CN102607573B - 导航系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的导航系统包括：角速度传感器(1)，该角速度传感器(1)检测车辆的行驶方向的变化；车辆方位计算部(13)，该车辆方位计算部(13)基于从角速度传感器获得的角速度传感器信息，计算车辆方位；车载摄像机(2)，该车载摄像机(2)拍摄车辆的周围；图像识别部(19)，该图像识别部(19)对从车载摄像机获得的图像进行识别；以及偏移电压修正部(21)，该偏移电压修正部(21)根据车辆方位计算部所计算出的车辆方位、与从图像识别部识别出的道路的白色标线所求出的车辆方位之间的角度误差，进行角速度传感器的漂移修正。

Description

导航系统
本申请是发明名称为“导航系统”、国际申请日为2008年3月18日、申请号为200880023404.5(国际申请号为PCT/JP2008/000632)的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及将用户引导至目的地的导航系统，尤其涉及提高本车的定位精度的技术。
背景技术
近年来，为了确保车辆倒退时的安全，具有利用尾部摄像机对后方进行摄像并显示的后方监视视频显示功能的车辆正在增多。另外，豪华车的购买层也在增多，在预安装的导航系统中，包含尾部摄像机的车载摄像机经常被当作标准装备安装。另一方面，随着图像识别技术的进步，图像的识别精度也在提高。
在这样的情况下，对于作为导航系统的根本功能的定位技术，随着成本竞争的加剧，要求使用低成本的传感器，并确保较高的定位精度。特别是，当如日本国内那样存在复杂的道路状况时，难以保证100％的定位精度。例如，在大厦之间、立体停车场、高架道路及通过其下的道路、或立体交叉道路等中，存在即使利用现有的定位技术、也难以获得较高定位精度的场所。
作为与这样的定位技术相关的技术，专利文献1中揭示了一种车载导航装置，该车载导航装置即使在难以接收来自GPS(Global PositioningSystem：全球定位系统)卫星的信号的状况持续时，也能高精度地检测出本车位置。当本车行驶的行驶道路铺设有虚线的车道标志时，此车载导航装置用车载摄像机拍摄包含该虚线的车道标志的图像，通过对车载摄像机所拍摄的图像进行图像识别处理，来测定虚线的车道标志的虚线间隔，并对本车所经过的单位线的根数进行计数。然后，基于这些虚线的车道标志的虚线间隔和经过单位线的根数，计算本车的行驶距离，并基于计算出的行驶距离，修正本车位置。
专利文献
日本专利特开2006-153565号公报
如上所述，在现有的导航系统中，尽管几乎当作标准装备安装了车载摄像机，但未充分利用车载摄像机来进行定位修正。因此，需要开发通过利用车载摄像机进行定位修正、来获得较高定位精度的技术。
本发明，是为了满足上述需要而完成的，其目的在于，提供一种能够获得较高定位精度的导航系统。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的导航系统包括：角速度传感器，该角速度传感器检测车辆的行驶方向的变化；车辆方位计算部，该车辆方位计算部基于从角速度传感器获得的角速度传感器信息，计算车辆方位；车载摄像机，该车载摄像机拍摄车辆的周围；图像识别部，该图像识别部对从车载摄像机获得的图像进行识别；以及偏移电压修正部，该偏移电压修正部根据车辆方位计算部所计算出的车辆方位、与从图像识别部识别出的道路的白色标线所求出的车辆方位之间的角度误差，进行角速度传感器的漂移修正。
根据本发明的导航系统，由于根据角速度传感器所求出的车辆方位、与通过识别来自车载摄像机的图像而求出的车辆方位之间的角度误差，进行角速度传感器的漂移修正，所以从角速度传感器通常能够获得正确的角速度传感器信息。其结果，能够获得较高定位精度。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的导航系统的结构的框图。
图2是表示本发明实施方式1的导航系统所显示的画面的示例的图。
图3是表示本发明实施方式1的导航系统中所使用的导航ECU的功能结构的框图。
图4是以定位精度监视处理为中心、表示本发明实施方式1的导航系统的动作的流程图(其1)。
图5是以定位精度监视处理为中心、表示本发明实施方式1的导航系统的动作的流程图(其2)。
图6是表示本发明实施方式1的导航系统中所执行的换档位置变化判定处理的细节的流程图。
图7是表示本发明实施方式1的导航系统中所执行的摄像机电源开启/关闭(ON/OFF)处理的细节的流程图。
图8是表示本发明实施方式1的导航系统中所执行的基于停车场出入口判定的修正处理的细节的流程图。
图9是表示本发明实施方式1的导航系统中所执行的基于道路脱离判定的修正处理的细节的流程图。
图10是表示本发明实施方式1的导航系统中所执行的基于行驶道路判定的修正处理的细节的流程图。
图11是表示本发明实施方式1的导航系统中所执行的基于道路特殊地点判定的修正处理的细节的流程图。
图12是表示本发明实施方式1的导航系统中所执行的基于交叉点间距离计算的修正处理的细节的流程图。
图13是表示本发明实施方式1的导航系统中所执行的角速度传感器偏移电压修正处理的细节的流程图。
图14是用于说明本发明实施方式1的导航系统中所执行的基于停车场出入口判定的修正处理的说明图。
图15是用于说明本发明实施方式1的导航系统中所执行的基于道路脱离判定的修正处理的说明图。
图16是用于说明本发明实施方式1的导航系统中所执行的基于行驶道路判定的修正处理的说明图。
图17是表示需要本发明实施方式1的导航系统中所执行的交叉点间距离计算的主要原因的示例的图。
图18是用于说明本发明实施方式1的导航系统中所执行的基于交叉点间距离计算的修正处理的说明图。
图19是用于说明本发明实施方式1的导航系统中所执行的角速度传感器偏移电压修正处理的说明图。
具体实施方式
下面，参照附图，详细说明本发明的实施方式。
实施方式1.
