JPH09152348A

JPH09152348A - カーナビゲーション装置

Info

Publication number: JPH09152348A
Application number: JP33806395A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kato; 隆宏加藤; Seishi Yamanaka; 清史山中; Mikiko Iwai; 美貴子岩井; Yoshiaki Matsumoto; 義明松本; Hiroshi Sato; 宏佐藤; Masaki Kurihara; 正樹栗原
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 1997-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＣＤカメラ等によって得られる車両周辺の
画像情報を用いることにより、自車の位置をより高精度
に検出し修正することのできるマップマッチング機能を
有するカーナビゲーション装置を提供するものである。【解決手段】車両の周辺映像を収集し、周辺映像から
所定の画像を識別して、車両の現在位置の特徴を検出す
る画像処理手段と、車両の現在位置を算出し、算出した
現在位置と対応する地図情報とを共に表示可能なナビゲ
ーション装置と、画像処理手段が検出する車両の現在位
置の特徴と、ナビゲーション装置によって算出された車
両の現在位置または地図情報とを比較し、比較結果に基
づいて、ナビゲーション装置によって算出され表示され
た車両の現在位置を修正する制御手段とを備えるカーナ
ビゲーション装置

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、車両等に搭載するカー
ナビゲーション装置に関するものであり、特に道路地図
に対応して車両の走行位置を表示する際に、自車位置を
道路上に補正するマップマッチング機能を有するカーナ
ビゲーション装置に関する。

【０００３】

【０００２】

【０００４】

【従来の技術】従来、運転中の自動車の走行位置を自己
認識する手段としてカーナビゲーション装置が知られて
いる。カーナビゲーション装置は、例えば道路地図デー
タが記録されたＣＤ−ＲＯＭを再生し、走行中の周辺道
路地図を画面上に表示し、さらに衛星電波を用いたＧＰ
Ｓ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔ
ｅｍ）や、自動車に同時搭載されるジャイロセンサーユ
ニットおよび車速センサによって逐次測位される自車位
置を画面上の道路地図に重ねて表示するので、自動車で
移動中の乗員は、地図上に表示された自車の表示を見る
ことにより走行位置を認識することができる。

【０００５】

【０００３】自車の走行位置を測位する方法として上述
したＧＰＳ電波による方法や、ジャイロセンサーユニッ
トおよび車速センサを用いる自律航法による方法がある
が、ＧＰＳ電波による方法の場合、ＧＰＳ電波の誤差
や、周辺の建物の反射による電波の乱れからマルチパス
が生じることがあり、また、自律航法による方法の場合
にもコーナリングや蛇行、さらにはタイヤの空気圧の変
化やスリップ等を生じることがあり、地図上に表示され
た自車の表示が、道路上から次第にずれる場合がある。

【０００６】

【０００４】このためカーナビゲーション装置によって
は、画面の道路地図上の自車の表示位置を、自車が交差
点等で曲折したことをジャイロセンサーユニット等で感
知することによりチェックし、自車位置が地図上の走行
中の道路からずれた場合には道路上に修正表示するマッ
プマッチング機能が付属されているものがある。

【０００７】

【０００５】ところが自動車が長時間曲がらずに走行中
の場合、自律航法を例にとると、自車の曲折が検出され
ないため、結果的に補正すべき方向正しい位置を知る手
掛かりが無く、正確なマップマッチングが出来ない。

【０００８】距離誤差が比較的少なければ、交差点を右
折または左折した場合に距離誤差も含めて自車の表示位
置が修正される従来のマップマッチングの手法にて現在
位置を正確に補正できるが、前述のように長い距離に亘
って曲折しない場合は距離誤差が大きくなり、交差点が
密集する場所において右折または左折するような場合
は、正しい交差点位置を選んで自車の表示を正確に修正
することができなくなる。

【０００９】

【０００６】また、ＧＰＳ電波による自車位置の測位を
行う場合でも、例えば走行中の道路に複数の道路が近接
したり、立体交差したりするような場所では、走行中の
道路と異なる道路を誤って選択することがある。

【００１０】

【０００７】

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題点
に鑑みなされたものであり、ＣＣＤカメラ等によって得
られる車両周辺の画像情報を用いることにより、自車の
位置をより高精度に検出し修正することのできるマップ
マッチング機能を有するカーナビゲーション装置を提供
するものである。

【００１２】

【０００８】

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
車両の周辺映像を収集し、周辺映像から所定の画像を識
別して、車両の現在位置の特徴を検出する画像処理手段
と、車両の現在位置を算出し、算出した現在位置と対応
する地図情報とを共に表示可能なナビゲーション装置
と、画像処理手段が検出する車両の現在位置の特徴と、
ナビゲーション装置によって算出された車両の現在位置
または地図情報とを比較し、比較結果に基づいて、ナビ
ゲーション装置によって算出され表示された車両の現在
位置を修正する制御手段とを備えるカーナビゲーション
装置で構成される。

【００１４】

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のカーナビゲーション装置において、画像処理手段
は、車両の周辺の交差点近傍に配設された信号機又は所
定の標識を識別して、車両の現在位置の特徴を検出し、
制御手段によって、車両の現在位置を交差点近傍に修正
することを特徴とする。

【００１５】

【００１０】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載のカーナビゲーション装置において、画像処理手段
は、車両が位置する道路の車線数及び／又は道幅を識別
して、車両の現在位置の特徴を検出し、制御手段は、識
別した車両が位置する道路の車線数及び／又は道幅と、
算出された車両の現在位置近傍の地図情報に予め付与さ
れた車線数及び／又は道幅の情報と、を比較し、比較結
果に基づいて、車両の現在位置を修正することを特徴と
する。

