自車両位置補正装置
【課題】交差点で自車両の位置補正を行う従来装置は、位置補正処理に適さない交差点でも実行するので位置補正に誤差が生じる。
【解決手段】自車両に搭載された撮像装置の映像から横断歩道検出手段で横断歩道を検出し、車両情報取得手段で自車両の現在位置と自車両方位を取得し、横断歩道検出手段と車両情報取得手段の情報から自車両の通過交差点の緯度経度を交差点位置算出手段で算出し、地図情報取得手段で地図情報記録手段から緯度経度情報と交差点の形成状態を示す交差点情報を取得し、自車両位置補正適正判定手段で、交差点位置算出手段と車両情報取得手段と地図情報取得手段からの情報により自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定し、判定結果が自車両位置情報の補正に適した交差点と判定された時に自車両位置情報を補正する自車両位置情報補正手段を備える。
【解決手段】自車両に搭載された撮像装置の映像から横断歩道検出手段で横断歩道を検出し、車両情報取得手段で自車両の現在位置と自車両方位を取得し、横断歩道検出手段と車両情報取得手段の情報から自車両の通過交差点の緯度経度を交差点位置算出手段で算出し、地図情報取得手段で地図情報記録手段から緯度経度情報と交差点の形成状態を示す交差点情報を取得し、自車両位置補正適正判定手段で、交差点位置算出手段と車両情報取得手段と地図情報取得手段からの情報により自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定し、判定結果が自車両位置情報の補正に適した交差点と判定された時に自車両位置情報を補正する自車両位置情報補正手段を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、自車両位置情報を取得し、通過した交差点が自車両位置情報の補正に適した交差点か否かで自車両位置情報の補正を行う自車両位置補正装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自車両位置情報を取得するとともに交差点の中心を挟んで存在する一対の地物を自車両周辺の画像情報から認識し、当該一対の対象地物の中間点と自車両との距離及び交差点情報部に格納されている交差点座標に基づいて自車両位置情報を補正する方法として、例えば「自車位置認識装置と自車位置確認プログラム、及びこれを用いたナビゲーション装置」(特許文献1)に示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009−109341号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の自車両位置認識装置は以上のように構成されており、画像情報から認識した交差点の中心を挟んで存在する一対の地物から算出される距離情報と交差点座標を用いて自車両位置情報を補正しているため、三叉路や五叉路など、交差点を挟んで存在する地物の中間が交差点中心に一致しない場合、正しく自車両の位置補正ができない交差点で自車両位置情報の補正が行われる課題があった。また、地物として横断歩道などの道路標示を用いた場合、カスレやカケなどの影響によって正確な地物の中心位置が得られない場所においても、誤って自車両位置補正が行われる可能性があるという課題があった。
【0005】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、横断歩道検出部と、交差点の形成状態を示す交差点情報を取得する地図情報取得部と、自車両の現在位置と自車両方位を取得する車両情報取得部と、これら各処理部から得られた情報にもとづいて、自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定する自車両位置補正適正判定部を備えることにより、自車両位置情報の補正に適した交差点でのみ自車両位置情報の補正を行うことを可能とする自車両位置補正装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明に係る自車両位置補正装置は、
自車両に搭載された撮像装置の映像から検出した交差点をもとに自車両の位置を補正する車載機器装置において、
撮像装置から映像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段で得られた映像から横断歩道を検出する横断歩道検出手段と、
GPS(Global Positioning System)衛星からの自車両の現在位置と自車両搭載の方位センサから自車両方位を取得する車両情報取得手段と、
前記横断歩道検出手段の結果と前記車両情報取得手段の情報から自車両が通過した交差点の緯度経度を算出する交差点位置算出手段と、
各交差点の緯度経度情報と交差点の形成状態を示す交差点情報が格納されている地図情報記録手段と、
地図情報記録手段から交差点情報を取得する地図情報取得手段と、
前記交差点位置算出手段と車両情報取得手段と地図情報取得手段の交差点情報から得られた情報をもとに自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定する自車両位置補正適正判定手段と、
前記自車両位置適正判定手段で自車両位置情報の補正に適した交差点と判定された場合に自車両位置情報を補正する自車両位置情報補正手段を備える。
【発明の効果】
【0007】
この発明に係る自車両位置補正装置によれば、横断歩道検出部と交差点位置算出部から求めた交差点が、地図情報取得部で取得した交差点の形成状態を示す交差点情報から、該交差点が自車両位置補正に適した交差点か否かを自車両位置補正適正判定部で判定し、その結果により自車両位置情報補正手段が自車両位置補正を実施することにより、正確な自車両位置情報の補正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】この発明の実施の形態1を示す構成図である。
【図2】この発明の実施の形態1による自車両位置補正装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図3】車両後方に設置されたリアカメラを示す図である。
【図4】リアカメラで撮像された自車両周辺の画像図である。
【図5】実施の形態1の横断歩道検出部の詳細処理内容を示すフローチャートである。
【図6】図4の入力画像の2値化処理後の拡大画像図である。
【図7】図6の画像に対し、横断歩道判定用の白黒ランレングスを示す図である。
【図8】交差点位置算出部における交差点中心算出説明用の図である。
【図9】地図情報記録部に格納されている地図情報データベース例の説明図である。
【図10】交差点に対応するノードと交差点間を結ぶ道路に対応するリンクに関しての説明図である。
