JP4761944B2 - 車載用ナビゲーション装置、標示認識方法、ナビゲーションシステム、サーバ - Google Patents

Description

本発明は、車両を目的地まで案内する車載用ナビゲーション装置、路面の標示を認識する標示認識方法、ナビゲーションシステム、サーバに関する。

従来、車載用ナビゲーション装置においては、路面にペイントされた方向指示標示（以降単に「標示」と記述する）の画像をカメラにより撮像し、撮像した画像から標示を認識して自車両の走行レーンを判定している。これにより、たとえば、自車両が交差点の手前で正しい車線を走行しているか否かを把握でき、適切な案内を指示することができる（たとえば特許文献１を参照）。
特開２００５−２１４８８３号公報

しかし、路面にペイントされた標示は、経年的な磨耗や汚れなどによって形状が次第に崩れてしまい、正しく認識されなくなる場合がある。また、日中と夜間ではカメラで撮像される標示を含んだ路面画像の様相が大きく異なり、安定した認識精度が得られないおそれがある。

本発明はこのような事情を鑑み、路面の標示が経年的な磨耗や汚れなどによって掠れた後も標示を高精度に認識することのできる車載用ナビゲーション装置、標示認識方法、ナビゲーションシステム、サーバを提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明の車載用ナビゲーション装置は、自車両の前方または後方の路面を撮像する撮像部と、自車両の位置を測定する自車位置測定部と、路面の標示に対応する標示コードと標準パターンが格納された辞書部と、撮像部により撮像された路面画像に含まれる標示を辞書部の情報を用いて認識する辞書比較認識部と、位置情報と標示コードとを対応付けて記憶するデータベース部と、自車両の位置情報を自車位置測定部より取得して、この位置情報と辞書比較認識部より出力された標示コードとを対応付けてデータベース部に登録する情報登録部と、自車位置測定部により測定された自車両の位置情報をもとにデータベース部を検索して対応する標示コードを読み込み、この標示コードを辞書比較認識部に認識結果の候補として出力するデータベース検索部とを具備するものである。

本発明によれば、データベース検索部にて標示の認識結果の候補を絞り込み、この標示の認識結果の候補について辞書部の情報を用いて標示認識を行って最終的な認識結果を得ることによって、標示認識精度の向上を図れるとともに、演算コストの低減を図ることができる。特に、標示が経年的な磨耗や汚れなどによって掠れる以前にデータベース部に登録された情報をもとに標示認識結果の候補を絞り込むことができるので、辞書比較認識部で得られる類似度に依存することなく高い認識結果が得られる。

また、本発明において、情報登録部は、位置情報の登録時の時刻をデータベース部に位置情報および標示コードと対応付けて登録し、データベース検索部は、自車位置測定部により測定された自車両の位置情報および現在の時刻をもとにデータベース部を検索して対応する標示コードを読み込み、この標示コードを辞書比較認識部に認識結果の候補として出力するようにしてもよい。

たとえば、日中と夜間とでは、撮像部で撮像される路面画像は異なる様相を呈し、また、午前と午後でも日差しの向きの違いなどの理由で路面画像の様相がやはり異なってくる可能性があるが、位置情報の登録時の時刻を位置情報および標示コードと対応付けてデータベース部に登録して、時刻ごとに異なる位置情報と標示コードとの組み合わせを登録できるようにしたことで、時間帯に応じた認識精度のバラツキを低減することができる。

さらに、本発明は、辞書比較認識部によって得られた標示コードと、認識対象である標示の特徴パターンとを用いて、辞書部の更新を行う辞書更新部をさらに具備するものであってもよい。

これにより実際の路面の標示の状態に応じた辞書部を用いて標示の認識を行うことができ、認識精度の向上を図ることができる。

さらに、辞書更新部は、辞書部に、認識対象である標示の特徴パターンを標示コードに対応する標準パターンとして新たに追加することとする。これにより、掠れの度合いが様々な標示の認識を精度良く行うことができる。

また、本発明において、情報登録部は、辞書比較認識部によって得られた類似度をデータベース部に位置情報および標示コードと対応付けて登録し、データベース検索部は、認識結果の候補について辞書比較認識部によって得られた類似度と、認識結果の候補である標示コートに対応付けてデータベース部に登録された類似度とを比較し、前者の類似度が後者の類似度より低く、かつその差が一定値を超える場合に、辞書比較認識部に対して、辞書部のすべての標示の標準パターンと認識対象である標示の特徴パターンとの比較により標示認識を行うように依頼し、情報登録部を通じて、辞書比較認識部にて求められた標示認識結果でデータベース部を更新することとしてもよい。これにより、変更された標示や追加された標示も精度良く認識することができる。

また、本発明の別の観点に基づくサーバは、本発明の１以上の車載用ナビゲーション装置とこの車載用ナビゲーション装置とネットワークを通じて接続可能なサーバであって、位置情報と標示コードとを対応付けて記憶するサーバデータベース部と、車載用ナビゲーション装置よりネットワークを通じて、車載用ナビゲーション装置のデータベース部に格納されている位置情報と標示コードとの組み合わせであるデータベース情報を取得してサーバデータベース部の情報と比較し、新規のデータベース情報をサーバデータベース部に登録するとともに、サーバデータベース部に登録されている情報と取得したデータベース情報とが一致した回数を前記位置情報と標示コードとの組み合わせごとに管理し、この管理結果をもとに位置情報とこれに対して最も確からしい標示コードとの組み合わせを判定し、この組み合わせをネットワークを通じて車載用ナビゲーション装置に送信する判定部とを具備するものである。

