JP6456761B2 - 道路環境認識装置、車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、車両の前方の道路環境を認識する道路環境認識装置に関し、また、道路環境認識装置で認識されたレーンマークを利用して車両を制御する車両制御装置及び車両制御方法に関する。

近時の車両はカメラやレーダを用いて前方の道路環境を認識する道路環境認識装置を搭載する。例えば、特許文献１はカメラ及び／又はレーダにより取得した情報を用いてガードレールやレーンマークを認識し、その外側に位置する立体物を誤認識と判定して認識対象から除外する装置を示している。

特許第４０４７２４９号公報（請求項６、段落［００６０］〜［００６５］、［００９０］）

道路環境認識装置を用いて車両を制御する車両制御装置がある。車両制御装置は道路環境認識装置でレーン両側のレーンマークを認識しつつ車両を制御する。ところで、レーンの境界にガードレールのような立体物が設けられている道路があり、そのような道路にはレーンマークが設けられていない場合がある。道路環境認識装置はこのような道路でレーンマークを認識することができない。このため車両制御装置で車両を制御することはできない。

特許文献１の装置はガードレールや実際に設けられたレーンマークを認識できるが、レーンマークが設けられない道路でレーンマークを認識することができない。このため、特許文献１の装置を用いたとしても、レーンマークが設けられない道路では車両を制御することができない。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、レーンの境界に立体物が設けられレーンマークが設けられない道路でレーンマークを認識できる道路環境認識装置と、その道路環境認識装置を用いた車両制御装置及び車両制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、車両の前方の道路環境を認識する道路環境認識装置であって、前記車両が位置するレーンに沿って設けられる立体物を認識する認識部と、前記認識部により認識される前記立体物に基づいて仮想線を設定し、前記仮想線をレーンマークとみなす仮想線設定部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、車両が位置するレーンに沿って設けられる立体物に基づいて仮想線を設定し、その仮想線をレーンマークとみなす。このため、レーンの境界に立体物が設けられレーンマークが設けられない道路でレーンマーク（仮想線）を認識でき、そのような道路でレーンマークを用いた車両制御が可能になる。

本発明に係る道路環境認識装置において、前記車両の前方を撮像する撮像部を備え、前記認識部は、前記撮像部により撮像された画像情報を用いて前記立体物を認識するようにしてもよい。撮像部はレーンマークの検出に優れており、レーンの一方側に設けられるレーンマークを高精度に認識できる。本発明によれば、レーンの一方側に設けられるレーンマーク及びレーンの他方側に設定するレーンマーク（仮想線）を用いた車両制御を高精度に行うことが可能になる。

本発明に係る道路環境認識装置において、前記車両の前方に電磁波を照射して反射波を検出する電磁波検出部を更に備え、前記認識部は、前記画像情報と前記電磁波検出部により検出された反射波情報を用いて前記立体物を認識するようにしてもよい。電磁波検出部は立体物の検出に優れており、精度の高い仮想線を設定することができる。本発明によれば、レーンの一方側に設けられるレーンマーク及びレーンの他方側に設定するレーンマーク（仮想線）を用いた車両制御を高精度に行うことが可能になる。

本発明に係る道路環境認識装置において、前記認識部は、前記立体物の外側に存在する他の立体物を認識の対象外にするようにしてもよい。本発明によれば、認識対象を減らすことで認識処理の負担を軽減することが可能になる。

本発明に係る道路環境認識装置において、 前記仮想線設定部は、複数時期に取得された情報を用いて前記仮想線を設定するようにしてもよい。本発明によれば、複数時期に取得された情報を用いるため、安定した仮想線を設定できる。

本発明に係る道路環境認識装置において、前記立体物に対して前記レーンを挟んで向き合うガードレールが設けられている場合に、前記認識部は、前記立体物に含まれる複数の立体物点を認識すると共に、前記ガードレールに含まれる複数の設置点を認識し、前記仮想線設定部は、前記立体物点を用いた直線近似により第１直線を求め、前記第１直線から第１距離だけ前記レーン側に離れた位置に前記仮想線の候補を設定すると共に、前記設置点を用いた直線近似により第２直線を求め、前記第２直線を第２距離だけ前記仮想線の候補側に移動させ、移動後の第２直線を用いて前記仮想線の候補を補正して前記仮想線を設定するようにしてもよい。本発明によれば、立体物とは別のガードレールを用いて仮想線の候補を補正するため、精度の高い仮想線を設定できる。

