車線認識装置
【課題】車両が鉛直方向に沿って変位することによって走行路の情報の測定結果が変動しただけで、走行路の情報を測定する処理を中断しない車線認識装置を提供する。
【解決手段】カメラで撮像した画像に基づいて予め定められた時間間隔での車線幅の差分を求め、さらに、前部車高センサ、及び後部車高センサによって測定された高さに基づき自車両のピッチ角の前述の時間間隔での差分を求める。求めたピッチ角の差分に基づき、前述のカメラが当該ピッチ角の差分だけ変位したときに測定される車線幅の変動量を推定し、推定した変動量だけ、予め定められた車線幅に対する許容範囲を調節する。
【解決手段】カメラで撮像した画像に基づいて予め定められた時間間隔での車線幅の差分を求め、さらに、前部車高センサ、及び後部車高センサによって測定された高さに基づき自車両のピッチ角の前述の時間間隔での差分を求める。求めたピッチ角の差分に基づき、前述のカメラが当該ピッチ角の差分だけ変位したときに測定される車線幅の変動量を推定し、推定した変動量だけ、予め定められた車線幅に対する許容範囲を調節する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車線認識装置に関し、より特定的には、車両などの移動体に搭載される車線認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置を用いて車両の前方を撮像した画像に基づいて車両の走行路を認識し、認識結果に基づいて車両の走行方向を制御したり、危険を運転者に知らせる警報などの種々の通知をする装置が実用化されている。このような装置のための技術として、例えば、特許文献１に記載の技術（以下、従来技術と称する）が挙げられる。
【０００３】
従来技術では、車両の走行方向の走行路を撮像し、撮像した画像に基づいて走行路の幅、及び走行路上における幅方向の車両の位置などの走行路の情報を測定する。そして、従来技術では、測定結果に基づいて車両が走行路から逸脱する可能性を判断し、逸脱する可能性が高いと判断したときに運転者に対して警報を発する処理（以下、逸脱判断処理と称する）をする。従来技術では、逸脱判断処理をすることにより、車両が走行路から逸脱する可能性が高いと判断したときに、逸脱する可能性が高いことを運転者に通知するために警報を発する。さらに、従来技術における逸脱判断処理では、走行中の走行路の幅が予め定められた許容範囲を超えて狭くなるときは、逸脱する可能性が高いと誤判断して運転者に不要な警報を発することを防ぐために、処理を中断する。つまり、従来技術では、走行路の情報の測定結果に基づいて、逸脱判断処理を中断することがある。
【特許文献１】特開２００５−３４６２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、走行中の車両が路面上のギャップなどの凹凸を乗り越えたときに、車両には、ピッチ角の変位や車高の変位などの鉛直方向に沿った変位が生じる。そして、車両の鉛直方向に沿った変位が生じると、前方を撮像するために車両に搭載されている撮像装置も必然的に動いてしまい、画像がぶれるため、当該撮像装置によって撮像された画像における走行路も動いてしまう。画像における走行路が動くと、当該画像に基づいて測定される走行路の幅、及び走行路上における幅方向の車両の位置などの走行路の情報の測定結果が変動してしまう。
【０００５】
このため、上記従来技術では、車両が鉛直方向に沿って変位したとき、実際の走行路の幅に拘わらず、測定結果によって示される走行路の幅が変動して前述の許容範囲を超えて狭くなり、逸脱判断処理を不要に中断してしまうことがある。実際の走行路の幅が前述の許容範囲を超えて狭くなることにより逸脱判断処理を中断することは必要であるが、車両が鉛直方向に沿って変位するだけで逸脱判断処理が中断されることは避けなければならない。しかしながら、上記従来技術では、車両が鉛直方向に沿って変位するだけで逸脱判断処理を中断してしまうことがある。さらに、逸脱判断処理の他の処理、例えば、一般的に知られている車線維持制御処理のために上述したような走行路の情報を測定して生成する処理なども車両が鉛直方向に沿って変位するだけで中断してしまうのは避けなければならない。
【０００６】
それ故に、本発明は、車両が鉛直方向に沿って変位することによって走行路の情報の測定結果が変動しただけで、走行路の情報を測定する処理を中断しない車線認識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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、以下に述べる特徴を有する。
第１の発明は、車両に搭載される車線認識装置であって、車両が走行している走行路を撮像する撮像手段と、撮像手段によって撮像された画像に基づき、車両が走行している車線の車線幅を予め定められた期間毎に測定する第１の測定手段と、予め定められた期間において生じる第１の測定手段によって測定された車線幅の変化量を第１の変化量として検出する第１の検出手段と、第１の変化量に対する予め定められた許容範囲を設定する設定手段と、車両の鉛直方向に沿った位置情報を予め定められた期間毎に測定する第２の測定手段と、予め定められた期間において生じる第２の測定手段によって測定された位置情報の変化量を第２の変化量として検出する第２の検出手段と、撮像手段が第２の変化量だけ変位することによって生じる車線幅の測定結果の変化量を第３の変化量として推定する推定手段と、許容範囲を第３の変化量だけ拡大する調節手段と、第１の変化量が調節手段によって拡大された許容範囲を超えるとき、予め定められた期間が経過したときに測定された車線幅が異常値であることを示す異常値情報を生成する第１の生成手段と、第１の変化量が調節手段によって拡大された許容範囲以内であるとき、予め定められた期間が経過したときに測定された車線幅を示す情報を生成する第２の生成手段とを備える。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、設定手段は、予め定められた期間毎に測定される車線幅を基準とする予め定められた大きさの正の制限値と負の制限値とからなる許容範囲を設定し、調節手段は、第３の変化量の符号と一致する制限値のいずれか一方に当該変化量を加算することによって許容範囲を拡大する。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明に従属する発明であって、画像に基づき走行路の曲率を測定する曲率測定手段をさらに備え、第２の生成手段は、第１の変化量が調節手段によって拡大された許容範囲以内であり、且つ曲率が予め定められたしきい値以下であることを条件として、車線幅を示す情報を生成する。
【００１０】
第４の発明は、第１の発明に従属する発明であって、第２の測定手段は、走行路の路面に対する車両のピッチ角を位置情報として検出する。
【００１１】
第５の発明は、第１の発明に従属する発明であって、第２の測定手段は、走行路の路面に対する車両の高さを位置情報として検出する。
【００１２】
第６の発明は、車両に搭載される車線認識装置において実行される車線認識方法であって、車両が走行している走行路を撮像手段を用いて撮像する撮像ステップと、撮像ステップにおいて撮像された画像に基づき、車両が走行している車線の車線幅を予め定められた期間毎に測定する第１の測定ステップと、第１の測定ステップにおいて測定された車線幅の予め定められた期間において生じる変化量を第１の変化量として検出する第１の検出ステップと、第１の変化量に対する予め定められた許容範囲を設定する設定ステップと、車両の鉛直方向に沿った位置情報を予め定められた期間毎に測定する第２の測定ステップと、第２の測定ステップにおいて測定された位置情報の予め定められた期間において生じる変化量を第２の変化量として検出する第２の検出ステップと、撮像手段が第２の変化量だけ変位することによって生じる車線幅の測定結果の変化量を第３の変化量として推定する推定ステップと、許容範囲を第３の変化量だけ拡大する調節ステップと、第１の変化量が調節ステップにおいて拡大された許容範囲を超えるか否かを判断する判断ステップと、判断ステップにおいて、第１の変化量が調節ステップにおいて拡大された許容範囲を超えると判断されたとき、予め定められた期間が経過したときに測定された車線幅が異常値であることを示す異常値情報を生成する第１の生成ステップと、判断ステップにおいて、第１の変化量が調節ステップにおいて拡大された許容範囲以内であると判断されたとき、予め定められた期間が経過したときに測定された車線幅を示す情報を生成する第２の生成ステップとを備える。
【００１３】
第７の発明は、第６の発明に従属する発明であって、設定ステップにおいて、予め定められた期間毎に測定される車線幅を基準とする予め定められた大きさの正の制限値と負の制限値とからなる許容範囲を設定し、調節ステップにおいて、第３の変化量の符号と一致する制限値のいずれか一方に当該変化量を加算することによって許容範囲を拡大する。
【００１４】
第８の発明は、第６の発明に従属する発明であって、画像に基づき走行路の曲率を測定する曲率測定ステップをさらに備え、判断ステップにおいて、第１の変化量が調節ステップにおいて拡大された許容範囲以内であると判断されたとき、曲率測定ステップにおいて測定された曲率が予め定められたしきい値以下であるか否かをさらに判断し、判断ステップにおいて、第１の変化量が調節ステップにおいて拡大された許容範囲以内であると判断され、且つ曲率測定ステップにおいて測定された曲率が予め定められたしきい値以下であると判断されたとき、第２の生成ステップにおいて、車線幅を示す情報を生成する。
【００１５】
第９の発明は、第６の発明に従属する発明であって、第２の測定ステップにおいて、走行路の路面に対する車両のピッチ角を位置情報として検出する。
【００１６】
第１０の発明は、第６の発明に従属する発明であって、第２の測定ステップにおいて、走行路の路面に対する車両の高さを位置情報として検出する。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明によれば、車両が鉛直方向に沿って変位するのに伴い撮像手段が変位することによって車線幅の測定結果などの走行路の情報の測定結果に変動が生じたとしても、当該測定結果の変動量だけ許容範囲を調節する。そして、測定された車線幅が調節後の許容範囲以内であるときに当該車線幅を示す情報などの走行路の情報を生成する処理をするため、車両が鉛直方向に沿って変位することによって走行路の情報の測定結果が変動しただけで、走行路の情報を生成する処理を中断しない車線認識装置を提供することができる。
【００１８】
第２の発明によれば、測定された車線幅を基準とする正の制限値と負の制限値とからなる許容範囲を設定する。そして、車両が鉛直方向に沿って変位するのに伴い撮像手段が変位するときの変位の方向に対応する一方の制限値に前述の変動量を加算するため、他方の制限値を超える車線幅の変動量が生じたときには、車両の鉛直方向に沿った変位以外の原因による異常値が発生したことを判断することができる。
【００１９】
第３の発明によれば、曲率が高く車線幅の測定結果の精度が低くなると考えられるときには、車線幅を示す情報を生成しないため、信頼度の低い車線幅を示す情報を生成してしまうことを防ぐことができる。
【００２０】
第４の発明によれば、車両がピッチ角方向に変位したときに生じる車線幅の測定結果の変動量に応じて、前述の許容範囲を調節することができる。
【００２１】
第５の発明によれば、車両の車高が変位したときに生じる車線幅の測定結果の変動量に応じて、前述の許容範囲を調節することができる。
【００２２】
また、本発明の車線認識方法によれば、上述した本発明に係る車線認識装置と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車線認識装置１の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る車線認識装置１は、カメラ１０１と、前部車高センサ１０２ａと、後部車高センサ１０２ｂと、車線幅測定部１０３と、制御処理部１０４とを備える。尚、以下では、本実施形態に係る車線認識装置１を搭載する車両を自車両と称する。
【００２４】
カメラ１０１は、典型的には、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどである。図２は、カメラ１０１の自車両における搭載箇所と、撮像範囲との一例を示す図である。図２（ａ）は走行中の自車両を鉛直方向に見下ろした図であり、図２（ｂ）は走行中の自車両を、自車両から走行方向を向いたときの右側から見た図である。カメラ１０１は、図２に示すように自車両の走行方向を逐次撮像し、撮像した画像を示す画像データＧｄを逐次生成する。カメラ１０１の撮像範囲は、図２に示すように自車両の走行路の左右の区画線を少なくとも含む。
【００２５】
前部車高センサ１０２ａ、及び後部車高センサ１０２ｂは、典型的には、レーザー光を路面に照射してから、反射したレーザー光を受信するまでの時間などに基づき対象物との相対距離を測定するレーザーセンサである。前部車高センサ１０２ａは、一例として、フロントバンパーの内部に取り付けられ、後部車高センサ１０２ｂは、リアバンパーの内部に取り付けられる。
【００２６】
前部車高センサ１０２ａは、図３に一例として示すように、自車両の前半部の高さＺｋを前述の相対距離として測定する。本実施形態では、一例として、走行路の路面からフロントバンパーの底辺までの高さを高さＺｋとして測定する。また、本実施形態では、後部車高センサ１０２ｂは、図３に一例として示すように、自車両の後半部の高さＫｋを前述の相対距離として測定する。本実施形態では、一例として、走行路の路面からリアバンパーの下方のフロントバンパーの底辺と同じ高さまでの高さを高さＫｋとして測定する。
【００２７】
図３に一例として示すように、前部車高センサ１０２ａの自車両における取り付け位置の高さと、後部車高センサ１０２ｂの自車両における取り付け位置の高さとが互いに異なるときは、それぞれの車高センサによって測定される高さの基準を一致させておく必要がある。前部車高センサ１０２ａは測定した高さＺｋを示す前部高さデータＺｄを逐次生成し、後部車高センサ１０２ｂは測定した高さＫｋを示す後部高さデータＫｄを逐次生成する。
【００２８】
車線幅測定部１０３は、典型的には、ＬＳＩなどで構成される画像処理装置であり、カメラ１０１によって逐次生成される画像データＧｄに基づき自車両の走行路の幅（以下、車線幅と称する）を走行路の情報として予め定められた期間が経過するたびに逐次測定し、測定結果を図示しない記憶部に記憶する。車線幅を測定するとき、車線幅測定部１０３は、カメラ１０１によって生成される画像データＧｄを取得し、取得した画像データＧｄに対してエッジ検出処理などの画像処理をすることにより、当該画像データＧｄが示す画像に撮像されている自車両の走行路の左右の区画線を検出する。左右の区画線を検出すると、車線幅測定部１０３は、検出した左右の区画線の幅を前述の車線幅として測定して、測定した車線幅を図示しない記憶部に記憶する。
【００２９】
そして、車線幅測定部１０３は、車線幅を逐次測定しながら、最新の車線幅（以下、第１の車線幅と称する）を測定したときに、第１の車線幅と、第１の車線幅を測定した時刻に最も近い時刻に測定した車線幅（以下、第２の車線幅と称する）とを図示しない記憶部に記憶されている車線幅の中から特定する。
