JP2004045227A

JP2004045227A - 車両位置測定装置および方法

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Publication number: JP2004045227A
Application number: JP2002203355A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sato; 佐藤　幸一
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: JP3958133B2

Abstract

【課題】車両位置を高精度および低コストで検出することができる車両位置測定装置および方法を提供すること。
【解決手段】ナビゲーションコントローラは、車両位置計算部２０と車両位置補正部２２とを備える。車両位置補正部２２において、道路内特定物抽出部１２２は、カメラ８の撮影画像に含まれる案内標識の画像を抽出し、縦方向相対位置算出部１２５は、この案内標識の画像に基づいて、撮影位置から案内標識までの距離を算出する。また、白線抽出部１２１は、撮影画像に含まれる白線画像を抽出し、横方向相対位置算出部１２４は、この白線画像に基づいて道路の幅方向の撮影位置を算出する。補正値決定部１２６は、こられの算出結果を用いて、車両位置の検出誤差を車両位置の補正値として決定する。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーション装置等に用いられる車両位置測定装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ナビゲーション装置において、車両位置の測定は重要な機能であり、この結果を用いて自車位置周辺の地図画像表示や経路計算・経路誘導等のナビゲーション動作が行われる。例えば、ＧＰＳを利用した車両位置の検出が一般には行われている。また、従来から行われているＧＰＳを用いた車両位置の検出では精度があまりよくないため、最近では複数のＧＰＳを利用したＤＧＰＳ（高精度ＧＰＳ）を用いて、車両位置の検出精度の向上を図っている。
【０００３】
また、車両位置の検出精度を向上させる他の従来技術としては、特開平６−６８３９１号公報に開示された「車両走行案内装置」が知られている。この車両走行案内装置では、道路上に描かれている横断歩道等の路面表示マークを検出することにより、地図データに含まれる横断歩道等の位置データを用いて、検出されている自車位置の修正を行っている。これにより、ＧＰＳや自律航法センサを用いた自車位置を高精度に修正することが可能になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したＧＰＳやＤＧＰＳを用いて車両位置の検出を行う従来方式では、改善された検出精度が数ｍ程度であり、やはり検出精度が悪いという問題があった。このため、高速道路や一般道路のように２つの道路が平行している場合などでは、車両がどちらの道路を走行しているかを正確に検出することができなかったり、交差点案内のタイミングが遅れるといった不都合が生じる場合がある。しかも、ＧＰＳやＤＧＰＳでは衛星から送信される電波を受信する必要があるため、ビル街や山岳地域などの電波が受信困難な場所では、車両位置の検出精度がさらに悪化する。
【０００５】
また、特開平６−６８３９１号公報に開示された従来方式においては、地図データに路面表示マークの位置データが格納されている必要があるが、現在用いられている地図データにはこのような位置データは格納されていない。このため、この従来方式を用いて車両位置を検出するためには、地図表示等の対象となる地域全体について路面表示マークの位置データを収集して地図データを製作する作業から行う必要があり、コスト面を考慮すると実用的とはいえない。