JP2014170378A - Information processing center, and in-vehicle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報処理センターおよび車載機に関するものである。 The present invention relates to an information processing center and an in-vehicle device.
従来より、車載カメラの撮影画像に基づいて道路の白線を認識する技術が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for recognizing a white line on a road based on a captured image of an in-vehicle camera is known.
しかし、上記のような技術では、雨天時の夜や霧が発生した時などは、雨滴や道路上の光の反射などが原因で、白線がうまく映らない撮影画像となり、白線の検出精度が低くなるこという問題がある。 However, with the above technologies, when the night is raining or when fog is generated, the white line is not reflected well due to raindrops or reflection of light on the road, and the detection accuracy of the white line is low. There is a problem of becoming.
本発明は、上記点に鑑み、雨天時の夜や霧が発生した時でも、白線の検知を容易にすることを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to facilitate detection of a white line even in the rainy night or when fog occurs.
上記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、車両(10)の位置座標および進行方向の情報を取得する取得手段(210)と、前記取得手段が取得した位置座標および進行方向の情報に基づいて、記憶部(22)から、前記車両の前方の道路を上空から撮影した空中写真(20)を読み出す読み出し手段(220)と、前記読み出し手段が読み出した空中写真中の白線の位置を検知する白線検知手段(230)と、前記白線検知手段が検知した前記白線の位置に基づいた情報を、前記車両に送信する送信手段(240、250)と、を備えた情報処理センターである。
In order to achieve the above object, the invention according to
このようにすることで、情報処理センター(2)が空中写真から検知した白線の情報を車両に通知するので、雨天時の夜や霧が発生した時でも、白線の検知が容易になる。 By doing so, the information processing center (2) notifies the vehicle of the information of the white line detected from the aerial photograph, so that it is easy to detect the white line even in the rainy night or when fog occurs.
また、請求項4に記載の発明は、車両(10)に搭載される車載機であって、前記車両の位置座標および進行方向の情報を情報処理センター(2)に送信するリクエスト手段(110)と、前記送信手段が前記位置座標および前記進行方向の情報を送信した後、前記位置座標よりも前記進行方向側にある道路の白線の位置に基づいた情報を、前記情報処理センターから受信して前記車両の運転者に報知する報知手段(140、150)と、を備えた車載機である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an in-vehicle device mounted on the vehicle (10), the request means (110) for transmitting information on the position coordinates and the traveling direction of the vehicle to the information processing center (2). And after the transmission means transmits the position coordinates and the information of the traveling direction, the information based on the position of the white line of the road that is on the traveling direction side of the position coordinates is received from the information processing center. An in-vehicle device provided with notifying means (140, 150) for notifying a driver of the vehicle.
このようにすることで、情報処理センター(2)から、白線の情報を受信し、受信した情報を運転者に報知するので、雨天時の夜や霧が発生した時でも、白線の検知が容易になる。 By doing so, the information on the white line is received from the information processing center (2), and the received information is notified to the driver, so that it is easy to detect the white line even in the rainy night or when fog occurs. become.
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis in the said and the claim shows the correspondence of the term described in the claim, and the concrete thing etc. which illustrate the said term described in embodiment mentioned later. .
以下、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態に係る通信システムは、車両に搭載される車載システム1(図1参照)と、当該車両の外部の施設に設置されて車載システム1と通信する情報処理センター2(図2参照)と、を備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. The communication system according to the present embodiment includes an in-vehicle system 1 (see FIG. 1) mounted on a vehicle, an information processing center 2 (see FIG. 2) that is installed in a facility outside the vehicle and communicates with the in-
図1に示すように、車載システム1は、情報処理センター2と通信するための通信部11と、各種情報を記憶するための記憶部12と、位置検出部13と、ヘッドアップディスプレイ(HUD)14と、車両側制御部15と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the in-
位置検出部13は、車両の位置情報(位置座標、進行方向、車速等)を特定するための各種センサ(GPS受信器、車速センサ、ジャイロセンサ、加速度センサ等)を有している。
The
なお、ここでいう位置座標とは、地球に固定された座標系の座標であり、例えば、緯度、経度、高度の組である。以下、このような地球に固定された座標系(対地座標系)の座標を、対地座標という。また、進行方向および車速は、対地座標系における進行方向および車速である。 The position coordinates here are coordinates in a coordinate system fixed to the earth, and are, for example, a set of latitude, longitude, and altitude. Hereinafter, such coordinates of the coordinate system (ground coordinate system) fixed to the earth are referred to as ground coordinates. The traveling direction and the vehicle speed are the traveling direction and the vehicle speed in the ground coordinate system.
