JP2007257299A - 車外認識装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の進行方向に存在する複数の信号機および一時停止標識の認識結果に応じて適切に車両の状態を制御する。
【解決手段】存在位置判定部２３は、道路構造認知部２１により認知された道路構造と、車外認識部２２により検出された検出対象（少なくとも信号機または一時停止標識）とに基づき自車両に対する最も手前位置に存在する検出対象を判定する。存在位置判定部２３は、自車両の進行方向前方の道路形状が直進形状である場合には、複数の検出対象のうち画像データ上の大きさが最大の検出対象を、自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象であると判定し、自車両の進行方向前方の道路形状がカーブ形状である場合には、複数の検出対象のうち画像データ上の相対的に旋回方向の逆側に存在する検出対象を、自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象であると判定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車外認識装置に関する。

従来、例えば白黒カメラの撮影により得られた画像に対して二値化処理等の画像処理を行い、この画像処理後の画像データを構成する画素の明暗に応じたエッジを抽出し、画像データの上部と下部とに、台形状のエッジと三角形状のエッジとが存在する場合に、一時停止標識が撮影されていると判断する車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、例えばカラーカメラの撮影により得られた画像の赤Ｒ、青Ｂ、緑Ｇの色情報を、色相Ｈ、彩度Ｓ、明度Ｉの色属性に変換し、この変換処理後の画像データ内に赤色領域の面積比が所定値以上となる三角形状の基調図形と同等の図形が存在する場合に、この図形の赤色領域が５０％以上であれば一時停止標識であり、５０％未満であれば徐行標識であると判断する装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、従来、例えばカメラの撮影により得られた画像から、各種の交通標識を構成する文字をパターンマッチングにより認識し、この認識結果を車両の乗員に報知する報知装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開平９−１８００９０号公報 特開平９−１８５７０３号公報 特公平４−５２３９号公報

ところで、上記従来技術においては、単に、車載カメラの撮影により得られた画像データから交通標識を検出するだけであるから、例えば交通標識の設置位置や車載カメラの撮影方向等に応じて、複数の交通標識が同一画像上に検出される場合がある。このため、上記従来技術において、例えば検出された交通標識に応じて車両の走行状態を制御する際には、検出された複数の交通標識の何れに応じて制御を実行するかを適切に判定することが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両の進行方向に存在する複数の信号機および一時停止標識の認識結果に応じて車両の状態を適切に制御することが可能な車外認識装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車外認識装置は、車両に設けられ、該車両の進行方向の交差点の存在を認知する交差点認知手段（例えば、実施の形態での道路構造認知部２１）と、前記車両の進行方向の所定領域を撮影する撮影手段（例えば、実施の形態での外界カメラ１３）と、該撮影手段により撮影された画像に基づき前記交差点の信号機および一時停止標識の少なくとも何れかを認識する車外認識手段（例えば、実施の形態での車外認識部２２）とを備える車外認識装置であって、車両の進行方向の前記交差点を含む道路構造を認知する道路構造認知手段（例えば、実施の形態での道路構造認知部２１が兼ねる）と、前記撮影手段により撮影された画像中に複数の少なくとも前記信号機または前記一時停止標識が存在する場合に、前記道路構造認知手段により認知された前記道路構造に基づき前記複数の少なくとも前記信号機または前記一時停止標識の存在順を判定する判定手段（例えば、実施の形態での存在位置判定部２３）とを備えることを特徴としている。

上記の車外認識装置によれば、撮影手段により撮影された画像中に複数の信号機または一時停止標識が存在する場合に、道路構造認知手段により認知された道路構造に基づき複数の信号機または一時停止標識の存在順、つまり車両の進行方向に沿った配置順序を判定することにより、車両に対する適切な走行制御が可能となる。

さらに、請求項２に記載の本発明の車外認識装置では、前記判定手段は、前記撮影手段により撮影された画像中に存在する前記複数の少なくとも前記信号機または前記一時停止標識のうち、何れの前記信号機または前記一時停止標識が車両に最も近接する位置に存在するかを判定することを特徴としている。

上記の車外認識装置によれば、車両に最も近接する位置に存在する信号機または一時停止標識を検知することにより、車両に対する適切な走行制御が可能となる。

さらに、請求項３に記載の本発明の車外認識装置では、前記道路構造認知手段は、道路のカーブと勾配と標高の少なくとも何れかを前記道路構造として認知することを特徴としている。

