部２４０が直線状の被写体画像部分の存在を確認した車両周囲画像の撮影タイミングよりも後のタイミングで撮像部１４０により撮影された画像データである。第２類似度算出部４４０は、入力した車両周囲画像データに対して、第１類似度算出部４００と同様のエッジ抽出処理を行う。
【００２６】
また、第２類似度算出部４４０は、抽出した各エッジの被写体画像部分と画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データ（直線状の被写体画像部分）との類似度を算出する。具体的には、第２類似度算出部４４０は、エッジとして抽出した被写体画像部分の形状と基準画像データの形状との一致度合いから類似度を算出する。
【００２７】
第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上となった被写体画像部分と基準画像データとの組み合わせが存在するか否かを判定し、存在すると判定した場合、車両が直進走行していると判定する。すなわち、前のタイミングで撮影した車両周囲画像から抽出して画像記憶部２８０に記憶した直線状の被写体画像部分と略一致する被写体画像部分が今回撮影した車両周囲画像にも含まれているということは、直線状の白線と車両との位置関係がほぼ変わっていないということなので、車両が直進走行していると判定できる。この場合、第２判定部４６０は、車両が直進走行している旨を示す直進判定通知情報をオフセット測定部３２０に出力する。一方、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により各エッジの被写体画像部分について算出された類似度が何れも所定値未満の場合、車両が直進走行していないと判定する。
【００２８】
なお、直線状の被写体画像部分（白線画像部分）を画像記憶部２８０に記憶するときに車両周囲画像内における白線画像部分の位置も記憶しておけば、第２類似度算出部４４０は、車両周囲画像の全領域ではなく、記憶しておいた位置を含む部分領域だけを対象としてエッジ抽出することができる。つまり、部分領域だけを対象として抽出したエッジと、画像記憶部２８０に記憶しておいた直線状の被写体画像部分との類似度だけ判定すれば良くなる。そして、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上となったか否かを判定し、所定値以上であると判定した場合、車両が直進走行していると判定する。
【００２９】
オフセット測定部３２０は、第２判定部４６０から直進判定通知情報を入力した場合、角速度センサ１６０の出力値をオフセット値として測定する。また、オフセット測定部３２０は、測定した角速度センサ１６０のオフセット値をオフセット情報として補正部３４０に出力する。
【００３０】
補正部３４０は、オフセット測定部３２０により出力されたオフセット情報をそれまでオフセット情報記憶部３６０に記憶されていたオフセット情報に代えて記憶させる。なお、角速度センサ１６０は、角速度センサ１６０からの出力値とオフセット情報記憶部３６０に記憶されているオフセット情報により示されるオフセット値との差分に基づき所定の演算を行うことによって車両の角速度を求めている。
【００３１】
次に、第１の実施形態によるオフセット補正装置１００が、車両に搭載される角速度センサ１６０のオフセット値を補正する様子を説明する。図２は、第１の実施形態によるオフセット補正装置１００が角速度センサ１６０のオフセット値を補正する様子を説明する図である。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、オフセット補正装置１００を備えた車両８００が道路５００を道路進行方向５２０に沿って走行している。このとき、車両８００が備える撮像部１４０（図２（ａ）では、左サイドカメラ）は、道路５００上の白線５６０を含む領域を車両周囲画像（左サイドビュー画像）として撮影し、当該車両周囲画像を示す車両周囲画像データをオフセット補正装置１００に出力する。オフセット補正装置１００の画像入力部２００は、撮像部１４０より出力された車両周囲画像データを入力する。
【００３３】
図２（ｂ）は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データ５８０を示す図である。図２（ｂ）に示すように車両周囲画像データ５８０に写る白線５６０は、たる型に歪曲し、特にその中心部は歪みが著しい。この歪みは、撮像部１４０（左サイドカメラ）に設けられた魚眼レンズ等、撮像系の機構に起因して生ずる。
【００３４】
次に、第１類似度算出部４００は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データ５８０に対して上述した画像認識処理（エッジ抽出処理）を行い、白線５６０を含む各エッジ（被写体画像部分）を検出する。なお、車両周囲画像データ５８０には白線５６０のエッジのみを図示しているが、これ以外の被写体画像部分として他のエッジが存在する場合もある。なお、図２（ｃ）は、パターン記憶部２２０に記憶されている複数のパターンデータのうち、第１類似度算出部４００により抽出された白線５６０のエッジ形状に近いパターンデータ６００を図示している。
【００３５】
次に、第１類似度算出部４００は、図２（ｃ）に示すように、検出した各エッジ（被写体画像部分）の形状とパターン記憶部２２０に記憶されているパターンデータ６００の形状との一致度合いからそれらの類似度を算出する。
【００３６】
次に、第１判定部４２０は、第１類似度算出部４００により各被写体画像部分について算出された類似度の中に所定値以上のものがあるか否かを判定する。第１判定部４２０は、所定値以上のものがあると判定した場合、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像５８０の中に直線状の被写体画像部分が存在すると判定する。図２の説明では、第１判定部４２０は、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像５８０について直線状の被写体画像部分として白線５６０が存在すると判定する。このとき、第１判定部４２０は、直線存在通知情報を記憶制御部２６０および直進判定部３００に出力する。
【００３７】
次に、記憶制御部２６０は、第１判定部４２０から出力された直線存在通知情報を受けて、直線状の被写体画像部分（白線５６０）を第１類似度算出部４００から取得し、基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させる。また、直進判定部３００は、第１判定部４２０から出力された直線存在通知情報を受けて、車両８００が直進走行しているか否かについての判定処理を開始する。
【００３８】
図２（ｄ）は、車両８００が、図２（ａ）における車両８００の位置から撮影のタイムインターバル後に所定距離（例えば、１０[ｍ]）だけ直進走行した様子を示している。このとき、車両８００が備える撮像部１４０（左サイドカメラ）は、道路５００上の白線６２０を含む領域を車両周囲画像（左サイドビュー画像）として撮影し、当該車両周囲画像を示す車両周囲画像データ６４０をオフセット補正装置１００に出力する。オフセット補正装置１００の画像入力部２００は、撮像部１４０より出力された車両周囲画像データ６４０を入力する。
【００３９】
次に、直進判定部３００が備える第２類似度算出部４４０は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データ６４０に対して上述した画像認識処理（エッジ抽出処理）を行い、白線６２０を含む各エッジ（被写体画像部分）を検出する。次に、第２類似度算出部４４０は、検出した各エッジ（被写体画像部分）の形状と画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データの形状との一致度合いからそれらの類似度を算出する。
【００４０】
次に、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により各エッジの被写体画像部分について算出された類似度の中に所定値以上のものがあるか否かを判定する。あると判定した場合、車両８００が直進走行していると判定する。図２（ｄ）の説明では、車両周囲画像６４０における白線６２０の形状が画像記憶部２８０に記憶した基準画像データの形状、つまり図２（ｂ）の車両周囲画像５８０における白線５６０の形状とほぼ一致するため（すなわち、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上であるため）、第２判定部４６０は、車両８００が直進走行していると判定する。この場合に第２判定部４６０は、直進判定通知情報をオフセット測定部３２０に出力する。
【００４１】
次に、オフセット測定部３２０は、第２判定部４６０から出力される直進判定通知情報を受けて、角速度センサ１６０の出力値をオフセット値として測定し、当該オフセット値を示すオフセット情報を補正部３４０に出力する。最後に、補正部３４０は、オフセット測定部３２０により出力されたオフセット情報をそれまでオフセット情報記憶部３６０に記憶されていたオフセット情報に代えて記憶させる。
【００４２】
なお、図２（ｄ）の後も、直進判定部３００は、所定のタイムインターバル後に撮像部１４０により撮影された車両周囲画像データを入力して、同様の直進判定処理を行う。このような直進判定処理を、車両が直進していないと判定するまで繰り返す。この一連の直進判定処理を行っている間、直線判定部２４０は直線判定処理を一時的に中止する。これにより、直進判定部３００が直進判定処理を行っている間は、画像記憶部２８０に記憶される基準画像データは、直線状の被写体画像部分を直線判定部２４０が最初に検出したときのもの（白線５６０）に固定されている。
【００４３】
なお、直進判定部３００が一連の直進判定処理を行っている間も、直線判定部２４０の直線判定処理を行うようにしても良い。この場合は、画像記憶部２８０に記憶される基準画像データはその都度更新される。これにより、直進判定部３００は、常に今回撮影された車両周囲画像データと前回撮影された車両周囲画像データとで類似度を判定することになる。
【００４４】
図２（ｅ）は、車両８００が、図２（ａ）における車両８００の位置から撮影のタイムインターバル後に所定距離（例えば、１０[ｍ]）だけ進む間に車線変更（または蛇行）した様子を示している。このとき、車両８００が備える撮像部１４０（左サイドカメラ）は、道路５００上の白線６２０を含む領域を車両周囲画像（左サイドビュー画像）として撮影し、当該車両周囲画像を示す車両周囲画像データ６６０をオフセット補正装置１００に出力する。オフセット補正装置１００の画像入力部２００は、撮像部１４０より出力された車両周囲画像データ６６０を入力する。
【００４５】