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、車両位置を高精度および低コストで検出することができる車両位置測定装置および方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の車両位置測定装置は、車両位置を検出する車両位置検出手段と、車両に設置されており、所定の絶対座標が特定された地点に対する相対位置が既知の道路内特定物を撮影するカメラと、カメラによって撮影された道路内特定物の画像に基づいて、この撮影を行った時点において車両位置検出手段によって検出された車両位置の誤差を算出する第１の誤差算出手段と、第１の誤差算出手段によって算出された誤差を用いて、車両位置検出手段によって検出された車両位置を補正する車両位置補正手段とを備えている。これにより、カメラによって撮影した道路内特定物の画像に基づいて誤差の算出および車両位置の補正が可能となり、車両位置を高精度で検出することができる。また、絶対座標が特定された地点に対して相対位置が決まっている道路内特定物を用いることにより、従来から用いられている地図データをそのまま用いることができ、コストの上昇を抑えることが可能になる。
【０００８】
特に、上述した道路内特定物は、法令によって相対位置が定まっていることが望ましい。道路上には、「道路標識、区画線及び道路標識に関する命令」等の法令によって設置位置が定まっている道路内特定物が存在するため、これを用いることにより、この道路内特定物の座標を計算することができ、上述した誤差の算出やこの誤差を用いた車両位置の補正が可能になる。
【０００９】
また、上述した道路内特定物は、交差点名称が含まれる案内標識であることが望ましい。案内標識に含まれる交差点名称に基づいて、その近傍に存在する絶対座標が特定された地点を容易に特定することができる。
また、上述した第１の誤差算出手段は、案内標識の大きさに基づいてカメラによる撮影位置から案内標識までの距離を計算することにより、誤差の算出を行うことが望ましい。あるいは、上述した第１の誤差算出手段は、案内標識の大きさに基づいてカメラによる撮影位置から案内標識までの距離を計算した結果と、案内標識に含まれる交差点において車両が走行中の道路と交差する他の道路の幅員のデータとを用いて、誤差の算出を行うことが望ましい。道路内特定物の大きさ（高さや幅）がわかっている場合に、その画像の大きさに基づいて撮影位置から道路内特定物までの距離を求めることができ、この距離を用いることにより、あるいはさらに交差道路の幅員のデータを用いることにより、撮影位置の特定が容易となり、車両位置検出手段によって検出された車両位置に含まれる誤差の算出が可能になる。
【００１０】
また、上述した第１の誤差算出手段は、車両が走行中の道路に沿って車両位置の誤差を算出することが望ましい。カメラによって撮影した画像を用いることにより、道路内特定物をカメラで撮影してその位置を特定することにより、車両が走行している道路に沿った位置の補正が容易となる。
【００１１】
また、上述した絶対座標が特定された地点はノードであり、地図データに含まれるノード座標が絶対座標として用いられることが望ましい。交差点の周囲には案内標識や信号機等の道路内特定物が多数設置されており、しかも、各交差点には絶対座標が地図データに格納されているノードが対応しているため、絶対座標が特定された地点としてノードを用いることにより、その近傍に存在する道路内特定物の位置を特定することが容易となる。
【００１２】
また、上述したカメラによって撮影された道路上の白線の画像に基づいて、この撮影を行った時点において車両位置検出手段によって検出された車両位置の誤差を算出する第２の誤差算出手段をさらに備え、車両位置補正手段は、第１および第２の誤差算出手段によって算出された誤差を用いて、車両位置検出手段によって検出された車両位置を補正することが望ましい。特に、上述した第２の誤差算出手段は、撮影した白線の画像に基づいて、車両が走行中の道路内における幅方向の位置を計算することにより、誤差の算出を行うことが望ましい。道路上に描かれた白線を検出することにより、車両が走行している道路の車線数や、車両がどの走行レーンを走行しているかを容易に知ることができるため、道路の幅方向の位置を正確に求めることができ、これに基づく車両位置の補正が可能になる。特に、道路内特定物の画像に基づく走行道路に沿った補正と、白線の画像に基づく走行道路の幅方向の補正とを併用することにより、車両位置を正確に検出することができる。
【００１３】
