JP4702802B2 - 車両方位補正システム - Google Patents

Description

本発明は、車両の方位を補正する車両方位補正システムに関する。

従来のカーナビゲーションシステムは、車速センサによって検出される車速が０であり、且つ、エンジンが作動して電源が供給されている場合には、車両が停止していると判定し、その間のジャイロセンサからの出力を誤差とみなして、当該ジャイロセンサからの出力に基づく車両方位の補正を行わないという、いわゆるゼロ点補正が採用されている。

しかしながら、駐車場に設置されたターンテーブルに車両が配置された場合等、エンジンが作動し、カーナビゲーションシステムに電源が供給されている状態で、車両が停止しつつ回転するような場合、回転により車両の方位が変化しているにも関わらず、カーナビゲーションシステムは、その間のジャイロセンサからの出力を全て誤差とみなして、ゼロ点補正を行ってしまうため、車両の方位に誤差が生じることになる。

このような問題に対して、特許文献１に記載された技術は、車両に設置したカメラによって周期的に撮影された画像の一致の度合いにより、車両の回転を認識し、回転している場合には補正を行う。
特開２００２−１８８９３１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術は、カーナビゲーションシステム等への電源が断たれてから再度電源が投入されるまでの間に車両が１８０°回転する場合にのみ、適切な方位に補正することができるものであり、昨今増加している、駐車場形状に合わせて任意角度に回転するターンテーブルに車両が配置された場合には、適切な方位補正ができない。

本発明の目的は、上述した課題を解決するものであり、方位を適切に補正することが可能な車両方位補正システムを提供するものである。

本発明は、車両の角度変化を検出する角度検出手段を有し、該角度検出手段にて検出される角度変化に基づいて当該車両の方位を補正する車両方位補正システムであって、前記車両の近傍の第１の範囲と、該第１の範囲よりも遠方の第２の範囲とを周期的に撮影する撮影手段と、前記車両の速度を検出する車速検出手段と、前記撮影手段の撮影により得られた撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関、及び、撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関と、前記車速検出手段により検出された車両の速度とに基づいて、前記車両が停止、回転及び走行のいずれかの状態であるかを判定する車両状態判定手段と、前記車両状態判定手段により前記車両が回転及び走行にいずれかの状態であると判定された場合に、前記角度検出手段により検出された車両の角度変化に基づいて前記車両の方位の補正を許容し、前記車両状態判定手段により前記車両が停止の状態であると判定された場合に、前記角度検出手段により検出される角度変化に基づいた車両の方位の補正を行わせない制御手段とを有することを特徴とする。

この構成によれば、周期的な撮影によって得られた車両の近傍及び遠方の画像のそれぞれの相関と、車速との双方を考慮することによって、車両の状態、具体的には、停止、回転、走行のいずれかの状態であるかを適切に判定することができ、車両が回転及び走行のいずれかの状態であれば、ゼロ点補正を行うことなく、ジャイロセンサ等の角度変化検出手段によって検出された車両の角度変化に基づいて、方位が適切に補正される。

同様の観点から、本発明の車両方位補正システムは、前記車両状態判定手段が、前記撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関が第１の閾値以上であり、前記撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関が第２の閾値以上であって、且つ、前記車両の速度が０である場合に、前記車両が停止の状態であると判定し、前記撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関が第１の閾値以上であり、前記撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関が第２の閾値未満であって、且つ、前記車両の速度が０である場合に、前記車両が回転の状態であると判定し、前記撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関が第１の閾値未満であり、前記撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関が第２の閾値未満であって、且つ、前記車両の速度が０でない場合に、前記車両が走行の状態であると判定するようにしてもよい。

また、本発明の車両方位補正システムは、前記撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関が第１の閾値未満であり、前記撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関が第２の閾値未満であって、且つ、前記車両の速度が０である場合と、前記撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関が第１の閾値以上であり、前記撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関が第２の閾値以上であって、且つ、前記車両の速度が０でない場合とにおいて、所定の警告を提示する警告提示手段を有するようにしてもよい。

この構成によれば、画像の相関と車両の速度との間に矛盾が生じる場合、具体的には、画像の相関のみによれば車両が走行していると判断されるが、車両の速度が０である場合、あるいは、画像の相関のみによれば車両が停止していると判断されるが、車両の速度が０でない場合には、撮影手段又は車速検出手段に異常が生じたものとみなして、ユーザに対してその旨の警告を行うことができる。

