JP4419260B2 - ナビゲーション装置、ナビゲーション装置の制御方法及び記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーション装置、ナビゲーション装置の制御方法及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ナビゲーション装置においては、車速等の車両情報、及び現在位置検出手段によって検出された車両（自車）の現在の位置、すなわち、現在位置に基づいて、車両が走行した軌跡（以下「走行軌跡」という。）を算出し、該走行軌跡とデータ記録部から読み出した道路状況データとを照合して、マップマッチングを行い、車両が地図上のどの位置にあるかの判定を行うようになっている。そして、現在位置を車両の周辺の地図と共に表示部に表示したり、前記現在位置、運転者が設定した目的地等に基づいて経路を探索し、探索された経路を案内したりするようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のナビゲーション装置においては、例えば、高架の高速道路と一般道路とが並設されている場合に、車両が高架の高速道路を走行している場合に検出される現在位置と、一般道路を走行している場合に検出される現在位置とがほぼ一致するので、マップマッチングを正確に行うことができず、高架の高速道路と一般道路とを区別することができない。
【０００４】
その場合、現在位置が表示部に誤って表示されたり、誤った経路が案内されたりすることがある。
【０００５】
本発明は、前記従来のナビゲーション装置の問題点を解決して、マップマッチングを正確に行うことができない場合に、マップマッチングを修正することができるナビゲーション装置、ナビゲーション装置の制御方法及び記録媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の車両制御装置においては、現在位置を検出する現在位置検出手段と、道路状況データが記録されたデータ記録部と、撮像手段と、現在位置及び道路状況データに基づいて、高速道路及び一般道路が並設された並設区間において交差点を通過するかどうかを判断する交差点通過判断処理手段と、交差点を通過するに当たり、前記撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断するマーク認識判断処理手段と、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、交差点を通過したと判断して、車両が一般道路を走行していると判定し、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、交差点を通過していないと判断し、車両が高速道路を走行していると判定する走行道路判定処理手段とを有する。
【０００７】
本発明の他のナビゲーション装置においては、さらに、前記撮像手段は、交差点が現在位置から第１の設定距離以内に存在する場合に、撮影を行う。
【０００８】
本発明の更に他のナビゲーション装置においては、さらに、前記撮像手段は、車両が交差点を通過した後、第２の設定距離を走行すると、撮影を終了する。
【０００９】
本発明の更に他のナビゲーション装置においては、さらに、前記マーク認識判断処理手段は、少なくとも一つの交差点が存在する判定区間において、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断する。
【００１０】
本発明の更に他のナビゲーション装置においては、さらに、前記走行道路判定処理手段の判定結果に基づいて、現在位置を変更する現在位置変更処理手段を有する。
【００１１】
本発明のナビゲーション装置の制御方法においては、現在位置を検出し、現在位置及び道路状況データに基づいて、高速道路及び一般道路が並設された並設区間において交差点を通過するかどうかを判断し、交差点を通過するに当たり、撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断し、該レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、交差点を通過したと判断して、車両が一般道路を走行していると判定し、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、交差点を通過していないと判断し、車両が高速道路を走行していると判定する。
【００１２】
本発明の記録媒体においては、ナビゲーション制御装置を、現在位置及び道路状況データに基づいて、高速道路及び一般道路が並設された並設区間において交差点を通過するかどうかを判断する交差点通過判断処理手段、交差点を通過するに当たり、撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断するマーク認識判断処理手段、並びに前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、交差点を通過したと判断して、車両が一般道路を走行していると判定し、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、交差点を通過していないと判断し、車両が高速道路を走行していると判定する走行道路判定処理手段として機能させるためのプログラムを記録する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるナビゲーション装置の機能ブロック図である。
【００１５】
図において、９１は現在位置を検出する現在位置検出手段、２４は道路状況データが記録されたデータ記録部、１１は撮像手段としてのカメラ、９２は現在位置及び道路状況データに基づいて、第１、第２の道路が並設された並設区間において交差点を通過するかどうかを判断する交差点通過判断処理手段、９３は交差点を通過するに当たり、撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のマークが認識されたかどうかを判断するマーク認識判断処理手段、９４は前記マークが認識されたかどうかの判断結果に基づいて、車両が前記第１、第２の道路のうちのいずれを走行しているかを判定する走行道路判定処理手段である。
【００１６】
図２は本発明の第１の実施の形態における車両制御装置のブロック図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるカメラの配設状態を示す第１の図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるカメラの配設状態を示す第２の図である。
【００１７】
図において、１０は車両制御装置、１１は車両の所定の箇所、例えば、図３に示されるように、フロントガラス１０ａの上部のルームミラー１０ｂの近傍に取り付けられ、車両の前方の被写体を撮影する撮像手段としてのＣＣＤ等のカメラ、１２は該カメラ１１によって得られた画像を画像信号として読み込んで、画像信号に対して画像処理を行い、画像データを作成する画像処理手段としての画像処理プロセッサ、１４は前記画像データを読み込んで、画像データに対してエッジ強調処理を行い、画像の境界が強調されたエッジ画像を作成するとともに、該エッジ画像に基づいて、高速道路に特有の道路判定用のマークとしての白線、破線等のレーンマークを認識したり、一般道路に特有の道路判定用のマークとしての横断歩道のゼブラクロッシングマークを認識したりする認識処理手段としてのマーク認識プロセッサ、１５はエッジ画像等を記録するための第１の記憶手段としてのワークメモリ、１６は制御用のプログラムのほか、目的地までの経路の探索、経路の案内等を行うための各種のプログラムが記録された第２の記憶手段としてのプログラムメモリ、Ｂｕはバスである。なお、レーンマークが認識されている間、前記マーク認識プロセッサ１４は、マーク認識信号をオンにし、ゼブラクロッシングマークが認識されている間、前記マーク認識プロセッサ１４は、ゼブラクロッシングマーク認識信号をオンにする。
【００１８】
また、前記ワークメモリ１５及びプログラム用メモリ１６によって記録媒体が構成され、該記録媒体として、磁気テープ、磁気ディスク、フロッピーディスク、磁気ドラム、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、光ディスク、ＩＣカード、光カード等を使用することができる。また、本実施の形態においては、フロントガラス１０ａの上部の中央にカメラ１１を配設するようになっているが、図４に示されるように、車両の後部の所定箇所にカメラ１１を配設したり、フロントガラス１０ａの上部の中央、及び車両の後部の所定箇所にカメラ１１を配設したりすることができる。
【００１９】
本実施の形態において、前記ワークメモリ１５にはエッジ画像が記録され、前記プログラム用メモリ１５には各種のプログラムが記録されるようになっているが、エッジ画像及びプログラムを外部の記録媒体に記録することもできる。また、例えば、前記バスＢｕに図示されないフラッシュメモリを接続し、前記外部の記録媒体からプログラムを読み出してフラッシュメモリに書き込み、プログラムを更新することもできる。
【００２０】
また、２１はナビゲーション装置の全体の制御を行うナビゲーション制御装置、２２はジャイロセンサ、２３はＧＰＳ（グローバルポジショニングセンサ）、２４は道路状況データが記録されたデータ記録部、２５は表示部、２６は入力部である。前記表示部２５には、操作案内、操作メニュー、操作キーの案内、目的地までの経路、走行する経路に沿った案内等が表示される。そのために、前記表示部２５として、例えば、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、フロントガラスにホログラムを投影するホログラム装置等を使用することができる。また、前記入力部２６は、走行開始時の位置を修正したり、目的地を入力したりするためのものであり、前記入力部２６として、例えば、表示部２５と別に配設されたキーボード、マウス、バーコードリーダ、ライトペン、遠隔操作用のリモートコントロール装置等を使用することができる。また、前記入力部２６として、表示部２５に画像で表示されたキー又はメニューにタッチすることによって入力を行うことができるようにしたタッチパネルを使用することもできる。
【００２１】
前記ジャイロセンサ２２及びＧＰＳ２３は、いずれも、現在位置を検出する現在位置検出手段９１（図１）を構成する。前記ジャイロセンサ２６は、車両の回転角速度を検出するものであり、ガスレートジャイロ、振動ジャイロ等が使用される。そして、前記ジャイロセンサ２６によって検出された回転角速度を積分することにより、車両が向いている方位を算出することができる。また、前記ＧＰＳ２１は、人工衛星によって発生させられた電波を受信して、地球上における位置座標を検出する。なお、前記現在位置検出手段として、ジャイロセンサ２２及びＧＰＳ２３のほかに、地磁気センサ、距離センサ、ステアリングセンサ、ビーコンセンサ、高度計等を使用することもできる。
【００２２】
また、前記データ記録部２４は、地図データファイル、交差点データファイル、ノードデータファイル、道路データファイル、写真データファイル、及び各地域のホテル、ガソリンスタンド、観光地案内等の各主地域ごとの情報が格納されたデータファイルを備える。前記各データファイルには、経路を探索するためのデータのほか、前記表示部２５に、探索した経路に沿って案内図を表示したり、交差点又は経路における特徴的な写真、コマ図等を表示したり、次の交差点までの距離、次の交差点における進行方向等を表示したり、他の案内情報を表示したりするための各種のデータが格納される。なお、前記データ記録部２４には、所定の情報を図示されない音声出力部によって出力するための各種のデータも格納される。
【００２３】
ところで、前記交差点データファイルには各交差点に関する交差点データが、ノードデータファイルにはノードに関するノードデータが、道路データファイルには道路に関する道路データがそれぞれ格納され、前記交差点データ、ノードデータ及び道路データによって道路状況データが構成される。なお、前記ノードデータは、前記地図データファイルに格納された地図データにおける少なくとも道路の位置及び形状を表す要素であり、道路上の各ノードの絶対位置を表す座標、各ノード間を連結するリンクの長さ、各ノードにおける絶対方位を表すリンク角等の各データから成る。そして、前記道路データによって、道路自体については、幅員、勾（こう）配、カント、バンク、路面の状態、道路の車線数、車線数の減少する地点、幅員の狭くなる地点等が、コーナについては、曲率半径、交差点、Ｔ字路、コーナの入口等が、道路属性については、踏切、高速道路出口ランプウェイ、高速道路の料金所、降坂路、登坂路、道路種別（国道、一般道路、高速道路等）等がそれぞれ表される。