また、車両位置を検出する第１のステップと、車両に設置されたカメラを用いて、所定の絶対座標が特定された地点に対する相対位置が既知の道路内特定物を撮影する第２のステップと、第２のステップにおいて撮影された画像に基づいて、第１のステップにおいて検出された車両位置に含まれる第１の誤差を算出する第３のステップと、第３のステップにおいて算出された第１の誤差を用いて、第１のステップにおいて検出された車両位置を補正する第４のステップとを有している。これにより、カメラによって撮影した道路内特定物の画像に基づいて誤差の算出および車両位置の補正が可能となり、車両位置を高精度で検出することができる。また、絶対座標が特定された地点に対して相対位置が決まっている道路内特定物を用いることにより、従来から用いられている地図データをそのまま用いることができ、コストの上昇を抑えることが可能になる。
【００１４】
また、上述したカメラによって撮影された画像に含まれる道路上の白線の画像に基づいて、第１のステップにおいて検出された車両位置に含まれる第２の誤差を算出する第５のステップをさらに有し、第４のステップにおける車両位置の補正を、第３および第５のステップにおいて算出された第１および第２の誤差の両方を用いて行うことが望ましい。道路内特定物の画像に基づく走行道路に沿った補正と、白線の画像に基づく走行道路の幅方向の補正とを併用することにより、車両位置を正確に検出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態のナビゲーション装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、一実施形態のナビゲーション装置の構成を示す図である。図１に示すナビゲーション装置は、ナビゲーションコントローラ１、ＤＶＤ２、ディスク読取装置３、リモートコントロール（リモコン）ユニット４、車両位置検出部５、ディスプレイ装置６、オーディオ部７、カメラ８を含んで構成されている。
【００１６】
ナビゲーションコントローラ１は、ナビゲーション装置の全体動作を制御するものである。このナビゲーションコントローラ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を用いて所定の動作プログラムを実行することによりその機能が実現される。ナビゲーションコントローラ１の詳細構成については後述する。
【００１７】
ＤＶＤ２は、地図表示、施設検索および経路探索などに必要な地図データが格納されている情報記録媒体である。このＤＶＤ２には、経度および緯度で適当な大きさに区切られた矩形形状の図葉を単位とした地図データが格納されている。各図葉の地図データは、図葉番号を指定することにより特定され、読み出すことが可能となる。
【００１８】
ディスク読取装置３は、１枚あるいは複数枚のＤＶＤ２が装填可能であり、ナビゲーションコントローラ１の制御によっていずれかのＤＶＤ２から地図データの読み出しを行う。なお、装填されるディスクは必ずしもＤＶＤでなくてもよく、ＣＤでもよい。また、ＤＶＤとＣＤの双方を選択的に装填可能としてもよい。
【００１９】
リモコンユニット４は、上下左右等の方向を指定するジョイスティックと、数字を入力するテンキーや各種の設定などを確定する「決定キー」などの各種の操作キーとを備えており、操作内容に応じた信号をナビゲーションコントローラ１に出力する。
【００２０】
車両位置検出部５は、例えば、ＧＰＳ受信機、方位センサ、距離センサなどを備えており、所定のタイミングで車両位置（経度、緯度）の検出を行い、検出結果を出力する。
ディスプレイ装置６は、ナビゲーションコントローラ１から出力される描画データに基づいて、自車位置周辺の地図画像や交差点案内画像などの各種画像を表示する。オーディオ部７は、ナビゲーションコントローラ１から入力される音声信号に基づいて生成した案内音声等を車室内に出力する。
【００２１】
カメラ８は、車両の所定位置に設置されており、視野角に含まれる被写体を撮影する。本実施形態では、道路上に描かれた白線や交差点近傍に設置された信号機等を撮影可能とするために、車両前方にカメラ８が設置されている。
