車線推定装置
【課題】撮像手段で撮像した画像から、左右の走行車線の位置を推定する。
【解決手段】固定データメモリ９ｄには走行車線２１Ｌ，２１Ｒ間の標準レーン幅Ｗ１、二重白線の内側誘導線２２間の狭レーン幅Ｗ２のデータが記憶されている。車線候補点設定部９ａは撮像手段１で撮像した画像に基づいて走行レーンの左右の車線検出点Ｐを検出し、この車線検出点Ｐを起点として対向する車線側の各レーン幅Ｗ１，Ｗ２の位置と両レーン幅Ｗ１，Ｗ２間の位置に車線候補点Ｇ１〜Ｇ３を設定する。曲線近似処理部９ｂは車線検出点Ｐと車線候補点Ｇ１〜Ｇ３とに基づき求めた曲線近似式から走行レーンの左右に仮想線Ｌｓを設定する。車線位置設定部９ｃは左右の仮想線Ｌｓに対する各車線候補点Ｇ１〜Ｇ３の分散を求め、最小の分散を示す仮想線Ｌｓに対応する車線種により左右の少なくとも一方の仮想線Ｌｓの車線種を推定し、この車線種を基準に走行車線位置を確定する。
【解決手段】固定データメモリ９ｄには走行車線２１Ｌ，２１Ｒ間の標準レーン幅Ｗ１、二重白線の内側誘導線２２間の狭レーン幅Ｗ２のデータが記憶されている。車線候補点設定部９ａは撮像手段１で撮像した画像に基づいて走行レーンの左右の車線検出点Ｐを検出し、この車線検出点Ｐを起点として対向する車線側の各レーン幅Ｗ１，Ｗ２の位置と両レーン幅Ｗ１，Ｗ２間の位置に車線候補点Ｇ１〜Ｇ３を設定する。曲線近似処理部９ｂは車線検出点Ｐと車線候補点Ｇ１〜Ｇ３とに基づき求めた曲線近似式から走行レーンの左右に仮想線Ｌｓを設定する。車線位置設定部９ｃは左右の仮想線Ｌｓに対する各車線候補点Ｇ１〜Ｇ３の分散を求め、最小の分散を示す仮想線Ｌｓに対応する車線種により左右の少なくとも一方の仮想線Ｌｓの車線種を推定し、この車線種を基準に走行車線位置を確定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されている撮像手段で撮像した前方の外部環境に基づいて走行レーン上に車線に対応する仮想線を設定する車線推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高速道路等の走行において、自車両前方の走行環境を検出し、検出した走行環境データに基づいて、自車走行レーンの左右を区画する走行車線を検出し、この走行車線に沿って自車両を自動走行させる走行制御や、認識した車線位置から自車両が逸脱すると予測される場合には警告を発して、運転者に注意を促すレーンキープ制御等の運転支援装置が知られている。
【０００３】
自車両を走行車線に沿って正確に走行させるためには、この走行車線の位置を正確に推定する必要がある。この走行車線位置を推定する手段としては、車両に搭載されているカメラ（以下、「車載カメラ」と称する）で撮像した自車両前方の画像に基づき、路面と白線との輝度差から白線のエッジを検出し、この白線のエッジから走行車線位置を確定する技術が知られている。
【０００４】
しかし、高速道路上の走行車線は、走行レーンを区画する左右の走行車線のみならず、カーブ等には、走行車線とその内側の誘導線（いわゆるドットライン）とからなる二重白線が描かれている場合がある。白線のエッジを路面との輝度差により検出する技術では、道路内側の白線が外側の白線よりも輝度差が明確に現れるため、二重白線では、内側誘導線を走行車線と誤認識しやすい。又、車線と平行に轍が形成されている場合、この轍が水溜まりになると、その水面からの反射光により高輝度が受光されるため、この轍を車線と誤認識してしまう可能性がある。
【０００５】
この対策として、例えば特許文献１（特許第３７３３８７５号公報）には、車載カメラで撮像した画像に基づいて検出した白線が、轍の水溜まりや二重白線などの疑似白線と判定された場合は、自車両の車線に対する横位置を除く道路パラメータを設定することで、疑似白線を白線と誤認識してしまうことを防止する技術が開示されている。
【０００６】
又、引用文献２（特許第３６０３８３６号公報）には、車載カメラで撮像した画像に基づいて、対を成す左右の白線候補点を検出し、検出した各白線候補点の中から垂直方向が同一位置の左右対を成す候補点対を検出し、この各候補点対の水平距離と垂直位置との関係から、直線近似式を求め、候補点対の垂直方向位置に基づいて直線近似式から算出した水平距離と画像から求めた候補点対の水平距離との差に基づいて、各候補点対の中から真の白線候補点を抽出し、この真の白線候補点に基づいて道路パラメータを設定することで、真の白線候補点の検出精度を高めるようにした技術が開示されている。
【０００７】
この引用文献２に開示されている技術によれば、走行車線は左右に平行に設けられており、カメラで撮像した左右の走行車線を直線近似すると消失点で車線幅（レーン幅）がゼロになることに着目し、左右それぞれに、複数の直線候補があっても、この近似直線の消失点が一致する場合は二重白線であると判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７３３８７５号公報
【特許文献２】特許第３６０３８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、引用文献１に開示されている技術では、疑似白線が検出された場合、横位置を除いて道路パラメータを設定しているため、例えば走行レーンの中央等、任意の位置を走行させようとした場合、横位置データが無いため、自車両の走行ラインを走行レーンの中央に設定することができず、走行制御が不安定化してしまう不都合がある。
【００１０】
又、実際の高速道路等の路面に描かれている二重白線の内側誘導線（ドットライン）は、その上を走行車両のタイヤが頻繁に通過するため、かすれている場合も多く、内側誘導線のエッジと路面との輝度差が少なく、内側誘導線を検出することが困難な場合がある。このような場合、外側の真の白線と内側誘導線との各候補点が、特に消失点付近では明確に切り分けることができず、引用文献２に開示されている技術では、真の白線の検出精度が低くなってしまう問題がある。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み、道路上の車線が二重白線であっても、或いは轍が形成されており、この轍の水溜まりからの反射光によって白線と誤認識し易い状況であっても、走行レーンを区画する左右の走行車線の位置を高精度に推定することのできる車線推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため本発明による車線推定装置は、車両に搭載されて該車両の外部環境を撮像する撮像手段と、予め設定されている複数の車線種毎の車線幅のデータを記憶する記憶手段と、前記撮像手段で撮像した前記外部環境の画像に基づいて前記車両が走行する走行レーンの左右の車線検出点を検出すると共に、該左右の車線検出点を起点として対向する車線側の前記各車線幅の位置に車線候補点を設定する車線候補点設定手段と、前記検出手段で検出した前記車線検出点に対向する車線検出点と前記車線候補点設定手段で設定した前記車線候補点とに基づき曲線近似式を求め、該曲線近似式から前記走行レーンの左右に仮想線を設定する曲線近似処理手段と、前記曲線近似処理手段で設定した仮想線の分散を求め、最小の分散を示す仮想線の左右のペアから左右の少なくとも一方の前記仮想線の車線種を推定する車線種推定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、走行レーンの左右の車線検出点を検出し、又この車線検出点を起点として対向する車線側の予め設定されている車線種毎の車線幅の位置に車線候補点を設定し、車線検出点と車線候補点とに基づいて設定した曲線近似式から走行レーンの左右に仮想線を設定し、この仮想線に対する各車線幅毎の車線候補点の分散を求め、最小の分散を示す車線幅に対応する左右の車線種を仮想線の車線種を推定するようにしたので、道路上の車線が二重白線であっても、或いは轍が形成されており、この轍の水溜まりからの反射光によって白線と誤認識し易い状況であっても、車線を高精度に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】走行制御装置の構成を示す機能ブロック図
【図２】車線推定装置を示す機能ブロック図
【図３】道路白線認識処理ルーチンを示すフローチャート（その１）
【図４】道路白線認識処理ルーチンを示すフローチャート（その２）
【図５】道路白線認識処理ルーチンを示すフローチャート（その３）
【図６】撮像手段で撮像した画像から走行車線の車線検出点を検出する状態の説明図
【図７】撮像手段で撮像した画像から二重白線の内側誘導線の車線検出点を検出する状態を示す説明図
【図８】撮像手段で撮像した画像から轍の車線検出点を検出する状態を示す説明図
【図９】カーブ走行時の自車両と走行車線との位置関係を仮想平面上に表わす状態を示す説明図
【図１０】走行車線と誘導線との各車線幅を示す説明図
【図１１】右側走行車線の検出点を起点に左側白線の候補点をプロットする状態を示す説明図
【図１２】二重白線の右側誘導線の検出点を起点に左側白線の候補点をプロットする状態を示す説明図
