JPH11160078A

JPH11160078A - 走行路形状推定装置

Info

Publication number: JPH11160078A
Application number: JP9331957A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Okuwa; 芳宏大桑; Akihide Tachibana; 彰英橘
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、雨、霧等の悪条件下であって
も、また、特に遠方を撮影することなく、車両前方の比
較的広い範囲の走行路の曲がり形状を推定できるように
した走行路形状推定装置を提供することである。【解決手段】検出された自車両の走行位置より前方の走
行路の設計条件から定まる固有情報を検出し、この検出
された固有情報に基づいて位置検出手段にて検出された
位置より前方の走行路の形状を表す情報を演算するよう
に構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行レーンの逸脱
防止システムや、同一レーンの先行車両を検出するシス
テム等に適用することのできる走行路形状推定装置に係
り、詳しくは、車両前方の走行路の曲がり形状を推定す
る走行路形状推定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両前方の走行路の曲がり形状を
推定する装置では、例えば、車両前方の走行レーンの境
界として描かれた白線を撮像装置（カメラ）にて撮影
し、得られた画像情報から白線の幾何学的形状を演算し
ている。そして、その白線の幾何学的形状から更に走行
路の曲がり形状（曲率、曲率半径等）が推定されている
（例えば、特開平３−１３９７０６号参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような車両前方
の走行路の曲がり形状を推定する従来の装置では、撮像
装置にて車両の前方の白線を撮影しなければならないの
で、雨、霧等の悪環境下では、撮像装置にて得られた画
像情報から白線を認識することが難しい。また、走行路
の曲がり形状を推定する範囲（車両前方距離）を広げよ
うとすると、車両から遠方の白線を撮影しなければなら
ず、夜間走行を考慮した場合、遠方領域の照明が可能な
専用の照明装置を車両に搭載しなければならず、あまり
現実的ではない。

【０００４】そこで、本発明の課題は、雨、霧等の悪条
件下であっても、また、特に遠方を撮影することなく、
車両前方の比較的広い範囲の走行路の曲がり形状を推定
できるようにした走行路形状推定装置を提供することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る走行路形状推定装置は、請求項１に記
載されるように、自車両の走行位置を検出する位置検出
手段と、位置検出手段にて検出されてた位置より前方の
走行路の設計条件から定まる固有情報を検出する固有情
報検出手段と、固有情報検出手段にて検出された固有情
報に基づいて位置検出手段にて検出された位置より前方
の走行路の形状を表す情報を演算する推定演算手段とを
備えるように構成される。

【０００６】主な道路は車両運転のしやすさ等を考慮し
て所定の設計条件に従って建設されている。例えば、カ
ーブ路は、徐々に曲率半径が小さくなり、その後、しば
らくの間一定の曲率半径（最小曲率半径）が続き、更に
その後、徐々に曲率半径が大きくなって直進路に続くよ
うな設計条件（設計基準）に従って建設されている（一
定の曲率半径の部分が無い場合がある）。この徐々に曲
率半径が小さくなる部分を、例えば、入口緩和区間と呼
び、徐々に曲率半径が大きくなる部分を、例えば、出口
緩和区間と呼ぶ。

【０００７】上述したような入口緩和区間及び出口緩和
区間の道路形状は、例えば、所定の曲線に近似するよう
に設計される。その近似曲線は固有の情報（固有情報）
にて特定することができる。また、一定の曲率半径の区
間の道路形状は、当該曲率半径（曲率）等の走行路の曲
がり度合いを表す情報（固有情報）にて特定することが
できる。

【０００８】そのような状況において、上記本発明係る
走行路形状推定装置では、位置検出手段が自車両の走行
位置を検出すると、その検出位置より前方の走行路の設
計条件から定まる固有情報が検出され、その固有情報に
基づいて当該検出位置より前方の走行路の形状を表す情
報が演算される。そして、その演算結果が、走行路の推
定された形状を表す情報として当該走行路形状推定装置
から他のシステム（例えば、前方車両を検出するシステ
ム、走行レーン逸脱防止システム）に提供される。

【０００９】上記走行路の形状を表す情報としては、そ
の走行路の各地点での曲がり度合いを表す曲率、曲率半
径等を用いることができる。上記走行路の設計条件から
定まる固有情報は、実際に検出された走行路の形状から
演算することができ、また、地図情報に含まれる走行路
の形状から演算することもできる。

【００１０】上記のように、上記走行路の設計条件から
定まる固有情報を実際に検出された走行路の形状から演
算するという観点から、本発明は、請求項２に記載され
るように、上記走行路形状推定装置において、上記固有
情報検出手段は、位置検出手段にて検出される走行位置
での走行路の形状を検出する形状検出手段と、位置検出
手段にて検出される走行位置と形状検出手段にて検出さ
れた走行路の形状とに基づいて上記固有情報を演算する
固有情報演算手段とを備えるように構成することができ
る。

【００１１】また、上記固有情報を地図情報から得ると
いう観点から、本発明は、請求項３に記載されるよう
に、上記走行路形状推定装置において、上記固有情報検
出手段は、位置検出手段にて検出される位置より前方の
走行路を含む地図情報から得られる当該走行路の形状に
基づいて上記固有情報を演算する固有情報演算手段を備
えるように構成することができる。