次に、直進判定部３００が備える第２類似度算出部４４０は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データ６６０に対して上述した画像認識処理（エッジ抽出処理）を行い、白線６２０を含む各エッジ（被写体画像部分）を検出する。次に、第２類似度算出部４４０は、検出した各エッジ（被写体画像部分）の形状と画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データの形状との一致度合いからそれらの類似度を算出する。
【００４６】
次に、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により各エッジの被写体画像部分について算出された類似度の中に所定値以上のものがあるか否かを判定する。あると判定した場合、車両８００が直進走行していると判定する。図２（ｅ）の説明では、車両周囲画像６６０における白線６２０の形状が画像記憶部２８０に記憶した基準画像データの形状、つまり図２（ｂ）の車両周囲画像５８０における白線５６０の形状と一致しないため（すなわち、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値未満であるため）、第２判定部４６０は、車両８００が直進走行していないと判定する。この場合、オフセット補正装置１００は、車両８００に搭載される角速度センサ１６０のオフセット値を補正しない。
【００４７】
図２（ｆ）は、車両８００が、図２（ａ）における車両８００の位置から撮影のタイムインターバル後に所定距離（例えば、１０[ｍ]）だけ進む間にカーブ区間に差しかかった様子を示している。このとき、車両８００が備える撮像部１４０（左サイドカメラ）は、道路５００上の白線６２０を含む領域を車両周囲画像（左サイドビュー画像）として撮影し、当該車両周囲画像を示す車両周囲画像データ６８０をオフセット補正装置１００に出力する。オフセット補正装置１００の画像入力部２００は、撮像部１４０より出力された車両周囲画像データ６８０を入力する。
【００４８】
次に、直進判定部３００が備える第２類似度算出部４４０は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データ６８０に対して上述した画像認識処理（エッジ抽出処理）を行い、白線６２０を含む各エッジ（被写体画像部分）を検出する。次に、第２類似度算出部４４０は、検出した各エッジ（被写体画像部分）の形状と画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データの形状との一致度合いからそれらの類似度を算出する。
【００４９】
次に、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により各エッジの被写体画像部分について算出された類似度の中に所定値以上のものがあるか否かについて判定する。あると判定した場合、車両８００が直進走行していると判定する。図２（ｆ）の説明では、車両周囲画像６６０における白線６２０の形状が画像記憶部２８０に記憶した基準画像データの形状、つまり図２（ｂ）の車両周囲画像５８０における白線５６０の形状と一致しないため（すなわち、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値未満であるため）、第２判定部４６０は、車両８００が直進走行していないと判定する。この場合、オフセット補正装置１００は、車両８００に搭載される角速度センサ１６０のオフセット値を補正しない。
【００５０】
次に、第１の実施形態におけるオフセット補正装置１００の動作について説明する。図３は、第１の実施形態によるオフセット補正装置１００の動作例を示すフローチャート図である。図３におけるステップＳ１００の処理は、例えば、車両のイグニッションキー（図示せず）がユーザによって操作されてオフセット補正装置１００に電源が投入されることにより開始する。
【００５１】
まず、画像入力部２００は、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像データを１枚入力する（ステップＳ１００）。次に、第１類似度算出部４００は、画像入力部２００により入力した車両周囲画像データに対して画像認識を行うことでエッジ（被写体画像部分）を検出し、当該検出した各エッジとパターン記憶部２２０に記憶されている各パターンデータとの類似度を算出する（ステップＳ１２０）。
【００５２】
次に、第１判定部４２０は、第１類似度算出部４００により算出された類似度が所定値以上の被写体画像部分が車両周囲画像内にあるか否かについて判定する（ステップＳ１４０）。もし、第１類似度算出部４００により算出された類似度が所定値以上の被写体画像部分が存在しないと第１判定部４２０にて判定した場合（ステップＳ１４０にてＮＯ）、オフセット補正装置１００は、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたか否かについて判定する（ステップＳ２６０）。
【００５３】
もし、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ２６０にてＹＥＳ）、オフセット補正装置１００は、図３における処理を終了する。一方、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されていないとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ２６０にてＮＯ）、処理はステップＳ１００に遷移する。
【００５４】
一方、第１類似度算出部４００により算出された類似度が所定値以上の被写体画像部分が存在すると第１判定部４２０にて判定した場合（ステップＳ１４０にてＹＥＳ）、記憶制御部２６０は、類似度が所定値以上になっている直線状の被写体画像部分を基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させる（ステップＳ１６０）。なお、ここでは、車両周囲画像データ内における直線状の被写体画像部分の位置情報もあわせて記憶するものとする。
【００５５】
次に、画像入力部２００は、次のタイムインターバル後に撮像部１４０により撮影された車両周囲画像データを１枚入力する（ステップＳ１８０）。そして、第２類似度算出部４４０は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データに対して画像認識を行うことでエッジ（被写体画像部分）を検出し、当該検出したエッジと画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データとの類似度を算出する（ステップＳ２００）。ここでは、第２類似度算出部４４０は、画像記憶部２８０に記憶されている位置情報をもとに、当該位置を含む部分領域のみからエッジを抽出し、基準画像データの類似度を算出する。
【００５６】
次に、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上であるか否かについて判定する（ステップＳ２２０）。もし、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上でない（すなわち、車両が直進走行していない）と第２判定部４４０にて判定した場合（ステップＳ２２０にてＮＯ）、処理はステップＳ２６０に遷移する。
【００５７】
一方、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上である（すなわち、車両が直進走行している）と第２判定部４４０にて判定した場合（ステップＳ２２０にてＹＥＳ）、オフセット測定部３２０は、角速度センサ１６０の出力値をオフセット値として測定し、当該オフセット値を示すオフセット情報を補正部３４０に出力する。補正部３４０は、オフセット測定部３２０により出力されたオフセット情報をそれまでオフセット情報記憶部３６０に記憶されていたオフセット情報に代えて記憶させる（ステップＳ２４０）。
【００５８】
次に、オフセット補正装置１００は、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたか否かについて判定する（ステップＳ２８０）。もし、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されていないとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ２８０にてＮＯ）、処理はステップＳ１８０に遷移する。一方、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ２８０にてＹＥＳ）、オフセット補正装置１００は、図３における処理を終了する。
【００５９】
以上詳しく説明したように、第１の実施形態では、パターン記憶部２２０にあらかじめ記憶されているパターンデータを用いて、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像内に直線状の被写体画像部分（白線）が存在するか否かを判定する。そして、存在すると判定した場合、その後に撮影される車両周囲画像に含まれる被写体画像部分（白線）と最初に検出した直線状の被写体画像部分との類似度を算出し、当該類似度に基づいて車両が直進走行している（すなわち、角速度センサ１６０の出力が理論上ゼロである状態）か否かを判定するようにしている。
【００６０】
これにより、例えばＧＰＳ測位環境が悪い場合や、地図データが存在しない場所を走行している場合などでも、車両の走行中に角速度センサ１６０のオフセット値を補正することができる。また、地図データが間違っている場合や地図データが合っていて車線変更や蛇行運転した場合にも、角速度センサ１６０のオフセット値を誤って補正してしまうことをなくすことができる。よって、自立航法の測位精度ひいては自車位置の測位精度を向上させることができる。
【００６１】
また、第１の実施形態では、第２判定部４６０により車両が直進走行していると判定されている間は、角度センサ１６０のオフセット値を繰り返し補正している。車両の直進走行が検出されている間に例えば１回のみオフセット値を補正するようにしても良いが、繰り返し補正することにより、角速度センサ１６０のオフセット誤差が経時的に累積することを防止することができる。
【００６２】
また、第１の実施形態によれば、撮像部１４０（車載カメラ）により撮影される複数の車両周囲画像を用いて、車両が直進走行している状態を判定しているため、比較的大きな測位誤差を有するＧＰＳ受信機により絶対方位として得られるＧＰＳ方位から車両が直進走行している状態を判定する従来技術に比べて、当該判定の精度を良くすることができる。
【００６３】
