車載用ナビゲーション装置
【課題】車速パルスを用いずとも正確な車速を算出することによってＧＰＳ信号の受信が不可能な地点における自車位置を高精度に算出することができる「車載用ナビゲーション装置」を提供すること。
【解決手段】車速（ＧＰＳ受信不能期間の直前におけるＧＰＳ信号に基づいて算出された第１の車速ａ）と、映像速度（ＧＰＳ受信不能期間の開始時における車載カメラの撮影映像に基づいて算出された映像速度ｂ）との相関関係（速度比Ｋ）が、ＧＰＳ受信不能期間においても維持されるとみなした上で、速度比ＫにＧＰＳ受信不能期間内における映像速度ｂ’を乗じることによって、擬似的な第１の車速として第２の車速ａ’を算出し、この第２の車速ａ’を自律航法に用いる。
【解決手段】車速（ＧＰＳ受信不能期間の直前におけるＧＰＳ信号に基づいて算出された第１の車速ａ）と、映像速度（ＧＰＳ受信不能期間の開始時における車載カメラの撮影映像に基づいて算出された映像速度ｂ）との相関関係（速度比Ｋ）が、ＧＰＳ受信不能期間においても維持されるとみなした上で、速度比ＫにＧＰＳ受信不能期間内における映像速度ｂ’を乗じることによって、擬似的な第１の車速として第２の車速ａ’を算出し、この第２の車速ａ’を自律航法に用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用ナビゲーション装置に係り、特に、自車位置を算出するのに好適な車載用ナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車載用ナビゲーション装置においては、自車両を目的地までの経路に沿って確実に経路誘導（ルート案内）するために、正確な自車位置を算出することが重要とされていた。
【０００３】
このような車載用ナビゲーション装置における自車位置の算出方法としては、大別して、衛星航法と自律航法との２つの算出方法が知られていた。
【０００４】
衛星航法においては、ＧＰＳ衛星から送信される軌道および時刻等に関する情報を含むＧＰＳ信号を受信し、受信されたＧＰＳ信号に基づいて、自車位置を三次元の絶対座標として算出するようになっている。
【０００５】
一方、自律航法においては、ジャイロセンサ等の方位センサによって自車両の方位を算出するとともに、車速パルスによって自車両の移動距離を算出した上で、算出された方位および移動距離に基づいて、一つ手前の算出位置（自車位置）からの変化分としての現在の自車位置を、相対位置として算出するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９１７３２号公報
【特許文献２】特開２００６−３１７２８７号公報
【特許文献３】特開２００７−２４０３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、車載用ポータブルナビゲーション装置と称される車両（主にインパネ上部やフロントミラー）に着脱可能に配設される車載用ナビゲーション装置が、ＧＰＳ精度の向上、車外への持ち出しが可能および取り付けが簡単等の理由によって普及しつつある。
【０００８】
この種の車載用ポータブルナビゲーション装置は、車両への取り付けを簡便、正確かつ安定的に行わしめるために、配線数を極力少なくする製品仕様とされている。
【０００９】
このため、車載用ポータブルナビゲーション装置においては、通常の車載用ナビゲーション装置において必須とされている車速パルスは入力せずに、ＧＰＳ信号を用いた衛星航法のみによって自車位置を算出するようになっていた。
【００１０】
ここで、ＧＰＳ信号には、当初は、精度を劣化させる信号が含まれていたが、２０００年５月にこの信号が解消されるようになってからは、ＧＰＳ信号だけでも十分な自車位置精度を出すことが可能になった。
【００１１】
しかしながら、高層ビルの谷間、トンネル内および高架下等においては、ＧＰＳ信号を受信することができず、自車位置を算出することができないといった問題が生じていた。
【００１２】
そこで、このような問題を解決すべく、これまでにも、車載カメラの撮影映像を利用した対応策が講じられていた。
【００１３】
この対応策の一例としては、車載カメラによる道路上の白線の撮影映像を認識し、白線の撮影映像が自車両の走行方向の逆方向に相対的に流れる（変位する）速度、すなわち、白線の撮影映像の映像速度を求め、求められた映像速度を車速に換算して自律航法に用いる技術があった。しかし、このような対応策は、道路上に白線が引かれていない場合には対応することができず、また、白線認識のための画像処理にはコストがかかるといった欠点があった。また、白線に限らず、景色の撮影映像の映像速度のみによって車速を求める場合には、車載カメラから景色（撮影対象）までの距離によって映像速度も異なるため、適切な車速を特定することは困難であった。
【００１４】
したがって、従来は、車載用ポータブルナビゲーション装置において、自車位置を適切に算出するといった課題については、何等の有効な解決手段も提案されていないのが実情であった。
【００１５】
そこで、本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、車速パルスを用いずとも正確な車速を算出することによってＧＰＳ信号の受信が不可能な地点における自車位置を高精度に算出することができ、ひいては、経路誘導を確実に行うことができる車載用ナビゲーション装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述した目的を達成するため、本発明に係る車載用ナビゲーション装置は、自車位置の算出に車速パルスを用いない車載用ナビゲーション装置であって、自車両の周辺における所定の撮影領域を撮影する車載カメラと、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信可能とされたＧＰＳ受信手段と、このＧＰＳ受信手段によって受信された前記ＧＰＳ信号に基づいて自車位置を算出する衛星航法手段と、この衛星航法手段によって算出された前記自車位置の時間変化に基づいて第１の車速を算出する第１の車速算出手段と、前記車載カメラの撮影映像の時間変化に基づいて前記撮影映像が前記自車両の走行方向の逆方向に流れる速度である映像速度を算出する映像速度算出手段と、前記ＧＰＳ受信手段による前記ＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点において、当該時点の直前における前記第１の車速を当該時点における前記映像速度によって除した値である速度比を算出する速度比算出手段と、この速度比算出手段によって算出された前記速度比を記憶する速度比記憶手段と、前記ＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点から前記ＧＰＳ信号の受信が回復する時点までの間の期間であるＧＰＳ受信不能期間において、当該ＧＰＳ受信不能期間における前記映像速度に前記速度比記憶手段によって記憶された前記速度比を乗じることによって第２の車速を算出する第２の車速算出手段と、この第２の車速算出手段によって算出された前記第２の車速を用いることによって、前記ＧＰＳ受信不能期間における自車位置を算出する自律航法手段とを備えたことを特徴としている。
【００１７】
そして、このような構成によれば、車速（ＧＰＳ受信不能期間の直前におけるＧＰＳ信号に基づいて算出された第１の車速）と、映像速度（ＧＰＳ受信不能期間の開始時における車載カメラの撮影映像に基づいて算出された映像速度）との相関関係（速度比）が、ＧＰＳ受信不能期間においても維持されるとみなした上で、速度比にＧＰＳ受信不能期間内における映像速度を乗じることによって、擬似的な第１の車速として第２の車速を算出し、この第２の車速を自律航法に用いることができる。これにより、車速パルスを用いずとも車速パルスに代替し得る正確な車速を算出することによってＧＰＳ信号の受信が不可能な地点における自車位置を高精度に算出することができ、ひいては、経路誘導を確実に行うことができる。
【００１８】
また、前記速度比算出手段は、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間において、前記映像速度の変化量が閾値変化量以上となった場合には、前記変化量が閾値変化量以上となった時点の直前における前記第２の車速を当該時点における前記映像速度によって除した値である第２の速度比を算出するように形成され、前記速度比記憶手段は、前記速度比算出手段によって前記第２の速度比が算出された場合には、当該第２の速度比を記憶するように形成され、前記第２の車速算出手段は、前記速度比記憶手段によって前記第２の速度比が記憶された場合には、前記ＧＰＳ受信不能期間のうちの前記変化量が閾値変化量以上となった時点から前記ＧＰＳ信号の受信が回復または前記変化量が再度前記閾値変化量以上となる時点までの間の一部の期間において、当該一部の期間における前記映像速度に、前記速度比記憶手段によって記憶された前記第２の速度比を乗じることによって、当該第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出を行うように形成され、前記自律航法手段は、前記第２の車速算出手段によって前記第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出が行われた場合には、当該第２の車速を用いることによって、前記一部の期間における自車位置を算出するように形成されていることが好ましい。
【００１９】
そして、このような構成によれば、ＧＰＳ受信不能期間のうちの一部の期間の開始時において映像速度が大きな変化量を示した場合には、実際の車速が変化したのではなく走行環境が変化して車載カメラと撮影対象との距離が変化したと判断した上で、走行環境が変化した一部の期間においては、車速（一部の期間の直前における第２の車速）と、映像速度（一部の期間の開始時における映像速度）との新たな相関関係（第２の速度比）が維持されるとみなして、第２の速度比に一部の期間における映像速度を乗じることによって、新たな算出方法による第２の車速を算出し、この第２の車速を自律航法に用いることができる。これにより、ＧＰＳ受信不能期間内において車載カメラと撮影対象との距離が変化した場合においても、この変化に追従して車速パルスに代替し得る第２の車速を適切に算出することができ、高精度な自車位置をさらに安定的に算出することができる。
【００２０】
さらに、前記速度比算出手段は、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間において、前記映像速度の変化量がＮ回目（但し、Ｎは、１以上の任意の自然数）に閾値変化量以上となった場合には、前記変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点の直前における前記第２の車速を当該時点における前記映像速度によって除することにより、Ｎ回目の前記第２の速度比の算出を行うように形成され、前記速度比記憶手段は、前記速度比算出手段によって前記Ｎ回目の第２の速度比の算出が行われた場合には、当該Ｎ回目に算出された第２の速度比を記憶するように形成され、前記第２の車速算出手段は、前記速度比記憶手段によって前記Ｎ回目に算出された第２の速度比が記憶された場合には、前記ＧＰＳ受信不能期間のうちの前記変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点から前記ＧＰＳ信号の受信が回復または前記変化量が再度前記閾値変化量以上となる時点までの間のＮ回目の一部の期間において、当該Ｎ回目の一部の期間における前記映像速度に、前記速度比記憶手段によって記憶された前記Ｎ回目に算出された第２の速度比を乗じることによって、当該Ｎ回目に算出された第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出を行うように形成され、前記自律航法手段は、前記第２の車速算出手段によって前記Ｎ回目に算出された第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出が行われた場合には、当該第２の車速を用いることによって、前記Ｎ回目の一部の期間における自車位置を算出するように形成されていることが好ましい。
【００２１】
そして、このような構成によれば、これにより、ＧＰＳ受信不能期間の開始後において複数回にわたって車載カメラと撮影対象との距離が変化した場合においても、これらの変化に追従して車速パルスに代替し得る新たな第２の車速を逐次算出することができ、自車位置精度をさらに安定的に確保することができる。
【００２２】
さらにまた、加速度センサを備え、前記速度比算出手段は、前記変化量が閾値変化量以上となる時点において、前記加速度センサの算出結果が閾値加速度以下となる場合に、前記第２の速度比を算出するように形成されていることが好ましい。
【００２３】
そして、このような構成によれば、加速度センサの算出結果に基づいて実際の車速が大きく変化していないことを確認した上で第２の速度比を算出するようにしたので、第２の車速をさらに適切に算出することができ、自車位置をさらに高精度に算出することができる。
【００２４】
また、前記速度比算出手段は、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間において、前記変化量が閾値変化量以上となる第１の時点から前記変化量が再度前記閾値変化量以上となる第２の時点までの間の時間を検出し、検出された前記時間が閾値時間に満たない場合には、前記第２の時点における前記映像速度の変化量を無視して前記第２の時点における前記第２の速度比の算出を行わないように形成されていることが好ましい。
【００２５】
そして、このような構成によれば、例えば、トンネル内に、空調用のファンやパイプ等のトンネル上壁面よりも自車両側に近い位置に物体が存在する場合には、このような近い物体を撮影することによって映像速度が一時的に大きな変化量を示すことがあるが、このような短時間変化は無視することによって、ＧＰＳ受信不能期間の走行環境に適合した正確な第２の車速を算出することができ、自車位置精度をさらに向上させることができる。
【００２６】
