JP2008082932A - Navigation device, its control method, and control program - Google Patents

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健樹 岩崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correct a gyro sensor effectively by detecting highly accurately a turning quantity of a user's own vehicle, regardless of an overall mounting angle of the gyro sensor, in a navigation technique. <P>SOLUTION: A turning quantity calculation means 12 detects the same characteristic point and its displacement quantity, based on each image from a camera 5 at each different point of time, and thereby calculates the turning quantity of a vehicle between each point of time (turning quantity calculation processing), and a gyro correction means 14 corrects an adjustment value of the gyro in a navigation means 10, based on the turning quantity calculated in this way and on an output value acquired from the gyro sensor 7 at a timing corresponding to the turning quantity (gyro correction processing). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ナビゲーション技術の改良に関する。   The present invention relates to an improvement in navigation technology.

近年、電子技術の発達に伴い、車載用などのナビゲーション装置の普及がめざましい。ナビゲーション装置は、道路地図データをもとに、GPSなどで特定する自車の位置や方位を周辺地図上に表示したり、利用者が施設検索や地図スクロールなどで指定する目的地への経路を探索計算して設定し、画面表示や音声出力などで交差点での進行方向などの誘導案内を行うものである。   In recent years, with the development of electronic technology, the spread of navigation devices for in-vehicle use is remarkable. The navigation device displays the position and direction of the vehicle specified by GPS etc. on the surrounding map based on the road map data, and the route to the destination specified by the user by facility search or map scrolling. It is set by searching and calculating, and guidance guidance such as the direction of travel at the intersection is performed by screen display and voice output.

このようなナビゲーション装置では、車速パルス信号から走行距離を算出するほか、ジャイロセンサから車両の旋回方位を算出し、これらをさらに地図データと照合(マップマッチング)することにより、道路上での車両の現在位置と進行方位を求めている。   In such a navigation device, the mileage is calculated from the vehicle speed pulse signal, the turning direction of the vehicle is calculated from the gyro sensor, and these are further compared with the map data (map matching), thereby the vehicle on the road. The current position and heading are determined.

このうちの旋回方位については、具体的には、ジャイロセンサの検出軸を車両のヨー角方向となるように取り付けることで、鉛直方向の軸回りの角速度が検出でき、さらにこの角速度出力を積分することで車両の旋回量(方位)を算出できる。したがって、ジャイロセンサの検出軸が車両のヨー角方向からずれると車両旋回量を正確に算出できないこととなる。   Specifically, for the turning direction, the angular velocity around the vertical axis can be detected by attaching the detection axis of the gyro sensor so as to be in the yaw angle direction of the vehicle, and this angular velocity output is integrated. Thus, the turning amount (direction) of the vehicle can be calculated. Therefore, if the detection axis of the gyro sensor deviates from the yaw angle direction of the vehicle, the vehicle turning amount cannot be calculated accurately.

その要因を図9の概念図で説明する。この図において、α1は、ナビゲーション装置内のジャイロセンサ取り付け角度と車両へのナビゲーション装置取り付け角度を合わせた角度、α2は、車両が走行する道路(傾斜路)の傾斜角度である。この場合、ジャイロセンサが検出する角速度は、鉛直軸に基く角速度ωではなく、その鉛直軸からαだけずれた軸に基く、角速度ωαである。   The reason for this will be described with reference to the conceptual diagram of FIG. In this figure, α1 is an angle obtained by combining a gyro sensor attachment angle in the navigation device and a navigation device attachment angle to the vehicle, and α2 is an inclination angle of a road (slope) on which the vehicle travels. In this case, the angular velocity detected by the gyro sensor is not the angular velocity ω based on the vertical axis, but the angular velocity ωα based on an axis shifted by α from the vertical axis.

これに対して、ナビゲーション装置で用いられる地図データは2次元情報を基本としているので、求めるべき角速度は、上記の鉛直軸に基く角速度ωである。これを得るには、角度αを求め、調整用のジャイロ角度補正値(オフセット、オフセット値、調整値のようにも呼ぶ)として設定しておき、これによって方位センサの出力を補正(角度補正)すればよい。この補正は、具体的には、

ω=ωα / cosα

で簡単に計算できる。
On the other hand, since the map data used in the navigation device is based on two-dimensional information, the angular velocity to be obtained is the angular velocity ω based on the vertical axis. In order to obtain this, the angle α is obtained and set as an adjustment gyro angle correction value (also referred to as an offset, offset value, adjustment value), thereby correcting the direction sensor output (angle correction). do it. Specifically, this correction

ω = ωα / cosα

Can be calculated easily.

なお、方位センサの補正やオフセットなしに、車載カメラからの画像データの変化量で旋回量や方位を検出する提案も存在するが(特許文献1参照)、それらの検出に適した対象物が常に画像内にあるとは限らず、処理負荷の点からも常用は事実上困難である。このため、旋回量や方位の把握は、大きな処理負荷にならない方位センサ、とりわけジャイロセンサの出力を、角度補正値(オフセット値)で補正する技術が基本となる。   Although there is a proposal for detecting the turning amount and the azimuth by the change amount of the image data from the in-vehicle camera without correction or offset of the azimuth sensor (see Patent Document 1), there is always an object suitable for such detection. It is not always in the image, and it is practically difficult to use regularly from the viewpoint of processing load. For this reason, grasping of the turning amount and the direction is based on a technique for correcting the output of the direction sensor, particularly the gyro sensor, which does not cause a large processing load, with an angle correction value (offset value).

