車両走行支援装置
【課題】路面を撮影した画像から停止線の有無を判定できない場合にも、確実に停止線の位置を検出し車両を停止させるとともに、停止線の位置を用いて車両の自己位置を更新する車両走行支援装置を構成する。
【解決手段】停止線の中に磁気粒子を混合し、車両がその停止線で停車する度に計測した、ＧＰＳ測位に基づく停止線の位置の計測結果を統合することで、停止線の推定位置精度を向上させるとともに、その停止線の推定位置から、逆に、車両の自己位置を推定する車両走行支援装置を構成する。
【解決手段】停止線の中に磁気粒子を混合し、車両がその停止線で停車する度に計測した、ＧＰＳ測位に基づく停止線の位置の計測結果を統合することで、停止線の推定位置精度を向上させるとともに、その停止線の推定位置から、逆に、車両の自己位置を推定する車両走行支援装置を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両走行支援装置に関するものである。例えば、停止線による確実な停止と自己位置推定を可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車運転における安全性向上を目的として、様々な装備が車両に取り付けられてきている。例えば、高速道路にて、車載カメラで撮影した映像から白線などの車線境界線を抽出して横方向の現在位置を推定して警報や制御に用いる技術が実用化されている。
【０００３】
また、特に一般道では、横断歩道や交差点の手前に存在する路面上に敷設された停止線を認識し停止する必要があり、特許文献１には、ＣＣＤカメラから入力された画像から停止線の有無を判定する停止線認識装置に関する技術が開示されている。
【０００４】
一方、車載カメラで撮影した映像から信号機，標識，車線数，道路幅等の情報を抽出し、地図情報と比較して現在位置を修正する方法が特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８５５６２号公報
【特許文献２】特開平９−１５２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来は、カメラから入力された画像から停止線の有無を判定していた。しかし、停止線に汚れが付着したり、落ち葉や砂，雪で停止線が覆われたりした場合には、画像で判断することが困難となる。また同様に、車両の自己位置を、車載カメラで撮影した映像から得られた道路標示や道路標識等の情報を、地図情報と比較して現在位置を修正する方法は、天候に左右される。これは、車両の自己位置を求める手法として一般的なＧＰＳ測位を用いた場合でも同様である。そこで、天候などに左右されることなく、自己位置を高い精度で取得できる手段が必要とされる。
【０００７】
本発明の目的は、自動車などの車両に関し、停止線による確実な停止と自己位置推定を可能とすることにある。例えば、路面を撮影した画像から停止線の有無を判定できない場合にも、確実に停止線の位置を検出するとともに、天候などに左右されることなく、自己位置を高い精度で取得できる手段を実現する車両走行支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
【０００９】
本願は上記目的を解決する構成を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、以下の構成により達成される。
（１）磁気粒子を含む道路標示と、前記道路標示を検出する検出部と、前記道路標示の位置および方向を計測する計測部と、グローバル座標系での自己位置を計測する自己位置計測部と、を備える車両と、を有し、前記車両の測位結果から前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を推定する位置方向推定部を有する構成。
（２）強磁性体を含む道路標示と、前記道路標示に磁気パターンを着磁させる手段と、前記道路標示の磁気パターンを検出する検出部と、前記道路標示の位置および方向を計測する自己位置計測部と、グローバル座標系での自己位置を計測する手段とを備える車両と、を有し、前記車両の測位結果から前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を推定する構成。
（３）上記（１）において、前記道路標示は磁気粒子を含む停止線であり、前記車両は、前記停止線に停止する度に取得した複数回の測位結果を記録する記録部を有し、前記位置方向推定部は、前記記録部に記憶された複数回の測位結果から前記停止線のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする構成。
（４）強磁性体を含む停止線と、前記停止線に磁気パターンを着磁させる手段と、前記停止線を検出する検出部と、その検出結果に基づいて停止する停止制御部と、停止線の位置および方向を計測する計測部と、前記車両のグローバル座標系での自己位置を計測する自己位置計測部とを備える車両とを有し、前記停止線のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする構成。
（５）上記（１）または（３）において、前記道路標示は磁気粒子を含む停止線であり、前記車両は、前記停止線に停止中、複数回取得した測位結果を記録する記録部を有し、前記位置方向推定部は、前記記録部に記憶された複数回の測位結果から前記停止線のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする構成。
（６）上記（５）において、更に管理サーバーを有し、前記車両は前記管理サーバーと通信する通信部を有し、前記通信部は、前記車両により記録された前記道路標示のグローバル座標系での位置と方向に関するデータを、前記管理サーバーとの間で通信し、前記管理サーバーは、前記データを用いて、前記停止線の位置と方向を推定することを特徴とする構成。
（７）上記（２）において、前記道路標示に着磁させる磁気パターンに、付加的な情報を付け加えることを特徴とする構成。
（８）上記（１）において、前記道路標示の手前に磁気ネイルもしくは磁気ラインを設置し、これらを前記車両が走行中に検出することで、前記道路標示に前記車両を誘導することを特徴とする構成。
（９）上記（１）において、前記道路標示の手前の区画線に強磁性体を混合して設置し、前記区画線付近の各位置における磁気を計測して記録しておき、この記録と前記車両が走行中に計測した磁気とを比較することで前記道路標示を基準とした前記車両の位置を推定し、前記道路標示に前記車両を誘導することを特徴とする構成。
（１０）上記（１）において、前記道路標示の付近の各位置における地磁気を計測して記録しておき、この記録と前記車両が走行中に計測した地磁気とを比較することで前記道路標示を基準とした前記車両の位置を推定し、前記道路標示に誘導することを特徴とする構成。
（１１）上記（１）において、前記道路標示の磁気粒子を含む部分を複数列で構成することを特徴とする構成。
（１２）上記（２）において、前記道路標示に複数列からなる磁気パターンを着磁することを特徴とする構成。
（１３）道路標示の位置および方向を計測する計測部とグローバル座標系での自己位置を計測する自己位置計測部と、前記自己位置計測部の計測結果に基づき、前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を推定する位置方向推定部を有する構成。
（１４）上記（１３）において、推定された前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を記録する記録部と、外部情報機器と通信する通信部を有し、前記通信部は、前記記録された前記道路標示のグローバル座標系での位置と方向に関するデータを、前記外部情報機器との間で通信し、
前記データを用いて、車両の誘導を行う制御部と、を有する構成。
（１５）道路標示の磁気を検出し、前記道路標示の位置および方向を計測し、グローバル座標系での車両位置を計測し、前記車両位置の計測結果に基づき、前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向に関するデータを用いて、車両の誘導を行う構成。
（１６）路面に第一の塗料を塗布して視認用標示部を形成し、路面の色と同系色の第二の塗料と磁気粒子を混合して磁気検出用標示部を形成し、前記第二の塗料は、前記第一の塗料より表面反射率が低いものを用い、磁気検出用標示部には、長手方向の基準位置を示すため、磁気粒子を含有しない位置検出基準部位を形成し、外部から前記磁気粒子に着磁することを特徴とする構成。
（１７）上記（１６）において、前記磁気検出用標示部を複数の帯状に配置することを特徴とする構成。
（１８）上記（１６）において、前記磁気検出用標示部は、コード化した磁気パターンを有し、付加的な情報を記録させることを特徴とする構成。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、自動車などの車両に関し、停止線による確実な停止と自己位置推定を可能とできる。例えば、従来は、天候などの影響で路面を撮影した画像から停止線の有無を判定できない場合には、停止線の位置を検出することが困難であった。しかし、以下の実施例で示すように、天候に左右されることなく停止線の位置を検出し車両を停止させることができるとともに、車両の自己位置を高い精度で取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例の車両走行支援装置の構成の説明図。
【図２】本発明の一実施例の構成要素である停止線の説明図。
