JP2007257305A - 車外認識装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両進行方向に存在する停止線に対する距離の検出結果の信頼性を向上させることによって適切に車両を制御する。
【解決手段】停止線距離判定部２６は、停止線距離算出部２３により算出された停止線距離Ｌ１と、標識距離算出部２５により算出された標識距離Ｌ２とを、一方を基準として比較し、一方に対する他方の適否を判定する。停止線距離判定部２６は、例えば停止線距離Ｌ１と標識距離Ｌ２との差が所定上限距離以下の場合に、標識距離Ｌ２に対して停止線距離Ｌ１が適正であると判定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車外認識装置に関する。

従来、例えばカメラの撮影により得られた画像から路面上の停止線を検出し、車両から停止線までの距離に基づき、警報を出力する装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
また、従来、例えばナビゲーション装置等において用いられる道路データにより車両進行方向の交差点までの距離を算出し、この算出結果に基づき警報を出力する装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００４−２９５５９７号公報 特開２００６−２４１０５号公報 特開２００５−１８２３１０号公報

ところで、上記従来技術において、カメラの撮影により得られた画像から停止線を検出する場合には、例えば停止線の表面上に擦損や汚損が生じていたり、例えば停止線の前後の路面上に水溜まり等が存在することによって、停止線の検出精度が低下し、停止線までの距離の検出精度が低下してしまうという問題が生じる。
また、上記従来技術において、単に、ナビゲーション装置等の道路地図データに基づいて交差点までの距離を算出する場合には、例えば測位信号による車両位置の検出誤差および道路地図データの誤差等により、交差点までの距離の検出精度が低下してしまうという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両進行方向に存在する停止線に対する距離の検出結果の信頼性を向上させることによって適切に車両を制御することが可能な車外認識装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車外認識装置は、車両の進行方向の所定領域を撮影する撮影手段（例えば、実施の形態での外界カメラ１４）と、該撮影手段により撮像された画像に基づき一時停止線を認識すると共に、該一時停止線までの距離（例えば、実施の形態での停止線距離Ｌ１）を算出する停止線検出手段（例えば、実施の形態での停止線検出部２２および停止線距離算出部２３）とを備える車外認識装置であって、前記撮影手段により撮像された画像に基づき一時停止標識を認識すると共に、該一時停止標識までの距離（例えば、実施の形態での標識距離Ｌ２）を算出する停止標識検出手段（例えば、実施の形態での標識検出部２４および標識距離算出部２５）と、該停止標識検出手段により算出された前記距離と、前記停止線検出手段により算出された前記距離とを、一方を基準として比較し、一方に対する他方の適否を判定する適否判定手段（例えば、実施の形態での停止線距離判定部２６）とを備えることを特徴としている。

上記の車外認識装置によれば、停止標識検出手段により算出された距離と、停止線検出手段により算出された距離とを、一方を基準として比較し、一方に対する他方の適否を判定することにより、距離の検出結果に対する信頼性を向上させることができる。

さらに、請求項２に記載の本発明の車外認識装置では、前記適否判定手段は、前記一時停止標識までの前記距離を基準として、前記一時停止線までの前記距離の適否を判定することを特徴としている。

上記の車外認識装置によれば、車両制御に用いられる一時停止線までの距離の検出結果に対する信頼性を向上させることができる。

さらに、請求項３に記載の本発明の車外認識装置では、前記停止標識検出手段は、前記一時停止標識の基準部位の長さを予め記憶し、該長さおよび該長さの前記画像における視角とに基づいて前記一時停止標識までの前記距離を算出することを特徴としている。

上記の車外認識装置によれば、一時停止標識の基準部位の長さと、この基準部位の視角とに基づき、一時停止標識までの距離を幾何学的に精度良く算出することができる。

さらに、請求項４に記載の本発明の車外認識装置では、前記適否判定手段は、前記距離間の差が所定値以下の場合に、一方に対して他方が適正であると判定することを特徴としている。

