JP2019203750A - 車輌位置補正装置、ナビゲーションシステム、及び、車輌位置補正プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】精度の高い位置補正を高い頻度で行うことができる車輌位置補正装置を提供する。【解決手段】車輌位置補正装置１は、車輌位置を特定する車輌位置特定部１１と、標識を撮影するための撮像装置４１から画像情報を取得する画像取得部１２と、画像取得部１２が取得した画像情報に基づいて、撮像装置４１が撮影した標識の特徴を示す特徴抽出情報を抽出する画像解析部１３と、車輌位置特定部１１が特定した車輌位置に基づいて、標識の位置情報及び特徴情報を取得する標識情報取得部１４と、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と、標識情報取得部１４が取得した特徴情報とを比較して、撮像装置４１が撮影した標識を特定する標識特定部１５と、標識特定部１５が特定した標識と撮像装置４１との位置関係と、標識情報取得部１４が取得した当該標識の位置情報と、に基づいて車輌位置の補正を行う位置補正部１６と、を備えた。【選択図】図１

Description

この発明は、車輌位置補正装置、ナビゲーションシステム、及び、車輌位置補正プログラムに関するものである。

カーナビゲーションシステムにおいて、自車輌の位置を特定する方法として、例えば、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ ）測位を用いる衛星航法により自車輌の現在地点を特定する方法が用いられている。更に、自車輌に搭載された車速、方位、加速度等のセンサを用いる自律航法と、地図情報とを組み合わせたマップマッチングにより自車輌の現在地点を補正する方法が用いられている。しかしながら、ＧＮＳＳ測位の精度は受信環境により影響を受け、自車輌の位置を特定する精度が低下してしまう。また、ＧＮＳＳ測位の精度が低下した状態において、自律航法と地図情報とを組み合わせたマップマッチングによる自車輌の現在地点の補正が実施された場合、積算誤差により更に自車輌の位置を特定する精度が低下してしまう。

この問題点を解決するために、例えば、特許文献１には、航法衛星の電波から受信手段で読み出した位置情報から測位手段で自車の現在位置を算出，測位すると同時に、画像情報入力手段で撮影した信号機等の地名を文字情報抽出手段で文字情報として抽出して、この文字情報と地図情報記憶手段に記憶されている地名等の文字情報とを比較して相関をとった結果、２つの文字情報が一致すれば、自車の現在位置はその地名の地点であると文字相関処理手段で判定し、測位して得た自車の現在位置と文字相関処理手段の判定した自車の現在位置とから誤差計算手段で算出した測位誤差に基づいて自車の現在位置を位置補正手段で補正した上、測位誤差を取り除いた自車の正確な現在位置を、測位結果に該当する地図情報を地図情報記憶手段から読み出して表示手段に表示させた地図上に表示させる車載用航法装置が開示されている。

特開平６−３０８２１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、自車輌が走行している地域及び道路により、自車輌が位置補正に利用できる情報を走行中に安定的に取得できるとは限らず、位置補正が成されるまでに長い期間を要する場合があるという問題があった。

この発明は、上述の問題点を解決するためのもので、精度の高い位置補正を高い頻度で行うことができる車輌位置補正装置を提供することを目的としている。

この発明に係る車輌位置補正装置は、車輌位置を特定する車輌位置特定部と、標識を撮影するための撮像装置から画像情報を取得する画像取得部と、画像取得部が取得した画像情報に基づいて、撮像装置が撮影した標識の特徴を示す特徴抽出情報を抽出する画像解析部と、車輌位置特定部が特定した車輌位置に基づいて、標識の位置情報及び特徴情報を取得する標識情報取得部と、画像解析部が抽出した特徴抽出情報と、標識情報取得部が取得した特徴情報とを比較して、撮像装置が撮影した標識を特定する標識特定部と、標識特定部が特定した標識と撮像装置との位置関係と、標識情報取得部が取得した当該標識の位置情報と、に基づいて車輌位置の補正を行う位置補正部と、を備えたものである。

この発明によれば、精度の高い位置補正を高い頻度で行うことができる。

図１は、実施の形態１に係る車輌位置補正装置が適用された車載用のナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。 図２Ａ、図２Ｂは実施の形態１に係る車輌位置補正装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図３は、実施の形態１に係る車輌位置補正装置の処理を説明するフローチャートである。 図４は、実施の形態２に係る車輌位置補正装置が適用された車載用のナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。 図５は、実施の形態２に係る車輌位置補正装置の処理を説明するフローチャートである。 図６は、実施の形態２の変形例に係る車輌位置補正装置の処理を説明するフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

実施の形態１．
実施の形態１に係る車輌位置補正装置１は、一例として、車載用のナビゲーションシステム３に適用されるものとして、以下説明する。

図１は、実施の形態１に係る車輌位置補正装置１が適用された車載用のナビゲーションシステム３の構成を示すブロック図である。
図１を用いて、実施の形態１に係る車輌位置補正装置１が適用された車載用のナビゲーションシステム３の構成を説明する。

ナビゲーションシステム３は、航法信号受信機３１、地図データベース３２、ナビゲーション装置２、及び、車輌位置補正装置１を備える。
航法信号受信機３１は、航法衛星から航法信号を受信する受信装置である。
地図データベース３２は、道路地図に関する情報が記された地図情報を格納する記憶装置である。

