JP6477340B2 - Road boundary detection device, self-position estimation device, and road boundary detection method - Google Patents

Road boundary detection device, self-position estimation device, and road boundary detection method Download PDF

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Description

本発明は、道路境界検出装置、自己位置推定装置及び道路境界検出方法に関するものである。   The present invention relates to a road boundary detection device, a self-position estimation device, and a road boundary detection method.

カメラ画像から路面の高さ情報を検出し、この高さ情報から縁石などの路側物により生じる路面の段差を検出する路側物検出装置が知られている(特許文献1参照)。   A roadside object detection device that detects road surface height information from a camera image and detects a road surface level difference caused by a roadside object such as a curb from this height information is known (see Patent Document 1).

特開2014−002608号公報JP 2014-002608 A

上記した路側物検出装置は、路面の高さ変化量が閾値以上であった場合に段差として認識する。よって、車両が車道から敷地へ進入可能な場所に縁石の代わりにスロープが設けられている場合、スロープを越えて先にある段差を誤って検出してしまい、道路境界を正しく検出することができないことがある。   The roadside object detection device described above recognizes a step when the amount of change in the height of the road surface is equal to or greater than a threshold value. Therefore, when a slope is provided instead of a curb at a place where the vehicle can enter the site from the roadway, a step difference beyond the slope is erroneously detected, and the road boundary cannot be detected correctly. Sometimes.

本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、道路境界の検出精度が向上する道路境界検出装置、自己位置推定装置及び道路境界検出方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a road boundary detection device, a self-position estimation device, and a road boundary detection method that improve the detection accuracy of the road boundary.

本発明の一態様に係わる道路境界検出装置は、車両の周囲における路面の高さを検出する測距部を備える。そして、道路境界検出装置は、路面の高さに基づいて段差を検出し、路面の車幅方向の所定範囲において段差が検出されなかった場合、路面の車幅方向の勾配に基づいて、スロープと車道との境界を検出し、スロープと車道との境界或いは段差を道路境界と推定する。   A road boundary detection apparatus according to an aspect of the present invention includes a distance measuring unit that detects the height of a road surface around a vehicle. The road boundary detection device detects a step based on the height of the road surface, and if no step is detected in a predetermined range in the vehicle width direction of the road surface, the road boundary detection device detects the slope based on the gradient of the road surface in the vehicle width direction. The boundary with the roadway is detected, and the boundary or step between the slope and the roadway is estimated as the road boundary.

本発明の一態様によれば、段差の代わりにスロープが設けられた場所において、スロープと車道との境界を道路境界として検出することができる。よって、道路境界の検出精度が向上する。   According to one embodiment of the present invention, a boundary between a slope and a roadway can be detected as a road boundary at a place where a slope is provided instead of a step. Therefore, the road boundary detection accuracy is improved.

図1は、第1実施形態に係わる道路境界検出装置1の全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a road boundary detection device 1 according to the first embodiment. 図2は、車両(Vc)の周囲の路面に設定された線状の段差判定位置(Pa)の例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a linear step determination position (Pa) set on the road surface around the vehicle (Vc). 図3は、図2に対応する俯瞰図である。FIG. 3 is an overhead view corresponding to FIG. 図4は、段差判定位置(Pa)における路面(Froad)の高さ分布を示すグラフであり、段差(LD)がある場合を示す。FIG. 4 is a graph showing the height distribution of the road surface (Froad) at the step determination position (Pa), and shows a case where there is a step (LD). 図5は、段差判定位置(Pa)における路面(Froad)の高さ分布を示すグラフであり、段差(LD)の代わりにスロープがある場合を示す。FIG. 5 is a graph showing the height distribution of the road surface (Froad) at the step determination position (Pa), and shows a case where there is a slope instead of the step (LD). 図6は、道路境界検出領域(Hg)の一例を示す上面図である。FIG. 6 is a top view illustrating an example of a road boundary detection region (Hg). 図7は、道路境界検出領域(Hg’)の他の例を示す上面図である。FIG. 7 is a top view showing another example of the road boundary detection region (Hg ′). 図8は、図1の道路境界検出装置1を用いた道路境界検出方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an example of a road boundary detection method using the road boundary detection device 1 of FIG. 図9は、図8のステップS13の詳細な手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a detailed procedure of step S13 in FIG. 図10は、図8のステップS13の詳細な手順の他の例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing another example of the detailed procedure of step S13 of FIG. 図11は、車両(Vc)の側部にステレオカメラを設置した場合の段差判定位置(Pa)の例を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing an example of the step determination position (Pa) when a stereo camera is installed on the side of the vehicle (Vc). 図12は、車両(Vc)のルーフ中央部にLRF(12)を設定し、車両周囲の全体を照射範囲とする360度LRFの例を示す俯瞰図である。FIG. 12 is a bird's-eye view showing an example of a 360-degree LRF in which the LRF (12) is set at the center of the roof of the vehicle (Vc) and the entire area around the vehicle is an irradiation range. 図13は、測距センサ12としてレーザレンジファインダ(LRF)を用いた場合の道路境界検出方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing an example of a road boundary detection method when a laser range finder (LRF) is used as the distance measuring sensor 12. 図14は、第2実施形態に係わる自己位置推定装置2の全体構成を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing the overall configuration of the self-position estimation apparatus 2 according to the second embodiment.

(第1実施形態)
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
(First embodiment)
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1を参照して、第1実施形態に係わる道路境界検出装置1の全体構成を説明する。道路境界検出装置1は、車両の周囲における道路の表面(以後、「路面」という)の高さを検出し、路面の高さ変化に基づいて路面上の段差を検出する。路面の車幅方向の所定範囲において段差が検出されなかった場合、道路境界検出装置1は、段差の代わりにスロープが設けられている可能性があると判断する。そして、路面の車幅方向の勾配に基づいて、スロープと車道との境界を検出する。このように、道路境界検出装置1は、所定範囲において段差の検出を試み、検出されなかった場合に、スロープと車道との境界を検出することにより、道路境界を精度良く検出する。   With reference to FIG. 1, the whole structure of the road boundary detection apparatus 1 concerning 1st Embodiment is demonstrated. The road boundary detection device 1 detects the height of a road surface (hereinafter referred to as “road surface”) around the vehicle, and detects a step on the road surface based on a change in the height of the road surface. If no step is detected in a predetermined range in the vehicle width direction on the road surface, the road boundary detection device 1 determines that there is a possibility that a slope is provided instead of the step. Then, the boundary between the slope and the roadway is detected based on the gradient of the road surface in the vehicle width direction. As described above, the road boundary detection device 1 attempts to detect a step in a predetermined range, and when it is not detected, detects the road boundary with high accuracy by detecting the boundary between the slope and the roadway.

具体的に、道路境界検出装置1は、車両の周囲における路面の高さを検出する測距センサ12と、測距センサ12による測定データから道路境界を検出する一連の情報処理を実行するマイクロコンピュータ13とを備える。   Specifically, the road boundary detection device 1 includes a distance measurement sensor 12 that detects the height of a road surface around the vehicle, and a microcomputer that executes a series of information processing for detecting a road boundary from measurement data obtained by the distance measurement sensor 12. 13.

