JP2023149356A - 地図生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交差点をまたぐような走行車線を規定する地図を容易に生成する。【解決手段】地図生成装置２０は、自車両の走行軌跡を検出する軌跡検出部２１と、カメラ１ａにより検出された外界状況と走行軌跡とに基づいて交差点に進入する前の進入前車線と交差点通過後の通過後車線とを対応付ける車線対応付け部２３と、対応付けられた進入前車線から通過後車線に至る走行車線の位置情報を含む地図を生成する地図生成部１７と、を備える。車線対応付け部２３は、軌跡検出部２１により検出された走行軌跡に基づいて、第１進入前車線と第１通過後車線とを対応付けるとともに、カメラ１ａにより検出された外界状況に基づいて、第２進入前車線と第２通過後車線とを対応付ける、または第１進入前車線と第２通過後車線とを対応付ける。【選択図】図４

Description

本発明は、道路の区画線を含む地図を生成する地図生成装置に関する。

この種の装置として、従来、車両に搭載されたカメラにより撮像された画像を利用して区画線（白線）を認識し、区画線の認識結果を車両の走行制御に利用するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。上記特許文献１記載の装置では、撮像された画像の輝度の変化が閾値以上であるエッジ点を抽出し、エッジ点に基づいて区画線を認識する。

特開２０１４－１０４８５３号公報

ところで、交差点内では区画線が一旦途切れてしまうため、交差点を通過する走行車線を特定するためには、交差点の前後で区画線同士を接続することが好ましい。しかしながら、交差点の入口と出口とで車線が幅方向にオフセットしている場合等、交差点の前後で区画線同士をスムーズに接続することが難しい場合があり、そのような場合、走行車線を特定する地図を生成することが困難である。

本発明の一態様である地図生成装置は、自車両の周囲の外界状況を検出する外界検出部と、自車両の走行軌跡を検出する軌跡検出部と、外界検出部により検出された外界状況と軌跡検出部により検出された走行軌跡とに基づいて、交差点に進入する前の走行車線である進入前車線と交差点を通過後の走行車線である通過後車線とを対応付ける車線対応付け部と、車線対応付け部により対応付けられた進入前車線から通過後車線に至る走行車線の位置情報を含む地図を生成する地図生成部と、を備える。進入前車線から通過後車線に至る走行車線は、自車両が走行した第１走行車線と、第１走行車線に隣接するまたは第１走行車線から分岐する第２走行車線とを含む。第１走行車線上における車両進行方向と第２走行車線上における車両進行方向とは互いに同一であり、進入前車線は、互いに隣接する第１進入前車線と第２進入前車線とを含み、通過後車線は、互いに隣接する第１通過後車線と第２通過後車線とを含む。車線対応付け部は、軌跡検出部により検出された走行軌跡に基づいて、第１進入前車線と第１通過後車線とを対応付けるとともに、外界検出部により検出された外界状況に基づいて、第２進入前車線と第２通過後車線とを対応付ける、または第１進入前車線と第２通過後車線とを対応付ける。

本発明によれば、交差点をまたぐような走行車線を規定する地図を容易に生成することができる。

本発明の実施形態に係る地図生成装置を有する車両制御システムの全体構成を概略的に示すブロック図。 本発明の実施形態に係る地図生成装置が適用される走行シーンの一例を示す図。 地図生成装置による地図生成に関わる課題の一例を示す図。 地図生成装置による地図生成に関わる課題の他の例を示す図。 本発明の実施形態に係る地図生成装置の要部構成を示すブロック図。 本発明の実施形態に係る地図生成装置による動作の一例を示す図。 本発明の実施形態に係る地図生成装置による動作の他の例を示す図。 図４のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。

以下、図１～図６を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る地図生成装置は、例えば自動運転機能を有する車両（自動運転車両）が走行するときに用いられる地図（後述する環境地図）を生成するように構成される。なお、本実施形態に係る地図生成装置が設けられる車両を、他車両と区別して自車両と呼ぶことがある。

地図生成装置による地図の生成は、ドライバが自車両を手動で運転するときに実行される。したがって、地図生成装置は、自動運転機能を有しない車両（手動運転車両）に設けることができる。なお、地図生成装置は、手動運転車両だけでなく、ドライバによる運転操作が不要な自動運転モードからドライバの運転操作が必要な手動運転モードへの切換が可能な自動運転車両に設けることもできる。以下では、自動運転車両に地図生成装置が設けられるものとして地図生成装置に関する説明を行う。

まず、自動運転車両の構成について説明する。自車両は、内燃機関（エンジン）を走行駆動源として有するエンジン車両、走行モータを走行駆動源として有する電気自動車、エンジンと走行モータとを走行駆動源として有するハイブリッド車両のいずれであってもよい。図１は、本発明の実施形態に係る地図生成装置を有する車両制御システム１００の全体構成を概略的に示すブロック図である。

図１に示すように、車両制御システム１００は、コントローラ１０と、ＣＡＮ通信線等を介してコントローラ１０にそれぞれ通信可能に接続された外部センサ群１と、内部センサ群２と、入出力装置３と、測位ユニット４と、地図データベース５と、ナビゲーション装置６と、通信ユニット７と、走行用のアクチュエータＡＣとを主に有する。

外部センサ群１は、自車両の周辺情報である外部状況を検出する複数のセンサ（外部センサ）の総称である。例えば外部センサ群１には、レーザ光を照射して反射光を検出することで自車両の周辺の物体の位置（自車両からの距離や方向）を検出するライダ、電磁波を照射し反射波を検出することで自車両の周辺の物体の位置を検出するレーダ、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有し、自車両の周辺（前方、後方および側方）を撮像するカメラなどが含まれる。