本発明に係る道路環境認識装置において、前記レーンに他のレーンマークが設けられている場合に、前記認識部は、前記他のレーンマークを認識し、前記仮想線設定部は、前記他のレーンマークを第３距離だけ前記仮想線の候補側に移動させ、移動後の前記他のレーンマークを用いて前記仮想線の候補を補正して前記仮想線を設定するようにしてもよい。本発明によれば、レーンに設けられるレーンマークを用いて仮想線の候補を補正するため、精度の高い仮想線を設定できる。

本発明に係る道路環境認識装置において、前記レーンに他のレーンマークが設けられている場合に、前記認識部は、前記他のレーンマークを認識し、前記仮想線設定部は、前記他のレーンマークと対称性がない直線の情報、又は、前記他のレーンマークから当該他のレーンマークと前記立体物との距離よりも離れている直線の情報を除外するようにしてもよい。本発明によれば、仮想線の設定時に関係のない情報を除外するため、仮想線を速やかに設定できる。

本発明に係る車両制御装置は道路環境認識装置を備え、前記車両の進行方向を予測して、前記車両が前記仮想線を超えることが予測される場合に前記車両が前記仮想線を超えることを予防し及び／又は前記車両を前記仮想線に沿って走行させる車両制御部を備える。本発明によれば、レーンの境界に立体物が設けられレーンマークが設けられない道路でレーンマーク（仮想線）を用いた車両制御が可能になる。

本発明は、車両が位置するレーンのレーンマークを認識し、前記レーンマークを利用して前記車両を制御する車両制御方法において、前記車両の前方を撮像して画像情報を取得すると共に前記車両の前方に電磁波を照射して反射波情報を取得し、前記画像情報と前記反射波情報を用いて前記車両が位置するレーンに沿って設けられる立体物を認識する認識工程と、前記認識工程により認識される前記立体物に基づいて仮想線を設定し、前記仮想線を前記レーンマークとみなす仮想線設定工程と、前記車両の進行方向を予測して、前記車両が前記仮想線を超えることが予測される場合に前記車両が前記仮想線を超えることを予防し及び／又は前記車両を前記仮想線に沿って走行させる車両制御工程と、を備え、更に前記認識工程では、前記立体物の外側に存在する他の立体物を認識の対象外にすることを特徴とする。本発明によれば、レーンの境界に立体物が設けられレーンマークが設けられない道路でレーンマーク（仮想線）を用いた車両制御が可能になる。

本発明に係る車両制御方法において、前記立体物に対して前記レーンを挟んで向き合うガードレールが設けられ、且つ、前記レーンに他のレーンマークが設けられている場合に、前記認識工程では、前記立体物に含まれる複数の立体物点を認識し、前記ガードレールに含まれる複数の設置点を認識し、前記他のレーンマークを認識し、前記仮想線設定工程では、前記立体物点を用いた直線近似により第１直線を求め、前記第１直線から第１距離だけ前記レーン側に離れた位置に前記仮想線の候補を設定すると共に、前記設置点を用いた直線近似により第２直線を求め、前記第２直線を第２距離だけ前記仮想線の候補側に移動させ、前記他のレーンマークを第３距離だけ前記仮想線の候補側に移動させ、移動後の前記第２直線及び移動後の前記他のレーンマークを用いて前記仮想線の候補を補正して前記仮想線を設定する。本発明によれば、精度の高い仮想線を設定できるため、車両制御の精度も向上する。

本発明によれば、レーンの境界に立体物が設けられレーンマークが設けられない道路でレーンマーク（仮想線）を認識でき、そのような道路でレーンマークを用いた車両制御が可能になる。

図１は道路環境の画像情報及び反射波情報の説明図である。 図２は本実施形態に係る車両制御装置及び道路環境認識装置の機能ブロック図である。 図３はレーダ点を用いた直線近似の説明図である。 図４は車両制御装置及び道路環境認識装置で行われる処理のフローチャートである。 図５は複数時期の道路環境の画像情報及び反射波情報の説明図である。

以下、本発明に係る道路環境認識装置、及び、道路環境認識装置を備える車両制御装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

先ず、図１を用いて本実施形態で車両が走行する道路環境の一例を説明する。車両が走行するレーン７０の左側にはレーン７０に沿って立体物７２が設けられる。立体物７２にはガードレール・壁・ロードコーン・ポール等が含まれる。図１では立体物７２としてガードレールを示す。立体物７２とレーン７０との境界にはレーンマークが設けられてない。立体物７２の外側（図面左側）にはレーンマーク７４が設けられた対向レーン７０ａが存在する。

車両が走行するレーン７０の右側にはレーン７０に沿って２本のレーンマーク７６、７８が設けられる。レーンマーク７６、７８の外側（図面右側）には、立体物７２に対してレーン７０を挟んで向き合うガードレール８０が設けられる。

