JP2009217492A - 車線区分線認識装置、車線維持支援装置、車線区分線認識方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度よく他車両が白線認識距離範囲に進入することを予測して、車線区分線の認識距離範囲を調整する車線区分線認識装置等を提供すること。
【解決手段】走行レーンを区分する車線区分線を撮影する撮影手段１２と、撮影された画像データの認識距離範囲から車線区分線を認識する認識手段２０と、を有する車線区分線認識装置１００において、隣接した走行レーンを走行する他車両３２の、自車両３１に対する相対的な位置情報を検出する他車両位置検出手段１４、１５と、他車両３２までの車長方向の前方距離を検出する前方距離検出手段４１と、撮影手段１２の水平画角及び前方距離に基づき撮影範囲の境界位置を算出する側方距離算出手段４２と、境界位置と他車両３２の車幅方向の移動速度Ｖｘとから、所定時間後に境界位置に他車両等が到達するかを判定する判定手段と、認識距離範囲を変更する認識距離変更手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮影された画像データから走行レーンを区分する車線区分線を認識する車線区分線認識装置等に関し、特に、車線区分線の認識距離範囲を調整する車線区分線認識装置、車線維持支援装置及び車線区分線認識方法に関する。

走行レーンを維持して走行するよう車両の走行レーンに対する位置を検出し、目標走行線との乖離量（オフセット量）に応じて操舵すべき方向にアシストトルクを付加する車線維持支援装置が知られている。車線維持支援装置は、路面標示された前方の車線区分線を撮影してその画像データから走行レーンに対する位置を検出するので、車線区分線を認識するために定められている距離範囲（以下、白線認識距離範囲という）を他車両が走行していると車線区分線の認識が困難になる場合がある。そこで、他車両が白線認識距離範囲を走行する場合は、白線認識距離範囲を縮小する白線認識装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。特許文献１には、レーダ等で前方の他車両との車間距離を検出し、車間距離を車線区分線の認識範囲に設定する白線認識装置が記載されている。また、特許文献２には、前方の他車両が白線認識距離範囲を走行している場合は、他車両が撮影された領域を車線区分線の認識対象から除外する白線認識装置が記載されている。

しかしながら、特許文献１記載の白線認識装置は、他車両が自車両の走行レーンをすでに走行している場合に他車両との車間距離を検出するものであるし、特許文献２記載の白線認識装置は、他車両が実際に白線認識距離範囲に存在した場合に他車両の領域を車線区分線の認識対象から除外するものである。このため、例えば、他車両が自車レーンに車線変更してきた場合や自車両が他車レーンに車線変更した場合などは、車線区分線の認識対象の調整が遅れ適切に車線区分線を認識できない場合がある。

この点、他車両が車線変更することを予測する技術が提案されている（例えば、特許文献３、４参照。）。特許文献３には、他車レーンの前方車両のウィンカの点灯又は他車両の自車レーンへの接近量を画像処理により検出したり、道路地図情報に基づいて隣接レーンの幅員減少を検出した場合に、他車レーンの他車両が自車レーンに車線変更することを検出する走行制御装置が記載されている。また、特許文献４には、他車レーンの前方車両のウィンカの点灯情報を受信して、他車レーンの他車両が自車レーンに車線変更することを検出する走行制御装置が記載されている。
特開平９−３１１９９９号公報 特開平８−３０７７０号公報 特開２００１−１７１３８９号公報 特開２００７−１０２５７７号公報

しかしながら、ウィンカを点灯しないで車線変更する他車両も存在するので、特許文献３又は４記載の技術では、他車両の車線変更を検出できない場合がある。また、単にウィンカ情報を受信するだけでは、実際に他車両が自車レーンに進入するタイミングが検出できないので、白線認識距離範囲を適切なタイミングで調整できないという問題がかる。

本発明は、上記課題に鑑み、精度よく他車両が白線認識距離範囲に進入することを予測して、車線区分線の認識距離範囲を調整する車線区分線認識装置、車線維持支援装置及び車線区分線認識方法を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、走行レーンを区分する車線区分線を撮影する撮影手段と、撮影された画像データの認識距離範囲から車線区分線を認識する認識手段と、を有する車線区分線認識装置において、隣接した走行レーンを走行する他車両の、自車両に対する相対的な位置情報を検出する他車両位置検出手段と、位置情報から、他車両までの車長方向の前方距離を検出する前方距離検出手段と、撮影手段の水平画角及び前方距離に基づき、撮影範囲の車幅方向の境界位置を算出する側方距離算出手段と、境界位置と、他車両の車幅方向の移動速度とから、所定時間後に境界位置に他車両又は自車両が到達するか否かを判定する判定手段と、判定手段により、所定時間後に他車両又は自車両が境界位置に到達すると判定された場合、認識距離範囲を変更する認識距離変更手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、他車両が撮影範囲に入るか否かを予測して、予め白線認識距離範囲を短縮できるので、白線認識距離範囲の調整の遅れに起因して白線の認識が困難になることを確実に防止できる。