また、本発明の車両方位補正システムは、前記車両状態判定手段が、前記撮影手段が複数の撮影ユニットにより構成される場合に、前記撮影ユニット毎に、該撮影ユニットの撮影により得られた撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関、及び、撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関と、前記車速検出手段により検出された車両の速度とに基づいて、前記車両の状態を判定し、前記方位補正手段が、前記車両状態判定手段により前記撮影ユニット毎に判定された車両の状態が回転及び走行のいずれかで一致する場合にのみ、前記角度変化検出手段により検出された車両の角度変化に基づいて、前記車両の方位を補正するようにしてもよい。

この構成によれば、複数の撮影ユニットによって撮影された画像を車両状態の判定に用いることで、より適切な車両状態の判定が可能となる。

また、本発明の車両方位補正システムにおいて、前記撮影手段の撮影により得られた撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像のうち、一方の第２の範囲の画像内の第１の領域を選択し、他方の第２の範囲の画像内において前記一方の第２の範囲の画像内の第１の領域に含まれる画像との相関が第３の閾値以上である画像を含む第２の領域を検出し、前記一方の第２の範囲の画像内における第１の領域の位置と、前記他方の第２の範囲の画像内における第２の領域の位置との差に基づいて、前記車両の角度変化を算出する角度変化算出手段を有し、前記車両状態判定手段により前記車両が回転の状態であると判定された場合に、前記角度変化検出手段により検出された角度変化に代えて前記角度変化算手段により算出された角度変化に基づいて、前記車両の方位を補正するようにしてもよい。

この構成によれば、車両が回転する場合には、撮影タイミングの異なる２つの画像のそれぞれにおいて、同一の撮影対象物の領域の位置、換言すれば、相関の高い領域の位置が変化することに鑑みて、撮影タイミングの異なる２つの画像のそれぞれにおいて、相関の高い領域を探し出し、その領域の位置の差を車両の角度変化に換算して、方位の補正を行うことで、適切な補正が可能となる。

また、本発明の車両方位補正システムは、前記角度変化算出手段は、前記撮影手段が複数の撮影ユニットにより構成される場合に、前記撮影ユニット毎に、該撮影ユニットの撮影により得られた撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像のうち、一方の第２の範囲の画像内の第１の領域を選択し、他方の第２の範囲の画像内において前記一方の第２の範囲の画像内の第１の領域に含まれる画像との相関が第３の閾値以上である画像を含む第２の領域を検出し、前記一方の第２の範囲の画像内における第１の領域の位置と、前記他方の第２の範囲の画像内における第２の領域の位置との差に基づいて、前記車両の角度変化を算出し、前記撮影ユニット毎に検出された車両の角度変化の平均値を最終的な前記車両の角度変化として算出するようにしてもよい。

この構成によれば、複数の撮影ユニットによって撮影された画像を車両の角度変化の算出に用いることで、より適切な角度変化の導出が可能となる。

また、本発明の車両方位補正システムにおいて、前記角度変化検出手段により検出された車両の角度変化と、前記角度変化算出手段により算出された車両の角度変化とに応じて定められる補正係数を用いて、前記角度変化検出手段により検出された車両の角度変化を補正する角度変化補正手段を有し、前記角度変化算出手段により算出される車両の角度変化を用いることなく、前記角度変化補正手段により得られた補正後の前記車両の角度変化に基づいて、前記車両の方位を補正するようにしてもよい。

角度変化検出手段が、例えばカーナビゲーションシステム内のジャイロセンサである場合には、カーナビゲーションシステムが車両に搭載されてからの期間が短い場合、学習機能による誤差の解消が不十分なため、検出される車両の角度変化に誤差が生じることがあるが、この構成によれば、その誤差を適切に解消することができる。

また、本発明の車両方位補正システムは、前記車両の加速度を検出する加速度検出手段と、前記角度変化検出手段により検出された車両の角度変化と、前記角度変化算出手段により算出された車両の角度変化とに応じて定められる補正値を用いて、前記加速度検出手段により検出された車両の加速度を補正するようにしてもよい。

加速度検出手段が、例えばカーナビゲーションシステム内の加速度センサである場合には、カーナビゲーションシステムが車両に搭載されてからの期間が短い場合、学習機能による誤差の解消が不十分なため、検出される加速度に誤差が生じることがあるが、この構成によれば、その誤差を適切に解消することができる。

