JP5229293B2 - 車両用運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の逆走を防止する車両用運転支援装置に関するものである。

従来から、高速道路上の逆走を防止するための技術が提案されている。例えば特許文献１には、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して測定した自車両の現在位置および走行方向をもとに自車両が自動車専用道路上の逆走禁止道路を逆走したことを検知し、警告を行う技術（以下、従来技術１）が開示されている。

しかしながら、従来技術１では、逆走禁止道路の近くの道路を順走している場合でも、自車両の現在位置の測定誤差によって、逆走禁止道路を逆走していると誤検知され、警告されてしまう場合があるという問題点があった。

そこで、これらの問題を解決する手段として、以下の技術が提案されている。この技術（以下、従来技術２）では、測定した自車両の現在位置に対して予測誤差範囲を算出し、その予測誤差範囲内に複数の道路が含まれる場合には、それらの道路上に自車両の現在位置の候補（以下、現在位置候補）を生成する。そして、逆走に該当する現在位置候補が存在した場合であっても、順走に該当する現在位置候補が存在する場合には、逆走との判定を行わないようにする。

また、特許文献２には、撮像装置が順次撮像した各画像データにおける高速道路の合流路周辺の静止物を抽出し、自車両の移動に応じて画像データ上の位置を変える静止物の変位パターンに基づいて自車両が高速道路を逆走しているか否かを判断する技術（以下、従来技術３）が開示されている。具体的には、従来技術３では、高速道路の合流路から本線に合流するときに順次撮像した画像中の車道外側線の回転パターンが反時計回りであり、かつ、所定角度以上の回転が検知された場合に、自車両が高速道路の逆走を開始したと判断する。

特開２００７−１３９５３１号公報 特開２００９−１９３５０７号公報

しかしながら、従来技術２では、測定した自車両の現在位置周辺に走行可能な道路が並走している状況下においては、実際の自車両は逆走している場合であっても、順走に該当する現在位置候補が存在する場合には、逆走をしていると判断することができない。つまり、従来技術２では、逆走を正確に判断することができないという問題点を有していた。

また、従来技術３では、順次撮像した画像中の車道外側線の回転パターンや回転の角度は、高速道路上のサービスエリアやパーキングエリアの出口から正しく出て行く場合も入口から間違えて出て行く場合も同様になるので、高速道路上のサービスエリアやパーキングエリアから出るときに間違えて入口から出て行ってしまう場合に、逆走と判断することができないという問題点を有していた。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、高速道路における車両の逆走をより正確に判断することを可能にする車両用運転支援装置を提供することにある。

高速道路の本線に合流する状況として、合流点の手前からその合流点に向かって順走して合流する場合と、分岐点の分岐先からその分岐点に向かって逆走して合流する場合とが存在し得る。ここで、高速道路上の分岐点と合流点とのうちの分岐点に特有な構造物は、合流点に向かって順走して合流する場合には遭遇しないが、分岐点に向かって逆走して合流する場合には遭遇することになる。よって、分岐点に特有な構造物を検出したか否かを参考にすれば、車両が逆走状態であるか否かの判断を補強することが可能になる。

請求項１の車両用運転支援装によれば、現在位置候補として、逆走状態であると判別されるものと逆走状態でないと判別されるものの両方が存在する場合のように、車両が逆走状態であると断定しにくい状況において、分岐点に特有な構造物を検出した場合には、車両が逆走状態であると判断するので、高速道路における車両の逆走をより正確に判断することが可能になる。

また、上述したように車両が逆走状態であると断定しにくい状況において、分岐点に特有な構造物を検出しなかった場合には、車両が逆走状態であると判断しないので、この点でも高速道路における車両の逆走をより正確に判断することが可能になる。

さらに、例えば、サービスエリアやパーキングエリアの入口から高速道路本線に出て行ってしまう逆走状態についても、サービスエリアやパーキングエリアへの進入路と高速道路本線との分岐点には上記構造物が存在するため、この構造物を検出したことを頼りに車両の逆走をより正確に判断することができる。

さらに、請求項１の構成によれば、分岐点に特有な構造物について、逆走状態で構造物に車両が接近する場合に見える側を画像認識によって検出するので、逆走状態の判断をさらに正確にすることができる。
また、請求項１のようにする場合には、請求項２のように、現在位置候補から所定距離
内に高速道路の分岐点が存在すると判定した場合には、車両が逆走状態でないと判断することが好ましい。これによれば、分岐点を順走状態で通過するときに分岐点に特有な構造物を検出したことをもとに、車両が逆走状態であると誤って判断されてしまう事態を回避できるので、高速道路における車両の逆走をさらに正確に判断することが可能になる。

また、請求項３のように、逆走判断手段は、所定の時間を遡った範囲内において画像認識手段で分岐点に特有な構造物を検出していたか否かを判定して、肯定判定した場合には、画像認識手段で上記構造物を検出したものとし、否定判定した場合には、画像認識手段で上記構造物を検出しなかったものとすることが好ましい。これによれば、分岐点に特有な構造物を検出していたか否かを判定する範囲を絞ることができるので、遡り過ぎた場所で順走中に検出していた上記構造物を考慮しないようにすることが可能になり、高速道路における車両の逆走をさらに正確に判断することが可能になる。

また、請求項４のように、逆走判断手段は、距離検出手段で検出した車両の移動距離をもとに、所定の移動距離分を遡った範囲内において画像認識手段で分岐点に特有な構造物を検出していたか否かを判定して、肯定判定した場合には、画像認識手段で上記構造物を検出したものとし、否定判定した場合には、画像認識手段で上記構造物を検出しなかったものとすることが好ましい。これによっても、分岐点に特有な構造物を検出していたか否かを判定する範囲を絞ることができるので、遡り過ぎた場所で順走中に検出していた上記構造物を考慮しないようにすることが可能になり、高速道路における車両の逆走をさらに正確に判断することが可能になる。

