JP4211620B2

JP4211620B2 - カーナビゲーション装置

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Publication number: JP4211620B2
Application number: JP2004024444A
Authority: JP
Inventors: 輝彦藤田; 正敏安保
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: US20050171688A1; DE102005004112A1; JP2005214883A; DE102005004112B4

Description

本発明は、カーナビゲーション装置に関するものである。

従来、自車両が走行中の道路種別を判断することを目的とした車載用ナビゲーション装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されている車載用ナビゲーション装置によれば、例えば、カメラによって撮影される画像から、高速道路や一般道路に固有の対象物の有無から道路種別を判別し、一般道路と高速道路とが近接したエリアを走行する際に、この判別結果を用いて道路種別を判断する。この判断により、自車両が適切な道路を走行しているか否かが把握できる。
特開２００３−２７９３６３号公報

例えば、自車両が進路前方の分岐地点で異なる種別の道路へ移動しようとする場合、上述した、従来の車載用ナビゲーション装置は、自車両が進路前方の分岐地点を通過しなければ、適切な道路を走行しているか否かを判断することができない。

本発明は、かかる問題を鑑みてなされたもので、自車両が適切な道路へ向かって走行しているか否かを把握することができるカーナビゲーション装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載のカーナビゲーション装置は、自車両に搭載され、道路上に設けられる進行方向を指示する方向指示標示の画像を撮影する撮像手段と、撮像手段の撮影する画像から方向指示標示を認識する認識処理を実行する画像認識手段と、画像認識手段によって認識された方向指示標示から自車両の走行レーンの進行方向を特定する進行方向特定手段と、自車両の位置を検出する位置検出手段と、道路データを記憶する道路データ記憶手段と、道路データに基づいて目的地までのルートを設定するルート設定手段と、進行方向特定手段によって特定された進行方向が自車両の位置に対応するルート上において、そのルートに沿って進むべき進行方向と一致するか否かを判定する進行方向判定手段とを備え、自車両が１つの走行レーンを走行して道路の分岐地点、合流地点、及び交差点の何れかの地点へ近づく際に、進行方向特定手段によって複数の異なる進行方向が特定される場合、進行方向判定手段は、進行方向特定手段によって上記地点からより近い位置で特定された進行方向を用いて最終的に判定し、進行方向判定手段の判定結果に応じたルート案内を行うことを特徴とする。

このように、本発明のカーナビゲーション装置は、自車両に搭載された撮像手段によって、道路上の方向指示標示の画像を撮影し、この撮影した画像から方向指示標示を認識することで、この認識した方向指示標示の示す方向から自車両の走行レーンの進行方向を特定し、この特定した進行方向がルートに沿って進むべき進行方向と一致するか否かを判定する。これにより、例えば、道路の分岐地点、合流地点や交差点等の手前において、自車両がルート通りの適切な道路へ向かう走行レーンを走行しているか否かを把握することができる。
また、自車両が１つの走行レーンを走行して道路の分岐地点、合流地点、及び交差点の何れかの地点へ近づく際に複数の異なる進行方向が特定される場合、進行方向特定手段によって上記地点からより近い位置で特定された進行方向を用いて最終的に進行方向を判定するので、１つの走行レーンおいて異なる進行方向を指示する指示標示が設けられている場合であっても、進行方向判定手段では、上記地点の走行レーンの最終的な進行方向を用いて判定することができる。

請求項２に記載のカーナビゲーション装置によれば、撮像手段は、画像として、道路上に設けられる白線を含む画像を撮影し、画像認識手段は、認識処理として、撮像手段の撮影する画像から白線を認識する認識処理を実行し、画像認識手段によって認識された白線の動きを検出する動き検出手段と、自車両の移動距離、及び移動方向を検出する車両移動検出手段と、動き検出手段、及び車両移動検出手段の少なくとも一方の検出結果から、自車両の走行レーンに隣接する走行レーンへの進路変更を検出する走行レーン変更検出手段とを備え、進行方向判定手段は、走行レーン変更検出手段によって隣接する走行レーンへの進路変更が検出される場合、その進路変更後に進行方向特定手段によって特定された進行方向を用いて判定することを特徴とする。

これにより、例えば、駐車車両等の障害物を避ける場合等、自車両のユーザの故意によって隣接する走行レーンへ進路変更した場合に、進路変更後の走行レーンがルート通りの適切な道路へ向かう走行レーンであるか否かを把握することができる。また、自車両の移動距離と移動方向から自車両の進路変更を検出することで、白線が設けられていない道路や交差点内であっても進路変更を検出することが可能となる。

