図1は本発明の実施例で用いられる道路画像 生成システム10の構成図である。図2は魚眼レ ンズ13を備えるDVカメラ14を搭載した車両100の 側面図である。図3は魚眼レンズ13を介して撮 影された基準パターンを含む写真である。
 道路画像生成システム10は、魚眼レンズ13を 備えるDVカメラ14、魚眼レンズ13に写りこむよ うに配置されたLED素子15、収録スイッチ16、GP Sアンテナ17、ヨージャイロ18、車速パルス生� ��部19、後退信号20、道路画像生成部21及び記� ��部31を備える。

 DVカメラ14(CCDカメラ内蔵)は路面を動画とし� ��撮影するために用いられる。このDVカメラ14 は魚眼レンズ13を備える。この魚眼レンズ13� �全周画像を取得可能であり、走行中の車線� �び隣接する車線、道路に設置された標識、� �線に隣接する街路を撮影可能である。
 DVカメラ14に内蔵されたCCDカメラは横向きに 設置する。これにより、輝度の強い光(例え� �、太陽光)がCCDに入射したときに生じるスミ� ��を、撮影画像の水平方向に生じさせること� ��できる。さらに、DVカメラ14の設置角度の向 きを調整することで、撮影画像にスミアが映 り込むことを防止することができる。

 収録スイッチ16は計測区間の始点及び終点� �確定するためのLED15を点灯又は消灯させるた めに使用される。また、収録スイッチ16のオ� ��及びオフの情報(すなわち、LED15の消灯又は� ��灯の情報)は位置履歴情報に関係付けられ、 計測区間の始点と終点の地理的座標を特定す ることを容易にする。
 計測区間の始点に車両が到達したとき、収� ��スイッチ16はオンされ、LED15は消灯する。計 測区間を走行中は常にLED15は消灯状態である� ��め、撮影画像にLED15の光は映りこんでいな� �。一方、計測区間の終点に到達したときに� �録スイッチ16はオフされ、LED15を点灯するこ� ��になる。

 GPSアンテナ17は車両位置特定手段として用� �られる。GPSアンテナ17は収録スイッチと同期 して作動させることができる。収録スイッチ がオンされたとき、GPSアンテナ17は車両の地� ��的座標を特定する。特定された車両の地理� ��座標は位置履歴記憶領域313に記憶される。
 ヨージャイロ18は車両のヨー方向(車両の左� ��方向の向き)を計測する。車両が計測区間を 走行中に障害物(例えば、自転車)と遭遇した� ��き、左右方向に車両を移動させた情報を計� ��しておくことで、車両の地理的座標を特定� ��ることができる。
 車速パルス生成部19は車両が一定間隔を進� �する毎にパルスを送出する。そのパルスの� �を記憶しておくことで、車両の進行距離を� �握する。すなわち、最初に特定した車両の� �理的座標からの相対位置を決定するために� �いられる。
 後退信号20は車両が後退した距離を車速パ� �ス生成部19に反映させて、最初に特定した地 理的座標からの相対位置を決定するために用 いられる。

 魚眼レンズ13を介して撮影された画像は� �曲しているため、この歪曲した撮影画像を� �成させただけでは、真上から見た道路画像� �生成することはできない。そこで、道路画� �生成部21では撮影画像の所定のピクセルにつ き、そこに映し出されるべき路面上の座標を 特定し、特定された座標へ該当するピクセル の明度を割り付けることにより、道路画像を 生成することとした。

