道路曲率推定装置
【課題】自車両が進行する道路の曲率を正確に推定可能とする道路曲率推定装置を提供する。
【解決手段】自車両の前方の道路の曲率を推定する道路曲率推定装置であって、自車両の前方を走行する先行車の走行軌跡を算出する先行車軌跡検出手段と、自車両の前方を写した前方画像を撮像する撮像手段と、先行車が車線変更したか否かを、前方画像中における先行車および白線の位置関係に基づいて判定する車線変更判定手段と、先行車が車線変更中である場合、先行車の走行軌跡を当該車線変更先の車線に沿うように補正する先行車軌跡補正手段と、先行車の走行軌跡に基づいて道路の曲率を推定する曲率推定手段とを備える道路曲率推定装置である。
【解決手段】自車両の前方の道路の曲率を推定する道路曲率推定装置であって、自車両の前方を走行する先行車の走行軌跡を算出する先行車軌跡検出手段と、自車両の前方を写した前方画像を撮像する撮像手段と、先行車が車線変更したか否かを、前方画像中における先行車および白線の位置関係に基づいて判定する車線変更判定手段と、先行車が車線変更中である場合、先行車の走行軌跡を当該車線変更先の車線に沿うように補正する先行車軌跡補正手段と、先行車の走行軌跡に基づいて道路の曲率を推定する曲率推定手段とを備える道路曲率推定装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路の曲率を推定する装置に関し、より特定的には、自車両が走行する道路の曲率を先行車の走行軌跡に基づいて推定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両が進行する道路に関する情報を取得し、当該曲率を示す情報をナビゲーション画面上で表示してドライバーの運転操作を支援したり、当該曲率に応じて車両の走行状態を自動的に制御したりする車両制御システムが開発されている。このような車両制御システムの一部として、自車両が走行する道路の前方におけるカーブの曲率を推定する装置が開発されている。
【０００３】
上記のような車両が走行する道路の曲率を推定する装置の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される車両用道路曲率推定装置は、先行車の走行軌跡を算出し、当該軌跡に基づいて道路の曲率を算出する。この際、上記の車両用道路曲率推定装置は、自車両の走行車線と同じ車線を走行している先行車を、複数の先行車各々の走行軌跡や、道路の端に存在する路側物に基づいて判別し、選択する。そして、車両用道路曲率推定装置は、選択した先行車の走行軌跡に基づいて算出した道路の曲率、および自車両の操舵角に基づいて算出した道路の曲率の双方に基づいて自車両が走行する道路の曲率を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１９２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、引用文献１に開示される車両用道路曲率推定装置は、先行車が１台しか存在せず、且つ路側物等が存在しない状況下では、先行車が自車両と同じ走行車線を走行しているか否かを判別することができない。また、このような状況下で先行車が車線変更を行っている場合、当該先行車の走行軌跡は道路のカーブに沿ったものでないため、当該走行軌跡に基づいて正確な道路の曲率を算出することができない。したがって、従来の技術では、上記のような所定の状況下において、道路の曲率の算出精度が低下する可能性があった。
【０００６】
本発明は上記の課題を鑑みて成されたものであり、自車両が進行する道路の曲率を正確に推定可能とする道路曲率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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本願は以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明は、自車両の前方の道路の曲率を推定する道路曲率推定装置であって、自車両の前方を走行する先行車の走行軌跡を算出する先行車軌跡検出手段と、自車両の前方を写した前方画像を撮像する撮像手段と、先行車が車線変更したか否かを、前方画像中における先行車および白線の位置関係に基づいて判定する車線変更判定手段と、先行車が車線変更中である場合、先行車の走行軌跡を当該車線変更先の車線に沿うように補正する先行車軌跡補正手段と、先行車の走行軌跡に基づいて道路の曲率を推定する曲率推定手段とを備える道路曲率推定装置である。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、先行車軌跡検出手段は、予め定められた時間毎に先行車の位置を示す先行車位置情報を検出する先行車位置検出手段と、先行車位置情報を順次記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された各時点における先行車位置情報に基づいて先行車の走行軌跡を算出する軌跡算出手段とを含み、先行車軌跡補正手段は、少なくとも前記先行車が車線変更したと判定された場合、先行車位置情報を補正することによって先行車の走行軌跡を補正することを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、先行車が車線変更中であると判定された場合、先行車の車線変更の進捗状況を判別する車線変更状況判別手段をさらに含み、先行車軌跡補正手段は、先行車が車線変更中であると判定された場合、現時点および過去の先行車位置情報を先行車の車線変更の進捗状況に応じて補正することによって前記先行車の走行軌跡を補正することを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第３の発明において、前方画像中において先行車が車線変更前に走行する