【００３０】
第１の車線幅、及び第２の車線幅をそれぞれ特定すると、車線幅測定部１０３は、特定した第１の車線幅から第２の車線幅を引くことにより、第２の車線幅に対する第１の車線幅の変動量、すなわち、前述の予め定められた期間において生じる車線幅の測定結果の変動量（以下、差分車線幅Ｓｈと称する）を演算して、図示しない記憶部に記憶する。もし、既に演算した差分車線幅Ｓｈが図示しない記憶部に記憶されているときは、車線幅測定部１０３は、既に記憶している差分車線幅Ｓｈを新たに演算した差分車線幅Ｓｈに更新する。
【００３１】
また、車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈを演算して記憶するたびに、図４に示すように、特定した第２の車線幅を基準として、それぞれ予め定められた大きさＱの正の制限値Ｐと、負の制限値Ｍとを図示しない記憶部に記憶し、予め定められた正の制限値Ｐと負の制限値Ｍとからなる許容範囲Ｋｈを設定する。もし、既に正の制限値Ｐ、及び負の制限値Ｍがそれぞれ図示しない記憶部に記憶され、許容範囲Ｋｈが設定されているとき、車線幅測定部１０３は、既に記憶されている正の制限値Ｐ、及び負の制限値Ｍをそれぞれ新たな正の制限値Ｐ、負の制限値Ｍに更新し、許容範囲Ｋｈを設定し直す。図４に示す斜線部が、車線幅測定部１０３によって設定された許容範囲Ｋｈを示す。
【００３２】
許容範囲Ｋｈを設定すると、車線幅測定部１０３は、記憶されている差分車線幅Ｓｈが設定した許容範囲Ｋｈ以内であるか否かを判断する。すなわち、車線幅測定部１０３は、許容範囲Ｋｈを設定すると、図４に示すように、最新の車線幅が測定された時刻に最も近い時刻に測定された車線幅を基準として、最新の車線幅が許容範囲Ｋｈ以内となるか否かを判断する。尚、図４に示す最新の車線幅（第１の車線幅）は一例である。また、前述の大きさＱは、図示しない記憶部に予め記憶されることによって予め定められているものとする。
【００３３】
車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈが許容範囲Ｋｈ以内であると判断したとき、測定した第１の車線幅（最新の車線幅）を示す車線幅データＳｄを生成する。一方、車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈが許容範囲Ｋｈを超えると判断したとき、第１の車線幅（最新の車線幅）を異常値と判断して、異常値が測定されたことを示す異常値情報Ｉｊを生成し、異常値を示す車線幅データＳｄの生成を中断する。
【００３４】
車線幅測定部１０３は、取得した画像データＧｄに基づいて車線幅を測定するが、カメラ１０１によって撮像される画像、及び車線幅測定部１０３によって取得される画像データＧｄにはノイズが重畳することがある。ノイズが重畳した画像、或いはノイズが重畳した画像データＧｄに基づいて車線幅を測定すると、実際の車線幅との誤差が大きくなる。そして、誤差の大きい車線幅を示す車線幅データＳｄを車線幅測定部１０３が生成すると、後述するように当該車線幅データＳｄを用いて運転者の安全を確保するための処理などをする制御処理部１０４が誤動作をしてしまう可能性が高くなる。
【００３５】
自車両が一般的な走行路を走行しているときにも、車線幅の測定結果は時間の経過にしたがって変動し、第１の車線幅と第２の車線幅との間には差が生ずる。しかし、仮に、第１の車線幅がノイズの重畳した画像データＧｄに基づいて車線幅測定部１０３によって測定され、第２の車線幅がノイズの重畳していない画像データＧｄに基づいて車線幅測定部１０３によって測定されたとすると、当該第１の車線幅と当該第２の車線幅との差分車線幅Ｓｈは、第１の車線幅、及び第２の車線幅のいずれもノイズの重畳していない画像データＧｄに基づいて測定されたときの差分車線幅Ｓｈよりも著しく大きくなる。
【００３６】
そこで、車線幅測定部１０３は、上述したように、第１の車線幅を測定したときに、第１の車線幅と第２の車線幅との差を差分車線幅Ｓｈとして演算し、演算した差分車線幅Ｓｈが予め定められた許容範囲Ｋｈ以内となるか否かを判断する。そして、車線幅測定部１０３は、許容範囲Ｋｈを超える異常値であると判断した第１の車線幅を示す車線幅データＳｄを生成しない。これにより、ノイズが重畳した画像データＧｄに基づいて車線幅測定部１０３によって測定された第１の車線幅を制御処理部１０４が後述するように用いることによって生じる誤動作を防ぐことができる。
【００３７】
ところで、自車両は、走行中に走行路面の凹凸などを乗り越えたときに、鉛直方向に沿って変位する（以下、単に鉛直変位すると記載する）。鉛直変位とは、例えば、自車両の走行路面とのピッチ角の変位、及び自車両の走行路面からの高さの変位など自車両の鉛直方向に沿った変位のことである。自車両が鉛直変位すると、自車両に搭載されたカメラ１０１も必然的に鉛直変位するため、カメラ１０１によって撮像される画像がぶれる。カメラ１０１によって撮像される画像がぶれると、車線幅測定部１０３によって測定される車線幅は変動する。そして、車線幅測定部１０３によって測定される第１の車線幅が、ノイズの重畳していない画像データＧｄに基づいて測定されたのにも拘わらず、自車両が鉛直変位することによって変動し、第１の車線幅と第２の車線幅との差分車線幅Ｓｈが許容範囲Ｋｈを超えると、車線幅測定部１０３は車線幅データＳｄの生成を不用意に中断する。
【００３８】
そこで、車線幅測定部１０３によって測定された第１の車線幅が、自車両が鉛直変位することによって変動し、車線幅データＳｄの生成を不用意に中断することを防ぐために、車線幅測定部１０３は、自車両が鉛直変位したときには、上述したように差分車線幅Ｓｈを演算するたびに設定される許容範囲Ｋｈをさらに調節する。許容範囲Ｋｈを調節するとき、車線幅測定部１０３は、前部車高センサ１０２ａによって生成される前部高さデータＺｄ、及び後部車高センサ１０２ｂによって生成される後部高さデータＫｄに基づいて許容範囲Ｋｈを調節する処理をする。車線幅測定部１０３の処理の詳細は後述する。尚、車線幅測定部１０３が取得した画像データＧｄに対してする画像処理は、左右の区画線の検出、及び車線幅などを検出できるのであれば、エッジ検出処理などであってもよいし、他の公知の画像処理であってもよい。
【００３９】
制御処理部１０４は、典型的には、マイコンなどの演算処理装置であり、車線幅測定部１０３によって生成された車線幅データＳｄを取得し、取得した車線幅データＳｄによって示される車線幅、図示しない他の測定部によって測定された自車両の位置と走行路の中心線との幅方向の間隔、及び自車両と走行路の左右の区画線との幅方向の間隔などの情報を用いて、例えば、公知の車線維持制御処理、及び車線逸脱判断処理などの運転者の安全を確保するための安全確保処理などをする。
【００４０】
車線維持制御処理とは、例えば、制御処理部１０４が取得した車線幅データＳｄなどに基づいて、自動的に走行路に沿って走行するように自車両の転舵輪の舵角を制御する処理のことである。また、車線逸脱判断処理とは、例えば、自車両が左右の区画線のいずれか一方に過度に接近することにより走行路、或いは車線を逸脱する可能性が高くなったとき、すなわち、図示しない測定部によって測定された自車両と走行路の左右の区画線との幅方向の間隔のいずれか一方が予め定められた間隔より小さくなったときに制御処理部１０４が自車両の運転者に対して警報を発する処理のことである。制御処理部１０４は、車線維持制御などの運転者の安全を確保するための処理だけでなく、その他の処理をしてもよい。また、制御処理部１０４は、車線幅測定部１０３によって異常値情報Ｉｊが生成されている期間を通じて前述の安全確保処理を中断する。
【００４１】
以上が、図１に示す車線維持装置１の構成の説明である。次に、上述した車線幅測定部１０３が許容範囲Ｋｈを調節する処理を詳細に説明する。そのために、まず、車線幅測定部１０３が車線幅を測定するときの処理について説明する。図５は、カメラ１０１によって生成された画像データＧｄが示す画像の一例を示す図である。
【００４２】
車線幅測定部１０３は、車線幅を測定するとき、まず、図５に示すように、撮像した画像を画像処理することにより、撮像した画像における左右の区画線の内側を通る２つの直線（例えば、図５に示す一点鎖線）を検出する。左右の区画線の内側を通る２つの直線をそれぞれ検出すると、車線幅測定部１０３は、撮像した画像の下端の画素から予め定められた垂直方向の位置Ｓｓに水平方向に設定された測定線と、検出した２つの直線とのそれぞれの交点（例えば、図５に示す交点Ｋｔ１、及び交点Ｋｔ２。以下、それぞれを基準交点と称する）を検出する。２つの基準交点を検出すると、車線幅測定部１０３は、画像における２つの基準交点の水平方向の間隔を車線幅として測定する。尚、車線幅測定部１０３が、車線幅を測定するときは、２つの基準交点の水平方向の画素の間隔をそのまま車線幅として測定してもよいし、２つの基準交点の水平方向の画素の間隔を実際の車線幅に換算して測定してもよい。
【００４３】
次に、車線幅測定部１０３が、前部車高センサ１０２ａによって生成される前部高さデータＺｄと、後部車高センサ１０２ｂによって生成される後部高さデータＫｄとを用いて許容範囲Ｋｈを調節する処理について説明する。図６は、走行中の自車両の前輪が障害物Ｄｓ１を乗り越えることによってピッチ角方向に鉛直変位するところを、自車両から走行方向を向いたときの右側から自車両を見たときの一例を示す右側面図である。以下では、鉛直変位としてピッチ角方向に自車両が変位する場合を一例として説明を続ける。図７（ａ）は、自車両が平坦な走行路を走行しているときに車線幅測定部１０３によって測定される車線幅Ｈｓ１を一例として示す。また、図７（ｂ）は、自車両の前輪が図６に示す障害物Ｄｓ１を乗り越えて自車両がピッチ角方向に変位したときに車線幅測定部１０３によって測定される車線幅Ｈｓ２を一例として示す。
【００４４】
尚、本実施形態の以下の説明で述べるピッチ角とは、水平面を基準として、自車両の前部が鉛直方向に沿って上向きになったときに正の値を示し、自車両の前部が鉛直方向に沿って下向きになったときに負の値を示すものとする。すなわち、本実施形態におけるピッチ角とは、自車両の前部が鉛直方向に沿って上向きになるにしたがって増加し、自車両の前部が鉛直方向に沿って下向きになるにしたがって減少するものとする。
【００４５】
図６に示すように、自車両の前輪が障害物Ｄｓ１を乗り越えるときは、自車両のピッチ角がα°だけ増加する。このため、自車両の前輪が障害物Ｄｓ１を乗り越えるときは、図６に示すように、カメラ１０１の撮像範囲の中心線もピッチ角α°だけ増加する。したがって、自車両の前輪が図６に示す障害物Ｄｓ１を乗り越えるときに車線幅測定部１０３によって測定される車線幅Ｈｓ２は、自車両が平坦な走行路を走行しているときに車線幅測定部１０３によって測定される車線幅Ｈｓ１よりも図７（ｂ）に示すように狭くなる。
【００４６】
ここで、仮に、図７（ｂ）に示す車線幅Ｈｓ２を前述の第１の車線幅とし、図７（ａ）に示す車線幅Ｈｓ１を前述の第２の車線幅とし、前述の差分車線幅Ｓｈが許容範囲Ｋｈを超える場合を想定して車線幅測定部１０３の処理の説明を続ける。この場合、自車両の前輪が障害物Ｄｓ１を乗り越えるとき、許容範囲Ｋｈを調節しない限り、差分車線幅Ｓｈが許容範囲Ｋｈを超えるため、車線幅測定部１０３は車線幅データＳｄの生成を不要に中断することになる。
【００４７】
そこで、車線幅測定部１０３は、前部車高センサ１０２ａによって生成される前部高さデータＺｄによって示される高さＺｋと、後部車高センサ１０２ｂによって生成される後部高さデータＫｄによって示される高さＫｋとを逐次記憶する。そして、車線幅測定部１０３は、記憶した前部高さデータＺｄによって示される高さＺｋと、記憶した後部車高センサ１０２ｂによって生成される後部高さデータＫｄによって示される高さＫｋとに基づき、自車両のピッチ角を予め定められた期間が経過するたびに逐次演算する。車線幅測定部１０３は、ピッチ角を演算するとき、まず、高さＺｋと高さＫｋとの差を演算する。次に、車線幅測定部１０３は、前部車高センサ１０２ａと後部車高センサ１０２ｂとの自車両の前後方向に沿った間隔と、演算した差との逆正接（アークタンジェント）をピッチ角として演算して図示しない記憶部に記憶する。
【００４８】
さらに、車線幅測定部１０３は、ピッチ角を逐次演算しながら、演算した最新のピッチ角（以下、第１のピッチ角と称する）と、最新のピッチ角を演算した時刻に最も近い時刻に演算したピッチ角（以下、第２のピッチ角と称する）とを図示しない記憶部に記憶されているピッチ角の中から特定する。
【００４９】
第１のピッチ角と、第２のピッチ角とをそれぞれ特定すると、車線幅測定部１０３は、特定した第１のピッチ角から第２のピッチ角を引くことにより、第１のピッチ角の第２のピッチ角に対する変動量、すなわち、予め定められた期間において生じるピッチ角の演算結果の変動量（以下、差分ピッチ角Ｐｋと称する）を演算して図示しない記憶部に記憶する。もし、既に演算した差分ピッチ角Ｐｋが図示しない記憶部に記憶されているときは、車線幅測定部１０３は、既に記憶している差分ピッチ角Ｐｋを新たに演算した差分ピッチ角Ｐｋに更新する。尚、差分ピッチ角Ｐｋとは、予め定められた期間でのピッチ角の変化量に相当する。
【００５０】
差分ピッチ角Ｐｋを演算すると、車線幅測定部１０３は、演算した差分ピッチ角Ｐｋだけ自車両がピッチ角方向に変位するのに伴ってカメラ１０１がピッチ角方向に変位することによって、上述したように車線幅の測定結果が変動する分だけ許容範囲Ｋｈを調節する。このために、車線幅測定部１０３は、第２のピッチ角を基準としてカメラ１０１が演算した差分ピッチ角Ｐｋだけ変位したときの車線幅の測定結果の変動量を、第１のピッチ角と第２のピッチ角とに基づいて推定差分車線幅Ｓｂとして演算して推定する。
【００５１】
ここで、本実施形態において、車線幅測定部１０３が推定差分車線幅Ｓｂを推定する手法について説明する。図８は、車線幅測定部１０３が推定差分車線幅Ｓｂを演算する手法を説明するための一例を示す図である。図８には、最新のピッチ角（第１のピッチ角）に対応するカメラ１０１の光軸と、最新のピッチ角を演算した時刻に最も近い時刻に演算したピッチ角（第２のピッチ角）に対応するカメラ１０１の光軸とが示されている。
【００５２】
図８に示すα’は第１のピッチ角であり、αは第２のピッチ角である。また、Ｈ’は第１のピッチ角に対応するカメラ１０１の走行路の路面に対する第１の高さであり、Ｈは第２のピッチ角に対応するカメラ１０１の走行路の路面に対する第２の高さである。また、Ｌ’はカメラ１０１の搭載位置から第１のピッチ角に対応するカメラ１０１の光軸と走行路の路面との交点までの水平方向の距離であり、Ｌはカメラ１０１の搭載位置から第２のピッチ角に対応するカメラ１０１の光軸と走行路の路面との交点までの水平方向の距離である。
【００５３】
図８に示すようにカメラ１０１の光軸が第２のピッチ角αから第１のピッチ角α’まで変化したときに車線幅測定部１０３は、推定差分車線幅Ｓｂ求めるためにまず以下に示す数式（１）、及び数式（２）を用いてＬ、及びＬ’を演算する。
【００５４】
【数１】
【００５５】
【数２】
【００５６】
