JP2010276583A - 車両用位置測定装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】道路の上方に設置された光ビーコン等の路側通信機を利用して車両位置を正確に測定することができる車両用位置測定装置の提供。
【解決手段】GPSにより車両位置を検出する位置検出手段と、光ビーコン100から位置情報を含む光ビーコンデータを受信する車載通信手段1と、その光ビーコンデータを受信すると車両上方撮像を開始する撮像手段3と、撮像画像から光ビーコンヘッド像100aを抽出する抽出手段と、車両が光ビーコン100の真下に位置するときに画像中で光ビーコンヘッド像が占める位置を基準位置として予め設定しておき、抽出された光ビーコンヘッド像が基準位置に位置するか否かを判定する真下判定手段と、光ビーコンヘッド像が基準位置に位置する場合に、その光ビーコンヘッド像の撮像時点での車両位置を光ビーコンデータの示す位置と一致させるように、車両位置を補正する位置補正手段とを備える。
【選択図】図5

Description

本発明は、車両用位置測定装置に係り、より詳細には、道路上方に設置された光ビーコン等の路側通信機を利用して、車両の正確な位置測定を行う車両用位置測定装置に関する。
近年、種々の車両の運転支援技術が開発されている。例えば、車車間通信を利用した運転支援技術では、車両間で車両位置や車速といった車両情報を送受信することにより、交差点での車両どうしの衝突可能性を判断したり、運転者に警報等の情報提供をしたりすることが行われる。また、交差点において、右折時支援、左折時支援、出会い頭事故防止支援、一時停止支援といった様々な運転支援が行われる。これらの運転支援は、たとえば、交差点に対する車両位置によって切り替えられる。かかる車両位置は、例えば、車両から交差点手前の停止線までの距離、又は右左折レーンに対する車両位置として表される。そして、これらの運転支援技術を実現するためには、正確な車両位置情報が必要である。
しかし、車両位置を測定するために従来から広く利用されている全地球測位システム(GPS:Global positioning system)の位置精度は数十m程度と低い。さらに、GPSとマップマッチング技術を組み合わせても、車両位置に10m程度の誤差が生じ得る。そして、車両位置にかかる大きな誤差が生じると、上記の種々の運転支援の実施が困難となる場合がある。
そこで、近年、車両位置をより精度良く測定するため、路上に設置された光ビーコンと車載通信機との間での路車間通信を利用することが提案されている。具体的には、車両が光ビーコンの下を通過する際に、光ビーコンから位置データを含む信号を受信して、車両位置を測定することが提案されている。しかし、光ビーコンの通信エリアは、通常、路面上で5m以上の広がりを有している。このため、車両が、光ビーコンの下を通過する際に、光ビーコンから信号を受信するだけでは、車両位置に依然として5m以上の誤差が生じ得る。
そこで、光ビーコンを利用して車両位置を正確に測定する技術が、下記の特許文献1及び2に記載されている。下記の特許文献1に記載の技術によれば、先ず、車両が光ビーコンと通信可能な領域に進入した場合に、車載機が自車両の位置を測定する。次いで、車載機は、道路側方に設けられた別の送信機からの信号を受信し、この受信信号によって自車両の位置を特定している。また、下記の特許文献2に記載の技術によれば、光ビーコンの第1及び第2アップリンク領域とその間の移動距離に基づいて、車載通信機の設置位置を求めている。
特開2009−31241号公報 特開2008−226151号公報
しかしながら、上記の特許文献1に記載の従来技術においては、システムを成立させるために、光ビーコンとは別に、道路側方に送信機を設置しなければならない。また、自車両の位置を特定するに当たり、この送信機と車載機の時刻を擬似的に同期させる必要もある。
また、上記の特許文献2に記載の従来技術においては、光ビーコンの路面からの設置高さが常に規定通りに一定であることが前提となっているが、現実の光ビーコンの設置高さにはばらつきがある。そのうえ、かかる従来技術においては、光ビーコンの設置角度により第1及び第2アップリンク領域が大きく移動し、第1及び第2アップリンク領域を区別することが困難な場合がある。
そこで、本発明は、道路の上方に設置された光ビーコン等の路側通信機を利用して車両位置を正確に測定することができる車両用位置測定装置を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するため、本発明の車両位置測定装置は、全地球測位システム(GPS:Global positioning system)を利用して車両位置を検出する位置検出手段と、道路の上方に設置された路側通信機から発信される、当該路側通信機の位置情報を含む信号を受信する車載通信手段と、上記車載通信手段が上記信号を受信すると、車両上方及び車両側方の少なくとも一方の撮像を開始する撮像手段と、上記撮像手段によって撮像された画像から、上記路側通信機の通信機像及び上記路側通信機を支持する支柱の支柱像の少なくとも一方を抽出する抽出手段と、車両が上記路側通信機の真下に位置するときに上記撮像手段によって撮像された画像中で通信機像及び支柱像の少なくとも一方が占める位置を基準位置として設定しておき、上記抽出手段によって抽出された通信機像及び支柱像の少なくとも一方が当該基準位置に位置するか否かを判定する真下判定手段と、上記真下判定手段によって画像中の通信機像及び支柱像の少なくとも一方が上記基準位置に位置すると判定された場合に、上記基準位置に位置する通信機像及び支柱像の少なくとも一方の撮像時点での車両位置を上記信号に含まれる位置情報の示す位置と一致させるように、上記位置検出手段によって検出された車両位置を補正する位置補正手段と、を備えることを特徴としている。
このように構成された本発明の車両用位置測定装置によれば、路側通信機からの信号の受信をトリガーとして、車載通信手段による車両上方の撮像が開始される。路側通信機から発信される信号は路側通信機の真下よりも手前で車両に受信可能となる。このため、車両が路側通信機の真下を通過する直前から撮像が開始される。その結果、撮像された画像中に路側通信機像が含まれる可能性が高く、画像中から通信機像が効率的に抽出される。
また、本発明では、車両が路側通信機の真下に位置するときに撮像手段によって撮像された画像中で通信機像が占める位置が基準位置として設定されており、抽出手段によって抽出された通信機像が当該基準位置に位置するか否かが判定される。その結果、車両が路側通信機の真下に来たことが正確に判定される。これにより、路側通信機を利用して車両位置が正確に測定される。
また、本発明において、好ましくは、上記抽出手段は、上記路側通信機の通信機像のテンプレート画像を記憶した記憶手段を備え、上記撮像手段によって撮像された画像から、上記テンプレート画像を使用したパターンマッチング処理により上記路側通信機の通信機像を抽出する。
これにより、テンプレート画像を使用したパターンマッチング処理により路側通信機の通信機像が容易に抽出される。
また、本発明において、好ましくは、上記真下判定手段は、上記基準位置として、車両重心及び上記撮像手段の一方が上記路側通信機の真下に位置するときに上記撮像手段によって撮像された画像中で通信機像が占める位置を設定する。