請求項３に記載のカーナビゲーション装置によれば、進行方向判定手段は、制御手段による制御処理が実行された後、走行レーン変更検出手段によって隣接する走行レーンへの進路変更が検出される場合に判定することを特徴とする。これにより、自車両のユーザがルート通りの適切な道路へ向かう走行レーンへ進路変更を行ったか否かを把握することができる。

請求項４に記載のカーナビゲーション装置によれば、道路データ記憶手段は、道路データとして、道路の分岐地点、合流地点、及び交差点の少なくとも１つの地点に該当する位置を記憶し、自車両が道路の分岐地点、合流地点、及び交差点の何れかの地点に対して所定距離以内まで近づいた場合、画像認識手段に対して認識処理を実行する指示を出す指示手段を備え、画像認識手段は、指示手段からの指示を受けることで認識処理を実行することを特徴とする。

これにより、画像認識手段は、道路の分岐地点、合流地点、及び交差点の何れかの地点に接近する場合にのみ認識処理を実行するため、カーナビゲーション装置の認識処理に必要となる処理負荷を低減することができる。

請求項５に記載のカーナビゲーション装置によれば、道路データ記憶手段は、道路データとして、道路の走行レーン数を記憶し、指示手段は、自車両が複数の走行レーンを有する道路の分岐地点、合流地点、及び交差点の何れかの地点に対して所定距離以内まで近づいた場合に、認識処理を実行する指示を出すことを特徴とする。

上述したように、一般に、複数の走行レーンを有する交差点等では、走行レーン毎に進行方向が異なる。従って、複数の走行レーンを有する道路の分岐地点、合流地点、及び交差点の何れかの地点に接近する場合にのみ認識処理を実行することで、認識処理に必要となる処理負荷の低減とともに、複数の走行レーンを有する上記地点に接近する場合の車両の走行レーンを認識することができる。

請求項６に記載のカーナビゲーション装置は、自車両の進行方向の道路の路面情報、及び渋滞情報の少なくとも一方の道路に関する情報を取得する道路情報取得手段と、自車両の前方に存在する障害物を検出する物体検出手段と、自車両のウィンドシールドワイパの作動を検出するワイパ検出手段と、自車両への降雨を検出する降雨検出手段と、物体検出手段、道路情報取得手段、ワイパ検出手段、及び降雨検出手段の少なくとも１つの手段による取得／検出結果に基づいて、画像からの認識が困難な状況であるか否かを判定する状況判定手段とを備え、画像認識手段は、状況判定手段によって画像からの認識が困難な状況であると判定される場合、方向指示標示、行き先標示、及び白線を認識する認識処理の実行を禁止する認識処理禁止手段を備えることを特徴とする。

さらに、ウィンドシールドワイパの作動や降雨が検出される場合、天候が雨や雪等であることが想定され、このような悪天候の場合、路面から反射される反射光が多いため、路上の方向指示標示、行き先標示、白線の認識精度が著しく低下する。

従って、路上の方向指示標示、行き先標示、白線の認識が困難な状況であると判定される場合には、画像の認識処理の実行を禁止することで、方向指示標示、行き先標示、白線の誤認識を防止することができる。

請求項７に記載のカーナビゲーション装置は、進行方向特定手段、又は進行方向決定手段によって特定、又は決定された自車両の走行レーンの進行方向、及び自車両の車両登録番号からなる走行レーン情報を外部に送信する送信手段を備えることを特徴とする。これにより、例えば、後続車両に対して自車両の走行レーン情報を送信することができる。

以下、本発明の実施の形態におけるカーナビゲーション装置について、図面に基づいて説明する。図１は、カーナビゲーション装置１００の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、カーナビゲーション装置１００は、位置検出器１、地図データ入力器６、操作スイッチ群７、外部メモリ８、制御回路９、ＶＩＣＳ受信機１０、表示装置１１、音声出力装置１２、Ａ／Ｄ変換器１３、カメラ１４、リモコンセンサ１５、及びリモコン１６によって構成される。

なお、制御回路９は通常のコンピュータとして構成されており、内部には周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。ＲＯＭには、制御回路９が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってＣＰＵ等が所定の演算処理を実行する。

位置検出器１は、自車両の進行方向の方位を検出する地磁気センサ２、自車両の鉛直方向周りの角速度を検出するジャイロセンサ３、自車両の移動距離を検出する距離センサ４、及び衛星からの電波と位置が予め把握されている基準局から発信されるＦＭ放送の電波とに基づいて、自車両の現在位置を精度良く検出するディファレンシャルＧＰＳ（Differential Global Positioning System）のためのＧＰＳ受信機５を有している。これらは、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。

