JP2002352226A - 走行路検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】走行路モデルパラメータを連続して算出できる
ようにする。 【解決手段】走行路モデルパラメータとして走行車線中
央に対する自車両横変位ｙ_C をカルマンフィルタ等によ
り算出すると共に、この自車両横変位ｙ_C が所定値ｙ_C1
以下であり、走行車線両側の二本のレーンマーカーを検
出できるときには、それらのレーンマーカーで規定され
る走行車線の車線幅Ｗを用いてカルマンフィルタ等の計
算を行う。一方、前記自車両横変位ｙ_C が所定値ｙ_C1以
下ではあるものの、それより小さい所定値ｙ_C2より大き
くなったら、自車両に最も近いレーンマーカーの線幅Ｌ
を算出し、当該自車両横変位ｙ_C が所定値ｙ_C1より大き
くなったら、検出すべきレーンマーカーの数を一本と
し、そのレーンマーカーの線幅Ｌを用いてカルマンフィ
ルタ等の計算を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自車両が走行し
ている走行路の形状を検出する走行路検出装置に関し、
特に走行路の形状を走行路モデルパラメータで表すのに
好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】このような走行路検出装置として、例え
ば特開平８−５３８８号公報に記載されるものがある。
この従来の走行路検出装置では、ＣＣＤカメラなどの撮
像装置で自車両前方の走行路の状態を撮像し、その撮像
内に、自車両が走行している走行車線の両側のレーンマ
ーカーを二本検出し、そのレーンマーカーを用いて、自
車両の走行車線における横変位などの走行路モデルパラ
メータを算出する。また、車線変更等により自車両の走
行車線における横変位が大きくなり、当該走行車線の中
央から所定値以上離れたら、その離れた方向に隣接する
走行車線があると見なし、現在走行中の走行車線を挟む
二本のレーンマーカーに加えて、隣接する走行車線の向
こう側のレーンマーカーを含む三本のレーンマーカーを
検出し、それらのレーンマーカーを用いて走行路モデル
パラメータを連続して算出するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の走行路検出装置では、例えば車線変更等により自車
両が走行車線の中央から離れたら、隣接する走行車線の
レーンマーカーを含む三本のレーンマーカーを検出し、
それらのレーンマーカーを用いて走行路モデルパラメー
タを算出するようにしているものの、特に隣接する走行
車線の向こう側のレーンマーカーは、当該隣接する走行
車線を走行している他の車両等に隠れて見えない、つま
り前記撮像装置で撮像できないことがあるため、そのよ
うな場合には前記三本のレーンマーカーを用いる走行路
モデルパラメータの算出ができなくなってしまうという
問題がある。

【０００４】本発明は、上記課題を解決するため、三本
のレーンマーカーを用いることなく、車線変更等により
自車両が走行車線の中央から離れたときでも、走行路モ
デルパラメータの算出を連続して行うことができる走行
路検出装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に係る走行路検出装置は、自
車両前方の走行路を撮像する撮像手段と、前記撮像手段
で撮像された走行路にレーンマーカーを検出するための
小領域を設定するレーンマーカー検出領域設定手段と、
前記レーンマーカー検出領域設定手段で設定された検出
領域内でレーンマーカーの一部をレーンマーカー候補点
として検出するレーンマーカー検出手段と、前記レーン
マーカー検出手段で検出されたレーンマーカー候補点の
情報から、自車両前方の走行路の形状を表すための走行
路モデルパラメータを算出する走行路モデルパラメータ
算出手段と、前記走行路モデルパラメータ算出手段で算
出された走行路モデルパラメータに基づいて前記レーン
マーカー検出領域設定手段が対象とするレーンマーカー
の検出数を切替えるレーンマーカー検出数切替え手段と
を備えたことを特徴とするものである。

【０００６】また、本発明のうち請求項２に係る走行路
検出装置は、前記請求項１の発明において、前記走行路
モデルパラメータ算出手段は、前記レーンマーカー検出
数切替え手段が、自車両が走行する走行車線の両側の二
本のレーンマーカーを検出対象としたときには、当該走
行車線の車線幅を走行路モデルに用い、当該レーンマー
カー検出数切替え手段が、自車両に最も近い一本のレー
ンマーカーを検出対象としたときには、当該レーンマー
カーの線幅を走行路モデルに用いることを特徴とするも
のである。

【０００７】また、本発明のうち請求項３に係る走行路
検出装置は、前記請求項２の発明において、前記走行路
モデルパラメータ算出手段は、前記撮像手段により、自
車両が走行する走行車線の両側の二本のレーンマーカー
を撮像可能であり、当該走行車線に対して自車両が横方
向にずれて二本のレーンマーカーを撮像できなくなると
きに、前記レーンマーカーの線幅を検出することを特徴
とするものである。

【０００８】また、本発明のうち請求項４に係る走行路
検出装置は、前記請求項１乃至３の発明において、前記
走行路モデルパラメータ算出手段は、走行路モデルのパ
ラメータとして、レーンマーカーで規定される走行車線
の曲率、当該走行車線に対する自車両の横変位、当該走
行車線に対する自車両のヨー角、自車両のピッチ角、前
記撮像手段の取付け位置の地上からの高さを算出するこ
とを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明のうち請求項５に係る走行路
検出装置は、前記請求項１乃至４の発明において、前記
レーンマーカー検出数切替え手段は、自車両が走行する
走行車線に対する自車両の横変位に基づいてレーンマー
カーの検出数を切替えることを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項６に係る走行路検出装置は、
前記請求項１乃至４の発明において、前記レーンマーカ
ー検出数切替え手段は、前記撮像手段で撮像された撮像
画面上での、自車両とレーンマーカーとの傾きに基づい
てレーンマーカーの検出数を切替えることを特徴とする
ものである。

【００１０】また、本発明のうち請求項７に係る走行路
検出装置は、前記請求項１乃至４の発明において、前記
レーンマーカー検出数切替え手段は、前記自車両が走行
する走行車線に対する自車両の横変位及びヨー角に基づ
いてレーンマーカーの検出数を切替えることを特徴とす
るものである。また、本発明のうち請求項８に係る走行
路検出装置は、前記請求項１乃至７の発明において、前
記レーンマーカー検出数切替え手段は、自車両の走行速
度に基づいてレーンマーカーの検出数を切替えることを
特徴とするものである。

