JP3953858B2 - Car navigation system - Google Patents

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JP3953858B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両を目的地まで案内する車載用ナビゲーション装置に関し、特に画像認識装置を有する車載用ナビゲーション装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車載用ナビゲーション装置は、地図データを記録したDVD(Digital Versatile Disk)等の地図データ記憶装置と、表示装置と、ジャイロ、GPS(Global Positioning System )受信機及び車速センサ等の車両の現在位置及び現在方位を検出する車両移動検出装置等を有している。そして、車両の現在位置を含む地図データを地図データ記憶装置から読み出し、該地図データに基づいて車両位置の周囲の地図画像を描画すると共に、車両位置マーク(ロケーション)を地図画像に重ね合わせて表示し、車両の移動に応じて地図画像をスクロール表示したり、地図画像を画面に固定し車両位置マークを移動させたりして、車両が現在どこを走行しているのかを一目で判るようにしている。
【0003】
また、通常、車載用ナビゲーション装置には、ユーザが所望の目的地に向けて道路を間違うことなく容易に走行できるようにした経路誘導機能が搭載されている。この経路誘導機能によれば、地図データを用いて出発地から目的地までを結ぶ最もコストが低い経路を横型探索法又はダイクストラ法等のシミュレーション計算を行って自動探索し、その探索した経路を誘導経路として記憶しておき、走行中、地図画像上に誘導経路を他の道路とは色を変えて太く描画して画面表示したり、車両が誘導経路上の進路を変更すべき交差点に一定距離内に近づいたときに、地図画像上の進路を変更すべき交差点に進路を示す矢印を描画して画面表示したりすることで、ユーザを目的地まで案内する。
【0004】
なお、コストとは、距離を基に、道路幅員、道路種別(一般道か高速道かなど)、右折及び左折等に応じた定数を乗じた値や車両の走行予測時間などであり、誘導経路としての適正の程度を数値化したものである。距離が同一の2つの経路があったとしても、ユーザが例えば有料道路を使用するか否か、距離を優先するか時間を優先するかなどを指定することによりコストは異なったものとなる。
【0005】
DVD等の地図データ記憶装置に記憶されている地図は、1/12500 、1/25000 、1/50000 及び1/100000等の縮尺レベルに応じて適当な大きさの経度幅及び緯度幅に区切られており、道路等は経度及び緯度で表現された頂点(ノード)の座標集合として記憶されている。道路は2以上のノードの連結からなり、2つのノードを連結した部分はリンクといわれる。また、地図データは、(1)道路リスト、ノードテーブル及び交差点構成ノードリスト等からなる道路レイヤ、(2)地図画面上に道路、建築物、公園及び河川等を表示するための背景レイヤ、(3)市町村名などの行政区画名、道路名、交差点名及び建築物の名前等の文字や地図記号等を表示するための文字・記号レイヤなどから構成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
車載用ナビゲーション装置では、GPS、自立航法及びマップマッチング等の技術を併用して車両の位置の検出精度を高めている。しかしながら、高速道路と一般道とが並行している場合や、一般道路の上方又は下方に高速道路がある場合は、一般道路を走行中であるにもかかわらずナビゲーション装置が高速道路を走行中と判断したり、逆に高速道路を走行中であるにもかかわらずナビゲーション装置が一般道路を走行中と判断してしまうことがある。車両が一般道路を走行中か高速道路を走行中かによりナビゲーション装置が提供する案内情報が異なるので、ナビゲーション装置が走行中の道路を誤認していると、運転者に誤った案内情報が提供される。
【0007】
以上から本発明の目的は、車両が走行中の道路種別をより正確に判断することができる車載用ナビゲーション装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の車載用ナビゲーション装置は、車両を目的地まで案内する車載用ナビゲーション装置において、地図データを記憶した地図データ記憶手段と、車両の現在位置を検出する車両位置検出手段と、車両外部の景色を撮影し、その画像を画像認識処理して、1画像毎に高速道路に固有の対象物の有無及び一般道路に固有の対象物の有無を調べる画像認識装置と、前記車両位置検出手段から車両の現在位置のデータを入力し、前記地図データ記憶手段に記憶した地図データを用いて車両運転者に案内情報を提供すると共に、前記画像認識装置の出力を参照して車両が走行中の道路の種別を判断する制御手段とを有し、前記画像認識装置は、前記高速道路に固有の対象物及び前記一般道路に固有の対象物毎に優先度を設定したデータベースを有し、前記画像認識処理で検出した対象物に前記優先度に応じたポイントを付与して、前記道路種別の判定結果の信頼性を評価することを特徴とする。
【0009】
本発明においては、車両外部の景色を撮影し、その画像を画像認識装置により画像認識処理して、高速道路に固有の対象物(例えば、サービスエリア等の標識、側壁及び路側帯白線など)の有無と、一般道路に固有の対象物(例えば、一時停止等の標識及び横断歩道など)の有無とを調べる。画像認識装置で高速道路に固有の対象物が検出され、一般道路に固有の対象物が検出されないときは、車両は高速道路を走行中ということができる。逆に、画像認識装置で一般道路に固有の対象物が検出され、高速道路に固有の対象物が検出されないときは、車両は一般道路を走行中ということができる。
