对象物识别装置的制作方法

专利名称：对象物识别装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对象物识别装置，特别涉及适合用于自身车辆识别道路上 的对象物方面的对象物识别装置。
背景技术：
0002
以往，在作为移动体的车辆中，公知有识别道路标识等静止对象物的 对象物识别装置(例如，参照专利文献1)。该对象物识别装置具有拍摄 车辆周围的道路的照相机，根据该照相机拍摄到的图像信息，来识别道路 上的静止对象物。
专利文献1:日本专利文献特开2000-346653号公报。

发明内容
发明所要解决的问题
然而，如上所述，从照相机拍摄的图像中识别出的静止对象物为设置 或描画在道路上的道路标识或路面标志，其散布在道路上。另外，该静止 对象物的位置很多情况下是绝对地确定的、或是相对于交叉点等地图上的 固定物相对地确定的。在这方面，当在具有预先存储了车辆应识别的静止 对象物的位置信息的数据库的车载侧对道路上的对象物进行识别时，如果 总是由照相机来拍摄车辆周围的道路且处理该拍摄的图像，则该识别处理 负荷会增大，其结果会产生识别对象物很花时间或者需要能够进行高速处 理的昂贵装置等不良情况。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种可以减轻道路 上的对象物的识别所需要的处理负荷的对象物识别装置。
用于解决问题的手段
通过以下的对象物识别装置来达到上述的目的，即，所述对象物识别 装置包括定位单元，按照规定的方法对自身车辆的位置进行定位；定位 精度计算单元，计算对自身车辆的位置进行定位的定位精度；存储单元， 预先存储自身车辆应识别的道路上的对象物的位置信息；识别范围设定单 元，根据通过所述定位单元定位的自身车辆的位置、存储在所述存储单元 中的所述对象物的位置、以及通过所述定位精度计算单元计算出的所述定 位精度来设定应识别该对象物的道路的识别范围；以及对象物识别单元， 在通过所述识别范围内设定单元设定的所述识别范围识别所述对象物。
在本方式的发明中，根据自身车辆的位置、对象物的位置、以及测定 自身车辆的位置方面的定位精度来设定自身车辆应识别对象物的道路的识 别范围。然后，在该设定的识别范围内进行对象物的识别处理。在该构成 中，除了所设定的识别范围以外，不进行对象物的识别处理。因此，根据 本发明，与始终进行对象物的识别处理的构成相比，可以减轻对象物的识 别所需要的处理负荷。
另外，由于对象物的位置信息预先存储在存储单元中，因此某种程度 上是准确的，另一方面，由于按照规定的方法测定自身车辆的位置，因此 具有与该测定精度相应的误差。在这方面，如果没有产生定位误差，则只 要在所测定的自身车辆的位置与对象物的位置一致时进行该对象物的识别 处理即可，但是实际上由于产生定位误差，因此如果仅在测定出的自身车 辆的位置与对象物的位置一致时进行该对象物的识别处理，则在进行识别 处理时也可以产生自身车辆已经通过该对象物的情况，从而发生无法识别 对象物的情况。与此相对，在上述方式的发明中，由于考虑自身车辆位置 的定位精度设定应识别对象物的识别范围，因此可以防止自身车辆无法识 别应识别的对象物。
当定位精度高时，本车位置的定位误差的范围小，当定位精度低时， 本车位置的定位误差的范围大。因此，在所述对象物识别装置中，所述识 别范围设定单元可以设定如下的所述识别范围，即通过所述定位精度计 算单元计算出的所述定位精度越低，所述识别范围越大。
另外，当根据基于例如车速、转角等的行驶轨迹测定自身车辆的位置时，行驶距离越长，定位误差越大，定位精度越低。因此，在所述对象物 识别装置中，所述识别范围设定单元可以设定如下的所述识别范围，艮卩 从通过所述定位单元测定出的自身车辆的位置到信息存储在所述存储单元 中的所述对象物的位置的距离越长，所述识别范围越大。
另外，在上述对象物识别装置中，如果当通过所述对象物识别单元在 所述识别范围识别所述对象物时，所述定位单元根据该识别结果修正基于 GPS或自身车辆的行驶轨迹的自身车辆的位置，则可以通过使用识别出的 对象物，来准确地对自身车辆的位置进行定位。
此时，在上述对象物识别装置中，如果所述定位精度计算单元计算所 述定位精度，以使所述定位精度在从通过所述定位单元进行基于所述对象 物的识别结果的自身车辆位置的修正的时刻的开始往后，至少根据行驶距 离的增加而降低，则可以在每次基于对象物的识别结果的自身车辆位置的 修正中提高至少根据行驶距离的增加而降低的定位精度。
另外，在上述对象物识别装置中，也可以为以下方式，即识别对象 物设定单元，从位置信息被存储于所述存储单元中的全部对象物中，将存 在于自身车辆的行驶路线上的特定的对象物设定为应识别对象物，所述对 象物识别单元仅识别通过所述识别对象物设定单元设定的应识别的对象 物。还可以为以下方式，§卩，识别对象物设定单元，在进行基于自身车辆 位置的辅助控制时需要满足执行该辅助控制的辅助控制装置所要求的所述 定位精度的情况下，从位置信息被存储于所述存储单元中的全部对象物 中，将在进行所述辅助控制时通过基于所述定位单元的识别结果的自身车 辆位置的修正能够满足所述辅助控制装置所要求的所述定位精度的、存在 于自身车辆的行驶路线上的对象物设定为应识别对象物，所述对象物识别 单元仅识别通过所述识别对象物设定单元设定的应识别对象物。