さらに、前記映像速度算出手段は、前記車載カメラの撮影映像を複数の映像領域に分割し、分割された各映像領域ごとの映像の時間変化に基づいて前記映像領域ごとの映像速度をそれぞれ算出し、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間内の任意の時点において、前記映像領域ごとの映像速度の変化量が前記閾値変化量以上となるような前記映像領域の数が所定数に満たない場合には、前記映像領域ごとの映像速度の変化量が前記閾値変化量以上となるような前記映像領域を除いた他の前記映像領域における前記映像領域ごとの映像速度の平均値を、前記任意の時点における前記第２の車速の算出に用いる前記映像速度とするように形成されていることが好ましい。
【００２７】
そして、このような構成によれば、例えば、トンネル内のファンやパイプの撮影映像は、車載カメラの撮影映像全体に対する面積比が小さいため、このことを利用して、映像領域ごとの映像速度が大きな変化を示した映像領域が少数の場合には、これらの映像領域を無視して他の映像領域についての映像領域ごとの映像速度に基づいて、第２の速度の算出に用いる映像速度を求めることができるので、ＧＰＳ受信不能期間の走行環境に適合した正確な第２の車速を算出することができ、自車位置精度をさらに向上させることができる。
【００２８】
さらにまた、前記車載カメラは、前記自車両の上方を撮影可能に配設されていることが好ましい。
【００２９】
そして、このような構成によれば、ＧＰＳ受信不能期間において、自車両の上方が遮蔽される場合には、自車両の上方の撮影対象の撮影映像に基づいて映像速度を算出し、これを第２の車速の算出に用いることができるので、このような上方が遮蔽されるＧＰＳ受信不能期間の走行の際における自車位置の算出に有利となる。
【００３０】
また、前記ＧＰＳ受信不能期間は、前記自車両がトンネル内または高架下を走行している期間とされていることが好ましい。
【００３１】
そして、このような構成によれば、トンネルの上壁面または高架道路の底面の撮影映像に基づいて映像速度を算出し、これをトンネル内または高架下を走行している期間における第２の車速の算出に用いることができるので、トンネル内または高架下の走行の際における自車位置の算出に有利となる。
【００３２】
さらに、前記車載カメラは、前記自車両の左側方および右側方を撮影可能に配設されており、前記映像速度算出手段は、前記左側方の撮影映像の時間変化に基づいて算出された左側方の映像速度と、前記右側方の撮影映像の時間変化に基づいて算出された右側方の映像速度との平均値を前記第２の車速の算出に用いる前記映像速度とするように形成されていることが好ましい。
【００３３】
そして、このような構成によれば、ＧＰＳ受信不能期間において、自車両の左側方および右側方が遮蔽される場合には、自車両の左側方の撮影対象の撮影映像と右側方の撮影対象の撮影映像との双方に基づいて映像速度を平均値として算出し、これを第２の車速の算出に用いることができるので、このような左側方および右側方が遮蔽されるＧＰＳ受信不能期間の走行の際における自車位置の算出に有利となる。特に、道路上の走行の際には、車線変更によって車載カメラと両側方の撮影対象との距離が変化するが、両側方の映像速度の平均値をとれば、映像速度を適切に算出することができる。
【００３４】
さらにまた、前記ＧＰＳ受信不能期間は、前記自車両が高層ビルの谷間を走行している期間とされていることが好ましい。
【００３５】
そして、このような構成によれば、ビルの撮影映像に基づいて映像速度を算出し、これをビルの谷間を走行している期間における第２の車速の算出に用いることができるので、ビルの谷間の走行の際における自車位置の算出に有利となる。
【００３６】
また、前記車載カメラは、車載用ナビゲーション装置本体に直接搭載されていることが好ましい。
【００３７】
そして、このような構成によれば、車載用ナビゲーション装置本体と車載カメラとを一体的に扱うことができ、自車両に対する取り付けをさらに簡便に行うことができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、車速パルスを用いずとも正確な車速を算出することによってＧＰＳ信号の受信が不可能な地点における自車位置を高精度に算出することができ、ひいては、経路誘導を確実に行うことができる。また、白線認識のような複雑な画像処理は要せず、映像速度によって車速を算出することができるので、コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明に係る車載用ナビゲーション装置の実施形態について、図１乃至図５を参照して説明する。
【００４０】
本実施形態における車載用ナビゲーション装置は、自車両に着脱可能に配設される車載用ポータブルナビゲーション装置とされているとともに、配線数を削減して自車両への着脱を容易にする観点から、車速パルスは入力されず、自車位置の算出に車速パルスを用いないようになっている。
【００４１】
図１は、このような本実施形態における車載用ナビゲーション装置１を示したものである。
【００４２】
この図１に示すように、本実施形態における車載用ナビゲーション装置１は、大別して、ナビゲーションのための主たる処理や制御を行うナビゲーションメインユニット２と、このナビゲーションメインユニット２にそれぞれ接続された車載カメラ３、ＧＰＳ受信手段としてのＧＰＳレシーバ５、記憶装置６、入力操作部７、ディスプレイ８およびスピーカ９とによって構成されている。
【００４３】
車載カメラ３は、自車両の周辺の所定の撮影領域を撮影するようになっている。この車載カメラ３は、例えば、魚眼レンズ等の超広角レンズを備え、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳ等の固体撮像素子の撮像面に撮影対象の像を結像させるカメラであってもよい。
【００４４】
この車載カメラ３は、車載用ナビゲーション装置１の装置本体に、長いケーブル等を介さずに直接搭載されている（装置本体とユニット化されている）ことが好ましい。このようにすれば、車載用ナビゲーション装置１の装置本体を自車両に着脱させる際に、車載カメラ３と装置本体とを一体的に扱うことができるので、車載用ナビゲーション装置１の自車両への着脱がさらに容易となる。
【００４５】
ＧＰＳレシーバ５は、ＧＰＳ衛星１１から、軌道および時刻等に関する情報を含むＧＰＳ信号を受信し、受信されたＧＰＳ信号をナビゲーションメインユニット２に入力するようになっている。
【００４６】
記憶装置６には、地図データが記憶された記憶媒体が搭載されている。この記憶装置６は、例えば、記憶媒体としてのＤＶＤが搭載されたＤＶＤドライブであってもよいし、または、ハードディスクドライブであってもよい。
【００４７】
また、入力操作部７は、例えば、リモコン、リニアエンコーダ、ロータリエンコーダまたは、ディスプレイ８のタッチパネルであってもよい。
【００４８】
ナビゲーションメインユニット２について詳述すると、このナビゲーションメインユニット２は主制御部としてのナビＣＰＵ１２を有している。
【００４９】
ナビＣＰＵ１２には、システムバス１５およびカメラインターフェース（Ｉ／Ｆ）１４を介して車載カメラ３が接続されており、この車載カメラ３による撮影映像が、カメラインターフェース１４およびシステムバス１５を経てナビＣＰＵ１２に入力されるようになっている。
【００５０】
また、ナビＣＰＵ１２には、ＧＰＳレシーバ５が接続されており、このＧＰＳレシーバ５からのＧＰＳ信号が、ナビＣＰＵ１２に入力されるようになっている。
【００５１】
さらに、ナビＣＰＵ１２には、システムバス１５を介してデコーダ１６が接続されており、このデコーダ１６には、記憶装置６が接続されている。デコーダ１６は、記憶装置６がナビＣＰＵ１２からの読出し要求にしたがって読出した地図データをデコードし、デコードされた地図データをナビＣＰＵ１２に入力するようになっている。
【００５２】
さらにまた、ナビＣＰＵ１２には、システムバス１５および画像インターフェース（Ｉ／Ｆ）１７を介してディスプレイ８が接続されている。
【００５３】
また、ナビＣＰＵ１２には、システムバス１５およびユーザインターフェース（Ｉ／Ｆ）１９を介して入力操作部７が接続されている。
【００５４】
さらに、ナビＣＰＵ１２には、音声インターフェース（Ｉ／Ｆ）１８を介してスピーカ９が接続されている。
【００５５】
さらにまた、ナビＣＰＵ１２には、システムバス１５を介してメモリ２０が接続されている。
【００５６】
また、ナビＣＰＵ１２には、ジャイロセンサ等からなる方位センサ２１が接続されており、この方位センサ２１によって検出された自車両の方位が、ナビＣＰＵ１２に入力されるようになっている。
【００５７】
ナビＣＰＵ１２についてさらに詳述すると、このナビＣＰＵ１２は、衛星航法手段としての衛星航法部２２を有しており、この衛星航法部２２は、ＧＰＳレシーバ５によって受信されて入力されたＧＰＳ信号に基づいて自車位置（以下、衛星航法位置と称する）を算出するようになっている。
【００５８】
また、ナビＣＰＵ１２は、第１の車速算出手段としての衛星航法時車速算出部２３を有しており、この衛星航法時車速算出部２３は、衛星航法部２２によって算出された衛星航法位置の時間変化に基づいて、第１の車速としての衛星航法時車速を算出するようになっている。
【００５９】
さらに、ナビＣＰＵ１２は、映像速度算出手段としての映像速度算出部２４を有しており、この映像速度算出部２４は、車載カメラ３の撮影映像を取得し、取得された撮影映像の時間変化に基づいて、当該撮影映像が自車両の走行方向の逆方向に流れる速度（相対速度）である映像速度を算出するようになっている。
【００６０】
さらにまた、ナビＣＰＵ１２は、速度比算出手段としての速度比算出部２５を有している。この速度比算出部２５は、ＧＰＳレシーバ５によるＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点において、当該時点の直前において衛星航法時車速算出部２３によって最後に算出された衛星航法時車速（以下、ＧＰＳ受信不能直前車速と称する）を、当該ＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点における映像速度（以下、ＧＰＳ受信不能開始時映像速度と称する）によって除した値である速度比を算出するようになっている。なお、ＧＰＳ受信不能直前車速をａ〔ｋｍ／ｈ〕、ＧＰＳ受信不能開始時映像速度をｂ〔ｋｍ／ｈ〕、速度比をＫとした場合には、Ｋ＝ａ／ｂの関係式が成立する。
【００６１】
この速度比算出部２５は、算出された速度比を、速度比記憶手段としてのメモリ２０に記憶させるようになっている。
【００６２】
また、ナビＣＰＵ１２は、第２の車速算出手段としての自律航法用車速算出部２７を有している。この自律航法用車速算出部２７は、ＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点からＧＰＳ信号の受信が回復する時点までの間の期間であるＧＰＳ受信不能期間において、この期間における映像速度（以下、ＧＰＳ受信不能期間時映像速度と称する）に、メモリ２０によって記憶された速度比を乗じることによって、第２の車速としての自律航法用車速を算出するようになっている。なお、ＧＰＳ受信不能期間時映像速度をｂ’〔ｋｍ／ｈ〕、自律航法用車速をａ’〔ｋｍ／ｈ〕、速度比をＫとした場合には、ａ’＝ｂ’×Ｋの関係式が成立する。
【００６３】
さらに、ナビＣＰＵ１２は、自律航法手段としての自律航法部２８を有しており、この自律航法部２８は、自律航法用車速算出部２７によって算出された自律航法用車速と、方位センサ２１によって検出された方位とを用いることによって、ＧＰＳ受信不能期間における自車位置（以下、自律航法位置と称する）を算出するようになっている。つまり、本実施形態においては、車速パルスに代替する自律航法用車速を用いて自律航法が行われることになる。
【００６４】
このような構成によれば、車速（ＧＰＳ受信不能直前車速）と映像速度（ＧＰＳ受信不能開始時映像速度）との相関関係（速度比）が、ＧＰＳ受信不能期間において維持されるとみなした上で、速度比にＧＰＳ受信不能期間時映像速度を乗じることによって、擬似的な衛星航法時車速としての自律航法用車速を算出し、この自律航法用車速を自律航法に用いるようにしたので、車速パルスを用いずとも車速パルスに代替し得る正確な車速を算出することによってＧＰＳ信号の受信が不可能な地点における自律航法位置を高精度に算出することができる。
【００６５】
なお、ＧＰＳ受信不能期間としては、例えば、自車両がトンネル内、高架下または高層ビルの谷間等を走行している期間を考えることができる。
【００６６】
さらに、より好ましい実施形態としては、ＧＰＳ受信不能期間の開始後における（すなわち開始時を除く）ＧＰＳ受信不能期間（以下、開始後受信不能期間と称する）において、映像速度の変化量（以下、映像速度変化量と称する）が閾値変化量以上となった場合には、速度比算出部２５が、第２の車速比としての修正車速比を算出するようにする。なお、修正車速比は、映像速度変化量が閾値変化量以上となった時点の直前に自律航法用車速算出部２７によって最後に算出された自律航法用車速（以下、閾値変化直前車速と称する）を、当該映像速度変化量が閾値変化量以上となった時点における映像速度（以下、閾値変化時映像速度と称する）によって除した値を有する。
【００６７】
そして、このように修正車速比が算出された場合には、メモリ２０が、速度比算出部２５によって算出された修正速度比を記憶するようにする。
【００６８】
また、この場合には、自律航法用車速算出部２７が、開始後受信不能期間のうちの映像速度変化量が閾値変化量以上となった時点からＧＰＳ信号の受信が回復または映像速度変化量が再度閾値変化量以上となる時点までの間の一部の期間（以下、閾値変化以後期間と称する）において、当該閾値変化以後期間における映像速度に、メモリ２０に記憶された修正速度比を乗じることによって、修正速度比を用いた自律航法用車速の算出を行うようにする。
【００６９】
さらに、この場合には、自律航法部２８が、修正速度比を用いて算出された自律航法用車速を用いることによって、閾値変化以後期間における自律航法位置を算出するようにする。
【００７０】
