自車位置認識装置及び自車位置認識方法
【課題】対象地物を認識して正確な自車位置を得る。
【解決手段】自車両Ｃに搭載された撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得手段と、自車両Ｃの現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得手段と、自車位置情報に基づいて撮像装置により撮像される対象地物の位置及び形態の情報を含む地物情報を取得する地物情報取得手段と、地物情報に基づいて画像情報に含まれている対象地物の画像認識を行う画像認識手段と、画像認識手段により認識された画像認識結果と地物情報とに基づいて自車位置情報を補正する自車位置補正手段と、を備え、自車位置補正手段は、自車位置情報に基づいて自車両Ｃが高速道路上にあることが認識されている場合に、高速道路の本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示４０の太破線４１と実線４３とが分岐又は合流する部分の画像認識結果に基づいて自車位置情報の補正を行う。
【解決手段】自車両Ｃに搭載された撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得手段と、自車両Ｃの現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得手段と、自車位置情報に基づいて撮像装置により撮像される対象地物の位置及び形態の情報を含む地物情報を取得する地物情報取得手段と、地物情報に基づいて画像情報に含まれている対象地物の画像認識を行う画像認識手段と、画像認識手段により認識された画像認識結果と地物情報とに基づいて自車位置情報を補正する自車位置補正手段と、を備え、自車位置補正手段は、自車位置情報に基づいて自車両Ｃが高速道路上にあることが認識されている場合に、高速道路の本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示４０の太破線４１と実線４３とが分岐又は合流する部分の画像認識結果に基づいて自車位置情報の補正を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両に搭載された撮像装置により撮像した画像情報を用いて詳細に自車位置の認識を行う自車位置認識装置及び自車位置認識方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載カメラを用いて自車両の位置の修正を行う技術として、例えば下記の特許文献１には、以下のような車載用ナビゲーション装置に関する技術が開示されている。この装置は、車両に搭載され、車両前方の走行道路に沿った風景を補促するカメラ、カメラにより補促された風景画像より交差点シンボルを識別して交差点を検出すると共に、車両位置から交差点（交差点シンボル）までの距離を求める交差点検出部、地図データから得られる前記交差点位置から前記距離だけ離れた走行道路上のポイントに車両位置を修正する車両位置修正手段を備えている。
【０００３】
この装置は、車載カメラにより交差点シンボル（信号機、横断歩道、中央分離帯用白線等）を識別して交差点を検出し、その後、車両位置から交差点までの距離を求める。そして、車両位置修正手段は、地図データから得られる交差点位置に対して、前記車両位置から交差点までの距離だけ離れた走行道路上の位置に車両位置を修正する。この際、前記車両位置から交差点までの距離は、識別された交差点シンボルが所在するカメラ画素を用いて画素・距離対応テーブルを参照することにより求める。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２４３３８９号公報（第２−５頁、第１−２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
正確な車両位置を得るためには、自車両の車両位置を補正する頻度が多く、その補正の間隔がある程度一定していると有利である。しかし、上記の技術では、交差点に特有の地物（交差点シンボルなど）を認識対象としているため、高速道路上のように、認識対象となる交差点シンボルなどの地物が存在しない道路を走行する場合には、画像認識結果を用いた車両位置の補正が困難となるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、対象地物の画像認識結果を用いて自車位置の認識を行うに際して、認識対象となりうる地物が少ない高速道路上であっても、対象地物を認識して正確な自車位置を得ることができる自車位置認識装置及び自車位置認識方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る自車位置認識装置の特徴構成は、自車両に搭載された撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得手段と、自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得手段と、前記自車位置情報に基づいて、前記撮像装置により撮像される対象地物の位置及び形態の情報を含む地物情報を取得する地物情報取得手段と、前記地物情報に基づいて、前記画像情報に含まれている前記対象地物の画像認識を行う画像認識手段と、前記画像認識手段により認識された画像認識結果と前記地物情報とに基づいて前記自車位置情報を補正する自車位置補正手段と、を備え、前記自車位置補正手段は、前記自車位置情報に基づいて自車両が高速道路上にあることが認識されている場合に、前記高速道路の本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分の前記画像認識結果に基づいて前記自車位置情報の補正を行う点にある。
【０００８】
この特徴構成によれば、高速道路上にある程度の距離間隔で設けられた本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する、道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分を対象として画像認識を行なう。このような部分は高速道路上に所定の間隔で存在するので、交差点シンボルなどの認識対象となりうる地物が少ない高速道路を走行する場合であっても、定期的に自車位置情報を補正できる。また、上記道路標示部分は、本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分であり、夜間でも街灯等により明るい状態に維持されていることが多いので、安定した画像認識を行なうことができる。なお、本願において、「高速道路」とは、高速自動車道及び自動車専用道路等のように交差点が設けられていない道路のすべてを含む概念として用いている。
【０００９】
ここで、前記自車位置補正手段は、前記破線と実線とが所定の位置関係となる部分に設定された測定点の前記画像認識結果に基づいて、前記自車位置情報の補正を行うと好適である。
【００１０】
このように構成すれば、破線と実線との位置関係に基づいて測定点の画像認識を行なうことができる。したがって、測定点の誤認識を少なくすることができる。
【００１１】
また、前記道路標示の破線と実線とが分岐する部分では、前記測定点は、前記実線に対して最初に分離した前記破線のブロックに設定されると好適である。
【００１２】
ここで、実線に対して最初に分離した破線のブロックを画像認識することは、破線と実線とが徐々に分離しつつ未だ重なっている状態の破線のブロック、若しくは分離後最初に撮像される破線のブロックより後の破線のブロックを画像認識することと比較して、特定の破線のブロックを認識することが容易である。したがって、このように構成することで、測定点の誤認識を少なくすることができる。
【００１３】
また、前記道路標示の破線と実線とが合流する部分では、前記測定点は、前記実線との間隔が所定幅以下となる最初の前記破線のブロックに設定されると好適である。
【００１４】
ここで、実線との間隔が所定幅以下となる最初の破線のブロックを画像認識することは、当該所定幅となる前の破線のブロック、若しくは当該所定幅以下となる最初の破線のブロックよりも後の破線のブロックを画像認識することと比較して、特定の破線のブロックを画像認識することが容易である。したがって、このように構成することで測定点の誤認識を少なくすることができる。
【００１５】
また、前記地物情報に基づいて、前記対象地物の地物種別に応じて予め定められた測定点について、その形態情報及び位置情報を含む測定点情報を取得する測定点情報取得手段を更に備え、前記画像認識手段は、前記測定点情報に含まれる前記形態情報に基づいて、前記画像情報に含まれている前記対象地物についての測定点の画像認識を行い、前記自車位置補正手段は、前記画像認識手段により認識された前記測定点の画像認識結果と、当該測定点の前記位置情報とに基づいて前記自車位置情報を補正すると好適である。
【００１６】
このように構成すれば、一つの対象地物に予め定められた測定点についての測定点情報に基づいて、当該測定点の画像認識を行い、その画像認識結果に基づいて、自車位置情報を補正することができる。したがって、測定点の画像認識をより正確に行なうことができる。
【００１７】
なお、例えば自車両の進行方向の位置だけを補正する場合には、進行方向に直交する方向の位置は問題とならない。したがって、本願発明における「測定点」は、点には限定されず、前記測定点の位置を自車両の進行方向に略直交する方向に延長した線として設定してもよい。
【００１８】
本発明に係る車両制御装置の特徴構成は、上記のような自車位置認識装置と、地図情報を格納した地図情報格納手段と、を備え、前記地図情報格納手段から取得した自車両の進行方向の地図情報と、前記自車位置補正手段による補正後の自車位置情報とに基づいて、自車両の走行制御を行う点にある。
【００１９】
この特徴構成によれば、交差点シンボルなどの認識対象となりうる地物が少ない高速道路上でも、対象地物の画像認識結果を用いて自車位置情報を補正でき、そのような補正後の自車位置情報に基づいて自車両の走行制御を行うことができる。したがって、例えばレーンキープや衝突防止等のための操舵や加減速等といった自車両の走行制御を適切に行うことが可能となる。
【００２０】
本発明に係るナビゲーション装置の特徴構成は、上記のような自車位置認識装置と、地図情報を格納した地図情報格納手段と、任意の情報を表示可能な表示手段及び任意の音声情報を出力可能な音声出力手段の一方又は双方と、を備え、前記地図情報格納手段から取得した自車両の周辺の地図情報と、前記自車位置補正手段による補正後の自車位置情報とに基づいて、前記表示手段及び前記音声出力手段の一方又は双方を用いて自車両の進路案内を行う点にある。
【００２１】
この特徴構成によれば、交差点シンボルなどの認識対象となりうる地物が少ない高速道路上でも、対象地物の画像認識結果を用いて自車位置情報を補正でき、そのような補正後の自車位置情報に基づいて自車位置の案内等を行うことができる。したがって、例えば自車位置の詳細な表示や、詳細に認識される自車位置の情報に基づいて最適なタイミングで経路案内を行うこと等が可能となる。
【００２２】
本発明に係る自車位置認識方法の特徴構成は、自車両に搭載された撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得ステップと、自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得ステップと、前記自車位置情報に基づいて、前記撮像装置により撮像される対象地物の位置及び形態の情報を含む地物情報を取得する地物情報取得ステップと、前記地物情報に基づいて、前記画像情報に含まれている前記対象地物の画像認識を行う画像認識ステップと、前記画像認識ステップにより認識された画像認識結果と前記地物情報とに基づいて前記自車位置情報を補正する自車位置補正ステップと、を備え、前記自車位置補正ステップでは、前記自車位置情報に基づいて自車両が高速道路上にあることが認識されている場合に、前記高速道路の本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分の前記画像認識結果に基づいて前記自車位置情報の補正を行う点にある。
【００２３】
この特徴構成によれば、高速道路上にある程度の距離間隔で設けられた本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する、道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分を対象として画像認識を行なう。このような部分は高速道路上に所定の間隔で存在するので、交差点シンボルなどの認識対象となりうる地物が少ない高速道路を走行する場合であっても、定期的に自車位置情報を補正できる。また、上記道路標示部分は、本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分であり、夜間でも街灯等により明るい状態に維持されていることが多いので、安定した画像認識を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
〔第一の実施形態〕
