JP4114587B2 - 自車走行位置検出装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、自車が例えば道路のどの車線を走行中であるかを検出する自車走行位置検出装置及びプログラムに関する。

従来より、ナビゲーション装置を用いて、自車の走行している道路を特定する装置が提案されている（特許文献１参照）。
この特許文献１には、ＧＰＳデータから抽出したいくつからの候補道路から、レーザレーダでの検出結果による車線数判定結果を参照して、自車が走行している道路を特定する技術が開示されている。また、画像センサを使用して検出した車線区分表示から、車線幅員を計算し、候補道路と比較して自車が走行している道路を特定する技術が開示されている。
特開２００１−１２４５７０号公報 （第２頁、第２図）

しかしながら、上述した従来技術において、現在のナビゲーション装置の精度では、走行している車線位置までは正確に特定できないという問題があった。
つまり、現在のナビゲーション装置の精度では、例えば自動車専用道通行中で経路案内設定しない場合、分岐路進入時には、ナビゲーション装置はしばらくの間は本線を選択して、誤った表示がされることがあるという問題があった。

また、例えば都市高速などで高架になっている道路では、高速道路を降りたことが判断できないという問題があった。
つまり、分岐路判定を正確に行うことができないという問題があった。

一方、画像センサを用いる場合には、走行車線を判定するための画像認識用のカメラ（画像センサ）と認識用ＥＣＵ等のハード構成が、更に必要であるという問題があった。
本発明は上記問題点を解決するものであり、その目的は、新たに画像センサ等のハードを追加することなく、精密に自車の走行位置を特定することができる自車走行位置検出装置及びプログラムを提供することである。

（１）請求項１の発明は、レーダ（例えばレーザレーダ）によって得られたデータに基づいて、自車の前方の停止物を認識する停止物認識手段と、前記停止物認識手段によって得られた停止物が、路側物であるかどうかを判定する路側物判定手段と、を備えた自車走行位置検出装置において、前記路側物を判定するための有効範囲を、前記自車の進路に沿って設定するとともに、当該有効範囲の側方範囲を、基準となる路側物の位置からの走行距離に応じて設定する有効範囲設定手段と、前記有効範囲内の有効な路側物における前記自車の進路に対する側方距離のデータに基づいて、前記自車の走行位置を検出する自車走行位置検出手段と、を備え、前記有効範囲外の無効の路側物の側方距離のデータが所定回数連続して検出され、且つ、当該連続した無効の路側物の側方距離のデータの変動幅が所定範囲内の場合には、当該連続した側方距離のデータを有効とすることを特徴とする自車走行位置検出装置を要旨とする。

本発明では、認識した停止物が路側物であることを判定するための有効範囲を、自車の進路に沿って設定している。具体的には、有効範囲の側方範囲（側方距離）を、基準となる路側物の位置からの走行距離に応じて設定している。

これより、例えば道路の状態等に応じて、路側物が存在する可能性が高い範囲を有効範囲として設定することができるので、その有効範囲内に停止物があれば、その停止物を路側物（即ち有効な路側物）として精度良く認識することができる。

従って、本発明によれば、路側物であることを精度良く検出できるので、新たに画像センサ等のハードを追加することなく、その路側物のデータに基づいて、精密に自車の走行位置を特定することができる。

また、本発明により、車線変更時や、登坂車線又は分岐路などによる車線の変化、路肩幅の変化の際にも、的確に自車の走行位置を検出することができる。
特に、本発明では、有効範囲外の停止物のデータ（即ち無効な路側物のデータ）が得られた場合でも、全てのデータを無効とするのではなく、実際に路側物である可能性が高い場合には、そのデータを有効な路側物のデータとして認識する。
つまり、有効範囲外のデータが（例えば３回）連続して得られた場合であって、しかも、そのデータの変動幅が小さな場合には、例えば工事等で道幅が実際に狭くなった様な場合であるとみなして、それらのデータを適正な路側物のデータとして認識するのである。
これによって、実際に道路幅が変化している場合であっても、確実に路側物を認識して、精度の良い自車走行位置の検出を行うことができる。
・尚、前記有効な路側部とは、認識した停止物のうちで、有効範囲内にある停止物（従って路側物）を示している。

・また、基準となる路側物に関しては、路側物との判定が十分でない場合（例えば初期動作時）には、路側物の可能性が高い任意の停止物を、基準となる路側物として設定してもよい。

・更に、前記停止物認識手段は、例えばレーザレーダに配置されたマイクロコンピュータにより実現できる。
（２）請求項２の発明は、前記請求項１に記載の自車走行位置検出装置において、前記走行距離が長くなるほど前記有効範囲の側方範囲を大きく設定することを特徴とする自車走行位置検出装置を要旨とする。

例えば、基準となる路側物の位置から、（上方から見て）前方にゆくほど側方の範囲が広くなる様に、例えば二等辺三角形の形状に有効範囲を設定することができる。
これにより、例えば道路が分岐する様な場合、つまり、分岐路に沿って路側物が左右方向に広がるように位置するときでも、路側物を確実に認識することができる。

（３）請求項３の発明は、前記請求項１又は２に記載の自車走行位置検出装置において、前記自車の進路の左右方向における一方の路側物が認識できない場合には、認識できた他方の路側物のデータを用いて自車の走行位置を検出することを特徴とする自車走行位置検出装置を要旨とする。

本発明では、自車の進路の左右方向における一方の路側物が認識できない場合には、認識できた他方の路側物のデータを用いて自車の走行位置を検出するので、可能な範囲で確実な路側物のデータに基づく処理を行うことができ、自車走行位置の検出精度を高めることができる。

（４）請求項４の発明は、前記請求項１〜３のいずれかに記載の自車走行位置検出装置において、前記レーダによって得られたデータに基づいて、自車の前方の移動物を認識する移動物認識手段と、前記移動物認識手段により認識された移動物について、前記自車の進路に対する側方距離を検出する側方距離検出手段と、前記移動物認識手段により認識された移動物について、前記自車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、を備え、前記移動物の側方距離のデータと前記自車との車間距離のデータとに基づいて、車線数を検出することを特徴とする自車走行位置検出装置を要旨とする。

