JP4724079B2 - 対象物認識装置 - Google Patents

Description

本発明は、対象物認識装置に係り、特に、自車位置と道路上の対象物位置と測位精度とに基づいた道路の認識範囲において対象物を認識するうえで好適な対象物認識装置に関する。

従来、移動体である車両において道路標識等の静止対象物を認識する対象物認識装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この対象物認識装置は、車両周囲の道路を撮影するカメラを備えており、かかるカメラの撮影した撮像画像を処理することにより、道路上の静止対象物を認識することとしている。
特開２０００−３４６６５３号公報

一般に、上記の如くカメラ撮像画像から認識される静止対象物は、道路上に設置され或いは描かれる道路標識や路面標示であって、道路上に点在する。また、その静止対象物の位置は、絶対的に或いは交差点などの地図上固定物に対して相対的に定められることが多い。この点、車両の認識すべき静止対象物の位置情報を予め格納したデータベースを有する車両側において、道路上の対象物を認識する際に、常にカメラにより車両周囲の道路を撮影しかつその撮像画像を処理するものとすると、その認識処理負荷が増大することとなり、その結果、対象物の認識に時間がかかり、或いは、高速処理可能な高価な装置が必要となる不都合が生じてしまう。

かかる不都合を回避するために、予め撮像画像から対象物を認識すべき認識範囲を設定し、その認識範囲内においてのみ対象物を認識する処理を行うことが考えられる。かかる手法によれば、道路上の対象物の認識をその処理負荷を軽減させつつ行うことが可能となる。

ところで、対象物を認識すべき認識範囲は車両の有するデータベースに格納される対象物の位置等に基づいて設定されるが、データベースに格納される対象物の位置情報が道路改修等に起因して現実のものと異なること、すなわち、データベースに位置情報が格納されている対象物が現実の道路から消去されて描かれなくなることがあり、このときは、設定認識範囲に対象物が存在するものとしてその対象物の認識処理を行っても、カメラの撮像画像から対象物を認識することは不可能である。一方、対象物が道路上に描かれる路面標示である場合は、その対象物の標示がかすれることがある。このような標示かすれが生じたときは、カメラの撮像画像から対象物を認識することができなくなることがある。この点、上記の如く認識範囲内において対象物の認識処理を行った際にその認識ができないときには、その認識不能が、対象物自体が道路上に描かれていないことに起因したものであるのか、或いは、道路上に対象物は描かれているがその対象物の標示かすれに起因したものであるのかを区別することができないおそれがある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、認識範囲における対象物の不存在の判定を行うことが可能な対象物認識装置を提供することを目的とする。

上記の目的は、測位手段により測位された自車両の位置と、格納手段に格納されている自車両の認識すべき道路上の対象物の位置と、前記測位手段による自車両位置の測位精度とに基づいて設定される道路の認識範囲において前記対象物を認識する処理を実行する対象物認識手段を備える対象物認識装置であって、前記対象物の道路上での状態を示す情報を格納する対象物情報格納手段と、前記対象物認識手段により前記認識範囲において前記対象物が認識されなかった場合に、前記対象物情報格納手段に格納された該対象物の状態情報に基づいて、該認識範囲における前記対象物の存在有無の判定を行う対象物有無判定手段と、を備える対象物認識装置により達成される。

この態様の発明においては、自車両の位置と対象物の位置と自車位置の測位精度とに基づいた道路の認識範囲において対象物が認識されなかった場合に、対象物情報格納手段に格納された対象物の道路上での状態を示す情報に基づいて、その認識範囲における対象物の存在有無の判定が行われる。対象物の道路上での状態がその認識を行ううえで良好なものであるときにその認識がされなかった場合は、その対象物が現実の道路上から消去されていると判断できる。従って、本発明によれば、認識範囲においてその認識を行うのに道路上での状態が良好であるとする対象物を認識できなかったときは、その認識範囲の道路上にその対象物が存在していなかったと判定することができる。

この点、上記した対象物認識装置において、前記対象物有無判定手段は、前記対象物認識手段により前記認識範囲において前記対象物が認識されなかった場合に、前記対象物情報格納手段に格納された該対象物の状態が良好なものであるときは、該認識範囲において前記対象物が存在しなかったと判定することとすればよい。

一方、対象物の道路上での状態がその認識を行うのに良好なものでないときにその認識がされなかった場合は、その対象物が現実の道路上から消去されたのか或いはその対象物が現実の道路上に存在する状況で認識不良が生じたのかを区別することができない。

従って、上記した対象物認識装置において、前記対象物有無判定手段は、前記対象物認識手段により前記認識範囲において前記対象物が認識されなかった場合に、前記対象物情報格納手段に格納された該対象物の状態が良好なものでないときは、該認識範囲における前記対象物の存在有無が不明であると判定することとすればよい。

尚、上記した対象物認識装置において、前記対象物情報格納手段は、道路上に描かれた前記対象物の道路上での標示かすれ状態を示す情報を格納することとしてもよい。

また、上記した対象物認識装置において、前記対象物認識手段は、自車両に搭載された道路を撮影するカメラの撮像画像を処理することにより、前記認識範囲において前記対象物を認識することとしてもよい。

