JP6303362B2 - マップマッチング装置及びこれを備えたナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両の現在位置を地図上の位置に対応づけるマップマッチング装置、及びこれを備えたナビゲーション装置に関する。

この種の装置に関し、車両前方の撮像画像から道路上の白線を検知し、白線と車両の傾き度合を示す角度に基づいて、車両の現在の走行状況を判定する走行状況判定装置が知られている（特許文献１）。

特許第４８９９３５１号公報

しかしながら、先行技術の手法では道路上の白線と自車両の角度のみを考慮するため、車両が特定された車線上を走行している場合であれば自車両の走行状況を判定できるものの、現実の位置に対してＧＰＳ信号による車両の現在位置が道路幅方向にずれると、車両が走行する車線を正確に特定できないため自車両の走行状況を判定することが困難になるという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、ＧＰＳ信号による車両の現在位置が現実の位置に対して道路幅方向にずれた場合であっても、車両が走行する車線を正確に特定し、地図情報上における自車両の走行位置を正確に算出することである。

本発明は、車両前方の撮像画像から走行道路の車線数、車線幅、又は側方余裕幅のいずれか一つ以上を含む道路特性を判断し、各地点とその地点を含む道路の車線数、車線幅、又は側方余裕幅のいずれか一つ以上を含む道路特性とを予め対応づけた道路特性データを参照して、道路特性との相関値が所定値以上である道路が複数抽出された場合には、車両前方の撮像画像から自車両の周辺に存在する物体の像に応じて抽出される周辺特徴を判断し、各地点と地点の周囲に存在する物体の像に応じた周辺特徴とを予め対応づけた周辺特徴データを参照して、判断された周辺特徴との相関値が所定値以上である周辺特徴が対応づけられた地点を含む道路を、自車両が走行する道路であると特定し、特定された道路を含む地図情報と検出された現在位置とに基づいて、地図情報上における自車両の位置を算出することにより、上記課題を解決する。

本発明によれば、現実の位置に対してＧＰＳ信号による車両の現在位置が道路幅方向にずれた場合であっても、自車両が走行する車線を正確に特定し、その走行位置を地図情報に正確に対応づけることができる。その結果、車両の正確な現在位置に基づく経路案内情報をドライバに提供することができる。

本発明に係る本実施形態のマップマッチング装置を備えたナビゲーション装置を含む車両用装置のブロック構成図である。 本実施形態のナビゲーション装置の経路誘導処理の制御手順を示すフローチャートである。 図２に示す、道路特性に基づく走行道路の絞り込み処理の制御手順を説明するためのフローチャートである。 図２に示す、周囲特徴に基づく走行道路の絞り込み処理の制御手順を説明するためのフローチャートである。 図２に示す、ステップＳ１１乃至ステップＳ１３の制御手順の一例を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて、地図情報上における自車両の走行位置を算出するマップマッチング装置１００と、これを備えるナビゲーション装置２００とを含む車両用装置１０００について説明する。

図１は、本発明の本実施形態に係るマップマッチング装置１００、ナビゲーション装置２００を含む車両用装置１０００のブロック構成図である。

図１に示すように、車両用装置１０００は、ナビゲーション装置２００と、カメラ３００とを備える。各装置は、ＣＡＮ（Controller Area Network）その他の車載ＬＡＮ、又は無線通信回線により相互に情報の授受を行う。

カメラ３００は、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）等の撮像素子を用いて構成され、車両Ｖの外部の異なる位置に各々設置され、車両周囲の画像をそれぞれ撮影する。本実施形態のカメラ３００は、特に車両の進行方向前方の画像を撮像できるように配置することが好ましい。特に限定されないが、本実施形態のカメラ３００は、フロントグリル部分などの車両の前方の所定位置、左サイドミラー部分などの車両の左側方の所定位置、右サイドミラー部分などの車両の右側方の所定位置、リアフィニッシャー部分やルーフスポイラー部分などの車両のリア（後方）部分の所定位置に配置することができる。カメラ３００は、撮像した画像を後述するマップマッチング装置１０へ送出する。カメラ３００に無線通信機能を備えさせて、外部へ撮像画像を送出してもよい。マップマッチング装置１００は、無線又は有線の通信網を介してカメラ３００が撮像した撮像画像を取得する。各カメラ３００が撮像した画像には、各カメラ３００の配置(アドレス)に応じた識別子が付されており、マップマッチング装置３００は、各識別子に基づいて各撮像画像のそれぞれを識別できる。

