JP6659379B2 - 道路情報認識システム及び道路情報認識方法 - Google Patents

Description

本発明は道路上の車線マーカ情報を推定する道路情報認識システム及び車線マーカ情報を推定する道路情報認識方法に関するものである。

最近では、自動車の周辺における他の移動体や障害物との衝突を回避しながら、予め設定或いは推定された走行ルートを走行する自動運転システムや、運転者の運転操作を支援する運転支援システムを自動車（以下、車両と表記する）に搭載する研究が推し進められている。

このような、自動運転システムや運転支援システムでは、車両に搭載された外界認識センサを用いて、自車両周辺に存在する他車両などの移動体や障害物を認識すると共に、自車両が走行する道路の車線を区画する区画線、及び路面標識等を認識し、これらの周辺環境情報に基づいて自車両の自動運転や運転支援を行うようにしている。

自動運転や運転支援の機能例として、自車両が走行している走行車線から左右のいずれかの隣接車線へ変更する車線変更機能がある。例えば、自動運転システムにおける車線変更機能では、運転者からの車線変更要求や自動運転システム上で判断した車線変更要求に基づいて、自動的に走行すべき車線を変更する。

また、運転支援システムにおける車線変更機能では、運転者が車線変更動作を行う際に、車線変更によって自車両が周辺移動体と衝突する可能性がないか等の安全が確保できていることを判定し、運転者にその情報を提供する機能がある。

このような車線変更機能では、車線を規定（区画）する車線マーカ情報（区画線情報、レーンマーカ情報とも呼ばれている）に基づき、車両が追従すべき目標マーカ情報（進行方向線）を生成する。このため、現在走行している車線（以下、変更前車線と表記する）の車線マーカ情報だけでなく、車線変更後に走行する車線（以下、変更後車線と表記する）の車線マーカ情報を得ることが重要である。ここで車線を区画して表すものとしては、道路に描かれた白線（区画線）等が知られており、この白線を外界認識センサによって認識して車線マーカ情報を生成している。

しかしながら、車両の前方を撮影する前方カメラのみでは、変更前車線から見て変更後車線の遠方（定義は後述する）にある車線マーカは十分に前方カメラの視野に入っておらず、正確な車線マーカ情報を得ることが難しい。更に、変更後車線を他の車両が走行中の場合には、車線マーカが他の車両によって遮蔽される場合もある。この結果、変更後車線の遠方の車線マーカ情報を得ることが困難となる。

ここで、車線マーカの遠方、或いは近方とは次のことを意味している。現在走行している変更前車線に隣接している変更後車線は、変更前車線と変更後車線とで共通する車線マーカと、この共通車線マーカと対となって変更後車線を区画する外側の車線マーカとで形成されている。したがって、自車両から見て、変更前車線と変更後車線とで共通する車線マーカは近方の車線マーカとなり、変更後車線を形成する外側の車線マーカは遠方の車線マーカとなる。例えば、走行している車両が右側の車線に変更する場合であれば、変更後車線の左側の車線マーカが近方の車線マーカとなり、右側の車線マーカが遠方の車線マーカとなる。

そして、このような課題に対し、車両の側方を撮影する側方カメラを搭載し、自車両が走行する車線の車線マーカの位置を推定する方法が特開平１１−１６７６３６号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１では、車両の前方を撮影する前方カメラと、車両の側方直下を撮影する側方カメラを搭載し、夫々のカメラによる車線マーカ情報を組み合わせることにより、自車両が走行している車線の車線マーカ情報を推定している。

特開平１１−１６７６３６号公報

特許文献１では、車両の前方を撮影することに加え、車両の側方直下を撮影することにより、自車両が走行している車線の車線マーカ位置を推定している。しかし、車線変更後に走行する車線の遠方の車線マーカ位置を推定することについては何ら考慮されていないものである。

本発明の目的は、変更後車線の遠方の車線マーカを精度よく推定することができる新規な道路情報認識システム及び道路情報認識方法を提供することにある。

本発明の特徴は、車両の周囲を撮像することによって、車線変更する変更後車線の車線マーカ、及び変更後車線の車線幅を検出し、車両の前方を撮像することによって検出されている車線変更する変更後車線の近方の車線マーカに、変更後車線の車線幅を反映させて変更後車線の遠方の車線マーカを推定する、ところにある。

本発明によれば、既知の変更後車線の近方の車線マーカと変更後車線の車線幅から変更後車線の遠方の車線マーカを推定することが可能となる。これによって、車線変更時の車線マーカの検出精度を向上でき、道路情報認識システムの信頼性を向上することができる。

