CN110431609A - 车辆位置推定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供能够高精度地推定车辆位置的车辆位置推定装置。本发明的车辆位置推定装置具备：描绘线识别部(5)，其基于影像信息识别描绘在车辆左右两侧的道路上的描绘线相对于车辆的相对位置；描绘线识别结果处理部(6)，其算出车辆的车道变更的有无及车辆发生车道变更的情况下的车道变更的方向；地图信息取得部(11)；车辆横向位置算出部(7)，其基于车道变更的有无及车道变更的方向、车道连接关系，算出车辆正在行驶的车道及作为该车道内的车辆的横向位置的车辆横向位置；车辆前进距离算出部(10)，其算出前进距离；以及地图上车辆位置算出部(8)，其基于地图信息、车辆正在行驶的车道及车辆横向位置、前进距离，算出地图上的道路上的车辆的位置。

Description

车辆位置推定装置
技术领域
本发明涉及推定车辆的当前位置的车辆位置推定装置。
背景技术
导航系统通常保持有车辆位置推定坐标，所述车辆位置推定坐标是考虑从卫星接收的GNSS(Global Navigation Satellite System全球导航卫星系统)坐标信息、根据车辆的车轮转速算出的车速信号信息及从陀螺仪传感器得到的加速度信息等而进行航位推算处理得到的。
另外，在使用仅由链路(link)、节点及与它们绑定的属性信息来表现道路的面向导航的地图的情况下，导航系统通过进行地图匹配处理来算出车辆正在行驶的道路的链路以及该链路上的车辆位置，从而决定地图上的车辆位置的显示位置。此外，地图上的车辆位置也称为车标记。
由于上述面向导航的地图不包含车道级的详细形状的信息，而是由线段组或曲线等表现包含多个车道在内的道路整体，所以不提供用于通过地图匹配处理来推定车辆的行驶车道或车道内的车辆的横向相对位置的地图信息。车辆的横向是指与车辆的行进方向正交的方向。通常，通过航位推算处理得到的车辆位置的推定精度容易受到多路径效应等卫星接收环境的影响，根据接收环境的不同，包含10m左右的误差。因此，即使知晓每个车道的详细形状，通过核对航位推算处理的结果和每个车道的详细形状而能够准确地推定实际的行驶车道及车道内的车辆的横向相对位置的可能性也较低。
这样，如果仅用通过将GNSS坐标信息、车速信号信息及角速度信息组合得到的航位推算处理而算出的车辆位置，难以得到行驶车道的推定所需的车辆的横向位置。因此，正在推进如下技术开发：一并使用车载相机拍摄到的影像信息的分析结果来确定车辆位置。通过对从车载相机得到的影像信息进行分析，从而能够检测出相当于行驶车道的左划分线及右划分线的描绘线，所述描绘线是描绘于道路的线。以下，将划分道路的车道的划分线中的车辆左侧的划分线、即示出行驶车道与存在于该行驶车道左侧的车道的边界的线称为左划分线。另外，将车辆右侧的划分线、即示出行驶车道与存在于该行驶车道右侧的车道的边界的线称为右划分线。划分线所使用的颜色及形状按国家或地区而不同。例如，在日本，经常使用白色及黄色作为划分线的颜色。
车辆位置推定系统能够基于描绘线相对于车辆的相对位置、地图信息包含的划分线的绝对位置，高精度地推定车道内的车辆位置。由于基于相机的描绘线识别的位置精度一般来说为几十cm左右，所以对于车辆的横向位置，也能够期待几十cm左右的精度。
上述基于相机的描绘线识别技术正利用于面向驾驶支援功能的各种功能，内置有描绘线识别功能的ADAS(Advanced Driver Assistance System高级驾驶辅助系统)用途的通用相机也在产品化。该基于相机的描绘线识别功能一般为如下规格：检测出车辆最近即车辆左侧最近及右侧最近的两条描绘线，用以车辆的位置及行进方向为基准的正交坐标系中的多项式即曲线来表现检测出的各描绘线的形状并输出。可以推测：输出的描绘线的条数为两条这样的规格是计划将基于相机的描绘线识别功能应用于车道维持功能的规格。
基于相机的描绘线识别的精度根据本车辆周边的行驶环境而变化。本来期待检测出左划分线及右划分线双方，但经常存在如下情况：例如由于因道路构造物而产生的道路上的对比度的不同、隧道内的光照度不足、由并行车辆导致的描绘线遮挡或描绘线的模糊等而只能够识别一方的划分线。
对于这种基于相机的描绘线识别的不确定性，公开了如下技术：通过基于预先假想的线型的迁移图案、检测出的线型的时序数据对检测出的描绘线的线型进行校正，从而推定车辆的行进方向(例如参照专利文献1)。作为描绘线的线型，例如可列举分支线、实线或虚线。分支线是与通常的车道间的划分线相比宽度较宽且虚线的长度较短的线。作为车辆的行进方向，例如可列举分支方向或干线方向。
在专利文献1中，基于地图数据在车辆的前方发现分支线时，在横向上将拍摄车辆的前方得到的相机的影像三分割，并在各区域内进行描绘线检测。然后，通过核对各区域内的描绘线的检测结果和预先假想的各区域内的线型的迁移图案，从而对检测出的描绘线的类别进行校正。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-102684号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中，以使用在横向上三分割而得到的各区域内的描绘线的检测结果为前提。即，在专利文献1中，需要多达三条描绘线的识别结果。因此，不能够仅使用作为上述面向驾驶支援功能的标准描绘线识别结果的输出规格的、车辆最近的两条描绘线。另外，在专利文献1中，存在如下问题：需要使用能够识别三条描绘线的专用的描绘线识别模块，难以进行向广泛的产品的应用。
并且，在专利文献1中，校正对象仅为利用相机检测出的描绘线的线型，完全没有提及描绘线的检测位置及描绘线的有无。因此，即使将专利文献1直接应用于车辆位置推定技术，也无助于车辆位置的精度提高。
本发明为解决上述问题而做出，其目的在于提供能够高精度地推定车辆位置的车辆位置推定装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的车辆位置推定装置具备：影像信息取得部，所述影像信息取得部取得对车辆的前方的道路进行拍摄而得到的影像信息；描绘线识别部，所述描绘线识别部基于影像信息取得部取得的影像信息，识别描绘在车辆左右两侧的道路上的描绘线相对于车辆的相对位置；描绘线识别结果处理部，所述描绘线识别结果处理部将描绘线识别部识别出的左右两侧的相对位置设为划分道路的车道的左右两侧的划分线的位置，算出车辆的车道变更的有无及车辆发生车道变更的情况下的车道变更的方向；地图信息取得部，所述地图信息取得部取得至少包含车道连接关系的地图信息，所述车道连接关系是车道的道路延伸方向上的连接关系；车辆横向位置算出部，所述车辆横向位置算出部基于描绘线识别结果处理部算出的车道变更的有无及车道变更的方向和地图信息取得部取得的车道连接关系，算出车辆正在行驶的车道及作为该车道内的车辆的横向位置的车辆横向位置；车辆前进距离算出部，所述车辆前进距离算出部算出前进距离，所述前进距离是车辆前进的距离；以及地图上车辆位置算出部，所述地图上车辆位置算出部基于地图信息取得部取得的地图信息、车辆横向位置算出部算出的车辆正在行驶的车道及车辆横向位置、车辆前进距离算出部算出的前进距离，算出地图上的道路中的车辆的位置。
发明的效果
根据本发明，由于车辆位置推定装置具备：影像信息取得部，所述影像信息取得部取得对车辆的前方的道路进行拍摄而得到的影像信息；描绘线识别部，所述描绘线识别部基于影像信息取得部取得的影像信息，识别描绘在车辆左右两侧的道路上的描绘线相对于车辆的相对位置；描绘线识别结果处理部，所述描绘线识别结果处理部将描绘线识别部识别出的左右两侧的相对位置设为划分道路的车道的左右两侧的划分线的位置，算出车辆的车道变更的有无及车辆发生车道变更的情况下的车道变更的方向；地图信息取得部，所述地图信息取得部取得至少包含车道连接关系的地图信息，所述车道连接关系是车道的道路延伸方向上的连接关系；车辆横向位置算出部，所述车辆横向位置算出部基于描绘线识别结果处理部算出的车道变更的有无及车道变更的方向和地图信息取得部取得的车道连接关系，算出车辆正在行驶的车道及作为该车道内的车辆的横向位置的车辆横向位置；车辆前进距离算出部，所述车辆前进距离算出部算出前进距离，所述前进距离是车辆前进的距离；以及地图上车辆位置算出部，所述地图上车辆位置算出部基于地图信息取得部取得的地图信息、车辆横向位置算出部算出的车辆正在行驶的车道及车辆横向位置、车辆前进距离算出部算出的前进距离，算出地图上的道路中的车辆的位置，所以能够高精度地推定车辆位置。
本发明的目的、特征、技术方案及优点通过以下的详细说明和附图而明确。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的车辆位置推定系统的结构的一例的框图。
图2是用于说明本发明的实施方式1的描绘线识别部的工作的图。
图3是示出本发明的实施方式1的描绘线识别部识别出的描绘线位置的时序数据的图。
图4是示出本发明的实施方式1的描绘线识别部识别出的描绘线位置的时序数据的图。
图5是示出本发明的实施方式1的车辆横向位置算出部的工作的一例的流程图。
图6是示出本发明的实施方式1的地图上车辆位置算出部的工作的一例的流程图。
图7是示出本发明的实施方式1的车道连接关系的一例的图。
图8是示出本发明的实施方式1的车道连接关系的一例的图。
图9是用于说明本发明的实施方式1的车辆位置推定装置的工作的图。
图10是示出本发明的实施方式2的车辆位置推定系统的结构的一例的框图。
图11是示出本发明的实施方式2的描绘线连续化校正部的工作的一例的流程图。
图12是示出本发明的实施方式2的车道变更状态判定部的工作的一例的流程图。
图13是用于说明本发明的实施方式2的描绘线识别结果处理部中的内部变量的运算顺序的图。
