JP2012198730A - 車両用道路形状認識方法及び装置、記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体までの距離及び車幅方向の角度に基づき、車両前方の道路形状を認識し、その認識された道路形状及びその認識程度に基づき、物体が自車と同一車線上にいる可能性を判定し、その判定結果に基づいて自車線確率を補正するための補正値を算出する。そして、自車走行路の曲率と認識された道路形状の曲率とに乖離があるか否かを判定し、乖離がない場合、自車線確率を補正値にて補正し、その補正後の自車線確率に基づいて先行車を選択する一方、乖離がある場合、自車線確率を補正値にて補正せずに自車線確率に基づいて先行車を選択する。
【選択図】図1
Description
Z ← Zo …[式2]
W ← Wo …[式3]
R:推定Rのこと
右カーブ:符号正
左カーブ:符号負
なお、式1中の「^」は「^」の前の数値を「^」の後の数値の回数、累乗することを意味する。本明細書の他の部分でも同じである。ここでは、円の方程式は、|X|≪|R|,Zという仮定のもとで、近似した。また、距離・角度測定器5が車両中心から離れたところに取り付けられている場合には、車両中心が原点になるようにX座標を補正するものとする。すなわち、ここでは実質的にはX座標のみ変換している。
Lb: X=0.7+(3.5−0.7)・(Z/100)^2 …[式5]
Lc: X=1.0+(5.0−1.0)・(Z/100)^2 …[式6]
Ld: X=1.5・(1−Z/60) …[式7]
これを一般式で表すと次式8〜11のようになる。
Lb: X=A2+B2・(Z/C2)^2 …[式9]
Lc: X=A3+B3・(Z/C3)^2 …[式10]
Ld: X=A4・(B4−Z/C4) …[式11]
この式8〜11から一般的には、次の式12〜14を満足させるように領域を設定する。実際の数値の決定は、実験にて決定する。
B1≦B2≦B3 及び B4=1 …[式13]
C1=C2=C3 (C4に制約無し) …[式14]
なお、図4の境界線La、Lb,Lc,La′、Lb′,Lc′は、計算処理速度の点から、放物線としているが、処理速度が許すならば、円弧にて表す方が良い。境界線Ld,Ld′についても処理速度が許すならば外側に膨らんだ放物線または円弧にて表す方が良い。
領域a内に中心が存在する物体 → P0= 80%
領域b内に中心が存在する物体 → P0= 60%
領域c内に中心が存在する物体 → P0= 30%
上記〜を全て満たさない物体 → P0= 0%
S5000では、路側に設けられているデリニエータらしい物標データに基づいて、道路形状を認識する。
X=Xo+(Z−Zo)^2/2R …[式15]
となる。また、物標の相対速度ベクトルが円の接線ベクトルであることより、式15は、
dX/dZ=Vx/Vz …[式16]
と表すことができる。これら2式より、半径Rは、
R=(Z−Zo)・Vz/Vx
と表すことができる(図5(a)参照)。そして、Z=0のとき、
X=Xo−Zo・Vx/2Vz
となるため、予測X軸交点は、以下のように求められる。
予測X軸交点=Xo−Zo・Vx/2Vz
このようにして全ての停止物標の予測X軸交点が算出できたら、符号が負と正に分けて、おのおの次の統計処理をする。まず、全停止物標の予測X軸交点を単純平均し、それを仮平均値とする。次に、仮平均から2m以上離れているデータは全て排除し、残ったデータで再度平均する。ここで排除されたデータは、道路形状認識には、使用しないものとする。
(a)道路左側
図6(a)にて、
Z_MAX≧Zo 且つ |ΔXZ=Zo−ΔXZ=0|<1.2
mのとき
◆基本判定1(L)結果 ← 1
Z_MAX≧Zo 且つ |ΔXZ=Zo−ΔXZ=0|≧2.0
mのとき
◆基本判定1(L)結果 ← −1
それ以外のとき
◆基本判定1(L)結果 ← 0
(b)道路右側
道路左側と同様で、
Z_MAX≧Zo 且つ |ΔXZ=Zo−ΔXZ=0|<1.2
mのとき
◆基本判定1(R)結果 ← 1
Z_MAX≧Zo 且つ |ΔXZ=Zo−ΔXZ=0|≧2.0
mのとき
◆基本判定1(R)結果 ← −1
それ以外のとき
◆基本判定1(R)結果 ← 0
このような基本判定1の結果が「1」のときは、ほぼ確実に自車線上の先行車と判断でき、「−1」のときは、ほぼ確実に他車線の車両あるいは路側物と判断できる。また、「0」は、いずれかに判定するのが困難あるいは道路端が認識できない場合である。
(a)道路左側
図6(b)にて、
|ΔXZ=Z#MAX−ΔXZ=0|<1.2m・(Z#MAX/Zo)^2
または
|ΔXZ=Z#MAX−ΔXZ=0|<0.3mのとき
◆基本判定2(L)結果 ← 1
|ΔXZ=Z#MAX−ΔXZ=0|≧2.0m・(Z#MAX/Zo)^2
且つ
|ΔXZ=Z#MAX−ΔXZ=0|≧0.3mのとき
◆基本判定2(L)結果 ← −1
それ以外のとき
◆基本判定2(L)結果 ← 0
ここで、Z_MAX>Zo/2のとき
◇基本判定2(L)信頼度 ← 1(高)
Z_MAX≦Zo/2のとき
◇基本判定2(L)信頼度 ← −1(低)
(b)道路右側
道路左側と同様の方法で、基本判定2(R)結果及び基本判定2(R)信頼度を算出する。
X=Z^2/R (R:半径)
