CN1880916A

CN1880916A - 车辆的现在地信息管理装置

Info

Publication number: CN1880916A
Application number: CNA2006100057912A
Authority: CN
Inventors: 森田英明; 莲沼信; 大桥裕介; 中村元裕
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-01-06
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2006-12-20
Also published as: US20070021912A1; JP2006189325A

Abstract

一种车辆的现在地信息管理装置，利用推测行驶线检测车辆的现在地，对车辆的现在地信息进行管理，利用上述推测行驶线累积计算左右方向的移动量，然后比较此移动量与道路的车道宽度以检测现在地信息的车道移动，通过由现在地检测机构利用推测行驶线检测车辆的现在地，由车道移动检测机构检测车道移动，由现在地信息管理机构对包含车道位置的车辆的现在地信息进行管理。这样，能够利用推测行驶线简便地同时检测车辆的现在位置、车道移动、及车道内位置，并能够以高精度识别车辆的现在地。

Description

车辆的现在地信息管理装置

技术领域

本发明涉及一种利用推测行驶线检测出车辆的现在地并对现在地信息进行管理的车辆的现在地信息管理装置。

背景技术

在随着到目的地的路线进行引导的导航装置中，检测车辆的现在地并显示现在地周边的地图，然后进行沿交叉点及路线的特征物的引导。在此时的现在地检测中，进行利用了车速及G(加速度)、陀螺、GPS等各种传感器数据的推测行驶线所得的推测轨迹与地图数据所得的道路之间的拟合。

在进行左右转弯的引导交叉点的引导中，特别是当多个交叉点邻近并连续出现的情况，如果现在地检测的精度低，由于路线的引导中与现在地之间的误差，结果将引导交叉点之前的经过交叉点、或者下一个交叉点错认成引导交叉点而进行左右转弯，容易产生驶离路线所引起的麻烦。作为这种情况的一个对策，提出了如下方案：当接近路线中的交叉点时，不仅显示“直行”、“右转”、“左转”等箭头的引导，还显示包含经过交叉点的多个交叉点中的各行车线信息，以解除使用者的不安(例如，参照专利文献1、2)。

在过去的导航装置中，由于通过推测行驶线与地图拟合识别现在位置，所以当在道路上连续行驶就会累积误差，即使配合GPS也难以将10m左右的误差进一步降低，在引导交叉点的左右转弯时基于此引导交叉点的位置清除累积误差。也就是说，如果对到进行左右转弯的引导交叉点之前的误差不进行清除，而是让其累积，在引导交叉点的误差就会最大。

还有，在路线的引导中，由于在识别已左右转过引导交叉点以后、进行此后的路线的引导，所以确认引导交叉点的左右转弯需要花费时间，故会发生延误此后的路线引导的切换。并且，在设有多条车道的道路上，如果在引导交叉点的左右转弯后暂时不行驶，就无法识别行驶在哪条车道上。

专利文献1：JP特开2000-251197号公报；

专利文献2：JP特开2003-240581号公报。

发明内容

本发明着眼于解决上述课题，能够利用推测行驶线简便地同时检测车辆的现在位置、车道移动及车道内位置，并能够以高精度识别车辆的现在地。

为此，本发明提供一种车辆的现在地信息管理装置，具备：存储地图数据的存储机构；利用推测行驶线检测车辆的现在地的现在地检测机构；管理车辆的现在地信息的现在地信息管理机构；利用所述推测行驶线累积计算左右方向的移动量的移动量累积计算机构；和车道移动检测机构，其比较由所述移动量累积计算机构累积计算出的移动量与已存储在所述存储机构中的道路的车道宽度，检测所述现在地信息的车道移动；由所述现在地检测机构利用推测行驶线检测车辆的现在地，由所述车道移动检测机构检测车道移动，并且由所述现在地信息管理机构对包含车道位置的车辆的现在地信息进行管理。