ナビゲーション装置２は、航法信号取得部２１、地図情報取得部２２、ナビゲーション部２３、出力制御部２４、表示出力部２５、及び、音声出力部２６を備える。
航法信号取得部２１は、航法信号受信機３１が受信した航法信号を取得する。
地図情報取得部２２は、地図データベース３２から地図情報を取得する。地図データベース３２は、地図情報取得部２２が地図情報を取得できればよく、自車輌に搭載されているとは限らない。例えば、地図データベース３２は、クラウド上に存在し、地図情報取得部２２がインターネット、公衆回線等の公衆ネットワーク等を介して地図データベース３２から地図情報を取得してもよい。
ナビゲーション部２３は、航法信号取得部２１が取得した航法信号と、地図情報取得部２２が取得した地図情報とに基づいて、自車輌が走行する道路における地点、すなわち、車輌位置を特定する。ナビゲーション部２３は、特定した車輌位置を示す車輌位置情報を生成する。

出力制御部２４は、ナビゲーション部２３を介して取得した地図情報に基づいて生成した地図画像と、ナビゲーション部２３が特定した車輌位置を示す画像とを重畳した案内画像を生成する。また、出力制御部２４は、地図情報と走行情報とに基づいて案内音声を生成する。
表示出力部２５は、出力制御部２４が生成した案内画像を表示する。
音声出力部２６は、出力制御部２４が生成した案内音声を出力する。

ナビゲーション部２３は、予め設定された目的地までの走行経路を決定し、決定した走行経路に基づいて経路案内情報を生成してもよい。この場合、出力制御部２４は、上述の案内画像を生成する際に、ナビゲーション部２３が生成した経路案内情報を用いてもよい。また、出力制御部２４は、上述の案内音声を生成する際に、ナビゲーション部２３が生成した経路案内情報を用いてもよい。

車輌位置補正装置１は、車輌位置特定部１１、画像取得部１２、画像解析部１３、標識情報取得部１４、標識特定部１５、及び、位置補正部１６を備える。
車輌位置特定部１１は、車輌位置を特定する。
車輌位置特定部１１は、ナビゲーション装置２から、ナビゲーション部２３が生成した車輌位置を示す走行情報を取得することで車輌位置を特定する。
この実施の形態では、車輌位置特定部１１は、走行情報をナビゲーション装置２から取得する形態を示すが、この限りではない。例えば、車輌位置特定部１１は、上述のナビゲーション装置２に備えられた航法信号取得部２１、地図情報取得部２２、及び、ナビゲーション部２３の各部と同様の機能を有し、車輌位置特定部１１が当該機能によりナビゲーション装置２と同様の方法により車輌位置を特定してもよい。
また、車輌位置特定部１１は、車輌位置の他に、車輌が走行する車輌道路、車輌が進行する車輌方向等も併せて特定するものであっても構わない。

画像取得部１２は、標識を撮影するための撮像装置４１から画像情報を取得する。
撮像装置４１は、車輌の直進方向前方を撮影し、車輌前方の標識を撮影可能な位置に、車輌前方の標識を撮影可能な方向に向けて設置されている。撮像装置４１は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の、例えば、イメージセンサを用いたカメラである。撮像装置４１が撮影した情報は、画像情報として出力される。
標識とは、道路標識、道路標示等の案内情報、警戒情報、規制情報、指示情報等を示す道路の路肩、道路上空、道路面等の道路に設置された設置物である。

画像解析部１３は、画像取得部１２が取得した画像情報に基づいて、撮像装置４１が撮影した標識の特徴を示す特徴抽出情報を抽出する。
画像解析部１３は、例えば、エッジ検出等の公知の画像解析技術により画像情報から特徴抽出情報を抽出する。

標識情報取得部１４は、車輌位置特定部１１が特定した車輌位置に基づいて、標識の位置情報及び特徴情報を取得する。以下、標識の位置情報及び特徴情報を合わせて「標識情報」という。
標識情報取得部１４は、例えば、位置情報に対応付けられて標識の特徴情報が記憶された標識データベース４２から、標識情報を取得する。標識データベース４２は、標識情報取得部１４が標識情報を取得できればよく、自車輌に搭載されているとは限らない。例えば、標識データベース４２は、クラウド上に存在し、標識情報取得部１４がインターネット、公衆回線等の公衆ネットワーク等を介して標識データベース４２から標識情報を取得してもよい。また、標識データベース４２と地図データベース３２とが同じ記憶装置に記憶されていても構わない。
標識情報取得部１４は、例えば、車輌位置特定部１１が特定した車輌位置に基づいて、車輌位置から予め決められた距離の範囲内に設置された標識の標識情報を取得する。予め決められた距離とは、例えば、３００メートルである。この場合、例えば、標識情報取得部１４は、車輌位置を中心とした半径３００メートルの円の内側に存在する標識における標識情報を取得する。予め決められた距離は、３００メートルに限定されるものではなく、例えば、自律航法の精度に基づいて自律航法により特定される車輌位置の誤差より大きい距離としてもよい。また、例えば、車輌位置特定部１１が車輌位置と併せて車輌が走行する車輌道路を特定するものあった場合、標識情報取得部１４は、車輌位置と車輌道路とに基づいて、車輌位置から予め決められた距離の範囲内、且つ、車輌道路に略平行な道路に設置された標識の標識情報を取得しても構わない。また、例えば、車輌位置特定部１１が車輌位置と併せて車輌が進行する車輌方向を特定するものあった場合、標識情報取得部１４は、車輌位置と車輌方向とに基づいて、車輌位置から車輌が進行する方向の予め決められた距離の範囲内に設置された標識の標識情報を取得しても構わない。このように構成することで、標識情報取得部１４は、取得する標識情報の量を減らしつつ、適切な標識情報を取得することができる。