图14是示出本发明的实施方式3的车辆位置推定系统的结构的一例的框图。
图15是示出本发明的实施方式3的位置统一部的工作的一例的流程图。
图16是用于说明本发明的实施方式3的车辆位置推定装置的工作的图。
具体实施方式
以下使用附图说明本发明的实施方式。
<实施方式1>
<结构>
图1是示出本发明的实施方式1的车辆位置推定系统1的结构的一例的框图。车辆位置推定系统1推定车辆等移动体正在行驶的道路中的车辆的位置。以下，将移动体设为车辆并进行说明。
车辆位置推定系统1具备车辆位置推定装置2、道路拍摄装置3及卫星定位装置12。车辆位置推定装置2具备影像信息取得部4、描绘线识别部5、描绘线识别结果处理部6、车辆横向位置算出部7、地图上车辆位置算出部8、地图上车辆位置初始化部9、车辆前进距离算出部10及地图信息取得部11。
道路拍摄装置3例如为单反相机或立体相机，并设定为能够拍摄车辆的前方。道路拍摄装置3拍摄存在于车辆的行进方向即车辆的前方的描绘线或道路标识等。影像信息取得部4取得道路拍摄装置3拍摄到的影像信息。
描绘线识别部5解析影像信息取得部4取得的影像信息，检测出道路上的推定为相当于划分线显示的描绘线。另外，描绘线识别部5确定检测出的描绘线中的车辆附近的描绘线，更优选确定相对于车辆大致并行的车辆左右附近的描绘线，并算出描绘线相对于车辆的相对位置。即，描绘线识别部5基于影像信息取得部4取得的影像信息，识别描绘在车辆左右两侧的道路上的描绘线相对于车辆的相对位置。
描绘线识别结果处理部6基于描绘线识别部5识别出的两条描绘线的位置的时序变化，算出车辆的车道变更的有无、在有车道变更的情况下算出其方向。另外，描绘线识别结果处理部6算出车辆当前正在行驶的车道中的左区间线及右区间线的位置。
车辆前进距离算出部10基于伴随着车辆的前进而产生的轮胎的转速或旋转角等的检测结果，算出车辆的前进距离。
地图信息取得部11为HDD(Hard Disk Drive)或存储卡等，存储有包含每个车道的详细形状在内的高精度地图信息。在高精度地图信息中，用点列表现每个车道的车道中心线及划分线的形状。另外，高精度地图信息包含车道中心线上的各地点的车道宽度及车道连接关系，所述车道连接关系是车道的道路延伸方向上的连接关系。此外，车道宽度也可以根据表现划分线的形状的点列算出。地图信息取得部11也可以根据需要从外部取得高精度地图信息。
车辆横向位置算出部7基于由描绘线识别结果处理部6得到的识别结果和存储于地图信息取得部11的车道连接关系，算出车辆横向位置，所述车辆横向位置是当前正在行驶的车道内的车辆的横向位置。
在从车辆横向位置算出部7通知车辆横向位置的情况下，地图上车辆位置算出部8更新地图上的车辆横向位置，在从车辆前进距离算出部10通知车辆的前进距离的情况下，地图上车辆位置算出部8更新地图上的车辆的前后方向位置。车辆的前后方向位置是沿着车辆的行进方向的位置，也称为车辆纵向位置。
卫星定位装置12连接有接收来自卫星的电波的GNSS天线，利用来自卫星的电波测量当前位置，所述当前位置包含车辆的经纬度。为了确定初次的地图上的车辆位置，地图上车辆位置初始化部9向地图上车辆位置算出部8通知由卫星定位装置12测量到的当前位置。此外，在图1中，说明了卫星定位装置12设置在车辆位置推定装置2的外部的情况，但不限于此。例如，卫星定位装置12也可以设置在车辆位置推定装置2的内部。
<工作>
<描绘线识别部5的工作>
描绘线识别部5根据影像信息取得部4取得的车辆前方的影像，检测出道路上的推定为相当于划分线标示的多条描绘线。然后，描绘线识别部5确定检测出的多条描绘线中的、被推定为相当于位于车辆的左右最近的划分线的两条描绘线，并算出该两条描绘线与车辆的相对位置关系。
具体而言，如图2所示，描绘线识别部5在二维正交坐标系中以一维以上的多项式表现两条描绘线的形状，所述二维正交坐标系将车辆位置定为原点，将车辆的前方方向定为X轴方向，将车辆的右方定为y轴方向。即，两条描绘线分别用下述的式(1)、(2)表现。
y＝L0+L1·x+fL(x)…(1)
y＝R0+R1·x+fR(x)…(2)
在式(1)、(2)中，fL(x)及fR(x)中的每一个表示二维以上的多项式，在本实施方式中，作为误差项处理。另外，此时，两条描绘线相对于车辆的相对横向位置分别为L0及R0，两条相对于车辆的行进方向的斜率分别为L1及R1。以下，将L0称为左描绘线的横向位置，将R0称为右描绘线的横向位置，将L1称为左描绘线的斜率，将R1称为右描绘线的斜率。此外，原点设为车辆位置，具体而言为道路拍摄装置3的设置位置。
<描绘线识别结果处理部6的工作>
描绘线识别结果处理部6基于描绘线识别部5算出的两条描绘线的横向位置，算出车辆的车道变更的有无，在有车道变更的情况下算出车道变更方向。车道变更的有无表示“无”、“有”、“不确定”中的任一种状态。“无”示出没有进行车道变更。“有”示出进行了车道变更。“不确定”示出基于描绘线识别部5算出的两条描绘线的横向位置，不能判断是否进行了车道变更。
接着，说明车道变更的有无及车道变更方向的算出。
描绘线识别部5算出的当前时刻(t)的左描绘线及右描绘线的位置分别为下述式(3)、(4)，刚刚过去的时刻(t－1)的左描绘线及右描绘线的位置分别为下述式(5)、(6)。
y＝L0,t+L1,t·x+fL,t(x)…(3)
y＝R0,t+R1,t·x+fR,t(x)…(4)
y＝L0,t－1+L1,t－1·x+fL,t－1(x)…(5)
y＝R0,t－1+R1,t－1·x+fR,t－1(x)…(6)
在式(3)～(6)中，L0,t是由描绘线识别部5算出的时刻t的左描绘线的横向位置，R0,t是由描绘线识别部5算出的时刻t的右描绘线的横向位置，L1,t是由描绘线识别部5算出的时刻t的左描绘线斜率，R1,t是由描绘线识别部5算出的时刻t的右描绘线的斜率。另外，fL,t(x)表示由描绘线识别部5算出的时刻t的左描绘线的二维以上的多项式，fR,t(x)表示由描绘线识别部5算出的时刻t的右描绘线的二维以上的多项式，它们在本实施方式中作为误差项处理。
例如，在满足下述式(7)、(8)双方的情况下，如图3所示，可理解为左描绘线及右描绘线均向右方移动了与一条车道相当的距离。由此，描绘线识别结果处理部6判定为进行了向右车道的车道变更，车道变更的有无设为“有”，车道变更方向设为“右”。
(L0,t－L0,t－1)>θLchange×Widt…(7)
(R0,t－R0,t－1)>θLchange×Widt…(8)
在式(7)、(8)中，Widt为车道宽度，可以直接使用从地图信息取得部11取得的当前地点附近的车道宽度，也可以使用考虑了由相机拍摄到的车道宽度与实际车道宽度的差异的下述式(9)算出。另外，θLchange是用于容许车道宽度的误差的参数，例如优选设为θLchange＝0.7等设定为比1小且接近1的参数。
Widt＝(R(D) 0,t－1－L(D) 0,t－1)×(WMap,t/WMap,t－1)…(9)
在式(9)中，WMap,t是在当前时刻(t)从地图信息取得部11取得的正在行驶车道的车道宽度，WMap,t－1是在刚刚过去的时刻(t－1)从地图信息取得部11取得的正在行驶车道的车道宽度。
相同地，在满足下述式(10)、(11)双方的情况下，如图4所示，可解读为左描绘线及右描绘线均向左方移动了与一条车道相当的距离。由此，描绘线识别结果处理部6判定为进行了向左车道的车道变更，车道变更的有无设为“有”，车道变更方向设为“左”。
(L0,t－L0,t－1)<θLchange×Widt…(10)
(R0,t－R0,t－1)<θLchange×Widt…(11)
在不能判断车道变更的有无的情况下，判断为车道变更的有无为“不确定”。作为不能判断车道变更的有无的情况，具体而言，有(A)描绘线识别部5不能够识别两条描绘线中的一方或双方、(B)左描绘线及右描绘线的变化不同步等情况。(B)情况下的判断基准例如设为满足下述式(12)、(13)双方的情况即可。
((L0,t－L0,t－1)－θLchange×Widt)×((R0,t－R0,t－1)－θLchange×Widt)<0…(12)
((L0,t－L0,t－1)+θLchange×Widt)×((R0,t－R0,t－1)+θLchange×Widt)<0…(13)
左划分线的横向位置是在当前时刻(t)描绘线识别部5识别出的左描绘线的横向位置L0,t，右划分线的横向位置是在当前时刻(t)描绘线识别部5识别出的右描绘线的横向位置R0,t。
<车辆横向位置算出部7的工作>
图5是示出车辆横向位置算出部7的工作的一例的流程图。
在步骤S101中，车辆横向位置算出部7待机到从描绘线识别结果处理部6通知划分线位置算出结果或从地图上车辆位置算出部8通知车道连接关系，当被通知划分线算出结果或车道连接关系时，转移至步骤S102。
在步骤S102中，车辆横向位置算出部7判断被通知划分线位置算出结果或车道连接关系中的哪一个。在被通知了划分线位置算出结果的情况下，转移至步骤S103。另一方面，在被通知了车道连接关系的情况下，转移至步骤S106。
在步骤S103中，车辆横向位置算出部7对于描绘线识别结果处理部6通知的划分线位置算出结果，在车道变更的有无为“有”的情况下将保持的车道编号±1，在车道变更的有无为“无”及“不确定”的情况下设为与刚刚过去的时刻的车道编号相同的车道编号。
例如，在接收划分线位置算出结果的通知之前的行驶车道编号为2且被通知的划分线位置算出结果中车道变更的有无为“有”并且车道变更方向为“左”的情况下，更新后的行驶车道编号成为1。在行驶车道编号为1的情况下，示出车辆正在道路的第一车道上行驶。在行驶车道编号为2的情况下，示出车辆正在道路的第二车道上行驶。