変更元車線を示す領域を検出する変更元車線検出手段と、前方画像中において先行車が車線変更後に走行する変更先車線を示す領域を検出する変更先車線検出手段と前方画像中において先行車を示す領域の中心である先行車中心点の位置を検出する先行車中心検出手段とをさらに備え、車線変更状況判別手段は、先行車中心点が未だ変更元車線内に存在するか、或いは、先行車中心点が既に変更先車線内へ移動した後であるかを前方画像に基づいて判定し、先行車軌跡補正手段は、（ａ）先行車中心点が未だ変更元車線内へ存在する状況では、先行車位置情報を変更元車線側にずらして補正し、（ｂ）先行車中心点が変更先車線内へ移動した直後の時点では、当該時点および過去の先行車位置情報を変更先車線側にずらして補正し、（ｃ）先行車中心点が変更先車線内へ移動した後は、現時点の先行車位置情報を変更先車線側にずらして補正することを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第３の発明において、過去の先行車位置情報に基づいて道路のカーブの中心位置を算出するカーブ中心算出手段をさらに備え、走行軌跡補正手段は、現時点および過去の先行車位置情報を、カーブの中心位置を中心とする放射軸線に沿って各々ずらして補正することを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第３および４の少なくとも何れか一つの発明において、前方画像に基づいて自車両が走行する自車走行車線の横幅を算出する車線幅算出手段をさらに備え、先行車軌跡補正手段は、現時点の先行車位置情報を自車走行車線の横幅の略半分だけずらして補正することを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第３および４の少なくとも何れか一つの発明において、前方画像に基づいて自車両が走行する自車走行車線の横幅を算出する車線幅算出手段をさらに備え、先行車軌跡補正手段は、過去の先行車位置情報を自車走行車線の横幅だけずらして補正することを特徴とする。
【００１４】
第８の発明は、第３および４の少なくとも何れか一つの発明において、前方画像に基づいて先行車中心点と白線中心点との間隔を算出する間隔算出手段をさらに備え、先行車軌跡補正手段は、少なくとも現時点における先行車位置情報を間隔だけ変更先車線側へずらして補正することを特徴とする。
【００１５】
第９の発明は、第１の発明において、車線変更判定手段は、前方画像中において、（ｄ）白線を示す領域と先行車を示す領域とが当該前方画像の横方向に重なっている場合、先行車が車線変更中であると判定し、（ｅ）白線画像の領域と先行車画像の領域とが当該前方画像の横方向に重なっていない場合、先行車が車線変更中でないと判定することを特徴とする。
【００１６】
第１０の発明は、第２の発明において、曲率推定手段は、現時点および過去の先行車位置情報に基づいて算出した先行車の走行軌跡を円弧近似し、当該円弧の曲率半径を先行車曲率半径として算出する先行車曲率半径算出手段と、先行車曲率半径の逆数を道路の曲率として算出する、第１曲率計算手段とを含むことを特徴とする。
【００１７】
第１１の発明は、第２の発明において、曲率推定手段は、現時点および過去の先行車位置情報に基づいて算出した先行車の走行軌跡を円弧近似し、当該円弧の曲率半径を先行車曲率半径として算出する先行車曲率半径算出手段と、自車両が走行する車線の曲率半径である自車線曲率半径を先行車曲率半径に基づいて算出する自車線曲率半径算出手段と、自車線曲率半径の逆数を道路の曲率として算出する、第２曲率計算手段とを含むことを特徴とする。
【００１８】
第１２の発明は、第１１の発明において、曲率推定手段は、先行車が自車両と異なる車線を走行しているか否かを判定する走行車線判別手段をさらに含み、自車線曲率半径算出手段は、（ｆ）先行車が自車両と異なる車線を走行している場合、先行車曲率半径を補正した値を自車両の走行車線の曲率半径である自車線曲率半径として算出し、（ｇ）先行車が自車両と同じ車線を走行している場合、先行車曲率半径をそのまま自車線曲率半径として算出することを特徴とする。
【００１９】
第１３の発明は、第２の発明において、先行車位置検出手段は、自車両の前方へ電磁波を照射し、当該電磁波が先行車から反射して成る反射波を受信することによって先行車の位置を検出するレーダー装置であることを特徴とする。
【００２０】
第１４の発明は、第２の発明において、先行車位置検出手段は、前方画像に基づいて先行車の位置を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
第１の発明によれば、先行車が車線変更したか否かを、車両前方を写した前方画像に基づいて容易且つ正確に判別することができる。また、先行車が車線変更した場合、当該先行車の走行軌跡を補正して算出するため、道路の曲率を正確に推定することが可能である。したがって、先行車の走行軌跡に基づいて自車両が走行する道路の曲率を正確に算出することができる。
【００２２】
第２の発明によれば、先行車の位置を示す先行車位置情報を所定時間毎に取得し、取得した当該先行車位置情報に基づいて容易に先行車の走行軌跡を算出することができる。また、各時点における先行車位置情報を補正することによって、容易に先行車の走行軌跡を補正することができる。
【００２３】
第３の発明によれば、先行車が車線変更中であれば車線変更した後に限らず、車線変更状況に応じて先行車の走行軌跡を補正することができる。また、車線変更状況に応じて補正の対象とする先行車位置情報を変更することによって、不要な処理を低減し、少ない処理量で走行軌跡の補正を行うことができる。
【００２４】
第４の発明によれば、補正の対象とする先行車位置情報、および当該先行車位置情報を補正する方向を先行車の車線変更状況に応じて変更することができる。したがって、先行車位置情報を、変更元車線上または変更先車線上へ適切に補正することができる。したがって、先行車の走行軌跡を道路のカーブ形状に沿った形状に補正して、正確な道路の曲率を推定することができる。
