CN103991474A - 车辆的转向控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转向控制装置，其即使在车辆在弯路和直路的过渡期间行驶的情况下，也能够适当地识别行驶道路的形状，使车辆转向。该转向控制装置具有：形状识别部（12），其由拍摄图像来识别行驶道路的形状；转向控制部（13），其控制车辆（1）的转向；判定部（14），其判定该被识别的行驶道路的形状是否为弯路和直路的过渡区间。在判定部（14）的判定结果为否定的情况下，由形状识别部（12）通过一次或二次的近似处理来识别行驶道路的形状，在判定部（14）的判定结果为肯定的情况下，由形状识别部（12）通过一次或三次的近似处理来识别行驶道路的形状。

Description

车辆的转向控制装置

技术领域

本发明涉及一种对车辆的转向进行控制的转向控制装置。

背景技术

在现有技术中，人们公知如下一种转向控制装置：根据车辆前方的拍摄图像来识别该车辆所行使的行驶道路的形状（曲率等），求出相对于所识别的行驶道路的形状的车辆的横向偏移量和偏向角，然后，根据该横向偏移量和偏向角来控制车辆的转向（例如，参照专利文献1）。

【专利文献1】日本发明专利公开公报特开2006-15996号

在专利文献1所记载的转向控制装置中，即使车辆在像弯路和直路的过渡区间那样的形状变化较大的行驶道路上行驶时，为能适当地使车辆转向，人们希望能够更加适当地识别行驶道路的形状。尤其是，当车辆行驶在弯路和直路突然切换（曲率突然发生变化）的行驶道路上时，人们希望能够进一步适当地识别行驶道路的形状。

发明内容

鉴于上述情况，作出了本发明，本发明的目的是提供一种转向控制装置，其即使车辆在弯路和直路的过渡区间行驶时，也能适当地识别行驶道路的形状、对车辆的转向进行控制。

本发明的车辆的转向控制装置具有：摄像头，其对车辆的行驶方向前方进行拍摄；形状识别部，其通过第1近似处理来识别该车辆所行驶的行驶道路的形状，其中，第1近似处理为由一次或二次的单项式或多项式对所述行驶道路的形状进行近似表征的处理；转向控制部，其根据由所述形状识别部进行识别而得到的所述行驶道路的形状来控制该车辆的转向。所述转向控制装置还具有判定部，所述判定部用于判定由所述形状识别部进行识别而得到的所述行驶道路的形状是否符合弯路和直路的过渡区间。在所述判定部的判定结果为肯定性结果时，所述形状识别部通过第2近似处理来识别所述行驶道路的形状，其中，所述第2近似处理为由三次以上的单项式或多项式对所述行驶道路的形状进行近似表征的处理。

根据本发明，在判定结果为否定性结果的情况下，即，车辆在像直路或曲率一定的弯路那样的形状变化较小的行驶道路上行驶的情况下，通过运算负荷较小的第1近似处理能够在确保所需精度的情况下对行驶道路的形状进行近似处理。另外，在判定结果为肯定性结果的情况下，即，车辆在像弯路和直路的过渡区间那样的形状的变化较大的行驶道路上行驶的情况下，通过采用近似处理性能比第1近似处理高的第2近似处理，能够抑制近似处理精度的降低，从而对行驶道路的形状进行近似处理。因此，即使在车辆在弯路和直路的过渡区间的情况（尤其是，在车辆在弯路和直路突然发生变化的行驶道路上行驶的情况）下，也能够适当地识别行驶道路的形状，使车辆转向。

在本发明中，优选所述第2近似处理为由三次的单项式或多项式进行近似表征的近似处理。用于对行驶道路的形状进行近似处理的单项式或多项式的次数越低，用于近似处理的运算负荷越小。因此，根据三次的单项式或多项式进行近似处理，与根据二次的单项式或多项式进行近似处理的情况相比，能够精确地对弯路和直路的过渡区间的形状进行近似处理，另外，与根据次数比三次高的单项式或多项式进行第2近似处理的情况相比，能够更加迅速地对行驶道路的形状变化进行近似处理。

在本发明中，优选在该车辆的行驶方向前方的行驶道路的形状符合从弯路向直路变化的过渡区间时，所述判定部作出肯定性的判定结果。最好是不要使转向控制装置所识别得到的行驶道路的曲率（下面称为“近似曲率”）相对于实际的行驶道路的曲率（下面称为“实际曲率”）大。

在转弯入口，即使在转向控制出现滞后的情况下，车辆也会向转弯径向外侧移动，因此能够使驾驶者认为是转向控制输出不足而不会感觉不协调。但是，在转弯的出口，因转向控制出现滞后而使车轮向转弯径向内侧移动。因此会导致车辆虽通过转弯但是方向盘却不会在自位转矩（self-aligning torque）的作用下回到中央位置，从而使驾驶者感到不正常。

因此，在该车辆的行驶方向前方的行驶道路为从弯路向直路切换的过渡区间时，通过第2近似处理来识别行驶道路的形状，能够更有效地减小实际曲率和近似曲率的不同。

在本发明中，由所述第1近似处理进行识别而得到的所述行驶道路的形状称为第1形状，由所述第2近似处理进行识别而得到的所述行驶道路的形状称为第2形状，优选，在由于所述判定部的判定结果发生变化使得，作为所述形状识别部的识别结果的所述行驶道路的形状在所述第1形状和所述第2形状之间发生切换时，所述形状识别部设置过渡期，该过渡期用于使作为识别结果的所述行驶道路的形状从切换前的形状逐渐地变为之后要切换的形状。