本発明によれば、周期的な撮影によって得られた車両の近傍及び遠方の画像のそれぞれの相関と、車速との双方を考慮することによって、車両の状態を適切に判定することができ、更にその車両の状態に応じて、車両の角度変化に基づく方位の補正を適切に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明が適用された車両方位補正システムの第１の構成を示す図である。図１に示す車両方位補正システム１００−１は、車両に搭載されたカーナビゲーションシステムの内部に構成されるものであり、撮影手段に対応するカメラ１０２と、車両状態判定手段及び角度変化算出手段に対応する仮判定部１０４と、画像保持部１０６と、車速検出手段に対応する車速センサ１０８と、角度変化検出手段に対応するジャイロセンサ１１０と、車両状態判定手段、方位補正手段、警告提示手段、角度変化補正手段及び加速度補正手段に対応する判定・補正部１１２と、モニタ１１４と、加速度検出手段に対応する加速度センサ１１６とにより構成される。これらのうち、カメラ１０２は、例えば、図２に示すように、車両の側面部（例えば、ドアミラーの取り付け部分）に搭載されている。

車両方位補正システム１００−１は、カメラ１０２によって異なる撮影タイミングで撮影された画像の相関と、車速センサ１０８によって検出された車両の速度とに基づいて、車両の状態を判定し、その判定結果に応じ、ジャイロセンサ１１０によって検出された車両の角度変化に基づいて、車両の方位を補正する。以下、フローチャートを参照しつつ、車両方位補正システム１００−１による方位補正動作について説明する。

図３及び図４は、車両方位補正システム１００−１による方位補正動作を示すフローチャートである。車両のエンジンが作動して車両方位補正システム１００−１を含むカーナビゲーションシステムに電源が供給されている状態において、カメラ１０２は、第１の範囲である車両の近傍の範囲（例えば、車両から１０ｃｍ以内の範囲）と、当該第１の範囲よりも遠方である第２の範囲である遠方の範囲（たとえば、車両から１．５ｍ以上離れた範囲）との双方を同時に撮影する（Ｓ１０１）。なお、カメラ１０２は、方位補正のために専用に設けられたものでなくてもよく、車両周辺を撮影して運転者に障害物を認識させるためのカメラと共用でもよい。撮影によって得られた画像データは、所定の時間周期でサンプリングされ、撮影日時が付加された上で仮判定部１０４へ送られる。

仮判定部１０４は、カメラ１０２からの画像を取得すると、当該画像のうち、近傍範囲に対応する画像（近傍画像）と遠方範囲に対応する画像（遠方画像）とを抽出する（Ｓ１０２）。具体的には、仮判定部１０４は、画像における近傍範囲の領域の情報と遠方範囲の領域の情報とを保持しており、これら領域の情報に基づいて、カメラ１０２からの画像における、近傍範囲と遠方範囲とを特定する。図５は、カメラ１０２による撮影画像の一例である。図５に示す画像２００においては、下部の所定範囲の領域が近傍範囲の領域２０１であり、上部の所定範囲の領域が遠方範囲の領域２０２である。そして、仮判定部１０４は、カメラ１０２からの画像のうち、これら近傍範囲と遠方範囲のそれぞれに対応する画像を抽出する。

次に、仮判定部１０４は、Ｓ１０２にて抽出した最新の近傍画像と、１つ前の近傍画像との相関値（近傍画像相関値）を算出するとともに、Ｓ１０２にて抽出した最新の遠方画像と、１つ前の遠方画像との相関値（遠方画像相関値）を算出する（Ｓ１０３）。過去の近傍画像及び遠方画像は、画像保持部１０６に保持されている。図６は、画像保持部１０６に保持されている画像データの一例を示す図である。図６に示すように、画像データは、撮影日時、近傍範囲画像及び遠方範囲画像の各情報を対応付けて構成される。なお、画像保持部１０６は、必ずしも過去の全ての近傍画像及び遠方画像に対応する画像データを保持する必要はなく、少なくとも１つ前の近傍画像及び遠方画像に対応する画像データを保持していればよい。