なお、第１の実施形態では、第１判定部４２０により直線状の被写体画像部分が存在すると判定された場合、記憶制御部２６０が、当該直線状の被写体画像部分を基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させる例について説明したが、パターン記憶部２４０に記憶されている直線状の被写体を表したパターンデータを基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させても良い。この場合、第２類似度算出部４４０は、検出した被写体画像部分と画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データ（パターンデータ）との類似度を算出する。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。図４は、第２の実施形態によるオフセット補正装置１００を備えた車載システム１２０の構成例を示すブロック図である。なお、図４において、図１に示した符号と同一の符号を付した構成要素は同様の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。
【００６５】
第２の実施形態においては、オフセット補正装置１００は、図１のパターン記憶部２２０の代わりにマッピングテーブル記憶部４８０を備えている。また、第２の実施形態においては、オフセット補正装置１００の直線判定部２４０は、第１類似度算出部４００、第１判定部４２０の代わりに歪補正部５００、直線検出部５２０を備えている。第２の実施形態は、撮像部１４０により撮影される車両周囲画像について、撮像部１４０のレンズ歪による画像のゆがみを補正し、当該補正された車両周囲画像について、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを画像認識処理により判定する点に特徴がある。
【００６６】
マッピングテーブル記憶部４８０は、撮像部１４０により撮影される車両周囲画像について、撮像部１４０のレンズ歪による画像のゆがみを補正する際に用いられるマッピングテーブルを記憶する。マッピングテーブルは、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像の画素位置と、レンズ歪による画像のゆがみが補正された車両周囲画像の画素位置との対応関係を記載したテーブルであり、撮影された車両周囲画像のある画素が補正後の車両周囲画像のどの画素に対応するかを示したものである。
【００６７】
歪補正部５００は、画像入力部２００により出力された車両周囲画像データをメモリ（図示せず）に格納し、マッピングテーブル記憶部４８０に記憶されているマッピングテーブルを用いて、その車両周囲画像データ上の各画素の移動を行ってレンズ歪による影響を補正する。歪補正部５００は、歪補正した車両周囲画像データを直線検出部５２０に出力する。
【００６８】
直線検出部５２０は、歪補正部５００により出力された車両周囲画像データを入力する。また、直線検出部５２０は、入力した車両周囲画像データに対して、例えば、公知のＨｏｕｇｈ変換を行うことにより、歪補正した車両周囲画像データ内から直線状の被写体画像部分を検出する。
【００６９】
なお、直線検出の手法としてＨｏｕｇｈ変換は単なる一例であり、これ以外の手法を用いても良い。例えば、直線検出部５２０は、歪補正部５００から入力した車両周囲画像データに対してエッジ抽出処理を行うことにより、車両周囲画像データ内からエッジを抽出する。そして、直線検出部５２０は、そのエッジを構成する画素が直線状に並んでいるか否かによって、そのエッジが直線状の被写体画像部分か否かを判定する。
【００７０】
直線検出部５２０は、車両周囲画像から直線状の被写体画像部分を検出できた場合、直線状の被写体画像部分が存在する旨を示す直線存在通知情報を記憶制御部２６０および直進判定部３００に出力する。記憶制御部２６０は、直線検出部５２０から直線存在通知情報を受けた場合、当該直線状の被写体画像部分で歪補正が施される前の画像データを歪補正部５００のメモリから取得し、基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させる。
【００７１】
次に、第２の実施形態におけるオフセット補正装置１００の動作について説明する。図５は、第２の実施形態によるオフセット補正装置１００の動作例を示すフローチャート図である。図５におけるステップＳ４００の処理は、例えば、車両のイグニッションキー（図示せず）がユーザによって操作されてオフセット補正装置１００に電源が投入されることにより開始する。
【００７２】
まず、画像入力部２００は、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像データを１枚入力する（ステップＳ４００）。次に、歪補正部５００は、画像入力部２００により入力した車両周囲画像データをメモリに格納し、マッピングテーブル記憶部４８０に記憶されているマッピングテーブルを用いて、その車両周囲画像データ上の各画素の移動を行ってレンズ歪による影響を補正する（ステップＳ４２０）。
【００７３】
次に、直線検出部５２０は、歪補正部５００により歪補正された車両周囲画像データに対してＨｏｕｇｈ変換を行うことにより、歪補正した車両周囲画像データ内から直線状の被写体画像部分を検出する（ステップＳ４４０）。もし、歪補正した車両周囲画像データ内から直線状の被写体画像部分を直線検出部５２０にて検出できなかった場合（ステップＳ４４０にてＮＯ）、オフセット補正装置１００は、車両のイグニッションキー（図示せず）がユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたか否かについて判定する（ステップＳ５６０）。
【００７４】
もし、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ５６０にてＹＥＳ）、オフセット補正装置１００は、図５における処理を終了する。一方、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されていないとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ５６０にてＮＯ）、処理はステップＳ４００に遷移する。
【００７５】
一方、歪補正した車両周囲画像内から直線状の被写体画像部分を直線検出部５２０にて検出できた場合（ステップＳ４４０にてＹＥＳ）、記憶制御部２６０は、当該直線状の被写体画像部分で歪補正が施される前の車両周囲画像データを歪補正部５００のメモリから取得し、基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させる（ステップＳ４６０）。なお、ここでは、歪補正が施される前の車両周囲画像データ内における直線状の被写体画像部分の位置情報もあわせて記憶するものとする。
【００７６】
次に、画像入力部２００は、次のタイムインターバル後に撮像部１４０により撮影された車両周囲画像データを１枚入力する（ステップＳ４８０）。そして、第２類似度算出部４４０は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データに対して画像認識を行うことでエッジ（被写体画像部分）を検出し、当該検出したエッジと画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データとの類似度を算出する（ステップＳ５００）。ここでは、第２類似度算出部４４０は、画像記憶部２８０に記憶されている位置情報をもとに、当該位置を含む部分領域のみからエッジを抽出し、基準画像データの類似度を算出する。
【００７７】
次に、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上であるか否かについて判定する（ステップＳ５２０）。もし、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上でない（すなわち、車両が直進走行していない）と第２判定部４４０にて判定した場合（ステップＳ５２０にてＮＯ）、処理はステップＳ５６０に遷移する。
【００７８】
一方、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上である（すなわち、車両が直進走行している）と第２判定部４４０にて判定した場合（ステップＳ５２０にてＹＥＳ）、オフセット測定部３２０は、角速度センサ１６０の出力値をオフセット値として測定し、当該オフセット値を示すオフセット情報を補正部３４０に出力する。補正部３４０は、オフセット測定部３２０により出力されたオフセット情報をそれまでオフセット情報記憶部３６０に記憶されていたオフセット情報に代えて記憶させる（ステップＳ５４０）。
【００７９】
次に、オフセット補正装置１００は、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたか否かについて判定する（ステップＳ５８０）。もし、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されていないとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ５８０にてＮＯ）、処理はステップＳ４８０に遷移する。一方、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ５８０にてＹＥＳ）、オフセット補正装置１００は、図５における処理を終了する。
【００８０】
以上詳しく説明したように、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、例えばＧＰＳ測位環境が悪い場合や、地図データが存在しない場所を走行している場合などでも、車両の走行中に角速度センサ１６０のオフセット値を補正することができる。また、地図データが間違っている場合や地図データが合っていて車線変更や蛇行運転した場合にも、角速度センサ１６０のオフセット値を誤って補正してしまうことをなくすことができる。よって、自立航法の測位精度ひいては自車位置の測位精度を向上させることができる。
【００８１】
また、第２の実施形態では、撮像部１４０により撮影される車両周囲画像データのゆがみを補正して、その車両周囲画像データ自身を用いて、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを判定している。ここで、撮像部１４０のレンズ歪による画像のゆがみを補正する際に用いられるマッピングテーブルは、撮像部１４０のレンズ歪の特性に対応したものが１つあれば十分である。
【００８２】
これに対して、第１の実施形態では、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを判定する際に用いるパターンデータは、撮像部１４０を備えた車両と路面上の白線との所定距離毎に複数必要である。つまり、第２の実施形態では、撮像部１４０により撮影される車両周囲画像について、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを判定するために予め登録しておく必要のある情報の記憶容量を第１の実施形態より減らすことができる。
【００８３】
なお、上記第１および第２の実施形態では、直線状の被写体画像部分が路面上の白線である例について説明したが、当該直線状の被写体画像部分は、直進走行している車両に平行な直線状のものであれば何でも良い。例えば、側溝、段差、ガードレールでも良い。この場合は、第１の実施形態では、これらのパターンデータを画像記憶部２８０に予め記憶しておく。
