JP2012174006A - 検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前方車両等が障害とならないように車両側方の道路の区画線を検知し、かつその際に道路の継ぎ目等にも対応できるロバストな区画線検知が行える検知装置を提供する。
【解決手段】車両側方に検知波を照射し、その反射波における反射強度によって、通常反射強度が他の領域よりも大きい区画線部分を検知する。その際、検知波の走査線７を、車両２の基準位置（前輪の軸線上の位置）の複数の基準位置走査線７１、７２、７３、７４と、車両前方へ離れた位置の前方位置走査線７０とから構成する。最前方の走査線から最後方の走査線までの距離ｄ１を、道路の継目の車両進行方向の幅ｄ０よりも長くすることによって、少なくとも１本の走査線７は継目にかからないようにする。
【選択図】図５

Description

本発明は、検知装置に関する。

従来から、車両の周辺の情報を検知して、運転の安全性の向上や自動運転技術の開発につなげるための提案がある。例えば下記特許文献１では、車両前方に検知波を照射して、その反射波によって各領域ごとに障害物（人を含む）までの距離データを取得して、その距離に応じて警報を発するシステムが開示されている。

特開２００２−１５７６９７号公報

車両周辺の情報としては、車両が現在、車線のなかのどこにいるか、例えば車線中央に位置しているか否かという情報も、安全性の向上や自動運転のためには重要な情報である。その際には道路の区画線を検知することが目的となる。しかし特許文献１の技術では車両前方へ検知波を照射するので、前方車両などが邪魔となって区画線の検知が適切に実行できない場合がある。

したがって車両の前方でなく、側方に検知波を照射して区画線を検知することが考えられるが、その場合には瞬時にロバストな検知が可能でなければならない。すなわち車両前方の区画線を検知する場合には、多くの情報を蓄積して時間的余裕をもって検知することができるので、検出ノイズ等の問題にも対処できる可能性がある。それに対して車両側方の区画線を検知する場合には、情報の蓄積がない状態でリアルタイムに区画線を検知しなければならない。

さらにその際、例えば道路（高速道路、高架道路）の継目（継ぎ目）部分では、区画線がとぎれがちであったり、かつ区画線以外の領域がアスファルトと異なる等の要因があって区画線を検知しにくいが、それにも対応してロバストな区画線位置の検知ができる必要がある。また、道路の分岐、合流部の破線や区画破線など、区画線が途切れているような場合も同様である。

そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、前方車両等が障害とならないように車両側方の道路の区画線を精度よく検知し、かつ道路の継目や区画線の途切れ等にも対応できるロバストな区画線検知が行える検知装置を提供することにある。

上記課題を達成するために、本発明に係る検知装置は、車両に備えられて、車両の側方の道路の区画線の検知のための電磁波を発光する光源部と、前記光源部が発光した電磁波により、所定値以上の間隔で隣り合う走査線の組と、その所定値未満の間隔で隣り合う走査線の組と、の両方を含む複数の走査線を、車両側方へ向けて照射する走査部と、車両側方からの反射電磁波を受光する受光部と、前記走査部から照射された複数の走査線が車両側方の路面で反射して前記受光部で受光された電磁波により、前記区画線の位置を検知する検知手段と、を備えたことを特徴とする。

これにより本発明に係る検知装置では、車幅方向に電磁波を照射して反射波により道路の区画線を検知するので、前方の他の車両などが障害物とならずに区画線検知が行える。さらに、走査線を照射する際に、所定値以上の間隔で隣り合う走査線の組と、その所定値未満の間隔で隣り合う走査線の組と、の両方を含むようにするので、区画線が道路の継目にかかっている場合や区画線が途切れている箇所、さらには区画線上に障害物がある場合にも、走査線のうちどれかは障害物や途切れ箇所、継目にかからないようにでき、障害物や途切れ箇所、継目に影響を受けずに区画線をロバストに検知できる検知装置を実現できる。

また前記走査部により形成される走査線は、前記走査部の側方位置における複数の基準位置走査線と、その基準位置走査線から車両前方または後方へ離間した位置の離間位置走査線とからなり、その離間位置走査線と基準位置走査線との間隔は、複数の前記基準位置走査線間の間隔よりも大きいとしてもよい。

この発明によれば、走査部の側方位置の複数の基準位置走査線と、そこから前方又は後方に離れた離間位置走査線と、を含むように走査線を形成するので、例えば複数の基準位置走査線による区画線検知を基準として行い、もし基準位置走査線が道路継ぎ目などにかかっていた場合に離間位置走査線を用いた区画線検知を実行するといったことが可能となる。したがって、複数の基準位置走査線を用いることによる高精度な区画線検知方法と、基準位置走査線での区画線検知が困難な場合の検知方法とからなる２段構えの高精度とロバスト性とを両立した区画線検知方法が確立できる。

前記基準位置走査線は、前記走査部が前記車両の側方の同一位置を走査することで形成されるとしてもよい。

この発明によれば、基準位置走査線の形成のためには走査部が車両側方の同一位置を走査するのみでよく、車両の進行によって各走査線の進行方向位置がずれた走査線の組が形成される。したがって簡易な方法により基準位置を形成できる。

