CN101246010B - 车道判定装置以及车道判定方法 - Google Patents

Abstract

一种车道判定装置以及车道判定方法，在使用车道线的图像识别结果来判定自车行驶的车道时，即使在道路的岔路口近前不存在用于识别该车道的车道线(实线或虚线)的情况下，也能够迅速的判定通过该岔路口后自车行驶的车道。该车道判定装置具有：图像信息取得单元，其取得至少拍摄自车周围的车道线的图像信息，自车位置信息取得单元，其取得表示自车的当前位置的自车位置信息，道路信息取得单元，其基于自车位置信息来取得道路信息，该道路信息包括在自车周围存在的车道线的位置以及状态的信息，图像识别单元，其对图像信息所包括的车道线进行图像识别，车道判定单元，其基于图像识别单元的图像识别结果和道路信息，判定自车行驶的自车车道。

Description

车道判定装置以及车道判定方法

技术领域

本发明涉及一种使用至少拍摄自车周围的车道线而得的图像信息，来对自车正在行驶的自车车道进行识别的车道判定装置以及车道判定方法。

背景技术

作为使用车载照相机进行自车位置识别的技术，例如下述的专利文献1公开的车载导航装置相关的技术。该装置装载于车辆上，具有捕获车辆前方的行驶道路的路面的照相机，通过检测该照相机捕获的路面上标示的车道线(白线)的宽度变化，从而可以进行岔路判断，即，在自车左侧的白线的宽度增加时，判断自车行驶在右侧的岔路上，在自车右侧的白线的宽度增加时，判断自车行驶在左侧的岔路上，从而能够判断自车在通过岔路口后向哪个岔路方向行进。另外，在该岔路判断具有特定的周期时，可以进行行驶车道判断，即，判断存在于自车左右的白线是虚线还是实线，从而确定自车行驶的行驶车道。并且，可以进行车道变更判断，即，根据该白线相对于自车左右方向移动规定距离来判定自车是否变更了车道。

即，该装置是这样的技术：通过对行驶车道的路面上标示的车道线(实或虚的白线)进行图像识别，进行上述岔路判断、行驶车道判断、车道变更判断，从而检测出自车的行驶信息，基于这些行驶信息，即使自车已经通过岔路口也能够准确确定自车位置，从而能够根据该自车位置进行良好的车辆控制。

专利文献1：JP特开2000-105898号公报(第21-22页、图24-25)

通常，为了获得正确的自车位置，如果在通过岔路口以后，能够立即识别自车行驶的道路或车道，则很有好处。但是存在这样的问题：在岔路口是小角度岔路口时，即通过岔路口后自车行驶的车道与其他道路或车道之间的角度小的情况下等，与自车在该其他道路或车道行驶的情况下的行驶状态差别小，只利用以往的GPS(Global Positioning System：全球定位系统)装置、陀螺传感器、G传感器、车速传感器的信息，很难在通过岔路口后立即识别自车正行驶在哪条岔路上。另外，在上述的专利文献1中存在这样的问题：由于通过获取行驶车道的路面上标示的车道线的信息来检测自车的行驶信息，因此，例如在上述存在小角度岔路口的区域之前不存在车道线的情况下，无法检测自车的行驶信息，在通过小角度岔路口之后，很难立即识别自车的车辆位置。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的发明，其目的在于，提供一种车道判定装置以及车道判定方法，在使用车道线的图像识别结果来判定自车行驶的车道时，即使在道路的岔路口近前不存在用于识别该车道的车道线的情况下，也能够迅速的判定通过该岔路口后自车行驶的车道。

为了达到上述目的，本发明提供一种车道判定装置，其特征在于，

具有：图像信息取得单元，其取得至少拍摄自车周围的车道线的图像信息，自车位置信息取得单元，其取得表示上述自车的当前位置的自车位置信息，道路信息取得单元，其基于上述自车位置信息来取得道路信息，该道路信息包括在上述自车周围存在的车道线的位置以及状态的信息，图像识别单元，其对上述图像信息所包括的上述车道线进行图像识别，车道判定单元，其基于上述图像识别单元的图像识别结果和上述道路信息，判定上述自车行驶的自车车道；其中，在基于上述道路信息检测到在上述自车的行进方向的道路上存在岔路口、且变得无法拍摄到上述车道线的全部或一部分而作为上述图像信息的情况下，上述车道判定单元进行拍摄顺序车道判定，该拍摄顺序车道判定是指，基于之后所拍摄的特定车道线的拍摄顺序、该特定车道线的状态、该特定车道线在上述图像信息中的位置以及上述道路信息，判定上述自车车道的判定。

在本发明中，“特定车道线”是指在拍摄顺序车道判定中作为图像识别对象的特定种类的车道线，例如与斑马线区匹配的车道线或与减速带匹配的车道线等这种有特征形状的车道线。另外在本发明中，“岔路口”是指自车至少能够向两个方向行进的这样两条以上道路相连接的点，包括小角度岔路口和交叉路口等。