以下で説明する道路環境認識装置１２は、立体物７２に沿った仮想線８２を設定するものである。また、車両制御装置１０は、仮想線８２を用いて車両を制御するものである。

［車両制御装置１０及び道路環境認識装置１２の構成］
車両制御装置１０及び道路環境認識装置１２の構成について、図２を用いて説明する。車両制御装置１０は、車両前方の道路環境を認識する道路環境認識装置１２と、車両の動作情報を検出するセンサ群１４と、車両を制御する車両制御部１６と、車両制御部１６から出力される報知指令を受けて動作する報知部１８と、車両制御部１６から出力される加速指令を受けて動作する駆動部２０と、車両制御部１６から出力される制動指令を受けて動作する制動部２２と、車両制御部１６から出力される操舵指令を受けて動作する操舵部２４と、を備える。

道路環境認識装置１２は、車両の前方を撮像する撮像部２６と、車両の前方に電磁波を照射して反射波を検出する電磁波検出部２８と、撮像部２６により撮像された画像情報６０（図１参照）と電磁波検出部２８により検出された反射波情報６０ａ（図１参照）を用いて一連の認識処理を実行して仮想線８２を設定する認識処理部３０と、を備える。

撮像部２６は、単眼カメラやステレオカメラ等のカメラにより構成される。カメラは、例えばフロントガラス内面上部に設置される。カメラは車両の前方の道路環境（レーンマーク７４、７６、７８、立体物７２、ガードレール８０等）を撮像して画像情報６０を取得する。

電磁波検出部２８は、ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ、レーザレーダ等のレーダや赤外線センサ（以下、まとめてレーダ等という。）により構成される。レーダ等は、例えばフロントグリル内に設置される。レーダ等は車両の前方の道路環境に電磁波を照射し、立体物７２やガードレール８０で反射した反射波の位置情報（以下、反射波情報という。）６０ａを取得する。なお、レーダ等は規定距離Ｌまでに存在する立体物７２やガードレール８０を検出可能である。

認識処理部３０は、ＥＣＵにより構成される。ＥＣＵは、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置等を有する。ＥＣＵは、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部、例えば各種制御部、演算部、及び処理部等として機能する。本実施形態で認識処理部３０を構成するＥＣＵは、環境情報記録部３２、認識部３４、仮想線設定部３６、ノイズ処理部３８として機能する。なお、ＥＣＵは複数に分割してもよく、又は、他のＥＣＵと統合してもよい。

環境情報記録部３２は、撮像部２６で取得される画像情報６０及び電磁波検出部２８で取得される反射波情報６０ａをメモリに記録するように構成される。

認識部３４は、環境情報記録部３２で記録された画像情報６０及び反射波情報６０ａから立体物７２、ガードレール８０、レーンマーク７６、７８といった道路環境を認識する。例えば、画像情報６０を２値化し、エッジ点８２ａ、８２ｂを抽出してレーンマーク７６、７８として認識する。また、反射波情報６０ａから直線上に並ぶ複数のレーダ点８４ａ、８４ｂ、８４ｃを抽出して立体物７２として認識する。認識部３４は、画像情報６０と反射波情報６０ａとのフュージョンにより道路環境を認識することも可能である。

仮想線設定部３６は、直線近似部４２と位置チェック部４４とを備える。図３で示すように、直線近似部４２は、反射波情報６０ａから抽出された複数のレーダ点、例えばレーダ点８４ａを直線近似して立体物７２上に第１直線８６を求める。更に、第１直線８６に基づいて仮想線８２を求める。位置チェック部４４は、立体物７２に対してレーン７０を挟んで向き合うガードレール８０や、レーン７０の反対側に設けられるレーンマーク７６、７８の位置に基づいて、仮想線８２の位置をチェックする。仮想線８２の位置が適切でない場合は仮想線８２の位置を補正する。

ノイズ処理部３８は、仮想線８２及び立体物７２の外側に存在する道路環境情報をノイズとみなす。ノイズは認識の対象外とされる。

センサ群１４は、車両の車速を検出する車速センサ、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ、ステアリングシャフトに発生するトルクを検出するトルクセンサ、車両の位置を検出するナビゲーション装置、ジャイロセンサ等により構成される。各センサの検出情報は車両制御部１６に送信される。

車両制御部１６は、ＥＣＵにより構成される。車両制御部１６は、レーン逸脱抑制制御部５２とレーンキープ制御部５４として機能する。レーン逸脱抑制制御部５２は、車両が仮想線８２を超えることが予測される場合に、警報指令、減速指令、操舵指令等を出力して車両が仮想線８２を超えることを予防するように構成される。レーンキープ制御部５４は、操舵指令を出力して車両を仮想線８２に沿って走行させるように構成される。

