JP5035713B2 - Road recognition device, road recognition method, and road recognition program - Google Patents
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Description
本発明は、道路認識装置、道路認識方法及び道路認識プログラムに関する。 The present invention relates to a road recognition device, a road recognition method, and a road recognition program.
ナビゲーションシステムにおいて高度な運転支援機能を実現しようとすれば、道路における規制、道路の構造等の道路の路上属性が登録されている地図データベースが必要になる。従来、車両の走行軌跡に基づいて新設道路の位置情報を地図データベースに登録する方法が公知である(例えば特許文献1参照)。また、特許文献1には、車線変更の挙動に応じて車線数を認識し、認識した車線数を路上属性として登録したり、車速に応じて高速道路という道路種別を認識し、高速道路という道路種別を路上属性として登録する方法が開示されている。しかし特許文献1に開示された方法によると、道路の路上属性を認識可能な挙動を車両がとらない限り、路上属性を認識できないため、路上属性の認識精度が低いという問題がある。例えば特許文献1に開示された方法では、片側複数車線の道路を車両が走行していても、その道路で車両が車線変更しなければ片側複数車線の道路であることを認識できない。 If an advanced driving support function is to be realized in the navigation system, a map database in which road attributes such as road regulations and road structures are registered is required. 2. Description of the Related Art Conventionally, a method for registering position information of a new road in a map database based on a travel locus of a vehicle is known (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 also recognizes the number of lanes according to the behavior of the lane change, registers the recognized number of lanes as a road attribute, recognizes the road type of an expressway according to the vehicle speed, and A method of registering a type as a road attribute is disclosed. However, according to the method disclosed in Patent Document 1, since the road attribute cannot be recognized unless the vehicle takes a behavior capable of recognizing the road attribute, there is a problem that the recognition accuracy of the road attribute is low. For example, in the method disclosed in Patent Document 1, even if a vehicle is traveling on a road with one side of a plurality of lanes, the vehicle cannot be recognized as a road with one side of a plurality of lanes unless the vehicle changes lanes on the road.
本発明は、上述の問題に鑑みて創作されたものであって、道路の路上属性を精度よく地図データベースに登録できる道路認識装置、道路認識方法及び道路認識プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been created in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a road recognition device, a road recognition method, and a road recognition program that can accurately register road attributes of roads in a map database.
(1)上記目的を達成するための道路認識装置は、車両が走行する道路を特定する道路特定手段と、前記車両の外界の明るさを照度波形データとして取得する明るさ取得手段と、トンネル内部の明るさのパターンを表す照度パターンデータベースに基づいて、前記照度波形データにトンネルの区間のパターンが表れているかを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果によって前記道路のトンネルの区間を認識する認識手段と、前記道路の前記トンネルの区間を地図データベースに登録する登録手段と、を備える。
トンネル進入時、トンネル通行中、トンネル退出時には車両の外界の明るさに特有の変化が起こる。具体的には、昼間のトンネル進入時には車両の外界が暗くなり、トンネル通行中にはトンネル内照明によって車両の外界の明るさが周期的に変動し、昼間のトンネル退出時には車両の外界が明るくなる。この道路認識装置によると、車両が走行する道路を特定し、車両の外界の明るさの解析によってトンネルの区間を認識するため、車両が走行する道路のトンネルの区間を地図データベースに登録することができる。
(2)上記目的を達成するための道路認識装置において、前記認識手段は、前記外界の明るさが下がり始めた時点における前記車両の位置を前記トンネル区間の一方の端点とし、前記外界の明るさが上がり始めた時点における前記車両の位置を前記トンネル区間の他方の端点であると認識する。
(3)上記目的を達成するための道路認識装置において、前記トンネル内部の明るさのパターンは、トンネル内に設けられた照明装置が放射する光によって変化する照度の周期と振幅である。
(1) the object road recognition apparatus for achieving includes road specifying means for vehicle identifying a traveling road, and brightness acquisition unit that acquires the brightness of the external world of the vehicle as the irradiance waveform data, tunnel interior Based on an illuminance pattern database representing a brightness pattern of the road, a determination unit that determines whether a pattern of a tunnel section appears in the illuminance waveform data, and a tunnel section of the road is recognized based on a determination result by the determination unit Recognizing means for registering, and registering means for registering the section of the tunnel of the road in a map database.
When entering a tunnel, passing through the tunnel, and leaving the tunnel, a characteristic change occurs in the brightness of the outside of the vehicle. Specifically, the outside of the vehicle becomes dark when entering the tunnel in the daytime, the brightness of the outside of the vehicle periodically fluctuates due to the lighting inside the tunnel while passing through the tunnel, and the outside of the vehicle becomes bright when leaving the tunnel in the daytime. . According to this road recognition device, in order to identify the road on which the vehicle travels and recognize the tunnel section by analyzing the brightness of the outside world of the vehicle, the tunnel section of the road on which the vehicle travels can be registered in the map database. it can.
