JP2662558B2 - 現在位置推定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、車両が走行することにより時々刻々と変化
する車両の現在位置を正確に推定することのできる現在
位置推定装置に関する。 （従来の技術） 従来、車両の走行経路を乗員に認識させ、目的の経路
を誤ることなく走行するように乗員の運転を補助する装
置が多数提案されている。 特に、高速道路では補給場所やインターチェンジの場
所を誤ると、最早引き返すことができないため多大な時
間の浪費につながる。そこで、走行経路である高速自動
車道のデータ、高速走行開始のデータおよび目的地まで
の距離データを基に、目的地付近まで車両が走行すると
乗員に目的地が近いことを報知し、行きすぎることのな
いように注意を喚起する装置が広く知られている（特開
昭56−42899号、特開昭58−132899号等）。 （発明が解決しようとする問題点） しかし、上記のごとき装置にあっても未だに充分なも
のではなく、以下のごとき問題点があった。 上記した装置は、本質的に、車両が高速運転を開始し
た地点（始点）から目的地（終点）までの距離を高速自
動車道のデータ（地図）から算出し、この算出値と前記
始点からの車両の走行距離との差により終点が接近して
いることを報知するものである。換言すれならば、車両
の現在位置を単に車両の始点と走行距離とから検知し、
その位置と終点との差に基づいた報知を行うのである。 しかし、車両搭載の走行距離計はそれほど正確なもの
ではなく、その誤差は長距離走行時には積算され、無視
できないものとなり、現在位置の算出値には大きな誤差
が含まれることになる。また、車両が補給所やサービス
エリア等に進入る等、予想していた走行経路以外を走行
すると、その予想外の走行経路までも終点に向う有効な
走行として算入するため、車両の現在位置と検知結果と
の間には大きな誤差が生じていた。 本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、車両の走行距離計の精度や補給所、サービスエリア
等の進入に左右されず、常に正確に車両の現在位置を推
定することのできる現在位置推定装置を提供することを
目的としている。 発明の構成 （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明の構成した手段は
第１図の基本的構成図に示すごとく、 道路に沿って設置された案内標識を画像データとして
読み込む案内標識読込手段C1と、 該案内標識読込手段C1によって読み込まれた案内標識
の画像データを解析して、該案内標識が現在位置にかか
わる内容を表示する案内標識であることを検出する案内
標識検出手段C2と、 該案内標識検出手段C2によって前記現在位置にかかわ
る内容を表示する案内標識を検出した場合には、該案内
標識の画像データを解析して、該案内標識に表示された
現在位置にかかわる内容を認識する案内標識内容認識手
段C3と、 車両の走行移動量を検出する移動量検出手段C4と、 前記車両の走行する走行路地図を記憶する走行路記憶
手段C5と、 前記案内標識内容認識手段C3が前記案内標識の内容を
認識したとき、前記走行路記憶手段C5の記憶する走行路
地図上に前記車両の現在位置を認識する現在位置確認手
段C6と、 該現在位置確認手段C6によって前記走行路地図上で確
認された現在位置と、該確認後に前記移動量検出手段C4
によって検出された走行移動量とに基づき、前記走行路
地図上に前記車両の推定現在位置を求める現在位置推定
手段C7と、 を備えることを特徴とする現在位置推定装置をその要
旨としている。 （作用） 本発明における案内標識読込手段C1とは、道路に沿っ
て設置される案内標識を、例えばカラーテレビカメラに
よって撮影して画像データとして例えば電子制御回路に
入力するものである。 案内標識検出手段C2とは、案内標識読込手段C1によっ
て読み込まれた案内標識の画像データを解析して、案内
標識が現在位置にかかわる内容を表示する案内標識であ
ることを検出するものである。具体的には、例えばカラ
ーテレビカメラによって撮影されて入力された画像デー
タを解析して、ROM等に記憶された案内標識のデータと
比較し、例えば高速自動車道におけるインターチェンジ
間の位置関係や距離等を示す案内標識を検出するもので
ある。現在位置を表示する案内標識として、市や県等の
行政区画の境界や高速自動車道の近辺の各インターチェ
ンジまでの距離を表示するもの等各種あるが、そのいず
れを認識するものでもよい。尚、この解析には、現在提
供される種々の画像処理、パターン認識の技術が採用さ
れる。 案内標識内容認識手段C3は、案内標識検出手段C2によ
って現在位置にかかわる内容を表示する案内標識を検出
した場合には、案内標識の画像データを解析して、案内