報知部１８、駆動部２０、制動部２２、操舵部２４は共にＥＣＵにより構成される。報知部１８は車両制御部１６から出力される警報指令に応じて車内のディスプレイに警告を表示させ及び／又はスピーカに警告音を出力させる。駆動部２０は車両制御部１６から出力される加速指令に応じて車両の駆動源を動作させる。車両がエンジン車両の場合は加速指令に応じてスロットルバルブ等を動作させて、駆動源（エンジン）を動作させる。車両が電動モータを含む電動車両の場合は加速指令に応じて駆動源（電動モータ）を動作させる。制動部２２は車両制御部１６から出力される減速指令に応じてブレーキアクチュエータを動作させて、ブレーキを動作させる。操舵部２４は車両制御部１６から出力される警報指令及び操舵指令に応じて電動パワーステアリングのモータを動作させる。モータはステアリングシャフトを振動又は回転させる。

［車両制御装置１０及び道路環境認識装置１２の処理］
車両制御装置１０及び道路環境認識装置１２で行われる処理について、図４を用いて説明する。なお、図４で示す処理は、所定時間毎、例えばｍｓ（ミリ秒）オーダの極めて短い時間毎に連続して行われる。

ステップＳ１にて、撮像部２６は車両の前方の画像情報６０を取得し、電磁波検出部２８は車両の前方に電磁波を照射し反射波情報６０ａを取得する。環境情報記録部３２は、取得された画像情報６０及び反射波情報６０ａを記録する。

ステップＳ２にて、認識部３４は、環境情報記録部３２で記録された反射波情報６０ａからレーダ点（反射点位置）を抽出する。この際、認識部３４は、車両側（図１の下方）からレーン７０の奥側（図１の上方）までの間に並ぶ点列を抽出する。このときレーン７０に沿って設けられる立体物７２のレーダ点８４ａ、８４ｂ、８４ｃの他に、他の立体物、例えばガードレール８０のレーダ点も抽出される。この段階で各レーダ点は互いに関連付けられていないため、立体物７２やガードレール８０の形状は認識されていない。

認識部３４は、レーン７０に沿って設けられるレーンマーク７６、７８を認識する。立体物７２はレーン７０の略中心線を対称軸としてレーンマーク７６、７８と線対称となる。このため、認識部３４は、レーンマーク７６、７８と線対称とならないような点列を立体物７２とは関係がないものと判断し、抽出の対称から除外する。また、レーンマーク７６、７８から立体物７２までの距離が判っている場合、認識部３４は、レーンマーク７６、７８からその距離以上離れた点、例えばレーンマーク７４のエッジ点は立体物７２とは関係がないものと判断し、抽出の対称から除外する。

ステップＳ３にて、認識部３４は、抽出された複数のレーダ点８４ａ、８４ｂ、８４ｃの中から直線上に並ぶレーダ点８４ａ、８４ｂ、８４ｃの数を算出する。直線上に並ぶレーダ点の数が所定数以上である場合、ここでは複数のレーダ点８４ａが確認できる場合、各レーダ点８４ａは同一立体物７２上の同一高さを示すものと判断される。認識部３４は、直線上に並ぶ所定数以上のレーダ点８４ａを抽出する。なお、直線上に並ぶ所定数以上のレーダ点８４ｂ、８４ｃを抽出することも可能である。

ステップＳ４にて、直線近似部４２は、図３で示すように、直線上に並ぶ所定数以上のレーダ点８４ａを用いて最小二乗法等の直線近似を行い、立体物７２上に第１直線８６を設定する。更に、直線近似部４２は、第１直線８６から第１距離だけレーン７０側に離れたレーン７０の表面位置に仮想線の候補８２´を設定する。仮想線の候補８２´の幅は一般的なレーンマークの幅と同一とする。

認識部３４は、画像情報６０又は反射波情報６０ａからガードレール８０の設置点８８を認識する。直線近似部４２は、直線上に並ぶ所定数以上の設置点８８を用いて最小二乗法等の直線近似を行い、ガードレール８０の設置点８８上に第２直線９０を設定する。

