JP6412464B2

JP6412464B2 - 単位設定装置、単位設定方法

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Publication number: JP6412464B2
Application number: JP2015110567A
Authority: JP
Inventors: 直人吉冨; 健胡; 祥太里村; 裕介藤巻
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2035-05-29
Also published as: JP2016225838A; US20160349070A1; DE102016209242A1; US10132642B2; DE102016209242B4

Description

本発明は、車両で使用される速度の単位を設定する単位設定装置、及びその単位設定装置により実行される単位設定方法に関する。

従来、車両に搭載された撮像装置によって撮像された車両周辺の画像から交通標識を認識するものとして、特許文献１に記載の装置などがある。特許文献１に記載されている装置を備える車両では、その交通標識に基づく表示や警報等を運転者に対して行っている。

特許第４６０４０８８号公報

速度標識の単位としては、キロメートル単位であるｋｍ／ｓが用いられる国と、マイル単位であるｍｐｓ（ｍｉｌｅｐｅｒｓｅｃｏｎｄ）が用いられる国とがある。車両の速度と速度標識から認識した制限速度とを比較し、表示や警報等を行う場合、その速度標識の単位と車両で設定されている単位とが異なっていれば、車両の速度が制限速度に達していないにも関わらず警報を発したり、制限速度を超過した場合に警報を発しなかったりすることとなる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、距離の単位を精度よく設定することが可能な単位設定装置及び単位設定方法を提供することにある。

本発明は、車両で使用する距離の単位を設定する単位設定装置であって、車両の位置と地図データとに基づく前記単位を取得する地図単位取得部と、前記単位の入力操作を受け付ける操作単位取得部と、前記車両に搭載された撮像装置から取得した交通標識の画像に基づいて、前記単位を判定する標識単位取得部と、前記地図単位取得部が前記単位を取得している場合には、その単位を使用する単位として設定し、前記地図単位取得部が前記単位を取得しておらず、前記操作単位取得部が前記単位の前記入力操作を受け付けた場合には、その単位を使用する単位として設定し、前記地図単位取得部が前記単位を取得しておらず、且つ前記操作単位取得部が前記入力操作を受け付けていない場合に、前記標識単位取得部が前記単位を判定していれば、その単位を使用する単位として設定する単位設定部と、を備える。

撮像した交通標識により単位を設定する場合、交通標識の誤認識により単位の誤設定が起こり得る。また、降雨時や夜間であれば交通標識の認識が困難となる。この点、標識単位取得部の判定結果に優先して、地図単位取得部が取得した地図単位情報、及び、操作単位取得部が取得した操作単位情報の一方を用いるものとしているため、単位の設定の精度を向上させることができる。

また、操作部への入力により単位を設定する場合、誤入力が起こり得る。この点、地図単位取得部が取得した位置と地図データとに基づく地図単位情報を優先して用いるものとしているため、単位の設定の精度を向上させることができる。

さらに、車両がトンネル内や屋内を走行している場合には、車両の位置の検出が困難である。そのため、車両の位置と地図データとを用いて単位を設定する場合、単位の設定ができなくなる場合がある。この点、上記構成では、地図単位取得部が地図単位情報を取得していない場合に、操作単位取得部又は標識単位取得部により単位を取得することができるため、単位を取得できない事態を減らすことができる。

単位設定装置の構成を示す図である。国、単位、及び追越禁止標識の対応関係を示す図である。単位設定装置が実行する処理を示すフローチャートである。標識判定処理のサブルーチンである。

実施形態に係る単位設定装置１０は、車両に搭載され、車両で使用される速度の単位をｋｍ／ｓ及びｍｐｓの一方に設定するものである。図１において、単位設定装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータ、若しくはそのコンピュータの一部である。この単位設定装置１０は、ＣＰＵが、ＲＯＭにインストールされているプログラムを実行することでこれら各機能を実現する。