上記の車外認識装置によれば、道路のカーブと勾配と標高の少なくとも何れかに基づき複数の信号機または一時停止標識の存在順、つまり車両の進行方向に沿った配置順序を精度良く判定することができる。

さらに、請求項４に記載の本発明の車外認識装置では、前記判定手段は、前記道路構造認知手段により認知された前記道路構造に基づき前記複数の少なくとも前記信号機または前記一時停止標識の前記画像上の存在位置を推定することを特徴としている。

上記の車外認識装置によれば、道路構造に基づき複数の信号機または一時停止標識毎の画像上の存在位置を推定することにより、この推定結果と、画像に対する適宜の認識処理とにより、複数の信号機または一時停止標識の検出精度を向上させることができる。

さらに、請求項５に記載の本発明の車外認識装置では、前記判定手段は、前記画像上の前記存在位置を所定の大きさを有する存在領域として設定することを特徴としている。

上記の車外認識装置によれば、道路構造に基づき複数の信号機または一時停止標識毎に対して画像上の存在領域を設定することにより、各存在領域と、画像に対する適宜の認識処理とにより、複数の信号機または一時停止標識の検出精度を向上させることができる。

さらに、請求項６に記載の本発明の車外認識装置では、前記判定手段は、少なくとも前記信号機または前記一時停止標識の全体もしくは所定部分の大きさを認識し、同一の前記存在領域内に前記複数の少なくとも前記信号機または前記一時停止標識が存在する場合に、前記大きさに基づいて前記存在順を判定することを特徴としている。

上記の車外認識装置によれば、複数の信号機または一時停止標識毎の存在領域と、複数の信号機または一時停止標識毎の大きさとに基づいて存在順を判定することにより、例えば複数の存在領域同士間に重複する領域が存在する場合等であっても、判定精度を向上させることができる。

さらに、請求項７に記載の本発明の車外認識装置では、前記判定手段は、少なくとも前記信号機または前記一時停止標識が存在する位置が車両に近接することに伴い、前記存在領域の大きさが増大傾向に変化するように設定することを特徴としている。

上記の車外認識装置によれば、複数の信号機または一時停止標識は、車両に対する相対位置に応じて画像上での大きさが変化することから、設置位置が車両に近接することに伴い、存在領域の大きさを増大傾向に変化させることで、複数の信号機または一時停止標識を適切に検出することができる。

さらに、請求項８に記載の本発明の車外認識装置では、前記判定手段は、前記画像上の前記存在位置を、少なくとも前記信号機または前記一時停止標識の設置高さに基づいて推定することを特徴としている。

上記の車外認識装置によれば、予め、信号機の設置高さ、または、一時停止標識の設置高さを設定しておくことにより、道路構造に基づき複数の信号機または一時停止標識毎の画像上の存在位置を推定する際の推定精度を向上させることができる。

以上説明したように、本発明の車外認識装置によれば、撮影手段の撮影により得られた画像中に複数の信号機または一時停止標識が存在する場合に、車両の進行方向に沿った配置順序を判定することにより、この判定結果に応じて適切に車両の走行状態を制御することができる。
さらに、請求項２に記載の本発明の車外認識装置によれば、車両に最も近接する位置に存在する信号機または一時停止標識に応じて適切に車両の走行状態を制御することができる。
さらに、請求項３に記載の本発明の車外認識装置によれば、道路のカーブと勾配と標高の少なくとも何れかに基づき複数の信号機または一時停止標識の車両の進行方向に沿った配置順序を精度良く判定することができる。

さらに、請求項４に記載の本発明の車外認識装置によれば、複数の信号機または一時停止標識毎の画像上の存在位置と、画像に対する適宜の認識処理とにより、複数の信号機または一時停止標識の検出精度を向上させることができる。
さらに、請求項５に記載の本発明の車外認識装置によれば、複数の信号機または一時停止標識毎の画像上の存在領域と、画像に対する適宜の認識処理とにより、複数の信号機または一時停止標識の検出精度を向上させることができる。