前記検知手段は、前記基準位置走査線が白線検知に適しているか否かを判定する判定手段と、その判定手段が前記基準位置走査線が白線検知に適していると判定した場合に、複数の基準位置走査線での白線位置の平均値を白線位置として検知し、前記判定手段が前記基準位置走査線が白線検知に適していないと判定した場合に、前記離間位置走査線により白線位置を検知する副検知手段と、を備えたとしてもよい。

この発明によれば、基準位置走査線が区画線検知に適している場合には複数の基準位置走査線を用いた高精度な区画線検知が可能となり、継ぎ目があるときにも確実な区画線検知が可能となるため、情報の蓄積量が少ない車両２の車幅方向の検知であっても、精度とロバスト性両方を確保した区画線検知が実行できる。

また前記離間位置走査線は、前記基準位置走査線から、車両前方に離間した前方位置走査線と、車両後方に離間した後方位置走査線と、からなり、前記検知手段は、前記前方位置走査線により検出した前方区画線位置と前記後方位置走査線により検出した後方区画線位置とを結ぶ仮想的な線分を算出し、その線分によって前記基準位置走査線によって検出された基準区画線位置を補正する第１補正手段を備えたとしてもよい。

この発明によれば、車両側方の基準位置走査線と、車両前方に離間した前方位置走査線と、車両後方に離間した後方位置走査線と、を用いて、前方位置走査線と後方位置走査線とから検出された区画線位置をつなぐ線分によって基準位置走査線によって検出された区画線位置を補正する。よって基準位置走査線による区画線検知を、前方位置走査線と後方位置走査線と用いた補正によってさらに高精度にできる。したがって複合的な走査線構成を用いて高精度かつロバストな区画線検出が実行できる。

また前記車両の車速とヨー角速度とを算出する算出手段と、その算出手段によって算出された車速とヨー角速度とを用いて求められた前記車両の移動軌跡から、前方位置走査線により検出した前方白線位置と、前記後方位置走査線により検出した後方白線位置と、前記基準位置走査線によって検出された基準白線位置と、を補正する第２補正手段と、を備え、前記第１補正手段は、前記第２補正手段によって補正された前方白線位置と後方白線位置とを結ぶ仮想的な線分を算出し、その線分によって前記第２補正手段によって補正されたとしてもよい。

この発明によれば、車速とヨーレートとから求められた車両の移動軌跡の情報によって、基準区画線位置、前方区画線位置、後方区画線位置を補正したうえで、前方区画線位置と後方区画線位置とによって基準区画線位置をさらに補正する。したがって、車両の移動軌跡による補正と、前方区画線位置と後方区画線位置とによって基準区画線位置の補正と、の２段階の補正により、さらに高精度かつロバストに区画線位置が検出できる。

また前記受光部は単一の受光素子よりなり、前記間隔を有するように形成された走査線が路面で反射して形成された電磁波を、前記単一の受光素子へと集光する単一の受光レンズを備えたとしてもよい。

この発明によれば、上記の間隔を有する走査線が路面で反射して形成された反射波を、単一の受光素子と単一の受光レンズとの構成によって受光できるようにするので、素子やレンズの点数が少ない簡素な構成で反射波を受光できる。

また前記受光部は複数の受光素子よりなり、前記所定値以上の間隔の走査線が路面で反射して形成された電磁波を、前記複数の受光素子それぞれへと集光する複数の受光レンズを備えたとしてもよい。

この発明によれば、上記の間隔を有する走査線が路面で反射して形成された反射波を、複数の受光素子と複数の受光レンズとの構成によって受光できるようにするので、個々の素子とレンズのサイズが大きくならない構成で反射波を受光できる。

また前記光源部は複数の光源よりなり、前記複数の光源から同時に発光された複数の電磁波が、所定値以上の間隔で隣り合う走査線の組と、その所定値未満の間隔で隣り合う走査線の組と、の両方を含む複数の走査線となるように、電磁波を反射しながら回動する単一のミラーが前記走査部には備えられたとしてもよい。

この発明によれば、複数の光源と単一のミラーとからなる構成によって所定値以上の間隔で隣り合う走査線の組と、その所定値未満の間隔で隣り合う走査線の組と、の両方を含む複数の走査線を同時に形成できて、各走査線の照射時刻がずれることなく、同一時刻における路面からの反射波を受光できる。したがって区画線検知の際に、各走査線ごとに照射時の車両の位置が異なっていることによる検知精度の低減が抑制できる。

また前記光源部は単一の光源よりなり、前記走査部に備えられたミラーにおける複数のミラー面は、前記単一の光源から発光された電磁波が、所定値以上の間隔で隣り合う走査線の組と、その所定値未満の間隔で隣り合う走査線の組と、の両方を含む複数の走査線となるように角度が設定されたとしてもよい。

この発明によれば、単一の光源と単一のミラーとからなる構成によって所定値以上の間隔で隣り合う走査線の組と、その所定値未満の間隔で隣り合う走査線の組と、の両方を含む複数の走査線を形成するようにするので、簡素な構成によって間隔を有する複数の走査線を形成できる。

また前記走査線間の間隔は、少なくとも１組の走査線の間隔が、道路区画線の途切れた部分あるいは道路区画線の分岐した部分の車両進行方向長以上となるように設定されたされたとしてもよい。