【００１６】

【００１１】

【００１７】

【作用】本発明は以上のように構成したので、請求項１
記載の発明によれば、画像処理手段によって車両の周辺
映像を収集し、その中から所定の画像を識別して、車両
が現在いる位置の特徴を検出し、さらに制御手段が、車
両の現在位置の特徴と、ナビゲーション装置によって逐
次算出され表示される自車の位置とを比較することによ
り、ナビゲーション装置によって算出され表示された車
両の現在位置を修正するので、表示する地図上の自車の
表示に距離誤差等が生じた場合に、自車の表示を地図上
の正しい道路位置に精度良く修正することができる。

【００１８】

【００１２】また、請求項２記載の発明によれば、画像
処理手段は、車両の周辺の交差点近傍に配設された所定
の標識を識別して、車両の現在位置の特徴を検出するの
で、例えば自動車が長時間曲がらずに走行して道のりの
距離誤差が大きく生じた場合でも、交差点を曲がること
なく認識できるので、表示する地図上の自車の表示に距
離誤差が生じた場合に、自車の表示を地図上の正しい道
路位置に精度良く修正することができる。

【００１９】

【００１３】また、請求項３記載の発明によれば、画像
処理手段は、車両が位置する道路の車線数及び／又は道
幅を識別して、走行車線や走行車線の道幅や、走行車線
を含む道路の総幅や、走行車線数や、走行車線数に基づ
く道路の種類などを検出し、さらに制御手段が、車両が
現在位置する道路の走行車線や、走行車線の道幅や、走
行車線を含む道路の総幅や、走行車線数や、走行車線数
に基づく道路の種類などと、ナビゲーション装置によっ
て算出された車両の現在位置近傍の地図情報に予め付与
された車線数及び／又は道幅によって得られる情報とを
比較することにより、ナビゲーション装置によって算出
され表示された車両の現在位置を修正するので、例えば
走行中の道路に複数の道路が近接したり、立体交差した
りするような場所においても、表示する地図上の自車の
表示に距離誤差が生じた場合に、自車の表示を地図上の
正しい道路位置に精度良く修正することができる。

【００２０】

【００１４】

【００２１】

【実施例】次に本発明の一実施例を図１乃至図６に基づ
いて以下に説明する。図１は本発明の一実施例における
カーナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図で
ある。同図において、ＣＣＤカメラ１、画像識別処理部
２、パターンパッチング部３、道路情報検出部４は画像
処理手段を構成する。ＣＣＤカメラ１は車の前方および
その周辺映像を撮影するように、例えばフロントガラス
内側上部などに取り付けられている。また、画像識別処
理部２は、ＣＣＤカメラ１によって収集した映像のノイ
ズを除去したり、二値化やエッジ検出等の手法を用い
て、収集した映像の中から特徴となる画像を識別する画
像前処理部である。

【００２２】

【００１５】さらに、画像識別処理部２の出力が供給さ
れるパターンマッチング部３及び道路情報検出部４は画
像後処理部を構成し、パターンマッチング部３では、画
像前処理部が識別した特徴となる画像に基づいて予め記
憶する複数のパターン画像と照合し、予め記憶するパタ
ーン画像と一致すると判断した場合は、その結果をＣＰ
Ｕ５に出力する。道路情報検出部４では、画像前処理部
が識別した車両が位置する道路の車線数及び／又は道幅
に基づき、各種演算処理を行い、走行車線や走行車線の
道幅や、走行車線を含む道路の総幅や、走行車線数や、
走行車線数に基づく道路の種類などを検出し、その結果
をＣＰＵ５に出力する。

【００２３】

【００１６】本実施例では、パターンマッチング部３に
おいて、予め記憶する信号機や一時停止等の標識のパタ
ーン画像を、画像前処理部が識別した特徴となる画像の
中から検出することにより、車両が走行中の道路と鉄道
の交差点や、車両が走行中の道路と他の道路との交差点
の認識および交差点までの距離の算出を行う。

【００２４】また、道路情報検出部４においては、道路
上の白線（又は黄色線）を検出することで、１車線の幅
と車線数から道路の総幅の演算を行う。

【００２５】

【００１７】また、図中５はＣＰＵ（中央処理装置）で
あり、自車の走行位置を測位する手段としての、ＧＰＳ
受信機８、ジャイロセンサ９、車速センサ１０等の出力
が供給されており、測位された現在地に該当する道路地
図データをＣＤ−ＲＯＭ６より再生するように図示しな
いＣＤ−ＲＯＭプレーヤに指示するように構成されてお
り、さらに液晶等で構成されたディスプレイ７に接続さ
れ、ＣＤ−ＲＯＭプレーヤから再生された地図データに
基づいて、走行中の自動車の現在位置を中心とする道路
地図を表示し、ディスプレイ７上の道路地図に重ねてマ
ーク表示する。

【００２６】

【００１８】なお、本実施例においてナビゲーション装
置は測位手段としてＧＰＳ受信機８による測位と、ジャ
イロセンサ９および車速センサ１０による自律航法の測
位を併用しているが、本発明におけるナビゲーション装
置は、ＧＰＳ受信機８をもたない完全自立型で構成して
も良いし、ジャイロセンサ９および車速センサ１０を持
たずＧＰＳ受信機８のみで測位するナビゲーション装置
で構成しても良い。

【００２７】

【００１９】また、本実施例におけるカーナビゲーショ
ン装置は従来のマップマッチング機能も有しており、Ｇ
ＰＳ受信機８、ジャイロセンサ９、車速センサ１０によ
って測位された自車の走行位置を示すマーク表示が、デ
ィスプレイ７上に表示された走行中の道路からずれた場
合には、ＣＰＵ５は、自車のマークが再び道路上に位置
するように曲折検出毎あるいは微小走行距離毎の修正を
行っている。