本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る自車位置認識装置１の全体構成を模式的に示すブロック図である。図２は、図１に示される地物形態データベースＤＢ１、地物配置データベースＤＢ２、及び測定点形態データベースＤＢ３のそれぞれに格納される情報の内容を示す説明図である。図３、図４は、本実施形態に係る対象地物の輪郭形状及び代表点Ｒの位置の例を示す図である。本実施形態においては、図３、図４に示すように、自車位置認識のための画像認識処理の対象とする対象地物を、高速道路面上に配置された本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示である区画線４０とする。具体的には、図３、図４に示すように、当該接続部に存在する区画線４０は、本線車道とこれに接続する道路とが分岐又は合流することを示すとともに、本線車道の車両通行帯最外側線であることを示す太破線４１、４２、及び実線４３からなる。したがって、本実施形態においては、上記接続部としての分岐の部分に設けられる太破線４１、合流の部分に設けられる太破線４２、これら太破線４１又は４２と分岐又は合流する実線４３を対象地物とするものである。ここで、上記接続部は、本線車道とこれに接続する道路とが接続される部分であり、例えば、高速道路上の本線車道とサービスエリア、パーキングエリア、インターチェンジ、高速バス停等との間の往来を可能にするために設けられた道路が本線車道と分岐又は合流する部分である。なお、上記太破線４１，４２は、図３、図４に示すように、車両通行帯境界線や車道中央線等の破線４４とは異なる区画線４０である。
【００２５】
この自車位置認識装置１の各機能部、具体的には、地物情報生成部３、測定点情報生成部４、自車位置演算部５、画像情報取得部６、画像認識部７、位置関係演算部８、及び自車位置補正部９は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウエア又はソフトウエア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。また、各データベースＤＢ１、ＤＢ２、ＤＢ３、及びＤＢｍは、例えば、ハードディスクドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭを備えたＤＶＤドライブ、ＣＤ−ＲＯＭを備えたＣＤドライブ等のように、情報を記憶可能な記録媒体とその駆動手段とを有する装置をハードウエア構成として備えている。以下、各部の構成について詳細に説明する。
【００２６】
１．地物形態データベースＤＢ１
まず、図２に基づいて各データベースの構成について説明する。地物形態情報格納手段としての地物形態データベースＤＢ１には、一つの地物種別の地物が備える形態を規定した地物形態情報Ｆａが、地物種別毎に複数格納されている。各地物種別についての地物形態情報Ｆａは、地物種別を表す地物種別コードＣｆに関連付けられてそれぞれデータベースに格納されている。地物形態情報Ｆａは、対象地物としての区画線４０の形態を示す情報（対象地物の形態の情報）であり、各地物種別の対象地物の輪郭形状を示す輪郭情報を有して構成されている。本実施形態では、少なくとも、車両通行帯最外側線を構成し、本線車道とこれに接続する道路とが分岐する部分に設けられる太破線４１（以下、「分岐部太破線４１」と呼ぶ。）、本線車道とこれに接続する道路とが合流する部分に設けられる太破線４２（以下、「合流部太破線４２」と呼ぶ。）、これら分岐部太破線４１又は合流部太破線４２と分岐又は合流する実線４３（以下、「実線４３」と呼ぶ。）の、地物形態情報Ｆａを格納する。図３及び図４は、複数の地物種別の地物の輪郭形状及び代表点Ｒの位置の例を示している。すなわち、図３は「分岐部太破線４１」、図４は「合流部太破線４２」の各区画線４０の輪郭形状を示している。このような各区画線名に対応して地物種別コードＣｆが設定されている。そして、この図３及び図４に示されるような輪郭形状の情報が各区画線４０を示す地物種別コードＣｆと関連付けられた状態で地物形態情報Ｆａとして格納されている。
【００２７】
２．地物配置データベースＤＢ２
地物配置情報格納手段としての地物配置データベースＤＢ２には、複数の対象地物について、各対象地物の地物種別を示す地物種別情報Ｆｂと各対象地物の位置及び方向を示す地物配置情報Ｆｃ（対象地物の位置の情報）とが格納されている。各対象地物についての地物種別情報Ｆｂ及び地物配置情報Ｆｃは、各対象地物に固有の地物識別符号ＩＤｆに関連付けられてそれぞれデータベースに格納されている。地物識別符号ＩＤｆは、各対象地物に重複することなく付される固有の符号である。地物種別情報Ｆｂは、各対象地物の属する地物種別を示す情報であって、ここでは、各対象地物の属する地物種別を表す地物種別コードＣｆとしている。
【００２８】
地物配置情報Ｆｃは、各対象地物の位置及び方向を示す情報である。ここでは、図３、図４に示すように、地物配置情報Ｆｃは、各対象地物の外形上に配置された複数個の代表点Ｒの位置の情報により構成されている。本例では、代表点Ｒは、図３及び図４に示されるように各対象地物をその輪郭線の最外部に沿って囲む矩形枠Ｆｒの角部に位置するように設定される。代表点Ｒをこのように設定することで、対象地物の配置が適切に定まる。
【００２９】
地物配置情報Ｆｃを構成する代表点Ｒの位置の情報は、各代表点Ｒの緯度及び経度で表現可能な地図上の位置を示す情報である。図１に示すように、本例では、地物配置データベースＤＢ２は、地図データベースＤＢｍの一部として構成されている。そして、代表点Ｒの位置の情報は、地図データベースＤＢｍに格納されている地図上の位置を示す情報とされている。そこで、以下に地図データベースＤＢｍの構成について説明する。
【００３０】
３．地図データベースＤＢｍ
地図情報格納手段としての地図データベースＤＢｍは、地図情報Ｅを格納したデータベースである。図５は、地図データベースＤＢｍに格納されている地図情報Ｅの内容を示す説明図である。この図に示すように、本実施形態に係る地図データベースＤＢｍには、地図情報Ｅとして、道路ネットワークレイヤＸ１、道路形状レイヤＸ２、地物レイヤＸ３が格納されている。そして、本例では、この地物レイヤＸ３が、上述の地物配置データベースＤＢ２を構成する。
【００３１】
道路ネットワークレイヤＸ１は、道路間の接続情報を示すレイヤである。具体的には、緯度及び経度で表現された地図上の位置の情報を有する多数のノードＮの情報と、２つのノードＮを連結して道路を構成する多数のリンクＬの情報とを有して構成されている。また、各リンクＬは、そのリンク情報として、道路の種別（高速道路、有料道路、国道、県道等の種別）やリンク長さ等の情報を有している。
道路形状レイヤＸ２は、道路ネットワークレイヤＸ１に関連付けられて格納され、道路の形状を示すレイヤである。具体的には、２つのノードＮの間（リンクＬ上）に配置されて緯度及び経度で表現された地図上の位置の情報を有する多数の道路形状補完点Ｑの情報と、各道路形状補完点Ｑにおける道路幅Ｗの情報とを有して構成されている。
【００３２】
地物レイヤＸ３は、道路ネットワークレイヤＸ１及び道路形状レイヤＸ２に関連付けられて格納され、道路上及び道路の周辺に設けられた各種地物の情報を示すレイヤである。ここでは、対象地物に関して、地物識別符号ＩＤｆに関連付けて地物種別情報Ｆｂ及び地物配置情報Ｆｃが格納されている（図２参照）。地物配置情報Ｆｃは、図３、図４に示されているように、各対象地物の代表点Ｒの地図上の位置を示す位置の情報とされている。各代表点Ｒの位置の情報は、ここでは、道路ネットワークレイヤＸ１及び道路形状レイヤＸ２に格納されているノードＮ又は道路形状補完点Ｑの位置の情報を基準として、そこからのオフセット量により表されている。また、地物レイヤＸ３には、対象地物以外の区画線や減速帯等の道路標示の道路ペイントや標識等の立体物等に関する情報も格納されている。この各対象地物の代表点Ｒの位置の情報を示す地物配置情報Ｆｃに基づいて、後述する測定点情報生成部４において、各対象地物の測定点Ｐの位置情報が演算され導出される。
【００３３】
４．測定点形態データベースＤＢ３
図２に示すように、測定点形態情報格納手段としての測定点形態データベースＤＢ３には、各地物種別の対象地物についての測定点Ｐ（図３、図４参照）の形態を規定した測定点形態情報Ｍａ（測定点についての形態情報）が格納されている。そして、各地物種別コードＣｆに関連付けられて当該地物種別に設定された測定点Ｐと、各測定点Ｐについての測定点形態情報Ｍａとが格納されている。
【００３４】
測定点Ｐは、対象地物上に設定された特定の位置である。この測定点Ｐが、後述する画像認識部７における画像認識の対象となるとともに、位置関係演算部８における自車両Ｃと対象地物との位置関係の演算の際の基準となる。そして、測定点形態情報Ｍａは、地物の全体形態の中での測定点Ｐの配置として規定されている。図３及び図４は、複数の地物種別についての測定点Ｐの配置の例を示している。すなわち、図３は「分岐部太破線４１」、図４は「合流部太破線４２」の各地物種別についての測定点Ｐの配置（すなわち測定点形態情報Ｍａ）を示している。これらの図に示すように、測定点Ｐは、各地物種別の対象地物の輪郭形状に応じて、主として自車両Ｃの進行方向ｄに略直交する輪郭線上に設定されているが、当該輪郭形状が角部を有する場合には当該角部上に設定しても好適である。また、測定点Ｐは、文字どおりの点には限定されず、測定点Ｐの位置を自車両Ｃの進行方向ｄに略直交する方向に延長した線としても設定される。これは、本例では、後述する自車位置補正部９において自車両Ｃの進行方向ｄの位置を補正することから、進行方向ｄに直交する方向の位置は問題とならないことによるものである。
【００３５】
次に、図３及び図４に示す各地物種別の対象地物についての測定点Ｐの配置の具体例について順に説明する。これらの図において、測定点Ｐは点線で示している。図３の「分岐部太破線４１」の場合、測定点Ｐは、自車両Ｃ（道路）の進行方向に沿って見た場合に実線４３に対して最初に分離した分岐部太破線４１のブロック４１ａ上に設定されている。本例では、自車両Ｃの進行方向ｄに直交する辺であって自車両Ｃに最も近い辺に配置された直線状の箇所に設定されている。なお、測定点Ｐは、当該ブロック４１ａ上における、自車両Ｃの進行方向に直交する辺であって自車両Ｃに最も遠い辺に配置された直線状の箇所に設定してもよい。図４の「合流部太破線４２」の場合、測定点Ｐは、実線４３との間隔が所定の幅ｙ以下となる最初の合流部太破線４２のブロック４２ａ上に設定されている。より詳しくは、本例では、自車両Ｃの進行方向ｄに直交する辺であって自車両Ｃに最も近い辺に配置された直線状の箇所に配置されている。なお、測定点Ｐは、上記と同様に当該ブロック４２ａ上における自車両Ｃに最も遠い辺に配置された直線状の箇所に設定してもよい。また、測定点Ｐを、１つの対象地物に対して一箇所だけ設けたが、複数設けてもよい。
【００３６】
以上のような各地物種別の対象地物についての測定点Ｐの配置の情報が、測定点形態情報Ｍａとなる。なお、これらの各測定点Ｐは、走行中の自車両Ｃからの画像認識によりエッジを認識し易く、自車両Ｃと測定点Ｐとの距離の認識が比較的容易な位置に設定されている。なお、上記のように設定された各測定点Ｐのうち、直線状に設定された各測定点Ｐは、当該線上の中央等のいずれか一点の点状に設定しても好適である。
【００３７】
５．地物情報生成部３
地物情報生成部３は、地物情報Ｆを生成する地物情報生成手段、及び地物情報Ｆを取得する地物情報取得手段として機能する。すなわち、地物情報生成部３は、自車位置演算部５から取得した自車位置情報Ｓを指定位置とし、その位置近傍の地物の地物配置情報（対象地物の位置の情報）Ｆｃ及び地物種別情報Ｆｂを地物配置データベースＤＢ２から取得する。また、地物情報生成部３は、取得された地物種別情報Ｆｂに従って当該地物種別の地物形態情報（対象地物の形態の情報）Ｆａを地物形態データベースＤＢ１から取得する。そして、これらの地物配置情報Ｆｃ及び地物形態情報Ｆａに基づいて、自車位置情報Ｓに示される位置近傍の地物の道路面上における配置及び形態を示す地物情報Ｆを生成して取得する。この地物情報生成部３により生成された地物情報Ｆは、図１に示すように、測定点情報生成部４及び画像認識部７に出力される。
【００３８】
ここでは、地物情報生成部３は、自車位置情報Ｓに基づいて、撮像装置１４により撮像される対象地物についての地物情報Ｆを生成して取得する。本例では、地物情報生成部３は、自車両Ｃの進行方向ｄに存在し、自車両Ｃが進行することにより撮像装置１４により撮像されることになる一つの対象地物についての地物情報Ｆを、撮像装置１４により撮像される前に先行的に生成して取得することとしている。具体的には、地物情報生成部３は、自車位置情報Ｓに基づいて、自車両Ｃの進行方向ｄの所定距離内に存在し、自車両Ｃが進行することにより撮像装置１４により撮像されることになる対象地物を一つ、地物配置情報Ｆｃに基づいて地物配置データベースＤＢ２から抽出する。ここで、自車両Ｃからの所定距離は、例えば、５０〔ｍ〕や１００〔ｍ〕等に設定することができる。また、抽出された対象地物についての地物種別情報Ｆｂ及び地物配置情報Ｆｃを地物配置データベースＤＢ２から取得する。次に、地物情報生成部３は、取得された地物種別情報Ｆｂに従って当該地物種別の地物形態情報Ｆａを地物形態データベースＤＢ１から取得する。そして、本例では、抽出された対象地物の同じ地物識別符号ＩＤｆに、これらの地物形態情報Ｆａ、地物種別情報Ｆｂ及び地物配置情報Ｆｃを組み合わせて一つの地物情報Ｆを生成する。ここで、地物配置情報Ｆｃは、上記のとおり複数個の代表点Ｒの地図上の位置の情報である。そして、地物情報Ｆに含まれる地物形態情報Ｆａは、対象地物の輪郭形状を、複数個の代表点Ｒの地図上の配置に合わせて変形させて調整した輪郭情報とされている。
【００３９】
６．測定点情報生成部４
測定点情報生成部４は、測定点情報を生成する測定点情報生成手段、及び測定点情報を取得する測定点情報取得手段として機能する。すなわち、測定点情報生成部４は、地物情報生成部３から出力された地物情報Ｆに基づいて、当該地物情報Ｆに示される対象地物の測定点Ｐについて、その形態情報及び位置情報を含む測定点情報Ｍを生成して取得する。そのため、測定点情報生成部４は、まず、地物情報Ｆに含まれる地物種別情報Ｆｂに示される地物種別に対応する測定点形態情報Ｍａを、測定点形態データベースＤＢ３から取得する。また、測定点情報生成部４は、取得した測定点形態情報Ｍａと、地物情報Ｆとに基づいて測定点Ｐの位置情報を導出する。そして、測定点情報生成部４は、地物情報Ｆに示される対象地物の測定点Ｐの形態情報及び位置情報を含む測定点情報Ｍを生成して取得する。この測定点情報生成部４により生成された測定点情報Ｍは、図１に示すように、画像認識部７及び自車位置補正部９に出力される。