【図３】本発明の一実施例の構成要素である車両の機能構成の説明図。
【図４】本発明の一実施例の車両の構成要素の説明図。
【図５】本発明の一実施例の車両に搭載された外界センサー、内界センサーの説明図。
【図６】本発明の一実施例の磁気粒子を含む停止線の位置推定と、その停止線を用いた車両の自己位置推定の説明図。
【図７】本発明の一実施例の複数の車両が取得した磁気粒子を含む停止線の位置の統合と、その停止線を用いた車両の自己位置推定の説明図。
【図８】本発明の一実施例の磁気粒子を含む停止線の位置の計測方法の説明図。
【図９】本発明の一実施例の磁気粒子を含む停止線の向きの計測方法の説明図。
【図１０】本発明の一実施例の停止線の位置の計測方法の説明図。
【図１１】実施例２における停止線の構成の説明図。
【図１２】実施例３における停止線の構成と磁気検出用センサーとの説明図。
【図１３】実施例５における、車両を停止線に誘導する磁気ネイルの説明図。
【図１４】実施例５における、車両を停止線に誘導する磁気ラインの説明図。
【図１５】実施例８の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明に係る実施例について説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の一実施例を図１から図９を用いて説明する。
【００１４】
図１に、道路標示として停止線を例に挙げ、本実施例の車両走行支援装置の構成を表す。本実施例の装置は、複数の磁気粒子を含む停止線１と、その停止線１を検出すると停止し、停止線１の位置と方向を計測する複数の車両２、さらに、複数の車両が計測した停止線位置情報を管理する停止線位置管理サーバー９９から構成されている。各車両２は、それぞれ、停止線検出用磁気センサー２０１と、停止線位置計測用磁気センサー２０２と、測位装置３２と、停止線位置管理サーバー９９と通信する通信装置２１とを有する。
【００１５】
まず、図２を用いて、停止線１について説明する。停止線１は、従来の道路標示と同様の白色の塗料を路面に塗布して形成される視認用標示部１２と、視認用標示部１２の長辺の１２ａと平行に長辺が形成され、路面の色と同系色の塗料と磁気粒子を混合して形成される磁気検出用標示部１４によって構成される。
【００１６】
視認標示部２に用いる白色系の塗料は、ＪＩＳ Ｋ５６６５ １種〜３種に準じた従来からの路面標示用塗料を用いることができ、再帰反射性が得られるガラスビーズや夜間での発光輝度が得られる蓄光性顔料などを含有するものが好ましい。
【００１７】
一方、磁気検出用標示部１４には、表面反射率が低いものを用いることにより前記視認用標示部１２の表面に対して明暗の差を大きくすることで、視認用標示部１２を人やカメラが検出しやすくなることから、従来から道路標示に用いられていた原料に黒色系の顔料を配合したものが用いられ、艶消剤が配合されるのが望ましい。
【００１８】
磁気検出用標示部１４には、長手方向の基準位置を示すため、磁気粒子を含有しない位置検出基準部位１５が存在し、図１に示した停止線位置計測用磁気センサー２０２によって検出される。
【００１９】
なお、磁気検出用標示部１４については、磁気粒子を混合した部材そのものを路面に塗布するのではなく、強磁性体を混合した部材を路面に融着させた後に、着磁装置を用いて着磁させることも考えられる。こうすることで、融着により道路標示の耐久性が向上するとともに、融着時の熱による消磁作用を回避することができる。
【００２０】
次に、図３を用いて車両２について説明する。図３に示すように、車両２は、停止線位置計測装置２０，通信装置２１，外界センサー２２，内界センサー２３，環境情報記録装置２４，車両状態推定装置２５，制御量演算装置２６，車両制御装置２７，前輪操舵モータ２８，後輪駆動モータ２９と、を有し、それぞれが、図３に例示するよう、制御線又は情報線で接続され、構成されている。
【００２１】
図４を用いて、車両に搭載された外界センサー２２，内界センサー２３およびそれらの情報を処理する車両状態推定装置２５について図４を用いて説明する。本実施例では、外界センサー２２として、停止線１を検出し車両を停止させるために用いられる停止線検出用磁気センサー２０１，車両座標系を基準とした停止線の位置を計測する停止線位置計測用磁気センサー２０２，車両前方を撮像するテレビカメラ３１，グローバル座標系での車両の自己位置を計測する測位装置３２，車両の前方に取り付けられた周囲観測装置３３を用いている。また、内界センサー２３として、エンコーダー４１，車両姿勢センサー４２を用いている。車両状態推定装置２５は、外界センサー２２，内界センサー２３を使用して得たデータから、車両の位置，方位，速度，障害物の位置を推定するために設けられた装置である。
【００２２】
停止線位置計測装置２０は、停止線検出用磁気センサー２０１と停止線位置計測用磁気センサー２０２の出力と、測位装置３２で求めたグローバル座標系での車両位置とを用いて、停止線の位置および方向を求める。なお、測位装置３２としては、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）やレーザスキャナによるスキャンマッチングなどを用いて実現している。
【００２３】
さらに、停止線位置計測装置２０は、停止中に複数回計測される停止線の位置および方向を環境情報記録装置２４によって記録し、蓄積されたデータを基に統計的処理をもって停止線位置および方向を推定する。
【００２４】
次に、５を用いて、図４で示される停止線を検出する磁気センサーである停止線検出用磁気センサー２０１，停止線位置計測用磁気センサー２０２について更に説明する。
【００２５】
図５のように、停止線検出用磁気センサー２０１は、車両２に設置され、車両２の前端が停止線の上にさしかかった時に、停止線検出用磁気センサー２０１が磁気検出用標示部１４を検出すると、車両制御装置２７（図５に示されていないが、図４に示すように車両２に搭載される。）が車両２を停止させる。
【００２６】
停止線位置計測用磁気センサー２０２は、車両停止後に位置検出基準部位１５を検出する。その検出結果と、そのときに測位装置３２によって測位した車両の自己位置、左右の停止線検出用磁気センサー２０１が磁気検出用標示部１４を検出した時点での車両自己位置から、停止線位置計測装置２０によって停止線の位置と方向を導出する。
【００２７】
テレビカメラ３１は、停止線の認識のほか、障害物の位置検出の精度を向上させるために用いる。
【００２８】
車両制御装置２７は、制御量演算装置２６から出力された車速命令値および操舵命令値に対応した速度で前輪操舵モータ２８と後輪駆動モータ２９を回転させる。
【００２９】
例えば、測位装置３２によって測位した車両の自己位置が停止線の位置に近づくにつれて、制御量演算装置２６は車両を徐々に減速させつつ、停止線位置計測用磁気センサー２０２が停止線の位置検出基準部位１５上にくるように制御量を演算する。
【００３０】
次に、本実施例の一連の動作について説明する。
【００３１】
図６は、本実施例の磁気粒子を含む停止線の位置推定と、その停止線を用いた車両の自己位置推定の説明図である。図６に示す流れで、停止線位置の推定処理は、実施される。
【００３２】
まず、停止線位置の推定処理が開始すると、ステップ４０１において、車両の左右の磁気センサーにより停止線を検出すると、ステップ４０２において、制御量演算装置２６は車両制御装置２７に停止指示を出し、車両を停止させる。
【００３３】
ステップ４０３で車両状態推定装置２５が車両の停止を確認すると、ステップ４０１にて、左右の停止線検出用磁気センサー２０１が停止線を検出した時点より車両が移動した移動量Δｘl，Δｘrと旋回角度Δωl，Δωrとを、ステップ４０４においてそれぞれ計算する。
【００３４】
ステップ４０５において、これらの値から、車両座標系における停止線の向きαを導出する。次に、ステップ４０６で、測位装置３２を用いてグローバル座標系での車両位置を計測する。
【００３５】
図５で示すように、ステップ４０７では、図５のように、車両座標系における停止線の基準位置である位置検出基準部位１５を停止線位置計測用磁気センサー２０２によって検出する。
【００３６】
ステップ４０５，４０７で求めた車両座標系における停止線の向きと位置は、測位装置３２による測位結果を用いて、ステップ４０８においてグローバル座標系における値に換算する。その値はステップ４０９において、測位精度や観測衛星数，測位精度劣化係数（ＤＯＰ）などとともに環境情報記録装置２４に記録する。ステップ４１０において、制御量演算装置２６が車両を動かす指令を出し車両が異動開始したか否か判定する。制御量演算装置２６が車両を動かす指令を出すまでの間、ステップ４０４から４１０を繰り返す。
【００３７】
車両が動き出したステップ４１１において、環境情報記録装置２４に記録されたデータを統合する。その際、（ａ）観測衛星数が多い、（ｂ）測位精度劣化係数（ＤＯＰ）が小さい、（ｃ）衛星の配置が測位精度の上で都合がよい、（ｄ）観測時に障害物が付近に存在しない、（ｅ）天気がよい、などを基準に選んだ上で、最尤推定などの統計的手法を用いて停止線の位置と向きを推定する。
【００３８】
ステップ４１２では、測定回数などが十分に多く、推定した停止線の位置と向きの信頼性が十分であるかどうかを判断し、信頼性が十分と判断した場合のみ、ステップ４１３において、計測し推定した停止線位置と向きに基づいて車両の自己位置を更新し、停止線位置の推定処理が終了する。
【００３９】
これにより、精度が天気や衛星配置などに左右されずに、グローバル座標系での車両の自己位置を求めることが可能となる。
