JP5679207B2 - 自車位置認識システム、自車位置認識プログラム、及び自車位置認識方法 - Google Patents
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Description
このように、上記の特徴構成によれば、画像認識処理における認識対象を決定するための地物の認識率を、当該地物の撮影時の自車両の速度を考慮して、事前に適切に決定することが可能となっている。
図1に示すように、ナビゲーション装置1は、自車位置認識ユニット2と、制御ユニット80と、推定自車位置決定部94と、地図情報記憶部10と、基準認識率記憶部11と、を備えている。自車位置認識ユニット2及び制御ユニット80は、複数の機能部を備えている。
次に、本発明の要部である自車位置認識ユニット2の構成について説明する。図1に示すように、自車位置認識ユニット2は、推定自車位置取得部21、画像処理部22、地図情報取得部23、推定自車位置補正部24を備えるとともに、更に、予測速度推移決定部27、認識率決定部26、認識対象決定部25を備えている。
推定自車位置取得部21は、自車両3の推定位置である推定自車位置EPを取得する機能部である。本実施形態では、推定自車位置決定部94が決定した推定自車位置EPが推定自車位置取得部21に入力されることで、推定自車位置取得部21が推定自車位置EPを取得する。
画像処理部22は、自車両3に備えられたカメラ90により撮影された撮影画像PGを取得し、当該撮影画像PGに含まれる地物50の画像認識処理を行う機能部である。すなわち、画像処理部22は、画像取得機能と画像認識機能とを有している。画像処理部22による画像処理は、推定自車位置EPが、画像認識処理を行う範囲として道路の延在方向Lに沿って設定された画像認識区間内に位置する場合に実行される。この画像認識区間は、本実施形態では、後述する地物配置区間Aと基本的には一致する。
地図情報取得部23は、地物情報FT及び道路情報RDを取得する機能部である。本実施形態では、地図情報取得部23は、地図情報記憶部10を参照して地物情報FTや道路情報RDを取得する。具体的には、地図情報取得部23は、地図情報記憶部10(道路情報記憶部10b)を参照して道路情報RDを取得する道路情報取得部23bを備え、道路情報取得部23bが取得した道路情報RDは、予測速度推移決定部27による予測速度推移決定処理を含む、自車位置認識ユニット2で実行される各種処理において利用される。また、地図情報取得部23は、地図情報記憶部10(地物情報記憶部10a)を参照して地物情報FTを取得する地物情報取得部23aを備え、地物情報取得部23aが取得した地物情報FTは、画像処理部22による画像認識処理、推定自車位置補正部24による推定自車位置補正処理、認識率決定部26による認識率決定処理を含む、自車位置認識ユニット2で実行される各種処理において利用される。
推定自車位置補正部24は、画像処理部22の画像認識処理による地物50の認識結果と地物情報FTに含まれる地物50の位置情報とに基づき、推定自車位置EPを補正する機能部である。すなわち、推定自車位置補正部24は、画像処理部22による地物50の画像認識が成功した場合に、当該地物50の位置情報を用いて推定自車位置EPを補正する。本例では、推定自車位置補正部24は、推定自車位置EPの補正を、少なくとも道路の延在方向Lにおいて行う。
予測速度推移決定部27は、道路情報RDに基づいて、地物50が配置された道路区間である地物配置区間A内での自車両3の速度推移の予測を示す予測速度推移を決定する機能部である。この予測速度推移の決定は、推定自車位置EPが当該予測速度推移の決定対象の地物配置区間Aに進入する前に実行される。すなわち、地物配置区間Aは、車両3に対して進行方向前方D1に設定される。また、予測速度推移決定部27が決定した予測速度推移は、後述する認識率決定部26による認識率Rの決定に用いられ、この認識率Rに基づき、画像処理部22により実行される画像認識処理において認識対象とする地物50が、認識対象決定部25により決定される。そのため、地物配置区間Aは、当該画像認識処理において認識対象となり得る地物50(本例では図6に示すような道路標示)を含むように設定される。