ステップＳ５にて、位置チェック部４４は、直線近似部４２により設定された仮想線の候補８２´の位置をチェックする。例えば、立体物７２とガードレール８０との離間距離（第２距離）が判っている場合に、位置チェック部４４は、ガードレール８０側の第２直線９０を仮想線の候補８２´側に第２距離だけずらし、両者の重なり具合をチェックする。両者のずれが許容範囲内である場合は、仮想線の候補８２´を正式な仮想線８２とする。一方、両者のずれが許容範囲を超える場合は、仮想線の候補８２´を補正する。例えば、仮想線の候補８２´と仮想線の候補８２´側にずらした第２直線９０との中間線を求め、その中間線を正式な仮想線８２とする。求められた仮想線８２はレーンマークとみなされる。仮想線８２の延在方向はレーン７０の延在方向と略一致する。

更に立体物７２とレーンマーク７６、７８との離間距離（第３距離）が判っている場合は、レーンマーク７６、７８を仮想線の候補８２´側に第３距離だけずらし、両者の重なり具合をチェックすることもできる。この際、仮想線の候補８２´を補正することもできる。

また、仮想線の候補８２´と、第２直線９０及び／又はレーンマーク７６、７８との対称性をチェックすることで、仮想線の候補８２´の位置をチェックすることもできる。この際、仮想線の候補８２´を補正することもできる。

ステップＳ５により、仮想線８２すなわち仮想のレーンマークが設定されると、ステップＳ６の処理及びステップＳ７の処理が行われる。

ステップＳ６にて、ノイズ処理部３８は、画像情報６０及び反射波情報６０ａにおいて、立体物７２の外側に存在する他の立体物のレーダ点やレーンマーク７４のエッジ点をノイズとみなす。例えば、第１直線８６が内側と外側の境界として使用される。

ステップＳ７にて、車両制御部１６は仮想線８２を用いた車両制御を行う。車両制御部１６は、レーン逸脱抑制制御部５２によるレーン逸脱抑制制御とレーンキープ制御部５４によるレーンキープ制御の少なくとも一方を行う。

レーン逸脱抑制制御部５２は、センサ群１４（操舵角センサ、ナビゲーション装置、ジャイロセンサ等）の情報から、所定時間内の車両の進行方向を予測する。そして、車両が方向指示器を作動させずに仮想線８２を超えることが予測される場合に、次のように車両が仮想線８２を超えることを予防する。

先ずレーン逸脱抑制制御部５２は報知部１８及び操舵部２４に警報指令を出力する。報知部１８は車内のディスプレイに警告を表示させ、スピーカに警告音を出力させる。操舵部２４は電動パワーステアリングのモータを動作させてステアリングシャフト及びステアリングホイールを振動させる。このようにレーン逸脱抑制制御部５２は報知部１８を介して運転者にレーン逸脱を報知する。

次にレーン逸脱抑制制御部５２は操舵部２４に操舵指令を出力する。操舵部２４は電動パワーステアリングのモータを動作させてレーン７０に戻る方向にステアリングシャフトを回転させる。このようにレーン逸脱抑制制御部５２は操舵部２４を介して操舵をアシスト又は自動制御する。

車両が仮想線８２を大きく超えることが予測される場合は、レーン逸脱抑制制御部５２は制動部２２に減速指令を出力する。制動部２２はブレーキアクチュエータを動作させてブレーキを動作させる。このようにレーン逸脱抑制制御部５２は制動部２２を介して車両を減速させる。

レーンキープ制御部５４は、車両が仮想線８２及びレーンマーク７６の間の所定範囲内で走行するように操舵部２４に操舵指令を出力する。操舵部２４は電動パワーステアリングのモータを動作させてステアリングシャフトを回転させる。

［第１実施形態のまとめ］
本実施形態に係る道路環境認識装置１２は、車両が位置するレーン７０に沿って設けられる立体物７２を認識する認識部３４と、認識部３４により認識される立体物７２に基づいて仮想線８２を設定し、仮想線８２をレーンマークとみなす仮想線設定部３６と、を備える。

本実施形態に係る道路環境認識装置１２によれば、車両が位置するレーン７０に沿って設けられる立体物７２に基づいて仮想線８２を設定し、その仮想線８２をレーンマークとみなす。このため、レーン７０の境界に立体物７２が設けられレーンマークが設けられない道路でレーンマーク（仮想線８２）を認識でき、そのような道路でレーンマークを用いた車両制御が可能になる。

また、本実施形態に係る道路環境認識装置１２は、車両の前方を撮像する撮像部２６を備える。認識部３４は、撮像部２６により撮像された画像情報６０を用いて立体物７２を認識する。撮像部２６はレーンマーク７６、７８の検出に優れており、レーン７０の一方側に設けられるレーンマーク７６、７８を高精度に認識できる。本実施形態によれば、レーン７０の一方側に設けられるレーンマーク７６、７８及びレーン７０の他方側に設定するレーンマーク（仮想線８２）を用いた車両制御を高精度に行うことが可能になる。