内部センサ群２は、自車両の走行状態を検出する複数のセンサ（内部センサ）の総称である。例えば内部センサ群２には、自車両の車速を検出する車速センサ、自車両の前後方向および左右方向の加速度を検出する加速度センサ、走行駆動源の回転数を検出する回転数センサなどが含まれる。手動運転モードでのドライバの運転操作、例えばアクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作、ステアリングホイールの操作等を検出するセンサも内部センサ群２に含まれる。

入出力装置３は、ドライバから指令が入力されたり、ドライバに対し情報が出力されたりする装置の総称である。例えば入出力装置３には、操作部材の操作によりドライバが各種指令を入力する各種スイッチ、ドライバが音声で指令を入力するマイク、ドライバに表示画像を介して情報を提供するディスプレイ、ドライバに音声で情報を提供するスピーカなどが含まれる。

測位ユニット（ＧＮＳＳユニット）４は、測位衛星から送信された測位用の信号を受信する測位センサを有する。測位センサを内部センサ群２に含めることもできる。測位衛星は、ＧＰＳ衛星や準天頂衛星などの人工衛星である。測位ユニット４は、測位センサが受信した測位情報を利用して、自車両の現在位置（緯度、経度、高度）を測定する。

地図データベース５は、ナビゲーション装置６に用いられる一般的な地図情報を記憶する装置であり、例えばハードディスクや半導体素子により構成される。地図情報には、道路の位置情報、道路形状（曲率など）の情報、交差点や分岐点の位置情報が含まれる。なお、地図データベース５に記憶される地図情報は、コントローラ１０の記憶部１２に記憶される高精度な地図情報とは異なる。

ナビゲーション装置６は、ドライバにより入力された目的地までの道路上の目標経路を探索するとともに、目標経路に沿った案内を行う装置である。目的地の入力および目標経路に沿った案内は、入出力装置３を介して行われる。目標経路は、測位ユニット４により測定された自車両の現在位置と、地図データベース５に記憶された地図情報とに基づいて演算される。外部センサ群１の検出値を用いて自車両の現在位置を測定することもでき、この現在位置と記憶部１２に記憶された高精度な地図情報とに基づいて目標経路を演算するようにしてもよい。

通信ユニット７は、インターネット網や携帯電話網等に代表される無線通信網を含むネットワークを介して図示しない各種サーバと通信し、地図情報、走行履歴情報および交通情報などを定期的に、あるいは任意のタイミングでサーバから取得する。ネットワークには、公衆無線通信網だけでなく、所定の管理地域ごとに設けられた閉鎖的な通信網、例えば無線ＬＡＮ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等も含まれる。取得した地図情報は、地図データベース５や記憶部１２に出力され、地図情報が更新される。通信ユニット７を介して他車両と通信することもできる。

アクチュエータＡＣは、自車両の走行を制御するための走行用アクチュエータである。走行駆動源がエンジンである場合、アクチュエータＡＣには、エンジンのスロットルバルブの開度（スロットル開度）を調整するスロットル用アクチュエータが含まれる。走行駆動源が走行モータである場合、走行モータがアクチュエータＡＣに含まれる。自車両の制動装置を作動するブレーキ用アクチュエータと転舵装置を駆動する転舵用アクチュエータもアクチュエータＡＣに含まれる。

コントローラ１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成される。より具体的には、コントローラ１０は、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）等の演算部１１と、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶部１２と、Ｉ／Ｏインターフェース等の図示しないその他の周辺回路とを有するコンピュータを含んで構成される。なお、エンジン制御用ＥＣＵ、走行モータ制御用ＥＣＵ、制動装置用ＥＣＵ等、機能の異なる複数のＥＣＵを別々に設けることができるが、図１では、便宜上、これらＥＣＵの集合としてコントローラ１０が示される。

記憶部１２には、高精度の道路地図情報が記憶される。この道路地図情報には、道路の位置情報、道路形状（曲率など）の情報、道路の勾配の情報、交差点や分岐点の位置情報、車線数の情報、車線の幅員および車線毎の位置情報（車線の中央位置や車線位置の境界線の情報）、地図上の目印としてのランドマーク（信号機、標識、建物等）の位置情報、路面の凹凸などの路面プロファイルの情報が含まれる。記憶部１２に記憶される地図情報には、通信ユニット７を介して取得した自車両の外部から取得した地図情報と、外部センサ群１の検出値あるいは外部センサ群１と内部センサ群２との検出値を用いて自車両自体で作成される地図情報とが含まれる。記憶部１２には、地図情報に対応付けて、外部センサ群１と内部センサ群２の検出値からなる走行履歴情報も記憶される。

演算部１１は、機能的構成として、自車位置認識部１３と、外界認識部１４と、行動計画生成部１５と、走行制御部１６と、地図生成部１７とを有する。

自車位置認識部１３は、測位ユニット４で得られた自車両の位置情報および地図データベース５の地図情報に基づいて、地図上の自車両の位置（自車位置）を認識する。記憶部１２に記憶された地図情報と、外部センサ群１が検出した自車両の周辺情報とを用いて自車位置を認識してもよく、これにより自車位置を高精度に認識することができる。なお、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサで自車位置を測定可能であるとき、そのセンサと通信ユニット７を介して通信することにより、自車位置を認識することもできる。

外界認識部１４は、ライダ、レーダ、カメラ等の外部センサ群１からの信号に基づいて自車両の周囲の外部状況を認識する。例えば自車両の周辺を走行する周辺車両（前方車両や後方車両）の位置や速度や加速度、自車両の周囲に停車または駐車している周辺車両の位置、および他の物体の位置や状態などを認識する。他の物体には、標識、信号機、道路の区画線や停止線等の標示、建物、ガードレール、電柱、看板、歩行者、自転車等が含まれる。他の物体の状態には、信号機の色（赤、青、黄）、歩行者や自転車の移動速度や向きなどが含まれる。

