JP2018060456A - 車両用制限速度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の制限速度の誤検出を排除してより信頼性のある制限速度の検出が可能となる車両用制限速度検出装置を提供する。【解決手段】車両用制限速度検出装置１は、車両前方を撮影するように構成されたカメラ２と、カメラ２により撮影された画像から車両の走行時の制限速度Ｖａの情報を検出するように構成された制限速度検出部８と、車両が走行する車線の車線幅Ｗを検出するように構成された車線幅検出部１０と、制限速度検出部８によって検出された制限速度Ｖａが正しいか否かを、車線幅検出部１０で検出された車線幅Ｗに基づいて検証するように構成された制限速度検証部１４と、制限速度検証部１４によって検証された制限速度Ｖａに基づく情報を報知するように構成された表示装置６と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用制限速度検出装置に係わり、特に、自車両前方に存在する制限速度の道路標識を認識し、検出された制限速度の正否を検証する車両用制限速度検出装置に関する。

従来、カメラによって車両前方を撮影し、その撮影画像に基づいて運転支援等に必要な情報を取得することが提案されている。
例えば、特許文献１には、車載カメラにより撮像された画像により道路標識等の情報を抽出し、ディスプレイ等の表示装置に表示する車載装置が開示されている。この車載装置は、ＧＰＳ等により取得した自車位置情報に対応する標識情報がカーナビゲーション用情報記憶手段に保存された道路標識情報中に存在する場合でも、撮像装置で取得した画像から該当する道路標識を抽出できた場合は、抽出した道路標識の情報を優先して表示装置に表示する。

特開２００７−１８３７６４号公報

しかしながら、上記のような車載装置では、現状ではカメラにより撮像された画像の解析精度は完全ではない。このため、例えば、道路上の看板や道路標識以外の標識を道路標識として誤認識してしまう場合があり、特に、車載装置が制限速度を表示する場合には、誤った制限速度が運転者に表示されてしまう可能性がある。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、車両の制限速度の誤検出を排除してより信頼性のある制限速度の検出が可能となる車両用制限速度検出装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の車両用制限速度検出装置は、車両前方を撮影するように構成された撮影手段と、撮影手段により撮影された画像から車両の走行時の制限速度の情報を検出するように構成された制限速度検出手段と、車両が走行する車線の車線幅を検出するように構成された車線幅検出手段と、制限速度検出手段によって検出された制限速度が正しいか否かを、車線幅検出手段で検出された車線幅に基づいて検証するように構成された検証手段と、検証手段によって検証された制限速度に基づく情報を報知するように構成された報知手段と、を備えた、ことを特徴としている。

このように構成された本発明によれば、車両用制限速度検出装置は、撮影手段により車両前方の画像を撮影し、撮影した画像から車両の走行時の制限速度の情報を検出する。一方、車線幅検出手段は、車両が走行している車線の車線幅を検出する。ここで、走行路の制限速度は車線幅や交通の状況、沿道環境等に応じて設定されており、このため、一般に、車線幅が狭い走行路では制限速度は小さく、車線幅が広い走行路では制限速度は大きく設定される。そこで、本発明では、検証手段は、検出した車線幅に基づいて画像から検出した制限速度が正しいか否かを検証する。
以上のように、本発明においては、検証手段が、検出した制限速度の正否を車線幅に基づいて検証するので、撮影手段によって撮影された画像から検出した車両の制限速度が誤検出であった場合にその情報を使用しないように排除することが可能となるので、車両の制限速度の誤検出による誤表示を防止して、より信頼性のある制限速度の検出が可能になる。

本発明において、好ましくは、車線幅に応じて設定される許容制限速度範囲を取得する制限速度範囲取得手段を更に備え、検証手段は、制限速度検出手段によって検出された制限速度が、制限速度範囲取得手段で取得された許容制限速度範囲内である場合に、制限速度が正しいと判断するように構成されている。
このように構成された本発明によれば、制限速度範囲取得手段が、車線幅に応じて設定される許容制限速度範囲を取得し、検証手段は、検出された制限速度がその許容制限速度範囲内であるかどうかによって制限速度の正否を判断する。したがって簡単な検証手法でより正確な制限速度の検出が行われる。