本実施形態のナビゲーション装置２００は、現在位置検出装置２０１と、経路探索装置２０２と、記憶装置２０３と、出力装置２０４と、マップマッチング装置１００とを備える。以下、各装置について説明する。

本実施形態の現在位置検出装置２０１は、複数の人工衛星からの測位用電波を受信する受信機を備えるＧＰＳ（Global Positioning System）２０１１を備え、現在の自車両と車両の走行方向を検知するジャイロセンサ２０１２とを備え、自車両の現在位置を検出する。検出した現在位置は、経路探索装置２０２やマップマッチング装置１００に送出される。

本実施形態の経路探索装置２０２は、検出された現在位置又はマップマッチング装置１００により算出された実際の走行位置から目的地に至る経路を探索し、探索された経路情報をディスプレイ２０４１及び／又はスピーカ２０４２などの出力装置２０４を介して出力させる。経路探索の手法、探索した経路の出力手法は特に限定されず、出願時に知られた各種の手法を適用することができる。

本実施形態の記憶装置２０３は、地図情報２０３１と、道路特性データ２０３２と、周辺特徴データ２０３３とを読み出し可能な状態で記憶する。

地図情報２０３１は、所定の地図座標系に地点情報、道路情報、施設情報などが対応づけられている。この地図情報２０３１に、後述する道路特性データ２０３２と、周辺特徴データ２０３３とを含ませてもよい。

本実施形態の道路特性データ２０３２は、各地点と各地点を含む道路の車線数、車線幅、又は側方余裕幅（路側帯の幅）のいずれ一つ以上を含む道路特性とが予め対応づけた情報である。つまり、ある地点が特定されたときに、その地点が属する道路が特定されるとともに、その道路の車線数、車線幅、及び／又は側方余裕幅を含む道路特性を取得できる。逆に、この道路特性データ２０３２を参照すれば、道路の車線数、車線幅、及び／又は側方余裕幅を含む道路特性が特定されたときに、その道路特性と所定値以上の相関度（類似性）を備える道路の地点を特定することができる。

本実施形態の周辺特徴データ２０３３は、道路上の各地点と各地点の周囲に存在する物体の像に応じた周辺特徴とが予め対応づけられた情報である。つまり、ある地点が特定されたときに、その地点から見える道路標識、看板などの道路設置物、店舗等の施設を示す標識などの物体を撮像した場合における、それら物体の像に由来する画像上の特徴を周辺特徴として取得できる。逆に、この周辺特徴データ２０３３を参照すれば、自車両周囲の撮像画像から抽出された自車両周囲の物体の像に由来する画像上の周辺特徴が特定されたときに、その周辺特徴と所定値以上の相関度（類似性）を備える道路の地点及びその地点が属する道路を特定することができる。

次に、本実施形態のマップマッチング装置１００について説明する。本実施形態のマップマッチング装置１００は、地図情報２０３１上における自車両の位置の算出処理を制御する制御装置１０を備える。本実施形態の制御装置１０は、地図情報２０３１上における自車両の位置を算出する処理を実行するためのプログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory ）１２と、このＲＯＭ１２に格納されたプログラムを実行することで、マップマッチング装置１００として機能させる動作回路としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）１３とを備えている。

本実施形態に係るマップマッチング装置１００の制御装置１０は、現在位置取得機能と、撮像画像取得機能と、道路特性判断機能と、周辺特徴判断機能と、道路特定機能と、マップマッチング機能とを備えたコンピュータである。マップマッチング装置１００は、上記機能を実現するためのソフトウェアと、上述したハードウェアの協働により各機能を実現する。

以下に、マップマッチング装置の制御装置１０が実現する各機能についてそれぞれ説明する。

まず、現在位置取得機能について説明する。本実施形態のマップマッチング装置１００の制御装置１０は、先述した現在位置検出装置２０１が検出した現在位置を通信網を介して取得する。

次に、撮像画像取得機能について説明する。本実施形態のマップマッチング装置１００の制御装置１０は、先述したカメラ３００が撮像した撮像画像を通信網を介して取得する。撮像画像は、自車両の前方の画像を含む。本実施形態における「自車両の前方」には、正面のみならず、正面（進行方向）の左右側方の領域をも含む。