この発明によれば、少なくとも１組の走査線の間隔が、道路区画線の途切れた部分あるいは道路区画線の分岐した部分の車両進行方向長以上となるようにするので、複数の走査線間のうちで少なくとも１つ以上の走査線は、道路継ぎ目や区画破線などにおける道路区画線が途切れた部分や、横断歩道や停止線などのように道路区画線の分岐した部分にかからない。したがって道路区画線の途切れた部分や道路区画線の分岐した部分の影響を受けずに区画線がロバストに検知できる。

本発明の検知システムの実施例１における平面図。 検知システムの装置構成を示す図。 実施例１の検知処理を示すフローチャート。 光源とミラーの例を示す図。 実施例１の走査線の間隔の例を示す図。 受光部の例を示す図。 複数の走査線間の演算の例を示す図。 実施例２における検知システムの平面図。 実施例２の検知処理を示すフローチャート。 実施例２の走査線の間隔の例を示す図。 （ａ）区画破線における区画線がない部分、（ｂ）横断歩道における白線検知に適さない部分の例を示す図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図１は、本発明を実施した場合の平面図である。そして図２は、本発明に係る検知システムの装置構成図である。

図１に示されているとおり、本実施例では、運転中の車両２の側方にレーザ光（電磁波、検知波）を照射し、その反射波によって道路の区画線の位置を検出する。図２に示されているとおり、本発明の検知システム１は、自動車車両２に装備された検知部３、報知部４、車両操作ＥＣＵ５、無線通信部６を備える。なお報知部４、車両操作ＥＣＵ５、無線通信部６は全て装備しなくともよい。それに関する詳細は後述する。なお以下では道路の区画線として白線の検知の場合を説明するが、これは一例にすぎず、本発明は道路の区画線一般の検知に適用できる。

検知部３は、ＣＰＵ３００、ＲＡＭ３０１、ＲＯＭ３０２、及びインターフェース部３０３（Ｉ／Ｆ）を介して、レーザダイオード３０４（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、駆動部３０５、ミラー３０６、フォトダイオード３０７（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）、受光レンズ３０８を備える。

ＣＰＵ３００では後述する演算など各種情報処理を実行する。ＲＡＭ３０１はＣＰＵ３００の作業領域として用いられる一時記憶部である。ＲＯＭ３０２は、本発明で必要となる各種プログラムなどを記憶する不揮発性記憶部である。インターフェース部３０３（Ｉ／Ｆ）は各部との接続のために用いる。レーザダイオード３０４（ＬＤ）は電力が供給されると所定波長のレーザ光（電磁波）を出力する。

ミラー３０６は複数のミラー面を備えて、駆動部３０５により駆動されて所定の回動軸周りに回動しながらＬＤ３０４が発光したレーザ光を反射することによって、レーザ光による複数の走査線を形成する。ＬＤ３０４から出力されて路面で反射した反射レーザ光は、受光レンズ３０８で集光されて、フォトダイオード３０７（ＰＤ）で受光される。ＰＤ３０７の出力からは路面の反射強度が計測できるとする。

以上の構成を、図１のようにレーザ光の走査線が車両側方の路面に照射されるように配置すればよい。したがって、例えば検知部３を筐体内に収容して、その筐体を車両２の側面に配置して、ＬＤ３０４及びミラー３０６で形成された走査線が、車両横向き（車幅方向）、斜め下方向に向けて照射されるように配置すればよい。

ＰＤ３０７、受光レンズ３０８は、上記のように照射されて路面で反射したレーザ光を集光、受光することができる位置と向きに配置すればよい。報知部４は、車室内に配置された表示部、あるいは音声出力部、あるいはその両方を備えて、後述するように検知部３により車両２が車線の区画線に近づきすぎているような場合に、車両２の運転者（あるいは乗員）に、その旨を報知する。

表示部を備える場合は、区画線に近づきすぎているとの内容の文字表示やアイコンの表示などを実行する。音声出力部の場合、区画線に近づきすぎているとの内容の音声出力やブザーやサイレンなどの音響出力などを実行する。これら表示と音声（音響）出力を同時に実行してもよい。

車両操作ＥＣＵ５は、車両２が自動運転車両の場合に装備されて、車速やステアリングを自動で調節して自動運転を実行するＥＣＵである。車両操作ＥＣＵ５は自動運転の場合にのみ装備し、報知部４は運転者がいる場合にのみ装備すればよい。無線通信部６は、他の車両８との間の車車間通信を行う場合に装備される。さらに検知システム１は、車速を検出する車速センサ９０、車両２のヨーレート（ヨー方向の角速度）を検出するヨーレートセンサ９１を備えてもよい。車速センサ９０、ヨーレートセンサ９１は、車両２の移動軌跡によって検出された白線位置を補正する場合に用いる。詳細は後述する。

以上の構成のもとで本実施例は、車両２の側方に位置する区画線（白線）をリアルタイムで検知して、車線のなかにおける車両２の現在位置を算出する。その処理手順は図３に示されている。図３のフローチャートはプログラム化して予め例えばＲＯＭ３０２に記憶しておき、ＣＰＵ３００が自動的にそれを呼び出して実行するとすればよい。