標識特定部１５は、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と、標識情報取得部１４が取得した標識の特徴情報とを比較して、撮像装置４１が撮影した標識を特定する。
標識特定部１５は、例えば、パターンマッチング等の公知の画像認識技術により特徴抽出情報と標識の特徴情報とを比較して、撮像装置４１が撮影した標識を特定する。
画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報が、標識情報取得部１４が取得した複数の標識情報と同一であると標識特定部１５が特定した場合、標識特定部１５は、例えば、車輌位置特定部１１が特定した車輌位置に最も近くにある標識が撮像装置４１により撮影された標識であるとして、撮像装置４１が撮影した標識を一意に特定する。

位置補正部１６は、標識特定部１５が特定した標識と撮像装置４１との位置関係と、標識情報取得部１４が取得した当該標識の位置情報と、に基づいて車輌位置の補正を行う。
位置補正部１６は、画像情報における標識の位置及び大きさを示す情報、並びに、撮像装置４１の位置、撮影方向、及び、撮影画角等を示す情報から、公知の方法により当該標識と当該撮像装置４１との位置関係、すなわち、当該標識と当該撮影装置との間の距離を算出する。画像情報における標識の位置及び大きさを示す情報は、例えば、画像解析部１３により画像情報に基づいて標識の特徴を示す特徴抽出情報と共に抽出される。位置補正部１６は、画像解析部１３から、画像情報における標識の位置及び大きさを示す情報を取得する。また、撮像装置４１の位置、撮影方向、及び、撮影画角等を示す情報は、予め位置補正部１６が有している。

位置補正部１６は、算出した当該標識と当該撮像装置４１との位置関係と、当該標識の標識情報における位置情報と、に基づいて、車輌位置を補正する。例えば、位置補正部１６は、当該標識の標識情報における位置情報が得られる標識の位置から、当該標識と当該撮像装置４１との間の距離を、車輌が走行する方向に対応して減算することで車輌位置を特定し、車輌位置を補正する。

位置補正部１６は、補正後の車輌位置をナビゲーション装置２に出力する。
ナビゲーション装置２は、ナビゲーション部２３が補正後の車輌位置を取得し、補正後の車輌位置を現在の車輌位置として、上述の処理を行う。

図２Ａ及び図２Ｂは、実施の形態１に係る車輌位置補正装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。

実施の形態１において、車輌位置特定部１１、画像取得部１２、画像解析部１３、標識情報取得部１４、標識特定部１５、及び、位置補正部１６の各機能は、処理回路２０１により実現される。すなわち、車輌位置補正装置１は、車輌位置特定部１１、画像取得部１２、及び、標識情報取得部１４で取得した各情報に基づいて、位置補正部１６で補正した車輌位置をナビゲーション装置２に出力するための処理回路２０１を備える。
処理回路２０１は、図２Ａに示すように専用のハードウェアであっても、図２Ｂに示すようにメモリ２０５に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０６であっても良い。

処理回路２０１が専用のハードウェアである場合、処理回路２０１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。

処理回路２０１がＣＰＵ２０６の場合、車輌位置特定部１１、画像取得部１２、画像解析部１３、標識情報取得部１４、標識特定部１５、及び、位置補正部１６の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。すなわち、車輌位置特定部１１、画像取得部１２、画像解析部１３、標識情報取得部１４、標識特定部１５、及び、位置補正部１６は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）２０２、メモリ２０５等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ２０６、又はシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の処理回路により実現される。また、ＨＤＤ２０２、又はメモリ２０５等に記憶されたプログラムは、車輌位置特定部１１、画像取得部１２、画像解析部１３、標識情報取得部１４、標識特定部１５、及び、位置補正部１６における各機能、すなわち、車輌位置特定機能、画像取得機能、画像解析機能、標識情報取得機能、標識特定機能、及び、位置補正機能をコンピュータに実行させるものであるとも言える。ここで、メモリ２０５とは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、又はＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等が該当する。

なお、車輌位置特定部１１、画像取得部１２、画像解析部１３、標識情報取得部１４、標識特定部１５、及び、位置補正部１６の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしても良い。例えば、車輌位置特定部１１、及び、画像取得部１２については、専用のハードウェアとしての処理回路２０１でその機能を実現し、画像解析部１３、標識情報取得部１４、標識特定部１５、及び、位置補正部１６については、処理回路がメモリ２０５に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することができる。
また、車輌位置補正装置１は、ナビゲーション装置２、撮像装置４１、標識データベース４２等との通信を行うための、入力インタフェース装置２０３及び出力インタフェース装置２０４を有する。
なお、以上の説明では、車輌位置補正装置１のハードウェア構成について、図２Ｂに示すように、ＨＤＤ２０２を使用するものとして説明したが、ＨＤＤ２０２に代えて、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）を使用するものであっても良い。

