JP6669059B2 - 位置算出装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両の位置を算出する位置算出装置の技術分野に関する。

この種の装置として、例えば、（ｉ）自車両の位置から撮像されるべき車外の画像を、３Ｄ地図を用いて生成し、（ｉｉ）該生成された車外の画像と、車載カメラにより撮像された画像とを比較することによって、自車両の詳細な位置を算出する装置が提案されている（特許文献１参照）。

尚、自車両を基準ラインに沿って走行させる走行制御が行われていない場合に、基準ラインに対する自車両の走行軌跡のオフセット度合いを表示し、乗員の入力に基づいてオフセット度合いを補正する装置が提案されている（特許文献２参照）。また、地図データにない道路を通ったときに、ナビゲーション装置の地図画面上に表示される自車位置を、ユーザの補正指示入力に基づいて補正する装置が提案されている（特許文献３参照）。

特開２００５−３２６１６８号公報 特開２００９−２２７１９６号公報 特開２０００−０７４６７９号公報

特許文献１に記載の技術では、３Ｄ地図を用いて生成された車外の画像と、車載カメラにより撮像された画像との差分が正しく認識されることを前提としている。しかしながら、３Ｄ地図に含まれる情報が不足している場合や、例えば道路工事等に起因して実際の道路に変化が生じている場合、例えば車線や道路標示がかすれている場合、路面が濡れている場合、路上に水たまりや影が存在する場合、上記差分が正しく認識されない可能性がある。この結果、自車両の詳細な位置が誤って算出される可能性がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、自車両の位置の誤認識を抑制することができる位置算出装置を提供することを課題とする。

本発明の位置算出装置は、上記課題を解決するために、自車両の位置を取得する取得手段と、地図情報を格納する格納手段と、前記自車両の周辺の構造物を含む周辺環境を検出する検出手段と、前記取得された位置及び前記地図情報に基づいて、前記自車両の周辺の地図を抽出して、前記抽出された地図と前記検出された周辺環境に基づく周辺画像とを比較して、前記抽出された地図上の前記自車両の位置及び向きを算出する算出手段と、前記算出された位置及び前記算出された向きに基づいて、前記抽出された地図を、前記周辺画像に重畳して表示する表示手段と、前記自車両のユーザの補正指示を入力可能な入力手段と、前記入力手段を介して前記補正指示が入力された場合、前記入力された補正指示を参照して、前記算出された位置及び前記算出された向きを補正する補正手段と、を備え、前記補正指示は、前記表示手段により重畳して表示された前記抽出された地図と前記周辺画像との位置ずれを補正するための指示を含み、前記補正手段は、前記入力された補正指示に含まれる位置ずれを補正するための指示に基づいて、探索範囲を設定し、前記設定された探索範囲に基づいて、前記算出された位置及び前記算出された向きを補正する。

取得手段は、例えば測位衛星からの電波を受信することにより、或いは、例えばジャイロセンサや車速センサ等の内界センサの出力に基づいて、自車両の位置を取得する。ここで、測位衛星や内界センサを用いて求められる自車両の位置は比較的精度が低く、高度な運転支援システムや自動運転システムが要求する位置精度（例えば、誤差１ｍ（メートル）以内等）を満たすことが困難である。そこで、当該位置算出装置では、地図情報と、検出手段により検出された周辺環境に基づく周辺画像（即ち、センシング結果）とから、比較的精度の高い自車両の位置及び向きが算出される。

ところで、例えば地図情報と実際の道路とに大なり小なり違いがある場合、地図情報と周辺画像とが誤って照合される可能性がある。当該位置算出装置では、自車両周辺の地図と周辺画像とが重畳して表示される（即ち、可視化される）。そして、表示が誤っている（即ち、地図情報と周辺画像とが誤って照合されている）と判断したユーザからの補正指示の入力があった場合、地図情報と周辺画像とから算出された自車両の位置及び向きが補正される。従って、当該位置算出装置によれば、自車両の位置の誤認識を抑制することができる。

本発明の位置算出装置の一態様では、前記算出手段は、前記抽出された地図と前記周辺画像との相関関係に基づいて、前記抽出された地図上の前記自車両の位置及び向きを算出する。この態様によれば、比較的容易にして、地図上での自車両の位置及び向きを算出することができる。尚、相関関係は、例えば位相限定相関法（Ｐｈａｓｅ Ｏｎｌｙ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ：ＰＯＣ）等の周波数解析的手法により求められてよい。言うまでもないことではあるが、相関関係は、周波数解析的手法以外の手法により求められてもよい。