【００２５】
第５の発明によれば、道路のカーブ形状に応じて先行車位置情報を適切な位置に補正することができる。
【００２６】
第６の発明によれば、車線幅に応じて現時点の先行車位置情報を適切な位置に補正することができる。したがって、先行車の走行軌跡を、より道路のカーブ形状に沿った形状に補正することができる。
【００２７】
第７の発明によれば、車線幅に応じて過去の先行車位置情報を適切な位置に補正することができる。したがって、先行車の走行軌跡を、より道路のカーブ形状に沿った形状に補正することができる。
【００２８】
第８の発明によれば、白線と先行車との間隔に応じて先行車位置情報を適切な位置に補正することができる。したがって、先行車の走行軌跡を、より道路のカーブ形状に沿った形状に補正することができる。
【００２９】
第９の発明によれば、簡単な画像処理によって容易に先行車が車線変更中であるか否かを判別することができる。
【００３０】
第１０の発明によれば、簡単な処理によって容易に道路の曲率を算出することができる。
【００３１】
第１１の発明によれば、自車両が走行する車線の曲率半径に基づいて、道路の曲率を算出することができる。すなわち、自車両が走行する車線の曲率を算出することができる。
【００３２】
第１２の発明によれば、自車両が走行する車線の曲率半径を先行車の走行軌跡の曲率半径に基づいて簡単な処理で算出することができる。
【００３３】
第１３の発明によれば、電磁波を用いたレーダー装置によって正確に先行車の先行車位置情報を検出することができる。
【００３４】
第１４の発明によれば、前方画像に基づいて先行車位置情報を得ることができる。すなわち、先行車位置情報を得るためにレーダー装置等を別途備える必要がなく、低コストで第１の発明を構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】道路曲率推定装置１、およびこれを備える車両１００の構成を示すブロック図
【図２】曲率推定ＥＣＵが実行する処理を示すフローチャート
【図３】前方画像の一例を示す図
【図４】車線変更中の先行車２００を示す前方画像を示す図
【図５】曲率推定ＥＣＵが実行する位置情報補正処理を示すフローチャート
【図６】前方画像において検出された先行車中心ＶＣおよび白線中心ＷＣを示す図
【図７】先行車２００が左レーン６１から右レーン６２へ車線変更した後の前方画像を示す図
【図８】先行車位置情報を示すマップのイメージ図
【図９】先行車位置情報が補正される様子を示す図
【図１０】曲率半径算出処理を示すフローチャート
【図１１】マップ上で先行車軌跡Ｔｓおよび先行車曲率半径ｒＬを示す図
【図１２】マップ上で自車線曲率半径ｒＳを示す図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の第１の実施形態に係る道路曲率推定装置１について説明する。先ず、図１を参照して、道路曲率推定装置１の構成について説明する。なお、図１は、道路曲率推定装置１、およびこれを備える車両１００の構成を示すブロック図である。以下では、道路曲率推定装置１が車両１００に搭載される例について説明する。
【００３７】
図１に示すように、車両１００は、道路曲率推定装置１、車両制御ＥＣＵ２０、ステアリング装置２１、ブレーキ装置２２、および表示装置２３を備える。道路曲率推定装置１は、カメラ１１、レーダー１２、および曲率推定ＥＣＵ１３を備える。
【００３８】
カメラ１１は、車両の周囲の画像を撮影する撮像装置である。カメラ１１は、典型的にはＣＣＤ(Charge Coupled Device )センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどを備えた撮像装置である。カメラ１１は、車両１００の前方に備えられ、車両の周囲の画像を撮影する。以下、カメラ１１に撮影された画像を前方画像と呼称する。カメラ１１は、曲率推定ＥＣＵ１３と電気的に接続され、前方画像のデータを曲率推定ＥＣＵ１３へ出力する。
【００３９】
レーダー１２は、例えば、ミリ波長帯の電磁波を放射し、車両の周囲に存在する物体からの反射波を受信して、当該物体の先行車位置情報を検出するレーダー装置である。レーダー１２は、フロントグリル内部など、車両の前方に配置され、車両１００の前方に存在する物体を検出する。具体的には、レーダー１２は、検出物の先行車位置情報として、車両から検出物までの距離、およびレーダー１２から見た検出物の水平方向の方位を測定する。レーダー１２は、曲率推定ＥＣＵ１３と電気的に接続され、車両１００に対する検出物の先行車位置情報を示すデータを曲率推定ＥＣＵ１３へ出力する。
【００４０】
曲率推定ＥＣＵ１３は、典型的にはマイクロコンピュータなどの情報処理装置、メモリなどの記憶装置、およびインターフェース回路などを備える処理装置である。詳細については後述するが、曲率推定ＥＣＵ１３は、レーダー１２およびカメラ１１から取得したデータに基づいて、車両１００が走行する道路の曲率Ｋを算出する。また、曲率推定ＥＣＵは、算出した曲率Ｋを示すデータを車両制御ＥＣＵ２０へ出力する。
【００４１】
車両制御ＥＣＵ２０は、典型的にはマイクロコンピュータなどの情報処理装置、メモリなどの記憶装置、およびインターフェース回路などを備える処理装置である。
【００４２】
車両制御ＥＣＵ２０は、曲率推定ＥＣＵ１３から取得した曲率Ｋの値に応じて、ステアリング装置２１、ブレーキ装置２２、および表示装置２３を制御する。具体的には、車両制御ＥＣＵ２０は、曲率Ｋの値に応じてカーブ走行に適した目標ステアリング角度を算出する。そして、車両制御ＥＣＵ２０は、車両１００のステアリング角度を目標ステアリング角度に合わせる指示信号をステアリング装置２１へ出力する。また、車両制御ＥＣＵ２０は、車両１００の走行速度が曲率Ｋの値に応じてカーブ走行に適した速度となるよう車両１００の制動力を調整する指示信号をブレーキ装置２２へ出力する。また、車両制御ＥＣＵ２０は、曲率Ｋが予め定められた閾値以上である場合、前方の道路がカーブしていることをドライバーに通知するための通知画像を表示する指示信号を表示装置２３へ出力する。