このような構成によれば、閾値変化以後期間の開始時において映像速度が大きな変化量を示した場合には、実際の車速が変化したのではなく走行環境（例えば、トンネルの上壁面の高さ）が変化して車載カメラ３と撮影対象との距離が変化したと判断した上で、車速と映像速度との相関関係を、当初の速度比から修正速度比へと修正することができる。そして、閾値変化以後期間においては、修正速度比が維持されるとみなし、修正速度比に閾値変化以後期間における映像速度を乗じることによって、新たな算出方法による自律航法用車速を算出することができる。この結果、ＧＰＳ受信不能期間内において車載カメラ３と撮影対象との距離が変化した場合においても、この変化に追従して車速パルスに代替し得る自律航法用車速を適切に算出することができ、高精度な自車位置をさらに安定的に算出することができる。
【００７１】
さらに、より好ましい実施形態としては、開始後受信不能期間において、映像速度変化量がＮ回目（但し、Ｎは、１以上の任意の自然数）に閾値変化量以上となった場合には、速度比算出部２５が、Ｎ回目の第２の車速比としてのＮ回目の修正車速比を算出するようにする。ここで、Ｎ回目の修正車速比は、映像速度変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点の直前における自律航法用車速（以下、Ｎ回目の閾値変化直前車速と称する）を、当該映像速度変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点における映像速度（以下、Ｎ回目の閾値変化時映像速度と称する）によって除した値を有する。
【００７２】
そして、このように、Ｎ回目の修正車速比が算出された場合には、メモリ２０が、速度比算出部２５によって算出されたＮ回目の修正速度比を記憶するようにする。
【００７３】
また、この場合には、自律航法用車速算出部２７が、ＧＰＳ受信不能期間のうちの映像速度変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点からＧＰＳ信号の受信が回復または映像速度変化量が再度閾値変化量以上となる時点までの間の一部の期間（以下、Ｎ回目の閾値変化以後期間と称する）において、当該Ｎ回目の閾値変化以後期間における映像速度に、メモリ２０に記憶されたＮ回目の修正速度比を乗じることによって、Ｎ回目の修正速度比を用いたＮ回目の自律航法用車速の算出を行うようにする。
【００７４】
さらに、この場合には、自律航法部２８が、算出されたＮ回目の自律航法用車速を用いることによって、Ｎ回目の閾値変化以後期間における自律航法位置を算出するようにする。
【００７５】
そして、このような構成によれば、開始後受信不能期間内において複数回にわたって車載カメラと撮影対象との距離が変化した場合においても、これらの変化に追従して車速パルスに代替し得る自律航法用車速を逐次算出することができ、自車位置精度をさらに安定的に確保することができる。
【００７６】
さらに、より好ましい実施形態としては、ナビゲーションメインユニット２内に加速度センサを配設した上で、開始後受信不能期間内における映像速度変化量が閾値変化量以上となる時点において、加速度センサの算出結果が閾値加速度以下となる場合に、速度比算出部２５が修正速度比を算出するようにする。
【００７７】
そして、このような構成によれば、加速度センサの算出結果に基づいて実際の車速が大きく変化していないことを確認した上で修正速度比を算出することができるので、自律航法用車速をさらに適切に算出することができ、自車位置をさらに高精度に算出することができる。
【００７８】
さらに、より好ましい実施形態としては、開始後受信不能期間において、速度比算出部２５が、映像速度変化量が閾値変化量以上となる第１の時点から映像速度変化量が再度閾値変化量以上となる第２の時点までの間の時間を検出し、検出された時間が閾値時間に満たない場合には、第２の時点における映像速度の変化量を無視して第２の時点における修正速度比の算出を行わないようにする。
【００７９】
このような構成は、例えば、車載カメラ３を自車両の上方を撮影可能に配設した上で、ＧＰＳ受信不能期間としてのトンネル内の走行期間において、車載カメラ３によるトンネルの上壁面の撮影映像についての映像速度を自律航法用車速の算出に用いる場合に有効となる。すなわち、トンネル内において、空調用のファンやパイプ等のトンネル上壁面よりも自車両側に近い位置に物体が存在する場合には、このような近い物体を一時的に撮影することによって映像速度が大きな変化量を示すことがある。しかし、このような映像速度の変化は、自車両がファンやパイプを通過する僅かな時間において生じるものに過ぎず、トンネル内の上壁面の高さの変化のような走行環境の大きな変化を起因としたものではない。そこで、このような短時間変化は無視することによって、ＧＰＳ受信不能期間の走行環境（トンネルの上壁面の高さ）に適合した正確な自律航法用車速を算出することができ、自車位置精度をさらに向上させることができる。
【００８０】
さらに、より好ましい実施形態としては、映像速度算出部２４が、車載カメラ３による撮影映像を複数の映像領域に分割（例えば、２５分割）し、分割された各映像領域ごとの映像の時間変化に基づいて映像領域ごとの映像速度をそれぞれ算出するようにする。そして、開始後受信不能期間における任意の時点において、映像領域ごとの映像速度の変化量が閾値変化量以上となるような映像領域の数が所定数に満たない場合には、その所定数に満たない映像領域を除いた他の映像領域についての映像領域ごとの映像速度の平均値を、前記任意の時点における自律航法用車速の算出に用いる映像速度とする。
【００８１】
このような構成も、例えば、前述したようなトンネル内の走行における自律航法用車速の算出に好適な構成となる。すなわち、トンネル内のファンやパイプの撮影映像は、車載カメラ３の撮影映像全体に対する面積比が小さい。そこで、このことを利用して、映像領域ごとの映像速度が大きな変化を示した映像領域が少数の場合には、これらの少数の映像領域が、自律航法用車速の算出には寄与すべきでないファンやパイプを撮影したものであるとみなして無視し、トンネルの上壁面を撮影したものとみなされる他の映像領域ついての映像領域ごとの映像速度に基づいて、自律航法用車速を求めることができる。これにより、ＧＰＳ受信不能期間の走行環境に適合した正確な自律航法用車速を算出することができ、自車位置精度をさらに向上させることができる。
【００８２】
さらに、より好ましい実施形態としては、複数台の車載カメラ３を、自車両の左側方および右側方を撮影可能に配設した上で、映像速度算出部２４が、左側方の撮影映像の時間変化に基づいて算出された左側方の映像速度と、右側方の撮影映像の時間変化に基づいて算出された右側方の映像速度との平均値を、自律航法用車速の算出に用いる映像速度の算出結果とするように構成する。
【００８３】
このような構成によれば、例えば、ビルの谷間を走行する場合等、ＧＰＳ受信不能期間において、自車両の左側方および右側方が遮蔽される場合には、自車両の左側方の撮影対象（例えば、左側方のビルの壁面）の撮影映像と右側方の撮影対象（例えば、右側方のビルの壁面）の撮影映像との双方に基づいて映像速度を平均値として算出し、これを自律航法用車速の算出に用いることができる。ここで、道路上の走行の際には、車線変更によって例えば車載カメラ３と自車両の左側方の撮影対象との距離が変化することは当然に起こり得るが、前述のように左右の両側方の映像速度の平均値をとれば、このような走行の実情を加味した上で適切な映像速度を算出することができる。
【００８４】
以上の構成の他にも、本実施形態における車載用ナビゲーション装置１は、ナビゲーションのための種々の構成を有している。
【００８５】
すなわち、ナビＣＰＵ１２は、マップマッチング処理部２９を有しており、このマップマッチング処理部１２は、自律航法部２８によって算出された自律航法位置および衛星航法部２２によって算出された電波航法位置が、地図上の該当する道路上にない場合には、自車位置を地図上の該当する道路上に補正させるマップマッチング処理を行うようになっている。このマップマッチング処理は、記憶装置６から地図データを読み出し、読み出された地図データを用いて行われるようになっている。このマップマッチング処理部２９によるマップマッチング処理が適切に行われた場合には、マップマッチング処理後の自車位置が、最終的な自車位置の算出結果となる。
【００８６】
また、ナビＣＰＵ１２は、地図描画部３１を有しており、この地図描画部３１は、記憶装置６から読み出された地図データを用いることによって自車位置周辺の地図を生成し、生成された地図をシステムバス１５および画像インターフェース１７を介してディスプレイ８に表示するようになっている。
【００８７】
さらに、ナビＣＰＵ１２は、自車位置描画部３２を有しており、この自車位置描画部３２は、マップマッチング処理部２９によるマップマッチング処理の結果に基づいて、自車位置周辺の地図上に、自車位置を示す自車位置マークを表示させるようになっている。
【００８８】
さらにまた、ナビＣＰＵ１２は、目的地設定部３３を有しており、この目的地設定部３３は、ナビＣＰＵ１２によってディスプレイ８に表示された目的地設定用の操作画面に対する入力操作部７を用いたユーザの入力操作に応じた目的地を設定するようになっている。
【００８９】
また、ナビＣＰＵ１２は、経路探索部３５を有しており、この経路探索部３５は、自車位置から目的地までの推奨経路を探索する経路計算を、記憶装置６から読み出された地図データを用いて行うようになっている。
【００９０】
さらに、ナビＣＰＵ１２は、経路誘導部３６を有しており、この経路誘導部３６は、経路探索部３５によって探索された推奨経路に沿って自車を目的地まで経路誘導（ルート案内）するようになっている。この経路誘導は、ディスプレイ８への案内画像（例えば、地図上への推奨経路の重畳表示画像や交差点拡大図）の表示によるものであってもよく、または、スピーカ９からの案内音声（例えば、交差点右左折案内）の出力によるものであってもよく、あるいは、これら表示と音声との双方によるものであってもよい。
【００９１】
次に、本実施形態における車載用ナビゲーション装置１のより具体的な動作例について、場合を分けて説明する。
（第１の動作例）
第１の動作例としては、図２に示すように、自車両の上方を撮影する車載カメラ３が搭載されているとともに、自車両の例えばインパネ上部に取り付けれた車載用ナビゲーション装置１について、自車両がトンネル内に進入する場合における動作について説明する。
【００９２】
なお、初期状態（図２における時刻ｔ０）において、自車両は、トンネルの入口の手前を走行しているものとする。また、初期状態においては、衛星航法部２２による衛星航法位置の算出および映像速度算出部２４による映像速度の算出が、自車両の走行にともなっいて継続的に行われているものとする。
【００９３】
そして、初期状態から、自車両がトンネル内に進入すると、ＧＰＳレシーバ５によるＧＰＳ信号の受信が不可能となり、衛星航法位置が算出不能となる。これにより、ＧＰＳ受信不能期間が開始する（図２における時刻ｔ１）。
【００９４】
このとき、図２に示すように、速度比算出部２５により、図２に示すＧＰＳ受信不能直前車速ａ〔ｋｍ／ｈ〕をＧＰＳ受信不能開始時映像速度ｂ〔ｋｍ／ｈ〕によって除することによって、速度比Ｋ（＝ａ／ｂ）を算出するとともに、算出された速度比Ｋをメモリ２０に記憶させる。なお、図２に示すように、ＧＰＳ受信不能期間の開始直前と開始直後においては、車速がともに一致しているとみなしている。
【００９５】
ここで、ＧＰＳ受信不能開始時映像速度ｂのような車載カメラ３の撮影映像の映像速度の具体的な算出方法について触れておく。
【００９６】
映像速度の算出にあたっては、まず、図３（ａ）に示すように、車載カメラ３の撮影映像を示す画像データとして、時刻（ｔ）における画像データと、時刻（ｔ＋１）における画像データとを用意する。これら両画像データは、縦横に配置された複数のドットによって構成されているとともに、縦横双方のドット数が互いに一致している。なお、図３（ａ）においては、以下の説明を分かり易くするために、簡単なモデルとして、１０個のドットが縦に並んだ１列分のドット列が、横方向に１０列分並べられた１０×１０ドットの画像データが示されているが、実際の画像データは、さらに多数のドットによって構成される。また、図３（ａ）において、各ドット内の濃淡は、画像の濃淡を表している。さらに、図３（ａ）においては、自車両の走行方向が、図３（ａ）における右方向に相当している。
【００９７】
次いで、図３（ｂ）に示すように、時刻（ｔ）における画像データから走行方向逆方向側端部より走行方向に向かってドット列を何列カットし、また、時刻（ｔ＋１）における画像データから走行方向側端部より走行方向逆方向に向かってドット列を何列カットすれば、互いの画像データが一致するかを求める。具体的には、ドット列のカット数を０列からｎ列（ｎは、通常は画面幅の半分程度）まで順次増加させて行き、各カット数のドット列カットが行われた際に、その都度、ドット列カットが行われた後の画像データのデータ列から相関係数を算出する。
【００９８】
ここで、相関係数の算出に用いる時刻（ｔ）における画像データのデータ列は、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）の状態から左側のｎ列分（図３（ｂ）において２列分）のドット列カットが行われた後の時刻（ｔ）における画像データの各ドットを、先頭のドットｘ１から順次縦方向に繋ぎ合わせた１列データ{ｘｉ}（ｉ＝１，２・・・，ｋ）（但し、ｋは、ドット列カットが行われた後の画像データの総ドット数）とされている。なお、ｘ１と同じ列の末尾のドットｘ１０には、隣の列の先頭のドットｘ１１が繋がっている。
【００９９】
また、相関係数の算出に用いる時刻（ｔ＋１）における画像データのデータ列は、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）の状態から右側のｎ列分（図３（ｂ）における２列分）のドット列カットが行われた後の時刻（ｔ＋１）における画像データの各ドットを、先頭のドットｙ１から順次縦方向に繋ぎ合わせた１列データ{ｙｉ}（ｉ＝１，２・・・，ｋ）（但し、ｋは、ドット列カットが行われた後の画像データの総ドット数）とされている。なお、ｙ１と同じ列の末尾のドットｙ１０には、隣の列の先頭のドットｙ１１が繋がっている。