道路情報認識システムを搭載した車両の全体構成を示す構成図である。 自車両の周辺環境の認識領域を説明する説明図である。 従来の道路情報認識システムを搭載した車両での車線マーカの検出状況を説明する説明図である。 本実施形態になる道路情報認識システムを搭載した車両での車線マーカの検出状況を説明する説明図である。 本発明の道路情報認識システムの実施形態の構成を示したブロック図である。 本発明の道路情報認識システムにおける推定された車線マーカを表示した第１の表示画面の説明図である。 本発明の道路情報認識システムにおける推定された車線マーカを表示した第２の表示画面の説明図である。 本発明の道路情報認識システムを用いて車線変更制御を行う車両制御装置の構成を示した構成図である。 本発明の道路情報認識システムを用いて車線変更制御の可否判定を行う場合の表示画面の説明図である。

次に、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

図１は、自車両１００の周辺環境を認識して自車両の運転支援を行う、或いは自車両の自動運転制御を行う車両システムに、本発明の移動体や道路環境を認識する周辺環境認識装置６０を搭載した車両を示しており、車両全体システムの概要を示している。

図１において、周辺環境認識装置６０を搭載した車両１００は、上側をフロント側、下側をリア側としたものであり、車両１００を駆動するための原動機１０、原動機１０の動力を伝達する変速機２０、原動機１０を制御する原動機制御装置３０によって、車両１００は駆動されるものである。尚、図１の例では、フロント側に原動機１０、変速機２０を搭載して、フロント側のタイヤを駆動する例であるが、リア側のタイヤを駆動、あるいは四輪の全てを駆動するものであって良いものである。

車両１００は、原動機１０と変速機２０を制御する原動機制御装置３０以外にも、車両１００の四輪のタイヤに設けられている制動装置９０−１、９０−２、９０−３、９０−４等の制御を行う車両制御装置４０、外部との通信を行う通信装置５０等の複数の制御装置が搭載されており、それらは、制御用ネットワーク７０に接続され、互いに情報を通信している。車両制御装置４０は、制動装置以外にも多くの車両制御機能を備えているものである。

そして、図１に示す実施形態では、周辺環境認識装置６０は車両１００に搭載されており、車両１００の周辺の外界情報を取得する画像認識装置８０−１、８０−２、８０−３、８０−４、及び右後方認識装置１３０−１、左後方認識装置１３０−２、右前方認識装置１３０−３、左前方認識装置１３０−４で取得した外界情報と、車両１００の状態を示す車両状態量（速度、ヨーレート、ヨー角、前後加速度、横加速度、操舵角度など）の情報を受け取り、自車両１００の周辺の外界情報を認識し、その情報に応じて、車両制御装置４０が車両全体の制御を行うものである。尚、車両１００の状態を示す車両状態量は、図１には図示されていないヨーレートセンサ、加速度センサ、速度センサ、操舵角センサなどによって検出される。

通信装置５０は、外部からの通信を授受する装置であり、例えば、車両の走行中に近傍の道路情報として路面情報（車線マーカ位置、停止線位置、横断歩道、などの路面ペイント種別と位置など）と立体物情報（標識、信号機、地物、など道路周辺に存在する立体物）が提供されていれば、これらを取得することができる。

これらの情報は、道路インフラなどに設置されたセンサによって検出された情報、データセンタに記憶された道路周辺情報（路面情報と立体物情報など）、他車両が検出した道路周辺情報（路面情報と立体物情報など）を通信装置５０によって取得することも可能である。

画像認識装置８０−１、８０−２、８０−３、８０−４は、車両１００周辺の外界の情報を取得する装置であり、具体的な例としては、カメラによる画像認識を使用することができる。カメラとしては、単一のカメラで外界を認識する単眼カメラと、２つのカメラで外界を認識するステレオカメラ等がある。カメラによる画像認識では、自車両１００の外部情報として、他車両、歩行者、軽車両（自転車など）など自車両１００の周辺に移動する複数の移動体を同時に認識でき、更に、移動体の特性を分類することが可能である。

また、ステレオカメラを用いることで、自車両１００周辺に存在する移動体や障害物の相対距離を検出することが可能である。更に、カメラによる画像認識では、道路上に描かれた路面情報として、車線マーカ（白線）の位置と大きさや形状、停止線の位置、横断歩道の位置などの情報を取得することが可能である。更に、立体物としては、道路脇に存在する標識の種別、大きさ、位置の情報、信号機の大きさ、位置の情報、その他特定の立体地物の位置の情報を取得することが可能である。

右後方認識装置１３０−１、左後方認識装置１３０−２、右前方認識装置１３０−３、左前方認識装置１３０−４は、それぞれ車両１００の右後方、左後方、右前方、左先方に存在する立体物や障害物を検出する。特に、画像認識装置８０−１、８０−２、８０−３、８０−４のみでは検知できない領域の移動体や障害物といった立体物の相対位置と相対速度を検出することで、自車両１００の全周囲の立体物を検出することができる。

警報装置１１０及び表示装置１２０は、周辺環境認識装置６０にて認識した自車両１００の周辺環境情報を表示することで運転者に周辺環境を周知させる。あるいは、自車両１００の周辺の移動体や走行車線の情報に基づいて周辺環境認識装置６０にて判定した、衝突情報の予告等の通知や警報、及び表示を行うものである。