【００４３】
ステアリング装置２１は、ドライバーによるハンドル操作入力、および車両制御ＥＣＵ２０から入力される指示信号に応じて車両１００のステアリング角度を変更する装置である。ステアリング装置２１は、上述の通り車両制御ＥＣＵ２０から入力される指示信号に基づいて、車両１００のステアリング角度を道路の曲率Ｋに応じて変更する。
【００４４】
ブレーキ装置２２は、ドライバーによるブレーキペダル操作、および車両制御ＥＣＵ２０から入力される指示信号に応じて車両１００の制動力を制御する装置である。ブレーキ装置２２は、上述の通り車両制御ＥＣＵ２０から入力される指示信号に基づいて、車両１００の制動力を道路の曲率Ｋに応じて調整する。
【００４５】
表示装置２３は、車両制御ＥＣＵ２０の指示に応じて画像を表示する装置である。表示装置２３は、典型的には車両１００の車室内に備えられた液晶ディスプレイ等の装置である。表示装置２３は、上述の通り車両制御ＥＣＵ２０から入力される指示信号に基づいて、曲率Ｋに応じて道路がカーブしていることを通知画像を表示することによってドライバーに通知して、当該ドライバーの運転操作を支援する。
【００４６】
次いで、図２を参照して、曲率推定ＥＣＵが実行する処理の詳細について説明する。なお、図２は、曲率推定ＥＣＵが実行する処理を示すフローチャートである。曲率推定ＥＣＵは、例えば、車両１００のＩＧ電源がオンに設定された場合、図２に示す処理を開始する。曲率推定ＥＣＵは、図２の処理を開始すると、先ず、ステップＳ１の処理を実行する。
【００４７】
ステップＳ１において、曲率推定ＥＣＵは、前方画像を取得する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、カメラ１１から出力される前方画像のデータを取得する。ステップＳ１の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ２へ進める。図３は、前方画像の一例を示す図である。なお、以下では説明のため前方画像中の位置情報を左下端を原点として縦方向をＹ座標、横方向をＸ座標とする座標系で表す。
【００４８】
ステップＳ２において、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００を検出する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ１において取得した前方画像中において先行車２００を検出する。例えば、予め記憶された車両の平均的な形状画像を用いてパターンマッチングさせる等の処理によって前方画像中において先行車２００を検出する。なお、上述の先行車２００を検出する手法は一例に過ぎず、曲率推定ＥＣＵは、従来周知の任意の手法を用いて前方画像中における先行車２００を検出して構わない。ステップＳ２の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ３へ進める。
【００４９】
ステップＳ３において、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００の先行車位置情報を取得する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、レーダー１２から出力される先行車位置情報を先行車２００の先行車位置情報として取得し、当該先行車位置情報を時系列順に記憶装置に記憶する。なお、レーダー１２によって複数の検出物が検出されている場合、曲率推定ＥＣＵは、従来周知の技術を用いて何れの検出物が先行車２００であるかを特定し、先行車２００の先行車位置情報を特定しても構わない。例えば、前方画像に基づいて先行車２００が存在し得る領域を限定し、当該限定された領域内でレーダー１２によって検出された物体を先行車２００として特定する等の処理を行っても良い。ステップＳ３の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ４へ進める。
【００５０】
ステップＳ４において、曲率推定ＥＣＵは、白線を検出する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ１において取得した前方画像において、車線の区切りを示すべく道路上に描かれた白線を検出する。例えば、曲率推定ＥＣＵは、前方画像中において輝度値が周囲より高く直線帯状を成す領域を白線として検出する。図３のような前方画像を取得した場合、曲率推定ＥＣＵは、白線５１、白線５２、および白線５３を検出する。なお、白線５１は車両１００の走行車線である左レーン６１の左端を示す白線である。また、白線５２は、左レーン６１の右側に隣接する右レーン６２の右端を示す白線である。また、白線５３は左レーン６１と右レーン６２との境界を示す白線である。なお、上述の白線の検出手法は一例であり、曲率推定ＥＣＵは、従来周知の任意の手法を用いて白線を検出しても構わない。ステップＳ４の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ５へ進める。
【００５１】