【００４０】
一方、図７の流れで、複数の車両を運用する場合について、停止線の位置の推定処理が実施される。すなわち、図７は、本実施例の複数の車両が取得した磁気粒子を含む停止線の位置の統合と、その停止線を用いた車両の自己位置推定の説明図である。
【００４１】
図７のフローにおいて、ステップ５０１からステップ５１０までは図６のステップ４０１からステップ４１０までのフローと同じである。そして、ステップ５１１において、通信装置２１により停止線の位置情報の記録を停止線位置管理サーバー９９へと送信し、ステップ５１２において、他の車両による停止線位置情報を取得する。そして、ステップ５１３において、車両１が単独で取得した停止線位置情報の記録と、停止線位置管理サーバー９９から取得した停止線位置情報の記録とを統合することで、停止線の位置と向きの推定精度を向上させる。最後に、ステップ５１４では、測定回数などが十分に多く、推定した停止線の位置と向きの信頼性が十分であるかどうかを判断し、信頼性が十分と判断した場合のみ、ステップ５１５において、ここで計測し推定した停止線位置と向きに基づいて車両の自己位置を更新し、停止線位置の推定処理が終了する。
【００４２】
なお、図８，図９のように、停止線の位置の計測は、実施される。図８は、本実施例の磁気粒子を含む停止線の位置の計測方法の説明図である。図８において、停止線位置計測用磁気センサー２０２は、車両停止後に位置検出基準部位１５を検出している。ここで、位置検出基準部位１５の幅１０２は、センサー間の間隔１０１よりも広くとる必要がある。
【００４３】
ここで、例えば、図１０のようになった場合、停止線位置計測用磁気センサー２０２−１から２０２−５の検出結果から、位置検出基準部位１５の位置は２０２−３，２０２−４の中点とする。この位置検出基準部位１５の位置を停止線の位置として計測する。
【００４４】
なお、停止線位置計測用磁気センサー２０２を冗長に備え、磁気検出用標示部１４の磁気を複数の停止線位置計測用磁気センサー２０２で検出したときにのみ、停止線位置と車両の自己位置を更新してもよい。これにより、停止線検出の信頼性を向上させることができる。
【００４５】
一方、図９は、本実施例の磁気粒子を含む停止線の向きの計測方法の説明図である。図９における停止線の向きαは、左右の停止線検出用磁気センサー２０１が停止線を検出した時点より車両が移動した移動量Δｘl，Δｘrと旋回角度Δωl，Δωrから簡単に求めることができる。
【００４６】
本実施例によれば、磁気粒子を混合した停止線を検出することで、雨や雪，停止線の上に落ち葉があるような環境でも確実に停止線を見つけることが可能となり、停止線の付近を車両が通りさえすれば、自己位置を修正することができる。そのため、天気やＧＮＳＳ衛星の配置などに左右されずに、グローバル座標系での車両の自己位置を求めることが可能となる。
【実施例２】
【００４７】
図１１を用いて実施例２を説明する。図１１は、実施例２における停止線の構成の説明図である。本実施例では、実施例１で例示した停止線について、図１１のように、停止線の位置検出基準部位１５を、コード化した横ラインを複数もつ構造とし、さらに、コードの異なる複数の位置検出基準部位１５を停止線の磁気検出用標示部１４に設置する例を示す。これにより、停止線に位置検出基準部位１５を複数持たせることが可能となり、停止線位置計測用磁気センサー２０２の数を減らすことが可能となる。
【００４８】
上記コード化した磁気パターンとしては、位置計測のためだけでなく、例えば、道路幅や次の交差点までの距離など、付加的な情報を記録させることもできる。
【００４９】
なお、位置検出基準部位１５を強磁性体で構成し、着磁により磁気パターンを作成するようにすることで、記録した情報を書き換えることが可能となる。
【実施例３】
【００５０】
図１２を用いて実施例３を説明する。図１２は、実施例３における停止線の構成と磁気検出用センサーとの関係を示す説明図である。本実施例では、実施例１で例示した停止線位置計測用磁気センサー２０２として、図１２のような、磁気パターンを可視化するマグネットビューワー２０３を使用する例を示す。本実施例では、図５のステップ４０７において、停止線に押し付けたマグネットビューワーをテレビカメラ３１で撮影することで、車両座標系での停止線の位置と向きを、カメラ画像から検出することができる。
【００５１】
磁気パターンとしては、位置計測のためだけでなく、例えば、道路幅や次の交差点までの距離など、付加的な情報を記録させることもできる。
【００５２】
なお、位置検出基準部位１５を強磁性体で構成し、着磁により磁気パターンを作成するようにすることで、記録した情報を書き換えることが可能となる。
【００５３】
この手法を用いることで、停止線の位置計測精度を向上させることが可能となる。
【実施例４】
【００５４】
実施例３の変形例として実施例４を説明する。本実施例では、実施例１で例示した停止線の構成において、停止線の視認用標示部１２にも磁気粒子を混ぜておき、テレビカメラで視認できない場合に、停止線が破損しているか汚れているだけかを、磁気センサーに反応するかどうかで判断する例を示す。本実施例では、磁気センサーに反応しなければ、停止線が破損していると判断し、設置しなおす。
【００５５】
これにより、停止線が破損状況の調査の信頼性が向上し、メンテナンスの時期を適切に決めることができる。
【実施例５】
【００５６】
図１３又は図１４を用いて実施例５を説明する。図１３は、実施例５における、車両を停止線に誘導する磁気ネイルの説明図である。図１４は、実施例５における、車両を停止線に誘導する磁気ラインの説明図である。本実施例では、実施例１で例示した停止線の手前に、図１３又は図１４に示すように、停止線と垂直な直線１６上に、磁気ネイル１７、又は、磁気ライン１８を設置する。磁気ラインは、磁気検出用標示部１４と同じ材質である。
【００５７】
これらを停止線検出用磁気センサー２０１で検出し、車両制御装置２７によって直線１６に沿うように車両２を制御する。
【００５８】
これにより、停止線位置計測用磁気センサー２０２が停止線の位置検出基準部位１５上にくるように制御することができ、実施例１と比べて、停止線位置計測用磁気センサー２０２の数を少なくすることが可能となる。
【００５９】
なお、停止時の停止線位置計測用磁気センサー２０２と停止線の位置検出基準部位１５との位置を近づけるため、停止線に近づくにつれて徐々に車両２の速度を落とすように車両制御装置２７が制御するのが望ましい。またこのとき、停止線に近づくにつれて磁気ネイル１７の間隔を狭めることで、スムーズに位置検出基準部位１５に車両２を誘導することができる。
【実施例６】
【００６０】
実施例５の変形例として実施例６を説明する。本実施例では、実施例１で例示した磁気粒子もしくは磁性体を混合した区画線を設置し、予め、道路上の各位置における磁気を、連続もしくは多値出力の停止線検出用磁気センサーを用いて検出し記録する。この値と、実際に車両が走行する際の停止線検出用磁気センサーの検出結果を比較し、区画線からの距離を推定する。そして、区画線からの距離が一定で、かつ、停止線位置計測用磁気センサー２０２が停止線の位置検出基準部位１５上を通るように、車両制御装置２７が、車両２を制御する。
【００６１】
これにより、停止線位置計測用磁気センサー２０２が停止線の位置検出基準部位１５上にくるように制御することができ、実施例１と比べて、停止線位置計測用磁気センサー２０２の数を少なくすることが可能となる。
【００６２】
なお、停止線位置計測用磁気センサー２０２と停止線の位置検出基準部位１５との停止時の位置を近づけるため、車両制御装置２７は、停止線に近づくにつれて徐々に車両の速度を落とすように制御するのが望ましい。また、磁性体を混合した場合には、停止線からの距離に応じて磁気パターンを変化させるなど、付加的な情報を記録することが望ましい。
【実施例７】
【００６３】
実施例６の変形例として実施例７を説明する。本実施例では、実施例１で例示した停止線の手前の領域の地磁気を、連続もしくは多値出力の停止線検出用磁気センサーを用いて検出し記録する。この値と、実際に車両が走行する際の停止線検出用磁気センサーの検出結果を比較し、停止線を基準とした座標系での車両の位置を推定する。
【００６４】
これにより、停止線に対して垂直な向きに、かつ、停止線位置計測用磁気センサー２０２が停止線の位置検出基準部位１５上を通るように制御することができ、実施例１と比べて、停止線位置計測用磁気センサー２０２の数を少なくすることが可能となる。
【００６５】
なお、停止線検出後の制動距離を短くするため、停止線に近づくにつれて徐々に車両の速度を落とすように制御するのが望ましい。
【実施例８】
【００６６】
図１５を用いて、実施例１で示した停止線１の変形例として実施例８を説明する。
【００６７】
停止線１は、従来の道路標示と同様の白色の塗料を路面に塗布して形成される視認用標示部１２と、視認用標示部１２の長辺の１２ａと平行に長辺が形成され、路面の色と同系色の塗料と磁気粒子を混合して形成される磁気検出用標示部１４によって構成される。
【００６８】
磁気検出用標示部１４には、長手方向の基準位置を示すため、磁気粒子を含有しない位置検出基準部位１５が存在し、図１に示した停止線位置計測用磁気センサー２０２によって検出される。本実施例では、図１５のように、磁気検出用標示部１４を複数列で構成する。
【００６９】
このとき、停止線検出用磁気センサー２０１が通過した磁気検出用標示部１４の数を数えることで、停止線と垂直な方向の位置が計測できる。このとき、より信頼性の高い計測を行うには表面の磁極はＳ極，Ｎ極を交互に配置することが望ましい。
