JP3964230B2 - 車載用ナビゲーション装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用ナビゲーション装置に関し、特に、パターンマッチング処理に基づいて走行車線の区分を標示する連続形状又は断続形状の白線を検出する機能を備えた車載用ナビゲーション装置に関する。
【０００２】
なお、以下の記述において、走行車線の区分を標示する連続形状又は断続形状の白線を、便宜上「車線区分標示白線」ともいう。また、特に定義しない限り、単に「白線」とは、車線区分標示白線の他に、横断歩道等を示すその他の白線も指すものとする。
【０００３】
【従来の技術】
従来の典型的な車載用ナビゲーション装置においては、ナビゲーションに係る一切の処理を制御するＣＰＵ、地図データを予め記憶させたＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶装置、ディスプレイ装置、自車の現在位置を検出するためのＧＰＳ（Global Positioning System ）受信機、自車の進行方位や走行速度等を検出するためのジャイロや車速センサ等を備えており、ＣＰＵにより、自車の現在位置を含む地図データを記憶装置から読み出し、この地図データに基づいて自車位置の周囲の地図画像をディスプレイ画面に描画すると共に、自車の現在位置を指示する車両位置マークをディスプレイ画面に重ね合わせて表示し、自車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て車両位置マークを移動させたりして、自車が現在何処を走行しているのかを一目で判るようにしている。
【０００４】
また、車載用ナビゲーション装置には、通常、ユーザが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案内する機能（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、ＣＰＵにより、地図データを用いて出発地（典型的には自車の現在位置）から目的地までを結ぶ最適な経路を、横型探索法やダイクストラ法等のシミュレーション計算を行って探索し、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、地図画像上にその誘導経路を他の道路とは識別可能に（例えば、色を変えたり、線幅を太くして）表示したり、また自車が誘導経路上で進路を変更すべき交差点に所定距離内に近づいたとき、地図画像上にその交差点の案内図（例えば、交差点拡大図と該交差点での進行方向を示す矢印）を表示したりすることで、目的地に向けた最適な経路をユーザが把握できるようになっている。
【０００５】
かかる車載用ナビゲーション装置では、ＣＰＵにより誘導経路を自動探索する際にその基準点となる自車の現在位置を検出するために、ＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号を利用している。このＧＰＳ信号を利用することで、自車の現在位置の経度及び緯度が特定されるので、地上での絶対的な位置を検出することが可能である。この場合、自車の走行車線に沿ってその両側に平行に延びる車線区分標示白線（例えば、図２に示すような連続形状の白線ＷＬ１又は断続形状の白線ＷＬ２）を検出してそのデータを利用できれば、自車の車線区分標示白線に対する相対的な位置を検出することが可能である。従って、ＧＰＳ信号の利用に基づいた位置情報と共に、車線区分標示白線の検出に基づいた位置情報も併せて利用することで、自車位置の検出精度の向上が期待される。つまり、車線区分標示白線を確実に検出できれば、車線レベルでの自車位置の検出精度を高めることができる。
【０００６】
従来、車線区分標示白線を検出する方法はいくつか提案されており、実際にその検出方法を利用したナビゲーション装置を搭載した車両も市場に現れている。しかし、いずれのナビゲーション装置においても、白線検出に係る基本的な原理はパターンマッチングに基づいており、自車位置検出のためにパターン認識すべき車線区分標示白線と他の無視すべき白線とを区別することなく、車載カメラで撮影された画像のデータに基づいてパターンマッチング処理を行っている。
【０００７】
このため、ＣＰＵによるナビゲーション制御に従って走行している車両が、横断歩道のように多数の白線が標示されている場所に接近すると、当該ＣＰＵは、車載カメラで撮影された当該場所付近の画像に含まれる全ての白線の中から、車線区分標示白線と見なせる連続形状又は断続形状の白線をパターン認識しようとして、白線の本数だけパターンマッチング処理を繰り返し行うことになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の車載用ナビゲーション装置では、自車位置の検出精度を高めるのに有用な車線区分標示白線の検出にあたり、横断歩道のように多数の白線が標示されている場所に接近したとき、ＣＰＵは、車載カメラで撮像した全ての白線についてそれぞれパターンマッチング処理を行っている。
【０００９】
このため、ＣＰＵにとっては、多数の白線で標示されている横断歩道の付近では、それ以外の道路を走行しているときと比べて、車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を行う回数が多くなり、処理の負担になるといった問題があった。
【００１０】
また、横断歩道付近の全ての白線についてそれぞれパターンマッチング処理を行っているため、本来パターン認識すべき車線区分標示白線を他の無視すべき白線から識別して検出するのに要する時間が相対的に長くなり、このため、ナビゲーション装置全体としての白線検出処理に係る応答時間が長くなり、効率的ではないといった問題もあった。
【００１１】
これに関連して、車載カメラで車両前方を撮影して得られる画像は、例えば図４に模式的に示すように、遠近法的描写で見える画像である。つまり、本来検出すべき車線区分標示白線（図４においてＷＬ１，ＷＬ２で示す部分）も、横断歩道の一部を示す白線（図４においてＸＲで示す部分）も、ある傾きをもって共に斜め方向に撮像されるため、かかる遠近法的描写による画像信号に基づいてパターンマッチング処理を行うＣＰＵにとっては、その画像信号に含まれる斜め方向の白線が、本来検出すべき車線区分標示白線であるのか、あるいは無視すべき横断歩道の白線であるのかを識別するのにかなりの時間を要することになる。
【００１２】
さらに、車線区分標示白線の検出は、上記のように特に車線レベルでの自車位置の検出精度を高めるのに有用であるが、横断歩道等においてこれを行う必要性はあまりない。従来のナビゲーション装置においても、その機能として、車両が交差点に所定距離内に近づいたときにディスプレイ画面の地図画像上にその交差点の案内図が表示されるので、ユーザは、この画面を見ることで自車位置を把握できるからである。つまり、多数の白線で標示されている横断歩道の付近、もしくは横断歩道が付設されている交差点の付近では、車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理をわざわざ行うメリットはなく、むしろ、上述したようにＣＰＵにとって処理の負担になるなどのデメリットの方が大きい。
【００１３】
本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作されたもので、多数の白線で標示されている横断歩道等に接近したときにＣＰＵ等が行う処理の負担を軽減し、ひいては装置全体としての白線検出処理に係る応答時間の短縮化を図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を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の課題を解決するため、本発明では、ＣＰＵ等によるナビゲーション制御に従って走行している車両が、車線区分標示白線を検出する必要性が無い横断歩道等に接近してから当該横断歩道等を通過するまでの間は、車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を行わないようにしている。
【００１５】
この場合、何らかの手段を用いて当該横断歩道等を認識する必要がある。その１つの手段として、横断歩道の手前の道路上に設置された道路標示を検出することが考えられる。この場合、比較的大きな交差点に付設された横断歩道については、その横断歩道から手前の規定の距離の位置に、その前方に横断歩道があることを示す「事前情報」としての道路標示が設置されている。かかる道路標示は、規定の形状（一般には「菱形」）を有しており、規定の基準に基づいて設置されている。そこで、本発明は、この「道路標示」の検出を利用して横断歩道等を認識している。
【００１６】
従って、本発明によれば、パターンマッチング処理に基づいて車線区分標示白線を検出する機能を備えた車載用ナビゲーション装置であって、パターンマッチング用の参照データを格納した参照データ格納手段と、車室内の所定の位置に設置され、車両前方の画像を取得する撮像手段と、該撮像手段により取得された画像のデータを前記参照データと比較して当該画像のパターン認識を行う制御手段とを具備し、該制御手段は、前記画像のパターン認識に基づき、規定の形状を有する道路標示であって道路上でその前方に横断歩道があることを標示する当該道路標示のパターンを検出したときに、前記車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を中止し、当該横断歩道を通過したものと判定したときに当該パターンマッチング処理を再開することを特徴とする車載用ナビゲーション装置が提供される。