【0010】
但し、1枚の画像で車両が走行している道路の種別を判断することは難しいので、複数画像分の判定結果から道路種別を判断することが好ましい。例えば、車両が一定の距離を走行する毎に車両外部の景色を撮影し、連続する複数枚分の画像から各対象物の有無を判断すればよい。
【0011】
この場合に、画像認識装置に各対象物の有効出現率を記録しておき、複数枚分の画像の判定結果から各対象物の出現率をそれぞれ計算し、その計算結果を有効出現率と比較して各対象物の有無を判定することが好ましい。これにより、対象物の検出精度が向上する。
【0012】
また、各対象物毎に優先度を設定しておき、画像認識処理で検出した対象物に優先度に応じたポイントを付与して、道路種別の判定結果の信頼性を評価することができる。例えば、高速道路の側壁や路側帯白線を検出した場合には走行中の道路が高速道路である可能性が高く、信号機や横断歩道を検出した場合には走行中の道路が一般道路である可能性が高いので、これらの対象物を検出した場合は、判定結果のデータに判定結果の信頼性が高いことを示すデータを付与しておく。これにより、制御手段では画像認識装置による判定結果を優先的に考慮して、走行中の道路の道路種別を判断する。
【0013】
本発明において、制御手段は、高速道路と一般道路とを間違える可能性があるときのみ、すなわち高速道路と一般道路とが近接したエリアを走行するときのみ、画像認識装置の出力を考慮して道路種別の判定を行うことが好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【0015】
図1は本発明の実施の形態の車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【0016】
1は地図データ等が記憶されたDVDである。3は後述するナビゲーション装置本体10を操作するための種々の操作ボタン等が設けられた操作部である。4は高速道路又は一般道路に沿って存在する特定の対象物を画像認識して道路種別を判断する画像認識装置である。画像認識装置4の詳細は後述する。
【0017】
5はGPS衛星から送られてくるGPS信号を受信して車両の現在位置の経度及び緯度を検出するGPS受信機である。
【0018】
6は自立航法センサであり、この自立航法センサ6は、車両回転角度を検出するジャイロ等の角度センサ6aと、一定の走行距離毎にパルスを発生する走行距離センサ6bとにより構成されている。7は液晶パネル等の表示装置であり、ナビゲーション装置本体10は、この表示装置7に車両の現在位置の周囲の地図を表示したり、出発地から目的地までの誘導経路や車両位置マーク及びその他の案内情報を表示する。8は音声によりユーザに案内情報を提供するためのスピーカーである。
【0019】
ナビゲーション装置本体10は以下のものから構成されている。11はDVD1からデータを読み出すDVDコントローラである。13は操作部3と接続されるインターフェース、14は画像認識装置4と接続されるインターフェース、15はGPS受信機5と接続されるインターフェース、16は自立航法センサ6に接続されるインターフェースである。
【0020】
17はDVD1から読み出した地図データ等を一時的に記憶するバッファメモリである。18はマイクロコンピュータにより構成される制御部である。制御部18は、インターフェース15,16から入力される情報を基に車両の現在位置を検出したり、DVDコントローラ11を介してDVD1から所定の地図データをバッファメモリ17に読み出したり、バッファメモリ17に読み出した地図データを用いて設定された探索条件で出発地から目的地までの誘導経路を探索するなど、種々の処理を実行する。
【0021】
19はバッファメモリ17に読み出された地図データを用いて地図画像を生成する地図描画部、20は動作状況に応じた各種メニュー画面(操作画面)や車両位置マーク及びカーソル等の各種マークを生成する操作画面・マーク発生部である。
【0022】
21は制御部18で探索した誘導経路を記憶する誘導経路記憶部、22は誘導経路を描画する誘導経路描画部である。誘導経路記憶部21には、制御部18によって探索された誘導経路の全ノードが出発地から目的地まで記憶される。誘導経路描画部22は、誘導経路記憶部21から誘導経路情報(ノード列)を読み出して、誘導経路を他の道路とは異なる色及び線幅で描画する。
【0023】
23は音声出力部であり、制御部18からの信号に基づいて音声信号をスピーカー8に供給する。
【0024】
24は画像合成部であり、地図描画部19で描画された地図画像に、操作画面・マーク発生部20で生成した各種マークや操作画面、誘導経路描画部22で描画した誘導経路などを重ね合わせて表示装置7に表示させる。
【0025】
このように構成されたナビゲーション装置において、制御部18は、GPS受信機5で受信したGPS信号と、自立航法センサ6から入力した信号とから車両の現在位置を検出する。そして、地図データを参照し、車両が道路上を走行するようにマップマッチングを行って検出位置を補正する。
【0026】
また、制御部18は、DVDコントローラ11を介してDVD1から車両の現在位置の周囲の地図データを読み出してバッファメモリ17に格納する。地図描画部19は、バッファメモリ17に読み出された地図データに基づいて地図画像を生成し、表示装置7に車両の現在位置の周囲の地図画像を表示する。そして、表示装置7に表示された地図画像に車両位置マークを重ね合わせ、車両の移動に伴って車両位置マークを移動させたり、地図画像をスクロールする。
【0027】
更に、ユーザが操作部3を操作して目的地を設定すると、制御部18は車両の現在位置を出発地とし、出発地から目的地までの最もコストが低い経路をDVD1の地図データを使用して探索する。その後、探索により得られた経路を誘導経路として誘導経路記憶部21に記憶し、地図画像に誘導経路を重ね合わせて表示させる。そして、制御部18は車両の走行に伴って適宜案内情報を出力し、車両を目的地まで誘導経路に沿って走行するように案内する。
