CN103348393B - 道路形状推定装置及其推定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及道路形状推定装置，能够迅速且低成本地推定道路形状。该道路形状推定装置是被搭载于车辆、推定该车辆所行驶的道路的形状的道路形状推定装置，具备：物体检测部，其检测车辆周围的静止物的存在位置作为多个检测点；开始点决定部，其基于多个检测点分别与车辆的位置关系，从该多个检测点中决定开始点；检测点连接部，以开始点为起点，将检测点的任意一个作为连接目的地依次连接，来进行群组化；和道路形状推定部，其将检测点群组化而成的连接线的形状推定为道路的形状。

Description

道路形状推定装置及其推定方法
技术领域
本发明涉及道路形状推定装置，更具体而言，涉及被搭载于车辆，来对该车辆正在行驶道路的形状进行推定的道路形状推定装置。
背景技术
以往，开发了一种对车辆行驶的道路的形状进行推定，根据该道路形状来控制车辆的转向、或对车辆发生碰撞的危险进行报告的车载***。在所述那样的车载***中，为了恰当地控制车辆，需要准确地推定道路的形状。这样的用于推定道路的形状的装置例如在专利文献1中被公开。
专利文献1所公开的车辆用道路形状识别装置基于从电波雷达获得的多个检测点来检测防护围栏等路侧静止物的位置以及形状。具体而言，车辆用道路形状识别装置提取出由电波雷达所获得的多个检测点中接近的检测点彼此构成的检测点组，检测出该检测点组来作为防护围栏等路侧静止物。一般情况下，防护围栏等路侧静止物沿着车辆行驶的道路配置，形成了与该道路相似的形状。因此，车辆用道路形状识别装置能够基于对如所述那样检测出的防护围栏等路侧静止物进行表示的检测点组的形状，推定计算出道路形状。
专利文献1:日本特开2007－161162号公报
在所述的根据道路形状来控制车辆的转向、或对车辆发生碰撞的危险进行报告的车载***中，需要根据随着车辆行进而时刻变化的道路形状来迅速地进行控制。即，需求能够迅速且准确地推定车辆行进的道路形状的道路形状识别装置。但是，在以往的道路形状识别装置中，存在无法充分提前计算出道路形状之虞。
 具体而言，在所述专利文献1那样的车辆用道路形状识别装置中，单纯将在一定方位内存在于一定距离内的点彼此群组化。这里，认为从电波雷达获得的检测点为膨大的数量，在将全部的检测点作为基准依次进行了所述那样的群组化的处理时，存在处理量膨大之虞。即，群组化的处理所需要的时间很长，难以实时推定道路的形状。
另外，在鉴于这样的情况而使用了运算处理速度快的昂贵处理装置的情况下，存在商品的成本增高的问题。
发明内容
本发明鉴于所述课题而提出，其目的在于，提供一种能够迅速且低成本推定道路形状的道路形状推定装置。
即，第1方式涉及被搭载于车辆、来推定该车辆所行驶的道路的形状的道路形状推定装置，该道路形状推定装置具备：物体检测部，其检测出车辆周围的静止物的存在位置作为多个检测点；开始点决定部，其基于多个检测点各自与车辆的位置关系，从该多个检测点中决定是道路的一部分的可能性高的开始点；检测点连接部，其以开始点为起点，将检测点的任意一个作为连接目的地依次连接来进行群组化；以及道路形状推定部，其将检测点被群组化而构成的连接线的形状推定为道路的形状。
第2方式在第1方式的基础上提出，还具备将检测点中满足规定条件的点选定为开始点候补的开始点候补选定部，开始点决定部将开始点候补中到车辆为止的距离最近的点决定为开始点。
第3方式在第2方式的基础上提出，还具备对由物体检测部检测出的检测点的信息进行存储的存储部，开始点候补选定部包括基于存储部中存储的检测点的过去的存在位置，计算出对检测点是沿着道路配置的路侧静止物的可能性进行表示的可靠度，并判定该可靠度是否在预先决定的阈值以上的可靠度判定部，开始点候补选定部将由可靠度判定部判定为检测点的可靠度在阈值以上作为一个条件来选定开始点候补。
第4方式在第3方式的基础上提出，还具备基于存储部中存储的过去的检测点的信息，将该过去的检测点在当前时刻的存在位置作为检测点来进行外插的外插处理部，开始点候补选定部将由物体检测部实际检测出的检测点、以及通过外插处理部外插的检测点中满足规定条件的点选定为开始点候补。
第5方式在第4方式的基础上提出，在检测点是通过外插处理部外插的点时，可靠度判定部将该检测点的可靠度计算为比较小的值，在检测点是由物体检测部实际检测出的点时，可靠度判定部将该检测点的可靠度计算为比较大的值。
第6方式在第2至第5方式中任意一个的基础上提出，开始点候补选定部包括对检测点在车辆前方的预先决定的除外区域的外部是否存在进行判定的区域判定部，开始点候补选定部将由区域判定部判定为在车辆前方的预先决定的除外区域的外部存在检测点作为一个条件来选定开始点候补。
第7方式在第6方式的基础上提出，除外区域是从车辆向前方以带状延伸的区域，具有该车辆的车宽度以上的宽度。