さらに、請求項６に記載の本発明の車外認識装置によれば、複数の信号機または一時停止標識毎の存在領域および大きさに基づいて存在順の判定精度を向上させることができる。
さらに、請求項７に記載の本発明の車外認識装置によれば、複数の信号機または一時停止標識を適切に検出することができる。
さらに、請求項８に記載の本発明の車外認識装置によれば、信号機の設置高さ、または、一時停止標識の設置高さにより、複数の信号機または一時停止標識毎の画像上の存在位置を推定する際の推定精度を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る車外認識装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車外認識装置１を具備する車両制御装置１０は、例えば図１に示すように、ナビゲーション装置１１と、地図データ記憶装置１２と、外界カメラ１３と、自車両状態センサ１４と、制動装置１５と、警報装置１６と、処理装置１７とを備えて構成されている。

ナビゲーション装置１１は、例えば人工衛星を利用して車両の位置を測定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）信号等の測位信号あるいはジャイロセンサおよび加速度センサ等の各検出結果に基づいて自車両の現在位置および進行方向を検知し、この検知結果に基づき、地図データ記憶装置１２に格納された地図データに対してマップマッチングを行い、表示画面上での自車両の現在位置の表示位置を制御すると共に、検出された自車両の現在位置あるいは各種スイッチやキーボード等を介して操作者により入力された適宜の車両位置に対して、表示画面上での地図表示を制御する。

地図データ記憶装置１２は、ナビゲーション装置１１の表示画面上に地図を表示するための地図表示用のデータおよび自車両の現在位置に基づくマップマッチングの処理に必要とされる道路座標データに加えて、経路探索や経路誘導等の処理に必要とされるデータ、例えば交差点等の所定位置の緯度および経度からなる点であるノードと、各ノード間を結ぶ線であるリンクとの各データを地図データとして備えており、さらに、ノードおよびリンクには各種の情報が付加されている。
例えば図２に示すように、自車両Ａの進行方向前方の道路上に交差点が存在する場合、複数のノードＮ１，…，Ｎ４と、各ノードＮ１，…，Ｎ４間を接続するリンクＬ１，Ｌ２，Ｌ３とが設定されている。そして、例えば交差点の位置を示すノードＮ２に対しては、緯度および経度および標高に加えて、信号機の有無や複数の道路の交差角度や形状等の交差点情報が付加され、各リンクＬ１，Ｌ２，Ｌ３には、道路種別（例えば、国道、県道、市道等）、道路幅員情報（例えば、幅員データ等）、道路構造情報（例えば、車線数等）が付加されている。

外界カメラ１３は、例えば可視光領域にて撮影可能なＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等のカメラおよび画像処理部を備えて構成され、例えば車室内に配置されたカメラはフロントウィンドウ越しに自車両の進行方向前方の所定検知範囲の外界（例えば、自車両の走行状態や外界の環境等に応じた所定距離よりも前方の領域であって、自車両の走行路の勾配や曲率等の道路形状に応じて道路標識が存在すると推定される位置周辺の領域等）を所定時間間隔で撮影する。そして、画像処理部は、カメラの撮影により得られた画像に対して、例えばフィルタリング等の所定の画像処理を行い、二次元配列の画素からなる画像データを生成して処理装置１７へ出力する。

自車両状態センサ１４は、自車両の車両情報として、例えば自車両の速度（車速）を検出する車速センサや、ヨー角（車両重心の上下方向軸回りの回転角度）やヨーレート（車両重心の上下方向軸回りの回転角速度）を検出するヨーレートセンサや、操舵角（運転者が入力した操舵角度の方向と大きさ）や操舵角に応じた実舵角（転舵角）を検出する舵角センサや、方向指示器やブレーキのオン／オフ状態を検知する各センサ等を備えて構成されている。

制動装置１５は、例えばブレーキ制御装置等であって、処理装置１７から入力される制御信号に応じて、例えばブレーキ液圧等を制御して自車両に制動力を作用させる。
警報装置１６は、例えば、触覚的伝達装置と、視覚的伝達装置と、聴覚的伝達装置とを備えて構成されている。
触覚的伝達装置は、例えばシートベルト装置や操舵制御装置等であって、処理装置１７から入力される制御信号に応じて、例えばシートベルトに所定の張力を発生させて自車両の乗員が触覚的に知覚可能な締め付け力を作用させたり、例えばステアリングホイールに自車両の運転者が触覚的に知覚可能な振動（ステアリング振動）を発生させることによって、交差点での自車両の停止の必要性を乗員に認識させる。
視覚的伝達装置は、例えば表示装置等であって、処理装置１７から入力される制御信号に応じて、例えば表示装置に所定の警報情報を表示したり、所定の警報灯を点滅させることによって、交差点での自車両の停止の必要性を乗員に認識させる。
聴覚的伝達装置は、例えばスピーカ等であって、処理装置１７から入力される制御信号に応じて所定の警報音や音声等を出力することによって、交差点での自車両の停止の必要性を乗員に認識させる。