【図11】誤差の補正処理を示す説明図である。
【図12】実施の形態2における横断歩道検出部の詳細処理内容を示すフローチャートである。
【図13】図4の入力画像にSOBELフィルタを適用したエッジ画像図である。
【図14】エッジ点カウント領域が定められたエッジ画像図である。
【図15】エッジ画像図のエッジ点カウント領域にHOUGH変換を施し、得られた直線と基準線との交点から白線間隔を抽出した画像図である。
【図16】図15における直線の傾きを説明する画像図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について図面を参照して説明する。
図1は、この発明の実施の形態1を示す構成図である。本自車両位置補正装置は、自車両の搭載カメラで撮影した画像の取り込みを行う画像取得部1と、画像取得部1で得られた画像から横断歩道検出を行う横断歩道検出部2と、交差点進入時と退出時に横断歩道検出部2で検出した横断歩道から交差点の位置を計算する交差点位置算出部3と、各交差点の緯度経度や交差点情報としてノード数、リンク数、近接する交差点までの距離情報を格納している地図情報記録部4と、地図情報記録部4から自車両位置情報の補正に利用する自車両が通過した交差点の情報を取得する地図情報取得部5と、GPS(Global Positioning System)衛星からの受信データなどにより自車両位置や自車両の方位を取得する車両情報取得部6と、自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定する自車両位置補正適正判定部7と、自車両位置情報の補正を行う自車両位置情報補正部8から構成される。
【0010】
図2は、この発明の実施の形態1による自車両位置補正装置の処理内容を示すフローチャートである。以下、図2を用いて本自車両位置補正装置1の各部の構成について説明する。
【0011】
車両情報取得部6は、自車両情報として、GPS衛星からの受信データと車両に搭載した方位センサから、自車両位置の緯度・経度及び自車両の方位データを取得する。また、所定時間間隔に得られる緯度経度を用いて自車両の移動速度や前時刻からの距離などを算出し取得する(ステップST11)。
【0012】
次に、ステップST12において、画像取得部1は、自車両に搭載されたカメラなどの撮像装置により、自車両周辺を撮像した画像情報を取得する画像情報取得手段として機能する。例えば、図3に示すように車両後方に設置されたリアカメラなどで撮像された画像を取得する。図4に図3に示すように設置したリアカメラで撮像された自車両周辺の画像を示す。このようにリアカメラなどの撮像装置を用いることで、自車両周辺の横断歩道を撮影することが可能となる。画像取得部1で取得された画像は、横断歩道検出部2に渡される。
【0013】
ステップST13における横断歩道検出部2の処理内容の詳細を図5のフローチャートを用いて説明する。
横断歩道検出部2は、画像取得部1で取得した画像に対し、まず、ノイズなどの影響を低減するためガウシアンフィルタを適用する(ステップST1301)。
【0014】
次にあらかじめ保持している閾値を用いて、ガウシアンフィルタが適用された画像に対し、2値化処理を実施する(ステップST1302)。図6に図4を入力画像としたときの2値化処理後の画像例を拡大して示す。
【0015】
次に、画像の高さ方向の位置iにおいて、横断歩道の判定を行うための白線部分の白ランレングスの長さWLijとアスファルト部分の黒ランレングスの長さBLijを抽出する(ステップST1303)。図7は、図6の画像に対し、横断歩道の判定を行うラインiにおける白黒ランレングスWLij、BLijを示した図である。
【0016】
次に、ステップST1304において、横断歩道検出部2は、(式1)で示される評価値Dが所定の値より大きい場合、横断歩道が検出されたと判定し、小さい場合、横断歩道が検出されなかったと判定する。横断歩道が検出されなかった場合は、ステップST1309に遷移し、当該入力画像に対する検出情報などを消去し、次の入力画像に対する横断歩道検出処理に備える。
【0017】
【数1】
【0018】
横断歩道が検出された場合は、ステップST1305に遷移し、現在の自車両位置と前回検出した横断歩道の位置とを比較し、前回検出した横断歩道位置から所定の距離範囲以上離れていれば、ステップST1306に進み、前回検出した横断歩道位置の緯度経度情報を消去し、ステップST1307において、自車両が通過した自車両位置を交差点進入時の横断歩道位置として緯度経度情報を記録する。
【0019】
前回検出した横断歩道位置から所定の距離範囲以上離れていなければ、ステップST1308に進み、現在の自車両位置を交差点退出時の横断歩道位置として緯度経度情報を記録する。ただし、本装置を起動直後の横断歩道検出時には、前回検出した横断歩道位置が記録されていないので、その際は必ずステップST1306に遷移する。
【0020】
最後に横断歩道検出部2は、ステップST1309において、当該入力画像に関連する検出情報を消去し、次の入力画像の横断歩道検出処理に備える。
【0021】
ここでは、ST1304の横断歩道の有無の判定として、白黒ランレングスの長さを用いて判定する例を示したが、その他の公知技術を用いて横断歩道の有無を判定するようにしても良い。例えば、下記の非特許文献に開示されているHMM(Hidden Markov Model)を用いて横断歩道を認識する方法を用いてもよい。
・非特許文献 「米山昇吾、平野敬、宮原景泰、川又武典、” HMMを用いた路面標示認識方式に関する検討”、pp13-pp18、IEICE-PRMU2009-62 、2009」
【0022】
次に図2のフローチャートに戻り、交差点位置算出部3は、ステップST14において、横断歩道検出部2が交差点進入時と退出時の両方の横断歩道を検出したか否かを判定し、交差点進入・退出時の両方を検出していなければ、ステップST11に戻る。交差点進入・退出時の横断歩道を両方検出していればステップST15に遷移する。
【0023】
交差点位置算出部3は、ステップST15において、交差点進入時と退出時に検出した横断歩道の緯度経度から、交差点の中心位置を計算する。例えば、交差点の中心として交差点進入時と退出時の横断歩道位置の中点を交差点の中心として求める。図8は、交差点位置算出部3において交差点中心の算出を説明するための図であり、図中の×印が交差点進入時と退出時に求めた横断歩道位置であり、この両者の中間地点を交差点中心とする(図中●印)。
【0024】
次に、ステップST16において、地図情報取得部5は、車両情報取得部6において検出した自車両位置情報から現在通過している交差点の緯度経度やノード数、リンク数、近接する交差点までの距離情報を地図情報記録部4から取得する。また、地図情報取得部5は、交差点が複数のノードで構成されている場合、それらの重心位置を交差点位置の緯度経度として取得する。
