JP2007316025A - 自車位置測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、自車位置測定装置に係り、自車位置の精度をある程度高精度に維持しつつ地物認識の処理負担を軽減することにある。
【解決手段】地図データベースに情報が格納される道路上の地物のうち自車両が今後走行するエリアにおける特徴的な地物、例えば、支援制御の目標対象物に応じた複数の道路種類ごとの出現可能性の高い地物の配置パターンを参照して出現頻度の高い地物を、自車位置補正のために必要な認識すべき地物として設定する（ステップ１５０）。そして、その設定された地物を認識し、その認識結果に基づいて自車位置をＧＰＳ及び走行軌跡に基づくものから補正する。
【選択図】図４

Description

本発明は、自車位置測定装置に係り、特に、所定の手法により検出された自車位置を道路上にある地物の認識結果に基づいて補正する自車位置測定装置に関する。

従来から、方位センサや走行距離センサからの信号に基づいて算出される車両走行軌跡と地図データベースに格納される地図データの道路パターンとを比較して相関を求め、両者が近似する道路に自車位置を補正する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置においては、交差点での右左折時やカーブ路走行時など車両に特徴的な走行軌跡が得られるタイミングで、自車位置の補正が行われる。
特開平８−６１９６８号公報

しかしながら、上記従来の装置においては、車両に特徴的な走行軌跡が得られる場合にのみ自車位置の補正を行い、その他の場合（例えば直線道路走行時）には自車位置の補正を実行しないため、自車位置の精度を確保することができない状況が生じ得る。この点、車両を一時停止線や踏み切りなどで自動的に一時停止させる制御などが適切に行われないおそれがある。

一方、道路上に描かれ或いは設置される、例えば停止線や横断歩道，矢印，回転禁止，横断歩道ありの菱形標示，最高速度などの交通標示や文字列，減速帯，停車禁止帯などを、自車位置を補正するうえで必要な道路上の地物として認識して、その認識結果を利用して自車位置を補正することが考えられる。かかるシステムにおいて、車両走行中に順に現れる地物をその都度認識することとすれば、比較的頻繁に自車位置を補正することが可能となるので、測位される自車位置を常に高精度に維持することが可能となる。しかし、道路上の地物は連続して現れることが多いため、上記の如く順に現れる地物をその都度認識する手法では、処理負担が増大するおそれがある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、自車位置の精度をある程度高精度に維持しつつ地物認識の処理負担を軽減することが可能な自車位置測定装置を提供することを目的とする。

上記の目的は、自車位置を補正するうえで必要な道路上の地物を認識する地物認識手段と、所定の手法により検出された自車位置を前記地物認識手段による認識結果に基づいて補正する位置補正手段と、を備える自車位置測定装置であって、データベースに情報が格納される道路上の地物のうち自車両が今後走行する領域における特徴的な地物を、前記地物認識手段により認識すべき前記地物として設定する認識地物設定手段を備え、前記地物認識手段は、前記認識地物設定手段により設定された前記地物を認識する自車位置測定装置により達成される。

この態様の発明においては、道路上の地物のうち自車両が今後走行する領域における特徴的な地物が、自車位置を補正するうえで必要な認識すべき地物として設定される。そして、この設定された地物が認識され、その認識された地物に基づいて自車位置が補正される。かかる構成によれば、道路上の地物のうち自車両が今後走行する領域における全地物のうち特徴的な地物のみが自車位置補正のための対象となるので、自車位置の精度をある程度高精度に維持しつつ地物認識の処理負担を軽減することができる。

尚、車両が今後走行する道路の種類（例えば、車線数が多くかつ道路が複雑に交差し合う大規模交差点、２車線以上の国道や県道などが交差する通常交差点、曲率半径の小さい片側１車線交互通行のカーブ路、細街路であって一時停止線のある交差点など）に応じて、地物が配置されるパターンにある程度の規則性が認められる。このため、道路種類に応じた地物の配置パターンを参照して認識すべき地物を設定すれば、その認識すべき地物が一部に限定されることとなり、地物認識の処理負担を軽減できる。

従って、上記した自車位置測定装置において、前記認識地物設定手段は、自車両が今後走行する道路の種類に基づいて該種類に従った地物の所定配置パターンを参照して自車両が今後走行する領域において出現すると推定される地物を、前記地物認識手段により認識すべき前記地物として設定することとしてもよい。

また、特徴が現れ難い種類の地物（例えば一時停止線）は、その認識を行ううえで大きな処理負荷を要する一方、特徴が現れ易い種類の地物（例えば横断歩道や横断歩道ありの菱形標示）は、その認識を行ううえであまり大きな処理負荷を必要としない。従って、上記した自車位置測定装置において、前記認識地物設定手段は、自車両が今後走行する領域において特徴が現れ易い種類の地物を、前記地物認識手段により認識すべき前記地物として設定することとしてもよい。

また、路面標示が擦れ易い種類の地物（例えば横断歩道）は、その認識処理を行っても擦れに起因して認識できないことがある一方、路面標示が擦れ難い種類の地物（例えば矢印）は、擦れに起因した認識不能が起こることはほとんどない。従って、上記した自車位置測定装置において、前記認識地物設定手段は、自車両が今後走行する領域において路面標示が擦れ難い種類の地物を、前記地物認識手段により認識すべき前記地物として設定することとしてもよい。