道路特性判断機能について説明する。本実施形態のマップマッチング装置１００の制御装置１０は、取得した撮像画像から自車両が走行する道路の車線数、車線幅、又は側方余裕幅のいずれ一つ以上を含む道路特性を判断する。

まず、制御装置１０は、撮像画像に道路が含まれているか否かを判断する。例えば、撮像画像から車線を区分するレーンマーカや路面標識などの道路特有の特徴が抽出されれば、撮像画像に道路の像が含まれていると判断できる。車線を区分するレーンマーカや路面標識が抽出されなくても、撮像画像の左右端に進行方向に沿って延びる直線状のエッジ群が存在すれば、そのエッジ群に対応する道路の両側端部が存在すると考えられ、撮像画像には道路の画像が含まれていると判断できる。

そして、制御装置１０は、取得した撮像画像からエッジ情報を抽出するなどの所定の画像処理を施し、道路の端部、道路上の車線を区分するレーンマーカ（白線、黄線など）、路面標識（横断舗道、一時停止など）を検出し、検出された線図のパターンに基づいて、一対のレーンマーカにより区分される車線、車線幅、路面標識を識別し、これらを含む道路特性を判断する。判断した道路特性は、後述する道路特定処理において用いられる。

さらに、制御装置１０は、自車両が走行する車線を区分する一対のレーンマーカの数を経時的に記憶し、レーンマーカにより区分される車線の数が変化したタイミングを検出する。車線が増加する場合には自車両の走行道路に合流車線が存在し、車線が減少する場合には自車両の走行道路に分岐車線が存在することが予測できる。制御装置１０は、撮像画像から道路の車線数の増減があると判断された場合には、その増減が検出される前における自車両が走行する道路の車線数を判断結果とする。道路の合流分岐が生じる前の車線数を基準として自車両が走行する道路を選択するためである。判断した道路特性は、後述する道路特定処理において用いられる。

このように、制御装置１０は、撮像画像から抽出された特徴から、道路の存在又は不存在、道路の車線数、車線幅、又は側方余裕幅のいずれ一つ以上を含む道路特性を判断する。また、本実施形態の制御装置１０は、車線数の増減がある場合には、増減する前の車線数を道路特性として判断する。

次に、周辺特徴判断機能について説明する。本実施形態のマップマッチング装置１００の制御装置１０は、取得した撮像画像から自車両の周辺に存在する物体の像に応じて抽出される周辺特徴を判断する。

制御装置１０は、位置の目印になる、その地点から見える道路標識、看板などの道路設置物、店舗等の施設を示す標識などの物体の像が撮像画像に含まれているか否かを判断する。例えば、撮像画像から道路標識、道路設置物、店舗の看板などの特徴が抽出されれば、撮像画像に道路標識、道路設置物、店舗の看板などの立体物の像が含まれており、自車両の周辺に、道路標識、道路設置物、店舗の看板などの立体物のなどの特徴を有する物体が存在すると判断できる。判断した周辺特徴は、後述する道路特定処理において用いられる。

そして、制御装置１０は、取得した撮像画像からエッジ情報を抽出するなどの所定の画像処理を施し、道路標識、看板などの道路設置物、店舗等の施設を示す標識などの物体の像を検出し、検出された形状のパターンに基づいて、物体の種別（道路標識、道路設置物、施設標識）を識別する。

続いて、道路特定機能について説明する。本実施形態のマップマッチング装置１００の制御装置１０は、道路特性に基づいて自車両が走行する道路を絞り込み、一つの道路が特定できない場合には、さらに、周辺特徴に基づいて自車両が走行する道路を特定する。

第１に、制御装置１０は、取得された現在位置を基準に、参照可能な地図情報２０３１上に検索範囲を設定する。現在位置から所定距離以内の範囲を検索範囲としてもよいし、現在位置から進行方向に所定距離以内の範囲を検索範囲としてもよい。

第２に、制御装置１０は、検索範囲内の位置に対応づけられた道路特性データ２０３２を読み込む。この道路特性データ２０３２は、各地点と地点を含む道路の車線数、車線幅、又は側方余裕幅のいずれ一つ以上を含む道路特性とを予め対応づけた情報である。制御装置１０は、読み込んだ検索範囲の道路特性データ２０３２を参照し、撮像画像に基づいて判断された道路特性との相関値が所定値以上である道路を選択する。相関値は、車線数の差、車線幅の差、側方余裕幅の差の値に基づいて算出する。本例では、車線数の差、車線幅の差、側方余裕幅の差の値が小さいほど高い相関値となるように相関関係を定義する。

