JP6450413B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置に関する。

特許文献１では、複数種類の車両走行制御それぞれに対応した検出結果に基づいて走行制御を行うことを課題としている。

当該課題を解決するため、特許文献１では、センサの優先順位は走行制御の全てについて固定されているのではなく、走行制御の種別それぞれに対応して優先順位が設定され、ＬＫＡ部等のそれぞれは優先順位に従ってセンサ類それぞれの検出結果を適用して車両を制御する。

特許文献２では、道路区画線の認識が正確になされているか否かを検知して適切な制御を行うことを課題としている。

当該課題を解決するため、特許文献２では、地図情報が記憶された記憶手段と、自車両の現在位置を特定する現在位置特定手段とを備え、道路区画線認識手段が道路区画線を認識した結果、導出される第１の指標情報と、現在位置特定手段により特定された自車両の現在位置を用いて地図情報を参照して得られる第２の指標情報との乖離に基づき所定の乖離時制御を行う。

特開２００８−１４９８６０号公報 特開２００８−０４９９１８号公報

特許文献１に記載の車線維持支援制御は、白線を検出する画像センサにより検出したレーン情報を第１優先とし、レーンが検出できなくなったときは、ナビゲーションシステムによる情報やレーダによる情報で補完する。

特許文献２は、カメラの撮像画像から導出した道路曲率（第１の指標情報）と、地図情報から取得した道路曲率（第２の指標情報）を比較し、違いが閾値以上のときは、自動操舵制御の停止を行う。

しかしながら、交差点等において、車両が走行すべきレーンに対してカメラでレーンマーク認識する際に、複数の分岐するレーンが存在して形状が複雑になると、走行すべきレーンのみを特定して認識できない場合がある。

本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、交差点等において、車両が走行すべきレーンに対してカメラでレーンマークを認識する際に、複数の分岐するレーンが存在して形状が複雑になっても、走行すべきレーンのみを特定して認識することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

［１］ 本発明に係る車両制御装置は、自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置であって、予め設定された予定走行経路中、前記自車両が所定領域に到達した段階あるいは到達する前に、地図情報から前記所定領域のレーンの形状データ（経路データ）を取得するレーン形状取得部と、前記所定領域のレーンマークを含む周辺の画像データを取得する周辺画像取得部と、取得した前記レーンの形状データと前記周辺の画像データとを照合（位置合わせ）し、前記周辺の画像データのうち、少なくともレーンキープに用いるレーンマークを選定するレーンマーク選定部とを有することを特徴とする。

例えば交差点で走行すべきレーンに対して、カメラでレーンマークを認識する際に、複数の分岐するレーンが存在して、レーンの形状（経路）が複雑になると、走行すべきレーンのみを特定して認識することができない場合がある。しかし、本発明では、自車両が所定領域に到達あるいは到達する前に、地図情報から所定領域のレーンの形状データを取得し、所定領域の複数のレーンマークを含む周辺の画像データを取得する。そして、取得したレーンの形状データと周辺の画像データとを照合し、周辺の画像データのうち、少なくともレーンキープに用いるレーンマークを選定する。すなわち、走行すべきレーンに沿ったレーンマークを特定する。これにより、複数の分岐するレーンが存在して、レーンの形状が複雑になっても、少なくともレーンキープに用いるレーンマークのみを特定して認識することができる。

すなわち、本発明においては、交差点等において、自車両が走行すべきレーンに対してカメラでレーンマークを認識する際に、複数の分岐するレーンが存在して形状が複雑になっても、走行すべきレーンのみを特定して認識することができる。

ところで、レーンに付随して道路上に複数の直線が並列に並んだ縞模様のゼブラゾーン（導流帯）や、四角形のマーク（ダイヤマーク）が描画されている場合がある。このような場合、ゼブラゾーンを構成する１つの直線やダイヤマークを構成する１つの直線をレーンマークと誤認識して、車両の進路が予定走行経路から外れるおそれがある。

このような場合でも、取得したレーンの形状データと周辺の画像データとを照合して、周辺の画像データのうち、走行すべきレーンに沿ったレーンマークを選定することから、周辺の画像データに、紛らわしい直線データがあっても、少なくともレーンキープに用いるレーンマークのみを特定して認識することができる。これにより、自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両の商品性を高めることができる。

［２］ 本発明において、前記レーンマーク選定部は、前記周辺の画像データに基づいて、前記所定領域における前記形状データの左右両側のレーンマークの本数の組み合わせを第１情報として取得する第１情報取得部と、前記周辺の画像データに基づいて、前記所定領域における前記自車両の左右両側のレーンマークの本数の組み合わせを第２情報として取得する第２情報取得部とを有し、前記第１情報と前記第２情報とが同じ場合に、前記周辺の画像データのうち、前記自車両の左右両側のレーンマークを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークとして選定し、前記第１情報と前記第２情報とが異なる場合に、前記周辺の画像データのうち、前記形状データに最も近いレーンマークを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークとして選定してもよい。

レーンマークの選定において、画像データのようなデータ量の多い情報を直接用いることなく、レーンマークの本数の組み合わせで、少なくともレーンキープに用いるレーンマークを選定することができるため、複数のレーンを有する複雑なレーン構造であっても、レーンマーク探索の高速化を図ることができる。

