JP2005301603A - 走行車線検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 隣接車線の有無を確実に判定できるようにする。
【解決手段】 走行車線検出装置は自車両の周辺の画像を撮影する撮像手段と、自車両の周囲に存在する他車両を検出する車両検出手段と、撮像手段の撮影した画像から自車両の位置する自車線の走行区間を認識する走行区画認識手段と、車両検出手段の検出した他車両と走行区画認識手段の認識した走行区画との位置関係に基づいて、自車線と異なる他車線の有無を判定する他車線判定手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行車線検出に関するものである。

従来、画像から自車線領域を抽出し、自車線内に存在する車両を抽出する車両認識装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されている車両認識装置によれば、例えば、ＣＣＤカメラから得られた画像に微分処理を行うことにより生成されたエッジ画像から自車両が走行している車線の両側にひかれた白線を抽出することによって自車線領域を抽出し、自車線領域の車線幅を基準にして、自車線の両側に領域幅を広げることで自車線に隣接する車線領域を抽出し、自車線内に存在する前方車両のみを抽出する。
特開平７−１２９８９９号公報

上述した、従来の車両認識装置では、ＣＣＤカメラから得られた画像から隣接する車線領域を抽出するため、例えば、隣接車線の白線が前方車両に隠れる場合には、隣接車線の有無を判定することができない。また、隣接車線が対向車線であるのか、或いは、それ以外の車線（例えば、追い越し車線等）であるのかを区別することができない課題もある。

本発明は、かかる問題を鑑みてなされたもので、隣接車線の有無を確実に判定することができる走行車線検出装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の走行車線検出装置は、自車両の周囲の画像を撮影する撮像手段と、自車両の周囲に存在する他車両を検出する車両検出手段と、撮像手段の撮影した画像から自車両の位置する自車線の走行区画を認識する走行区画認識手段と、車両検出手段の検出した他車両と走行区画認識手段の認識した走行区画との位置関係に基づいて、自車線と異なる他車線の有無を判定する他車線判定手段とを備えることを特徴とする。

このように、本発明は、例えば、ミリ波レーダやレーザレーダ等の車両検出手段から得られる他車両と、カメラ等の撮影手段の撮影した画像から得られる自車線の走行区画との位置関係に基づいて他車線の有無を判定する。これにより、隣接車線等の他車線の白線を認識することなく、他車線の有無を確実に判定することができる。

請求項２に記載の走行車線検出装置は、自車線の車線幅を基準にして前記自車線と異なる他車線の境界線を探索するための探索範囲を設定する探索範囲設定手段と、探索範囲設定手段の設定した探索範囲において、境界線を探索する境界線探索手段とを備え、他車線判定手段は、境界線探索手段によって境界線が探索されない場合に判定することを特徴とする。

これにより、始めに画像から他車線の境界線を探索し、その探索の結果、他車線の境界線が探索されない（探索できない）場合に、他車両と自車線の走行区画との位置関係に基づいて他車線の有無を判定することができる。

請求項３に記載の走行車線検出装置によれば、他車線判定手段は、車両検出手段によって他車両が検出され、この他車両が自車線の走行区画から外れた位置に存在する場合に、他車線が有ると判定することを特徴とする。これにより、例えば、隣接車線の白線が他車両に隠れる場合であっても、隣接車線が有ると判定することができる。

請求項４に記載の走行車線検出装置によれば、車両検出手段は、他車両までの距離、及び自車両と他車両との相対速度を検出し、他車線判定手段は、距離の変化、又は／及び相対速度に基づいて他車線の進行方向を判定することを特徴とする。

例えば、請求項５に記載のように、他車線判定手段は、距離が短くなる変化を示し、さらに、相対速度が自車両の速度に満たない速度である場合、他車線の進行方向は自車両と同じ方向であると判定し、距離が短くなる変化を示し、さらに、相対速度が自車両の速度を超える速度である場合、他車線の進行方向は自車線の反対方向であると判定し、距離が長くなる変化を示す場合に、他車線の進行方向は自車両と同じ方向であると判定する。これにより、他車両までの距離の変化、又は／及び相対速度に基づく他車線の進行方向の判定が可能となる。