図２は、自車両１００に搭載される画像認識装置８０−１、８０−２、８０−３、８０−４、及び右後方認識装置１３０−１、左後方認識装置１３０−２、右前方認識装置１３０−３、左前方認識装置１３０−４による外界認識領域を示している。図２では、領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ｂの周辺環境情報の検出は撮像手段による画像認識装置８０を用いて行っている。本実施形態では、撮像手段としてカメラを採用しており、以下ではカメラとして説明する。

また、自車両１００の周辺をカメラとは異なるレーダセンサが、右後方認識装置１３０−１、左後方認識装置１３０−２、右前方認識装置１３０−３、左前方認識装置１３０−４として搭載され、右後方認識装置１３０−１、左後方認識装置１３０−２、右前方認識装置１３０−３、左前方認識装置１３０−４によって自車両１００の全周囲の移動体や障害物などの立体物を検出する。

右後方認識装置１３０−１、左後方認識装置１３０−２、右前方認識装置１３０−３、左前方認識装置１３０−４として利用されるレーダは、移動体、障害物の識別を行うことは困難であるが、移動体や障害物の距離、速度を精度良く検出することが可能である。

図２の例では、自車両１００に搭載された右後方認識装置１３０−１、左後方認識装置１３０−２、右前方認識装置１３０−３、左前方認識装置１３０−４は、領域Ｄ＿ＲＲ、領域Ｄ＿ＲＬ、領域Ｄ＿ＦＲ、領域Ｄ＿ＦＬの移動体、障害物の距離、速度を検出することができる。このような構成を採用することで、自車両１００周辺の路面情報や立体物の識別をカメラで行い、立体物との距離をレーダで検出することで、より精度の高い周辺環境情報の検出が可能となる。

図３Ａは、自車両１００が片側３車線の曲線状の道路を図３の左側から右側へ走行している場合の従来の車線マーカの検出状態を示している。ここで、車線マーカＬＭ１と車線マーカＬＭ４は車道と路肩を区画する車線マーカであり、車線マーカＬＭ２と車線マーカＬＭ３は車線を区画する車線マーカである。

したがって、車線マーカＬＭ１と車線マーカＬＭ２とで車線Ｌ１が規定され、車線マーカＬＭ２と車線マーカＬＭ３とで車線Ｌ２が規定され、車線マーカＬＭ３と車線マーカＬＭ４とで車線Ｌ３が規定されている。尚、車線マーカＬＭ２は車線Ｌ１と車線Ｌ２の共通の車線マーカであり、車線マーカＬＭ３は車線Ｌ２と車線Ｌ３の共通の車線マーカである。

そして、自車両１００は、３車線の中央車線である車線Ｌ２を走行しており、右側の車線である車線Ｌ３への車線変更を意図している。自車両１００から見て、車線Ｌ１の左側は車線マーカＬＭ１、右側は車線マーカＬＭ２であり、車線Ｌ２の左側は車線マーカＬＭ２、右側は車線マーカＬＭ３であり、車線Ｌ３の左側は車線マーカＬＭ３、右側は車線マーカＬＭ４である。この状態で、走行している変更前車線Ｌ２から見て、車線マーカＬＭ３は近方の車線マーカであり、車線マーカＬＭ４は遠方の車線マーカである。

自車両１００は、車線Ｌ２を走行している状態から右側の車線Ｌ３へ車線変更する場合、右側の車線Ｌ３を走行している前方車両、及び後方車両との相対距離、相対速度、自車両の速度等から、自車両が他車両に衝突しないことを判断して車線変更動作を行う。

自動運転システムや運転支援システムでは、自車両１００が走行する前方の状況を正確に把握することが必須であるため、車両の前方に関しては、図２で述べたように、画像認識装置８０−１によって、少なくとも領域ＦＦ１に示すように車両の前側遠方までの道路状況や移動体を検出することができる。

この画像認識装置８０−１に関しては、２つのカメラを用いて視差から立体物や路面標識の相対位置を検出するステレオカメラを用いることが望ましい。このようなステレオカメラを画像認識装置８０−１に適用することで、車両の前側遠方の移動体や車線マーカを検出することができる。したがって、図３Ａの場合では、画像認識装置８０−１によって、車線マーカＬＭ２と車線マーカＬＭ３の位置を確実に検出することができる。

尚、図面中で「○」印で示しているのは、検出された車線マーカを点列で疑似的に表している。このため、この「○」印を表示画面上に表示すると車線マーカを表示することになる。尚、「○」印を線で結んで表示することもできる。

例えば、曲線状の道路を自車両１００が走行して車線Ｌ２から右側の車線Ｌ３へ車線変更しようとする場合、変更前車線Ｌ２の車線マーカＬＭ２、ＬＭ３は、上述した通り画像認識装置８０−１で検出できる。尚、画像認識装置８０−１は車線マーカＬＭ２、ＬＭ３の位置情報や形状情報を検出できる。

