JP5091647B2 - ナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、マップマッチング技術を用いて地図上に自車位置を表示するナビゲーション装置に関する。

カメラによって撮像された道路の撮像画像から白線を検出し、車両がその白線を越えたことを検出したとき、マップマッチングを行わずに自車位置を表示モニタに表示する車載用ナビゲーション装置が従来技術として知られている（たとえば、特許文献１）。
特開２００５−３４５２４０号公報

特許文献１に記載されているような従来の車載用ナビゲーション装置では、駐車場の入口が白線で仕切られていない場合、車両が駐車場に進入したことを検出することができないという問題点がある。

（１）請求項１の発明のナビゲーション装置は、路面の白線を検出するセンサと、センサにより検出した白線に基づいて、駐車場の区画を検知することによって、車両が駐車場に進入したことを検出する駐車場進入検出手段と、車両の現在地を検出する現在地検出手段と、現在地検出手段により検出した車両の現在地と、地図データのリンク情報とに基づいて、車両が道路リンク外を走行していることを検出するリンク外走行検出手段と、表示モニタに地図を表示し、地図に重ねて車両の位置に自車位置マークを表示する表示制御手段とを備え、リンク外走行検出手段により、車両が道路リンク外を走行していることを検出すると、センサを起動するとともに、駐車場侵入検出手段の検出結果にしたがって、表示制御手段は自車位置マークを地図上に表示することを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載のナビゲーション装置において、地図データに基づいて、表示制御手段が自車位置マークの表示に用いる車両の現在地を、道路上の位置に補正するマップマッチング手段と、駐車場進入検出前記手段により車両が駐車場に進入したことを検知すると、マップマッチング手段をオフに制御するマップマッチング制御手段とを備えることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載のナビゲーション装置において、センサは広角カメラであることを特徴とする。

本発明のナビゲーション装置によれば、路上の白線を検出し、検出した白線に基づいて、駐車場の区画を検知することによって、車両が駐車場に進入したことを検出するようにした。したがって、車両が駐車場に進入したことを確実に検出することができ、車両が駐車場に進入したにもかかわらず、マップマッチングにより自車位置が誤って駐車場外の道路上に表示されるのを確実に防止することができる。

図１は、本発明の実施形態によるナビゲーション装置１を示す。このナビゲーション装置１には、車両前方を撮像するフロントカメラ１９が設けられている。このカメラ１９で撮像した画像を画像処理した後に画像認識することによって、路面に描かれた白線を検出することができる。

ナビゲーション装置１は、制御回路１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、現在地検出装置１４、画像メモリ１５、表示モニタ１６、スピーカ１７、入力装置１８、フロントカメラ１９、およびディスクドライブ１１０を有している。ディスクドライブ１１０には、地図データが記憶されたＤＶＤ−ＲＯＭ１１１が装填されている。

制御回路１１は、マイクロプロセッサ及びその周辺回路からなり、ＲＡＭ１３を作業エリアとしてＲＯＭ１２に格納された制御プログラムを実行して各種の制御を行う。この制御回路１１がＤＶＤ−ＲＯＭ１１１に記憶された地図データに基づいて所定の経路探索処理を行うと、その処理結果が推奨経路として表示モニタ１６に表示される。

制御回路１１は、フロントカメラ１９によって撮像された画像を画像処理（画像強調）した後、路面に描かれた白線を認識する。たとえば、路面の輝度よりも高い輝度を有するエッジを抽出して、そのエッジ画像に基づいて路面の白線を認識する。制御回路１１は、路面の白線によって描かれた線図の形状により、フロントカメラ１９によって撮像された場所が駐車場であるか否かを検出する。

現在地検出装置１４は車両の現在地を検出する装置である。現在地装置１４は、振動ジャイロ１４ａ、車速センサ１４ｂ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）センサ１４ｃなどからなる。振動ジャイロ１４ａは車両の進行方向を検出し、車速センサ１４ｂは車速を検出し、ＧＰＳセンサ１４ｃはＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を検出する。ナビゲーション装置１は、この現在地検出装置１４により検出された車両の現在地に基づいて、地図の表示範囲や経路探索開始点などを決定するとともに、地図上にその現在地を自車位置マークとして表示する。

このナビゲーション装置１では、後述する地図データに基づいて、現在地検出装置１４によって検出された現在地を道路上の位置に補正するマップマッチングが行われる。マップマッチング処理においては、複数の現在地候補（たとえば、５つの現在地候補）が算出される。いったん算出された複数の現在地候補の位置は、現在地検出装置１４によって検出された現在地に基づいて、逐次、更新される。逐次更新された複数の現在地候補の位置の軌跡の中で道路形状から最も外れない軌跡の現在地候補が、自車位置マークとして地図上に表示される。