また、請求項５の構成によれば、逆走候補判別手段で車両が逆走状態でないと判別されたものが１つもなく、車両が逆走状態である可能性が非常に高い場合であっても、分岐点に特有な構造物を検出しなかった場合には、車両が逆走状態であると判断しないので、逆走候補判別手段の判別の精度が低かった場合でも、逆走状態について誤った判断がなされないようにすることができる。

また、請求項６の構成によれば、逆走候補判別手段で車両が逆走状態であると判別されず車両が逆走状態である可能性が非常に低い場合に、車両が逆走状態であると判断しないようにすることができる。

また、請求項７の構成によれば、１つしかない現在位置候補について車両が逆走状態であると判別される場合であっても、現在位置候補のマッチング確度が所定の閾値以下であって、逆走候補判別手段の判別の精度が低い可能性がある場合には、分岐点に特有な構造物を検出しなかったことをもとに、逆走状態について誤った判断がなされないようにすることができる。

また、請求項８のように、分岐点に特有な構造物は、高速道路上の分岐点に設けられる衝突緩衝装置である態様としてもよい。高速道路上の分岐点に設けられる衝突緩衝装置は、例えば黄色と黒色との縞模様の彩色が施されているなど、ドライバの注意をひくようなパターンの彩色が施されていることが一般的なので、この彩色のパターンを頼りに画像認識手段での画像認識による検出を容易かつ確実に行うことが可能になり、逆走状態の判断をさらに正確にすることができる。

逆走検出装置１００の概略的な構成を示す図である。 ナビゲーション装置３の概略的な構成を示すブロック図である。 制御装置４４の概略的な構成を示す機能ブロック図である。 （ａ）および（ｂ）は、衝突緩衝装置の一例を示す図である。 マップマッチング処理部５３で抽出した現在位置候補が複数であった場合の、逆走検出処理部５５での自車両が逆走状態であるか否かの判断に関連する処理のフローを示すフローチャートである。 マップマッチング処理部５３で抽出した現在位置候補が１つであった場合の、逆走検出処理部５５での自車両が逆走状態であるか否かの判断に関連する処理のフローを示すフローチャートである。 本実施形態の構成における作用効果を説明するための模式図である。 本実施形態の構成における作用効果を説明するための模式図である。 本実施形態の構成における作用効果を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明が適用された逆走検出装置１００の概略的な構成を示す図である。図１に示す逆走検出装置１００は、車両に搭載されるものであり、フロントカメラ１、車両制御装置２、およびナビゲーション装置３を含んでいる。なお、逆走検出装置１００が請求項の車両用運転支援装置に相当する。また、逆走検出装置１００を搭載している車両を以降では自車両と呼ぶ。

フロントカメラ１は、自車両の前部に設置され、自車両前方に所定角範囲で広がる領域を逐次撮像するものである。よって、フロントカメラ１が請求項の撮像手段に相当する。例えばフロントカメラ１としては、ＣＣＤカメラを用いる構成とすればよい。フロントカメラ１が撮像した自車両前方の撮像データは、ナビゲーション装置３の制御装置４４に供給される。以下では、フロントカメラ１によって撮像された画像を車両前方画像と呼ぶ。

車両制御装置２は、自車両の動きを強制的に制御するための装置であり、例えば、スロットル開度を制御するためのスロットルアクチュエータ、ブレーキ圧を制御するためのブレーキアクチュエータ等がある。

ナビゲーション装置３は、経路探索や経路案内等のナビゲーション機能を有している。ここで、図２を用いてナビゲーション装置３の概略的な構成について説明を行う。図２は、ナビゲーション装置３の概略的な構成を示すブロック図である。図２に示すようにナビゲーション装置３は、位置検出器３１、地図データ入力器３６、記憶媒体３７、外部メモリ３８、表示装置３９、音声出力装置４０、操作スイッチ群４１、リモートコントロール端末（以下リモコン）４２、リモコンセンサ４３、および制御装置４４を備えている。

位置検出器３１は、車両の鉛直方向周りの角速度を検出するジャイロスコープ３２、自車両の加速度を検出する加速度センサ３３、各転動輪の回転速度から自車両の速度を検出する車輪速センサ３４、および人工衛星からの電波に基づいて車両の現在位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）のためのＧＰＳ受信機３５を有しており、定期的に自車両の現在位置および進行方向の検出を行う。よって、位置検出器３１が請求項の位置方向検出手段に相当する。

これらの各センサ３２〜３５は、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては上述した内の一部で構成してもよく、さらに、図示しない地磁気センサやステアリングの回転センサ等を用いてもよい。

ナビゲーション装置３では、自律航法と電波航法とを組み合わせたハイブリッド航法によって自車両の現在位置および進行方向を定期的に特定し、特定した現在位置および進行方向から得られる自車両の走行軌跡と後述する道路データとを照合することによって、自車両の走行軌跡を道路上にマッチングさせる。そして、最も相関の高い道路を自車両が走行している道路と推定し、その道路上における自車両の現在位置（つまり、地図上に車両位置として表示すべき位置）を特定する。

自律航法とは、ジャイロスコープ３２等の方位センサの測定値と加速度センサ３３や車輪速センサ３４の測定値とから自車両の現在位置を推定する方法である。また、電波航法とは、複数の人工衛星からの電波に基づいてＧＰＳ受信機３５で自車両の座標（緯度・経度）を測位し、現在位置を推定する方法である。

地図データ入力器３６は、記憶媒体３７が装着され、その記憶媒体３７に格納されている地図データおよび目印データを含む各種データを入力するための装置である。地図データには、道路を示すリンクデータとノードデータとが含まれる。なお、リンクとは、地図上の各道路を交差・分岐・合流する点等の複数のノードにて分割したときのノード間を結ぶものであり、各リンクを接続することにより道路が構成される。リンクデータは、リンクを特定する固有番号（リンクＩＤ）、リンクの長さを示すリンク長、リンク方向、リンク方位、リンクの始端及び終端ノード座標（緯度・経度）、道路名称、道路種別、一方通行属性、道路幅員、車線数、右折・左折専用車線の有無とその専用車線の数、および制限速度等の各データから構成される。よって、記憶媒体３７が請求項の地図データ記憶手段に相当する。