(2) In the road recognition device for achieving the above object, the recognition means uses the position of the vehicle at the time when the brightness of the outside world starts to decrease as one end point of the tunnel section, and the brightness of the outside world. The position of the vehicle when it starts to rise is recognized as the other end point of the tunnel section.
(3) In the road recognition device for achieving the above object, the brightness pattern inside the tunnel is a cycle and amplitude of illuminance that is changed by the light emitted by the illumination device provided in the tunnel .
(4)上記目的を達成するための道路認識方法は、車両が走行する道路を特定し、前記車両の外界の明るさを照度波形パターンとして取得し、トンネル内部の明るさのパターンを表す照度パターンデータベースに基づいて、前記照度波形データにトンネルの区間のパターンが表れているかを判定し、判定結果によって前記道路のトンネルの区間を認識し、前記道路の前記トンネルの区間を地図データベースに登録する、ことを含む。 (4) A road recognition method for achieving the above object is to identify a road on which a vehicle travels , acquire the brightness of the outside of the vehicle as an illuminance waveform pattern, and represent an illumination pattern representing the brightness pattern inside the tunnel. Based on a database, it is determined whether a pattern of a tunnel section appears in the illuminance waveform data, the tunnel section of the road is recognized according to a determination result , and the tunnel section of the road is registered in a map database. Including that.
(5)上記目的を達成するための道路認識プログラムは、車両が走行する道路を特定する道路特定手段と、前記車両の外界の明るさを照度波形パターンとして取得する明るさ取得手段と、トンネル内部の明るさのパターンを表す照度パターンデータベースに基づいて、前記照度波形データにトンネルの区間のパターンが表れているかを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果によって前記道路のトンネルの区間を認識する認識手段と、前記道路の前記トンネルの区間を地図データベースに登録する登録手段と、してコンピュータを機能させる。
(5) Road recognition program for achieving the above object, a road specification means a vehicle for identifying a traveling road, and brightness acquisition unit that acquires the brightness of the external world of the vehicle as irradiance waveform pattern, tunnel interior Based on an illuminance pattern database representing a brightness pattern of the road, a determination unit that determines whether a pattern of a tunnel section appears in the illuminance waveform data, and a tunnel section of the road is recognized based on a determination result by the determination unit And a registration means for registering the section of the tunnel of the road in a map database to cause the computer to function.
尚、請求項に記載された方法の各動作の順序は、技術上の阻害要因がない限り、記載順に限定されるものではなく、どのような順番で実行されてもよく、また同時に実行されてもよい。また、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。 It should be noted that the order of each operation of the method described in the claims is not limited to the order of description as long as there is no technical obstruction factor, and may be executed in any order, or may be executed simultaneously. Also good. In addition, each function of the plurality of means provided in the present invention is realized by a hardware resource whose function is specified by the configuration itself, a hardware resource whose function is specified by a program, or a combination thereof. The functions of the plurality of means are not limited to those realized by hardware resources that are physically independent of each other.
以下、実施例に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
[道路認識装置の構成]
図2は、本発明を適用した道路認識装置1を示すブロック図である。道路認識装置1は、自動車、オートバイ等の移動体としての車両に搭載されるナビゲーションシステムの一部として構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below based on examples.
[Configuration of road recognition device]
FIG. 2 is a block diagram showing a road recognition device 1 to which the present invention is applied. The road recognition device 1 is configured as a part of a navigation system mounted on a vehicle as a moving body such as an automobile or a motorcycle.