ステップＳ５において、曲率推定ＥＣＵは、先行車が車線変更中であるか否か判定する。具体的には、先ず、曲率推定ＥＣＵは、前方画像における先行車２００のＸ軸方向の領域を検出する。次いで、曲率推定ＥＣＵは、前方画像における各白線のＸ軸方向の領域を検出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００のＸ軸方向の領域が、何れかの白線のＸ軸方向の領域と重なっている場合、先行車２００が当該白線を跨いで車線変更中であると判定する。一方、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００のＸ軸方向の領域が、何れの白線のＸ軸方向の領域とも重なっていない場合、先行車２００が車線変更中でないと判定する。なお、以下では、先行車２００が跨いでいる白線を横断白線と呼称する。
【００５２】
例えば、図３に示す前方画像においては、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００の輪郭の左端点ＶＬから右端点ＶＲまでの領域を先行車２００のＸ軸方向の領域として検出する。また、曲率推定ＥＣＵは、白線５３の輪郭の左端点ＷＬから右端点ＷＲまでの領域を当該白線５３のＸ軸方向の領域として検出する。図３に示す前方画像においては、これら先行車２００および白線５３のＸ軸方向の領域が重なっていないため、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００が車線変更中でないと判定する。一方、図４のように、先行車２００および白線５３のＸ軸方向の領域が重なっている場合、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００が車線変更中であると判定する。なお、図４は、車線変更中の先行車２００を示す前方画像である。なお、先行車２００および白線のＸ軸方向の領域を検出する方法は、上記の手法に限らず、従来周知の任意の手法を用いても構わない。
【００５３】
曲率推定ＥＣＵは、先行車２００が車線変更中であると判定した場合、処理をステップＳ６へ進める。一方、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００が車線変更中でないと判定した場合、処理をステップＳ７へ進める。
【００５４】
ステップＳ６において、曲率推定ＥＣＵは、位置情報補正処理を実行する。位置情報補正処理は、先行車の車線変更状況に応じて記憶装置に記憶された先行車位置情報を補正するサブルーチン処理である。図５は、曲率推定ＥＣＵが実行する位置情報補正処理を示すフローチャートである。曲率推定ＥＣＵは、位置情報補正処理を開始すると、先ずステップＳ６１の処理を実行する。
【００５５】
ステップＳ６１において、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣを算出する。先行車中心ＶＣは、前方画像中において先行車２００を示す画像のＸ軸方向の中心位置である。曲率推定ＥＣＵは、例えば、先行車２００の輪郭の左端点ＶＬおよび右端点ＶＲから等距離となるよう定義された線分の位置を先行車中心ＶＣとして算出する。なお、曲率推定ＥＣＵは、従来周知の任意の手法を用いて先行車中心ＶＣを算出しても構わない。このようにして検出された先行車中心ＶＣを図６に示す。なお、図６は、前方画像において検出された先行車中心ＶＣおよび白線中心ＷＣを示す図である。曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ６１の処理を完了すると、処理をステップＳ６２へ進める。
【００５６】
ステップＳ６２において、曲率推定ＥＣＵは、白線中心ＷＣを算出する。白線中心ＷＣは、前方画像中において先行車２００が跨いでいる横断白線を示す画像のＸ軸方向の中心位置である。曲率推定ＥＣＵは、例えば、横断白線の輪郭の左端点ＷＬおよび右端点ＷＲから等距離となるよう定義された直線の位置を白線中心ＷＣとして算出する。なお、曲率推定ＥＣＵは、従来周知の任意の手法を用いて白線中心ＷＣを算出しても構わない。このようにして検出された白線中心ＷＣを図６に示す。曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ６１の処理を完了すると、処理をステップＳ６３へ進める。
【００５７】
ステップＳ６３において、曲率推定ＥＣＵは、変更元車線および変更先車線が設定されているか否か判定する。変更元車線とは、先行車２００が車線を変更する前に走行していた車線である。変更先車線とは、先行車２００が車線を変更した後に走行する車線である。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、後述ステップＳ６４の処理において白線中心ＷＣより左側の車線、および白線中心ＷＣより右側の車線を、各々、変更元車線および変更先車線の何れかに設定し、当該設定内容を記憶装置に記憶する。本ステップＳ６３においては、曲率推定ＥＣＵは、上述の各車線についての設定が記憶装置に記憶されているか否か判定する。曲率推定ＥＣＵは、上述変更元車線および変更先車線の設定が記憶装置に記憶されていない場合、処理をステップＳ６４へ進める。一方、曲率推定ＥＣＵは、上述変更元車線および変更先車線の設定が記憶装置に記憶されている場合、処理をステップＳ６５へ進める。
【００５８】
ステップＳ６４において、曲率推定ＥＣＵは、変更元車線および変更先車線を設定する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、現時点において白線中心ＷＣより右側の領域に先行車中心ＶＣが存在する場合、白線中心ＷＣより右側の車線を変更元車線として設定し、白線中心ＷＣより左側の車線を変更先車線として設定する。一方、現時点において白線中心ＷＣより左側の領域に先行車中心ＶＣが存在する場合、白線中心ＷＣより左側の車線を変更元車線として設定し、白線中心ＷＣより右側の車線を変更先車線として設定する。
【００５９】
例えば、図６のような前方画像が取得されている場合には、現時点において白線中心ＷＣより左側の領域に先行車中心ＶＣが存在するため、曲率推定ＥＣＵは、左レーン６１を変更元車線として設定し、右レーン６２を変更先車線として設定する。ステップＳ６４の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ６５へ進める。
