JP5365792B2 - 車両用位置測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用位置測定装置に係り、より詳細には、道路上方に設置された光ビーコン等の路側通信機を利用して、車両の正確な位置測定を行う車両用位置測定装置に関する。

近年、種々の車両の運転支援技術が開発されている。例えば、車車間通信を利用した運転支援技術では、車両間で車両位置や車速といった車両情報を送受信することにより、交差点での車両どうしの衝突可能性を判断したり、運転者に警報等の情報提供をしたりすることが行われる。また、交差点において、右折時支援、左折時支援、出会い頭事故防止支援、一時停止支援といった様々な運転支援が行われる。これらの運転支援は、たとえば、交差点に対する車両位置によって切り替えられる。かかる車両位置は、例えば、車両から交差点手前の停止線までの距離、又は右左折レーンに対する車両位置として表される。そして、これらの運転支援技術を実現するためには、正確な車両位置情報が必要である。

しかし、車両位置を測定するために従来から広く利用されている全地球測位システム（ＧＰＳ：Global positioning system)の位置精度は数十ｍ程度と低い。さらに、ＧＰＳとマップマッチング技術を組み合わせても、車両位置に１０ｍ程度の誤差が生じ得る。そして、車両位置にかかる大きな誤差が生じると、上記の種々の運転支援の実施が困難となる場合がある。

そこで、近年、車両位置をより精度良く測定するため、路上に設置された光ビーコンと車載通信機との間での路車間通信を利用することが提案されている。具体的には、車両が光ビーコンの下を通過する際に、光ビーコンから位置データを含む信号を受信して、車両位置を測定することが提案されている。しかし、光ビーコンの通信エリアは、通常、路面上で５ｍ以上の広がりを有している。このため、車両が、光ビーコンの下を通過する際に、光ビーコンから信号を受信するだけでは、車両位置に依然として５ｍ以上の誤差が生じ得る。

そこで、光ビーコンを利用して車両位置を正確に測定する技術が、下記の特許文献１及び２に記載されている。下記の特許文献１に記載の技術によれば、先ず、車両が光ビーコンと通信可能な領域に進入した場合に、車載機が自車両の位置を測定する。次いで、車載機は、道路側方に設けられた別の送信機からの信号を受信し、この受信信号によって自車両の位置を特定している。また、下記の特許文献２に記載の技術によれば、光ビーコンの第１及び第２アップリンク領域とその間の移動距離に基づいて、車載通信機の設置位置を求めている。

特開２００９−３１２４１号公報 特開２００８−２２６１５１号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載の従来技術においては、システムを成立させるために、光ビーコンとは別に、道路側方に送信機を設置しなければならない。また、自車両の位置を特定するに当たり、この送信機と車載機の時刻を擬似的に同期させる必要もある。

また、上記の特許文献２に記載の従来技術においては、光ビーコンの路面からの設置高さが常に規定通りに一定であることが前提となっているが、現実の光ビーコンの設置高さにはばらつきがある。そのうえ、かかる従来技術においては、光ビーコンの設置角度により第１及び第２アップリンク領域が大きく移動し、第１及び第２アップリンク領域を区別することが困難な場合がある。

そこで、本発明は、道路の上方に設置された光ビーコン等の路側通信機を利用して車両位置を正確に測定することができる車両用位置測定装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明の車両位置測定装置は、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global positioning system)を利用して車両位置を検出する位置検出手段と、道路の上方に設置された路側通信機から発信される、当該路側通信機の位置情報を含む信号を受信する車載通信手段と、上記車載通信手段が上記信号を受信すると、車両上方及び車両側方の少なくとも一方の撮像を開始する撮像手段と、上記撮像手段によって撮像された画像から、上記路側通信機の通信機像及び上記路側通信機を支持する支柱の支柱像の少なくとも一方を抽出する抽出手段と、車両が上記路側通信機の真下に位置するときに上記撮像手段によって撮像された画像中で通信機像及び支柱像の少なくとも一方が占める位置を基準位置として設定しておき、上記抽出手段によって抽出された通信機像及び支柱像の少なくとも一方が当該基準位置に位置するか否かを判定する真下判定手段と、上記真下判定手段によって画像中の通信機像及び支柱像の少なくとも一方が上記基準位置に位置すると判定された場合に、上記基準位置に位置する通信機像及び支柱像の少なくとも一方の撮像時点での車両位置を上記信号に含まれる位置情報の示す位置と一致させるように、上記位置検出手段によって検出された車両位置を補正する位置補正手段と、を備えることを特徴としている。

このように構成された本発明の車両用位置測定装置によれば、路側通信機からの信号の受信をトリガーとして、車載通信手段による車両上方の撮像が開始される。路側通信機から発信される信号は路側通信機の真下よりも手前で車両に受信可能となる。このため、車両が路側通信機の真下を通過する直前から撮像が開始される。その結果、撮像された画像中に路側通信機像が含まれる可能性が高く、画像中から通信機像が効率的に抽出される。

また、本発明では、車両が路側通信機の真下に位置するときに撮像手段によって撮像された画像中で通信機像が占める位置が基準位置として設定されており、抽出手段によって抽出された通信機像が当該基準位置に位置するか否かが判定される。その結果、車両が路側通信機の真下に来たことが正確に判定される。これにより、路側通信機を利用して車両位置が正確に測定される。

また、本発明において、好ましくは、上記抽出手段は、上記路側通信機の通信機像のテンプレート画像を記憶した記憶手段を備え、上記撮像手段によって撮像された画像から、上記テンプレート画像を使用したパターンマッチング処理により上記路側通信機の通信機像を抽出する。
これにより、テンプレート画像を使用したパターンマッチング処理により路側通信機の通信機像が容易に抽出される。

また、本発明において、好ましくは、上記真下判定手段は、上記基準位置として、車両重心及び上記撮像手段の一方が上記路側通信機の真下に位置するときに上記撮像手段によって撮像された画像中で通信機像が占める位置を設定する。
これにより、車両重心又は撮像手段が路側通信機の真下に位置することが正確に判定される。

また、本発明において、好ましくは、上記路側通信機の位置情報には、当該路側通信機の設置位置の緯度及び経度データ、当該路側通信機の設置位置から停止線までの距離データ、及び当該路側通信機の設置位置から交差点中心までの距離データのうちの少なくとも一つが含まれ、上記位置補正手段は、上記路側通信機の設置位置の緯度及び経度データ、上記路側通信機の設置位置から停止線までの距離データ、及び上記路側通信機の設置位置から交差点中心までの距離データのうち、上記路側通信機からの位置情報に含まれるデータを使用して、車両位置を補正する。

これにより、路側通信機の設置位置の緯度及び経度データ、路側通信機の設置位置から停止線までの距離データ、及び路側通信機の設置位置から交差点中心までの距離データの少なくとも一つが正確に測定される。

また、本発明において、好ましくは、上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された複数の画像をモーションステレオ処理して、車両上方の画像中の物標までの距離を三次元計測し、車両上方の最も近い物標を上記路側通信機として抽出する。