標識に表示された現在位置にかかわる内容を認識するも
のである。具体的には、例えばカラーテレビカメラによ
って撮影されて入力されたその案内標識の画像データを
解析して、ROM等に記憶された案内標識の内容のデータ
と比較し、案内標識に表示された例えば地名等の内容を
認識するものである。尚、この解析には、現在提供され
る種々の画像処理、パターン認識の技術が採用される。 移動量検出手段C4は、車両の走行移動量を検出するも
のである。車両には通常走行距離計が装備されているた
め、この計測値により移動量を求めるもの、あるいは速
度計の積分値として移動量を算出するもの、更には複数
の算出値の平均を取るもの等いずれでもよい。 走行路記憶手段C5とは、車両の走行する走行路地図を
記憶するものである。走行路上のどの位置に車両の現在
位置があるかを判断する基礎となるものである。 現在位置確認手段C6は、案内標識内容認識手段C3が案
内標識の内容を認識したとき、走行路記憶手段C5の記憶
する走行路地図上に車両の現在位置を確認するもので
あ。 現在位置推定手段C7は、現在位置確認手段C6によって
走行路地図上で確認された現在位置と、その確認後に移
動量検出手段C4によって検出された走行移動量とに基づ
き、走行路地図上に車両の推定現在位置を求めるもので
ある。 つまり、案内標識により明らかにされる現在位置が、
走行路上（即ち走行路地図上）のどの位置に相当するか
が確認されるが、この確認後は、移動量検出手段C4によ
って検出された走行移動量に基づいて、走行路上でどれ
ほど移動したかが判断され、前記確認された現在位置と
走行移動量とから、車両のより正確な現在位置（推定現
在位置）を求めることができる。従って、車両の現在位
置は案内標識の認識が行われる地点で現実の位置との確
認が取られ、次の案内標識の認識が行われて現在位置の
再確認が実行されるまでの期間中にあっては車両の移動
量により現在位置が推定される。 以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を
挙げて詳述する。 （実施例） 第２図は、実施例としての現在位置推定装置を内蔵し
た高速道路用の位置情報提供装置の全体構成を示すブロ
ック図である。本装置は車両に搭載されると実施例とし
ての現在位置推定装置により該車両の現在位置を推定
し、その現在位置が目的地の付近となったときその旨を
合成音声またはCRT上の表示で報知するものである。 図示のように、本装置はマイクロコンピュータを中心
とする電子制御回路10を中枢とした論理演算回路で構成
されており、周知のごとく論理演算を実行するCPU12、
後述する制御プログラムを記憶するROM14、情報の一時
的記憶を行うRAM16、および外部機器とのインターフェ
イスである入出力ポート18を備えている。入出力ポート
18に接続される機器としては、本装置を搭載する車両の
走行距離を検出する走行距離計20、高速自動車道の各イ
ンターチャンジのゲートで手渡される料金標22からその
入口地点のインターチェンジに付されているコードを解
読するカードリーダ24、および目的地点である所望のイ
ンターチェンジや分岐点等を音声やキー操作等により入
力する目的地入力装置26が電子制御回路10に情報を入力
するため設けられている。また、前記した報知を行うた
めの出力手段として、スピーカ28を駆動する音声合成器
30、CRT32を制御するCRTコントローラ34が用意されてい
る。データベース36は、磁気ディスク、磁気テープある
いはICカード等の容量の大きな記憶装置で、電子制御回
路10の外部記憶装置として使用される。その記憶内容
は、高速自動車道の各インターチェンジ間の位置関係や
距離、分岐点の位置等のいわゆる地図情報であり、電子
制御回路10との間でこの様な情報の授受を可能とするた
めのインターフェイス38を介して接続されている。更
に、電子制御回路10にはカラーテレビカメラ（以下、カ
ラーTVCという）40からのカラー映像を後述のごとく処
理し、案内標識を識別、認識する画像認識装置50が接続
され、車両の走行により変化する風景をリアルタイムで
取込むことを可能としている。 第３図および第４図が、上記カラーTVC40および画像
認識装置50の構成をより詳細に表わした説明図である。
図のようにカラーTVC40は車両のフロント左方に配置さ
れ、左前方の風景を常時撮映する。このカラーTVC40に
よって撮映されたカラー映像は一般的なコンポジットビ
デオ信号であり、まず画像認識装置50のデコーダ52によ
ってRGB方式の三原色信号に変換される。そして、この
三原色信号は以後のディジタル的な画像処理に適するデ
ィジタル信号に変換するためのアナログ−ディジタル変
換器（以下、A/Dコンバータという）54に入力され、そ
れぞれ独立にディジタル信号化される。こうしてディジ
タル化されたRGBの三信号はそれぞれ色処理回路56へ、