HUD14は、液晶ディスプレイ等の画像表示装置と反射鏡等を備え、液晶ディスプレイが表示した映像が、反射鏡で反射されて車両のウインドシールド上の表示面(コンバイナ)に投影される。その結果、運転者は、上記映像に相当する虚像を、上記表示面越しに、運転者から見て表示面よりも前方側の所定位置に、視認することができる。
The
車両側制御部15は、各種制御を行う車載機であり、マイクロコンピュータ等で実現することができる。
The vehicle-
図2に示すように、情報処理センター2は、車載システム1と通信するための通信部21と、空中写真記憶部22と、センター側制御部23とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
空中写真記憶部22は、空中写真のデータを記憶する記憶媒体である。この空中写真のデータは、航空機、人工衛星等の飛翔体を用いて、各地の道路等を上空から撮影することで得た画像データである。なお、この空中写真のデータには、空中写真中の各位置の対地座標のデータも含まれている。 The aerial photo storage unit 22 is a storage medium that stores aerial photo data. This aerial photograph data is image data obtained by photographing roads and the like in various places from above using a flying object such as an aircraft or an artificial satellite. The aerial photo data includes data on ground coordinates at each position in the aerial photo.
センター側制御部23は、各種制御を行う制御装置であり、CPU、RAM、ROM、フラッシュメモリ等を備えた装置(例えば、ワークステーション、PC等)である。
The center-
以下、上記のように構成された通信システムの作動について説明する。図3は、この通信システムの作動における車両側(すなわち車両側制御部15)およびセンター側(すなわちセンター側制御部12)の処理内容を表している。 Hereinafter, the operation of the communication system configured as described above will be described. FIG. 3 shows the processing contents on the vehicle side (ie, the vehicle side control unit 15) and the center side (ie, the center side control unit 12) in the operation of this communication system.
まず、車両の運転者は、何メートル先の白線情報が欲しいかを示すため、車載システム1の図示しない入力装置を用いて、必要情報距離(例えば、50メートル)を入力する。
を入力しておく。この作業は一度入力しておけば、次回から入力の必要は無い。
First, in order to indicate how many meters ahead the white line information is desired, the driver of the vehicle inputs a necessary information distance (for example, 50 meters) using an input device (not shown) of the in-
Enter. Once you have entered this work, you do not need to enter it again.
すると車両側制御部15は、必要情報距離が入力されたことに基づいて、この入力を受付け、ステップ120〜150のループ処理を開始する。まずステップ120では、位置検出部13の検出信号を用いて、車両の位置情報を取得する。取得する位置情報は、車両の現在位置の対地座標、進行方向、車速である。
Then, the vehicle-
続いてステップ130では、直前のステップ120で取得した位置情報、ステップ110で受け付けた必要情報距離、およびディスプレイ情報を、白線情報リクエスト51に含め、この白線情報リクエスト51を、通信部11を用いて情報処理センター2に送信する。続いてステップ140では、送信した情報の応答を受信するまで待機する。なお、ディスプレイ情報は。ディスプレイ情報は、視点オフセットおよび虚像面範囲オフセットの情報を含む。これら視点オフセットおよび虚像面範囲オフセットについては、後に詳述する。
Subsequently, in
一方、情報処理センター2では、センター側制御部23が、ステップ210で、白線情報リクエストを受信するまで待機しており、上述のように送信された白線情報リクエスト51を、通信部21を介して受信すると、ステップ220に進む。
On the other hand, in the
ステップ220では、直前のステップ210で受信した白線情報リクエスト51中の位置情報および必要情報距離に基づいて、空中写真記憶部22に記録されている空中写真中の、白線検知対象画像を特定し、特定した白線検知対象画像を、空中写真記憶部22から読み出す。
In
図3に、空中写真中の白線検知対象画像20の位置を模式的に示す。この図に示す様に、センター側制御部12は、直前のステップ210で受信した位置情報および必要情報距離に基づいて、当該位置情報中の車両10の対地座標から、当該位置情報中の車両10の進行方向に、当該必要情報距離30だけ進んだ位置を基準位置35とする。そして、この基準位置35を始点として、当該進行方向に所定長さ36だけ伸び、かつ、当該進行方向に垂直な方向に所定幅37だけ広がった領域中の空中写真を、白線検知対象画像20として、読み出す。