【実施例９】
【００７０】
第１の実施例において、車両通行区分や進行方向などの停止線以外の道路標示にも磁気粒子もしくは磁性体を混合する。そして、これらの道路標示を通過する度に道路標示の位置情報を計測し、通信装置２１により道路標示の位置情報の記録をサーバーへと送信し、他の車両による道路標示の位置情報を取得する。さらに、車両１が単独で取得した道路標示位置情報の記録と、停止線位置管理サーバー９９から取得した道路標示位置情報の記録とを統合することで、道路標示の位置と向きの推定精度を向上させる。また、ここで推定した停止線の位置と向きから車両の自己位置を更新することができる。
【００７１】
なお、磁気粒子の配置パターンや磁性体の着磁パターンには、停止線までの距離などの情報を付加することが望ましい。
【００７２】
これにより、停止線に対して垂直な向きに、かつ、停止線位置計測用磁気センサー２０２が停止線の位置検出基準部位１５上を通るように制御することが容易となり、実施例１と比べて、停止線位置計測用磁気センサー２０２の数を少なくすることが可能となる。
【００７３】
以上のように、路面を撮影した画像から停止線の有無を判定できない場合にも、確実に停止線の位置を検出し車両を停止させるとともに、停止線の位置を用いて車両の自己位置を更新する車両走行支援装置を構成することを述べた。例えば、停止線の中に磁気粒子を混合し、車両がその停止線で停車する度に計測した、ＧＰＳ測位に基づく停止線の位置の計測結果を統合することで、停止線の推定位置精度を向上させるとともに、その停止線の推定位置から、逆に、車両の自己位置を推定する車両走行支援装置を構成することを述べた。
【００７４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００７５】
また、上記の各構成，機能，処理部，処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成，機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム，テーブル，ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク，ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード，ＳＤカード，ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００７６】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１ 停止線
２ 車両
１２ 視認用標示部
１４ 磁気検出用標示部
１５ 位置検出基準部位
１７ 磁気ネイル
１８ 磁気ライン
２０ 停止線位置計測装置
２１ 通信装置
２２ 外界センサー
２３ 内界センサー
２４ 環境情報記録装置
２５ 車両状態推定装置
２６ 制御量演算装置
２８ 前輪操舵モータ
２９ 後輪駆動モータ
３１ テレビカメラ
３２ 測位装置
３３ 周囲観測装置
４１ エンコーダー
４２ 車両姿勢センサー
９９ 停止線位置管理サーバー
２０１ 停止線検出用磁気センサー
２０２ 停止線位置計測用磁気センサー
２０３ マグネットビューワー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両走行支援装置に関するものである。例えば、停止線による確実な停止と自己位置推定を可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車運転における安全性向上を目的として、様々な装備が車両に取り付けられてきている。例えば、高速道路にて、車載カメラで撮影した映像から白線などの車線境界線を抽出して横方向の現在位置を推定して警報や制御に用いる技術が実用化されている。
【０００３】
また、特に一般道では、横断歩道や交差点の手前に存在する路面上に敷設された停止線を認識し停止する必要があり、特許文献１には、ＣＣＤカメラから入力された画像から停止線の有無を判定する停止線認識装置に関する技術が開示されている。
【０００４】
一方、車載カメラで撮影した映像から信号機，標識，車線数，道路幅等の情報を抽出し、地図情報と比較して現在位置を修正する方法が特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８５５６２号公報
【特許文献２】特開平９−１５２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来は、カメラから入力された画像から停止線の有無を判定していた。しかし、停止線に汚れが付着したり、落ち葉や砂，雪で停止線が覆われたりした場合には、画像で判断することが困難となる。また同様に、車両の自己位置を、車載カメラで撮影した映像から得られた道路標示や道路標識等の情報を、地図情報と比較して現在位置を修正する方法は、天候に左右される。これは、車両の自己位置を求める手法として一般的なＧＰＳ測位を用いた場合でも同様である。そこで、天候などに左右されることなく、自己位置を高い精度で取得できる手段が必要とされる。
【０００７】
本発明の目的は、自動車などの車両に関し、停止線による確実な停止と自己位置推定を可能とすることにある。例えば、路面を撮影した画像から停止線の有無を判定できない場合にも、確実に停止線の位置を検出するとともに、天候などに左右されることなく、自己位置を高い精度で取得できる手段を実現する車両走行支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
【０００９】
本願は上記目的を解決する構成を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、以下の構成により達成される。
（１）磁気粒子を含む道路標示と、前記道路標示を検出する検出部と、前記道路標示の位置および方向を計測する計測部と、グローバル座標系での自己位置を計測する自己位置計測部と、を備える車両と、を有し、前記車両の測位結果から前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を推定する位置方向推定部を有する構成。
（２）強磁性体を含む道路標示と、前記道路標示に磁気パターンを着磁させる手段と、前記道路標示の磁気パターンを検出する検出部と、前記道路標示の位置および方向を計測する自己位置計測部と、グローバル座標系での自己位置を計測する手段とを備える車両と、を有し、前記車両の測位結果から前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を推定する構成。
（３）上記（１）において、前記道路標示は磁気粒子を含む停止線であり、前記車両は、前記停止線に停止する度に取得した複数回の測位結果を記録する記録部を有し、前記位置方向推定部は、前記記録部に記憶された複数回の測位結果から前記停止線のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする構成。
（４）強磁性体を含む停止線と、前記停止線に磁気パターンを着磁させる手段と、前記停止線を検出する検出部と、その検出結果に基づいて停止する停止制御部と、停止線の位置および方向を計測する計測部と、前記車両のグローバル座標系での自己位置を計測する自己位置計測部とを備える車両とを有し、前記停止線のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする構成。
（５）上記（１）または（３）において、前記道路標示は磁気粒子を含む停止線であり、前記車両は、前記停止線に停止中、複数回取得した測位結果を記録する記録部を有し、前記位置方向推定部は、前記記録部に記憶された複数回の測位結果から前記停止線のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする構成。
（６）上記（５）において、更に管理サーバーを有し、前記車両は前記管理サーバーと通信する通信部を有し、前記通信部は、前記車両により記録された前記道路標示のグローバル座標系での位置と方向に関するデータを、前記管理サーバーとの間で通信し、前記管理サーバーは、前記データを用いて、前記停止線の位置と方向を推定することを特徴とする構成。
（７）上記（２）において、前記道路標示に着磁させる磁気パターンに、付加的な情報を付け加えることを特徴とする構成。
（８）上記（１）において、前記道路標示の手前に磁気ネイルもしくは磁気ラインを設置し、これらを前記車両が走行中に検出することで、前記道路標示に前記車両を誘導することを特徴とする構成。
（９）上記（１）において、前記道路標示の手前の区画線に強磁性体を混合して設置し、前記区画線付近の各位置における磁気を計測して記録しておき、この記録と前記車両が走行中に計測した磁気とを比較することで前記道路標示を基準とした前記車両の位置を推定し、前記道路標示に前記車両を誘導することを特徴とする構成。
（１０）上記（１）において、前記道路標示の付近の各位置における地磁気を計測して記録しておき、この記録と前記車両が走行中に計測した地磁気とを比較することで前記道路標示を基準とした前記車両の位置を推定し、前記道路標示に誘導することを特徴とする構成。
（１１）上記（１）において、前記道路標示の磁気粒子を含む部分を複数列で構成することを特徴とする構成。
（１２）上記（２）において、前記道路標示に複数列からなる磁気パターンを着磁することを特徴とする構成。