本発明の位置算出装置の他の態様では、前記算出手段は、前記抽出された地図に基づく画像及び前記周辺画像各々に所定の周波数解析を施すことにより得られる、前記抽出された地図と前記周辺画像との相関関係としての、相関値の分布を示す相関画像に基づいて、前記抽出された地図上の前記自車両の位置及び向きを算出し、前記補正指示は、前記表示手段により重畳して表示された前記抽出された地図と前記周辺画像との位置ずれを補正するための指示を含み、前記補正手段は、前記入力された補正指示に含まれる位置ずれを補正するための指示に基づいて、前記相関画像上の探索範囲を設定し、前記設定された探索範囲における前記相関値に基づいて、前記算出された位置及び前記算出された向きを補正する。

例えば周辺画像に、道路標示として破線の減速路面標示が含まれているとする。この場合、抽出された地図と周辺画像との相関関係が求められると、周辺画像に含まれる車線と地図に含まれる車線とが重なる場合に加えて、周辺画像に含まれる破線の減速路面標示と地図に含まれる車線とが重なる場合も、相関値が最大又は極大となる可能性がある。ここで、相関画像において相関値が最大又は極大となる位置は、抽出された地図と周辺画像とのずれ量の候補に相当する。

仮に、周辺画像に含まれる破線の減速路面標示と地図に含まれる車線とが重なることに起因して相関値が最大又は極大となる相関画像上の位置に基づいて、自車両の位置及び向きが算出されると、自車両の位置及び向きが誤って求められることとなる。このとき、何らの限定も加えずに、相関画像から相関値が最大又は極大となる位置（即ち、ずれ量）が選択されても、再び誤った結果となる可能性がある。

当該位置算出装置では、補正指示に基づいて相関画像上の探索範囲が設定され、探索範囲における相関値に基づいて、自車両の位置及び向きが補正される。探索範囲が設定されることにより、真のずれ量に対応する、相関値が最大又は極大となる位置が選択される可能性を高めることができる。このため、補正後の自車両の位置及び向きは、正しい位置及び向きとなることが期待できる。

本発明の位置算出装置の他の態様では、前記検出手段は、前記自車両の周辺を撮像するカメラを有し、前記検出手段は、前記カメラにより前記自車両の周辺を撮像することにより、前記周辺環境を検出し、前記算出手段は、前記カメラにより撮像された画像から前記自車両の周辺の俯瞰画像を、前記周辺画像として、生成し、前記生成された俯瞰画像と前記抽出された地図との相関関係に基づいて、前記抽出された地図上の前記自車両の位置及び向きを算出する。この態様によれば、比較的容易に相関関係を求めることができ、実用上非常に有利である。

本発明の位置算出装置の他の態様では、前記地図情報は、車線を示す線データを含み、前記表示手段は、前記抽出された地図として、前記自車両の周辺の車線を示す線データを、前記検出された周辺環境を示す画像に重畳して表示する。この態様によれば、ユーザが、比較的容易に、表示が誤っているか否かを判断することができる。

本発明の位置算出装置の他の態様では、前記地図情報は、道路標示及び標識を示すデータを含み、前記表示手段は、前記抽出された地図として、前記自車両の周辺の道路標示及び標識の少なくとも一方を示すデータを、前記周辺画像に重畳して表示する。この態様によれば、ユーザが、比較的容易に、表示が誤っているか否かを判断することができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

実施形態に係る位置算出装置の構成を示すブロック図である。 地図情報が重畳された周辺画像の一例を示す図である。 実施形態に係る位置算出動作を示すフローチャートである。 実施形態に係る位置補正処理を示すフローチャートである。 搭乗者による補正指示入力の概念を説明するための図である。 実施形態に係る位置補正処理の概念を示す概念図である。 地図情報が重畳された周辺画像の他の例を示す図である。

本発明の位置算出装置に係る実施形態について、図１乃至図７を参照して説明する。

（装置構成）
実施形態に係る位置算出装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る位置算出装置の構成を示すブロック図である。