本发明还提供另一种车辆的现在地信息管理装置，具备：利用推测行驶线检测车辆的现在地的现在地检测机构；管理车辆的现在地信息的现在地信息管理机构；利用所述推测行驶线累积计算左右方向的移动量的移动量累积计算机构；和车道移动检测机构，其基于所述现在地信息管理机构的现在地信息取得道路的车道宽度，比较由所述移动量累积计算机构累积计算出的移动量与所述车道宽度，检测所述现在地信息的车道移动；由所述现在地检测机构利用推测行驶线检测车辆的现在地，由所述车道移动检测机构检测车道移动，并且由所述现在地信息管理机构对包含车道位置的车辆的现在地信息进行管理。

所述现在地检测机构通过利用推测行驶线取得的推测轨迹与地图之间的地图拟合，检测车辆的现在地；所述现在地信息管理机构根据由所述车道移动检测机构检测出的车道移动，修正由所述现在地检测机构检测出的现在地；车道移动检测机构比较由所述移动量累积计算机构累积计算出的移动量与所述车道宽度，检测所述现在地信息的车道内位置。

根据本发明，由于通过累积计算左右方向的移动量检测车道移动，故能够利用推测行驶线管理包含车道位置的车辆的现在地信息，并且即使没有使用了摄像机的图像识别机构，也能够简便地伴随车道移动检测新的车道位置，并基于车辆的现在地信息进行含有行驶车道的行驶引导。还有，由于比较左右方向的移动量与车道宽度，所以能够检测出车辆的车道内位置、车道数的变化。

附图说明

图1是表示本发明涉及的车辆的现在地信息管理装置的实施方式的示意图。

图2是表示宏观拟合处理部的构成例的示意图。

图3是表示推测行驶线处理部的构成例的示意图。

图4是说明数据库的构成例的示意图。

图5是说明利用地物判定所进行的微观拟合处理的例的示意图。

图6是说明利用车道判定所进行的微观拟合处理的例的示意图。

图7是说明各种地物及交通路标的例的图。

图8是说明车道位置、车道内位置、跨越状态的判定的示意图。

图9是说明利用了推测轨迹的车道位置、车道内位置、跨越状态的判定例的示意图。

图10是说明利用了光信标的车道位置、车道内位置、跨越状态的判定例的示意图。

图11是说明车道位置修正处理的例的示意图。

图12是说明狭窄角度分岔的移动方向判定例的示意图。

图中：1-微观拟合处理部，2-宏观拟合处理部，3-推测行驶线处理部，4-现在地管理部，5-车辆控制装置，6-车辆信息处理装置，7-数据库，8-图像识别装置，9-驾驶员输入信息管理部，11-位置比照&修正部，12-地物判定部，13-微观拟合结果部，14-车道判定部。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施方式。图1表示本发明的车辆现在地信息管理装置的实施方式。在图中，1是微观拟合处理部，2是宏观拟合处理部，3是推测行驶线处理部，4是现在地管理部，5是车辆控制装置，6是车辆信息处理装置，7是数据库，8是图像识别装置，9是驾驶员输入信息管理部，11是位置比照和修正部，12是地物判断部，13是微观拟合结果部，14是车道判断部。

在图1中，推测行驶线处理部3，用车速、G(加速度)、陀螺仪、GPS等各种传感器数据计算车辆的方位和距离，求出推测轨迹，是推测现在自车位置的模块，其将推测轨迹、以及各种传感器信息作为推测信息进行管理，并送到现在地管理部4。这样求出的自车位置，是直接使用车速、G、陀螺仪、GPS等各种传感器数据求出推测轨迹，而不是和地图数据进行拟合求出的，所以和地图数据上的道路不一致。

宏观拟合处理部2，是将在推测行驶线处理部3求出的原来的推测轨迹和使用数据库7的道路地图的地图拟合处理作为基础，再加上使用新的设备信息、数据库信息等，更正确的管理在什么道路内行驶的模块。它将道路内/道路外(road on/off：是否在道路内)、道路类别、区域信息、自信度(根据更新时间判断的信息的新鲜度、可靠度、准确度、真实度)、拟合道路、坐标、路线上/路线外(root on/off：是否在路线上)等信息作为宏观信息管理并送给现在地管理部4。