なお、図6(b)からも判るように、認識最遠点(距離Z_MAX)からX軸に平行な方向における自車−物標カーブまでの距離(ΔXZ=Z#MAX)を判定に用いている。放物線近似したため、上述した基本判定1の場合の判定値1.2m,2.0mに対して(Z#MAX/Zo)^2を掛けてある。
(a)道路左側
次に示す2種類の判定を行う。
◆基本判定3a(L)結果 ← 1
条件を満たさないiが1つ以上あるときは、
◆基本判定3a(L)結果 ← −1
判定すべきiが1つも存在しないとき
◆基本判定3a(L)結果 ← 0
[判定3b]図7(a)にて、i・dZ≦Zo(dZ=5m)を満たす全ての正数iについて、Z_MAX→i・dZとして、基本判定2(L)結果=−1と同じ判定を実施する。
◆基本判定3b(L)結果 ← 1
条件を満たさないiが1つ以上あるときは、
◆基本判定3b(L)結果 ← −1
判定すべきiが1つも存在しないとき
◆基本判定3b(L)結果 ← 0
(b)道路右側
道路左側と同様の方法で、基本判定3a(R)結果及び基本判定3b(R)結果を算出する。
[第1分類]物標よりも遠くまで道路端が認識できていて、自車線上の先行車と判断できるとき道路左側については、
基本判定1(L)結果=1、且つ基本判定3a(L)=1ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← 40% 優先度:5
基本判定1(L)結果=1、且つ基本判定3a(L)=−1ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← 0% 優先度:3
基本判定1(L)結果=1、且つ基本判定3a(L)=0ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← 40% 優先度:2
道路右側については、道路左側と同様の方法で、補正値を算出する。
基本判定1(L)結果=−1のとき、基本判定3a(L)=1ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← −40% 優先度:5
基本判定1(L)結果=−1のとき、基本判定3a(L)=−1ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← 0% 優先度:3
基本判定1(L)結果=−1のとき、基本判定3a(L)=0ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← −40% 優先度:2
道路右側については、道路左側と同様の方法で、補正値を算出する。
基本判定2(L)結果=1、且つ基本判定3a(L)=1ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← 40% 優先度:1
基本判定2(L)結果=1、且つ基本判定3a(L)=−1ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← 0% 優先度:1
基本判定2(L)結果=1、且つ基本判定3a(L)=0、且つ基本判定2(L)信頼度=1ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← 40% 優先度:1
基本判定2(L)結果=1、且つ基本判定3a(L)=0、且つ基本判定2(L)信頼度=−1ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← 20% 優先度:1
道路右側については、道路左側と同様の方法で、補正値を算出する。
基本判定2(L)結果=−1、且つ基本判定3a(L)=1ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← −40% 優先度:1
基本判定2(L)結果=−1、且つ基本判定3a(L)=−1ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← 0% 優先度:1
基本判定2(L)結果=−1、且つ基本判定3a(L)=0、且つ基本判定2(L)信頼度=1ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← −40% 優先度:1
基本判定2(L)結果=−1、且つ基本判定3a(L)=0、且つ基本判定2(L)信頼度=−1ならば
自車線確率瞬時値補正値 ← −20% 優先度:1
道路右側については、道路左側と同様の方法で、補正値を算出する。
自車線確率瞬時値補正値 ← 0% 優先度:0
[第6分類]道路端上の路側物と判定された物標
図7(b)で示す領域、すなわち認識した道路端(左端及び右端)から左右それぞれに0.5mの領域に中心がある物標は、路側物と判定し、以下のような補正値及び優先度を設定する。
自車線確率瞬時値補正値 ← −70% 優先度:6
以上のように、認識した道路形状に応じた自車線確率瞬時値の補正値(Ph)を算出したが、概略的には次のように算出結果となっている。
1)条件a and 条件o 成立時にi)→iv)の優先順位で判定を実施
i)条件h and 条件d2 and (条件(1) or 条件(2) or 条件(3)) 成立時に道路形状認識による自車線確率瞬時値補正値Ph=0%とする
条件(1);(条件b and 条件g) or (条件c and 条件f)
条件(2);(条件d and 条件j and 条件k) or (条件e and 条件i and 条件l)
条件(3);条件m or 条件n