更に、前後にある他の地物との距離が比較的長い地物は、その認識に際し他の地物と誤認識されることはほとんどなく、位置が誤検出される事態はほとんど生じない。従って、上記した自車位置測定装置において、前記認識地物設定手段は、自車両が今後走行する領域において前後にある地物との距離が所定以上に長い地物を、前記地物認識手段により認識すべき前記地物として設定することとしてもよい。

尚、上記した自車位置測定装置において、前記地物認識手段は、車両周辺を撮像する撮像手段により撮像された画像に基づいて道路上の地物を認識することとすればよい。また、前記所定の手法は、ＧＰＳを用いて又は自車両の走行軌跡を用いて自車位置を検出する手法であることとすればよい。

本発明によれば、自車位置の精度をある程度高精度に維持しつつ地物認識の処理負担を軽減することができる。

図１は、本発明の一実施例である車両に搭載されるシステムの構成図を示す。図１に示す如く、本実施例のシステムは、自車両の位置を測位するための測位部１２と、自車両の走行等を制御するための支援制御部１４と、を備えており、測位部１２で測位される自車両の位置に応じて、自車両を走行させるうえでの所定の支援制御を実行するシステムである。

測位部１２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信して自車両の存在する位置の緯度及び経度を検知するＧＰＳ受信機１６、旋回角や地磁気を用いて自車両のヨー角（方位）を検知する方位センサ１８、加減速度を検知するＧセンサ２０、車速を検知する車速センサ２２、並びに、それら各受信機やセンサ１６〜２２の出力が接続されている主にマイクロコンピュータにより構成された推測航法部２４を有している。各受信機やセンサ１６〜２２の出力信号はそれぞれ、推測航法部２４に供給される。推測航法部２４は、ＧＰＳ受信機１６からの情報に基づいて自車両の位置の緯度及び経度（初期座標）を検出すると共に、センサ１８〜２２からの情報に基づいて自車両の進行方位、車速、及び加減速度の走行状態を検出して、自車位置の初期座標からの車両の走行軌跡（推測軌跡）を作成する。

測位部１２は、また、推測航法部２４に接続する主にマイクロコンピュータにより構成されたマップマッチング部２６を有していると共に、そのマップマッチング部２６に接続する地図データベース３０を有している。地図データベース３０は、車両に搭載され或いはセンタに設けられたハードディスク（ＨＤＤ）やＤＶＤ，ＣＤなどにより構成されており、経路案内や地図標示に必要な道路自体のリンクデータ等や道路に描かれ或いは設置される地物や車線レーンの位置情報などを格納している。

具体的には、この地図データベース３０には、道路を表す緯度・経度や曲率，勾配，車線数，車線幅，コーナ有無などのレーン形状や道路種別のデータや、各交差点やノード点に関する情報、地図表示を行うための建物などに関する情報などが格納されると共に、道路路面上に描かれる横断歩道や一時停止線，進行方向矢印，「横断歩道あり」の菱形標示，最高速度標示，回転禁止標示などの各地物ごとに、形状データやペイントデータ，位置データ，特徴量の大きさ，前後にある他の地物との距離データ，擦れ易さの度合いを示すデータ，車両進行方向の目標となる対象物との距離データなどが格納される。また、この地図データベース３０は、ディスクの交換や更新条件の成立により格納する地図データを最新のものに更新可能である。

マップマッチング部２６には、推測航法部２４において検出・作成された自車位置の初期座標及びその初期座標からの推測軌跡の情報が供給される。マップマッチング部２６は、推測航法部２４から推測軌跡の情報が供給されるごとに、自車両の現在位置を地図データベース３０に格納されている道路自体のリンク情報を利用してその道路リンク上に補正するマップマッチング（第１マップマッチング）を行う機能を有している。

マップマッチング部２６は、第１マップマッチングの結果（すなわち検出された自車両の位置）に基づいて、その位置から自車両が今後所定時間内又は所定距離内に走行すると推測される道路路面上の地物データを地図データベース３０から読み出す機能を有している。また、その検出自車位置からの所定道路範囲における全地物のうち後に詳述する如く一部の地物を認識すべき地物として設定する。そして、その設定後は、検出される自車両の位置に基づいて、その設定された地物のバックカメラ画像を用いた認識を後述の外界認識部に対して要求すべき状況にあるか否かを判別して、肯定判別がなされるときは、その外界認識部に対してバックカメラ画像を用いた地物認識を要求すると共に、同時にその地物の形状データや位置データ及び走行レーンの形状データなどの特徴データを提供する。

測位部１２は、また、車両後部バンパなどに配設されたバックカメラ３２、及び、バックカメラ３２に接続されている主にマイクロコンピュータにより構成された外界認識部３４を有している。バックカメラ３２は、配設位置から車両後方の道路路面を含む所定領域の外界を撮影する機能を有し、その撮像画像を外界認識部３４に供給する。外界認識部３４のカメラ制御部は、マップマッチング部２６からバックカメラ３２を用いた画像認識の要求を受けた場合、バックカメラ３２の撮像した撮像画像についてエッジ抽出などの画像処理を行うことにより、道路路面に描かれる上記の地物や走行レーンなどを抽出すると共に、それら地物等と自車両との相対位置関係を把握する。尚、この地物や走行レーンの抽出に際しては、マップマッチング部２６から提供される地物等の特徴データに基づいて、事前にその地物等が存在するエリアを把握して、バックカメラ３２による全撮像画像に対してその存在領域を重点的に絞って画像処理を行う。これは、バックカメラ３２の撮像画像から地物等の抽出を行ううえで効率的・効果的であるからである。