 記憶部31は制御プログラム記憶領域311、相� �位置記憶領域312、位置履歴記憶領域313、画� �記憶領域314、道路画像記憶領域315を備える� �
 制御プログラム記憶領域311は制御部11に備� �られたCPU12を制御するための制御プログラム が記憶される領域である。道路画像生成シス テム10を構成する各要素はこのCPU12にバスを� �して接続されており、このCPU12を動作させる 制御プログラムに従って、所定の動作を行う ことになる。
 相対位置保存領域312は撮影画像の所定のピ� ��セルと該ピクセルに映し出された路面の部� ��の座標との関係を保存する。この路面の座� ��は車両に対する相対位置である。
 位置履歴記憶領域313はGPSアンテナ17、ヨー� �ャイロ18、車速パルス生成部19、後退信号20� �得られた車両の位置履歴情報が記憶される� �この位置履歴情報は、まず、GPSアンテナ17で 車両の地理的座標を決定する。その決定され た地理的座標に対して、左右方向の傾き、車 速パルスの数、車両の後退を示す情報が関連 付けられて記憶される。これらの情報を読み 出すことによって、計測区間内における車両 の地理的座標を特定することができる。
 画像記憶領域314はDVカメラ14で撮影された路 面画像を記憶する領域である。撮影された路 面画像は位置履歴記憶領域313に記憶されてい る車両の地理的座標と関連付けられて記憶さ れている。すなわち、画像記憶領域314に記憶 された路面画像の所定のピクセルに映し出さ れた路面の部分に対して、絶対位置を特定す ることが可能となる。

 図2は魚眼レンズ13を備えたDVカメラ14を搭載 した車両100の側面図である。車両100の上部に 延長棒101を固定し、DVカメラ14はその延長棒10 1の先端に固定される。DVカメラ14の固定され� ��位置は車両の先端の直下が映り込むように� ��できるだけ車両の先端にカメラを配置する� ��とが好ましい。車両の先端の直下は前方を� ��行する車両の影響(例えば、前方を走る車両 の影)を受けにくいためである。
 また、DVカメラ14に備えられたCCDカメラの設 置する向きを真横にし、さらにCCDカメラの路 面に対する設置角度を調整することで、もっ ぱら道路が映される撮影画像の下半分にスミ アが現れないようにすることができる。
 延長棒101に固定されたDVカメラ14は車両内部 に搭載された道路画像生成システム10と通信� ��能なように接続され、DVカメラ14で撮影され た画像を記憶部31に記憶することができる。

 図3は魚眼レンズ13を介して映しだされた� ��準パターンを示す写真の一例である。画面� ��下側にある白色の模様と黒色の模様とが交� ��に組み合わされ、円弧上に歪曲した部分が� ��準パターンとなる。このように魚眼レンズ1 3を用いることで、魚眼レンズ13の前方、両側 及びレンズの直下まで撮影することができる 。

 図4(A)は魚眼レンズを介して撮影された基準 パターンの模式図である。図4(B)は真上から� �た基準パターンであり、車両(図4(C))からみ� �ときの路面上の座標が特定される。例えば� �図4(A)におけるピクセル(x _p0 ,y _p0 )、(x _pn ,y _pn )は図4(B)における座標(相対座標)(x _c0 ,y _c0 )、(x _cn ,y _cn )にそれぞれ対応する。

 図5は基準パターンに基づき、撮影画像のピ クセルに映されるべき画像と該画像の路面に おける座標(車両からの相対位置)との関係を� ��定するための処理を説明するフローチャー� ��である。
 まず、基準パターンの撮像画像において市� ��模様の格子点を映すピクセルを抽出する(ス テップ1)。抽出されたピクセルに映し出され� ��市松模様の格子点の路面上の座標(車両から みた相対位置)を特定し、格子点を映すピク� �ルとその路面上での座標とを関連づける(ス� ��ップ3)。
 ステップ5では、撮像画像においてデータ取 得する領域を特定する。この実施例では基準 パターンが映されている領域(撮像画像では� �日月形状となる。図3参照)を当該データ取得 領域としている。データ取得領域は任意に設 定することができる。
 ステップ7では、ステップ3で求めた関係(格� ��点のピクセルとその座標との関係)を基準に して、データ取得領域を構成する全ピクセル につきそこに映し出されるべき路面の部分の 座標を線形補間などの周知の方法を用いて演 算により求める。演算の方法は特に限定され るものではない。このようにして求められた ピクセルとそこに映し出される路面の部分の 座標との関係は相対位置記憶領域312に保存さ れる。