【0025】
地図情報記録部4は、各交差点の緯度経度や交差点情報としてノード数、リンク数、近接する交差点までの距離などが格納されている地図情報データベースである。図9に地図情報記録部4に格納されている地図情報データベースの一例を示す。また、図10に交差点に対応するノードと交差点間を結ぶ道路に対応するリンクについての説明図を示す。
【0026】
ステップST17において、自車両位置補正適正判定部7は、該交差点が自車両位置補正に適している交差点か否かを判定する。自車両位置情報の補正に適しているか否かを判定する方法として、例えば、地図情報取得部5で取得した交差点のノードとリンク構造から交差点が三叉路のような交差点進入時と退出時において車両の進行方向の方位に変化が生じる交差点構造であれば、自車両位置情報の補正に適していない交差点と判定し、十字路のような交差点進入時と退出時において、車両の進行方向に変化が生じない交差点構造であれば、自車両位置情報の補正に適していない交差点と判定する。
【0027】
自車両位置補正適正判定部7において、自車両位置情報の補正に適していると判定されなかった場合、ステップST11に戻り、自車両位置情報の補正に適していると判定された場合、ステップST18に遷移する。
【0028】
自車両位置補正部8は、ステップST18において、交差点位置算出部3で求めた交差点中心位置と地図情報取得部5から取得した交差点位置から自車両の進行方向に対する誤差を算出し、誤差を自車両の位置情報に反映し、自車両の位置情報を補正する。図11は、誤差の補正を示す説明図であり、図において●印は交差点位置算出部3で求めた交差点中心位置を示しており、○印は地図情報取得部5から取得した交差点位置を表している。自車両位置補正部8は、自車両の進行方向の誤差を求め自車両位置情報を補正する。
【0029】
本自車両位置補正装置では、ステップST11からステップST18の処理を繰り返し行う。
【0030】
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、横断歩道検出部2と交差点位置算出部3から求めた交差点が、地図情報取得部5で取得した交差点のノードとリンク構造から、該交差点が自車両位置補正に適した交差点か否かを判定する自車両位置補正適正判定部7を備えることにより、正確な自車両位置情報の補正が可能となる。
【0031】
なお、この実施の形態1では、ステップST17の自車両位置補正適正判定部7において、交差点のノードとリンク構造から、自車両位置補正に適した交差点か否かを判定する例を示したが、これに限るものではなく、例えば、車両情報取得部6から交差点進入時と退出時の自車両の方位を取得し、両者の方位の差が所定の値より小さければ、該交差点は自車両位置補正に適した交差点と判定し、所定の値より大きければ、自車両位置補正に適した交差点ではないと判定するようにしてもよい。また、これらを組み合わせて用いるようにしてもよい。
【0032】
なお、この実施の形態1では、ステップST17の自車両位置補正適正判定部7において、交差点のノードとリンク構造から、自車両位置補正に適した交差点か否かを判定する例を示したが、これに限るものではなく、例えば、地図情報取得部5で検出した該交差点に近接する交差点までの距離が所定の値より大きければ、該交差点は自車両位置補正に適した交差点と判定し、所定の値より小さければ、自車両位置補正に適した交差点ではないと判定するようにしてもよい。また、これらを組み合わせて用いるようにしてもよい。
【0033】
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2である自車両位置補正装置について説明する。実施の形態2では、自車両位置補正適正判定部7が自車両位置補正に適した交差点か否かの判定に横断歩道検出部2で検出する画像情報を用いる点が実施の形態1と異なる。実施の形態2における横断歩道検出部2と自車両位置補正適正判定部7以外の各処理部は実施の形態同様である。このため、以下では、横断歩道検出部2と自車両位置補正適正判定部7の動作内容を中心に図2及び図12を用いて説明する。実施の形態1と同様の処理を行うステップST11〜ステップST18、ステップST1301〜ステップST1309については、同様の番号を付し説明を省略する。
【0034】
横断歩道検出部2は、ステップ13において、実施の形態1と同様横断歩道の検出を行う。スッテップ13における横断歩道検出部2の詳細なフローを図12に示す。
【0035】
ステップST1301〜ステップST1303までは、実施の形態1と同様である。次にST2301において、横断歩道検出部2は、SOBELフィルタなどを適用することで入力画像からエッジ画像を作成する。図13は、図4の入力画像をSOBELフィルタの適用により作成されたエッジ画像の例である。
【0036】
横断歩道検出部2は、ST2302において、エッジ点と判定された画素数をカウントする。ただし、エッジ画像上部は風景や建物などのエッジ点が多いため、図14に示すような破線で囲む領域をエッジ点カウント領域と定め、該領域に含まれるエッジ点をカウントする。エッジ点カウント領域は、図で示した領域に限るものではなく、撮像装置の設置位置などに応じて変更してもよい。
【0037】
次にステップST1304では、実施の形態1同様横断歩道の有無判定を行う。ここでは、横断歩道が有ると判定された場合に遷移するステップST2303の処理内容について説明する。
【0038】
ステップST2303において、横断歩道検出部2は、エッジ点カウント領域内のエッジ点に対して、HOUGH変換などの手法により直線を検出し、該直線と画像下端の基準線との交点から横断歩道の白線間隔を抽出する。図15は、図14のエッジ点カウント領域にHOUGH変換を施し、得られた直線と画像下端の基準線との交点から白線間隔CTi(1<i<N)を抽出した画像例である。
【0039】
次にステップST2304において、横断歩道検出部2は、ステップST2303にて検出した直線の傾きを抽出する。図16は、図15の直線の傾きθi(1<i<N)を抽出した画像例である。
【0040】
横断歩道検出部2における以降のステップST1305〜ステップST1309ならびに、ステップST14〜ステップST16は、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
【0041】