上記の車外認識装置によれば、距離の検出結果に対する信頼性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明の車外認識装置によれば、停止標識検出手段により算出された距離と、停止線検出手段により算出された距離とを、一方を基準として比較し、一方に対する他方の適否を判定することにより、距離の検出結果に対する信頼性を向上させることができる。
さらに、請求項２に記載の本発明の車外認識装置によれば、車両制御に用いられる一時停止線までの距離の検出結果に対する信頼性を向上させることができる。
さらに、請求項３に記載の本発明の車外認識装置によれば、一時停止標識の基準部位の長さと、この基準部位の視角とに基づき、一時停止標識までの距離を幾何学的に精度良く算出することができる。
さらに、請求項４に記載の本発明の車外認識装置によれば、距離の検出結果に対する信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る車外認識装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車外認識装置１を具備する車両制御装置１０は、例えば図１に示すように、ナビゲーション装置１１と、地図データ記憶装置１２と、自車両状態センサ１３と、外界カメラ１４と、制動装置１５と、警報装置１６と、処理装置１７とを備えて構成されている。

ナビゲーション装置１１は、例えば人工衛星を利用して車両の位置を測定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）信号等の測位信号あるいはジャイロセンサおよび加速度センサ等の各検出結果に基づいて自車両の現在位置および進行方向を検知し、この検知結果に基づき、地図データ記憶装置１２に格納された地図データに対してマップマッチングを行い、表示画面上での自車両の現在位置の表示位置を制御すると共に、検出された自車両の現在位置あるいは各種スイッチやキーボード等を介して操作者により入力された適宜の車両位置に対して、表示画面上での地図表示を制御する。

地図データ記憶装置１２は、ナビゲーション装置１１の表示画面上に地図を表示するための地図表示用のデータおよび自車両の現在位置に基づくマップマッチングの処理に必要とされる道路座標データに加えて、経路探索や経路誘導等の処理に必要とされるデータ、例えば交差点等の所定位置の緯度および経度からなる点であるノードと、各ノード間を結ぶ線であるリンクとの各データを地図データとして備えており、さらに、ノードおよびリンクには各種の情報が付加されている。
例えば図２に示すように、自車両Ａの進行方向前方の道路上に交差点が存在する場合、複数のノードＮ１，…，Ｎ４と、各ノードＮ１，…，Ｎ４間を接続するリンクＬ１，Ｌ２，Ｌ３とが設定されている。そして、例えば交差点の位置を示すノードＮ２に対しては、緯度および経度に加えて、信号機の有無や複数の道路の交差角度や形状等の交差点情報が付加され、各リンクＬ１，Ｌ２，Ｌ３には、道路種別（例えば、国道、県道、市道等）、道路幅員情報（例えば、幅員データ等）、道路構造情報（例えば、車線数等）が付加されている。

自車両状態センサ１３は、自車両の車両情報として、例えば自車両の速度（車速）を検出する車速センサや、ヨー角（車両重心の上下方向軸回りの回転角度）やヨーレート（車両重心の上下方向軸回りの回転角速度）を検出するヨーレートセンサや、操舵角（運転者が入力した操舵角度の方向と大きさ）や操舵角に応じた実舵角（転舵角）を検出する舵角センサや、方向指示器やブレーキのオン／オフ状態を検知する各センサ等を備えて構成されている。

外界カメラ１４は、例えば可視光領域にて撮像可能なＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等のカメラおよび画像処理部を備えて構成され、例えば車室内に配置されたカメラはフロントウィンドウ越しに自車両の進行方向前方の所定検知範囲の外界（例えば、自車両の走行状態や外界の環境等に応じた所定距離よりも前方の領域であって、自車両の走行路の勾配や曲率等の道路形状に応じて道路標識が存在すると推定される位置周辺の領域等）を所定時間間隔で撮影する。そして、画像処理部は、カメラの撮影により得られた画像に対して、例えばフィルタリング等の所定の画像処理を行い、二次元配列の画素からなる画像データを生成して処理装置１７へ出力する。