単位設定装置１０は、カーナビゲーション装置２０と通信可能に接続されており、単位設定装置１０の地図単位取得部１１は、カーナビゲーション装置２０から取得した情報に基づいて、単位を取得する。

カーナビゲーション装置２０は、記憶装置２１を備えている。この記憶装置２１には地図データが記憶されている。地図データは、緯度及び経度にそれぞれ所定の幅を有する矩形状の領域に区分けされたメッシュ構造となっている。各メッシュには、国又は地域を示す国情報が対応付けられている。また、地図データには、経路探索用の道路情報等も含まれている。カーナビゲーション装置２０には、アンテナ２２が接続されており、ＧＰＳ衛星から送信された信号をアンテナ２２を介して受信する。制御処理部２３は、その信号に基づいて車両の位置を示す緯度及び経度を算出し、車両の位置が、地図データのいずれのメッシュに含まれるかを判定する。

なお、カーナビゲーション装置２０は運転者等からの操作を受け付け、地図データを用いて目的地への経路を探索し、運転者に対して図示しない表示装置等を用いて誘導を行う。また、地図データを用いて地図の表示も行う。これらの処理は周知のものであるため、その詳細な説明は省略する。

制御処理部２３は、車両の位置が含まれるメッシュに対応付けられた国情報を、地図単位取得部１１へ送信する。地図単位取得部１１は、受信した国情報に基づいて単位をＲＯＭから読み出し、その単位を地図単位情報として取得する。ここで、国と単位との関係を、図２に示す。日本は単位としてキロメートル単位であるｋｍ／ｓを採用している。欧州は、単位としてｋｍ／ｓを採用している国と、マイル単位であるｍｐｓを採用している国とが存在する。具体的には、英国、マルタ共和国、及びキプロス共和国がｍｐｓを採用しており、その他の国がｋｍ／ｓを採用している。

操作部３０は、例えば、ｋｍ／ｓの単位とｍｐｓの単位とを二値的に切り替えることが可能なスイッチであり、車両の運転者等からの操作を受け付ける。この操作に基づく信号は、単位設定装置１０の操作単位取得部１２へ入力される。操作単位取得部１２は、操作に基づく信号を、単位を示す操作単位情報として取得する。

撮像装置４０は車両の進行方向前方を撮像し、その画像を画像処理装置４１へと送信する。画像処理装置４１は、取得した画像から交通標識を抽出する。本実施形態では、少なくとも速度規制標識（赤い丸の中に規制値が表示された各国共通のもの）、及び追越禁止標識を抽出する。

各国で使用されている追越禁止標識と、その追越禁止標識が使用されている国、その国で採用されている通行区分、交通標識に表記される数値の距離単位との関係を、図２を用いて説明する。なお、図中のハッチングされている部位は赤色に配色されている部位である。

図２に示すように、日本は左側通行であり、単位はｋｍ／ｓが採用されている。追越禁止標識には、標識を斜めに横断する横断線と、追越を想起させる一対の矢印とが示されている。

欧州は、通行区分として右側通行を採用している国と左側通行を採用している国とが存在する。具体的には、英国、マルタ共和国、キプロス共和国、及びアイルランドが左側通行であり、それ以外の国は右側通行である。通行区分が右側通行である欧州の国々は、いずれも、単位としてｋｍ／ｓが採用されている。追越禁止標識には、横断線がなく一対の車両アイコンが表示されており、左側の車両アイコンが赤、右側の車両アイコンが黒に配色されている。

一方、通行区分が左側通行である欧州の国々のうち、英国、マルタ共和国、及びキプロス共和国は、速度の単位としてｍｐｓが採用されている。追越禁止標識には、横断線がなく一対の車両アイコンが表示されており、左側の車両アイコンが黒、右側の車両アイコンが赤に配色されている。

また、通行区分が左側通行である欧州の国のうち、残りのアイルランドは、速度の単位としてｋｍ／ｓが採用されており、追越禁止標識には、いずれも黒に配色された一対の車両と、右側に位置する車両を通るように斜めに横断する横断線が表示されている。