在步骤S104中，车辆横向位置算出部7根据从描绘线识别结果处理部6通知的左划分线的位置及右划分线的位置算出车道内的车辆横向位置。在步骤S105中，车辆横向位置算出部7将保持的车辆横向位置更新为在步骤S104中算出的车辆横向位置。具体而言，例如利用下述式(14)算出车道内的车辆横向位置Ycar。
Ycar＝(－L(D) 0,t)/(R(D) 0,t－1－L(D) 0,t－1)…(14)
在式(14)中，L(D) 0,t是利用描绘线识别结果处理部6确定的时刻(t)的左划分线的横向位置，R(D) 0,t是利用描绘线识别结果处理部6确定的时刻(t)的右划分线的横向位置。另外，Ycar＝0意味着车辆在左描绘线上行驶，Ycar＝1意味着车辆在右描绘线上行驶，Ycar＝0.5意味着车辆在车道的中心上行驶。
在步骤106中，车辆横向位置算出部7基于从地图上车辆位置算出部8通知的车道连接关系更新车道编号。被通知的车道连接关系所包含的内容为最近行驶地点的车道结构与当前的行驶地点的车道结构的连接关系。
图7、8是示出车道连接关系的一例的图。在图7的例子中，最近行驶地点处的第一行驶车道与当前的行驶地点处的第二行驶车道连接。最近行驶地点的第二行驶车道与当前的行驶地点的第三行驶车道连接。图8示出它们的对应关系。例如，在最近行驶车道编号为1的状况下被通知图7、8所示的车道连接关系的情况下，更新后的行驶车道编号成为2。
<地图上车辆位置算出部8的工作>
图6是示出地图上车辆位置算出部8的工作的一例的流程图。
在步骤S201中，地图上车辆位置算出部8待机到从车辆前进距离算出部10通知前进距离或从车辆横向位置算出部7通知车辆横向位置，当被通知前进距离或车辆横向位置时，转移至步骤S202。
在步骤S202中，地图上车辆位置算出部8判断被通知前进距离或车辆横向位置中的哪一个。在被通知前进距离的情况下，转移至步骤S203。另一方面，在被通知车辆横向位置的情况下，转移至步骤S206。
在步骤S203中，地图上车辆位置算出部8将车辆横向位置保持原样，将车辆位置向前方推进，将保持的地图上车辆位置更新为前进后的车辆位置。
在步骤S204中，地图上车辆位置算出部8从地图信息取得部11取得前进前的车辆位置与前进后的车辆位置的车道连接关系。然后，在步骤S205中，地图上车辆位置算出部8向车辆横向位置算出部7通知从地图信息取得部11取得的车道连接关系。
在步骤S206中，地图上车辆位置算出部8将车辆纵向位置保持原样，以与被通知的车辆横向位置一致的方式使车辆位置在道路内横向移动，并将保持的地图上车辆位置更新为在横向上移动后的车辆位置。
如上所述，地图上车辆位置算出部8通过相对于从地图上车辆位置初始化部9提供的初始位置累积从车辆前进距离算出部10取得的前进距离，从而算出当前的地图上的车辆纵向位置。另外，地图上车辆位置算出部8使用从车辆横向位置算出部7取得的车辆横向位置，确定当前的地图上的车辆横向位置。此外，在车辆到达分支地点的情况下，基于正在行驶的车道和车道内的位置确定车辆的行进方向。
<地图上车辆位置初始化部9的工作>
地图上车辆位置初始化部9在车辆的行驶开始时间点向地图上车辆位置算出部8通知作为基准的绝对坐标。例如，地图上车辆位置初始化部9可以在刚开始行驶后的成为能够进行卫星定位的时间点向地图上车辆位置算出部8通知一次从卫星定位装置12取得的卫星定位结果。
此外，关于描绘线识别结果处理部6通知的划分线位置算出结果，在车道变更的有无一旦成为“不确定”的情况下，由于在车道变更的有无为“不确定”的期间，不清楚进行了怎样的车道变更，所以变得不能确定其后的行驶车道。在这种情况下，也需要利用地图上车辆位置初始化部9确定车辆位置，即车辆位置的再初始化。
因此，优选的是，不限于刚开始行驶后，在车道变更的有无一旦成为“不确定”的情况下或者地图上车辆位置算出部8算出的地图上的车辆位置与利用卫星定位装置12得到的卫星定位结果较大地不同的情况下，地图上车辆位置初始化部9向地图上车辆位置算出部8通知利用卫星定位装置12得到的卫星定位结果。
另外，也可以是，在高速公路的进入时或灯标的接地地点等能够在特定的地点以行车道为单位确定车辆位置的地点，向地图上车辆位置算出部8通知该确定的位置信息。
<车辆位置推定装置2的整体工作>
使用图9说明车辆位置推定装置2的整体工作。作为前提，地图上车辆位置初始化部9向地图上车辆位置算出部8通知位置1000的信息。
首先，地图上车辆位置算出部8从车辆前进距离算出部10取得前进距离。反映了取得的前进距离的车辆位置成为位置1001。伴随于此，地图上车辆位置算出部8从地图信息取得部11取得位置1001处的车道连接关系，并向车辆横向位置算出部7通知取得的车道连接关系。在图9的例子中，由于从道路的左侧存在汇合，所以汇合前的第一车道在位置1001相当于第二车道而汇合前的第二车道在位置1001相当于第三车道的信息包含于车道连接关系的内容。关于车道内的位置，车辆横向位置算出部7直接将行驶车道从第一车道切换为第二车道。
接着，描绘线识别部5进行描绘线识别，描绘线识别结果处理部6判断为车道变更的有无为“无”。车辆横向位置算出部7向地图上车辆位置算出部8通知基于从描绘线识别结果处理部6通知的划分线位置算出结果算出的车辆横向位置。由地图上车辆位置算出部8再计算得到的地图上的车辆横向位置成为位置1002。
接着，地图上车辆位置算出部8从车辆前进距离算出部10取得前进距离。反映了取得的前进距离后的车辆位置成为位置1003。另外，地图上车辆位置算出部8从地图信息取得部11取得位置1003处的车道连接关系，并向车辆横向位置算出部7通知取得的车道连接关系。
接着，描绘线识别部5进行描绘线识别，由于描绘线识别结果处理部6确认完成了左描绘线的横穿，所以判定车道变更的状态为“有”。车辆横向位置算出部7将车辆横向位置变更为第一车道。车辆横向位置算出部7向地图上车辆位置算出部8通知车辆横向位置。由地图上车辆位置算出部8再计算得到的地图上的车辆横向位置成为位置1004。
<效果>
在本实施方式1中，车辆横向位置算出部7基于描绘线识别结果处理部6算出的车道变更的信息和划分线的检测位置，算出车道内的车辆横向位置。另一方面，地图上车辆位置算出部8基于从车辆前进距离算出部10取得的前进距离算出车辆纵向位置。由此，在行驶期间，能够推定车道内的车辆横向位置及车辆纵向位置而不使用卫星定位。另外，地图上车辆位置算出部8通过在分支地点附近采集车道连接关系的信息，从而能够算出地图上的车辆位置。在本实施方式1中，由于利用了由相机拍摄到的描绘线位置，所以不产生航位推算处理那样的方位误差的累积，不会示出从道路偏离的位置，所以能够高精度地算出车辆位置。
<实施方式2>
<结构>
在实施方式1中，通过使用相机拍摄到的影像和车辆前进距离算出部10算出的前进距离，从而能够进行可降低累积误差的车辆位置推定。但是，基于描绘线识别部5得到的描绘线识别结果所包含的噪声或识别错误引起的横向位置的误差依然成为课题。在本发明的实施方式2中，解决这种问题。
图10是示出本发明的实施方式2的车辆位置推定系统13的结构的一例的框图。如图10所示，本实施方式2的车辆位置推定装置14的特征在于具备描绘线识别结果处理部15。由于其他结构及工作与实施方式1相同，所以在此省略详细说明。
描绘线识别结果处理部15具备描绘线连续化校正部16、车道变更状态判定部17、划分线位置算出部18及时序数据存储部19。
描绘线连续化校正部16基于路面的描绘线在图形上是连续的这一事实，使用存储于时序数据存储部19的信息校正基于描绘线识别部5得到的描绘线识别结果所包含的噪声或识别错误，并输出连续的描绘线识别结果。即，描绘线连续化校正部16基于描绘线识别部5识别出的左右两侧的相对位置，以左右两侧的描绘线的位置在时间上连续的方式校正。
车道变更状态判定部17基于由描绘线连续化校正部16得到的校正结果和存储于时序数据存储部19的信息，判定车道变更的状态。即，车道变更状态判定部17基于描绘线连续化校正部16校正得到的左右两侧的描绘线的相对位置和过去的左右两侧的划分线的位置，判定包含车道变更的方向在内的车辆的车道变更的状态。作为车道变更的状态，可列举“车道变更开始”、“正在车道变更”、“车道变更完成”及“车道变更中断”。
划分线位置算出部18基于描绘线连续化校正部16的校正结果和车道变更状态判定部17判定的车道变更状态的判定结果，确定描绘线位置，并算出当前正在行驶的车道中的左划分线的位置及右划分线的位置。即，划分线位置算出部18基于描绘线连续化校正部16校正得到的左右两侧的描绘线的相对位置和车道变更状态判定部17判定的车辆的车道变更的状态，算出左右两侧的划分线的位置。
时序数据存储部19将划分线位置算出部18算出的左右两侧的划分线的位置作为时序数据存储并保存。在存储的数据超过缓冲区尺寸的情况下，从旧的数据起按顺序擦除。
<工作>
<描绘线连续化校正部16的工作>
图11是示出描绘线连续化校正部16的工作的一例的流程图。
在步骤S301中，描绘线连续化校正部16待机到从描绘线识别部5通知描绘线识别结果。然后，当被通知描绘线识别结果时转移至步骤S302，以后，以保持时序上的连续性的方式进行描绘线识别结果的校正。此时，过去的描绘线识别结果参照时序数据存储部19存储的时序数据。
由于在描绘线识别部5的描绘线识别结果中包含由行驶环境或路面标示的状态引起的噪声，所以描绘线的横向位置及斜率有可能包含误差。具体而言，可考虑到如下情况：即使划分线的路面标示为连续，也检测为描绘线的横向位置不连续，或误检测出划分线的路面标示以外的线状物，或检测出正在行驶的车道以外的划分线的路面标示。因此，着眼于左描绘线及右描绘线的检测位置的时间变化，进行(C)由噪声的影响导致的描绘线的位置检测误差的检测及校正、即描绘线位置的检测及校正、(D)检测出的描绘线向相邻的描绘线移动的检测及校正、即描绘线变化的检测及校正。