第8方式在第1至第7方式中任意一个的基础上提出，检测点连接部包括：连接范围设定部，其以作为连接源的检测点为基准，根据该检测点的位置来设定用于对成为连接目的地的检测点进行搜索的连接范围；连接目的地选择部，其将连接范围内部存在的检测点中，到作为连接源的检测点为止的距离最短的点选择作为连接目的地的检测点；以及线段连接部，其将连接源的检测点与连接目的地的检测点通过线段连接，将该连接目的地的检测点设定为新的连接源的检测点。
第9方式在第8方式的基础上提出，从作为设定连接范围的基准的检测点到车辆的距离越长，连接范围设定部将连接范围设定为越宽的范围。
第10方式在第8或者第9方式的基础上提出，连接范围是俯视为矩形的区域，连接范围设定部根据与连接源连接的线段所表示的方向，使这次设定的连接范围旋转来进行设定。
第11方式是被搭载于车辆、对该车辆所行驶的道路的形状进行推定的道路形状推定方法，包括：物体检测步骤，将车辆周围的静止物的存在位置检测为多个检测点；开始点决定步骤，基于多个检测点各自与车辆的位置关系，从该多个检测点中决定开始点；检测点连接步骤，以开始点为起点，将检测点的任意一个作为连接目的地依次连接，来进行 群组化；以及道路形状推定步骤，将检测点被群组化而构成的连接线的形状推定为道路的形状。
根据第1方式，能够迅速且低成本地推定道路形状。具体而言，由于通过从恰当决定的开始点将检测点依次连接，使得检测点被群组化，所以不需要如以往那样将全部的检测点作为基准来进行群组化的处理。即，能够不进行不必要的群组化的处理、减少处理量。故，与以往相比，可缩短为了推定道路形状所需要的时间。
根据第2方式，可以恰当地决定开始点，准确地推定道路形状。在例如使用雷达装置等作为物体检测部来检测静止物的情况下，认为与存在于比较远离车辆的位置的检测点相比，存在于比较接近于车辆的位置的检测点其位置的偏差小，更准确地表示物体的位置的可能性较高。因此，通过将到车辆的距离比较近的检测点作为开始点，能够准确地检测路侧静止物的形状，准确地推定与其近似的可能性高的道路形状。
根据第3方式，能够更恰当地决定开始点。具体而言，可将基于过去的位置的变迁被判定为是路侧静止物的可能性低的检测点从开始点候补中除去，使用表示路侧静止物的可能性高的检测点作为开始点。
根据第4方式，即使在持续检测的静止物的检测点因噪声等的影响而暂时未被检测出的情况下，也能够推定当前时刻的检测点的位置，作为检测出的检测点来进行处理。因此，能够更准确地检测路侧静止物的形状。
根据第5方式，能够通过简单的处理来计算可靠度。
根据第6以及第7方式，能够更恰当地决定开始点。具体而言，可认为在车辆的正面上不存在路侧物。因此，通过将在车辆的前方的规定区域存在的检测点从开始点候补中除去，能够将表示路侧静止物的可能性高的检测点作为开始点来使用。
根据第8方式，能够更准确地推定道路的形状。具体而言，通过根据连接源的检测点的位置来设定用于检测连接目的地的连接范围，例如即使在道路拐弯、路侧静止物沿着其弯曲的情况下，也能够设定与该弯曲对应的连接范围。因此，能够将恰当的检测点依次连接而准确地检测 出路侧静止物的形状，准确地推定与其近似的可能性高的道路形状。
根据第9方式，能够恰当地设定连接范围。具体而言，在使用了雷达装置等作为物体检测部的情况下，认为越是位于远离雷达装置的位置的物体，越存在角度分辨率降低的趋势。即，可认为在较远的地方检测点的间隔变宽。因此，在将比较远的检测点彼此连接时，与将比较近的地方存在的检测点彼此连接的情况相比，优选在宽广的范围搜索成为连接目的地的检测点。故，通过根据从成为基准的检测点到车辆的距离来变更搜索范围的宽广度，能够恰当地设定连接范围，适宜地连接检测点。
根据第10方式，能够恰当地设定连接范围。具体而言，可认为对将检测点组依次连接而成的连接线的延长线附近所存在的检测点而言，是与该检测点组相同的静止物的一部分的可能性较高。因此，通过根据上次连接的线段所表示的方向来设定连接范围，能够容易地将同一静止物的可能性高的检测点连接，准确地检测出路侧静止物的形状。
根据第11方式，能够起到与第1方式同样的效果。
附图说明
图1是表示道路形状推定装置1的构成的一个例子的框图。
图2是表示雷达装置直接检测出的检测点的一个例子的图。
图3是表示ECU12的功能构成的一个例子的框图。
图4是表示ECU12的各功能部执行的详细处理的流程图的一个例子。
图5是表示被外插了外插点的样子的图。
图6是表示开始点决定部121执行的开始点决定处理的详细内容的流程图的一个例子。
图7是表示可靠度判定部130执行的可靠度判定处理的详细内容的流程图的一个例子。
图8是表示通过可靠度判定处理将检测点的一部分从开始点候补中除去的样子的图。
图9是表示通过区域判定部131将检测点的一部分从开始点候补除去的样子的图。
图10是表示连接范围设定部123执行的连接范围设定处理的详细内容的流程图的一个例子。
图11是表示设定连接范围的样子的图。
图12是表示用于计算出连接范围的纵尺寸Ly的函数的图表的一个例子。
图13是表示用于计算出连接范围的横尺寸Lx的函数的图表的一个例子。
图14是表示用于计算系数α的函数的图表的一个例子。