相関値の算出は、例えば、以下のようにして行われる。すなわち、仮判定部１０４は、最新の近傍画像と、１つ前の近傍画像のそれぞれにおける同一の位置の画素を選択し、その同一位置の画素値の差を算出する。そして、仮判定部１０４は、画像の全ての位置の画素について算出した画素値の差を集計し、その逆数を近傍画像相関値とする。同様に、仮判定部１０４は、最新の遠方画像と、１つ前の遠方画像のそれぞれにおける同一の位置の画素を選択し、その同一位置の画素値の差を算出する。そして、仮判定部１０４は、画像の全ての位置の画素について算出した画素値の差を集計し、その逆数を遠方画像相関値とする。なお、相関値は、周知の様々な手法によって算出可能である。

次に、仮判定部１０４は、算出した近傍画像相関値及び遠方画像相関値に基づいて、車両の状態の仮判定を行う（Ｓ１０４）。具体的には、仮判定部１０４は、近傍画像相関値と予め定められた閾値ａとを比較するとともに、遠方画像相関値と予め定められた閾値ｂとを比較する。

そして、仮判定部１０４は、近傍画像相関値が閾値ａ以上であり、且つ、遠方画像相関値が閾値ｂ以上である場合、換言すれば、近傍画像と遠方画像の双方の時間的変化が小さい場合には、車両が停止している状態であるとの仮判定を行う。また、仮判定部１０４は、近傍画像相関値が閾値ａ以上であり、且つ、遠方画像相関値が閾値ｂ未満である場合、換言すれば、近傍画像の時間的変化は小さいが、遠方画像の時間的変化が大きい場合には、車両が駐車場のターンテーブル等に配置されて回転している状態（方位のみ変化している状態）であるとの仮判定を行う。この仮判定は、車両がターンテーブル等に配置されて回転している状態では、ターンテーブルを撮影対象物とした近傍画像は変化せず、遠方画像のみが変化することに基づく。また、仮判定部１０４は、近傍画像相関値が閾値ａ未満であり、且つ、遠方画像相関値が閾値ｂ未満である場合、換言すれば、近傍画像と遠方画像の双方の時間的変化が大きい場合には、車両が走行している状態であるとの仮判定を行う。

仮判定部１０４は、このようにして求めた仮判定の結果を、判定・補正部１１２へ送る。また、仮判定部１０４は、Ｓ１０２において抽出した近傍画像及び遠方画像と撮影日時とを対応付けた画像データを画像保持部１０６に保持させる。ここで保持された画像データ内の近傍画像及び遠方画像は、次の方位補正動作において、１つ前の近傍画像及び遠方画像として用いられる。

判定・補正部１１２は、仮判定結果を取得すると、車速センサ１０８によって検出される最新の車両の速度（車速）を取得する。（Ｓ１０５）。ジャイロセンサ１１０は、上述したカメラ１０２による画像出力と同一の時間周期で車両の角度を検出し、その都度、検出した最新の車両の角度と１つ前に検出した車両の角度との差を角度変化として判定・補正部１１２へ出力する。判定・補正部１１２は、このジャイロセンサ１１０から送られる最新の車両の角度変化を取得する（Ｓ１０６）。

その後、図４に示す動作に移行し、判定・補正部１１２は、仮判定結果が停止であり、且つ、車速が０であるか否かを判定する（Ｓ２０１）。仮判定結果が停止、且つ、車速が０を満たす場合には、判定・補正部１１２は、最終的な車両状態の判定結果を停止であるとする（Ｓ２０２）。この場合には、ジャイロセンサ１１０によって検出される最新の車両の角度変化に基づく車両の方位補正は行われずに（ゼロ点補正）、次の方位補正動作に移行し、再び、図３のＳ１０１におけるカメラ１０２による撮影以降の動作が繰り返される。

一方、仮判定結果が停止、且つ、車速が０を満たさない場合には、次に、判定・補正部１１２は、仮判定結果が回転であり、且つ、車速が０であるか否かを判定する（Ｓ２０３）。仮判定結果が回転、且つ、車速が０を満たす場合には、判定・補正部１１２は、最終的な車両状態の判定結果を回転であるとする（Ｓ２０４）。この場合には、判定・補正部１１２は、Ｓ１０６において取得した車両の角度変化に基づいて、車両の方位を補正する（Ｓ２０５）。

具体的には、判定・補正部１１２は、その時点で設定されている車両の方位から角度変化分だけ変化した方位を補正後の車両の方位とする。補正により得られた新たな方位の情報は、例えば、ナビゲーションシステム内で車両位置を検出する車両位置検出部（図示せず）へ出力される。その後は、次の方位補正動作に移行し、再び、図３のＳ１０１におけるカメラ１０２による撮影以降の動作が繰り返される。