本発明によれば、サーバにて、１以上の車載用ナビゲーション装置より取得したデータベース情報を統合した結果をもとに位置情報と標示コードとの組み合わせを管理して、各車載用ナビゲーション装置のデータベース部にフィードバックをかけることによって、各車載用ナビゲーション装置のデータベース間のバラツキを解消することができ、各車載用ナビゲーション装置での標示認識精度を向上させることができる。

また、本発明のサーバは、表示部と入力部をさらに有し、判定部は、車載用ナビゲーション装置に対してネットワークを通じて、位置情報および標示を路面画像の送信を要求し、この要求に応じて車載用ナビゲーション装置より応答された画像情報を表示部に表示させ、オペレータによる画像の確認結果である標示コードを入力部より入力して、サーバデータベース部を更新するものであってもよい。判定部は、サーバデータベース部の更新結果をネットワークを通じて車載用ナビゲーション装置へ送信することとしてもよい。

これにより、サーバデータベース部および車載用ナビゲーション装置のデータベース部の情報の信頼性を高めることができ、標示認識精度を向上させることができる。

さらに、本発明のサーバは、路面の標示に対応する標示コードと標準パターンが格納された辞書部と、車載用ナビゲーション装置より送信された路面画像に含まれる標示の特徴パターンを生成して、この特徴パターンを辞書部の該当する標示コードに対応する標準パターンとして辞書部に新規登録する辞書編集部と、辞書部の情報をネットワークを通じて車載用ナビゲーション装置へ送信する通信部とをさらに具備することとしてもよい。

これにより、車載用ナビゲーション装置での辞書部の情報を用いた認識精度を向上させることができる。

本発明によれば、路面の標示が経年的な磨耗や汚れなどによって掠れた後も標示を高精度に認識することができる。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態にかかる車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。この車載用ナビゲーション装置は四輪車、二輪車などの車両に搭載されるものである。

同図において、車載用ナビゲーション装置１００は、自車位置測定部の一例であるＧＰＳ受信機１と、ＨＤ（Hard Disk ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory ）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory ）などのメディアから地図情報やそれに関連する情報を読み出すディスクドライブ２と、ユーザから出発地、目的地などの入力や各種操作のための入力を行う操作入力部３と、自車両の位置（自車位置）とその周辺の地図情報や自車両のナビゲーションのための情報表示を行うＣＲＴ（陰極線管）やＬＣＤ（液晶表示装置）などの表示装置４と、ナビゲーションに関する音声情報を出力するスピーカ５と、自車両の前方または後方の路面を撮像する撮像部であるカメラ６と、制御装置７とを備えて構成される。

制御装置７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７ａと、ＣＰＵ７ａの作業領域やデータ記憶領域を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）７ｂと、ＣＰＵ７ａによって実行されるプログラムや各種のデータなどが固定的に格納されたＲＯＭ（Random Only Memory）７ｃと、電気的に消去および書き換えが可能なＲＯＭであるフラッシュメモリ７ｄとを備えて構成される。

ＧＰＳ受信機１はＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）により自車両の現在位置を測位して、自車両の現在位置（自車位置）を検出し、その自車位置検出結果を制御装置７へ提供するものである。

カメラ６は、自車両の車体のフロント部分やリア部分などに装着され、自車両の前方または後方の路面を撮像して、路面にペイントされた直進、左折、右折などの標示のイメージを取り込むための手段である。カメラ６は、具体的には、たとえばＣＣＤ（Charge-Coupled Devices）などの撮像素子と、この撮像素子によって撮像された信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換して制御装置７に出力する信号処理回路とを有している。

図２は制御装置７に組み込まれた標示認識システムの構成を示すブロック図である。標示認識とは、路面の標示のイメージからその標示に対応するコード（標示コード）を生成することを言う。この標示コードをもとに、複数の車線を有する道路での自車両の走行車線を判定して、この判定結果を自車両のナビゲーション（経路案内）に用いることができる。

図２に示すように、標示認識システムは、画像処理部１１、辞書部１２、標示認識部１３、情報登録部１４、データベース部１５、時計部１６などで構成される。

画像処理部１１は、カメラ６により取り込まれた画像データに対してノイズ除去、透視変換、二値化などの処理を行って、その結果を標示認識部１３に渡す手段である。

辞書部１２は、標示認識の際に用いられる各種の標示の標準パターンの情報が標示コードと対応付けて格納された辞書である。この辞書部１２は、適宜更新が可能なように、たとえば、制御装置７内のフラッシュメモリ７ｄに格納されている。あるいは、ディスクドライブ２としてＨＤＤを搭載しているならば、ＨＤＤに辞書部１２を保存しておき、運用時にＨＤＤから制御装置７のＲＡＭ７ｂにロードして、ＣＰＵ７ａからアクセスされるようにしてもよい。

データベース部１５は、図３に示すように、標示コード、類似度、位置および時刻などの情報を対応付けて格納する部分である。このデータベース部１５は、たとえば、制御装置７内のフラッシュメモリ７ｄに格納されている。あるいは、ディスクドライブ２としてＨＤＤを搭載しているならば、ＨＤＤにデータベース部１５を保存しておき、運用時にＨＤＤから制御装置７のＲＡＭ７ｂにロードして、ＣＰＵ７ａから高速にアクセスできるようにしてもよい。