数式（１）、及び数式（２）を演算するときに用いる第１の高さＨ’、及び第２の高さＨについて詳細に説明する。自車両のフレーム、及びボディなどが自車両が走行しているときにおいて剛体であると考えると、前部車高センサ１０２ａ、後部車高センサ１０２ｂ、及びカメラ１０１の取り付け位置は相対的に変化しない。つまり、前部車高センサ１０２ａ、後部車高センサ１０２ｂ、及びカメラ１０１の相対的な取り付け位置は、予め定めておくことができる。そして、数式（１）、及び数式（２）における第１の高さＨ’、及び第２の高さＨは、前述の予め定められた相対的な取り付け位置、高さＺｋ、及び高さＫｋに基づいて車線幅測定部１０３が、数式（１）、及び数式（２）の演算をする前に予め演算して、図示しない記憶部に逐次記憶するものとする。
【００５７】
また、車線幅測定部１０３は前部高さデータＺｄ、及び後部高さデータＫｄをそれぞれ取得するたびに、これらのデータによって示される高さＺｋ、及び高さＫｋに基づいてカメラ１０１の走行路の路面に対する高さを逐次演算して図示しない記憶部に記憶してもよい。そして、図示しない記憶部に記憶した、カメラ１０１の走行路の路面に対する高さの内、最新の高さを前述の第１の高さＨ’とし、最新の高さ（第１の高さＨ’）を演算した時刻に最も近い時刻に演算した高さを第２の高さＨとしてもよい。
【００５８】
車線幅測定部１０３は、Ｌ、及びＬ’を演算すると、演算したＬ、及びＬ’を以下に示す数式（３）に代入して推定差分車線幅Ｓｂを演算する。尚、数式（３）のＷは第２の車線幅である。
【００５９】
【数３】
【００６０】
以上が、車線幅測定部１０３が推定差分車線幅Ｓｂを推定する手法の一例の説明である。尚、差分ピッチ角Ｐｋは、最新のピッチ角と、最新のピッチ角を演算した時刻に最も近い時刻に演算したピッチ角との差であるため、その符号は、自車両、及びカメラ１０１のピッチ角の変位の方向に対応している。すなわち、差分ピッチ角Ｐｋは第２のピッチ角を基準として第１のピッチ角から第２のピッチ角を引いた差であるため、第２のピッチ角の測定時刻からカメラ１０１が上を向いたとき（ピッチ角が増加したとき）、差分ピッチ角Ｐｋの符号は正となる。一方、第２のピッチ角の測定時刻からカメラ１０１が下を向いたとき（ピッチ角が減少したとき）、差分ピッチ角Ｐｋの符号は負となる。
【００６１】
また、差分ピッチ角Ｐｋに基づいて車線幅測定部１０３によって推定される推定差分車線幅Ｓｂの符号も自車両、及びカメラ１０１のピッチ角方向に沿った鉛直変位の方向に対応している。より具体的には、差分ピッチ角Ｐｋの符号が正であるとき、すなわち、カメラ１０１が上述したように上を向いたとき、車線幅の測定結果は上述したように狭くなるため、推定差分車線幅Ｓｂの符号は負になる。一方、差分ピッチ角Ｐｋの符号が負であるとき、すなわち、カメラ１０１が上述したように下を向いたとき、車線幅の測定結果は広くなるため、推定差分車線幅Ｓｂの符号は正になる。
【００６２】
推定差分車線幅Ｓｂを推定すると、車線幅測定部１０３は、推定差分車線幅Ｓｂだけ許容範囲Ｋｈを調節するために、上述したようにそれぞれ設定された正の制限値Ｐと負の制限値Ｍとの中から推定差分車線幅Ｓｂの符号と一致する符号の制限値を選択する。制限値を選択すると、車線幅測定部１０３は、選択した制限値と推定差分車線幅Ｓｂとを加算して、許容範囲Ｋｈを拡大するように調節する。
【００６３】
より具体的には、車線幅測定部１０３は、推定差分車線幅Ｓｂの符号が正であるとき、すなわち、自車両の前部が鉛直方向に沿って下向きになったとき、正の推定差分車線幅Ｓｂと符号が一致する正の制限値Ｐを選択する。正の制限値Ｐを選択すると車線幅測定部１０３は、図９に示すように、選択した正の制限値Ｐに、正の推定差分車線幅Ｓｂを加算して更新する。一方、車線幅測定部１０３は、推定差分車線幅Ｓｂの符号が負であるとき、すなわち、自車両の前部が鉛直方向に沿って上向きになったとき、推定差分車線幅Ｓｂと符号が一致する負の制限値Ｍを選択する。負の制限値Ｍを選択すると車線幅測定部１０３は、図９に示すように、選択した負の制限値Ｍに、負の推定差分車線幅Ｓｂを加算して更新する。これにより、図９に示すように、許容範囲Ｋｈは、自車両、及びカメラ１０１がピッチ角方向に変位することによって変動すると推定される推定差分車線幅Ｓｂだけ、自車両のピッチ角の変位の方向に応じて拡大されるように調節される。
【００６４】
許容範囲Ｋｈを調節すると、車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈが調節後の許容範囲Ｋｈ以内であるか否かを判断する。車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈが調節後の許容範囲Ｋｈ以内であるとき、第１の車線幅を示す車線幅データＳｄを生成する。一方、車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈが調節後の許容範囲Ｋｈを超えるとき、第１の車線幅を異常値であると見なし、前述の異常値情報Ｉｊを生成し、当該第１の車線幅を示す車線幅データＳｄの生成を中断する。
【００６５】
以上が、本実施形態に係る車線幅測定部１０３の詳細な説明である。車線幅測定部１０３は、カメラ１０１のピッチ角の変位の方向に応じて許容範囲Ｋｈを調節し、差分車線幅Ｓｈが調節後の許容範囲Ｋｈ以内であるか否かを判断することにより、自車両のピッチ角の変位によって車線幅の測定結果が変動したときに、車線幅データＳｄの生成を不要に中断することを防げる。また、制御処理部１０４は、車線幅測定部１０３によって異常値情報Ｉｊが生成されているときに安全確保処理を中断するが、車線幅測定部１０３は異常値が生じたと不要に判断することがなくなるため、制御処理部１０４が安全確保処理を不要に中断することも防げる。
【００６６】
次に、本実施形態に係る車線幅測定部１０３の処理を図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。尚、図１０のフローチャートに示す処理は、車線幅測定部１０３の使用者によって自車両のイグニッションスイッチがオンにされたとき、或いは予め定められた設定にしたがって自動的に処理を開始したとき（例えば、自車両が走行を開始したときに自動的に車線幅の測定などの車線認識処理を開始するように予め設定されているときなど）を処理の開始時点としている。
【００６７】
ステップＳ１０１において、車線幅測定部１０３は、取得した画像データＧｄを画像処理することにより車線幅を測定し、測定した車線幅を図示しない記憶部に記憶する。尚、図示しない記憶部には、車線幅測定部１０３が、図１０に示す処理を繰り返すことにより、予め定められた期間分の車線幅が記憶されるものとする。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０１の処理を完了すると、ステップＳ１０２へ処理を進める。
【００６８】
ステップＳ１０２において、車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈを演算する。より詳細には、ステップＳ１０２において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０１で図示しない記憶部に記憶した車線幅の中から最新の車線幅、すなわち、前述の第１の車線幅と、最新の車線幅を測定した時刻に最も近い時刻に測定した車線幅、すなわち、前述の第２の車線幅とを特定して読み出す。そして、車線幅測定部１０３は、読み出した第１の車線幅から第２の車線幅を引いた前述の差分車線幅Ｓｈを演算して図示しない記憶部に記憶する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０２の処理を完了すると、ステップＳ１０３へ処理を進める。尚、車線幅測定部１０３によって図１０のフローチャートに示す繰り返し処理を始めてするとき、すなわち、ステップＳ１０２において図示しない記憶部に第２の車線幅が記憶されていないときは、第２の車線幅が予め定められた値であるものとして、車線幅測定部１０３はステップＳ１０２の処理をしてもよい。このときの予め定められた値とは、３０００ｍｍ〜４０００ｍｍの値であってもよい。
【００６９】
ステップＳ１０３において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０２で読み出した第２の車線幅を基準とする前述の正の制限値Ｐと負の制限値Ｍとを図示しない記憶部に記憶し、許容範囲Ｋｈを設定する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０３の処理を完了すると、ステップＳ１０４へ処理を進める。
【００７０】
ステップＳ１０４において、車線幅測定部１０３は、前部車高センサ１０２ａから前部車高データＺｄを取得し、後部車高センサ１０２ｂから後部車高データＫｄを取得する。そして、車線幅測定部１０３は、取得した前部車高データＺｄと後部車高データＫｄとがそれぞれ示す自車両の前半部の高さＺｋと後半部の高さＫｋとに基づき上述したようにカメラ１０１の走行路の路面に対する高さを演算し、図示しない記憶部に記憶する。尚、図示しない記憶部には、車線幅測定部１０３が、図１０に示す処理を繰り返すことにより、予め定められた期間を通じて演算された、カメラ１０１の走行路の路面に対する高さが記憶されるものとする。
【００７１】
ステップＳ１０５において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０４において取得した前部車高データＺｄ、及び後部車高データＫｄによってそれぞれ示される自車両の前半部の高さＺｋと後半部の高さＫｋとに基づき上述したようにピッチ角を演算し、図示しない記憶部に記憶する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０５の処理を完了すると、ステップＳ１０６へ処理を進める。尚、図示しない記憶部には、車線幅測定部１０３が、図１０に示す処理を繰り返すことにより、予め定められた期間を通じて演算されたピッチ角がそれぞれ記憶されるものとする。
【００７２】
ステップＳ１０６において、車線幅測定部１０３は、差分ピッチ角Ｐｋを演算する。より詳細には、ステップＳ１０５において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０４で記憶したピッチ角の中から最新のピッチ角、すなわち、前述の第１のピッチ角と、最新のピッチ角を測定した時刻に最も近い時刻に測定したピッチ角、すなわち、前述の第２のピッチ角とを特定して図示しない記憶部から読み出す。車線幅測定部１０３は、読み出した第１のピッチ角から第２のピッチ角を引いた前述の差分ピッチ角Ｐｋを演算して図示しない記憶部に記憶する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０５の処理を完了すると、ステップＳ１０６へ処理を進める。尚、車線幅測定部１０３によって図１０のフローチャートに示す繰り返し処理を始めてするとき、すなわち、ステップＳ１０５において図示しない記憶部から第２のピッチ角を読み出せないときは、第２のピッチ角がゼロであるものとして、車線幅測定部１０３がステップＳ１０５の処理をしてもよい。
【００７３】
ステップＳ１０７において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０６において演算した差分ピッチ角Ｐｋの絶対値を求め、求めた絶対値が予め定められた差分ピッチ角しきい値θ１未満であるか否かを判断する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０６において求めた絶対値が差分ピッチ角しきい値θ１未満であると判断したとき、ステップＳ１０７へ処理を進める。一方、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０６において求めた絶対値が差分ピッチ角しきい値θ１未満でないと判断したとき、ステップＳ１１６へ処理を進める。
【００７４】
ステップＳ１０８において、車線幅測定部１０３は、第１の高さＨ’と第２の高さＨとの差分の絶対値を求め、求めた絶対値が予め定められた差分高さしきい値θ２未満であるか否かを判断する。より詳細には、ステップＳ１０４で記憶したカメラ１０１の走行路面に対する高さの中から最新の高さ、すなわち、前述の第１の高さＨ’と、最新の高さを測定した時刻に最も近い時刻に測定した高さ、すなわち、前述の第２の高さＨとを特定して図示しない記憶部から読み出す。車線幅測定部１０３は、読み出した第１の高さＨ’から第２の高さＨを引いた値を差分高さとして演算し、演算した差分高さの絶対値を求め、求めた絶対値が予め定められた差分高さしきい値θ２未満であるか否かを判断する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０８において求めた絶対値が差分高さしきい値θ２未満であると判断したとき、ステップＳ１０９へ処理を進める。一方、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０８において求めた絶対値が差分高さしきい値θ２未満でないと判断したとき、ステップＳ１１６へ処理を進める。
【００７５】
ステップＳ１０９において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０５において記憶したピッチ角の中からステップＳ１０６の処理と同様に第１のピッチ角と第２のピッチ角とを読み出して、読み出した第１のピッチ角と第２のピッチ角とに基づき上述したように推定差分車線幅Ｓｂを演算して推定する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０９の処理を完了すると、ステップＳ１１０へ処理を進める。
【００７６】
ステップＳ１１０において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０９で演算した推定差分車線幅Ｓｂがゼロを超えるか否か、すなわち、正の値か否かを判断する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１０において、推定差分車線幅Ｓｂが正の値であると判断したとき、ステップＳ１１１へ処理を進める。一方、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１０において、推定差分車線幅Ｓｂがゼロを超えないと判断したとき、ステップＳ１１２へ処理を進める。
【００７７】
ステップＳ１１１において、車線幅測定部１０３は、前述の正の制限値ＰにステップＳ１１０で判断した正の推定車線幅Ｓｂを加算して更新し、許容範囲Ｋｈを調整する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１１の処理を完了すると、ステップＳ１１４へ処理を進める。
【００７８】
ステップＳ１１２において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０９で演算した推定差分車線幅Ｓｂがゼロ未満であるか否か、すなわち、負の値か否かを判断する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１２において、推定差分車線幅Ｓｂが負の値であると判断したとき、ステップＳ１１３へ処理を進める。一方、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１２において、推定差分車線幅Ｓｂがゼロ未満でないと判断したとき、ステップＳ１１４へ処理を進める。