外界認識部３４により抽出された結果（地物や走行レーンとの相対関係を含む情報）は、上記のマップマッチング部２６に供給される。マップマッチング部２６は、バックカメラ３２を用いた画像認識の要求を行った後、外界認識部３４から供給される走行レーンの抽出結果に基づいて自車両が現に走行する道路上における自レーンの位置を算出する機能を有している。また、バックカメラ３２を用いた画像認識の要求を行った後、外界認識部３４から供給される地物の抽出結果に基づいて、自車両から道路後方に存在するその認識地物までの距離及び相対位置を測定すると共に、その測定した自車両と認識地物との相対位置と地図データベース３０に格納されているその認識地物の位置データとに基づいて、自車両の現在位置を、認識地物に対してその相対位置関係にある位置へ補正するマップマッチング（第２マップマッチング）を行う機能を有している。

このように、マップマッチング部２６は、上記の如く、推測航法部２４から推測軌跡の情報が供給されるごとに、自車両の現在位置を地図データベース３０に格納されている道路リンク上に補正する第１マップマッチングを行うと共に、要求に従って外界認識部３４から認識地物の抽出結果の供給を受けた場合には、更にその認識地物に基づいた位置へ自車位置を前後方向又は車幅左右方向において補正する第２マップマッチングを行う。

マップマッチング部２６は、また、上記の第２マップマッチングを行った後、マップマッチングにより測位した自車両の位置を地図データベース３０に格納されている地図データと照合することにより、自車両の進行方向の所定範囲前方に支援制御を実行するのに必要な制御対象である目標の対象物（例えば、停止線や交差点，カーブ進入口等）が存在することとなるときは、以後、推測航法部２４から推測軌跡の情報が供給されて自車位置が測位更新されるごとに、その測位した自車位置と自車両の走行レーンの位置とデータベース３０に格納されているその目標対象物の位置とに基づいて、自車両から進行方向前方の目標対象物までの走行レーンの中心線に沿った距離（以下、道なり残距離と称す）を算出する機能を有している。

測位部１２は、また、マップマッチング部２６に接続する現在地管理部３６を有している。現在地管理部３６には、マップマッチング部２６で算出されたマップマッチングの結果得られた自車両の現在位置のリンクＩＤやリンク座標の情報、道なり残距離の情報、及び自車両が現に走行する道路における走行レーンの位置の情報がそれぞれその得られた時刻の情報と共に供給される。

現在地管理部３６は、マップマッチング部２６から供給される情報に基づいて、測位された自車両の現在位置や目標対象物までの道なり残距離を検知する。現在地管理部３６で検知された自車両の現在位置や道なり残距離の情報は、例えば自車両の有するナビゲーション装置に供給されて、その表示ディスプレイに表示されている地図上に模式的に表示されると共に、上記した支援制御部１４に供給される。

支援制御部１４は、マイクロコンピュータを主体に構成された電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０を備えており、ＥＣＵ４０により自車両を道路上で走行させる際の運転者への支援制御を実行する。この支援制御は、自車両の位置に応じて具体的には上記した自車両から目標対象物までの道なり残距離に応じて実行される例えば、特に運転者によるブレーキ操作が行われないときや遅れているときなどに自車両を道路上の地物である一時停止線や踏み切りなどで停車させるための運転支援制御である一時停止制御、自車両を道路上の地物である交差点で交差すると予測される他車両と交錯させないための運転支援制御である交差点制御、自車両を地物であるカーブ（コーナー）に対して適切な速度で走行させるための速度制御、目標対象物までの相対距離に対する音声による経路案内を行うための案内制御などである。

ＥＣＵ４０には、自車両に適当な制動力を発生させるためのブレーキアクチュエータ４２、自車両に適当な駆動力を付与するためのスロットルアクチュエータ４４、自車両の自動変速機の変速段を切り替えるためのシフトアクチュエータ４６、自車両に適当な操舵角を付与するためのステアアクチュエータ４８、及び車室内に向けてブザー吹鳴や警報出力，スピーカ出力を行うためのブザー警報器５０が接続されている。ＥＣＵ４０は、後に詳述する如く、現在地管理部３６で管理されている測位された自車両の現在位置や自車両と目標対象物との相対関係に基づいて、各アクチュエータ４２〜５０に対して適当な駆動指令を行う。各アクチュエータ４２〜５０は、ＥＣＵ４０から供給される駆動指令に従って駆動される。

次に、本実施例のシステムにおける具体的な動作について説明する。本実施例において、測位部１２は、まず、推測航法部２４において、所定時間ごとに、各受信機やセンサ１６〜２２の出力信号に基づいて、自車両の初期座標を検出すると共に、その初期座標からの走行軌跡を作成する。そして、マップマッチング部２６において、推測航法部２４により作成された自車位置の初期座標からの走行軌跡を、地図データベース３０に地図データとして格納されている道路のリンク情報と照らし合わせることにより、自車両の現在位置をその道路リンク上に補正する第１マップマッチングを行う。