一方、仮判定結果が回転、且つ、車速が０を満たさない場合には、次に、判定・補正部１１２は、仮判定結果が走行であり、且つ、車速が０以外であるか否かを判定する（Ｓ２０６）。仮判定結果が走行、且つ、車速が０以外を満たす場合には、判定・補正部１１２は、最終的な車両状態の判定結果を走行であるとする（Ｓ２０７）。この場合には、判定・補正部１１２は、Ｓ１０６において取得した角度変化に基づいて、車両の方位を補正し、その方位情報を出力する（Ｓ２０５）。その後は、次の方位補正動作に移行し、再び、図３のＳ１０１におけるカメラ１０２の撮影以降の動作が繰り返される。

一方、仮判定結果が走行、且つ、車速が０以外を満たさない場合には、仮判定結果が停止であるにもかかわらず、車速が０以外である場合、仮判定結果が回転であるにもかかわらず、車速が０以外である場合、及び、仮判定結果が走行であるにもかかわらず、車速が０である場合のいずれかであり、仮判定結果と車速との間に矛盾が生じているということである。この場合、判定・補正部１１２は、カメラ１０２又は車速センサ１０８に異常が生じたとみなして、モニタ１１４にその旨を表示させる等、警報通知を行う（Ｓ２０８）。なお、仮判定結果が回転、車速が０以外である場合には、警報通知は行われなくてもよい。その後は、次の方位補正動作に移行し、再び、図３のＳ１０１におけるカメラ１０２による撮影以降の動作が繰り返される。

このように、車両方位補正システム１００−１は、カメラ１０２による周期的な撮影によって得られた車両の近傍及び遠方の画像のそれぞれの相関と、車速センサ１０８によって検出された車速との双方を考慮することによって、車両が停止、回転、走行のいずれかの状態であるかを適切に判定することができる。更には、車両方位補正システム１００−１は、その車両の状態が停止であれば、車両の方位を補正せず、回転及び走行のいずれかの状態であれば、ジャイロセンサ１１０によって検出された車両の角度変化に基づいて、車両の方位を補正することにより、方位が適切を補正することができる。

なお、車両の角度変化は、カメラ１０２によって撮影された画像に基づいて算出することもできる。図７及び図８は、車両方位補正システム１００−１による角度変化算出動作を示すフローチャートである。仮判定部１０４は、図３のＳ１０２において、カメラ１０２からの画像から抽出した最新の遠方画像における所定の領域（第１領域）を選択するとともに（Ｓ３０１）、画像保持部１０６に保持されている１つ前の遠方画像における所定の領域（第２領域）を選択する（Ｓ３０２）。ここで、第１領域と第２領域は、同一の形状及び同一の面積である。

次に、仮判定部１０４は、Ｓ３０１にて選択した第１領域に含まれる画像と、Ｓ３０２にて選択した第２領域に含まれる画像との相関値を算出する（Ｓ３０３）。ここで、相関値は、周知の様々な手法によって算出可能である。更に、仮判定部１０４は、算出した相関値が予め定められた閾値ｃ以上であるか否かを判定する（Ｓ３０４）。そして、相関値が閾値ｃ以上である場合、換言すれば、第１領域に含まれる画像と、第２領域に含まれる画像とが近似している場合には、最新の遠方画像における第１領域の位置と１つ前の遠方画像における第２領域の位置との差を算出する（Ｓ３０５）。

図９は、領域の位置の差の算出の一例を示す図である。図９（ａ）は、最新の画像２００であり、遠方画像２０２において第１領域２１０が選択されている。一方、図９（ｂ）は、１つ前の画像２００であり、遠方画像２０２において第２領域２２０が選択されている。これら、第１領域２１０に含まれる画像と第２領域に含まれる画像とは、近似しており、相関値は閾値ｃ以上である。

このような場合、仮判定部１０４は、図９（ａ）の最新の画像２００における、第１領域２１０の中心Ｍの座標（画像２００の左端からの距離がＬ１）と、図９（ｂ）の１つ前の画像２００における、第２領域２２０の中心Ｎの座標（画像２００の左端からの距離がＬ２）との差（Ｌ２−Ｌ１）を、最新の遠方画像２００における第１領域２１０の位置と１つ前の遠方画像２００における第２領域２２０の位置との差として算出する。