図１において、位置算出装置１０は、車両１に搭載されている。位置算出装置１０は、中央演算装置１１、測位装置１２、地図データ装置１３、路面画像撮像装置１４、俯瞰画像生成装置１５、画像測位装置１６、表示装置１７及び測位補正入力装置１８を備えて構成されている。

中央演算装置１１は、例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる。中央演算装置１１は、車両１の位置及び向きを示す信号を、例えば、運転支援動作を実施可能な運転支援システムの制御装置（図示せず）や自動運転動作を実施可能な自動運転システムの制御装置（図示せず）等に送信する。

測位装置１２は、受信機１２１及び内界センサ１２２を有する。受信機１２１は、例えば航法衛星からの航法信号等の衛星信号を受信する。内界センサ１２２には、例えばジャイロセンサ、車速センサ等が含まれている。測位装置１２は、受信機１２１により受信された衛星信号に基づいて車両１の位置を測定可能である。測位装置１２は、更に、内界センサ１２２の出力に基づいて車両１の向き（例えば姿勢）を測定可能である。つまり、測位装置１２は、例えば、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）及びＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）の両方の機能を有する。尚、測位装置１２は、内界センサ１２２の出力に基づいて車両１の位置を測定する、ＤＲ（Ｄｅａｄ Ｒｅｃｋｏｎｉｎｇ：自律航法）の機能を有していてもよい。

地図データ装置１３は、地図情報を格納するデータベースである。地図情報には、例えば、道路の位置情報（又は車線毎の位置情報）、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率等）、道路幅の情報（又は車線幅の情報）、道路の勾配の情報、道路のカント角の情報、及び、道路における制限車速の情報、等が含まれる。地図情報には、交差点及び分岐点の位置情報、一時停止線の位置情報、横断歩道の位置情報、並びに、信号機の位置情報、等が含まれる。地図情報には、白線の位置情報（線ではなく点列として位置情報が記憶されてよい）、白線の線種の情報、例えば縁石、電柱、ポール、ガードレール、壁、建物等の固定障害物の位置及び形状の情報、路面上に描かれた文字及びマーク等の道路標示の位置及び形状の情報、路上に設置された、地理の案内や道路の警告、規制等の情報を示す標識の位置及び形状の情報等が含まれる。

路面画像撮像装置１４は、車両１の車外を撮像するカメラを備えて構成されている。俯瞰画像生成装置１５は、測位装置１２により測定された車両１の位置及び向きと、路面画像撮像装置１４により撮像された画像とから俯瞰画像を生成する。

画像測位装置１６は、測位装置１２により測定された車両１の位置に基づいて地図データ装置１３から抽出された車両１の周辺の地図情報と、俯瞰画像生成装置１５により生成された俯瞰画像とを照合することにより、地図上での車両１の位置及び向きを算出する。

表示装置１７は、路面画像撮像装置１４が備えるカメラにより撮像された画像に、画像測位装置１６により算出された車両１の位置及び向きに基づいて、車両１の周辺の地図情報を重畳して表示する。

測位補正入力装置１８は、車両１の搭乗者の補正指示（後述）を受け付け可能な、例えばタッチパネルや操作ボタン等の入力デバイスを有する。

（位置補正処理）
上述の如く構成された位置算出装置１０によれば、地図情報と俯瞰画像とが照合されることにより、車両１の位置を比較的高精度に求めることができる。つまり、当該位置算出装置１０では、地図上の位置（例えば緯度、経度）に基づいて、車両１の位置が比較的高精度に求められる。

しかしながら、例えば合流地点付近等、車線の近傍に、車線に類似した標示（図２では、破線の減速路面標示、及び導流帯）が描かれている場所では、地図情報と俯瞰画像とが誤って照合される可能性がある。図２に示す例では、破線の減速路面標示が車線と誤認識されている（図２における線ｂ１は、地図情報に含まれる車線を示している）。このような誤認識は、地図情報に含まれる情報が不足している場合や、例えば道路工事等に起因して実際の道路に変化が生じている場合に、発生する可能性が高い。

誤認識に対して何らの対策も採らなければ、車両１の位置情報を利用する、例えば運転支援動作、自動運転動作等に係る制御精度が低下するおそれがある。そこで、当該位置算出装置１０では、測位補正入力装置１８を介して入力された搭乗者の補正指示に基づいて、地図情報と俯瞰画像とが照合されることにより求められた車両１の位置が補正される。