从而，能够根据识别到的逐渐变化的行驶道路的形状来逐渐地使车辆的转向发生变化。

在本发明中，优选当所述判定部的判定结果由否定性结果变为肯定性结果时，在所述过渡期，所述形状识别部使作为该形状识别部的识别结果的所述行驶道路的形状由该判定结果变化前的所述第1形状逐渐地变为所述第2形状；当所述判定部的判定结果由肯定性结果变为否定性结果时，在所述过渡期，所述形状识别部使作为该形状识别部的识别结果的所述行驶道路的形状由该判定结果变化前的所述第2形状逐渐地变为所述第1形状。由所述第1形状切换为所述第2形状时的所述过渡期被设定为比由所述第2形状切换为所述第1形状时的所述过渡期短。

当判定部的判定结果由肯定性结果向否定性结果变化时，在被设定的较长的过渡期中，根据识别到的逐渐更的行驶道路的形状来逐渐地使车辆的转向发生变化。

另外，当判定部的判定结果由否定性向肯定性变化时，即，当需要准确地识别行驶道路的形状时，能够在被设定的较短的过渡期中，迅速地将被识别的行驶道路的形状由第1形状变为第2形状，因而能够适当地控制车辆的转向。

在本发明中，优选在所述判定部的判定结果为肯定性结果的情况下，当由所述第1近似处理与所述第2近似处理所得到的所述行驶道路的形状中的弯路的弯曲方向相同时，所述形状识别部将由所述第2近似处理所得到的所述行驶道路的形状作为识别结果。

由于与第1近似处理相比，第2近似处理所近似处理的单项式或多项式的次数较高，因而能够更加精确地对行驶道路的形状进行近似处理，但是易受到外界因素干扰影响。因此，通过由2个近似处理而得到的弯曲方向是否相同的方式来检测出第2近似处理没有受到干扰影响的状态。这样，通过采用处于受到干扰影响少的状态的第2近似处理的结果，能够适当地使车辆转向。

附图说明

图1是说明车辆的控制装置的使用方式的图。

图2是车辆的控制装置的结构图。

图3是说明行驶道路和车辆之间关系的图。

图4是车辆的控制装置的动作流程图。

图5中（a）是表示由摄像头所拍摄的图像的图，图5中（b）是表示对图5中（a）中的图像进行边缘提取后得到的图像的图，图5中（c）是表示从上方看图5中（b）的图像时所得到的图像的图。

图6中（a）是表示提取出行驶道路的从上方看时的图像的图，图6中（b）是表示提取出行驶道路的从上方看时的图像中的第1近似线和第2近似线的图。

图7是说明与图3不同的行驶道路和车辆之间关系的图。

图8中（a）是表示在图7所示情况下由摄像头所拍摄的图像的图，图8中（b）是表示在图7所示情况下对图8中（a）的图像进行边缘提取后所得到的图像的图，图8中（c）是表示从上方看图8中（b）的图像时所得到的图像的图。

图9中（a）是表示提取出行驶道路的从上方看时的图像的图，图9中（b）是表示提取出行驶道路的从上方看时的图像中的第1近似线和第2近似线的图。

【附图标记说明】

1：车辆；10：控制装置；20：摄像头；12：形状识别部；13：转向控制部；14：判定部；5M：行驶道路；51：弯路；52：直路；8LC：第1中线（第1形状）；9LC：第2中线（第2形状）；52：弯路；55：合流车道（直路）。

具体实施方式

下面说明本发明的车辆的转向控制装置的实施方式。参照图1，本实施方式的车辆的转向控制装置（下面仅称为“控制装置”）10被安装在车辆1（自车辆）上使用。由控制装置10通过安装在车辆1上的摄像头20的拍摄图像来识别车辆1的行驶方向（在本实施方式中为前方）上的道路情况，从而控制车辆1的行驶状态。

摄像头20通过使光轴与车辆1的前后方向一致的方式安装在车内，以透过前挡风玻璃对车辆1的前方进行拍摄，以该摄像头20的安装部为原点来定义真实空间坐标系，在该真实空间坐标系中，以车辆1的左右方向（车宽方向）为X轴方向，以上下方向（铅直方向）为Y轴，以前后方向（行驶方向）为Z轴。

另外，车辆1具有执行该车辆1的转向的转向装置30。控制装置10通过控制转向装置30来控制车辆1的转向。

下面，参照图2，车辆1具有速度传感器21、加速度传感器22、偏航角速率传感器23及制动装置31。由速度传感器21输出车辆1的速度的检测信号，由加速度传感器22输出车辆1的加速度的检测信号，由偏航角速率传感器23输出车辆1的偏航角速率（Yaw rate）的检测信号。

控制装置10为由CPU和存储器等构成的电子单元，摄像头20的影像信号和各传感器21、22、23的检测信号输入该控制装置10。控制装置10根据所输入的这些信号来识别车辆1的行驶状态。

另外，控制装置10通过由CPU执行存储在存储器内的车辆1的控制用程序来发挥拍摄图像获得部11、形状识别部12、转向控制部13及判定部14（转弯检测部141、转弯出口检测部142及验证部143）的作用。由此，控制装置10使转向装置30和制动装置31的一方或两方动作来控制车辆的行驶状态。