【００４０】
測定点情報Ｍを構成する測定点Ｐの位置情報は、測定点形態データベースＤＢ３から取得した測定点形態情報Ｍａと、地物情報生成部３から出力された地物情報Ｆとに基づいて導出する。具体的には、地物情報Ｆに含まれている地物形態情報Ｆａ及び地物配置情報Ｆｃにより、当該地物情報Ｆに係る対象地物の複数個の代表点Ｒの地図上の位置、及び当該複数個の代表点Ｒの地図上の配置に合わせて変形させて調整した当該対象地物の輪郭形状が表されている。また、測定点形態情報Ｍａは、地物の全体形態の中での測定点Ｐの配置として規定されている。したがって、これらの情報を組み合わせ、地物情報Ｆに係る対象地物の地図上の配置を基準として測定点形態情報Ｍａに示される測定点Ｐの位置を導出することにより、地図上における測定点Ｐの位置を示す位置情報を取得する。すなわち、対象地物についての地物配置情報Ｆｃが示す代表点Ｒの地図上の位置と、地物形態情報Ｆａが示す当該対象地物の輪郭形状とから、当該対象地物の地図上の輪郭形状の配置が導出される。また、対象地物の測定点形態情報Ｍａは、当該対象地物の全体形態を表す輪郭形状の中の測定点Ｐの配置を示している。したがって、これらの情報を組み合わせることにより、双方の輪郭形状の情報を介して地図上における測定点Ｐの配置を示す位置情報を演算して導出することができる。一方、測定点情報Ｍを構成する測定点Ｐの形態情報は、測定点形態データベースＤＢ３から取得した測定点形態情報Ｍａの内容と同一とすることができる。そして、測定点情報生成部４は、この地物識別符号ＩＤｆに、上記の測定点Ｐの位置情報及び形態情報を組み合わせて一つの測定点情報Ｍを生成する。
【００４１】
以上のとおり、地物形態データベースＤＢ１、地物配置データベースＤＢ２、及び地物情報生成部３、又はこれらに測定点形態データベースＤＢ３及び測定点情報生成部４を加えた構成が、地物情報Ｆ（及び測定点情報Ｍ）を生成して出力する地物情報出力装置２となる。
【００４２】
７．自車位置演算部５
自車位置演算部５は、自車両Ｃの現在位置を示す自車位置情報Ｓを取得する自車位置情報取得手段、及び地物情報生成部３に対して指定位置を入力する位置入力手段として機能する。ここでは、自車位置演算部５は、ＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２、及び距離センサ１３と接続されている。ここで、ＧＰＳ受信機１１は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＰＳ信号を受信する装置である。このＧＰＳ信号は、通常１秒おきに受信され、自車位置演算部５へ出力される。自車位置演算部５では、ＧＰＳ受信機１１で受信されたＧＰＳ衛星からの信号を解析し、自車の位置（緯度及び経度）、進行方位、移動速度等の情報を取得することができる。方位センサ１２は、自車両Ｃの進行方位又はその進行方位の変化を検出するセンサである。この方位センサ１２は、例えば、ジャイロセンサ、地磁気センサ、ハンドルの回転部に取り付けた光学的な回転センサや回転型の抵抗ボリューム、車輪部に取り付ける角度センサ等により構成される。そして、方位センサ１２は、その検出結果を自車位置演算部５へ出力する。距離センサ１３は、自車両Ｃの移動距離や車速を検出するセンサである。この距離センサ１３は、例えば、車両のドライブシャフトやホイール等が一定量回転する毎にパルス信号を出力する車速パルスセンサ、自車両Ｃの加速度を検知するヨー・Ｇセンサ及び検知された加速度を２回積分する回路等により構成される。そして、距離センサ１３は、その検出結果を自車位置演算部５へ出力する。
【００４３】
そして、自車位置演算部５は、これらのＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２及び距離センサ１３からの出力に基づいて、公知の方法により自車両Ｃの現在位置を特定する演算を行う。また、自車位置演算部５は、地図データベースＤＢｍから自車位置周辺の地図情報Ｅを取得し、それに基づいて公知のマップマッチングを行うことにより自車両Ｃの現在位置を地図情報Ｅに示される道路上とする補正も行う。この際、自車位置演算部５は、演算結果である自車両Ｃの現在位置が、地図情報Ｅに示される道路において一般道路上にあるか高速道路上にあるかを判定する演算をする。そして、この自車位置演算部５は、演算結果である自車両Ｃの現在位置の情報と高速道路上にあるか否かの判定とを自車位置情報Ｓとして地物情報生成部３及び自車位置補正部９へ出力する。この際、自車位置情報Ｓは、例えば、緯度及び経度で表された位置の情報として表される。
【００４４】
なお、自車位置演算部５により演算された自車位置情報Ｓの精度は、方位センサ１２、距離センサ１３及びＧＰＳ受信機１１により受信したＧＰＳ信号の精度に大きく影響を受ける。このため、自車位置情報は数〔ｍ〕から数十〔ｍ〕程度の誤差を含んでいる可能性がある。
【００４５】
８．画像情報取得部６
画像情報取得部６は、自車両Ｃに搭載された撮像装置１４により撮像した画像情報Ｇを取得する画像情報取得手段として機能する。撮像装置１４は、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子と、この撮像素子に光を導くための光学系を構成するレンズ等を有して構成される。この撮像装置１４は、自車両Ｃの前方や後方に向けて搭載され、図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、少なくとも自車両Ｃが走行する高速道路上の車両通行帯最外側線（区画線４０としての分岐部太破線４１、合流部太破線４２及び実線４３）が撮像されるように設けられる。この際、車両通行帯最外側線が車道の左右のどちら側に設けられている場合でも、本線車道とこれに接続する道路との接続部の上記区画線４０が撮像されるように設けるとよい。このような撮像装置１４としては、自車両Ｃの前方や後方の映像を撮像するために既に設けられている車載カメラが好適に用いられる。
【００４６】
画像情報取得部６は、撮像装置１４により撮像したアナログの撮像情報を所定の時間間隔で取り込み、デジタル信号の画像情報Ｇに変換して画像メモリ１５に格納する。この際の画像情報Ｇの取り込みの時間間隔は、例えば、１０〜５０ｍｓ程度とすることができる。これにより、画像情報取得部６は、自車両Ｃが走行中の道路面（区画線４０）を撮像した複数フレームの画像情報Ｇをほぼ連続的に取得することができる。一旦画像メモリ１５に格納された画像情報Ｇは、画像認識部７へ出力される。
【００４７】
９．画像認識部７
画像認識部７は、画像情報Ｇに含まれている対象地物についての測定点Ｐの画像認識を行う画像認識手段として機能する。画像認識部７は、主として測定点情報Ｍに含まれる形態情報に基づいて測定点Ｐの画像認識を行う。本例では、上記のとおり、地物情報生成部３は、自車両Ｃの進行方向ｄに存在し、自車両Ｃが進行することにより撮像装置１４により撮像されることになる一つの対象地物、本例では、分岐部太破線４１又は合流部太破線４２についての地物情報Ｆを先行的に生成して取得する。そこで、画像認識部７は、地物情報生成部３から地物情報Ｆが出力された後に画像情報取得部６によりほぼ連続的に取得される複数フレームの画像情報Ｇに対して、当該地物情報Ｆに示される対象地物の測定点Ｐの画像認識を行う。具体的には、画像認識部７は、まず、画像情報Ｇに対する二値化処理やエッジ抽出処理等により、地物情報Ｆに示される対象地物の輪郭形状を抽出する。その後、測定点情報生成部４から出力された当該対象地物についての測定点情報Ｍに含まれる形態情報に基づいて、パターン認識処理により、画像情報Ｇの中に含まれる測定点Ｐの画像認識を行う。具体的には、図６（ａ）に示すように自車両Ｃの後方に設けられた撮像装置１４により「分岐部太破線４１」が撮像された場合には、二値化処理やエッジ抽出処理等により画像情報Ｇ中の当該分岐部太破線４１の輪郭形状を抽出する。さらに、当該実線４３に対して最初に分離した分岐部太破線４１のブロック４１ａを抽出する。そして、当該ブロック４１ａ上に予め設定された測定点Ｐの画像認識処理を行なう。また、図７（ａ）に示すように、自車両Ｃの後方に設けられた撮像装置１４により「合流部太破線４２」が撮像された場合には、二値化処理やエッジ抽出処理等により画像情報Ｇ中の当該合流部太破線４２の輪郭形状を抽出する。さらに、当該実線４３との間隔が所定幅ｙ以下となる最初の合流部太破線４２のブロック４２ａを抽出する。そして、当該ブロック４２ａ上に予め設定された測定点Ｐの画像認識処理を行なう。なお、当該合流部太破線４２と実線４３との間隔は、図７（ａ）に示すように、合流部太破線４２と平行な直線に直交する方向の間隔である。また、所定幅ｙは、当該合流部太破線４２と実線４３とを１フレーム上に収めることができる幅であれば特に制限されないが、当該合流部太破線４２自体の幅と同じに設定すると好適である。
【００４８】
なお、画像認識部７は、測定点Ｐの画像認識は、当該測定点Ｐが含まれている複数フレームの画像情報Ｇの中で、当該測定点Ｐの画像認識に最も適したフレームの画像情報Ｇを用いて行う。通常は、画像認識部７は、当該測定点Ｐが自車両Ｃから最も近い位置に撮像されているフレームの画像情報Ｇを用いて画像認識を行う。
【００４９】
１０．位置関係演算部８
位置関係演算部８は、画像認識部７により認識された測定点Ｐの画像認識結果に基づいて自車両Ｃと当該測定点Ｐとの位置関係を演算する。この際、用いられる画像認識結果は、自車位置情報Ｓに基づいて自車両Ｃが高速道路上にあることが認識されている場合に、高速道路の本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示（区画線４０）の分岐部太破線４１又は合流部太破線４２と実線４３とが分岐又は合流する部分の測定点Ｐについての画像認識結果である。これにより、自車両Ｃが高速道路上を走行している場合であっても、高速道路上に確実に存在する上記分岐部太破線４１又は合流部太破線４２と実線４３とが分岐又は合流する部分の画像認識結果を用いて確実に自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係を演算することができる。
【００５０】
そして、位置関係演算部８は、上記測定点Ｐの画像認識結果に基づいて自車両Ｃと当該測定点Ｐとの位置関係を演算する。すなわち、撮像装置１４の自車両Ｃへの搭載位置及び撮像方向に基づいて、画像情報Ｇの一つのフレームを構成する画像中の各位置と自車両Ｃとの位置関係は定まる。したがって、位置関係演算部８は、画像認識部７による測定点Ｐの画像認識結果としての画像情報Ｇの一つのフレーム中における当該測定点Ｐの配置に基づいて、当該フレームに係る画像情報Ｇの撮像時の自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係を導出する。具体的には、図６（ａ）又は図７（ａ）に示す画像情報Ｇを夫々路面座標に変換して、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すような平面の画像情報Ｇ´とする。そして、当該画像情報Ｇ´中における自車両Ｃから測定点Ｐまでの距離を導出する。当該距離は、測定点Ｐから撮像時の自車両Ｃまでの地図上の距離Ｌに対応しているので、当該フレームに係る画像情報Ｇの撮像時の自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係を導出できる。また、距離センサ１３等により当該フレームに係る画像情報Ｇの撮像時から現在時点までの自車両Ｃの移動距離を導出する。そして、これらに基づいて、位置関係演算部８は、現在の自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係を演算して導出する。
【００５１】
１１．自車位置補正部９
自車位置補正部９は、位置関係演算部８による演算結果としての現在の自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係と、測定点情報Ｍに含まれる測定点Ｐの位置情報とに基づいて自車位置情報Ｓを補正する。すなわち、上述のとおり、位置関係演算部８による演算結果から、現在の自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係が定まる。また、当該測定点Ｐについての測定点情報Ｍに含まれる位置情報は、当該測定点Ｐの地図上の正確な位置（緯度及び経度）を示している。したがって、これらの情報に基づいて、測定点Ｐの地図上の正確な位置を基準とする自車両Ｃの詳細位置を演算して導出することができる。この際、位置情報の精度を向上させるため複数の測定点Ｐと自車両Ｃとの詳細位置を演算して導出することもできる。そして、自車位置補正部９は、この自車両Ｃの詳細位置の演算結果に基づいて、自車位置演算部５から出力された現在の自車位置情報Ｓを補正する。これにより、自車両Ｃの位置を高精度に特定することができる。この自車位置補正部９から出力される補正後の自車位置情報Ｓ´は、ナビゲーション装置における自車位置表示や走行案内等、又は車両制御装置による操舵や加減速等といった自車両Ｃの走行制御等に利用される。
【００５２】
本例では、位置関係演算部８及び自車位置補正部９が、画像認識部７により認識された測定点Ｐの画像認識結果と、当該測定点Ｐの位置情報とに基づいて自車位置情報Ｓを補正する自車位置補正手段１０として機能する。
【００５３】
１２．自車位置認識方法