道路にはカーブ等があるので、レーダを用いて検出した移動物の側方距離のデータを、車線数の推定の際にそのまま採用すると誤差が大きくなる可能性がある。そこで、本発明では、その様な道路の変化を見込んで、移動物の側方距離のデータと（自車との）車間距離のデータとに基づいて、例えば車間距離が大きくなるほど現車線に自車が存在する確率が大きくなる様に設定して、車線数を検出している。

（５）請求項５の発明は、前記請求項１〜４のいずれかに記載の自車走行位置検出装置において、前記レーダによって得られたデータに基づいて、自車の前方の移動物を認識する移動物認識手段と、前記移動物認識手段により認識された移動物について、前記自車の進路に対する側方距離を検出する側方距離検出手段と、を備え、前記移動物の側方距離のデータと前記有効な路側物の側方距離のデータとに基づいて、前記自車の走行位置を検出することを特徴とする自車走行位置検出装を要旨とする。

本発明では、上述した有効な路側物のデータだけでなく、認識した移動物（例えば前方車両）のデータを加味して、自車の走行位置を検出するので、その検出精度が高いという利点がある。

例えば路側物によって得られた結果を移動物によって得られた結果により補正することや、その逆に、移動物によって得られた結果を路側物によって得られた結果により補正することが挙げられる。

尚、この移動物認識手段及び側方距離認識手段は、例えばレーザレーダに配置されたマイクロコンピュータにより実現できる。
（６）請求項６の発明は、前記請求項５に記載の自車走行位置検出装置において、前記移動物の側方距離のデータと前記有効な路側物の側方距離のデータとに基づいて、前記自車の走行位置を検出する場合に、互いのデータに矛盾があるときには、その矛盾の解消又は低減のための補正を行うことを特徴とする自車走行位置検出装置を要旨とする。

本発明では、移動物の側方距離のデータと有効な路側物の側方距離のデータとの間に矛盾がある場合には、その矛盾の解消や低減のために、例えばデータの補正等を行うので、自車の走行位置を検出する際の検出精度が高いという利点がある。

（７）請求項７の発明は、前記請求項６に記載の自車走行位置検出装置において、前記互いのデータに矛盾がある場合には、信頼性の高いデータを採用して、前記自車の走行位置を検出することを特徴とする自車走行位置検出装置を要旨とする。

本発明では、移動物の側方距離のデータと有効な路側物の側方距離のデータとの間に矛盾がある場合には、信頼性の高い方のデータを採用して、自車の走行位置を検出するので、その検出精度が高いという利点がある。

尚、どちらが信頼性が高いかは、実際の状況に応じて適宜設定することができる。例えば分岐路が無い場合には、有効な路側物の側方距離のデータの方が信頼性が高いとすることができる。また、移動物が少ない場合も、有効な路側物の側方距離のデータの方が信頼性が高いとすることができる。

（８）請求項８の発明は、前記請求項７に記載の自車走行位置検出装置において、前記信頼性の高いデータとして、前記路側物の側方距離のデータを採用することを特徴とする自車走行位置検出装置を要旨とする。

本発明は、信頼性の高いデータとして、路側物の側方距離のデータを採用することを例示したものである。
（９）請求項９の発明は、前記請求項６に記載の自車走行位置検出装置において、前記互いのデータに矛盾がある場合には、両方のデータを加味して、前記自車の走行位置を検出することを特徴とする自車走行位置検出装置を要旨とする。

つまり、両方のデータに矛盾がある場合には、一方のみを選択するのではなく、両方のデータを加味して、適切なデータを設定する。例えば両方のデータの平均を採用する。これによって、よりデータの信頼性を高めることができる。

（１０）請求項１０の発明は、前記請求項１〜９のいずれかに記載の自車走行位置検出装置において、前記検出する自車の走行位置が、自車の走行する車線であることを特徴とする自車走行位置検出装置を要旨とする。

本発明は、自車走行位置を検出することが、自車が走行する車線を検出することであることを例示したものである。
（１１）請求項１１の発明は、前記請求項１〜１０のいずれかに記載の自車走行位置検出装置において、前記検出する自車の走行位置が、車線内、車線間、及び車線と路側との間のいずれかであることを特徴とする自車走行位置検出装置を要旨とする。

本発明は、自車走行位置を検出することが、自車が走行する車線だけでなく、車線間や車線と路側との間も含むことを例示したものである。
これにより、自車の走行位置を高い精度で検出でき、例えば自車が車線と路側との間にある場合には、分岐路に進入する可能性が高いことが分かる。

（１２）請求項１２の発明は、前記請求項１〜１１のいずれかに記載の自車走行位置検出装置において、更に、ナビゲーション装置からの車線数のデータを加味して、前記自車の走行位置を検出することを特徴とする自車走行位置検出装置を要旨とする。

ナビゲーション装置から、現在走行している道路の車線数が分かる場合には、その車線数のデータを加味することにより、より高い精度で、自車走行位置の検出を行うことができる。

尚、上述した各請求項の発明において、分岐路付近では、分岐方向に位置する移動物（車両）のデータは、誤判定の原因になるので、自車走行位置の検出等の際に採用しないことが望ましい。

（１３）請求項１３の発明は、前記請求項１〜１２のいずれかに記載の自車走行位置検出装置の機能を、コンピュータにより実現するためのプログラムを要旨とする。
つまり、上述した自車走行位置検出装置の機能は、コンピュータのプログラムにより実行される処理により実現することができる。

このようなプログラムの場合、例えば、ＦＤ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードして起動することにより用いることができる。この他、ＲＯＭやバックアップＲＡＭをコンピュータ読み取り可能な記録媒体として本プログラムを記録しておき、そのＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭをコンピュータに組み込んで用いても良い。