行動計画生成部１５は、例えばナビゲーション装置６で演算された目標経路と、記憶部１２に記憶された地図情報と、自車位置認識部１３で認識された自車位置と、外界認識部１４で認識された外部状況とに基づいて、現時点から所定時間先までの自車両の走行軌道（目標軌道）を生成する。目標経路上に目標軌道の候補となる複数の軌道が存在するときには、行動計画生成部１５は、その中から法令を順守し、かつ効率よく安全に走行する等の基準を満たす最適な軌道を選択し、選択した軌道を目標軌道とする。そして、行動計画生成部１５は、生成した目標軌道に応じた行動計画を生成する。行動計画生成部１５は、先行車両を追い越すための追い越し走行、走行車線を変更する車線変更走行、先行車両に追従する追従走行、走行車線を逸脱しないように車線を維持するレーンキープ走行、減速走行または加速走行等に対応した種々の行動計画を生成する。行動計画生成部１５は、目標軌道を生成する際に、まず走行態様を決定し、走行態様に基づいて目標軌道を生成する。

走行制御部１６は、自動運転モードにおいて、行動計画生成部１５で生成された目標軌道に沿って自車両が走行するように各アクチュエータＡＣを制御する。より具体的には、走行制御部１６は、自動運転モードにおいて道路勾配などにより定まる走行抵抗を考慮して、行動計画生成部１５で算出された単位時間毎の目標加速度を得るための要求駆動力を算出する。そして、例えば内部センサ群２により検出された実加速度が目標加速度となるようにアクチュエータＡＣをフィードバック制御する。すなわち、自車両が目標車速および目標加速度で走行するようにアクチュエータＡＣを制御する。なお、運転モードが手動運転モードであるとき、走行制御部１６は、内部センサ群２により取得されたドライバからの走行指令（ステアリング操作等）に応じて各アクチュエータＡＣを制御する。

地図生成部１７は、手動運転モードで走行しながら、外部センサ群１により検出された検出値を用いて、３次元の点群データからなる環境地図を生成する。具体的には、カメラにより取得されたカメラ画像から、画素ごとの輝度や色の情報に基づいて物体の輪郭を示すエッジを抽出するとともに、そのエッジ情報を用いて特徴点を抽出する。特徴点は例えばエッジ上の点やエッジの交点であり、路面上の区画線、建物の角、道路標識の角などに対応する。地図生成部１７は、抽出された特徴点までの距離を求めて、特徴点を順次、環境地図上にプロットし、これにより自車両が走行した道路周辺の環境地図が生成される。カメラに代えて、レーダやライダにより取得されたデータを用いて自車両の周囲の物体の特徴点を抽出し、環境地図を生成するようにしてもよい。

自車位置認識部１３は、地図生成部１７による地図生成処理と並行して、自車両の位置推定処理を行う。すなわち、特徴点の時間経過に伴う位置の変化に基づいて、自車両の位置を推定する。地図作成処理と位置推定処理とは、例えばカメラやライダからの信号を用いてＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）のアルゴリズムにしたがって同時に行われる。地図生成部１７は、手動運転モードで走行するときだけでなく、自動運転モードで走行するときにも同様に環境地図を生成することができる。既に環境地図が生成されて記憶部１２に記憶されている場合、地図生成部１７は、新たに得られた特徴点により環境地図を更新してもよい。

次に、本実施形態に係る地図生成装置、すなわち車両制御システム１００の地図生成装置としての構成について説明する。図２は、本実施形態に係る地図生成装置が適用される道路２００の一例を示す図である。図２には、第１道路２０１と第２道路２０２とが直交する交差点２０３（点線領域）が示される。第１道路２０１は、複数の車線を含む。なお、第２道路２０２については車線の図示を省略する。

第１道路２０１は、自車両１０１が位置する複数の走行車線ＬＮ１と、走行車線ＬＮ１に対向する複数の対向車線ＬＮ２とを含む。走行車線ＬＮ１と対向車線ＬＮ２とは中央線Ｌ０を境界として区画され、走行車線ＬＮ１に沿った車両進行方向と対向車線ＬＮ２に沿った車両進行方向とは互いに反対である。走行車線ＬＮ１と対向車線ＬＮ２とは、交差点２０３を除き、左右の区画線によって規定される。以下では、交差点２０３よりも前側（交差点２０３の手前側）の走行車線ＬＮ１を、便宜上、前側車線と呼び、交差点２０３よりも後側（交差点２０３を超えた側）の走行車線ＬＮ１を、便宜上、後側車線と呼ぶ。

前側車線は、３つの車線ＬＮ１１～Ｌ１３からなり、後側車線は、２つの車線Ｌ１４，Ｌ１５からなる。前側車線ＬＮ１１～ＬＮ１３により、交差点２０３での車両進行方向が規定される。すなわち、車線ＬＮ１１は直進用および左折用の車線であり、車線ＬＮ１２は直進用の車線であり、車線ＬＮ１３は右折用の車線である。なお、図２に示すように、前側車線ＬＮ１１～ＬＮ１３の路面上には、車両の進行可能な方向を矢印によって示す路面標示１５０が描かれる。

走行車線を規定する区画線は交差点２０３で途切れるため、交差点２０３をまたいで走行車線を形成するためには、前側車線と後側車線との対応付けが必要である。図２の例では、車線ＬＮ１１と車線ＬＮ１４とが対応付けられ、車線ＬＮ１２と車線ＬＮ１５とが対応付けられる。したがって、車線ＬＮ１１と車線ＬＮ１４および車線ＬＮ１２と車線ＬＮ１５は、交差点内で仮想の区画線を介してそれぞれ接続され、互いに隣接する走行車線を形成する。このようにして形成された走行車線の位置情報は、地図情報の一部として記憶部１２に記憶される。これにより、自車両１０１が自動運転モードで走行するとき、記憶された地図情報に基づいて交差点２０３を通過するような目標軌道を生成することができる。