特開平11−223530号公報JP-A-11-223530 特開平3−99952号公報JP-A-3-99952 特開平9−171348号公報JP-A-9-171348 特開2001−114048号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-114048 特開2001−116567号公報JP 2001-116567 A

しかし、たとえナビゲーション装置内のジャイロセンサ取り付け角度、並びに車両へのナビゲーション装置取り付け角を測定し、その合計を調整値(ジャイロ角度補正値)として設定しても、走行する道路の形状や、乗員や荷物などの荷重バランス、各タイヤの空気圧バランス、加減速など、多様な要因に応じて車両の傾斜も変動する。このため、鉛直方向を基準とした場合における、ジャイロセンサの総合的な取り付け角度は、設定されているオフセット値と不一致となり、検出する旋回量や方位に誤差が生じる問題があり、その解決が切望されていた。   However, even if the gyro sensor mounting angle in the navigation device and the navigation device mounting angle to the vehicle are measured and the sum is set as an adjustment value (gyro angle correction value), the shape of the road, The inclination of the vehicle also varies depending on various factors such as load balance of luggage, air pressure balance of each tire, acceleration and deceleration. For this reason, when the vertical direction is used as a reference, the total mounting angle of the gyro sensor is inconsistent with the set offset value, and there is a problem that an error occurs in the detected turning amount and direction. It had been.

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもので、その目的は、ナビゲーションの技術において、ジャイロセンサの総合的な取り付け角度にかかわらず、自車の旋回量を高精度に検出してジャイロセンサを効果的に補正することである。   The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to detect the turning amount of the own vehicle with high accuracy regardless of the total mounting angle of the gyro sensor in the navigation technology. It is to correct the gyro sensor effectively.

上記の目的を達成するため、本発明のナビゲーション装置の一態様は、ジャイロセンサを含む航法用センサ群と、コンピュータと、を用いて運転支援を行うナビゲーション装置において、前記ジャイロセンサからの出力値と、そのジャイロセンサに関して予め設定された取り付け角度の調整値と、に基いて車両の旋回量を検出し、他の航法情報とともに利用して運転支援を行うナビゲーション手段と、車両に搭載したカメラと、異なる各時点における前記カメラからの各画像をもとに、同じ特徴点とその変位量を検出することにより、車両の旋回量を算出する旋回量算出手段と、前記旋回量算出手段で算出した旋回量と、前記ジャイロセンサからの出力値と、に基いて前記ジャイロ処理手段における前記調整値を補正するジャイロ補正手段と、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, one aspect of the navigation device of the present invention is a navigation device that provides driving assistance using a navigation sensor group including a gyro sensor and a computer, and an output value from the gyro sensor. , A navigation means for detecting a turning amount of the vehicle based on an adjustment value of a mounting angle set in advance with respect to the gyro sensor, and using it together with other navigation information to assist driving, a camera mounted on the vehicle, Based on the images from the camera at different points in time, the same feature point and the amount of displacement of the same are detected, thereby calculating the amount of turning of the vehicle and the turning calculated by the turning amount calculating means. Gyro correction means for correcting the adjustment value in the gyro processing means based on the amount and the output value from the gyro sensor; Characterized in that it has a.

このように、前方・後方や側面確認用の車載カメラで撮影した車両周辺の映像を画像処理し、道路面上の特徴点とその変位量の検出をもとに自車の旋回量を算出し、この旋回量に基くことにより、ジャイロセンサの総合的な取り付け角度にかかわらず、ジャイロセンサ出力値の調整値を高精度に補正して自車の方位や位置の判定精度を改善することが可能となる。また、補正時以外の通常の旋回量の検出はジャイロセンサが行うので、路面状態を問わず、CPUに画像処理などの大きな負荷を発生させることもなく、常時確実な旋回量検出が可能である。   In this way, the image of the surroundings of the vehicle taken with the on-board camera for front / rear and side confirmation is processed, and the turning amount of the vehicle is calculated based on the detection of the feature points on the road surface and the amount of displacement. Based on this turning amount, it is possible to correct the adjustment value of the gyro sensor output value with high accuracy regardless of the total mounting angle of the gyro sensor, and to improve the judgment accuracy of the direction and position of the own vehicle It becomes. In addition, since the gyro sensor detects the normal turning amount other than during correction, it is possible to always detect the turning amount reliably without causing a large load such as image processing on the CPU regardless of the road surface condition. .

本発明の他の態様は、さらに、前記旋回量算出手段は、前記カメラからの複数の時点における各画像をそれぞれ俯瞰画像に変換する俯瞰画像変換手段と、前記各俯瞰画像から輪郭抽出を用いて特徴点を検出する特徴点検出手段と、相前後した画像間のパターンマッチングにより共通の特徴点を検出する特徴点照合手段と、検出した共通の特徴点について、各画像から変位量を算出する変位量算出手段と、を有することを特徴とする。   In another aspect of the present invention, the turning amount calculation means further uses an overhead image conversion means for converting each image at a plurality of time points from the camera into an overhead image, and contour extraction from each overhead image. Feature point detecting means for detecting feature points, feature point matching means for detecting common feature points by pattern matching between successive images, and displacement for calculating a displacement amount from each image for the detected common feature points And a quantity calculating means.

このように、複数の時点におけるカメラ画像をもとに、画像処理分野で技術が確立普及している俯瞰画像への変換及びパターンマッチングを用いることにより、車両に斜めに設置されたカメラの画像からでも、車両の旋回量を容易かつ高精度に取得しジャイロセンサの調整値を効果的に補正可能となる。   In this way, based on camera images at a plurality of points in time, by using conversion to a bird's-eye view image and pattern matching that are well-established in the image processing field, images from cameras installed obliquely on the vehicle However, the turning amount of the vehicle can be acquired easily and with high accuracy, and the adjustment value of the gyro sensor can be effectively corrected.