【００１２】上記地図情報は、自車両に搭載した記憶装
置に保存しておくことができる。また、無線等にて外部
から地図情報の提供を受けることも可能である。カーブ
路の形状を推定する場合、カーブ路手前に続く直線道路
を走行する車両においては、実際に検出する道路形状
（直線形状）からは、先に存在するカーブ路の形状を推
定することができない。また、各走行路の形状が正確に
把握できる地図情報を得ることは困難である。

【００１３】従って、現在の自車両の走行位置がカーブ
路の内外でより正確に当該カーブ路の固有情報の演算が
できるという観点から、本発明に係る走行路形状推定装
置は、請求項４に記載されるように、自車両の走行位置
を検出する位置検出手段と、位置検出手段にて検出され
る走行位置が直進路部分であるか、カーブ路部分である
かを判定する判定手段と、判定手段が直進路部分である
と判定したときに、位置検出手段にて検出される位置よ
り前方の走行路を含む地図情報から得られる走行路の形
状に基づいて当該走行路の設計条件に基づいて定められ
る固有情報を演算する第一の固有情報演算手段と、第一
の固有情報演算手段にて得られた固有情報に基づいて位
置検出手段にて検出された位置より前方のカーブ路部分
の形状を表す情報を演算する第一の推定演算手段と、判
定手段がカーブ路部分であると判定したときに、位置検
出手段にて検出される走行位置での走行路の形状を検出
する形状検出手段と、位置検出手段にて検出される走行
位置と形状検出手段にて検出された走行路の形状とに基
づいて当該走行路の設計条件に基づいて定められる固有
情報を演算する第二の固有情報演算手段と、第二の固有
情報演算手段にて得られた固有情報に基づいて位置検出
手段にて検出された位置より前方の走行路の形状を表す
情報を演算する第二の推定演算手段とを備えるように構
成することができる。

【００１４】このような走行路形状推定装置では、自車
両がカーブ路部分の手前の直進路部分に存在すると検出
されたときは、地図情報から得られる走行路の形状に基
づいて走行路（自車両の走行位置の先に存在するカーブ
路を含むことができる）の固有情報が演算される。従っ
て、直進路部分を走行している場合であっても、現在走
行位置の先に存在するカーブ路部分の形状を当該固有情
報に基づいて推定することができる。

【００１５】また、自車両がカーブ路部分に存在すると
検出されたときは、実際に検出される走行路の形状に基
づいて当該走行路の固有情報が演算される。実際に検出
される走行路の形状に基づいて当該固有情報が演算され
るので、より正確な固有情報を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の一形態に
係る走行路形状推定装置の構成例を示すブロック図であ
る。ヨーレートセンサ１１からの車両ヨーレートに対応
した検出信号及び車輪速センサ１２からの車輪の回転に
同期した車輪速パルスがそれぞれ制御装置（ＥＣＵ）１
０に提供されている。カメラ１３は、車両近傍における
走行レーンを区画する白線が撮影できるように当該車両
に搭載され、カメラ１３からの撮像信号が制御装置１０
に提供されている。ＤＧＰＳ（Differential Global Po
sitioning System）２１からの車両の走行位置情報と、
例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納された地図情
報を読み出す地図情報読み出しユニット２２からの地図
情報とがナビゲーション装置２０に提供されている。ナ
ビゲーションシステム２０から車両前方の走行路に関す
る地図情報及びＤＧＰＳ２１で検出された走行位置情報
が制御装置１０に提供される。

【００１７】制御装置１０は、上記ヨーレートセンサ１
１及び車輪速センサ１２からの検出信号、ナビゲーショ
ン装置２０からの地図情報に基づいて自車両の前方所定
距離内における走行路の形状を推定する処理を行う。そ
して、その処理の結果得られた走行路の形状、例えば、
当該所定距離内の各地点における走行路の曲率半径がレ
ジスタ１４にセットされる。

【００１８】例えば、図２に示すように、車両Ｖが直進
区間Ｓｓからカーブ路に進入し、そのカーブ路から更に
直進区間に退出するように走行する場合を想定する。こ
のカーブ路は、一般に、直進区間Ｓｓから続いて曲率半
径Ｒｉが徐々に小さくなるように変化する入口緩和区間
Ｓｉ、一定の曲率半径（最小曲率半径）Ｒｍとなる一定
曲率区間Ｓｃ及び曲率半径Ｒｏが徐々に大きくなるよう
に変化する直進区間に続く出口緩和区間Ｓｏから構成さ
れるように設計されている（一定曲率区間Ｓｃが無い場
合もある）。

【００１９】入口緩和区間Ｓｉ及び出口緩和区間Ｓｏの
形状は、例えば、クロソイド曲線で近似されるように設
計されている。この場合、入口緩和区間Ｓｉでは、進入
地点Ｐｉからの距離Ｌｉとその距離Ｌｉの地点での曲率
半径Ｒｉとの関係がＡｉ²＝Ｒｉ×Ｌｉで記述される。また、出口緩和区間Ｓｏでは、退出地点
Ｐｏからの距離Ｌｏとその距離Ｌｏの地点での曲率半径
Ｒｏとの関係がＡｏ²＝Ｒｏ×Ｌｏで記述される。上記各式において、Ａｉ、Ａｏは、クロ
ソイド曲線のパラメータで、この各パラメータＡｉ、Ａ
ｏは、それぞれ、入口緩和区間Ｓｉ及び出口緩和区間Ｓ
ｏにおける走行路の形状を特定する固有情報である。な
お、以下、各パラメータＡｉ、Ａｏを緩和パラメータと
いう。