微观拟合处理部1，是管理窄区域内详细的自车位置的模块，主要根据图像识别进行地物判断，再根据图像识别、驾驶员输入信息、光信标信息，推测信息进行车道判断，用地物判断和车道判断的结果进行位置比照，修正在宏观信息中的现在位置，同时将微观拟合结果的全部车道数、自车道位置、车道内位置作为微观信息生成管理，并送给现在地管理部4。

在地物信息中，包含有属于道路的各种组成物，例如，信号，人行桥，道路标识，路灯，电线杆柱，栏杆，路肩/人行道台阶，中央隔离带，道路内的井盖(manhole)，交通路标(paint)(人行横道线，自行车横道线，停车线，左右转弯线/直行，车道线，中央线等在地上涂绘的交通路标)。在地物信息中，将地物类别，地物位置，其更新时间和信息本身的可靠性等作为自信度(根据更新时间判断的信息的新鲜度、可靠度、准确度、真实度)，如果作为图像识别结果，地物被识别时，根据该地物位置可对现在位置进行高精度修正。

现在地管理部4，管理在微观拟合处理部1得到的微观信息、从宏观拟合处理部2得到的宏观信息、从推测行驶线处理部3得到的推测信息，将这些信息适当地送到微观拟合处理部1、宏观拟合处理部2，同时由宏观信息和微观信息生成现在地信息，送到车辆控制装置5、车辆信息处理装置6中。

车辆控制装置5，是根据从现在地管理部4得到的现在地信息进行转弯制动控制或者速度控制等车辆行驶控制的部件。车辆信息处理装置6，是引导路径的导航装置或者是VICS的其他应用装置，其根据从现在地管理部4得到的现在地信息进行到目的地为止对各个交叉点，特征物等的引导。数据库7是储存了各种道路数据，和属于各道路的地物类别、地物位置、自信度有关的数据。

图像识别装置8，用照相机拍取车辆行驶前方的图像，识别道路内的交通路标信息，将识别的车道数，自车道位置，车道内位置，车道增减数，车道增减方向，路肩信息，跨越状态，交通路标信息，自信度作为事件送到微观拟合处理部1。再根据来自微观拟合处理部1的请求对被指定的地物进行识别处理，将识别结果，地物类别，地物位置，自信度等送到微观拟合处理部1。

驾驶员输入信息管理部9，用转向传感器检测随着驾驶员的方向盘操作的转向角，用方向指示器检测右左转指示，将转向信息，转向指示灯信息作为事件送到微观拟合处理部1。

进一步详细说明微观拟合处理部1，宏观拟合处理部2，推测行驶线处理部3。图2表示宏观拟合处理部的组成例，图3表示推测行驶线处理部的组成例。

微观拟合处理部1，如图1所示，带有位置比照及修正部11，地物判断部12，微观拟合结果部13，车道判断部14。地物判断部12，根据宏观信息的现在位置，从数据库7中检索地物，根据地物类别，地物位置，自信度，用图像识别装置8进行该地物图像识别，根据从图像识别装置8得到的识别结果、地物类别、地物位置、自信度确定到地物的距离。车道判断部14，根据车辆信息处理装置6的光信标信息、现在地管理部4的推测信息、从驾驶员输入信息管理部9得到的转向信息和转向指示灯信息的事件、从图像识别装置8得到的识别车道数、其中的自车道位置、车道内位置(在车道内靠左还是靠右)、车道增减数、车道增减方向、路肩信息(有或无)、跨越状态(是否跨越车道/白线等)、交通路标信息(直行或左右转，人行横道，自行车横道等)、以及自信度的事件确定自车的车道位置和在车道内的位置。并将该判断结果送到位置比照及修正部11和微观处理拟合结果部13。

