JP5039013B2 - 車両走行支援装置、車両、車両走行支援プログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されている撮像装置を通じて得られた画像に基づいてこの車両の走行を支援する装置等に関する。

カメラにより撮像された画像に基づき、この道路における積雪の有無を判定する技術が提案されている（特許文献１および特許文献２参照）。
特開２００５−２７５６９１号公報 特開２００５−３０８４３７号公報

しかし、前記技術によれば、道路の周辺にカメラが固定されており、このカメラによりあらかじめ撮像された画像または異なる時点において撮像された画像が存在することがこの道路における積雪有無の判定要件とされている。このため、車載カメラにより同じ位置から撮像された画像が存在しない、車両が初めて走行する道路における積雪等、レーンマークの認識精度を低下させるレーンマーク認識阻害因子の有無を判定することは困難である。

そこで、本発明は、車載カメラによる同一位置からの撮像履歴の有無にかかわらず、車両が走行中の道路におけるレーンマークの認識精度を低下させるレーンマーク認識阻害因子を高精度で判定することができる装置等を提供することを解決課題とする。

本発明の車両走行支援装置は、車両に搭載されている撮像装置を通じて得られた前記車両の進行方向の状況を表わす画像に基づき、前記車両の走行環境を認識する車両走行支援装置に関する。本願発明者は、積雪がある道路にできた轍がレーンマークのエッジとして誤認識される場合があることを知見した。また、本願発明者は、道路わきに沿って延在する草木または茂み等の輪郭がレーンマークのエッジとして誤認識される場合があることを知見した。このような場合、レーンマークに基づいて車両の挙動が制御されると、車両が本来の通行帯から外れて走行してしまう可能性がある。

そこで、本発明の車両走行視線装置は、車両に搭載されている撮像装置を通じて得られた前記車両の進行方向の状況を表す画像に基づき、前記車両の走行環境を認識する車両走行支援装置であって、前記画像において走査方向について輝度が閾値を超えて変化する線分をエッジとして抽出するエッジ抽出処理を実行することによりエッジ画像を生成する第１処理要素と、前記第１処理要素により生成された前記エッジ画像に基づいて、前記車両からその前方または走行方向に指定距離だけ離れた位置における、左右一対のレーンマークにより左右が画定される通行帯の幅の時間分散値をレーンマークおよび前記レーンマークの配置のばらつき度合いとして算出し、前記ばらつき度合いが閾値を超えているか否かに応じて前記車両が走行中の道路におけるレーンマークの認識精度を低下させるレーンマーク認識阻害因子の有無を判定する第２処理要素とを備えていることを特徴とする。

本発明の車両走行支援装置によれば、積雪がある道路にできた轍、または、道路わきに沿って延在する茂み等の物体の輪郭等がレーンマークのエッジとして認識された場合、当該レーンマークの配置態様のばらつき度合が閾値以上となる。このため、車両が走行中の道路における積雪または道路わきに沿って延在する物体等、レーンマークの認識精度を低下させるレーンマーク認識阻害因子の有無が高精度で認識されうる。なお、撮像装置を通じて得られた画像とは、撮像画像そのもののほか、撮像画像に画像処理が施されることにより得られた画像をも意味する。また、本発明の構成要素が情報を「認識する」とは、当該構成要素が情報をデータベースから検索すること、メモリ等の記憶装置から情報を読み取ること、情報を受信すること、情報が入力されること、センサ等の出力信号に基づき情報を測定、算定、推定、判定すること、測定等された情報をメモリに格納すること等、当該情報をさらなる情報処理のために準備または用意するために必要なあらゆる情報処理を実行することを意味する。

さらに、通行帯を画定する一対のレーンマークのエッジのうち一方または両方が、積雪がある道路にできた轍または道路わきに沿って延在する茂みの輪郭等の擬似的なレーンマークのエッジに該当する場合、通行帯の幅のばらつき度合としての時間的分散が閾値以上となる。時間的分散とは、車両からその前方または走行方向に指定距離だけ離れた位置における通行帯の幅または通行帯の幅の空間平均値の時間平均値に基づいて算出される分散を意味する。このため、車両が走行中の道路に積雪または道路わきに沿って延在する物体等のレーンマーク認識阻害因子があること、ひいてはこの道路における積雪の有無が高精度で認識されうる。

本発明の車両走行支援装置において、前記第２処理要素が、前記ばらつき度合いが閾値以上である場合には前記道路に前記レーンマーク認識阻害因子が存在すると判定することが好ましい。

当該構成の車両走行支援装置によれば、通行帯を画定する一対のレーンマークのエッジのうち一方または両方が、積雪がある道路にできた轍または道路わきにある樹木の影の輪郭等の擬似的なレーンマークのエッジに該当する場合、レーンマークの配置態様のばらつき度合が閾値以上となる。この場合、車両が走行中の道路に積雪または道路わきにある樹木の影等のレーンマーク認識阻害因子が存在することが高精度で判定されうる。