【００２８】

【００２０】さらに、ＣＰＵ５は、パターンマッチング
部３から特定のパターン画像に関するデータが入力され
ると、自動車が特定のパターン画像に対応する交差点付
近に位置すると判断し、自車の走行位置を示すマーク表
示を、道路地図中の特定のパターン画像に対応する標識
が備え付けられた交差点または交差点近傍の道路上に修
正する処理を行う。

【００２９】

【００２１】また、ＣＰＵ５は、道路情報検出部４から
走行車線や走行車線の道幅や、走行車線を含む道路の総
幅や、走行車線数や、走行車線数に基づく道路の種類な
どに関するデータが逐次入力されると、自車の走行位置
を示すマークが表示された地図上の道路に関する予め記
録されたＣＤ−ＲＯＭ情報と比較して、これらのデータ
と一致しているか否かを検出し、一致しなければ、自車
の走行位置を示すマークが重ねて表示された地図上の道
路に接近した道路の内、道路情報検出部４が示すデータ
に対応する最も近い道路上に、自車のマークを修正して
表示する処理を行う。

【００３０】

【００２２】なお、図１に示すように、画像識別処理部
２は、ＣＣＤカメラ１によって自車前方の車両をパター
ン画像により識別し、車間距離検出部にデータ出力する
ことにより、車間距離検出部では車間距離が一定以内に
近付いた場合に、危険を察知しＣＰＵ５を介してスピー
カやディスプレイ７などでドライバに警告することも可
能である。

【００３１】

【００２３】本発明の一実施例におけるカーナビゲーシ
ョン装置は以上のように構成され、ナビゲーション装置
によって測位および表示される自車の走行位置を画像処
理手段により補正し、より高精度な位置表示を行ってい
る。

【００３２】

【００２４】次に、本発明の一実施例におけるカーナビ
ゲーション装置が、交差点を特徴づける標識を識別し
て、ディスプレイ上の自車の走行位置の表示を修正する
具体的処理について詳細に説明する。かかる処理はＣＰ
Ｕ５にて行われており、図２に、図１におけるカーナビ
ゲーション装置を搭載する自動車が走行中に、交差点を
特徴づける標識をＣＣＤカメラと画像処理により識別し
て、ディスプレイ上の自車の走行位置の表示を修正する
ＣＰＵ５の動作フローチャートを示す。

【００３３】

【００２５】ＣＰＵ５は、先ずステップＳ１において、
自車が一定距離以上直進走行したかを判断する。ステッ
プＳ１は、例えばジャイロセンサ９と車速センサ１０を
用いて判断している。ＣＰＵ５は、ジャイロセンサ９の
大きな角度変化が無い限り直進走行と判断し、車速セン
サ１０の出力にて一定距離を検出できる。

【００３４】交差点をまがった直後などは、従来のナビ
ゲーション装置のように距離誤差も修正されるが、自律
系のナビゲーション装置では、自車が長い間曲がらない
と次第に大きな距離誤差を生じるので、本発明を適用す
る条件として先ずこのような判断を行う。

【００３５】

【００２６】次に、ステップＳ２に移行すると、画像識
別処理部２は、ＣＣＤカメラ１が撮影する自車の前方お
よびその周辺映像の中から、交差点等の特徴となるパタ
ーン画像を識別し、パターンマッチング部３にデータ出
力する。ここでいう交差点の特徴とは、信号機または一
時停止等の標識を示すものであり、信号機も一時停止等
の標識も、その形状や大きさ、デザインは定められたあ
る特定の少数の種類しか存在しないので、これらは、パ
ターンマッチング部３において、従来用いられているパ
ターンマッチングと呼ばれる手法で照合し、検出するこ
とができる。

【００３６】

【００２７】ここで、信号機や一時停止等の標識が遠方
に位置する場合には、識別が困難であり、また、自車が
交差点の直前まで進んでしまうと、信号機や一時停止等
の標識がＣＣＤカメラ１の視野から外れてしまう。

【００３７】したがって、走行中の自車は、通常、交差
点の手前数十メートルの地点において交差点の特徴を発
見することになり、発見した場合には、ステップＳ３に
移行して標識までの距離を計算する。

【００３８】

【００２８】標識までの距離は、ＣＣＤカメラ１の画像
上に映った信号機や標識の見掛けの大きさから求めるこ
とができる。ＣＣＤカメラ１の焦点距離を固定値とすれ
ば、すでに実際の大きさがわかっている物体までの距離
と、画像に写し出された見掛けの大きさは１対１の対応
関係にあり、予めこの関係を求めておく事により、信号
機や一時停止等の標識までの距離が算出される。

【００３９】

【００２９】次に、ステップＳ４に移行して、自車がス
テップＳ２で交差点の特徴を発見してから所定距離走行
したか否かを判断する。この判断は、例えば車速センサ
１０の出力に基づいて行われる。ここでいう所定距離と
は、例えばステップＳ３で求めた標識までの距離であっ
ても良いし、ステップＳ３で求めた標識までの距離に所
定の補正距離を加えた距離であっても良い。

【００４０】

【００３０】ステップＳ４において自車が所定距離走行
したらステップＳ５に移行し、ＣＰＵ５は、ディスプレ
イ７上に表示された自車マークが、同じく表示されてい
る道路地図中の道路の交差点上に位置しているか否かを
判断する。この判断は、ディスプレイ７上に表示された
自車マークの位置する座標が地図データの交差点座標と
一致するか否かで判断することができる。

【００４１】

【００３１】ステップＳ５において、ディスプレイ上に
表示された自車マークが道路の交差点上にない場合は、
ステップＳ６に移行して、自車マークの表示がディスプ
レイ７に表示する道路の交差点上に位置するように修正
する。自車マークを一致させるディスプレイ上の交差点
は、基本的には自車マークから最も近い距離にある交差
点を選択し、例えば自車マークが道路からずれて表示し
ている場合でも、自車マークから最も近い距離にある交
差点上に修正するが、ＧＰＳ受信機８を備える場合は、
ＧＰＳで求めた現在位置から測位誤差を考慮した所定距
離（通常数十メートル）以内にある交差点であることを
条件とすることで、異なる交差点に修正されることを抑
制することができる。