本発明によれば、認識範囲においてその認識を行うのに道路上での状態が良好であるとする対象物を認識できなかったときは、その認識範囲においてその対象物が道路上に存在していなかったと判定することができる。

図１は、本発明の一実施例である車両に搭載されるシステムの構成図を示す。図１に示す如く、本実施例のシステムは、自車両の位置を測位するための測位部１２と、自車両の走行等を制御するための支援制御部１４と、を備えており、自車両の位置を測位部１２で測位すると共に、その測位される自車両の位置に応じて自車両を走行させるうえでの所定の支援制御を支援制御部１４で実行するシステムである。

測位部１２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信して自車両の存在する位置の緯度及び経度を検知するＧＰＳ受信機１６、旋回角や地磁気を用いて自車両のヨー角（方位）を検知する方位センサ１８、加減速度を検知するＧセンサ２０、車速を検知する車速センサ２２、並びに、それら各受信機やセンサ１６〜２２の出力が接続されている主にマイクロコンピュータにより構成された推測航法部２４を有している。各受信機やセンサ１６〜２２の出力信号はそれぞれ、推測航法部２４に供給される。推測航法部２４は、ＧＰＳ受信機１６からの情報に基づいて自車両の位置の緯度及び経度（初期座標）を検出すると共に、センサ１８〜２２からの情報に基づいて自車両の進行方位、車速、及び加減速度の走行状態を検出して、自車両位置の初期座標からの車両の走行軌跡（推測軌跡）を作成する。

測位部１２は、また、上記した推測航法部２４に接続されている主にマイクロコンピュータにより構成されたマップマッチング部２８を有している。マップマッチング部２８には、また、地図データベース３０が接続されている。地図データベース３０は、車両に搭載され或いはセンタに設けられたハードディスク（ＨＤＤ）やＤＶＤ，ＣＤなどにより構成されており、経路案内や地図表示に必要な道路自体のリンクデータ等や道路に描かれ或いは設置される静止対象物や車線レーンの位置情報などを格納している。マップマッチング部２８は、適宜地図データベース３０にアクセスしてその地図データベースに格納するデータを読み出す。

具体的には、この地図データベース３０には、道路を表す緯度・経度や曲率，勾配，車線数，車線幅，コーナー有無などのレーン形状や道路種別のデータや、各交差点やノード点に関する情報、地図表示を行うための建物などに関する情報などが格納されると共に、道路路面上に描かれる横断歩道や一時停止線，進行方向矢印，「横断歩道あり」の菱形標示，最高速度標示，回転禁止標示などの静止対象物ごとに、形状データやペイントデータ，位置データ，特徴量の大きさ，前後にある他の対象物との距離データ，測定時における標示擦れ度を示すデータ，標示擦れ易さの度合いを示すデータ，車両進行方向の目標となる対象物との距離データなどが格納される。また、この地図データベース３０は、ディスクの交換や更新条件の成立により格納する地図データを最新のものに更新可能である。

マップマッチング部２８には、推測航法部２４において検出・作成された自車両位置の初期座標及びその初期座標からの推測軌跡の情報が供給される。マップマッチング部２８は、推測航法部２４から情報供給される自車両のＧＰＳに基づく初期座標および推測軌跡に基づいて、自車両の位置を地図データベース３０に格納されている道路自体のリンク情報を利用してその道路リンク上に補正するマップマッチング（第１マップマッチング）を行うと共に、その第１マップマッチングの結果として検出された自車両の位置の精度を示す位置精度レベルを算出する機能を有している。

マップマッチング部２８は、上記の如く第１マップマッチングの結果得られた自車両の現在位置から所定範囲内の道路路面上にある対象物データを地図データベース３０から読み出すと共に、その自車位置から所定道路範囲内にある対象物を自車両において認識すべき対象物として設定する。そして、その設定後、測位検出される自車両の位置に基づいて、後述のバックカメラ３２による撮像画像を用いてその設定された対象物を認識すべきか否かを判別すると共に、対象物を認識すべきときに後述の如きその認識処理を行う。

測位部１２は、また、マップマッチング部２８に接続するバックカメラ３２を有している。バックカメラ３２は、車両後部バンパなどに配設されており、その配設位置から車両後方の道路路面を含む所定領域の外界を撮影することができる。バックカメラ３２の撮像画像は、マップマッチング部２８に供給される。

マップマッチング部２８は、バックカメラ３２による撮像画像から対象物の認識を行うべきと判別する場合において、バックカメラ３２から撮像画像が供給されると、その撮像画像についてエッジ抽出などの画像処理を行うことにより、道路路面に描かれる上記の対象物や走行レーンを検出すると共に、それら対象物や走行レーンと自車両との相対位置関係を把握する。

マップマッチング部２８は、バックカメラ３２の撮像画像からの走行レーンの検出結果に基づいて、自車両が現に走行する道路上における自車両に対する自レーンの位置を算出する。また、対象物の検出結果に基づいて、自車両と自車両の道路後方に存在する認識した対象物との相対関係（具体的には、自車両から認識対象物までの距離）を測定すると共に、その測定結果と地図データベース３０に格納されているその認識対象物の位置データとに基づいて、自車両の位置（特に車両前後方向の位置）を認識対象物に対してその相対位置関係にある位置に補正するマップマッチング（第２マップマッチング）を行う。

