CN114127826B - 车道形状识别系统以及车道形状识别方法 - Google Patents

车道形状识别系统以及车道形状识别方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够判定对道路形状近似而得的近似曲线与道路形状对应的有效范围的车道形状识别系统以及车道形状识别方法。车道形状识别系统以及车道形状识别方法检测连续配置于本车辆前方的一连串标识或物体相对于所述本车辆的相对位置，计算对一连串标识或物体相对于本车辆的相对位置进行近似而得的曲线，在计算出多条曲线的情况下，将多条曲线的形状进行相互比较，判定与车道形状对应的曲线以及曲线的有效范围。

Description

车道形状识别系统以及车道形状识别方法
技术领域
本申请涉及车道形状识别系统以及车道形状识别方法。
背景技术
近年来，识别本车辆行驶的车道形状，活用识别出的形状的装置正在普及。
识别出的车道形状被用于检测本车辆的行驶车道前方存在的前方车辆或物体。例如，在适当地保持与前方车辆的车间距离的车间距离控制装置中，识别出的车道形状被用于恰当地选择前方车辆。另外，在有可能发生碰撞的物体存在于本车辆前方的情况下进行警报或自动刹车的碰撞受害减轻系统中，识别出的车道形状被用于对有可能发生碰撞的物体进行取舍(例如专利文献1)。
另外，在防止本车辆脱离行驶车道的车道脱离防止系统中，识别出的车道形状被用于预测车道脱离(例如专利文献2)，或用于决定自动转向量。
作为识别车道形状的手段，已知一种利用针对摄像头拍摄到的车道图像的图像处理结果将左右的白线近似为直线或多项式的方法(例如专利文献3、4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2016-134093号公报
专利文献2：日本专利特开2015-189411号公报
专利文献3：日本专利特开2003-157499号公报
专利文献4：日本专利特开2012-22574号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在以往的车道形状识别装置中，利用曲线近似得到的车道形状与实际的车道形状精确一致到远处何种程度(即近似得到的曲线的有效范围)不明确。
另一方面，希望尽量将近似道路形状而得的曲线用到远处。然而，在近似而得的曲线相对于实际道路形状的精度较低的情况下，如果与其精度相比过度地将近似而得的曲线用到远处，则有可能会错误地选择前方车辆或物体。
因此，希望有一种能够判定对道路形状进行近似而得的近似曲线与道路形状对应的有效范围的车道形状识别系统以及车道形状识别方法。
用于解决技术问题的技术手段
本发明所涉及的车道形状识别系统包括：
标识物体检测部，该标识物体检测部检测连续配置于本车辆前方的一连串标识或物体相对于所述本车辆的相对位置；
近似曲线计算部，该近似曲线计算部计算对一连串所述标识或所述物体的相对位置进行近似而得的曲线；以及
曲线有效范围判定部，该曲线有效范围判定部在计算出多条所述曲线的情况下，将多条所述曲线的形状进行相互比较，判定与车道形状对应的所述曲线以及所述曲线的有效范围。
本申请所涉及的车道形状识别方法包括下述步骤：
检测连续配置于本车辆前方的一连串标识或物体相对于所述本车辆的相对位置的标识物体检测步骤；
计算对一连串所述标识或所述物体的相对位置进行近似而得的曲线的近似曲线计算步骤；以及
在计算出多条所述曲线的情况下，将多条所述曲线的形状进行相互比较，判定与车道形状对应的所述曲线以及所述曲线的有效范围的曲线有效范围判定步骤。
发明效果
根据本申请的车道形状识别系统或车道形状识别方法，通过相互比较多条曲线的形状，从而能够判定各条曲线与车道形状是否对应。另外，即使在存在用于近似的相对位置的信息的范围内，两条曲线与车道形状对应的情况下，如果在没有用于近似的相对位置的信息的范围内，曲线脱离车道形状，则两条曲线的形状变得不相互对应。根据上述结构，通过相互比较多条曲线的形状，从而能够判定与车道形状对应的各条曲线的有效范围。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的车道形状识别系统的概要结构图。
图2是实施方式1所涉及的信息处理装置的硬件结构图。
图3是说明实施方式1所涉及的本车辆坐标系的图。
图4是用于说明实施方式1所涉及的近似曲线计算处理以及曲线有效范围判定处理的图。
图5是用于说明实施方式1所涉及的与车道形状对应的两条曲线的选定处理的图。
图6是用于说明实施方式1所涉及的基于远处侧的曲线宽度进行的有效范围的判定处理的图。
图7是用于说明实施方式1所涉及的近似曲线计算处理以及曲线有效范围判定处理的图。
图8是用于说明实施方式1所涉及的基于接近侧的曲线宽度进行的有效范围的判定处理的图。
图9是用于说明实施方式1所涉及的基于远处侧的曲率差进行的有效范围的判定处理的图。
图10是用于说明实施方式1所涉及的基于接近侧的曲率差进行的有效范围的判定处理的图。
图11是用于说明实施方式1所涉及的处理的流程图。
图12是用于说明实施方式2所涉及的与车道形状对应的两条曲线的选定处理的流程图。
图13是用于说明实施方式2所涉及的近似曲线计算处理以及曲线有效范围判定处理的图。
图14是用于说明实施方式2所涉及的与车道形状对应的两条曲线的选定处理的图。
具体实施方式
1.实施方式1
参照附图说明实施方式1所涉及的车道形状识别系统以及车道形状识别方法。图1是车道形状识别系统的概要结构图。车道形状识别系统包括标识物体检测部1、近似曲线计算部2、曲线有效范围判定部3以及车辆控制部4等处理部。
1-1.信息处理装置
在本实施方式中，车道形状识别系统的各处理部1～4等设置在信息处理装置30中，通过信息处理装置30所具备的处理电路来实现。具体而言，车道形状识别系统中，如图2所示，作为处理电路，包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等运算处理装置90(计算机)、与运算处理装置90进行数据交换的存储装置91、在运算处理装置90与外部装置之间进行信号的输入和输出的输入输出电路92等。
