JP2011012965A - Lane determination device and navigation system - Google Patents

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JP2011012965A JP2009154533A JP2009154533A JP2011012965A JP 2011012965 A JP2011012965 A JP 2011012965A JP 2009154533 A JP2009154533 A JP 2009154533A JP 2009154533 A JP2009154533 A JP 2009154533A JP 2011012965 A JP2011012965 A JP 2011012965A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem: it is difficult for a conventional lane determination device to determine a lane where its own vehicle travels, in a short period of time.SOLUTION: This lane determination device for determining the traveling lane of its own vehicle traveling on a road with a plurality of lanes each way is equipped with: a road shape acquisition means for acquiring a road shape; an imaging means for picking up an image of the road; a division line recognition means for recognizing a division line from the image picked up by the imaging means; a first trajectory calculation means for calculating the trajectory of the vehicle by repeatedly calculating the distance up to the imaging means from the division line recognized by the division line recognition means; a second trajectory calculation means for calculating the trajectory of the vehicle on the basis of the road shape acquired by the road shape acquisition means and autonomous navigation; a third trajectory calculation means for calculating the trajectory of the vehicle on the basis of the first trajectory calculated by the first trajectory calculation means and the second trajectory calculated by the second trajectory calculation means; and a traveling lane determination means for determining the lane where the vehicle travels, on the basis of the third trajectory calculating by the third trajectory calculation means.

Description

本発明は、自車が走行する車線を判定する車線判定装置及びナビゲーションシステムに関する。   The present invention relates to a lane determination device and a navigation system that determine a lane in which a host vehicle travels.

自動車に搭載されるナビゲーションシステムは、GPS(Global Positioning System:全地球測位システム)やジャイロシステム等の自律的な手法により検出される自車位置を、その付近の地図情報とともに表示する機能を有する。   A navigation system mounted on an automobile has a function of displaying a vehicle position detected by an autonomous method such as GPS (Global Positioning System) or a gyro system together with map information in the vicinity thereof.

そして、ナビゲーションシステムに表示される自車位置が実際の自車位置と近いほど、位置精度は高くなり、高精度な自車位置を出力することで、乗員は実際の自車位置における適切な道路情報を把握でき、乗員に対する快適性を向上させることができる。   The closer the vehicle position displayed in the navigation system is to the actual vehicle position, the higher the position accuracy, and by outputting a highly accurate vehicle position, the occupant can select the appropriate road at the actual vehicle position. Information can be grasped, and comfort for passengers can be improved.

従来のナビゲーションシステムは、自車位置の推定精度が低く、片側複数車線の道路において自車の走行する車線を判定することは困難であった。従って、高速道路における分岐の案内や交差点における進行方向の案内を行う場合、車線毎に異なる経路誘導を行うことができずに、乗員に対しての快適性を向上することが困難であった。即ち、高度な経路誘導を実現するためには、自車の走行する車線を正確に判定する必要がある。   The conventional navigation system has low estimation accuracy of the own vehicle position, and it is difficult to determine the lane in which the own vehicle is traveling on a road with multiple lanes on one side. Therefore, when performing guidance on a branch on an expressway or guidance in the direction of travel at an intersection, it is difficult to perform different route guidance for each lane and it is difficult to improve comfort for passengers. That is, in order to realize advanced route guidance, it is necessary to accurately determine the lane in which the vehicle is traveling.

ここで、ウィンカ操作信号と区画線検知部からの信号(区画線またぎ)により車線変更を判定し、自車両が走行中の車線位置を判定し、また、前方の分岐を検出し、判定された車線に基づき、所定の距離手前位置で、運転者に分岐案内を行う車載用ナビゲーション装置がある(特許文献1参照)。また、区画線の種類(実線か破線か)から走行している車線を判定する車両制御装置がある(特許文献2参照)。さらに、画像から白線を抽出して一定時間内の距離の変化から自車の走行ベクトルを算出し、走行ベクトルを加算して自車位置を計測する車両位置測位装置がある(特許文献3参照)。   Here, the lane change is determined by the winker operation signal and the signal from the lane line detection unit (the lane line crossing), the lane position where the host vehicle is traveling is determined, and the front branch is detected and determined. There is an in-vehicle navigation device that provides branch guidance to a driver at a position a predetermined distance before a lane (see Patent Document 1). In addition, there is a vehicle control device that determines a lane that is traveling from the type of lane marking (solid line or broken line) (see Patent Document 2). Furthermore, there is a vehicle position measurement device that extracts a white line from an image, calculates a travel vector of the host vehicle from a change in distance within a predetermined time, and adds the travel vector to measure the host vehicle position (see Patent Document 3). .

特開2006−23278号公報JP 2006-23278 A 特開2000−105898号公報JP 2000-105898 A 特開2007−278813号公報JP 2007-278813 A

特許文献1では、ウィンカ操作と区画線またぎの両方を検出して車線変更を判定するので、ウィンカの出し忘れや区画線またぎの未検知により自車両が走行中の車線位置を見失うおそれがある。実際に片側複数車線の道路の場合、区画線は破線の場合が多く、車線変更中に区画線を見失うことが多い。そのため、区画線またぎの未検知が発生する。   In Patent Document 1, since both the blinker operation and the lane line crossing are detected and the lane change is determined, there is a possibility that the lane position where the host vehicle is traveling may be lost due to forgetting to turn the blinker or the lane line crossing not being detected. In fact, in the case of a road with multiple lanes on one side, the lane marking is often a broken line, and the lane marking is often lost during lane change. For this reason, undetected crossing between lane markings occurs.

また、特許文献2では、区画線の種別(実線,破線,点線など)を認識するには、何本かのペイントを検出する必要があり、車線を判定するまでに時間がかかるという問題がある。また、ペイントがかすれていたりすると、未検知や誤検知の原因にもなる。更に、国や地域によって区画線の規格が異なるため、この方法では仕向け地ごとの対応が必要で必ずしも実用的ではない。   Moreover, in patent document 2, in order to recognize the division line type (a solid line, a broken line, a dotted line, etc.), it is necessary to detect some paints, and there exists a problem that it takes time to determine a lane. . Also, if the paint is faint, it may cause undetected or erroneous detection. Furthermore, since the lane marking standards differ depending on the country or region, this method requires correspondence for each destination and is not always practical.

さらに、特許文献3では、区画線と車両進行方向とのなす角が大きいときは、画像から演算する区画線までの距離の精度が落ちるため、車線変更時の自車位置の推定は困難である。また、区画線の種別が破線の場合や区画線そのものがかすれていて認識できない場合に車線変更すると、その後に区画線を認識してもどの車線に存在するか判定できない(車線変更前後の区画線のつながりがわからないため)。同様に、隣の車線への車線変更と2車線以上連続した車線変更との判別も困難である。   Furthermore, in Patent Document 3, when the angle between the lane marking and the vehicle traveling direction is large, the accuracy of the distance from the image to the lane marking to be calculated is lowered, and therefore it is difficult to estimate the vehicle position when the lane is changed. . Also, if the lane change is made when the type of lane marking is a broken line or the lane marking itself is faint and cannot be recognized, it is not possible to determine which lane is present even if the lane marking is subsequently recognized (the lane marking before and after the lane change). I do n’t know the connection). Similarly, it is difficult to discriminate between a lane change to an adjacent lane and a lane change that continues for two or more lanes.

そこで、本発明の目的は、片側複数車線の道路を走行している自車の走行車線を迅速且つ正確に判定することができる車線判定装置を提供することにある。さらに、区画線が一時的に認識できない場合でも車線内位置を精度よく算出して走行車線を判定する車線判定装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lane determination device that can quickly and accurately determine the traveling lane of a host vehicle traveling on a road having a plurality of lanes on one side. It is another object of the present invention to provide a lane determination device that accurately calculates a position in a lane and determines a travel lane even when a lane marking cannot be temporarily recognized.

上記課題を解決するため、本発明の望ましい態様の一つは次の通りである。   In order to solve the above problems, one of the desirable embodiments of the present invention is as follows.

片側複数車線道路を走行している自車の走行車線を判定する車線判定装置は、道路を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像から区画線を認識する区画線認識手段と、区画線認識手段により認識された区画線から撮像手段までの距離を繰り返し算出して自車の軌跡を算出する第一の軌跡算出手段と、自律航法に基づいて自車の軌跡を算出する第二の軌跡算出手段と、第一の軌跡算出手段により算出された第一の軌跡及び第二の軌跡算出手段により算出された第二の軌跡に基づいて自車の軌跡を算出する第三の軌跡算出手段と、第三の軌跡算出手段により算出された第三の軌跡に基づいて自車の走行している車線を判定する走行車線判定手段と、を備え、第三の軌跡算出手段は、区画線認識手段が区画線を認識できた場合は第一の軌跡に基づいて第三の軌跡を算出し、区画線認識手段が区画線を認識できなかった場合は第二の軌跡に基づいて第三の軌跡を算出する。   A lane determination device that determines a traveling lane of a host vehicle traveling on a one-sided multiple lane road includes: an imaging unit that images a road; a lane line recognition unit that recognizes a lane line from an image captured by the imaging unit; A first trajectory calculating means for calculating a trajectory of the own vehicle by repeatedly calculating a distance from the lane marking recognized by the line recognizing means to a second trajectory of the own vehicle based on autonomous navigation; Trajectory calculating means, and third trajectory calculating means for calculating the trajectory of the vehicle based on the first trajectory calculated by the first trajectory calculating means and the second trajectory calculated by the second trajectory calculating means. And travel lane determining means for determining the lane in which the host vehicle is traveling based on the third trajectory calculated by the third trajectory calculating means, and the third trajectory calculating means is lane marking recognition If the means can recognize the lane marking, Calculating a third path based on trace, if the partition line recognizing means does not recognize the division line calculating the third path on the basis of the second locus.

また、片側複数車線道路に設置された区画線を検出し、該区画線と自車との相対関係及び自車の走行軌跡に基づいて自車の走行車線を判定する車線判定装置は、前記区画線が検出できなかった場合、前記走行軌跡及び道路形状に基づいて前記走行車線を判定する。   Further, the lane determination device for detecting a lane line installed on a one-side multiple lane road and determining a traveling lane of the own vehicle based on a relative relationship between the lane line and the own vehicle and a traveling locus of the own vehicle, When a line cannot be detected, the travel lane is determined based on the travel locus and the road shape.

本発明によれば、片側複数車線の道路を走行している自車の走行車線を迅速且つ正確に判定することができる車線判定装置を提供することができる。さらに、道路形状を考慮した自律航法を用いることで、カーブなどの曲線路で車線変更する場合にも正確に自車の走行車線を判定することが可能な車線判定装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lane determination apparatus which can determine the driving lane of the own vehicle which is drive | working the road of one side multiple lanes quickly and correctly can be provided. Furthermore, by using autonomous navigation in consideration of the road shape, it is possible to provide a lane determination device that can accurately determine the traveling lane of the own vehicle even when the lane is changed on a curved road such as a curve.

車線判定装置のブロック図。The block diagram of a lane determination apparatus. 車線判定装置の処理内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing content of a lane determination apparatus. 具体例を説明する図。The figure explaining a specific example. 別の実施形態における車線判定装置のブロック図。The block diagram of the lane determination apparatus in another embodiment. 別の実施形態における車線判定装置の処理内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing content of the lane determination apparatus in another embodiment. 右カーブ中の自車位置を求めるための説明図1。FIG. 1 is an explanatory diagram for obtaining a vehicle position in a right curve. 右カーブ中の自車位置を求めるための説明図2。Explanatory drawing 2 for calculating | requiring the own vehicle position in a right curve. 左カーブ中の自車位置を求めるための説明図1。Explanatory drawing 1 for calculating | requiring the own vehicle position in a left curve. 左カーブ中の自車位置を求めるための説明図2。Explanatory drawing 2 for calculating | requiring the own vehicle position in a left curve. 具体例を説明する図。The figure explaining a specific example. ナビゲーションによる報知画面を説明する図。The figure explaining the alerting | reporting screen by navigation.

以下、実施形態について図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、車線判定装置の機能を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram illustrating functions of the lane determination device.

まず、車線判定装置100の構成と処理内容について説明する。   First, the configuration and processing contents of the lane determination device 100 will be described.

車線判定装置100は、撮像手段1,区画線認識手段2,第一の軌跡算出手段3,車速検出手段4,方位検出手段5,第二の軌跡算出手段6,進行方向推定手段7,初期化手段8,第三の軌跡算出手段9,走行車線判定手段10,情報報知手段11によって構成され、車線判定装置100の図示しないコンピュータにプログラミングされ、予め定められた周期で繰り返し実行される。   The lane determination device 100 includes an imaging means 1, a lane marking recognition means 2, a first trajectory calculation means 3, a vehicle speed detection means 4, an orientation detection means 5, a second trajectory calculation means 6, a traveling direction estimation means 7, and an initialization. The means 8, the third trajectory calculating means 9, the traveling lane determining means 10, and the information notifying means 11 are programmed in a computer (not shown) of the lane determining device 100 and repeatedly executed at a predetermined cycle.