【図１３】道路左側に轍が形成されている態様において、（ａ）は右側検出点を起点に左側候補点をプロットする状態を示す説明図、（ｂ）は左側検出点を起点に右側候補点をプロットする状態を示す説明図、（ｃ）は左側検出点が轍のエッジと判定した場合の態様を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に示す走行制御装置は、画像処理系Ａと操舵制御系Ｂとを有し、画像処理系Ａが撮像手段１と画像処理部２と車線推定部９とで構成され、操舵制御系Ｂが操舵制御部１０と操舵アクチュエータ１１とで構成されている。尚、本実施形態では、画像処理系Ａと操舵制御部１０とがカメラユニットに設けられている。又、操舵アクチュエータ１１としては、電動モータや油圧モータ等がある。
【００１６】
操舵制御部１０はマイクロコンピュータを主体に構成されており、ＣＡＮ(Controller Area Network)通信等の車内通信回線１２を通じて操舵アクチュエータ１１と双方向通信可能に接続されている。この操舵制御部１０は、画像処理系Ａから送信される走行車線データに基づき、自車両が走行レーンに描かれている左右の走行車線に沿って走行するようにステアリングのハンドル角を設定し、対応する操舵トルクを操舵アクチュエータ１１へ出力する。操舵アクチュエータ１１は、操舵制御部１０からのハンドル角に基づく操舵トルクでステアリングを動作させて車両の進行方向を調整する。
【００１７】
又、図２に示すように、画像処理系Ａの撮像手段１は、メインカメラ１ａとサブカメラ１ｂとからなるステレオカメラで構成されている。この両カメラ１ａ，１ｂは、例えばルームミラー上方であって、フロントガラスに近接する位置の車幅方向中央に、所定間隔を開けて水平に設置されている。又、この各カメラ１ａ，１ｂにＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が設けられており、この両撮像素子によって自車両が走行している走行レーンを含む車両前方の外部環境が撮像される。
【００１８】
両カメラ１ａ，１ｂで撮像した一対のアナログ画像が画像処理部２に出力される。画像処理部２は、Ａ／Ｄ変換部３と画像補正部４と画像データメモリ５と車線推定部９とを備えている。各カメラ１ａ，１ｂで撮像したアナログ画像は、Ａ／Ｄ変換部３に設けられている各Ａ／Ｄ変換器３ａ，３ｂで所定輝度階調のデジタル画像に変換されて画像補正部４に出力される。
【００１９】
画像補正部４では、両カメラ１ａ，１ｂの取付け位置の誤差に起因するずれやノイズの除去等を含む輝度値の補正等の画像補正が行われ、メインカメラ１ａの出力信号から基準画像データが生成され、又、サブカメラ１ｂの出力信号から、基準画像と垂直方向長が同じで、基準画像よりも大きな水平方向長を有する比較画像データが生成される。そして、この基準画像データ及び比較画像データが画像データメモリ５に格納されると共に、画像処理手段６に出力される。
【００２０】
画像処理手段６はイメージプロセッサ７と距離データメモリ８とを備えている。イメージプロセッサ７は、基準画像データと比較画像データとの視差に基づいて両画像中の同一対象物の距離データ（自車両から対象物までの距離）を、三角測量の原理を利用して算出し、距離データメモリ８に格納する。
【００２１】
又、車線推定部９は、車線候補点設定手段としての車線候補点設定部９ａと、曲線近似処理手段としての曲線近似処理部９ｂと、車線位置設定手段としての車線位置設定部９ｃと、記憶手段としての固定データメモリ９ｄとを備えている。固定データメモリ９ｄには、図１０に示すように、走行レーンを区画する左右の走行車線２１Ｌ，２１Ｒ間の車線幅（以下「標準レーン幅」と称する）Ｗ１、及び二重白線の内側誘導線２２間の車線幅（以下「狭レーン幅」と称する）Ｗ２の各データと、後述する表１、表２に記載されている車線種判定データＴ１，Ｔ２が格納されている。
【００２２】
高速道路の走行レーンは、走行車線２１Ｌ，２１Ｒが左右に一本ずつ描かれており、又、カーブ等のように車両が走行レーンから逸脱し易い道路では、走行車線２１Ｌ，２１Ｒの内側に破線状の誘導線（ドットライン）２２が描かれた二重白線となっている。尚、高速道路における走行車線２１Ｌ，２１Ｒ、及び内側誘導線２２の幅員は予め設定範囲に決められており、例えば走行車線２１Ｌ，２１Ｒ間の幅員は3.25〜3.5[m]、内側誘導線２２間の幅員は2.8〜3.05[m]程度である。従って、車線の間隔が判別できれば、この間隔から車線種を推定することができる。
【００２３】
車線候補点設定部９ａは、画像データメモリ５に格納されている今回撮像した基準画像データと比較画像データとを読込み、又、距離データメモリ８に格納されている距離データを読込む。そして、これら各データに基づき基準画像データ上の自車両が走行する走行レーンの両側車線の検出点（以下「車線検出点」と称する）Ｐを検出し、この車線検出点Ｐと固定データメモリ９ｄに格納されている標準レーン幅Ｗ１、及び狭レーン幅Ｗ２に基づき、互いに対向する車線検出点Ｐ側に標準候補点Ｇ１、狭候補点Ｇ２をそれぞれ設定する。
【００２４】
具体的には、今回撮像した１つのフレームの基準画像データ上の１画素幅の水平ライン上を下側（自車両の手前側）から上向き（遠方）に１画素幅ずつオフセットしながら順次画素を探索し、基準画像データの各画素の輝度値に基づいて各画素の輝度微分値、すなわちエッジ強度（輝度差）が閾値以上に大きく変化する条件を満たしている画素を検出する。このエッジ強度は、内側エッジの方が、外側エッジよりも強く表れる。従って、図６に示すように、走行レーンの左右に走行車線２１Ｌ，２１Ｒが１本ずつ描かれている場合には、この各走行車線２１Ｌ，２１Ｒの内側エッジが車線検出点Ｐとして検出される。又、図７に示すように、二重白線の場合は、内側誘導線２２の内側エッジが車線検出点Ｐとして検出される。更に、図８に示すように、一方の走行レーンの走行車線（本実施形態では、左側走行車線２１Ｌ）に沿って轍２５が形成され、この轍２５が水溜まりとなり、そこからの太陽光や照明光の反射光が高輝度で両カメラ１ａ，１ｂに受光されると、轍２５と路面とのエッジ強度が強くなるため、この轍２５の内側と路面とのエッジ部に車線検出点Ｐが検出される。尚、左右の車線検出点Ｐは、画面下側（自車両の手前側）から画面上方（遠方）へ移動するに従い１画素の距離が長くなるため、相対的に遠方の左右の車線検出点Ｐは、近方左右の車線検出点Ｐに比し検出精度が低い。
【００２５】
次いで、図９に示すように、基準画像データと比較画像データとに基づいて生成した仮想道路平面上に、距離データに基づいて算出した左右の車線検出点Ｐをプロットし直す。この仮想道路平面には自車両Ｍが配設されており、撮像手段１に設けられている両カメラ１ａ，１ｂ間の車幅方向中央の真下の道路面上の点を原点とし、自車両Ｍの車幅方向にｙ軸、前後方向にｘ軸を取る座標が設定される。尚、符号ｂは車線と自車両Ｍとのなす角（ヨー角）であり、このヨー角ｂについては後述する。又、図面上では、左右の車線検出点Ｐの点列が疎らにプロットされているが、実際にはより細かい点列となっている。
【００２６】
更に、図１１〜図１３に示すように、この仮想道路平面上には各車線検出点Ｐを起点に設定した各候補点Ｇ１〜Ｇ３をそれぞれプロットする。尚、図１１〜図１３においては、走行レーンを便宜的に直線路として示す。更に、車線検出点Ｐ及び各候補点Ｇ１〜Ｇ３は走行レーンの片側にのみにプロットした状態が示されているが、実際には、この車線検出点Ｐと各候補点Ｇ１〜Ｇ３は、走行レーンの左右にプロットされている。
【００２７】
曲線近似処理部９ｂは、車線候補点設定部９ａで検出し、基準画像上で検出した左右車線毎の車線検出点Ｐと車線候補点Ｇ１，Ｇ２とに基づき最小二乗法により求めた近似曲線である仮想線Ｌｓを左右車線毎に設定する。車線位置設定部９ｃは、曲線近似処理部９ｂで設定した仮想線Ｌｓの車線種を推定し、推定した車線種に基づき、自車両Ｍの走行している走行レーンを区画する左右の走行車線の位置を確定する。尚、この仮想線Ｌｓの車線種を推定する機能が、本発明の車線種推定手段に対応している。
【００２８】
上述した各処理部９ａ〜９ｃでの処理は、具体的には、図３〜図５に示す道路白線認識処理ルーチンに従って実行される。尚、以下においては、自車両Ｍが高速道路を走行している場合を想定して説明する。
【００２９】
このルーチンは、撮像手段１で撮像した画像の１フレーム毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、左右のペアの車線検出点Ｐを読込み、仮想道路平面上に車線検出点Ｐをプロットして、この車線検出点Ｐの点列を生成する（図９参照）。次いで、ステップＳ２へ進み、固定データメモリ９ｄに格納されている標準レーン幅Ｗ１と狭レーン幅Ｗ２とデータを読込み、ステップＳ３で、車線検出点Ｐを起点として対向する車線側の標準レーン幅Ｗ１、及び狭レーン幅Ｗ２の位置に標準候補点Ｇ１、狭候補点Ｇ２をプロットする。更に、標準候補点Ｇ１と狭候補点Ｇ２との間の所定位置、例えば両候補点Ｇ１，Ｇ２の中間位置に標狭候補点Ｇ３をプロットする（図１１〜図１３参照）。尚、図１１〜図１３では、標準候補点Ｇ１が○、狭候補点Ｇ２が□、標狭候補点Ｇ３が△で示されている。この各候補点Ｇ１〜Ｇ３は、走行レーンの左右で検出した車線検出点Ｐに基づいて左右それぞれにプロットされる。尚、このステップＳ１〜Ｓ３での処理が、車線候補点設定部９ａでの処理に対応している。
【００３０】
次いで、ステップＳ４へ進み、走行レーンの左右にそれぞれ１フレームごとにプロットされている車線検出点Ｐと各候補点Ｇ１〜Ｇ３との点列の各座標（ｘ，ｙ）に基づき、最小二乗法により、最もフィットする曲線近似となる二次曲線近似式
