JP2017009553A - 車両位置判定装置及び車両位置判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な走行環境において精度良く車両の現在位置を補正することができる車両位置判定装置を提供する。
【解決手段】車両位置判定装置は、道路周辺に存在する地物の位置及び種類を含む地図情報５１を記憶する記憶装置５と、地図情報５１における車両Ｐの現在位置を推定する車両位置推定部６１と、車両Ｐの周囲の画像を撮影するカメラ１と、所定の条件に基づいて、地物の種類及び地物が存在する領域Ｑのいずれかを優先的に特定することにより、認識対象とする地物を特定する地物特定部６４と、特定された地物を画像から認識する地物認識部６５と、認識された地物の地図情報５１における位置に対する車両Ｐの相対位置を算出する相対位置算出部６６と、算出された相対位置に基づいて、車両Ｐの現在位置を補正する位置補正部６７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の位置を判定する車両位置判定装置及び車両位置判定方法に関する。

測位装置により検出された車両の現在位置を補正する技術として、車両に搭載されたカメラを用いて車両から交差点までの距離を求め、地図情報における交差点に対する車両の位置を特定することにより、車両の現在位置を補正する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開平９−２４３３８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、高速道路走行時等、交差点の検出が困難な状況において車両の現在位置を補正できない場合がある。

本発明は、上記問題点を鑑み、様々な走行環境において精度良く車両の現在位置を補正することができる車両位置判定装置及び車両位置判定方法を提供することを目的とする。

車両位置判定装置は、所定の条件に基づいて、地物の種類及び地物が存在する領域のいずれかを優先的に特定することにより、認識対象とする地物を特定し、特定された地物を撮影した画像から認識することにより、地物の位置に対する車両の相対位置を算出し、車両の現在位置を補正する。

本発明によれば、所定の条件に応じて、地物の種類及び地物が存在する領域のいずれかを優先的に特定することにより、様々な走行環境において精度良く車両の現在位置を補正することができる車両位置判定装置及び車両位置判定方法を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置の構成の一例を説明するブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置に用いる、走行条件毎の認識対象とする地物の種類の一例を説明する表である。 図３は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備えるカメラにより撮影される画像を図示した一例である。 図４は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備えるカメラにより撮影される画像を図示した一例である。 図５は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備えるカメラにより撮影される画像を図示した一例である。 図６は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備えるカメラにより撮影される画像を図示した一例である。 図７は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備える領域特定部により特定される領域を説明する図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備える領域特定部により特定される領域を説明する図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備える領域特定部により特定される領域を説明する図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備える領域特定部により特定される領域を説明する図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備える領域特定部により特定される領域を説明する図である。 図１２は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備える領域特定部により特定される領域を説明する図である。 図１３は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備える領域特定部により特定される領域を説明する図である。 図１４は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備える領域特定部により特定される領域を説明する図である。 図１５は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が行う処理を説明するフローチャートである。 図１６は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備える地物特定部が行う処理を説明するフローチャートである。 図１７は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備える種類特定部が行う処理を説明するフローチャートである。 図１８は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備える領域特定部が行う処理を説明するフローチャートである。 図１９は、本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置が備える条件判断部及び地物特定部の、走行経路に関する処理フローを説明するフローチャートである。 図２０は、本発明の実施の形態の変形例に係る車両位置判定装置が備えるカメラにより撮影される画像において特定される領域を説明する図である。 図２１は、本発明の実施の形態の変形例に係る車両位置判定装置が備えるカメラにより撮影される画像において特定される領域を説明する図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略する。

（車両位置判定装置）
本実施の形態に係る車両位置判定装置は、図１に示すように、カメラ１と、測位装置２と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）３と、センサ群４と、記憶装置５と、処理部６と、ディスプレイ７と、入力Ｉ／Ｆ８と、スピーカ９とを備える。本発明の実施の形態に係る車両位置判定装置は、車両Ｐ（図７等参照）に搭載され、車両Ｐの現在位置を判定する。

カメラ１は、車両Ｐの周囲の画像を撮影する。カメラ１は、例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子により、画像処理可能なデジタル画像を生成する。カメラ１は、撮影した画像を処理部６に逐次出力する。カメラ１は、車両Ｐの前方の画像を撮影する固定カメラであってもよく、車両Ｐの周囲の全方位の画像を撮影する全方位カメラであってもよい。或いは、カメラ１は、処理部６による制御に応じて、パン、チルト、ロールのうち少なくとも１方向の回転や、ズームイン、アウトを行うようにしてもよい。

測位装置２は、全地球測位システム（ＧＰＳ）等の測位システムにより、現在位置を測定する。測位装置２は、例えばＧＰＳ受信機からなる。測位装置２は、測定した現在位置を処理部６に逐次出力する。

通信Ｉ／Ｆ３は、例えば、無線で外部と信号を送受信する通信機である。通信Ｉ／Ｆ３は、例えば、渋滞情報、交通規制等の交通情報や、天気情報等をリアルタイムに送信する高度道路交通システム（ＩＴＳ）により、外部から種々の情報を受信する。ＩＴＳは、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System:登録商標）、テレマティクス等を含む。通信Ｉ／Ｆ３は、受信した情報を処理部６に逐次出力する。

