JP4882761B2 - Route guidance device for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、概して、車両に搭載され、運転者に経路を案内する車両用経路案内装置に係り、特に、自車両位置推定精度を向上させた車両用経路案内装置に関する。 The present invention generally relates to a vehicular route guidance device that is mounted on a vehicle and guides a route to a driver, and more particularly, to a vehicular route guidance device that improves the vehicle position estimation accuracy.
従来、自車両が交差点を右左折中であるか否かを判断する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus that determines whether or not the own vehicle is turning right or left at an intersection is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1には、カーナビゲーションシステムにおいて、ステアリング角とヨーレートセンサの出力に基づいて、右左折中であるか否かを判断する装置が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1記載の従来装置によれば、例えば歩行者の横断待ちなどでほとんど停止しているかのような微低速走行状態でステアリング操舵が行われた場合に、ステアリング操作量に対してヨーレートの変化が小さく、結果として右左折判定が遅れる可能性がある。 However, according to the conventional device described in Patent Document 1, when steering is performed in a very low speed traveling state, for example, when the vehicle is almost stopped due to waiting for a pedestrian to cross, the steering operation amount is reduced. The change in the yaw rate is small, and as a result, the right / left turn determination may be delayed.
これにより、交差点通過時に実際の自車両位置とナビゲーションシステムが地図データ上で認識している自車両位置とに乖離が生じ得る。すなわち、自車両は既に交差点又はカーブ路を通過し終えて直進しているにもかかわらず、ナビゲーションシステムは依然として自車両が交差点を右左折中である又はカーブ路を旋回中であると認識している、という状況が生じ得る。 As a result, a difference may occur between the actual vehicle position when passing the intersection and the vehicle position recognized by the navigation system on the map data. In other words, the navigation system still recognizes that the vehicle is turning right or left at the intersection or turning on the curved road, even though the vehicle has already passed the intersection or curved road and is going straight ahead. A situation can occur.
このように、ナビゲーションシステムが認識する自車両位置の実際の自車両位置に対する追従性が悪化すると、ナビゲーション画面上に表示される自車両位置が実際の自車両位置からずれることによって運転者に違和感を与えるだけでなく、右左折/旋回後の案内(例えば、地物に関する案内、右左折に関する案内、など)の提供遅れが生ずる。 As described above, when the followability of the own vehicle position recognized by the navigation system with respect to the actual own vehicle position is deteriorated, the own vehicle position displayed on the navigation screen is deviated from the actual own vehicle position, so that the driver feels uncomfortable. In addition to giving, there is a delay in providing guidance after turning right / left / turning (for example, guidance on features, guidance on right / left turns, etc.).
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、自車両位置推定精度を向上させた車両用経路案内装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and it is a main object of the present invention to provide a vehicular route guidance apparatus with improved self-vehicle position estimation accuracy.
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両に搭載され、運転者に経路を案内する車両用経路案内装置であって、地図情報に基づいて自車両が交差点、分岐、又はカーブ路から所定距離手前に到達したか否かを判別する道路判別手段と、自車両外の情景を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像から自車両が旋回中であるか直進中であるかを判定する判定手段と、前記道路判別手段により自車両が交差点、分岐、又はカーブ路から所定距離手前に到達したと判別された後、前記判定手段による判定結果に基づいて自車両が交差点、分岐、又はカーブ路を通過し終えたか否かを判別する通過判別手段と、を有する車両用経路案内装置である。 One aspect of the present invention for achieving the above object is a vehicle route guidance device that is mounted on a vehicle and guides a route to a driver, and the vehicle is an intersection, branch, or curved road based on map information. Road discriminating means for discriminating whether or not the vehicle has reached a predetermined distance from the vehicle, imaging means for imaging a scene outside the host vehicle, and the host vehicle is turning or traveling straight from the image captured by the imaging unit After determining that the own vehicle has reached a predetermined distance from an intersection, branch, or curve road by the determining means for determining whether or not there is an intersection, the own vehicle is an intersection based on the determination result by the determining means. A vehicle path guidance device comprising: a passage discriminating unit that discriminates whether or not the vehicle has passed a branch or a curved road .