根据该特征结构，在自车的行进方向的道路上存在岔路口时，并且在图像信息中未拍摄到车道线的全部或一部分的情况下，也能够基于之后拍摄的特定车道线的拍摄顺序、该特定车道线的状态、该特定车道线在图像信息中的位置、道路信息，来迅速的判定通过岔路口后自车行驶的自车车道。即，在图像信息中未拍摄到车道线的全部或一部分的情况下，由于无法确定自车车道，因此如果以该状态通过道路的岔路口，则难以判定自车从岔路口向哪个方向行驶。但是，根据该特征结构，将之后拍摄到的特定车道线的拍摄顺序、状态以及图像信息中的位置与道路信息相对照，从而能够迅速的确定车道，能够判定自车从岔路口向哪个方向行驶。

在此，上述岔路口是道路上的小角度岔路口。

根据这样的结构，在通过这种在以往陀螺传感器等的自律航法中难以判定正在从岔路口向哪个方向行驶的小角度岔路口之后，也能够迅速的判定自车行驶的自车车道。

另外，上述车道判定单元将上述特定车道线在上述图像信息中的位置判别为上述自车的右侧或左侧。

通常，车道线应该位于自车的左侧或右侧，这样一来通过判别特定车道线在在自车的右侧还是左侧，能够抑制特定车道线的误识别，提高拍摄顺序车道的正确性。

另外，上述拍摄顺序车道判定，优选将与斑马线区匹配的车道线以及与减速带匹配的车道线中的一方或双方作为上述特定车道线的对象。

根据这样的结构，将具有特征形状而比较容易进行图像识别的与斑马线区匹配的车道线以及与减速带匹配的车道线，作为特定车道线进行图像识别，因此能够提高拍摄顺序车道判定的正确性。在道路的岔路口附近的车道线中，设有与斑马线区匹配的车道线以及与减速带匹配的车道线的情况多，因此特别有效。

另外，上述车道判定单元将在变得无法拍摄到上述车道线的全部或一部分之前所判定的上述自车车道相邻的车道，作为上述拍摄顺序车道判定所判定的自车车道的候补。

通常，图像信息中未拍摄到上述车道线的全部或一部分的区间几乎都较短，在这样短的区间内经过多条车道而进行车道变更的可能性小。因此，通过该结构，由于能够从候补中去除成为自车车道的可能性小的车道，因此能够提高拍摄顺序车道判定的正确性。

本发明提供一种导航装置，其特征在于，具有：上述的车道判定装置，地图数据库，其存储包括上述图像信息的地图信息，应用程序，其参照上述地图信息以及上述车道判定装置所判定的自车车道的信息而进行动作，引导信息输出单元，其根据上述应用程序来动作，从而输出引导信息。

根据该特征结构，即使自车周围不存在车道线，也能够考虑车道判定装置所判定的自车车道的信息，来进行适当的路径搜索以及行进路径引导等引导。

本发明提供一种车道判定方法，其特征在于，具有：图像信息取得步骤，取得至少拍摄自车周围的车道线的图像信息，自车位置信息取得步骤，取得表示上述自车的当前位置的自车位置信息，道路信息取得步骤，基于上述自车位置信息来取得道路信息，该道路信息包括在上述自车周围存在的车道线的位置以及状态的信息，图像识别步骤，对上述图像信息所包括的上述车道线进行图像识别，检测步骤，基于上述道路信息，检测在上述自车的行进方向的道路上存在岔路口以及在上述图像信息中未拍摄有上述车道线的全部或一部分，拍摄顺序车道判定步骤，在上述检测步骤中检测出存在上述岔路口以及在上述图像信息中未拍摄有上述车道线的全部或一部分的情况下，基于之后所拍摄的特定车道线的拍摄顺序、该特定车道线的状态、该特定车道线在上述图像信息中的位置以及上述道路信息，判定上述自车行驶的自车车道。

根据该特征结构，在自车的行进方向的道路上存在岔路口时，并且在图像信息中未拍摄到车道线的全部或一部分的情况下，也能够基于之后拍摄的特定车道线的拍摄顺序、该特定车道线的状态、该特定车道线在图像信息中的位置、道路信息，来迅速的判定通过岔路口后自车行驶的自车车道。即，在图像信息中未拍摄到车道线的全部或一部分的情况下，由于无法确定自车车道，因此如果以该状态通过道路的岔路口，则难以判定自车从岔路口向哪个方向行驶。但是，根据该特征结构，将之后拍摄到的特定车道线的拍摄顺序、状态以及图像信息中的位置与道路信息相对照，从而能够迅速的确定车道，能够判定自车从岔路口向哪个方向行驶。