なお、各センサの精度によっては位置検出器１を上述した内の一部で構成してもよく、更に、図示しないステアリングの回転センサ、各転動輪の回転速度から速度を検出する車速センサ等を用いてもよい。

地図データ入力器６は、道路データ、目印データ等によって構成される地図データを入力するための装置である。この地図データを記憶する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体や、メモリカードやハードディスク等の書き込み可能な記憶媒体等が用いられる。ここで、地図データを構成する道路データのリンクデータ及びノードデータについて説明する。

先ず、リンクとは、地図上の各道路を交差・分岐・合流する点等の複数のノードにて分割し、それぞれのノード間をリンクとして規定されるものであり、リンクを接続することにより道路が構成される。リンクデータは、リンクを特定する固有番号（リンクＩＤ）、リンクの長さを示すリンク長、リンクの始端と終端の座標、道路名称、道路種別、道路幅員、走行レーン数（車線数）、走行レーン毎の進行方向（例えば、直進方向、右方向、左方向等）とその走行レーンの配置等の各データから構成されている。

一方、ノードデータ（図示せず）は、地図上の各道路が分岐、合流、交差するノード毎に固有の番号を付したノードＩＤ、ノード座標、ノード名称、ノードに接続する全てのリンクのリンクＩＤが記述される接続リンクＩＤ、分岐地点、合流地点、及び交差点の何れかの地点における走行レーン数、走行レーン毎の進行方向とその走行レーンの配置等の各データから構成されている。

操作スイッチ群７は、例えば、後述する表示装置１１と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等が用いられ、各種入力に使用される。ＶＩＣＳ受信機１０は、道路に敷設されたビーコンや各地のＦＭ放送局を介して、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）センタから配信される道路交通情報を受信する装置である。

道路交通情報としては、例えば、上述したリンク毎の渋滞の渋滞度やリンク毎の旅行時間（所要移動時間）等の渋滞情報、事故や工事による通行止めや高速道路等の出入り口閉鎖等の規制情報である。なお、渋滞度は、複数の評価段階（例えば、渋滞、混雑、空き等）で表されるものである。受信した道路交通情報は、制御装置１０９で処理され、例えば、渋滞情報や規制情報等は、表示装置１０７の画面に表示される地図に重ねて表示することができる。

なお、図示しないが、移動通信機（例えば、携帯電話等）を介して、特定交通情報提供事業者等の交通情報の提供サービスを行う事業者から道路の路面情報（乾燥、湿潤、凍結、積雪等の路面状態）や渋滞情報を取得することができる。

表示装置１１は、例えば液晶ディスプレイによって構成され、表示装置１１の画面には位置検出器１から入力された自車両の現在位置に対応する自車位置マークと、地図データ入力器６より入力された地図データによって生成される車両周辺の道路地図を表示することができる。音声出力装置１２は、スピーカやオーディオアンプ等から構成されるもので、音声案内等を行う。

Ａ／Ｄ変換器１３は、カメラ１４から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、その変換した信号を制御回路９へ出力する。カメラ１４は、自車両の前方（若しくは、後方）の画像を撮影する撮像手段として用いられる。このカメラ１４は、制御回路９からのゲイン、シャッタースピード、フレームレート信号を受けて、画像撮影時のゲイン、シャッタースピード、フレームレートが制御可能となっている。カメラ１４は、撮影した画像の画素（Pixel）毎の明るさの程度を示す画素値信号を画像の水平・垂直同期信号とともに制御回路９へ出力する。

カーナビゲーション装置１００は、リモートコントロール端末（以下、リモコンと称する）１６を介してリモコンセンサ１５から、あるいは操作スイッチ群７から目的地の位置を入力すると、現在位置（或いは、ユーザが指定した出発地）から目的地までの最適な案内ルートを自動的に設定し、自車両の進行に応じた地図表示を行いながら目的地まで案内する、いわゆるルート案内機能も備えている。このような自動的に最適なルートを設定する手法としては、例えば、周知のダイクストラ法等の手法が知られている。

図２に、制御回路９の機能ブロック図を示す。同図に示すように、制御回路９は、ルート案内部９ａ、進行方向抽出部９ｂ、画像認識部９ｃ、テンプレート記憶部９ｄ、進行方向特定部９ｅ、判定部９ｆの各機能によって構成される。

