JP2005004442A - 走行車線判別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より正確に区画線を判別して、車両が現在走行中の車線を判別することのできる走行車線判別装置を提供する。
【解決手段】走行車線判別装置１５において、中央処理部１５３は、撮像装置１５１から得られる路面画像から、路面上の障害物がないと予め想定可能な領域を切り出して、部分画像を作成する。その後、中央処理部１５３は、作成した部分画像から部分的な区画線を抽出し、抽出した区画線に基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別し、さらに、判別された区画線の特徴に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行車線判別装置に関し、より特定的には、車両の周囲を撮像可能な撮像装置から得られる画像を使って、車両が走行中の車線を判別する走行車線判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、道路上に描かれた区画線を判別するために多くの技術が提案されている。以下、従来の走行車線判別方法の例として、特開平３−１５８９７６号公報に開示されているものについて説明する。
【０００３】
従来の走行車線判別方法では、車両に設置された撮像装置から、車両が走行している路面を表す画像が取得される。ここで、撮像装置は、路面に描かれた各区画線が地平線まで続くような画像を撮像可能に車両に取り付けられる。取得された画像は、微分され、その後エッジ画像に変換される。このようなエッジ画像に対してハフ変換が行われ、これによって、特徴点の並びに近似した直線群が得られる。このような直線群の中から、車両が現在走行している道路の幅に基づいて、区画線に対応する複数の直線が選定される。このようにして選定された複数の直線の位置関係が判別され、その結果、区画線の種類、つまり実線か破線かが特定される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−１５８９７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の走行車線判別方法で正しく区画線を判別するには、区画線が地平線まで続くような画像を撮像装置から得ることが要求されるため、区画線上に障害物（典型的には、他の車両）が乗っているような画像からは、区画線を正しく判別することが難しいという問題点があった。
【０００６】
それ故に、本発明は、より正確に区画線を判別して、車両が現在走行中の車線を判別可能な走行車線判別装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の走行車線判別装置は、車両が走行する道路の路面を表す路面画像を生成する少なくとも１台の撮像装置と接続可能であって、撮像装置から路面画像を取得する画像取得部と、画像取得部で取得された路面画像から、路面上の障害物がないと予め想定可能な領域を切り出して、部分画像を作成する部分画像作成部と、部分画像作成部により作成された部分画像に含まれる部分的な区画線を抽出する区画線抽出部と、区画線抽出部で抽出された部分的な区画線に基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する区画線判別部と、区画線判別部で判別された区画線の特徴に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する走行車線判別部とを備える。
【０００８】
この構成により、走行車線判別装置は、区画線上に障害物が乗っていないと想定可能な部分画像から、区画線の特徴を判別するので、障害物の存在に起因する区画線の誤判別を低減する。これによって、より正確に区画線を判別して、車両が現在走行中の車線を判別することができる。
【０００９】
また、本発明の走行車線判別装置において、撮像装置は少なくとも、車両の前端部分及び後端部分のいずれかに設置される。また、部分画像作成部は、画像取得部で取得された路面画像から、車両の前端及び後端のいずれかから、車両の前進方向及び後退方向のいずれかに、予め定められた距離だけ離れた位置までに含まれる領域を切り出して、部分画像を作成する。
この構成により、走行車線判別装置は、路面上において車両の左右両方向に描かれる区画線を含む路面画像を取得することができる。
【００１０】
また、本発明の走行車線判別装置において、撮像装置は、少なくとも車両の左右両側に１台ずつ、左側撮像装置及び右側撮像装置として設置される。また、画像取得部は、左側撮像装置及び右側撮像装置から左側路面画像及び右側路面画像を取得する。部分画像作成部は、画像取得部からの左側路面画像及び右側路面画像から、車両の左側面及び右側面から車両の左方向及び右方向に予め定められた距離だけ離れた位置までに含まれる領域を切り出して、左側部分画像及び右側部分画像を作成する。さらに、区画線抽出部は、部分画像作成部により作成された左側部分画像及び右側部分画像のそれぞれから、部分的な区画線を抽出する。
この構成により、走行車線判別装置は、路面上において車両の左右両方向に描かれる区画線を含む路面画像を取得することができる。
【００１１】
また、本発明の走行車線判別装置において、画像取得部は、予め定められた時間間隔で、又は、車両が予め定められた距離を進む毎に、撮像装置から路面画像を取得して、部分画像作成部に渡す。区画線抽出部は、部分画像作成部から部分画像を受け取る度に、受け取った部分画像から、部分的な区画線を抽出する。走行車線判別装置はさらに、部分画像作成部で基準となる部分画像が作成された時からの車両の移動距離が予め定められた基準値に到達したか否かを判断する移動距離判断部を備える。区画線判別部は、移動距離判断部で基準値に到達していると判断された場合に、区画線抽出部で抽出された部分的な区画線それぞれに基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する。
【００１２】
この構成により、走行車線判別装置は、複数の路面画像を撮像装置から取得する。ここで、車両は走行するので、複数の路面画像は互いに異なる路面の様子を表す。そのため、走行車線判別装置は、従来のように１つの路面画像から区画線を判別する必要がなくなり、各路面画像から部分画像を切り出したとしても、複数の部分画像全体から、確実に区画線を抽出し、判別することができる。
【００１３】
また、本発明の走行車線判別装置において、画像取得部は、各区画線に関する命令に従って定められる時間間隔で、又は、各区画線に関する命令に従って定められる距離を車両が進む毎に、撮像装置から路面画像を取得して、部分画像作成部に渡す。
この構成により、予め定められている各区画線の形状に応じて、適切な時間間隔及び距離を定めることが可能となる。その結果、走行車線判別装置は、必要最低限の路面画像から、部分画像を作成し、正しく区画線を判別することができる。
【００１４】
また、本発明の走行車線判別装置において、区画線判別部は、区画線抽出部で抽出された部分的な区画線に基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の線種又は線幅を判別する。さらに、走行車線判別部は、区画線判別部で判別された区画線の線種又は線幅に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する。
この構成により、走行車線判別装置は、予め形状が決まっている区画線を確実に判別して、車両が現在走行中の車線を判別することができる。
【００１５】
また、本発明の走行車線判別装置は、区画線判別部において、いずれかの区画線が破線で描かれている場合に、破線の空白部分の距離を算出して、算出した距離に基づいて、車両が現在走行中の道路種別を判別する道路種別判別部をさらに備える。
この構成により、互いに異なる種別の道路が近接して存在する場合であっても、車両がいずれの道路を走行しているかを確実に判別できる。
【００１６】
また、本発明の走行車線判別装置において、走行車線判別部は、車両の走行車線が、左端車線、右側車線及びそれら以外の車線のいずれかであることを判別する。
この構成により、走行車線判別装置は、車両が現在走行中の車線をより詳しく判別することができる。
【００１７】
また、本発明の走行車線判別装置は、車両が左端車線又は右端車線から逸脱したことを警報する車線逸脱警報部をさらに備える。
この構成により、走行車線判別装置は、ユーザに道路から逸脱することを警報することができる。
【００１８】
また、本発明の走行車線判別装置は、車両のナビゲーション処理を行うナビゲーション部と協働する。ここで、ナビゲーション部は、交差点の構成を表す交差点構成情報を少なくとも含む地図データを格納する記憶装置と通信可能に構成されており、走行車線判別部で判別された車両の走行車線と、記憶装置に格納されている交差点構成情報とを使って、車両の走行車線が、交差点における右折車線、左折車線及びそれら以外の車線のいずれかであることを判別する。
この構成により、ナビゲーション部は、交差点における車両の走行車線を具体的かつ正確に判別することが可能になる。
【００１９】