【００１７】
本発明に係る車載用ナビゲーション装置によれば、制御手段（ＣＰＵ等）は、撮像手段から取得した画像データのパターンマッチング用データとの比較に基づくパターン認識により、横断歩道から手前の規定の距離の位置に設置された道路標示を検出したとき（つまり、自車が横断歩道に接近していることを検出したとき）に、車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を中止するようにしている。
【００１８】
これによって、ＣＰＵ等の制御手段が行う処理の負担を軽減することができ、ひいては装置全体としての白線検出処理に係る応答時間を短縮することが可能となる。また、必要に応じて、処理の負担が軽減された分（つまり、当該パターンマッチング処理を行わずに済んだ分）の処理時間を他の処理（経路誘導等）に振り分けることができる。
【００１９】
また、横断歩道が付設された交差点の規模によっては、必ずしも「菱形」の道路標示が設置されているとは限らない。このような場合には、当該横断歩道等を認識するための別の手段として、横断歩道の手前で路肩又は道路の上方の規定の高さの位置に設置された道路標識を検出するようにしても良いし、あるいは、自車の走行車線に沿ってその両側に平行に延びる車線区分標示白線を横断する形で延びる車線横断線（つまり、横断歩道の手前側の白線）を検出するようにしても良い。
【００２０】
【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ながら説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る車載用ナビゲーション装置の構成を概略的に示したものである。
【００２２】
図示の車載用ナビゲーション装置４０において、１はＣＤ−ＲＯＭドライブを示し、このＣＤ−ＲＯＭドライブ１によって駆動されるＣＤ−ＲＯＭ１ａには、縮尺レベル（１／１２５００、１／２５０００、１／５００００等）に応じて適当な大きさの経度幅及び緯度幅に区切られた地図データが予め格納されている。この地図データには、表示用の道路データ、各種物件の位置や大きさ等に関する物件データ、経路探索用の道路データなどが含まれており、各データは、経緯度で表現された点（ノード）の座標集合で表されている。また、２は後述するナビゲーション装置本体２０を操作するための操作部を示し、例えば、リモコン送信器の形態を有している。特に図示はしないが、かかるリモコン送信器には、表示画面上の各種メニュー、各種項目等を選択したり、選択したメニュー等を実行させるための各種操作ボタン、ジョイスティックなどが適宜設けられている。
【００２３】
また、３は各種のサービスセンタ（例えば、地図情報配信センタなど）と通信するための車載電話機等の通信機、４はＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して自車の現在位置の経度及び緯度を検出するＧＰＳ受信機、５は自立航法センサを示す。この自立航法センサ５は、自車の進行方位を検出するためのジャイロ等の角度センサと、一定の走行距離毎にパルスを発生する距離センサとにより構成されており、自車の走行速度を検出するのに用いられる。
【００２４】
また、６は車載カメラ、７は車載カメラ６で撮影して得られた画像の信号を増幅する画像増幅器、８は画像増幅器７を通して増幅された画像信号をデジタル化し易いようにするためのフィルタ処理を行う画像フィルタを示す。車載カメラ６は、図２に例示するように車両（自車）５０の前方の画像を取得できるように車室内の所定の位置（例えば、ルームミラーの近傍）に設置されている。
【００２５】
また、９はパターンマッチング用データベースを示し、このデータベース９には、車載カメラ６で撮影して得られた画像のパターン認識を行うために当該画像のデータと比較・照合するためのパターンマッチング用の参照データが予め格納されている。この参照データ（パターン）には、車線区分標示白線やその他の横断歩道等を示す白線のパターンの他に、道路上でその前方に横断歩道があることを標示する「菱形」の道路標示のパターン、横断歩道の手前で路肩又は道路の上方の規定の高さの位置に設置された各種の道路標識のパターンが含まれている。また、横断歩道を示す白線のパターンには、自車の走行車線に沿ってその両側に平行に延びる車線区分標示白線を横断する形で延びる車線横断線（つまり、横断歩道の手前側の白線）のパターンが含まれている。
【００２６】
また、１０はＬＣＤ等のディスプレイ装置、１１はスピーカを示す。ディスプレイ装置１０は、ナビゲーション装置本体２０からの制御に基づいて、ナビゲーションに係る案内情報（自車の現在位置の周囲の地図、出発地から目的地までの誘導経路、自車の現在位置（車両位置マーク）、その他の案内情報等）を画面上でユーザに提供すると共に、後述するように車載用ナビゲーション装置４０が行う車線区分標示白線の検出の中止／再開に係るパターンマッチング処理に関する情報を画面上に表示する。スピーカ１１は、上記のナビゲーションに係る案内情報を音声によりユーザに提供する。
【００２７】
ナビゲーション装置本体２０において、２１はＣＤ−ＲＯＭドライブ１を介してＣＤ−ＲＯＭ１ａから地図データを読み取るための地図データ読取制御部、２２は地図データ読取制御部２１により読み出された地図データを一時的に格納するバッファメモリ、２３，２４，２５，２６及び２７はそれぞれ操作部２、通信機３、ＧＰＳ受信機４、自立航法センサ５及び画像フィルタ８に接続されるインタフェース（Ｉ／Ｆ）を示す。このうち、インタフェース２７は、画像フィルタ８から出力されるアナログ画像信号をデジタル信号に変換（デジタル処理）して制御部（ＣＰＵ）２８に出力する機能を有している。
【００２８】
制御部（ＣＰＵ）２８は、マイクロコンピュータにより構成され、ナビゲーション用のプログラム（経路探索の処理やそれに基づく経路案内に必要な表示出力制御などを行うためのプログラム）を内蔵しており、このプログラムに従い、ＧＰＳ受信機４から出力される信号（位置情報）に基づいて自車の現在位置を検出したり、地図データ読取制御部２１を制御して、表示させたい地図のデータをＣＤ−ＲＯＭドライブ１を介してＣＤ−ＲＯＭ１ａからバッファメモリ２２に読み出したり、バッファメモリ２２に読み出された地図データを用いて設定された探索条件で出発地（自車の現在位置）から目的地までの誘導経路を探索するなど、ナビゲーションに係る種々の処理を実行する。また、制御部（ＣＰＵ）２８は、後述するように車載用ナビゲーション装置４０が行う車線区分標示白線の検出の中止／再開に係るパターンマッチング処理を制御する機能を有している。
【００２９】
また、２９はバッファメモリ２２に読み出された地図データを用いて地図画像の描画処理を行う地図描画部、３０は動作状況に応じて各種メニュー画面（操作画面）及び車両位置マーク、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、３１は誘導経路に関するデータを格納しておくための誘導経路記憶部を示す。この誘導経路記憶部３１には、制御部２８によって探索された誘導経路の出発地から目的地までの全てのノード（経緯度で表現された点の座標）に関するデータが記憶される。また、３２は誘導経路描画部を示し、誘導経路記憶部３１から誘導経路のデータ（ノード列）を読み出して、当該誘導経路を他の道路とは異なる表示態様（色を変える、線幅を太くするなど）で描画する機能を有している。
【００３０】
また、３３は画像合成部を示し、地図描画部２９で描画された地図画像に、誘導経路描画部３２で描画された誘導経路と、操作画面・マーク発生部３０で生成された操作画面及び各種マークとを重ね合わせて、ディスプレイ装置１０の画面上に表示させる機能を有している。この画像合成部３３は、後述するように、制御部２８からの制御に基づいて、車線区分標示白線の検出の中止／再開に係るパターンマッチング処理に関する情報をディスプレイ装置１０の画面上に表示させる機能も有している。
【００３１】
また、３４は制御部２８からの制御に基づいて音声信号（ナビゲーションに関する案内情報）をスピーカ１１に出力する音声出力部を示す。また、３５は制御部２８により設定された時間Ｔをカウントダウンするタイマ、３６，３７及び３８はそれぞれ制御部２８において演算（算出）された各時間ｔ１，ｔ２及びｔ３のデータを一時的に格納するレジスタを示す。
【００３２】
以上のように構成された車載用ナビゲーション装置４０において、ＣＤ−ＲＯＭ１ａは「地図データ格納手段」に、自立航法センサ５は「車速検出手段」に、車載カメラ６は「撮像手段」に、パターンマッチング用データベース９は「参照データ格納手段」に、制御部（ＣＰＵ）２８は「制御手段」に、それぞれ対応している。
【００３３】
図２は、車室内に設置された車載カメラ６により検出される画像情報の内容を説明するための図である。車載カメラ６は、上述したように車両（自車）５０の所定の位置（車室内のルームミラーの近傍）に設置され、進行方向に沿って走行する自車５０の前方の画像を取得する。この画像取得（撮像）によって得られる画像情報には、図示のように、連続形状の車線区分標示白線ＷＬ１、断続形状の車線区分標示白線ＷＬ２、横断歩道（白線）６０、この横断歩道６０から手前の規定の距離の位置に設置された「菱形」の道路標示（白線）ＲＭなどが含まれている。なお、ＸＬは横断歩道６０の手前側の白線、すなわち、自車の走行車線に沿ってその両側に平行に延びる車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２を横断する形で延びる車線横断線を示す。
【００３４】