本発明において、好ましくは、検証手段は、検出された制限速度が、正しいと検証された直前の制限速度と異なる場合に、車線幅に基づく検証を行うように構成されている。
このように構成された本発明によれば、正しいと検証された直前の制限速度と異なる制限速度が検出された場合、検出された制限速度が誤検出である可能性が考えられる。そこで本発明では、検出された制限速度が、正しいと検証された直前の制限速度と異なる場合に、車線幅に基づく検証を行う。したがって、誤検出の可能性が比較的高い場合に検証が行われるから、検証がより効率的に行われる。

本発明において、好ましくは、車両の走行速度を検出する走行速度検出手段を更に備え、検証手段は、制限速度と走行速度との差が所定範囲内でない場合に、車線幅に基づく検証を行うように構成されている。
このように構成された本発明によれば、検出された制限速度と車両の走行速度との差が大きい場合、検出された制限速度が誤検出である可能性が考えられる。そこで本発明では、検出された制限速度と車両の走行速度との差が所定範囲以内でない場合に、車線幅に基づく検証を行うので、誤検出の可能性が比較的高い場合に検証が行われるから、検証がより効率的に行われる。

本発明において、好ましくは、報知手段は、制限速度を車両の乗員に表示する表示手段であり、検証手段が制限速度が正しくないと判断した場合には、表示手段は、表示している制限速度の情報を継続して表示するように構成されている。
このように構成された本発明によれば、検証手段による検証の結果、検出した制限速度が正しくない場合には、検出した制限速度を表示せず、表示手段が現在表示している制限速度を表示し続ける。したがって、正しくない制限速度を表示してしまうような誤表示が防止されるとともに、表示手段の頻繁な表示変更が防止され、乗員が感じる可能性のある違和感が抑制される。

本発明による車両用制限速度検出装置によれば、車両の制限速度の誤検出を排除してより信頼性のある制限速度の検出を行うことができる。

本発明の第一実施形態による車両用制限速度検出装置の構成ブロック図である。 本発明の第一実施形態による車両用制限速度検出装置の車線幅に対する許容制限速度範囲を示す図である。 本発明の第一実施形態による車両用制限速度検出装置の制限速度検出処理のフローチャートである。 本発明の第二実施形態による車両用制限速度検出装置の構成ブロック図である。 本発明の第二実施形態による車両用制限速度検出装置の制限速度検出処理のフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。なお、第二実施形態以降では、第一実施形態と同様の構成には、図面に第一実施形態と同一符号を付し、その説明を簡略化または省略する。

［第１実施形態］

本発明の第一実施形態に係る車両用制限速度検出装置について説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る車両用の制限速度検出装置１の構成ブロック図である。この図１に示すように、本実施形態による制限速度検出装置１は、車両の前方を撮影するカメラ２と、カメラ２が撮影した画像データが入力されるＥＣＵ４（Electronic Control Unit）と、ＥＣＵ４から出力された各種情報を表示する表示装置６と、を有している。

カメラ２は、制限速度検出装置１が搭載された車両の前方に向けて車両に設置され、撮影した画像データをＥＣＵ４に出力する。このカメラ２としては、例えば撮像素子としてＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサを使用したカメラが使用される。

表示装置６は、車室の前部においてドライバの視野内に設けられる。この表示装置６としては、例えば、液晶ディスプレイやヘッドアップディスプレイが用いられる。

ＥＣＵ４は、カメラ２により撮影された画像から車両が走行路を走行する際の制限速度の道路標識を認識して制限速度Ｖａの情報を検出する制限速度検出部８と、車両が走行している車線の車線幅Ｗを検出する車線幅検出部１０と、車線幅Ｗに応じて設定された許容制限速度範囲を取得する制限速度範囲取得部１２と、制限速度検出部８によって検出された制限速度Ｖａが正しいか否かを検証する制限速度検証部１４と、を有する。
ＥＣＵ４が備えるこれらの要素は、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。