ii)条件t and 条件d2 and 条件b2 成立時は下記A→Bを実施
A;条件v and {条件x or 条件u or 条件q}成立時は道路形状認識による自車線確率瞬時値補正値Ph=0%とする
B;不成立の場合は道路形状認識で演算された補正値Phを使用
iii)条件s and 条件w and 条件a2 and {条件p or 条件r or 条件v or 条件c2}成立時は道路形状認識による自車線確率瞬時値補正値Ph=0%とする
iv)S6000で演算された自車線確率瞬時値補正値Phを使用
2) 上記の1)が不成立の場合、S6000で演算された自車線確率瞬時値補正値Phを使用
上記の1)i)〜iii)までが「大きな乖離がある」場合であり、この場合はステップS7000に進む。この場合は自車線確率瞬時値補正値Ph=0%であり、以下のステップS6200で自車線確率瞬時値を補正しない。
a)7000≦|推定R| and |道路形状R|<700
b)|推定R|<1000 and 7000≦|道路形状R|
c)|(1/推定R×1000)−(1/道路形状R×1000)|>1.5
のように設定され、これら各条件a)、b)、c)のいずれかの成立時に「大きな乖離がある」場合となる。
自車線確率←自車線確率前回値×α+自車線確率瞬時値×(1−α)
続くS8000では、先行車を判定する。S7000で算出した自車線確率が50%以上の物標の中で、距離Zが最小のものを先行車と判断する。先行車と判断した物標の距離や相対速度に従って、先行車との車間を一定に保つように制御したり、先行車に衝突の危険があるときに警報を鳴らしたりする。
上記に示された実施の形態は一例であり、上記で示した実施形式に限定されることなく、本発明の内容を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、上記の実施形態では先行車選択を目的とした構成になっているが、純粋に道路形状認識のみを目的とした構成でも良い。また、以下の(1)〜(3)のように変更することもできる。
27 ステアリングセンサ
28 ヨーレートセンサ
43 物体認識ブロック
45 道路形状認識ブロック
49 操舵角演算ブロック
51 ヨーレート演算ブロック
53 先行車判定ブロック
63 カーブ半径算出ブロック
Claims (3)
- 認識対象の物体の自車に対する相対位置を求め、自車の旋回状態と自車速とに基づいて演算した自車走行路の曲率と前記物体の相対位置とに基づいて、前記物体が自車と同一車線上にいる確率である自車線確率を算出する車両用道路形状認識方法において、
物体までの距離及び車幅方向の角度に基づき、車両前方の道路形状を認識し、
その認識された道路形状及びその認識程度に基づき、前記物体が自車と同一車線上にいる可能性を判定し、
その判定結果に基づいて前記自車線確率を補正するための補正値を算出し、
前記自車走行路の曲率と前記認識された道路形状の曲率とに乖離があるか否かを判定し、乖離がない場合、前記自車線確率を前記補正値にて補正する一方、乖離がある場合、前記自車線確率を前記補正値にて補正しないことを特徴とする車両用道路形状認識方法。 - 自車の旋回状態を検出する旋回検出手段(27、28、49、51)と、
該旋回検出手段にて検出された自車の旋回状態と自車速とに基づいて、自車走行路の曲率を演算するカーブ曲率演算手段(63)と、
車幅方向の所定角度範囲内に渡り送信波を照射し、その反射波に基づいて反射物体までの距離と前記車幅方向の角度とを検出するレーダ手段(5)と、
該レーダ手段による検出結果である距離及び前記車幅方向の角度に基づき、前記物体の相対位置を求める物体認識手段(43)と、
前記カーブ曲率演算手段によって求められた前記自車走行路の曲率と前記物体認識手段によって算出された前記物体の相対位置とに基づいて、前記物体が自車と同一車線上にいる自車線確率を求める自車線確率算出手段(53)と、を備えた車両用道路形状認識装置において、
前記物体認識手段は、前記物体の相対速度及び自車速に基づいて移動物体か停止物体かという認識種別を判定可能であり、
さらに、
前記物体認識手段によって得られた物体の相対位置及び認識種別を用いて道路形状を認識するために有効な停止物体データを抽出し、その抽出したデータに基づいて道路形状を認識する道路形状認識手段(45)と、
該道路形状認識手段によって認識された道路形状及びその認識程度に基づき、前記物体が自車と同一車線上にいる可能性を判定する車線同一判定手段(53)と、
該車線同一判定手段による判定結果に基づいて前記自車線確率を補正するための補正値を算出する補正値算出手段(53)と、を備え、
前記自車線確率算出手段は、前記自車走行路の曲率と前記認識された道路形状の曲率とに乖離があるか否かを判定し、乖離がないと判定した場合、前記自車線確率を前記補正値算出手段にて算出された補正値にて補正する一方、乖離があると判定した場合、前記自車線確率を前記補正値算出手段にて算出された補正値にて補正しないことを特徴とする車両用道路形状認識装置。 - 請求項2に記載の車両用道路形状認識装置のカーブ曲率演算手段、物体認識手段、自車線確率算出手段、先行車選択手段、道路形状認識手段、車線同一判定手段、補正値算出手段としてコンピュータシステムを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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