【００６０】
ステップＳ６５において、曲率推定ＥＣＵは、車線幅Ｄを算出する。車線幅Ｄは、車両１００が走行している車線（以下、自車走行車線と呼称する）の横幅を示す値である。曲率推定ＥＣＵは、先ず、前方画像中の何れの車線が自車走行車線であるかを判別する。なお、曲率推定ＥＣＵは従来周知の任意の手法を用いて自車走行車線を特定して良い。例えば、曲率推定ＥＣＵは、前方画像中において左右対称となる１対の隣り合う白線のペアを検出し、当該白線のペアに挟まれた領域を自車走行車線と判別する。前方画像が図６のような画像である場合、曲率推定ＥＣＵは、左レーン６１を自車走行レーンとして検出する。次いで、曲率推定ＥＣＵは、前方画像における自車走行車線の画像に基づいて車線幅Ｄを算出する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、自車走行車線の横幅方向（Ｘ方向）の画素数、カメラ１１と路面との位置関係、およびカメラ１１の視野に基づいて車線幅Ｄを算出する。ステップＳ６５の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ６６へ進める。
【００６１】
ステップＳ６６において、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動したか否か判定する。例えば、曲率推定ＥＣＵは、白線中心ＷＣより右側の車線を変更元車線として設定し、白線中心ＷＣより左側の車線を変更先車線として設定している場合を想定する。このような場合、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣの座標が白線中心ＷＣの座標より小さければ（左側に存在していれば）先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動したと判定する。また、先行車中心ＶＣの座標が白線中心ＷＣの座標より大きければ（右側に存在していれば）先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動していないと判定する。一方、曲率推定ＥＣＵは、白線中心ＷＣより左側の車線を変更元車線として設定し、白線中心ＷＣより右側の車線を変更先車線として設定している場合を想定する。このような場合、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣの座標が白線中心ＷＣの座標より大きければ（右側に存在していれば）先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動したと判定し、先行車中心ＶＣの座標が白線中心ＷＣの座標より小さければ（左側に存在していれば）先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動していないと判定する。
【００６２】
例えば、左レーン６１が変更元車線、右レーン６２が変更先車線として設定されている場合であって、且つ図６のように先行車中心ＶＣの座標が白線中心ＷＣの座標より小さい状況においては、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動していないと判定する。同様に左レーン６１が変更元車線、右レーン６２が変更先車線として設定されている場合であっても、図７のように先行車中心ＶＣの座標が白線中心ＷＣの座標より大きい状況においては、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動したと判定する。なお、図７は、先行車２００が左レーン６１から右レーン６２へ車線変更した後の前方画像を示す図である。
【００６３】
曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動していないと判定した場合、処理をステップＳ６７へ進める。一方、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動したと判定した場合、処理をステップＳ６９へ進める。
【００６４】
ステップＳ６７において、曲率推定ＥＣＵは、現時点の先行車位置情報を変更元車線方向へ所定量ずらして補正する。
【００６５】
具体的には、先ず、曲率推定ＥＣＵは、記憶装置に記憶された過去の先行車位置情報に基づいて道路のカーブの中心点であるカーブ中心Ｃの位置を算出する。中心点Ｃの位置を算出するべく、曲率推定ＥＣＵは、現時点および過去の先行車位置情報をマッピングし、先行車２００の軌跡を算出する。例えば、曲率推定ＥＣＵは、図８に示すように、現在および過去の先行車位置情報を、車両１００を原点とした水平面上の座標系のマップで表す。なお、図８は、先行車位置情報を示すマップのイメージ図である。図８において、地点Ｐ１１、地点Ｐ１２、および地点Ｐ１３は、各々、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３において取得された過去の先行車位置情報を古いものから順に示したものである。また、地点Ｐ１４は、現時点、すなわち時刻ｔ４において取得した先行車位置情報を示したものである。曲率推定ＥＣＵは、地点Ｐ１１から地点Ｐ１３を円弧近似し、当該円弧の中心点をカーブ中心Ｃとして算出する。
【００６６】
次いで、曲率推定ＥＣＵは、現時点の先行車２００の先行車位置情報を示す地点Ｐ１４とカーブ中心Ｃとを結ぶ軸線Ｊを算出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、地点Ｐ１４から軸線Ｊに沿って変更元車線方向（カーブの外側方向）へ車線幅Ｄの半分、すなわちＤ／２だけずらした地点Ｐ１４Ｃを、当該時点、すなわち時刻ｔ１４の先行車位置情報として算出し、記憶装置に上書きして記憶する。ステップＳ６７の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ６８へ進める。