一般に、道路の上方には、光ビーコン等の路側通信機の他にも、道路を跨いで架線された電線その他の物体が存在することがある。しかし、電線は、通常、路側通信機よりも高い位置に架線されている。このため、路側通信機の近くに電線等が存在する場合であっても、三次元計測を行って車両上方の最も近い物標を抽出することにより、電線等の誤抽出を回避して、通信機像の正確な抽出を図ることができる。

また、本発明において、好ましくは、上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された複数の画像をモーションステレオ処理して、車両側方の画像中の物標までの距離を三次元計測し、車両側方の最も近い物標を上記路側通信機の支柱の支柱像として抽出する。

本発明では、路側通信機からの信号の受信をトリガーとして、車両が路側通信機の真下を通過する直前から撮像が開始されるため、撮像開始直後に、路側通信機の支柱が撮像される可能性が高い。そのうえ、路側通信機を支持する支柱は、通常、道路の直ぐ脇に設置されている。このため、三次元計測を行って車両側方の最も近い物標を抽出することにより、道路の脇の建造物等の誤抽出を回避して、路側通信機の支柱像の正確な抽出を図ることができる。

また、本発明において、好ましくは、上記路側通信機から上記信号が近赤外線として発信され、上記撮像手段は、可視光帯域の画像と近赤外線帯域の画像とを撮像可能であり、上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された画像の平均輝度が第１閾値以上の場合に、可視光帯域の画像から上記路側通信機の通信機像を抽出し、上記画像の平均輝度が上記第１閾値未満の場合に、近赤外線帯域の画像から近赤外線の輝度が第２閾値以上の領域を含む通信機像を抽出する。

夜間は、可視光帯域の画像の撮像が困難であっても、近赤外線帯域の画像により路側通信機の撮像は可能である。むしろ、夜間は、太陽光に含まれる近赤外線成分の影響を受けない分、近赤外帯域の画像の撮像に好適である。さらに、路側通信機の赤外線発信面は、近赤外線帯域の画像中で高輝度領域として撮像される。このため、近赤外線帯域の画像中から、かかる高輝度領域に基づいて通信機像を正確に抽出することができる。

また、本発明において、好ましくは、上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された可視光帯域の画像の平均輝度が上記第１閾値以上の場合に、可視光帯域の画像中から輝度が第２閾値以下の低輝度領域を抽出し、当該低輝度領域に対応する近赤外線帯域の画像中の領域内から、近赤外線の輝度が第３閾値以上の高輝度領域を含む通信機像を抽出する。

昼間は、可視光帯域の画像中の空の領域が高輝度を示す。そこで、可視光帯域の画像中から低輝度領域を抽出することによって、画像中から空の領域が除外される。さらに、路側通信機の赤外線発信面は、近赤外線帯域の画像中で高輝度領域として撮像されるので、可視光帯域の画像中の低輝度領域と近赤外線帯域の画像中の高輝度領域とを組み合わせることによって、通信機像が正確に抽出される。

また、本発明において、好ましくは、上記撮像手段は、可視光帯域から近赤外線帯域に亘る感度を有する、広ダイナミックレンジのカメラで構成され、可視光帯域の画像と近赤外線帯域の画像とを交互に１フレームずつ撮像する。

このように、撮像手段として広ダイナミックレンジのカメラを用いれば、可視光帯域の画像と近赤外線帯域の画像の両方を１台のカメラで撮像することができる。その結果、可視光帯域の画像を撮像するカメラと、近赤外線帯域の画像を撮像するカメラを別々に設ける場合と比較して、車両重量の増加が抑制され、また、コストの増加も抑制される。

また、本発明において、好ましくは、上記撮像手段は、車両前方から車両上方に亘る範囲を撮像可能な広角カメラで構成される。

このように、撮像手段として広角カメラを用いれば、車両前方の監視や、先行車両との車間距離の測定といった運転支援のために設けられた前方監視カメラで、撮像手段を兼用することができる。その結果、前方監視カメラに加えて、車両上方や車両側方を撮像するためのカメラを別個に設ける場合と比較して、車両重量の増加が抑制され、また、コストの増加も抑制される。

本発明の車両用位置測定装置によれば、道路の上方に設置された光ビーコン等の路側通信機を利用して車両位置を正確に測定することができる。

光ビーコンの説明図である。 交差点の近くに設置された光ビーコンを示す図である。 本発明の第１実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の第１実施形態の車両用位置測定装置の車両上の配置例を示す図である。 （Ａ）は、光ビーコンデータ受信時の光ビーコンと車両との位置関係を示す図であり、（Ｂ）は、カメラの真上に位置する光ビーコンヘッド像を示す図である。 （Ａ）は、光ビーコンデータ受信時の光ビーコンと車両との位置関係を示す図であり、（Ｂ）は、車両重心の真上に位置する光ビーコンヘッド像を示す図である。 本発明の第１実施形態の車両用位置測定装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。 道路上方の光ビーコン及び電線を示す図である。 本発明の第２実施形態の車両用位置測定装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第３実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の第３実施形態の車両用位置測定装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第４実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の第４実施形態の車両用位置測定装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第５実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の第５実施形態の車両用位置測定装置の動作を説明するフローチャートである。 （Ａ）は、可視画像であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示した可視光モード画像中から切り出された低輝度領域を示す図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）に示した低輝度領域と近赤外モード画像の高輝度領域とを組み合わせた図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の車両用位置測定装置の実施形態を説明する。
まず、図１及び図２を参照して、本発明の車両用位置測定装置の前提となる路側通信機の例について説明する。ここでは、路側通信機として、光ビーコン１００を説明する。
図１に示すように、光ビーコン１００は、道路脇に設置された支柱１１０から横に延びるバーに取り付けられ、道路の上方に設置されている。そして、光ビーコン１００は、近赤外線（例えば、波長８５０ｎｍ）の信号（光ビーコンデータ）を、当該光ビーコン１００に車両が接近して来る方向の斜め下方に向けて発信している。そして、図１に示すように、車両Ｃが破線ａ１と破線ａ２に挟まれたエリアＡに進入すると、車両Ｃの車載通信機１が光ビーコンデータを受信する。

光ビーコンデータには、その光ビーコン１００の位置情報が含まれている。位置情報としては、例えば、光ビーコン１００の設置位置の緯度及び経度データが含まれる。また、図２に示すように、交差点の近くに設けられた光ビーコン１００の位置情報には、緯度及び経度データに加えて、或いは、緯度及び経度データに代わりに、光ビーコン１００の設置位置から停止線Ｓまでの距離Ｌ１を表すデータ、及び光ビーコン１００の設置位置から交差点中心Ｍまでの距離Ｌ２を表すデータの一方又は双方が含まれるとよい。

次いで、図３乃至図７を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。図３は、第１実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。図３に示すように、第１実施形態の車両用位置測定装置は、車載通信手段１と、位置検出手段２と、撮像手段３と、抽出手段４と、真下判定手段５と、位置補正手段６とを備えている。