［３］ 本発明において、前記レーンマーク選定部は、前記周辺の画像データのうち、前記所定領域における前記形状データの曲線近似式の次数に基づいて、少なくともレーンキープに用いるレーンマークを選定してもよい。

これにより、走行すべきレーンのコース（左折、右折、直進等）を、画像データのようなデータ量の多い情報を直接用いることなく、容易に判定することができるため、複数のレーンを有する複雑なレーン構造であっても、レーンマーク探索の高速化を図ることができる。

［４］ 本発明において、前記自車両が走行する前記所定領域は、線状の画像データが３つ以上認識され得る領域であってもよい。

線状の画像データが３つ以上認識され得る領域（所定領域）としては、例えば直進のための例えば２つのレーンマークと、右折のための例えば１つのレーンマーク等が挙げられる。そして、例えば自車両が直進すべき場合において、右折のためのレーンマーク（画像データ）を直進のためのレーンマーク（画像データ）と誤認識することなく、直進のための２つのレーンマーク（画像データ）を選定することができる。これは、自車両が右折する場合や、左折する場合においても同様である。

所定領域のその他の例としては、上述したように、縞模様のゼブラゾーン（導流帯）や、四角形のダイヤマークが描画された領域等が挙げられる。このような所定領域であっても、取得したレーンの形状データと周辺の画像データとを照合して、周辺の画像データのうち、走行すべきレーンに沿ったレーンマークを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークとして選定する。

これにより、周辺の画像データに、紛らわしい線状の画像データがあっても、少なくともレーンキープに用いるレーンマークのみを特定して認識することができる。その結果、自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両の商品性を高めることができる。

［５］ 本発明において、前記レーン形状取得部は、予め設定された予定走行経路のうち、前記レーンの数が変化する領域を前記所定領域として認識し、前記自車両が所定領域に到達する前に、前記地図情報から前記所定領域における前記レーンの形状データを取得してもよい。

所定領域に到達する前に、形状データを取得していることから、所定領域に入った時点から、少なくともレーンキープに用いるレーンマークの選定処理を実施することができる。特に、形状データの曲線近似式を取得する場合等に有利である。

［６］ 本発明において、前記レーン形状取得部は、前記自車両の走行中に、走行中の領域のレーンマークの情報を前記地図情報から取得し、前記レーンマークの数が変わった段階で、前記所定領域に到達したと認識し、前記地図情報から前記所定領域のレーンの形状データを取得してもよい。

走行中の領域のレーンマークの情報を得ながら、所定領域を特定するため、所定領域に到達するまでの毎回の通信量を低減することができ、演算時間も短縮することができる。

本発明に係る車両制御装置によれば、交差点等において、車両が走行すべきレーンに対してカメラでレーンマーク認識する際に、複数の分岐するレーンが存在して形状が複雑になっても、走行すべきレーンのみを特定して認識することができる。

本実施の形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。 走行制御処理部を示すブロック図である。 所定領域に向かって走行中の自車両を示す。 図４Ａはゼブラゾーンを有する所定領域の一例を示す平面図であり、図４Ｂはダイヤマークを有する所定領域の一例を示す平面図である。 図３のポイントＰａに対応する周辺の画像データを示す平面図である（自車両の表示は参考である）。 図６Ａは図３のポイントＰｂに対応し、自車両が右側のレーンマークに寄り過ぎた場合の周辺の画像データを示す平面図であり、図６Ｂは図３のポイントＰｂに対応し、自車両が直進する場合の周辺の画像データを示す平面図である（自車両の表示は参考である）。 第１レーンマーク選定部の構成を示すブロック図である。 第２レーンマーク選定部の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る車両制御装置の第１処理動作を示すフローチャートである。 第１レーンマーク選定部での処理動作を示すフローチャートである。 第２レーンマーク選定部での処理動作を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る車両制御装置の第２処理動作を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る車両制御装置の実施の形態例を図１〜図１２を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置１０の構成を示すブロック図である。車両制御装置１０は、自車両１００（図３参照）に組み込まれており、且つ、自動運転又は手動運転により車両の走行制御を行う。この場合、「自動運転」は、車両の走行制御をすべて自動で行う「完全自動運転」のみならず、走行制御を部分的に自動で行う「部分自動運転」を含む概念である。

車両制御装置１０は、図１に示すように、基本的には、入力系装置群と、制御システム１２と、出力系装置群とから構成される。入力系装置群及び出力系装置群をなす各々の装置は、制御システム１２に通信線を介して接続されている。

入力系装置群は、外界センサ１４と、通信装置１６と、ナビゲーション装置１８と、車両センサ２０と、自動運転スイッチ２２と、操作デバイス２４に接続された操作検出センサ２６と、を備える。

出力系装置群は、図示しない車輪を駆動する駆動力装置２８と、当該車輪を操舵する操舵装置３０と、当該車輪を制動する制動装置３２と、主に視覚・聴覚を通じて運転者に報知する報知装置３４と、を備える。

外界センサ１４は、車両の外界状態を示す情報（以下、外界情報）を取得し、当該外界情報を制御システム１２に出力する。外界センサ１４は、具体的には、複数のカメラ３８と、複数のレーダ３９と、複数のＬＩＤＡＲ４０（Light Detection and Ranging；光検出と測距／Laser Imaging Detection and Ranging；レーザ画像検出と測距）を含んで構成される。