センサ群４は、速度センサ、加速度センサ、角速度センサ、操舵角センサ等から構成可能である。センサ群４は、各センサにより車両Ｐの速度、３次元直交座標系における３軸の加速度及び角速度等を検出し、検出結果を処理部６に逐次出力する。センサ群４は、車両Ｐから対象までの距離及び方向を検出するレーザーレンジファインダー（ＬＲＦ）等の距離センサ、車両Ｐの方位を検出する方位センサ等を備えるようにしてもよい。

記憶装置５は、道路周辺に存在する地物の位置及び種類を含む地図情報５１を記憶する。記憶装置５は、半導体メモリ、磁気ディスク等から構成可能である。記憶装置５は、その他、処理部６において行われる処理に必要なプログラムを記憶するようにしてもよい。記憶装置５は、１つのハードウェアから構成されてもよく、複数のハードウェアから構成されてもよい。

地図情報５１は、道路情報、施設情報等が記録される。地図情報５１は、道路周辺に存在する様々な地物の位置、大きさ、種類等を含む地物情報が記録される。道路周辺の地物は、速度制限、一時停止、一方通行、横断歩道、駐車禁止等を知らせる道路標識と、停止線、横断歩道、横断歩道予告、区画線等を示す道路標示と、方面、サービスエリア、パーキングエリア、分岐、各種施設等を案内する案内標識とを含む。その他、地物は、距離標、信号機、電信柱、トンネル、橋梁、橋脚、非常駐車帯、非常電話、料金所、ガントリークレーン、鉄道等の道路構造物や設備を含む。

処理部６は、車両位置推定部６１と、環境情報取得部６２と、条件判断部６３と、地物特定部６４と、地物認識部６５と、相対位置算出部６６と、位置補正部６７と、経路設定部６８とを有する。経路設定部６８は、地図情報５１において車両Ｐの現在位置から目的地までの車両Ｐの走行経路を設定経路として設定する。

処理部６は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を備える集積回路であるマイクロコントローラにより構成可能である。この場合、マイクロコントローラに予めインストールされたコンピュータプログラムをＣＰＵが実行することにより、処理部６を構成する複数の情報処理部（６１〜６８）が実現される。処理部６を構成する各部は、一体のハードウェアから構成されてもよく、別個のハードウェアから構成されてもよい。マイクロコントローラは、例えば自動運転制御等の車両Ｐに関わる他の制御に用いる電子制御ユニット（ＥＣＵ）と兼用されてもよい。

車両位置推定部６１は、測位装置２により測定された現在位置と、センサ群４の検出結果から算出される車両Ｐの運動量とに基づいて、地図情報５１における車両Ｐの現在位置を推定する。

環境情報取得部６２は、車両Ｐが現在走行している地域の交通情報、天気情報等を通信Ｉ／Ｆ３から取得する。

条件判断部６３は、カメラ１により撮影された画像、センサ群４の検出結果、車両位置推定部６１により推定された車両Ｐの現在位置、環境情報取得部６２により取得された情報、経路設定部６８により設定された走行経路の少なくともいずれかに基づいて、車両Ｐの走行条件を判断する。条件判断部６３が判断する走行条件は、天候、時間帯、路面状態、走行場所等の周囲環境と、走行状況、走行車線等の走行状態と、車両Ｐの走行経路とのうち、少なくともいずれかを含む。

条件判断部６３は、環境情報取得部６２により取得された天気情報等に基づいて、天候について、例えば、晴れ、雨、雪、霧等を判断する。条件判断部６３は、センサ群４が備える雨滴センサの検出結果、車両Ｐが備えるワイパーの駆動状態等に基づいて、天候を判断するようにしてもよい。条件判断部６３は、日の出及び日の入り時刻に対する現在時刻、又は、センサ群４が備える照度センサの検出結果等に基づいて、時間帯について昼間か夜間かを判断する。

条件判断部６３は、環境情報取得部６２により取得された天気情報、又はカメラ１により撮影された画像等に基づいて、車両Ｐが走行する路面状態として、ウェット、積雪、凍結、適正に舗装された状態で表面が露出されていない道路である悪路等を判断する。条件判断部６３は、センサ群４が備える、車両Ｐの車輪のスリップを検出するスリップセンサの検出結果に基づいて、路面状態を判断するようにしてもよい。また、条件判断部６３は、車両位置推定部６１により推定された現在位置に基づいて、車両Ｐの走行場所について、都市部、郊外、高速道路、一般道、山道等を判断する。

条件判断部６３は、環境情報取得部６２により取得された交通情報に基づいて、走行状況として、高速道路（又は自動車専用道路）走行時、渋滞時等を判断する。条件判断部６３は、センサ群４が備える速度センサの検出結果に基づいて高速走行時、低速走行時等の走行状況を判断するようにしてもよい。或いは、条件判断部６３は、カメラ１により撮影された画像に基づいて、前後の他の車両との距離を算出し、距離が短い状態が所定時間維持される場合において、渋滞時と判断するようにしてもよい。

条件判断部６３は、カメラ１により撮影された画像、車両位置推定部６１により推定された現在位置、センサ群４の検出結果に基づいて算出された車両Ｐの運動等に基づいて、走行車線として、右車線、左車線、右車線及び左車線に挟まれた中央車線等を判断する。

また、条件判断部６３は、車両Ｐの走行経路について、経路設定部６８により走行経路が設定されているか否か等を判断する。条件判断部６３は、設定経路が存在する場合、経路設定部６８により設定された設定経路に基づいて、設定経路が所定の閾値以上の角度で屈曲するか否かを判断する。条件判断部６３は、設定経路が存在しない場合、方向指示器が指示する方向、又は車両Ｐの走行車線に基づいて、車両Ｐが交差点において旋回するか否かを判断する。