標示認識部１３は、切り出し部１３ｂ、データベース検索部１３ａ、特徴抽出部１３ｃ、および辞書比較認識部１３ｄを備えている。

データベース検索部１３ａは、ＧＰＳ受信機１より取得した自車位置の情報、時計部１６より取得した時刻情報などをもとにデータベース部１５を検索して標示の認識結果の候補を判定する手段である。切り出し部１３ｂは、路面画像の二値パターン情報から標示部分を切り出す手段である。特徴抽出部１３ｃは、切り出し部１３ｂによって切り出された標示部分の二値パターンの特徴を抽出して特徴パターンの情報を生成する手段である。辞書比較認識部１３ｄは、辞書部１２に格納された標示の標準パターンのうちデータベース検索部１３ａによって標示認識結果の候補として判定された標示の標準パターンと、特徴抽出部１３ｃにて生成された特徴パターンとをたとえばパターンマッチング法などにより比較して最も類似した標準パターンに対応付けられている標示コードを認識結果として出力する手段である。

時計部１６は、現在の時刻の情報を出力する手段である。情報登録部１４は、標示認識部１３にて標示の認識結果が得られるごとに、その認識結果である標示コードおよび類似度情報と、標示認識部１３がＧＰＳ受信機１から取得した自車位置の情報および時計部１６から取得した時刻情報をそれぞれ対応付けてデータベース部１５に登録する手段である。

次に、この実施形態の車載用ナビゲーション装置１００の動作を説明する。

図４は本実施形態の車載用ナビゲーション装置１００における路面標示認識の手順を示すフローチャートである。

本実施形態の車載用ナビゲーション装置１００の稼動中は、車両のフロント部分などに装着されたカメラ６により自車両の前方または後方の路面を撮像した画像の取り込みが行われる（ステップＳ４０１）。図５はカメラ６の撮影画像（デジタル画像）の例を示す図である。本例では、カメラ６の撮影画像として、たとえば、センターライン２１と路側ライン２２との間に直進を意味する標示２３がペイントされた路面の画像が得られている。

カメラ６により取り込まれた路面画像は制御装置７に入力される。制御装置７は、入力された路面画像について、まず画像処理部１１にて、高帯域の信号をノイズとして除去するなどの補正を行った後、透視変換を行う（ステップＳ４０２）。透視変換とは、たとえば、図５に示すように、斜め上の視点からの路面画像を、図６に示すように、真上の視点からの路面画像に座標変換する処理をいう。ただし、この透視変換は、後段の標示認識にて用いられる、辞書部１２の標示の標準パターンが斜め上の視点からのパターンであって、斜め上の視点からの路面画像を対象に正しく標示認識を行うことができるような仕組みになっている場合には不要である。

次に、画像処理部１１では、透視変換された画像に対して二値化処理が行われて、認識にとって不要な成分が除去された路面画像の二値パターン情報が得られる（ステップＳ４０３）。続いて、画像処理部１１から標示認識部１３の切り出し部１３ｂへ路面画像の二値パターン情報が送られるとともに、標示認識部１３のデータベース検索部１３ａにトリガー信号が送られる。標示認識部１３のデータベース検索部１３ａは、トリガー信号を受信すると、ＧＰＳ受信機１より自車位置の情報を取り込むとともに時計部１６より時刻情報を取り込み、これらの情報をもとにデータベース部１５を検索する（ステップＳ４０４）。

この検索により該当する情報（レコード）が存在する場合には（ステップＳ４０５のＹＥＳ）、その該当する情報の中の標示コードを標示認識結果の候補として辞書比較認識部１３ｄへ出力する（ステップ４０６）。また、データベース部１５に該当する情報が存在しない場合には（ステップＳ４０５のＮＯ）、辞書比較認識部１３ｄへ候補無しの旨が通知される（ステップＳ４０７）。ここで、標示認識部１３のデータベース検索部１３ａは、ＧＰＳ受信機１より取得した自車位置の情報のみに基づいてデータベース部１５を検索して標示の認識結果の候補を判定するようにしてもよい。このデータベース部１５の検索による標示の認識結果の候補を判定について後で詳細に説明する。

一方、標示認識部１３の切り出し部１３ｂは画像処理部１１からの路面画像の二値パターン情報を受けると、この路面画像の二値パターン情報から標示部分を切り出す処理を行う（ステップＳ４０８）。この標示部分の切り出しは、たとえば、路面画像の二値パターン情報について、車線方向および車線幅方向への射影処理を行い、この射影処理の結果をもとに行われる。図７は路面画像の二値パターン情報に対する射影処理の結果を示している。同図に示す車線方向の射影処理の結果には、路面のセンターライン２１、標示２３、路側ライン２２に相当する３ヶ所にピークＰ21、Ｐ23、Ｐ22が立っている。切り出し部１３ｂでは、所定の閾値との比較によってこれら３ヶ所のピークＰ21、Ｐ23、Ｐ22を検出して、その真ん中のピークＰ23の位置を車線幅方向における標示部分であることを判定する。さらに、切り出し部１３ｂでは、車線幅方向への射影処理を同様に行うことで、車線方向の標示部分の位置を判定する。そして、切り出し部１３ｂは、それぞれの判定結果をもとに、路面画像の二値パターン情報から標示部分のパターン情報２４を切り出すことができる。

次に、標示認識部１３の特徴抽出部１３ｃは、切り出された標示部分のパターン情報について、濃度、輪郭、形状などの特徴を抽出して、その結果である特徴パターンを辞書比較認識部１３ｄに出力する（ステップＳ４０９）。