なお、図３に示すＧＰＳ２１及び撮像手段３以外の各ブロックは、車載ＥＣＵ（electric control unit：電子制御装置）における処理機能にそれぞれ相当する。これらの処理機能は、例えば、コンピュータにおいて所定のプログラムを実行することにより、或いはマイクロチップにより実現される。
以下、各ブロックについて説明する。

位置検出手段２は、全地球測位システム（ＧＰＳ)を利用して車両位置を検出する。また、位置検出手段２は、ＧＰＳに加えて、ジャイロセンサ、車速センサ、加速度センサを利用して、車両位置を検出するようにしてもよい。図４に示す例では、ＧＰＳユニット２１は、車両Ｃの重心付近に配置されている。

車載通信手段１は、道路の上方に設置された光ビーコン１００から発信される、その光ビーコン１００の位置情報を含む信号を受信する。光ビーコン１００と車載通信手段１との間の通信は、規定されたプロトコルに従って行われる。そして、車載通信手段１は、光ビーコンデータに含まれる位置情報を解析し、光ビーコン１００の設置位置の緯度及び経度データ、光ビーコン１００の設置位置から停止線までの距離データ、及び光ビーコン１００の設置位置から交差点中心までの距離データのうちの少なくとも一つを取得する。

図４に示す例では、車載通信手段１は、車両Ｃのダッシュボード付近に配置されている。
なお、本発明では、車載通信手段１が光ビーコン１００からの信号を受信した時点での車両位置を正確に測定する必要がない。このため、車載通手段１の配置位置については、路面からの高さや、車両先端又は車両重心からの水平距離といった制約は特にない。すなわち、車両が光ビーコン１００の真下を通過する前に車載通信手段１が光ビーコンデータを受信できれば、車載通信手段１を車両中の任意の場所に配置することができる。

撮像手段３は、車載通信手段１が光ビーコンデータを受信すると、車両上方の撮像を開始する。このように、光ビーコン１００の発信する信号が、撮像開始のトリガーとして利用される。光ビーコンデータは、車両がその光ビーコン１００の真下を通過する直前に受信可能となる。このため、光ビーコン１００からの信号をトリガーとして撮像手段３が撮像を開始すれば、撮像された画像中に光ビーコンヘッド像が含まれる可能性が高く、その一方で、光ビーコン以外の物標の像が含まれる可能性が低くなる。これにより、画像中から光ビーコンヘッド像が効率的に抽出される。
なお、本実施形態では、撮像手段３は、例えば、毎秒３０フレームの画像を連続撮像する。

また、撮像手段３は、図４に示すように、フロントガラス上方中央に配置して、フロントガラス越しに外界を撮像するようにしてもよいし、図４に符号「３’」で示す車両先端の位置に配置してもよい。また、例えば、撮像手段３を、車両ルーフの車両重心上に位置する場所に配置してもよい。また、撮像手段３の設置位置の路面からの高さは特に制約されない。

なお、撮像手段３としては、真上又は斜め上方に向けたカメラを設けてもよいし、車両前方から車両上方に亘る範囲を撮像可能な広角カメラを設けてもよい。かかる広角カメラを用いれば、車両前方の監視や先行車両との車間距離の測定といった運転支援用の前方監視カメラで撮像手段３を兼用することができる。その結果、前方監視カメラに加えて、車両上方を撮像するカメラを新たに搭載する場合と比較して、車両重量の増加が抑制され、また、コストの増加も抑制される。

抽出手段４は、撮像手段３によって撮像された画像から、光ビーコン１００の光ビーコンヘッド像を抽出する。第１実施形態では、抽出手段４は、画像処理部４１、メモリ４２及びパターンマッチング処理部４３から構成されている。

画像処理部４１では、撮像手段３によって撮像された画像中から物標領域が抽出される。メモリ４２には、光ビーコン１００の光ビーコンヘッド像のテンプレート画像が記憶されている。パターンマッチング処理部４３では、メモリ４２から読み出したテンプレート画像を用いて、画像処理部４１によって抽出された物標領域においてパターンマッチング処理が行われ、画像中から光ビーコンヘッド像が抽出される。

真下判定手段５には、車両が光ビーコン１００の真下に位置するときに撮像手段３によって撮像された画像中で光ビーコンヘッド像が占める位置が、基準位置として予め設定されている。そして、真下判定手段５は、抽出手段４によって抽出された光ビーコンヘッド像が画像中でその基準位置に位置するか否かを判定する。

ここで、図５及び図６を参照して、光ビーコン１００に対する車両位置と、基準位置にある光ビーコンヘッド像の例について説明する。図５（Ａ）は、光ビーコンデータ受信時の光ビーコンと車両との位置関係を示す図であり、図５（Ｂ）は、カメラの真上に位置する光ビーコンヘッド像を示す図である。また、図６（Ａ）は、光ビーコンデータ受信時の光ビーコンと車両との位置関係を示す図であり、図６（Ｂ）は、カメラの真上ではなく、車両重心の真上に位置する光ビーコンヘッド像を示す図である。

図５（Ａ）では、車両が、光ビーコン１００の手前の符号「Ｃ１」で示す位置まで走行してきたときに、車載通信機１が光ビーコン１００からの信号の受信エリアに入り、光ビーコンデータを受信する。そして、この受信をトリガーとして、撮像手段３が連続撮像を開始する。この時点では、車両は未だ光ビーコン１００の真下まで到達していない。

次いで、車両が、符号「Ｃ２」で示す位置まで走行してきたとき、車載の撮像手段３が光ビーコン１００の真下に到達する。このときに、真上を向いた撮像手段３によって撮像された画像を図５（Ｂ）に示す。

図５（Ｂ）に示す画像枠３０中には、撮像手段３が光ビーコン１００の真下に位置するときに光ビーコンヘッド像１００ａが占める位置が、基準位置の座標（ｘ₀，ｙ₀）として予め設定されている。この基準位置の座標（ｘ₀，ｙ₀）は、撮像手段３の真上を撮像した画像枠３０の中心に位置している。

そして、図５（Ｂ）では、光ビーコン１００の真下に位置する撮像手段３によって実際に撮像された光ビーコンヘッド像１００ａが、画像枠３０中の基準位置の座標（ｘ₀，ｙ₀）を含む範囲を占めている。

次に、図６（Ａ）でも、車両が、光ビーコン１００の手前の符号「Ｃ１」で示す位置まで走行してきたときに、車載通信機１が光ビーコン１００からの信号の受信エリアに入り、光ビーコンデータを受信する。そして、この受信をトリガーとして、撮像手段３が連続撮像を開始する。この時点では、車両は未だ光ビーコン１００の真下まで到達していない。

次いで、車両が、符号「Ｃ３」で示す位置まで走行してきたとき、車載の撮像手段３ではなく、車両重心が光ビーコン１００の真下に到達する。このときに、真上を向いた撮像手段３によって撮像された画像を図６（Ｂ）に示す。