精度よく他車両が白線認識距離範囲に進入することを予測して、車線区分線の認識距離範囲を調整する車線区分線認識装置、車線維持支援装置及び車線区分線認識方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら、実施例を挙げて説明する。

本実施形態の白線認識装置は、他車両の将来位置を予測して、撮影された画像データのうち車線区分線の認識範囲（以下、白線認識距離範囲という）を短縮する。これにより、実際に白線認識距離範囲に他車両が進入する前に、他車両が撮影される領域を車線区分線の認識対象から除外できるので、白線認識距離範囲の調整の遅れを防止し他車両が車線変更しても適切な範囲の車線区分線を認識できるようになる。なお、車線区分線は、白線、黄線、実線、破線等の種々の態様があるが、以下では車線区分線を単に白線という。

また、本実施形態では、次の方法で他車両の将来位置を予測する。
１．レーダ又は車車間通信により検出した他車両の位置情報
２．他車両又は自車両のウィンカ情報
３．他車両又は自車両の操舵情報
４．他車両又は自車両の車両運動状態
以下、各方法について実施例を挙げて説明する。なお、将来位置を予測するとは、１点で位置を予測する場合と、単に車線変更を予測する場合の二つの意味で用いられる。

本実施例では、レーダ又は車車間通信により他車両の位置情報を検出し、他車両の位置情報から他車両の将来位置を予測する白線認識装置１００について説明する。

図１は、白線認識装置１００の概略構成図の一例を示す。白線認識装置１００は、白線を認識する白線認識ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０により制御され、白線認識ＥＣＵ２０にはＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ＬＡＮ及び専用線を介して、スイッチ１１、前方カメラ１２、車速センサ１３、ミリ波レーダ装置１４、通信装置１５、電動パワステＥＣＵ１６、ブザー出力部１７及び表示部１８が接続されている。

白線認識装置１００による白線の認識結果（後述の白線情報）は、走行レーンを維持するようステアリングホイールの操舵を支援するＬＫＡＳ（Lane Keeping Assist System）、及び、白線を逸脱するおそれがある場合に運転者に警告するＬＤＷ（Lane Departure Warning）のいずれにも適用できる。

白線認識ＥＣＵ２０に接続されたスイッチ１１が運転者によりオンに操作されると、車速が一定以上及び白線が認識されている等の所定の条件下でＬＫＡＳ又はＬＤＷが作動する。前方カメラ１２は、例えば室内ルームミラーに搭載され車両前方へ向けて水平下向きに所定角範囲で広がる領域を撮影する。水平画角は例えば左右に各２０度である。前方カメラ１２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）の光電変換素子により、所定の輝度階調（例えば、２５６階調）の画像データを出力する。

白線認識ＥＣＵ２０は、前方カメラ１２が所定のサイクル時間で順次撮影する画像データに対し画像処理を行い、映し出されている道路上に描かれた走行レーンを区切る左右の白線を検出する。

図２は、白線認識距離範囲を模式的に示す図である。白線認識ＥＣＵ２０には、前方カメラ１２が撮影した画像データのうち、自車両３１よりも前方の例えば１０〔ｍ〕〜３０〔ｍ〕までがデフォルトの白線認識距離範囲として設定されている。本実施形態の白線認識装置１００は白線認識距離範囲を他車両３２の将来位置を予測して短縮する。

白線情報の検出について説明する。１本の白線は両端に高周波成分たるエッジを有するので、車両前方の画像データの輝度値を水平方向に微分すると、白線の両端にピークが得られそれを前後方向に結んだエッジ線が推定できる。推定した複数のエッジ線から一対となる複数組の白線候補線を抽出し、複数組の白線候補線のなかから、輝度や路面とのコントラストから定められる閾値や白線幅の閾値、線状の形状である等の特徴からマッチングなどの手法を適用して、白線と認められる１本の白線を選定する。

決定した白線が有する複数エッジを抽出しハフ変換することで左右の白線の直線式が得られ、この直線をそれぞれモデル式に表現する。前方カメラ１２の路面からの高さ、及び、路面に対する光軸のなす角は既知であるので、画像データの各画素（ピクセル）と路面上の位置との対応関係も既知となる。また、モデル式はその係数に、左右の白線の消失点、道路曲率、ヨー角、幅員、オフセット量等の情報を含むので、これから、道路曲率、ヨー角（白線に対する車長方向の傾き）、幅員Ｗ、オフセット量Ｄ（目標走行線に対する車両中心位置のずれ量）、標走行線（例えば中央線）Ｏ等の白線情報が得られる。

画像データの各画素（ピクセル）と路面上の位置との対応関係が明らかなので、ミリ波レーダ装置１４等から他車両３２の位置が分かれば、画像データにおける他車両３２の位置も確定できる。