 図6は道路画像生成システム10を搭載した車� ��100を走向させて、実際に路面を撮影し、当� ��路面画像を用いて道路画像を生成する処理� ��示すフローチャートである。
 車両100が計測区間の始点に到着したときに� ��GPSアンテナ17から車両100の地理的座標を取� �する(ステップ21)。取得された地理的座標は� ��置履歴記憶領域313に記憶される。地理的座� ��の取得と同時に、ヨージャイロ18、車両パ� �ス19、後退信号20の計測を開始する(ステップ 23)。計測開始後は所定のタイミングで位置履 歴(ヨージャイロ18、車両パルス生成部19、後� ��信号20)を位置履歴記憶領域313に記憶してい� ��(ステップ25)。
 一方、収録はDVカメラ14で行われ、計測区間 に入る前から収録を開始する(ステップ27)。� �の時点では、LED15は点灯した状態にある。そ の後、車両100が計測区間の始点に到達したと き、収録スイッチ16をオンにすることで、LED1 5を消灯させる(ステップ29)。そして、所望の� ��測区間の収録が行われる(ステップ31)。計測 区間の終点に到達したとき、収録スイッチ16� ��オフにするとともに、LED15が点灯し(ステッ� ��33)、その後、録画が終了される(ステップ34) 。

 撮影した画像はステップ21及び23で得られた 位置履歴と関連付けて、画像記憶領域314に記 憶される(ステップ35)。DVカメラで撮影した画 像は動画として保存されているので、所定の タイミングで静止画を抽出して路面画像とす る。このタイミングは、車両の位置履歴の取 得タイミングと等しくする。これにより、静 止画を取得時の車両の位置を特定出来るから である。なお、撮影された時系列順に路面画 像へ画像番号1~Tを付すものとする。
 そして路面画像の中から、データ取得領域� ��切り出す(ステップ37)。切り出されたデータ 取得領域を構成する全てのピクセルにつき、 相対位置記憶領域312に保存されている関係を 参照して、各ピクセルに映し出された画像と その路面上での座標(相対位置)を特定する(ス テップ39)。この座標は位置履歴記憶領域313に 記録されている車両の位置履歴を参照するこ とにより、地図データ上の座標(絶対位置)と� ��るので、ステップ41では、データ取得領域� �構成する全てのピクセルにつきそこに映し� �された路面の部分の絶対座標を特定する。

 ステップ43では、路面画像とそのピクセル� �特定された絶対座標との関係を用いて道路� �像を形成する。ステップ43の詳細を図7に示� �。
 ステップ431では道路画像のテンプレート200� ��作成する。このテンプレート200は画像を構� ��するものであって、一般的な道路データに� ��づいて全てのピクセルに対して絶対座標が� ��されており、当初は全てのピクセルを黒色� ��している。テンプレート200におけるデフォ� ��ト時の各ピクセルの明度は任意に指定でき� ��。そして、テンプレート200における対象道� ��部分(道路画像の作成対象となる道路)に対� �するピクセルが指定される(ステップ432)。こ の対象道路部分を概念的に示すため、図8で� �当該対象道路部分を白抜き部分201として示� �ている。

 ステップ433ではこの対象道路部分201のピク� ��ルの絶対座標が特定され、ステップ435にお� ��て当該対象道路部分201の上縁左端のピクセ� ��P ₀ において当該ピクセルP ₀ の絶対座標と等しい絶対座標の有無を撮影順 序の新しい路面画像(画像番号T)から古い路面 画像へ、即ち画像番号をT-1、T-2,T-3 … 2、1� �スキャンする。対象道路部分201のピクセルP ₀ と等しい絶対座標をそのデータ取得領域に有 する路面画像が存在したらその後のスキャン は省略する(ステップ437)。これにより、撮影� ��序が最も新しい路面画像における対応絶対� ��標のピクセルが特定されるので、当該ピク� ��ルの明度を読出し、この明度を対象道路部� ��201のピクセルP ₀ の明度として指定する(ステップ439)。