測距センサ12の一例は、車両の周囲にある物体を複数の異なる方向から同時に撮影することにより、車両の周囲にある物体の奥行き方向(センサ12からの距離)の情報も記録することができるステレオカメラである。ステレオカメラにより得られたステレオ画像に対して所定の画像処理を施すことにより、車両の周囲にある物体のステレオ画像に映る物体の像に対する三次元情報を取得することができる。車両の周囲にある物体には、道路や縁石が含まれる。詳細は、後述する。   An example of the distance measuring sensor 12 can record information on the depth direction (distance from the sensor 12) of the object around the vehicle by simultaneously photographing the object around the vehicle from a plurality of different directions. It is a stereo camera. By performing predetermined image processing on the stereo image obtained by the stereo camera, it is possible to acquire three-dimensional information about the object image shown in the stereo image of the object around the vehicle. Objects around the vehicle include roads and curbs. Details will be described later.

マイクロコンピュータ13は、例えば、CPU、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコントローラからなり、予めインストールされたコンピュータプログラムを実行することにより、道路境界検出装置1が備える複数の情報処理回路を構成する。マイクロコンピュータ13は、測距センサ12による測定データから道路境界を検出する一連の情報処理サイクルを所定の時間間隔で繰り返し実行する。マイクロコンピュータ13は、車両にかかわる他の制御に用いる電子制御ユニット(ECU)と兼用してもよい。   The microcomputer 13 includes, for example, a general-purpose microcontroller including a CPU, a memory, and an input / output unit, and configures a plurality of information processing circuits included in the road boundary detection device 1 by executing a computer program installed in advance. To do. The microcomputer 13 repeatedly executes a series of information processing cycles for detecting a road boundary from measurement data obtained by the distance measuring sensor 12 at predetermined time intervals. The microcomputer 13 may also be used as an electronic control unit (ECU) used for other control related to the vehicle.

マイクロコンピュータ13により構成される複数の情報処理回路には、演算回路14と、段差判定位置回路15と、段差検出回路18と、スロープ境界検出回路19と、道路境界推定回路20とが含まれる。   The plurality of information processing circuits configured by the microcomputer 13 include an arithmetic circuit 14, a step determination position circuit 15, a step detection circuit 18, a slope boundary detection circuit 19, and a road boundary estimation circuit 20.

演算回路14は、測距センサ12と共に測距部11を構成し、ステレオカメラにより得られたステレオ画像から車両周囲の物体のステレオ画像に映る物体の像に対する三次元情報を取得する一連のステレオ画像処理を実施する。   The arithmetic circuit 14 constitutes a distance measuring unit 11 together with the distance measuring sensor 12 and acquires a series of stereo images for acquiring three-dimensional information on the image of the object shown in the stereo image of the object around the vehicle from the stereo image obtained by the stereo camera. Perform the process.

例えば、演算回路14は、ステレオ画像に対してレンズの歪みを補正するレンズ歪み補正処理を行い、ステレオ画像間の上下位置を補正する平行化補正処理(平行等位処理)を行う。そして、ステレオ画像間の各画素の対応付けを推定するステレオマッチング処理を行う。これにより、ステレオカメラの撮像面における物体の二次元座標のみならず、ステレオカメラの撮像面から物体までの距離を算出することができる。よって、車両周囲にある物体までの距離及び方位を検出することができる。   For example, the arithmetic circuit 14 performs lens distortion correction processing that corrects lens distortion on a stereo image, and performs parallelization correction processing (parallel equivalence processing) that corrects the vertical position between the stereo images. Then, a stereo matching process for estimating the correspondence of each pixel between stereo images is performed. Thereby, not only the two-dimensional coordinates of the object on the imaging surface of the stereo camera but also the distance from the imaging surface of the stereo camera to the object can be calculated. Therefore, the distance and direction to the object around the vehicle can be detected.

演算回路14は、更に座標変換処理を施すことにより、測距データの座標上の車両周囲にある物体の三次元情報を取得することができる。車両周囲にある物体の三次元情報には、車両の周囲における路面の三次元情報も含まれる。よって、演算回路14は、車両の周囲における路面の高さを取得することができる。   The arithmetic circuit 14 can acquire three-dimensional information of an object around the vehicle on the coordinates of the distance measurement data by further performing a coordinate conversion process. The three-dimensional information of the object around the vehicle includes three-dimensional information of the road surface around the vehicle. Therefore, the arithmetic circuit 14 can acquire the height of the road surface around the vehicle.

レンズ歪み補正処理は、例えば黒白の市松模様のパターンを表した平板を各カメラで撮影し、市松模様の格子点が矩形で構成される格子状となるようにレンズ歪みパラメータやカメラレンズ中心パラメータを推定する。ただし、本処理は、レンズ歪み補正を行う一般的な手法でよく、本実施形態では特に問わない。   In the lens distortion correction process, for example, a flat plate representing a black and white checkered pattern is photographed by each camera, and the lens distortion parameter and the camera lens center parameter are set so that the checkered grid points are formed in a rectangular grid. presume. However, this processing may be a general method for correcting lens distortion, and is not particularly limited in the present embodiment.

平行化補正処理は、例えば黒白の市松模様のパターンを表した平板をステレオカメラの両カメラで撮影し、市松模様の格子点の位置が各カメラ画像上で同じ上下位置になるようにステレオカメラ間の空間位置パラメータ及び角度パラメータを推定する。ただし、本処理は、平行化補正処理を行う一般的な手法でよく、本実施形態では特に問わない。   Parallelization correction processing is performed by taking a flat plate representing a black and white checkered pattern with both cameras of the stereo camera, for example, so that the positions of the checkered lattice points are the same vertical position on each camera image. The spatial position parameter and the angle parameter are estimated. However, this process may be a general technique for performing the parallelization correction process, and is not particularly limited in the present embodiment.

ステレオマッチング処理は、例えば、左カメラ画像を基準として左カメラ画像の各画素が右カメラ画像のどの画素に対応付けされるかを算出するものである。例えば、左カメラ画像の各画素の輝度値と右カメラ画像の各画素の輝度値の絶対値を評価値として算出して、評価値が最小となる右カメラ画像の画素を対応付けされた画素として算出する。評価値の算出方法には、例えば、差分絶対値の和(SAD:Sum of Absolute Differences)や差分二乗値の和(SSD:Sum of Squared Differences)を用いる方法や、評価値計算の範囲が各画素1点でなく各画素の周辺画素を含む方法がある。評価値の算出方法は、他の一般的な方式でもよく、本実施形態では特に問わない。   In the stereo matching process, for example, each pixel of the left camera image is associated with which pixel of the right camera image with reference to the left camera image. For example, the absolute value of the luminance value of each pixel of the left camera image and the luminance value of each pixel of the right camera image is calculated as an evaluation value, and the pixel of the right camera image having the smallest evaluation value is associated with the pixel. calculate. The evaluation value calculation method includes, for example, a method using a sum of absolute difference values (SAD: Sum of Absolute Differences) or a sum of squared difference values (SSD: Sum of Squared Differences), and a range of evaluation value calculation for each pixel. There is a method including peripheral pixels of each pixel instead of one point. The calculation method of the evaluation value may be another general method and is not particularly limited in the present embodiment.