【００２０】また、一定曲率区間Ｓｃにおける走行路の
形状は、走行路の曲率半径Ｒｍ（最小曲率半径）で特定
される。上記のような走行路（図２参照）を走行する車
両Ｖにおいて、制御装置１０は、例えば、図３及び図４
に示す手順に従って、走行路の形状を推定する処理を実
行する。

【００２１】まず、図３において、ナビゲーション装置
２０から地図データ及び現在の位置情報（ＤＧＰＳ２１
で検出）を取得すると（Ｓ１、Ｓ２）、地図データから
得られる走行路上の当該車両Ｖの走行位置の推定演算を
行う（Ｓ３）。また、上記地図データから得られる車両
Ｖの前方の走行路の形状を計算する（Ｓ４）。具体的に
は、カーブ路が存在する場合、そのカーブ路の最小曲率
半径Ｒｍ及びカーブ路の全長Ｌ１が算出される。

【００２２】一方、カメラ１３からの撮像信号に基づい
て白線と自車両Ｖとの距離（白線横位置）が演算され
（Ｓ１１）、その演算結果に基づいて白線に対する車両
Ｖの姿勢が算出される（Ｓ１４）。また、ヨーレートセ
ンサ１１からの検出信号から車両のヨー角を検出する
（Ｓ１２）と共に、車輪速センサ１２からの車輪速パル
スに基づいて走行距離が演算される（Ｓ１３）。これら
ヨー角及び走行距離に基づいて車両の走行軌跡が算出さ
れる（Ｓ１５）。そして、上記白線に対する車両Ｖの姿
勢及び走行軌跡に基づいて白線の形状が算出され（Ｓ１
６）、更に、走行路の曲率半径Ｒｎが演算される（Ｓ１
７）。上記ステップＳ１１乃至Ｓ１７での具体的な処理
は、本願出願人が特願昭９−１３２５６３で既に提案し
ている。

【００２３】上記のようにして演算された車両Ｖの現在
の走行位置での曲率半径Ｒｎ、推定された走行路上の位
置及び地図データから求められた道路形状の情報（カー
ブ路の最小曲率半径等）に基づいて、車両Ｖが走行して
いる区間がどの区間であるが判定される（Ｓ２０）。例
えば、得られた曲率半径Ｒｎが非常に大きい場合には直
進区間Ｓｓと判定され、曲率半径が減少する過程で得
られた曲率半径Ｒｎが最小曲率半径Ｒｍより大きい場合
（Ｒｎ＞Ｒｍ）は入口緩和区間Ｓｉと判定される。更
に、得られた曲率半径Ｒｎが最小曲率半径Ｒｍにほぼ等
しい場合（Ｒｎ＝Ｒｍ）は一定曲率区間Ｓｃと判定され
、曲率半径が増加する過程で得られた曲率半径Ｒｎが
最小曲率半径Ｒｍより大きい場合（Ｒｎ＞Ｒｍ）は出口
緩和区間Ｓｏと判定される。

【００２４】車両Ｖが直進区間Ｓｓを走行していると判
定された場合、特に、道路形状に関する情報を得るた
めの処理は行われない。なお、図３において、Ｐ１００
の処理が破線で示されているが、この実施例では、特に
この処理Ｐ１００は実行されない。車両Ｖが直進区間Ｓ
ｓから入口緩和区間Ｓｉに進入して、当該車両Ｖが入口
緩和区間Ｓｉを走行していると判定されると、カーブ
路の進入点Ｐｉから現在の走行位置までの距離Ｌｉが推
定されると共に、入口緩和区間Ｓｉの緩和パラメータＡ
ｉの計算及び出口緩和区間Ｓｏの緩和パラメータＡｏの
推定が行われる（Ｓ２１）。具体的には、得られた現在
の走行位置情報（ＤＧＰＳ２１からのデータ）及び地図
情報に基づいてカーブ路の進入点Ｐｉから現在の走行位
置までの距離Ｌｉが推定され、その距離Ｌｉとその時点
で得られている曲率半径Ｒｎ（ステップＳ１７）とを用
いて、緩和パラメータＡｉがＡｉ＝（Ｒｉ×Ｌｉ）^1/2 に従って演算される。また、この緩和パラメータＡｉと
等しい値として出口緩和区間Ｓｏでの緩和パラメータＡ
ｏが推定される。