これにより、車両重心又は撮像手段が路側通信機の真下に位置することが正確に判定される。
また、本発明において、好ましくは、上記路側通信機の位置情報には、当該路側通信機の設置位置の緯度及び経度データ、当該路側通信機の設置位置から停止線までの距離データ、及び当該路側通信機の設置位置から交差点中心までの距離データのうちの少なくとも一つが含まれ、上記位置補正手段は、上記路側通信機の設置位置の緯度及び経度データ、上記路側通信機の設置位置から停止線までの距離データ、及び上記路側通信機の設置位置から交差点中心までの距離データのうち、上記路側通信機からの位置情報に含まれるデータを使用して、車両位置を補正する。
これにより、路側通信機の設置位置の緯度及び経度データ、路側通信機の設置位置から停止線までの距離データ、及び路側通信機の設置位置から交差点中心までの距離データの少なくとも一つが正確に測定される。
また、本発明において、好ましくは、上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された複数の画像をモーションステレオ処理して、車両上方の画像中の物標までの距離を三次元計測し、車両上方の最も近い物標を上記路側通信機として抽出する。
一般に、道路の上方には、光ビーコン等の路側通信機の他にも、道路を跨いで架線された電線その他の物体が存在することがある。しかし、電線は、通常、路側通信機よりも高い位置に架線されている。このため、路側通信機の近くに電線等が存在する場合であっても、三次元計測を行って車両上方の最も近い物標を抽出することにより、電線等の誤抽出を回避して、通信機像の正確な抽出を図ることができる。
また、本発明において、好ましくは、上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された複数の画像をモーションステレオ処理して、車両側方の画像中の物標までの距離を三次元計測し、車両側方の最も近い物標を上記路側通信機の支柱の支柱像として抽出する。
本発明では、路側通信機からの信号の受信をトリガーとして、車両が路側通信機の真下を通過する直前から撮像が開始されるため、撮像開始直後に、路側通信機の支柱が撮像される可能性が高い。そのうえ、路側通信機を支持する支柱は、通常、道路の直ぐ脇に設置されている。このため、三次元計測を行って車両側方の最も近い物標を抽出することにより、道路の脇の建造物等の誤抽出を回避して、路側通信機の支柱像の正確な抽出を図ることができる。
また、本発明において、好ましくは、上記路側通信機から上記信号が近赤外線として発信され、上記撮像手段は、可視光帯域の画像と近赤外線帯域の画像とを撮像可能であり、上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された画像の平均輝度が第1閾値以上の場合に、可視光帯域の画像から上記路側通信機の通信機像を抽出し、上記画像の平均輝度が上記第1閾値未満の場合に、近赤外線帯域の画像から近赤外線の輝度が第2閾値以上の領域を含む通信機像を抽出する。
夜間は、可視光帯域の画像の撮像が困難であっても、近赤外線帯域の画像により路側通信機の撮像は可能である。むしろ、夜間は、太陽光に含まれる近赤外線成分の影響を受けない分、近赤外帯域の画像の撮像に好適である。さらに、路側通信機の赤外線発信面は、近赤外線帯域の画像中で高輝度領域として撮像される。このため、近赤外線帯域の画像中から、かかる高輝度領域に基づいて通信機像を正確に抽出することができる。
また、本発明において、好ましくは、上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された可視光帯域の画像の平均輝度が上記第1閾値以上の場合に、可視光帯域の画像中から輝度が第2閾値以下の低輝度領域を抽出し、当該低輝度領域に対応する近赤外線帯域の画像中の領域内から、近赤外線の輝度が第3閾値以上の高輝度領域を含む通信機像を抽出する。
昼間は、可視光帯域の画像中の空の領域が高輝度を示す。そこで、可視光帯域の画像中から低輝度領域を抽出することによって、画像中から空の領域が除外される。さらに、路側通信機の赤外線発信面は、近赤外線帯域の画像中で高輝度領域として撮像されるので、可視光帯域の画像中の低輝度領域と近赤外線帯域の画像中の高輝度領域とを組み合わせることによって、通信機像が正確に抽出される。
また、本発明において、好ましくは、上記撮像手段は、可視光帯域から近赤外線帯域に亘る感度を有する、広ダイナミックレンジのカメラで構成され、可視光帯域の画像と近赤外線帯域の画像とを交互に1フレームずつ撮像する。
このように、撮像手段として広ダイナミックレンジのカメラを用いれば、可視光帯域の画像と近赤外線帯域の画像の両方を1台のカメラで撮像することができる。その結果、可視光帯域の画像を撮像するカメラと、近赤外線帯域の画像を撮像するカメラを別々に設ける場合と比較して、車両重量の増加が抑制され、また、コストの増加も抑制される。
また、本発明において、好ましくは、上記撮像手段は、車両前方から車両上方に亘る範囲を撮像可能な広角カメラで構成される。
このように、撮像手段として広角カメラを用いれば、車両前方の監視や、先行車両との車間距離の測定といった運転支援のために設けられた前方監視カメラで、撮像手段を兼用することができる。その結果、前方監視カメラに加えて、車両上方や車両側方を撮像するためのカメラを別個に設ける場合と比較して、車両重量の増加が抑制され、また、コストの増加も抑制される。
本発明の車両用位置測定装置によれば、道路の上方に設置された光ビーコン等の路側通信機を利用して車両位置を正確に測定することができる。
光ビーコンの説明図である。 交差点の近くに設置された光ビーコンを示す図である。 本発明の第1実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の第1実施形態の車両用位置測定装置の車両上の配置例を示す図である。 (A)は、光ビーコンデータ受信時の光ビーコンと車両との位置関係を示す図であり、(B)は、カメラの真上に位置する光ビーコンヘッド像を示す図である。 (A)は、光ビーコンデータ受信時の光ビーコンと車両との位置関係を示す図であり、(B)は、車両重心の真上に位置する光ビーコンヘッド像を示す図である。 本発明の第1実施形態の車両用位置測定装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第2実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。 道路上方の光ビーコン及び電線を示す図である。 本発明の第2実施形態の車両用位置測定装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第3実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の第3実施形態の車両用位置測定装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第4実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の第4実施形態の車両用位置測定装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第5実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の第5実施形態の車両用位置測定装置の動作を説明するフローチャートである。 (A)は、可視画像であり、(B)は、(A)に示した可視光モード画像中から切り出された低輝度領域を示す図であり、(C)は、(B)に示した低輝度領域と近赤外モード画像の高輝度領域とを組み合わせた図である。