FIG. 3 schematically shows the position of the white line
なお、上述の所定長さ36は、あらかじめ定められた固定値(例えば30メートル)であってもよいし、直前のステップ210で受信した位置情報中の車速が大きくなるほど長くなるようになっていてもよい。
The
また、基準位置35に関しては、当該進行方向に必要情報距離30だけ「真っ直ぐ」、進んだ位置としてもよいし、当該進行方向に必要情報距離30だけ「道路に沿って」、進んだ位置としてもよい。後者の場合、センター側制御部23は、車両10が走行している道路の位置および形状の情報を取得する必要があるが、その情報は、例えば、空中写真記憶部22中にあらかじめ道路情報を記録して利用することで、取得可能である。この道路情報には、空中写真中の道路と道路以外を区別する情報、および、各道路の位置および形状の情報を含むようになっている。
Further, the
同様に、所定長さ36についても、当該進行方向に「真っ直ぐ」伸びるようになっていてもよいし、当該進行方向に「道路に沿って」伸びるようになっていてもよい。
Similarly, the
続いてステップ230では、直前のステップ220で読み出した白線検知対象画像20に対して、白線検知の処理を行う。白線検知の方法としては、ハフ変換や色情報を用いた周知の方法を用いればよい。
Subsequently, in
図5に、白線検知対象画像20に白線検知が行われた結果の画像20aを示す。図5の例では、この画像20a中で、4本の白線31〜34が検出されている。
FIG. 5 shows an
続いてステップ240では、直前のステップ230の白線検知によって得られた画像20a中の白線を、運転者視点の画像(以下、運転者視点画像という)に変換する。
Subsequently, in
以下、この変換の詳細について説明する。まず、直前のステップ210で受信した位置情報およびディスプレイ情報に基づいて、運転者の視点位置の対地座標(例えば緯度、経度、高度)および、虚像面が占める対地座標範囲(例えば、緯度、経度、高度の範囲)を特定する。ここで、虚像面とは、図6に示すように、運転者の視点位置55からHUD14の表示面14a越しに虚像が結像する面56である。
Details of this conversion will be described below. First, based on the position information and display information received in the immediately preceding
より具体的には、運転者の視点位置の対地座標は、当該位置情報中の車両10の対地座標(例えば緯度、経度、高度)と、当該位置情報中の車両10の進行方向(例えば方位、仰角)と、当該ディスプレイ情報中の視点オフセットとに基づいて、算出する。
More specifically, the ground coordinates of the driver's viewpoint position are the ground coordinates (for example, latitude, longitude, altitude) of the
ここで、視点オフセットは、車両の中心位置を原点とし、車両の前進方向をX軸方向とし、車両の天地方向をZ軸方向とした車両固定座標系上の、運転者の視点位置55の座標(x、y、z)を示す情報である。視点オフセットは、あらかじめ車載システム1の記憶部12に固定値として記録されており、上述の通り、ディスプレイ情報に含まれて車載システム1から情報処理センター2に送信される。
Here, the viewpoint offset is the coordinates of the driver's
また、虚像面が占める対地座標範囲は、当該位置情報中の車両10の対地座標と、当該位置情報中の車両10の進行方向と、当該ディスプレイ情報中の虚像面範囲オフセットとに基づいて、算出する。
Further, the ground coordinate range occupied by the virtual image plane is calculated based on the ground coordinate of the
ここで、虚像面範囲オフセットは、上記車両固定座標系上の、虚像面が占める座標(x、y、z)の範囲を示す情報である。虚像面範囲オフセットは、あらかじめ車載システム1の記憶部12に固定値として記録されており、上述の通り、ディスプレイ情報に含まれて車載システム1から情報処理センター2に送信される。
Here, the virtual image plane range offset is information indicating a range of coordinates (x, y, z) occupied by the virtual image plane on the vehicle fixed coordinate system. The virtual image plane range offset is recorded in advance as a fixed value in the
以上の処理により、視点位置55の対地座標、および、虚像面56の対地座標範囲が得られた。センター側制御部12は、これらの量と、ステップ230で検知された白線31〜34が占める対地座標の各々に基づいて、白線31〜34を虚像面56上のどの位置に結像させるべきかを計算する。
With the above processing, the ground coordinate of the
例えば、図6に示すように、対地座標系において、白線上の1点Wの位置から、視点位置55まで直線を引き、その直線と虚像面56との交点を算出する。この交点は、虚像面56上で当該点Wを結像させるべき位置となる。
For example, as shown in FIG. 6, in the ground coordinate system, a straight line is drawn from the position of one point W on the white line to the
