JP2008292279A - 文字認識によるデータベース更新を行うナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体のナビゲーション装置において、データベースの追加は利用者の期待とは必ずしもマッチしない基準や更新頻度で行われるため、カメラ装置と画像認識により位置情報と関連づけた文字情報を得る事で、データベースの更新を随時、可能な限り自動で行うことである。
【解決手段】ナビゲーション装置は移動体が備えるカメラから連続撮影された画像に対して文字認識を行い、有意な文字列を引き出せた場合は撮影時の位置情報を付加して自動的に記録する事を最も主要な特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラを持つ移動体において移動中に位置情報を取得し、位置情報に関連づけられた文字情報を利用するナビゲーション装置に関する。

一般に人又は車のナビゲーション装置は経路検索・経路指示といった機能の他に、位置情報に関連付けられた文字情報を格納することで、必要に応じて利用者に提示する機能や、経路検索・指示におけるポイント指定に利用する機能を備えており、新しい道路や新しい施設が出来た場合には、それらの文字情報は更新されたデータベースを任意又は自動で適用することで対応している。

通常データベースが更新されるまでは新設の名称情報はナビゲーション装置が得ることは出来ないが、実際に車が通る事によりデータベースの配布を待たずに路線情報を更新するシステムとして特開２００４−２５１７９０やカメラで標識を図形認識し、施設情報等を更新するシステムとして特開２００２−２４３４６９が知られている。
特開２００４−２５１７９０ 特開２００２−２４３４６９

またカメラなどにより取得された画像に対して文字認識を行うにあたり、認識精度を数値化する手法として特徴ベクトルの相違度を比較する手法がある。このような相違度を計算する方法としては、部分空間法、擬似ベイズ識別法、擬似マハラノビス法等が知られている。

移動体のナビゲーション装置において、データベースへの情報追加は利用者の期待とは必ずしもマッチしない基準や更新頻度で行われるため実際の施設状況の改変に追いつかないといった問題が、またデータベース提供者が網羅できないローカルな情報は利用者が手動で登録しなければ利用できないといった問題があった。

例えば新しく出来た郊外スーパーＡといった施設名の情報はデータベース上に存在しないため行き先検索で指定出来ず、更新されたデータが供給されるのを待つか、利用者が手動で入力するしかなく、また新しい物でなくともB商店といった様なローカルである為にデータベースが網羅できない施設・店舗名称は、利用者が手動で登録する以外にデータベースへ追加する手段がなかった。

また上述の利用者が手動で情報を追加するケースでは、一般にナビゲーション装置の文字入力は漢字入力に多くの操作ステップを伴う為、利用者は編集から早期に運転に移行したいという意識から近傍住所名の自動入力で仮入力を済ませてしまうケースがあり、こうしたデータは事後の検索が困難であるため再編集もされず結果的に死蔵されてしまうことも多かった。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、目的はカメラ装置と画像認識により位置情報と関連づけた文字情報を得る事で、データベースの更新を随時、可能な限り自動で行うことにある。

上述した課題を解決するために、本発明のナビゲーション装置は移動体が備えるカメラから連続撮影された画像に対して文字認識を行い、有意な文字列を引き出せた場合は撮影時の位置情報を付加して自動的に記録する事を最も主要な特徴とする。

登録においては、道路標識や道路状況表示を登録してしまわないように特定の図形看板（止まれ・速度制限等の道路標識、交差点案内板等）上に表記される文字列を文字認識対象から除外し、認識後に特定の文字列（例えばkm、直進、右折、左折など）を含む認識結果を登録対象から除外することで、文字認識処理の効率化やデータベースに登録するべきではない文字情報をふるい落とすことが出来る。

移動経路上の看板などから文字認識を行う場合、案内などで数件連続して類似の文字認識が得られると想定でき、これらの位置情報を認識範囲中心の１点に文字認識判定スコアの最も高い認識名称で設定する事で、完全ではないが一定の信頼性を担保しつつデータベースの増大を防ぐことが出来る。