動作について説明する。
図３は、実施の形態１に係る車輌位置補正装置１の処理を説明するフローチャートである。車輌位置補正装置１は、当該フローチャートに示した処理を繰り返し実行する。
以下、実施の形態１に係る車輌位置補正装置１の処理を、当該フローチャートを用いて説明する。

まず、車輌位置特定部１１が、上述のとおり、車輌位置を特定する（ステップＳＴ１）。
次に、画像取得部１２が、上述のとおり、標識を撮影するための撮像装置４１から画像情報を取得する（ステップＳＴ２）。
次に、画像解析部１３が、上述のとおり、画像取得部１２が取得した画像情報に基づいて、撮像装置４１が撮影した標識の特徴を示す特徴抽出情報を抽出する（ステップＳＴ３）。
次に、標識情報取得部１４が、上述のとおり、標識の位置情報及び特徴情報を取得する（ステップＳＴ４）。

次に、標識特定部１５が、上述のとおり、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と、標識情報取得部１４が取得した標識の特徴情報とを比較して、撮像装置４１が撮影した標識を特定する（ステップＳＴ５）。
次に、位置補正部１６が、上述のとおり、標識特定部１５が特定した標識と当該撮像装置４１との位置関係と、標識情報取得部１４が取得した当該標識の位置情報と、に基づいて車輌位置の補正を行う（ステップＳＴ６）。
次に、位置補正部１６が、補正後の車輌位置を出力して（ステップＳＴ７）、車輌位置補正装置１は、処理を終了し、ステップＳＴ１の処理に戻る。

なお、ステップＳＴ４の処理は、ステップＳＴ１より後、且つ、ステップＳＴ５より前に処理が実行されればよく、処理フローは、上述の限りではない。

以上のように、車輌位置補正装置１は、車輌位置を特定する車輌位置特定部１１と、標識を撮影するための撮像装置４１から画像情報を取得する画像取得部１２と、画像取得部１２が取得した画像情報に基づいて、撮像装置４１が撮影した標識の特徴を示す特徴抽出情報を抽出する画像解析部１３と、車輌位置特定部１１が特定した車輌位置に基づいて、標識の位置情報及び特徴情報を取得する標識情報取得部１４と、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と、標識情報取得部１４が取得した標識の特徴情報とを比較して、撮像装置４１が撮影した標識を特定する標識特定部１５と、標識特定部１５が特定した標識と撮像装置４１との位置関係と、標識情報取得部１４が取得した当該標識の位置情報と、に基づいて車輌位置の補正を行う位置補正部１６と、を備えた。
このように構成することで、車輌位置補正装置１は、精度の高い位置補正を高い頻度で行うことができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る車輌位置補正装置１は、一例として、車載用のナビゲーションシステム３に適用されるものとして、以下説明する。

図４は、実施の形態２に係る車輌位置補正装置１が適用された車載用のナビゲーションシステム３の構成を示すブロック図である。
図４を用いて、実施の形態２に係る車輌位置補正装置１が適用された車載用のナビゲーションシステム３の構成を説明する。
実施の形態２に係る車輌位置補正装置１の構成は、実施の形態１に係る車輌位置補正装置１の構成と比較して、標識予測部１７が追加された構成である。

標識予測部１７は、車輌位置特定部１１が特定した車輌位置と、標識情報取得部１４が取得した標識の位置情報と、に基づいて、車輌が通過する標識を予測する。
標識予測部１７は、例えば、車輌位置と標識の位置情報が示す標識の位置とが近い標識が、次に車輌が通過する標識であると予測する。車輌位置と標識の位置とが近い順に、標識情報取得部１４が取得した標識の特徴情報に高い優先度を付ける。

標識特定部１５は、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と標識情報取得部１４が取得した標識の特徴情報とを比較する際に、標識予測部１７が予測した標識の特徴情報を優先して比較する。
標識特定部１５は、標識予測部１７が標識の特徴情報に付けた優先度の高い順に、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と、標識の特徴情報とを比較する。
標識予測部１７が次に車輌が通過する標識であると予測する方法は上述の方法に限定されるものではない。例えば、標識予測部１７は、車輌位置特定部１１が車輌位置と併せて車輌が走行する車輌道路を特定するものあった場合、車輌位置と車輌道路とに基づいて、当該車輌道路に位置し、且つ、車輌位置と標識の位置情報が示す標識の位置とが近い標識が、次に車輌が通過する標識であると予測しても構わない。また、例えば、標識予測部１７は、車輌位置特定部１１が車輌位置と併せて車輌が進行する車輌方向を特定するものあった場合、車輌位置と車輌方向とに基づいて、車輌方向に略平行な道路に位置し、且つ、車輌位置と標識の位置情報が示す標識の位置とが近い標識が、次に車輌が通過する標識であると予測しても構わない。このように構成することで、標識予測部１７は、より精度の高い予測を行うことができる。
その他の、実施の形態１と同様の構成については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

なお、実施の形態２において、標識予測部１７の機能は、車輌位置特定部１１、画像取得部１２、画像解析部１３、標識情報取得部１４、標識特定部１５、及び、位置補正部１６の各機能と共に、実施の形態１において図２Ａ及び図２Ｂに一例を示したハードウェア構成における処理回路２０１により、実施の形態１と同様に実現される。