カメラユニット10は、CCDイメージセンサなどのカラー撮像素子とその駆動回路と画像信号処理回路とを備え、道路認識装置1が搭載された車両に搭載されている。カメラユニット10は車両の外界の視界を表すディジタル画像を所定のフレームレートで生成する。以下、車両の外界の視界を表すディジタル画像を単に近傍画像というものとする。尚、カメラユニット10は各画素の輝度値がアナログ信号で表された近傍画像を生成してもよい。この場合、カメラユニット10とRAM26との間に設けられる図示しないインタフェース回路によるAD変換が必要になる。
The
照度センサ12は、車両の外界の明るさを検出するための光センサである。照度センサ12は車外に向けられたその受光面の照度を検出し、受光面の照度を表す照度データをディジタル信号として出力する。尚、照度センサ12は照度データをアナログ信号として出力してもよい。この場合、照度センサ12とRAM26との間に設けられる図示しないインタフェース回路によるAD変換が必要になる。
The
道路特定手段としての速度センサ14は、車両が走行している道路を特定するための推測航法に用いられる。単位時間当たりの車輪の回転数から求まる車速を時間で積分することにより走行距離が求まる。電波や超音波を用いたドップラ対地速度センサ、光と空間フィルタを用いた対地速度センサを用いて走行距離を求めてもよい。
道路特定手段としてのGPSユニット16は、車両が走行している道路を特定するための衛星航法に用いる3個または4個の衛星から送られてくる軌道データを受信し、自車の現在位置の緯度経度データを出力するためのアンテナ、ASIC等で構成される。
The
The
道路特定手段としての方位センサ18は車両が走行している道路を特定するための推測航法に用いる地磁気センサ、左右車輪速度差センサ、振動ジャイロ、ガスレートジャイロ、光ファイバジャイロなどで構成され、自車の進行方向を検出する。
ROM22は、フラッシュメモリなどの不揮発性記憶媒体であって、ブートプログラム及び道路認識プログラムが格納されている。
The
The
CPU24は、道路認識プログラムを実行することにより、道路特定手段、画像取得手段、認識手段及び登録手段として機能する。
RAM24は、揮発性記憶媒体であって、CPU22に実行されるプログラムやプログラムの処理対象データが一時的に格納されるワークメモリとして機能する。
The
The
ハードディスク装置(HDD)20には、地図データベース(DB)が格納されている。地図DBは、CD、DVD等の他の大容量不揮発性記憶媒体に格納されていてもよい。道路認識プログラムはHDD20に格納されていてもよい。地図DB及び道路認識プログラムは、通信回線を介してダウンロードしたり、リムーバブルメモリから読み込むことにより、道路認識装置1にインストールすることができる。
The hard disk device (HDD) 20 stores a map database (DB). The map DB may be stored in another large-capacity nonvolatile storage medium such as a CD or a DVD. The road recognition program may be stored in the
地図DBは、グラフ構造で地図をディジタル表現した情報で構成されるデータベースであって、車両が走行する道路の特定に用いられる。地図DB42では、交差点、合流点、曲がり点、行き止まり点などはノードとして登録され、道路はノードとノードを結ぶリンクとして登録されている。各ノードは識別子、ノードの絶対位置を表す緯度経度、ノードの種別(交差点、曲がり点、トンネル端点など)などによって定義されている。また各リンクは、識別子、接続対象のノードの識別子、所定の交通標識・交通標示の有無、距離、レーン数、幅員、道路種別(高速道路、国道など)、規制(制限速度、一方向、双方向)、形態区分(トンネル、橋など)などによって定義されている。所定の交通標識及び交通標示については、それらの種別(信号機、停止線等)及び位置が、それらが存在している道路に対応するリンクに関連付けて定義されている。 The map DB is a database composed of information obtained by digitally representing a map with a graph structure, and is used for specifying a road on which a vehicle travels. In the map DB 42, intersections, junctions, turning points, dead ends, and the like are registered as nodes, and roads are registered as links connecting nodes. Each node is defined by an identifier, a latitude / longitude representing the absolute position of the node, a node type (intersection, turn point, tunnel end point, etc.), and the like. In addition, each link includes an identifier, an identifier of a node to be connected, presence / absence of a predetermined traffic sign / sign, distance, number of lanes, width, road type (highway, national road, etc.), regulation (limited speed, one direction, both Direction) and form classification (tunnel, bridge, etc.). For predetermined traffic signs and traffic signs, their types (signals, stop lines, etc.) and positions are defined in association with the links corresponding to the roads on which they exist.