なお、ＬＫＡＳの場合、白線認識ＥＣＵ２０は、白線情報のうち自車両３１のオフセット量Ｄに応じて反対方向のアシストトルクを電動パワステＥＣＵ１６に要求し、走行レーンの中央付近を走行するように操舵を支援する。このアシストトルクは例えば目標走行線を基準としたオフセット量Ｄに比例した値である。また、ＬＤＷの場合、白線認識ＥＣＵ２０は、車速センサ１３が検出する車速と自車両３１のヨー角から所定時間後（例えば１秒後）に自車両３１が白線を逸脱するおそれがある場合、ブザー出力部１７により警報音を吹鳴して、運転者に走行レーンへの復帰を促す。なお、操舵にアシストトルクを加えて走行レーンの維持を支援するのでなく、各車輪の制動力を個別に制御して、例えば内輪側と外輪側の制動力の左右差を利用して自車両３１の進行方向を制御してもよい。各輪の制動力はブレーキＥＣＵにより制御される。

〔他車両３２の位置情報〕
他車両３２の位置情報を取得するには、ミリ波レーダ装置１４を用いた方法と通信装置１５を用いた方法がある。ミリ波レーダ装置１４は、自車両３１の例えばフロントグリル内に設置され車両前方に向けてミリ波を送信すると共に他車両３２に反射したミリ波を受信し、送信したミリ波が受信されるまでの時間により他車両３２との相対距離を、送信波と受信波の周波数との差に基づき相対速度を検出する。具体的は、例えば三角波でＦＭ変調した送信波をアンテナから出力し、他車両３２に反射した反射波をアンテナで受信してミキシングすることでビート信号を取得する。ビート信号は、他車両３２までの距離及び相対速度に応じて生じる干渉により波形が変化するので、波形から相対距離と相対速度が演算される。

ミリ波レーダ装置１４は、所定の水平走査角範囲（車長方向を中心に左右方向それぞれの所定角度範囲）を走査しながらレーザパルスを照射する。照射方向に他車両３２が存在すれば反射波が受信されるので、自車両３１の前方に存在する他車両３２の存在する方向と相対距離を検出することができる。ミリ波レーダ装置１４ではこの方向と相対距離が位置情報となる。

なお、一台の他車両３２から複数の位置情報が検出されるが、白線認識ＥＣＵ２０は複数の位置情報を例えばグループ化して１台の他車両３２と扱い、例えば、最接近部又は車幅中心の後端を、他車両３２の位置情報と定義する。図２では、車幅中心の後端を他車両３２の位置としている。

通信装置１５は他車両３２と車車間通信する。通信装置１５は、例えば、数メートルから数１００メートルの範囲でのみ通信可能な狭域通信（ＤＳＲＣ；Dedicated Short Range Communication）方式により、1対1又は1対Ｎのアドホックネットワークを実現して自車両情報及び他車両情報を送受信する。

通信装置１５は、自車両情報に宛先を付加し、プロトコル処理、エラー符号処理等を施し所定の変調方式（例えばＱＰＳＫ）で変調し、生成された変調波を増幅してアンテナから送信する。接続手順は例えばＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）であって、他車両３２から先に送信要求があった場合は所定時間をおいて送信する。

自車両情報は、他車両３２に他車両３２の位置情報の送信を要求するものである。この位置情報は緯度・経度・標高からなる座標情報（以下、区別するため他車両３２の位置情報は座標情報という）である。他車両３２は、他車両情報に座標情報を含め自車両３１を宛先にして同様に他車両情報を自車両３１に送信する。なお、ブルートゥース（登録商標）、無線ＵＳＢ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）など所定の通信規格を用いて車車間通信してもよい。

なお、座標情報は他車両３２の例えば中心位置一点の位置を示すものなので、座標情報に加え車長情報及び車幅情報を受信することが好ましい。これにより、他車両３２の左後端又は右後端の位置を算出できる。一般的な車両の車長情報や車幅情報を用いてもよい。

〔将来位置の予測〕
続いて、位置情報又は座標情報から予測する他車両３２の将来位置について説明する。図３は、将来位置の予測を模式的に説明する図を示す。白線認識ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発メモリ、入出力インターフェイス及びＥＣＵ間通信部を有するコンピュータであって、図１に示したように、ＣＰＵがプログラムを実行するか又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアにより実現される、前方距離検出部４１、側方距離予測部４２、判定部４３及び白線認識距離変更部４４を有する。これらのブロックが他車両３２の将来位置を予測し、白線認識距離範囲を変更する。

図３に示すように、前方距離検出部４１は自車両３１を原点に右方向をＸ軸に前方方向をＹ軸に取る。なお、右方向及び前方方向が正である。他車両３２の位置情報から相対距離及び方向は明らかなので、ＸＹ平面における他車両３２の座標が明らかとなる。他車両３２が存在する方向をＸ軸に対し反時計回り方向の角度で表した場合、前方距離検出部４１は、「相対距離×Ｃｏｓ（方向）」からＸ座標を、「相対距離×Ｓｉｎ（方向）」からＹ座標を、それぞれ算出する。図３では、他車両３２のＸ座標をＸcar、Ｙ座標をＹcarとした。このうちＸcar が側方距離となり、Ｙcarが前方距離となる。