認識率決定部26は、地物情報FTと予測速度推移とに基づいて、地物配置区間Aに含まれる地物50の認識率Rを決定する機能部である。ここで、認識率Rは、地物50の画像認識に成功する割合を表す指標(成功率の推定値)である。このような認識率Rの決定機能を実現すべく、認識率決定部26は、基準認識率取得部31と補正係数決定部32とを備え、認識率決定部26は、基準認識率取得部31が取得した基準認識率RSを、補正係数決定部32が決定した補正係数Cにより補正した値を認識率Rに決定するように構成されている。本実施形態では、認識率決定部26は、基準認識率RSに補正係数Cを乗算する演算により、認識率Rを導出して決定する。なお、本実施形態では、認識率決定部26は、地物配置区間Aに含まれる地物50であって画像処理部22による画像認識処理において認識対象となり得る地物50(本例では図6に示すような道路標示)の全てについて、認識率Rを決定する。
基準認識率取得部31は、認識率Rの決定対象の地物50についての基準認識率RSを取得する機能部である。本実施形態では、基準認識率RSは、地物50の種別と関連付けられて基準認識率記憶部11に記憶されており、基準認識率取得部31は、基準認識率記憶部11を参照して必要な基準認識率RSを取得する。
補正係数決定部32は、予測速度推移決定部27が決定した予測速度推移に基づいて補正係数Cを決定する機能部である。この補正係数Cは、基準認識率RSを補正するための補正係数であり、具体的には、画像処理部22による地物50の画像認識処理を行う際の自車両3の速度に起因する補正を行うための補正係数である。本実施形態では、補正係数Cが、本発明における「速度要因補正係数」に相当する。
認識対象決定部25は、画像処理部22による画像認識処理において認識対象とする地物50(以下、「認識対象地物」という。)を認識率Rに基づき決定する機能部である。本実施形態では、地物配置区間A内に、認識率決定部26により認識率Rが決定された地物50が複数存在する場合には、認識率Rが最も高い地物50を、認識対象地物に決定する。また、本実施形態では、地物配置区間A内に、認識率決定部26により認識率Rが決定された地物50が1つだけ存在する場合には、当該地物50を認識対象地物に決定する。
次に、図9及び図10を参照して、本実施形態に係る自車位置認識ユニット2において実行される自車位置認識処理の手順、すなわち、自車位置認識方法について説明する。以下に説明する自車位置認識処理の手順は、上記のナビゲーション装置1(自車位置認識ユニット2)の各機能部を構成するハードウェア又はソフトウェア(プログラム)或いはその両方により実行される。上記の各機能部がプログラムにより構成される場合には、ナビゲーション装置1が有する演算処理装置が、上記の各機能部を構成するプログラムを実行するコンピュータとして動作する。なお、図10は、図9のステップ#04の推定自車位置補正処理の手順を示すフローチャートである。
図9に示すように、推定自車位置取得部21が推定自車位置EPを取得すると(ステップ#01)、地図情報取得部23が、車両3の前方に設定される所定の探索範囲内に配置された地物50の情報(地物情報FT)を取得し、当該探索範囲内において、画像処理部22による画像認識処理において認識対象となり得る地物50の探索を行う(ステップ#02)。そして、探索範囲内に認識対象となり得る地物50があった場合には(ステップ#03:Yes)、図10に基づき後に説明する推定自車位置補正処理を実行する(ステップ#04)。一方、探索範囲内に認識対象となり得る地物50がなかった場合には(ステップ#03:No)、処理は終了する。なお、この自車位置認識処理は、所定のタイミングで繰り返し実行される。