動作について説明する。
図５は、実施の形態２に係る車輌位置補正装置１の処理を説明するフローチャートである。車輌位置補正装置１は、当該フローチャートに示した処理を繰り返し実行する。
以下、実施の形態２に係る車輌位置補正装置１の処理を、当該フローチャートを用いて説明する。

まず、車輌位置特定部１１が、上述のとおり、車輌位置を特定する（ステップＳＴ１１）。
次に、画像取得部１２が、上述のとおり、標識を撮影するための撮像装置４１から画像情報を取得する（ステップＳＴ１２）。
次に、画像解析部１３が、上述のとおり、画像取得部１２が取得した画像情報に基づいて、撮像装置４１が撮影した標識の特徴を示す特徴抽出情報を抽出する（ステップＳＴ１３）。
次に、標識情報取得部１４が、上述のとおり、標識の位置情報及び特徴情報を取得する（ステップＳＴ１４）。

次に、標識予測部１７が、上述のとおり、車輌位置特定部１１が特定した車輌位置と、標識情報取得部１４が取得した標識の位置情報と、に基づいて、車輌が通過する標識を予測する（ステップＳＴ１５）。
次に、標識特定部１５が、上述のとおり、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と標識情報取得部１４が取得した標識の特徴情報とを、標識予測部１７が予測した標識の特徴情報を優先して比較し、撮像装置４１が撮影した標識を特定する（ステップＳＴ１６）。
次に、位置補正部１６が、上述のとおり、標識特定部１５が特定した標識と撮像装置４１との位置関係と、標識情報取得部１４が取得した当該標識の位置情報と、に基づいて車輌位置の補正を行う（ステップＳＴ１７）。
次に、位置補正部１６が、補正後の車輌位置を出力して（ステップＳＴ１８）、車輌位置補正装置１は、処理を終了し、ステップＳＴ１１の処理に戻る。

なお、ステップＳＴ１４の処理は、ステップＳＴ１１より後、且つ、ステップＳＴ１５より前に処理が実行されればよく、処理フローは、上述の限りではない。

次に車輌が通過する標識は、特定されている現在の車輌位置に近い標識である可能性が高い。したがって、車輌位置補正装置１が、上述の標識予測部１７を備え、標識特定部１５が、特徴抽出情報と標識の特徴情報とを比較する際に、標識予測部１７が予測した標識の特徴情報を優先して比較することで、標識特定部１５は、撮影した標識の特定をより短期間で完了することが期待できる。車輌位置補正装置１は、撮影した標識がより短期間で特定されることで、位置補正を完了するまで期間が短縮され、位置補正を完了するまで期間における車輌の移動に起因する位置補正誤差が小さくなり、より正確な位置補正を行うことができる。

実施の形態２の変形例について説明する。
実施の形態２の変形例の説明において、実施の形態２で説明した内容と重複する説明は省略する。

車輌位置から予め決められた距離の範囲内には、同じ特徴情報を有する標識が複数存在する場合がある。このような場合、標識特定部１５が、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と標識情報取得部１４が取得した標識の特徴情報とを比較して、撮像装置４１が撮影した標識を特定する際に、標識特定部１５は、撮像装置４１が撮影した標識を実際とは異なる標識と特定してしまう可能性がある。

実施の形態２の変形例に係る車輌位置補正装置１は、上述の場合においても正確な位置補正を可能にするものである。
実施の形態２の変形例に係る車輌位置補正装置１の構成は、実施の形態２に係る車輌位置補正装置１の構成と同様であるが、標識予測部１７及び位置補正部１６の機能において、実施の形態２の変形例に係る車輌位置補正装置１と、実施の形態２に係る車輌位置補正装置１とは相違する。

実施の形態２に係る車輌位置補正装置１の標識予測部１７は、単に次に車輌が通過する標識を予測するものであったのに対して、実施の形態２の変形例に係る車輌位置補正装置１の標識予測部１７は、次に車輌が通過する標識を予測するだけでなく、車輌が通過する標識の順序を予測するものである。
また、実施の形態２の変形例に係る車輌位置補正装置１の位置補正部１６は、標識予測部１７が予測した標識の順序と、標識特定部１５が特定した撮像装置４１が撮影した標識の順序とが一致した場合に、車輌位置を補正するものである。
例えば、実施の形態２の変形例に係る車輌位置補正装置１の位置補正部１６は、予め決められた回数連続して、標識特定部１５が特定した撮像装置４１が撮影した標識が、標識予測部１７が次に車輌が通過する標識であると予測した標識であった場合に、車輌位置を補正するように構成してもよい。予め決められた回数とは、例えば３回である。予め決められた回数は、３回に限定されるものではない。

標識予測部１７は、車輌位置特定部１１が特定した車輌位置と、標識情報取得部１４が取得した標識の位置情報と、に基づいて、車輌が通過する標識の順序を予測する。標識予測部１７は、例えば、車輌が通過する標識の順序を予測する際に、車輌位置から車輌位置に近い位置に設置された標識の位置の方向に向かって、順に遠ざかる位置に設置された標識を、車輌が通過する標識の順序として予測する。