ところで、前方カメラ１２の水平画角は予め定まっておりこれをθとすると、前方距離Ｙcarの時に他車両３２が画角に入るためのＸ座標（以下、撮影範囲の境界位置Ｘlineという）は、図示するように次式で算出される。
Ｘline ＝ Ｙcar × ｔａｎθ
前方距離Ｙcarが白線認識距離範囲以内の場合、他車両３２が画角にはいると、白線の認識が困難になるおそれがある。したがって、側方距離Ｘcarの他車両３２が、将来位置を予測したいΔＴ秒の間に「Ｘcar−Ｘline」の距離を移動するか否かを判定すればよいことになる。

他車両３２のＸ方向の移動速度Ｖｘは、側方距離Ｘcarを時間に対し微分することで算出される。側方距離予測部４２は、ミリ波レーダ装置１４がサイクル時間毎に検出した位置情報から算出された側方距離Ｘcarを時間微分して移動速度Ｖｘを算出する。
以上から、他車両３２のΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagは次式で算出される。側方距離予測部４２はこの式を用いてΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagを予測する。

Ｘcar_lag＝Ｘcar ＋ Ｖｘ×ΔＴ
なお、「Ｖｘ×ΔＴ」の符号はＸ軸の右側を正としたのでプラス「＋」となるが、「Ｖｘ×ΔＴ」はマイナスなので「Ｘcar_lag＜Ｘcar」である。

したがって、判定部４３は、
Ｘline ≧ Ｘcar_lag …（１）
が成立する場合、ΔＴ秒後に他車両３２が撮影範囲に入ると判定する。なお、ΔＴは、白線認識処理や他車検出処理の遅れ時間、誤認識に対する安全マージンなどを考慮して設定される定数である。

なお、時間と共に前方距離Ｙcarが変動するおそれがあるが、車線変更する短い時間であれば前方距離Ｙcarは一定（自車両３１と他車両３２の車速は等しい）としてよい。

白線認識距離変更部４４は、式（１）が成立する場合、白線認識距離範囲を変更する。変更後の白線認識距離範囲は、自車両３１の前方、例えば１０〔ｍ〕〜前方距離Ｙcarまでとなる。

なお、車車間通信して取得した座標情報により他車両３２の将来位置を予測する場合も全く同様に算出できる。すなわち、自車両３１及び他車両３２の座標が明らかとなるので、図３に示したＸＹ平面における相対的な位置、移動速度Ｖｘは同様に算出できる。境界位置Ｘlineの算出方法は共通なので、式（１）からΔＴ秒後に他車両３２が撮影範囲に入るか否かを判定できる。

〔白線認識装置１００の動作手順〕
白線認識装置１００の動作手順について図４のフローチャート図に基づき説明する。図４のフローチャート図は、例えば、スイッチ１１がオンになり、車速が所定値以上かつ白線が正常に認識されるとスタートする。

白線認識装置１００は自車レーンへ接近する他車両３２を検出する（Ｓ１０）。他車両３２はミリ波レーダ装置１４により検出してもよいし、画像データを解析して検出してもよい。

他車両３２の自車レーンへの接近を検出すると、前方距離検出部４１は前方距離Ｙcarを算出し、前方距離Ｙcarが白線認識距離範囲以内か否かを判定する（Ｓ２０）。すなわち、前方距離検出部４１は位置情報又は座標情報から前方距離Ｙcar及び側方距離Ｘcarを算出し、前方距離Ｙcarが白線認識距離範囲以内か否かを判定する。前方距離Ｙcarが白線認識距離範囲以内でない場合（Ｓ２０のＮｏ）、他車両３２が自車レーンに車線変更しても白線認識距離範囲に入らないので、そのまま図４の処理は終了する。この場合、白線認識距離範囲は短縮されない。

前方距離Ｙcarが白線認識距離範囲以内の場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、判定部４３はΔＴ秒後に他車両３２が撮影範囲に入るか否かを判定する（Ｓ３０）。すなわち、側方距離予測部４２はＸline、Ｘcar_lagを算出し、判定部４３は式（１）が成立するか否かを判定する。

式（１）が成立しない場合（Ｓ３０のＮｏ）、まだ撮影範囲に入るとは確定できないので、そのまま図４の処理は終了する。この場合、白線認識距離範囲は短縮されない。

式（１）が成立する場合（Ｓ３０のＹｅｓ）、他車両３２が撮影範囲に入り白線認識が困難になるおそれがあるので、白線認識距離変更部４４は白線認識距離範囲を変更する（Ｓ４０）。具体的には、前方距離Ｙcarまでを変更後の白線認識距離範囲に短縮する。

なお、左右の白線の白線認識距離範囲を同時に短縮するのでなく、他車両３２が進入して来る方向の白線の白線認識距離範囲を短縮し、所定時間経過してから反対方向の白線の白線認識距離範囲を短縮してもよい。この場合、他方の白線の白線認識距離範囲を短縮しない間は白線の認識精度が低下しにくくなり、その間に車間距離を白線認識距離範囲以上に確保できれば、同時期に左右の白線の白線認識距離範囲を短縮する状況がなくなるので、白線の認識精度の低下を最小限に抑制できる。