図３の処理では、車両２から見たときの側方両側（片側でもよい）の白線位置を繰り返し検知する。１回の検知ごとに、１組（例えば図１では５本が１組）の走査線を照射して、その反射波により白線位置の算出を１回行う。それを車両２の走行中に繰り返し実行する。図３の処理では、Ｓ１０からＳ７０で、今回（現在）の白線位置を算出する。

図３の処理ではまず、手順Ｓ１０でレーザ光を照射する。具体的には、ＬＤ３０４からレーザ光をミラー３０６に向けて発光し、ミラー３０６が回動しながらミラー面でレーザ光を反射して、その反射光が車両側方下方の路面へと照射される。その際ＬＤ３０４からはパルス状のレーザ光が発光されるとすればよい。

ミラー３０６のミラー面は、ミラー３０６の回動軸と平行あるいは斜め方向に複数形成されており、各ミラー面の回動軸からの傾斜角度は異なるとする。各ミラー面からの反射光が１本の走査線に形成される。そして各ミラー面の傾斜角度が異なることにより、傾斜角度の異なるミラー面により反射されたレーザ光は、位置の異なる（平行な）走査線となる。

ミラー３０６が１周することにより１組の平行な走査線が形成される。こうして図１に示されているように、車幅方向（図１においては横方向）に形成された複数（１組）の走査線７が、車両進行方向（図１においては縦方向）に平行に並ぶかたちで形成される。

図５で示された例においては、１組の走査線７は走査線７０、７１、７２、７３、７４の５本であり、走査線７０（前方位置走査線）のみが前方に離れた位置にあり、他の走査線７１、７２、７３、７４（基準位置走査線）は検知部３の側方に位置する。

走査線７１、７２、７３、７４の位置は、本発明の白線検知における基準位置とする。基準位置は例えば車両２の前輪（操舵輪）の軸線上の位置とすればよい。この位置を基準位置とすることは、検知された白線の位置を車両の操舵制御のための情報として用いるのに好適である。例えば検知部３を前輪軸線位置に配置した場合、基準位置は検知部３の側方位置となる。

走査線７０から走査線７４までの間隔をｄ１、隣り合う走査線７０、７１、７２、７３、７４間の間隔をｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５とする。また道路継目の車両進行方向の幅をｄ０とする。この場合ｄ０は通常３０ｃｍ程度から４ｍ程度である。なお図５の例では基準位置走査線が４本であるが、本発明では基準位置走査線の数は４本以外の任意の本数でよい。また図５は継目の場合であるが、図１１（ａ）のように継目に相当する部分が区画破線において白線が途切れている区間であってもよい。なお区画破線において白線が途切れている区間の場合、図５におけるｄ０は例えば１２ｍ程度（高速道路の場合）となる。

図５に示されたとおり、実施例１ではｄ３、ｄ４、ｄ５は同じ数値とし、ｄ２のみがｄ３、ｄ４、ｄ５よりも大きい数値とする。そして図５では例えばｄ１を道路継目の幅よりも大きくなるように設定する。このように設定すれば走査線７０から７４のうちで少なくとも１本は継ぎ目にかからないので、継ぎ目がないときには複数の基準位置走査線を用いた高精度な白線検知が可能となり、継ぎ目があるときにも確実な白線検知が可能となるため、精度とロバスト性両方を確保できる。

例えば常に継目にかからない走査線が複数あるように走査線の間隔を設定してもよい。この場合、継目にかからない走査線が１本の場合よりも後述の演算による白線検知の精度が向上する。なお走査線間隔の設定の際に、上記ｄ０に余裕分（数％程度）を乗算した値以上の数値を用いれば、少なくとも１本の走査線がより確実に継目（や区画破線において白線が途切れた部分）にかからなくなり好適である。

図５のように走査線７の間隔を広げるための方法が図４に示されている。図４（ａ）におけるミラー３０６は、実線と点線とで回動角度が異なるとする。図４（ａ）の方法では、単一のＬＤ３０４を装備し、ミラー３０６における各ミラー面の傾斜角度は、図５に対応するように１つのミラー面の傾斜角度のみを他より大きく異なる値とする。これにより図５に示された走査線７間が形成される。

図４（ｂ）の方法では、複数のＬＤ３０４を装備する。ＬＤの数は任意でよい。例えばＬＤの数を全走査線の本数と同じとしてもよい。複数のＬＤ３０４の位置と向きは、ミラー面に対する角度が異なるように配置する。

これにより複数のＬＤ３０４とから発光されたレーザが同一のミラー面に反射して、図５に示した１組の走査線７が同時に形成される。複数のＬＤ３０４の位置と向きは、図５に示された走査線７０、７１、７２、７３、７４が形成される位置と向きとすればよい。図４（ｂ）の場合、走査線間で時間のずれがないので、１組の走査線により精度よく現在時点での白線位置が検知できる。なお基準位置走査線は、車両２の側方の同一位置を走査することによって形成してもよい。すなわち同一位置に走査された走査線が、車両２の進行にともなって車両進行方向の位置が異なる走査線の組となるとしてもよい。