図６（Ｂ）に示す画像枠３０中には、車両重心が光ビーコン１００の真下に位置するときに光ビーコンヘッド像１００ａが占める位置が、基準位置の座標（ｘ₁，ｙ₀）として予め設定されている。この基準位置の座標（ｘ₁，ｙ₀）は、車両重心が撮像手段３の配置位置よりも後方に位置するため、画像枠３０の中心よりもやや上方に位置している。
なお、図６（Ｂ）では、画像枠３０の上方及び下方が、車両後方及び前方にそれぞれ対応している。

そして、図６（Ｂ）では、光ビーコン１００の真下に車両重心が位置するときに撮像手段３によって撮像された光ビーコンヘッド像１００ａが、画像枠３０中の基準位置の座標（ｘ₁，ｙ₀）を含む範囲を占めている。

なお、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）では、基準位置をそれぞれ座標（ｘ₀，ｙ₀）及び座標（ｘ₁，ｙ₀）の点として設定したが、基準位置を、一定範囲の領域として設定してもよい。また、基準位置を、画像中で車両の前後方向に対応する位置を示すｘ座標値だけで設定してもよい。例えば、図５（Ｂ）の場合には基準位置座標（ｘ₀）と設定し、図６（Ｂ）の場合には基準位置座標（ｘ₁）と設定してもよい。

真下判定手段５は、抽出手段４によって抽出された光ビーコンヘッド像１００ａが基準位置の座標に位置するか否かを判定する。図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示す画像では、光ビーコンヘッド像１００ａは、それぞれの基準位置の座標に位置している。

なお、光ビーコンヘッド像１００ａが基準位置の座標に位置するか否かを判定するにあたっては、光ビーコンヘッド像１００ａの範囲内に、基準位置の座標が位置していることをもって、車両が光ビーコン１００の真下に位置すると判定するとよい。また、基準位置が一定範囲の領域として設定されている場合には、光ビーコンヘッド像１００ａの一部又は全部が、かかる一定範囲の領域内に位置することをもって、車両が光ビーコン１００の真下に位置すると判定してもよい。

位置補正手段６は、真下判定手段５によって画像中の光ビーコンヘッド像１００ａが基準位置に位置すると判定された場合に、その光ビーコンヘッド像１００ａの撮像時点での車両位置を、光ビーコンデータの示す位置と一致させるように、位置検出手段２によって検出された車両位置を補正する。

光ビーコンデータに、光ビーコン１００の設置位置の緯度及び経度データが含まれている場合には、位置検出手段２がＧＰＳ２１を利用して検出した緯度及び経度データに上書きして補正するとよい。さらに、補正前後の緯度及び経度データの差を補正値として、以後、位置検出手段２がＧＰＳを利用して検出した緯度及び経度データを補正してもよい。

また、光ビーコンデータに、光ビーコン１００の設置位置から停止線までの距離データが含まれる場合は、位置検出手段２が検出した停止線までの距離データに上書きするとよい。また、位置情報に、光ビーコン１００の設置位置から交差点中心までの距離データが含まれる場合は、位置検出手段２が検出した交差点中心までの距離データに上書きするとよい。

次に、図７のフローチャートを参照して、第１実施形態の車両用位置測定装置の動作について説明する。
まず、位置検出手段２が、ＧＰＳから車両位置データを取得して、車両位置を検出する（Ｓ１）。

次いで、車載通信手段１が光ビーコン１００から光ビーコンデータを受信すると（Ｓ２で「Ｙｅｓ」の場合）、車載通信手段１が光ビーコンデータの解析を行う（Ｓ３）とともに、撮像手段３が車両上方の連続撮像を開始する（Ｓ４）。

次いで、抽出手段４が、撮像手段３によって撮像された上方の画像から光ビーコン１００の光ビーコンヘッド像を抽出するにあたり、まず、メモリ４２から光ビーコンヘッド像のテンプレート画像を読み出す（Ｓ５）。続いて、抽出手段４が、そのテンプレート画像を用いて、画像処理部４１によって抽出された物標領域においてパターンマッチング処理を行い（Ｓ６）、画像中から光ビーコンヘッド像を抽出する（Ｓ７）。

次いで、真下判定手段５が、抽出された光ビーコンヘッド像を時系列画像中で順次に追跡する（Ｓ８）。そして、真下判定手段５は、光ビーコンヘッド像が、画像枠中に予め設定した基準位置の座標に位置するか否か、すなわち、車両が光ビーコン１００の真下に位置するか否かを判定する（Ｓ９）。

次いで、位置補正手段６が、基準位置の座標に位置する光ビーコンヘッド像の撮像時点での車両位置を、光ビーコンデータの示す位置と一致させるように、位置検出手段１によって検出された車両位置を補正する（Ｓ１０）。

このようにして、光ビーコンを利用して車両位置を正確に測定することができるので、この正確な車両位置に基づいて、より精度の高い運転支援を実現することが可能となる。例えば、停止線までの距離が正確に分かるので、車両をその停止線で停止させるように、車速の正確な減速制御を行うことが可能となる。

次に、図８乃至図１０を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
図８は、第２実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。図８に示すように、第２実施形態の車両用位置測定装置は、車載通信手段１と、位置検出手段２と、撮像手段３と、抽出手段４ａと、真下判定手段５と、位置補正手段６とを備えている。

第２実施形態では、抽出手段４ａ以外の各ブロックは、上述の第１実施形態のものと同様である。このため、第２実施形態では、第１実施形態と同一のブロックに同一の符号を付し、それらの説明を省略する。

ところで、図９に示すように、道路の上方には、光ビーコン１００だけではなく、電線２００等の様々な物体が存在する。このため、画像中から光ビーコン１００以外の物標を光ビーコンヘッドとして誤検出するおそれがある。また、光ビーコン１００の形状が特徴的でないため、パターンマッチング等の二次元平面の画像処理では、光ビーコンヘッド像の検出が困難な場合もあり得る。

そこで、第２実施形態の抽出手段４ａでは、撮像手段３によって撮像された画像から光ビーコン１００の光ビーコンヘッド像を抽出するにあたり、一般に、光ビーコン１００の設置高さが電線等よりも低いことに着目し、画像中の物標のうち、車両上方の最も近い物標を光ビーコンヘッド像として抽出する。そのために、抽出手段４ａは、画像処理部４１、メモリ４２、三次元計測処理部４４及び光ビーコンヘッド検出部４５から構成されている。

画像処理部４１では、撮像手段３によって撮像された画像中から物標領域が抽出される。メモリ４２には、撮像手段３によって連続撮像された画像が時系列に従って記憶される。三次元計測処理部４４では、メモリ４２から読み出された複数（例えば、２、３枚）の時系列画像についてモーションステレオ処理を行って、撮像手段３から時系列画像中の物標までの距離の三次元計測が行われる。そして、光ビーコンヘッド検出部４５では、画像中の物標のうち車両上方の最も近いものが、光ビーコンヘッド像として抽出される。