段差判定位置回路15は、測距センサ12で検出された測距データの座標上の車両の周囲の路面に車幅方向の線状の段差判定位置を設定する。例えば、図2及び図3に示すように、測距センサ12から第1の所定方向(Da)に所定距離だけ離れ、第1の所定方向(Da)に直交する方向に延びる段差判定位置(Pa)を測距データの座標上の路面に設定する。図2及び図3は、車両(Vc)の前部に測距センサ12を設置し、車両(Vc)の進行方向を第1の所定方向(Da)とした例を示す。よって、車幅方向に延びる段差判定位置(Pa)が、測距データの座標上の車両(Vc)の前方に設定される。なお、段差判定位置(Pa)は、ステレオカメラの撮像範囲内において設定される。第1の所定方向(Da)は車両(Vc)の進行方向に限定されない。   The step determination position circuit 15 sets a linear step determination position in the vehicle width direction on the road surface around the vehicle on the coordinates of the distance measurement data detected by the distance measurement sensor 12. For example, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, a step determination position (Pa) extending from the distance measuring sensor 12 by a predetermined distance in the first predetermined direction (Da) and extending in a direction orthogonal to the first predetermined direction (Da). ) Is set on the road surface on the coordinates of the distance measurement data. 2 and 3 show an example in which the distance measuring sensor 12 is installed at the front of the vehicle (Vc) and the traveling direction of the vehicle (Vc) is the first predetermined direction (Da). Therefore, the step determination position (Pa) extending in the vehicle width direction is set in front of the vehicle (Vc) on the coordinates of the distance measurement data. The step determination position (Pa) is set within the imaging range of the stereo camera. The first predetermined direction (Da) is not limited to the traveling direction of the vehicle (Vc).

図2及び図3に示す例で、車両(Vc)が走行可能な車道の車幅方向の端部である路肩には、路面の高さが非連続的に変化する段差(LD)が形成されている。そして、段差(LD)を境にして車道よりも外側には、車道よりも路面が一段高い段差部(例えば、歩道や路肩)が設けられている。このように、図2及び図3に示す例において、道路は、車道及び段差部(歩道や路肩)からなり、車道と段差部(歩道や路肩)の境界には、段差(LD)が形成されている。線状の段差判定位置(Pa)は、車道、段差(LD)、及び段差部(歩道)を横断する方向に延びている。   In the example shown in FIGS. 2 and 3, a step (LD) in which the height of the road surface changes discontinuously is formed on the shoulder of the road in the vehicle width direction of the roadway on which the vehicle (Vc) can travel. ing. A step portion (for example, a sidewalk or a road shoulder) that is one step higher than the roadway is provided outside the roadway with the step (LD) as a boundary. As described above, in the example shown in FIGS. 2 and 3, the road is composed of a roadway and a stepped portion (sidewalk or shoulder), and a step (LD) is formed at the boundary between the roadway and the stepped portion (sidewalk or shoulder). ing. The linear step determination position (Pa) extends in a direction crossing the roadway, the step (LD), and the step portion (sidewalk).

上記した測距センサ12に対する段差判定位置(Pa)の位置関係は一例にすぎない。他の例は、図11及び図12を参照して後述する。   The positional relationship of the step determination position (Pa) with respect to the distance measuring sensor 12 is merely an example. Another example will be described later with reference to FIGS. 11 and 12.

段差判定位置回路15は、演算回路14により取得された路面の高さから、段差判定位置(Pa)における路面の測定点の高さデータ分布(測距データ)を算出する。図4の縦軸は路面(Froad)の高さを示し、横軸は車幅方向に延びる段差判定位置(Pa)を示す。   The step determination position circuit 15 calculates the height data distribution (distance measurement data) of the measurement points on the road surface at the step determination position (Pa) from the road surface height acquired by the arithmetic circuit 14. The vertical axis in FIG. 4 indicates the height of the road surface (Froad), and the horizontal axis indicates the step determination position (Pa) extending in the vehicle width direction.

図4に示すように、車道(Rr)と段差部(Rd)との境界には、段差(LD)が形成されている。車道(Rr)の路面(Froad)には、その高さが中央部から両端部である路肩に向けて低くなる傾斜(カント)が設けられている。これは、車道の水捌けを良くして車道に水が溜まらない一般的な道路設計及び構造である。段差(LD)において、路面(Froad)は急激に高くなり、段差部(Rd)の路面(Froad)は、車道(Rr)よりも一段高い平坦な面を形成している。例えば、歩道などが設けられている。   As shown in FIG. 4, a step (LD) is formed at the boundary between the roadway (Rr) and the step portion (Rd). The road surface (Froad) of the roadway (Rr) is provided with a slope (cant) whose height decreases from the center toward the road shoulder at both ends. This is a general road design and structure that improves the drainage of the roadway and does not collect water on the roadway. In the level difference (LD), the road surface (Froad) increases rapidly, and the road surface (Froad) of the level difference portion (Rd) forms a flat surface that is one step higher than the roadway (Rr). For example, a sidewalk is provided.

段差検出回路18は、段差判定位置(Pa)における路面(Froad)の高さ変化に基づいて、路面上の段差(LD)を検出する。段差検出回路18は、図4に示す段差判定位置(Pa)における路面の高さ分布(測距データ)を用いて、路面(Froad)の高さ変化を判断することができる。   The level difference detection circuit 18 detects a level difference (LD) on the road surface based on the height change of the road surface (Froad) at the level difference determination position (Pa). The step detection circuit 18 can determine a change in the height of the road surface (Froad) using the road surface height distribution (ranging data) at the step determination position (Pa) shown in FIG.

段差(LD)の検出方法の一例を説明する。段差判定位置(Pa)上に走行可能領域を設定し、走行可能領域において、路面(Froad)の傾斜を曲線で近似する。走行可能領域とは、車両(Vc)が走行することが可能な領域であって、車道の境界、例えば、段差を含まない領域を示す。そして、段差判定位置(Pa)において、走行可能領域に隣接する道路境界検出領域(Hg)を設定する。近似曲線と道路境界検出領域(Hg)における路面(Froad)の高さとを比較する。近似曲線と路面(Froad)の高さとの差が、一般的な縁石高さである0.1m以上となる箇所に、段差があると判断する。道路境界検出領域(Hg)については、図6及び図7を参照して後述する。   An example of a method for detecting a level difference (LD) will be described. A travelable area is set on the step determination position (Pa), and the slope of the road surface (Froad) is approximated by a curve in the travelable area. The travelable region is a region where the vehicle (Vc) can travel and indicates a boundary of the roadway, for example, a region not including a step. Then, a road boundary detection area (Hg) adjacent to the travelable area is set at the step determination position (Pa). The approximate curve is compared with the height of the road surface (Froad) in the road boundary detection region (Hg). It is determined that there is a step at a location where the difference between the approximate curve and the road surface (Froad) is 0.1 m or more, which is a general curb height. The road boundary detection area (Hg) will be described later with reference to FIGS.

なお、具体的な段差(LD)の検出方法は、上記方法に限らない。既知のいずれの方法、例えば、特開2014−002608号公報に開示されている方法を用いても構わない。   A specific method for detecting the level difference (LD) is not limited to the above method. Any known method, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-002608 may be used.

段差検出回路18は、路面(Froad)の車幅方向の段差判定位置(Pa)上の所定範囲において段差の検出を試みる。所定範囲において段差が検出されなかった場合、段差の検出を断念しても構わない。   The step detection circuit 18 tries to detect a step in a predetermined range on the step determination position (Pa) in the vehicle width direction of the road surface (Froad). If no step is detected in the predetermined range, the detection of the step may be abandoned.