【０１００】
そして、このようなデータ列{ｘｉ}、{ｙｉ}を用いることによって、相関係数Ｃは次の（１）式のように算出される。
【０１０１】
【数１】
【０１０２】
このようにして、ドット列のカット数ごとの相関係数Ｃを求めた上で、図４のグラフに示すように、相関係数Ｃが最も１に近いカット数に相当するドットの走行方向への変位量〔ドット〕を、映像速度とする。なお、映像速度は、カット数に相当するドットの変位量を時速〔ｋｍ／ｈ〕や秒速〔ｍ／ｓ〕に換算したものであってもよいし、あるいは、ドット単位のまま扱うようにしてもよい。なお、図３（ｂ）においては、２列分のドット列カットによって、時刻（ｔ）における画像データと時刻（ｔ＋１）における画像データとが互いに一致するため、２ドットあるいはその時速への換算値が映像速度となる。
【０１０３】
さて、図２に戻って、自車両がトンネル内を走行しているＧＰＳ受信不能期間（例えば、図２における時刻ｔ２）においては、自律航法用車速算出部２７により、映像速度算出部２４によって逐次算出されるＧＰＳ受信不能期間時映像速度ｂ’〔ｋｍ／ｈ〕に、メモリ２０から読み出した速度比Ｋを乗じることによって、自律航法用車速ａ’（＝ｂ’×Ｋ）〔ｋｍ／ｈ〕を逐次算出する。
【０１０４】
そして、自律航法部２８により、自律航法用車速算出部２７によって逐次算出される自律航法用車速ａ’を用いることによって、自律航法位置を逐次算出する。
【０１０５】
このような動作により、トンネル内において衛星航法を行うことができない場合であっても、車速パルスを要することなく、車速パルスに代替し得る自律航法用車速を算出して自律航法を行うことができる。
（第２の動作例）
第２の動作例としては、図５に示すように、自車両の上方を撮影する車載カメラ３を備えた上で、自車両がトンネル内に進入し、トンネル内の走行中にトンネルの上壁面の高さが変化する場合における車載用ナビゲーション装置１の動作について説明する。
【０１０６】
なお、第１の動作例と同様に、初期状態（図５における時刻ｔ０）において、自車両は、トンネルの入口の手前を走行しているものとする。また、初期状態においては、衛星航法部２２による衛星航法位置の算出および映像速度算出部２４による映像速度の算出が、自車両の走行にともなって継続的に行われているものとする。
【０１０７】
そして、初期状態から、自車両がトンネル内に進入すると、ＧＰＳレシーバ５によるＧＰＳ信号の受信が不可能となり、ＧＰＳ受信不能期間が開始する（時刻ｔ１）。
【０１０８】
このとき、図５に示すように、速度比算出部２５により、図５に示すＧＰＳ受信不能直前車速ａ０〔ｋｍ／ｈ〕をＧＰＳ受信不能開始時映像速度ｂ０〔ｋｍ／ｈ〕によって除することによって、速度比Ｋ（＝ａ０／ｂ０）を算出するとともに、算出された速度比Ｋをメモリ２０に記憶させる。
【０１０９】
そして、自車両がトンネル内を走行しているＧＰＳ受信不能期間（例えば、時刻ｔ２）においては、自律航法用車速算出部２７により、映像速度算出部２４によって逐次算出されるＧＰＳ受信不能期間時映像速度ｂ１〔ｋｍ／ｈ〕に、メモリ２０から読み出した速度比Ｋを乗じることによって、自律航法用車速ａ１（＝ｂ１×Ｋ）〔ｋｍ／ｈ〕を逐次算出する。
【０１１０】
そして、自律航法部２８により、自律航法用車速算出部２７によって逐次算出される自律航法用車速ａ１を用いることによって、自律航法位置を逐次算出する。
【０１１１】
次いで、自車両が、トンネルの上壁面の高さが変化する位置に到達すると、映像速度変化量が、閾値変化量以上となり、閾値変化以後期間が開始する。
【０１１２】
これにより、速度比算出部２５は、図５に示すように、閾値変化直前車速ａ１を閾値変化時映像速度ｂ２によって除することによって、修正速度比Ｋ’を算出し、算出された修正速度比Ｋ’を、メモリ２０に記憶させる（時刻ｔ３）。
【０１１３】
そして、閾値変化以後期間（例えば、時刻ｔ４）においては、自律航法用車速算出部２７により、映像速度算出部２４によって逐次算出されるＧＰＳ受信不能期間時映像速度ｂ３〔ｋｍ／ｈ〕に、メモリ２０から読み出した修正速度比Ｋ’を乗じることによって、閾値変化以後期間における自律航法用車速ａ２（＝ｂ３×Ｋ’）〔ｋｍ／ｈ〕を逐次算出する。
【０１１４】
そして、自律航法部２８により、自律航法用車速算出部２７によって逐次算出される自律航法用車速ａ２を用いることによって、閾値変化以後期間における自律航法位置を逐次算出する。
【０１１５】
このような動作により、トンネルの上壁面の高さが変化した場合であっても、この変化に追従して常に適切な自律航法を行うことができる。
【０１１６】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【０１１７】
例えば、車載カメラ３を自車両の上方を撮影可能に配設するような場合には、マップマッチング処理によって自車両がトンネルや高架下の付近に到達した場合に車載カメラ３を起動することによって、電力消費量を抑えるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明に係る車載用ナビゲーション装置の実施形態を示すブロック図
【図２】本発明に係る車載用ナビゲーション装置の実施形態において、第１の動作例を説明するための説明図
【図３】本発明に係る車載用ナビゲーション装置の実施形態において、映像速度の算出方法の一例を説明するための画像データを示す図
【図４】本発明に係る車載用ナビゲーション装置の実施形態において、映像速度の算出方法の一例を説明するための相関係数を示すグラフ
【図５】本発明に係る車載用ナビゲーション装置の実施形態において、第１の動作例を説明するための説明図
【符号の説明】
【０１１９】
１ 車載用ナビゲーション装置
３ 車載カメラ
５ ＧＰＳレシーバ
２０ メモリ
２２ 衛星航法部
２３ 衛星航法時車速算出部
２４ 映像速度算出部
２５ 速度比算出部
２７ 自律航法用車速算出部
２８ 自律航法部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用ナビゲーション装置に係り、特に、自車位置を算出するのに好適な車載用ナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車載用ナビゲーション装置においては、自車両を目的地までの経路に沿って確実に経路誘導（ルート案内）するために、正確な自車位置を算出することが重要とされていた。
【０００３】
このような車載用ナビゲーション装置における自車位置の算出方法としては、大別して、衛星航法と自律航法との２つの算出方法が知られていた。
【０００４】
衛星航法においては、ＧＰＳ衛星から送信される軌道および時刻等に関する情報を含むＧＰＳ信号を受信し、受信されたＧＰＳ信号に基づいて、自車位置を三次元の絶対座標として算出するようになっている。
【０００５】
一方、自律航法においては、ジャイロセンサ等の方位センサによって自車両の方位を算出するとともに、車速パルスによって自車両の移動距離を算出した上で、算出された方位および移動距離に基づいて、一つ手前の算出位置（自車位置）からの変化分としての現在の自車位置を、相対位置として算出するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９１７３２号公報
【特許文献２】特開２００６−３１７２８７号公報
【特許文献３】特開２００７−２４０３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、車載用ポータブルナビゲーション装置と称される車両（主にインパネ上部やフロントミラー）に着脱可能に配設される車載用ナビゲーション装置が、ＧＰＳ精度の向上、車外への持ち出しが可能および取り付けが簡単等の理由によって普及しつつある。
【０００８】
この種の車載用ポータブルナビゲーション装置は、車両への取り付けを簡便、正確かつ安定的に行わしめるために、配線数を極力少なくする製品仕様とされている。
【０００９】
このため、車載用ポータブルナビゲーション装置においては、通常の車載用ナビゲーション装置において必須とされている車速パルスは入力せずに、ＧＰＳ信号を用いた衛星航法のみによって自車位置を算出するようになっていた。
【００１０】
ここで、ＧＰＳ信号には、当初は、精度を劣化させる信号が含まれていたが、２０００年５月にこの信号が解消されるようになってからは、ＧＰＳ信号だけでも十分な自車位置精度を出すことが可能になった。
【００１１】
しかしながら、高層ビルの谷間、トンネル内および高架下等においては、ＧＰＳ信号を受信することができず、自車位置を算出することができないといった問題が生じていた。
【００１２】
そこで、このような問題を解決すべく、これまでにも、車載カメラの撮影映像を利用した対応策が講じられていた。
【００１３】
この対応策の一例としては、車載カメラによる道路上の白線の撮影映像を認識し、白線の撮影映像が自車両の走行方向の逆方向に相対的に流れる（変位する）速度、すなわち、白線の撮影映像の映像速度を求め、求められた映像速度を車速に換算して自律航法に用いる技術があった。しかし、このような対応策は、道路上に白線が引かれていない場合には対応することができず、また、白線認識のための画像処理にはコストがかかるといった欠点があった。また、白線に限らず、景色の撮影映像の映像速度のみによって車速を求める場合には、車載カメラから景色（撮影対象）までの距離によって映像速度も異なるため、適切な車速を特定することは困難であった。
【００１４】
したがって、従来は、車載用ポータブルナビゲーション装置において、自車位置を適切に算出するといった課題については、何等の有効な解決手段も提案されていないのが実情であった。
【００１５】
そこで、本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、車速パルスを用いずとも正確な車速を算出することによってＧＰＳ信号の受信が不可能な地点における自車位置を高精度に算出することができ、ひいては、経路誘導を確実に行うことができる車載用ナビゲーション装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述した目的を達成するため、本発明に係る車載用ナビゲーション装置は、自車位置の算出に車速パルスを用いない車載用ナビゲーション装置であって、自車両の周辺における所定の撮影領域を撮影する車載カメラと、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信可能とされたＧＰＳ受信手段と、このＧＰＳ受信手段によって受信された前記ＧＰＳ信号に基づいて自車位置を算出する衛星航法手段と、この衛星航法手段によって算出された前記自車位置の時間変化に基づいて第１の車速を算出する第１の車速算出手段と、前記車載カメラの撮影映像の時間変化に基づいて前記撮影映像が前記自車両の走行方向の逆方向に流れる速度である映像速度を算出する映像速度算出手段と、前記ＧＰＳ受信手段による前記ＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点において、当該時点の直前における前記第１の車速を当該時点における前記映像速度によって除した値である速度比を算出する速度比算出手段と、この速度比算出手段によって算出された前記速度比を記憶する速度比記憶手段と、前記ＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点から前記ＧＰＳ信号の受信が回復する時点までの間の期間であるＧＰＳ受信不能期間において、当該ＧＰＳ受信不能期間における前記映像速度に前記速度比記憶手段によって記憶された前記速度比を乗じることによって第２の車速を算出する第２の車速算出手段と、この第２の車速算出手段によって算出された前記第２の車速を用いることによって、前記ＧＰＳ受信不能期間における自車位置を算出する自律航法手段とを備えたことを特徴としている。
【００１７】
そして、このような構成によれば、車速（ＧＰＳ受信不能期間の直前におけるＧＰＳ信号に基づいて算出された第１の車速）と、映像速度（ＧＰＳ受信不能期間の開始時における車載カメラの撮影映像に基づいて算出された映像速度）との相関関係（速度比）が、ＧＰＳ受信不能期間においても維持されるとみなした上で、速度比にＧＰＳ受信不能期間内における映像速度を乗じることによって、擬似的な第１の車速として第２の車速を算出し、この第２の車速を自律航法に用いることができる。これにより、車速パルスを用いずとも車速パルスに代替し得る正確な車速を算出することによってＧＰＳ信号の受信が不可能な地点における自車位置を高精度に算出することができ、ひいては、経路誘導を確実に行うことができる。
【００１８】
また、前記速度比算出手段は、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間において、前記映像速度の変化量が閾値変化量以上となった場合には、前記変化量が閾値変化量以上となった時点の直前における前記第２の車速を当該時点における前記映像速度によって除した値である第２の速度比を算出するように形成され、前記速度比記憶手段は、前記速度比算出手段によって前記第２の速度比が算出された場合には、当該第２の速度比を記憶するように形成され、前記第２の車速算出手段は、前記速度比記憶手段によって前記第２の速度比が記憶された場合には、前記ＧＰＳ受信不能期間のうちの前記変化量が閾値変化量以上となった時点から前記ＧＰＳ信号の受信が回復または前記変化量が再度前記閾値変化量以上となる時点までの間の一部の期間において、当該一部の期間における前記映像速度に、前記速度比記憶手段によって記憶された前記第２の速度比を乗じることによって、当該第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出を行うように形成され、前記自律航法手段は、前記第２の車速算出手段によって前記第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出が行われた場合には、当該第２の車速を用いることによって、前記一部の期間における自車位置を算出するように形成されていることが好ましい。