地物特定部６４は、条件判断部６３により判断される車両Ｐの走行条件に基づいて、地物の種類及び地物が存在する領域のいずれかを優先的に特定することにより、認識対象とする地物を特定する。地物特定部６４は、走行条件に基づいて、認識対象となる地物の種類を特定する種類特定部６４１と、走行条件に基づいて、認識対象となる地物が存在する領域を特定する領域特定部６４２とを備える。

地物認識部６５は、地物特定部６４により特定された地物を、カメラ１により撮影された画像から認識する。地物認識部６５は、カメラ１により撮影された画像に対して、エッジ検出、特定の周波数で点滅する領域を検出する同期検波、予め記憶するテンプレートとの類似度を算出するパターンマッチング等の所定の画像処理を施すことにより、特定された地物に対応する地物を認識する。地物認識部６５は、領域特定部６４２により特定された地物と、認識した地物とを関連付ける。また、地物認識部６５は、カメラ１により撮影された画像に基づいて、認識した地物の車両Ｐに対する方向及び車両Ｐからの距離を算出する。地物認識部６５は、センサ群４が備えるＬＲＦ等により、認識した地物までの距離及び方向を取得するようにしてもよい。

種類特定部６４１は、条件判断部６３により判断された走行条件に基づいて、車両Ｐから認識可能と見込まれる地物の種類を、認識対象として特定する。種類特定部６４１は、例えば、図２に示すように、天候が晴れの場合、認識対象とする地物の種類として、距離票、道路標識、道路標示等を特定する。一方、天候が雨の場合、濡れた路面の道路標示を正確に認識することが難しくなるため、種類特定部６４１は、認識対象とする地物の種類として、道路の上方に存在する案内標識、道路標識等を特定する。天候が雪の場合も同様に、積雪により道路標示を正確に認識することが難しくなるため、種類特定部６４１は、認識対象とする地物の種類として、案内標識、道路標識等を特定する。天候が霧の場合、車両Ｐから離れた地物を認識することが難しくなるため、種類特定部６４１は、認識対象とする地物の種類として、比較的車両Ｐに近い位置に存在し得る道路標示等を特定する。

種類特定部６４１は、時間帯が昼間の場合、認識対象とする地物の種類として、道路標示、距離票、道路標識を特定する。また、時間帯が夜間の場合、発光する地物以外の地物を認識することが難しくなるため、種類特定部６４１は、認識対象とする地物の種類として発光する非常電話、案内標識及び信号機等を特定する。

種類特定部６４１は、路面状態がウェット、積雪又は悪路の場合、道路標示を正確に認識することが難しくなるため、認識対象とする地物の種類として道路標識、案内標識等を特定する。

種類特定部６４１は、走行状態が高速走行時の場合、認識対象とする地物の種類として案内標識、非常電話等を特定する。走行状態が渋滞時の場合、他の大型車両がすぐ前方に存在する場合等、前方に存在する地物を認識することが困難な場合があるため、種類特定部６４１は、認識対象とする地物の種類として、前方の他の車両に影響を受けにくい電信柱や距離票等を特定する。

また、走行車線が複数車線（例えば３車線）あって車両Ｐが右車線を走行している場合、種類特定部６４１は、認識対象とする地物の種類として、道路の右側に存在する地物の種類を特定する。また、車両Ｐが左車線を走行している場合、種類特定部６４１は、認識対象とする地物の種類として、道路の左側に存在する地物の種類を特定する。また、車両Ｐが中央車線を走行している場合、種類特定部６４１は、認識対象とする地物の種類として道路の上方又は通行側（日本において左側）に存在する地物の種類を特定する。

例えば、図３に示すように、雪が積もっている高速道路を車両Ｐが走行している場合、道路標示は、認識されにくいため認識対象とする地物の種類から除外される。よって、種類特定部６４１は、道路の上方に存在する道路標識Ｍ１、案内標識Ｍ２、案内標識Ｍ３を認識対象とする地物の種類として特定する。これにより、種類特定部６４１は、高速道路のように交差点がほとんどない環境や、認識されにくい地物の存在が見込まれる環境であっても、効果的に認識可能な地物の種類を特定することができる。

また、種類特定部６４１は、図３の一点鎖点で囲んだ３つの地物の中から最も認識されやすい１つの地物を特定することができる。図３に示す例では、車両Ｐは高速で走行しているため、大きな地物ほど認識されやすい。そこで、種類特定部６４１は、図４に示すように、最も大きな案内標識Ｍ２を認識対象とする地物として特定することができる。よって、地物認識部６５は、認識対象の数が低減されることにより、処理負荷を更に低減することができる。

また、図５に示すように、渋滞している一般道路の場合、道路標示は、他の車両に隠れて見えないため認識対象とする地物の種類から除外される。よって、種類特定部６４１は、道路の上方に存在する信号機Ｍ４、道路標識Ｍ５、電信柱Ｍ６を認識対象とする地物の種類として特定する。これにより、種類特定部６４１は、認識されにくい地物の存在が見込まれる環境であっても、効果的に認識可能な地物の種類を特定することができる。