首先，说明(C)由噪声的影响导致的描绘线位置的检测及校正。进行描绘线位置的校正的条件设为描绘线的横向位置的随时间的变化量超过阈值。这相当于在步骤S303中能够进行描绘线位置的校正的情况下转移至步骤S204。但是，在右描绘线的横向位置及左描绘线的横向位置双方的随时间的变化超过阈值的情况下，判断为不可能进行描绘线位置的校正。这相当于在步骤S303中不能够进行描绘线位置的校正的情况下转移至步骤S305。
在步骤S306中进行的描绘线位置的校正方法为：将左描绘线及右描绘线中的、横向位置的随时间的移动量较小的一方判断为可靠度较高，以可靠度较高的描绘线的位置为基准，利用地图信息包含的车道宽度算出另一方的描绘线的位置。这种处理相当于步骤S304。即，描绘线连续化校正部16在时序数据存储部19存储的从当前时间点起预先确定的时间前的作为车辆左侧的划分线的左划分线的位置与在当前时间点描绘线识别部5识别出的作为车辆右侧的描绘线的右描绘线的位置之差为预先确定的距离以内的情况下，判定为右描绘线是当前时间点的左划分线，基于当前时间点的左划分线和地图信息包含的车道宽度算出当前时间点的作为车辆右侧的划分线的右划分线的位置，在时序数据存储部19存储的从当前时间点起预先确定的时间前的右划分线的位置与在当前时间点描绘线识别部5识别出的作为车辆左侧的描绘线的左描绘线的位置之差为预先确定的距离以内的情况下，判定为左描绘线是当前时间点的右划分线，基于当前时间点的右划分线和车道宽度算出当前时间点的左划分线的位置。
例如，利用描绘线识别部5识别出的当前时刻(t)的左描绘线的位置及右描绘线的位置中的每一个为下述式(15)、(16)。
y＝L0,t+L1,t·x+fL,t(x)…(15)
y＝R0,t+R1,t·x+fR,t(x)…(16)
在式(15)、(16)中，L0,t是由描绘线识别部5算出的时刻t的左描绘线的横向位置，R0,t是由描绘线识别部5算出的时刻t的右描绘线的横向位置，L1,t是由描绘线识别部5算出的时刻t的左描绘线斜率，R1,t是由描绘线识别部5算出的时刻t的右描绘线的斜率。另外，fL,t(x)表示由描绘线识别部5算出的时刻t的左描绘线的二维以上的多项式，fR,t(x)表示由描绘线识别部5算出的时刻t的右描绘线的二维以上的多项式，它们在本实施方式中作为误差项处理。
另外，时序数据存储部19存储的刚刚过去的时刻(t－1)的左划分线的位置及右划分线的位置中的每一个设为下述式(17)、(18)。
y＝L(D) 0,t－1+L(D) 1,t－1·x+f(D) L,t－1(x)…(17)
y＝R(D) 0,t－1+R(D) 1,t－1·x+f(D) R,t－1(x)…(18)
在式(17)、(18)中，L(D) 0,t是利用划分线位置算出部18确定并存储于时序数据存储部19的时刻t的左划分线的横向位置，R(D) 0,t是利用划分线位置算出部18确定并存储于时序数据存储部19的时刻t的右划分线的横向位置，L(D) 1,t是利用划分线位置算出部18确定并存储于时序数据存储部19的时刻t的左划分线的斜率，R(D) 1,t是利用划分线位置算出部18确定并存储于时序数据存储部19的时刻t的右划分线的斜率。另外，f(D) L,t(x)表示利用划分线位置算出部18确定的时刻t的左描绘线的二维以上的多项式，f(D) R,t(x)表示利用划分线位置算出部18确定的时刻t的右描绘线的二维以上的多项式，它们在本实施方式中作为误差项处理。
在上述变量的定义下，各参数间的关系例如满足下述式(19)、(20)。
|L0,t－L(D) 0,t－1|≤θ0,diff…(19)
|R0,t－R(D) 0,t－1|>θ0,diff…(20)
在式(19)、(20)中，θ0,diff是表示与描绘线的0次的系数相关的连续性的上限的阈值参数，例如，可以如在描绘线识别结果的输出为10Hz的情况下设定为θ0,diff＝50cm，在描绘线识别结果的输出为2Hz的情况下设定为θ0,diff＝100cm等，根据描绘线识别结果的输出周期使之变化。在该情况下，根据式(19)能视为左描绘线连续地变化，根据式(20)能视为右描绘线不连续地变化。因此，以左描绘线的位置为基准进行右描绘线的位置的校正。具体而言，如下述式(23)～(28)算出下述式(21)、(22)那样的以满足连续性的方式校正后的左描绘线的位置及右描绘线的位置的系数。
y＝L(C) 0,t+L(C) 1,t·x+f(C) L,t(x)…(21)
y＝R(C) 0,t+R(C) 1,t·x+f(C) R,t(x)…(22)
L(C) 0,t＝L0,t…(23)
L(C) 1,t＝L1,t…(24)
f(C) L,t(x)＝fL,t(x)…(25)
R(C) 0,t＝L(C) 0,t+Widt…(26)
R(C) 1,t＝L(C) 1,t+Dirt…(27)
f(C) R,t(x)＝f(C) L,t(x)…(28)
在式(21)～(28)中，L(C) 0,t是利用描绘线连续化校正部16连续化校正后的时刻t的左描绘线的横向位置，R(C) 0,t是利用描绘线连续化校正部16连续化校正后的时刻t的右描绘线的横向位置，L(C) 1,t是利用描绘线连续化校正部16连续化校正后的时刻t的左描绘线的斜率，R(C) 1,t是利用描绘线连续化校正部16连续化校正后的时刻t的右描绘线的斜率。另外，f(C) L,t(x)表示利用描绘线连续化校正部16连续化校正后的时刻t的左描绘线的二维以上的多项式，f(C) R,t(x)表示利用描绘线连续化校正部16连续化校正后的时刻t的右描绘线的二维以上的多项式，它们在本实施方式中作为误差项处理。
并且，Widt表示车道宽度，可以直接使用从地图信息取得部11取得的当前地点附近的车道宽度，也可以使用考虑了由相机拍摄到的车道宽度与实际车道宽度的差异的下述式(29)而算出。
Widt＝(R(D) 0,t－1－L(D) 0,t－1)×(WMap,t/WMap,t－1)…(29)
在式(29)中，WMap,t是在当前时刻(t)从地图信息取得部11取得的正在行驶车道的车道宽度，WMap,t－1是在刚刚过去的时刻(t－1)从地图信息取得部11取得的正在行驶车道的车道宽度。
另外，Dirt表示右划分线与左划分线的角度差分，由于除了车道增减地点附近，在大多数情况下车道的右划分线及左划分线为并行，所以Dirt可以设为0，也可以使用考虑了左划分线及右划分线的角度差分的下述式(30)而算出。
Dirt＝DirMap,R,t－DirMap,L,t…(30)
在式(30)中，DirMap,R,t是在当前时刻t的行驶地点从地图信息取得部11取得的正在行驶的车道的右划分线的方位，DirMap,L,t是在当前时刻t的行驶地点从地图信息取得部11取得的正在行驶的车道的左划分线的方位。
关于上述说明的(C)由噪声的影响导致的描绘线位置的检测及校正，说明了满足式(19)、(20)的情况、即以左描绘线位置为基准进行校正的情况，但在以右描绘线位置为基准进行校正的情况下，即在满足下述式(31)、(32)的情况下也同样。
|L0,t－L(D) 0,t－1|>θ0,diff…(31)
|R0,t－R(D) 0,t－1|≤θ0,diff…(32)
接着，说明(D)检测出的描绘线向相邻的描绘线移动的检测及校正、即描绘线变化的检测及校正。在刚刚过去的时刻(t－1)的左描绘线的横向位置与当前时刻(t)的右描绘线的横向位置之差为阈值以内的情况下，即在图11的步骤S305中为是的情况下，转移至步骤S306。在步骤S306中，描绘线连续化校正部16判定为上述两条描绘线为同一描绘线，将在当前时刻(t)作为右描绘线检测到的描绘线设为左划分线。此时，以左划分线的位置为基准，利用地图信息包含的车道宽度算出右划分线的位置。
例如，描绘线识别部5识别出的当前时刻(t)的左描绘线的位置及右描绘线的位置由式(15)、(16)表示，存储于时序数据存储部19的刚刚过去的时刻(t－1)的左划分线的位置及右划分线的位置由式(17)、(18)表示。另外，各个参数间的关系满足下述式(33)。
|R0,t－L(D) 0,t－1|≤θ0,diff…(33)
在该情况下，最近的左描绘线及当前的右描绘线的变化量为阈值以下，推定为它们是同一描绘线。因此，由于可认为相机捕捉的描绘线变化为左侧的描绘线，所以进行描绘线信息的交换。
具体而言，如下述式(36)～(41)算出下述式(34)、(35)那样的连续化校正后的左描绘线的位置及右描绘线的位置的系数。
y＝L(C) 0,t+L(C) 1,t·x+f(C) L,t(x)…(34)
y＝R(C) 0,t+R(C) 1,t·x+f(C) R,t(x)…(35)
L(C) 0,t＝R0,t…(36)
L(C) 1,t＝R1,t…(37)
f(C) L,t(x)＝fR,t(x)…(38)
R(C) 0,t＝L(C) 0,t+Widt…(39)
R(C) 1,t＝L(C) 1,t+Dirt…(40)
f(C) R,t(x)＝f(C) L,t(x)…(41)
在式(34)～(41)中，Widt表示车道宽度，可以直接使用从地图信息取得部11取得的当前地点附近的车道宽度，也可以使用式(29)算出。
另外，表示右划分线与左划分线的角度差分的Dirt可以设为0，也可以使用式(30)算出。
关于上述说明的(D)检测出的描绘线向相邻的描绘线移动的检测及校正、即描绘线变化的检测及校正，说明了满足式(33)的情况、即相机捕捉的描绘线变化为左侧的描绘线的情况，但在相机捕捉的描绘线变化为右侧的描绘线的情况下，也就是说在以右描绘线位置为基准进行校正的情况下即满足下述式(42)的情况下也同样。
|L0,t－R(D) 0,t－1|≤θ0,diff…(42)