【００１１】また、本発明のうち請求項９に係る走行路
検出装置は、前記請求項１乃至８の発明において、前記
レーンマーカー検出数切替え手段は、自車両の操舵角に
基づいてレーンマーカーの検出数を切替えることを特徴
とするものである。また、本発明のうち請求項１０に係
る走行路検出装置は、前記請求項１乃至７の発明におい
て、前記レーンマーカー検出数切替え手段は、自車両が
レーンマーカーに到達するまでの時間に基づいてレーン
マーカーの検出数を切替えることを特徴とするものであ
る。

【００１２】

【発明の効果】而して、本発明のうち請求項１に係る走
行路検出装置によれば、撮像された走行路にレーンマー
カーを検出するための小領域を設定し、その検出領域内
でレーンマーカーの一部をレーンマーカー候補点として
検出し、そのレーンマーカー候補点の情報から、自車両
前方の走行路の形状を表すための走行路モデルパラメー
タを算出すると共に、算出された走行路モデルパラメー
タに基づいて検出対象とするレーンマーカーの検出数を
切替える構成としたため、例えば走行している走行車線
の中央に対して自車両が横方向にさほどずれていないと
きには、当該走行車線の両側の二本のレーンマーカーを
検出して車線幅を求め、その車線幅に基づいて走行路モ
デルパラメータを算出するようにし、走行している走行
車線の中央に対して自車両が横方向にずれているときに
は、ずれている方の一本のレーンマーカーを検出してそ
の線幅を求め、その線幅に基づいて走行路モデルパラメ
ータを算出するようにすれば、走行路モデルパラメータ
の算出に必要なレーンマーカーを見失うことがなく、走
行路モデルパラメータを連続して算出することができ
る。

【００１３】また、本発明のうち請求項２に係る走行路
検出装置によれば、自車両が走行する走行車線の両側の
二本のレーンマーカーを検出対象としたときには、当該
走行車線の車線幅を走行路モデルに用い、自車両に最も
近い一本のレーンマーカーを検出対象としたときには、
当該レーンマーカーの線幅を走行路モデルに用いる構成
としたため、走行モデルパラメータの算出に必要なレー
ンマーカーを見失うことがなく、走行路モデルパラメー
タを連続して算出することができる。

【００１４】また、本発明のうち請求項３に係る走行路
検出装置によれば、自車両が走行する走行車線の両側の
二本のレーンマーカーを撮像可能であり、当該走行車線
に対して自車両が横方向にずれて二本のレーンマーカー
を撮像できなくなるときに、前記レーンマーカーの線幅
を検出する構成としたため、走行している走行車線の中
央に対して自車両が横方向にずれようとするとき、当該
走行車線の両側の二本のレーンマーカーが路面となす少
なくとも三つの境界に基づいて、当該自車両がずれよう
とする側のレーンマーカーの線幅を正確に検出すること
ができ、これにより一本のレーンマーカーの線幅を用い
て走行モデルパラメータを算出することが可能となる。

【００１５】また、本発明のうち請求項４に係る走行路
検出装置によれば、レーンマーカーで規定される走行車
線の曲率、当該走行車線に対する自車両の横変位、当該
走行車線に対する自車両のヨー角、自車両のピッチ角、
前記撮像手段の取付け位置の地上からの高さを算出する
構成としたため、これらの走行路モデルパラメータを用
いて、走行している走行車線の中央に対して自車両が横
方向にずれている若しくはずれようとしていることを検
出することができる。

【００１６】また、本発明のうち請求項５に係る走行路
検出装置によれば、自車両が走行する走行車線に対する
自車両の横変位に基づいてレーンマーカーの検出数を切
替える構成としたため、レーンマーカーの検出数の切替
えを適切なタイミングで行うことができる。また、本発
明のうち請求項６に係る走行路検出装置によれば、撮像
された撮像画面上での、自車両とレーンマーカーとの傾
きに基づいてレーンマーカーの検出数を切替える構成と
したため、レーンマーカーの検出数の切替えを適切なタ
イミングで行うことができる。

【００１７】また、本発明のうち請求項７に係る走行路
検出装置によれば、自車両が走行する走行車線に対する
自車両の横変位及びヨー角に基づいてレーンマーカーの
検出数を切替える構成としたため、レーンマーカーの検
出数の切替えを適切なタイミングで行うことができる。
また、本発明のうち請求項８に係る走行路検出装置によ
れば、自車両の走行速度に基づいてレーンマーカーの検
出数を切替える構成としたため、レーンマーカーの検出
数の切替えを、自車両の走行状態に応じた適切なタイミ
ングで行うことができる。

【００１８】また、本発明のうち請求項９に係る走行路
検出装置によれば、自車両の操舵角に基づいてレーンマ
ーカーの検出数を切替える構成としたため、レーンマー
カーの検出数の切替えを、自車両の走行状態に応じた適
切なタイミングで行うことができる。また、本発明のう
ち請求項１０に係る走行路検出装置によれば、自車両が
レーンマーカーに到達するまでの時間に基づいてレーン
マーカーの検出数を切替える構成としたため、レーンマ
ーカーの検出数の切替えを、自車両の走行状態に応じた
適切なタイミングで行うことができる。

【００１９】

【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は本発明の走行路検出装置の
第１実施形態を示すシステム構成図である。この実施形
態の走行路検出装置は、撮像部１、前処理部２、レーン
マーカー検出領域設定部３、レーンマーカー検出部４、
走行路モデルパラメータ算出部５、処理結果出力部６、
レーンマーカー検出数切替え判定部７、レーンマーカー
検出数切替え部８を備えている。このうち、前記撮像部
１は、ＣＣＤカメラやカメラコントローラ等から構成さ
れ、自車両の前方の状態を撮像するものである。また、
前記前処理部２は、前記撮像部１で撮像された自車両前
方の画像に対し、レーンマーカーのエッジ、即ちレーン
マーカーと路面との境界を明瞭にするフィルタ処理を施
すものである。また、前記レーンマーカー検出領域設定
部３は、後述するレーンマーカー検出数切替え部８で設
定されたレーンマーカー検出数に応じ、前記前処理部２
でフィルタ処理された自車両前方の撮像情報に、レーン
マーカーを検出するための小領域を設定するものであ
る。