尚、上述した請求項において、「停止物」とは、停止している物体を示し、「路側物」とは、道路の形状を示すために道路上に設置された道路構造物等のことを言い、例えばデリニエータやガードレールなどが挙げられる。また、「移動物」とは、その道路の各車線上を自車と同方向に移動する物体を云い、例えば他の車両（前方車両）が挙げられる。

次に、本発明の最良の形態の例（実施例）について説明する。尚、本発明の最良の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうることは言うまでもない。

ａ）まず、本実施例の自車走行位置検出装置の機能を含むクルーズ制御装置のシステム構成を説明する。尚、図１は、クルーズ制御装置のシステム構成を概略的に示すブロック図である。

図１に示す様に、クルーズ制御装置は、車間制御用電子制御装置（以下車間制御ＥＣＵと称す）２、ブレーキ電子制御装置（以下ブレーキＥＣＵと称す）４、ナビゲーション制御装置（以下ナビゲーションＥＣＵと称す）６、およびエンジン制御用電子制御装置（以下エンジンＥＣＵと称す）８を中心に構成され、それらは通信線（車内ＬＡＮ）１０を介して接続されている。以下、各構成毎に説明する。

(1)車間制御ＥＣＵ２
車間制御ＥＣＵ２は、マイクロコンピュータを中心として構成されている電子回路であり、現車速（Ｖｎ）信号、操舵角信号、ヨーレート信号、目標車間時間信号、ワイパスイッチ情報、アイドル制御やブレーキ制御の制御状態信号、図示しないウィンカーの状態を示す情報等を、エンジンＥＣＵ８から受信する。更に、後述するレーザセンサ１２からの測距データを受信するとともに、ナビゲーションＥＣＵ６からの走行路情報も受信する。そして、この受信したデータに基づいて、車間制御演算や後述する自車走行位置の検出のために演算等を行う。

また、車間制御ＥＣＵ２は、クルーズコントロールスイッチ１４や目標車間設定スイッチ１６等からの検出信号を受信する。このうち、クルーズコントロールスイッチ１４は、制御開始スイッチ、制御終了スイッチ、アクセルスイッチ及びコーストスイッチなど（図示せず）を備えている。制御開始スイッチは、クルーズ制御を開始可能状態にするためのスイッチであり、目標車間設定スイッチ１６がＯＮの状態で制御開始スイッチをＯＮすることにより、クルーズ制御が開始できる状態となる。また、アクセルスイッチは、記憶されている設定車速を徐々に増加させるためのスイッチであり、コーストスイッチは、これを押すことにより、記憶されている設定車速を徐々に減少させるためのスイッチである。

そして、このクルーズ制御では、車間制御及び定速走行制御が所定条件下で選択的に実行される。また、クルーズコントロールスイッチ１４を介し、自車と前方車両との車間距離を設定できるようになっている。

(2)レーザセンサ１２
レーザセンサ１２は、レーザビームによるスキャニング測距器とマイクロコンピュータとを中心として構成されている電子回路であり、スキャニング測距器にて、移動物（例えば前方車両）や停止物（例えばデリニエータ等の路側物）との距離、角度、相対速度等を検出する。

そして、車間制御ＥＣＵ２から受信する現車速（Ｖｎ）信号、カーブ曲率半径（推定Ｒ）等に基づいて、前方車両の自車線確率を計算する。
また、前方車両との距離、相対速度、自車の推定進行路（自車の進路）からの距離（側方距離）等の前方車両情報を、車間制御ＥＣＵ８に送信する。更に、停止物（路側物等）との距離、自車の進路からの距離（側方距離）等の停止物情報を、車間制御ＥＣＵ２に送信する。

(3)ナビゲーションＥＣＵ６
ナビゲーションＥＣＵ６は、マイクロコンピュータおよび地図データベースを記録したＨＤＤ１８等を中心に構成されており、自車位置を演算し、自車の走行している走行路に関する情報を一定間隔で（本実施例では約１秒毎に）車間制御ＥＣＵ２に出力する。また、ナビゲーションＥＣＵ６には、ＧＰＳアンテナ２０が接続されている。

また、地図データベースには、リンク情報、ノード情報、セグメント情報、及びリンク間接続情報などの走行路に関する情報（道路情報）が記憶されている。リンク情報としては、リンクを特定するための固有の番号であるリンクＩＤや、例えば高速道路、有料道路、一般道あるいは取付道路（分岐路）などを識別するためのリンククラスや、道路の車線数、車線幅（車線幅員）、リンクの始端座標および終端座標や、リンクの長さを示すリンク長などのリンク自体に関する情報がある。また、ノード情報としては、リンクを結ぶノード固有の番号であるノードＩＤや、ノード緯度、ノード経度、交差点での右左折禁止、信号機有無、分岐点か否かなどの情報がある。さらに、セグメント情報としては、セグメントＩＤ、始点（ノード）緯度(度)、始点（ノード）経度（度）、セグメントの方角（dir）、セグメントの長さ（ノード間距離）などの情報がある。

(4)ブレーキＥＣＵ４
ブレーキＥＣＵ４は、マイクロコンピュータを中心として構成されている電子回路であり、車両の操舵角を検出するステアリングセンサ２２、ヨーレートを検出するヨーレートセンサ２４から操舵角やヨーレートを求めて、これらのデータを、エンジンＥＣＵ８を介して車間制御ＥＣＵ２に送信したり、ブレーキ力を制御するために（図示しない）ブレーキ油圧回路に備えられた増圧制御弁・減圧制御弁の開閉をデューティ制御するブレーキアクチュエータを制御する。またブレーキＥＣＵ４は、エンジンＥＣＵ８を介する車間制御ＥＣＵ２からの警報要求信号に応じて警報ブザーを鳴動する。

