JP2015219178A - 区画線検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】区画線の位置を精度よく検出することができる区画線検出システムを提供する。
【解決手段】区画線検出システム１は、レーザセンサ２と検出部１１とを備える。レーザセンサ２は、車両Ｖの周囲の路面上にレーザ光を出射し、出射したレーザ光の反射光を受光することにより、路面上の複数の測定点における位置及び反射強度に関する情報を検出する。検出部１１は、レーザセンサ２で検出した情報に基づいて、区画線の位置を検出する。ここで、検出部１１は、車線の幅方向の位置に関する複数の測定点の反射強度分布において、区画線の幅に対応する幅を有するピーク部が存在する場合、当該ピーク部の測定点の少なくとも一部を候補点４２として抽出し、抽出した候補点の位置に基づいて区画線の位置を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明の一側面は、区画線検出システムに関する。

従来、車線の区画線を検出する区画線検出システムに関する技術として、例えば特許文献１に記載された区画線検出装置が知られている。特許文献１に記載された区画線検出装置は、路面に出射したレーザ光の反射光を受光するレーザセンサを利用して、一連のサイクル毎に繰り返して区画線を検出するものであって、過去のサイクルにおける区画線に係るデータを今回のサイクルにおける基準座標系に変換する。これにより、区画線が点線や破線のように不連続である場合でも、区画線を見失うことを抑制することが図られている。

特開２００７−３１６７６７号公報

ところで、一般的に、レーザセンサを利用する区画線検出システムでは、区画線が再帰性反射材を含む白色塗料等で描かれることから、路面上において区画線で反射したレーザ光の反射強度と、それ以外（例えばアスファルトやコンクリート）で反射したレーザ光の反射強度との違いを利用して、区画線の位置が検出される。そのため、上記の従来技術では、例えば区画線以外に反射強度が高い他物体が路面上にある場合、当該他物体を区画線と誤検出する可能性があり、区画線の位置を精度よく検出できないおそれがある。

本発明の一側面は、上記実情に鑑みてなされたものであり、区画線の位置を精度よく検出することができる区画線検出システムを提供することを課題とする。

本発明の一側面に係る区画線検出システムは、車両が走行する車線の区画線の位置を検出する区画線検出システムであって、車両の周囲の路面上にレーザ光を出射し、出射したレーザ光の反射光を受光することにより、路面上の複数の測定点における位置及び反射強度に関する情報を検出するレーザセンサと、レーザセンサで検出した情報に基づいて、区画線の位置を検出する検出部と、を備え、検出部は、車線の幅方向の位置に関する複数の測定点の反射強度分布において、区画線の幅に対応する幅を有するピーク部が存在する場合、当該ピーク部の測定点の少なくとも一部を候補点として抽出し、抽出した候補点の位置に基づいて区画線の位置を検出する。

この区画線検出システムでは、反射強度分布において区画線の幅に対応する幅を有するピーク部が存在する場合、検出部により、ピーク部の測定点の少なくとも一部が候補点として抽出され、抽出された候補点の位置に基づいて区画線の位置が検出される。これにより、例えば路面上にて反射強度が高い他物体が存在する場合、この他物体を区画線と誤検出するのを抑制することができる。その結果、区画線の位置を精度よく検出することが可能となる。

本発明の一側面に係る区画線検出システムでは、検出部によって検出した区画線の位置を記憶する記憶部を更に備え、記憶部は、走行方向後方の走行区間を車両が走行した際に検出部で検出した区画線の位置を、前記区画線の既検出位置として記憶し、検出部は、記憶部に記憶した区画線の既検出位置と候補点の位置とに基づいて、区画線の位置を検出してもよい。この場合、記憶部に記憶された区画線の既検出位置を利用して、抽出した候補点から区画線の位置を精度よく検出することができる。

本発明の一側面に係る区画線検出システムでは、検出部は、車線の幅方向の位置が互いに車線幅だけ離れた少なくとも一対の候補点の位置に基づいて、区画線の位置を検出してもよい。この場合、車線の幅方向の位置が互いに車線幅だけ離れた少なくとも一対の候補点の位置を利用して、抽出した候補点から区画線の位置を精度よく検出することができる。

本発明の一側面に係る区画線検出システムでは、検出部は、複数の測定点のうち一の測定点を基準点に設定し、複数の測定点のうち、基準点に対して車線の幅方向の一方側に区画線の幅の１／２よりも小さい第１距離離れた測定点を、第１着目点に設定し、複数の測定点のうち、基準点に対して車線の幅方向の他方側に区画線の幅の１／２よりも小さい第２距離離れた測定点を、第２着目点に設定し、複数の測定点のうち、基準点に対して車線の幅方向の一方側に区画線の幅の１／２よりも大きい第３距離離れた測定点を、第３着目点に設定し、複数の測定点のうち、基準点に対して車線の幅方向の他方側に区画線の幅の１／２よりも大きい第４距離離れた測定点を、第４着目点に設定し、第１着目点の反射強度と第２着目点の反射強度との差の絶対値が第１閾値よりも小さく、第１着目点の反射強度と第３着目点の反射強度との差が第２閾値よりも大きく、かつ第２着目点の反射強度と第４着目点の反射強度との差が第３閾値よりも大きい場合に、又は、第１着目点の反射強度と第２着目点の反射強度との差の絶対値が第１閾値よりも小さく、第１着目点の反射強度と第４着目点の反射強度との差が第２閾値よりも大きく、かつ第２着目点の反射強度と第３着目点の反射強度との差が第３閾値よりも大きい場合に、基準点を候補点として抽出してもよい。このように、基準点と複数の着目点とを設定し、当該着目点における反射強度を相対的に比較することで、基準点を候補点として抽出することができる。