在下面的说明中，如图3所示，以车辆1将要行驶在、从弯曲形状的行驶道路（下面称为“弯路”）51向直线形状的行驶道路（下面称为“直路”）52变化时（车辆1的行驶道路的形状从曲率较大的状态向曲率较小的状态切换时）的行驶道路上的情况为例进行说明。另外，在图3中，例示了从弯路51立即切换为直路52（即，曲率发生急剧变化）时的行驶道路。

由控制装置10通过摄像头20沿车辆1的行驶方向进行拍摄。另外，控制装置10根据由摄像头20所拍摄的图像，通过摄像头20对该车辆1前方的行驶道路5M（M=1～2）进行拍摄。

另外，由控制装置10根据该拍摄图像来检测行驶道路5M上的车道标线（白线、lane marking）6N（N=1～2）。另外，由控制装置10根据所检测出的车道标线6N的信息来进行控制车辆1的行驶状态的处理。

下面，按照图4所示的流程图来说明由控制装置10所进行的控制车辆1的行驶状态的控制处理。由控制装置10在每个规定的控制周期（例如，10msec）内执行图4的流程图所示的处理，从而控制车辆1的行驶状态。

在图4中的最初的步骤ST1中，由摄像头20所输出的影像信号输入控制装置10，控制装置10将其转换成数字信号，并将该数字信号作为摄像头20的拍摄图像（灰度图像）保存在存储器中。步骤ST1为由拍摄图像获取部11所执行的处理。

在下面的步骤ST2中，由控制装置10使摄像头20的拍摄图像二值化，进行边缘信息提取处理，在步骤ST3中，进行射影变换（投影变换，projective transformation）。

这里，图5表示进行步骤ST2～ST3中的处理时的图像例子，其中示出了，摄像头20的拍摄图像（原图像）Im1（参照图5中（a））、对以规定的二值化阈值对拍摄图像Im1进行二值化处理后而得到的二值化图像进行边缘提取后得到的边缘提取图像Im2（参照图5中（b））、以车辆1的上方为观察点（视点）对Im2进行射影变换后得到的从上方看时的图像（俯视图像）Im3（参照图5中（c））。从上方看时的图像Im3中表示的是，从车辆1的上方看多条车道标线6N的边缘线7N（N=1～2）时的情况。

在接下来的步骤ST4中，由控制装置10首先在从上方看时的图像的各边缘线7N中，以规定的间隔提取出（取样）多个点（下面称为“近似点”）PN（N=1～2）（参照图6中（a））。

另外，由控制装置10根据所提取出的多个近似点PN对各边缘线7N进行近似处理（拟合）（下面将按照步骤ST4进行的近似处理称为第1近似处理）。

详细来讲，在第1近似处理中，由一次或二次单项式或多项式（下面将“单项式或多项式”总称为“近似（表达）式”）对车辆1行驶的行驶道路5M的形状进行近似表征（拟合）（参照图6中（b）中的虚线8N（N=1～2）。下面将在第1近似处理中进行近似表征的线称为“第1近似线”）。

第1近似线81、82（即，根据从弯路51和直路52的两端（左端和右端）的车道标线61、62的图像部分中所提取出的近似点P1、P2而得到的近似线）为二次曲线（由二次近似式进行近似表征时的线）。

另外，根据由各行驶道路5M的两端的车道标线6N的图像部分得到的第1近似线8N（左端的第1近似线为81，右端的第1近似线为82），控制装置10大致识别出（得出），位于由行驶道路5M两端的车道标线6N的图像部分通过近似处理得到的两条第1近似线8N的正中间的近似线（下面称为“第1中线”）8LC（C=1）。

在图6中（b）中，第1中线8LC仅有对弯路51和直路52的形状进行近似处理（拟合）后而得到的第1中线81C的这一条。

另外，在下面的步骤ST5中，由控制装置10根据所提取出的多个近似点PN对各边缘线7N进行近似处理（下面，将按照步骤ST5进行的近似处理称为“第2近似处理”）。

详细来讲，在第2近似处理中，由三次以上的近似式对车辆1行驶的行驶道路5M的形状进行近似表征（参照图6中（b）中的双点划线9N（N=1～2））。下面将在第1近似处理中进行近似表征的线称为“第2近似线”）。

另外，在本实施方式中，由三次近似式实现第2近似处理。用于对行驶道路5M的形状进行近似表征的近似式的次数越低，近似处理所需的运算负荷越小。因此，由三次近似式实现第2近似处理，一方面，与由二次近似式实现近似处理的情况相比，能够准确地对弯路和直路的过渡区间的形状进行近似处理，另一方面，与由次数比三次近似式高的近似式实现近似处理的情况相比，能够更加迅速地对行驶道路5M的形状变化进行近似处理。

第2近似线91、92（即，根据从弯路51和直路52的两端（左端和右端）的车道标线61、62的图像部分中所提取出的近似点P1、P2而得到的近似线）为三次曲线。

另外，根据由各行驶道路5M的两端的车道标线6N的图像部分得到的第2近似线9N（左端的第2近似线为91，右端的第2近似线为92），控制装置10大致识别出，位于由行驶道路5M两端的车道标线6N的图像部分得到的两条第2近似线9N的正中间的近似线（下面称为“第2中线”）9LC（C=1）。