本実施形態に係る車載用ナビゲーション装置４０において行うナビゲーションに係る処理及びこれに関連する各部の動作形態については、基本的には、従来の車載用ナビゲーション装置において行っている処理等と同じである。但し、本実施形態では、自車の現在位置を検出するに際し、ＧＰＳ信号（ＧＰＳ受信機４）に基づく位置情報と車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２（図２参照）の検出に基づく位置情報の双方を利用し、誘導経路上の特定の場所（横断歩道等）において車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２の検出に係るパターンマッチング処理を中止するようにした点で、従来のものと相違する。本実施形態のナビゲーションに係る処理及び動作形態を説明すると、以下の通りである。
【００３５】
先ず、ユーザが、操作部２（リモコン送信器）を操作して目的地を設定し、更に必要に応じて、目的地に至る途中の通過点（つまり、どの経路を通って目的地に行くのか）を設定したり、また、各種条件（有料道路優先で行くのか又は一般道路優先で行くのか、走行距離の短縮又は走行時間の短縮のいずれを優先させるのかなど）も併せて設定する。これら設定されたデータは、インタフェース２３を介して制御部２８に入力される。
【００３６】
次いで、制御部２８は、入力された目的地のデータと、出発地（ＧＰＳ信号に基づく位置情報と車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２の検出に基づく位置情報の双方に基づいて特定された自車の現在位置）のデータとに基づき、出発地から目的地までが入る範囲の地図データをＣＤ−ＲＯＭ１ａからバッファメモリ２２に読み出し、さらに誘導経路記憶部３１に格納されているデータを参照して、出発地から目的地までを結ぶ最適な誘導経路を横型探索法などにより探索する。
【００３７】
このようにして探索した誘導経路は、ディスプレイ装置１０の画面上に、車両位置マークと共に地図画像に重ね合わされて表示される。これによって、ユーザは、ディスプレイ装置１０の画面を通して、目的地まで自車が案内されるべき誘導経路を把握することができる。
【００３８】
図３及び図４は、車載カメラ６で撮影して得られた画像をデジタル処理してディスプレイ装置１０の画面に表示したときの画面表示例を示したものである。
【００３９】
図３（ａ）は、車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２のみを検出した場合の画面表示例を示しており、ディスプレイ画面１０ａに表示された画像情報のうち、特定の表示範囲（認識エリアＡ）に含まれる車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２（ハッチングで示す部分）のみをパターン認識している。
【００４０】
図３（ｂ）は、車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２と共に道路標示ＲＭを検出した場合の画面表示例を示しており、ディスプレイ画面１０ａに表示された画像情報のうち、認識エリアＡに含まれる道路標示ＲＭ及び車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２（共にハッチングで示す部分）をパターン認識している。
【００４１】
図４（ａ）は、車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２と共に道路標識ＲＳを検出した場合の画面表示例を示しており、ディスプレイ画面１０ａに表示された画像情報のうち、認識エリアＡに含まれる道路標識ＲＳ及び車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２（共にハッチングで示す部分）をパターン認識している。
【００４２】
図４（ｂ）は、車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２と共に車線横断線ＸＬ（横断歩道の手前側の白線）を検出した場合の画面表示例を示しており、ディスプレイ画面１０ａに表示された画像情報のうち、認識エリアＡに含まれる車線横断線ＸＬ及び車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２（共にハッチングで示す部分）をパターン認識している。
【００４３】
以下、本実施形態に係る車載用ナビゲーション装置４０が行う車線区分標示白線の検出の中止／再開に係るパターンマッチング処理について、その処理フローの一例を示す図５及び図６を参照しながら説明する。
【００４４】
初期状態において、車両（自車）５０は、制御部（ＣＰＵ）２８によるナビゲーション制御に従って横断歩道以外の道路を走行しているものとする。
【００４５】
先ず、最初のステップＳ１１では、制御部２８が、タイマ３５及び各レジスタ３６〜３８に対し、Ｔ，ｔ１，ｔ２及びｔ３の値をそれぞれ０に初期化する。
【００４６】
次のステップＳ１２では、制御部２８が、車載カメラ６で撮影して得られた画像のデータを画像増幅器７、画像フィルタ８及びインタフェース２７を介して取得する。取得したデジタル画像データは、制御部２８からの制御に基づき画像合成部３３を介して、ディスプレイ装置１０の画面上に表示される。
【００４７】
次のステップＳ１３では、制御部２８が、取得したデジタル画像データをデータベース９のパターンマッチング用データと比較して、当該画像のパターン認識を行う。この場合、上述したように初期状態として車両は横断歩道以外の道路を走行しているので、ディスプレイ装置１０の画面上では、図３（ａ）の画面表示例に示したように車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２がパターン認識される。
【００４８】
このパターン認識された車線区分標示白線のデータは、自車位置を検出するための処理ルーチンにリンクされている。この処理ルーチンは、本発明の要旨と関係しないのでその具体的な説明は省略するが、基本的には、ＧＰＳ受信機４から出力される信号（位置情報）に基づいて自車位置を特定する処理を含んでおり、この処理を行う際に、上記のパターン認識された車線区分標示白線のデータが利用される。
【００４９】
次のステップＳ１４では、制御部２８が、ステップＳ１２，Ｓ１３で行った処理と同様にして取得したデジタル画像のパターン認識を行い、その認識したパターン中に、道路標示（菱形）を検出した（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１５に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ３１にスキップする。判定結果がＹＥＳの場合には、ディスプレイ装置１０の画面上では、図３（ｂ）の画面表示例に示したように車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２と共に道路標示（菱形）ＲＭがパターン認識される。
【００５０】
次のステップＳ１５では、制御部２８が、それまで行っていた車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を中止する。
【００５１】
次のステップＳ１６では、制御部２８が、自立航法センサ５から出力される信号に基づいて自車の走行速度（車速）を検出する。
【００５２】
次のステップＳ１７では、制御部２８が、検出した車速に基づいて、車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を中止した時点（この場合、道路標示ＲＭを検出した時点）からその道路標示ＲＭの前方の横断歩道に到達するまでに要する時間ｔ１を算出する。算出された時間ｔ１のデータは、レジスタ３６にいったん格納される。
【００５３】
次のステップＳ１８では、制御部２８が、検出した車速と当該横断歩道の規定の幅とに基づいて、当該横断歩道を通過するのに要する時間ｔ２を算出する。算出された時間ｔ２のデータは、レジスタ３７にいったん格納される。
【００５４】
次のステップＳ１９では、制御部２８が、ＣＤ−ＲＯＭ１ａからバッファメモリ２２に読み出した地図データを参照して、当該横断歩道は交差点に付設されている（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ２０に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ２２にスキップする。
【００５５】
次のステップＳ２０では、制御部２８が、上記の地図データを参照して当該交差点の大きさを算出し、算出した交差点の大きさと検出した車速とに基づいて、当該交差点を通過するのに要する時間ｔ３を算出する。算出された時間ｔ３のデータは、レジスタ３８にいったん格納される。
【００５６】
次のステップＳ２１では、制御部２８が、レジスタ３６，３７及び３８にそれぞれ格納されたデータ（時間ｔ１、ｔ２、ｔ３）を加算し、その合計時間をＴとしてタイマ３５に設定する（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３→Ｔ）。この後、ステップＳ２３に進む。
【００５７】
一方、ステップＳ２２では、制御部２８が、レジスタ３６及び３７にそれぞれ格納されたデータ（時間ｔ１、ｔ２）を加算し、その合計時間をＴとしてタイマ３５に設定する（ｔ１＋ｔ２→Ｔ）。この後、ステップＳ２３に進む。
【００５８】