【００２４】
また、３１は図示されないエンジンの制御を行うエンジン制御装置、３２は図示されない自動変速機の制御を行う自動変速機制御装置、３３は走行条件としての車速Ｖを検出する車速検出手段としての車速センサ、３４はエンジン負荷としての、図示されないアクセルペダルの踏込量、すなわち、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段としてのアクセル開度センサ、３５はオートクルーズが設定されていることを検出するオートクルーズ状態検出手段としてのオートクルーズセンサ、３６は図示されないブレーキペダルが踏み込まれたことを検出するブレーキ操作検出手段としてのブレーキセンサである。なお、前記車速Ｖ、アクセル開度、ブレーキの踏込み等によって車両情報が構成される。また、カメラ１１、画像処理プロセッサ１２、マーク認識プロセッサ１４、ワークメモリ１５、プログラムメモリ１６、ナビゲーション制御装置２１、ジャイロセンサ２２、ＧＰＳ２３、データ記録部２４、表示部２５、入力部２６、車速センサ３３等によってナビゲーション装置が構成される。
【００２５】
該ナビゲーション制御装置２１の図示されない表示処理手段は、表示処理を行うことによって、前記表示部２５に現在位置及び周辺の地図を表示する。そして、運転者によって入力部２６が操作されて目的地が設定されると、ナビゲーション制御装置２１の図示されない経路探索処理手段は、経路探索処理を行うことによって、現在位置から目的地までの経路を探索し、経路が探索されると、前記表示処理手段は、表示処理を行うことによって、前記表示部２５に現在位置、周辺の地図及び探索された経路を表示し、経路案内を開始する。したがって、運転者は、前記経路案内に従って車両を走行させることができる。
【００２６】
また、車両制御装置１０においては、現在位置に基づいて車両制御としてのコーナ制御を行うことができる。該コーナ制御においては、例えば、車両がコーナに差し掛かったときに、低速側の変速段でコーナを通過することができるようになっている（特開平１０−８２４６２号公報参照）。
【００２７】
そのために、前記ナビゲーション制御装置２１は、車両がコーナに差し掛かると、データ記録部２４から各種の道路状況データを読み出し、該道路状況データに基づいて、コーナを通過するに当たり推奨される変速段を推奨値として算出する。そして、前記ナビゲーション制御装置２１は、運転者の動作に基づく所定の制御開始条件が満たされるときに、前記推奨値に基づいて上限の変速段を決定し、該上限の変速段より上の変速段（高速側の変速段、変速比の小さい変速段等）で変速を行わないようする。したがって、例えば、曲率半径が小さいコーナを通過する際に、車両を減速させて走行させることができる。なお、前記車両制御として、エンジン制御、変速機制御等を行って車両を走行させることもできる。
【００２８】
次に、前記ナビゲーション装置の動作について説明する。
【００２９】
図５は本発明の第１の実施の形態におけるナビゲーション装置の動作を示すメインフローチャート、図６は本発明の第１の実施の形態におけるマップマッチング処理のサブルーチンを示す図である。
【００３０】
まず、ナビゲーション制御装置２１（図２）の図示されないナビ初期化処理手段は、ナビ初期化処理を行い、プログラムメモリ１６に記録された各種のプログラムを初期化する。続いて、運転者が入力部２６を操作して図示されない目的地設定用のキーを押した場合、ナビゲーション制御装置２１の図示されない目的地設定処理手段は、目的地設定処理を行い、目的地を設定する。その結果、前記目的地設定処理手段の前記経路探索処理手段は、経路探索処理を行い、現在位置から目的地までの経路を探索する。なお、運転者は、必要に応じて入力部２６を操作することによって、目的地までの通過地点を設定したり、有料道路を優先するか、一般道を優先するか等の経路探索条件を選択したりすることができる。
【００３１】
次に、ナビゲーション制御装置２１の図示されないマップマッチング処理手段は、マップマッチング処理を行い、ジャイロセンサ２２、ＧＰＳ２３及び車速センサ３３から各センサ信号を読み込み、該各センサ信号に基づいて、現在位置を含む現在地付近のデータを取得する。
【００３２】
続いて、前記マップマッチング処理手段は、前記目的地設定処理によって目的地が設定されている場合、車両の走行に伴う現在位置の変化に対応させて、経路を案内するための経路案内データを出力する。
【００３３】
続いて、前記マップマッチング処理手段は、車両の走行状態を表す走行状態データを出力する。なお、該走行状態データは、クロック信号に従って設定されるマッチングタイミング、前記ジャイロセンサ２２によって検出された旋回角、車速センサ３３によって検出された車速Ｖ、現在位置に対応させて各マッチングタイミングで取得されたマッチングデータ等から成る。そして、該マッチングデータは、車両が走行している道路を特定するための走行道路番号、車両が到達したノード点を特定するための走行ノード番号、車両が分岐点を通過したことを表す分岐点通過フラグ等から成る。
【００３４】
このようにしてマップマッチング処理が行われると、ナビゲーション制御装置２１の表示処理手段は、表示処理を行い、表示部２５に現在位置を周辺の地図と共に表示する。また、経路が探索されている場合は、表示部２５に、前記現在位置、周辺の地図及び探索された経路が表示される。
【００３５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ ナビ初期化処理を行う。
ステップＳ２ 目的地設定処理を行う。
ステップＳ３ マップマッチング処理を行う。
ステップＳ４ 表示処理を行い、ステップＳ３に戻る。
【００３６】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ３−１ センサ信号を読み込む。
ステップＳ３−２ 現在地付近のデータを取得する。
ステップＳ３−３ 目的地が設定されているかどうかを判断する。目的地が設定されている場合はステップＳ３−４に、設定されていない場合はステップＳ３−５に進む。
ステップＳ３−４ 経路案内データを出力する。
ステップＳ３−５ 走行状態データを出力し、リターンする。
【００３７】
次に、図５のステップＳ４における表示処理のサブルーチンについて説明する。
【００３８】
図７は本発明の第１の実施の形態における表示処理のサブルーチンを示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における道路の例を示す図、図９は本発明の第１の実施の形態におけるカメラによって得られた画像の第１の例を示す図、図１０は本発明の第１の実施の形態におけるカメラによって得られた画像の第２の例を示す図である。
【００３９】
図８において、１０１は第１の道路としての高架の高速道路、１０２は第２の道路としての一般道路である。前記高速道路１０１は左右の実線のレーンマーク１２１、１２２によって、前記一般道路１０２は左右の縁石１２３、１２４によって形成される。また、前記高速道路１０１は、破線のレーンマーク１０３によって二つの通行帯、すなわち、通行区分１１２、１１３に区分され、前記一般道路１０２は、破線のレーンマーク１０４によって二つの通行区分１１４、１１５に区分される。
【００４０】
また、前記一般道路１０２には、所定の箇所に交差点１３１が設けられ、該交差点１３１に隣接させて、通行区分１１４、１１５にわたって横断歩道のゼブラクロッシングマーク１３２が形成される。
【００４１】
そして、前記表示処理手段の現在位置表示処理手段は、マッチングデータを読み込み、該マッチングデータのうちの走行ノード番号に基づいて現在位置を決定し、現在位置及び周辺の地図等を表示部２５に表示する。なお、前記目的地設定処理によって目的地が設定されている場合、探索された経路も併せて表示される。
【００４２】
ところで、図８に示されるように、前記高速道路１０１と一般道路１０２とが並設されている場合に、車両が高速道路１０１を走行している場合に検出される現在位置と、一般道路１０２を走行している場合に検出される現在位置とがほぼ一致するので、マップマッチングを正確に行うことができず、高速道路１０１と一般道路１０２を区別することができないことがある。その結果、現在位置が表示部２５に誤って表示されたり、誤った経路が案内されたりすることがある。
【００４３】
そこで、本実施の形態において、前記表示処理手段のマップマッチング修正処理手段は、マップマッチング修正処理を行い、カメラ１１による撮影によって得られた画像に基づいて、車両が高速道路１０１を走行しているか、一般道路１０２を走行しているかを判定し、マップマッチングを修正するようにしている。
【００４４】
そのために、前記マップマッチング修正処理手段は、データ記録部２４の道路データファイルにアクセスして道路データを読み出し、前記表示部２５の表示画面上において現在位置が置かれた道路、すなわち、マッチング道路に対して、並設された道路が車両の前方にあるかどうかを判断する。並設された道路が車両の前方にある場合、前記マップマッチング修正処理手段の交差点存在判断処理手段は、データ記録部２４の交差点データファイルにアクセスして交差点データを読み出し、道路が並設される距離、すなわち、並設区間に存在する交差点を取得し、取得された交差点に基づいて、交差点が現在位置から第１の設定距離Ｌ１（本実施の形態においては、１００〔ｍ〕）以内に存在するかどうかを判断する。
【００４５】
そして、交差点が現在位置から第１の設定距離Ｌ１以内に存在する場合、前記マップマッチング修正処理手段の撮影指令処理手段は、撮影指令信号をカメラ１１に送り、カメラ１１は前記撮影指令信号がナビゲーション制御装置２１から送られている間、撮影を行う。また、前記マップマッチング修正処理手段の交差点通過判断処理手段９２は、車両が、取得された交差点のうちの最初の交差点に到達した後、第２の設定距離Ｌ２（本実施の形態においては、１００〔ｍ〕）を走行したかどうかを判断し、第２の設定距離Ｌ２を走行するまで撮影指令信号をカメラ１１に送り、該カメラ１１はその間、撮影を継続する。このようにして、交差点通過判断処理手段９２は、前記交差点から第２の設定距離Ｌ２以内の範囲に設定された判定区間において、車両が交差点を通過するかどうかを判断することができる。なお、前記第２の設定距離Ｌ２は、前記判定区間に少なくとも一つの交差点が存在するように設定される。
【００４６】
この場合、交差点が現在位置から第１の設定距離Ｌ１以内に存在することが分かるまで、カメラ１１による撮影は開始されず、第２の設定距離Ｌ２を走行すると、カメラ１１による撮影は終了させられるので、画像データを無駄にすることがない。
【００４７】
続いて、車両が、前記第２の設定距離Ｌ２を走行すると、前記マップマッチング修正処理手段のマーク認識判断処理手段９３は、前記判定区間において実線又は破線のレーンマークが認識されたかどうかを判断する。このようにして、マーク認識判断処理手段９３は、交差点を通過するに当たり、カメラ１１による撮影によって得られた画像に基づいて、レーンマークが認識されたかどうかを判断することができる。
【００４８】
すなわち、前記マーク認識判断処理手段９３は、マーク認識プロセッサ１４のマーク認識信号を読み込み、マーク認識信号がオフになった地点からオンになる地点までの、レーンマークを認識しないで走行した走行距離を算出し、該走行距離が走行距離閾値、例えば、１５〔ｍ〕より長いかどうかを判断する。なお、前記走行距離は、データ記録部２４のノードデータファイルにアクセスし、ノードデータを読み込むとともに、マーク認識信号がオンである間、リンクの長さを積算することによって算出される。
【００４９】
そして、レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、車両が実際の交差点を通過したと判断されるので、前記マップマッチング修正処理手段の走行道路判定処理手段９４は、車両が一般道路１０２を走行していると判定し、レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、車両が実際の交差点を通過していないと判断されるので、前記走行道路判定処理手段９４は、車両が高速道路１０１を走行していると判定する。なお、レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、破線のレーンマークが認識される。