【００７９】
ステップＳ１１３において、車線幅測定部１０３は、前述の負の制限値ＭにステップＳ１１２で判断した負の推定差分車線幅Ｓｂを加算して更新し、前述の許容範囲Ｋｈを調整する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１３の処理を完了すると、ステップＳ１１４へ処理を進める。
【００８０】
ステップＳ１１４において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０２で演算した差分車線幅Ｓｈが、図示しない記憶部に記憶されている許容範囲Ｋｈ以内であるか否かを判断する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１４において、差分車線幅Ｓｈが許容範囲Ｋｈ以内であると判断したとき、ステップＳ１１５へ処理を進める。一方、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１４において、差分車線幅Ｓｈが図示しない記憶部に記憶されている許容範囲Ｋｈ以内でないと判断したとき、ステップＳ１１６へ処理を進める。
【００８１】
ステップＳ１１５において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０２で特定した第１の車線幅を示す車線幅データＳｄを生成する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１５の処理を完了すると、ステップＳ１０１へ処理を戻す。
【００８２】
ステップＳ１１６において、車線幅測定部１０３は、前述の異常値情報Ｉｊを生成する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１６の処理を完了すると、ステップＳ１０１へ処理を戻す。
【００８３】
以上が、本実施形態に係る車線幅測定部１０３の処理を示すフローチャートの説明である。本実施形態に係る車線幅測定部１０３によれば、自車両がピッチ角方向に沿って変位するのに伴いカメラ１０１がピッチ角方向に沿って変位することにより、車線幅の測定結果が変動したときでも、許容範囲Ｋｈを調節して車線幅の測定結果が異常値を示すことを防ぐことができると共に車線幅の測定結果を生成する処理を不要に中断することを防げる。さらに、本実施形態に係る車線幅測定部１０３によれば、後段に接続され、安全確保処理をする制御処理部１０４が処理を不要に中断することを防ぐこともできる。
【００８４】
尚、図１０に示すステップＳ１０７に示す処理は、過度に差分ピッチ角Ｐｋが大きくなったときに、異常値情報Ｉｊを生成するための処理である。本実施形態では、変動したピッチ角の変動量に応じて許容範囲Ｋｈを調節して異常値情報Ｉｊを不要に生成されるのを防ぐが、ピッチ角の変動量が過度に大きいときは、車線幅データＳｄによって示される車線幅が過度に大きい、或いは小さい値となっており、当該車線幅に基づいて制御処理部１０４が制御をするのは好ましくない。このため、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０７に示す処理をして、差分ピッチ角Ｐｋの絶対値が過度に大きいときは、車線幅データＳｄを生成しないようにする。ステップＳ１０８の処理も、ステップＳ１０７の処理と同様にカメラ１０１の走行路の路面に対する高さの変動量が過度に大きいときに、車線幅データＳｄを生成しないようにするための処理である。
【００８５】
また、上述の説明では、高さＺｋ、及び高さＫｋに基づいて演算したカメラ１０１の走行路の路面に対する高さをそのまま用いるものとしたが、前部車高センサ１０２ａ、及び後部車高センサ１０２ｂのそれぞれと、車線幅測定部１０３とが、例えば、前部高さデータＺｄ、及び後部高さデータＫｄなどを互いに通信することによって生じる遅延時間などに基づいて予め定めた定数を乗じたカメラ１０１の走行路の路面に対する高さを用いてもよい。
【００８６】
また、上述の説明では、演算した推定差分車線幅Ｓｂをそのまま用いるものとしたが、調整後の許容範囲が広くなりすぎないようにするために予め定められた定数を乗じた推定差分車線幅Ｓｂを用いてもよい。推定差分車線幅Ｓｂに乗じる定数としては、調整後の許容範囲が広くなりすぎないようにできるのであればどのような値を用いてもよいが、１未満の定数が一例として挙げられる。
【００８７】
上述した第１の実施形態では、車線幅測定部１０３が、差分ピッチ角Ｐｋに基づいて許容範囲Ｋｈを調節するものとした。しかしながら、車線幅測定部１０３は、さらに、前述の鉛直変位として自車両の走行路に対する高さ（以下、単に車高と記載する）が変位したときに許容範囲Ｋｈを調節してもよい。より具体的には、自車両は、例えば、走行路面上のギャップなどを乗り越えるとき、或いは荒れた路面の走行路を走行するときなどにピッチ角方向だけでなく、車高も変位する。そして、自車両の車高が変位したときも、図７（ａ）、及び図７（ｂ）を参照して説明したように、車線幅の測定結果は変動する。
【００８８】
したがって、車線幅測定部１０３は、ピッチ角だけでなく、自車両の車高を前部高さデータＺｄ、及び後部高さデータＫｄを取得して予め定めた期間が経過するたびに逐次測定してもよい。車線幅測定部１０３が自車両の車高を測定するときは、上述した差分ピッチ角Ｐｋと同様に、最新の車高と、最新の車高を測定した時刻に最も近い時刻で測定した車高との差分車高を演算する。差分車高を演算すると、車線幅測定部１０３は、演算した差分車高だけカメラ１０１が変位したときの車線幅の測定結果の変動量を推定車高変位として演算し、演算した推定車高変位に応じて第１の実施形態と同様に許容範囲Ｋｈを調節する。このようにすることで、車線幅測定部１０３は、自車両の車高が変動することによって、上述したように第１の車線幅が異常値となり、測定した情報を示すデータの生成を不用意に中断することを防げる。車線幅測定部１０３が、車高を測定するときは、前部車高データＺｄで示される前部高さＺｋ、及び後部車高データＫｄで示される後部高さＫｋで示される後部高さＫｋのいずれか一方のみを自車両の車高としてもよいし、両方の高さに基づいて求めたカメラ１０１の高さを自車両の高さとしてもよい。
【００８９】
また、第１の実施形態では、車線認識装置１が車線幅測定部１０３のみを備える場合を一例として説明した。しかしながら、本発明に係る車線認識装置は、車線幅測定部１０３のみを備えていてもよいし、その他の測定部をさらに備えていてもよい。より具体的には、本発明に係る車線認識装置は、自車両の走行路の曲率、自車両の走行路に沿った中心線から幅方向に沿った自車両の位置、自車両の走行路の中心線に対する自車両のヨー角、前述の車高などの走行路の情報を測定する測定部をさらに備え、これらの測定部によって生成される情報に基づいて制御処理部１０４が安全確保処理をしてもよい。
【００９０】
そして、本発明に係る車線認識装置が車線幅測定部１０３以外の測定部を備えるときは、それぞれの測定部によって測定される走行路の情報の測定量に対して前述の許容範囲Ｋｈと同様の許容範囲をそれぞれの測定部に設定し、これらの測定部がそれぞれ車線幅測定部１０３と同様に鉛直変位に基づいて許容範囲を調節してもよい。
【００９１】
さらに、本発明に係る車線認識装置が、自車両の走行路の曲率を測定する測定部を備えるときは、測定した曲率が予め定められたしきい値以下であるときだけ、車線幅測定部１０３が第１の実施形態で説明した許容範囲Ｋｈの調節をする処理をしてもよい。自車両の走行路の曲率が大きいと、画像処理による車線幅の測定結果の誤差が大きくなり、車線幅の測定結果の精度が低くなる場合がある。このため、自車両の走行路の曲率が予め定めたしきい値を超えるときは、精度の低い車線幅の測定結果を示す情報が生成される機会を増やさないために、車線幅測定部１０３が許容範囲Ｋｈを調節する処理をするのは、測定した曲率が予め定められたしきい値以下であるときだけにしてもよい。
【００９２】
また、本発明に係る車線認識装置１が備える車高センサは、２つであってもよいし、３以上の複数であってもよい。また、本発明に係る車線認識装置１は、第１の実施形態で説明したように車高センサによって得られる高さに基づいてピッチ角を演算して測定してもよいし、ジャイロセンサなどを用いてピッチ角を直接測定してもよい。
【００９３】
以上、本発明を詳細に説明してきたが、上述の説明はあらゆる点において本発明の一例にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明によれば、走行路の情報の生成を不要に中断することのない車線認識装置を提供でき、例えば、走行路の情報に基づいて運転者の安全を確保するための処理をする装置のための車線認識装置などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】第１の実施形態に係る車線認識装置の概略構成を示すブロック図
【図２】カメラの撮像範囲を説明する図
【図３】車高センサによって測定される高さを示す図
【図４】許容範囲を説明する図
【図５】車線幅を測定する手法を説明する図
【図６】揺動したときの自車両を示す右側面図
【図７】自車両が揺動したときに変動した車線幅を示す図
【図８】車線幅測定部が推定差分車線幅Ｓｂを演算する手法を説明する図
【図９】許容範囲を調節する手法を説明する図
【図１０】第１の実施形態に係る車線幅測定部の処理を示すフローチャート
【符号の説明】
【００９６】
１ 車線認識装置
１０１ カメラ
１０２ａ 前部車高センサ
１０２ｂ 後部車高センサ
１０３ 車線幅測定部
１０４ 制御処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車線認識装置に関し、より特定的には、車両などの移動体に搭載される車線認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置を用いて車両の前方を撮像した画像に基づいて車両の走行路を認識し、認識結果に基づいて車両の走行方向を制御したり、危険を運転者に知らせる警報などの種々の通知をする装置が実用化されている。このような装置のための技術として、例えば、特許文献１に記載の技術（以下、従来技術と称する）が挙げられる。
【０００３】
従来技術では、車両の走行方向の走行路を撮像し、撮像した画像に基づいて走行路の幅、及び走行路上における幅方向の車両の位置などの走行路の情報を測定する。そして、従来技術では、測定結果に基づいて車両が走行路から逸脱する可能性を判断し、逸脱する可能性が高いと判断したときに運転者に対して警報を発する処理（以下、逸脱判断処理と称する）をする。従来技術では、逸脱判断処理をすることにより、車両が走行路から逸脱する可能性が高いと判断したときに、逸脱する可能性が高いことを運転者に通知するために警報を発する。さらに、従来技術における逸脱判断処理では、走行中の走行路の幅が予め定められた許容範囲を超えて狭くなるときは、逸脱する可能性が高いと誤判断して運転者に不要な警報を発することを防ぐために、処理を中断する。つまり、従来技術では、走行路の情報の測定結果に基づいて、逸脱判断処理を中断することがある。
【特許文献１】特開２００５−３４６２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、走行中の車両が路面上のギャップなどの凹凸を乗り越えたときに、車両には、ピッチ角の変位や車高の変位などの鉛直方向に沿った変位が生じる。そして、車両の鉛直方向に沿った変位が生じると、前方を撮像するために車両に搭載されている撮像装置も必然的に動いてしまい、画像がぶれるため、当該撮像装置によって撮像された画像における走行路も動いてしまう。画像における走行路が動くと、当該画像に基づいて測定される走行路の幅、及び走行路上における幅方向の車両の位置などの走行路の情報の測定結果が変動してしまう。
【０００５】
このため、上記従来技術では、車両が鉛直方向に沿って変位したとき、実際の走行路の幅に拘わらず、測定結果によって示される走行路の幅が変動して前述の許容範囲を超えて狭くなり、逸脱判断処理を不要に中断してしまうことがある。実際の走行路の幅が前述の許容範囲を超えて狭くなることにより逸脱判断処理を中断することは必要であるが、車両が鉛直方向に沿って変位するだけで逸脱判断処理が中断されることは避けなければならない。しかしながら、上記従来技術では、車両が鉛直方向に沿って変位するだけで逸脱判断処理を中断してしまうことがある。さらに、逸脱判断処理の他の処理、例えば、一般的に知られている車線維持制御処理のために上述したような走行路の情報を測定して生成する処理なども車両が鉛直方向に沿って変位するだけで中断してしまうのは避けなければならない。
【０００６】
それ故に、本発明は、車両が鉛直方向に沿って変位することによって走行路の情報の測定結果が変動しただけで、走行路の情報を測定する処理を中断しない車線認識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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、以下に述べる特徴を有する。
第１の発明は、車両に搭載される車線認識装置であって、車両が走行している走行路を撮像する撮像手段と、撮像手段によって撮像された画像に基づき、車両が走行している車線の車線幅を予め定められた期間毎に測定する第１の測定手段と、予め定められた期間において生じる第１の測定手段によって測定された車線幅の変化量を第１の変化量として検出する第１の検出手段と、第１の変化量に対する予め定められた許容範囲を設定する設定手段と、車両の鉛直方向に沿った位置情報を予め定められた期間毎に測定する第２の測定手段と、予め定められた期間において生じる第２の測定手段によって測定された位置情報の変化量を第２の変化量として検出する第２の検出手段と、撮像手段が第２の変化量だけ変位することによって生じる車線幅の測定結果の変化量を第３の変化量として推定する推定手段と、許容範囲を第３の変化量だけ拡大する調節手段と、第１の変化量が調節手段によって拡大された許容範囲を超えるとき、予め定められた期間が経過したときに測定された車線幅が異常値であることを示す異常値情報を生成する第１の生成手段と、第１の変化量が調節手段によって拡大された許容範囲以内であるとき、予め定められた期間が経過したときに測定された車線幅を示す情報を生成する第２の生成手段とを備える。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、設定手段は、予め定められた期間毎に測定される車線幅を基準とする予め定められた大きさの正の制限値と負の制限値とからなる許容範囲を設定し、調節手段は、第３の変化量の符号と一致する制限値のいずれか一方に当該変化量を加算することによって許容範囲を拡大する。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明に従属する発明であって、画像に基づき走行路の曲率を測定する曲率測定手段をさらに備え、第２の生成手段は、第１の変化量が調節手段によって拡大された許容範囲以内であり、且つ曲率が予め定められたしきい値以下であることを条件として、車線幅を示す情報を生成する。