また、本発明の走行車線判別装置について、ナビゲーション部はさらに、交差点における右折車線、左折車線及びそれら以外の車線へ車両が進入する前に走行車線判別部で判別された車両の走行車線と、記憶装置に格納されている交差点構成情報とを使って、車両の走行車線が、交差点における右折車線、左折車線及びそれら以外の車線のいずれかであることを判別する。
この構成により、ナビゲーション部は、交差点への進入前に走行車線により、交差点における車両の走行車線を具体的かつ正確に判別することができる。
【００２０】
また、本発明の走行車線判別装置は、車両のナビゲーション処理を行うナビゲーション部と協働する。ここで、ナビゲーション部は、道路網を表す地図データを格納する記憶装置と通信可能に構成されており、走行車線判別部で判別された車両の走行車線と、記憶装置に格納されている地図データとを使って、道路における分岐点を通過直後の車両の走行道路を判別する。
この構成により、ナビゲーション部は、分岐点通過直後における車両の走行車線を正確に判別することが可能になる。
【００２１】
また、本発明の走行車線判別装置は、車両のナビゲーションを行うナビゲーション部と協働する。ここで、ナビゲーション部は、道路網を表す地図データを格納する記憶装置と通信可能に構成されており、記憶装置に格納される地図データを使って、予め定められた方法で取得した開始点から終了点への経路を探索して、探索された経路に従って、車両を誘導・案内する。また、ナビゲーション部は、走行車線判別部で判別された車両の走行車線を参照して、探索された経路に沿った正しい走行車線を車両が走行しているか否かを判断する。その結果、正しい走行車線を車両が走行していないと判断した場合、ナビゲーション部は、探索された経路から外れていることを表すテキスト、画像又は合成音声を作成する。
【００２２】
この構成により、探索された経路から車両が外れようとした時に、ナビゲーション部は、ユーザに誤りを警報して、経路から外れることを防止することができる。
【００２３】
また、本発明の走行車線判別装置について、ナビゲーション部は、正しい走行車線を車両が走行していないと判断した場合には、車両の現在位置から、終了点への経路を再度探索する。
この構成により、ナビゲーション部は、自動的に新しい経路を探索して、いちはやくユーザを誘導・案内することができる。
【００２４】
また、本発明の走行車線判別装置について、ナビゲーション部は、探索された経路上の交差点又は分岐点に進入する際に正しい走行車線を車両が走行していると判断した場合には、探索された経路において、これから車両が進入する交差点又は分岐点よりも終了点側の部分を表す情報を作成する。
この構成により、ナビゲーション部は、ユーザにいちはやく先の経路の情報を提供することができる。
【００２５】
また、本発明の他の走行車線判別装置は、車両が走行する道路の路面を表す路面画像を生成する少なくとも１台の撮像装置と接続可能であって、撮像装置から路面画像を取得する画像取得部と、画像取得部から路面画像を受け取る度に、受け取った路面画像から部分的な区画線を抽出する区画線抽出部と、画像取得部で基準となる路面画像が取得された時からの車両の移動距離が予め定められた基準値に到達したか否かを判断する移動距離判断部と、移動距離判断部で基準値に達していると判断された場合に、区画線抽出部で抽出された部分的な区画線それぞれに基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する区画線判別部と、区画線判別部で判別された区画線の特徴に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する走行車線判別部とを備える。
【００２６】
この構成により、走行車線判別装置は、複数の路面画像を撮像装置から取得する。ここで、車両は走行するので、複数の路面画像は互いに異なる路面の様子を表す。そのため、走行車線判別装置は、従来のように１つの路面画像から区画線を判別する必要がなくなり、複数の路面画像全体から、確実に区画線を抽出し、判別することができる。
【００２７】
また、本発明の他の走行車線判別装置において、画像取得部は、車線線長判断部で基準値に達していないと判断された場合に、予め定められた時間経過後、又は車両が予め定められた距離だけ移動した後に、撮像装置から路面画像を取得する。
この構成により、予め定められている各区画線の形状に応じて、適切な時間間隔及び距離を定めることが可能となる。その結果、走行車線判別装置は、必要最低限の路面画像から、正しく区画線を判別することができる。
【００２８】
また、本発明の他の走行車線判別装置において、区画線抽出部は、画像取得部から受け取った路面画像から、部分的な区画線のエッジ位置を特定する第１の座標値を抽出する。ここで、第１の座標値は、路面画像上におけるエッジ位置を特定する。走行車線判別装置はさらに、区画線抽出部で抽出された第１の座標値を、路面上におけるエッジ位置を特定する第２の座標値に変換する座標変換部と、座標変換部で変換された第２の座標値が、画像取得部で取得された路面画像の内、基準となるものか否かを判断する基準画像判断部と、基準画像判断部で、基準となる路面画像と判断された場合には、座標変換部で変換された第２の座標値をそのまま保持する第２の座標値保持部と、基準画像判断部で、基準となる路面画像ではないと判断された場合には、座標変換部で変換された第２の座標値に、車両の移動距離を加算することにより得られる補正座標値を保持する補正座標値保持部とをさらに備える。ここで、移動距離判断部は、第２の座標値保持部により保持される第２の座標値と、補正座標値保持部により保持される補正座標値とから、部分画像作成部で基準となる部分画像が作成された時からの車両の移動距離が予め定められた基準値に到達したか否かを判断する。
【００２９】
この構成により、走行車線判別装置は、各路面画像の関係を導出して、確実に区画線を判別することができる。
【００３０】
また、本発明の走行車線判別方法は、車両が走行する道路の路面を表す路面画像を生成する少なくとも１台の撮像装置と接続可能な情報端末装置で用いられ、撮像装置から路面画像を取得する画像取得ステップと、画像取得ステップで取得された路面画像から、路面上の障害物がないと予め想定可能な領域を切り出して、部分画像を作成する部分画像作成ステップと、部分画像作成ステップにより作成された部分画像に含まれる部分的な区画線を抽出する区画線抽出ステップと、区画線抽出ステップで抽出された部分的な区画線に基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する区画線判別ステップと、区画線判別ステップで判別された区画線の特徴に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する走行車線判別ステップとを備える。
【００３１】
また、本発明の他の走行車線判別方法は、車両が走行する道路の路面を表す路面画像を生成する少なくとも１台の撮像装置と接続可能な情報端末装置に用いられ、撮像装置から路面画像を取得する画像取得ステップと、画像取得ステップから路面画像を受け取る度に、受け取った路面画像から部分的な区画線を抽出する区画線抽出ステップと、画像取得ステップで基準となる路面画像が取得された時からの車両の移動距離が予め定められた基準値に到達したか否かを判断する移動距離判断ステップと、移動距離判断ステップで基準値に達していると判断された場合に、区画線抽出ステップで抽出された部分的な区画線それぞれに基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する区画線判別ステップと、区画線判別ステップで判別された区画線の特徴に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する走行車線判別ステップとを備える。
【００３２】
本発明のコンピュータプログラムを記録した記録媒体は、車両が走行する道路の路面を表す路面画像を生成する少なくとも１台の撮像装置と接続可能な情報端末装置で用いられ、撮像装置から路面画像を取得する画像取得ステップと、画像取得ステップで取得された路面画像から、路面上の障害物がないと予め想定可能な領域を切り出して、部分画像を作成する部分画像作成ステップと、部分画像作成ステップにより作成された部分画像に含まれる部分的な区画線を抽出する区画線抽出ステップと、区画線抽出ステップで抽出された部分的な区画線に基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する区画線判別ステップと、区画線判別ステップで判別された区画線の特徴に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する走行車線判別ステップとを備える。
【００３３】