【００５０】
例えば、車両が通行区分１１３を走行している場合、カメラ１１によって得られる画像は図９に示されるようになる。この場合、車両が走行する通行区分１１３の左のレーンマーク１０３は破線であり、右のレーンマーク１２２は実線である。したがって、レーンマークを認識しない間の走行距離が走行距離閾値以下になるので、前記走行道路判定処理手段９４は、車両が高速道路１０１を走行していると判定する。また、車両が通行区分１１５を走行している場合、カメラ１１によって得られる画像は図１０に示されるようになる。この場合、車両が走行する通行区分１１５の左のレーンマーク１０４（図８）は破線である。そして、通行区分１１５の右は縁石１２４である。そして、交差点１３１においてはレーンマークが形成されず、交差点１３１の手前にゼブラクロッシングマーク１３２が形成される。したがって、交差点１３１においてはレーンマークは認識されず、レーンマークを認識しない間の走行距離が前記走行距離閾値より長くなるので、前記走行道路判定処理手段９４は、車両が一般道路１０２を走行していると判定する。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合に、車両が一般道路１０２を走行していると判定し、レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合に、車両が高速道路１０１を走行していると判定するようにしているが、レーンマークを認識して走行した走行距離が走行距離閾値より長いかどうかを判断し、レーンマークを認識して走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合に、車両が高速道路１０１を走行していると判定し、レーンマークを認識して走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合に、車両が一般道路１０２を走行していると判定することもできる。この場合、破線のレーンマークを認識すると、マーク認識信号が周期的にオフになるので、レーンマークを認識して走行した走行距離が走行距離閾値より短くなってしまう。そこで、マーク認識信号がオフになる時間が短い場合、リンクの長さの積算が継続される。
【００５２】
続いて、ナビゲーション制御装置２１の図示されない表示評価処理手段は、表示部２５に正しい道路が表示されているかどうかを判断し、正しい道路が表示されていない場合、ナビゲーション制御装置２１の図示されない現在位置変更処理手段は、現在位置を変更して表示部２５に表示する。したがって、表示部２５に正しい道路を表示することができる。なお、表示部２５に正しい道路が表示されているかどうかの判断は、前記マッチング道路と、前記走行道路判定処理手段９４によって車両が走行していると判定された道路とが一致するかどうかを判断することによって行われる。
【００５３】
このように、前記高速道路１０１と一般道路１０２とが並設されている場合に、マップマッチング処理において高速道路１０１と一般道路１０２を区別することができなくても、マップマッチング修正処理においてマップマッチングを修正することができる。したがって、現在位置が表示部２５に誤って表示されたり、誤った経路が案内されたりすることがなくなる。
【００５４】
また、現在位置に基づいてコーナ制御を行う場合、マップマッチングが修正されるので、実際には車両を減速させる必要がない道路で車両が減速させられてしまうことがなくなる。したがって、運転者に違和感を与えることがない。
【００５５】
なお、前記カメラ１１は、車両の一部及び車両の直近の被写体を撮影するように設定される。すなわち、図９及び１０に示されるように、車両のボンネット部１５１、及び通行区分１１３、１１５における車両の直近の部分が撮影される。
【００５６】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ４−１ マップマッチングデータを読み込む。
ステップＳ４−２ 現在位置を表示部２５に表示する。
ステップＳ４−３ 並設された道路が前方に存在するかどうかを判断する。並設された道路が前方に存在する場合はステップＳ４−４に進み、前方に存在しない場合はリターンする。
ステップＳ４−４ 並設区間における交差点を取得する。
ステップＳ４−５ 交差点が第１の距離以内に存在するかどうかを判断する。交差点が第１の距離以内に存在する場合はステップＳ４−６に、第１の距離以内に存在しない場合はリターンする。
ステップＳ４−６ 撮影を開始する。
ステップＳ４−７ 交差点を通過した後、第２の距離を走行したかどうかを判断する。交差点を通過した後、第２の距離を走行した場合はステップＳ４−７に進み、第２の距離を走行していない場合はリターンする。
ステップＳ４−８ レーンマークを所定の距離以上検出することができないかどうかを判断する。レーンマークを所定の距離以上検出することができない場合はステップＳ４−９に、所定の距離以上検出することができる場合はステップＳ４−１０に進む。
ステップＳ４−９ 高速道路１０１を走行していると判定し、ステップＳ４−１１に進む。
ステップＳ４−１０ 一般道路１０２を走行していると判定する。
ステップＳ４−１１ 正しい道路が表示されているかどうかを判断する。正しい道路が表示されている場合はリターンし、表示されていない場合はステップＳ４−１２に進む。
ステップＳ４−１２ 現在位置を変更して表示部２５に表示する。
【００５７】
本実施の形態においては、レーンマークを認識しない間の走行距離が走行距離閾値より長い場合、前記走行道路判定処理手段９４は、車両が一般道路を走行していると判定し、レーンマークを認識しない間の走行距離が走行距離閾値以下である場合、前記走行道路判定処理手段９４は、車両が高速道路１０１を走行していると判定するようにしているが、一般道路に特有の道路判定用のマークとしての信号機を認識しない間の走行距離が走行距離閾値より長い場合、車両が高速道路１０１を走行していると判定し、信号機を認識しない間の走行距離が走行距離閾値以下である場合、車両が一般道路１０２を走行していると判定することができる。
【００５８】
次に、マーク認識プロセッサ１４によるマーク認識処理について説明する。
【００５９】
図１１は本発明の第１の実施の形態におけるマーク認識プロセッサの動作を示すフローチャート、図１２は本発明の第１の実施の形態におけるマーク認識処理を説明する図である。
【００６０】
カメラ１１（図２）によって車両の前方の被写体が撮像され、カメラ１１によって得られた画像は、画像処理プロセッサ１２に送られる。該画像処理プロセッサ１２は、前記画像を画像信号として読み込み、該画像信号に対して画像処理を行い、図１２に示されるような画像データを作成する。該画像データにおいては、画像の左上が原点とされ、原点から右に向かってＸ軸が、下に向かってＹ軸が設定される。なお、図１２において、５２は車両の左のレーンマーク、５２Ｌは該レーンマーク５２の左縁、５２Ｒは前記レーンマーク５２の右縁、５３は車両の右のレーンマーク、５３Ｌは該レーンマーク５３の左縁、５３Ｒは前記レーンマーク５３の右縁である。
【００６１】
そして、マーク認識プロセッサ１４の図示されないエッジ強調処理手段は、前記画像データを読み込み、該画像データ内における車両のボンネット部の直上の部分にレーンマーク５２、５３を認識するための矩（く）形の探索領域５４〜５７を設定し、探索領域５４〜５７内の画像データに対してエッジ強調処理を行い、前記画像データを変換することによってエッジ画像を作成する。なお、前記エッジ強調処理は、ソベル変換、ラプラシアン変換等の手法を用いて行われ、画像データにおいて輝度が変化する境界が強調される。
【００６２】
この場合、画像データ内におけるボンネット部の直上の部分に探索領域５４〜５７が設定され、車両の直近の画像データに基づいてレーンマーク５２、５３を認識することができるので、通行区分に、前方を走行する他の車両がある場合でも、レーンマーク５２、５３を確実に認識することができる。
【００６３】
また、レーンマーク５２、５３を認識するために車両の直近以外の画像データを使用する必要がないので、マーク認識処理の処理速度を高くすることができる。したがって、現在位置に基づいてコーナ制御を行う場合、車両が急に減速させられるのを防止することができる。
【００６４】
そして、探索領域５４は、レーンマーク５２の左縁５２Ｌに対応するエッジ点を検出するために、探索領域５５は、レーンマーク５２の右縁５２Ｒに対応するエッジ点を検出するために、探索領域５６は、レーンマーク５３の左縁２３Ｌに対応するエッジ点を検出するために、探索領域５７は、レーンマーク５３の右縁２３Ｒに対応するエッジ点を検出するために設定される。なお、説明の便宜上、図においては、前記探索領域５４と探索領域５５とが、また、探索領域５６と探索領域５７とが上下にずらして示されているが、各探索領域５４〜５７のＹ座標は同じにされる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、エッジ処理を行うのに必要な時間を短くするために、画像データ内に探索領域５４〜５７を設定し、該探索領域５４〜５７内の画像データに対してエッジ強調を行うようにしているが、画像データの全体に対してエッジ強調を行うこともできる。
【００６６】
次に、前記レーンマーク５２の左縁５２Ｌ及び右縁５２Ｒ、並びに前記レーンマーク５３の左縁２３Ｌ及び右縁２３Ｒに対応する各エッジ点を検出する方法について説明する。
【００６７】
まず、前記左縁５２Ｌ、２３Ｌに対応するエッジ点を検出するための探索領域５４、５６においては、複数の図示されない走査線が設定され、前記マーク認識プロセッサ１４の図示されない直線抽出処理手段は、直線抽出処理を行い、各走査線に沿って、左端から順に前記画像を構成する各画素についてエッジ強度を検査し、該各エッジ強度が所定の閾値以上であるかどうかを判断する。そして、前記直線抽出処理手段は、エッジ強度が前記閾値以上である画素（以下「エッジ画素」という。）を検出し、該エッジ画素のＸ座標及びＹ座標をワークメモリ１５に書き込む。そして、検出されたエッジ画素が３個になると、その走査線についてのエッジ強度の検査を終了して、次の走査線についてのエッジ強度の検査を開始する。このようにして、各走査線ごとに画像の左端から３個のエッジ画素を検出することによってエッジ点を検出することができる。なお、１本の走査線について３個のエッジ画素が検出されないまま、探索領域５４、５６の右端に達した場合は、次の走査線についてのエッジ強度の検査を開始する。
【００６８】
ところで、前記ソベル変換、ラプラシアン変換等の手法を用いてエッジ強調を行うと、１本の走査線上における輝度の境界線付近において少なくとも２個のエッジ画素のエッジ強度が大きくなる。そこで、各走査線ごとにエッジ画素を３個だけ検出するようにしている。
【００６９】
また、前記右縁５２Ｒ、５３Ｒに対応するエッジ点を検出するための探索領域５５、５７においては、複数の図示されない走査線が設定され、前記直線抽出処理手段は、直線抽出処理を行い、各走査線に沿って、右端から順に前記各画素についてエッジ強度を検査し、該各エッジ強度が所定の閾値以上であるかどうかを判断する。前記直線抽出処理手段は、エッジ画素を検出し、該エッジ画素のＸ座標及びＹ座標をワークメモリ１５に書き込む。そして、検出されたエッジ画素が３個になると、その走査線についてのエッジ強度の検査を終了して、次の走査線についてのエッジ強度の検査を開始する。このようにして、各走査線ごとに画像の右端から３個のエッジ画素を検出することによってエッジ点を検出することができる。なお、１本の走査線について３個のエッジ画素が検出されないまま、探索領域５５、５７の左端に達した場合は、次の走査線についてのエッジ強度の検査を開始する。
【００７０】
次に、前記直線抽出処理手段は、該探索領域５４〜５７内において検出されたエッジ点に基づいて、エッジ点の列から成る直線（以下「エッジ直線」という。）を抽出する。
【００７１】
なお、該エッジ直線は、前記エッジ点の列に基づいて抽出され、例えば、ハフ変換、最小自乗法等によって算出され、近似させられた直線の方程式によって表される。
【００７２】
次に、前記マーク認識プロセッサ１４の図示されないレーンマーク検出処理手段は、レーンマーク検出処理を行い、１本のレーンマークの右縁を表していると推定されるエッジ直線（以下「右エッジ直線」という。）と左縁を表していると推定されるエッジ直線（以下「左エッジ直線」という。）との間のエッジ直線間の距離δを算出して、該距離δが所定の範囲内に収まるかどうかを判断する。