【００４２】したがって、自車が走行途中の交差点で曲
がること無く一定距離以上直進走行したために距離誤差
を生じ、ディスプレイ上に表示された自車マークが実際
の走行位置とずれた場合でも、走行途中の交差点近傍に
配設された標識によって交差点を識別し、交差点を通過
する際に、自車マークを実際の走行位置に修正すること
ができる。

【００４３】なおステップＳ１は必ずしも必要ではな
く、交差点の特徴を発見する毎にかかる現在地修正処理
を行ってもかまわない。

【００４４】

【００３２】なお、ステップＳ６では、ディスプレイ上
の自車マークを、ＧＰＳで求めた現在地から一定距離以
内にあり、かつ自車マークから最も近い交差点に修正す
るようにしたが、例えば、自車が高速道路と平行した一
般道路を走行中にディスプレイ上に表示された自車マー
クが高速道路上に誤表示されている場合には、ＣＰＵ５
にて、予め自車マークが表示された画面上の座標を共有
する地図データから、自車マークが表示されている道路
が高速道路（即ち交差点を特徴付ける信号機や一時停止
等の標識のない道路）であることを認識できるので、図
２のステップＳ２において交差点の特徴を発見したら、
その後のステップ（Ｓ３〜Ｓ６）を実行することなく自
車マークを一般道路上に正しく修正して表示させること
ができる。したがって修正処理が迅速となる。

【００４５】

【００３３】なお、本実施例においては、交差点の特徴
を信号機または一時停止等の標識によって得られるパタ
ーン画像から得るようにしたが、これらに限らず、交差
点近傍に配設され交差点を特定または特徴付けるもので
あれば同様に作用し効果を有する。

【００４６】

【００３４】次に、本発明の一実施例におけるカーナビ
ゲーション装置が、走行中の道路の車線数及び／又は道
幅から道路の特徴を識別して、ディスプレイ上に誤表示
された自車の走行位置を修正して表示する処理を詳細に
説明する。かかる処理はＣＰＵ５にて行われる。

【００４７】図３は、本発明の一実施例におけるＣＰＵ
５により行われる処理を示すフローチャートであり、カ
ーナビゲーション装置を搭載する自動車が、近接するほ
ぼ平行な道路の一方を走行中に、走行中の道路の車線数
及び／又は道幅から道路の特徴を識別して、ディスプレ
イ上の自車の走行位置の表示を修正するカーナビゲーシ
ョン装置の動作フローチャートを表す図である。

【００４８】

【００３５】先ず、自動車１１が走行中にステップＳ１
１において、カーナビゲーション装置はディスプレイ上
に表示された地図において、自車のマークが示す地図上
の道路に近接するほぼ平行な他のマッチング候補となる
道路が存在するか否かを判断する。この時の探索範囲
は、例えばＧＰＳの誤差範囲内（通常半径数十メートル
以内）とすることができる。又、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ
の地図情報に各道路に対し近接する平行な道路が存在す
ることを示すデータを道路位置とともに記録しておけ
ば、ＣＰＵ５は、地図上の自車のマーク位置を手掛かり
に、その情報を適宜読出すことができ、近接道路の識別
が可能となる。

【００４９】ステップＳ１１において他の候補となる道
路が存在する場合には、ステップＳ１２へ移行する。

【００５０】

【００３６】ステップＳ１２では、ＣＰＵ５は、走行中
の自動車１１の近傍に交差点が無い事をディスプレイ上
に表示された自車のマークの座標および地図データによ
って確認する。交差点近傍での車線数の変更等による誤
検出を防ぐためである。自動車１１の近傍に交差点が存
在しない場合には、ステップＳ１３に移行して走行中の
車線数及び道幅を確認する。尚、道幅は、例えば１車線
×車線数で式（１）にて計算されて、ステップＳ１４に
移行する。

【００５１】

【００３７】ステップＳ１４では、ステップＳ１３で検
出した結果が、ディスプレイに表示された自車のマーク
が示す道路に対応してＣＤ−ＲＯＭに記録された道路デ
ータと一致するか否かをチェックする。

【００５２】ここで、ＣＤ−ＲＯＭデータに記録する道
幅データは、例えば、３ｍ未満、３〜５．５ｍ、５．５
ｍ〜１３ｍ、１３ｍ以上、等といった様に数段階に分類
されて記録される。また、車線数は、対向車線も含めた
総車線数とするが、例えば高速道路等のように上下車線
が完全に分離されているような場合は、ＣＣＤカメラの
画像から得られる結果と一致させるため、片側分の車線
数を記録する。

【００５３】

【００３８】ステップＳ１４において、ＣＣＤカメラの
画像から得られたデータと、ＣＤ−ＲＯＭに記録された
データが異なる場合には、ステップＳ１５に移行する。

【００５４】ステップＳ１５では、ステップＳ１１です
でに選択した候補となる道路の道幅や車線数に関するデ
ータを読出し、現在走行中のＣＣＤカメラ画像から得ら
れるデータと一致するか否かをチェックし、一致する場
合はステップＳ１６に移行し、ディスプレイ上に表示さ
れた自車のマークを、該当する地図上の道路上に重ねる
様に修正する。

【００５５】

【００３９】以上のようにしてディスプレイ上に誤表示
された自車の走行位置を修正することができる。特に、
走行中の道路に対し、近接するほぼ平行な他の道路が存
在するような場所では、ナビゲーション装置によるマッ
プマッチングがとかく誤認識しがちであり、上述する方
法による修正は特に有効なものとなる。