本発明の他のコンピュータプログラムを記録した記録媒体は車両が走行する道路の路面を表す路面画像を生成する少なくとも１台の撮像装置と接続可能な情報端末装置に用いられ、撮像装置から路面画像を取得する画像取得ステップと、画像取得ステップから路面画像を受け取る度に、受け取った路面画像から部分的な区画線を抽出する区画線抽出ステップと、画像取得ステップで基準となる路面画像が取得された時からの車両の移動距離が予め定められた基準値に到達したか否かを判断する移動距離判断ステップと、移動距離判断ステップで基準値に達していると判断された場合に、区画線抽出ステップで抽出された部分的な区画線それぞれに基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する区画線判別ステップと、区画線判別ステップで判別された区画線の特徴に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する走行車線判別ステップとを備える。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下の説明において、「区画線」とは、道路標識、区画線及び道路標示に関する命令（昭和３５年１２月１７日 総理府・建設省令第３号）で用いられている表現で、例えば、 車道中央線、車道境界線及び車道外側線がある。なお、以下、車道中央線のことを単に中央線と、車道境界線のことを単に境界線と、車道外側線を単に外側線と称する。
【００３５】
図１は、本発明の一実施形態に係る情報端末装置１の全体構成を示すブロック図である。図１において、情報端末装置１は、典型的には、車両Ｖ（図２参照）に搭載可能に構成されており、入力装置１１と、記憶装置１２と、位置算出部１３と、ナビゲーション部１４と、走行車線判別装置１５と、表示装置１６と、音声出力装置１７とを備える。以上の各構成は互いに通信可能に接続される。
【００３６】
入力装置１１は典型的には、後述する表示装置１６の画面（図示せず）に設けられるタッチパネル、情報端末装置１の本体前面に設けられるスイッチ、リモートコントロール装置に設けられるスイッチ、又は音声入力装置から、若しくはそれらの組み合わせからなる。ユーザは、入力装置１１を操作して、例えば、ナビゲーション部１４による経路探索の開始を指定したり、経路探索の条件を指定したり、経路探索の開始点及び終了点を指定したりする。入力装置１１は、ユーザの指定に応答して、経路探索の開始指示、経路探索の条件、又は入力開始点及び入力終了点の組みをナビゲーション部１４に渡す。なお、経路探索の開始点として、後述する位置算出部１３が算出する現在位置を使うことも可能である。このような場合、入力装置１１は、ユーザにより入力された終了点だけをナビゲーション部１４に渡す。
【００３７】
記憶装置１２は、道路網を構成する交差点及び道路の接続関係を、複数のノード及びリンクを使って表現する地図データを格納する。ここで、各ノードは、交差点、屈曲点及び行き止まり地点に代表される道路網上の特徴点を表す。このような各ノードには、対象となる特徴点の位置を特定する情報が割り当てられる。地図データはさらに、各特徴点の形状、各特徴点に繋がる道路に含まれる車線数、及び各車線の属性を特定する交差点情報を含む。ここで、車線属性の代表例としては、左折車線、右折車線及び直進車線がある。また、各リンクは、道路網において、２個のノードを両端とする道路区間を定義する。さらに、各リンクには、対象となる道路区間の形状及び種別、対象となる道路区間に含まれる車線数、並びに、対象となる道路区間に設定されている交通規制が割り当てられる。道路種別の代表例としては、一般道路、有料道路及び高速道路がある。また、交通規制の代表例としては、一方通行がある。記憶装置１２はさらに、経路探索の出発点及び終了点をユーザが簡単に設定できるようにそれらのリスト、及びナビゲーション部１４の各種処理に必要なデータを格納しても構わない。
【００３８】
位置算出部１３は、典型的にはプロセッサ、メインメモリ及びリードオンリーメモリからなり、主として、ナビゲーション部１４と通信を行う。位置算出部１３はさらに、例えばアンテナ１３１、車速センサ１３２及び、典型的にはジャイロからなる方位センサ１３３からの出力を受信可能にそれぞれと接続されている。アンテナ１３１は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ）に代表される測位システムに収容されるいくつかの人工衛星から送られてくる信号を受信して、位置算出部１３に出力する。車速センサ１３２及び方位センサ１３３は、車両Ｖの現在の速度及び現在の進行方向を検出し、位置算出部１３に出力する。
【００３９】
位置算出部１３は、アンテナ１３１で受信されたいくつかの信号から、車両Ｖの現在位置を算出する（いわゆる他律航法）。その一方で、位置算出部１３は、車速センサ１３２からの現在の車速を使って、車両Ｖの走行距離を算出し、さらに、算出した走行距離と、方位センサ１３３からの現在の進行方向とを積算して、車両Ｖの現在位置を算出する（自律航法）。位置算出部１３は、他律航法により得た現在位置と、自律航法により得た現在位置とを相補的に利用して、車両Ｖの現在位置を高精度に推定して、ナビゲーション部１４に渡す。なお、上述から明らかなように、情報端末装置１は、いわゆるハイブリッド航法を採用している。しかし、これに限らず、情報端末装置１は、他律航法のみを採用することも可能である。
【００４０】
ナビゲーション部１４は典型的には、プロセッサ、メインメモリ及びリードオンリーメモリからなり、主として、前述の入力装置１１及び記憶装置１２と、後述する走行車線判別装置１５、表示装置１６及び音声出力装置１７と通信を行う。
【００４１】
ここで、まず、走行車線判別装置１５の構成について説明する。走行車線判別装置１５は、上述の車速センサ１３２からの出力を受信可能に構成されており、さらに、少なくとも１台の撮像装置１５１と通信可能に接続されている。撮像装置１５１は少なくとも、図２に示すように、車両Ｖが走行中の路面を撮影可能な、ボディーシェル上の所定位置に取り付けられる。つまり、今、図２に示すように、撮像装置１５１のレンズ（図示せず）の光軸ＡＸと、路面ＲＳとがなす角において、車両Ｖに近接する側の角度をαとする。この角度αが少なくとも０°＜αになるように、撮像装置１５１は取り付けられれば良い。しかし、撮像装置１５１は可能な限り車両Ｖに近接した路面を撮影することが好ましいので、角度αが可能な限り９０°に近い値になるよう、撮像装置１５１は取り付けられることが好ましい。以上のような設定により、撮像装置１５１は、路面上の障害物を撮影しない可能性が高くなる。なお、撮像装置１５１は、コスト面から、車両Ｖに標準的に又はオプションとして装備されるリアビューカメラ及びフロントビューカメラのいずれかであることが好ましい。以上のような取り付け位置において、撮像装置１５１は、車両Ｖが走行する道路の路面を撮影して、図３に示すような、路面に描かれた区画線を含む路面画像を作成し、走行車線判別装置１５に送る。
【００４２】
なお、撮像装置１５１は、ボディーシェルの左右両側に少なくとも１台ずつ取り付けられても良い。ただし、この場合も、角度αが可能な限り９０°に近い値になるよう、撮像装置１５１は取り付けられることが好ましい。また、この場合、左側の撮像装置１５１は、車両Ｖが走行する道路において、車両Ｖの左側の路面を表す路面画像を作成して、走行車線判別装置１５に送る。また、右側の撮像装置１５１は、車両Ｖの右側の路面を表す路面画像を作成して、走行車線判別装置１５に送る。
【００４３】
以上の撮像装置１５１から得られる路面画像を使って、走行車線判別装置１５は、現在走行中の道路において車両Ｖがどの車線にいるかを判別するために、図１に示すように、プログラム格納部１５２と、中央処理部１５３と、作業領域１５４とを備える。プログラム格納部１５２は、典型的にはリードオンリーメモリに代表される記録媒体であって、走行車線を判別するためのコンピュータプログラム（以下、単にプログラムと称する）１５５を格納する。中央処理部１５３は、プログラム１５５に記述された処理を、作業領域１５４を使って実行し、その結果として得られる現在の走行車線を、ナビゲーション部１４に渡す。なお、プログラム格納部１５２、中央処理部１５３及び作業領域１５４は典型的には、位置算出部１３及びナビゲーション部１４の双方を構成するものと同じリードオンリーメモリ、プロセッサ及びメインメモリから構成されることが好ましい。
【００４４】
ナビゲーション部１４は典型的には、経路探索処理、誘導・案内処理及びマップマッチング処理を行う。具体的には、ナビゲーション部１４は、入力装置１１からの経路探索の開始指示に応答して、記憶装置１２に格納された地図データを使って、指定された開始点から終了点までの経路を探索する。さらに、探索した経路に基づいて、ナビゲーション部１４は、ユーザの現在位置を示したり、ユーザを終了点まで誘導・案内するための地図画像又は合成音声を作成して、表示装置１６又は音声出力装置１７に渡す。誘導・案内処理中、ナビゲーション部１４は、位置算出部１３から得られる現在位置と、記憶装置１２に格納された地図データとを使って、マップマッチングを行う。さらに、ナビゲーション部１４は、上述の現在位置及び地図データに加え、特定条件下で、走行車線判別装置１５からの現在の走行車線を使って、マップマッチングを行う。
【００４５】
表示装置１６は、典型的には液晶ディスプレイ及びその駆動回路から構成され、ナビゲーション部１４で作成される各種画像を表示する。
また、音声出力装置１７は、典型的にはスピーカ及びその駆動回路から構成され、ナビゲーション部１４で作成される合成音声を出力する。