本発明の一側面によれば、区画線の位置を精度よく検出可能な区画線検出システムを提供することができる。

実施形態に係る区画線検出システムを有する運転支援システムを示す概略ブロック図である。 （ａ）は、図１の区画線検出システムを搭載した車両を示す概略側面図である。（ｂ）は、レーザセンサによって検出される測定点を説明する概略図である。（ｃ）は、車線の幅方向の位置に関する複数の測定点の反射強度分布を示す概略図である。 候補点を抽出する手法を説明する図である。 図１の区画線検出システムにおいて候補点を抽出する処理を示すフローチャートである。 図１の区画線検出システムにおいて候補点に基づき区画線を検出する処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一側面に係る好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る区画線検出システムを有する運転支援システムを示す概略ブロック図である。図２（ａ）は、図１の区画線検出システムを搭載した車両を示す概略側面図である。図２（ｂ）は、レーザセンサによって検出される測定点を説明する概略図である。図２（ｂ）において、方向Ｌは車両Ｖの進行方向に沿う方向であり、方向Ｗは車線の幅方向である。なお、方向Ｌ及び方向Ｗは、説明のための便宜的なものである。

図１に示すように、本実施形態に係る区画線検出システム１は、車両Ｖに搭載され、車両Ｖが走行する車線３１の区画線３２の位置を検出する。適用される車両Ｖとしては、例えばバスやトラック等の商用車が挙げられる。なお、車両Ｖは、特に限定されるものではなく、例えば大型車両や中型車両、普通乗用車、小型車両又は軽車両等の何れであってもよい。

区画線３２としては、例えば、車道外側線３２ａ、車線境界線３２ｂ及び車道中央線が挙げられる。車道外側線３２ａは、車道の外側の線縁を示す必要がある区間の車道の外側に設置される区画線である。車線境界線３２ｂは、４車線以上の車道の区間内の車線の境界線を示す必要がある区間の車線の境界に設置される区画線である。車道中央線は、車道の幅員が５．５ｍ以上の区間内の中央を示す必要がある車道の中央に設置される区画線である。

区画線３２は、例えば路面３０上に実線又は破線として設置される。図２（ｂ）に示す例では、車道外側線３２ａは実線として、車線境界線３２ｂは破線として設置される。例えば日本の高速道路の場合、破線としての車線境界線３２ｂは、その幅が０．１５ｍ、長さが８ｍ、間隔（間隙部の長さ）が１２ｍとされている。なお、区画線３２の寸法は、所定の法令により規定されており、例えば、区画線３２が１本の実線の場合には、その幅が規定されており、区画線３２が破線の場合には、その短手方向の幅、その長手方向の間隔及び長さが規定されている。

区画線検出システム１は運転支援システム１００の一部を構成し、運転支援システム１００は区画線検出システム１で検出した区画線３２の位置を用いて車両Ｖの運転支援を実施する。ここでの運転支援システム１００は、車両Ｖのドライバに異常が生じた場合、例えば、区画線検出システム１で検出した区画線３２の位置に基づいて、車両Ｖのドライバに警報を発すると共に、車両Ｖを操舵し停車させる。

運転支援システム１００は、レーザセンサ２と、ドライバ異常検出部３と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、支援実施部２０と、を備えている。レーザセンサ２は、レーザ光を利用して検出対象に関する情報を検出するセンサである。レーザセンサ２としては、例えば、レーザ光を出射するレーザセンサや、ミリ波を用いるレーダ（ＦＭＣＷレーダ又はドップラーレーダ）等、電波等を用いるレーダが挙げられる。レーザセンサ２は、車両Ｖの所定の箇所（例えば、フロントグリルの中央、図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）に取り付けられている。レーザセンサ２は、ＥＣＵ１０と電気的に接続されており、検出した情報をＥＣＵ１０に出力する。

ここでのレーザセンサ２は、車両Ｖの周囲の路面３０上にレーザ光を出射し、出射したレーザ光の反射光を受光する。これにより、レーザセンサ２は、路面３０上の複数の測定点４１における位置及び反射強度Ｒに関する情報を検出する。具体的には、レーザセンサ２は、車両Ｖから一定距離前方において、車線３１の幅方向に沿って並ぶ路面３０上の複数の測定点４１における位置及び反射強度Ｒに関する情報を検出する。レーザセンサ２が検出する位置に関する情報には、車線３１の幅方向に沿う位置に関する情報が含まれる。車線３１の幅方向に沿う位置に関する情報は、例えば方向Ｗ（図２（ｂ）参照）を座標軸とする座標系の座標情報である。

ドライバ異常検出部３は、車両Ｖのドライバの異常を検出するためのものである。ドライバ異常検出部３は、例えば車内カメラ及び心拍数計測器等を含み、車両Ｖのドライバの顔向き及び心拍数等に基づいてドライバの異常を検出する。ドライバ異常検出部３は、ＥＣＵ１０と電気的に接続されており、検出したドライバの異常に係る情報をＥＣＵ１０に出力する。

ＥＣＵ１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むコンピュータにより構成されている。ＥＣＵ１０は、支援実施部２０に電気的に接続されており、車両Ｖの運転を支援するための制御に係る信号を支援実施部２０に出力する。ＥＣＵ１０は、その機能的構成として、検出部１１と、記憶部１２と、制御部１３とを含んでいる。ＥＣＵ１０の機能的構成の一部は、区画線検出システム１を構成している。すなわち、区画線検出システム１は、上述のレーザセンサ２と、検出部１１と、記憶部１２と、によって構成されている。

検出部１１は、レーザセンサ２で検出した複数の測定点４１における位置及び反射強度Ｒに関する情報に基づいて、区画線３２の位置を検出する。検出部１１は、車線３１の幅方向の位置に関する複数の測定点４１の反射強度分布ＲＤにおいて、区画線３２の幅に対応する幅を有するピーク部が存在する場合、ピーク部の測定点４１の少なくとも一部を候補点として抽出し、候補点の位置に基づいて区画線３２の位置を検出する。区画線３２の幅に対応する幅とは、検出対象とする区画線３２の幅、あるいは、当該検出対象とする区画線３２の幅に対して検出のノイズ（誤差）に係る余裕を持たせた範囲（以下、単に「余裕範囲」という）に含まれる幅である。余裕範囲は、例えば、計測装置の最大誤差を考慮して設定することができる。