【００２５】その後、入口緩和区間Ｓｉの長さＬ２、出
口緩和区間Ｓｏの長さＬ３及び一定曲率区間Ｓｃの長さ
Ｌ４の推定が行われる（Ｓ２２）。具体的には、入口緩
和区間Ｓｉは一定曲率区間Ｓｓと接しているので、進入
点Ｐ１から一定曲率区間Ｓｓまでの距離が入口緩和区間
Ｓｉの長さＬ２であり、この入口緩和区間Ｓｉの長さＬ
２が、上記緩和パラメータＡｉと一定曲率区間Ｓｃでの
最小曲率半径Ｒｍとに基づいてＬ２＝Ａｉ²／Ｒｍのように推定される。また、同様にカーブ路の退出点Ｐ
ｏから一定曲率区間Ｓｃまでの距離である出口緩和区間
Ｓｏの長さＬ３が上記推定されたＡｏと最小曲率半径Ｒ
ｍ都に基づいてＬ３＝Ａｏ²／Ｒｍのように推定される。更に、上記地図情報から得られた
カーブ路全体の長さＬ１と上記のように推定された入口
緩和区間Ｓｉ、出口緩和区間Ｓｏの各長さＬ２、Ｌ３を
用いて、一定曲率区間Ｓｃの長さＬ４がＬ４＝Ｌ１−Ｌ２−Ｌ３のように推定される。

【００２６】上記のように、入口緩和区間Ｓｉの長さＬ
２、一定曲率区間Ｓｃの長さＬ４及び出口緩和区間Ｓｏ
の長さＬ３が推定されると、図４に示すステップＳ３０
の処理に移行する。図４において、まず、現在の走行地
点から前方の曲率半径推定地点Ｐｎが決定される（Ｓ３
０）。これは、推定インターバルが予め定められてお
り、検出された車両Ｖの現在の走行位置とその推定イン
ターバルに基づいて曲率半径推定地点Ｐｎが決定され
る。そして、決定された曲率半径推定地点Ｐｎがカーブ
路のどの区間にあるか、上記のように推定された各区間
の長さＬ２、Ｌ３、Ｌ４に基づいて判定される（Ｓ３
１）。

【００２７】その曲率半径推定地点Ｐｎが入口緩和区間
Ｓｉ内であると判定されると、そのその地点Ｐｎと進
入点Ｐｉとの間の距離Ｌｉ及び上記のように演算された
緩和パラメータＡｉ（図３ステップＳ２１）を用いて、
その地点Ｐｎでの曲率半径ＲｆがＲｆ＝Ａｉ²／Ｌｉに従って演算される（Ｓ３３）。

【００２８】また、その曲率半径推定地点Ｐｎが一定緩
和区間Ｓｃであると判定されると、曲率半径推定地点
Ｐｎでの曲率半径Ｒｆが最小曲率半径Ｒｍに決定される
（Ｓ３４）。更に、その曲率半径推定地点Ｐｎが出口緩
和区間Ｓｏ内であると判定されると、カーブ路の退出
点Ｐｏから当該曲率半径推定地点Ｐｎまでの距離Ｌｉと
上記のように推定された緩和パラメータＡｏとを用い
て、その地点Ｐｎでの曲率半径ＲｆがＲｆ＝Ａｏ²／Ｌｏに従って演算される（Ｓ３５）。

【００２９】また更に、その曲率半径推定地点Ｐｎがカ
ーブ路の退出点Ｐｏに続く直進区間であると判定される
と、その地点Ｐｎでの曲率半径Ｒｆが無限大（∞）に
決定される（Ｓ３２）。上記のように、曲率半径推定地
点Ｐｎが属する区間に応じてその地点Ｐｎでの曲率半径
Ｒｆの推定演算が終了すると、システムは、前方地点Ｐ
ｎでの曲率半径Ｒｆの推定が完了したことを認識し（Ｓ
３６）、車両Ｖ前方の予め定めた推定範囲内の走行路の
曲率半径の推定が完了したか否かを判定する（Ｓ３
７）。まだ推定範囲内の走行路の曲率半径の推定が完了
していないと判定されると（Ｓ３７）、今まで曲率半径
推定の対象となっていた曲率半径推定地点Ｐｎと更に推
定インターバルに基づいて次の曲率半径推定地点Ｐｎ＋
１が決定される（Ｓ３０）。そして、その曲率半径推定
地点Ｐｎ＋１の属する区間に応じて、上述したような当
該地点Ｐｎ＋１での曲率半径が推定される（Ｓ３２、Ｓ
３３、Ｓ３４、Ｓ３５）。

【００３０】上記のような処理は、曲率半径推定地点Ｐ
ｎ＋ｉが車両Ｖ前方に予め定められた推定範囲の端部に
達するまで繰り返し実行される。そして、推定範囲での
処理が完了したと判定されると（Ｓ３７、ＹＥＳ）、そ
れまで、推定された曲率半径Ｒｆとその推定地点Ｐｎと
が対応付けられて前方道路形状を表すデータとしてレジ
スタ１４（図１参照）にセットされる。

【００３１】ここまでの処理（図３及び図４）が終了す
ると、図３に示す処理に戻り、車両Ｖが入口緩和区間Ｓ
ｉを走行している間、同様の処理が繰り返し行われる。
その結果、レジスタ１４に格納される前方道路形状を表
すデータは、順次、更新されてゆく。また、上記のよう
に繰り返し行われる処理の過程で、ステップＳ２１で
は、今まで算出されてきた緩和パラメータＡｉ及び今回
算出された緩和パラメータＡｉの平均値を最終的な緩和
パラメータＡｉとして演算することもできる。