【００４６】
次に、図４を参照して、上述の走行車線判別装置１５の動作について説明する。走行車線判別装置１５において、中央処理部１５３は、予め定められたタイミングで、プログラム格納部１５２に格納されるプログラム１５５の実行を開始し、作業領域１５４を使いながら実行する。この時、中央処理部１５３は、撮像装置１５１に画像の撮影指示を送る。この撮影指示に応答して、撮像装置１５１は、自身の画角β（図２参照）の範囲内の状況を取り込み、その結果作成される路面画像を、作業領域１５４に転送する。これによって、中央処理部１５３は、撮像装置１５１の路面画像を取得する（図４；ステップＢ１）。なお、以下、撮像装置１５１は車両Ｖの後端に設置されると仮定して、説明を続ける。
【００４７】
次に、中央処理部１５３は、部分画像を作成した回数をカウントするカウンタ（図示せず）を１だけインクリメントする。ここで、図４の処理を開始してから初めてステップＢ２を行う場合、カウンタ値は初期値の０から１にカウントアップされる。さらに、中央処理部１５３は、今回取得した路面画像から、予め定められた切り出し領域ＬＡ（図２，図３参照）に含まれる部分画像を作成する（ステップＢ２）。ここで、切り出し領域ＬＡは、今回の路面画像において、車両Ｖに極めて近傍の領域であって、車両Ｖの走行車線の左右両端に描かれた区画線（以下、左側区画線及び右側区画線と称する）上に障害物が乗っていないと想定可能な領域である。本実施形態のように、撮像装置１５１が車両Ｖの後端から後方に向けて設置される場合には、切り出し領域ＬＡは、鉛直上方向から路面上に投影された車両Ｖの後端部分から、車両Ｖの後退方向に予め定められた距離Ｄ（例えば、２ｍ）までの領域である。この例によれば、後続の他車両が車両Ｖに２ｍ以内に接近しない限り、部分画像に、後続の他車両つまり障害物は写らない。
【００４８】
ステップＢ２の次に、中央処理部１５３は、今回得られた部分画像から、左右両側の区画線のエッジを抽出する（ステップＢ３）。より具体的には、中央処理部１５３は、図５に示すように、今回の部分画像をＵ軸方向及びＶ軸方向のそれぞれに走査し、部分画像において、その輝度が正方向に大きく変化する第１の輝度変化点のＵＶ座標値と、その直後に輝度が負方向に大きく変化する第２の輝度変化点のＵＶ座標値とを抽出し、左側及び右側の区画線のエッジ位置を特定するために両ＵＶ座標値の組みをにして保持する。ここで、ＵＶ座標値とは、路面画像上における第１及び第２の輝度変化点を特定する座標値である。
【００４９】
次に、ステップＢ３で得られた各ＵＶ座標値を、中央処理部１５３は、ＸＹ平面上の座標値（以下、ＸＹ座標値と称する）に変換する（ステップＢ４）。ここで、ＸＹ平面は路面を表し、本実施形態では、車両Ｖの進行方向をＸ軸とする。また、Ｙ軸は典型的には、最初の部分画像を取得した時に鉛直上方向から路面に投影された車両Ｖの後端から、Ｘ軸の負方向に所定距離Ｄだけ離れており、かつＸ軸に直交する。ステップＢ４の結果、図６に示すように、区画線のエッジを特定する点（●印参照）は、路面を表すＸＹ座標系に展開されることになる。
【００５０】
次に、中央処理部１５３は、今回の部分画像が最初のフレームか否か。つまり上述のカウンタ値が１か否かを判断する（ステップＢ５）。ＹＥＳと判断した場合、中央処理部１５３は、ステップＢ４で得られた各ＸＹ座標値をそのまま作業領域１５４で保持する（ステップＢ６）。なお、ステップＢ５でＮＯと判断された場合については後述する。
【００５１】
次に、中央処理部１５３は、ステップＢ２で基準となる部分画像が作成された時の車両Ｖの位置から現在までの、車両Ｖの進行方向への移動距離を算出し、算出した移動距離の長さが予め定められた基準値Ｒに達しているか否かを判断する（ステップＢ７）。ここで、基準となる部分画像とは典型的には、カウンタ値が１の時にステップＢ２で作成された部分画像である。また、基準値Ｒは、破線で描かれる区画線の間隔（１個の塗布部分の後端から、直後の塗布部分の前端までの距離）の、つまり空白部分の道路延長方向への長さの最大値に選ばれる。なお、道路標識、区画線及び道路標示に関する命令によれば、空白部分の長さは、道路の制限速度に応じて、最小６ｍで、最大１２ｍと定められている。また、ステップＢ７において、車両Ｖの移動距離を得るには、まず、上述のカウンタが１に設定された時からの車速センサ１３２の出力を積算する方法がある。他にも、ステップＢ６で保持されるＸＹ座標値及びステップＢ１０で保持される補正ＸＹ座標値から、車両Ｖの移動距離を得ることが可能である。
【００５２】
ステップＢ７でＮＯと判断した場合、中央処理部１５３は、前回の撮影指示から所定時間Ｔだけ経過することを待機し（ステップＢ８）、その後、ステップＢ１に戻る。ここで、所定時間Ｔは少なくとも、破線で描かれる区画線の空白部分を検出できることを保証可能な時間である。上述のように、破線の空白部分の長さは、最小６ｍで、最大１２ｍであるから、もし、前回の部分画像の取得時から今回の部分画像の取得時までに、車両Ｖが１２ｍ以上進んでしまうと、空白部分の検出できなくなる可能性がある。例えば、ステップＢ８の所定時間Ｔを０．１秒とする。つまり、走行車線判別装置１５は、１秒当たり１０フレームの路面画像を取り込む。このような値に設定されると、車両Ｖは、１０８ｋｍ／ｈの速度で走行した場合には、０．１秒で概ね３ｍ移動するから、走行車線判別装置１５は車両Ｖが概ね３ｍ進む度に路面画像を得ることになる。また、たとえ、１８０ｋｍ／ｈの速度で車両Ｖが走行したと仮定しても、５ｍ毎の路面画像を走行車線判別装置１５は得ることができるので、空白部分は確実に検出される。
【００５３】
なお、以上の説明では、中央処理部１５３はステップＢ８では所定時間Ｔが経過することを待機している。しかし、これに限らず、ステップＢ８において、終了処理部１５３は、前回の撮影指示の時点から車両Ｖが所定距離進むことを待機するようにしても構わない。この所定距離は、破線で描かれる区画線の空白部分を検出できることを保証可能な値であって、例えば、５ｍに選ばれる。なお、中央処理部１５３は、車速センサ１３２から得られる現在の車速と、前回の撮影指示からの経過時間とを掛け合わせることにより、車両Ｖが進んだ距離を算出することが可能である。
【００５４】
さて、中央処理部１５３は、ステップＢ１に戻った後、ステップＢ５まで上述と同様の処理を行う。ここで、ステップＢ５で最初のフレームでないと判断されると、中央処理部１５４は、車速センサ１３２から現在の車速を取得し、その後、今回取得した車速と前述の所定時間Ｔとを掛け合わせて、所定時間Ｔの間に車両Ｖが移動した距離を導出する。その後、これまでに導出した移動距離を積算して、ＸＹ座標系の原点から現時点までの移動距離を、中央処理部１５３は算出する（ステップＢ９）。その後、中央処理部１５３は、ステップＢ４で算出した各ＸＹ座標値に、ステップＢ９で導出した移動距離の積算値を加算して、補正ＸＹ座標値として保持する（ステップＢ１０）。これにより、ステップＢ４で説明したＸＹ座標系に対する、正しいＸＹ座標値が得られる。また、ステップＢ１０により、ステップＢ７でＹＥＳと判断されるまでは、作業領域１５４には、車両Ｖの両側に伸びる各区画線のエッジを特定するＸＹ座標値が蓄積されていく。
【００５５】
以上のような処理を何回か繰り返すと、やがてステップＢ７でＹＥＳと判断される。この時、作業領域１５４には、図７に示すように、複数フレームの部分画像から抽出され、左右両側の区画線のエッジを特定する第１及び第２の輝度変化点の組み（●印参照）がＸＹ座標値で作業領域１５４に格納される。さて、ステップＢ７でＹＥＳと判断された後、中央処理部１５３は、上述のカウンタを初期値の０にリセットし、さらに、作業領域１５４のＸＹ座標値列の分布状況から、左右両側の区画線の線種つまり、各区画線が実線であるか破線であるかを判別する（ステップＢ１１）。より具体的には、高密度にＸＹ座標値が分布している、つまりＸ軸方向にＸＹ座標値が略一定間隔で連続している場合、対象となる区画線が実線であると、中央処理部１５３は判別する。逆に、低密度でＸ軸方向に途切れがある場合には、対象となる区画線が破線であると、中央処理部１５３は判別する。ここで、本来は実線の区画線であっても、様々な事情で区画線の一部がかすれている場合がある。しかし、このようなかすれがあった場合であっても、実線の場合には、次の部分画像にＸＹ座標値が高密度に存在するので、中央処理部１５３は、実線を破線と誤判別しにくくなる。
【００５６】
次に、中央処理部１５３は、破線で描かれた区画線をステップＢ１１で検出したか否かを判断する（ステップＢ１２）、ＹＥＳの場合、中央処理部１５３は、破線の空白部分の長さ、つまり破線の間隔を算出する（ステップＢ１３）。より具体的には、中央処理部１５３は、作業領域１５４から、破線を構成する前後２個の塗布部分において、互いに対向する端を特定可能な２個のＸＹ座標値を選択した後、選択したＸＹ座標値間の距離を算出する。上述のように、道路標識、区画線及び道路標示に関する命令では、破線の間隔は、道路の制限速度に応じて定められている。したがって、破線の間隔から、中央処理部１５３は、現在走行中の道路種別が、一般道路であるか、高速道路であるか、有料道路であるかを判別できる。これにより、互いに異なる種別の道路が並行して通っているような場合においても、走行車線判別装置１５は、車両が現在走行中の道路種別、つまり道路を判別できる。