第３に、上記処理において複数の道路が選択された場合には、制御装置１０は、検索範囲内の位置に対応づけられた周辺特徴データ２０３３を読み込む。この周辺特徴データ２０３３は、道路上の各地点と地点の周囲に存在する物体の像に応じた周辺特徴とを予め対応づけた情報である。物体の像には、物体に記載されたテキストの像を含む。例えば、交差点に設置された道路標識に記述された地名や道路名なども周辺特徴に含まれる。

本実施形態の制御装置１０は、読み込んだ検索範囲内の周辺特徴データ２０３３を参照し、撮像画像に基づいて判断された周辺特徴との相関値が所定値以上である道路を、自車両が走行する道路であると特定する。相関値は、自車両の周辺に存在する物体の有無の共通性、存在する物体の数の共通性、存在する物体が示す情報の内容（テキスト、図形）の共通性、存在する物体の位置の共通性に基づいて算出する。撮像画像に含まれる物体の像の抽出手法、抽出した物体の数のカウント手法、抽出した物体の位置の検出手法、物体の表面に現れたテキスト情報や図形情報の認識手法は、出願時に知られた種々の手法を適宜に適用できる。たとえば、自車両前方に道路の名称や進行方向に関する情報が示される道路標識が設置されている状況において、カメラ３００はこの道路標識を含む自車両前方周辺を撮像する。制御装置１０はカメラ３００の撮像画像からエッジ抽出し道路標識の形状、大きさ、画像上の位置を抽出し、さらに道路標識に記載されている文字・図形を認識する。

本実施形態の周辺特徴データ２０３は、道路上の各地点と各地点から見える周囲の位置に設置された物体のテキスト情報を記憶する。制御装置１０は、自車両に搭載したカメラ３００の撮像画像から取得された道路標識に記載されたテキスト情報を取得し、周辺特徴データ２０３３に記憶された道路標識のテキスト情報との一致度を評価し、道路標識に記載されたテキスト情報と一致度が高い道路標識の位置が属する道路を自車両が走行する道路である可能性が高いと判断する。

上記処理の結果に基づいて、制御装置１０は、自車両が走行する道路として特定する。車線数、車線幅、側方余裕幅を含む道路特性、周辺立体物の形状、位置、数、表示されたテキストや図形の内容の各項目について、重みづけを付して自車両が走行する道路を特定してもよい。本例では、道路特性及び周辺特徴の共通性が高いほど高い相関値となるように相関関係を定義する。

本実施形態において、制御装置１０は、先述した道路特性判断機能が撮像画像から道路の特徴が抽出されない旨の判断をした場合には、道路の特定処理を中止する。道路の特徴とは、車載カメラで道路を撮像した場合に一般に観察される道路特有の画像上の特徴である。道路の特徴が抽出されない場合には、車両は道路を走行していない可能性が高いと判断する。この場合には、マップマッチング処理が正確に実行できない可能性があるため、道路の特定処理を中止する。

最後に、マップマッチング機能について説明する。本実施形態のマップマッチング装置１００の制御装置１０は、地図情報２０３１において特定された道路と取得された現在位置とに基づいて、地図情報２０３１上における自車両の位置を算出する。自車両が走行するとして特定された道路上に自車両の現在位置をマッピングする（地図情報２０３１上に対応づける）。これにより、自車両が走行している位置を自車両が実際に走行している道路を基準として、地図情報２０３１上にマッピングできる。

一般的なナビゲーションにおいては、取得したGPS信号の位置情報に誤差がある場合に、実際に走行している道路と異なる道路に自車両の位置がマッピングされることがある。これに対し、本実施形態のマップマッチング装置１００は、車両に設置されたカメラ３００の撮像画像から抽出された道路の車線数、車線幅、側方余裕幅（路側帯の幅）などの道路特性に基づいて自車両が走行している道路を絞り込み、さらに、一つの道路を特定できない場合には撮像画像に含まれる周辺特徴に基づいて自車両が走行している道路を特定するので、GPS信号の位置情報に誤差が生じた場合であっても自車両の走行道路を正確に判断できる。