このように、マップマッチング部２８は、上記の如く、推測航法部２４から推測軌跡の情報が供給されるごとに自車両の現在位置を地図データベース３０に格納されている道路リンク上に補正する第１マップマッチングを行うと共に、バックカメラ３２の撮像画像から認識すべき対象物が認識された際にその認識結果による認識対象物に基づく位置へ自車両の位置を補正する第２マップマッチングを行う。マップマッチング部２８は、マップマッチングの結果として測位される自車両の現在位置の精度を示す正確性を算出する。

マップマッチング部２８は、また、マップマッチングにより測位した自車両の位置を地図データベース３０に格納されている地図データと照合した結果、自車両の進行方向の所定範囲前方に支援制御を実行するのに必要な制御対象である目標の対象物（例えば、停止線や交差点，カーブ進入口等）が存在することとなるときは、以後、測位ごとに、その測位した自車両の位置と地図データベース３０に格納されているその目標対象物の位置との関係に基づいて、自車両から進行方向前方の目標対象物までの走行レーンの中心線に沿った距離（以下、道なり残距離と称す）を算出する。

測位部１２と支援制御部１４とは、互いに接続されている。測位部１２で測位検知された自車両の位置や道なり残距離の情報は、例えば車内に設けられた乗員の視認可能な表示ディスプレイに供給されて、画面上に映し出されている道路地図に模式的に重畳表示されると共に、支援制御部１４に供給される。

支援制御部１４は、マイクロコンピュータを主体に構成された電子制御ユニット（以下、支援ＥＣＵと称す）４０を備えており、支援ＥＣＵ４０により自車両を道路上で走行させるうえでの運転者の操作を支援するための支援制御を実行する。この支援制御は、自車両の位置に応じて具体的には上記した自車両から目標対象物までの道なり残距離に応じて実行される例えば、特に運転者によるブレーキ操作が行われていないときや遅れているときなどに自車両を道路上の目標対象物である一時停止線や踏み切り線などの手前で停車させるための運転支援制御である一時停止制御、自車両を道路上の目標対象物となる交差点で交差すると予測される他車両と交錯させないための運転支援制御である交差点制御、自車両を対象物であるカーブコーナーに対して適切な速度で走行させるための速度制御、目標対象物までの相対距離について音声による経路案内を行うための案内制御などである。

支援ＥＣＵ４０には、自車両に適当な制動力を発生させるためのブレーキアクチュエータ４２、自車両に適当な駆動力を付与するためのスロットルアクチュエータ４４、自車両の自動変速機の変速段を切り替えるためのシフトアクチュエータ４６、自車両に適当な操舵角を付与するためのステアアクチュエータ４８、及び車室内に向けてブザー吹鳴や警報出力，スピーカ出力を行うためのブザー警報器５０が接続されている。支援ＥＣＵ４０は、上記した支援制御を実行すべく、測位部１２で測位された自車両の位置や自車両と目標対象物との相対関係に基づいて、各アクチュエータ４２〜５０に対して適当な駆動指令を行う。各アクチュエータ４２〜５０は、支援ＥＣＵ４０から供給される駆動指令に従って駆動される。

次に、本実施例のシステムにおける具体的な動作について説明する。車両運転者は、自車位置のディスプレイへの表示や支援制御部１４による支援制御の実行を希望する場合、所定のスイッチ操作により本実施例のシステムを作動可能な状態に起動させる。

本実施例のシステムにおいて、起動後、測位部１２は、推測航法部２４において、所定時間ごとに、各受信機やセンサ１６〜２２の出力信号に基づいて、自車両の初期座標からの走行軌跡を作成する。そして、マップマッチング部２８において、推測航法部２４による自車両の初期座標位置および推測軌跡を、地図データベース３０に地図データとして格納されている道路のリンク情報と照らし合わせることにより、自車両の位置をその道路リンク上に補正する第１マップマッチングを行う。

マップマッチング部２８は、自車位置を検出した場合、その自車位置を乗員の視認可能な表示ディスプレイの表示画面上に道路地図に重ねて表示させる。また、その自車位置から自車両が今後所定時間若しくは所定距離だけ走行したときの位置まで又は支援制御の制御対象である目標対象物の位置までの道路範囲（複数レーンのときはすべてのレーン）内の対象物の位置や形状などのデータを地図データベース３０から読み出し、その所定道路範囲内に位置する対象物からバックカメラ３２により認識すべき対象物を抽出する。そして、その抽出した認識すべき対象物の位置と常時更新される自車両の位置とに基づいて、自車位置がその認識すべき対象物の位置近傍に達したか否かを判別することにより、バックカメラ３２の撮像画像を処理してその設定された認識すべき対象物の認識を行うべきタイミングか否かを判別する。

マップマッチング部２８は、上記タイミングの判別の結果、認識すべき対象物の認識を行うべきときは、バックカメラ３２により撮像される車両後方の撮像画像の供給を受けて、その撮像画像についてエッジ抽出などの画像処理を行う。そして、その画像処理の結果と認識すべき対象物の形状データや位置データなどの特徴データとを比較して、その認識すべき対象物が認識されるかを判定する。