一方、ノードデータは、地図上の各道路が交差、合流、分岐するノード毎に固有の番号を付したノードＩＤ、ノード座標、ノード名称、ノードに接続するリンクのリンクＩＤが記述される接続リンクＩＤ、および交差点種類等の各データから構成される。ノードデータには、高速道路上の分岐点、合流点といったノード種別のデータも含まれるものとする。

また、記憶媒体３７には、各種施設の種類、名称、住所のデータなども記憶されており、それらのデータは経路探索の際の目的地設定などに用いられる。なお、記憶媒体３７としては、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカード、ＨＤＤ等が用いられる。

外部メモリ３８は、ＨＤＤ等の書き込み可能な大容量記憶装置である。外部メモリ３８には大量のデータや電源をＯＦＦしても消去してはいけないデータを記憶したり、頻繁に使用するデータを地図データ入力器３６からコピーして利用したりする等の用途がある。

表示装置３９は、車両の走行を案内するための地図、目的地選択画面、逆走の警告画面等を表示するものであって、例えばフルカラー表示が可能なものであり、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等を用いて構成することができる。音声出力装置４０は、スピーカ等から構成され、制御装置４４の指示に基づいて、経路案内時の案内音声、逆走の警告音声などを出力する。

操作スイッチ群４１は、例えば表示装置３９と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等が用いられ、スイッチ操作により制御装置４４へ各種機能の操作指示を行う。また、操作スイッチ群４１は、出発地や目的地を設定するためのスイッチを含んでいる。そのスイッチを操作することによって、ユーザは、予め登録しておいた地点、施設名、電話番号、住所などから、出発地や目的地を設定することができる。

リモコン４２には複数の操作スイッチ（図示せず）が設けられ、スイッチ操作によりリモコンセンサ４３を介して各種指令信号を制御装置４４に入力することにより、操作スイッチ群４１と同じ機能を制御装置４４に対して実行させることが可能である。

制御装置４４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成される。そして、制御装置４４は、フロントカメラ１、位置検出器３１、地図データ入力器３６、外部メモリ３８、操作スイッチ群４１、リモコンセンサ４３から入力された各種情報に基づき、経路案内処理などのナビゲーション機能としての処理や逆走の検出に関連する処理などを実行する。

例えば、経路案内処理では、操作スイッチ群４１、リモコン４２から出発地や目的地が入力されると、距離優先、時間優先等の予め設定された条件を満たす、目的地に到達するのに最適な移動経路を、公知のダイクストラ法を用いて探索する。そして、探索された移動経路を、表示装置３９に表示する地図上に重畳表示させることによって経路案内を行ったり、その移動経路に沿った目的地までの走行を誘導する案内音声を音声出力装置４０に出力させたりする。出発地については、位置検出器３１から入力される自車両の現在位置を用いる構成としてもよい。なお、逆走の検出に関連する処理については後に詳述する。

次に、図３を用いて、制御装置４４の概略的な構成について説明を行う。図３は、制御装置４４の概略的な構成を示す機能ブロック図である。なお、ここでは便宜上、逆走の検出に関連する処理以外の処理に関する機能ブロックについては説明を省略するものとする。図３に示すように制御装置４４は、位置方向情報取得処理部５１、地図データ取得処理部５２、マップマッチング処理部５３、画像認識処理部５４、逆走検出処理部５５、警告通知処理部５６、表示制御処理部５７、音声出力制御処理部５８、および車両制御処理部５９を備えている。

位置方向情報取得処理部５１は、位置検出器３１で検出した自車両の現在位置および進行方向の情報を取得する。地図データ取得処理部５２は、地図データ入力器３６から入力される地図データ等の各種データを取得する。地図データ取得処理部５２は、地図データ入力器３６から入力される地図データをマップマッチング処理部５３に入力したり、地図データ入力器３６から入力される地図データおよび目印データ等の各種データを表示制御処理部５７に入力したりする。

マップマッチング処理部５３は、位置方向情報取得処理部５１で取得した自車両の現在位置および進行方向の情報と地図データ取得処理部５２で取得した地図データとをもとに、前述したように自車両の走行軌跡を道路上にマッチングさせる。マッチングの結果、一定値以上のマッチング確度でマッチングした道路上の、位置検出器３１で検出した現在位置に最も近い地点を現在位置の候補（以下、現在位置候補）として抽出する。よって、マップマッチング処理部５３は、請求項の候補抽出手段に相当する。なお、上述の一定値とは、任意に設定可能な値である。

ここで言うところのマッチング確度とは、マッチングされた道路が自車両の走行中の道路としてどれくらい確からしいかというマッチングの確からしさを示す指標である。このマッチング確度は、周知の方法によって算出する構成とすればよく、自車両の各センサ３２〜３５の異常（断線・短絡等による故障）、自車両の各種センサの状態（ＧＰＳ受信状況）、マッチングにおける形状相関や方位ずれ、マッチング候補の数などをもとにマップマッチング処理部５３で算出されるものとすればよい。よって、マップマッチング処理部５３が請求項のマッチング確度算出手段にも相当する。

例えば、位置検出器３１で検出した自車両の現在位置が道路上にのっていない場合には、マッチング確度は最も低く算出される。また、狭角分岐通過直後や上下道が判定できない場合、または並走路が近くにある場合にはマッチング確度が低めに算出される。逆に、上下道が判定できた場合、または位置検出器３１で検出した自車両の現在位置が郊外や山岳など確からしい一本道の道路上にのっている場合はマッチング確度が高めに算出される。