（１３）道路標示の位置および方向を計測する計測部とグローバル座標系での自己位置を計測する自己位置計測部と、前記自己位置計測部の計測結果に基づき、前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を推定する位置方向推定部を有する構成。
（１４）上記（１３）において、推定された前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を記録する記録部と、外部情報機器と通信する通信部を有し、前記通信部は、前記記録された前記道路標示のグローバル座標系での位置と方向に関するデータを、前記外部情報機器との間で通信し、
前記データを用いて、車両の誘導を行う制御部と、を有する構成。
（１５）道路標示の磁気を検出し、前記道路標示の位置および方向を計測し、グローバル座標系での車両位置を計測し、前記車両位置の計測結果に基づき、前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向に関するデータを用いて、車両の誘導を行う構成。
（１６）路面に第一の塗料を塗布して視認用標示部を形成し、路面の色と同系色の第二の塗料と磁気粒子を混合して磁気検出用標示部を形成し、前記第二の塗料は、前記第一の塗料より表面反射率が低いものを用い、磁気検出用標示部には、長手方向の基準位置を示すため、磁気粒子を含有しない位置検出基準部位を形成し、外部から前記磁気粒子に着磁することを特徴とする構成。
（１７）上記（１６）において、前記磁気検出用標示部を複数の帯状に配置することを特徴とする構成。
（１８）上記（１６）において、前記磁気検出用標示部は、コード化した磁気パターンを有し、付加的な情報を記録させることを特徴とする構成。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、自動車などの車両に関し、停止線による確実な停止と自己位置推定を可能とできる。例えば、従来は、天候などの影響で路面を撮影した画像から停止線の有無を判定できない場合には、停止線の位置を検出することが困難であった。しかし、以下の実施例で示すように、天候に左右されることなく停止線の位置を検出し車両を停止させることができるとともに、車両の自己位置を高い精度で取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例の車両走行支援装置の構成の説明図。
【図２】本発明の一実施例の構成要素である停止線の説明図。
【図３】本発明の一実施例の構成要素である車両の機能構成の説明図。
【図４】本発明の一実施例の車両の構成要素の説明図。
【図５】本発明の一実施例の車両に搭載された外界センサー、内界センサーの説明図。
【図６】本発明の一実施例の磁気粒子を含む停止線の位置推定と、その停止線を用いた車両の自己位置推定の説明図。
【図７】本発明の一実施例の複数の車両が取得した磁気粒子を含む停止線の位置の統合と、その停止線を用いた車両の自己位置推定の説明図。
【図８】本発明の一実施例の磁気粒子を含む停止線の位置の計測方法の説明図。
【図９】本発明の一実施例の磁気粒子を含む停止線の向きの計測方法の説明図。
【図１０】本発明の一実施例の停止線の位置の計測方法の説明図。
【図１１】実施例２における停止線の構成の説明図。
【図１２】実施例３における停止線の構成と磁気検出用センサーとの説明図。
【図１３】実施例５における、車両を停止線に誘導する磁気ネイルの説明図。
【図１４】実施例５における、車両を停止線に誘導する磁気ラインの説明図。
【図１５】実施例８の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明に係る実施例について説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の一実施例を図１から図９を用いて説明する。
【００１４】
図１に、道路標示として停止線を例に挙げ、本実施例の車両走行支援装置の構成を表す。本実施例の装置は、複数の磁気粒子を含む停止線１と、その停止線１を検出すると停止し、停止線１の位置と方向を計測する複数の車両２、さらに、複数の車両が計測した停止線位置情報を管理する停止線位置管理サーバー９９から構成されている。各車両２は、それぞれ、停止線検出用磁気センサー２０１と、停止線位置計測用磁気センサー２０２と、測位装置３２と、停止線位置管理サーバー９９と通信する通信装置２１とを有する。
【００１５】
まず、図２を用いて、停止線１について説明する。停止線１は、従来の道路標示と同様の白色の塗料を路面に塗布して形成される視認用標示部１２と、視認用標示部１２の長辺の１２ａと平行に長辺が形成され、路面の色と同系色の塗料と磁気粒子を混合して形成される磁気検出用標示部１４によって構成される。
【００１６】
視認標示部２に用いる白色系の塗料は、ＪＩＳ Ｋ５６６５ １種〜３種に準じた従来からの路面標示用塗料を用いることができ、再帰反射性が得られるガラスビーズや夜間での発光輝度が得られる蓄光性顔料などを含有するものが好ましい。
【００１７】
一方、磁気検出用標示部１４には、表面反射率が低いものを用いることにより前記視認用標示部１２の表面に対して明暗の差を大きくすることで、視認用標示部１２を人やカメラが検出しやすくなることから、従来から道路標示に用いられていた原料に黒色系の顔料を配合したものが用いられ、艶消剤が配合されるのが望ましい。
【００１８】
磁気検出用標示部１４には、長手方向の基準位置を示すため、磁気粒子を含有しない位置検出基準部位１５が存在し、図１に示した停止線位置計測用磁気センサー２０２によって検出される。
【００１９】
なお、磁気検出用標示部１４については、磁気粒子を混合した部材そのものを路面に塗布するのではなく、強磁性体を混合した部材を路面に融着させた後に、着磁装置を用いて着磁させることも考えられる。こうすることで、融着により道路標示の耐久性が向上するとともに、融着時の熱による消磁作用を回避することができる。
【００２０】
次に、図３を用いて車両２について説明する。図３に示すように、車両２は、停止線位置計測装置２０，通信装置２１，外界センサー２２，内界センサー２３，環境情報記録装置２４，車両状態推定装置２５，制御量演算装置２６，車両制御装置２７，前輪操舵モータ２８，後輪駆動モータ２９と、を有し、それぞれが、図３に例示するよう、制御線又は情報線で接続され、構成されている。
【００２１】
図４を用いて、車両に搭載された外界センサー２２，内界センサー２３およびそれらの情報を処理する車両状態推定装置２５について図４を用いて説明する。本実施例では、外界センサー２２として、停止線１を検出し車両を停止させるために用いられる停止線検出用磁気センサー２０１，車両座標系を基準とした停止線の位置を計測する停止線位置計測用磁気センサー２０２，車両前方を撮像するテレビカメラ３１，グローバル座標系での車両の自己位置を計測する測位装置３２，車両の前方に取り付けられた周囲観測装置３３を用いている。また、内界センサー２３として、エンコーダー４１，車両姿勢センサー４２を用いている。車両状態推定装置２５は、外界センサー２２，内界センサー２３を使用して得たデータから、車両の位置，方位，速度，障害物の位置を推定するために設けられた装置である。
【００２２】
停止線位置計測装置２０は、停止線検出用磁気センサー２０１と停止線位置計測用磁気センサー２０２の出力と、測位装置３２で求めたグローバル座標系での車両位置とを用いて、停止線の位置および方向を求める。なお、測位装置３２としては、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）やレーザスキャナによるスキャンマッチングなどを用いて実現している。
【００２３】
さらに、停止線位置計測装置２０は、停止中に複数回計測される停止線の位置および方向を環境情報記録装置２４によって記録し、蓄積されたデータを基に統計的処理をもって停止線位置および方向を推定する。
【００２４】
次に、５を用いて、図４で示される停止線を検出する磁気センサーである停止線検出用磁気センサー２０１，停止線位置計測用磁気センサー２０２について更に説明する。
【００２５】
図５のように、停止線検出用磁気センサー２０１は、車両２に設置され、車両２の前端が停止線の上にさしかかった時に、停止線検出用磁気センサー２０１が磁気検出用標示部１４を検出すると、車両制御装置２７（図５に示されていないが、図４に示すように車両２に搭載される。）が車両２を停止させる。
【００２６】
停止線位置計測用磁気センサー２０２は、車両停止後に位置検出基準部位１５を検出する。その検出結果と、そのときに測位装置３２によって測位した車両の自己位置、左右の停止線検出用磁気センサー２０１が磁気検出用標示部１４を検出した時点での車両自己位置から、停止線位置計測装置２０によって停止線の位置と方向を導出する。
【００２７】
テレビカメラ３１は、停止線の認識のほか、障害物の位置検出の精度を向上させるために用いる。
【００２８】
車両制御装置２７は、制御量演算装置２６から出力された車速命令値および操舵命令値に対応した速度で前輪操舵モータ２８と後輪駆動モータ２９を回転させる。
【００２９】
例えば、測位装置３２によって測位した車両の自己位置が停止線の位置に近づくにつれて、制御量演算装置２６は車両を徐々に減速させつつ、停止線位置計測用磁気センサー２０２が停止線の位置検出基準部位１５上にくるように制御量を演算する。
【００３０】
次に、本実施例の一連の動作について説明する。
【００３１】
図６は、本実施例の磁気粒子を含む停止線の位置推定と、その停止線を用いた車両の自己位置推定の説明図である。図６に示す流れで、停止線位置の推定処理は、実施される。
