JP2018072011A - 自車位置判定方法及び自車位置判定システム - Google Patents

Abstract

【課題】自車両の前方を走行する大型バスやトラックなどにより、道路上に設置されたカメラで自車両を認識できない場合でも、自車両の走行車線を推定することができる自車位置判定方法及び自車位置判定システムを提供する。【解決手段】自車位置判定システム１００は、複数の車線を有する道路上に設置された路上カメラと、路上カメラが道路を撮像した第１撮像画像から、各車線を走行する車両の有無に関する車線占有情報を抽出する回路と、自車両に設置された車載カメラと、車載カメラが道路を撮像した第２撮像画像から、少なくとも各車線の一部を走行する車両の有無に関する周辺車両情報を抽出し、車線占有情報と周辺車両情報とを比較し、自車両の走行車線を推定するコントローラとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、自車位置判定方法及び自車位置判定システムに関する。

従来より、道路上に設置されたカメラで車両を検出し、検出した車両が走行している車線の情報を車両に通知する技術が知られている（特許文献１）。

特開２００６−７２９２５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、大型バスやトラックなどの後ろに自車両が存在する場合、大型バスやトラックが遮蔽物となり道路上に設置されたカメラでは自車両を検出できないため、車線の情報を自車両に通知できない。これにより、自車両は走行している車線を特定できない。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、自車両の前方を走行する大型バスやトラックなどにより、道路上に設置されたカメラで自車両を認識できない場合でも、自車両の走行車線を推定することができる自車位置判定方法及び自車位置判定システムを提供することである。

本発明の一態様に係る自車位置判定方法は、道路上に設置された路上カメラが道路を撮像した第１撮像画像から、各車線を走行する車両の有無に関する車線占有情報を抽出し、自車両に設置された車載カメラが道路を撮像した第２撮像画像から、少なくとも各車線の一部を走行する車両の有無に関する周辺車両情報を抽出し、車線占有情報と周辺車両情報とを比較し、自車両の走行車線を推定する。

本発明によれば、自車両の前方を走行する大型バスやトラックなどにより、道路上に設置されたカメラで自車両を認識できない場合でも、自車両の走行車線を推定することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る自車位置判定システムの全体構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係る自車位置判定システムの概略構成図である。 図３は、路上カメラの撮像画像から抽出した情報と車載カメラの撮像画像から抽出した情報を説明する図である。 図４は、車線占有情報と周辺車両情報と自車位置情報との比較を説明する図である。 図５は、本発明の実施形態に係る自車位置判定システムの動作例を示すシーケンス図である。 図６は、本発明の実施形態の係る自車位置判定システムの全体構成図である。 図７は、本発明の実施形態の変形例１に係る自車位置判定システムの全体構成図である。 図８は、路上カメラの撮像画像から抽出した情報と車載カメラの撮像画像から抽出した情報を説明する図である。 図９は、車線占有情報と周辺車両情報と自車位置情報との比較を説明する図である。 図１０は、路上カメラの撮像画像から抽出した情報と車載カメラの撮像画像から抽出した情報を説明する図である。 図１１は、車線占有情報と周辺車両情報と自車位置情報との比較を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

図１を参照して、本実施形態に係る自車位置判定システム１００の全体構成図について説明する。図１に示すように、自車位置判定システム１００は、データセンタ１と、ネットワーク２と、自車両３と、通知装置４とを備える。また、自車両３の前方に大型バスＢ１が存在する。図１に示す道路は片側５車線であり、道路を走行する車両を見下ろす位置に通知装置４が設置されている。自車両３は、ネットワーク２を介して、データセンタ１と双方向通信を行う。通知装置４は、ネットワーク２を介して、データセンタ１から情報を取得する。ネットワーク２は、各種情報を送受信可能な通信網である。例えば、ネットワーク２は、電気通信事業者により設置された専用線、公衆交換電話網、衛星通信回線、移動体通信回線等の各種通信回線で構成される。