認識精度から導かれる文字認識判定スコアも同時に記録し表示ランクに反映することで、確度の高い文字情報がリストの上部に現れる為、利用者の利便性を高める事が出来る。また、位置情報が近しい文字情報が単純比較による同一性比較等により同一性が高いと判定される場合、判定スコアの低い文字情報の表示ランク順を下げる手段、一定ランク以下の情報は削除していく手段を組み合わせて用いることでデータベースが無作為に増大することを防ぐことが出来る。

当初からデータベースに登録済みまたは利用者が編集を行った名称は認識判定スコアを最大とし、文字認識による名称はこれを超えない設定にすることで自動登録データにより確定入力データが埋もれてしまう事を防ぐことができる。

また移動体がネットワークに接続する機能を持つ場合、文字認識手段と、位置情報に関連づけての記録、有効文字列の判断といった負荷の大きい手段はネットワーク内に設置し、移動体は位置情報と画像情報の送信手段のみ備えるといった構成も取りうる。

上述のネットワーク内に設置される認識・記録手段は、ネットワークに接続される多数の利用者の処理を行い、記録する事で、継続的にデータベースの質と量と向上させる事が出来、利用者は他の利用者と共に拡張したデータベース情報を利用することが可能となる。

上述したように、本発明のナビゲーション装置またはナビゲーションシステムによれば、移動体が実際にカメラで撮影した画像に含まれる看板等の施設名を文字認識により自動的に入力していく為、ナビゲーション用データベースの更新が追いつかない新規の施設名や、データベース提供者が登録する基準を満たしていないローカルな施設名が、生活圏に即した範囲でナビゲーション用データベースに追加される。

このためナビゲーション用データベースに名称検索や行き先指定、新規ポイント指定などで期待する名称が登録されている可能性が高まる。

新規のポイント登録時においても、従来のカーナビでは付近に登録名称が存在しない場合は近傍住所名を仮入力するものが多く、そうした場合住所名で検索しなければならなくなり登録後の利用に利便性を欠いていたが、本発明のナビゲーション装置またはナビゲーションシステムにより求める名称が自動的に登録されていれば名称登録時の操作ステップを減らせる為、利便性の高い名称で登録可能な状況が増える。

また文字を誤認識していた場合でも、近似するフレーズが存在する可能性が高く、入力／修正すべき文字数が減少するため、文字入力の操作が複雑な、移動体寝微ゲーション装置での名称登録時の利便性を向上させる。

以下に本発明を適用した一実施形態のナビゲーション装置及びナビゲーションシステムについて図表を参照しながら説明する。

図１は第一の実施形態のナビゲーション装置の構成を示す図である。図１に示すナビゲーション装置１はナビゲーションコントローラ１０、車両／歩行者位置検出部１１、カメラ１２、ディスプレイ装置１３，操作部１４を含んで構成されている。

ナビゲーションコントローラ１０は移動体、すなわち車両又は歩行者周辺の地図表示、経路探索、施設案内等を行う為にナビゲーション装置全体の動作を制御するものである。このナビゲーションコントローラ１０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を用いて所定の動作プログラムを実行することにより実現される。

車両／歩行者位置検出部１１は移動体、すなわち車両又は歩行者の位置情報（緯度、経度）を検出し、ナビゲーションコントローラ１０に出力するものである。ＧＰＳ受信機、方位センサ、加速度センサ、距離メータ等により実現される。

カメラ１２はナビゲーションコントローラ１０へ画像を出力するとともに、ドライブレコーダーや歩行者認識、路上車両認識といった別の用途にも使用されるが、本稿ではそれらの機能については言及しない。

ディスプレイ装置１３は液晶表示パネルで構成されており、ナビゲーションコントローラ１０から出力される地図画像データや施設情報等の表示を行う。操作部１４は上下左右のカーソルキーやファンクションキー等各種の操作キーを備えており、操作に応じた信号をナビゲーションコントローラ１０へ出力する。

次に、ナビゲーションコントローラ１０の詳細構成について説明する。ナビゲーションコントローラ１０は、ナビゲーション動作処理部１００、地図情報格納部１０１、文字情報／位置情報格納部１０２、認識除外範囲処理部２００、除外特徴格納部２０１、文字認識部２０２、除外文字格納部２０３、認識文字照合部２０４、認識文字登録判定部２０５を含んで構成されている。