【００３２】上記のような処理を行いながら、車両Ｖが
一定曲率区間Ｓｃに進入し（図２参照）、ステップ２０
（図３参照）において、車両Ｖが一定曲率区間Ｓｃを走
行していると判定された場合、出口緩和区間Ｓｏの長
さＬ３及び一定曲率区間Ｓｃの長さＬ４が推定される
（Ｓ２３）。具体的には、一定曲率区間Ｓｃに進入して
検出される最小曲率半径Ｒｍと実際に走行距離から判定
される入口緩和区間Ｓｉの長さＬ２に基づいて、緩和パ
ラメータＡｉ｛＝（Ｒｍ×Ｌｉ）^1/2｝が演算され、そ
れと同じ値の緩和パラメータＡｏと最小曲率半径Ｒｍと
を用いて、出口緩和区間Ｓｏの長さＬ３がＬ３＝Ａｉ²／Ｒｍに従って推定される。また、上記のように実際の走行距
離から判定された入口緩和区間Ｓｉの長さＬ２と上記の
ように推定された出口緩和区間Ｓｏの長さＬ３と地図情
報から得られた（Ｓ４参照）カーブ路の全長Ｌ１を用い
て、一定曲率区間Ｓｃの長さＬ４がＬ４＝Ｌ１−Ｌ２−Ｌ３に従って推定される。

【００３３】上記のように、出口緩和区間Ｓｏの長さＬ
３と一定曲率区間Ｓｃの長さＬ４が推定されると、前述
したのと同様に、一定曲率区間Ｓｃを走行中の車両Ｖの
前方の道路形状情報が、図４に示す手順に従って推定さ
れる。この場合、車両Ｖが一定曲率区間Ｓｃ内を走行し
ているので、曲率半径推定地点Ｐｎは、一定曲率区間Ｓ
ｃ、出口緩和区間Ｓｏ及びカーブ路の退出点Ｐｏに続く
直進区間のいずれかになる。従って、それぞれの区間に
対応して、ステップＳ３４、Ｓ３５、Ｓ３２での処理に
より各地点での曲率半径Ｒｆが演算される。

【００３４】そして、演算された曲率半径Ｒｆと対応す
る曲率推定地点Ｐｎとが前方道路の形状を表すデータと
してレジスタ１４にセットされる（Ｓ３８）。そして、
車両Ｖが一定曲率区間Ｓｃを走行している間、同様の処
理が繰り返され、レジスタ１４の内容がその都度得られ
る前方道路の形状を表すデータに更新される。更に、車
両Ｖが一定曲率区間Ｓｃから出口緩和区間Ｓｏに進入し
て、ステップＳ２０（図３参照）において、車両Ｖが出
口緩和区間Ｓｏを走行していると判定されると、現在
の走行位置とカーブ路の退出点Ｐｏとの間の距離Ｌｏが
推定され、この出口緩和区間Ｓｏの緩和パラメータＡｏ
が演算される。具体的には、検出された車両Ｖの現在位
置と地図情報から得られる当該カーブ路の退出点Ｐｏの
位置に基づいて車両Ｖの退出点Ｐｏまでの距離Ｌｏが推
定される。また、検出された現在の走行位置での曲率半
径Ｒｎ（ステップＳ１７）と推定された現在の走行位置
からカーブ路の退出点Ｐｏまでの距離Ｌｏとを用いて、
出口緩和区間Ｓｏの緩和パラメータＡｏがＡｏ＝（Ｒｎ×Ｌｏ）^1/2 に従って推定される。

【００３５】このように車両Ｖの走行位置からカーブ路
の退出点Ｐｏまでの距離Ｌｏと出口緩和区間Ｓｏの緩和
パラメータＡｏが推定されると、前述したのと同様に、
車両Ｖの前方の道路形状情報が、図４の手順に従って推
定される。この場合、車両Ｖが出口緩和区間Ｓｏ内を走
行しているので、曲率半径推定地点Ｐｎは、出口緩和区
間Ｓｏ及びカーブ路の退出点Ｐｏに続く直進区間のいず
れかになる。従って、それぞれの区間に対応して、ステ
ップ３５、Ｓ３２での処理により各地点での曲率半径Ｒ
ｆが演算される。

【００３６】そして、演算された曲率半径Ｒｆと対応す
る曲率半径推定地点Ｐｎとが前方道路の形状を表すデー
タとしてレジスタ１４にセットされる（Ｓ３８）。そし
て、車両Ｖが出口緩和区間Ｓｏを走行している間、同様
の処理が繰り返され、レジスタ１４の内容がその都度得
られる前方道路の形状を表すデータに更新される。上述
したように、レジスタ１４にセットされる車両Ｖの前方
道路の形状を表すデータ（曲率半径Ｒｆ及びその地点）
は、前方車両を検出するシステムや走行レーン逸脱防止
システム等の他のシステムに供給される。