【0028】
図2は画像認識装置4の構成を示すブロック図である。41は車両の前方の景色を撮影するカメラ(デジタルカメラ)である。このカメラ41は、例えば図3に示すように、車室内のルームミラーの裏側に取り付ける。カメラ41の取り付け場所はこの図3に示す位置に限定されるものではないが、雨や埃等により鮮明な画像の撮影が妨げられることがない場所に取り付けることが必要である。
【0029】
42は、カメラ41で撮影した画像を画像認識して高速道路又は一般道路に固有の対象物の有無を判断し、その結果を出力する画像認識処理部である。44は画像認識処理部42の出力を基に車両が走行中の道路の道路種別を判定する判定処理部である。
【0030】
43は画像情報データベースであり、この画像情報データベース43には画像認識に必要な対象物のパターン情報や、道路種別の判定に必要な有効出現率等の情報が記録されている。図4に、画像情報データベース43に記録されている対象物の情報の例を示す。本実施の形態では、高速道路に固有の対象物として、側壁、路側帯白線、非常電話、サービスエリア等の標識が設定され、一般道路に固有の対象物として一時停止等の道路標識、信号機及び横断歩道が設定されている。画像情報データベース43には、これらの対象物のパターン情報(色情報を含む)の他に、出現頻度、有効出現率、画像上の出現位置、道路属性及び優先度が記録されている。
【0031】
45は、ナビゲーション装置本体10から入力される移動距離情報を基にカメラ41を駆動するカメラ制御部である。なお、画像認識処理部42にも、カメラ制御部45を介して移動距離情報が供給される。
【0032】
以下、画像認識装置4の動作について説明する。
【0033】
まず、カメラ41を車両に取り付けたら、画像認識処理部42にカメラ41の取付け位置に関する情報、すなわち、カメラ41の地上高、車両前端からの距離、車両左右端からの距離、カメラ41の俯角及び画角等を入力する。これらの情報は、画像認識処理部42で画像を正規化処理する際に使用される。画像の正規化処理とは、カメラ41の取り付け位置が異なっても同一の画像となるように、カメラ41で撮影した画像を補正する処理である。
【0034】
なお、カメラ41の取付け位置に関する情報は、画像認識装置4をナビゲーション装置本体10に接続すると表示部7に表示される所定の画面を見ながら、操作部3を操作して入力するものとする。
【0035】
カメラ制御部45は、ナビゲーション装置本体10から入力された移動距離情報に基づき、車両が一定の距離(例えば、5〜10m)を移動する毎にカメラ41を駆動する。画像認識処理部42は、カメラ41から入力された画像を、カメラ41の取付け位置情報を用いて正規化処理する。その後、画像認識処理部42は、画像情報データベース43に記録されている情報を参照して、カメラ41で撮影した画像に、高速道路又は一般道路に固有の対象物があるか否かを調べる。例えば、側壁の有無を判定するときには、画像の左側に黒又は灰色の所定のパターンが検出されたときに側壁と判定する。また、横断歩道の有無を判定するときには、画像の下側に白色の所定のパターンが検出されたときに、横断歩道と検出する。
【0036】
画像認識処理部42は、カメラ41で撮影した1枚の画像毎に図4に示す対象物の全てについて、対象物の有無を判定する。図5に、各対象物の有無の解析結果の一例を示す。この図5に示す例では、側壁及び距離表示板がありと判定している。この判定結果は、判定処理部44に出力される。
【0037】
なお、画像認識処理部43は1枚の画像だけで対象物の有無を判定するのではなく、連続する複数枚の画像で移動距離を考慮しながら対象物を認識する。従って、例えばある時点で高速道路わきの非常電話を認識し、次の画像でも車両の移動距離に相当する分だけ離れた位置に非常電話を認識したときは、同じ非常電話として認識する。
【0038】
判定処理部44では、画像認識処理部42から入力された各対象物毎の検出有無の結果を一定の画像分(例えば、10〜100画像分)だけ蓄積する。そして、判定処理部44は、図6に示すように、各対象物毎に出現率を計算する。例えば、100枚の画像のうち99枚の画像で側壁が検出された場合、側壁の出現率は99%となる。図6に示す例では、側壁の出現率が99%、距離表示板の出現率が80%、非常電話の出現率が1%、その他の対象物の出現率は0%である。
【0039】
その後、判定処理部44では、演算により算出した各対象物の出現率と画像情報データベース43に記録されている対象物毎の有効出現率(図4参照)とを比較する。そして、演算により得られた出現率が画像データベース43に記録されている有効出現率に近い場合は、当該対象物がありと判定する。図6に示す例の場合は、図7に示すように、側壁、距離表示板及び非常電話がありと判定している。なお、判定処理部44は、演算により得られた出現率が画像データベース43に記録されている有効出現率と大きく異なる場合は誤検出とし、道路種別の判定には使用しない。
【0040】
次に、判定処理部44はこれらの画像処理の結果から、車両が走行中の道路の種別を判定する。この場合に、画像情報データベース43に記録されている対象物の優先度により、対象物毎の検出結果に重み付けをする。具体的には、優先度が高い対象物を検出した場合は検出結果を3ポイントとし、優先度が低い対象物を検出した場合は検出結果を1ポイントする。そして、高速道路に固有の対象物の合計ポイントと一般道路に固有の対象物の合計ポイントとを比較し、その差が特定値(例えば、5ポイント)よりも大きいときは、判定結果の信頼度が高いと判定する。図7に示す例では、高速道路に固有の対象物の合計ポイントが7であり、一般道路に固有の対象物の合計ポイントが0であるので、判定処理部44では車両が走行中の道路は高速道路であると判定する。また、判定結果の信頼度は高となる。判定処理部44は、これらの道路種別の判定結果及びその信頼度をナビゲーション装置本体10に出力する。