なお、上述の現在位置候補の抽出は、例えば位置検出器３１で自車両の現在位置および進行方向が定期的に検出されるごとに、その検出された情報をもとに行う構成とする。

マップマッチング処理部５３は、抽出した現在位置候補を逆走検出処理部５５に出力する。例えば現在位置候補が複数存在した場合には、その複数の現在位置候補を逆走検出処理部５５に出力する。そして、マップマッチング処理部５３は、抽出した現在位置候補を逆走検出処理部５５に出力した後、最も相関の高い道路（つまり、マッチング確度が最も高い道路）を自車両が走行している道路と推定し、その道路上の現在位置候補を地図上に車両位置として表示すべき位置として特定する。よって、マップマッチング処理部５３は、位置特定手段にも相当する。

なお、マップマッチング処理部５３は、逆走検出処理部５５での逆走状態の判断結果を受けて、車両位置として表示すべき位置を特定する構成としてもよいが、この構成については後に詳述する。

画像認識処理部５４は、フロントカメラ１で逐次撮像された車両前方画像の撮像データをもとに、高速道路の分岐点に特有な衝突緩衝装置を画像認識によって検出する。よって、画像認識処理部５４が請求項の画像認識手段に相当する。ここで言うところの高速道路とは、例えば高速自動車国道や都市高速道路や自動車専用道路を示している。

また、画像認識処理部５４は、フロントカメラ１で撮像した過去の車両前方画像の一定時間分の撮像データをメモリに記録しておくものとする。なお、画像認識処理部５４は、フロントカメラ１で撮像した車両前方画像の撮像データを常に新しく記録していきながらも、古くなったデータから順次消去を行うものとする。

衝突緩衝装置の検出は、例えば画像認識用の辞書を用いて画像中の物体を認識する周知の画像認識によって試みる構成とすればよい。この場合、予め衝突緩衝装置について機械学習した辞書（具体的には、矩形の輝度差を特徴とするhaar-like特徴による、cascade of boostedクラス判別器）を用いて、車両前方画像からの衝突緩衝装置の検出を試みるようにすればよい。

ここで、図４（ａ）および図４（ｂ）を用いて衝突緩衝装置の一例を示す。図４（ａ）および図４（ｂ）は、衝突緩衝装置の一例を示す図である。なお、図４（ａ）および図４（ｂ）では、衝突緩衝装置をＡで示している。

衝突緩衝装置は、道路の分岐点において、道路を分岐させるための区切りとなっている壁等の構造物の手前や構造物自体に設けられている（図４（ａ）参照）。そして、上記構造物への衝突の回避や衝突時の衝撃の緩和を目的として用いられている。

衝突緩衝装置は、例えば黄色と黒色との縞模様の彩色が施されているなど、ドライバの注意をひくようなパターンの彩色が施されている（図４（ｂ）参照）。よって、この彩色のパターンを頼りに画像認識処理部５４での画像認識による衝突緩衝装置の検出を容易かつ確実に行うことが可能である。また、この彩色のパターンは、順走して分岐点を通過する場合だけでなく、分岐先から逆走してきて分岐点を通過する場合にも確認できる。よって、分岐先からの逆走時にフロントカメラ１で撮像した車両前方画像から、画像認識処理部５４での画像認識で衝突緩衝装置の検出を行うことができる。

逆走検出処理部５５は、マップマッチング処理部５３で抽出した現在位置候補、位置方向情報取得処理部５１で取得した自車両の進行方向、および地図データ取得処理部５２で取得した地図データのうちの一方通行属性のデータをもとに、当該現在位置候補について、当該現在位置候補を自車両が走行中とした場合に逆走状態に該当するか否かを判別する逆走候補判別処理を行う。よって、逆走検出処理部５５が請求項の逆走候補判別手段に相当する。

また、逆走検出処理部５５は、逆走候補判別処理での判別結果と画像認識処理部５４での検出結果とをもとに、自車両が逆走状態であるか否かを判断する。なお、自車両が逆走状態であるか否かの判断の処理については、後に詳述する。逆走検出処理部５５は、請求項の逆走判断手段にも相当する。

警告通知処理部５６は、逆走検出処理部５５から逆走状態である旨の検出結果が出力された場合に、表示制御処理部５７や表示制御処理部５７に逆走の警告を行わせるための指示を送る。

表示制御処理部５７は、逆走の警告を行わせるための指示が警告通知処理部５６から送られてきた場合に、表示装置３９に逆走の警告画面等を表示させることで逆走の警告を行う。逆走の警告画面の一例としては、「走行方向をお確かめ下さい」等のメッセージを表示する構成とすればよい。

また、表示制御処理部５７は、マップマッチング処理部５３で特定された車両位置として表示すべき位置の情報が入力されてきた場合に、地図データ取得処理部５２から入力される地図データおよび目印データ等の各種データをもとに、表示装置３９に表示する地図上のその位置の情報に従った地点に自車両の現在位置を示すマークを表示させる。

音声出力制御処理部５８は、逆走の警告を行わせるための指示が警告通知処理部５６から送られてきた場合に、音声出力装置４０に逆走の警告音声等を出力させることで逆走の警告を行う。逆走の警告音声の一例としては、「走行方向をお確かめ下さい」等のメッセージを音声出力する構成とすればよい。

車両制御処理部５９は、逆走検出処理部５５から逆走状態である旨の検出結果が出力された場合に、車両制御装置２に指示を送って、例えばスロットル開度を強制的に小さくしたり、ブレーキ圧を強制的に高くしたりして、自車両を強制的に減速させる。車両制御処理部５９は、例えば表示制御処理部５７や音声出力制御処理部５８で逆走の警告を行ってから所定時間経過後も逆走状態が継続されている場合に、車両制御装置２に指示を送って自車両を強制的に減速させる構成としてもよい。なお、ここで言うところの所定時間とは任意に設定可能な時間である。

次に、図５を用いて、マップマッチング処理部５３で抽出した現在位置候補が複数であった場合の、逆走検出処理部５５での自車両が逆走状態であるか否かの判断に関連する処理についての説明を行う。図５は、マップマッチング処理部５３で抽出した現在位置候補が複数であった場合の、逆走検出処理部５５での自車両が逆走状態であるか否かの判断に関連する処理のフローを示すフローチャートである。なお、本フローは、マップマッチング処理部５３で抽出された複数の現在位置候補が逆走検出処理部５５に入力されたときに開始される。