制限速度検出部８は、カメラ２で撮影された画像から制限速度Ｖａの道路標識を認識するように構成されている。具体的には、例えば、制限速度Ｖａの道路標識は通常赤い円形のマーク内に制限速度Ｖａの数字が表示されているから、制限速度検出部８は、円形マーク及び内部の数字が組み合わされた画像をカメラ２で撮影された画像の中から認識するように構成されている。また、制限速度検出部８は、認識された制限速度Ｖａの道路標識から制限速度Ｖａの情報、つまり制限速度Ｖａの数字の情報を検出するように構成されている。

車線幅検出部１０は、カメラ２により撮影された画像から、車両が走行する走行路の両側にある２つの白線を認識して、これらの２つの白線の間の距離を車線幅Ｗとして検出するように構成されている。なお、例えば片側または両側に白線がない場合には、車線幅検出部１０は、白線間の距離を検出することができないため、車線幅Ｗは「未検出」であると判断される。
なお、車線幅検出部１０は、白線の他、例えばガードレールや中央分離帯、路肩等の他の情報に基づいて車線幅を検出するように構成されていてもよい。

許容制限速度範囲取得部１２は、車線幅検出部１０で検出された車線幅Ｗに応じて予め設定された、許容制限速度範囲を取得するように構成されている。
図２は、本実施形態による車両用制限速度検出装置１の車線幅Ｗに対する許容制限速度範囲を示す図である。ここで、制限速度は、車線幅や、道路の構造、交通状況、沿道環境等の条件を勘案して決定されており、一般に、車線幅が狭い場合には小さく設定され、車線幅が広い場合には大きく設定される。このように、制限速度は車線幅に対して一程度の相関性がある。そこで、本実施形態では、車線幅と制限速度との上記関連性を参考に、図２に示すように、検出された車線幅Ｗに対して許容される制限速度Ｖａの範囲がテーブルで設定されている。

なお、例えば走行路の片側に白線がない、あるいは走行路の両側に白線がない等の場合には、車線幅検出部１０が車線幅Ｗを検出できず「未検出」と判断する場合がある。このような未検出の場合には、本実施形態のテーブルでは、許容制限速度範囲は、車線幅Ｗが２．７５〜２．９９ｍまでの場合と同じ範囲に設定されている。また、検出した車線幅Ｗが２．４９ｍ以下の場合には、制限速度が設定されているような走行路ではないことが想定されることから、本実施形態のテーブルでは許容制限速度範囲が設定されていない。
以上のように、許容制限速度範囲取得部１２は、上記のように設定されたテーブルから、検出された車線幅Ｗに対応する許容制限速度範囲を取得するように構成されている。

制限速度検証部１４は、制限速度検出部８で検出された制限速度Ｖａが、許容制限速度範囲取得部１２で取得された許容制限速度範囲内であるか否かを判断することによって、検出された制限速度Ｖａが正しいか否かを検証するように構成されている。また、制限速度検証部１４は、制限速度検出部８で検出された制限速度Ｖａが、正しいと検証された直前の制限速度と異なる場合に、車線幅Ｗに基づく検証を行うように構成されている。

次に、制限速度検出装置１が行う制限速度の検出・検証処理について説明する。
図３は、本実施形態による制限速度検出装置１の制限速度検出処理のフローチャートである。この制限速度検出処理は、車両のイグニッションがオンにされ、制限速度検出装置１に電源が投入された場合に起動され、繰り返し実行される。

図３に示すように、制限速度検出処理が開始されると、カメラ２は車両前方を撮影し、撮影した画像データをＥＣＵ４に出力する（ステップＳ１）。
続いて、制限速度検出部８は、カメラ２により撮影された画像データに含まれる制限速度道路標識を認識し、制限速度Ｖａの情報を検出する。ＥＣＵ４は、制限速度Ｖａが検出されたか否かを判断し（ステップＳ２）、検出された場合には次のステップに進む。このステップＳ２で制限速度Ｖａが検出されなかったと判断した場合には、ステップＳ１に戻ってカメラ２による車両前方の撮影を行う。