本实施方式1的导航系统安装有“尾部摄像机”作为车载摄像机，且装载于车辆上进行工作。
图1是表示本发明实施方式1的导航系统的整体结构的框图。该导航系统包括：各种传感器1、地图盘片2、尾部摄像机3、TMC(Traffic MessageChannel：交通信息频道)接收机4、显示器5、音频单元6、扬声器7、以及导航ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)8。
各种传感器1中，包含GPS接收机、车速传感器、角速度传感器以及换档位置传感器等。GPS接收机接收来自构成全球定位系统(GPS：GlobalPositioning System)的GPS  星的GPS信号，基于该接收到的GPS信号，检测自身的当前位置。该GPS接收机所检测出的自身的当前位置作为GPS信息传送到导航ECU8。
车速传感器检测车轮的旋转，生成与车轮的旋转对应的车速脉冲。该车速传感器所生成的车速脉冲作为车速脉冲信息传送到导航ECU8。角速度传感器检测车辆的行进方向的变化。该角速度传感器所检测出的车辆的行驶方向的变化作为角速度传感器信息传送到导航ECU8。换档位置传感器检测车辆的换档杆的位置。该换档位置传感器所检测出的换档杆的位置作为换档位置信息传送到导航ECU8。
地图盘片2例如由HDD(Hard Disk Drive：硬磁盘驱动器)构成，存储地图信息。地图盘片2与本发明的地图信息存储部对应。此外，作为地图盘片2，可由DVD(Digital Versatile Disk：数字化通用光盘)的驱动器构成。在此情况下，插入到DVD驱动器的DVD中存储地图信息。该地图盘片2中存储的地图信息由导航ECU8读出。
尾部摄像机3与本发明的车载摄像机对应，在车辆倒退时拍摄车辆的后方。具体而言，当从车辆的换档位置传感器获得的换档位置信息表示车辆在倒退时，即，当表示换档杆被调整到反转位置时，根据来自导航ECU8的控制，接通尾部摄像机3的电源，从而尾部摄像机3拍摄车辆的后方。用该尾部摄像机3进行拍摄获得的尾部摄像机图像传送到导航ECU8。
TMC接收机4例如与在北美或欧洲等使用的TMC对应，接收通过FM多路广播所广播的交通信息或堵塞信息等。该TMC接收机4所接收的交通信息或堵塞信息等作为接收信号传送到导航ECU8。
显示器5例如由液晶显示装置构成，根据从导航ECU8传送来的显示数据，显示地图、本车位置标记、到达目的地的路径、本车后方的图像、以及其他各种信息。音频单元6将从导航ECU8传送来的声音数据转换成模拟的声音信号，传送到扬声器7。扬声器7根据从音频单元6传送来的声音信号，输出例如引导声音等。
导航ECU8例如由微型计算机构成，控制整个导航系统。例如，导航ECU8从各种传感器1获取GPS信息、车速脉冲信息以及角速度传感器信息，基于这些信息，计算本车的当前位置。然后，计算从地图盘片2读出的地图信息所表示的地图上的本车当前位置，并将其重叠在地图上，作为显示数据传送到显示器5。由此，例如图2所示那样的、在地图上重叠了本车位置标记(三角形标记)的图像，显示在显示器5的画面上。
另外，导航ECU8将从尾部摄像机3传送来的尾部摄像机图像传送到显示器5。由此，车辆后方的图像显示在显示器2的画面上。而且，导航ECU8从TCM接收机传送来的接收信号中提取声音信号，将其作为声音数据传送到音频单元6，并且提取视频信号，将其传送到显示器5。由此，从扬声器7输出通知交通信息或堵塞信息等的声音，并且在显示器5的画面上显示通知交通信息或堵塞信息等的字幕。
接下来，说明导航ECU8的细节。图3是表示导航ECU8的功能结构的框图。此外，在图3中，用虚线所包围的部分表示对于导航ECU8的构成要素输入输出的信息。
该导航ECU8包括：通过软件处理构成的距离测量部11、距离系数计算部12、车辆方位计算部13、当前位置计算部14、定位精度计算部15、摄像机使用模式判定部16、尾部摄像机电源控制部17、后方监视视频显示部18、图像识别部19、摄像机使用模式切换部20、偏移电压修正部21、道路特殊地点判定部22、交叉点间距离计算部23、道路脱离判定部24、停车场出入口判定部25、行驶道路判定部26以及地图画面生成部27。
距离测量部11根据从各种传感器1中包含的车速传感器获得的车速脉冲信息，利用距离系数计算部12所计算出的车速脉冲系数，测量车辆的行驶距离。该距离测量部11所测量出的行驶距离，作为距离信息传送到距离系数计算部12及当前位置计算部14。
为了将车速脉冲信息转换成实际的行驶距离，距离系数计算部12基于当前位置计算部14所计算出的自身的当前位置，计算表示车轮旋转一周所前进的距离的车速脉冲系数。该距离系数计算部12所计算出的车速脉冲系数，传送到距离测量部11及交叉点间距离计算部23。
车辆方位计算部13基于从各种传感器1中包含的角速度传感器获得的角速度传感器信息，计算表示车辆行驶方向的方位的车辆方位。该车辆方位计算部13所计算出的车辆方位，作为车辆方位信息传送到当前位置计算部14及偏移电压修正部21。
当前位置计算部14基于从各种传感器1中包含的GPS接收机获得的GPS信息、从车辆方位计算部13获得的车辆方位信息、从车辆的换档位置传感器获得的换档位置信息、以及从距离测量部11获得的距离信息，计算本车的当前位置，再与从地图盘片2读出的地图信息相对照，确定当前位置。该当前位置计算部14所确定的当前位置，作为当前位置信息传送到定位精度计算部15及地图画面生成部27。
定位精度计算部15包含于当前位置计算部14中，计算所确定的当前位置的定位精度。定位精度受到GPS接收状况(卫星配置、是否连续接收电波、是否存在大厦之间等多径产生环境)、车辆的行驶状况(是否以低速进行车辆旋转)、或车辆所行驶的道路状况(是否存在并行道路、是否存在小角度的分叉)等的影响。定位精度计算部15所计算出的定位精度，作为定位精度信息传送到尾部摄像机电源控制部17。