また、種類特定部６４１は、図５の一点鎖点で囲んだ３つの地物の中から最も認識されやすい１つの地物を特定することができる。図５に示す例では、形状に特徴があって発光する信号機Ｍ４が特定しやすい地物といえる。そこで、種類特定部６４１は、図６に示すように、最も認識されやすい信号機Ｍ４を認識対象とする地物として特定することができる。その他、種類特定部６４１は、条件判断部６３により判断された各走行条件の組み合わせから統合的に認識対象とする地物の種類を特定するようにしてもよい。よって、地物認識部６５は、認識対象の数が低減されることにより、処理負荷を更に低減することができる。

領域特定部６４２は、条件判断部６３により判断される各走行条件に基づいて、地図情報５１において、認識対象とする地物が存在する範囲として領域Ｑ（図２等参照）を特定する。領域特定部６４２は、例えば、車両Ｐの進行方向における道路周辺に領域Ｑを特定する。

領域特定部６４２は、例えば、条件判断部６３により走行状態が、速度が所定の閾値より低い低速走行時と判断される場合、図７に示すように、車両Ｐの進行方向の道路周辺を領域Ｑ１として特定する。図７に示す例において、領域Ｑ１は、車両Ｐの位置Ｌ０からの距離がＬ１からＬ２までの領域である。例えば、地物認識部６５が、距離がＬ３以上離れた地物を認識可能であっても、低速走行時においては地物を認識する時間が十分に確保できるため、領域特定部６４２は、領域Ｑ１の車両Ｐからの距離の上限を比較的近いＬ２とすることができる（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）。Ｌ１〜Ｌ３の位置にそれぞれ道路標識Ｍ１、非常電話Ｍ２、道路標識Ｍ３が存在する場合、図７に示す瞬間において、道路標識Ｍ３は、領域Ｑ１から除外される。このように、地物認識部６５は、領域Ｑ１が効率的に特定され、認識対象の数が低減されることにより、処理負荷を低減することができる。

一方、走行状態が、速度が所定の閾値より高い高速走行時と判断される場合、領域特定部６４２は、図８に示すように、領域Ｑ１より先の距離までの、車両Ｐの進行方向の道路周辺を領域Ｑ２として特定する。図８に示す例において、領域Ｑ２は、車両Ｐからの距離がＬ１からＬ３までの領域である。地物認識部６５が、高速走行時においては地物を認識する時間が比較的短いため、領域特定部６４２は、領域Ｑ２の車両Ｐからの距離の上限をＬ２より遠いＬ３とする。図８に示す瞬間において、道路標識Ｍ３が領域Ｑ２に含まれることにより、地物認識部６５は、認識対象を認識する時間を確保することができ、認識対象を精度よく認識することができる。

また、領域特定部６４２は、条件判断部６３により周囲環境が夜間であると判断される場合、地物認識部６５が遠くの地物を認識する精度が昼間に比べて低下するため、図７に示すように、道路の延伸方向における長さが領域Ｑ２より短い領域Ｑ１を特定する。一方、条件判断部６３により周囲環境が昼間であると判断される場合、領域特定部６４２は、夜間に比べて地物認識部６５が遠くの地物を認識することができるため、図８に示すように、道路の延伸方向における長さが領域Ｑ１より長い領域Ｑ２を特定する。なお、図７及び図８において、Ｌ１は、地物認識部６５が認識可能な地物の最短距離を示す。Ｌ１は、カメラ１の視野角や、認識しようとする地物の種類等に基づいて設定されればよい。

領域特定部６４２は、図９に示すように、条件判断部６３により車両Ｐの走行経路Ｒが所定の閾値に満たない角度Ｅで直進方向Ｄに対して屈曲すると判断される場合、屈曲した先の走行経路Ｒの道路周辺を領域Ｑ３として特定する。条件判断部６３は、経路設定部６８により設定された設定経路がある場合、車両Ｐから設定経路の屈曲する点までの距離が所定の閾値以下となることに応じて、角度Ｅについて判断する。条件判断部６３は、設定経路がない場合、方向指示器が指示する方向、車両Ｐの走行車線等に基づいて、地図情報５１において車両Ｐが旋回する角度を、走行経路Ｒが屈曲する角度Ｅとして判断する。

例えば、図９に示すように、車両Ｐが本道Ｇから側道Ｈに進入する場合、分岐点近傍に存在する、本道Ｇ周辺の地物Ｍ４と、側道Ｈ周辺の地物Ｍ５とが領域Ｑ３に含まれる。このとき、地物Ｍ４及び地物Ｍ５は、共にカメラ１の視野角Ｆ内に存在し、地物認識部６５により認識されることができる。このように、領域特定部６４２は、走行経路Ｒから認識可能と見込まれる地物を含むように効率的に領域Ｑを特定することにより、認識精度を向上することができる。

領域特定部６４２は、図１０に示すように、条件判断部６３により車両Ｐの走行経路Ｒが所定の閾値以上の角度Ｅで直進方向Ｄに対して屈曲すると判断される場合、走行経路Ｒでない道路周辺を除外して、屈曲した先の走行経路Ｒの道路周辺を領域Ｑ４として特定する。或いは、領域特定部６４２は、条件判断部６３により車両Ｐが交差点において旋回する場合、交差点で交わる道路のうち、走行経路Ｒでない道路周辺を除外して領域Ｑ４を特定する。図１０に示す例において、交差点近傍に、直進方向の道路周辺の地物Ｍ４と、走行経路Ｒ周辺の地物Ｍ７とが存在する場合、交差点より先の走行経路Ｒでない道路周辺の地物Ｍ６は、領域Ｑ４から除外される。このように、地物認識部６５は、領域Ｑ４が効率的に特定され、認識対象の数が低減されることにより、処理負荷を低減することができる。