走行車線を規定するためには、交差点２０３の前後における、コントローラ１０による車線の対応付けが必要である。例えば、図２に示すように、車線ＬＮ１１，ＬＮ１２の幅方向中央位置の延長線上にそれぞれ車線ＬＮ１４，ＬＮ１５の幅方向中央位置があれば、コントローラ１０は、車線ＬＮ１１，ＬＮ１２と車線ＬＮ１４，ＬＮ１５とを容易に対応付けることができる。これに対し、例えば図３Ａに示すように、車線ＬＮ１１，ＬＮ１２の幅方向中央位置の延長線上から車線ＬＮ１４，ＬＮ１５の幅方向中央位置が左右方向にオフセットするような食い違い交差点の場合、対応付けが困難である。その結果、接続線Ｌａに示すように、前側車線（車線ＬＮ１２）と後側車線（車線ＬＮ１４）とが誤って対応付けられるおそれがある。

また、自車両１０１の周囲の他車両等が障害物となって、外部センサ群１により自車両１０１の周囲の車線（区画線）が認識されないおそれもある。例えば図３Ｂに示すように、ハッチングで示す領域の車線が認識されないことがある。この場合も、接続線Ｌｂに示すように、前側車線（車線ＬＮ１２）と後側車線（車線ＬＮ１４）とが誤って対応付けられるおそれがある。そこで、交差点２０３をまたいだ車線の対応付けを正確に行うことができるよう、本実施形態は以下のように地図生成装置を構成する。

図４は、本実施形態に係る地図生成装置２０の要部構成を示すブロック図である。地図生成装置２０は、図１の車両制御システム１００に含まれる。図４に示すように、地図生成装置２０は、カメラ１ａと、センサ２ａと、コントローラ１０とを有する。

カメラ１ａは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子（イメージセンサ）を有する単眼カメラであり、図１の外部センサ群１の一部を構成する。カメラ１ａはステレオカメラであってもよい。カメラ１ａは、図２に示すように自車両１０１の前部の所定位置に取り付けられ、自車両１０１の前方空間を連続的に撮像し、対象物の画像（カメラ画像）を取得する。対象物には、道路上の区画線Ｌ１～Ｌ３および中央線Ｌ０と路面上の標示とが含まれる。なお、カメラ１ａに代えて、あるいはカメラ１ａとともに、ライダなどにより対象物を検出するようにしてもよい。

センサ２ａは、自車両１０１の移動量と移動方向とを算出するために用いられる検出器である。センサ２ａは、内部センサ群２の一部であり、例えば車速センサとヨーレートセンサとにより構成される。すなわち、コントローラ１０（自車位置認識部１３）は、車速センサにより検出された車速を積分して自車両１０１の移動量を算出するとともに、ヨーレートセンサにより検出されたヨーレートを積分してヨー角を算出し、地図を作成する際にオドメトリにより自車両１０１の位置を推定する。なお、センサ２ａの構成はこれに限らず、他のセンサの情報を用いて自車位置を推定するようにしてもよい。

図４のコントローラ１０は、演算部１１（図１）が担う機能的構成として、記憶部１２と地図生成部１７の他に、軌跡検出部２１と、標示認識部２２と、車線対応付け部２３と、を有する。なお、軌跡検出部２１と標示認識部２２と車線対応付け部２３とは、地図生成の機能も有するため、これらを地図生成部１７に含めることもできる。

記憶部１２には、地図情報が記憶される。記憶される地図情報には、通信ユニット７を介して自車両１０１の外部から取得した地図情報（外部地図情報と呼ぶ）と、自車両自体で作成される地図情報（内部地図情報と呼ぶ）とが含まれる。外部地図情報は、例えばクラウドサーバを介して取得した地図（クラウド地図と呼ぶ）の情報であり、内部地図情報は、例えばＳＬＡＭ等の技術を用いてマッピングにより生成される点群データからなる地図（環境地図と呼ぶ）の情報である。外部地図情報は、自車両１０１と他車両とで共有されるのに対し、内部地図情報は、自車両１０１の独自の地図情報（例えば自車両が単独で有する地図情報）である。記憶部１２には、各種制御のプログラム、プログラムで用いられる閾値等についての情報も記憶される。

軌跡検出部２１は、カメラ１ａとセンサ２ａとからの信号に基づいて、地図生成時における自車両１０１の走行軌跡を検出する。地図情報に複数の走行車線が含まれるとき、走行軌跡は、自車両１０１が走行した走行車線の位置情報を含む。軌跡検出部２１は、測位ユニット４からの信号によって走行軌跡を検出してもよい。検出された走行軌跡は、記憶部１２に記憶される。

標示認識部２２は、カメラ１ａにより取得された画像（カメラ画像）に基づいて、区画線Ｌ１～Ｌ３および中央線Ｌ０を認識するとともに、前側車線に描かれた路面標示１５０を認識する。路面標示１５０には、図２に示すように、直進、左折、右折を示す矢印が含まれる。標示認識部２２は、自車両１０１が走行する自車線だけでなく、自車線に隣接する隣接車線、および隣接車線の外側の車線（例えば対向車線ＬＮ２）についても、区画線と路面標示１５０とを認識する。

車線対応付け部２３は、交差点２０３に進入する前の前側車線と交差点２０３を通過後の後側車線とを対応付ける。これにより、交差点２０３を通過して前側車線から後側車線に至る走行車線が規定される。車線の対応付けの具体例を説明する。