【００１９】
そして、このような構成によれば、ＧＰＳ受信不能期間のうちの一部の期間の開始時において映像速度が大きな変化量を示した場合には、実際の車速が変化したのではなく走行環境が変化して車載カメラと撮影対象との距離が変化したと判断した上で、走行環境が変化した一部の期間においては、車速（一部の期間の直前における第２の車速）と、映像速度（一部の期間の開始時における映像速度）との新たな相関関係（第２の速度比）が維持されるとみなして、第２の速度比に一部の期間における映像速度を乗じることによって、新たな算出方法による第２の車速を算出し、この第２の車速を自律航法に用いることができる。これにより、ＧＰＳ受信不能期間内において車載カメラと撮影対象との距離が変化した場合においても、この変化に追従して車速パルスに代替し得る第２の車速を適切に算出することができ、高精度な自車位置をさらに安定的に算出することができる。
【００２０】
さらに、前記速度比算出手段は、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間において、前記映像速度の変化量がＮ回目（但し、Ｎは、１以上の任意の自然数）に閾値変化量以上となった場合には、前記変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点の直前における前記第２の車速を当該時点における前記映像速度によって除することにより、Ｎ回目の前記第２の速度比の算出を行うように形成され、前記速度比記憶手段は、前記速度比算出手段によって前記Ｎ回目の第２の速度比の算出が行われた場合には、当該Ｎ回目に算出された第２の速度比を記憶するように形成され、前記第２の車速算出手段は、前記速度比記憶手段によって前記Ｎ回目に算出された第２の速度比が記憶された場合には、前記ＧＰＳ受信不能期間のうちの前記変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点から前記ＧＰＳ信号の受信が回復または前記変化量が再度前記閾値変化量以上となる時点までの間のＮ回目の一部の期間において、当該Ｎ回目の一部の期間における前記映像速度に、前記速度比記憶手段によって記憶された前記Ｎ回目に算出された第２の速度比を乗じることによって、当該Ｎ回目に算出された第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出を行うように形成され、前記自律航法手段は、前記第２の車速算出手段によって前記Ｎ回目に算出された第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出が行われた場合には、当該第２の車速を用いることによって、前記Ｎ回目の一部の期間における自車位置を算出するように形成されていることが好ましい。
【００２１】
そして、このような構成によれば、これにより、ＧＰＳ受信不能期間の開始後において複数回にわたって車載カメラと撮影対象との距離が変化した場合においても、これらの変化に追従して車速パルスに代替し得る新たな第２の車速を逐次算出することができ、自車位置精度をさらに安定的に確保することができる。
【００２２】
さらにまた、加速度センサを備え、前記速度比算出手段は、前記変化量が閾値変化量以上となる時点において、前記加速度センサの算出結果が閾値加速度以下となる場合に、前記第２の速度比を算出するように形成されていることが好ましい。
【００２３】
そして、このような構成によれば、加速度センサの算出結果に基づいて実際の車速が大きく変化していないことを確認した上で第２の速度比を算出するようにしたので、第２の車速をさらに適切に算出することができ、自車位置をさらに高精度に算出することができる。
【００２４】
また、前記速度比算出手段は、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間において、前記変化量が閾値変化量以上となる第１の時点から前記変化量が再度前記閾値変化量以上となる第２の時点までの間の時間を検出し、検出された前記時間が閾値時間に満たない場合には、前記第２の時点における前記映像速度の変化量を無視して前記第２の時点における前記第２の速度比の算出を行わないように形成されていることが好ましい。
【００２５】
そして、このような構成によれば、例えば、トンネル内に、空調用のファンやパイプ等のトンネル上壁面よりも自車両側に近い位置に物体が存在する場合には、このような近い物体を撮影することによって映像速度が一時的に大きな変化量を示すことがあるが、このような短時間変化は無視することによって、ＧＰＳ受信不能期間の走行環境に適合した正確な第２の車速を算出することができ、自車位置精度をさらに向上させることができる。
【００２６】
さらに、前記映像速度算出手段は、前記車載カメラの撮影映像を複数の映像領域に分割し、分割された各映像領域ごとの映像の時間変化に基づいて前記映像領域ごとの映像速度をそれぞれ算出し、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間内の任意の時点において、前記映像領域ごとの映像速度の変化量が前記閾値変化量以上となるような前記映像領域の数が所定数に満たない場合には、前記映像領域ごとの映像速度の変化量が前記閾値変化量以上となるような前記映像領域を除いた他の前記映像領域における前記映像領域ごとの映像速度の平均値を、前記任意の時点における前記第２の車速の算出に用いる前記映像速度とするように形成されていることが好ましい。
【００２７】
そして、このような構成によれば、例えば、トンネル内のファンやパイプの撮影映像は、車載カメラの撮影映像全体に対する面積比が小さいため、このことを利用して、映像領域ごとの映像速度が大きな変化を示した映像領域が少数の場合には、これらの映像領域を無視して他の映像領域についての映像領域ごとの映像速度に基づいて、第２の速度の算出に用いる映像速度を求めることができるので、ＧＰＳ受信不能期間の走行環境に適合した正確な第２の車速を算出することができ、自車位置精度をさらに向上させることができる。
【００２８】
さらにまた、前記車載カメラは、前記自車両の上方を撮影可能に配設されていることが好ましい。
【００２９】
そして、このような構成によれば、ＧＰＳ受信不能期間において、自車両の上方が遮蔽される場合には、自車両の上方の撮影対象の撮影映像に基づいて映像速度を算出し、これを第２の車速の算出に用いることができるので、このような上方が遮蔽されるＧＰＳ受信不能期間の走行の際における自車位置の算出に有利となる。
【００３０】
また、前記ＧＰＳ受信不能期間は、前記自車両がトンネル内または高架下を走行している期間とされていることが好ましい。
【００３１】
そして、このような構成によれば、トンネルの上壁面または高架道路の底面の撮影映像に基づいて映像速度を算出し、これをトンネル内または高架下を走行している期間における第２の車速の算出に用いることができるので、トンネル内または高架下の走行の際における自車位置の算出に有利となる。
【００３２】
さらに、前記車載カメラは、前記自車両の左側方および右側方を撮影可能に配設されており、前記映像速度算出手段は、前記左側方の撮影映像の時間変化に基づいて算出された左側方の映像速度と、前記右側方の撮影映像の時間変化に基づいて算出された右側方の映像速度との平均値を前記第２の車速の算出に用いる前記映像速度とするように形成されていることが好ましい。
【００３３】
そして、このような構成によれば、ＧＰＳ受信不能期間において、自車両の左側方および右側方が遮蔽される場合には、自車両の左側方の撮影対象の撮影映像と右側方の撮影対象の撮影映像との双方に基づいて映像速度を平均値として算出し、これを第２の車速の算出に用いることができるので、このような左側方および右側方が遮蔽されるＧＰＳ受信不能期間の走行の際における自車位置の算出に有利となる。特に、道路上の走行の際には、車線変更によって車載カメラと両側方の撮影対象との距離が変化するが、両側方の映像速度の平均値をとれば、映像速度を適切に算出することができる。
【００３４】
さらにまた、前記ＧＰＳ受信不能期間は、前記自車両が高層ビルの谷間を走行している期間とされていることが好ましい。
【００３５】
そして、このような構成によれば、ビルの撮影映像に基づいて映像速度を算出し、これをビルの谷間を走行している期間における第２の車速の算出に用いることができるので、ビルの谷間の走行の際における自車位置の算出に有利となる。
【００３６】
また、前記車載カメラは、車載用ナビゲーション装置本体に直接搭載されていることが好ましい。
【００３７】
そして、このような構成によれば、車載用ナビゲーション装置本体と車載カメラとを一体的に扱うことができ、自車両に対する取り付けをさらに簡便に行うことができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、車速パルスを用いずとも正確な車速を算出することによってＧＰＳ信号の受信が不可能な地点における自車位置を高精度に算出することができ、ひいては、経路誘導を確実に行うことができる。また、白線認識のような複雑な画像処理は要せず、映像速度によって車速を算出することができるので、コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明に係る車載用ナビゲーション装置の実施形態について、図１乃至図５を参照して説明する。
【００４０】
本実施形態における車載用ナビゲーション装置は、自車両に着脱可能に配設される車載用ポータブルナビゲーション装置とされているとともに、配線数を削減して自車両への着脱を容易にする観点から、車速パルスは入力されず、自車位置の算出に車速パルスを用いないようになっている。
【００４１】
図１は、このような本実施形態における車載用ナビゲーション装置１を示したものである。
【００４２】
この図１に示すように、本実施形態における車載用ナビゲーション装置１は、大別して、ナビゲーションのための主たる処理や制御を行うナビゲーションメインユニット２と、このナビゲーションメインユニット２にそれぞれ接続された車載カメラ３、ＧＰＳ受信手段としてのＧＰＳレシーバ５、記憶装置６、入力操作部７、ディスプレイ８およびスピーカ９とによって構成されている。
【００４３】
車載カメラ３は、自車両の周辺の所定の撮影領域を撮影するようになっている。この車載カメラ３は、例えば、魚眼レンズ等の超広角レンズを備え、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳ等の固体撮像素子の撮像面に撮影対象の像を結像させるカメラであってもよい。
【００４４】
この車載カメラ３は、車載用ナビゲーション装置１の装置本体に、長いケーブル等を介さずに直接搭載されている（装置本体とユニット化されている）ことが好ましい。このようにすれば、車載用ナビゲーション装置１の装置本体を自車両に着脱させる際に、車載カメラ３と装置本体とを一体的に扱うことができるので、車載用ナビゲーション装置１の自車両への着脱がさらに容易となる。
【００４５】
ＧＰＳレシーバ５は、ＧＰＳ衛星１１から、軌道および時刻等に関する情報を含むＧＰＳ信号を受信し、受信されたＧＰＳ信号をナビゲーションメインユニット２に入力するようになっている。
【００４６】
記憶装置６には、地図データが記憶された記憶媒体が搭載されている。この記憶装置６は、例えば、記憶媒体としてのＤＶＤが搭載されたＤＶＤドライブであってもよいし、または、ハードディスクドライブであってもよい。
【００４７】
また、入力操作部７は、例えば、リモコン、リニアエンコーダ、ロータリエンコーダまたは、ディスプレイ８のタッチパネルであってもよい。
【００４８】
ナビゲーションメインユニット２について詳述すると、このナビゲーションメインユニット２は主制御部としてのナビＣＰＵ１２を有している。
【００４９】
ナビＣＰＵ１２には、システムバス１５およびカメラインターフェース（Ｉ／Ｆ）１４を介して車載カメラ３が接続されており、この車載カメラ３による撮影映像が、カメラインターフェース１４およびシステムバス１５を経てナビＣＰＵ１２に入力されるようになっている。
【００５０】
また、ナビＣＰＵ１２には、ＧＰＳレシーバ５が接続されており、このＧＰＳレシーバ５からのＧＰＳ信号が、ナビＣＰＵ１２に入力されるようになっている。
【００５１】
さらに、ナビＣＰＵ１２には、システムバス１５を介してデコーダ１６が接続されており、このデコーダ１６には、記憶装置６が接続されている。デコーダ１６は、記憶装置６がナビＣＰＵ１２からの読出し要求にしたがって読出した地図データをデコードし、デコードされた地図データをナビＣＰＵ１２に入力するようになっている。
【００５２】
さらにまた、ナビＣＰＵ１２には、システムバス１５および画像インターフェース（Ｉ／Ｆ）１７を介してディスプレイ８が接続されている。
【００５３】
また、ナビＣＰＵ１２には、システムバス１５およびユーザインターフェース（Ｉ／Ｆ）１９を介して入力操作部７が接続されている。
【００５４】
さらに、ナビＣＰＵ１２には、音声インターフェース（Ｉ／Ｆ）１８を介してスピーカ９が接続されている。
【００５５】
さらにまた、ナビＣＰＵ１２には、システムバス１５を介してメモリ２０が接続されている。
【００５６】
また、ナビＣＰＵ１２には、ジャイロセンサ等からなる方位センサ２１が接続されており、この方位センサ２１によって検出された自車両の方位が、ナビＣＰＵ１２に入力されるようになっている。
【００５７】
ナビＣＰＵ１２についてさらに詳述すると、このナビＣＰＵ１２は、衛星航法手段としての衛星航法部２２を有しており、この衛星航法部２２は、ＧＰＳレシーバ５によって受信されて入力されたＧＰＳ信号に基づいて自車位置（以下、衛星航法位置と称する）を算出するようになっている。
【００５８】
また、ナビＣＰＵ１２は、第１の車速算出手段としての衛星航法時車速算出部２３を有しており、この衛星航法時車速算出部２３は、衛星航法部２２によって算出された衛星航法位置の時間変化に基づいて、第１の車速としての衛星航法時車速を算出するようになっている。
【００５９】