当該位置算出装置１０が実施する位置算出動作、及び該位置算出動作の一部として実施される位置補正処理について、図３及び図４のフローチャートを参照して説明する。

図３において、先ず、測位装置１２は、受信機１２１により受信された衛星信号に基づいて車両１の位置を測定すると共に、内界センサ１２２の出力に基づいて車両１の向きを測定する（ステップＳ１０１）。次に、中央演算装置１１は、測定された車両１の位置及び向きに基づいて、地図データ装置１３から、車両１の周辺の地図情報を抽出する（ステップＳ１０２）。中央演算装置１１は、ステップＳ１０１及びＳ１０２の処理と並行して、路面画像撮像装置１４が備えるカメラにより撮像された画像を取得する（ステップＳ１０３）。

次に、中央演算装置１１は、測定された車両１の位置及び向きを示す信号と、撮像された画像を示す信号とを俯瞰画像生成装置１５に送信する。俯瞰画像生成装置１５は、撮像された画像と、測定された車両１の位置及び向きとに基づいて、車両１の周辺の俯瞰画像を生成する（ステップＳ１０４）。具体的には、俯瞰画像生成装置１５は、一枚の撮像された画像の少なくとも一部（例えば、路面が写っている部分）を、路面画像撮像装置１４が備えるカメラに係る、例えば設置位置、姿勢等のカメラパラメータに基づいて投影変換することにより、ある時点の俯瞰画像を生成する。俯瞰画像生成装置１５は、連続する複数の時点各々の俯瞰画像を、各時点の車両１の位置及び向きに基づいて貼り合わせることにより、例えば車両１を中心とした路面の俯瞰画像を生成する。
俯瞰画像生成装置１５は、生成された俯瞰画像を示す信号を中央演算装置１１に送信する。

次に、中央演算装置１１は、俯瞰画像生成装置１５により生成された俯瞰画像と、ステップＳ１０２の処理において抽出された地図情報とを示す信号を、画像測位装置１６に送信する。画像測位装置１６は、地図情報と俯瞰画像とを照合することにより（具体的には、地図情報に基づく擬似路面画像（例えば、車線部分が白、その他の部分が黒であるような画像）と、俯瞰画像とを照合することにより）、車両１の地図上の位置及び向きを算出する（ステップＳ１０５）。地図情報と俯瞰画像との照合には、例えば位相限定相関法が用いられる。

ここで、俯瞰画像の空間周波数を“Ｆ（ｕ）”、擬似路面画像の空間周波数を“Ｇ（ｕ）”、正規化の重みを“α”とする。位相限定相関法による相関分布Ｈ（ｕ）は、
Ｈ（ｕ）＝Ｆ（ｕ）Ｇ（ｕ）／［｜Ｆ（ｕ）｜｜Ｇ（ｕ）｜］＾α
と表せる。画像測位装置１６は、相関分布Ｈ（ｕ）により示される相関画像（即ち、相関分布Ｈ（ｕ）を逆フーリエ変換することによりえられる実領域での画像）において相関値が最大となる位置を求めることにより、地図上の車両１の位置及び向きを求める。

尚、相関画像において相関値が最大又は極大となる位置（即ち、ピーク位置）は、俯瞰画像と擬似路面画像とのずれ量を表している。ピーク位置が複数存在する場合は、ずれ量の候補が複数存在することを意味する。従って、相関画像において相関値が最大となる位置を求めることは、俯瞰画像と擬似路面画像とのずれ量を求めることを意味する。このため、相関画像において相関値が最大となる位置が求められることにより、地図上の車両１の位置及び向きが求まるのである。

次に、中央演算装置１１は、車両１の位置及び向きが算出されたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ここで、中央演算装置１１は、例えば、ステップＳ１０５の処理において車両１の位置及び向きが求められた際の相関の最大値が第１閾値以下である場合、求められた車両１の位置及び向きが所定基準を満たさないとして（言い換えれば、信頼度が不十分であるとして）、車両１の位置及び向きが算出されないと判定する。

ステップＳ１０６の判定において、車両１の位置及び向きが算出されないと判定された場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、中央演算装置１１は、車両１の位置及び向きが不定である旨を示す信号を、例えば運転支援システムの制御装置、自動運転システムの制御装置等に送信する（ステップＳ１０７）。その後、第１所定時間経過後に、再びステップＳ１０１の処理が実施される。