【００２０】また、前記レーンマーカー検出部４は、前
記レーンマーカー検出領域設定部３で設定された各検出
小領域の中から、最もレーンマーカーらしいレーンマー
カーの一部を抽出し、それをレーンマーカー候補点とし
て検出するものである。また、前記走行路モデルパラメ
ータ算出部５は、後述するレーンマーカー検出数切替え
部８で切替え設定されるレーンマーカー検出数に応じ、
前記レーンマーカー検出部４で検出されたレーンマーカ
ー候補点の撮像画像における位置情報から、レーンマー
カーで規定される走行車線の曲率ρ、当該走行車線に対
する自車両の横変位ｙ_C 、当該走行車線に対する自車両
のヨー角φ、自車両のピッチ角η、前記撮像部１のＣＣ
Ｄカメラの取付け位置の地上からの高さｈ等を走行路モ
デルパラメータとして算出するものである。また、前記
処理結果出力部６は、前記走行路モデルパラメータ算出
部５で叉出された走行路モデルパラメータを、例えばデ
ィスプレイやスピーカ、或いはその他の制御装置に向け
て出力するものである。

【００２１】また、前記レーンマーカー検出数切替え判
定部７は、前記走行路モデルパラメータ算出部５で算出
された走行路モデルパラメータを用いて、レーンマーカ
ーの検出数を切替えるか否か判定するものである。ま
た、前記レーンマーカー検出数切替え部８は、前記レー
ンマーカー検出数切替え判定部７で判定されたレーンマ
ーカー検出数の判定結果に応じて、レーンマーカーの検
出数を切替え設定するものである。

【００２２】これらの装置構成は、前記撮像部１のＣＣ
Ｄカメラ等を除き、実質的には演算処理によって構成さ
れている。そこで、まず撮像部１で撮像された自車両前
方の状況から、走行路モデルパラメータを算出する原理
について説明する。まず、走行路上の空間座標系につい
て、例えば本実施形態では、前記ＣＣＤカメラの撮像レ
ンズの中心を原点とし、車両前方に向かって水平方向右
方から左方にＸ軸、車両の高さ方向上方にＹ軸、車両前
方にＺ軸をとる直交三次元座標系を設定する。一方、撮
像画面上の平面座標系は、ＮＴＳＣ等のテレビジョン通
信方式の画面走査方向に従って、画面左上を原点とし、
水平方向左方から右方にｘ軸、垂直方向上方から下方に
ｙ軸をとる直交二次元座標系を設定する。ここで、簡略
化のために、前記撮像画面上の平面座標系の原点が、走
行路上の空間座標系のＺ軸上にあるとすると、走行路上
空間座標系から撮像画面上平面座標系への座標変換は下
記１式及び２式で行われる。

【００２３】

【数１】

【００２４】次に、走行路の平面構造は、一般に直線と
曲率一定の曲線、及びこれらを滑らかに結ぶための曲率
変化率一定のクロソイド曲線で定義されるが、自車両前
方の数十ｍ区間は曲率一定の曲線路又は直線路と見なせ
る。そこで、走行車線を規定するレーンマーカーの形状
を、図３ａに従って下記３式のように定式化した。ま
た、同様に、縦断構造についてはほぼ一定勾配と見なせ
るので、図３ｂに従って下記４式のように定式化した。

【００２５】

【数２】

【００２６】前記１式〜４式より、Ｘ、Ｙ、Ｚを消去す
ると、下記５式〜１０式が得られる。

【００２７】

【数３】

【００２８】なお、式中のｃ₀ 、ｄ₀ は、前記図２にお
いて、平面座標系の原点を空間座標系のＺ軸上であると
しているのに対して、実際の平面座標系の原点は撮像画
像の左上としているため、両者のずれを補正するための
値である。このように、車線幅Ｗを既知とし、撮像され
た自車両前方のレーンマーカー候補点（レーンマーカー
の代表的な一点）の座標情報が満たす前記５式のパラメ
ータａ〜ｅを求めることにより、走行路曲率ρ、自車両
のピッチ角η、ヨー角φ、自車両の横変位ｙ_C 、ＣＣＤ
カメラの地上高ｈ等の走行路モデルパラメータを算出す
ることができる。また、このときは、走行路モデル式中
に車線幅Ｗを用いているので、自車両が走行している走
行車線の両側のレーンマーカーを二本検出する必要があ
る。即ち、前記レーンマーカー検出数切替え部８で切替
え設定されるレーンマーカー検出数は二本である。

【００２９】このように素行車線の車線幅Ｗを用いて前
述した各種の走行路モデルパラメータを算出するため
に、本実施形態では、例えば拡張カルマンフィルタを用
いる。前記１式〜４式から、下記１１式が得られる。こ
れは拡張カルマンフィルタを構成する際の出力方程式と
して用いられ、走行路曲率と車両状態量から撮像画像平
面上に定義したｙ座標値におけるｘ座標値を算出するも
のである。

【００３０】

【数４】

【００３１】ここで、拡張カルマンフィルタによる推定
状態量を、前記走行路曲率ρ、自車両のピッチ角η、ヨ
ー角φ、横変位ｙ_C 、ＣＣＤカメラの地上高ｈとし、レ
ンズ焦点距離ｆ、車線幅Ｗを一定値とする。そして、各
推定状態量は確率的な振る舞いをするものとし、白色ガ
ウス雑音νによって駆動される離散系のランダムウォー
クモデルとして定義すると、状態方程式は下記１２式で
表れる。

【００３２】

【数５】

【００３３】前記１２式で表れる状態方程式と、前記１
１式で表れる出力方程式を下記１３式及び１４式のよう
に簡略化して表記すると、前記拡張カルマンフィルタは
下記１５〜１８式で構成される。

