JP7342832B2 - 走行位置決定装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行位置決定装置に関する。

車載カメラが作成した撮像画像に写った車両の左右の車線区画線の位置に基づいて車両に車線の中央を走行させる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０２０－３２８０２号公報

車両が走行する道路の前方に分岐点がある場合、車両が走行している車線と異なる車線の車線区画線が撮像画像に含まれる場合がある。この場合、車両が走行するべき車線と異なる車線の車線区画線の位置に基づいて、誤った方向に車両が走行してしまうという問題が生じていた。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、適切な位置を車両に走行させることを目的とする。

本発明の態様に係る走行位置決定装置は、車両の右側にある右側車線区画線及び前記車両の左側にある左側車線区画線を含む撮像画像を取得する画像取得部と、前記右側車線区画線の形状及び前記左側車線区画線の形状を特定する特定部と、前記右側車線区画線の形状と前記左側車線区画線の形状とが異なる場合に、前記右側車線区画線の位置又は前記左側車線区画線の位置のいずれか一方に基づいて前記車両が走行する位置である走行位置を決定する走行位置決定部と、を有する。

前記特定部は、前記右側車線区画線の形状及び前記左側車線区画線の形状として、前記右側車線区画線の幅及び前記左側車線区画線の幅を特定し、前記走行位置決定部は、前記右側車線区画線の幅又は前記左側車線区画線の幅のいずれか一方が第１閾値以上であり、他方が前記第１閾値未満である場合に、前記第１閾値未満の車両区画線の位置に基づいて前記走行位置を決定してもよい。

前記特定部は、前記右側車線区画線の形状及び前記左側車線区画線の形状として、前記右側車線区画線の曲率及び前記左側車線区画線の曲率を特定し、前記走行位置決定部は、前記右側車線区画線の曲率と前記左側車線区画線の曲率との差が第２閾値以上である場合に、前記右側車線区画線の位置又は前記左側車線区画線の位置のいずれか一方に基づいて前記走行位置を決定してもよい。

前記特定部は、前記右側車線区画線の形状及び前記左側車線区画線の形状として、前記右側車線区画線の種類及び前記左側車線区画線の種類を特定し、前記走行位置決定部は、前記右側車線区画線の種類又は前記左側車線区画線の種類のうちの少なくとも一方が所定の種類ではない場合に、前記右側車線区画線の位置又は前記左側車線区画線の位置のいずれか一方に基づいて前記走行位置を決定してもよい。

前記右側車線区画線の形状及び前記左側車線区画線の形状が所定の条件を満たす場合、又は前記撮像画像に所定数以上の車両区画線が含まれている場合に、前記車両の前方に分岐点又は合流点があることを検出する接合点検出部をさらに有し、前記走行位置決定部は、前記分岐点又は合流点があると前記接合点検出部が検出したことを条件として、前記右側車線区画線の位置又は前記左側車線区画線の位置のいずれか一方に基づいて前記車両が走行する位置である走行位置を決定してもよい。

本発明によれば、適切な位置を車両に走行させることができるという効果を奏する。

走行位置決定装置１０の概要を説明するための図である。 走行位置決定装置１０に関連する車両Ｓの構成を示す図である。 走行位置決定部１２４が車両Ｓの走行位置を決定するために用いる車線区画線の形状を説明するための図である。 走行位置決定装置１０が車両Ｓの走行位置を決定する動作の一例を示すフローチャートである。

＜走行位置決定装置１０の概要＞
図１は、走行位置決定装置１０の概要を説明するための図である。図１は、車線Ａを走行する車両Ｓを時系列で示している。実線で示す車両Ｓは、車線Ａと車線Ｂとの分岐点より手前を走行する車両Ｓの走行位置及び走行方向を示し、破線で示す車両Ｓは、車線Ａと車線Ｂとの分岐点を通過する車両Ｓの走行位置及び走行方向を示す。図１に示す車両Ｓは、バス又はトラック等の大型の車両であるが、車両Ｓは、乗用車のような小型車両又は二輪車両であってもよい。