一方、図１１に示すように、車両Ｐが旋回せずに交差点を通過する場合も同様に、交差点で交わる道路のうち、走行経路Ｒでない道路周辺を除外して領域Ｑ５を特定する。このように、領域特定部６４２は、設置方向、障害物等により認識される可能性が低い地物Ｍ７を領域Ｑ５から除外することにより、地物認識部６５の処理負荷を低減することができる。

図１０及び図１１では、丁字路の交差点を例として説明したが、交差点は、十字路や、３以上の道路が直交せずに交わる交差点であってもよい。例えば、図１２に示すように、車両Ｐが三叉路において、所定の閾値に満たない角度Ｅで旋回する場合、領域特定部６４２は、走行経路Ｒでない道路周辺を除外して、走行経路Ｒの道路周辺を領域Ｑ６として特定する。三叉路近傍に、走行経路Ｒの道路周辺の地物Ｍ８と、走行経路Ｒでない道路周辺の地物Ｍ９とが存在する場合、地物Ｍ９は、領域Ｑ６から除外される。なお、領域特定部６４２は、地物Ｍ９の設置方向、大きさ等に応じて、走行経路Ｒから地物Ｍ９が認識可能と見込まれる場合、地物Ｍ９を含むように領域Ｑ６を特定するようにしてもよい。

領域特定部６４２は、図１３に示すように、車両Ｐの進行方向に十字路の交差点が存在し、車両Ｐが走行している道路が、交差点で交わる他の道路より大きい規模である場合、進行方向において交差点より先の道路周辺に領域Ｑ７を特定する。道路の規模は、道路の幅又は交通量により設定されればよい。この場合、領域特定部６４２は、車両Ｐが交差点を直進する確率が高いため、進行方向において交差点より先の道路周辺に領域Ｑ７を特定することにより、効率的に地物を認識することができ、認識精度を向上することができる。

一方、領域特定部６４２は、図１４に示すように、車両Ｐの進行方向に十字路の交差点が存在し、車両Ｐが走行している道路が、交差点で交わる他の道路より小さい規模である場合、進行方向において交差点より先の道路周辺を除外して領域Ｑ８を特定する。この場合、領域特定部６４２は、車両Ｐが交差点を旋回する確率が高いため、進行方向において交差点より先の道路周辺を除外して領域Ｑ８を特定することにより、効率的に認識対象の数が低減され、地物認識部６５の処理負荷を低減することができる。

また、領域特定部６４２は、経路設定部６８による設定経路がなく、進行方向における所定距離内に交差点が存在する場合、交差点で交わる他の道路周辺を除外して、領域Ｑを特定するようにしてもよい。領域特定部６４２は、経路設定部６８により設定された設定経路がある場合、通常通り、車両Ｐの進行方向における道路周辺に領域Ｑを特定すればよい。

相対位置算出部６６は、地物認識部６５により認識された地物の位置に対する車両Ｐの相対位置を算出する。相対位置算出部６６は、地物認識部６５により認識された地物に関連付けられた、地図情報５１における地物の位置から、地物認識部６５により認識された地物の地図情報５１における位置を特定する。更に、相対位置算出部６６は、地物認識部６５によって算出された地物の方向及び地物までの距離から、地図情報５１における車両Ｐの相対位置を算出する。

位置補正部６７は、相対位置算出部６６により算出された車両Ｐの相対位置に基づいて、車両位置推定部６１により推定された車両Ｐの現在位置を補正する。すなわち、位置補正部６７は、相対位置算出部６６により算出された車両Ｐの相対位置を、車両位置推定部６１により推定された車両Ｐの現在位置として、車両Ｐの現在位置を判定する。

ディスプレイ７は、処理部６による制御に応じて、画像や文字を表示することにより、車両Ｐの乗員に種々の情報を提示する。ディスプレイ７は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置からなる。ディスプレイ７は、処理部６による制御に応じて、地図情報５１に記録される道路、施設を含む地図を表示し、表示された地図上に、位置補正部６７により補正された車両Ｐの現在位置を表示することができる。

入力Ｉ／Ｆ８は、例えば、乗員の操作を受け付け、操作に応じた信号を処理部６に出力する。ディスプレイ７及び入力Ｉ／Ｆ８は、タッチパネルディスプレイとして一体に構成されてもよい。スピーカ９は、処理部６による制御に応じて、音声を再生することにより、車両Ｐの乗員に種々の情報を提示する。

（車両位置判定方法）
図１５のフローチャートを参照して、本実施の形態に係る車両位置判定装置の動作の一例を説明する。

ステップＳ１０１において、車両位置推定部６１は、測位装置２により測定された現在位置を、センサ群４の検出結果から算出される車両Ｐの運動量に基づいて、補正することにより、地図情報５１における車両Ｐの現在位置を推定する。

ステップＳ１０２において、条件判断部６３は、天候、時間帯、路面状態、走行場所等の周囲環境や、走行状況、走行車線等の走行状態、車両Ｐの走行経路Ｒ等を判断する。

ステップＳ１０３において、地物特定部６４は、ステップＳ１０２において判断された走行条件に基づいて、地物の種類及び地物が存在する領域Ｑのいずれを優先的に特定するかを判断する。地物特定部６４は、地物の種類を優先とする場合、ステップＳ１０４に処理を進め、領域Ｑを優先とする場合、ステップＳ１０７に処理を進める。