[道路認識装置の作動1]
図3は、道路認識装置1が近傍画像の解析によって道路の路上属性を認識し、認識した路上属性を地図DBに登録する処理の流れを示すフローチャートである。図3に示す処理はCPU24が道路認識プログラムの所定のモジュールを繰り返し実行することによって実行される。
[Operation of road recognition device 1]
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing in which the road recognition device 1 recognizes road attributes of roads by analyzing neighborhood images and registers the recognized road attributes in the map DB. The processing shown in FIG. 3 is executed by the
ステップS100では、GPS情報が取得され、車両が現在走行している道路が特定される。具体的には、車両の現在位置を表す緯度経度データがGPSユニット16からRAM26に読み込まれ、地図DBに登録されている道路上に現在位置を補正するマップマッチングがCPU24によって実行される。その結果、任意の時点で車両が走行している道路が特定される。衛星から軌道データを受信できないトンネル内などの区間では自律航法によって車両が現在走行している道路が特定される。尚、地図DBに登録されていない道路を車両が走行している場合、軌道データから求められた緯度経度データ自体が表す車両の走行軌跡が地図DBに登録されている道路から大きく外れる。この場合、車両が走行する道路について位置情報を地図DBに登録しながら道路の路上属性を登録することもできる。地図DBに道路の位置情報を登録する方法については、公知であり、例えば特開2004−251790号公報に開示されているため、説明を省略する。
In step S100, GPS information is acquired and the road on which the vehicle is currently traveling is specified. Specifically, latitude / longitude data representing the current position of the vehicle is read from the
ステップS102では、近傍画像が取得される。具体的には、カメラユニット10からRAM26に車両の外界の前方視界を表す近傍画像が読み込まれる。
ステップS104では、属性リソースのパターン認識データベースが取得される。具体的には属性リソースのパターン認識データベースがROM22又はHDD20からRAM26に読み込まれる。属性リソースとは、道路標識、道路標示、区画線、区画構造物等の、路上に存在し、路上属性を規定しているものを意味するものとする。属性リソースのパターン認識データベースは、属性リソースを近傍画像の解析により検出するためのデータベースであって、属性リソースに対応するパターンを構成する線、領域等の特徴情報で編成されている。尚、属性リソースを近傍画像の解析によって検出する方法としては、構造マッチング、テンプレートマッチング、弛緩法などのいかなるパターン認識方法をも採用しうる。
In step S102, a neighborhood image is acquired. Specifically, a neighborhood image representing a front view of the outside of the vehicle is read from the
In step S104, a pattern recognition database of attribute resources is acquired. Specifically, a pattern recognition database of attribute resources is read from the
ステップS106では、近傍画像内に属性リソースのパターンが表れているかが判定される。近傍画像内に属性リソースのパターンが表れていなければ、ステップS100に戻って上述の処理が繰り返される。近傍画像内に属性リソースのパターンが表れていれば、すなわち属性リソースのパターンが検出されればステップS108の処理に進む。図4及び図5に基づいてステップS106の処理を具体的に説明する。 In step S106, it is determined whether an attribute resource pattern appears in the neighborhood image. If the attribute resource pattern does not appear in the neighborhood image, the process returns to step S100 and the above-described processing is repeated. If an attribute resource pattern appears in the neighborhood image, that is, if an attribute resource pattern is detected, the process proceeds to step S108. The processing of step S106 will be specifically described based on FIGS.
図4は近傍画像の一例を示す画面図である。図5はステップS106の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS1060では、近傍画像がサンプリングされる。具体的には、CPU24が近傍画像の解像度及び色数を変換したり、近傍画像を空間的に微分することによって、属性リソースの認識に適した解像度と色数の画像や、近傍画像のエッジ成分を表す微分画像をサンプリングデータとして生成する。
FIG. 4 is a screen diagram showing an example of a neighborhood image. FIG. 5 is a flowchart showing the detailed processing flow of step S106.