在图6中（b）中，第2中线9LC仅有对弯路51和直路52的形状近似处理后得到的第2中线91C的这一条。

上述步骤ST2～ST5为由形状识别部12所执行的处理。

另外，由于第2近似处理与第1近似处理相比因近似式的次数较高而容易受到外部因素干扰影响，因而，当第2近似处理满足如下多个条件（条件10-1～10-9）中的所有条件时，控制装置10判定第2近似线9N的可靠性高。

（条件10-1）为：在当前的控制周期和前一个控制周期中，离车辆1最远的近似点PN和车辆1之间的距离为规定距离以上。其中，本条件中的规定距离根据预先进行的实验等，被设定为拍摄范围包含此规定距离的话（即，拍摄最远点大于规定距离）根据所得到的拍摄图像能够通过第2近似处理精确地进行近似表征。

（条件10-2）为：用于各第2近似线9N的近似处理的近似点PN为规定个数以上。其中，本条件中的规定个数根据预先进行的实验等被设定为可确保第2近似线的近似处理结果的可靠性的程度的个数。

（条件10-3）为：到当前控制周期时，没有获得车辆1正在行驶的行驶道路5M的两端的车道标线6N的近似点PN的控制周期并未连续超过规定的周期数。其中，本条件中的规定周期数根据预先进行的实验等被设定为，可确保第2近似线的近似处理结果的可靠性的周期数中最大数程度的周期数。

（条件10-4）为：根据车辆1正在行驶的行驶道路5M的两端的车道标线6N的图像部分进行近似处理而得到的第2近似线9N（图6中为91、92）和与该第2近似线9N相对应的边缘线7N的各近似点PN（图6中为P1、P2）之间的差不足规定值。其中，本条件中的规定值根据预先进行的实验等被设定为，在近似处理结果与实际的行驶道路5M有较大不同的情况下，即，在第2近似线9N的可靠性较低的情况下，不会检测为（道路为）从弯路向直路切换的过渡区间。另外，此时的差值例如是指各近似点PN与第2近似线9N之间的最短距离，或者所有近似点PN与第2近似线9N之间的最短距离的标准偏差等。

（条件10-5）为：根据车辆1正在行驶的行驶道路5M的两端的车道标线6N的图像部分进行近似处理而得到的、各第2近似线9N中连接离车辆1最近的点之间时的长度和各第1近似线8N中的连接离车辆1最近的点之间时的长度的差为规定值以下。其中，本条件中的规定值根据预先进行的实验等，被设定为可确保第2近似线的近似处理结果的可靠性的周期数中最大数程度的周期数。

（条件10-6）为：车辆1正在行驶的行驶道路5M上的第1中线8LC和第2中线9LC各自中连接离车辆1最近的点之间时的长度的差为规定值以下。其中，本条件中的规定值根据预先进行的实验等，被设定为可确保第2近似线的近似处理结果的可靠性的周期数中最大数程度的周期数。

（条件10-7）为：根据车辆1正在行驶的行驶道路5M的两端的车道标线6N的图像部分进行近似处理而得到的各第2近似线9N中距车辆1最近的点处的曲率为规定值以下。其中，本条件中的规定值根据预先进行的实验等，被设定为在道路为难以对车辆1的转向装置30进行控制的急弯时，不会通过第2近似线9N来识别行驶道路5M。

（条件10-8）为：根据车辆1正在行驶的行驶道路5M的两端的车道标线6N的图像部分进行近似处理而得到的各第2近似线9N中距车辆1最近的点处的曲率的时间变化率（例如，当前控制周期和前一个控制周期的曲率之差）为规定值以下。其中，本条件中的规定值根据预先进行的实验等，被设定为，使得，在道路难以对车辆1的转向装置30进行控制的急弯时不会通过第2近似线9N来识别行驶道路5M。

（条件10-9）为：由第2中线9LC确定的弯路的弯曲方向与由第1中线8LC确定的弯路的弯曲方向相同（即，2条近似线8LC、9LC的离车辆1最近的点处的曲率的符号相同）。

与第1近似处理相比，用于近似处理的近似式次数较高的第2近似处理能够更加精确地对行驶道路5M的形状进行近似表征，但是却易受到外部因素干扰影响。因此，根据条件10-9，以由2个近似处理而得到弯曲方向是否相同的方式来检测出（判断）第2近似处理未受到干扰影响的状态。这样，通过采用处于受到干扰影响少的状态的第2近似处理的结果，能够适当地使车辆转向。

另外，上述条件10-1～10-9为本实施方式中的一个例子，只要是能够进行可确保第2近似线的可靠性的验证，其他条件也可以。

在接下来的步骤ST6中，由控制装置10判定车辆1将要行驶的行驶道路5M是否为从弯路向直路变化的过渡区间（变化区间，即，转弯的出口）。这里，步骤ST6的处理为由判定部14执行的处理。

下面，详细地说明步骤ST6中的处理。由步骤ST4中的近似处理而得到的第1近似线8N和步骤ST5中的近似处理得到的第2近似线9N，在由转弯检测部141检测出弯路的状态下，由转弯出口检测部142检测出转弯的出口，由验证部143得到肯定的验证结果后，控制装置10判定车辆1正在行驶的行驶道路5M是否为从弯路向直路变化的过渡区间（即，转弯的出口）。当验证部143的验证结果为肯定性结果时，由控制装置10确定该步骤ST6的判定结果为肯定性的（即，判定行驶道路5M是从弯路向直路切换的过渡区间）。