在步骤S303中为否且在步骤S305中为否的情况下，即在包含不能够由描绘线连续化校正部16校正的噪声的情况下，描绘线连续化校正部16在步骤S307中判断为不能校正描绘线。具体而言，在满足全部下述式(43)～(46)的情况下，判断为描绘线连续化校正部16不能校正描绘线。
|L0,t－L(D) 0,t－1|>θ0,diff…(43)
|R0,t－R(D) 0,t－1|>θ0,diff…(44)
|L0,t－R(D) 0,t－1|>θ0,diff…(45)
|R0,t－L(D) 0,t－1|>θ0,diff…(46)
在步骤S308中，描绘线连续化校正部16将由此校正得到的参数L(C) 0,t、L(C) 1,t、R(C) 0,t、R(C) 1,t及多项式f(C) L,t(x)、f(C) R,t(x)作为校正结果，向车道变更状态判定部17及划分线位置算出部18通知。
<车道变更状态判定部17的工作>
图12是示出车道变更状态判定部17的工作的一例的流程图。车道变更状态判定部17基于利用描绘线连续化校正部16连续化校正后的描绘线的位置信息，判定车辆的车道变更的状态。车道变更的状态包含“无车道变更”、“车道变更开始”、“正在车道变更”、“车道变更完成”、“车道变更中止”及“车道变更不确定”。
在步骤S401中，车道变更状态判定部17待机到被通知描绘线连续化校正结果。然后，当被通知描绘线连续化校正结果时，转移至步骤S402。
在步骤S402中，车道变更状态判定部17判断描绘线连续化校正部16是否进行了描绘线连续化的校正。车道变更状态的确定使用从描绘线连续化校正部16取得的、连续地变化的左描绘线及右描绘线的横向位置及斜率。在描绘线连续化校正部16没有进行描绘线连续化的校正的情况下，转移至步骤S403。另一方面，在描绘线连续化校正部16进行了描绘线连续化的校正的情况下，转移至步骤S404。在步骤S403中，车道变更状态判定部17判断为车道变更的状态是“车道变更不确定”。
在步骤S404中，车道变更状态判定部17判断最近的车道变更的状态为“无车道变更”、“车道变更完成”、“车道变更开始”或“正在车道变更”中的哪一个。在“无车道变更”或“车道变更完成”的情况下，转移至步骤S405。另一方面，在“车道变更开始”或“正在车道变更”的情况下，转移至步骤S409。
在步骤S405中，在最近的车道变更的状态为“无车道变更”的情况下，车道变更状态判定部17判断是否有车道变更的开始的预兆。具体而言，通过将左划分线的横向位置除以到左划分线为止的斜率，从而算出车辆横穿划分线为止的前进距离。将其称为到横穿为止的前进距离或横穿前进距离。另外，通过将左划分线的横向位置除以到左划分线为止的时间变化量并乘以时间系数，从而算出车辆横穿划分线为止的需要时间。将其称为到横穿为止的需要时间或横穿需要时间。
例如，在L(C) 0,t<0且L(C) 1,t>0这样的条件下，到横穿左描绘线为止的前进距离DL及到横穿左描绘线为止的需要时间TL分别利用下述式(47)、(48)算出。
DL＝(－L(C) 0,t)/L(C) 1,t…(47)
TL＝(－L(C) 0,t)/L(C,DiffAVE) 0,t×TDiff…(48)
在式(48)中，TDiff表示每一帧的经过时间。L(C,DiffAVE) 0,t表示当前时刻(t)附近的左描绘线的横向位置的每一帧的平均变化率，使用平均化参数N并利用下述式(49)算出。
L(C,DiffAVE) 0,t＝(L(C) 0,t－L(D) 0,t－N)/N…(49)
但是，时刻(t－N)的左描绘线的横向位置设为从时序数据存储部19取得通过划分线位置算出部18的校正处理而确定后的值L(D) 0,t－N并使用。另外，由于当前时刻(t)的左描绘线的横向位置未确定，所以使用由描绘线连续化校正部16连续化校正后的值L(C) 0,t。
在步骤S406中，车道变更状态判定部17判断是否到横穿为止的前进距离及到横穿为止的需要时间中的每一个为阈值以下。在到横穿为止的前进距离及到横穿为止的需要时间中的每一个为阈值以下的情况下，转移至步骤S407。另一方面，在到横穿为止的前进距离及到横穿为止的需要时间中的每一个不是阈值以下的情况下，转移至步骤S408。
在步骤S407中，车道变更状态判定部17在到横穿为止的前进距离DL及到横穿为止的需要时间TL中的每一个小于预先确定的阈值θD及θT的情况下，即满足下述式(50)、(51)双方的情况下，判断为是车道变更的预兆，判断为车道变更的状态是“车道变更开始”。
DL<θD…(50)
TL<θT…(51)
例如，可以是，到横穿为止的前进距离的阈值θD设为30m，到横穿为止的需要时间的阈值θT设为3sec。在判断为“车道变更开始”后，自动判断为“正在车道变更”，直到判断为“车道变更完成”或“车道变更中止”中的任一个。即，车道变更状态判定部17基于时序数据存储部19存储的从当前时间点到预先确定的时间前的时序数据、描绘线连续化校正部16校正得到的校正后的左划分线及右划分线的位置，算出横穿前进距离和横穿需要时间，并基于横穿前进距离及横穿需要时间，判断车辆是否开始车道变更，以及在开始车道变更的情况下判断车道变更的方向。
在步骤S408中，车道变更状态判定部17判断为车道变更的状态是“无车道变更”。
在步骤S409中，车道变更状态判定部17判断车道变更是否完成。在车道变更完成的情况下，转移至步骤S410。另一方面，在车道变更没有完成的情况下，转移至步骤S411。
在步骤S410中，车道变更状态判定部17判断为车道变更的状态是“车道变更完成”。例如，在车道变更开始的方向为左的情况下，在左划分线的横向位置超过阈值θ0,complete的情况下判断为“车道变更完成”，所述阈值θ0,complete是比0大的预先确定的第一阈值。阈值θ0,complete例如为0.5m。阈值θ0,complete可以与θ0,diff同样地，根据描绘线识别结果的输出周期使之变化。
在步骤S411中，车道变更状态判定部17判断车道变更是否被中止。在车道变更被中止的情况下，转移至步骤S412。另一方面，在车道变更没有被中止的情况下，转移至步骤S413。
在步骤S412中，车道变更状态判定部17判断为车道变更的状态是“车道变更中止”。例如，在车道变更开始的方向为左的情况下，在左划分线的横向位置小于阈值－θ0,cancel的情况下判断为“车道变更中止”，所述阈值θ0,cancel是比0小的预先确定的第二阈值。阈值θ0,cancel例如为－0.8m。在车道变更开始的方向为右的情况下也同样如此。阈值θ0,cancel可以与θ0,diff同样地，根据描绘线识别结果的输出周期使之变化。
在步骤S413中，车道变更状态判定部17判断为车道变更的状态是“正在车道变更”。
在步骤S414中，车道变更状态判定部17向划分线位置算出部18通知车道变更的状态。
在上述说明中，说明了车道变更开始的方向为左的情况，但车道变更开始的方向为右的情况也同样。
<划分线位置算出部18的工作>
划分线位置算出部18基于利用描绘线连续化校正部16连续化校正后的描绘线的位置和车道变更状态判定部17判定的车道变更的状态，算出划分线的位置。在车道变更状态判定部17判定为车道变更的状态是“车道变更完成”以外的情况下，划分线的位置与利用描绘线连续化校正部16校正后的描绘线的位置相同。以下，说明车道变更状态判定部17判定为车道变更的状态是“车道变更完成”的情况下的处理。
例如，在车道变更状态判定部17判断为完成向右车道的车道变更的情况下，划分线位置算出部18算出右车道中的左划分线及右划分线的各横向位置。右车道中的左划分线及右划分线的各横向位置由以下方法算出。右车道中的左划分线设为当前车道的右划分线。以右车道中的左划分线为基准，使用地图信息包含的车道宽度，用与式(34)～(41)相同的方法算出右车道中的右划分线，所述式(34)～(41)是在由描绘线连续化校正部16校正描绘线的变化时使用的式。即，在车道变更状态判定部17判断为完成车道变更的情况下，划分线位置算出部18基于描绘线连续化校正部16算出的校正后的左划分线和地图信息包含的车道宽度，算出车道变更后的车辆两侧的左划分线及右划分线的位置。
具体而言，如下述式(54)～(59)算出下述式(52)、(53)那样的考虑车道变更后的左划分线的位置及右划分线的位置的系数。
y＝L(D) 0,t+L(D) 1,t·x+f(D) L,t(x)…(52)
y＝R(D) 0,t+R(D) 1,t·x+f(D) R,t(x)…(53)
L(D) 0,t＝R(C) 0,t…(54)
L(D) 1,t＝R(C) 1,t…(55)
f(D) L,t(x)＝f(C) R,t(x)…(56)
R(D) 0,t＝L(D) 0,t+Widt…(57)
R(D) 1,t＝L(D) 1,t+Dirt…(58)
f(D) R,t(x)＝f(D) L,t(x)…(59)
在式(52)～(59)中，L(D) 0,t是利用划分线位置算出部18确定的时刻t的左划分线的横向位置，R(D) 0,t是利用划分线位置算出部18确定的时刻t的右划分线的横向位置，L(D) 1,t是利用划分线位置算出部18确定的时刻t的左划分线的斜率，R(D) 1,t是利用划分线位置算出部18确定的时刻t的右划分线的斜率。另外，Widt表示车道宽度，可以直接使用从地图信息取得部11取得的当前地点附近的车道宽度，也可以使用式(29)算出。
接着，说明利用划分线位置算出部18进行的车道变更的有无及车道变更的方向的判断。在车道变更状态判定部17判定的车道变更的状态为“无车道变更”、“车道变更开始”、“正在车道变更”、“车道变更中止”中的任一个的情况下，划分线位置算出部18判断为车道变更的有无是“无”。另外，在车道变更状态判定部17判定的车道变更的状态是“车道变更完成”的情况下，划分线位置算出部18判断为车道变更的有无是“有”，此时的车道变更的方向使用从车道变更状态判定部17通知的方向。另外，在车道变更状态判定部17判定的车道变更的状态是“车道变更不可”的情况下，划分线位置算出部18判断为车道变更的有无是“不确定”。