この地図情報２０３１上の自車両の位置情報は、経路探索装置２０２に出力され、その位置情報を基準とした経路探索が実行される。また出力装置２０４を介して自車両の地図情報２０３１上の位置が示される。

続いて、図２乃至図５に基づいて、本発明のマップマッチング処理の制御手順を説明する。

図２は、マップマッチング処理を含む、経路案内に至る全体の処理の制御手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０において、マップマッチング装置１００の制御装置１０は、カメラ３００の撮像画像を取得する。ステップＳ１１において、制御装置１０は、道路特性に基づいて走行道路を絞り込む。ステップＳ１２において、制御装置１０は、周囲特徴に基づいて走行道路を特定する。ステップＳ１３において、マップマッチング装置１００の制御装置１０は、走行道路を特定する特定情報をナビゲーション装置２００へ出力する。ステップＳ１４において、ナビゲーション装置２００の経路探索装置２０２は、地図情報２０３１上の特定された走行道路上に自車両の走行位置をマッピングする。ステップＳ１５において、ナビゲーション装置２００の経路探索装置２０２は、マッピングした走行位置を基準として経路を探索し、その経路案内情報を出力装置２０４を介して出力する。

以下、図３、４、及び５に基づいて、図２に示す各処理を具体的に説明する。図３は、道路特性に基づく走行道路の絞り込み処理の制御手順を説明するためのフローチャート、図４は、周囲特徴に基づく走行道路の絞り込み処理の制御手順を説明するためのフローチャートである。

図３のフローチャートは、図２に示すステップＳ１１のサブルーチンを示す。
ステップＳ１１では、取得した撮像画像から取得した道路特性に基づいて走行道路を絞り込む処理を行う。

図３のステップＳ１００において、制御装置１００は、撮像画像にエッジ抽出などの画像処理を施す。ステップＳ１０１において、制御装置１００は、カメラ３００によって取得された車両前方領域の映像を含む撮像画像から白線又は黄線などのレーンマーカが存在するか否かを判断する。レーンマーカは道路上に形成されている。レーンマーカが存在すれば道路が存在すると判断できるので、ステップＳ１０１の処理により自車両が道路上に存在するか否かを判断できる。

ステップＳ１０１においてレーンマーカが存在する場合にはステップＳ１０２に進み、さらに白線又は黄線を含むレーンマーカが途切れていないかを判断する。本処理において、レーンマーカが途切れていると判断された場合には、自車両が交差点等のない単路を走行していると推測できる。ステップＳ１０２の処理においてレーンマーカが途切れていなければ、ステップＳ１０３に進み、撮像画像から抽出されたレーンマーカの本数からそれらに区分される車線数を道路特性として取得する。

ステップＳ１０２の処理においてレーンマーカが途中で途切れていると判断された場合には、ステップＳ１０８へ進み、さらにレーンマーカの本数が途中で変化しているかどうかを判断する。本処理によって、レーンマーカの数が変化している場合には、自車両の走行道路は分岐又は合流の車線を含む可能性が高いと推測できる。

ステップＳ１０８においてレーンマーカの数が変化せず、分岐・合流の車線が存在しない場合には、ステップＳ１０３へ進み、レーンマーカの本数から車線数を取得する。

ステップＳ１０８においてレーンマーカの数が変化している場合には、変化前のレーンマーカの数を取得して、ステップＳ１０３へ進み、変化前のレーンマーカの数から求めた車線数を、自車両の走行道路の道路特性の車線数として取得する。例えば、レーンマーカの本数が増加する場合には、走行道路が分岐車線を含む可能性がある。自車両の走行する車線から他の車線が分岐する前における数の少ない（変更前の）レーンマーカの本数からレーンマーカにより区分される車線の数を道路特性として取得する。他方、レーンマーカの本数が減少する場合には、走行道路が合流車線を含む可能性がある。自車両の走行する車線に他の車線が合流する前における数の多い（変更前の）レーンマーカの本数からレーンマーカにより区分される車線の数を道路特性として取得する。これにより、道路の形態が変化する前の道路特性を撮像画像から抽出できる。

自車両の走行道路が単路である場合、自車両の走行道路が合流・分岐車線を含まない場合には、現在のタイミングで撮像された撮像画像から抽出されたレーンマーカの本数から車線数を取得する。また、自車両の走行道路が合流・分岐車線を含む場合には、過去のタイミングで撮像された分岐・合流車線が現れる前の撮像画像から抽出されたレーンマーカの本数から車線数を取得する。