図6及び図7を参照して、路面(Froad)の車幅方向の段差判定位置(Pa)上の所定範囲について説明する。図6は、所定範囲の一例として、道路境界検出領域(Hg)を示す上面図である。段差検出回路18は、先ず、段差判定位置(Pa)における車両(Vc)の進行方向の走行可能領域(G)を推定する。走行可能領域(G)とは、車両(Vc)が走行することが可能な領域であって、車道の境界、例えば、段差を含まない領域を示す。段差検出回路18は、図6に示すように、車両(Vc)の幅(Wvc)に対して所定の走行余裕領域を付加した領域を、車両(Vc)の進行方向の走行可能領域(G)として推定する。例えば、走行余裕領域として、実際の道路境界を含まないように、0.1m〜0.5mに設定する。なお、Cvcは、車両(Vc)の車幅方向の中心軸を示している。 With reference to FIG.6 and FIG.7, the predetermined range on the level | step difference determination position (Pa) of the vehicle width direction of a road surface (Froad) is demonstrated. FIG. 6 is a top view showing a road boundary detection region (Hg) as an example of the predetermined range. The step detection circuit 18 first estimates a travelable region (G 1 ) in the traveling direction of the vehicle (Vc) at the step determination position (Pa). The travelable region (G 1 ) is a region in which the vehicle (Vc) can travel and indicates a boundary of the roadway, for example, a region that does not include a step. As shown in FIG. 6, the level difference detection circuit 18 uses a region in which a predetermined travel margin region is added to the width (Wvc) of the vehicle (Vc) as a travelable region (G 1 ) in the traveling direction of the vehicle (Vc). ). For example, the travel margin area is set to 0.1 m to 0.5 m so as not to include an actual road boundary. Cvc represents a central axis in the vehicle width direction of the vehicle (Vc).

道路境界検出領域(Hg)は、走行可能領域(G)の端部から車幅方向に所定距離までの領域である。所定距離としては、例えば、測距センサ12の有効検出距離(10m)以内で道路端(BON)が含まれる領域で設定すればよい。 The road boundary detection region (Hg) is a region from the end of the travelable region (G 1 ) to a predetermined distance in the vehicle width direction. For example, the predetermined distance may be set in an area including the road edge (B ON ) within the effective detection distance (10 m) of the distance measuring sensor 12.

図7は、所定範囲の他の例として、道路境界検出領域(Hg’)を示す上面図である。道路境界検出領域(Hg’)を、過去の処理サイクルで検出された段差の位置(PB1、PB2、・・・)に基づいて設定することもできる。例えば、前回の段差の位置(PB1)から車幅方向に一定の余裕距離(PLA)だけ延長した領域を、今回の道路境界検出領域(Hg’)とすることができる。もちろん、道路境界検出領域(Hg’)の始点は、走行可能領域(G)の端部である。走行可能領域(G)の定義は図6と同じである。 FIG. 7 is a top view showing a road boundary detection region (Hg ′) as another example of the predetermined range. The road boundary detection area (Hg ′) can also be set based on the step positions (P B1 , P B2 ,...) Detected in the past processing cycle. For example, the current road boundary detection region (Hg ′) may be a region extended from the previous step position (P B1 ) by a certain margin distance (P LA ) in the vehicle width direction. Of course, the starting point of the road boundary detection area (Hg ′) is the end of the travelable area (G 1 ). The definition of the travelable area (G 1 ) is the same as in FIG.

スロープ境界検出回路19は、路面(Froad)の車幅方向の段差判定位置(Pa)上の所定範囲において段差が検出されなかった場合、路面(Froad)の車幅方向の勾配に基づいて、スロープと車道との境界を検出する。車両が車道から敷地へ進入可能な場所には、図4の段差(LD)の代わりに、図5に示すように、スロープが形成されている。スロープと車道(Rr)との境界では、不連続な路面(Froad)の勾配変化が形成されている。例えば、図5に示すように、車道(Rr)の勾配の符号とスロープの勾配の符号が異なる。   When no step is detected in a predetermined range on the step determination position (Pa) in the vehicle width direction on the road surface (Froad), the slope boundary detection circuit 19 determines the slope based on the gradient in the vehicle width direction on the road surface (Froad). Detect the boundary between the road and the roadway. A slope is formed at a place where the vehicle can enter the site from the roadway, as shown in FIG. 5, instead of the step (LD) in FIG. At the boundary between the slope and the roadway (Rr), a discontinuous road surface (Froad) gradient change is formed. For example, as shown in FIG. 5, the sign of the slope of the roadway (Rr) and the sign of the slope of the slope are different.

例えば、スロープ境界検出回路19は、道路境界検出領域(Hg)の両端(DBA、DFR)から路面(Froad)の車幅方向の勾配をそれぞれ走査し、勾配が交差する位置から、スロープと車道との境界の位置を検出することができる。具体的には、先ず、道路境界検出領域(Hg)を複数の区分(Kd1〜Kd7)に分割し、区分(Kd1〜Kd7)毎に路面の車幅方向の勾配を検出する。道路境界検出領域(Hg)の両端(DBA、DFR)から、各区分(Kd1〜Kd7)の勾配を走査する。スロープ境界検出回路19は、路面(Froad)の車幅方向の勾配が基準値よりも大きく変化する区分(Kd3)をスロープと車道との境界として検出することができる。基準値の一例は10度である。或いは、スロープ境界検出回路19は、図5に示すように、路面(Froad)の車幅方向の勾配の符号が反転する箇所をスロープと車道との境界として検出してもよい。 For example, the slope boundary detection circuit 19 scans the gradient in the vehicle width direction of the road surface (Froad) from both ends (D BA , D FR ) of the road boundary detection region (Hg), and from the position where the gradients intersect, The position of the boundary with the roadway can be detected. Specifically, first, the road boundary detection area (Hg) is divided into a plurality of sections (K d1 to K d7 ), and the gradient in the vehicle width direction of the road surface is detected for each section (K d1 to K d7 ). The gradient of each section (K d1 to K d7 ) is scanned from both ends (D BA , D FR ) of the road boundary detection region (Hg). The slope boundary detection circuit 19 can detect a section (K d3 ) in which the gradient in the vehicle width direction of the road surface (Froad) changes more than the reference value as a boundary between the slope and the roadway. An example of the reference value is 10 degrees. Alternatively, as shown in FIG. 5, the slope boundary detection circuit 19 may detect a point where the sign of the gradient in the vehicle width direction of the road surface (Froad) is reversed as the boundary between the slope and the roadway.

道路境界推定回路20は、スロープと車道(Rr)との境界或いは段差(LD)を道路境界と推定する。道路境界推定回路20は、路面(Froad)の車幅方向の段差判定位置(Pa)上の所定範囲において段差が検出されれば、段差(LD)を道路境界と推定する。段差が検出されず、且つ、スロープと車道との境界が検出された場合、道路境界推定回路20は、スロープと車道との境界を道路境界と推定する。   The road boundary estimation circuit 20 estimates the boundary or step (LD) between the slope and the roadway (Rr) as the road boundary. The road boundary estimation circuit 20 estimates the step (LD) as a road boundary if a step is detected in a predetermined range on the step determination position (Pa) in the vehicle width direction of the road surface (Froad). When the step is not detected and the boundary between the slope and the roadway is detected, the road boundary estimation circuit 20 estimates the boundary between the slope and the roadway as the road boundary.

図8を参照して、図1の道路境界検出装置1を用いた道路境界検出方法の一例を説明する。   With reference to FIG. 8, an example of a road boundary detection method using the road boundary detection device 1 of FIG. 1 will be described.

まず、ステップS01で、測距センサ12の一例であるステレオカメラを用いて、ステレオ画像を取得する。ステップS03に進み、演算回路14は、ステレオ画像に対してレンズの歪みを補正するレンズ歪み補正処理を行い、ステレオ画像間の上下位置を補正する平行化補正処理を行う。ステップS05に進み、演算回路14は、ステレオ画像間の各画素の対応付けを推定するステレオマッチング処理を行う。これにより、車両周囲にある物体までの距離及び方位を検出することができる。更に、演算回路14は、座標変換処理を施すことにより、測距データの座標上の車両の周囲における路面の三次元情報を取得することができる。   First, in step S01, a stereo image is acquired using a stereo camera which is an example of the distance measuring sensor 12. In step S03, the arithmetic circuit 14 performs lens distortion correction processing for correcting lens distortion on the stereo image, and performs parallelization correction processing for correcting the vertical position between the stereo images. Proceeding to step S05, the arithmetic circuit 14 performs a stereo matching process for estimating the correspondence of each pixel between stereo images. Thereby, the distance and direction to the object around the vehicle can be detected. Furthermore, the arithmetic circuit 14 can acquire the three-dimensional information of the road surface around the vehicle on the coordinates of the distance measurement data by performing the coordinate conversion process.