画像処理装置４１は、まず、画像に写り込んだ物体の輪郭を強調したエッジ画像を生成し、エッジ画像に基づき輪郭が円である物体が写り込んでいる領域を、標識候補領域として抽出する。続いて、抽出された標識候補領域のそれぞれについて、どの種類の交通標識に該当するか識別する。ここでは、少なくとも速度規制標識（赤い丸の中に規制値が表示された各国共通のもの）であるか、追越禁止標識（図２に示した４種類のもの）であるかを識別する。なお、その識別は、線形識別器を階層的に用いることで実現する。線形識別器は、速度規制標識であれば、標識中に示された速度規制値を表す数値も識別する。追越禁止標識であれば、標識中に標識を斜めに横断する横断線が存在するか否か、標識中に一対の車両アイコンが存在するか否か、その一対の車両アイコンのうち右側のものは赤色であるか否か、その一対の車両アイコンのうち左側のものは赤色であるか否かについても識別する。そして、識別結果である交通標識の種類を示す情報を、単位設定装置１０の標識単位取得部１３に出力する。標識単位取得部１３は、画像処理装置４１から受け取った交通標識の種類を用いてＲＯＭから速度の単位を読み出し、その単位を標識単位情報として取得する。

単位設定部１４は、地図単位取得部１１、操作単位取得部１２、及び標識単位取得部１３から、それぞれ、地図単位情報、操作単位情報、及び標識単位情報を取得する。そして、いずれを取得したに基づいて、車両で使用する単位を設定する。具体的には、地図単位取得部１１から地図単位情報を取得していれば、地図単位情報が示す単位を車両で使用する単位に設定する。地図単位取得部１１から地図単位情報を取得しておらず、操作単位取得部１２から標識単位情報を取得していれば、標識単位情報が示す単位を車両で使用する単位に設定する。地図単位取得部１１から地図単位情報を取得しておらず、且つ、操作単位取得部１２から操作単位情報を取得してない場合には、標識単位取得部１３が標識単位情報を取得していれば、標識単位情報が示す単位を車両で使用する単位に設定する。すなわち、地図単位取得部１１から取得する地図単位情報の優先度を最も高くしており、標識単位取得部１３から取得する標識単位情報の優先度を最も低くしている。なお、地図単位取得部１１、操作単位取得部１２、及び標識単位取得部１３のいずれからも単位を取得していない場合には、単位として初期値を設定する。この初期値は、例えば車両のハンドルの位置に応じて設定されていればよい。また、主に使用される国や地域を設定しておき、その国や地域で使用される単位を初期値としてもよい。

単位設定部１４は、設定した単位を運転支援装置６０へ送信する。運転支援装置６０は、さらに、画像処理装置４１から速度規制標識の認識結果及び、車速センサ５０の検出値である自車速を取得する。そして、速度規制標識に示された速度の単位を単位設定装置１０により設定された単位とし、自車速と比較することで、自車速が制限速度を超えているか否かを判定する。自車速が制限速度よりも所定値以上大きい値であれば、表示装置６１や警報装置６２を用いて運転者へと報知を行う。また、表示装置６１に制限速度の表示を行ってもよい。

続いて、単位設定装置１０が実行する一連の処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。図３のフローチャートに係る処理は所定の制御周期で実行される。なお、この制御周期は、カーナビゲーション装置２０の制御周期と同じであっても異なっていてもよいし、画像処理装置４１の制御周期と同じであっても異なっていてもよい。