【００５６】

【００４０】なお、ステップＳ１１でマッチング候補と
なる他の道路が複数見つかった場合は、ステップＳ１５
において、候補となる全ての道路についての道幅や車線
数その他に関するデータを呼び出して照合し、ステップ
Ｓ１６において最も一致する道へマッチング修正するよ
うにしても良い。

【００５７】

【００４１】次に、走行車線の幅を求めて走行中の道路
の特徴を識別する方法について述べる。図４は図１にお
けるカーナビゲーション装置を搭載する自動車が走行中
に、画像識別処理部２が識別する、道路の線（白線又は
黄色線）の画面を表した図である。画像識別処理部２
は、ＣＣＤカメラからの画像に二値化等の画像処理をを
施すことで路上に描かれた実線または破線などからなる
車線形状を抽出している。

【００５８】

【００４２】図４において、画面の下端から上方向にｙ
（固定値）の所に引いた水平線と、画面内の水平線の左
右の中点Ｃから最も近い左右の検出された車線との交点
を、それぞれＰ1 、Ｐ2 とすると、画面上のＰ1 とＰ2
間の距離（画素数）ｗは、実際の道幅と１対１の対応関
係にある。

【００５９】

【００４３】つまり、比例定数Ｋを用いて実際の道幅を
Ｗとすれば、以下の式（１）Ｗ＝Ｋｗ（１）で表される。ここで、比例定数Ｋは画像上の１画素あた
りの実際の道幅という意味を有するが、これは、予め実
測することによって平均値として算出することができ
る。したがって、道路情報検出部４は、画像識別処理部
２によって識別された道路の車線から、走行中の車線を
選び出した後、式（１）に従って、走行中の車線の道幅
を計算し、さらに後述する方法で検出する車線数を掛け
合わせることによって、道路の総幅を算出することがで
き、走行中の道路を特徴づける道路の総幅を求めること
ができる。

【００６０】

【００４４】但し、この方法は、走行中の道路にアップ
ダウンがある場合には誤差を生じる可能性があるため、
そのような場合には、複数回測定した道幅の平均値によ
って走行中の車線の道幅を算出するのが望ましい。

【００６１】

【００４５】次に、走行車線の車線数を求めて走行中の
道路の特徴を識別する方法について述べる。図５は図１
におけるカーナビゲーション装置を搭載する自動車が走
行する、１車線または２車線の道路を表したものであ
り、図５中（ａ）は１車線の道路を、（ｂ）および
（ｃ）は２車線の道路を示している。図中１１は矢印の
方向に走行中の自動車であり、図１におけるカーナビゲ
ーション装置を搭載する。

【００６２】また、図示しないカーナビゲーション装置
の画像識別処理部２は、図４と同様にＣＣＤカメラから
の画像に二値化等の画像処理を施すことで路上に描かれ
た実線または破線などからなる車線形状を抽出する。ま
た、カラー画像（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のレベルから白と黄を区
別する。したがって道路情報検出部４では、検出された
車線の形状および色によって、その車線の特徴を識別し
ている。

【００６３】

【００４６】即ち、図５（ａ）に示す道路を走行中の場
合は、走行中の自動車１１の両側の線が白の実線とすれ
ば、道路情報検出部４では、走行中の道路が１車線の道
路と判断できる。また、図５（ｂ）に示す道路を走行中
の場合は、走行中の自動車１１の両側の車線の内、左側
の線が白い実線であり、右側の線が白い破線であって、
さらにその右側の線が白の実線ならば、走行中の道路は
２車線の道路と判断できる。また、図５（ｃ）に示す道
路を走行中の場合は、走行中の自動車１１の両側の車線
のうち、左側の線が白い実線であり、右側の線が黄色の
実線であって、さらにその右側の線が白の実線ならば、
走行中の道路は２車線の道路と判断できる。

【００６４】

【００４７】同様に、図６は図１におけるカーナビゲー
ション装置を搭載する自動車が走行する３車線またはそ
れ以上の車線を有する道路を表したものである。

【００６５】自動車１１に搭載するＣＣＤカメラ画像か
ら安定に検出できる道路上の線の最大本数は、走行中の
車線幅を示す自動車１１に最も近い両側の線と、さらに
両隣りの車線を形成する外側の線の合計４本程度に制限
されることが実験により検証されている。したがって、
３車線以上の道路の場合は、すべての線を検出できない
場合がある。以下この前提に基づき説明する。

【００６６】

【００４８】図６（ａ）の場合、道路情報検出部４は、
走行する自動車１１の両側各２本、合計４本の線を検出
するが、検出された最も外側の線が白の実線であること
から、走行中の道路は３車線であると判断できる。ま
た、図６（ｂ）の場合は、右端に示す白の実線は安定に
検出できないので、同図中右から２番目の線（即ち自動
車１１の進行方向右側２番目に検出される線）が黄色の
実線であることから、走行中の道路は３車線以上と判断
できる。

【００６７】

【００４９】また、図６（ｃ）のような場合、道路情報
検出部４は、同図中右から２番目の線（即ち自動車１１
の進行方向右側２番目に検出される線）が破線であるこ
とから、走行中の道路は３車線以上と判断できる。

【００６８】通常、２本の近接する平行な道路が、本線
と側道、あるいは新道と旧道等の関係を有する場合、道
幅や車線数が互いに異なる場合が多く、上記のように、
道路情報検出部４は、走行中の道路画像から、道路を３
種類（１車線道路、２車線道路、３車線以上の道路）に
識別して走行中の道路を特徴づけることができる。