なお、モーションステレオ処理による三次元計測にあたっては、時系列画像中の物標の移動速度に基づいて、物標までの距離を求めてもよいし、車速センサによる車速及びフレーム撮像時間間隔から求めた連続したフレームを撮像する間の車両の走行距離を更に利用して、物標までの距離を求めてもよい。また、物標までの距離は、絶対値として求めてもよいし、相対値として求めてもよい。

次に、図１０のフローチャートを参照して、第２実施形態の車両用位置測定装置の動作について説明する。
第２実施形態では、図１０のフローチャートの各ステップのうち、ステップＳ１乃至Ｓ４の処理内容は、上述した第１実施形態のものと同一であるので、これらのステップの説明を省略する。

第２実施形態では、抽出手段４ａが撮像手段３によって撮像された上方の画像から光ビーコン１００の光ビーコンヘッド像を抽出するにあたり、まず、メモリ４２から複数（例えば、２、３枚）の時系列画像が読み出される（図１０のＳ５）。次いで、時系列画像についてモーションステレオ処理により、撮像手段３から時系列画像中の物標までの距離の三次元計測が行われる（Ｓ６）。次いで、画像中の物標のうち車両上方の最も近いもの（上方最短距離物標）が検出される（Ｓ７）。次いで、その上方最短距離物標が光ビーコンヘッド像として抽出される（Ｓ８）。

以下、上述の第１実施形態と同様に、真下判定手段５が、抽出された光ビーコンヘッド像を時系列画像中で順次に追跡する（Ｓ９）。そして、真下判定手段５は、光ビーコンヘッド像が、画像枠中に予め設定した基準位置の座標に位置するか否か、すなわち、車両が光ビーコン１００の真下に位置するか否かを判定する（Ｓ１０）。

次いで、位置補正手段６が、基準位置の座標に位置する光ビーコンヘッド像の撮像時点での車両位置を、光ビーコン１００から受信した信号にまれる位置情報の示す位置と一致させるように、位置検出手段１によって検出された車両位置を補正する（Ｓ１１）。

このように、第２実施形態では、光ビーコンの近くに電線その他の物体が存在する場合であっても、三次元計測を行って車両上方の最も近い物標を抽出することにより、電線等の誤抽出を防止して、光ビーコンヘッド像を正確に抽出することができる。

次に、図１１及び図１２を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
図１１は、第３実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。図１１に示すように、第３実施形態の車両用位置測定装置は、車載通信手段１と、位置検出手段２と、撮像手段３ａと、抽出手段４ｂと、真下判定手段５と、位置補正手段６とを備えている。

第３実施形態では、撮像手段３ａ及び抽出手段４ｂ以外の各ブロックは、上述の第１実施形態のものと同様である。このため、第３実施形態では、第１実施形態と同一のブロックに同一の符号を付し、それらの説明を省略する。

第３実施形態の撮像手段３ａは、車両側方の画像を撮像するカメラで構成されている。第３実施形態では、光ビーコン１００からの光ビーコンデータの受信をトリガーとして、車両が光ビーコン１００の真下を通過する直前から側方画像の撮像が開始される。このため、撮像開始直後に、光ビーコン１００の支柱が撮像される可能性が高く、支柱以外の構造物が撮像される可能性は低いと考えられる。なお、光ビーコン１００が電柱に取り付けられている場合には、その電柱を支柱として検出するとよい。

なお、撮像手段３ａとしては、車両側方に向けたカメラを設けてもよいし、車両前方から車両上方に亘る範囲を撮像可能な広角カメラを設けてもよい。かかる広角カメラを用いれば、車両前方の監視や先行車両との車間距離の測定といった運転支援用の前方監視カメラが撮像手段３ａを兼用することができる。その結果、前方監視カメラに加えて、車両上方を撮像するカメラを新たに搭載する場合と比較して、車両重量の増加が抑制され、また、コストの増加も抑制される。

また、第３実施形態の抽出手段４ｂでは、撮像手段３によって撮像された画像から光ビーコン１００の光ビーコンヘッド像を抽出するにあたり、光ビーコン１００の支柱が、通常、道路の直ぐ脇に設置されていることに着目し、側方の画像中の物標のうち、車両側方の最も近い物標を光ビーコンの支柱像として抽出する。そのため、図１１に示すように、抽出手段４ａは、画像処理部４１、メモリ４２、三次元計測処理部４４及び支柱検出部４６から構成されている。

画像処理部４１では、撮像手段３によって撮像された画像中から物標領域が抽出される。メモリ４２には、撮像手段３によって連続撮像された画像が時系列に従って記憶される。三次元計測処理部４４では、メモリ４２から読み出された複数（例えば、２、３枚）の時系列画像についてモーションステレオ処理を行って、撮像手段３から時系列画像中の物標までの距離の三次元計測が行われる。そして、支柱検出部４６では、画像中の物標のうち車両側方の最も近いものが、光ビーコンの支柱像として抽出される。

次に、図１２のフローチャートを参照して、第３実施形態の車両用位置測定装置の動作について説明する。
第３実施形態では、図１２のフローチャートの各ステップのうち、ステップＳ１乃至Ｓ４の処理内容は、上述した第１実施形態のものと同一であるので、これらのステップの説明を省略する。

第３実施形態では、抽出手段４ｂが、撮像手段３によって撮像された側方の画像から光ビーコン１００の支柱像を抽出するにあたり、まず、メモリ４２から複数（例えば、２、３枚）の時系列画像を読み出す（図１２のＳ５）。次いで、時系列画像についてモーションステレオ処理により、撮像手段３から時系列画像中の物標までの距離の三次元計測を行う（Ｓ６）。次いで、画像中の物標のうち車両側方の最も近いもの（側方最短距離物標）を検出する（Ｓ７）。次いで、側方最短距離物標を光ビーコン１００の支柱像として抽出する（Ｓ８）。

このようにして、第３実施形態では、モーションステレオ処理による三次元計測を行って車両側方の最も近い物標を抽出することにより、道路の脇の建造物等の誤抽出を回避しつつ、光ビーコンの支柱像の正確な抽出を図ることができる。

以下、上述の第１実施形態と同様に、真下判定手段５が、抽出された光ビーコンの支柱像を時系列画像中で順次に追跡する（Ｓ９）。そして、真下判定手段５は、光ビーコンの支柱像が、画像枠中に予め設定した基準位置の座標に位置するか否か、すなわち、車両が光ビーコン１００の真下に位置するか否かを判定する（Ｓ１０）。
なお、第３実施形態では、光ビーコンの支柱像が上下に長い像である。このため、基準位置は、図５（Ｂ）又は図６（Ｂ）の画像枠中に示した（ｘ，ｙ）座標値ではなく、画像枠中で車両の前後方向に対応する位置を示すｘ座標値だけで設定してもよい。