上記一態様において、上記判定手段は、例えば、上記撮像手段により撮像された画像のオプティカルフローに基づいて自車両が旋回中であるか直進中であるかを判定する。この場合、上記判定手段は、例えば、上記撮像手段により撮像された画像中のオプティカルフローのうち回転ベクトルを持つものが所定の割合(道路形状に応じて変更されることが好ましい)以上のとき、自車両が旋回中であると判定する。また、この場合、上記判定手段は、上記回転ベクトルの回転方向と上記撮像手段の撮像方向とから、自車両の旋回方向を判別することができる。 In the one aspect, the determination unit determines, for example, whether the host vehicle is turning or traveling straight based on an optical flow of an image captured by the imaging unit. In this case, the determination unit, for example, when the optical flow in the image captured by the imaging unit has a rotation vector equal to or higher than a predetermined ratio (preferably changed according to the road shape) It is determined that the host vehicle is turning. In this case, the determination unit can determine the turning direction of the host vehicle from the rotation direction of the rotation vector and the imaging direction of the imaging unit.
また、上記一態様において、上記撮像手段は、例えば、自車両周辺(例えば自車両後方)の路面を撮像する。 Moreover, in the above aspect, the imaging unit images, for example, a road surface around the host vehicle (for example, behind the host vehicle).
上記一態様によれば、撮像した画像から自車両が旋回中であるか直進中であるか判別することができるため、右左折後/旋回後、直進状態へ戻ったことを適切に検知して自車両位置推定の精度を向上させることができる。 According to the above aspect, since it is possible to determine whether the host vehicle is turning or going straight from the captured image, it is possible to appropriately detect that the vehicle has returned straight after turning right / left / turning. The accuracy of the vehicle position estimation can be improved.
本発明によれば、自車両位置推定精度を向上させた車両用経路案内装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the route guidance apparatus for vehicles which improved the own vehicle position estimation precision can be provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、一般的なカーナビゲーションシステムの基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The basic concept, main hardware configuration, operating principle, basic control method, and the like of a general car navigation system are known to those skilled in the art, and thus detailed description thereof is omitted.
以下、図1及び2を参照して、本発明の一実施例に係る車両用経路案内装置について説明する。 Hereinafter, a vehicle route guidance apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1は、本実施例に係る車両用経路案内装置100の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle
経路案内装置100は、自車両外の情景を撮像する撮像部101を有する。撮像部101は、典型的には、例えば、CCD(Charge Coupled Device)カメラや、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)カメラなどのカメラである。
The
撮像部101は、自車両に装備された他の車載システムのカメラ(例えば、障害物検出用のカメラや、白線検出用のカメラや、駐車支援のための後方監視用のカメラ、など)と兼用であってもよい。
The
本実施例においては、一例として、撮像部101は、主として自車両後方の路面を撮像するように、車両上での設置位置及び撮像角度が決定されるものとする。
In this embodiment, as an example, it is assumed that the
経路案内装置100は、更に、撮像部101によって撮像された画像を画像認識処理する画像認識部102を有する。画像認識部102は、典型的には、画像認識処理用に設計されたECU(Electronic Control Unit;電子制御装置)である。
The
経路案内装置100は、更に、経路案内手段としてカーナビゲーションシステム103を備える。本実施例におけるカーナビゲーションシステム103は、一般的なカーナビゲーションシステムと同等の機能のものでよく、自車両位置を地図情報に重ねて画面上に表示する、ユーザにより設定された目的地までの経路を計算して画面上に表示する、自車両現在位置付近に存在する地物について案内する、といった各種機能を備えているものとする。