以下、添付の図面を参照して、本発明の車両用位置測定装置の実施形態を説明する。
まず、図1及び図2を参照して、本発明の車両用位置測定装置の前提となる路側通信機の例について説明する。ここでは、路側通信機として、光ビーコン100を説明する。
図1に示すように、光ビーコン100は、道路脇に設置された支柱110から横に延びるバーに取り付けられ、道路の上方に設置されている。そして、光ビーコン100は、近赤外線(例えば、波長850nm)の信号(光ビーコンデータ)を、当該光ビーコン100に車両が接近して来る方向の斜め下方に向けて発信している。そして、図1に示すように、車両Cが破線a1と破線a2に挟まれたエリアAに進入すると、車両Cの車載通信機1が光ビーコンデータを受信する。
光ビーコンデータには、その光ビーコン100の位置情報が含まれている。位置情報としては、例えば、光ビーコン100の設置位置の緯度及び経度データが含まれる。また、図2に示すように、交差点の近くに設けられた光ビーコン100の位置情報には、緯度及び経度データに加えて、或いは、緯度及び経度データに代わりに、光ビーコン100の設置位置から停止線Sまでの距離L1を表すデータ、及び光ビーコン100の設置位置から交差点中心Mまでの距離L2を表すデータの一方又は双方が含まれるとよい。
次いで、図3乃至図7を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。図3は、第1実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。図3に示すように、第1実施形態の車両用位置測定装置は、車載通信手段1と、位置検出手段2と、撮像手段3と、抽出手段4と、真下判定手段5と、位置補正手段6とを備えている。
なお、図3に示すGPS21及び撮像手段3以外の各ブロックは、車載ECU(electric control unit:電子制御装置)における処理機能にそれぞれ相当する。これらの処理機能は、例えば、コンピュータにおいて所定のプログラムを実行することにより、或いはマイクロチップにより実現される。
以下、各ブロックについて説明する。
位置検出手段2は、全地球測位システム(GPS)を利用して車両位置を検出する。また、位置検出手段2は、GPSに加えて、ジャイロセンサ、車速センサ、加速度センサを利用して、車両位置を検出するようにしてもよい。図4に示す例では、GPSユニット21は、車両Cの重心付近に配置されている。
車載通信手段1は、道路の上方に設置された光ビーコン100から発信される、その光ビーコン100の位置情報を含む信号を受信する。光ビーコン100と車載通信手段1との間の通信は、規定されたプロトコルに従って行われる。そして、車載通信手段1は、光ビーコンデータに含まれる位置情報を解析し、光ビーコン100の設置位置の緯度及び経度データ、光ビーコン100の設置位置から停止線までの距離データ、及び光ビーコン100の設置位置から交差点中心までの距離データのうちの少なくとも一つを取得する。
図4に示す例では、車載通信手段1は、車両Cのダッシュボード付近に配置されている。
なお、本発明では、車載通信手段1が光ビーコン100からの信号を受信した時点での車両位置を正確に測定する必要がない。このため、車載通手段1の配置位置については、路面からの高さや、車両先端又は車両重心からの水平距離といった制約は特にない。すなわち、車両が光ビーコン100の真下を通過する前に車載通信手段1が光ビーコンデータを受信できれば、車載通信手段1を車両中の任意の場所に配置することができる。
撮像手段3は、車載通信手段1が光ビーコンデータを受信すると、車両上方の撮像を開始する。このように、光ビーコン100の発信する信号が、撮像開始のトリガーとして利用される。光ビーコンデータは、車両がその光ビーコン100の真下を通過する直前に受信可能となる。このため、光ビーコン100からの信号をトリガーとして撮像手段3が撮像を開始すれば、撮像された画像中に光ビーコンヘッド像が含まれる可能性が高く、その一方で、光ビーコン以外の物標の像が含まれる可能性が低くなる。これにより、画像中から光ビーコンヘッド像が効率的に抽出される。
なお、本実施形態では、撮像手段3は、例えば、毎秒30フレームの画像を連続撮像する。
また、撮像手段3は、図4に示すように、フロントガラス上方中央に配置して、フロントガラス越しに外界を撮像するようにしてもよいし、図4に符号「3’」で示す車両先端の位置に配置してもよい。また、例えば、撮像手段3を、車両ルーフの車両重心上に位置する場所に配置してもよい。また、撮像手段3の設置位置の路面からの高さは特に制約されない。
なお、撮像手段3としては、真上又は斜め上方に向けたカメラを設けてもよいし、車両前方から車両上方に亘る範囲を撮像可能な広角カメラを設けてもよい。かかる広角カメラを用いれば、車両前方の監視や先行車両との車間距離の測定といった運転支援用の前方監視カメラで撮像手段3を兼用することができる。その結果、前方監視カメラに加えて、車両上方を撮像するカメラを新たに搭載する場合と比較して、車両重量の増加が抑制され、また、コストの増加も抑制される。
抽出手段4は、撮像手段3によって撮像された画像から、光ビーコン100の光ビーコンヘッド像を抽出する。第1実施形態では、抽出手段4は、画像処理部41、メモリ42及びパターンマッチング処理部43から構成されている。
画像処理部41では、撮像手段3によって撮像された画像中から物標領域が抽出される。メモリ42には、光ビーコン100の光ビーコンヘッド像のテンプレート画像が記憶されている。パターンマッチング処理部43では、メモリ42から読み出したテンプレート画像を用いて、画像処理部41によって抽出された物標領域においてパターンマッチング処理が行われ、画像中から光ビーコンヘッド像が抽出される。
真下判定手段5には、車両が光ビーコン100の真下に位置するときに撮像手段3によって撮像された画像中で光ビーコンヘッド像が占める位置が、基準位置として予め設定されている。そして、真下判定手段5は、抽出手段4によって抽出された光ビーコンヘッド像が画像中でその基準位置に位置するか否かを判定する。
ここで、図5及び図6を参照して、光ビーコン100に対する車両位置と、基準位置にある光ビーコンヘッド像の例について説明する。図5(A)は、光ビーコンデータ受信時の光ビーコンと車両との位置関係を示す図であり、図5(B)は、カメラの真上に位置する光ビーコンヘッド像を示す図である。また、図6(A)は、光ビーコンデータ受信時の光ビーコンと車両との位置関係を示す図であり、図6(B)は、カメラの真上ではなく、車両重心の真上に位置する光ビーコンヘッド像を示す図である。