ｙ＝aｘ2＋bｘ＋c
を求め、この二次曲線近似式から候補点Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３毎の仮想線Ｌｓを設定する。ここで、定数ａは車線の曲率に関するパラメータ、定数ｂは仮想線に対する自車両の傾き（ヨー角）に関する角度パラメータ、定数ｃはｙ軸方向の切片である。
【００３１】
従って、上式に示されている各定数ａ，ｂ，ｃによって自車両Ｍを基準とした左右のペアの仮想線Ｌｓが設定される。尚、このステップＳ４での処理が、曲線近似処理部９ｂでの処理に対応している。
【００３２】
その後、ステップＳ５へ進み、仮想線Ｌｓに対する各候補点Ｇ１〜Ｇ３の分散を分析し、ステップＳ６以下で、分散が最小の候補点に基づき、仮想線Ｌｓが両側真の車線、片側真の車線、両側真の誘導線の何れかであるかを推定する。そして、その推定結果に基づいて仮想線Ｌｓを幅方向にシフトさせて、走行レーンを区画する左右の走行車線２１Ｌ，２１Ｒに対応する真の車線位置を確定する。
【００３３】
すなわち、先ず、ステップＳ６では、標準候補点Ｇ１の分散が最小か否かを調べる。そして、ステップＳ６において、標準候補点Ｇ１の分散が最小と判定した場合は、ステップＳ２１へ進み、最小ではないと判定した場合、すなわち狭候補点Ｇ２と標狭候補点Ｇ３との何れかの分散が最小であると判定した場合は、ステップＳ７へ分岐する。
【００３４】
標準候補点Ｇ１の分散が最小と判定してステップＳ２１へ進むと、今回の仮想線Ｌｓを真の車線位置、すなわち、実際の走行車線２１Ｌ，２１Ｒの内側エッジを検出したものと確定してルーチンを抜ける。
【００３５】
例えば、図６に示すように、走行レーンの両側に１本の走行車線２１Ｌ，２１Ｒが描かれている高速道路では、左右の車線検出点Ｐ間の車線幅は、ほぼ標準レーン幅Ｗ１となる。従って、図１１に示すように、例えば、先ず、走行レーン右側の車線検出点Ｐを検出し、次いで、この右側車線検出点Ｐを起点に走行レーン左側の標準レーン幅Ｗ１と狭レーン幅Ｗ２との位置に標準候補点Ｇ１と狭候補点Ｇ２をプロットする。更に、この両レーン幅Ｗ１，Ｗ２の間（例えば、［(Ｗ１＋Ｗ２)／２］の位置）に、標狭候補点Ｇ３をプロットする。
【００３６】
尚、図においては、省略しているが、走行レーン左側の走行車線２１Ｌの内側エッジ部には車線検出点Ｐが設定されている。従って、車線検出点Ｐは各標準候補点Ｇ１に近接する位置に点列として表わされる。そのため、この仮想線Ｌｓに対する各候補点Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の分散は標準候補点Ｇ１が最小となるので、今回の仮想線Ｌｓは走行車線２１Ｌ，２１Ｒの内側エッジを検出したものと判定し、この仮想線Ｌｓを真の車線位置と確定する。
【００３７】
一方、ステップＳ６からステップＳ７へ分岐すると、仮想線Ｌｓに対して狭候補点Ｇ２の分散が最小か否かを調べ、最小と判定された場合はステップＳ８へ進み、又、狭候補点Ｇ２が最小ではない、すなわち、標狭候補点Ｇ３の分散が最小と判定された場合は、ステップＳ１４へジャンプする。
【００３８】
狭候補点Ｇ２の分散が最小と判定されてステップＳ８へ進むと、固定データメモリ９ｄに格納されている車線種判定データＴ１(表１参照)を読込む。
【表１】
【００３９】
狭候補点Ｇ２の分散が最小であると判定する態様としては、図１２に示すような、走行車線２１Ｌ，２１Ｒの内側に誘導線２２が描かれている二重白線以外に、図１３に示すような、一方の走行車線（本実施形態では左側走行車線２１Ｌ）に沿って轍２５が形成されており、この轍２５の水溜まりからの反射光による輝度差で内側エッジが検出されている場合が想定できる。すなわち、例えば、図１３（ａ）に示すように、左側走行車線２１Ｌの内側に轍２５が、左側走行車線２１Ｌに沿って形成されており、この轍２５の内側エッジが右側走行車線２１Ｒの内側エッジからほぼ狭レーン幅Ｗ２の位置にある場合、当然、この轍２５の内側エッジ付近に沿って狭候補点Ｇ２の点列がプロットされる。
【００４０】
一方、この轍２５が水溜まりとなり、その水面からの反射光が両カメラ１ａ，１ｂで受光された場合、轍２５の内側エッジと路面との輝度差が大きいため、同図（ｂ）に示すように、この轍２５の内側エッジに車線検出点Ｐが設定される。その結果、右側走行車線２１Ｒ方向には、轍２５の内側エッジ付近に設定された車線検出点Ｐを起点に、標準レーン幅Ｗ１、狭レーン幅Ｗ２の位置に標準候補点Ｇ１、狭候補点Ｇ２がプロットされると共に、この両候補点Ｇ１，Ｇ２間の所定位置に標狭候補点Ｇ３がプロットされる。
【００４１】
従って、走行レーンの左右にそれぞれプロットされている車線検出点Ｐと各候補点Ｇ１〜Ｇ３とに基づき、最小二乗法による曲線近似式を求め、この曲線近似式から各候補点Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３毎に仮想線Ｌｓを設定すると、同図（ｃ）に示すように、走行車線２１Ｒ側では、車線検出点Ｐ（同図(a)参照）の近傍に狭候補点Ｇ２の点列がプロットされているため、仮想線Ｌｓに対して狭候補点Ｇ２の分散が最小となる。一方、走行車線２１Ｌ側では、轍２５の内側エッジに車線検出点Ｐが設定され、又、この車線検出点Ｐの近傍には狭候補点Ｇ２の点列がプロットされているため（同図(a)参照）、仮想線Ｌｓに対して狭候補点Ｇ２の分散が最小となる。尚、轍２５が右側走行車線２１Ｒの内側に形成されている場合には、対称の関係で表わされる。
【００４２】
従って、左右のそれぞれの仮想線Ｌｓに対して狭候補点Ｇ２が共に最小の場合は、上述した図１２に示す二重白線以外に、走行レーンの一側に形成された轍２５を白線と誤認識した場合が考えられる。ステップＳ８では、走行レーンの左右に各々設定した仮想線Ｌｓが、二重白線の内側誘導線２２を検出したものであるか、一方が走行車線２１Ｌ（或いは２１Ｒ）で他方が轍２５の内側エッジを認識しているものか否かを判断すべく、上述した車線種判定データＴ１を参照する。その際、走行レーンの両側の走行車線２１Ｌ，２１Ｒの外側エッジと路面との輝度差から、この走行車線２１Ｌ，２１Ｒの外側エッジの検出点（外側車線検出点）Ｕを設定し（図１３(c)参照）、この外側車線検出点Ｕの点列に基づき最小二乗法により曲線近似式を求め、この曲線近似式から近似曲線Ｌｕを設定し、この近似曲線Ｌｕと仮想線Ｌｓとの間の距離（線間距離）Ｙを求める。
【００４３】
そして、この線間距離Ｙと設定しきい値とを比較し、線間距離Ｙが設定しきい値よりも大きい場合、線太と判定する。尚、この所定値は、二重白線の走行車線２１Ｌ，２１Ｒの外側エッジから内側誘導線２２の内側エッジとの間の距離よりも短く、且つ、走行車線２１Ｌ（或いは２１Ｒ）の線幅よりも長い値に設定されている。図１１に示すような走行レーンの左右に、走行車線２１Ｌ，２１Ｒのみが描かれている場合の線間距離Ｙは短く、一方、図１２に示す二重白線や、図１３に示す一方に轍２５が形成されている場合の線間距離Ｙは長くなる。
【００４４】
従って、車線種判定データＴ１を参照し、ステップＳ９，Ｓ１０で、走行レーン左右の何れが轍２５か、或いは二重白線の内側誘導線２２かを判定する。そして、左側車線が線太の場合は、走行レーンの左側が轍２５で、右側が真の車線であると判定し、ステップＳ９からステップＳ１１へ進み、左側仮想線Ｌｓを、標準位置側へシフト最大、すなわち、標準レーン幅Ｗ１と狭レーン幅Ｗ２との差分（Ｗ１−Ｗ２）だけシフトさせて、ステップＳ２１へ進み、今回の左右の仮想線Ｌｓを真の車線位置とそれぞれ確定してルーチンを抜ける。ここで言う標準位置は、走行車線２１Ｌ（或いは２１Ｒ）の内側エッジ位置を指している。
【００４５】
その結果、図１３（ｃ）に示すように、轍２５の内側エッジに設定された仮想線Ｌｓが、真の車線である左側走行車線２１Ｌの内側エッジ上、或いはそれに近接する位置に設定されるため、走行レーン片側の内側誘導線２２とほぼ同じ位置に轍２５が形成されていても、走行レーンを区画する左右の走行車線位置に仮想線Ｌｓが精度良く設定され、且つ、この仮想線Ｌｓを真の車線位置として確定することが出来る。
【００４６】
一方、右側車線が線太の場合は、走行レーンの右側が轍２５で、左側が真の車線であると判定し、ステップＳ１０からステップＳ１２へ進み、右側仮想線Ｌｓを、標準位置へシフト最大（Ｗ１−Ｗ２）でシフトさせてステップＳ２１へ進み、今回の左右の仮想線Ｌｓを真の車線位置と各々確定してルーチンを抜ける。
【００４７】
又、左右両車線が線太の場合は、両側が二重白線の内側誘導線２２を検出した真の車線と判定し、ステップＳ１０からステップＳ１３へ進み、左右両側の仮想線Ｌｓを、標準位置へシフト最小、すなわち、標準レーン幅Ｗ１と狭レーン幅Ｗ２との差分の半分（(Ｗ１−Ｗ２)／２）で、それぞれシフトさせて、ステップＳ２１へ進み、今回の左右の仮想線Ｌｓを真の車線位置と各々確定してルーチンを抜ける。その結果、図１２に示すように、走行レーンに二重白線が描かれており、内側誘導線２２の内側エッジ付近に仮想線Ｌｓが設定された場合であっても、走行レーンを区画する左右の走行車線の内側エッジの位置に仮想線Ｌｓを精度良く設定することができる。
【００４８】
一方、ステップＳ７からステップＳ１４へ分岐すると、固定データメモリ９ｄに格納されている車線種判定データＴ２(表２参照)を読込む。