【００３７】上述した例では、実際に検出されたカーブ
路の曲率半径Ｒｎ（図３におけるステップＳ１７）等に
基づいて車両Ｖ前方の道路形状（各地点での曲率半径）
を推定している。従って、車両Ｖがカーブ路（入口緩和
区間Ｓｉ）に実際に進入するまで、前方の道路形状の実
質的な推定ができない。これを解決するために、次のよ
うな処理を行うことができる。

【００３８】即ち、図３の処理において、車両Ｖがカー
ブ路に進入する手前の直進区間Ｓｓを走行していると判
定された場合（Ｓ２０、）、地図データによる推定計
算の処理Ｐ１００が実行される。この処理Ｐ１００は、
例えば、図５に示す手順に従って実行される。図５にお
いて、ナビゲーション装置２０からの現在位置情報及び
地図情報に基づいて車両Ｖの現在走行位置からカーブ路
の進入点Ｐｉまでの距離Ｌ５が推定される（Ｓ２６）。
そして、この距離Ｌ５に基づいて上述した車両Ｖ前方の
推定範囲内にカーブ路が存在するか否かが判定される
（Ｓ２７）。この推定範囲内にカーブ路が存在すると判
定されると、ナビゲーション装置２０からの地図データ
に基づいて入口緩和区間Ｓｉ及び出口緩和区間Ｓｏそれ
ぞれの緩和パラメータＡｉ及びＡｏが推定される（Ｓ２
８）。このように、各緩和パラメータＡｉ及びＡｏが推
定されると、これらの緩和パラメータＡｉ及びＡｏを用
いて、上述した処理と同様の手法により入口緩和区間Ｓ
ｉの長さＬ２（＝Ａｉ²／Ｒｍ）、出口緩和区間Ｓｏの
長さＬ３（＝Ａｏ²／Ｒｍ）及び一定曲率区間Ｌ４（＝
Ｌ１−Ｌ２−Ｌ３）が推定される（Ｓ２９）。

【００３９】ここで、入口緩和区間Ｓｉの緩和パラメー
タＡｉは、例えば、図６に示す手順に従って推定され
る。図６において、まず、ナビゲーション装置２０から
前方の道路データが読み込まれる（Ｓ２８１）と共に、
自車両Ｖの走行位置が検出される（Ｓ２８２）。上記道
路データは、例えば、図７に示すように、道路上の各点
の座標で表される。そして、上記検出された自車両の走
行位置に基づいて前方道路データが自車両Ｖの座標系に
変換される（Ｓ２８３）。その後、道路上の３点
Ｐ_i-1、Ｐ_i、Ｐ_i+ ₁の座標データから点Ｐ_iでの曲率
半径Ｒ_iを計算する（Ｓ２８４）。この点Ｐ _iでの曲率
半径Ｒ_iは、次のように計算される。

【００４０】道路上の各点Ｐ_i-1、Ｐ_i、Ｐ_i+1は、例
えば、図８（ａ）に示すように、自車両Ｖの座標系（ｘ
−ｙ）のｐ_i-1、ｐ_i、ｐ_i+1に変換される。この場
合、（ｘ_i-1−ｘ）²＋（ｙ_i-1−ｙ）²＝Ｒ² （１）（ｘ_i−ｘ）²＋（ｙ_i−ｙ）²＝Ｒ² （２）（ｘ_i+1−ｘ）²＋（ｙ_i+1−ｙ）²＝Ｒ² （３）が成立する。そして、図８（ｂ）に示すような座標変換
を行う。即ち、Ａ＝ｘ_i+1−ｘ_i-1、Ｃ＝ｙ_i+1−ｙ_i-1 Ｂ＝ｘ_i−ｘ_i-1、Ｄ＝ｙ_i−ｙ_i-1 とおいて、上記式（１）、（２）、（３）が（Ａ−Ｘ）²＋（Ｃ−Ｙ）²＝Ｒ² 即ち、Ａ²−２ＡＸ＋Ｘ²＋Ｃ²−２ＣＹ＋Ｙ²＝Ｒ² （１）’ （Ｂ−Ｘ）²＋（Ｄ−Ｙ）²＝Ｒ² 即ち、Ｂ²−２ＢＸ＋Ｘ²＋Ｄ²−２ＤＹ＋Ｙ²＝Ｒ² （２）’ Ｘ² ＋Ｙ² ＝Ｒ² （３）’ に変換される。

【００４１】上記（１）’式から（３）’式を引くと、Ａ²−２ＡＸ＋Ｃ²−２ＣＹ＝０（４）が得られ、上記（２）’式から（３）’式を引くと、Ｂ²−２ＢＸ＋Ｄ²−２ＤＹ＝０（５）が得られる。

【００４２】（４）Ｄ−（５）ＣによってＹを消去する
と、Ａ²Ｄ−２ＡＤＸ＋Ｃ²Ｄ−２ＣＤＹ＝０Ｂ²Ｃ−２ＢＣＸ＋Ｄ²Ｃ−２ＤＣＹ＝０Ｘ＝（Ａ²Ｄ−Ｂ²Ｃ＋Ｃ²Ｄ−Ｄ²Ｃ）／（２（ＡＤ−ＢＣ））（６）のようにＸが算出される。