ステップＳ２３では、制御部２８が、自立航法センサ５から出力される信号に基づいて、例えば交差点内を通過中に車速が変化した（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ２４に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ２５にスキップする。
【００５９】
次のステップＳ２４では、制御部２８が、変化する前の車速と変化した後の車速との比率に応じて、タイマ３５に設定した時間Ｔを修正する。
【００６０】
次のステップＳ２５では、制御部２８からの制御に基づいてタイマ３５が、設定（又は修正）された時間Ｔをカウントダウンする減算を開始する。
【００６１】
次のステップＳ２６では、制御部２８が、タイマ３５でカウントダウンされている時間Ｔが０になった（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ２７に進み、判定結果がＮＯの場合には当該時間Ｔが０になるまで判定処理を繰り返す。
【００６２】
最後のステップＳ２７では、制御部２８が、ステップＳ１２，Ｓ１３で行った処理と同様にして取得したデジタル画像のパターン認識を行い、車線区分標示白線をパターン認識する。つまり、本ステップにおいて、ステップＳ１５からステップＳ２６での判定結果がＹＥＳとなるまでの間中止していた車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を再開する。そして、本処理フローは「エンド」となる。なお、パターン認識された車線区分標示白線のデータは、ステップＳ１３のときと同様に、自車位置を検出するための処理ルーチンにリンクされている。
【００６３】
一方、ステップＳ１４において判定結果がＮＯの場合（道路標示ＲＭが検出されない場合）には、ステップＳ３１において、制御部２８が、ステップＳ１２，Ｓ１３で行った処理と同様にして取得したデジタル画像のパターン認識を行い、その認識したパターン中に、横断歩道の手前で路肩又は道路の上方の規定の高さの位置に設置された道路標識を検出した（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１５に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ３２に進む。判定結果がＹＥＳの場合には、ディスプレイ装置１０の画面上では、図４（ａ）の画面表示例に示したように車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２と共に道路標識ＲＳがパターン認識される。
【００６４】
次のステップＳ３２では、制御部２８が、ステップＳ１２，Ｓ１３で行った処理と同様にして取得したデジタル画像のパターン認識を行い、その認識したパターン中に、自車の走行車線に沿ってその両側に平行に延びる白線を横断する形で延びる車線横断線を検出した（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１５に進み、判定結果がＮＯの場合には最後のステップＳ２７にスキップする。判定結果がＹＥＳの場合には、ディスプレイ装置１０の画面上では、図４（ｂ）の画面表示例に示したように車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２と共に車線横断線ＸＬ（横断歩道の手前側の白線）がパターン認識される。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態に係る車載用ナビゲーション装置４０によれば、制御部（ＣＰＵ）２８において、車載カメラ６で撮影して得られた画像のデータをデータベース９のパターンマッチング用データと比較して当該デジタル画像のパターン認識を行い、その認識したパターン中に、図３（ｂ）の画面表示例に示したような「菱形」の道路標示ＲＭを検出したとき（ステップＳ１４）、すなわち、自車が横断歩道に接近していることを検出したときに、それまで行っていた車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２の検出に係るパターンマッチング処理を中止するようにしている（ステップＳ１５）。
【００６６】
従って、制御部（ＣＰＵ）２８が行う処理の負担を軽減することができ、これによって装置全体としての白線検出処理に係る応答時間を短縮することが可能となる。また、制御部（ＣＰＵ）２８は、必要に応じて、処理の負担が軽減された分の処理時間を経路誘導等の他の処理に振り分けることができる。
【００６７】
また、横断歩道等の規模によっては必ずしも「菱形」の道路標示ＲＭが設置されていない場合も想定されるが、このような場合でも本実施形態によれば、道路標識ＲＳの検出に係る判定処理（ステップＳ３１）、車線横断線ＸＬの検出に係る判定処理（ステップＳ３２）を適宜組み合わせているので、当該横断歩道を確実に認識することができる。つまり、自車が横断歩道に接近していることを確実に検出することができるので、その検出に応答して当該パターンマッチング処理を中止することが可能となる。
【００６８】
なお、上述した実施形態では、横断歩道を認識するために道路標示ＲＭの検出に係る判定処理（ステップＳ１４）、道路標識ＲＳの検出に係る判定処理（ステップＳ３１）及び車線横断線ＸＬの検出に係る判定処理（ステップＳ３２）を１つの処理フローの中で連続的に行う場合を例にとって説明したが、本発明の要旨からも明らかなように、これら３つの判定処理は必ずしもこの順序に連続的に行う必要はなく、また、３つの判定処理の全てを含む必要もないことはもちろんである。
【００６９】
要は、いずれか１つの判定処理が含まれていれば十分であり、好適には、道路標示ＲＭの検出に係る判定処理が含まれていれば十分である。従って、例えば、道路標示ＲＭの検出に係る判定処理のみを行うようにしても良いし、道路標示ＲＭの検出に係る判定処理を行ってから道路標識ＲＳの検出に係る判定処理を行う（あるいは、その逆の順序で行う）ようにしても良いし、道路標示ＲＭの検出に係る判定処理を行ってから車線横断線ＸＬの検出に係る判定処理を行うようにしても良い。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＣＰＵ等によるナビゲーション制御に従って走行している車両が多数の白線で標示されている横断歩道等に接近したときに、当該横断歩道等を通過するまでの間、車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を中止することにより、ＣＰＵ等が行う処理の負担を軽減することができ、ひいてはナビゲーション装置全体としての白線検出処理に係る応答時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載用ナビゲーション装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】車室内に設置された車載カメラにより検出される画像情報の内容を説明するための図である。
【図３】車載カメラで撮影して得られた画像をデジタル処理してディスプレイ画面に表示したときの画面表示例（その１）を示す図である。
【図４】車載カメラで撮影して得られた画像をデジタル処理してディスプレイ画面に表示したときの画面表示例（その２）を示す図である。
【図５】図１のナビゲーション装置が行う車線区分標示白線の検出の中止／再開に係るパターンマッチング処理の一例を示すフロー図である。
【図６】図５の処理フローに続く処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
１ａ…ＣＤ−ＲＯＭ（地図データ格納手段）、
４…ＧＰＳ受信機、
５…自立航法センサ（車速検出手段）、
６…車載カメラ（撮像手段）、
９…パターンマッチング用データベース（参照データ格納手段）、
１０…ディスプレイ装置、
１０ａ…ディスプレイ画面、
２８…制御部（制御手段）、
３５…タイマ、
３６〜３８…レジスタ、
４０…車載用ナビゲーション装置、
５０…車両（自車）、
６０…横断歩道、
ＷＬ１，ＷＬ２…車線区分標示白線、
ＲＭ…道路標示（菱形）、
ＲＳ…道路標識、
ＸＬ…車線横断線（横断歩道の手前側の白線）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用ナビゲーション装置に関し、特に、パターンマッチング処理に基づいて走行車線の区分を標示する連続形状又は断続形状の白線を検出する機能を備えた車載用ナビゲーション装置に関する。
【０００２】
なお、以下の記述において、走行車線の区分を標示する連続形状又は断続形状の白線を、便宜上「車線区分標示白線」ともいう。また、特に定義しない限り、単に「白線」とは、車線区分標示白線の他に、横断歩道等を示すその他の白線も指すものとする。
【０００３】
【従来の技術】
従来の典型的な車載用ナビゲーション装置においては、ナビゲーションに係る一切の処理を制御するＣＰＵ、地図データを予め記憶させたＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶装置、ディスプレイ装置、自車の現在位置を検出するためのＧＰＳ（Global Positioning System ）受信機、自車の進行方位や走行速度等を検出するためのジャイロや車速センサ等を備えており、ＣＰＵにより、自車の現在位置を含む地図データを記憶装置から読み出し、この地図データに基づいて自車位置の周囲の地図画像をディスプレイ画面に描画すると共に、自車の現在位置を指示する車両位置マークをディスプレイ画面に重ね合わせて表示し、自車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て車両位置マークを移動させたりして、自車が現在何処を走行しているのかを一目で判るようにしている。