(5)エンジンＥＣＵ８
エンジンＥＣＵ８は、マイクロコンピュータを中心として構成されている電子回路であり、車両速度を検出する速度センサ２６、（図示しない）スロットル開度センサやブレーキスイッチ等からの検出信号、あるいは車内ＬＡＮ１０などを介して受信するワイパスイッチ情報やテールスイッチ情報を受信する。さらに、ブレーキＥＣＵ４からの操舵角信号やヨーレート信号、あるいは車間制御ＥＣＵ２からの目標加速度信号、フューエルカット要求信号、ＯＤカット要求信号、３速シフトダウン要求信号、警報要求信号、ダイアグノーシス信号、表示データ信号等を受信している。

また、エンジンＥＣＵ８は、必要な表示情報を、車内ＬＡＮ１０を介して、メータクラスタに備えられているＬＣＤ等の表示器に送信して表示させたり、あるいは現車速（Ｖｎ）信号、操舵角信号、ヨーレート信号、目標車間時間信号、ワイパスイッチ情報信号、アイドル制御やブレーキ制御の制御状態信号を、車間制御ＥＣＵ２に送信する。

ｂ）次に、本実施例の要部である、路側物を検出する際に用いる有効範囲について説明する。
この有効範囲とは、レーザセンサ１２により検出した停止物が路側物であるかどうかを判定するために用いる範囲であり、この有効範囲内に停止物のデータがあれば、そのデータは路側物のデータとして有効（適正な値）であると判定するものである。

具体的には、有効範囲は、図２の様に、ある基準として選択された停止物（例えば基準となる路側物）の位置から、自車の進路に沿って平行に設定された基準ラインを中心として、車両前方に向かって左右に広がる様に設定されている。即ち、走行距離が長くなるほど側方範囲が大きくなるように、（上方から見て）基準となる路側物を頂点とした二等辺三角形の形状に設定されている。

本実施例では、基準となる路側物の位置を開始点とし、例えばその開始点から１００ｍの先で左右にそれぞれ２０ｍ広がる範囲、即ち、１００ｍ先で開始点の基準となる路側物の側方距離である基準値（基準ライン）から±２０ｍを有効範囲として設定している。即ち、走行距離１ｍに対して、基準値から±２０ｃｍの幅が有効範囲として設定される。

従って、レーザレーダ１２により検出された停止物のうち、この有効範囲外であるものは路側物として認識されず（無効となり）、一方、有効範囲内の停止物が基本的に路側物として認識される（有効となる）。

例えば自車が、ある開始点から１００ｍ走行した場合を考えると、そのときに開始点から進路に沿って平行に伸びる基準ラインの左右２０ｍの範囲内の停止物が路側物として認識され、即ち有効な路側物として認識され、その有効な路側物のデータ（側方距離等のデータ）が、後述する走行車線の推定等の処理に用いられるのである。

尚、最初の基準点としては、例えば最初に路側物であるとして認識されたもののデータを採用することができる。例えば連続して複数回検出された停止物のデータが、所定範囲内の場合には、その複数の停止物を路側物として判定することができるので、それらの路側物（例えば複数の路側物のうちの最後の路側物）を最初の基準点として採用することができる。

ｃ）次に、車間制御ＥＣＵ２にて実施される演算処理（自車走行位置を検出する処理を含む分枝路判定処理）について、図３〜図１３を参照して説明する。
(1)分岐路進入判定処理（メインルーチン）
図３のフローチャートに示す様に、最初のステップ（Ｓとも記す）１００では、後に詳述する様に、路側物のデータを用いて走行車線及び車線数を推定する処理、即ち路側物による走行車線／車線数推定処理を行う。

続くステップ１１０では、後に詳述する様に、前方車両（先行車）のデータを用いて走行車線及び車線数を推定する処理、即ち先行車による走行車線／車線数推定処理を行う。
続くステップ１２０では、後に詳述する様に、路側物による走行車線／車線数推定処理や先行車による走行車線／車線数推定処理の結果に基づいて、自車の走行位置を推定する処理、即ち自車走行位置推定処理を行う。

続くステップ１３０では、後に詳述する様に、自車走行位置推定処理に基づいて分岐路への進入時であるかどうかを判定する処理、即ち分岐路進入判定処理を行って、一旦本処理を終了する。

(2)路側物による走行車線／車線数推定処理
本処理は、前記ステップ１００の処理、即ち、路側物のデータに基づいて、自車の走行車線の推定と車線数の推定を行う処理である。

図４のフローチャートに示す様に、ステップ２００では、レーザセンサ１２により得られた停止物のデータを読み込む。
例えば、レーザセンサ１２により検出した物体が、自車と同じ速さで自車に向かってくる場合には、その物体は停止物と判定されるので、その停止物のデータ（例えば自車の進路に対する側方距離のデータ）を読み込む。

続くステップ２１０では、読み込んだ停止物の側方距離のデータ（ここでは進路の右側の停止物のデータ）が、通常では考えられない様な異常なデータであるかどうかを判定する。

具体的には、読み込んだ停止物の側方距離のデータが、正常値の範囲（例えば左右２０ｍｍ以内）であるかどうかを判定する。ここで、正常な範囲であると判定されると ステップ２２０に進み、一方異常な値であると判断されるとステップ２６０に進む。

ステップ２６０では、走行距離を確認し、データの検出後１００ｍ走行したか否かを判定し、走行した場合にはステップ２７０に進み、一方、走行しない場合には、一旦本処理を終了する。

ステップ２７０では、読み込んだ停止物の側方距離等のデータを記憶するバッファを初期化し、一旦本処理を終了する。従って、異常なデータである場合には、そのデータを記憶しない。

一方、前記ステップ２１０で肯定判断されて進むステップ２２０では、読み込んだ停止物の側方距離のデータが、適正な検出範囲（即ち有効範囲）内にあるかどうかを判定する。

具体的には、上述した様に、選択された路側物の位置を基準点とし、その基準点からの走行距離に対応して、走行距離１ｍ当たり±２０ｃｍ以内の範囲が有効範囲として設定されているので、読み込んだ停止物の側方距離のデータが、前記二等辺三角形の有効範囲内であるか否かを判定する。ここで、有効範囲内であると判定されるとステップ２３０に進み、一方有効範囲外と判定されるとステップ２５０に進む。