次に、本実施形態に係る自車位置認識装置１において実行される自車位置認識方法の具体例について、図８に示すフローチャートに従って説明する。まず、自車位置演算部５において、自車位置情報Ｓを取得する（ステップ＃０１）。次に自車両Ｃが高速道路を走行中か否かを判定する（ステップ＃０２）。この判定は、自車位置情報Ｓに基づいて地図データベースＤＢｍから取得した地図情報Ｅを用いたマップマッチングの結果、自車両Ｃが高速道路上を走行しているか否かの判定により行なう。判定の結果、自車両Ｃが高速道路上を走行していない場合には（ステップ＃０２：ＮＯ）、処理はステップ＃０１へ戻り、新たな自車位置情報Ｓを取得する。一方、自車両Ｃが高速道路上を走行している場合には（ステップ＃０２：ＹＥＳ）、地物情報生成部３において、ステップ＃０１で取得した自車位置情報Ｓに基づいて、自車両Ｃの進行方向ｄの所定距離内に存在する対象地物（本例では、分岐部太破線４１又は合流部太破線４２）を、地物配置情報Ｆｃに基づいて地物配置データベースＤＢ２から抽出する（ステップ＃０３）。自車両Ｃの進行方向ｄの所定距離内に対象地物が存在しない場合には（ステップ＃０４：ＮＯ）、処理はステップ＃０１へ戻り、新たな自車位置情報Ｓを取得する。一方、自車両Ｃの進行方向ｄの所定距離内に対象地物が存在する場合には（ステップ＃０４：ＹＥＳ）、地物情報生成部３において、当該対象地物についての地物情報Ｆを生成して取得する（ステップ＃０５）。次に、測定点情報生成部４において、ステップ＃０４で取得された地物情報Ｆに示される対象地物の測定点Ｐについての測定点情報Ｍを生成して取得する（ステップ＃０６）。
【００５４】
次に、画像情報取得部６において、撮像装置１４により撮像した画像情報Ｇを取得する（ステップ＃０７）。ここで取得された画像情報Ｇは画像認識部７へ送られる。そして、画像認識部７において、画像情報Ｇに含まれている対象地物についての測定点Ｐの画像認識を行う（ステップ＃０８）。そして、位置関係演算部８において、ステップ＃０８で認識された測定点Ｐの画像認識結果に基づいて、自車両Ｃと当該測定点Ｐとの位置関係を演算する（ステップ＃０９）。次に、自車位置演算部５において、現在の自車位置情報Ｓを取得する（ステップ＃１０）。そして、自車位置補正部９において、ステップ＃０９による演算結果としての現在の自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係と、ステップ＃０６で取得された測定点情報Ｍに含まれる測定点Ｐの位置情報とに基づいて、ステップ＃１０で取得された現在の自車位置情報Ｓを補正し（ステップ＃１１）、補正後の自車位置情報Ｓ´が出力される。以上で、自車位置認識方法に係る処理は終了する。
【００５５】
〔第二の実施形態〕
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図９は、本実施形態に係るナビゲーション装置３０及び車両制御装置３１の両方を兼ねる装置の概略構成を示すブロック図である。この図に示すように、この装置は、上記第一の実施形態に係る自車位置認識装置１に加えて、地図情報格納手段としての地図データベースＤＢｍから地図情報Ｅを取得する地図情報取得部２１と、自車両Ｃの走行制御を行うための走行制御部２２と、自車両Ｃの進路案内のための各種演算処理を行うナビゲーション用演算部２３とを備えている。また更に、任意の情報を表示可能な表示手段としてのモニタ２４と、任意の音声情報を出力可能な音声出力手段としてのスピーカ２５とを備えている。
【００５６】
地図情報取得部２１は、自車位置認識装置１の自車位置演算部５から出力される自車位置情報Ｓに基づいて、自車両Ｃの進行方向ｄを含む周辺の地図情報Ｅを地図データベースＤＢｍから取得する。この地図情報取得部２１により取得された自車両Ｃの周辺の地図情報Ｅは、走行制御部２２及びナビゲーション用演算部２３へ出力される。
【００５７】
また、自車位置認識装置１からは、自車位置補正部９による補正後の自車位置情報Ｓ´が、走行制御部２２及びナビゲーション用演算部２３へ出力される。走行制御部２２は、地図情報取得部２１から出力された自車両Ｃの進行方向ｄの地図情報Ｅと、自車位置認識装置１から出力された補正後の自車位置情報Ｓ´とに基づいて、自車両Ｃの走行制御のための演算処理を行い、車両各部に対する制御命令を出力する。具体的には、走行制御部２２は、自車両Ｃの進行方向ｄの地図情報Ｅに含まれる道路形状、或いは停止線や信号機、道路標示等の各種地物の情報等に基づいて、例えばレーンキープ、衝突防止、事故防止等のための操舵や加減速等といった自車両Ｃの走行制御を行う。
【００５８】
ナビゲーション用演算部２３は、地図情報取得部２１から出力された自車両Ｃの周辺の地図情報Ｅと、自車位置認識装置１から出力された補正後の自車位置情報Ｓ´とに基づいて、自車両Ｃの進路案内のための各種演算処理を行い、モニタ２４及びスピーカ２５の一方又は双方に対する制御命令を出力する。具体的には、ナビゲーション用演算部２３は、自車両Ｃの周辺の地図情報Ｅに基づいて生成される地図画像上に、補正後の自車位置情報Ｓ´に基づく詳細な自車位置を示す画像を重ねてモニタ２４に表示する。また、自車両Ｃの進行方向ｄの地図情報Ｅに含まれる道路形状等と、補正後の詳細な自車位置情報Ｓ´とに基づいて、正確なタイミングで進路案内のための運転者への報知を、モニタ２４及びスピーカ２５の一方又は双方を用いて行う。
【００５９】
〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、対象地物の測定点Ｐの測定点形態情報Ｍａ（測定点Ｐについての形態情報）と地物情報Ｆ（対象地物の位置及び形態の情報）とを用いて測定点情報Ｍ（測定点Ｐについての形態情報及び位置情報を含む）を生成し、当該測定点情報Ｍに含まれる測定点Ｐについての位置情報と、画像情報Ｇの画像認識結果に基づく現在の自車両Ｃと当該測定点Ｐとの位置関係と、に基づいて自車位置情報Ｓを補正した。しかし、これに限らず、上記地物情報Ｆに含まれる対象地物（代表点Ｒ）の位置の情報と、画像情報Ｇの画像認識結果に基づく現在の自車両Ｃと上記代表点Ｒとの位置関係と、に基づいて自車位置情報Ｓを補正することも好適な実施形態の一つである。この場合、上記測定点情報Ｍを生成せずに現在の自車位置情報Ｓを補正することができる。
【００６０】
（２）上記の実施形態では、測定点Ｐは、分岐部太破線４１と実線４３とが分岐する部分の場合には、実線４３に対して最初に分離した分岐部太破線４１のブロック４１ａ上に設定し、合流部太破線４２と実線４３とが合流する部分の場合には、実線４３との間隔が所定の幅ｙ以下となる最初の合流部太破線４２のブロック４２ａ上に設定した。しかし、分岐部太破線４１又は合流部太破線４２と実線４３との位置関係に基づいて画像認識が容易で、誤認識を少なくすることができる測定点であれば、これら上記測定点Ｐに限定されるものではない。
【００６１】
（３）上記の実施形態では、地物配置データベースＤＢ２に格納される地物配置情報Ｆｃを、各対象地物の外形上に配置された複数個の代表点Ｒの位置の情報とする場合について説明した。しかし、各対象地物の位置及び方向を示す地物配置情報Ｆｃの構成は、これに限定されない。すなわち、各対象地物の位置及び方向を表すことが可能な情報であればよく、例えば、各対象地物の重心の位置の情報と方向を示す単位ベクトルとにより構成することも好適な実施形態の一つである。
【００６２】
（４）上記の実施形態では、地物情報生成部３は、自車両Ｃの進行方向ｄに存在する対象地物についての地物情報Ｆを、撮像装置１４により撮像される前に先行的に生成して取得し、当該地物情報Ｆ及びそれに基づいて生成された測定点情報Ｍを用いて測定点Ｐの画像認識を行う場合を例として説明した。しかし、地物情報Ｆ及び測定点情報Ｍを取得するタイミングはこれに限定されない。すなわち、例えば、各フレームの画像情報Ｇが取得されるのと同時に、当該画像情報Ｇに係る撮像領域内に含まれる対象地物についての地物情報Ｆ及び測定点情報Ｍを生成して取得し、それらを用いて当該画像情報Ｇに対する測定点Ｐの画像認識を行う構成とすることも好適な実施形態の一つである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、対象地物の画像認識結果を用いて自車位置の認識を行うに際して、認識対象となりうる地物が少ない高速道路上であっても、対象地物を認識して正確な自車位置を得ることができるので、例えばナビゲーション装置や車両制御装置等に利用可能な自車位置認識装置又は自車位置認識方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る自車位置認識装置の全体構成を模式的に示すブロック図
【図２】図１に示される各データベースに格納される情報の内容を示す説明図
【図３】本発明の第一の実施形態に係る本線車道とこれに接続する道路が分岐する部分の輪郭形状及び代表点の位置並びに測定点の例を示す図
【図４】本発明の第一の実施形態に係る本線車道とこれに接続する道路が合流する部分の輪郭形状及び代表点の位置並びに測定点の例を示す図
【図５】地図データベースに格納されている地図情報の内容を示す説明図
【図６】（ａ）本発明の第一の実施形態に係る太破線と実線とが分岐する部分における自車両の後方の画像情報Ｇの例を示す図（ｂ）図６（ａ）の画像情報Ｇの歪みを変換して平面の画像情報Ｇ´に変換した図
【図７】（ａ）本発明の第一の実施形態に係る太破線と実線とが合流する部分における自車両の後方の画像情報Ｇの例を示す図（ｂ）図７（ａ）の画像情報Ｇの歪みを変換して平面の画像情報Ｇ´に変換した図
【図８】本発明の第一の実施形態に係る自車位置認識方法を示すフローチャート
【図９】本発明の第二の実施形態に係るナビゲーション装置３０及び車両制御装置３１の両方を兼ねる装概略構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００６５】
１：自車位置認識装置
２：地物情報出力装置
３：地物情報生成部（地物情報取得手段）
４：測定点情報生成部（測定点情報取得手段、測定点状態情報取得手段）
５：自車位置演算部（自車位置情報取得手段）
６：画像情報取得部（画像情報取得手段）
７：画像認識部（画像認識手段）
８：位置関係演算部
９：自車位置補正部
１０：自車位置補正手段
１４：撮像装置
２４：モニタ（表示手段）
２５：スピーカ（音声出力手段）
３０：ナビゲーション装置
３１：車両制御装置
４０：区画線（道路標示）
４１、４１ａ：分岐部太破線（太破線）
４２、４２ａ：合流部太破線（太破線）
４３：実線
４４：車両通行帯境界線や車道中央線等の破線
ＤＢ１：地物形態データベース
ＤＢ２：地物配置データベース
ＤＢ３：測定点形態データベース（測定点形態情報格納手段）
ＤＢｍ：地図データベース（地図情報格納手段）
Ｅ：地図情報
Ｆ：地物情報
Ｍ：測定点情報
Ｓ：自車位置情報
Ｓ´：補正後の自車位置情報
Ｇ：画像情報
Ｇ´：変換後の画像情報
Ｒ：代表点
Ｐ：測定点
Ｃ：自車両
Ｌ：測定点と自車両との距離
ｙ：太破線と実線との幅
ｄ：自車両の進行方向
Ｆａ：地物形態情報（対象地物の形態の情報）
Ｆｂ：地物種別情報
Ｆｃ：地物配置情報（対象地物の位置の情報）
Ｍａ：測定点形態情報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両に搭載された撮像装置により撮像した画像情報を用いて詳細に自車位置の認識を行う自車位置認識装置及び自車位置認識方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載カメラを用いて自車両の位置の修正を行う技術として、例えば下記の特許文献１には、以下のような車載用ナビゲーション装置に関する技術が開示されている。この装置は、車両に搭載され、車両前方の走行道路に沿った風景を補促するカメラ、カメラにより補促された風景画像より交差点シンボルを識別して交差点を検出すると共に、車両位置から交差点（交差点シンボル）までの距離を求める交差点検出部、地図データから得られる前記交差点位置から前記距離だけ離れた走行道路上のポイントに車両位置を修正する車両位置修正手段を備えている。
【０００３】
この装置は、車載カメラにより交差点シンボル（信号機、横断歩道、中央分離帯用白線等）を識別して交差点を検出し、その後、車両位置から交差点までの距離を求める。そして、車両位置修正手段は、地図データから得られる交差点位置に対して、前記車両位置から交差点までの距離だけ離れた走行道路上の位置に車両位置を修正する。この際、前記車両位置から交差点までの距離は、識別された交差点シンボルが所在するカメラ画素を用いて画素・距離対応テーブルを参照することにより求める。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２４３３８９号公報（第２−５頁、第１−２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
正確な車両位置を得るためには、自車両の車両位置を補正する頻度が多く、その補正の間隔がある程度一定していると有利である。しかし、上記の技術では、交差点に特有の地物（交差点シンボルなど）を認識対象としているため、高速道路上のように、認識対象となる交差点シンボルなどの地物が存在しない道路を走行する場合には、画像認識結果を用いた車両位置の補正が困難となるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、対象地物の画像認識結果を用いて自車位置の認識を行うに際して、認識対象となりうる地物が少ない高速道路上であっても、対象地物を認識して正確な自車位置を得ることができる自車位置認識装置及び自車位置認識方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る自車位置認識装置の特徴構成は、自車両に搭載された撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得手段と、自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得手段と、前記自車位置情報に基づいて、前記撮像装置により撮像される対象地物の位置及び形態の情報を含む地物情報を取得する地物情報取得手段と、前記地物情報に基づいて、前記画像情報に含まれている前記対象地物の画像認識を行う画像認識手段と、前記画像認識手段により認識された画像認識結果と前記地物情報とに基づいて前記自車位置情報を補正する自車位置補正手段と、を備え、前記自車位置補正手段は、前記自車位置情報に基づいて自車両が高速道路上にあることが認識されている場合に、前記高速道路の本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分の前記画像認識結果に基づいて前記自車位置情報の補正を行う点にある。