まず、地図単位取得部１１により地図単位情報を取得したか否かを判定する（Ｓ１０１）。地図単位情報を取得していれば（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、地図単位情報が示す単位を使用する単位として設定し（Ｓ１０２）、一連の処理を終了する。地図単位情報を取得していなければ（Ｓ１０１：ＮＯ）、操作部３０を介した単位の入力操作を受け付け、操作単位取得部１２が操作単位情報を取得したか否かを判定する（Ｓ１０３）。操作単位情報を取得していれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、操作単位情報が示す単位を使用する単位として設定し（Ｓ１０２）、一連の処理を終了する。操作単位情報を取得していなければ（Ｓ１０３：ＮＯ）、標識単位取得部１３が取得した交通標識の認識結果を用いて標識判定処理を行う（Ｓ１０４）。

標識判定処理において標識単位情報を取得すれば（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、標識単位情報が示す単位を使用する単位として設定し（Ｓ１０２）、一連の処理を終了する。一方、標識判定処理において標識単位情報を取得しなければ（Ｓ１０５：ＮＯ）、単位を初期値に設定し（Ｓ１０６）、一連の処理を終了する。

図４は、図３における標識判定処理のサブルーチンである。まず、左側の車両が赤色であるか否かを判定する（Ｓ２０１）。左側の車両が赤色であれば（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、単位の記憶値がｋｍ／ｓであるか否かを判定する（Ｓ２０２）。この記憶値は、以前の制御周期で判定された単位を仮設定しておくものであり、Ｓ２０２で肯定的な判定がなされれば、信頼度が高いといえる。単位の記憶値がｋｍ／ｓであれば（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、単位がｋｍ／ｓであると判定して（Ｓ２０３）、サブルーチンの処理を終了する。単位の記憶値がｋｍ／ｓでなければ（Ｓ２０３：ＮＯ）、単位の記憶値をｋｍ／ｓとして上書きし（Ｓ２０４）、サブルーチンの処理を終了する。

左側の車両が赤色でなければ（Ｓ２０１：ＮＯ）、右側の車両が赤色であるか否かを判定する（Ｓ２０５）。右側の車両が赤色であれば（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、単位の記憶値がｍｐｓであるか否かを判定する（Ｓ２０６）。単位の記憶値がｍｐｓであれば（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、単位がｍｐｓであると判定して（Ｓ２０７）、サブルーチンの処理を終了する。単位の記憶値がｍｐｓでなければ（Ｓ２０６：ＮＯ）、単位の記憶値をｍｐｓとして上書きし（Ｓ２０８）、サブルーチンの処理を終了する。

右側の車両が赤色でなければ（Ｓ２０５：ＮＯ）、交通標識が横断線を有するものであるかを判定する（Ｓ２０９）。横断線が有れば（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、単位の記憶値がｋｍ／ｓであるか否かを判定する（Ｓ２１０）。単位の記憶値がｋｍ／ｓであれば（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、単位がｋｍ／ｓであると判定して（Ｓ２１１）、サブルーチンの処理を終了する。単位の記憶値がｋｍ／ｓでなければ（Ｓ２１０：ＮＯ）、単位の記憶値をｋｍ／ｓとして上書きし（Ｓ２１２）、サブルーチンの処理を終了する。

なお、横断線が無ければ（Ｓ２０９：ＮＯ）、そのままサブルーチンの処理を終了する。この場合には、記憶値に対して消去などの処理を行わない。これは、以後の制御周期において、記憶値とされた単位と同じ単位を示す交通標識を認識した場合に、単位を決定することができるようにするためである。

なお、Ｓ２０４、Ｓ２０８、及びＳ２１２の処理において、記憶値を上書きするものとしたが、異なる単位が記憶されている場合に、単位を追加して記憶するものとしてもよい。このような処理を行ったとしても、次に認識された標識により、単位を決定することができる。記憶値は、記憶されてから所定時間の経過によりリセットするものとしてもよい。また、左側の車両が赤色である場合、及び、横断線が有る場合には、共に、記憶値をｋｍ／ｓとすることになるため、記憶値として単位の種類を用いず、標識の種類を用いるものとしてもよい。