図３に戻って、次にＳ２０で反射光を受光する。上述のとおり本実施例では走査線７の間隔が従来よりも広がっているので、反射光の間隔も広がっている。そこで受光部分にもそれに対応した工夫をする。その詳細は図６に示されている。

図６（ａ）の方法では、受光レンズ３０８を大きいサイズのレンズとする。これにより、広い視野からの反射光をＰＤ３０７で受光できる。図６（ｂ）の方法では、受光レンズ３０８とＰＤ３０７の組を複数組備える。これにより反射光が戻ってくる視野角を分割して、個々の受光レンズ３０８とＰＤ３０７との組で１つの部分的な視野を担当し、その視野に来る反射角を受光する。

図６（ｂ）では受光レンズ３０８とＰＤ３０７の組が２組の場合が示されているが、本発明はこれに限定されず、受光レンズ３０８とＰＤ３０７の組の数は任意でよい。

走査線間隔が広くなった場合、検知精度が低下する場合がある。これを回避する為には複数の検知部３を設置してもよい。例えば、区画破線の場合、白線が途切れている部分が長い（１２ｍ）ため、走査線間隔が大きくなる。この場合、車両進行方向の前後方向に間隔を持って複数の検知部３を設置し、例えば１組の検知部３によって前方位置走査線７０を形成し、もう１個の検知部３で基準位置走査線７１、７２、７３、７４を形成してもよい。その場合、両検知部を通信線でつないで、どちらかの検知部３に情報を集約して白線検知の情報処理を行えばよい。

Ｓ２０において路面からの反射光は、図７に示されているように複数の走査線（例えばラインＬ１からＬ４）として受光される。検知部３では路面からの反射光の反射強度を計測する。図７の縦軸の数値は反射強度（あるいは、反射強度を反映したＰＤ３０７からの出力電流値又は電圧値）を示すとし、横軸はスキャン角度であるとする。スキャン角度は、検知部３の取付方法から車幅方向の位置を幾何学的に求めることができるため、車幅方向の位置と等価である。

路面においては白線部分がそれ以外の部分よりも反射強度が高い性質がある。図７の波形でも中央付近の反射強度が高いことが、白線の存在に対応している。しかし図７の例にも示されているように、計測された反射波形にはノイズも混入している。特に道路の継目においては白線以外の領域のノイズが相対的に大きい。

次にＳ３０で基準位置走査線７１、７２、７３、７４から白線位置を演算する。その詳細は図７に示されている。図７におけるラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４はそれぞれ、図１および図５における基準位置走査線７１、７２、７３、７４であるとすればよい。

Ｓ３０における演算の例は以下のとおりである。まず各ラインそれぞれにおいて、反射強度が所定の閾値以上の部分のみを抽出する。抽出された部分を白線と認識する。これによりノイズ部分などがカットされる。次に各ラインごとに白線の線幅および位置（例えば中央位置や端部位置）を算出する。そして算出された線幅が適正範囲内にあるか否かを判定する。適正範囲内にない場合は、その走査線は、継ぎ目を走行しているなどの原因によってノイズが大きすぎて適正に白線検知に適さない走査線だと判定する。

さらに算出された白線の線幅あるいは位置が、現在時点まで時々刻々算出されてきた過去の白線の線幅あるいは位置から連続的な数値であるか否かを判定する。過去の白線位置は例えばＲＡＭ３０２やＲＯＭ３０２（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶していけばよい。過去の白線の線幅あるいは位置から所定値以上離れている場合は、破線などにおける白線が途切れた部分などを走行中であり、白線検知に適さない走査線であると判定する。Ｓ３０では、例えば以上の処理を実行する。

次にＳ４０に進んで、Ｓ３０での演算結果から見て、Ｓ２０で受光された基準位置走査線は総合的に見て、白線検知に適すか否かを判定する。具体的には、例えばＳ３０で白線検知に適さないと判定された走査線の本数が少ない場合（所定数以下の場合）には、Ｓ２０で受光された基準位置走査線は白線検知に適すと判定し、Ｓ３０で白線検知に不適当だと判定された走査線の本数が多すぎる場合（所定数より多い場合）には、Ｓ２０で受光された基準位置走査線は白線検知に適さないと判定する。Ｓ２０で受光された基準位置走査線は、白線検知に適すと判定した場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）はＳ５０に進み、白線検知に適さないと判定した場合（Ｓ４０：ＮＯ）はＳ６０に進む。

Ｓ５０に進んだら、基準位置走査線から白線位置を算出する。具体的にはＳ３０の演算で得られた、白線検知に適す走査線の個々の位置（中央位置や端部位置）の例えば平均を白線の位置（中央位置や端部位置）として算出する。この演算により、基準位置での白線位置の検知を高精度に行うことができる。

Ｓ６０に進んだら、基準位置走査線が白線位置検出に適さないので、Ｓ２０で受光した走査線のうちで前方位置走査線７０を用いて、白線位置算出のための演算を実行する。具体的には、上記の基準位置の各走査線に対する演算と同様の演算を実行すればよい。