マップマッチング部２６は、第１マップマッチングに基づいて自車位置を検出した場合、その自車位置から自車両が今後所定時間若しくは所定距離だけ走行したときの位置まで又は支援制御の制御対象である目標対象物の位置までの道路範囲（複数レーンのときはすべてのレーン）の地物データを地図データベース３０から読み出す。尚、現在位置から進行方向前方の所定道路範囲における地物を読み出すのは、マップマッチングによって測位検出された自車両の現在位置が正確でない可能性があるからである。そして、その所定道路範囲における全地物のうち後述の如き一部の地物をバックカメラ３２により認識すべき地物として設定し、その後は、その設定された認識すべき地物の位置と常に更新される自車両の位置とに基づいて、自車位置がその認識すべき地物の位置近傍に達したか否かを判別することにより、その設定された認識すべき地物の認識を外界認識部３４に対して要求すべきか否かを判別する。

マップマッチング部２６は、上記の判別の結果、認識すべき地物の認識を要求すべきでないときには、何ら処理を行わない一方、認識すべき地物の認識を要求すべきであるときには、外界認識部３４に対して、バックカメラ３２により車両後方画像を撮像して認識すべき地物の認識を要求すると共に、同時にその地物の形状データや位置データ及び走行レーンの形状データなどの特徴データを送信する。そして、外界認識部３４への認識要求後は、かかる認識要求に応答して外界認識部３４から、自車位置から所定道路範囲に存在すると推定される認識すべき地物が認識されたことが通知されるまで或いは自車両が所定道路範囲を出るまで繰り返し上記の認識要求を行う。

外界認識部３４は、マップマッチング部２６からバックカメラ３２による画像認識の要求を受けた場合、バックカメラ３２からの撮像画像についてエッジ抽出などの画像処理を行い、そして、画像処理の結果とマップマッチング部２６から送信された地物の特徴データとを比較して、認識すべき地物が画像処理により認識されるかを判定する。その結果、かかる地物が認識されないときは、マップマッチング部２６に対して認識すべき地物が認識されない旨を示す情報を送信する。一方、認識すべき地物を認識したときは、マップマッチング部２６に対して、認識すべき地物が認識された旨を示す情報を送信すると共に、その画像処理により特定される自車両と認識地物との相対位置や距離の情報を送信する。

マップマッチング部２６は、認識要求後、外界認識部３４から車両後方画像において認識すべき地物が認識されたことの通知を受けた場合、その外界認識部３４から供給される自車両と認識地物との相対関係に基づいて、自車両から道路後方に存在する認識地物までの距離及び相対位置を測定すると共に、その測定した自車両と認識地物との相対位置と、地図データベース３０から読み出したその認識地物の位置データとに基づいて、自車両の現在位置を、認識地物の位置に対してその相対位置関係にある位置へ補正する第２マップマッチングを行う。

マップマッチング部２６は、上記の第２マップマッチングを行うと、地図データベース３０にアクセスしてその認識対象物から支援制御の対象である目標対象物までの道路走行上の距離を取得し、そして、第２マップマッチングによる自車両の位置と認識対象物から目標対象物までの距離とに基づいて、自車両から目標対象物までの道なり残距離の初期値を算出する。

また、外界認識部３４は、所定道路範囲に存在する認識すべき地物を認識したときは、バックカメラ３２からの撮像画像の画像処理を行うことで、その画像処理により特定される道路上の走行レーンの情報を取得・認識して、マップマッチング部２６に対してその走行レーンの自車両に対する相対関係を含む情報を送信する。マップマッチング部２６は、外界認識部３４からの走行レーンの情報を受信すると、地図データベース３０にアクセスして自車位置近傍での走行レーンのレーン幅やレーン数，形状等を取得する。そして、外界認識部３４から送信された走行レーンの情報（特に自車両との相対関係）や地図データベース３０から取得したレーン数等の情報に基づいて、自車両が現時点で走行する道路での自レーンの位置を特定する。目標対象物は走行レーンごとに異なることがあるが、上記の如く自レーンの位置が特定されたときは、自レーン上で自車両が通過すべき進行方向前方の目標対象物が具体的に特定されることとなる。

推測航法部２４は、所定時間ごとに、ＧＰＳ受信機１６並びに各種センサ１８〜２２を用いて自車位置の推測軌跡を作成し、その軌跡情報をマップマッチング部２６に対して送信する。マップマッチング部２６は、上記の如く地物認識に伴う第２マップマッチングを行うと、以後、推測航法部２４からの推測軌跡情報を受信するごとに、まず、その第２マップマッチング時点からの推測軌跡と自レーンの位置とに基づいて自レーンの中心線上での認識地物座標に対する自車両の位置（特に前後方向の距離）を算出する。そして、その前後方向距離、及び、自レーン上での上記した認識地物と目標対象物との距離に基づいて、自車両の現在位置からその目標対象物までの道なり残距離を算出する。

測位部１２において測位検出された自車位置の情報および算出した道なり残距離の情報は、時刻の情報を付して現在地管理部３６へ供給出力される。現在地管理部３６は、マップマッチング部２６から自車位置や道なり残距離の情報を受信すると、その自車位置や道なり残距離を検知して、その自車位置が表示ディスプレイ上の道路地図に合わせて重畳表示されるようにその現在地座標の情報をナビゲーション装置へ送信すると共に、目標対象物までの距離や時間等の情報を支援制御部１４のＥＣＵ４０へ送信する。