另外，在上述对象物识别装置中，也可以为以下方式，即所述对象 物识别单元使用通过配设在自身车辆的预定位置上的摄像单元拍摄的山所 述识别范围设定单元设定的所述识别范围内的图像信息来识别所述对象
发明的效果
根据本发明，可以减轻道路上的对象物的识别所需要的处理负荷。


图1是作为本发明的一个实施例的装载在车辆上的系统的构成图2是表示车辆的移动距离与定位误差的关系的图3是用于说明所测定的本车位置与实际道路上的本车位置产生的误 差的图4是用于说明在本实施例的系统中根据本车位置的定位精度来设定 应识别对象物的道路的识别范围的方法的图5是用于说明在本实施例的系统中根据自身车辆与对象物的相对距 离来设定应识别对象物的道路的识别范围的方法的图6是表示在本实施例的系统中设定应识别对象物的道路的识别范围 方面所使用的映射图的图7是本实施例的系统所执行的控制程序的一个例子的流程图。
标号说明
12定位部
14辅助控制部
16 GPS接收机
18方位传感器
20G传感器
22车速传感器
24推测导航部
28地图匹配部
30地图数据库
32 后视照相机
具体实施例方式
以下，对本发明优选的实施例进行说明。
图1表示作为本发明的一个实施例的装载在车辆上的系统的构成图。如图1所示，本实施例的系统包括定位部12，用于测定自身车辆的位 置；辅助控制部14，用于控制自身车辆的行驶等；所述系统通过定位部 12测定自身车辆的位置，并且通过辅助控制部14根据该测定的自身车辆 的位置执行使自身车辆行驶方面的预定的辅助控制。
定位部12具有GPS接收机16，接收从GPS (Global Position System: 全球定位系统)卫星发送的GPS信号，检测自身车辆存在的位置的讳度和 经度；方位传感器18，使用转角和地磁来检测自身车辆的横摆角(方 位)；G传感器20，检测加减速度；车速传感器22，检测车速；以及推 测导航部24，与上述各接收机和传感器16 22的输出连接，主要由微型 计算机构成。各接收机和传感器16 22的输出信号分别提供给推测导航 部24。推测导航部24根据来自GPS接收机16的信息来检测自身车辆的 位置的纬度和经度(初始座标)，并且根据来自传感器18 22的信息来 检测自身车辆的行进方位、车速以及加减速度的行驶状态，从自身车辆位 置的初始座标生成车辆的行驶轨迹(推测轨迹)。
定位部12还具有地图匹配部28，所述地图匹配部28与上述推测导航 部24连接，主要由微型计算机构成。在地图匹配部28上连接有地图数据 库30。地图数据库30通过装载在车辆上或设置在传感器上的硬盘 (HDD) 、 DVD、以及CD等构成，存储有路线导航和地图显示所需要的 道路自身的链路数据等以及描画或设置在道路上的静止对象物和车线车道 的位置信息等。
具体地说，在该地图数据库30中存储有表示道路的纬度、经度、曲 率、坡度、车线数、车线宽、有无拐角等车道形状和道路种类的数据、有 关各交叉点和节点的信息、以及有关用于进行地图显示的建筑物等的信息 等，并且按照描画在道路路面上的人行横道、暂时停止线、行进方向箭 头、"存在人行横道"的菱形标志、最高速度标志、禁止调头标志等每个 静止对象物而存储有形状数据、涂料数据、位置数据、特征量的大小、与 位于前后的其他对象物的距离数据、表示易擦的程度的数据、与作为车辆 行进方向的目标的对象物的距离数据等。另外，该地图数据库30可以通 过更换磁盘或者在更新条件成立时将存储的地图数据更新为最新的数据。
向地图匹配部28提供在推测导航部24中检测、生成的自身车辆位置
的初始座标及基于该初始座标的推测轨迹的信息。地图匹配部28根据由 推测导航部24提供的基于自身车辆的GPS的初始座标和推测轨迹，利用 存储在地图数据库30中的道路自身的链路信息，进行在该道路链上修正 自身车辆的位置的地图匹配(第一地图匹配)，并且具有计算表示自身车 辆的位置的精度的位置精度水平的功能，所述自身车辆的位置是作为该第 一地图匹配的结果而被检测出的。
地图匹配部28从地图数据库30中读出位于距如上所述作为第一地阁 匹配的结果而得到的自身车辆的当前位置的规定范围内的道路路面上的对 象物数据，并且将位于距该自身车辆位置规定道路范围内的对象物设定为 自身车辆应识别的对象物。在该设定后，根据定位检测出的自身车辆的位 置，来判别是否应使用通过后述的后视照相机32拍摄的图像来识别该设 定的对象物。
定位部12还具有与地图匹配部28连接的后视照相机32。后视照相机 32配设在车辆后部的保险杠等上，可以从该配设位置拍摄包含车辆后方的 道路路面在内的规定区域的外部世界。后视照相机32拍摄的图像被提供 给地图匹配部28。