ステップ２３０では、読み込んだ停止物の側方距離のデータが、有効範囲内にあるので、その停止物の側方距離のデータを、有効な路側物（右路側物）の側方距離のデータとして、バッファに格納する。

一方、ステップ２５０では、停止物の側方距離のデータが３回連続して有効範囲外と判定され、しかも、その３回のデータが所定の変動幅（例えば±２０ｃｍ）以内の近接したデータであるかどうかを判定する。ここで肯定判断されるとステップ２３０に進み、その値を適正な値として処理し、一方否定判断されると前記ステップ２６０に進み、その値を異常な値として処理する。

つまり、得られた停止物のデータが有効範囲外であっても、その状態が継続し且つ近接した値である場合には、例えば工事等で道幅が急に狭くなった様な場合であると判断して、その値を適正な値であるとみなすのである。

そして、前記ステップ２３０では、この有効範囲外のデータを、適正な路側物のデータとして、バッファに格納する。
尚、前記ステップ２１０〜２７０と同様な処理は、ステップ２８０にて、自車の進路の左側の路側物についても同様に行われるので、その説明は省略する。

続くステップ２４０では、バッファに格納した有効な路側物のデータに基づいて、以下に示す様に、走行車線と車線数の推定を行って、一旦本処理を終了する。
・ここで、前記走行車線と車線数の推定方法について説明する。

図５は、自車と左右の路側物との側方距離、詳しくは左右の複数の路側物の平均と自車の進路までの距離から、道路における自車の位置を推定した表である。また、図６は、図５の表の各欄（詳しくは各欄の英語の記号）に対応して、道路上の自車の位置、路側物（黒点）、車線等を示したものであり、点線が車線の幅に該当するいわゆるレーンマーカを示し、点線から一点鎖線までの部分が路側帯を示している。

従って、図５から、例えば右端位置平均距離（自車から右側の路側物までの距離）が７ｍで、左端位置平均距離（自車から左側の路側物までの距離）が６ｍの場合には、表の該当する縦の列と横の行が交差する欄（ＡＣ）から、図６に示す様に、自車が２車線道路にて左側車線を走行していることが分かる。

尚、図５において、推定走行車線や車線数が、１．５、２．５の様に小数点がある場合は、前記路側帯（車線の半分程度）があることや左右の車線間を走行していることを示している。また、同図の各欄において、上段のＡＢ等の記号は、各欄に対応する状態の記号を示し、中段は自車位置を示し（尚、車線間とは左右の車線の間を示す）、下段のカッコ内は車線数を示している。

従って、左右の路側物の側方距離が分かれば、現在何車線の道路にて、道路のどの車線を走行しているかを推定することができる。
(3)前方車両による走行車線／車線数推定処理
本処理は、前記ステップ１１０の処理、即ち、前方車両のデータに基づいて、前方車両の走行車線の推定と車線数の推定を行う処理である。

図７のフローチャートに示す様に、ステップ３００では、レーダセンサ１２により得られた移動物（前方車両）のデータを読み込む。
例えば、レーザセンサ１２により検出した物体が、自車と同じ速さで自車に向かってくる場合には、その物体は停止物と判定されるので、その停止物以外のデータを前方車両のデータとして、そのデータ（例えば自車の進路に対する側方距離のデータ）を読み込む。

続くステップ３１０では、カーブ横位置補正を行う。例えばステアリングセンサ２２より検出した操舵角から、推定Ｒ（道路がカーブする湾曲）を求め、この推定Ｒから前方車両のその前方距離における予想横位置（自車の直進方向に対する側方距離）を求め、この予想横位置と実際にレーダセンサ１２により求めた横位置（自車の直進方向に対する側方距離）との差に基づいて、前方車両の横位置を修正する。

つまり、レーダセンサ１２により前方車両の横位置を検出した場合でも、道がカーブしているときには、実際の自車のカーブした進路に対する正しい側方距離が得られないので、レーダセンサ１２で検出した前方車両の横位置から推定Ｒにより求めた予想横位置を引いて、横シフト量Ｘ（自車の予想進路に対する前方車両の側方距離）を求める。

続くステップ３２０では、後述する車線数の推定等のために、レーダセンサ１２で検出した前方車両のうち、自車の進路に対して、左右それぞれの方向において、例えば横シフト量Ｘの最大の前方車両を選択する。

そして、前記ステップ３１０で求めた横シフト量Ｘと前方距離Ｚとの関係を示す図８の表から、前方車両がどの車線を走行しているかを判断する。
この図８の表は、前方車線が走行する車線を判定するためのものであり、どの車線かを判定する領域は、自車線を中心として左右に分けて複数の領域に区分してある。具体的には、各領域は前方にゆくほど車線判定の誤差が増加することを考慮して、前方距離が増加するほど各領域の左右の幅が増加するように設定してある。

よって、例えば前方車両の前方距離が１２０ｍで、その横シフト量が７ｍの場合には、図８から、前方車両が右車線を走行していると推定できる。
続くステップ３３０では、前方車両の走行車線と車線数を推定し、一旦本処理を終了する。

つまり、前記ステップ３２０の処理により、前方車両のうち左右の横シフト量Ｘの最大のデータから、各前方車両の走行車線が分かるので、車線数を推定することができる。
また、図９の表から、自車の走行している車線を推定するためのパラメータを求めることができる。

図９（ａ）の表とは、自車を中心にして、自車線からどの程度離れた位置（車線）に左右の前方車両があるかを示すものである。従って、例えば自車の右側の１車線目に前方車両がある場合には１の列を選択し、自車の左側の１車線目に前方車両がある場合には１の行を選択し、その交差する欄２２が自車の位置を示すパラメータとなる。