【００６９】

【００５０】以上説明した様に、道路情報検出部４は、
状況に応じて走行車線や走行車線の道幅や、走行車線を
含む道路の総幅や、走行車線数や走行車線数に基づく道
路の種類などを検出し、その演算結果をＣＰＵ５に出力
することにより、ディスプレイ７上に表示された自車マ
ークが示す地図上の道路に対応するＣＤ−ＲＯＭのデー
タと一致するか否かが判断することでき、一致しない場
合は、上述した検出結果を満足する正しい道路上に修正
表示することができる。

【００７０】

【００５１】なお、本実施例においては、道路情報検出
部４は状況に応じて走行車線や走行車線の道幅や、走行
車線を含む道路の総幅や、走行車線数や走行車線数に基
づく道路の種類などを検出するようにしたが、例えば住
宅地内の道路のように近接する２本の道幅や、車線数が
等しいような場合もあり、追い越しのためのはみ出し走
行禁止を表している道路か否か（白い破線か黄色の実線
か）をＣＤ−ＲＯＭに該当する道路のデータとして記録
しておけば、さらに識別可能な道路が増える。

【００７１】

【００５２】また、本実施例においては、道路上の白い
実線は道路の路肩と区分する線として識別しているが、
白の実線は交差点付近において走行車線の変更を禁止す
る場合にも用いられている。また、交差点付近において
は、道路の白線が不連続になったり、右折（または左
折）専用レーン等が分岐して設けられている場合もあ
る。このため、ＣＰＵ５は、交差点付近での道幅や車線
数等の演算結果は利用しないようにして、誤判断を防止
している。

【００７２】

【００５３】

【００７３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したため、請
求項１記載の発明によれば、画像処理手段によって車両
の周辺映像を収集し、その中から所定の画像を識別し
て、車両が現在いる位置の特徴を検出し、さらに制御手
段が、車両の現在位置の特徴と、ナビゲーション装置に
よって逐次算出され表示される自車の位置とを比較する
ことにより、表示すべき車両の現在位置を修正するの
で、表示する地図上の自車の表示に距離誤差等が生じた
場合に、自車の表示を地図上の正しい道路位置に精度良
く修正することができる。

【００７４】

【００５４】また、請求項２記載の発明によれば、画像
処理手段は、車両の周辺の交差点近傍に配設された所定
の標識を識別して、車両の現在位置の特徴を検出するの
で、例えば自動車が長時間曲がらずに走行して道のりの
距離誤差が大きく生じた場合でも、交差点を曲がること
なく認識できるので、表示する地図上の自車の表示に距
離誤差が生じた場合に、自車の表示を地図上の正しい道
路位置に精度良く修正することができる。

【００７５】

【００５５】また、請求項３記載の発明によれば、画像
処理手段は、車両が位置する道路の車線数及び／又は道
幅を識別して、走行車線や走行車線の道幅や、走行車線
を含む道路の総幅や、走行車線数や、走行車線数に基づ
く道路の種類などを検出し、さらに制御手段が、車両が
現在位置する道路の走行車線や、走行車線の道幅や、走
行車線を含む道路の総幅や、走行車線数や、走行車線数
に基づく道路の種類などと、ナビゲーション装置によっ
て算出された車両の現在位置近傍の地図情報に予め付与
された車線数及び／又は道幅によって得られる情報とを
比較することにより、ナビゲーション装置によって算出
され表示された車両の現在位置を修正するので、例えば
走行中の道路に複数の道路が近接したり、立体交差した
りするような場所においても、表示する地図上の自車の
表示が異なっている場合に、自車の表示を地図上の正し
い道路位置に精度良く修正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるカーナビゲーション
装置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例におけるカーナビゲーション
装置が、交差点の特徴を識別する際の動作フローチャー
トを表す図である。

【図３】本発明の一実施例におけるカーナビゲーション
装置を搭載する自動車が走行する道路の特徴を識別し
て、ディスプレイ上の自車の走行位置の表示を修正する
カーナビゲーション装置の動作フローチャートを表す図
である。

【図４】本発明の一実施例におけるカーナビゲーション
装置が、走行中の道路を識別する際の動作フローチャー
トを表す図である。

【図５】本発明の一実施例におけるカーナビゲーション
装置を搭載する自動車が走行する、１車線または２車線
の道路を表した図である。

【図６】本発明の一実施例におけるカーナビゲーション
装置を搭載する自動車が走行する３車線またはそれ以上
の車線を有する道路を表した図である。

【符号の説明】

１・・・・ＣＣＤカメラ２・・・・画像識別処理部３・・・・パターンパッチング部４・・・・道路情報検出部５・・・・ＣＰＵ６・・・・ＣＤ−ＲＯＭ７・・・・ディスプレイ８・・・・ＧＰＳ受信機９・・・・ジャイロセンサ１０・・・車速センサ１１・・・自動車

【手続補正書】

【提出日】平成８年１２月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００５】ところが自動車が長時間曲がらずに走行中
の場合、自律航法を例にとると、自車の曲折が検出され
ないため、結果的に補正すべき方向正しい位置を知る手
掛かりが無く、正確なマップマッチングが出来ない。距
離誤差が比較的少なければ、交差点を右折または左折し
た場合に距離誤差も含めて自車の表示位置が修正される
従来のマップマッチングの手法にて現在位置を正確に補
正できるが、前述のように長い距離に亘って曲折しない
場合は距離誤差が大きくなり、交差点が密集する場所に
おいて右折または左折するような場合は、正しい交差点
位置を選んで自車の表示を正確に修正することができな
くなる。

【０００７】

【０００８】

【００１１】

【００１４】

【００１６】本実施例では、パターンマッチング部３に
おいて、予め記憶する信号機や一時停止等の標識のパタ
ーン画像を、画像前処理部が識別した特徴となる画像の
中から検出することにより、車両が走行中の道路と鉄道
の交差点や、車両が走行中の道路と他の道路との交差点
の認識および交差点までの距離の算出を行う。また、道
路情報検出部４においては、道路上の白線（又は黄色
線）を検出することで、１車線の幅と車線数から道路の
総幅の演算を行う。