また、本実施形態に係る道路環境認識装置１２は、車両の前方に電磁波を照射して反射波を検出する電磁波検出部２８を備える。認識部３４は、画像情報６０と電磁波検出部２８により検出された反射波情報６０ａを用いて立体物７２を認識する。電磁波検出部２８は立体物７２の検出に優れており、精度の高い仮想線８２を設定することができる。本実施形態によれば、レーン７０の一方側に設けられるレーンマーク７６、７８及びレーン７０の他方側に設定するレーンマーク（仮想線８２）を用いた車両制御を高精度に行うことが可能になる。

本実施形態に係る道路環境認識装置１２において、認識部３４は、立体物７２の外側に存在する他の立体物を認識の対象外にする。本実施形態によれば、認識対象を減らすことで認識処理の負担を軽減することが可能になる。

本実施形態に係る道路環境認識装置１２において、立体物７２に対してレーン７０を挟んで向き合うガードレール８０が設けられている場合に、認識部３４は、立体物７２に含まれる複数のレーダ点（立体物点）８４ａを認識すると共に、ガードレール８０に含まれる複数の設置点８８を認識する。仮想線設定部３６は、レーダ点（立体物点）８４ａを用いた直線近似により第１直線８６を求め、第１直線８６から第１距離だけレーン７０側に離れた位置に仮想線の候補８２´を設定する。更に、設置点８８を用いた直線近似により第２直線９０を求め、第２直線９０を第２距離だけ仮想線の候補８２´側に移動させ、移動後の第２直線９０を用いて仮想線の候補８２´を補正して仮想線８２を設定する。本発明によれば、立体物７２とは別のガードレール８０を用いて仮想線の候補８２´を補正するため、精度の高い仮想線８２を設定できる。

本実施形態に係る道路環境認識装置１２において、レーン７０に他のレーンマーク７６、７８が設けられている場合に、認識部３４は、他のレーンマーク７６、７８を認識する。更に、仮想線設定部３６は、他のレーンマーク７６、７８を第３距離だけ仮想線の候補８２´側に移動させ、移動後の他のレーンマーク７６、７８を用いて仮想線の候補８２´を補正して仮想線８２を設定する。本実施形態によれば、レーン７０に設けられるレーンマーク７６、７８を用いて仮想線の候補８２´を補正するため、精度の高い仮想線８２を設定できる。

本実施形態に係る道路環境認識装置１２において、レーン７０に他のレーンマーク７６、７８が設けられている場合に、認識部３４は、他のレーンマーク７６、７８を認識し、仮想線設定部３６は、他のレーンマーク７６、７８と対称性がない直線の情報、又は、他のレーンマーク７６、７８から他のレーンマーク７６、７８と立体物７２との距離よりも離れている直線の情報を除外する。本実施形態によれば、仮想線８２の設定時に関係のない情報を除外するため、仮想線８２を速やかに設定できる。

本実施形態に係る車両制御装置１０は、車両の進行方向を予測して、車両が仮想線８２を超えることが予測される場合に車両が仮想線８２を超えることを予防し及び／又は車両を仮想線８２に沿って走行させる車両制御部１６を備える。本実施形態によれば、レーン７０の境界に立体物７２が設けられレーンマークが設けられない道路でレーンマーク（仮想線８２）を用いた車両制御が可能になる。

また、本実施形態に係る車両制御方法は、車両の前方を撮像して画像情報６０を取得すると共に車両の前方に電磁波を照射して反射波情報６０ａを取得し、画像情報６０と反射波情報６０ａを用いて車両が位置するレーン７０に沿って設けられる立体物７２を認識する認識工程（ステップＳ１〜ステップＳ３）と、認識工程により認識される立体物７２に基づいて仮想線８２を設定し、仮想線８２をレーンマークとみなす仮想線設定工程（ステップＳ４、ステップＳ５）と、車両の進行方向を予測して、車両が仮想線８２を超えることが予測される場合に車両が仮想線８２を超えることを予防し及び／又は車両を仮想線８２に沿って走行させる車両制御工程（ステップＳ７）と、を備える。更に認識工程では、立体物７２の外側に存在する他の立体物を認識の対象外にする（ステップＳ６）。本実施形態によれば、レーン７０の境界に立体物７２が設けられレーンマークが設けられない道路でレーンマーク（仮想線８２）を用いた車両制御が可能になる。