マップマッチング部２８は、上記の判定の結果として認識すべき対象物を認識したときは、その画像処理により特定される自車両と認識対象物との相対関係に基づいて、自車両からその車両後方に存在する認識対象物までの相対位置及び距離を検出すると共に、地図データベース３０に格納されたその認識対象物の位置データを読み出す。そして、認識対象物までの相対距離とその認識対象物の位置データとに基づいて、自車両の位置（特に車両前後方向の位置）を認識対象物の位置と検出相対関係にある位置へ補正する第２マップマッチングを行う。

ところで、第２マップマッチングにより自車位置を補正すべくバックカメラ３２の撮像画像の処理によって認識すべき道路上の対象物は、停止線や横断歩道，矢印，回転禁止，菱形標示，文字列，減速帯などであって道路上に点在するものであるので、常にその対象物認識処理を行う必要はない。また、認識すべき対象物の位置情報は予め地図データベース３０に格納されており、その位置はある程度の正確性を有する一方、自車両の位置は上記の如き手法に従って測位されるため、測位精度に応じた誤差を有するものとなる。自車位置の測位誤差が生じなければ、測位された自車位置が地図データベース３０に格納されている対象物の位置に一致した或いはその位置近傍に至った時点でカメラ撮像画像を用いた対象物の認識処理を行うこととすれば十分であるが、実際は上記の如く自車位置に測位誤差が生ずるため、上記した時点でのみ対象物の認識処理を行うこととすると、その認識処理時には自車両が未だその対象物を通過していない或いは既にその対象物を通過していることもあり、対象物を認識できない事態が起こり得る。

かかる事態に対処すべく、自車位置と認識すべき対象物の位置との相対関係及び自車位置の測位精度に基づいて、対象物を認識すべく認識処理を行うべき道路の延在方向についての範囲（以下、認識範囲と称す）を設定することが考えられる。しかし、自車位置の測位は、ＧＰＳ受信機や各種センサ１６〜２２の出力を用いた推測軌跡に基づいて行われるため、この測位計算にはそれらセンサ等１６〜２２やカメラ３２の検出パラメータの誤差（例えばタイミングの丸め込み誤差）などが重畳されて測位結果に誤差が発生する。この測位誤差には車両の移動に伴って積算されるものが含まれているので、車両の移動距離が長くなるほど自車位置を測位するうえでの測位誤差が大きくなり、測位精度が低下する。このため、自車位置の測位精度を考慮することなく対象物の認識処理を行うべき認識範囲を一律に設定するものとすると、その設定後、位置測位された自車両がその認識範囲に入ったと判断されるときにも、実際は車両移動に伴って増大した測位誤差に起因してその認識範囲に入っていない事態も起こり得、その結果、対象物が認識されないおそれもある。

一般に、自車位置の測位精度が極めて高いときは、測位される自車位置が正確性を有するため、その測位位置と地図データベース３０に格納されている認識すべき対象物の位置との関係から、実道路上で自車両が認識すべき対象物を認識できるまでのタイミングを正確に把握することができ、この点で、バックカメラ３２の撮像画像を用いて認識すべき対象物を認識するうえでは、その認識のための認識範囲が比較的狭く（距離的に短く）ても十分である。一方、自車位置の測位精度が低いほど、測位される自車位置の誤差は大きくなるため、その測位位置からでは、実道路上で自車両が認識すべき対象物を認識できるまでのタイミングを正確に把握することができず、この点で、バックカメラ３２の撮像画像を用いて認識すべき対象物を認識するうえでは、その認識のための認識範囲を比較的広く（距離的に長く）することが必要となる。

また、自車位置の測位誤差が車両の移動距離が長くなるほど大きくなるので、ある時点での自車位置の測位精度が同じであっても、その時点での自車位置から走行レーン上における次の対象物の位置までの距離が長いほど、自車両がその対象物に接近するまでの測位誤差は大きくなる。この点で、バックカメラ３２の撮像画像を用いて認識すべき対象物を認識するうえでは、その認識のための道路認識範囲を、自車位置と対象物位置との走行レーン上での相対距離（道なりの走行距離）が短いほど狭くし、その相対距離が長いほど広くすることが適切である。

図２は、本実施例のシステムにおいて自車位置の測位精度に応じて対象物を認識すべき道路の認識範囲を設定する手法を説明するための図を示す。また、図３は、本実施例のシステムにおいてマップマッチング部２８が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。

本実施例において、マップマッチング部２８は、ＧＰＳやセンサ出力を用いた車両の推測軌跡に基づいて或いはカメラ撮像画像を用いた対象物の認識結果に基づいて自車位置を測位して取得する（ステップ１００）と、まず、上記の如く、測位した自車位置から自車両が今後所定時間若しくは所定距離だけ走行したときの位置まで又は自車両において実行可能な支援制御の制御対象である直近の目標対象物の位置までの道路範囲上のすべての対象物候補のデータを地図データベース３０から読み出して、その道路範囲内における対象物からバックカメラ３２により認識すべき対象物を抽出・設定する（ステップ１０２）。