ステップST17において、自車両位置補正適正判定部7は、該交差点が自車両位置補正に適している交差点か否かを判定する。この実施の形態では、自車両位置情報の補正に適しているか否かを判定する方法として、例えば、ステップST2304にて横断歩道検出部2で抽出した横断歩道の白線部分の傾きが交差点進入時と退出時において(式2)で示される評価値Dmが所定の値より大きければ、自車両位置情報の補正に適していない交差点と判定し、所定の値より小さければ、自車両位置情報の補正に適した交差点と判定する。
【0042】
【数2】
【0043】
以上のように、この実施の形態2によれば、横断歩道検出部2が検出した横断歩道の交差点進入時と退出時における白線部分の傾きに基づいて該交差点が自車両位置補正に適した交差点か否かを判定する自車両位置補正適正判定部7を備えることにより、正確な自車両位置情報の補正が可能となる。
【0044】
なお、この実施の形態2では、ステップST17の自車両位置補正適正判定部7において、横断歩道の交差点進入時と退出時における白線部分の傾きに基づいて自車両位置情報の補正に適している交差点か否かを判定したが、ステップST2303にて横断歩道検出部2において検出した交差点進入時と退出時の白線の間隔を用いて(式3)により判定するようにしてもよい。
【0045】
【数3】
【0046】
なお、この実施の形態2では、ステップST17の自車両位置補正適正判定部7において、横断歩道の交差点進入時と退出時における白線部分の傾きに基づいて自車両位置情報の補正に適している交差点か否かを判定したが、横断歩道検出部2においてステップST2302にて検出した横断歩道のエッジ数を用いて(式4)を用いて判定するようにしてもよい。
【0047】
【数4】
【0048】
なお、この実施の形態2では、ステップST1305の横断歩道検出部2において、交差点進入時と退出時の横断歩道の両方を検出したか否かを距離にもとづいて判定する動作例を示したが、その他の方法として交差点進入時の横断歩道手前にある一時停止線や横断歩道横断帯ありなどの路面標示を検出することにより、交差点進入時と退出時の横断歩道を検出したか否かを判定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0049】
この発明は、GPS衛星から自車両位置情報を取得し、自車両位置周辺を撮影して得られる画像情報を用いて、通過した交差点が自車両位置情報の補正に適した交差点でのみ自車両位置情報の補正を行う自車両位置補正装置であり、自車両位置認識処理を行うための自分車両位置認識装置などに好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【0050】
1;画像取得部、2;横断歩道検出部、3;交差点位置算出部、4;地図情報記録部、5;地図情報取得部、6;車両情報取得部、7;自車両位置補正適正判定部、8;自車両位置情報補正部。
【技術分野】
【0001】
この発明は、自車両位置情報を取得し、通過した交差点が自車両位置情報の補正に適した交差点か否かで自車両位置情報の補正を行う自車両位置補正装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自車両位置情報を取得するとともに交差点の中心を挟んで存在する一対の地物を自車両周辺の画像情報から認識し、当該一対の対象地物の中間点と自車両との距離及び交差点情報部に格納されている交差点座標に基づいて自車両位置情報を補正する方法として、例えば「自車位置認識装置と自車位置確認プログラム、及びこれを用いたナビゲーション装置」(特許文献1)に示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009−109341号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の自車両位置認識装置は以上のように構成されており、画像情報から認識した交差点の中心を挟んで存在する一対の地物から算出される距離情報と交差点座標を用いて自車両位置情報を補正しているため、三叉路や五叉路など、交差点を挟んで存在する地物の中間が交差点中心に一致しない場合、正しく自車両の位置補正ができない交差点で自車両位置情報の補正が行われる課題があった。また、地物として横断歩道などの道路標示を用いた場合、カスレやカケなどの影響によって正確な地物の中心位置が得られない場所においても、誤って自車両位置補正が行われる可能性があるという課題があった。
【0005】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、横断歩道検出部と、交差点の形成状態を示す交差点情報を取得する地図情報取得部と、自車両の現在位置と自車両方位を取得する車両情報取得部と、これら各処理部から得られた情報にもとづいて、自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定する自車両位置補正適正判定部を備えることにより、自車両位置情報の補正に適した交差点でのみ自車両位置情報の補正を行うことを可能とする自車両位置補正装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明に係る自車両位置補正装置は、
自車両に搭載された撮像装置の映像から検出した交差点をもとに自車両の位置を補正する車載機器装置において、
撮像装置から映像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段で得られた映像から横断歩道を検出する横断歩道検出手段と、
GPS(Global Positioning System)衛星からの自車両の現在位置と自車両搭載の方位センサから自車両方位を取得する車両情報取得手段と、
前記横断歩道検出手段の結果と前記車両情報取得手段の情報から自車両が通過した交差点の緯度経度を算出する交差点位置算出手段と、
各交差点の緯度経度情報と交差点の形成状態を示す交差点情報が格納されている地図情報記録手段と、
地図情報記録手段から交差点情報を取得する地図情報取得手段と、
前記交差点位置算出手段と車両情報取得手段と地図情報取得手段の交差点情報から得られた情報をもとに自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定する自車両位置補正適正判定手段と、
前記自車両位置適正判定手段で自車両位置情報の補正に適した交差点と判定された場合に自車両位置情報を補正する自車両位置情報補正手段を備える。
【発明の効果】
【0007】
この発明に係る自車両位置補正装置によれば、横断歩道検出部と交差点位置算出部から求めた交差点が、地図情報取得部で取得した交差点の形成状態を示す交差点情報から、該交差点が自車両位置補正に適した交差点か否かを自車両位置補正適正判定部で判定し、その結果により自車両位置情報補正手段が自車両位置補正を実施することにより、正確な自車両位置情報の補正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】この発明の実施の形態1を示す構成図である。