【００７３】
そして、前記距離δが所定の範囲内に収まる場合は、前記エッジ直線はレーンマークによるものであると判断し、レーンマークを認識し、マーク認識信号をオンにする。
【００７４】
また、抽出されたエッジ直線がレーンマークによるものであると判断されると、前記マーク認識プロセッサ１４の図示されない探索領域更新処理手段は、探索領域更新処理を行い、前記レーンマーク検出処理手段の判定結果に基づいて、エッジ直線が探索領域５４〜５７内の設定位置、例えば、中央に位置するように、次回の探索領域５４〜５７の位置を更新する。したがって、探索領域更新処理手段によって探索領域５４〜５７の位置を連続的に更新することにより、該探索領域５４〜５７においてレーンマークを追跡することができる。
【００７５】
また、マーク認識プロセッサ１４の図示されない実線・破線判定処理手段は、レーンマーク検出処理手段が継続してレーンマークを検出しているか、定期的にレーンマークを検出しているかを判断し、継続してレーンマークを検出している場合、該レーンマークは実線であると判定し、定期的にレーンマークを検出している場合、該レーンマークは破線であると判定する。
【００７６】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１１ 画像データを読み込む。
ステップＳ１２ エッジ強調処理を行う。
ステップＳ１３ エッジ点を検出する。
ステップＳ１４ エッジ直線を抽出する。
ステップＳ１５ レーンマーク検出処理を行う。
ステップＳ１６ 探索領域更新処理を行う。
ステップＳ１７ 実線・破線判定処理を行う。
【００７７】
次に、図１１のステップＳ１７における実線・破線判定処理について説明する。
【００７８】
図１３は本発明の第１の実施の形態における実線・破線判定処理のサブルーチンを示す図である。
【００７９】
なお、認識されたレーンマーク５２（図１２）が実線であるか破線であるかを判定する場合について説明する。
【００８０】
この場合、レーンマーク５２が検出されたときに１になり、検出されなかったときに０になる変数Ｚ（ｉ）（ｉ＝１、２、…、ｎ）があらかじめ設定され、該変数Ｚ（ｉ）によって過去のｎ回分のレーンマーク５２の検出結果を表すことができるようになっている。
【００８１】
そして、実線・破線判定処理手段は、過去のｎ回分の前記変数Ｚ（ｉ）の合計Ｚsum を算出し、該合計Ｚsum に基づいて、認識されたレーンマーク５２が実線であるか破線であるかを判定する。なお、認識されたレーンマーク５２が実線である場合は、理想的には変数Ｚ（ｉ）は常に１であるので、合計Ｚsum はｎになる。
【００８２】
また、レーンマーク５２が破線である場合には、レーンマーク５２が周期的に検出されるので、合計Ｚsum はｎ／２に近い値になる。実際には、道路上のレーンマークのかすれ等によってレーンマーク５２が常に検出されるとは限らないので、例えば、前記合計Ｚsum が０．７ｎ以上である場合は、レーンマーク５２が実線であると判定し、合計Ｚsum が０．７ｎより小さく０．３ｎ以上である場合は、レーンマーク５２が破線であると判定する。また、合計Ｚsum が０．３ｎより小さい場合は、レーンマーク５２を検出することができないと判定する。そして、前記実線・破線判定処理手段は、前記レーンマーク５３が実線であるか破線であるかの判定を同様の手順で行う。
【００８３】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１７−１ 値ｉに１をセットする。
ステップＳ１７−２ レーンマーク５２が検出されたかどうかを判断する。レーンマーク５２が検出された場合はステップＳ１７−３に、検出されていない場合はステップＳ１７−４に進む。
ステップＳ１７−３ 変数Ｚ（１）を１にする。
ステップＳ１７−４ 変数Ｚ（１）を０にする。
ステップＳ１７−５ 変数Ｚ（ｉ）の合計Ｚsum を算出する。
ステップＳ１７−６ 合計Ｚsum が０．７ｎ以上であるかどうかを判断する。合計Ｚsum が０．７ｎ以上である場合はステップＳ１７−８に、０．７より小さい場合はステップＳ１７−７に進む。
ステップＳ１７−７ 合計Ｚsum が０．３ｎ以上であるかどうかを判断する。合計Ｚsum が０．３ｎ以上である場合はステップＳ１７−９に、合計Ｚsum が０．３ｎより小さい場合はステップＳ１７−１０に進む。
ステップＳ１７−８ 実線であると判定する。
ステップＳ１７−９ 破線であると判定する。
ステップＳ１７−１０ レーンマーク５２を検出することができないと判定する。
ステップＳ１７−１１ 値ｉをインクリメントし、処理を終了する。
【００８４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００８５】
図１４は本発明の第２の実施の形態におけるゼブラクロッシングマークを認識したときの輝度パターンを示す図である。なお、図において、横軸に走査位置を、縦軸に輝度を採ってある。
【００８６】
この場合、探索領域５４〜５７（図１２）内の画像データを所定の走査線で走査すると、交差点１３１（図８）の手前でカメラ１１によってゼブラクロッシングマーク１３２が撮影されたときに、図１４に示されるような、輝度が一定の間隔で高くなったり、低くなったりする輝度パターンを得ることができ、ゼブラクロッシングマーク１３２を認識することができる。
【００８７】
したがって、ゼブラクロッシングマーク１３２を認識しない場合、走行道路判定処理手段９４（図１）は車両が高速道路１０１を走行していると判定し、ゼブラクロッシングマーク１３２を認識した場合、走行道路判定処理手段９４は車両が一般道路を走行していると判定する。
【００８８】
なお、横断歩道には通行区分を横断して停止線が形成されるので、該停止線を道路判定用のマークとして認識することもできる。この場合、前記停止線を認識しない場合、走行道路判定処理手段９４は車両が高速道路１０１を走行していると判定し、停止線を認識した場合、走行道路判定処理手段９４車両が一般道路を走行していると判定することができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ナビゲーション装置においては、現在位置を検出する現在位置検出手段と、道路状況データが記録されたデータ記録部と、撮像手段と、現在位置及び道路状況データに基づいて、高速道路及び一般道路が並設された並設区間において交差点を通過するかどうかを判断する交差点通過判断処理手段と、交差点を通過するに当たり、前記撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断するマーク認識判断処理手段と、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、交差点を通過したと判断して、車両が一般道路を走行していると判定し、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、交差点を通過していないと判断し、車両が高速道路を走行していると判定する走行道路判定処理手段とを有する。
【００９０】
この場合、交差点を通過するに当たり、前記撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかが判断され、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、車両が一般道路を走行していると判定され、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、車両が高速道路を走行していると判定される。
【００９１】
したがって、マップマッチング処理において高速道路及び一般道路を区別することができなくても、マップマッチング修正処理においてマップマッチングを修正することができる。その結果、現在位置が表示部に誤って表示されたり、誤った経路が案内されたりすることがなくなる。
【００９２】
また、現在位置に基づいてコーナ制御を行う場合、マップマッチングが修正されるので、実際には車両を減速させる必要がない道路で車両を減速させてしまうことがなくなる。したがって、運転者に違和感を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるナビゲーション装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における車両制御装置のブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるカメラの配設状態を示す第１の図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるカメラの配設状態を示す第２の図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるナビゲーション装置の動作を示すメインフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるマップマッチング処理のサブルーチンを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における表示処理のサブルーチンを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における道路の例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるカメラによって得られた画像の第１の例を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるカメラによって得られた画像の第２の例を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態におけるマーク認識プロセッサの動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施の形態におけるマーク認識処理を説明する図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における実線・破線判定処理のサブルーチンを示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態におけるゼブラクロッシングマークを認識したときの輝度パターンを示す図である。
【符号の説明】
１１ カメラ
１５ ワークメモリ
１６ プログラムメモリ
２１ ナビゲーション制御装置
２４ データ記録部
９１ 現在位置検出手段
９２ 交差点通過判断処理手段
９３ マーク認識判断処理手段
９４ 走行道路判定処理手段
１０１ 高速道路
１０２ 一般道路
１０３、１０４、１２１、１２２ レーンマーク
１３１ 交差点
１３２ ゼブラクロッシングマーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーション装置、ナビゲーション装置の制御方法及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ナビゲーション装置においては、車速等の車両情報、及び現在位置検出手段によって検出された車両（自車）の現在の位置、すなわち、現在位置に基づいて、車両が走行した軌跡（以下「走行軌跡」という。）を算出し、該走行軌跡とデータ記録部から読み出した道路状況データとを照合して、マップマッチングを行い、車両が地図上のどの位置にあるかの判定を行うようになっている。そして、現在位置を車両の周辺の地図と共に表示部に表示したり、前記現在位置、運転者が設定した目的地等に基づいて経路を探索し、探索された経路を案内したりするようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のナビゲーション装置においては、例えば、高架の高速道路と一般道路とが並設されている場合に、車両が高架の高速道路を走行している場合に検出される現在位置と、一般道路を走行している場合に検出される現在位置とがほぼ一致するので、マップマッチングを正確に行うことができず、高架の高速道路と一般道路とを区別することができない。
【０００４】
その場合、現在位置が表示部に誤って表示されたり、誤った経路が案内されたりすることがある。
【０００５】