首先，说明转弯检测部141。由转弯检测部141求得第1中线8LC上的点中规定的点（例如，离自己车辆最近的点）的曲率（下面称为“第1曲率”）。当此时所求得的第1曲率不足规定曲率时，由转弯检测部141检测为车辆正在行驶的行驶道路5M为直路，当该第1曲率为规定曲率以上时，由转弯检测部141检测为车辆正在行驶的行驶道路5M为弯路。此时的规定曲率根据预先进行的实验等被设定为可准确地检测出弯路的曲率。

接下来说明转弯出口检测部142。转弯出口检测部142在满足下面3个条件（条件142-1～142-3）中的所有条件时，检测为车辆1正在行驶的行驶道路5M为从弯路向直路切换的过渡区间。

（条件142-1）为：“由转弯检测部141检测为（行驶道路是）弯路的状态”持续规定的周期数以上。其中，本条件中的规定的周期数根据预先进行的实验等被设定为车辆1在弯路上行驶时应当会持续的周期数。

（条件142-2）为：前一个控制周期中的第1曲率小于规定的值。其中，本条件中的规定的值根据预先进行的实验等被设定为能够检测出从弯路向直路切换的过渡区间的值。

（条件142-3）为：不满足下述条件142-3-1～142-3-3中的任何一个条件。

（条件142-3-1）为：“由转弯检测部141检测为直路的状态”持续规定的周期数以上。其中，本条件中的规定的周期数根据预先设定的实验等被设定为车辆1在直路上行驶时应当会持续的周期数。

（条件142-3-2）为：在规定的控制周期期间，第1曲率增加规定的值以上。其中，本条件中的规定控制周期和规定的值根据预先进行的实验等被设定为可检测出车辆1正在弯路上行驶的值。

（条件142-3-3）为：在满足条件142-1和条件142-2后，即使经过规定的时间，第1曲率也不会减小到规定的值。其中，本条件中的规定的时间和规定的值根据预先进行的实验等被设定为可检测出车辆1正在弯路上行驶的值。

另外，上述条件142-1～条件142-3及条件142-3-3-1～条件142-3-3为本实施方式的一个例子，只要能检测出车辆1正在行驶的行驶道路5M为从弯路向直路变化的过渡区间，其他条件也可以。

接下来说明验证部143。验证部143在满足下面2个条件（143-1、143-2）的全部时，确定车辆1正在行驶的行驶道路5M为从弯路向直路变化的过渡区间。

（条件143-1）为：“由转弯出口检测部142检测为从弯路向直路变化的过渡区间的状态”持续规定的周期数以上。其中，本条件中的规定的周期数根据预先进行的实验等被设定为车辆1正在行驶的行驶道路5M为弯路时通常应当会持续的周期数。

（条件143-2）为：根据车辆1正在行驶的行驶道路5M的两端的车道标线6N的图像部分进行近似处理而得到的第1近似线8N（在图6中，由于车辆1正在弯路51上行驶，因而第1近似线8N为第1近似线81、82）和与该第1近似线8N相对应的边缘线7N的各近似点PN（在图6中为P1、P2）的最短距离不足规定值。其中，本条件中的规定值根据预先进行的实验等，设定为，在近似处理结果与时间的行驶道路5M有较大不同的情况下，即，在第1近似线8N的可靠性较低的情况下，不会检测为行驶道路5M为从弯路向直路变化的过渡区间的值。

另外，上述条件143-1～条件143-2为本实施方式的一个例子，只要是能够确定车辆1正在行驶的行驶道路5M为从弯路向直路变化的过渡区间，其他条件也可以。

在步骤ST6中，验证部143确定车辆1正在行驶的行驶道路5M为从弯路向直路变化的过渡区间时，控制装置10判定车辆1正在行驶的行驶道路5M为从弯路向直路变化的过渡区间。

上面详细地说明了步骤ST6的处理。

另外，在本实施方式中，如果在步骤ST5中，判定第1近似线9N的可靠性较低（不满足条件10-1～条件10-9中的所有条件的情况），那么，控制装置10强制性地使步骤ST6的判定结果为否定性结果。

在步骤ST6的判定结果为肯定性结果时，进入步骤ST7，控制装置10通过第2近似线9N来识别行驶道路5M。详细来讲，将车辆1正在行驶的行驶道路5M中的第2中线9LC识别为行驶道路5M的中心线。

在接下来的步骤ST8中，由控制装置10来判定步骤ST7的处理中用于识别行驶道路5M的近似线是否从第1近似线8N切换为第2近似线9N。

在步骤ST8中，如果控制装置10判定为用于识别行驶道路5M的近似线从第1近似线8N切换为第2近似线9N，则进入步骤ST9。

在步骤ST9中，控制装置10将过渡期的时间设置为第2时间。另外，控制装置10在接下来的步骤ST10中确定过渡期中的行驶道路。

这里，过渡期是指在2个不同形状的近似线间突然发生了切换时，用于抑制车辆的转向突然发生变化的期间。在过渡期，通过使切换前的近似线的形状逐渐变为以后要切换的近似线的形状，从而能够根据所识别得出的逐渐改变的行驶道路的形状来逐渐地改变车辆的转向。

详细来讲，控制装置10按照下面的式（1）来确定过渡期中的近似线的位置，从而由“切换前的近似线的位置P_before”逐渐变为“之后要切换的近似线的位置P_after”。