<时序数据存储部19的工作>
时序数据存储部19将利用划分线位置算出部18算出的过去的划分线的位置作为时序数据存储并保存。由时序数据存储部19存储的时序数据在描绘线连续化校正部16及车道变更状态判定部17中核对过去的划分线的位置时被读出并使用。
时序数据存储部19的缓冲区尺寸设为固定长，在缓冲区占满的情况下，从旧的数据起按顺序删除。因此，时序数据存储部19适合环形缓冲区的数据结构。
<描绘线识别结果处理部15中的内部变量的运算顺序>
图13是用于说明描绘线识别结果处理部15中的内部变量的运算顺序的图。
在步骤S501中，描绘线连续化校正部16被从描绘线识别部5通知时刻t的左描绘线的横向位置L0,t、时刻t的右描绘线的横向位置R0,t、时刻t的左描绘线斜率L1,t、时刻t的右描绘线的斜率R1,t。
在步骤S502中，描绘线连续化校正部16考虑车道宽度Widt及方位差值Dirt，算出连续化校正后的时刻t的左描绘线的横向位置L(C) 0,t、连续化校正后的时刻t的右描绘线的横向位置R(C) 0,t、连续化校正后的时刻t的左描绘线的斜率L(C) 1,t及连续化校正后的时刻t的右描绘线的斜率R(C) 1,t。
在步骤S503中，对于描绘线连续化校正部16算出的L(C) 0,t、R(C) 0,t、L(C) 1,t及R(C) 1,t，划分线位置算出部18考虑车道宽度Widt及方位差值Dirt，算出时刻t的左划分线的横向位置L(D) 0,t、时刻t的右划分线的横向位置R(D) 0,t、时刻t的左划分线的斜率L(D) 1,t及时刻t的右划分线的斜率R(D) 1,t。向时序数据存储部19及车辆横向位置算出部7通知划分线位置算出部18算出的L(D) 0,t、R(D) 0,t、L(D) 1,t及R(D) 1,t。车辆横向位置算出部7取得这些信息后的工作与实施方式1相同。
<效果>
在本实施方式2中，由于描绘线连续化校正部16对描绘线识别部5识别出的描绘线的位置进行连续化的校正，由车道变更状态判定部17考虑过去的划分线的位置来判定车道变更的状态，并且由划分线位置算出部18综合这些信息来算出划分线的位置，所以相对于道路拍摄装置3或描绘线识别部5的输出所包含的噪声或识别错误的鲁棒性提高。
<实施方式3>
<结构>
在实施方式1、2中，车辆位置推定系统使用相机的拍摄结果更新横向位置，基于车辆前进距离算出部10算出的前进距离更新纵向位置。此时，成为更新的基准的初始位置设为从卫星定位装置12向地图上车辆位置初始化部9输入的定位位置。但是，依然留有如下课题：在卫星定位装置12的定位结果包含横向的误差的情况下，有可能将初始位置设定在错误的行驶车道上，其后，地图上车辆位置算出部8继续错误地判定行驶车道。本发明的实施方式3解决这样的课题。
在实施方式1、2中，车辆位置推定系统以利用地图上车辆位置初始化部9初始化得到的位置为基准，其后，将相机的拍摄结果作为输入，用由车辆横向位置算出部7算出的车辆横向位置进行位置更新。在本实施方式3中，通过车辆位置推定系统基于初始化位置和更新位置双方进行可靠度评价，仅在可靠度满足一定的基准的情况下，判断为能够确定高精度的车辆位置，并采用利用了相机的拍摄结果的更新位置，从而旨在上述课题的解决。另一方面，在可靠度不满足基准的情况下，车辆位置推定系统采用低精度的初始化位置，高精度的车辆位置设为未定位。
图14是示出本实施方式3的车辆位置推定系统20的结构的一例的框图。如图14所示，本实施方式3的车辆位置推定装置21的特征在于具备描绘线识别部22、地图上车辆位置算出部24及车辆横向位置算出部28。由于其他结构及工作与实施方式2相同，所以在此省略详细说明。
描绘线识别部22具备线型识别部23。
在描绘线识别部22根据影像信息取得部4取得的车辆前方的影像检测出道路上的多条描绘线时，线型识别部23通过更详细地进行描绘线的分析，从而推定各条描绘线的线型。线型表示线的图案(形状)的种类，按照存在于实际的道路环境的线型，分类为实线、长虚线、短虚线、双重线等类别。
地图上车辆位置算出部24具备行驶车道可靠度推定部25、影像来源车辆位置算出部26及位置统一部27。
行驶车道可靠度推定部25根据描绘线识别部22是否能够识别描绘线、线型识别部23识别出的线型是否是在时序上稳定的结果、位置统一部27算出的地图上车辆位置是否在时序上持续稳定地示出车道的中心附近的位置等基准而综合地判断，推定车辆横向位置算出部28算出的行驶车道的可靠度。
影像来源车辆位置算出部26进行与实施方式1中的地图上车辆位置算出部8整体相同的工作。在从车辆横向位置算出部28通知车辆横向位置的情况下，更新地图上的车辆横向位置，在从车辆前进距离算出部10通知车辆的前进距离的情况下，更新地图上的前后方向位置。由于这样算出的车辆位置是利用基于从影像信息取得部4输入的影像信息算出的横向位置并算出的车辆位置，所以称为影像来源车辆位置。
位置统一部27在行驶车道可靠度推定部25推定的行驶车道可靠度小于阈值的情况下，判断为影像来源车辆位置算出部26算出的影像来源车辆位置的可靠度较低，采用地图上车辆位置初始化部9输出的初始化位置，并将其作为地图上车辆位置算出部24的运算结果。
另一方面，位置统一部27在行驶车道可靠度推定部25推定的行驶车道可靠度为阈值以上的情况下，用多个评价轴对影像来源车辆位置算出部26算出的影像来源车辆位置进行评价后，判断为可靠度较高，将影像来源车辆位置作为地图上车辆位置算出部24的运算结果。
由于当行驶车道可靠度推定部25推定的行驶车道可靠度一旦成为阈值以上时，其后，只要描绘线识别部22继续进行左右中的至少一方的描绘线的识别，且描绘线连续化校正部16正常地校正的状态继续，则判断为行驶车道可靠度为阈值以上，因此车辆位置推定系统20继续采用影像来源车辆位置。
车辆横向位置算出部28除了实施方式1中的车辆横向位置算出部7的作用之外，还具备向行驶车道可靠度推定部25通知行驶车道可靠度推定部25进行可靠度推定所需的、描绘线识别部22的描绘线识别状态、描绘线连续化校正部16的能否校正状态及车辆横向位置的一致性判断结果的作用。在此，车辆横向位置的一致性判断结果是指根据车道变更状态判定部17判定的车道变更而检查车辆横向位置是否位于车道(能够行驶的区域)的外侧的结果。
<工作>
<行驶车道可靠度推定部25的工作>
行驶车道可靠度推定部25根据描绘线识别部22是否能够识别描绘线、线型识别部23识别出的线型是否是在时序上稳定的结果、位置统一部27算出的地图上车辆位置是否在时序上持续稳定地示出车道的中心附近的位置、车辆横向位置算出部28通知的车辆横向位置是否位于能够行驶的区域等基准而综合地判断，推定车辆横向位置算出部28算出的行驶车道的可靠度。以下，举出具体的用例，来说明可靠度推定的运算。
在高速公路上，在一条车道的匝道上行驶，其后，进入由多条车道构成的干线的场景中，由于如果描绘线识别部22继续进行左右中的至少一方的描绘线的识别，且描绘线连续化校正部16正常地校正的状态继续，则进入干线时的行驶车道唯一地确定，所以行驶车道可靠度推定部25判断为进入干线时的行驶车道可靠度较高。
另一方面，在收费站附近等处，由于不存在描绘线所以不能通过描绘线的监视而确定行驶车道的场景中，行驶车道可靠度推定部25判定为行驶车道可靠度较低，在其后的行驶中，在具有用于确定行驶车道的判断材料的情况下，根据其程度而可靠度逐渐上升。
另外，在行驶期间，例如描绘线识别部22看丢两侧的描绘线的情况下，期待根据该看丢的经过时间而行驶车道可靠度推定部25判断为行驶车道的可靠度下降。
作为具有以上特征的可靠度的运算方法，例如，可列举下述可靠度得分的算出式。
(当前的可靠度得分，两车道以上的情况下)＝min((上次的可靠度得分)+(差值得分)，(初始化得分))…(60)
(当前的可靠得分，一条车道的情况下)＝100…(61)
(差值得分)＝(线型得分Pt1)+(车道内得分Pt2)+(描绘线识别可否得分Pt3)+(连续化校正可否得分Pt4)…(62)
(初始化得分)＝(向道路外的车道变更得分Pt5)…(63)
(可靠度得分的初始值)＝0…(64)
Pt1＝－10(线型识别部23识别出的左右划分线的类别与位置统一部27的位置处的地图上的左右划分线的类别不一致的情况下)…(65)
Pt1＝10(一致的情况下)…(66)
Pt2＝10×(1－(距车道中心的距离[m]))…(67)
Pt3＝－30(不能识别左右中的至少一方的描绘线的情况下)…(68)
Pt3＝0(能够识别双方描绘线的情况下)…(69)
Pt4＝－30(判断为不能连续化校正的情况下)…(70)
Pt4＝0(能够连续化校正的情况下)…(71)
Pt5＝0(利用车道变更状态判定部17的车道变更目的地为道路外的情况下)…(72)
Pt5＝0xFFFF(容许的最大值：不是道路外的情况下)…(73)
在此，可靠度得分是用得分的大小表现可靠度的指标，可靠度得分越大，表示利用位置统一部27推定的行驶车道的可靠度越高。
基本上，行驶车道可靠度推定部25以上次时间点的可靠度得分为基准加上差值得分，从而算出当前的可靠度得分。但是，在判明利用车道变更状态判断部17判定的车道变更目的地为道路外等与此前的推定位置有较大矛盾的情况下，行驶车道可靠度推定部25通过用0将此前累积的可靠度得分复位，从而将过去基于相机累积运算的车辆位置复位。
向位置统一部27通知行驶车道可靠度推定部25按照式(60)～(73)运算得到的行驶车道的可靠度得分。
<影像来源车辆位置算出部26的工作>
由于影像来源车辆位置算出部26进行与实施方式1中的地图上车辆位置算出部8整体相同的工作，所以其流程图如图6所示。