ルート案内部９ａは、上述したルート案内機能を実行するとともに、ルート上の複数の走行レーンを有する分岐地点、合流地点、及び交差点の何れかの地点に対して自車両の現在位置が所定距離以内まで近づいた場合、画像認識部９ｃに対して画像認識処理を実行する指示指令を出す。

進行方向抽出部９ｂは、ルート案内部９ａの案内するルートにおいて、自車両の現在位置からルートに沿って自車両の進むべき進行方向を地図データ入力器６の地図データを構成する道路データ（リンクデータ、ノードデータ）から抽出する。なお、地図上におけるルートの形状から自車両の進むべき進行方向を抽出するようにしてもよい。

画像認識部９ｃは、図３（ａ）に示すように、カメラ１４によって撮影された画像から、道路に設けられる進行方向を指示する方向指示標示（以下、ペイントと記す）と白線を認識する画像認識処理を実行する。なお、同図に示すペイントを切り出す切り出しエリアは、本実施形態では、始めに、その道路上に設けられる白線を認識し、この認識した白線の間を切り出しエリアとして設定するものであるが、画像上の白線の間に相当する位置を切り出しエリアとして予め設定するものであってもよい。

このペイントの認識方法については、例えば、撮影された画像を２値画像に変換し、その２値化された画像から白線の位置を認識し、この認識した白線の間を切り出しエリアとして設定し、この切り出しエリア内の２値化された画像のエッジ部を構成する画素をつなぎ合わせて、図３（ｂ）に示すペイントの輪郭を抽出する。

そして、テンプレート記憶部９ｄの記憶する、図４（ａ）〜（ｄ）に示すペイントパターンのテンプレートとのパターンマッチングを取り（テンプレートマッチング法）、最もマッチングの取れたテンプレートを認識する。このように、カメラ１４によって撮影された画像からペイントを認識することで、この認識したペイントの示す方向から自車両の走行レーンの進行方向を特定することができる。

なお、ペイントのかすれ等によって２値化された画像からエッジ部が検出されない（２値化するための所定の画素値差が得られない）場合には、画像認識処理を禁止する。これにより、誤った認識を防止することができる。

また、画像認識部９ｃは、ルート案内部９ａからの画像認識処理を実行する指示指令を受けることで、上述した処理を実行する。すなわち、一般に、複数の走行レーンを有する交差点等では、走行レーン毎に進行方向が異なる。従って、複数の走行レーンを有する道路の分岐地点、合流地点、及び交差点の何れかの地点に接近する場合にのみ画像認識処理を実行することで、画像認識処理に必要となる処理負荷の低減とともに、複数の走行レーンを有する上記地点に接近する場合の自車両の走行レーンを認識することができる。なお、ルート案内部９ａからの指示指令を受けとった場合にカメラ１４を起動して画像の撮影を開始し、画像認識処理を実行するようにしてもよい。

さらに、画像認識部９ｃは、認識した白線に相当する画素のオプティカルフロー（すなわち、認識した白線の動き）を検出し、この検出結果から隣接する走行レーンへの進路変更（車線変更）を検出する。

例えば、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、自車両の右側に位置する走行レーンへの進路変更時には、図５（ａ）に示す白線Ｌ１、Ｌ２が同図（ｂ）に示すように画像の左方向へ移動し、さらに移動が進むと、同図（ｃ）に示すように、新たな白線Ｌ３が検出され、その後、同図（ｄ）のように、白線Ｌ２、Ｌ３が検出される。この白線のオプティカルフローの検出方法としては、例えば、何れも周知のブロックマッチング法、勾配法、フィルタリング法や２階微分法等を適用すればよい。

なお、白線が設けられていない道路や交差点内においては、距離センサ４と地磁気センサ２からの移動距離、移動方向を用いて車両の進行変更を検出することで、白線が設けられていない道路や交差点内であっても進路変更を検出することが可能となる。

進行方向特定部９ｅは、画像認識部９ｃによって認識されたペイントの示す方向から、自車両の走行レーンの進行方向を特定する。また、隣接する走行レーンへの進路変更が検出される場合には、進路変更があった旨を判定部９ｆへ送る。

判定部９ｆは、進行方向特定部９ｅによって特定されるペイントに基づく自車両の進行方向が進行方向抽出部９ｂによって抽出されるルートに沿って進むべき進行方向と一致するか否かを判定する判定処理を実行する。そして、一致しないと判定される場合には、ルート案内部９ａに対して、走行レーンの進路変更を促すガイダンスを出力する指示指令を送る。