ステップＳ２において制限速度Ｖａが検出された場合、ＥＣＵ４は、検出された制限速度Ｖａが、正しいと判断された直前の制限速度と異なるか否かを判断する。より具体的には、本実施形態では、ＥＣＵ４は、検出された制限速度Ｖａが表示装置６に現在表示されている制限速度Ｖｂと異なるか否かを判断する（ステップＳ３）。表示装置６に現在表示されている制限速度Ｖｂと検出された制限速度Ｖａが異なる場合、両者が同じである場合に比べて、制限速度Ｖａの検出が誤りである可能性が比較的高い。そこで本実施形態では、両者が異なる場合に、車線幅Ｗに基づく制限速度Ｖａの検証処理を行う。
一方、両者が同じである場合には、車線幅Ｗに基づく制限速度Ｖａの検証処理は行わず、ステップＳ１に戻り、カメラ２による車両前方の撮影を行う。その結果、表示装置６には、現在表示されている制限速度Ｖｂがそのまま継続して表示されることとなる。

ステップＳ３において、検出された制限速度Ｖａが表示装置６に現在表示されている制限速度Ｖｂと異なる場合、ＥＣＵ４は、ステップＳ１で撮影した画像から、車両の両側に存在する白線を認識し、２つの白線の間の距離を車線幅Ｗとして検出する（ステップＳ４）。ＥＣＵ４は、次に、検出された車線幅Ｗが２．４９ｍ以下であるか否かを判断する（ステップＳ５）。本実施形態では、車線幅Ｗが２．４９ｍ以下である場合には、許可制限速度範囲が設定されていないため、車線幅Ｗに基づく検証を行わず、表示装置６に検出された制限速度Ｖａを表示せず、また表示装置６に現在表示されている制限速度Ｖｂの表示を消す（ステップＳ１０）。

ステップＳ５において車線幅Ｗが２．４９ｍより大きい場合、許容制限速度範囲取得部１２は、予め設定されたテーブルから検出された車線幅Ｗに対応する許容制限速度範囲を取得する（ステップＳ６）。次に、制限速度検証部１４は、制限速度検出部８で検出された制限速度Ｖａと、許容制限速度範囲取得部１２で取得された許容制限速度範囲とを比較して、制限速度Ｖａが許容制限速度範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ７）。制限速度Ｖａが許容制限速度範囲内である場合には、ＥＣＵ４は、検出された制限速度Ｖａは正しいと判断し、表示装置６に制限速度Ｖａの表示信号を出力する。表示装置６は、制限速度Ｖａの表示信号を受信し、制限速度Ｖａを表示する（ステップＳ８）。その結果、表示装置６に表示される制限速度が更新・変更される。

一方、ステップＳ７において、制限速度Ｖａが許容制限速度範囲外である場合、ＥＣＵ４は、検出された制限速度Ｖａが誤検出であると判断し、表示装置６に表示信号を出力しない。その結果、表示装置６は、制限速度Ｖａを表示せず（ステップＳ９）、現在表示されている制限速度が継続して表示される。

以上のような本実施形態による制限速度検出装置１によれば、以下のような効果が得られる。
制限速度検出装置１が、制限速度検出部８と、車線幅検出部１０と、許容制限速度範囲取得部１２と、制限速度検証部１４と、を有し、制限速度検出部８が、カメラ２で撮影された画像から車両の走行時の制限速度の情報を検出し、制限速度検証部１４が、車線幅検出部１０で検出された車線幅に基づいて、検出された制限速度が正しいか否かを検証するので、カメラ２によって撮影された画像から検出した車両の制限速度が誤検出であった場合にその情報を表示装置６に表示しないようにすることができる。したがって、誤検出された制限速度の情報を排除してより信頼性のある制限速度検出を行うことができるとともに、より信頼性のある制限速度を表示装置６に表示することができる。

許容制限速度範囲取得部１２が車線幅に応じた許容制限速度範囲を取得し、制限速度検証部１０が、検出された制限速度Ｖａが許容制限速度範囲内である場合に、制限速度Ｖａが正しいと判断する。したがって、簡単な検証手法で正確な制限速度の検出を行うことができる。