作为运算处理装置90，可以具备DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、IC(IntegratedCircuit：集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、各种逻辑电路和各种信号处理电路等。另外，作为运算处理装置90，也可以具备多个同种或不同种的运算处理装置来分担执行各处理。作为存储装置91，可以具备RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)和ROM(Read Only Memory：只读存储器)、闪存等。输入输出电路92具有通信电路、A/D转换器、驱动电路等。作为外部装置，具备前方监视装置9、车辆控制装置10以及引导装置11等。
信息处理装置30所具备的各处理部1～4等的各功能通过由运算处理装置90执行存储于ROM等存储装置91的软件(程序)，并与存储装置91、输入输出电路92以及外部装置等其它硬件协作来实现。另外，各处理部1～4等使用的各阈值、允许宽度范围等设定数据作为软件(程序)的一部分存储在ROM等存储装置91中。
1-2.前方监视装置9
前方监视装置9是对本车辆前方存在的标识或物体的信息进行检测的装置。在本实施方式中，使用一个以上的摄像头及雷达等作为前方监视装置9。作为摄像头，使用单眼摄像头、立体声摄像头等光学式摄像头。作为雷达，使用毫米波雷达、激光雷达(LiDAR(Light Detection and Ranging))、超声波雷达等。在本实施方式中，特别构成为监视本车辆前方，设置有拍摄本车辆前方的前置摄像头、对本车辆前方照射电波的前置雷达。另外，摄像头和雷达的种类、数量、配置可以任意设置。
1-3.标识物体检测部1
标识物体检测部1检测连续配置于本车辆前方的一连串标识或物体相对于本车辆的相对位置。标识物体检测部1基于从前方监视装置9传递来的信号，检测本车辆前方存在的标识或物体，并检测标识或物体相对于本车辆的相对位置。
例如，在设置摄像头作为前方监视装置9的情况下，标识物体检测部1对由摄像头拍摄的图像数据进行图像识别处理，检测本车辆前方存在的标识或物体，并检测标识或物体相对于本车辆的相对位置。图像识别处理使用众所周知的各种方法。
当设置毫米波雷达作为前方监视装置9时，标识物体检测部1基于毫米波雷达的检测信息，检测本车辆前方存在的物体，并且检测物体相对于本车辆的相对位置。
当设置激光雷达作为前方监视装置9时，标识物体检测部1基于激光雷达的检测信息，检测本车辆前方存在的标识或物体，并且检测标识或物体相对于本车辆的相对位置。
当设置有多个前方监视装置9时，标识物体检测部1可以综合基于多个前方监视装置9的标识或物体的检测信息，来检测本车辆前方的标识或物体，并检测标识或物体的相对位置。
然后，标识物体检测部1将连续配置于本车辆前方的标识或物体判定为一个集合。例如，朝向本车辆前方连续延伸的标识或物体、或者朝向本车辆前方隔着间隔而配置成一列的多个标识或物体被判定为一个集合。该判定使用众所周知的各种方法。
例如，当设置光学式摄像头作为前方监视装置9时，标识物体检测部1通过图像识别处理，检测连续配置于本车辆前方的一连串路面分割线，并检测一连串路面分割线的各个部分的相对位置。路面分割线包含实线或虚线的白线。设白线包含除白色以外的颜色、例如黄色线等。另外，标识物体检测部1也可以通过图像识别处理来检测连续配置于本车辆前方的一连串路边物体。路边物体包括护栏、中心杆、引导杆、缘石、墙壁、街道树等。
例如，当设置毫米波雷达作为前方监视装置9时，标识物体检测部1基于利用毫米波雷达得到的物体的检测结果，检测连续配置于本车辆前方的一连串路边物体，并检测一连串路边物体的各个部分的相对位置。
例如，当设置激光雷达作为前方监视装置9时，标识物体检测部1基于利用激光雷达得到的物体的检测结果，检测连续配置于本车辆前方的一连串路边物体或路面分割线，并检测一连串路边物体或路面分割线的各个部分的相对位置。另外，激光雷达的检测信息还包括从物体反射出的反射光的亮度的信息，根据亮度差检测路面分割线。
标识或物体相对于本车辆的相对位置例如如图3所示，设为将本车辆的前后方向设为第1轴X、将本车辆的左右方向设为第2轴Y的坐标系(以下称为本车辆坐标系)中的位置信息。前后方向X的前侧为正，后侧为负。左右方向Y的右侧为正，左侧为负。本车辆坐标系的原点被设定为本车辆前端的左右中心点。如图3所示，检测本车辆坐标系中的标识或物体的相对位置(X，Y)。标识物体检测部1检测一连串标识或物体的各个部分的相对位置。
另外，标识物体检测部1检测未被判定为一连串标识或物体的本车辆前方的物体的相对位置。前方的物体包含前方车辆、障碍物等。
1-4.近似曲线计算部2
近似曲线计算部2计算对一连串标识或物体的相对位置进行近似而得的曲线。在本实施方式中，近似曲线计算部2计算将本车辆的前后方向的位置X作为独立变量、将本车辆的左右方向的位置Y作为从属变量的多项式，以作为曲线。在本实施方式中，将曲线设为如下式所示的三阶多项式。
Y＝CO+C1×X+C2×X2+C3×X3…(1)
车道基于道路构造令等法令由直线、缓和分割及圆弧构成，因此能够通过三阶多项式高精度地近似。
近似曲线计算部2针对每一连串标识或物体计算曲线。近似曲线计算部2通过最小二乘法等将一个一连串标识或物体的各个部分的相对位置近似为多项式。通过最小二乘法等计算多项式的各阶系数C0、C1、C2、C3。
当使用光学式摄像头作为前方监视装置9时，近似曲线计算部2针对每一连串路面分割线计算曲线。当使用毫米波雷达作为前方监视装置9时，近似曲线计算部2针对每一连串路边物体计算曲线。当使用激光雷达作为前方监视装置9时，近似曲线计算部2针对每一连串路边物体或路面分割线计算曲线。
图4示出了使用光学式摄像头作为前方监视装置9时的示例。作为一连串标识，检测从本车辆的左侧向前方延伸的实线的白线20，并检测从本车辆的右侧向前方延伸的虚线的白线21。对左侧实线的白线的各个部分检测相对于本车辆的相对位置，对右侧虚线的白线的各个部分检测相对于本车辆的相对位置。
近似曲线计算部2如式(2)所示，计算对左侧实线的白线20近似而得的三阶多项式22(各阶系数C0L、C1L、C2L、C3L)，并如式(3)所示，计算对右侧虚线的白线21近似而得的三阶多项式23(各阶的系数C0R、C1R、C2R、C3R)。
Y＝COL+C1L×X+C2L×X2+C3L×X3
(2)
Y＝COR+C1R×X+C2R×X2+C3R×X3
(3)
1-5.曲线有效范围判定部3
<近似曲线的技术问题>
检测到的一连串标识或物体中有可能包含不与本车辆前方的车道形状对应的标识或物体。另外，在检测到的一连串标识或物体与本车辆前方的车道形状对应的情况下，在存在用于近似的相对位置的信息的范围(以下也称为内插范围)中，利用近似曲线而计算出的相对位置与车道形状对应的可能性高。但是，在没有用于近似的相对位置的信息的范围(以下也称为外插范围)中，利用近似曲线而计算出的相对位置脱离车道形状的可能性高。因此，希望能够判定近似曲线与车道形状是否对应，并且能够判定近似曲线与车道形状对应的范围。