通信装置１６は、路側機、他の車両、及びサーバを含む外部装置と通信可能に構成されており、例えば、交通機器に関わる情報、他の車両に関わる情報、プローブ情報（渋滞情報を含む）、最新の地図情報４４等を送受信する。この地図情報４４は、記憶装置４２の所定メモリ領域内に、あるいはナビゲーション装置１８に記憶される。

ナビゲーション装置１８は、車両の現在位置を検出可能な衛星測位装置と、ユーザインタフェース（例えば、タッチパネル式のディスプレイ、スピーカ及びマイク）を含んで構成される。ナビゲーション装置１８は、車両の現在位置又はユーザによる指定位置に基づいて、あるレーンを走行中に、指定した目的地までの経路又は道なりの経路を算出し、制御システム１２に出力する。ナビゲーション装置１８により算出された経路は、記憶装置４２の所定メモリ領域内に、予定走行経路情報４６として記憶される。

車両センサ２０は、車両の走行速度Ｖ（車速）を検出する速度センサ、加速度を検出する加速度センサ、横Ｇを検出する横Ｇセンサ、垂直軸周りの角速度を検出するヨーレートセンサ、向き・方位を検出する方位センサ、勾配を検出する勾配センサを含み、各々のセンサからの検出信号を制御システム１２に出力する。これらの検出信号は、記憶装置４２の所定メモリ領域内に、自車情報４８として記憶される。

自動運転スイッチ２２は、例えば、インストルメントパネルに設けられた押しボタンスイッチである。自動運転スイッチ２２は、ドライバを含むユーザのマニュアル操作により、複数の運転モードを切り替え可能に構成される。

操作デバイス２４は、アクセルペダル、ステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー、及び方向指示レバーを含んで構成される。操作デバイス２４には、ドライバによる操作の有無や操作量、操作位置を検出する操作検出センサ２６が取り付けられている。

操作検出センサ２６は、検出結果としてアクセル踏込量（アクセル開度）、ステアリング操作量（操舵量）、ブレーキ踏込量、シフト位置、右左折方向等を車両制御部６０に出力する。

駆動力装置２８は、駆動力ＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）と、エンジン・駆動モータを含む駆動源から構成される。駆動力装置２８は、車両制御部６０から入力される車両制御値に従って車両の走行駆動力（トルク）を生成し、トランスミッションを介して、あるいは直接的に車輪に伝達する。

操舵装置３０は、ＥＰＳ（電動パワーステアリングシステム）ＥＣＵと、ＥＰＳ装置とから構成される。操舵装置３０は、車両制御部６０から入力される車両制御値に従って車輪（操舵輪）の向きを変更する。

制動装置３２は、例えば、油圧式ブレーキを併用する電動サーボブレーキであって、ブレーキＥＣＵと、ブレーキアクチュエータとから構成される。制動装置３２は、車両制御部６０から入力される車両制御値に従って車輪を制動する。

報知装置３４は、報知ＥＣＵと、表示装置と、音響装置とから構成される。報知装置３４は、制御システム１２（具体的には、走行制御処理部５４）から出力される報知指令に応じて、自動運転又は手動運転に関わる報知動作を行う。

ここで、自動運転スイッチ２２が押される度に、「自動運転モード」と「手動運転モード」（非自動運転モード）が順次切り替わるように設定されている。これに代わって、ドライバの意思確認を確実にするため、例えば、２度押しで手動運転モードから自動運転モードに切り替わり、１度押しで自動運転モードから手動運転モードに切り替わるように設定することもできる。

自動運転モードは、ドライバが、操作デバイス２４（具体的には、アクセルペダル、ステアリングホイール及びブレーキペダルのうち、少なくとも１つ）の操作を行わない状態で、車両が制御システム１２による制御下に走行する運転モードである。換言すれば、自動運転モードは、制御システム１２が、逐次作成される行動計画に従って、駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２の一部又は全部を制御する運転モードである。

なお、ドライバが、自動運転モードの実行中に操作デバイス２４を用いた所定の操作を行うと、自動運転モードが自動的に解除されると共に、運転の自動化レベルが相対的に低い運転モード（手動運転モードを含む）に切り替わる。以下、自動運転から手動運転へ移行させるために、ドライバが自動運転スイッチ２２又は操作デバイス２４を操作することを「オーバーライド操作」ともいう。

制御システム１２は、１つ又は複数のＥＣＵにより構成され、上記した記憶装置４２の他、各種機能実現部を備える。なお、機能実現部は、この実施形態では、ＣＰＵ（中央処理ユニット）が記憶装置４２に記憶されているプログラムを実行することにより機能が実現されるソフトウエア機能部であるが、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の集積回路からなるハードウエア機能部により実現することもできる。

制御システム１２は、記憶装置４２及び車両制御部６０の他、外界認識部５０と、行動計画作成部５２と、走行制御処理部５４と、軌道生成部５６と、情報取得部５８とを含んで構成される。

外界認識部５０は、入力系装置群により入力された各種情報（例えば、外界センサ１４からの外界情報）を用いて、車両の両側にあるレーンマーク（白線）を認識し、停止線・信号機の位置情報、又は走行可能領域を含む「静的」な外界認識情報を生成する。また、外界認識部５０は、入力された各種情報を用いて、駐停車車両等の障害物、人・他車両等の交通参加者、又は信号機の灯色を含む「動的」な外界認識情報を生成する。