【００３４】

【数６】

【００３５】以上が、拡張カルマンフィルタを構成する
出力方程式に、車線幅Ｗを用いた場合の説明であるが、
この車線幅Ｗに代えて、レーンマーカーの実際の線幅Ｌ
を用いても同様の拡張カルマンフィルタを構成すること
ができる。即ち、走行路の状態として、車線幅Ｗとレー
ンマーカーの線幅Ｌとは、幅の比率が異なるだけで、自
車両前方の雪像画像の中では同様に変化するのである。
図４は、走行中の走行車線の中で、自車両が走行車線の
中央から何れかのレーンマーカー方向（図では右方）に
ずれた状態で撮像した自車両前方の撮像画像である。こ
のように自車両が走行車線の中央から横方向にずれる
と、ずれてゆく方向のレーンマーカーはより明瞭に検出
できるが、走行車線を挟む反対側のレーンマーカーは次
第に検出しにくくなる。そのため、前記従来技術では、
ずれてゆく方向の隣の走行車線のレーンマーカーを検出
しようとするのであるが、そのレーンマーカーは当該隣
の走行車線を走行している車両などによって検出できな
い恐れがある。そこで、本実施形態では、このように自
車両が走行車線の中央から横方向にずれていったら、そ
のずれていった方向の、つまり自車両に最も近いレーン
マーカーの線幅Ｌを用いて拡張カルマンフィルタを構成
する。具体的には、自車両が走行している走行車線を規
定する二本のレーンマーカーの内側の境界、図４に示す
、を検出し、その走行車線内で自車両がずれていっ
た方向の、自車両に最も近いレーンマーカー自身を規定
する境界、図４に示す、を検出する。そして、前記
境界、の検出結果から得られる走行路モデルパラメ
ータより、下記１９式の線幅Ｌ以外の値を代入し、次い
で、の検出結果から線幅Ｌを算出する。線幅Ｌの算
出には、前記カルマンフィルタや最小二乗法等の方法を
用いればよい。

【００３６】

【数７】

【００３７】次に、前記図１の構成要素を構成する演算
処理を、図５のフローチャートに従って説明する。この
演算処理は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置内
で、例えば１０msec. 程度に設定された所定のサンプリ
ング時間ΔＴ毎に、タイマ割込として実行される。ま
た、演算処理で用いられるレーンマーカー検出数Ｎ_L の
初期値は二本（Ｎ_L ＝２）である。

【００３８】この演算処理では、まずステップＳ１で前
記撮像部１で撮像された自車両前方の撮像画像を読込
む。次にステップＳ２に移行して、前記ステップＳ１で
読込んだ自車両前方の撮像画像から、レーンマーカーを
検出するための前処理を行う。具体的には、例えばＳob
elフィルタによる一次空間微分によって、レーンマーカ
ーと路面との境界、つまりエッジを強調する。本実施形
態では、レーンマーカーの検出には、この境界を検出対
象とする。なお、エッジ強調フィルタ処理は、前記に限
定されるものではなく、またレーンマーカーの検出対象
も、前記に限定されるものではない。

【００３９】次にステップＳ３に移行して、前記ステッ
プＳ２でエッジ強調フィルタ処理を施された自車両前方
の撮像画像中に、レーンマーカーを検出するための小領
域を設定する。この実施形態では、後述のように二本の
レーンマーカー、具体的には走行している走行車線を規
定する二本のレーンマーカーを検出する場合と、一本の
レーンマーカー、具体的には自車両に最も近いレーンマ
ーカーを検出する場合とがあるので、例えば二本のレー
ンマーカーを検出する場合（レーンマーカー検出数Ｎ_L
＝２）には図６ａのようにレーンマーカー検出小領域を
設定し、一本のレーンマーカーを検出する場合（レーン
マーカー検出数Ｎ_L ＝１）には図６ｂのようにレーンマ
ーカー検出領域を設定する。このレーンマーカー検出数
Ｎ_L は、前回の演算処理のサンプリング時刻に更新記憶
されているか、若しくは初期設定されたものを用いる。

【００４０】次にステップＳ４に移行して、前記ステッ
プＳ３で設定されたレーンマーカー検出小領域内におい
て、レーンマーカーを検出する。具体的には、図７に示
すように、各レーンマーカー検出小領域内において、最
もレーンマーカーと路面との境界らしい直線を検出し、
その直線上の一点をレーンマーカー候補点として検出す
る。図７の例では、直線検出結果の最上点をレーンマー
カー候補点として検出している。

【００４１】次にステップＳ５に移行して、前記ステッ
プＳ４で検出されたレーンマーカー候補点の位置情報を
用いて、前記１１式〜１８式の拡張カルマンフィルタか
ら、例えば走行車線中央に対する自車両の横変位ｙ_C 等
の走行路モデルパラメータを算出する。次にステップＳ
６に移行して、現在設定されているレーンマーカー検出
数Ｎ_Lが二本であるか否かを判定し、当該レーンマーカ
ー検出数Ｎ_L が二本である場合にはステップＳ７に移行
し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。

【００４２】前記ステップＳ７では、前記ステップＳ５
の拡張カルマンフィルタで求められた走行路モデルパラ
メータのうち、走行車線中央に対する自車両横変位ｙ_C
が、例えば図８に示すように予め設定された比較的大き
い所定値ｙ_C1以下であるか否かを判定し、当該自車両横
変位ｙ_C が所定値ｙ_C1以下である場合にはステップＳ９
に移行し、そうでない場合にはステップＳ１０に移行す
る。

【００４３】前記ステップＳ９では、前記ステップＳ５
の拡張カルマンフィルタで求められた走行路モデルパラ
メータのうち、走行車線中央に対する自車両横変位ｙ_C
が、例えば図８に示すように予め設定された比較的小さ
い所定値ｙ_C2（ｙ_C2＜ｙ_C1）以下であるか否かを判定
し、当該自車両横変位ｙ_C が所定値ｙ_C2以下である場合
にはメインプログラムに復帰し、そうでない場合にはス
テップＳ１１に移行する。