【００３２】
まず、停止線位置の推定処理が開始すると、ステップ４０１において、車両の左右の磁気センサーにより停止線を検出すると、ステップ４０２において、制御量演算装置２６は車両制御装置２７に停止指示を出し、車両を停止させる。
【００３３】
ステップ４０３で車両状態推定装置２５が車両の停止を確認すると、ステップ４０１にて、左右の停止線検出用磁気センサー２０１が停止線を検出した時点より車両が移動した移動量Δｘl，Δｘrと旋回角度Δωl，Δωrとを、ステップ４０４においてそれぞれ計算する。
【００３４】
ステップ４０５において、これらの値から、車両座標系における停止線の向きαを導出する。次に、ステップ４０６で、測位装置３２を用いてグローバル座標系での車両位置を計測する。
【００３５】
図５で示すように、ステップ４０７では、図５のように、車両座標系における停止線の基準位置である位置検出基準部位１５を停止線位置計測用磁気センサー２０２によって検出する。
【００３６】
ステップ４０５，４０７で求めた車両座標系における停止線の向きと位置は、測位装置３２による測位結果を用いて、ステップ４０８においてグローバル座標系における値に換算する。その値はステップ４０９において、測位精度や観測衛星数，測位精度劣化係数（ＤＯＰ）などとともに環境情報記録装置２４に記録する。ステップ４１０において、制御量演算装置２６が車両を動かす指令を出し車両が異動開始したか否か判定する。制御量演算装置２６が車両を動かす指令を出すまでの間、ステップ４０４から４１０を繰り返す。
【００３７】
車両が動き出したステップ４１１において、環境情報記録装置２４に記録されたデータを統合する。その際、（ａ）観測衛星数が多い、（ｂ）測位精度劣化係数（ＤＯＰ）が小さい、（ｃ）衛星の配置が測位精度の上で都合がよい、（ｄ）観測時に障害物が付近に存在しない、（ｅ）天気がよい、などを基準に選んだ上で、最尤推定などの統計的手法を用いて停止線の位置と向きを推定する。
【００３８】
ステップ４１２では、測定回数などが十分に多く、推定した停止線の位置と向きの信頼性が十分であるかどうかを判断し、信頼性が十分と判断した場合のみ、ステップ４１３において、計測し推定した停止線位置と向きに基づいて車両の自己位置を更新し、停止線位置の推定処理が終了する。
【００３９】
これにより、精度が天気や衛星配置などに左右されずに、グローバル座標系での車両の自己位置を求めることが可能となる。
【００４０】
一方、図７の流れで、複数の車両を運用する場合について、停止線の位置の推定処理が実施される。すなわち、図７は、本実施例の複数の車両が取得した磁気粒子を含む停止線の位置の統合と、その停止線を用いた車両の自己位置推定の説明図である。
【００４１】
図７のフローにおいて、ステップ５０１からステップ５１０までは図６のステップ４０１からステップ４１０までのフローと同じである。そして、ステップ５１１において、通信装置２１により停止線の位置情報の記録を停止線位置管理サーバー９９へと送信し、ステップ５１２において、他の車両による停止線位置情報を取得する。そして、ステップ５１３において、車両１が単独で取得した停止線位置情報の記録と、停止線位置管理サーバー９９から取得した停止線位置情報の記録とを統合することで、停止線の位置と向きの推定精度を向上させる。最後に、ステップ５１４では、測定回数などが十分に多く、推定した停止線の位置と向きの信頼性が十分であるかどうかを判断し、信頼性が十分と判断した場合のみ、ステップ５１５において、ここで計測し推定した停止線位置と向きに基づいて車両の自己位置を更新し、停止線位置の推定処理が終了する。
【００４２】
なお、図８，図９のように、停止線の位置の計測は、実施される。図８は、本実施例の磁気粒子を含む停止線の位置の計測方法の説明図である。図８において、停止線位置計測用磁気センサー２０２は、車両停止後に位置検出基準部位１５を検出している。ここで、位置検出基準部位１５の幅１０２は、センサー間の間隔１０１よりも広くとる必要がある。
【００４３】
ここで、例えば、図１０のようになった場合、停止線位置計測用磁気センサー２０２−１から２０２−５の検出結果から、位置検出基準部位１５の位置は２０２−３，２０２−４の中点とする。この位置検出基準部位１５の位置を停止線の位置として計測する。
【００４４】
なお、停止線位置計測用磁気センサー２０２を冗長に備え、磁気検出用標示部１４の磁気を複数の停止線位置計測用磁気センサー２０２で検出したときにのみ、停止線位置と車両の自己位置を更新してもよい。これにより、停止線検出の信頼性を向上させることができる。
【００４５】
一方、図９は、本実施例の磁気粒子を含む停止線の向きの計測方法の説明図である。図９における停止線の向きαは、左右の停止線検出用磁気センサー２０１が停止線を検出した時点より車両が移動した移動量Δｘl，Δｘrと旋回角度Δωl，Δωrから簡単に求めることができる。
【００４６】
本実施例によれば、磁気粒子を混合した停止線を検出することで、雨や雪，停止線の上に落ち葉があるような環境でも確実に停止線を見つけることが可能となり、停止線の付近を車両が通りさえすれば、自己位置を修正することができる。そのため、天気やＧＮＳＳ衛星の配置などに左右されずに、グローバル座標系での車両の自己位置を求めることが可能となる。
【実施例２】
【００４７】
図１１を用いて実施例２を説明する。図１１は、実施例２における停止線の構成の説明図である。本実施例では、実施例１で例示した停止線について、図１１のように、停止線の位置検出基準部位１５を、コード化した横ラインを複数もつ構造とし、さらに、コードの異なる複数の位置検出基準部位１５を停止線の磁気検出用標示部１４に設置する例を示す。これにより、停止線に位置検出基準部位１５を複数持たせることが可能となり、停止線位置計測用磁気センサー２０２の数を減らすことが可能となる。
【００４８】
上記コード化した磁気パターンとしては、位置計測のためだけでなく、例えば、道路幅や次の交差点までの距離など、付加的な情報を記録させることもできる。
【００４９】
なお、位置検出基準部位１５を強磁性体で構成し、着磁により磁気パターンを作成するようにすることで、記録した情報を書き換えることが可能となる。
【実施例３】
【００５０】
図１２を用いて実施例３を説明する。図１２は、実施例３における停止線の構成と磁気検出用センサーとの関係を示す説明図である。本実施例では、実施例１で例示した停止線位置計測用磁気センサー２０２として、図１２のような、磁気パターンを可視化するマグネットビューワー２０３を使用する例を示す。本実施例では、図５のステップ４０７において、停止線に押し付けたマグネットビューワーをテレビカメラ３１で撮影することで、車両座標系での停止線の位置と向きを、カメラ画像から検出することができる。
【００５１】
磁気パターンとしては、位置計測のためだけでなく、例えば、道路幅や次の交差点までの距離など、付加的な情報を記録させることもできる。
【００５２】
なお、位置検出基準部位１５を強磁性体で構成し、着磁により磁気パターンを作成するようにすることで、記録した情報を書き換えることが可能となる。
【００５３】
この手法を用いることで、停止線の位置計測精度を向上させることが可能となる。
【実施例４】
【００５４】
実施例３の変形例として実施例４を説明する。本実施例では、実施例１で例示した停止線の構成において、停止線の視認用標示部１２にも磁気粒子を混ぜておき、テレビカメラで視認できない場合に、停止線が破損しているか汚れているだけかを、磁気センサーに反応するかどうかで判断する例を示す。本実施例では、磁気センサーに反応しなければ、停止線が破損していると判断し、設置しなおす。
【００５５】
これにより、停止線が破損状況の調査の信頼性が向上し、メンテナンスの時期を適切に決めることができる。
【実施例５】
【００５６】
図１３又は図１４を用いて実施例５を説明する。図１３は、実施例５における、車両を停止線に誘導する磁気ネイルの説明図である。図１４は、実施例５における、車両を停止線に誘導する磁気ラインの説明図である。本実施例では、実施例１で例示した停止線の手前に、図１３又は図１４に示すように、停止線と垂直な直線１６上に、磁気ネイル１７、又は、磁気ライン１８を設置する。磁気ラインは、磁気検出用標示部１４と同じ材質である。
【００５７】
これらを停止線検出用磁気センサー２０１で検出し、車両制御装置２７によって直線１６に沿うように車両２を制御する。
【００５８】
これにより、停止線位置計測用磁気センサー２０２が停止線の位置検出基準部位１５上にくるように制御することができ、実施例１と比べて、停止線位置計測用磁気センサー２０２の数を少なくすることが可能となる。
【００５９】
なお、停止時の停止線位置計測用磁気センサー２０２と停止線の位置検出基準部位１５との位置を近づけるため、停止線に近づくにつれて徐々に車両２の速度を落とすように車両制御装置２７が制御するのが望ましい。またこのとき、停止線に近づくにつれて磁気ネイル１７の間隔を狭めることで、スムーズに位置検出基準部位１５に車両２を誘導することができる。
【実施例６】
【００６０】
実施例５の変形例として実施例６を説明する。本実施例では、実施例１で例示した磁気粒子もしくは磁性体を混合した区画線を設置し、予め、道路上の各位置における磁気を、連続もしくは多値出力の停止線検出用磁気センサーを用いて検出し記録する。この値と、実際に車両が走行する際の停止線検出用磁気センサーの検出結果を比較し、区画線からの距離を推定する。そして、区画線からの距離が一定で、かつ、停止線位置計測用磁気センサー２０２が停止線の位置検出基準部位１５上を通るように、車両制御装置２７が、車両２を制御する。