摄像机使用模式判定部16基于从各种传感器1中包含的换档位置传感器传送来的换档位置信息及从当前位置计算部14传送来的当前位置信息，判定摄像机使用模式。作为摄像机使用模式，规定有四种模式，即，“摄像机未使用模式”、“后方监视视频显示模式”、“图像识别模式”以及“后方监视视频显示及图像识别模式”。该摄像机使用模式判定部16的判定结果，作为摄像机使用模式信息传送到摄像机使用模式切换部20。
尾部摄像机电源控制部17与本发明的车载摄像机电源控制部对应，基于从换档位置传感器传送来的换档位置信息及从定位精度计算部15传送来的定位精度信息，生成用于控制尾部摄像机3的开启/关闭的尾部摄像机电源开启/关闭信号，并将其传送到尾部摄像机3。更详细地说，当换档位置信息表示车辆后退、且定位精度信息表示定位精度较低时，生成用于开启尾部摄像机3的电源的尾部摄像机电源开启/关闭信号。由此，能够防止尾部摄像机3的连续使用所造成的故障，即能够延长寿命。
尾部监视视频显示部18基于从尾部摄像机3通过摄像机使用模式切换部20传送来的尾部摄像机图像，执行用于将车辆后方的视频显示在显示器5上的显示处理。通过该后方监视视频显示部18的显示处理所生成的显示数据，传送到显示器5。由此，车辆后方的图像显示在显示器5的画面上。
图像识别部19根据从尾部摄像机3通过摄像机使用模式切换部20传送来的尾部摄像机图像，识别图像图案。该图像识别部19所识别出的图像图案，传送到偏移电压修正部21、道路特殊地点判定部22、交叉点间距离计算部23、道路脱离判定部24、停车场出入口判定部25以及行驶道路判定部26。
摄像机使用模式切换部20根据从摄像机使用模式判定部16传送来的摄像机使用模式信息，切换尾部摄像机图像的输出目标终端。通过该摄像机使用模式切换部20，可使尾部摄像机3作为图像识别和图像识别以外的目的所共用。
偏移电压修正部21根据车辆方位计算部13所计算出的车辆方位、与检测出图像识别部19识别出的道路的白色标线并从该检测出的道路的白色标线所求取的车辆方位之间的角度误差，进行角速度传感器的偏移修正。用作为角速度传感器的陀螺传感器，可能随温度而偏离0点电压(角速度为0时的电压)，将该现象称为温度漂移。偏移电压修正部21对此温度偏移进行修正。
道路特殊地点判定部22为了用从地图盘片2读出的地图信息所表示的道路的特殊地点来修正当前位置，而基于从图像识别部19传送来的图像图案和从当前位置计算部14传送来的当前位置信息，判定铁道口或立体交叉道路的桥下通道地点。该道路特殊地点判定部22的判定结果，传送到当前位置计算部14。
交叉点间距离计算部23为了对距离系数计算部12所计算出的车速脉冲系数进行修正，而检测基于从图像识别部19获得的作为图像图案的人行横道的位置所求取的多个交叉点位置，将地图信息与车速脉冲信息相对照，计算交叉点间距离。该交叉点间距离计算部23所计算出的交叉点间距离，传送到距离系数计算部12。
道路脱离判定部24判断从图像识别部19传送来的图像图案所表示的本车周边的本车以外车辆的移动的变化，具体而言，判断车辆的图像图案沿纵向流动还是沿横向流动，基于该判断出的车辆的移动的变化、和从当前位置计算部14传送来的当前位置信息，判定是否从行驶道路脱离。该道路脱离判定部24的判定结果，传送到当前位置计算部14。
停车场出入口判定部25为了用从地图盘片2读出的地图信息所表示的停车场出入口来修正当前位置，而基于从图像识别部19传送来的图像图案和从当前位置计算部14传送来的当前位置信息，判定停车场出入口的特殊对象、例如停车场大门或者停车场出入口的亮度变化等。该停车场出入口判定部25的判定结果，传送到当前位置计算部14。
行驶道路判定部26为了判别行驶于并行道路中的某一条时的行驶道路，而基于从图像识别部19传送来的图像图案和从当前位置计算部14传送来的当前位置信息，判定道路的特殊对象例如高架的支柱、隧道内照明或桥的栏杆等。该行驶道路判定部26的判定结果，传送到当前位置计算部14。
地图画面生成部27基于从当前位置计算部14传送来的当前位置信息，生成将本车的当前位置重叠于周边的地图上的地图画面。该地图画面生成部27所生成的地图画面，作为显示数据而传送到显示器5。由此，在显示器5上显示将本车位置标记重叠于地图的地图画面。
接下来，参考图4所示的流程图，以定位精度监视处理为中心，说明如上所述构成的、本发明实施方式1的导航系统的动作。
导航精度监视处理开始时，首先检查定位精度是否在预定的阈值以下(步骤ST11)。即，检查定位精度计算部15所计算出的定位精度是否大于预定的阈值。在该步骤ST11中，若判断为定位精度不在预定的阈值以下、即定位精度大于预定的阈值，则认为定位精度在容许范围内，接着执行换档位置变化判定处理(步骤ST12)。在该换档位置变化判定处理中，执行与车辆的换档杆被调整到的换档位置对应的处理。对于该换档位置变化判定处理的细节，将在后文中说明。其后，顺序返回到步骤ST11，重复上述的处理。
在上述步骤ST11中，若判断为定位精度在预定的阈值以下，则认为定位精度在容许范围外，接着进行用于提高定位精度的处理。在该处理中，首先检查匹配候选点是否在道路外(步骤ST13)。即，当前位置计算部14基于从各种传感器1中包含的GPS接收机获得的GPS信息、从车辆方位计算部13获得的车辆方位信息、从换档位置传感器获得的换档位置信息以及从距离测量部11获得的距离信息，计算本车的当前位置，对该计算出的本车的当前位置、与从地图盘片2读出的地图信息所表示的道路进行匹配，检查通过该匹配获得的匹配候选点是否存在于道路之外。在该步骤ST13中，若判断为匹配候选点不在道路外，即判断为匹配候选点在道路上，则顺序前进至步骤ST21。