【００４３】また、（４）Ｂ−（５）ＡによってＸを消
去すると、Ａ²Ｂ−２ＡＢＸ＋Ｃ²Ｂ−２ＣＢＹ＝０Ｂ²Ａ−２ＢＡＸ＋Ｄ²Ａ−２ＤＡＹ＝０Ｙ＝（Ａ²Ｂ−Ｂ²Ａ＋Ｃ²Ｂ−Ｄ²Ａ）／（２（ＣＢ−ＤＡ））（７）のようにＹが算出される。

【００４４】そして、このＸ、ＹからＲ_iをＲ_i＝（Ｘ²＋Ｙ²）^1/2 に従って演算する。この３点Ｐ_i-1、Ｐ_i、Ｐ_i+1が緩
和曲線上の点である場合は、Ｒ_iを点Ｐ_iでの曲率半径
とみなす。上記のように各点Ｐ_iでの曲率半径Ｒ_iが算
出されると、そのＲ_iに基づいて入口緩和区間Ｓｉを決
定する（Ｓ２８５）。具体的には、曲率半径Ｒ_iが無限
大（直線）から有限値に変化した点Ｐ_iを入口緩和区間
の起点Ｐ_o（図２のカーブ路の進入点Ｐｉに対応）とす
る。また、曲率半径Ｒ_iが最小値となる点を入口緩和区
間Ｓｉの終点Ｐ_nとする。

【００４５】このように入口緩和区間Ｓｉが決定される
と、この入口緩和区間Ｓｉ内の各点Ｐ_iと対応する曲率
半径Ｒ_iを用いて、緩和パラメータＡ_iが演算される
（Ｓ２８６）。具体的には、起点Ｐ_oから点Ｐ_iまでの
距離Ｌ_iがＬ_i＝（Ｐ_oＰ₁＋Ｐ₁Ｐ₂＋．．．＋Ｐ_i-1Ｐ_i）に従って演算され、この距離Ｌ_iと点Ｐ_iでの曲率半径
Ｒ_iを用いて緩和パラメータＡ_iがＡ_i＝（Ｒ_iＬ_i）^1/2 に従って演算される。

【００４６】上記のようにして各点Ｐ_iでの曲率半径Ｒ
_iに基づいて緩和パラメータＡ_iが演算されると、それ
らの平均値が当該入口緩和区間Ａｉの緩和パラメータＡ
ｉとして算出される（Ｓ２８７）。Ａｉ＝Σ（Ａ_i）／ｎ（ｉ＝１〜ｎ）なお、出口緩和区間の緩和パラメータＡｏも入口緩和区
間の緩和パラメータＡｉと同様の手法によって推定する
ことができる。

【００４７】上記のように各緩和パラメータＡｉ及びＡ
ｏが推定されると、その緩和パラメータＡｉ及びＡｏに
基づいて上述したのと同様に前方道路推定が実行され
る。上述したような図６に示す手順では、緩和パラメー
タＡ_iを各点Ｐ_iの曲率半径Ｒ_iから演算したが、各点
Ｐ_iの道路接線方向θ_iに基づいて緩和パラメータＡ_i
を演算することもできる。

【００４８】この場合、図９に示す手順に従って処理が
実行される。なお、図９において、図６に示すステップ
と同様のステップには、同一番号が付されている。この
図９に示す手順では、接線方向θ_iの計算（Ｓ２８４
ａ）、緩和区間の決定（Ｓ２８５ａ）、緩和パラメータ
Ａ_iの計算（Ｓ２８６ａ）の各処理が図６に示す処理と
異なる。以下、これらの処理について説明する。

【００４９】この場合、例えば、図１０に示すような前
方道路データが得られたと仮定する。各点の接線方向θ
_iが次のように演算される（Ｓ２８４ａ）。道路上の２
点Ｐ_i-1、Ｐ_iは、例えば、図１１に示すように、自車
両Ｖの座標系（ｘ−ｙ）の２点ｐ_i-1、ｐ_iに変換され
る。この座標系において、点ｐ_i-1、ｐ_iを通る直線の
ｘ軸に対する角度（ｒａｄ）は、 θ_x＝ｔａｎ^-1（（ｘ_i−ｘ_i-1）／（ｙ_i−
ｙ_i-1））となり、点ｐ_i-1、ｐ_iを通る直線のｙ軸に対する角度
（ｒａｄ）は、 θ_y＝π／２−θ_x となる。以上により、各点ｐ_i-1、ｐ_iの中点ｐ_mでの
接線のｙ軸に対する角度（ｒａｄ）は、 θ_i＝π／２−ｔａｎ^-1（（ｘ_i−ｘ_i-1）／（ｙ_i−
ｙ_i-1））になる。この角度θ_iが緩和パラメータＡ_iの演算に用
いられる。

【００５０】上記のように演算された各点Ｐ_iでの角度
θ_iに基づいて次のように緩和区間の判定が行われる
（Ｓ２８５ａ）。角度θ_iがゼロ（直線）から有限値に
変化した点Ｐ_iを緩和区間の起点Ｐ_oとする。また、角
度θ_iを用いて下記のように演算される緩和パラメータ
Ａ_iが一定値から変化する点を緩和区間の終点Ｐ_nとす
る。