【図2】この発明の実施の形態1による自車両位置補正装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図3】車両後方に設置されたリアカメラを示す図である。
【図4】リアカメラで撮像された自車両周辺の画像図である。
【図5】実施の形態1の横断歩道検出部の詳細処理内容を示すフローチャートである。
【図6】図4の入力画像の2値化処理後の拡大画像図である。
【図7】図6の画像に対し、横断歩道判定用の白黒ランレングスを示す図である。
【図8】交差点位置算出部における交差点中心算出説明用の図である。
【図9】地図情報記録部に格納されている地図情報データベース例の説明図である。
【図10】交差点に対応するノードと交差点間を結ぶ道路に対応するリンクに関しての説明図である。
【図11】誤差の補正処理を示す説明図である。
【図12】実施の形態2における横断歩道検出部の詳細処理内容を示すフローチャートである。
【図13】図4の入力画像にSOBELフィルタを適用したエッジ画像図である。
【図14】エッジ点カウント領域が定められたエッジ画像図である。
【図15】エッジ画像図のエッジ点カウント領域にHOUGH変換を施し、得られた直線と基準線との交点から白線間隔を抽出した画像図である。
【図16】図15における直線の傾きを説明する画像図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について図面を参照して説明する。
図1は、この発明の実施の形態1を示す構成図である。本自車両位置補正装置は、自車両の搭載カメラで撮影した画像の取り込みを行う画像取得部1と、画像取得部1で得られた画像から横断歩道検出を行う横断歩道検出部2と、交差点進入時と退出時に横断歩道検出部2で検出した横断歩道から交差点の位置を計算する交差点位置算出部3と、各交差点の緯度経度や交差点情報としてノード数、リンク数、近接する交差点までの距離情報を格納している地図情報記録部4と、地図情報記録部4から自車両位置情報の補正に利用する自車両が通過した交差点の情報を取得する地図情報取得部5と、GPS(Global Positioning System)衛星からの受信データなどにより自車両位置や自車両の方位を取得する車両情報取得部6と、自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定する自車両位置補正適正判定部7と、自車両位置情報の補正を行う自車両位置情報補正部8から構成される。
【0010】
図2は、この発明の実施の形態1による自車両位置補正装置の処理内容を示すフローチャートである。以下、図2を用いて本自車両位置補正装置1の各部の構成について説明する。
【0011】
車両情報取得部6は、自車両情報として、GPS衛星からの受信データと車両に搭載した方位センサから、自車両位置の緯度・経度及び自車両の方位データを取得する。また、所定時間間隔に得られる緯度経度を用いて自車両の移動速度や前時刻からの距離などを算出し取得する(ステップST11)。
【0012】
次に、ステップST12において、画像取得部1は、自車両に搭載されたカメラなどの撮像装置により、自車両周辺を撮像した画像情報を取得する画像情報取得手段として機能する。例えば、図3に示すように車両後方に設置されたリアカメラなどで撮像された画像を取得する。図4に図3に示すように設置したリアカメラで撮像された自車両周辺の画像を示す。このようにリアカメラなどの撮像装置を用いることで、自車両周辺の横断歩道を撮影することが可能となる。画像取得部1で取得された画像は、横断歩道検出部2に渡される。
【0013】
ステップST13における横断歩道検出部2の処理内容の詳細を図5のフローチャートを用いて説明する。
横断歩道検出部2は、画像取得部1で取得した画像に対し、まず、ノイズなどの影響を低減するためガウシアンフィルタを適用する(ステップST1301)。
【0014】
次にあらかじめ保持している閾値を用いて、ガウシアンフィルタが適用された画像に対し、2値化処理を実施する(ステップST1302)。図6に図4を入力画像としたときの2値化処理後の画像例を拡大して示す。
【0015】
次に、画像の高さ方向の位置iにおいて、横断歩道の判定を行うための白線部分の白ランレングスの長さWLijとアスファルト部分の黒ランレングスの長さBLijを抽出する(ステップST1303)。図7は、図6の画像に対し、横断歩道の判定を行うラインiにおける白黒ランレングスWLij、BLijを示した図である。
【0016】
次に、ステップST1304において、横断歩道検出部2は、(式1)で示される評価値Dが所定の値より大きい場合、横断歩道が検出されたと判定し、小さい場合、横断歩道が検出されなかったと判定する。横断歩道が検出されなかった場合は、ステップST1309に遷移し、当該入力画像に対する検出情報などを消去し、次の入力画像に対する横断歩道検出処理に備える。
【0017】
【数1】
【0018】
横断歩道が検出された場合は、ステップST1305に遷移し、現在の自車両位置と前回検出した横断歩道の位置とを比較し、前回検出した横断歩道位置から所定の距離範囲以上離れていれば、ステップST1306に進み、前回検出した横断歩道位置の緯度経度情報を消去し、ステップST1307において、自車両が通過した自車両位置を交差点進入時の横断歩道位置として緯度経度情報を記録する。
【0019】
前回検出した横断歩道位置から所定の距離範囲以上離れていなければ、ステップST1308に進み、現在の自車両位置を交差点退出時の横断歩道位置として緯度経度情報を記録する。ただし、本装置を起動直後の横断歩道検出時には、前回検出した横断歩道位置が記録されていないので、その際は必ずステップST1306に遷移する。
【0020】
最後に横断歩道検出部2は、ステップST1309において、当該入力画像に関連する検出情報を消去し、次の入力画像の横断歩道検出処理に備える。
【0021】
ここでは、ST1304の横断歩道の有無の判定として、白黒ランレングスの長さを用いて判定する例を示したが、その他の公知技術を用いて横断歩道の有無を判定するようにしても良い。例えば、下記の非特許文献に開示されているHMM(Hidden Markov Model)を用いて横断歩道を認識する方法を用いてもよい。
・非特許文献 「米山昇吾、平野敬、宮原景泰、川又武典、” HMMを用いた路面標示認識方式に関する検討”、pp13-pp18、IEICE-PRMU2009-62 、2009」
【0022】