また、区画線３２の幅に対応する幅は、一定の幅を有する区画線３２を検出対象とする場合には、当該一定の幅と略等しい幅、あるいは、当該一定の幅に対して余裕範囲に含まれる幅とすることができる。また、区画線３２の幅に対応する幅は、幅が異なる複数種の区画線３２を検出対象とする場合には、複数種の区画線３２の幅のうち最小の幅（最小幅）以上かつ最大の幅（最大幅）以下の範囲に含まれる幅、あるいは、当該最小幅よりも余裕範囲だけ小さい幅以上かつ当該最大幅よりも余裕範囲だけ大きい幅以下の幅とすることができる。

一例として、検出部１１は、検出対象とする区画線３２の幅が０．１５ｍの場合、区画線３２の幅に対応する幅として、例えば、余裕範囲を持たせて、０．１０ｍ〜０．２０ｍの範囲の幅を有するピーク部４０の測定点４１から候補点４２を抽出する。あるいは、検出部１１は、検出対象とする区画線３２の幅が０．１５ｍ及び０．２０ｍの場合、区画線３２の幅に対応する幅として、例えば、余裕範囲を持たせて、当該方向に０．０８ｍ〜０．３０ｍの範囲の幅を有するピーク部４０の測定点４１から候補点４２を抽出する。

また、検出部１１は、後述の記憶部１２に記憶された区画線３２の既検出位置と候補点４２の位置とに基づいて、区画線３２の位置を検出する。検出部１１は、車線３１の幅方向の位置が互いに車線幅だけ離れた少なくとも一対の候補点４２の位置に基づいて、区画線３２の位置を検出する（詳細は、後述）。検出部１１は、検出した区画線３２の位置に係る情報を記憶部１２及び制御部１３に出力する。

記憶部１２は、検出部１１によって検出された区画線３２の位置を、既検出位置として記憶する。記憶部１２は、例えばＲＯＭ及びＲＡＭ等を含むメモリにより構成されている。記憶部１２は、少なくとも、走行方向後方の走行区間を車両Ｖが走行した際に検出部１１で検出済みの区画線３２の既検出位置（以下、単に「既検出位置」という）を記憶する。走行方向後方の走行区間とは、車両Ｖの現在位置よりも一定距離後方の地点から車両Ｖの現在位置までの区間である。一定距離は、例えば、区画線３２が破線の場合における区画線３２の長手方向の長さ及び間隔に応じて予め設定されてもよい。具体的には、区画線３２が日本の高速道路の車線境界線３２ｂの場合、一定距離は、車線境界線３２ｂの長さ（８ｍ）及び間隔（間隙部の長さ、１２ｍ）に応じて、例えば当該長さ及び間隔の和の１．５倍の３０ｍに設定される。

また、記憶部１２は、車両Ｖが走行する車線３１の幅（車線幅）に関する情報を記憶する。車線幅に関する情報は、例えば予め設定されていてもよいし、路車間通信やカーナビゲーションシステムにより取得されてもよい。制御部１３は、検出部１１で検出した区画線３２の位置と、ドライバ異常検出部３で検出したドライバの異常に係る情報と、に基づいて支援実施部２０を制御する。支援実施部２０は、操舵部２１と、制動部２２と、警報部２３とを含んでいる。操舵部２１、制動部２２及び警報部２３としては、例えば、ステアリングアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ及び警報用スピーカ等がそれぞれ挙げられる。

以上のように構成された運転支援システム１００では、区画線検出システム１により区画線３２の位置が検出される。検出された区画線３２の位置は、既検出位置として記憶部１２に記憶される。そして、運転支援システム１００では、例えばドライバ異常検出部３によって車両Ｖのドライバの異常が検出された場合、車両Ｖのドライバに対し警報部２３により注意喚起されると共に、検出された区画線３２の位置に基づいて操舵部２１により車両Ｖが路肩にするように操舵制御され、制動部２２により停止するように制動制御されることとなる。

次に、区画線検出システム１において区画線３２の位置を検出する手法について、図２（ｃ）及び図３を参照しつつ例示説明する。図２（ｃ）は、車線の幅方向の位置に関する複数の測定点の反射強度分布を示す概略図である。図３は、候補点を抽出する手法を説明する図である。なお、図２（ｃ）における横軸の「位置」は、図２（ｂ）の方向Ｗにおける位置と対応する。

図２（ｂ）に示すように、車両Ｖが走行する車線３１（車道）には、その車線３１を区画する区画線３２が設けられている。区画線３２は、視認性の観点から、例えばガラスビーズ等の再帰性反射材が混ぜ込まれた白色又は黄色等の塗料が用いられる。このため、区画線３２では、その周囲の路面３０（アスファルトやコンクリート等）と比べて、レーザセンサ２によるレーザ光の反射光の反射強度Ｒが高くなる。

そこで、区画線検出システム１では、レーザセンサ２により、図２（ｂ）に示すスキャン領域ＬＳをスキャンして、方向Ｗに沿って並ぶ複数の測定点４１の位置及び反射強度Ｒに関する情報を検出する。図２（ｃ）の例では、スキャン領域ＬＳにおける複数の測定点４１の反射強度Ｒによって、曲線状の反射強度分布ＲＤが形成される。反射強度分布ＲＤでは、スキャン領域ＬＳに区画線３２が存在する場合、区画線３２に対応する位置でピーク部４０が形成される。ピーク部４０は、区画線３２の方向Ｗに沿う幅に対応する横軸方向の幅を有している。このピーク部４０は、区画線３２に対応する反射強度Ｒを有する複数の測定点４１が並ぶことによって形成されている。

上述のように、区画線３２は、その周囲の路面３０と比べて高い反射強度Ｒを有することから、検出部１１は、各測定点４１での反射強度Ｒを相対的に比較することで、反射強度Ｒの閾値（反射強度Ｒの絶対値に対して設けられる閾値）を用いることなく、ピーク部４０に存在する測定点４１を候補点４２として抽出することができる。すなわち、検出部１１は、スキャン領域ＬＳにおける複数の測定点４１の全てについて、以下のように基準点及び着目点を設定し、反射強度Ｒを相対的に比較する。