走行位置決定装置１０は、車両Ｓが備えるカメラ（不図示）が撮像した撮像画像に写った車両Ｓの左右の車線区画線の位置に基づいて、車両Ｓが走行する位置を決定する。車線区画線は、例えば、白線、縁石などのような車線の境界線である。

具体的には、走行位置決定装置１０は、実線で示す車両Ｓの位置において、車両Ｓの左側の車線区画線である区画線Ｌ１の位置と車両Ｓの右側の車線区画線である区画線Ｃの位置とに基づいて車両Ｓの走行位置を決定する。走行位置決定装置１０は、例えば、左右の車線区画線それぞれと車両Ｓとの距離が等しくなるように車両Ｓの走行位置を決定する。

走行位置決定装置１０は、車両Ｓの左右の車線区画線の形状が異なる場合、車両Ｓの左右の車線区画線の位置のいずれか一方に基づいて車両Ｓが走行する位置を決定する。形状は、例えば、車両区画線の幅、車線区画線の曲率、及び車線区画線の種類である。

走行位置決定装置１０は、破線で示す車両Ｓの位置において、区画線Ｃと区画線Ｌ２との曲率が異なることにより車両Ｓの左右の車線区画線の形状が異なると判定した場合、区画線Ｃの位置に基づいて車両Ｓの走行位置を決定する。車両Ｓの左右の車線区画線の形状が異なる場合、車両Ｓが分岐点又は合流点に近づいていると想定される。走行位置決定装置１０は、このように、車両Ｓが走行する道路の分岐点又は合流点（以下、これらを「接合点」という場合がある）が近づいていると判定した場合、車両Ｓの左右の車線区画線の位置のいずれか一方に基づいて車両Ｓが走行する位置を決定する。

分岐点又は合流点が近づいている場合には、車両が走行している車線と異なる車線の車線区画線が撮像画像に写っていると考えられる。そこで、走行位置決定装置１０は、区画線Ｃ、区画線Ｌ２、及び区画線Ｍのように３以上の区画線が撮像画像に含まれていると判定した場合に、車線Ａと車線Ｂとの分岐点があることを検出してもよい。走行位置決定装置１０は、車線Ａと車線Ｂとの分岐点があることを条件として、左右の車線区画線の位置のいずれか一方（例えば区画線Ｃ）の位置に基づいて車両Ｓの走行位置を決定する。

このように動作することで、走行位置決定装置１０は、車両が走行している車線と異なる車線の車線区画線が撮像画像に写っている分岐点又は合流点において、車両の走行位置を誤った位置に決定することを抑制できる。具体的には、破線で示す車両Ｓの位置において、走行位置決定装置１０は、車線Ａの右側車線区画線である区画線Ｃと車線Ｂの左側車線区画線である区画線Ｌ２とに基づいて誤った走行位置を決定することを抑制できる。走行位置決定装置１０は、区画線Ｌ２を用いることなく区画線Ｃの位置に基づいて走行位置を決定することにより、車両Ｓに適切な位置を走行させることができる。

＜走行位置決定装置１０に関連する車両Ｓの構成＞
図２は、走行位置決定装置１０に関連する車両Ｓの構成を示す図である。車両Ｓは、撮像装置１、操舵制御装置２及び走行位置決定装置１０を有する。撮像装置１は、車両Ｓが走行する道路を撮像するカメラである。撮像装置１は、車両Ｓが走行する道路の左右の車線区画線を含む撮像画像を生成する。撮像装置１は、生成した撮像画像を走行位置決定装置１０に出力する。操舵制御装置２は、車両Ｓに自動操舵させるための制御を行う。操舵制御装置２は、走行位置決定装置１０が決定した走行位置を車両Ｓが走行するように車両Ｓの操舵を制御する。

走行位置決定装置１０は、記憶部１１と制御部１２とを有する。記憶部１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスク等の記憶媒体を有する。記憶部１１は、制御部１２が実行するプログラムを記憶している。