In step S1060, the neighborhood image is sampled. Specifically, the
ステップS1062では、サンプリングデータの雑音が除去される。具体的には例えばCPU24によって微分画像に対して領域膨張処理、領域縮小処理、平滑化処理などが施される。
ステップS1064では、セグメンテーションが実行される。すなわち、CPU24によってサンプリングデータが属性リソースの認識に適した複数の領域に分割される。
ステップS1066では、特徴抽出処理が実行される。具体的には、CPU24が属性リソースのパターン認識データベースに基づいてサンプリングデータを解析し、近傍画像に表れているパターンを構成している線及び領域の特徴を線毎、領域毎に抽出する。
In step S1062, the noise of the sampling data is removed. Specifically, for example, the
In step S1064, segmentation is executed. That is, the sampling data is divided by the
In step S1066, feature extraction processing is executed. Specifically, the
ステップS1068では、パターン認識処理が実行される。具体的には、CPU24はステップS1066で特徴を抽出した線及び領域の組み合わせで構成されているパターンと特徴情報が整合するパターンがパターン認識データベースに登録されているかを判定し、登録されていれば、パターン認識データベースで定義されているパターンに対応する属性リソースが近傍画像に表れていると判定する。例えば、図4に示す近傍画像が処理対象になる場合、停止線34、進行方向指示標示38、国道番号案内標識30、最高速度規制標識32、信号機28、中央分離帯40、車線境界線36、車道中央線39、および車道外側線35が属性リソースとして近傍画像に表れていると判定される。中央分離帯40、車線境界線36、車道中央線39および車道外側線35は区画物に相当する。
In step S1068, pattern recognition processing is executed. Specifically, the
ステップS108では、CPU24はステップS1068の判定によって検出された属性リソースに基づいて路上属性を認識し、地図DBに登録する。図1及び図6に基づいて具体的に説明する。
図1は地図DBの登録内容を示す模式図である。図6は車両の走行軌跡を示す模式図である。図6(A)、図6(B)に示す軌跡で車両が道路を走行する直前の状態では、図1(A)に示すように道路48、54、62がノード46、52、57、70、リンク50、56、68によって地図DBに登録されており、これらの道路についての路上属性は地図DBに一切登録されていないものとする。
In step S108, CPU24 recognizes a road attribute based on the attribute resource detected by determination of step S1068, and registers it in map DB. This will be specifically described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram showing registered contents of the map DB. FIG. 6 is a schematic diagram showing a travel locus of the vehicle. In the state immediately before the vehicle travels on the road in the trajectory shown in FIGS. 6A and 6B, the
(例1)
ある時点において、車両が、地点P1にある交差点を右折した後に時速40kmの最高速度規制標識58のある地点P2を走行しているとする。この場合、ステップS108では時速40kmの最高速度規制標識58が属性リソースとして検出される。そのとき車両は道路48を走行しているため、道路48の路上属性として時速40kmという最高速度制限を認識し、道路48の路上属性として最高速度制限:時速40kmが地図DBに登録される。具体的には、地点P1から地点P3までの区間にある道路を定義するリンク50の属性として最高速度制限:時速40kmが登録される。その結果、リンク50によって接続されているノード46の位置が最高速度制限:時速40kmという路上属性を有する区間の始点の位置として登録される。尚、路上属性を登録する区間の始点は、このように属性リソースの直前にあるノードの位置であってもよいし、属性リソースのある地点であってもよい。すなわち、CPU24は路上属性を登録する区間の始点を、属性リソースの直前にあるノードの位置と判定してもよいし、属性リソースのある地点と判定してもよい。区間の始点を属性リソースのある地点として登録する場合には、その区間の始点は近傍画像の解析によって特定されたことになる。また、その場合、属性リソースのある地点に補間点やノードを登録してもよいし、リンクの属性としてその区間の始点位置を緯度経度などで登録してもよい。
(Example 1)
It is assumed that at a certain point in time, the vehicle is traveling at a point P2 with a maximum
(例2)
ある時点において、車両が、地点P1、P2、P3、P8、P9を経由して道路65を走行しているとする。この時点では、例1で説明したように道路48の路上属性として最高速度制限:時速40kmが登録され、道路54の路上属性として最高速度制限:時速30kmが登録されている。また、この時点で走行している道路65には最高速度規制標識がない。車両は時速30kmの最高速度規制標識64のある地点を通過した後に地点P9にある交差点を直進せずに左折しているため、CPU24は道路65の路上属性として最高速度制限:時速30kmを登録しない。すなわち、CPU24は、交差点を右左折すると、その交差点を、交差点手前の道路について認識した路上属性を登録すべき区間の終点と判定するため、地点P8で検出された時速30kmの最高速度規制標識64に基づいて最高速度制限:時速30kmの路上属性が登録される区間は地点P3から地点P9までと判定される。車両の交差点における右左折の挙動は、車両が走行する交差点前後の道路に対応する2つのリンクの接続属性が右左折に対応していることを地図DBと車両の現在位置とから特定することによって解析することもできるし、ウィンカーやハンドルの操作を検出することによって解析することもできる。またCPU24は、車両の停止地点を、車両が停止前に走行した道路について認識した路上属性を登録する区間の終点として判定することもできる。