次に図2のフローチャートに戻り、交差点位置算出部3は、ステップST14において、横断歩道検出部2が交差点進入時と退出時の両方の横断歩道を検出したか否かを判定し、交差点進入・退出時の両方を検出していなければ、ステップST11に戻る。交差点進入・退出時の横断歩道を両方検出していればステップST15に遷移する。
【0023】
交差点位置算出部3は、ステップST15において、交差点進入時と退出時に検出した横断歩道の緯度経度から、交差点の中心位置を計算する。例えば、交差点の中心として交差点進入時と退出時の横断歩道位置の中点を交差点の中心として求める。図8は、交差点位置算出部3において交差点中心の算出を説明するための図であり、図中の×印が交差点進入時と退出時に求めた横断歩道位置であり、この両者の中間地点を交差点中心とする(図中●印)。
【0024】
次に、ステップST16において、地図情報取得部5は、車両情報取得部6において検出した自車両位置情報から現在通過している交差点の緯度経度やノード数、リンク数、近接する交差点までの距離情報を地図情報記録部4から取得する。また、地図情報取得部5は、交差点が複数のノードで構成されている場合、それらの重心位置を交差点位置の緯度経度として取得する。
【0025】
地図情報記録部4は、各交差点の緯度経度や交差点情報としてノード数、リンク数、近接する交差点までの距離などが格納されている地図情報データベースである。図9に地図情報記録部4に格納されている地図情報データベースの一例を示す。また、図10に交差点に対応するノードと交差点間を結ぶ道路に対応するリンクについての説明図を示す。
【0026】
ステップST17において、自車両位置補正適正判定部7は、該交差点が自車両位置補正に適している交差点か否かを判定する。自車両位置情報の補正に適しているか否かを判定する方法として、例えば、地図情報取得部5で取得した交差点のノードとリンク構造から交差点が三叉路のような交差点進入時と退出時において車両の進行方向の方位に変化が生じる交差点構造であれば、自車両位置情報の補正に適していない交差点と判定し、十字路のような交差点進入時と退出時において、車両の進行方向に変化が生じない交差点構造であれば、自車両位置情報の補正に適していない交差点と判定する。
【0027】
自車両位置補正適正判定部7において、自車両位置情報の補正に適していると判定されなかった場合、ステップST11に戻り、自車両位置情報の補正に適していると判定された場合、ステップST18に遷移する。
【0028】
自車両位置補正部8は、ステップST18において、交差点位置算出部3で求めた交差点中心位置と地図情報取得部5から取得した交差点位置から自車両の進行方向に対する誤差を算出し、誤差を自車両の位置情報に反映し、自車両の位置情報を補正する。図11は、誤差の補正を示す説明図であり、図において●印は交差点位置算出部3で求めた交差点中心位置を示しており、○印は地図情報取得部5から取得した交差点位置を表している。自車両位置補正部8は、自車両の進行方向の誤差を求め自車両位置情報を補正する。
【0029】
本自車両位置補正装置では、ステップST11からステップST18の処理を繰り返し行う。
【0030】
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、横断歩道検出部2と交差点位置算出部3から求めた交差点が、地図情報取得部5で取得した交差点のノードとリンク構造から、該交差点が自車両位置補正に適した交差点か否かを判定する自車両位置補正適正判定部7を備えることにより、正確な自車両位置情報の補正が可能となる。
【0031】
なお、この実施の形態1では、ステップST17の自車両位置補正適正判定部7において、交差点のノードとリンク構造から、自車両位置補正に適した交差点か否かを判定する例を示したが、これに限るものではなく、例えば、車両情報取得部6から交差点進入時と退出時の自車両の方位を取得し、両者の方位の差が所定の値より小さければ、該交差点は自車両位置補正に適した交差点と判定し、所定の値より大きければ、自車両位置補正に適した交差点ではないと判定するようにしてもよい。また、これらを組み合わせて用いるようにしてもよい。
【0032】
なお、この実施の形態1では、ステップST17の自車両位置補正適正判定部7において、交差点のノードとリンク構造から、自車両位置補正に適した交差点か否かを判定する例を示したが、これに限るものではなく、例えば、地図情報取得部5で検出した該交差点に近接する交差点までの距離が所定の値より大きければ、該交差点は自車両位置補正に適した交差点と判定し、所定の値より小さければ、自車両位置補正に適した交差点ではないと判定するようにしてもよい。また、これらを組み合わせて用いるようにしてもよい。
【0033】
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2である自車両位置補正装置について説明する。実施の形態2では、自車両位置補正適正判定部7が自車両位置補正に適した交差点か否かの判定に横断歩道検出部2で検出する画像情報を用いる点が実施の形態1と異なる。実施の形態2における横断歩道検出部2と自車両位置補正適正判定部7以外の各処理部は実施の形態同様である。このため、以下では、横断歩道検出部2と自車両位置補正適正判定部7の動作内容を中心に図2及び図12を用いて説明する。実施の形態1と同様の処理を行うステップST11〜ステップST18、ステップST1301〜ステップST1309については、同様の番号を付し説明を省略する。
【0034】
横断歩道検出部2は、ステップ13において、実施の形態1と同様横断歩道の検出を行う。スッテップ13における横断歩道検出部2の詳細なフローを図12に示す。
【0035】
ステップST1301〜ステップST1303までは、実施の形態1と同様である。次にST2301において、横断歩道検出部2は、SOBELフィルタなどを適用することで入力画像からエッジ画像を作成する。図13は、図4の入力画像をSOBELフィルタの適用により作成されたエッジ画像の例である。
【0036】
横断歩道検出部2は、ST2302において、エッジ点と判定された画素数をカウントする。ただし、エッジ画像上部は風景や建物などのエッジ点が多いため、図14に示すような破線で囲む領域をエッジ点カウント領域と定め、該領域に含まれるエッジ点をカウントする。エッジ点カウント領域は、図で示した領域に限るものではなく、撮像装置の設置位置などに応じて変更してもよい。
【0037】
次にステップST1304では、実施の形態1同様横断歩道の有無判定を行う。ここでは、横断歩道が有ると判定された場合に遷移するステップST2303の処理内容について説明する。
【0038】