さらに、ナビＣＰＵ１２は、映像速度算出手段としての映像速度算出部２４を有しており、この映像速度算出部２４は、車載カメラ３の撮影映像を取得し、取得された撮影映像の時間変化に基づいて、当該撮影映像が自車両の走行方向の逆方向に流れる速度（相対速度）である映像速度を算出するようになっている。
【００６０】
さらにまた、ナビＣＰＵ１２は、速度比算出手段としての速度比算出部２５を有している。この速度比算出部２５は、ＧＰＳレシーバ５によるＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点において、当該時点の直前において衛星航法時車速算出部２３によって最後に算出された衛星航法時車速（以下、ＧＰＳ受信不能直前車速と称する）を、当該ＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点における映像速度（以下、ＧＰＳ受信不能開始時映像速度と称する）によって除した値である速度比を算出するようになっている。なお、ＧＰＳ受信不能直前車速をａ〔ｋｍ／ｈ〕、ＧＰＳ受信不能開始時映像速度をｂ〔ｋｍ／ｈ〕、速度比をＫとした場合には、Ｋ＝ａ／ｂの関係式が成立する。
【００６１】
この速度比算出部２５は、算出された速度比を、速度比記憶手段としてのメモリ２０に記憶させるようになっている。
【００６２】
また、ナビＣＰＵ１２は、第２の車速算出手段としての自律航法用車速算出部２７を有している。この自律航法用車速算出部２７は、ＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点からＧＰＳ信号の受信が回復する時点までの間の期間であるＧＰＳ受信不能期間において、この期間における映像速度（以下、ＧＰＳ受信不能期間時映像速度と称する）に、メモリ２０によって記憶された速度比を乗じることによって、第２の車速としての自律航法用車速を算出するようになっている。なお、ＧＰＳ受信不能期間時映像速度をｂ’〔ｋｍ／ｈ〕、自律航法用車速をａ’〔ｋｍ／ｈ〕、速度比をＫとした場合には、ａ’＝ｂ’×Ｋの関係式が成立する。
【００６３】
さらに、ナビＣＰＵ１２は、自律航法手段としての自律航法部２８を有しており、この自律航法部２８は、自律航法用車速算出部２７によって算出された自律航法用車速と、方位センサ２１によって検出された方位とを用いることによって、ＧＰＳ受信不能期間における自車位置（以下、自律航法位置と称する）を算出するようになっている。つまり、本実施形態においては、車速パルスに代替する自律航法用車速を用いて自律航法が行われることになる。
【００６４】
このような構成によれば、車速（ＧＰＳ受信不能直前車速）と映像速度（ＧＰＳ受信不能開始時映像速度）との相関関係（速度比）が、ＧＰＳ受信不能期間において維持されるとみなした上で、速度比にＧＰＳ受信不能期間時映像速度を乗じることによって、擬似的な衛星航法時車速としての自律航法用車速を算出し、この自律航法用車速を自律航法に用いるようにしたので、車速パルスを用いずとも車速パルスに代替し得る正確な車速を算出することによってＧＰＳ信号の受信が不可能な地点における自律航法位置を高精度に算出することができる。
【００６５】
なお、ＧＰＳ受信不能期間としては、例えば、自車両がトンネル内、高架下または高層ビルの谷間等を走行している期間を考えることができる。
【００６６】
さらに、より好ましい実施形態としては、ＧＰＳ受信不能期間の開始後における（すなわち開始時を除く）ＧＰＳ受信不能期間（以下、開始後受信不能期間と称する）において、映像速度の変化量（以下、映像速度変化量と称する）が閾値変化量以上となった場合には、速度比算出部２５が、第２の車速比としての修正車速比を算出するようにする。なお、修正車速比は、映像速度変化量が閾値変化量以上となった時点の直前に自律航法用車速算出部２７によって最後に算出された自律航法用車速（以下、閾値変化直前車速と称する）を、当該映像速度変化量が閾値変化量以上となった時点における映像速度（以下、閾値変化時映像速度と称する）によって除した値を有する。
【００６７】
そして、このように修正車速比が算出された場合には、メモリ２０が、速度比算出部２５によって算出された修正速度比を記憶するようにする。
【００６８】
また、この場合には、自律航法用車速算出部２７が、開始後受信不能期間のうちの映像速度変化量が閾値変化量以上となった時点からＧＰＳ信号の受信が回復または映像速度変化量が再度閾値変化量以上となる時点までの間の一部の期間（以下、閾値変化以後期間と称する）において、当該閾値変化以後期間における映像速度に、メモリ２０に記憶された修正速度比を乗じることによって、修正速度比を用いた自律航法用車速の算出を行うようにする。
【００６９】
さらに、この場合には、自律航法部２８が、修正速度比を用いて算出された自律航法用車速を用いることによって、閾値変化以後期間における自律航法位置を算出するようにする。
【００７０】
このような構成によれば、閾値変化以後期間の開始時において映像速度が大きな変化量を示した場合には、実際の車速が変化したのではなく走行環境（例えば、トンネルの上壁面の高さ）が変化して車載カメラ３と撮影対象との距離が変化したと判断した上で、車速と映像速度との相関関係を、当初の速度比から修正速度比へと修正することができる。そして、閾値変化以後期間においては、修正速度比が維持されるとみなし、修正速度比に閾値変化以後期間における映像速度を乗じることによって、新たな算出方法による自律航法用車速を算出することができる。この結果、ＧＰＳ受信不能期間内において車載カメラ３と撮影対象との距離が変化した場合においても、この変化に追従して車速パルスに代替し得る自律航法用車速を適切に算出することができ、高精度な自車位置をさらに安定的に算出することができる。
【００７１】
さらに、より好ましい実施形態としては、開始後受信不能期間において、映像速度変化量がＮ回目（但し、Ｎは、１以上の任意の自然数）に閾値変化量以上となった場合には、速度比算出部２５が、Ｎ回目の第２の車速比としてのＮ回目の修正車速比を算出するようにする。ここで、Ｎ回目の修正車速比は、映像速度変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点の直前における自律航法用車速（以下、Ｎ回目の閾値変化直前車速と称する）を、当該映像速度変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点における映像速度（以下、Ｎ回目の閾値変化時映像速度と称する）によって除した値を有する。
【００７２】
そして、このように、Ｎ回目の修正車速比が算出された場合には、メモリ２０が、速度比算出部２５によって算出されたＮ回目の修正速度比を記憶するようにする。
【００７３】
また、この場合には、自律航法用車速算出部２７が、ＧＰＳ受信不能期間のうちの映像速度変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点からＧＰＳ信号の受信が回復または映像速度変化量が再度閾値変化量以上となる時点までの間の一部の期間（以下、Ｎ回目の閾値変化以後期間と称する）において、当該Ｎ回目の閾値変化以後期間における映像速度に、メモリ２０に記憶されたＮ回目の修正速度比を乗じることによって、Ｎ回目の修正速度比を用いたＮ回目の自律航法用車速の算出を行うようにする。
【００７４】
さらに、この場合には、自律航法部２８が、算出されたＮ回目の自律航法用車速を用いることによって、Ｎ回目の閾値変化以後期間における自律航法位置を算出するようにする。
【００７５】
そして、このような構成によれば、開始後受信不能期間内において複数回にわたって車載カメラと撮影対象との距離が変化した場合においても、これらの変化に追従して車速パルスに代替し得る自律航法用車速を逐次算出することができ、自車位置精度をさらに安定的に確保することができる。
【００７６】
さらに、より好ましい実施形態としては、ナビゲーションメインユニット２内に加速度センサを配設した上で、開始後受信不能期間内における映像速度変化量が閾値変化量以上となる時点において、加速度センサの算出結果が閾値加速度以下となる場合に、速度比算出部２５が修正速度比を算出するようにする。
【００７７】
そして、このような構成によれば、加速度センサの算出結果に基づいて実際の車速が大きく変化していないことを確認した上で修正速度比を算出することができるので、自律航法用車速をさらに適切に算出することができ、自車位置をさらに高精度に算出することができる。
【００７８】
さらに、より好ましい実施形態としては、開始後受信不能期間において、速度比算出部２５が、映像速度変化量が閾値変化量以上となる第１の時点から映像速度変化量が再度閾値変化量以上となる第２の時点までの間の時間を検出し、検出された時間が閾値時間に満たない場合には、第２の時点における映像速度の変化量を無視して第２の時点における修正速度比の算出を行わないようにする。
【００７９】
このような構成は、例えば、車載カメラ３を自車両の上方を撮影可能に配設した上で、ＧＰＳ受信不能期間としてのトンネル内の走行期間において、車載カメラ３によるトンネルの上壁面の撮影映像についての映像速度を自律航法用車速の算出に用いる場合に有効となる。すなわち、トンネル内において、空調用のファンやパイプ等のトンネル上壁面よりも自車両側に近い位置に物体が存在する場合には、このような近い物体を一時的に撮影することによって映像速度が大きな変化量を示すことがある。しかし、このような映像速度の変化は、自車両がファンやパイプを通過する僅かな時間において生じるものに過ぎず、トンネル内の上壁面の高さの変化のような走行環境の大きな変化を起因としたものではない。そこで、このような短時間変化は無視することによって、ＧＰＳ受信不能期間の走行環境（トンネルの上壁面の高さ）に適合した正確な自律航法用車速を算出することができ、自車位置精度をさらに向上させることができる。
【００８０】
さらに、より好ましい実施形態としては、映像速度算出部２４が、車載カメラ３による撮影映像を複数の映像領域に分割（例えば、２５分割）し、分割された各映像領域ごとの映像の時間変化に基づいて映像領域ごとの映像速度をそれぞれ算出するようにする。そして、開始後受信不能期間における任意の時点において、映像領域ごとの映像速度の変化量が閾値変化量以上となるような映像領域の数が所定数に満たない場合には、その所定数に満たない映像領域を除いた他の映像領域についての映像領域ごとの映像速度の平均値を、前記任意の時点における自律航法用車速の算出に用いる映像速度とする。
【００８１】
このような構成も、例えば、前述したようなトンネル内の走行における自律航法用車速の算出に好適な構成となる。すなわち、トンネル内のファンやパイプの撮影映像は、車載カメラ３の撮影映像全体に対する面積比が小さい。そこで、このことを利用して、映像領域ごとの映像速度が大きな変化を示した映像領域が少数の場合には、これらの少数の映像領域が、自律航法用車速の算出には寄与すべきでないファンやパイプを撮影したものであるとみなして無視し、トンネルの上壁面を撮影したものとみなされる他の映像領域ついての映像領域ごとの映像速度に基づいて、自律航法用車速を求めることができる。これにより、ＧＰＳ受信不能期間の走行環境に適合した正確な自律航法用車速を算出することができ、自車位置精度をさらに向上させることができる。
【００８２】
さらに、より好ましい実施形態としては、複数台の車載カメラ３を、自車両の左側方および右側方を撮影可能に配設した上で、映像速度算出部２４が、左側方の撮影映像の時間変化に基づいて算出された左側方の映像速度と、右側方の撮影映像の時間変化に基づいて算出された右側方の映像速度との平均値を、自律航法用車速の算出に用いる映像速度の算出結果とするように構成する。
【００８３】
このような構成によれば、例えば、ビルの谷間を走行する場合等、ＧＰＳ受信不能期間において、自車両の左側方および右側方が遮蔽される場合には、自車両の左側方の撮影対象（例えば、左側方のビルの壁面）の撮影映像と右側方の撮影対象（例えば、右側方のビルの壁面）の撮影映像との双方に基づいて映像速度を平均値として算出し、これを自律航法用車速の算出に用いることができる。ここで、道路上の走行の際には、車線変更によって例えば車載カメラ３と自車両の左側方の撮影対象との距離が変化することは当然に起こり得るが、前述のように左右の両側方の映像速度の平均値をとれば、このような走行の実情を加味した上で適切な映像速度を算出することができる。
【００８４】
以上の構成の他にも、本実施形態における車載用ナビゲーション装置１は、ナビゲーションのための種々の構成を有している。
【００８５】
すなわち、ナビＣＰＵ１２は、マップマッチング処理部２９を有しており、このマップマッチング処理部１２は、自律航法部２８によって算出された自律航法位置および衛星航法部２２によって算出された電波航法位置が、地図上の該当する道路上にない場合には、自車位置を地図上の該当する道路上に補正させるマップマッチング処理を行うようになっている。このマップマッチング処理は、記憶装置６から地図データを読み出し、読み出された地図データを用いて行われるようになっている。このマップマッチング処理部２９によるマップマッチング処理が適切に行われた場合には、マップマッチング処理後の自車位置が、最終的な自車位置の算出結果となる。
【００８６】
また、ナビＣＰＵ１２は、地図描画部３１を有しており、この地図描画部３１は、記憶装置６から読み出された地図データを用いることによって自車位置周辺の地図を生成し、生成された地図をシステムバス１５および画像インターフェース１７を介してディスプレイ８に表示するようになっている。
【００８７】
さらに、ナビＣＰＵ１２は、自車位置描画部３２を有しており、この自車位置描画部３２は、マップマッチング処理部２９によるマップマッチング処理の結果に基づいて、自車位置周辺の地図上に、自車位置を示す自車位置マークを表示させるようになっている。
【００８８】
さらにまた、ナビＣＰＵ１２は、目的地設定部３３を有しており、この目的地設定部３３は、ナビＣＰＵ１２によってディスプレイ８に表示された目的地設定用の操作画面に対する入力操作部７を用いたユーザの入力操作に応じた目的地を設定するようになっている。
【００８９】