尚、この際、道路範囲内の対象物候補の中から抽出されるバックカメラ３２を用いて認識すべき対象物は、地図データベース３０に位置データが格納されているその道路範囲内のすべての対象物である必要はなく、例えば、支援制御の目標対象物からその手前所定距離（例えば１ｋｍや７００ｍ）の範囲内にあるものに限定することとしてもよく、カメラ撮像画像から形状が特定し易いものや標示擦れが生じ難いもの、自車位置から支援制御の目標対象物までの走行道路の種類に応じた配置パターンに従ったものだけでもよいし、或いは、その対象物をカメラ撮像画像により認識して自車位置の補正を行えば自車両において実行され得る支援制御に要求される測位精度を維持しつつその支援制御の実行により自車両をその目標対象物に到達させることができるものだけでもよい。この場合には、例えば、一時停止制御により自車両を目標対象物である一時停止線に停車させるうえで要求される一時停止線到達時における測位精度を満足させるのに、自車位置の補正を実施すべき、その一時停止線手前の走行レーン上に存在する対象物を、その支援制御を適切に実行するのに要求される測位精度、並びに現状の測位精度、自車両との相対距離、及び目標対象物との相対距離に基づいて抽出する。

マップマッチング部２８は、上記の如くバックカメラ３２により認識すべき対象物を所定の道路範囲から抽出すると、その認識すべき対象物の位置（尚、認識すべき対象物が複数あるときは、少なくとも自車位置に直近の対象物の位置）のデータを地図データベース３０から取得して（ステップ１０４）、その取得した認識すべき対象物の位置と測位した自車位置との走行レーンに沿った道なりの相対距離を算出する（ステップ１０６）。

また、マップマッチング部２８は、自車位置を測位するうえでの現時点での測位精度を算出する（ステップ１０８）。この算出は、予め実験的に定められた所定の式にパラメータを代入するものであればよく、例えば、車両の移動距離に応じて累積されないＧＰＳの精度誤差などに対応したものを初期値としたうえで、カメラ撮像画像での対象物認識に基づいた自車位置補正（第２マップマッチング）が行われるごとに最も高い精度が得られ、その第２マップマッチング後の車両移動距離に応じて予め定められた所定勾配で低下してその移動距離が長くなるほど低くなる精度が得られるものとすればよい。

そして、マップマッチング部２８は、上記の如く算出された自車両と認識すべき対象物との相対距離及び自車位置の測位精度に基づいて、バックカメラ３２を用いて道路上の対象物を認識すべき道路の認識範囲（すなわち、測位される自車位置に最大限許容される測位誤差が生じてもその範囲内で認識処理を行えば確実に対象物を認識できる領域範囲）を設定する（ステップ１１０）。

具体的には、マップマッチング部２８は、予め、自車両と認識すべき対象物との相対距離及び測位精度に基づいて上記の認識範囲を設定するうえで用いるべきマップを記憶している。このマップは、図２に示す如く自車位置の測位誤差が小さいほどすなわち測位精度が高いほど認識範囲が狭く、その測位誤差が大きいほどすなわち測位精度が低いほど認識範囲が広くなるように、かつ、自車両と認識すべき対象物との走行レーン上の相対距離が短いほど認識範囲が狭く、その相対距離が長いほど認識範囲が広くなるように規定されている。尚、この設定される道路の認識範囲は、自車両が認識すべき対象物との相対距離を走行した際に生じ得る最大の測位誤差に対応したものであればよい。マップマッチング部２８は、このマップを参照して上記の如く道路の認識範囲の設定を行う。

マップマッチング部２８は、上記の如く対象物を認識すべき道路の認識範囲を設定すると、その後は、更新される自車位置とその設定認識範囲とを比較して、自車両がその認識範囲に進入したか否かを判別し、肯定判定がなされるまでその判別を繰り返す。そして、自車両が設定道路認識範囲に進入したと判別した場合は、認識すべき対象物をバックカメラ３２の撮像画像の処理によって認識すべき状況にあると判断し、以後、バックカメラ３２から撮像される車両後方の撮像画像の供給を受けて、その撮像画像についてエッジ抽出などの画像処理を行い（ステップ１１２）、その画像処理結果と認識すべき対象物の特徴データとを比較してその認識すべき対象物を認識する処理を行う（ステップ１１４）。

その処理の結果、自車両が設定道路認識範囲内に位置する状況において認識すべき対象物を認識したときは、道路の認識範囲内に認識すべき対象物が存在したと判断して（ステップ１１６）、その画像処理により特定される自車両と認識対象物との相対関係を把握し、その認識対象物の位置に対してその相対関係にある位置へ自車位置を補正する第２マップマッチングを実施する。一方、自車両が設定道路認識範囲内に位置する状況において認識すべき対象物を認識しなかったとき、すなわち、認識すべき対象物を認識することなく、更新される自車位置とその設定された道路の認識範囲との比較結果に基づいて自車両がその設定道路認識範囲から進出したときは、上記の第２マップマッチングを実施することなく処理を終了する。

以後、マップマッチング部２８は、自車両が支援制御の目標対象物又はその近傍に到達するまで、認識すべき対象物ごとに位置データを取得して、その認識処理を行うべき道路の認識範囲を設定し、上記した処理と同様の処理を実行する。