辞書比較認識部１３ｄは、データベース検索部１３ａより標示認識結果の候補を取得した場合、辞書部１２に格納された全ての標示の標準パターンの中の、標示認識結果の候補である標示の標準パターンと、特徴抽出部１３ｃより入力した特徴パターンとをたとえばパターンマッチング法などにより比較してそれぞれの類似度を求め、最も類似度の高い標準パターンに対応付けられている標示コードを認識結果として出力する（ステップＳ４１０ａ）。また、辞書比較認識部１３ｄは、データベース検索部１３ａより標示認識結果の候補無しの通知を受けた場合、辞書部１２に格納された全ての標示の標準パターンと特徴抽出部１３ｃにて生成された標示の特徴パターンと比較して、最も類似度の高い標準パターンに対応付けられている標示コードを認識結果として出力する（ステップＳ４１０ｂ）。

次に、標示認識部１３は、辞書比較認識部１３ｄにて得られた認識結果である標示コードと類似度を情報登録部１４に出力するとともに、データベース検索部１３ａがトリガー信号を受信した際にＧＰＳ受信機１から取得した自車位置の情報、および時計部１６より取得した時刻情報をそれぞれ情報登録部１４へ出力する。情報登録部１４は、これらの情報を受け取ると、データベース部１５にこれらの情報を対応付けて登録する（ステップＳ４１１）。

以上の手順を繰り返すことによって、自車両が通過した経路に存在する路面標示に関する情報がデータベース部１５に蓄積されて行く。交差点の手前の車線には、左折、直進、右折などの複数の標示が横並びにペイントされており、これらは車載用ナビゲーション装置１００においては同じ位置の標示として見なされる。このためデータベース部１５には、位置情報が同じでもこれに対応付けられた標示コードが異なる複数のレコードが記録されることになる。

ところで、データベース部１５に登録される位置情報には、ＧＰＳの測位誤差などに起因して実際には同じ位置の標示であっても若干のバラツキがある。そこで、ＧＰＳ受信機１より取得した位置情報を地図情報上の位置情報と比較して、その差が一定の値以下であるならば、地図情報上の位置情報に置き換えてデータベース部１５への位置情報の登録および検索を行うことが好ましい。

時計部１６より取得した時刻情報は、一日をいくつかの時間帯で区分した情報、たとえば日中と夜間に変換されて、データベース部１５への登録および検索が行われるようにすることが望ましい。日中はさらに午後と午前に分けるようにしてもよい。日中と夜間では、カメラ６で捕らえられる路面画像は異なる様相を呈し、また、午前と午後でも日差しの向きの違いなどの理由で路面画像の様相がやはり異なってくる可能性がある。このため、時間帯ごとに標示に関する情報を管理することは認識精度の向上にむすびつく。

さらに、データベース部１５には類似度の情報も登録されるが、この類似度は、位置情報と時刻情報との異なる組み合わせごとに、過去に得られた最大値のみがデータベース部１５に登録されるようになっている。また、データベース部１５に登録されるために最低限必要な類似度の値を定めておき、この値に満たない場合にはデータベース部１５への登録は無効とされるようにしてもよい。

次に、自車位置、時刻の情報もとにデータベース部１５を検索して標示の認識結果の候補を判定する動作を説明する。図８はこの標示認識結果の候補の判定動作を示すフローチャートである。

まず、標示認識部１３のデータベース検索部１３ａは、ＧＰＳ受信機１にて検出された自車位置の情報を取得するとともに、時計部１６より時刻情報を取得し（ステップＳ８０１）、取得した自車位置と位置情報が一致する情報（レコード）がデータベース部１５に存在するかどうかを判定する（ステップＳ８０２）。位置情報が一致する情報がデータベース部１５に存在しない場合には（ステップＳ８０２のＮＯ）、標示認識結果の候補が無いことが判定され、その通知が辞書比較認識部１３ｄへ通知される（ステップＳ８０５）。自車位置が一致する情報がデータベース部１５に存在するならば（ステップＳ８０２のＹＥＳ）、データベース検索部１３ａは、位置情報が一致した１以上の情報の中で、時計部１６より取得した時刻と時刻情報が一致する情報が存在するかどうかを判定する（ステップＳ８０３）。時刻情報が一致する情報がデータベース部１５に存在しない場合には（ステップＳ８０３のＮＯ）、標示認識結果の候補が無いことが判定され、その通知が辞書比較認識部１３ｄへ通知される（ステップＳ８０５）。時刻情報が一致する情報がデータベース部１５に存在するならば（ステップＳ８０３のＹＥＳ）、データベース検索部１３ａはその情報に含まれる標示コードを標示認識結果の候補として判定し、辞書比較認識部１３ｄに出力する（ステップＳ８０４）。

なお、時刻情報が一致する情報がデータベース部１５から得られなかった場合には、位置情報に基づくデータベース部１５の検索によって得られた情報を標示認識結果の候補として辞書比較認識部１３ｄに出力するようにしてもよい。

以上のように、本実施形態によれば、データベース検索部１３ａにて標示認識結果の候補を絞り込み、この標示認識結果の候補について辞書部１２の標準パターンと、標示の特徴パターンとを比較して標示認識結果を得ることによって、認識精度の向上を図れるとともに、演算コストの低減を図ることができる。

ここで、認識精度の向上に関して、本実施形態の標示認識方式が特に有効に作用し得る具体的なケースについて説明する。

図９はカメラ６の撮影画像の例である。撮影された路面にはセンターライン２１と路側ライン２２との間に直進を意味する標示２３がペイントされているが、標示２３の一部が車両のタイヤとの度重なる接触により削られて掠れている。図１０はこの撮影画像に対して透視変換を行った結果、図１１は図１０の透視変換画像に対して二値化処理、射影処理を順に行って標示部分の切り出し位置２４を判定した結果を示している。このようなケースでは、辞書比較認識部１３ｄにて、辞書部１２に格納されたどの標示の標準パターンとも高い類似度が得られず、正しい認識結果を得ることが困難である。本実施形態では、標示が経年的な磨耗や汚れなどによって掠れる以前にデータベース部１５に登録された情報をもとに標示認識結果の候補を絞り込むことができるので、辞書比較認識部１３ｄで得られる類似度に依存することなく高い認識結果が得られる。