なお、判定部９ｆは、一度判定処理を実行した後に進行方向特定部９ｅから進路変更があった旨を受けた場合には、再度判定処理を行うようにする。これにより、例えば、駐車車両等の障害物を避ける場合等、自車両のユーザの故意によって隣接する走行レーンへ進路変更した場合に、進路変更後の走行レーンがルート通りの適切な道路へ向かう走行レーンであるか否かを判定することができる。

また、ルート案内部９ａによって走行レーン変更案内が行われた後に進行方向特定部９ｅから進路変更があった旨を受けた場合にも、再度判定処理を行うようにする。これにより、走行レーン変更案内後に自車両のユーザがルート通りの適切な道路へ向かう走行レーンへ進路変更を行ったか否かを判定することができる。

ルート案内部９ａは、判定部９ｆからの指示指令を受けることで、ルートに沿って自車両が走行すべき走行レーンへの進路変更を促す走行レーン変更案内（ガイダンス）を行う。これにより、走行レーン変更案内に従って進路変更を行うことで、ルート通りの適切な道路へ向かう走行レーンに進路変更することができる。

なお、ルート案内部９ａにおいて、単に、自車両の走行レーンの進行方向がルートに沿って進むべき進行方向と異なることを報知するようにしてもよい。これにより、自車両のユーザは、ルート通りの適切な道路へ向かう走行レーンを走行していないことを把握することができる。

次に、本実施形態の特徴部分に係わる、カーナビゲーション装置１００によるルート案内処理について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。先ず、図７に示すステップ（以下、Ｓと記す）１０では、複数の走行レーンを有する交差点（分岐地点や合流地点であってもよい）に所定距離以内まで接近したか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合にはＳ２０へ処理を進め、否定判定される場合には、自車両が交差点等に所定距離以内まで接近するまで待機状態となる。

Ｓ２０では、ルート案内機能の実行中であるか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合にはＳ３０へ処理を進め、否定判定される場合にはＳ１０へ処理を移行し、上述した処理を繰り返す。

Ｓ３０では、路上のペイントを認識する画像認識処理を実行する。Ｓ４０では、ペイントを認識することが出来たか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合にはＳ５０へ処理を進め、否定判定される場合にはＳ１０へ処理を移行し、上述した処理を繰り返す。

Ｓ５０では、認識したペイントに基づく走行レーンの進行方向はルートに沿って自車両が進むべき進行方向と一致するか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合にはＳ１０へ処理を移行し、上述した処理を繰り返す。一方、否定判定される場合には、Ｓ６０において、走行レーン変更を促すガイダンスを出力する。

このように、本実施形態のカーナビゲーション装置１００は、自車両に搭載したカメラ１４で撮影したペイントの画像から自車両の走行レーンの進行方向を特定し、一方、自車両の現在位置に対応する目的地までのルート上において、そのルートに沿って自車両が進むべき進行方向を抽出し、自車両の走行レーンの進行方向がルート上において進むべき進行方向と一致するか否かを判定する。そして、一致しないと判定される場合には、ルートに沿って自車両が走行すべき走行レーンへの進路変更を促すガイダンスを行う
これにより、道路の分岐地点、合流地点や交差点の手前の道路に設けられるペイントの示す進行方向から、自車両がルート通りの適切な道路へ向かう走行レーンを走行しているか否かを把握することができる。そして、ルートとは異なる走行レーンを走行している場合には、ルート通りの適切な道路へ向かう走行レーンへの進路変更を行うことが可能となる。

（変形例１）
例えば、複数の走行レーンを有する交差点等においては、例えば、図７に示すように、１つの走行レーンにおいて複数の異なる進行方向を示すペイントＰ１、Ｐ２が設けられていることがある。このような交差点において右折するルートが設定されている場合、本実施形態のカーナビゲーション装置１００では、自車両が最右端の走行レーンを走行しながら交差点へ接近する（ルートに沿った正しい走行レーンから交差点へ接近する）場合であっても、ペイントＰ１を認識した時点で、自車両はルートと異なる走行レーンを走行していると判定し、進路変更のガイダンスを出力してしまうことになる。

そのため、同図のように、１つの走行レーンにおいて複数の異なる進行方向を示すペイントが設けられている場合には、判定部９ｆは、進行方向特定部９ｅによって特定された複数の異なる進行方向のうち、交差点から遠い位置で特定された進行方向は参考情報とし、交差点からより近い位置で特定された進行方向を用いて、最終的な判定を行うようにする。

これにより、１つの走行レーンおいて複数の異なる進行方向を示すペイントが設けられている場合であっても、交差点等の走行レーンの最終的な進行方向を用いて判定することができる。