なお、方法及びプログラムにおいても、上記各態様に準ずる。   Note that the method and program also conform to the above-described embodiments.

以上のように、本発明によれば、ナビゲーションの技術において、ジャイロセンサの総合的な取り付け角度にかかわらず、自車の旋回量を高精度に検出してジャイロセンサを効果的に補正することが可能となる。   As described above, according to the present invention, in the navigation technology, regardless of the total mounting angle of the gyro sensor, the turning amount of the host vehicle can be detected with high accuracy and the gyro sensor can be effectively corrected. It becomes possible.

次に、本発明を実施するための最良の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、背景技術や課題での説明と共通の前提事項は適宜省略する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Note that assumptions common to the explanation in the background art and problems are omitted as appropriate.

〔1.構成〕
本実施形態におけるナビゲーション装置(以下「本装置」と呼ぶ)は、指定される目的地への経路案内など、コンピュータによる運転支援を行うもので、本装置の構成を図1に示す。なお、一般的なナビゲーション、例えば、施設検索や目的地の指定受付、自車位置推定などの航法計算、経路探索、誘導案内出力などに関する構成と処理については、従来と共通であるから詳細は省略する。
[1. Constitution〕
A navigation device (hereinafter referred to as “this device”) in the present embodiment performs driving assistance by a computer such as route guidance to a designated destination, and the configuration of this device is shown in FIG. The configuration and processing related to general navigation, for example, facility search, destination designation reception, navigation calculation such as vehicle position estimation, route search, guidance guidance output, etc. are the same as in the past, so details are omitted. To do.

図1に示す本装置の構成のうち、1は、コンピュータのCPUなどの制御部であり、2は、道路のネットワーク構造や各種施設などを表す道路地図データの記憶手段で、例えばDVD−ROMやHDDなどのディスク装置を用いる。また、3は、液晶パネルなど画面表示用の表示部であり、4は、スイッチやリモコンユニットなど情報入力用の操作部である。   In the configuration of the apparatus shown in FIG. 1, 1 is a control unit such as a CPU of a computer, and 2 is a storage means for road map data representing a road network structure, various facilities, and the like, such as a DVD-ROM or the like. A disk device such as an HDD is used. Reference numeral 3 denotes a display unit for screen display such as a liquid crystal panel, and reference numeral 4 denotes an operation unit for information input such as a switch or a remote control unit.

また、5は、車両の前方・後方・側面などに設け、道路面を撮影するカメラであり、例えば、(1)フロントノーズに取り付け、見通しの悪い交差点への進入時に交差点内の死角を確認するためのカメラ、(2)車両をバックさせる時の後方確認用のカメラ、(3)また、運転支援システムなどで検討されている車両搭載用のサイドビューカメラで、道路左側(運転席の反対側)の状況を確認するものとの共用も可能である。   A camera 5 is provided on the front, rear, and side of the vehicle to photograph the road surface. For example, (1) attached to the front nose and confirms the blind spot in the intersection when entering an intersection with poor visibility. (2) Camera for rearward confirmation when the vehicle is to be turned back, (3) Side view camera for mounting on a vehicle that is being studied in the driving support system, etc., on the left side of the road (opposite the driver's seat) ) Can also be shared with those who check the situation.

画像処理部51は、カメラからの入力信号(アナログ)をデジタル化して画像データに変換し、必要な画像処理を施した後、画像メモリ52に記憶するブロックである。   The image processing unit 51 is a block that digitizes an input signal (analog) from the camera, converts it into image data, performs necessary image processing, and stores the image data in the image memory 52.

また、GPS受信機6と、ジャイロセンサ7と、車速検出器8は、航法用のセンサ群である。その他、本装置は、動作用のメモリ9と、VICS受信機10と、入出力用ユーザインタフェース11と、を有する。   The GPS receiver 6, the gyro sensor 7, and the vehicle speed detector 8 are a navigation sensor group. In addition, the apparatus includes an operation memory 9, a VICS receiver 10, and an input / output user interface 11.

また、制御部1は、組込等の制御プログラムにより、図1に示す各手段10〜24を実現し、これら各手段は、以下のような本発明及び本実施形態の各機能作用を実現実行する処理手段である。なお、このうちナビゲーション手段10は、ジャイロセンサ7から伝達される出力値と、そのジャイロセンサに関して予め設定された取り付け角度の調整値と、に基いて車両の旋回量を検出するものである。   Further, the control unit 1 realizes the respective means 10 to 24 shown in FIG. 1 by a control program such as incorporation, and these respective means realize and execute each functional action of the present invention and this embodiment as follows. Processing means. Of these, the navigation means 10 detects the turning amount of the vehicle based on the output value transmitted from the gyro sensor 7 and the adjustment value of the attachment angle set in advance for the gyro sensor.

〔2.作用〕
上記のように構成された本装置は、以下のように働く。
〔2−1.概要〕
概要としては、旋回量算出手段12が、異なる各時点におけるカメラ5からの各画像をもとに、同じ特徴点とその変位量を検出することにより、その時点間における車両の旋回量を算出し(旋回量算出処理)、このように算出した旋回量と、その旋回量に対応したタイミングでジャイロセンサ7から得られた出力値と、に基いて、ジャイロ補正手段14が、ナビゲーション手段10における前記調整値を補正する(ジャイロ補正処理)。
[2. Action)
The apparatus configured as described above operates as follows.
[2-1. Overview〕
As an outline, the turning amount calculation means 12 calculates the turning amount of the vehicle between the time points by detecting the same feature point and the displacement amount based on the images from the camera 5 at different time points. (Turning amount calculation processing) Based on the turning amount calculated in this way and the output value obtained from the gyro sensor 7 at the timing corresponding to the turning amount, the gyro correction unit 14 performs the above-described operation in the navigation unit 10. The adjustment value is corrected (gyro correction processing).