行動計画作成部５２は、外界認識部５０による認識結果に基づいて行動計画（イベントの時系列）を作成し、必要に応じて行動計画を更新する。イベントの種類として、例えば、減速、加速、分岐、合流、レーンキープ、レーン変更、追い越し、路外逸脱抑制制御等が挙げられる。ここで、「減速」「加速」は、車両を減速又は加速させるイベントである。「分岐」「合流」は、分岐地点又は合流地点にて車両を円滑に走行させるイベントである。「レーン変更」は、車両の走行レーンを変更させるイベントである。「追い越し」は、車両に前走車両を追い越させるイベントである。

また、「レーンキープ」は、走行レーンを逸脱しないように車両を走行させるイベントであり、走行態様との組み合わせによって細分化される。走行態様として、具体的には、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、あるいは障害物回避走行が含まれる。「路外逸脱抑制制御」は、単眼カメラで車線を認識し、自車両１００が車線を外れそうになると表示とステアリング振動で注意を促し、回避操作がない場合にはステアリングを制御して車線内への復帰を支援する。また、逸脱量が大きいと予測した場合はブレーキも制御し、逸脱を抑制する。

軌道生成部５８は、記憶装置４２から読み出した地図情報４４、予定走行経路情報４６及び自車情報４８を用いて、行動計画作成部５２により作成された行動計画に従う走行軌道（目標挙動の時系列）を生成する。この走行軌道は、具体的には、少なくとも位置及び速度をデータ単位とする時系列データセットである。もちろん、データ単位は、位置、姿勢角、速度、加速度、曲率、ヨーレート、操舵角の少なくとも１つをさらに含んでもよい。

車両制御部６０は、軌道生成部５８により生成された走行軌道（目標挙動の時系列）に従って、車両を走行制御するための各々の車両制御値を決定する。そして、車両制御部６０は、得られた各々の車両制御値を、駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２に出力する。

情報取得部５６は、車両の走行環境に関する条件（以下、環境条件）の判定処理に必要な情報を取得する。必要な情報には、具体例として、時間情報（例えば、現在時刻・時間帯・到着予想時刻）、地理情報（例えば、緯度・経度・標高・地形・高低差）、天候情報（例えば、天気・気温・湿度・予報情報）が挙げられる。

一方、走行制御処理部５４は、運転モードの移行処理を行うと共に、行動計画作成部５２、報知装置３４に向けて信号を出力する。具体的には、走行制御処理部５４は、図２に示すように、走行環境取得部６２、レーン形状取得部６４、周辺画像取得部６６、レーンマーク選定部６８として機能する。

走行環境取得部６２は、自車両１００の走行環境を取得する。この走行環境には、外界認識部５０による直近の認識結果、又は、情報取得部５６からの取得情報（例えば、上記した時間情報・地理情報・天候情報）が含まれる。

レーン形状取得部６４は、自車両１００が所定領域７０に到達した段階あるいは到達する前に、地図情報４４から所定領域７０（図３参照）の複数のレーンの形状データ（経路データ）を取得する。

所定領域７０としては、予め設定された予定走行経路のうち、レーンの数が変化する領域が挙げられる。例えば図３に示すように、直進のための第１レーンＬａ１が、当該第１レーンＬａ１と、例えば右折（又は左折）のための第２レーンＬａ２とに変化する領域が挙げられる。

所定領域７０としては、その他、線状の画像データが３つ以上認識され得る領域が挙げられる。例えば図４Ａに示すように、レーンＬａに付随して道路上に複数の直線７２が並列に並んだ縞模様のゼブラゾーン７４（導流帯）を含む領域や、図４Ｂに示すように、四角形のマーク（ダイヤマーク７６）が描画された領域等が挙げられる。

レーンＬａの形状データ（経路データ）Ｄｓの代表例としては、図３、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、１つのレーンの中心線Ｌｃ等が挙げられる。

そして、図４Ａのゼブラゾーン７４では、形状データＤｓに沿ったレーンマークＬＭのほか、該ゼブラゾーン７４を構成する複数の直線７２のうち、１つ直線７２をレーンマークＬＭとして誤認識するおそれがある。図４Ｂのダイヤマーク７６においても、該ダイヤマーク７６を構成する複数の直線７２のうち、１つ直線７２をレーンマークＬＭとして誤認識するおそれがある。

周辺画像取得部６６は、少なくとも自車両１００が所定領域７０に進入した際に、外界センサ１４のカメラ３８を通じて、所定領域７０のレーンマークＬＭを含む周辺の画像データＤｉ（図５、図６Ａ及び図６Ｂ参照）を取得する。周辺の画像データＤｉとしては、カメラ３８にて撮像された画像（撮像画像）や、この撮像画像を、鳥瞰図（ＢＥＶ：バードアイビュー）の形態に変換した後の画像（ＢＥＶ画像と記す）を含む。図５、図６Ａ及び図６Ｂに周辺の画像データＤｉの一例を示す。自車両１００の画像は参考として示すもので、実際の画像データＤｉでは描画されない。

レーンマーク選定部６８は、取得したレーンの形状データＤｓと周辺の画像データＤｉとを照合（位置合わせ）し、周辺の画像データＤｉのうち、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭを選定する。