図5(A)では、車両が、光ビーコン100の手前の符号「C1」で示す位置まで走行してきたときに、車載通信機1が光ビーコン100からの信号の受信エリアに入り、光ビーコンデータを受信する。そして、この受信をトリガーとして、撮像手段3が連続撮像を開始する。この時点では、車両は未だ光ビーコン100の真下まで到達していない。
次いで、車両が、符号「C2」で示す位置まで走行してきたとき、車載の撮像手段3が光ビーコン100の真下に到達する。このときに、真上を向いた撮像手段3によって撮像された画像を図5(B)に示す。
図5(B)に示す画像枠30中には、撮像手段3が光ビーコン100の真下に位置するときに光ビーコンヘッド像100aが占める位置が、基準位置の座標(x0,y0)として予め設定されている。この基準位置の座標(x0,y0)は、撮像手段3の真上を撮像した画像枠30の中心に位置している。
そして、図5(B)では、光ビーコン100の真下に位置する撮像手段3によって実際に撮像された光ビーコンヘッド像100aが、画像枠30中の基準位置の座標(x0,y0)を含む範囲を占めている。
次に、図6(A)でも、車両が、光ビーコン100の手前の符号「C1」で示す位置まで走行してきたときに、車載通信機1が光ビーコン100からの信号の受信エリアに入り、光ビーコンデータを受信する。そして、この受信をトリガーとして、撮像手段3が連続撮像を開始する。この時点では、車両は未だ光ビーコン100の真下まで到達していない。
次いで、車両が、符号「C3」で示す位置まで走行してきたとき、車載の撮像手段3ではなく、車両重心が光ビーコン100の真下に到達する。このときに、真上を向いた撮像手段3によって撮像された画像を図6(B)に示す。
図6(B)に示す画像枠30中には、車両重心が光ビーコン100の真下に位置するときに光ビーコンヘッド像100aが占める位置が、基準位置の座標(x1,y0)として予め設定されている。この基準位置の座標(x1,y0)は、車両重心が撮像手段3の配置位置よりも後方に位置するため、画像枠30の中心よりもやや上方に位置している。
なお、図6(B)では、画像枠30の上方及び下方が、車両後方及び前方にそれぞれ対応している。
そして、図6(B)では、光ビーコン100の真下に車両重心が位置するときに撮像手段3によって撮像された光ビーコンヘッド像100aが、画像枠30中の基準位置の座標(x1,y0)を含む範囲を占めている。
なお、図5(B)及び図6(B)では、基準位置をそれぞれ座標(x0,y0)及び座標(x1,y0)の点として設定したが、基準位置を、一定範囲の領域として設定してもよい。また、基準位置を、画像中で車両の前後方向に対応する位置を示すx座標値だけで設定してもよい。例えば、図5(B)の場合には基準位置座標(x0)と設定し、図6(B)の場合には基準位置座標(x1)と設定してもよい。
真下判定手段5は、抽出手段4によって抽出された光ビーコンヘッド像100aが基準位置の座標に位置するか否かを判定する。図5(B)及び図6(B)に示す画像では、光ビーコンヘッド像100aは、それぞれの基準位置の座標に位置している。
なお、光ビーコンヘッド像100aが基準位置の座標に位置するか否かを判定するにあたっては、光ビーコンヘッド像100aの範囲内に、基準位置の座標が位置していることをもって、車両が光ビーコン100の真下に位置すると判定するとよい。また、基準位置が一定範囲の領域として設定されている場合には、光ビーコンヘッド像100aの一部又は全部が、かかる一定範囲の領域内に位置することをもって、車両が光ビーコン100の真下に位置すると判定してもよい。
位置補正手段6は、真下判定手段5によって画像中の光ビーコンヘッド像100aが基準位置に位置すると判定された場合に、その光ビーコンヘッド像100aの撮像時点での車両位置を、光ビーコンデータの示す位置と一致させるように、位置検出手段2によって検出された車両位置を補正する。
光ビーコンデータに、光ビーコン100の設置位置の緯度及び経度データが含まれている場合には、位置検出手段2がGPS21を利用して検出した緯度及び経度データに上書きして補正するとよい。さらに、補正前後の緯度及び経度データの差を補正値として、以後、位置検出手段2がGPSを利用して検出した緯度及び経度データを補正してもよい。
また、光ビーコンデータに、光ビーコン100の設置位置から停止線までの距離データが含まれる場合は、位置検出手段2が検出した停止線までの距離データに上書きするとよい。また、位置情報に、光ビーコン100の設置位置から交差点中心までの距離データが含まれる場合は、位置検出手段2が検出した交差点中心までの距離データに上書きするとよい。
次に、図7のフローチャートを参照して、第1実施形態の車両用位置測定装置の動作について説明する。
まず、位置検出手段2が、GPSから車両位置データを取得して、車両位置を検出する(S1)。
次いで、車載通信手段1が光ビーコン100から光ビーコンデータを受信すると(S2で「Yes」の場合)、車載通信手段1が光ビーコンデータの解析を行う(S3)とともに、撮像手段3が車両上方の連続撮像を開始する(S4)。
次いで、抽出手段4が、撮像手段3によって撮像された上方の画像から光ビーコン100の光ビーコンヘッド像を抽出するにあたり、まず、メモリ42から光ビーコンヘッド像のテンプレート画像を読み出す(S5)。続いて、抽出手段4が、そのテンプレート画像を用いて、画像処理部41によって抽出された物標領域においてパターンマッチング処理を行い(S6)、画像中から光ビーコンヘッド像を抽出する(S7)。
次いで、真下判定手段5が、抽出された光ビーコンヘッド像を時系列画像中で順次に追跡する(S8)。そして、真下判定手段5は、光ビーコンヘッド像が、画像枠中に予め設定した基準位置の座標に位置するか否か、すなわち、車両が光ビーコン100の真下に位置するか否かを判定する(S9)。
次いで、位置補正手段6が、基準位置の座標に位置する光ビーコンヘッド像の撮像時点での車両位置を、光ビーコンデータの示す位置と一致させるように、位置検出手段1によって検出された車両位置を補正する(S10)。
このようにして、光ビーコンを利用して車両位置を正確に測定することができるので、この正確な車両位置に基づいて、より精度の高い運転支援を実現することが可能となる。例えば、停止線までの距離が正確に分かるので、車両をその停止線で停止させるように、車速の正確な減速制御を行うことが可能となる。
次に、図8乃至図10を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。
図8は、第2実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。図8に示すように、第2実施形態の車両用位置測定装置は、車載通信手段1と、位置検出手段2と、撮像手段3と、抽出手段4aと、真下判定手段5と、位置補正手段6とを備えている。
第2実施形態では、抽出手段4a以外の各ブロックは、上述の第1実施形態のものと同様である。このため、第2実施形態では、第1実施形態と同一のブロックに同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
ところで、図9に示すように、道路の上方には、光ビーコン100だけではなく、電線200等の様々な物体が存在する。このため、画像中から光ビーコン100以外の物標を光ビーコンヘッドとして誤検出するおそれがある。また、光ビーコン100の形状が特徴的でないため、パターンマッチング等の二次元平面の画像処理では、光ビーコンヘッド像の検出が困難な場合もあり得る。