次に図２を参照して、データセンタ１、自車両３、及び通知装置４の構成について説明する。データセンタ１は、自車両３及び通知装置４と通信するための通信機１０と、ＩＤ生成部１１と、通知装置４に起動を要求する起動要求部１２とを備える。

ＩＤ生成部１１は、自車両３を識別するための情報であるＩＤを生成する。ＩＤ生成部１１は、自車両３から接近通知を受信した際に、ＩＤを生成する。本実施形態のＩＤには、車種、登録番号、車体色などが含まれる。

自車両３は、データセンタ１及び通知装置４と通信するための通信機３０と、ＧＰＳ受信機３１と、車載カメラ３２と、地図データベース３３と、コントローラ３４とを備える。

ＧＰＳ受信機３１は、人工衛星からの電波を受信することにより、自車両の現在位置を検出する。ＧＰＳ受信機３１は、検知した現在位置をコントローラ３４に出力する。

車載カメラ３２は、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの撮像素子を有するカメラである。車載カメラ３２は、自車両の周囲（前方、左右側方）を撮像できる位置に複数台設置される。車載カメラ３２は、所定の周期で自車両の周囲を撮像し、撮像した画像をコントローラ３４に出力する。

地図データベース３３には、道路ネットワークを表す道路ネットワークデータ、地図を描画するための地図描画データ、施設、店舗、建物、建築物などの詳細情報を表す施設情報データなどが格納されている。また、地図データベース３３には、通知装置４が設置されている場所が格納されている。

コントローラ３４は、ＧＰＳ受信機３１、車載カメラ３２、地図データベース３３から取得した情報を処理する回路であり、例えばＩＣ、ＬＳＩ等により構成される。コントローラ３４は、例えば、ＧＰＳ受信機３１から取得した現在位置と地図データベース３３に格納されている通知装置４の位置から、自車両３の前方に通知装置４が設置されているか否かを判定する。

通知装置４は、データセンタ１及び自車両３と通信するための通信機４０と、路上カメラ４１と、画像処理回路４２とを備える。

路上カメラ４１は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を有するカメラであり、通知装置４が設置されている道路を撮像する。また、路上カメラ４１は、道路の車線をすべて撮像できる画角を有する。図１に示す例では、路上カメラ４１は、５車線すべてを撮像できる。路上カメラ４１は、撮像した画像を画像処理回路４２に出力する。

画像処理回路４２は、路上カメラ４１によって撮像された画像を処理する回路であり、例えばＩＣ、ＬＳＩ等により構成される。具体的には、画像処理回路４２は、路上カメラ４１によって撮像された画像から自車両３を抽出し、自車両３の走行車線を特定する。そして、通知装置４は、画像処理回路４２によって特定された走行車線情報を自車両３に通知する。

ここで、図１に示すように、自車両３の前方に大型バスＢ１が存在するため、路上カメラ４１は、大型バスＢ１によって隠れる自車両３を撮像することができず、自車両３を認識できない。これにより、通知装置４は自車両３に走行車線情報を通知できず、自車両３は走行車線を認識できない。

そこで、本実施形態では、画像処理回路４２は、路上カメラ４１によって撮像された大型バスＢ１が写る画像（第１撮像画像）から車線占有情報と車線番号を抽出する。車線占有情報とは、道路上の車両の有無を示す情報である。図１の示すシーンでは車線Ｌ３に大型バスＢ１が存在するため、車線占有情報は図３に示すように、「００１００」と表現できる。「０」は道路上に車両が存在しないことを示し、「１」は道路上に車両が存在することを示す。通知装置４は、画像処理回路４２によって抽出された車線占有情報と車線番号を自車両３に送信する。

また、コントローラ３４は、車載カメラ３２によって撮像された大型バスＢ１が写る画像（第２撮像画像）から周辺車両情報を抽出する。周辺車両情報とは、自車両３周辺の車両の有無を示す情報である。図１の示すシーンでは自車両３の前方に大型バスＢ１が存在するため、周辺車両情報は図３に示すように、「０１０」と表現できる。なお、車載カメラ３２は、画角が限られているため自車両３の走行車線とその両隣の車線を含む３車線までしか撮像できないものとして説明する。すなわち、車載カメラ３２は、図１に示す車線Ｌ１〜Ｌ５のうち、少なくとも一部の車線を撮像するカメラである。