【０００４】
また、車載用ナビゲーション装置には、通常、ユーザが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案内する機能（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、ＣＰＵにより、地図データを用いて出発地（典型的には自車の現在位置）から目的地までを結ぶ最適な経路を、横型探索法やダイクストラ法等のシミュレーション計算を行って探索し、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、地図画像上にその誘導経路を他の道路とは識別可能に（例えば、色を変えたり、線幅を太くして）表示したり、また自車が誘導経路上で進路を変更すべき交差点に所定距離内に近づいたとき、地図画像上にその交差点の案内図（例えば、交差点拡大図と該交差点での進行方向を示す矢印）を表示したりすることで、目的地に向けた最適な経路をユーザが把握できるようになっている。
【０００５】
かかる車載用ナビゲーション装置では、ＣＰＵにより誘導経路を自動探索する際にその基準点となる自車の現在位置を検出するために、ＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号を利用している。このＧＰＳ信号を利用することで、自車の現在位置の経度及び緯度が特定されるので、地上での絶対的な位置を検出することが可能である。この場合、自車の走行車線に沿ってその両側に平行に延びる車線区分標示白線（例えば、図２に示すような連続形状の白線ＷＬ１又は断続形状の白線ＷＬ２）を検出してそのデータを利用できれば、自車の車線区分標示白線に対する相対的な位置を検出することが可能である。従って、ＧＰＳ信号の利用に基づいた位置情報と共に、車線区分標示白線の検出に基づいた位置情報も併せて利用することで、自車位置の検出精度の向上が期待される。つまり、車線区分標示白線を確実に検出できれば、車線レベルでの自車位置の検出精度を高めることができる。
【０００６】
従来、車線区分標示白線を検出する方法はいくつか提案されており、実際にその検出方法を利用したナビゲーション装置を搭載した車両も市場に現れている。しかし、いずれのナビゲーション装置においても、白線検出に係る基本的な原理はパターンマッチングに基づいており、自車位置検出のためにパターン認識すべき車線区分標示白線と他の無視すべき白線とを区別することなく、車載カメラで撮影された画像のデータに基づいてパターンマッチング処理を行っている。
【０００７】
このため、ＣＰＵによるナビゲーション制御に従って走行している車両が、横断歩道のように多数の白線が標示されている場所に接近すると、当該ＣＰＵは、車載カメラで撮影された当該場所付近の画像に含まれる全ての白線の中から、車線区分標示白線と見なせる連続形状又は断続形状の白線をパターン認識しようとして、白線の本数だけパターンマッチング処理を繰り返し行うことになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の車載用ナビゲーション装置では、自車位置の検出精度を高めるのに有用な車線区分標示白線の検出にあたり、横断歩道のように多数の白線が標示されている場所に接近したとき、ＣＰＵは、車載カメラで撮像した全ての白線についてそれぞれパターンマッチング処理を行っている。
【０００９】
このため、ＣＰＵにとっては、多数の白線で標示されている横断歩道の付近では、それ以外の道路を走行しているときと比べて、車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を行う回数が多くなり、処理の負担になるといった問題があった。
【００１０】
また、横断歩道付近の全ての白線についてそれぞれパターンマッチング処理を行っているため、本来パターン認識すべき車線区分標示白線を他の無視すべき白線から識別して検出するのに要する時間が相対的に長くなり、このため、ナビゲーション装置全体としての白線検出処理に係る応答時間が長くなり、効率的ではないといった問題もあった。
【００１１】
これに関連して、車載カメラで車両前方を撮影して得られる画像は、例えば図４に模式的に示すように、遠近法的描写で見える画像である。つまり、本来検出すべき車線区分標示白線（図４においてＷＬ１，ＷＬ２で示す部分）も、横断歩道の一部を示す白線（図４においてＸＲで示す部分）も、ある傾きをもって共に斜め方向に撮像されるため、かかる遠近法的描写による画像信号に基づいてパターンマッチング処理を行うＣＰＵにとっては、その画像信号に含まれる斜め方向の白線が、本来検出すべき車線区分標示白線であるのか、あるいは無視すべき横断歩道の白線であるのかを識別するのにかなりの時間を要することになる。
【００１２】
さらに、車線区分標示白線の検出は、上記のように特に車線レベルでの自車位置の検出精度を高めるのに有用であるが、横断歩道等においてこれを行う必要性はあまりない。従来のナビゲーション装置においても、その機能として、車両が交差点に所定距離内に近づいたときにディスプレイ画面の地図画像上にその交差点の案内図が表示されるので、ユーザは、この画面を見ることで自車位置を把握できるからである。つまり、多数の白線で標示されている横断歩道の付近、もしくは横断歩道が付設されている交差点の付近では、車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理をわざわざ行うメリットはなく、むしろ、上述したようにＣＰＵにとって処理の負担になるなどのデメリットの方が大きい。
【００１３】
本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作されたもので、多数の白線で標示されている横断歩道等に接近したときにＣＰＵ等が行う処理の負担を軽減し、ひいては装置全体としての白線検出処理に係る応答時間の短縮化を図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を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の課題を解決するため、本発明では、ＣＰＵ等によるナビゲーション制御に従って走行している車両が、車線区分標示白線を検出する必要性が無い横断歩道等に接近してから当該横断歩道等を通過するまでの間は、車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を行わないようにしている。
【００１５】
この場合、何らかの手段を用いて当該横断歩道等を認識する必要がある。その１つの手段として、横断歩道の手前の道路上に設置された道路標示を検出することが考えられる。この場合、比較的大きな交差点に付設された横断歩道については、その横断歩道から手前の規定の距離の位置に、その前方に横断歩道があることを示す「事前情報」としての道路標示が設置されている。かかる道路標示は、規定の形状（一般には「菱形」）を有しており、規定の基準に基づいて設置されている。そこで、本発明は、この「道路標示」の検出を利用して横断歩道等を認識している。
【００１６】
従って、本発明によれば、パターンマッチング処理に基づいて車線区分標示白線を検出する機能を備えた車載用ナビゲーション装置であって、パターンマッチング用の参照データを格納した参照データ格納手段と、車室内の所定の位置に設置され、車両前方の画像を取得する撮像手段と、該撮像手段により取得された画像のデータを前記参照データと比較して当該画像のパターン認識を行う制御手段とを具備し、該制御手段は、前記画像のパターン認識に基づき、規定の形状を有する道路標示であって道路上でその前方に横断歩道があることを標示する当該道路標示のパターンを検出したときに、前記車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を中止し、当該横断歩道を通過したものと判定したときに当該パターンマッチング処理を再開することを特徴とする車載用ナビゲーション装置が提供される。
【００１７】
本発明に係る車載用ナビゲーション装置によれば、制御手段（ＣＰＵ等）は、撮像手段から取得した画像データのパターンマッチング用データとの比較に基づくパターン認識により、横断歩道から手前の規定の距離の位置に設置された道路標示を検出したとき（つまり、自車が横断歩道に接近していることを検出したとき）に、車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を中止するようにしている。
【００１８】
これによって、ＣＰＵ等の制御手段が行う処理の負担を軽減することができ、ひいては装置全体としての白線検出処理に係る応答時間を短縮することが可能となる。また、必要に応じて、処理の負担が軽減された分（つまり、当該パターンマッチング処理を行わずに済んだ分）の処理時間を他の処理（経路誘導等）に振り分けることができる。
【００１９】
また、横断歩道が付設された交差点の規模によっては、必ずしも「菱形」の道路標示が設置されているとは限らない。このような場合には、当該横断歩道等を認識するための別の手段として、横断歩道の手前で路肩又は道路の上方の規定の高さの位置に設置された道路標識を検出するようにしても良いし、あるいは、自車の走行車線に沿ってその両側に平行に延びる車線区分標示白線を横断する形で延びる車線横断線（つまり、横断歩道の手前側の白線）を検出するようにしても良い。
【００２０】
【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ながら説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る車載用ナビゲーション装置の構成を概略的に示したものである。