撮像手段1は、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサなどの撮像素子によって自車外の画像を取得するものであり、例えばカメラを用いることができ、その撮像方向は、車両前方(フロントビューカメラ),車両側方(サイドビューカメラ),車両後方(リアビューカメラ)もしくは斜め方向のいずれでもよく、また、全方位を撮像する全方位カメラでもよい。また、カメラの種類に関しては、1つのカメラで撮像する単眼カメラ,2つのカメラで撮像するステレオカメラであってもよく、搭載数に関しても、車両の前後左右方向のそれぞれに配置してもよい。   The image pickup means 1 acquires an image outside the host vehicle by an image pickup device such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor. For example, a camera can be used, and the image pickup direction is the front of the vehicle (front view camera), Any one of a vehicle side (side view camera), a vehicle rear (rear view camera), or an oblique direction may be used, and an omnidirectional camera that images all directions may be used. Moreover, regarding the kind of camera, the monocular camera imaged with one camera and the stereo camera imaged with two cameras may be sufficient, and also regarding the number of mounting, you may arrange | position in the front-back, left-right direction of a vehicle, respectively.

区画線認識手段2は、撮像手段1により取得された画像情報を処理して画像内の区画線を認識する。ここで、区画線とは、道路管理者が設置する、道路の路面に描かれた道路鋲,ペイント,石等による線であり、道路標示の一種である。具体的には、車道中央線や車線境界線がある。また、認識した区画線から撮像手段までの距離を繰り返し演算し、更に、区画線の種別(実線,破線,点線など)を判別する機能(以下、線種判別という)を有する。   The lane marking recognition means 2 processes the image information acquired by the imaging means 1 and recognizes the lane marking in the image. Here, the lane marking is a line that is set by a road manager and is made of road fences, paint, stones, etc. drawn on the road surface of the road, and is a kind of road marking. Specifically, there are a roadway center line and a lane boundary line. It also has a function (hereinafter referred to as line type discrimination) for repeatedly calculating the distance from the recognized lane line to the imaging means and discriminating the type of lane line (solid line, broken line, dotted line, etc.).

第一の軌跡算出手段3は、区画線認識手段2により演算された区画線から撮像手段までの距離に基づいて自車の走行軌跡を算出する。第一の軌跡算出手段の性能は区画線の有無やかすれなど区画線の状態の他、自車の運動にも左右される。直進時は車線内の自車の走行軌跡を精度良く描くことができるが、車線変更などで自車が旋回して自車と区画線との角度やその変化が大きくなると区画線の認識ができず軌跡が途切れてしまうため、車線変更の直後には自車がどの車線を走行しているかは認識できない。   The first trajectory calculation means 3 calculates the travel trajectory of the host vehicle based on the distance from the lane line calculated by the lane line recognition means 2 to the imaging means. The performance of the first trajectory calculation means depends on the movement of the vehicle in addition to the presence of the lane line and the state of the lane line such as fading. When traveling straight, you can accurately draw the trajectory of the vehicle in the lane, but if the vehicle turns due to lane changes, etc., the angle between the vehicle and the lane line and the change in the lane line can be recognized. Since the trajectory is interrupted, it is impossible to recognize which lane the host vehicle is traveling immediately after the lane change.

車速検出手段4は、自車の車速を検出するものであり、例えば車両の前後左右各輪に装着された車輪速センサにより得られる値を平均して車速を検出する方法や、自車に搭載する加速度センサにより得られる自車の加速度の値を積分して車速を算出する方法などが採用可能である。   The vehicle speed detection means 4 detects the vehicle speed of the host vehicle. For example, the vehicle speed detection means 4 detects the vehicle speed by averaging the values obtained by the wheel speed sensors mounted on the front, rear, left, and right wheels of the vehicle. For example, a method of calculating the vehicle speed by integrating the acceleration value of the own vehicle obtained by the acceleration sensor is applicable.

方位検出手段5は、自車の方位を検出するものであり、ジャイロセンサやヨーレイトセンサにより得られる値から自車の方位を算出する方法などが採用可能である。   The direction detection means 5 detects the direction of the own vehicle, and a method of calculating the direction of the own vehicle from a value obtained by a gyro sensor or a yaw rate sensor can be employed.

第二の軌跡算出手段6は、車速検出手段4により検出した車速と方位検出手段5により検出した自車の方位を用いて自律航法により自車の走行軌跡を算出する。第二の軌跡算出手段は自律航法を用いて自車の運動に基づいた軌跡を描くので、軌跡が途切れることはないが、車速や方位の誤差が時間の経過とともに蓄積するので補正しないで使用できるのは短時間である。また、方位と位置は相対的なものであるので初期化が重要である。   The second locus calculating means 6 calculates the traveling locus of the own vehicle by autonomous navigation using the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means 4 and the direction of the own vehicle detected by the direction detecting means 5. The second trajectory calculation means draws a trajectory based on the movement of the vehicle using autonomous navigation, so the trajectory will not be interrupted, but it can be used without correction because errors in the vehicle speed and heading accumulate over time. It is a short time. Also, since the azimuth and position are relative, initialization is important.

進行方向推定手段7は、第一の軌跡算出手段3により算出された自車の走行軌跡に基づいて自車の進行方向を推定する。   The traveling direction estimating means 7 estimates the traveling direction of the own vehicle based on the traveling locus of the own vehicle calculated by the first locus calculating means 3.

初期化手段8は、進行方向推定手段7により推定された自車の進行方向,車速検出手段4により検出された車速,方位検出手段5により検出された自車の方位に基づいて自律航法を初期化するか否かを判断し、進行方向推定手段7により推定された自車の進行方向の精度が高い場合は初期化する。   The initializing means 8 initializes the autonomous navigation based on the traveling direction of the own vehicle estimated by the traveling direction estimating means 7, the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means 4, and the direction of the own vehicle detected by the direction detecting means 5. If the accuracy of the traveling direction of the host vehicle estimated by the traveling direction estimation means 7 is high, initialization is performed.

第三の軌跡算出手段9は、第一の軌跡算出手段3により算出された第一の軌跡と第二の軌跡算出手段6により算出された第二の軌跡に基づいて最終的な自車の走行軌跡を算出する。具体的には、上記の第一および第二の軌跡算出手段の特性に基づいて、第一の軌跡が有効(区画線認識手段2において区画線を認識している場合)の場合は第一の軌跡を最終的な自車の走行軌跡とし、第一の軌跡が無効(区画線認識手段2において区画線を認識していない場合)の場合は第二の軌跡で外挿して最終的な自車の走行軌跡とする。これにより、自車の走行状態に関わらず連続した走行軌跡が得られる。   The third trajectory calculation means 9 is based on the first trajectory calculated by the first trajectory calculation means 3 and the second trajectory calculated by the second trajectory calculation means 6 and finally travels by the host vehicle. Calculate the trajectory. Specifically, based on the characteristics of the first and second trajectory calculation means, the first trajectory is valid (when the lane marking is recognized by the lane marking recognition means 2). If the trajectory is the final travel trajectory of the vehicle, and the first trajectory is invalid (if the lane line recognition means 2 does not recognize the lane line), the final vehicle is extrapolated with the second trajectory. The traveling locus of Thereby, a continuous traveling locus is obtained regardless of the traveling state of the host vehicle.

走行車線判定手段10は、第三の軌跡算出手段9により算出された最終的な自車の走行軌跡に基づいて複数車線道路の中で自車が走行している車線を判定する。   The traveling lane determining means 10 determines the lane in which the vehicle is traveling in the multi-lane road based on the final traveling locus of the own vehicle calculated by the third locus calculating means 9.

情報報知部11は、走行車線判定手段10から得られる情報を乗員に分かり易く音声やモニター画面で報知する処理を行う。また、走行車線判定手段10から得られる、自車が走行している車線に基づいて乗員に報知する内容を切り替えることで、より分かり易く親切な案内を実施することが可能である。   The information notification unit 11 performs a process of notifying the passenger of information obtained from the traveling lane determination means 10 with a voice or a monitor screen in an easily understandable manner. In addition, it is possible to provide easy-to-understand and kind guidance by switching the content to be notified to the occupant based on the lane in which the host vehicle is traveling, which is obtained from the traveling lane determining means 10.

次に、車線判定装置全体の処理内容について説明する。   Next, processing contents of the entire lane determination device will be described.

図2は、本実施の形態における車線判定装置の処理内容を示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the lane determination device in the present embodiment.

まず、処理201において、区画線認識手段2により認識した区画線から撮像手段までの距離を繰り返し演算し、更に、区画線の種別(実線,破線,点線など)を判別する。   First, in the process 201, the distance from the lane marking recognized by the lane marking recognition means 2 to the imaging means is repeatedly calculated, and the type of the lane marking (solid line, broken line, dotted line, etc.) is determined.

次に、処理202において、自律航法が初期化済みか否かを判定し、自律航法が初期化済みの場合には処理203に進み、自律航法が初期化済みではない場合には処理210に進む。   Next, in process 202, it is determined whether or not the autonomous navigation has been initialized. If the autonomous navigation has been initialized, the process proceeds to process 203, and if the autonomous navigation has not been initialized, the process proceeds to process 210. .

処理203において、処理201にて演算された区画線から撮像手段までの距離に基づいて自車の走行軌跡(第一の軌跡)を算出する。   In process 203, the travel locus (first locus) of the host vehicle is calculated based on the distance from the lane marking calculated in process 201 to the imaging means.

次に、処理204において、自律航法により自車の走行軌跡(第二の軌跡)を算出する。   Next, in process 204, the traveling locus (second locus) of the own vehicle is calculated by autonomous navigation.

次に、処理205において、自車が直進中か否かを判定し、自車が直進中の場合には処理206に進み、自車が直進中でない場合は処理207に進む。ここで、自車が直進中か否かの判定は、進行方向推定手段7により推定された自車の進行方向と区画線認識手段2により認識された区画線の方向との角度差が所定の角度以内(例えば2度以内)あるいは角度差の変化が所定値(例えば1度/秒)以内でかつ、車速検出手段4により検出された車速が所定の速度以上(例えば10km/h以上)でかつ、方位検出手段5により検出された自車の方位の変化率(角速度)が所定の範囲内(例えば0.2deg/s以内)の条件の下で実施する。   Next, in process 205, it is determined whether or not the host vehicle is traveling straight. If the host vehicle is traveling straight, the process proceeds to process 206. If the host vehicle is not traveling straight, the process proceeds to process 207. Here, the determination as to whether or not the host vehicle is traveling straight is made based on whether the angle difference between the traveling direction of the host vehicle estimated by the traveling direction estimation unit 7 and the direction of the lane line recognized by the lane line recognition unit 2 is a predetermined value. Within an angle (for example, within 2 degrees) or a change in angle difference is within a predetermined value (for example, 1 degree / second), and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means 4 is at or above a predetermined speed (for example, at least 10 km / h) This is performed under the condition that the rate of change (angular velocity) of the direction of the vehicle detected by the direction detection means 5 is within a predetermined range (for example, within 0.2 deg / s).

処理206において、自車は直進中で方位と位置の推定精度が高いと考えられるため自律航法を初期化する。この初期化の方法は、道路上の横位置(後述する図3のy)に関しては第一の軌跡の値を代入し、方位は進行方向推定手段7により推定された自車の進行方向を代入する。具体的には、自車の走行軌跡を所定時間遡り、最小二乗法に基づく回帰直線の傾きを進行方向とする。   In process 206, since the vehicle is traveling straight and it is considered that the direction and position estimation accuracy is high, the autonomous navigation is initialized. This initialization method substitutes the value of the first trajectory for the lateral position on the road (y in FIG. 3 to be described later), and substitutes the traveling direction of the host vehicle estimated by the traveling direction estimating means 7 for the heading. To do. Specifically, the traveling locus of the host vehicle is traced back for a predetermined time, and the inclination of the regression line based on the least square method is defined as the traveling direction.

次に、処理207において、第一の軌跡が有効か否かを判定し、第一の軌跡が有効の場合には処理208に進み、第一の軌跡を第三の軌跡として算出する。一方、第一の軌跡が有効でない場合には処理209に進み、第二の軌跡を第三の軌跡として算出する。ここで、第一の軌跡が有効とは、区画線認識手段2において区画線を認識している場合を示し、第一の軌跡が有効でないとは、区画線認識手段2において区画線を認識していない場合を示す。   Next, in process 207, it is determined whether or not the first trajectory is valid. If the first trajectory is valid, the process proceeds to process 208 to calculate the first trajectory as a third trajectory. On the other hand, if the first trajectory is not valid, the process proceeds to process 209, and the second trajectory is calculated as the third trajectory. Here, the first trajectory is valid indicates that the lane marking is recognized by the lane marking recognition means 2, and the lane marking recognition means 2 recognizes the lane marking when the first trajectory is not valid. Indicates the case where it is not.

次に、処理210において、線種判別に基づく車線判定処理を実施する。ここでは、区画線認識手段2において認識した区画線の種別(実線,破線,点線など)を利用して自車が走行している車線を判定する。例えば日本の高速道路で片側3車線の場合、区画線の種別は一番左から実線,破線,破線,実線の順に並んでいるため、自車の両側の区画線の種別が認識できるとおのずと自車が走行している車線が判定可能である。   Next, in processing 210, lane determination processing based on line type determination is performed. Here, the lane in which the host vehicle is traveling is determined using the type of lane marking recognized by the lane marking recognition means 2 (solid line, broken line, dotted line, etc.). For example, in the case of a Japanese highway with three lanes on one side, the lane markings are arranged in the order of solid line, broken line, broken line, and solid line from the left. The lane in which the vehicle is traveling can be determined.