処理装置１７は、例えば道路構造認知部２１と、車外認識部２２と、存在位置判定部２３と、走行制御部２４とを備えて構成されている。

道路構造認知部２１は、ナビゲーション装置１１により検出された自車両の現在位置および進行方向と、地図データ記憶装置１２に格納された地図データとに基づき、自車両の進行方向前方の道路構造（例えば、交差点の有無や道路形状やカーブや勾配や標高等）を認知する。
なお、ここで言う「カーブ」とは、いわゆるカーブ形状のみを意味するのではなく、クランク形状等も含むものであり、自車両を基準とした際に、複数の交差点が左右（水平）方向に位置がずれた状態で進行方向に存在するような、換言すれば自車両を基準として複数の交差点が直線状に存在しない状態をも含むものである。
車外認識部２２は、外界カメラ１３から出力される画像データに対して、自車両の進行方向前方の少なくとも信号機または一時停止標識を対象とした認識処理により、少なくとも信号機または一時停止標識を検出する。

存在位置判定部２３は、道路構造認知部２１により認知された道路構造と、車外認識部２２により検出された検出対象（つまり、少なくとも信号機または一時停止標識）とに基づき、自車両に対する最も手前位置に存在する検出対象、あるいは、複数の検出対象が検出された場合における、これらの検出対象の自車両に対する存在順を判定する。

そして、走行制御部２４は、存在位置判定部２３による判定結果に基づき、自車両の走行状態に対する走行支援レベルを設定し、この走行支援レベルに応じて制動装置１５および警報装置１６を作動させる。例えば、走行制御部２４は、自車両状態センサ１４の出力に基づく運転者の減速意志が検出されていない状態で、自車両が一時停止標識の手前の所定の警報位置に到達したときに、停止の実行を促す警報を出力し、さらに、自車両の速度が所定速度以上の状態で所定の減速位置に到達したときに、自動的に自車両を減速させる。

本実施の形態による車外認識装置１は上記構成を備えており、次に、この車外認識装置１の動作、特に、存在位置判定部２３により自車両に対する最も手前位置に存在する信号機または一時停止標識を判定する処理について説明する。

先ず、以下に水平面内での道路形状の変化に基づく判定処理について説明する。
例えば図３に示すステップＳ０１においては、外界カメラ１３から出力される画像データに対して、自車両の進行方向前方の信号機または一時停止標識を対象とした認識処理により、少なくとも信号機または一時停止標識を検出する。

そして、ステップＳ０２においては、複数の検出対象（つまり、複数の少なくとも信号機または一時停止標識）を検出したか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、例えば図４（ａ）に示す画像データＰ１に対する認識処理によって、図４（ｂ）に示すように２つの一時停止標識Ｍ１，Ｍ２を検出した場合には、後述するステップＳ０４に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０３に進み、このステップＳ０３においては、検出した単一の信号機または一時停止標識を、自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象であると判定して、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ０４においては、ナビゲーション装置１１により検出された自車両の現在位置および進行方向と、地図データ記憶装置１２に格納された地図データとに基づき、自車両の進行方向前方の道路構造、例えばカーブ等の道路形状を認知する。
例えば図４（ａ）に示すような道路構造においては、図４（ｃ）に示すように自車両Ａの進行方向前方に、順次、直進路Ｒ１と、第１交差点Ｃ１と、右方向屈曲路Ｒ２と、第２交差点Ｃ２と、直進路Ｒ３とが認知される。

そして、ステップＳ０５においては、自車両の進行方向前方の道路形状が直進形状であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０７に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進み、このステップＳ０６においては、複数の検出対象のうち画像データ上の大きさが最大の検出対象を、自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象であると判定して、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ０７においては、自車両の進行方向前方の道路形状が左カーブ形状であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０８に進み、このステップＳ０８においては、複数の検出対象のうち画像データ上の相対的に右側に存在する検出対象を、自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象であると判定して、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり図４（ｃ）に示すように自車両の進行方向前方の道路形状が右カーブ形状である場合には、ステップＳ０９に進み、このステップＳ０９においては、複数の検出対象のうち画像データ上の相対的に左側に存在する検出対象（例えば、図４（ｄ）に示す一時停止標識Ｍ１）を、自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象であると判定して、一連の処理を終了する。