次に、図10を参照して、図9のステップ#04における推定自車位置補正処理について説明する。図9のステップ#02で取得された地物情報FTに基づき地物配置区間Aが設定された後(ステップ#11)、車両3の前方にある当該地物配置区間Aの道路情報RDが地図情報取得部23により取得される(ステップ#12)。そして、この道路情報RDに基づき、予測速度推移決定部27が当該地物配置区間A内での予測速度推移を決定する(ステップ#13)。次に、認識率決定部26が、ステップ#13にて決定された予測速度推移と、図9のステップ#02で取得された地物情報FTとに基づき、認識率Rを決定し(ステップ#14)、当該決定された認識率Rに基づき、認識対象決定部25が、画像処理部22による画像認識処理において認識対象とする地物50である認識対象地物を決定する(ステップ#15)。そして、この決定された認識対象地物についての画像認識処理が、ステップ#16以降の処理で実行される。
最後に、本発明に係る自車位置認識システムの、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。
C=1−Z1/V−Z2×α・・・(1)
ここで、「V」は自車両3の速度を表し、「α」は自車両3の加速度を表す。また、「Z1」及び「Z2」は、速度及び加速度についての重み付け係数であり、例えば、ナビゲーション装置1の性能に基づいて設定される構成とすることができる。また、「Z1」及び「Z2」を、学習値とすることも可能である。
また、自車両3の速度及び加速度と補正係数Cとの関係を規定した補正係数マップが記憶装置に記憶されており、当該記憶装置を参照して補正係数決定部32が補正係数Cを決定する構成とすることも可能である。
た、上記の実施形態では、自車位置認識ユニット2を構成する各機能部、及び各記憶部10,11が車両3に備えられる構成を例として説明したが、自車位置認識ユニット2の少なくとも一部の機能部や、記憶部10,11の少なくとも一部が、車両3の外部(例えばサーバ装置等)に設けられ、インターネット等の通信ネットワークを介して情報や信号の送受信が行われる構成とすることもできる。
21:推定自車位置取得部
22:画像処理部
23a:地物情報取得部
23b:道路情報取得部
24:推定自車位置補正部
25:認識対象決定部
26:認識率決定部
27:予測速度推移決定部
31:基準認識率取得部
32:補正係数決定部
50:地物
50a:認識対象部分
60:走行道路
61:他の道路
70:交差点
90:カメラ
A:地物配置区間
C:補正係数(速度要因補正係数)
EP:推定自車位置
FT:地物情報
L:延在方向
PG:撮影画像
R:認識率
RD:道路情報
RS:基準認識率
S:間隔
T:所定距離
Vc:第三予測速度(種別依存速度)
Vd:第四予測速度(種別依存速度)
Claims (10)
- 自車両の推定位置である推定自車位置を取得する推定自車位置取得部と、前記自車両に備えられたカメラにより撮影された撮影画像を取得し、当該撮影画像に含まれる地物の画像認識処理を行う画像処理部と、地物の位置情報及び種別情報を含む地物情報を取得する地物情報取得部と、前記画像認識処理による地物の認識結果と前記地物情報に含まれる地物の位置情報とに基づき前記推定自車位置を補正する推定自車位置補正部と、を備えた自車位置認識システムであって、
道路情報を取得する道路情報取得部と、
地物が配置された道路区間である地物配置区間に前記推定自車位置が進入する前に、少なくとも前記道路情報に基づいて、前記地物配置区間内での前記自車両の速度推移の予測を示す予測速度推移を決定する予測速度推移決定部と、
前記地物情報と前記予測速度推移とに基づいて、前記地物配置区間に含まれる地物の画像認識に成功する割合である認識率を決定する認識率決定部と、
前記画像認識処理において認識対象とする地物を前記認識率に基づき決定する認識対象決定部と、を備える自車位置認識システム。 - 前記道路情報は、交差点の有無及び交差点の種別を特定するための情報を含み、
前記予測速度推移決定部は、前記地物配置区間に交差点が含まれる場合には、当該交差点を通過する際の前記自車両の速度が当該交差点の種別に応じた種別依存速度となるように前記予測速度推移を決定する請求項1に記載の自車位置認識システム。 - 前記地物配置区間に含まれる前記交差点への進入前に前記自車両が走行する走行道路が、前記交差点において当該走行道路に交差する他の道路に対する優先道路である場合の前記種別依存速度が、前記他の道路が前記走行道路に対する優先道路である場合の前記種別依存速度よりも高い値に決定される請求項2に記載の自車位置認識システム。