<曲线的相互比较>
因此，曲线有效范围判定部3在检测出多个一连串标识或物体，计算出多条曲线的情况下，相互比较多条曲线的形状，判定与车道形状对应的曲线及曲线的有效范围。
例如，在两条曲线与车道形状对应的情况下，两条曲线的形状相互对应。根据上述结构，通过相互比较多条曲线的形状，从而能够判定各条曲线与车道形状是否对应。另外，即使在内插范围内，两条曲线与车道形状对应的情况下，如果在外插范围内，曲线脱离车道形状，则两条曲线的形状变得相互不对应。根据上述结构，通过相互比较多条曲线的形状，从而能够判定与车道形状对应的各条曲线的有效范围。
在本实施方式中，如以下说明那样，曲线有效范围判定部3构成为在内插范围内，相互比较多条曲线的形状，判定与车道形状对应的曲线，将外插范围也包含在内，判定与车道形状对应的曲线的有效范围。
1-5-1.与车道宽度对应的两条曲线的判定
曲线有效范围判定部3从多条曲线中设定两条曲线的组合，在配置有用于近似两条曲线中的每一条的一连串标识或物体的前后方向的范围在两条曲线之间重复的前后方向的重复范围RXO内，计算两条曲线之间的左右方向的宽度W。
并且，曲线有效范围判定部3在左右方向的宽度W脱离与车道宽度对应的预定的允许宽度范围RWP的情况下，判定为两条曲线不是与车道形状对应的组合，在左右方向的宽度W收敛于允许宽度范围RWP的情况下，判定为两条曲线与车道形状对应。
在两条曲线与车道的左缘和右缘对应的情况下，至少在内插范围内，两条曲线的左右方向的宽度W与车道宽度对应。根据上述结构，在存在用于近似的相对位置的信息的范围(内插范围)内，在两条曲线的左右方向的宽度W收敛于与车道宽度对应的允许宽度范围RWP的情况下，能够判定为两条曲线与车道形状对应，在左右方向的宽度W脱离允许宽度范围RWP的情况下，判定为两条曲线不是与车道形状对应的组合。
例如，在图4所示的示例中，由于计算出左侧曲线22和右侧曲线23的两条曲线，因此，将这两条曲线设定为用于判定的组合。另外，在计算出3条以上的曲线的情况下，设定有两条曲线的多个(例如，可设定的数量)组合，针对两条曲线的每个组合，判定与车道形状是否对应。另外，可以从本车辆的左侧曲线逐一地选择来设定两条曲线的组合，也可以从右侧曲线中逐一地选择来设定两条曲线的组合。
并且，在图4的示例中，用于近似左侧曲线22的左侧实线的白线20的相对位置的前后方向X的范围为从最接近本车辆的最近位置XminL到最远离本车辆的最远位置XmaxL的范围。用于近似右侧曲线23的右侧虚线的白线21的相对位置的前后方向X的范围为从最接近本车辆的最近位置XminR到最远离本车辆的最远位置XmaxR的范围。从左侧的最近位置XminL到最远位置XmaxL的范围与从右侧的最近位置XminR到最远位置XmaxR的范围中重复的重复范围RXO为右侧的最近位置XminR到右侧的最远位置XmaxR。
并且，如图5所示，曲线有效范围判定部3从右侧的最近位置XminR到右侧的最远位置XmaxR使前后方向的位置X逐个增加步长ΔX，在各个前后方向的位置X，使用下式来计算左侧曲线22与右侧曲线23的左右方向的宽度W，判定左右方向的宽度W是否收敛于允许宽度范围RWP。
W＝(COR-COL)+(C1R-C1L)×X+(C2R-C2L)×X2+(C3R-C3L)×X3···(4)
允许宽度范围RWP被设定为从下限允许宽度Wmin到上限允许宽度Wmax的范围。下限允许宽度Wmin和上限允许宽度Wmax设定为例如与一般的车道宽度的偏差范围、或者车道宽度的标准值对应。
在图4和图5的示例中，在重复范围RXO的整体上，左右方向的宽度W收敛于允许宽度范围RWP，曲线有效范围判定部3判定为左侧曲线22和右侧曲线23与车道形状对应。另一方面，即使是重复范围RXO的一部分中，左右方向的宽度W未收敛于允许宽度范围RWP的情况下，曲线有效范围判定部3也判定为两条曲线不是与车道形状对应的组合。或者，可以在重复范围RXO的规定比例(例如20％)以上的部分中，左右方向的宽度W未收敛于允许宽度范围RWP的情况下，曲线有效范围判定部3判定为两条曲线不是与车道形状对应的组合。
另外，曲线有效范围判定部3在判定为与车道形状对应的两条曲线的组合有两组以上的情况下，可以将在重复范围RXO中左右方向的宽度W最接近允许宽度范围RWP的中心值的两条曲线的组合判定为最终的两条曲线，并排除除此之外的两条曲线的组合。
1-5-2.曲线的有效范围的判定
曲线的有效范围的判定有以下的“基于曲线宽度的有效范围的判定”和“基于曲率差的有效范围的判定”。
1-5-2-1.基于曲线宽度的有效范围的判定
在存在用于近似的相对位置的信息的范围(内插范围)内，曲线对车道形状的对应度高，但是在没有用于近似的相对位置的信息的范围(外插范围)，曲线对车道形状的对应度恶化的可能性变高。
因此，在内插范围内，两条曲线之间的左右方向的宽度W与车道形状对应的可能性高，但是随着远离内插范围，左右方向的宽度W有可能变得不对应于车道形状。因此，在以下说明的基于曲线宽度的有效范围的判定中，根据两条曲线之间的左右方向的宽度W的变化，来判定两条曲线的有效范围。
曲线有效范围判定部3在配置有用于近似两条曲线中的每一条的一连串标识或物体的前后方向的范围在两条曲线之间重复的前后方向的重复范围RXO内，设定前后基准位置X0。然后，曲线有效范围判定部3计算前后基准位置X0处的、两条曲线之间的本车辆的左右方向Y的宽度作为基准宽度W0。在本实施方式中，在用于有效范围的判定的两条曲线中，在与车道宽度对应的两条曲线的判定中，使用被判定为与车道形状对应的两条曲线。
曲线有效范围判定部3将在前后方向X的位置处的两条曲线之间的左右方向Y的宽度W与基准宽度W0之间的偏差的绝对值ΔW变得比宽度偏差阈值JDW小的前后方向X的范围判定为基于宽度判定的有效范围RXEW。
根据该结构，以前后方向的重复范围RXO内的基准宽度W0为基准，将保持了左右方向的宽度W的精度的前后方向X的范围判定为有效范围，因此能够高精度地判定与车道形状对应的曲线的有效范围。
在本实施方式中，如以下说明那样，基于宽度判定的有效范围RXEW分为比前后基准位置X0靠远处侧的判定和比前后基准位置X0靠接近侧的判定来进行。
＜远处侧的判定＞
在接近本车辆的位置，标识或物体的相对位置的检测精度也高，曲线对车道形状的对应度高，但随着在前方远离本车辆，标识或物体的相对位置的检测精度恶化，另外，由于进入外插范围，因此曲线对车道形状的对应度有可能恶化。因此，接近本车辆的位置处的两条曲线之间的左右方向的宽度W与车道形状对应，但是随着在前方远离本车辆，左右方向的宽度W有可能变得不对应于车道形状。