図５Ａは、直進走行時における交差点２０３の前後の車線の対応付けの一例を示す図である。図５Ａに示すように、車線対応付け部２３は、まず、軌跡検出部２１により検出された自車両１０１の走行軌跡に基づいて、自車両１０１が走行した前側車線ＬＮ１２と後側車線ＬＮ１５とを対応付ける。これにより、前側車線ＬＮ１２から後側車線ＬＮ１５にかけて矢印で示す走行車線Ａ１が規定される。なお、車線ＬＮ１２，Ｌ１５は自車両１０１が走行した車線であり、自車線（走行車線Ａ１）に含まれる。

さらに車線対応付け部２３は、標示認識部２２により認識された前側車線ＬＮ１１～ＬＮ１３の路面標示１５０に基づいて、自車線Ａ１に隣接する車線ＬＮ１１，ＬＮ１３に、自車線Ａ１と同一進行方向を規定する路面標示１５０があるか否かを判定する。車線ＬＮ１１，ＬＮ１３のうち、車線ＬＮ１１の路面標示は、自車線Ａ１と同様、直進方向の路面標示を含む。このように自車線Ａ１と同一進行方向を規定する路面標示がある場合、車線対応付け部２３は、自車線Ａ１と左右方向同一側で隣接する車線ＬＮ１１と車線ＬＮ１４とを対応付ける。これにより前側車線ＬＮ１１から後側車線ＬＮ１４にかけて矢印で示す走行車線Ａ２が規定される。走行車線Ａ２は、自車線Ａ１に隣接する隣接車線である。

図５Ａは、前側車線の直進方向の車線数が複数（２車線）であり、この車線数と後側車線の車線数とが同一の場合の例である。この場合には、上述したように、車線対応付け部２３は、自車両１０１の走行履歴に基づいて車線ＬＮ１２，ＬＮ１５を対応付けるとともに、その車線ＬＮ１２，ＬＮ１５に隣接する車線ＬＮ１１，ＬＮ１４を対応付ける。すなわち、車線対応付け部２３は、交差点をまたぐ複数の車線同士を対応付ける。

なお、自車両１０１が交差点２０３を左折して第１道路２０１から第２道路２０２へ進入した場合、前側車線は第１道路２０１上の車線となり、後側車線は第２道路２０２上の車線となる。この場合、仮に前側車線の左折方向の車線数が複数（例えば２車線）であり、この車線数と後側車線の車線数とが同一であれば、上述したのと同様に、前側車線と後側車線とが対応付けられる。すなわち、車線対応付け部２３は、走行履歴に基づいて第１道路２０１上の前側車線と第２道路２０２上の後側車線とを対応付けるとともに、対応付けられた車線に隣接する他の車線同士を対応付ける。自車両１０１が交差点２０３を右折して第１道路２０１から第２道路２０２へ進入した場合も同様に、複数の前側車線と複数の後側車線とを対応付ける。

図５Ｂは、自車両１０１が交差点を左折して、車線ＬＮ１１から車線ＬＮ１６へと移る場合の例である。車線ＬＮ１６には、車線ＬＮ１６と同一進行方向の車線ＬＮ１７が隣接し、自車両１０１は左折後に、車線ＬＮ６ではなく車線ＬＮ１７に沿って走行することもできる。このように前側車線の車線数よりも後側車線の車線数の方が多い場合、車線対応付け部２３は、自車両の走行履歴に基づいて自車両１０１が走行した前側車線ＬＮ１１と後側車線ＬＮ１６とを対応付ける。これにより、前側車線ＬＮ１１から後側車線ＬＮ１６にかけて矢印で示す走行車線Ａ３（自車線）が規定される。

さらに車線対応付け部２３は、標示認識部２２により認識された前側車線ＬＮ１１～ＬＮ１３の路面標示１５０に基づいて、自車線Ａ３に隣接する車線ＬＮ１２に、自車線Ａ３と同一進行方向を規定する路面標示１５０があるか否かを判定する。車線ＬＮ１２には、同一進行方向（左折）を規定する路面標示がない。そこで、車線対応付け部２３は、後側車線に、自車線Ａ３と同一進行方向に延びる他の車線があるか否かを判定する。図５Ｂでは他の車線ＬＮ１７があるため、車線対応付け部２３は、車線ＬＮ１１に車線ＬＮ１６だけでなく車線ＬＮ１７も対応付ける。これにより前側車線ＬＮ１１から後側車線ＬＮ１１７にかけて矢印で示す走行車線Ａ４が規定される。走行車線Ａ４は、自車線Ａ３から分岐した分岐車線である。

このように前側車線の車線数よりも後側車線の車線数の方が多い場合には、車線対応付け部２３によって前側車線と後側車線とが対応付けられることにより、走行履歴に基づく走行車線Ａ３に加え、走行車線Ａ３から分岐した走行車線Ａ４が規定される。なお、自車両１０１が左折する場合だけでなく、直進する場合および右折する場合についても同様に、車線対応付け部２３によって前側車線と後側車線とが対応付けられることにより、走行履歴に基づく走行車線（自車線）に加え、この走行車線から分岐した走行車線（分岐車線）が規定される。

地図生成部１７は、カメラ１ａとセンサ２ａとからの信号に基づいて、車線対応付け部２３により対応付けられた前側車線から後側車線に至る走行車線の位置情報を含む地図を生成する。例えば図５Ａに示すように、自車両１０１の走行履歴に基づく自車線Ａ１の位置情報を含む直進用の地図、および自車線Ａ１に隣接する隣接車線Ａ２の位置情報を含む直進用の地図を生成する。あるいは図５Ｂに示すように、走行履歴に基づく自車線Ａ３の位置情報を含む左折用の地図、および自車線Ａ３から分岐した分岐車線Ａ４の位置情報を含む左折用の地図を生成する。地図生成部１７により生成された地図は、記憶部１２に記憶される。