【表２】
【００４９】
走行レーンの一側に形成される轍２５の内側エッジが、丁度、走行車線２１の内側エッジと内側誘導線２２の内側エッジとの間に形成された場合、仮想線Ｌｓ近傍の候補点としては標狭候補点Ｇ３の分散が最小となる。標狭候補点Ｇ３の分散が最小であると判定する態様としては、轍２５の内側エッジが走行車線２１と内側誘導線２２との内側エッジ間に形成される以外に、車線幅自体が狭められた場合が想定できる。
【００５０】
ステップＳ１４では、走行レーンの左右に各々設定した仮想線Ｌｓの一方が轍２５の内側エッジを検出したものか、或いは走行レーン自体が狭められたものであるかを判定すべく、上述した車線種判定データＴ２を参照する。その際、図示しないが、上述した図１３（ｃ）と同様に、走行レーンの両側の走行車線２１Ｌ，２１Ｒの外側エッジと路面との輝度差から、この走行車線２１Ｌ，２１Ｒの外側エッジの外側車線検出点Ｕを設定し、この外側車線検出点Ｕの点列に基づき最小二乗法により曲線近似式を求め、この曲線近似式から近似曲線Ｌｕを設定し、この近似曲線Ｌｕと仮想線Ｌｓとの間の距離（線間距離）Ｙを求める。
【００５１】
そして、この線間距離Ｙと設定しきい値とを比較し、線間距離Ｙが設定しきい値よりも大きい場合、線太と判定する。尚、この所定値は、走行車線２１Ｌ，２１Ｒの外側エッジから内側誘導線２２の外側エッジとの間の距離よりも短く、且つ、走行車線２１Ｌ（或いは２１Ｒ）の線幅よりも長い値に設定されている。
【００５２】
そして、左側車線が線太の場合は、走行レーンの左側が内側誘導線２２（又は轍２５）で、右側が真の車線であると判定し、ステップＳ１５からステップＳ１７へ進み、左側仮想線Ｌｓを、標準位置へシフト最小、すなわち、標準レーン幅Ｗ１と狭レーン幅Ｗ２との差分の半分（(Ｗ１−Ｗ２)／２）だけシフトさせて、ステップＳ２１へ進み、この左右の仮想線Ｌｓを真の車線位置と確定してルーチンを抜ける。その結果、走行レーンの左側であって、上述した内側誘導線２２と走行車線２１との内側エッジ間に轍２５が形成されていても、走行レーンを区画する左右の車線位置上、或いはこの車線位置に近接する位置に仮想線Ｌｓを設定することが出来る。
【００５３】
一方、右側車線が線太の場合は、走行レーンの右側が内側誘導線２２（又は轍２５）で、左側が真の車線であると判定し、ステップＳ１６からステップＳ１８へ進み、右側仮想線Ｌｓを、標準位置へシフト最小（(Ｗ１−Ｗ２)／２）でシフトさせてステップＳ２１へ進み、この左右に仮想線Ｌｓを真の車線位置と確定してルーチンを抜ける。従って、この場合も、走行レーンを区画する左右の走行車線２１の内側エッジ上、或いはこの内側エッジに近接する位置に仮想線Ｌｓを設定し、且つ確定することが出来る。
【００５４】
又、左右両車線が共に線太では無い場合は、走行レーン自体が狭められている、すなわち、両側の仮想線Ｌｓは共に真の車線である走行車線２１の内側エッジ上、或いはこの内側エッジに近接する位置に設定されていると判定し、ステップＳ１６からステップＳ１９へ進み、左右両車線が中太か否かを調べる。そして、中太の場合は、走行レーンの両側が狭い内側誘導線２２であると判定し、ステップＳ２０へ進み、左右仮想線Ｌｓを、標準位置へシフト微小、すなわち標準レーン幅Ｗ１と狭レーン幅Ｗ２との差分の１／４（(Ｗ１−Ｗ２)／４）だけシフトさせて、ステップＳ２１へ進み、左右の仮想線Ｌｓを真の車線位置と確定してルーチンを抜ける。又、左右の両側車線が中太ではないと判断した場合は、そのままステップＳ２１へ進み、左右の仮想線Ｌｓを真の車線位置と確定してルーチンを抜ける。
【００５５】
従って、この場合も、走行レーンを区画する左右の走行車線２１の内側エッジ上、或いはこの内側エッジに近接する位置に仮想線Ｌｓを設定し、且つ確定することが出来る。尚、このステップＳ５〜Ｓ１９での処理が車線位置設定部９ｃでの処理に対応している。
【００５６】
そして、操舵制御系Ｂの操舵制御部１０では、例えば自車両Ｍを走行レーンの中央で走行させたい場合、図９に示すように、左右の仮想線Ｌｓを求める二次曲線近似式から、中央の曲線近似式（ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）を求め、この中央の曲線近似式から得られる仮想線Ｌｏ、すなわち、曲率ａに沿って自車両Ｍが走行するようにハンドル角を制御する。尚、定数ｃは自車両Ｍの中央（正確には、両カメラ１ａ，１ｂの中間）を原点とするｙ軸方向のオフセット量（原点からの横位置）であり、本実施形態では、左側を正（＋）、右側を負（−）としているため、自車両Ｍが走行レーンの中央を走行するように設定した場合、中央は原点であるためｃ＝０となる。
【００５７】
尚、本発明は、上述した実施の形態に限るものではなく、例えば、上述した車線推定装置は、自車両Ｍが車線を逸脱しようとしたときに警告を発するレーンキープ制御に適用することも出来る。更に、撮像手段１はメインカメラ１ａとサブカメラ１ｂとからなるステレオカメラである必要はなく、単眼カメラであっても良い。撮像手段として、単眼カメラを用いた場合は、例えば周知のモーションステレオ法により三次元情報を得る。更に、曲線近似処理部９ｂで求める曲線近似式は、二次式に限らず三次式であっても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１…撮像手段、
９…車線推定部、
９ａ…車線候補点設定部、
９ｂ…曲線近似処理部、
９ｃ…車線位置設定部、
９ｄ…固定データメモリ、
２１Ｌ…左側走行車線、
２１Ｒ…右側走行車線、
２２…内側誘導線、
２５…轍、
Ｇ１…標準候補点、
Ｇ２…狭候補点、
Ｇ３…標狭候補点、
Ｌｏ,Ｌｓ…仮想線、
Ｌｕ…近似曲線、
Ｍ…自車両、
Ｐ…車線検出点、
Ｔ１，Ｔ２…車線種判定データ、
Ｕ…外側車線検出点、
Ｗ１…標準レーン幅、
Ｗ２…狭レーン幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されている撮像手段で撮像した前方の外部環境に基づいて走行レーン上に車線に対応する仮想線を設定する車線推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高速道路等の走行において、自車両前方の走行環境を検出し、検出した走行環境データに基づいて、自車走行レーンの左右を区画する走行車線を検出し、この走行車線に沿って自車両を自動走行させる走行制御や、認識した車線位置から自車両が逸脱すると予測される場合には警告を発して、運転者に注意を促すレーンキープ制御等の運転支援装置が知られている。
【０００３】
自車両を走行車線に沿って正確に走行させるためには、この走行車線の位置を正確に推定する必要がある。この走行車線位置を推定する手段としては、車両に搭載されているカメラ（以下、「車載カメラ」と称する）で撮像した自車両前方の画像に基づき、路面と白線との輝度差から白線のエッジを検出し、この白線のエッジから走行車線位置を確定する技術が知られている。
【０００４】
しかし、高速道路上の走行車線は、走行レーンを区画する左右の走行車線のみならず、カーブ等には、走行車線とその内側の誘導線（いわゆるドットライン）とからなる二重白線が描かれている場合がある。白線のエッジを路面との輝度差により検出する技術では、道路内側の白線が外側の白線よりも輝度差が明確に現れるため、二重白線では、内側誘導線を走行車線と誤認識しやすい。又、車線と平行に轍が形成されている場合、この轍が水溜まりになると、その水面からの反射光により高輝度が受光されるため、この轍を車線と誤認識してしまう可能性がある。
【０００５】
この対策として、例えば特許文献１（特許第３７３３８７５号公報）には、車載カメラで撮像した画像に基づいて検出した白線が、轍の水溜まりや二重白線などの疑似白線と判定された場合は、自車両の車線に対する横位置を除く道路パラメータを設定することで、疑似白線を白線と誤認識してしまうことを防止する技術が開示されている。
【０００６】
又、引用文献２（特許第３６０３８３６号公報）には、車載カメラで撮像した画像に基づいて、対を成す左右の白線候補点を検出し、検出した各白線候補点の中から垂直方向が同一位置の左右対を成す候補点対を検出し、この各候補点対の水平距離と垂直位置との関係から、直線近似式を求め、候補点対の垂直方向位置に基づいて直線近似式から算出した水平距離と画像から求めた候補点対の水平距離との差に基づいて、各候補点対の中から真の白線候補点を抽出し、この真の白線候補点に基づいて道路パラメータを設定することで、真の白線候補点の検出精度を高めるようにした技術が開示されている。
【０００７】
この引用文献２に開示されている技術によれば、走行車線は左右に平行に設けられており、カメラで撮像した左右の走行車線を直線近似すると消失点で車線幅（レーン幅）がゼロになることに着目し、左右それぞれに、複数の直線候補があっても、この近似直線の消失点が一致する場合は二重白線であると判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７３３８７５号公報
【特許文献２】特許第３６０３８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、引用文献１に開示されている技術では、疑似白線が検出された場合、横位置を除いて道路パラメータを設定しているため、例えば走行レーンの中央等、任意の位置を走行させようとした場合、横位置データが無いため、自車両の走行ラインを走行レーンの中央に設定することができず、走行制御が不安定化してしまう不都合がある。