ここで、レーンマーク選定部６８について、いくつかの具体例を図７及び図８を参照しながら説明する。

図７に示すように、第１の具体例に係るレーンマーク選定部（第１レーンマーク選定部６８Ａ）は、第１情報取得部８０Ａと、第２情報取得部８０Ｂと、第１選定部本体８２Ａとを有する。

第１情報取得部８０Ａは、周辺画像取得部６６にて取得した周辺の画像データＤｉに基づいて、所定領域７０における形状データＤｓの左右両側のレーンマークＬＭの本数の組み合わせを第１情報Ｄ１として取得する。

第２情報取得部８０Ｂは、周辺画像取得部６６にて取得した周辺の画像データＤｉに基づいて、所定領域７０における自車両１００（現在位置）の左右両側のレーンマークＬＭの本数の組み合わせを第２情報Ｄ２として取得する。

そして、第１選定部本体８２Ａは、第１情報Ｄ１と第２情報Ｄ２とが同じ場合に、周辺の画像データＤｉのうち、自車両１００の左右両側の少なくとも１つのレーンマークを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークとして選定する。第１情報Ｄ１と第２情報Ｄ２とが異なる場合は、周辺の画像データＤｉのうち、形状データＤｓに最も近いレーンマークを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈとして選定する。

ここで、１つの例を示しながら説明する。例えば図３に示すように、所定領域７０として、片道１車線から２車線に変わる道路であって、例えば直進又は左折のための第１レーンＬａ１と、右折のための第２レーンＬａ２とを含み、予定走行経路に沿った形状データＤｓが、第１レーンＬａ１に沿って直進する場合を想定する。

なお、以下の説明では、第１情報Ｄ１として、＜周辺の画像データＤｉにおける形状データＤｓの左側のレーンマークＬＭの本数，右側のレーンマークＬＭの本数＞のフォーマットで表記し、第２情報Ｄ２として、≪周辺の画像データＤｉにおける自車両１００の左側のレーンマークの本数，右側のレーンマークの本数≫のフォーマットで表記する。

そして、図３のポイントＰａ、すなわち、所定領域７０に入った段階では、第１情報が＜１，１＞、第２情報が≪１，１≫となるため、第１選定部本体８２Ａは、図５に示すように、周辺の画像データＤｉのうち、自車両１００の左右両側の少なくとも１つのレーンマークＬＭを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈとして選定する。

次に、図３のポイントＰｂでは、第１情報Ｄ１は＜１，２＞となるが、第２情報Ｄ２は、自車両１００の位置によって変化する。すなわち、図６Ａに示すように、自車両１００が所定領域７０に進入した後、右側のレーンマークに寄り過ぎると、ポイントＰｂにおいて、中間のレーンマークを見失うこととなる。この場合、第２情報は≪１，１≫となり、第１情報Ｄ１とは異なった結果となる。そのため、第１選定部本体８２Ａは、周辺の画像データＤｉのうち、形状データＤｓに最も近いレーンマークＬＭを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈとして選定する。

一方、自車両１００が所定領域７０に進入した後、図６Ｂに示すように、右側のレーンマークに寄り過ぎることなく直進した場合、第２情報Ｄ２は≪１，２≫となり、第１情報Ｄ１と同じ結果となる。この場合、第１選定部本体８２Ａは、上述したように、周辺の画像データＤｉのうち、自車両１００の左右両側の少なくとも１つのレーンマークＬＭを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈとして選定する。これは、図３のポイントＰｃにおいても同様である。

上述の例では、形状データＤｓが第１レーンＬａ１に沿って直進する場合を想定したが、形状データＤｓが第２レーンＬａ２に沿って右折する場合も同様である。もちろん、その他、左折する場合を含めても、同様の処理を行うことで、適切なレーンマークを選定することができる。

次に、第２の具体例に係るレーンマーク選定部（第２レーンマーク選定部６８Ｂ）は、図８に示すように、曲線近似式算出部９０と、第２選定部本体８２Ｂとを有する。

曲線近似式算出部９０は、所定領域７０における形状データＤｓの曲線近似式Ｆｓを算出する。

第２選定部本体８２Ｂは、周辺の画像データＤｉのうち、曲線近似式算出部９０にて得られた曲線近似式Ｆｓの次数に基づいて、少なくともレーンキープに用いるレーンマークを選定する。この場合、周辺の画像データＤｉとして、ＢＥＶ画像が好ましく採用される。

例えば次数が０又は１の場合は、直線レーンのレーンマークを選定し、次数が２の場合は、単純な右左折のレーンのレーンマークを選定し、次数が３の場合は、複雑な右左折、例えば車線変更後に右左折を行うレーンのレーンマークを選定する。

次に、本実施の形態に係る車両制御装置１０の代表的な第１処理動作及び第２処理動作について図９〜図１２を参照しながら説明する。

最初に第１処理動作について説明すると、先ず、図９のステップＳ１において、レーン形状取得部６４は、自車両１００の現在位置から予定走行経路上、第１所定距離までのレーン情報（レーンの本数：レーン数と記す）を取得する。第１所定距離としては、５００〜１０００ｍ等が挙げられる。