すなわち、まず前方位置走査線において、反射強度が所定の閾値以上の部分のみを抽出する。抽出された部分を白線と認識する。これによりノイズ部分などがカットされる。次に白線の線幅および位置（例えば中央位置や端部位置）を算出する。そして算出された線幅が適正範囲内にあるか否かを判定する。適正範囲内にない場合は、前方位置走査線は、ノイズが大きすぎて適正に白線検知に適さない走査線だと判定する。

さらに算出された白線の線幅あるいは位置が、現在時点まで時々刻々算出されてきた過去の白線の線幅あるいは位置から連続的な数値であるか否かを判定する。過去の白線の線幅あるいは位置から所定値以上離れている場合は、破線などにおける白線が途切れた部分などを走行中であり、前方走査線は白線検知に適さないと判定する。Ｓ６０では、以上の処理を実行する。

続いてＳ７０では、Ｓ６０での演算結果を受けて白線位置の算出結果を出力する。すなわちＳ６０で前方位置走査線が白線検知に適すると判定された場合は、前方位置走査線から算出された白線位置（中央位置や端部位置）そのものを白線位置（中央位置や端部位置）として出力する。またＳ６０で前方位置走査線が白線検知に適さないと判定された場合は、Ｓ２０で受光した走査線は白線検知には適さないとの結果を出力する。以上の処理で今回のレーザ照射による白線位置検出が終了した。

次にＳ８０で、ＣＰＵ３００は図３の処理を終了するか否かを判断する。例えばイグニションオフなどがあった場合、図３の処理を終了する（Ｓ８０：ＹＥＳ）。この処理を終了しない場合（Ｓ８０：ＮＯ）はＳ１０に戻って上記手順を繰り返す。以上が図３の処理手順である。

以上のとおり、検知システム１では、継ぎ目がないときには複数の基準位置走査線を用いた高精度な白線検知が可能となり、継ぎ目があるときにも確実な白線検知が可能となるため、情報の蓄積量が少ない車両２の車幅方向の検知であっても、精度とロバスト性両方を確保した白線検知が実行できる。

本実施例では、図３の処理により白線位置、及び車両位置が検出されたことを受けて、例えば以下の各処理を実行すればよい。

まず報知部４で報知処理を実行する。具体的には、車両２の運転者に対して車両２が車線の端に寄りすぎていることを報知（警告）する。これは車両２と白線との間隔が所定値よりも近くなりすぎた場合にのみ実行すればよい。報知（警告）は、上述のとおり、表示部による表示や、音声（音響）出力によって実行すればよい。あるいは表示と音声（音響）出力とを同時に実行してもよい。

また車両２で自動運転が実行されている場合には、車両操作ＥＣＵ５による自動運転で、図３の処理で取得した白線位置、車両位置の情報を利用するとすればよい。具体的には、車両２の横方向の位置が車線中央となるようにステアリングを自動制御するなどの例がある。

あるいは、車両２の横方向の位置が先行車両と同じ位置となるようにステアリングを自動制御する。この制御を実行した場合、先行車両の存在で空気抵抗を低減できるので、燃費低減のために有効である。この目的のために先行車両の位置情報を、先行する別の車両８から無線通信部６を通じて車車間通信で取得すればよい。

また上記説明では、道路の継目にのみ着目したが、本実施例はこれに限定されず、白線上にのった障害物一般にも効果を奏する。すなわち前方位置走査線が離れていることで、複数の走査線のうちで少なくとも１本は障害物を回避してロバストな白線検知が可能となる。この場合には、上記ｄ０を、想定される路上の障害物（石、ごみ、工事関係の器物など）の大きさ以上（例えば５０ｃｍから１ｍ程度）とすればよい。

また図１では車両２の左右両側に連続した白線が存在する場合を示したが、例えば片側が（複数車線間の）破線状の白線の場合には、連続する白線の方にのみ本発明を適用するなど適宜変更すればよい。また上記実施例では白線の検知の場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、道路の区画線一般（白線、橙線、道路区画線、車線区画線）の検知に用いることができる。

次に実施例２を説明する。実施例２においては実施例１の一部を変更する。以下では変更する部分のみを説明する。

図８には、実施例２における１組の走査線７の例が示されている。実施例２における走査線７は、実施例１（図１、図５）の走査線７に、車両２の進行方向に関して後方の後方位置走査線７５が加えられる。図１０に示すとおり、最後方の基準位置走査線７４から後方位置走査線７５までの距離をｄ６とすると、ｄ６はｄ３、ｄ４、ｄ５よりも大きい距離とする。例えばｄ６をｄ２と同じ距離としてもよい。

上述と同様に継ぎ目などの障害物の車両の進行方向幅をｄ０とし、前方位置走査線７０から後方位置走査線７５までの距離をｄ１とする。走査線７の間隔は、少なくとも１本の走査線が例えば常に継ぎ目などの障害物にかからないように設定すればよい。具体的には、例えばｄ１をｄ０よりも長くする。例えば３個の検知部３を装備して、それぞれで前方位置走査線、基準位置走査線、後方位置走査線の発光、受光を行い、通信線で接続して白線検知を行ってもよい。

実施例２における白線検知の処理手順は図９に示されている。図９において図３と同符号の手順は図３と同じ処理を実行すればよいので、説明を省略する。

図９においては手順Ｓ６５で、基準位置走査線が白線検知に適さない場合における、前方位置走査線７０、後方位置走査線７５を用いた白線位置のための演算を実行する。Ｓ６５における演算の例は以下のとおりである。