【００１０】
又、実際の高速道路等の路面に描かれている二重白線の内側誘導線（ドットライン）は、その上を走行車両のタイヤが頻繁に通過するため、かすれている場合も多く、内側誘導線のエッジと路面との輝度差が少なく、内側誘導線を検出することが困難な場合がある。このような場合、外側の真の白線と内側誘導線との各候補点が、特に消失点付近では明確に切り分けることができず、引用文献２に開示されている技術では、真の白線の検出精度が低くなってしまう問題がある。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み、道路上の車線が二重白線であっても、或いは轍が形成されており、この轍の水溜まりからの反射光によって白線と誤認識し易い状況であっても、走行レーンを区画する左右の走行車線の位置を高精度に推定することのできる車線推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため本発明による車線推定装置は、車両に搭載されて該車両の外部環境を撮像する撮像手段と、予め設定されている複数の車線種毎の車線幅のデータを記憶する記憶手段と、前記撮像手段で撮像した前記外部環境の画像に基づいて前記車両が走行する走行レーンの左右の車線検出点を検出すると共に、該左右の車線検出点を起点として対向する車線側の前記各車線幅の位置に車線候補点を設定する車線候補点設定手段と、前記検出手段で検出した前記車線検出点に対向する車線検出点と前記車線候補点設定手段で設定した前記車線候補点とに基づき曲線近似式を求め、該曲線近似式から前記走行レーンの左右に仮想線を設定する曲線近似処理手段と、前記曲線近似処理手段で設定した仮想線の分散を求め、最小の分散を示す仮想線の左右のペアから左右の少なくとも一方の前記仮想線の車線種を推定する車線種推定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、走行レーンの左右の車線検出点を検出し、又この車線検出点を起点として対向する車線側の予め設定されている車線種毎の車線幅の位置に車線候補点を設定し、車線検出点と車線候補点とに基づいて設定した曲線近似式から走行レーンの左右に仮想線を設定し、この仮想線に対する各車線幅毎の車線候補点の分散を求め、最小の分散を示す車線幅に対応する左右の車線種を仮想線の車線種を推定するようにしたので、道路上の車線が二重白線であっても、或いは轍が形成されており、この轍の水溜まりからの反射光によって白線と誤認識し易い状況であっても、車線を高精度に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】走行制御装置の構成を示す機能ブロック図
【図２】車線推定装置を示す機能ブロック図
【図３】道路白線認識処理ルーチンを示すフローチャート（その１）
【図４】道路白線認識処理ルーチンを示すフローチャート（その２）
【図５】道路白線認識処理ルーチンを示すフローチャート（その３）
【図６】撮像手段で撮像した画像から走行車線の車線検出点を検出する状態の説明図
【図７】撮像手段で撮像した画像から二重白線の内側誘導線の車線検出点を検出する状態を示す説明図
【図８】撮像手段で撮像した画像から轍の車線検出点を検出する状態を示す説明図
【図９】カーブ走行時の自車両と走行車線との位置関係を仮想平面上に表わす状態を示す説明図
【図１０】走行車線と誘導線との各車線幅を示す説明図
【図１１】右側走行車線の検出点を起点に左側白線の候補点をプロットする状態を示す説明図
【図１２】二重白線の右側誘導線の検出点を起点に左側白線の候補点をプロットする状態を示す説明図
【図１３】道路左側に轍が形成されている態様において、（ａ）は右側検出点を起点に左側候補点をプロットする状態を示す説明図、（ｂ）は左側検出点を起点に右側候補点をプロットする状態を示す説明図、（ｃ）は左側検出点が轍のエッジと判定した場合の態様を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に示す走行制御装置は、画像処理系Ａと操舵制御系Ｂとを有し、画像処理系Ａが撮像手段１と画像処理部２と車線推定部９とで構成され、操舵制御系Ｂが操舵制御部１０と操舵アクチュエータ１１とで構成されている。尚、本実施形態では、画像処理系Ａと操舵制御部１０とがカメラユニットに設けられている。又、操舵アクチュエータ１１としては、電動モータや油圧モータ等がある。
【００１６】
操舵制御部１０はマイクロコンピュータを主体に構成されており、ＣＡＮ(Controller Area Network)通信等の車内通信回線１２を通じて操舵アクチュエータ１１と双方向通信可能に接続されている。この操舵制御部１０は、画像処理系Ａから送信される走行車線データに基づき、自車両が走行レーンに描かれている左右の走行車線に沿って走行するようにステアリングのハンドル角を設定し、対応する操舵トルクを操舵アクチュエータ１１へ出力する。操舵アクチュエータ１１は、操舵制御部１０からのハンドル角に基づく操舵トルクでステアリングを動作させて車両の進行方向を調整する。
【００１７】
又、図２に示すように、画像処理系Ａの撮像手段１は、メインカメラ１ａとサブカメラ１ｂとからなるステレオカメラで構成されている。この両カメラ１ａ，１ｂは、例えばルームミラー上方であって、フロントガラスに近接する位置の車幅方向中央に、所定間隔を開けて水平に設置されている。又、この各カメラ１ａ，１ｂにＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が設けられており、この両撮像素子によって自車両が走行している走行レーンを含む車両前方の外部環境が撮像される。
【００１８】
両カメラ１ａ，１ｂで撮像した一対のアナログ画像が画像処理部２に出力される。画像処理部２は、Ａ／Ｄ変換部３と画像補正部４と画像データメモリ５と車線推定部９とを備えている。各カメラ１ａ，１ｂで撮像したアナログ画像は、Ａ／Ｄ変換部３に設けられている各Ａ／Ｄ変換器３ａ，３ｂで所定輝度階調のデジタル画像に変換されて画像補正部４に出力される。
【００１９】
画像補正部４では、両カメラ１ａ，１ｂの取付け位置の誤差に起因するずれやノイズの除去等を含む輝度値の補正等の画像補正が行われ、メインカメラ１ａの出力信号から基準画像データが生成され、又、サブカメラ１ｂの出力信号から、基準画像と垂直方向長が同じで、基準画像よりも大きな水平方向長を有する比較画像データが生成される。そして、この基準画像データ及び比較画像データが画像データメモリ５に格納されると共に、画像処理手段６に出力される。
【００２０】
画像処理手段６はイメージプロセッサ７と距離データメモリ８とを備えている。イメージプロセッサ７は、基準画像データと比較画像データとの視差に基づいて両画像中の同一対象物の距離データ（自車両から対象物までの距離）を、三角測量の原理を利用して算出し、距離データメモリ８に格納する。
【００２１】
又、車線推定部９は、車線候補点設定手段としての車線候補点設定部９ａと、曲線近似処理手段としての曲線近似処理部９ｂと、車線位置設定手段としての車線位置設定部９ｃと、記憶手段としての固定データメモリ９ｄとを備えている。固定データメモリ９ｄには、図１０に示すように、走行レーンを区画する左右の走行車線２１Ｌ，２１Ｒ間の車線幅（以下「標準レーン幅」と称する）Ｗ１、及び二重白線の内側誘導線２２間の車線幅（以下「狭レーン幅」と称する）Ｗ２の各データと、後述する表１、表２に記載されている車線種判定データＴ１，Ｔ２が格納されている。
【００２２】
高速道路の走行レーンは、走行車線２１Ｌ，２１Ｒが左右に一本ずつ描かれており、又、カーブ等のように車両が走行レーンから逸脱し易い道路では、走行車線２１Ｌ，２１Ｒの内側に破線状の誘導線（ドットライン）２２が描かれた二重白線となっている。尚、高速道路における走行車線２１Ｌ，２１Ｒ、及び内側誘導線２２の幅員は予め設定範囲に決められており、例えば走行車線２１Ｌ，２１Ｒ間の幅員は3.25〜3.5[m]、内側誘導線２２間の幅員は2.8〜3.05[m]程度である。従って、車線の間隔が判別できれば、この間隔から車線種を推定することができる。
【００２３】
車線候補点設定部９ａは、画像データメモリ５に格納されている今回撮像した基準画像データと比較画像データとを読込み、又、距離データメモリ８に格納されている距離データを読込む。そして、これら各データに基づき基準画像データ上の自車両が走行する走行レーンの両側車線の検出点（以下「車線検出点」と称する）Ｐを検出し、この車線検出点Ｐと固定データメモリ９ｄに格納されている標準レーン幅Ｗ１、及び狭レーン幅Ｗ２に基づき、互いに対向する車線検出点Ｐ側に標準候補点Ｇ１、狭候補点Ｇ２をそれぞれ設定する。
【００２４】