そこで、第2実施形態の抽出手段4aでは、撮像手段3によって撮像された画像から光ビーコン100の光ビーコンヘッド像を抽出するにあたり、一般に、光ビーコン100の設置高さが電線等よりも低いことに着目し、画像中の物標のうち、車両上方の最も近い物標を光ビーコンヘッド像として抽出する。そのために、抽出手段4aは、画像処理部41、メモリ42、三次元計測処理部44及び光ビーコンヘッド検出部45から構成されている。
画像処理部41では、撮像手段3によって撮像された画像中から物標領域が抽出される。メモリ42には、撮像手段3によって連続撮像された画像が時系列に従って記憶される。三次元計測処理部44では、メモリ42から読み出された複数(例えば、2、3枚)の時系列画像についてモーションステレオ処理を行って、撮像手段3から時系列画像中の物標までの距離の三次元計測が行われる。そして、光ビーコンヘッド検出部45では、画像中の物標のうち車両上方の最も近いものが、光ビーコンヘッド像として抽出される。
なお、モーションステレオ処理による三次元計測にあたっては、時系列画像中の物標の移動速度に基づいて、物標までの距離を求めてもよいし、車速センサによる車速及びフレーム撮像時間間隔から求めた連続したフレームを撮像する間の車両の走行距離を更に利用して、物標までの距離を求めてもよい。また、物標までの距離は、絶対値として求めてもよいし、相対値として求めてもよい。
次に、図10のフローチャートを参照して、第2実施形態の車両用位置測定装置の動作について説明する。
第2実施形態では、図10のフローチャートの各ステップのうち、ステップS1乃至S4の処理内容は、上述した第1実施形態のものと同一であるので、これらのステップの説明を省略する。
第2実施形態では、抽出手段4aが撮像手段3によって撮像された上方の画像から光ビーコン100の光ビーコンヘッド像を抽出するにあたり、まず、メモリ42から複数(例えば、2、3枚)の時系列画像が読み出される(図10のS5)。次いで、時系列画像についてモーションステレオ処理により、撮像手段3から時系列画像中の物標までの距離の三次元計測が行われる(S6)。次いで、画像中の物標のうち車両上方の最も近いもの(上方最短距離物標)が検出される(S7)。次いで、その上方最短距離物標が光ビーコンヘッド像として抽出される(S8)。
以下、上述の第1実施形態と同様に、真下判定手段5が、抽出された光ビーコンヘッド像を時系列画像中で順次に追跡する(S9)。そして、真下判定手段5は、光ビーコンヘッド像が、画像枠中に予め設定した基準位置の座標に位置するか否か、すなわち、車両が光ビーコン100の真下に位置するか否かを判定する(S10)。
次いで、位置補正手段6が、基準位置の座標に位置する光ビーコンヘッド像の撮像時点での車両位置を、光ビーコン100から受信した信号にまれる位置情報の示す位置と一致させるように、位置検出手段1によって検出された車両位置を補正する(S11)。
このように、第2実施形態では、光ビーコンの近くに電線その他の物体が存在する場合であっても、三次元計測を行って車両上方の最も近い物標を抽出することにより、電線等の誤抽出を防止して、光ビーコンヘッド像を正確に抽出することができる。
次に、図11及び図12を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。
図11は、第3実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。図11に示すように、第3実施形態の車両用位置測定装置は、車載通信手段1と、位置検出手段2と、撮像手段3aと、抽出手段4bと、真下判定手段5と、位置補正手段6とを備えている。
第3実施形態では、撮像手段3a及び抽出手段4b以外の各ブロックは、上述の第1実施形態のものと同様である。このため、第3実施形態では、第1実施形態と同一のブロックに同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
第3実施形態の撮像手段3aは、車両側方の画像を撮像するカメラで構成されている。第3実施形態では、光ビーコン100からの光ビーコンデータの受信をトリガーとして、車両が光ビーコン100の真下を通過する直前から側方画像の撮像が開始される。このため、撮像開始直後に、光ビーコン100の支柱が撮像される可能性が高く、支柱以外の構造物が撮像される可能性は低いと考えられる。なお、光ビーコン100が電柱に取り付けられている場合には、その電柱を支柱として検出するとよい。
なお、撮像手段3aとしては、車両側方に向けたカメラを設けてもよいし、車両前方から車両上方に亘る範囲を撮像可能な広角カメラを設けてもよい。かかる広角カメラを用いれば、車両前方の監視や先行車両との車間距離の測定といった運転支援用の前方監視カメラが撮像手段3aを兼用することができる。その結果、前方監視カメラに加えて、車両上方を撮像するカメラを新たに搭載する場合と比較して、車両重量の増加が抑制され、また、コストの増加も抑制される。
また、第3実施形態の抽出手段4bでは、撮像手段3によって撮像された画像から光ビーコン100の光ビーコンヘッド像を抽出するにあたり、光ビーコン100の支柱が、通常、道路の直ぐ脇に設置されていることに着目し、側方の画像中の物標のうち、車両側方の最も近い物標を光ビーコンの支柱像として抽出する。そのため、図11に示すように、抽出手段4aは、画像処理部41、メモリ42、三次元計測処理部44及び支柱検出部46から構成されている。
画像処理部41では、撮像手段3によって撮像された画像中から物標領域が抽出される。メモリ42には、撮像手段3によって連続撮像された画像が時系列に従って記憶される。三次元計測処理部44では、メモリ42から読み出された複数(例えば、2、3枚)の時系列画像についてモーションステレオ処理を行って、撮像手段3から時系列画像中の物標までの距離の三次元計測が行われる。そして、支柱検出部46では、画像中の物標のうち車両側方の最も近いものが、光ビーコンの支柱像として抽出される。
次に、図12のフローチャートを参照して、第3実施形態の車両用位置測定装置の動作について説明する。
第3実施形態では、図12のフローチャートの各ステップのうち、ステップS1乃至S4の処理内容は、上述した第1実施形態のものと同一であるので、これらのステップの説明を省略する。
第3実施形態では、抽出手段4bが、撮像手段3によって撮像された側方の画像から光ビーコン100の支柱像を抽出するにあたり、まず、メモリ42から複数(例えば、2、3枚)の時系列画像を読み出す(図12のS5)。次いで、時系列画像についてモーションステレオ処理により、撮像手段3から時系列画像中の物標までの距離の三次元計測を行う(S6)。次いで、画像中の物標のうち車両側方の最も近いもの(側方最短距離物標)を検出する(S7)。次いで、側方最短距離物標を光ビーコン100の支柱像として抽出する(S8)。
このようにして、第3実施形態では、モーションステレオ処理による三次元計測を行って車両側方の最も近い物標を抽出することにより、道路の脇の建造物等の誤抽出を回避しつつ、光ビーコンの支柱像の正確な抽出を図ることができる。