マップマッチング部２８は、上記の第２マップマッチングを行って自車位置を補正すると、地図データベース３０にアクセスしてその認識対象物から支援制御の対象である目標対象物までの道路走行上の距離を取得し、自車両の位置と認識対象物から目標対象物までの距離とに基づいて、自車両から目標対象物までの道なり残距離の初期値を算出する。

また、マップマッチング部２８は、所定道路範囲内の認識すべき対象物を認識したときは、バックカメラ３２からの撮像画像の画像処理を行うことで道路上の走行レーンの情報を取得・認識して、その走行レーンの自車両に対する相対関係を把握する。そして、地図データベース３０にアクセスして自車位置近傍での走行レーンのレーン幅やレーン数，形状等を取得して、自車両に対する走行レーンの相対関係や地図データベース３０から取得したレーン数等に基づいて、自車両が現時点で走行する道路での自レーンの位置を特定する。目標対象物は走行レーンごとに異なることがあるが、上記の如く自レーンの位置が特定されると、自レーン上に存在する自車両が通過すべき進行方向前方の目標対象物が具体的に特定されるので、自レーン上の目標対象物を基準にした上記の道なり算距離を算出することが可能となる。

推測航法部２４は、所定時間ごとに、ＧＰＳ受信機１６並びに各種センサ１８〜２２を用いて自車位置の推測軌跡を作成し、その軌跡情報をマップマッチング部２８に対して送信する。マップマッチング部２８は、上記の如く対象物認識に伴う第２マップマッチングを行うと、以後、推測航法部２４からの推測軌跡情報を受信するごとに、まず、その第２マップマッチング時点からの推測軌跡と自レーンの位置とに基づいて自レーンの中心線上での認識対象物の位置座標に対する自車両の位置（特に前後方向の距離）を算出する。そして、その前後方向距離、及び、自レーン上での上記した認識対象物と目標対象物との距離に基づいて、自車両の現在位置からその目標対象物までの道なり残距離を算出する。

測位部１２において検知された自車位置の情報および道なり残距離の情報は、表示ディスプレイに供給されると共に、支援制御部１４に供給される。表示ディスプレイは、測位部１２からの情報に従って、表示画面上に映し出された道路地図に重畳してその自車位置や道なり残距離を模式的に表示する。

支援制御部１４の支援ＥＣＵ４０は、測位部１２から供給される支援制御の制御対象である一時停止線や交差点などの目標対象物までの道路走行上の距離に基づいて、支援制御ごとに、その制御に定められている制御開始条件が成立するか否かをそれぞれ判別する。そして、制御開始条件が成立した場合はその支援制御を開始する。

例えば一時停止制御においては、測位される自車両から目標対象物である一時停止線までの距離が例えば３０メートル（自車速に応じて変化する距離であってもよい。）になった時点でブレーキアクチュエータ４２による自動ブレーキを開始して、自車両をその一時停止線で停車させる。尚、この際、ブレーキアクチュエータ４２による自動的な制動ブレーキを開始する前に、運転者に対してその自動的な制動ブレーキが行われることを知らせる音声案内などを行うこととしてもよい。また、音声による経路案内制御においては、測位される自車両から交差点などの目標対象物までの距離が例えば１００メートルになった時点でブザー警報器５０によるスピーカ出力によって、運転者に車両前方に目標対象物が存在することを知らせる案内を行う。

このように、本実施例のシステムにおいては、ＧＰＳ受信機１６に受信されるＧＰＳ信号や各種センサ１８〜２２の出力を用いた推測軌跡に基づいて自車両の位置を地図データベース３０に格納されている地図データの道路リンク上に測位する第１マップマッチングを行うことができる。また、バックカメラ３２の撮影する画像の処理により道路に描かれ或いは設置される対象物を認識すると共に、その認識対象物の地図データベース３０に予め情報格納されている位置および認識時点での自車両とその認識対象物との相対関係に基づいて自車両の位置を測位する第２マップマッチングを行うことができる。

上記の如く車両の移動距離が長くなるほど自車位置の測位誤差は大きくなり、その測位精度は低下する。一方、地図データベース３０に格納されている対象物の位置情報は一般に実測されたものであって高い精度を有するので、かかる対象物の位置データを用いれば、自車位置を測位するうえでの測位誤差は小さくなり、その測位精度は高くなる。従って、本実施例のシステムによれば、通常はＧＰＳやセンサ出力を用いた車両の推測軌跡に基づいて第１マップマッチングを行い、一方、カメラ撮像画像を用いた対象物の認識時はその認識結果に基づいて第２マップマッチングを行うことで、道路に描かれ或いは設置される対象物をバックカメラ３２による撮像画像により認識する前においては自車両の移動距離が長くなるほど自車位置の測位精度は低下するが、その対象物を認識するごとにその自車位置の測位精度を向上させることができる。