しかしながら、変更後車線Ｌ３について考えると、近方の車線マーカ、すなわち左側の車線マーカＬＭ３は検出できるものの、遠方の車線マーカである右側の車線マーカＬＭ４は、カメラの視野に十分入らずに検出できないことになる。また、変更後車線Ｌ３を走行する他車両が存在する場合、車線マーカＬ４が他車両により遮蔽されて検出できないこともある。

このとき、自車両が追従すべき目標マーカ情報（進行方向線）は、変更前車線の車線マーカ情報と、変更後車線の車線マーカ情報に基づき生成されるため、車線変更時に目標マーカ情報（進行方向線）を生成する場合は、変更前車線の車線マーカ情報と、変更後車線の車線マーカ情報が必要となる。

これに対応するため、本実施形態では次のような方法を採用しており、その車線マーカの検出状態を図３Ｂに示している。

図１で説明したように、自車両１００の右側方の外界認識を行う画像認識装置８０−２と、自車両１００の左側方の外界認識を行う画像認識装置８０−４を用いることにより、領域ＲＲ１に示すように、自車両１００が走行している車線Ｌ２の車線マーカＬＭ２、ＬＭ３と、左側の車線Ｌ１の車線マーカＬＭ１、ＬＭ２と、右側の車線Ｌ３の車線マーカＬＭ３、ＬＭ４を検出することが可能である。「○」印で示しているのは、検出された車線マーカを示している。尚、画像認識装置８０−２と画像認識装置８０−４は車線マーカＬＭ１〜ＬＭ４の位置情報や形状情報を検出できる。

例えば、自車両１００が車線Ｌ２から車線Ｌ３への車線変更が許可された場合、この状態では変更後車線Ｌ３の自車両１００近傍には、他車両や障害物は存在しないことになっている。このため、画像認識装置８０−２を用いることによって車線マーカＬＭ４の存在が確認できるので、自車両１００の近傍において、変更後車線Ｌ３の遠方、すなわち右側の車線マーカＬＭ４が存在することと、変更後車線Ｌ３の車線幅Ｗを検出することが可能となる。

したがって、画像認識装置８０−１により検出した車線マーカＬＭ３の情報と、画像認識装置８０−２により検出した変更後車線Ｌ３の車線幅Ｗの情報を組み合わせることにより、変更後車線Ｌ３の遠方の車線マーカＬＭ４のうち、自車両１００の前方に存在する領域部分（＝車線マーカＬＭ３の情報が存在する領域部分）の車線マーカ情報を推定することができる。

すなわち、車線マーカＬＭ３が検出されている範囲で、車線マーカＬＭ３の位置座標に変更後車線Ｌ３の車線幅Ｗを加えた位置座標を、変更後車線Ｌ３の車線マーカＬＭ４と見做すものである。推定された変更後車線Ｌ３の遠方の車線マーカＬＭ４は「□」印で示しており、これらの車線マーカ情報は、自車両１００の座標系で表現される位置座標の点列データとして出力され、この「□」印を表示画面上に表示すると車線マーカを表示することになる。尚、この場合も「□」印を線で結んで表示することができる。

また、自車両が追従すべき目標マーカ情報（進行方向線）は、変更前車線の車線マーカ情報と、変更後車線の車線マーカ情報に基づき生成される。目標マーカ情報（進行方向線）は例えば図８に示すように、車線変更時に自車両１００が走行する目標進行方向に向かって自車両１００の前方の車線上に点列１００-１、１００-２、１００-３、１００-４、１００-５で表現することができる。

このような考え方も基本として、本実施形態の周辺環境認識装置６０の構成を図４に基づき説明する。

図４は、図１に示した周辺環境認識装置６０の具体的な構成の一実施例を示している。周辺環境認識装置６０では、画像認識装置８０−１〜８０−４によって検出した自車両１００の周辺環境の情報や、右後方認識装置１３０−１、左後方認識装置１３０−２、右前方認識装置１３０−３、左前方認識装置１３０−４によって検出した自車両１００の周辺の移動体の情報に基づいて、自車両１００の周辺環境の状況を出力する。

図４の実施形態では、周辺環境認識装置６０は、前方車線マーカ検出手段６１０、側方車線マーカ検出手段６２０、前方車線マーカ推定手段６３０、車線マーカ出力手段６４０、表示手段６５０（図１の表示手段１２０）、通知手段６６０（図１の警報装置１１０）から構成される。

図３Ｂにおいて、前方車線マーカ検出手段６１０は、画像認識装置８０−１にて取得した自車両１００の前方の車線マーカＬＭ２、ＬＭ３の位置点列データを検出する。一方、側方車線マーカ検出手段６２０は、画像認識装置８０−２、８０−４にて取得した、自車両１００の近傍の車線マーカＬＭ１〜ＬＭ４の位置点列データ、及び変更後車線Ｌ３の車線幅Ｗを検出する。