在本实施方式中，曲线有效范围判定部3将重复范围RXO内最接近本车辆的前后方向X的位置设定为前后基准位置X0，计算前后基准位置X0处的两条曲线之间的本车辆的左右方向的宽度作为基准宽度W0。
曲线有效范围判定部3在使前后方向的位置X逐渐远离前后基准位置X0(在本例中逐渐增加)时，将前后方向的位置X处的两条曲线之间的左右方向的宽度W与基准宽度W0之间的宽度偏差的绝对值ΔW变得比宽度偏差阈值JDW大的前后方向的位置判定为宽度判定上限位置XWmax。然后，曲线有效范围判定部3将从前后基准位置X0到宽度判定上限位置XWmax判定为基于宽度判定的有效范围RXEW。
根据该结构，以接近本车辆、精度高的基准宽度W0为基准，来判定保持了左右方向的宽度W的精度的远处侧的范围，因此能够高精度地判定与车道形状对应的曲线的有效范围。
例如，在图4的示例中，如上所述，重复范围RXO是从右侧的最近位置XminR到右侧的最远位置XmaxR，前后基准位置X0被设定为右侧的最近位置XminR。然后，使用式(4)，在前后基准位置X0(右侧的最近位置XminR)计算左右方向的宽度W，并设定为基准宽度W0。
并且，如图6所示，曲线有效范围判定部3从前后基准位置X0到前方上限位置XFmax使前后方向的位置X逐个增加步长ΔX，在各个前后方向的位置X处使用式(4)计算左侧曲线22和右侧曲线23的左右方向的宽度W，并且使用下式对计算出的左右方向的宽度W与基准宽度W0之间的宽度偏差的绝对值ΔW进行计算。前方上限位置XFmax是用于防止有效范围变得过长的上限限制值。
ΔW＝|W-W0|···(5)
并且，曲线有效范围判定部3将宽度偏差的绝对值ΔW超过宽度偏差阈值JDW的前后方向的位置X(在本例中为跟前位置)判定为宽度判定上限位置XWmax，将从前后基准位置X0到宽度判定上限位置XWmax判定为基于宽度判定的有效范围RXEW。此外，在即使使前后方向的位置X增加到前方上限位置XFmax，宽度偏差的绝对值ΔW也不超过宽度偏差阈值JDW时，曲线有效范围判定部3将前方上限位置XFmax设定为宽度判定上限位置XWmax(XWmax＝XFmax)。
<接近侧的判定>
在图4和图6所示的示例中，在本车辆附近检测出白线，重复范围RXO的最近位置(前后基准位置X0)变得接近本车辆，本车辆附近的外插范围短，即使不使用该外插范围也没有问题。但是，如图7的示例所示，在检测到的白线的最近位置远离本车辆的情况下，重复范围RXO的最近位置(前后基准位置X0)变得远离本车辆，本车辆附近的外插范围变长。在该情况下，认为也在接近侧判定曲线的有效范围，并利用曲线。
因此，在使前后方向的位置X逐渐接近前后基准位置X0时，曲线有效范围判定部3将前后方向的位置X处的两条曲线之间的左右方向的宽度W和基准宽度W0的宽度偏差的绝对值ΔW变得比宽度偏差阈值JDW大的前后方向的位置X判定为宽度判定下限位置XWmin，将宽度判定下限位置XWmin到前后基准位置X0追加到基于宽度判定的有效范围RXEW中。
例如，在图7的示例中，如图8所示，曲线有效范围判定部3从前后基准位置X0到前方下限位置Xfmin(例如0)使前后方向的位置X逐个增加步长ΔX，在各个前后方向的位置X处使用式(4)计算左侧曲线22和右侧曲线23的左右方向的宽度W，并且使用式(5)对计算出的左右方向的宽度W与基准宽度W0之间的宽度偏差的绝对值ΔW进行计算。
然后，曲线有效范围判定部3将宽度偏差的绝对值ΔW超过宽度偏差阈值JDW的前后方向的位置X(在本例中为跟前位置)判定为宽度判定下限位置XWmin，将从宽度判定下限位置XWmin到前后基准位置X0追加到基于宽度判定的有效范围RXEW。因此，最终的基于宽度判定的有效范围RXEW成为从宽度判定下限位置XWmin到宽度判定上限位置XWmax为止的范围。此外，在即使使前后方向的位置X减少到前方下限位置XFmin，宽度偏差的绝对值ΔW也不超过宽度偏差阈值JDW时，曲线有效范围判定部3将前方下限位置XFmin设定为宽度判定下限位置XWmin(XWmin＝XFmin)。
1-5-2-2.基于曲率差的有效范围的判定
在存在用于近似的相对位置的信息的范围(内插范围)内，曲线对车道形状的对应度高，但是在没有用于近似的相对位置的信息的范围(外插范围)，曲线对车道形状的对应度有可能恶化。
因此，在内插范围内，两条曲线的曲率与车道形状对应且相互对应的可能性高，但是随着远离内插范围，左右方向的宽度W，两条曲线的曲率变得不相互对应的可能性变高。因此，在以下说明的基于曲率差的有效范围的判定中，通过两条曲线的曲率的偏差，来判定两条曲线的有效范围。
曲线有效范围判定部3将两条曲线中的每一条的曲率之间的偏差的绝对值Δρ变得比曲率偏差阈值JDP小的前后方向X的范围判定为基于曲率判定的有效范围RXEP。
根据该结构，由于判定两条曲线的曲率相互对应的前后方向X的范围，因此能够高精度地判定与车道形状对应的曲线的有效范围。
在本实施方式中，如以下说明那样，基于曲率判定的有效范围RXEP分为比前后基准位置X0靠远处侧的判定和比前后基准位置X0靠接近侧的判定来进行。
＜远处侧的判定＞
在接近本车辆的位置，标识或物体的相对位置的检测精度也高，曲线对车道形状的对应度高，但随着在前方远离本车辆，标识或物体的相对位置的检测精度恶化，另外，由于进入外插范围，因此曲线对车道形状的对应度有可能恶化。因此，接近本车辆的位置处的两条曲线的曲率与车道形状对应且相互对应，但随着在前方远离本车辆，两条曲线的曲率可能变得不相互对应。
与基于曲线宽度的有效范围的判定同样地，曲线有效范围判定部3将重复范围RXO内最接近本车辆的前后方向的位置设定为前后基准位置X0。在本实施方式中，在被用于基于曲率差的有效范围的判定的两条曲线中，在与车道宽度对应的两条曲线的判定中，使用被判定为与车道形状对应的两条曲线。
曲线有效范围判定部3在使前后方向的位置X逐渐远离前后基准位置X0(在本例中逐渐增加)时，将在前后方向的位置X处的两条曲线中的每一条的曲率之间的曲率偏差的绝对值Δρ变得比曲率偏差阈值JDP大的前后方向的位置判定为曲率判定上限位置XPmax。然后，曲线有效范围判定部3将从前后基准位置X0到曲率判定上限位置XPmax判定为基于曲率判定的有效范围RXEP。
根据该结构，由于以接近于本车辆的前后基准位置X0为基准来判定两条曲线的曲率相互对应的远处侧的范围，因此能够高精度地判定与车道形状对应的曲线的有效范围。