上記構成により、本実施形態に係る単位設定装置１０は、以下の効果を奏する。

・撮像した交通標識により単位を設定する場合、交通標識の誤認識により単位の誤設定が起こり得る。また、降雨時や夜間であれば交通標識の認識が困難となる。この点、標識単位取得部１３が取得する標識単位情報に優先して、地図単位取得部１１が取得した地図単位情報位、及び、操作単位取得部１２が取得した操作単位情報の一方を用いるものとしているため、単位の設定の精度を向上させることができる。

・運転者等からの操作部３０への入力により単位を設定する場合、誤入力が起こり得る。その誤入力に基づく単位により、表示装置６１や警報装置６２により運転者への報知を行えば、その報知は誤報知である。この点、地図単位取得部１１が取得した国情報に基づく地図単位情報を優先して用いるものとしているため、単位の設定の精度を向上させることができる。

・車両がトンネル内や屋内を走行している場合には、車両の位置の検出が困難である。そのため、車両の位置と地図データとを用いて国情報を特定し、その国情報に基づいて単位を設定する場合、単位の設定ができなくなる場合がある。この点、上記実施形態では、地図単位取得部１１が地図単位情報を取得していない場合に操作単位取得部１２又は標識単位取得部１３により単位を取得することができるため、単位を取得できない事態を減らすことができる。

・車両によっては、カーナビゲーション装置２０を搭載していない場合もある。このような車両では、地図単位取得部１１により地図単位情報を取得することができないものの、操作単位取得部１２及び標識単位取得部１３の一方により単位の設定が可能であるため、様々な車両において、単位の設定を可能とすることができる。

・画像処理装置４１を用いて交通標識の種類を判定する場合、降雨時や夜間において、誤認識が起こり易い。これは、特に、色の識別を伴う場合には顕著となる。本実施形態では、交通標識を用いて単位を設定する際に、同じ交通標識を複数回認識することを条件として単位を設定しているため、単位の設定の精度を向上させることができる。

＜変形例＞
・上記実施形態では、メッシュ構造の地図データにおいて、メッシュごとに国が対応付けられているものとしたが、国を示す領域を国境線により区分けするものとし、国境線のいずれの方向に車両が位置するかにより判定してもよい。地図データに含まれる道路を示すリンクのデータに国を対応付けておき、車両が走行している道路に応じて国を特定するものとしてもよい。また、その他のデータ構造の地図データであってもよく、すなわち、車両の位置により国が特定できるものであればよい。

・地図単位取得部１１が、カーナビゲーション装置２０から国情報を取得し、その国情報に基づいて単位を読み出すものとしているが、カーナビゲーション装置２０から単位を取得するものとしてもよい。

・上記実施形態では、地図データがカーナビゲーション装置２０の記憶装置２１に記憶されているものとしたが、地図データを通信回線を介して取得するものとしてもよい。このように構成した場合、通信状況によっては、地図データを取得できないことも起こり得る。この場合においても、上記実施形態と同様に、地図単位取得部１１は国情報に基づいて単位を取得することができない。そのため、単位設定装置１０は、操作単位取得部１２が取得した操作単位情報、又は標識単位取得部１３が取得した標識単位情報により、車両で使用する単位を設定することとなる。

・上記実施形態では、単位としてキロメートル単位及びマイル単位の一方に設定するものとしたが、その他の単位を用いるものとしてもよい。

・上記実施形態では、速度の単位を設定するものとしたが、距離の単位をも設定するものとしてもよい。距離の単位をｋｍに設定すれば、速度の単位をｋｍ／ｓと設定することになるし、距離の単位をマイルに設定すれば、速度の単位をｍｐｓと設定することとなる。

・標識判定処理において、同じ標識を２回認識した場合に単位を決定するものとしたが、３回以上認識した場合に単位を決定するものとしてもよい。また、１回の認識により単位を決定するものとしてもよい。

・上記実施形態では、速度規制標識の値と車両の速度とを用いて、運転者への報知を行うものとした。この点、車両がクルーズコントロール機能を有しているものや、自動運転機能を有しているものであれば、速度規制標識の値の単位を単位設定装置１０により設定された単位とし、その速度となるように車両を制御するものとしてもよい。