【００５１】上記のようにして緩和区間が決定される
と、緩和パラメータＡ_iが次のように演算される（Ｓ２
８６ａ）。緩和区間の起点Ｐ_oから各点Ｐ_iまでの距離
Ｌ_iがＬ_i＝（Ｐ_oＰ₁＋Ｐ₁Ｐ₂＋．．．＋Ｐ_i-1Ｐ_i）に従って演算され、この距離Ｌ_iと点Ｐ_iでの接線方向
θ_iを用いて、緩和パラメータＡ_iがＡ_i＝（Ｌ_i ²／２θ_i）^1/2 に従って演算される。

【００５２】上記のようにして各点Ｐ_iに対応して緩和
パラメータＡ_iが演算されると、上記と同様にして（図
６での処理）、その平均値が当該緩和区間での緩和パラ
メータＡｉまたはＡｏとして求められる（Ｓ２８７）。
上記のような例によれば、車両Ｖが実際にカーブ路に進
入する前であっても、前方のカーブ路の形状が推定でき
るようになる。

【００５３】上記各例において、図３に示すステップＳ
１−Ｓ４、Ｓ１１−１７及びステップＳ２１、Ｓ２３、
Ｓ２５での処理、図５に示すステップＳ２８での処理が
固有情報検出手段に対応し、図３に示すステップＳ２
２、２３での処理、図５に示すステップＳ２９及び図４
に示す処理が推定演算手段に対応する。

【００５４】

【発明の効果】以上、説明してきたように、各請求項記
載の本願発明によれば、自車両の前方の走行路の設計条
件から定まる固有情報に基づいて前方走行路の形状が推
定されるので、雨、霧等の悪条件下であっても、また、
特に遠方を撮影することなく、車両前方の比較的広い範
囲の走行路の曲がり形状を推定できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る走行路形状推定装
置のハードウエア構成を示すブロック図である。

【図２】車両が走行するカーブ路の例を示す図である。

【図３】カーブ路の形状を推定するための処理の手順を
示すフローチャート（その１）である。

【図４】カーブ路の形状を推定するための処理の手順を
示すフローチャート（その２）である。

【図５】直進区間において前方カーブ路の形状を推定す
るための処理の手順を示すフローチャートである。

【図６】図５に示す手順における緩和パラメータの推定
処理の詳細な手順を示すフローチャートである。

【図７】カーブ路の形状の例を示す図でる。

【図８】前方道路データの座標変換を示す図である。

【図９】図５に示す手順における緩和パラメータの推定
処理の他の詳細な手順を示すフローチャートである。

【図１０】カーブ路の形状の例を示す図である。

【図１１】車両座標系での各点の関係を示す図である。

【符号の説明】

１０制御装置１１ヨーレートセンサ１２車輪速センサ１３カメラ１４レジスタ２０ナビゲーション装置２１ＤＧＰＳ２２地図情報読みだしユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０８Ｇ 1/16 Ｇ０６Ｆ 15/62 ３８０ // Ｇ０５Ｄ 1/02 15/70 ３５０Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車両の走行位置を検出する位置検出手段
と、位置検出手段にて検出された位置より前方の走行路の設
計条件から定まる固有情報を検出する固有情報検出手段
と、固有情報検出手段にて検出された固有情報に基づいて位
置検出手段にて検出された位置より前方の走行路の形状
を表す情報を演算する推定演算手段とを備えた走行路形
状推定装置。
【請求項２】請求項１記載の走行路形状推定装置におい
て、上記固有情報検出手段は、位置検出手段にて検出される
走行位置での走行路の形状を検出する形状検出手段と、位置検出手段にて検出される走行位置と形状検出手段に
て検出された走行路の形状とに基づいて上記固有情報を
演算する固有情報演算手段とを備えた走行路形状推定装
置。
【請求項３】請求項１記載の走行路形状推定装置におい
て、上記固有情報検出手段は、位置検出手段にて検出される
位置より前方の走行路を含む地図情報から得られる当該
走行路の形状に基づいて上記固有情報を演算する固有情
報演算手段を備えた走行路形状推定装置。
【請求項４】自車両の走行位置を検出する位置検出手段
と、位置検出手段にて検出される走行位置が直進路部分であ
るか、カーブ路部分であるかを判定する判定手段と、判定手段が直進路部分であると判定したときに、位置検
出手段にて検出される位置より前方の走行路を含む地図
情報から得られる走行路の形状に基づいて当該走行路の
設計条件から定まる固有情報を演算する第一の固有情報
演算手段と、第一の固有情報演算手段にて得られた固有情報に基づい
て位置検出手段にて検出された位置より前方のカーブ路
部分の形状を表す情報を演算する第一の推定演算手段
と、判定手段がカーブ路部分であると判定したときに、位置
検出手段にて検出される走行位置での走行路の形状を検
出する形状検出手段と、位置検出手段にて検出される走行位置と形状検出手段に
て検出された走行路の形状とに基づいて当該走行路の設
計条件から定まる固有情報を演算する第二の固有情報演
算手段と、第二の固有情報演算手段にて得られた固有情報に基づい
て位置検出手段にて検出された位置より前方の走行路の
形状を表す情報を演算する第二の推定演算手段とを備え
た走路形状推定装置。