本実施例の白線認識装置１００によれば、他車両３２が自車両３１の前方に車線変更する場合、他車両３２が予め撮影範囲に入るか否かを予測して、予め白線認識距離範囲を短縮できるので、白線認識距離範囲の調整の遅れに起因して白線の認識が困難になることを確実に防止できる。また、ΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagを予測するので、適切なタイミングで白線認識距離範囲を短縮することが可能となる。

なお、図４では他車両３２が自車レーンに車線変更する態様を例に説明したが、自車両３１が他車レーンに車線変更する場合にも同様に適用できる。しかしながら、一般的な車線維持支援制御では自車両３１の車線変更の際、白線認識又は白線情報に基づくＬＫＡＳ又はＬＤＷの作動を停止することが多い。これは、運転者の意志による車線変更に対してはオーバライドを容易にしたり、不要なアシストトルク及び不要警報を出力しないためである。運転者の車線変更の意志は例えば操舵トルクやウィンカスイッチにより検出される。

したがって、運転者の意志に基づき自車両３１が車線変更する場合でも、少なくとも白線認識する白線認識装置１００という条件の下では、自車両３１が他車レーンに車線変更する場合、白線認識距離範囲を変更することができる。この場合、自車両３１と他車両３２が相対的に接近するという点で他車両３２が自車レーンに車線変更する場合と同じなので、図４と同様の手順により白線認識距離範囲を短縮することができる。

本実施例では、他車両３２又は自車両３１のウィンカ情報から他車両３２の将来位置を予測する白線認識装置１００について説明する。図５は、自車両３１が他車両３２のウィンカ情報から他車両３２の将来位置を予測する様子を模式的に示す図である。他車両３２は車線変更の数秒前に左ウィンカ５１を点灯し、左ウィンカ５１が点灯したことを示すウィンカ情報を自車両３１に送信する。ウィンカ情報は、ウィンカの点灯有無及び点灯方向を示す情報を含む。したがって、自車両３１はウィンカ情報から他車両３２が車線変更することを検出できる。他車両３２の位置は座標情報から明らかとなるので、他車両３２が白線認識距離範囲に進入するか否か判定でき、進入する場合には前方距離Ｙcar までを白線認識距離範囲に短縮することができる。

本実施例の白線認識装置１００の機能ブロック図は図１と同様であるが、本実施例では他車両３２の側方距離Ｘcar を予測しないので側方距離予測部４２がなくてもよく、また、判定部４３はウィンカ情報から他車両３２が白線認識距離範囲に進入するか否かを判定する。

〔白線認識装置１００の動作手順（ウィンカ情報から判定）〕
図６は、白線認識装置１００の動作手順を示すフローチャート図である。図６のフローチャート図は、例えば、スイッチ１１がオンになり、車速が所定値以上かつ白線が正常に認識されるとスタートする。

例えば、自車両３１は定期的に自車両情報と他車両情報を車車間通信で送受信して、他車両３２の座標情報を受信する（Ｓ１１０）。この座標情報から自車レーンに隣接する走行レーンの通信可能範囲又は所定の前方距離内（例えば、５０〜１００メートル）に他車両３２が存在することを検出する。なお、ミリ波レーダ装置１４により他車両３２の位置情報を検出してもよい。

隣接するレーンに他車両３２が存在しない場合（Ｓ１２０のＮｏ）、白線認識距離範囲に他車両３２が進入するおそれはないので図６の処理は終了する。この場合、白線認識距離範囲は短縮しない。

隣接するレーンに他車両３２が存在する場合（Ｓ１２０のＹｅｓ）、前方距離検出部４１は座標情報から他車両３２の前方距離Ｙcarを算出し、前方距離Ｙcarが白線認識距離範囲以内か否かを判定する（Ｓ１３０）。前方距離Ｙcarが白線認識距離範囲以内でなければ、他車両３２が車線変更しても白線認識距離範囲に進入しないので図６の処理は終了する。この場合、白線認識距離範囲は短縮しない。

前方距離Ｙcarが白線認識距離範囲以内の場合（Ｓ１３０のＹｅｓ）、自車両３１は他車両３２からウィンカ情報を受信する（Ｓ１４０）。自車両３１がウィンカ情報を要求してもよいし、他車両３２がウィンカの操作に連動してウィンカ情報を送信してもよい。なお、自車両３１はウィンカの点滅を例えば画像処理により検出してもよい。

判定部４３は、ウィンカ情報に基づき自車レーンの方向に車線変更するか否かを判定する（Ｓ１５０）。他車両３２が自車レーンと逆方向の走行レーンに車線変更する場合、図６の処理は終了する。この場合、白線認識距離範囲は短縮しない。