【０００８】
この特徴構成によれば、高速道路上にある程度の距離間隔で設けられた本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する、道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分を対象として画像認識を行なう。このような部分は高速道路上に所定の間隔で存在するので、交差点シンボルなどの認識対象となりうる地物が少ない高速道路を走行する場合であっても、定期的に自車位置情報を補正できる。また、上記道路標示部分は、本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分であり、夜間でも街灯等により明るい状態に維持されていることが多いので、安定した画像認識を行なうことができる。なお、本願において、「高速道路」とは、高速自動車道及び自動車専用道路等のように交差点が設けられていない道路のすべてを含む概念として用いている。
【０００９】
ここで、前記自車位置補正手段は、前記破線と実線とが所定の位置関係となる部分に設定された測定点の前記画像認識結果に基づいて、前記自車位置情報の補正を行うと好適である。
【００１０】
このように構成すれば、破線と実線との位置関係に基づいて測定点の画像認識を行なうことができる。したがって、測定点の誤認識を少なくすることができる。
【００１１】
また、前記道路標示の破線と実線とが分岐する部分では、前記測定点は、前記実線に対して最初に分離した前記破線のブロックに設定されると好適である。
【００１２】
ここで、実線に対して最初に分離した破線のブロックを画像認識することは、破線と実線とが徐々に分離しつつ未だ重なっている状態の破線のブロック、若しくは分離後最初に撮像される破線のブロックより後の破線のブロックを画像認識することと比較して、特定の破線のブロックを認識することが容易である。したがって、このように構成することで、測定点の誤認識を少なくすることができる。
【００１３】
また、前記道路標示の破線と実線とが合流する部分では、前記測定点は、前記実線との間隔が所定幅以下となる最初の前記破線のブロックに設定されると好適である。
【００１４】
ここで、実線との間隔が所定幅以下となる最初の破線のブロックを画像認識することは、当該所定幅となる前の破線のブロック、若しくは当該所定幅以下となる最初の破線のブロックよりも後の破線のブロックを画像認識することと比較して、特定の破線のブロックを画像認識することが容易である。したがって、このように構成することで測定点の誤認識を少なくすることができる。
【００１５】
また、前記地物情報に基づいて、前記対象地物の地物種別に応じて予め定められた測定点について、その形態情報及び位置情報を含む測定点情報を取得する測定点情報取得手段を更に備え、前記画像認識手段は、前記測定点情報に含まれる前記形態情報に基づいて、前記画像情報に含まれている前記対象地物についての測定点の画像認識を行い、前記自車位置補正手段は、前記画像認識手段により認識された前記測定点の画像認識結果と、当該測定点の前記位置情報とに基づいて前記自車位置情報を補正すると好適である。
【００１６】
このように構成すれば、一つの対象地物に予め定められた測定点についての測定点情報に基づいて、当該測定点の画像認識を行い、その画像認識結果に基づいて、自車位置情報を補正することができる。したがって、測定点の画像認識をより正確に行なうことができる。
【００１７】
なお、例えば自車両の進行方向の位置だけを補正する場合には、進行方向に直交する方向の位置は問題とならない。したがって、本願発明における「測定点」は、点には限定されず、前記測定点の位置を自車両の進行方向に略直交する方向に延長した線として設定してもよい。
【００１８】
本発明に係る車両制御装置の特徴構成は、上記のような自車位置認識装置と、地図情報を格納した地図情報格納手段と、を備え、前記地図情報格納手段から取得した自車両の進行方向の地図情報と、前記自車位置補正手段による補正後の自車位置情報とに基づいて、自車両の走行制御を行う点にある。
【００１９】
この特徴構成によれば、交差点シンボルなどの認識対象となりうる地物が少ない高速道路上でも、対象地物の画像認識結果を用いて自車位置情報を補正でき、そのような補正後の自車位置情報に基づいて自車両の走行制御を行うことができる。したがって、例えばレーンキープや衝突防止等のための操舵や加減速等といった自車両の走行制御を適切に行うことが可能となる。
【００２０】
本発明に係るナビゲーション装置の特徴構成は、上記のような自車位置認識装置と、地図情報を格納した地図情報格納手段と、任意の情報を表示可能な表示手段及び任意の音声情報を出力可能な音声出力手段の一方又は双方と、を備え、前記地図情報格納手段から取得した自車両の周辺の地図情報と、前記自車位置補正手段による補正後の自車位置情報とに基づいて、前記表示手段及び前記音声出力手段の一方又は双方を用いて自車両の進路案内を行う点にある。
【００２１】
この特徴構成によれば、交差点シンボルなどの認識対象となりうる地物が少ない高速道路上でも、対象地物の画像認識結果を用いて自車位置情報を補正でき、そのような補正後の自車位置情報に基づいて自車位置の案内等を行うことができる。したがって、例えば自車位置の詳細な表示や、詳細に認識される自車位置の情報に基づいて最適なタイミングで経路案内を行うこと等が可能となる。
【００２２】
本発明に係る自車位置認識方法の特徴構成は、自車両に搭載された撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得ステップと、自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得ステップと、前記自車位置情報に基づいて、前記撮像装置により撮像される対象地物の位置及び形態の情報を含む地物情報を取得する地物情報取得ステップと、前記地物情報に基づいて、前記画像情報に含まれている前記対象地物の画像認識を行う画像認識ステップと、前記画像認識ステップにより認識された画像認識結果と前記地物情報とに基づいて前記自車位置情報を補正する自車位置補正ステップと、を備え、前記自車位置補正ステップでは、前記自車位置情報に基づいて自車両が高速道路上にあることが認識されている場合に、前記高速道路の本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分の前記画像認識結果に基づいて前記自車位置情報の補正を行う点にある。
【００２３】
この特徴構成によれば、高速道路上にある程度の距離間隔で設けられた本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する、道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分を対象として画像認識を行なう。このような部分は高速道路上に所定の間隔で存在するので、交差点シンボルなどの認識対象となりうる地物が少ない高速道路を走行する場合であっても、定期的に自車位置情報を補正できる。また、上記道路標示部分は、本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分であり、夜間でも街灯等により明るい状態に維持されていることが多いので、安定した画像認識を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
〔第一の実施形態〕
本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る自車位置認識装置１の全体構成を模式的に示すブロック図である。図２は、図１に示される地物形態データベースＤＢ１、地物配置データベースＤＢ２、及び測定点形態データベースＤＢ３のそれぞれに格納される情報の内容を示す説明図である。図３、図４は、本実施形態に係る対象地物の輪郭形状及び代表点Ｒの位置の例を示す図である。本実施形態においては、図３、図４に示すように、自車位置認識のための画像認識処理の対象とする対象地物を、高速道路面上に配置された本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示である区画線４０とする。具体的には、図３、図４に示すように、当該接続部に存在する区画線４０は、本線車道とこれに接続する道路とが分岐又は合流することを示すとともに、本線車道の車両通行帯最外側線であることを示す太破線４１、４２、及び実線４３からなる。したがって、本実施形態においては、上記接続部としての分岐の部分に設けられる太破線４１、合流の部分に設けられる太破線４２、これら太破線４１又は４２と分岐又は合流する実線４３を対象地物とするものである。ここで、上記接続部は、本線車道とこれに接続する道路とが接続される部分であり、例えば、高速道路上の本線車道とサービスエリア、パーキングエリア、インターチェンジ、高速バス停等との間の往来を可能にするために設けられた道路が本線車道と分岐又は合流する部分である。なお、上記太破線４１，４２は、図３、図４に示すように、車両通行帯境界線や車道中央線等の破線４４とは異なる区画線４０である。
【００２５】
この自車位置認識装置１の各機能部、具体的には、地物情報生成部３、測定点情報生成部４、自車位置演算部５、画像情報取得部６、画像認識部７、位置関係演算部８、及び自車位置補正部９は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウエア又はソフトウエア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。また、各データベースＤＢ１、ＤＢ２、ＤＢ３、及びＤＢｍは、例えば、ハードディスクドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭを備えたＤＶＤドライブ、ＣＤ−ＲＯＭを備えたＣＤドライブ等のように、情報を記憶可能な記録媒体とその駆動手段とを有する装置をハードウエア構成として備えている。以下、各部の構成について詳細に説明する。
【００２６】
１．地物形態データベースＤＢ１
まず、図２に基づいて各データベースの構成について説明する。地物形態情報格納手段としての地物形態データベースＤＢ１には、一つの地物種別の地物が備える形態を規定した地物形態情報Ｆａが、地物種別毎に複数格納されている。各地物種別についての地物形態情報Ｆａは、地物種別を表す地物種別コードＣｆに関連付けられてそれぞれデータベースに格納されている。地物形態情報Ｆａは、対象地物としての区画線４０の形態を示す情報（対象地物の形態の情報）であり、各地物種別の対象地物の輪郭形状を示す輪郭情報を有して構成されている。本実施形態では、少なくとも、車両通行帯最外側線を構成し、本線車道とこれに接続する道路とが分岐する部分に設けられる太破線４１（以下、「分岐部太破線４１」と呼ぶ。）、本線車道とこれに接続する道路とが合流する部分に設けられる太破線４２（以下、「合流部太破線４２」と呼ぶ。）、これら分岐部太破線４１又は合流部太破線４２と分岐又は合流する実線４３（以下、「実線４３」と呼ぶ。）の、地物形態情報Ｆａを格納する。図３及び図４は、複数の地物種別の地物の輪郭形状及び代表点Ｒの位置の例を示している。すなわち、図３は「分岐部太破線４１」、図４は「合流部太破線４２」の各区画線４０の輪郭形状を示している。このような各区画線名に対応して地物種別コードＣｆが設定されている。そして、この図３及び図４に示されるような輪郭形状の情報が各区画線４０を示す地物種別コードＣｆと関連付けられた状態で地物形態情報Ｆａとして格納されている。
【００２７】
２．地物配置データベースＤＢ２
地物配置情報格納手段としての地物配置データベースＤＢ２には、複数の対象地物について、各対象地物の地物種別を示す地物種別情報Ｆｂと各対象地物の位置及び方向を示す地物配置情報Ｆｃ（対象地物の位置の情報）とが格納されている。各対象地物についての地物種別情報Ｆｂ及び地物配置情報Ｆｃは、各対象地物に固有の地物識別符号ＩＤｆに関連付けられてそれぞれデータベースに格納されている。地物識別符号ＩＤｆは、各対象地物に重複することなく付される固有の符号である。地物種別情報Ｆｂは、各対象地物の属する地物種別を示す情報であって、ここでは、各対象地物の属する地物種別を表す地物種別コードＣｆとしている。
【００２８】
地物配置情報Ｆｃは、各対象地物の位置及び方向を示す情報である。ここでは、図３、図４に示すように、地物配置情報Ｆｃは、各対象地物の外形上に配置された複数個の代表点Ｒの位置の情報により構成されている。本例では、代表点Ｒは、図３及び図４に示されるように各対象地物をその輪郭線の最外部に沿って囲む矩形枠Ｆｒの角部に位置するように設定される。代表点Ｒをこのように設定することで、対象地物の配置が適切に定まる。
【００２９】
地物配置情報Ｆｃを構成する代表点Ｒの位置の情報は、各代表点Ｒの緯度及び経度で表現可能な地図上の位置を示す情報である。図１に示すように、本例では、地物配置データベースＤＢ２は、地図データベースＤＢｍの一部として構成されている。そして、代表点Ｒの位置の情報は、地図データベースＤＢｍに格納されている地図上の位置を示す情報とされている。そこで、以下に地図データベースＤＢｍの構成について説明する。
【００３０】
３．地図データベースＤＢｍ
地図情報格納手段としての地図データベースＤＢｍは、地図情報Ｅを格納したデータベースである。図５は、地図データベースＤＢｍに格納されている地図情報Ｅの内容を示す説明図である。この図に示すように、本実施形態に係る地図データベースＤＢｍには、地図情報Ｅとして、道路ネットワークレイヤＸ１、道路形状レイヤＸ２、地物レイヤＸ３が格納されている。そして、本例では、この地物レイヤＸ３が、上述の地物配置データベースＤＢ２を構成する。
【００３１】