附图说明

图1是示意性地表示具有本发明第一实施方式的车道判定装置的导航装置整体结构的框图。

图2是表示存储在地图数据库中的地图信息以及道路信息的结构的说明图。

图3表示本发明的第一实施方式的图6中的Y地点的自车后方的图像信息的一个例子。

图4表示本发明的第一实施方式的图6中的Z地点的自车后方的图像信息的一个例子。

图5表示包括自车两边的小角度岔路口附近的地图信息的道路信息的一个例子。

图6表示在本发明的第一实施方式中设有与斑马线区匹配的车道线的小角度岔路口的一个例子。

图7表示自车后方的图像信息的一个例子。

图8表示包括自车周围的地物信息的道路信息的一个例子。

图9是表示本发明的第一实施方式的车道判定方法的流程图。

图10是表示本发明的第一实施方式的车道判定方法的流程图。

图11表示本发明的其他实施方式中设有与减速带匹配的车道线的小角度岔路口的一个例子。

具体实施方式

第一实施方式

基于附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1是示意性地表示具有本发明第一实施方式的车道判定装置2的导航装置1整体结构的框图。该车道判定装置2能够基于道路信息H和获取的图像信息G(参照图3、图4、图7)中包括的车道线(设在车道两侧作为车辆通行带边界线的实或虚的白线等)的图像识别结果来判定自车车道，该自车车道即自车C行驶中的道路上的车道，该道路信息H是从地图数据库20中取得的。并且，该车道判定装置2能够在通过难以使用这种车道线的图像识别结果来进行车道判定的岔路口(参照图5、图6)之后，立即使用特定车道线的图像识别结果，来迅速的判定自车C行驶的自车车道。然后，导航装置1参照从地图数据库20中取得的地图信息M以及车道判定装置2所判定的作为车道的判定结果的自车车道信息R进行规定的导航动作。

这里，“车道线”是指车道(车辆通行带)的两侧或单侧标示的表示车辆通行带边界线的实线或虚线等白线或黄线等，例如，可以举出图6所示的实线40、42、43以及虚线41等。另外，在车道线的概念中，包括特定车道线。“特定车道线”是在拍摄顺序车道判定中作为图像识别对象的特定种类的车道线，例如与斑马线区44匹配的车道线或与减速带45匹配的车道线等这种有特征形状的车道线。另外，“岔路口”是指自车至少能够向两个方向行进的这样两条以上道路相连接的点，包括小角度岔路口和交叉路口等。“小角度岔路口”是这样的岔路口，即，在该岔路口，通过使用GPS(Global PositionSystem：全球定位系统)装置、横摆率传感器等陀螺传感器、G传感器、车速传感器等的自律航法难以判定正在从岔路口向哪个方向行驶。“车道”虽然意味着车辆通行带，但在岔路口前后，是还包括与该岔路口连接的分岔道路的概念。

如图1所示，该导航装置1的各功能部构成如下，具体地说，自车位置信息取得部3、道路信息取得部4、图像信息取得部5、图像识别部6、车道判定部7以及导航用运算部8，以CPU等运算处理装置为核心构件，通过硬件或软件(程序)或其两者而安装有用于对输入的数据进行各种处理的功能部。另外，地图数据库20例如硬盘驱动器、具有DVD-ROM的DVD驱动器、具有CD-ROM的CD驱动器等那样，由具有可存储信息的存储介质和其驱动装置的装置构成，来作为硬件结构。下面，对本实施方式的导航装置1的各部的结构进行说明。

1.地图数据库

地图数据库20是存储有按规定的每个区域所分的多个地图信息M以及与该地图信息M关联的道路信息H的数据库。图2是表示存储在地图数据库20中的地图信息M以及道路信息H的结构的说明图。如该图所示，地图数据库20存储有道路网络层m1、道路形状层m2、道路信息层m3。在本实施方式中，由存储在这些层m1～m3中的信息构成地图信息M，由其中存储在的道路信息层m3中的信息构成道路信息H。

道路网络层m1是表示道路间的连接信息的层。具体地说，具有多个节点n的信息和多条链路k的信息而构成，该多个节点n的信息包括由经度和纬度表现的地图上的位置信息，该多条链路k连接两个节点n而构成道路。另外，各链路k作为其链路信息，包括道路种类(高速公路、收费公路、国道、省级道路等)和链路长度等信息。另外，道路形状层m2是表示与道路网络层m1关联存储的道路形状的层。具体地说，由形状内插补点s的信息和用于表示道路详细形状的各形状内插补点s间的道路宽度信息构成，该形状内插补点s配置在两个节点n之间(链路k上)，表示链路k的详细形状。

道路信息层m3与道路网络层m1以及道路形状层m2相关联而构成，是存储有道路相关的详细信息的层。作为存储在该道路信息层m3中的信息，例如包括岔路口(小角度岔路口等)的信息和各道路的车道信息、关于道路上和道路周围所设的各种地物(车道线等)的地物信息F等。这里，车道信息包括各道路的车道到数和各车道的车道宽度的信息。另外，车道信息还包括在岔路口分岔连接的多条道路间的各车道的位置关系和连接关系(链路角度以及顺路连接的关系等)等信息。