以下、上述の第1実施形態と同様に、真下判定手段5が、抽出された光ビーコンの支柱像を時系列画像中で順次に追跡する(S9)。そして、真下判定手段5は、光ビーコンの支柱像が、画像枠中に予め設定した基準位置の座標に位置するか否か、すなわち、車両が光ビーコン100の真下に位置するか否かを判定する(S10)。
なお、第3実施形態では、光ビーコンの支柱像が上下に長い像である。このため、基準位置は、図5(B)又は図6(B)の画像枠中に示した(x,y)座標値ではなく、画像枠中で車両の前後方向に対応する位置を示すx座標値だけで設定してもよい。
次いで、位置補正手段6が、基準位置の座標に位置する光ビーコンヘッド像の撮像時点での車両位置を、光ビーコンデータの示す位置と一致させるように、位置検出手段1によって検出された車両位置を補正する(S11)。
次に、図13及び図14を参照して、本発明の第4実施形態について説明する。
図13は、第4実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。図13に示すように、第4実施形態の車両用位置測定装置は、車載通信手段1と、位置検出手段2と、撮像手段3bと、抽出手段4cと、真下判定手段5と、位置補正手段6とを備えている。
第4実施形態では、撮像手段3b及び抽出手段4c以外の各ブロックは、上述の第1実施形態のものと同様である。このため、第4実施形態では、第1実施形態と同一のブロックに同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
ところで、夜間等の暗い場合には、可視画像から光ビーコンヘッド像を抽出することが困難な場合がある。一方、光ビーコンからは近赤外線の信号が発信されている。そこで、第4実施形態では、夜間等には、近赤外線画像から光ビーコンヘッド像が抽出される。
そのために、第4実施形態の撮像手段3bは、可視光帯域から近赤外線帯域に亘る感度を有する、広ダイナミックレンジのカメラで構成され、可視光帯域の画像(可視光モード画像)と近赤外線帯域の画像(近赤外モード画像)とを交互に1フレームずつ撮像する。
なお、本実施形態では、撮像手段3bを広ダイナミックレンジのカメラとしたが、撮像手段3bとして、可視光帯域の画像を撮像するカメラと、近赤外線帯域の画像を撮像する近赤外カメラを別個に設けてもよい。また、広ダイナミックレンジのカメラ及び近赤外カメラは、少なくとも光ビーコン100の発信する信号の近赤外線の波長に対して感度を有している。
また、第4実施形態の抽出手段4cは、昼/夜判定部47と、可視画像処理部41aと、近赤外線画像処理部41bと、パターンマッチング処理部43と、高輝度領域抽出部48とから構成されている。昼/夜判定部47では、撮像手段3bによって撮像された可視帯域の画像の平均輝度が第1閾値以上であるか否かが判定される。
なお、第1閾値は、可視光帯域の画像の撮像に適した昼間と、近赤外線帯域の画像の撮像に適した夜間とを判別するための閾値であり、経験的に任意好適な値を設定することができる。
そして、平均輝度が第1閾値以上である場合には、撮像手段3bから可視画像処理部41aに可視光モード画像が取得される。一方、平均輝度が第1閾値未満である場合には、撮像手段3bから近赤外画像処理部41bに近赤外モード画像が取得される。
可視画像処理部41aでは、撮像手段3によって撮像された可視光モード画像から物標領域が抽出される。そして、パターンマッチング処理部43では、上述の第1実施形態と同様に、不図示のメモリから読み出したテンプレート画像を用いて、可視画像処理部41aによって抽出された物標領域においてパターンマッチング処理が行われ、可視光モード画像から光ビーコンヘッド像が抽出される。
近赤外画像処理部41bでは、撮像手段3によって撮像された近赤外モード画像から物標領域が抽出される。そして、光ビーコン100の近赤外線の信号発信面が赤外線モード画像で高輝度領域として検出されることを利用して、高輝度領域抽出部48では、近赤外線帯域の画像から近赤外線の輝度が第2閾値以上の領域を含む光ビーコンヘッド像が抽出される。
なお、第2閾値は、光ビーコン100の近赤外線発信面を検出するための閾値であり、経験的に任意好適な値を設定することができる。
次に、図14のフローチャートを参照して、第4実施形態の車両用位置測定装置の動作について説明する。
第4実施形態では、図14のフローチャートの各ステップのうち、ステップS1乃至S4の処理内容は、上述した第1実施形態のものと同一であるので、これらのステップの説明を省略する。
第4実施形態では、抽出手段4cが、撮像手段3bによって撮像された上方の画像から光ビーコン100の光ビーコンヘッド像を抽出するにあたり、まず、撮像手段3bによって撮像された可視帯域の画像の平均輝度を算出し(図14のS5)、画像平均輝度が第1閾値以上であるか否かを判定する(S6)。
そして、平均輝度が第1閾値以上である場合(S6で「Yes」の場合)、抽出手段4cは、撮像手段3bから可視光モード画像を取得する(S7)。
次いで、不図示のメモリから光ビーコンヘッド像のテンプレート画像を読み出す(S8)。続いて、そのテンプレート画像を用いて、画像処理部41によって抽出された物標領域においてパターンマッチング処理を行い(S9)、画像中から光ビーコンヘッド像を抽出する(S10)。
一方、平均輝度が第1閾値未満である場合(S6で「No」の場合)、抽出手段4cは、撮像手段3bから近赤外モード画像を取得する(S14)。
次いで、近赤外線帯域の画像から近赤外線の輝度が第2閾値以上の高輝度領域を抽出す(S15)。続いて、近赤外線帯域の画像から高輝度領域を含む光ビーコンヘッド像を抽出す(S10)。
以下、上述の第1実施形態と同様に、真下判定手段5が、抽出された光ビーコンヘッド像を時系列画像中で順次に追跡する(S11)。そして、真下判定手段5は、光ビーコンヘッド像が、画像枠中に予め設定した基準位置の座標に位置するか否か、すなわち、車両が光ビーコン100の真下に位置するか否かを判定する(S12)。
次いで、位置補正手段6が、基準位置の座標に位置する光ビーコンヘッド像の撮像時点での車両位置を、光ビーコンデータの示す位置と一致させるように、位置検出手段1によって検出された車両位置を補正する(S13)。
このようにして、第4実施形態では、夜間等の可視光帯域の画像の平均輝度が低い場合であっても、光ビーコン100の近赤外線の信号発信面が赤外線画像で高輝度領域として検出されることを利用して、近赤外線帯域の画像から高輝度領域を含む光ビーコンヘッド像が抽出される。
次に、図15乃至図17を参照して、本発明の第5実施形態について説明する。
図15は、第5実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。図15に示すように、第5実施形態の車両用位置測定装置は、車載通信手段1と、位置検出手段2と、撮像手段3bと、抽出手段4dと、真下判定手段5と、位置補正手段6とを備えている。
第5実施形態では、撮像手段3b及び抽出手段4d以外の各ブロックは、上述の第1実施形態のものと同様である。このため、第5実施形態では、第1実施形態と同一のブロックに同一の符号を付し、それらの説明を省略する。また、撮像手段3bは、上述の第4実施形態のものと同様である。