【００２２】
図示の車載用ナビゲーション装置４０において、１はＣＤ−ＲＯＭドライブを示し、このＣＤ−ＲＯＭドライブ１によって駆動されるＣＤ−ＲＯＭ１ａには、縮尺レベル（１／１２５００、１／２５０００、１／５００００等）に応じて適当な大きさの経度幅及び緯度幅に区切られた地図データが予め格納されている。この地図データには、表示用の道路データ、各種物件の位置や大きさ等に関する物件データ、経路探索用の道路データなどが含まれており、各データは、経緯度で表現された点（ノード）の座標集合で表されている。また、２は後述するナビゲーション装置本体２０を操作するための操作部を示し、例えば、リモコン送信器の形態を有している。特に図示はしないが、かかるリモコン送信器には、表示画面上の各種メニュー、各種項目等を選択したり、選択したメニュー等を実行させるための各種操作ボタン、ジョイスティックなどが適宜設けられている。
【００２３】
また、３は各種のサービスセンタ（例えば、地図情報配信センタなど）と通信するための車載電話機等の通信機、４はＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して自車の現在位置の経度及び緯度を検出するＧＰＳ受信機、５は自立航法センサを示す。この自立航法センサ５は、自車の進行方位を検出するためのジャイロ等の角度センサと、一定の走行距離毎にパルスを発生する距離センサとにより構成されており、自車の走行速度を検出するのに用いられる。
【００２４】
また、６は車載カメラ、７は車載カメラ６で撮影して得られた画像の信号を増幅する画像増幅器、８は画像増幅器７を通して増幅された画像信号をデジタル化し易いようにするためのフィルタ処理を行う画像フィルタを示す。車載カメラ６は、図２に例示するように車両（自車）５０の前方の画像を取得できるように車室内の所定の位置（例えば、ルームミラーの近傍）に設置されている。
【００２５】
また、９はパターンマッチング用データベースを示し、このデータベース９には、車載カメラ６で撮影して得られた画像のパターン認識を行うために当該画像のデータと比較・照合するためのパターンマッチング用の参照データが予め格納されている。この参照データ（パターン）には、車線区分標示白線やその他の横断歩道等を示す白線のパターンの他に、道路上でその前方に横断歩道があることを標示する「菱形」の道路標示のパターン、横断歩道の手前で路肩又は道路の上方の規定の高さの位置に設置された各種の道路標識のパターンが含まれている。また、横断歩道を示す白線のパターンには、自車の走行車線に沿ってその両側に平行に延びる車線区分標示白線を横断する形で延びる車線横断線（つまり、横断歩道の手前側の白線）のパターンが含まれている。
【００２６】
また、１０はＬＣＤ等のディスプレイ装置、１１はスピーカを示す。ディスプレイ装置１０は、ナビゲーション装置本体２０からの制御に基づいて、ナビゲーションに係る案内情報（自車の現在位置の周囲の地図、出発地から目的地までの誘導経路、自車の現在位置（車両位置マーク）、その他の案内情報等）を画面上でユーザに提供すると共に、後述するように車載用ナビゲーション装置４０が行う車線区分標示白線の検出の中止／再開に係るパターンマッチング処理に関する情報を画面上に表示する。スピーカ１１は、上記のナビゲーションに係る案内情報を音声によりユーザに提供する。
【００２７】
ナビゲーション装置本体２０において、２１はＣＤ−ＲＯＭドライブ１を介してＣＤ−ＲＯＭ１ａから地図データを読み取るための地図データ読取制御部、２２は地図データ読取制御部２１により読み出された地図データを一時的に格納するバッファメモリ、２３，２４，２５，２６及び２７はそれぞれ操作部２、通信機３、ＧＰＳ受信機４、自立航法センサ５及び画像フィルタ８に接続されるインタフェース（Ｉ／Ｆ）を示す。このうち、インタフェース２７は、画像フィルタ８から出力されるアナログ画像信号をデジタル信号に変換（デジタル処理）して制御部（ＣＰＵ）２８に出力する機能を有している。
【００２８】
制御部（ＣＰＵ）２８は、マイクロコンピュータにより構成され、ナビゲーション用のプログラム（経路探索の処理やそれに基づく経路案内に必要な表示出力制御などを行うためのプログラム）を内蔵しており、このプログラムに従い、ＧＰＳ受信機４から出力される信号（位置情報）に基づいて自車の現在位置を検出したり、地図データ読取制御部２１を制御して、表示させたい地図のデータをＣＤ−ＲＯＭドライブ１を介してＣＤ−ＲＯＭ１ａからバッファメモリ２２に読み出したり、バッファメモリ２２に読み出された地図データを用いて設定された探索条件で出発地（自車の現在位置）から目的地までの誘導経路を探索するなど、ナビゲーションに係る種々の処理を実行する。また、制御部（ＣＰＵ）２８は、後述するように車載用ナビゲーション装置４０が行う車線区分標示白線の検出の中止／再開に係るパターンマッチング処理を制御する機能を有している。
【００２９】
また、２９はバッファメモリ２２に読み出された地図データを用いて地図画像の描画処理を行う地図描画部、３０は動作状況に応じて各種メニュー画面（操作画面）及び車両位置マーク、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、３１は誘導経路に関するデータを格納しておくための誘導経路記憶部を示す。この誘導経路記憶部３１には、制御部２８によって探索された誘導経路の出発地から目的地までの全てのノード（経緯度で表現された点の座標）に関するデータが記憶される。また、３２は誘導経路描画部を示し、誘導経路記憶部３１から誘導経路のデータ（ノード列）を読み出して、当該誘導経路を他の道路とは異なる表示態様（色を変える、線幅を太くするなど）で描画する機能を有している。
【００３０】
また、３３は画像合成部を示し、地図描画部２９で描画された地図画像に、誘導経路描画部３２で描画された誘導経路と、操作画面・マーク発生部３０で生成された操作画面及び各種マークとを重ね合わせて、ディスプレイ装置１０の画面上に表示させる機能を有している。この画像合成部３３は、後述するように、制御部２８からの制御に基づいて、車線区分標示白線の検出の中止／再開に係るパターンマッチング処理に関する情報をディスプレイ装置１０の画面上に表示させる機能も有している。
【００３１】
また、３４は制御部２８からの制御に基づいて音声信号（ナビゲーションに関する案内情報）をスピーカ１１に出力する音声出力部を示す。また、３５は制御部２８により設定された時間Ｔをカウントダウンするタイマ、３６，３７及び３８はそれぞれ制御部２８において演算（算出）された各時間ｔ１，ｔ２及びｔ３のデータを一時的に格納するレジスタを示す。
【００３２】
以上のように構成された車載用ナビゲーション装置４０において、ＣＤ−ＲＯＭ１ａは「地図データ格納手段」に、自立航法センサ５は「車速検出手段」に、車載カメラ６は「撮像手段」に、パターンマッチング用データベース９は「参照データ格納手段」に、制御部（ＣＰＵ）２８は「制御手段」に、それぞれ対応している。
【００３３】
図２は、車室内に設置された車載カメラ６により検出される画像情報の内容を説明するための図である。車載カメラ６は、上述したように車両（自車）５０の所定の位置（車室内のルームミラーの近傍）に設置され、進行方向に沿って走行する自車５０の前方の画像を取得する。この画像取得（撮像）によって得られる画像情報には、図示のように、連続形状の車線区分標示白線ＷＬ１、断続形状の車線区分標示白線ＷＬ２、横断歩道（白線）６０、この横断歩道６０から手前の規定の距離の位置に設置された「菱形」の道路標示（白線）ＲＭなどが含まれている。なお、ＸＬは横断歩道６０の手前側の白線、すなわち、自車の走行車線に沿ってその両側に平行に延びる車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２を横断する形で延びる車線横断線を示す。
【００３４】
本実施形態に係る車載用ナビゲーション装置４０において行うナビゲーションに係る処理及びこれに関連する各部の動作形態については、基本的には、従来の車載用ナビゲーション装置において行っている処理等と同じである。但し、本実施形態では、自車の現在位置を検出するに際し、ＧＰＳ信号（ＧＰＳ受信機４）に基づく位置情報と車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２（図２参照）の検出に基づく位置情報の双方を利用し、誘導経路上の特定の場所（横断歩道等）において車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２の検出に係るパターンマッチング処理を中止するようにした点で、従来のものと相違する。本実施形態のナビゲーションに係る処理及び動作形態を説明すると、以下の通りである。
【００３５】
先ず、ユーザが、操作部２（リモコン送信器）を操作して目的地を設定し、更に必要に応じて、目的地に至る途中の通過点（つまり、どの経路を通って目的地に行くのか）を設定したり、また、各種条件（有料道路優先で行くのか又は一般道路優先で行くのか、走行距離の短縮又は走行時間の短縮のいずれを優先させるのかなど）も併せて設定する。これら設定されたデータは、インタフェース２３を介して制御部２８に入力される。
【００３６】
次いで、制御部２８は、入力された目的地のデータと、出発地（ＧＰＳ信号に基づく位置情報と車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２の検出に基づく位置情報の双方に基づいて特定された自車の現在位置）のデータとに基づき、出発地から目的地までが入る範囲の地図データをＣＤ−ＲＯＭ１ａからバッファメモリ２２に読み出し、さらに誘導経路記憶部３１に格納されているデータを参照して、出発地から目的地までを結ぶ最適な誘導経路を横型探索法などにより探索する。