コントローラ３４は、通知装置４から受信した車線占有情報と、抽出した周辺車両情報とを比較する。このとき、コントローラ３４は、周辺車両情報について、自車両３周辺の車両の有無を判定し、数字の並びを反転させた後、車線占有情報と比較する。数字の並びを反転する理由は、路上カメラ４１は自車両３の前方側から自車両３を撮影するのに対し、車載カメラ３２は自車両３の前方（及び側方）を走行する車両の後部（及び側面）を撮影するため、車両占有情報の数字の並びと周辺車両情報の数字の並びは逆になるからである。図４に示すように、コントローラ３４は、車線占有情報の数字の並びと、周辺車両情報の数字の並びを比較する。比較の結果、コントローラ３４は、自車両３前方の大型バスＢ１の走行車線は、車線Ｌ３であると推定する。そして、図４に示すように大型バスＢ１と自車両３との位置関係から、コントローラ３４は、自車両３の走行車線は車線Ｌ３であると推定する。

次に、図５のシーケンス図を参照して、データセンタ１、自車両３、及び通知装置４の一動作例を説明する。

ステップＳ１０１において、コントローラ３４は、通知装置４が自車両３の前方に設置されているか否かを判定する。具体的には、コントローラ３４は、ＧＰＳ受信機３１から取得した現在位置と地図データベース３３に格納されている通知装置４の位置から、自車両３の前方に通知装置４が設置されているか否かを判定する。通知装置４が設置されている場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進む。一方、通知装置４が設置されていない場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、処理は待機する。

ステップＳ１０２について、コントローラ３４は、自車両３が通知装置４に接近していることを示す信号をデータセンタ１に送信する。

ステップＳ１０３において、ＩＤ生成部１１は、自車両３の車種、登録番号、車体色などが含まれるＩＤを生成し、生成したＩＤを自車両３に送信する。

ステップＳ１０４において、起動要求部１２は、起動信号を通知装置４に送信し、起動を要求する。

ステップＳ１０５において、コントローラ３４は、自車両３が通知装置４の手前まで接近したか否かを判定する。自車両３が通知装置４の手前まで接近した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、処理はステップＳ１０６に進む。一方、自車両３が通知装置４の手前まで接近していない場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、処理は待機する。

ステップＳ１０６において、コントローラ３４は、データセンタ１から受信したＩＤを通知装置４に送信する。

ステップＳ１０７において、通知装置４は、自車両３を認識する。具体的には、まず路上カメラ４１が道路を撮像し、撮像された画像から画像処理回路４２は自車両３を抽出する。画像処理回路４２は、抽出した自車両３と、自車両３から受信したＩＤとを比較し、車種、登録番号、車体色などが一致していれば画像の車両は自車両３であると認識する。図１に示すように、画像処理回路４２が、大型バスＢ１によって隠れる自車両３を認識できない場合（ステップＳ１０７でＮｏ）、画像処理回路４２は、路上カメラ４１によって撮像された大型バスＢ１が写る画像から車線占有情報と車線番号を抽出する。

ステップＳ１０８において、通知装置４は、画像処理回路４２によって抽出された車線占有情報と車線番号を自車両３に送信する。

一方、図６に示すように、自車両３の前方に大型バスＢ１が存在せず、路上カメラ４１が自車両３を撮像できる場合、画像処理回路４２は自車両３を認識できる。画像処理回路４２が自車両３を認識した場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、処理はステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１０９において、コントローラ３４は、車載カメラ３２によって撮像された大型バスＢ１が写る画像から周辺車両情報を抽出する。