次に、仮判定部１０４は、算出した最新の遠方画像における第１領域の位置と１つ前の遠方画像における第２領域の位置との差と、画像の光軸と地面が交わる距離とに基づいて、車両の角度変化を算出する（Ｓ３０６）。画像の光軸と地面が交わる距離は、カメラ１０２の設置位置及び撮影方向により一意に決定されるものであり、この画像の光軸と地面が交わる距離によって、第１領域と第２領域との位置の差を車両の角度変化に換算する際の係数が決定される。このようにして算出された車両の角度変化は、判定・補正部１１２へ送られる。この場合、判定・補正部１１２は、図３のＳ１０６におけるジャイロセンサ１１０からの車両の角度変化を取得しなくても、仮判定部１０４によって算出された車両の角度変化を取得することにより、図４のＳ２０５における、車両の角度変化に基づく方位補正を行うことができる。

一方、Ｓ３０４において、相関値が閾値ｃ未満である場合、換言すれば、第１領域に含まれる画像と、第２領域に含まれる画像とが近似していない場合には、図８に示す動作に移行し、仮判定部１０４は、Ｓ３０１にて一度、第１領域を選択した後において、１つ前の遠方画像の全領域についてＳ３０３及びＳ３０４の処理がなされたか否かを判定する（Ｓ３０７）。そして、１つ前の遠方画像において未処理の領域が存在する場合には、仮判定部１０４は、その時点で選択されている第２領域の位置を所定量ずらした新たな第２領域を選択し（Ｓ３０８）、Ｓ３０３における第１領域と第２領域の画像の相関値の算出以降の動作を繰り返す。

一方、１つ前の遠方画像において未処理の領域が存在しない場合には、仮判定部１０４は、最新の遠方画像の全領域についてＳ３０２以降の処理がなされたか否かを判定する（Ｓ３０９）。そして、最新の遠方画像において未処理の領域が存在する場合には、仮判定部１０４は、その時点で選択されている第１領域の位置を所定量ずらした新たな第１領域を選択し（Ｓ３１０）、Ｓ３０２における第２領域の選択以降の動作を繰り返す。また、最新の遠方画像において未処理の領域が存在しない場合には、一連の動作を終了する。この場合には、車両の角度変化は算出されないことになる。

また、上述した図７及び図８に示す手順によって、仮判定部１０４により車両の角度変化が算出される場合には、その車両の角度変化に基づいて、ジャイロセンサ１１０によって検出される車両の角度変化を補正するようにしてもよい。

図１０（ａ）に示すように、ジャイロセンサ１１０によって検出される車両の角度変化がＰであり、仮判定部１０４により算出された角度変化がＱである場合、判定・補正部１１２は、補正係数ＴをＴ＝Ｑ／Ｐにより算出する。その後、判定・補正部１１２は、ジャイロセンサ１１０によって検出される車両の角度変化を取得すると、その取得した角度変化に補正係数Ｔを乗じた値を車両の角度変化として算出し、図４のＳ２０５における方位補正に用いる。

更に、この補正係数Ｔを用いて、判定・補正部１１２は、加速度１１６によって検出される加速度を補正するようにしてもよい。具体的には、判定・補正部１１２は、加速度センサ１１６によって検出される加速度（補正前加速度）Ｒを取得すると、補正後の加速度ＳをＳ＝Ｒ×Ｔにより算出する。この算出式は、以下のようにして得られる。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、補正前加速度Ｒと補正後加速度Ｓとのなす角をθとすると、Ｓ＝Ｒ／ｃｏｓθであり、近似式Ｔ≒１／ｃｏｓθを用いることにより、Ｓ＝Ｒ×Ｔとなる。

また、複数のカメラを用いて撮影が行われるようにしてもよい。図１１は、本発明が適用された車両方位補正システムの第２の構成を示す図である。図１１に示す車両方位補正システム１００−２は、図１に示す車両方位補正システム１００−１と比較すると、カメラ１０２に代えて、それぞれが撮影ユニットに対応する４台のカメラ１０３−１乃至１０３−４を有する。これらカメラ１０３−１乃至１０３−４（以下、これらをまとめて適宜「カメラ１０３」と称する）は、例えば、図１２に示すように、車両の両側面部と、前部及び後部に搭載されている。

車両方位補正システム１００−２において、各カメラ１０３は、近傍範囲及び遠方範囲の双方を同時に撮影しており、この撮影によって得られた画像データは、所定の時間周期でサンプリングされ、撮影日時とカメラ１０３の識別情報が付加された上で仮判定部１０４へ送られる。