〔2−2.動作手順〕
上記のような作用を実現する本装置における動作手順を、図2のフローチャートに例示する。この動作手順では、まず、旋回量算出手段12で、カメラ5からの複数の時点(時刻k,k+1)における各画像を画像メモリ52から読み出し(ステップS01,S03)、俯瞰画像変換手段21がそれぞれ俯瞰画像に変換し(俯瞰画像変換処理)、これら各俯瞰画像から特徴点検出手段22が、輪郭抽出などにより特徴点を検出する(ステップS02,S04。特徴点検出処理)。
[2-2. (Operation procedure)
An operation procedure in this apparatus for realizing the above-described operation is illustrated in the flowchart of FIG. In this operation procedure, first, the turning amount calculation means 12 reads out images at a plurality of time points (time k, k + 1) from the camera 5 from the image memory 52 (steps S01 and S03), and the overhead image conversion means 21 respectively. The image is converted into a bird's-eye view image (bird's-eye view image conversion process), and the feature point detection unit 22 detects the feature point from each of these bird's-eye view images by contour extraction or the like (steps S02 and S04. Feature point detection process).

また、特徴点照合手段23が、相前後した時刻kとk+1の画像をパターンマッチングで比較判定することにより共通の特徴点を検出し(ステップS05。特徴点照合処理)、一致した共通の特徴点については、変位量算出手段24が各画像から変位量とそれに対応する旋回量を算出する(ステップS06。変位量算出処理)。   Further, the feature point matching means 23 detects a common feature point by comparing and judging the images of the succeeding times k and k + 1 by pattern matching (step S05, feature point matching process), and the matched common feature point. , The displacement amount calculation means 24 calculates the displacement amount and the corresponding turning amount from each image (step S06, displacement amount calculation processing).

そして、ジャイロ補正手段14が、ジャイロセンサ7を用いてナビゲーション手段10が得た時刻kからk+1までの旋回角度すなわち旋回量を読み出し(ステップS07)、ステップS06で算出した旋回量と、の関係に基いてナビゲーション手段10における正しい調整値(ジャイロ角度補正値)を算出し、それまでの調整値と置き換えることにより補正を行う(ステップS08)。   Then, the gyro correction unit 14 reads the turning angle from the time k to k + 1 obtained by the navigation unit 10 using the gyro sensor 7, that is, the turning amount (step S07), and the relationship with the turning amount calculated in step S06 is obtained. Based on this, a correct adjustment value (gyro angle correction value) in the navigation means 10 is calculated, and correction is performed by substituting the previous adjustment value (step S08).

〔2−3.旋回量算出の具体例〕
ここで、画像から旋回量を算出する処理の具体例を示す。例えば、図3は、サイドビューカメラで捉えた直進から左折時の画像例である。時系列に(1)、(2)、(3)、と続き(9)までの9枚のカメラ画像に、輪郭抽出のみを施した例である。例えば、時刻kの画像が(1)、時刻k+1の画像が(2)である。画像処理部51は、このようにカメラ画像をある時間間隔で連続的に取得し、撮影角度による画像のゆがみ・視点変換による俯瞰画像取得や特徴点抽出のための輪郭抽出等を行い、画像メモリ52に記憶する。
[2-3. Specific example of turning amount calculation)
Here, a specific example of processing for calculating the turning amount from the image will be shown. For example, FIG. 3 is an example of an image when the vehicle turns straight from a straight line captured by a side view camera. This is an example in which only contour extraction is applied to nine camera images in time series (1), (2), (3), and subsequent (9). For example, the image at time k is (1), and the image at time k + 1 is (2). In this way, the image processing unit 51 continuously acquires camera images at certain time intervals, performs image distortion according to the shooting angle, overhead view image acquisition by viewpoint conversion, contour extraction for feature point extraction, and the like, and image memory 52.

ここで、画像のゆがみとは、例えば、図4に示すカメラA(車両搭載)が、道路面を撮影するために斜め下向きに設置されている場合に、このカメラで撮影した画像において、対象物の各部分とカメラとの距離に応じて、対象物の形状が変化するものである。例えば、複数の長方形から成る横断歩道も、図5(1)に示すように、台形の集まりの如く見える。   Here, the distortion of the image refers to, for example, an object in an image captured by this camera when the camera A (mounted on the vehicle) shown in FIG. 4 is installed obliquely downward to capture a road surface. The shape of the object changes depending on the distance between each part and the camera. For example, a crosswalk composed of a plurality of rectangles also looks like a trapezoidal gathering as shown in FIG.

また、俯瞰画像とは、撮像画像を視点変換することによって、図4に破線で示すように、あたかも車両上方に設置された仮想のカメラA’から車両前方を見下ろしたような俯瞰図を取得することである。このような俯瞰画像をカメラの画像から生成する原理や手法については、公知のものから適宜自由に選択することが可能で、一例としては、特許文献2,3,4,5などでも示されている。   The overhead view image is obtained by converting the viewpoint of the captured image, as shown by a broken line in FIG. That is. The principle and method for generating such a bird's-eye view image from the image of the camera can be appropriately selected from known ones, and examples thereof are also shown in Patent Documents 2, 3, 4, 5, etc. Yes.