画像メモリ１５は、表示モニタ１６に表示するための画像データを格納する。この画像データは地図描画用データや各種の図形データからなり、それらはＤＶＤ−ＲＯＭ１１１に記憶された地図データに基づいて、適宜生成される。ナビゲーション装置１は、このようにして生成された画像データを用いることによって地図表示などを行うことができる。また、画像メモリ１５はフロントカメラ１９によって撮像された路面の画像も記憶する。この記憶した画像に基づいて制御回路１１は路面の白線を認識する。

ディスクドライブ１１０は、ＤＶＤ−ＲＯＭ１１１から地図データを読み出す。地図データは、地図表示用データ、経路探索用データなどを含む。地図表示用データおよび経路探索用データには、地図データに格納されている道路のリンク情報およびノード情報が含まれている。地図表示用データは、広域から詳細まで複数の縮尺の地図データを有し、ユーザの要求にしたがって、表示地図の縮尺を変更することができる。なお、ＤＶＤ−ＲＯＭ１１１以外の他の記録メディア、たとえばＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなどより地図データを読み出してもよい。

表示モニタ１６は、地図データなどの各種情報に基づいて、自車位置付近の地図などの各種情報を画面表示としてユーザに提供する。スピーカ１７は、各種入力操作をユーザに指示したり、経路誘導したりするための音声を出力する。入力装置１８は、ユーザが各種コマンドを設定するための入力スイッチを有し、操作パネルに設けられたスイッチやボタンによって実現される。ユーザは、表示モニタ１６の表示画面の指示やスピーカ１７からの音声指示にしたがって入力装置１８を操作することにより、目的地を設定する。

目的地がユーザにより設定されると、ナビゲーション装置１は現在地検出装置１４により検出された現在地を出発地として目的地までの経路演算を所定のアルゴリズムに基づいて行う。このような経路演算を以下、経路探索と呼ぶ。このようにして求められた経路（以下、推奨経路という）は、表示形態、たとえば表示色などを変えることによって、ほかの道路とは区別して画面表示される。これにより、ユーザは地図上の推奨経路を画面上で認識することができる。ナビゲーション装置１は、推奨経路に従って車両が走行できるように、ユーザに対して画面や音声などによる進行方向指示を行い、車両を経路誘導する。

フロントカメラ１９は、図２に示すように、車両２０の前部に設けられており、車両前方を撮像する広角カメラである。

次に、図３および図４を参照して、フロントカメラ１９によって撮像された路面の画像に基づいて、車両が駐車場に進入したことを検出する駐車場進入検出処理について説明する。車両２０は、駐車場区画３１〜３８にうちのいずれかの区画に駐車しようとしており、図３に示すように、駐車場区画部に進入する手前の位置にあるものとする。このときのフロントカメラ１９により撮像された画像４０Ａを図４（ａ）に示す。図４（ａ）に示すように、フロントカメラ１９により、駐車場区画３１〜３８が撮像される。

図４（ａ）に示すように、駐車場区画３１〜３８の区画線は白色で描かれているので、区画線の輝度は路面の輝度より高い。したがって、図４（ｂ）に示すように、輝度変化の大きいエッジを抽出することによって、区画線を強調することができる。このように画像強調したエッジ画像に基づいて、白線により描かれた形状を認識する。たとえば、図４（ｂ）に示すように、間隔がある程度狭く、平行である２本の白線４１ａ，４１ｂや、等間隔に並んでいる白線４２ａ〜４５ａ，４２ｂ〜４５ｂなどの特徴点を検出することによって、フロントカメラ１９によって撮像された場所が駐車場であることを検出する。これにより車両が駐車場に進入したこと検出することができる。フロントカメラ１９は広角カメラであるので、図４（ａ），（ｂ）に示すように、フロントカメラ１９により撮影した画像には広角歪みが発生する。したがって、画像認識を行うとき、広角歪みを考慮に入れる。

図５は、表示モニタ１６に表示された表示画面を説明するための図である。表示画面には、自車位置周辺の地図５０と、自車位置を表す自車位置マーク５１が地図５０に重ねて表示される。フロントカメラ１９によって撮影された場所が駐車場であること、つまり、車両２０が駐車場に進入したことが検出されると、マップマッチングを行わない。その結果、図５に示すように、自車位置マーク５１は、現在地検出装置１４により検出された現在地に基づいて駐車場５１内に表示される。一方、マップマッチングを行うと、車両が駐車場５２内にあるにもかかわらず、自車位置マーク５３が道路５４上に表示されるおそれがある。