次に、ナビゲーションコントローラ１の詳細構成について説明する。図１に示すように、ナビゲーションコントローラ１は、地図バッファ１０、地図読出制御部１２、地図描画部１４、車両位置計算部２０、車両位置補正部２２、経路探索処理部２４、誘導経路描画部２６、音声案内部２８、施設検索部３０、入力処理部４０、表示処理部５０を含んで構成されている。
【００２２】
地図バッファ１０は、ディスク読取装置３によってＤＶＤ２から読み出された地図データを一時的に格納する。地図読出制御部１２は、車両位置計算部２０により算出される車両位置に応じて、所定範囲の地図データの読み出し要求をディスク読取装置３に出力する。地図描画部１４は、地図バッファ１０に格納された地図データに基づいて、地図画像を表示するために必要な描画処理を行って地図画像描画データを作成する。
【００２３】
車両位置計算部２０は、車両位置検出部５から出力される検出データに基づいて概略的な自車位置を計算するとともに、車両位置補正部２２から出力される補正値に基づいてこの概略的な自車位置を補正する。車両位置補正部２２は、車両位置計算部２０によって計算された概略的な車両位置とカメラ８によって撮影された画像等に基づいて、車両位置計算部２０によって計算された概略的な車両位置に含まれる誤差を算出し、この誤差を補正値として車両位置計算部２０に向けて出力する。
【００２４】
経路探索処理部２４は、出発地と目的地との間を所定の探索条件にしたがって結ぶ走行経路を誘導経路として探索する。誘導経路描画部２６は、経路探索処理部２４による経路探索によって得られた誘導経路を地図上に重ねて表示するための誘導経路描画データを生成する。音声案内部２８は、経路探索処理部２４による経路探索処理によって得られた誘導経路に沿って車両を誘導するために必要な交差点案内等の音声信号を出力する。
【００２５】
施設検索部３０は、利用者によって指定される検索条件を満足する施設を検索したり、検索によって得られた施設の詳細情報を抽出する。
入力処理部４０は、リモコンユニット４から入力される各種の操作指示に対応する動作を行うための命令をナビゲーションコントローラ１内の各部に向けて出力する。表示処理部５０は、地図描画部１４によって作成される地図画像描画データや誘導経路描画部２６によって作成される誘導経路描画データ等が入力されており、これらの描画データに基づいて所定範囲の地図画像等をディスプレイ装置６の画面に表示する。
【００２６】
図２は、車両位置補正部２２の詳細構成を示す図である。図２に示すように、車両位置補正部２２は、画像取込部１２０、白線抽出部１２１、道路内特定物抽出部１２２、テンプレート格納部１２３、横方向相対位置算出部１２４、縦方向相対位置算出部１２５、補正値決定部１２６を含んで構成されている。
【００２７】
画像取込部１２０は、カメラ８から出力される撮影データを所定の時間間隔で取り込む処理を行う。白線抽出部１２１は、画像取込部１２０によって取り込まれた画像データに基づいて、道路上に描かれた白線を抽出する。なお、本明細書では、道路上において、各レーン（車線）の区切りを示すために描画されている白線や黄線などの線（点線等も含む）を全て「白線」と称するものとする。
【００２８】
道路内特定物抽出部１２２は、画像取込部１２０によって取り込まれた画像データと、テンプレート格納部１２３に格納されている特定物テンプレートとに基づいて、カメラ８によって撮影された画像中に含まれる道路内特定物を抽出する。例えば、本実施形態では、道路内特定物として、信号機や信号機に取り付けられた案内標識が抽出される。
【００２９】
横方向相対位置算出部１２４は、白線抽出部１２１によって抽出された道路上の白線と、画像取込部１２０によって取り込まれた画像データとに基づいて、車両（撮影位置）の横方向の相対位置を算出する。ここで、横方向とは、車両が走行中の道路の幅方向、すなわち、この道路に対応したリンクに垂直な向きをいう。
【００３０】
縦方向相対位置算出部１２５は、道路内特定物抽出部１２２によって抽出された道路内特定物と、画像取込部１２０によって取り込まれた画像データとに基づいて、車両（撮影位置）の縦方向の相対位置を算出する。ここで、縦方向とは、車両が走行中の道路に沿った向き、すなわちこの道路に対応するリンクに沿った向きをいう。
【００３１】