当地图匹配部28判别为应进行后视照相机32的拍摄图像的识别时， 如果从后视照相机32提供了拍摄的图像，则通过对该拍摄的图像进行边 缘抽取等图像处理，来检测描画在道路路面上的上述对象物和行驶车道， 同时把握这些对象物和行驶车道与自身车辆的相对位置关系。
地图匹配部28根据基于后视照相机32拍摄的图像的行驶车道的检测 结果，计算自身车辆当前行驶的道路上的本车道相对于自身车辆的位置。 另外，根据对象物的检测结果，测定自身车辆与存在于自身车辆的道路后 方的识别出的对象物的相对关系(具体地说，是从自身车辆到识别对象物 的距离)，同时根据该测定结果和储存在地图数据库30中的该识别对象 物的位置数据，进行将自身车辆的位置(特别是，车辆前后方向的位置) 修正为相对于识别对象物存在该相对位置关系的位置的地图匹配(第二地 图匹配)。
这样，如上所述，每次从推测导航部24提供推测轨迹的信息，地图
匹配部28就进行在存储在地图数据库30中的道路链上修正自身车辆的当 前位置的第一地图匹配，并且，在根据后视照相机32拍摄的图像识别出 应识别的对象物时，根据该识别结果进行将自身车辆的位置修正为基于识 别对象物的位置的第二地图匹配。地图匹配部28计算表示作为上述地图 匹配的结果而测定的自身车辆的当前位置的精度的准确性(即，自信
另外，地图匹配部28通过将由地图匹配测定出的自身车辆的位置与 存储在地图数据库30中的地图数据相对照，当在自身车辆的行进方向的 规定范围前方存在需要执行辅助控制的控制对象、即目标对象物(例如， 停止线、交叉点、转弯进入口等)时，以后每次测定后，根据测定出的自 身车辆的位置和存储在地图数据库30中的该目标对象物的位置的关系， 计算从自身车辆到行进方向前方的目标对象物之间的、沿行驶车道的中心 线的距离(以下，称为循路剩余距离)。
定位部12与辅助控制部14互相连接。由定位部12测定检测出的自身 车辆的位置和循路剩余距离的信息提供给例如设置于车内的乘员可视认的 显示器，在展现于屏幕的道路地图上示意性地进行重叠显示，并且提供给 辅助控制部14。
辅助控制部14包括以微型计算机为主体而构成的电子控制单元(以 下，称为辅助ECU) 40，通过辅助ECU40执行用于辅助使自身车辆在道 路上行驶方面的驾驶员的操作。根据自身车辆的位置、具体地说根据从上 述自身车辆到目标对象物的循路剩余距离来执行该辅助控制，该辅助控制 例如为作为驾驶辅助控制的暂时停止控制，特别是在驾驶员的制动操作 没有进行时或延迟进行时等，用于使自身车辆在道路上的作为目标对象物 的暂时停止线和道口线等跟前停车；作为驾驶辅助控制的交叉点控制，用 于使自身车辆不致与被预测为在交叉点(道路上的目标对象物)与自身车 辆发生交叉的其他车辆相撞；速度控制，用于使自身车辆在作为对象物的 转弯处(拐角)以恰当的速度行驶；导航控制，用于针对距目标对象物的 相对距离进行语音的路线导航。
在辅助ECU40上连接有制动执行器42，用于对自身车辆产生恰当的制动力；节气门执行器44，用于向自身车辆施加恰当的驱动力；换档执 行器46，用于切换自身车辆的自动变速器的变速级；转向执行器48，用 于向自身车辆施加恰当的转向角；以及蜂鸣警报器50，用于向车厢内进行 蜂鸣鸣叫、警报输出以及扩音输出。为了执行上述辅助控制，辅助ECU40 根据由定位部12测定出的自身车辆的位置和自身车辆与目标对象物的相 对关系，对各执行器42 50进行恰当的驱动指令。根据从辅助ECU40提 供的驱动指令驱动各执行器42 50。
下面，对本实施例的系统中的具体的动作进行说明。当车辆驾驶员希 望由辅助控制部14执行辅助控制时，将本实施例的系统操作为可工作状 态。在本实施例的系统中，对于定位部12，推测导航部24每隔规定时间 根据各接收机和传感器16 22的输出信号生成从自身车辆的初始座标开 始的行驶轨迹。然后，在地图匹配部28中，将推测导航部24生成的自身 车辆的初始座标位置和推测轨迹与作为地图数据存储在地图数据库30中 的道路链信息相对照，进行在该道路链上修正自身车辆的位置的第一地图 匹配。
地图匹配部28在检测出自身车辆位置吋，在乘员能够辨识的显示器 的显示画面上与道路地图重叠地显示自身车辆位置，同时从地图数据库30 中读出从该自身位置到自身车辆今后行驶规定时间或规定距离时的位置或 到作为辅助控制的控制对象的目标对象物的位置的道路范围(当为多个车 道时，即为全部车道)中的对象物的数据。然后，通过后视照相机32将 该规定道路范围内的对象物设定为应识别对象物，其后，如后面即将详述 的那样，根据该设定的应识别对象物的位置和经常更新的自身车辆的位 置，来判别本车位置是否达到了该应识别对象物的位置附近，由此判断是 否应通过处理后视照相机32拍摄的图像进行该设定的应识别对象物的识 别。
当上述判别的结果为应进行应识别对象物的识别时，地图匹配部28 接受通过后视照相机32拍摄的车辆后方的拍摄图像的供应，对该拍摄图 像进行边缘抽取等图像处理。然后，将该图像处理的结果与应识别对象物的形状数据、位置数据等特征数据进行比较，判断通过图像处理是否识别 出了该应识别对象物。
在识别出应识别对象物时，地图匹配部28根据通过该图像处理而特