(Example 2)
It is assumed that the vehicle is traveling on the
(例3)
ある時点において、車両が、地点P1、P2、P3を経由して地点P9を走行しているとする。但し、時速30kmの最高速度規制標識64が地点P8にないものとする。この場合、道路54の走行中には最高速度規制標識が検出されないが、車両が直進したP3にある交差点の手前の道路48についてはその路上属性が最高速度制限:時速40kmと認識されている。このため、CPU24は道路54についてもその路上属性を最高速度制限:時速40kmと登録する。すなわち、CPU24は、交差点を右左折しない限り、また最後に認識した路上属性と整合しない路上属性を認識しない限り、車両が交差点通過後に走行する道路について、その交差点通過前に最後に認識した路上属性を登録する。
(Example 3)
It is assumed that the vehicle is traveling at a point P9 via points P1, P2, and P3 at a certain time. However, it is assumed that the maximum
(例4)
ある時点において、車両がP1、P2、P3を経由して地点P4を走行しているとする。この場合、ステップS108では国道番号案内標識60が属性リソースとして検出される。そのとき車両は道路62を走行しているため、道路62の路上属性として国道1号線という道路種別を認識し、道路62の路上属性として道路種別:国道1号線が地図DBに登録される。具体的には、地点P3から地点P7までの区間にある道路62を定義するリンク68の属性として道路種別:国道1号線が登録される。
(Example 4)
It is assumed that the vehicle is traveling at a point P4 via P1, P2, and P3 at a certain time. In this case, the national road
(例5)
ある時点において、図4に示すように中央分離帯40、車線境界線36、車道中央線39、および車道外側線35が近傍画像に表れているとする。この場合、車道中央線39から車道外側線35までの道路幅に1本の車線境界線36が表れているため、片側2車線という路上属性が認識される。また中央分離帯40が表れているため、双方向という通行区分と、中央分離帯:有りとが路上属性として認識される。また、車道中央線39から車道外側線35までの距離がカメラユニット10のキャリブレーション情報に基づいた近傍画像の解析によって道路の幅員として認識される。認識されたこれらの路上属性は、その時点で車両が通行している道路の路上属性として地図DBに登録される。
(Example 5)
At a certain point in time, it is assumed that the
(例6)
ある時点において、図4に示すように信号機28、停止線34及び進行方向指示標示38が近傍画像に表れているとする。この場合、車両の現在位置とカメラユニット10のキャリブレーション情報とに基づいた近傍画像の解析によって信号機28、停止線34及び進行方向指示標示38の位置が緯度経度で特定される。そして、信号機28、停止線34及び進行方向指示標示38の位置がその時点で車両が走行している道路の路上属性として地図DBに登録される。具体的には、CPU24は車両がその時点で走行している道路に対応するリンクに関連付けて信号機28、停止線34及び進行方向指示標示38の位置を地図DBに登録する。
(Example 6)
At a certain point in time, as shown in FIG. In this case, the positions of the
[道路認識装置の作動2]
図7は、道路認識装置1が車両の外界の明るさの解析によってトンネル区間を認識し、認識したトンネル区間を地図DBに登録する処理の流れを示すフローチャートである。図7に示す処理はCPU24が道路認識プログラムの所定のモジュールを繰り返し実行することによって実行される。
[Operation of road recognition device 2]
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of processing in which the road recognition apparatus 1 recognizes a tunnel section by analyzing the brightness of the outside of the vehicle and registers the recognized tunnel section in the map DB. The processing shown in FIG. 7 is executed by the
ステップS200では、既に述べたステップS100と同じ処理が実行され、車両が現在走行している道路が特定される。
ステップS202では、照度データが取得され、ある時点での車両の外界の明るさが特定される。具体的には次のとおりである。照度センサ12から車外に向けられたその受光面の照度を表す照度データが所定時間毎(例えば50msec毎)にRAM26に読み込まれる。照度センサ12から読み込まれた照度データは一定時間分(例えば10分間分)が車両の現在位置に関連付けて取得順にRAM26に蓄積される。新しい照度データが取得されると最も旧い照度データが破棄される。RAM26に蓄積される一定時間分の照度データを取得順に並べたデータ群のことを照度波形データというものとする。新しい照度データが取得されるたびに照度波形データの雑音除去処理が実行される。具体的には平滑化処理などが実行される。
In step S200, the same process as in step S100 already described is executed, and the road on which the vehicle is currently traveling is specified.