本発明に係る車両制御方法において、立体物７２に対してレーン７０を挟んで向き合うガードレール８０が設けられ、且つ、レーン７０に他のレーンマーク７６、７８が設けられている場合に、認識工程（ステップＳ１〜ステップＳ３）では、立体物７２に含まれる複数のレーダ点（立体物点）８４ａを認識し、ガードレール８０に含まれる複数の設置点８８を認識し、他のレーンマーク７６、７８を認識する。仮想線設定工程（ステップＳ４、ステップＳ５）では、レーダ点（立体物点）８４ａを用いた直線近似により第１直線８６を求め、第１直線８６から第１距離だけレーン７０側に離れた位置に仮想線の候補８２´を設定する。また、設置点８８を用いた直線近似により第２直線９０を求め、第２直線９０を第２距離だけ仮想線の候補８２´側に移動させる。また、他のレーンマーク７６、７８を第３距離だけ仮想線の候補８２´側に移動させる。そして、移動後の第２直線９０及び移動後の他のレーンマーク７６、７８を用いて仮想線の候補８２´を補正して仮想線８２を設定する。本実施形態によれば、精度の高い仮想線を設定できるため、車両制御の精度も向上する。

［変形例］
上記実施形態では一時期に取得された画像情報６０及び反射波情報６０ａを用いて仮想線８２を設定する。対して複数時期に取得された画像情報６０及び反射波情報６０ａを用いることも可能である。図２、図４、図５を用いてこの変形例を説明する。

認識部３４は、図４で示すステップＳ２、ステップＳ３の処理を、各時期ｔ１、…、ｔｎに取得された画像情報６０及び反射波情報６０ａを用いて行う。直線近似部４２は、各時期ｔ１、…、ｔｎに取得されたレーダ点を用いて最小二乗法等の直線近似を行い、立体物７２上に第１直線を設定する。直線近似部４２は、図５で示すように、第１直線から第１距離だけレーン７０側に離れた位置に、第１直線と平行する仮想線の候補９４´を設定する。なお、図５では、一時期に取得された画像情報６０又は反射波情報６０ａに基づいて求められる仮想線の候補８２´を実線で示し、複数時期に取得された画像情報６０又は反射波情報６０ａに基づいて求められる仮想線の候補９４´を点線で示す。

認識部３４は、各時期ｔ１、…、ｔｎに取得された画像情報６０又は反射波情報６０ａからガードレール８０の設置点８８を認識する。直線近似部４２は、直線上に並ぶ所定数以上の設置点８８を用いて最小二乗法等の直線近似を行い、ガードレール８０の設置点８８上に第２直線９６を設定する。なお、図５では、一時期に取得された画像情報６０又は反射波情報６０ａに基づいて求められる第２直線９０を実線で示し、複数時期に取得された画像情報６０又は反射波情報６０ａに基づいて求められる第２直線９６を点線で示す。

図４で示すステップＳ５にて、位置チェック部４４は、第２直線９６を用いて仮想線の候補９４´をチェックし、両者のずれが許容範囲内である場合は、仮想線の候補９４´を正式な仮想線９４とする。一方、両者のずれが許容範囲を超える場合は、仮想線の候補９４´を補正して、補正後の仮想線の候補９４´を正式な仮想線９４とする。

この変形例によれば、複数時期に取得された情報を用いるため、安定した仮想線９４を設定できる。

［他の実施形態］
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、電磁波検出部２８を使用せず、撮像部２６のみ設けるようにしてもよい。

また、直線近似部４２で求めた直線を仮想線の候補８２´として、位置チェック部４４で仮想線の候補８２´の位置チェックを行わなくてもよい。この場合、直線近似部４２は、第１直線８６から第１距離だけレーン７０側に離れたレーン７０の表面位置に仮想線８２を設定する。

１０…車両制御装置 １２…道路環境認識装置
１６…車両制御部 ２６…撮像部
２８…電磁波検出部 ３４…認識部
３６…仮想線設定部 ３８…ノイズ処理部
５２…レーン逸脱抑制制御部 ５４…レーンキープ制御部
６０…画像情報 ６０ａ…反射波情報
７０…レーン ７２…立体物
７４、７６、７８…レーンマーク ８０…ガードレール
８２、９４…仮想線 ８２´、９４´…仮想線の候補
８４ａ、８４ｂ、８４ｃ…レーダ点 ８６…第１直線
８８…設置点

Claims (9)