【００８４】
また、上記第１および第２の実施形態では、撮像部１４０が車両の左に設置された１つの車載カメラから構成される例について説明したが、撮像部１４０は、直線状の被写体画像部分を含む車両周囲画像を撮影することが可能な位置に設置された車載カメラから構成されれば良い。例えば、車両の前または後に設置された１つの車載カメラから構成されていても良い。
【００８５】
その他、上記第１および第２の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】第１の実施形態によるオフセット補正装置の構成例を説明するブロック図である。
【図２】第１の実施形態によるオフセット補正装置の動作の一例を説明する説明図である。
【図３】第１の実施形態によるオフセット補正装置の動作例を示すフローチャート図である。
【図４】第２の実施形態によるオフセット補正装置の構成例を説明するブロック図である。
【図５】第２の実施形態によるオフセット補正装置の動作例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００８７】
１００ オフセット補正装置
１４０ 撮像部
１６０ 角速度センサ
２２０ パターン記憶部
２４０ 直線判定部
２６０ 記憶制御部
２８０ 画像記憶部
３００ 直進判定部
３２０ オフセット測定部
３４０ 補正部
３６０ オフセット情報記憶部
４００ 第１類似度算出部
４２０ 第１判定部
４４０ 第２類似度判定部
４６０ 第２判定部
４８０ マッピングテーブル記憶部
５００ 歪補正部
５２０ 直線検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフセット補正装置およびオフセット補正方法に関し、例えば、車両に搭載される角速度センサのオフセット値を補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車載用のナビゲーション装置では、自立航法センサやＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機などを用いて車両の現在位置を検出し、その近傍の地図データを記録媒体から読み出して画面上に表示する。そして、画面上の所定箇所に自車位置を示す自車位置マークを重ね合わせて表示することにより、車両が現在どこを走行しているのかを一目で分かるようにしている。
【０００３】
自立航法センサは、所定走行距離毎に１個のパルスを出力して車両の移動距離を検出する車速センサ（距離センサ）と、車両の回転角度（移動方位）を検出する振動ジャイロ等の角速度センサとを含んでいる。自立航法センサは、これらの車速センサおよび角速度センサによって車両の相対位置および相対方位を検出するようになっている。
【０００４】
ここで、角速度センサは、車両の走行中および停止中を問わず、周辺温度の影響を受けて幾らかの出力（オフセット）が発生する。このオフセット出力は経時的に累積するという性質を有するため、角速度センサは、実際の角速度からずれた角速度を検出してしまうことになる。したがって、角速度センサの正確なオフセット値を常に求め、角速度センサの出力値を補正する必要がある。
【０００５】
そこで、一般的には、角速度センサは、車両が停止している状態（角速度センサの出力が理論上ゼロである状態）での出力値をオフセット値（基準電圧値）として算出し、角速度センサからの出力値とオフセット値との差分に基づき所定の演算を行うことによって車両の角速度を求めている。
【０００６】
また、車両の走行中に角速度センサのオフセット値を補正できるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。具体的には、ＧＰＳ受信機により絶対方位として得られるＧＰＳ方位と、角速度センサにより得られる角速度から計算されるジャイロ方位とを比較し、それらが一致するように角速度センサのオフセット値を求めている。
【特許文献１】特開平６−２６８６５号公報
【０００７】
さらに、ＧＰＳ受信機に代えて地図データを利用して、車両の走行中に角速度センサのオフセット値を補正できるようにした技術も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。具体的には、道路データを参照して車両が走行中である可能性が高いと推測された道路が所定の条件を満たした場合、車両が直進走行している状態（すなわち、角速度センサの出力が理論上ゼロである状態）と判断することにより、そのときの角速度センサの出力値をオフセット値として算出している。
【特許文献２】特開平９−１５２３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ＧＰＳ電波を受信できない場合や、測位環境が悪くマルチパスの影響がある場合などには、角速度センサのオフセット値を補正できないという問題があった。また、特許文献２に記載の技術では、地図データが存在しない場所（例えば、駐車場）を走行している場合などには、角速度センサのオフセット値を補正できないという問題があった。さらに、特許文献２の技術では、地図データが間違っている場合、地図データが合っていても車線変更や蛇行運転した場合には、角速度センサのオフセット値を誤って補正してしまうという問題があった。
【０００９】
以上のように、オフセット値を補正できない時間が長時間に及ぶと、周囲温度の変化によりオフセット値の誤差が大きくなってしまう。また、オフセット値を誤って補正した場合も、オフセット値の誤差が大きくなる。角速度センサのオフセット値の誤差が大きくなると、自立航法の誤差が累積し、自立航法により計測される自車位置が本来の正しい自車位置から大きくずれてしまうことになる。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、ＧＰＳや地図データに頼らなくても、車両の走行中に角速度センサのオフセット値を正しく補正することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した課題を解決するために、本発明では、車載カメラにより複数回にわたって撮影される複数の車両周囲画像のそれぞれについて、直線状の被写体画像部分が含まれているか否かを判定し、含まれている場合には、当該複数の車両周囲画像に含まれている複数の直線状の被写体画像部分の類似度を算出する。そして、当該算出した類似度が所定値以上である場合、車両が直進走行していると判定し、角速度センサの出力を用いて当該角速度センサのオフセット値を補正するようにしている。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した本発明によれば、複数の車両周囲画像に含まれる複数の直線状の被写体画像部分の類似度が算出され、当該類似度に基づいて車両が直進走行している（すなわち、角速度センサの出力が理論上ゼロである状態）か否かが判定されるため、ＧＰＳや地図データに頼らなくても車両が直進走行していることを検出することができる。これにより、例えばＧＰＳ測位環境が悪い場合や、地図データが存在しない場所を走行している場合などでも、車両の走行中に角速度センサのオフセット値を補正することができる。また、地図データが間違っている場合や、地図データが合っていても車線変更や蛇行運転した場合にも、角速度センサのオフセット値を誤って補正してしまうことをなくすことができる。よって、自立航法の測位精度ひいては自車位置の測位精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態によるオフセット補正装置１００を備えた車載システム１２０の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、車載システム１２０は、オフセット補正装置１００の他に、撮像部１４０および角速度センサ１６０を備えて構成されている。
【００１４】
撮像部１４０は、車両の左に設置された１つの車載カメラ（魚眼レンズを用いたカメラ）からなる。具体的には、撮像部１４０は、車両の左側方を撮影するための左サイドカメラを備えて構成されている。なお、撮像部１４０の車載カメラで撮影したい範囲は、車両周辺の路面上の白線が写る範囲である。そのため、車載カメラは、その撮影範囲に路面上の白線が含まれるような姿勢で車両に設置される。撮像部１４０は、車両の左周辺を車両周囲画像（左サイドビュー画像）として所定のタイムインターバル（複数枚の画像を撮影する時間間隔）で撮影し、当該車両周囲画像を示す車両周囲画像データをオフセット補正装置１００に出力する。
【００１５】
角速度センサ１６０は、車両の走行に伴って変化する角速度を検出する。また、角速度センサ１６０は、検出した角速度を積分して一定時間ごとに車両の回転角度（移動方位）を出力する。
【００１６】
次に、オフセット補正装置１００の内部構成について説明する。オフセット補正装置１００は、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像を用いて、車両に搭載される角速度センサ１６０のオフセット値を補正するものである。また、オフセット補正装置１００は、画像入力部２００、パターン記憶部２２０、直線判定部２４０、記憶制御部２６０、画像記憶部２８０、直進判定部３００、オフセット測定部３２０、補正部３４０およびオフセット情報記憶部３６０を備えて構成されている。
【００１７】
画像入力部２００は、撮像部１４０により所定のタイムインターバル毎に撮影された車両周囲画像データを逐次入力する。また、画像入力部２００は、入力した車両周囲画像データを直線判定部２４０に逐次出力する。また、画像入力部２００は、入力した車両周囲画像データを直進判定部３００に必要に応じて出力する。
【００１８】
パターン記憶部２２０は、直線状の被写体（本実施形態では、路面上の白線）を表した複数のパターンデータを記憶する記憶部である。具体的には、パターン記憶部２２０は、撮像部１４０を備えた車両と路面上の白線との所定距離毎（例えば、５０ｃｍ毎）に、車両が路面上の白線に対して平行に走行している場合に撮像部１４０が車両周辺を撮影したときに車両周囲画像に写るであろう白線を表したパターンデータ（撮像部１４０を構成するカメラの歪特性に考慮して生成されたデータ）を記憶している。
【００１９】
直線判定部２４０は、画像入力部２００より逐次出力された車両周囲画像データのそれぞれについて、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを画像認識処理により判定する。具体的には、直線判定部２４０は、第１類似度算出部４００および第１判定部４２０を備えて構成されている。
【００２０】
第１類似度算出部４００は、画像入力部２００より出力された車両周囲画像データを入力する。また、第１類似度算出部４００は、入力した車両周囲画像データを構成する各画素の輝度値に基づいて、隣接する画素間の輝度差が所定値より大きくなるエッジを抽出する。ここで、車両周囲画像内の複数箇所にエッジが存在すれば、第１類似度算出部４００はそれら複数のエッジを抽出する。これらのエッジは、車両周囲画像内に写っている何らかの被写体画像部分に相当する。