ステップＳ２において、レーン形状取得部６４は、取得したレーン情報に基づいて、所定距離内にレーン数が変更している箇所があるか否かを判別する。レーン数が変更している領域があれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ステップＳ３に進み、レーン形状取得部６４は、レーン数が変更している領域（所定領域７０）の座標を取得する。

ステップＳ４において、レーン形状取得部６４は、取得した所定領域７０の座標と、走行中の自車両１００の座標に基づいて、自車両１００が所定領域７０の第２所定距離前に到達したか否かを判別する。第２所定距離としては、５０〜５００ｍ等が挙げられる。

そして、自車両１００が所定領域７０の第２所定距離前に到達した段階で（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５に進み、レーン形状取得部６４は、所定領域７０のレーンの形状データＤｓを取得する。

その後、ステップＳ６において、周辺画像取得部６６は、外界センサ１４のカメラ３８を通じて、所定領域７０のレーンマークを含む周辺の画像データＤｉを取得する。

ステップＳ７において、レーンマーク選定部６８での処理に入る。ここで、レーンマーク選定部６８として第１レーンマーク選定部６８Ａ及び第２レーンマーク選定部６８Ｂのいずれかを採用した場合での処理を、図１０及び図１１を参照しながら説明する。

先ず、レーンマーク選定部６８として第１レーンマーク選定部６８Ａを採用した場合は、図１０のステップＳ１０１に進む。このステップＳ１０１において、第１レーンマーク選定部６８Ａの第１情報取得部８０Ａは、レーン形状取得部６４にて取得した少なくとも１つのレーンの形状データＤｓに基づいて、予め設定された予定走行経路中、所定領域７０における自車両１００の左右両側のレーンマークの本数の組み合わせを第１情報Ｄ１として取得する。

ステップＳ１０２において、第２情報取得部８０Ｂは、周辺画像取得部６６にて取得した周辺の画像データＤｉに基づいて、所定領域７０における自車両１００の左右両側のレーンマークの本数の組み合わせを第２情報Ｄ２として取得する。

ステップＳ１０３において、第１選定部本体８２Ａは、第１情報Ｄ１と第２情報Ｄ２とが同じであるか否かを判別する。同じであれば（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０４に進み、第１選定部本体８２Ａは、周辺の画像データＤｉのうち、自車両１００の左右両側の少なくとも１つのレーンマークを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークとして選定する。

上記ステップＳ１０３において、第１情報Ｄ１と第２情報Ｄ２とが異なると判別された場合は（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０５に進み、第１選定部本体８２Ａは、周辺の画像データＤｉのうち、形状データＤｓに最も近いレーンマークを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークとして選定する。

その後、ステップＳ１０６において、第１選定部本体８２Ａは、自車両１００が所定領域７０を脱したか否かを判別する。所定領域７０を脱していなければ（ステップＳ１０６：ＮＯ）、上記ステップＳ１０１に戻り、該ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。そして、上記ステップＳ１０６において、自車両１００が所定領域７０を脱したと判別された段階で（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、一旦、第１レーンマーク選定部６８Ａでの処理が終了する。

次に、レーンマーク選定部６８として第２レーンマーク選定部６８Ｂを採用した場合は、図１１のステップＳ２０１に進む。このステップＳ２０１において、第２レーンマーク選定部６８Ｂの曲線近似式算出部９０は、所定領域７０における形状データＤｓから、該形状データＤｓの曲線近似式Ｆｓを取得する。

ステップＳ２０２において、第２選定部本体８２Ｂは、周辺の画像データＤｉのうち、曲線近似式算出部９０にて得られた曲線近似式Ｆｓの次数に基づいて、少なくともレーンキープに用いるレーンマークを選定する。この選定は、上述したように、例えば次数が０又は１の場合は、直線レーンのレーンマークを選定し、次数が２の場合は、単純な右左折のレーンのレーンマークを選定し、次数が３の場合は、複雑な右左折、例えば車線変更後に右左折を行うレーンのレーンマークを選定する。

その後、ステップＳ２０３において、第２選定部本体８２Ｂは、自車両１００が所定領域７０を脱したか否かを判別する。所定領域７０を脱していなければ（ステップＳ２０３：ＮＯ）、上記ステップＳ２０１に戻り、該ステップＳ２０１以降の処理を繰り返す。そして、上記ステップＳ２０３において、自車両１００が所定領域７０を脱したと判別された段階で（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、一旦、第２レーンマーク選定部６８Ｂでの処理が終了する。

図９に示すように、上記ステップＳ７のレーンマーク選定部６８での処理が終了した段階、あるいは、ステップＳ２において、所定距離内に所定領域７０がないと判別された場合は（ステップＳ２：ＮＯ）、一定時間経過後にステップＳ１に戻る。

次に、第２処理動作について説明する。先ず、図１２のステップＳ３０１において、レーン形状取得部６４は、自車両１００の走行中に、走行中の領域のレーン数を取得する。

ステップＳ３０２において、レーン形状取得部６４は、今回取得したレーン数が前回取得したレーン数と異なっているか、すなわち、レーン数が変わったか否かを判別する。レーン数が変わっていなければ（ステップＳ３０２：ＮＯ）、ステップＳ３０１に戻り、ステップＳ３０１以降の処理を繰り返す。