【0041】
ナビゲーション装置本体10の制御部18は、画像認識装置4から出力された道路種別の判定結果及びその信頼度を参照して、現在走行中の道路種別を決定する。
【0042】
但し、本実施の形態のナビゲーション装置においては、基本的にGPS、自立航法及びマップマッチングを併用して検出した車両位置により道路種別を判定している。制御部18は、一般道路と高速道路とが接近しているエリアを走行中の場合のみ、画像認識装置4による道路種別の判定結果を参照し、画像認識装置4による判定結果の信頼度が高のときには画像認識装置4による道路種別の判定結果を優先して道路種別を判断する。また、画像認識装置4の判定結果の信頼度が低の場合、制御部18は画像認識装置4の判定結果と、それまで車両が走行していた経路とを考慮して、道路種別を判断する。
【0043】
なお、上記実施の形態では、画像認識装置4による高速道路に固有の対象物や一般道路に固有の対象物の検出について説明したが、画像認識装置4がそれ以外の機能を有していてもよい。例えば、画像認識装置4により車間距離を検出し、車間距離が少ないときにはナビゲーション装置本体10を介して警報を出力するようにしてもよい。
【0044】
また、上記実施の形態では画像認識装置4をナビゲーション装置本体10に接続して使用する場合について説明したが、ナビゲーション装置本体に画像認識装置の機能(但し、カメラを除く)が内蔵されていてもよい。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の車載用ナビゲーション装置によれば、車両外部の景色を撮影した画像を画像認識装置により画像認識処理して、高速道路に固有の対象物の有無及び一般道路に固有の対象物の有無を調べ、その結果に応じて車両が走行している道路の道路種別を判断するので、高速道路と一般道路とが近接したエリアでも、車両が走行中の道路の道路種別をより正確に判断することができる。これにより、道路種別の誤認によって誤った案内情報が運転者に提供されることが防止され、より一層の安全性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施の形態の車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図2は、画像認識装置の構成を示すブロック図である。
【図3】図3は、カメラの取付け位置の例を示す斜視図である。
【図4】図4は、画像情報データベースに記録されている対象物の情報の例を示す図である。
【図5】図5は、画像認識処理部による各対象物の有無の解析結果の一例を示す図である。
【図6】図6は、判定処理部により算出された各対象物毎に出現率の例を示す図である。
【図7】図7は、判定処理部による各対象物毎の有無の判定結果の例を示す図である。
【符号の説明】
1…DVD、
3…操作部、
4…画像認識装置、
5…GPS受信機、
6…自立航法センサ、
7…表示装置、
10…ナビゲーション装置本体、
11…DVDコントローラ、
17…バッファメモリ、
18…制御部、
19…地図描画部、
20…操作画面・マーク発生部、
21…誘導経路記憶部、
22…誘導経路描画部、
41…カメラ、
42…画像認識処理部、
43…画像情報データベース、
44…判定処理部、
45…カメラ制御部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an in-vehicle navigation device that guides a vehicle to a destination, and more particularly to an in-vehicle navigation device having an image recognition device.
[0002]
[Prior art]
The in-vehicle navigation device is a map data storage device such as a DVD (Digital Versatile Disk) on which map data is recorded, a display device, a gyro, a GPS (Global Positioning System) receiver, a vehicle speed sensor and other current positions and It includes a vehicle movement detection device that detects the direction. Then, map data including the current position of the vehicle is read from the map data storage device, a map image around the vehicle position is drawn based on the map data, and a vehicle position mark (location) is displayed superimposed on the map image. By scrolling the map image as the vehicle moves, or fixing the map image to the screen and moving the vehicle position mark, you can see at a glance where the vehicle is currently traveling Yes.