【００４４】前記ステップＳ１１では、前記１９式を用
いて、自車両に最も近いレーンマーカーの線幅Ｌを検出
してからメインプログラムに復帰する。また、前記ステ
ップＳ１０では、レーンマーカー検出数Ｎ_L を一本に設
定してからメインプログラムに復帰する。一方、前記ス
テップＳ８では、前記ステップＳ７と同様に、前記ステ
ップＳ５の拡張カルマンフィルタで求められた走行路モ
デルパラメータのうち、走行車線中央に対する自車両横
変位ｙ_C が前記所定値ｙ_C1以下であるか否かを判定し、
当該自車両横変位ｙ_C が所定値ｙ_C1以下である場合には
メインプログラムに復帰し、そうでない場合にはステッ
プＳ１２に移行する。

【００４５】そして、前記ステップＳ１２では、レーン
マーカー検出数Ｎ_L を二本に設定してからメインプログ
ラムに復帰する。このように、本実施形態では、カルマ
ンフィルタ等により推定状態量として求めた走行車線中
央に対する自車両横変位ｙ_C が所定値ｙ_C1以下であると
き、つまり撮像部１で、走行中の走行車線の両側のレー
ンマーカーを検出できるときには、レーンマーカー検出
数Ｎ_L を二本に設定し、当該走行車線の両側の二本のレ
ーンマーカーで規定される走行車線の車線幅Ｗを用いて
カルマンフィルタ等により走行路モデルパラメータを算
出する。一方、同じくカルマンフィルタ等により推定状
態量として求めた走行車線中央に対する自車両横変位ｙ
_C が所定値ｙ_C1以下でないとき、つまり撮像部１で、走
行中の走行車線の両側のレーンマーカーを検出できな
い、若しくは検出しにくいときには、レーンマーカー検
出数Ｎ_L を一本に設定し、自車両に最も近い一本のレー
ンマーカーの線幅Ｌを用いてカルマンフィルタ等により
走行路モデルパラメータを算出する。

【００４６】一般に、車両は、二本のレーンマーカーで
規定される走行車線内を定常的に走行しており、走行車
線の中央に対する自車両横変位が大きくなり、撮像部１
で、走行車線両側のレーンマーカーを検出できない、若
しくは検出しにくいというのは、車線変更等によって、
自車両を横方向に移動させる過渡的な状況であると考え
られる。そこで、初期設定として、検出すべきレーンマ
ーカー検出数Ｎ_L は二本に設定する。運転者に車線変更
の意思がなく、そのまま走行車線に沿って走行し続けれ
ば、自車両横変位ｙ_C は前記比較的大きな所定値ｙ_C1以
下であり、且つ前記比較的小さな所定値ｙ_C2以下でもあ
ろうから、前記図５の演算処理ではステップＳ７からス
テップ９を経てメインプログラムに復帰してしまい、結
果的にレーンマーカー検出数Ｎ_L は二本のままである。
従って、この間は、常に自車両が走行する走行車線の両
側のレーンマーカーを二本検出し、それらによって得ら
れる車線幅Ｗを用いてカルマンフィルタ等により各走行
路モデルパラメータを算出する。

【００４７】これに対し、例えば運転者が車線変更を行
おうと試み、前記カルマンフィルタ等により算出される
自車両横変位ｙ_C が、前記比較的小さな所定値ｙ_C2より
大きくなると（未だ、比較的大きな所定値ｙ_C1以下であ
るとする）、図５の演算処理ではステップＳ９からステ
ップＳ１１に移行し、ここで自車両に最も近いレーンマ
ーカー、即ち自車両が横方向にずれていこうとする側の
レーンマーカーの線幅Ｌを検出する。但し、この場合に
は、前述のように自車両が走行している走行車線の両側
のレーンマーカーは検出可能であるので、未だレーンマ
ーカー検出数Ｎ _L は二本のままとし、前述と同様に、そ
れらによって得られる車線幅Ｗを用いてカルマンフィル
タ等により各走行路モデルパラメータを算出する。つま
り、この状態は、前記撮像部１によって自車両が走行し
ている走行車線の両側の二本のレーンマーカーを検出す
ることは可能であるが、これ以上、自車両が横方向にず
れると、それら二本のレーンマーカーを検出できなくな
る又は検出しにくくなるという状態である。

【００４８】そして、更に自車両横変位ｙ_C が大きくな
り、前記比較的大きな所定値ｙ_C1より大きくなると、図
５の演算処理のステップＳ７からステップＳ１０に移行
し、レーンマーカー検出数Ｎ_L は一本に切替えられる。
従って、これ以後、前記ステップＳ５のカルマンフィル
タは、前記ステップＳ１１で検出したレーンマーカーの
線幅Ｌを用いて、各走行路モデルパラメータを算出す
る。これに対し、例えば車線変更が終了し、隣接してい
た走行車線の中央に対する自車両横変位ｙ_C が前記比較
的大きな所定値ｙ_C1以下となると、図５の演算処理のス
テップＳ８からステップＳ１２に移行し、レーンマーカ
ー検出数Ｎ_L は二本に切り替えられるので、これ以後、
前記ステップＳ５のカルマンフィルタは、前述のように
走行している走行車線の車線幅Ｗを用いて、各走行路モ
デルパラメータを算出する。

【００４９】このように、本実施形態の走行路検出装置
では、走行車線に対する自車両の横方向への位置によっ
てレーンマーカー検出数Ｎ_L を切替え、それが二本であ
るときには、走行車線の車線幅Ｗを用いて、カルマンフ
ィルタ等により各走行路モデルパラメータを算出し、一
本であるときには、レーンマーカーの線幅Ｌを用いて同
様に各走行路モデルパラメータを算出することができる
ので、車線変更などによる走行状態の変化に関わらず、
各走行路モデルパラメータを算出し続けることができ
る。また、前記撮像部１によって自車両が走行している
走行車線の両側の二本のレーンマーカーを検出すること
は可能であるが、これ以上、自車両が横方向にずれる
と、それら二本のレーンマーカーを検出できなくなる又
は検出しにくくなるというときに、自車両に最も近いレ
ーンマーカーの線幅Ｌを正確に検出することができるの
で、その後、一本のレーンマーカーしか検出できなくな
ったときには、その線幅Ｌを用いて、カルマンフィルタ
等により各走行路パラメータを正確に算出することがで
きる。また、自車両が走行する走行車線に対する自車両
横変位ｙ_C に基づいてレーンマーカー検出数Ｎ_L を切替
えることにより、レーンマーカー検出数の切替えを適切
なタイミングで行うことができる。