また、ナビＣＰＵ１２は、経路探索部３５を有しており、この経路探索部３５は、自車位置から目的地までの推奨経路を探索する経路計算を、記憶装置６から読み出された地図データを用いて行うようになっている。
【００９０】
さらに、ナビＣＰＵ１２は、経路誘導部３６を有しており、この経路誘導部３６は、経路探索部３５によって探索された推奨経路に沿って自車を目的地まで経路誘導（ルート案内）するようになっている。この経路誘導は、ディスプレイ８への案内画像（例えば、地図上への推奨経路の重畳表示画像や交差点拡大図）の表示によるものであってもよく、または、スピーカ９からの案内音声（例えば、交差点右左折案内）の出力によるものであってもよく、あるいは、これら表示と音声との双方によるものであってもよい。
【００９１】
次に、本実施形態における車載用ナビゲーション装置１のより具体的な動作例について、場合を分けて説明する。
（第１の動作例）
第１の動作例としては、図２に示すように、自車両の上方を撮影する車載カメラ３が搭載されているとともに、自車両の例えばインパネ上部に取り付けれた車載用ナビゲーション装置１について、自車両がトンネル内に進入する場合における動作について説明する。
【００９２】
なお、初期状態（図２における時刻ｔ０）において、自車両は、トンネルの入口の手前を走行しているものとする。また、初期状態においては、衛星航法部２２による衛星航法位置の算出および映像速度算出部２４による映像速度の算出が、自車両の走行にともなっいて継続的に行われているものとする。
【００９３】
そして、初期状態から、自車両がトンネル内に進入すると、ＧＰＳレシーバ５によるＧＰＳ信号の受信が不可能となり、衛星航法位置が算出不能となる。これにより、ＧＰＳ受信不能期間が開始する（図２における時刻ｔ１）。
【００９４】
このとき、図２に示すように、速度比算出部２５により、図２に示すＧＰＳ受信不能直前車速ａ〔ｋｍ／ｈ〕をＧＰＳ受信不能開始時映像速度ｂ〔ｋｍ／ｈ〕によって除することによって、速度比Ｋ（＝ａ／ｂ）を算出するとともに、算出された速度比Ｋをメモリ２０に記憶させる。なお、図２に示すように、ＧＰＳ受信不能期間の開始直前と開始直後においては、車速がともに一致しているとみなしている。
【００９５】
ここで、ＧＰＳ受信不能開始時映像速度ｂのような車載カメラ３の撮影映像の映像速度の具体的な算出方法について触れておく。
【００９６】
映像速度の算出にあたっては、まず、図３（ａ）に示すように、車載カメラ３の撮影映像を示す画像データとして、時刻（ｔ）における画像データと、時刻（ｔ＋１）における画像データとを用意する。これら両画像データは、縦横に配置された複数のドットによって構成されているとともに、縦横双方のドット数が互いに一致している。なお、図３（ａ）においては、以下の説明を分かり易くするために、簡単なモデルとして、１０個のドットが縦に並んだ１列分のドット列が、横方向に１０列分並べられた１０×１０ドットの画像データが示されているが、実際の画像データは、さらに多数のドットによって構成される。また、図３（ａ）において、各ドット内の濃淡は、画像の濃淡を表している。さらに、図３（ａ）においては、自車両の走行方向が、図３（ａ）における右方向に相当している。
【００９７】
次いで、図３（ｂ）に示すように、時刻（ｔ）における画像データから走行方向逆方向側端部より走行方向に向かってドット列を何列カットし、また、時刻（ｔ＋１）における画像データから走行方向側端部より走行方向逆方向に向かってドット列を何列カットすれば、互いの画像データが一致するかを求める。具体的には、ドット列のカット数を０列からｎ列（ｎは、通常は画面幅の半分程度）まで順次増加させて行き、各カット数のドット列カットが行われた際に、その都度、ドット列カットが行われた後の画像データのデータ列から相関係数を算出する。
【００９８】
ここで、相関係数の算出に用いる時刻（ｔ）における画像データのデータ列は、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）の状態から左側のｎ列分（図３（ｂ）において２列分）のドット列カットが行われた後の時刻（ｔ）における画像データの各ドットを、先頭のドットｘ１から順次縦方向に繋ぎ合わせた１列データ{ｘｉ}（ｉ＝１，２・・・，ｋ）（但し、ｋは、ドット列カットが行われた後の画像データの総ドット数）とされている。なお、ｘ１と同じ列の末尾のドットｘ１０には、隣の列の先頭のドットｘ１１が繋がっている。
【００９９】
また、相関係数の算出に用いる時刻（ｔ＋１）における画像データのデータ列は、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）の状態から右側のｎ列分（図３（ｂ）における２列分）のドット列カットが行われた後の時刻（ｔ＋１）における画像データの各ドットを、先頭のドットｙ１から順次縦方向に繋ぎ合わせた１列データ{ｙｉ}（ｉ＝１，２・・・，ｋ）（但し、ｋは、ドット列カットが行われた後の画像データの総ドット数）とされている。なお、ｙ１と同じ列の末尾のドットｙ１０には、隣の列の先頭のドットｙ１１が繋がっている。
【０１００】
そして、このようなデータ列{ｘｉ}、{ｙｉ}を用いることによって、相関係数Ｃは次の（１）式のように算出される。
【０１０１】
【数１】
【０１０２】
このようにして、ドット列のカット数ごとの相関係数Ｃを求めた上で、図４のグラフに示すように、相関係数Ｃが最も１に近いカット数に相当するドットの走行方向への変位量〔ドット〕を、映像速度とする。なお、映像速度は、カット数に相当するドットの変位量を時速〔ｋｍ／ｈ〕や秒速〔ｍ／ｓ〕に換算したものであってもよいし、あるいは、ドット単位のまま扱うようにしてもよい。なお、図３（ｂ）においては、２列分のドット列カットによって、時刻（ｔ）における画像データと時刻（ｔ＋１）における画像データとが互いに一致するため、２ドットあるいはその時速への換算値が映像速度となる。
【０１０３】
さて、図２に戻って、自車両がトンネル内を走行しているＧＰＳ受信不能期間（例えば、図２における時刻ｔ２）においては、自律航法用車速算出部２７により、映像速度算出部２４によって逐次算出されるＧＰＳ受信不能期間時映像速度ｂ’〔ｋｍ／ｈ〕に、メモリ２０から読み出した速度比Ｋを乗じることによって、自律航法用車速ａ’（＝ｂ’×Ｋ）〔ｋｍ／ｈ〕を逐次算出する。
【０１０４】
そして、自律航法部２８により、自律航法用車速算出部２７によって逐次算出される自律航法用車速ａ’を用いることによって、自律航法位置を逐次算出する。
【０１０５】
このような動作により、トンネル内において衛星航法を行うことができない場合であっても、車速パルスを要することなく、車速パルスに代替し得る自律航法用車速を算出して自律航法を行うことができる。
（第２の動作例）
第２の動作例としては、図５に示すように、自車両の上方を撮影する車載カメラ３を備えた上で、自車両がトンネル内に進入し、トンネル内の走行中にトンネルの上壁面の高さが変化する場合における車載用ナビゲーション装置１の動作について説明する。
【０１０６】
なお、第１の動作例と同様に、初期状態（図５における時刻ｔ０）において、自車両は、トンネルの入口の手前を走行しているものとする。また、初期状態においては、衛星航法部２２による衛星航法位置の算出および映像速度算出部２４による映像速度の算出が、自車両の走行にともなって継続的に行われているものとする。
【０１０７】
そして、初期状態から、自車両がトンネル内に進入すると、ＧＰＳレシーバ５によるＧＰＳ信号の受信が不可能となり、ＧＰＳ受信不能期間が開始する（時刻ｔ１）。
【０１０８】
このとき、図５に示すように、速度比算出部２５により、図５に示すＧＰＳ受信不能直前車速ａ０〔ｋｍ／ｈ〕をＧＰＳ受信不能開始時映像速度ｂ０〔ｋｍ／ｈ〕によって除することによって、速度比Ｋ（＝ａ０／ｂ０）を算出するとともに、算出された速度比Ｋをメモリ２０に記憶させる。
【０１０９】
そして、自車両がトンネル内を走行しているＧＰＳ受信不能期間（例えば、時刻ｔ２）においては、自律航法用車速算出部２７により、映像速度算出部２４によって逐次算出されるＧＰＳ受信不能期間時映像速度ｂ１〔ｋｍ／ｈ〕に、メモリ２０から読み出した速度比Ｋを乗じることによって、自律航法用車速ａ１（＝ｂ１×Ｋ）〔ｋｍ／ｈ〕を逐次算出する。
【０１１０】
そして、自律航法部２８により、自律航法用車速算出部２７によって逐次算出される自律航法用車速ａ１を用いることによって、自律航法位置を逐次算出する。
【０１１１】
次いで、自車両が、トンネルの上壁面の高さが変化する位置に到達すると、映像速度変化量が、閾値変化量以上となり、閾値変化以後期間が開始する。
【０１１２】
これにより、速度比算出部２５は、図５に示すように、閾値変化直前車速ａ１を閾値変化時映像速度ｂ２によって除することによって、修正速度比Ｋ’を算出し、算出された修正速度比Ｋ’を、メモリ２０に記憶させる（時刻ｔ３）。
【０１１３】
そして、閾値変化以後期間（例えば、時刻ｔ４）においては、自律航法用車速算出部２７により、映像速度算出部２４によって逐次算出されるＧＰＳ受信不能期間時映像速度ｂ３〔ｋｍ／ｈ〕に、メモリ２０から読み出した修正速度比Ｋ’を乗じることによって、閾値変化以後期間における自律航法用車速ａ２（＝ｂ３×Ｋ’）〔ｋｍ／ｈ〕を逐次算出する。
【０１１４】
そして、自律航法部２８により、自律航法用車速算出部２７によって逐次算出される自律航法用車速ａ２を用いることによって、閾値変化以後期間における自律航法位置を逐次算出する。
【０１１５】
このような動作により、トンネルの上壁面の高さが変化した場合であっても、この変化に追従して常に適切な自律航法を行うことができる。
【０１１６】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【０１１７】
例えば、車載カメラ３を自車両の上方を撮影可能に配設するような場合には、マップマッチング処理によって自車両がトンネルや高架下の付近に到達した場合に車載カメラ３を起動することによって、電力消費量を抑えるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明に係る車載用ナビゲーション装置の実施形態を示すブロック図
【図２】本発明に係る車載用ナビゲーション装置の実施形態において、第１の動作例を説明するための説明図
【図３】本発明に係る車載用ナビゲーション装置の実施形態において、映像速度の算出方法の一例を説明するための画像データを示す図
【図４】本発明に係る車載用ナビゲーション装置の実施形態において、映像速度の算出方法の一例を説明するための相関係数を示すグラフ
【図５】本発明に係る車載用ナビゲーション装置の実施形態において、第１の動作例を説明するための説明図
【符号の説明】
【０１１９】
１ 車載用ナビゲーション装置
３ 車載カメラ
５ ＧＰＳレシーバ
２０ メモリ
２２ 衛星航法部
２３ 衛星航法時車速算出部
２４ 映像速度算出部
２５ 速度比算出部
２７ 自律航法用車速算出部
２８ 自律航法部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車位置の算出に車速パルスを用いない車載用ナビゲーション装置であって、
自車両の周辺における所定の撮影領域を撮影する車載カメラと、
ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信可能とされたＧＰＳ受信手段と、
このＧＰＳ受信手段によって受信された前記ＧＰＳ信号に基づいて自車位置を算出する衛星航法手段と、
この衛星航法手段によって算出された前記自車位置の時間変化に基づいて第１の車速を算出する第１の車速算出手段と、
前記車載カメラの撮影映像の時間変化に基づいて前記撮影映像が前記自車両の走行方向の逆方向に流れる速度である映像速度を算出する映像速度算出手段と、
前記ＧＰＳ受信手段による前記ＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点において、当該時点の直前における前記第１の車速を当該時点における前記映像速度によって除した値である速度比を算出する速度比算出手段と、
この速度比算出手段によって算出された前記速度比を記憶する速度比記憶手段と、
前記ＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点から前記ＧＰＳ信号の受信が回復する時点までの間の期間であるＧＰＳ受信不能期間において、当該ＧＰＳ受信不能期間における前記映像速度に前記速度比記憶手段によって記憶された前記速度比を乗じることによって第２の車速を算出する第２の車速算出手段と、
この第２の車速算出手段によって算出された前記第２の車速を用いることによって、前記ＧＰＳ受信不能期間における自車位置を算出する自律航法手段と
を備えたことを特徴とする車載用ナビゲーション装置。
【請求項２】
前記速度比算出手段は、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間において、前記映像速度の変化量が閾値変化量以上となった場合には、前記変化量が閾値変化量以上となった時点の直前における前記第２の車速を当該時点における前記映像速度によって除した値である第２の速度比を算出するように形成され、
前記速度比記憶手段は、前記速度比算出手段によって前記第２の速度比が算出された場合には、当該第２の速度比を記憶するように形成され、
前記第２の車速算出手段は、前記速度比記憶手段によって前記第２の速度比が記憶された場合には、前記ＧＰＳ受信不能期間のうちの前記変化量が閾値変化量以上となった時点から前記ＧＰＳ信号の受信が回復または前記変化量が再度前記閾値変化量以上となる時点までの間の一部の期間において、当該一部の期間における前記映像速度に、前記速度比記憶手段によって記憶された前記第２の速度比を乗じることによって、当該第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出を行うように形成され、
前記自律航法手段は、前記第２の車速算出手段によって前記第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出が行われた場合には、当該第２の車速を用いることによって、前記一部の期間における自車位置を算出するように形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項３】