地物信息F包括各地物的位置信息以及状态信息。这里，位置信息包括各地物的代表点的地图上的位置(经度以及纬度)以及各地物的朝向的信息。状态信息包括各地物的形状、大小、色彩等信息。另外，除此之外，地物信息F还包括表示各地物的种类的种类信息等。这种地物信息F表示的地物包括道路路面上所设的道路标示(涂料标示)。并且，作为道路标示涉及的地物，例如包括沿着道路划分车道的车道线(实线、虚线、双重线、与斑马线区匹配的车道线、与减速带匹配的车道线等各种车道线)、指定各车道的行进方向的行进方向标示(直行箭头、右转箭头、左转箭头等各种箭头)、人行横道、停车线、速度显示等。此外，作为地物信息F存储的地物，除了这些道路标示之外，还可以包括信号机、标识、立交桥、隧道等各种地物。即，道路信息H包括车道线的位置信息、状态信息等地物信息F。如上所述，在这些道路信息H中，本实施例使用车辆通行带两侧或单侧标示的标识车辆通行带边界线的车道线，特别使用特定车道线的道路信息H。另外，使用岔路口相关的道路信息H，特别使用小角度岔路口相关的道路信息H。

2.自车位置信息取得部

自车位置信息取得部3发挥自车位置信息取得单元的功能，取得自车位置即表示自车C的当前位置的自车位置信息S。这里，自车位置信息取得部3与GPS接收器22、方位传感器23以及距离传感器24相连接。这里，GPS接收器22是接收来自GPS(Global Position System：全球定位系统)卫星的GPS信号的装置。该GPS信号通常每隔1秒钟接收一次，并向自车位置信息取得部3输出。在自车位置信息取得部3中，对GPS接收器22接收到的来自GPS卫星的信号进行分析，能够取得自车C的当前位置(经度以及纬度)、行进方位、移动速度等信息。该方位传感器23是检测自车C的行进方位或其行进方位变化的传感器。该方位传感器23例如由陀螺传感器、地磁传感器、安装在方向盘的旋转部的光学旋转传感器或旋转式电阻调节器、安装在车轮部的角度传感器等构成。并且，方位传感器23将其检测结果输出到自车位置信息取得部3。距离传感器24是检测自车C的车速和移动距离的传感器。该距离传感器24例如由自车C的传动轴(drive shaft)或车轮等每旋转规定量即输出脉冲信号的车速脉冲传感器、检测自车C的加速度的横摆·G传感器以及对检测出的加速度进行积分的电路等构成。并且，距离传感器24将作为其检测结果的车速以及移动距离的信息输出到自车位置信息取得部3。

然后，自车位置信息取得部3基于这些GPS接收器22、方位传感器23以及距离传感器24的输出，通过公知的方法来计算确定自车位置。另外，自车位置信息取得部3从地图数据库20取得自车位置周围的地图信息M，并且基于此进行公知的地图匹配(map matching)，从而进行补正，使得自车位置定位在地图信息M所示出的道路上。这样一来，自车位置信息取得部3取得自车位置信息S，该自车位置信息S包括以经度及纬度表示的自车C的当前位置的信息以及自车C的行进方位的信息。这样取得的自车位置信息S是含有因各传感器22～24的检测精度等引起的误差的信息。另外，这样取得的自车位置信息S，在自车C行进中的道路具有多条车道的情况下，并不是确定到自车C行驶中的车道即自车车道的信息。因此，在本实施方式的导航装置1中，在后述的车道判定部7中判定自车车道。并且，自车位置信息取得部3所取得的自车位置信息S被输出到道路信息取得部4、车道判定部7以及导航用运算部8。

3.道路信息取得部

道路信息取得部4基于自车位置信息取得部3所取得的自车位置信息S等，从地图数据库20取得包括必要的地图信息M和地物信息F的道路信息H。即，道路信息取得部4取得包括图像识别部6的图像识别处理的对象的地物(车道线等)的地物信息F的道路信息H，并将其输出到图像识别部6。另外，道路信息取得部4取得车道判定部7用于判定自车车道的自车位置周围的道路信息H，并将其输出到车道判定部7。进一步，道路信息取得部4为了在导航用运算部8进行的导航处理中使用，从地图数据库20中取得导航用运算部8要求的区域的地图信息M，并将其输出到导航用运算部8。这里，在道路信息取得部4取得并输出到车道判定部7的自车位置周围的道路信息H中，包括自车C行驶中的道路(参照图5、图8)的车道线(包括特定车道线)信息、行进方向上存在的岔路口(特别是小角度岔路口)的信息、车道数以及车道宽度的信息等。因此，在本实施方式中，该道路信息取得部4发挥本发明的道路信息取得单元的功能。

4.图像信息取得部

图像信息取得部5发挥图像信息取得单元的功能，取得由拍摄装置21拍摄的自车位置周围的图像信息G(参照图3、图4、图7)。这里，拍摄装置21是具有拍摄元件的照相机等，设置在至少能够拍摄自车C的周围道路的车道线(包括特定车道线)的位置。作为这种拍摄装置21，例如优选使用后方照相机等。此外，图3是从图6的Y地点由后方照相机拍摄的图像信息G，图4是从图6的Z地点由后方照相机拍摄的图像信息G。并且，图像信息取得部5以规定的时间间隔读取由拍摄装置21拍摄的模拟的拍摄信息，将其变换为数字信号的图像信息G而取得。此时的图像信息G的读取时间间隔例如可以为10～50ms左右。由此，图像信息取得部5能够连续的取得多桢由拍摄装置21拍摄的图像信息G。这里取得的图像信息G被输出到图像识别部6。