更に、この図９（ａ）の数値は、後述する図１１に用いるために、図９（ｂ）に示す様に丸めて５つに区分したパラメータとしている。つまり、ここでは、例えば左側に分岐する分岐路の判定を行うために、（分岐路の無い側である）右推定車線のデータのみを採用するように、パラメータを設定している。これにより、分岐判定の際の信頼性が向上する。

尚、分岐路の有無や接続方向等の情報は、ナビゲーションＥＣＵ６から得られる。
(4)自車走行位置推定処理
本処理は、前記ステップ１２０の処理、即ち、前記路側物による推定結果と前方車両による推定結果を用いて、自車の走行位置を推定する処理である。

図１０のフローチャートに示す様に、まず、ナビゲーションＥＣＵ６から、自車が走行している道路の車線数の情報を読み込み、前記ステップ１００における路側物による推定結果を読み込み、前記ステップ１１０における先行車による推定結果を読み込む。

そして、ステップ４００では、それらの情報に基づいて、自車の走行位置を推定する。
具体的には、まず、図１１を用いて、路側物による推定結果（左右端の結果）と先行車による推定結果（前方車両での結果）の矛盾点を補正する。

この図１１の表とは、その横の行に前記図９（ｂ）における前方車両での結果を５つの区分として示し、その縦の列に、左右端での結果を英語の記号の区分として示したものである。

尚、図１１の「矛盾なし」とは、左右端での結果と前方車両での結果が矛盾が無いことを示している。「左右端による矛盾の補正」とは、左右端での結果と前方車両での結果に矛盾が有るので、左右端の結果を優先（その結果を採用）したものである。「前方車両による矛盾の補正」とは、左右端での結果と前方車両での結果に矛盾が有るので、前方車両での結果を優先したものである。「前方車両による左端車線走行中補正」とは、左右端での結果と前方車両での結果に矛盾が有るので、０．５車線のずれまでは、前方車両の結果で補正するものである。具体的には、０．５車線左にずらすと左端車線走行中になる場合のみ補正を行い、それ以外の場合は、補正を行わない。

従って、例えば前方車両での結果が１０で、左右端での結果がＡＣの場合には、その行列の交差する欄では１１Ａというパラメータが得られる。このパラメータのうち、数字の１１は、図１２（ａ）における左端のNo.に該当する。一方、英語のＡは、図１２（ｂ）の左右端のデータがあるかどうかを示している。

ここで、図１２（ａ）は、自車の走行車線を特定した結果を示したものであり、左端のNo.が、前記図１１の各欄の記号の数値を意味し、それに対応して、車線数や自車の走行位置を示している。

よって、上述した左端のNo.１１は、２車線の道路を示しており、自車が走行する車線はその内の左側の車線であることが分かる。尚、図１２（ａ）の右半分は、道路の幅方向における自車の位置を模式的に示している（自車の位置は斜線部分である）。

尚、図１２（ｂ）は、左右位置平均のデータ、即ち左右の路側物のデータが得られたかどうかを示しており、得られている場合の方が信頼性の高いデータとして認識される。
従って、このステップ４００では、前記図１２から、自車が走行する道路の車線数、自車の走行車線、データの信頼性が分かる。

(5)分岐路判定処理推定処理
本処理は、前記ステップ１３０の処理、即ち、前記ステップ１２０の自車走行位置の推定結果を用いて分岐路を判定する処理である。

図１３のフローチャートに示す様に、まず、ナビゲーションＥＣＵ６から、分岐路の情報（どの位置で、道路のどちら側に分岐しているか等の情報）を読み込む、前記ステップ１２０における自車走行位置の推定結果を読み込む。

そして、ステップ５００では、前記分岐路がある場合には、その分岐路が道路のどちら側にあるかを判定する。そして道路の右側に分岐している場合には、ステップ５１０に進み、一方、道路の左側に分岐している場合には、ステップ５３０に進む。

ステップ５１０では、自車の走行位置が、車線より右側にずれているかどうかを判定する。例えば走行車線が２車線であるにもかかわらず、３車線の道路の右側の車線を走行している場合には、自車が車線より右側にずれていると判定できる。

ここで右側にずれていると判断された場合は、ステップ５２０に進み、一方、右側にずれていないと判断された場合は、ステップ５４０に進む。
ステップ５２０では、自車が車線より右側にずれているので、分岐路に進入したと判断し、一旦本処理を終了する。

一方、ステップ５４０では、自車が車線より右側にずれていないので、本線を継続して走行していると判断し、一旦本処理を終了する。
また、前記ステップ５００で左に分岐していると判断されて進むステップ５３０では、自車の走行位置が、車線より左側にずれているかどうかを判定する。

ここで左側にずれていると判断された場合は、前記ステップ５２０に進み、分岐路に進入したと判断して、一旦本処理を終了する。
一方、左側にずれていないと判断された場合は、前記ステップ５４０に進み、本線を継続して走行していると判断して、一旦本処理を終了する。

ｄ）次に、本実施例の効果について説明する。
・本実施例では、認識した停止物が路側物であることを判定するための有効範囲を、自車の進路に沿って、基準となる路側物の位置からの走行距離に応じて左右方向に広がるように設定している。これにより、例えば道路が分岐する様な場合、つまり、分岐路に沿って路側物が左右方向に広がるように位置するときでも、路側物を確実に認識することができる。

従って、路側物であることを常に精度良く検出できるので、新たに画像センサ等のハードを追加することなく、その路側物のデータに基づいて、精密に自車の走行位置を特定することができる。

・本実施例では、有効範囲外の停止物のデータ（即ち無効な路側物のデータ）が得られた場合でも、全てのデータを無効とするのではなく、実際に路側物である可能性が高い場合には、そのデータを有効な路側物のデータとしている。

つまり、有効範囲外のデータが３回連続して得られ、しかも、そのデータの変動幅が小さな場合には、例えば工事等で道幅が実際に狭くなった様な場合であるとみなして、それらのデータを路側物のデータとして認識する。