ステップＳ１０４において、種類特定部６４１は、条件判断部６３により判断された走行条件に基づいて、車両Ｐから認識可能と見込まれる地物の種類を、認識対象として特定する。

ステップＳ１０５において、地物特定部６４は、ステップＳ１０４において特定された種類の地物の数に基づいて、認識対象とする地物の数を絞り込むか否かを判断する。地物特定部６４は、ステップＳ１０４において特定された種類の地物の数が、車両Ｐの進行方向における所定距離内で所定の閾値を超えるとき、絞り込みを行うと判断し、閾値を超えないとき、絞り込みを行わないと判断する。地物特定部６４は、絞り込みを行う場合、ステップＳ１０６に処理を進め、絞り込みを行わない場合、ステップＳ１１０に処理を進める。

ステップＳ１０６において、領域特定部６４２は、条件判断部６３により判断される各走行条件に基づいて、認識対象とする地物が存在する範囲として領域Ｑを特定することにより、ステップＳ１０４において特定された種類の地物を更に限定し、地物の数を絞り込む。

ステップＳ１０７において、領域特定部６４２は、条件判断部６３により判断される各走行条件に基づいて、認識対象とする地物が存在する範囲として領域Ｑを特定する。

ステップＳ１０８において、地物特定部６４は、ステップＳ１０７において特定された領域内の地物の数に基づいて、認識対象とする地物の数を絞り込むか否かを判断する。地物特定部６４は、ステップＳ１０７において特定された領域内の地物の数が所定の閾値を超えるとき、絞り込みを行うと判断し、閾値を超えないとき、絞り込みを行わないと判断する。地物特定部６４は、絞り込みを行う場合、ステップＳ１０６に処理を進め、絞り込みを行わない場合、ステップＳ１１０に処理を進める。

ステップＳ１０９において、種類特定部６４１は、条件判断部６３により判断される各走行条件に基づいて、認識対象とする地物の種類を特定することにより、ステップＳ１０８において特定された領域内の地物を更に限定し、地物の数を絞り込む。

ステップＳ１１０において、地物認識部６５は、地物特定部６４により特定された地物を、カメラ１により撮影された画像から認識する。また、地物認識部６５は、カメラ１により撮影された画像に基づいて、認識した地物の車両Ｐに対する方向及び車両Ｐからの距離を算出する。

ステップＳ１１１において、相対位置算出部６６は、地物認識部６５により認識された地物の地図情報５１における位置に対する車両Ｐの相対位置を算出する。ステップＳ１１２において、位置補正部６７は、相対位置算出部６６により算出された車両Ｐの相対位置に基づいて、車両位置推定部６１により推定された車両Ｐの現在位置を補正する。

−地物の種類又は領域Ｑの判断−
図１６のフローチャートを参照して、地物の種類及び領域Ｑのいずれを優先的に特定するかを判断する方法として、地物特定部６４の処理の一例を説明する。図１６のフローチャートは、図１５のフローチャートのステップＳ１０３に対応する。

ステップＳ２１において、地物特定部６４は、条件判断部６３により判断された車両Ｐの走行場所が一般道か否かを判断する。地物特定部６４は、一般道である場合、ステップＳ２２に処理を進める。一般道でない場合、高速道路等、一般道に比べて地物の数及び種類が少ない場所を車両Ｐが走行していると考えられるため、ステップＳ２６において、地物特定部６４は、領域Ｑを優先的に特定すると判断する。

ステップＳ２２において、地物特定部６４は、条件判断部６３により判断された車両Ｐの走行場所が都市部か否かを判断する。地物特定部６４は、都市部である場合、ステップＳ２３に処理を進める。都市部でない場合、郊外等、都市部に比べて地物の数及び種類が少ない場所を車両Ｐが走行していると考えられるため、ステップＳ２６において、地物特定部６４は、領域Ｑを優先的に特定すると判断する。

ステップＳ２３において、地物特定部６４は、条件判断部６３により判断された時間帯が昼間か否かを判断する。地物特定部６４は、昼間である場合、ステップＳ２４に処理を進める。昼間でない場合、車両Ｐは夜間に走行中であり、昼間に比べて認識可能な地物の数及び種類が少ないため、ステップＳ２６において、地物特定部６４は、領域Ｑを優先的に特定すると判断する。

ステップＳ２４において、地物特定部６４は、経路設定部６８により設定された設定経路があるか否かを判断する。地物特定部６４は、設定経路がある場合、ステップＳ２６において、領域Ｑを優先的に特定すると判断し、設定経路がない場合、ステップＳ２５において、地物特定部６４は、地物の種類を優先的に特定すると判断する。

−地物の種類の特定−
図１７のフローチャートを参照して、地物の種類を特定する方法として、条件判断部６３及び種類特定部６４１の処理の一例を説明する。図１７のフローチャートは、図１５のフローチャートのステップＳ１０４及びＳ１０９にそれぞれ対応する。

ステップＳ３１において、条件判断部６３は、天候、時間帯、路面状態、走行場所の少なくともいずれか周囲環境を判断する。ステップＳ３２において、条件判断部６３は、走行状況、走行車線の少なくともいずれかを含む走行状態を判断する。ステップＳ３３において、条件判断部６３は、車両Ｐの走行経路Ｒを判断する。

ステップＳ３３において、種類特定部６４１は、ステップＳ３１〜Ｓ２２において判断された走行条件に基づいて、車両Ｐから認識可能と見込まれる地物の種類を、認識対象として特定する。