本発明は、前記従来のナビゲーション装置の問題点を解決して、マップマッチングを正確に行うことができない場合に、マップマッチングを修正することができるナビゲーション装置、ナビゲーション装置の制御方法及び記録媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の車両制御装置においては、現在位置を検出する現在位置検出手段と、道路状況データが記録されたデータ記録部と、撮像手段と、現在位置及び道路状況データに基づいて、高速道路及び一般道路が並設された並設区間において交差点を通過するかどうかを判断する交差点通過判断処理手段と、交差点を通過するに当たり、前記撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断するマーク認識判断処理手段と、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、交差点を通過したと判断して、車両が一般道路を走行していると判定し、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、交差点を通過していないと判断し、車両が高速道路を走行していると判定する走行道路判定処理手段とを有する。
【０００７】
本発明の他のナビゲーション装置においては、さらに、前記撮像手段は、交差点が現在位置から第１の設定距離以内に存在する場合に、撮影を行う。
【０００８】
本発明の更に他のナビゲーション装置においては、さらに、前記撮像手段は、車両が交差点を通過した後、第２の設定距離を走行すると、撮影を終了する。
【０００９】
本発明の更に他のナビゲーション装置においては、さらに、前記マーク認識判断処理手段は、少なくとも一つの交差点が存在する判定区間において、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断する。
【００１０】
本発明の更に他のナビゲーション装置においては、さらに、前記走行道路判定処理手段の判定結果に基づいて、現在位置を変更する現在位置変更処理手段を有する。
【００１１】
本発明のナビゲーション装置の制御方法においては、現在位置を検出し、現在位置及び道路状況データに基づいて、高速道路及び一般道路が並設された並設区間において交差点を通過するかどうかを判断し、交差点を通過するに当たり、撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断し、該レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、交差点を通過したと判断して、車両が一般道路を走行していると判定し、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、交差点を通過していないと判断し、車両が高速道路を走行していると判定する。
【００１２】
本発明の記録媒体においては、ナビゲーション制御装置を、現在位置及び道路状況データに基づいて、高速道路及び一般道路が並設された並設区間において交差点を通過するかどうかを判断する交差点通過判断処理手段、交差点を通過するに当たり、撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断するマーク認識判断処理手段、並びに前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、交差点を通過したと判断して、車両が一般道路を走行していると判定し、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、交差点を通過していないと判断し、車両が高速道路を走行していると判定する走行道路判定処理手段として機能させるためのプログラムを記録する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるナビゲーション装置の機能ブロック図である。
【００１５】
図において、９１は現在位置を検出する現在位置検出手段、２４は道路状況データが記録されたデータ記録部、１１は撮像手段としてのカメラ、９２は現在位置及び道路状況データに基づいて、第１、第２の道路が並設された並設区間において交差点を通過するかどうかを判断する交差点通過判断処理手段、９３は交差点を通過するに当たり、撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のマークが認識されたかどうかを判断するマーク認識判断処理手段、９４は前記マークが認識されたかどうかの判断結果に基づいて、車両が前記第１、第２の道路のうちのいずれを走行しているかを判定する走行道路判定処理手段である。
【００１６】
図２は本発明の第１の実施の形態における車両制御装置のブロック図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるカメラの配設状態を示す第１の図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるカメラの配設状態を示す第２の図である。
【００１７】
図において、１０は車両制御装置、１１は車両の所定の箇所、例えば、図３に示されるように、フロントガラス１０ａの上部のルームミラー１０ｂの近傍に取り付けられ、車両の前方の被写体を撮影する撮像手段としてのＣＣＤ等のカメラ、１２は該カメラ１１によって得られた画像を画像信号として読み込んで、画像信号に対して画像処理を行い、画像データを作成する画像処理手段としての画像処理プロセッサ、１４は前記画像データを読み込んで、画像データに対してエッジ強調処理を行い、画像の境界が強調されたエッジ画像を作成するとともに、該エッジ画像に基づいて、高速道路に特有の道路判定用のマークとしての白線、破線等のレーンマークを認識したり、一般道路に特有の道路判定用のマークとしての横断歩道のゼブラクロッシングマークを認識したりする認識処理手段としてのマーク認識プロセッサ、１５はエッジ画像等を記録するための第１の記憶手段としてのワークメモリ、１６は制御用のプログラムのほか、目的地までの経路の探索、経路の案内等を行うための各種のプログラムが記録された第２の記憶手段としてのプログラムメモリ、Ｂｕはバスである。なお、レーンマークが認識されている間、前記マーク認識プロセッサ１４は、マーク認識信号をオンにし、ゼブラクロッシングマークが認識されている間、前記マーク認識プロセッサ１４は、ゼブラクロッシングマーク認識信号をオンにする。
【００１８】
また、前記ワークメモリ１５及びプログラム用メモリ１６によって記録媒体が構成され、該記録媒体として、磁気テープ、磁気ディスク、フロッピーディスク、磁気ドラム、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、光ディスク、ＩＣカード、光カード等を使用することができる。また、本実施の形態においては、フロントガラス１０ａの上部の中央にカメラ１１を配設するようになっているが、図４に示されるように、車両の後部の所定箇所にカメラ１１を配設したり、フロントガラス１０ａの上部の中央、及び車両の後部の所定箇所にカメラ１１を配設したりすることができる。
【００１９】
本実施の形態において、前記ワークメモリ１５にはエッジ画像が記録され、前記プログラム用メモリ１５には各種のプログラムが記録されるようになっているが、エッジ画像及びプログラムを外部の記録媒体に記録することもできる。また、例えば、前記バスＢｕに図示されないフラッシュメモリを接続し、前記外部の記録媒体からプログラムを読み出してフラッシュメモリに書き込み、プログラムを更新することもできる。
【００２０】
また、２１はナビゲーション装置の全体の制御を行うナビゲーション制御装置、２２はジャイロセンサ、２３はＧＰＳ（グローバルポジショニングセンサ）、２４は道路状況データが記録されたデータ記録部、２５は表示部、２６は入力部である。前記表示部２５には、操作案内、操作メニュー、操作キーの案内、目的地までの経路、走行する経路に沿った案内等が表示される。そのために、前記表示部２５として、例えば、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、フロントガラスにホログラムを投影するホログラム装置等を使用することができる。また、前記入力部２６は、走行開始時の位置を修正したり、目的地を入力したりするためのものであり、前記入力部２６として、例えば、表示部２５と別に配設されたキーボード、マウス、バーコードリーダ、ライトペン、遠隔操作用のリモートコントロール装置等を使用することができる。また、前記入力部２６として、表示部２５に画像で表示されたキー又はメニューにタッチすることによって入力を行うことができるようにしたタッチパネルを使用することもできる。
【００２１】
前記ジャイロセンサ２２及びＧＰＳ２３は、いずれも、現在位置を検出する現在位置検出手段９１（図１）を構成する。前記ジャイロセンサ２６は、車両の回転角速度を検出するものであり、ガスレートジャイロ、振動ジャイロ等が使用される。そして、前記ジャイロセンサ２６によって検出された回転角速度を積分することにより、車両が向いている方位を算出することができる。また、前記ＧＰＳ２１は、人工衛星によって発生させられた電波を受信して、地球上における位置座標を検出する。なお、前記現在位置検出手段として、ジャイロセンサ２２及びＧＰＳ２３のほかに、地磁気センサ、距離センサ、ステアリングセンサ、ビーコンセンサ、高度計等を使用することもできる。
【００２２】
また、前記データ記録部２４は、地図データファイル、交差点データファイル、ノードデータファイル、道路データファイル、写真データファイル、及び各地域のホテル、ガソリンスタンド、観光地案内等の各主地域ごとの情報が格納されたデータファイルを備える。前記各データファイルには、経路を探索するためのデータのほか、前記表示部２５に、探索した経路に沿って案内図を表示したり、交差点又は経路における特徴的な写真、コマ図等を表示したり、次の交差点までの距離、次の交差点における進行方向等を表示したり、他の案内情報を表示したりするための各種のデータが格納される。なお、前記データ記録部２４には、所定の情報を図示されない音声出力部によって出力するための各種のデータも格納される。
【００２３】
ところで、前記交差点データファイルには各交差点に関する交差点データが、ノードデータファイルにはノードに関するノードデータが、道路データファイルには道路に関する道路データがそれぞれ格納され、前記交差点データ、ノードデータ及び道路データによって道路状況データが構成される。なお、前記ノードデータは、前記地図データファイルに格納された地図データにおける少なくとも道路の位置及び形状を表す要素であり、道路上の各ノードの絶対位置を表す座標、各ノード間を連結するリンクの長さ、各ノードにおける絶対方位を表すリンク角等の各データから成る。そして、前記道路データによって、道路自体については、幅員、勾（こう）配、カント、バンク、路面の状態、道路の車線数、車線数の減少する地点、幅員の狭くなる地点等が、コーナについては、曲率半径、交差点、Ｔ字路、コーナの入口等が、道路属性については、踏切、高速道路出口ランプウェイ、高速道路の料金所、降坂路、登坂路、道路種別（国道、一般道路、高速道路等）等がそれぞれ表される。
【００２４】
また、３１は図示されないエンジンの制御を行うエンジン制御装置、３２は図示されない自動変速機の制御を行う自動変速機制御装置、３３は走行条件としての車速Ｖを検出する車速検出手段としての車速センサ、３４はエンジン負荷としての、図示されないアクセルペダルの踏込量、すなわち、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段としてのアクセル開度センサ、３５はオートクルーズが設定されていることを検出するオートクルーズ状態検出手段としてのオートクルーズセンサ、３６は図示されないブレーキペダルが踏み込まれたことを検出するブレーキ操作検出手段としてのブレーキセンサである。なお、前記車速Ｖ、アクセル開度、ブレーキの踏込み等によって車両情報が構成される。また、カメラ１１、画像処理プロセッサ１２、マーク認識プロセッサ１４、ワークメモリ１５、プログラムメモリ１６、ナビゲーション制御装置２１、ジャイロセンサ２２、ＧＰＳ２３、データ記録部２４、表示部２５、入力部２６、車速センサ３３等によってナビゲーション装置が構成される。
【００２５】
該ナビゲーション制御装置２１の図示されない表示処理手段は、表示処理を行うことによって、前記表示部２５に現在位置及び周辺の地図を表示する。そして、運転者によって入力部２６が操作されて目的地が設定されると、ナビゲーション制御装置２１の図示されない経路探索処理手段は、経路探索処理を行うことによって、現在位置から目的地までの経路を探索し、経路が探索されると、前記表示処理手段は、表示処理を行うことによって、前記表示部２５に現在位置、周辺の地図及び探索された経路を表示し、経路案内を開始する。したがって、運転者は、前記経路案内に従って車両を走行させることができる。