具体的には、今回撮像した１つのフレームの基準画像データ上の１画素幅の水平ライン上を下側（自車両の手前側）から上向き（遠方）に１画素幅ずつオフセットしながら順次画素を探索し、基準画像データの各画素の輝度値に基づいて各画素の輝度微分値、すなわちエッジ強度（輝度差）が閾値以上に大きく変化する条件を満たしている画素を検出する。このエッジ強度は、内側エッジの方が、外側エッジよりも強く表れる。従って、図６に示すように、走行レーンの左右に走行車線２１Ｌ，２１Ｒが１本ずつ描かれている場合には、この各走行車線２１Ｌ，２１Ｒの内側エッジが車線検出点Ｐとして検出される。又、図７に示すように、二重白線の場合は、内側誘導線２２の内側エッジが車線検出点Ｐとして検出される。更に、図８に示すように、一方の走行レーンの走行車線（本実施形態では、左側走行車線２１Ｌ）に沿って轍２５が形成され、この轍２５が水溜まりとなり、そこからの太陽光や照明光の反射光が高輝度で両カメラ１ａ，１ｂに受光されると、轍２５と路面とのエッジ強度が強くなるため、この轍２５の内側と路面とのエッジ部に車線検出点Ｐが検出される。尚、左右の車線検出点Ｐは、画面下側（自車両の手前側）から画面上方（遠方）へ移動するに従い１画素の距離が長くなるため、相対的に遠方の左右の車線検出点Ｐは、近方左右の車線検出点Ｐに比し検出精度が低い。
【００２５】
次いで、図９に示すように、基準画像データと比較画像データとに基づいて生成した仮想道路平面上に、距離データに基づいて算出した左右の車線検出点Ｐをプロットし直す。この仮想道路平面には自車両Ｍが配設されており、撮像手段１に設けられている両カメラ１ａ，１ｂ間の車幅方向中央の真下の道路面上の点を原点とし、自車両Ｍの車幅方向にｙ軸、前後方向にｘ軸を取る座標が設定される。尚、符号ｂは車線と自車両Ｍとのなす角（ヨー角）であり、このヨー角ｂについては後述する。又、図面上では、左右の車線検出点Ｐの点列が疎らにプロットされているが、実際にはより細かい点列となっている。
【００２６】
更に、図１１〜図１３に示すように、この仮想道路平面上には各車線検出点Ｐを起点に設定した各候補点Ｇ１〜Ｇ３をそれぞれプロットする。尚、図１１〜図１３においては、走行レーンを便宜的に直線路として示す。更に、車線検出点Ｐ及び各候補点Ｇ１〜Ｇ３は走行レーンの片側にのみにプロットした状態が示されているが、実際には、この車線検出点Ｐと各候補点Ｇ１〜Ｇ３は、走行レーンの左右にプロットされている。
【００２７】
曲線近似処理部９ｂは、車線候補点設定部９ａで検出し、基準画像上で検出した左右車線毎の車線検出点Ｐと車線候補点Ｇ１，Ｇ２とに基づき最小二乗法により求めた近似曲線である仮想線Ｌｓを左右車線毎に設定する。車線位置設定部９ｃは、曲線近似処理部９ｂで設定した仮想線Ｌｓの車線種を推定し、推定した車線種に基づき、自車両Ｍの走行している走行レーンを区画する左右の走行車線の位置を確定する。尚、この仮想線Ｌｓの車線種を推定する機能が、本発明の車線種推定手段に対応している。
【００２８】
上述した各処理部９ａ〜９ｃでの処理は、具体的には、図３〜図５に示す道路白線認識処理ルーチンに従って実行される。尚、以下においては、自車両Ｍが高速道路を走行している場合を想定して説明する。
【００２９】
このルーチンは、撮像手段１で撮像した画像の１フレーム毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、左右のペアの車線検出点Ｐを読込み、仮想道路平面上に車線検出点Ｐをプロットして、この車線検出点Ｐの点列を生成する（図９参照）。次いで、ステップＳ２へ進み、固定データメモリ９ｄに格納されている標準レーン幅Ｗ１と狭レーン幅Ｗ２とデータを読込み、ステップＳ３で、車線検出点Ｐを起点として対向する車線側の標準レーン幅Ｗ１、及び狭レーン幅Ｗ２の位置に標準候補点Ｇ１、狭候補点Ｇ２をプロットする。更に、標準候補点Ｇ１と狭候補点Ｇ２との間の所定位置、例えば両候補点Ｇ１，Ｇ２の中間位置に標狭候補点Ｇ３をプロットする（図１１〜図１３参照）。尚、図１１〜図１３では、標準候補点Ｇ１が○、狭候補点Ｇ２が□、標狭候補点Ｇ３が△で示されている。この各候補点Ｇ１〜Ｇ３は、走行レーンの左右で検出した車線検出点Ｐに基づいて左右それぞれにプロットされる。尚、このステップＳ１〜Ｓ３での処理が、車線候補点設定部９ａでの処理に対応している。
【００３０】
次いで、ステップＳ４へ進み、走行レーンの左右にそれぞれ１フレームごとにプロットされている車線検出点Ｐと各候補点Ｇ１〜Ｇ３との点列の各座標（ｘ，ｙ）に基づき、最小二乗法により、最もフィットする曲線近似となる二次曲線近似式
ｙ＝aｘ2＋bｘ＋c
を求め、この二次曲線近似式から候補点Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３毎の仮想線Ｌｓを設定する。ここで、定数ａは車線の曲率に関するパラメータ、定数ｂは仮想線に対する自車両の傾き（ヨー角）に関する角度パラメータ、定数ｃはｙ軸方向の切片である。
【００３１】
従って、上式に示されている各定数ａ，ｂ，ｃによって自車両Ｍを基準とした左右のペアの仮想線Ｌｓが設定される。尚、このステップＳ４での処理が、曲線近似処理部９ｂでの処理に対応している。
【００３２】
その後、ステップＳ５へ進み、仮想線Ｌｓに対する各候補点Ｇ１〜Ｇ３の分散を分析し、ステップＳ６以下で、分散が最小の候補点に基づき、仮想線Ｌｓが両側真の車線、片側真の車線、両側真の誘導線の何れかであるかを推定する。そして、その推定結果に基づいて仮想線Ｌｓを幅方向にシフトさせて、走行レーンを区画する左右の走行車線２１Ｌ，２１Ｒに対応する真の車線位置を確定する。
【００３３】
すなわち、先ず、ステップＳ６では、標準候補点Ｇ１の分散が最小か否かを調べる。そして、ステップＳ６において、標準候補点Ｇ１の分散が最小と判定した場合は、ステップＳ２１へ進み、最小ではないと判定した場合、すなわち狭候補点Ｇ２と標狭候補点Ｇ３との何れかの分散が最小であると判定した場合は、ステップＳ７へ分岐する。
【００３４】
標準候補点Ｇ１の分散が最小と判定してステップＳ２１へ進むと、今回の仮想線Ｌｓを真の車線位置、すなわち、実際の走行車線２１Ｌ，２１Ｒの内側エッジを検出したものと確定してルーチンを抜ける。
【００３５】
例えば、図６に示すように、走行レーンの両側に１本の走行車線２１Ｌ，２１Ｒが描かれている高速道路では、左右の車線検出点Ｐ間の車線幅は、ほぼ標準レーン幅Ｗ１となる。従って、図１１に示すように、例えば、先ず、走行レーン右側の車線検出点Ｐを検出し、次いで、この右側車線検出点Ｐを起点に走行レーン左側の標準レーン幅Ｗ１と狭レーン幅Ｗ２との位置に標準候補点Ｇ１と狭候補点Ｇ２をプロットする。更に、この両レーン幅Ｗ１，Ｗ２の間（例えば、［(Ｗ１＋Ｗ２)／２］の位置）に、標狭候補点Ｇ３をプロットする。
【００３６】
尚、図においては、省略しているが、走行レーン左側の走行車線２１Ｌの内側エッジ部には車線検出点Ｐが設定されている。従って、車線検出点Ｐは各標準候補点Ｇ１に近接する位置に点列として表わされる。そのため、この仮想線Ｌｓに対する各候補点Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の分散は標準候補点Ｇ１が最小となるので、今回の仮想線Ｌｓは走行車線２１Ｌ，２１Ｒの内側エッジを検出したものと判定し、この仮想線Ｌｓを真の車線位置と確定する。
【００３７】
一方、ステップＳ６からステップＳ７へ分岐すると、仮想線Ｌｓに対して狭候補点Ｇ２の分散が最小か否かを調べ、最小と判定された場合はステップＳ８へ進み、又、狭候補点Ｇ２が最小ではない、すなわち、標狭候補点Ｇ３の分散が最小と判定された場合は、ステップＳ１４へジャンプする。
【００３８】
狭候補点Ｇ２の分散が最小と判定されてステップＳ８へ進むと、固定データメモリ９ｄに格納されている車線種判定データＴ１(表１参照)を読込む。
【表１】
【００３９】
狭候補点Ｇ２の分散が最小であると判定する態様としては、図１２に示すような、走行車線２１Ｌ，２１Ｒの内側に誘導線２２が描かれている二重白線以外に、図１３に示すような、一方の走行車線（本実施形態では左側走行車線２１Ｌ）に沿って轍２５が形成されており、この轍２５の水溜まりからの反射光による輝度差で内側エッジが検出されている場合が想定できる。すなわち、例えば、図１３（ａ）に示すように、左側走行車線２１Ｌの内側に轍２５が、左側走行車線２１Ｌに沿って形成されており、この轍２５の内側エッジが右側走行車線２１Ｒの内側エッジからほぼ狭レーン幅Ｗ２の位置にある場合、当然、この轍２５の内側エッジ付近に沿って狭候補点Ｇ２の点列がプロットされる。
【００４０】
一方、この轍２５が水溜まりとなり、その水面からの反射光が両カメラ１ａ，１ｂで受光された場合、轍２５の内側エッジと路面との輝度差が大きいため、同図（ｂ）に示すように、この轍２５の内側エッジに車線検出点Ｐが設定される。その結果、右側走行車線２１Ｒ方向には、轍２５の内側エッジ付近に設定された車線検出点Ｐを起点に、標準レーン幅Ｗ１、狭レーン幅Ｗ２の位置に標準候補点Ｇ１、狭候補点Ｇ２がプロットされると共に、この両候補点Ｇ１，Ｇ２間の所定位置に標狭候補点Ｇ３がプロットされる。
【００４１】
従って、走行レーンの左右にそれぞれプロットされている車線検出点Ｐと各候補点Ｇ１〜Ｇ３とに基づき、最小二乗法による曲線近似式を求め、この曲線近似式から各候補点Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３毎に仮想線Ｌｓを設定すると、同図（ｃ）に示すように、走行車線２１Ｒ側では、車線検出点Ｐ（同図(a)参照）の近傍に狭候補点Ｇ２の点列がプロットされているため、仮想線Ｌｓに対して狭候補点Ｇ２の分散が最小となる。一方、走行車線２１Ｌ側では、轍２５の内側エッジに車線検出点Ｐが設定され、又、この車線検出点Ｐの近傍には狭候補点Ｇ２の点列がプロットされているため（同図(a)参照）、仮想線Ｌｓに対して狭候補点Ｇ２の分散が最小となる。尚、轍２５が右側走行車線２１Ｒの内側に形成されている場合には、対称の関係で表わされる。