例如，在图4的示例中，如图9所示，曲线有效范围判定部3从前后基准位置X0到前方上限位置XFmax使前后方向的位置X逐个增加步长ΔX，在各个前后方向的位置X处使用式(6)计算左侧曲线22的曲率ρL，使用式(7)计算右侧曲线23的曲率ρR，使用式(8)计算两个曲率ρL、ρR之间的曲率偏差的绝对值Δρ。
ρL＝2×C2L+6×C3L×X···(6)
ρR＝2×C2R+6×C3R×X···(7)
Δρ＝|ρL-ρR|···(8)
然后，曲线有效范围判定部3将曲率偏差的绝对值Δρ超过曲率偏差阈值JDP的前后方向的位置X(在本例中为跟前位置)判定为曲率判定上限位置XPmax，将从前后基准位置X0到曲率判定上限位置XPmax判定为基于曲率判定的有效范围RXEP。此外，在即使使前后方向的位置X增加到前方上限位置XFmax，曲率偏差的绝对值Δρ也不超过曲率偏差阈值JDP时，曲线有效范围判定部3将前方上限位置XFmax设定为曲率判定上限位置XPmax(XPmax＝XFmax)。
<接近侧的判定>
使用图7的示例，与上述基于曲线宽度的有效范围的判定同样地，说明基于曲率差的有效范围的判定中的接近侧的判定。
在使前后方向的位置X逐渐接近前后基准位置X0时，曲线有效范围判定部3将前后方向的位置X处的两条曲线中的每一条的曲率之间的偏差的绝对值Δρ变得比曲率偏差阈值JDP大的前后方向的位置X判定为曲率判定下限位置XPmin，将曲率判定下限位置XPmin到前后基准位置X0追加到基于曲率判定的有效范围RXEP中。
例如，在图7的示例中，如图10所示，曲线有效范围判定部3从前后基准位置X0到前方下限位置Xfmin(例如0)使前后方向的位置X逐个减少步长ΔX，在各个前后方向的位置X处使用式(6)计算左侧曲线22的曲率ρL，使用式(7)计算右侧曲线23的曲率ρR，使用式(8)计算两个曲率ρL、ρR之间的曲率偏差的绝对值Δρ。
然后，曲线有效范围判定部3将曲率偏差的绝对值Δρ超过曲率偏差阈值JDP的前后方向的位置X(在本例中为跟前位置)判定为曲率判定下限位置XPmin，将从曲率判定下限位置XPmin到前后基准位置X0追加到基于曲率判定的有效范围RXEP中。因此，最终的基于曲率判定的有效范围RXEP成为从曲率判定下限位置XPmin到曲率判定上限位置XPmax为止的范围。此外，在即使使前后方向的位置X减少到前方下限位置XFmin，曲率偏差的绝对值Δρ也不超过曲率偏差阈值JDP时，曲线有效范围判定部3将前方下限位置XFmin设定为曲率判定下限位置XPmin(XPmin＝XFmin)。
1-5-2-3.两个有效范围的判定结果的整合
曲线有效范围判定部3将基于宽度判定的有效范围RXEW与基于曲率判定的有效范围RXEP的重复范围设定为最终的有效范围。即，曲线有效范围判定部3将宽度判定下限位置XWmin和曲率判定下限位置XPmin中较大(远)的一个、与宽度判定上限位置XWmax和曲率判定上限位置XPmax中较小(近)的一个之间设定为最终的有效范围。因此，根据两条曲线的宽度和两条曲线的曲率偏差这两个观点来判定曲线的有效范围，因此能够提高判定精度。
1-6.车辆控制部4
车辆控制部4基于有效范围内的曲线的信息，进行车辆的行驶控制以及向驾驶员引导车辆的行驶信息的一方或双方。例如，作为车辆的行驶控制，车辆控制部4将有效范围内的两条曲线之间设定为本车辆的行驶车道，进行与存在于行驶车道中的前方车辆或障碍物等的追尾防止行驶控制、对前方车辆的追随行驶控制、对行驶车道的车道维持行驶控制等。车辆控制部4计算加减速指令、制动指令、转向角指令等与行驶控制有关的指令，并传递给车辆控制装置10。车辆控制装置10例如设为整合各控制装置的控制装置，向发动机、电动机等驱动力源的控制装置传递使驱动力变化的指令，向制动的控制装置传递制动的动作指令，或者向电动助力转向的控制装置传递转向角的指令。
例如，作为车辆的行驶控制的引导，车辆控制部4将有效范围内的两条曲线之间设定为本车辆的行驶车道，进行与存在于行驶车道中的前方车辆或障碍物等的追尾警告的引导、脱离行驶车道的警告的引导、行驶车道的引导等。车辆控制部4将与这些引导相关的信息传递给引导装置11。引导装置11控制扬声器、显示装置、灯、振动装置等，将各引导通知给驾驶员。
1-7.流程图
接着，参照图11的流程图说明本实施方式所涉及的车道形状识别系统及车道形状识别方法的处理流程。图11的流程图的处理通过运算处理装置90执行存储在存储装置91中的软件(程序)，从而例如每隔规定的运算周期反复执行。
在步骤S1中，如上所述，标识物体检测部1检测连续配置于本车辆前方的一连串标识或物体相对于本车辆的相对位置。在本实施方式中，标识物体检测部1基于从前方监视装置9传递来的信号，检测本车辆前方存在的标识或物体，并检测标识或物体相对于本车辆的相对位置。然后，标识物体检测部1将连续配置于本车辆前方的标识或物体判定为一个集合。
接着，在步骤S2中，如上所述，近似曲线计算部2计算对一连串标识或物体的相对位置进行近似而得的曲线。在本实施方式中，近似曲线计算部2计算将本车辆的前后方向的位置X作为独立变量、将本车辆的左右方向的位置Y作为从属变量的多项式以作为曲线。在本实施方式中，将曲线设为三阶多项式。
接着，在步骤S3中，曲线有效范围判定部3判定是否计算出多条曲线，在计算出多条曲线的情况下，进入步骤S4，在没有计算出多条曲线的情况下，结束一系列的处理。在步骤S4至步骤S8中，如上所述，曲线有效范围判定部3相互比较多条曲线的形状，判定与车道形状对应的曲线及曲线的有效范围。
在本实施方式中，在步骤S4中，如上所述，作为与车道宽度对应的两条曲线的判定，曲线有效范围判定部3从多条曲线中设定两条曲线的组合，在配置有用于近似两条曲线中的每一条的一连串标识或物体的前后方向的范围在两条曲线之间重复的前后方向上的重复范围RXO内，计算两条曲线之间的左右方向的宽度W。然后，曲线有效范围判定部3在左右方向的宽度W脱离与车道宽度对应的预定的允许宽度范围RWP的情况下，判定为两条曲线不是与车道形状对应的组合，在左右方向的宽度W收敛于允许宽度范围RWP的情况下，判定为两条曲线与车道形状对应。另外，在计算出3条以上的曲线的情况下，设定有两条曲线的多个组合，针对两条曲线的每个组合，判定与车道形状是否对应。
接着，在步骤S5中，曲线有效范围判定部3在判定为存在与车道形状对应的两个曲线的组合的情况下，进入步骤S6，在判定为没有组合的情况下，结束一系列的处理。