另一方面，在步骤ST13中，若判断为匹配候选点在道路外，则接着开启摄像机使用模式的图像识别中(步骤ST14)。即，摄像机使用模式判定部16开启摄像机使用模式中的图像识别模式，并将此作为摄像机使用模式信息传送到摄像机使用模式切换部20。
接着，执行摄像机电源开启/关闭处理(步骤ST15)。在该摄像机电源开启/关闭处理中，根据摄像机使用模式，控制尾部摄像机3的电源的开启/关闭。即，在摄像机使用模式中的图像识别模式或后方监视视频显示模式开启时，接通尾部摄像机3的电源，除此以外的时候，切断尾部摄像机3的电源。在执行该步骤ST15时，由于开启了图像识别中，所以接通尾部摄像机3的电源。对于该摄像机电源开启/关闭处理的细节，将在后文中说明。
接着，检查在匹配候选点是否有停车场(步骤ST16)。即，当前位置计算部14检查在步骤ST13所计算出的匹配候选点是否存在从地图盘片2读出的地图信息所表示的停车场。在该步骤ST16中，若判断为在匹配候选点有停车场，则进行基于停车场出入口判定的修正处理(步骤ST17)。在该基于停车场出入口判定的修正处理中，进行检测停车场的入口或出口并修正本车位置的处理。对于该基于停车场出入口判定的修正处理的细节，将在后文中说明。其后，顺序前进至步骤ST19。
在上述步骤ST16中，若判断为在匹配候选点没有停车场，则进行基于道路脱离判定的修正处理(步骤ST18)。在该基于道路脱离判定的修正处理中，当车辆从行驶道路脱离时，将本车的当前位置修正为道路外。对于该基于道路脱离判定的修正处理的细节，将在后文中说明。其后，顺序前进至步骤ST19。
在步骤ST19中，关闭摄像机使用模式的图像识别中。即，摄像机使用模式判定部16关闭摄像机使用模式中的图像识别模式，并将此作为摄像机使用模式信息传送到摄像机使用模式切换部20。接着，执行摄像机电源开启/关闭处理(步骤ST20)。该步骤ST20的处理与上述步骤ST15的处理相同，但此时由于图像识别中被关闭，所以切断尾部摄像机3的电源。其后，顺序前进至步骤ST21。
在步骤ST21中，检查在匹配候选点是否存在并行道路。即，当前位置计算部14基于从各种传感器1中包含的GPS接收机获得的GPS信息、从车辆方位计算部13获得的车辆方位信息、从换档位置传感器获得的换档位置信息以及从距离测量部11获得的距离信息，计算本车的当前位置，对该计算出的本车的当前位置、与从地图盘片2读出的地图信息所表示的道路进行匹配，检查在通过该匹配获得的匹配候选点是否存在并行道路。在该步骤ST21中，若判断为不存在并行道路，则顺序前进至步骤ST27。
另一方面，在步骤ST21中，若判断为存在并行道路，则接着开启摄像机使用模式的图像识别中(步骤ST22)。该步骤ST22的处理与上述步骤ST14的处理相同。接着，执行摄像机电源开启/关闭处理(步骤ST23)。该步骤ST23的处理与上述步骤ST15的处理相同，通过该处理，接通尾部摄像机3的电源。
接着，进行基于行驶道路判定的修正处理(步骤ST24)。即，行驶道路判定部26检测并行道路的特殊对象，根据该检测结果对匹配位置进行修正。对于该基于行驶道路判定的修正处理的细节，将在后文中说明。接着，关闭摄像机使用模式的图像识别中(步骤ST25)。该步骤ST25的处理与上述步骤ST19的处理相同。接着，执行摄像机电源开启/关闭处理(步骤ST26)。该步骤ST26的处理与上述步骤ST20的处理相同，通过该处理，切断尾部摄像机3的电源。其后，顺序前进至步骤ST27。
在步骤ST27中，检查GPS非测位时间是否持续了预定时间以上。即，当前位置计算部14检查从各种传感器1的GPS接收机传送来的GPS信息是否表示持续预定时间以上不能接收GPS信号。在该步骤ST27中，若判断为GPS非测位时间未持续预定时间以上，即判断为能够持续接收GPS信号，则顺序前进至步骤ST34。
另一方面，在步骤ST27中，若判断为GPS非测位时间持续了预定时间以上，则接着开启摄像机使用模式的图像识别中(步骤ST28)。该步骤ST28的处理与上述步骤ST14的处理相同。接着，执行摄像机电源开启/关闭处理(步骤ST29)。该步骤ST29的处理与上述步骤ST15的处理相同，通过该处理，接通尾部摄像机3的电源。
接着，进行基于道路特殊地点判定的修正处理(步骤ST30)。即，当GPS非测位时间持续了预定时间以上时，由于认为定位精度下降，因此道路特殊地点判定部22检测道路特殊地点，根据该检测结果对当前位置进行修正。对于该基于道路特殊地点判定的修正处理的细节，将在后文中说明。
接着，进行基于交叉点间距离计算的修正处理(步骤ST31)。即，交叉点间距离计算部23检测交叉点间距离，根据该检测结果，对本车的当前位置及车速脉冲系数进行修正。对于该基于交叉点间距离计算的修正处理的细节，将在后文中说明。
接着，关闭摄像机使用模式的图像识别中(步骤ST32)。该步骤ST32的处理与上述步骤ST19的处理相同。接着，执行摄像机电源开启/关闭处理(步骤ST33)。该步骤ST33的处理与上述步骤ST20的处理相同。其后，顺序前进至步骤ST34。
在步骤ST34中，检查低速行驶是否持续了预定时间以上。在该步骤ST34中，若判断低速行驶未持续预定时间以上，则顺序返回到步骤ST12，重复上述处理。另一方面，在步骤ST34中，若判断为低速行驶持续了预定时间以上，则认为角速度传感器的偏移电压不稳定，角速度传感器信息的可靠性下降了，接着进行角速度传感器的偏移电压的修正处理。即，首先开启摄像机使用模式的图像识别中(步骤ST35)。该步骤ST35的处理与上述步骤ST14的处理相同。接着，执行摄像机电源开启/关闭处理(步骤ST36)。该步骤ST36的处理与上述步骤ST15的处理相同，通过该处理，接通尾部摄像机3的电源。
接着，执行角速度传感器偏移电压修正处理(步骤ST37)。即，偏移电压修正部21对构成角速度传感器的陀螺传感器的偏移电压进行修正。对于该角速度传感器偏移电压修正处理的细节，将在后文中说明。