次に、鉛直方向での道路形状の変化に基づく判定処理について説明する。
例えば図５に示すステップＳ１１においては、外界カメラ１３から出力される画像データに対して、自車両の進行方向前方の信号機または一時停止標識を対象とした認識処理により、少なくとも信号機または一時停止標識を検出する。

そして、ステップＳ１２においては、複数の検出対象（つまり、複数の少なくとも信号機または一時停止標識）を検出したか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、例えば図６（ａ）または図７（ａ）に示す各画像データＰ２，Ｐ３に対する認識処理によって、図６（ｂ）または図７（ｂ）に示すように２つの一時停止標識Ｍ１，Ｍ２を検出した場合には、後述するステップＳ１４に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１３に進み、このステップＳ１３においては、検出した単一の信号機または一時停止標識を、自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象であると判定して、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ１４においては、ナビゲーション装置１１により検出された自車両の現在位置および進行方向と、地図データ記憶装置１２に格納された地図データとに基づき、自車両の進行方向前方の道路構造、例えば勾配や標高等の道路形状を認知する。
例えば図６（ａ）に示すような道路構造においては、図６（ｃ），（ｄ）に示すように自車両Ａの進行方向前方に、順次、下り勾配の直進路Ｒ１と、第１交差点Ｃ１と、上り勾配の直進路Ｒ２と、第２交差点Ｃ２と、上り勾配の直進路Ｒ３とが認知される。
また、例えば図７（ａ）に示すような道路構造においては、図７（ｃ），（ｄ）に示すように自車両Ａの進行方向前方に、順次、平坦な直進路Ｒ１と、第１交差点Ｃ１と、平坦な直進路Ｒ２と、第２交差点Ｃ２と、平坦な直進路Ｒ３とが認知される。

そして、ステップＳ１５においては、自車両の進行方向前方の道路形状が上り勾配であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１７に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、例えば図６（ｃ），（ｄ）に示すように自車両の進行方向前方において第１交差点Ｃ１以降の道路形状が上り勾配である場合には、ステップＳ１６に進み、このステップＳ１６においては、複数の検出対象のうち画像データ上の相対的に鉛直方向下方側に存在する検出対象を、自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象であると判定して、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ１７においては、自車両の進行方向前方の道路形状が下り勾配であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１８に進み、このステップＳ１８においては、複数の検出対象のうち画像データ上の相対的に鉛直方向上方側に存在する検出対象を、自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象であると判定して、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり図７（ｃ），（ｄ）に示すように自車両の進行方向前方の道路形状が略平坦である場合には、ステップＳ１９に進み、このステップＳ１９においては、例えば上述したステップＳ０６のように、複数の検出対象のうち画像データ上の大きさが最大の検出対象（例えば、図７（ｅ）に示す一時停止標識Ｍ１）を、自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象であると判定、あるいは、複数の検出対象のうち画像データ上の消失点ＶＰからの距離が最も遠い位置に存在する検出対象（例えば、図７（ｅ）に示す一時停止標識Ｍ１）を、自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象であると判定して、一連の処理を終了する。

なお、自車両の進行方向前方の道路の勾配は、例えば、自車両の現在位置と、地図データに格納された各交差点位置情報とに基づき算出される。
例えば図８に示すように、第１交差点Ｓ１を通過した自車両Ａが、進行方向前方に存在する第２交差点Ｓ２および第３交差点Ｓ３に向かい走行する状態において、緯度および経度および標高からなる各交差点Ｓ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１），Ｓ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２），Ｓ３（ｘ３，ｙ３，ｚ３）の位置情報と、少なくとも緯度および経度からなる自車両の現在位置ＡＰ、つまり緯度および経度による現在位置ＡＰ（ｘｖ，ｙｖ）または緯度および経度および標高からなる現在位置ＡＰ（ｘｖ，ｙｖ，ｚｖ）とに基づき、自車両と各交差点Ｓ２，Ｓ３との相対角度θ１，θ２が算出可能である。

例えば３次元測位による現在位置ＡＰ（ｘｖ，ｙｖ，ｚｖ）に対しては、下記数式（１）により、自車両と各交差点Ｓ２，Ｓ３との標高差ｈ２，ｈ３、および、二次元表面上での自車両と各交差点Ｓ２、Ｓ３との距離ｄ２，ｄ３が算出される。
そして、下記数式（２）により、自車両と各交差点Ｓ２，Ｓ３との相対角度θ１，θ２が算出される。