−領域Ｑの特定−
図１８のフローチャートを参照して、領域Ｑを特定する方法として、条件判断部６３及び領域特定部６４２の処理の一例を説明する。図１８のフローチャートは、図１５のフローチャートのステップＳ１０６及びＳ１０７にそれぞれ対応する。

ステップＳ４１において、条件判断部６３は、天候、時間帯、路面状態、走行場所の少なくともいずれか周囲環境を判断する。ステップＳ４２において、条件判断部６３は、走行状況、走行車線の少なくともいずれかを含む走行状態を判断する。ステップＳ４３において、条件判断部６３は、車両Ｐの走行経路Ｒを判断する。

ステップＳ４４において、領域特定部６４２は、ステップＳ４１〜Ｓ４３において判断された走行条件に基づいて、認識対象が存在する領域として、地図情報５１における領域Ｑを特定する。例えば、領域特定部６４２は、路面状態がウェット、積雪又は悪路と判断される場合、路面にペイントされた道路標示等の路面上の地物が認識されにくいため、道路の側方に領域Ｑを特定するようにしてもよい。また、領域特定部６４２は、走行車線が右車線又は左車線の場合、右側又は左側の地物が認識されやすいため、それぞれ道路の右側又は左側に領域Ｑを特定し、中央車線の場合、上方又は通行側である道路左側の地物が認識されやすいため、道路上に領域Ｑを特定するようにしてもよい。

領域特定部６４２は、ステップＳ２〜Ｓ４において判断された走行条件から統合的に領域Ｑを特定するようにしてもよい。例えば、領域特定部６４２は、周囲環境が都市部、走行状態が低速走行時、走行経路が設定され、旋回する交差点までの距離が閾値以下と判断される場合、旋回する先の道路周辺に、道路の延伸方向における長さが比較的短くなるように領域Ｑを特定する。領域特定部６４２は、周囲環境が夜間、走行状態が高速走行時と判断された場合等において、地物の認識精度に応じて、領域Ｑの上限の距離を特定するようにすればよい。

−走行経路に基づく領域Ｑの特定−
図１９のフローチャートを参照して、走行条件のうち走行経路についての判断に基づいて領域Ｑを特定する方法として、条件判断部６３及び領域特定部６４２の動作の一例を説明する。なお、図１９のフローチャートは、図１８のフローチャートのステップＳ４３〜Ｓ４４に相当する。

ステップＳ５１において、条件判断部６３は、経路設定部６８により設定された設定経路があるか否かを判断する。条件判断部６３は、設定経路がある場合、ステップＳ５２に処理を進め、設定経路がない場合、ステップＳ５４に処理を進める。

ステップＳ５２において、条件判断部６３は、車両Ｐから設定経路の屈曲する点までの距離が所定の閾値以下となることに応じて、設定経路が所定の閾値以上の角度Ｅで屈曲するか否かを判断する。条件判断部６３は、角度Ｅが閾値以上の場合、ステップＳ５３に処理を進め、角度Ｅが閾値に満たない場合、ステップＳ５５に処理を進める。

ステップＳ５４において、条件判断部６３は、車両Ｐから交差点までの距離が所定の閾値以下となることに応じて、方向指示器が指示する方向、又は車両Ｐの走行車線に基づいて、車両Ｐが交差点において旋回するか否かを判断する。条件判断部６３は、旋回すると判断する場合、ステップＳ５３に処理を進め、旋回しないと判断する場合、ステップＳ５５に処理を進める。

ステップＳ５３において、領域特定部６４２は、走行経路でない道路周辺を除外して、進行方向における走行経路の道路周辺を領域Ｑとして特定した後、図１５のフローチャートのステップＳ１１０に処理を進める。

ステップＳ５５において、領域特定部６４２は、進行方向における走行経路の道路周辺を領域Ｑとして特定した後、図１５のフローチャートのステップＳ１１０に処理を進める。

以上のように、本実施の形態に係る車両位置判定装置によれば、車両Ｐの走行条件に基づいて地物の種類及び地物が存在する領域Ｑのいずれかを優先的に特定し、特定した様々な地物を効率的に認識することにより、車両Ｐの現在位置を補正する。これにより、本実施の形態に係る車両位置判定装置は、補正の頻度が増加し、様々な走行環境において、車両Ｐの現在位置の精度を高く維持することができる。また、本実施の形態に係る車両位置判定装置は、地物の種類又は領域Ｑを特定することにより、認識対象となる地物の数を効率的に限定することができ、認識のための処理負荷を低減することができる。

また、本実施の形態に係る車両位置判定装置によれば、天候、時間帯、路面状態、走行場所等の周囲環境に基づいて、地物の種類又は領域Ｑを特定することにより、道路周辺の地物を効率的に認識することができ、精度良く車両Ｐの現在位置を補正することができる。また、本実施の形態に係る車両位置判定装置は、周囲環境に応じて、認識可能と見込まれる地物を効率的に特定することができるため、認識のための処理負荷を低減することができる。

また、本実施の形態に係る車両位置判定装置によれば、走行状況、走行車線等の走行状態に基づいて、地物の種類又は領域Ｑを特定することにより、道路周辺の地物を効率的に認識することができ、精度良く車両Ｐの現在位置を補正することができる。また、本実施の形態に係る車両位置判定装置は、走行状態に応じて、認識可能と見込まれる地物を効率的に特定することができるため、認識のための処理負荷を低減することができる。