このように、車両上方から真下を見下ろした頂上俯瞰処理をおこなうと、図5(1)のようなカメラ画像の横断歩道も、図5(2)に示されるように変換できる。   In this way, when the overhead view process is performed with the top looking down from above the vehicle, the crosswalk of the camera image as shown in FIG. 5 (1) can be converted as shown in FIG. 5 (2).

そして、図3の各カメラ画像(1)〜(9)に上記のような俯瞰処理を行った結果を示す模式図を図6に示す。この図でも、枠番号(1)、(2)、(3)、と続き(9)までが、図3の各画像(時刻)に対応した画像枠を示しており、画像メモリ52には各枠に相当する画像が記憶されることとなる。   And the schematic diagram which shows the result of having performed the above bird's-eye processing to each camera image (1)-(9) of FIG. 3 is shown in FIG. Also in this figure, frame numbers (1), (2), (3), and up to (9) show image frames corresponding to each image (time) in FIG. An image corresponding to the frame is stored.

そして、旋回量算出手段12では、画像メモリ内の連続する2枚の画像から、図3のA点やB点のような特徴点を例えば、パターンマッチング等の手法により見つけ出して、その変位角(移動方位)を算出することにより、車両の旋回量(旋回角度)を求めることができる。   Then, the turning amount calculation means 12 finds feature points such as points A and B in FIG. 3 from two consecutive images in the image memory, for example, by a method such as pattern matching, and the displacement angle ( By calculating the (movement direction), the turning amount (turning angle) of the vehicle can be obtained.

より具体的な例として、例えば図7は、図6の時刻kすなわち(1)の画像を破線で、また、時刻k+1すなわち(2)の画像を実線で表し、両者を重ねた概念図である。この例において、図3に写っている特徴点Aは停止線の一部であるが、図7においてこの二つの特徴点すなわち(1)のAと(2)のA間の角度θを求めることが車両旋回量の算出に相当する。これは、時刻kの特徴点Aと時刻k+1の特徴点Aとの同一性の判断を行い、画像内の座標値からその変位角度(アークタンジェント)を算出することである。   As a more specific example, for example, FIG. 7 is a conceptual diagram in which the image at time k, that is, (1) in FIG. 6 is represented by a broken line, and the image at time k + 1, that is, (2), is represented by a solid line. . In this example, the feature point A shown in FIG. 3 is a part of the stop line. In FIG. 7, the angle θ between these two feature points, that is, A in (1) and A in (2) is obtained. Corresponds to the calculation of the vehicle turning amount. This is to determine the identity between the feature point A at time k and the feature point A at time k + 1, and calculate the displacement angle (arc tangent) from the coordinate value in the image.

なお、図7における旋回量θは、破線の位置(1)から実線の位置(2)への斜め平行移動の角度となっているが、車両は斜め走行はしないので、この斜め平行移動の角度は実質的に、前輪に先導される車両全体の旋回量となる。参考に、図3や図6の動きと一致するものではないが、変位が旋回による点を強調した例を図8に示す。   Note that the turning amount θ in FIG. 7 is an angle of the oblique parallel movement from the position (1) of the broken line to the position (2) of the solid line, but since the vehicle does not travel obliquely, the angle of the oblique translation is Is substantially the amount of turning of the entire vehicle led by the front wheels. For reference, FIG. 8 shows an example in which the point of displacement is emphasized although it does not coincide with the movement of FIG. 3 or FIG.

〔2−4.ジャイロの補正〕
続いて、上記のように算出した旋回量と、それに対応したタイミングでジャイロセンサ7から得られた出力値と、に基いてジャイロセンサ7のための調整値(ジャイロ角度補正値)を補正する例を示す。
[2-4. (Gyro correction)
Subsequently, an example of correcting the adjustment value (gyro angle correction value) for the gyro sensor 7 based on the turning amount calculated as described above and the output value obtained from the gyro sensor 7 at the timing corresponding thereto. Indicates.

この補正では、連続する画像内の同一特徴点の変位角度から求めた自車両の真の旋回角度と、その連続する画像の時点間についてのジャイロセンサ出力値(角速度)を積分し求めた自車両の旋回角度と、からジャイロセンサ7の取り付け角度を計算し、ジャイロセンサ7の新たな角度補正値すなわち調整値とする。なお、この例では、ジャイロセンサ7の取り付け角度は鉛直軸方向とのずれで表現されるが、実際の表現形式や計算上の取扱いは自由である。   In this correction, the own vehicle obtained by integrating the true turning angle of the own vehicle obtained from the displacement angle of the same feature point in successive images and the gyro sensor output value (angular velocity) between the time points of the successive images. The angle at which the gyro sensor 7 is attached is calculated from the turning angle of the gyro sensor 7 to obtain a new angle correction value, that is, an adjustment value of the gyro sensor 7. In this example, the attachment angle of the gyro sensor 7 is expressed by a deviation from the vertical axis direction, but the actual expression format and handling in calculation are free.

この例では、図7で求められた角度θは、同期間(時刻kから時刻k+1)にジャイロセンサ処理で求められた角度θgと、の関係で以下の計算を行い、ジャイロセンサ角度補正値を求める。   In this example, the angle θ obtained in FIG. 7 is calculated as follows in relation to the angle θg obtained by the gyro sensor process during the same period (from time k to time k + 1), and the gyro sensor angle correction value is calculated. Ask.

まず、ジャイロセンサ出力(角速度)を積分すると角度が求まるので、時刻kから時刻k+1間の角度θgは、

Figure 2008082932
となる。 First, since the angle is obtained by integrating the gyro sensor output (angular velocity), the angle θg between time k and time k + 1 is
Figure 2008082932
It becomes.