また、例えば２次元測位による現在位置ＡＰ（ｘｖ，ｙｖ）に対しては、下記数式（３）により、二次元表面上での自車両と各交差点Ｓ１との距離ｄ１、および、第１交差点Ｓ１と第２交差点Ｓ２との距離ｄ２１が算出される。
そして、下記数式（４）により、自車両の標高ｚｖが算出されることから、この後、上記数式（１），（２）に基づき、自車両と各交差点Ｓ２，Ｓ３との相対角度θ１，θ２が算出される。

上述したように、本実施の形態による車外認識装置１によれば、外界カメラ１３により撮影された画像データ中に複数の検出対象（つまり、少なくとも信号機または一時停止標識）が存在する場合に、道路構造認知部２１により認知された道路構造に基づき複数の信号機または一時停止標識の存在順、あるいは、自車両に対する最も手前位置に存在する信号機または一時停止標識を判定することにより、信号機または一時停止標識に応じた適切な走行制御を行うことができる。

なお、上述した実施の形態において、存在位置判定部２３は、道路構造と、検出対象（つまり、少なくとも信号機または一時停止標識）とに基づき、自車両に対する最も手前位置に存在する検出対象、あるいは、複数の検出対象の自車両に対する存在順を判定するとしたが、これに限定されず、さらに、道路構造に基づき、画像データ上での検出対象の存在位置を所定の大きさを有する存在領域として推定し、車外認識部２２により検出された各検出対象が存在領域内に存在するか否かの判定結果に基づき、検出対象の位置を判定してもよい。

この上述した実施形態の変形例においては、先ず、例えば図９に示すステップＳ２１において、外界カメラ１３から出力される画像データに対して、自車両の進行方向前方の信号機または一時停止標識を対象とした認識処理により、少なくとも信号機または一時停止標識を検出する。

そして、ステップＳ２２においては、複数の検出対象（つまり、複数の少なくとも信号機または一時停止標識）を検出したか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、例えば図１０（ａ）または図１１（ａ）に示す各画像データＰ２，Ｐ３に対する認識処理によって、図１０（ｂ）または図１１（ｂ）に示すように２つの一時停止標識Ｍ１，Ｍ２を検出した場合には、後述するステップＳ２４に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２３に進み、このステップＳ２３においては、検出した単一の信号機または一時停止標識を、自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象であると判定して、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ２４においては、ナビゲーション装置１１により検出された自車両の現在位置および進行方向と、地図データ記憶装置１２に格納された地図データとに基づき、自車両の進行方向前方の道路構造、例えばカーブや勾配や標高等の道路形状を認知する。
これにより、例えば図１０（ａ）に示すような道路構造においては、図１０（ｃ）に示すように自車両Ａの進行方向前方に、順次、直進路Ｒ１と、第１交差点Ｃ１と、右方向屈曲路Ｒ２と、第２交差点Ｃ２と、直進路Ｒ３とが認知される。
また、例えば図１１（ａ）に示すような道路構造においては、図１１（ｃ），（ｄ）に示すように自車両Ａの進行方向前方に、順次、下り勾配の直進路Ｒ１と、第１交差点Ｃ１と、上り勾配の直進路Ｒ２と、第２交差点Ｃ２と、上り勾配の直進路Ｒ３とが認知される。

さらに、ステップＳ２４においては、認知した道路構造に基づき、例えば交差点等において、少なくとも信号機または一時停止標識等からなる検出対象が外界カメラ１３により撮影された場合における画像データ上での位置を推定し、この位置周辺に所定の大きさを有する各検出対象毎の存在領域（例えば、図１０（ｄ）に示す各存在領域ＡＲ１，ＡＲ２および図１１（ｅ）に示す各存在領域ＡＲ１，ＡＲ２）を設定する。
なお、各存在領域の大きさは、例えば自車両に対する各検出対象の相対距離が減少することに伴い、増大傾向に変化するように設定される。

そして、ステップＳ２５においては、各存在領域に存在する検出対象の検出数を取得する
そして、ステップＳ２６においては、自車両に対して最も手前の位置に存在する交差点に対応する存在領域内に複数の検出対象が検出されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ２３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２７に進む。