次に、処理211において、処理208もしくは処理209で算出した第三の軌跡を用いて自車が走行している車線を判定する。具体的には、第三の軌跡の横位置が複数車線道路のどの位置にあるかを判定すればよく、車線幅の情報を用いて決定する。なお、処理210で線種判別により自車が走行している車線が判定されている場合には、第三の軌跡を用いて判定した車線を採用せずに、線種判別により判定した車線を優先して採用する。このとき、線種判別により判定した車線と第三の軌跡により判定した車線が異なる場合は、第三の軌跡の横位置を線種判別により判定した車線位置に補正する。先に述べたように、線種の判別には所定の距離を走行することが必要で応答は遅いが、信頼性は高い。一方,自車が蛇行運転を繰り返すなどして、第一の軌跡が無効になってから長時間が経過した場合は自律航法に基づく第二の軌跡に誤差が蓄積する。その後、区画線を認識しても、区画線から撮像手段までの距離からの距離に基づく方法では、どの区画線かを特定できないので走行軌跡は描けない。このため,特別な運転条件のバックアップとして上記の線種判別による補正を用いる。   Next, in process 211, the lane in which the host vehicle is traveling is determined using the third trajectory calculated in process 208 or 209. Specifically, it is only necessary to determine which position on the multi-lane road the horizontal position of the third trajectory is, and the determination is made using the information on the lane width. If the lane in which the vehicle is traveling is determined by the line type determination in the process 210, the lane determined by the line type determination is not adopted without adopting the lane determined using the third trajectory. Adopt with priority. At this time, if the lane determined by the line type discrimination and the lane determined by the third trajectory are different, the lateral position of the third trajectory is corrected to the lane position determined by the line type discrimination. As described above, it is necessary to travel a predetermined distance to determine the line type and the response is slow, but the reliability is high. On the other hand, if a long time has passed since the first locus becomes invalid due to repeated meandering of the vehicle, an error accumulates in the second locus based on autonomous navigation. After that, even if the lane line is recognized, the method based on the distance from the lane line to the imaging unit cannot identify the lane line, so the travel locus cannot be drawn. For this reason, the above-described correction by line type discrimination is used as a backup for special operating conditions.

最後に、処理212において、処理211にて求めた自車の走行している車線の情報に基づいて、道路案内を切り替えて乗員に音声や画面を用いて情報を報知する。   Finally, in process 212, based on the information on the lane in which the host vehicle is traveling obtained in process 211, the road guidance is switched and information is notified to the occupant using voice or a screen.

以上説明したように、上記の車線判定装置100によれば、片側複数車線道路に設置された区画線を検出して、この区画線と自車との相対関係及び自律航法により算出した自車の走行軌跡に基づいて自車が走行している車線を判定しているので、走行車線を判定するまでの走行距離を短くすることができ、走行距離に応じて累積される誤差を小さくすることができる。従って、自車の走行車線を迅速且つ正確に判定することができる。   As described above, according to the lane determination device 100 described above, a lane line installed on a multi-lane road on one side is detected, and a relative relationship between the lane line and the own vehicle and an autonomous navigation calculated by the autonomous navigation are used. Since the lane in which the vehicle is traveling is determined based on the travel locus, the travel distance until the travel lane is determined can be shortened, and the accumulated error can be reduced according to the travel distance. it can. Therefore, the traveling lane of the own vehicle can be determined quickly and accurately.

従って、例えばナビゲーションシステムにより、高速道路における分岐の案内や、車両前方に位置する交差点で進行方向の案内を行う場合に、車線毎に異なる経路誘導を行うことができ、乗員に対する高度な経路誘導を実現し、乗員の快適性を向上させることができる。   Therefore, for example, when a navigation system guides a branch on an expressway or guides the direction of travel at an intersection located in front of the vehicle, different route guidance can be performed for each lane, and advanced route guidance for passengers It can be realized and passenger comfort can be improved.

次に、図3を用いて、車線判定装置100における車線判定処理の具体例について、所定の道路状況に当てはめて説明する。   Next, a specific example of the lane determination process in the lane determination device 100 will be described with reference to FIG.

図3は、片側2車線の道路において、自車300が左車線から右車線に点線矢印301の軌跡を描いて車線変更した場合を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a case where the own vehicle 300 changes the lane by drawing a locus of a dotted arrow 301 from the left lane to the right lane on a two-lane road on one side.

図3において、D1は車両中心から左に見える区画線までの距離、D2は車両中心から右に見える区画線までの距離であり、自車300が左車線に存在する場合と右車線に存在する場合では対象となる区画線が異なる。また、一番左の区画線から自車300までの距離をyで表す。更に、車線幅はWとする。   In FIG. 3, D1 is the distance from the vehicle center to the lane line visible to the left, D2 is the distance from the vehicle center to the lane line visible to the right, and the vehicle 300 exists in the left lane and in the right lane. In some cases, the target lane markings are different. In addition, the distance from the leftmost lane line to the vehicle 300 is represented by y. Further, the lane width is assumed to be W.

まず、自車300が地点Aに存在するとき、自車300は直進中であると判定され(処理205でYES)、自律航法の初期化処理を実施する(処理206)。このとき、D1とD2が両方とも有効な場合には、例えばD1を優先して第一の軌跡312を算出し、自律航法の横位置をy1に、方位を第一の軌跡312で求めた方位に設定すると、自律航法で算出した軌跡は第二の軌跡314のようになる。更に、第一の軌跡が有効であるため(処理207でYES)、第三の軌跡に第一の軌跡を代入し(処理208)、自車が走行している車線を判定する(処理211)。この場合、y1<Wであるため、自車が走行している車線は車線位置318で示すように1(左車線)となる。また、自車300が地点Aから地点Bに達するまでは自車300は直進中であると判定(自律航法初期化フラグ311がON)されるため、その後の処理は地点Aに存在する場合と同じである。   First, when the own vehicle 300 exists at the point A, it is determined that the own vehicle 300 is traveling straight (YES in processing 205), and an initialization process of autonomous navigation is performed (processing 206). At this time, when both D1 and D2 are valid, for example, the first trajectory 312 is calculated with priority given to D1, the lateral position of autonomous navigation is set to y1, and the orientation is obtained from the first trajectory 312. When set to, the locus calculated by the autonomous navigation becomes the second locus 314. Further, since the first track is valid (YES in process 207), the first track is substituted for the third track (process 208), and the lane in which the host vehicle is traveling is determined (process 211). . In this case, since y1 <W, the lane in which the vehicle is traveling is 1 (left lane) as indicated by the lane position 318. In addition, since the vehicle 300 is determined to be traveling straight ahead until the vehicle 300 reaches the point B from the point A (the autonomous navigation initialization flag 311 is ON), the subsequent processing exists at the point A. The same.

次に、自車300が地点Bに到達すると、自車300は車線変更動作を開始しているため、直進中でないと判定され(処理205でNO)、自律航法初期化フラグがOFFになる。そして、自車300が地点Cに到達するまではD1,D2がそれぞれ変化するが、第一の軌跡が有効であるため(処理207でYES)、第三の軌跡に第一の軌跡を代入し(処理208)、自車が走行している車線を判定する(処理211)。従って、地点AからCまでは第一の軌跡と第三の軌跡は同一である。   Next, when the own vehicle 300 reaches the point B, it is determined that the own vehicle 300 is not moving straight because the lane change operation has started (NO in the process 205), and the autonomous navigation initialization flag is turned OFF. D1 and D2 change until the own vehicle 300 reaches point C. However, since the first locus is valid (YES in process 207), the first locus is substituted into the third locus. (Processing 208), the lane in which the host vehicle is traveling is determined (Processing 211). Therefore, from the points A to C, the first trajectory and the third trajectory are the same.

次に、自車300が地点Cに到達して、D1とD2がロストすると(処理207でNO)、第二の軌跡で第三の軌跡を外挿する(処理209)。更に、自車300が地点Dに到達すると、第三の軌跡の横位置が車線幅Wを超えてくるため、自車が走行している車線位置318は2に変化する(処理211)。   Next, when the host vehicle 300 reaches the point C and D1 and D2 are lost (NO in process 207), the third trajectory is extrapolated by the second trajectory (process 209). Further, when the own vehicle 300 reaches the point D, the lateral position of the third trajectory exceeds the lane width W, so the lane position 318 in which the own vehicle is traveling changes to 2 (processing 211).

次に、自車300が地点Eに到達して、D1とD2が再び有効になると(処理207でYES)、第三の軌跡は第一の軌跡に戻すため(処理208)、第二の軌跡に誤差があった場合、領域317のように第三の軌跡がジャンプする。   Next, when the host vehicle 300 reaches the point E and D1 and D2 become valid again (YES in process 207), the third trajectory returns to the first trajectory (process 208), so the second trajectory. If there is an error, the third trajectory jumps as shown in region 317.

次に、自車300が地点Fに到達すると、自律航法初期化フラグが再びONになり、自律航法を初期化する(処理206)。このとき第二の軌跡に誤差があった場合、領域315のように第二の軌跡がジャンプする。   Next, when the vehicle 300 reaches the point F, the autonomous navigation initialization flag is turned ON again, and the autonomous navigation is initialized (processing 206). At this time, if there is an error in the second trajectory, the second trajectory jumps as in the region 315.

その後、自車300が地点Gに到達するまでは自車300は直進中であると判定(自律航法初期化フラグ311がON)される。   Thereafter, it is determined that the host vehicle 300 is traveling straight ahead until the host vehicle 300 reaches the point G (the autonomous navigation initialization flag 311 is turned ON).

以上説明したように、自車から区画線までの距離と自律航法を組合せることで、正確な走行軌跡を途切れなく描くことが可能となり、自車の走行車線を迅速且つ正確に判定することができる。   As described above, by combining the distance from the own vehicle to the lane marking and autonomous navigation, it becomes possible to draw an accurate traveling locus without any interruption, and the traveling lane of the own vehicle can be determined quickly and accurately. it can.

なお、図3においては片側2車線道路における例を示したが、車線数は3車線以上でも適用できることは言うまでもない。   In addition, although the example in the one-side two-lane road was shown in FIG. 3, it cannot be overemphasized that the number of lanes is applicable even if it is three or more lanes.

以上のように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の様態で実施することができる。   As described above, the present invention can be implemented in various modes without departing from the spirit of the present invention.

以上によれば、片側複数車線道路に設置された区画線を検出して、この区画線と自車との相対関係及び自律航法により算出した自車の走行軌跡に基づいて自車が走行している車線を判定しているので、走行車線を判定するまでに必要な走行距離を特許文献2の方法より短くすることができ、走行距離に応じて累積される誤差を小さくすることができる。従って、自車の走行車線を迅速且つ正確に判定することができる。従って、ナビゲーションシステムによる高度な経路誘導が可能になる。   According to the above, a lane line installed on a multi-lane road on one side is detected, and the vehicle travels based on the relative relationship between the lane line and the vehicle and the travel locus of the vehicle calculated by autonomous navigation. Since the lane is determined, the travel distance required until the travel lane is determined can be made shorter than the method of Patent Document 2, and the accumulated error can be reduced according to the travel distance. Therefore, the traveling lane of the own vehicle can be determined quickly and accurately. Therefore, advanced route guidance by the navigation system is possible.

次に、本発明の別の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図4は、本発明の別の実施形態における車線判定装置の機能を示すブロック図であり、図1で説明した車線判定装置に道路形状取得手段12を加えたものである。そこで、図1とは異なる構成と機能に関して説明する。   FIG. 4 is a block diagram showing the function of the lane determination device according to another embodiment of the present invention, in which road shape acquisition means 12 is added to the lane determination device described in FIG. Therefore, a configuration and function different from those in FIG. 1 will be described.

道路形状取得手段12は、車両に搭載されたGPS(Global Positioning System:衛星航法システム)受信機から出力された信号などを用いて自車位置を検出し、検出した自車位置と地図情報から自車が走行している道路の道路形状を取得する。ここで取得される道路形状は、車線数,車線幅,車線毎の区画線の種別,道路の曲率半径,分岐・合流の有無などの情報であり、道路の2次元形状や3次元形状そのものを取得する構成としてもよい。   The road shape acquisition means 12 detects the vehicle position using a signal output from a GPS (Global Positioning System) receiver mounted on the vehicle, and automatically detects the vehicle position from the detected vehicle position and map information. Get the road shape of the road on which the car is traveling. The road shape acquired here is information such as the number of lanes, the lane width, the type of lane marking for each lane, the curvature radius of the road, the presence / absence of branching / merging, and the like. It is good also as a structure to acquire.

第二の軌跡算出手段6は、道路形状取得手段12により取得された道路形状と、車速検出手段4により検出した車速と方位検出手段5により検出した自車の方位を用いた自律航法により自車の走行軌跡を算出する。ここで、自律航法とは、車速と方位から求まる車両の速度ベクトルを初期位置に足し合わせていくことで車両の位置を逐次計算する方法である。具体的には、自車の速度VSP,自車の方位変化DIRを用いて自車位置(X,Y)は(1)および(2)式で計算できる。   The second trajectory calculating means 6 is based on the autonomous navigation using the road shape acquired by the road shape acquiring means 12, the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means 4 and the direction of the own vehicle detected by the direction detecting means 5. Is calculated. Here, the autonomous navigation is a method of sequentially calculating the position of the vehicle by adding the vehicle speed vector obtained from the vehicle speed and direction to the initial position. Specifically, the own vehicle position (X, Y) can be calculated by the equations (1) and (2) using the own vehicle speed VSP and the direction change DIR of the own vehicle.