[0003]
In general, the in-vehicle navigation device is equipped with a route guidance function that allows the user to easily travel to a desired destination without making a mistake on the road. According to this route guidance function, the lowest cost route connecting from the starting point to the destination using map data is automatically searched by performing simulation calculation such as horizontal search method or Dijkstra method, and the searched route is guided. Memorize it as a route and draw a guidance route on the map image with a different color from other roads and display it on the screen while driving, or a fixed distance to the intersection where the vehicle should change the route on the guidance route When the user approaches the inside, the user is guided to the destination by drawing an arrow indicating the route at the intersection where the route on the map image should be changed and displaying it on the screen.
[0004]
Cost is based on distance, road width, road type (general road or highway, etc.), a value multiplied by a constant according to right turn and left turn, etc., estimated travel time of vehicle, etc. The degree of appropriateness as a numerical value. Even if there are two routes having the same distance, the cost differs depending on whether the user uses a toll road or whether to give priority to distance or time.
[0005]
A map stored in a map data storage device such as a DVD is divided into longitude and latitude widths of appropriate sizes according to the scale level such as 1/12500, 1/25000, 1/50000, and 1/100000. A road or the like is stored as a coordinate set of vertices (nodes) expressed by longitude and latitude. A road is formed by connecting two or more nodes, and a portion connecting two nodes is called a link. The map data includes (1) a road layer including a road list, a node table, an intersection configuration node list, and the like. (2) a background layer for displaying roads, buildings, parks, rivers, and the like on the map screen. 3) Consists of character / symbol layers for displaying characters such as administrative division names such as municipalities, road names, intersection names, building names, and map symbols.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In-vehicle navigation devices use techniques such as GPS, self-contained navigation, map matching, and the like to improve vehicle position detection accuracy. However, if the highway and the general road are parallel, or if there is a highway above or below the general road, the navigation device is traveling on the highway even though it is traveling on the general road. In some cases, the navigation device may determine that the vehicle is traveling on a general road even though the vehicle is traveling on a highway. Since the guidance information provided by the navigation device differs depending on whether the vehicle is traveling on a general road or on a highway, if the navigation device misidentifies the traveling road, incorrect guidance information is provided to the driver. The
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle-mounted navigation device that can more accurately determine the type of road on which a vehicle is traveling.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An in-vehicle navigation device according to the present invention includes a map data storage unit that stores map data, a vehicle position detection unit that detects a current position of the vehicle, and a scenery outside the vehicle in the in-vehicle navigation device that guides the vehicle to a destination. And image recognition processing of the image, and for each image, an image recognition device that checks the presence / absence of an object specific to the expressway and the presence / absence of an object specific to a general road from the vehicle position detection means to the vehicle Current position data is input, the map data stored in the map data storage means is used to provide guidance information to the vehicle driver, and the road of the road on which the vehicle is traveling is referenced with reference to the output of the image recognition device. The image recognition apparatus has a database in which priority is set for each object unique to the expressway and each object unique to the general road. Then, a point corresponding to the priority is given to the object detected by the image recognition process, and the reliability of the determination result of the road type is evaluated.
[0009]
In the present invention, a scene outside the vehicle is photographed, and the image is subjected to image recognition processing by an image recognition device, so that objects unique to the expressway (for example, signs such as service areas, side walls, roadside white lines, etc.) The presence / absence and the presence / absence of an object specific to a general road (for example, a sign such as a stop and a crosswalk) are checked. When an object specific to the highway is detected by the image recognition device and no object specific to the general road is detected, it can be said that the vehicle is traveling on the highway. Conversely, when an object specific to a general road is detected by the image recognition apparatus and no target specific to a highway is detected, it can be said that the vehicle is traveling on the general road.
[0010]
However, since it is difficult to determine the type of road on which the vehicle is traveling with one image, it is preferable to determine the road type from the determination results for a plurality of images. For example, every time the vehicle travels a certain distance, a scene outside the vehicle is photographed, and the presence or absence of each object may be determined from a plurality of consecutive images.
[0011]
In this case, the effective appearance rate of each object is recorded in the image recognition device, the appearance rate of each object is calculated from the determination results of a plurality of images, and the calculation result is compared with the effective appearance rate. Thus, it is preferable to determine the presence or absence of each object. Thereby, the detection accuracy of a target object improves.
[0012]
In addition, it is possible to set the priority for each object, assign points according to the priority to the object detected by the image recognition process, and evaluate the reliability of the road type determination result. For example, when a highway side wall or roadside white line is detected, the road being traveled is likely to be an expressway, and when a traffic light or a pedestrian crossing is detected, the road being traveled may be a general road Therefore, when these objects are detected, data indicating that the reliability of the determination result is high is added to the determination result data. As a result, the control means preferentially considers the determination result by the image recognition apparatus and determines the road type of the running road.
[0013]
In the present invention, the control means considers the output of the image recognition device only when there is a possibility that the highway and the general road are mistaken, that is, when the highway and the general road are traveling in an adjacent area. It is preferable to determine the type.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0015]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an in-vehicle navigation device according to an embodiment of the present invention.
[0016]
Reference numeral 1 denotes a DVD in which map data and the like are stored. Reference numeral 3 denotes an operation unit provided with various operation buttons and the like for operating the navigation apparatus body 10 to be described later. Reference numeral 4 denotes an image recognition apparatus that recognizes a specific object existing along an expressway or a general road and determines a road type. Details of the image recognition device 4 will be described later.