また、本実施形態の車載用ナビゲーション装置１００において、辞書部１２は、書き換え可能な記憶領域に格納されているので、この辞書部１２の内容を認識結果である標示コードと入力特徴パターンを用いて更新するようにしてもよい。この辞書部１２の更新は、たとえば、辞書比較認識部１３ｄで得られる類似度がある一定の値に満たない場合に自動的に行われるようにすればよい。ここでの辞書部１２の更新とは、標示の標準パターンをオリジナルのものとは別に追加することを意味する。

（ステップＳ４１０ａの変形例）
次に、図４のステップＳ４１０ａの変形例を説明する。図４のステップＳ４１０ａは、標示認識結果の候補の標示の標準パターンと、標示の特徴パターンとを比較してそれぞれの類似度を求め、最も類似度の高い標準パターンに対応付けられている標示コードを認識結果として出力する処理である。しかし、実際の路面の標示に変更や追加が発生した場合、標示認識結果の候補の標示の標準パターンと入力特徴パターンとの類似度がデータベース部１５に登録されている類似度よりも大幅に低くなる場合が考えられる。

そこで、この変形例では、データベース検索部１３ａに次のような機能が組み込まれている。すなわち、データベース検索部１３ａは、自らによって判定された標示認識結果の候補について辞書比較認識部１３ｄにて認識を行うことによって得られた最大の類似度と、標示認識結果の候補である標示コートに対応付けてデータベース部１５に登録された類似度とを比較する。データベース検索部１３ａは、この比較によって、前者の類似度が後者の類似度より低く、かつその差が一定値を超える場合に、辞書比較認識部１３ｄに対して、辞書部１２のすべての標示の標準パターンと認識対象である標示の特徴パターンとの比較により標示認識を行うように依頼する。辞書比較認識部１３ｄは、この依頼を受けて、辞書部１２のすべての標示の標準パターンと、認識対象である標示の特徴パターンとを比較して改めて標示認識結果を求める。データベース検索部１３ａは、辞書比較認識部１３ｄにて改めて求められた標示認識結果でデータベース部１５を更新するように情報登録部１４に依頼し、情報登録部１４はこの依頼に従って、標示認識結果でデータベース部１５を更新する。これにより、路面標示の変更や追加に対応することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態を説明する。

図１２は第２の実施形態にかかるナビゲーションシステムの構成を示す図である。
同図に示すように、このナビゲーションシステム２００は、１以上の車載用ナビゲーション装置１１０，・・・とサーバ１５０とで構成されている。車載用ナビゲーション装置１１０，・・・とサーバ１５０とはインターネットなどのネットワーク１８０を通じて接続されている。

車載用ナビゲーション装置１１０は、第１の実施形態の車載用ナビゲーション装置１００の構成に、ネットワーク１８０を通じてサーバ１５０との通信を行うための通信部８が追加されたものである。また、車載用ナビゲーション装置１１０の制御装置７は、通信部８を制御してサーバ１５０に対して、定期的にデータベース部１５の情報を送信したり、サーバ１５０によって指定された位置の路面標示の画像などを送信したり、さらには、通信部８を通じてサーバ１５０より、データベース部１５の更新データ、辞書部１２の更新データなどを受信してデータベース部１５の更新および辞書部１２の更新を行うように制御することが可能である。

一方、サーバ１５０は、図１３に示すように、制御装置１５１、通信部１５２、表示部１５３、入力部１５４、ディスクドライブ１５５などを備えている。制御装置１５１は、具体的にはＣＰＵと、ＣＰＵの作業領域やデータ記憶領域を提供するよってＲＡＭと、ＣＰＵによって実行されるプログラムや各種のパラメータなどが固定的に格納されたＲＯＭとを備えて構成されたものである。通信部１５２はネットワーク１８０を通じて各車載用ナビゲーション装置１１０，・・・との通信を行う手段である。表示部１５３は車載用ナビゲーション装置１１０，・・・より転送されたカメラ６の撮影画像などを表示するＣＲＴやＬＣＤなどの表示装置である。入力部１５４はサーバ１５０のオペレータからの入力を受け付けるためのキーボードやマウスなどの入力装置である。ディスクドライブ１５５は、たとえばＨＤＤなど、メディアに対してデータやプログラムの読み書きが可能な記録装置である。

制御装置１５１は、判定部１６１、辞書編集部１６２、辞書部１６３、サーバデータベース部であるデータベース部１６４などを備えている。

辞書部１６３は、標示認識の際に用いられる各種の標示の標準パターンの情報が標示コードと対応付けて格納された辞書である。この辞書部１６３は、適宜更新が可能なように、たとえば、ディスクドライブ１５５に保存され、運用時にディスクドライブ１５５から制御装置１５１のＲＡＭにロードして、ＣＰＵからアクセスされる。

辞書編集部１６２は、車載用ナビゲーション装置１１０より受信した画像情報（たとえば標示部分の切り出し画像）の特徴を抽出して特徴パターンを生成し、この特徴パターンと辞書部１６３に格納された標示の標準パターンとをたとえばパターンマッチング法などにより比較して類似度を算出する。そして、辞書編集部１６２は、この算出された類似度が所定の値未満である場合には、生成した特徴パターンを、辞書部１６３の該当する標示コードに対応する標準パターンとしてオリジナルの標準パターンとは別に辞書部１６３に新規に登録する。