【００６１】
これにより、停止線位置計測用磁気センサー２０２が停止線の位置検出基準部位１５上にくるように制御することができ、実施例１と比べて、停止線位置計測用磁気センサー２０２の数を少なくすることが可能となる。
【００６２】
なお、停止線位置計測用磁気センサー２０２と停止線の位置検出基準部位１５との停止時の位置を近づけるため、車両制御装置２７は、停止線に近づくにつれて徐々に車両の速度を落とすように制御するのが望ましい。また、磁性体を混合した場合には、停止線からの距離に応じて磁気パターンを変化させるなど、付加的な情報を記録することが望ましい。
【実施例７】
【００６３】
実施例６の変形例として実施例７を説明する。本実施例では、実施例１で例示した停止線の手前の領域の地磁気を、連続もしくは多値出力の停止線検出用磁気センサーを用いて検出し記録する。この値と、実際に車両が走行する際の停止線検出用磁気センサーの検出結果を比較し、停止線を基準とした座標系での車両の位置を推定する。
【００６４】
これにより、停止線に対して垂直な向きに、かつ、停止線位置計測用磁気センサー２０２が停止線の位置検出基準部位１５上を通るように制御することができ、実施例１と比べて、停止線位置計測用磁気センサー２０２の数を少なくすることが可能となる。
【００６５】
なお、停止線検出後の制動距離を短くするため、停止線に近づくにつれて徐々に車両の速度を落とすように制御するのが望ましい。
【実施例８】
【００６６】
図１５を用いて、実施例１で示した停止線１の変形例として実施例８を説明する。
【００６７】
停止線１は、従来の道路標示と同様の白色の塗料を路面に塗布して形成される視認用標示部１２と、視認用標示部１２の長辺の１２ａと平行に長辺が形成され、路面の色と同系色の塗料と磁気粒子を混合して形成される磁気検出用標示部１４によって構成される。
【００６８】
磁気検出用標示部１４には、長手方向の基準位置を示すため、磁気粒子を含有しない位置検出基準部位１５が存在し、図１に示した停止線位置計測用磁気センサー２０２によって検出される。本実施例では、図１５のように、磁気検出用標示部１４を複数列で構成する。
【００６９】
このとき、停止線検出用磁気センサー２０１が通過した磁気検出用標示部１４の数を数えることで、停止線と垂直な方向の位置が計測できる。このとき、より信頼性の高い計測を行うには表面の磁極はＳ極，Ｎ極を交互に配置することが望ましい。
【実施例９】
【００７０】
第１の実施例において、車両通行区分や進行方向などの停止線以外の道路標示にも磁気粒子もしくは磁性体を混合する。そして、これらの道路標示を通過する度に道路標示の位置情報を計測し、通信装置２１により道路標示の位置情報の記録をサーバーへと送信し、他の車両による道路標示の位置情報を取得する。さらに、車両１が単独で取得した道路標示位置情報の記録と、停止線位置管理サーバー９９から取得した道路標示位置情報の記録とを統合することで、道路標示の位置と向きの推定精度を向上させる。また、ここで推定した停止線の位置と向きから車両の自己位置を更新することができる。
【００７１】
なお、磁気粒子の配置パターンや磁性体の着磁パターンには、停止線までの距離などの情報を付加することが望ましい。
【００７２】
これにより、停止線に対して垂直な向きに、かつ、停止線位置計測用磁気センサー２０２が停止線の位置検出基準部位１５上を通るように制御することが容易となり、実施例１と比べて、停止線位置計測用磁気センサー２０２の数を少なくすることが可能となる。
【００７３】
以上のように、路面を撮影した画像から停止線の有無を判定できない場合にも、確実に停止線の位置を検出し車両を停止させるとともに、停止線の位置を用いて車両の自己位置を更新する車両走行支援装置を構成することを述べた。例えば、停止線の中に磁気粒子を混合し、車両がその停止線で停車する度に計測した、ＧＰＳ測位に基づく停止線の位置の計測結果を統合することで、停止線の推定位置精度を向上させるとともに、その停止線の推定位置から、逆に、車両の自己位置を推定する車両走行支援装置を構成することを述べた。
【００７４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００７５】
また、上記の各構成，機能，処理部，処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成，機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム，テーブル，ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク，ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード，ＳＤカード，ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００７６】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１ 停止線
２ 車両
１２ 視認用標示部
１４ 磁気検出用標示部
１５ 位置検出基準部位
１７ 磁気ネイル
１８ 磁気ライン
２０ 停止線位置計測装置
２１ 通信装置
２２ 外界センサー
２３ 内界センサー
２４ 環境情報記録装置
２５ 車両状態推定装置
２６ 制御量演算装置
２８ 前輪操舵モータ
２９ 後輪駆動モータ
３１ テレビカメラ
３２ 測位装置
３３ 周囲観測装置
４１ エンコーダー
４２ 車両姿勢センサー
９９ 停止線位置管理サーバー
２０１ 停止線検出用磁気センサー
２０２ 停止線位置計測用磁気センサー
２０３ マグネットビューワー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気粒子を含む道路標示と、
前記道路標示を検出する検出部と、前記道路標示の位置および方向を計測する計測部と、グローバル座標系での自己位置を計測する自己位置計測部と、を備える車両と、を有し、
前記車両の測位結果から前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を推定する位置方向推定部を有することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項２】
強磁性体を含む道路標示と、
前記道路標示に磁気パターンを着磁させる手段と、
前記道路標示の磁気パターンを検出する検出部と、前記道路標示の位置および方向を計測する計測部と、グローバル座標系での自己位置を計測する手段とを備える車両と、を有し、
前記車両の測位結果から前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記道路標示は磁気粒子を含む停止線であり、
前記車両は、前記停止線に停止する度に取得した複数回の測位結果を記録する記録部を有し、
前記位置方向推定部は、前記記録部に記憶された複数回の測位結果から前記停止線のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項４】
強磁性体を含む停止線と、
前記停止線に磁気パターンを着磁させる手段と、
前記停止線を検出する検出部と、その検出結果に基づいて停止する停止制御部と、停止線の位置および方向を計測する計測部と、前記車両のグローバル座標系での自己位置を計測する自己位置計測部とを備える車両とを有し、
前記停止線のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項５】
請求項１または請求項３において、
前記道路標示は磁気粒子を含む停止線であり、
前記車両は、前記停止線に停止中、複数回取得した測位結果を記録する記録部を有し、前記位置方向推定部は、前記記録部に記憶された複数回の測位結果から前記停止線のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項６】
請求項５において、
更に管理サーバーを有し、
前記車両は前記管理サーバーと通信する通信部を有し、
前記通信部は、前記車両により記録された前記道路標示のグローバル座標系での位置と方向に関するデータを、前記管理サーバーとの間で通信し、
前記管理サーバーは、前記データを用いて、前記停止線の位置と方向を推定することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項７】
請求項２において、前記道路標示に着磁させる磁気パターンに、付加的な情報を付け加えることを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項８】
請求項１において、前記道路標示の手前に磁気ネイルもしくは磁気ラインを設置し、これらを前記車両が走行中に検出することで、前記道路標示に前記車両を誘導することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項９】
請求項１において、前記道路標示の手前の区画線に強磁性体を混合して設置し、前記区画線付近の各位置における磁気を計測して記録しておき、この記録と前記車両が走行中に計測した磁気とを比較することで前記道路標示を基準とした前記車両の位置を推定し、前記道路標示に前記車両を誘導することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項１０】