Figure 2011012965
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Figure 2011012965
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ここで、(Xz1,Yz1)は自車位置の前回の計算結果,Δtは計算周期である。第一の軌跡算出手段3により算出される軌跡が区画線の認識ができない場合に途切れることに対して、第二の軌跡算出手段6は自律航法を用いて軌跡を描くために軌跡が途切れることはないが、車速や方位の誤差が時間の経過とともに蓄積するので補正しないで使用できるのは短時間である。また、方位と位置は相対的なものであるので初期化が重要である。   Here, (Xz1, Yz1) is the previous calculation result of the vehicle position, and Δt is the calculation cycle. Whereas the trajectory calculated by the first trajectory calculating means 3 is interrupted when the lane markings cannot be recognized, the second trajectory calculating means 6 draws the trajectory using autonomous navigation. Although there are no errors in the vehicle speed or direction, it accumulates over time and can be used without correction for a short time. Also, since the azimuth and position are relative, initialization is important.

初期化手段8は、進行方向推定手段7により推定された自車の進行方向,車速検出手段4により検出された車速,方位検出手段5により検出された自車の方位に基づいて自律航法を初期化するか否かを判断し、進行方向推定手段7により推定された自車の進行方向の精度が高い場合は初期化する。また、区画線認識手段2による区画線の認識ができなくなったときにも自律航法を初期化する。   The initializing means 8 initializes the autonomous navigation based on the traveling direction of the own vehicle estimated by the traveling direction estimating means 7, the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means 4, and the direction of the own vehicle detected by the direction detecting means 5. If the accuracy of the traveling direction of the host vehicle estimated by the traveling direction estimation means 7 is high, initialization is performed. The autonomous navigation is also initialized when the lane line recognition unit 2 cannot recognize the lane line.

次に、図4の車線判定装置全体の処理内容について説明する。   Next, processing contents of the entire lane determination device of FIG. 4 will be described.

図5は、図4に示した車線判定装置の処理内容を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing the processing contents of the lane determination device shown in FIG.

まず、処理501において、区画線認識手段2により認識した区画線から撮像手段までの距離を繰り返し演算し、更に、区画線の種別(実線,破線,点線など)を判別する。   First, in the process 501, the distance from the lane marking recognized by the lane marking recognition means 2 to the imaging means is repeatedly calculated, and further, the type of the lane marking (solid line, broken line, dotted line, etc.) is determined.

次に、処理502において、処理501にて演算された区画線から撮像手段までの距離に基づいて自車の走行軌跡(第一の軌跡)を算出する。   Next, in process 502, a travel locus (first locus) of the host vehicle is calculated based on the distance from the lane marking calculated in process 501 to the imaging means.

次に、処理503において、自車が道路に沿って平行に走行しているか否かを判定し、自車が道路に沿って平行に走行している場合には処理504に進み、自車が道路に沿って平行に走行していない場合は処理505に進む。ここで、自車が道路に沿って平行に走行しているか否かの判定は、進行方向推定手段7により推定された自車の進行方向と区画線認識手段2により認識された区画線の方向との角度差が所定の角度以内(例えば2度以内)あるいは角度差の変化が所定値(例えば1度/秒)以内でかつ、車速検出手段4により検出された車速が所定の速度以上(例えば10km/h以上)でかつ、方位検出手段5により検出された自車の方位の変化率(角速度)が所定の範囲内(例えば0.2度/秒以内)の条件の下で実施する。   Next, in process 503, it is determined whether or not the vehicle is traveling in parallel along the road. If the vehicle is traveling in parallel along the road, the process proceeds to process 504, and the vehicle is If the vehicle is not traveling in parallel along the road, the process proceeds to step 505. Here, whether or not the vehicle is traveling in parallel along the road is determined by the traveling direction estimated by the traveling direction estimation means 7 and the direction of the lane line recognized by the lane line recognition means 2. Is within a predetermined angle (for example, within 2 degrees), or the change in the angle difference is within a predetermined value (for example, 1 degree / second), and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means 4 is equal to or higher than a predetermined speed (for example, 10 km / h or more) and the rate of change (angular velocity) of the direction of the vehicle detected by the direction detection means 5 is within a predetermined range (for example, within 0.2 degrees / second).

処理504において、自車は道路に沿って平行で方位と位置の推定精度が高いと考えられるため自律航法を初期化する。この初期化の方法は、道路上の横位置(後述する図10のy)に関しては第一の軌跡の値を代入し、方位は進行方向推定手段7により推定された自車の進行方向を代入する。具体的には、自車の走行軌跡を所定時間遡り、最小二乗法に基づく回帰直線の傾きを進行方向とする。   In the process 504, since the vehicle is considered to be parallel along the road and have high accuracy in estimating the direction and position, the autonomous navigation is initialized. In this initialization method, the value of the first trajectory is substituted for the lateral position on the road (y in FIG. 10 described later), and the traveling direction of the host vehicle estimated by the traveling direction estimating means 7 is substituted for the heading. To do. Specifically, the traveling locus of the host vehicle is traced back for a predetermined time, and the inclination of the regression line based on the least square method is defined as the traveling direction.

次に、処理505において、自律航法が初期化済みか否かを判定し、自律航法が初期化済みの場合には処理506に進み、自律航法が初期化済みではない場合には処理513に進む。   Next, in process 505, it is determined whether or not the autonomous navigation has been initialized. If the autonomous navigation has been initialized, the process proceeds to process 506, and if the autonomous navigation has not been initialized, the process proceeds to process 513. .

処理506において、道路形状取得手段12により自車が走行している道路の道路形状(車線数,車線幅,道路の曲率半径など)を取得し、処理507において、得られた道路形状と自律航法により自車の走行軌跡(第二の軌跡)を算出する。   In process 506, the road shape (the number of lanes, the lane width, the radius of curvature of the road, etc.) of the road on which the vehicle is traveling is acquired by the road shape acquisition means 12, and the obtained road shape and autonomous navigation are acquired in process 507. To calculate the traveling locus (second locus) of the vehicle.

次に、処理508において、第一の軌跡が有効か否かを判定し、第一の軌跡が有効の場合には処理509に進み、第一の軌跡を第三の軌跡として算出する。一方、第一の軌跡が有効でない場合には処理510に進む。ここで、第一の軌跡が有効とは、区画線認識手段2において区画線を認識している場合を示し、第一の軌跡が有効でないとは、区画線認識手段2において区画線を認識していない場合を示す。   Next, in process 508, it is determined whether or not the first trajectory is valid. If the first trajectory is valid, the process proceeds to process 509, and the first trajectory is calculated as the third trajectory. On the other hand, if the first trajectory is not valid, the process proceeds to processing 510. Here, the first trajectory is valid indicates that the lane marking is recognized by the lane marking recognition means 2, and the lane marking recognition means 2 recognizes the lane marking when the first trajectory is not valid. Indicates the case where it is not.

処理510において、第一の軌跡の前回算出値が有効か否かを判定し、第一の軌跡の前回算出値が有効の場合には処理511に進み、第一の軌跡の前回算出値が有効でない場合には処理512に進む。   In process 510, it is determined whether or not the previous calculated value of the first trajectory is valid. If the previous calculated value of the first trajectory is valid, the process proceeds to process 511, and the previous calculated value of the first trajectory is valid. If not, the process proceeds to step 512.

処理511において、第二の軌跡の誤差を小さくしてから第三の軌跡を算出するため、自律航法を初期化する。この初期化は、処理504と同じ方法を用いる。   In process 511, the autonomous navigation is initialized in order to calculate the third trajectory after reducing the error of the second trajectory. This initialization uses the same method as the processing 504.

次に、処理512において、第二の軌跡を第三の軌跡として算出する。   Next, in process 512, the second trajectory is calculated as the third trajectory.

次に、処理513において、線種判別に基づく車線判定処理を実施する。ここでは、区画線認識手段2において認識した区画線の種別(実線,破線,点線など)を利用して自車が走行している車線を判定する。例えば日本の高速道路で片側3車線の場合、区画線の種別は一番左から実線,破線,破線,実線の順に並んでいるため、自車の両側の区画線の種別が認識できるとおのずと自車が走行している車線が判定可能である。   Next, in processing 513, lane determination processing based on line type determination is performed. Here, the lane in which the host vehicle is traveling is determined using the type of lane marking recognized by the lane marking recognition means 2 (solid line, broken line, dotted line, etc.). For example, in the case of a Japanese highway with three lanes on one side, the lane markings are arranged in the order of solid line, broken line, broken line, and solid line from the left. The lane in which the vehicle is traveling can be determined.

次に、処理514において、処理509もしくは処理512で算出した第三の軌跡を用いて自車が走行している車線を判定する。具体的には、第三の軌跡の横位置が複数車線道路のどの位置にあるかを判定すればよく、車線数と車線幅の情報を用いて決定する。なお、処理513で線種判別により自車が走行している車線が判定されている場合には、第三の軌跡を用いて判定した車線を採用せずに、線種判別により判定した車線を優先して採用する。このとき、線種判別により判定した車線と第三の軌跡により判定した車線が異なる場合は、第三の軌跡の横位置を線種判別により判定した車線位置に補正する。先に述べたように、線種の判別には所定の距離を走行することが必要で応答は遅いが、信頼性は高い。一方,自車が蛇行運転を繰り返すなどして、第一の軌跡が無効になってから長時間が経過した場合は自律航法に基づく第二の軌跡に誤差が蓄積する。その後、区画線を認識しても、区画線から撮像手段までの距離からの距離に基づく方法では、どの区画線かを特定できないので走行軌跡は描けない。このため,特別な運転条件のバックアップとして上記の線種判別による補正を用いる。   Next, in process 514, the lane in which the host vehicle is traveling is determined using the third trajectory calculated in process 509 or 512. Specifically, it is only necessary to determine which position on the multi-lane road the horizontal position of the third trajectory is, and it is determined using information on the number of lanes and the lane width. If the lane in which the vehicle is traveling is determined by the line type determination in step 513, the lane determined by the line type determination is not adopted without using the lane determined using the third trajectory. Adopt with priority. At this time, if the lane determined by the line type discrimination and the lane determined by the third trajectory are different, the lateral position of the third trajectory is corrected to the lane position determined by the line type discrimination. As described above, it is necessary to travel a predetermined distance to determine the line type and the response is slow, but the reliability is high. On the other hand, if a long time has passed since the first locus becomes invalid due to repeated meandering of the vehicle, an error accumulates in the second locus based on autonomous navigation. After that, even if the lane line is recognized, the method based on the distance from the lane line to the imaging unit cannot identify the lane line, so the travel locus cannot be drawn. For this reason, the above-described correction by line type discrimination is used as a backup for special operating conditions.

最後に、処理515において、処理514にて求めた自車の走行している車線の情報に基づいて、道路案内を切り替えて乗員に音声や画面を用いて情報を報知する。   Finally, in process 515, based on the information on the lane in which the host vehicle is traveling obtained in process 514, the road guidance is switched and information is notified to the occupant using voice or a screen.

以上説明したように、上記の車線判定装置100によれば、片側複数車線道路に設置された区画線を検出して、この区画線と自車との相対関係及び自律航法により算出した自車の走行軌跡に基づいて自車が走行している車線を判定しているので、走行車線を判定するまでの走行距離を短くすることができ、走行距離に応じて累積される誤差を小さくすることができる。また、道路形状を利用した自律航法により、カーブなどの直線以外の道路においても正確な車線の判定が可能となる。従って、自車の走行車線を迅速且つ正確に判定することができる。   As described above, according to the lane determination device 100 described above, a lane line installed on a multi-lane road on one side is detected, and a relative relationship between the lane line and the own vehicle and an autonomous navigation calculated by the autonomous navigation are used. Since the lane in which the vehicle is traveling is determined based on the travel locus, the travel distance until the travel lane is determined can be shortened, and the accumulated error can be reduced according to the travel distance. it can. In addition, the autonomous navigation using the road shape enables accurate lane determination even on roads other than straight lines such as curves. Therefore, the traveling lane of the own vehicle can be determined quickly and accurately.

従って、例えばナビゲーションシステムにより、高速道路における分岐の案内や、車両前方に位置する交差点で進行方向の案内を行う場合に、車線毎に異なる経路誘導を行うことができ、乗員に対する高度な経路誘導を実現し、乗員の快適性を向上させることができる。   Therefore, for example, when a navigation system guides a branch on an expressway or guides the direction of travel at an intersection located in front of the vehicle, different route guidance can be performed for each lane, and advanced route guidance for passengers It can be realized and passenger comfort can be improved.

次に、図6から図9を用いて、道路形状を利用した第二の軌跡の算出方法について、所定の道路状況に当てはめて詳しく説明する。   Next, the second trajectory calculation method using the road shape will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 9 by applying it to a predetermined road situation.

図6は、片側2車線の右方向に旋回する道路において、自車600が右車線から左車線に点線矢印601の軌跡を描いて車線変更した場合を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a case where the own vehicle 600 changes the lane by drawing a locus of a dotted arrow 601 from the right lane to the left lane on a road that turns to the right in two lanes on one side.

図6においては、自車600がAy軸に到達したときに、第一の軌跡が無効になったと想定している。なお、Ay軸,By軸,Cy軸は道路と垂直になす方向にとり、Ax軸,Bx軸,Cx軸はそれぞれAy軸,By軸,Cy軸と垂直になす方向(道路の接線方向)にとる。   In FIG. 6, it is assumed that the first trajectory has become invalid when the vehicle 600 reaches the Ay axis. The Ay axis, By axis, and Cy axis are in the direction perpendicular to the road, and the Ax axis, Bx axis, and Cx axis are in the direction perpendicular to the Ay axis, By axis, and Cy axis (the tangential direction of the road), respectively. .