車両が駐車場を退出し、再び道路を走行すると、車速は所定値以上になる。また、図６（ａ）に示すように、車両が道路６０を走行すると、図６（ｂ）に示すようにフロントカメラ１９が撮像した画像７０には、車線境界線６１，６２が撮像される。その結果、マップマッチングが再び行われ、自車位置マークは地図の道路上の位置に表示される。

次に、本発明の一実施形態におけるナビゲーション装置１のマップマッチング制御処理について図７および図８のフローチャートを参照して説明する。図７および図８の処理は、ナビゲーション装置１の電源がオンになるとスタートするプログラムにより実行される。このプログラムはＲＯＭ１２に格納されている。

ステップＳ７０１では、現在地検出装置１４により車両２０の現在地を検出する。ステップＳ７０２では、ＤＶＤ−ＲＯＭ１１１に記憶されている地図データの道路のリンク情報に基づいて、車両が、道路から所定距離以上離れて走行しているか、つまり車両が道路リンク外を走行しているか否かを判定する。車両が道路リンク外を走行している場合はステップＳ７０２が肯定判定され、ステップＳ７０３へ進む。車両が道路リンク外を走行していない場合はステップＳ７０２が否定判定され、ステップＳ７０１に戻る。

ステップＳ７０３では、フロントカメラ１９を起動する。ステップＳ７０４では、フロントカメラ１９が撮影した画像に対して画像処理（画像強調）を行う。ステップＳ７０５では、画像処理した画像に基づいて画像認識を行い、路面に描かれた白線の形状などを認識する。

ステップＳ７０６では、ステップＳ７０５における画像認識の結果に基づいて、車両２０が駐車場５２に進入したか否かを判定する。車両２０が駐車場５２に進入した場合はステップＳ７０６が肯定判定され、ステップＳ７０７へ進む。車両２０が駐車場５２に進入していない場合はステップＳ７０６が否定判定され、ステップＳ７０１に戻る。ステップＳ７０７では、駐車場フラグをオンにする。ステップＳ７０８では、マップマッチング処理をオフにする。これにより、マップマッチングを行わずに、自車位置マーク５１を地図上に表示する。

図８のステップＳ８０１では、車速センサ１４ｂにより車速を検出する。ステップＳ８０２では、車速が規定値以上であるか否かを判定する。これにより、車両が駐車場５２を退出したか否かを判定することができる。車速が規定値以上である場合はステップＳ８０２が肯定判定され、ステップＳ８０３へ進む。車速が規定値未満である場合はステップＳ８０２が否定判定され、ステップＳ８０６へ進む。ステップＳ８０３では、駐車場フラグをオフにする。ステップＳ８０４では、マップマッチング処理をオンにする。これにより、マップマッチングにより自車位置マークは道路上に表示される。ステップＳ８０５では、フロントカメラ１９を停止する。そして、リターンする。

ステップＳ８０６では、フロントカメラ１９が撮影した画像の画像処理（画像強調）を行う。ステップＳ８０７では、画像処理した画像について画像認識を行い、路面に描かれた白線の形状などを認識する。ステップＳ８０８では、ステップＳ８０７の画像認識の結果、車線境界線６１，６２が検出されたか否かを判定する。これにより、車両が駐車場５２を退出したか否かを判定することができる。車線境界線６１，６２が検出された場合はステップＳ８０９が肯定判定され、ステップＳ８０３へ進む。車線境界線６１，６２が検出されない場合はステップＳ８０９が否定判定され、ステップＳ８０１に戻る。

以上の実施形態によるナビゲーション装置１は次のような作用効果を奏する。
（１）車両２０に設けられたフロントカメラ１９により撮影した画像から白線を検出し、検出した白線に基づいて、駐車場５１の区画を検知することによって、車両２０が駐車場５１に進入したことを検出するようにした。したがって、車両２０が駐車場５１に進入したことを確実に検出することができ、車両２０が駐車場５１に進入したにもかかわらず、マップマッチングにより自車位置が道路上に表示されるのを確実に防止することができる。

また、車両が駐車場にある間は、マップマッチング処理を行わなくて済み、制御回路１１の処理負荷低減が可能となる。これにより、マップマッチング処理以外の処理を優先することが可能となる。

（２）フロントカメラ１９で撮影した画像から白線を検出し、車両２０が走行している車線の車線境界線６１，６２を検知することにより、車両２０が駐車場５１を退出し、道路を走行していることを検出するようにした。したがって、車両２０が駐車場５１を退出したことを確実に検出することができ、再び、マップマッチングにより自車位置を地図の道路上に表示させることができる。