データベース部１６４は、標示コードと位置情報との組み合わせを格納する記憶部である。このデータベース部１６４は、たとえば、ディスクドライブ１５５にデータベース部１６４のバックアップを保存して運用時にディスクドライブ１５５から制御装置１５１のＲＡＭにロードされることで、ＣＰＵからアクセスされる。

判定部１６１は、通信部１５２にてネットワーク１８０を通じて車載用ナビゲーション装置１１０よりデータベース情報である標示コードと位置情報との組み合わせを受信してサーバ１５０のデータベース部１６４の内容と比較し、サーバ１５０のデータベース部１６４の更新や、サーバ１５０のデータベース部１６４の情報を車載用ナビゲーション装置に送信するように通信部１５２を制御したりする手段である。

次に、このナビゲーションシステム２００の動作を説明する。

図１４はこのナビゲーションシステム２００の動作に関する処理シーケンスを示す図である。

車載用ナビゲーション装置１１０の制御装置７は、通信部８を制御して、サーバ１５０に対して定期的にデータベース部１５の中の標示コードと位置情報との全ての組み合わせをデータベース情報としてネットワーク１８０を通じてサーバ１５０に送信する（ステップＳ１４０１）。

サーバ１５０は、通信部１５２にてネットワーク１８０を通じて車載用ナビゲーション装置１１０よりデータベース情報である標示コードと位置情報との組み合わせを受信し（ステップＳ１４０２）、車載用ナビゲーション装置１１０より取得した個々のデータベース情報（１つの位置情報と標示コードとの組み合わせ）についてサーバ１５０のデータベース部１６４と比較する（ステップＳ１４０３）。

この比較の結果、サーバ１５０のデータベース部１６４に一致する位置情報が登録されていない場合（ステップＳ１４０４のＮＯ）、判定部１６１は、車載用ナビゲーション装置１１０より取得したデータベース情報を新規の情報として判定してサーバ１５０のデータベース部１６４に登録する（ステップＳ１４０５）。また、判定部１６１は、サーバ１５０のデータベース部１６４に該当する位置情報が登録されていることを判定した場合には（ステップＳ１４０４のＹＥＳ）、サーバ１５０のデータベース部１６４にその位置情報と対応付けて登録されている標示コードと、車載用ナビゲーション装置１１０より取得したデータベース情報の中の標示コードとを比較して、一致する標示コードの有無を判定する（ステップＳ１４０６）。なお、一つの位置情報と対応付けて登録されている標示コードは複数存在する場合がある。車載用ナビゲーション装置１１０より取得したデータベース情報の中の標示コードが、サーバ１５０のデータベース部１６４に登録されているどの標示コードとも一致しない場合には（ステップＳ１４０６のＮＯ）、判定部１６１は、車載用ナビゲーション装置１１０より取得したデータベース情報を新規の情報として判定してサーバ１５０のデータベース部１６４に登録する（ステップＳ１４０５）。

また、車載用ナビゲーション装置１１０より取得したデータベース情報の中の標示コードが、サーバ１５０のデータベース部１６４に登録されているいずれかの標示コードと一致すれば（ステップＳ１４０６のＹＥＳ）、その位置情報および標示コードに対して、これらの確からしさを示すフラグがデータベース部１６４にセットされているかどうかを判断する（ステップＳ１４０７）。ここで、確からしさを示すフラグは、サーバ１５０のデータベース部１６４に一つの位置情報と対応付けて登録されている１以上の標示コードの中で、たとえば過去のヒット数が最も高い標示コードに対してのみセットされるようになっている。

判定部１６１は、フラグがセットされていることを判断した場合（ステップＳ１４０７のＹＥＳ）、そのフラグがセットされた位置情報および標示コードのヒット数をインクリメントする（ステップＳ１４０８）。この場合はこれで処理を終了する。フラグがセットされていない場合は（ステップＳ１４０７のＮＯ）、判定部１６１は、車載用ナビゲーション装置１１０より取得した位置情報と標示コードのヒット数をインクリメントし（ステップＳ１４０９）、フラグがセットされた位置情報および標示コードとの組み合わせを、車載用ナビゲーション装置１１０に送信すべき情報としてＲＡＭに保持する（ステップＳ１４１０）。

判定部１６１は、車載用ナビゲーション装置１１０より取得した全てのデータベース情報について同様の処理を繰り返し、全てのデータベース情報についての処理が完了すると（ステップＳ１４１１のＹＥＳ）、ＲＡＭに保持されている位置情報および標示コードとの組み合わせの情報をまとめて、車載用ナビゲーション装置１１０に送信するように通信部１５２を制御する（ステップＳ１４１２）。

車載用ナビゲーション装置１１０は、サーバ１５０より位置情報および標示コードとの組み合わせを受信すると（ステップＳ１４１３）、データベース部１５の該当する位置情報に対応付けて登録されている標示コードを、サーバ１５０より取得した標示コードで更新する（ステップＳ１４１４）。

以上説明したように本実施形態によれば、サーバ１５０にて、複数の車載用ナビゲーション装置１１０より取得したデータベース情報を統合した結果をもとに位置情報と標示コードとの組み合わせを管理して、各車載用ナビゲーション装置１１０のデータベース部１５にフィードバックをかけることによって、各車載用ナビゲーション装置１１０のデータベース間のバラツキを解消することができ、各車載用ナビゲーション装置１１０での標示認識精度を向上させることができる。