請求項１において、前記道路標示の付近の各位置における地磁気を計測して記録しておき、この記録と前記車両が走行中に計測した地磁気とを比較することで前記道路標示を基準とした前記車両の位置を推定し、前記道路標示に誘導することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項１１】
請求項１において、前記道路標示の磁気粒子を含む部分を複数列で構成することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項１２】
請求項２において、前記道路標示に複数列からなる磁気パターンを着磁することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項１３】
道路標示の位置および方向を計測する計測部と、
グローバル座標系での自己位置を計測する自己位置計測部と、
前記自己位置計測部の計測結果に基づき、前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を推定する位置方向推定部を有する車両。
【請求項１４】
請求項１３において、
推定された前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を記録する記録部と、
外部情報機器と通信する通信部を有し、
前記通信部は、前記記録された前記道路標示のグローバル座標系での位置と方向に関するデータを、前記外部情報機器との間で通信し、
前記データを用いて車両の誘導を行う制御部と、を有する車両。
【請求項１５】
道路標示の磁気を検出し、
前記道路標示の位置および方向を計測し、
グローバル座標系での車両位置を計測し、
前記車両位置の計測結果に基づき、前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向に関するデータを用いて、車両の誘導を行う車両走行支援方法。
【請求項１６】
路面に第一の塗料を塗布して視認用標示部を形成し、
路面の色と同系色の第二の塗料と磁気粒子を混合して磁気検出用標示部を形成し、
前記第二の塗料は、前記一の塗料より表面反射率が低いものを用い、
磁気検出用標示部には、長手方向の基準位置を示すため、磁気粒子を含有しない位置検出基準部位を形成し、
外部から前記磁気粒子に着磁することを特徴とする道路標示の作成方法。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記磁気検出用標示部を複数の帯状に配置することを特徴とする道路標示の作成方法。
【請求項１８】
請求項１６において、
前記磁気検出用標示部は、コード化した磁気パターンを有し、付加的な情報を記録させることを特徴とする道路標示の作成方法。
【請求項１】
磁気粒子を含む道路標示と、
前記道路標示を検出する検出部と、前記道路標示の位置および方向を計測する計測部と、グローバル座標系での自己位置を計測する自己位置計測部と、を備える車両と、を有し、
前記車両の測位結果から前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を推定する位置方向推定部を有することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項２】
強磁性体を含む道路標示と、
前記道路標示に磁気パターンを着磁させる手段と、
前記道路標示の磁気パターンを検出する検出部と、前記道路標示の位置および方向を計測する計測部と、グローバル座標系での自己位置を計測する手段とを備える車両と、を有し、
前記車両の測位結果から前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記道路標示は磁気粒子を含む停止線であり、
前記車両は、前記停止線に停止する度に取得した複数回の測位結果を記録する記録部を有し、
前記位置方向推定部は、前記記録部に記憶された複数回の測位結果から前記停止線のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項４】
強磁性体を含む停止線と、
前記停止線に磁気パターンを着磁させる手段と、
前記停止線を検出する検出部と、その検出結果に基づいて停止する停止制御部と、停止線の位置および方向を計測する計測部と、前記車両のグローバル座標系での自己位置を計測する自己位置計測部とを備える車両とを有し、
前記停止線のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項５】
請求項１または請求項３において、
前記道路標示は磁気粒子を含む停止線であり、
前記車両は、前記停止線に停止中、複数回取得した測位結果を記録する記録部を有し、前記位置方向推定部は、前記記録部に記憶された複数回の測位結果から前記停止線のグローバル座標系での位置および方向を推定することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項６】
請求項５において、
更に管理サーバーを有し、
前記車両は前記管理サーバーと通信する通信部を有し、
前記通信部は、前記車両により記録された前記道路標示のグローバル座標系での位置と方向に関するデータを、前記管理サーバーとの間で通信し、
前記管理サーバーは、前記データを用いて、前記停止線の位置と方向を推定することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項７】
請求項２において、前記道路標示に着磁させる磁気パターンに、付加的な情報を付け加えることを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項８】
請求項１において、前記道路標示の手前に磁気ネイルもしくは磁気ラインを設置し、これらを前記車両が走行中に検出することで、前記道路標示に前記車両を誘導することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項９】
請求項１において、前記道路標示の手前の区画線に強磁性体を混合して設置し、前記区画線付近の各位置における磁気を計測して記録しておき、この記録と前記車両が走行中に計測した磁気とを比較することで前記道路標示を基準とした前記車両の位置を推定し、前記道路標示に前記車両を誘導することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項１０】
請求項１において、前記道路標示の付近の各位置における地磁気を計測して記録しておき、この記録と前記車両が走行中に計測した地磁気とを比較することで前記道路標示を基準とした前記車両の位置を推定し、前記道路標示に誘導することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項１１】
請求項１において、前記道路標示の磁気粒子を含む部分を複数列で構成することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項１２】
請求項２において、前記道路標示に複数列からなる磁気パターンを着磁することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項１３】
道路標示の位置および方向を計測する計測部と、
グローバル座標系での自己位置を計測する自己位置計測部と、
前記自己位置計測部の計測結果に基づき、前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を推定する位置方向推定部を有する車両。
【請求項１４】
請求項１３において、
推定された前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向を記録する記録部と、
外部情報機器と通信する通信部を有し、
前記通信部は、前記記録された前記道路標示のグローバル座標系での位置と方向に関するデータを、前記外部情報機器との間で通信し、
前記データを用いて車両の誘導を行う制御部と、を有する車両。
【請求項１５】
道路標示の磁気を検出し、
前記道路標示の位置および方向を計測し、
グローバル座標系での車両位置を計測し、
前記車両位置の計測結果に基づき、前記道路標示のグローバル座標系での位置および方向に関するデータを用いて、車両の誘導を行う車両走行支援方法。
【請求項１６】
路面に第一の塗料を塗布して視認用標示部を形成し、
路面の色と同系色の第二の塗料と磁気粒子を混合して磁気検出用標示部を形成し、
前記第二の塗料は、前記一の塗料より表面反射率が低いものを用い、
磁気検出用標示部には、長手方向の基準位置を示すため、磁気粒子を含有しない位置検出基準部位を形成し、
外部から前記磁気粒子に着磁することを特徴とする道路標示の作成方法。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記磁気検出用標示部を複数の帯状に配置することを特徴とする道路標示の作成方法。
【請求項１８】
請求項１６において、
前記磁気検出用標示部は、コード化した磁気パターンを有し、付加的な情報を記録させることを特徴とする道路標示の作成方法。
【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】
【公開番号】特開２０１２−３８０４９（Ｐ２０１２−３８０４９Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７６８９８（Ｐ２０１０−１７６８９８）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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