請求項６に記載の走行車線検出装置によれば、他車線判定手段は、車両検出手段によって他車両が検出されない場合、又は／及び他車両が自車線の走行区画内に存在する場合、自車線の車線幅を基準にして他車線の境界線を探索するための探索範囲を設定する探索範囲設定手段と、探索範囲設定手段の設定した探索範囲において、境界線を探索する境界線探索手段とを備え、境界線探索手段によって境界線が探索された場合に、他車線が有ると判定することを特徴とする。これにより、他車両が検出されない場合や自車線の走行区画内にのみ他車両が存在する場合であっても、他車線の有無の判定が可能となる。

以下、本発明の走行車線検出装置の実施形態に関して、図面に基づいて説明する。本発明の実施形態における走行車線検出装置は、例えば、自動車等の車両に搭載され、自車両の駆動系や操舵系等のアクチュエータの駆動を制御して走行支援を行う走行支援装置の一機能として採用した場合の例について説明する。

図１は、本実施形態における走行支援装置１００の全体構成を示すブロック図である。同図に示すように、走行支援装置１００は、制御装置１０、カメラ２０、及び車両検出器３０によって構成される。

カメラ２０は、例えば、ビデオカメラ等であり、図３（ａ）、（ｂ）に示すような自車両前方の道路を含む画像を撮影することができる位置に設けられる。このカメラ２０は、撮影した画像の画素毎の明るさの程度である画素値を示す画像データを制御部１０へ出力する。

車両検出器３０は、例えば、ミリ波レーダやレーザレーダ等であり、自車両前方に存在する他車両までの距離、相対速度、及び、自車両の横幅の中心位置に対する横ずれ量を検出し、この検出した結果を示す他車両情報を制御部１０へ出力する。

制御装置１０は、マイクロコンピュータとして構成されるもので、図示しない、何れも周知のＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスによって構成される。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するためのプログラムが書き込まれており、ＣＰＵは、このプログラムに従った演算処理を実行する。

この制御装置１０の機能は、走行区画認識部１２、隣接車線判定部１４、及び走行支援部１６の各機能ブロックに分けられる。走行区画認識部１２は、カメラ２０からの画像データに基づいて、自車線の走行区画の境界を示す白線を認識する。そして、走行区画認識部１２は、この認識した白線に関する走行区画情報（例えば、自車両の横幅の中心位置に対する相対位置等を含む情報）を隣接車線判定部１４、及び走行支援判定部１６へ送る。

隣接車線判定部１４は、走行区画認識部１２からの走行区画情報と車両検出器３０からの他車両情報とを用いて、自車線に隣接する隣接車線等の自車線と異なる他車線の有無を判定し、この判定結果を走行支援部１６へ送る。

走行支援部１６は、隣接車線判定部１４からの判定結果に基づいて、予め設定された複数の支援モードの中から実行すべき支援モードを決定し、その決定した支援モードに応じた走行支援を実行するための処理を行う。すなわち、走行支援部１６は、隣接車線の有無に応じて支援モードを決定しているが、これは、隣接車線の有無（言い換えれば、自車両周囲の状況の違い）によって、その周囲に対する危険度が異なることに起因している。

例えば、ステアリングの操舵トルクを制御して、自車線内を保持しながら走行するよう支援する車線維持支援では、図３（ａ）に示すような自車線ＡＲに隣接する隣接車線ＯＲが存在する場合と、図３（ｂ）に示すような自車線ＡＲに隣接する隣接斜線が存在しない場合では、自車線ＡＲの進行方向の右側への逸脱時の危険度が異なるため、制御すべき操舵トルクの大きさも異なる。具体的には、自車線ＡＲがガードレール等の路側物に隣接するのか、若しくは、追い越し車線に隣接するのか等によって、自車両の逸脱時の危険度が異なる。

また、前方車両との車間距離を制御して、車両距離を一定に保持しながら走行するように支援する車間距離保持支援では、隣接車線の有無によって、前方車両と自車両との間に割り込み車両が進入の有無が変わるため、保持すべき車間距離も異なる。

従って、隣接車線の有無によって支援モードを変更する必要性があると言えるが、従来は、カメラ２０から得られた画像のみから隣接車線を検出するため、例えば、図２に示すように、隣接車線の白線が前方車両に隠れる場合、画像に写らない領域（ＤＯＲ）が存在するため、隣接車線の有無を判定することができない。その結果、隣接車線の有無に応じた走行支援を行うことができない。

また、カメラ２０の撮影した画像のみから隣接車線を検出する場合、その検出される隣接車線が対向車線であるのか、或いは、それ以外の車線（例えば、追い越し車線等）であるのかを区別することができない。