標識特定部１５は、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と標識情報取得部１４が取得した標識の特徴情報とを比較する際に、標識予測部１７が予測した標識の順序に基づいて、標識予測部１７が予測した標識の特徴情報を優先して比較する。標識特定部１５は、標識特定部１５が特定した撮像装置４１が撮影した標識が、標識予測部１７が次に車輌が通過する標識であると予測した標識であった回数をカウントするカウンタを有する。標識特定部１５は、標識特定部１５が特定した撮像装置４１が撮影した標識が、標識予測部１７が次に車輌が通過する標識であると予測した標識であった場合、カウンタの値を１増加させる。標識特定部１５は、標識特定部１５が特定した撮像装置４１が撮影した標識が、標識予測部１７が次に車輌が通過する標識であると予測した標識でなかった場合、カウンタの値をリセットする。

位置補正部１６は、標識特定部１５からカウンタの値を取得する。位置補正部１６は、標識特定部１５から取得したカウンタの値が予め決められた値以上となった場合、標識予測部１７が予測した標識の順序と、標識特定部１５が特定した撮像装置４１が撮影した標識の順序とが一致したとして、車輌位置を補正する。位置補正部１６が、標識予測部１７が予測した標識の順序と、標識特定部１５が特定した撮像装置４１が撮影した標識の順序とが一致したとする予め決められたカウンタの値は、例えば、３である。予め決められたカウンタの値は、３に限定されるものではない。
すなわち、予め決められたカウンタの値が３である場合、位置補正部１６は、標識特定部１５が、３回連続して、標識特定部１５が特定した撮像装置４１が撮影した標識が、標識予測部１７が次に車輌が通過する標識であると予測した標識であった場合に、車輌位置を補正する。

標識特定部１５は、最後にカウンタの値を１増加させてからの経過時間を測定するタイマを有し、タイマの値が予め決められた時間を経過したことを示した場合、カウンタ及びタイマをリセットしても構わない。標識特定部１５が、カウンタの値をリセットするまでの予め決められた時間は、例えば、１分間である。予め決められた時間は、１分間に限定されるものではない。標識特定部１５がこのようなタイマを有することで、位置補正部１６は、予め決められた時間内に、予め決められた回数連続して、標識特定部１５が特定した撮像装置４１が撮影した標識が、標識予測部１７が次に車輌が通過する標識であると予測した標識であった場合に、車輌位置を補正できる。したがって、車輌位置補正装置１は、より精度の高い車輌位置の位置補正が可能となる。

標識予測部１７が標識の順序を予測する方法は、上述の方法に限定されるものでない。例えば、標識予測部１７は、車輌位置特定部１１が車輌位置と併せて車輌が走行する車輌道路を特定するものあった場合、車輌位置と車輌道路とに基づいて、当該車輌道路に位置し、且つ、車輌位置と標識の位置情報が示す標識の位置とが近い標識から順に遠ざかる位置に設置された標識を、車輌が通過する標識の順序として予測しても構わない。また、例えば、標識予測部１７は、車輌位置特定部１１が車輌位置と併せて車輌が進行する車輌方向を特定するものあった場合、車輌位置と車輌方向とに基づいて、車輌方向に略平行な道路に位置し、且つ、車輌位置と標識の位置情報が示す標識の位置とが近い標識から順に遠ざかる位置に設置された標識を、車輌が通過する標識の順序として予測しても構わない。このように構成することで、標識予測部１７は、より高い精度で車輌が通過する標識の順序を予測することができる。

動作について説明する。
図６は、実施の形態２の変形例に係る車輌位置補正装置１の処理を説明するフローチャートである。車輌位置補正装置１は、当該フローチャートに示した処理を繰り返し実行する。
以下、実施の形態２の変形例に係る車輌位置補正装置１の処理を、当該フローチャートを用いて説明する。

まず、車輌位置特定部１１が、上述のとおり、車輌位置を特定する（ステップＳＴ２１）。
次に、画像取得部１２が、上述のとおり、標識を撮影するための撮像装置４１から画像情報を取得する（ステップＳＴ２２）。
次に、画像解析部１３が、上述のとおり、画像取得部１２が取得した画像情報に基づいて、撮像装置４１が撮影した標識の特徴を示す特徴抽出情報を抽出する（ステップＳＴ２３）。
次に、標識情報取得部１４が、上述のとおり、標識の位置情報及び特徴情報を取得する（ステップＳＴ２４）。

次に、標識予測部１７が、上述のとおり、車輌位置特定部１１が特定した車輌位置と、標識情報取得部１４が取得した標識の位置情報と、に基づいて、車輌が通過する標識の順序を予測する（ステップＳＴ２５）。
次に、標識特定部１５が、上述のとおり、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と標識情報取得部１４が取得した標識の特徴情報とを、標識予測部１７が予測した標識の特徴情報を優先して比較し、撮像装置４１が撮影した標識を特定する（ステップＳＴ２６）。