まず、ステップＳ１では、入力された複数の現在位置候補について逆走候補判別処理を行い、ステップＳ２に移る。ステップＳ２では、複数の現在位置候補のうちに、逆走状態に該当する現在位置候補（以下、逆走候補）があると判別した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）には、ステップＳ４に移る。また、複数の現在位置候補のうちに逆走候補があると判別しなかった場合（ステップＳ２でＮＯ）には、ステップＳ３に移る。

ステップＳ３では、自車両が順走状態であると判断し、順走状態である旨の検出結果を出力し、フローを終了する。また、ステップＳ３では、マップマッチング処理部５３で算出したマッチング確度をもとに、順走候補のうちでマッチング確度の最も高い順走候補の情報をマップマッチング処理部５３に送り、その順走候補の位置を車両位置として表示すべき位置として特定させる構成としてもよい。

ステップＳ４では、複数の現在位置候補のうちに、順走状態に該当する現在位置候補（以下、順走候補）があると判別した場合（ステップＳ４でＹＥＳ）には、ステップＳ６に移る。また、複数の現在位置候補のうちに順走候補があると判別しなかった場合（ステップＳ４でＮＯ）には、ステップＳ５に移る。

ステップＳ５では、自車両が逆走状態であると判断し、逆走状態である旨の検出結果を出力し、フローを終了する。また、ステップＳ５では、マップマッチング処理部５３で算出したマッチング確度をもとに、逆走候補のうちでマッチング確度の最も高い逆走候補の情報をマップマッチング処理部５３に送り、その逆走候補の位置を車両位置として表示すべき位置として特定させる構成としてもよい。

ステップＳ６では、画像認識処理部５４での画像認識で衝突緩衝装置を検出したか否かを判定する。この判定は、画像認識処理部５４のメモリに記録されている車両前方画像の撮像データのうち、例えば本フローの開始時から所定時間を遡った範囲内で撮像された車両前方画像の撮像データを用いた画像認識での検出結果をもとに行う構成とすればよい。なお、ここで言うところの所定時間とは、任意に設定可能な時間である。

これによれば、画像認識によって衝突緩衝装置の検出を試みる対象となる撮像データの量を少なく抑えることができるので、画像認識の処理負荷を低減することができる。また、衝突緩衝装置を検出していたか否かを判定する範囲を、上記所定時間に移動していた範囲に絞ることができるので、遡り過ぎた場所で順走中に検出していた衝突緩衝装置を考慮しないようにすることが可能となる。

他にも、衝突緩衝装置を検出したか否かの判定は、画像認識処理部５４のメモリに記録されている車両前方画像の撮像データのうち、例えば本フローの開始時の現在位置から所定の移動距離分を遡った範囲内で撮像された車両前方画像の撮像データを用いた画像認識での検出結果をもとに行う構成としてもよい。なお、ここで言うところの所定の移動距離分とは、任意に設定可能な値である。

移動距離については、車輪速センサ３４の信号をもとに検出する構成とすればよい。よって、車輪速センサ３４が請求項の距離検出手段に相当する。また、所定の移動距離分を遡った範囲内で撮像された車両前方画像の撮像データを特定して画像認識を行う方法としては、例えば平均車速をもとに所定の移動距離分の移動にかかった時間を算出し、その時間に相当する範囲内で撮像された車両前方画像の撮像データを用いて画像認識を行う構成とすればよい。

これによっても、画像認識によって衝突緩衝装置の検出を試みる対象となる撮像データの量を少なく抑えることができるので、画像認識の処理負荷を低減することができる。また、衝突緩衝装置を検出していたか否かを判定する範囲を、上記所定の移動距離を移動していた範囲に絞ることができるので、遡り過ぎた場所で順走中に検出していた衝突緩衝装置を考慮しないようにすることが可能となる。

そして、衝突緩衝装置を検出したと判定した場合（ステップＳ６でＹＥＳ）には、ステップＳ７に移る。また、衝突緩衝装置を検出したと判定しなかった場合（ステップＳ６でＮＯは、ステップＳ９に移る。

ステップＳ７では、地図データ取得処理部５２から入力される地図データのうちのノード座標やノード種別といったノードデータをもとに、各現在位置候補がのった道路上の当該現在位置候補から所定距離内に高速道路の分岐点が存在するか否かを判定する。なお、ここで言うところの所定距離とは任意に設定可能な値である。そして、分岐点が存在すると判定した場合（ステップＳ７でＹＥＳ）には、ステップＳ９に移る。また、分岐点が存在すると判定しなかった場合（ステップＳ７でＮＯ）には、ステップＳ８に移る。

ステップＳ８では、自車両が逆走状態であると判断し、逆走状態である旨の検出結果を出力し、フローを終了する。また、ステップＳ８では、マップマッチング処理部５３で算出したマッチング確度をもとに、逆走候補のうちでマッチング確度の最も高い逆走候補の情報をマップマッチング処理部５３に送り、その逆走候補の位置を車両位置として表示すべき位置として特定させる構成としてもよい。

ステップＳ９では、自車両が順走状態であると判断し、順走状態である旨の検出結果を出力し、フローを終了する。また、ステップＳ９では、マップマッチング処理部５３で算出したマッチング確度をもとに、順走候補のうちでマッチング確度の最も高い順走候補の情報をマップマッチング処理部５３に送り、その順走候補の位置を車両位置として表示すべき位置として特定させる構成としてもよい。

続いて、図６を用いて、マップマッチング処理部５３で抽出した現在位置候補が１つであった場合の、逆走検出処理部５５での自車両が逆走状態であるか否かの判断に関連する処理についての説明を行う。図６は、マップマッチング処理部５３で抽出した現在位置候補が１つであった場合の、逆走検出処理部５５での自車両が逆走状態であるか否かの判断に関連する処理のフローを示すフローチャートである。なお、本フローは、マップマッチング処理部５３で抽出された現在位置候補が逆走検出処理部５５に入力されたときに開始される。

