JPH09119851A - 車両の位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】道路沿いに一定間隔に存在するキロポストなど
特定施設を利用することにより、車両位置の検出精度を
高める。また、データベースに必要なデータ量を減ら
し、コストなどの低下を実現する。 【解決手段】車両の斜め前方を撮影する車載カメラａ
と、その画像情報から道路沿いに一定間隔で存在する特
定施設を認識する手段ｂと、特定施設の認識毎に特定施
設間の走行距離を検出する手段ｎと、この検出値が間隔
距離の整数倍に近似するときは特定施設の認識を確定
し、検出値が間隔距離の整数倍に近似しないときは特定
施設の認識をキャンセルする手段ｐと、この確定毎に走
行距離の検出値に見合う間隔距離の整数倍を走行距離の
累積値に加算する手段ｃとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は車両の位置検出装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路上における車両の現在位置を検出す
る装置として、従来から車両の移動方向を検出する方位
センサと移動距離を検出する距離センサをリンクしたも
のや、これらにＧＰＳを組み合わせたものが知られてい
る。

【０００３】しかし、センサは必然的に計測誤差を含む
ため、正確な現在位置を得られないことがある。とくに
高速道路や一般道路を長距離走行すると、センサの計測
誤差が累積されてゆくため、検出位置が実際の車両位置
から大きくずれてしまう可能性があった。

【０００４】そこで、特開平７ー７１９７３号公報にお
いて、車載カメラで画像認識した走行道路に関連する特
定施設（高架道路や信号機など）の位置座標列に基づい
て、センサで検出した車両位置を自動的に補正するよう
にしたものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来例
では道路毎に特定施設の位置座標列が必要で、データベ
ースに膨大なデータ量を格納しなければならず、コスト
など負担が大きすぎるという不具合があった。

【０００６】この発明はこのような問題点に着目してな
されたもので、道路沿いに一定間隔で存在する特定施設
を距離情報源として利用することにより、データベース
に必要なデータ量を減らして、低コストで高精度の位置
検出装置を実現しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、図６の
ように車両の斜め前方を撮影する車載カメラａと、その
画像情報から道路沿いに一定間隔で存在するキロポスト
などの特定施設を認識する手段ｂと、特定施設の認識毎
に初回を除いて特定施設間の間隔距離を走行距離の累積
値に加算する手段ｃを備える。

【０００８】第２の発明では、図７のように車両の斜め
前方を撮影する車載カメラａと、その画像情報から道路
沿いに一定間隔で存在する特定施設を認識する手段ｂ
と、特定施設の認識毎に特定施設間の走行距離を検出す
る手段ｎと、この検出値が特定施設の間隔距離の整数倍
に近似するときは特定施設の認識を確定し、検出値が間
隔距離の整数倍に近似しないときは特定施設の認識をキ
ャンセルする手段ｐと、この確定毎に走行距離の検出値
に見合う間隔距離の整数倍を走行距離の累積値に加算す
る手段ｃとを備える。

【０００９】第３の発明では、第１の発明または第２の
発明において、図６または図７のように道路形状データ
を格納する手段ｅと、走行道路を特定する手段ｄと、走
行道路に対応する道路形状データを検索する手段ｆと、
走行距離の累積値から走行道路上の車両位置を特定する
手段ｇと、その車両位置と検索データとから前方の道路
形状を予測する手段ｈを備える。

【００１０】第４の発明では、第１の発明または第２の
発明において、図６または図７のように車両の斜め前方
を撮影する車載カメラのズーム率を調整する手段ｍと、
車両の正面前方を撮影する車載カメラｉと、車両の正面
前方の画像情報から道路の白線認識を行って走行車線を
特定する手段ｊと、その走行車線に応じたズーム率に車
両の斜め前方を撮影する車載カメラのズーム調整を制御
する手段ｋを備える。

【００１１】

【作用】第１の発明によれば、キロポストなどの特定施
設を備える道路への走行に入ると、車載カメラの画像情
報に基づく特定施設の認識毎に初回を除いて、走行距離
の累積値に特定施設の間隔距離が加算される。そのた
め、特定施設を備える道路の走行距離に誤差を含むこと
がなく、道路地図データに累積距離を対応させると、車
両位置の正確な検出が可能になる。