他方、ステップＳ１０６の判定において、車両１の位置及び向きが算出されたと判定された場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、中央演算装置１１は、図４に示す、車両１の位置及び向きの補正処理を行う（ステップＳ２０）。

図４において、先ず、中央演算装置１１は、繰り返し回数Ｎを“０”に設定する（即ち、繰り返し回数Ｎを初期化する）（ステップＳ２０１）。次に、中央演算装置１１は、路面画像撮像装置１４が備えるカメラにより撮像された画像に、画像測位装置１６により算出された車両１の位置及び向きに基づいて、車両１の周辺の地図情報を重畳して表示するように、表示装置１７を制御する（ステップＳ２０２）。この結果、例えば図２に示すような画像が、車両１の搭乗者に表示される。

次に、中央演算装置１１は、測位補正入力装置１８を介して、搭乗者の補正指示が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２０３）。中央演算装置１１は、例えばステップＳ２０２の処理が実施されてから、第２所定時間以内に補正指示の入力がない場合、補正指示が入力されないと判定する。

ここで、測位補正入力装置１８が、表示装置１７の画面に設けられた圧電センサである場合（即ち、表示装置１７の画面がタッチパネルである場合）、搭乗者は、例えば図５（ａ）に示すように、左方向、右方向、上方向、下方向、左回り或いは右回りに、表示装置１７の画面をスワイプすることにより、補正指示を入力可能である。測位補正入力装置１８が、例えばステアリングホイール（図示せず）に設けられたスイッチ（図５（ｂ）参照）である場合、搭乗者は、スイッチを操作することにより、補正指示を入力可能である。尚、スイッチの“Ｕ”及び“Ｒ”が同時に押下された場合を「右回り」指示、“Ｄ”及び“Ｌ”が同時に押下された場合を「左回り」指示としてもよい。

ステップＳ２０３の判定において、補正指示が入力されないと判定された場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、後述するステップＳ２０６の処理が行われる。他方、ステップＳ２０３の判定において、補正指示が入力されたと判定された場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、中央演算装置１１は、測位補正入力装置１８から補正指示に係る入力値を取得する（ステップＳ２０４）。

ここで、「入力値」は、搭乗者の補正指示に係る操作に応じた値である。図２に示すように画像の横軸をＸ軸とする。例えば、搭乗者が左方向にスワイプした場合、スワイプした長さが“−ΔＸ”であれば、入力値は“−ΔＸ”となる。ただし、搭乗者の補正指示は車両１の走行中に入力されることが多く、補正指示が必ずしも正しいとは限らない。このため、１回の補正指示に係る入力値に対して上限値が設けられてもよい、或いは、搭乗者の補正指示に係る操作量（例えば、スワイプする長さやスイッチの押下時間等）にかかわらず、１回の補正指示に対する変化量（例えばΔＸ）が固定値として設定されており、補正指示に係る操作方向に該変化量だけ変化するような値が入力値とされてもよい。

次に、中央演算装置１１は、入力値に基づいて、相関画像上の探索範囲を設定し、該設定された探索範囲における相関値に基づいて、地図上での車両１の位置及び向きを算出する（ステップＳ２０５）。

ここで、搭乗者に表示される画像がＸＺ座標系であり、俯瞰画像がＥＮＵ座標系であるとする。補正指示は、搭乗者が、例えば図２に示すような画像を見ながら入力されるので、入力値はＸＺ座標系での値となる。このため、中央演算装置１１は、入力値のＥＮＵ座標系の値への変換を行う。具体的には、ＸＺ座標系での入力値が（ΔＸ，ΔＺ）であり、車両１の向きが“θ”である場合、ＥＮＵ座標系に変換された入力値は、（Δｅ＝ΔＸｃｏｓ（−θ）−ΔＺｓｉｎ（−θ），Δｎ＝ΔＸｓｉｎ（−θ）＋ΔＺｃｏｓ（−θ））となる。