【００３７】
このようにして探索した誘導経路は、ディスプレイ装置１０の画面上に、車両位置マークと共に地図画像に重ね合わされて表示される。これによって、ユーザは、ディスプレイ装置１０の画面を通して、目的地まで自車が案内されるべき誘導経路を把握することができる。
【００３８】
図３及び図４は、車載カメラ６で撮影して得られた画像をデジタル処理してディスプレイ装置１０の画面に表示したときの画面表示例を示したものである。
【００３９】
図３（ａ）は、車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２のみを検出した場合の画面表示例を示しており、ディスプレイ画面１０ａに表示された画像情報のうち、特定の表示範囲（認識エリアＡ）に含まれる車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２（ハッチングで示す部分）のみをパターン認識している。
【００４０】
図３（ｂ）は、車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２と共に道路標示ＲＭを検出した場合の画面表示例を示しており、ディスプレイ画面１０ａに表示された画像情報のうち、認識エリアＡに含まれる道路標示ＲＭ及び車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２（共にハッチングで示す部分）をパターン認識している。
【００４１】
図４（ａ）は、車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２と共に道路標識ＲＳを検出した場合の画面表示例を示しており、ディスプレイ画面１０ａに表示された画像情報のうち、認識エリアＡに含まれる道路標識ＲＳ及び車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２（共にハッチングで示す部分）をパターン認識している。
【００４２】
図４（ｂ）は、車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２と共に車線横断線ＸＬ（横断歩道の手前側の白線）を検出した場合の画面表示例を示しており、ディスプレイ画面１０ａに表示された画像情報のうち、認識エリアＡに含まれる車線横断線ＸＬ及び車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２（共にハッチングで示す部分）をパターン認識している。
【００４３】
以下、本実施形態に係る車載用ナビゲーション装置４０が行う車線区分標示白線の検出の中止／再開に係るパターンマッチング処理について、その処理フローの一例を示す図５及び図６を参照しながら説明する。
【００４４】
初期状態において、車両（自車）５０は、制御部（ＣＰＵ）２８によるナビゲーション制御に従って横断歩道以外の道路を走行しているものとする。
【００４５】
先ず、最初のステップＳ１１では、制御部２８が、タイマ３５及び各レジスタ３６〜３８に対し、Ｔ，ｔ１，ｔ２及びｔ３の値をそれぞれ０に初期化する。
【００４６】
次のステップＳ１２では、制御部２８が、車載カメラ６で撮影して得られた画像のデータを画像増幅器７、画像フィルタ８及びインタフェース２７を介して取得する。取得したデジタル画像データは、制御部２８からの制御に基づき画像合成部３３を介して、ディスプレイ装置１０の画面上に表示される。
【００４７】
次のステップＳ１３では、制御部２８が、取得したデジタル画像データをデータベース９のパターンマッチング用データと比較して、当該画像のパターン認識を行う。この場合、上述したように初期状態として車両は横断歩道以外の道路を走行しているので、ディスプレイ装置１０の画面上では、図３（ａ）の画面表示例に示したように車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２がパターン認識される。
【００４８】
このパターン認識された車線区分標示白線のデータは、自車位置を検出するための処理ルーチンにリンクされている。この処理ルーチンは、本発明の要旨と関係しないのでその具体的な説明は省略するが、基本的には、ＧＰＳ受信機４から出力される信号（位置情報）に基づいて自車位置を特定する処理を含んでおり、この処理を行う際に、上記のパターン認識された車線区分標示白線のデータが利用される。
【００４９】
次のステップＳ１４では、制御部２８が、ステップＳ１２，Ｓ１３で行った処理と同様にして取得したデジタル画像のパターン認識を行い、その認識したパターン中に、道路標示（菱形）を検出した（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１５に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ３１にスキップする。判定結果がＹＥＳの場合には、ディスプレイ装置１０の画面上では、図３（ｂ）の画面表示例に示したように車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２と共に道路標示（菱形）ＲＭがパターン認識される。
【００５０】
次のステップＳ１５では、制御部２８が、それまで行っていた車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を中止する。
【００５１】
次のステップＳ１６では、制御部２８が、自立航法センサ５から出力される信号に基づいて自車の走行速度（車速）を検出する。
【００５２】
次のステップＳ１７では、制御部２８が、検出した車速に基づいて、車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を中止した時点（この場合、道路標示ＲＭを検出した時点）からその道路標示ＲＭの前方の横断歩道に到達するまでに要する時間ｔ１を算出する。算出された時間ｔ１のデータは、レジスタ３６にいったん格納される。
【００５３】
次のステップＳ１８では、制御部２８が、検出した車速と当該横断歩道の規定の幅とに基づいて、当該横断歩道を通過するのに要する時間ｔ２を算出する。算出された時間ｔ２のデータは、レジスタ３７にいったん格納される。
【００５４】
次のステップＳ１９では、制御部２８が、ＣＤ−ＲＯＭ１ａからバッファメモリ２２に読み出した地図データを参照して、当該横断歩道は交差点に付設されている（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ２０に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ２２にスキップする。
【００５５】
次のステップＳ２０では、制御部２８が、上記の地図データを参照して当該交差点の大きさを算出し、算出した交差点の大きさと検出した車速とに基づいて、当該交差点を通過するのに要する時間ｔ３を算出する。算出された時間ｔ３のデータは、レジスタ３８にいったん格納される。
【００５６】
次のステップＳ２１では、制御部２８が、レジスタ３６，３７及び３８にそれぞれ格納されたデータ（時間ｔ１、ｔ２、ｔ３）を加算し、その合計時間をＴとしてタイマ３５に設定する（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３→Ｔ）。この後、ステップＳ２３に進む。
【００５７】
一方、ステップＳ２２では、制御部２８が、レジスタ３６及び３７にそれぞれ格納されたデータ（時間ｔ１、ｔ２）を加算し、その合計時間をＴとしてタイマ３５に設定する（ｔ１＋ｔ２→Ｔ）。この後、ステップＳ２３に進む。
【００５８】
ステップＳ２３では、制御部２８が、自立航法センサ５から出力される信号に基づいて、例えば交差点内を通過中に車速が変化した（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ２４に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ２５にスキップする。
【００５９】
次のステップＳ２４では、制御部２８が、変化する前の車速と変化した後の車速との比率に応じて、タイマ３５に設定した時間Ｔを修正する。
【００６０】
次のステップＳ２５では、制御部２８からの制御に基づいてタイマ３５が、設定（又は修正）された時間Ｔをカウントダウンする減算を開始する。
【００６１】
次のステップＳ２６では、制御部２８が、タイマ３５でカウントダウンされている時間Ｔが０になった（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ２７に進み、判定結果がＮＯの場合には当該時間Ｔが０になるまで判定処理を繰り返す。
【００６２】
最後のステップＳ２７では、制御部２８が、ステップＳ１２，Ｓ１３で行った処理と同様にして取得したデジタル画像のパターン認識を行い、車線区分標示白線をパターン認識する。つまり、本ステップにおいて、ステップＳ１５からステップＳ２６での判定結果がＹＥＳとなるまでの間中止していた車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を再開する。そして、本処理フローは「エンド」となる。なお、パターン認識された車線区分標示白線のデータは、ステップＳ１３のときと同様に、自車位置を検出するための処理ルーチンにリンクされている。
【００６３】