本発明の車両走行支援装置において、前記第２処理要素により前記レーンマーク認識阻害因子が存在すると判定された場合にはレーンマークの認識処理の実行を保留または停止することが好ましい。

当該構成の車両走行支援装置によれば、レーンマークの認識精度が低くなる蓋然性が高い状況で、レーンマークの認識処理が実行または継続されることが回避されるので、レーンマークの誤認識に基づいて車両の挙動が制御される等の事態が回避される。

本発明の車両走行支援装置において、前記第２処理要素が前記レーンマーク認識阻害因子として積雪または道路わきに沿って延在する物体が存在すると判定することを特徴とする。

当該構成の車両走行支援装置によれば、車両が走行中の道路におけるレーンマーク認識阻害因子としての積雪または物体の陰影の有無が高精度で判定されうる。

本発明の車両走行支援装置等の実施形態について図面を用いて説明する。

図１および図２に示されている車両（四輪自動車）１には、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳイメージセンサや近赤外線カメラ等のカメラ（撮像装置）１２と、車両走行支援装置１０とが搭載されている。カメラ１２は車両１の前方の様子をフロントウィンドウ越しに撮像するように車内空間に取り付けられている。なお、カメラ１２の配置箇所は車両１のフロント部分等に適宜変更されてもよい。車両１には図２に示されているように車速センサ１２２、加速度センサ１２４およびヨーレートセンサ１２６等のセンサと、操舵装置１４と、制動装置１６とがさらに搭載されている。車速センサ１２２、加速度センサ１２４およびヨーレートセンサ１２６のそれぞれは車両１の速度、加速度およびヨーレートのそれぞれに応じた信号を出力する。

車両走行支援装置１０はコンピュータまたはＥＣＵ（電子制御ユニット）（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭならびにＩ／Ｏ回路およびＡ／Ｄ変換回路等の電子回路等により構成されている。）により構成されている。車両走行支援装置１０にはカメラ１２および速度センサ１２２等からの出力信号が入力される。ＣＰＵにより「車両走行支援プログラム」がメモリから読み出され、かつ、読み出されたプログラムにしたがって後述する種々の処理が実行される。なお、プログラムは任意のタイミングでサーバからネットワークや衛星を介して車両１に配信または放送され、車載コンピュータのＲＡＭ等の記憶装置に格納されてもよい。車両走行支援装置１０は操舵装置１４および制動装置１６のうち一方または両方の動作を制御することにより、車両１が通行帯から逸脱しないように車両１の走行を支援する走行支援制御を実行する。

車両走行支援装置１０は第１処理要素１１０および第２処理要素１２０を備えている。第１処理要素１１０はカメラ１２を通じて得られた画像においてエッジを抽出または顕在化するエッジ抽出処理を実行することによりエッジ画像を生成する。第２処理要素１２０は第１処理要素１１０により生成されたエッジ画像に第１処理要素により生成された前記エッジ画像に基づいてレーンマークおよび前記レーンマークの配置態様のばらつき度合を認識する。第２処理要素１２０はばらつき度合が閾値を超えているか否かに応じて車両１が走行中の道路における積雪の有無を判定する。

前記構成の車両１および車両走行支援装置１０の機能について説明する。

まず、カメラ１２を通じて車両１の前方または走行方向の状況を表わすディジタル画像が取得される（図３／Ｓ００２）。これにより、たとえば図４（ａ）または（ｂ）に示されているような車両１の前方に延びる道路の画像が取得される。なお、図４（ａ）は積雪がない状態における撮像画像であり、図４（ｂ）は積雪がある状態における撮像画像である。このほか、図５（ａ）または（ｂ）に示されているような車両１の前方に延びる道路の画像が取得されうる。なお、図５（ａ）は道路わきに延在する茂みがない状態における撮像画像であり、図５（ｂ）は道路わきに延在する茂みがある状態における撮像画像である。また、第１処理要素１１０により、ディジタル画像に対してエッジ抽出処理が実行されることにより、エッジが顕在化されたエッジ画像が生成される（図３／Ｓ００４）。

さらに、第２処理要素１２０により、第１処理要素により生成されたエッジ画像に基づいてレーンマークが認識される（図３／Ｓ００６）。具体的には、エッジ画像に対してハフ変換処理が実行され、ハフ空間（ρ−θ空間）において標準的なレーンマークを画定する直線（線分）の存在領域に存在する線分が適宜接続されることにより得られる線分がレーンマークまたはそのエッジとして認識される。これにより、たとえば図４（ａ）および（ｂ）のそれぞれに示されている画像から得られたエッジ画像に基づき、図６（ａ）および（ｂ）のそれぞれに示されているように左右一対のレーンマークのエッジが認識される。なお、図５（ａ）および（ｂ）のそれぞれに示されている画像から得られたエッジ画像に基づき、図６（ａ）および（ｂ）のそれぞれと同様に左右一対のレーンマークが認識される。さらに、当該一対のレーンマークにより左右が画定された通行帯が認識される。