【００５０】なお、前記自車両横変位ｙ_C に代えて、前
記６式及び１０式で得られる、撮像された撮像画面上で
の、自車両とレーンマーカーとの傾きに基づいてレーン
マーカーの検出数を切替えるようにしてもよく、その場
合にも、前記と同様にレーンマーカー検出数の切替えを
適切なタイミングで行うことができる。更に、前記自車
両横変位ｙ_C に加え、自車両が走行している走行車線に
対するヨー角φを用い、例えば図９に示すように、自車
両前方Ｎｍの点が走行車線中央からどれだけ変位してい
るかに基づいて、レーンマーカの検出数を切替えるよう
にしてもよく、その場合にも、前記と同様にレーンマー
カー検出数の切替えを適切なタイミングで行うことがで
きる。

【００５１】次に、本発明の走行路検出装置の第２実施
形態について説明する。この実施形態の走行路検出装置
は、装置概要が、前記図１のものから図１０のものに変
更されている。この図１０の装置構成は、前記第１実施
形態の図１のものに類似しており、同等の構成要素も多
い。そこで、同等の構成要素には同等の符号を付して説
明を省略する。この図１０の装置構成では、図１のもの
に、車両状態量検出部９を付加し、この車両状態量検出
部９で検出された自車両状態量をレーンマーカー検出数
切替え判定部７で読込んでレーンマーカー検出数切替え
の判定を行う。前記車両状態量検出部９では、具体的に
自車両の走行速度Ｖ及び操舵角θを検出する。

【００５２】次に、前記図１０の装置構成を構成するた
めの演算処理について図１１のフローチャートを用いて
説明する。この演算処理も、前記第１実施形態の図５の
演算処理と同様にマイクロコンピュータ等の演算処理装
置内で、例えば１０msec. 程度に設定された所定のサン
プリング時間ΔＴ毎に、タイマ割込として実行される。

【００５３】この演算処理では、まずステップＳ２１
で、前記第１実施形態と同様に、前記撮像部１で撮像さ
れた自車両前方の撮像画像を読込む。次にステップＳ２
２に移行して、前記第１実施形態と同様に、前記ステッ
プＳ２１で読込んだ自車両前方の撮像画像から、レーン
マーカーを検出するための前処理、つまりエッジ強調フ
ィルタ処理を行う。

【００５４】次にステップＳ２３に移行して、前記第１
実施形態と同様に、前記ステップＳ２２でエッジ強調フ
ィルタ処理を施された自車両前方の撮像画像中に、レー
ンマーカーを検出するための小領域を設定する。次にス
テップＳ２４に移行して、前記第１実施形態と同様に、
前記ステップＳ２３で設定されたレーンマーカー検出小
領域内において、レーンマーカーを検出する。

【００５５】次にステップＳ２５に移行して、前記第１
実施形態と同様に、前記ステップＳ２４で検出されたレ
ーンマーカー候補点の位置情報を用いて、前記１１式〜
１８式の拡張カルマンフィルタから、例えば走行車線中
央に対する自車両の横変位ｙ _C 、走行車線に対するヨー
角φ等の走行路モデルパラメータを算出する。次にステ
ップＳ２６に移行して、前記車両状態量検出部９で検出
された車両状態量、具体的には自車両の走行速度Ｖ及び
操舵角θを読込む。

【００５６】次にステップＳ２７に移行して、前記ステ
ップＳ２５で算出された走行路モデルパラメータの走行
車線中央に対する自車両横変位ｙ_C 、走行車線に対する
ヨー角φ、前記ステップＳ２６で読込んだ自車両走行速
度Ｖ、操舵角θを用いて、自車両が近づきつつある、或
いはより近いレーンマーカーまでの到達時間Ｔｈを算出
する。具体的には、前記走行車線中央に対する自車両横
変位ｙ_C 及び走行車線に対するヨー角φを初期値とし、
現在の車速Ｖと現在の操舵角θが維持されたとして、近
づきつつある、或いはより近いレーンマーカーに自車両
の中心点が到達するまでの到達所要時間を算出する。

【００５７】次にステップＳ２８に移行して、前記第１
実施形態と同様に、現在設定されているレーンマーカー
検出数Ｎ_L が二本であるか否かを判定し、当該レーンマ
ーカー検出数Ｎ_L が二本である場合にはステップＳ２９
に移行し、そうでない場合にはステップＳ３０に移行す
る。前記ステップＳ２９では、前記ステップＳ２７で算
出されたレーンマーカー到達時間Ｔｈが、予め設定され
た比較的小さい所定値Ｔｈ₁ 以上であるか否かを判定
し、当該レーンマーカー到達時間Ｔｈが所定値Ｔｈ₁ 以
上である場合にはステップＳ３１に移行し、そうでない
場合にはステップＳ３２に移行する。

【００５８】前記ステップＳ３２では、前記ステップＳ
２７で算出されたレーンマーカー到達時間Ｔｈが、予め
設定された比較的大きい所定値Ｔｈ₂ （Ｔｈ₁ ＜Ｔ
ｈ₂ ）以上であるか否かを判定し、当該レーンマーカー
到達時間Ｔｈが所定値Ｔｈ₂ 以上である場合にはメイン
プログラムに復帰し、そうでない場合にはステップＳ３
３に移行する。

【００５９】前記ステップＳ３３では、前記第１実施形
態と同様に、前記１９式を用いて、自車両に最も近いレ
ーンマーカーの線幅Ｌを検出してからメインプログラム
に復帰する。また、前記ステップＳ３２では、レーンマ
ーカー検出数Ｎ_L を一本に設定してからメインプログラ
ムに復帰する。