他車両３２が自車レーンに車線変更する場合（Ｓ１５０のＹｅｓ）、白線認識距離変更部４４は白線認識距離範囲を変更する（Ｓ１６０）。具体的には、前方距離Ｙcarまでを変更後の白線認識距離範囲に短縮する。

本実施例の白線認識装置１００によれば、他車両３２が自車両３１の前方に車線変更する場合、他車両３２が予め撮影範囲に入るか否かを予測して、予め白線認識距離範囲を短縮できるので、白線認識距離範囲の調整の遅れに起因して白線の認識が困難になることを確実に防止できる。

〔白線認識装置１００の動作手順（ウィンカ情報、ΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagから判定）〕
ウィンカ情報だけでなく、実施例１のΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagを用いて他車両３２が白線認識距離範囲に進入するか否かを判定してもよい。これにより他車両３２が白線認識距離範囲に進入することをより確実に判定できる。

図７は、白線認識装置１００の動作手順を示すフローチャート図である。なお、図７において図６と同一ステップには同一の符号を付しその説明は省略する。図７のフローチャート図では、前方距離Ｙcarが白線認識距離範囲以内の場合（Ｓ１３０のＹｅｓ）、判定部４３が、ΔＴ秒後に他車両３２が撮影範囲に入るか否かを判定する（Ｓ３０）。すなわち、実施例１と同様に、側方距離予測部４２がＸline、Ｘcar_lagを算出し、判定部４３は式（１）が成立するか否かを判定する。

そして、式（１）が成立する場合に、ウィンカ情報を受信して自車レーンの方向に車線変更するか否かを判定するので、ΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagとウィンカ情報の両方から他車両３２が白線認識距離範囲に進入することをより確実に判定できる。また、ΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagを予測するので、適切なタイミングで白線認識距離範囲を短縮することが可能となる。

なお、本実施例の白線認識装置１００は、実施例1と同様に、自車両３１が他車レーンに車線変更する場合にも適用できる。この場合、隣接した走行レーンのやや前方に他車両３２が存在する場合にのみ白線認識距離範囲を短縮してもよいし、他車両３２の存在有無に関わらず白線認識距離範囲を短縮してもよい。

本実施例では、他車両３２又は自車両３１の操舵情報から他車両３２の将来位置を予測する白線認識装置１００について説明する。図８は自車両３１が他車両３２の操舵情報から他車両３２の将来位置を予測する様子を模式的に示す図である。操舵情報は、例えば、操舵角及び操舵方向である。操舵角から他車両３２が車線変更するか否かを判定でき、操舵方向から自車レーンへ車線変更するか否かを判定できる。なお、さらに車速情報を受信すれば、車速情報から進入時の移動速度（Vx）を検出することができ、ΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagが予測可能となる。

本実施例の白線認識装置１００の機能ブロック図は図１と同様である。他車両３２の側方距離Ｘcar を予測しない場合、側方距離予測部４２がなくてもよく、また、判定部４３は操舵角と操舵方向から他車両３２が白線認識距離範囲に進入するか否かを判定する。

ΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lag を予測する場合、側方距離予測部４２は、他車両３２の操舵角からヨー角を算出し、ヨー角に基づき車速をX方向に分解（車速×Sin（ヨー角））して、他車両３２のＸ方向の移動速度Ｖｘを算出する。したがって、実施例１と同様に、側方距離Ｘcar 及び移動速度ＶxからΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagを算出できる。

図９は、白線認識装置１００の動作手順を示すフローチャート図である。なお、図８はΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagを予測しない場合の手順を示す。図９のフローチャート図において、図６と同一ステップには同一の符号を付しその説明は簡単に行う。図９のフローチャート図は、ステップＳ１１０〜Ｓ１３０、Ｓ１５０〜Ｓ１６０において図６と同様である。

すなわち、自車両３１は他車両３２の座標情報を受信し（Ｓ１１０）、隣接するレーンに他車両３２が存在するか否かを判定し（Ｓ１２０）、隣接するレーンに他車両３２が存在する場合（Ｓ１２０のＹｅｓ）、前方距離検出部４１は座標情報から他車両３２の前方距離Ｙcarを算出し、前方距離Ｙcarが白線認識距離範囲以内か否かを判定する（Ｓ１３０）。

前方距離Ｙcarが白線認識距離範囲以内の場合（Ｓ１３０のＹｅｓ）、自車両３１は他車両３２から操舵情報を受信する（Ｓ１４１）。自車両３１が操舵情報を要求してもよいし、他車両３２が所定以上の操舵角又は操舵トルクに応じて自動的に操舵情報を送信してもよい。

判定部４３は、操舵情報に基づき自車レーンの方向に車線変更するか否かを判定する（Ｓ１５０）。この判定は、例えば、操舵方向が自車レーンの方向であって、かつ、所定角（車線変更時の一般的な操舵角）以上の操舵角の場合にＹｅｓとなる。