【００２１】
また、第１類似度算出部４００は、抽出した各エッジの被写体画像部分とパターン記憶部２２０に記憶されている各種パターンデータとの類似度をそれぞれ算出する。具体的には、第１類似度算出部４００は、エッジとして抽出した被写体画像部分の形状とパターンデータの形状との一致度合いからそれらの類似度を算出する。
【００２２】
第１判定部４２０は、第１類似度算出部４００により算出された類似度が所定値以上となった被写体画像部分とパターンデータとの組み合わせが存在するか否かを判定し、存在すると判定した場合、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像の中に直線状の被写体画像部分が存在すると判定する。ここで言う直線状の被写体画像部分とは、パターンデータと略一致する白線の画像部分である。また、第１判定部４２０は、第１類似度算出部４００により各エッジの被写体画像部分について算出された類似度が何れも所定値未満の場合、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像の中に直線状の被写体画像部分が存在しないと判定する。
【００２３】
第１判定部４２０は、直線状の被写体画像部分（白線画像部分）が存在すると判定した場合、直線状の被写体画像部分が存在する旨を示す直線存在通知情報を記憶制御部２６０および直進判定部３００に出力する。この直線存在通知情報を受けて、記憶制御部２６０は、当該直線状の被写体画像部分を第１類似度算出部４００から取得し、基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させる。
【００２４】
直進判定部３００は、第１判定部４２０から出力された直線存在通知情報を受けて、車両が直進走行しているか否かについて判定する。具体的には、直進判定部３００は、第２類似度算出部４４０および第２判定部４６０を備えて構成される。
【００２５】
第２類似度判定部４４０は、第１判定部４２０から直線存在通知情報を受けた後、画像入力部２００から車両周囲画像データを逐次入力する。ここで入力する車両周囲画像データは、直線判定部２４０が直線状の被写体画像部分の存在を確認した車両周囲画像の撮影タイミングよりも後のタイミングで撮像部１４０により撮影された画像データである。第２類似度算出部４４０は、入力した車両周囲画像データに対して、第１類似度算出部４００と同様のエッジ抽出処理を行う。
【００２６】
また、第２類似度算出部４４０は、抽出した各エッジの被写体画像部分と画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データ（直線状の被写体画像部分）との類似度を算出する。具体的には、第２類似度算出部４４０は、エッジとして抽出した被写体画像部分の形状と基準画像データの形状との一致度合いから類似度を算出する。
【００２７】
第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上となった被写体画像部分と基準画像データとの組み合わせが存在するか否かを判定し、存在すると判定した場合、車両が直進走行していると判定する。すなわち、前のタイミングで撮影した車両周囲画像から抽出して画像記憶部２８０に記憶した直線状の被写体画像部分と略一致する被写体画像部分が今回撮影した車両周囲画像にも含まれているということは、直線状の白線と車両との位置関係がほぼ変わっていないということなので、車両が直進走行していると判定できる。この場合、第２判定部４６０は、車両が直進走行している旨を示す直進判定通知情報をオフセット測定部３２０に出力する。一方、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により各エッジの被写体画像部分について算出された類似度が何れも所定値未満の場合、車両が直進走行していないと判定する。
【００２８】
なお、直線状の被写体画像部分（白線画像部分）を画像記憶部２８０に記憶するときに車両周囲画像内における白線画像部分の位置も記憶しておけば、第２類似度算出部４４０は、車両周囲画像の全領域ではなく、記憶しておいた位置を含む部分領域だけを対象としてエッジ抽出することができる。つまり、部分領域だけを対象として抽出したエッジと、画像記憶部２８０に記憶しておいた直線状の被写体画像部分との類似度だけ判定すれば良くなる。そして、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上となったか否かを判定し、所定値以上であると判定した場合、車両が直進走行していると判定する。
【００２９】
オフセット測定部３２０は、第２判定部４６０から直進判定通知情報を入力した場合、角速度センサ１６０の出力値をオフセット値として測定する。また、オフセット測定部３２０は、測定した角速度センサ１６０のオフセット値をオフセット情報として補正部３４０に出力する。
【００３０】
補正部３４０は、オフセット測定部３２０により出力されたオフセット情報をそれまでオフセット情報記憶部３６０に記憶されていたオフセット情報に代えて記憶させる。なお、角速度センサ１６０は、角速度センサ１６０からの出力値とオフセット情報記憶部３６０に記憶されているオフセット情報により示されるオフセット値との差分に基づき所定の演算を行うことによって車両の角速度を求めている。
【００３１】
次に、第１の実施形態によるオフセット補正装置１００が、車両に搭載される角速度センサ１６０のオフセット値を補正する様子を説明する。図２は、第１の実施形態によるオフセット補正装置１００が角速度センサ１６０のオフセット値を補正する様子を説明する図である。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、オフセット補正装置１００を備えた車両８００が道路５００を道路進行方向５２０に沿って走行している。このとき、車両８００が備える撮像部１４０（図２（ａ）では、左サイドカメラ）は、道路５００上の白線５６０を含む領域を車両周囲画像（左サイドビュー画像）として撮影し、当該車両周囲画像を示す車両周囲画像データをオフセット補正装置１００に出力する。オフセット補正装置１００の画像入力部２００は、撮像部１４０より出力された車両周囲画像データを入力する。
【００３３】
図２（ｂ）は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データ５８０を示す図である。図２（ｂ）に示すように車両周囲画像データ５８０に写る白線５６０は、たる型に歪曲し、特にその中心部は歪みが著しい。この歪みは、撮像部１４０（左サイドカメラ）に設けられた魚眼レンズ等、撮像系の機構に起因して生ずる。
【００３４】
次に、第１類似度算出部４００は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データ５８０に対して上述した画像認識処理（エッジ抽出処理）を行い、白線５６０を含む各エッジ（被写体画像部分）を検出する。なお、車両周囲画像データ５８０には白線５６０のエッジのみを図示しているが、これ以外の被写体画像部分として他のエッジが存在する場合もある。なお、図２（ｃ）は、パターン記憶部２２０に記憶されている複数のパターンデータのうち、第１類似度算出部４００により抽出された白線５６０のエッジ形状に近いパターンデータ６００を図示している。
【００３５】
次に、第１類似度算出部４００は、図２（ｃ）に示すように、検出した各エッジ（被写体画像部分）の形状とパターン記憶部２２０に記憶されているパターンデータ６００の形状との一致度合いからそれらの類似度を算出する。
【００３６】
次に、第１判定部４２０は、第１類似度算出部４００により各被写体画像部分について算出された類似度の中に所定値以上のものがあるか否かを判定する。第１判定部４２０は、所定値以上のものがあると判定した場合、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像５８０の中に直線状の被写体画像部分が存在すると判定する。図２の説明では、第１判定部４２０は、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像５８０について直線状の被写体画像部分として白線５６０が存在すると判定する。このとき、第１判定部４２０は、直線存在通知情報を記憶制御部２６０および直進判定部３００に出力する。
【００３７】
次に、記憶制御部２６０は、第１判定部４２０から出力された直線存在通知情報を受けて、直線状の被写体画像部分（白線５６０）を第１類似度算出部４００から取得し、基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させる。また、直進判定部３００は、第１判定部４２０から出力された直線存在通知情報を受けて、車両８００が直進走行しているか否かについての判定処理を開始する。
【００３８】
図２（ｄ）は、車両８００が、図２（ａ）における車両８００の位置から撮影のタイムインターバル後に所定距離（例えば、１０[ｍ]）だけ直進走行した様子を示している。このとき、車両８００が備える撮像部１４０（左サイドカメラ）は、道路５００上の白線６２０を含む領域を車両周囲画像（左サイドビュー画像）として撮影し、当該車両周囲画像を示す車両周囲画像データ６４０をオフセット補正装置１００に出力する。オフセット補正装置１００の画像入力部２００は、撮像部１４０より出力された車両周囲画像データ６４０を入力する。
【００３９】
次に、直進判定部３００が備える第２類似度算出部４４０は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データ６４０に対して上述した画像認識処理（エッジ抽出処理）を行い、白線６２０を含む各エッジ（被写体画像部分）を検出する。次に、第２類似度算出部４４０は、検出した各エッジ（被写体画像部分）の形状と画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データの形状との一致度合いからそれらの類似度を算出する。
【００４０】
次に、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により各エッジの被写体画像部分について算出された類似度の中に所定値以上のものがあるか否かを判定する。あると判定した場合、車両８００が直進走行していると判定する。図２（ｄ）の説明では、車両周囲画像６４０における白線６２０の形状が画像記憶部２８０に記憶した基準画像データの形状、つまり図２（ｂ）の車両周囲画像５８０における白線５６０の形状とほぼ一致するため（すなわち、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上であるため）、第２判定部４６０は、車両８００が直進走行していると判定する。この場合に第２判定部４６０は、直進判定通知情報をオフセット測定部３２０に出力する。
【００４１】