接着，关闭摄像机使用模式的图像识别中(步骤ST38)。该步骤ST38的处理与上述步骤ST19的处理相同。接着，执行摄像机电源开启/关闭处理(步骤ST39)。该步骤ST39的处理与上述步骤ST20的处理相同。其后，顺序返回到步骤ST12，重复上述的处理。
(1)换档位置变化判定处理
接下来，参照图6所示的流程图，说明上述定位精度监视处理的步骤ST12所执行的换档位置变化判定处理的细节。在该换档位置变化判定处理中，首先检查换档位置是否发生变化(步骤ST41)。即，摄像机使用模式判定部16检查从车辆的换档位置传感器传送来的换档位置信息所表示的换档位置是否发生了变化。
在该步骤ST41中，若判断为换档位置未发生变化，则换档位置变化判定处理结束。另一方面，在步骤ST41中，若判断为换档位置发生了变化，则检查换档位置是否被调整为倒退(步骤ST42)。即，摄像机使用模式判定部16检查换档位置信息所表示的换档位置是否表示倒退。
在该步骤ST42中，若判断为换档位置被调整为倒退，则开启摄像机使用模式的后方监视视频显示中(步骤ST43)。即，摄像机使用模式判定部16开启摄像机使用模式中的后方监视视频显示模式，并将此作为摄像机使用模式信息传送到摄像机使用模式切换部20。
接着，执行摄像机电源开启/关闭处理(步骤ST44)。即，当从换档位置传感器传送来的换档位置信息表示倒退、且从定位精度计算部15传送来的定位精度信息表示定位精度在预定的阈值以下时，尾部摄像机电源控制部17生成用于开启尾部摄像机3的电源的尾部摄像机电源开启/关闭信号，并将其传送到尾部摄像机3。由此，尾部摄像机3被接通电源，来自尾部摄像机3的尾部摄像机图像传送到摄像机使用模式切换部20。
接着，显示后方监视视频(步骤ST45)。即，由于从摄像机使用模式判定部16传送来的摄像机使用模式信息表示后方监视视频显示模式被开启，所以摄像机使用模式切换部20进行切换，以将从尾部摄像机3传送来的尾部摄像机图像传送到后方监视视频显示部18。由此，尾部监视视频显示部18基于从尾部摄像机3通过摄像机使用模式切换部20传送来的尾部摄像机图像，执行用于将车辆后方的视频显示在显示器5上的显示处理，并将其作为显示数据传送到显示器5。。结果，车辆后方的图像显示在显示器5的画面上。其后，换档位置变化判定处理结束。
在上述步骤ST42中，若判断为换档位置未被调整为倒退，则关闭摄像机使用模式的后方监视视频显示中(步骤ST46)。即，摄像机使用模式判定部16关闭摄像机使用模式中的后方监视视频显示模式，并将此作为摄像机使用模式信息传送到摄像机使用模式切换部20。
接着，执行摄像机电源开启/关闭处理(步骤ST47)。即，当从换档位置传感器传送来的换档位置信息不表示倒退、或从定位精度计算部15传送来的定位精度信息所表示的定位精度大于预定的阈值时，尾部摄像机电源控制部17生成用于关闭尾部摄像机3的电源的尾部摄像机电源开启/关闭信号，并将其传送到尾部摄像机3。由此，切断尾部摄像机3的电源。
接着，不显示后方监视视频(步骤ST48)。即，由于从摄像机使用模式判定部16传送来的摄像机使用模式信息表示后方监视视频显示模式被关闭，所以摄像机使用模式切换部20切换到摄像机未使用模式。由此，停止将尾部摄像机画面传送到后方监视视频显示部18的处理。其后，换档位置变化判定处理结束。
(2)摄像机电源开启/关闭处理
接下来，参照图7所示的流程图，说明上述定位精度监视处理的步骤ST15、ST20、ST23、ST26、ST29、ST33、ST36以及ST39所执行的摄像机电源开启/关闭处理的细节。在该摄像机电源开启/关闭处理中，首先检查摄像机使用模式的图像识别中是否被开启(步骤ST51)。即，尾部摄像机电源控制部17检查摄像机使用模式中的图像识别模式是否被开启。在该步骤ST51中，若判断为摄像机使用模式的图像识别中被开启，则检查摄像机电源是否被开启(步骤ST52)。即，尾部摄像机电源控制部17检查是否已经开启了尾部摄像机3的电源。
在该步骤ST52中，若判断为摄像机电源被开启，则摄像机电源开启/关闭处理结束。另一方面，在步骤ST52中，若判断为摄像机电源未被开启，则开启摄像机电源(步骤ST53)。即，尾部摄像机电源控制部17生成用于开启尾部摄像机3的电源的尾部摄像机电源开启/关闭信号，并将其传送到尾部摄像机3。由此，接通尾部摄像机3的电源。其后，摄像机电源开启/关闭处理结束。
在该步骤ST51中，若判断为摄像机使用模式的图像识别中未被开启，则接着检查摄像机使用模式中的后方监视视频显示是否被开启(步骤ST54)。即，尾部摄像机电源控制部17检查摄像机使用模式中的后方监视视频显示模式是否被开启。
在该步骤ST54中，若判断为摄像机使用模式中的后方监视视频显示被开启，则顺序前进至步骤ST52，进行上述处理。另一方面，在该步骤ST54中，若判断为摄像机使用模式中的后方监视视频显示未被开启，则接着检查摄像机电源是否被关闭(步骤ST55)。即，尾部摄像机电源控制部17检查是否已经关闭了尾部摄像机3的电源。
在该步骤ST55中，若判断为摄像机电源被关闭，则摄像机电源开启/关闭处理结束。另一方面，在步骤ST55中，若判断为摄像机电源未被关闭，则关闭摄像机电源(步骤ST56)。即，尾部摄像机电源控制部17生成用于关闭尾部摄像机3的电源的尾部摄像机电源开启/关闭信号，并将其传送到尾部摄像机3。由此，切断尾部摄像机3的电源。其后，摄像机电源开启/关闭处理结束。
通过以上处理，能够实现下述功能：即，当摄像机使用模式、图像识别模式或后方监视视频显示模式被开启时，接通尾部摄像机3的电源，在除此以外的时候，切断尾部摄像机3的电源。
(3)基于停车场出入口判定的修正处理