まず前方位置走査線７０に対してＳ６０と同様の演算を実行する。すなわち、まず前方位置走査線７０において、反射強度が所定の閾値以上の部分のみを抽出する。抽出された部分を白線と認識する。これによりノイズ部分などがカットされる。次に白線の線幅および位置（例えば中央位置や端部位置）を算出する。

そして算出された線幅が適正範囲内にあるか否かを判定する。適正範囲内にない場合は、前方位置走査線は、継ぎ目を走行しているなどの原因によってノイズが大きすぎて白線検知に適さない走査線だと判定する。

さらに算出された白線の線幅あるいは位置が、現在時点まで時々刻々算出されてきた過去の白線の線幅あるいは位置から連続的な数値であるか否かを判定する。過去の白線の線幅あるいは位置から所定値以上離れている場合は、破線などにおける白線が途切れた部分などを走行中であり、前方走査線は白線検知に適さないと判定する。

次に後方位置走査線７５に対して上記前方位置走査線に対する演算と同様の演算を実行する。すなわち、まず後方位置走査線７５において、反射強度が所定の閾値以上の部分のみを抽出する。抽出された部分を白線と認識する。これによりノイズ部分などがカットされる。次に白線の線幅および位置（例えば中央位置や端部位置）を算出する。そして算出された線幅が適正範囲内にあるか否かを判定する。適正範囲内にない場合は、後方位置走査線７５は、継ぎ目を走行しているなどの原因によってノイズが大きすぎて白線検知に適さない走査線だと判定する。

さらに算出された白線の線幅あるいは位置が、現在時点まで時々刻々算出されてきた過去の白線の線幅あるいは位置から連続的な数値であるか否かを判定する。過去の白線の線幅あるいは位置から所定値以上離れている場合は、破線などにおける白線が途切れた部分などを走行中であり、後方位置走査線７５は白線検知に適さないと判定する。Ｓ６５では、例えば以上の処理を実行する。

続いてＳ７５では、Ｓ６５での演算結果を受けて白線位置の算出結果を出力する。Ｓ６５での判定処理において、上記のｄ１をｄ０より大きく設定したことにより、前方位置走査線７０および後方位置走査線７５のうち少なくともいずれか一方は白線検知に適すると判定されるとみなされる。したがって想定される状況を３つに場合分けすると以下のようになる。

まず第１の場合は、Ｓ６５で前方位置走査線７０のみが白線検知に適すると判定された場合である。この場合は、前方位置走査線７０から算出された白線位置（中央位置や端部位置）そのものを白線位置（中央位置や端部位置）として出力する。第２の場合は、Ｓ６５で後方位置走査線７５のみが白線検知に適すると判定された場合である。この場合は、後方位置走査線７５から算出された白線位置（中央位置や端部位置）そのものを白線位置（中央位置や端部位置）として出力する。

そして第３の場合は、Ｓ６５で前方位置走査線７０と後方位置走査線７５の両方が白線検知に適すると判定された場合である。この場合は、前方位置走査線７０から算出された白線位置（中央位置や端部位置）と後方位置走査線７５から算出された白線位置（中央位置や端部位置）との例えば平均値を白線位置（中央位置や端部位置）として出力する。以上が実施例２である。

なお上記第３の場合においては、基準位置走査線のうちで白線位置に適していると判断された走査線から算出された白線位置も用いてもよい。具体的には、まず前方位置走査線７０から算出された白線位置（中央位置や端部位置）と後方位置走査線７５から算出された白線位置（中央位置や端部位置）とをつなぐ直線を求める。この直線が車両２の進行方向から斜めになっている場合、この直線を車両進行方向と平行にする補正（例えば進行方向直線への直交射影）を実行する。この補正で、基準位置走査線のうちで白線位置に適していると判断された走査線から算出された白線位置も同時に補正（直交射影）する。こうした上で、基準位置走査線のうちで白線位置検知に適していると判断された走査線から算出された複数の白線位置を平均した後、上記補正の逆変換をし白線位置として出力する。これにより、車両２が白線に対し斜めに走行した場合においても、それを考慮した平均化が可能となり、より高精度な白線位置の算出が可能となる。さらに、白線は直線的に存在することから、例えば、直線上にないものはノイズとして除去するなど、その直線性を活用し白線位置に適しているかの判断にも活用することができる。

また検知システム１は、車速センサ９０、ヨーレートセンサ９１を用いて白線位置をさらに高精度に補正してもよい。具体的には、例えばＣＰＵ３００で車速センサ９０によって検出された車速、ヨーレートセンサ９１によって検出されたヨーレートから車両２の移動軌跡を算出し、それに基づいて各走査線から検出された白線位置の現在の自車位置からの相対位置を求め、その上で、前方位置走査線７０から算出された白線位置（中央位置や端部位置）と後方位置走査線７５から算出された白線位置（中央位置や端部位置）とをつなぐ直線を求めてもよい。走査時間内の自車の挙動を反映した補正ができるため、白線検知の精度をさらに高めることができる。こうした車両２の移動軌跡を考慮した補正は、後方位置走査線が走査されない場合でも、前方位置走査線と基準位置走査線に対して行ってもよい。