図３に示すように、検出部１１は、スキャン領域ＬＳにおける複数の測定点４１のうち一の測定点４１を基準点５０として設定すると共に、複数の着目点５１，５２，５３，５４を設定する。検出部１１は、基準点５０に対して、車線３１の幅方向の一方側に第１着目点５１及び第３着目点５３を設定し、車線３１の幅方向の他方側に第２着目点５２及び第４着目点５４を設定する。

第１着目点５１は、基準点５０に対して、車線３１の幅方向の一方側に区画線３２の幅の１／２よりも小さい第１距離離れた測定点４１である。第２着目点５２は、基準点５０に対して、車線３１の幅方向の他方側に区画線３２の幅の１／２よりも小さい第２距離離れた測定点４１である。第３着目点５３は、基準点５０に対して、車線３１の幅方向の一方側に区画線３２の幅の１／２よりも大きい第３距離離れた測定点４１である。第４着目点５４は、基準点５０に対して、車線３１の幅方向の他方側に区画線３２の幅の１／２よりも大きい第４距離離れた測定点４１である。

あるいは、幅が異なる複数種の区画線３２を検出対象とする場合には、第１着目点５１は、基準点５０に対して、車線３１の幅方向の一方側に検出対象の区画線３２の最小幅の１／２よりもわずかに小さい第１距離離れた測定点４１である。第２着目点５２は、基準点５０に対して、車線３１の幅方向の他方側に検出対象の区画線３２の最小幅の１／２よりもわずかに小さい第２距離離れた測定点４１である。第３着目点５３は、基準点５０に対して、車線３１の幅方向の一方側に検出対象の区画線３２の最大幅の１／２よりもわずかに大きい第３距離離れた測定点４１である。第４着目点５４は、基準点５０に対して、車線３１の幅方向の他方側に検出対象の区画線３２の最大幅の１／２よりもわずかに大きい第４距離離れた測定点４１である。

ここで、区画線３２の最小幅の１／２よりもわずかに小さいとは、当該検出対象とする区画線３２の最小幅に対して余裕範囲だけ小さいことを意味する。また、区画線３２の最小幅の１／２よりもわずかに大きいとは、当該検出対象とする区画線３２の最大幅に対して余裕範囲だけ大きいことを意味する。余裕範囲は、例えば、計測装置の最大誤差を考慮して設定することができる。

第１着目点５１と第２着目点５２との間の距離（＝第１距離＋第２距離）は、例えば一定の幅を有する区画線３２を検出対象とする場合には、区画線３２の幅よりも短く、また、第３着目点５３と第４着目点５４との間の距離（＝第３距離＋第４距離）は、区画線３２の幅よりも長い。あるいは、例えば幅が異なる複数種の区画線３２を検出対象とする場合には、第１着目点５１と第２着目点５２との間の距離（＝第１距離＋第２距離）は、区画線３２の最小幅よりも短く、また、第３着目点５３と第４着目点５４との間の距離（＝第３距離＋第４距離）は、区画線３２の最大幅よりも長い。

第１着目点５１の反射強度Ｒ１と第２着目点５２の反射強度Ｒ２との差の絶対値が第１閾値ｄＲ１よりも小さく、第１着目点５１の反射強度Ｒ１と第３着目点５３の反射強度Ｒ３との差が第２閾値ｄＲ２よりも大きく、かつ第２着目点５２の反射強度Ｒ２と第４着目点５４の反射強度Ｒ４との差が第３閾値ｄＲ３よりも大きい場合、図３に示す例のように、第１着目点５１及び第２着目点５２がピーク部４０に存在し、かつ、第３着目点５３及び第４着目点５４がピーク部４０に存在しないと判断される。そのため、この場合、検出部１１によって基準点５０を候補点４２として抽出する。

第１閾値ｄＲ１、第２閾値ｄＲ２及び第３閾値ｄＲ３は、上記反射強度Ｒの差（相対値）についての閾値である。第１閾値ｄＲ１は、例えば、ピーク部４０における測定点４１同士の反射強度Ｒの差を複数求め、これらの最大値を実験的に求めた値とされていてもよい。第２閾値ｄＲ２は、例えば、ピーク部４０における測定点４１とピーク部４０以外の位置における測定点４１との反射強度Ｒの差を複数求め、これらの最小値を実験的に求めた値とされていてもよい。第３閾値ｄＲ３は、例えば、第２閾値ｄＲ２と同じ値とされていてもよい。

例えば、一定の幅を有する区画線３２として、方向Ｗに沿う幅が０．１５ｍの区画線３２を検出対象とする場合、第１距離及び第２距離は０．０５ｍとされ、第３距離及び第４距離は０．１０ｍとされてもよい。この場合、検出部１１は、横軸方向に０．１０ｍ〜０．２０ｍの範囲の幅を有するピーク部４０から候補点４２を抽出し、方向Ｗに沿う幅が０．１５ｍの区画線３２を検出できる。あるいは、幅が異なる複数の区画線３２として、方向Ｗに沿う幅が０．１５ｍ及び０．２０ｍの区画線３２を検出対象とする場合、第１距離及び第２距離は０．０４ｍとされ、第３距離及び第４距離は０．１５ｍとされる。これにより、検出部１１は、横軸方向に０．０８ｍ〜０．３０ｍの範囲の幅を有するピーク部４０が存在する場合、当該ピーク部４０から候補点４２を抽出し、方向Ｗに沿う幅が０．１５ｍ及び０．２０ｍの区画線３２の位置を検出できる。