ステップS07に進み、段差判定位置回路15は、例えば図2及び図3に示すように、測距センサ12で検出された測距データの座標上の車両の周囲の路面に車幅方向の線状の段差判定位置(Pa)を設定する。そして、段差判定位置回路15は、演算回路14により取得された路面の三次元情報から、図4に示すように、段差判定位置(Pa)における路面の高さ分布(測距データ)を算出する。   Proceeding to step S07, the step determining position circuit 15 is arranged in a vehicle width direction on the road surface around the vehicle on the coordinates of the distance measurement data detected by the distance measurement sensor 12, as shown in FIGS. The step determination position (Pa) is set. Then, the step determination position circuit 15 calculates the road surface height distribution (ranging data) at the step determination position (Pa) from the three-dimensional road surface information acquired by the arithmetic circuit 14, as shown in FIG. .

ステップS09に進み、段差検出回路18は、図6或いは図7に示したように、路面(Froad)の車幅方向の段差判定位置(Pa)上の道路境界検出領域(Hg、Hg’)において、段差(LD)の検出を試みる。段差(LD)が検出された場合(ステップS11でYES)、ステップS13を実施せずに、ステップS15へ進み、段差(LD)が検出されなかった場合(ステップS11でNO)、ステップS13へ進む。   Proceeding to step S09, as shown in FIG. 6 or FIG. 7, the level difference detection circuit 18 in the road boundary detection region (Hg, Hg ′) on the level difference determination position (Pa) in the vehicle width direction of the road surface (Froad). Attempts to detect the step (LD). If a step (LD) is detected (YES in step S11), the process proceeds to step S15 without performing step S13. If a step (LD) is not detected (NO in step S11), the process proceeds to step S13. .

ステップS13において、スロープ境界検出回路19は、路面(Froad)の車幅方向の勾配に基づいて、スロープと車道との境界を検出する。ステップS15において、道路境界推定回路20は、スロープと車道U(Rr)との境界或いは段差(LD)を道路境界と推定する。段差(LD)が検出された場合(ステップS11でYES)、段差(LD)を道路境界と推定する。一方、ステップS13でスロープと車道との境界が検出された場合、スロープと車道との境界を道路境界と推定する。   In step S13, the slope boundary detection circuit 19 detects the boundary between the slope and the roadway based on the gradient of the road surface (Froad) in the vehicle width direction. In step S15, the road boundary estimation circuit 20 estimates the boundary or step (LD) between the slope and the roadway U (Rr) as the road boundary. If a step (LD) is detected (YES in step S11), the step (LD) is estimated as a road boundary. On the other hand, when the boundary between the slope and the roadway is detected in step S13, the boundary between the slope and the roadway is estimated as the road boundary.

図9を参照して、スロープ境界検出回路19が実施する図8のステップS13の詳細な手順の一例を説明する。   With reference to FIG. 9, an example of the detailed procedure of step S13 of FIG. 8 performed by the slope boundary detection circuit 19 will be described.

先ず、路面(Froad)の車幅方向の道路境界検出領域(Hg)を複数の区分(Kd1〜Kd7)に分割する(S301)。ステップS303で、区分(Kd1〜Kd7)毎に路面の勾配を算出する。ステップS305で、路面(Froad)の車幅方向の道路境界検出領域(Hg)の両端(DBA、DFR)から、各区分(Kd1〜Kd7)の勾配を走査する。ステップS307で、路面(Froad)の車幅方向の勾配の符号が反転する箇所があるか否かを判断する。反転する箇所があれば(S307でYES)、当該箇所を、スロープと車道との境界として検出する(S309)。反転する箇所がなければ(S307でNO)、スロープと車道との境界の検出を断念する(S311)。このように、スロープ境界検出回路19は、勾配の符号変化から、スロープと車道との境界の位置を検出することができる。 First, the road boundary detection region (Hg) in the vehicle width direction of the road surface (Froad) is divided into a plurality of sections (K d1 to K d7 ) (S301). In step S303, the gradient of the road surface is calculated for each section (K d1 to K d7 ). In step S305, the gradient of each section (K d1 to K d7 ) is scanned from both ends (D BA , D FR ) of the road boundary detection region (Hg) in the vehicle width direction of the road surface (Froad). In step S307, it is determined whether or not there is a portion where the sign of the gradient in the vehicle width direction of the road surface (Froad) is reversed. If there is a part to be reversed (YES in S307), the part is detected as a boundary between the slope and the roadway (S309). If there is no portion to be reversed (NO in S307), the detection of the boundary between the slope and the roadway is abandoned (S311). As described above, the slope boundary detection circuit 19 can detect the position of the boundary between the slope and the roadway from the sign change of the gradient.

図10を参照して、図8のステップS13の詳細な手順の他の例を説明する。図9と比べて、S301、S303、S309、S311は同じであるが、S307の代わりにS308を実施し、図9のS305は実施しない。   With reference to FIG. 10, another example of the detailed procedure of step S13 in FIG. 8 will be described. Compared to FIG. 9, S301, S303, S309, and S311 are the same, but S308 is performed instead of S307, and S305 of FIG. 9 is not performed.

ステップS308において、スロープ境界検出回路19は、道路境界検出領域(Hg)のいずれか一方の端(DBA、DFR)から、各区分(Kd1〜Kd7)の勾配を走査する。そして、路面(Froad)の車幅方向の勾配が基準値(例えば、10度)よりも大きく変化する区分があるか否かを判断する。基準値よりも大きく変化する区分があれば、ステップS309へ進み、基準値よりも大きく変化する区分がなければ、ステップS311へ進む。 In step S308, the slope boundary detection circuit 19 scans the gradient of each section (K d1 to K d7 ) from one end (D BA , D FR ) of the road boundary detection region (Hg). Then, it is determined whether or not there is a section in which the gradient in the vehicle width direction of the road surface (Froad) changes more than a reference value (for example, 10 degrees). If there is a section that changes more than the reference value, the process proceeds to step S309, and if there is no section that changes more than the reference value, the process proceeds to step S311.

道路境界検出装置1は、図8に示す一連の処理サイクルを所定の周期のもとで繰り返し実施することにより、連続して道路境界を検出する。検出される道路境界の位置は、車両(Vc)を基準とする相対的な位置である。検出される道路境界の情報には、前回の検出時から今回の検出時までの車両の挙動情報が関連づけられて、メモリに記憶される。よって、道路境界検出装置1は、車両の挙動情報から車両の移動距離及び移動方向を算出することにより、繰り返し検出される道路境界の軌跡を求めることができる。なお、車両の挙動情報は、既知の方法から求めることができる。例えば、ステレオカメラによるビジュアルオドメトリ情報や、車速情報と車両のヨーレート情報との組合せ、或いはGPS(衛星測位システム)による自己位置情報を用いることができる。   The road boundary detection apparatus 1 continuously detects a road boundary by repeatedly performing a series of processing cycles shown in FIG. 8 at a predetermined period. The detected position of the road boundary is a relative position based on the vehicle (Vc). The detected road boundary information is associated with vehicle behavior information from the previous detection time to the current detection time and stored in the memory. Therefore, the road boundary detection apparatus 1 can obtain the trajectory of the road boundary that is repeatedly detected by calculating the moving distance and moving direction of the vehicle from the behavior information of the vehicle. The vehicle behavior information can be obtained from a known method. For example, visual odometry information by a stereo camera, a combination of vehicle speed information and vehicle yaw rate information, or self-position information by GPS (satellite positioning system) can be used.