また、サーバ１５０の判定部１６１は、同一の位置情報に対応付けられた複数の標示コードに対するそれぞれのヒット数の差を監視しており、全体のヒット数が所要の値に達した後、それぞれのヒットの差が一定値以内である場合には、各車載用ナビゲーション装置１１０に対して、位置情報を含む画像の送信を要求する。サーバ１５０の判定部１６１は、この要求に応じて車載用ナビゲーション装置１１０より送信された画像情報（たとえば標示部分の切り出し画像）を受信すると、この画像情報を表示部１５３に表示させ、サーバ１５０のオペレータによる視覚での確認を促すように制御を行う。判定部１６１はオペレータからの確認の結果つまり標示コードと位置情報とを入力部１５４より受けて、データベース部１６４の情報を更新する。これにより、データベース部１６４の情報の信頼性を高めることができる。このデータベース部１６４の更新された情報は車載用ナビゲーション装置１１０へ送信されて、車載用ナビゲーション装置１１０のデータベース部１５が更新される。

さらに、判定部１６１は、車載用ナビゲーション装置１１０より受信した画像を辞書編集部１６２へわたす。辞書編集部１６２は、車載用ナビゲーション装置１１０より受信した画像情報（たとえば標示部分の切り出し画像）の特徴を抽出して特徴パターンを生成し、この特徴パターンと辞書部１６３に格納された標示の標準パターンとをたとえばパターンマッチング法などにより比較して類似度を算出する。辞書編集部１６２は、この算出した類似度が所定の値未満である場合には、生成した特徴パターンを、辞書部１６３の該当する標示コードに対応する標準パターンとしてオリジナルの標準パターンとは別に辞書部１６３に新規登録する。この更新された辞書部１６３の情報は車載用ナビゲーション装置１１０へ送信されて、車載用ナビゲーション装置１１０の辞書部１２と置き換えられる。これにより、車載用ナビゲーション装置１１０での標示の認識精度を向上させることができる。

なお、辞書編集部１６２は、生成した特徴パターンと辞書部１６３の標準パターンと比較して類似度を算出することなく、特徴パターンを生成したら、これを無条件に辞書部１６３に標示コードと対応付けて追加登録するようにしてもかまわない。

以上説明した実施形態において、車載用ナビゲーション装置は自車両の現在位置を測位するためにＧＰＳのみを用いたが、車両に搭載されたジャイロセンサーや車速パルスなどの出力とＧＰＳ信号とからより高精度な自車位置を測定するようにしてもよい。

本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々更新を加え得ることは勿論である。

本発明の一実施形態にかかる車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 図１における制御装置内の標示認識に関する仕組みの構成を示すブロック図である。 図２におけるデータベースの構成を示す図である。 図１の車載用ナビゲーション装置における路面標示認識の手順を示すフローチャートである。 カメラの撮影画像の例を示す図である。 図５の撮影画像の透視変換結果を示す図である。 図６の路面画像の二値パターン情報に対する射影処理の結果を示す図である。 標示認識結果の候補の判定動作を示すフローチャートである。 カメラの撮影画像の例を示す図である。 図９の撮影画像に対して透視変換を行った結果を示す図である。 図９の撮影画像からの標示部分の切り出しを示す図である。 第２の実施形態にかかるナビゲーションシステムの構成を示す図である。 図１２のナビゲーションシステムにおけるサーバの構成を示す図である。 図１２のナビゲーションシステムの動作に関する処理シーケンスを示す図である。

符号の説明

１…ＧＰＳ受信機、６…カメラ、７…制御装置、８…通信部、１１…画像処理部、１２…辞書部、１３…標示認識部、１３ａ…データベース検索部、１３ｂ…切り出し部、１３ｃ…特徴抽出部、１３ｄ…辞書比較認識部、１４…情報登録部、１５…データベース部、 １６…時計部、１００，１１０…車載用ナビゲーション装置、１５０…サーバ、１５１…制御装置、１５２…通信部、１５３…表示部、１５４…入力部、１５５…ディスクドライブ、１６１…判定部、１６２…辞書編集部、１６３…辞書部、１６４…データベース部、 １８０…ネットワーク、２００…ナビゲーションシステム。

Claims (10)