制御部１２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部１２は、記憶部１１に記憶されているプログラムを実行することにより、画像取得部１２１、特定部１２２、接合点検出部１２３及び走行位置決定部１２４として機能する。画像取得部１２１は、撮像装置１が出力した撮像画像を取得する。画像取得部１２１は、車両Ｓの右側にある右側車線区画線及び車両Ｓの左側にある左側車線区画線を含む撮像画像を取得する。

特定部１２２は、画像取得部１２１が取得した撮像画像に含まれる車両Ｓの右側車線区画線の形状及び左側車線区画線の形状を特定する。特定部１２２は、例えば、右側車線区画線の形状及び左側区画線の形状として、右側車線区画線の幅及び左側車線区画線の幅を特定する。車線区画線の幅は、例えば白線の幅である。

特定部１２２は、右側車線区画線の形状及び左側車線区画線の形状として、右側車線区画線の曲率及び左側車線区画線の曲率を特定してもよい。例えば、車線区画線が円弧曲線の場合、車線区画線の曲率は、円弧半径の逆数である。一方、車線区画線が直線の場合、車線区画線の曲率は、０（ゼロ）である。

特定部１２２は、右側車線区画線の形状及び左側車線区画線の形状として、右側車線区画線の種類及び左側車線区画線の種類を特定してもよい。車線区画線の種類は、例えば、白線の種類、区画体の種類又は保安器具の種類である。白線の種類は、例えば、実線、破線及び二重線である。区画体の種類は、例えば、ポッツドッツ、及びコンクリートブロックである。保安器具の種類は、例えばロードコーンである。

接合点検出部１２３は、車両Ｓの前方に分岐点又は合流点があることを検出する。接合点検出部１２３は、画像取得部１２１が取得した撮像画像に含まれる車両Ｓの右側車線区画線の形状及び左側車線区画線の形状が所定の条件を満たす場合、又は撮像画像に所定数以上の車線区画線が含まれている場合に、分岐点又は合流点があることを検出する。

所定の条件は、例えば、分岐点又は合流点における車線区画線の特徴を示すことである。具体的には、右側車線区画線又は左側車線区画線のいずれか一方の種類が変化したこと、右側車線区画線と左側車線区画線との間の距離が車両の幅と近似すること等である。所定数は、左右の車線区画線とは異なる車線区画線を検出できる数であり、例えば３以上の整数である。

走行位置決定部１２４は、画像取得部１２１が取得した撮像画像に含まれる車両Ｓの左右の車線区画線の位置に基づいて車両Ｓが走行する位置を決定する。走行位置決定部１２４は、左右の車線区画線それぞれの位置を用いて車両Ｓが走行する位置を決定する場合、例えば、左右の車線区画線それぞれの位置と車両Ｓの位置との距離が等しくなる位置を車両Ｓが走行する位置に決定する。

走行位置決定部１２４は、特定部１２２が特定した右側車線区画線の形状と左側車線区画線の形状とが異なる場合に、右側車線区画線の位置又は左側車線区画線の位置のいずれか一方に基づいて車両Ｓが走行する位置である走行位置を決定する。走行位置決定部１２４は、例えば、右側車線区画線の幅又は左側車線区画線の幅のいずれか一方が第１閾値以上であり、他方が第１閾値未満である場合に、第１閾値未満の車線区画線の位置に基づいて走行位置を決定する。第１閾値は、路側帯又は中央線の規定幅であり、例えば、１０ｃｍから２０ｃｍの間の固定値である。

図３は、走行位置決定部１２４が車両Ｓの走行位置を決定するために用いる車線区画線の形状を説明するための図である。図３（ａ）は、左右の車線区画線の形状が同じ場合を示す。図３（ｂ）は、左右の車線区画線の幅が異なる場合を示す。図３（ｃ）は、左右の車線区画線の曲率が異なる場合を示す。図３（ｄ）は、左右の車線区画線の種類が異なる場合を示す。