制限速度検証部１４は、検出された制限速度Ｖａが、表示装置６に表示された制限速度と異なる場合に、車線幅Ｗに基づく検証を行う。つまり、制限速度検証部１４は、制限速度検証部１４で正しいと検証された直前の制限速度と異なる場合に、車線幅Ｗに基づく検証を行う。ここで、検出された制限速度Ｖａが、表示装置６に表示された制限速度と異なる場合、検出された制限速度Ｖａが誤検出であることが考えられる。本実施形態では、制限速度検証部１４は誤検出の可能性がある場合に検証を行うから、検証をより効率的に行うことができる。

制限速度検出装置１は、検出された制限速度Ｖａが正しくないと判断された場合には、表示装置６にその制限速度Ｖａを表示しない。これにより、表示装置６には、現在表示されている制限速度が継続して表示される。したがって、正しくない制限速度を表示してしまうような誤表示を防止することができるとともに、表示装置６の頻繁かつ不必要な表示変更を防止することができ、乗員が感じる可能性のある違和感や混乱を抑制することができる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る車両用制限速度検出装置について説明する。
図４は、本発明の第二実施形態に係る車両用制限速度検出装置５０の構成ブロック図を示す。図４に示すように、制限速度検出装置５０は、第一実施形態に係る車両用制限速度検出装置１が有する構成の他、車両に設けられ、車両の走行速度Ｖｃを検出するための車速センサ１６を有する。車速センサ１６は、検出した走行速度信号をＥＣＵ４に出力する。ＥＣＵ４の制限速度検証部１４は、制限速度検出部８が検出した制限速度Ｖａと、車速センサ１６が検出した走行速度Ｖｃとの差が所定範囲内にない場合に、車線幅Ｗに基づく検証を行うように構成されている。

図５は、本発明の第二実施形態に係る車両用制限速度検出装置５０の制限速度検出・検証処理のフローチャートである。この図５に示すように、制限速度検出装置５０は、まず、第一実施形態と同様に、ステップＳ２１及びＳ２２において、カメラ２で撮影した画像から制限速度Ｖａを検出し、制限速度Ｖａが検出された場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）には、その制限速度Ｖａが表示装置６に現在表示されている制限速度Ｖｂと異なるか否かを判断する（ステップＳ２３）。検出した制限速度Ｖａが表示された制限速度Ｖｂと異なる場合（ステップＳ２３においてＹＥＳ）には、制限速度検出装置５０は、検出された制限速度の検証処理を開始する。

まず、車速センサ１６が、車両の走行速度Ｖｃを検出し、ＥＣＵ４に出力する（ステップＳ２４）。制限速度検証部１４は、検出された制限速度Ｖａと車両の走行速度Ｖｃとの差が所定範囲以内かどうかを判断する（ステップＳ２５）。制限速度検証部１４は、両者の差が所定範囲以内であれば、検出された制限速度Ｖａは正しいと判断する。
ここで、本実施形態では、上記所定範囲は−２０〜２０ｋｍ／ｈ（±２０ｋｍ／ｈ）に設定されている。なお、制限速度検証部１４は、検出された制限速度Ｖａと車両の走行速度Ｖｃとの差の絶対値が所定値以下であるかどうかを判断し、両者の差の絶対値が所定値以下である場合に検出された制限速度Ｖａが正しいと判断してもよい。この場合、所定値はたとえば２０ｋｍ／ｈに設定される。

ステップＳ２５において検出された制限速度Ｖａと車両の走行速度Ｖｃとの差が所定範囲以内である場合には、ＥＣＵ４は検出された制限速度ｖａが正しいと判断し、表示装置６に制限速度Ｖａの表示信号を出力する。表示装置６は、表示している制限速度の情報を更新・変更して、検出された制限速度Ｖａを表示する（ステップＳ３０）。
一方、ステップＳ２５において、検出された制限速度Ｖａと車両の走行速度Ｖｃとの差が所定範囲外である場合には、ＥＣＵ４は、車線幅Ｗに基づく検証を行う（ステップＳ２６〜ステップＳ３２）。この車線幅Ｗに基づく検証は、第一実施形態に係る制限速度検出装置１の場合と同様の処理であるので、説明を省略する。