【００５７】
ステップＢ１３の後、中央処理部１５３は、左右両側の区画線について、ステップＢ３で取得される第１及び第２の輝度変化点間の距離を、対象となる区画線の幅として算出する（ステップＢ１４）。
【００５８】
以上の処理により、車両Ｖが現在走行している車線の両側の区画線それぞれについて、線種及び線幅の組み合わせが得られる。前述したように、路面には外側線、中央線及び境界線が描かれる。これら外側線、中央線及び境界線は、互いに異なる形状を有している。ここで、図８に示すような分岐点周辺の区画線を参照して、外側線、中央線及び境界線それぞれの形状的な特徴を説明する。図８において、外側線は、矢印ａで示されており、幅２０ｃｍの白実線で描かれる。また、中央線は、矢印ｂで示されており、幅１５ｃｍの実線又は破線で描かれる。さらに、境界線は、矢印ｃで示されており、幅４５ｃｍの白破線で描かれる。なお、矢印ａ、ｂ及びｃについては、図９及び図１０においても、外側線、中央線及び境界線を示す。
【００５９】
また、左右両側の区画線の種類が特定できれば、車両Ｖが現在走行中の車線が判別可能となる。
具体的には、図８に示すように、左右両側の区画線が外側線である場合、車両Ｖは一車線しかない道路、又は車線の変更が禁止された区間を走行中となる（パターンＰ１）。
また、右側区画線が外側線であり、左側区画線が境界線である場合、車両Ｖは、道路本線と側道の分岐点近傍であって、本道側の車線を走行中となる（パターンＰ２）。
また、右側区画線が外側線であり、左側区画線が中央線である場合、車両Ｖは、道路において一番右側の車線を走行中となる（パターンＰ３）。
また、右側区画線が境界線であり、左側区画線が外側線である場合、車両Ｖは、道路本線と側道の分岐点近傍であって、側道側の車線を走行中となる（パターンＰ４）。
【００６０】
また、右側区画線が境界線であり、左側区画線が中央線である場合、車両Ｖは、道路本線と側道の分岐点近傍であって、側道側の車線を走行中となる（パターンＰ５）。
また、右側区画線が中央線であり、左側区画線が外側線である場合、車両Ｖは、現在一番左側の車線を走行中となる（パターンＰ６）。
また、右側区画線が中央線であり、左側区画線が境界線である場合、車両Ｖは、道路本線と側道の分岐点近傍であって、本道側の車線を走行中となる（パターンＰ７）。
また、左右両側の区画線が中央線である場合、車両Ｖは、３車線以上の道路において、左右両端の車線以外を走行中となる（パターンＰ８）。
なお、図９に示すように、その左端の走行車線がそのまま本道に対する側道になるような道路であっても、上述のパターンＰ１〜Ｐ８は当てはまる。さらに、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、交差点直前で走行車線が増加するような道路であっても、上述のパターンＰ１〜Ｐ８を用いることが可能である。
以上のパターンＰ１〜Ｐ８はプログラム１５５に記述されており、中央処理部１５３は、右側区画線及び左側区画線それぞれについて、ステップＢ１４までの処理で得られた線種及び幅を使って、パターンＰ１〜Ｐ８から、車両の走行車線を判別し、ナビゲーション部１４に渡す（ステップＢ１５）。その後、中央処理部１５３は、図４の処理の開始タイミングが来ることを待機する。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態に係る走行車線判別装置１５は、ステップＢ２において、左側区画線及び右側区画線上に障害物が乗っていないと想定可能な領域の路面を表す部分画像を作成し、このような部分画像を使って、ステップＢ１１、Ｂ１３及びＢ１４で、左側区画線及び右側区画線の特徴を判別する。その後さらに、走行車線判別装置１５は、予めプログラム１５５に記述されている、左側区画線及び右側区画線の特徴のパターンから、走行車線を判別する。このように、本実施形態では、障害物が写っていない部分画像から、まず、左側区画線及び右側区画線の特徴が判別され、その後に、走行車線が判別されるので、障害物に起因して、区画線の誤判別が起こる可能性が従来よりも低くなる。これによって、走行車線判別装置１５は、より正確に区画線を識別して、車両が現在走行中の車線を判別することが可能になる。さらに、走行車線判別装置１５は、ステップＢ７で、必要な数の部分画像から得た左側区画線及び右側区画線のＸＹ座標値を使うので、より高精度に、それらの特徴を判別することが可能となる。
【００６２】
なお、以上の実施形態では、中央処理部１５３は、ステップＢ２で部分画像を作成するとして説明した。しかし、これに限らず、撮像装置１５１の特性及び／又は取り付け位置によっては、ステップＢ２を行わなくとも良い。例えば、画角βが狭い撮像装置１５１を車両Ｖの後端又は前端に取り付けたり、車両Ｖのボディーシェルの底に撮像装置１５１を取り付けたりして、撮像装置１５１が切り出し領域ＬＡの範囲の路面画像しか撮影できないようにする。このような場合には、走行車線判別装置１５はステップＢ２を実行する必要がなくなる。
【００６３】
また、以上の実施形態では、撮像装置１５１が車両Ｖの後端に取り付けられた場合の処理について説明したが、前述したように、車両Ｖのボディーシェルにおいて左右両側面に取り付けられる場合には、中央処理部１５３は、右側の撮像装置１５１から路面画像を使って右側区画線の特徴を判別し、左側の撮像装置１５１からの路面画像を使って左側区画線の特徴を判別するようにすれば良い。
【００６４】
また、以上の実施形態では、走行車線判別装置１５は、車両の走行車線を判別していた。しかし、これだけに限らず、走行車線判別装置１５は、車両Ｖが右端車線及び左端車線を走行していることを判別することができる。この場合において、走行車線判別装置１５は、車両Ｖに対する右側区分線及び左側区分線の位置を特定することもできる。つまり、走行車線判別装置１５は、車両Ｖが右側区分線及び左側区分線を跨いで走行していることを判別することができる。このような場合、走行車線判別装置１５は、表示装置１５及び音声出力装置１７を通じて、いずれかの区分線を跨いだことをユーザに対して警告する。このようにして、走行車線判別装置１５の機能をさらに拡張することもできる。
【００６５】
また、以上の実施形態では、プログラム１５５は、走行車線判別装置１５にインストールされていると説明したが、これだけに限らず、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）に代表される記録媒体に記録された状態で頒布されても構わない。さらに、プログラム１５５は、デジタルネットワークを介して頒布されても構わない。
【００６６】
次に、図１１を参照して、前述のナビゲーション部１４が行う、交差点又は分岐点における走行車線案内について説明する。従来の一般的なナビゲーションシステムは、上述のような交差点又は分岐点において、方位センサと地図データとを使ったマップマッチングにより、車両の走行車線を判別していた。しかしながら、図８及び図９に示す分岐点では、本道と側道とが近接していることから、車両が本道側の車線を走行しているのか、側道側の車線を走行しているのかを正確に判別することが困難であった。さらに、追い越し車線から通常車線への車線変更か、通常車線から側道に進んだのかを、従来の一般的なナビゲーションシステムで判別することも困難である。ここで、以下の説明では、図８及び図９に示すように、本道及び側道が互いに近接した状態で分岐している箇所を、狭角分岐点と称する。つまり、狭角分岐点とは、本道を表すノードと、側道を表すノードとが、予め定められた角度以下である箇所を意味する。
また、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すような交差点直前では、例えば右折専用の走行車線と直進・右折兼用の走行車線とが近接していることから、車両がいずれの走行車線を走行しているか判別することが困難であった。
【００６７】
そこで、ナビゲーション部１４は、以下に説明するように、走行車線判別装置１５から得られるパターンＰ１〜Ｐ８をさらに使い、車両Ｖの走行車線を判別する。まず、ナビゲーション部１４は、車両Ｖが走行中、記憶装置１２内の地図データが表す道路上に、位置算出部１３からの現在位置を乗せるマップマッチング処理を行って地図画像を作成し、表示装置１６に転送する（図１１；ステップＣ１）。表示装置１６は、転送されてきた地図画像を表示する。
ステップＣ１の後、ナビゲーション部１４は、記憶装置１２内の地図データと、位置算出部１３からの現在位置とを参照して、車両Ｖが分岐点又は交差点（ノード）まで、予め定められた距離だけ離れた位置に到達したか否かを判断する（ステップＣ２）。
【００６８】
ステップＣ２でＮＯと判断した場合、ナビゲーション部１４は、ステップＣ１に戻るが、ＹＥＳと判断した場合、ナビゲーション部１４は、現在接近中であるのが狭角分岐点であるか否かを判断する（ステップＣ３）。より具体的には、記憶装置１２内の地図データから、分岐点又は交差点（ノード）から車両Ｖの進行方向に伸びる道路（つまりリンク）を取り出し、取り出したリンク同士がなす角度が予め定められた角度以下であれば、現在接近中であるのは狭角分岐点であると判断する。また、必要なノードに予め狭角分岐点であるか否かを示す情報が割り当てられている場合、ナビゲーション部１４は、対象となるノードに割り当てられた情報を参照して、ステップＣ３の判断を行っても良い。