図３（ａ）に示すように、右側車線区画線である区画線Ｒと左側車線区画線である区画線Ｌとが同じ幅である場合、走行位置決定部１２４は、区画線Ｒと区画線Ｌとの位置に基づいて車両Ｓの走行位置を決定する。一方、図３（ｂ）に示すように、区画線Ｌの幅と区画線Ｒの幅とが異なる場合であって、区画線Ｌの幅が第１閾値以上であり、且つ区画線Ｒの幅が第１閾値未満である場合、走行位置決定部１２４は、区画線Ｌの位置を用いることなく区画線Ｒの位置に基づいて車両Ｓの走行位置を決定する。

車両Ｓの左前方に分岐点又は合流点が近づいている場合、車両Ｓの左側には複数の車線区画線があると考えられる。複数の車線区画線は、例えば、図１に示す区画線Ｌ２、区画線Ｍ及び区画線Ｒ２である。この場合、走行位置決定部１２４は、左側車線区画線の位置と幅として、例えば区画線Ｒ２の位置と幅とを誤って取得する場合がある。

そこで、走行位置決定部１２４は、形状を誤って取得する可能性がある左側車線区画線の位置を用いることなく、右側車線区画線の位置に基づいて車両Ｓの走行位置を決定する。この場合、走行位置決定部１２４は、例えば、左右の車線区画線の形状が同じである時刻に決定した車両Ｓの位置と右側車線区画線の位置との距離を用いて、現時刻の右側車線区画線と車両Ｓとの距離を決定する。具体的には、例えば図１に示す実線で示した車両Ｓの走行位置と区画線Ｃとの距離を用いて、図１に示す破線で示した車両Ｓと区画線Ｃとの距離を決定する。

このように動作することで、例えば、車両Ｓの左前方に分岐点があることにより、複数の左側車線区画線が撮像画像に写っている場合であっても、走行位置決定部１２４は、右側車線区画線の位置に基づいて適切な車両Ｓの走行位置を決定することができる。

走行位置決定部１２４は、右側車線区画線の曲率と左側車線区画線の曲率との差が第２閾値以上である場合に、右側車線区画線の位置又は左側車線区画線の位置のいずれか一方に基づいて走行位置を決定してもよい。第２閾値は、例えば、円弧半径が２５０ｍの場合の曲率であり、２５０ｍの逆数（１／２５０ｍ）である。

図３（ｃ）に示すように、区画線Ｌの曲率が区画線Ｒの曲率より大きい場合であって、区画線Ｌの曲率と区画線Ｒの曲率との差が第２閾値以上である場合、走行位置決定部１２４は、区画線Ｒの位置又は区画線Ｌの位置のいずれか一方に基づいて走行位置を決定する。走行位置決定部１２４は、図３（ｃ）において、車両Ｓの左前方に分岐点がある場合、車両Ｓが分岐側を走行する場合は曲率が大きい区画線Ｌに基づいて走行位置を決定し、車両Ｓが本線側を走行する場合は曲率が小さい区画線Ｒに基づいて走行位置を決定する。

このように動作することで、走行位置決定部１２４は、車両Ｓの前方に分岐点又は合流点があることにより左右の車線区画線それぞれの曲率が異なる場合であっても、車両Ｓが走行する車線における適切な車両Ｓの走行位置を決定することができる。

走行位置決定部１２４は、右側車線区画線の種類又は左側車線区画線の種類のうち少なくとも一方が所定の種類ではない場合に、右側車線区画線の位置又は左側車線区画線の位置のいずれか一方に基づいて走行位置を決定してもよい。所定の種類は、例えば、白線である。所定の種類ではない種類は、例えば、ポッツドッツ、及びコンクリートブロックのような区画体、又はロードコーンのような保安器具である。