The
ここでは、便宜上、カーナビゲーションシステム103の構成要素として、後述の説明に必要な自車両位置推定部104と、判定レジスタ105とについてのみ図示する。自車両位置推定部104は、自車両が旋回中であるか否かを判定する機能を持ち、この自車両位置推定部104による判定結果は、判定レジスタ105に格納されるものとする。
Here, for the sake of convenience, only the own vehicle
次いで、このような構成の車両用経路案内装置100による旋回/直進判定処理の流れについて、図2のフローチャートを参照して説明する。
Next, the flow of the turning / straight ahead determination process by the vehicle
まず、カーナビゲーションシステム103は、その時点での自車両位置と進行方向を地図情報に照らして、自車両前方の道路形状に関する情報を取得する(S201)。
First, the
自車両前方の所定の範囲内に交差点、分岐、又はカーブ路が存在するとき、換言すれば、自車両が交差点、分岐、又はカーブ路から所定距離手前に到達したとき(S202の「YES」)、カーナビゲーションシステム103は、撮像部101に撮像を開始させる(S203)。
When an intersection, a branch, or a curve road exists within a predetermined range ahead of the host vehicle, in other words, when the host vehicle reaches a predetermined distance before the intersection, branch, or curve path (“YES” in S202) The
次いで、カーナビゲーションシステム103は、判定レジスタ105を初期化する(S204)。ここでは、判定レジスタ105の初期化された状態とは、自車両が直進中であるとことを示しているものとする。
Next, the
次いで、カーナビゲーションシステム103は、自車両前方に検出された交差点、分岐、又はカーブ路の道路形状(例えば曲率など)を地図情報から読み出して、この道路形状に基づいて、自車両が旋回中か否かの判定閾値を設定する(S205)。この判定閾値については、後に詳述する。
Next, the
このようにして、撮像部101による撮像が開始され、判定レジスタ105が初期化され、そして判定閾値が設定されると、次いで、カーナビゲーションシステム103は、画像認識部102に撮像部101によって撮像された画像の画像認識処理を開始させる。
In this way, when imaging by the
より具体的には、カーナビゲーションシステム103は、画像認識部102に撮像された画像からオプティカルフローを抽出させ、カーナビゲーションシステム103に出力させる(S206)。
More specifically, the
ここで、オプティカルフローとは、時刻tに撮像された画像内の各画素が、時刻t+Δtに撮像された画像においてはどのような位置へ移動していたか、を示す移動ベクトルである。 Here, the optical flow is a movement vector indicating to which position each pixel in the image captured at time t has moved in the image captured at time t + Δt.
自車両が直進中、撮像部101によって異なる時刻に撮像された画像のマッチングをとると、画像内の情景、地物、路面ペイントなどの固定物は消失点へ向かう一様な線形オプティカルフローが抽出されることになる。他方、自車両が旋回走行中、撮像部101によって異なる時刻に撮像された画像のマッチングをとると、車両旋回方向に応じて一様な回転ベクトルを持つ非線形オプティカルフローが所定割合以上抽出されることになる。
When matching the images captured at different times by the
したがって、オプティカルフローを抽出して、回転成分を持つフローが全画素中所定割合以上を占めていれば、自車両は旋回走行中であると判断することができる。ここで言う所定割合が、S205において道路形状に応じて設定された判定閾値である。自車両が旋回中にオプティカルフローが回転ベクトルとなる画素が全画素中に占める割合は、曲率などの道路形状により異なり得るため、本実施例ではより好ましい実施形態として当該判定閾値を道路形状に応じて変更するものとする。但し、当業者には明らかなように、道路形状によらず、常に同じ判定閾値を使うことも当然可能である。 Therefore, if the optical flow is extracted and the flow having a rotation component occupies a predetermined ratio or more in all pixels, it can be determined that the host vehicle is turning. The predetermined ratio mentioned here is the determination threshold value set according to the road shape in S205. Since the ratio of the pixels whose optical flow is the rotation vector while the vehicle is turning to all pixels may vary depending on the road shape such as the curvature, in this embodiment, the determination threshold is set according to the road shape as a more preferable embodiment. To change. However, as will be apparent to those skilled in the art, it is naturally possible to always use the same determination threshold regardless of the road shape.