别指定的自身车辆与识别对象物的相对关系，来检测从自身车辆到存在于
车辆后方的识别对象物之间的相对位置和距离，同时存取地图数据库30， 读出该识别对象物的位置数据。然后，根据距识别对象物的相对距离和该 识别对象物的位置数据，进行第二地图匹配，将自身车辆的位置(特别 是，车辆前后方向的位置)修正为与识别对象物的位置々(V检测相对关系 的位置。
当进行上述第二地图匹配时，地图匹配部28存取地图数据库30，获 得从该识别对象物到作为辅助控制的对象的目标对象物的、道路行驶上的 距离，然后，根据自身车辆的位置和从识别对象物到目标对象物的距离， 计算从自身车辆到目标对象物的循路剩余距离的初始值。
另外，地图匹配部28在识别出规定道路范围内的应识别的对象物 时，通过进行来自后视照相机32的拍摄图像的图像处理，获得、识别道 路上的行驶车道的信息，把握该行驶车道相对于自身车辆的相对关系。然 后，存取地图数据库30，获得在本车位置附近的行驶车道的车道宽度、车 道数、以及形状等，根据行驶车道相对于自身车辆的相对关系和从地图数 据库30获得的车道数等，特别指定本车道在自身车辆当前时刻行驶的道 路上的位置。虽然目标对象物在每个行驶车道上有所不同，但是如上所 述，当特别指定本车道的位置时，由于可以具体地特别指定存在于本车道 上的、自身车辆应通过的行进方向前方的目标对象物，因此可以计算出以 本车道上的目标对象物为基准的上述循路剩余距离。
推测导航部24每隔规定时间使用GPS接收机16及各种传感器18 22生成本车位置的推测轨迹，并将该轨迹信息发送给地图匹配部28。如 上所述，当地图匹配部28进行伴随着对象物识别的第二地图匹配时，以 后每当接收来自推测导航部24的推测轨迹信息时，首先根据基于从该第 二地图匹配时刻起的推测轨迹和本车道的位置，计算自身车辆相对于在本 车道的中心线上的识别对象物的位置座标的位置(特别是前后方向的距离)。然后，根据该前后方向的距离和在本车道上的上述识别对象物和目 标对象物之间的距离，计算从自身车辆的当前位置到该目标对象物的循路 剩余距离。
在定位部12中检测出的本车位置的信息和循路剩余距离的信息被提 供给显示器，并且被提供给辅助控制部14。显示器根据来自定位部12的 信息，与展现在显示画面上的道路地图重叠，示意性地显示该本车位置、 循路剩余距离。
辅助控制部14的辅助ECU40根据到从定位部12提供的、到作为辅助 控制的控制对象的暂时停止线或交叉点等目标对象物之间的道路行驶距 离，按照每个辅助控制，分别判别该控制确定的控制开始条件是否成立。 然后，当控制开始条件成立时，开始该辅助控制。
例如，在暂时停止控制中，在从被定位的自身车辆到作为目标对象物 的暂时停止线的距离例如为30米(也可以为根据本车速而变化的距离) 的时刻，通过制动执行器42开始自动制动，使自身车辆停止在该暂时停 止线上。另外，此时，也可以在通过制动执行器42开始自动的制动刹车 之前，进行语音导航等，向驾驶员通知将进行该自动的制动刹车。另外， 在语音的路线导航控制中，在从被定位的自身车辆到交叉点等目标对象物 的距离例如为100米的时刻通过蜂鸣警报器50的扩音输出，进行向驾驶 员通知车辆前方存在目标对象物的导航。
这样，在本实施例的系统中，能够根据在定位部12中使用由GPS接 收机16接收的GPS信号和各种传感器18 22的输出而得到的推测轨迹， 在存储于地图数据库30的地图数据的道路链上对自身车辆的位置进行定 位。另外，通过对后视照相机32拍摄的图像进行处理，来识别描画或设 置在道路上的对象物，并且根据该识别对象物在地图数据库30中预先存 储的位置信息和自身车辆与该识别对象物的相对关系，对自身车辆的位置 进行定位。
这里，GPS接收机16、方位传感器18、 G传感器20、车速传感器22 以及后视照相机32被用于上述本车位置的定位和从自身车辆到目标对象 物的循路剩余距离的计算上。但是，在该定位计算中，会产生接收机、各 种传感器16 22、照相机32中的检测参数的误差和在定位时包含在各种 计算中的误差(例如，时刻的舍入误差)等，因此车辆的定位结果会产生 误差。由于该定位误差伴随着车辆的移动而被累积，因此车辆的移动距离 越长，测定本车位置方面的误差越大，从而定位精度降低(参照图2)。 另一方面，由于存储在地图数据库30中的对象物的位置信息一般是实际 测定出来的，具有极高的精度，因此，如果使用该对象物的位置信息，则 可以减小测定本车位置方面的误差，从而提高定位精度。
因此，根据本实施例的系统，按照上述方法进行本车位置的定位，具 体地说，通常根据使用GPS和传感器输出的车辆的推测轨迹进行第一地图 匹配，另一方面，在使用照相机拍摄的图像识别对象物时，根据该识别结 果进行第二地图匹配，由此在通过后视照相机32拍摄的图像识别描画或 设置在道路上的对象物之前，自身车辆的移动量越大，本车位置的定位精 度越低，但是，可以在每次识别该对象物时提高本车位置的定位精度。