補正値決定部１２６は、横方向相対位置算出部１２４および縦方向相対位置算出部１２５のそれぞれの算出結果を用いて、車両位置計算部２０によって計算された車両位置の誤差を求め、この誤差を補正値として設定する処理を行う。
上述した車両位置検出部５が車両位置検出手段に、画像取込部１２０、道路内特定物抽出部１２２、縦方向相対位置算出部１２５、補正値決定部１２６が第１の誤差算出手段に、画像取込部１２０、白線抽出部１２１、横方向相対位置算出部１２４、補正値決定部１２６が第２の誤差算出手段に、車両位置計算部２０が車両位置補正手段にそれぞれに対応する。
【００３２】
本実施形態のナビゲーション装置はこのような構成を有しており、次に、その動作を説明する。
図３は、本実施形態のナビゲーション装置において車両位置の補正を行う動作手順を示す流れ図である。
【００３３】
車両に取り付けられたカメラ８によって車両前方が撮影され、撮影によって得られた画像データが取り込まれると（ステップ１００）、道路内特定物抽出部１２２は、撮影範囲内に道路内特定物の画像が存在するか否かを判定する（ステップ１０１）。例えば、本実施形態では、交差点名称が含まれる案内標識が判定対象の道路内特定物に設定されており、テンプレート格納部１２３に格納された案内標識のテンプレートを用いることにより、撮影画像中にこの案内標識の画像が含まれているか否かが判定される。含まれていない場合には否定判断が行われ、その後の処理に進まずにステップ１００に戻ってカメラ８による撮影と画像データの取り込み動作が繰り返される。また、道路上に設置された案内標識に向かって車両が進行する場合を考えると、遠くに見えていた案内標識が車両の進行に伴って次第に大きく見えるようになるが、遠くに小さく見える案内標識では画像処理の誤差が大きくなるため、所定サイズ以上の案内標識について検出を行うものとする。
【００３４】
撮影画像に所定サイズ以上の案内標識が含まれている場合にはステップ１０１の判定において肯定判断が行われ、次に、道路内特定物抽出部１２２は、撮影画像に含まれるこの案内標識の画像に基づいて、この案内標識に含まれる交差点名称を特定する（ステップ１０２）。案内標識の背景色や文字の所定や色等は法令によって予め決まっているため、交差点名称の特定は、従来から行われている文字認識を用いて容易に行うことができる。
【００３５】
また、縦方向相対位置算出部１２５は、この案内標識の画像に基づいて、撮影位置から案内標識までの距離を算出する（ステップ１０３）。案内標識の大きさ（特に高さ）は一定であるため、撮影画像に含まれる案内標識の画像の高さに基づいて、撮影位置から案内標識までの距離も容易に算出することができる。
【００３６】
次に、縦方向相対位置算出部１２５は、案内標識に含まれる交差点名称によって特定された交差点ノードから撮影位置までの相対的な距離を算出する（ステップ１０４）。
図４は、案内標識の設置状態の具体例を示す図である。図４に示す例では、車両Ｇが走行している道路に他の道路が交差しており、この交差点に交差点ノードＮが対応している。また、車両Ｇが走行する道路に着目したときに、交差点に進入する位置、すなわち交差する道路に進入する位置に信号機Ｓ１が設けられており、交差点から脱出する位置、すなわち交差する道路から脱出する位置に信号機Ｓ２が設けられている。さらに、これらの信号機Ｓ１、Ｓ２の少なくとも一方には、交差点名称が含まれる看板としての案内標識Ｈが取り付けられているものとする。
【００３７】
図５は、図４に示した交差点に差し掛かった車両Ｇのカメラ８で撮影した画像を示す図である。図５に示すように、カメラ８で撮影した画像には、この車両Ｇが走行している道路上に描かれた中央線ａ、車両通行帯最外側線ｂ、境界線ｃ等の白線画像や、信号機Ｓ１、Ｓ２およびこれらの信号機に取り付けられた案内標識Ｈの画像が含まれている。
【００３８】
上述した案内標識Ｈは、法令によって高さが決まっているため、撮影画像に含まれるこの案内標識Ｈの画像の高さに基づいて、撮影位置から案内標識Ｈまでの距離を知ることができ、縦方向相対位置算出部１２５は、この撮影位置から案内標識Ｈまでの距離ｈを計算する。なお、２つの信号機Ｓ１、Ｓ２に両方に案内標識Ｈが取り付けられている場合には、いずれか一方に着目して距離ｈの算出が行われる。
【００３９】