[0017]
Reference numeral 5 denotes a GPS receiver that receives a GPS signal sent from a GPS satellite and detects the longitude and latitude of the current position of the vehicle.
[0018]
Reference numeral 6 denotes a self-contained navigation sensor, and the self-contained navigation sensor 6 includes an angle sensor 6a such as a gyro that detects a vehicle rotation angle, and a travel distance sensor 6b that generates a pulse every certain travel distance. Reference numeral 7 denotes a display device such as a liquid crystal panel. The navigation device main body 10 displays a map around the current position of the vehicle on the display device 7, a guidance route from the departure point to the destination, a vehicle position mark, and others. The guide information of is displayed. Reference numeral 8 denotes a speaker for providing guidance information to the user by voice.
[0019]
The navigation device body 10 is composed of the following. Reference numeral 11 denotes a DVD controller that reads data from the DVD 1. Reference numeral 13 denotes an interface connected to the operation unit 3, 14 denotes an interface connected to the image recognition device 4, 15 denotes an interface connected to the GPS receiver 5, and 16 denotes an interface connected to the self-contained navigation sensor 6.
[0020]
Reference numeral 17 denotes a buffer memory that temporarily stores map data read from the DVD 1. Reference numeral 18 denotes a control unit constituted by a microcomputer. The control unit 18 detects the current position of the vehicle based on information input from the interfaces 15 and 16, reads predetermined map data from the DVD 1 to the buffer memory 17 via the DVD controller 11, Various processes such as searching for a guidance route from the departure place to the destination are performed under the search conditions set using the read map data.
[0021]
19 is a map drawing unit for generating a map image using the map data read out to the buffer memory 17, and 20 is for generating various menu screens (operation screens) and various marks such as vehicle position marks and cursors according to the operation status. This is the operation screen / mark generator.
[0022]
21 is a guide route storage unit that stores the guide route searched by the control unit 18, and 22 is a guide route drawing unit that draws the guide route. In the guidance route storage unit 21, all nodes of the guidance route searched by the control unit 18 are stored from the departure point to the destination. The guide route drawing unit 22 reads the guide route information (node sequence) from the guide route storage unit 21, and draws the guide route with a color and line width different from those of other roads.
[0023]
An audio output unit 23 supplies an audio signal to the speaker 8 based on a signal from the control unit 18.
[0024]
An image composition unit 24 superimposes various marks and operation screens generated by the operation screen / mark generation unit 20 on the map image drawn by the map drawing unit 19 and the guidance route drawn by the guidance route drawing unit 22. Display on the display device 7.
[0025]
In the navigation device configured as described above, the control unit 18 detects the current position of the vehicle from the GPS signal received by the GPS receiver 5 and the signal input from the self-contained navigation sensor 6. Then, the map data is referred to, map matching is performed so that the vehicle travels on the road, and the detection position is corrected.
[0026]
Further, the control unit 18 reads map data around the current position of the vehicle from the DVD 1 via the DVD controller 11 and stores it in the buffer memory 17. The map drawing unit 19 generates a map image based on the map data read to the buffer memory 17 and displays a map image around the current position of the vehicle on the display device 7. Then, the vehicle position mark is superimposed on the map image displayed on the display device 7, and the vehicle position mark is moved along with the movement of the vehicle, or the map image is scrolled.
[0027]
Further, when the user operates the operation unit 3 to set the destination, the control unit 18 uses the current position of the vehicle as the starting point, and uses the map data on the DVD 1 for the route with the lowest cost from the starting point to the destination. To explore. Thereafter, the route obtained by the search is stored in the guide route storage unit 21 as a guide route, and the guide route is superimposed on the map image and displayed. And the control part 18 outputs guidance information suitably with a driving | running | working of a vehicle, and guides a vehicle to drive | work along a guidance route to the destination.
[0028]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the image recognition device 4. Reference numeral 41 denotes a camera (digital camera) that captures the scenery in front of the vehicle. For example, as shown in FIG. 3, the camera 41 is attached to the back side of a rearview mirror in a vehicle interior. The mounting location of the camera 41 is not limited to the position shown in FIG. 3, but it is necessary to mount the camera 41 in a location where the shooting of a clear image is not hindered by rain or dust.
[0029]
An image recognition processing unit 42 recognizes an image captured by the camera 41, determines the presence or absence of an object specific to the highway or a general road, and outputs the result. A determination processing unit 44 determines the road type of the road on which the vehicle is traveling based on the output of the image recognition processing unit 42.
[0030]
Reference numeral 43 denotes an image information database. The image information database 43 stores information such as pattern information of an object necessary for image recognition, an effective appearance rate necessary for determination of a road type, and the like. FIG. 4 shows an example of object information recorded in the image information database 43. In this embodiment, signs such as side walls, roadside white lines, emergency telephones, service areas, and the like are set as objects unique to the expressway, and road signs such as temporary stops, traffic lights, and the like are objects unique to general roads. There is a pedestrian crossing. In the image information database 43, in addition to the pattern information (including color information) of these objects, the appearance frequency, the effective appearance rate, the appearance position on the image, the road attribute, and the priority are recorded.