そして、ステップＳ２７においては、自車両に対して最も手前の位置に存在する交差点に対応する存在領域内のみに単一の検出対象が検出されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、例えば図１０（ｅ）または図１１（ｆ）に示すように各存在領域Ｒ１，Ｒ２内に各一時停止標識Ｍ１，Ｍ２のみが検出された場合、あるいは、例えば図１２（ａ）に示すように、各存在領域ＡＲ１，ＡＲ２が互いに重複領域を有する状態であっても、自車両に対して最も手前の存在領域ＡＲ１内のみで単一の一時停止標識Ｍ１が検出された場合には、上述したステップＳ２３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、例えば図１２（ｂ）に示すように、各存在領域ＡＲ１，ＡＲ２の互いに重複領域内に複数の一時停止標識Ｍ１，Ｍ２が検出された場合、あるいは、例えば図１２（ｃ）に示すように、各存在領域ＡＲ１，ＡＲ２が互いに重複領域を有する状態であっても、自車両に対して最も手前の存在領域Ｒ１内のみで複数の一時停止標識Ｍ１，Ｍ２が検出された場合等には、ステップＳ２８に進む。

そして、ステップＳ２８においては、自車両に対して最も手前の位置に存在する交差点に対応する存在領域内のみで検出された複数の検出対象（例えば図１２（ｃ）に示す複数の一時停止標識Ｍ１，Ｍ２）のうち、最大の大きさを有する検出対象を自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象であると判定して、一連の処理を終了する。

なお、以下に、道路構造に基づき、画像データ上での検出対象の存在位置を所定の大きさを有する存在領域として推定する処理について説明する。
例えば図１３に示すステップＳ３１においては、地図データ記憶装置１２に格納された地図データに基づく道路構造により、自車両から交差点までの距離および交差点の相対方位および交差点の標高を算出する。
次に、ステップＳ３２においては、自車両から交差点までの距離および交差点の相対方位および交差点の標高に基づき、自車両から検出対象（つまり、少なくとも信号機または一時停止標識）までの距離および検出対象の相対方位および検出対象の標高を算出する。

次に、ステップＳ３３においては、自車両から検出対象までの距離および検出対象の相対方位および検出対象の標高に基づき、画像データ上での検出対象の存在位置を推定する。
なお、画像データ上での検出対象の存在位置は、例えば法規要件に応じた設置位置や、例えば予め適宜に設定された設置位置等に応じて推定され、例えば信号機の設置位置に対する法規上の所定の下端位置（例えば、４．５ｍ等）や、例えば一時停止標識の設置位置に対する法規上の所定の下端位置（例えば、１．８ｍ等）や、例えば予め信号機の設置位置に対して適宜に設定された所定の高さ範囲（例えば、４〜７ｍ等）や、例えば予め一時停止標識の設置位置に対して適宜に設定された所定の高さ範囲（例えば、１．５〜３ｍ等）等に応じて推定されてる。
次に、ステップＳ３４においては、推定した存在位置に基づき、所定の大きさの存在領域を設定する。

なお、上述したステップＳ３１〜ステップＳ３４において、例えば自車両の進行方向前方の道路形状が平坦である場合等においては、自車両から交差点までの距離および交差点の相対方位に基づき、自車両から検出対象までの距離および検出対象の相対方位を算出し、これらの距離および相対方位のみに応じて、画像データ上での検出対象の存在位置を推定してもよい。