1. 車両の前方の道路環境を認識する道路環境認識装置であって、
   前記車両が位置するレーンに沿って設けられる立体物を認識する認識部と、
   前記認識部により認識される前記立体物に基づいて仮想線を設定し、前記仮想線をレーンマークとみなす仮想線設定部と、を備え、
   前記立体物に対して前記レーンを挟んで向き合うガードレールが設けられている場合に、
   前記認識部は、前記立体物に含まれる複数の立体物点を認識すると共に、前記ガードレールに含まれる複数の設置点を認識し、
   前記仮想線設定部は、前記立体物点を用いた直線近似により第１直線を求め、前記第１直線から第１距離だけ前記レーン側に離れた位置に前記仮想線の候補を設定すると共に、前記設置点を用いた直線近似により第２直線を求め、前記第２直線を第２距離だけ前記仮想線の候補側に移動させ、移動後の第２直線を用いて前記仮想線の候補を補正して前記仮想線を設定する
   ことを特徴とする道路環境認識装置。
2. 請求項１に記載の道路環境認識装置において、
   前記車両の前方を撮像する撮像部を備え、
   前記認識部は、前記撮像部により撮像された画像情報を用いて前記立体物を認識する
   ことを特徴とする道路環境認識装置。
3. 請求項２に記載の道路環境認識装置において、
   前記車両の前方に電磁波を照射して反射波を検出する電磁波検出部を更に備え、
   前記認識部は、前記画像情報と前記電磁波検出部により検出された反射波情報を用いて前記立体物を認識する
   ことを特徴とする道路環境認識装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の道路環境認識装置において、
   前記認識部は、前記立体物の外側に存在する他の立体物を認識の対象外にする
   ことを特徴とする道路環境認識装置。
5. 請求項１に記載の道路環境認識装置において、
   前記仮想線設定部は、複数時期に取得された情報を用いて前記仮想線を設定する
   ことを特徴とする道路環境認識装置。
6. 請求項１に記載の道路環境認識装置において、
   前記レーンに他のレーンマークが設けられている場合に、
   前記認識部は、前記他のレーンマークを認識し、
   前記仮想線設定部は、前記他のレーンマークを第３距離だけ前記仮想線の候補側に移動させ、移動後の前記他のレーンマークを用いて前記仮想線の候補を補正して前記仮想線を設定する
   ことを特徴とする道路環境認識装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の道路環境認識装置を備え、
   前記車両の進行方向を予測して、前記車両が前記仮想線を超えることが予測される場合に前記車両が前記仮想線を超えることを予防し及び／又は前記車両を前記仮想線に沿って走行させる車両制御部を備える
   ことを特徴とする車両制御装置。
8. 車両の前方の道路環境を認識する道路環境認識装置であって、
   前記車両が位置するレーンに沿って設けられる立体物を認識する認識部と、
   前記認識部により認識される前記立体物に基づいて仮想線を設定し、前記仮想線をレーンマークとみなす仮想線設定部と、を備え、
   前記レーンに他のレーンマークが設けられている場合に、
   前記認識部は、前記他のレーンマークを認識し、
   前記仮想線設定部は、前記他のレーンマークと前記レーンの中心線を対称軸として線対称とならない直線の情報、又は、前記他のレーンマークから当該他のレーンマークと前記立体物との距離よりも離れている直線の情報を除外する
   ことを特徴とする道路環境認識装置。
9. 車両が位置するレーンのレーンマークを認識し、前記レーンマークを利用して前記車両を制御する車両制御方法において、
   前記車両の前方を撮像して画像情報を取得すると共に前記車両の前方に電磁波を照射して反射波情報を取得し、前記画像情報と前記反射波情報を用いて前記車両が位置するレーンに沿って設けられる立体物を認識する認識工程と、
   前記認識工程により認識される前記立体物に基づいて仮想線を設定し、前記仮想線を前記レーンマークとみなす仮想線設定工程と、
   前記車両の進行方向を予測して、前記車両が前記仮想線を超えることが予測される場合に前記車両が前記仮想線を超えることを予防し及び／又は前記車両を前記仮想線に沿って走行させる車両制御工程と、を備え、
   前記立体物に対して前記レーンを挟んで向き合うガードレールが設けられ、且つ、前記レーンに他のレーンマークが設けられている場合に、
   前記認識工程では、前記立体物に含まれる複数の立体物点を認識し、前記ガードレールに含まれる複数の設置点を認識し、前記他のレーンマークを認識し、
   前記仮想線設定工程では、前記立体物点を用いた直線近似により第１直線を求め、前記第１直線から第１距離だけ前記レーン側に離れた位置に前記仮想線の候補を設定すると共に、前記設置点を用いた直線近似により第２直線を求め、前記第２直線を第２距離だけ前記仮想線の候補側に移動させ、前記他のレーンマークを第３距離だけ前記仮想線の候補側に移動させ、移動後の前記第２直線及び移動後の前記他のレーンマークを用いて前記仮想線の候補を補正して前記仮想線を設定する
   ことを特徴とする車両制御方法。

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