【式1】

$P_{-}\mathrm{trans}=\frac{t_{-}\mathrm{prog}}{t_{-}\mathrm{trans}}\·(P_{-}\mathrm{after}-P_{-}\mathrm{before})+P_{-}\mathrm{before}...\left(1\right)$

这里，P_trans为过渡期中当前时刻（当前控制周期）的近似线的位置。t_prog为从过渡期的开始时间起经过的时间。t_trans为所设定的过渡期的时间（在步骤ST9中被设定为第2时间，在后述步骤ST13中被设定为第1时间）。

在过渡期中，在经过所设定过渡期的时间之前，或者到步骤ST6中的判定结果发生变化为止的期间，通过步骤ST10的处理来确定当前控制周期的过渡期中的行驶道路5M的识别形状。

这里，第2时间根据预先进行的实验等，被设定为，使得，在用于识别行驶道路5M的近似线由第1近似线8N变为第2近似线9N时，能逐渐地改变车辆的转向的时间长度。

在步骤ST6的判定结果为否定性结果时，进入步骤ST11，控制装置10根据第1近似线8N来识别行驶道路5M。详细来讲，将车辆1正在行驶的行驶道路5M的第1中线8LC识别为行驶道路5M的中心线。

控制装置10在接下来的步骤ST12中，判断步骤ST11的处理中用于识别行驶道路5M的近似线是否从第2近似线9N切换为第1近似线8N。

在步骤ST12中，控制装置10判定行驶道路5M的近似线从第2近似线9N切换为第1近似线8N时，进入步骤ST13。

控制装置10在步骤ST13中将过渡期的时间设置为第1时间。

这里，第1时间根据预先进行的实验等，被设定为，在用于识别行驶道路5M的近似线由第2近似线9N变为第1近似线8N时，能够逐渐地改变车辆的转向的时间长度。

此时，第2时间根据预先进行的实验等，被设定为小于第1时间。因此，在行驶道路5M的形状发生较大变化时（步骤ST6的判定结果为肯定性结果时），即，需要准确地识别行驶道路5M的形状时，被识别的行驶道路5M的形状能够迅速地从第1中线（第1形状）8LC变为第2中线（第2形状）9LC，因而能够适当地使车辆转向。

另外，控制装置10在步骤ST13的处理结束后，进入上述步骤ST10。

控制装置10在步骤ST10的处理结束时，或者在步骤ST8中判定（为）行驶道路5M没有从第1近似线8N切换为第2近似线9N时，又或者在步骤ST12中判定为行驶道路5M没有从第2近似线9N切换为第1近似线8N时，进入步骤ST14。

控制装置10在步骤ST14中进行使转向装置30动作的处理（车道保持辅助处理），以使车辆1沿着上述步骤ST7和ST11中用于识别所设定的行驶道路5M的近似线（第1中线8LC或第2中线9LC），或者沿着过渡期中按照上述步骤ST10由式（1）所确定的行驶道路行驶，接着，结束图4所示的1个控制周期。

步骤ST14为转向控制部13执行的处理。

如上所示，控制装置10在步骤ST6中，在行驶道路5M为从弯路51变化为直路52时的过渡区间的情况下，作出肯定性的判定结果。在步骤ST6的判定结果为肯定性结果的情况（即，车辆在像弯路和直路的过渡区间那样形状变化较大的行驶道路上行驶的情况）下，控制装置10通过第2近似线9N来识别行驶道路5M。

通过采用近似处理性能比第1近似处理高的第2近似处理，能够抑制对行驶道路的形状进行近似处理时近似处理精度的降低。例如，如图6中（b）所示，与第1中线81C相比，第2中线91C能够更加精确地近似表征弯路51和直路52的形状。

因此，即使在车辆1在弯路和直路的过渡区间行驶的情况（尤其是，在车辆1在弯路和直路突然发生变化的行驶道路上行驶的情况）下，也能够适当地识别行驶道路的形状，使车辆转向。

这里，最好是不要使转向控制装置所识别得到的行驶道路5M的曲率（下面称为“近似曲率”）比实际的行驶道路5M的曲率（下面称为“实际曲率”）大。

即，这是因为，通过近似曲率大于实际曲率的近似线来控制车辆1的转向的话，会导致该车辆1在实际行驶道路5M上产生大的转弯的情况。

在通过第1近似处理对行驶道路5M进行近似处理的情况下，当车辆在弯路上行驶时，对弯路的形状进行二次近似处理。在这种情况下，当实际曲率增加时（例如，从直路切换为弯路时），近似曲率相对于实际曲率变小，当实际曲率减小时（例如，从弯路切换为直路时），近似曲率相对于实际曲率变大。

因此，在从弯路向直路切换时的过渡区间的情况下，当通过第1近似处理（通过二次曲线进行近似处理）对行驶道路5M进行近似处理时，可能会出现车辆相对于直路转弯过度的情况（参照图6中（b）的81C）。

因此，在从弯路向直路切换时的过渡区间中，与通过第1近似处理来识别行驶道路5M的形状的情况相比，通过第2近似处理来识别行驶道路5M的形状，能够更好地以符合实际的行驶道路5M的形状的方式来进行识别，进而抑制车辆相对于直路转弯过度的情况发生，能够适当地使车辆转向。

另外，在步骤ST6的判定结果为否定性结果的情况下，即，车辆1在像直路或曲率一定的弯路那样的形状变化较小的行驶道路上行驶的情况下，通过运算负荷较小的第1近似处理能够在确保所需精度的情况下对行驶道路的形状进行近似处理。