In step S202, illuminance data is acquired, and the brightness of the external environment of the vehicle at a certain point is specified. Specifically, it is as follows. Illuminance data representing the illuminance of the light receiving surface directed from the
ステップS204では、トンネル区間の照度パターンデータベースが取得される。具体的には、トンネル区間の照度パターンデータベースがHDD20又はROM22からRAM26に読み込まれる。トンネル区間の照度パターンデータベースは、トンネル区間を照度データの解析により検出するためのパターンが登録されているデータベースであって、様々な構造のトンネルを車両が走行している期間中に生成される照度波形データの特徴情報で編成されている。トンネル区間の照度パターンデータベースについて図8に基づいて具体的に説明する。
In step S204, the illuminance pattern database of the tunnel section is acquired. Specifically, the illuminance pattern database of the tunnel section is read from the
図8(A)は一般的なトンネルの構造を説明するための模式図、図8(B)は車両が図8(A)に示すトンネルを走行するときに照度センサ12によって検出される照度の変化を表すグラフである。
昼間、車両がトンネル42に進入するとき、進入直後から車両の外界は急激に暗くなる。トンネル42の内部を車両が走行しているときには、トンネル42内に設けられた複数の照明装置44が放射する光によって車両の外界の明るさはトンネル42の外の明るさより暗い範囲で周期的に変化する。昼間、車両がトンネル42から退出するとき、退出直前から車両の外界は急激に明るくなる。車両がトンネル42を通過するときに起こるこのような明るさの変化パターンはトンネル42の具体的構造に応じて決まるものであるが、どのようなトンネルであってもある程度共通している。このため、トンネル42の長さ、トンネル42内に設けられた照明装置44の輝度、照明装置44の設置間隔、トンネル42の天井高さ、トンネル42の外の明るさ、車両の走行速度等に応じて、トンネル42を車両が走行するときに照度センサ12によって検出される照度波形データの様々なパターンの特徴を予め特定することができる。照度パターンデータベースは、トンネル通過時に表れる照度波形データのパターンの特徴を表す特徴情報(照度が変化するときの変化期間長と照度の変化幅、照度の範囲、照度が振動する周期と振幅など)で編成されたデータベースである。
FIG. 8A is a schematic diagram for explaining a general tunnel structure, and FIG. 8B is a diagram showing the illuminance detected by the
When the vehicle enters the
ステップS206では、照度波形データにトンネル区間のパターンが表れているかが照度パターンデータベースに基づいて判定される。照度波形データにトンネル区間のパターンが表れていなければ、ステップS200に戻って上述の処理が繰り返される。照度波形データにトンネル区間のパターンが表れていれば、ステップS208の処理に進む。具体的には、次のとおりである。まず、照度が急激に下がっている期間の長さ、照度が急激に下がっている期間の照度の変化幅、照度が急激に上がっている期間の長さ、照度が急激に上がっている期間の照度の変化幅、照度が暗い範囲で周期的に変化している期間の周期と振幅などが照度波形データの特徴情報として抽出される。次に抽出された特徴情報と整合する特徴情報が照度パターンデータベースに登録されているかが判定され、登録されていれば、照度波形データにトンネル区間のパターンが表れていると判定される。 In step S206, it is determined based on the illuminance pattern database whether the pattern of the tunnel section appears in the illuminance waveform data. If the tunnel section pattern does not appear in the illuminance waveform data, the process returns to step S200 and the above-described processing is repeated. If the pattern of the tunnel section appears in the illuminance waveform data, the process proceeds to step S208. Specifically, it is as follows. First, the length of the period in which the illuminance is drastically reduced, the change in illuminance in the period in which the illuminance is drastically reduced, the length of the period in which the illuminance is drastically increased, and the illuminance in the period during which the illuminance is drastically increased And the period and amplitude of a period in which the illuminance changes periodically in a dark range are extracted as feature information of the illuminance waveform data. Next, it is determined whether or not feature information that matches the extracted feature information is registered in the illuminance pattern database. If registered, it is determined that the pattern of the tunnel section appears in the illuminance waveform data.
ステップS208では、CPU24はステップS206における判定によって検出されたパターンに対応するトンネル区間を地図データベースに登録する。具体的には、検出されたパターンにおいて照度が急激に下がり始めている時間帯の開始時に対応する照度データが照度センサ12から取得された時点における車両の位置が、トンネル区間の一方の端点の位置として登録される。また検出されたパターンにおいて照度が急激に上がり始めている時間帯の終了時に対応する照度データが照度センサ12から取得された時点における車両の位置が、トンネル区間の他方の端点の位置として登録される。このとき、それぞれの照度データと関連付けてRAM26に蓄積されている車両の現在位置がトンネル区間の端点の位置として登録される。
In step S208, the
図1及び図6に基づいて図7に示す処理をより具体的に説明する。ある時点において、車両が地点P5から道路62にあるトンネル66に進入した後に、地点P6でトンネル66を退出したとする。この場合、地点P5において照度センサ12が検出する照度は急激に低下し、地点P5から地点P6までの区間では照度センサ12が検出する照度は暗い範囲で周期的に変動し、地点P6において照度センサ12が検出する照度が急激に増大する。このため、地点P6の通過後、照度波形データの地点P5から地点P6に対応する期間においてトンネル区間のパターンが検出される。そして、地点P5の位置がトンネル区間の一方の端点として地図DBに登録され、地点P6の位置がトンネル区間の他方の端点として地図DBに登録される。このとき、道路62に対応するリンク68について、地点P5及び地点P6に対応する補間点86、92が登録されてもよい。補間点86、92は、識別子、種別(トンネル端点など)、位置を表す緯度及び経度によって定義される。またノード52と補間点86とを接続するリンク94と、補間点86と補間点92を接続するリンク88と、補間点92とノード70を接続するリンク90とが登録され、リンク88の路上属性として形態区分:トンネルなどの情報が登録されてもよい。
The process shown in FIG. 7 will be described more specifically based on FIGS. Assume that at a certain point in time, after the vehicle enters the
以上説明した道路認識装置1によると、図6に示す道路を車両が走行すると、図1(A)に示すように路上属性が一切登録されていない道路について、例えば図1(B)に示すような路上属性72、74、76、78、80、82、84が地図DBに登録される。このため、図6に示す道路を車両が再び走行するときには、道路48、54、62の路上属性が地図DBに登録されているため、ナビゲーション装置によって高度な運転支援機能を運転者に提供することが可能になる。