前記速度比算出手段は、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間において、前記映像速度の変化量がＮ回目（但し、Ｎは、１以上の任意の自然数）に閾値変化量以上となった場合には、前記変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点の直前における前記第２の車速を当該時点における前記映像速度によって除することにより、Ｎ回目の前記第２の速度比の算出を行うように形成され、
前記速度比記憶手段は、前記速度比算出手段によって前記Ｎ回目の第２の速度比の算出が行われた場合には、当該Ｎ回目に算出された第２の速度比を記憶するように形成され、
前記第２の車速算出手段は、前記速度比記憶手段によって前記Ｎ回目に算出された第２の速度比が記憶された場合には、前記ＧＰＳ受信不能期間のうちの前記変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点から前記ＧＰＳ信号の受信が回復または前記変化量が再度前記閾値変化量以上となる時点までの間のＮ回目の一部の期間において、当該Ｎ回目の一部の期間における前記映像速度に、前記速度比記憶手段によって記憶された前記Ｎ回目に算出された第２の速度比を乗じることによって、当該Ｎ回目に算出された第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出を行うように形成され、
前記自律航法手段は、前記第２の車速算出手段によって前記Ｎ回目に算出された第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出が行われた場合には、当該第２の車速を用いることによって、前記Ｎ回目の一部の期間における自車位置を算出するように形成されていること
を特徴とする請求項２に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項４】
加速度センサを備え、
前記速度比算出手段は、前記変化量が閾値変化量以上となる時点において、前記加速度センサの算出結果が閾値加速度以下となる場合に、前記第２の速度比を算出するように形成されていること
を特徴とする請求項２または請求項３に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項５】
前記速度比算出手段は、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間において、前記変化量が閾値変化量以上となる第１の時点から前記変化量が再度前記閾値変化量以上となる第２の時点までの間の時間を検出し、検出された前記時間が閾値時間に満たない場合には、前記第２の時点における前記映像速度の変化量を無視して前記第２の時点における前記第２の速度比の算出を行わないように形成されていること
を特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項６】
前記映像速度算出手段は、前記車載カメラの撮影映像を複数の映像領域に分割し、分割された各映像領域ごとの映像の時間変化に基づいて前記映像領域ごとの映像速度をそれぞれ算出し、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間内の任意の時点において、前記映像領域ごとの映像速度の変化量が前記閾値変化量以上となるような前記映像領域の数が所定数に満たない場合には、前記映像領域ごとの映像速度の変化量が前記閾値変化量以上となるような前記映像領域を除いた他の前記映像領域における前記映像領域ごとの映像速度の平均値を、前記任意の時点における前記第２の車速の算出に用いる前記映像速度とするように形成されていること
を特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項７】
前記車載カメラは、前記自車両の上方を撮影可能に配設されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項８】
前記ＧＰＳ受信不能期間は、前記自車両がトンネル内または高架下を走行している期間とされていること
を特徴とする請求項７に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項９】
前記車載カメラは、前記自車両の左側方および右側方を撮影可能に配設されており、
前記映像速度算出手段は、前記左側方の撮影映像の時間変化に基づいて算出された左側方の映像速度と、前記右側方の撮影映像の時間変化に基づいて算出された右側方の映像速度との平均値を前記第２の車速の算出に用いる前記映像速度の算出結果とするように形成されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項１０】
前記ＧＰＳ受信不能期間は、前記自車両が高層ビルの谷間を走行している期間とされていること
を特徴とする請求項９に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項１１】
前記車載カメラは、車載用ナビゲーション装置本体に直接搭載されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項１】
自車位置の算出に車速パルスを用いない車載用ナビゲーション装置であって、
自車両の周辺における所定の撮影領域を撮影する車載カメラと、
ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信可能とされたＧＰＳ受信手段と、
このＧＰＳ受信手段によって受信された前記ＧＰＳ信号に基づいて自車位置を算出する衛星航法手段と、
この衛星航法手段によって算出された前記自車位置の時間変化に基づいて第１の車速を算出する第１の車速算出手段と、
前記車載カメラの撮影映像の時間変化に基づいて前記撮影映像が前記自車両の走行方向の逆方向に流れる速度である映像速度を算出する映像速度算出手段と、
前記ＧＰＳ受信手段による前記ＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点において、当該時点の直前における前記第１の車速を当該時点における前記映像速度によって除した値である速度比を算出する速度比算出手段と、
この速度比算出手段によって算出された前記速度比を記憶する速度比記憶手段と、
前記ＧＰＳ信号の受信が不可能となった時点から前記ＧＰＳ信号の受信が回復する時点までの間の期間であるＧＰＳ受信不能期間において、当該ＧＰＳ受信不能期間における前記映像速度に前記速度比記憶手段によって記憶された前記速度比を乗じることによって第２の車速を算出する第２の車速算出手段と、
この第２の車速算出手段によって算出された前記第２の車速を用いることによって、前記ＧＰＳ受信不能期間における自車位置を算出する自律航法手段と
を備えたことを特徴とする車載用ナビゲーション装置。
【請求項２】
前記速度比算出手段は、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間において、前記映像速度の変化量が閾値変化量以上となった場合には、前記変化量が閾値変化量以上となった時点の直前における前記第２の車速を当該時点における前記映像速度によって除した値である第２の速度比を算出するように形成され、
前記速度比記憶手段は、前記速度比算出手段によって前記第２の速度比が算出された場合には、当該第２の速度比を記憶するように形成され、
前記第２の車速算出手段は、前記速度比記憶手段によって前記第２の速度比が記憶された場合には、前記ＧＰＳ受信不能期間のうちの前記変化量が閾値変化量以上となった時点から前記ＧＰＳ信号の受信が回復または前記変化量が再度前記閾値変化量以上となる時点までの間の一部の期間において、当該一部の期間における前記映像速度に、前記速度比記憶手段によって記憶された前記第２の速度比を乗じることによって、当該第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出を行うように形成され、
前記自律航法手段は、前記第２の車速算出手段によって前記第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出が行われた場合には、当該第２の車速を用いることによって、前記一部の期間における自車位置を算出するように形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項３】
前記速度比算出手段は、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間において、前記映像速度の変化量がＮ回目（但し、Ｎは、１以上の任意の自然数）に閾値変化量以上となった場合には、前記変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点の直前における前記第２の車速を当該時点における前記映像速度によって除することにより、Ｎ回目の前記第２の速度比の算出を行うように形成され、
前記速度比記憶手段は、前記速度比算出手段によって前記Ｎ回目の第２の速度比の算出が行われた場合には、当該Ｎ回目に算出された第２の速度比を記憶するように形成され、
前記第２の車速算出手段は、前記速度比記憶手段によって前記Ｎ回目に算出された第２の速度比が記憶された場合には、前記ＧＰＳ受信不能期間のうちの前記変化量がＮ回目に閾値変化量以上となった時点から前記ＧＰＳ信号の受信が回復または前記変化量が再度前記閾値変化量以上となる時点までの間のＮ回目の一部の期間において、当該Ｎ回目の一部の期間における前記映像速度に、前記速度比記憶手段によって記憶された前記Ｎ回目に算出された第２の速度比を乗じることによって、当該Ｎ回目に算出された第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出を行うように形成され、
前記自律航法手段は、前記第２の車速算出手段によって前記Ｎ回目に算出された第２の速度比を用いた前記第２の車速の算出が行われた場合には、当該第２の車速を用いることによって、前記Ｎ回目の一部の期間における自車位置を算出するように形成されていること
を特徴とする請求項２に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項４】
加速度センサを備え、
前記速度比算出手段は、前記変化量が閾値変化量以上となる時点において、前記加速度センサの算出結果が閾値加速度以下となる場合に、前記第２の速度比を算出するように形成されていること
を特徴とする請求項２または請求項３に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項５】
前記速度比算出手段は、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間において、前記変化量が閾値変化量以上となる第１の時点から前記変化量が再度前記閾値変化量以上となる第２の時点までの間の時間を検出し、検出された前記時間が閾値時間に満たない場合には、前記第２の時点における前記映像速度の変化量を無視して前記第２の時点における前記第２の速度比の算出を行わないように形成されていること
を特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項６】
前記映像速度算出手段は、前記車載カメラの撮影映像を複数の映像領域に分割し、分割された各映像領域ごとの映像の時間変化に基づいて前記映像領域ごとの映像速度をそれぞれ算出し、前記ＧＰＳ受信不能期間の開始後における当該ＧＰＳ受信不能期間内の任意の時点において、前記映像領域ごとの映像速度の変化量が前記閾値変化量以上となるような前記映像領域の数が所定数に満たない場合には、前記映像領域ごとの映像速度の変化量が前記閾値変化量以上となるような前記映像領域を除いた他の前記映像領域における前記映像領域ごとの映像速度の平均値を、前記任意の時点における前記第２の車速の算出に用いる前記映像速度とするように形成されていること
を特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項７】
前記車載カメラは、前記自車両の上方を撮影可能に配設されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項８】
前記ＧＰＳ受信不能期間は、前記自車両がトンネル内または高架下を走行している期間とされていること
を特徴とする請求項７に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項９】
前記車載カメラは、前記自車両の左側方および右側方を撮影可能に配設されており、
前記映像速度算出手段は、前記左側方の撮影映像の時間変化に基づいて算出された左側方の映像速度と、前記右側方の撮影映像の時間変化に基づいて算出された右側方の映像速度との平均値を前記第２の車速の算出に用いる前記映像速度の算出結果とするように形成されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項１０】
前記ＧＰＳ受信不能期間は、前記自車両が高層ビルの谷間を走行している期間とされていること
を特徴とする請求項９に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項１１】
前記車載カメラは、車載用ナビゲーション装置本体に直接搭載されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の車載用ナビゲーション装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１６８６１４（Ｐ２００９−１６８６１４Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６９１７（Ｐ２００８−６９１７）
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]