仮判定部１０４は、各カメラ１０３からの画像を取得すると、これらカメラ１０３毎に、当該カメラ１０３からの画像について、近傍画像と遠方画像とを抽出する。更に、仮判定部１０４は、抽出した最新の近傍画像と同一の識別情報が付加された１つ前の近傍画像を画像保持部１０６から取得し、これら近傍画像の相関値を算出する。同様に、仮判定部１０４は、抽出した最新の遠方画像と同一の識別情報が付加された１つ前の遠方画像を画像保持部１０６から取得し、これら遠方画像の相関値を算出する。

このようにして、カメラ１０３毎に近傍画像相関値及び遠方画像相関値が算出されると、仮判定部１０４は、カメラ１０３毎に、当該カメラ１０３に対応する近傍画像相関値及び遠方画像相関値に基づいて、車両状態の仮判定を行う。具体的な手順は、図３のＳ１０４と同様であり、仮判定の結果は、判定・補正部１１２へ送られる。

判定・補正部１１２は、カメラ１０３毎の仮判定結果が全て回転で一致し、且つ、車速センサ１０８から取得した車速が０である場合にのみ、最終的な車両状態の判定結果を回転であるとし、ジャイロセンサ１１０から取得した角度変化に基づいて、車両の方位補正を行う。また、判定・補正部１１２は、カメラ１０３毎の仮判定結果が全て走行で一致し、且つ、車速センサ１０８から取得した車速が０以外である場合にのみ、最終的な車両状態の判定結果を走行であるとし、ジャイロセンサ１１０から取得した角度変化に基づいて、車両の方位補正を行う。

また、車両方位補正システム１００−２において、各カメラ１０３によって撮影された画像に基づいて車両の角度変化が算出されるようにしてもよい。この場合、仮判定部１０４は、各カメラ１０３からの画像毎に、図７におけるＳ３０１乃至Ｓ３０６の動作を行い、角度変化を算出する。このようにしてカメラ１０３毎に角度変化を算出すると、次に、仮判定部１０４は、そのカメラ１０３毎の角度変化の平均値を算出し、判定・補正部１１２へ出力する。判定・補正部１１２は、この角度変化の平均値を、仮判定部１０４によって算出された角度変化として用いることにより、上述したような車両の方位補正や、ジャイロセンサ１１０によって検出される車両の角度変化の補正、加速度センサ１１６によって検出される車両の加速度の補正を行う。

また、近傍範囲を撮影するカメラと遠方範囲を撮影するカメラとを別々に設けてもよい。この場合には、仮判定部１０４は、図３のＳ１０２に示す近傍画像及び遠方画像の抽出を行わず、近傍範囲を撮影するカメラの撮影によって得られた近傍画像と、遠方範囲を撮影するカメラの撮影によって得られた遠方画像とを、そのまま相関値の算出（図３のＳ１０３）に用いる。なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

以上、説明したように、本発明に係る車両方位補正システムは、方位を適切に補正することができ、車両方位補正システムとして有用である。

車両方位補正システムの第１の構成を示す図である。 カメラの配置の第１の例を示す図である。 方位補正動作を示す第１のフローチャートである。 方位補正動作を示す第２のフローチャートである。 撮影画像の一例を示す図である。 画像データの一例を示す図である。 角度変化算出動作を示す第１のフローチャートである。 角度変化算出動作を示す第２のフローチャートである。 領域の位置の差の算出の一例を示す図である。 角度変化及び加速度の補正を説明する図である。 車両方位補正システムの第１の構成を示す図である。 カメラの配置の第２の例を示す図である。

符号の説明

１００−１、１００−２ 車両方位補正システム
１０２、１０３−１、１０３−２、１０３−３、１０３−４ カメラ
１０４ 仮判定部
１０６ 画像保持部
１０８ 車速センサ
１１０ ジャイロセンサ
１１２ 判定・補正部
１１４ モニタ
１１６ 加速度センサ

Claims (7)