【００２６】
また、車両制御装置１０においては、現在位置に基づいて車両制御としてのコーナ制御を行うことができる。該コーナ制御においては、例えば、車両がコーナに差し掛かったときに、低速側の変速段でコーナを通過することができるようになっている（特開平１０−８２４６２号公報参照）。
【００２７】
そのために、前記ナビゲーション制御装置２１は、車両がコーナに差し掛かると、データ記録部２４から各種の道路状況データを読み出し、該道路状況データに基づいて、コーナを通過するに当たり推奨される変速段を推奨値として算出する。そして、前記ナビゲーション制御装置２１は、運転者の動作に基づく所定の制御開始条件が満たされるときに、前記推奨値に基づいて上限の変速段を決定し、該上限の変速段より上の変速段（高速側の変速段、変速比の小さい変速段等）で変速を行わないようする。したがって、例えば、曲率半径が小さいコーナを通過する際に、車両を減速させて走行させることができる。なお、前記車両制御として、エンジン制御、変速機制御等を行って車両を走行させることもできる。
【００２８】
次に、前記ナビゲーション装置の動作について説明する。
【００２９】
図５は本発明の第１の実施の形態におけるナビゲーション装置の動作を示すメインフローチャート、図６は本発明の第１の実施の形態におけるマップマッチング処理のサブルーチンを示す図である。
【００３０】
まず、ナビゲーション制御装置２１（図２）の図示されないナビ初期化処理手段は、ナビ初期化処理を行い、プログラムメモリ１６に記録された各種のプログラムを初期化する。続いて、運転者が入力部２６を操作して図示されない目的地設定用のキーを押した場合、ナビゲーション制御装置２１の図示されない目的地設定処理手段は、目的地設定処理を行い、目的地を設定する。その結果、前記目的地設定処理手段の前記経路探索処理手段は、経路探索処理を行い、現在位置から目的地までの経路を探索する。なお、運転者は、必要に応じて入力部２６を操作することによって、目的地までの通過地点を設定したり、有料道路を優先するか、一般道を優先するか等の経路探索条件を選択したりすることができる。
【００３１】
次に、ナビゲーション制御装置２１の図示されないマップマッチング処理手段は、マップマッチング処理を行い、ジャイロセンサ２２、ＧＰＳ２３及び車速センサ３３から各センサ信号を読み込み、該各センサ信号に基づいて、現在位置を含む現在地付近のデータを取得する。
【００３２】
続いて、前記マップマッチング処理手段は、前記目的地設定処理によって目的地が設定されている場合、車両の走行に伴う現在位置の変化に対応させて、経路を案内するための経路案内データを出力する。
【００３３】
続いて、前記マップマッチング処理手段は、車両の走行状態を表す走行状態データを出力する。なお、該走行状態データは、クロック信号に従って設定されるマッチングタイミング、前記ジャイロセンサ２２によって検出された旋回角、車速センサ３３によって検出された車速Ｖ、現在位置に対応させて各マッチングタイミングで取得されたマッチングデータ等から成る。そして、該マッチングデータは、車両が走行している道路を特定するための走行道路番号、車両が到達したノード点を特定するための走行ノード番号、車両が分岐点を通過したことを表す分岐点通過フラグ等から成る。
【００３４】
このようにしてマップマッチング処理が行われると、ナビゲーション制御装置２１の表示処理手段は、表示処理を行い、表示部２５に現在位置を周辺の地図と共に表示する。また、経路が探索されている場合は、表示部２５に、前記現在位置、周辺の地図及び探索された経路が表示される。
【００３５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ ナビ初期化処理を行う。
ステップＳ２ 目的地設定処理を行う。
ステップＳ３ マップマッチング処理を行う。
ステップＳ４ 表示処理を行い、ステップＳ３に戻る。
【００３６】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ３−１ センサ信号を読み込む。
ステップＳ３−２ 現在地付近のデータを取得する。
ステップＳ３−３ 目的地が設定されているかどうかを判断する。目的地が設定されている場合はステップＳ３−４に、設定されていない場合はステップＳ３−５に進む。
ステップＳ３−４ 経路案内データを出力する。
ステップＳ３−５ 走行状態データを出力し、リターンする。
【００３７】
次に、図５のステップＳ４における表示処理のサブルーチンについて説明する。
【００３８】
図７は本発明の第１の実施の形態における表示処理のサブルーチンを示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における道路の例を示す図、図９は本発明の第１の実施の形態におけるカメラによって得られた画像の第１の例を示す図、図１０は本発明の第１の実施の形態におけるカメラによって得られた画像の第２の例を示す図である。
【００３９】
図８において、１０１は第１の道路としての高架の高速道路、１０２は第２の道路としての一般道路である。前記高速道路１０１は左右の実線のレーンマーク１２１、１２２によって、前記一般道路１０２は左右の縁石１２３、１２４によって形成される。また、前記高速道路１０１は、破線のレーンマーク１０３によって二つの通行帯、すなわち、通行区分１１２、１１３に区分され、前記一般道路１０２は、破線のレーンマーク１０４によって二つの通行区分１１４、１１５に区分される。
【００４０】
また、前記一般道路１０２には、所定の箇所に交差点１３１が設けられ、該交差点１３１に隣接させて、通行区分１１４、１１５にわたって横断歩道のゼブラクロッシングマーク１３２が形成される。
【００４１】
そして、前記表示処理手段の現在位置表示処理手段は、マッチングデータを読み込み、該マッチングデータのうちの走行ノード番号に基づいて現在位置を決定し、現在位置及び周辺の地図等を表示部２５に表示する。なお、前記目的地設定処理によって目的地が設定されている場合、探索された経路も併せて表示される。
【００４２】
ところで、図８に示されるように、前記高速道路１０１と一般道路１０２とが並設されている場合に、車両が高速道路１０１を走行している場合に検出される現在位置と、一般道路１０２を走行している場合に検出される現在位置とがほぼ一致するので、マップマッチングを正確に行うことができず、高速道路１０１と一般道路１０２を区別することができないことがある。その結果、現在位置が表示部２５に誤って表示されたり、誤った経路が案内されたりすることがある。
【００４３】
そこで、本実施の形態において、前記表示処理手段のマップマッチング修正処理手段は、マップマッチング修正処理を行い、カメラ１１による撮影によって得られた画像に基づいて、車両が高速道路１０１を走行しているか、一般道路１０２を走行しているかを判定し、マップマッチングを修正するようにしている。
【００４４】
そのために、前記マップマッチング修正処理手段は、データ記録部２４の道路データファイルにアクセスして道路データを読み出し、前記表示部２５の表示画面上において現在位置が置かれた道路、すなわち、マッチング道路に対して、並設された道路が車両の前方にあるかどうかを判断する。並設された道路が車両の前方にある場合、前記マップマッチング修正処理手段の交差点存在判断処理手段は、データ記録部２４の交差点データファイルにアクセスして交差点データを読み出し、道路が並設される距離、すなわち、並設区間に存在する交差点を取得し、取得された交差点に基づいて、交差点が現在位置から第１の設定距離Ｌ１（本実施の形態においては、１００〔ｍ〕）以内に存在するかどうかを判断する。
【００４５】
そして、交差点が現在位置から第１の設定距離Ｌ１以内に存在する場合、前記マップマッチング修正処理手段の撮影指令処理手段は、撮影指令信号をカメラ１１に送り、カメラ１１は前記撮影指令信号がナビゲーション制御装置２１から送られている間、撮影を行う。また、前記マップマッチング修正処理手段の交差点通過判断処理手段９２は、車両が、取得された交差点のうちの最初の交差点に到達した後、第２の設定距離Ｌ２（本実施の形態においては、１００〔ｍ〕）を走行したかどうかを判断し、第２の設定距離Ｌ２を走行するまで撮影指令信号をカメラ１１に送り、該カメラ１１はその間、撮影を継続する。このようにして、交差点通過判断処理手段９２は、前記交差点から第２の設定距離Ｌ２以内の範囲に設定された判定区間において、車両が交差点を通過するかどうかを判断することができる。なお、前記第２の設定距離Ｌ２は、前記判定区間に少なくとも一つの交差点が存在するように設定される。
【００４６】
この場合、交差点が現在位置から第１の設定距離Ｌ１以内に存在することが分かるまで、カメラ１１による撮影は開始されず、第２の設定距離Ｌ２を走行すると、カメラ１１による撮影は終了させられるので、画像データを無駄にすることがない。
【００４７】
続いて、車両が、前記第２の設定距離Ｌ２を走行すると、前記マップマッチング修正処理手段のマーク認識判断処理手段９３は、前記判定区間において実線又は破線のレーンマークが認識されたかどうかを判断する。このようにして、マーク認識判断処理手段９３は、交差点を通過するに当たり、カメラ１１による撮影によって得られた画像に基づいて、レーンマークが認識されたかどうかを判断することができる。
【００４８】
すなわち、前記マーク認識判断処理手段９３は、マーク認識プロセッサ１４のマーク認識信号を読み込み、マーク認識信号がオフになった地点からオンになる地点までの、レーンマークを認識しないで走行した走行距離を算出し、該走行距離が走行距離閾値、例えば、１５〔ｍ〕より長いかどうかを判断する。なお、前記走行距離は、データ記録部２４のノードデータファイルにアクセスし、ノードデータを読み込むとともに、マーク認識信号がオンである間、リンクの長さを積算することによって算出される。
【００４９】
そして、レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、車両が実際の交差点を通過したと判断されるので、前記マップマッチング修正処理手段の走行道路判定処理手段９４は、車両が一般道路１０２を走行していると判定し、レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、車両が実際の交差点を通過していないと判断されるので、前記走行道路判定処理手段９４は、車両が高速道路１０１を走行していると判定する。なお、レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、破線のレーンマークが認識される。
【００５０】
例えば、車両が通行区分１１３を走行している場合、カメラ１１によって得られる画像は図９に示されるようになる。この場合、車両が走行する通行区分１１３の左のレーンマーク１０３は破線であり、右のレーンマーク１２２は実線である。したがって、レーンマークを認識しない間の走行距離が走行距離閾値以下になるので、前記走行道路判定処理手段９４は、車両が高速道路１０１を走行していると判定する。また、車両が通行区分１１５を走行している場合、カメラ１１によって得られる画像は図１０に示されるようになる。この場合、車両が走行する通行区分１１５の左のレーンマーク１０４（図８）は破線である。そして、通行区分１１５の右は縁石１２４である。そして、交差点１３１においてはレーンマークが形成されず、交差点１３１の手前にゼブラクロッシングマーク１３２が形成される。したがって、交差点１３１においてはレーンマークは認識されず、レーンマークを認識しない間の走行距離が前記走行距離閾値より長くなるので、前記走行道路判定処理手段９４は、車両が一般道路１０２を走行していると判定する。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合に、車両が一般道路１０２を走行していると判定し、レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合に、車両が高速道路１０１を走行していると判定するようにしているが、レーンマークを認識して走行した走行距離が走行距離閾値より長いかどうかを判断し、レーンマークを認識して走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合に、車両が高速道路１０１を走行していると判定し、レーンマークを認識して走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合に、車両が一般道路１０２を走行していると判定することもできる。この場合、破線のレーンマークを認識すると、マーク認識信号が周期的にオフになるので、レーンマークを認識して走行した走行距離が走行距離閾値より短くなってしまう。そこで、マーク認識信号がオフになる時間が短い場合、リンクの長さの積算が継続される。