また、本実施例のシステムにおいては、測位部１２で測位された自車位置（具体的には自車両から支援制御の対象である目標対象物までの距離）に応じて支援制御を実行することができる。測位結果として自車両が目標対象物に対して所定の相対位置関係に至る前は支援制御を行わないが、その相対位置関係に至った場合は支援制御を実行することができる。このため、本実施例のシステムによれば、自車両の測位結果に応じて一時停止制御や交差点制御，速度制御，案内制御を実施して、自車両を道路上で走行させるうえでの運転者の操作を支援することで、自車両を安全かつ適切に走行させることが可能である。

尚、本実施例のシステムにおいては、バックカメラ３２の撮像画像を用いて認識すべき道路上の対象物を認識するのに、自車位置の測位精度、並びに、実際に測位される自車位置及び予め地図データベース３０に格納されている認識すべき対象物の位置（具体的には、自車両と認識すべき対象物との走行レーン上での相対距離）に基づいて、その認識処理を行うべき道路の認識範囲を設定する。具体的には、測位精度が高いほどより狭い道路の認識範囲を設定し、測位精度が低いほどより広い道路の認識範囲を設定する。また、自車両と認識すべき対象物との走行レーン上の相対距離が短いほどより狭い道路の認識範囲を設定し、その相対距離が長いほどより広い道路の認識範囲を設定する。そして、その道路認識範囲においてバックカメラ３２の撮像画像を用いた対象物の認識処理を行う。

すなわち、バックカメラ３２の撮像画像を用いて対象物の認識処理を行うのは、自車両と認識すべき対象物との相対距離及び自車位置の測位精度に基づいて設定される所定の道路認識範囲内を車両が走行する際に限られ、その範囲外においてはかかる対象物の認識処理は行われない。従って、本実施例のシステムによれば、自車両の認識すべき対象物が認識不可となるのを防止しつつ、カメラ撮像画像を用いた対象物の認識処理を常に行うシステムに比べてその対象物の認識に要する処理負荷を軽減することが可能である。

ところで、設定された道路の認識範囲内におけるカメラ撮像画像の画像処理の結果として対象物を認識することができないのは、その認識範囲の道路上に対象物自体が描かれていないときだけでなく、その認識範囲の道路上には対象物は描かれているがその対象物の標示がかすれているときやその対象物の形状などが認識し難いものであるときにも起こる。このため、認識範囲内における対象物の認識不能が、対象物自体が道路上に描かれていないことに起因したものであるのか、或いは、道路上に対象物は描かれているがその対象物の標示かすれ等に起因したものであるのかを区別することができないおそれがある。

そこで、本実施例のシステムにおいては、まず、各種の地図データを格納する地図データベース３０に、道路路面上に描かれる静止対象物ごとに、その直近の道路測定時における標示擦れ度を示すデータが格納されている。尚、標示擦れ度とは、道路上の対象物を写したカメラ撮像画像からその対象物を認識することができない程度を示した数値であって、その数値が大きいほど対象物を認識し難いものとし、その数値が小さいほど対象物を認識し易いものとすればよい。

一般に、認識すべき対象物の標示擦れ度が大きくてその状態がその対象物をカメラ撮像画像から認識するのに良好なものでないと認められる場合において、認識範囲内において対象物の認識ができなかったときは、その認識不能が、対象物自体が道路上に描かれていないことに起因したものであるのか、或いは、道路上に対象物は描かれているがその対象物の標示かすれ等に起因したものであるのかを区別することは依然として困難である。しかし、認識すべき対象物の標示擦れ度が小さくてその状態がその対象物をカメラ撮像画像から認識するのに良好なものであると認められる場合においては、認識範囲内に対象物が存在すれば、その認識範囲内において認識処理を行うことで必ずその対象物を認識することができる筈であり、従って逆に、認識範囲内における認識処理によっても対象物の認識ができなかったときは、その対象物が現実の道路上から消去されることによって認識範囲内に存在していなかった可能性が極めて高いと判断できる。

本実施例のシステムにおいて、マップマッチング部２８は、上記したステップ１１４において自車両が設定道路認識範囲内に位置する状況において認識すべき対象物を認識しなかったと判別したときは、次に、地図データベース３０にアクセスしてその地図データベース３０に格納されているその認識すべき対象物の道路上の標示擦れ度状態を示す情報を取得し（ステップ１１８）、そして、その擦れ度を所定のしきい値と比較することによりその対象物の状態がカメラ撮像画像から認識するのに良好なものであるか否かを判別する（ステップ１２０）。尚、この所定のしきい値は、対象物を写したカメラ撮像画像からその対象物を認識できるか否かの境界を表した擦れ度であり、予め実験的に与えられた値である。また、この所定のしきい値は、対象物の種類ごとに異なるものでもよい。

その判別の結果、認識すべきであった対象物の標示擦れ度が良好なものであるときは、設定された道路の認識範囲内には現実にはその認識すべき対象物が存在しなかったと判断して（ステップ１２２）、上記の第２マップマッチングを実施することなく処理を終了する。一方、認識すべきであった対象物の標示擦れ度が良好なものでないときは、認識範囲内における対象物の存在有無が不明であると判断して、上記の第２マップマッチングを実施することなく処理を終了する。