1. 車両の角度変化を検出する角度変化検出手段を有し、該角度変化検出手段にて検出される角度変化に基づいて当該車両の方位を補正する車両方位補正システムであって、
   前記車両の近傍の第１の範囲と、該第１の範囲よりも遠方の第２の範囲とを周期的に撮影する撮影手段と、
   前記車両の速度を検出する車速検出手段と、
   前記撮影手段の撮影により得られた撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関、及び、撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関と、前記車速検出手段により検出された車両の速度とに基づいて、前記車両が停止、回転及び走行のいずれかの状態であるかを判定する車両状態判定手段と、
   前記車両状態判定手段により前記車両が回転及び走行にいずれかの状態であると判定された場合に、前記角度変化検出手段により検出された車両の角度変化に基づいた前記車両の方位の補正を許容し、前記車両状態判定手段により前記車両が停止の状態であると判定された場合に、前記角度変化検出手段により検出される角度変化に基づいた車両の方位の補正を行わせない制御手段とを有することを特徴とする車両方位補正システム。
2. 前記車両状態判定手段は、
   前記撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関が第１の閾値以上であり、前記撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関が第２の閾値以上であって、且つ、前記車両の速度が０である場合に、前記車両が停止の状態であると判定し、
   前記撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関が第１の閾値以上であり、前記撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関が第２の閾値未満であって、且つ、前記車両の速度が０である場合に、前記車両が回転の状態であると判定し、
   前記撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関が第１の閾値未満であり、前記撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関が第２の閾値未満であって、且つ、前記車両の速度が０でない場合に、前記車両が走行の状態であると判定することを特徴とする請求項１に記載の車両方位補正システム。
3. 前記撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関が第１の閾値未満であり、前記撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関が第２の閾値未満であって、且つ、前記車両の速度が０である場合と、前記撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関が第１の閾値以上であり、前記撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関が第２の閾値以上であって、且つ、前記車両の速度が０でない場合とにおいて、所定の警告を提示する警告提示手段を有することを特徴とする請求項２に記載の車両方位補正システム。
4. 前記車両状態判定手段は、前記撮影手段が複数の撮影ユニットにより構成される場合に、前記撮影ユニット毎に、該撮影ユニットの撮影により得られた撮影タイミングの異なる２つの第１の範囲の画像の相関、及び、撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像の相関と、前記車速検出手段により検出された車両の速度とに基づいて、前記車両の状態を判定し、
   前記方位補正手段は、前記車両状態判定手段により前記撮影ユニット毎に判定された車両の状態が回転及び走行のいずれかで一致する場合にのみ、前記角度変化検出手段により検出された車両の角度変化に基づいて、前記車両の方位を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両方位補正システム。
5. 前記撮影手段の撮影により得られた撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像のうち、一方の第２の範囲の画像内の第１の領域を選択し、他方の第２の範囲の画像内において前記一方の第２の範囲の画像内の第１の領域に含まれる画像との相関が第３の閾値以上である画像を含む第２の領域を検出し、前記一方の第２の範囲の画像内における第１の領域の位置と、前記他方の第２の範囲の画像内における第２の領域の位置との差に基づいて、前記車両の角度変化を算出する角度変化算出手段を有し、
   前記車両状態判定手段により前記車両が回転の状態であると判定された場合に、前記角度変化検出手段により検出された角度変化に代えて前記角度変化算手段により算出された角度変化に基づいて、前記車両の方位を補正することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両方位補正システム。
6. 前記角度変化算出手段は、前記撮影手段が複数の撮影ユニットにより構成される場合に、前記撮影ユニット毎に、該撮影ユニットの撮影により得られた撮影タイミングの異なる２つの第２の範囲の画像のうち、一方の第２の範囲の画像内の第１の領域を選択し、他方の第２の範囲の画像内において前記一方の第２の範囲の画像内の第１の領域に含まれる画像との相関が第３の閾値以上である画像を含む第２の領域を検出し、前記一方の第２の範囲の画像内における第１の領域の位置と、前記他方の第２の範囲の画像内における第２の領域の位置との差に基づいて、前記車両の角度変化を算出し、前記撮影ユニット毎に算出された車両の角度変化の平均値を最終的な前記車両の角度変化として算出することを特徴とする請求項５に記載の車両方位補正システム。
7. 前記角度変化検出手段により検出された車両の角度変化と、前記角度変化算出手段により算出された車両の角度変化とに応じて定められる補正係数を用いて、前記角度変化検出手段により検出された車両の角度変化を補正する角度変化補正手段を有し、
   前記角度変化算出手段により算出される車両の角度変化を用いることなく、前記角度変化補正手段により得られた補正後の前記車両の角度変化に基づいて、前記車両の方位を補正することを特徴とする請求項５又は６に記載の車両方位補正システム。

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