さらに、第２処理要素１２０によりレーンマークの配置態様のばらつき度合が評価される（図３／Ｓ００８）。具体的には、通行帯の幅の空間的分散または時間的分散が算出される。通行帯の幅の「空間的分散」とは、ある時刻における車両１からその前方（または進行方向）への距離に応じた通行帯の幅の平均値に基づいて算出される分散を意味する。通行帯の幅の「時間的分散」とは、車両１からその前方に指定距離だけ離れた位置における通行帯の幅または通行帯の幅の空間平均値の時間平均値に基づいて算出される分散を意味する。画像空間から実空間（たとえば車両１の任意点を原点とし、車両１のロール、ピッチおよびヨー軸のそれぞれがＺ，ＸおよびＹ軸として定義されている空間。）への座標変換は、カメラ１２の位置および焦点距離ｆ等に基づいて実行されうる。これにより、たとえば図６（ａ）および（ｂ）のそれぞれに示されている通行帯の幅および空間的分散のそれぞれが、図７（ａ）および（ｂ）のそれぞれに示されているように逐次算出される。なお、左右一対のレーンマークのうち一方またはそれぞれの実空間または画像空間における直線または曲線近似関数と、このレーンマークの実空間または画像空間における実際の形状を表わす関数との空間的分散または時間的分散がレーンマークの配置態様のばらつき度合として評価されてもよい。

また、第２処理要素１２０により、ばらつき度合が閾値以上であるか否かに応じて、車両１が走行中の道路における積雪または道路わきに延在する茂み等の物体等のレーンマーク認識阻害因子の有無が判定される（図３／Ｓ０１０）。たとえば、図７（ｂ）に破線で示されているように空間的分散（ばらつき度合）が閾値以上である場合にはレーンマーク認識阻害因子としての積雪があると判定される一方、図７（ｂ）に実線で示されているように空間的分散が閾値を下回っている場合にはレーンマーク認識阻害因子としての積雪が存在しないと判定される。なお、積雪に代えて、道路わきに沿って延在する草木または茂み等の物体の有無が、レーンマーク認識阻害因子の有無として判定されてもよい（図５（ａ）（ｂ）参照）。

そして、道路においてレーンマーク認識阻害因子がないと判定された場合（図３／Ｓ０１０‥ＹＥＳ）、操舵装置１４および制動装置１６のうち一方または両方の動作が制御されることにより、車両１が先に認識された通行帯から逸脱しないように車両１の走行を支援する走行支援制御が実行される（図３／Ｓ０１４）。その一方、道路においてレーンマーク認識阻害因子があると判定された場合（図３／Ｓ０１０‥ＮＯ）、走行支援制御は実行されないまたは省略される。すなわち、レーンマークの認識精度が低くなる蓋然性が高い状況で、レーンマークの認識処理が実行または継続されることが回避されるので、レーンマークの誤認識に基づいて車両の挙動が制御される等の事態が回避される。

本発明の車両の構成説明図 本発明の車両走行支援装置の構成説明図 本発明の車両走行支援装置の機能を示すフローチャート 無積雪時および積雪時の撮像画像に関する説明図 道路わきに沿って延在する茂みの有無に応じた撮像画像に関する説明図 無積雪時および積雪時の通行帯の認識結果に関する説明図 レーンマークの配置態様のばらつき度合に関する説明図

符号の説明

１‥車両、１０‥車両走行支援装置、１２‥カメラ（撮像装置）、１１０‥第１処理要素、１２０‥第２処理要素

Claims (4)

1. 車両に搭載されている撮像装置を通じて得られた前記車両の進行方向の状況を表す画像に基づき、前記車両の走行環境を認識する車両走行支援装置であって、
   前記画像において走査方向について輝度が閾値を超えて変化する線分をエッジとして抽出するエッジ抽出処理を実行することによりエッジ画像を生成する第１処理要素と、
   前記第１処理要素により生成された前記エッジ画像に基づいて、前記車両からその前方または走行方向に指定距離だけ離れた位置における、左右一対のレーンマークにより左右が画定される通行帯の幅の時間分散値をレーンマークおよび前記レーンマークの配置のばらつき度合いとして算出し、前記ばらつき度合いが閾値を超えているか否かに応じて前記車両が走行中の道路におけるレーンマークの認識精度を低下させるレーンマーク認識阻害因子の有無を判定する第２処理要素とを備えていることを特徴とする車両走行支援装置。
2. 請求項１記載の車両走行支援装置において、
   前記第２処理要素が、前記ばらつき度合いが閾値以上である場合には前記道路に前記レーンマーク認識阻害因子が存在すると判定することを特徴とする車両走行支援装置。
3. 請求項１又は２記載の車両走行支援装置において、
   前記第２処理要素により前記レーンマーク認識阻害因子が存在すると判定された場合にはレーンマークの認識処理の実行を保留または停止することを特徴とする車両走行支援装置。
4. 請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の車両走行支援装置において、
   前記第２処理要素が前記レーンマーク認識阻害因子として積雪または道路わきに沿って延在する物体が存在すると判定することを特徴とする車両走行支援装置。