図６は、予め定められたプログラムに従い図４のコントローラ１０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば、環境地図を生成するために、手動運転モードで走行中の自車両１０１が交差点２０３に進入すると開始され、交差点２０３を通過するまで所定周期で繰り返される。

自車両１０１が交差点２０３に進入する前は、カメラ１ａにより自車線を規定する左右の区画線が検出される。さらに、自車両１０１が交差点２０３に接近すると、カメラ１ａにより自車両１０１の進行方向を規定する路面標示１５０が検出される。したがって、前側車線の路面上に路面標示１５０が検出された後、左右の区画線が検出されなくなると、交差点に進入したと判定される。なお、カメラ１ａにより信号機や停止線、横断歩道などを検出することで、自車両１０１が交差点２０３に進入したか否かを判定することもできる。自車両１０１が交差点２０３に進入するまでは、左右の区画線により走行車線が規定され、カメラ１ａとセンサ２ａとからの信号に基づき、走行車線の位置情報を含む地図が生成される。この場合の走行車線には、自車線の他に、隣接車線や対向車線も含まれる。

図６に示すように、まずステップＳ１で、カメラ画像に基づき、自車両１０１が交差点２０３を通過したか否かを判定する。例えばカメラ画像により後側車線の区画線が検出されるとともに、自車両１０１が後側車線の区画線に至ると、交差点を通過したと判定する。ステップＳ１で肯定されるとステップＳ２に進み、否定されるとステップＳ５に進む。ステップＳ５では、カメラ１ａとセンサ２ａとからの信号に基づいて地図を生成する。但し、ステップＳ１で否定された状態では、交差点内の走行車線の地図はまだ生成されない。

ステップＳ２では、カメラ１ａとセンサ２ａとからの信号に基づいて自車両１０１の走行軌跡を検出するとともに、自車両１０１が走行した前側車線の路面標示１５０を認識した上で、自車両１０１が走行した前側車線と後側車線とを対応付ける。次いで、ステップＳ３で、カメラ画像に基づいて、交差点２０３を通過する前と通過した後とで、自車両１０１の進行方向と同一方向に延びる車線数が同一であるか否かを判定する。すなわち、前側車線における路面標示１５０に基づいて自車両１０１の進行方向と同一方向に延びる車線数を認識し、さらにこの車線数と、交差点通過時に認識された後側車線における車線数とが同一であるか否かを判定する。この判定は、直進、左折、右折に拘わらず、自車両１０１が走行した自車線（例えば図５ＡのＡ１）と同一方向に延びる隣接車線（例えば図５ＡのＡ２）が存在するか否かの判定である。ステップＳ３で肯定されるとステップＳ４に進み、否定されるとステップＳ６に進む。

ステップＳ４では、自車両１０１が走行した前側車線に隣接する前側車線（隣接前側車線と呼ぶ）と、自車両１０１が走行した後側車線に隣接する後側車線（隣接後側車線と呼ぶ）と、を対応付ける。つまり、自車線に隣接する隣接車線となるような対応付けを行う。対応付けられた隣接前側車線と隣接後側車線とは、自車線の左右方向同一側に位置する車線である。次いで、ステップＳ５で、隣接前側車線から隣接後側車線に至る走行車線の位置情報を含む地図を生成する。

ステップＳ６では、交差点通過前の自車両１０１の進行方向と同一方向に延びる車線数が、交差点通過後の自車両１０１の進行方向と同一方向に延びる車線数よりも少ないか否かを判定する。例えば自車両１０１の進行方向と同一方向に延びる前側車線が他になく（隣接前側車線が存在せず）、自車両１０１の進行方向と同一方向に延びる後側車線が他にあるとき（隣接後側車線が存在するとき）、ステップＳ６で肯定されてステップＳ７に進む。一方、ステップＳ６で否定されるステップＳ５に進む。

ステップＳ７では、自車両１０１が走行した前側車線と、自車両１０１が走行した後側車線に隣接する後側車線（隣接後側車線）と、を対応付ける。つまり、自車線（例えば図５ＢのＡ３）から分岐する分岐車線（例えば図５ＢのＡ４）となるような対応付けを行う。なお、自車両１０１の進行方向と同一方向に延びる前側車線が複数（例えば２車線）で、自車両１０１の進行方向と同一方向に延びる後側車線がそれよりも多い（例えば３車線）とき、自車両１０１が走行した前側車線と、自車両１０１が走行した後側車線に隣接するまたは隣接しない後側車線と、を対応付ける。すなわち、自車両１０１が走行した前側車線と、自車両１０１が走行していないが自車両１０１が走行可能である後側車線とを対応付ける。このとき、自車線に隣接する前側隣接車線についても同様に、複数の後側車線との対応付けを行う。次いで、ステップＳ５で、前側車線から後側車線に至る走行車線の位置情報を含む地図を生成する。

本実施形態に係る地図生成装置２０の動作をより具体的に説明する。自車両１０１が手動運転モードで運転しながら、カメラ１ａとセンサ２ａとからの信号に基づいて自車両１０１の周囲の環境地図が生成される。このとき、例えば図５Ａに示す第１道路２０１の前側車線ＬＮ１２を走行後に、交差点２０３を通過して後側車線ＬＮ１５に至ると、自車両１０１の走行軌跡に基づいて前側車線ＬＮ１２と後側車線ＬＮ１５とが対応付けられる（ステップＳ２）。これにより前側車線ＬＮ１２と後側車線ＬＮ１５とを接続した、直進走行時の走行車線Ａ１の地図情報を含む環境地図が生成される（ステップＳ５）。