图15是表示在未使连接范围旋转的情况下检测点没有良好连接的事例的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式涉及的道路形状推定装置1进行说明。本发明涉及的道路形状推定装置1是被搭载于本车辆100，来推定本车辆100行驶的道路的形状的装置。其中，以下将本车辆100行驶的道路称为本车行驶道路。
首先，参照图1对道路形状推定装置1的硬件构成进行说明。其中，图1是表示本发明的实施方式涉及的道路形状推定装置1的构成的一个例子的框图。如图1所示，道路形状推定装置1具备雷达装置11以及ECU12。而且，ECU12与本车辆100中搭载的车辆控制装置50电连接。
雷达装置11例如如图2所示，是将本车辆100的周围存在的静止物的位置检测为多个检测点的装置。即，雷达装置11对应于权利要求所记载的物体检测部。其中，图2是表示雷达装置11直接检测出的检测点的一个例子的图。雷达装置11被搭载在本车辆100的前端，对本车辆100的前方存在的物体进行检测。典型的雷达装置11是收发毫米波段的电磁波的FM－CW方式的雷达装置。雷达装置11例如向本车辆100 的前方照射电磁波等检测波信号。然后，基于被物体反射的该检测波信号的反射波，检测出该反射点的位置作为检测点。雷达装置11如图2所示，在以本车辆100作为原点，将表示本车辆100的行进方向的轴线设为Y轴、并将与该Y轴在水平面上垂直交叉的轴线设为X轴的XY坐标系中取得检测点的位置信息。另外，雷达装置11判定各检测点是否是表示静止物的检测点。具体而言，雷达装置11利用以往公知的方法来检测各检测点相对本车辆100的相对速度。然后，在相对速度与本车辆100的行驶速度为大致相同值的情况下，雷达装置11判定为该检测点表示静止物。此外，所述方法只是一个例子，雷达装置11也可以利用以往公知的方法来判定检测点是否是表示静止物的检测点。雷达装置11将如此被判定为表示静止物的检测点的位置信息（XY坐标）发送给ECU12。
其中，在图2中表示了沿着本车行驶道路配置了防护围栏200作为路侧静止物的例子。如图2所示，雷达装置11有时会因为噪声等的影响而在不存在静止物的位置捕捉检测点（例如P1、P3、P6）。
典型的ECU12是具备CPU（Central Processing Unit：中央处理装置）等信息处理装置、存储器等存储装置、以及接口电路等的电子控制装置。ECU12与车辆控制装置50电连接。
以下，参照图3对ECU12的功能构成进行说明。图3是表示ECU12的功能构成的一个例子的框图。如图3所示，ECU12按功能划分具备：开始点决定部121、检测点连接部122、道路形状推定部126、存储部127、外插处理部128以及开始点候补选定部129。其中，检测点连接部122包括连接范围设定部123、连接目的地选择部124以及线段连接部125。另外，开始点候补选定部129包括可靠度判定部130以及区域判定部131。ECU12例如通过使CPU执行ECU12所具备的存储器等中预先储存的控制程序，来作为开始点决定部121、检测点连接部122、连接范围设定部123、连接目的地选择部124、线段连接部125、道路形状推定部126、存储部127、开始点候补选定部129、可靠度判定部130以及区域判定部131进行动作。
开始点决定部121是基于雷达装置11检测出的多个检测点分别与本车辆100的位置关系，从该多个检测点（例如图2的P1至7）中决定 开始点的功能部。开始点是成为将检测点连续连接而构成的连接线的起点的点。在本实施方式中，开始点决定部121从被开始点候补选定部129选定为开始点候补的检测点中决定开始点。
检测点连接部122是以开始点作为起点，将多个检测点之一作为连接目的地而依次通过线段连接的功能部。连接范围设定部123是以作为连接源的检测点（例如图11的Pa、Pb、Pc）为基准，设定用于对成为连接目的地的检测点进行搜索的连接范围（例如图11的Aa、Ab、Ac）的功能部。连接目的地选择部124是将连接范围设定部123所设定的连接范围（例如图11的Ac）内部存在的检测点（例如图11的Pd、Pe）中、到作为连接源的检测点为止的距离最短的点（例如图11的Pd）选择为连接目的地的检测点的功能部。线段连接部125是利用线段将连接源的检测点（例如图11的Pa）与连接目的地的检测点（例如图11的Pb）连接，将该连接目的地的检测点（例如图11的Pb）设定为新的连接源的检测点的功能部。
道路形状推定部126是将检测点依次通过线段连接而成的连接线的形状推定为本车行驶道路的形状的功能部。
存储部127是对雷达装置11检测出的检测点的位置信息（XY坐标）进行存储的功能部。开始点候补选定部129是基于可靠度判定部130以及区域判定部131的判定结果，来选定作为开始点候补的检测点的功能部。可靠度判定部130是计算出对当前检测出的检测点是沿着本车行驶道路配置的路侧静止物的可能性进行表示的可靠度R的值，并判定可靠度R是否为预先决定的阈值以上的功能部。区域判定部131是判定在车辆前方的预先决定的除外区域Aex（参照图9）的外部是否存在检测点的功能部。