なお、上記の例では、第１距離と第２距離とを等しい距離としているが、異なる距離としてもよい。同様に、第３距離と第４距離とを等しい距離としているが、異なる距離としてもよい。要は、第１距離及び第２距離は、区画線の幅の１／２よりも小さく、第３距離及び第４距離は、区画線の幅の１／２よりも大きければよい。ちなみに、路面３０上に複数列の区画線３２が描かれている場合には、第３距離及び第４距離は、これらの区画線３２の間隔よりも小さい距離とされる。

次に、検出部１１による区画線３２の位置の検出処理について、具体的に説明する。検出部１１では、上述したように、ピーク部４０の測定点４１を候補点４２として抽出し、当該候補点４２の位置に基づき区画線３２の位置を検出する。そこで、まず、候補点４２を抽出する処理について説明する。図４は、図１の区画線検出システムにおいて候補点を抽出する処理を示すフローチャートである。

図４に示すように、まず、複数の測定点４１の一の測定点４１が基準点５０として設定される（Ｓ１）。また、Ｓ１では、当該基準点５０に対する着目点５１，５２，５３，５４が設定される。Ｓ１の後、下式（１）が成立するか否かに基づいて、第１着目点５１の反射強度Ｒ１と第２着目点５２の反射強度Ｒ２との差の絶対値が第１閾値ｄＲ１よりも小さいか否かが判定される（Ｓ２）。
｜Ｒ１−Ｒ２｜＜ｄＲ１ …（１）

上記Ｓ２において、第１着目点５１の反射強度Ｒ１と第２着目点５２の反射強度Ｒ２との差の絶対値が第１閾値ｄＲ１よりも小さいと判定された場合、下式（２）が成立するか否かに基づいて、第１着目点５１の反射強度Ｒ１と第３着目点５３の反射強度Ｒ３との差が第２閾値ｄＲ２よりも大きいか否かが判定される（Ｓ３）。一方、上記Ｓ２において、第１着目点５１の反射強度Ｒ１と第２着目点５２の反射強度Ｒ２との差の絶対値が第１閾値ｄＲ１よりも小さくないと判定された場合、当該基準点５０は候補点４２ではないと判断されて、後述のＳ６の処理が行われる。
Ｒ１−Ｒ３＞ｄＲ２ …（２）

上記Ｓ３において、第１着目点５１の反射強度Ｒ１と第３着目点５３の反射強度Ｒ３との差が第２閾値ｄＲ２よりも大きいと判定された場合、下式（３）が成立するか否かに基づいて、第２着目点５２の反射強度Ｒ２と第４着目点５４の反射強度Ｒ４との差が第３閾値ｄＲ３よりも大きいか否かが判定される（Ｓ４）。一方、上記Ｓ３において、第１着目点５１の反射強度Ｒ１と第３着目点５３の反射強度Ｒ３との差が第２閾値ｄＲ２よりも大きくないと判定された場合、当該基準点５０は候補点４２ではないと判断されて、後述のＳ６の処理が行われる。
Ｒ２−Ｒ４＞ｄＲ３ …（３）

上記Ｓ４において、第２着目点５２の反射強度Ｒ２と第４着目点５４の反射強度Ｒ４との差が第３閾値ｄＲ３よりも大きいと判定された場合、当該基準点５０は候補点４２であると判断できる。よって、当該基準点５０が候補点４２として抽出され、当該基準点５０の位置が候補点４２の位置とされる（Ｓ５）。その後、後述のＳ６の処理が行われる。

一方、上記Ｓ４において、第２着目点５２の反射強度Ｒ２と第４着目点５４の反射強度Ｒ４との差が第３閾値ｄＲ３よりも大きくないと判定された場合、当該基準点５０は候補点４２ではないと判断されて、後述のＳ６の処理が行われる。

Ｓ６では、レーザセンサ２のスキャン領域ＬＳの範囲における全ての測定点４１について、基準点５０を設定して上記Ｓ２〜上記Ｓ５の処理を実行（候補点４２の探索）したか否かが判定される。Ｓ６において、全ての測定点４１について候補点４２の探索をしたと判定された場合、そのまま処理が終了される。一方、全ての測定点４１について候補点４２の探索をしていないと判定された場合、上記Ｓ１に移行され、未探索の別の測定点４１に基準点５０が設定されて候補点４２の抽出が継続される。

続いて、抽出した候補点４２の位置に基づき区画線３２の位置を検出する処理について説明する。区画線検出システム１は、区画線３２の位置として、左側区画線３２Ｌの位置と、右側区画線３２Ｒの位置と、をそれぞれ検出する。以下においては、便宜上、左側区画線３２Ｌの位置を検出する処理を説明するが、この左側区画線３２Ｌの処理と同様にして右側区画線３２Ｒの位置も並列的に検出される。

なお、左側区画線３２Ｌは、車両Ｖの進行方向左側に位置する区画線３２であり、右側区画線３２Ｒは、車両Ｖの進行方向右側に位置する区画線３２である。また、区画線３２の位置とは、車線３１の幅方向（方向Ｗ）の位置であって、レーザセンサ２の座標系における位置である。レーザセンサ２の座標系は、当該レーザセンサ２が車両Ｖに取り付けられていることから、車両Ｖの進行につれて車両Ｖの進行方向に移動するものである。

図５は、図１の区画線検出システムにおいて候補点に基づき左側区画線を検出する処理を示すフローチャートである。図５に示すように、まず、記憶部１２に記憶された左側区画線３２Ｌの既検出位置に基づいて、車両Ｖが一定距離走行する間、左側区画線３２Ｌの位置の検出を連続して失敗しているか否か（換言すると、車両Ｖが一定距離以上走行する間、左側区画線３２Ｌの位置のトラッキングを失敗しているか否か）が判定される（Ｓ７）。左側区画線３２Ｌの位置のトラッキングを失敗している場合としては、例えば、区画線検出システム１による左側区画線３２Ｌの検出開始時や、左側区画線３２Ｌを見失っている場合（スキャン領域ＬＳに左側区画線３２Ｌが存在しない状態が継続した場合）等が挙げられる。