上記では、ｄ０は道路区画線が途切れた部分（道路継ぎ目の部分や区画破線における白線がない部分）の車両進行方向の長さとしたが、本発明はこれに限定せず、白線が車両進行方向以外の方向に分岐する部分の車両進行方向の長さとしてもよい。その例としては例えば図１１（ｂ）で示された横断歩道の白線の分岐部分がある。この部分においては、白線の端（図１１（ｂ）では右端）が検知できないので白線検知に適さない。同様の例としては、停止線の車両進行方向長、ゼブラゾーンにおける白線分岐部分の車両進行方向長、道路の分合流地点における太破線間隔をｄ０としてもよい。

１ 検知システム
２ 車両
３ 検知部
３０４ レーザダイオード（ＬＤ、光源部）
３０６ ミラー（走査部）
３０７ フォトダイオード（ＰＤ、受光部）

Claims (11)

1. 車両に備えられて、車両の側方の道路の区画線の検知のための電磁波を発光する光源部と、
   前記光源部が発光した電磁波により、所定値以上の間隔で隣り合う走査線の組と、その所定値未満の間隔で隣り合う走査線の組と、の両方を含む複数の走査線を、車両側方へ向けて照射する走査部と、
   車両側方からの反射電磁波を受光する受光部と、
   前記走査部から照射された複数の走査線が車両側方の路面で反射して前記受光部で受光された電磁波により、前記区画線の位置を検知する検知手段と、
   を備えたことを特徴とする検知装置。
2. 前記走査部により形成される走査線は、前記走査部の側方位置における複数の基準位置走査線と、その基準位置走査線から車両前方または後方へ離間した位置の離間位置走査線とからなり、
   その離間位置走査線と基準位置走査線との間隔は、複数の前記基準位置走査線間の間隔よりも大きい請求項１に記載の検知装置。
3. 前記基準位置走査線は、前記走査部が前記車両の側方の同一位置を走査することで形成される請求項１又は２に記載の検知装置。
4. 前記検知手段は、
   前記基準位置走査線が区画線検知に適しているか否かを判定する判定手段と、
   その判定手段が前記基準位置走査線が区画線検知に適していると判定した場合に、複数の基準位置走査線での区画線位置の平均値を区画線位置として検知し、前記判定手段が前記基準位置走査線が区画線検知に適していないと判定した場合に、前記離間位置走査線により区画線位置を検知する副検知手段と、
   を備えた請求項２に記載の検知装置。
5. 前記離間位置走査線は、前記基準位置走査線から、車両前方に離間した前方位置走査線と、車両後方に離間した後方位置走査線と、からなり、
   前記検知手段は、前記前方位置走査線により検出した前方区画線位置と前記後方位置走査線により検出した後方区画線位置とを結ぶ仮想的な線分を算出し、その線分によって前記基準位置走査線によって検出された基準区画線位置を補正する第１補正手段を備えた請求項２又は４に記載の検知装置。
6. 前記車両の車速とヨー角速度とを算出する算出手段と、
   その算出手段によって算出された車速とヨー角速度とを用いて求められた前記車両の移動軌跡から、前方位置走査線により検出した前方区画線位置と、前記後方位置走査線により検出した後方区画線位置と、前記基準位置走査線によって検出された基準区画線位置と、を補正する第２補正手段と、を備え、
   前記第１補正手段は、前記第２補正手段によって補正された前方区画線位置と後方区画線位置とを結ぶ仮想的な線分を算出し、その線分によって前記第２補正手段によって補正された基準区画線位置を補正する請求項５に記載の検知装置。
7. 前記受光部は単一の受光素子よりなり、
   前記間隔を有するように形成された走査線が路面で反射して形成された電磁波を、前記単一の受光素子へと集光する単一の受光レンズを備えた請求項１乃至６のいずれか１項に記載の検知装置。
8. 前記受光部は複数の受光素子よりなり、
   前記間隔を有するように形成された走査線が路面で反射して形成された電磁波を、前記複数の受光素子それぞれへと集光する複数の受光レンズを備えた請求項１乃至６のいずれか１項に記載の検知装置。
9. 前記光源部は複数の光源よりなり、
   前記複数の光源から同時に発光された複数の電磁波が、所定値以上の間隔で隣り合う走査線の組と、その所定値未満の間隔で隣り合う走査線の組と、の両方を含む複数の走査線となるように、電磁波を反射しながら回動する単一のミラーが前記走査部には備えられた請求項１乃至８のいずれか１項に記載の検知装置。
10. 前記光源部は単一の光源よりなり、
    前記走査部に備えられたミラーにおける複数のミラー面は、前記単一の光源から発光された電磁波が、所定値以上の間隔で隣り合う走査線の組と、その所定値未満の間隔で隣り合う走査線の組と、の両方を含む複数の走査線となるように角度が設定された請求項１乃至８のいずれか１項に記載の検知装置。
11. 前記走査線間の間隔は、少なくとも１組の走査線の間隔が、道路区画線の途切れた部分あるいは道路区画線の分岐した部分の車両進行方向長以上となるように設定された請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の検知装置。

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