位置比照及修正部11，将从地物判断得到的地物判断部12的地物识别信息，还有从车道判断得到的车道判断部14的车道位置、车道内位置，和宏观信息的现在位置进行位置比照，如果不一致，用根据地物识别信息算出的现在位置修正宏观信息的现在位置。微观拟合结果部13，将车道判断得到的车道判断部14的全部车道数、车道位置、车道内位置、自信度等微观信息送到现在地管理部4。

例如，因为作为地物得到井盖的识别信息时，从该识别信息中确定井盖的位置，到那里的距离，通过比较从该距离求出在行驶方向上自车的现在位置和宏观信息中的现在位置，在出现不一致的情况时，可以修正宏观信息的现在位置。另外，不是在行驶方向，即使在道路宽度方向上，因井盖的位置靠左右、中央等任一种情况，使自车的现在位置和宏观信息中的现在位置的比较中有不一致的情况时，都可以修正宏观信息的现在位置。

同样根据车道判断，例如行驶在2条车道的道路内时，判断自车位置在靠路肩的车道，在车道内的位置是从车道中心已向右偏离移动，又已向中央线侧的车道移动时，比较自车现在位置和宏观信息的现在位置，发现不一致时，也可以修正宏观信息的现在位置。还有，当车道数有变化，例如在右侧新增右转车道，或者车道数由3减到2，或者由2减到1时，进行位置的一致性判断，可以修正宏观信息的现在位置。

宏观拟合处理部2，如图2所示，带有宏观拟合结果部21、微观位置修正反映部22、道路判断部23、宏观形状比较部24。宏观形状比较部24，将根据在现在地管理部4管理的推测信息的推测轨迹和根据数据库7中的道路信息、自信度得到的地图道路形状进行比较，进行地图拟合。道路判断部23，判断现在位置在道路内/道路外，进行现在位置的道路判断。微观位置修正反映部22，将根据微观拟合处理部1对宏观信息的现在位置修正信息反映在宏观形状比较部24的现在位置，道路判断部23的现在位置中。宏观拟合结果部21，根据道路判断部23的道路判断，将坐标、道路类别、区域信息、在道路内/道路外、拟合道路、在路线上/路线外、自信度作为宏观信息送给现在地管理部4。

推测行驶线处理部3，如图3所示，带有推测行驶线结果部31、推测轨迹生成部32、学习部33、修正部34。它从车速传感器51、G传感器52、陀螺仪53以及GPS54中分别取得信息，生成推测轨迹，并将其和各种传感器信息同时作为推测信息送给现在地管理部4。学习部33，学习关于各个传感器的灵敏度和系数，修正部34，修正传感器的误差。推测轨迹生成部32，根据各个传感器数据生成车辆的推测轨迹，推测行驶线结果部31，将生成的推测行驶线结果的推测轨迹和各种传感器信息作为推测信息送给现在地管理部4。

图4表示了数据库结构的说明图，图5表示了根据地物判断进行微观拟合处理的说明图，图6表示了根据车道判断进行微观拟合处理的说明图，图7表示了各种地物或交通路标的说明图，图8表示了判断车道位置、在车道内位置、跨越状态的说明图。

在数据库中，储存了引导道路数据文件。引导道路数据文件，如图4(A)所示，对于在路线探索中探索到的路线的道路数n的每一条，由道路号码、长度、道路属性数据、形状数据的地址、大小以及引导数据的地址、大小的各个数据组成，储存了对在路线探索时得到的路线进行引导时必要的各种数据。

形状数据如图4(B)所示，其带有对于用多个节点分割各条道路时形成的节点数m的每一个，由东经、北纬组成的坐标数据。引导数据如图4(C)所示，由交叉点(或者分叉点)名称、注意点数据、道路名称数据、道路名称语音数据的地址、大小、行驶目的地数据的地址、大小以及地物数据的地址、大小等各种数据组成。