另外，当步骤ST5中判定出第2近似线9N的可靠性较低的情况（条件10-1～条件10-9）中的一个都没有满足时，不设置过渡期，由控制装置10立刻使用根据第1近似线8N所识别得到的行驶道路（第1中线8LC）来控制车辆1的转向。

另外，如上面的说明所示，本发明的转向控制装置并不局限于车辆在图3所示道路上行驶的情况，例如，即使在图7所示道路上行驶的情况下，也可以得到本发明的效果，即，能够适当地识别行驶道路的形状，使车辆转向。

在图7中，车辆1从弯曲形状的行驶道路（下面称为“弯路”）53经由作为直线形状的行驶道路（相当于本发明“直路”）的合流车道55（车辆1的行驶道路的形状从曲率较大的状态向曲率较小的状态变化），将要在作为直线形状的行驶道路的主干道54上行驶。

图8表示在图7所示情况下进行图4所示步骤ST2～ST3的处理时的图像的例子，图8中（a）和图8中（c）中的各图像对应于上述图3所示情况下的图5中（a）、图5中（b）及图5中（c）中的各图像。

详细来讲，在图7所示情况下，根据由摄像头20拍摄车辆1前方的行驶道路5M（M=3～5）所得到的拍摄图像（图8中（a）的Im1’）（步骤ST1），来检测行驶道路5M的车道标线6N（N=3～6）（图8中（b）的Im2’），提取出边缘线7N（N=3～6），生成从上方看时的图像Im3’（图8中（c）等）（步骤ST2～3）。

另外，由控制装置10在从上方看时的图像Im3’中从各边缘线7N提取出各近似点PN（N=3～6）（参照图9中（a））。之后，由控制装置10在步骤ST4针对各近似点PN进行第1近似处理，得到第1近似线8N（参照图9中（b））。

第1近似线85、86（即，根据从直路54的两端（左端和右端）的车道标线65、66的图像部分中提取出的近似点P5、P6而得到的近似线）为直线（由一次近似式进行近似处理而得到的线）或大致接近直线的二次曲线（由二次近似式进行近似处理而得到的各点处的曲率较小的线）。

另外，第1近似线83、84（根据从弯路53的两端的车道标线63、64的图像部分中提取出的近似点P3、P4而得到的近似线）为二次曲线（由二次近似式进行近似处理而得到的线）。

另外，根据各行驶道路5M中的从其两端的车道标线6N的图像部分中进行近似处理而得到的第1近似线8N（在弯路53上，为左端的第1近似线83，右端的第1近似线84，在主干道54上，为左端的第1近似线85，右端的第1近似线86，在合流车道55上，不存在左端的第1近似线，右端的第1近似线与弯路53相同，为第1近似线84），控制装置10大致识别出根据该两端的车道标线6N的图像部分进行近似表征的第1中线8LC（L=2～3）。

在图9中（b）中，第1中线8LC为对弯路53和合流车道55的形状近似处理后得到的第1中线82C和对主干道54的形状近似处理后得到的第1中线83C这两条线。

另外，控制装置10在步骤ST5中对各近似点PN进行第2近似处理，得到第2近似线9N（N=3～6）（参照图9中（b））。

第2近似线95、96（根据直路54的两端的车道标线65、66的图像部分中提取出的近似点P5、P6而得到的近似线）为直线（通过三次近似式进行近似处理而得到的线）或大致接近直线的三次曲线（通过三次近似式进行近似处理而得到的各点处的曲率较小的线）。

另外，第2近似线93、94（根据从弯路53的两端的车道标线63、64的图像部分中提取出的近似点P3、P4而得到近似线）为三次曲线（由三次近似式进行近似处理而得到的线）。

另外，根据各行驶道路5M中的从其两端的车道标线6N的图像部分进行近似处理而得到的第2近似线9N（在弯路53上，为左端的第2近似线93，右端的第2近似线94，在主干道54上，为左端的第2近似线95，右端的第2近似线96，在合流车道55上，不存在左端的第2近似线，右端的第2近似线与弯路53相同，为第2近似线94），控制装置10大致识别出根据从该两端的车道标线6N的图像部分进行近似表征的第1中线9LC（L=2～3）。

第2中线9LC为对弯路53和合流车道55的形状进行近似处理后得到的第2中线92C和对主干道54的形状进行近似处理后得到的第2中线93C这两条线。

在图7所示情况下，由控制装置10在步骤ST6中肯定地判定为车辆1的行驶道路5M为从弯路53向作为直路的合流车道55变化时的过渡区间时，利用第2近似线9N来识别行驶道路5M（步骤ST7～ST10、ST14）。因此，在图7所示情况下，通过采用近似处理性能比第1近似处理高的第2近似处理，能够抑制近似处理精度的降低，从而对行驶道路的形状进行近似处理。例如，如图9中（b）所示，与第1中线82C相比，第2中线92C能更加精确地对弯路53和合流车道55的形状进行近似表征。因此，即使车辆1在图7所示的弯路53和作为直路的合流车道55的过渡区间行驶的情况下，也能够适当地识别行驶道路的形状，使车辆转向。