【００５２】
続いて、ナビゲーション制御装置２１の図示されない表示評価処理手段は、表示部２５に正しい道路が表示されているかどうかを判断し、正しい道路が表示されていない場合、ナビゲーション制御装置２１の図示されない現在位置変更処理手段は、現在位置を変更して表示部２５に表示する。したがって、表示部２５に正しい道路を表示することができる。なお、表示部２５に正しい道路が表示されているかどうかの判断は、前記マッチング道路と、前記走行道路判定処理手段９４によって車両が走行していると判定された道路とが一致するかどうかを判断することによって行われる。
【００５３】
このように、前記高速道路１０１と一般道路１０２とが並設されている場合に、マップマッチング処理において高速道路１０１と一般道路１０２を区別することができなくても、マップマッチング修正処理においてマップマッチングを修正することができる。したがって、現在位置が表示部２５に誤って表示されたり、誤った経路が案内されたりすることがなくなる。
【００５４】
また、現在位置に基づいてコーナ制御を行う場合、マップマッチングが修正されるので、実際には車両を減速させる必要がない道路で車両が減速させられてしまうことがなくなる。したがって、運転者に違和感を与えることがない。
【００５５】
なお、前記カメラ１１は、車両の一部及び車両の直近の被写体を撮影するように設定される。すなわち、図９及び１０に示されるように、車両のボンネット部１５１、及び通行区分１１３、１１５における車両の直近の部分が撮影される。
【００５６】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ４−１ マップマッチングデータを読み込む。
ステップＳ４−２ 現在位置を表示部２５に表示する。
ステップＳ４−３ 並設された道路が前方に存在するかどうかを判断する。並設された道路が前方に存在する場合はステップＳ４−４に進み、前方に存在しない場合はリターンする。
ステップＳ４−４ 並設区間における交差点を取得する。
ステップＳ４−５ 交差点が第１の距離以内に存在するかどうかを判断する。交差点が第１の距離以内に存在する場合はステップＳ４−６に、第１の距離以内に存在しない場合はリターンする。
ステップＳ４−６ 撮影を開始する。
ステップＳ４−７ 交差点を通過した後、第２の距離を走行したかどうかを判断する。交差点を通過した後、第２の距離を走行した場合はステップＳ４−７に進み、第２の距離を走行していない場合はリターンする。
ステップＳ４−８ レーンマークを所定の距離以上検出することができないかどうかを判断する。レーンマークを所定の距離以上検出することができない場合はステップＳ４−９に、所定の距離以上検出することができる場合はステップＳ４−１０に進む。
ステップＳ４−９ 高速道路１０１を走行していると判定し、ステップＳ４−１１に進む。
ステップＳ４−１０ 一般道路１０２を走行していると判定する。
ステップＳ４−１１ 正しい道路が表示されているかどうかを判断する。正しい道路が表示されている場合はリターンし、表示されていない場合はステップＳ４−１２に進む。
ステップＳ４−１２ 現在位置を変更して表示部２５に表示する。
【００５７】
本実施の形態においては、レーンマークを認識しない間の走行距離が走行距離閾値より長い場合、前記走行道路判定処理手段９４は、車両が一般道路を走行していると判定し、レーンマークを認識しない間の走行距離が走行距離閾値以下である場合、前記走行道路判定処理手段９４は、車両が高速道路１０１を走行していると判定するようにしているが、一般道路に特有の道路判定用のマークとしての信号機を認識しない間の走行距離が走行距離閾値より長い場合、車両が高速道路１０１を走行していると判定し、信号機を認識しない間の走行距離が走行距離閾値以下である場合、車両が一般道路１０２を走行していると判定することができる。
【００５８】
次に、マーク認識プロセッサ１４によるマーク認識処理について説明する。
【００５９】
図１１は本発明の第１の実施の形態におけるマーク認識プロセッサの動作を示すフローチャート、図１２は本発明の第１の実施の形態におけるマーク認識処理を説明する図である。
【００６０】
カメラ１１（図２）によって車両の前方の被写体が撮像され、カメラ１１によって得られた画像は、画像処理プロセッサ１２に送られる。該画像処理プロセッサ１２は、前記画像を画像信号として読み込み、該画像信号に対して画像処理を行い、図１２に示されるような画像データを作成する。該画像データにおいては、画像の左上が原点とされ、原点から右に向かってＸ軸が、下に向かってＹ軸が設定される。なお、図１２において、５２は車両の左のレーンマーク、５２Ｌは該レーンマーク５２の左縁、５２Ｒは前記レーンマーク５２の右縁、５３は車両の右のレーンマーク、５３Ｌは該レーンマーク５３の左縁、５３Ｒは前記レーンマーク５３の右縁である。
【００６１】
そして、マーク認識プロセッサ１４の図示されないエッジ強調処理手段は、前記画像データを読み込み、該画像データ内における車両のボンネット部の直上の部分にレーンマーク５２、５３を認識するための矩（く）形の探索領域５４〜５７を設定し、探索領域５４〜５７内の画像データに対してエッジ強調処理を行い、前記画像データを変換することによってエッジ画像を作成する。なお、前記エッジ強調処理は、ソベル変換、ラプラシアン変換等の手法を用いて行われ、画像データにおいて輝度が変化する境界が強調される。
【００６２】
この場合、画像データ内におけるボンネット部の直上の部分に探索領域５４〜５７が設定され、車両の直近の画像データに基づいてレーンマーク５２、５３を認識することができるので、通行区分に、前方を走行する他の車両がある場合でも、レーンマーク５２、５３を確実に認識することができる。
【００６３】
また、レーンマーク５２、５３を認識するために車両の直近以外の画像データを使用する必要がないので、マーク認識処理の処理速度を高くすることができる。したがって、現在位置に基づいてコーナ制御を行う場合、車両が急に減速させられるのを防止することができる。
【００６４】
そして、探索領域５４は、レーンマーク５２の左縁５２Ｌに対応するエッジ点を検出するために、探索領域５５は、レーンマーク５２の右縁５２Ｒに対応するエッジ点を検出するために、探索領域５６は、レーンマーク５３の左縁２３Ｌに対応するエッジ点を検出するために、探索領域５７は、レーンマーク５３の右縁２３Ｒに対応するエッジ点を検出するために設定される。なお、説明の便宜上、図においては、前記探索領域５４と探索領域５５とが、また、探索領域５６と探索領域５７とが上下にずらして示されているが、各探索領域５４〜５７のＹ座標は同じにされる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、エッジ処理を行うのに必要な時間を短くするために、画像データ内に探索領域５４〜５７を設定し、該探索領域５４〜５７内の画像データに対してエッジ強調を行うようにしているが、画像データの全体に対してエッジ強調を行うこともできる。
【００６６】
次に、前記レーンマーク５２の左縁５２Ｌ及び右縁５２Ｒ、並びに前記レーンマーク５３の左縁２３Ｌ及び右縁２３Ｒに対応する各エッジ点を検出する方法について説明する。
【００６７】
まず、前記左縁５２Ｌ、２３Ｌに対応するエッジ点を検出するための探索領域５４、５６においては、複数の図示されない走査線が設定され、前記マーク認識プロセッサ１４の図示されない直線抽出処理手段は、直線抽出処理を行い、各走査線に沿って、左端から順に前記画像を構成する各画素についてエッジ強度を検査し、該各エッジ強度が所定の閾値以上であるかどうかを判断する。そして、前記直線抽出処理手段は、エッジ強度が前記閾値以上である画素（以下「エッジ画素」という。）を検出し、該エッジ画素のＸ座標及びＹ座標をワークメモリ１５に書き込む。そして、検出されたエッジ画素が３個になると、その走査線についてのエッジ強度の検査を終了して、次の走査線についてのエッジ強度の検査を開始する。このようにして、各走査線ごとに画像の左端から３個のエッジ画素を検出することによってエッジ点を検出することができる。なお、１本の走査線について３個のエッジ画素が検出されないまま、探索領域５４、５６の右端に達した場合は、次の走査線についてのエッジ強度の検査を開始する。
【００６８】
ところで、前記ソベル変換、ラプラシアン変換等の手法を用いてエッジ強調を行うと、１本の走査線上における輝度の境界線付近において少なくとも２個のエッジ画素のエッジ強度が大きくなる。そこで、各走査線ごとにエッジ画素を３個だけ検出するようにしている。
【００６９】
また、前記右縁５２Ｒ、５３Ｒに対応するエッジ点を検出するための探索領域５５、５７においては、複数の図示されない走査線が設定され、前記直線抽出処理手段は、直線抽出処理を行い、各走査線に沿って、右端から順に前記各画素についてエッジ強度を検査し、該各エッジ強度が所定の閾値以上であるかどうかを判断する。前記直線抽出処理手段は、エッジ画素を検出し、該エッジ画素のＸ座標及びＹ座標をワークメモリ１５に書き込む。そして、検出されたエッジ画素が３個になると、その走査線についてのエッジ強度の検査を終了して、次の走査線についてのエッジ強度の検査を開始する。このようにして、各走査線ごとに画像の右端から３個のエッジ画素を検出することによってエッジ点を検出することができる。なお、１本の走査線について３個のエッジ画素が検出されないまま、探索領域５５、５７の左端に達した場合は、次の走査線についてのエッジ強度の検査を開始する。
【００７０】
次に、前記直線抽出処理手段は、該探索領域５４〜５７内において検出されたエッジ点に基づいて、エッジ点の列から成る直線（以下「エッジ直線」という。）を抽出する。
【００７１】
なお、該エッジ直線は、前記エッジ点の列に基づいて抽出され、例えば、ハフ変換、最小自乗法等によって算出され、近似させられた直線の方程式によって表される。
【００７２】
次に、前記マーク認識プロセッサ１４の図示されないレーンマーク検出処理手段は、レーンマーク検出処理を行い、１本のレーンマークの右縁を表していると推定されるエッジ直線（以下「右エッジ直線」という。）と左縁を表していると推定されるエッジ直線（以下「左エッジ直線」という。）との間のエッジ直線間の距離δを算出して、該距離δが所定の範囲内に収まるかどうかを判断する。
【００７３】
そして、前記距離δが所定の範囲内に収まる場合は、前記エッジ直線はレーンマークによるものであると判断し、レーンマークを認識し、マーク認識信号をオンにする。
【００７４】
また、抽出されたエッジ直線がレーンマークによるものであると判断されると、前記マーク認識プロセッサ１４の図示されない探索領域更新処理手段は、探索領域更新処理を行い、前記レーンマーク検出処理手段の判定結果に基づいて、エッジ直線が探索領域５４〜５７内の設定位置、例えば、中央に位置するように、次回の探索領域５４〜５７の位置を更新する。したがって、探索領域更新処理手段によって探索領域５４〜５７の位置を連続的に更新することにより、該探索領域５４〜５７においてレーンマークを追跡することができる。
【００７５】
また、マーク認識プロセッサ１４の図示されない実線・破線判定処理手段は、レーンマーク検出処理手段が継続してレーンマークを検出しているか、定期的にレーンマークを検出しているかを判断し、継続してレーンマークを検出している場合、該レーンマークは実線であると判定し、定期的にレーンマークを検出している場合、該レーンマークは破線であると判定する。
【００７６】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１１ 画像データを読み込む。
ステップＳ１２ エッジ強調処理を行う。
ステップＳ１３ エッジ点を検出する。
ステップＳ１４ エッジ直線を抽出する。
ステップＳ１５ レーンマーク検出処理を行う。
ステップＳ１６ 探索領域更新処理を行う。
ステップＳ１７ 実線・破線判定処理を行う。
【００７７】
次に、図１１のステップＳ１７における実線・破線判定処理について説明する。