地図情報格納部１０１は、地図表示や経路探索に必要な地図画像、経路ベクトル等を含んだ地図情報を格納する。文字情報／位置情報格納部１０２は、施設情報や地名、電話番号情報といった文字情報を位置情報（緯度、経度）に関連づけた状態で格納する。

ナビゲーション動作処理部１００は、地図情報格納部１０１に格納された地図情報と文字情報／位置情報格納部１０２に格納された文字情報／位置情報を用いて、地図情報の表示を行うための画像データ生成や、文字情報から位置情報の検索、経路検索、ランドマーク表示などの所定のナビゲーション処理を行う。また、車両／歩行者位置検出部１１からの入力や、地図情報格納部１０１の情報、各種センサの情報を処理して得られた確定位置情報（緯度、経度）を認識文字登録判定部２０５へ出力する。

認識除外範囲処理部２００は、カメラ１２から出力される画像データと除外特徴格納部２０１に格納されている特徴テンプレートを比較し、関連づけの必要が無いと判定した領域に対し後段の文字認識部２０２で処理しないように除外処理を行う。同時に通常有意な文字情報が取得できないと想定できる領域に対して固定の除外範囲処理を行う。除外特徴格納部２０１は、認識除外範囲処理部２００による除外範囲指定に必要な道路標識や案内板などの特徴テンプレートを格納している。

文字認識部２０２は、認識除外範囲処理部２００から出力される認識除外範囲をマスクされた画像に対して文字認識処理を行う。

認識文字照合部２０４は、文字認識部２０２より出力された文字情報と除外文字格納部２０３の文字テンプレートを比較し、適合する文字を含む文字情報を除外する処理を行う。除外文字格納部２０３は、路上に存在するが一般的に施設名称には含まれない文字情報を格納している。

認識文字登録判定部２０５は、認識文字照合部２０４より入力された文字情報とナビゲーション動作処理部１００より入力される確定位置情報を使用し、文字情報／位置情報格納部１０２の情報に対して類似候補検索を行う。文字情報／位置情報格納部１０２より得られた類似候補と比較し、類似の情報が無いと判定した場合、認識文字照合部２０４から得られた文字情報とナビゲーション動作部１００より得られた確定位置情報を関連づけて文字情報／位置情報格納部１０２に登録する。

本実施形態のナビゲーション装置１は以上のような構成をとる。続いて動作を詳細に説明する。図２はカメラ１２により撮影された画像から文字認識を行い、新規情報を登録するナビゲーション装置１の動作手順を示すフロー図である。なおこの図２に示す一連の処理は一定周期で繰り返し行われるものとする。

画像撮影と位置情報取得（ステップ１００）
まず移動体に搭載されたカメラ１２で撮影を行い、認識除外範囲処理部２００へ出力する。同時にナビゲーション装置１００では車両／歩行者位置検出部１１から出力される情報と各種センサ情報から確定位置情報を生成する。

除外範囲判定（ステップ１０１）
認識除外範囲処理部２００において、カメラ１２から得られた画像データを除外特徴格納部２０１のデータと比較し、標識など新規に位置情報と関連づける必要のない文字情報が含まれる除外領域を特定する。続いて後段の文字認識部２０２で認識しないように除外領域を均一な色情報に置き換える処理を行う。また移動体が車両である場合、正面及び左右車線の車両が付帯する文字情報を認識してしまわないよう固定範囲除外処理も同時に行う。

具体的に除外範囲を指定する例として、車両に設置されたカメラからの入力画像例を図３（ａ）に示す。図３（ａ）には正方形かつ青地に白ふちといった案内標識テンプレートに適合する画像領域１１０が存在する。また、車両に設置されていることから正面中央域１２０には車両が存在する確立が高く、この領域で文字認識を行っても位置情報と関連づけるのに適した名称が得られる確立は低い。こうした領域を固定色に置き換えた例を図３（ｂ）に示す。１１０は１３０のように、１２０は１４０のように塗りつぶされることで、誤登録を防ぐと共に認識処理の負荷を低減させる。