ステップＳ１１０において、コントローラ３４は、通知装置４から受信した車線占有情報と、抽出した周辺車両情報とを比較する。

ステップＳ１１１において、コントローラ３４は、ステップＳ１１０の比較結果から自車両３の走行車線を推定する。

ステップＳ１１２において、画像処理回路４２は、路上カメラ４１によって撮像された画像から自車両３の走行車線を特定する。

ステップＳ１１３において、通知装置４は、画像処理回路４２によって特定された走行車線情報を自車両３に通知する。

ステップＳ１１４において、コントローラ３４は、通知装置４から受信した走行車線情報から自車両３の走行車線を認識する。図６に示す例では、コントローラ３４は、自車両３の走行車線が車線Ｌ３であると認識する。

次に、図７を参照して、本実施形態の変形例１について説明する。変形例１では、図７に示すように、自車両３の前方に複数の大型バスＢ１，Ｂ３〜Ｂ５が存在し、自車両３の左側方に大型バスＢ２が存在する。換言すれば、自車両３の左側方に存在する大型バスＢ２は、自車両３の前方に存在する大型バスＢ１，Ｂ３〜５と比較して、通知装置４から離れている。

図７に示すシーンでは図１に示すシーンと同様に、路上カメラ４１は、大型バスＢ１によって隠れる自車両３を撮像することができない。そこで、画像処理回路４２は、車線占有情報と車線番号を抽出する。図７の示すシーンでは車線占有情報は、図８に示すように「１１１１１」と表現できる。次に、コントローラ３４は、周辺車両情報を抽出する。図７の示すシーンでは周辺車両情報は、図８に示すように「１１１」と表現できる。そして、コントローラ３４は、車線占有情報と、周辺車両情報とを比較する。ここで、図９に示すように、比較には３パターンがある。図７に示すシーンではパターン２が正しいため、パターン１とパターン３を排除し、パターン２を選択する必要がある。

そこで、変形例１では、画像処理回路４２は、路上カメラ４１によって撮像された大型バスＢ１〜Ｂ５が写る画像から、通知装置４から大型バスＢ１〜Ｂ５までの距離をそれぞれ算出する。そして、通知装置４から走行前後方向に第１所定距離離れた場所に存在する車両を「１」、通知装置４から走行前後方向に第２所定距離（第１所定距離＜第２所定距離）離れた場所に存在する車両を「２」とすると、車線占有情報は図１０に示すように「１２１１１」と表現できる。

また、コントローラ３４は、車載カメラ３２によって撮像された大型バスＢ２〜Ｂ４が写る画像から、自車両３から大型バスＢ２〜４までの距離をそれぞれ算出する。そして、自車両３から走行前後方向に第３所定距離離れた場所に存在する車両を「１」、自車両３から走行前後方向に第４所定距離（第４所定距離＜第３所定距離）離れた場所に存在する車両を「２」とすると、周辺車両情報は図１０に示すように「２１１」と表現できる。このように、通知装置４から距離及び自車両３から距離を用いることにより比較パターンを絞り込むことができる。

そしてコントローラ３４は、図１１に示すように、車線占有情報と周辺車両情報とを比較する。このとき、コントローラ３４は、周辺車両情報について、自車両３周辺の車両の有無を判定し、数字の並びを反転させた後、車線占有情報と比較する。数字の並びを反転する理由は、路上カメラ４１は自車両３の前方側から自車両３を撮影するのに対し、車載カメラ３２は自車両３の前方（及び側方）を走行する車両の後部（及び側面）を撮影するため、車両占有情報の数字の並びと周辺車両情報の数字の並びは逆になるからである。比較の結果、コントローラ３４は、自車両３前方の大型バスＢ３の走行車線は、車線Ｌ３であると推定する。そして、図１１に示すように大型バスＢ３と自車両３との位置関係から、コントローラ３４は、自車両３の走行車線は車線Ｌ３であると推定する。

以上説明したように、本実施形態に係る自車位置判定システム１００によれば、以下の作用効果が得られる。

路上カメラ４１が、大型バスＢ１によって隠れる自車両３を撮像することができない場合、画像処理回路４２は、路上カメラ４１によって撮像された大型バスＢ１が写る画像から車線占有情報と車線番号を抽出する。コントローラ３４は、車載カメラ３２によって撮像された大型バスＢ１が写る画像から周辺車両情報を抽出する。そして、コントローラ３４は、車線占有情報と周辺車両情報とを比較し、自車両３の走行車線を推定する。これにより、自車位置判定システム１００は、自車両３の前方を走行する大型バスやトラックなどにより、路上カメラ４１では自車両３を認識できない場合でも、自車両３の走行車線を推定することができる。