【００２２】なお、図１に示すように、画像識別処理部
２は、ＣＣＤカメラ１によって自車前方の車両をパター
ン画像により識別し、車問距離検出部にデータ出力する
ことにより、車間距離検出部では車間距離が一定以内に
近付いた場合に、危険を察知しＣＰＵ５を介してスピー
カやディスプレイ７などでドライバに警告することも可
能である。

【００２５】ＣＰＵ５は、先ずステップＳ１において、
自車が一定距離以上直進走行したかを判断する。ステッ
プＳ１は、例えばジャイロセンサ９と車速センサ１０を
用いて判断している。ＣＰＵ５は、ジャイロセンサ９の
大きな角度変化が無い限り直進走行と判断し、車速セン
サ１０の出力にて一定距離を検出できる。交差点をまが
った直後などは、従来のナビゲーション装置のように距
離誤差も修正されるが、自律系のナビゲーション装置で
は、自車が長い間曲がらないと次第に大きな距離誤差を
生じるので、本発明を適用する条件として先ずこのよう
な判断を行う。

【００２７】ここで、信号機や一時停止等の標識が遠方
に位置する場合には、識別が困難であり、また、自車が
交差点の直前まで進んでしまうと、信号機や一時停止等
の標識がＣＣＤカメラ１の視野から外れてしまう。した
がって、走行中の自車は、通常、交差点の手前数十メー
トルの地点において交差点の特徴を発見することにな
り、発見した場合には、ステップＳ３に移行して標識ま
での距離を計算する。

【００３１】ステップＳ５において、ディスプレイ上に
表示された自車マークが道路の交差点上にない場合は、
ステップＳ６に移行して、自車マークの表示がディスプ
レイ７に表示する道路の交差点上に位置するように修正
する。自車マークを一致させるディスプレイ上の交差点
は、基本的には自車マークから最も近い距離にある交差
点を選択し、例えば自車マークが道路からずれて表示し
ている場合でも、自車マークから最も近い距離にある交
差点上に修正するが、ＧＰＳ受信機８を備える場合は、
ＧＰＳで求めた現在位置から測位誤差を考慮した所定距
離（通常数十メートル）以内にある交差点であることを
条件とすることで、異なる交差点に修正されることを抑
制することができる。したがって、自車が走行途中の交
差点で曲がること無く一定距離以上直進走行したために
距離誤差を生じ、ディスプレイ上に表示された自車マー
クが実際の走行位置とずれた場合でも、走行途中の交差
点近傍に配設された標識によって交差点を識別し、交差
点を通過する際に、自車マークを実際の走行位置に修正
することができる。なおステップＳ１は必ずしも必要で
はなく、交差点の特徴を発見する毎にかかる現在地修正
処理を行ってもかまわない。

【００３２】なお、ステップＳ６では、ディスプレイ上
の自車マークを、ＧＰＳで求めた現在地から一定距離以
内にあり、かつ自車マークから最も近い交差点に修正す
るようにしたが、例えば、自車が高速道路と平行した一
般道路を走行中にディスプレイ上に表示された自車マー
クが高速道路上に誤表示されている場合には、ＣＰＵ５
にて、予め自車マークが表示された画面上の座標を共有
する地図データから、自車マークが表示されている道路
が高速道路（即ち交差点を特徴付ける信号機や一時停止
等の標識のない道路）であることを認識できるので、図
２のステップＳ２において交差点の特徴を発見したら、
その後のステッブ（Ｓ３〜Ｓ６）を実行することなく自
車マークを一般道路上に正しく修正して表示させること
ができる。したがって修正処理が迅速となる。

【００３４】次に、本発明の一実施例におけるカーナビ
ゲーション装置が、走行中の道路の車線数及び／又は道
幅から道路の特徴を識別して、ディスプレイ上に誤表示
された自車の走行位置を修正して表示する処理を詳細に
説明する。かかる処理はＣＰＵ５にて行われる。図３
は、本発明の一実施例におけるＣＰＵ５により行われる
処理を示すフローチャートであり、カーナビゲーション
装置を搭載する自動車が、近接するほぼ平行な道路の一
方を走行中に、走行中の道路の車線数及び／又は道幅か
ら道路の特徴を識別して、ディスプレイ上の自車の走行
位置の表示を修正するカーナビゲーション装置の動作フ
ローチャートを表す図である。

【００３５】先ず、自動車１１が走行中にステップＳ１
１において、カーナビゲーション装置はディスプレイ上
に表示された地図において、自車のマークが示す地図上
の道路に近接するほぼ平行な他のマッチング候補となる
道路が存在するか否かを判断する。この時の探索範囲
は、例えばＧＰＳの誤差範囲内（通常半径数十メートル
以内）とすることができる。又、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ
の地図情報に各道路に対し近接する平行な道路が存在す
ることを示すデータを道路位置とともに記録しておけ
ば、ＣＰＵ５は、地図上の自車のマーク位置を手掛かり
に、その情報を適宜読出すことができ、近接道路の識別
が可能となる。ステップＳ１１において他の候補となる
道路が存在する場合には、ステップＳ１２へ移行する。

【００３７】ステップＳ１４では、ステップＳ１３で検
出した結果が、ディスプレイに表示された自車のマーク
が示す道路に対応してＣＤ−ＲＯＭに記録された道路デ
ータと一致するか否かをチェックする。ここで、ＣＤ−
ＲＯＭデータに記録する道幅データは、例えば、３ｍ未
満、３〜５．５ｍ、５．５ｍ〜１３ｍ、１３ｍ以上、等
といった様に数段階に分類されて記録される。また、車
線数は、対向車線も含めた総車線数とするが、例えば高
速道路等のように上下車線が完全に分離されているよう
な場合は、ＣＣＤカメラの画像から得られる結果と一致
させるため、片側分の車線数を記録する。