中央演算装置１１は、ステップＳ１０５の処理において車両１の位置及び向きが求められた際の相関が最大となった相関画像上の座標（図６の点Ｐ１参照）から、変換後の入力値（Δｅ，Δｎ）だけ離れた座標（図６の点Ｐ２参照）を中心とする半径ｒの円内を、探索範囲として設定する（図６参照）。そして、中央演算装置１１は、探索範囲内での相関の局所的な最大値（即ち、極大値）を求める。求められた極大値が第２閾値以上である場合、中央演算装置１１は、相関が極大となる位置から、車両１の位置及び向きを求める（即ち、車両１の位置及び向きを補正する）。尚、中央演算装置１１は、求められた極大値が第２閾値未満である場合、車両１の位置及び向きの補正は行わない（即ち、ステップＳ１０５の処理において求められた車両１の位置及び向きが維持される）。

上述の如く、相関画像において相関値が最大又は極大となるピーク位置が複数存在する場合がある。この場合、真のずれ量に対応するピーク位置の相関値が、他のピーク位置の相関値より低いことがある。すると、ステップＳ１０５の処理において、相関の最大値に基づいて車両１の位置及び向きが求められると、例えば図２に示すように、地図情報に含まれる車線を示す線ｂ１が、破線の減速路面標示に誤って重畳されることとなる。

搭乗者の補正指示が入力されたときに、何らの限定もせず（即ち、探索範囲を設定せず）に、例えば相関値が２番目に大きいピーク位置から車両１の位置及び向きが求められても、再び誤った結果となる可能性がある。そこで、例えば上下左右のいずれにずらす（平行移動させる）か、又は、左若しくは右に回転させるかを示す入力値に基づいて、相関画像上に探索範囲が設定されれば、真のずれ量に対応するピーク位置から車両１の位置及び向きが求められる可能性を高めることができる。つまり、補正後の車両１の位置及び向きが、正しい位置及び向きになることが期待できる。

その後、中央演算装置１１は、繰り返し回数Ｎをインクリメントして（ステップＳ２０６）、繰り返し回数Ｎが第３閾値Ｎｔｈ未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。この判定において、繰り返し回数Ｎが第３閾値Ｎｔｈ未満であると判定された場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２の処理が実施される。

他方、繰り返し回数Ｎが第３閾値Ｎｔｈ以上であると判定された場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、ステップＳ２０の補正処理が終了される（図３参照）。その後、第１所定時間経過後に、再びステップＳ１０１の処理が実施される。

ステップＳ２０２乃至Ｓ２０７の処理が繰り返し実施されることにより、例えば図７に示すように、路面画像撮像装置１４が備えるカメラにより撮像された画像の車線部分に、地図情報に含まれる車線を示す線ｂ１´及び線ｂ２´各々が重畳された画像が、搭乗者に表示される。

本実施形態では、車線を示す線ｂ１、ｂ２、ｂ１´及びｂ２´が、カメラにより撮像された画像に重畳される例を挙げたが、車線に加えて又は代えて、道路標示や標識等が、カメラにより撮像された画像に重畳されてよい。

（技術的効果）
当該位置算出装置１０によれば、地図情報（本実施例では、擬似路面画像）と、車両１の周辺を撮像した画像に基づく俯瞰画像とが照合されることにより求められる地図上の車両１の位置及び向きから、車両１の位置及び向きが求められる。このため、車両１の位置及び向きを比較的高精度に求めることができる。当該位置算出装置１０により求められた車両１の位置及び向きを、例えば運転支援システムや自動運転システム等で採用すれば、これらのシステムの制御精度の向上を図ることができる。

当該位置算出装置１０は、車両１の搭乗者の補正指示を受け付け可能な測位補正入力装置１８を備えている。測位補正入力装置１８を介して、搭乗者の補正指示が入力された場合、地図情報と俯瞰画像とが再度照合されることにより、地図上での車両１の位置及び向きが改めて求められる（即ち、位置及び向きが補正される）。このため、当該位置算出装置１０によれば、車両１の位置及び向きの誤認識を抑制することができる。

尚、上述の如く、搭乗者の補正指示は、探索範囲の設定に用いられ、補正指示により直接車両１の位置及び向きが補正されるものではないことに注意されたい。

実施形態に係る「測位装置１２」、「地図データ装置１３」、「路面画像撮像装置１４」、「画像測位装置１６」、「表示装置１７」、「測位補正入力装置１８」及び「中央演算装置１１」は、夫々、本発明に係る「取得手段」、「格納手段」、「検出手段」、「算出手段」、「表示手段」、「入力手段」及び「補正手段」の一例である。