ステップST2303において、横断歩道検出部2は、エッジ点カウント領域内のエッジ点に対して、HOUGH変換などの手法により直線を検出し、該直線と画像下端の基準線との交点から横断歩道の白線間隔を抽出する。図15は、図14のエッジ点カウント領域にHOUGH変換を施し、得られた直線と画像下端の基準線との交点から白線間隔CTi(1<i<N)を抽出した画像例である。
【0039】
次にステップST2304において、横断歩道検出部2は、ステップST2303にて検出した直線の傾きを抽出する。図16は、図15の直線の傾きθi(1<i<N)を抽出した画像例である。
【0040】
横断歩道検出部2における以降のステップST1305〜ステップST1309ならびに、ステップST14〜ステップST16は、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
【0041】
ステップST17において、自車両位置補正適正判定部7は、該交差点が自車両位置補正に適している交差点か否かを判定する。この実施の形態では、自車両位置情報の補正に適しているか否かを判定する方法として、例えば、ステップST2304にて横断歩道検出部2で抽出した横断歩道の白線部分の傾きが交差点進入時と退出時において(式2)で示される評価値Dmが所定の値より大きければ、自車両位置情報の補正に適していない交差点と判定し、所定の値より小さければ、自車両位置情報の補正に適した交差点と判定する。
【0042】
【数2】
【0043】
以上のように、この実施の形態2によれば、横断歩道検出部2が検出した横断歩道の交差点進入時と退出時における白線部分の傾きに基づいて該交差点が自車両位置補正に適した交差点か否かを判定する自車両位置補正適正判定部7を備えることにより、正確な自車両位置情報の補正が可能となる。
【0044】
なお、この実施の形態2では、ステップST17の自車両位置補正適正判定部7において、横断歩道の交差点進入時と退出時における白線部分の傾きに基づいて自車両位置情報の補正に適している交差点か否かを判定したが、ステップST2303にて横断歩道検出部2において検出した交差点進入時と退出時の白線の間隔を用いて(式3)により判定するようにしてもよい。
【0045】
【数3】
【0046】
なお、この実施の形態2では、ステップST17の自車両位置補正適正判定部7において、横断歩道の交差点進入時と退出時における白線部分の傾きに基づいて自車両位置情報の補正に適している交差点か否かを判定したが、横断歩道検出部2においてステップST2302にて検出した横断歩道のエッジ数を用いて(式4)を用いて判定するようにしてもよい。
【0047】
【数4】
【0048】
なお、この実施の形態2では、ステップST1305の横断歩道検出部2において、交差点進入時と退出時の横断歩道の両方を検出したか否かを距離にもとづいて判定する動作例を示したが、その他の方法として交差点進入時の横断歩道手前にある一時停止線や横断歩道横断帯ありなどの路面標示を検出することにより、交差点進入時と退出時の横断歩道を検出したか否かを判定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0049】
この発明は、GPS衛星から自車両位置情報を取得し、自車両位置周辺を撮影して得られる画像情報を用いて、通過した交差点が自車両位置情報の補正に適した交差点でのみ自車両位置情報の補正を行う自車両位置補正装置であり、自車両位置認識処理を行うための自分車両位置認識装置などに好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【0050】
1;画像取得部、2;横断歩道検出部、3;交差点位置算出部、4;地図情報記録部、5;地図情報取得部、6;車両情報取得部、7;自車両位置補正適正判定部、8;自車両位置情報補正部。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自車両に搭載された撮像装置の映像から検出した交差点をもとに自車両の位置を補正する車載機器装置において、
撮像装置から映像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段で得られた映像から横断歩道を検出する横断歩道検出手段と、
GPS(Global Positioning System)衛星からの自車両の現在位置と自車両搭載の方位センサから自車両方位を取得する車両情報取得手段と、
前記横断歩道検出手段の結果と前記車両情報取得手段の情報から自車両が通過した交差点の緯度経度を算出する交差点位置算出手段と、
各交差点の緯度経度情報と各交差点の形成状態を示す交差点情報が格納されている地図情報記録手段と、
前記地図情報記録手段から緯度経度情報と交差点情報を取得する地図情報取得手段と、
前記交差点位置算出手段と車両情報取得手段と地図情報取得手段の交差点情報から得られた情報をもとに自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定する自車両位置補正適正判定手段と、
前記自車両位置適正判定手段で自車両位置情報の補正に適した交差点と判定された場合に自車両位置情報を補正する自車両位置情報補正手段を備えることを特徴とする自車両位置補正装置。
【請求項2】
前記地図情報記録手段は、交差点情報として交差点を示すノードと交差点間を結ぶ道路を示すリンク構造が保持されており、
前記地図情報取得手段は、地図情報記録手段から、自車両が通過した交差点に対応するノードとリンク構造を取得する機能を備え、
前記自車両位置補正適正判定手段は、前記地図情報取得手段で得られたノードとリンクの構造から自車両位置情報の補正に適しているか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の自車両位置補正装置。
【請求項3】
前記地図情報記録手段は、交差点情報として交差点間の距離が保持されており、
前記地図情報取得手段は、地図情報記憶手段から、自車両が通過した交差点と該交差点近傍の交差点までの距離を取得する機能を備え、
前記自車両位置補正適正判定手段は、前記地図情報取得手段で得られた交差点間の距離に基づいて、自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定することを特徴とする請求項1または2に記載の自車両位置補正装置。
【請求項4】
前記車両情報取得手段は、交差点進入時に横断歩道を検出した時の車両方位と交差点退出時の横断歩道を検出した時の車両方位を取得する機能を備え、
前記自車両位置補正適正判定手段は、前記車両情報取得手段から得られた交差点進入時と退出時の車両方位の差に基づいて自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の自車両位置補正装置。
【請求項5】
前記横断歩道検出部は、交差点進入時と退出時の横断歩道の白線幅または角度を検出する機能を備え、