なお、図8のフローチャートにおいて、スロープ境界検出回路19は、車両が走行する一定区間において、路面上の段差(LD)が検出されなかった場合に、ステップ13へ進み、スロープと車道との境界を検出してもよい。実際には途切れること無く連続する段差(LD)が形成されている道路を車両が走行していても、ノイズによって段差(LD)が検出されない処理サイクルが含まれる場合がある。或いは、連続する段差(LD)の一部だけが崩れているため、段差(LD)が検出されない処理サイクルが含まれる場合もある。   In the flowchart of FIG. 8, the slope boundary detection circuit 19 proceeds to step 13 when the step (LD) on the road surface is not detected in a certain section where the vehicle travels, and the boundary between the slope and the roadway is detected. It may be detected. In practice, there may be a processing cycle in which a step (LD) is not detected due to noise even when a vehicle is traveling on a road where a continuous step (LD) is formed without interruption. Alternatively, since only a part of the continuous level difference (LD) is broken, a processing cycle in which the level difference (LD) is not detected may be included.

このように、ノイズや段差の一部崩壊によってステップS13が安易に実行されてしまうと、処理遅延が生じ、また道路境界検出装置1の動作自体も不安定になってしまう。そこで、段差検出回路18は、車両が走行する一定区間において、路面上の段差(LD)が連続して検出されなかった場合に限り、段差が検出されなかったと判断する(ステップS11でNO)。段差が検出されない処理サイクルがあっても、車両が一定区間を走行するまで当該サイクルが繰り返されない限りは、段差が検出されなかったは判断しない(ステップS11でYES)。これにより、道路境界検出装置1の効率的な動作が実現される。なお、車両が走行する一定区間としては、連続して3回のサイクルで段差非検出であった場合が例示される。   As described above, if Step S13 is easily executed due to noise or partial collapse of the level difference, a processing delay occurs, and the operation of the road boundary detection device 1 becomes unstable. Therefore, the level difference detection circuit 18 determines that no level difference has been detected only when the level difference (LD) on the road surface is not continuously detected in a certain section in which the vehicle travels (NO in step S11). Even if there is a processing cycle in which a step is not detected, it is not determined that a step has not been detected unless the cycle is repeated until the vehicle travels through a certain section (YES in step S11). Thereby, the efficient operation | movement of the road boundary detection apparatus 1 is implement | achieved. In addition, the case where the step is not detected in three consecutive cycles is exemplified as the certain section in which the vehicle travels.

以上説明したように、第1実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。   As described above, according to the first embodiment, the following operational effects can be obtained.

路面(Froad)の車幅方向の道路境界検出領域(Hg)において段差(LD)が検出されなかった場合、路面(Froad)の車幅方向の勾配に基づいて、スロープと車道との境界を検出し、スロープと車道との境界を道路境界と推定する。これにより、段差(LD)の代わりにスロープが設けられた場所において、スロープを超えた先にある段差ではなく、スロープと車道との境界を道路境界として検出することができる。よって、道路境界を精度良く検出することができる。   When no step (LD) is detected in the road boundary detection region (Hg) in the vehicle width direction of the road surface (Froad), the boundary between the slope and the roadway is detected based on the gradient in the vehicle width direction of the road surface (Froad). Then, the boundary between the slope and the road is estimated as the road boundary. As a result, in the place where the slope is provided instead of the step (LD), the boundary between the slope and the roadway can be detected as the road boundary instead of the step beyond the slope. Therefore, the road boundary can be detected with high accuracy.

スロープ境界検出回路19は、道路境界検出領域(Hg)の両端(DBA、DFR)から路面(Froad)の車幅方向の勾配をそれぞれ走査し、勾配が交差する位置から、スロープと車道との境界の位置を検出する。これにより、路面(Froad)の車幅方向の勾配が交差する位置で、路面(Froad)の車幅方向の勾配が大きく変化するので、この交差位置から、スロープと車道との境界の位置を精度良く検出することができる。 The slope boundary detection circuit 19 scans the gradients in the vehicle width direction of the road surface (Froad) from both ends (D BA , D FR ) of the road boundary detection region (Hg), and from the position where the gradients intersect, Detect the boundary position of. As a result, since the gradient in the vehicle width direction of the road surface (Froad) greatly changes at the position where the gradient in the vehicle width direction of the road surface (Froad) intersects, the position of the boundary between the slope and the roadway is accurately determined from this intersection position. It can be detected well.

段差検出回路18は、路面上の段差(LD)の位置を繰り返し検出する。スロープ境界検出回路19は、前回検出した路面上の段差(LD)の位置に基づいて、道路境界検出領域(Hg)を設定する。これにより、道路境界が検出される領域を予め絞り込むことができるので、道路境界の検出に要する時間を短縮し、計算負荷を軽減することができる。   The level difference detection circuit 18 repeatedly detects the position of the level difference (LD) on the road surface. The slope boundary detection circuit 19 sets a road boundary detection region (Hg) based on the position of the step (LD) on the road surface detected last time. Thereby, since the area | region where a road boundary is detected can be narrowed down beforehand, the time required for the detection of a road boundary can be shortened and calculation load can be reduced.

スロープ境界検出回路19は、車両が走行する一定区間において、路面上の段差(LD)が検出されなかった場合に、スロープと車道との境界を検出する(S13)。例えば、ノイズや段差の一部崩壊により一定区間に達しない短い区間のみ段差が非検出となっても、スロープ境界の検出処理(S13)は開始されない。スロープ境界の検出処理フローが頻発することが抑制され、システムの安定性が向上する。   The slope boundary detection circuit 19 detects the boundary between the slope and the roadway when a step (LD) on the road surface is not detected in a certain section where the vehicle travels (S13). For example, even if a step is not detected only in a short section that does not reach a certain section due to noise or partial collapse of the step, the slope boundary detection process (S13) is not started. Frequent occurrence of the slope boundary detection process flow is suppressed, and the stability of the system is improved.

スロープ境界検出回路19は、道路境界検出領域(Hg)において、路面の車幅方向の勾配が基準値よりも大きく変化する箇所をスロープと車道との境界として検出する。これにより、一般的なスロープの傾斜角度及び車道の傾斜角度を考慮して基準値を設定できるので、スロープと車道との境界を精度良く検出することができる。   In the road boundary detection area (Hg), the slope boundary detection circuit 19 detects a point where the gradient in the vehicle width direction of the road surface changes more than the reference value as a boundary between the slope and the roadway. Thereby, since the reference value can be set in consideration of the inclination angle of the general slope and the inclination angle of the roadway, the boundary between the slope and the roadway can be detected with high accuracy.

スロープ境界検出回路19は、道路境界検出領域(Hg)において、路面の車幅方向の勾配の符号が反転する箇所をスロープと車道との境界として検出する。一般的なスロープの傾斜及び車道の傾斜は逆向きであるため、スロープと車道との境界を精度良く検出することができる。   The slope boundary detection circuit 19 detects, as a boundary between the slope and the roadway, a portion where the sign of the gradient in the vehicle width direction of the road surface is reversed in the road boundary detection region (Hg). Since the slope of the general slope and the slope of the roadway are opposite, the boundary between the slope and the roadway can be detected with high accuracy.