ところで、距離ｈの算出が行われた案内標識Ｈは、図４に示すように車両Ｇから見て手前の信号機Ｓ１に取り付けられている場合もあれば、車両Ｇから見て遠くの信号機Ｓ２に取り付けられている場合もある。このため、交差点ノードから撮影位置までの相対的な距離を算出するためには、どちらの信号機に案内標識Ｈが取り付けられているのかを判定する必要がある。
【００４０】
例えば、本実施形態では、撮影画像中に含まれる信号機のランプの直径を測定し、その大小に応じて２つの信号機Ｓ１、Ｓ２の位置を調べ、この結果に基づいて案内標識Ｈの設置位置がどちらの信号機に取り付けられているかを判定している。すなわち、ランプの大きさが一定である場合には、２つの信号機Ｓ１、Ｓ２のそれぞれの距離に応じてランプの画像の大きさが異なり、各画像の大きさに基づいて信号機Ｓ１、Ｓ２までの距離を算出することができる。
【００４１】
図４に示すように、２つの信号機Ｓ１、Ｓ２までの距離をｈ１、ｈ２としたときに、縦方向相対位置算出部１２５は、車両Ｇから遠い信号機Ｓ２までの距離ｈ２と案内標識Ｈまでの距離ｈを比較し、
ｈ２≦ｈ
であれば、信号機Ｓ２に案内標識Ｈが取り付けられているものと判断して、撮影位置から案内標識Ｈまでの距離ｈから、交差道路の幅の半分の距離（幅員Ｗ１／２）を差し引いた値を、交差点ノードから撮影位置までの距離として算出する。なお、交差する道路の幅員Ｗ１は、ステップ１０２で特定された交差点名称に基づいてこの道路に対応するリンクＬ２が判定され、地図バッファ１０に格納された地図データから読み出される。
【００４２】
また、縦方向相対位置算出部１２５は、
ｈ２＞ｈ
であれば、信号機Ｓ１に案内標識Ｈが取り付けられているものと判断して、撮影位置から案内標識Ｈまでの距離ｈに、交差道路の幅の半分の距離（幅員Ｗ１／２）を加算した値を、交差点ノードから撮影位置までの距離として算出する。
【００４３】
なお、上述した例では、撮影位置から信号機Ｓ１、Ｓ２までの距離ｈ１、ｈ２を算出するために信号機のランプの画像を利用したが、その他の方法でこれらの距離を求めるようにしてもよい。例えば、設定位置が固定された信号機の高さが一定の場合には、撮影画像から信号機の高さを判定し、この判定結果に基づいて各信号器までの距離算出を行うことができる。
【００４４】
また、案内標識Ｈが交差点の手前側にあるか後側にあるかを判定する方法は、信号機Ｓ１、Ｓ２までの距離を求めて判定する方法以外の方法を用いるようにしてもよい。例えば、車両Ｇが交差点を直進で通過する場合に、交差点を挟んで存在する中央線ａや境界線ｃ等の配置状態に基づいて、案内標識Ｈと交差点の中央位置との前後の位置関係を判断するようにしてもよい。
【００４５】
このようにして交差点ノードから撮影位置までの相対的な距離の算出が終了した後、あるいは上述したステップ１０２〜１０４の各処理と並行して、白線抽出部１２１は、図５に示した中央線ａや境界線ｃ等の白線の画像を抽出する（ステップ１０５）。また、横方向相対位置算出部１２４は、この抽出された白線の画像に基づいて、道路中央から撮影位置までの相対位置、すなわち走行中の道路の幅方向の車両までの相対位置を算出する（ステップ１０６）。
【００４６】
例えば、横方向相対位置算出部１２４は、白線画像に基づいて、走行車線側のレーン数Ｔ、現在の走行レーン番号Ｎ（路肩に近い順に１、２、…）、走行レーン内の相対位置Ｐ（車両前方の中央にカメラ８が設定されているものとすると、図５に示す下辺の中央点ｏの右側の白線（境界線ｃ）から左の白線（車両通行帯最外側線ｂ）までの相対位置を百分率で表したものであり、１００×ｗ２／（ｗ１＋ｗ２）で算出）を求めた後、道路中央から撮影位置までの距離を、以下の式を用いて算出する。
【００４７】
Ｗ２（Ｔ−Ｎ）／（２Ｔ）＋（Ｗ２／（２Ｔ））×（Ｐ／１００）
ここで、Ｗ２は走行中の道路の幅員であり、ステップ１０２で特定された交差点名称に基づいてこの道路に対応するリンクＬ１が判定され、地図バッファ１０に格納された地図データから読み出される。
【００４８】
次に、補正値決定部１２６は、ステップ１０４において算出された交差点ノードから撮影位置までの距離と、ステップ１０６において算出された道路中央から撮影位置までの距離とに基づいて、車両位置計算部２０によって計算される車両位置の補正値を決定する（ステップ１０７）。すなわち、これらの算出結果によって撮影位置の絶対座標が特定されるため、車両位置計算部２０によって計算された撮影時点における車両位置とこの撮影位置の絶対座標との差である検出誤差が補正値として決定される。このようにして補正値が決定されると、車両位置計算部２０によって、この補正値を用いた車両位置の補正が行われる（ステップ１０８）。