ＥＣＵ４０は、測位部１２から供給される自車両の現在位置及び一時停止線や交差点などの支援制御の制御対象である目標対象物までの距離や時間に基づいて、支援制御ごとに、その制御に定められている制御開始条件が成立するか否かをそれぞれ判別する。そして、制御開始条件が成立した場合はその支援制御を開始する。

例えば一時停止制御においては、測位される自車両から目標対象物である一時停止線までの距離が例えば３０メートル（自車速に応じて変化する距離であってもよい。）になった時点でブレーキアクチュエータ４２による自動ブレーキを開始して、自車両をその一時停止線で停車させる。尚、この際、ブレーキアクチュエータ４２による自動的な制動ブレーキを開始する前に、運転者に対してその自動的な制動ブレーキが行われることを知らせる音声案内などを行うこととしてもよい。また、音声による経路案内制御においては、測位される自車両から交差点などの目標対象物までの距離が例えば１００メートルになった時点でブザー警報器５０によるスピーカ出力を介して、運転者に前方に目標対象物が存在することを知らせる案内を行う。

従って、かかるシステムによれば、測位部１２で測位される自車両の位置具体的には目標対象物までの距離に応じて支援制御を実行させることができる。すなわち、測位によって自車両が目標対象物に対して所定の相対位置関係に達する前は支援制御を行わないが、達した以後は支援制御を実行することができる。

ところで、道路路面に描かれる地物は、停止線や横断歩道，矢印，回転禁止，菱形標示，文字列，減速帯などである。ここで、自車位置を測位するうえでの精度誤差は、カメラ撮像画像の処理による地物認識に伴う補正（第２マップマッチング）時ごとに最も小さくなり、その間においては各種検出パラメータ誤差の累積に起因して補正後の車両の移動距離が長くなるほど大きくなる。従って、車両が走行する際に道路路面に順に現れる地物のすべてをその都度カメラ撮像画像から認識することとすれば、比較的頻繁に認識地物の認識結果に基づいて自車位置が補正されることとなるので、測位される自車位置の精度を常に高いものに維持することが可能となり、自車位置の高精度が要求され支援制御（例えば一時停止制御など）でも適切に実行させることが可能となる。

しかし、道路上の地物は単位距離当たりに多数設けられることがあるため、上記の如く車両走行中に順に現れる地物のすべてをその都度認識する手法では、処理負荷が増大する事態が生じ得る。そこで、本実施例のシステムは、道路上の地物のすべてではなくその一部を選択して認識して自車位置の補正を行うことにより、自車位置の精度をある程度高精度に維持しつつ、カメラ撮像画像に基づく地物認識の処理負担を軽減する点に特徴を有している。以下、本実施例の特徴部について説明する。

一般に、道路には、例えば、車線数が多くかつ道路が複雑に交差し合う大規模交差点（以下、エリアＡと称す）、２車線以上の国道や県道などが交差する市街地交差点（以下、エリアＢと称す）、曲率半径の小さい片側１車線交互通行のカーブ路や有料道路のカーブ路，有料道の出口ランプ（以下、エリアＣと称す）など、支援制御の対象となり得る目標対象物に応じた複数の種類がある。そして、道路は、それらの種類ごとに、地物が配置されるパターンにある程度の規則性が認められるものである。例えば、車両が上記エリアＡに向かう過程では、道なりに、矢印→文字列→停止線→横断歩道→交差点の順で地物が出現する傾向が高い。

従って、測位部１２の地図データベース３０に、支援制御の対象となり得る道路ごとにその種類（例えば上記したエリアＡ〜Ｃ）を表す情報およびその道路種類ごとに出現の可能性の高い上記の如き地物の配置パターンの情報を予め格納しておいたうえで、自車両が今後走行する道路の種類を検出した後にその地図データベース３０から自車両が今後走行する道路の種類に応じた地物の配置パターンを読み出して、その配置パターンを参照して自車位置補正のために認識すべき地物を設定することとすれば、自車位置補正のために認識すべき地物が一部に限定されることとなり、地物認識の処理負担が軽減されることとなる。

また、地物には、その形状がカメラ撮像画像から抽出し易い特徴を有する例えば横断歩道ありの菱形標示（図２（Ａ）；特徴部分は特に破線で囲まれる部分）や回転禁止標示（図２（Ｂ）；特徴部分は特に破線で囲まれる部分）などから、その形状がカメラ撮像画像から抽出し難い特徴を有する例えば一時停止線（図２（Ｃ））などまで、形状に関し特徴量の異なる複数の種類が存在する。従って、測位部１２の地図データベース３０に位置情報等が格納される地物の種類ごとにその特徴量を表す情報を予め格納しておいたうえで、形状の特徴量が多く特徴の現れ易い種類の地物を優先して認識すべき地物として設定することとすれば、地物認識が比較的容易に行われることとなり、地物認識の処理負担が軽減されることとなる。