接下来，参照图8所示的流程图及图14所示的说明图，说明上述定位精度监视处理的步骤ST17所执行的基于停车场出入口判定的修正处理的细节。在该基于停车场出入口判定的修正处理中，首先进行图像识别(步骤ST61)。即，图像识别部19根据从尾部摄像机3通过摄像机使用模式切换部20传送来的尾部摄像机图像，识别图像图案。该图像识别部19所识别出的图像图案，传送到停车场出入口判定部25。
接着，检查是否检测出停车场出入口的特殊对象(步骤ST62)。即，停车场出入口判定部25检查从图像识别部19传送来的图像图案是否表示停车场出入口的特殊对象。在该步骤ST62中，若判断为未检测出停车场出入口的特殊对象，则基于停车场出入口判定的修正处理结束。
另一方面，在步骤ST62中，若判断为检测出停车场出入口的特殊对象，则检查识别图像是停车场的入口、还是出口(步骤ST63)。即，停车场出入口判定部25检查从图像识别部19传送来的图像图案是表示停车场的入口还是表示出口。例如，如图14所示，当在从当前位置计算部14传送来的当前位置信息所表示的当前位置、表示从地图盘片2读出的地图信息所表示的停车场的内部的状态下，停车场大门的图像图案从图像识别部19传送来时，停车场出入口判定部25判断为停车场入口，当在当前位置表示停车场的外部的状态下，停车场大门的图像图案从图像识别部19传送来时，停车场出入口判定部25判断为停车场出口。
在该步骤ST63中，若判断为是停车场入口，则将匹配位置修正为停车场入口(步骤ST64)。即，当前位置计算部14基于从各种传感器1中包含的GPS接收机获得的GPS信息、从车辆方位计算部13获得的车辆方位信息、从车辆获得的换档位置信息、以及从距离测量部11获得的距离信息，计算本车的当前位置，将该当前位置修正为从地图盘片2读出的地图信息所表示的停车场的入口。其后，基于停车场出入口判定的修正处理结束。
在上述步骤ST63中，若判断为是停车场出口，则将匹配位置修正为停车场出口(步骤ST65)。即，当前位置计算部14基于从各种传感器1中包含的GPS接收机获得的GPS信息、从车辆方位计算部13获得的车辆方位信息、从车辆获得的换档位置信息、以及从距离测量部11获得的距离信息，计算本车的当前位置，将该当前位置修正为从地图盘片2读出的地图信息所表示的停车场的出口。其后，基于停车场出入口判定的修正处理结束。
根据上文说明的基于停车场出入口判定的修正处理，由于采用了检测实际的停车场的出入口而对本车的当前位置进行修正的结构，所以能够提高导航系统的定位精度。
(4)基于道路脱离判定的修正处理
接下来，参照图9所示的流程图及图15所示的说明图，说明上述定位精度监视处理的步骤ST18所执行的基于道路脱离判定的修正处理的细节。图15是表示在道路脱离时、当前位置计算部14所计算的用于显示的当前位置信息与候选点的关系的图。
在该基于道路脱离判定的修正处理中，首先每隔X秒(X为任意整数)获取Y个(Y为任意整数)的图像(步骤ST71)。即，图像识别部19从尾部摄像机3通过摄像机使用模式切换部20，每隔X秒获取Y个尾部摄像机图像，执行图像识别处理。通过该识别处理获得的图像图案，传送到道路脱离判定部24。
接下来，进行图像图案的识别(步骤ST72)。即，道路脱离判定部24识别从图像识别部19获得的Y个图像图案所表示本车周边的本车以外车辆的移动的变化，具体而言，识别本车以外的车辆沿纵向流动还是沿横向流动，当识别为沿横向流动时，检测出如图15所示那样的道路脱离图案。
接着，检查是否检测出道路脱离图案(步骤ST73)。即，道路脱离判定部24在从图像识别部19获得的Y个图像图案表示车辆沿纵向流动时，判定为未检测出道路脱离图案，在表示沿横向流动时，判定为检测出道路脱离图案。在此情况下，如图15所示，将车辆沿横向流动开始的地点判断为实际的道路脱离位置。
在该步骤ST73中，若判断为未检测出道路脱离图案，则基于道路脱离判定的修正处理结束。另一方面，在步骤ST73中，若判断为检测出道路脱离图案，则判断为脱离了道路，将匹配位置设定为道路外(步骤ST74)。即，道路脱离判定部24基于所识别出的车辆的移动的变化、和从当前位置计算部14传送来的当前位置信息，判定为脱离了行驶道路时，将该判定结果传送到当前位置计算部14。当前位置计算部14根据从道路脱离判定部24传送来的判定结果，将本车的当前位置修正为道路外。其后，基于道路脱离判定的修正处理结束。
根据上文说明的基于道路脱离判定的修正处理，由于采用了当脱离了道路时、将本车的当前位置修正为道路外的结构，所以能够提高导航系统的定位精度。
(5)基于行驶道路判定的修正处理
接下来，参照图10所示的流程图及图16所示的说明图，说明上述定位精度监视处理的步骤ST24所执行的基于行驶道路判定的修正处理的细节。图16是表示需要基于行驶道路判定的修正处理的主要原因的示例、和行驶道路判定时的动作形态的图。
在该基于行驶道路判定的修正处理中，首先检查匹配候选的并行道路是否在高架上或高架下(步骤ST81)。即，当前位置计算部14检查步骤ST13所计算出的匹配候选点的并行道路是否是通过从地图盘片2读出的地图信息所表示的高架上或高架下的道路。
在该步骤ST81中，若判断为匹配候选的并行道路是高架上或高架下，则接着进行图像识别(步骤ST82)。即，图像识别部19根据从尾部摄像机3通过摄像机使用模式切换部20传送来的尾部摄像机图像，识别图像图案，并将该识别出的图像图案传送到行驶道路判定部26。
接着，检查是否与不同的并行道路匹配(步骤ST83)。即，行驶道路判定部26从步骤ST82所识别出的图像图案检测道路的特殊对象(例如，高架的支柱)，根据该检测结果，检查是否与不同的并行道路匹配。在该步骤ST83中，若判断为没有与不同的并行道路匹配，则基于行驶道路判定的修正处理结束。
另一方面，在步骤ST83中，若判断为与不同的并行道路匹配，则修正匹配位置(步骤ST84)。即，当前位置计算部14修正匹配位置，使其与从地图盘片2读出的地图信息所表示的正确的道路匹配。其后，基于行驶道路判定的修正处理结束。