[0031]
Reference numeral 45 denotes a camera control unit that drives the camera 41 based on movement distance information input from the navigation apparatus body 10. The moving distance information is also supplied to the image recognition processing unit 42 via the camera control unit 45.
[0032]
Hereinafter, the operation of the image recognition device 4 will be described.
[0033]
First, when the camera 41 is attached to the vehicle, the information regarding the attachment position of the camera 41 to the image recognition processing unit 42, that is, the ground height of the camera 41, the distance from the front end of the vehicle, the distance from the left and right ends of the vehicle, the depression angle of the camera 41 and Enter the angle of view. These pieces of information are used when the image recognition processing unit 42 normalizes the image. The image normalization process is a process for correcting an image captured by the camera 41 so that the same image is obtained even if the attachment position of the camera 41 is different.
[0034]
Information on the mounting position of the camera 41 is input by operating the operation unit 3 while viewing a predetermined screen displayed on the display unit 7 when the image recognition device 4 is connected to the navigation device body 10.
[0035]
The camera control unit 45 drives the camera 41 every time the vehicle moves a certain distance (for example, 5 to 10 m) based on the moving distance information input from the navigation device body 10. The image recognition processing unit 42 normalizes the image input from the camera 41 using the attachment position information of the camera 41. Thereafter, the image recognition processing unit 42 refers to the information recorded in the image information database 43 to check whether the image captured by the camera 41 has an object specific to the highway or the general road. For example, when determining the presence or absence of a side wall, the side wall is determined when a predetermined black or gray pattern is detected on the left side of the image. When determining the presence or absence of a pedestrian crossing, it is detected as a pedestrian crossing when a predetermined white pattern is detected below the image.
[0036]
The image recognition processing unit 42 determines the presence / absence of an object for all of the objects shown in FIG. 4 for each image captured by the camera 41. In FIG. 5, an example of the analysis result of the presence or absence of each target object is shown. In the example shown in FIG. 5, it is determined that there is a side wall and a distance display board. This determination result is output to the determination processing unit 44.
[0037]
Note that the image recognition processing unit 43 does not determine the presence / absence of an object based on only one image, but recognizes the object while considering the movement distance with a plurality of continuous images. Therefore, for example, when an emergency telephone is recognized at a certain point in time and an emergency telephone is recognized at a position separated by an amount corresponding to the moving distance of the vehicle in the next image, it is recognized as the same emergency telephone.
[0038]
The determination processing unit 44 accumulates the result of detection presence / absence for each object input from the image recognition processing unit 42 for a certain amount of images (for example, for 10 to 100 images). And the determination process part 44 calculates an appearance rate for every target object, as shown in FIG. For example, when a side wall is detected in 99 images out of 100 images, the appearance rate of the side wall is 99%. In the example shown in FIG. 6, the appearance rate of the side walls is 99%, the appearance rate of the distance display board is 80%, the appearance rate of the emergency call is 1%, and the appearance rate of other objects is 0%.
[0039]
Thereafter, the determination processing unit 44 compares the appearance rate of each object calculated by the calculation with the effective appearance rate for each object recorded in the image information database 43 (see FIG. 4). When the appearance rate obtained by the calculation is close to the effective appearance rate recorded in the image database 43, it is determined that there is the target object. In the case of the example shown in FIG. 6, as shown in FIG. 7, it is determined that there is a side wall, a distance display board, and an emergency telephone. The determination processing unit 44 determines that the appearance rate obtained by the calculation is significantly different from the effective appearance rate recorded in the image database 43, and does not use it for determination of the road type.
[0040]
Next, the determination processing unit 44 determines the type of road on which the vehicle is traveling from the results of these image processes. In this case, the detection result for each object is weighted according to the priority of the object recorded in the image information database 43. Specifically, when an object with high priority is detected, the detection result is 3 points, and when an object with low priority is detected, the detection result is 1 point. Then, the total points of the objects specific to the expressway are compared with the total points of the objects specific to the general road, and when the difference is larger than a specific value (for example, 5 points), the reliability of the determination result Is determined to be high. In the example shown in FIG. 7, the total number of objects unique to the highway is 7, and the total number of objects unique to the general road is 0. Therefore, in the determination processing unit 44, the road on which the vehicle is traveling is determined. Judged as a highway. Further, the reliability of the determination result is high. The determination processing unit 44 outputs the determination result of these road types and the reliability thereof to the navigation device body 10.
[0041]
The control unit 18 of the navigation device body 10 determines the currently traveling road type with reference to the road type determination result output from the image recognition device 4 and its reliability.
[0042]
However, in the navigation device of the present embodiment, the road type is basically determined based on the vehicle position detected by using GPS, self-contained navigation and map matching together. The control unit 18 refers to the determination result of the road type by the image recognition device 4 only when traveling in an area where the general road and the highway are approaching, and the reliability of the determination result by the image recognition device 4 is high. In this case, the road type is determined by giving priority to the road type determination result by the image recognition device 4. When the reliability of the determination result of the image recognition device 4 is low, the control unit 18 determines the road type in consideration of the determination result of the image recognition device 4 and the route on which the vehicle has traveled so far. .