【００４９】
このように、本実施形態のナビゲーション装置では、カメラ８によって撮影した案内標識の画像に基づいて走行中の道路に沿った車両位置の補正を行うとともに、白線の画像に基づいて走行中の道路に沿った道路の幅方向の補正を行うことができ、車両位置を高精度で検出することができる。
【００５０】
特に、絶対座標が特定された交差点ノードを基準にして、相対位置が決まっている案内標識を用いることにより、従来から用いられている地図データをそのまま用いることができ、コストの上昇を抑えることが可能になる。
また、案内標識に含まれる交差点名称の内容を判定することにより、走行中の道路を正確に識別することができるため、非常に接近したり上下に重なっている複数本の道路が存在した場合であっても、車両が走行中の一の道路を正確に判定することができる。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、信号機に取り付けられた案内標識を用いて車両位置の補正を行うようにしたが、法令で設置位置が定まっていてノードからの相対位置が正確に算出可能な他の道路内特定物（例えば横断歩道橋）に取り付けられている案内標識を用いるようにしてもよい。
【００５２】
また、案内標識に含まれる交差点名称を用いてその近傍の交差点ノードを特定するとともに、法令で大きさが定められている案内標識以外の道路内特定物の画像に基づいて撮影位置からこの道路内特定物までの距離を算出するようにしてもよい。
【００５３】
また、上述した実施形態では、車両が走行中の道路に他の道路が交差している最も単純な十字路の交差点に着目して車両位置の補正を行う場合を説明したが、十字路以外のＴ字路や５差路等の交差点を用いて車両位置の補正を行うようにしてもよい。この場合には、それぞれの交差点形状を考慮して、案内標識の設置位置と交差点ノードとの相対的な位置関係を判断する必要がある。
【００５４】
あるいは、全ての交差点において車両位置の補正を行う必要は必ずしもないため、図４に示すような標準的な形状を有する交差点を通過する場合のみに車両位置の補正を実施するようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、撮影位置から案内標識までの距離を求めた後、この距離に交差道路の幅の半分の距離を加算あるいは減算して撮影位置から交差点ノードまでの正確な距離を求めたが、案内標識の設置位置が交差点ノードの位置に一致するものとして車両位置の補正を行うようにしてもよい。この場合には、交差道路の幅の半分に相当する誤差が許容されることになるが、ＧＰＳ等を用いた従来方式おける検出誤差に比べると小さいため、車両位置の検出精度を上げることができ、しかも、案内標識が交差点のどの位置に設置されているかを判定する処理を省略することによる処理の簡略化が可能になるという利点がある。
【００５５】
また、上述した実施形態では、車両が走行中の道路に沿った距離と、この道路の幅方向の距離の両方を測定して車両位置を補正したが、車両が走行中の道路に沿った距離のみを用いるようにしてもよい。すなわち、案内標識に含まれる交差点名称に基づいて車両が走行中の道路を特定することができるため、その道路に沿った距離のみを補正するようにした場合であっても、ほぼ正確に車両位置を検出することが可能になる。
【００５６】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、カメラによって撮影した道路内特定物の画像に基づいて誤差の算出および車両位置の補正が可能となり、車両位置を高精度で検出することができる。また、絶対座標が特定された地点に対して相対位置が決まっている道路内特定物を用いることにより、従来から用いられている地図データをそのまま用いることができ、コストの上昇を抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態のナビゲーション装置の構成を示す図である。