【００６７】
上述ステップＳ６７の処理によれば、カーブ中心Ｃを中心に先行車位置情報が補正されるため、先行車位置情報を変更元車線上へ補正することができる。
【００６８】
ステップＳ６８において、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグをオンに設定する。車線変更前フラグは、当該フラグの状態がオンに設定されている場合、車線変更中の先行車の中心が未だ変更先車線の領域内へ移動していないことを示し、当該フラグの状態がオフに設定されている場合、車線変更中の先行車の中心が変更先車線の領域内へ移動したことを示すフラグデータである。詳細は後述するが、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグのオン／オフの状態に応じて適切に先行車位置情報を補正することができる。本ステップにおいては、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグの状態をオンに設定し、当該フラグの状態を記憶装置に記憶する。ステップＳ６８の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、位置情報補正処理を完了し、処理を図２のステップＳ８へ進める。
【００６９】
ステップＳ６９において、曲率推定ＥＣＵは、現時点の先行車位置情報を変更先車線方向へ所定量ずらして補正する。以下、図９を参照して、曲率推定ＥＣＵが現時点の先行車位置情報を変更先車線方向へ補正する方法について説明する。なお、図９は、現時点および過去の時点の先行車位置情報が補正される様子を示す図である。図９は図８に示す状況（時刻ｔ４）から、さらに先行車２００が進行した時刻ｔ５の様子を示す。図９において、時刻ｔ５に取得された先行車位置情報は地点Ｐ１５として示す。
【００７０】
具体的には、先ず、曲率推定ＥＣＵは、上述ステップＳ６７と同様にして過去の先行車位置情報に基づいてカーブ中心Ｃの位置を算出する。次いで、曲率推定ＥＣＵは、現時点の先行車２００の先行車位置情報を示す地点Ｐ１５とカーブ中心Ｃとを結ぶ軸線を算出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、地点Ｐ１５から当該軸線に沿って変更先車線方向（カーブの内側方向）へ車線幅Ｄの半分、すなわちＤ／２だけ移動した地点Ｐ１５Ｃを、補正後の先行車位置情報として算出し、記憶装置に上書きして記憶する。ステップＳ６９の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ７０へ進める。
【００７１】
ステップＳ７０において、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグがオンであるか否かを判定する。曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグがオンである場合、処理をステップＳ７１へ進める。一方、曲率推定ＥＣＵは、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグがオフである場合、位置情報補正処理を完了し、処理を図２のステップＳ８へ進める。
【００７２】
ステップＳ７１において、曲率推定ＥＣＵは、過去の相対位置情報を変更先車線方向へ補正する。具体的には、先ず曲率推定ＥＣＵは、過去の先行車位置情報を示す各地点と上述ステップＳ６９において算出したカーブ中心Ｃとを結ぶ軸線を算出する。図９においては、地点Ｐ１１からＰ１３、および地点Ｐ１４Ｃと、カーブ中心Ｃとを各々結ぶ軸線を算出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、各地点Ｐ１１からＰ１３およびＰ１４Ｃを、各々対応する軸線に沿って変更先車線方向（カーブの内側方向）へ車線幅Ｄだけ移動した地点Ｐ１１Ｃ、Ｐ１２Ｃ、Ｐ１３Ｃ、およびＰ１４ＣＣを、補正後の各時点の先行車位置情報として算出する。ステップＳ７１の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ７２へ進める。
【００７３】
ステップＳ７２において、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグをオフに設定する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグの状態をオフに設定し、当該フラグの状態を記憶装置に記憶する。ステップＳ７２の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、位置情報補正処理を完了し、処理を図２のステップＳ８へ進める。
【００７４】
上述ステップＳ７０からＳ７２の処理によれば、先行車２００が車線を変更した直後には、現時点の先行車位置情報だけでなく、過去の先行車位置情報も補正されるため、各時点における先行車位置情報を変更先車線上へ適切に補正することができる。
【００７５】
上述の位置情報補正処理によれば、先行車位置情報の補正量、および補正方向を先行車の車線変更状況に応じて変更することができる。したがって、先行車位置情報を、先行車が変更元車線または変更先車線のカーブ形状に沿った位置へ補正することができる。
【００７６】
図２の説明に戻り、ステップＳ７において、曲率推定ＥＣＵは、変更元車線および変更先車線の設定を初期化する。具体的には、上述ステップＳ６４において記憶装置に記憶した変更元車線および変更先車線の設定を初期化し、白線中心ＷＣより左側の車線、および白線中心ＷＣより右側の車線の何れも変更元車線および変更先車線でないと設定する。ステップＳ７の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ８へ進める。