また、車線占有情報と周辺車両情報との比較パターンが複数ある場合には、自車位置判定システム１００は、通知装置４から各車線を走行する車両までの距離と、自車両３から少なくとも各車線の一部を走行する車両までの距離を算出し、算出した距離情報（第１距離情報及び第２距離情報）を含む車線占有情報と周辺車両情報とを比較する。このように、自車位置判定システム１００は、通知装置４から距離及び自車両３から距離を用いることにより比較パターンを絞り込むことができる。これにより、自車位置判定システム１００は、車線数が多く、かつ並走車両が多いシーンでも、自車両３の走行車線を精度よく推定することができる。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの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。

本実施形態において、通知装置４側では、路上カメラ４１が撮像した画像を画像処理回路４２が処理し、自車両３側では、車載カメラ３２が撮像した画像をコントローラ３４が処理したが、これに限定されない。例えば、通知装置４は、路上カメラ４１が撮像した画像を自車両３に送信し、コントローラ３４が、受信した画像を処理してもよい。これにより、通知装置４に設置された画像処理回路４２が不要になり、コスト低減に貢献できる。

また、データセンタ１が画像処理装置を有し、通知装置４と自車両３から受信した画像をデータセンタ１に設置された画像処理装置が処理するようにしてもよい。これにより、通知装置４の画像処理回路４２及び自車両３のコントローラ３４の一部（画像処理に関する機能）が不要になり、コスト低減に貢献できる。

なお、上述の実施形態の各機能は、１または複数の処理回路により実装され得る。処理回路は、電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含む。処理回路は、また、実施形態に記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や従来型の回路部品のような装置を含む。

１００ 自車位置判定システム
１ データセンタ
２ ネットワーク
３ 自車両
４ 通知装置
１０、３０、４０ 通信機
１１ ＩＤ生成部
１２ 起動要求部
３１ ＧＰＳ受信機
３２ 車載カメラ
３３ 地図データベース
３４ コントローラ
４１ 路上カメラ
４２ 画像処理回路

Claims (3)

1. 複数の車線を有する道路上に設置された路上カメラが前記道路を撮像した第１撮像画像から、各車線を走行する車両の有無に関する車線占有情報を抽出し、
   自車両に設置された車載カメラが前記道路を撮像した第２撮像画像から、少なくとも前記各車線の一部を走行する車両の有無に関する周辺車両情報を抽出し、
   前記車線占有情報と前記周辺車両情報とを比較し、前記自車両の走行車線を推定する
   ことを特徴とする自車位置判定方法。
2. 前記第１撮像画像から、前記路上カメラから前記各車線を走行する車両までの走行前後方向の第１距離情報を含む車線占有情報を抽出し、
   前記第２撮像画像から、前記自車両から少なくとも前記各車線の一部を走行する車両までの走行前後方向の第２距離情報を含む周辺車両情報を抽出し、
   前記第１距離情報を含む車線占有情報と前記第２距離情報を含む前記周辺車両情報とを比較し、前記自車両の走行車線を推定することを特徴とする請求項１に記載の自車位置判定方法。
3. 複数の車線を有する道路上に設置された路上カメラと、
   前記路上カメラが前記道路を撮像した第１撮像画像から、各車線を走行する車両の有無に関する車線占有情報を抽出する回路と、
   自車両に設置された車載カメラと、
   前記車載カメラが前記道路を撮像した第２撮像画像から、少なくとも前記各車線の一部を走行する車両の有無に関する周辺車両情報を抽出し、前記車線占有情報と前記周辺車両情報とを比較し、前記自車両の走行車線を推定するコントローラと、
   を備えることを特徴とする自車位置判定システム。

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