【００１０】
第４の発明は、第１の発明に従属する発明であって、第２の測定手段は、走行路の路面に対する車両のピッチ角を位置情報として検出する。
【００１１】
第５の発明は、第１の発明に従属する発明であって、第２の測定手段は、走行路の路面に対する車両の高さを位置情報として検出する。
【００１２】
第６の発明は、車両に搭載される車線認識装置において実行される車線認識方法であって、車両が走行している走行路を撮像手段を用いて撮像する撮像ステップと、撮像ステップにおいて撮像された画像に基づき、車両が走行している車線の車線幅を予め定められた期間毎に測定する第１の測定ステップと、第１の測定ステップにおいて測定された車線幅の予め定められた期間において生じる変化量を第１の変化量として検出する第１の検出ステップと、第１の変化量に対する予め定められた許容範囲を設定する設定ステップと、車両の鉛直方向に沿った位置情報を予め定められた期間毎に測定する第２の測定ステップと、第２の測定ステップにおいて測定された位置情報の予め定められた期間において生じる変化量を第２の変化量として検出する第２の検出ステップと、撮像手段が第２の変化量だけ変位することによって生じる車線幅の測定結果の変化量を第３の変化量として推定する推定ステップと、許容範囲を第３の変化量だけ拡大する調節ステップと、第１の変化量が調節ステップにおいて拡大された許容範囲を超えるか否かを判断する判断ステップと、判断ステップにおいて、第１の変化量が調節ステップにおいて拡大された許容範囲を超えると判断されたとき、予め定められた期間が経過したときに測定された車線幅が異常値であることを示す異常値情報を生成する第１の生成ステップと、判断ステップにおいて、第１の変化量が調節ステップにおいて拡大された許容範囲以内であると判断されたとき、予め定められた期間が経過したときに測定された車線幅を示す情報を生成する第２の生成ステップとを備える。
【００１３】
第７の発明は、第６の発明に従属する発明であって、設定ステップにおいて、予め定められた期間毎に測定される車線幅を基準とする予め定められた大きさの正の制限値と負の制限値とからなる許容範囲を設定し、調節ステップにおいて、第３の変化量の符号と一致する制限値のいずれか一方に当該変化量を加算することによって許容範囲を拡大する。
【００１４】
第８の発明は、第６の発明に従属する発明であって、画像に基づき走行路の曲率を測定する曲率測定ステップをさらに備え、判断ステップにおいて、第１の変化量が調節ステップにおいて拡大された許容範囲以内であると判断されたとき、曲率測定ステップにおいて測定された曲率が予め定められたしきい値以下であるか否かをさらに判断し、判断ステップにおいて、第１の変化量が調節ステップにおいて拡大された許容範囲以内であると判断され、且つ曲率測定ステップにおいて測定された曲率が予め定められたしきい値以下であると判断されたとき、第２の生成ステップにおいて、車線幅を示す情報を生成する。
【００１５】
第９の発明は、第６の発明に従属する発明であって、第２の測定ステップにおいて、走行路の路面に対する車両のピッチ角を位置情報として検出する。
【００１６】
第１０の発明は、第６の発明に従属する発明であって、第２の測定ステップにおいて、走行路の路面に対する車両の高さを位置情報として検出する。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明によれば、車両が鉛直方向に沿って変位するのに伴い撮像手段が変位することによって車線幅の測定結果などの走行路の情報の測定結果に変動が生じたとしても、当該測定結果の変動量だけ許容範囲を調節する。そして、測定された車線幅が調節後の許容範囲以内であるときに当該車線幅を示す情報などの走行路の情報を生成する処理をするため、車両が鉛直方向に沿って変位することによって走行路の情報の測定結果が変動しただけで、走行路の情報を生成する処理を中断しない車線認識装置を提供することができる。
【００１８】
第２の発明によれば、測定された車線幅を基準とする正の制限値と負の制限値とからなる許容範囲を設定する。そして、車両が鉛直方向に沿って変位するのに伴い撮像手段が変位するときの変位の方向に対応する一方の制限値に前述の変動量を加算するため、他方の制限値を超える車線幅の変動量が生じたときには、車両の鉛直方向に沿った変位以外の原因による異常値が発生したことを判断することができる。
【００１９】
第３の発明によれば、曲率が高く車線幅の測定結果の精度が低くなると考えられるときには、車線幅を示す情報を生成しないため、信頼度の低い車線幅を示す情報を生成してしまうことを防ぐことができる。
【００２０】
第４の発明によれば、車両がピッチ角方向に変位したときに生じる車線幅の測定結果の変動量に応じて、前述の許容範囲を調節することができる。
【００２１】
第５の発明によれば、車両の車高が変位したときに生じる車線幅の測定結果の変動量に応じて、前述の許容範囲を調節することができる。
【００２２】
また、本発明の車線認識方法によれば、上述した本発明に係る車線認識装置と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車線認識装置１の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る車線認識装置１は、カメラ１０１と、前部車高センサ１０２ａと、後部車高センサ１０２ｂと、車線幅測定部１０３と、制御処理部１０４とを備える。尚、以下では、本実施形態に係る車線認識装置１を搭載する車両を自車両と称する。
【００２４】
カメラ１０１は、典型的には、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどである。図２は、カメラ１０１の自車両における搭載箇所と、撮像範囲との一例を示す図である。図２（ａ）は走行中の自車両を鉛直方向に見下ろした図であり、図２（ｂ）は走行中の自車両を、自車両から走行方向を向いたときの右側から見た図である。カメラ１０１は、図２に示すように自車両の走行方向を逐次撮像し、撮像した画像を示す画像データＧｄを逐次生成する。カメラ１０１の撮像範囲は、図２に示すように自車両の走行路の左右の区画線を少なくとも含む。
【００２５】
前部車高センサ１０２ａ、及び後部車高センサ１０２ｂは、典型的には、レーザー光を路面に照射してから、反射したレーザー光を受信するまでの時間などに基づき対象物との相対距離を測定するレーザーセンサである。前部車高センサ１０２ａは、一例として、フロントバンパーの内部に取り付けられ、後部車高センサ１０２ｂは、リアバンパーの内部に取り付けられる。
【００２６】
前部車高センサ１０２ａは、図３に一例として示すように、自車両の前半部の高さＺｋを前述の相対距離として測定する。本実施形態では、一例として、走行路の路面からフロントバンパーの底辺までの高さを高さＺｋとして測定する。また、本実施形態では、後部車高センサ１０２ｂは、図３に一例として示すように、自車両の後半部の高さＫｋを前述の相対距離として測定する。本実施形態では、一例として、走行路の路面からリアバンパーの下方のフロントバンパーの底辺と同じ高さまでの高さを高さＫｋとして測定する。
【００２７】
図３に一例として示すように、前部車高センサ１０２ａの自車両における取り付け位置の高さと、後部車高センサ１０２ｂの自車両における取り付け位置の高さとが互いに異なるときは、それぞれの車高センサによって測定される高さの基準を一致させておく必要がある。前部車高センサ１０２ａは測定した高さＺｋを示す前部高さデータＺｄを逐次生成し、後部車高センサ１０２ｂは測定した高さＫｋを示す後部高さデータＫｄを逐次生成する。
【００２８】
車線幅測定部１０３は、典型的には、ＬＳＩなどで構成される画像処理装置であり、カメラ１０１によって逐次生成される画像データＧｄに基づき自車両の走行路の幅（以下、車線幅と称する）を走行路の情報として予め定められた期間が経過するたびに逐次測定し、測定結果を図示しない記憶部に記憶する。車線幅を測定するとき、車線幅測定部１０３は、カメラ１０１によって生成される画像データＧｄを取得し、取得した画像データＧｄに対してエッジ検出処理などの画像処理をすることにより、当該画像データＧｄが示す画像に撮像されている自車両の走行路の左右の区画線を検出する。左右の区画線を検出すると、車線幅測定部１０３は、検出した左右の区画線の幅を前述の車線幅として測定して、測定した車線幅を図示しない記憶部に記憶する。
【００２９】
そして、車線幅測定部１０３は、車線幅を逐次測定しながら、最新の車線幅（以下、第１の車線幅と称する）を測定したときに、第１の車線幅と、第１の車線幅を測定した時刻に最も近い時刻に測定した車線幅（以下、第２の車線幅と称する）とを図示しない記憶部に記憶されている車線幅の中から特定する。
【００３０】
第１の車線幅、及び第２の車線幅をそれぞれ特定すると、車線幅測定部１０３は、特定した第１の車線幅から第２の車線幅を引くことにより、第２の車線幅に対する第１の車線幅の変動量、すなわち、前述の予め定められた期間において生じる車線幅の測定結果の変動量（以下、差分車線幅Ｓｈと称する）を演算して、図示しない記憶部に記憶する。もし、既に演算した差分車線幅Ｓｈが図示しない記憶部に記憶されているときは、車線幅測定部１０３は、既に記憶している差分車線幅Ｓｈを新たに演算した差分車線幅Ｓｈに更新する。
【００３１】
また、車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈを演算して記憶するたびに、図４に示すように、特定した第２の車線幅を基準として、それぞれ予め定められた大きさＱの正の制限値Ｐと、負の制限値Ｍとを図示しない記憶部に記憶し、予め定められた正の制限値Ｐと負の制限値Ｍとからなる許容範囲Ｋｈを設定する。もし、既に正の制限値Ｐ、及び負の制限値Ｍがそれぞれ図示しない記憶部に記憶され、許容範囲Ｋｈが設定されているとき、車線幅測定部１０３は、既に記憶されている正の制限値Ｐ、及び負の制限値Ｍをそれぞれ新たな正の制限値Ｐ、負の制限値Ｍに更新し、許容範囲Ｋｈを設定し直す。図４に示す斜線部が、車線幅測定部１０３によって設定された許容範囲Ｋｈを示す。
【００３２】
許容範囲Ｋｈを設定すると、車線幅測定部１０３は、記憶されている差分車線幅Ｓｈが設定した許容範囲Ｋｈ以内であるか否かを判断する。すなわち、車線幅測定部１０３は、許容範囲Ｋｈを設定すると、図４に示すように、最新の車線幅が測定された時刻に最も近い時刻に測定された車線幅を基準として、最新の車線幅が許容範囲Ｋｈ以内となるか否かを判断する。尚、図４に示す最新の車線幅（第１の車線幅）は一例である。また、前述の大きさＱは、図示しない記憶部に予め記憶されることによって予め定められているものとする。
【００３３】
車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈが許容範囲Ｋｈ以内であると判断したとき、測定した第１の車線幅（最新の車線幅）を示す車線幅データＳｄを生成する。一方、車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈが許容範囲Ｋｈを超えると判断したとき、第１の車線幅（最新の車線幅）を異常値と判断して、異常値が測定されたことを示す異常値情報Ｉｊを生成し、異常値を示す車線幅データＳｄの生成を中断する。
【００３４】
車線幅測定部１０３は、取得した画像データＧｄに基づいて車線幅を測定するが、カメラ１０１によって撮像される画像、及び車線幅測定部１０３によって取得される画像データＧｄにはノイズが重畳することがある。ノイズが重畳した画像、或いはノイズが重畳した画像データＧｄに基づいて車線幅を測定すると、実際の車線幅との誤差が大きくなる。そして、誤差の大きい車線幅を示す車線幅データＳｄを車線幅測定部１０３が生成すると、後述するように当該車線幅データＳｄを用いて運転者の安全を確保するための処理などをする制御処理部１０４が誤動作をしてしまう可能性が高くなる。
【００３５】
自車両が一般的な走行路を走行しているときにも、車線幅の測定結果は時間の経過にしたがって変動し、第１の車線幅と第２の車線幅との間には差が生ずる。しかし、仮に、第１の車線幅がノイズの重畳した画像データＧｄに基づいて車線幅測定部１０３によって測定され、第２の車線幅がノイズの重畳していない画像データＧｄに基づいて車線幅測定部１０３によって測定されたとすると、当該第１の車線幅と当該第２の車線幅との差分車線幅Ｓｈは、第１の車線幅、及び第２の車線幅のいずれもノイズの重畳していない画像データＧｄに基づいて測定されたときの差分車線幅Ｓｈよりも著しく大きくなる。
【００３６】
そこで、車線幅測定部１０３は、上述したように、第１の車線幅を測定したときに、第１の車線幅と第２の車線幅との差を差分車線幅Ｓｈとして演算し、演算した差分車線幅Ｓｈが予め定められた許容範囲Ｋｈ以内となるか否かを判断する。そして、車線幅測定部１０３は、許容範囲Ｋｈを超える異常値であると判断した第１の車線幅を示す車線幅データＳｄを生成しない。これにより、ノイズが重畳した画像データＧｄに基づいて車線幅測定部１０３によって測定された第１の車線幅を制御処理部１０４が後述するように用いることによって生じる誤動作を防ぐことができる。
【００３７】
ところで、自車両は、走行中に走行路面の凹凸などを乗り越えたときに、鉛直方向に沿って変位する（以下、単に鉛直変位すると記載する）。鉛直変位とは、例えば、自車両の走行路面とのピッチ角の変位、及び自車両の走行路面からの高さの変位など自車両の鉛直方向に沿った変位のことである。自車両が鉛直変位すると、自車両に搭載されたカメラ１０１も必然的に鉛直変位するため、カメラ１０１によって撮像される画像がぶれる。カメラ１０１によって撮像される画像がぶれると、車線幅測定部１０３によって測定される車線幅は変動する。そして、車線幅測定部１０３によって測定される第１の車線幅が、ノイズの重畳していない画像データＧｄに基づいて測定されたのにも拘わらず、自車両が鉛直変位することによって変動し、第１の車線幅と第２の車線幅との差分車線幅Ｓｈが許容範囲Ｋｈを超えると、車線幅測定部１０３は車線幅データＳｄの生成を不用意に中断する。
【００３８】
そこで、車線幅測定部１０３によって測定された第１の車線幅が、自車両が鉛直変位することによって変動し、車線幅データＳｄの生成を不用意に中断することを防ぐために、車線幅測定部１０３は、自車両が鉛直変位したときには、上述したように差分車線幅Ｓｈを演算するたびに設定される許容範囲Ｋｈをさらに調節する。許容範囲Ｋｈを調節するとき、車線幅測定部１０３は、前部車高センサ１０２ａによって生成される前部高さデータＺｄ、及び後部車高センサ１０２ｂによって生成される後部高さデータＫｄに基づいて許容範囲Ｋｈを調節する処理をする。車線幅測定部１０３の処理の詳細は後述する。尚、車線幅測定部１０３が取得した画像データＧｄに対してする画像処理は、左右の区画線の検出、及び車線幅などを検出できるのであれば、エッジ検出処理などであってもよいし、他の公知の画像処理であってもよい。
【００３９】
制御処理部１０４は、典型的には、マイコンなどの演算処理装置であり、車線幅測定部１０３によって生成された車線幅データＳｄを取得し、取得した車線幅データＳｄによって示される車線幅、図示しない他の測定部によって測定された自車両の位置と走行路の中心線との幅方向の間隔、及び自車両と走行路の左右の区画線との幅方向の間隔などの情報を用いて、例えば、公知の車線維持制御処理、及び車線逸脱判断処理などの運転者の安全を確保するための安全確保処理などをする。