返回到图1的说明，车辆控制装置50例如是制动器控制装置、转向控制装置以及警报装置等控制装置。制动器控制装置、转向控制装置、以及警报装置根据从ECU12取得的本车行驶道路的形状，分别控制本车辆100的行进方向、行驶速度以使本车辆100不脱离本车行驶道路，或者对该脱离进行预测并向本车辆100的驾驶员发出警报。通过ECU12准确地检测出本车行驶道路的形状，车辆控制装置50能够执行恰当的车辆控制。
接下来，参照图4对ECU12执行的处理进行说明。图4是表示ECU12的各功能部执行的处理的详细内容的流程图的一个例子。ECU12例如在本车辆100的IG电源被设定为接通状态的情况下，开始图4的流程图的处理。在开始了图4的流程图的处理时，ECU12首先执行步骤S1的处理。
在步骤S1中，存储部127从雷达装置11取得静止物的检测点信息。存储部127将取得的检测点的位置信息与采样的时刻T（n）对应地进行存储。其中，对时刻T（n）而言，括弧（）内的添加字n越大则表示越近的时刻。若存储部127结束了步骤S1的处理，则使处理进入到步骤S2。
在步骤S2中，外插处理部128基于存储部127中存储的在过去检测到的检测点的履历信息，对当前时刻的该检测点的位置进行外插。外插是根据在过去的采样时捕捉到的检测点的位置以及相对速度等预测这次的采样时的检测点的位置，当在预测出的位置附近没有捕捉到检测点时，假定为在该预测出的位置实际存在检测点的技术。外插处理部128可以利用公知的任意技术来外插检测点的位置。以下，将通过本步骤S2的处理被外插的检测点称为外插点。与此相对，将由雷达装置11直接检测出的检测点称为直接检测点。通过本步骤S2的处理被外插的检测点的位置信息与表示该检测点是外插点的外插标志数据一同被存储到存储部127中。其中，外插点也与直接检测点同样，和采样的时刻T（n）对应地存储。如果外插处理部128结束了步骤S2的处理，则使处理进入到步骤S3。
图5中例示了在如图2那样检测出的直接检测点的基础上，通过步骤S2的处理被外插了外插点的样子。图5是表示被外插了外插点的样子的图。在图5中，被外插了外插点P8、P9。根据步骤S2的处理，即使在持续被检测的静止物的检测点因噪声等的影响而暂时未被检测出的情况下，也能够推定当前时刻的检测点的位置，作为检测出的检测点来处理。因此，能够更准确地检测路侧静止物的形状。
在步骤S3中，开始点决定部121执行开始点决定处理。开始点决定处理是从多个检测点中决定开始点的处理。以下，参照图6对开始点决定部121执行的开始点决定处理进行说明。图6是表示开始点决定部 121执行的开始点决定处理的详细内容的流程图的一个例子。若开始了图6的流程图的处理，则开始点决定部121首先执行步骤S31的处理。
在步骤S31中，可靠度判定部130执行可靠度判定处理。可靠度判定处理是对当前检测出的各检测点为沿着本车行驶道路配置的路侧静止物的可能性是否高进行判定的处理。以下，参照图7对可靠度判定部130执行的可靠度判定处理进行说明。图7是表示可靠度判定部130执行的可靠度判定处理的详细内容的流程图的一个例子。如果开始图7的流程图的处理，则可靠度判定部130首先执行步骤S311的处理。
在步骤S311中，可靠度判定部130选择一个在当前时刻实际检测出的检测点以及被外插的检测点中没有计算出可靠度R的检测点。其中，以下将在本步骤S311中被选择的检测点称为选择点。若可靠度判定部130结束了步骤S311的处理，则使处理进入到步骤S312。
在步骤S312中，可靠度判定部130判定是否有选择点的检测履历。具体而言，根据存储部127中存储的过去的检测点信息来判定是否有表示与选择点同一物的检测点。如果选择点为静止物，则其位置对应于本车辆100的行驶速度随时间发生变化。因此，可靠度判定部130例如基于选择点的当前的位置以及本车辆100的行驶速度，来推定上次采样时可能存在了选择点的位置。而且，当存储部127中存储有在上次采样时在该推定出的位置附近被补充了检测点的履历时，可靠度判定部130将该履历判别为选择点的检测履历。此外，可靠度判定部130并不限于采用所述方法，也可以使用以往公知的任意方法来判定是否有选择点的检测履历。在可靠度判定部130判定为有选择点的检测履历的情况下，使处理进入到步骤S314。另一方面，在可靠度判定部130判定为没有选择点的检测履历的情况下，使处理进入到步骤S323。
在步骤S313中，可靠度判定部130对可靠度R加上常量γ。常量γ是预先决定的任意的正的常量。常量γ例如被预先设定为30。若可靠度判定部130结束了步骤S313的处理，则使处理进入到步骤S321。
在步骤S314中，可靠度判定部130判定时刻T（n）的选择点是否是外插点。具体而言，针对时刻T（n）的选择点，基于存储部127中是否存储有外插标志数据来进行判定。其中，在开始了可靠度判定处理后 首次执行步骤S314的处理时，判定当前时刻T（k）的选择点是否是外插点。在可靠度判定部130判定为时刻T（n）的选择点是外插点的情况下，使处理进入到步骤S315。另一方面，在可靠度判定部130判定为选择点是直接检测点的情况下，使处理进入到步骤S318。