まず、自車600がAy軸に到達したときに、第一の軌跡が無効になると、自律航法の初期化を実施する(処理511)。このとき、矢印610は、進行方向推定手段7により推定された自車の進行方向であり、道路とのなす角がθ0であるため、このθ0を自律航法の初期方位とする。また、一番左の区画線を基準区画線に設定し、この基準区画線からの距離をyとすると、第一の軌跡の前回値から求めた基準区画線からの距離y0を自律航法の初期位置とする。なお、点線602は、基準区画線からの距離がy0で一定の位置を示す。   First, if the first trajectory becomes invalid when the host vehicle 600 reaches the Ay axis, the autonomous navigation is initialized (processing 511). At this time, the arrow 610 is the traveling direction of the host vehicle estimated by the traveling direction estimating means 7, and the angle formed with the road is θ0. Therefore, θ0 is set as the initial direction of the autonomous navigation. If the leftmost lane line is set as the reference lane line, and the distance from this reference lane line is y, the distance y0 from the reference lane line obtained from the previous value of the first trajectory is the initial value of autonomous navigation. Position. A dotted line 602 indicates a fixed position at a distance y0 from the reference partition line.

次に、自車600がBy軸に到達したときの基準区画線からの距離y1を算出する。Ay軸上の道路の曲率半径R0,Ay軸からBy軸までの距離C1(自車600の車速を積分して算出する)を用いて、Ay軸とBy軸のなす角α1は(3)式で計算できる。   Next, the distance y1 from the reference lane line when the own vehicle 600 reaches the By axis is calculated. Using the curvature radius R0 of the road on the Ay axis and the distance C1 from the Ay axis to the By axis (calculated by integrating the vehicle speed of the host vehicle 600), the angle α1 formed by the Ay axis and the By axis is expressed by equation (3). It can be calculated with

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Ay軸とBy軸のなす角α1が十分に小さいと仮定すると、By軸上におけるAx軸と車両600の走行軌跡601との距離N1は(4)式で計算できる。   Assuming that the angle α1 formed between the Ay axis and the By axis is sufficiently small, the distance N1 between the Ax axis and the travel locus 601 of the vehicle 600 on the By axis can be calculated by the equation (4).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

また、同様に、Ay軸とBy軸のなす角α1が十分に小さいと仮定すると、By軸上におけるAx軸とBx軸との距離M1は(5)式で計算できる。   Similarly, assuming that the angle α1 formed between the Ay axis and the By axis is sufficiently small, the distance M1 between the Ax axis and the Bx axis on the By axis can be calculated by Expression (5).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

従って、自車600がBy軸に到達したときの基準区画線からの距離y1は(6)式で計算できる。   Therefore, the distance y1 from the reference lane line when the host vehicle 600 reaches the By axis can be calculated by Equation (6).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

なお、点線603は、基準区画線からの距離がy1で一定の位置を示す。   A dotted line 603 indicates a fixed position at a distance y1 from the reference partition line.

次に、自車600がCy軸に到達したときの基準区画線からの距離y2を算出する。By軸上の道路の曲率半径R1,By軸からCy軸までの距離C2(自車600の車速を積分して算出する)を用いて、By軸とCy軸のなす角α2は(7)式で計算できる。   Next, the distance y2 from the reference lane line when the own vehicle 600 reaches the Cy axis is calculated. Using the curvature radius R1 of the road on the By axis, the distance C2 from the By axis to the Cy axis (calculated by integrating the vehicle speed of the host vehicle 600), the angle α2 formed by the By axis and the Cy axis is expressed by equation (7). It can be calculated with

Figure 2011012965
Figure 2011012965

By軸とCy軸のなす角α2が十分に小さいと仮定すると、Cy軸上におけるBx軸と車両600の走行軌跡601との距離N2は、By軸における自律航法の道路に対する方位θ1を用いて(8)式で計算できる。   Assuming that the angle α2 formed by the By axis and the Cy axis is sufficiently small, the distance N2 between the Bx axis on the Cy axis and the traveling locus 601 of the vehicle 600 is obtained by using the direction θ1 with respect to the autonomous navigation road on the By axis ( It can be calculated by equation (8).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

なお、自律航法の道路に対する方位θ1は、車両600がBy軸からCy軸に到達するまでに方位検出手段5により検出された方位変化量δ1を用いて(9)式で計算できる。   Note that the azimuth θ1 with respect to the road of autonomous navigation can be calculated by the equation (9) using the azimuth change amount δ1 detected by the azimuth detecting means 5 until the vehicle 600 reaches the Cy axis from the By axis.

Figure 2011012965
Figure 2011012965

また、同様に、By軸とCy軸のなす角α2が十分に小さいと仮定すると、Cy軸上におけるBx軸とCx軸との距離M2は(10)式で計算できる。   Similarly, assuming that the angle α2 formed by the By axis and the Cy axis is sufficiently small, the distance M2 between the Bx axis and the Cx axis on the Cy axis can be calculated by Expression (10).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

従って、自車600がCy軸に到達したときの基準区画線からの距離y2は(11)式で計算できる。   Therefore, the distance y2 from the reference lane line when the host vehicle 600 reaches the Cy axis can be calculated by equation (11).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

なお、点線604は、基準区画線からの距離がy2で一定の位置を示す。   A dotted line 604 indicates a fixed position at a distance y2 from the reference partition line.

以上説明したように、曲線路においても、座標変換しながら基準区画線までの距離を求めることが可能となる。なお、n回目の座標変換に伴う計算式は(12)式から(16)式で表すことができる。   As described above, even on a curved road, it is possible to obtain the distance to the reference partition line while performing coordinate conversion. In addition, the calculation formula accompanying the n-th coordinate conversion can be expressed by the formulas (12) to (16).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

図7は、片側2車線の右方向に旋回する道路において、自車700が左車線から右車線に点線矢印701の軌跡を描いて車線変更した場合を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing a case where the own vehicle 700 changes the lane by drawing a locus of a dotted arrow 701 from the left lane to the right lane on a road turning rightward in two lanes on one side.

図7においては、自車700がAy軸に到達したときに、第一の軌跡が無効になったと想定している。なお、Ay軸,By軸,Cy軸は道路と垂直になす方向にとり、Ax軸,Bx軸,Cx軸はそれぞれAy軸,By軸,Cy軸と垂直になす方向(道路の接線方向)にとる。   In FIG. 7, it is assumed that the first trajectory is invalid when the host vehicle 700 reaches the Ay axis. The Ay axis, By axis, and Cy axis are in the direction perpendicular to the road, and the Ax axis, Bx axis, and Cx axis are in the direction perpendicular to the Ay axis, By axis, and Cy axis (the tangential direction of the road), respectively. .

まず、自車700がAy軸に到達したときに、第一の軌跡が無効になると、自律航法の初期化を実施する(処理511)。このとき、矢印710は、進行方向推定手段7により推定された自車の進行方向であり、道路とのなす角がθ0であるため、このθ0を自律航法の初期方位とする。また、一番左の区画線を基準区画線に設定し、この基準区画線からの距離をyとすると、第一の軌跡の前回値から求めた基準区画線からの距離y0を自律航法の初期位置とする。なお、点線702は、基準区画線からの距離がy0で一定の位置を示す。   First, if the first trajectory becomes invalid when the host vehicle 700 reaches the Ay axis, the autonomous navigation is initialized (processing 511). At this time, the arrow 710 is the traveling direction of the host vehicle estimated by the traveling direction estimating means 7, and the angle formed with the road is θ0. Therefore, θ0 is set as the initial direction of the autonomous navigation. If the leftmost lane line is set as the reference lane line, and the distance from this reference lane line is y, the distance y0 from the reference lane line obtained from the previous value of the first trajectory is the initial value of autonomous navigation. Position. A dotted line 702 indicates a fixed position at a distance y0 from the reference division line.

次に、自車700がBy軸に到達したときの基準区画線からの距離y1を算出する。Ay軸上の道路の曲率半径R0,Ay軸からBy軸までの距離C1(自車700の車速を積分して算出する)を用いて、Ay軸とBy軸のなす角α1は(17)式で計算できる。   Next, a distance y1 from the reference lane line when the own vehicle 700 reaches the By axis is calculated. Using the curvature radius R0 of the road on the Ay axis and the distance C1 from the Ay axis to the By axis (calculated by integrating the vehicle speed of the host vehicle 700), the angle α1 formed by the Ay axis and the By axis is expressed by equation (17). It can be calculated with

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Ay軸とBy軸のなす角α1が十分に小さいと仮定すると、By軸上におけるAx軸と車両700の走行軌跡701との距離N1は(18)式で計算できる。   Assuming that the angle α1 formed by the Ay axis and the By axis is sufficiently small, the distance N1 between the Ax axis and the traveling locus 701 of the vehicle 700 on the By axis can be calculated by Expression (18).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

また、同様に、Ay軸とBy軸のなす角α1が十分に小さいと仮定すると、By軸上におけるAx軸とBx軸との距離M1は(19)式で計算できる。   Similarly, assuming that the angle α1 formed by the Ay axis and the By axis is sufficiently small, the distance M1 between the Ax axis and the Bx axis on the By axis can be calculated by Expression (19).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

従って、自車700がBy軸に到達したときの基準区画線からの距離y1は(20)式で計算できる。   Therefore, the distance y1 from the reference lane line when the own vehicle 700 reaches the By axis can be calculated by Equation (20).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

なお、点線703は、基準区画線からの距離がy1で一定の位置を示す。   A dotted line 703 indicates a fixed position at a distance y1 from the reference partition line.

次に、自車700がCy軸に到達したときの基準区画線からの距離y2を算出する。By軸上の道路の曲率半径R1,By軸からCy軸までの距離C2(自車700の車速を積分して算出する)を用いて、By軸とCy軸のなす角α2は(21)式で計算できる。   Next, the distance y2 from the reference lane line when the own vehicle 700 reaches the Cy axis is calculated. By using the radius of curvature R1 of the road on the By axis and the distance C2 from the By axis to the Cy axis (calculated by integrating the vehicle speed of the host vehicle 700), the angle α2 formed by the By axis and the Cy axis is expressed by equation (21). It can be calculated with

Figure 2011012965
Figure 2011012965

By軸とCy軸のなす角α2が十分に小さいと仮定すると、Cy軸上におけるBx軸と車両700の走行軌跡701との距離N2は、By軸における自律航法の道路に対する方位θ1を用いて(22)式で計算できる。   Assuming that the angle α2 formed by the By axis and the Cy axis is sufficiently small, the distance N2 between the Bx axis on the Cy axis and the travel locus 701 of the vehicle 700 is calculated using the direction θ1 with respect to the autonomous navigation road on the By axis ( It can be calculated by equation (22).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

なお、自律航法の道路に対する方位θ1は、車両700がBy軸からCy軸に到達するまでに方位検出手段5により検出された方位変化量δ1を用いて(23)式で計算できる。   Note that the azimuth θ1 with respect to the road of autonomous navigation can be calculated by the equation (23) using the azimuth change amount δ1 detected by the azimuth detecting means 5 until the vehicle 700 reaches the Cy axis from the By axis.

Figure 2011012965
Figure 2011012965

また、同様に、By軸とCy軸のなす角α2が十分に小さいと仮定すると、Cy軸上におけるBx軸とCx軸との距離M2は(24)式で計算できる。   Similarly, assuming that the angle α2 formed by the By axis and the Cy axis is sufficiently small, the distance M2 between the Bx axis and the Cx axis on the Cy axis can be calculated by Expression (24).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

従って、自車700がCy軸に到達したときの基準区画線からの距離y2は(25)式で計算できる。   Therefore, the distance y2 from the reference lane line when the host vehicle 700 reaches the Cy axis can be calculated by the equation (25).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

なお、点線704は、基準区画線からの距離がy2で一定の位置を示す。   A dotted line 704 indicates a fixed position at a distance y2 from the reference partition line.

以上説明したように、曲線路においても、座標変換しながら基準区画線までの距離を求めることが可能となる。なお、n回目の座標変換に伴う計算式は(26)式から(30)式で表すことができる。   As described above, even on a curved road, it is possible to obtain the distance to the reference partition line while performing coordinate conversion. Note that the calculation formulas associated with the nth coordinate conversion can be expressed by formulas (26) to (30).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

図8は、片側2車線の右方向に旋回する道路において、自車800が左車線から右車線に点線矢印801の軌跡を描いて車線変更した場合を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating a case where the own vehicle 800 changes the lane by drawing a locus of a dotted arrow 801 from the left lane to the right lane on a road that turns to the right of two lanes on one side.

図8においては、自車800がAy軸に到達したときに、第一の軌跡が無効になったと想定している。なお、Ay軸,By軸,Cy軸は道路と垂直になす方向にとり、Ax軸,Bx軸,Cx軸はそれぞれAy軸,By軸,Cy軸と垂直になす方向(道路の接線方向)にとる。   In FIG. 8, it is assumed that the first trajectory is invalid when the vehicle 800 reaches the Ay axis. The Ay axis, By axis, and Cy axis are in the direction perpendicular to the road, and the Ax axis, Bx axis, and Cx axis are in the direction perpendicular to the Ay axis, By axis, and Cy axis (the tangential direction of the road), respectively. .