本実施形態の走行支援装置１００は、隣接車線の有無の判定が困難となる問題を鑑み、車両検出器３０の検出する他車両とカメラ２０の撮影した画像から認識した自車線との位置関係に基づいて、自車両に隣接する隣接車線等の他車線の有無を判定する。さらに、隣接車線が有ると判定される場合、その隣接車線の進行方向を判定する。

次に、本実施形態の特徴部分に係わる、走行支援装置１００による隣接車線検出処理について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。同図に示すステップ（以下、Ｓと記す）１０では、車両検出器３０からの他車両情報に基づいて、自車両の前方に他車両が存在するか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合にはＳ２０へ処理を進め、否定判定される場合にはＳ３０へ処理を移行する。

Ｓ２０では、走行区画認識部１２からの走行区画情報に基づいて、自車線内にのみ他車両が存在するか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合にはＳ３０へ処理を進め、否定判定される場合にはＳ４０へ処理を移行する。

Ｓ３０は、自車両の前方に他車両が存在しない、若しくは、他車両が自車線内にのみ存在する場合に実行する処理であり、このような隣接車線の白線が比較的検出できる状況では、従来のように、画像のみから隣接車線の有無を判定する。

このＳ３０では、図５に示すように、自車線の車線幅と他車線の車線幅は略等しいと仮定し、走行区画情報に基づいて自車線の車線幅を推定し（推定車線幅）、推定車線幅を基準にした隣接車線の仮想車線幅に相当する位置を中心とする隣接車線の左側の白線を探索するためのエッジ探索範囲を設定し、この設定したエッジ探索範囲において、予め設定された道路の路面と白線との画素値差以上の画素値差を示すエッジを探索する。

そして、この探索の結果、閾値（例えば、２つ）以上のエッジが検出される場合に、隣接車線の左側の白線が検出されたとして隣接車線が有ると判定する。これにより、他車両が検出されない場合や他車両が自車線内にのみ存在する場合であっても、隣接車線等の他車線の有無の判定が可能となる。

Ｓ４０は、自車両の前方に存在する他車両が自車線から外れた位置に存在する場合に実行する処理であり、このステップでは、隣接車線の有無を示す隣接車線ｆｒａｇを「ＯＮ：隣接車線有り」に設定する。Ｓ５０では、隣接車線の種別を判定する車線種別判定を行う。この車線種別判定では、他車両までの距離の変化、及び／又は自車両と他車両との相対速度に基づいて、隣接車線の種別を判定する。

例えば、他車両までの距離が短くなる変化を示し、さらに、相対速度が自車両の速度に満たない速度である場合、隣接車線の進行方向は自車両と同じ方向である（自車両よりも低い速度で走行する他車両に自車両が接近している）と想定されるため、隣接車線は追い越し車線等であると判定する。

また、他車両までの距離が短くなる変化を示し、さらに、相対速度が自車両の速度を超える速度である場合、隣接車線の進行方向は自車線の反対方向である（対向車両が自車両に接近している）と想定されるため、隣接車線は対向車線であると判定する。

さらに、他車両までの距離が長くなる変化を示す場合に、他車線の進行方向は自車両と同じ方向である（自車両よりも高い速度で走行する他車両が自車両から遠ざかる）と想定されるため、隣接車線は追い越し車線等であると判定する。これにより、他車両までの距離の変化、又は／及び相対速度に基づく他車線の進行方向の判定が可能となる。

このように、本実施形態の路面反射検出装置１００は、車両検出器３０の検出する他車両とカメラ２０の撮影した画像から認識した自車線との位置関係に基づいて、自車両に隣接する隣接車線の有無を判定する。これにより、隣接車線等の他車線の白線を認識することなく、他車線の有無を確実に判定することができる。

（変形例）
本実施形態は、図４に示したように、自車両の前方に他車両が存在しない、若しくは、他車両が自車線内にのみ存在する場合に、画像のみから隣接車線の有無を判定するものであるが、始めに画像から隣接車線の境界線を探索し、その探索の結果、隣接車線の境界線が探索されない（探索できない）場合に、他車両と自車線の走行区画との位置関係に基づいて他車線の有無を判定するようにしてもよい。

以下、本変形例の走行支援装置１００による隣接車線検出処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。同図に示すＳ１０ａでは、本実施形態のＳ３０と同じ処理を実行する。Ｓ２０ａでは、隣接車線が検出できたか否かを判定する。