図３（ｄ）に示すように、車両Ｓの右側車線区画線である区画線Ｒの種類が白線であり、且つ車両Ｓの左側車線区画線である区画線Ｐの種類がポッツドッツである場合、走行位置決定部１２４は、区画線Ｒの位置に基づいて車両Ｓの走行位置を決定する。このように動作することで、例えば、車両Ｓの左右の車線区画線の種類のうち一方が道路工事等によって区画体又は保安器具である場合、走行位置決定部１２４は、他方の車線区画線に基づいて適切な車両Ｓの走行位置を決定することができる。

走行位置決定部１２４は、分岐点又は合流点があることを接合点検出部１２３が検出したことを条件として、右側車線区画線の位置又は左側車線区画線の位置のいずれか一方に基づいて車両Ｓが走行する位置である走行位置を決定してもよい。走行位置決定部１２４は、例えば、分岐点又は合流点があることを接合点検出部１２３が検出したことを条件として、右側車線区画線の幅又は左側車線区画線の幅のいずれか一方が第１閾値以上であり、他方が第１閾値未満である場合に、第１閾値未満の車線区画線の位置に基づいて走行位置を決定する。

同様に、走行位置決定部１２４は、分岐点又は合流点があることを接合点検出部１２３が検出したことを条件として、区画線の曲率又は種類に基づいて走行位置を決定する。走行位置決定部１２４がこのように動作することで、分岐点又は合流点でない場所で、車線区画線の形状が変化した場合に、一方の車線区画線に基づいて走行位置を決定してしまい、車線の端を走行してしまうことを抑制できる。

走行位置決定部１２４は、車両Ｓの左右の車線区画線の幅、曲率、及び種類のそれぞれに関連付けられた条件のうち、２つ以上の条件を満たすことにより左右の車線区画線の形状が異なると判定してもよい。車線区画線の幅に関連付けられた条件である第１条件は、右側車線区画線の幅又は左側車線区画線の幅のいずれか一方が第１閾値以上であり、他方が第１閾値未満であることである。

車線区画線の曲率に関連付けられた条件である第２条件は、右側車線区画線の曲率と左側車線区画線の曲率との差が第２閾値以上であることである。車線区画線の種類に関連付けられた条件である第３条件は、右側車線区画線の種類又は左側車線区画線の種類のうち少なくとも一方が所定の種類ではないことである。走行位置決定部１２４は、例えば、第１条件、第２条件及び第３条件のうち、少なくとも２つの条件が満たされる場合に右側車線区画線と左側車線区画線との形状が異なると判定する。

車両Ｓの位置の前方に２つの本線に分岐する分岐点がある場合、左右の車線区画線それぞれの幅は同じである可能性がある。この場合、走行位置決定部１２４は、車線区画線の幅を条件に含めない第２条件と第３条件とを用いることにより左右の車線区画線の形状が異なるか否かを判定する。このように動作することで、走行位置決定部１２４は、車両Ｓが走行する道路の状態に対応した判定条件を選択することができる。

＜走行位置決定装置１０のフローチャート＞
図４は、走行位置決定装置１０が車両Ｓの走行位置を決定する動作の一例を示すフローチャートである。画像取得部１２１は、撮像装置１が出力した車両Ｓの左右の車線区画線を含む撮像画像を取得する（Ｓ１１）。特定部１２２は、画像取得部１２１が取得した撮像画像に含まれる左右の車線区画線の形状を特定する（Ｓ１２）。車線区画線の形状は、車線区画線の幅、車線区画線の曲率及び車線区画線の種類である。

左右の車線区画線の種類の両方が所定の種類である場合（Ｓ１３のＮＯ）、走行位置決定部１２４は、左右の車線区画線の位置に基づいて車両Ｓの走行位置を決定する（Ｓ１４）。左右の車線区画線それぞれの曲率の差が第２閾値未満である場合（Ｓ１５のＮＯ）、走行位置決定部１２４は、左右の車線区画線の位置に基づいて車両Ｓの走行位置を決定する（Ｓ１４）。左右の車線区画線の幅の両方が第１閾値以上又は第１閾値未満である場合（Ｓ１６のＮＯ）、走行位置決定部１２４は、左右の車線区画線の位置に基づいて車両Ｓの走行位置を決定する（Ｓ１４）。