一方、ステップＳ１４において判定結果がＮＯの場合（道路標示ＲＭが検出されない場合）には、ステップＳ３１において、制御部２８が、ステップＳ１２，Ｓ１３で行った処理と同様にして取得したデジタル画像のパターン認識を行い、その認識したパターン中に、横断歩道の手前で路肩又は道路の上方の規定の高さの位置に設置された道路標識を検出した（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１５に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ３２に進む。判定結果がＹＥＳの場合には、ディスプレイ装置１０の画面上では、図４（ａ）の画面表示例に示したように車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２と共に道路標識ＲＳがパターン認識される。
【００６４】
次のステップＳ３２では、制御部２８が、ステップＳ１２，Ｓ１３で行った処理と同様にして取得したデジタル画像のパターン認識を行い、その認識したパターン中に、自車の走行車線に沿ってその両側に平行に延びる白線を横断する形で延びる車線横断線を検出した（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１５に進み、判定結果がＮＯの場合には最後のステップＳ２７にスキップする。判定結果がＹＥＳの場合には、ディスプレイ装置１０の画面上では、図４（ｂ）の画面表示例に示したように車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２と共に車線横断線ＸＬ（横断歩道の手前側の白線）がパターン認識される。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態に係る車載用ナビゲーション装置４０によれば、制御部（ＣＰＵ）２８において、車載カメラ６で撮影して得られた画像のデータをデータベース９のパターンマッチング用データと比較して当該デジタル画像のパターン認識を行い、その認識したパターン中に、図３（ｂ）の画面表示例に示したような「菱形」の道路標示ＲＭを検出したとき（ステップＳ１４）、すなわち、自車が横断歩道に接近していることを検出したときに、それまで行っていた車線区分標示白線ＷＬ１，ＷＬ２の検出に係るパターンマッチング処理を中止するようにしている（ステップＳ１５）。
【００６６】
従って、制御部（ＣＰＵ）２８が行う処理の負担を軽減することができ、これによって装置全体としての白線検出処理に係る応答時間を短縮することが可能となる。また、制御部（ＣＰＵ）２８は、必要に応じて、処理の負担が軽減された分の処理時間を経路誘導等の他の処理に振り分けることができる。
【００６７】
また、横断歩道等の規模によっては必ずしも「菱形」の道路標示ＲＭが設置されていない場合も想定されるが、このような場合でも本実施形態によれば、道路標識ＲＳの検出に係る判定処理（ステップＳ３１）、車線横断線ＸＬの検出に係る判定処理（ステップＳ３２）を適宜組み合わせているので、当該横断歩道を確実に認識することができる。つまり、自車が横断歩道に接近していることを確実に検出することができるので、その検出に応答して当該パターンマッチング処理を中止することが可能となる。
【００６８】
なお、上述した実施形態では、横断歩道を認識するために道路標示ＲＭの検出に係る判定処理（ステップＳ１４）、道路標識ＲＳの検出に係る判定処理（ステップＳ３１）及び車線横断線ＸＬの検出に係る判定処理（ステップＳ３２）を１つの処理フローの中で連続的に行う場合を例にとって説明したが、本発明の要旨からも明らかなように、これら３つの判定処理は必ずしもこの順序に連続的に行う必要はなく、また、３つの判定処理の全てを含む必要もないことはもちろんである。
【００６９】
要は、いずれか１つの判定処理が含まれていれば十分であり、好適には、道路標示ＲＭの検出に係る判定処理が含まれていれば十分である。従って、例えば、道路標示ＲＭの検出に係る判定処理のみを行うようにしても良いし、道路標示ＲＭの検出に係る判定処理を行ってから道路標識ＲＳの検出に係る判定処理を行う（あるいは、その逆の順序で行う）ようにしても良いし、道路標示ＲＭの検出に係る判定処理を行ってから車線横断線ＸＬの検出に係る判定処理を行うようにしても良い。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＣＰＵ等によるナビゲーション制御に従って走行している車両が多数の白線で標示されている横断歩道等に接近したときに、当該横断歩道等を通過するまでの間、車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を中止することにより、ＣＰＵ等が行う処理の負担を軽減することができ、ひいてはナビゲーション装置全体としての白線検出処理に係る応答時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載用ナビゲーション装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】車室内に設置された車載カメラにより検出される画像情報の内容を説明するための図である。
【図３】車載カメラで撮影して得られた画像をデジタル処理してディスプレイ画面に表示したときの画面表示例（その１）を示す図である。
【図４】車載カメラで撮影して得られた画像をデジタル処理してディスプレイ画面に表示したときの画面表示例（その２）を示す図である。
【図５】図１のナビゲーション装置が行う車線区分標示白線の検出の中止／再開に係るパターンマッチング処理の一例を示すフロー図である。
【図６】図５の処理フローに続く処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
１ａ…ＣＤ−ＲＯＭ（地図データ格納手段）、
４…ＧＰＳ受信機、
５…自立航法センサ（車速検出手段）、
６…車載カメラ（撮像手段）、
９…パターンマッチング用データベース（参照データ格納手段）、
１０…ディスプレイ装置、
１０ａ…ディスプレイ画面、
２８…制御部（制御手段）、
３５…タイマ、
３６〜３８…レジスタ、
４０…車載用ナビゲーション装置、
５０…車両（自車）、
６０…横断歩道、
ＷＬ１，ＷＬ２…車線区分標示白線、
ＲＭ…道路標示（菱形）、
ＲＳ…道路標識、
ＸＬ…車線横断線（横断歩道の手前側の白線）。
Claims (6)
- パターンマッチング処理に基づいて車線区分標示白線を検出する機能を備えた車載用ナビゲーション装置であって、
パターンマッチング用の参照データを格納した参照データ格納手段と、
車室内の所定の位置に設置され、車両前方の画像を取得する撮像手段と、
該撮像手段により取得された画像のデータを前記参照データと比較して当該画像のパターン認識を行う制御手段とを具備し、
該制御手段は、前記画像のパターン認識に基づき、規定の形状を有する道路標示であって道路上でその前方に横断歩道があることを標示する当該道路標示のパターンを検出したときに、前記車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を中止し、当該横断歩道を通過したものと判定したときに当該パターンマッチング処理を再開することを特徴とする車載用ナビゲーション装置。 - 前記制御手段は、前記画像のパターン認識に基づき、前記道路標示のパターンを検出しない場合には、横断歩道の手前で路肩又は道路の上方の規定の高さの位置に設置された道路標識のパターンを検出したときに、前記車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を中止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。
- 前記制御手段は、前記画像のパターン認識に基づき、前記道路標示のパターンを検出しない場合には、自車の走行車線に沿ってその両側に平行に延びる白線を横断する形で延びる車線横断線のパターンを検出したときに、前記車線区分標示白線の検出に係るパターンマッチング処理を中止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。
- 自車の走行速度を検出する車速検出手段を更に具備し、
前記制御手段は、
前記車速検出手段により検出された走行速度に基づいて前記パターンマッチング処理を中止してから前記横断歩道に到達するまでに要する第１の時間を算出する手段と、
当該横断歩道の規定の幅と前記走行速度とに基づいて当該横断歩道を通過するのに要する第２の時間を算出する手段と、
算出された第１の時間及び第２の時間を加算する手段とを有し、
加算された合計時間が経過したときに当該パターンマッチング処理を再開することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車載用ナビゲーション装置。 - 前記制御手段は、前記横断歩道が交差点に付設されている場合には、当該交差点を通過したものと判定したときに当該パターンマッチング処理を再開することを特徴とする請求項４に記載の車載用ナビゲーション装置。
- 地図データを格納した地図データ格納手段を更に具備し、
前記制御手段は、
前記地図データ格納手段に格納されている地図データと前記車速検出手段により検出された走行速度とに基づいて当該交差点を通過するのに要する第３の時間を算出する手段と、
算出された第３の時間を前記第１及び第２の時間に加算する手段とを有し、
加算された合計時間が経過したときに当該パターンマッチング処理を再開することを特徴とする請求項５に記載の車載用ナビゲーション装置。
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