（変形例２）
本実施形態のカーナビゲーション装置１００は、走行レーンのペイントを認識して、自車両の走行レーンの進行方向を特定するものであるが、例えば、首都高速道路等の有料道路の道路上においては、その走行レーンの行き先を示す行き先標示が多く設けられている。

そこで、本変形例では、カメラ１４によって行き先標示の画像を撮影し、この撮影された画像から行き先標示を画像認識部９ｃにおいて認識し、進行方向特定部９ｅにおいて、認識した行き先標示から自車両の走行レーンの進行方向（すなわち、自車両の位置からその行き先標示の示す行き先へ向かう方向）を特定する。そして、判定部９ｆにおいて、自車両の走行レーンの進行方向がルートに沿って進むべき進行方向と一致するか否かを判定する。

これにより、例えば、首都高速道路等の有料道路の道路上において多く設けられている行き先を示す行き先標示を用いて、自車両がルート通りの適切な道路へ向かう走行レーンを走行しているか否かを判定することができる。

なお、進行方向特定部９ｅにおいて、認識した行き先標示から自車両の走行レーンの行き先を特定し、判定部９ｆにおいて、自車両の走行レーンの行き先がルートの行き先（目的地や経由地等）と一致するか否かを判定するようにしてもよい。

（変形例３）
本実施形態のカーナビゲーション装置１００は、走行レーンのペイントを認識して、自車両の走行レーンの進行方向を特定するものであるが、画像認識部９ｃの認識する白線の数、及びその位置に基づいて、自車両の進行方向の道路の走行レーン数、及び自車両の走行レーンの位置をさらに認識し、進行方向特定部９ｅにおいて、この認識した走行レーン数、及び自車両の走行レーンの位置から自車両の走行レーンの進行方向を特定するようにしてもよい。

すなわち、例えば、自車両の進行方向の道路の走行レーン数が２つである場合、一般に、右側の走行レーンの進行方向は、直進方向、又は／及び右方向が示され、左側の走行レーンの進行方向は、直進方向、又は／及び左方向が示される。

また、例えば、自車両の進行方向の道路の走行レーン数が３つである場合、一般に、右側の走行レーンの進行方向は、直進方向、又は／及び右方向が示され、中央の走行レーンは、直進方向が示され、左側の走行レーンの進行方向は、直進方向、又は／及び左方向が示される。

さらに、例えば、自車両の進行方向の道路の走行レーン数が４つである場合、一般に、最右側の走行レーンの進行方向は、直進方向、又は／及び右方向が示され、最右側の走行レーンに隣接する左側の走行レーン、及び、最左側の走行レーンに隣接する右側の走行レーンは、直進方向が示され、最左側の走行レーンの進行方向は、直進方向、又は／及び左方向が示される。

従って、画像認識部９ｃにおいて認識される走行レーン数、及び自車両の走行レーンの位置から自車両の走行レーンの進行方向を特定することが可能となる。

（変形例４）
本実施形態のカーナビゲーション装置１００は、走行レーンのペイントを認識して、自車両の走行レーンの進行方向を特定するものであるが、外部から取得した情報を用いて自車両の走行レーンの進行方向を特定するようにしてもよい。

すなわち、例えば、移動通信機等を介して、他車両の走行レーンの進行方向、及び他車両の車両登録番号を含む走行レーン情報を取得し、カメラ１４によって自車両前方の先行車両のナンバープレートの画像を撮影し、画像認識部９ｃにおいて、カメラ１４の撮影画像から先行車両の車両登録番号を認識する画像認識処理を実行し、進行方向特定部９ｅにおいて、画像認識部９ｃの認識した車両登録番号と一致する車両登録番号を含む走行レーン情報を移動通信機の取得する走行レーン情報から抽出し、この抽出した走行レーン情報に含まれる進行方向を自車両の走行レーンの進行方向として特定する。

これにより、自車両と同じ走行レーンを走行する先行車両の走行レーン情報から自車両の走行レーンの進行方向を特定することが可能となる。また、移動通信機等を介して、自車両において特定した自車両の走行レーンの進行方向、及び自車両の車両登録番号からなる走行レーン情報を外部に送信するようにしてもよい。これにより、例えば、後続車両に対して自車両の走行レーン情報を送信することができる。

（変形例５）
本実施形態のカーナビゲーション装置１００は、走行レーンのペイントを認識して、自車両の走行レーンの進行方向を特定するものであるが、本実施形態のＧＰＳ受信機５によって検出される自車両の位置に対応する道路の走行レーンの進行方向を道路データから参照して、自車両の走行レーンの進行方向を特定するようにしてもよい。