【００１２】第２の発明によれば、車載カメラの画像情
報に基づく特定施設の認識毎に特定施設間の走行距離が
検出され、この検出値をもとに特定施設の認識に間違い
ないかどうか確認される。つまり、走行距離の検出値が
特定施設の間隔距離の整数倍に近似するときは認識に間
違いないと確定され、同じく近似しないときは特定施設
の認識は間違いとしてキャンセルされる。そして、認識
確定毎に走行距離の検出値に見合う間隔距離の整数倍が
加算される。この場合、特定施設以外の他の道路施設を
特定施設と誤認しても、走行距離の検出値をもとに認識
がキャンセルされ、走行距離の累積値への加算は実行さ
れない。また、特定施設の認識ミスを生じても、ミス後
の認識時に走行距離の検出値に見合う間隔距離の整数倍
が加算され、特定施設の認識ミス分の間隔距離が補われ
る。したがって、特定施設の認識に係る誤認やミスに拘
わらず、走行距離の累積値への加算は適切に処理され、
位置検出の高い信頼性を確保できる。

【００１３】第３の発明によれば、走行道路が特定され
ると、その道路形状データが検索される。そして、走行
距離の累積値から車両位置の検出が行われ、これに検索
データを絡めて前方の道路形状が予測される。

【００１４】第４の発明によれば、車両の進行方向の前
面を撮影する車載カメラの画像情報から道路の白線認識
が行われ、道路の走行車線が特定されると、車両の斜め
前方を撮影する車載カメラは走行車線に応じたズーム率
に調整される。そのため、走行車線が変わっても、車両
の斜め前方を撮影する車載カメラで、特定施設はいつも
明瞭に撮影される。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１において、４は車両の斜め前
方を撮影する車載カメラ、５は車両の進行方向の前面を
撮影する車載カメラ、６は車速や車輪回転から走行距離
を検出する距離センサで、これらは信号回線を介して制
御装置１に接続される。車載カメラ４にズームレンズ付
きが採用され、そのズーム率は制御装置１の指令信号に
応じて調整可能になっている。制御装置１は道路地図や
道路形状に関するデータベースの記憶装置３と、一般の
ナビゲーションシステムから支援を受けて走行道路を特
定するための通信装置２を備える。ここで、道路形状デ
ータとしては、道路沿い一定間隔に存在する特定施設を
代表するキロポスト毎の路肩幅と車線幅および車線数
と、道路の平面曲率（カーブなど）ならびに縦断曲率
（坂道など）が格納される。

【００１６】制御装置１は図２のように各カメラ４，５
の画像情報から道路沿いのキロポストおよび道路の白線
を認識する画像認識部１０と、走行距離を距離センサ６
の検出信号から計測する走行距離累積部１１と、キロポ
ストの認識毎に初回を除いて特定施設の間隔距離データ
で走行距離の累積値を補正する走行距離補正部１２と、
走行距離の累積値および道路地図データなどから車両位
置を特定する位置検出部１３と、車両位置と道路形状デ
ータから前方の道路形状を予測する道路モデル作成部１
４とから構成される。

【００１７】画像認識部１０は車載カメラ５の画像情報
から道路の白線を認識し、これに基づいて走行車線を特
定する。例えば、図３のような画像情報から車両の走行
車線が左側と認識する。また、車載カメラ４の画像情報
からキロポストを認識すると、キロポストまでの距離を
道路形状データから計算する。図４において、車載カメ
ラ４は車両の斜め前方へ向けて所定の取付角度θで固定
され、キロポストまでの距離ｆｌ，ｆｒは、走行車線が
左側の場合、