次いで、位置補正手段６が、基準位置の座標に位置する光ビーコンヘッド像の撮像時点での車両位置を、光ビーコンデータの示す位置と一致させるように、位置検出手段１によって検出された車両位置を補正する（Ｓ１１）。

次に、図１３及び図１４を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。
図１３は、第４実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。図１３に示すように、第４実施形態の車両用位置測定装置は、車載通信手段１と、位置検出手段２と、撮像手段３ｂと、抽出手段４ｃと、真下判定手段５と、位置補正手段６とを備えている。

第４実施形態では、撮像手段３ｂ及び抽出手段４ｃ以外の各ブロックは、上述の第１実施形態のものと同様である。このため、第４実施形態では、第１実施形態と同一のブロックに同一の符号を付し、それらの説明を省略する。

ところで、夜間等の暗い場合には、可視画像から光ビーコンヘッド像を抽出することが困難な場合がある。一方、光ビーコンからは近赤外線の信号が発信されている。そこで、第４実施形態では、夜間等には、近赤外線画像から光ビーコンヘッド像が抽出される。

そのために、第４実施形態の撮像手段３ｂは、可視光帯域から近赤外線帯域に亘る感度を有する、広ダイナミックレンジのカメラで構成され、可視光帯域の画像（可視光モード画像）と近赤外線帯域の画像（近赤外モード画像）とを交互に１フレームずつ撮像する。

なお、本実施形態では、撮像手段３ｂを広ダイナミックレンジのカメラとしたが、撮像手段３ｂとして、可視光帯域の画像を撮像するカメラと、近赤外線帯域の画像を撮像する近赤外カメラを別個に設けてもよい。また、広ダイナミックレンジのカメラ及び近赤外カメラは、少なくとも光ビーコン１００の発信する信号の近赤外線の波長に対して感度を有している。

また、第４実施形態の抽出手段４ｃは、昼／夜判定部４７と、可視画像処理部４１ａと、近赤外線画像処理部４１ｂと、パターンマッチング処理部４３と、高輝度領域抽出部４８とから構成されている。昼／夜判定部４７では、撮像手段３ｂによって撮像された可視帯域の画像の平均輝度が第１閾値以上であるか否かが判定される。
なお、第１閾値は、可視光帯域の画像の撮像に適した昼間と、近赤外線帯域の画像の撮像に適した夜間とを判別するための閾値であり、経験的に任意好適な値を設定することができる。

そして、平均輝度が第１閾値以上である場合には、撮像手段３ｂから可視画像処理部４１ａに可視光モード画像が取得される。一方、平均輝度が第１閾値未満である場合には、撮像手段３ｂから近赤外画像処理部４１ｂに近赤外モード画像が取得される。

可視画像処理部４１ａでは、撮像手段３によって撮像された可視光モード画像から物標領域が抽出される。そして、パターンマッチング処理部４３では、上述の第１実施形態と同様に、不図示のメモリから読み出したテンプレート画像を用いて、可視画像処理部４１ａによって抽出された物標領域においてパターンマッチング処理が行われ、可視光モード画像から光ビーコンヘッド像が抽出される。

近赤外画像処理部４１ｂでは、撮像手段３によって撮像された近赤外モード画像から物標領域が抽出される。そして、光ビーコン１００の近赤外線の信号発信面が赤外線モード画像で高輝度領域として検出されることを利用して、高輝度領域抽出部４８では、近赤外線帯域の画像から近赤外線の輝度が第２閾値以上の領域を含む光ビーコンヘッド像が抽出される。
なお、第２閾値は、光ビーコン１００の近赤外線発信面を検出するための閾値であり、経験的に任意好適な値を設定することができる。

次に、図１４のフローチャートを参照して、第４実施形態の車両用位置測定装置の動作について説明する。
第４実施形態では、図１４のフローチャートの各ステップのうち、ステップＳ１乃至Ｓ４の処理内容は、上述した第１実施形態のものと同一であるので、これらのステップの説明を省略する。

第４実施形態では、抽出手段４ｃが、撮像手段３ｂによって撮像された上方の画像から光ビーコン１００の光ビーコンヘッド像を抽出するにあたり、まず、撮像手段３ｂによって撮像された可視帯域の画像の平均輝度を算出し（図１４のＳ５）、画像平均輝度が第１閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ６）。

そして、平均輝度が第１閾値以上である場合（Ｓ６で「Ｙｅｓ」の場合）、抽出手段４ｃは、撮像手段３ｂから可視光モード画像を取得する（Ｓ７）。

次いで、不図示のメモリから光ビーコンヘッド像のテンプレート画像を読み出す（Ｓ８）。続いて、そのテンプレート画像を用いて、画像処理部４１によって抽出された物標領域においてパターンマッチング処理を行い（Ｓ９）、画像中から光ビーコンヘッド像を抽出する（Ｓ１０）。

一方、平均輝度が第１閾値未満である場合（Ｓ６で「Ｎｏ」の場合）、抽出手段４ｃは、撮像手段３ｂから近赤外モード画像を取得する（Ｓ１４）。

次いで、近赤外線帯域の画像から近赤外線の輝度が第２閾値以上の高輝度領域を抽出す（Ｓ１５）。続いて、近赤外線帯域の画像から高輝度領域を含む光ビーコンヘッド像を抽出す（Ｓ１０）。

以下、上述の第１実施形態と同様に、真下判定手段５が、抽出された光ビーコンヘッド像を時系列画像中で順次に追跡する（Ｓ１１）。そして、真下判定手段５は、光ビーコンヘッド像が、画像枠中に予め設定した基準位置の座標に位置するか否か、すなわち、車両が光ビーコン１００の真下に位置するか否かを判定する（Ｓ１２）。

次いで、位置補正手段６が、基準位置の座標に位置する光ビーコンヘッド像の撮像時点での車両位置を、光ビーコンデータの示す位置と一致させるように、位置検出手段１によって検出された車両位置を補正する（Ｓ１３）。

このようにして、第４実施形態では、夜間等の可視光帯域の画像の平均輝度が低い場合であっても、光ビーコン１００の近赤外線の信号発信面が赤外線画像で高輝度領域として検出されることを利用して、近赤外線帯域の画像から高輝度領域を含む光ビーコンヘッド像が抽出される。

次に、図１５乃至図１７を参照して、本発明の第５実施形態について説明する。
図１５は、第５実施形態の車両用位置測定装置の構成を説明するブロック図である。図１５に示すように、第５実施形態の車両用位置測定装置は、車載通信手段１と、位置検出手段２と、撮像手段３ｂと、抽出手段４ｄと、真下判定手段５と、位置補正手段６とを備えている。

第５実施形態では、撮像手段３ｂ及び抽出手段４ｄ以外の各ブロックは、上述の第１実施形態のものと同様である。このため、第５実施形態では、第１実施形態と同一のブロックに同一の符号を付し、それらの説明を省略する。また、撮像手段３ｂは、上述の第４実施形態のものと同様である。