更に、地物には、その路面標示が擦れ難い特徴を有するものからその路面標示が摩れ易い特徴を有するものまで様々あり、標示擦れ易さの度合いの異なる複数の種類が存在する。従って、測位部１２の地図データベース３０に位置の情報等が格納される地物の種類ごとにその標示擦れ易さの度合いを表す情報を予め格納しておいたうえで、標示が擦れ難い地物を優先して認識すべき地物として設定することとすれば、認識すべき地物が認識されない事態が生じ難くなり、地物認識の処理負担が軽減されることとなる。

図３は、上記の機能を実現すべく、本実施例のシステムにおいて測位部１２が実行するメインルーチンの一例のフローチャートを示す。また、図４は、上記の機能を実現すべく、本実施例のシステムにおいて測位部１２が実行するサブルーチンの一例のフローチャートを示す。図４に示すルーチンは、自車位置（特に前後方向の位置）を補正するために認識すべき地物を確定すべく起動されるルーチンである。

本実施例において、マップマッチングの結果として得られる自車両の現在位置の精度を示すレベルが所定の基準値以上であることにより、測位される自車位置がある程度の正確性を有する場合には、自車位置の測位結果に基づいて、具体的には、測位される自車位置と地図データベース３０に格納される道路地図データとに基づいて、支援制御の制御対象である目標対象物の手前の所定エリア内に自車両が存在するか否かを判別する（ステップ１００）。この判別は、肯定判定がなされるまで繰り返し実行される。尚、上記の所定エリアとしては、例えば、上記したエリアＡである大規模交差点の所定距離手前やエリアＣである高速道路出口の所定距離手前，エリアＣである山道コーナーの所定距離手前などである。

上記ステップ１００における判別の結果、自車両が所定エリア内に存在するときは、次に自車両が現時点で存在する道路リンクにおいて実際に走行する走行レーンの位置が確定しているか否かを判別する（ステップ１０２）。そして、自車両の走行レーンの位置が確定していないと判別されるときは、再び上記ステップ１００の処理を実行させる。一方、その走行レーンの位置が確定していると判別されるときは、まず、自車両が今後最も近くに位置する支援制御の制御対象である目標対象物へ至るまでに走行する道路の当該走行レーン上のすべての地物候補を地図データベース３０から読み出して取得する処理を行い（ステップ１０４）、次に、その全地物候補のうちから自車位置を補正するうえで必要な認識すべき地物を確定する処理を行う（ステップ１０６）。

具体的には、本実施例において、測位部１２の地図データベース３０には、支援制御の制御対象である目標対象物が存在する道路エリアごとにその種類（例えば上記したエリアＡ〜Ｃ）を表す情報、及び、その道路種類ごとに出現する可能性の高い地物の配置パターンを表す情報が予め格納されている。また、地図データベース３０には、地物の種類ごとに、形状の抽出し易さの度合いを示す特徴量（例えばそのレベルの大きさやその順位）を表す情報および標示擦れ易さの度合い（例えばそのレベルの大きさやその順位）を表す情報が予め格納されている。

マップマッチング部２６は、地図データベース３０に格納されている目標対象物が存在する道路エリアごとの道路種類に基づいて、自車両が存在するエリアでの道路種類を検出する。そして、地図データベース３０からその検出道路種類に応じた地物の配置パターンを読み出して、上記の如く取得した目標対象物までの全地物候補の中からその配置パターンを参照して出現頻度の低い地物を除き、その配置パターンに基づいて出現頻度の高いものを抽出する（ステップ１５０）。

また、地図データベース３０に格納されている地物種類ごとの形状の特徴量に基づいて、上記の如く抽出した出現頻度の高い地物をその特徴量が多い順に並べ替える（ステップ１５２）。更に、地図データベース３０に格納されている地物種類ごとの標示擦れ易さの度合いに基づいて、その標示が所定以上に擦れ易い種類の地物を除き、ある程度その標示が擦れ難い種類の地物を抽出する（ステップ１５４）。

その後、マップマッチング部２６は、自車両が今後支援制御の目標対象物へ至るまでに走行する道路の当該走行レーン上の全地物候補のうちからステップ１５０〜１５４の処理により抽出した地物によって、自車位置補正のために認識すべき地物が十分に満たされるか否かを判別する。具体的には、その抽出される地物間の相対関係及びその抽出地物と支援制御の目標対象物との相対関係に基づいて、ステップ１５０〜１５４の処理により抽出した地物を認識して自車位置補正を行えば、その支援制御に要求される測位精度を維持しつつその支援制御を実行させて自車両を目標対象物に到達させることができるか否かを判別する（ステップ１５６）。

その結果、自車位置補正のために認識すべき地物が十分に満たされないと判別される場合は、次に上記ステップ１５０〜１５４での抽出数が増えるようにその抽出範囲を拡大する（ステップ１５８）。例えば、予め初期設定された検出道路種類に応じて出現する可能性の高い地物の配置パターンには含まれないが、その次に出現する可能性のある地物が抽出されるように、基準となる出現頻度の範囲を広くする（例えば、そのしきい値を少なくする）。また、自車位置補正のために認識すべき地物の数が増えるように、標示擦れ易さの度合いのしきい値を予め初期設定されたものからし易いものへ変更する。

一方、自車位置補正のために認識すべき地物が十分に満たされると判別される場合は、その抽出された地物（具体的には、比較的、出現頻度が高く、形状の特徴量が多く、かつ標示擦れがし難い地物）を、目標対象物へ至るまでの道路上の全地物候補のうちから自車位置を補正するうえで必要な認識すべき地物として設定する。