其中，例如行驶目的地数据，由行驶目的地的道路号码、行驶目的地名称、行驶目的地名称语音的地址、大小以及行驶目的地的方向数据、行驶引导数据组成。在行驶目的地数据中，行驶目的地方向数据表示无效(不使用行驶目的地方向数据)、不要(不做引导)、直行、右方向、斜右方向、右掉头方向、左方向、斜左方向、左掉头方向的信息。

地物数据如图4(D)所示，由对于各条道路的地物数k的每一个的地物号码、地物类别、地物位置、地物识别数据的地址以及大小组成。地物识别数据如图4(E)所示，是识别每个地物必要的数据，例如形状或者大小、高度、颜色、距链路端点(道路端点)的距离等。

道路号码，按分叉点之间的每条道路的方向(去路和回路)设定。道路属性数据，是道路引导的辅助信息数据，表示该道路是否是高架，高架的宽度，是否是地下道，地下道的宽度等组成的高架/地下道的信息以及车道数的信息。道路名称数据，表示关于高速道路、城市高速道路、收费道路、一般道路(国道，县道及其他)的道路类别信息的数据，和对于高速道路、城市高速道路、收费道路，是否是主线、出入道信息的数据。再有，道路类别数据由按道路类别分类的每种形成的各个号码数据的类别分类内号码组成。

根据地物判断的微观拟合处理，如图5所示首先，取得宏观信息的现在位置(步骤S11)，用该现在位置检索数据库，取得地物识别数据(步骤S12)。判断是否有作为识别对象的地物(步骤S13)。如果没有作为识别对象的地物则回到步骤S11，重复同样处理，如果有作为识别对象的地物则用图像识别装置8进行地物图像识别(步骤S14)。

等待从图像识别装置8得到识别结果(步骤S15)，对根据地物识别信息得到的现在位置和宏观信息的现在位置进行比照(步骤S16)。如果从地物识别信息中得到的现在位置和宏观信息中的现在位置一致时，就直接退回步骤S11再重复进行同样的处理，如果和宏观信息中的现在位置不一致时，用根据从地物识别信息中得到的现在位置修正宏观信息中的现在位置。

车道判断的微观拟合处理，如图6所示，从驾驶员输入信息管理部9的事件输入，或者当从图像识别装置8有事件输入时(步骤S21)，则从图像识别结果和驾驶员输入数据信息中确定车道位置和车道内的位置(步骤S22)，将微观拟合结果的全车道数、车道位置、车道内位置、自信度作为微观信息送出去(步骤S23)。然后，将车道位置、车道内位置和宏观信息中的现在位置进行比照(步骤S24)，判断车道位置、车道内位置和宏观信息中的现在位置是否一致(步骤S25)。如果车道位置、车道内位置和宏观信息中的现在位置一致，退回到步骤S21再重复进行同样的处理，不一致时，根据车道位置、车道内位置修正宏观信息中的现在位置(步骤S26)。

各种地物或者交通路标，如图7所示，有井盖(一)，车道线(二、三)，中央隔离带或者中心线(四)、停止线(五)、人行道台阶(六)、道路标识(七)、信号机(八)等。这些地物，可以根据图像的形状来识别，由被识别的位置求出现在位置。地物或者交通路标等被识别的位置，可以在用虚线表示的网格分割该画面时识别该图像在哪个网格的位置，或者可以根据作为目标的地物、交通路标等的视场角确定。还有，车道位置、车道内位置、跨越状态，如图8所示，可以根据车道线(白线)a，中心线b、路肩c在图像上的最低点的位置来判断。

图9表示利用推测轨迹判断车道位置、在车道内位置、跨越状态的例的说明图，图10表示利用光信标判断车道位置、在车道内位置、跨越状态的例的说明图，图11表示说明车道位置修正处理的例的图，图12表示说明狭窄角度分岔的移动方向判定例的示意图。