在步骤S315中，可靠度判定部130判定选择点是否是在上次采样时T（n－1）也被外插了的点。具体而言，对于上次采样时T（n－1）的选择点，参照存储部127来判定是否存储有外插标志数据。当可靠度判定部130判定为选择点在上次采样时T（n－1）也是外插点时、即判定为是被连续外插的点时，使处理进入到步骤S316。另一方面，当可靠度判定部130判定为选择点在上次采样时T（n－1）是直接检测点时，使处理进入到步骤S317。
在步骤S316中，可靠度判定部130从可靠度R减去常量α。常量α是比γ小的预先决定的任意的正的常量。常量α例如被预先设定为20。可靠度R的初始值例如可以为0等任意的数值。若可靠度判定部130结束了步骤S316的处理，则使处理进入到步骤S321。
在步骤S317中，可靠度判定部130从可靠度R减去常量β。常量β是比α小的任意的正的常量。常量β例如被预先设定为10。若可靠度判定部130结束了步骤S317的处理，则使处理进入到步骤S321。
在步骤S318中，可靠度判定部130与所述步骤S315同样地判定选择点在上次采样时T（n－1）是否是外插点。当可靠度判定部130判定为选择点在上次采样时T（n－1）是被外插的点时，使处理进入到步骤S319。另一方面，当可靠度判定部130判定为选择点在上次采样时T（n－1）中也是直接检测点时，使处理进入到步骤S320。
在步骤S319中，可靠度判定部130对可靠度R加上常量β。若可靠度判定部130结束了步骤S319的处理，则使处理进入到步骤S321。
在步骤S320中，可靠度判定部130对可靠度R加上常量α。若可靠度判定部130结束了步骤S320的处理，则使处理进入到步骤S321。
在步骤S321中，可靠度判定部130判定针对选择点的全部的履历是否进行了所述步骤S314到步骤S320所涉及的判定处理。在可靠度判 定部130判定为对选择点的履历全部判定完毕的情况下，使处理进入到步骤S323。另一方面，在可靠度判定部130判定为没有对所有选择点的履历进行判定的情况下，使处理进入到步骤S322。
在步骤S322中，可靠度判定部130将n的值减1。若可靠度判定部130结束了步骤S322的处理，则使处理返回到步骤S314。
根据所述步骤S312至步骤S322的处理，可靠度判定部130将选择点的履历从新的履历向旧的履历依次切换，并且根据在各采样时刻选择点是外插点还是直接检测点，对该选择点的可靠度R的值进行增减。更具体而言，在选择点是外插点的情况下，与是直接检测点的情况相比，将可靠度R计算得较小。另外，当选择点在时间上连续被外插的情况下，进一步将可靠度R的值计算得小。
在步骤S323中，可靠度判定部130判定可靠度R的值是否在可靠度最大值Rmax以上。可靠度最大值Rmax是可靠度R能够取得的值的最大值。可靠度最大值Rmax是被预先决定的常量，例如被设定为200。在可靠度判定部130判定为可靠度R的值在可靠度最大值Rmax以上的情况下，使处理进入到步骤S324。另一方面，在可靠度判定部130判定为可靠度R的值小于可靠度最大值Rmax的情况下，使处理进入到步骤S325。
在步骤S324中，可靠度判定部130将可靠度R的值设定为与可靠度最大值Rmax同值。若可靠度判定部130结束了步骤S324的处理，则使处理进入到步骤S327。
在步骤S325中，判定可靠度R的值是否在可靠度最小值Rmin以下。可靠度最小值Rmin是可靠度R能够取得的值的最小值。可靠度最小值Rmin是被预先决定的常量，例如被设定为0。在可靠度判定部130判定为可靠度R的值在可靠度最小值Rmin以下时，使处理进入到步骤S326。另一方面，在可靠度判定部130判定为可靠度R的值大于可靠度最小值Rmin时，使处理进入到步骤S327
在步骤S326中，可靠度判定部130将可靠度R的值设定为与可靠度最小值Rmin同值。若可靠度判定部130结束了步骤S326的处理，则 使处理进入到步骤S327。
在步骤S327中，可靠度判定部130判定可靠度R的值是否大于阈值Rth。阈值Rth是用于基于可靠度R的值来判定是否从开始点候补将选择点除去的阈值。阈值Rth是被预先决定的任意常量。在可靠度判定部130判定为可靠度R的值大于阈值Rth时，使处理进入到步骤S328。另一方面，在可靠度判定部130判定为可靠度R的值在阈值Rth以下时，使处理进入到步骤S329。
在步骤S328中，可靠度判定部130将选择点设定为开始点候补。若可靠度判定部130结束了步骤S328的处理，则使处理进入到步骤S330。
在步骤S329中，可靠度判定部130将选择点从开始点候补除去。若可靠度判定部130结束了步骤S329的处理，则使处理进入到步骤S330。
在步骤S330中，可靠度判定部130判定是否计算完了所有检测点的可靠度R。当存在没有计算出可靠度R的检测点时，可靠度判定部130使处理返回到步骤S311。另一方面，当可靠度判定部130判定为计算出所有检测点的可靠度R时，使处理进入到图6的步骤S32。
图8中例示了通过所述的可靠度判定处理，图5所示的检测点的一部分被从开始点候补除去的样子。图8是表示通过可靠度判定处理将检测点的一部分从开始点候补除去的样子的图。在图8中，检测点P6以及P9被从开始点候补除去。这样，根据可靠度判定处理，可以从开始点候补中除去基于过去的位置的变迁被判定为是路侧静止物的可能性低的检测点，将表示路侧静止物的可能性高的检测点作为开始点候补。