まず、ステップＳ１１では、入力された現在位置候補について逆走候補判別処理を行い、ステップＳ１２に移る。ステップＳ１２では、逆走候補であると判別した場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）には、ステップＳ１３に移る。また、逆走候補であると判別しなかった場合（ステップＳ１２でＮＯ）には、ステップＳ１７に移る。

ステップＳ１３では、マップマッチング処理部５３で算出したマッチング確度をもとに、逆走候補がのっている道路のマッチング確度が所定の閾値以上であるか否かを判定する。ここで言うところの所定の閾値とは、任意に設定可能なものであるが、現在位置候補を抽出する場合の基準となるマッチング確度よりも高く設定されているものとする。

そして、マッチング確度が所定の閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）には、ステップＳ１６に移る。また、マッチング確度が所定の閾値以上であると判定しなかった場合（ステップＳ１３でＮＯ）には、ステップＳ１４に移る。

ステップＳ１４では、前述のステップＳ６と同様にして、画像認識処理部５４での画像認識で衝突緩衝装置を検出したか否かを判定する。そして、衝突緩衝装置を検出したと判定した場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）には、ステップＳ１５に移る。また、衝突緩衝装置を検出したと判定しなかった場合（ステップＳ１４でＮＯ）には、ステップＳ１８に移る。

ステップＳ１５では、前述のステップＳ７と同様にして、逆走候補がのった道路上の当該逆走候補から所定距離内に高速道路の分岐点が存在するか否かを判定する。そして、分岐点が存在すると判定した場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）には、ステップＳ１８に移る。また、分岐点が存在すると判定しなかった場合（ステップＳ１５でＮＯ）には、ステップＳ１６に移る。

ステップＳ１６では、自車両が逆走状態であると判断し、逆走状態である旨の検出結果を出力し、フローを終了する。また、ステップＳ１６の処理の結果、マップマッチング処理部５３で車両位置として表示すべき位置として特定可能な現在位置候補が存在しなくなった場合には、自車両の現在位置の特定が不可能であることを示すメッセージを表示装置３９に表示させたり、音声出力装置４０から音声出力させたりする構成としてもよい。

ステップＳ１７では、ステップＳ１３と同様にして、順走候補がのっている道路のマッチング確度が所定の閾値以上であるか否かを判定する。そして、マッチング確度が所定の閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）には、ステップＳ１８に移る。また、マッチング確度が所定の閾値以上であると判定しなかった場合（ステップＳ１７でＮＯ）には、ステップＳ１９に移る。

ステップＳ１８では、自車両が順走状態であると判断し、順走状態である旨の検出結果を出力し、フローを終了する。また、ステップＳ１８の処理の結果、マップマッチング処理部５３で車両位置として表示すべき位置として特定可能な現在位置候補が存在しなくなった場合には、自車両の現在位置の特定が不可能であることを示すメッセージを表示装置３９に表示させたり、音声出力装置４０から音声出力させたりする構成としてもよい。

ステップＳ１９では、前述のステップＳ６と同様にして、画像認識処理部５４での画像認識で衝突緩衝装置を検出したか否かを判定する。そして、衝突緩衝装置を検出したと判定した場合（ステップＳ１９でＹＥＳ）には、ステップＳ２０に移る。また、衝突緩衝装置を検出したと判定しなかった場合（ステップＳ１９でＮＯ）には、ステップＳ１８に移る。

ステップＳ２０では、前述のステップＳ７と同様にして、順走候補がのった道路上の当該逆走候補から所定距離内に高速道路の分岐点が存在するか否かを判定する。そして、分岐点が存在すると判定した場合（ステップＳ２０でＹＥＳ）には、ステップＳ１８に移る。また、分岐点が存在すると判定しなかった場合（ステップＳ２０でＮＯ）には、ステップＳ１６に移る。

なお、マップマッチング処理部５３で抽出した現在位置候補が１つであった場合に、逆走候補判別処理の結果に従って自車両が逆走状態であるか否かの判断を行う構成としてもよい。つまり、逆走候補判別処理で現在位置候補が逆走候補であると判別した場合には、自車両が逆走状態であると判断し、逆走候補判別処理で現在位置候補が順走候補であると判別した場合には、自車両が逆走状態でないと判断する構成としてもよい。

また、前述のステップＳ３のように複数の現在位置候補の全てについて逆走状態に該当する場合や前述のステップＳ５のように複数の現在位置候補の全てについて順走状態に該当する場合であっても、図６のフローのようにして、現在位置候補がのっている道路のマッチング確度と画像認識での衝突緩衝装置の検出結果とをもとに、自車両が逆走状態であるか否かの判断を行う構成としてもよい。

ここで、本実施形態の構成における作用効果について、具体的に図７〜図９を用いて説明を行う。図７〜図９は、本実施形態の構成における作用効果を説明するための模式図である。なお、図中のＡが衝突緩衝装置、Ｂが現在位置候補、Ｃが実際の自車両の位置、Ｄが分岐点を表しており、方形の破線枠で囲った部分の矢印が一歩通行属性を表している。

本実施形態の構成によれば、図７に示すように、現在位置候補として逆走候補しかないが、実際の自車両は順走状態の場合に、分岐点に特有な衝突緩衝装置を画像認識処理部５４での画像認識によって検出していないことをもとに、自車両が逆走状態でないことを判断できるので、逆走の誤判断を防ぐことができる。

また、図８に示すように、実際の自車両は逆走状態であるが、現在位置候補として逆走候補と順走候補との両方が存在して自車両が逆走状態であると断定しにくい状況において、分岐点に特有な衝突緩衝装置を画像認識処理部５４での画像認識で検出したことをもとに、自車両が逆走状態であると判断できるので、高速道路における車両の逆走をより正確に判断することが可能になる。