【００４０】
車線維持制御処理とは、例えば、制御処理部１０４が取得した車線幅データＳｄなどに基づいて、自動的に走行路に沿って走行するように自車両の転舵輪の舵角を制御する処理のことである。また、車線逸脱判断処理とは、例えば、自車両が左右の区画線のいずれか一方に過度に接近することにより走行路、或いは車線を逸脱する可能性が高くなったとき、すなわち、図示しない測定部によって測定された自車両と走行路の左右の区画線との幅方向の間隔のいずれか一方が予め定められた間隔より小さくなったときに制御処理部１０４が自車両の運転者に対して警報を発する処理のことである。制御処理部１０４は、車線維持制御などの運転者の安全を確保するための処理だけでなく、その他の処理をしてもよい。また、制御処理部１０４は、車線幅測定部１０３によって異常値情報Ｉｊが生成されている期間を通じて前述の安全確保処理を中断する。
【００４１】
以上が、図１に示す車線維持装置１の構成の説明である。次に、上述した車線幅測定部１０３が許容範囲Ｋｈを調節する処理を詳細に説明する。そのために、まず、車線幅測定部１０３が車線幅を測定するときの処理について説明する。図５は、カメラ１０１によって生成された画像データＧｄが示す画像の一例を示す図である。
【００４２】
車線幅測定部１０３は、車線幅を測定するとき、まず、図５に示すように、撮像した画像を画像処理することにより、撮像した画像における左右の区画線の内側を通る２つの直線（例えば、図５に示す一点鎖線）を検出する。左右の区画線の内側を通る２つの直線をそれぞれ検出すると、車線幅測定部１０３は、撮像した画像の下端の画素から予め定められた垂直方向の位置Ｓｓに水平方向に設定された測定線と、検出した２つの直線とのそれぞれの交点（例えば、図５に示す交点Ｋｔ１、及び交点Ｋｔ２。以下、それぞれを基準交点と称する）を検出する。２つの基準交点を検出すると、車線幅測定部１０３は、画像における２つの基準交点の水平方向の間隔を車線幅として測定する。尚、車線幅測定部１０３が、車線幅を測定するときは、２つの基準交点の水平方向の画素の間隔をそのまま車線幅として測定してもよいし、２つの基準交点の水平方向の画素の間隔を実際の車線幅に換算して測定してもよい。
【００４３】
次に、車線幅測定部１０３が、前部車高センサ１０２ａによって生成される前部高さデータＺｄと、後部車高センサ１０２ｂによって生成される後部高さデータＫｄとを用いて許容範囲Ｋｈを調節する処理について説明する。図６は、走行中の自車両の前輪が障害物Ｄｓ１を乗り越えることによってピッチ角方向に鉛直変位するところを、自車両から走行方向を向いたときの右側から自車両を見たときの一例を示す右側面図である。以下では、鉛直変位としてピッチ角方向に自車両が変位する場合を一例として説明を続ける。図７（ａ）は、自車両が平坦な走行路を走行しているときに車線幅測定部１０３によって測定される車線幅Ｈｓ１を一例として示す。また、図７（ｂ）は、自車両の前輪が図６に示す障害物Ｄｓ１を乗り越えて自車両がピッチ角方向に変位したときに車線幅測定部１０３によって測定される車線幅Ｈｓ２を一例として示す。
【００４４】
尚、本実施形態の以下の説明で述べるピッチ角とは、水平面を基準として、自車両の前部が鉛直方向に沿って上向きになったときに正の値を示し、自車両の前部が鉛直方向に沿って下向きになったときに負の値を示すものとする。すなわち、本実施形態におけるピッチ角とは、自車両の前部が鉛直方向に沿って上向きになるにしたがって増加し、自車両の前部が鉛直方向に沿って下向きになるにしたがって減少するものとする。
【００４５】
図６に示すように、自車両の前輪が障害物Ｄｓ１を乗り越えるときは、自車両のピッチ角がα°だけ増加する。このため、自車両の前輪が障害物Ｄｓ１を乗り越えるときは、図６に示すように、カメラ１０１の撮像範囲の中心線もピッチ角α°だけ増加する。したがって、自車両の前輪が図６に示す障害物Ｄｓ１を乗り越えるときに車線幅測定部１０３によって測定される車線幅Ｈｓ２は、自車両が平坦な走行路を走行しているときに車線幅測定部１０３によって測定される車線幅Ｈｓ１よりも図７（ｂ）に示すように狭くなる。
【００４６】
ここで、仮に、図７（ｂ）に示す車線幅Ｈｓ２を前述の第１の車線幅とし、図７（ａ）に示す車線幅Ｈｓ１を前述の第２の車線幅とし、前述の差分車線幅Ｓｈが許容範囲Ｋｈを超える場合を想定して車線幅測定部１０３の処理の説明を続ける。この場合、自車両の前輪が障害物Ｄｓ１を乗り越えるとき、許容範囲Ｋｈを調節しない限り、差分車線幅Ｓｈが許容範囲Ｋｈを超えるため、車線幅測定部１０３は車線幅データＳｄの生成を不要に中断することになる。
【００４７】
そこで、車線幅測定部１０３は、前部車高センサ１０２ａによって生成される前部高さデータＺｄによって示される高さＺｋと、後部車高センサ１０２ｂによって生成される後部高さデータＫｄによって示される高さＫｋとを逐次記憶する。そして、車線幅測定部１０３は、記憶した前部高さデータＺｄによって示される高さＺｋと、記憶した後部車高センサ１０２ｂによって生成される後部高さデータＫｄによって示される高さＫｋとに基づき、自車両のピッチ角を予め定められた期間が経過するたびに逐次演算する。車線幅測定部１０３は、ピッチ角を演算するとき、まず、高さＺｋと高さＫｋとの差を演算する。次に、車線幅測定部１０３は、前部車高センサ１０２ａと後部車高センサ１０２ｂとの自車両の前後方向に沿った間隔と、演算した差との逆正接（アークタンジェント）をピッチ角として演算して図示しない記憶部に記憶する。
【００４８】
さらに、車線幅測定部１０３は、ピッチ角を逐次演算しながら、演算した最新のピッチ角（以下、第１のピッチ角と称する）と、最新のピッチ角を演算した時刻に最も近い時刻に演算したピッチ角（以下、第２のピッチ角と称する）とを図示しない記憶部に記憶されているピッチ角の中から特定する。
【００４９】
第１のピッチ角と、第２のピッチ角とをそれぞれ特定すると、車線幅測定部１０３は、特定した第１のピッチ角から第２のピッチ角を引くことにより、第１のピッチ角の第２のピッチ角に対する変動量、すなわち、予め定められた期間において生じるピッチ角の演算結果の変動量（以下、差分ピッチ角Ｐｋと称する）を演算して図示しない記憶部に記憶する。もし、既に演算した差分ピッチ角Ｐｋが図示しない記憶部に記憶されているときは、車線幅測定部１０３は、既に記憶している差分ピッチ角Ｐｋを新たに演算した差分ピッチ角Ｐｋに更新する。尚、差分ピッチ角Ｐｋとは、予め定められた期間でのピッチ角の変化量に相当する。
【００５０】
差分ピッチ角Ｐｋを演算すると、車線幅測定部１０３は、演算した差分ピッチ角Ｐｋだけ自車両がピッチ角方向に変位するのに伴ってカメラ１０１がピッチ角方向に変位することによって、上述したように車線幅の測定結果が変動する分だけ許容範囲Ｋｈを調節する。このために、車線幅測定部１０３は、第２のピッチ角を基準としてカメラ１０１が演算した差分ピッチ角Ｐｋだけ変位したときの車線幅の測定結果の変動量を、第１のピッチ角と第２のピッチ角とに基づいて推定差分車線幅Ｓｂとして演算して推定する。
【００５１】
ここで、本実施形態において、車線幅測定部１０３が推定差分車線幅Ｓｂを推定する手法について説明する。図８は、車線幅測定部１０３が推定差分車線幅Ｓｂを演算する手法を説明するための一例を示す図である。図８には、最新のピッチ角（第１のピッチ角）に対応するカメラ１０１の光軸と、最新のピッチ角を演算した時刻に最も近い時刻に演算したピッチ角（第２のピッチ角）に対応するカメラ１０１の光軸とが示されている。
【００５２】
図８に示すα’は第１のピッチ角であり、αは第２のピッチ角である。また、Ｈ’は第１のピッチ角に対応するカメラ１０１の走行路の路面に対する第１の高さであり、Ｈは第２のピッチ角に対応するカメラ１０１の走行路の路面に対する第２の高さである。また、Ｌ’はカメラ１０１の搭載位置から第１のピッチ角に対応するカメラ１０１の光軸と走行路の路面との交点までの水平方向の距離であり、Ｌはカメラ１０１の搭載位置から第２のピッチ角に対応するカメラ１０１の光軸と走行路の路面との交点までの水平方向の距離である。
【００５３】
図８に示すようにカメラ１０１の光軸が第２のピッチ角αから第１のピッチ角α’まで変化したときに車線幅測定部１０３は、推定差分車線幅Ｓｂ求めるためにまず以下に示す数式（１）、及び数式（２）を用いてＬ、及びＬ’を演算する。
【００５４】
【数１】
【００５５】
【数２】
【００５６】
数式（１）、及び数式（２）を演算するときに用いる第１の高さＨ’、及び第２の高さＨについて詳細に説明する。自車両のフレーム、及びボディなどが自車両が走行しているときにおいて剛体であると考えると、前部車高センサ１０２ａ、後部車高センサ１０２ｂ、及びカメラ１０１の取り付け位置は相対的に変化しない。つまり、前部車高センサ１０２ａ、後部車高センサ１０２ｂ、及びカメラ１０１の相対的な取り付け位置は、予め定めておくことができる。そして、数式（１）、及び数式（２）における第１の高さＨ’、及び第２の高さＨは、前述の予め定められた相対的な取り付け位置、高さＺｋ、及び高さＫｋに基づいて車線幅測定部１０３が、数式（１）、及び数式（２）の演算をする前に予め演算して、図示しない記憶部に逐次記憶するものとする。
【００５７】
また、車線幅測定部１０３は前部高さデータＺｄ、及び後部高さデータＫｄをそれぞれ取得するたびに、これらのデータによって示される高さＺｋ、及び高さＫｋに基づいてカメラ１０１の走行路の路面に対する高さを逐次演算して図示しない記憶部に記憶してもよい。そして、図示しない記憶部に記憶した、カメラ１０１の走行路の路面に対する高さの内、最新の高さを前述の第１の高さＨ’とし、最新の高さ（第１の高さＨ’）を演算した時刻に最も近い時刻に演算した高さを第２の高さＨとしてもよい。
【００５８】
車線幅測定部１０３は、Ｌ、及びＬ’を演算すると、演算したＬ、及びＬ’を以下に示す数式（３）に代入して推定差分車線幅Ｓｂを演算する。尚、数式（３）のＷは第２の車線幅である。
【００５９】
【数３】
【００６０】
以上が、車線幅測定部１０３が推定差分車線幅Ｓｂを推定する手法の一例の説明である。尚、差分ピッチ角Ｐｋは、最新のピッチ角と、最新のピッチ角を演算した時刻に最も近い時刻に演算したピッチ角との差であるため、その符号は、自車両、及びカメラ１０１のピッチ角の変位の方向に対応している。すなわち、差分ピッチ角Ｐｋは第２のピッチ角を基準として第１のピッチ角から第２のピッチ角を引いた差であるため、第２のピッチ角の測定時刻からカメラ１０１が上を向いたとき（ピッチ角が増加したとき）、差分ピッチ角Ｐｋの符号は正となる。一方、第２のピッチ角の測定時刻からカメラ１０１が下を向いたとき（ピッチ角が減少したとき）、差分ピッチ角Ｐｋの符号は負となる。
【００６１】
また、差分ピッチ角Ｐｋに基づいて車線幅測定部１０３によって推定される推定差分車線幅Ｓｂの符号も自車両、及びカメラ１０１のピッチ角方向に沿った鉛直変位の方向に対応している。より具体的には、差分ピッチ角Ｐｋの符号が正であるとき、すなわち、カメラ１０１が上述したように上を向いたとき、車線幅の測定結果は上述したように狭くなるため、推定差分車線幅Ｓｂの符号は負になる。一方、差分ピッチ角Ｐｋの符号が負であるとき、すなわち、カメラ１０１が上述したように下を向いたとき、車線幅の測定結果は広くなるため、推定差分車線幅Ｓｂの符号は正になる。
【００６２】
推定差分車線幅Ｓｂを推定すると、車線幅測定部１０３は、推定差分車線幅Ｓｂだけ許容範囲Ｋｈを調節するために、上述したようにそれぞれ設定された正の制限値Ｐと負の制限値Ｍとの中から推定差分車線幅Ｓｂの符号と一致する符号の制限値を選択する。制限値を選択すると、車線幅測定部１０３は、選択した制限値と推定差分車線幅Ｓｂとを加算して、許容範囲Ｋｈを拡大するように調節する。
【００６３】
より具体的には、車線幅測定部１０３は、推定差分車線幅Ｓｂの符号が正であるとき、すなわち、自車両の前部が鉛直方向に沿って下向きになったとき、正の推定差分車線幅Ｓｂと符号が一致する正の制限値Ｐを選択する。正の制限値Ｐを選択すると車線幅測定部１０３は、図９に示すように、選択した正の制限値Ｐに、正の推定差分車線幅Ｓｂを加算して更新する。一方、車線幅測定部１０３は、推定差分車線幅Ｓｂの符号が負であるとき、すなわち、自車両の前部が鉛直方向に沿って上向きになったとき、推定差分車線幅Ｓｂと符号が一致する負の制限値Ｍを選択する。負の制限値Ｍを選択すると車線幅測定部１０３は、図９に示すように、選択した負の制限値Ｍに、負の推定差分車線幅Ｓｂを加算して更新する。これにより、図９に示すように、許容範囲Ｋｈは、自車両、及びカメラ１０１がピッチ角方向に変位することによって変動すると推定される推定差分車線幅Ｓｂだけ、自車両のピッチ角の変位の方向に応じて拡大されるように調節される。
【００６４】
許容範囲Ｋｈを調節すると、車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈが調節後の許容範囲Ｋｈ以内であるか否かを判断する。車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈが調節後の許容範囲Ｋｈ以内であるとき、第１の車線幅を示す車線幅データＳｄを生成する。一方、車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈが調節後の許容範囲Ｋｈを超えるとき、第１の車線幅を異常値であると見なし、前述の異常値情報Ｉｊを生成し、当該第１の車線幅を示す車線幅データＳｄの生成を中断する。
【００６５】
以上が、本実施形態に係る車線幅測定部１０３の詳細な説明である。車線幅測定部１０３は、カメラ１０１のピッチ角の変位の方向に応じて許容範囲Ｋｈを調節し、差分車線幅Ｓｈが調節後の許容範囲Ｋｈ以内であるか否かを判断することにより、自車両のピッチ角の変位によって車線幅の測定結果が変動したときに、車線幅データＳｄの生成を不要に中断することを防げる。また、制御処理部１０４は、車線幅測定部１０３によって異常値情報Ｉｊが生成されているときに安全確保処理を中断するが、車線幅測定部１０３は異常値が生じたと不要に判断することがなくなるため、制御処理部１０４が安全確保処理を不要に中断することも防げる。
【００６６】
次に、本実施形態に係る車線幅測定部１０３の処理を図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。尚、図１０のフローチャートに示す処理は、車線幅測定部１０３の使用者によって自車両のイグニッションスイッチがオンにされたとき、或いは予め定められた設定にしたがって自動的に処理を開始したとき（例えば、自車両が走行を開始したときに自動的に車線幅の測定などの車線認識処理を開始するように予め設定されているときなど）を処理の開始時点としている。
【００６７】
ステップＳ１０１において、車線幅測定部１０３は、取得した画像データＧｄを画像処理することにより車線幅を測定し、測定した車線幅を図示しない記憶部に記憶する。尚、図示しない記憶部には、車線幅測定部１０３が、図１０に示す処理を繰り返すことにより、予め定められた期間分の車線幅が記憶されるものとする。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０１の処理を完了すると、ステップＳ１０２へ処理を進める。