【００６９】
ステップＣ３でＹＥＳと判断した場合、ナビゲーション部１４は、走行車線判別装置１５に、図４の処理を行うように指示し、その結果として、パターンＰ１〜Ｐ８のいずれかを取得し蓄積する（ステップＣ４）。
その後、ナビゲーション部１４は、位置算出部１３から得られる現在位置と、記憶装置１２内の地図データにおいて、対象となる狭角分岐点を表すノードとを比較して、車両Ｖが対象となる狭角分岐点を通り過ぎたか否かを判断する（ステップＣ５）。
ステップＣ５でＮＯと判断した場合、ナビゲーション部１４は、ステップＣ４に戻り、走行車線判別装置１５から送られてくるパターンＰ１〜Ｐ８のいずれかを取得し蓄積する。逆に、ステップＣ５でＹＥＳと判断した場合、ナビゲーション部１４は、車両Ｖが側道に進んだか否かを判断するために、走行車線判別装置１５から得られる最も新しいものがパターンＰ４又はＰ５であるか否かを判断する（ステップＣ６）。なお、他にも、ナビゲーション部１４は、走行車線判別装置１５から、左右両側の区画線の幅を、時間間隔をおいて何回か受け取る。ナビゲーション部１４は、４５ｃｍ幅の境界線が左側区画線から右側区画線へと遷移した場合に、車両Ｖが側道に進んだか否かを判断することも可能である。また、ステップＣ６において、ナビゲーション部１４は、方位センサ１３３からの出力も参照すると、さらに高い精度で、車両Ｖが側道に進んだか否かを判断することができる。
【００７０】
なお、ナビゲーション部１４は、ステップＣ６において、上述の処理の代わりに、狭角分岐点を通り過ぎると判断した直前のパターンＰ１〜Ｐ８のいずれかと、狭角分岐点を通り過ぎたと判断する前後の方位センサ１３３からの複数の出力とを参照することにより、車両Ｖが側道に進んだか否かを判断しても良い。例えば、狭角分岐点を通過直前にパターンＰ６を取得しており、狭角分岐点通過前後の方位センサ１３３の出力から車両Ｖが左方向に進路変更した場合には、ナビゲーション部１４は、車両Ｖが側道に進んだと判断することができる。
【００７１】
ステップＣ６でＹＥＳと判断した場合、ナビゲーション部１４は、車両Ｖが側道側に移動したとみなして、ステップＣ１におけるマップマッチングの対象として、側道を表現するリンクを選択し（ステップＣ７）、ステップＣ１に戻る。例えば、図８及び図９の分岐点直前において、車両Ｖが最も左側の車線を走行していた状態で、左側に進路を変更した場合、そのことを、ナビゲーション部１４はステップＣ６において判別することができる。このような場合、ステップＣ１に戻ると、ナビゲーション部１４は、側道を表すリンクを使ってマップマッチングを行う。
逆に、ステップＣ６でＮＯと判断した場合、ナビゲーション部１４は、車両Ｖが本道側を進行し続けているとみなす。例えば、図８及び図９の分岐点直前において、車両Ｖが最も右側の車線を走行していた状態で、単に一車線だけ左側に進路を変更した場合、そのことを、ナビゲーション部１４はステップＣ６において確実に判別することができる。このような場合、ナビゲーション部１４は、ステップＣ１におけるマップマッチングの対象として本道を表現するリンクを選択し（ステップＣ８）、ステップＣ１に戻る。
【００７２】
また、上述のステップＣ３でＮＯと判断した場合、ナビゲーション部１４は、車両Ｖがこれから交差点に進入するとみなして、走行車線判別装置１５に、図４の処理を行うように指示する。走行車線判別装置１５は、車両Ｖの後方を向いている撮像装置１５１から路面画像を得るので、その結果として、交差点からステップＣ２の基準距離よりも少し離れた地点（つまり車両Ｖが車線変更可能な直前の位置）におけるパターンＰ１〜Ｐ８のいずれかを取得する（ステップＣ９）。さらに、ナビゲーション部１４は、方位センサ１３３から車両Ｖの進行方向を取得する（ステップＣ１０）。さらに、ナビゲーション部１４は、記憶装置１２内の地図データから、対象となる交差点がどのように構成されているかを示す交差点構成情報を取得する（ステップＣ１１）。
【００７３】
その後、ナビゲーション部１４は、今回得られたパターンＰ１〜Ｐ８のいずれか及び交差点構成情報を参照して、車両Ｖが対象となる交差点において、左折車線を走行するか、右折車線を走行するか、それら以外の車線を走行するかを判別して、ステップＣ１におけるマップマッチングの対象として左折車線、右折車線、それら以外の車線を表現するリンクを選択し（ステップＣ１２）、ステップＣ１に戻る。
【００７４】
例えば、図１０（ａ）に示す交差点について、車両Ｖは、最も右側の車線を走行していた状態で、進行方向を変えなかった場合又は右側に進路変更した場合、右折車線に進入することになる。この場合、ナビゲーション部１４は、ステップＣ９でパターンＰ３を取得し、ステップＣ１０で車両Ｖの進行方向がそのままか、右に変更したことを取得する。さらに、交差点構成情報を参照することにより、ナビゲーション部１４は、車両Ｖが走行するのは右折車線であると判別できる。同様に、車両Ｖが最も左側の車線を走行していた状態で、進行方向を変えなかった場合、ナビゲーション部１４は、車両Ｖが左折・直進兼用の車線に進入することを判別できる。また、車両Ｖが中央の車線を走行していた状態で進行方向を変えなかった場合、ナビゲーション部１４は、車両Ｖが直進車線に進入することを判別することができる。
【００７５】
また、図１０（ｂ）に示すような交差点で、車両Ｖが最も左側の走行車線を走行していた状態で進行方向を変えなかった場合、ナビゲーション部１４は、車両Ｖが左折車線に進入することを判別することができる。また、車両Ｖが最も右側の走行車線を走行していた状態で進行方向を変えなかった場合、ナビゲーション部１４は、２個ある右折車線の内の左側に車両Ｖが進入することを判別することができる。車両Ｖが最も右側の走行車線を走行していた状態で進行方向を右側に変えた場合、ナビゲーション部１４は、右側の右折車線に車両Ｖが進入することを判別することができる。
【００７６】
次に、図１２を参照して、ナビゲーション装置１４が行う、経路の誘導・案内について説明する。図１２において、ナビゲーション部１４は、記憶装置１２内に格納される地図データを使って、前述のようにして指定される開始点から終了点までに至る経路を探索する（ステップＤ１）。その後、ナビゲーション部１４は、車両Ｖを終了点に誘導・案内するために、記憶装置１２内の地図データが表す道路上に、位置算出部１３からの現在位置を乗せるマップマッチング処理を行い、さらに、ステップＤ１で得られた経路が重畳された、誘導・案内用の地図画像を作成し、表示装置１６に転送する（ステップＤ２）。表示装置１６は、転送されてきた地図画像を表示する。
【００７７】
次に、ナビゲーション部１４は、記憶装置１２内の地図データと、位置算出部１３からの現在位置とを参照して、車両Ｖが次に通過すべき分岐点又は交差点（ノード）まで、予め定められた距離だけ離れた位置に到達したか否かを判断する（ステップＤ３）。
【００７８】
ステップＤ３でＮＯと判断した場合、ナビゲーション部１４は、ステップＤ２に戻るが、ＹＥＳと判断した場合、ナビゲーション部１４は、走行車線判別装置１５に図４の処理を行うように指示し、その結果として、パターンＰ１〜Ｐ８のいずれかを取得する（ステップＤ４）。
次に、ナビゲーション部１４は、ステップＤ４で得られたいずれかのパターンに従って、ステップＤ１で得られた経路上において、現在接近中の分岐点又は交差点（ノード）を通過するために、車両Ｖが現在適切な走行車線を走行しているか否かを判断する（ステップＤ５）。ここで、ステップＤ５については、図１１のステップＣ６〜Ｃ８及びステップＳ１０〜Ｃ１２と同様にして判断可能であるため、その詳細な説明を省略する。また、適切な走行車線とは典型的には、右折すべき交差点において右折車線に入ることが可能なもの、左折すべき交差点において左折車線に入ることが可能なもの、直進すべき交差点で右折車線又は左折車線にのみ入ることが可能な走行車線以外であることを意味する。また、不適切な走行車線とは、右折すべき交差点において右折車線に入ることが不可能なもの、左折すべき交差点において左折車線に入ることが不可能なもの、直進すべき交差点で右折車線又は左折車線にのみ入ることが可能な走行車線であることを意味する。なお、以上の説明では、交差点について説明したが、分岐点についても同様である。
【００７９】
ステップＤ５でＹＥＳと判断された場合、ナビゲーション部１４は、車両Ｖの車線変更を禁止する距離まで、交差点又は分岐点（ノード）に到達したか否かを判断するために、対象となるノードから位置算出部１３からの現在位置までの距離が基準値以下であるか否かを判断する（ステップＤ６）。ステップＤ６の基準値としては、典型的には、道路交通法に従って、左右両側の区画線が外側線になっている部分の長さに従って選ばれる。
【００８０】