上記Ｓ７において、車両Ｖが一定距離走行する間、左側区画線３２Ｌの位置の検出を連続して失敗していないと判定された場合、左側区画線３２Ｌの既検出位置にフィッティングされた二次曲線で左側区画線３２Ｌを推定可能か否かが判定される（Ｓ８）。二次曲線で左側区画線３２Ｌを推定可能でない場合としては、例えば、区画線検出システム１による左側区画線３２Ｌの検出開始後、車両Ｖが一定距離未満しか走行していない場合や、後述するＳ１２において記憶部１２に記憶された左側区画線３２Ｌの既検出位置が消去された後、車両Ｖが一定距離未満しか走行していない場合等が挙げられる。

上記Ｓ８において、二次曲線で左側区画線３２Ｌを推定可能でないと判定された場合、前回検出された左側区画線３２Ｌの位置付近に候補点４２があるか否かが判定される（Ｓ９）。ここでは、前回検出された左側区画線３２Ｌの位置として、記憶部１２に記憶された左側区画線３２Ｌの既検出位置のうち最も新しい（直近の）既検出位置が用いられる。位置付近とは、例えばその位置から一定範囲内を意味し、経験上又は計算上、車線３１の幅方向（方向Ｗ）から０．２ｍの範囲内とすることができる（以下、同じ）。なお、位置付近の範囲については、区画線検出システム１に求められる精度等に応じて、様々の値としてもよい。

上記Ｓ９において、前回検出された左側区画線３２Ｌの位置付近に候補点４２があると判定された場合、前回検出された左側区画線３２Ｌの位置に候補点４２が連続し、候補点４２の位置が左側区画線３２Ｌの位置である可能性が高いと判断できる。よって、後述のＳ１７の処理が行われる。一方、上記Ｓ９において、前回検出された左側区画線３２Ｌの位置付近に候補点４２がないと判定された場合、当該候補点４２の位置が左側区画線３２Ｌの位置として検出されることなく、処理が終了される。

一方、上記Ｓ８において、二次曲線で左側区画線３２Ｌを推定可能であると判定された場合、当該推定された左側区画線３２Ｌから左側区画線３２Ｌの位置（予測位置）が予測される（Ｓ１０）。Ｓ１０では、例えば、記憶部１２に記憶された左側区画線３２Ｌの既検出位置に対して最小二乗法を用いて二次曲線をフィッティングし、左側区画線３２Ｌを推定する。そして、この左側区画線３２Ｌ上に今回検出されるであろう左側区画線３２Ｌの位置が存在するとして、左側区画線３２Ｌの予測位置を求めることができる。そして、当該左側区画線３２Ｌの予測位置付近に候補点４２があるか否かが判定される（Ｓ１１）。

上記Ｓ１１において、左側区画線３２Ｌの予測位置付近に候補点４２があると判定された場合、候補点４２の位置が左側区画線３２Ｌの位置である可能性が高いと判断できる。よって、後述のＳ１７の処理が行われる。一方、上記Ｓ１１において、左側区画線３２Ｌの予測位置付近に候補点４２がないと判定された場合、当該候補点４２の位置が左側区画線３２Ｌの位置として検出されることなく、処理が終了される。

他方、上記Ｓ７において、車両Ｖが一定距離走行する間、左側区画線３２Ｌの位置の検出を連続して失敗していると判定された場合、例えば記憶部１２に記憶された左側区画線３２Ｌの既検出位置が利用できないとして、当該既検出位置が記憶部１２から消去される（Ｓ１２）。続いて、右側区画線３２Ｒの位置を検出できているか否かが判定される（Ｓ１３）。

上記Ｓ１３において、右側区画線３２Ｒの位置を検出できていると判定された場合、当該右側区画線３２Ｒの位置と記憶部１２に記憶された車線幅に関する情報とに基づいて、左側区画線３２Ｌの推測位置が算出される（Ｓ１４）。左側区画線３２Ｌの推測位置は、例えば、右側区画線３２Ｒの位置から車線幅だけ車両Ｖの進行方向左側に位置するとして算出される。そして、当該算出された左側区画線３２Ｌの推測位置付近に候補点４２があるか否かが判定される（Ｓ１５）。

Ｓ１５において左側区画線３２Ｌの推測位置付近に候補点４２があると判定された場合、候補点４２の位置が左側区画線３２Ｌの位置である可能性が高いと判断できる。よって、後述のＳ１７の処理が行われる。一方、上記Ｓ１５において、左側区画線３２Ｌの推測位置付近に候補点４２がないと判定された場合、当該候補点４２が左側区画線３２Ｌとして検出されることなく、処理が終了される。

一方、上記Ｓ１３において、右側区画線３２Ｒの位置を検出できていないと判定された場合、記憶部１２に記憶された車線幅に関する情報に基づいて、車線３１の幅方向の位置が互いに車線幅だけ離れた一対の候補点４２があるか否か（換言すれば、左側区画線３２Ｌ及び右側区画線３２Ｒの候補となる候補点４２が少なくとも一対抽出されており、当該少なくとも一対の候補点４２が互いに車線幅だけ離れているか否か）が判定される（Ｓ１６）。

上記Ｓ１６において、車線３１の幅方向の位置が互いに車線幅だけ離れた一対の候補点４２があると判定された場合、当該一対の候補点４２の位置が左側区画線３２Ｌ及び右側区画線３２Ｒの位置である可能性が高いと判断できる。よって、当該一対の候補点４２の位置に基づいて、後述のＳ１７の処理が行われる。一方、上記Ｓ１６において、車線３１の幅方向の位置が互いに車線幅だけ離れた一対の候補点４２がないと判定された場合、当該候補点４２が左側区画線３２Ｌとして検出されることなく、処理が終了される。

Ｓ１７では、上記Ｓ９、Ｓ１１、Ｓ１５及びＳ１６において候補点４２の位置が左側区画線３２Ｌの位置である可能性が高いと判断されたことから、当該候補点４２の位置が左側区画線３２Ｌの位置として検出される。そして、Ｓ１７では、当該検出された左側区画線３２Ｌの位置は、検出済みの左側区画線３２Ｌの既検出位置として記憶部１２に記憶される。その後、処理が終了される。