文字認識（ステップ１０２）
文字認識部２０２において、認識除外範囲処理部２００から入力された画像に対して文字認識を行い、文字情報を文字情報照合部２０４へ出力する。入力画像例を図３（ｂ）に示す。この場合、文字認識されるのは図３（ｃ）における１５０の「５０ｍ先工事中」、１６０の「ＡＢＣ」、１７０の「ＤＥＦＧ」の３フレーズとなる。

認識文字照合（ステップ１０３）
認識文字照合部２０４において、文字認識部２０２より入力された文字情報が除外文字格納部２０３に格納されている文字情報が含まれるか照合を行う。「工事中」、「右折」、「ｋｍ」といった位置情報に関連付ける必要の無い文字を含む文字情報はここで削除される。照合を行った結果残った文字情報は認識文字登録判定部２０５へ出力する。入力画像例図３（ｃ）にて認識される文字のうち、１５０の「５０ｍ先工事中」がステップ１０３において削除される文字情報となる。

類似文字情報の除外（ステップ１０４）
認識文字登録判定部２０５において、認識文字照合部２０４より入力された文字情報を使用して、文字情報／位置情報格納部１０２に格納されている情報に類似検索を行う。文字情報／位置情報格納部１０２からは類似検索に適合性の高い数個の文字情報が、関連付けられた位置情報と併せて入力され、認識文字登録判定部２０５は認識文字照合部２０４からの入力とナビゲーション動作処理部１００より入力された確定位置情報を関連づけた上でこれらを比較する。結果、類似性の高い認識文字照合部２０４からの文字情報を除外し、残った文字情報と確定位置情報を出力する。

具体的な例として、文字情報／位置情報格納部１０２に「ＡＢＣ」「ＤＥＦＧ」の検索を行い、類似文字情報として「ＡＢＣ」が一定近傍範囲内に既に存在する事、「ＤＥＦＧ」は存在しないという結果が得られたとすると、「ＡＢＣ」は出力情報から除外される事となる。

新規文字情報／位置情報登録（ステップ１０５）
認識文字登録判定部２０５において、ステップ１０４で除外されない文字情報／位置情報がある場合、これを新規のデータとして文字情報／位置情報格納部１０２へ登録する。

このようにして、新たに出現した施設看板を文字認識し、位置情報と関連づけて記録することで文字情報／位置情報データベースに自動的に追加していくことが出来る。

なお、本発明は上述した実施形態に限定される物ではなく、本発明の要旨の範囲内において様々な変形実施が可能である。

例えば、上述した実施形態では文字認識手段や判定処理手段をナビゲーションコントローラ１０内部に持つが、ナビゲーション装置１に通信手段があれば、撮影画像をネットワーク上へ送信し、文字認識手段、各種判定手段、登録データベースをネットワーク上に設置された専用のデータベースサーバで実現してもよい。この場合、ナビゲーション装置はデータベースサーバから新規に登録する文字情報／位置情報を得ることになる。

また本実施案の文字認識に際しては、文字認識手段が判定する判定スコア（類似度）を付帯して出力、記録も行うことで文字情報／位置情報格納部１０２へ登録する情報の精度が向上する。

具体的な例として、認識文字登録判定部２０５が文字情報／位置情報格納部１０２に認識文字列「ＡＢＣ」（スコア９０）の検索を行い、類似文字情報それぞれの判定スコアと位置情報が以下のように得られたとする。同時にナビゲーション動作処理部１００からは確定位置情報３６°
３０'２５Ｎ、１３９°３６'４８Ｅが得られたとする。

ａ「ＡＢＣＤ」スコア８０／位置情報３６° ３０'３８Ｎ、１３９°３６'４０Ｅ
ｂ「ＡＢＧ」 スコア７５／位置情報３６° ３０'２５Ｎ、１３９°３６'４８Ｅ
ｃ「ＮＢＣ」 スコア９０／位置情報３５° ２９'５０Ｎ、１０９°３６'４８Ｅ