前方車線マーカ推定手段６３０は、側方車線マーカ検出手段６２０から出力された変更後車線Ｌ３を形成する車線マーカＬＭ３と車線マーカＬＭ４の間の車線幅Ｗのデータと、前方車線マーカ検出手段６１０から出力された自車両１００の前方車線マーカＬＭ３の位置点列データに基づいて、推定された車線マーカＬＭ４の前方の位置点列データを出力する。

車線マーカ出力手段６４０は、前方車線マーカ検出手段６１０から出力される前方車線マーカＬＭ２、ＬＭ３の位置点列データと、前方車線マーカ推定手段６３０から出力される推定された前方車線マーカＬＭ４の位置点列データを出力する。

車線マーカ出力手段６４０から出力された車線マーカの位置点列データは表示手段６５０、及び通知手段６６０に送られる。表示手段６５０は画面上に自車両位置と車線マーカを表示して運転者に分かり易い表示を行なうものである。また、通知手段６６０では、車線マーカ出力手段６４０の情報によって他車両との衝突の恐れがあれば、この情報を運転者に通知するものである。

ここで、図３Ｂに示す例は、自車両１００が右側に車線変更するため、右側車線変更情報によって右側の車線マーカＬＭ４を推定する場合を説明したが、左側に車線変更する場合も同様であり、この場合は、車線マーカＬＭ１と車線マーカＬＭ２の間の車線幅と車線マーカＬＭ２によって車線マーカＬＭ１の前方が推定されるものである。

また、車線変更の方向に拘わらず、車線マーカＬＭ１と車線マーカＬＭ２の間の車線幅、及び車線マーカＬＭ３と車線マーカＬＭ４の間の車線幅と、車線マーカＬＭ２と車線マーカＬＭ３とから、車線マーカＬＭ１、及び車線マーカＬＭ４の前方を推定することも可能である。この場合は全ての車線マーカＬＭ１〜Ｍ４が求まるようになる。もちろん、表示する場合は、検出された車線マーカＬＭ２、ＬＭ３と、推定された車線マーカＬＭ１、ＬＭ４が表示されることになる。

更に、上述した実施形態では車線を区画する車線マーカを求めて表示しているが、車線マーカではなく、車線の略中間を表す中央線を求めることも可能である。この場合は、検出、或いは推定された車線を区画する一対の車線マーカの車線幅を１/２にして、どちら一方の車線マーカの位置情報（位置座標）に加算、或いは減算することで求めることができる。

また、表示手段６５０及び通知手段６６０へ出力する情報は、車線マーカの位置点列データの代わりに、変更前車線及び変更後車線の仮想的な中央線の位置点列データとしても良いものである。また、車線変更時は、上述した変更前車線及び変更後車線の夫々の仮想的な中央線を滑らかに結ぶように目標マーカ情報（進行方向線）を生成することができる。

尚、図１及び図４に示す実施形態では、画像認識装置を用いて車線マーカを検出しているが、レーザーセンサ等を用いて、路面と車線マーカの反射率の相違を利用することにより、車線マーカを検知する構成としても良いものである。

次に、図５と図６に基づき推定した車線マーカ情報を表示画面に表示する実施形態について説明する。この例は全ての車線マーカＬＭ１〜Ｍ４を表示するものである。

図５は、表示装置６５０の画面上に自車両１００の位置を原点として、自車両１００の進行方向をＸ軸座標の正とし、Ｘ軸座標に垂直で自車両１００の左側を正とした横方向をＹ軸座標で表現している。

表示装置６６０の画面上には、直進している自車両１００と、自車両１００の周辺の車線マーカＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３、ＬＭ４の位置点列データを「○」印、「□」印と「実線」によって表示している。「○」印は検出された車線マーカを示し、「□」印は推定された車線マーカを示している。ただ、これは表現の仕方によって種々のマークや記号を使用することができ、例えば、全て同じマークにしたり、マークの色を変えたりすることができる。また、位置点列データではなく、線分だけの表示であっても良い。

更に、この表示画面には自車両１００の周辺に存在する移動体２００、４００の位置も表示している。この表示によって、自車両１００の周辺に存在する移動体が、自車両１００が走行している車線に対して、どの車線にいるかを容易に確認することができる。このような周辺環境認識装置６０が求めた情報を表示することによって、周辺環境認識装置６０が求めた情報を運転者が容易に把握することができ、運転者に安心感を与えるという効果を奏することができる。

また、図６では、画像認識装置８０−１が自車両１００の右側の車線マーカＬＭ３を認識できなかった場合の表示の例を示している。

この場合、例えば、自車両の１００の左側の車線マーカＬＭ１、ＬＭ２の位置点列データと、車線マーカＬＭ１、ＬＭ２の間の車線幅の値から、右側の車線マーカＬＭ３、ＬＭ４を推定することも可能である。