このように、本実施形態の構成では、分岐点に特有な衝突緩衝装置を画像認識処理部５４での画像認識で検出するため、当該衝突緩衝装置を画像認識で検出するだけで、順走状態で衝突緩衝物に自車両が接近する場合に見える側である順走側か逆走状態で衝突緩衝物に自車両が接近する場合に見える側かを特定しなくても、逆走状態の判断に利用することが可能な利点がある。

さらに、本実施形態では、図９に示すように、現在位置候補として逆走候補と順走候補との両方が存在するが、実際の自車両は順走状態であり、分岐点に特有な衝突緩衝装置を画像認識処理部５４での画像認識で検出している場合にも、現在位置候補から所定距離内に高速道路の分岐点が存在すると判定した場合には、車両が逆走状態でないと判断する。よって、分岐点を順走状態で通過するときに分岐点に特有な衝突緩衝装置を検出したことをもとに、自車両が逆走状態であると誤って判断されてしまう事態を回避できるので、高速道路における車両の逆走をさらに正確に判断することが可能になる。

また、本実施形態の構成によれば、車両位置として表示すべき位置を特定する前の現在位置候補と画像認識処理部５４での衝突緩衝装置の検出結果とをもとに逆走状態を判断するので、車両位置として表示すべき位置を特定した後に逆走状態を判断する構成に比べて、逆走の警告を迅速に行うことができる。

さらに、本実施形態の構成によれば、１つしかない現在位置候補について車両が逆走状態であると判別される場合であっても、現在位置候補のマッチング確度が所定の閾値以下であって、逆走候補判別手段の判別の精度が低い可能性がある場合には、分岐点に特有な構造物を検出しなかったことをもとに、逆走状態について誤った判断がなされないようにすることができる。

また、本実施形態では、分岐点に特有な構造物として衝突緩衝装置を画像認識で検出する構成を示したが、必ずしもこれに限らず、分岐点に特有な構造物であれば他の構造物を画像認識で検出する構成としてもよい。

なお、本実施形態では、衝突緩衝装置を前述の順走側か逆走側かを特定せずに画像認識で検出する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、衝突緩衝装置を順走側か逆走側かを特定して画像認識で検出する構成としてもよい。この場合には、前述した画像認識用の辞書として、順走側の衝突緩衝装置の複数の画像例（例えば正面から撮像された画像）をもとに学習した辞書（以下、順走特定用辞書）と逆走側の衝突緩衝装置の複数の画像例（例えば斜め後方から撮像された画像）をもとに学習した辞書（以下、逆走特定用辞書）とをそれぞれ用いて画像認識を行う構成とすればよい。

そして、衝突緩衝装置を順走側か逆走側かを特定して画像認識で検出した結果をもとに、順走側を検出した場合には順走状態との判断の補強や決定を行う一方、逆走側を検出した場合には逆走状態との判断の補強や決定を行う構成とすればよい。これによれば、さらに精度よく、逆走状態か順走状態かの判断を行うことが可能になる。

一例としては、進入路と退出路とが接近したサービスエリアやパーキングエリアの進入路から逆走して高速道路本線に合流する場合のように、現在位置候補から前述の所定距離内に高速道路の分岐点が存在すると判定されるが、自車両が実際は逆走状態である場合にも、衝突緩衝装置を逆走側と特定して検出したことをもとに、逆走状態と正確に判断することが可能になる。

また、現在位置候補のマッチング確度が所定の閾値以下であって、逆走候補判別手段の判別の精度が低い可能性がある場合であっても、衝突緩衝装置を順走側と特定して検出したか逆走側と特定して検出したかの検出結果を用いて、少なくとも逆走状態なのか順走状態なのかの判断をより補強することができる。

なお、前述の順走特定用辞書や逆走特定用辞書を自車両外部のセンタに蓄積しておき、ＤＣＭ等の通信装置を介してナビゲーション装置３がセンタから順走特定用辞書や逆走特定用辞書を取得し、画像認識処理部５４での画像認識に用いる構成としてもよい。

また、より好ましくは、高速道路の分岐点ごとに、その位置情報（例えばノード座標）と、上下線の全ての衝突緩衝装置の順走特定用辞書および逆走特定用辞書とを紐付けて上記センタに蓄積しておき、自車両が当該分岐点に接近した場合に、ＤＣＭ等の通信装置を介してナビゲーション装置３がセンタから対象とする分岐点に対応する順走特定用辞書および逆走特定用辞書を取得し、この順走特定用辞書および逆走特定用辞書を用いて、フロントカメラ１で撮像した画像について画像認識を行う構成とすればよい。

これによれば、順走特定用辞書および逆走特定用辞書を、高速道路の分岐点ごとに、上下線の全ての衝突緩衝装置について用意するので、順走側か逆走側かの特定をさらに精度よく行うことができ、逆走状態か順走状態かの判断をさらに正確に行うことが可能になる。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ フロントカメラ（撮像手段）、２ 車両制御装置、３ ナビゲーション装置、３１ 位置検出器（位置方向検出手段）、３２ ジャイロスコープ、３３ 加速度センサ、３４ 車輪速センサ（距離検出手段）、３５ ＧＰＳ受信機、３６ 地図データ入力器、３７ 記憶媒体（地図データ記憶手段）、３８ 外部メモリ、３９ 表示装置、４０ 音声出力装置、４１ 操作スイッチ群、４２ リモコン、４３ リモコンセンサ、４４ 制御装置、５１ 位置方向情報取得処理部、５２ 地図データ取得処理部、５３ マップマッチング処理部（候補抽出手段、マッチング確度算出手段、位置特定手段）、５４ 画像認識処理部（画像認識手段）、５５ 逆走検出処理部（逆走候補判別手段、逆走判断手段）、５６ 警告通知処理部、５７ 表示制御処理部、５８ 音声出力制御処理部、５９ 車両制御処理部、１００ 逆走検出装置（車両用運転支援装置）

Claims (8)