道路ネットワークレイヤＸ１は、道路間の接続情報を示すレイヤである。具体的には、緯度及び経度で表現された地図上の位置の情報を有する多数のノードＮの情報と、２つのノードＮを連結して道路を構成する多数のリンクＬの情報とを有して構成されている。また、各リンクＬは、そのリンク情報として、道路の種別（高速道路、有料道路、国道、県道等の種別）やリンク長さ等の情報を有している。
道路形状レイヤＸ２は、道路ネットワークレイヤＸ１に関連付けられて格納され、道路の形状を示すレイヤである。具体的には、２つのノードＮの間（リンクＬ上）に配置されて緯度及び経度で表現された地図上の位置の情報を有する多数の道路形状補完点Ｑの情報と、各道路形状補完点Ｑにおける道路幅Ｗの情報とを有して構成されている。
【００３２】
地物レイヤＸ３は、道路ネットワークレイヤＸ１及び道路形状レイヤＸ２に関連付けられて格納され、道路上及び道路の周辺に設けられた各種地物の情報を示すレイヤである。ここでは、対象地物に関して、地物識別符号ＩＤｆに関連付けて地物種別情報Ｆｂ及び地物配置情報Ｆｃが格納されている（図２参照）。地物配置情報Ｆｃは、図３、図４に示されているように、各対象地物の代表点Ｒの地図上の位置を示す位置の情報とされている。各代表点Ｒの位置の情報は、ここでは、道路ネットワークレイヤＸ１及び道路形状レイヤＸ２に格納されているノードＮ又は道路形状補完点Ｑの位置の情報を基準として、そこからのオフセット量により表されている。また、地物レイヤＸ３には、対象地物以外の区画線や減速帯等の道路標示の道路ペイントや標識等の立体物等に関する情報も格納されている。この各対象地物の代表点Ｒの位置の情報を示す地物配置情報Ｆｃに基づいて、後述する測定点情報生成部４において、各対象地物の測定点Ｐの位置情報が演算され導出される。
【００３３】
４．測定点形態データベースＤＢ３
図２に示すように、測定点形態情報格納手段としての測定点形態データベースＤＢ３には、各地物種別の対象地物についての測定点Ｐ（図３、図４参照）の形態を規定した測定点形態情報Ｍａ（測定点についての形態情報）が格納されている。そして、各地物種別コードＣｆに関連付けられて当該地物種別に設定された測定点Ｐと、各測定点Ｐについての測定点形態情報Ｍａとが格納されている。
【００３４】
測定点Ｐは、対象地物上に設定された特定の位置である。この測定点Ｐが、後述する画像認識部７における画像認識の対象となるとともに、位置関係演算部８における自車両Ｃと対象地物との位置関係の演算の際の基準となる。そして、測定点形態情報Ｍａは、地物の全体形態の中での測定点Ｐの配置として規定されている。図３及び図４は、複数の地物種別についての測定点Ｐの配置の例を示している。すなわち、図３は「分岐部太破線４１」、図４は「合流部太破線４２」の各地物種別についての測定点Ｐの配置（すなわち測定点形態情報Ｍａ）を示している。これらの図に示すように、測定点Ｐは、各地物種別の対象地物の輪郭形状に応じて、主として自車両Ｃの進行方向ｄに略直交する輪郭線上に設定されているが、当該輪郭形状が角部を有する場合には当該角部上に設定しても好適である。また、測定点Ｐは、文字どおりの点には限定されず、測定点Ｐの位置を自車両Ｃの進行方向ｄに略直交する方向に延長した線としても設定される。これは、本例では、後述する自車位置補正部９において自車両Ｃの進行方向ｄの位置を補正することから、進行方向ｄに直交する方向の位置は問題とならないことによるものである。
【００３５】
次に、図３及び図４に示す各地物種別の対象地物についての測定点Ｐの配置の具体例について順に説明する。これらの図において、測定点Ｐは点線で示している。図３の「分岐部太破線４１」の場合、測定点Ｐは、自車両Ｃ（道路）の進行方向に沿って見た場合に実線４３に対して最初に分離した分岐部太破線４１のブロック４１ａ上に設定されている。本例では、自車両Ｃの進行方向ｄに直交する辺であって自車両Ｃに最も近い辺に配置された直線状の箇所に設定されている。なお、測定点Ｐは、当該ブロック４１ａ上における、自車両Ｃの進行方向に直交する辺であって自車両Ｃに最も遠い辺に配置された直線状の箇所に設定してもよい。図４の「合流部太破線４２」の場合、測定点Ｐは、実線４３との間隔が所定の幅ｙ以下となる最初の合流部太破線４２のブロック４２ａ上に設定されている。より詳しくは、本例では、自車両Ｃの進行方向ｄに直交する辺であって自車両Ｃに最も近い辺に配置された直線状の箇所に配置されている。なお、測定点Ｐは、上記と同様に当該ブロック４２ａ上における自車両Ｃに最も遠い辺に配置された直線状の箇所に設定してもよい。また、測定点Ｐを、１つの対象地物に対して一箇所だけ設けたが、複数設けてもよい。
【００３６】
以上のような各地物種別の対象地物についての測定点Ｐの配置の情報が、測定点形態情報Ｍａとなる。なお、これらの各測定点Ｐは、走行中の自車両Ｃからの画像認識によりエッジを認識し易く、自車両Ｃと測定点Ｐとの距離の認識が比較的容易な位置に設定されている。なお、上記のように設定された各測定点Ｐのうち、直線状に設定された各測定点Ｐは、当該線上の中央等のいずれか一点の点状に設定しても好適である。
【００３７】
５．地物情報生成部３
地物情報生成部３は、地物情報Ｆを生成する地物情報生成手段、及び地物情報Ｆを取得する地物情報取得手段として機能する。すなわち、地物情報生成部３は、自車位置演算部５から取得した自車位置情報Ｓを指定位置とし、その位置近傍の地物の地物配置情報（対象地物の位置の情報）Ｆｃ及び地物種別情報Ｆｂを地物配置データベースＤＢ２から取得する。また、地物情報生成部３は、取得された地物種別情報Ｆｂに従って当該地物種別の地物形態情報（対象地物の形態の情報）Ｆａを地物形態データベースＤＢ１から取得する。そして、これらの地物配置情報Ｆｃ及び地物形態情報Ｆａに基づいて、自車位置情報Ｓに示される位置近傍の地物の道路面上における配置及び形態を示す地物情報Ｆを生成して取得する。この地物情報生成部３により生成された地物情報Ｆは、図１に示すように、測定点情報生成部４及び画像認識部７に出力される。
【００３８】
ここでは、地物情報生成部３は、自車位置情報Ｓに基づいて、撮像装置１４により撮像される対象地物についての地物情報Ｆを生成して取得する。本例では、地物情報生成部３は、自車両Ｃの進行方向ｄに存在し、自車両Ｃが進行することにより撮像装置１４により撮像されることになる一つの対象地物についての地物情報Ｆを、撮像装置１４により撮像される前に先行的に生成して取得することとしている。具体的には、地物情報生成部３は、自車位置情報Ｓに基づいて、自車両Ｃの進行方向ｄの所定距離内に存在し、自車両Ｃが進行することにより撮像装置１４により撮像されることになる対象地物を一つ、地物配置情報Ｆｃに基づいて地物配置データベースＤＢ２から抽出する。ここで、自車両Ｃからの所定距離は、例えば、５０〔ｍ〕や１００〔ｍ〕等に設定することができる。また、抽出された対象地物についての地物種別情報Ｆｂ及び地物配置情報Ｆｃを地物配置データベースＤＢ２から取得する。次に、地物情報生成部３は、取得された地物種別情報Ｆｂに従って当該地物種別の地物形態情報Ｆａを地物形態データベースＤＢ１から取得する。そして、本例では、抽出された対象地物の同じ地物識別符号ＩＤｆに、これらの地物形態情報Ｆａ、地物種別情報Ｆｂ及び地物配置情報Ｆｃを組み合わせて一つの地物情報Ｆを生成する。ここで、地物配置情報Ｆｃは、上記のとおり複数個の代表点Ｒの地図上の位置の情報である。そして、地物情報Ｆに含まれる地物形態情報Ｆａは、対象地物の輪郭形状を、複数個の代表点Ｒの地図上の配置に合わせて変形させて調整した輪郭情報とされている。
【００３９】
６．測定点情報生成部４
測定点情報生成部４は、測定点情報を生成する測定点情報生成手段、及び測定点情報を取得する測定点情報取得手段として機能する。すなわち、測定点情報生成部４は、地物情報生成部３から出力された地物情報Ｆに基づいて、当該地物情報Ｆに示される対象地物の測定点Ｐについて、その形態情報及び位置情報を含む測定点情報Ｍを生成して取得する。そのため、測定点情報生成部４は、まず、地物情報Ｆに含まれる地物種別情報Ｆｂに示される地物種別に対応する測定点形態情報Ｍａを、測定点形態データベースＤＢ３から取得する。また、測定点情報生成部４は、取得した測定点形態情報Ｍａと、地物情報Ｆとに基づいて測定点Ｐの位置情報を導出する。そして、測定点情報生成部４は、地物情報Ｆに示される対象地物の測定点Ｐの形態情報及び位置情報を含む測定点情報Ｍを生成して取得する。この測定点情報生成部４により生成された測定点情報Ｍは、図１に示すように、画像認識部７及び自車位置補正部９に出力される。
【００４０】
測定点情報Ｍを構成する測定点Ｐの位置情報は、測定点形態データベースＤＢ３から取得した測定点形態情報Ｍａと、地物情報生成部３から出力された地物情報Ｆとに基づいて導出する。具体的には、地物情報Ｆに含まれている地物形態情報Ｆａ及び地物配置情報Ｆｃにより、当該地物情報Ｆに係る対象地物の複数個の代表点Ｒの地図上の位置、及び当該複数個の代表点Ｒの地図上の配置に合わせて変形させて調整した当該対象地物の輪郭形状が表されている。また、測定点形態情報Ｍａは、地物の全体形態の中での測定点Ｐの配置として規定されている。したがって、これらの情報を組み合わせ、地物情報Ｆに係る対象地物の地図上の配置を基準として測定点形態情報Ｍａに示される測定点Ｐの位置を導出することにより、地図上における測定点Ｐの位置を示す位置情報を取得する。すなわち、対象地物についての地物配置情報Ｆｃが示す代表点Ｒの地図上の位置と、地物形態情報Ｆａが示す当該対象地物の輪郭形状とから、当該対象地物の地図上の輪郭形状の配置が導出される。また、対象地物の測定点形態情報Ｍａは、当該対象地物の全体形態を表す輪郭形状の中の測定点Ｐの配置を示している。したがって、これらの情報を組み合わせることにより、双方の輪郭形状の情報を介して地図上における測定点Ｐの配置を示す位置情報を演算して導出することができる。一方、測定点情報Ｍを構成する測定点Ｐの形態情報は、測定点形態データベースＤＢ３から取得した測定点形態情報Ｍａの内容と同一とすることができる。そして、測定点情報生成部４は、この地物識別符号ＩＤｆに、上記の測定点Ｐの位置情報及び形態情報を組み合わせて一つの測定点情報Ｍを生成する。
【００４１】
以上のとおり、地物形態データベースＤＢ１、地物配置データベースＤＢ２、及び地物情報生成部３、又はこれらに測定点形態データベースＤＢ３及び測定点情報生成部４を加えた構成が、地物情報Ｆ（及び測定点情報Ｍ）を生成して出力する地物情報出力装置２となる。
【００４２】
７．自車位置演算部５
自車位置演算部５は、自車両Ｃの現在位置を示す自車位置情報Ｓを取得する自車位置情報取得手段、及び地物情報生成部３に対して指定位置を入力する位置入力手段として機能する。ここでは、自車位置演算部５は、ＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２、及び距離センサ１３と接続されている。ここで、ＧＰＳ受信機１１は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＰＳ信号を受信する装置である。このＧＰＳ信号は、通常１秒おきに受信され、自車位置演算部５へ出力される。自車位置演算部５では、ＧＰＳ受信機１１で受信されたＧＰＳ衛星からの信号を解析し、自車の位置（緯度及び経度）、進行方位、移動速度等の情報を取得することができる。方位センサ１２は、自車両Ｃの進行方位又はその進行方位の変化を検出するセンサである。この方位センサ１２は、例えば、ジャイロセンサ、地磁気センサ、ハンドルの回転部に取り付けた光学的な回転センサや回転型の抵抗ボリューム、車輪部に取り付ける角度センサ等により構成される。そして、方位センサ１２は、その検出結果を自車位置演算部５へ出力する。距離センサ１３は、自車両Ｃの移動距離や車速を検出するセンサである。この距離センサ１３は、例えば、車両のドライブシャフトやホイール等が一定量回転する毎にパルス信号を出力する車速パルスセンサ、自車両Ｃの加速度を検知するヨー・Ｇセンサ及び検知された加速度を２回積分する回路等により構成される。そして、距離センサ１３は、その検出結果を自車位置演算部５へ出力する。
【００４３】
そして、自車位置演算部５は、これらのＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２及び距離センサ１３からの出力に基づいて、公知の方法により自車両Ｃの現在位置を特定する演算を行う。また、自車位置演算部５は、地図データベースＤＢｍから自車位置周辺の地図情報Ｅを取得し、それに基づいて公知のマップマッチングを行うことにより自車両Ｃの現在位置を地図情報Ｅに示される道路上とする補正も行う。この際、自車位置演算部５は、演算結果である自車両Ｃの現在位置が、地図情報Ｅに示される道路において一般道路上にあるか高速道路上にあるかを判定する演算をする。そして、この自車位置演算部５は、演算結果である自車両Ｃの現在位置の情報と高速道路上にあるか否かの判定とを自車位置情報Ｓとして地物情報生成部３及び自車位置補正部９へ出力する。この際、自車位置情報Ｓは、例えば、緯度及び経度で表された位置の情報として表される。
【００４４】
なお、自車位置演算部５により演算された自車位置情報Ｓの精度は、方位センサ１２、距離センサ１３及びＧＰＳ受信機１１により受信したＧＰＳ信号の精度に大きく影響を受ける。このため、自車位置情報は数〔ｍ〕から数十〔ｍ〕程度の誤差を含んでいる可能性がある。
【００４５】
８．画像情報取得部６
画像情報取得部６は、自車両Ｃに搭載された撮像装置１４により撮像した画像情報Ｇを取得する画像情報取得手段として機能する。撮像装置１４は、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子と、この撮像素子に光を導くための光学系を構成するレンズ等を有して構成される。この撮像装置１４は、自車両Ｃの前方や後方に向けて搭載され、図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、少なくとも自車両Ｃが走行する高速道路上の車両通行帯最外側線（区画線４０としての分岐部太破線４１、合流部太破線４２及び実線４３）が撮像されるように設けられる。この際、車両通行帯最外側線が車道の左右のどちら側に設けられている場合でも、本線車道とこれに接続する道路との接続部の上記区画線４０が撮像されるように設けるとよい。このような撮像装置１４としては、自車両Ｃの前方や後方の映像を撮像するために既に設けられている車載カメラが好適に用いられる。