このとき、自車両１０１が前側車線ＬＮ１２を走行するとき、カメラ画像により前側車線ＬＮ１２と同様の直進方向の路面標示１５０が描かれた前側車線ＬＮ１１が認識される。その結果、自車線Ａ１に隣接する前側車線ＬＮ１１と後側車線ＬＮ１４とが対応付けられ、前側車線ＬＮ１１と後側車線ＬＮ１４とを接続した、自車線Ａ１に隣接する走行車線Ａ２の地図情報を含む環境地図が生成される（ステップＳ４，ステップＳ５）。これにより、自車両１０１の走行軌跡とカメラ画像とに基づいて、区画線が途切れた交差点２０３における環境地図を良好に生成することができる。生成された地図は記憶部１２に記憶され、自動運転モードで走行するときに利用される。

図５Ｂに示すように、自車両１０１が交差点２０３を左折して前側車線ＬＮ１１から後側車線ＬＮ１６に移行するとき、直進走行時と同様、自車両１０１の走行軌跡に基づいて前側車線ＬＮ１１と後側車線ＬＮ１６とが対応付けられる（ステップＳ２）。これにより前側車線ＬＮ１１と後側車線ＬＮ１６とを接続した、左折走行時の走行車線Ａ３の地図情報を含む環境地図が生成される（ステップＳ５）。

このとき、左折用の路面標示１５０が描かれたのは自車線Ａ３のみであるが、左折後の第２道路２０２には、後側車線として自車線ＬＮ１６だけでなく隣接車線ＬＮ１７も存在する。このため、前側車線ＬＮ１１と後側車線ＬＮ１７とが対応付けられ、前側車線ＬＮ１１と後側車線ＬＮ１７とを接続した、自車線Ａ３から分岐した走行車線Ａ４の地図情報を含む環境地図が生成される（ステップＳ７，ステップＳ５）。これにより交差点２０３の前後の車線数が同一でない場合においても、自車両１０１の走行軌跡とカメラ画像とに基づいて、区画線が途切れた交差点２０３における環境地図を良好に生成することができる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）地図生成装置２０は、自車両１０１の周囲の外界状況を検出するカメラ１ａと、自車両の走行軌跡を検出する軌跡検出部２１と、カメラ１ａにより検出された外界状況と軌跡検出部２１により検出された走行軌跡とに基づいて、交差点２０３に進入する前の走行車線である前側車線と交差点２０３を通過後の走行車線である後側車線とを対応付ける車線対応付け部２３と、車線対応付け部２３により対応付けられた前側車線から後側車線に至る走行車線の位置情報を含む地図を生成する地図生成部１７と、を備える（図４）。走行車線は、自車両１０１が走行した走行車線Ａ１，Ａ３（第１走行車線）と、走行車線Ａ１に隣接するまたは走行車線Ａ３から分岐する走行車線Ａ２，Ａ４（第２走行車線）とを含む（図５Ａ，図５Ｂ）。走行車線Ａ１，Ａ３上における車両進行方向と走行車線Ａ２，Ａ４上における車両進行方向とは互いに同一である（図５Ａ，図５Ｂ）。前側車線は、互いに隣接する車線ＬＮ１１（第１進入前車線）と車線ＬＮ１２（第２進入前車線）とを含み、後側車線は、互いに隣接する車線ＬＮ１５またはＬＮ１６（第１通過後車線）と車線ＬＮ１４またはＬＮ１７（第２通過後車線）とを含む（図５Ａ，図５Ｂ）。車線対応付け部２３は、軌跡検出部２１により検出された走行軌跡に基づいて、前側車線ＬＮ１２またはＬＮ１１と後側車線ＬＮ１５またはＬＮ１６とを対応付けるとともに（走行車線Ａ１，Ａ３）、カメラ１ａにより検出された外界状況に基づいて、前側車線ＬＮ１１と後側車線ＬＮ１４とを対応付ける（走行車線Ａ２）、または前側車線ＬＮ１１と後側車線ＬＮ１７とを対応付ける（走行車線Ａ４）。

これにより、交差点２０３の入口と出口とで車線が幅方向にオフセットしている場合（例えば図３Ａ）や、自車両１０１の周囲に他車両等の障害物が存在することにより自車両１０１の周囲の車線がカメラ画像により認識されない場合（例えば図３B）であっても、自車両１０１の走行軌跡とカメラ画像とに基づいて、交差点の前後で区画線同士をスムーズに接続することができる。その結果、交差点をまたぐような走行車線を規定する地図を容易に生成することができる。

（２）地図生成装置２０は、カメラ１ａにより検出された外界状況に基づいて、前側車線上の進行方向を示す路面標示１５０を認識する標示認識部２２をさらに備える（図４）。車線対応付け部２３は、標示認識部２２により認識された、前側車線ＬＮ１２に標示された進行方向と前側車線ＬＮ１１に標示された進行方向とが同一方向であるとき、前側車線ＬＮ１１と後側車線ＬＮ１４とを対応付ける（図５Ａ）。これにより、自車両１０１が実際に走行した車線Ａ１だけでなく、走行していない車線Ａ２についての地図情報も容易かつ精度よく生成することができる。

（３）車線対応付け部２３は、走行車線Ａ１が交差点２０３を直進して延びるように前側車線ＬＮ１２と後側車線ＬＮ１５と対応付ける、または走行車線Ａ３が左折して延びるように前側車線ＬＮ１１と後側車線ＬＮ１６とを対応付ける（図５Ａ，図５Ｂ）。なお、図示は省略するが、車線対応付け部２３は、走行車線が交差点２０３を右折して延びるように前側車線と後側車線との対応付けも行う。これにより、自車両１０１が手動運転モードでいかなる方向に進行した場合であっても、自車両１０１の走行軌跡に基づく走行車線を含む地図を生成することができる。