另外，在本实施例的系统中，可以根据由定位部12定位出的本车位 置(具体地说，从自身车辆到作为辅助控制的对象的目标对象物的距离) 来执行辅助控制。作为位置测定的结果，在自身车辆相对于目标对象物达 到规定的相对位置关系之前，不进行辅助控制，但是，当达到该相对位置 关系时，则可以执行辅助控制。因此，根据本实施例的系统，实施与自身 车辆的定位结果相应的暂时停止控制、交叉点控制、速度控制、导航控 制，在使自身车辆在道路上行驶方面辅助驾驶员的操作，由此可以使自身 车辆安全且恰当地行驶。
然而，在本实施例中，为了修正本车位置，通过对后视照相机32拍 摄的图像进行处理来识别道路上的对象物，但是，由于该对象物为停止 线、人行横道、箭头、禁止转弯、菱形标志、文字标识、减速带等，均散 布在道路上，因此无需始终进行该对象物的识别处理。另外，应识别对象 物的位置信息预先存储在地图数据库30中，该位置具有某种程度的准确 性，另一方面，由于自身车辆的位置按照上述方法进行测定，因此具有与 定位精度相应的误差。在这方面上，如果没有产生本车位置的定位误差， 则只要在测定出的本车位置与存储在地图数据库30中的对象物的位置一致时或达到该位置附近时的时刻使用照相机拍摄图像进行对象物的识别处 理即可。但是，实际上，如上所述，本车位置会产生图3所示的定位误 差，因此如果仅在上述时刻进行对象物的识别处理，则有时在该识别处理 时自身车辆已经通过该对象物，从而发生无法识别对象物的情况。
另外，由于可以根据使用GPS接收机和各种传感器16 22的输出而
得到的推测轨迹来进行本车位置的定位，因此车辆的移动距离越长，本车 位置的定位误差越大。但是，在该构成中，如果在不考虑本车位置与对象 物的位置在行驶车道上的相对关系的情况下设定应识别对象物的范围，则 在该设定后，当判断进行了位置定位的自身车辆进入到该设定范围时，也 会发生由于伴随着车辆移动而增大的定位误差从而实际上没有进入到该设 定范围的情况，其结果，可能也会无法识别对象物。
因此，在本实施例的系统中，根据本车位置与应识别对象物的位置之 间的相对关系和本车位置的定位精度，来设定应识别对象物的识别范围。 在本实施例中，具体地说，是在车辆侧识别该对象物进行本车位置的修正 之前以测定的本车位置为基准而推测的道路的位置范围，并且是即使测定 的本车位置产生所允许的最大定位误差，只要在该范围内进行识别处理即
能够可靠地识别对象物的范围。下面，参照图4至图7来说明本实施例的 特征部分。
图4表示用于说明在本实施例的系统中根据本车位置的定位精度设定 应识别对象物的道路的识别范围的方法的图。图5表示用于说明在本实施 例的系统中根据自身车辆与对象物的相对距离设定应识别对象物的道路的 识别范围的方法的图。图6是表示在本实施例的系统中设定应识别对象物 的道路的识别范围上使用的映射图。另外，图7表示在本实施例的系统中 地图匹配部28执行的控制程序的一个例子的流程图。
一般来说，当本车位置的定位精度极高时，测定的本车位置较为准 确，因此可以根据该测定位置与存储在地图数据库30中的应识别对象物 的位置之间的关系来准确地把握在实际道路上自身车辆能够识别应识别对 象物的时刻，在这点上，在使用后视照相机32拍摄的图像来识别应识别 对象物方面，即使用于该识别的道路识别范围极小，也是可以的。另 -方
面，本车位置的定位精度越低，测定的本车位置的误差越大，因此不能根 据该定位位置准确地把握在实际道路上自身车辆能够识别应识别对象物的 时刻，在这点上，在使用后视照相机32拍摄的图像来识别应识别对象物 方面，需要扩大用于该识别的道路识别范围(参照图4)。
另外，当车辆的移动距离越长本车位置的定位误差越大时，即使某个 时刻上的本车位置的定位精度相同，在该时刻本车位置距行驶车道上的前 方对象物的位置越远，在自身车辆接近该对象物之前定位误差也越大。在
这点上，在使用后视照相机32的拍摄的图像来识别应识别对象物方面，
优选本车位置与对象物位置的行驶车道上的相对距离(循路的行驶距离) 越小(短)，用于该识别的道路识别范围越小，该相对距离越大(长)，
用于该识别的道路识别范围越大(参照图5)。
在本实施例的系统中，定位部12的地图匹配部28根据使用GPS和传 感器的输出而得到的车辆的推测轨迹或根据使用照相机拍摄的图像而得到 的对象物的识别结果对本车位置进行定位，获得自身车辆的位置(歩骤 100)。然后，从地图数据库30中读出如下道路范围内全部候补对象物的 数据，并通过后视照相机32将该道路范围内的对象物设定为应识别的对 象物，所述道路范围是指从该本车位置到自身车辆今后行驶规定时间或 规定距离时的位置的范围；或者从本车位置到作为自身车辆可执行辅助控 制的控制对象的眼前目标对象物的位置的范围(步骤102)。