ステップＤ６でＹＥＳと判断された場合、ナビゲーション部１４は、対象となる交差点又は分岐点よりも終了点側の地点の一例として、対象となる交差点又は分岐点を車両Ｖが脱出した後の誘導・案内用の地図画像を作成し、表示装置１６に転送する（ステップＤ７）。表示装置１６は、転送されてきた地図画像を表示する。このようにするのは、経路上を車両Ｖが走行していることが保証されるので、ユーザは目の前の交差点又は分岐点よりもむしろ、その先の経路について関心が高いと想定できるからである。なお、ステップＤ７では、交差点又は分岐点脱出後の地図画像を表示するとしたが、これに限らず、ナビゲーション部１４は、車両Ｖがこれから通過する交差点又は分岐点について最低限の情報と、交差点又は分岐点脱出後の地図画像とを合成表示するようにしても構わない。さらに、交差点又は分岐点脱出後の地図画像の代わりに、ナビゲーション部１４は、その次に通過する交差点又は分岐点周辺の地図画像を生成しても構わない。以上のステップＤ７が終了すると、ナビゲーション部１４は、ステップＤ３に戻る。
【００８１】
また、ステップＤ６でＮＯと判断されると、ナビゲーション部１４は、対象となる交差点又は分岐点近辺の地図画像を作成して、表示装置１６に転送する（ステップＤ８）。表示装置１６は、転送されてきた地図画像を表示する。このようにするのは、経路上を車両Ｖが走行していることが保証できないので、対象となる交差点又は分岐点の様子を表す地図画像を提供する方が、ユーザにとって親切だからである。ナビゲーション部１４は、対象となる交差点又は分岐点を車両Ｖが脱出するまで（ステップＤ９）、ステップＤ８を繰り返し、ステップＤ９でＹＥＳと判断した後、ステップＤ３に戻る。
【００８２】
また、ステップＤ５でＮＯと判断した場合、ナビゲーション部１４は、ステップＤ６と同様にして、車両Ｖの車線変更を禁止する距離まで、交差点又は分岐点（ノード）に到達したか否かを判断する（ステップＤ１０）。
ステップＤ１０でＹＥＳと判断した場合には、ナビゲーション部１４は、車両Ｖの車線変更がもはや不可能であることから、ユーザがステップＤ１で得られた経路以外を走行したいと考えているとみなして、位置検出部１３から得られる現在位置から終了点への経路を再度探索し（ステップＤ１１）、その後、ステップＤ２に戻る。これによって、いち早く経路探索を行って、新しい経路をユーザに提供することが可能となる。
【００８３】
逆に、ステップＤ１０でＮＯと判断した場合、ナビゲーション部１４は、車両Ｖが現在不適切な走行車線を走行していることを表す警告用のテキスト又は警告画像を作成して、表示装置１６に転送する（ステップＤ１２）。テキスト又は画像の代わりに、ナビゲーション部１４は、車両Ｖが現在不適切な走行車線を走行していることを表す警告用の合成音声を作成して、音声出力装置１７に転送しても構わない。表示装置１６若しくは音声出力装置１７は、転送されてきたテキスト又は画像、若しくは合成音声を出力する。これによって、ユーザに対して、ステップＤ１で得られた経路に復帰するように促す。以上のステップＤ１２の後、ナビゲーション部１４はステップＤ５に戻る。
【００８４】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、路面上の障害物がないと予め想定可能な領域を路面画像から切り出して、部分画像を作成する部分画像作成部と、作成された部分画像に含まれる部分的な区画線を抽出する区画線抽出部とを設けることにより、障害物の存在に起因する区画線の誤判別を低減する。これによって、より正確に区画線を判別して、車両が現在走行中の車線を判別できるという効果を有する走行車線判別装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る情報端末装置１の全体構成を示すブロック図
【図２】図１に示す撮像装置１５１の取り付け位置を示す模式図
【図３】図１に示す撮像装置１５１で作成される路面画像を表す模式図
【図４】図１に示す走行車線判別装置１５の動作を示すフロー図
【図５】図４のステップＢ３の具体的な処理内容を示す模式図
【図６】図４のステップＢ４の具体的な処理内容を表す模式図
【図７】図４のステップＢ７の後に保持される第１及び第２の輝度変化点を表す模式図
【図８】典型的な分岐点周辺の区画線を表す模式図
【図９】他の分岐点周辺の区画線を表す模式図
【図１０】交差点周辺の典型的な区画線を表す模式図
【図１１】図１に示すナビゲーション部１４が行う、交差点又は分岐点における走行車線案内の動作を示すフロー図
【図１２】図１に示すナビゲーション装置１４が行う、経路の誘導・案内の動作を示すフロー図
【符号の説明】
１ 情報端末装置
１２ 記憶装置
１３ 位置算出部
１４ ナビゲーション部
１５ 走行車線判別装置
１５１ 撮像装置
１５２ プログラム格納部
１５３ 中央処理部
１５４ 作業領域
１５５ コンピュータプログラム

Claims (22)

1. 車両が走行する道路の路面を表す路面画像を生成する少なくとも１台の撮像装置と接続可能な走行車線判別装置であって、
   前記撮像装置から路面画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部で取得された路面画像から、路面上の障害物がないと予め想定可能な領域を切り出して、部分画像を作成する部分画像作成部と、
   前記部分画像作成部により作成された部分画像に含まれる部分的な区画線を抽出する区画線抽出部と、
   前記区画線抽出部で抽出された部分的な区画線に基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する区画線判別部と、
   前記区画線判別部で判別された区画線の特徴に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する走行車線判別部とを備える、走行車線判別装置。
2. 前記撮像装置は少なくとも、車両の前端部分及び後端部分のいずれかに設置され、
   前記部分画像作成部は、前記画像取得部で取得された路面画像から、車両の前端及び後端のいずれかから、車両の前進方向及び後退方向のいずれかに、予め定められた距離だけ離れた位置までに含まれる領域を切り出して、部分画像を作成する、請求項１に記載の走行車線判別装置。
3. 前記撮像装置は、少なくとも車両の左右両側に１台ずつ、左側撮像装置及び右側撮像装置として設置され、
   前記画像取得部は、前記左側撮像装置及び前記右側撮像装置から左側路面画像及び右側路面画像を取得し、
   前記部分画像作成部は、前記画像取得部からの左側路面画像及び右側路面画像から、車両の左側面及び右側面から車両の左方向及び右方向に予め定められた距離だけ離れた位置までに含まれる領域を切り出して、左側部分画像及び右側部分画像を作成し、
   前記区画線抽出部は、前記部分画像作成部により作成された左側部分画像及び右側部分画像のそれぞれから、部分的な区画線を抽出する、請求項１に記載の走行車線判別装置。
4. 前記画像取得部は、予め定められた時間間隔で、又は、車両が予め定められた距離を進む毎に、前記撮像装置から路面画像を取得して、前記部分画像作成部に渡し、
   前記区画線抽出部は、前記部分画像作成部から部分画像を受け取る度に、受け取った部分画像から、部分的な区画線を抽出し、
   前記走行車線判別装置はさらに、前記部分画像作成部で基準となる部分画像が作成された時からの車両の移動距離が予め定められた基準値に到達したか否かを判断する移動距離判断部を備え、
   前記区画線判別部は、前記移動距離判断部で基準値に到達していると判断された場合に、前記区画線抽出部で抽出された部分的な区画線それぞれに基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する、請求項１に記載の走行車線判別装置。
5. 画像取得部は、各区画線に関する命令に従って定められる時間間隔で、又は、各区画線に関する命令に従って定められる距離を車両が進む毎に、前記撮像装置から路面画像を取得して、前記部分画像作成部に渡す、請求項４に記載の走行車線判別装置。
6. 前記区画線判別部は、前記区画線抽出部で抽出された部分的な区画線に基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の線種又は線幅を判別し、
   前記走行車線判別部は、前記区画線判別部で判別された区画線の線種又は線幅に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する、請求項１に記載の走行車線判別装置。
7. 前記区画線判別部において、いずれかの区画線が破線で描かれている場合に、破線の空白部分の距離を算出して、算出した距離に基づいて、車両が現在走行中の道路種別を判別する道路種別判別部をさらに備える、請求項６に記載の走行車線判別装置。
8. 前記走行車線判別部は、車両の走行車線が、左端車線、右側車線及びそれら以外の車線のいずれかであることを判別する、請求項１に記載の走行車線判別装置。
9. 車両が左端車線又は右端車線から逸脱したことを警報する車線逸脱警報部をさらに備える、請求項１に記載の走行車線判別装置。
10. 前記走行車線判別装置は、車両のナビゲーション処理を行うナビゲーション部と協働し、
    前記ナビゲーション部は、交差点の構成を表す交差点構成情報を少なくとも含む地図データを格納する記憶装置と通信可能に構成されており、前記走行車線判別部で判別された車両の走行車線と、前記記憶装置に格納されている交差点構成情報とを使って、車両の走行車線が、交差点における右折車線、左折車線及びそれら以外の車線のいずれかであることを判別する、請求項１に記載の走行車線判別装置。