【００４６】
画像情報取得部６は、撮像装置１４により撮像したアナログの撮像情報を所定の時間間隔で取り込み、デジタル信号の画像情報Ｇに変換して画像メモリ１５に格納する。この際の画像情報Ｇの取り込みの時間間隔は、例えば、１０〜５０ｍｓ程度とすることができる。これにより、画像情報取得部６は、自車両Ｃが走行中の道路面（区画線４０）を撮像した複数フレームの画像情報Ｇをほぼ連続的に取得することができる。一旦画像メモリ１５に格納された画像情報Ｇは、画像認識部７へ出力される。
【００４７】
９．画像認識部７
画像認識部７は、画像情報Ｇに含まれている対象地物についての測定点Ｐの画像認識を行う画像認識手段として機能する。画像認識部７は、主として測定点情報Ｍに含まれる形態情報に基づいて測定点Ｐの画像認識を行う。本例では、上記のとおり、地物情報生成部３は、自車両Ｃの進行方向ｄに存在し、自車両Ｃが進行することにより撮像装置１４により撮像されることになる一つの対象地物、本例では、分岐部太破線４１又は合流部太破線４２についての地物情報Ｆを先行的に生成して取得する。そこで、画像認識部７は、地物情報生成部３から地物情報Ｆが出力された後に画像情報取得部６によりほぼ連続的に取得される複数フレームの画像情報Ｇに対して、当該地物情報Ｆに示される対象地物の測定点Ｐの画像認識を行う。具体的には、画像認識部７は、まず、画像情報Ｇに対する二値化処理やエッジ抽出処理等により、地物情報Ｆに示される対象地物の輪郭形状を抽出する。その後、測定点情報生成部４から出力された当該対象地物についての測定点情報Ｍに含まれる形態情報に基づいて、パターン認識処理により、画像情報Ｇの中に含まれる測定点Ｐの画像認識を行う。具体的には、図６（ａ）に示すように自車両Ｃの後方に設けられた撮像装置１４により「分岐部太破線４１」が撮像された場合には、二値化処理やエッジ抽出処理等により画像情報Ｇ中の当該分岐部太破線４１の輪郭形状を抽出する。さらに、当該実線４３に対して最初に分離した分岐部太破線４１のブロック４１ａを抽出する。そして、当該ブロック４１ａ上に予め設定された測定点Ｐの画像認識処理を行なう。また、図７（ａ）に示すように、自車両Ｃの後方に設けられた撮像装置１４により「合流部太破線４２」が撮像された場合には、二値化処理やエッジ抽出処理等により画像情報Ｇ中の当該合流部太破線４２の輪郭形状を抽出する。さらに、当該実線４３との間隔が所定幅ｙ以下となる最初の合流部太破線４２のブロック４２ａを抽出する。そして、当該ブロック４２ａ上に予め設定された測定点Ｐの画像認識処理を行なう。なお、当該合流部太破線４２と実線４３との間隔は、図７（ａ）に示すように、合流部太破線４２と平行な直線に直交する方向の間隔である。また、所定幅ｙは、当該合流部太破線４２と実線４３とを１フレーム上に収めることができる幅であれば特に制限されないが、当該合流部太破線４２自体の幅と同じに設定すると好適である。
【００４８】
なお、画像認識部７は、測定点Ｐの画像認識は、当該測定点Ｐが含まれている複数フレームの画像情報Ｇの中で、当該測定点Ｐの画像認識に最も適したフレームの画像情報Ｇを用いて行う。通常は、画像認識部７は、当該測定点Ｐが自車両Ｃから最も近い位置に撮像されているフレームの画像情報Ｇを用いて画像認識を行う。
【００４９】
１０．位置関係演算部８
位置関係演算部８は、画像認識部７により認識された測定点Ｐの画像認識結果に基づいて自車両Ｃと当該測定点Ｐとの位置関係を演算する。この際、用いられる画像認識結果は、自車位置情報Ｓに基づいて自車両Ｃが高速道路上にあることが認識されている場合に、高速道路の本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示（区画線４０）の分岐部太破線４１又は合流部太破線４２と実線４３とが分岐又は合流する部分の測定点Ｐについての画像認識結果である。これにより、自車両Ｃが高速道路上を走行している場合であっても、高速道路上に確実に存在する上記分岐部太破線４１又は合流部太破線４２と実線４３とが分岐又は合流する部分の画像認識結果を用いて確実に自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係を演算することができる。
【００５０】
そして、位置関係演算部８は、上記測定点Ｐの画像認識結果に基づいて自車両Ｃと当該測定点Ｐとの位置関係を演算する。すなわち、撮像装置１４の自車両Ｃへの搭載位置及び撮像方向に基づいて、画像情報Ｇの一つのフレームを構成する画像中の各位置と自車両Ｃとの位置関係は定まる。したがって、位置関係演算部８は、画像認識部７による測定点Ｐの画像認識結果としての画像情報Ｇの一つのフレーム中における当該測定点Ｐの配置に基づいて、当該フレームに係る画像情報Ｇの撮像時の自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係を導出する。具体的には、図６（ａ）又は図７（ａ）に示す画像情報Ｇを夫々路面座標に変換して、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すような平面の画像情報Ｇ´とする。そして、当該画像情報Ｇ´中における自車両Ｃから測定点Ｐまでの距離を導出する。当該距離は、測定点Ｐから撮像時の自車両Ｃまでの地図上の距離Ｌに対応しているので、当該フレームに係る画像情報Ｇの撮像時の自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係を導出できる。また、距離センサ１３等により当該フレームに係る画像情報Ｇの撮像時から現在時点までの自車両Ｃの移動距離を導出する。そして、これらに基づいて、位置関係演算部８は、現在の自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係を演算して導出する。
【００５１】
１１．自車位置補正部９
自車位置補正部９は、位置関係演算部８による演算結果としての現在の自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係と、測定点情報Ｍに含まれる測定点Ｐの位置情報とに基づいて自車位置情報Ｓを補正する。すなわち、上述のとおり、位置関係演算部８による演算結果から、現在の自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係が定まる。また、当該測定点Ｐについての測定点情報Ｍに含まれる位置情報は、当該測定点Ｐの地図上の正確な位置（緯度及び経度）を示している。したがって、これらの情報に基づいて、測定点Ｐの地図上の正確な位置を基準とする自車両Ｃの詳細位置を演算して導出することができる。この際、位置情報の精度を向上させるため複数の測定点Ｐと自車両Ｃとの詳細位置を演算して導出することもできる。そして、自車位置補正部９は、この自車両Ｃの詳細位置の演算結果に基づいて、自車位置演算部５から出力された現在の自車位置情報Ｓを補正する。これにより、自車両Ｃの位置を高精度に特定することができる。この自車位置補正部９から出力される補正後の自車位置情報Ｓ´は、ナビゲーション装置における自車位置表示や走行案内等、又は車両制御装置による操舵や加減速等といった自車両Ｃの走行制御等に利用される。
【００５２】
本例では、位置関係演算部８及び自車位置補正部９が、画像認識部７により認識された測定点Ｐの画像認識結果と、当該測定点Ｐの位置情報とに基づいて自車位置情報Ｓを補正する自車位置補正手段１０として機能する。
【００５３】
１２．自車位置認識方法
次に、本実施形態に係る自車位置認識装置１において実行される自車位置認識方法の具体例について、図８に示すフローチャートに従って説明する。まず、自車位置演算部５において、自車位置情報Ｓを取得する（ステップ＃０１）。次に自車両Ｃが高速道路を走行中か否かを判定する（ステップ＃０２）。この判定は、自車位置情報Ｓに基づいて地図データベースＤＢｍから取得した地図情報Ｅを用いたマップマッチングの結果、自車両Ｃが高速道路上を走行しているか否かの判定により行なう。判定の結果、自車両Ｃが高速道路上を走行していない場合には（ステップ＃０２：ＮＯ）、処理はステップ＃０１へ戻り、新たな自車位置情報Ｓを取得する。一方、自車両Ｃが高速道路上を走行している場合には（ステップ＃０２：ＹＥＳ）、地物情報生成部３において、ステップ＃０１で取得した自車位置情報Ｓに基づいて、自車両Ｃの進行方向ｄの所定距離内に存在する対象地物（本例では、分岐部太破線４１又は合流部太破線４２）を、地物配置情報Ｆｃに基づいて地物配置データベースＤＢ２から抽出する（ステップ＃０３）。自車両Ｃの進行方向ｄの所定距離内に対象地物が存在しない場合には（ステップ＃０４：ＮＯ）、処理はステップ＃０１へ戻り、新たな自車位置情報Ｓを取得する。一方、自車両Ｃの進行方向ｄの所定距離内に対象地物が存在する場合には（ステップ＃０４：ＹＥＳ）、地物情報生成部３において、当該対象地物についての地物情報Ｆを生成して取得する（ステップ＃０５）。次に、測定点情報生成部４において、ステップ＃０４で取得された地物情報Ｆに示される対象地物の測定点Ｐについての測定点情報Ｍを生成して取得する（ステップ＃０６）。
【００５４】
次に、画像情報取得部６において、撮像装置１４により撮像した画像情報Ｇを取得する（ステップ＃０７）。ここで取得された画像情報Ｇは画像認識部７へ送られる。そして、画像認識部７において、画像情報Ｇに含まれている対象地物についての測定点Ｐの画像認識を行う（ステップ＃０８）。そして、位置関係演算部８において、ステップ＃０８で認識された測定点Ｐの画像認識結果に基づいて、自車両Ｃと当該測定点Ｐとの位置関係を演算する（ステップ＃０９）。次に、自車位置演算部５において、現在の自車位置情報Ｓを取得する（ステップ＃１０）。そして、自車位置補正部９において、ステップ＃０９による演算結果としての現在の自車両Ｃと測定点Ｐとの位置関係と、ステップ＃０６で取得された測定点情報Ｍに含まれる測定点Ｐの位置情報とに基づいて、ステップ＃１０で取得された現在の自車位置情報Ｓを補正し（ステップ＃１１）、補正後の自車位置情報Ｓ´が出力される。以上で、自車位置認識方法に係る処理は終了する。
【００５５】
〔第二の実施形態〕
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図９は、本実施形態に係るナビゲーション装置３０及び車両制御装置３１の両方を兼ねる装置の概略構成を示すブロック図である。この図に示すように、この装置は、上記第一の実施形態に係る自車位置認識装置１に加えて、地図情報格納手段としての地図データベースＤＢｍから地図情報Ｅを取得する地図情報取得部２１と、自車両Ｃの走行制御を行うための走行制御部２２と、自車両Ｃの進路案内のための各種演算処理を行うナビゲーション用演算部２３とを備えている。また更に、任意の情報を表示可能な表示手段としてのモニタ２４と、任意の音声情報を出力可能な音声出力手段としてのスピーカ２５とを備えている。
【００５６】
地図情報取得部２１は、自車位置認識装置１の自車位置演算部５から出力される自車位置情報Ｓに基づいて、自車両Ｃの進行方向ｄを含む周辺の地図情報Ｅを地図データベースＤＢｍから取得する。この地図情報取得部２１により取得された自車両Ｃの周辺の地図情報Ｅは、走行制御部２２及びナビゲーション用演算部２３へ出力される。
【００５７】
また、自車位置認識装置１からは、自車位置補正部９による補正後の自車位置情報Ｓ´が、走行制御部２２及びナビゲーション用演算部２３へ出力される。走行制御部２２は、地図情報取得部２１から出力された自車両Ｃの進行方向ｄの地図情報Ｅと、自車位置認識装置１から出力された補正後の自車位置情報Ｓ´とに基づいて、自車両Ｃの走行制御のための演算処理を行い、車両各部に対する制御命令を出力する。具体的には、走行制御部２２は、自車両Ｃの進行方向ｄの地図情報Ｅに含まれる道路形状、或いは停止線や信号機、道路標示等の各種地物の情報等に基づいて、例えばレーンキープ、衝突防止、事故防止等のための操舵や加減速等といった自車両Ｃの走行制御を行う。
【００５８】
ナビゲーション用演算部２３は、地図情報取得部２１から出力された自車両Ｃの周辺の地図情報Ｅと、自車位置認識装置１から出力された補正後の自車位置情報Ｓ´とに基づいて、自車両Ｃの進路案内のための各種演算処理を行い、モニタ２４及びスピーカ２５の一方又は双方に対する制御命令を出力する。具体的には、ナビゲーション用演算部２３は、自車両Ｃの周辺の地図情報Ｅに基づいて生成される地図画像上に、補正後の自車位置情報Ｓ´に基づく詳細な自車位置を示す画像を重ねてモニタ２４に表示する。また、自車両Ｃの進行方向ｄの地図情報Ｅに含まれる道路形状等と、補正後の詳細な自車位置情報Ｓ´とに基づいて、正確なタイミングで進路案内のための運転者への報知を、モニタ２４及びスピーカ２５の一方又は双方を用いて行う。
【００５９】
〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、対象地物の測定点Ｐの測定点形態情報Ｍａ（測定点Ｐについての形態情報）と地物情報Ｆ（対象地物の位置及び形態の情報）とを用いて測定点情報Ｍ（測定点Ｐについての形態情報及び位置情報を含む）を生成し、当該測定点情報Ｍに含まれる測定点Ｐについての位置情報と、画像情報Ｇの画像認識結果に基づく現在の自車両Ｃと当該測定点Ｐとの位置関係と、に基づいて自車位置情報Ｓを補正した。しかし、これに限らず、上記地物情報Ｆに含まれる対象地物（代表点Ｒ）の位置の情報と、画像情報Ｇの画像認識結果に基づく現在の自車両Ｃと上記代表点Ｒとの位置関係と、に基づいて自車位置情報Ｓを補正することも好適な実施形態の一つである。この場合、上記測定点情報Ｍを生成せずに現在の自車位置情報Ｓを補正することができる。
【００６０】