【００４２】
従って、左右のそれぞれの仮想線Ｌｓに対して狭候補点Ｇ２が共に最小の場合は、上述した図１２に示す二重白線以外に、走行レーンの一側に形成された轍２５を白線と誤認識した場合が考えられる。ステップＳ８では、走行レーンの左右に各々設定した仮想線Ｌｓが、二重白線の内側誘導線２２を検出したものであるか、一方が走行車線２１Ｌ（或いは２１Ｒ）で他方が轍２５の内側エッジを認識しているものか否かを判断すべく、上述した車線種判定データＴ１を参照する。その際、走行レーンの両側の走行車線２１Ｌ，２１Ｒの外側エッジと路面との輝度差から、この走行車線２１Ｌ，２１Ｒの外側エッジの検出点（外側車線検出点）Ｕを設定し（図１３(c)参照）、この外側車線検出点Ｕの点列に基づき最小二乗法により曲線近似式を求め、この曲線近似式から近似曲線Ｌｕを設定し、この近似曲線Ｌｕと仮想線Ｌｓとの間の距離（線間距離）Ｙを求める。
【００４３】
そして、この線間距離Ｙと設定しきい値とを比較し、線間距離Ｙが設定しきい値よりも大きい場合、線太と判定する。尚、この所定値は、二重白線の走行車線２１Ｌ，２１Ｒの外側エッジから内側誘導線２２の内側エッジとの間の距離よりも短く、且つ、走行車線２１Ｌ（或いは２１Ｒ）の線幅よりも長い値に設定されている。図１１に示すような走行レーンの左右に、走行車線２１Ｌ，２１Ｒのみが描かれている場合の線間距離Ｙは短く、一方、図１２に示す二重白線や、図１３に示す一方に轍２５が形成されている場合の線間距離Ｙは長くなる。
【００４４】
従って、車線種判定データＴ１を参照し、ステップＳ９，Ｓ１０で、走行レーン左右の何れが轍２５か、或いは二重白線の内側誘導線２２かを判定する。そして、左側車線が線太の場合は、走行レーンの左側が轍２５で、右側が真の車線であると判定し、ステップＳ９からステップＳ１１へ進み、左側仮想線Ｌｓを、標準位置側へシフト最大、すなわち、標準レーン幅Ｗ１と狭レーン幅Ｗ２との差分（Ｗ１−Ｗ２）だけシフトさせて、ステップＳ２１へ進み、今回の左右の仮想線Ｌｓを真の車線位置とそれぞれ確定してルーチンを抜ける。ここで言う標準位置は、走行車線２１Ｌ（或いは２１Ｒ）の内側エッジ位置を指している。
【００４５】
その結果、図１３（ｃ）に示すように、轍２５の内側エッジに設定された仮想線Ｌｓが、真の車線である左側走行車線２１Ｌの内側エッジ上、或いはそれに近接する位置に設定されるため、走行レーン片側の内側誘導線２２とほぼ同じ位置に轍２５が形成されていても、走行レーンを区画する左右の走行車線位置に仮想線Ｌｓが精度良く設定され、且つ、この仮想線Ｌｓを真の車線位置として確定することが出来る。
【００４６】
一方、右側車線が線太の場合は、走行レーンの右側が轍２５で、左側が真の車線であると判定し、ステップＳ１０からステップＳ１２へ進み、右側仮想線Ｌｓを、標準位置へシフト最大（Ｗ１−Ｗ２）でシフトさせてステップＳ２１へ進み、今回の左右の仮想線Ｌｓを真の車線位置と各々確定してルーチンを抜ける。
【００４７】
又、左右両車線が線太の場合は、両側が二重白線の内側誘導線２２を検出した真の車線と判定し、ステップＳ１０からステップＳ１３へ進み、左右両側の仮想線Ｌｓを、標準位置へシフト最小、すなわち、標準レーン幅Ｗ１と狭レーン幅Ｗ２との差分の半分（(Ｗ１−Ｗ２)／２）で、それぞれシフトさせて、ステップＳ２１へ進み、今回の左右の仮想線Ｌｓを真の車線位置と各々確定してルーチンを抜ける。その結果、図１２に示すように、走行レーンに二重白線が描かれており、内側誘導線２２の内側エッジ付近に仮想線Ｌｓが設定された場合であっても、走行レーンを区画する左右の走行車線の内側エッジの位置に仮想線Ｌｓを精度良く設定することができる。
【００４８】
一方、ステップＳ７からステップＳ１４へ分岐すると、固定データメモリ９ｄに格納されている車線種判定データＴ２(表２参照)を読込む。
【表２】
【００４９】
走行レーンの一側に形成される轍２５の内側エッジが、丁度、走行車線２１の内側エッジと内側誘導線２２の内側エッジとの間に形成された場合、仮想線Ｌｓ近傍の候補点としては標狭候補点Ｇ３の分散が最小となる。標狭候補点Ｇ３の分散が最小であると判定する態様としては、轍２５の内側エッジが走行車線２１と内側誘導線２２との内側エッジ間に形成される以外に、車線幅自体が狭められた場合が想定できる。
【００５０】
ステップＳ１４では、走行レーンの左右に各々設定した仮想線Ｌｓの一方が轍２５の内側エッジを検出したものか、或いは走行レーン自体が狭められたものであるかを判定すべく、上述した車線種判定データＴ２を参照する。その際、図示しないが、上述した図１３（ｃ）と同様に、走行レーンの両側の走行車線２１Ｌ，２１Ｒの外側エッジと路面との輝度差から、この走行車線２１Ｌ，２１Ｒの外側エッジの外側車線検出点Ｕを設定し、この外側車線検出点Ｕの点列に基づき最小二乗法により曲線近似式を求め、この曲線近似式から近似曲線Ｌｕを設定し、この近似曲線Ｌｕと仮想線Ｌｓとの間の距離（線間距離）Ｙを求める。
【００５１】
そして、この線間距離Ｙと設定しきい値とを比較し、線間距離Ｙが設定しきい値よりも大きい場合、線太と判定する。尚、この所定値は、走行車線２１Ｌ，２１Ｒの外側エッジから内側誘導線２２の外側エッジとの間の距離よりも短く、且つ、走行車線２１Ｌ（或いは２１Ｒ）の線幅よりも長い値に設定されている。
【００５２】
そして、左側車線が線太の場合は、走行レーンの左側が内側誘導線２２（又は轍２５）で、右側が真の車線であると判定し、ステップＳ１５からステップＳ１７へ進み、左側仮想線Ｌｓを、標準位置へシフト最小、すなわち、標準レーン幅Ｗ１と狭レーン幅Ｗ２との差分の半分（(Ｗ１−Ｗ２)／２）だけシフトさせて、ステップＳ２１へ進み、この左右の仮想線Ｌｓを真の車線位置と確定してルーチンを抜ける。その結果、走行レーンの左側であって、上述した内側誘導線２２と走行車線２１との内側エッジ間に轍２５が形成されていても、走行レーンを区画する左右の車線位置上、或いはこの車線位置に近接する位置に仮想線Ｌｓを設定することが出来る。
【００５３】
一方、右側車線が線太の場合は、走行レーンの右側が内側誘導線２２（又は轍２５）で、左側が真の車線であると判定し、ステップＳ１６からステップＳ１８へ進み、右側仮想線Ｌｓを、標準位置へシフト最小（(Ｗ１−Ｗ２)／２）でシフトさせてステップＳ２１へ進み、この左右に仮想線Ｌｓを真の車線位置と確定してルーチンを抜ける。従って、この場合も、走行レーンを区画する左右の走行車線２１の内側エッジ上、或いはこの内側エッジに近接する位置に仮想線Ｌｓを設定し、且つ確定することが出来る。
【００５４】
又、左右両車線が共に線太では無い場合は、走行レーン自体が狭められている、すなわち、両側の仮想線Ｌｓは共に真の車線である走行車線２１の内側エッジ上、或いはこの内側エッジに近接する位置に設定されていると判定し、ステップＳ１６からステップＳ１９へ進み、左右両車線が中太か否かを調べる。そして、中太の場合は、走行レーンの両側が狭い内側誘導線２２であると判定し、ステップＳ２０へ進み、左右仮想線Ｌｓを、標準位置へシフト微小、すなわち標準レーン幅Ｗ１と狭レーン幅Ｗ２との差分の１／４（(Ｗ１−Ｗ２)／４）だけシフトさせて、ステップＳ２１へ進み、左右の仮想線Ｌｓを真の車線位置と確定してルーチンを抜ける。又、左右の両側車線が中太ではないと判断した場合は、そのままステップＳ２１へ進み、左右の仮想線Ｌｓを真の車線位置と確定してルーチンを抜ける。
【００５５】
従って、この場合も、走行レーンを区画する左右の走行車線２１の内側エッジ上、或いはこの内側エッジに近接する位置に仮想線Ｌｓを設定し、且つ確定することが出来る。尚、このステップＳ５〜Ｓ１９での処理が車線位置設定部９ｃでの処理に対応している。
【００５６】
そして、操舵制御系Ｂの操舵制御部１０では、例えば自車両Ｍを走行レーンの中央で走行させたい場合、図９に示すように、左右の仮想線Ｌｓを求める二次曲線近似式から、中央の曲線近似式（ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）を求め、この中央の曲線近似式から得られる仮想線Ｌｏ、すなわち、曲率ａに沿って自車両Ｍが走行するようにハンドル角を制御する。尚、定数ｃは自車両Ｍの中央（正確には、両カメラ１ａ，１ｂの中間）を原点とするｙ軸方向のオフセット量（原点からの横位置）であり、本実施形態では、左側を正（＋）、右側を負（−）としているため、自車両Ｍが走行レーンの中央を走行するように設定した場合、中央は原点であるためｃ＝０となる。
【００５７】
尚、本発明は、上述した実施の形態に限るものではなく、例えば、上述した車線推定装置は、自車両Ｍが車線を逸脱しようとしたときに警告を発するレーンキープ制御に適用することも出来る。更に、撮像手段１はメインカメラ１ａとサブカメラ１ｂとからなるステレオカメラである必要はなく、単眼カメラであっても良い。撮像手段として、単眼カメラを用いた場合は、例えば周知のモーションステレオ法により三次元情報を得る。更に、曲線近似処理部９ｂで求める曲線近似式は、二次式に限らず三次式であっても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１…撮像手段、