另外，此时，从全部的候补对象物中设定的应使用照相机32识别的 对象物无需是在地图数据库30中存储了位置数据的该道路范围内的全部 对象物，例如，可以限定为位于距辅助控制的目标对象物的跟前规定距离 (例如，lkm或700m)的范围内的对象物，也可以仅为容易根据照相机 拍摄的图像特别指定形状的对象物、标识产生难以擦除的对象物、依照与 从本车位置到辅助控制的目标对象物的行驶道路的种类相应的配置参数的 对象物，或者如果通过照相机拍摄的图像识别该对象物进行本车位置的修 正，则能够维持自身车辆可执行的辅助控制所需要的定位精度，同时通过 执行该辅助控制使自身车辆到达该目标对象物，此时，例如，为了满足通 过暂时停止控制使自身车辆停止在作为目标对象物的暂时停止线上所要求的到达暂时停止线时的定位精度，而根据恰当地执行该辅助控制所需要的 定位精度和当前的定位精度、与自身车辆的相对距离、以及与目标对象物 的相对距离来选定应实施本车位置的修正的、存在于该暂时停止线跟前的 行驶车道上的对象物。
当在上述步骤102中通过后视照相机32设定了应识别对象物后，地 图匹配部28从地图数据库30中获得该应识别对象物的位置数据(步骤 S104)。另外，当所设定的应识别对象物有多个时，至少获得与本车位置 邻近的对象物的位置数据。然后，计算出在上述步骤100中获得的本车位 置与在该步骤104中获得的应识别对象物的位置之间的、沿行驶车道的循 路相对距离(步骤S106)。
地图匹配部28计算出在对本车位置进行定位方面的当前定位精度 (步骤S108)。对于该计算，将参数代入到预先实验确定的规定的式子中 即可，例如，在将初始值与未根据车辆的移动距离累积的GPS的精度误差 等对应后，在每次进行基于照相机拍摄的图像的对象物识别的本车位置的 修正(第二地图匹配)中可以得到最高的精度，并且可以得到根据该第二 地图匹配后的车辆的移动距离以规定斜率(也可以预先确定)降低、该移 动距离越长而越低的精度。
地图匹配部28根据在上述步骤106中计算出的自身车辆与应识别对 象物的相对距离和在上述步骤108中计算出的本车位置的定位精度，使用 后视照相机32来设定应识别道路上的对象物的道路识别范围(歩骤 110)。
地图匹配部28预先存储有在根据自身车辆与应识别对象物的相对距 离和定位精度来设定应识别对象物的道路识别范围方面使用的图6所示的 映射图。该映射图如下设定，即本车位置的定位精度越高，道路的识别 范围越小，并且，自身车辆与应识别对象物在行驶车道上的相对距离越 短，道路的识别范围越小，该相对距离越长，道路的识别范围越大。另 外，该设定的道路的识别范围的广度既可以与对应于定位精度的定位误差 相对应，还可以与自身车辆在与应识别的对象物的相对距离行驶时产生的 最大的定位误差相对应。地图匹配部28参照如上述图6所示的映射图来
设定上述步骤110中的道路的识别范围。
如上所述，当地图匹配部28在步骤110中设定完应识别对象物的道 路识别范围后，将更新的本车位置与该设定的识别范围进行比较，判别自 身车辆是否进入到该设定道路识别范围内，并进行反复该判别，直到完成 肯定判定。然后，当判别出自身车辆进入到设定道路识别范围内时，判断
为处于应通过对后视照相机32拍摄的图像进行处理来识别应识别对象物 的状况，以后，接受由后视照相机32拍摄的车辆后方的拍摄图像的供 应，对该拍摄的图像进行边缘抽取等图像处理(步骤112)，将该图像处 理结果和应识别对象物的特征数据进行比较，进行识别该应识别对象物的 处理(步骤114)。
该处理的结果，当地图匹配部28在自身车辆位于设定道路识别范围 内的状况下识别出应识别对象物时(步骤114中为肯定判定时)，判断为 在道路的识别范围内存在应识别对象物(步骤116)，把握通过该图像处 理特别指定的自身车辆与识别对象物的相对关系，实施第二地图匹配，将 本车位置修正为相对于该识别对象物的位置存在该相对关系的位置。
另一方面，当地图匹配部28在自身车辆位于设定道路识别范围内的 状况下没有识别出应识别对象物，根据更新的本车位置与该设定的道路的 识别范围的比较结果，判别出自身车辆已经超出该设定道路识别范围时 (步骤114中为否定判定时)，判断在道路的识别范围内不存在应识别对 象物(步骤118)，在不实施上述第二地图匹配的情况下结束处理。
以后，地图匹配部28在自身车辆到达辅助控制的目标对象物或其附 近之前，获得每个设定的应识别对象物的位置数据，设定应进行该识别处 理的道路的识别范围后，执行与上述处理相同的处理。
这样，根据本实施例的系统，可以根据本车位置的定位精度和实际测 定的本车位置以及预先存储在地图数据库30中的应识别对象物的位置 (具体地说，是自身车辆和应识别对象物在行驶车道上的相对距离)，设 定应使用后视照相机32拍摄的图像进行应识别道路上的对象物的识别处 理的道路识别范围。具体地说，定位精度越高，设定越小的道路识别范 围，定位精度越低，设定越大的道路识别范围。另外，自身车辆与应识别对象物在行驶车道上的相对距离越短，设定越小的道路识别范围，该相对 距离越长，设定越大的道路识别范围。并且，在该道路识别范围内，使用 后视照相机32拍摄的图像进行对象物的识别处理。
艮口，在本实施例的系统中，使用后视照相机32的拍摄的图像进行对 象物的识别处理仅限于车辆在规定的道路识别范围内行驶时，所述规定的 道路识别范围是如上所述根据自身车辆与应识别的对象物的相对距离和本 车位置的定位精度而设定的，除了该范围以外，不进行该对象物的识别处理。因此，根据本实施例的系统，与始终使用后视照相机32拍摄的图像进行对象物的识别处理的系统相比，可以减轻该对象物的识别所需要的处 理负荷。