このθgとθが等しくなる角度補正値cosαを求めればよい。ここで、同区間内のジャイロセンサの角度変化が無いものと仮定すると、角度補正値cosαは定数であるので、

Figure 2008082932
となる。 What is necessary is just to obtain | require the angle correction value cos (alpha) from which this (theta) g and (theta) become equal. Here, assuming that there is no angle change of the gyro sensor in the same section, the angle correction value cos α is a constant,
Figure 2008082932
It becomes.

以上のような手順で、連続する画像内の同一特徴点の変位角度からジャイロセンサの角度補正が可能となる。   The gyro sensor angle can be corrected from the displacement angle of the same feature point in the continuous image by the above procedure.

〔3.効果〕
以上のように、本実施形態では、前方・後方や側面確認用の車載カメラで撮影した車両周辺の映像を画像処理し、道路面上の特徴点とその変位量の検出をもとに自車の旋回量を算出し、この旋回量に基くことにより、ジャイロセンサの総合的な取り付け角度にかかわらず、ジャイロセンサ出力値の調整値を高精度に補正して自車の方位や位置の判定精度を改善することが可能となる。また、補正時以外の通常の旋回量の検出はジャイロセンサが行うので、路面状態を問わず、CPUに画像処理などの大きな負荷を発生させることもなく、常時確実な旋回量検出が可能である。
[3. effect〕
As described above, in the present embodiment, the image of the periphery of the vehicle captured by the vehicle camera for front / rear and side confirmation is processed, and the vehicle is detected based on the detection of the feature points on the road surface and the amount of displacement. By calculating the turning amount of the vehicle, and based on this turning amount, the adjustment value of the output value of the gyro sensor is corrected with high accuracy regardless of the total mounting angle of the gyro sensor, and the determination accuracy of the direction and position of the own vehicle Can be improved. In addition, since the gyro sensor detects the normal turning amount other than during correction, it is possible to always detect the turning amount reliably without causing a large load such as image processing on the CPU regardless of the road surface condition. .

また、本実施形態では、複数の時点におけるカメラ画像をもとに、画像処理分野で技術が確立普及している俯瞰画像への変換及びパターンマッチングを用いることにより、車両に斜めに設置されたカメラの画像からでも、車両の旋回量を容易かつ高精度に取得しジャイロセンサの調整値を効果的に補正可能となる。   Further, in this embodiment, a camera installed obliquely on a vehicle by using a camera image at a plurality of points in time and conversion to a bird's-eye image and pattern matching, which are well established in the image processing field. Even from this image, the turning amount of the vehicle can be acquired easily and with high accuracy, and the adjustment value of the gyro sensor can be effectively corrected.

〔4.他の実施形態〕
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するもの及びそれ以外の他の実施形態も含むものである。例えば、旋回量算出手段12に含まれる各手段(処理)21〜24の区分や順序は厳密なものではなく、例えば、輪郭抽出により俯瞰画像変換の角度を判断したり、画像間でパターンのマッチする輪郭部分を特徴点とするなど、処理手順に応じて自由な順序や構成で実装が可能である。
[4. Other embodiments]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, The thing illustrated below and other embodiment other than that are included. For example, the classification and order of the units (processes) 21 to 24 included in the turning amount calculation unit 12 are not strict. For example, the angle of overhead image conversion is determined by contour extraction, or the pattern matching between images Implementation can be performed in any order or configuration according to the processing procedure, such as using a contour portion as a feature point.

また、上記実施形態は、主にナビゲーション装置を念頭において説明したが、そのようなナビゲーション装置に対応する方法やコンピュータプログラムとしても把握可能であり、例えば、既存のナビゲーション装置のために有償無償でダウンロード提供する更新用等のプログラムも、本発明の一態様である。   Moreover, although the said embodiment mainly demonstrated the navigation apparatus in mind, it can also grasp | ascertain as a method and computer program corresponding to such a navigation apparatus, for example, it downloads with charge free of charge for the existing navigation apparatus The provided program for updating and the like is also one embodiment of the present invention.

本発明の実施形態の構成を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the structure of embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるジャイロの取り付け角度を補正する処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence which correct | amends the attachment angle of the gyro in embodiment of this invention. 本発明の実施形態において、車両左折時のカメラ映像による連続画像を例示する図。The figure which illustrates the continuous image by the camera image | video at the time of vehicle left turn in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における俯瞰処理を説明する概念図。The conceptual diagram explaining the bird's-eye view process in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における俯瞰処理を例示する概念図。The conceptual diagram which illustrates the bird's-eye view process in embodiment of this invention. 図3の連続画像を俯瞰処理した車両左折時の連続画像を例示する模式図。The schematic diagram which illustrates the continuous image at the time of the vehicle left turn which carried out the overhead view process of the continuous image of FIG. 図6の模式図のうち、二つの時点における画像を重ね合わせた例を示す概念図。The conceptual diagram which shows the example which overlap | superposed the image in two time points among the schematic diagrams of FIG. 本発明の実施形態において、二つの時点における画像を重ね合わせた他の例を示す概念図(旋回による変位を強調したもの)。In embodiment of this invention, the conceptual diagram which shows the other example which superimposed the image in two time points (what emphasized the displacement by turning). 傾斜路を走行中の車両とジャイロが検出する角速度の例を示す概念図。The conceptual diagram which shows the example of the angular velocity which the vehicle and gyroscope which are drive | working on an inclined road detect.