ただ、図５に示す例とは異なり、右側の車線マーカＬＭ３、ＬＭ４の位置点列データの信頼性は低くなるため、右側の車線マーカＬＭ３、ＬＭ４の位置点列データを、左側の車線マーカの位置点列データの表示とは異なるように、「○」印、及び「□」印と「破線」で表現している。これによって、運転者は右側の車線マーカＬＭ３、ＬＭ４が少し信頼性に乏しいことを認識することができる。また、右側の車線マーカＬＭ３、ＬＭ４の位置点列データの信頼性が乏しいことを表示画面上に表示することができると共に、通知手段６６０で音声によって報知することも可能である。

図７は、周辺環境認識装置６０と車線変更制御機能部４１の連携によって行われる車線変更制御の実施形態を示している。尚、車線変更制御機能部４１は車両制御装置４０内に機能ブロックとして組み込まれているものである。

図７に示すように、車両制御装置４０は、車線変更要求に応じて自車両１００が現在走行している車線から異なる車線へ車線変更を行う制御指令を出力する、車線変更制御機能部４１を有している。この車線変更制御機能部４１は周辺環境認識装置６０からの車線マーカ情報を受け取り、車両の動的な挙動を制御するものである。

車線変更制御機能部４１は、車線変更要求判定手段４１１、目標進行方向線設定手段４１２、移動体進行方向線推定手段４１３、衝突可能性判定手段４１４、制御指令演算手段４１５から構成される。制御指令演算手段４１５からの制御指令は車両挙動制御装置４２に送られ、具体的な車両制御が実行される。

車線変更要求判定手段４１１は、運転者による車線変更操作（例えば、ウインカ操作など）、或いは車両制御装置４０の別の機能ブロックで決定した自車両１００の走行計画から、自車両１００が現在走行している車線から別の車線へ変更する要求があるかを判定する。車線変更要求手段４１１で車線変更要求があると判定されると、車線変更要求出力は、目標進行方向設定手段４１２、移動体進行方向推定手段４１３へ出力される。

目標進行方向設定手段４１２では、自車両１００が車線変更時に走行する目標進行方向線を設定する。目標進行方向線の設定は、自車両１００の走行計画から目標進行方向線を設定しても良い。具体的には、図８に示すように、車線変更時に自車両１００が走行する目標進行方向を、自車両１００の前方の車線上の位置を点列１００-１、１００-２、１００-３、１００-４、１００-５で表現することができる。

また、移動体進行方向線推定手段４１３では、周辺環境認識装置６０から出力される自車両１００の周辺の移動体２００の相対位置と相対速度、移動体が走行する車線Ｌ３の情報を取得し、移動体の進行方向線を推定する。具体的には、図８に示すように、移動体２００が現在走行している車線Ｌ３に沿って移動体２００は継続的に走行し、移動体２００が現在の相対速度で走行する場合における所定時間後に到達する移動体２００の複数の相対位置２００−１、２００−２、２００−３、２００−４、２００−５の点列を出力する。

衝突可能性判定手段４１４は、車線変更時の自車両１００が走行する目標進行方向線の位置点列１００-１、１００-２、１００-３、１００-４、１００-５を自車両目標進行方向線設定手段４１２から取得し、移動体２００の所定時間後に到達する複数の位置点列２００−１、２００−２、２００−３、２００−４、２００−５を移動体進行方向線推定手段４１３から取得し、自車両１００と移動体２００の所定時間後の位置から衝突可能性を判定する。

具体的には、所定時間後の同一時刻における自車両１００と移動体２００の位置が所定の距離以内に存在する場合は、自車両１００と移動体２００が衝突する可能性が高いと判定し、所定の距離よりも大きく離れている場合は、衝突する可能性が低いと判定する。

制御指令演算手段４１５は、衝突可能性判定手段４１４にて衝突可能性があると判定すると、衝突を回避するための制御指令を演算する。制御指令演算手段４１５で演算された制御指令は、車両制御装置４０の車両挙動制御装置４２へ出力され、車両挙動制御装置４２は最終的な車両制御装置の指令を演算する。本実施例では、１つの移動体２００の場合について説明しているが、複数の移動体が存在する場合でも同様に処理することができるものである。

図７、８に示した実施形態によれば、自車両１００の周辺の移動体２００と車線マーカの位置を認識することで、移動体２００が走行する車線も同時に判定することができ、所定時間後の周辺移動体２００の位置をより正しく推定することができる。この結果、周辺環境認識装置６０を搭載した自車両１００は、自車両１００の周辺に位置する動体２００との衝突可能性を精度よく判定することが可能となる。