まず、自車800がAy軸に到達したときに、第一の軌跡が無効になると、自律航法の初期化を実施する(処理511)。このとき、矢印810は、進行方向推定手段7により推定された自車の進行方向であり、道路とのなす角がθ0であるため、このθ0を自律航法の初期方位とする。また、一番左の区画線を基準区画線に設定し、この基準区画線からの距離をyとすると、第一の軌跡の前回値から求めた基準区画線からの距離y0を自律航法の初期位置とする。なお、点線802は、基準区画線からの距離がy0で一定の位置を示す。   First, if the first trajectory becomes invalid when the host vehicle 800 reaches the Ay axis, the autonomous navigation is initialized (processing 511). At this time, since the arrow 810 is the traveling direction of the host vehicle estimated by the traveling direction estimating means 7 and the angle formed with the road is θ0, this θ0 is set as the initial direction of autonomous navigation. If the leftmost lane line is set as the reference lane line, and the distance from this reference lane line is y, the distance y0 from the reference lane line obtained from the previous value of the first trajectory is the initial value of autonomous navigation. Position. A dotted line 802 indicates a position where the distance from the reference division line is y0.

次に、自車800がBy軸に到達したときの基準区画線からの距離y1を算出する。Ay軸上の道路の曲率半径R0,Ay軸からBy軸までの距離C1(自車800の車速を積分して算出する)を用いて、Ay軸とBy軸のなす角α1は(31)式で計算できる。   Next, a distance y1 from the reference lane line when the vehicle 800 reaches the By axis is calculated. Using the curvature radius R0 of the road on the Ay axis and the distance C1 from the Ay axis to the By axis (calculated by integrating the vehicle speed of the host vehicle 800), the angle α1 formed by the Ay axis and the By axis is expressed by equation (31). It can be calculated with

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Ay軸とBy軸のなす角α1が十分に小さいと仮定すると、By軸上におけるAx軸と車両800の走行軌跡801との距離N1は(32)式で計算できる。   Assuming that the angle α1 formed between the Ay axis and the By axis is sufficiently small, the distance N1 between the Ax axis and the travel locus 801 of the vehicle 800 on the By axis can be calculated by Expression (32).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

また、同様に、Ay軸とBy軸のなす角α1が十分に小さいと仮定すると、By軸上におけるAx軸とBx軸との距離M1は(33)式で計算できる。   Similarly, assuming that the angle α1 between the Ay axis and the By axis is sufficiently small, the distance M1 between the Ax axis and the Bx axis on the By axis can be calculated by the equation (33).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

従って、自車800がBy軸に到達したときの基準区画線からの距離y1は(34)式で計算できる。   Therefore, the distance y1 from the reference lane line when the own vehicle 800 reaches the By axis can be calculated by the equation (34).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

なお、点線803は、基準区画線からの距離がy1で一定の位置を示す。   A dotted line 803 indicates a fixed position at a distance y1 from the reference division line.

次に、自車800がCy軸に到達したときの基準区画線からの距離y2を算出する。By軸上の道路の曲率半径R1,By軸からCy軸までの距離C2(自車800の車速を積分して算出する)を用いて、By軸とCy軸のなす角α2は(35)式で計算できる。   Next, the distance y2 from the reference lane line when the own vehicle 800 reaches the Cy axis is calculated. By using the curvature radius R1 of the road on the By axis and the distance C2 from the By axis to the Cy axis (calculated by integrating the vehicle speed of the host vehicle 800), the angle α2 formed by the By axis and the Cy axis is expressed by equation (35). It can be calculated with

Figure 2011012965
Figure 2011012965

By軸とCy軸のなす角α2が十分に小さいと仮定すると、Cy軸上におけるBx軸と車両800の走行軌跡801との距離N2は、By軸における自律航法の道路に対する方位θ1を用いて(36)式で計算できる。   Assuming that the angle α2 formed by the By axis and the Cy axis is sufficiently small, the distance N2 between the Bx axis on the Cy axis and the travel locus 801 of the vehicle 800 is calculated using the direction θ1 with respect to the autonomous navigation road on the By axis ( It can be calculated by equation 36).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

なお、自律航法の道路に対する方位θ1は、車両800がBy軸からCy軸に到達するまでに方位検出手段5により検出された方位変化量δ1を用いて(37)式で計算できる。   The azimuth θ1 with respect to the autonomous navigation road can be calculated by the equation (37) using the azimuth change amount δ1 detected by the azimuth detecting means 5 until the vehicle 800 reaches the Cy axis from the By axis.

Figure 2011012965
Figure 2011012965

また、同様に、By軸とCy軸のなす角α2が十分に小さいと仮定すると、Cy軸上におけるBx軸とCx軸との距離M2は(38)式で計算できる。   Similarly, assuming that the angle α2 formed by the By axis and the Cy axis is sufficiently small, the distance M2 between the Bx axis and the Cx axis on the Cy axis can be calculated by Expression (38).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

従って、自車800がCy軸に到達したときの基準区画線からの距離y2は(39)式で計算できる。   Therefore, the distance y2 from the reference lane line when the own vehicle 800 reaches the Cy axis can be calculated by the equation (39).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

なお、点線804は、基準区画線からの距離がy2で一定の位置を示す。   A dotted line 804 indicates a fixed position at a distance y2 from the reference partition line.

以上説明したように、曲線路においても、座標変換しながら基準区画線までの距離を求めることが可能となる。なお、n回目の座標変換に伴う計算式は(40)式から(44)式で表すことができる。   As described above, even on a curved road, it is possible to obtain the distance to the reference partition line while performing coordinate conversion. In addition, the calculation formula accompanying the n-th coordinate conversion can be expressed by the formulas (40) to (44).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

図9は、片側2車線の右方向に旋回する道路において、自車900が左車線から右車線に点線矢印901の軌跡を描いて車線変更した場合を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing a case where the own vehicle 900 changes the lane by drawing a locus of a dotted arrow 901 from the left lane to the right lane on a road that turns to the right in two lanes on one side.

図9においては、自車900がAy軸に到達したときに、第一の軌跡が無効になったと想定している。なお、Ay軸,By軸,Cy軸は道路と垂直になす方向にとり、Ax軸,Bx軸,Cx軸はそれぞれAy軸,By軸,Cy軸と垂直になす方向(道路の接線方向)にとる。   In FIG. 9, it is assumed that the first trajectory has become invalid when the vehicle 900 reaches the Ay axis. The Ay axis, By axis, and Cy axis are in the direction perpendicular to the road, and the Ax axis, Bx axis, and Cx axis are in the direction perpendicular to the Ay axis, By axis, and Cy axis (the tangential direction of the road), respectively. .

まず、自車900がAy軸に到達したときに、第一の軌跡が無効になると、自律航法の初期化を実施する(処理511)。このとき、矢印910は、進行方向推定手段7により推定された自車の進行方向であり、道路とのなす角がθ0であるため、このθ0を自律航法の初期方位とする。また、一番左の区画線を基準区画線に設定し、この基準区画線からの距離をyとすると、第一の軌跡の前回値から求めた基準区画線からの距離y0を自律航法の初期位置とする。なお、点線902は、基準区画線からの距離がy0で一定の位置を示す。   First, if the first trajectory becomes invalid when the vehicle 900 reaches the Ay axis, the autonomous navigation is initialized (processing 511). At this time, the arrow 910 is the traveling direction of the host vehicle estimated by the traveling direction estimating means 7, and the angle formed with the road is θ0. Therefore, θ0 is set as the initial direction of autonomous navigation. If the leftmost lane line is set as the reference lane line, and the distance from this reference lane line is y, the distance y0 from the reference lane line obtained from the previous value of the first trajectory is the initial value of autonomous navigation. Position. A dotted line 902 indicates a fixed position at a distance y0 from the reference partition line.

次に、自車900がBy軸に到達したときの基準区画線からの距離y1を算出する。Ay軸上の道路の曲率半径R0,Ay軸からBy軸までの距離C1(自車900の車速を積分して算出する)を用いて、Ay軸とBy軸のなす角α1は(45)式で計算できる。   Next, the distance y1 from the reference lane line when the own vehicle 900 reaches the By axis is calculated. Using the curvature radius R0 of the road on the Ay axis and the distance C1 from the Ay axis to the By axis (calculated by integrating the vehicle speed of the host vehicle 900), the angle α1 formed by the Ay axis and the By axis is expressed by equation (45). It can be calculated with

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Ay軸とBy軸のなす角α1が十分に小さいと仮定すると、By軸上におけるAx軸と車両900の走行軌跡901との距離N1は(46)式で計算できる。   Assuming that the angle α1 formed by the Ay axis and the By axis is sufficiently small, the distance N1 between the Ax axis and the traveling locus 901 of the vehicle 900 on the By axis can be calculated by Expression (46).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

また、同様に、Ay軸とBy軸のなす角α1が十分に小さいと仮定すると、By軸上におけるAx軸とBx軸との距離M1は(47)式で計算できる。   Similarly, assuming that the angle α1 between the Ay axis and the By axis is sufficiently small, the distance M1 between the Ax axis and the Bx axis on the By axis can be calculated by the equation (47).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

従って、自車900がBy軸に到達したときの基準区画線からの距離y1は(48)式で計算できる。   Accordingly, the distance y1 from the reference lane line when the host vehicle 900 reaches the By axis can be calculated by Equation (48).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

なお、点線903は、基準区画線からの距離がy1で一定の位置を示す。   A dotted line 903 indicates a fixed position at a distance y1 from the reference division line.

次に、自車900がCy軸に到達したときの基準区画線からの距離y2を算出する。By軸上の道路の曲率半径R1,By軸からCy軸までの距離C2(自車900の車速を積分して算出する)を用いて、By軸とCy軸のなす角α2は(49)式で計算できる。   Next, the distance y2 from the reference lane line when the host vehicle 900 reaches the Cy axis is calculated. By using the curvature radius R1 of the road on the By axis and the distance C2 from the By axis to the Cy axis (calculated by integrating the vehicle speed of the host vehicle 900), the angle α2 formed by the By axis and the Cy axis is expressed by the equation (49). It can be calculated with

Figure 2011012965
Figure 2011012965

By軸とCy軸のなす角α2が十分に小さいと仮定すると、Cy軸上におけるBx軸と車両900の走行軌跡901との距離N2は、By軸における自律航法の道路に対する方位θ1を用いて(50)式で計算できる。   Assuming that the angle α2 formed between the By axis and the Cy axis is sufficiently small, the distance N2 between the Bx axis on the Cy axis and the travel locus 901 of the vehicle 900 is calculated using the direction θ1 with respect to the autonomous navigation road on the By axis ( 50).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

なお、自律航法の道路に対する方位θ1は、車両900がBy軸からCy軸に到達するまでに方位検出手段5により検出された方位変化量δ1を用いて(51)式で計算できる。   The azimuth θ1 with respect to the road of autonomous navigation can be calculated by the equation (51) using the azimuth change amount δ1 detected by the azimuth detecting means 5 until the vehicle 900 reaches the Cy axis from the By axis.

Figure 2011012965
Figure 2011012965

また、同様に、By軸とCy軸のなす角α2が十分に小さいと仮定すると、Cy軸上におけるBx軸とCx軸との距離M2は(52)式で計算できる。   Similarly, assuming that the angle α2 formed by the By axis and the Cy axis is sufficiently small, the distance M2 between the Bx axis and the Cx axis on the Cy axis can be calculated by Expression (52).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

従って、自車900がCy軸に到達したときの基準区画線からの距離y2は(53)式で計算できる。   Accordingly, the distance y2 from the reference lane line when the host vehicle 900 reaches the Cy axis can be calculated by Equation (53).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

なお、点線904は、基準区画線からの距離がy2で一定の位置を示す。   A dotted line 904 indicates a fixed position at a distance y2 from the reference partition line.

以上説明したように、曲線路においても、座標変換しながら基準区画線までの距離を求めることが可能となる。なお、n回目の座標変換に伴う計算式は(54)式から(58)式で表すことができる。   As described above, even on a curved road, it is possible to obtain the distance to the reference partition line while performing coordinate conversion. The calculation formulas associated with the n-th coordinate conversion can be expressed by the formulas (54) to (58).

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

Figure 2011012965
Figure 2011012965

図6から図9において説明した方法では、計算周期を短くすることで演算誤差が小さくなるため、例えば、演算周期は100ms以下であることが望ましい。また、演算周期を短くするとM(n)の項が非常に小さい値となるため、M(n)の項を無視してy(n)を求める方式としてもよい。   In the method described with reference to FIGS. 6 to 9, the calculation error is reduced by shortening the calculation cycle. For example, the calculation cycle is preferably 100 ms or less. Further, since the term of M (n) becomes a very small value when the calculation cycle is shortened, the method of obtaining y (n) by ignoring the term of M (n) may be used.

次に、図10を用いて、車線判定装置100における車線判定処理の具体例について、所定の道路状況に当てはめて説明する。   Next, a specific example of lane determination processing in the lane determination device 100 will be described with reference to FIG.

図10は、片側2車線の右方向に旋回する道路において、自車1000が右車線から左車線に点線矢印1001の軌跡を描いて車線変更した場合を示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing a case where the own vehicle 1000 changes the lane by drawing a locus of a dotted arrow 1001 from the right lane to the left lane on a road that turns to the right in two lanes on one side.