（４）前側車線ＬＮ１１および後側車線ＬＮ１４は、それぞれ自車両１０１が走行した前側車線ＬＮ１２および後側車線ＬＮ１５に左右方向同一側で隣接する（図５Ａ）。これにより自車両１０１が走行していない、自車線Ａ１に沿った隣接車線Ａ２の地図を生成することができる。

上記実施形態は種々の形態に変形することができる。上記実施形態では、カメラ１ａ等の外部センサ群１により自車両１０１の周囲の外界状況を検出するようにしたが、ライダ等を用いて外界状況を検出するようにしてもよく、外界検出部の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、カメラ１ａとセンサ２ａとからの信号に基づいて軌跡検出部２１が自車両１０１の走行軌跡を検出するようにしたが、軌跡検出部の構成はこれに限らない。上記実施形態では、地図生成部１７が手動運転モードで走行しながら環境地図を生成するようにしたが、自動運転モードで走行しながら環境地図を生成するようにしてもよい。上記実施形態では、カメラ画像に基づいて環境地図を生成するようにしたが、カメラ１ａに代えて、レーダやライダにより取得されたデータを用いて自車両１０１の周囲の物体の特徴点を抽出し、環境地図を生成するようにしてもよい。したがって、地図生成部の構成は上述したものに限らない。

上記実施形態では、車線対応付け部２３が、交差点２０３に進入する前の前側車線（進入前車線）と交差点２０３を通過後の後側車線（通過後車線）とを対応付けるようにした。より具体的には、軌跡検出部２１により検出された走行軌跡に基づいて、前側車線ＬＮ１２またはＬＮ１１（第１進入前車線）と後側車線ＬＮ１５またはＬＮ１６（第１通過後車線）とを対応付けるとともに、カメラ１ａにより検出された外界状況に基づいて、前側車線ＬＮ１１（第２進入前車線）と後側車線ＬＮ１４（第２通過後車線）とを対応付ける、または前側車線ＬＮ１１（第１進入前車線）と後側車線ＬＮ１７（第２通過後車線）とを対応付けるようにしたが、車線対応付け部の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、標示認識部２２が、カメラ１ａにより検出された外界状況に基づいて、前側車線の進行方向を示す路面標示１５０を認識するようにしたが、標示認識部の構成はこれに限らない。

上記実施形態では、自車両１０１が走行しながら地図生成部１７が環境地図を生成するようにしたが、自車両１０１の走行中にカメラ画像により得られたデータを記憶部１２に記憶し、自車両１０１の走行完了後に、記憶されたデータを用いて環境地図を生成するようにしてもよい。したがって、走行しながら地図を生成しなくてもよい。

上記実施形態では、自動運転機能を有する自車両１０１が、地図生成装置２０として機能する例を説明したが、自動運転機能を有しない自車両１０１が地図生成装置として機能するようにしてもよい。この場合、地図生成装置２０で生成された地図情報を他車両との間で共有し、地図情報を用いて他車両（例えば自動運転車両）の運転が支援されるようにしてもよい。すなわち、自車両１０１は、地図生成装置２０としての機能のみを有するようにしてもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１ａ カメラ、２ａ センサ、１０ コントローラ、１７ 地図生成部、２０ 地図生成装置、２１ 軌跡検出部、２２ 標示認識部、２３ 車線対応付け部、１０１ 自車両、ＬＮ１１，ＬＮ１２ 車線（前側車線）、ＬＮ１４，ＬＮ１５，ＬＮ１６，ＬＮ１７ 車線（後側車線）、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ 走行車線

Claims (4)

1. 自車両の周囲の外界状況を検出する外界検出部と、
   自車両の走行軌跡を検出する軌跡検出部と、
   前記外界検出部により検出された外界状況と前記軌跡検出部により検出された走行軌跡とに基づいて、交差点に進入する前の走行車線である進入前車線と前記交差点を通過後の走行車線である通過後車線とを対応付ける車線対応付け部と、
   前記車線対応付け部により対応付けられた前記進入前車線から前記通過後車線に至る走行車線の位置情報を含む地図を生成する地図生成部と、を備え、
   前記進入前車線から前記通過後車線に至る前記走行車線は、自車両が走行した第１走行車線と、前記第１走行車線に隣接するまたは前記第１走行車線から分岐する第２走行車線とを含み、
   前記第１走行車線上における車両進行方向と前記第２走行車線上における車両進行方向とは互いに同一であり、
   前記進入前車線は、互いに隣接する第１進入前車線と第２進入前車線とを含み、
   前記通過後車線は、互いに隣接する第１通過後車線と第２通過後車線とを含み、
   前記車線対応付け部は、前記軌跡検出部により検出された走行軌跡に基づいて、前記第１進入前車線と前記第１通過後車線とを対応付けるとともに、前記外界検出部により検出された外界状況に基づいて、前記第２進入前車線と前記第２通過後車線とを対応付ける、または前記第１進入前車線と前記第２通過後車線とを対応付けることを特徴とする地図生成装置。
2. 請求項１に記載の地図生成装置において、
   前記外界検出部により検出された外界状況に基づいて、前記進入前車線上の進行方向を示す路面標示を認識する標示認識部をさらに備え、
   前記車線対応付け部は、前記標示認識部により認識された、前記第１進入前車線に標示された進行方向と前記第２進入前車線に標示された進行方向とが同一方向であるとき、前記第２進入前車線と前記第２通過後車線とを対応付けることを特徴とする地図生成装置。
3. 請求項１または２に記載の地図生成装置において、
   前記車線対応付け部は、前記第１走行車線が前記交差点を直進、左折または右折して延びるように前記第１進入前車線と前記第１通過後車線とを対応付けることを特徴とする地図生成装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の地図生成装置において、
   前記第２進入前車線および前記第２通過後車線は、それぞれ前記第１進入前車線および前記第１通過後車線に左右方向同一側で隣接することを特徴とする地図生成装置。

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