次に、オフセット測定部３２０は、第２判定部４６０から出力される直進判定通知情報を受けて、角速度センサ１６０の出力値をオフセット値として測定し、当該オフセット値を示すオフセット情報を補正部３４０に出力する。最後に、補正部３４０は、オフセット測定部３２０により出力されたオフセット情報をそれまでオフセット情報記憶部３６０に記憶されていたオフセット情報に代えて記憶させる。
【００４２】
なお、図２（ｄ）の後も、直進判定部３００は、所定のタイムインターバル後に撮像部１４０により撮影された車両周囲画像データを入力して、同様の直進判定処理を行う。このような直進判定処理を、車両が直進していないと判定するまで繰り返す。この一連の直進判定処理を行っている間、直線判定部２４０は直線判定処理を一時的に中止する。これにより、直進判定部３００が直進判定処理を行っている間は、画像記憶部２８０に記憶される基準画像データは、直線状の被写体画像部分を直線判定部２４０が最初に検出したときのもの（白線５６０）に固定されている。
【００４３】
なお、直進判定部３００が一連の直進判定処理を行っている間も、直線判定部２４０の直線判定処理を行うようにしても良い。この場合は、画像記憶部２８０に記憶される基準画像データはその都度更新される。これにより、直進判定部３００は、常に今回撮影された車両周囲画像データと前回撮影された車両周囲画像データとで類似度を判定することになる。
【００４４】
図２（ｅ）は、車両８００が、図２（ａ）における車両８００の位置から撮影のタイムインターバル後に所定距離（例えば、１０[ｍ]）だけ進む間に車線変更（または蛇行）した様子を示している。このとき、車両８００が備える撮像部１４０（左サイドカメラ）は、道路５００上の白線６２０を含む領域を車両周囲画像（左サイドビュー画像）として撮影し、当該車両周囲画像を示す車両周囲画像データ６６０をオフセット補正装置１００に出力する。オフセット補正装置１００の画像入力部２００は、撮像部１４０より出力された車両周囲画像データ６６０を入力する。
【００４５】
次に、直進判定部３００が備える第２類似度算出部４４０は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データ６６０に対して上述した画像認識処理（エッジ抽出処理）を行い、白線６２０を含む各エッジ（被写体画像部分）を検出する。次に、第２類似度算出部４４０は、検出した各エッジ（被写体画像部分）の形状と画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データの形状との一致度合いからそれらの類似度を算出する。
【００４６】
次に、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により各エッジの被写体画像部分について算出された類似度の中に所定値以上のものがあるか否かを判定する。あると判定した場合、車両８００が直進走行していると判定する。図２（ｅ）の説明では、車両周囲画像６６０における白線６２０の形状が画像記憶部２８０に記憶した基準画像データの形状、つまり図２（ｂ）の車両周囲画像５８０における白線５６０の形状と一致しないため（すなわち、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値未満であるため）、第２判定部４６０は、車両８００が直進走行していないと判定する。この場合、オフセット補正装置１００は、車両８００に搭載される角速度センサ１６０のオフセット値を補正しない。
【００４７】
図２（ｆ）は、車両８００が、図２（ａ）における車両８００の位置から撮影のタイムインターバル後に所定距離（例えば、１０[ｍ]）だけ進む間にカーブ区間に差しかかった様子を示している。このとき、車両８００が備える撮像部１４０（左サイドカメラ）は、道路５００上の白線６２０を含む領域を車両周囲画像（左サイドビュー画像）として撮影し、当該車両周囲画像を示す車両周囲画像データ６８０をオフセット補正装置１００に出力する。オフセット補正装置１００の画像入力部２００は、撮像部１４０より出力された車両周囲画像データ６８０を入力する。
【００４８】
次に、直進判定部３００が備える第２類似度算出部４４０は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データ６８０に対して上述した画像認識処理（エッジ抽出処理）を行い、白線６２０を含む各エッジ（被写体画像部分）を検出する。次に、第２類似度算出部４４０は、検出した各エッジ（被写体画像部分）の形状と画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データの形状との一致度合いからそれらの類似度を算出する。
【００４９】
次に、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により各エッジの被写体画像部分について算出された類似度の中に所定値以上のものがあるか否かについて判定する。あると判定した場合、車両８００が直進走行していると判定する。図２（ｆ）の説明では、車両周囲画像６６０における白線６２０の形状が画像記憶部２８０に記憶した基準画像データの形状、つまり図２（ｂ）の車両周囲画像５８０における白線５６０の形状と一致しないため（すなわち、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値未満であるため）、第２判定部４６０は、車両８００が直進走行していないと判定する。この場合、オフセット補正装置１００は、車両８００に搭載される角速度センサ１６０のオフセット値を補正しない。
【００５０】
次に、第１の実施形態におけるオフセット補正装置１００の動作について説明する。図３は、第１の実施形態によるオフセット補正装置１００の動作例を示すフローチャート図である。図３におけるステップＳ１００の処理は、例えば、車両のイグニッションキー（図示せず）がユーザによって操作されてオフセット補正装置１００に電源が投入されることにより開始する。
【００５１】
まず、画像入力部２００は、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像データを１枚入力する（ステップＳ１００）。次に、第１類似度算出部４００は、画像入力部２００により入力した車両周囲画像データに対して画像認識を行うことでエッジ（被写体画像部分）を検出し、当該検出した各エッジとパターン記憶部２２０に記憶されている各パターンデータとの類似度を算出する（ステップＳ１２０）。
【００５２】
次に、第１判定部４２０は、第１類似度算出部４００により算出された類似度が所定値以上の被写体画像部分が車両周囲画像内にあるか否かについて判定する（ステップＳ１４０）。もし、第１類似度算出部４００により算出された類似度が所定値以上の被写体画像部分が存在しないと第１判定部４２０にて判定した場合（ステップＳ１４０にてＮＯ）、オフセット補正装置１００は、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたか否かについて判定する（ステップＳ２６０）。
【００５３】
もし、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ２６０にてＹＥＳ）、オフセット補正装置１００は、図３における処理を終了する。一方、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されていないとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ２６０にてＮＯ）、処理はステップＳ１００に遷移する。
【００５４】
一方、第１類似度算出部４００により算出された類似度が所定値以上の被写体画像部分が存在すると第１判定部４２０にて判定した場合（ステップＳ１４０にてＹＥＳ）、記憶制御部２６０は、類似度が所定値以上になっている直線状の被写体画像部分を基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させる（ステップＳ１６０）。なお、ここでは、車両周囲画像データ内における直線状の被写体画像部分の位置情報もあわせて記憶するものとする。
【００５５】
次に、画像入力部２００は、次のタイムインターバル後に撮像部１４０により撮影された車両周囲画像データを１枚入力する（ステップＳ１８０）。そして、第２類似度算出部４４０は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データに対して画像認識を行うことでエッジ（被写体画像部分）を検出し、当該検出したエッジと画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データとの類似度を算出する（ステップＳ２００）。ここでは、第２類似度算出部４４０は、画像記憶部２８０に記憶されている位置情報をもとに、当該位置を含む部分領域のみからエッジを抽出し、基準画像データの類似度を算出する。
【００５６】
次に、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上であるか否かについて判定する（ステップＳ２２０）。もし、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上でない（すなわち、車両が直進走行していない）と第２判定部４４０にて判定した場合（ステップＳ２２０にてＮＯ）、処理はステップＳ２６０に遷移する。
【００５７】
一方、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上である（すなわち、車両が直進走行している）と第２判定部４４０にて判定した場合（ステップＳ２２０にてＹＥＳ）、オフセット測定部３２０は、角速度センサ１６０の出力値をオフセット値として測定し、当該オフセット値を示すオフセット情報を補正部３４０に出力する。補正部３４０は、オフセット測定部３２０により出力されたオフセット情報をそれまでオフセット情報記憶部３６０に記憶されていたオフセット情報に代えて記憶させる（ステップＳ２４０）。
【００５８】
次に、オフセット補正装置１００は、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたか否かについて判定する（ステップＳ２８０）。もし、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されていないとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ２８０にてＮＯ）、処理はステップＳ１８０に遷移する。一方、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ２８０にてＹＥＳ）、オフセット補正装置１００は、図３における処理を終了する。
【００５９】