図10において、D1は車両中心から左に見える区画線までの距離、D2は車両中心から右に見える区画線までの距離であり、自車1000が左車線に存在する場合と右車線に存在する場合では対象となる区画線が異なる。また、一番左の区画線から自車1000までの距離をyで表す。また、Wは車線幅であり、道路形状取得手段12により取得してもよいが、D1とD2を足した値を採用してもよい。   In FIG. 10, D1 is the distance from the vehicle center to the lane marking visible to the left, D2 is the distance from the vehicle center to the lane marking visible to the right, and the vehicle 1000 exists in the left lane and in the right lane. In some cases, the target lane markings are different. In addition, the distance from the leftmost lane marking to the vehicle 1000 is represented by y. W is a lane width and may be acquired by the road shape acquisition means 12, but a value obtained by adding D1 and D2 may be adopted.

まず、自車1000が地点Aに存在するとき、自車1000は道路に沿って平行に走行していると判定され(処理503でYES,自律航法初期化フラグ1011がON)、自律航法の初期化処理を実施する(処理504)。このとき、D2のみが有効であるため(D1は破線の切れ目のため検出できず)、D2を用いて第一の軌跡1014を算出し(処理502)、自律航法の位置をy5に、方位を第一の軌跡1014で求めた方位に設定すると、自律航法で算出した軌跡は図6から図9で説明した方法を用いると第二の軌跡1015のようになる(処理507)。ここで、車線位置1019の前回の計算値は2(右車線)であるため、y5はy1に車線幅Wを足し合わせて算出する(y5=y1+W)。更に、第一の軌跡1014が有効であるため(処理508でYES)、第三の軌跡1017に第一の軌跡1014を代入し(処理509)、自車が走行している車線を判定する(処理514)。この場合、y5>Wであるため、自車が走行している車線は車線位置1019で示すように2(右車線)となる。また、自車1000が地点Aから地点Bに達するまでは道路に沿って平行に走行していると判定(自律航法初期化フラグ1011がON)されるため、その後の処理は地点Aに存在する場合と同じである。なお、自車1000が地点Aから地点Bに達する途中でD1が有効となるが、D2のほうが連続して検出しているため、D2を優先して第一の軌跡1014を算出する。ただし、D1が所定の演算回数以上(例えば5回以上)連続して検出できた場合にはD1に切り替えて第一の軌跡1014を算出してもよい。   First, when the own vehicle 1000 exists at the point A, it is determined that the own vehicle 1000 is traveling in parallel along the road (YES in processing 503, the autonomous navigation initialization flag 1011 is turned on), and the initial autonomous navigation is performed. The process is executed (process 504). At this time, since only D2 is effective (D1 cannot be detected due to the broken line), the first trajectory 1014 is calculated using D2 (processing 502), the position of autonomous navigation is set to y5, and the direction is set. When the azimuth obtained in the first trajectory 1014 is set, the trajectory calculated by the autonomous navigation becomes a second trajectory 1015 when the method described with reference to FIGS. 6 to 9 is used (process 507). Here, since the previous calculated value of the lane position 1019 is 2 (right lane), y5 is calculated by adding the lane width W to y1 (y5 = y1 + W). Further, since the first trajectory 1014 is valid (YES in processing 508), the first trajectory 1014 is substituted into the third trajectory 1017 (processing 509), and the lane in which the host vehicle is traveling is determined ( Process 514). In this case, since y5> W, the lane in which the vehicle is traveling is 2 (right lane) as indicated by the lane position 1019. Further, since it is determined that the vehicle 1000 is traveling in parallel along the road until it reaches point B from point A (autonomous navigation initialization flag 1011 is ON), the subsequent processing exists at point A. Same as the case. Note that D1 becomes effective while the host vehicle 1000 reaches the point B from the point A, but since the D2 is continuously detected, the first trajectory 1014 is calculated giving priority to the D2. However, if D1 can be detected continuously more than a predetermined number of times (for example, 5 times or more), the first locus 1014 may be calculated by switching to D1.

次に、自車1000が地点Bに到達すると、自車1000は車線変更動作を開始しているため、道路に沿って平行に走行していないと判定され(処理503でNO)、自律航法初期化フラグ1011がOFFになる。そして、自車1000が地点Cに到達するまではD1,D2がそれぞれ変化するが、第一の軌跡1014が有効であるため(処理508でYES)、第三の軌跡1017に第一の軌跡1014を代入し(処理509)、自車が走行している車線を判定する(処理514)。従って、地点AからCまでは第一の軌跡1014と第三の軌跡1017は同一である。   Next, when the own vehicle 1000 reaches the point B, it is determined that the own vehicle 1000 is not driving in parallel along the road because the own vehicle 1000 has started a lane changing operation (NO in the processing 503). The conversion flag 1011 is turned off. D1 and D2 change until the own vehicle 1000 reaches the point C. However, since the first trajectory 1014 is valid (YES in processing 508), the first trajectory 1014 is changed to the third trajectory 1017. Is substituted (process 509), and the lane in which the vehicle is traveling is determined (process 514). Therefore, from the points A to C, the first trajectory 1014 and the third trajectory 1017 are the same.

次に、自車1000が地点Cに到達して、D1とD2が無効になると(処理508でNO)、自律航法初期化フラグ1011がONになり第一の軌跡1014を用いて自律航法を初期化(処理511)した後に、第二の軌跡1015で第三の軌跡1017を外挿する(処理512)。更に、自車1000が地点Dに到達すると、第三の軌跡1017が車線幅Wより小さくなるため、自車が走行している車線位置1019は1(左車線)に変化する(処理514)。   Next, when the own vehicle 1000 reaches point C and D1 and D2 become invalid (NO in processing 508), the autonomous navigation initialization flag 1011 is turned ON and the autonomous navigation is initialized using the first trajectory 1014. Then, the third trajectory 1017 is extrapolated from the second trajectory 1015 (processing 512). Further, when the host vehicle 1000 reaches the point D, the third locus 1017 becomes smaller than the lane width W, so the lane position 1019 in which the host vehicle is traveling changes to 1 (left lane) (processing 514).

次に、自車1000が地点Eに到達して、D1とD2が再び有効になると(処理508でYES)、第三の軌跡1017は第一の軌跡1014に戻すため(処理509)、第二の軌跡1015に誤差があった場合、領域1018のように第三の軌跡1017がジャンプする。   Next, when the own vehicle 1000 reaches the point E and D1 and D2 become valid again (YES in the process 508), the third trajectory 1017 returns to the first trajectory 1014 (process 509), so the second If there is an error in the trajectory 1015, the third trajectory 1017 jumps like a region 1018.

次に、自車1000が地点Fに到達すると、自車1000は道路に沿って平行に走行していると判定され(処理503でYES)、自律航法初期化フラグ1011が再びONになり、自律航法を初期化する(処理504)。このとき第二の軌跡1015に誤差があった場合、領域1016のように第二の軌跡1015がジャンプする。   Next, when the own vehicle 1000 reaches the point F, it is determined that the own vehicle 1000 is traveling in parallel along the road (YES in processing 503), the autonomous navigation initialization flag 1011 is turned on again, and autonomous The navigation is initialized (process 504). At this time, if there is an error in the second trajectory 1015, the second trajectory 1015 jumps like an area 1016.

その後、自車1000が地点Gに到達するまでは自車1000は道路に沿って平行に走行していると判定(自律航法初期化フラグ311がON)される。   Thereafter, it is determined that the host vehicle 1000 is traveling in parallel along the road until the host vehicle 1000 reaches the point G (the autonomous navigation initialization flag 311 is ON).

以上説明したように、自車から区画線までの距離と道路形状を考慮した自律航法を組合せることで、正確な走行軌跡を途切れなく描くことが可能となり、自車の走行車線を迅速且つ正確に判定することが出来る。   As described above, by combining autonomous navigation that takes into account the distance from the vehicle to the lane marking and the road shape, it becomes possible to draw an accurate traveling locus without any interruption, and the traveling lane of the own vehicle can be drawn quickly and accurately. Can be judged.

なお、図10においては、片側2車線道路における例を示したが、車線数は3車線以上でも適用可能であり、左車線から右車線への車線変更の際にも適用できることは言うまでもない。   In addition, although the example in the one-sided two-lane road is shown in FIG. 10, it is needless to say that the number of lanes can be applied even when the number of lanes is three or more, and can be applied when changing the lane from the left lane to the right lane.

また、合流や分岐の前後においては、区画線の種別が変則的になる場合が多いため、処理513による線種判別に基づく車線判定処理は実施しないことが望ましい。具体的には、合流や分岐の前後の所定距離間(例えば200m)は処理513は実施しない。ただし、道路形状取得手段12により合流や分岐の前後における区画線の種別が取得できている場合はこの限りではない。   In addition, before and after merging or branching, the type of lane marking is often irregular, so it is preferable not to perform the lane determination process based on the line type determination in the process 513. Specifically, the processing 513 is not performed for a predetermined distance (for example, 200 m) before and after joining and branching. However, this is not the case when the road shape acquisition unit 12 can acquire the types of lane markings before and after merging and branching.

次に、図11を用いて、車線判定装置100における情報報知処理の具体例について説明する。   Next, a specific example of information notification processing in the lane determination device 100 will be described with reference to FIG.

図11(a)は、自車が片側3車線道路を走行している際に、画面1100に道路1101上を走行する自車のカーマーク1102を表示し、更に、自車がどの車線を走行しているかを示すインジケータ1103を表示している場合を示す図である。   FIG. 11A shows a car mark 1102 of the vehicle traveling on the road 1101 on the screen 1100 when the vehicle is traveling on a three-lane road on one side, and further, which lane the vehicle is traveling on. It is a figure which shows the case where the indicator 1103 which shows whether it is doing is displayed.

インジケータ1103は、自車が片側3車線道路のどの車線を走行しているかを示しており、車線判定処理514の処理結果に基づいて自車のカーマーク1104を表示する。この場合、車線判定処理514により自車が第2車線(左から2車線目)を走行中であると判定されたため、自車のカーマーク1104を第2車線に表示している。   The indicator 1103 indicates which lane of the three-lane road on one side the vehicle is traveling on, and displays the car mark 1104 of the own vehicle based on the processing result of the lane determination processing 514. In this case, since it is determined by the lane determination processing 514 that the host vehicle is traveling in the second lane (second lane from the left), the car mark 1104 of the host vehicle is displayed in the second lane.

同様に、図11(b)は、自車が片側3車線道路を走行している際に、画面1110に道路1111上を走行する自車のカーマーク1112を表示し、更に、自車がどの車線を走行しているかを示すインジケータ1113を表示している場合を示す図である。   Similarly, FIG. 11B shows the car mark 1112 of the vehicle traveling on the road 1111 on the screen 1110 when the vehicle is traveling on a three-lane road on one side. It is a figure which shows the case where the indicator 1113 which shows whether it is drive | working a lane is displayed.

インジケータ1113は、自車が片側3車線道路のどの車線を走行しているかを示しており、車線判定処理514の処理結果に基づいて自車の走行している車線をハッチング1114として表示する。この場合、車線判定処理514により自車が第2車線(左から2車線目)を走行中であると判定されたため、ハッチング1114を第2車線に表示している。   The indicator 1113 indicates which lane of the three-lane road the vehicle is traveling on, and displays the lane in which the vehicle is traveling as hatching 1114 based on the processing result of the lane determination processing 514. In this case, since it is determined by the lane determination processing 514 that the host vehicle is traveling in the second lane (second lane from the left), hatching 1114 is displayed in the second lane.

また、インジケータ1103およびインジケータ1113は、区画線認識手段2による認識結果や第三の軌跡算出手段9の算出結果に基づいて表示する/表示しないを切り替える。具体的には、所定時間以上(例えば5秒以上)区画線認識手段2により区画線が認識できなかった場合や、所定時間以上(例えば5秒以上)区画線の上(各車線の境界上)を走行した場合はインジケータの表示を中止する。前者は、区画線認識手段2により区画線が認識できないと自律航法のみで第三の軌跡を算出し続けることになり、自律航法の誤差が拡大するためにインジケータの表示を中止する。後者は、区画線の上(各車線の境界上)を走行中の場合には車線位置が左右にハンチングする可能性が高いため、インジケータの表示を中止する。   The indicator 1103 and the indicator 1113 switch between displaying and not displaying based on the recognition result by the lane marking recognition unit 2 and the calculation result by the third trajectory calculation unit 9. Specifically, when a lane line is not recognized by the lane line recognition means 2 for a predetermined time or longer (for example, 5 seconds or longer), or for a predetermined time or longer (for example, 5 seconds or longer) on a lane line (on the boundary of each lane) When driving, stop the indicator display. In the former case, if the lane line is not recognized by the lane line recognition means 2, the third locus will continue to be calculated only by the autonomous navigation, and the indicator display is stopped because the error of the autonomous navigation increases. In the latter case, when the vehicle is traveling on a lane line (on the boundary of each lane), the display of the indicator is stopped because the lane position is likely to hunt to the left and right.