これによって、実際に道路幅が変化している場合であっても、確実に路側物を認識して、精度の良い自車走行位置の推定を行うことができる。
・本実施例では、自車の進路の左右方向における一方の路側物が認識できない場合には、認識できた他方の路側物のデータを用いて自車の走行位置を検出するので、確実なデータに基づく処理を行うことができ、自車走行位置の推定精度を高めることができる。

・本実施例では、上述した有効な路側物のデータだけでなく、認識した前方車両のデータを加味して（例えば信頼性が高いデータを採用して）、自車の走行位置を検出するので、その検出精度が高いという利点がある。尚、データに矛盾がある場合には、例えば両データの平均をとる等の方法によって補正を行うことにより、（異常なデータを排除して）データの安定性を高めることができる。

・本実施例では、自車の位置を推定する場合に、どの車線にあるかだけでなく、車線間や車線と路側との間にあるかどうかも推定するので、精度の高い自車走行位置の推定を行うことができる。特に、分岐路では、車両は徐々に横方向に移動するので、この車線と路側との間の判定を行うことにより、分岐路への進入かどうも判定することができる。

・本実施例では、ナビゲーションＥＣＵ６から、車線数のデータを読み込んで、その車線数のデータに基づいて自車走行位置の推定を行うので、高い精度で自車走行位置の検出を行うことができる。また、ナビゲーションＥＣＵ６から分岐路のデータを読み込むことにより、分岐路判定を精度良く行うこともできる。

・尚、車線数を推定する場合には、前方車両のうち左右方向の最も離れた位置にある車両の位置から、車線数を推定することができる。

次に、実施例２について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
ａ）本実施例は、前記実施例１の様に、分岐判定をするものではなく、道路上にて自車が走行する位置（車線等）の推定を行うものである。

従って、本実施例では、図１４のフローチャートに示す様に、自車走行位置の推定を行う。以下具体的に説明する。
まず、図１４のステップ６００では、前記実施例１のステップ１００と同様に、路側物による走行車線／車線数判定の処理を行う。

続くステップ６１０では、前記実施例１のステップ２００と同様に、先行車による走行車線／車線数判定の処理を行う。
続くステップ６２０では、自車走行位置推定の処理を行うが、この内容が、前記実施例１と異なる。

つまり、本処理では、分岐判定を行う必要が無いので、前記図９（ｂ）の様に、（前方車両による）右側推定車線のデータのみを採用するのではなく、左右の推定車線のデータを採用する。

例えば図１１の前方車両での結果として、００、１０、２０、３０、４０の区分に変えて、前方車両の結果の部分を、図９の各欄の２５個の数値００〜４１に区分したマップを作成してもよい。

これにより、前方車両での結果を全て活用できるので、自車の走行の位置を推定する精度が向上するという利点がある。
本実施例においても、前記実施例と同様に、自車走行位置を精度良く推定できるとともに、分岐路を判定を行う必要がないので、前方車両の結果を十分に採用して、一層推定精度が向上するという利点がある。

ｂ）また、本実施例の応用例としては、下記のものが挙げられる。
・例えば、左右端での結果と前方車両での結果とを参照して、信頼度の高い方を優先する方法を採用できる。

具体的には、例えば走行車両が少ない場合には、左右端の路側物での結果の信頼性が高いとみなして、左右端の結果を採用して、自車走行位置を推定することができる。
・また、これとは逆に、所定の条件下において（例えば左右端での結果と前方車両での結果から推定した車線数が最大車線数より大きく、０．５車線左にずらすと左側車線走行中になる場合）、前方車両での結果を優先することも考えられる。

例えば、ナビゲーション装置からの情報で自車が走行している道路の最大車線数を決定し、その車線数内になる様に、前方車両での結果を利用して０．５車線左にずらして自車の走行位置を推定する。

・それ以外には、左右端での結果と前方車両での結果とを組み合わせて、その平均をとる方法も考えられる。
例えば左右端での結果が、自車が３車線にて右端を走行していることを示し、一方、前方車両での結果が、自車が３車線にて左端を走行していることを示す場合には、３車線の中央を走行していると推定することができる。

・また、例えば左右端での結果が、自車が２車線の左端の車線を走行していることを示し、一方、前方車両での結果が、自車が３車線の真ん中の車線を走行していることを示す場合には、例えば道路が２．５車線で、左から１．５車線を走行していると推定することができる。

つまり、上述した各応用例の方法により、誤差等の影響をできる限り低減して、精度のよい自車走行位置の推定が可能となる。
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

（１）例えば、一般道路と自動車専用道路とでは、路側帯の状態が異なるので、処理内容を切り換えてもよい。例えば自動車専用道路では、必ず路側帯があるとして処理してもよい。

（２）上述した自車走行位置検出装置の機能を、コンピュータのプログラムにより実行される処理により実現したもの、即ち前記機能を実現するためのプログラムも本発明の範囲である。
（３）なお、上述した発明とは別に、レーダ（例えばレーザレーダ）によって得られたデータに基づいて、移動物を認識する移動物認識手段と、移動物認識手段により認識された移動物について、自車の進路に対する側方距離を検出する側方距離検出手段と、を備えた自車走行位置検出装置において、移動物のうち、一番左の前方移動物と一番右の前方移動物との側方距離のデータに基づいて、自車の走行する道路の車線数を推定する車線数推定手段と、車線数推定手段によって推定された車線数のデータに基づいて、自車の走行位置を検出する自車走行位置検出手段と、を備えたことを特徴とする自車走行位置検出装置が考えられる。
この場合には、認識した移動物のうち、一番左の前方移動物と一番右の前方移動物との側方距離のデータに基づいて、自車の走行する道路の車線数を推定し、この推定した車線数のデータに基づいて、自車の走行位置を検出する。
これにより、路側物のデータが得られない場合でも、車線数の推定ができるので、その推定した車線における自車の位置を（例えば先行車に対する横方向の相対位置から）求めることにより、自車の走行位置を検出することができる。
尚、移動物認識手段及び側方距離検出手段は、例えばレーザレーダに配置されたマイクロコンピュータにより実現することができる。