すなわち、ディファレンシャルＧＰＳでは、数メートル程度の位置検出精度を得ることができる。従って、ＧＰＳ受信機５によって検出される自車両の位置に対応する道路の走行レーンの進行方向を道路データから参照することで、自車両の走行レーンの進行方向を特定することができる。なお、ＧＰＳ受信機５の検出結果と、地磁気センサ２、ジャイロセンサ３、距離センサ４等の検出結果とを組み合わせて、更に高精度な位置検出を行うようにするとよい。

（変形例６）
本実施形態では、画像認識部９ｃにおいて、ペイントのかすれ等によって２値化された画像からエッジ部が検出されない場合には、画像認識処理を禁止し、誤った認識を防止する対策を施しているが、ペイントの認識し難い状況であるか否かを判定して、認識し難い状況であると判定される場合にも画像認識処理を禁止するようにしてもよい。

例えば、路面が積雪状態である場合には、道路上のペイントが雪の陰となって画像に写らなくなり、渋滞区間内を走行する場合にも、道路上のペイントが先行車両の陰となって画像に写らない。また、自車両の前方に障害物や落下物等が存在する場合にも、道路上のペイントが障害物等の陰となって画像に写らないため、道路上のペイントを認識することができない。

さらに、ウィンドシールドワイパの作動や降雨が検出される場合、天候が雨や雪等であることが想定され、このような悪天候の場合、路面から反射される反射光が多いため、道路上のペイントの認識精度が著しく低下する。

従って、例えば、ＶＩＣＳ受信機１０や特定交通情報提供事業者から路面情報や渋滞情報を取得し、自車両の現在位置の道路が積雪状態であったり、渋滞区間内であったりする場合には画像認識処理を禁止する。

或いは、レーザ光やミリ波等の電波を用いたレーダ装置を備えて、このレーダ装置によって自車両前方に存在する障害物を検出し、その障害物がペイントと重なるように位置する場合には画像認識処理を禁止する。

また、ウィンドシールドワイパの作動を検出するセンサや車両への降雨を検出する雨滴センサ等を備えて、これらセンサによってウィンドシールドワイパの作動や雨滴が検出される場合には画像認識処理を禁止する。このように、ペイントの認識が困難な状況であると判定される場合には、画像認識処理の実行を禁止することで、ペイントの誤認識を防止することができる。なお、上記変形例２及び３においても、本変形例が適用可能であることは言うまでもない。

（変形例７）
上記本実施形態、変形例２〜５において説明したカーナビゲーション装置１００の構成を全て備え、さらに、上記本実施形態、変形例２〜５の進行方向特定部９ｅの少なくとも２つの特定結果を総合して、自車両の走行レーンの進行方向を決定するようにしてもよい。これにより、自車両の走行レーンの進行方向を精度良く特定することができる。

また、本変形例においても上記変形例６が適用可能であることは言うまでもなく、さらに、ペイント、行き先標示、白線を認識する画像認識処理の実行が禁止される場合には、変形例４、及び５の進行方向特定部９ｅの少なくとも１つの特定結果を用いて、自車両の走行レーンの進行方向を決定するようにしてもよい。

これにより、画像認識処理の実行が禁止される場合であっても、先行車両からのレーン情報や自車両の位置に対応する道路の走行レーンの進行方向を道路データから参照した結果から自車両の走行レーンの進行方向を特定することができる。

本発明の実施形態に係わる、カーナビゲーション装置１００の概略構成を示すブロック図である。制御回路９の機能ブロック図である。（ａ）は、画像からペイントパターンを切り出すエリアを示す図であり、（ｂ）は、切り出し後のペイントパターンを示す図である。（ａ）は、直進方向を示すペイントパターンマッチング用のテンプレートを示す図であり、（ｂ）は、左方向を示すペイントパターンマッチング用のテンプレートを示す図であり、（ｃ）は、右方向を示すペイントパターンマッチング用のテンプレートを示す図であり、（ｄ）は、直進及び左方向を示すペイントパターンマッチング用のテンプレートを示す図である。（ａ）〜（ｄ）は、右走行レーンへの進路変更時の白線Ｌ１〜Ｌ３の動きを示す図である。本発明の実施形態に係わる、カーナビゲーション装置１００によるルート案内処理の流れを示すフローチャートである。本発明の実施形態の変形例１に係わる、１つの走行レーンにおいて異なる進行方向を示すペイントＰ１、Ｐ２が設けられる場合の例を示した図である。