在步骤S6中，如上所述，作为基于曲线宽度的有效范围的判定，曲线有效范围判定部3在配置有用于近似两条曲线中的每一条的一连串标识或物体的前后方向的范围在两条曲线之间重复的前后方向的重复范围RXO内，设定前后基准位置X0。然后，曲线有效范围判定部3计算前后基准位置X0处的、两条曲线之间的本车辆的左右方向Y的宽度作为基准宽度W0。曲线有效范围判定部3将在前后方向X的位置处的两条曲线之间的左右方向Y的宽度W与基准宽度W0之间的偏差的绝对值ΔW变得比宽度偏差阈值JDW小的前后方向X的范围判定为基于宽度判定的有效范围RXEW。在本实施方式中，如上所述，执行远处侧的判定和接近侧的判定。
在步骤S7中，如上所述，作为基于曲率差的有效范围的判定，曲线有效范围判定部3将两条曲线中的每一条的曲率之间的偏差的绝对值Δρ变得比曲率偏差阈值JDP小的前后方向X的范围判定为基于曲率判定的有效范围RXEP。在本实施方式中，如上所述，执行远处侧的判定和接近侧的判定。
在步骤S8中，如上所述，曲线有效范围判定部3将基于宽度判定的有效范围RXEW与基于曲率判定的有效范围RXEP的重复范围设定为最终的曲率的有效范围。
然后，在步骤S9中，如上所述，车辆控制部4基于有效范围内的曲线的信息，进行车辆的行驶控制以及向驾驶员引导车辆的行驶信息的一方或双方。
2.实施方式2
接着，对实施方式2所涉及的车道形状识别系统以及车道形状识别方法进行说明。对与上述实施方式1相同的结构部分省略说明。本实施方式所涉及的车道形状识别系统的基本结构及处理与实施方式1相同。在本实施方式中，与实施方式1不同的是在曲线有效范围判定部3中从多条曲线中判定与车道形状对应的两条曲线的处理。
与车道形状对应的曲线中，左右方向的位置Y的变化相对于前后方向的位置X的变化的倾向相互对应。因此，在检测到多个一连串标识或物体并计算出多条曲线的情况下，通过排除左右方向的变化相对于前后方向的变化的倾向不同的曲线，从而能够从多条曲线中选出与车道形状对应的两条曲线。
因此，在本实施方式中，曲线有效范围判定部3在本车辆的前后方向上设置左右偏差用的前后基准位置X0RL。曲线有效范围判定部3针对多条曲线中的每一条，计算左右偏差用的前后基准位置X0RL中的本车辆的左右方向的位置Y作为左右基准位置Y0RL。曲线有效范围判定部3针对多条曲线中的每一条，在各个前后方向的位置X处，计算曲线的左右方向的位置Y与左右基准位置Y0RL之间的偏差即左右偏差ΔY0RL。然后，当使前后方向的位置X从左右偏差用的前后基准位置X0RL开始变化时，曲线有效范围判定部3从多条曲线中去除左右偏差ΔY0RL与多条曲线的左右偏差ΔY0RL的中央值ΔY0RL_M偏离左右偏差阈值JDRL以上的曲线直到变成两条曲线为止，判定为剩余的两条曲线与车道形状对应。
根据该结构，通过在各个前后方向的位置X处计算左右基准位置Y0RL与曲线的左右方向的位置Y的左右偏差ΔY0RL，从而能够计算左右方向的变化相对于前后方向的变化的倾向。然后，通过从多条曲线中去除左右偏差ΔY0RL与多条曲线的左右偏差ΔY0RL的中央值ΔY0RL_M偏离左右偏差阈值JDRL以上的曲线，从而能够去除左右方向的变化相对于前后方向的变化的倾向不同的曲线。然后，能够选择与车道形状对应的两条曲线。
使用图12的流程图以及图13以及图14的示例，说明基于左右偏差的与车道形状对应的曲线的选择处理。图13和图14是使用毫米波雷达作为前方监视装置9的情况的示例。
在步骤S21中，如上所述，标识物体检测部1检测连续配置于本车辆前方的一连串标识或物体相对于本车辆的相对位置。在步骤S22中，如上所述，近似曲线计算部2计算对一连串标识或物体的相对位置进行近似而得的曲线。
例如，在图13所示的示例中，检测沿着本车辆的行驶车道的左侧路边以一定间隔排列的多个引导杆24作为一连串物体，检测沿着行驶车道的右侧路边以一定间隔排列的多个引导杆25作为一连串物体，并在右侧路边的多个引导杆25的右侧检测沿着车道配置的壁26作为一连串物体。
然后，计算对左侧的多个引导杆24的相对位置进行近似而得的第一曲线27，计算对右侧的多个引导杆25的相对位置进行近似而得的第二曲线28，并计算对右侧的壁26的相对位置进行近似而得的第三曲线29。
在步骤S23中，曲线有效范围判定部3判定是否计算出3条以上的曲线。曲线有效范围判定部3在判定为计算出了3条以上的曲线的情况下，前进至步骤S24，在本车辆的前后方向设定左右偏差用的前后基准位置X0RL。左右偏差用的前后基准位置X0RL可以设定在预定的前后方向的位置，也可以设定在配置有用于近似多条曲线的每一条的一连串标识或物体的前后方向的范围在多条曲线之间重复的前后方向的重复范围内(例如，最接近本车辆的最近位置)。图14的示例中，左右偏差用的前后基准位置X0RL设定在0的前后方向的位置。
然后，在步骤S25中，曲线有效范围判定部3针对多条曲线中的每一条，计算左右偏差用的前后基准位置X0RL中的左右方向的位置Y作为左右基准位置Y0RL。在图14的示例中，对第一曲线27计算第一曲线的左右基准位置Y0RL27，对第二曲线28计算第二曲线的左右基准位置Y0RL28，对第三曲线29计算第三曲线的左右基准位置Y0RL29。
在步骤S26中，曲线有效范围判定部3将前后方向的位置X从上一次值起增加步长ΔX。另外，前后方向的位置X的初始值被设定为左右偏差用的前后基准位置X0RL。
然后，在步骤S27中，对于多条曲线的每一条，曲线有效范围判定部3在步骤S26设定的前后方向的位置X处，使用曲线计算左右方向的位置Y。在图14的示例中，对第一曲线27计算第一曲线的左右方向的位置Y27，对第二曲线28计算第二曲线的左右方向的位置Y28，对第三曲线29计算第三曲线的左右方向的位置Y29。
在步骤S28，对于多条曲线中的每一条，曲线有效范围判定部3如下式所示，计算左右基准位置Y0RL与曲线的左右方向的位置Y之间的偏差即左右偏差ΔY0RL。在图14的示例中，对第一曲线27计算第一曲线的左右偏差ΔY0RL27，对第二曲线28计算第二曲线的左右偏差ΔY0RL28，对第三曲线29计算第三曲线的左右偏差ΔY0RL29。
ΔYORL＝Y-YORL···(9)
在步骤S29中，曲线有效范围判定部3计算多条曲线的左右偏差ΔY0RL的中央值ΔY0RL_M。另外，中央值是将数据按从小到大排列时位于中央的值。在图14的示例中，计算第一曲线的左右偏差ΔY0RL27、第二曲线的左右偏差ΔY0RL28和第三曲线的左右偏差ΔY0RL29的中央值ΔY0RL_M。
然后，在步骤S30中，对于多条曲线的每一条，曲线有效范围判定部3如下式所示，计算中央值ΔY0RL_M与左右偏差ΔY0RL之间的偏差的绝对值ΔYD。在图14的示例中，计算第一曲线的偏差的绝对值ΔYD、第二曲线的偏差的绝对值ΔYD以及第三曲线的偏差的绝对值ΔYD。