【００６０】一方、前記ステップＳ３０では、前記ステ
ップＳ２９と同様に、前記ステップＳ２７で算出された
レーンマーカー到達時間Ｔｈが前記所定値Ｔｈ₁ 以上で
あるか否かを判定し、当該レーンマーカー到達時間Ｔｈ
が所定値Ｔｈ₁ 以上である場合にはメインプログラムに
復帰し、そうでない場合にはステップＳ３４に移行す
る。

【００６１】そして、前記ステップＳ３４では、レーン
マーカー検出数Ｎ_L を二本に設定してからメインプログ
ラムに復帰する。このように、本実施形態では、近づき
つつある或いはより近いレーンマーカーに自車両が到達
するまでの到達時間Ｔｈが所定値Ｔｈ₁ 以上であると
き、つまり走行している走行車線の両側のレーンマーカ
ーの何れよりも遠く、撮像部１で、走行中の走行車線の
両側のレーンマーカーを検出できるときには、レーンマ
ーカー検出数Ｎ_L を二本に設定し、当該走行車線の両側
の二本のレーンマーカーで規定される走行車線の車線幅
Ｗを用いてカルマンフィルタ等により走行路モデルパラ
メータを算出する。一方、同じく近づきつつある或いは
より近いレーンマーカーに自車両が到達するまでの到達
時間Ｔｈが所定値Ｔｈ₁ 以上でないとき、つまり撮像部
１で、走行中の走行車線の両側のレーンマーカーを検出
できない、若しくは検出しにくいときには、レーンマー
カー検出数Ｎ_L を一本に設定し、自車両に最も近い一本
のレーンマーカーの線幅Ｌを用いてカルマンフィルタ等
により走行路モデルパラメータを算出する。

【００６２】前記第１実施形態と同様に、通常、車両は
二本のレーンマーカーで規定される走行車線内を定常的
に走行しており、走行車線の中央に対する自車両横変位
が大きくなり、撮像部１で、走行車線両側のレーンマー
カーを検出できない、若しくは検出しにくいというの
は、車線変更等によって、自車両を横方向に移動させる
過渡的な状況であると考えられる。そこで、初期設定と
して、検出すべきレーンマーカー検出数Ｎ_L は二本に設
定する。運転者に車線変更の意思がなく、そのまま走行
車線に沿って走行し続ければ、ステップＳ２７で算出さ
れるレーンマーカー到達時間Ｔｈは前記比較的小さな所
定値Ｔｈ₁ 以上であり、且つ前記比較的大きな所定値Ｔ
ｈ₂ 以上でもあろうから、前記図１０の演算処理ではス
テップＳ２９からステップ３１を経てメインプログラム
に復帰してしまい、結果的にレーンマーカー検出数Ｎ_L
は二本のままである。従って、この間は、常に自車両が
走行する走行車線の両側のレーンマーカーを二本検出
し、それらによって得られる車線幅Ｗを用いてカルマン
フィルタ等により各走行路モデルパラメータを算出す
る。

【００６３】これに対し、例えば運転者が車線変更を行
おうと試み、前記ステップＳ２７で算出されるレーンマ
ーカー到達時間Ｔｈが、前記比較的大きな所定値Ｔｈ₂
より小さくなると（未だ、比較的小さな所定値Ｔｈ₁ 以
上であるとする）、図１０の演算処理ではステップＳ３
１からステップＳ３３に移行し、ここで自車両に最も近
いレーンマーカー、即ち自車両が横方向にずれていこう
とする側のレーンマーカーの線幅Ｌを検出する。但し、
この場合には、前述のように自車両が走行している走行
車線の両側のレーンマーカーは検出可能であるので、未
だレーンマーカー検出数Ｎ_L は二本のままとし、前記第
１実施形態と同様に、それらによって得られる車線幅Ｗ
を用いてカルマンフィルタ等により各走行路モデルパラ
メータを算出する。つまり、この状態は、前記撮像部１
によって自車両が走行している走行車線の両側の二本の
レーンマーカーを検出することは可能であるが、これ以
上、自車両が横方向にずれると、それら二本のレーンマ
ーカーを検出できなくなる又は検出しにくくなるという
状態である。

【００６４】そして、更にレーンマーカー到達時間Ｔｈ
が小さくなり、前記比較的小さな所定値Ｔｈ₁ より小さ
くなると、図１０の演算処理のステップＳ２９からステ
ップＳ３２に移行し、レーンマーカー検出数Ｎ_L は一本
に切替えられる。従って、これ以後、前記ステップＳ２
５のカルマンフィルタは、前記ステップＳ３３で検出し
たレーンマーカーの線幅Ｌを用いて、各走行路モデルパ
ラメータを算出する。これに対し、例えば車線変更が終
了し、前記ステップＳ２７で、隣接していた走行車線の
両側のレーンマーカーに到達する到達時間Ｔｈが算出さ
れるようになり、このレーンマーカー到達時間Ｔｈが前
記比較的小さな所定値Ｔｈ₁ 以上となると、図１０の演
算処理のステップＳ３０からステップＳ３４に移行し、
レーンマーカー検出数Ｎ_L は二本に切り替えられるの
で、これ以後、前記ステップＳ２５のカルマンフィルタ
は、前述のように走行している走行車線の車線幅Ｗを用
いて、各走行路モデルパラメータを算出する。

【００６５】このように、本実施形態の走行路検出装置
では、走行車線に対する自車両の横方向への位置によっ
てレーンマーカー検出数Ｎ_L を切替え、それが二本であ
るときには、走行車線の車線幅Ｗを用いて、カルマンフ
ィルタ等により各走行路モデルパラメータを算出し、一
本であるときには、レーンマーカーの線幅Ｌを用いて同
様に各走行路モデルパラメータを算出することができる
ので、車線変更などによる走行状態の変化に関わらず、
各走行路モデルパラメータを算出し続けることができ
る。また、前記撮像部１によって自車両が走行している
走行車線の両側の二本のレーンマーカーを検出すること
は可能であるが、これ以上、自車両が横方向にずれる
と、それら二本のレーンマーカーを検出できなくなる又
は検出しにくくなるというときに、自車両に最も近いレ
ーンマーカーの線幅Ｌを正確に検出することができるの
で、その後、一本のレーンマーカーしか検出できなくな
ったときには、その線幅Ｌを用いて、カルマンフィルタ
等により各走行路パラメータを正確に算出することがで
きる。また、自車両の状態量、つまり走行速度Ｖ、操舵
角θ、或いはレーンマーカー到達時間Ｔｈに基づいてレ
ーンマーカー検出数Ｎ_Lを切替えることにより、レーン
マーカー検出数の切替えを適切なタイミングで行うこと
ができる。