左右の車線区画線の種類うち少なくとも一方が所定の種類ではない場合（Ｓ１３のＹＥＳ）、且つ左右の車線区画線それぞれの曲率の差が第２閾値以上である場合（Ｓ１５のＹＥＳ）、且つ左右の車線区画線の幅のうち一方が第１閾値以上であり他方が第１閾値未満である場合（Ｓ１６のＹＥＳ）、走行位置決定部１２４は、左右の車線区画線の位置のいずれか一方に基づいて車両Ｓの走行位置を決定する。

具体的には、左側車線区画線の幅が第１閾値以上である場合（Ｓ１７のＹＥＳ）、走行位置決定部１２４は、右側車線区画線の位置に基づいて車両Ｓの走行位置を決定する（Ｓ１８）。左側車線区画線の幅が第１閾値未満である場合（Ｓ１７のＮＯ）、走行位置決定部１２４は、左側車線区画線の位置に基づいて車両Ｓの走行位置を決定する（Ｓ１９）。

車両Ｓの走行位置を決定する処理を終了するための操作が行われていない場合（Ｓ２０のＮＯ）、走行位置決定装置１０は、Ｓ１１からＳ２０までの処理を繰り返す。車両Ｓの走行位置を決定する処理を終了するための操作が行われた場合（Ｓ２０のＹＥＳ）、走行位置決定装置１０は、処理を終了する。

＜走行位置決定装置１０の効果＞
以上のとおり、走行位置決定装置１０は、車両Ｓの左右の車線区画線を含む撮像画像を取得する画像取得部１２１と、画像取得部１２１が取得した撮像画像に含まれる車両Ｓの左右の車線区画線それぞれの形状を特定する特定部１２２とを有する。そして、車両Ｓの左右の車線区画線それぞれの形状が異なる場合、走行位置決定部１２４は、車両Ｓの左右の車線区画線の位置のいずれか一方に基づいて車両Ｓの走行位置を決定する。

走行位置決定装置１０がこのように動作することで、走行位置決定装置１０は、分岐点又は合流点のような車両Ｓが走行する車線と異なる車線の車線区画線が撮像画像に含まれる場合であっても、適切な車両Ｓの走行位置を決定することができる。その結果、走行位置決定装置１０は、車両Ｓに適切な位置を走行させることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１ 撮像装置
２ 操舵制御装置
１０ 走行位置決定装置
１１ 記憶部
１２ 制御部
１２１ 画像取得部
１２２ 特定部
１２３ 接合点検出部
１２４ 走行位置決定部

Claims (1)

1. 車両の右側にある右側車線区画線及び前記車両の左側にある左側車線区画線を含む撮像画像を取得する画像取得部と、
   前記右側車線区画線の形状及び前記左側車線区画線の形状として、前記右側車線区画線の幅及び前記左側車線区画線の幅と、前記右側車線区画線の曲率及び前記左側車線区画線の曲率と、前記右側車線区画線の種類及び前記左側車線区画線の種類と、を特定する特定部と、
   前記右側車線区画線の種類及び前記左側車線区画線の種類のいずれか一方の種類が変化した場合に、前記車両の前方に分岐点又は合流点があることを検出する接合点検出部と、
   前記分岐点又は合流点があると前記接合点検出部が検出し、かつ、前記右側車線区画線の幅又は前記左側車線区画線の幅のいずれか一方が第１閾値以上であり他方が前記第１閾値未満であることを示す第１条件と、前記右側車線区画線の曲率と前記左側車線区画線の曲率との差が第２閾値以上であることを示す第２条件と、前記右側車線区画線の種類又は前記左側車線区画線の種類のうちの少なくとも一方が所定の種類ではないことを示す第３条件と、のうち、少なくとも２つの条件が満たされる場合に、前記右側車線区画線の位置又は前記左側車線区画線の位置のいずれか一方に基づいて前記車両が走行する位置である走行位置を決定する走行位置決定部と、
   を有する走行位置決定装置。

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