[0043]
In the above embodiment, the detection of the object specific to the expressway and the object specific to the general road by the image recognition device 4 has been described, but the image recognition device 4 may have other functions. Good. For example, the inter-vehicle distance may be detected by the image recognition device 4 and an alarm may be output via the navigation device body 10 when the inter-vehicle distance is small.
[0044]
In the above-described embodiment, the case where the image recognition device 4 is connected to the navigation device main body 10 has been described. However, even if the navigation device main body has a function of the image recognition device (except for the camera). Good.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the in-vehicle navigation device of the present invention, an image obtained by taking a picture of the scenery outside the vehicle is subjected to image recognition processing by the image recognition device, and the presence / absence of an object unique to the expressway and the unique road The road type of the road on which the vehicle is traveling is determined according to the result, so the road type of the road on which the vehicle is traveling can be determined even in areas where the highway and the general road are close to each other. More accurate judgment can be made. As a result, it is possible to prevent the wrong guidance information from being provided to the driver due to misidentification of the road type, and further safety is ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an in-vehicle navigation device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image recognition apparatus.
FIG. 3 is a perspective view illustrating an example of a mounting position of a camera.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of information on an object recorded in an image information database.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an analysis result of the presence / absence of each object by an image recognition processing unit.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an appearance rate for each target object calculated by a determination processing unit.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a determination result of presence / absence of each object by a determination processing unit.
[Explanation of symbols]
1 ... DVD,
3 ... operation part,
4 ... Image recognition device,
5 ... GPS receiver,
6 ... Self-contained navigation sensor,
7 ... display device,
10 ... navigation device body,
11 ... DVD controller,
17 ... Buffer memory,
18 ... control unit,
19 ... Map drawing part,
20 ... operation screen / mark generator,
21 ... guide route storage unit,
22 ... guide route drawing unit,
41 ... Camera,
42. Image recognition processing unit,
43. Image information database,
44 ... determination processing unit,
45: Camera control unit.

Claims (4)

車両を目的地まで案内する車載用ナビゲーション装置において、
地図データを記憶した地図データ記憶手段と、
車両の現在位置を検出する車両位置検出手段と、
車両外部の景色を撮影し、その画像を画像認識処理して、1画像毎に高速道路に固有の対象物の有無及び一般道路に固有の対象物の有無を調べる画像認識装置と、
前記車両位置検出手段から車両の現在位置のデータを入力し、前記地図データ記憶手段に記憶した地図データを用いて車両運転者に案内情報を提供すると共に、前記画像認識装置の出力を参照して車両が走行中の道路の種別を判断する制御手段とを有し、
前記画像認識装置は、前記高速道路に固有の対象物及び前記一般道路に固有の対象物毎に優先度を設定したデータベースを有し、前記画像認識処理で検出した対象物に前記優先度に応じたポイントを付与して、前記道路種別の判定結果の信頼性を評価することを特徴とする車載用ナビゲーション装置。
In an in-vehicle navigation device that guides a vehicle to a destination,
Map data storage means for storing map data;
Vehicle position detection means for detecting the current position of the vehicle;
An image recognition device that captures a scene outside the vehicle, performs image recognition processing on the image , and checks the presence / absence of an object specific to the expressway and the presence / absence of an object specific to a general road for each image;
Data on the current position of the vehicle is input from the vehicle position detection means, and guidance information is provided to the vehicle driver using the map data stored in the map data storage means, and the output of the image recognition device is referred to Control means for determining the type of road on which the vehicle is running,
The image recognition apparatus has a database in which priorities are set for each object unique to the expressway and each object unique to the general road, and the object detected in the image recognition process is set according to the priority. The vehicle-mounted navigation device characterized in that the reliability of the road type determination result is evaluated.
前記画像認識装置は、車両が一定の距離を走行する毎に車両外部の景色を撮影することを特徴とする請求項1に記載の車載用ナビゲーション装置。  The in-vehicle navigation device according to claim 1, wherein the image recognition device captures a scene outside the vehicle every time the vehicle travels a certain distance. 前記データベースには前記高速道路に固有の対象物及び前記一般道路に固有の対象物毎の有効出現率を示すデータが含まれ、前記画像認識装置は、複数画像分の判定結果から前記高速道路に固有の対象物及び前記一般道路に固有の対象物の出現率をそれぞれ計算し、その計算結果を前記有効出現率と比較して、各対象物毎に有無を判定することを特徴とする請求項1に記載の車載用ナビゲーション装置。  The database includes data indicating an effective appearance rate for each object unique to the expressway and each object unique to the general road, and the image recognition device determines whether the expressway The presence rate of each target object is calculated by calculating the appearance rate of the target object specific to the target object and the target object specific to the general road, and comparing the calculation result with the effective appearance rate. The vehicle-mounted navigation device according to 1. 前記制御手段は、高速道路と一般道路とが近接したエリアを走行するときのみ、前記画像認識装置の出力を考慮した道路種別の判断を行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の車載用ナビゲーション装置。  4. The method according to claim 1, wherein the control unit determines a road type in consideration of an output of the image recognition apparatus only when traveling on an area where an expressway and a general road are close to each other. The in-vehicle navigation device according to item.
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