5.图像识别部

图像识别部6发挥图像识别单元的功能，对图像信息取得部5取得的图像信息G(参照图3、图4、图7)进行图像识别处理。在本实施方式中，图像识别部6使用道路信息取得部4所取得的道路信息H，针对设于道路路面上的作为道路标示的车道线(包括特定车道线)进行图像识别处理。具体地说，图像识别部6对于所取得的图像信息G进行二值化处理以及棱边(edge)检测处理，提取该图像信息G所含的地物(车道线)的轮廓信息。然后，图像识别部6基于道路信息取得部4取得的道路信息H所含的车道线的状态信息，提取具有与该状态信息所示的状态一致的轮廓信息的车道线。然后，在提取出具有与该状态信息所示的状态一致的轮廓信息的车道线的情况下，计算自车C与该车道线的位置关系，将该车道线的拍摄顺序的信息、车道线种类的信息、与自车C的位置关系，作为图像识别结果而输出到车道判定部7。自车C与图像信息G中的车道线的位置关系可以基于该车道线在图像信息G中的位置和以下信息计算，该信息是指，表示基于向自车C拍摄的拍摄装置21的安装位置、安装角度和视场角等预先计算出的自车位置与图像信息G中的各位置的关系的信息。

例如，图像识别部6使用道路信息取得部4取得的道路信息H所含的自车位置周围的车道线的地物信息F，对图像信息G所含的车道线(实线40、虚线41、与斑马线区匹配的车道线、与减速带匹配的车道线等各种车道线)进行图像识别处理。然后，图像识别部6将该车道线的图像识别结果输出到车道判定部7。

6.车道判定部

车道判定部7发挥车道判定单元的功能，基于图像识别部6识别的图像识别结果、自车位置信息取得部3所取得的自车位置信息S、以及道路信息取得部4所取得的道路信息H，来判定自车C行驶中的道路的车道，即自车车道。在本实施方式中，车道判定部7具有第一车道判定部7a以及第二车道判定部7b。并且，车道判定部7将作为判定结果的自车车道信息R输出到自车位置信息取得部3。由此，导航装置1能够取得自车车道信息R，在导航用运算部8等中，能够参照自车车道信息R进行行驶路径引导和路径搜索等导航动作。

具体地说，车道判定部7基于图像识别结果、自车位置信息S、道路信息H，检测在自车C的行进方向上是否存在无法判定自车车道的可能性高的区域。该无法判定自车车道的可能性高的区域是指，存在岔路口(特别是小角度岔路口)，并且该岔路口近前不存在车道线的全部或一部分的区域，例如可以举出图6所示的区域A。对于这种区域之外，通过第一车道判定部7a利用以往的方法使用车道线来进行第一自车车道判定，从而判定自车C的自车车道。另一方面，对于存在岔路口(特别是小角度岔路口)并且该岔路口近前不存在车道线的全部或一部分的区域，通过第一车道判定部7a无法判定自车C的自车车道。因此，在通过这种区域A后，通过第二车道判定部7b使用特定车道线进行第二自车车道判定，从而判定自车C的自车车道。因此，车道判定部7具有第一车道判定部7a以及第二车道判定部7b。下面，使用图3～图10，针对车道判定部7所具有第一车道判定部7a以及第二车道判定部7b的处理进行说明。

6-1.第一车道判定部

第一车道判定部7a在自车C行进的方向上无法判定自车车道的可能性高的区域(例如图6的区域A)以外进行第一自车车道判定。即，在不存在岔路口的情况下，或者即使存在岔路口，在其周围也可拍摄到车道线的全部的情况下，使用存在于车道两侧的实线40或虚线41的车道线进行第一车道判定。在本实施方式中，第一车道判定部7a基于图像识别部6识别的车道线(实线40或虚线41的白线)的图像识别结果，以及道路信息取得部4所取得的道路信息H所含的自车C周围的车道线的地物信息F，来判定自车车道。作为一个例子，针对第一车道判定部7a基于图7所示的图像信息G以及图8所示的道路信息H来判定自车车道的情况进行说明。具体地说，第一车道判定部7a基于图像识别部6所识别的自车C的周围的车道线的种类以及各车道线与自车C的位置关系，并且基于自车位置周围的道路信息H所含的车道线的地物信息F，来确定自车C行驶中的车道。例如图7所示，在已取得自车C的两侧连续出现虚线41的车道线这样的图像信息G的情况下，并且已取得图8所示的自车周围的道路信息H的情况下，即，该道路信息H表示三车道道路，所设的4条车道线中最外侧的两条是实线F40，其中央的两条是虚线F1，此时可以确定自车C行驶的车道是三条车道中的中央车道。即，在这种图像信息G所示的图像中(参照图7)，自车C的位置即图像的宽方向中央的两侧存在虚线41的车道线，并且其外侧分别存在实线40的车道线。另一方面，根据道路信息H(参照图8)可知，自车C正在行驶的道路是三车道，道路的宽方向两侧存在实线F40的车道线的地物信息F，道路的宽方向中央侧存在区分各车道的两条虚线F41的车道线的地物信息。因此，第一车道判定部7a通过对比这些信息，能够确定存在自车C的车道是三条车道中的中央车道。另外，第一车道判定部7a基于图像识别部6识别的图像识别结果所示的车道线的位置信息，根据自车C是否跨过车道线来判定自车有无变更车道，并基于该判定结果进行自车车道的判定处理。