（２）上記の実施形態では、測定点Ｐは、分岐部太破線４１と実線４３とが分岐する部分の場合には、実線４３に対して最初に分離した分岐部太破線４１のブロック４１ａ上に設定し、合流部太破線４２と実線４３とが合流する部分の場合には、実線４３との間隔が所定の幅ｙ以下となる最初の合流部太破線４２のブロック４２ａ上に設定した。しかし、分岐部太破線４１又は合流部太破線４２と実線４３との位置関係に基づいて画像認識が容易で、誤認識を少なくすることができる測定点であれば、これら上記測定点Ｐに限定されるものではない。
【００６１】
（３）上記の実施形態では、地物配置データベースＤＢ２に格納される地物配置情報Ｆｃを、各対象地物の外形上に配置された複数個の代表点Ｒの位置の情報とする場合について説明した。しかし、各対象地物の位置及び方向を示す地物配置情報Ｆｃの構成は、これに限定されない。すなわち、各対象地物の位置及び方向を表すことが可能な情報であればよく、例えば、各対象地物の重心の位置の情報と方向を示す単位ベクトルとにより構成することも好適な実施形態の一つである。
【００６２】
（４）上記の実施形態では、地物情報生成部３は、自車両Ｃの進行方向ｄに存在する対象地物についての地物情報Ｆを、撮像装置１４により撮像される前に先行的に生成して取得し、当該地物情報Ｆ及びそれに基づいて生成された測定点情報Ｍを用いて測定点Ｐの画像認識を行う場合を例として説明した。しかし、地物情報Ｆ及び測定点情報Ｍを取得するタイミングはこれに限定されない。すなわち、例えば、各フレームの画像情報Ｇが取得されるのと同時に、当該画像情報Ｇに係る撮像領域内に含まれる対象地物についての地物情報Ｆ及び測定点情報Ｍを生成して取得し、それらを用いて当該画像情報Ｇに対する測定点Ｐの画像認識を行う構成とすることも好適な実施形態の一つである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、対象地物の画像認識結果を用いて自車位置の認識を行うに際して、認識対象となりうる地物が少ない高速道路上であっても、対象地物を認識して正確な自車位置を得ることができるので、例えばナビゲーション装置や車両制御装置等に利用可能な自車位置認識装置又は自車位置認識方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る自車位置認識装置の全体構成を模式的に示すブロック図
【図２】図１に示される各データベースに格納される情報の内容を示す説明図
【図３】本発明の第一の実施形態に係る本線車道とこれに接続する道路が分岐する部分の輪郭形状及び代表点の位置並びに測定点の例を示す図
【図４】本発明の第一の実施形態に係る本線車道とこれに接続する道路が合流する部分の輪郭形状及び代表点の位置並びに測定点の例を示す図
【図５】地図データベースに格納されている地図情報の内容を示す説明図
【図６】（ａ）本発明の第一の実施形態に係る太破線と実線とが分岐する部分における自車両の後方の画像情報Ｇの例を示す図（ｂ）図６（ａ）の画像情報Ｇの歪みを変換して平面の画像情報Ｇ´に変換した図
【図７】（ａ）本発明の第一の実施形態に係る太破線と実線とが合流する部分における自車両の後方の画像情報Ｇの例を示す図（ｂ）図７（ａ）の画像情報Ｇの歪みを変換して平面の画像情報Ｇ´に変換した図
【図８】本発明の第一の実施形態に係る自車位置認識方法を示すフローチャート
【図９】本発明の第二の実施形態に係るナビゲーション装置３０及び車両制御装置３１の両方を兼ねる装概略構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００６５】
１：自車位置認識装置
２：地物情報出力装置
３：地物情報生成部（地物情報取得手段）
４：測定点情報生成部（測定点情報取得手段、測定点状態情報取得手段）
５：自車位置演算部（自車位置情報取得手段）
６：画像情報取得部（画像情報取得手段）
７：画像認識部（画像認識手段）
８：位置関係演算部
９：自車位置補正部
１０：自車位置補正手段
１４：撮像装置
２４：モニタ（表示手段）
２５：スピーカ（音声出力手段）
３０：ナビゲーション装置
３１：車両制御装置
４０：区画線（道路標示）
４１、４１ａ：分岐部太破線（太破線）
４２、４２ａ：合流部太破線（太破線）
４３：実線
４４：車両通行帯境界線や車道中央線等の破線
ＤＢ１：地物形態データベース
ＤＢ２：地物配置データベース
ＤＢ３：測定点形態データベース（測定点形態情報格納手段）
ＤＢｍ：地図データベース（地図情報格納手段）
Ｅ：地図情報
Ｆ：地物情報
Ｍ：測定点情報
Ｓ：自車位置情報
Ｓ´：補正後の自車位置情報
Ｇ：画像情報
Ｇ´：変換後の画像情報
Ｒ：代表点
Ｐ：測定点
Ｃ：自車両
Ｌ：測定点と自車両との距離
ｙ：太破線と実線との幅
ｄ：自車両の進行方向
Ｆａ：地物形態情報（対象地物の形態の情報）
Ｆｂ：地物種別情報
Ｆｃ：地物配置情報（対象地物の位置の情報）
Ｍａ：測定点形態情報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両に搭載された撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得手段と、
自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得手段と、
前記自車位置情報に基づいて、前記撮像装置により撮像される対象地物の位置及び形態の情報を含む地物情報を取得する地物情報取得手段と、
前記地物情報に基づいて、前記画像情報に含まれている前記対象地物の画像認識を行う画像認識手段と、
前記画像認識手段により認識された画像認識結果と前記地物情報とに基づいて前記自車位置情報を補正する自車位置補正手段と、を備え、
前記自車位置補正手段は、前記自車位置情報に基づいて自車両が高速道路上にあることが認識されている場合に、前記高速道路の本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分の前記画像認識結果に基づいて前記自車位置情報の補正を行う自車位置認識装置。
【請求項２】
前記自車位置補正手段は、前記破線と実線とが所定の位置関係となる部分に設定された測定点の前記画像認識結果に基づいて、前記自車位置情報の補正を行う請求項１に記載の自車位置認識装置。
【請求項３】
前記道路標示の破線と実線とが分岐する部分では、前記測定点は、前記実線に対して最初に分離した前記破線のブロックに設定される請求項２に記載の自車位置認識装置。
【請求項４】
前記道路標示の破線と実線とが合流する部分では、前記測定点は、前記実線との間隔が所定幅以下となる最初の前記破線のブロックに設定される請求項２に記載の自車位置認識装置。
【請求項５】
前記地物情報に基づいて、前記対象地物の地物種別に応じて予め定められた測定点について、その形態情報及び位置情報を含む測定点情報を取得する測定点情報取得手段を更に備え、
前記画像認識手段は、前記測定点情報に含まれる前記形態情報に基づいて、前記画像情報に含まれている前記対象地物についての測定点の画像認識を行い、前記自車位置補正手段は、前記画像認識手段により認識された前記測定点の画像認識結果と、当該測定点の前記位置情報とに基づいて前記自車位置情報を補正する請求項２から５のいずれか一項に記載の自車位置認識装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の自車位置認識装置と、地図情報を格納した地図情報格納手段と、を備え、
前記地図情報格納手段から取得した自車両の進行方向の地図情報と、前記自車位置補正手段による補正後の自車位置情報とに基づいて、自車両の走行制御を行う車両制御装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項に記載の自車位置認識装置と、地図情報を格納した地図情報格納手段と、任意の情報を表示可能な表示手段及び任意の音声情報を出力可能な音声出力手段の一方又は双方と、を備え、
前記地図情報格納手段から取得した自車両の周辺の地図情報と、前記自車位置補正手段による補正後の自車位置情報とに基づいて、前記表示手段及び前記音声出力手段の一方又は双方を用いて自車両の進路案内を行うナビゲーション装置。
【請求項８】
自車両に搭載された撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得ステップと、
自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得ステップと、
前記自車位置情報に基づいて、前記撮像装置により撮像される対象地物の位置及び形態の情報を含む地物情報を取得する地物情報取得ステップと、
前記地物情報に基づいて、前記画像情報に含まれている前記対象地物の画像認識を行う画像認識ステップと、
前記画像認識ステップにより認識された画像認識結果と前記地物情報とに基づいて前記自車位置情報を補正する自車位置補正ステップと、を備え、
前記自車位置補正ステップでは、前記自車位置情報に基づいて自車両が高速道路上にあることが認識されている場合に、前記高速道路の本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分の前記画像認識結果に基づいて前記自車位置情報の補正を行う自車位置認識方法。
【請求項１】
自車両に搭載された撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得手段と、
自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得手段と、
前記自車位置情報に基づいて、前記撮像装置により撮像される対象地物の位置及び形態の情報を含む地物情報を取得する地物情報取得手段と、
前記地物情報に基づいて、前記画像情報に含まれている前記対象地物の画像認識を行う画像認識手段と、
前記画像認識手段により認識された画像認識結果と前記地物情報とに基づいて前記自車位置情報を補正する自車位置補正手段と、を備え、
前記自車位置補正手段は、前記自車位置情報に基づいて自車両が高速道路上にあることが認識されている場合に、前記高速道路の本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分の前記画像認識結果に基づいて前記自車位置情報の補正を行う自車位置認識装置。
【請求項２】
前記自車位置補正手段は、前記破線と実線とが所定の位置関係となる部分に設定された測定点の前記画像認識結果に基づいて、前記自車位置情報の補正を行う請求項１に記載の自車位置認識装置。
【請求項３】
前記道路標示の破線と実線とが分岐する部分では、前記測定点は、前記実線に対して最初に分離した前記破線のブロックに設定される請求項２に記載の自車位置認識装置。
【請求項４】
前記道路標示の破線と実線とが合流する部分では、前記測定点は、前記実線との間隔が所定幅以下となる最初の前記破線のブロックに設定される請求項２に記載の自車位置認識装置。
【請求項５】
前記地物情報に基づいて、前記対象地物の地物種別に応じて予め定められた測定点について、その形態情報及び位置情報を含む測定点情報を取得する測定点情報取得手段を更に備え、
前記画像認識手段は、前記測定点情報に含まれる前記形態情報に基づいて、前記画像情報に含まれている前記対象地物についての測定点の画像認識を行い、前記自車位置補正手段は、前記画像認識手段により認識された前記測定点の画像認識結果と、当該測定点の前記位置情報とに基づいて前記自車位置情報を補正する請求項２から５のいずれか一項に記載の自車位置認識装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の自車位置認識装置と、地図情報を格納した地図情報格納手段と、を備え、
前記地図情報格納手段から取得した自車両の進行方向の地図情報と、前記自車位置補正手段による補正後の自車位置情報とに基づいて、自車両の走行制御を行う車両制御装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項に記載の自車位置認識装置と、地図情報を格納した地図情報格納手段と、任意の情報を表示可能な表示手段及び任意の音声情報を出力可能な音声出力手段の一方又は双方と、を備え、
前記地図情報格納手段から取得した自車両の周辺の地図情報と、前記自車位置補正手段による補正後の自車位置情報とに基づいて、前記表示手段及び前記音声出力手段の一方又は双方を用いて自車両の進路案内を行うナビゲーション装置。
【請求項８】
自車両に搭載された撮像装置により撮像した画像情報を取得する画像情報取得ステップと、
自車両の現在位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得ステップと、
前記自車位置情報に基づいて、前記撮像装置により撮像される対象地物の位置及び形態の情報を含む地物情報を取得する地物情報取得ステップと、
前記地物情報に基づいて、前記画像情報に含まれている前記対象地物の画像認識を行う画像認識ステップと、
前記画像認識ステップにより認識された画像認識結果と前記地物情報とに基づいて前記自車位置情報を補正する自車位置補正ステップと、を備え、
前記自車位置補正ステップでは、前記自車位置情報に基づいて自車両が高速道路上にあることが認識されている場合に、前記高速道路の本線車道とこれに接続する道路との接続部に存在する道路標示の破線と実線とが分岐又は合流する部分の前記画像認識結果に基づいて前記自車位置情報の補正を行う自車位置認識方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２９８６９９（Ｐ２００８−２９８６９９Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４７４９６（Ｐ２００７−１４７４９６）
【出願日】平成１９年６月１日（２００７．６．１）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１日（２００７．６．１）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]