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
According to the road recognition device 1 described above, when the vehicle travels on the road shown in FIG. 6, as shown in FIG. 1A, for example, as shown in FIG. Road attributes 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84 are registered in the map DB. For this reason, when the vehicle travels again on the road shown in FIG. 6, since the road attributes of the
As described above, the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
1:道路認識装置、10:カメラユニット、12:照度センサ(光センサ)、14:速度センサ(道路特定手段)、16:GPSユニット(道路特定手段)、18:方位センサ(道路特定手段)、24:CPU(道路特定手段、画像取得手段、認識手段、登録手段、35:車道外側線(区画物)、36:車線境界線(区画物)、39:車道中央線(区画物)、40:中央分離帯(区画物)、66:トンネル、72、74、76、78、80、82、84:路上属性 1: road recognition device, 10: camera unit, 12: illuminance sensor (light sensor), 14: speed sensor (road identification means), 16: GPS unit (road identification means), 18: direction sensor (road identification means), 24: CPU (road identification means, image acquisition means, recognition means, registration means, 35: road outer line (compartment), 36: lane boundary line (compartment), 39: road center line (compartment), 40: Median strip (compartment), 66: Tunnel, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84: Road attribute
Claims (5)
前記車両の外界の明るさを照度波形データとして取得する明るさ取得手段と、
トンネル内部の明るさのパターンを表す照度パターンデータベースに基づいて、前記照度波形データにトンネルの区間のパターンが表れているかを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果によって前記道路のトンネルの区間を認識する認識手段と、
前記道路の前記トンネルの区間を地図データベースに登録する登録手段と、
を備える道路認識装置。 Road identification means for identifying the road on which the vehicle is traveling;
Brightness acquisition means for acquiring the brightness of the outside of the vehicle as illuminance waveform data ;
Based on an illuminance pattern database representing a brightness pattern inside the tunnel, determination means for determining whether a pattern of a tunnel section appears in the illuminance waveform data;
Recognizing means for recognizing a section of the tunnel of the road according to a determination result by the determining means ;
Registration means for registering a section of the tunnel of the road in a map database;
A road recognition device comprising:
請求項1に記載の道路認識装置。 The recognizing means uses the position of the vehicle when the brightness of the outside world starts to decrease as one end point of the tunnel section, and sets the position of the vehicle when the brightness of the outside world starts to increase in the tunnel section. Recognize it as the other endpoint,
The road recognition device according to claim 1.
請求項1に記載の道路認識装置。The road recognition device according to claim 1.
前記車両の外界の明るさを照度波形パターンとして取得し、
トンネル内部の明るさのパターンを表す照度パターンデータベースに基づいて、前記照度波形データにトンネルの区間のパターンが表れているかを判定し、
判定結果によって前記道路のトンネルの区間を認識し、
前記道路の前記トンネルの区間を地図データベースに登録する、
ことを含む道路認識方法。 Identify the road on which the vehicle is running,
Obtain the brightness of the outside of the vehicle as an illuminance waveform pattern ,
Based on the illuminance pattern database representing the brightness pattern inside the tunnel, determine whether the pattern of the tunnel section appears in the illuminance waveform data,
Recognize the tunnel section of the road according to the judgment result ,
Register the tunnel section of the road in a map database;
Road recognition method including that.
前記車両の外界の明るさを照度波形データとして取得する明るさ取得手段と、
トンネル内部の明るさのパターンを表す照度パターンデータベースに基づいて、前記照度波形データにトンネルの区間のパターンが表れているかを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果によって前記道路のトンネルの区間を認識する認識手段と、
前記道路の前記トンネルの区間を地図データベースに登録する登録手段と、
してコンピュータを機能させる道路認識プログラム。 Road identification means for identifying the road on which the vehicle is traveling;
Brightness acquisition means for acquiring the brightness of the outside of the vehicle as illuminance waveform data ;
Based on an illuminance pattern database representing a brightness pattern inside the tunnel, determination means for determining whether a pattern of a tunnel section appears in the illuminance waveform data;
Recognizing means for recognizing a section of the tunnel of the road according to a determination result by the determining means ;
Registration means for registering a section of the tunnel of the road in a map database;
A road recognition program that makes computers work.
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