【００３８】ステップＳ１４において、ＣＣＤカメラの
画像から得られたデータと、ＣＤ−ＲＯＭに記録された
データが異なる場合には、ステップＳ１５に移行する。
ステップＳ１５では、ステップＳ１１ですでに選択した
候補となる道路の道幅や車線数に関するデータを読出
し、現在走行中のＣＣＤカメラ画像から得られるデータ
と一致するか否かをチェックし、一致する場合はステッ
プＳ１６に移行し、ディスプレイ上に表示された自車の
マークを、該当する地図上の道路上に重ねる様に修正す
る。

【００４２】図４において、画面の下端から上方向にｙ
（固定値）の所に引いた水平線と、画面内の水平線の左
右の中点Ｃから最も近い左右の検出された車線との交点
を、それぞれＰ１、Ｐ２とすると、画面上のＰ１とＰ２
間の距離（画素数）ｗは、実際の道幅と１対１の対応関
係にある。

【００４５】次に、走行車線の車線数を求めて走行中の
道路の特徴を識別する方法について述べる。図５は図１
におけるカーナビゲーション装置を搭載する自動車が走
行する、１車線または２車線の道路を表したものであ
り、図５中（ａ）は１車線の道路を、（ｂ）および
（ｃ）は２車線の道路を示している。図中１１は矢印の
方向に走行中の自動車であり、図１におけるカーナビゲ
ーション装置を搭載する。また、図示しないカーナビゲ
ーション装置の画像識別処理部２は、図４と同様にＣＣ
Ｄカメラからの画像に二値化等の画像処理を施すことで
路上に描かれた実線または破線などからなる車線形状を
抽出する。また、カラー画像（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のレベルか
ら白と黄を区別する。したがって道路情報検出部４で
は、検出された車線の形状および色によって、その車線
の特徴を識別している。

【００４６】即ち、図５（ａ）に示す道路を走行中の場
合は、走行中の自動車１１の両側の線が白の実線とすれ
ば、道路情報検出部４では、走行中の道路が１車線の道
路と判断できる。また、図５（ｂ）に示す道路を走行中
の場合は、走行中の自動車１１の両側の車線の内、左側
の線が白い実線であり、右側の線が白い破線であって、
さらにその右側の線が白の実線ならば、走行中の道路は
２車線の道路と判断できる。また、図５（ｃ）に示す道
路を走行中の場合は、走行中の自動車１１の両側の車線
のうち、左側の線が白い実線であり、右側の線が黄色の
実線であって、さらにその右側の線が白の実線ならば、
走行中の道路は２甫線の道路と判断できる。

【００４７】同様に、図６は図１におけるカーナビゲー
ション装置を搭載する自動車が走行する３車線またはそ
れ以上の車線を有する道路を表したものである。自動車
１１に搭載するＣＣＤカメラ画像から安定に検出できる
道路上の線の最大本数は、走行中の車線幅を示す自動車
１１に最も近い両側の線と、さらに両隣りの車線を形成
する外側の線の合計４本程度に制限されることが実験に
より検証されている。したがって、３車線以上の道路の
場合は、すべての線を検出できない場合がある。以下こ
の前提に基づき説明する。

【００４９】また、図６（ｃ）のような場合、道路情報
検出部４は、同図中右から２番目の線（即ち自動車１１
の進行方向右側２番目に検出される線）が破線であるこ
とから、走行中の道路は３車線以上と判断できる。通
常、２本の近接する平行な道路が、本線と側道、あるい
は新道と旧道等の関係を有する場合、道幅や車線数が互
いに異なる場合が多く、上記のように、道路情報検出部
４は、走行中の道路画像から、道路を３種類（１車線道
路、２車線道路、３車線以上の道路）に識別して走行中
の道路を特徽づけることができる。

【００５３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本義明埼玉県川越市山田字西町25番地１パイオニア株式会社川越工場内 (72)発明者佐藤宏埼玉県川越市山田字西町25番地１パイオニア株式会社川越工場内 (72)発明者栗原正樹埼玉県川越市山田字西町25番地１パイオニア株式会社川越工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の周辺映像を収集し、前記周辺映像
から所定の画像を識別して、前記車両の現在位置の特徴
を検出する画像処理手段と、前記車両の現在位置を算出し、前記算出した現在位置と
対応する地図情報とを共に表示可能なナビゲーション装
置と、前記画像処理手段が検出する前記車両の現在位置の特徴
と、前記ナビゲーション装置によって算出された前記車
両の現在位置または前記地図情報とを比較し、比較結果に基づいて、前記ナビゲーション装置によって
算出され表示された前記車両の現在位置を修正する制御
手段と、を備えるカーナビゲーション装置。
【請求項２】請求項１記載のカーナビゲーション装置
において、前記画像処理手段は、前記車両の周辺の交差点近傍に配
設された信号機又は所定の標識を識別して、前記車両の
現在位置の特徴を検出し、前記制御手段によって、前記車両の現在位置を前記交差
点近傍に修正することを特徴とするカーナビゲーション
装置。
【請求項３】請求項１記載のカーナビゲーション装置
において、前記画像処理手段は、前記車両が位置する、道路の車線
数及び／又は道幅を識別して、前記車両の現在位置の特
徴を検出し、前記制御手段は、前記識別した前記車両が位置する道路
の車線数及び／又は道幅と、前記算出された前記車両の
現在位置近傍の前記地図情報に予め付与された車線数及
び／又は道幅の情報と、を比較し、比較結果に基づいて、前記車両の現在位置を修正するこ
とを特徴とするカーナビゲーション装置。