【００６８】
ステップＳ１０２において、車線幅測定部１０３は、差分車線幅Ｓｈを演算する。より詳細には、ステップＳ１０２において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０１で図示しない記憶部に記憶した車線幅の中から最新の車線幅、すなわち、前述の第１の車線幅と、最新の車線幅を測定した時刻に最も近い時刻に測定した車線幅、すなわち、前述の第２の車線幅とを特定して読み出す。そして、車線幅測定部１０３は、読み出した第１の車線幅から第２の車線幅を引いた前述の差分車線幅Ｓｈを演算して図示しない記憶部に記憶する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０２の処理を完了すると、ステップＳ１０３へ処理を進める。尚、車線幅測定部１０３によって図１０のフローチャートに示す繰り返し処理を始めてするとき、すなわち、ステップＳ１０２において図示しない記憶部に第２の車線幅が記憶されていないときは、第２の車線幅が予め定められた値であるものとして、車線幅測定部１０３はステップＳ１０２の処理をしてもよい。このときの予め定められた値とは、３０００ｍｍ〜４０００ｍｍの値であってもよい。
【００６９】
ステップＳ１０３において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０２で読み出した第２の車線幅を基準とする前述の正の制限値Ｐと負の制限値Ｍとを図示しない記憶部に記憶し、許容範囲Ｋｈを設定する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０３の処理を完了すると、ステップＳ１０４へ処理を進める。
【００７０】
ステップＳ１０４において、車線幅測定部１０３は、前部車高センサ１０２ａから前部車高データＺｄを取得し、後部車高センサ１０２ｂから後部車高データＫｄを取得する。そして、車線幅測定部１０３は、取得した前部車高データＺｄと後部車高データＫｄとがそれぞれ示す自車両の前半部の高さＺｋと後半部の高さＫｋとに基づき上述したようにカメラ１０１の走行路の路面に対する高さを演算し、図示しない記憶部に記憶する。尚、図示しない記憶部には、車線幅測定部１０３が、図１０に示す処理を繰り返すことにより、予め定められた期間を通じて演算された、カメラ１０１の走行路の路面に対する高さが記憶されるものとする。
【００７１】
ステップＳ１０５において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０４において取得した前部車高データＺｄ、及び後部車高データＫｄによってそれぞれ示される自車両の前半部の高さＺｋと後半部の高さＫｋとに基づき上述したようにピッチ角を演算し、図示しない記憶部に記憶する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０５の処理を完了すると、ステップＳ１０６へ処理を進める。尚、図示しない記憶部には、車線幅測定部１０３が、図１０に示す処理を繰り返すことにより、予め定められた期間を通じて演算されたピッチ角がそれぞれ記憶されるものとする。
【００７２】
ステップＳ１０６において、車線幅測定部１０３は、差分ピッチ角Ｐｋを演算する。より詳細には、ステップＳ１０５において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０４で記憶したピッチ角の中から最新のピッチ角、すなわち、前述の第１のピッチ角と、最新のピッチ角を測定した時刻に最も近い時刻に測定したピッチ角、すなわち、前述の第２のピッチ角とを特定して図示しない記憶部から読み出す。車線幅測定部１０３は、読み出した第１のピッチ角から第２のピッチ角を引いた前述の差分ピッチ角Ｐｋを演算して図示しない記憶部に記憶する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０５の処理を完了すると、ステップＳ１０６へ処理を進める。尚、車線幅測定部１０３によって図１０のフローチャートに示す繰り返し処理を始めてするとき、すなわち、ステップＳ１０５において図示しない記憶部から第２のピッチ角を読み出せないときは、第２のピッチ角がゼロであるものとして、車線幅測定部１０３がステップＳ１０５の処理をしてもよい。
【００７３】
ステップＳ１０７において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０６において演算した差分ピッチ角Ｐｋの絶対値を求め、求めた絶対値が予め定められた差分ピッチ角しきい値θ１未満であるか否かを判断する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０６において求めた絶対値が差分ピッチ角しきい値θ１未満であると判断したとき、ステップＳ１０７へ処理を進める。一方、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０６において求めた絶対値が差分ピッチ角しきい値θ１未満でないと判断したとき、ステップＳ１１６へ処理を進める。
【００７４】
ステップＳ１０８において、車線幅測定部１０３は、第１の高さＨ’と第２の高さＨとの差分の絶対値を求め、求めた絶対値が予め定められた差分高さしきい値θ２未満であるか否かを判断する。より詳細には、ステップＳ１０４で記憶したカメラ１０１の走行路面に対する高さの中から最新の高さ、すなわち、前述の第１の高さＨ’と、最新の高さを測定した時刻に最も近い時刻に測定した高さ、すなわち、前述の第２の高さＨとを特定して図示しない記憶部から読み出す。車線幅測定部１０３は、読み出した第１の高さＨ’から第２の高さＨを引いた値を差分高さとして演算し、演算した差分高さの絶対値を求め、求めた絶対値が予め定められた差分高さしきい値θ２未満であるか否かを判断する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０８において求めた絶対値が差分高さしきい値θ２未満であると判断したとき、ステップＳ１０９へ処理を進める。一方、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０８において求めた絶対値が差分高さしきい値θ２未満でないと判断したとき、ステップＳ１１６へ処理を進める。
【００７５】
ステップＳ１０９において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０５において記憶したピッチ角の中からステップＳ１０６の処理と同様に第１のピッチ角と第２のピッチ角とを読み出して、読み出した第１のピッチ角と第２のピッチ角とに基づき上述したように推定差分車線幅Ｓｂを演算して推定する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０９の処理を完了すると、ステップＳ１１０へ処理を進める。
【００７６】
ステップＳ１１０において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０９で演算した推定差分車線幅Ｓｂがゼロを超えるか否か、すなわち、正の値か否かを判断する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１０において、推定差分車線幅Ｓｂが正の値であると判断したとき、ステップＳ１１１へ処理を進める。一方、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１０において、推定差分車線幅Ｓｂがゼロを超えないと判断したとき、ステップＳ１１２へ処理を進める。
【００７７】
ステップＳ１１１において、車線幅測定部１０３は、前述の正の制限値ＰにステップＳ１１０で判断した正の推定車線幅Ｓｂを加算して更新し、許容範囲Ｋｈを調整する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１１の処理を完了すると、ステップＳ１１４へ処理を進める。
【００７８】
ステップＳ１１２において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０９で演算した推定差分車線幅Ｓｂがゼロ未満であるか否か、すなわち、負の値か否かを判断する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１２において、推定差分車線幅Ｓｂが負の値であると判断したとき、ステップＳ１１３へ処理を進める。一方、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１２において、推定差分車線幅Ｓｂがゼロ未満でないと判断したとき、ステップＳ１１４へ処理を進める。
【００７９】
ステップＳ１１３において、車線幅測定部１０３は、前述の負の制限値ＭにステップＳ１１２で判断した負の推定差分車線幅Ｓｂを加算して更新し、前述の許容範囲Ｋｈを調整する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１３の処理を完了すると、ステップＳ１１４へ処理を進める。
【００８０】
ステップＳ１１４において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０２で演算した差分車線幅Ｓｈが、図示しない記憶部に記憶されている許容範囲Ｋｈ以内であるか否かを判断する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１４において、差分車線幅Ｓｈが許容範囲Ｋｈ以内であると判断したとき、ステップＳ１１５へ処理を進める。一方、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１４において、差分車線幅Ｓｈが図示しない記憶部に記憶されている許容範囲Ｋｈ以内でないと判断したとき、ステップＳ１１６へ処理を進める。
【００８１】
ステップＳ１１５において、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０２で特定した第１の車線幅を示す車線幅データＳｄを生成する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１５の処理を完了すると、ステップＳ１０１へ処理を戻す。
【００８２】
ステップＳ１１６において、車線幅測定部１０３は、前述の異常値情報Ｉｊを生成する。車線幅測定部１０３は、ステップＳ１１６の処理を完了すると、ステップＳ１０１へ処理を戻す。
【００８３】
以上が、本実施形態に係る車線幅測定部１０３の処理を示すフローチャートの説明である。本実施形態に係る車線幅測定部１０３によれば、自車両がピッチ角方向に沿って変位するのに伴いカメラ１０１がピッチ角方向に沿って変位することにより、車線幅の測定結果が変動したときでも、許容範囲Ｋｈを調節して車線幅の測定結果が異常値を示すことを防ぐことができると共に車線幅の測定結果を生成する処理を不要に中断することを防げる。さらに、本実施形態に係る車線幅測定部１０３によれば、後段に接続され、安全確保処理をする制御処理部１０４が処理を不要に中断することを防ぐこともできる。
【００８４】
尚、図１０に示すステップＳ１０７に示す処理は、過度に差分ピッチ角Ｐｋが大きくなったときに、異常値情報Ｉｊを生成するための処理である。本実施形態では、変動したピッチ角の変動量に応じて許容範囲Ｋｈを調節して異常値情報Ｉｊを不要に生成されるのを防ぐが、ピッチ角の変動量が過度に大きいときは、車線幅データＳｄによって示される車線幅が過度に大きい、或いは小さい値となっており、当該車線幅に基づいて制御処理部１０４が制御をするのは好ましくない。このため、車線幅測定部１０３は、ステップＳ１０７に示す処理をして、差分ピッチ角Ｐｋの絶対値が過度に大きいときは、車線幅データＳｄを生成しないようにする。ステップＳ１０８の処理も、ステップＳ１０７の処理と同様にカメラ１０１の走行路の路面に対する高さの変動量が過度に大きいときに、車線幅データＳｄを生成しないようにするための処理である。
【００８５】
また、上述の説明では、高さＺｋ、及び高さＫｋに基づいて演算したカメラ１０１の走行路の路面に対する高さをそのまま用いるものとしたが、前部車高センサ１０２ａ、及び後部車高センサ１０２ｂのそれぞれと、車線幅測定部１０３とが、例えば、前部高さデータＺｄ、及び後部高さデータＫｄなどを互いに通信することによって生じる遅延時間などに基づいて予め定めた定数を乗じたカメラ１０１の走行路の路面に対する高さを用いてもよい。
【００８６】
また、上述の説明では、演算した推定差分車線幅Ｓｂをそのまま用いるものとしたが、調整後の許容範囲が広くなりすぎないようにするために予め定められた定数を乗じた推定差分車線幅Ｓｂを用いてもよい。推定差分車線幅Ｓｂに乗じる定数としては、調整後の許容範囲が広くなりすぎないようにできるのであればどのような値を用いてもよいが、１未満の定数が一例として挙げられる。
【００８７】
上述した第１の実施形態では、車線幅測定部１０３が、差分ピッチ角Ｐｋに基づいて許容範囲Ｋｈを調節するものとした。しかしながら、車線幅測定部１０３は、さらに、前述の鉛直変位として自車両の走行路に対する高さ（以下、単に車高と記載する）が変位したときに許容範囲Ｋｈを調節してもよい。より具体的には、自車両は、例えば、走行路面上のギャップなどを乗り越えるとき、或いは荒れた路面の走行路を走行するときなどにピッチ角方向だけでなく、車高も変位する。そして、自車両の車高が変位したときも、図７（ａ）、及び図７（ｂ）を参照して説明したように、車線幅の測定結果は変動する。
【００８８】
したがって、車線幅測定部１０３は、ピッチ角だけでなく、自車両の車高を前部高さデータＺｄ、及び後部高さデータＫｄを取得して予め定めた期間が経過するたびに逐次測定してもよい。車線幅測定部１０３が自車両の車高を測定するときは、上述した差分ピッチ角Ｐｋと同様に、最新の車高と、最新の車高を測定した時刻に最も近い時刻で測定した車高との差分車高を演算する。差分車高を演算すると、車線幅測定部１０３は、演算した差分車高だけカメラ１０１が変位したときの車線幅の測定結果の変動量を推定車高変位として演算し、演算した推定車高変位に応じて第１の実施形態と同様に許容範囲Ｋｈを調節する。このようにすることで、車線幅測定部１０３は、自車両の車高が変動することによって、上述したように第１の車線幅が異常値となり、測定した情報を示すデータの生成を不用意に中断することを防げる。車線幅測定部１０３が、車高を測定するときは、前部車高データＺｄで示される前部高さＺｋ、及び後部車高データＫｄで示される後部高さＫｋで示される後部高さＫｋのいずれか一方のみを自車両の車高としてもよいし、両方の高さに基づいて求めたカメラ１０１の高さを自車両の高さとしてもよい。
【００８９】
また、第１の実施形態では、車線認識装置１が車線幅測定部１０３のみを備える場合を一例として説明した。しかしながら、本発明に係る車線認識装置は、車線幅測定部１０３のみを備えていてもよいし、その他の測定部をさらに備えていてもよい。より具体的には、本発明に係る車線認識装置は、自車両の走行路の曲率、自車両の走行路に沿った中心線から幅方向に沿った自車両の位置、自車両の走行路の中心線に対する自車両のヨー角、前述の車高などの走行路の情報を測定する測定部をさらに備え、これらの測定部によって生成される情報に基づいて制御処理部１０４が安全確保処理をしてもよい。