制動装置１５は、例えばブレーキ制御装置等であって、処理装置１７から入力される制御信号に応じて、例えばブレーキ液圧等を制御して自車両に制動力を作用させる。
警報装置１６は、例えば、触覚的伝達装置と、視覚的伝達装置と、聴覚的伝達装置とを備えて構成されている。
触覚的伝達装置は、例えばシートベルト装置や操舵制御装置等であって、処理装置１７から入力される制御信号に応じて、例えばシートベルトに所定の張力を発生させて自車両の乗員が触覚的に知覚可能な締め付け力を作用させたり、例えばステアリングホイールに自車両の運転者が触覚的に知覚可能な振動（ステアリング振動）を発生させることによって、交差点での自車両の停止の必要性を乗員に認識させる。
視覚的伝達装置は、例えば表示装置等であって、処理装置１７から入力される制御信号に応じて、例えば表示装置に所定の警報情報を表示したり、所定の警報灯を点滅させることによって、交差点での自車両の停止の必要性を乗員に認識させる。
聴覚的伝達装置は、例えばスピーカ等であって、処理装置１７から入力される制御信号に応じて所定の警報音や音声等を出力することによって、交差点での自車両の停止の必要性を乗員に認識させる。

処理装置１７は、例えば交差点認知部２１と、停止線検出部２２と、停止線距離算出部２３と、標識検出部２４と、標識距離算出部２５と、停止線距離判定部２６と、走行制御部２７とを備えて構成されている。

交差点認知部２１は、ナビゲーション装置１１により検出された自車両の現在位置および進行方向と、地図データ記憶装置１２に格納された地図データと、自車両状態センサ１３の出力とに基づき、自車両の進行方向に停止すべき交差点が存在することを認知する。さらに、交差点認知部２１は、存在を認知した交差点に対する交差点情報に基づき、交差点に信号機が存在するか否かを判定すると共に、交差点で交差する道路の道路種別、道路幅員情報、道路構造情報等に基づき、自車両の走行路は優先道路であるか否かを判定する。例えば道路種別に対しては、順次、国道、県道、市道へと変化することに伴い、優先度が低下するように設定され、例えば道路幅員情報に対しては、幅員が減少することに伴い、優先度が低下するように設定され、例えば道路構造情報に対しては、車線数が減少することに伴い、優先度が低下するように設定されている。
そして、交差点認知部２１は、これらの認知結果および判定結果を停止線距離算出部２３に出力する。

停止線検出部２２は、外界カメラ１４から出力される画像データに対して、自車両の進行方向前方の路面上の停止線を対象とした認識処理により停止線を検出する。
停止線距離算出部２３は、交差点認知部２１による交差点の認知結果に基づき、停止線検出部２２により検出された停止線と自車両との間の距離（停止線距離）Ｌ１を、例えば下記数式（１）および図３に示すように、外界カメラ１４の地上高Ｈと、外界カメラ１４に対する停止線の俯角αとにより幾何学的に算出する。

標識検出部２４は、外界カメラ１４から出力される画像データに対して、自車両の進行方向前方の一時停止標識を対象とした認識処理により一時停止標識を検出する。
標識距離算出部２５は、標識検出部２４により検出された一時停止標識と自車両との間の距離（標識距離）Ｌ２を、例えば下記数式（２）および図４に示すように、予め記憶している一時停止標識の外形形状の所定部位の寸法、例えば三角形状をなす一辺の長さＤと、外界カメラ１４に対して、この一辺がなす角度βとにより幾何学的に算出する。

停止線距離判定部２６は、停止線距離算出部２３により算出された停止線距離Ｌ１と、標識距離算出部２５により算出された標識距離Ｌ２とを、一方を基準として比較し、一方に対する他方の適否を判定する。
例えば停止線距離判定部２６は、停止線距離Ｌ１と標識距離Ｌ２との差が所定上限距離以下の場合に、標識距離Ｌ２に対して停止線距離Ｌ１が適正であると判定する。