ところで、光ビーコンからは昼間でも近赤外線の信号が発信されている。このため、光ビーコン100の近赤外線の信号発信面が赤外線画像で高輝度領域として検出されることを利用して、昼間であっても、近赤外線帯域の画像から光ビーコンヘッド像を抽出することが考えられる。しかし、昼間に近赤外線帯域の画像を撮像しても、太陽光に含まれる近赤外線成分の影響を受けるため、その近赤外画像だけから光ビーコンヘッド像を直接抽出することは困難である。そこで、第5実施形態では、可視光帯域の画像と近赤外線帯域の画像とを組み合わせることによって、光ビーコンヘッド像を抽出する。
そのために、第5実施形態の抽出手段4dは、昼/夜判定部47と、可視画像処理部41aと、近赤外線画像処理部41bと、高輝度領域抽出部48と、低輝度領域抽出部49とから構成されている。昼/夜判定部47では、上述の第4実施形態と同様に、撮像手段3bによって撮像された可視帯域の画像の平均輝度が第1閾値以上であるか否かが判定される。
そして、平均輝度が第1閾値以上である場合には、撮像手段3bから可視画像処理部41aに可視光モード画像が取得されるとともに、近赤外画像処理部41bに近赤外モード画像が取得される。一方、平均輝度が第1閾値未満である場合には、撮像手段3bから近赤外画像処理部41bに近赤外モード画像が取得される。
可視画像処理部41aでは、撮像手段3によって撮像された可視光帯域の画像(可視光モード画像)中から物標領域が抽出される。そして、低輝度領域抽出部49では、可視光モード画像から、輝度が第3閾値以下の低輝度領域が抽出される。
なお、第3閾値は、可視光帯域の画像において、空の領域と空以外の物標の領域とを判別するための閾値であり、経験的に任意好適な値を設定することができる。
近赤外画像処理部41bでは、撮像手段3によって近赤外モードで撮像された近赤外線帯域の画像(近赤外モード画像)から物標領域が抽出される。そして、高輝度領域抽出部48では、近赤外モード画像のうち、輝度が第4閾値以上の領域が抽出される。
なお、第4閾値は、路側通信機の近赤外線発信面を検出するための閾値であり、経験的に任意好適な値を設定することができる。また、第4閾値は上述の第4実施形態における第2閾値と同値でもよいし、異なる値でもよい。
ここで、昼/夜判定部47によって平均輝度が第1閾値未満であると判定された夜間などの場合には、高輝度領域抽出部48では、上述の第4実施形態と同様に、近赤外線帯域の画像から近赤外線の輝度が第4閾値以上の領域を含む光ビーコンヘッド像が抽出される。
一方、昼/夜判定部47によって平均輝度が第1閾値以上であると判定された昼間などの場合には、高輝度領域抽出部48では、低輝度領域抽出部49によって可視光モード画像から抽出された低輝度領域以外の部分がマスクとして用いられて、近赤外モード画像のうち、その低輝度領域に対応する領域のみから、近赤外線の輝度が第4閾値以上の領域を含む光ビーコンヘッドが抽出される。このように、可視光帯域の画像中の低輝度領域と近赤外線帯域の画像中の高輝度領域とを組み合わせることによって、通信機像が正確に抽出される。
次に、図16のフローチャートを参照して、第5実施形態の車両用位置測定装置の動作について説明する。
第5実施形態では、図16のフローチャートの各ステップのうち、ステップS1乃至S4の処理内容は、上述した第1実施形態のものと同一であるので、これらのステップの説明を省略する。
第5実施形態では、抽出手段4dが、撮像手段3bによって撮像された上方の画像から光ビーコン100の光ビーコンヘッド像を抽出するにあたり、まず、撮像手段3bによって撮像された可視帯域の画像の平均輝度を算出し(図16のS5)、画像平均輝度が第1閾値以上であるか否かを判定する(S6)。
そして、平均輝度が第1閾値以上である場合(S6で「Yes」の場合)、抽出手段4dは、まず、撮像手段3bから、可視光モード画像を取得する(S7)。
ここで、図17(A)に、光ビーコンヘッド像100aを含む可視光モード画像を模式的に示す。図17(A)では、光ビーコンヘッド像100aを含む低輝度領域に斜線のハッチングを付している。図17(A)の斜線のハッチングを付していない領域は、輝度の高い空に対応している。
次いで、可視光モード画像から、輝度が第3閾値以下の低輝度領域が抽出される(S8)。
ここで、図17(B)に、可視光モード画像から低輝度領域100bを抽出した画像を模式的に示す。図17(B)では、低輝度領域100bにハッチングを付している。そして、図17(A)において空に対応していた輝度の高い部分は、図17(B)から除外されている。
次いで、撮像手段3bから、近赤外モード画像を取得する(S9)。
昼間に撮像された近赤外モード画像では、太陽光に含まれる近赤外線成分の影響により、空の部分が高い輝度を示す。このため、光ビーコン100の近赤外線の信号発信面が赤外線モード画像で高輝度領域として検出されることを利用しても、昼間の近赤外モード画像だけでは、光ビーコンヘッド像を抽出することは容易ではない。
そこで、近赤外モード画像のうち、可視光モード画像の低輝度領域100bに対応する領域100c内から、近赤外線の輝度が第4閾値以上の高輝度領域100dを抽出する(S10)。
ここで、図17(C)に、可視光モード画像の低輝度領域100bに対応する近赤外モード画像中の領域100cを抽出した図を示す。図17(C)では、近赤外モード画像の領域100c以外の部分がマスクされている。そして、このマスクされていない領域100c内では、光ビーコン100の近赤外線の信号発信面だけが高輝度領域100dとして抽出される。
次いで、近赤外モード画像から高輝度領域100dを含む光ビーコンヘッド像が抽出される(S11)。
このようにして、第5実施形態では、昼間等の可視光帯域の画像の平均輝度が高い場合であっても、可視光モード画像中の低輝度領域と近赤外モード画像中の高輝度領域とを組み合わせることによって、光ビーコンヘッド像が正確に抽出される。
一方、平均輝度が第1閾値未満である場合(S6で「No」の場合)、抽出手段4cは、撮像手段3bから、近赤外モードの画像を取得する(S15)。
次いで、上述の第4実施形態と同様に、近赤外モード画像から高輝度領域を抽出する(S16)。続いて、近赤外モード画像から高輝度領域を含む光ビーコンヘッド像を抽出する(S11)。
以下、上述の第1実施形態と同様に、真下判定手段5が、抽出された光ビーコンヘッド像を時系列画像中で順次に追跡する(S12)。そして、真下判定手段5は、光ビーコンヘッド像が、画像枠中に予め設定した基準位置の座標に位置するか否か、すなわち、車両が光ビーコン100の真下に位置するか否かを判定する(S13)。
次いで、位置補正手段6が、基準位置の座標に位置する光ビーコンヘッド像の撮像時点での車両位置を、光ビーコンデータの示す位置と一致させるように、位置検出手段1によって検出された車両位置を補正する(S14)。
上述した各実施形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は種々の変更及び組み合わせを行うことができ、これに限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態においては、路側通信機として、近赤外線の信号を発信する光ビーコンの例について説明したが、本発明では、路側通信機は光ビーコンに限定されない。例えば、路側通信機の信号をマイクロ波を利用して送信してもよいし、自動料金収受システム(Electronic Toll Collection:ETC)システムにおいて使用されている専用狭域通信(Dedicated Short Rang Communication:DSRC)(周波数:5.8GHz)を利用して位置情報を送信するようにしてもよい。