【００７８】
図１３は本発明の第１の実施の形態における実線・破線判定処理のサブルーチンを示す図である。
【００７９】
なお、認識されたレーンマーク５２（図１２）が実線であるか破線であるかを判定する場合について説明する。
【００８０】
この場合、レーンマーク５２が検出されたときに１になり、検出されなかったときに０になる変数Ｚ（ｉ）（ｉ＝１、２、…、ｎ）があらかじめ設定され、該変数Ｚ（ｉ）によって過去のｎ回分のレーンマーク５２の検出結果を表すことができるようになっている。
【００８１】
そして、実線・破線判定処理手段は、過去のｎ回分の前記変数Ｚ（ｉ）の合計Ｚsum を算出し、該合計Ｚsum に基づいて、認識されたレーンマーク５２が実線であるか破線であるかを判定する。なお、認識されたレーンマーク５２が実線である場合は、理想的には変数Ｚ（ｉ）は常に１であるので、合計Ｚsum はｎになる。
【００８２】
また、レーンマーク５２が破線である場合には、レーンマーク５２が周期的に検出されるので、合計Ｚsum はｎ／２に近い値になる。実際には、道路上のレーンマークのかすれ等によってレーンマーク５２が常に検出されるとは限らないので、例えば、前記合計Ｚsum が０．７ｎ以上である場合は、レーンマーク５２が実線であると判定し、合計Ｚsum が０．７ｎより小さく０．３ｎ以上である場合は、レーンマーク５２が破線であると判定する。また、合計Ｚsum が０．３ｎより小さい場合は、レーンマーク５２を検出することができないと判定する。そして、前記実線・破線判定処理手段は、前記レーンマーク５３が実線であるか破線であるかの判定を同様の手順で行う。
【００８３】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１７−１ 値ｉに１をセットする。
ステップＳ１７−２ レーンマーク５２が検出されたかどうかを判断する。レーンマーク５２が検出された場合はステップＳ１７−３に、検出されていない場合はステップＳ１７−４に進む。
ステップＳ１７−３ 変数Ｚ（１）を１にする。
ステップＳ１７−４ 変数Ｚ（１）を０にする。
ステップＳ１７−５ 変数Ｚ（ｉ）の合計Ｚsum を算出する。
ステップＳ１７−６ 合計Ｚsum が０．７ｎ以上であるかどうかを判断する。合計Ｚsum が０．７ｎ以上である場合はステップＳ１７−８に、０．７より小さい場合はステップＳ１７−７に進む。
ステップＳ１７−７ 合計Ｚsum が０．３ｎ以上であるかどうかを判断する。合計Ｚsum が０．３ｎ以上である場合はステップＳ１７−９に、合計Ｚsum が０．３ｎより小さい場合はステップＳ１７−１０に進む。
ステップＳ１７−８ 実線であると判定する。
ステップＳ１７−９ 破線であると判定する。
ステップＳ１７−１０ レーンマーク５２を検出することができないと判定する。
ステップＳ１７−１１ 値ｉをインクリメントし、処理を終了する。
【００８４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００８５】
図１４は本発明の第２の実施の形態におけるゼブラクロッシングマークを認識したときの輝度パターンを示す図である。なお、図において、横軸に走査位置を、縦軸に輝度を採ってある。
【００８６】
この場合、探索領域５４〜５７（図１２）内の画像データを所定の走査線で走査すると、交差点１３１（図８）の手前でカメラ１１によってゼブラクロッシングマーク１３２が撮影されたときに、図１４に示されるような、輝度が一定の間隔で高くなったり、低くなったりする輝度パターンを得ることができ、ゼブラクロッシングマーク１３２を認識することができる。
【００８７】
したがって、ゼブラクロッシングマーク１３２を認識しない場合、走行道路判定処理手段９４（図１）は車両が高速道路１０１を走行していると判定し、ゼブラクロッシングマーク１３２を認識した場合、走行道路判定処理手段９４は車両が一般道路を走行していると判定する。
【００８８】
なお、横断歩道には通行区分を横断して停止線が形成されるので、該停止線を道路判定用のマークとして認識することもできる。この場合、前記停止線を認識しない場合、走行道路判定処理手段９４は車両が高速道路１０１を走行していると判定し、停止線を認識した場合、走行道路判定処理手段９４車両が一般道路を走行していると判定することができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ナビゲーション装置においては、現在位置を検出する現在位置検出手段と、道路状況データが記録されたデータ記録部と、撮像手段と、現在位置及び道路状況データに基づいて、高速道路及び一般道路が並設された並設区間において交差点を通過するかどうかを判断する交差点通過判断処理手段と、交差点を通過するに当たり、前記撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断するマーク認識判断処理手段と、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、交差点を通過したと判断して、車両が一般道路を走行していると判定し、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、交差点を通過していないと判断し、車両が高速道路を走行していると判定する走行道路判定処理手段とを有する。
【００９０】
この場合、交差点を通過するに当たり、前記撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかが判断され、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、車両が一般道路を走行していると判定され、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、車両が高速道路を走行していると判定される。
【００９１】
したがって、マップマッチング処理において高速道路及び一般道路を区別することができなくても、マップマッチング修正処理においてマップマッチングを修正することができる。その結果、現在位置が表示部に誤って表示されたり、誤った経路が案内されたりすることがなくなる。
【００９２】
また、現在位置に基づいてコーナ制御を行う場合、マップマッチングが修正されるので、実際には車両を減速させる必要がない道路で車両を減速させてしまうことがなくなる。したがって、運転者に違和感を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるナビゲーション装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における車両制御装置のブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるカメラの配設状態を示す第１の図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるカメラの配設状態を示す第２の図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるナビゲーション装置の動作を示すメインフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるマップマッチング処理のサブルーチンを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における表示処理のサブルーチンを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における道路の例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるカメラによって得られた画像の第１の例を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるカメラによって得られた画像の第２の例を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態におけるマーク認識プロセッサの動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施の形態におけるマーク認識処理を説明する図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における実線・破線判定処理のサブルーチンを示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態におけるゼブラクロッシングマークを認識したときの輝度パターンを示す図である。
【符号の説明】
１１ カメラ
１５ ワークメモリ
１６ プログラムメモリ
２１ ナビゲーション制御装置
２４ データ記録部
９１ 現在位置検出手段
９２ 交差点通過判断処理手段
９３ マーク認識判断処理手段
９４ 走行道路判定処理手段
１０１ 高速道路
１０２ 一般道路
１０３、１０４、１２１、１２２ レーンマーク
１３１ 交差点
１３２ ゼブラクロッシングマーク
Claims (7)
- 現在位置を検出する現在位置検出手段と、道路状況データが記録されたデータ記録部と、撮像手段と、現在位置及び道路状況データに基づいて、高速道路及び一般道路が並設された並設区間において交差点を通過するかどうかを判断する交差点通過判断処理手段と、交差点を通過するに当たり、前記撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断するマーク認識判断処理手段と、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、交差点を通過したと判断して、車両が一般道路を走行していると判定し、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、交差点を通過していないと判断し、車両が高速道路を走行していると判定する走行道路判定処理手段とを有することを特徴とするナビゲーション装置。
- 前記撮像手段は、交差点が現在位置から第１の設定距離以内に存在する場合に、撮影を行う請求項１に記載のナビゲーション装置。
- 前記撮像手段は、車両が交差点を通過した後、第２の設定距離を走行すると、撮影を終了する請求項１又は２に記載のナビゲーション装置。
- 前記マーク認識判断処理手段は、少なくとも一つの交差点が存在する判定区間において、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断する請求項１に記載のナビゲーション装置。
- 前記走行道路判定処理手段の判定結果に基づいて、現在位置を変更する現在位置変更処理手段を有する請求項１に記載のナビゲーション装置。
- 現在位置を検出し、現在位置及び道路状況データに基づいて、高速道路及び一般道路が並設された並設区間において交差点を通過するかどうかを判断し、交差点を通過するに当たり、撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断し、該レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、交差点を通過したと判断して、車両が一般道路を走行していると判定し、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、交差点を通過していないと判断し、車両が高速道路を走行していると判定することを特徴とするナビゲーション装置の制御方法。
- ナビゲーション制御装置を、現在位置及び道路状況データに基づいて、高速道路及び一般道路が並設された並設区間において交差点を通過するかどうかを判断する交差点通過判断処理手段、交差点を通過するに当たり、撮像手段による撮影によって得られた画像に基づいて、道路判定用のレーンマークを認識したかどうかを判断するマーク認識判断処理手段、並びに前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値より長い場合、交差点を通過したと判断して、車両が一般道路を走行していると判定し、前記レーンマークを認識しないで走行した走行距離が走行距離閾値以下である場合、交差点を通過していないと判断し、車両が高速道路を走行していると判定する走行道路判定処理手段として機能させるためのプログラムを記録したナビゲーション制御装置による読取可能な記録媒体。
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