このような場合、スコアが高いにもかかわらず文字数が異なる事を勘案してａを除外、スコアと類似性からｂとｃを類似候補とするといった判定が可能となる。なお認識文字登録判定部２０５では位置情報が近傍範囲内かといった比較も行うためｃも除外され、認識文字照合部２０４より入力された文字情報「ＡＢＣ」は既存の情報ｂと類似性が高いと判定出来る。

既存の情報と類似度が高いと判定された場合、データベースの無秩序な拡大を制限する目的で文字情報／位置情報格納部１０２に登録を行わないという判断と、既存の文字情報／位置情報よりスコアが高いことからより精度の高い情報として登録する、または上書きするといった判断が可能となる。これらの判断はナビゲーション装置の規模や処理能力によって適宜選択される。

なお文字認識については、看板にはデザイン的なものも多く、人の目でも一見して文字を読みとる事が困難な「記号」が混入しているケースもあるため、誤認識された文字情報が登録されるケースも発生する。その為文字認識により自動で登録される自動認識データの判定スコア上限を９９、システム供給者が初期登録およびアップデートするデータやユーザーが能動的に入力／編集したデータは判定スコアを１００とすることで、確実な文字情報／位置情報を優先させる処理を行う。

最良の実施形態のナビゲーション装置の構成を示す図である。 カメラ撮影された画像に基づき文字認識を行い、情報登録を行う場合のナビゲーション装置の動作手順流れ図である。 実施例において撮影画像から登録すべき文字情報を得るまでの状況を例示した図である。

符号の説明

１ ナビゲーション装置
１０ ナビゲーションコントローラ
１１ 車両／歩行者位置検出部
１２ カメラ
１３ ディスプレイ装置
１４ 操作部
１００ ナビゲーション動作処理部
１０１ 地図情報格納部
１０２ 文字情報／位置情報格納部
２００ 認識除外範囲処理部
２０１ 除外特徴格納部
２０２ 文字認識部
２０３ 除外文字格納部
２０４ 認識文字照合部
２０５ 認識文字登録判定部

Claims (4)

1. 移動体の位置情報を取得する手段と、該移動体に設置され連続的に外界の景色の撮影を行うカメラと、カメラから撮影された画像から文字認識を行う手段と、上記文字情報を移動体が画像を取得した位置情報に関連づけて記憶する情報格納手段と、上記画像から認識された文字情報を撮影時の位置情報に関連づけ、自動的に前記情報格納手段に追加記憶する手段と、位置情報と関連づけられた文字情報を利用者に提供する手段と、あるいは文字情報から関連づけられた位置情報を利用者に提供する手段を備える事を特徴とするナビゲーション装置。
   
2. 請求項１において、撮影画像の文字認識を行うにあたり、道路標識や道路状況表示を登録しないように特定の図形看板上に表記される文字列を文字認識対象から除外する手段と、同じく道路標識や道路状況表示を登録してしないように特定の文字列を含む認識結果を登録対象から除外する手段を備える事を特徴とするナビゲーション装置。
   
3. 請求項１において、認識された文字情報と撮影時の位置情報が既存の記録情報と近似する事を自動的に判断する手段と、近似する文字認識情報の位置情報が一定区範囲内に集中している場合、登録位置情報の中心点に、最も認識判定スコアの高い名称を使用して一つの認識名称データとし、利用者が扱いやすいように提示する手段を備える事を特徴とするナビゲーション装置またはデータベース更新システム。
   
4. 請求項１において、前記認識された文字情報に認識精度を数値化した認識判定スコアを付加する手段と、位置情報に関連づけられた文字情報をランク順に提示する手段と、認識された文字情報と撮影時の位置情報が既存の記録情報と距離的に近い近傍範囲内である事を自動的に判断する手段と、前記近傍範囲において文字の同一性が高い既存の文字情報と新たに認識された文字情報の認識判定スコアを比較し、判定スコアが高い場合には既存の文字情報の掲示ランク順を下げ、新たに認識された文字情報を高いランクで記録する手段と、一定の掲示ランク以下の文字情報を自動的に削除する手段を備える事を特徴とするナビゲーション装置またはデータベース更新システム。