ステップＳ１０１に戻り、制御装置１０は、撮像画像からレーンマーカの像が抽出できなかった場合には、ステップＳ１０６に進み、撮像画像上にエッジが存在するか否かを判断する。自車両が道路上に存在すれば、道路の両端や道路脇の側溝、ブロック、ガードレールなどの構造物に起因するエッジが検出されるはずだからである。

ステップＳ１０４において、制御装置１０は、撮像画像から抽出された一対のレーンマーカの距離から車線幅を取得する。

ステップＳ１０１において撮像画像から道路のレーンマーカが検出されず、かつステップＳ１０６において道路に由来するエッジが検出されない場合には、自車両が道路上に存在しないと推測されるため、道路特性の取得、道路特性データとの比較・評価などの道路の特定に関する処理を中止する。自車両が道路上に存在せずに、店舗や駐車場に存在する場合には、マップマッチング処理を正確に行うことはできないからである。撮像画像から道路のレーンマーカが検出されない場合に、直ちに道路の特定に関する処理を中止してもよい。

ステップＳ１０６において、道路に起因するエッジが存在する場合には、自車両はレーンマーカは路面に描かれていない道路上に存在する可能性があると推測できる。この場合は、ステップＳ１０７に進み、道路の左右両端に対応するエッジ群の距離から車線幅を道路特性として取得する。そして、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において、制御装置１０は、撮像画像から抽出された一対のレーンマーカと、道路端の像に対応するエッジ群（直線）との距離から側方余裕幅を取得する。ステップＳ１０５までの処理により、制御装置１０は、実際に撮像された撮像画像に基づいて、自車両が走行する道路の道路特性を取得する。

続くステップＳ１０６において、制御装置１０は、予め作成・記憶されている道路特定データ２０３２を参照する。本実施形態において、制御装置１０は、道路特定データ２０３２のうち、現在位置検出装置２０１により検出された現在位置を基準として設定された検索範囲内に対応する道路特定データ２０３２を読み込む。参照するデータ量を低減して、後のマッチング処理の負荷を低減させるためである。

ステップＳ１０７において、制御装置１０は、自車両搭載のカメラ３００の撮像画像から取得した道路特性と、予め作成された道路特性データ２０３２との相関度を算出する。制御装置１０は、検索範囲内において、実際の撮像画像から取得した道路特性と道路特定データ２０３２との相関値が所定値以上である道路を自車両が実際に走行している道路の候補として絞り込む。

図４のフローチャートは、図２に示すステップＳ１２のサブルーチンを示す。
ステップＳ１２では、取得した撮像画像から取得した周辺特徴に基づいて走行道路を絞り込む処理を行う。

図４のステップＳ２００において、制御装置１００は、撮像画像にエッジ抽出などの画像処理を施す。ステップＳ２０１において、制御装置１００は、カメラ３００によって取得された車両前方の画像から交差点などに設置される道路標識、店舗看板、交通標識などの物体に対応する画像の特徴を抽出する。

ステップＳ２０２において、制御装置１００は、予め作成・記憶されている周辺特徴データ２０３３を参照する。本実施形態において、制御装置１０は、周辺特徴データ２０３３のうち、現在位置検出装置２０１により検出された現在位置を基準として設定された検索範囲内に対応する周辺特徴データ２０３３を読み込む。後のマッチング処理の負荷を低減させるためである。

ステップＳ２０３において、制御装置１０は、自車両搭載のカメラ３００の撮像画像から取得した周辺特徴と、予め作成された周辺特徴データ２０３３との相関度を算出する。制御装置１０は、検索範囲内における、道路上の各地点と地点の周囲に存在する物体の像に応じた周辺特徴とを予め対応づけた周辺特徴データを参照し、判断された周辺特徴と相関値が所定値以上である周辺特徴と対応づけられた地点を含む道路を、自車両が走行する道路であると特定する。本実施形態の制御装置１０は、道路標識に記載されたテキスト情報と周辺特徴データに記憶された道路標識のテキスト情報との一致度を評価し、道路標識に記載されたテキスト情報と一致度が高い道路標識の位置が属する道路を自車両が走行する道路と判断する。制御装置１０は、道路標識に記載されたテキスト情報と一致度が低い道路標識の位置が属する道路は自車両が走行する道路ではないとして、マップマッチングする道路の候補から除外する。