以上、本実施形態では、反射強度分布ＲＤにおいて区画線３２の幅に対応する幅を有するピーク部４０が存在する場合、検出部１１により、ピーク部４０の測定点４１の少なくとも一部が候補点４２として抽出され、抽出された候補点４２の位置に基づいて区画線３２の位置が検出される。これにより、例えば路面３０上にて反射強度Ｒが高い他物体が存在する場合、この他物体を区画線３２と誤検出するのを抑制することができる。その結果、区画線３２の位置を精度よく検出することが可能となる。

また、本実施形態において、記憶部１２には、走行方向後方の走行区間を車両Ｖが走行した際に検出部１１で検出された区画線３２の位置が、区画線３２の既検出位置として記憶される。検出部１１では、記憶部１２に記憶された区画線３２の既検出位置と候補点４２の位置とに基づいて、区画線３２の位置が検出される。これにより、記憶部１２に記憶された区画線３２の既検出位置を利用して、抽出された候補点４２が区画線３２として検出されることとなり、区画線３２の位置を精度よく検出することが可能となる。

また、本実施形態では、検出部１１により、車線３１の幅方向の位置が互いに車線幅だけ離れた少なくとも一対の候補点４２の位置に基づいて、区画線３２の位置が検出される。これにより、車線３１の幅方向の位置が互いに車線幅だけ離れた少なくとも一対の候補点４２の位置を利用して、抽出された候補点４２が区画線３２として検出されることとなり、区画線３２の位置を精度よく検出することが可能となる。

また、反射強度Ｒに基づいて区画線３２の位置を検出する手法としては、例えば反射強度Ｒの絶対値に対してある閾値を設けて、閾値を超えた部分の幅に基づく手法も考えられる。これに対し、本実施形態では、検出部１１により、複数の測定点４１について基準点５０、第１着目点５１、第２着目点５２、第３着目点５３及び第４着目点５４が設定され、第１着目点５１の反射強度Ｒ１と第２着目点５２の反射強度Ｒ２との差の絶対値が第１閾値ｄＲ１よりも小さく、第１着目点５１の反射強度Ｒ１と第３着目点５３の反射強度Ｒ３との差が第２閾値ｄＲ２よりも大きく、かつ第２着目点５２の反射強度Ｒ２と第４着目点５４の反射強度Ｒ４との差が第３閾値ｄＲ３よりも大きい場合、基準点５０が候補点４２として抽出される。よって、反射強度Ｒの絶対値に対しての閾値を用いることなく（換言すると、定量的ではなく定性的に）、ピーク部４０の測定点４１を候補点４２として抽出することが実現可能となる。

また、路面３０には、幅が異なる複数種の区画線３２が設置されることがある。この場合、本実施形態では、幅が異なる複数種の区画線３２を検出対象とする場合には、検出部１１により、第１距離は、検出対象の区画線３２の最小幅の１／２よりもわずかに小さい距離とされ、第２距離は、検出対象の区画線３２の最小幅の１／２よりもわずかに小さい距離とされ、第３距離は、検出対象の区画線３２の最大幅の１／２よりもわずかに大きい距離とされ、第４距離は、検出対象の区画線３２の最大幅の１／２よりもわずかに大きい距離とされる。このように、検出対象とする区画線３２の最小幅及び最大幅を利用して、第１距離、第２距離、第３距離及び第４距離を設定することにより、最小幅以上最大幅以下の幅に対応するピーク部４０の測定点４１が候補点４２として抽出されることとなり、幅が異なる複数種の区画線３２の位置を精度よく検出することが可能となる。

なお、例えば、行き先を示す文字や矢印等の路面標示等が路面３０に記されている場合や、区画線３２以外に反射強度Ｒが高い他物体が路面３０上にある場合等、ノイズとしての反射強度Ｒが大きくなることで区画線３２が誤検出される可能性がある。そこで、本実施形態では、例えば高速道路における区画線３２が料金所等の一部を除いて実線又は破線とされて連続的に延びていることを利用して、検出済みの区画線３２の既検出位置から次に検出されるであろう区画線３２の位置の予測を行い、区画線３２の候補の関連付けを行っている（上記旧Ｓ９参照）。これにより、上記路面標示等を区画線３２として誤検出することや、他物体を区画線３２として誤検出することを抑制し、車両Ｖ（自車両）から見た区画線３２の位置をロバストに検出することができる。

以上、本発明の一側面に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。

上記実施形態では、レーザセンサ２を車両Ｖのフロントグリルの中央に取り付けたが、レーザセンサ２は、車両Ｖの周囲の路面３０上の複数の測定点４１における位置及び反射強度Ｒに関する情報を検出することができれば、車両Ｖのフロントグリルの中央以外（例えば車両Ｖのサイドミラー）に取り付けられてもよい。

上記実施形態では、検出した区画線３２の位置に基づく運転支援の一例として、車両Ｖのドライバに異常が生じた場合の運転支援（車両Ｖのドライバに警報を発すると共に、車両Ｖを操舵し路肩に停車させる支援）を挙げたが、例えば、区画線３２に対する追従制御（レーンキーピング）を行う運転支援であってもよい。

上記実施形態では、レーザセンサ２は、図２（ｂ）に示すように、車両Ｖから一定距離前方において車線３１の幅方向に沿うスキャン領域ＬＳをスキャンしたが、例えば、車両Ｖから一定距離後方又は一定距離側方において路面３０上をスキャンしてもよく、要は、車両Ｖの周囲の路面上にレーザ光を出射するものであればよい。

上記実施形態では、候補点４２の抽出に際し、反射強度Ｒ１，Ｒ３の差が第２閾値ｄＲ２よりも大きいか否か、及び反射強度Ｒ２，Ｒ４の差が第３閾値ｄＲ３よりも大きいか否かを判定したが、これに代えて、反射強度Ｒ１，Ｒ４の差が第２閾値ｄＲ２よりも大きいか否か、及び反射強度Ｒ２，Ｒ３との差が第３閾値ｄＲ３よりも大きいか否かを判定してもよい。