およびＲ信号のみが画像メモリ58へ、入力される。色処
理回路56は、高速自動車道に設置される第５図に例示す
るような案内標識GMを、その色彩上の特徴によって検出
するものである。図示するように、案内標識GMの表示は
緑（または青）味の強い下地に、白抜き文字にて場所名
および現地点との距離が示されている。そこで、色処理
回路56は、次式（１），（２）を満足する映像信号の領
域を抽出し、雑多な映像信号の中から案内標識GMのみを
的確に検出する。 3G＞4R…（１） Ｇ＞Ｂ…（２） 位置検出回路60は、上記の処理により案内標識GMが存
在する位置が映像信号全体に対して一定値以上の大きさ
（面積）で検出されたとき、映像信号中に占めるその位
置を判断して前記画像メモリ58に出力する。こうして、
前記画像メモリ58には、RGR方式の映像信号およびその
中に占める案内標識GMの位置情報が与えられることにな
り、この位置情報に従った箇所のRGB方式の映像信号が
記憶される。２値化回路62は、画像メモリ58に記憶され
た信号を更に明暗に基づいた二値化信号に変換して案内
標識GMに描き出されている文字情報を判断し易くなる様
に処理して、次段の認識部64へ出力する。認識部64に
は、参照メモリ66が接続されており、ここに地名や数字
の文字情報を解析するために必要な基礎データが予め用
意されている。従って、上記のごとくして伝送されて来
た二値化情報を参照メモリの記憶情報と照らし合わせる
ことで認識部64は案内標識GMに描かれている文字を認識
することが可能となり、その認識結果は電子制御回路10
へと送られる。 以上の様に構成される位置情報提供装置は、ROM14に
予め記憶されている制御プログラムに従って前述した各
外部機器からの情報を処理し、所定条件が満足されたと
き乗員への報知を実行する。第６図が上記ROM14に格納
されている制御プログラムのフローチャートである。 次にこのフローチャートの処理ステップに沿って位置
情報提供装置の動作について説明する。 本プログラムは車両のメイン電源がON状態とされると
処理が開始され、まず、カードリーダ24に料金標が挿入
されているかどうか判定され（ステップ100）、挿入さ
れていれば該料金標のコードを解読して、車両の走行基
点（現在位置）を設定し、記憶し（ステップ110）、次
のステップ130へと進む。挿入されていなければ、既に
上記のような基点設定、記憶処理が完了しているか否か
を判断し、設定済であれば上記同様に次のステップ130
へと進み、未だ設定がなされていなければ再び前記ステ
ップ100へと戻る（ステップ120）。 ステップ130では、目的地入力装置26に終点である目
的地の入力がなされているかどうかが判断される。そし
て、目的地が判明していなければ再度ステップ100へ戻
って上記同様の処理を繰り返し、目的地の入力がなされ
ているときには次の残り距離算出処理（ステップ140）
が実行される。これは、以上の処理で明らかとなった走
行の基点と目的地との離隔距離をデータベース36に記憶
する地図情報を利用して算出することで初期の残り距離
の算出が達成され、更に前記走行の基点からの走行距離
を走行距離計20の検出結果より算出し、前記初期の残り
距離からこの算出した走行距離を減算して走行中におけ
る残り距離の算出がなされる。換言するならば、走行基
点が明らかとなり、かつその基点からの走行距離がリア
ルタイムで判明するため、現在の車両の位置をデータベ
ースの情報を参照しつつ概算して目的地までの残り距離
を求めるのである。 更に、本実施例では上記残り距離算出処理の精度を高
めるために、続いて次段の案内標識検出処理（ステップ
150）および位置補正処理（ステップ160）が実行され
る。案内標識検出処理（ステップ150）とは、前記した
画像認識装置50による案内標識GMの認識の有無を判断す
るものであり、認識がなされていると判断されるときに
限り、次の位置補正処理（ステップ160）を選択的に実
行する。位置補正処理（ステップ160）は、前記残り距
離算出処理（ステップ140）によって算出された残り距
離の値を補正して真の残り距離を演算する処理である。
すなわち、ここでは認識装置50が認識した案内標識GMの
標示内容を解読し、データベース36の地図情報と照合し
て車両の現在位置をリアルタイムで検出する。そして、
この検出した現在位置と目的地との離隔距離を同じくデ
ータベース36の地図情報に基づき算出して、真の残り距
離の値とするのである。 上記のように、案内標識GMの認識の有無に応じて現在
位置の補正および残り距離の再計算等が行われた後に
は、その残り距離が乗員に報知を行うべき値であるか否
かの判断がなされ（ステップ170）、報知の必要でない
距離であれば前記ステップ140へ戻って再び残り距離の
算出や案内標識GMを認識したときの位置補正等が行われ