(第1変形例)
測距センサ12としてのステレオカメラを、車両(Vc)の前部ではなく、図11に示すように、車両(Vc)の側部に設置し、ステレオカメラの撮像範囲を車両(Vc)の側方としても構わない。この場合も、車両(Vc)の進行方向を第1の所定方向(Da)とする。これにより、段差判定位置回路15は、車両の周囲(側方)の路面に、段差(LD)と交わる線状の段差判定位置(Pa)を設定することができる。具体的には、測距センサ12から第1の所定方向(Da)に所定距離だけ離れ、第1の所定方向(Da)に直交する方向に延びる段差判定位置(Pa)を設定することができる。
(First modification)
As shown in FIG. 11, the stereo camera as the distance measuring sensor 12 is installed not on the front part of the vehicle (Vc) but on the side part of the vehicle (Vc), and the imaging range of the stereo camera is set on the vehicle (Vc) side. It doesn't matter as you go. Also in this case, the traveling direction of the vehicle (Vc) is the first predetermined direction (Da). Thereby, the level | step difference determination position circuit 15 can set the linear level | step difference determination position (Pa) which cross | intersects a level | step difference (LD) on the road surface of the circumference | surroundings (side) of a vehicle. Specifically, a step determination position (Pa) extending from the distance measuring sensor 12 by a predetermined distance in the first predetermined direction (Da) and extending in a direction orthogonal to the first predetermined direction (Da) can be set. .

(第2変形例)
測距センサ12の他の例として、レーザレンジファインダ(LRF)がある。LRFは、車両周囲の物体に向けてレーザーを照射し、物体に反射して戻ってきたレーザーを観測する。そして、LRFは、レーザーの照射方向に基づいて物体が位置する方位を計測すると共に、レーザーの照射から反射レーザーの観測までの時間に基づいて物体までの距離を計測する。LRFは、レーザースキャナとも呼ばれる。LRFの照射範囲は任意に設定可能である。図12は、車両(Vc)のルーフ中央部にLRF(12)を設定し、周囲全体を照射範囲とする360度LRFの例を示す。段差判定位置回路15は、測距センサ12から第1の所定方向(Da)に所定距離だけ離れ、第1の所定方向(Da)に直交する方向に延びる段差判定位置(Pa)を設定する。よって、車両(Vc)の前部に測距センサ12を設置した図2の例と同様にして、車両(Vc)の進行方向を第1の所定方向(Da)とするので、車幅方向に延びる段差判定位置(Pa)が、車両(Vc)の前方に設定される。
(Second modification)
Another example of the distance measuring sensor 12 is a laser range finder (LRF). The LRF irradiates a laser toward an object around the vehicle, and observes the laser reflected and returned to the object. The LRF measures the azimuth in which the object is located based on the laser irradiation direction, and measures the distance to the object based on the time from the laser irradiation to the observation of the reflected laser. LRF is also called a laser scanner. The LRF irradiation range can be arbitrarily set. FIG. 12 shows an example of a 360 degree LRF in which the LRF (12) is set at the center of the roof of the vehicle (Vc) and the entire periphery is in the irradiation range. The step determination position circuit 15 sets a step determination position (Pa) that is separated from the distance measuring sensor 12 by a predetermined distance in the first predetermined direction (Da) and extends in a direction orthogonal to the first predetermined direction (Da). Accordingly, the traveling direction of the vehicle (Vc) is set to the first predetermined direction (Da) in the same manner as the example of FIG. 2 in which the distance measuring sensor 12 is installed at the front portion of the vehicle (Vc). The extending step determination position (Pa) is set in front of the vehicle (Vc).

なお、俯角を付けてLRFを搭載することで走行中に車両進行方向を広範囲にわたって調査することが可能となる。また、複数のレーザーを同時に照射可能なマルチレイヤー型のLRFを用いることも可能である。   In addition, it becomes possible to investigate the vehicle traveling direction over a wide range during traveling by mounting the LRF with a depression angle. It is also possible to use a multi-layer LRF capable of simultaneously irradiating a plurality of lasers.

測距センサ12としてレーザレンジファインダ(LRF)を用いた場合の段差検出方法は、図8のS01〜S05の代わりに、図13に示すステップS21及びS23を実施する点が相違する。その他のステップS07〜S13は、図8と同じであり、説明を省略する。   The step detection method when a laser range finder (LRF) is used as the distance measuring sensor 12 is different in that steps S21 and S23 shown in FIG. 13 are performed instead of S01 to S05 in FIG. Other steps S07 to S13 are the same as those in FIG.

ステップS21において、LRF(12)は、レーザーが照射された物体の方位と共に、物体までの距離を計測する。計測データは演算回路14に送信される。ステップS23に進み、演算回路14は、LRF(12)を原点とした極座標系の計測データを、車両(Vc)を原点とした直交座標系に変換する。これにより、演算回路14は、車両の周囲における路面の三次元情報を取得することができる。その後、ステップS07へ進む。   In step S21, the LRF (12) measures the distance to the object together with the direction of the object irradiated with the laser. The measurement data is transmitted to the arithmetic circuit 14. Proceeding to step S23, the arithmetic circuit 14 converts the measurement data in the polar coordinate system with the LRF (12) as the origin into an orthogonal coordinate system with the vehicle (Vc) as the origin. Thereby, the arithmetic circuit 14 can acquire the three-dimensional information of the road surface around the vehicle. Thereafter, the process proceeds to step S07.

(第2実施形態)
図14を参照して、第2実施形態に係わる自己位置推定装置2の全体構成を説明する。自己位置推定装置2は、第1実施形態の道路境界検出装置1により検出された道路境界と、地図情報に含まれる道路境界を示す情報とを照合することにより、車両(Vc)の地図上の位置を推定する。
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 14, the whole structure of the self-position estimation apparatus 2 concerning 2nd Embodiment is demonstrated. The self-position estimation device 2 collates the road boundary detected by the road boundary detection device 1 of the first embodiment with information indicating the road boundary included in the map information, so that the vehicle position (Vc) is displayed on the map. Estimate the position.

具体的に、自己位置推定装置2は、測距センサ12と、測距センサ12による測定データから自己位置を推定する一連の情報処理を実行するマイクロコンピュータ13と、道路境界を示す情報を含む地図情報を記憶する地図データベース23とを備える。マイクロコンピュータ13は、予めインストールされたコンピュータプログラムを実行することにより、図1に示す情報処理回路(14、15、18、19、20)の他に、地図情報取得回路21と、自己位置推定回路22とを更に構成する。   Specifically, the self-position estimation device 2 includes a distance measurement sensor 12, a microcomputer 13 that executes a series of information processing for estimating the self-position from measurement data obtained by the distance measurement sensor 12, and a map that includes information indicating a road boundary. And a map database 23 for storing information. In addition to the information processing circuit (14, 15, 18, 19, 20) shown in FIG. 1, the microcomputer 13 executes a computer program that is installed in advance, in addition to a map information acquisition circuit 21 and a self-position estimation circuit. 22 is further configured.

地図情報取得回路21は、車両周囲の地図情報を地図データベース23から取得する。自己位置推定回路22は、地図情報に含まれる道路境界を示す情報と、道路境界推定回路20により推定された道路境界とを照合することにより、車両(Vc)の地図上の位置を推定する。   The map information acquisition circuit 21 acquires map information around the vehicle from the map database 23. The self-position estimation circuit 22 estimates the position of the vehicle (Vc) on the map by comparing information indicating the road boundary included in the map information with the road boundary estimated by the road boundary estimation circuit 20.