ところで、光ビーコンからは昼間でも近赤外線の信号が発信されている。このため、光ビーコン１００の近赤外線の信号発信面が赤外線画像で高輝度領域として検出されることを利用して、昼間であっても、近赤外線帯域の画像から光ビーコンヘッド像を抽出することが考えられる。しかし、昼間に近赤外線帯域の画像を撮像しても、太陽光に含まれる近赤外線成分の影響を受けるため、その近赤外画像だけから光ビーコンヘッド像を直接抽出することは困難である。そこで、第５実施形態では、可視光帯域の画像と近赤外線帯域の画像とを組み合わせることによって、光ビーコンヘッド像を抽出する。

そのために、第５実施形態の抽出手段４ｄは、昼／夜判定部４７と、可視画像処理部４１ａと、近赤外線画像処理部４１ｂと、高輝度領域抽出部４８と、低輝度領域抽出部４９とから構成されている。昼／夜判定部４７では、上述の第４実施形態と同様に、撮像手段３ｂによって撮像された可視帯域の画像の平均輝度が第１閾値以上であるか否かが判定される。

そして、平均輝度が第１閾値以上である場合には、撮像手段３ｂから可視画像処理部４１ａに可視光モード画像が取得されるとともに、近赤外画像処理部４１ｂに近赤外モード画像が取得される。一方、平均輝度が第１閾値未満である場合には、撮像手段３ｂから近赤外画像処理部４１ｂに近赤外モード画像が取得される。

可視画像処理部４１ａでは、撮像手段３によって撮像された可視光帯域の画像（可視光モード画像）中から物標領域が抽出される。そして、低輝度領域抽出部４９では、可視光モード画像から、輝度が第３閾値以下の低輝度領域が抽出される。
なお、第３閾値は、可視光帯域の画像において、空の領域と空以外の物標の領域とを判別するための閾値であり、経験的に任意好適な値を設定することができる。

近赤外画像処理部４１ｂでは、撮像手段３によって近赤外モードで撮像された近赤外線帯域の画像（近赤外モード画像）から物標領域が抽出される。そして、高輝度領域抽出部４８では、近赤外モード画像のうち、輝度が第４閾値以上の領域が抽出される。
なお、第４閾値は、路側通信機の近赤外線発信面を検出するための閾値であり、経験的に任意好適な値を設定することができる。また、第４閾値は上述の第４実施形態における第２閾値と同値でもよいし、異なる値でもよい。

ここで、昼／夜判定部４７によって平均輝度が第１閾値未満であると判定された夜間などの場合には、高輝度領域抽出部４８では、上述の第４実施形態と同様に、近赤外線帯域の画像から近赤外線の輝度が第４閾値以上の領域を含む光ビーコンヘッド像が抽出される。

一方、昼／夜判定部４７によって平均輝度が第１閾値以上であると判定された昼間などの場合には、高輝度領域抽出部４８では、低輝度領域抽出部４９によって可視光モード画像から抽出された低輝度領域以外の部分がマスクとして用いられて、近赤外モード画像のうち、その低輝度領域に対応する領域のみから、近赤外線の輝度が第４閾値以上の領域を含む光ビーコンヘッドが抽出される。このように、可視光帯域の画像中の低輝度領域と近赤外線帯域の画像中の高輝度領域とを組み合わせることによって、通信機像が正確に抽出される。

次に、図１６のフローチャートを参照して、第５実施形態の車両用位置測定装置の動作について説明する。
第５実施形態では、図１６のフローチャートの各ステップのうち、ステップＳ１乃至Ｓ４の処理内容は、上述した第１実施形態のものと同一であるので、これらのステップの説明を省略する。

第５実施形態では、抽出手段４ｄが、撮像手段３ｂによって撮像された上方の画像から光ビーコン１００の光ビーコンヘッド像を抽出するにあたり、まず、撮像手段３ｂによって撮像された可視帯域の画像の平均輝度を算出し（図１６のＳ５）、画像平均輝度が第１閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ６）。

そして、平均輝度が第１閾値以上である場合（Ｓ６で「Ｙｅｓ」の場合）、抽出手段４ｄは、まず、撮像手段３ｂから、可視光モード画像を取得する（Ｓ７）。
ここで、図１７（Ａ）に、光ビーコンヘッド像１００ａを含む可視光モード画像を模式的に示す。図１７（Ａ）では、光ビーコンヘッド像１００ａを含む低輝度領域に斜線のハッチングを付している。図１７（Ａ）の斜線のハッチングを付していない領域は、輝度の高い空に対応している。

次いで、可視光モード画像から、輝度が第３閾値以下の低輝度領域が抽出される（Ｓ８）。
ここで、図１７（Ｂ）に、可視光モード画像から低輝度領域１００ｂを抽出した画像を模式的に示す。図１７（Ｂ）では、低輝度領域１００ｂにハッチングを付している。そして、図１７（Ａ）において空に対応していた輝度の高い部分は、図１７（Ｂ）から除外されている。

次いで、撮像手段３ｂから、近赤外モード画像を取得する（Ｓ９）。
昼間に撮像された近赤外モード画像では、太陽光に含まれる近赤外線成分の影響により、空の部分が高い輝度を示す。このため、光ビーコン１００の近赤外線の信号発信面が赤外線モード画像で高輝度領域として検出されることを利用しても、昼間の近赤外モード画像だけでは、光ビーコンヘッド像を抽出することは容易ではない。

そこで、近赤外モード画像のうち、可視光モード画像の低輝度領域１００ｂに対応する領域１００ｃ内から、近赤外線の輝度が第４閾値以上の高輝度領域１００ｄを抽出する（Ｓ１０）。

ここで、図１７（Ｃ）に、可視光モード画像の低輝度領域１００ｂに対応する近赤外モード画像中の領域１００ｃを抽出した図を示す。図１７（Ｃ）では、近赤外モード画像の領域１００ｃ以外の部分がマスクされている。そして、このマスクされていない領域１００ｃ内では、光ビーコン１００の近赤外線の信号発信面だけが高輝度領域１００ｄとして抽出される。

次いで、近赤外モード画像から高輝度領域１００ｄを含む光ビーコンヘッド像が抽出される（Ｓ１１）。
このようにして、第５実施形態では、昼間等の可視光帯域の画像の平均輝度が高い場合であっても、可視光モード画像中の低輝度領域と近赤外モード画像中の高輝度領域とを組み合わせることによって、光ビーコンヘッド像が正確に抽出される。

一方、平均輝度が第１閾値未満である場合（Ｓ６で「Ｎｏ」の場合）、抽出手段４ｃは、撮像手段３ｂから、近赤外モードの画像を取得する（Ｓ１５）。

次いで、上述の第４実施形態と同様に、近赤外モード画像から高輝度領域を抽出する（Ｓ１６）。続いて、近赤外モード画像から高輝度領域を含む光ビーコンヘッド像を抽出する（Ｓ１１）。