6-2.第二车道判定部

第二车道判定部7b，在自车C的行进方向上存在无法判定自车车道的可能性高的区域的情况下，进行第二自车车道判定(拍摄顺序判定)。即，例如图6的区域A所示，有时会存在这样的区域：在自车C的行进方向上存在岔路口(特别是小角度岔路口)，并且该岔路口近前不存在实线40或虚线41的车道线的全部或一部分。对于这种区域，无法进行自车车道判定。因此，在本实施方式中，第二车道判定部7b基于图像识别部6识别的特定车道线(与斑马线区44匹配的车道线、与减速带45匹配的车道线)的图像识别结果、道路信息取得部4取得的道路信息H所含的自车C周围的特定车道线的地物信息F，来判定自车车道。具体地说，首先，将在上述第一车道判定部7a变为无法判定自车车道之前的自车车道信息R1所示的自车车道本身以及与其相邻的车道，限定为通过上述岔路口后的自车车道的候补。由此，由于能够从候补中去除成为自车车道的可能性小的车道，因此能够提高拍摄顺序车道判定的正确性。并且，第二车道判定部7b基于该限定的自车车道附近的道路信息H所含的特定车道线(与斑马线区44匹配的车道线、与减速带45匹配的车道线)的地物信息F、图像信息G所含的特定车道线的图像识别结果，来判定车道。这里，根据图像识别结果，判明在自车C周围有无特定车道线、该特定车道线的拍摄顺序、该特定车道线的种类、以及该特定车道线与自车C的位置关系。因此，第二车道判定部7b能够基于该图像识别结果来判定通过岔路口后的自车车道并输出自车车道信息R。

基于图6，针对第二车道判定部7b进行的第二自车车道判定处理的具体例子详细进行说明。图6表示设有与斑马线区44匹配的车道线的小角度岔路口的一个例子。在该图中，表示自车C从四车道的道路的X地点经过Y地点而向Z地点行驶的情况地例子。在自车C处于X地点的情况下，第二车道判定部7b基于道路信息H，检测出在行进方向上存在小角度岔路口，并且检测出(检测出区域A)在小角度岔路口近前不存在实线40或虚线41等的车道线的全部或一部分。因此，第二车道判定部7b开始第二自车车道判定(拍摄顺序车道判定)。首先，自车C到达X地点附近之前，使用由上述第一自车车道判定所判定的自车车道信息R1，将d方向的车道本身或者可沿着相邻的车道进行的车道d1、d2、d3，限定为通过上述岔路口后的自车车道的候补。然后，第二车道判定部7b，在基于自车C的后方照相机顺序拍摄的图像信息G的图像识别结果中，检测是否识别出与斑马线区44匹配的车道线。并且，在识别出与斑马线区44匹配的车道线的情况下，第二车道判定部7b检测是在自车C左右的哪一侧识别出的。进一步，在识别出多条与斑马线区44匹配的车道线等特定车道线的情况下，第二车道判定部7b检测这些与斑马线区44匹配的车道线是以何种顺序识别出的。然后，第二车道判定部7b将这些检测结果与道路信息H(参照图5、图6)所含的上述d1、d2、d3的车道附近所设的与斑马线区44匹配的车道线的位置以及状态进行比较。

例如，图6中自车C向d方向行进的情况下，如果最先在自车C的右侧(在图3的图像信息G中是左侧)检测出与斑马线区44匹配的车道线，接着在自车C的左侧(在图4的图像信息G中是右侧)检测出与斑马线区44匹配的车道线，则此时，认为按顺序检测出与斑马线区44c匹配的车道线、与斑马线区44b匹配的车道线，从而能够判定自车C正在d2的方向的车道上行驶。同样，如果最先在自车C的左侧(在图像信息G中是右侧)检测出与斑马线区44匹配的车道线，接着在自车C的右侧(在图像信息G中是左侧)检测出与斑马线区44匹配的车道线，则此时，按顺序检测出与斑马线区44a匹配的车道线、与斑马线区44b匹配的车道线，从而能够判定自车C正在d1的方向的车道上行驶。另外，在图像信息G中，如果最先在自车C的左侧(在图像信息G中是右侧)检测出与斑马线区44匹配的车道线，在此之后没有检测出与斑马线区44匹配的车道线，则此时，只检测出与斑马线区44c匹配的车道线，从而能够判定自车C正在d3的方向的车道上行驶。因此，基于与斑马线区44匹配的车道线的拍摄顺序、所拍摄的与斑马线区44匹配的车道线相对于自车C的位置、所拍摄的与斑马线区44匹配的车道线的状态、与斑马线区44匹配的车道线的道路信息H，能够确定自车车道的判定。由此，即使在行进方向d上存在小角度岔路口并且不存在实线40和虚线41这种难以判定自车车道的情况下，也能够迅速的判定自车车道。