尚、以上に説明した実施形態の特徴的な技術について、代表的な例を以下に列挙する。

（１）車両が走行している車線（以下、変更前車線という）を区画する車線マーカを検出する前方車線マーカ検出手段と、前記変更前車線に隣接し、車線変更して走行する車線（以下、変更後車線という）を区画する車線マーカ、及び前記変更後車線の車線幅を検出する側方車線マーカ検出手段と、前記前方車線マーカ検出手段で検出された、前記変更前車線と前記変更後車線とを区画する共通の車線マーカ（以下、近方の車線マーカという）と、前記側方車線マーカ検出手段で検出された前記変更後車線の車線幅とによって、前記変更後車線の前記近方の車線マーカと対となる車線マーカ（以下、遠方の車線という）を推定する前方車線マーカ推定手段とを備えていることを特徴とする。
（２）前記前方車線マーカ検出手段で検出された前記変更前車線の前記車線マーカと、前記前方車線マーカ推定手段で推定された前記変更後車線の前記遠方の車線マーカとを表示する表示手段を備えていることを特徴とする。

（３）前記表示手段に表示される、前記変更前車線の前記車線マーカと、前記変更後車線の前記車線マーカは、点列で表示されていることを特徴とする。

（４）前記前方車線マーカ検出手段、及び前記側方車線マーカ検出手段によって前記車線マーカの検出ができない場合は、前記表示手段は、検出できない前記車線マーカと、前記検出できない前記車線マーカによって推定された前記車線マーカを、検出された前記車線マーカ、及び前記検出された前記車線マーカによって推定された前記車線マーカとは異なった表示形態で表示させていることを特徴とする。

（５）前記変更前車線の前記近方の車線マーカが検出されない場合においては、前記前方車線マーカ推定手段は、前記変更後車線とは反対側の前記変更前車線に隣接する隣接車線の車線マーカと車線幅を用いて、前記変更前車線の検出されない前記近方の車線マーカと、前記変更後車線の前記遠方の車線マーカを推定して前記表示手段に表示することを特徴とする。

（６）車両が走行している車線（以下、変更前車線という）を区画する車線マーカを検出する前方車線マーカ検出手段と、前記変更前車線に隣接し、車線変更して走行する車線（以下、変更後車線という）を区画する車線マーカ、及び前記変更後車線の車線幅を検出する側方車線マーカ検出手段と、前記前方車線マーカ検出手段で検出された、前記変更前車線と前記変更後車線とを区画する共通の車線マーカと、前記側方車線マーカ検出手段で検出された前記変更後車線の車線幅とによって、前記変更後車線の中央線を推定する前方車線マーカ推定手段を備えていることを特徴とする。

（７）前記前方車線マーカ推定手段で推定された前記変更後車線の前記中央線を表示する表示手段を備えていることを特徴とする。

（８）前記表示手段に表示される、前記変更後車線の前記中央線は点列で表示されていることを特徴とする。

（９）前記前方車線マーカ検出手段、及び前記側方車線マーカ検出手段は、道路に描かれた「白線」を検出することを特徴とする。

（１０）車両制御システムが、上記（１）乃至（９）のいずれかの特徴を有する道路情報認識システムから車線マーカ情報を受け取り、この車線マーカ情報を用いて車両の動的な挙動を制御する車線変更制御機能部を備えることを特徴とする。

（１１）車両が走行している車線（以下、変更前車線という）を区画する車線マーカを検出し、前記変更前車線に隣接し、車線変更して走行する車線（以下、変更後車線という）を区画する車線マーカ、及び前記変更後車線の車線幅を検出し、前記変更前車線と前記変更後車線とを区画する共通の車線マーカ（以下、近方の車線マーカという）と、前記変更後車線の車線幅とによって、前記変更後車線の前記近方の車線マーカと対となる車線マーカ（以下、遠方の車線という）を推定することを特徴とする。

（１２）前記変更前車線の前記車線マーカと、推定された前記変更後車線の前記車線マーカとを表示手段に表示することを特徴とする。

（１３）前記変更前車線の前記車線マーカと、前記変更後車線の前記車線マーカを、点列で表示することを特徴とする。

（１４）前記近方の車線マーカが検出されない場合においては、前記変更後車線とは反対側の前記変更前車線に隣接する隣接車線の車線マーカと車線幅を用いて、前記変更前車線の検出されない前記近方の車線マーカと、前記変更後車線の前記遠方の車線マーカを推定することを特徴とする。

（１５）車両が走行している車線（以下、変更前車線という）を区画する車線マーカを検出し、前記変更前車線に隣接し、車線変更して走行する車線（以下、変更後車線という）を区画する車線マーカ、及び前記変更後車線の車線幅を検出し、前記変更前車線と前記変更後車線とを区画する共通の車線マーカと、前記変更後車線の車線幅とによって、前記変更後車線の中央線を推定することを特徴とする。