以下、上述の第１実施形態と同様に、真下判定手段５が、抽出された光ビーコンヘッド像を時系列画像中で順次に追跡する（Ｓ１２）。そして、真下判定手段５は、光ビーコンヘッド像が、画像枠中に予め設定した基準位置の座標に位置するか否か、すなわち、車両が光ビーコン１００の真下に位置するか否かを判定する（Ｓ１３）。

次いで、位置補正手段６が、基準位置の座標に位置する光ビーコンヘッド像の撮像時点での車両位置を、光ビーコンデータの示す位置と一致させるように、位置検出手段１によって検出された車両位置を補正する（Ｓ１４）。

上述した各実施形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は種々の変更及び組み合わせを行うことができ、これに限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態においては、路側通信機として、近赤外線の信号を発信する光ビーコンの例について説明したが、本発明では、路側通信機は光ビーコンに限定されない。例えば、路側通信機の信号をマイクロ波を利用して送信してもよいし、自動料金収受システム（Electronic Toll Collection:ＥＴＣ）システムにおいて使用されている専用狭域通信（Dedicated Short Rang Communication:ＤＳＲＣ）（周波数：５．８ＧＨｚ）を利用して位置情報を送信するようにしてもよい。

また、本発明では、上述した第１乃至第５実施形態のうち、二つ以上の実施形態を組み合わせて実施してもよい。例えば、第１実施形態におけるパターンマッチング処理と、第２実施形態におけるモーションステレオ処理による三次元計測とを組み合わせて、光ビーコンヘッドを抽出するようにしてもよい。

また、例えば、第２実施形態におけるモーションステレオ処理による三次元計測によって、光ビーコンヘッド像を検出し、かつ、第３実施形態におけるモーションステレオ処理による三次元計測によって、光ビーコンの支柱の支柱像を検出するようにしてもよい。その場合、撮像手段は、車両の上方から側方に亘る範囲を撮像可能な広角カメラで構成するとよい。

１ 車載通信手段
２ 位置検出手段
３、３ａ、３ｂ 撮像手段
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 抽出手段
５ 真下判定手段
６ 位置補正手段
２１ ＧＰＳユニット
３０ 画像枠
４１ 画像処理部
４１ａ 可視画像処理部
４１ｂ 近赤外線画像処理部
４２ メモリ
４３ パターンマッチング処理部
４４ 三次元計測処理部
４５ 光ビーコンヘッド検出部
４６ 支柱検出部
４７ 昼／夜判定部
４８ 高輝度領域抽出部
４９ 低輝度領域抽出部
１００ 路側通信機（光ビーコン）
１００ａ 光ビーコンヘッド像
１００ｂ 低輝度領域
１００ｃ 低輝度領域に対応する領域
１００ｄ 高輝度領域
１１０ 支柱
２００ 電線

Claims (10)

1. 全地球測位システム（ＧＰＳ：Global positioning system)を利用して車両位置を検出する位置検出手段と、
   道路の上方に設置された路側通信機から発信される、当該路側通信機の位置情報を含む信号を受信する車載通信手段と、
   上記車載通信手段が上記信号を受信すると、車両上方及び車両側方の少なくとも一方の撮像を開始する撮像手段と、
   上記撮像手段によって撮像された画像から、上記路側通信機の通信機像及び上記路側通信機を支持する支柱の支柱像の少なくとも一方を抽出する抽出手段と、
   車両が上記路側通信機の真下に位置するときに上記撮像手段によって撮像された画像中で通信機像及び支柱像の少なくとも一方が占める位置を基準位置として設定しておき、上記抽出手段によって抽出された通信機像及び支柱像の少なくとも一方が当該基準位置に位置するか否かを判定する真下判定手段と、
   上記真下判定手段によって画像中の通信機像及び支柱像の少なくとも一方が上記基準位置に位置すると判定された場合に、上記基準位置に位置する通信機像及び支柱像の少なくとも一方の撮像時点での車両位置を上記信号に含まれる位置情報の示す位置と一致させるように、上記位置検出手段によって検出された車両位置を補正する位置補正手段と、
   を備えることを特徴とする車両用位置測定装置。
2. 上記抽出手段は、上記路側通信機の通信機像のテンプレート画像を記憶した記憶手段を備え、上記撮像手段によって撮像された画像から、上記テンプレート画像を使用したパターンマッチング処理により上記路側通信機の通信機像を抽出する、
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用位置測定装置。
3. 上記真下判定手段は、上記基準位置として、車両重心及び上記撮像手段の一方が上記路側通信機の真下に位置するときに上記撮像手段によって撮像された画像中で通信機像が占める位置を設定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用位置測定装置。
4. 上記路側通信機の位置情報には、当該路側通信機の設置位置の緯度及び経度データ、当該路側通信機の設置位置から停止線までの距離データ、及び当該路側通信機の設置位置から交差点中心までの距離データのうちの少なくとも一つが含まれ、
   上記位置補正手段は、上記路側通信機の設置位置の緯度及び経度データ、上記路側通信機の設置位置から停止線までの距離データ、及び上記路側通信機の設置位置から交差点中心までの距離データのうち、上記路側通信機からの位置情報に含まれるデータを使用して、車両位置を補正する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両用位置測定装置。
5. 上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された複数の画像をモーションステレオ処理して、上記撮像手段から車両上方の画像中の物標までの距離を三次元計測し、車両上方の最も近い物標を上記通信機像として抽出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両用位置測定装置。
6. 上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された複数の画像をモーションステレオ処理して、上記撮像手段から車両側方の画像中の物標までの距離を三次元計測し、車両側方の最も近い物標を上記路側通信機の支柱の支柱像として抽出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の車両用位置測定装置。
7. 上記路側通信機から上記信号が近赤外線として発信され、
   上記撮像手段は、可視光帯域の画像と近赤外線帯域の画像とを撮像可能であり、
   上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された画像の平均輝度が第１閾値以上の場合に、可視光帯域の画像から上記路側通信機の通信機像を抽出し、上記画像の平均輝度が上記第１閾値未満の場合に、近赤外線帯域の画像から近赤外線の輝度が第２閾値以上の領域を含む通信機像を抽出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の車両用位置測定装置。
8. 上記抽出手段は、上記撮像手段によって撮像された画像の平均輝度が第１閾値以上の場合に、可視光帯域の画像中から輝度が第３閾値以下の低輝度領域を抽出し、近赤外線帯域の画像中の当該低輝度領域に対応する領域内から、近赤外線の輝度が第４閾値以上の領域を含む通信機像を抽出する、
   ことを特徴とする請求項７記載の車両用位置測定装置。
9. 上記撮像手段は、可視光帯域から近赤外線帯域に亘る感度を有する、広ダイナミックレンジのカメラで構成され、可視光帯域の画像と近赤外線帯域の画像とを交互に１フレームずつ撮像する、
   ことを特徴とする請求項８記載の車両用位置測定装置。
10. 上記撮像手段は、車両前方から車両上方及び車両側方の少なくとも一方に亘る範囲を撮像可能な広角カメラで構成される、
    ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の車両用位置測定装置。

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