以上のような制限速度検出措置５０によれば、第一実施形態に係る制限速度検出装置１と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
制限速度検出装置５０が車速センサ１６を備え、検出された制限速度Ｖａと車両の走行速度Ｖｃとの差が所定範囲以内である場合には、検出された制限速度Ｖａが正しいと判断し、両者の差が所定範囲外である場合には、車線幅に基づく制限速度の検証を行う。
ここで、検出された制限速度Ｖａと走行速度Ｖｃとの差が大きい場合には、検出された制限速度Ｖａが誤検出である可能性が考えられる。そこで本実施形態では、検出された制限速度Ｖａと車両の走行速度Ｖｃとの差が所定範囲以内でない場合に車線幅に基づく検証を行う。したがって、制限速度検証部１４は、制限速度検出部７による制限速度ｖａの誤検出の可能性が比較的高い場合に車線幅Ｗに基づく検証を行うので、制限速度Ｖａの検証をより効率的に行うことができる。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、例えば、以下のような態様であってもよい。
前述の実施形態では、報知手段は、ディスプレイ等に走行路の制限速度を表示する表示手段（表示装置６）であったが、これに限らず、表示手段は制限速度以外の情報を表示するものであってもよく、例えば検出され検証された制限速度に基づいて自車両の走行速度を監視し、自車両の走行速度が制限速度を超えたときに、ディスプレイ等に制限速度を超えている旨の表示を行うものであってもよい。また、報知手段は、ディスプレイ等に状右方を表示するものに限らず、例えば警告音や音声を発する手段等、検出・検証された制限速度に基づいて乗員に報知する任意の手段を用いることができる。

前述の実施形態では、撮影手段としてカメラ２を用いたが、これに限らず、撮影手段は、例えば動画を撮影するビデオカメラであってもよい。その場合には、ビデオカメラで連続的に動画を撮影し、その画像データの中から必要な画像を抽出すればよい。

１、５０ 制限速度検出装置
２ カメラ（撮影手段）
４ ＥＣＵ
６ 表示装置（報知手段、表示手段）
８ 制限速度検出部（制限速度検出手段）
１０ 車線幅検出部（車線幅検出手段）
１２ 許容制限速度範囲取得部
１４ 制限速度検証部（検証手段）
１６ 車速センサ（走行速度検出手段）

Claims (5)

1. 車両前方を撮影するように構成された撮影手段と、
   前記撮影手段により撮影された画像から前記車両の走行時の制限速度の情報を検出するように構成された制限速度検出手段と、
   前記車両が走行する車線の車線幅を検出するように構成された車線幅検出手段と、
   前記制限速度検出手段によって検出された前記制限速度が正しいか否かを、前記車線幅検出手段で検出された前記車線幅に基づいて検証するように構成された検証手段と、
   前記検証手段によって検証された制限速度に基づく情報を報知するように構成された報知手段と、を備えた、
   ことを特徴とする車両用制限速度検出装置。
2. 車線幅に応じて設定される許容制限速度範囲を取得する制限速度範囲取得手段を更に備え、
   前記検証手段は、前記制限速度検出手段によって検出された前記制限速度が、前記制限速度範囲取得手段で取得された許容制限速度範囲内である場合に、前記制限速度が正しいと判断するように構成されている、
   請求項１に記載の車両用制限速度検出装置。
3. 前記検証手段は、検出された前記制限速度が、正しいと検証された直前の制限速度と異なる場合に、前記車線幅に基づく検証を行うように構成されている、
   請求項１または請求項２に記載の車両用制限速度検出装置。
4. 前記車両の走行速度を検出する走行速度検出手段を更に備え、
   前記検証手段は、前記制限速度と前記走行速度との差が所定範囲内でない場合に、前記車線幅に基づく検証を行うように構成されている、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用制限速度検出装置。
5. 前記報知手段は、制限速度を前記車両の乗員に表示する表示手段であり、
   前記検証手段が前記制限速度が正しくないと判断した場合には、前記表示手段は、表示している制限速度の情報を継続して表示するように構成されている、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用制限速度検出装置。

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