なお、インジケータ1103およびインジケータ1113においては、自車の現在の走行車線を自車のカーマーク1104やハッチング1114で表示するのではなく、ナビゲーションの経路案内に基づいてこの先の分岐や交差点などを通過する際に最も適した車線を自車のカーマーク1104やハッチング1114を点滅表示するなどして乗員に報知する方式としてもよい。例えば、片側3車線の高速道路を走行中に、この先に左に分岐する道路があり、ナビゲーションによる経路案内も左に分岐している場合、インジケータ1113の第1車線(一番左の車線)をハッチング1114で点滅表示する。これにより、乗員は事前に適した走行車線を知ることができるため、安心感が向上する。   In addition, the indicator 1103 and the indicator 1113 do not display the current travel lane of the own vehicle by the car mark 1104 or the hatching 1114 of the own vehicle, but pass through a branch or an intersection ahead based on navigation route guidance. It is also possible to notify the occupant of the most suitable lane by flashing the car mark 1104 or hatching 1114 of the own vehicle. For example, when driving on a three-lane highway on one side and there is a road that branches to the left, and the route guidance by navigation also branches to the left, the first lane (the leftmost lane) of the indicator 1113 is It blinks in hatching 1114. Thereby, since a passenger | crew can know the suitable driving lane beforehand, a sense of security improves.

また、上記を実現するためには、ナビゲーションの経路案内を開始する際に、あらかじめ適切な車線位置も含めて誘導経路を作成することが望ましく、更には、VICS(道路交通情報通信システム)などから交通情報を取得して、交通渋滞や工事による車線規制にも対応して車線位置を含めた誘導経路を作成することが望ましい。   In order to realize the above, it is desirable to create a guidance route including an appropriate lane position in advance when starting navigation route guidance. Further, from VICS (road traffic information communication system) It is desirable to acquire traffic information and create a guidance route including the lane position in response to traffic congestion and lane restrictions due to construction.

以上説明したように、画面を用いて乗員に情報を報知することで、乗員の安心感や快適性を向上することができる。   As described above, by notifying the occupant of information using the screen, the occupant's sense of security and comfort can be improved.

以上のように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の様態で実施することができる。   As described above, the present invention can be implemented in various modes without departing from the spirit of the present invention.

以上によれば、片側複数車線道路に設置された区画線を検出して、この区画線と自車との相対関係及び道路形状を考慮した自律航法により算出した自車の走行軌跡に基づいて自車が走行している車線を判定しているので、走行車線を判定するまでに必要な走行距離を特許文献2の方法より短くすることができ、走行距離に応じて累積される誤差を小さくすることができる。更に、区画線が検出できない場合にも、道路形状を考慮した自律航法により自車の走行軌跡を補間することで、特許文献3の方法では実現できなかったカーブなどの曲線路で車線変更する場合の車線判定が可能となる。従って、正確な車線判定が可能なため、ナビゲーションシステムによる高度な経路誘導が可能になる。   According to the above, the lane markings installed on the one-lane multiple lane road are detected, and the vehicle is automatically detected based on the traveling trajectory of the vehicle calculated by autonomous navigation considering the relative relationship between the lane marking and the vehicle and the road shape. Since the lane in which the vehicle is traveling is determined, the travel distance required to determine the travel lane can be made shorter than the method of Patent Document 2, and the accumulated error is reduced according to the travel distance. be able to. Furthermore, even when the lane marking cannot be detected, the lane is changed on a curved road such as a curve that cannot be realized by the method of Patent Document 3 by interpolating the traveling locus of the vehicle by autonomous navigation in consideration of the road shape. Lane determination is possible. Therefore, since accurate lane determination is possible, advanced route guidance by the navigation system is possible.

100 車線判定装置
300,600,700,800,900,1000 自車
301,601,701,801,901,1001 走行軌跡
100 Lane determination device 300, 600, 700, 800, 900, 1000 Own vehicle 301, 601, 701, 801, 901, 1001

Claims (16)

片側複数車線道路を走行している自車の走行車線を判定する車線判定装置において、
前記片側複数車線道路に設置された区画線を検出し、該区画線と自車との相対関係及び自車の走行軌跡に基づいて前記走行車線を判定する、車線判定装置。
In the lane determination device for determining the traveling lane of the own vehicle traveling on one side multiple lane road,
A lane determination device that detects a lane line installed on the one-side multiple lane road and determines the travel lane based on a relative relationship between the lane line and the host vehicle and a travel locus of the host vehicle.
片側複数車線道路を走行している自車の走行車線を判定する車線判定装置において、
道路を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像から区画線を認識する区画線認識手段と、前記区画線認識手段により認識された区画線から前記撮像手段までの距離を繰り返し算出して自車の軌跡を算出する第一の軌跡算出手段と、自律航法に基づいて自車の軌跡を算出する第二の軌跡算出手段と、前記第一の軌跡算出手段により算出された第一の軌跡及び前記第二の軌跡算出手段により算出された第二の軌跡に基づいて自車の軌跡を算出する第三の軌跡算出手段と、前記第三の軌跡算出手段により算出された第三の軌跡に基づいて自車の走行している車線を判定する走行車線判定手段と、を備え、
前記第三の軌跡算出手段は、前記区画線認識手段が区画線を認識できた場合は前記第一の軌跡に基づいて前記第三の軌跡を算出し、前記区画線認識手段が区画線を認識できなかった場合は前記第二の軌跡に基づいて前記第三の軌跡を算出する、車線判定装置。
In the lane determination device for determining the traveling lane of the own vehicle traveling on one side multiple lane road,
An imaging unit that images a road, a lane line recognition unit that recognizes a lane line from an image captured by the imaging unit, and a distance from the lane line recognized by the lane line recognition unit to the imaging unit is repeatedly calculated. First trajectory calculating means for calculating the trajectory of the own vehicle, second trajectory calculating means for calculating the trajectory of the own vehicle based on autonomous navigation, and the first trajectory calculated by the first trajectory calculating means. A third trajectory calculating means for calculating the trajectory of the host vehicle based on the trajectory and the second trajectory calculated by the second trajectory calculating means; and a third trajectory calculated by the third trajectory calculating means. Driving lane determining means for determining the lane in which the vehicle is traveling based on
The third trajectory calculation means calculates the third trajectory based on the first trajectory when the lane marking recognition means can recognize the lane marking, and the lane marking recognition means recognizes the lane marking. A lane determination device that calculates the third trajectory based on the second trajectory if it is not possible.
自車の速度を検出する車速検出手段と、自車の方位を検出する方位検出手段と、を備え、
前記自律航法は、前記車速検出手段により検出された車速と、前記方位検出手段により検出された方位に基づいて自車の軌跡を算出する、請求項2記載の車線判定装置。
Vehicle speed detection means for detecting the speed of the host vehicle, and direction detection means for detecting the direction of the host vehicle,
The lane determination device according to claim 2, wherein the autonomous navigation calculates a trajectory of the own vehicle based on a vehicle speed detected by the vehicle speed detection unit and a direction detected by the direction detection unit.
前記第一の軌跡算出手段により算出された第一の軌跡に基づいて自車の進行方向を推定する進行方向推定手段と、前記進行方向推定手段により推定された自車の進行方向と前記第一の軌跡とに基づいて自律航法の方位と位置の少なくともいずれか一方を初期化する初期化手段と、を備え、
前記初期化手段は、前記進行方向推定手段により推定された自車の進行方向と前記区画線認識手段により認識された区画線の方向との差が所定の角度以内の場合、あるいは前記方向の差の変化が所定の期間または走行距離にわたって所定値より少ない場合、前記第一の軌跡算出手段により算出された第一の軌跡を自律航法の軌跡の初期値とする、請求項3記載の車線判定装置。
Based on the first trajectory calculated by the first trajectory calculating means, a traveling direction estimating means for estimating the traveling direction of the own vehicle, the traveling direction of the own vehicle estimated by the traveling direction estimating means, and the first Initializing means for initializing at least one of the direction and position of autonomous navigation based on the locus of
The initialization unit is configured so that the difference between the traveling direction of the host vehicle estimated by the traveling direction estimation unit and the direction of the lane marking recognized by the lane marking recognition unit is within a predetermined angle, or the difference between the directions. 4. The lane determination device according to claim 3, wherein when the change of the vehicle is less than a predetermined value over a predetermined period or a travel distance, the first trajectory calculated by the first trajectory calculating means is used as an initial value of the autonomous navigation trajectory. .
前記走行車線判定手段は、前記区画線認識手段により認識された区画線の種別に基づいて自車の走行している車線を判定し、前記第三の軌跡算出手段により算出された第三の軌跡を補正する、請求項4記載の車線判定装置。   The travel lane determining means determines the lane in which the host vehicle is traveling based on the type of the lane line recognized by the lane line recognition means, and the third trajectory calculated by the third trajectory calculation means. The lane judgment device according to claim 4 which corrects. 画面や音声を用いて乗員に情報を報知する情報報知手段を備え、
前記情報報知手段は、前記走行車線判定手段により判定された自車が走行している車線に基づいて乗員に報知する情報の内容を切り替える、請求項5記載の車線判定装置。
Comprising information notifying means for notifying the occupant of information using a screen or sound;
The lane determination device according to claim 5, wherein the information notification unit switches contents of information notified to the occupant based on a lane in which the host vehicle is traveling determined by the travel lane determination unit.
請求項1から請求項6のいずれかに記載の車線判定装置を有するナビゲーションシステム。   The navigation system which has a lane determination apparatus in any one of Claims 1-6. 片側複数車線道路に設置された区画線を検出し、該区画線と自車との相対関係及び自車の走行軌跡に基づいて自車の走行車線を判定する車線判定装置であって、
前記区画線が検出できなかった場合、前記走行軌跡及び道路形状に基づいて前記走行車線を判定する、車線判定装置。
A lane determination device that detects a lane line installed on a multi-lane road on one side and determines a traveling lane of the own vehicle based on a relative relationship between the lane line and the own vehicle and a traveling locus of the own vehicle,
A lane determination device that determines the travel lane based on the travel locus and a road shape when the lane marking cannot be detected.
自車が走行している前方の道路形状を取得する道路形状取得手段を備え、
前記第二の軌跡算出手段は、前記道路形状取得手段により取得された道路形状及び前記自律航法に基づいて自車の軌跡を算出する、請求項6記載の車線判定装置。
Road shape acquisition means for acquiring the road shape in front of the host vehicle,
The lane determination device according to claim 6, wherein the second trajectory calculation unit calculates a trajectory of the host vehicle based on the road shape acquired by the road shape acquisition unit and the autonomous navigation.
前記道路形状取得手段により取得される道路形状は、少なくとも道路の曲率半径及び車線数を含む情報である、請求項9記載の車線判定装置。   The lane determination device according to claim 9, wherein the road shape acquired by the road shape acquisition means is information including at least a curvature radius of the road and the number of lanes. 前記第二の軌跡算出手段及び前記第三の軌跡算出手段は、前記片側複数車線道路に設置された区画線のうちのひとつを基準区画線に設定し、該基準区画線からの距離を繰り返し算出して自車の軌跡を算出する、請求項10記載の車線判定装置。   The second trajectory calculating means and the third trajectory calculating means set one of the lane markings installed on the one-side multiple lane road as a reference lane marking, and repeatedly calculate a distance from the reference lane marking. The lane determination device according to claim 10, wherein the vehicle trajectory is calculated. 前記走行車線判定手段は、前記第三の軌跡算出手段により算出された第三の軌跡における基準区画線からの距離と,車線数及び車線幅に基づいて自車の走行している車線を判定する、請求項11記載の車線判定装置。   The traveling lane determining means determines the lane in which the host vehicle is traveling based on the distance from the reference lane line in the third trajectory calculated by the third trajectory calculating means, the number of lanes, and the lane width. The lane determination device according to claim 11. 前記第二の軌跡算出手段は、自車が走行している道路が曲線路の場合、該曲線路を擬似的に直線路の連続した集合体とみなして、各みなし直線路における区画線までの距離を座標変換しながら求めて、自車の軌跡を算出する、請求項12記載の車線判定装置。   When the road on which the vehicle is traveling is a curved road, the second trajectory calculating means regards the curved road as a pseudo continuous series of straight roads, up to the lane marking on each deemed straight road. The lane determination device according to claim 12, wherein the trajectory of the own vehicle is calculated by obtaining the distance while performing coordinate conversion. 前記初期化手段は、前記区画線認識手段による区画線の認識ができなくなったときに、前記進行方向推定手段により推定された自車の進行方向及び前記第三の軌跡算出手段により算出された第三の軌跡における基準区画線からの距離に基づいて自律航法の方位と位置を初期化する、請求項13記載の車線判定装置。   The initialization means calculates the travel direction of the host vehicle estimated by the travel direction estimation means and the third trajectory calculation means when the lane line recognition by the lane line recognition means cannot be recognized. The lane determination device according to claim 13, wherein the azimuth and position of autonomous navigation are initialized based on a distance from a reference lane line in the third locus. 前記情報報知手段は、前記走行車線判定手段により判定された自車が走行している車線に基づいて片側複数車線上のどの車線を走行しているかを画面を用いて報知し、前記区画線認識手段による区画線の認識が所定時間以上できなかった場合又は所定時間以上自車が前記区画線の上を走行した場合、前記画面による報知を中止する、請求項14記載の車線判定装置。   The information notifying means notifies, using a screen, which lane on which one-side multiple lanes are traveling based on the lane in which the vehicle is traveling determined by the traveling lane determining means, and recognizes the lane markings The lane determination device according to claim 14, wherein the notification on the screen is stopped when the lane line is not recognized by the means for a predetermined time or more or when the vehicle travels on the lane line for a predetermined time or more. 請求項8から請求項15のいずれかに記載の車線判定装置を有するナビゲーションシステム。   The navigation system which has a lane determination apparatus in any one of Claims 8-15.
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