本実施形態のマップマッチング装置１００は、撮像画像から抽出された道路特性及び周辺特徴に基づいて、検索範囲内の道路特性データ２０３２、周辺特徴データ３０３３を参照し、自車両の走行道路を特定する。

図５のフローチャートは、図２に示す、ステップＳ１１乃至Ｓ１３の制御手順の一例を示す。

図５に示すように、まず、ステップＳ３０１において、制御装置１０は、現在位置検出装置２０１により検出した現在位置を取得する。ステップＳ３０２において、現在位置を基準に、自車両が走行していると考えられる道路候補、その道路周辺に存在する店舗候補、交差点候補を含む検索範囲を設定する。ステップＳ３０３において、制御装置１００は、検索範囲に対応する領域の道路特性データ２０３２を参照する。ステップＳ３０４において、制御装置１０は、撮像画像から取得した道路特性と、検索範囲内の道路特性データ２０３２とを比較して、その相関度を算出し、相関度が所定値以上の道路を自車両が走行する道路の候補として抽出する。

ステップＳ３０５において、制御装置１０は、抽出された道路、すなわち撮像画像から取得した道路特性と所定値以上の相関度を示す道路特性に対応づけられた道路（候補）が一つであるか否かを判断する。道路候補が一つであれば、その道路が自車両が走行する道路であると推測できるので、ステップＳ３０１に進み、その道路候補を自車両の走行道路として特定する。道路の特定情報は、ナビゲーション装置２００の経路探索装置２０２へ送出する。

他方、ステップＳ３０５において、制御装置１０は、道路候補が二つ以上である場合には、ステップＳ３０６へ進む。ステップＳ３０６、Ｓ３０７において、制御装置１０は、現在位置検出装置２０１により検出した現在位置を取得し、検索範囲を設定する。この位置情報はステップＳ３０１の処理において取得したものであってもよい。また、検索範囲はステップＳ３０２において設定したものであってもよい。

ステップＳ３０８において、制御装置１０は、検索範囲に対応する領域の周辺特徴データ２０３３を参照する。ステップＳ３０９において、制御装置１０は、撮像画像から取得した周辺特性と、検索範囲内の周辺特徴データ２０３３とを比較して、その相関度を算出し、相関度が所定値以上の周辺特徴が対応づけられた地点が属する道路を自車両が走行する道路として特定する。道路の特定情報は、ナビゲーション装置２００の経路探索装置２０２へ送出する。

道路特性と周辺特徴の両方において相関度が所定値以上の特徴を備える地点及びその地点が属する道路は、自車両が走行する道路である可能性が極めて高い。本実施形態では、先に道路特性により自車両の走行道路の候補を絞り込み、一つの道路が特定されなかった場合に限って、撮像画像から抽出された物体の形状、位置、表示内容（テキスト）に基づいて自車両の走行道路を特定するので、マップマッチングの処理全体の負荷を低減させることができる。

以上のように構成され、機能するマップマッチング装置１００、ナビゲーション装置２００によれば、以下の効果を奏する。

［１］本発明の本実施形態に係るマップマッチング装置１００によれば、ＧＰＳ信号による車両の現在位置が現実の位置に対して道路幅方向にずれた場合であっても、車両が走行する車線を正確に特定し、地図情報２０３１上における自車両の現実の走行位置を算出し、その走行位置を地図情報に正確に対応づけることができる。その結果、車両の正確な現在位置に基づく経路案内情報をドライバに提供することができる。

［２］本発明の本実施形態に係るマップマッチング装置１００によれば、撮像画像から道路の特徴が抽出されない場合には、道路の特定処理を中止するので、自車両が道路上を走行していない場合にマップマッチング処理を行ってしまうことを防止することができる。言い換えると、自車両が道路上に走行していない場合にのみマップマッチング処理を行うようにできるので、マップマッチング処理の精度を向上させることができる。
ることができる。

［３］本発明の本実施形態に係るマップマッチング装置１００によれば、撮像画像から道路の車線数の増減があると判断された場合には、その増減前における自車両が走行する道路の車線数を判断結果とするので、車線が交流又は分岐する前の正確な車線数に基づいて、道路特性の評価をすることができる。この結果、自車両が走行する道路の選択の精度を向上させ、マップマッチング処理を正確に行うことができる。