また、本実施の形態に係る車両位置判定装置によれば、地物の種類を優先的に特定する場合において、特定した種類の地物の数が多いとき、更に領域Ｑを特定して地物の数を絞り込む。これにより、本実施の形態に係る車両位置判定装置は、認識可能と見込まれる地物を効率的に特定することができ、認識のための処理負荷を更に低減することができる。

また、本実施の形態に係る車両位置判定装置によれば、領域Ｑを優先的に特定する場合において、領域Ｑ内の地物の数が多いとき、更に地物の種類を特定して地物の数を絞り込む。これにより、本実施の形態に係る車両位置判定装置は、認識可能と見込まれる地物を効率的に特定することができ、認識のための処理負荷を更に低減することができる。

（変形例）
上述の実施の形態において、領域Ｑは、地図情報５１における領域として説明したが、領域Ｑは、カメラ１により撮影される画像における領域であってもよい。例えば、条件判断部６３により判断された天候が雨又は雪の場合、道路標示等、画像の下部に位置する地物は、雪による遮蔽や雨による反射等により認識されない可能性がある。このため、領域特定部６４２は、図２０に示すように、地物が存在する領域として、画像の上部に領域Ｑ９を特定する。

一方、条件判断部６３により判断された天候が晴れ又は曇りの場合、道路標示等の地物であっても認識可能なため、領域特定部６４２は、図２１に示すように、地物が存在する領域として、画像の全領域に領域Ｑ１０を特定すればよい。このように、領域特定部６４２は、地物を認識可能なことが見込まれる画像上の領域を領域Ｑとして特定することにより、認識対象の数が効率的に低減され、地物認識部６５の処理負荷を低減することができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明を上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上述の実施の形態において、地物特定部６４は、図１６のフローチャートのステップＳ２１〜Ｓ２４の少なくともいずれかを選択的に省略するようにしてもよい。また、地物特定部６４は、ステップＳ２４の処理について、設定経路の有無に関わらず、領域Ｑを優先的に特定すると判断するようにしてもよい。

また、上述の実施の形態において、領域特定部６４２は、撮影方向に太陽が存在する場合、カメラ１の撮影条件が逆光となり、地物の認識精度が低下するため、逆光となる領域を除外して領域Ｑを特定するようにしてもよい。

また、上述の実施の形態において、カメラ１は、特定された領域Ｑ内の地物を撮影するために、カメラ１が、処理部６による制御に応じて、撮影方向や倍率を変更するようにしてもよい。また、領域特定部６４２は、認識対象の地物の大きさが所定の閾値より大きい場合等、１つの地物を１つの領域Ｑとして特定するようにしてもよい。

上記の他、上記の各構成を相互に応用した構成等、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

Ｐ 車両
Ｑ，Ｑ１〜Ｑ１０ 領域
１ カメラ
５ 記憶装置
５１ 地図情報
６１ 車両位置推定部
６４ 地物特定部
６５ 地物認識部
６６ 相対位置算出部
６７ 位置補正部

Claims (6)

1. 道路周辺に存在する地物の位置及び種類を含む地図情報を記憶する記憶装置と、
   前記地図情報における車両の現在位置を推定する車両位置推定部と、
   前記車両の周囲の画像を撮影するカメラと、
   所定の条件に基づいて、地物の種類及び地物が存在する領域のいずれかを優先的に特定することにより、認識対象とする地物を特定する地物特定部と、
   前記地物特定部により特定された地物を前記画像から認識する地物認識部と、
   前記地物認識部により認識された地物の前記地図情報における位置に対する前記車両の相対位置を算出する相対位置算出部と、
   前記相対位置算出部により算出された相対位置に基づいて、前記車両の現在位置を補正する位置補正部と
   を備えることを特徴とする車両位置判定装置。
2. 前記地物特定部は、前記車両の周囲環境に基づいて、前記地物の種類及び前記地物が存在する領域のいずれかを優先的に特定することを特徴とする請求項１に記載の車両位置判定装置。
3. 前記地物特定部は、前記車両の走行条件に基づいて、前記地物の種類及び前記地物が存在する領域のいずれかを優先的に特定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両位置判定装置。
4. 前記地物特定部は、前記地物の種類を優先的に特定する場合において、前記地物の種類を特定し、特定した種類の地物の数が所定の閾値を超えるとき、前記地物が存在する領域を特定することにより、認識対象とする地物の数を絞り込むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両位置判定装置。
5. 前記地物特定部は、前記地物が存在する領域を優先的に特定する場合において、前記地物が存在する領域を特定し、特定した領域内の地物の数が所定の閾値を超えるとき、前記地物の種類を特定することにより、認識対象とする地物の数を絞り込むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両位置判定装置。
6. 道路周辺に存在する地物の位置及び種類を含む地図情報における車両の現在位置を推定することと、
   前記車両の周囲の画像を撮影することと、
   地物が存在する領域を所定の条件に基づいて特定することと、
   地物の種類を所定の条件に基づいて特定することと、
   所定の条件に基づいて、地物の種類及び地物が存在する領域のいずれかを優先的に特定することにより、認識対象とする地物を特定することと、
   特定された地物を前記画像から認識することと、
   認識された地物の前記地図情報における位置に対する前記車両の相対位置を算出することと、
   算出された相対位置に基づいて、前記車両の現在位置を補正することと
   を含むことを特徴とする車両位置判定方法。
   

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