另外，当定位精度高时，本车位置的定位误差的范围小，而定位精度 低时，本车位置的定位误差的范围大。另外，当根据车速、转向角等行驶 轨迹测定自身车辆的位置时，车辆的行驶移动距离越长，定位精度越低， 定位误差的范围越广、越大。因此，如果像本实施例的系统那样，本车位 置的定位精度越低，设定越大的道路的识别范围，自身车辆和应识别的对 象物的行驶车道上的相对距离越长设定越大的道路的识别范围，则即使不 始终进行对象物的识别处理而是对其时刻进行限定，也可以防止出现自身 车辆无法识别应识别对象物的情况，从而可以抑制对象物识别性能的降 低。
另外，在本实施例中，当在所设定的道路识别范围内通过使用后视照
相机32的拍摄图像的识别处理来识别对象物时，利用预先存储在地图数 据库30中的该对象物的位置数据，执行修正自身车辆的位置的第二地图 匹配。存储在地图数据库30中的对象物的位置数据为精度极高、儿乎不 产生误差的数据。因此，如果像本实施例的系统那样，将本车位置修正为 基于识别对象物的位置，则在该修正时，使用根据后视照相机32拍摄的 图像识别出的对象物的位置数据，因此可以准确地测定自身车辆的位置， 并可以在每次对象物识别中，提高本车位置的定位精度。
另外，在本实施例中，通过每次后视照相机32拍摄的图像的处理来 识别到自身车辆今后行驶的目标对象物的道路上的全部对象物，在每次该全部对象物识别中实施本车位置的修正，但是也可以代替上述方式，通过 图像处理仅识别在该全部对象物中的特定一部分的对象物，仅在每次该特 定的对象物的识别中，实施本车位置的修正。
例如，根据恰当地执行该辅助控制所要求的定位精度、当前的定位精 度、与自身车辆的相对距离以及与目标对象物的相对距离来选定确保在恰 当地进行自身车辆可执行的辅助控制方面要求的定位精度所需要的对象 物，通过图像处理对该选定出的对象物进行识别，将其作为实施本车位置 的修正(第二地图匹配)的基准。根据该构成，可以减少基于照相机拍摄 的图像进行对象物识别的次数和基于该识别对象物进行本车位置修正的次 数，从而能够减轻进行对象物识别和本车位置修正方面的处理负担，同时 还可以将本车位置维持为某种程度的高精度，恰当地执行与本车位置相应
的辅助控制。
另外，在上述实施例中，定位部12相当于技术方案记载的"对象物 识别装置"，存储对象物的位置数据的地图数据库30相当于技术方案记
载的"存储单元"，后视照相机32相当于技术方案记载的"摄像单 元"，根据GPS和自身车辆的行驶轨迹这两者及根据使用照相机拍摄的图 像的对象物的识别结果来测定本车位置相当于技术方案记载的"规定的方 法"。
另外，在上述实施例中，技术方案记载的"定位单元"通过地图匹配 部28执行图7所示的例程中步骤100的处理来实现，技术方案记载的"定 位精度计算单元"通过地图匹配部28执行步骤108的处理来实现，技术 方案记载的"识别范围设定单元"通过地图匹配部28执行步骤110的处 理来实现，技术方案记载的"对象物识别单元"通过地图匹配部28在步 骤112中在所设定的道路范围识别应识别的对象物来实现，技术方案记载 的"识别对象物设定单元"通过地图匹配部28执行步骤102的处理来实 现。
然而，在上述的实施例中，使用配设在车辆的后部的后视照相机32 拍摄的图像来识别道路上的对象物，但是，本发明不限于此，也可以根据 配设在车辆的前部的照相机拍摄的图像以及从外部结构发送来的信息进行
该对象物的识别。
另外，在上述的实施例中，根据在某个时刻上计算出的本车位置的定 位精度、测定的本车位置以及预先存储在地图数据库30中的应识别对象 物的位置(具体地说，是两者在行驶车道上的相对距离)来设定应使用后视照相机32拍摄的图像进行应识别的对象物的识别处理的道路识别范围，在该设定后，即使在自身车辆进入到该识别范围内之前，也不进行该 识别范围的重新设定，但是，也可以在该设定后，自身车辆进入到该设定 的识别范围内之前，根据例如每隔规定时间更新的本车位置的定位精度、 更新的本车位置以及对象物的位置重新设定上述识别范围。在该构成中， 与上次设定时相比定位精度会降低，另一方面，自身车辆与对象物的相对 距离与上次设定时相比会变短，因此在本次设定时和上次设定时所设定的 道路的识别范围几乎不会有大的变化，大致一致。另外，当伴随着车辆移 动定位精度降低时，自身车辆与应识别对象物的相对距离变短该移动距离的量，但是，相反地，为了有效地实现上述的作用，优选对图6所示的映射图进行设定，以使得在上述现象发生前后应进行对象物的识别处理的道 路识别范围不会有大的变化。
另外，在上述实施例中，为了修正本车的位置，将自身车辆今后行驶 的道路上的对象物设定为应识别的对象物，但是，对于用于修正该本车位 置的识别对象物的设定，也可以分别、分开、独立地进行沿道路行驶车道 的前后方向的修正和与道路行驶车道垂直的左右方向的修正。在进行本车 位置的前后方向的修正方面有效的对象物的种类和在进行左右方向的修正 方面有效的对象物的种类很多是不同的。因此，如果区别开前后方向修正 和左右方向修正进行用于修正本车位置的识别对象物的设定，则可以实现 在进行本车位置修正方面的高效化和处理负担的减轻。