- 前記予測速度推移に基づいて、前記画像処理部による地物の画像認識処理を行う際の前記自車両の速度に起因する前記認識率に関する補正係数である速度要因補正係数を決定する補正係数決定部を更に備え、
前記認識率決定部は、地物の種別に応じて予め定められた基準認識率を、前記速度要因補正係数により補正した値を前記認識率に決定する請求項1から3のいずれか一項に記載の自車位置認識システム。 - 前記補正係数決定部は、前記予測速度推移が示す前記自車両の加速度が高くなるに従って前記認識率を低くするように前記速度要因補正係数を決定する請求項4に記載の自車位置認識システム。
- 前記補正係数決定部は、前記予測速度推移が示す前記自車両の速度が低くなるに従って前記認識率を低くするように前記速度要因補正係数を決定する請求項4又は5に記載の自車位置認識システム。
- 前記認識率決定部は、路面上に設けられた地物であって、前記画像認識処理における認識対象部分の全体に亘って道路の延在方向の位置に関わらず同じ形状である地物については、前記速度要因補正係数による補正量を低減して前記認識率を決定する請求項4から6のいずれか一項に記載の自車位置認識システム。
- 道路の延在方向に分かれて配置されるとともに、隣り合う地物の当該延在方向に沿った間隔が所定距離以下である一群の地物については、当該一群の地物を構成する全ての地物を含むように前記地物配置区間が設定される請求項1から7のいずれか一項に記載の自車位置認識システム。
- 自車両の推定位置である推定自車位置を取得する推定自車位置取得機能と、前記自車両に備えられたカメラにより撮影された撮影画像を取得し、当該撮影画像に含まれる地物の画像認識処理を行う画像処理機能と、地物の位置情報及び種別情報を含む地物情報を取得する地物情報取得機能と、前記画像認識処理による地物の認識結果と前記地物情報に含まれる地物の位置情報とに基づき前記推定自車位置を補正する推定自車位置補正機能と、を実現させるための自車位置認識プログラムであって、
道路情報を取得する道路情報取得機能と、
地物が配置された道路区間である地物配置区間に前記推定自車位置が進入する前に、少なくとも前記道路情報に基づいて、前記地物配置区間内での前記自車両の速度推移の予測を示す予測速度推移を決定する予測速度推移決定機能と、
前記地物情報と前記予測速度推移とに基づいて、前記地物配置区間に含まれる地物の画像認識に成功する割合である認識率を決定する認識率決定機能と、
前記画像認識処理において認識対象とする地物を前記認識率に基づき決定する認識対象決定機能と、をコンピュータに実現させるための自車位置認識プログラム。 - 自車両の推定位置である推定自車位置を取得する推定自車位置取得ステップと、前記自車両に備えられたカメラにより撮影された撮影画像を取得し、当該撮影画像に含まれる地物の画像認識処理を行う画像処理ステップと、地物の位置情報及び種別情報を含む地物情報を取得する地物情報取得ステップと、前記画像認識処理による地物の認識結果と前記地物情報に含まれる地物の位置情報とに基づき前記推定自車位置を補正する推定自車位置補正ステップと、を備えた自車位置認識方法であって、
道路情報を取得する道路情報取得ステップと、
地物が配置された道路区間である地物配置区間に前記推定自車位置が進入する前に、少なくとも前記道路情報に基づいて、前記地物配置区間内での前記自車両の速度推移の予測を示す予測速度推移を決定する予測速度推移決定ステップと、
前記地物情報と前記予測速度推移とに基づいて、前記地物配置区間に含まれる地物の画像認識に成功する割合である認識率を決定する認識率決定ステップと、
前記画像認識処理において認識対象とする地物を前記認識率に基づき決定する認識対象決定ステップと、を備える自車位置認識方法。
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