【００９０】
そして、本発明に係る車線認識装置が車線幅測定部１０３以外の測定部を備えるときは、それぞれの測定部によって測定される走行路の情報の測定量に対して前述の許容範囲Ｋｈと同様の許容範囲をそれぞれの測定部に設定し、これらの測定部がそれぞれ車線幅測定部１０３と同様に鉛直変位に基づいて許容範囲を調節してもよい。
【００９１】
さらに、本発明に係る車線認識装置が、自車両の走行路の曲率を測定する測定部を備えるときは、測定した曲率が予め定められたしきい値以下であるときだけ、車線幅測定部１０３が第１の実施形態で説明した許容範囲Ｋｈの調節をする処理をしてもよい。自車両の走行路の曲率が大きいと、画像処理による車線幅の測定結果の誤差が大きくなり、車線幅の測定結果の精度が低くなる場合がある。このため、自車両の走行路の曲率が予め定めたしきい値を超えるときは、精度の低い車線幅の測定結果を示す情報が生成される機会を増やさないために、車線幅測定部１０３が許容範囲Ｋｈを調節する処理をするのは、測定した曲率が予め定められたしきい値以下であるときだけにしてもよい。
【００９２】
また、本発明に係る車線認識装置１が備える車高センサは、２つであってもよいし、３以上の複数であってもよい。また、本発明に係る車線認識装置１は、第１の実施形態で説明したように車高センサによって得られる高さに基づいてピッチ角を演算して測定してもよいし、ジャイロセンサなどを用いてピッチ角を直接測定してもよい。
【００９３】
以上、本発明を詳細に説明してきたが、上述の説明はあらゆる点において本発明の一例にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明によれば、走行路の情報の生成を不要に中断することのない車線認識装置を提供でき、例えば、走行路の情報に基づいて運転者の安全を確保するための処理をする装置のための車線認識装置などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】第１の実施形態に係る車線認識装置の概略構成を示すブロック図
【図２】カメラの撮像範囲を説明する図
【図３】車高センサによって測定される高さを示す図
【図４】許容範囲を説明する図
【図５】車線幅を測定する手法を説明する図
【図６】揺動したときの自車両を示す右側面図
【図７】自車両が揺動したときに変動した車線幅を示す図
【図８】車線幅測定部が推定差分車線幅Ｓｂを演算する手法を説明する図
【図９】許容範囲を調節する手法を説明する図
【図１０】第１の実施形態に係る車線幅測定部の処理を示すフローチャート
【符号の説明】
【００９６】
１ 車線認識装置
１０１ カメラ
１０２ａ 前部車高センサ
１０２ｂ 後部車高センサ
１０３ 車線幅測定部
１０４ 制御処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車線認識装置であって、
前記車両が走行している走行路を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像に基づき、前記車両が走行している車線の車線幅を予め定められた期間毎に測定する第１の測定手段と、
前記予め定められた期間において生じる前記第１の測定手段によって測定された前記車線幅の変化量を第１の変化量として検出する第１の検出手段と、
前記第１の変化量に対する予め定められた許容範囲を設定する設定手段と、
前記車両の鉛直方向に沿った位置情報を前記予め定められた期間毎に測定する第２の測定手段と、
前記予め定められた期間において生じる前記第２の測定手段によって測定された前記位置情報の変化量を第２の変化量として検出する第２の検出手段と、
前記撮像手段が前記第２の変化量だけ変位することによって生じる前記車線幅の測定結果の変化量を第３の変化量として推定する推定手段と、
前記許容範囲を前記第３の変化量だけ拡大する調節手段と、
前記第１の変化量が前記調節手段によって拡大された前記許容範囲を超えるとき、前記予め定められた期間が経過したときに測定された前記車線幅が異常値であることを示す異常値情報を生成する第１の生成手段と、
前記第１の変化量が前記調節手段によって拡大された前記許容範囲以内であるとき、前記予め定められた期間が経過したときに測定された前記車線幅を示す情報を生成する第２の生成手段とを備える、車線認識装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記予め定められた期間毎に測定される前記車線幅を基準とする予め定められた大きさの正の制限値と、負の制限値とからなる前記許容範囲を設定し、
前記調節手段は、前記第３の変化量の符号と一致する前記制限値のいずれか一方に当該変化量を加算することによって前記許容範囲を拡大する、請求項１に記載の車線認識装置。
【請求項３】
前記画像に基づき前記走行路の曲率を測定する曲率測定手段をさらに備え、
前記第２の生成手段は、前記第１の変化量が前記調節手段によって拡大された前記許容範囲以内であり、且つ前記曲率が予め定められたしきい値以下であることを条件として、前記車線幅を示す情報を生成する、請求項１に記載の車線認識装置。
【請求項４】
前記第２の測定手段は、前記走行路の路面に対する前記車両のピッチ角を前記位置情報として検出する、請求項１に記載の車線認識装置。
【請求項５】
前記第２の測定手段は、前記走行路の路面に対する前記車両の高さを前記位置情報として検出する、請求項１に記載の車線認識装置。
【請求項６】
車両に搭載される車線認識装置において実行される車線認識方法であって、
前記車両が走行している走行路を撮像手段を用いて撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにおいて撮像された画像に基づき、前記車両が走行している車線の車線幅を予め定められた期間毎に測定する第１の測定ステップと、
前記第１の測定ステップにおいて測定された前記車線幅の前記予め定められた期間において生じる変化量を第１の変化量として検出する第１の検出ステップと、
前記第１の変化量に対する予め定められた許容範囲を設定する設定ステップと、
前記車両の鉛直方向に沿った位置情報を前記予め定められた期間毎に測定する第２の測定ステップと、
前記第２の測定ステップにおいて測定された前記位置情報の前記予め定められた期間において生じる変化量を第２の変化量として検出する第２の検出ステップと、
前記撮像手段が前記第２の変化量だけ変位することによって生じる前記車線幅の測定結果の変化量を第３の変化量として推定する推定ステップと、
前記許容範囲を前記第３の変化量だけ拡大する調節ステップと、
前記第１の変化量が前記調節ステップにおいて拡大された前記許容範囲を超えるか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップにおいて、前記第１の変化量が前記調節ステップにおいて拡大された前記許容範囲を超えると判断されたとき、前記予め定められた期間が経過したときに測定された前記車線幅が異常値であることを示す異常値情報を生成する第１の生成ステップと、
前記判断ステップにおいて、前記第１の変化量が前記調節ステップにおいて拡大された前記許容範囲以内であると判断されたとき、前記予め定められた期間が経過したときに測定された前記車線幅を示す情報を生成する第２の生成ステップとを備える、車線認識方法。
【請求項７】
前記設定ステップにおいて、前記予め定められた期間毎に測定される前記車線幅を基準とする予め定められた大きさの正の制限値と負の制限値とからなる前記許容範囲を設定し、
前記調節ステップにおいて、前記第３の変化量の符号と一致する前記制限値のいずれか一方に当該変化量を加算することによって前記許容範囲を拡大する、請求項６に記載の車線認識方法。
【請求項８】
前記画像に基づき前記走行路の曲率を測定する曲率測定ステップをさらに備え、
前記判断ステップにおいて、前記第１の変化量が前記調節ステップにおいて拡大された許容範囲以内であると判断されたとき、前記曲率測定ステップにおいて測定された前記曲率が予め定められたしきい値以下であるか否かをさらに判断し、
前記判断ステップにおいて、前記第１の変化量が前記調節ステップにおいて拡大された許容範囲以内であると判断され、且つ前記曲率測定ステップにおいて測定された前記曲率が予め定められたしきい値以下であると判断されたとき、前記第２の生成ステップにおいて、前記車線幅を示す情報を生成する、請求項６に記載の車線認識方法。
【請求項９】
前記第２の測定ステップにおいて、前記走行路の路面に対する前記車両のピッチ角を前記位置情報として検出する、請求項６に記載の車線認識方法。
【請求項１０】
前記第２の測定ステップにおいて、前記走行路の路面に対する前記車両の高さを前記位置情報として検出する、請求項６に記載の車線認識方法。
【請求項１】
車両に搭載される車線認識装置であって、
前記車両が走行している走行路を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像に基づき、前記車両が走行している車線の車線幅を予め定められた期間毎に測定する第１の測定手段と、
前記予め定められた期間において生じる前記第１の測定手段によって測定された前記車線幅の変化量を第１の変化量として検出する第１の検出手段と、
前記第１の変化量に対する予め定められた許容範囲を設定する設定手段と、
前記車両の鉛直方向に沿った位置情報を前記予め定められた期間毎に測定する第２の測定手段と、
前記予め定められた期間において生じる前記第２の測定手段によって測定された前記位置情報の変化量を第２の変化量として検出する第２の検出手段と、
前記撮像手段が前記第２の変化量だけ変位することによって生じる前記車線幅の測定結果の変化量を第３の変化量として推定する推定手段と、
前記許容範囲を前記第３の変化量だけ拡大する調節手段と、
前記第１の変化量が前記調節手段によって拡大された前記許容範囲を超えるとき、前記予め定められた期間が経過したときに測定された前記車線幅が異常値であることを示す異常値情報を生成する第１の生成手段と、
前記第１の変化量が前記調節手段によって拡大された前記許容範囲以内であるとき、前記予め定められた期間が経過したときに測定された前記車線幅を示す情報を生成する第２の生成手段とを備える、車線認識装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記予め定められた期間毎に測定される前記車線幅を基準とする予め定められた大きさの正の制限値と、負の制限値とからなる前記許容範囲を設定し、
前記調節手段は、前記第３の変化量の符号と一致する前記制限値のいずれか一方に当該変化量を加算することによって前記許容範囲を拡大する、請求項１に記載の車線認識装置。
【請求項３】
前記画像に基づき前記走行路の曲率を測定する曲率測定手段をさらに備え、
前記第２の生成手段は、前記第１の変化量が前記調節手段によって拡大された前記許容範囲以内であり、且つ前記曲率が予め定められたしきい値以下であることを条件として、前記車線幅を示す情報を生成する、請求項１に記載の車線認識装置。
【請求項４】
前記第２の測定手段は、前記走行路の路面に対する前記車両のピッチ角を前記位置情報として検出する、請求項１に記載の車線認識装置。
【請求項５】
前記第２の測定手段は、前記走行路の路面に対する前記車両の高さを前記位置情報として検出する、請求項１に記載の車線認識装置。
【請求項６】
車両に搭載される車線認識装置において実行される車線認識方法であって、
前記車両が走行している走行路を撮像手段を用いて撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにおいて撮像された画像に基づき、前記車両が走行している車線の車線幅を予め定められた期間毎に測定する第１の測定ステップと、
前記第１の測定ステップにおいて測定された前記車線幅の前記予め定められた期間において生じる変化量を第１の変化量として検出する第１の検出ステップと、
前記第１の変化量に対する予め定められた許容範囲を設定する設定ステップと、
前記車両の鉛直方向に沿った位置情報を前記予め定められた期間毎に測定する第２の測定ステップと、
前記第２の測定ステップにおいて測定された前記位置情報の前記予め定められた期間において生じる変化量を第２の変化量として検出する第２の検出ステップと、
前記撮像手段が前記第２の変化量だけ変位することによって生じる前記車線幅の測定結果の変化量を第３の変化量として推定する推定ステップと、
前記許容範囲を前記第３の変化量だけ拡大する調節ステップと、
前記第１の変化量が前記調節ステップにおいて拡大された前記許容範囲を超えるか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップにおいて、前記第１の変化量が前記調節ステップにおいて拡大された前記許容範囲を超えると判断されたとき、前記予め定められた期間が経過したときに測定された前記車線幅が異常値であることを示す異常値情報を生成する第１の生成ステップと、
前記判断ステップにおいて、前記第１の変化量が前記調節ステップにおいて拡大された前記許容範囲以内であると判断されたとき、前記予め定められた期間が経過したときに測定された前記車線幅を示す情報を生成する第２の生成ステップとを備える、車線認識方法。
【請求項７】
前記設定ステップにおいて、前記予め定められた期間毎に測定される前記車線幅を基準とする予め定められた大きさの正の制限値と負の制限値とからなる前記許容範囲を設定し、
前記調節ステップにおいて、前記第３の変化量の符号と一致する前記制限値のいずれか一方に当該変化量を加算することによって前記許容範囲を拡大する、請求項６に記載の車線認識方法。
【請求項８】
前記画像に基づき前記走行路の曲率を測定する曲率測定ステップをさらに備え、
前記判断ステップにおいて、前記第１の変化量が前記調節ステップにおいて拡大された許容範囲以内であると判断されたとき、前記曲率測定ステップにおいて測定された前記曲率が予め定められたしきい値以下であるか否かをさらに判断し、
前記判断ステップにおいて、前記第１の変化量が前記調節ステップにおいて拡大された許容範囲以内であると判断され、且つ前記曲率測定ステップにおいて測定された前記曲率が予め定められたしきい値以下であると判断されたとき、前記第２の生成ステップにおいて、前記車線幅を示す情報を生成する、請求項６に記載の車線認識方法。
【請求項９】
前記第２の測定ステップにおいて、前記走行路の路面に対する前記車両のピッチ角を前記位置情報として検出する、請求項６に記載の車線認識方法。
【請求項１０】
前記第２の測定ステップにおいて、前記走行路の路面に対する前記車両の高さを前記位置情報として検出する、請求項６に記載の車線認識方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−７００１２（Ｐ２０１０−７００１２Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３８５３８（Ｐ２００８−２３８５３８）
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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