另外，在上述实施例中，将使用照相机拍摄的图像识别出的道路上的对象物用作根据GPS、车速、转向角等行驶轨迹修正本车位置的第二地图 匹配所需要的对象物，但是，本发明不限于此，也可以为如下的系统等用 于除地图匹配以外的其他用途的系统，例如，当该对象物设定为表示禁止 车辆的进入的区域的道路标志时，如果车辆进入到该区域，则会发出车辆警报。
另外，在上述的实施例中，将地图数据库30装载在车辆中，但是也 可以设置在传感器上，而车辆每次通过通信存取来读出存储在该地图数据 库中的数据。
另外，在上述的实施例中，作为辅助控制列举有暂时停止控制、交叉 点控制、速度控制、导航控制，但是，也可以应用在进行根据自身车辆的 位置执行的其他控制的系统上。
另外，本国际申请主张基于2006年5月17日申请的日本专利申请 2006-138256的优先权，本国际申请参照、引用了该日本专利申请的全部 内容。
权利要求
1.一种对象物识别装置，其特征在于，包括定位单元，按照规定的方法对自身车辆的位置进行定位；定位精度计算单元，计算对自身车辆的位置进行定位的定位精度；存储单元，预先存储自身车辆应识别的道路上的对象物的位置信息；识别范围设定单元，根据通过所述定位单元定位的自身车辆的位置、存储在所述存储单元中的所述对象物的位置、以及通过所述定位精度计算单元计算出的所述定位精度来设定应识别该对象物的道路的识别范围；以及对象物识别单元，在通过所述识别范围内设定单元设定的所述识别范围识别所述对象物。
2. 如权利要求1所述的对象物识别装置，其特征在于， 通过所述定位精度计算单元计算出的所述定位精度越低，则所述识别范围设定单元将所述识别范围设定得越大。
3. 如权利要求1或2所述的对象物识别装置，其特征在于， 从通过所述定位单元定位的自身车辆的位置到信息存储在所述存储单元中的所述对象物的位置的距离越长，则所述识别范围设定单元将所述识 别范围设定得越大。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的对象物识别装置，其特征在于， 当通过所述对象物识别单元在所述识别范围内识别出所述对象物时，所述定位单元根据该识别结果修正基于GPS或自身车辆的行驶轨迹的自身 车辆的位置。
5. 如权利要求4所述的对象物识别装置，其特征在于， 所述定位精度计算单元计算所述定位精度，以使所述定位精度在从通过所述定位单元进行基于所述对象物的识别结果的自身车辆位置的修正的 时刻开始往后，至少随着行驶距离的增加而降低。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的对象物识别装置，其特征在于， 包括识别对象物设定单元，从位置信息被存储于所述存储单元中的全部对象物中，将存在于自身车辆的行驶路线上的特定的对象物设定为应 识别对象物， 所述对象物识别单元仅识别通过所述识别对象物设定单元设定的应识 别的对象物。
7. 如权利要求1至5中任一项所述的对象物识别装置，其特征在于， 包括识别对象物设定单元，在进行基于自身车辆位置的辅助控制时需要满足执行该辅助控制的辅助控制装置所要求的所述定位精度的情况 下，从位置信息被存储于所述存储单元中的全部对象物中，将在进行所述 辅助控制时通过基于所述定位单元的识别结果的自身车辆位置的修正能够 满足所述辅助控制装置所要求的所述定位精度的、存在于自身车辆的行驶 路线上的对象物设定为应识别对象物， 所述对象物识别单元仅识别通过所述识别对象物设定单元设定的应识 别对象物。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的对象物识别装置，其特征在于， 所述对象物识别单元使用通过配设在自身车辆的预定位置上的摄像单元拍摄的由所述识别范围设定单元设定的所述识别范围内的图像信总来识 别所述对象物。
全文摘要
本发明提供一种对象物识别装置，根据基于GPS、车速、及转角等的行驶轨迹来测定自身车辆的位置，并且根据使用照相机拍摄的图像的对象物的识别结果来测定自身车辆的位置。另外，主要计算随着车辆的移动距离越长而越低的、对自身车辆的位置进行定位的定位精度。预先将自身车辆应识别的道路上的对象物的位置数据存储在地图数据库中。并且，根据所测定的自身车辆的位置、存储在地图数据库中的应识别的对象物的位置以及所计算出的本车位置的定位精度来设定应识别对象物的道路识别范围。在该设定的识别范围内处理照相机拍摄的图像，识别对象物。
文档编号G08G1/0969GK101346603SQ20078000097
公开日2009年1月14日 申请日期2007年5月15日 优先权日2006年5月17日
发明者中村元裕, 中村正树, 冈田清和, 莲沼信 申请人:丰田自动车株式会社;爱信艾达株式会社