返回图6的说明，在步骤S32中，区域判定部131将在除外区域Aex的内部存在的检测点从开始点候补中除去。除外区域Aex是从本车辆100向前方以带状延伸的区域，优选具有该车辆的车宽度以上的宽度（参照图9）。此外，所述的除外区域Aex只是一个例子，可以是在本车辆前方预先决定的任意的形状以及大小的区域。若区域判定部131结束了步骤S32的处理，则使处理进入到步骤S33。
图9中例示了通过所述步骤S32的处理，从开始点候补中除去图8所示的检测点的一部分的样子。图9是表示通过区域判定部131将检测点的一部分从开始点候补除去的样子的图。在图9中，检测点P1被从开始点候补除去。可认为在本车辆100的正面上不存在路侧物。因此，通过如步骤S32那样将在本车辆100的前方存在的检测点从开始点候补除去，能够仅将表示路侧静止物的可能性高的检测点作为开始点候补。
在步骤S33中，开始点候补选定部129将开始点候补中最接近于本车辆100的点设定为开始点。若开始点候补选定部129结束了步骤S33的处理，则使处理进入到图4的步骤S4。
在通过雷达装置11时间上连续地检测出物体的情况下，存在于比较接近车辆的位置的检测点与存在于比较远离车辆的位置的检测点相比，位置的偏差小，被认为更准确地表示了物体的位置的可能性高。因此，通过如步骤S33那样将到车辆为止的距离比较近的检测点作为开始点，能够准确地检测路侧静止物的形状，从而可准确地推定与其近似的可能性高的道路形状。
例如，在如图9所示那样从开始点候补P2设定了P5、P7以及P8的情况下，开始点候补选定部129通过所述步骤S33的处理将存在于距本车辆100最近的位置的检测点P2设定为开始点。如图9所示，根据所述的开始点决定处理，能够以高的概率将表示实际上路侧静止物（防护围栏200）所存在的位置的检测点设定为开始点。这样，根据所述开始点决定处理，能够恰当地设定开始点。
此外，所述的开始点决定处理只是一个例子，也可以是步骤S31的处理以及步骤S32的处理的执行顺序被更换了的方式。另外，也可以是步骤S31的处理被省略的方式。该情况下，可以采用在ECU12中省略了可靠度判定部130的构成。另外，也可以是步骤S32的处理被省略的方式。该情况下，可以采用在ECU12中省略了区域判定部131的构成。
在步骤S4中，检测点连接部122将开始点设定为连接源。若检测点连接部122结束了步骤S4的处理，则使处理进入到步骤S5。
在步骤S5中，连接范围设定部123执行连接范围设定处理。连接 范围设定处理是设定连接范围的处理。以下，参照图10对连接范围设定部123所执行的连接范围设定处理进行说明。图10是表示连接范围设定部123执行的连接范围设定处理的详细内容的流程图的一个例子。若连接范围设定部123开始了图10的流程图的处理，首先执行步骤S51的处理。
其中，图11表示了通过连接范围设定部123设定连接范围的样子。图11是表示设定连接范围的样子的图。如图11所示，连接范围是将连接源作为基准而设定的矩形区域。
在步骤S51中，连接范围设定部123计算出连接范围的纵尺寸Ly（参照图11）。具体而言，连接范围设定部123按照从本车辆100到作为连接源的检测点为止的距离越长，则纵尺寸Ly越大的方式计算出纵尺寸Ly。更详细而言，连接范围设定部123基于连接源的Y坐标py以及如图12那样预先决定的函数来计算纵尺寸Ly。其中，图12是对用于计算出连接范围的纵尺寸Ly的函数进行表示的图表的一个例子。在图12中，横轴表示作为连接源的检测点的Y坐标py，纵轴表示纵尺寸Ly。若连接范围设定部123结束了步骤S51的处理，则使处理进入到步骤S52。
在步骤S52中，连接范围设定部123计算出连接范围的横尺寸Lx（参照图11）。具体而言，连接范围设定部123按照从本车辆100到作为连接源的检测点为止的距离越长，则横尺寸Lx越大的方式计算出横尺寸Lx。更详细而言，连接范围设定部123基于连接源的Y坐标py以及如图13那样预先决定的函数来计算横尺寸Lx。其中，图13是对用于计算连接范围的横尺寸Lx的函数进行表示的图表的一个例子。在图13中，横轴表示作为连接源的检测点的Y坐标py，纵轴表示横尺寸Lx。如果连接范围设定部123结束了步骤S52的处理，则使处理进入到步骤S53。
根据所述步骤S51以及S52的处理，从作为设定连接范围的基准的连接源的检测点到本车辆100为止的距离越长，则将连接范围设定为越宽广的范围。这里，可认为如雷达装置11那样的一般雷达装置具有越是位于远方的物体则角度分辨率越降低的趋势。即，可认为在比较远的地方检测点的间隔变宽。因此，在将比较远的地方的检测点彼此连接时， 与将比较近的地方存在的检测点彼此连接的情况相比，优选在宽广的范围来搜索成为连接目的地的检测点。故，若如步骤S51以及S52那样根据从连接源到车辆的距离来变更搜索范围的宽广度，则能够适宜地连接检测点。