９…車線推定部、
９ａ…車線候補点設定部、
９ｂ…曲線近似処理部、
９ｃ…車線位置設定部、
９ｄ…固定データメモリ、
２１Ｌ…左側走行車線、
２１Ｒ…右側走行車線、
２２…内側誘導線、
２５…轍、
Ｇ１…標準候補点、
Ｇ２…狭候補点、
Ｇ３…標狭候補点、
Ｌｏ,Ｌｓ…仮想線、
Ｌｕ…近似曲線、
Ｍ…自車両、
Ｐ…車線検出点、
Ｔ１，Ｔ２…車線種判定データ、
Ｕ…外側車線検出点、
Ｗ１…標準レーン幅、
Ｗ２…狭レーン幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されて該車両の外部環境を撮像する撮像手段と、
予め設定されている複数の車線種毎の車線幅のデータを記憶する記憶手段と、
前記撮像手段で撮像した前記外部環境の画像に基づいて前記車両が走行する走行レーンの左右の車線検出点を検出すると共に、該左右の車線検出点を起点として対向する車線側の前記各車線幅の位置に車線候補点を設定する車線候補点設定手段と、
前記検出手段で検出した前記車線検出点に対向する車線検出点と前記車線候補点設定手段で設定した前記車線候補点とに基づき曲線近似式を求め、該曲線近似式から前記走行レーンの左右に仮想線を設定する曲線近似処理手段と、
前記曲線近似処理手段で設定した仮想線の分散を求め、最小の分散を示す仮想線の左右のペアから左右の少なくとも一方の前記仮想線の車線種を推定する車線種推定手段と
を備えることを特徴とする車線推定装置。
【請求項２】
前記記憶手段に記憶されている前記車線幅のデータは、前記走行レーンの左右を区画する走行車線の内側エッジ間を示す標準幅のデータと二重白線の内側誘導線の内側エッジ間を示す狭幅のデータとを有し、
前記車線種推定手段で推定する前記車線種は、少なくとも前記走行レーンの左右の前記走行車線に対応する両側真の車線と片側の該走行車線に対応する片側真の車線と左右の前記内側誘導線に対応する両側誘導線である
ことを特徴とする請求項１記載の車線推定装置。
【請求項３】
前記車線種推定手段で車線種が両側真の車線と推定された場合は該仮想線の位置を真の車線位置と確定する車線位置設定手段を備える
ことを特徴とする請求項２記載の車線推定装置。
【請求項４】
前記車線種推定手段で、車線種が前記片側真の車線と推定された場合、前記車線位置設定手段は、前記走行車線の外側エッジと前記仮想線との間の距離に基づいて、前記仮想線が前記走行車線か前記誘導線かを判定し、該走行車線と判定した場合は、該仮想線の位置を真の車線位置として確定すると共に他方の仮想線を前記標準幅と前記狭幅との差の半分だけ前記走行レーンの外側にシフトさせた位置を真の車線位置として確定し、又前記仮想線が誘導線と判定された場合は、他方の仮想線の位置を真の車線位置として確定すると共に該仮想線を前記標準幅と前記狭幅との差の半分だけ前記走行レーンの外側にシフトさせた位置を真の車線位置として確定する
ことを特徴とする請求項２記載の車線推定装置。
【請求項５】
前記車線種推定手段で、仮想線の車線種が前記両側誘導線と判定された場合、
前記車線位置設定手段は、前記走行車線の外側エッジと前記仮想線との間の距離に基づいて、前記仮想線が前記走行車線か前記誘導線かを判定し、該走行車線と判定した場合は、該仮想線の位置を真の車線位置として確定すると共に他方の仮想線を前記標準幅と前記狭幅との差だけ前記走行レーンの外側にシフトさせた位置を真の車線位置として確定し、又前記仮想線が誘導線と判定された場合は、他方の仮想線を前記他方の走行車線の外側エッジと前記他方の仮想線との間の距離に基づいて、前記他方の仮想線が前記走行車線か前記誘導線かを判定し、該走行車線と判定した場合は、他方の仮想線の位置を真の車線位置として確定すると共に該仮想線を前記標準幅と前記狭幅との差のだけ前記走行レーンの外側にシフトさせた位置を真の車線位置として確定し、両側仮想線が誘導線と判定された場合、前記車線位置設定手段は左右の前記仮想線を前記標準幅と前記狭幅との差の半分だけ前記走行レーンの外側に各々シフトさせた位置を真の車線位置として確定する
ことを特徴とする請求項２に記載の車線推定装置。
【請求項６】
前記車線種推定手段で、前記左右の仮想線が片側真の車線と推定された場合、前記車線位置設定手段は、前記仮想線と該仮想線側の前記走行車線の外側エッジと距離に基づいて前記片側真の車線が前記走行車線か前記誘導線か或いは該走行車線と該誘導線との間にある線かを判定し、両側仮想線が該走行車線と該誘導線との間の線と判定した場合は、前記左右の仮想線を前記標準幅と前記狭幅との差の４分の１だけ前記走行レーンの左右に各々シフトさせた位置を真の車線位置として確定する
ことを特徴とする請求項２記載の車線推定装置。
【請求項１】
車両に搭載されて該車両の外部環境を撮像する撮像手段と、
予め設定されている複数の車線種毎の車線幅のデータを記憶する記憶手段と、
前記撮像手段で撮像した前記外部環境の画像に基づいて前記車両が走行する走行レーンの左右の車線検出点を検出すると共に、該左右の車線検出点を起点として対向する車線側の前記各車線幅の位置に車線候補点を設定する車線候補点設定手段と、
前記検出手段で検出した前記車線検出点に対向する車線検出点と前記車線候補点設定手段で設定した前記車線候補点とに基づき曲線近似式を求め、該曲線近似式から前記走行レーンの左右に仮想線を設定する曲線近似処理手段と、
前記曲線近似処理手段で設定した仮想線の分散を求め、最小の分散を示す仮想線の左右のペアから左右の少なくとも一方の前記仮想線の車線種を推定する車線種推定手段と
を備えることを特徴とする車線推定装置。
【請求項２】
前記記憶手段に記憶されている前記車線幅のデータは、前記走行レーンの左右を区画する走行車線の内側エッジ間を示す標準幅のデータと二重白線の内側誘導線の内側エッジ間を示す狭幅のデータとを有し、
前記車線種推定手段で推定する前記車線種は、少なくとも前記走行レーンの左右の前記走行車線に対応する両側真の車線と片側の該走行車線に対応する片側真の車線と左右の前記内側誘導線に対応する両側誘導線である
ことを特徴とする請求項１記載の車線推定装置。
【請求項３】
前記車線種推定手段で車線種が両側真の車線と推定された場合は該仮想線の位置を真の車線位置と確定する車線位置設定手段を備える
ことを特徴とする請求項２記載の車線推定装置。
【請求項４】
前記車線種推定手段で、車線種が前記片側真の車線と推定された場合、前記車線位置設定手段は、前記走行車線の外側エッジと前記仮想線との間の距離に基づいて、前記仮想線が前記走行車線か前記誘導線かを判定し、該走行車線と判定した場合は、該仮想線の位置を真の車線位置として確定すると共に他方の仮想線を前記標準幅と前記狭幅との差の半分だけ前記走行レーンの外側にシフトさせた位置を真の車線位置として確定し、又前記仮想線が誘導線と判定された場合は、他方の仮想線の位置を真の車線位置として確定すると共に該仮想線を前記標準幅と前記狭幅との差の半分だけ前記走行レーンの外側にシフトさせた位置を真の車線位置として確定する
ことを特徴とする請求項２記載の車線推定装置。
【請求項５】
前記車線種推定手段で、仮想線の車線種が前記両側誘導線と判定された場合、
前記車線位置設定手段は、前記走行車線の外側エッジと前記仮想線との間の距離に基づいて、前記仮想線が前記走行車線か前記誘導線かを判定し、該走行車線と判定した場合は、該仮想線の位置を真の車線位置として確定すると共に他方の仮想線を前記標準幅と前記狭幅との差だけ前記走行レーンの外側にシフトさせた位置を真の車線位置として確定し、又前記仮想線が誘導線と判定された場合は、他方の仮想線を前記他方の走行車線の外側エッジと前記他方の仮想線との間の距離に基づいて、前記他方の仮想線が前記走行車線か前記誘導線かを判定し、該走行車線と判定した場合は、他方の仮想線の位置を真の車線位置として確定すると共に該仮想線を前記標準幅と前記狭幅との差のだけ前記走行レーンの外側にシフトさせた位置を真の車線位置として確定し、両側仮想線が誘導線と判定された場合、前記車線位置設定手段は左右の前記仮想線を前記標準幅と前記狭幅との差の半分だけ前記走行レーンの外側に各々シフトさせた位置を真の車線位置として確定する
ことを特徴とする請求項２に記載の車線推定装置。
【請求項６】
前記車線種推定手段で、前記左右の仮想線が片側真の車線と推定された場合、前記車線位置設定手段は、前記仮想線と該仮想線側の前記走行車線の外側エッジと距離に基づいて前記片側真の車線が前記走行車線か前記誘導線か或いは該走行車線と該誘導線との間にある線かを判定し、両側仮想線が該走行車線と該誘導線との間の線と判定した場合は、前記左右の仮想線を前記標準幅と前記狭幅との差の４分の１だけ前記走行レーンの左右に各々シフトさせた位置を真の車線位置として確定する
ことを特徴とする請求項２記載の車線推定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−５８９８３（Ｐ２０１２−５８９８３Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０１２０４（Ｐ２０１０−２０１２０４）
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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