図５は、ある特定のエリア（具体的には、エリアＡ）において自車位置を補正するうえで必要な認識すべき地物を設定する際における地物種類の優先度及びその設定許否の一例を表した表を示す。尚、設定許否欄における○印は認識すべき地物として設定が許容されるものを、△印はその設定が条件付き（例えば複数連続して存在せずに単独で存在するときのみなど）で許容されるものを、また、×印はその設定が禁止されるものを、それぞれ示す。

すなわち、マップマッチング部２６は、まず、検出した道路種類であるエリアにおいて図５に示す如き○印の付された種類の地物をその優先度の高い順に一つずつ自車位置補正のために必要な認識すべき地物として設定し、その設定後の認識すべき地物だけでは支援制御を適切に実行するのにその認識すべき地物が不十分であるときは、次に優先度の高い種類の地物をその認識すべき地物として設定する。また、当該エリアで△印の付された種類の地物について予め定められた条件が成立するときは、その種類の地物をも設定対象とする。尚、○印の付された種類の地物はすべて初回設定時に一括して認識すべき地物として設定することとしてもよい。

マップマッチング部２６は、自車位置を補正するうえで必要な認識すべき地物を設定し確定した場合、以後、設定された認識すべき地物について道なり順に、その設定された認識すべき地物の位置と常に更新される自車両の位置とに基づいて、自車位置がその認識すべき地物の位置近傍に達したか否かを判別して、その設定された認識すべき地物の認識を外界認識部３４に対して要求すべきか否かを判別し、そして、カメラ撮像画像に基づく地物認識に基づいた自車位置の補正を実施する（ステップ１０８）。

このように、本実施例のシステムにおいては、自車両が今後走行する道路種類（エリアＡ〜Ｃ）を検知して、その検知した道路種類の配置パターンに応じた出現頻度の高い種類の地物を自車位置補正のために必要な認識すべき地物として設定することができる。また、地物種類ごとの形状の特徴量の多さを考慮して、その特徴量が多くその特徴が現れ易いほどその種類の地物を自車位置補正のために必要な認識すべき地物として設定することができる。更に、地物種類ごとの路面標示が擦れ易さの度合いを考慮して、路面標示が擦れ難いほどその種類の地物を自車位置補正のために必要な認識すべき地物として設定することができる。

すなわち、自車両が今後走行する支援制御の目標対象物までの道路の走行レーン上の全地物のうち特徴的な地物のみを自車位置補正のための対象地物とすることができ、カメラ撮像画像から自車位置補正のために認識すべき地物をその全地物のうちの一部に限定することができる。例えば、道路種類に応じた出現頻度の多い種類の地物に限定し、カメラ撮像画像の処理に際し形状の特徴が現れ易い種類の地物に限定し、また、路面標示が擦れ難い種類の地物に限定することができる。そして、その設定された認識すべき地物を自車両が通過する際に認識して自車位置を補正する第２マップマッチングを実行することができる。

この点、本実施例のシステムによれば、自車両が今後走行する目標対象物までの道路上の全地物をその都度バックカメラ３２の撮像画像の処理により認識してその全地物の認識ごとに自車位置補正を実施するシステムに比べて、その地物認識を行う回数や自車位置補正を行う回数を削減することができ、地物認識や自車位置補正を行ううえでの処理負担を軽減することができる。

尚、本実施例において、上記の如く自車位置補正のために認識すべき地物がその一部に限定される状況でも、その限定すなわち自車位置の補正は、実行可能な支援制御を適切に行ううえで要求される測位精度が確保される範囲（タイミング）で行われる。従って、本実施例のシステムによれば、自車位置の精度をある程度高精度に維持しつつすなわち自車位置に応じた支援制御を適切に実行可能としつつ、地物認識の処理負担を軽減することができ、また、認識地物に基づく自車位置補正の処理負担を軽減することが可能となっている。

尚、上記の実施例においては、測位部１２が特許請求の範囲に記載した「自車位置測定装置」に、バックカメラ３２が特許請求の範囲に記載した「撮像手段」に、ＧＰＳ及び自車両の走行軌跡の双方を用いて自車位置を測位することが特許請求の範囲に記載した「所定の手法」に、それぞれ相当している。また、外界認識部３４がマップマッチング部２６からの要求に従ってバックカメラ３２の撮像画像から自車位置補正のために必要な地物を認識することにより特許請求の範囲に記載した「地物認識手段」が、マップマッチング部２６が自車位置を認識地物に基づいた位置へ補正するマップマッチングを行うことにより特許請求の範囲に記載した「位置補正手段」が、マップマッチング部２６が上記図３に示すルーチン中ステップ１０６の処理すなわち図４に示すルーチンを実行することにより特許請求の範囲に記載した「認識地物設定手段」が、それぞれ実現されている。

ところで、上記の実施例においては、自車両が今後走行する目標対象物までの道路上の全地物のうちから出現頻度の高い地物を抽出したうえで、その抽出した地物を形状の特徴量の多い順に並び替えることとし、特徴量が比較的少ない種類の地物でも自車位置補正のために認識すべき地物として設定し得ることとしているが、特徴量が所定以上に多い種類の地物のみを自車位置補正のために認識すべき地物として設定し得ることとしてもよい。また、この場合には、自車位置補正のために認識すべき地物が十分に満たされないとき、その地物の数が増えるように、特徴量のしきい値を予め初期設定されたものから少ないものへ変更することとしてもよい。