前記自車両位置補正適正判定手段は、前記横断歩道検出部で得られた交差点進入時と退出時の横断歩道の白線幅または角度の差に基づいて、自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の自車両位置補正装置。
【請求項6】
前記横断歩道検出手段は、検出した交差点進入時と退出時の横断歩道のエッジ数を検出する機能を備え、
前記自車両位置補正適正判定手段は、前記横断歩道検出手段で得られた交差点進入時と退出時の横断歩道のエッジ数の変化量に基づいて、自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の自車両位置補正装置。
【請求項7】
前記横断歩道検出手段は、横断歩道手前に位置するその他の路面標示を合わせて検出する機能を備え、
前記自車両位置補正適正判定手段は、前記横断歩道検出手段が交差点進入時に横断歩道手前の路面標示を検出できたか否かで自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定することを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の自車両位置補正装置。
【請求項8】
前記路面標示は、一時停止線と横断歩道横断帯ありであることを特徴とする請求項7に記載の自車両位置補正装置。
【請求項1】
自車両に搭載された撮像装置の映像から検出した交差点をもとに自車両の位置を補正する車載機器装置において、
撮像装置から映像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段で得られた映像から横断歩道を検出する横断歩道検出手段と、
GPS(Global Positioning System)衛星からの自車両の現在位置と自車両搭載の方位センサから自車両方位を取得する車両情報取得手段と、
前記横断歩道検出手段の結果と前記車両情報取得手段の情報から自車両が通過した交差点の緯度経度を算出する交差点位置算出手段と、
各交差点の緯度経度情報と各交差点の形成状態を示す交差点情報が格納されている地図情報記録手段と、
前記地図情報記録手段から緯度経度情報と交差点情報を取得する地図情報取得手段と、
前記交差点位置算出手段と車両情報取得手段と地図情報取得手段の交差点情報から得られた情報をもとに自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定する自車両位置補正適正判定手段と、
前記自車両位置適正判定手段で自車両位置情報の補正に適した交差点と判定された場合に自車両位置情報を補正する自車両位置情報補正手段を備えることを特徴とする自車両位置補正装置。
【請求項2】
前記地図情報記録手段は、交差点情報として交差点を示すノードと交差点間を結ぶ道路を示すリンク構造が保持されており、
前記地図情報取得手段は、地図情報記録手段から、自車両が通過した交差点に対応するノードとリンク構造を取得する機能を備え、
前記自車両位置補正適正判定手段は、前記地図情報取得手段で得られたノードとリンクの構造から自車両位置情報の補正に適しているか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の自車両位置補正装置。
【請求項3】
前記地図情報記録手段は、交差点情報として交差点間の距離が保持されており、
前記地図情報取得手段は、地図情報記憶手段から、自車両が通過した交差点と該交差点近傍の交差点までの距離を取得する機能を備え、
前記自車両位置補正適正判定手段は、前記地図情報取得手段で得られた交差点間の距離に基づいて、自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定することを特徴とする請求項1または2に記載の自車両位置補正装置。
【請求項4】
前記車両情報取得手段は、交差点進入時に横断歩道を検出した時の車両方位と交差点退出時の横断歩道を検出した時の車両方位を取得する機能を備え、
前記自車両位置補正適正判定手段は、前記車両情報取得手段から得られた交差点進入時と退出時の車両方位の差に基づいて自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の自車両位置補正装置。
【請求項5】
前記横断歩道検出部は、交差点進入時と退出時の横断歩道の白線幅または角度を検出する機能を備え、
前記自車両位置補正適正判定手段は、前記横断歩道検出部で得られた交差点進入時と退出時の横断歩道の白線幅または角度の差に基づいて、自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の自車両位置補正装置。
【請求項6】
前記横断歩道検出手段は、検出した交差点進入時と退出時の横断歩道のエッジ数を検出する機能を備え、
前記自車両位置補正適正判定手段は、前記横断歩道検出手段で得られた交差点進入時と退出時の横断歩道のエッジ数の変化量に基づいて、自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の自車両位置補正装置。
【請求項7】
前記横断歩道検出手段は、横断歩道手前に位置するその他の路面標示を合わせて検出する機能を備え、
前記自車両位置補正適正判定手段は、前記横断歩道検出手段が交差点進入時に横断歩道手前の路面標示を検出できたか否かで自車両位置情報の補正に適した交差点か否かを判定することを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の自車両位置補正装置。
【請求項8】
前記路面標示は、一時停止線と横断歩道横断帯ありであることを特徴とする請求項7に記載の自車両位置補正装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【公開番号】特開2011−174877(P2011−174877A)
【公開日】平成23年9月8日(2011.9.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−40575(P2010−40575)
【出願日】平成22年2月25日(2010.2.25)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年9月8日(2011.9.8)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年2月25日(2010.2.25)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】
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