【図２】車両位置補正部の詳細構成を示す図である。
【図３】本実施形態のナビゲーション装置において車両位置の補正を行う動作手順を示す流れ図である。
【図４】案内標識の設置状態の具体例を示す図である。
【図５】図４に示した交差点に差し掛かった車両のカメラで撮影した画像を示す図である。
【符号の説明】
１　ナビゲーションコントローラ
５　車両位置検出部
８　カメラ
１０　地図バッファ
１２　地図読出制御部
１４　地図描画部
２０　車両位置計算部
２２　車両位置補正部
１２０　画像取込部
１２１　白線抽出部
１２２　道路内特定物抽出部
１２４　横方向相対位置算出部
１２５　縦方向相対位置算出部
１２６　補正値決定部

Claims

車両位置を検出する車両位置検出手段と、
車両に設置されており、所定の絶対座標が特定された地点に対する相対位置が既知の道路内特定物を撮影するカメラと、
前記カメラによって撮影された前記道路内特定物の画像に基づいて、この撮影を行った時点において前記車両位置検出手段によって検出された車両位置の誤差を算出する第１の誤差算出手段と、
前記第１の誤差算出手段によって算出された誤差を用いて、前記車両位置検出手段によって検出された車両位置を補正する車両位置補正手段と、
を備えることを特徴とする車両位置測定装置。
請求項１において、
前記道路内特定物は、法令によって前記相対位置が定まっていることを特徴とする車両位置測定装置。
請求項２において、
前記道路内特定物は、交差点名称が含まれる案内標識であることを特徴とする車両位置測定装置。
請求項３において、
前記第１の誤差算出手段は、前記案内標識の大きさに基づいて前記カメラによる撮影位置から前記案内標識までの距離を計算することにより、前記誤差の算出を行うことを特徴とする車両位置測定装置。
請求項３において、
前記第１の誤差算出手段は、前記案内標識の大きさに基づいて前記カメラによる撮影位置から前記案内標識までの距離を計算した結果と、前記案内標識に含まれる交差点において車両が走行中の道路と交差する他の道路の幅員のデータとを用いて、前記誤差の算出を行うことを特徴とする車両位置測定装置。
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記第１の誤差算出手段は、車両が走行中の道路に沿って前記車両位置の誤差を算出することを特徴とする車両位置測定装置。
請求項６において、
前記絶対座標が特定された地点はノードであり、
地図データに含まれるノード座標が前記絶対座標として用いられることを特徴とする車両位置測定装置。
請求項１〜６のいずれかにおいて、
前記カメラによって撮影された道路上の白線の画像に基づいて、この撮影を行った時点において前記車両位置検出手段によって検出された車両位置の誤差を算出する第２の誤差算出手段をさらに備え、
前記車両位置補正手段は、前記第１および第２の誤差算出手段によって算出された誤差を用いて、前記車両位置検出手段によって検出された車両位置を補正することを特徴とする車両位置測定装置。
請求項８において、
前記第２の誤差算出手段は、撮影した白線の画像に基づいて、車両が走行中の道路内における幅方向の位置を計算することにより、前記誤差の算出を行うことを特徴とする車両位置測定装置。
車両位置を検出する第１のステップと、
車両に設置されたカメラを用いて、所定の絶対座標が特定された地点に対する相対位置が既知の道路内特定物を撮影する第２のステップと、
前記第２のステップにおいて撮影された画像に基づいて、前記第１のステップにおいて検出された車両位置に含まれる第１の誤差を算出する第３のステップと、
前記第３のステップにおいて算出された第１の誤差を用いて、前記第１のステップにおいて検出された車両位置を補正する第４のステップと、
を有することを特徴とする車両位置測定方法。
請求項１０において、
前記カメラによって撮影された画像に含まれる道路上の白線の画像に基づいて、前記第１のステップにおいて検出された車両位置に含まれる第２の誤差を算出する第５のステップをさらに有し、
前記第４のステップにおける車両位置の補正を、前記第３および第５のステップにおいて算出された前記第１および第２の誤差の両方を用いて行うことを特徴とする車両位置測定方法。