符号の説明Explanation of symbols

1…制御部
2…記憶手段
3…表示部
4…操作部
5…カメラ
6…GPS受信機
7…ジャイロセンサ
8…車速検出器
9…メモリ
10…ナビゲーション手段
11…ユーザインタフェース
12…旋回量算出手段
14…ジャイロ補正手段
21…俯瞰画像変換手段
22…特徴点検出手段
23…特徴点照合手段
24…変位量算出手段
51…画像処理部
52…画像メモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control part 2 ... Memory | storage means 3 ... Display part 4 ... Operation part 5 ... Camera 6 ... GPS receiver 7 ... Gyro sensor 8 ... Vehicle speed detector 9 ... Memory 10 ... Navigation means 11 ... User interface 12 ... Turning amount calculation means 14 ... Gyro correction means 21 ... Overhead image conversion means 22 ... Feature point detection means 23 ... Feature point matching means 24 ... Displacement amount calculation means 51 ... Image processing section 52 ... Image memory

Claims (6)

ジャイロセンサを含む航法用センサ群と、コンピュータと、を用いて運転支援を行うナビゲーション装置において、
前記ジャイロセンサからの出力値と、そのジャイロセンサに関して予め設定された取り付け角度の調整値と、に基いて車両の旋回量を検出し、他の航法情報とともに利用して運転支援を行うナビゲーション手段と、
車両に搭載したカメラと、
異なる各時点における前記カメラからの各画像をもとに、同じ特徴点とその変位量を検出することにより、車両の旋回量を算出する旋回量算出手段と、
前記旋回量算出手段で算出した旋回量と、前記ジャイロセンサからの出力値と、に基いて前記ナビゲーション手段における前記調整値を補正するジャイロ補正手段と、
を有することを特徴とするナビゲーション装置。
In a navigation device that performs driving support using a navigation sensor group including a gyro sensor and a computer,
Navigation means for detecting a turning amount of the vehicle based on an output value from the gyro sensor and an adjustment value of a mounting angle set in advance with respect to the gyro sensor, and using the navigation information together with other navigation information to provide driving support; ,
A camera mounted on the vehicle,
Turn amount calculation means for calculating the turn amount of the vehicle by detecting the same feature point and its displacement amount based on each image from the camera at each different time point;
Gyro correction means for correcting the adjustment value in the navigation means based on the turning amount calculated by the turning amount calculation means and the output value from the gyro sensor;
A navigation device comprising:
前記旋回量算出手段は、
前記カメラからの複数の時点における各画像をそれぞれ俯瞰画像に変換する俯瞰画像変換手段と、
前記各俯瞰画像から輪郭抽出を用いて特徴点を検出する特徴点検出手段と、
相前後した画像間のパターンマッチングにより共通の特徴点を検出する特徴点照合手段と、
検出した共通の特徴点について、各画像から変位量を算出する変位量算出手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載のナビゲーション装置。
The turning amount calculating means includes
Overhead image conversion means for converting each image at a plurality of time points from the camera into an overhead image,
Feature point detecting means for detecting feature points from each overhead image using contour extraction;
Feature point matching means for detecting a common feature point by pattern matching between successive images;
A displacement amount calculating means for calculating a displacement amount from each image for the detected common feature point;
The navigation device according to claim 1, comprising:
ジャイロセンサを含む航法用センサ群と、コンピュータと、を用いて運転支援を行い、
前記ジャイロセンサからの出力値と、そのジャイロセンサに関して予め設定された取り付け角度の調整値と、に基いて車両の旋回量を検出し、他の航法情報とともに利用して運転支援を行うナビゲーション手段と、
車両に搭載したカメラと、
を有するナビゲーション装置の制御方法において、
異なる各時点における前記カメラからの各画像をもとに、同じ特徴点とその変位量を検出することにより、車両の旋回量を算出する旋回量算出処理と、
前記旋回量算出処理で算出した旋回量と、前記ジャイロセンサからの出力値と、に基いて前記ナビゲーション手段における前記調整値を補正するジャイロ補正処理と、
を含むことを特徴とするナビゲーション装置の制御方法。
Driving assistance using a navigation sensor group including a gyro sensor and a computer,
Navigation means for detecting a turning amount of the vehicle based on an output value from the gyro sensor and an adjustment value of a mounting angle set in advance with respect to the gyro sensor, and using the navigation information together with other navigation information to provide driving support; ,
A camera mounted on the vehicle,
In a method for controlling a navigation device having:
A turn amount calculation process for calculating a turn amount of the vehicle by detecting the same feature point and its displacement amount based on each image from the camera at each different time point;
A gyro correction process for correcting the adjustment value in the navigation means based on the turning amount calculated in the turning amount calculation process and the output value from the gyro sensor;
A method for controlling a navigation device, comprising:
前記旋回量算出処理は、
前記カメラからの複数の時点における各画像をそれぞれ俯瞰画像に変換する俯瞰画像変換処理と、
前記各俯瞰画像から輪郭抽出を用いて特徴点を検出する特徴点検出処理と、
相前後した画像間のパターンマッチングにより共通の特徴点を検出する特徴点照合処理と、
検出した共通の特徴点について、各画像から変位量を算出する変位量算出処理と、
を含むことを特徴とする請求項3記載のナビゲーション装置の制御方法。
The turning amount calculation process includes:
Overhead image conversion processing for converting each image at a plurality of time points from the camera into an overhead image,
Feature point detection processing for detecting feature points from each overhead image using contour extraction;
A feature point matching process that detects a common feature point by pattern matching between successive images,
A displacement amount calculation process for calculating a displacement amount from each image for the detected common feature point;
The navigation apparatus control method according to claim 3, further comprising:
ジャイロセンサを含む航法用センサ群と、コンピュータと、を用いて運転支援を行い、
前記ジャイロセンサからの出力値と、そのジャイロセンサに関して予め設定された取り付け角度の調整値と、に基いて車両の旋回量を検出し、他の航法情報とともに利用して運転支援を行うナビゲーション手段と、
車両に搭載したカメラと、