このようにして、白線31〜34を虚像面56上のどの位置に結像させるべきかを特定した後は、この特定結果に従って、虚像面56上の白線の画像20bを作成する(図20)。そして、この画像20bを、運転者視点の画像とする。
After specifying in which position on the
続いてステップ250では、直前のステップ240で得られた運転者視点画像20bを上述の白線情報リクエスト51に対する応答52に含め、この応答52を、通信部21を用いて、車両(車載システム1)に送信する。ステップ250に続いては、ステップ210に戻り、再び白線情報リクエストを受信するまで待機する。
Subsequently, in
一方、車載システム1では、車両側制御部15が、上述のように送信された応答52を、通信部11を介して受信すると、ステップ140からステップ150に進み、受信した応答52に含まれる運転者視点画像20aを、HUD14に表示させる。
On the other hand, in the in-
するとHUD14は、図8に示すように、運転者視点画像20aを、ウインドシールド40の中央部やや運転席寄りに設けられた表示面14aに、投影する。その結果、運転者は、運転者視点画像20aに相当する虚像を、ウインドシールド40上の上記表示面14a越しに、運転者から見て表示面14aよりも前方側の所定位置に、視認することができる。そしてその虚像中の白線31〜34は、運転者から見て、道路上の実際の白線の位置に重畳される。ステップ150に続いては、ステップ120に戻る。
Then, as shown in FIG. 8, the
なお、車両側制御部15がステップ130で白線情報リクエスト51を送信してからステップ140で応答52を受信するまでの時間は、例えば、100ミリ秒程度である。この間にセンター側制御部12は、白線検知対象画像20を読み出して白線検知を行い、白線検知結果の画像20aから運転者視点画像20bへの変換を行う必要がある。したがって、センター側制御部12は、そのような処理を10ミリ秒〜50ミリ秒程度で実現可能な処理能力を有する装置としておく。
The time from when the vehicle-
その後、車両10の進行と共に、車両側制御部15のステップ120〜150の処理と、センター側制御部12のステップ210〜250の処理が繰り返される。これにより、運転者は、継続的に、自車両の前方のこれから走る道路上の白線を、表示部14a越しに視認することができる。
Thereafter, as the
以上説明した通り、本実施形態の情報処理センター2は、車両10の位置情報、必要情報距離、およびディスプレイ情報を車両10から受信する(ステップ210)。そして、受信した位置情報および必要情報距離に基づいて、空中写真のうち、車両10の位置から前方に必要情報距離だけ離れた位置35を基準とする白線検知対象画像20を読み出す(ステップ220)。そして、読み出した白線検知対象画像20中の白線の位置を検知し(ステップ220)、検知した白線の位置を、ディスプレイ情報に基づいて、運転者視点の画像に変換し(ステップ250)、車両10に送信する。そして車両側制御部15は、受信した運転者視点の画像を、HUD14に表示させる。
As described above, the
このようにすることで、情報処理センター2が空中写真から検知した白線の情報を車両に通知し、車両がその情報を運転者に報知するので、雨天時の夜や霧が発生した時でも、白線の検知が容易になる。また、情報処理センター2が運転者視点の画像20bを作成するので、車両側制御部15の処理負荷が低減される。
By doing so, the
また、従来のように車載カメラを使った白線検知システムは、カメラと、高速な画像処理ができるCPUが必要となるため、コストもかかっていたが、本実施形態の車載システム1は、カメラが必須ではなく、高速な画像処理も必須ではないので、車載システム1のコストを低減することができる。
In addition, a white line detection system using an in-vehicle camera as in the prior art requires a camera and a CPU capable of high-speed image processing, which is costly. However, the in-
なお、上記実施形態では、車両側制御部15が、図3のステップ110を実行することでリクエスト手段の一例として機能し、ステップ140、150を実行することで報知手段の一例として機能する。また、センター側制御部12が、図3のステップ210を実行することで取得手段の一例として機能し、ステップ220を実行することで読み出し手段の一例として機能し、ステップ230を実行することで白線検知手段の一例として機能し、ステップ240、250を実行することで送信手段の一例として機能する。
In the above embodiment, the vehicle-
(他の実施形態)
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
(Other embodiments)
In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably. Further, the above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible. In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Yes. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case. Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship or the like.