<位置统一部27的工作>
图15是示出位置统一部27的工作的一例的流程图。
在步骤S601中，位置统一部27待机到从上次的位置统一处理起经过规定的时间(例如100msec)。因此，以后的处理以定周期实施。
在步骤S602中，位置统一部27取得行驶车道可靠度推定部25最近推定的行驶车道可靠度。
在步骤S603中，位置统一部27判定取得的行驶车道可靠度是否为阈值以上。在本实施方式3中，用可靠度得分评价行驶车道可靠度，例如，以可靠度得分是否为作为阈值预先设定的值100以上来进行判定。
在可靠度得分为阈值以上的情况下，转移至步骤S604，由于在该情况下判断为能够信赖车辆横向位置算出部28算出的横向位置，所以用影像来源车辆位置(使用基于影像的横向位置算出的位置)更新地图上车辆位置。
另一方面，在可靠度得分小于阈值的情况下，转移至步骤S605，用从地图上车辆位置初始化部9通知的初始化位置将地图上车辆位置初始化。这是由于判断为不能信赖基于影像累积地运算而得到的影像来源车辆位置。其后，转移至步骤S606。
在步骤S606中，位置统一部27向影像来源车辆位置算出部26通知初始化得到的地图上车辆位置。这是为了在该通知后以初始化了的地图上车辆位置为基准进行纵向位置及横向位置的更新。
最后，在步骤S607中，位置统一部27向行驶车道可靠度推定部25通知影像来源车辆位置或用初始位置更新得到的地图上车辆位置。在行驶车道可靠度推定部25中，在下次行驶车道可靠度推定时，评价地图上车辆位置相对于车道的妥当性。
<车辆横向位置算出部28的工作>
除了图5所示的实施方式1中的车辆横向位置算出部7的工作之外，车辆横向位置算出部28还分别判定描绘线识别部22是否正常地识别出描绘线、描绘线连续化校正部16是否正常地实施了连续化校正处理及是否通过由车道变更状态判定部17判定的车道变更而车辆位置向能够行驶的区域的外侧超出，并向行驶车道可靠度推定部25通知其结果。
<车辆位置推定系统20的整体工作>
使用图16说明车辆位置推定装置21的整体工作。作为前提，位置统一部27上次算出位置2001，利用行驶车道可靠度推定部25推定的可靠度得分为150。在该情况下，由于是作为阈值的100以上的可靠度得分，所以采用影像来源车辆位置算出部26算出的影像来源车辆位置。因此，是能够通过追踪利用描绘线识别部22识别的描绘线从而运算横向的位置的状态。但是，在此，假想实际上利用位置统一部27识别的行驶车道为错误的情况。
在位置2001，由于地图的划分线类别与线型识别部23识别出的类别不同，所以线型得分Pt1设为Pt1＝－10。由于运算距车道中心20cm这样比较接近中心的位置，所以车道内位置得分Pt2设为Pt1＝－8。由于能够正常地执行描绘线识别及连续化校正，所以描绘线识别可否得分Pt3及连续化校正可否得分Pt4均设定为0。关于向道路外的车道变更得分Pt5，由于没有利用车道变更状态判定部17判定为车道变更，所以设为Pt5＝0。根据上述结果，差值得分算出为－2，结果，之后的可靠度得分运算为148分。由此，位置统一部27紧接下来也采用影像来源车辆位置算出部26的输出结果。以后也同样地，依次推进可靠得分的运算。
在位置2002，由于利用车道变更状态判定部17判定为右车道变更，所以成为向道路外的车道变更，因此向道路外的车道变更得分Pt5＝0，紧接下来的可靠度得分运算为0分。因此，采用地图上车辆位置初始化部9初始化得到的初始化位置。在该时间点，此前利用车辆横向位置算出部28累积的影像来源的横向位置暂时被复位。
在到达位置2003的时间点，由于运算得到的可靠度得分为作为阈值的100以上，所以判断为从地图上车辆位置初始化部9输入的车辆位置稳定，且与线型识别部23识别出的线型信息的一致性也得到确认，切换为采用影像来源车辆位置算出部26的输出结果的模式。
其后，当到达位置2004时，由于利用车道变更状态判定部17判定为右车道变更，所以影像来源车辆位置算出部26快速地算出车道变更后的本车位置，位置统一部27能够运算追随车道变更的本车位置。
<效果>
在本实施方式3中，由于基于线型识别部23识别出的描绘线的线型的时序、从地图信息取得部11取得的地图所包含的行驶车道的左右划分线与位置统一部27输出的地图上车辆位置的位置关系的时序、判断为不能利用描绘线识别部22正常地识别描绘线的状态或描绘线连续化校正部16不能校正描绘线的状态的持续时间，进行当前的行驶车道的可靠度的判定，在可靠度为阈值以上的情况下基于相机的拍摄结果判定横向位置(行驶车道及车道内横向位置)，在可靠度没有到达阈值的情况下采用地图上车辆位置初始化部9的输出并等待可靠度成为阈值以上，所以能够防止由地图上车辆位置初始化部9的位置误差的影响导致的行驶车道的识别错误及由该影响导致的基于其后的相机的拍摄结果的行驶车道的判定错误。
此外，本发明可以在该发明的范围内对各实施方式自由地进行组合，或对各实施方式进行适当的变形、省略。
虽然对该发明进行了详细的说明，但上述说明在全部的实施方式中都只作为例子示出，本发明并不限定于此。应该认为在不脱离本发明范围的情况下能够想到未示例出的无数个变形例。
附图标记的说明
1车辆位置推定系统，2车辆位置推定装置，3道路拍摄装置，4影像信息取得部，5描绘线识别部，6描绘线识别结果处理部，7车辆横向位置算出部，8地图上车辆位置算出部，9地图上车辆位置初始化部，10车辆前进距离算出部，11地图信息取得部，12卫星定位装置，13车辆位置推定系统，14车辆位置推定装置，15描绘线识别结果处理部，16描绘线连续化校正部，17车道变更状态判定部，18划分线位置算出部，19时序数据存储部，20车辆位置推定系统，21车辆位置推定装置，22描绘线识别部，23线型识别部，24地图上车辆位置算出部，25行驶车道可靠度推定部，26影像来源车辆位置算出部，27位置统一部，28车辆横向位置算出部。

Claims (8)

1.一种车辆位置推定装置，其特征在于，具备：
影像信息取得部(4)，所述影像信息取得部(4)取得对车辆的前方的道路进行拍摄而得到的影像信息；
描绘线识别部(5)，所述描绘线识别部(5)基于所述影像信息取得部(4)取得的所述影像信息，识别描绘在所述车辆的左右两侧的所述道路上的描绘线相对于所述车辆的相对位置；
描绘线识别结果处理部(6)，所述描绘线识别结果处理部(6)将所述描绘线识别部(5)识别出的左右两侧的所述相对位置作为划分所述道路的车道的左右两侧的划分线的位置，并算出所述车辆的车道变更的有无及所述车辆发生车道变更的情况下的所述车道变更的方向；
地图信息取得部(11)，所述地图信息取得部(11)取得至少包含车道连接关系的地图信息，所述车道连接关系是所述车道的道路延伸方向上的连接关系；
车辆横向位置算出部(7)，所述车辆横向位置算出部(7)基于所述描绘线识别结果处理部(6)算出的所述车道变更的有无及所述车道变更的方向、所述地图信息取得部(11)取得的所述车道连接关系，算出所述车辆正在行驶的车道及作为该车道内的所述车辆的横向位置的车辆横向位置；
车辆前进距离算出部(10)，所述车辆前进距离算出部(10)算出前进距离，所述前进距离是所述车辆前进的距离；以及
地图上车辆位置算出部(8)，所述地图上车辆位置算出部(8)基于所述地图信息取得部(11)取得的所述地图信息、所述车辆横向位置算出部(7)算出的所述车辆正在行驶的车道及所述车辆横向位置、所述车辆前进距离算出部(10)算出的所述前进距离，算出地图上的道路中的所述车辆的位置。
2.根据权利要求1所述的车辆位置推定装置，其特征在于，
所述描绘线识别结果处理部(15)具备：
描绘线连续化校正部(16)，所述描绘线连续化校正部(16)基于所述描绘线识别部(5)识别出的左右两侧的所述相对位置，以左右两侧的所述描绘线的位置在时间上连续的方式进行校正；
车道变更状态判定部(17)，所述车道变更状态判定部(17)基于所述描绘线连续化校正部(16)校正得到的左右两侧的所述描绘线的所述相对位置和过去的左右两侧的所述划分线的位置，判定包含所述车道变更的方向在内的所述车辆的车道变更的状态；
划分线位置算出部(18)，所述划分线位置算出部(18)基于所述描绘线连续化校正部(16)校正得到的左右两侧的所述描绘线的所述相对位置和所述车道变更状态判定部(17)判定得到的所述车辆的所述车道变更的状态，算出左右两侧的所述划分线的位置；以及
时序数据存储部(19)，所述时序数据存储部(19)将所述划分线位置算出部(18)算出的左右两侧的所述划分线的位置作为时序数据存储。
3.根据权利要求2所述的车辆位置推定装置，其中，
所述地图信息取得部(11)取得的所述地图信息包含作为所述车道的宽度的车道宽度，
所述描绘线连续化校正部(16)
在所述时序数据存储部(19)存储的从当前时间点起预先确定的时间前的作为所述车辆左侧的划分线的左划分线的位置与在当前时间点所述描绘线识别部(5)识别出的作为所述车辆右侧的描绘线的右描绘线的位置之差为预先确定的距离以内的情况下，判定为所述右描绘线是当前时间点的所述左划分线，基于当前时间点的所述左划分线和所述地图信息包含的所述车道宽度算出当前时间点的作为所述车辆右侧的划分线的右划分线的位置，
在所述时序数据存储部(19)存储的从当前时间点起预先确定的时间前的所述右划分线的位置与在当前时间点所述描绘线识别部(5)识别出的作为所述车辆左侧的描绘线的左描绘线的位置之差为预先确定的距离以内的情况下，判定为所述左描绘线是当前时间点的所述右划分线，基于当前时间点的所述右划分线和所述车道宽度算出当前时间点的所述左划分线的位置。
4.根据权利要求3所述的车辆位置推定装置，其特征在于，
所述车道变更状态判定部(17)