他車両３２が自車レーンに車線変更する場合（Ｓ１５０のＹｅｓ）、白線認識距離変更部４４は白線認識距離範囲を変更する（Ｓ１６０）。具体的には、前方距離Ｙcarまでを変更後の白線認識距離範囲に短縮する。

本実施例の白線認識装置１００によれば、他車両３２が自車両３１の前方に車線変更する場合、他車両３２が予め撮影範囲に入るか否かを予測して、予め白線認識距離範囲を短縮できるので、白線認識距離範囲の調整の遅れに起因して白線の認識が困難になることを確実に防止できる。

本実施例の白線認識装置１００においても、操舵情報だけでなく、ΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagを用いて他車両３２が白線認識距離範囲に進入するか否かを判定してもよい。これにより、他車両３２が白線認識距離範囲に進入することをより確実に判定できる。

また、自車両３１が他車レーンに車線変更する場合にも適用できる。この場合、隣接した走行レーンのやや前方に他車両３２が存在する場合にのみ白線認識距離範囲を短縮してもよいし、他車両３２の存在有無に関わらず白線認識距離範囲を短縮してもよい。自車両３１の移動速度Ｖｘは車速と操舵角から同様に算出できる。

本実施例では、他車両３２又は自車両３１の運動状態情報から他車両３２の将来位置を予測する白線認識装置１００について説明する。図１０は自車両３１が他車両３２の運動状態情報から他車両３２の将来位置を予測する様子を模式的に示す図である。運動状態情報は、例えば、ヨーレート又は横加速度である。ヨーレート又は横加速度が所定値以上の場合、他車両３２が車線変更すると予測できる。なお、他車両３２が移動する方向はヨーレート又は横加速の例えば正負の符号から判定される。また、本実施例においても、ヨーレート又は横加速度から進入時の車速（Vx）を検出することができ、ΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagが予測可能である。ヨーレートは、例えばヨーレートセンサ又はジャイロセンサにより検出でき、横加速度は横Ｇセンサ等により検出できる。

本実施例の白線認識装置１００の機能ブロック図は図１と同様である。他車両３２の側方距離Ｘcar を予測しない場合、側方距離予測部４２がなくてもよく、また、判定部４３は操舵角と操舵方向から他車両３２が白線認識距離範囲に進入するか否かを判定する。

ΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagを予測する場合、側方距離予測部４２は、他車両３２の複数のヨーレートを積分し（時間的に累積し）ヨー角を求め、実施例３と同様に他車両３２のＸ方向の移動速度Ｖｘを算出する。また、横加速度を受信した場合、複数の横加速度を積分し（時間的に累積し）移動速度Vxを求める。したがって、実施例１と同様に、側方距離Ｘcar 及び移動速度VxからΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagを算出できる。

図１１は、白線認識装置１００の動作手順を示すフローチャート図である。なお、図１１はΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagを予測しない場合の手順を示す。図１１のフローチャート図において、図６と同一ステップには同一の符号を付しその説明は簡単に行う。図１１のフローチャート図は、ステップＳ１１０〜Ｓ１３０、Ｓ１５０〜Ｓ１６０において図６と同様である。

すなわち、自車両３１は他車両３２の座標情報を受信し（Ｓ１１０）、隣接するレーンに他車両３２が存在するか否かを判定し（Ｓ１２０）、隣接するレーンに他車両３２が存在する場合（Ｓ１２０のＹｅｓ）、前方距離検出部４１は座標情報から他車両３２の前方距離Ｙcarを算出し、前方距離Ｙcarが白線認識距離範囲以内か否かを判定する（Ｓ１３０）。

前方距離Ｙcarが白線認識距離範囲以内の場合（Ｓ１３０のＹｅｓ）、自車両３１は他車両３２から運動状態情報を受信する（Ｓ１４２）。自車両３１が運動状態情報を要求してもよいし、他車両３２が所定以上の操舵角又は操舵トルクに応じて自動的に運動状態情報を送信してもよい。

判定部４３は、運動状態情報に基づき自車レーンの方向に車線変更するか否かを判定する（Ｓ１５０）。この判定は、例えば、自車レーンの方向に、ヨーレート又横加速度が所定値以上の場合にＹｅｓとなる。

他車両３２が自車レーンに車線変更する場合（Ｓ１５０のＹｅｓ）、白線認識距離変更部４４は白線認識距離範囲を変更する（Ｓ１６０）。具体的には、自車両３１から前方距離Ｙcarまでを変更後の白線認識距離範囲に短縮する。

本実施例の白線認識装置１００によれば、他車両３２が自車両３１の前方に車線変更する場合、他車両３２が予め撮影範囲に入るか否かを予測して、予め白線認識距離範囲を短縮できるので、白線認識距離範囲の調整が遅れに起因して白線の認識が困難になることを確実に防止できる。

本実施例の白線認識装置１００においても、運動状態情報だけでなく、ΔＴ秒後のＸ方向の位置Ｘcar_lagを用いて他車両３２が白線認識距離範囲に進入するか否かを判定してもよい。これにより、他車両３２が白線認識距離範囲に進入することをより確実に判定できる。