上記ステップＳ３０２において、レーン数が変わったと判別された場合、すなわち、所定領域７０に到達したと判別された場合は（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、次のステップＳ３０３に進み、レーン形状取得部６４は、所定領域７０のレーンの形状データＤｓを取得する。

ステップＳ３０４において、周辺画像取得部６６は、外界センサ１４のカメラ３８を通じて、所定領域７０のレーンマークを含む周辺の画像データＤｉを取得する。

ステップＳ３０５において、レーンマーク選定部６８での処理に入る。レーンマーク選定部６８での処理は、上述したステップＳ７での処理（図１０及び図１１参照）と同様であるので、その重複説明を省略する。

そして、図９に示すように、レーンマーク選定部６８での処理が終了した段階で、一定時間経過後にステップＳ３０１に戻る。

このように、本実施の形態に係る車両制御装置１０は、自車両１００の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置であって、予め設定された予定走行経路中、自車両１００が所定領域７０に到達した段階あるいは到達する前に、地図情報４４から所定領域７０のレーンＬａの形状データ（経路データ）Ｄｓを取得するレーン形状取得部６４と、所定領域７０のレーンマークＬＭを含む周辺の画像データＤｉを取得する周辺画像取得部６６と、取得したレーンＬａの形状データＤｓと周辺の画像データＤｉとを照合（位置合わせ）し、周辺の画像データＤｉのうち、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈを選定するレーンマーク選定部６８とを有する。

例えば交差点で走行すべきレーンに対して、カメラでレーンマークを認識する際に、複数の分岐するレーンが存在して、レーンの形状（経路）が複雑になると、走行すべきレーンのみを特定して認識することができない場合がある。しかし、本実施の形態では、自車両１００が所定領域７０に到達あるいは到達する前に、地図情報４４から所定領域７０のレーンの形状データＤｓを取得し、所定領域７０の複数のレーンマークＬＭを含む周辺の画像データＤｉを取得する。そして、取得したレーンの形状データＤｓと周辺の画像データＤｉとを照合し、周辺の画像データＤｉのうち、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈを選定する。すなわち、予め設定された予定走行経路、すなわち、走行すべきレーンに沿ったレーンマークＬＭｓｈを選定する。これにより、複数の分岐するレーンが存在して、レーンの形状が複雑になっても、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈのみを特定して認識することができる。

ところで、レーンに付随して道路上に複数の直線が並列に並んだ縞模様のゼブラゾーン７４（導流帯）や、四角形のマーク（ダイヤマーク７６）が描画されている場合がある。このような場合、ゼブラゾーン７４を構成する１つの直線やダイヤマーク７６を構成する１つの直線をレーンマークＬＭと誤認識して、車両の進路が予定走行経路から外れるおそれがある。

このような場合でも、取得したレーンの形状データＤｓと周辺の画像データＤｉとを照合して、周辺の画像データＤｉのうち、走行すべきレーンに沿ったレーンマークＬＭｓｈを選定することから、周辺の画像データＤｉに、紛らわしい直線データがあっても、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈのみを特定して認識することができる。これにより、車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両の商品性を高めることができる。

本実施の形態において、レーンマーク選定部６８は、周辺の画像データＤｉに基づいて、所定領域７０における形状データＤｓの左右両側のレーンマークの本数の組み合わせを第１情報Ｄ１として取得する第１情報取得部８０Ａと、周辺の画像データＤｉに基づいて、所定領域７０における自車両１００の左右両側のレーンマークの本数の組み合わせを第２情報Ｄ２として取得する第２情報取得部８０Ｂとを有し、第１情報Ｄ１と第２情報Ｄ２とが同じ場合に、周辺の画像データＤｉのうち、自車両１００の左右両側の少なくとも１つのレーンマークを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈとして選定し、第１情報Ｄ１と第２情報Ｄ２とが異なる場合に、周辺の画像データＤｉのうち、形状データＤｓに最も近い少なくとも１つのレーンマークを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈとして選定する。

レーンマークＬＭｓｈの選定において、画像データのようなデータ量の多い情報を直接用いることなく、レーンマークＬＭの本数の組み合わせで、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈを選定することができるため、複数のレーンＬａを有する複雑なレーン構造であっても、レーンマーク探索の高速化を図ることができる。

本実施の形態において、自車両１００が走行する予定走行経路が予め設定され、レーンマーク選定部６８は、周辺の画像データＤｉのうち、所定領域７０における形状データＤｓの曲線近似式Ｆｓの次数に基づいて、レーンマーク探索に用いるレーンマークＬＭｓｈを選定する。

これにより、走行すべきレーンのコース（左折、右折、直進等）を、画像データＤｉのようなデータ量の多い情報を直接用いることなく、容易に判定することができるため、複数のレーンを有する複雑なレーン構造であっても、レーンマーク探索の高速化を図ることができる。

本実施の形態において、自車両１００が走行する所定領域７０は、線状の画像データが３つ以上認識され得る領域である。

すなわち、線状の画像データが３つ以上認識され得る領域（所定領域７０）としては、直進のための例えば２つのレーンマークと、右折のための例えば１つのレーンマーク等が挙げられる。

そして、本実施の形態においては、例えば自車両１００が直進すべき場合において、右折のためのレーンマーク（画像データ）を直進のためのレーンマーク（画像データ）と誤認識することなく、直進のための２つのレーンマーク（画像データ）を選定することができる。これは、自車両１００が右折する場合や、左折する場合においても同様である。