7.导航用运算部

导航用运算部8是计算处理单元，为了执行自车位置显示、从出发地到目的地的路径搜索、到达目的地的行进路径引导、目的地搜索等导航功能，根据应用程序8a进行动作。例如，导航用运算部8进行如下处理：通过道路信息取得部4从地图数据库20中取得自车周围的地图信息M，并在显示装置25上显示地图图像，并基于自车位置信息S，在该地图图像上重叠显示自车位置标记。另外，导航用运算部8基于通过公知的方法计算出的从出发地到目的地的路径和自车位置信息S，使用显示装置25以及声音输出装置26中的一方或双方来引导行进路径。另外，此时，应用程序8a参照由车道判定部7所判定的自车车道信息R，来进行自车位置显示、路径搜索以及路径引导等导航动作。具体地说，例如进行以下动作等：在显示装置25上显示所判定的自车车道，并中止根据自车车道而需要强行变更车道的行进路径引导。因此，在本实施方式中，导航用运算部8、显示装置25以及声音输出装置26发挥本发明的引导信息输出单元27的功能。此外，虽然省略了图示，但导航用运算部8也可以与其他的遥控器或与显示装置25设为一体的触摸屏等用户接口等作为导航装置而必需的公知的各种结构相连接。

8.车道判定方法

接着，针对在具有本实施方式的车道判定装置2的导航装置1中执行的车道判定方法进行说明。图9是表示本实施方式的车道判定方法的全部处理顺序的流程图，图10是表示本实施方式的第二车道判定处理的详细处理顺序的流程图。

如图9所示，首先，导航装置1通过自车位置信息取得部3取得从GPS接收器22等获得的自车位置信息S(步骤#01)。接着，基于自车位置信息S从地图数据库20中取得向着自车C的行进方向d的规定距离内的道路信息H(步骤#02)。这里取得的道路信息H中含有车道线的位置、状态的信息。然后，基于道路信息H检测在规定距离内是否存在小角度岔路口(步骤#03)。基于道路信息H所含的两个链路的链路角度的信息，在不存在小角度岔路口的情况下(步骤#03中为“否”)，进行第一自车车道判定(步骤#04)。另一方面，在规定距离内存在小角度岔路口的情况下(步骤#03中为“是”)，检测该小角度岔路口近前是否存在这样的区域(步骤#05)，即，在该区域内没有车道线(实线40或虚线41)的全部或一部分(例如区域A)。在不存在该区域的情况下(步骤#05中为“否”)，进行第一自车车道判定(步骤#04)。由此，在不存在小角度岔路口或上述区域的情况下，使用第一自车车道判定来判定自车车道。另一方面，在小角度岔路口近前存在没有车道线的全部或一部分的区域的情况下(步骤#05中为“是”)，进行第二自车车道判定(步骤#06)。

接着，针对第二自车车道判定进行说明。如图10所示，在第二自车车道判定中，导航装置1首先基于在第一车道判定部7a无法判定自车车道之前的自车车道信息R1，来限定通过小角度岔路口后的自车车道的候补(步骤#11)。由此，由于能够从候补中去除成为自车车道的可能性小的车道，因此能够提高拍摄顺序车道判定的正确性。然后，通过图像信息取得部5取得至少拍摄了自车C周围的车道线的图像信息G(步骤#12)。接着，识别在该图像信息G中是否拍摄到特定车道线(与斑马线区44匹配的车道线或与减速带45匹配的车道线等)(步骤#13)。如果没有识别出特定车道线(步骤#14中为“否”)，回到步骤#12来取得图像信息G。因此，一直继续取得图像信息G，直到识别出特定车道线为止。另一方面，在识别出特定车道线的情况下(步骤#14中为“是”)，识别特定车道线的种类(步骤#15)，进一步识别该特定车道线的位置，以及在识别出其他特定车道线时识别上述特定车道线与其他特定车道线的关系的拍摄顺序(步骤#16)。由此，能够识别出特定车道线的图像信息G中的状态、与自车C的位置关系(在自车的左右哪一侧检测出的)、拍摄顺序。然后，将这些识别结果与道路信息H相比较，来判断是否已能够确定自车C通过小角度岔路口后行驶的自车车道(步骤#17)。如果尚未能够确定自车车道(步骤#17中为“否”)，回到步骤#12来取得图像信息G，继续第二自车车道判定。另一方面，如果能够确定自车车道(步骤#17中为“是”)，则结束第二自车车道判定。以上，车道判定方法的处理结束。