そして、走行制御部２７は、停止線距離判定部２６による判定結果に基づき、自車両の走行状態に対する走行支援レベルを設定し、この走行支援レベルに応じて制動装置１５および警報装置１６を作動させる。例えば、走行制御部２７は、自車両状態センサ１３の出力に基づく運転者の減速意志が検出されていない状態で、自車両が交差点の手前の所定の警報位置に到達したときに、停止の実行を促す警報を出力し、さらに、自車両の速度が所定速度以上の状態で所定の減速位置に到達したときに、自動的に自車両を減速させる。

本実施の形態による車外認識装置１を具備する車両制御装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両制御装置１０の動作、特に、停止線距離Ｌ１が適正であるか否かを判定する処理について説明する。

先ず、例えば図５に示すステップＳ０１においては、ナビゲーション装置１１により検出された自車両の現在位置および進行方向と、地図データ記憶装置１２に格納された地図データとに基づき、自車両の進行方向に停止すべき交差点が存在することを認知したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。

そして、ステップＳ０２においては、外界カメラ１４の地上高Ｈと、外界カメラ１４に対する停止線の俯角αとにより幾何学的に、停止線と自車両との間の距離（停止線距離）Ｌ１を算出する。
そして、ステップＳ０３においては、予め記憶している一時停止標識の外形形状の所定部位の寸法、例えば三角形状をなす一辺の長さＤと、外界カメラ１４に対して、この一辺がなす角度βとにより幾何学的に、一時停止標識と自車両との間の距離（標識距離）Ｌ２を算出する。

そして、ステップＳ０４においては、停止線距離Ｌ１と標識距離Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）が所定上限距離以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、標識距離Ｌ２に基づき停止線距離Ｌ１が適正であると判定することができ、ステップＳ０５に進み、このステップＳ０５においては、停止線距離Ｌ１に応じて、自車両の走行状態を制御し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、標識距離Ｌ２に基づき停止線距離Ｌ１が適正ではないと判定することができ、この停止線距離Ｌ１に応じた走行制御等は実行せずに、一連の処理を終了する。

上述したように、本実施の形態による車外認識装置１によれば、標識距離算出部２５により算出された一時停止標識と自車両との間の距離（標識距離）Ｌ２と、停止線距離算出部２３により算出された停止線と自車両との間の距離（停止線距離）Ｌ１とを、一方を基準として比較し、一方に対する他方の適否を判定することにより、各距離Ｌ１，Ｌ２の検出結果に対する信頼性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る車外認識装置を具備する車両制御装置の構成図である。 地図データを構成するノードおよびリンクの一例を示す図である。 停止線距離Ｌ１の一例を示す図である。 標識距離Ｌ２の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る車外認識装置を具備する車両制御装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車外認識装置
１０ 車両制御装置
１４ 外界カメラ（撮影手段）
２２ 停止線検出部（停止線検出手段）
２３ 停止線距離算出部（停止線検出手段）
２４ 標識検出部（停止標識検出手段）
２５ 標識距離算出部（停止標識検出手段）
２６ 停止線距離判定部（適否判定手段）

Claims (4)

1. 車両の進行方向の所定領域を撮影する撮影手段と、
   該撮影手段により撮像された画像に基づき一時停止線を認識すると共に、該一時停止線までの距離を算出する停止線検出手段とを備える車外認識装置であって、
   前記撮影手段により撮像された画像に基づき一時停止標識を認識すると共に、該一時停止標識までの距離を算出する停止標識検出手段と、
   該停止標識検出手段により算出された前記距離と、前記停止線検出手段により算出された前記距離とを、一方を基準として比較し、一方に対する他方の適否を判定する適否判定手段と
   を備えることを特徴とする車外認識装置。
2. 前記適否判定手段は、前記一時停止標識までの前記距離を基準として、前記一時停止線までの前記距離の適否を判定することを特徴とする請求項１に記載の車外認識装置。
3. 前記停止標識検出手段は、前記一時停止標識の基準部位の長さを予め記憶し、該長さおよび該長さの前記画像における視角とに基づいて前記一時停止標識までの前記距離を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車外認識装置。
4. 前記適否判定手段は、前記距離間の差が所定値以下の場合に、一方に対して他方が適正であると判定することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかひとつに記載の車外認識装置。
   
   

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