図2に戻る。このようにしてオプティカルフローが抽出されると、カーナビゲーションシステム103の自車両位置推定部104は、旋回判定機能の一環として、回転成分を持つフローがS205において設定された閾値割合以上存在するか否かを判定する(S207)。
Returning to FIG. When the optical flow is extracted in this way, the vehicle
回転成分を持つフローが閾値(所定割合)以上存在すると判断された場合(S207の「YES」)、自車両位置推定部104は、自車両が旋回走行中であると判断する(S209)。そして、今度は旋回方向を判定するために、検出された回転成分を持つオプティカルフローが右回転であるか左回転であるかを判断する(S211)。
When it is determined that there is a flow having a rotation component equal to or greater than the threshold (predetermined ratio) (“YES” in S207), the host vehicle
本実施例において撮像部101は自車両後方を撮像するように配設されているため、抽出された回転成分を持つオプティカルフローが右回転のフローであると判断された場合には(S211の「YES」)、自車両位置推定部104は自車両が左旋回中であると判断し、判定レジスタ105に「左旋回中」と書き込み(S215)、S206へ戻る。
In this embodiment, since the
他方、抽出された回転成分を持つオプティカルフローが左回転のフローであると判断された場合には(S211の「NO」)、自車両位置推定部104は自車両が右旋回中であると判断し、判定レジスタ105に「右旋回中」と書き込み(S216)、S206へ戻る。
On the other hand, when it is determined that the optical flow having the extracted rotation component is a left rotation flow (“NO” in S211), the vehicle
S207へ戻る。回転成分を持つフローが閾値(所定割合)以上存在しないと判断された場合(S207の「NO」)、自車両位置推定部104は、自車両が直進走行中であると判断する(S208)。
Return to S207. When it is determined that there is no flow having a rotation component equal to or greater than the threshold (predetermined ratio) (“NO” in S207), the host vehicle
次いで、自車両位置推定部104は、判定レジスタ105の中身が「直進中」であるか否かを判定する(S210)。
Next, the host vehicle
その時点において判定レジスタ105に「直進中」と書き込まれている場合(S210の「YES」)、判定レジスタ105は初期化後いまだ書き換えられておらず、自車両はS202において検出された交差点、分岐、又はカーブ路の手前でいまだ直進走行中であると判断され、判定レジスタ105の中身はそのままで、S206へ戻る。
If “straight ahead” is written in the
他方、判定レジスタ105に「直進中」と書き込まれていなかった場合(S210の「NO」)、次いで、判定レジスタ105の中身が「右旋回中」であるか「左旋回中」であるかを判定する(S212)。
On the other hand, if “straight ahead” is not written in the determination register 105 (“NO” in S210), then whether the contents of the
その時点において判定レジスタ105に「左旋回中」と書き込まれている場合(S212の「NO」)、自車両位置推定部104は、自車両は一旦左旋回走行をした後、現在は直進走行をしている、すなわち交差点の左折を終えた又は左カーブ路を通過し終えた、と判断する(S213)。
If “left turning” is written in the
他方、その時点において判定レジスタ105に「右旋回中」と書き込まれている場合(S212の「YES」)、自車両位置推定部104は、自車両は一旦右旋回走行をした後、現在は直進走行をしている、すなわち交差点の右折を終えた又は右カーブ路を通過し終えた、と判断する(S214)。
On the other hand, if “turning right” is written in the
このように右左折又は旋回走行が終了して現在自車両は直進状態に戻ったと判断されると、カーナビゲーションシステム103は撮像部101による撮像を終了させ(S217)、本フローの1ルーチンを終了する。
When it is determined that the vehicle has made a right or left turn or a turn and has now returned to the straight-ahead state, the
このように、本実施例によれば、自車両から撮像した自車両周囲の画像に基づいて自車両が旋回状態であるか否かを適切に判定することができるため、たとえステアリング操作量に対してヨーレートの変化が小さくなうような旋回走行が行われた場合であっても、ナビゲーションシステムが認識する自車両位置を実際の自車両位置に適切に追従させることができ、ナビゲーション画面上に表示される自車両位置が実際の自車両位置からずれることによって運転者に違和感を与えたり、右左折/旋回後の案内の提供遅れが生じたり、といった不都合の発生が回避される。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to appropriately determine whether or not the host vehicle is turning based on an image around the host vehicle captured from the host vehicle. Even when the vehicle is turning so that the change in yaw rate is small, the vehicle position recognized by the navigation system can be made to follow the actual vehicle position appropriately and displayed on the navigation screen. The occurrence of inconveniences such as giving the driver a sense of incongruity due to the position of the host vehicle being deviated from the actual host vehicle position or delay in providing guidance after turning right / left / turning is avoided.
なお、上記一実施例においては、一例として、自車両周囲の情景を撮像する撮像部は自車両後方を撮像するように設けられるものとしたが、当業者には明らかなように、本発明における撮像方向はオプティカルフローの抽出が可能となる自車両周囲情景が撮像できる限り任意でよい。 In the above embodiment, as an example, the imaging unit that captures the scene around the host vehicle is provided to capture the rear of the host vehicle. However, as will be apparent to those skilled in the art, The imaging direction may be arbitrary as long as a scene around the host vehicle capable of extracting an optical flow can be captured.