在上述步骤ST81中，若判断为匹配候选的并行道路不是高架上或高架下，则接着检查匹配候选的并行道路是否是隧道内或隧道外(步骤ST85)。即，当前位置计算部14检查步骤ST13所计算出的匹配候选点的并行道路是否是从地图盘片2读出的地图信息所表示的隧道内或隧道外的道路。
在该步骤ST85中，若判断为匹配候选的并行道路是隧道内或隧道外，则接着进行图像识别(步骤ST86)。即，图像识别部19根据从尾部摄像机3通过摄像机使用模式切换部20传送来的尾部摄像机图像，识别图像图案，并将该识别出的图像图案传送到行驶道路判定部26。
接着，检查是否与不同的并行道路匹配(步骤ST87)。即，行驶道路判定部26从步骤ST86所识别出的图像图案检测道路的特殊对象(例如，隧道内的照明)，根据该检测结果，检查是否与不同的并行道路匹配。在该步骤ST87中，若判断为没有与不同的并行道路匹配，则基于行驶道路判定的修正处理结束。另一方面，在步骤ST87中，若判断为与不同的并行道路匹配，则顺序前进至步骤ST84，对上述匹配位置进行修正。其后，基于行驶道路判定的修正处理结束。
在上述步骤ST85中，若判断为匹配候选的并行道路不是隧道内或隧道外，则接着检查匹配候选的并行道路是否是桥上或桥下(步骤ST88)。即，当前位置计算部14检查步骤ST13所计算出的匹配候选点的并行道路是否是从地图盘片2读出的地图信息所表示的桥上或桥下的道路。在该步骤ST88中，若判断为匹配候选的并行道路不是桥上或桥下，则基于并行道路判定的修正处理结束。
另一方面，在该步骤ST88中，若判断为匹配候选的并行道路是桥上或桥下，则接着进行图像识别(步骤ST89)。即，图像识别部19根据从尾部摄像机3通过摄像机使用模式切换部20传送来的尾部摄像机图像，识别图像图案，并将该识别出的图像图案传送到行驶道路判定部26。
接着，检查是否与不同的并行道路匹配(步骤ST90)。即，行驶道路判定部26从步骤ST89所识别出的图像图案检测道路的特殊对象(例如，桥的栏杆)，根据该检测结果，检查是否与不同的并行道路匹配。在该步骤ST90中，若判断为没有与不同的并行道路匹配，则基于行驶道路判定的修正处理结束。另一方面，在步骤ST90中，若判断为与不同的并行道路匹配，则顺序前进至步骤ST84，对上述匹配位置进行修正。其后，基于行驶道路判定的修正处理结束。
根据上文说明的基于行驶道路判定的修正处理，由于采用了当存在并行道路时、根据道路的特殊对象来修正匹配使其与正确的道路匹配的结构，所以能够提高导航系统的定位精度。
(6)基于道路特殊地点判定的修正处理
接下来，参照图11所示的流程图，说明上述定位精度监视处理的步骤ST30所执行的基于道路特殊地点判定的修正处理的细节。在该基于道路特殊地点判定的修正处理中，首先进行图像识别(步骤ST91)。即，图像识别部19根据从尾部摄像机3通过摄像机使用模式切换部20传送来的尾部摄像机图像，识别图像图案，并将该识别出的图像图案传送到道路特殊地点判定部22。
接着，检查是否检测出铁道口(步骤ST92)。即，道路特殊地点判定部22检查步骤ST91所识别出的图像图案是否表示铁道口。在该步骤ST92中，若判断为检测出铁道口，则接着检查是否与本车所通过的铁道口位置存在差异(步骤ST93)。即，道路特殊地点判定部22检查从图像识别部19传送来的图像图案所表示的铁道口、与从当前位置计算部14传送来的当前位置信息所表示的铁道口位置之间是否存在差异。
在该步骤ST93中，若判断为与本车所通过的铁道口位置不存在差异，则基于道路特殊地点判定的修正处理结束。另一方面，在步骤ST93中，若判断为与本车所通过的铁道口位置存在差异，则进行当前位置的修正(步骤ST94)。即，当前位置计算部14基于从各种传感器1中包含的GPS接收机获得的GPS信息、从车辆方位计算部13获得的车辆方位信息、从车辆获得的换档位置信息、以及从距离测量部11获得的距离信息，计算本车的当前位置，将该当前位置修正为从地图盘片2读出的地图信息所表示的铁道口的位置。其后，基于道路特殊地点判定的修正处理结束。
在上述步骤ST92中，若判断为未检测出铁道口，则接着检查是否检测出立体交叉道路(步骤ST95)。即，道路特殊地点判定部22检查是否从步骤ST91所识别出的图像图案检测出立体交叉道路。在该步骤ST95中，若判断为未检测出立体交叉道路，则基于道路特殊地点判定的修正处理结束。
另一方面，在该步骤ST95中，若判断为检测出立体交叉道路，则接着检查是否与本车所通过的立体交叉道路位置存在差异(步骤ST96)。即，道路特殊地点判定部22检查从图像识别部19传送来的图像图案所表示的立体交叉道路、与从当前位置计算部14传送来的当前位置信息所表示的立体交叉道路位置之间是否存在差异。在该步骤ST96中，若判断为与本车所通过的立体交叉道路位置不存在差异，则基于道路特殊地点判定的修正处理结束。
另一方面，在步骤ST96中，若判断为与本车所通过的立体交叉道路位置存在差异，则顺序前进至步骤ST94，进行当前位置的修正。即，当前位置计算部14基于从各种传感器1中包含的GPS接收机获得的GPS信息、从车辆方位计算部13获得的车辆方位信息、从车辆获得的换档位置信息、以及从距离测量部11获得的距离信息，计算本车的当前位置，将该当前位置修正为从地图盘片2读出的地图信息所表示的立体交叉道路的位置。其后，基于道路特殊地点判定的修正处理结束。
根据上文说明的基于道路特殊地点判定的修正处理，由于采用了检测道路的特殊点来对本车的当前位置进行修正的结构，所以能够提高导航系统的定位精度。
(7)基于交叉点间距离计算的修正处理