本発明の実施の形態に係る車外認識装置を具備する車両制御装置の構成図である。 地図データを構成するノードおよびリンクの一例を示す図である。 自車両に対する最も手前位置に存在する信号機または一時停止標識を判定する処理を示すフローチャートである。 図４（ａ）は外界カメラから出力される画像データの一例を示す図であり、図４（ｂ）は画像データ上において検出された検出対象の一例を示す図であり、図４（ｃ）は自車両の進行方向前方において検知された道路構造の一例を示す図であり、図４（ｄ）は自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象の一例を示す図である。 自車両に対する最も手前位置に存在する信号機または一時停止標識を判定する処理を示すフローチャートである。 図６（ａ）は外界カメラから出力される画像データの一例を示す図であり、図６（ｂ）は画像データ上において検出された検出対象の一例を示す図であり、図６（ｃ）は自車両の進行方向前方において検知された道路構造の一例を示す図であり、図６（ｄ）は自車両の進行方向前方において検知された道路構造の一例を示す図であり、図６（ｅ）は自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象の一例を示す図である。 図７（ａ）は外界カメラから出力される画像データの一例を示す図であり、図７（ｂ）は画像データ上において検出された検出対象の一例を示す図であり、図７（ｃ）は自車両の進行方向前方において検知された道路構造の一例を示す図であり、図７（ｄ）は自車両の進行方向前方において検知された道路構造の一例を示す図であり、図７（ｅ）は自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象の一例を示す図である。 自車両の現在位置ＰＡと、各交差点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３との相対位置の一例を示す図である。 本発明の実施形態の変形例に係る自車両に対する最も手前位置に存在する信号機または一時停止標識を判定する処理を示すフローチャートである。 図１０（ａ）は外界カメラから出力される画像データの一例を示す図であり、図１０（ｂ）は画像データ上において検出された検出対象の一例を示す図であり、図１０（ｃ）は自車両の進行方向前方において検知された道路構造の一例を示す図であり、図１０（ｄ）は画像データ上で推定される検出対象の存在領域の一例を示す図であり、図１０（ｅ）は自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象の一例を示す図である。 図１１（ａ）は外界カメラから出力される画像データの一例を示す図であり、図１１（ｂ）は画像データ上において検出された検出対象の一例を示す図であり、図１１（ｃ）は自車両の進行方向前方において検知された道路構造の一例を示す図であり、図１１（ｄ）は自車両の進行方向前方において検知された道路構造の一例を示す図であり、図１１（ｅ）は画像データ上で推定される検出対象の存在領域の一例を示す図であり、図１１（ｆ）は自車両に対して最も手前位置に存在する検出対象の一例を示す図である。 図１２（ａ）〜（ｃ）は画像データ上で推定される検出対象の存在領域の一例を示す図である。 道路構造に基づき、画像データ上での検出対象の存在位置を所定の大きさを有する存在領域として推定する処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車外認識装置
１０ 車両制御装置
１３ 外界カメラ（撮影手段）
２１ 道路構造認知部（交差点認知手段、道路構造認知手段）
２２ 車外認識部（車外認識手段）
２３ 存在位置判定部（判定手段）

Claims (8)

1. 車両に設けられ、該車両の進行方向の交差点の存在を認知する交差点認知手段と、
   前記車両の進行方向の所定領域を撮影する撮影手段と、
   該撮影手段により撮影された画像に基づき前記交差点の信号機および一時停止標識の少なくとも何れかを認識する車外認識手段とを備える車外認識装置であって、
   車両の進行方向の前記交差点を含む道路構造を認知する道路構造認知手段と、
   前記撮影手段により撮影された画像中に複数の少なくとも前記信号機または前記一時停止標識が存在する場合に、前記道路構造認知手段により認知された前記道路構造に基づき前記複数の少なくとも前記信号機または前記一時停止標識の存在順を判定する判定手段と
   を備えることを特徴とする車外認識装置。
2. 前記判定手段は、前記撮影手段により撮影された画像中に存在する前記複数の少なくとも前記信号機または前記一時停止標識のうち、何れの前記信号機または前記一時停止標識が車両に最も近接する位置に存在するかを判定することを特徴とする請求項１に記載の車外認識装置。
3. 前記道路構造認知手段は、道路のカーブと勾配と標高の少なくとも何れかを前記道路構造として認知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車外認識装置。
4. 前記判定手段は、前記道路構造認知手段により認知された前記道路構造に基づき前記複数の少なくとも前記信号機または前記一時停止標識の前記画像上の存在位置を推定することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかひとつに記載の車外認識装置。
5. 前記判定手段は、前記画像上の前記存在位置を所定の大きさを有する存在領域として設定することを特徴とする請求項４に記載の車外認識装置。
6. 前記判定手段は、少なくとも前記信号機または前記一時停止標識の全体もしくは所定部分の大きさを認識し、同一の前記存在領域内に前記複数の少なくとも前記信号機または前記一時停止標識が存在する場合に、前記大きさに基づいて前記存在順を判定することを特徴とする請求項５に記載の車外認識装置。
7. 前記判定手段は、少なくとも前記信号機または前記一時停止標識が存在する位置が車両に近接することに伴い、前記存在領域の大きさが増大傾向に変化するように設定することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の車外認識装置。
8. 前記判定手段は、前記画像上の前記存在位置を、少なくとも前記信号機または前記一時停止標識の設置高さに基づいて推定することを特徴とする請求項４から請求項７の何れかひとつに記載の車外認識装置。
   
   

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