 この実施例では、テンプレートの上縁左端� ��ピクセルP ₀ から下縁右端のピクセルP _m につき順次ステップ435-439を繰り返す(ステッ� ��441,443)。
 このようにして得られた道路画像の例を図9 (A)に示す。図9(B)は路面画像の例を示す。
 図6に戻り、ステップ45においてこの道路画� ��が保存される。

 この実施例では、車両の先端側に光学系が� ��置されているので、対象道路部分201の各ピ� ��セルの明度には最も新しく撮影された路面� ��像のピクセルの明度が採用されている。こ� ��により、対象道路部分201の各ピクセルの絶� ��座標に対応する路面部分を最も近い距離で� ��影した路面画像を採用し、その明度を指定� ��きるようにしている。よって、路面の傾き� ��車両の捻れなどの誤差の影響を出来る限り� ��除できる。
 同様の理由により、車両の後端側に光学系� ��設置した場合には、対象道路部分201の各ピ� ��セルの明度には最も古く撮影された路面画� ��のピクセルの明度を採用することが好まし� ��。

 実施例で得られた道路画面(図9参照)におい� ��、そこに駐車中の車両が写り込んでいる場� ��がある。例えば、この車両が重要な路面標� ��(停止線等)を被覆していると、得られた道� �画像は不完全なものとなる。この場合、撮� �を再実行することが考えられるが、その場� �においても駐車中の車両が無くなる保証は� �い。また、再撮影時において他の重要な路� �標示が他の駐車車両により被覆されている� �それもある。
 そこでこの実施例では、図6のステップ21~ス テップ43を再実行し、得られた2枚の道路画像 において対象道路部分201の各ピクセルの明度 の平均を演算する。演算により得られた各ピ クセルの明度を新たなテンプレートの対応す るピクセルへ割り付ける。

 以上説明したように、2つの道路画像をブ レンドして、即ち各ピクセルの明度を平均化 することにより、車両等の障害物の影響を排 除することができる。ブレンドする道路画像 の枚数は2つに限定されるものではなく、3つ� ��上としてもよい。また、ブレンドの方法も� ��純平均の他、加重平均や移動平均など任意� ��方法を採用することができる。

 この発明は上記発明の実施の態様及び実� ��例の説明に何ら限定されるものではない。� ��許請求の範囲を逸脱せず、当業者が容易に� ��到できる範囲で種々の変形態様もこの発明� ��含まれる。

 以下、次の事項を開示する。
(1) 車両に固定された光学系を用� ��て該車両から所定の位置関係にある基準パ� ��ーンを撮影し、撮影された前記基準パター� ��に基づき前記光学系の撮影画像の所定のピ� ��セルに映し出されるべき路面の部分に対す� ��前記車両からの相対位置を特定する相対位� ��特定手段と、
 前記光学系による撮影時の前記� ��両の位置を特定する車両位置特定手段と、
 前記車両位置特定手段と、前記� ��対位置特定手段に基づき、前記光学系で撮� ��された路面画像における所定のピクセルに� ��し出される路面の部分の絶対位置を特定し� ��該絶対位置の特定された路面の部分を合成� ��て道路画像を生成する、道路画像生成シス� ��ム。
(2) 前記基準パターンが市松模様� ��ある、ことを特徴とする請求項1に記載の道 路画像生成システム。
(3) 前記光学系は魚眼レンズを含� ��、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の� �路画像生成システム。
(4) 前記光学系は前記魚眼レンズ� ��該魚眼レンズを通過した光を撮影するCCDカ� ��ラとを備え、撮影時に生じるスミアが水平� ��向に発生するように前記CCDカメラの向きを� ��えて設置する、ことを特徴とする請求項3に 記載の道路画像生成システム。
(5) 前記光学系により撮影可能な� ��置に配置される発光体が更に備えられ、該� ��光体は道路画像生成に用いられるべき路面� ��像の撮影時に消灯し、他のタイミングでは� ��灯している、ことを特徴とする請求項1~4の� ��れかに記載の道路画像生成システム。