符号の説明

９制御回路
９ａルート案内部
９ｂ進行方向抽出部
９ｃ画像認識部
９ｄテンプレート記憶部
９ｅ進行方向特定部
９ｆ判定部
１４カメラ
１００カーナビゲーション装置

Claims

自車両に搭載され、道路上に設けられる進行方向を指示する方向指示標示の画像を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段の撮影する画像から方向指示標示を認識する認識処理を実行する画像認識手段と、
前記画像認識手段によって認識された方向指示標示から前記自車両の走行レーンの進行方向を特定する進行方向特定手段と、
前記自車両の位置を検出する位置検出手段と、
道路データを記憶する道路データ記憶手段と、
前記道路データに基づいて目的地までのルートを設定するルート設定手段と、
前記進行方向特定手段によって特定された進行方向が前記自車両の位置に対応する前記ルート上において、該ルートに沿って進むべき進行方向と一致するか否かを判定する進行方向判定手段とを備え、
前記自車両が１つの走行レーンを走行して前記道路の分岐地点、合流地点、及び交差点の何れかの地点へ近づく際に、前記進行方向特定手段によって複数の異なる進行方向が特定される場合、前記進行方向判定手段は、前記進行方向特定手段によって前記地点からより近い位置で特定された進行方向を用いて最終的に判定し、
前記進行方向判定手段の判定結果に応じたルート案内を行うことを特徴とするカーナビゲーション装置。
前記撮像手段は、前記画像として、前記道路上に設けられる白線を含む画像を撮影し、
前記画像認識手段は、前記認識処理として、前記撮像手段の撮影する画像から白線を認識する認識処理を実行し、
前記画像認識手段によって認識された白線の動きを検出する動き検出手段と、
前記自車両の移動距離、及び移動方向を検出する車両移動検出手段と、
前記動き検出手段、及び前記車両移動検出手段の少なくとも一方の検出結果から、前記自車両の走行レーンに隣接する走行レーンへの進路変更を検出する走行レーン変更検出手段とを備え、
前記進行方向判定手段は、前記走行レーン変更検出手段によって前記隣接する走行レーンへの進路変更が検出される場合、その進路変更後に前記進行方向特定手段によって特定された進行方向を用いて判定することを特徴とする請求項１に記載のカーナビゲーション装置。
前記進行方向判定手段は、前記制御手段による制御処理が実行された後、前記走行レーン変更検出手段によって前記隣接する走行レーンへの進路変更が検出される場合に判定することを特徴とする請求項２記載のカーナビゲーション装置。
前記道路データ記憶手段は、前記道路データとして、前記道路の分岐地点、合流地点、及び交差点の少なくとも１つの地点に該当する位置を記憶し、
前記自車両が前記道路の分岐地点、合流地点、及び交差点の何れかの地点に対して所定距離以内まで近づいた場合、前記画像認識手段に対して認識処理を実行する指示を出す指示手段を備え、
前記画像認識手段は、前記指示手段からの指示を受けることで前記認識処理を実行することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のカーナビゲーション装置。
前記道路データ記憶手段は、前記道路データとして、前記道路の走行レーン数を記憶し、
前記指示手段は、前記自車両が複数の走行レーンを有する前記道路の分岐地点、合流地点、及び交差点の何れかの地点に対して所定距離以内まで近づいた場合に、前記認識処理を実行する指示を出すことを特徴とする請求項４記載のカーナビゲーション装置。
前記自車両の進行方向の道路の路面情報、及び渋滞情報の少なくとも一方の道路に関する情報を取得する道路情報取得手段と、
前記自車両の前方に存在する障害物を検出する物体検出手段と、
前記自車両のウィンドシールドワイパの作動を検出するワイパ検出手段と、
前記自車両への降雨を検出する降雨検出手段と、
前記物体検出手段、前記道路情報取得手段、前記ワイパ検出手段、及び前記降雨検出手段の少なくとも１つの手段による取得／検出結果に基づいて、前記画像からの認識が困難な状況であるか否かを判定する状況判定手段とを備え、
前記画像認識手段は、前記状況判定手段によって前記画像からの認識が困難な状況であると判定される場合、前記方向指示標示、行き先標示、及び白線を認識する認識処理の実行を禁止する認識処理禁止手段を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のカーナビゲーション装置。
前記進行方向特定手段、又は前記進行方向決定手段によって特定、又は決定された前記自車両の走行レーンの進行方向、及び前記自車両の車両登録番号からなる走行レーン情報を外部に送信する送信手段を備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のカーナビゲーション装置。