其他实施方式

针对本发明的其他实施方式进行说明。

(1)在上述第一实施方式中，基于图6主要对特定车道线是与斑马线区44匹配的车道线的情况进行的了说明。但是，使用图11所示的与减速带45匹配的车道线作为特定车道线来进行上述第二自车车道判定也是本发明的优选实施方式之一。与减速带45匹配的车道线在特定状态上容易识别图像。此时，在使用图3至图10的说明中，只要将与斑马线区44匹配的车道线替换为与减速带45匹配的车道线即可。由此，和与斑马线区44匹配的车道线的情况同样，即使在行进方向d上存在小角度岔路口并且不存在车道线的全部或一部分这种难以判定自车车道的情况下，也能够使用与减速带45匹配的车道线来迅速的判定自车车道。此外，特定车道线是通过岔路口后存在的具有特征形状的车道线，只要是通过图像识别能够确定其拍摄顺序、与自车的位置关系、状态的车道线，则也可以无特别限制的使用其它车道线。

(2)在上述的实施方式中，以这样的例子进行了说明，即第一车道判定部7a基于对图像信息G的图像识别结果来判定自车C行驶中的道路的自车车道。但第一车道判定部7a的执行的自车车道的判定方法并不限于此。例如，除了上述实施方式的自车车道的判定方法以外，根据来自VICS(VehicleInformation And Communication System：道路交通信息通信系统)的信息，具体地说根据来自设在道路的各链路上的发送器的光雷达等的信息，从而由第一车道判定部7a判定自车车道，这种结构也是本发明的优选实施方式之一。

(3)在上述的实施方式中，第二车道判定部7b限定通过小角度岔路口后的自车车道的候补来判定自车车道。但第二车道判定部7b不限定自车车道候补而判定自车车道也是本发明优选的实施方式之一。

工业上的可利用性

根据本发明，在使用车道线的图像识别结果来判定自车行驶的车道时，即使在道路的岔路口近前不存在用于识别该车道的车道线(实线或虚线)的情况下，也能够迅速的判定通过该岔路口后自车行驶的车道，因此，能够实现例如可用于导航装置等的车道判定装置以及车道判定方法。

Claims (5)

1.一种车道判定装置，其特征在于，

具有：

图像信息取得单元，其取得至少拍摄自车周围的车道线的图像信息，

自车位置信息取得单元，其取得表示上述自车的当前位置的自车位置信息，

道路信息取得单元，其基于上述自车位置信息来取得道路信息，该道路信息包括在上述自车周围存在的车道线的位置以及状态的信息，

图像识别单元，其对上述图像信息所包括的上述车道线进行图像识别，

车道判定单元，其基于上述图像识别单元的图像识别结果和上述道路信息，判定上述自车行驶的自车车道；其中，

在基于上述道路信息检测到在上述自车的行进方向的道路上存在岔路口的情况下，且在基于上述道路信息检测到上述岔路口近前不存在上述车道线的全部或一部分的情况下，上述车道判定单元进行拍摄顺序车道判定，该拍摄顺序车道判定是指，基于之后所拍摄的特定车道线的拍摄顺序、该特定车道线的状态、该特定车道线在上述图像信息中的位置以及上述道路信息，判定上述自车车道的判定；

上述拍摄顺序车道判定，将与斑马线区匹配的车道线以及与减速带匹配的车道线中的一方或双方作为上述特定车道线的对象。

2.如权利要求1所述的车道判定装置，其特征在于，上述岔路口是道路上的小角度岔路口。

3.如权利要求1或2所述的车道判定装置，其特征在于，上述车道判定单元将上述特定车道线在上述图像信息中的位置判别为上述自车的右侧或左侧。

4.如权利要求1所述的车道判定装置，其特征在于，上述车道判定单元将在变得无法拍摄到上述车道线的全部或一部分之前所判定的上述自车车道相邻的车道，作为上述拍摄顺序车道判定所判定的自车车道的候补。

5.一种车道判定方法，其特征在于，包括：

图像信息取得步骤，取得至少拍摄自车周围的车道线的图像信息，

自车位置信息取得步骤，取得表示上述自车的当前位置的自车位置信息，

道路信息取得步骤，基于上述自车位置信息来取得道路信息，该道路信息包括在上述自车周围存在的车道线的位置以及状态的信息，

图像识别步骤，对上述图像信息所包括的上述车道线进行图像识别，

检测步骤，基于上述道路信息，检测在上述自车的行进方向的道路上存在岔路口以及在上述图像信息中未拍摄有上述车道线的全部或一部分，

拍摄顺序车道判定步骤，在上述检测步骤中检测出存在上述岔路口以及在上述岔路口近前不存在上述车道线的全部或一部分的情况下，基于之后所拍摄的特定车道线的拍摄顺序、该特定车道线的状态、该特定车道线在上述图像信息中的位置以及上述道路信息，判定上述自车行驶的自车车道；

在上述拍摄顺序车道判定步骤中，将与斑马线区匹配的车道线以及与减速带匹配的车道线中的一方或双方作为上述特定车道线的对象。

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