另外，在有关图7所示情况的上述说明中说明了如下方式：关于主干道54，检测出车道标线6N（N=5、6），提取出边缘线7N（N=5、6），接着，提取出近似点PN（N=5、6）之后，通过第1近似处理和第2近似处理得到第1近似线8N（N=5、6）和第2近似线9N（N=5、6），然后，识别出第1中线8NC（N=3）和第2中线9NC（N=3）。但是并不局限于此，也可以为如下方式：在图7所示情况下，关于主干道54，从检测出车道标线6N（N=5、6）的处理到识别各中线8NC、9NC（N=3）的处理均不进行或者进行一部分。

另外，在本实施方式中，由控制装置10在步骤ST6中判定车辆1的行驶道路5M是否为从弯路向直路变化的过渡区间，但是并不局限于此，也可以采用如下方式：由控制装置10判定车辆1的行驶道路5M是否为弯路和直路的过渡区间（“从弯路向直路变化的过渡区间”和“从直路向弯路变化的过渡区间”）。即使在这种情况下，通过采用近似处理性能比第1近似处理高的第2近似处理能够抑制近似处理精度的降低，从而对行驶道路的形状进行近似处理。因此，即使在车辆1在弯路和直路的过渡区间行驶的情况下，也能够适当地识别行驶道路的形状，从而使车辆转向。

另外，在本实施方式中，第2近似处理由三次近似式实现。但是第2近似处理也可以由三次以上的近似式来实现。

另外，在本实施方式中，被设定为过渡期的时间的第2时间比第1时间短。但是并不局限于此，即使在车辆1在弯路和直路的过渡区间行驶的情况下，只要能够适当地识别行驶道路的形状，使车辆转向，也可以将第1时间和第2时间设定为相同的时间长度。

另外，在本实施方式中，当用于识别行驶道路的近似线在第1近似线8N和第2近似线9N之间切换时，设定过渡期，逐渐地进行切换，但是，也可以不设定过渡期，瞬间进行切换。在这种情况下，即使车辆1在弯路和直路的过渡区间行驶的情况下，也能够得到如下本发明的效果：适当地识别行驶道路的形状，使车辆转向。

另外，在本实施方式中，当根据第2近似线9N得到的弯路的弯曲方向与根据第1近似线8N得到的弯路的弯曲方向不相同时（不满足条件10-9时），在行驶道路的识别中不使用第2近似线9N，但是并不局限于此，即使在根据第2近似线9N得到的弯路的弯曲方向与根据第1近似线8N得到的弯路的弯曲方向不相同时，只要能够确保第2近似线9N在行驶道路的近似处理上的可靠性，也可以在对行驶道路的识别中使用第2近似线9N。

另外，在本实施方式中，在射影变换后进行第1近似处理和第2近似处理，但是，也可以在边缘提取后，对边缘线提出近似点，接着进行第1近似处理和第2近似处理。在这种情况下，通过对边缘线的近似曲线进行射影变换来识别行驶道路的形状。

Claims (6)

1.一种车辆的转向控制装置，具有：

摄像头，其对车辆的行驶方向前方进行拍摄；

形状识别部，其通过第1近似处理来识别该车辆所行驶的行驶道路的形状，其中，第1近似处理为由一次或二次的单项式或多项式对所述行驶道路的形状进行近似表征的处理；

转向控制部，其根据由所述形状识别部进行识别而得到的所述行驶道路的形状来控制该车辆的转向，其特征在于，

所述转向控制装置还具有判定部，

所述判定部用于判定由所述形状识别部进行识别而得到的所述行驶道路的形状是否符合弯路和直路的过渡区间，

在所述判定部的判定结果为肯定性结果时，所述形状识别部通过第2近似处理来识别所述行驶道路的形状，其中，所述第2近似处理为由三次以上的单项式或多项式对所述行驶道路的形状进行近似表征的处理。

2.根据权利要求1所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述第2近似处理为由三次的单项式或多项式进行近似表征的近似处理。

3.根据权利要求1或2所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

在该车辆的行驶方向前方的行驶道路的形状符合从弯路向直路变化的过渡区间时，所述判定部作出肯定性的判定结果。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

由所述第1近似处理进行识别而得到的所述行驶道路的形状称为第1形状，由所述第2近似处理进行识别而得到的所述行驶道路的形状称为第2形状，

在由于所述判定部的判定结果发生变化使得，作为所述形状识别部的识别结果的所述行驶道路的形状在所述第1形状和所述第2形状之间发生切换时，所述形状识别部设置过渡期，该过渡期用于使作为识别结果的所述行驶道路的形状从切换前的形状逐渐地变为之后要切换的形状。

5.根据权利要求4所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

当所述判定部的判定结果由否定性结果变为肯定性结果时，在所述过渡期，所述形状识别部使作为该形状识别部的识别结果的所述行驶道路的形状由该判定结果变化前的所述第1形状逐渐地变为所述第2形状，

当所述判定部的判定结果由肯定性结果变为否定性结果时，在所述过渡期，所述形状识别部使作为该形状识别部的识别结果的所述行驶道路的形状由该判定结果变化前的所述第2形状逐渐地变为所述第1形状，

由所述第1形状切换为所述第2形状时的所述过渡期被设定为比由所述第2形状切换为所述第1形状时的所述过渡期短。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

在所述判定部的判定结果为肯定性结果的情况下，当由所述第1近似处理与所述第2近似处理所得到的所述行驶道路的形状中的弯路的弯曲方向相同时，所述形状识别部将由所述第2近似处理所得到的所述行驶道路的形状作为识别结果。