【００１８】

【数１】

【００１９】で与えられ、走行車線が右側の場合、

【００２０】

【数２】

【００２１】で与えられる。

【００２２】また、距離ｄｌ，ｄｒも道路形状により変
化するが、走行車線が左側の場合、

【００２３】

【数３】

【００２４】で与えられ、走行車線が右側の場合、

【００２５】

【数４】

【００２６】で与えられる。

【００２７】そして、これらの式から道路形状データに
基づく修正を加えて車両からキロポストまでの距離を計
算し、これに基づいて車載カメラ４のズーム率を制御す
る。ここで、道路形状データの検索を行うのに走行道路
の特定が必要になるが、ナビゲーションシステムの支援
を受けて車両位置を観測し、この車両位置を道路地図デ
ータに照合し、走行道路を特定する。

【００２８】走行距離累積部１１はキロポストの認識を
トリガにして次のキロポストが認識されるまでの走行距
離Ｌｋを計測する。走行距離補正部１２は距離センサ６
に基づく走行距離Ｌｋがキロポスト間の間隔距離データ
に近似する値がどうかを判定する。例えば、キロポスト
が１００ｍ間隔に存在する場合、走行距離Ｌｋは１００
ｍの計測誤差εを含む近似値、すなわち１００・ｎ（１
−ε）＜Ｌｋ＜１００・ｎ（１ーε）の筈である。そこ
で、走行距離Ｌｋが１００の近似値にときは、キロポス
トの認識に間違いないと判断し、走行距離の累積値Ｌに
加算する走行距離Ｌｋを１００に補正する一方、走行距
離Ｌｋが１００の近似値でないときは、キロポストの認
識は間違いと判断し、今回のキロポストの画像認識をキ
ャンセルする。

【００２９】キロポストの認識に失敗（認識ミス）する
可能性もある。その場合、距離センサ６に基づく走行距
離Ｌｋは、１回の認識ミスがあれば、キロポストの間隔
距離の２倍に近似する値になるが、走行距離Ｌｋの近似
値に整数ｎを掛けることにより、認識ミス後にキロポス
トの認識が確定されると、走行距離Ｌｋに見合う間隔距
離のｎ倍の補正値を累積距離Ｌに加算する。つまり、キ
ロポストの認識ミスに伴う走行距離の未加算分を補うの
である。

【００３０】位置検出部１３は累積距離Ｌから走行道路
上の車両位置を特定する。また、道路モデル作成部１４
は走行道路上の車両位置と道路形状データから前方の道
路形状（平面曲率や縦断曲率）を予測し、その予測値を
画像認識部１０に入力する。

【００３１】図５は制御装置１の動作内容を説明するフ
ローチャートで、道路沿いのキロポストを画像認識する
と起動され、ステップ１で前処理として走行道路を特定
し、また走行距離Ｌｋの計測を開始する。ステップ２で
は道路の白線認識により走行車線を特定し、ステップ３
で走行道路の道路形状データに基づいてキロポストまで
の距離を計算し、その計算値に応じたズーム率に車載カ
メラ４を調整する。

【００３２】ステップ４でキロポストを認識すると、ス
テップ５で距離センサ６に基づく計測値Ｌｋがキロポス
トの間隔距離（この場合、１００ｍ）の整数倍に近似す
る値がどうかを判定する。近似値のときはステップ６で
走行距離に見合う整数倍の間隔距離１００・ｎを走行距
離の累積値Ｌに加算し、近似値でないときはそのままス
テップ４へリターンする。

【００３３】そして、ステップ７では累積値Ｌの加算処
理と同時に次のキロポストを認識確定するまでの走行距
離Ｌｋの計測を開始し、ステップ８では走行距離の累積
値Ｌから走行道路上の車両位置を特定し、その車両位置
と道路形状データから前方の道路形状を予測し、必要に
応じて車両からキロポストまでの距離を修正してからス
テップ２へリターンする。なお、ステップ２〜ステップ
８は所定の制御周期で繰り返し実行される。

【００３４】このような構成により、キロポストを備え
る道路への走行に入ると、車載カメラ４の画像情報に基
づくキロポストの認識毎に初回を除いて、走行距離の累
積値にキロポストの間隔距離が加算される。つまり、距
離センサ６で計測するキロポスト間の走行距離（検出
値）をキロポストの間隔距離データで補正するため、キ
ロポストを備える道路の走行距離に誤差を含むことがな
く、道路地図データに累積距離を対応させると、車両位
置の正確な検出が可能になる。