次に、標識特定部１５が、上述のとおり、標識特定部１５が特定した撮像装置４１が撮影した標識が、標識予測部１７が次に車輌が通過する標識であると予測した標識であったか否かを判定する（ステップＳＴ２７）。
標識特定部１５が特定した撮像装置４１が撮影した標識が、標識予測部１７が次に車輌が通過する標識であると予測した標識でなかった場合（ステップＳＴ２７：ＮＯ）、カウンタの値をリセットして（ステップＳＴ３３）、車輌位置補正装置１は、処理を終了し、ステップＳＴ２１の処理に戻る。
標識特定部１５が特定した撮像装置４１が撮影した標識が、標識予測部１７が次に車輌が通過する標識であると予測した標識であった場合（ステップＳＴ２７：ＹＥＳ）、カウンタの値を１増加させる（ステップＳＴ２８）。

次に、位置補正部１６が、上述のとおり、標識特定部１５からカウンタの値を取得する（ステップＳＴ２９）。
次に、位置補正部１６が、上述のとおり、標識特定部１５から取得した標識特定部１５から取得したカウンタの値が予め決められた値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ３０）。
標識特定部１５から取得した標識特定部１５から取得したカウンタの値が予め決められた値以上でない場合（ステップＳＴ３０：ＮＯ）、車輌位置補正装置１は、処理を終了し、ステップＳＴ２１の処理に戻る。
標識特定部１５から取得した標識特定部１５から取得したカウンタの値が予め決められた値以上である場合（ステップＳＴ３０：ＹＥＳ）、位置補正部１６は、車輌位置を補正する（ステップＳＴ３１）。
次に、位置補正部１６が、補正後の車輌位置を出力して（ステップＳＴ３２）、車輌位置補正装置１は、処理を終了し、ステップＳＴ２１の処理に戻る。

なお、ステップＳＴ２４の処理は、ステップＳＴ２１より後、且つ、ステップＳＴ２５より前に処理が実行されればよく、処理フローは、上述の限りではない。

以上のように構成することで、車輌位置補正装置１は、車輌位置から予め決められた距離の範囲内に、同じ特徴情報を有する標識が複数存在した場合であっても、正確な位置補正を行うことができる。

なお、これまで説明した実施の形態２及び実施の形態２の変形例に係る車輌位置補正装置１は、図５及び図６に示したフローチャートの処理を繰り返し継続して実行するものであったが、次のように車輌位置補正装置１を構成してもよい。
例えば、車輌位置補正装置１は、車輌位置特定部１１が特定した車輌位置と、標識予測部１７が予測した標識の位置情報とに基づいて、車輌が、標識予測部１７が予測した標識に対して予め定められた距離より遠い場合、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と標識情報取得部１４が取得した標識の特徴情報との比較を中断する。その後、車輌位置補正装置１は、車輌が、標識予測部１７が予測した標識に対して予め定められた距離より接近した場合に、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と標識情報取得部１４が取得した標識の特徴情報との比較を開始する。ここで、予め定められた距離は、例えば、５０メートルである。予め定められた距離は、５０メートルに限定されるものではない。また、車輌が、標識予測部１７が予測した標識に対して予め定められた距離より遠い場合、画像取得部１２が撮像装置４１からの画像情報の取得を中断してもよい。また、車輌が、標識予測部１７が予測した標識に対して予め定められた距離より遠い場合、画像解析部１３が特徴抽出情報の抽出を中断してもよい。
このように構成することで、車輌の近くに標識が存在しないにもかかわらず、車輌位置補正装置１における各構成が動作することにより生ずる無駄な電力消費を抑えることができる。

また、これまで説明した実施の形態２に係る車輌位置補正装置１は、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と標識予測部１７が予測した標識の特徴情報を比較し、撮像装置４１が撮影した標識が、標識予測部１７が予測した標識と異なる標識であった場合、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と標識予測部１７が予測した次に優先度の高い標識の特徴情報を比較するものであったが、次のように車輌位置補正装置１を構成してもよい。
例えば、車輌位置補正装置１は、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と標識予測部１７が予測した標識の特徴情報を比較し、撮像装置４１が撮影した標識が、標識予測部１７が予測した標識と異なる標識であった場合、撮像装置４１が撮影した標識の特徴抽出情報と、撮像装置４１が撮影した標識の位置情報とをインターネット、公衆回線等の公衆ネットワーク等を介して標識データサーバに送信する。更に、標識データサーバは、受信した撮像装置４１が撮影した標識の特徴抽出情報と、撮像装置４１が撮影した標識の位置情報とを統計的に解析し、実在する標識である確度が高いと判断した標識の特徴抽出情報と位置情報とを新たに標識情報として標識データベース４２に登録する。
このように構成することで、位置補正に使用可能な標識情報を充実させることができる。

なお、これまでに説明した実施の形態において、複数の標識が同一の位置情報を有する場合、すなわち、同じ位置に複数の標識が設置されている場合、当該複数の標識におけるそれぞれの特徴情報は、当該複数の標識における互いの相対位置を示す相対位置情報を有していてもよい。標識の特徴情報が相対位置情報を有する場合、標識特定部１５は、画像解析部１３が抽出した特徴抽出情報と標識情報取得部１４が取得した標識の特徴情報とを比較する際に、相対位置情報に基づいて比較し、撮像装置４１が撮影した標識を特定する。例えば、標識特定部１５は、相対位置情報により同じ位置に設置された標識同士の相対位置と、それぞれの標識の特徴情報とから、同じ位置に設置された複数の標識を1つの標識とみなして、撮像装置４１が撮影した標識を特定する。
このように構成することで、より複雑な特徴情報に基づいて撮像装置４１が撮影した標識を特定することができるため、更に精度の高い位置補正を高い頻度で行うことができる。