1. 車両に搭載され、
   前記車両の現在位置および進行方向を逐次検出する位置方向検出手段と、
   一方通行属性のデータおよび高速道路上の分岐点の情報を備えた道路データを少なくとも含む地図データを記憶している地図データ記憶手段と、
   前記位置方向検出手段が検出した前記車両の現在位置および進行方向と前記地図データ記憶手段に記憶された地図データとをもとに、前記車両の走行軌跡を道路上にマッチングさせ、地図上の道路における前記車両の現在位置の候補である現在位置候補を抽出する候補抽出手段と、
   前記候補抽出手段で抽出した現在位置候補をもとに、地図上の道路における前記車両の現在位置を特定する位置特定手段とを備える車両用運転支援装置であって、
   前記車両の前方を逐次撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段で撮像した画像から、高速道路上の分岐点と合流点とのうちの分岐点に特有な構造物を画像認識によって検出する画像認識手段と、
   前記候補抽出手段で抽出した現在位置候補、前記位置方向検出手段で検出した前記車両の進行方向、および前記一方通行属性のデータを備えた道路データをもとに、当該現在位置候補について、当該現在位置候補を前記車両が走行中とした場合に逆走状態に該当するか否かを判別する逆走候補判別手段と、
   前記候補抽出手段で抽出した現在位置候補が複数であった場合に、前記逆走候補判別手段での判別結果と前記画像認識手段での検出結果とをもとに、前記車両が逆走状態であるか否かを判断する逆走判断手段とを備え、
   前記画像認識手段は、前記分岐点に特有な構造物について、順走状態で前記構造物に前記車両が接近する場合に見える側である順走側と逆走状態で前記構造物に前記車両が接近する場合に見える側である逆走側とのうちのいずれであるかを、画像認識によって特定して検出するものであり、
   前記逆走判断手段は、
   前記複数の現在位置候補について、前記逆走候補判別手段で前記車両が逆走状態であると判別される現在位置候補と前記車両が逆走状態でないと判別される現在位置候補との両方が存在する場合であって、且つ、前記画像認識手段で前記構造物を検出した場合に、
   当該道路データをもとに、各現在位置候補がある道路上の当該現在位置候補から所定距離内に高速道路の分岐点が存在するか否かを判定し、当該現在位置候補から所定距離内に高速道路の分岐点が存在すると判定した場合であって、且つ、前記画像認識手段で前記構造物の順走側を画像認識によって検出した場合には、前記車両が逆走状態であると判断せず、当該現在位置候補から所定距離内に高速道路の分岐点が存在すると判定した場合であって、且つ、前記画像認識手段で前記構造物の逆走側を画像認識によって検出した場合には、前記車両が逆走状態であると判断し、
   前記複数の現在位置候補について、前記逆走候補判別手段で前記車両が逆走状態であると判別される現在位置候補と前記車両が逆走状態でないと判別される現在位置候補との両方が存在すること、且つ、前記画像認識手段で前記構造物を検出しなかったことをもとに、前記車両が逆走状態であると判断しないことを特徴とする車両用運転支援装置。
2. 請求項１において、
   前記逆走判断手段は、
   前記複数の現在位置候補について、前記逆走候補判別手段で前記車両が逆走状態であると判別される現在位置候補と前記車両が逆走状態でないと判別される現在位置候補との両方が存在する場合であって、且つ、前記画像認識手段で前記構造物を検出した場合であって、前記現在位置候補から所定距離内に高速道路の分岐点が存在しないと判定した場合には、前記車両が逆走状態であると判断することを特徴とする車両用運転支援装置。
3. 請求項１または２において、
   前記逆走判断手段は、
   所定の時間を遡った範囲内において前記画像認識手段で前記構造物を検出していたか否かを判定して、肯定判定した場合には、前記画像認識手段で前記構造物を検出したものとし、否定判定した場合には、前記画像認識手段で前記構造物を検出しなかったものとすることを特徴とする車両用運転支援装置。
4. 請求項１または２において、
   前記車両の移動距離を検出する距離検出手段を備え、
   前記逆走判断手段は、
   前記距離検出手段で検出した前記車両の移動距離をもとに、所定の移動距離分を遡った範囲内において前記画像認識手段で前記構造物を検出していたか否かを判定して、肯定判定した場合には、前記画像認識手段で前記構造物を検出したものとし、否定判定した場合には、前記画像認識手段で前記構造物を検出しなかったものとすることを特徴とする車両用運転支援装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   前記逆走判断手段は、
   前記複数の現在位置候補の全てについて、前記逆走候補判別手段で前記車両が逆走状態であると判別された場合であっても、前記画像認識手段で前記構造物を検出しなかった場合には、前記車両が逆走状態であると判断しないことを特徴とする車両用運転支援装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   前記逆走判断手段は、
   前記複数の現在位置候補の全てについて、前記逆走候補判別手段で前記車両が逆走状態でないと判別された場合には、前記車両が逆走状態であると判断しないことを特徴とする車両用運転支援装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項において、
   前記候補抽出手段でのマッチングの確かさを示す指標であるマッチング確度を算出するマッチング確度算出手段を備え、
   前記逆走判断手段は、前記逆走候補判別手段での判別結果と前記画像認識手段での検出結果とに加え、前記マッチング確度算出手段での算出結果をもとに、前記車両が逆走状態であるか否かを判断するものであって、
   前記逆走判断手段は、前記候補抽出手段で抽出した現在位置候補が１つであり、当該現在位置候補について、前記逆走候補判別手段で前記車両が逆走状態であると判別される場合であっても、前記画像認識手段で前記構造物を検出しなかった場合であって、且つ、前記マッチング確度算出手段での算出したマッチング確度が所定の閾値以下であった場合には、前記車両が逆走状態であると判断しないことを特徴とする車両用運転支援装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項において、
   前記分岐点に特有な構造物は、高速道路上の分岐点に設けられる衝突緩衝装置であることを特徴とする車両用運転支援装置。