実施例のクルーズ制御装置のシステム構成を示す説明図である。 路側物を検出する際の有効範囲を示す説明図である。 実施例１の分岐路の進入を判定するためのメインルーチンを示すフローチャートである。 路側物による走行車線／車線数推定の処理を示すフローチャートである。 左右端位置平均距離によって走行車線、車線数を推定するために用いるマップを示す説明図である。 左右端位置平均距離による走行車線、車線数を推定した結果を示す説明図である。 前方車両による走行車線／車線数推定の処理を示すフローチャートである。 前方車両の位置によって車線数を推定するために用いるマップを示す説明図である。 （ａ）前方車両の位置による車線数の推定結果から走行位置を推定するために用いるマップを示す説明図、（ｂ）前方車両での結果を丸めるために用いるマップを示す説明図である。 自車走行位置推定の処理を示すフローチャートである。 左右端での結果と前方車両による結果とによる矛盾点を補正するためにマップを示す説明図である。 （ａ）自車走行車線特定結果を示す説明図、（ｂ）左右端のデータの有無を示す説明図である。 分岐路判定処理を示すフローチャートである。 実施例２の自車走行位置を推定するためのメインルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

２…車間制御用電子制御装置（車間制御ＥＣＵ）
４…ブレーキ電子制御装置（ブレーキＥＣＵ）
６…ナビゲーション装置（ナビゲーションＥＣＵ）
８…エンジン制御用電子制御装置（エンジンＥＣＵ）
１０…通信線（車内ＬＡＮ）
１２…レーザセンサ
１８…ＨＤＤ
２０…ＧＰＳアンテナ
２２…ステアリングセンサ
２４…ヨーレートセンサ
２６…車速センサ

Claims (13)

1. レーダによって得られたデータに基づいて、自車の前方の停止物を認識する停止物認識手段と、
   前記停止物認識手段によって得られた停止物が、路側物であるかどうかを判定する路側物判定手段と、
   を備えた自車走行位置検出装置において、
   前記路側物を判定するための有効範囲を、前記自車の進路に沿って設定するとともに、当該有効範囲の側方範囲を、基準となる路側物の位置からの走行距離に応じて設定する有効範囲設定手段と、
   前記有効範囲内の有効な路側物における前記自車の進路に対する側方距離のデータに基づいて、前記自車の走行位置を検出する自車走行位置検出手段と、
   を備え、
   前記有効範囲外の無効の路側物の側方距離のデータが所定回数連続して検出され、且つ、当該連続した無効の路側物の側方距離のデータの変動幅が所定範囲内の場合には、当該連続した側方距離のデータを有効とすることを特徴とする自車走行位置検出装置。
2. 前記請求項１に記載の自車走行位置検出装置において、
   前記走行距離が長くなるほど前記有効範囲の側方範囲を大きく設定することを特徴とする自車走行位置検出装置。
3. 前記請求項１又は２に記載の自車走行位置検出装置において、
   前記自車の進路の左右方向における一方の路側物が認識できない場合には、認識できた他方の路側物のデータを用いて自車の走行位置を検出することを特徴とする自車走行位置検出装置。
4. 前記請求項１〜３のいずれかに記載の自車走行位置検出装置において、
   前記レーダによって得られたデータに基づいて、自車の前方の移動物を認識する移動物認識手段と、
   前記移動物認識手段により認識された移動物について、前記自車の進路に対する側方距離を検出する側方距離検出手段と、
   前記移動物認識手段により認識された移動物について、前記自車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
   を備え、
   前記移動物の側方距離のデータと前記自車との車間距離のデータとに基づいて、車線数を検出することを特徴とする自車走行位置検出装置。
5. 前記請求項１〜４のいずれかに記載の自車走行位置検出装置において、
   前記レーダによって得られたデータに基づいて、自車の前方の移動物を認識する移動物認識手段と、
   前記移動物認識手段により認識された移動物について、前記自車の進路に対する側方距離を検出する側方距離検出手段と、
   を備え、
   前記移動物の側方距離のデータと前記有効な路側物の側方距離のデータとに基づいて、前記自車の走行位置を検出することを特徴とする自車走行位置検出装置。
6. 前記請求項５に記載の自車走行位置検出装置において、
   前記移動物の側方距離のデータと前記有効な路側物の側方距離のデータとに基づいて、前記自車の走行位置を検出する場合に、互いのデータに矛盾があるときには、その矛盾の解消又は低減のための補正を行うことを特徴とする自車走行位置検出装置。
7. 前記請求項６に記載の自車走行位置検出装置において、
   前記互いのデータに矛盾がある場合には、信頼性の高いデータを採用して、前記自車の走行位置を検出することを特徴とする自車走行位置検出装置。
8. 前記請求項７に記載の自車走行位置検出装置において、
   前記信頼性の高いデータとして、前記路側物の側方距離のデータを採用することを特徴とする自車走行位置検出装置。
9. 前記請求項６に記載の自車走行位置検出装置において、
   前記互いのデータに矛盾がある場合には、両方のデータを加味して、前記自車の走行位置を検出することを特徴とする自車走行位置検出装置。
10. 前記請求項１〜９のいずれかに記載の自車走行位置検出装置において、
    前記検出する自車の走行位置が、自車の走行する車線であることを特徴とする自車走行位置検出装置。
11. 前記請求項１〜１０のいずれかに記載の自車走行位置検出装置において、
    前記検出する自車の走行位置が、車線内、車線間、及び車線と路側との間のいずれかであることを特徴とする自車走行位置検出装置。
12. 前記請求項１〜１１のいずれかに記載の自車走行位置検出装置において、
    更に、ナビゲーション装置からの車線数のデータを加味して、前記自車の走行位置を検出することを特徴とする自車走行位置検出装置。
13. 前記請求項１〜１２のいずれかに記載の自車走行位置検出装置の機能を、コンピュータにより実現するためのプログラム。

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