在步骤S53中，连接范围设定部123计算连接范围旋转角θ。连接范围旋转角θ是使连接范围旋转时使用的旋转量。连接范围设定部123根据与连接源连接的线段所表示的方向来计算连接范围旋转角θ。例如，设想在将任意的检测点Pc作为连接源，并将Ac设定为连接范围时，计算出θc作为连接范围旋转角θ的情况。检测点Pc基于后述的步骤S8的处理，经由线段Qb与检测点Pb预先连接。首先，连接范围设定部123基于检测点Pc的坐标（cx，cy）、检测点Pb的坐标（bx，by）、以及式（1），来计算出线段Qb与Y轴所成的角度ωbc。
ωbc＝arctan｛（cx－bx）／（cy－by）｝…（1）
接下来，如果将上次以检测点Pb为基准来设定连接范围Ab时计算出的连接范围旋转角θ设为θb，则连接范围设定部123基于ωbc、θb以及式（2）来计算θc。
θc＝ωbc×α＋（1－α）×θb…（2）
其中，式（2）中的系数α是0以上1以下的系数。到连接源为止连接的检测点的数量（以下称为连接级数J）越多，则连接范围设定部123将系数α的值计算为越小的值。更具体而言，连接范围设定部123基于到连接源为止连接的检测点的数量（以下称为连接级数J）、以及图14所示的函数来计算系数α的值。图14是对用于计算系数α的函数进行表示的图表的一个例子。在图14中，横轴表示连接级数J，纵轴表示系数α。其中，在连接源是开始点的情况下，连接范围设定部123将连接范围旋转角θ（所述的例子中的θb）的值计算为0。若连接范围设定部123结束了步骤S53的处理，则使处理进入到步骤S54。
对于将检测点组依次连接而成的连接线的延长线附近所存在的检测点而言，可认为是与该检测点组相同的静止物的一部分的可能性高。因此，通过如步骤S53那样根据上次连接的线段所表示的方向来设定连 接范围，可容易地将同一静止物的可能性高的检测点连接，准确地检测出路侧静止物的形状。
在步骤S54中，连接范围设定部123设定连接范围。具体而言，如图11所示，连接范围设定部123首先以连接源的检测点为中心，设定向左右具有横尺寸Lx的长度的短边方向的边。接下来，连接范围设定部123从连接源的检测点向Y轴方向设定具有纵尺寸Ly的长度的长边方向的边。然后，连接范围设定部123通过使由如此设定的长边方向以及短边方向的四边包围的矩形区域以连接源的检测点为中心旋转连接范围旋转角θ，来设定连接范围。若连接范围设定部123结束了步骤S54的处理，则使处理进入到图4的步骤S6。
在不使连接范围旋转地进行了设定的情况下，如图15所示，当防护围栏200沿着本车行驶道路的弯道弯曲时，有时无法良好地连接检测点。其中，图15是表示在不使连接范围旋转的情况下检测点没有良好连接的事例的图。另一方面，在如所述那样将连接范围适当旋转而设定的情况下，即使在防护围栏200沿着本车行驶道路的弯道弯曲的情况下，也能够良好地连接检测点（参照图11）。
此外，在所述实施例中对将连接范围设定为矩形区域的例子进行了说明，但并不限定于矩形区域，也可以是任意的形状。
返回到图4的说明，在步骤S6中，连接目的地选择部124判定在连接范围内是否存在检测点。在连接目的地选择部124判定为连接范围内存在检测点的情况下，使处理进入到步骤S7。另一方面，在连接目的地选择部124判定为连接范围内不存在检测点的情况下，使处理进入到步骤S10。
在步骤S7中，连接目的地选择部124选择连接范围内存在的检测点中到连接源为止的距离最短的检测点作为连接目的地。若连接目的地选择部124结束了步骤S7的处理，则使处理进入到步骤S8。
在步骤S8中，线段连接部125将连接源与连接目的地通过线段连接。此外，线段连接部125也可以将连接源与连接目的地通过曲线连接。若ECU12结束了步骤S8的处理，则使处理进入到步骤S9。
在步骤S9中，线段连接部125将在步骤S8中连接的连接目的地设定为新的连接源。若线段连接部125结束了步骤S9的处理，则使处理返回到步骤S5。
如上所述，根据步骤S5到步骤S9的处理，由于能够恰当地设定连接范围，所以可抑制雷达装置11的特性、本车行驶道路的弯道等的影响，从而更准确地推定本车行驶道路的形状。
在步骤S10中，ECU12判定车辆的IG电源是否断开。在ECU12判定为车辆的IG电源断开的情况下，结束图4的流程图的处理。另一方面，在ECU12判定为车辆的IG电源没有断开的情况下，使处理返回到步骤S1，反复实施所述的处理。
综上所述，根据本发明涉及的道路形状推定装置，通过从恰当决定的开始点将检测点依次连接而将检测点群组化。因此，不需要如以往那样以全部的检测点为基准来进行群组化的处理。即，能够不进行不必要的群组化的处理而减少处理量。故，与以往相比可缩短为了推定道路形状而需要的时间。因此，可以不使用具有高的处理能力的昂贵ECU，便迅速且低成本地推定道路形状。
工业上的可利用性
本发明涉及的道路形状推定装置作为能够迅速且低成本地推定道路形状的道路形状推定装置等是有用的。
图中符号说明：
1－道路形状推定装置；11－雷达装置；12－ECU；50－车辆控制装置；100－本车辆；121－开始点决定部；122－检测点连接部；123连接范围设定部；124－连接目的地选择部；125－线段连接部；126－道路形状推定部；127－存储部；128－外插处理部；129－开始点候补选定部；130－可靠度判定部；131－区域判定部；200－防护围栏。