［４］本発明の本実施形態に係るナビゲーション装置２００によれば、本実施形態のマップマッチング装置１００により算出された補正後の位置情報に基づいて、正確な経路探索を行うことができる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

本明細書では、本発明に係るマップマッチング装置の一態様として、マップマッチング装置１００を例にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

本明細書では、本発明に係るナビゲーション装置の一態様として、ナビゲーション装置１００を例にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、本明細書では、本発明に係るマップマッチング装置の一態様として、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３を有する制御装置１０（コンピュータ）を備えたマップマッチング装置１００を一例として説明するが、これに限定されるものではない。

本明細書では、本願発明に係る現在位置取得手段と、撮像画像取得手段と、道路特性判断手段と、周辺特徴判断手段と、道路特定手段と、マップマッチング手段とを有するマップマッチング装置の一態様として、現在位置取得機能と、撮像画像取得機能と、道路特性判断機能と、周辺特徴判断機能と、道路特定機能と、マップマッチング機能とを実行する制御装置１０を備えるマップマッチング装置１００を例にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

本明細書では、本発明に係るマップマッチング装置の一態様として、上述のマップマッチング装置１００が、ナビゲーション装置２００とカメラ３００と車載ＬＡＮ又は無線通信網により接続されて、車両に搭載された車両用装置１０００を構成する例を説明するが、マップマッチング装置は車両に持ち込み又は車両から持ち出しが可能な携帯装置として構成することができる。この場合、マップマッチング装置は、車両に搭載された各装置と情報の授受が可能な有線又は無線の通信手段を備える。

１０００…車両用装置
１００…マップマッチング装置
１０…制御装置
１１…ＣＰＵ
１２…ＲＯＭ
１３…ＲＡＭ
２００…ナビゲーション装置
２０１…現在位置検出装置
２０２…経路探索装置
２０３…記憶装置
２０３１…地図情報
２０３２…道路特性データ
２０３３…周辺特徴データ
２０４…出力装置
３００…カメラ
４００…出力装置

Claims (4)

1. 自車両の現在位置を取得する現在位置取得手段と、
   前記現在位置取得手段により現在位置が取得された前記自車両の周囲の撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、
   前記撮像画像から前記自車両が走行する道路の車線数、車線幅、又は側方余裕幅のいずれか一つ以上を含む道路特性を判断する道路特性判断手段と、
   前記撮像画像から前記自車両の周辺に存在する物体の像に由来する画像上の周辺特徴を判断する周辺特徴判断手段と、
   前記現在位置を基準に地図情報に設定された検索範囲内において、各地点と前記地点を含む前記道路の車線数、車線幅、又は側方余裕幅のいずれか一つ以上を含む前記道路特性とを予め対応づけた道路特性データを参照し、前記道路特性判断手段により判断された前記道路特性と相関値が所定値以上である前記道路を選択し、
   前記選択された前記道路が一つである場合には、前記選択された前記道路を、前記自車両が走行する前記道路であると特定し、
   前記選択された前記道路が複数である場合には、前記検索範囲内における、前記道路上の各前記地点と前記地点の周囲に存在する物体の像に由来する画像上の周辺特徴とを予め対応づけた周辺特徴データを参照し、前記周辺特徴判断手段により前記撮像画像に基づいて判断された周辺特徴と相関値が所定値以上である周辺特徴が対応づけられた前記地点を含む前記道路を、前記自車両が走行する前記地図情報の前記道路であると特定する道路特定手段と、
   前記特定された前記道路と取得された前記現在位置とに基づいて、前記地図情報における前記自車両の位置を算出するマップマッチング手段と、
   を有するマップマッチング装置。
2. 前記道路特定手段は、前記撮像画像から前記道路の特徴が抽出されない場合には、前記道路の特定処理を中止することを特徴とする請求項１に記載のマップマッチング装置。
3. 前記道路特性判断手段は、前記撮像画像から前記道路の車線数の増減があると判断された場合には、当該増減の前における前記自車両が走行する前記道路の車線数を判断結果とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のマップマッチング装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のマップマッチング装置と、
   前記マップマッチング手段により、算出された前記自車両の位置に基づいて、目的地までの経路を探索する経路探索手段と、
   前記経路を出力する出力手段と、を備えるナビゲーション装置。

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