【００３５】この場合、走行距離の検出値からキロポス
トの認識に間違いないかどうか確認され、認識確定毎に
走行距離の検出値に見合う間隔距離の整数倍が加算され
る。そのため、キロポスト以外の他の道路施設をキロポ
ストと誤認しても、走行距離の累積値への加算は実行さ
れないし、キロポストの認識ミスを生じても、ミス後の
認識時に走行距離の検出値に見合う間隔距離の整数倍が
加算され、認識ミスに伴う走行距離の未加算分も補われ
る。したがって、キロポストの認識に係る誤認やミスに
拘わらず、走行距離の累積値への加算は適切に処理さ
れ、位置検出の高い信頼性を確保できる。

【００３６】また、車両の進行方向の前面を撮影する車
載カメラ５の画像情報から道路の白線認識が行われ、道
路の走行車線が特定されると、車両の斜め前方を撮影す
る車載カメラ４のズーム率が走行車線に応じて調整され
るため、車両の走行車線が変わっても、車両の斜め前方
を撮影する車載カメラ４でキロポストの画像認識を正確
に行える。さらに、車両の現在位置は走行距離の累積値
と走行道路の道路形状データから特定され、これに基づ
いて前方の道路形状も予測されるため、車両の運転操作
を必要としない自動運転システムへも有効に応用でき
る。なお、道路沿いに一定間隔に存在する特定施設とし
てキロポストのほか、公衆電話ボックスなども利用でき
る。

【００３７】

【発明の効果】以上要するにこの発明によれば、道路沿
いに一定間隔で存在するキロポストなど特定施設を利用
し、その間隔距離をもとに走行距離を計算するので、特
定施設を備える道路の走行距離にセンサの計測誤差を含
むことがなく、車両位置の正確な検出が可能になる。つ
まり、データベースに必要なデータ量を減らし、低コス
トで高精度の位置検出装置を実現できるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態を示す構成図である。

【図２】制御装置のブロック図である。

【図３】白線認識の説明図である。

【図４】キロポストまでの距離計算の説明図である。

【図５】制御装置の動作内容を説明するフローチャート
である。

【図６】この発明の構成図である。

【図７】この発明の構成図である。

【符号の説明】

１ 制御装置 ２ データベース記憶装置 ３ 通信装置 ４，５ 車載カメラ ６ 距離センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の斜め前方を撮影する車載カメラ
   と、その画像情報から道路沿いに一定間隔で存在するキ
   ロポストなどの特定施設を認識する手段と、特定施設の
   認識毎に初回を除いて特定施設間の間隔距離を走行距離
   の累積値に加算する手段を備えたことを特徴とする車両
   の位置検出装置。
2. 【請求項２】 車両の斜め前方を撮影する車載カメラ
   と、その画像情報から道路沿いに一定間隔で存在する特
   定施設を認識する手段と、特定施設の認識毎に特定施設
   間の走行距離を検出する手段と、この検出値が間隔距離
   の整数倍に近似するときは特定施設の認識を確定し、検
   出値が間隔距離の整数倍に近似しないときは特定施設の
   認識をキャンセルする手段と、この確定毎に走行距離の
   検出値に見合う間隔距離の整数倍を走行距離の累積値に
   加算する手段とを備えたことを特徴とする車両の位置検
   出装置。
3. 【請求項３】 道路形状データを格納する手段と、走行
   道路を特定する手段と、走行道路に対応する道路形状デ
   ータを検索する手段と、走行距離の累積値から走行道路
   上の車両位置を特定する手段と、その車両位置と検索デ
   ータとから前方の道路形状を予測する手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の位置検出
   装置。
4. 【請求項４】 車両の斜め前方を撮影する車載カメラの
   ズーム率を調整する手段と、車両の正面前方を撮影する
   車載カメラと、車両の正面前方の画像情報から道路の白
   線認識を行って走行車線を特定する手段と、その走行車
   線に応じたズーム率に車両の斜め前方を撮影する車載カ
   メラのズーム調整を制御する手段を備えたことを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載の位置検出装置。