以上詳しく説明したように、第１の実施形態では、パターン記憶部２２０にあらかじめ記憶されているパターンデータを用いて、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像内に直線状の被写体画像部分（白線）が存在するか否かを判定する。そして、存在すると判定した場合、その後に撮影される車両周囲画像に含まれる被写体画像部分（白線）と最初に検出した直線状の被写体画像部分との類似度を算出し、当該類似度に基づいて車両が直進走行している（すなわち、角速度センサ１６０の出力が理論上ゼロである状態）か否かを判定するようにしている。
【００６０】
これにより、例えばＧＰＳ測位環境が悪い場合や、地図データが存在しない場所を走行している場合などでも、車両の走行中に角速度センサ１６０のオフセット値を補正することができる。また、地図データが間違っている場合や地図データが合っていて車線変更や蛇行運転した場合にも、角速度センサ１６０のオフセット値を誤って補正してしまうことをなくすことができる。よって、自立航法の測位精度ひいては自車位置の測位精度を向上させることができる。
【００６１】
また、第１の実施形態では、第２判定部４６０により車両が直進走行していると判定されている間は、角度センサ１６０のオフセット値を繰り返し補正している。車両の直進走行が検出されている間に例えば１回のみオフセット値を補正するようにしても良いが、繰り返し補正することにより、角速度センサ１６０のオフセット誤差が経時的に累積することを防止することができる。
【００６２】
また、第１の実施形態によれば、撮像部１４０（車載カメラ）により撮影される複数の車両周囲画像を用いて、車両が直進走行している状態を判定しているため、比較的大きな測位誤差を有するＧＰＳ受信機により絶対方位として得られるＧＰＳ方位から車両が直進走行している状態を判定する従来技術に比べて、当該判定の精度を良くすることができる。
【００６３】
なお、第１の実施形態では、第１判定部４２０により直線状の被写体画像部分が存在すると判定された場合、記憶制御部２６０が、当該直線状の被写体画像部分を基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させる例について説明したが、パターン記憶部２４０に記憶されている直線状の被写体を表したパターンデータを基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させても良い。この場合、第２類似度算出部４４０は、検出した被写体画像部分と画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データ（パターンデータ）との類似度を算出する。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。図４は、第２の実施形態によるオフセット補正装置１００を備えた車載システム１２０の構成例を示すブロック図である。なお、図４において、図１に示した符号と同一の符号を付した構成要素は同様の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。
【００６５】
第２の実施形態においては、オフセット補正装置１００は、図１のパターン記憶部２２０の代わりにマッピングテーブル記憶部４８０を備えている。また、第２の実施形態においては、オフセット補正装置１００の直線判定部２４０は、第１類似度算出部４００、第１判定部４２０の代わりに歪補正部５００、直線検出部５２０を備えている。第２の実施形態は、撮像部１４０により撮影される車両周囲画像について、撮像部１４０のレンズ歪による画像のゆがみを補正し、当該補正された車両周囲画像について、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを画像認識処理により判定する点に特徴がある。
【００６６】
マッピングテーブル記憶部４８０は、撮像部１４０により撮影される車両周囲画像について、撮像部１４０のレンズ歪による画像のゆがみを補正する際に用いられるマッピングテーブルを記憶する。マッピングテーブルは、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像の画素位置と、レンズ歪による画像のゆがみが補正された車両周囲画像の画素位置との対応関係を記載したテーブルであり、撮影された車両周囲画像のある画素が補正後の車両周囲画像のどの画素に対応するかを示したものである。
【００６７】
歪補正部５００は、画像入力部２００により出力された車両周囲画像データをメモリ（図示せず）に格納し、マッピングテーブル記憶部４８０に記憶されているマッピングテーブルを用いて、その車両周囲画像データ上の各画素の移動を行ってレンズ歪による影響を補正する。歪補正部５００は、歪補正した車両周囲画像データを直線検出部５２０に出力する。
【００６８】
直線検出部５２０は、歪補正部５００により出力された車両周囲画像データを入力する。また、直線検出部５２０は、入力した車両周囲画像データに対して、例えば、公知のＨｏｕｇｈ変換を行うことにより、歪補正した車両周囲画像データ内から直線状の被写体画像部分を検出する。
【００６９】
なお、直線検出の手法としてＨｏｕｇｈ変換は単なる一例であり、これ以外の手法を用いても良い。例えば、直線検出部５２０は、歪補正部５００から入力した車両周囲画像データに対してエッジ抽出処理を行うことにより、車両周囲画像データ内からエッジを抽出する。そして、直線検出部５２０は、そのエッジを構成する画素が直線状に並んでいるか否かによって、そのエッジが直線状の被写体画像部分か否かを判定する。
【００７０】
直線検出部５２０は、車両周囲画像から直線状の被写体画像部分を検出できた場合、直線状の被写体画像部分が存在する旨を示す直線存在通知情報を記憶制御部２６０および直進判定部３００に出力する。記憶制御部２６０は、直線検出部５２０から直線存在通知情報を受けた場合、当該直線状の被写体画像部分で歪補正が施される前の画像データを歪補正部５００のメモリから取得し、基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させる。
【００７１】
次に、第２の実施形態におけるオフセット補正装置１００の動作について説明する。図５は、第２の実施形態によるオフセット補正装置１００の動作例を示すフローチャート図である。図５におけるステップＳ４００の処理は、例えば、車両のイグニッションキー（図示せず）がユーザによって操作されてオフセット補正装置１００に電源が投入されることにより開始する。
【００７２】
まず、画像入力部２００は、撮像部１４０により撮影された車両周囲画像データを１枚入力する（ステップＳ４００）。次に、歪補正部５００は、画像入力部２００により入力した車両周囲画像データをメモリに格納し、マッピングテーブル記憶部４８０に記憶されているマッピングテーブルを用いて、その車両周囲画像データ上の各画素の移動を行ってレンズ歪による影響を補正する（ステップＳ４２０）。
【００７３】
次に、直線検出部５２０は、歪補正部５００により歪補正された車両周囲画像データに対してＨｏｕｇｈ変換を行うことにより、歪補正した車両周囲画像データ内から直線状の被写体画像部分を検出する（ステップＳ４４０）。もし、歪補正した車両周囲画像データ内から直線状の被写体画像部分を直線検出部５２０にて検出できなかった場合（ステップＳ４４０にてＮＯ）、オフセット補正装置１００は、車両のイグニッションキー（図示せず）がユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたか否かについて判定する（ステップＳ５６０）。
【００７４】
もし、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ５６０にてＹＥＳ）、オフセット補正装置１００は、図５における処理を終了する。一方、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されていないとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ５６０にてＮＯ）、処理はステップＳ４００に遷移する。
【００７５】
一方、歪補正した車両周囲画像内から直線状の被写体画像部分を直線検出部５２０にて検出できた場合（ステップＳ４４０にてＹＥＳ）、記憶制御部２６０は、当該直線状の被写体画像部分で歪補正が施される前の車両周囲画像データを歪補正部５００のメモリから取得し、基準画像データとして画像記憶部２８０に記憶させる（ステップＳ４６０）。なお、ここでは、歪補正が施される前の車両周囲画像データ内における直線状の被写体画像部分の位置情報もあわせて記憶するものとする。
【００７６】
次に、画像入力部２００は、次のタイムインターバル後に撮像部１４０により撮影された車両周囲画像データを１枚入力する（ステップＳ４８０）。そして、第２類似度算出部４４０は、画像入力部２００により入力された車両周囲画像データに対して画像認識を行うことでエッジ（被写体画像部分）を検出し、当該検出したエッジと画像記憶部２８０に記憶されている基準画像データとの類似度を算出する（ステップＳ５００）。ここでは、第２類似度算出部４４０は、画像記憶部２８０に記憶されている位置情報をもとに、当該位置を含む部分領域のみからエッジを抽出し、基準画像データの類似度を算出する。
【００７７】
次に、第２判定部４６０は、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上であるか否かについて判定する（ステップＳ５２０）。もし、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上でない（すなわち、車両が直進走行していない）と第２判定部４４０にて判定した場合（ステップＳ５２０にてＮＯ）、処理はステップＳ５６０に遷移する。
【００７８】
一方、第２類似度算出部４４０により算出された類似度が所定値以上である（すなわち、車両が直進走行している）と第２判定部４４０にて判定した場合（ステップＳ５２０にてＹＥＳ）、オフセット測定部３２０は、角速度センサ１６０の出力値をオフセット値として測定し、当該オフセット値を示すオフセット情報を補正部３４０に出力する。補正部３４０は、オフセット測定部３２０により出力されたオフセット情報をそれまでオフセット情報記憶部３６０に記憶されていたオフセット情報に代えて記憶させる（ステップＳ５４０）。
【００７９】
次に、オフセット補正装置１００は、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたか否かについて判定する（ステップＳ５８０）。もし、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されていないとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ５８０にてＮＯ）、処理はステップＳ４８０に遷移する。一方、車両のイグニッションキーがユーザによって操作されてオフセット補正装置１００の電源が停止されたとオフセット補正装置１００にて判定した場合（ステップＳ５８０にてＹＥＳ）、オフセット補正装置１００は、図５における処理を終了する。