（変形例）
上述の実施形態では、路面画像撮像装置１４が備えるカメラにより撮像された画像から俯瞰画像が生成されている。しかしながら、路面画像撮像装置１４に代えて、例えばＬＩＤＡＲ（Ｌａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）により、車両１の周辺環境を示す画像を取得し、該取得された画像に基づいて俯瞰画像が生成されてもよい。

図３のステップＳ１０６の判定において、車両１の位置及び向きが算出されたと判定された場合（即ち、車両１の位置及び向きが求められた際の相関の最大値が第１閾値より大きい場合）、中央演算装置１１が、相関の最大値に基づいて信頼度を求め、該求められた信頼度に応じて、路面画像撮像装置１４が備えるカメラにより撮像された画像に重畳表示される、車両１の周辺の地図情報を示す線（例えば、図２の線ｂ１及びｂ２等）の色を変更してもよい（例えば、信頼度が比較的高ければ“青”、信頼度が比較的低ければ“赤”等）。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う位置算出装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…車両、１０…位置算出装置、１１…中央演算装置、１２…測位装置、１３…地図データ装置、１４…路面画像撮像装置、１５…俯瞰画像生成装置、１６…画像測位装置、１７…表示装置、１８…測位補正入力装置

Claims (6)

1. 自車両の位置を取得する取得手段と、
   地図情報を格納する格納手段と、
   前記自車両の周辺の構造物を含む周辺環境を検出する検出手段と、
   前記取得された位置及び前記地図情報に基づいて、前記自車両の周辺の地図を抽出して、前記抽出された地図と前記検出された周辺環境に基づく周辺画像とを比較して、前記抽出された地図上の前記自車両の位置及び向きを算出する算出手段と、
   前記算出された位置及び前記算出された向きに基づいて、前記抽出された地図を、前記周辺画像に重畳して表示する表示手段と、
   前記自車両のユーザの補正指示を入力可能な入力手段と、
   前記入力手段を介して前記補正指示が入力された場合、前記入力された補正指示を参照して、前記算出された位置及び前記算出された向きを補正する補正手段と、
   を備え、
   前記補正指示は、前記表示手段により重畳して表示された前記抽出された地図と前記周辺画像との位置ずれを補正するための指示を含み、
   前記補正手段は、前記入力された補正指示に含まれる位置ずれを補正するための指示に基づいて、探索範囲を設定し、前記設定された探索範囲に基づいて、前記算出された位置及び前記算出された向きを補正する
   ことを特徴とする位置算出装置。
2. 前記算出手段は、前記抽出された地図と前記周辺画像との相関関係に基づいて、前記抽出された地図上の前記自車両の位置及び向きを算出することを特徴とする請求項１に記載の位置算出装置。
3. 前記算出手段は、前記抽出された地図に基づく画像及び前記周辺画像各々に所定の周波数解析を施すことにより得られる、前記抽出された地図と前記周辺画像との相関関係としての、相関値の分布を示す相関画像に基づいて、前記抽出された地図上の前記自車両の位置及び向きを算出し、
   前記補正指示は、前記表示手段により重畳して表示された前記抽出された地図と前記周辺画像との位置ずれを補正するための指示を含み、
   前記補正手段は、前記入力された補正指示に含まれる位置ずれを補正するための指示に基づいて、前記相関画像上の探索範囲を設定し、前記設定された探索範囲における前記相関値に基づいて、前記算出された位置及び前記算出された向きを補正する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置算出装置。
4. 前記検出手段は、前記自車両の周辺を撮像するカメラを有し、
   前記検出手段は、前記カメラにより前記自車両の周辺を撮像することにより、前記周辺環境を検出し、
   前記算出手段は、前記カメラにより撮像された画像から前記自車両の周辺の俯瞰画像を、前記周辺画像として、生成し、前記生成された俯瞰画像と前記抽出された地図との相関関係に基づいて、前記抽出された地図上の前記自車両の位置及び向きを算出する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の位置算出装置。
5. 前記地図情報は、車線を示す線データを含み、
   前記表示手段は、前記抽出された地図として、前記自車両の周辺の車線を示す線データを、前記周辺画像に重畳して表示する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の位置算出装置。
6. 前記地図情報は、道路標示及び標識を示すデータを含み、
   前記表示手段は、前記抽出された地図として、前記自車両の周辺の道路標示及び標識の少なくとも一方を示すデータを、前記周辺画像に重畳して表示する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の位置算出装置。

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