また、本実施例の白線認識装置１００は、自車両３１が他車レーンに車線変更する場合にも適用できる。この場合、隣接した走行レーンのやや前方に他車両３２が存在する場合にのみ白線認識距離範囲を短縮してもよいし、他車両３２の存在有無に関わらず白線認識距離範囲を短縮してもよい。自車両３１の移動速度Ｖｘは自車両３１のヨーレート又は横加速度から同様に算出できる。

白線認識装置の概略構成図の一例である。 白線認識距離範囲を模式的に示す図である。 将来位置の予測を模式的に説明する図である。 白線認識装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である（実施例１）。 自車両が他車両のウィンカ情報から他車両の将来位置を予測する様子を模式的に示す図である。 白線認識装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である（実施例２）。 白線認識装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である（実施例２）。 自車両が他車両の操舵情報から他車両の将来位置を予測する様子を模式的に示す図である。 白線認識装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である（実施例３）。 自車両が他車両の運動状態情報から他車両の将来位置を予測する様子を模式的に示す図である。 白線認識装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である（実施例４）。

符号の説明

１２ 前方カメラ
１３ 車速センサ
１４ ミリ波レーダ装置
１５ 通信装置
２０ 白線認識ＥＣＵ
３１ 自車両
３２ 他車両
４１ 前方距離検出部
４２ 側方距離予測部
４３ 判定部
４４ 白線認識距離変更部

Claims (7)

1. 走行レーンを区分する車線区分線を撮影する撮影手段と、撮影された画像データの認識距離範囲から車線区分線を認識する認識手段と、を有する車線区分線認識装置において、
   隣接した走行レーンを走行する他車両の、自車両に対する相対的な位置情報を検出する他車両位置検出手段と、
   前記位置情報から、他車両までの車長方向の前方距離を検出する前方距離検出手段と、
   前記撮影手段の水平画角及び前記前方距離に基づき、撮影範囲の車幅方向の境界位置を算出する側方距離算出手段と、
   前記境界位置と、他車両の車幅方向の移動速度とから、所定時間後に前記境界位置に他車両又は自車両が到達するか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により、所定時間後に他車両又は自車両が前記境界位置に到達すると判定された場合、前記認識距離範囲を変更する認識距離変更手段と、
   を有することを特徴とする車線区分線認識装置。
2. 前記認識距離変更手段は、前記前方距離を前記認識距離範囲の一端に変更する、ことを特徴とする請求項１記載の車線区分線認識装置。
3. 走行レーンを区分する車線区分線を撮影する撮影手段と、撮影された画像データの認識距離範囲から車線区分線を認識する認識手段と、を有する車線区分線認識装置において、
   隣接した走行レーンを走行する他車両の、自車両に対する相対的な位置情報を検出する他車両位置検出手段と、
   前記位置情報から、他車両までの車長方向の前方距離を検出する前方距離検出手段と、
   他車両からウィンカの点灯有無及び点灯方向を含むウィンカ情報を受信する受信手段と、
   前記ウィンカ情報から、他車両が自車レーンに車線変更するか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により、他車両が自車レーンに車線変更する判定された場合、前記認識距離範囲を変更する認識距離変更手段と、
   を有することを特徴とする車線区分線認識装置。
4. 前記受信手段は、前記ウィンカ情報の代わりに、操舵方向及び操舵量を含む操舵情報を受信し、
   前記判定手段は、前記操舵情報から、他車両が自車レーンに車線変更するか否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項３記載の車線区分線認識装置。
5. 前記受信手段は、前記ウィンカ情報の代わりに、ヨーレート又は横加速度を含む運動状態情報を受信し、
   前記判定手段は、前記運動状態情報から、他車両が自車レーンに車線変更するか否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項３記載の車線区分線認識装置。
6. 請求項１〜５いずれか１項記載の車線区分線認識装置が認識した車線区分線の情報に基づき、走行レーンを走行するよう自車両の操舵を支援する車線維持支援装置。
7. 走行レーンを区分する車線区分線を撮影して、撮影された画像データの認識距離範囲から車線区分線を認識する車線区分線認識方法において、
   他車両位置検出手段が、隣接した走行レーンを走行する他車両の、自車両に対する相対的な位置情報を検出するステップと、
   前方距離検出手段が、前記位置情報から、他車両までの車長方向の前方距離を検出するステップと、
   前記前方距離が前記認識距離範囲以内の場合、側方距離算出手段が、前記撮影手段の水平画角及び前記前方距離に基づき、撮影範囲の車幅方向の境界位置を算出するステップと、
   判定手段が、前記境界位置と、他車両の車幅方向の移動速度とから、所定時間後に前記境界位置に他車両又は自車両が到達するか否かを判定するステップと、
   前記判定手段により所定時間後に他車両又は自車両が前記境界位置に到達すると判定された場合、認識距離変更手段が前記認識距離範囲を変更するステップと、
   を有することを特徴とする車線区分線認識方法。
   
   
   
   
   
   

Images