（１６）推定された前記変更後車線の前記中央線を表示することを特徴とする。

（１７）前記車線マーカを、道路に描かれた「白線」を検出することで求めることを特徴とする。

以上述べた通り本発明によれば、車両の周囲を撮像することによって、車線変更する変更後車線の車線マーカ、及び変更後車線の車線幅を検出し、車両の前方を撮像することによって検出されている車線変更する変更後車線の近方の車線マーカに、変更後車線の車線幅を反映させて変更後車線の遠方の車線マーカを推定するように構成したものである。

これによれば、既知の変更後車線の近方の車線マーカと変更後車線の車線幅から変更後車線の遠方の車線マーカを推定することが可能となる。これによって、車線変更時の車線マーカの検出精度を向上でき、道路情報認識システムの信頼性を向上することができる。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。

１０…原動機、２０…変速機、３０…原動機制御装置、４０…車両制御装置、５０…通信装置、６０…周辺環境認識装置、８０−１…画像認識装置、８０−２…画像認識装置、８０−３…画像認識装置、８０−４…画像認識装置、９０…制動装置、１００…車両、自車両、１１０…警報装置、１２０…表示装置、１３０−１…右後方認識装置、１３０−２…左後方認識装置、１３０−３…右前方認識装置、１３０−４…左前方認識装置、６１０…前方車線マーカ推定手段、６２０…側方車線マーカ検出手段、６４０…前方車線マーカ推定手段、６５０…車線マーカ出力手段、６６０…表示装置、６７０…通知手段。

Claims (10)

1. 車両が走行している車線である変更前車線を区画する車線マーカを検出する前方車線マーカ検出手段と、
   前記変更前車線に隣接し、車線変更して走行する車線である変更後車線を区画する車線マーカ、及び前記変更後車線の車線幅を検出する側方車線マーカ検出手段と、
   前記前方車線マーカ検出手段で検出された、前記変更前車線と前記変更後車線とを区画する共通の車線マーカである近方の車線マーカと、前記側方車線マーカ検出手段で検出された前記変更後車線の車線幅とによって、前記変更後車線の前記近方の車線マーカと対となる車線マーカである遠方の車線を推定する前方車線マーカ推定手段と
   を備えていることを特徴とする道路情報認識システム。
2. 請求項１に記載の道路情報認識システムにおいて、
   前記前方車線マーカ検出手段で検出された前記変更前車線の前記車線マーカと、前記前方車線マーカ推定手段で推定された前記変更後車線の前記遠方の車線マーカとを表示する表示手段を備えていることを特徴とする道路情報認識システム。
3. 請求項２に記載の道路情報認識システムにおいて、
   前記表示手段に表示される、前記変更前車線の前記車線マーカと、前記変更後車線の前記遠方の車線マーカは、異なった表示形態で表示されていることを特徴とする道路情報認識システム。
4. 請求項２に記載の道路情報認識システムにおいて、
   前記変更前車線の前記近方の車線マーカが検出されない場合においては、前記前方車線マーカ推定手段は、前記変更後車線とは反対側の前記変更前車線に隣接する隣接車線の車線マーカと車線幅を用いて、前記変更前車線の検出されない前記近方の車線マーカと、前記変更後車線の前記遠方の車線マーカを推定して前記表示手段に表示させていることを特徴とする道路情報認識システム。
5. 請求項１に記載の道路情報認識システムにおいて、
   前記前方車線マーカ推定手段で推定された前記変更後車線の中央線を表示する表示手段を備えていることを特徴とする道路情報認識システム。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の道路情報認識システムにおいて、
   前記前方車線マーカ検出手段、及び前記側方車線マーカ検出手段は、道路に描かれた「白線」を検出することを特徴とする道路情報認識システム。
7. 車両が走行している車線である変更前車線を区画する車線マーカを検出し、
   前記変更前車線に隣接し、車線変更して走行する車線である変更後車線を区画する車線マーカ、及び前記変更後車線の車線幅を検出し、
   前記変更前車線と前記変更後車線とを区画する共通の車線マーカである近方の車線マーカと、前記変更後車線の車線幅とによって、前記変更後車線の前記近方の車線マーカと対となる車線マーカである遠方の車線を推定する
   ことを特徴とする道路情報認識方法。
8. 請求項７に記載の道路情報認識方法において、
   前記変更前車線の前記車線マーカと、推定された前記変更後車線の前記車線マーカとを表示手段に表示することを特徴とする道路情報認識方法。
9. 請求項８に記載の道路情報認識方法において、
   前記変更前車線の前記車線マーカと、前記変更後車線の前記遠方の車線マーカを、異なった表示形態で表示することを特徴とする道路情報認識方法。
10. 請求項９に記載の道路情報認識方法において、
    前記近方の車線マーカが検出されない場合においては、前記変更後車線とは反対側の前記変更前車線に隣接する隣接車線の車線マーカと車線幅を用いて、前記変更前車線の検出されない前記近方の車線マーカと、前記変更後車線の前記遠方の車線マーカを推定することを特徴とする道路情報認識方法。

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