Claims (7)

1.一种道路形状推定装置，被搭载于车辆，所述道路形状推定装置推定该车辆所行驶的道路的形状，其特征在于，该道路形状推定装置具备：
物体检测部，其检测出所述车辆周围的静止物的存在位置作为多个检测点；
开始点候补选定部，其将所述检测点中满足规定条件的点选定为开始点候补；
开始点决定部，其将所述开始点候补中到所述车辆的距离最近的点决定为开始点；
检测点连接部，其以所述开始点为起点，将所述检测点中的任意一个作为连接目的地进行依次连接，从而进行群组化；
道路形状推定部，其将所述检测点被群组化而构成的连接线的形状推定为所述道路的形状；
存储部，其存储由所述物体检测部检测出的所述检测点的信息；以及
外插处理部，其基于所述存储部中存储的过去的所述检测点的信息，将该过去的所述检测点在当前时刻的存在位置作为所述检测点进行外插；
其中，所述开始点候补选定部包括可靠度判定部，该可靠度判定部基于所述存储部中存储的所述检测点的过去的存在位置来计算出表示所述检测点是沿着所述道路配置的路侧静止物的可能性的可靠度，并判定该可靠度是否在预先决定的阈值以上，所述开始点候补选定部将由所述物体检测部实际检测出的检测点以及由所述外插处理部外插的检测点中的、满足将由所述可靠度判定部判定为检测点的所述可靠度在所述阈值以上作为条件之一的所述规定条件的点选定为开始点候补，
在所述检测点是由所述外插处理部外插的点的情况下，所述可靠度判定部将该检测点的所述可靠度计算为比较小的值，在所述检测点是由所述物体检测部实际检测出的点的情况下，所述可靠度判定部将该检测点的所述可靠度计算为比较大的值。
2.根据权利要求1所述的道路形状推定装置，其特征在于，
所述开始点候补选定部包括区域判定部，该区域判定部对所述检测点是否存在于所述车辆前方的预先决定的除外区域的外部进行判定，
所述开始点候补选定部将由所述区域判定部判定为所述检测点存在于所述车辆前方的预先决定的除外区域的外部作为所述条件之一来选定所述开始点候补。
3.根据权利要求2所述的道路形状推定装置，其特征在于，
所述除外区域是从所述车辆向前方以带状延伸的区域，具有该车辆的车宽度以上的宽度。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的道路形状推定装置，其特征在于，
所述检测点连接部包括：
连接范围设定部，其以作为连接源的所述检测点为基准，根据该检测点的位置来设定用于对成为连接目的地的所述检测点进行搜索的连接范围；
连接目的地选择部，其将存在于所述连接范围内部的所述检测点中的、到作为所述连接源的所述检测点的距离最短的点选择为所述连接目的地的检测点；和
线段连接部，其将所述连接源的所述检测点与所述连接目的地的所述检测点通过线段连接，将该连接目的地的所述检测点设定为新的连接源的所述检测点。
5.根据权利要求4所述的道路形状推定装置，其特征在于，
从成为设定所述连接范围的基准的所述检测点到所述车辆的距离越长，所述连接范围设定部将所述连接范围设定为越宽广的范围。
6.根据权利要求4或5所述的道路形状推定装置，其特征在于，
所述连接范围是俯视为矩形的区域，
所述连接范围设定部根据与所述连接源连接的所述线段所表示的方向，使所述连接源的所述连接范围以所述连接源的检测点为中心旋转来设定所述连接目的地的所述连接范围。
7.一种道路形状推定方法，推定车辆所行驶的道路的形状，该道路形状推定方法的特征在于，包括：
物体检测步骤，检测出所述车辆周围的静止物的存在位置作为多个检测点；
开始点候补选定步骤，将所述检测点中满足规定条件的点选定为开始点候补；
开始点决定步骤，将所述开始点候补中到所述车辆的距离最近的点决定为开始点；
检测点连接步骤，以所述开始点为起点，将所述检测点中的任意一个作为连接目的地进行依次连接，从而进行群组化；
道路形状推定步骤，将所述检测点被群组化而构成的连接线的形状推定为所述道路的形状；
存储步骤，存储在所述物体检测步骤中检测出的所述检测点的信息；以及
外插处理步骤，基于在所述存储步骤中存储的过去的所述检测点的信息，将该过去的所述检测点在当前时刻的存在位置作为所述检测点进行外插；
所述开始点候补选定步骤包括可靠度判定步骤，在该可靠度判定步骤中，基于在所述存储步骤中存储的所述检测点的过去的存在位置来计算出表示所述检测点是沿着所述道路配置的路侧静止物的可能性的可靠度，并判定该可靠度是否在预先决定的阈值以上，所述开始点候补选定步骤将在所述物体检测步骤中实际检测出的检测点以及在所述外插处理步骤中外插的检测点中的、满足将在所述可靠度判定步骤中判定为检测点的所述可靠度在所述阈值以上作为条件之一的所述规定条件的点选定为开始点候补，
在所述检测点是在所述外插处理步骤中外插的点的情况下，所述可靠度判定步骤将该检测点的所述可靠度计算为比较小的值，在所述检测点是在所述物体检测步骤中实际检测出的点的情况下，所述可靠度判定步骤将该检测点的所述可靠度计算为比较大的值。
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