【００８０】
以上詳しく説明したように、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、例えばＧＰＳ測位環境が悪い場合や、地図データが存在しない場所を走行している場合などでも、車両の走行中に角速度センサ１６０のオフセット値を補正することができる。また、地図データが間違っている場合や地図データが合っていて車線変更や蛇行運転した場合にも、角速度センサ１６０のオフセット値を誤って補正してしまうことをなくすことができる。よって、自立航法の測位精度ひいては自車位置の測位精度を向上させることができる。
【００８１】
また、第２の実施形態では、撮像部１４０により撮影される車両周囲画像データのゆがみを補正して、その車両周囲画像データ自身を用いて、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを判定している。ここで、撮像部１４０のレンズ歪による画像のゆがみを補正する際に用いられるマッピングテーブルは、撮像部１４０のレンズ歪の特性に対応したものが１つあれば十分である。
【００８２】
これに対して、第１の実施形態では、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを判定する際に用いるパターンデータは、撮像部１４０を備えた車両と路面上の白線との所定距離毎に複数必要である。つまり、第２の実施形態では、撮像部１４０により撮影される車両周囲画像について、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを判定するために予め登録しておく必要のある情報の記憶容量を第１の実施形態より減らすことができる。
【００８３】
なお、上記第１および第２の実施形態では、直線状の被写体画像部分が路面上の白線である例について説明したが、当該直線状の被写体画像部分は、直進走行している車両に平行な直線状のものであれば何でも良い。例えば、側溝、段差、ガードレールでも良い。この場合は、第１の実施形態では、これらのパターンデータを画像記憶部２８０に予め記憶しておく。
【００８４】
また、上記第１および第２の実施形態では、撮像部１４０が車両の左に設置された１つの車載カメラから構成される例について説明したが、撮像部１４０は、直線状の被写体画像部分を含む車両周囲画像を撮影することが可能な位置に設置された車載カメラから構成されれば良い。例えば、車両の前または後に設置された１つの車載カメラから構成されていても良い。
【００８５】
その他、上記第１および第２の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】第１の実施形態によるオフセット補正装置の構成例を説明するブロック図である。
【図２】第１の実施形態によるオフセット補正装置の動作の一例を説明する説明図である。
【図３】第１の実施形態によるオフセット補正装置の動作例を示すフローチャート図である。
【図４】第２の実施形態によるオフセット補正装置の構成例を説明するブロック図である。
【図５】第２の実施形態によるオフセット補正装置の動作例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００８７】
１００ オフセット補正装置
１４０ 撮像部
１６０ 角速度センサ
２２０ パターン記憶部
２４０ 直線判定部
２６０ 記憶制御部
２８０ 画像記憶部
３００ 直進判定部
３２０ オフセット測定部
３４０ 補正部
３６０ オフセット情報記憶部
４００ 第１類似度算出部
４２０ 第１判定部
４４０ 第２類似度判定部
４６０ 第２判定部
４８０ マッピングテーブル記憶部
５００ 歪補正部
５２０ 直線検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載カメラにより複数回にわたって撮影される複数の車両周囲画像について、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを画像認識処理により判定する直線判定部と、
前記直線判定部により前記車両周囲画像内に前記直線状の被写体画像部分が存在すると判定された場合に、前記複数の車両周囲画像のそれぞれに含まれる複数の直線状の被写体画像部分の類似度を算出する類似度算出部と、
前記類似度算出部により算出された前記類似度が所定値以上である場合、車両が直進走行していると判定する判定部と、
前記判定部により前記車両が直進走行していると判定された場合、角速度センサの出力を用いて当該角速度センサのオフセット値を補正する補正部とを備えたことを特徴とするオフセット補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載のオフセット補正装置において、
前記直線判定部は、前記車両周囲画像内に含まれる被写体画像部分と前記直線状の被写体を表したパターンデータとの類似度を算出し、その類似度が所定値以上の場合には、前記直線状の被写体画像部分が存在すると判定し、
前記類似度算出部は、前記複数の直線状の被写体画像部分同士を比較することで当該複数の直線状の被写体画像部分の類似度を算出することを特徴とするオフセット補正装置。
【請求項３】
請求項１に記載のオフセット補正装置において、
前記直線判定部は、前記車両周囲画像内に含まれる被写体画像部分と前記直線状の被写体を表したパターンデータとの類似度を算出し、その類似度が所定値以上の場合には、前記直線状の被写体画像部分が存在すると判定し、
前記類似度算出部は、前記複数の直線状の被写体画像部分と前記パターンデータとの類似度を算出することで当該複数の直線状の被写体画像部分の類似度を算出することを特徴とするオフセット補正装置。
【請求項４】
請求項１に記載のオフセット補正装置において、
前記車両周囲画像に対して、前記車載カメラのレンズ歪による画像のゆがみを補正する歪補正部を更に備え、
前記直線判定部は、前記歪補正部により補正された前記車両周囲画像について、前記直線状の被写体画像部分が存在するか否かを画像認識処理により判定し、
前記類似度算出部は、前記複数の直線状の被写体画像部分同士を比較することで当該複数の直線状の被写体画像部分の類似度を算出することを特徴とするオフセット補正装置。
【請求項５】
車載カメラにより複数回にわたって撮影される複数の車両周囲画像について、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを画像認識処理により判定する第１のステップと、
前記第１のステップにより前記車両周囲画像内に前記直線状の被写体画像部分が存在すると判定された場合に、前記複数の車両周囲画像のそれぞれに含まれる複数の直線状の被写体画像部分の類似度を算出する第２のステップと、
前記第２のステップにより算出された前記類似度が所定値以上である場合、車両が直進走行していると判定する第３のステップと、
前記第３のステップにより前記車両が直進走行していると判定された場合、角速度センサの出力を用いて当該角速度センサのオフセット値を補正する第４のステップとを備えたことを特徴とするオフセット補正方法。
【請求項１】
車載カメラにより複数回にわたって撮影される複数の車両周囲画像について、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを画像認識処理により判定する直線判定部と、
前記直線判定部により前記車両周囲画像内に前記直線状の被写体画像部分が存在すると判定された場合に、前記複数の車両周囲画像のそれぞれに含まれる複数の直線状の被写体画像部分の類似度を算出する類似度算出部と、
前記類似度算出部により算出された前記類似度が所定値以上である場合、車両が直進走行していると判定する判定部と、
前記判定部により前記車両が直進走行していると判定された場合、角速度センサの出力を用いて当該角速度センサのオフセット値を補正する補正部とを備えたことを特徴とするオフセット補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載のオフセット補正装置において、
前記直線判定部は、前記車両周囲画像内に含まれる被写体画像部分と前記直線状の被写体を表したパターンデータとの類似度を算出し、その類似度が所定値以上の場合には、前記直線状の被写体画像部分が存在すると判定し、
前記類似度算出部は、前記複数の直線状の被写体画像部分同士を比較することで当該複数の直線状の被写体画像部分の類似度を算出することを特徴とするオフセット補正装置。
【請求項３】
請求項１に記載のオフセット補正装置において、
前記直線判定部は、前記車両周囲画像内に含まれる被写体画像部分と前記直線状の被写体を表したパターンデータとの類似度を算出し、その類似度が所定値以上の場合には、前記直線状の被写体画像部分が存在すると判定し、
前記類似度算出部は、前記複数の直線状の被写体画像部分と前記パターンデータとの類似度を算出することで当該複数の直線状の被写体画像部分の類似度を算出することを特徴とするオフセット補正装置。
【請求項４】
請求項１に記載のオフセット補正装置において、
前記車両周囲画像に対して、前記車載カメラのレンズ歪による画像のゆがみを補正する歪補正部を更に備え、
前記直線判定部は、前記歪補正部により補正された前記車両周囲画像について、前記直線状の被写体画像部分が存在するか否かを画像認識処理により判定し、
前記類似度算出部は、前記複数の直線状の被写体画像部分同士を比較することで当該複数の直線状の被写体画像部分の類似度を算出することを特徴とするオフセット補正装置。
【請求項５】
車載カメラにより複数回にわたって撮影される複数の車両周囲画像について、直線状の被写体画像部分が存在するか否かを画像認識処理により判定する第１のステップと、
前記第１のステップにより前記車両周囲画像内に前記直線状の被写体画像部分が存在すると判定された場合に、前記複数の車両周囲画像のそれぞれに含まれる複数の直線状の被写体画像部分の類似度を算出する第２のステップと、
前記第２のステップにより算出された前記類似度が所定値以上である場合、車両が直進走行していると判定する第３のステップと、
前記第３のステップにより前記車両が直進走行していると判定された場合、角速度センサの出力を用いて当該角速度センサのオフセット値を補正する第４のステップとを備えたことを特徴とするオフセット補正方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２６４７５９（Ｐ２００９−２６４７５９Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１０９７８（Ｐ２００８−１１０９７８）
【出願日】平成２０年４月２２日（２００８．４．２２）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２２日（２００８．４．２２）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
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