所定領域７０のその他の例としては、上述したように、縞模様のゼブラゾーン７４や、ダイヤマーク７６等が描画された領域等が挙げられる。このような所定領域７０であっても、取得したレーンの形状データＤｓと周辺の画像データＤｉとを照合して、周辺の画像データＤｉのうち、走行すべきレーンに沿ったレーンマークを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈとして選定する。これにより、周辺の画像データＤｉに、紛らわしい線状の画像データがあっても、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈのみを特定して認識することができる。その結果、自車両１００の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両の商品性を高めることができる。

本実施の形態において、レーン形状取得部６４は、予め設定された予定走行経路のうち、レーンの数が変化する領域を所定領域７０として認識し、自車両１００が所定領域７０に到達する前に、地図情報４４から所定領域７０におけるレーンの形状データＤｓを取得する。

所定領域７０に到達する前に、形状データＤｓを取得していることから、所定領域７０に入った時点から、少なくともレーンキープに用いるレーンマークＬＭｓｈの選定処理を実施することができる。特に、形状データＤｓの曲線近似式Ｆｓを取得する場合等に有利である。

本実施の形態において、レーン形状取得部６４は、自車両１００の走行中に、走行中の領域のレーンマークの情報を地図情報４４から取得し、レーンマークの数が変わった段階で、所定領域７０に到達したと認識し、地図情報４４から所定領域７０のレーンの形状データＤｓを取得する。

走行中の領域のレーンマークの情報を得ながら、所定領域７０を特定するため、所定領域７０に到達するまでの毎回の通信量を低減することができ、演算時間も短縮することができる。

なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０…車両制御装置 １２…制御システム
４４…地図情報 ５４…走行制御処理部
６２…走行環境取得部 ６４…レーン形状取得部
６６…周辺画像取得部 ６８…レーンマーク選定部
６８Ａ…第１レーンマーク選定部 ６８Ｂ…第２レーンマーク選定部
７０…所定領域 ７４…ゼブラゾーン
７６…ダイヤマーク ８０Ａ…第１情報取得部
８０Ｂ…第２情報取得部 ８２Ａ…第１選定部本体
８２Ｂ…第２選定部本体 ９０…曲線近似式算出部
１００…自車両 Ｄｉ…画像データ
Ｄｓ…形状データ Ｌａ１…第１レーン
Ｌａ２…第２レーン ＬＭ、ＬＭｓｈ…レーンマーク

Claims (5)

1. 自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置であって、
   予め設定された予定走行経路中、前記自車両が所定領域に到達した段階あるいは到達する前に、地図情報から前記所定領域のレーンの形状データを取得するレーン形状取得部と、
   前記所定領域のレーンマークを含む周辺の画像データを取得する周辺画像取得部と、
   取得した前記レーンの形状データと前記周辺の画像データとを照合し、前記周辺の画像データのうち、少なくともレーンキープに用いるレーンマークを選定するレーンマーク選定部とを有し、
   前記レーンマーク選定部は、
   前記周辺の画像データに基づいて、前記所定領域における前記形状データの左右両側のレーンマークの本数の組み合わせを第１情報として取得する第１情報取得部と、
   前記周辺の画像データに基づいて、前記所定領域における前記自車両の左右両側のレーンマークの本数の組み合わせを第２情報として取得する第２情報取得部とを有し、
   前記第１情報と前記第２情報とが同じ場合に、前記周辺の画像データのうち、前記自車両の左右両側のレーンマークを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークとして選定し、
   前記第１情報と前記第２情報とが異なる場合に、前記周辺の画像データのうち、前記形状データに最も近いレーンマークを、少なくともレーンキープに用いるレーンマークとして選定し、
   前記所定領域における前記形状データは、前記予定走行経路に沿ったレーンの中心線であることを特徴とする車両制御装置。
2. 自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置であって、
   予め設定された予定走行経路中、前記自車両が所定領域に到達した段階あるいは到達する前に、地図情報から前記所定領域のレーンの形状データを取得するレーン形状取得部と、
   前記所定領域のレーンマークを含む周辺の画像データを取得する周辺画像取得部と、
   取得した前記レーンの形状データと前記周辺の画像データとを照合し、前記周辺の画像データのうち、少なくともレーンキープに用いるレーンマークを選定するレーンマーク選定部とを有し、
   前記レーンマーク選定部は、前記周辺の画像データのうち、前記所定領域における前記形状データの曲線近似式の次数に基づいて、少なくともレーンキープに用いるレーンマークを選定し、
   前記所定領域における前記形状データは、前記予定走行経路に沿ったレーンの中心線であることを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１又は２記載の車両制御装置において、
   前記自車両が走行する前記所定領域は、線状の画像データが３つ以上認識され得る領域であることを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記レーン形状取得部は、予め設定された予定走行経路のうち、前記レーンの数が変化する領域を前記所定領域として認識し、前記自車両が所定領域に到達する前に、前記地図情報から前記所定領域における前記形状データを取得することを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記レーン形状取得部は、前記自車両の走行中に、走行中の領域のレーンマークの情報を前記地図情報から取得し、前記レーンマークの数が変わった段階で、前記所定領域に到達したと認識し、前記地図情報から前記所定領域における前記形状データを取得することを特徴とする車両制御装置。

Images