を有するナビゲーション装置の制御プログラムにおいて、
そのプログラムは前記コンピュータの制御部を制御することにより、旋回量算出手段と、ジャイロ補正手段と、を実現するとともに、
前記旋回量算出手段に、異なる各時点における前記カメラからの各画像をもとに、同じ特徴点とその変位量を検出することにより、車両の旋回量を算出する旋回量算出処理を行わせ、
前記ジャイロ補正手段に、前記旋回量算出処理で算出した旋回量と、前記ジャイロセンサからの出力値と、に基いて前記ナビゲーション手段における前記調整値を補正するジャイロ補正処理を行わせる
ことを特徴とするナビゲーション装置の制御プログラム。
Driving assistance using a navigation sensor group including a gyro sensor and a computer,
Navigation means for detecting a turning amount of the vehicle based on an output value from the gyro sensor and an adjustment value of a mounting angle set in advance with respect to the gyro sensor, and using the navigation information together with other navigation information to provide driving support; ,
A camera mounted on the vehicle,
In a control program for a navigation device having
The program realizes a turning amount calculation means and a gyro correction means by controlling the control unit of the computer,
Causing the turning amount calculation means to perform a turning amount calculation process for calculating the turning amount of the vehicle by detecting the same feature point and its displacement amount based on each image from the camera at different time points;
The gyro correction means causes the gyro correction process to correct the adjustment value in the navigation means based on the turning amount calculated in the turning amount calculation process and the output value from the gyro sensor. Control program for navigation device.
前記旋回量算出処理において、前記旋回量算出手段に、
前記カメラからの複数の時点における各画像をそれぞれ俯瞰画像に変換する俯瞰画像変換処理と、
前記各俯瞰画像から輪郭抽出を用いて特徴点を検出する特徴点検出処理と、
相前後した画像間のパターンマッチングにより共通の特徴点を検出する特徴点照合処理と、
検出した共通の特徴点について、各画像から変位量を算出する変位量算出処理と、
を行わせることを特徴とする請求項5記載のナビゲーション装置の制御プログラム。
In the turning amount calculation process, the turning amount calculation means includes:
Overhead image conversion processing for converting each image at a plurality of time points from the camera into an overhead image,
Feature point detection processing for detecting feature points from each overhead image using contour extraction;
A feature point matching process that detects a common feature point by pattern matching between successive images,
A displacement amount calculation process for calculating a displacement amount from each image for the detected common feature point;
The navigation apparatus control program according to claim 5, wherein:
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009264759A (en) * 2008-04-22 2009-11-12 Alpine Electronics Inc Offset correction system and offset correction method
JP2011232168A (en) * 2010-04-27 2011-11-17 Clarion Co Ltd Navigation device
WO2012086401A1 (en) 2010-12-24 2012-06-28 株式会社日立製作所 Driving assist device
CN103512570A (en) * 2013-10-12 2014-01-15 北京信息科技大学 Preset 45-degree north-seeking method with calculation failure determination
CN103968837A (en) * 2014-04-25 2014-08-06 惠州华阳通用电子有限公司 Method and device for correcting calibration factor of gyroscope in inertial navigation system
CN104048663A (en) * 2014-04-25 2014-09-17 惠州华阳通用电子有限公司 Vehicular inertial navigation system and navigation method
KR102358695B1 (en) * 2020-09-07 2022-02-07 포티투닷 주식회사 Compensation Device and Method for Vehicle Motion Sensor Capable of Frequent Correction for Each Lane Keeping Section Extracted Based on Image Information, and Medium Being Recorded with Program for Executing the Method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003178309A (en) * 2001-10-03 2003-06-27 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Moving amount estimating device
JP2004338637A (en) * 2003-05-16 2004-12-02 Toyota Motor Corp Vehicle travel support device
JP2005114565A (en) * 2003-10-08 2005-04-28 Clarion Co Ltd On-vehicle navigation system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003178309A (en) * 2001-10-03 2003-06-27 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Moving amount estimating device
JP2004338637A (en) * 2003-05-16 2004-12-02 Toyota Motor Corp Vehicle travel support device
JP2005114565A (en) * 2003-10-08 2005-04-28 Clarion Co Ltd On-vehicle navigation system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009264759A (en) * 2008-04-22 2009-11-12 Alpine Electronics Inc Offset correction system and offset correction method
JP2011232168A (en) * 2010-04-27 2011-11-17 Clarion Co Ltd Navigation device
WO2012086401A1 (en) 2010-12-24 2012-06-28 株式会社日立製作所 Driving assist device
US9097541B2 (en) 2010-12-24 2015-08-04 Hitachi, Ltd. Driving support device
CN103512570A (en) * 2013-10-12 2014-01-15 北京信息科技大学 Preset 45-degree north-seeking method with calculation failure determination
CN103968837A (en) * 2014-04-25 2014-08-06 惠州华阳通用电子有限公司 Method and device for correcting calibration factor of gyroscope in inertial navigation system
CN104048663A (en) * 2014-04-25 2014-09-17 惠州华阳通用电子有限公司 Vehicular inertial navigation system and navigation method
KR102358695B1 (en) * 2020-09-07 2022-02-07 포티투닷 주식회사 Compensation Device and Method for Vehicle Motion Sensor Capable of Frequent Correction for Each Lane Keeping Section Extracted Based on Image Information, and Medium Being Recorded with Program for Executing the Method

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