基于所述时序数据存储部(19)存储的从当前时间点到预先确定的时间前的所述时序数据、所述描绘线连续化校正部(16)校正得到的校正后的所述左划分线及所述右划分线的位置，算出横穿前进距离和横穿需要时间，基于所述横穿前进距离及所述横穿需要时间判断所述车辆是否开始车道变更，在开始所述车道变更的情况下判断所述车道变更的方向，所述横穿前进距离是所述车辆横穿所述左划分线或所述右划分线为止前进的距离，所述横穿需要时间是所述车辆横穿所述左划分线或所述右划分线为止的需要时间，
当所述车辆开始所述车道变更后位于所述车道变更的方向上的校正后的所述描绘线的位置成为第一阈值以上时，判断为所述车辆完成车道变更，
当所述车辆开始所述车道变更后位于所述车道变更的方向上的校正后的所述描绘线的位置成为第二阈值以下时，判断为所述车辆中止车道变更。
5.根据权利要求4所述的车辆位置推定装置，其特征在于，
所述划分线位置算出部(18)
在所述车道变更状态判定部(17)判断为所述车道变更的方向为左的所述车道变更完成的情况下，基于所述描绘线连续化校正部(16)算出的校正后的所述左划分线和所述地图信息包含的车道宽度，算出所述车道变更后的所述车辆的两侧的所述左划分线及所述右划分线的位置，在所述车道变更状态判定部(17)判断为所述车道变更的方向为右的所述车道变更完成的情况下，基于所述描绘线连续化校正部(16)算出的校正后的所述右划分线和所述地图信息包含的车道宽度，算出所述车道变更后的所述车辆的所述左划分线及所述右划分线的位置。
6.根据权利要求1所述的车辆位置推定装置，其特征在于，
具备地图上车辆位置初始化部(9)，所述地图上车辆位置初始化部(9)基于与所述影像信息取得部(11)不同的定位装置的位置定位结果，输出用于初始化所述地图上车辆位置算出部(24)保持的所述地图上车辆位置的初始化位置，
所述地图上车辆位置算出部(24)具备：
行驶车道可靠度推定部(25)，所述行驶车道可靠度推定部(25)推定基于所述车辆横向位置算出(28)算出的所述地图上车辆位置的行驶车道可靠度；
影像来源车辆位置算出部(26)，所述影像来源车辆位置算出部(26)基于所述车辆前进距离算出部(10)算出的所述前进距离和所述车辆横向位置算出部(28)算出的所述横向位置，算出影像来源车辆位置；以及
位置统一部(27)，所述位置统一部(27)根据所述行驶车道可靠度推定部(25)推定的所述行驶车道可靠度，判断采用所述地图上车辆位置初始化部(9)输出的所述初始化位置和所述影像来源车辆位置算出部(26)算出的所述影像来源车辆位置中的哪一个作为车辆位置。
7.根据权利要求6所述的车辆位置推定装置，其特征在于，
所述行驶车道可靠度推定部(25)
基于所述地图信息取得部(11)取得的所述地图信息包含的所述左右划分线与所述地图上车辆位置的位置关系的时序、判断为不能利用所述描绘线识别部(22)正常地识别所述描绘线的状态的持续时间或判断为所述描绘线连续化校正部(16)不能校正所述描绘线的状态的状态的持续时间、是否由于所述车辆变更状态判定部(17)判定的车道变更而所述地图上车辆位置成为道路外中的至少一个，算出当前的所述行驶车道可靠度。
8.根据权利要求7所述的车辆位置推定装置，其特征在于，
所述描绘线识别部(22)具备线型识别部(23)，所述线型识别部(23)基于所述影像信息取得部(4)取得的所述影像信息，判定识别出的左右每一个的所述描绘线的线型，
所述行驶车道可靠度推定部(25)基于所述线型识别部(23)识别出的所述描绘线的线型的时序，算出当前的所述行驶车道可靠度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113581177A (zh) * 2020-04-15 2021-11-02 罗伯特·博世有限公司 求取车辆停留在行车道的车道上的停留概率的方法和设备

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11226630B2 (en) * 2018-12-04 2022-01-18 Here Global B.V. Method and apparatus for estimating a localized position on a map
US10929692B2 (en) 2019-02-06 2021-02-23 Veoneer Us Inc. Lane level position determination
JP7216699B2 (ja) * 2020-12-28 2023-02-01 本田技研工業株式会社 車両制御システム及び自車線特定方法
FR3135240B1 (fr) * 2022-05-03 2024-04-19 Psa Automobiles Sa Procédé et dispositif de contrôle d’un système d’aide à la conduite de véhicule en fonction de la détection d’un panneau de signalisation et d’un changement de voie
JP2024033222A (ja) * 2022-08-30 2024-03-13 株式会社アイシン 運転支援装置及びコンピュータプログラム

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070106471A1 (en) * 2005-11-02 2007-05-10 Takuya Yoshiguchi White-line display apparatus for a vehicle
JP2007278813A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Hitachi Ltd 車両位置測位装置
CN101246010A (zh) * 2007-02-13 2008-08-20 爱信艾达株式会社 车道判定装置以及车道判定方法
CN102649408A (zh) * 2011-02-23 2012-08-29 歌乐株式会社 车道偏离警报装置以及车道偏离警报系统
US20150235095A1 (en) * 2014-02-14 2015-08-20 Denso Corporation Turnoff recognition apparatus
CN105984464A (zh) * 2015-03-18 2016-10-05 丰田自动车株式会社 车辆控制装置
CN106461406A (zh) * 2014-06-10 2017-02-22 歌乐株式会社 车道选择装置、车辆控制系统及车道选择方法
CN106476883A (zh) * 2015-09-02 2017-03-08 富士重工业株式会社 车辆的行驶控制装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4923520B2 (ja) * 2005-11-07 2012-04-25 日産自動車株式会社 車両位置推定装置、車両用走行支援装置及び車両位置推定方法
JP2011128049A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Alpine Electronics Inc 道路標示認識装置及び道路標示認識方法
JP2015223933A (ja) * 2014-05-28 2015-12-14 トヨタ自動車株式会社 車線変更支援装置
JP6336888B2 (ja) * 2014-10-24 2018-06-06 株式会社デンソー 隣接車線監視装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070106471A1 (en) * 2005-11-02 2007-05-10 Takuya Yoshiguchi White-line display apparatus for a vehicle
JP2007278813A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Hitachi Ltd 車両位置測位装置
CN101246010A (zh) * 2007-02-13 2008-08-20 爱信艾达株式会社 车道判定装置以及车道判定方法
CN102649408A (zh) * 2011-02-23 2012-08-29 歌乐株式会社 车道偏离警报装置以及车道偏离警报系统
US20150235095A1 (en) * 2014-02-14 2015-08-20 Denso Corporation Turnoff recognition apparatus
CN106461406A (zh) * 2014-06-10 2017-02-22 歌乐株式会社 车道选择装置、车辆控制系统及车道选择方法
CN105984464A (zh) * 2015-03-18 2016-10-05 丰田自动车株式会社 车辆控制装置
CN106476883A (zh) * 2015-09-02 2017-03-08 富士重工业株式会社 车辆的行驶控制装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
秦玲: "基于机器视觉的无人车道路识别", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113581177A (zh) * 2020-04-15 2021-11-02 罗伯特·博世有限公司 求取车辆停留在行车道的车道上的停留概率的方法和设备

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