ΔYD＝|ΔYORL_M-ΔYORL|···(10)
在步骤S31中，对于多条曲线的每一条，曲线有效范围判定部3判定偏差的绝对值ΔYD是否比左右偏差阈值JDRL大。然后，在步骤S32中，曲线有效范围判定部3在存在比左右偏差阈值JDRL大的曲线的情况下，前进至步骤S33，从曲线候补中去除比左右偏差阈值JDRL大的曲线，在没有比左右偏差阈值JDRL大的曲线的情况下前进至步骤S26。在步骤S34中，曲线有效范围判定部3在去除后的曲线的数量为两个的情况下，结束一系列的处理，在为三个以上的情况下，前进至步骤S26。
在图14的示例中，当前后方向的位置变成XDT时，第三曲线的偏差的绝对值ΔYD变得比左右偏差阈值JDRL大，因此，第三曲线29从曲线候补中去除，第一曲线27和第二曲线28被判定为与车道形状对应的2条曲线。
另外，在左右偏差ΔY0RL与中央值ΔY0RL_M偏离左右偏差阈值JDRL以上的曲线是本车辆左侧的最后的曲线的情况、或者是本车辆右侧的最后的曲线的情况下，曲线有效范围判定部3也可以不从曲线候补中去除该曲线。判定是左侧的曲线还是右侧的曲线是通过前后方向的位置X为0时曲线的左右方向的位置Y是否在本车辆的左侧或右侧来判定。在本例中，在Y＞0的情况下判定为右侧，在Y＜0的情况下判定为左侧。
在本实施方式中，实施方式1的图11的流程图的步骤S4的处理发生变更，其他步骤的处理相同。在本实施方式中，在步骤S4中，如上所述，曲线有效范围判定部3在本车辆的前后方向上设定左右偏差用的前后基准位置X0RL，对于多条曲线的每一条，计算左右偏差用的前后基准位置X0RL处的本车辆的左右方向的位置Y作为左右基准位置Y0RL。曲线有效范围判定部3针对多条曲线的每一条，在各个前后方向的位置X处，计算曲线的左右方向的位置Y与左右基准位置Y0RL之间的偏差即左右偏差ΔY0RL。然后，当使前后方向的位置X从左右偏差用的前后基准位置X0RL开始变化时，曲线有效范围判定部3从多条曲线中去除左右偏差ΔY0RL与多条曲线的左右偏差ΔYORL的中央值ΔYORL_M偏离左右偏差阈值JDRL以上的曲线直到变成两条曲线为止，判定为剩余的两条曲线与车道形状对应。
3.实施方式3
接着，对实施方式3所涉及的车道形状识别系统以及车道形状识别方法进行说明。对与上述实施方式1相同的结构部分省略说明。本实施方式所涉及的车道形状识别系统的基本结构及处理与实施方式1相同。本实施方式中与实施方式1不同的是近似曲线计算部2的处理。
本实施方式中，近似曲线计算部2构成为在前后方向的特定范围计算三阶曲线(在本例中为三阶多项式)，在特定范围以外的前后方向的范围计算二阶曲线(在本例中为二阶多项式)。
例如，下式中示出了近似实施方式1的图4的左侧实线的白线20的情况。本实施方式中，特定范围设定为一连串的标识或物体的相对位置的前后方向X的范围(本例中，从最接近本车辆的最近位置XminL到最远离本车辆的最远距离XmaxL)。
1)X＜XminL的情况
Y＝COL+C3L×XminL3+(C1L-3×C3L×XminL2)×X+(C2L+3×C3L×XminL)×X2
2)XminL≤X≤XmaxL的情况
Y＝COL+C1L×X+C2L×X2+C3L×X3
3)XmaxL<X的情况
Y＝COL+C3L×XmaxL3+(C1L-3×C3L×XmaxL2)×X+(C2L+3×C3L×XmaxL)×X2···(11)
另外，也可以使用比三阶曲线低阶的曲线(例如，回旋曲线、圆弧等)来代替二阶曲线。
[其它实施方式]
最后，对本申请的其它实施方式进行说明。此外，下面说明的各实施方式的结构并不限于分别单独地进行应用，只要不产生矛盾，也能与其它实施方式的结构相组合来进行应用。
(1)在上述各实施方式中，近似曲线计算部2以计算多项式作为曲线的情况为例进行了说明。然而，本申请的实施方式并不限于此。即只要近似曲线计算部2能够近似一连串标识或物体的相对位置，就可以使用各种曲线来进行近似。例如，近似曲线计算部2也可以使用以起点位置、起点方位角、起点曲率、曲率变化率为参数的回旋曲线作为曲线来进行近似。
(2)在上述各实施方式中，对下述情况为例进行了说明，即：曲线有效范围判定部3使前后方向的位置X逐个增加或减小步长ΔX，在各个前后方向的位置X处计算左右方向的宽度W、宽度偏差的绝对值ΔW、曲率偏差的绝对值Δρ、左右偏差ΔY0RL等各个运算值。然而，本申请的实施方式并不限于此。即，曲线有效范围判定部3也可以使前后方向的位置X以非等间隔变化，在各个前后方向的位置X处计算各个运算值。例如，曲线有效范围判定部3也可以使前后方向的位置X变化为重复范围RXO的最近位置、重复范围RXO的最远位置以及曲线的极值，并计算各个运算值。
(3)在上述实施方式1中，曲线有效范围判定部3构成为基于重复范围RXO中的两条曲线的左右方向的宽度W，来判定两条曲线是否是与车道形状对应的组合，在实施方式2中，曲线有效范围判定部3构成为对于多条曲线的每一条，计算曲线的左右方向的位置Y与左右基准位置Y0RL之间的偏差即左右偏差ΔY0RL，从多条曲线中去除左右偏差ΔY0RL与多条曲线的左右偏差ΔY0RL的中央值ΔY0RL_M偏离左右偏差阈值JDRL以上的曲线直到变为两条曲线为止。但是，也可以组合实施方式1的曲线的选择方法和实施方式2的曲线的选择方法来执行。例如，根据实施方式1的曲线的选择方法，在选择出多个与车道形状对应的两条曲线的组合的情况下，可以根据实施方式2的曲线的选择方法，将曲线去除直到变成两条曲线为止。
(4)在上述各实施方式中，以构成为下述的情况为例进行了说明，即：曲线有效范围判定部3执行基于曲线宽度的有效范围的判定以及基于曲率差的有效范围的判定这双方，将基于宽度判定的有效范围RXEW和基于曲率判定的有效范围RXEP的重复范围设定为最终的有效范围。曲线有效范围判定部3也可以仅执行基于曲线宽度的有效范围的判定，将基于宽度判定的有效范围RXEW直接设定为最终的有效范围。或者，曲线有效范围判定部3也可以仅执行基于曲率差的有效范围的判定，将基于曲率判定的有效范围RXEP直接设定为最终的有效范围。
虽然本申请记载了各种示例性实施方式和实施例，但是在一个或多个实施方式中记载的各种特征、方式和功能不限于特定实施方式的应用，可以单独地或以各种组合来应用于实施方式。因此，可以认为未示例的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，设为包括对至少一个构成要素进行变形、追加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。