すなわち、Ｓ１０ａの処理によって、閾値（例えば、２つ）以上のエッジが検出されたか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合には、隣接車線の白線が検出されたとして隣接車線が有ると判定し、本処理を終了する。一方、否定判定される場合には、Ｓ３０ａへ処理を進める。

Ｓ３０ａでは、本実施形態のＳ１０と同様に、車両検出器３０からの他車両情報に基づいて、自車両の前方に他車両が存在するか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合にはＳ４０ａへ処理を進め、否定判定される場合には、隣接車線の検出は不可能であるとして本処理を終了する。

Ｓ４０ａでは、本実施形態のＳ２０と同様に、走行区画認識部１２からの走行区画情報に基づいて、自車線内にのみ他車両が存在するか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合には隣接車線の検出は不可能であるとして本処理を終了する。一方、否定判定される場合にはＳ５０ａへ処理を移行する。

以下、Ｓ５０ａ、及びＳ６０ａの処理は、本実施形態のＳ４０、及びＳ５０と同様であるので、その説明を省略する。これにより、始めに画像から隣接車線の境界線を探索し、その探索の結果、隣接車線の境界線が探索されない場合に、他車両と自車線の走行区画との位置関係に基づいて他車線の有無を判定することができる。

本発明の実施形態に係わる、走行支援装置１００の全体構成を示すブロック図である。 カメラ２０によって撮影された画像に写らない領域（ＤＯＲ）を示すイメージ図である。 （ａ）は、隣接車線が有る場合の画像を示した図であり、（ｂ）は、隣接車線が無い場合の画像を示した図である。 本発明の実施形態に係わる、隣接車線検出処理の流れを示すフローチャートである。 画像による隣接車線の検出方法を説明する図である。 本実施形態の変形例に係わる、隣接車線検出処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 制御装置
１２ 走行区画認識部
１４ 隣接車線判定部
１６ 走行支援部
２０ カメラ
３０ 車両検出器
１００ 走行支援装置

Claims (6)

1. 自車両の周囲の画像を撮影する撮像手段と、
   前記自車両の周囲に存在する他車両を検出する車両検出手段と、
   前記撮像手段の撮影した画像から前記自車両の位置する自車線の走行区画を認識する走行区画認識手段と、
   前記車両検出手段の検出した他車両と前記走行区画認識手段の認識した走行区画との位置関係に基づいて、前記自車線と異なる他車線の有無を判定する他車線判定手段とを備えることを特徴とする走行車線検出装置。
2. 前記自車線の車線幅を基準にして前記自車線と異なる他車線の境界線を探索するための探索範囲を設定する探索範囲設定手段と、
   前記探索範囲設定手段の設定した探索範囲において、前記境界線を探索する境界線探索手段とを備え、
   前記他車線判定手段は、前記境界線探索手段によって前記境界線が探索されない場合に判定することを特徴とする請求項１記載の走行車線検出装置。
3. 前記他車線判定手段は、前記車両検出手段によって他車両が検出され、該他車両が前記自車線の走行区画から外れた位置に存在する場合に、前記他車線が有ると判定することを特徴とする請求項１又は２記載の走行車線検出装置。
4. 前記車両検出手段は、前記他車両までの距離、及び前記自車両と前記他車両との相対速度を検出し、
   前記他車線判定手段は、前記距離の変化、又は／及び前記相対速度に基づいて前記他車線の進行方向を判定することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の走行車線検出装置。
5. 前記他車線判定手段は、
   前記距離が短くなる変化を示し、さらに、前記相対速度が前記自車両の速度に満たない速度である場合、前記他車線の進行方向は前記自車両と同じ方向であると判定し、
   前記距離が短くなる変化を示し、さらに、前記相対速度が前記自車両の速度を超える速度である場合、前記他車線の進行方向は前記自車線の反対方向であると判定し、
   前記距離が長くなる変化を示す場合に、前記他車線の進行方向は前記自車両と同じ方向であると判定することを特徴とする請求項４記載の走行車線検出装置。
6. 前記他車線判定手段は、
   前記車両検出手段によって他車両が検出されない場合、又は／及び前記他車両が前記自車線の走行区画内に存在する場合、前記自車線の車線幅を基準にして前記他車線の境界線を探索するための探索範囲を設定する探索範囲設定手段と、
   前記探索範囲設定手段の設定した探索範囲において、前記境界線を探索する境界線探索手段とを備え、
   前記境界線探索手段によって前記境界線が探索された場合に、前記他車線が有ると判定することを特徴とする請求項１、３〜５の何れか１項に記載の走行車線検出装置。

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