接下来，参照图12所示的流程图和图17及图18所示的说明图，说明上述定位精度监视处理的步骤ST31所执行的基于交叉点间距离计算的修正处理的细节。图17是表示需要交叉点间距离计算的主要原因的示例的图，表示GPS非测位持续预定时间以上时、本车的当前位置产生误差从而发生匹配错误的情况。
在该基于交叉点间距离计算的修正处理中，首先进行图像识别(步骤ST101)。即，图像识别部19根据从尾部摄像机3通过摄像机使用模式切换部20传送来的尾部摄像机图像，识别图像图案，并将该识别出的图像图案传送到交叉点间距离计算部23。接着，进行人行横道提取(步骤ST102)。即，交叉点间距离计算部23根据从图像识别部19传送来的图像图案，提取人行横道。
接下来，检测交叉点间距离(步骤ST103)。即，交叉点间距离计算部23基于车速脉冲信息，利用距离测量部11，对步骤ST102所提取出的交叉点间的距离进行测量。接着，检查根据车速脉冲信息求取的交叉点间距离、与从地图数据获得的交叉点间距离之间是否存在差异(步骤ST104)。即，当前位置计算部14基于距离测量部11所求取的交叉点间距离、和从地图盘片2读出的地图信息，检查是否与计算出的交叉点间距离存在差异。
在该步骤ST104中，若判断为根据车速脉冲信息求取的交叉点间距离、与从地图数据获得的交叉点间距离之间不存在差异，则基于交叉点间距离计算的修正处理结束。另一方面，在步骤ST104中，若判断为根据车速脉冲信息求取的交叉点间距离、与从地图数据获得的交叉点间距离之间存在差异，则进行本车位置的修正及车速脉冲系数的修正(步骤ST105)。即，当前位置计算部14根据交叉点间距离计算部23所计算出的交叉点间距离，对本车位置进行修正。另外，距离系数计算部21对车速脉冲系数进行修正。其后，基于交叉点间距离计算的修正处理结束。
根据上文说明的基于交叉点间距离计算的修正处理，由于采用了利用交叉点间距离来修正本车的当前位置、并且修正车速脉冲系数的结构，所以能够提高导航系统的定位精度。
(8)角速度传感器偏移电压修正处理
接下来，参照图13所示的流程图及图19所示的说明图，说明上述定位精度监视处理的步骤ST37所执行的角速度传感器偏移电压修正处理的细节。
在角速度传感器偏移电压修正处理中，首先进行图像识别(步骤ST111)。即，图像识别部19基于从尾部摄像机3通过摄像机使用模式切换部20传送来的尾部摄像机图像，识别道路的白色标线，并将包含该识别出的白色标线的图像图案传送到偏移电压修正部21。接着，检查是否能通过步骤ST111中的图像识别检测出车辆角度(步骤ST112)。即，偏移电压修正部21检查是否能够根据从图像识别部19传送来的包含白色标线的图像图案识别出车辆的方位角度。
在该步骤ST112中，若判断为不能通过图像识别检测出车辆角度，则角速度传感器偏移电压修正处理结束。另一方面，在步骤ST112中，若判断为能够通过图像识别检测出车辆角度，则接着对从角速度传感器获得的车辆角度与通过图像识别获得的车辆角度进行比较(步骤ST113)。即，偏移电压修正部21对车辆方位计算部13基于角速度传感器信息所计算出的计算上的车辆的方位角度、与基于从图像识别部19获得的白色标线的图像图案所计算出的车辆的方位角度进行比较。
接着，检查角度是否有差异(步骤ST114)。即，偏移电压修正部21检查步骤ST113所比较的角度是否有差异。在该步骤ST114中，若判断为角度无差异，即判断为无角度误差，则角速度传感器偏移电压修正处理结束。另一方面，在步骤ST114中，若如图19所示判断为角度有差异，即判断为有角度误差，则对角速度传感器的偏移电压进行修正(步骤ST115)。即，偏移电压修正部21对构成角速度传感器的陀螺传感器的漂移进行修正。其后，角速度传感器偏移电压修正处理结束。
根据上文说明的角速度传感器偏移电压修正处理，由于根据通过角速度传感器所求出的车辆方位、与通过识别来自车载摄像机的图像而求出的车辆方位之间的角度误差，进行角速度传感器的漂移修正，所以从角速度传感器通常能够获得正确的角速度传感器信息。其结果，能够提高导航系统的定位精度。
工业上的实用性
如上所述，本发明的导航系统，由于能够基于从车载摄像机获得的图像，修正进行角速度传感器的漂移修正的偏移电压，因此适合于需要较高定位精度的车载用导航系统。

Claims (2)

1.一种导航系统，包括：
角速度传感器，该角速度传感器检测车辆的行驶方向的变化；
车辆方位计算部，该车辆方位计算部基于从所述角速度传感器获得的角速度传感器信息，计算车辆方位；
GPS(Global Positioning System：全球定位系统)接收机，该GPS接收机利用GPS检测自身的当前位置；
车速传感器，该车速传感器检测车轮的旋转；
距离测量部，该距离测量部基于从所述车速传感器获得的车速脉冲信息，对行驶距离进行测量；
地图信息存储部，该地图信息存储部存储地图信息；
当前位置计算部，该当前位置计算部基于从所述GPS接收机获得的GPS信息、从所述车辆方位计算部获得的车辆方位信息、以及从所述距离测量部获得的距离信息，计算当前位置，将该计算出的当前位置、与从所述地图信息存储部读出的地图信息相对照，确定地图上的本车的当前位置；
车载摄像机，该车载摄像机拍摄车辆的周围；以及
图像识别部，该图像识别部对所述车载摄像机的图像进行识别，
该导航系统的特征在于，
还包括道路脱离判定部，该道路脱离判定部检测所述图像识别部所识别出的本车周边的本车以外车辆的运动的变化，判定是否从行驶道路脱离，
所述当前位置计算部基于所述道路脱离判定部所判定的是否从行驶道路脱离，对所确定的本车的当前位置进一步进行修正。
2.如权利要求1所述的导航系统，其特征在于，
道路脱离判定部所检测出的本车周边的本车以外车辆的运动的变化，是图像识别部所识别出的车辆的图像图案的纵向流动或横向流动。
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