【００６６】なお、前記実施形態では、車線幅Ｗを固定
値として扱い、ＣＣＤカメラの地上高ｈを推定している
が、例えばＣＣＤカメラの地上高ｈを固定値とし、車線
幅Ｗを推定してもよい。また、前記実施形態では、走行
路モデルパラメータの算出にカルマンフィルタを用いた
が、他の推定装置や最小二乗法等の同定方法を用いて算
出するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走行路検出装置の第１実施形態を示す
概略構成図である。

【図２】平面座標系と空間座標系との関連を示す説明図
である。

【図３】レーンマーカーの形状及び縦断構造の定式化の
説明図である。

【図４】レーンマーカーの線幅の算出方法の説明図であ
る。

【図５】図１を構成する演算処理のフローチャートであ
る。

【図６】レーンマーカー検出小領域の説明図である。

【図７】レーンマーカー候補点の説明図である。

【図８】自車両横変位所定値の説明図である。

【図９】自車両前方の横方向へのずれの説明図である。

【図１０】本発明の走行路検出装置の第２実施形態を示
す概略構成図である。

【図１１】図１０を構成する演算処理のフローチャート
である。

【符号の説明】

１は撮像部 ２は前処理部 ３はレーンマーカー検出領域設定部 ４はレーンマーカー検出部 ５は走行路モデルパラメータ算出部 ６は処理結果出力部 ７はレーンマーカー検出数切替え判定部 ８はレーンマーカー検出数切替え部 ９は車両状態量検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 113:00 Ｂ６２Ｄ 113:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC50 DA03 DA23 DA84 DA88 DC38 DD02 EB16 EC34 GG01 5B057 AA16 BA24 BA26 CA08 CA12 CB08 CB12 CC03 CH01 CH08 DA13 DB02 DB09 DC09 5L096 AA06 BA04 CA03 CA24 DA02 FA03 FA67 FA68 FA69 FA76

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自車両前方の走行路を撮像する撮像手段
   と、前記撮像手段で撮像された走行路にレーンマーカー
   を検出するための小領域を設定するレーンマーカー検出
   領域設定手段と、前記レーンマーカー検出領域設定手段
   で設定された検出領域内でレーンマーカーの一部をレー
   ンマーカー候補点として検出するレーンマーカー検出手
   段と、前記レーンマーカー検出手段で検出されたレーン
   マーカー候補点の情報から、自車両前方の走行路の形状
   を表すための走行路モデルパラメータを算出する走行路
   モデルパラメータ算出手段と、前記走行路モデルパラメ
   ータ算出手段で算出された走行路モデルパラメータに基
   づいて前記レーンマーカー検出領域設定手段が対象とす
   るレーンマーカーの検出数を切替えるレーンマーカー検
   出数切替え手段とを備えたことを特徴とする走行路検出
   装置。
2. 【請求項２】 前記走行路モデルパラメータ算出手段
   は、前記レーンマーカー検出数切替え手段が、自車両が
   走行する走行車線の両側の二本のレーンマーカーを検出
   対象としたときには、当該走行車線の車線幅を走行路モ
   デルに用い、当該レーンマーカー検出数切替え手段が、
   自車両に最も近い一本のレーンマーカーを検出対象とし
   たときには、当該レーンマーカーの線幅を走行路モデル
   に用いることを特徴とする請求項１に記載の走行路検出
   装置。
3. 【請求項３】 前記走行路モデルパラメータ算出手段
   は、前記撮像手段により、自車両が走行する走行車線の
   両側の二本のレーンマーカーを撮像可能であり、当該走
   行車線に対して自車両が横方向にずれて二本のレーンマ
   ーカーを撮像できなくなるときに、前記レーンマーカー
   の線幅を検出することを特徴とする請求項２に記載の走
   行路検出装置。
4. 【請求項４】 前記走行路モデルパラメータ算出手段
   は、走行路モデルのパラメータとして、レーンマーカー
   で規定される走行車線の曲率、当該走行車線に対する自
   車両の横変位、当該走行車線に対する自車両のヨー角、
   自車両のピッチ角、前記撮像手段の取付け位置の地上か
   らの高さを算出することを特徴とする請求項１乃至３の
   何れかに記載の走行路検出装置。
5. 【請求項５】 前記レーンマーカー検出数切替え手段
   は、自車両が走行する走行車線に対する自車両の横変位
   に基づいてレーンマーカーの検出数を切替えることを特
   徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の走行路検出装
   置。
6. 【請求項６】 前記レーンマーカー検出数切替え手段
   は、前記撮像手段で撮像された撮像画面上での、自車両
   とレーンマーカーとの傾きに基づいてレーンマーカーの
   検出数を切替えることを特徴とする請求項１乃至４の何
   れかに記載の走行路検出装置。
7. 【請求項７】 前記レーンマーカー検出数切替え手段
   は、前記自車両が走行する走行車線に対する自車両の横
   変位及びヨー角に基づいてレーンマーカーの検出数を切
   替えることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載
   の走行路検出装置。
8. 【請求項８】 前記レーンマーカー検出数切替え手段
   は、自車両の走行速度に基づいてレーンマーカーの検出
   数を切替えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか
   に記載の走行路検出装置。
9. 【請求項９】 前記レーンマーカー検出数切替え手段
   は、自車両の操舵角に基づいてレーンマーカーの検出数
   を切替えることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに
   記載の走行路検出装置。
10. 【請求項１０】 前記レーンマーカー検出数切替え手段
    は、自車両がレーンマーカーに到達するまでの時間に基
    づいてレーンマーカーの検出数を切替えることを特徴と
    する請求項１乃至７の何れかに記載の走行路検出装置。