11. 前記ナビゲーション部はさらに、交差点における右折車線、左折車線及びそれら以外の車線へ車両が進入する前に前記走行車線判別部で判別された車両の走行車線と、前記記憶装置に格納されている交差点構成情報とを使って、車両の走行車線が、交差点における右折車線、左折車線及びそれら以外の車線のいずれかであることを判別する、請求項１０に記載の走行車線判別装置。
12. 前記走行車線判別装置は、車両のナビゲーション処理を行うナビゲーション部と協働し、
    前記ナビゲーション部は、道路網を表す地図データを格納する記憶装置と通信可能に構成されており、前記走行車線判別部で判別された車両の走行車線と、前記記憶装置に格納されている地図データとを使って、道路における分岐点を通過直後の車両の走行道路を判別する、請求項１に記載の走行車線判別装置。
13. 前記走行車線判別装置は、車両のナビゲーションを行うナビゲーション部と協働し、
    前記ナビゲーション部は、
    道路網を表す地図データを格納する記憶装置と通信可能に構成されており、前記記憶装置に格納される地図データを使って、予め定められた方法で取得した開始点から終了点への経路を探索して、探索された経路に従って、車両を誘導・案内し、
    前記走行車線判別部で判別された車両の走行車線を参照して、探索された経路に沿った正しい走行車線を車両が走行しているか否かを判断し、
    正しい走行車線を車両が走行していないと判断した場合には、探索された経路から外れていることを表すテキスト、画像又は合成音声を作成する、請求項１に記載の走行車線判別装置。
14. 前記ナビゲーション部は、正しい走行車線を車両が走行していないと判断した場合には、車両の現在位置から終了点への経路を再度探索する、請求項１１に記載の走行車線判別装置。
15. 前記ナビゲーション部は、探索された経路上の交差点又は分岐点に進入する際に正しい走行車線を車両が走行していると判断した場合には、探索された経路において、これから車両が進入する交差点又は分岐点よりも終了点側の部分を表す情報を作成する、請求項１１に記載の走行車線判別装置。
16. 車両が走行する道路の路面を表す路面画像を生成する少なくとも１台の撮像装置と接続可能な走行車線判別装置であって、
    前記撮像装置から路面画像を取得する画像取得部と、
    前記画像取得部から路面画像を受け取る度に、受け取った路面画像から部分的な区画線を抽出する区画線抽出部と、
    前記画像取得部で基準となる部分画像が作成された時からの車両の移動距離が予め定められた基準値に到達したか否かを判断する移動距離判断部と、
    前記移動距離判断判断部で基準値に達していると判断された場合に、前記区画線抽出部で抽出された部分的な区画線それぞれに基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する区画線判別部と、
    前記区画線判別部で判別された区画線の特徴に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する走行車線判別部とを備える、走行車線判別装置。
17. 前記画像取得部は、前記移動距離判断部で基準値に達していないと判断された場合に、予め定められた時間経過後、又は車両が予め定められた距離だけ移動した後に、前記撮像装置から路面画像を取得する、請求項１６に記載の走行車線判別装置。
18. 前記区画線抽出部は、前記画像取得部から受け取った路面画像から、部分的な区画線のエッジ位置を特定する第１の座標値を抽出し、
    前記第１の座標値は、路面画像上におけるエッジ位置を特定し、
    前記走行車線判別装置はさらに、
    前記区画線抽出部で抽出された第１の座標値を、路面上におけるエッジ位置を特定する第２の座標値に変換する座標変換部と、
    前記座標変換部で変換された第２の座標値が、前記画像取得部で取得された路面画像の内、基準となるものか否かを判断する基準画像判断部と、
    前記基準画像判断部で、基準となる路面画像と判断された場合には、前記座標変換部で変換された第２の座標値をそのまま保持する第２の座標値保持部と、
    前記基準画像判断部で、基準となる路面画像ではないと判断された場合には、前記座標変換部で変換された第２の座標値に、車両の移動距離を加算することにより得られる補正座標値を保持する補正座標値保持部とをさらに備え、
    前記移動距離判断部は、前記第２の座標値保持部により保持される第２の座標値と、前記補正座標値保持部により保持される補正座標値とから、前記部分画像作成部で基準となる部分画像が作成された時からの車両の移動距離が予め定められた基準値に到達したか否かを判断する、請求項１６に記載の走行車線判別装置。
19. 車両が走行する道路の路面を表す路面画像を生成する少なくとも１台の撮像装置と接続可能な情報端末装置で用いられ、車両の走行車線を判別するための方法であって、
    前記撮像装置から路面画像を取得する画像取得ステップと、
    前記画像取得ステップで取得された路面画像から、路面上の障害物がないと予め想定可能な領域を切り出して、部分画像を作成する部分画像作成ステップと、
    前記部分画像作成ステップにより作成された部分画像に含まれる部分的な区画線を抽出する区画線抽出ステップと、
    前記区画線抽出ステップで抽出された部分的な区画線に基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する区画線判別ステップと、
    前記区画線判別ステップで判別された区画線の特徴に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する走行車線判別ステップとを備える、走行車線判別方法。
20. 車両が走行する道路の路面を表す路面画像を生成する少なくとも１台の撮像装置と接続可能な情報端末装置に用いられ、車両の走行車線を判別する方法であって、
    前記撮像装置から路面画像を取得する画像取得ステップと、
    前記画像取得ステップから路面画像を受け取る度に、受け取った路面画像から部分的な区画線を抽出する区画線抽出ステップと、
    前記画像取得ステップで基準となる路面画像が取得された時からの車両の移動距離が予め定められた基準値に到達したか否かを判断する移動距離判断ステップと、
    前記移動距離判断ステップで基準値に達していると判断された場合に、前記区画線抽出ステップで抽出された部分的な区画線それぞれに基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する区画線判別ステップと、
    前記区画線判別ステップで判別された区画線の特徴に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する走行車線判別ステップとを備える、走行車線判別方法。
21. 車両が走行する道路の路面を表す路面画像を生成する少なくとも１台の撮像装置と接続可能な情報端末装置で用いられ、車両の走行車線を判別するためのコンピュータプログラムを記録した記録媒体であって、
    前記撮像装置から路面画像を取得する画像取得ステップと、
    前記画像取得ステップで取得された路面画像から、路面上の障害物がないと予め想定可能な領域を切り出して、部分画像を作成する部分画像作成ステップと、
    前記部分画像作成ステップにより作成された部分画像に含まれる部分的な区画線を抽出する区画線抽出ステップと、
    前記区画線抽出ステップで抽出された部分的な区画線に基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する区画線判別ステップと、
    前記区画線判別ステップで判別された区画線の特徴に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する走行車線判別ステップとを備える、コンピュータプログラムを記録した記録媒体。
22. 車両が走行する道路の路面を表す路面画像を生成する少なくとも１台の撮像装置と接続可能な情報端末装置に用いられ、車両の走行車線を判別するためのコンピュータプログラムを記録した記録媒体であって、
    前記撮像装置から路面画像を取得する画像取得ステップと、
    前記画像取得ステップから路面画像を受け取る度に、受け取った路面画像から部分的な区画線を抽出する区画線抽出ステップと、
    前記画像取得ステップで基準となる路面画像が取得された時からの車両の移動距離が予め定められた基準値に到達したか否かを判断する移動距離判断ステップと、
    前記移動距離判断ステップで基準値に達していると判断された場合に、前記区画線抽出ステップで抽出された部分的な区画線それぞれに基づいて、車両の走行車線の両側に描かれている区画線の特徴を判別する区画線判別ステップと、
    前記区画線判別ステップで判別された区画線の特徴に基づいて、車両の走行車線の種類を判別する走行車線判別ステップとを備える、コンピュータプログラムを記録した記録媒体。

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