即使不能利用图像识别装置8的情况下，在车道位置、在车道内位置、跨越状态的判断中，也可以利用推测轨迹或者光信标。利用推测轨迹时，如图9所示，在现在地管理部4监视推测信息(轨迹或者左右移动量)，例如可以累积在车道宽度方向的移动量并和车道宽比较，如果移动量达到车道宽度时进行车道移动的判断，以1/2进行跨越状态的判断。另外，也可以加上在车道内位置向右或者向左偏离的修正。

因为关于车道的信息包括在光信标中，所以在如图10所示利用光信标时，无论有无照相机、图像识别装置都可以利用，而且，因为用图像识别有时不能把握全车道数，所以光信标的信息优先。还有，最后的车道判断结果，是结合现判断车道位置和光信标信息的两种信息来判断，如果这两种信息不一致时，可以用例如降低自信度来对应。

车道位置修正处理首先如图11所示，在取得车道宽度之后(步骤S31)，通过取得车辆移动量(步骤S32)，抽出左右方向成分(步骤S33)，并对左右方向成分进行累积计算(步骤S34)。还有，进行此左右方向成分的累积计算量是否在车道宽度以上的判定(步骤S35)，假如累积计算量在车道宽度以上则进行车道移动的判断(步骤S36)。在步骤S35的处理中假如累积计算量不在车道宽度以上则返回步骤S32的处理并重复进行同样的处理。

车道移动的判定也能够利用在狭小角度分岔的移动方向判定中，在接近狭小角度分岔时设定成为基准的车道，并能够通过识别此车道的移动方向来把握自车的行驶道路。在例如图12所示的以左侧的白线为目标物时，按照由一边把握与左右车道之间的距离(步骤1)→一边伴随向左行驶拉开与右车道之间的距离(步骤2)→检测车道跨越(步骤3)构成的步骤进行狭小角度分岔的判定。另外，进行关于标识以及警告灯的识别、移动方向的判定也可以同样进行。

另外，本发明并不仅限于上述实施方式，可以进行各种变形。例如在上述实施方式中，虽然累积计算车道的左右方向的移动量以检测车道移动，但是也能够检测出车道内位置以及车道数的增减。

Claims

1、一种车辆的现在地信息管理装置，其特征在于，具备：

存储地图数据的存储机构；

利用推测行驶线检测车辆的现在地的现在地检测机构；

管理车辆的现在地信息的现在地信息管理机构；

利用所述推测行驶线累积计算左右方向的移动量的移动量累积计算机构；和

车道移动检测机构，其比较由所述移动量累积计算机构累积计算出的移动量与已存储在所述存储机构中的道路的车道宽度，检测所述现在地信息的车道移动；

由所述现在地检测机构利用推测行驶线检测车辆的现在地，由所述车道移动检测机构检测车道移动，并且由所述现在地信息管理机构对包含车道位置的车辆的现在地信息进行管理。

2、一种车辆的现在地信息管理装置，其特征在于，具备：

利用推测行驶线检测车辆的现在地的现在地检测机构；

管理车辆的现在地信息的现在地信息管理机构；

车道移动检测机构，其基于所述现在地信息管理机构的现在地信息取得道路的车道宽度，比较由所述移动量累积计算机构累积计算出的移动量与所述车道宽度，检测所述现在地信息的车道移动；

3、根据权利要求1或2所述的车辆的现在地信息管理装置，其特征在于，

所述现在地检测机构通过利用推测行驶线取得的推测轨迹与地图之间的地图拟合，检测车辆的现在地。

4、根据权利要求1或2所述的车辆的现在地信息管理装置，其特征在于，

所述现在地信息管理机构根据由所述车道移动检测机构检测出的车道移动，修正由所述现在地检测机构检测出的现在地。

5、根据权利要求1或2所述的车辆的现在地信息管理装置，其特征在于，

车道移动检测机构比较由所述移动量累积计算机构累积计算出的移动量与所述车道宽度，检测所述现在地信息的车道内位置。