また、車輌位置補正装置１は、撮像装置４１が撮影した画像情報から、画像解析部１３が同じ位置に設置された複数の標識に関する特徴抽出情報を抽出した場合、次のように車輌位置補正装置１を構成してもよい。車輌位置補正装置１は、撮像装置４１が撮影した同じ位置に設置された複数の標識の相対位置情報を含む特徴抽出情報と、撮像装置４１が撮影した同じ位置に設置された複数の標識の位置情報とをインターネット、公衆回線等の公衆ネットワーク等を介して標識データサーバに送信する。更に、標識データサーバは、受信した撮像装置４１が撮影した複数の標識の特徴抽出情報と、撮像装置４１が撮影した複数の標識の位置情報とを統計的に解析し、新たに標識情報として標識データベース４２に登録する。
このように構成することで、位置補正に使用可能な標識情報を充実させることができる。

なお、この発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略ができる。

１ 車輌位置補正装置、２ ナビゲーション装置、３ ナビゲーションシステム、１１ 車輌位置特定部、１２ 画像取得部、１３ 画像解析部、１４ 標識情報取得部、１５ 標識特定部、１６ 位置補正部、１７ 標識予測部、２１ 航法信号取得部、２２ 地図情報取得部、２３ ナビゲーション部、２４ 出力制御部、２５ 表示出力部、２６ 音声出力部、３１ 航法信号受信機、３２ 地図データベース、４１ 撮像装置、４２ 標識データベース、２０１ 処理回路、２０２ ＨＤＤ、２０３ 入力インタフェース装置、２０４ 出力インタフェース装置、２０５ メモリ、２０６ ＣＰＵ。

Claims (7)

1. 車輌位置を特定する車輌位置特定部と、
   標識を撮影するための撮像装置から画像情報を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部が取得した前記画像情報に基づいて、前記撮像装置が撮影した標識の特徴を示す特徴抽出情報を抽出する画像解析部と、
   前記車輌位置特定部が特定した前記車輌位置に基づいて、標識の位置情報及び特徴情報を取得する標識情報取得部と、
   前記画像解析部が抽出した前記特徴抽出情報と、前記標識情報取得部が取得した前記特徴情報とを比較して、前記撮像装置が撮影した標識を特定する標識特定部と、
   前記標識特定部が特定した標識と前記撮像装置との位置関係と、前記標識情報取得部が取得した当該標識の前記位置情報と、に基づいて前記車輌位置の補正を行う位置補正部と、
   を備えたことを特徴とする車輌位置補正装置。
2. 前記車輌位置特定部が特定した前記車輌位置と、前記標識情報取得部が取得した標識の前記位置情報と、に基づいて、車輌が通過する標識を予測する標識予測部を備え、
   前記標識特定部は、前記画像解析部が抽出した前記特徴抽出情報と前記標識情報取得部が取得した前記特徴情報とを比較する際に、前記標識予測部が予測した標識の前記特徴情報を優先して比較すること
   を特徴とする請求項1記載の車輌位置補正装置。
3. 前記標識予測部は、前記車輌が通過する標識の順序を予測し、
   前記位置補正部は、前記標識予測部が予測した標識の前記順序と、前記標識特定部が特定した前記撮像装置が撮影した標識の順序とが一致した場合に、前記車輌位置を補正すること
   を特徴とする請求項２記載の車輌位置補正装置。
4. 前記標識特定部は、前記車輌位置特定部が特定した前記車輌位置と、前記標識予測部が予測した標識の前記位置情報とに基づいて、前記車輌が、前記標識予測部が予測した標識に対して予め定められた距離より接近した場合に、前記画像解析部が抽出した前記特徴抽出情報と前記標識情報取得部が取得した前記特徴情報との比較を開始すること
   を特徴とする請求項２記載の車輌位置補正装置。
5. 同一の前記位置情報を有する複数の標識の前記特徴情報は、前記複数の標識における互いの相対位置を示す相対位置情報を有し、
   前記標識特定部は、前記画像解析部が抽出した前記特徴抽出情報と前記標識情報取得部が取得した前記特徴情報とを比較する際に、前記相対位置情報に基づいて比較すること
   を特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の車輌位置補正装置。
6. 請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の車輌位置補正装置を備えたナビゲーションシステム。
7. コンピュータに、
   車輌位置を特定する車輌位置特定機能と、
   標識を撮影するための撮像装置から画像情報を取得する画像取得機能と、
   前記画像取得機能により取得された前記画像情報に基づいて、前記撮像装置が撮影した標識の特徴を示す特徴抽出情報を抽出する画像解析機能と、
   前記車輌位置特定機能により特定された前記車輌位置に基づいて、標識の位置情報及び特徴情報を取得する標識情報取得機能と、
   前記画像解析機能により抽出された前記特徴抽出情報と、前記標識情報取得機能により取得された前記特徴情報とを比較して、前記撮像装置が撮影した標識を特定する標識特定機能と、
   前記標識特定機能により特定された標識と前記撮像装置との位置関係と、前記標識情報取得機能により取得された当該標識の前記位置情報と、に基づいて前記車輌位置の補正を行う位置補正機能と、
   を実現させるための車輌位置補正プログラム。

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