また、本発明では、上述した第1乃至第5実施形態のうち、二つ以上の実施形態を組み合わせて実施してもよい。例えば、第1実施形態におけるパターンマッチング処理と、第2実施形態におけるモーションステレオ処理による三次元計測とを組み合わせて、光ビーコンヘッドを抽出するようにしてもよい。
また、例えば、第2実施形態におけるモーションステレオ処理による三次元計測によって、光ビーコンヘッド像を検出し、かつ、第3実施形態におけるモーションステレオ処理による三次元計測によって、光ビーコンの支柱の支柱像を検出するようにしてもよい。その場合、撮像手段は、車両の上方から側方に亘る範囲を撮像可能な広角カメラで構成するとよい。
1 車載通信手段
2 位置検出手段
3、3a、3b 撮像手段
4、4a、4b、4c、4d 抽出手段
5 真下判定手段
6 位置補正手段
21 GPSユニット
30 画像枠
41 画像処理部
41a 可視画像処理部
41b 近赤外線画像処理部
42 メモリ
43 パターンマッチング処理部
44 三次元計測処理部
45 光ビーコンヘッド検出部
46 支柱検出部
47 昼/夜判定部
48 高輝度領域抽出部
49 低輝度領域抽出部
100 路側通信機(光ビーコン)
100a 光ビーコンヘッド像
100b 低輝度領域
100c 低輝度領域に対応する領域
100d 高輝度領域
110 支柱
200 電線

Claims (10)

  1. 全地球測位システム(GPS:Global positioning system)を利用して車両位置を検出する位置検出手段と、
    道路の上方に設置された路側通信機から発信される、当該路側通信機の位置情報を含む信号を受信する車載通信手段と、
    上記車載通信手段が上記信号を受信すると、車両上方及び車両側方の少なくとも一方の撮像を開始する撮像手段と、
    上記撮像手段によって撮像された画像から、上記路側通信機の通信機像及び上記路側通信機を支持する支柱の支柱像の少なくとも一方を抽出する抽出手段と、
    車両が上記路側通信機の真下に位置するときに上記撮像手段によって撮像された画像中で通信機像及び支柱像の少なくとも一方が占める位置を基準位置として設定しておき、上記抽出手段によって抽出された通信機像及び支柱像の少なくとも一方が当該基準位置に位置するか否かを判定する真下判定手段と、
    上記真下判定手段によって画像中の通信機像及び支柱像の少なくとも一方が上記基準位置に位置すると判定された場合に、上記基準位置に位置する通信機像及び支柱像の少なくとも一方の撮像時点での車両位置を上記信号に含まれる位置情報の示す位置と一致させるように、上記位置検出手段によって検出された車両位置を補正する位置補正手段と、
    を備えることを特徴とする車両用位置測定装置。
  2. 上記抽出手段は、上記路側通信機の通信機像のテンプレート画像を記憶した記憶手段を備え、上記撮像手段によって撮像された画像から、上記テンプレート画像を使用したパターンマッチング処理により上記路側通信機の通信機像を抽出する、
    ことを特徴とする請求項1記載の車両用位置測定装置。
  3. 上記真下判定手段は、上記基準位置として、車両重心及び上記撮像手段の一方が上記路側通信機の真下に位置するときに上記撮像手段によって撮像された画像中で通信機像が占める位置を設定する、
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の車両用位置測定装置。
  4. 上記路側通信機の位置情報には、当該路側通信機の設置位置の緯度及び経度データ、当該路側通信機の設置位置から停止線までの距離データ、及び当該路側通信機の設置位置から交差点中心までの距離データのうちの少なくとも一つが含まれ、
    上記位置補正手段は、上記路側通信機の設置位置の緯度及び経度データ、上記路側通信機の設置位置から停止線までの距離データ、及び上記路側通信機の設置位置から交差点中心までの距離データのうち、上記路側通信機からの位置情報に含まれるデータを使用して、車両位置を補正する、
    ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の車両用位置測定装置。
  5. 上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された複数の画像をモーションステレオ処理して、上記撮像手段から車両上方の画像中の物標までの距離を三次元計測し、車両上方の最も近い物標を上記通信機像として抽出する、
    ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の車両用位置測定装置。
  6. 上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された複数の画像をモーションステレオ処理して、上記撮像手段から車両側方の画像中の物標までの距離を三次元計測し、車両側方の最も近い物標を上記路側通信機の支柱の支柱像として抽出する、
    ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の車両用位置測定装置。
  7. 上記路側通信機から上記信号が近赤外線として発信され、
    上記撮像手段は、可視光帯域の画像と近赤外線帯域の画像とを撮像可能であり、
    上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された画像の平均輝度が第1閾値以上の場合に、可視光帯域の画像から上記路側通信機の通信機像を抽出し、上記画像の平均輝度が上記第1閾値未満の場合に、近赤外線帯域の画像から近赤外線の輝度が第2閾値以上の領域を含む通信機像を抽出する、
    ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の車両用位置測定装置。
  8. 上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された画像の平均輝度が第1閾値以上の場合に、可視光帯域の画像中から輝度が第3閾値以下の低輝度領域を抽出し、近赤外線帯域の画像中の当該低輝度領域に対応する領域内から、近赤外線の輝度が第4閾値以上の領域を含む通信機像を抽出する、
    ことを特徴とする請求項7記載の車両用位置測定装置。
  9. 上記撮像手段は、可視光帯域から近赤外線帯域に亘る感度を有する、広ダイナミックレンジのカメラで構成され、可視光帯域の画像と近赤外線帯域の画像とを交互に1フレームずつ撮像する、
    ことを特徴とする請求項8記載の車両用位置測定装置。
  10. 上記撮像手段は、車両前方から車両上方及び車両側方の少なくとも一方に亘る範囲を撮像可能な広角カメラで構成される、
    ことを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載の車両用位置測定装置。
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