上記実施形態では、基準点５０に対して、４つの着目点５１，５２，５３，５４を設定したが、更に多くの着目点を設定してもよい。例えば、基準点５０に対して、車線３１の幅方向の一方側に第１距離よりも大きく第３距離よりも小さい第５距離離れた第５着目点を設定し、基準点５０に対して、車線３１の幅方向の他方側に第２距離よりも大きく第４距離よりも小さい第６距離離れた第６着目点を設定してもよい。この場合、着目点５１，５２，５５，５６における反射強度Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６の差を計算し、更に着目点５５，５６，５３，５４における反射強度Ｒ５，Ｒ６，Ｒ３，Ｒ４の差を計算することで、横軸方向に（第１距離＋第２距離）〜（第５距離＋第６距離）の範囲の幅を有するピーク部４０と、横軸方向に（第５距離＋第６距離）〜（第３距離＋第４距離）の範囲の幅を有するピーク部４０とが区別可能となる。このように、着目点の数及び着目点間の距離に応じて、ピーク部４０の幅を測定することができる。

なお、上記実施形態では、次の手法により候補点４２を抽出してもよい。すなわち、基準点５０の反射強度Ｒ０を用いた下式（Ａ）〜（Ｄ）を満たす場合、当該基準点５０を候補点４２として抽出してもよい。ただし、所定値ｔｈ１は、区画線３２と認識される反射強度と区画線３２以外と認識される反射強度との差の最低値である。所定値ｔｈ２は、区画線３２と認識される反射強度のうちの最小値と最大値との差である。
｜Ｒ１−Ｒ０｜＞ｔｈ１ …（Ａ）
｜Ｒ４−Ｒ０｜＞ｔｈ１ …（Ｂ）
｜Ｒ１−Ｒ０｜＜ｔｈ２ …（Ｃ）
｜Ｒ２−Ｒ０｜＜ｔｈ２ …（Ｄ）

ちなみに、候補点４２の抽出する手法としては、区画線３２の幅に対応する幅を有するピーク部４０の測定点４１を候補点４２として抽出すればよく、上記実施形態に限定されない。例えば、各測定点４１それぞれの反射強度が閾値以上かどうかを判定することにより、ピーク部を構成する測定点４１を特定して候補点４２を抽出してもよい。

１…区画線検出システム、２…レーザセンサ、１１…検出部、１２…記憶部、３０…路面、３１…車線、３２…区画線、４０…ピーク部、４１…測定点、４２…候補点、５０…基準点、５１…第１着目点、５２…第２着目点、５３…第３着目点、５４…第４着目点、Ｖ…車両、Ｒ…反射強度、ＲＤ…反射強度分布。

Claims (4)

1. 車両が走行する車線の区画線の位置を検出する区画線検出システムであって、
   前記車両の周囲の路面上にレーザ光を出射し、出射した前記レーザ光の反射光を受光することにより、前記路面上の複数の測定点における位置及び反射強度に関する情報を検出するレーザセンサと、
   前記レーザセンサで検出した前記情報に基づいて、前記区画線の位置を検出する検出部と、を備え、
   前記検出部は、
   前記車線の幅方向の位置に関する複数の前記測定点の反射強度分布において、前記区画線の幅に対応する幅を有するピーク部が存在する場合、当該ピーク部の前記測定点の少なくとも一部を候補点として抽出し、
   抽出した前記候補点の位置に基づいて前記区画線の位置を検出する、区画線検出システム。
2. 前記検出部によって検出した前記区画線の位置を記憶する記憶部を更に備え、
   前記記憶部は、走行方向後方の走行区間を前記車両が走行した際に前記検出部で検出した前記区画線の位置を、前記区画線の既検出位置として記憶し、
   前記検出部は、前記記憶部に記憶した前記区画線の既検出位置と前記候補点の位置とに基づいて、前記区画線の位置を検出する、請求項１に記載の区画線検出システム。
3. 前記検出部は、
   前記車線の幅方向の位置が互いに車線幅だけ離れた少なくとも一対の候補点の位置に基づいて、前記区画線の位置を検出する、請求項１又は２に記載の区画線検出システム。
4. 前記検出部は、
   複数の前記測定点のうち一の測定点を基準点に設定し、
   複数の前記測定点のうち、前記基準点に対して前記車線の幅方向の一方側に前記区画線の幅の１／２よりも小さい第１距離離れた測定点を、第１着目点に設定し、
   複数の前記測定点のうち、前記基準点に対して前記車線の幅方向の他方側に前記区画線の幅の１／２よりも小さい第２距離離れた測定点を、第２着目点に設定し、
   複数の前記測定点のうち、前記基準点に対して前記車線の幅方向の一方側に前記区画線の幅の１／２よりも大きい第３距離離れた測定点を、第３着目点に設定し、
   複数の前記測定点のうち、前記基準点に対して前記車線の幅方向の他方側に前記区画線の幅の１／２よりも大きい第４距離離れた測定点を、第４着目点に設定し、
   前記第１着目点の前記反射強度と前記第２着目点の前記反射強度との差の絶対値が第１閾値よりも小さく、前記第１着目点の前記反射強度と前記第３着目点の前記反射強度との差が第２閾値よりも大きく、かつ前記第２着目点の前記反射強度と前記第４着目点の前記反射強度との差が第３閾値よりも大きい場合に、又は、
   前記第１着目点の前記反射強度と前記第２着目点の前記反射強度との差の絶対値が第１閾値よりも小さく、前記第１着目点の前記反射強度と前記第４着目点の前記反射強度との差が第２閾値よりも大きく、かつ前記第２着目点の前記反射強度と前記第３着目点の前記反射強度との差が第３閾値よりも大きい場合に、前記基準点を前記候補点として抽出する、請求項１〜３の何れか一項に記載の区画線検出システム。

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