また、上記一実施例においては、一例として、自車両周囲の情景を撮像する撮像部は主として路面を撮像するように設けられるものとしたが、これは建物などの地物よりは路面ペイント又は路面自体の方がより確実に撮像可能な固定物であるとの観点に基づくものであり、当業者には明らかなように、本発明の実施にあたってはかならずしも路面を主たる撮像対象とする必要はない。 In the above-described embodiment, as an example, the imaging unit that captures the scene around the host vehicle is provided so as to mainly capture the road surface, but this may be road paint or road surface rather than a feature such as a building. This is based on the viewpoint that the image itself is a fixed object that can be imaged more reliably, and as will be apparent to those skilled in the art, the road surface does not necessarily have to be the main imaging object when implementing the present invention.
本発明は、運転者に経路を案内する車両用経路案内装置に利用できる。搭載される車両の動力源種類、燃料種類、外観デザイン、重量、サイズ、走行性能等はいずれも不問である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a vehicle route guidance device that guides a route to a driver. The power source type, fuel type, appearance design, weight, size, running performance, etc. of the vehicle to be mounted are all unquestioned.
100 車両用経路案内装置
101 撮像部
102 画像認識部
103 カーナビゲーションシステム
104 自車両位置推定部
105 判定レジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
地図情報に基づいて自車両が交差点、分岐、又はカーブ路から所定距離手前に到達したか否かを判別する道路判別手段と、
自車両外の情景を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から自車両が旋回中であるか直進中であるかを判定する判定手段と、
前記道路判別手段により自車両が交差点、分岐、又はカーブ路から所定距離手前に到達したと判別された後、前記判定手段による判定結果に基づいて自車両が交差点、分岐、又はカーブ路を通過し終えたか否かを判別する通過判別手段と、を有することを特徴とする車両用経路案内装置。 A vehicle route guidance device mounted on a vehicle for guiding a route to a driver,
Road discriminating means for discriminating whether or not the vehicle has reached a predetermined distance before the intersection, branch or curve road based on the map information;
Imaging means for imaging a scene outside the host vehicle;
Determining means for determining whether the host vehicle is turning or traveling straight from the image captured by the imaging means;
Vehicle intersection by the road determination unit, branched, or after it is judged to have reached a predetermined distance before the curved road, the host vehicle based on the determination result by the determining means is operable to pass an intersection, branching, or the curved road Passage determination means for determining whether or not the vehicle has been finished, and a vehicle route guidance device.
前記判定手段は、前記撮像手段により撮像された画像のオプティカルフローに基づいて自車両が旋回中であるか直進中であるかを判定する、ことを特徴とする車両用経路案内装置。 The vehicle route guidance device according to claim 1,
The vehicle route guidance apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines whether the host vehicle is turning or traveling straight based on an optical flow of an image captured by the imaging unit.
前記判定手段は、前記撮像手段により撮像された画像中のオプティカルフローのうち回転ベクトルを持つものが所定の割合以上であるとき、自車両が旋回中であると判定する、ことを特徴とする車両用経路案内装置。 The vehicle route guidance device according to claim 2,
The determining means, when those with a rotation vector of the optical flow in the image captured by the imaging means is a predetermined ratio or more, own-vehicle, characterized in the determining, it is turning Route guidance device.
前記判定手段は、自車両が旋回中であると判定した場合は、更に、前記回転ベクトルの回転方向と前記撮像手段の撮像方向とから、自車両の旋回方向を判定する、ことを特徴とする車両用経路案内装置。 The vehicle route guidance device according to claim 3,
It said determining means, when the vehicle is determined to be turning further from the imaging direction of the rotational direction and the imaging means of the rotating vector to determine the constant a turning direction of the vehicle, and characterized in that A vehicle route guidance device.
地図情報から読み出した前記交差点、分岐、又はカーブ路の道路曲率に応じて、前記所定の割合を変更する割合変更手段を有することを特徴とする車両用経路案内装置。 The vehicle route guidance device according to claim 3 or 4,
A vehicular route guidance apparatus, comprising: a ratio changing means for changing the predetermined ratio according to a road curvature of the intersection, branch, or curve road read from map information .
前記撮像手段は、自車両周辺の路面を撮像する、ことを特徴とする車両用経路案内装置。 A vehicle route guidance apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The route guide device for a vehicle, wherein the imaging means images a road surface around the host vehicle.
前記撮像手段は、自車両後方の路面を撮像する、ことを特徴とする車両用経路案内装置。 The vehicle route guidance device according to claim 6,
The route guide device for a vehicle, wherein the imaging means images a road surface behind the host vehicle.
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