（３）車速を検出することにより、車両２０が駐車場５１を退出し、道路を走行していることを検出するようにした。したがって、撮影した白線により車両が駐車場を退出したことが検出されない場合でも、車両が駐車場を退出して道路を走行している場合には、再び、マップマッチングにより自車位置を地図の道路上に表示させることができる。

（４）車両の前部に設置された広角カメラ１９は、運転者の安全運転の支援にも使用することができる。たとえば、車両が交差点に進入するとき、広角カメラ１９により撮像された画像によって、右方向または左方向から交差点に進入する車両を確認することができる。したがって、一台のカメラにより、安全運転支援と、駐車場認識とを行うことができ、利便性が高い。

（５）車両が道路リンク外を走行している場合にフロントカメラ１９を起動するようにした。したがって、常時、フロントカメラ１９を動作させないので、車両のバッテリの消耗を抑制することができる。

以上の実施の形態のナビゲーション装置１を次のように変形することができる。
（１）インフラを利用しないで、自律的に駐車場を検知できるセンサであれば、カメラに限定されない。たとえば、レーザレーダを用いて、駐車場の区画線を検出し、駐車場を検知するようにしてもよい。レーザレーダは、反射光の強弱などから、路面の白線を認識することができる。

（２）車両が道路リンク外を走行している場合にフロントカメラ１９を起動するようにした。しかし、フロントカメラ１９を駐車場の検出以外に使用する場合、常時動作させるようにしてもよい。

（３）駐車場に車両が駐車していると、駐車場の区画線が駐車している車両に隠れてしまい、フロントカメラ１９により区画線を撮像できない場合がある。このような場合、複数の車両が並列に停車していることをフロントカメラ１９の画像より検出することによって、車両が駐車場に進入したことを検出するようにしてもよい。

（４）マップマッチングの方法は、現在地検出装置１４によって検出された現在地を道路上の位置に補正するものであれば、実施形態に限定されない。たとえば、現在地検出装置１４によって検出された現在地の軌跡を、単位走行距離ごとに地図データのリンク情報と照合して、リンクと一致するように車両の現在地を補正するようにしてもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。

特許請求の範囲の要素と実施の形態との対応関係を説明する。
本発明の駐車場進入検出手段は制御回路１１に対応し、現在地検出手段は現在地検出装置１４に対応する。表示制御手段および駐車場退出検出手段は制御回路１１に対応し、車速検出手段は車速センサ１４ｂに対応する。リンク外走行検出手段は制御回路１１に対応する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係になんら限定されるものではない。

本発明の一実施形態のナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 フロントカメラの取付位置を説明するための図である。 駐車場の区画を説明するための図である。 フロントカメラが撮像した画像を説明するための図である。 表示モニタに表示される自車位置マークを説明するための図である。 車両が道路を走行しているときにフロントカメラにより撮像される画像を説明するための図である。 本発明の一実施形態におけるナビゲーション装置のマップマッチング制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるナビゲーション装置のマップマッチング制御処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ ナビゲーション装置
１１ 制御回路
１４ 現在地検出装置
１６ 表示モニタ
１９ フロントカメラ
２０ 車両

Claims (3)

1. 路面の白線を検出するセンサと、
   前記センサにより検出した白線に基づいて、駐車場の区画を検知することによって、車両が駐車場に進入したことを検出する駐車場進入検出手段と、
   前記車両の現在地を検出する現在地検出手段と、
   前記現在地検出手段により検出した前記車両の現在地と、地図データのリンク情報とに基づいて、前記車両が道路リンク外を走行していることを検出するリンク外走行検出手段と、
   表示モニタに地図を表示し、前記地図に重ねて前記車両の位置に自車位置マークを表示する表示制御手段とを備え、
   前記リンク外走行検出手段により、前記車両が道路リンク外を走行していることを検出すると、前記センサを起動するとともに、前記駐車場進入検出手段の検出結果にしたがって、前記表示制御手段は前記自車位置マークを前記地図上に表示することを特徴とするナビゲーション装置。
2. 請求項１に記載のナビゲーション装置において、
   前記地図データに基づいて、前記表示制御手段が前記自車位置マークの表示に用いる前記車両の現在地を、道路上の位置に補正するマップマッチング手段と、
   前記駐車場進入検出前記手段により前記車両が駐車場に進入したことを検知すると、前記マップマッチング手段をオフに制御するマップマッチング制御手段とを備えることを特徴とするナビゲーション装置。
3. 請求項１または２に記載のナビゲーション装置において、
   前記センサは広角カメラであることを特徴とするナビゲーション装置。

Images