また、上記の実施例においては、自車両が今後走行する目標対象物までの道路上の全地物のうち自車位置補正のために認識すべき地物として設定する特徴的な地物として、出現可能性の高い地物、形状に関しカメラ撮像画像から抽出し易い特徴を有する地物、及び標示擦れが生じ難い地物を用いることとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、道路上、自車両の前後にある間近の地物から所定距離以上前方にある地物を、自車位置補正のために認識すべき地物として設定することとしてもよい。２つの地物間の距離が比較的長ければ、カメラ撮像画像から何れか一の地物を認識するのに、他の地物を誤って認識する事態が生ずることはほとんどなく、その位置が誤検知される事態はほんど生じない。従って、かかる変形例においても、上記の実施例と同様の効果を得ることが可能となる。

また、上記の実施例においては、自車両が今後到達する目標対象物までの道路上の全地物のうち特徴的な地物を自車位置補正のために認識すべき地物として設定するが、この自車位置補正のための認識地物設定について、道路走行レーンに沿った前後方向の補正と、道路走行レーンに垂直な左右方向の補正とをそれぞれ別個に分けて独立して行うこととしてもよい。自車位置の前後方向の補正を行ううえで有効となる地物の種類と左右方向の補正を行ううえで有効となる地物の種類とは、異なることがある。従って、このように前後方向補正と左右方向補正とを区別して自車位置補正のための認識地物設定を行うこととすれば、自車位置補正を行ううえでの効率化や処理負担の軽減を図ることが可能となる。

また、上記の実施例においては、車両の後部に配設されたバックカメラ３２を用いて地物の認識を行い、その認識地物に基づいて自車位置を補正する第２マップマッチングを実行することとしているが、かかる第２マップマッチングを行ううえでの地物の認識を、車両の前部に配設されたカメラの撮像画像や外部インフラから送られてくる情報に基づいて行うこととしてもよい。

また、上記の実施例においては、推測航法部２４におけるＧＰＳ及び自車両の走行軌跡の双方を用いて自車位置を測位することとしているが、何れか一方のみを用いて自車位置を測位するシステムに適用することも可能である。

また、上記の実施例においては、地図データベース３０を車両に搭載するものとしたが、センタに設けるものとし、車両がその都度通信アクセスしてその地図データベースに格納するデータを読み出せるようにしてもよい。

更に、上記の実施例においては、支援制御として一時停止制御、交差点制御、速度制御、案内制御を挙げたが、自車両の位置に応じて実行される他の制御を行うシステムに適用することも可能である。

本発明の一実施例である車両に搭載されるシステムの構成図である。 道路上に描かれる地物の種類ごとの標示を模式的に表した図である。 本実施例のシステムにおいて実行されるメインルーチンの一例のフローチャートである。 本実施例のシステムにおいて実行されるサブルーチンの一例のフローチャートである。 ある特定のエリアにおいて自車位置を補正するうえで必要な認識すべき地物を設定する際における地物種類の優先度及びその設定許否の一例を表した表である。

符号の説明

１２ 測位部
２４ 推測航法部
２６ マップマッチング部
３０ 地図データベース
３２ バックカメラ
３４ 外界認識部

Claims (7)

1. 自車位置を補正するうえで必要な道路上の地物を認識する地物認識手段と、所定の手法により検出された自車位置を前記地物認識手段による認識結果に基づいて補正する位置補正手段と、を備える自車位置測定装置であって、
   データベースに情報が格納される道路上の地物のうち自車両が今後走行する領域における特徴的な地物を、前記地物認識手段により認識すべき前記地物として設定する認識地物設定手段を備え、
   前記地物認識手段は、前記認識地物設定手段により設定された前記地物を認識することを特徴とする自車位置測定装置。
2. 前記認識地物設定手段は、自車両が今後走行する道路の種類に基づいて該種類に従った地物の所定配置パターンを参照して自車両が今後走行する領域において出現すると推定される地物を、前記地物認識手段により認識すべき前記地物として設定することを特徴とする請求項１記載の自車位置測定装置。
3. 前記認識地物設定手段は、自車両が今後走行する領域において特徴が現れ易い種類の地物を、前記地物認識手段により認識すべき前記地物として設定することを特徴とする請求項１又は２記載の自車位置測定装置。
4. 前記認識地物設定手段は、自車両が今後走行する領域において路面標示が擦れ難い種類の地物を、前記地物認識手段により認識すべき前記地物として設定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の自車位置測定装置。
5. 前記認識地物設定手段は、自車両が今後走行する領域において前後にある地物との距離が所定以上に長い地物を、前記地物認識手段により認識すべき前記地物として設定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の自車位置測定装置。
6. 前記地物認識手段は、車両周辺を撮像する撮像手段により撮像された画像に基づいて道路上の地物を認識することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載の自車位置測定装置。
7. 前記所定の手法は、ＧＰＳを用いて又は自車両の走行軌跡を用いて自車位置を検出する手法であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項記載の自車位置測定装置。

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