标号说明
1 标识物体检测部
2 近似曲线计算部
3 曲线有效范围判定部
4 车辆控制部
9 前方监视装置
JDP 曲率偏差阈值
JDRL 左右偏差阈值
JDW 宽度偏差阈值
RWP 允许宽度范围
RXO 重复范围
WO 基准宽度
X 前后方向
XO 前后基准位置
XORL 左右偏差用的前后基准位置
Y 左右方向
YORL 左右基准位置
ΔYORL 左右偏差
ΔYORL_M 左右偏差的中央值。

Claims (12)

1.一种车道形状识别系统，其特征在于，包括：
标识物体检测部，该标识物体检测部检测连续配置于本车辆前方的一连串标识或物体相对于所述本车辆的相对位置；
近似曲线计算部，该近似曲线计算部计算对一连串所述标识或所述物体的相对位置进行近似而得的曲线；以及
曲线有效范围判定部，该曲线有效范围判定部在计算出多条所述曲线的情况下，将多条所述曲线的形状进行相互比较，判定与车道形状对应的所述曲线以及所述曲线的有效范围，
所述曲线有效范围判定部从多条所述曲线中设定两条所述曲线的组合，在配置有用于近似两条所述曲线中的每一条的一连串所述标识或所述物体的所述本车辆的前后方向的范围在两条所述曲线之间重复的所述前后方向的重复范围内，计算两条所述曲线之间的所述本车辆的左右方向的宽度，
在所述左右方向的宽度脱离与车道宽度对应的预定的允许宽度范围的情况下，判定为两条所述曲线不是与车道形状对应的组合，在所述左右方向的宽度收敛于所述允许宽度范围的情况下，判定为两条所述曲线与车道形状对应。
2.如权利要求1所述的车道形状识别系统，其特征在于，
所述曲线有效范围判定部在所述本车辆的前后方向设定左右偏差用的前后基准位置，对多条所述曲线中的每一条计算所述左右偏差用的前后基准位置处的所述本车辆的左右方向的位置作为左右基准位置，
对多条所述曲线中的每一条计算在各个所述前后方向的位置处所述左右基准位置与所述曲线的所述左右方向的位置之间的偏差即左右偏差，
当使所述前后方向的位置从所述左右偏差用的前后基准位置变化时，从多条所述曲线中去除所述左右偏差与多条所述曲线的所述左右偏差的中央值偏离左右偏差阈值以上的曲线直到变为两条所述曲线为止，判定为剩余的两条曲线与车道形状对应。
3.如权利要求1或2所述的车道形状识别系统，其特征在于，
所述曲线有效范围判定部从多条所述曲线中设定两条所述曲线的组合，
在配置有用于近似两条所述曲线中的每一条的一连串所述标识或所述物体的所述本车辆的前后方向的范围在两条所述曲线之间重复的所述前后方向的重复范围内设定前后基准位置，计算所述前后基准位置处的两条所述曲线之间的所述本车辆的左右方向的宽度作为基准宽度，
将所述前后方向的位置处的两条所述曲线之间的所述左右方向的宽度与所述基准宽度之间的偏差的绝对值变得比宽度偏差阈值小的所述前后方向的范围判定为所述有效范围。
4.如权利要求1或2所述的车道形状识别系统，其特征在于，
所述曲线有效范围判定部从多条所述曲线中设定两条所述曲线的组合，
将两条所述曲线中的每一条的曲率之间的偏差的绝对值变得比曲率偏差阈值小的所述本车辆的前后方向的范围判定为所述有效范围。
5.如权利要求1或2所述的车道形状识别系统，其特征在于，
所述曲线有效范围判定部从多条所述曲线中设定两条所述曲线的组合，
在配置有用于近似两条所述曲线中的每一条的一连串所述标识或所述物体的所述本车辆的前后方向的范围在两条所述曲线之间重复的所述前后方向的重复范围内设定前后基准位置，计算所述前后基准位置处的两条所述曲线之间的所述本车辆的左右方向的宽度作为基准宽度，
将所述前后方向的位置处的两条所述曲线之间的所述左右方向的宽度与所述基准宽度之间的偏差的绝对值变得比宽度偏差阈值小的所述前后方向的范围设定为基于宽度判定的有效范围，
将两条所述曲线中的每一条的曲率之间的偏差的绝对值变得比曲率偏差阈值小的所述前后方向的范围判定为基于曲率判定的有效范围，
将基于所述宽度判定的有效范围与基于所述曲率判定的有效范围的重复范围判定为最终的所述有效范围。
6.如权利要求1或2所述的车道形状识别系统，其特征在于，
所述标识物体检测部基于由光学式摄像头拍摄的图像数据来检测连续配置于所述本车辆前方的一连串路面分割线的相对位置，
所述近似曲线计算部针对每一连串所述路面分割线计算所述曲线。
7.如权利要求1或2所述的车道形状识别系统，其特征在于，
所述标识物体检测部基于根据毫米波雷达所得到的物体的检测结果来检测连续配置于所述本车辆前方的一连串路边物体的相对位置，
所述近似曲线计算部针对每一连串所述路边物体计算所述曲线。
8.如权利要求1或2所述的车道形状识别系统，其特征在于，
所述标识物体检测部基于根据激光雷达所得到的物体的检测结果来检测连续配置于所述本车辆前方的一连串路边物体或路面分割线的相对位置，
所述近似曲线计算部针对每一连串所述路边物体或所述路面分割线计算所述曲线。
9.如权利要求1或2所述的车道形状识别系统，其特征在于，
所述近似曲线计算部计算将所述本车辆的前后方向的位置作为独立变量、将所述本车辆的左右方向的位置作为从属变量的多项式，以作为所述曲线。
10.如权利要求1或2所述的车道形状识别系统，其特征在于，
所述近似曲线计算部在所述本车辆的前后方向的特定范围计算三阶曲线，在所述特定范围以外的所述前后方向的范围计算二阶曲线。
11.如权利要求1或2所述的车道形状识别系统，其特征在于，
还包括车辆控制部，该车辆控制部基于所述有效范围内的所述曲线的信息，进行车辆的行驶控制和车辆的行驶信息的引导中的一方或双方。
12.一种车道形状识别方法，其特征在于，包括下述步骤：
检测连续配置于本车辆前方的一连串标识或物体相对于所述本车辆的相对位置的标识物体检测步骤；
计算对一连串所述标识或所述物体的相对位置进行近似而得的曲线的近似曲线计算步骤；以及
在计算出多条所述曲线的情况下，将多条所述曲线的形状进行相互比较，判定与车道形状对应的所述曲线以及所述曲线的有效范围的曲线有效范围判定步骤，
在所述曲线有效范围判定步骤中，从多条所述曲线中设定两条所述曲线的组合，在配置有用于近似两条所述曲线中的每一条的一连串所述标识或所述物体的所述本车辆的前后方向的范围在两条所述曲线之间重复的所述前后方向的重复范围内，计算两条所述曲线之间的所述本车辆的左右方向的宽度，
在所述左右方向的宽度脱离与车道宽度对应的预定的允许宽度范围的情况下，判定为两条所述曲线不是与车道形状对应的组合，在所述左右方向的宽度收敛于所述允许宽度范围的情况下，判定为两条所述曲线与车道形状对应。
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