道路境界推定回路20は、路面の車幅方向の段差判定位置(Pa)上の所定範囲外で段差(LD)が検出され、且つスロープと車道との境界が検出されなかった場合、所定範囲外で検出された段差を、道路境界の推定に含めない。   The road boundary estimation circuit 20 detects that a step (LD) is detected outside the predetermined range on the step determination position (Pa) in the vehicle width direction on the road surface, and if the boundary between the slope and the road is not detected, the road boundary estimation circuit 20 The step detected in step 1 is not included in the estimation of the road boundary.

具体的に、段差検出回路18が、図6又は図7に示した道路境界検出領域(Hg、Hg’)の中で段差(LD)を検出できず、道路境界検出領域(Hg、Hg’)外で段差(LD)を検出した。そして、スロープ境界検出回路19がスロープと車道との境界を検出しなかった。この場合、道路境界推定回路20は、道路境界検出領域(Hg、Hg’)外の段差(LD)を、道路境界として推定しない。これにより、スロープを越えて先にある段差を誤って道路境界として推定することが抑制され、道路境界の検出精度が向上する。   Specifically, the level difference detection circuit 18 cannot detect the level difference (LD) in the road boundary detection area (Hg, Hg ′) shown in FIG. 6 or FIG. 7, and the road boundary detection area (Hg, Hg ′). A step (LD) was detected outside. The slope boundary detection circuit 19 did not detect the boundary between the slope and the roadway. In this case, the road boundary estimation circuit 20 does not estimate the step (LD) outside the road boundary detection area (Hg, Hg ′) as a road boundary. As a result, it is possible to prevent the step difference beyond the slope from being erroneously estimated as the road boundary, and the detection accuracy of the road boundary is improved.

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。   Although the embodiments of the present invention have been described as described above, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

1 道路境界検出装置
2 自己位置推定装置
11 測距部
12 測距センサ
13 マイクロコンピュータ
14 演算回路
15 段差判定位置回路
18 段差検出回路
19 スロープ境界検出回路
20 道路境界推定回路
21 地図情報取得回路
22 自己位置推定回路
23 地図データベース
走行可能領域
Froad 路面
Hg 道路境界検出領域(所定範囲)
Pa 段差判定位置
LD 段差
Vc 車両
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Road boundary detection apparatus 2 Self-position estimation apparatus 11 Distance measuring part 12 Distance sensor 13 Microcomputer 14 Calculation circuit 15 Level | step difference determination position circuit 18 Level | step difference detection circuit 19 Slope boundary detection circuit 20 Road boundary estimation circuit 21 Map information acquisition circuit 22 Self Position estimation circuit 23 Map database G 1 Travelable area Froad Road surface Hg Road boundary detection area (predetermined range)
Pa Step judgment position LD Step Vc Vehicle

Claims (8)

車両の周囲における路面の高さを検出する測距部と、
前記路面の高さ変化に基づいて、路面上の段差を検出する段差検出回路と、
前記路面の車幅方向の所定範囲において前記段差が検出されなかった場合、路面の車幅方向の勾配に基づいて、スロープと車道との境界を検出するスロープ境界検出回路と、
前記スロープと車道との境界或いは前記段差を道路境界と推定する道路境界推定回路と、
を備えることを特徴とする道路境界検出装置。
A distance measuring unit for detecting the height of the road surface around the vehicle;
A step detecting circuit for detecting a step on the road surface based on a change in the height of the road surface;
A slope boundary detection circuit for detecting a boundary between a slope and a roadway based on a gradient in the vehicle width direction of the road surface when the step is not detected in a predetermined range in the vehicle width direction of the road surface;
A road boundary estimation circuit for estimating a boundary between the slope and the roadway or the step as a road boundary;
A road boundary detection apparatus comprising:
前記スロープ境界検出回路は、前記所定範囲の両端から前記路面の車幅方向の勾配をそれぞれ走査し、前記勾配が交差する位置から、前記スロープと車道との境界の位置を検出することを特徴とする請求項1に記載の道路境界検出装置。   The slope boundary detection circuit scans a gradient in the vehicle width direction of the road surface from both ends of the predetermined range, and detects the position of the boundary between the slope and the roadway from the position where the gradient intersects. The road boundary detection device according to claim 1. 前記段差検出回路は、前記路面上の段差の位置を繰り返し検出し、
前記スロープ境界検出回路は、前回検出した前記路面上の段差の位置に基づいて、前記所定範囲を設定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の道路境界検出装置。
The step detection circuit repeatedly detects the position of the step on the road surface,
The road boundary detection device according to claim 1, wherein the slope boundary detection circuit sets the predetermined range based on a position of a step on the road surface detected last time.
前記スロープ境界検出回路は、前記車両が走行する一定区間において、前記路面上の段差が検出されなかった場合に、前記スロープと車道との境界を検出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の道路境界検出装置。   4. The slope boundary detection circuit according to claim 1, wherein the slope boundary detection circuit detects a boundary between the slope and a roadway when a step on the road surface is not detected in a certain section in which the vehicle travels. The road boundary detection device according to any one of the above. 前記スロープ境界検出回路は、前記所定範囲において、前記路面の車幅方向の勾配が基準値よりも大きく変化する箇所を前記スロープと前記車道との境界として検出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の道路境界検出装置。   The slope boundary detection circuit detects, as the boundary between the slope and the roadway, a portion where a gradient in the vehicle width direction of the road surface changes more than a reference value in the predetermined range. 5. The road boundary detection device according to any one of 4 above. 前記スロープ境界検出回路は、前記所定範囲において、前記路面の車幅方向の勾配の符号が反転する箇所を前記スロープと前記車道との境界として検出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の道路境界検出装置。   5. The slope detection circuit according to claim 1, wherein the slope boundary detection circuit detects, as the boundary between the slope and the roadway, a portion where a sign of a gradient in the vehicle width direction of the road surface is reversed in the predetermined range. The road boundary detection device according to claim 1. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の道路境界検出装置と、
車両周囲の地図情報を取得する地図情報取得回路と、
前記地図情報に含まれる前記道路境界を示す情報と、前記道路境界推定回路により推定された前記道路境界とを照合することにより、前記車両の地図上の位置を推定する自己位置推定回路と、を備え、
前記道路境界推定回路は、前記路面の車幅方向の所定範囲外で前記段差が検出され、且つ前記スロープと前記車道との境界が検出されなかった場合、前記所定範囲外で検出された前記段差を、前記道路境界の推定に含めない
ことを特徴とする自己位置推定装置。
The road boundary detection device according to any one of claims 1 to 6,
A map information acquisition circuit for acquiring map information around the vehicle;
A self-position estimation circuit that estimates the position of the vehicle on the map by comparing information indicating the road boundary included in the map information with the road boundary estimated by the road boundary estimation circuit; Prepared,
The road boundary estimation circuit detects the step detected outside the predetermined range when the step is detected outside the predetermined range in the vehicle width direction of the road surface and the boundary between the slope and the roadway is not detected. Is not included in the estimation of the road boundary.
車両の周囲における路面の高さを検出し、
前記路面の高さ変化に基づいて、路面上の段差を検出し、
前記路面の車幅方向上の所定範囲において前記段差が検出されなかった場合、路面の車幅方向の勾配に基づいて、スロープと車道との境界を検出し、
前記スロープと車道との境界或いは前記段差を道路境界と推定する
ことを特徴とする道路境界検出方法。
Detect the road surface height around the vehicle,
Based on the change in the height of the road surface, a step on the road surface is detected,
When the step is not detected in a predetermined range in the vehicle width direction of the road surface, based on the gradient of the road surface in the vehicle width direction, the boundary between the slope and the roadway is detected,
A road boundary detection method, wherein a boundary between the slope and a roadway or the step is estimated as a road boundary.
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