(変形例1)
例えば、上記実施形態では、センター側制御部12は、白線検知結果の画像20aをステップ230で運転者視点画像20bに変換し、ステップ240で運転者視点画像20bを車載システム1に送信している。しかし、必ずしもこのようにする必要はない。
(Modification 1)
For example, in the above embodiment, the center-
例えば、センター側制御部12は白線検知結果の画像20aを車載システム1に送信し、車載システム1の車両側制御部15は、受信した画像20aをそのままダッシュボードに埋め込まれたディスプレイ(図示せず)に表示させてもよい。
For example, the center
あるいは、車両側制御部15は、画像20aと共に画像20a中の白線の対地座標の情報をセンター側制御部12から受信してもよい。この場合、車両側制御部15は、受信した白線の対地座標の情報と、記憶部12中のディスプレイ情報とに基づいて、画像20aから運転者視点画像20bを作成し、作成した運転者視点画像20bをHUD14に表示させるようになっていてもよい。
Alternatively, the vehicle-
(変形例2)
また、上記実施形態では、ディスプレイ情報は、車載システム1から情報処理センター2に送信されるようになっている。しかし、車両10のディスプレイ情報は、あらかじめ
情報処理センター2の記憶媒体に登録されているものを用いてもよい。その場合は、ディスプレイ情報は、車載システム1から情報処理センター2に送信される必要がなくなる。
(Modification 2)
In the above embodiment, the display information is transmitted from the in-
(変形例3)
また、上記実施形態では、必要情報距離は、車載システム1から情報処理センター2に送信されるようになっている。しかし、車両10の必要情報距離は、あらかじめ情報処理センター2の記憶媒体に登録されている固定値を用いてもよい。その場合は、必要情報距離は、車載システム1から情報処理センター2に送信される必要がなくなる。
(Modification 3)
In the above embodiment, the required information distance is transmitted from the in-
1 車載システム
2 情報処理センター
10 車両
14 ヘッドアップディスプレイ
15 車両側制御部(車載機)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記取得手段が取得した位置座標および進行方向の情報に基づいて、記憶部(22)から、前記車両の前方の道路を上空から撮影した空中写真(20)を読み出す読み出し手段(220)と、
前記読み出し手段が読み出した空中写真中の白線の位置を検知する白線検知手段(230)と、
前記白線検知手段が検知した前記白線の位置に基づいた情報を、前記車両に送信する送信手段(240、250)と、を備えた情報処理センター。 An acquisition means (210) for acquiring information on a position coordinate and a traveling direction of the vehicle (10);
Reading means (220) for reading out an aerial photograph (20) taken from the sky of the road ahead of the vehicle from the storage unit (22) based on the information of the position coordinates and the traveling direction acquired by the acquisition means;
White line detecting means (230) for detecting the position of the white line in the aerial photograph read by the reading means;
An information processing center comprising: transmission means (240, 250) for transmitting information based on the position of the white line detected by the white line detection means to the vehicle.
前記車両の位置座標および進行方向の情報を情報処理センター(2)に送信するリクエスト手段(110)と、
前記送信手段が前記位置座標および前記進行方向の情報を送信した後、前記位置座標よりも前記進行方向側にある道路の白線の位置に基づいた情報を、前記情報処理センターから受信して前記車両の運転者に報知する報知手段(140、150)と、を備えた車載機。 An in-vehicle device mounted on a vehicle (10),
Request means (110) for transmitting information on the position coordinates and the traveling direction of the vehicle to the information processing center (2);
After the transmission means transmits the position coordinates and the information on the traveling direction, the vehicle receives information based on the position of the white line on the road located on the traveling direction side of the position coordinates from the information processing center. An in-vehicle device provided with informing means (140, 150) for informing the driver.
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