１０…単位設定装置、１１…地図単位取得部、１２…操作単位取得部、１３…標識単位取得部、１４…単位設定部、２０…カーナビゲーション装置、４０…撮像装置。

Claims

車両で使用する距離の単位を設定する単位設定装置（１０）であって、
車両の位置と地図データとに応じて、前記単位を示す地図単位情報を取得する地図単位取得部（１１）と、
前記単位を指定する入力操作を受け付けることにより、前記単位を示す操作単位情報を取得する操作単位取得部（１２）と、
前記車両に搭載された撮像装置（４０）から取得した交通標識の画像に基づいて、前記単位を示す標識単位情報を取得する標識単位取得部（１３）と、
前記地図単位取得部が前記地図単位情報を取得している場合には、前記地図単位情報が示す単位を使用する単位として設定し、前記地図単位取得部が前記地図単位情報を取得しておらず、前記操作単位取得部が前記操作単位情報を取得している場合には、前記操作単位情報が示す単位を使用する単位として設定し、前記地図単位取得部が前記地図単位情報を取得しておらず、且つ前記操作単位取得部が前記操作単位情報を取得していない場合に、前記標識単位取得部が前記標識単位情報を取得していれば、標識単位情報が示す単位を使用する単位として設定する単位設定部（１４）と、を備える単位設定装置。
前記単位は、国又は地域を示す情報である国情報と対応付けられており、
前記地図単位取得部は、前記位置及び前記地図データに基づく国情報を取得し、その国情報に基づいて前記地図単位情報を取得する、請求項１に記載の単位設定装置。
カーナビゲーション装置（２０）と通信可能に接続されており、
前記地図単位取得部は、前記カーナビゲーション装置から前記国情報を取得する、請求項２に記載の単位設定装置。
前記単位設定部は、前記単位をキロメートル単位及びマイル単位の一方に設定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の単位設定装置。
前記交通標識は、追越禁止標識である、請求項４に記載の単位設定装置。
前記標識単位取得部は、前記追越禁止標識にその追越禁止標識を斜めに横断する横断線がある場合に、前記標識単位情報として前記単位をキロメートル単位を取得する、請求項５に記載の単位設定装置。
前記標識単位取得部は、前記追越禁止標識に一対の車両アイコンがある場合に、赤色の車両アイコンが右側に位置すれば前記標識単位情報としてマイル単位を取得し、赤色の車両アイコンが左側に位置すれば、前記標識単位情報としてキロメートル単位と取得する、請求項５又は６に記載の単位設定装置。
前記標識単位取得部は、同じ交通標識を複数回認識した場合に前記標識単位情報を取得する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の単位設定装置。
車両で使用する距離の単位を設定する単位設定装置（１０）により実行される単位設定方法であって、
車両の位置と地図データとに応じて、前記単位を示す地図単位情報を取得する地図単位取得ステップと、
前記単位を指定する入力操作を受け付けることにより、前記単位を示す操作単位情報を取得する操作単位取得ステップと、
前記車両に搭載された撮像装置から取得した交通標識の画像に基づいて、前記単位を示す標識単位情報を取得する標識単位取得ステップと、
前記地図単位取得ステップで前記地図単位情報を取得している場合には、前記地図単位情報が示す単位を使用する単位として設定し、前記地図単位取得ステップで前記地図単位情報を取得しておらず、前記操作単位取得ステップで前記操作単位情報を取得している場合には、前記操作単位情報が示す単位を使用する単位として設定し、前記地図単位取得ステップで前記地図単位情報を取得しておらず、且つ前記操作単位取得ステップで前記操作単位情報を取得していない場合に、前記標識単位取得ステップで前記標識単位情報を取得していれば、標識単位情報が示す単位を使用する単位として設定する単位設定ステップと、を実行する備える単位設定方法。