る。一方、報知の必要な距離であるとき、例えば残り距
離が10Km,5Km,2Km,500mの地点であると判断されたとき
には、音声合成器30あるいはCRTコントローラ34へその
旨の制御信号が出力され、合成音成あるいはCRT32上の
表示によって乗員に対して報知を実行する（ステップ18
0）。これら一連の処理の後にはステップ190が実行され
て残り距離が未だに存在するか、すなわち目的地に未だ
に到着していないかどうかが判断され、未だに到着して
いなければ前記ステップ140へ戻り、到着していれば前
記ステップ100の初期の状態へ戻る。 以上のように構成、動作する本実施例の装置によれ
ば、走行距離計20の計測データのみに基づいて現在位置
を判断し、残り距離を算出するのではなく、案内標識GM
を車両走行中に認識したときには地図情報と照合して正
確に現在位置を割り出し、そのデータに基づいて残り距
離を補正できる。従って、車両の現在位置は案内標識GM
を検出する度に真正の値となり、次に案内標識GMを検出
するまでの区間のみが走行距離計20の計測値に基づいた
推定値（推定現在位置）となる。通常、上記の次の案内
標識GMを検出するまでの区間はそれ程長い距離とはなら
ず、この程度の走行距離であれば走行距離計20の計測値
が真実の走行距離から大きくずれることはなく、従って
車両の全走行工程にあって常に正確に現在位置を判断す
ることができる。また、このようにして判断される現在
位置に基づき目的地までの残り距離が算出されるため、
その算出値も正確な値となり、乗員に対して不適正な報
知が行われることもない。 なお、上記実施例では報知の情報として残り距離を対
象としているが、車両の平均的な走行速度を検出し、こ
の走行速度で以後も走行すると仮定したときの目的地ま
での所要時間を報知する構成としてもよい。 発明の効果 以上実施例を挙げて詳述したように、本発明の現在位
置推定装置は、案内標識を画像データとして読み込むと
ともに、この読み込まれた案内標識の画像データを解析
して、現在位置にかかわる内容を示す案内標識であるこ
とを検出した場合には、更に、その案内標識に表示され
た現在位置にかかわる内容を認識する。そして、その認
識の度に現在位置を正確に割り出し、また相隣り合う案
内標識を認識する短かい区間内にあっては車両の走行移
動量に基づいて車両の現在位置を推定することができ
る。従って、車両の走行距離計算に生じる測定誤差や、
サービスエリア等への進入といった目的地へ向けた走行
とは異なる走行によって、推定する現在位置が真実の現
在位置と大きく異なる不具合が解消される。しかも、案
内標識に基づき常に真実の現在位置をリアルタイムで検
出できるため、走行起点を別途に入力しなくとも最初の
案内標識認識時点で車両の現在位置を正確に割り出すこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の基本的構成を例示する構成ブロック
図、第２図は実施例の現在位置推定装置を利用した位置
情報提供装置の構成ブロック図、第３図および第４図は
同実施例で使用する画像認識装置の詳細な構成説明図、
第５図は案内標識の表示例を示す説明図、第６図は同実
施例の制御プログラムのフローチャート、を示す。 C1…案内標識読込手段 C2…案内標識検出手段 C3…案内標識内容認識手段 C4…移動量検出手段 C5…走行路記憶手段 C6…現在位置確認手段 C7…現在位置推定手段 10…電子制御回路 20…走行距離計 36…データベース 50…画像認識装置

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．道路に沿って設置された案内標識を画像データとし
   て読み込む案内標識読込手段と、 該案内標識読込手段によって読み込まれた案内標識の画
   像データを解析して、該案内標識が現在位置にかかわる
   内容を表示する案内標識であることを検出する案内標識
   検出手段と、 該案内標識検出手段によって前記現在位置にかかわる内
   容を表示する案内標識を検出した場合には、該案内標識
   の画像データを解析して、該案内標識に表示された現在
   位置にかかわる内容を認識する案内標識内容認識手段
   と、 車両の走行移動量を検出する移動量検出手段と、 前記車両の走行する走行路地図を記憶する走行路記憶手
   段と、 前記案内標識内容認識手段が前記案内標識の内容を認識
   したとき、前記走行路記憶手段の記憶する走行路地図上
   に前記車両の現在位置を確認する現在位置確認手段と、 該現在位置確認手段によって前記走行路地図上で確認さ
   れた現在位置と、該確認後に前記移動量検出手段によっ
   て検出された走行移動量とに基づき、前記走行路地図上
   に前記車両の推定現在位置を求める現在位置推定手段
   と、 を備えることを特徴とする現在位置推定装置。