1. 自車両の前方または後方の路面を撮像して路面画像を取得する撮像部と、
   前記自車両の位置を測定して自車位置情報を出力する自車位置測定部と、
   路面の走行レーン上の標示に対応する標示コードおよび標準パターンが格納された辞書部と、
   前記路面の走行レーン上の標示に対応する標示コードおよびその位置情報を対応付けて記憶するデータベース部と、
   前記自車位置情報を用いて、前記データベース部から前記自車両の走行レーン上の標示の候補を検索して対応する標示コードを出力するデータベース検索部と、
   前記辞書部に格納された標示コードのうち前記データベース検索部が出力した標示コードに対応する標準パターンと前記路面画像とを比較し、前記自車両の走行レーン上の標示を取得して対応する標示コードを出力する辞書比較認識部と、
   前記自車位置情報と前記辞書比較認識部が出力した標示コードとを対応付けて前記データベース部に登録する情報登録部と、
   前記辞書比較認識部が出力した標示コードと、前記路面画像に現れた走行レーン上の標示の特徴パターンとを用いて、前記辞書部の標準パターンを更新する辞書更新部と
   を具備することを特徴とする車載用ナビゲーション装置。
2. 前記情報登録部は、前記自車位置情報の登録時の時刻を前記データベース部に前記自車位置情報および前記辞書比較認識部が出力した標示コードと対応付けて登録し、
   前記データベース検索部は、前記自車位置情報および現在の時刻を用いて前記データベース部から前記自車両の走行レーン上の標示の候補を検索して対応する標示コードを出力することを特徴とする請求項１に記載の車載用ナビゲーション装置。
3. 前記辞書更新部は、前記辞書部に、前記特徴パターンを前記辞書比較認識部が出力した標示コードに対応する標準パターンとして追加することを特徴とする請求項１に記載の車載用ナビゲーション装置。
4. 前記情報登録部は、前記辞書比較認識部での比較によって得られた類似度を前記データベース部に前記自車位置情報および前記辞書比較認識部が出力した標示コードと対応付けて登録し、
   前記データベース検索部は、前記検索結果の候補について前記辞書比較認識部での比較によって得られた類似度と、前記検索結果の候補である標示コードに対応付けて前記データベース部に登録された類似度とを比較し、前者の類似度が後者の類似度より低く、かつその差が一定値を超える場合に、前記辞書比較認識部に対して、前記辞書部に格納されたすべての標示の標準パターンと前記路面画像に現れた走行レーン上の標示の特徴パターンとを比較するように依頼し、前記情報登録部を通じて、前記辞書比較認識部での比較結果を用いて前記データベース部を更新することを特徴とする請求項１に記載の車載用ナビゲーション装置。
5. 撮像部により自車両の前方または後方の路面を撮像して路面画像を取得し、
   位置測定部により前記自車両の位置を測定して自車位置情報を取得し、
   データベース検索部により、前記自車位置情報を用いて、路面の走行レーン上の標示に対応する標示コードおよびその位置情報を対応付けて記憶したデータベース部から前記自車両の走行レーン上の標示の候補を検索して対応する標示コードを出力し、
   辞書比較認識部により、前記路面の走行レーン上の標示に対応する標示コードおよび標準パターンが格納された辞書部に格納された標示コードのうち前記データベース検索部が出力した標示コードに対応する標準パターンと前記路面画像とを比較し、前記自車両の走行レーン上の標示を取得して対応する標示コードを出力し、
   辞書更新部により、前記辞書比較認識部が出力した標示コードと、前記路面画像に現れた走行レーン上の標示の特徴パターンとを用いて、前記辞書部の標準パターンを更新すること
   を特徴とする標示認識方法。
6. 請求項１に記載の１以上の車載用ナビゲーション装置とこの車載用ナビゲーション装置とネットワークを通じて接続可能なサーバとを有するナビゲーションシステムであって、
   前記車載用ナビゲーション装置は、
   前記データベース部に格納されている位置情報と標示コードとの組み合わせをデータベース情報として前記ネットワークを通じて前記サーバに送信する手段を有し、
   前記サーバは、
   位置情報と標示コードとを対応付けて記憶するサーバデータベース部と、
   前記車載用ナビゲーション装置より前記ネットワークを通じて前記データベース情報を取得して前記サーバデータベース部の情報と比較し、新規のデータベース情報を前記サーバデータベース部に登録するとともに、前記サーバデータベース部に登録されている情報と前記取得した前記データベース情報とが一致した回数を前記位置情報と標示コードとの組み合わせごとに管理し、この管理結果をもとに位置情報とこれに対して最も確からしい標示コードとの組み合わせを判定し、この組み合わせを前記ネットワークを通じて前記車載用ナビゲーション装置に送信する判定部と
   を具備することを特徴とするナビゲーションシステム。
7. 請求項１に記載の１以上の車載用ナビゲーション装置とこの車載用ナビゲーション装置とネットワークを通じて接続可能なサーバであって、
   位置情報と標示コードとを対応付けて記憶するサーバデータベース部と、
   前記車載用ナビゲーション装置より前記ネットワークを通じて、前記車載用ナビゲーション装置のデータベース部に格納されている位置情報と標示コードとの組み合わせであるデータベース情報を取得して前記サーバデータベース部の情報と比較し、新規のデータベース情報を前記サーバデータベース部に登録するとともに、前記サーバデータベース部に登録されている情報と前記取得した前記データベース情報とが一致した回数を前記位置情報と標示コードとの組み合わせごとに管理し、この管理結果をもとに位置情報とこれに対して最も確からしい標示コードとの組み合わせを判定し、この組み合わせを前記ネットワークを通じて前記車載用ナビゲーション装置に送信する判定部とを具備することを特徴とするサーバ。
8. 表示部と入力部をさらに有し、
   前記判定部は、
   前記車載用ナビゲーション装置に対して前記ネットワークを通じて、位置情報および標示を路面画像の送信を要求し、この要求に応じて車載用ナビゲーション装置より応答された画像情報を前記表示部に表示させ、オペレータによる画像の確認結果である標示コードを前記入力部より入力して、前記サーバデータベース部を更新することを特徴する請求項７に記載のサーバ。
9. 前記判定部は、前記サーバデータベース部の更新結果を前記ネットワークを通じて前記車載用ナビゲーション装置へ送信することを特徴とする請求項８に記載のサーバ。
10. 前記路面の走行レーン上の標示に対応する標示コードと標準パターンが格納された辞書部と、
    前記車載用ナビゲーション装置より送信された路面画像に現れた標示の特徴パターンを生成して、この特徴パターンを前記辞書部の該当する標示コードに対応する標準パターンとして前記辞書部に新規登録する辞書編集部と、
    前記辞書部の情報を前記ネットワークを通じて前記車載用ナビゲーション装置へ送信する通信部と
    をさらに具備することを特徴とする請求項９に記載のサーバ。

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