認識範囲内において認識すべき対象物の標示擦れ度の状態がその対象物をカメラ撮像画像から認識するのに良好なものであると認められるにもかかわらず、認識処理によってその対象物の認識ができなかったときは、地図データベース３０に格納されている対象物のデータが現実と異なるものとなった、すなわち、地図データベース３０に直近のデータが格納された後にそのデータが保持されたままその対象物が現実の道路上から消去されたと判断できる。従って、本実施例のシステムによれば、認識範囲においてその認識を行うのに道路上での状態が良好であるとする対象物を認識できなかったときは、その認識範囲の道路上にその対象物が存在していなかったと判定することが可能となっており、所定の状況で認識範囲における対象物の不存在を精度よく判定することが可能となっている。

この点、本実施例によれば、認識範囲の道路上にその対象物が存在していなかったと判定したときに、地図データベース３０に格納されているその対象物のデータが現時点で正確でないとしてその更新を行うことができるので、地図データベース３０に格納する対象物データの正確性を適宜向上させることが可能である。また、認識範囲の道路上にその対象物が存在していなかったと判定したときは、マッチングにより測位した自車位置が現実の自車両の位置とは異なり、例えば２つの道路が並行するときには自車両の走行道路が現在マッチングしている道路ではなく、その道路に並行する道路であると判断することができ、その道路へ自車位置をマッチングし直すことができるので、測位の正確性を向上させることが可能である。

尚、上記の実施例においては、測位部１２が特許請求の範囲に記載した「対象物認識装置」に、対象物の位置データを格納する地図データベース３０が特許請求の範囲に記載した「格納手段」及び「対象物情報格納手段」に、バックカメラ３２が特許請求の範囲に記載した「カメラ」に、それぞれ相当していると共に、マップマッチング部２８が、図３に示すルーチン中ステップ１００の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「測位手段」が、設定された道路の認識範囲において認識すべき対象物を認識する処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「対象物認識手段」が、ステップ１１８から１２４の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「対象物有無判定手段」が、それぞれ実現されている。

ところで、上記の実施例においては、車両の後部に配設されたバックカメラ３２の撮像画像を用いて道路上の対象物を認識することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、かかる対象物の認識を、車両の前部に配設されたカメラの撮像画像や外部インフラから送られてくる情報に基づいて行うこととしてもよい。

また、上記の実施例においては、カメラ撮像画像を用いて認識した道路上の対象物を、自車位置をＧＰＳや車速，舵角などによる走行軌跡に基づいたものから補正する第２マップマッチングに必要なものとして利用することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばその対象物が車両の進入を禁止する区域を表す道路標示として設けられている場合において車両がその区域に進入したら車両警報を発するシステムなど、マップマッチング以外の他の用途に利用するものであってもよい。

更に、上記の実施例においては、対象物の状態がカメラ撮像画像から認識するのに良好なものであるか否かを判別するのに用いる標示擦れ度を、地図データベース３０に格納されている直近の道路測定時における標示擦れ度そのものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その直近の道路測定時における標示擦れ度を基準にしてその測定時からの経過時間や車両走行頻度，擦れ易さの度合いなどを考慮して計算される現時点での標示擦れ度としてもよい。

本発明の一実施例である車両に搭載されるシステムの構成図である。 本実施例のシステムにおいて自車位置の測位精度に応じて対象物を認識すべき道路の認識範囲を設定する手法を説明するための図である。 本実施例のシステムにおいて実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。

符号の説明

１２ 測位部
１６ ＧＰＳ受信機
１８ 方位センサ
２０ Ｇセンサ
２２ 車速センサ
２４ 推測航法部
２８ マップマッチング部
３０ 地図データベース
３２ バックカメラ

Claims (5)

1. 測位手段により測位された自車両の位置と、格納手段に格納されている自車両の認識すべき道路上の対象物の位置と、前記測位手段による自車両位置の測位精度とに基づいて設定される道路の認識範囲において前記対象物を認識する処理を実行する対象物認識手段を備える対象物認識装置であって、
   前記対象物の道路上での状態を示す情報を格納する対象物情報格納手段と、
   前記対象物認識手段により前記認識範囲において前記対象物が認識されなかった場合に、前記対象物情報格納手段に格納された該対象物の状態情報に基づいて、該認識範囲における前記対象物の存在有無の判定を行う対象物有無判定手段と、
   を備えることを特徴とする対象物認識装置。
2. 前記対象物有無判定手段は、前記対象物認識手段により前記認識範囲において前記対象物が認識されなかった場合に、前記対象物情報格納手段に格納された該対象物の状態が良好なものであるときは、該認識範囲において前記対象物が存在しなかったと判定することを特徴とする請求項１記載の対象物認識装置。
3. 前記対象物有無判定手段は、前記対象物認識手段により前記認識範囲において前記対象物が認識されなかった場合に、前記対象物情報格納手段に格納された該対象物の状態が良好なものでないときは、該認識範囲における前記対象物の存在有無が不明であると判定することを特徴とする請求項１又は２記載の対象物認識装置。
4. 前記対象物情報格納手段は、道路上に描かれた前記対象物の道路上での標示かすれ状態を示す情報を格納することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の対象物認識装置。
5. 前記対象物認識手段は、自車両に搭載された道路を撮影するカメラの撮像画像を処理することにより、前記認識範囲において前記対象物を認識することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の対象物認識装置。

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