【００７７】
ステップＳ８において、曲率推定ＥＣＵは、先行車軌跡Ｔｓを算出する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、上述の処理により取得、或いは補正された各時点における先行車位置情報を上述ステップＳ６７に示したようにマッピングした後、当該先行車位置情報を円弧近似して得られる円弧線を先行車軌跡Ｔｓとして算出する。すなわち、先行車軌跡Ｔｓは、先行車２００の走行軌跡を示す円弧線である。例えば、上述図９に示した通り補正された先行車位置情報Ｐ１１ＣからＰ１５Ｃを円弧近似すると、図１１に示す通り、右レーン６２のカーブに沿った先行車軌跡Ｔｓを得ることができる。なお、図１１は、マップ上で先行車軌跡Ｔｓおよび先行車曲率半径ｒＬを示す図である。ステップＳ８の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ９へ進める。
【００７８】
ステップＳ９において、曲率推定ＥＣＵは、曲率半径算出処理を実行する。曲率半径算出処理は、先行車曲率半径ｒＬ、および自車線曲率半径ｒＳを算出する処理である。先行車曲率半径ｒＬは、先行車２００が走行する車線の曲率半径である。自車線曲率半径ｒＳは、車両１００が走行する車線の前方における曲率半径である。曲率推定ＥＣＵは、曲率半径算出処理を開始すると、先ず、図１０のステップＳ９１の処理を実行する。なお、図１０は、曲率半径算出処理を示すフローチャートである。
【００７９】
ステップＳ９１において、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬを算出する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、カーブ中心Ｃから先行車軌跡Ｔｓまでの距離を先行車曲率半径ｒＬとして算出する（図１１参照）。ステップＳ９１の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ９２へ進める。
【００８０】
上述ステップＳ９１の処理によれば、先行車軌跡Ｔｓが道路のカーブに沿うよう予め補正されているため、先行車曲率半径ｒＬを当該先行車軌跡Ｔｓに基づいて正確に算出することができる。
【００８１】
ステップＳ９２において、曲率推定ＥＣＵは、先行車軌跡は自車走行車線上に存在するか否か判定する。例えば曲率推定ＥＣＵは、現時点において先行車中心ＶＣが存在する車線と自車走行車線とが同一であるか否かを前方画像に基づいて判定する。そして、曲率推定ＥＣＵは、現時点において車両中心ＶＣが存在する車線と自車走行車線とが同一である場合、先行車軌跡Ｔｓは自車走行車線上に存在すると判定し、処理をステップＳ９３へ進める。一方、曲率推定ＥＣＵは、現時点において車両中心ＶＣが存在する車線と自車走行車線とが同一でない場合、先行車軌跡は自車走行車線上に存在しないと判定し、処理をステップＳ９４へ進める。
【００８２】
ステップＳ９３において、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬの値を自車線曲率半径ｒＳの値とする。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬの値を記憶装置から読み出し、下式（１）の通りに自車線曲率半径ｒＳの値を算出して記憶装置に記憶する。
ｒＳ＝ｒＬ …（１）
曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ９３の処理を完了すると、曲率半径算出処理を完了し、処理を図２のステップＳ１０へ進める。
【００８３】
ステップＳ９４において、曲率推定ＥＣＵは、先行車の走行車線はカーブの内側か否か判定する。例えば、曲率推定ＥＣＵは、上述ステップＳ９１において生成したマップ上において、車両１００の中心を通り、車両１００の進行方向を示す進行軸線Ｕを算出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、進行軸線Ｕと、先行車軌跡Ｔｓとが交わらない場合、先行車２００の走行車線はカーブの内側であると判定し、処理をステップＳ９５へ進める（図１１参照）。一方、曲率推定ＥＣＵは、進行軸線Ｕと、先行車軌跡Ｔｓとが交わる場合、先行車２００の走行車線はカーブの外側であると判定し、処理をステップＳ９６へ進める。
【００８４】
ステップＳ９５において、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬの値に車線幅Ｄを加算した値を自車線曲率半径ｒＳの値とする。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬおよび車線幅Ｄの値を記憶装置から読み出し、下式（２）の通りに自車線曲率半径ｒＳの値を算出して記憶装置に記憶する。なお、曲率推定ＥＣＵは、車線幅Ｄを算出するステップＳ６５の処理を予め実行していない場合、本ステップにおいて車線幅Ｄを算出する。
ｒＳ＝ｒＬ＋Ｄ …（２）
曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ９５の処理を完了すると、曲率半径算出処理を完了し、処理を図２のステップＳ１０へ進める。
【００８５】
ステップＳ９６において、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬの値に車線幅Ｄを減算した値を自車線曲率半径ｒＳの値とする。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬおよび車線幅Ｄの値を記憶装置から読み出し、下式（３）の通りに自車線曲率半径ｒＳの値を算出して記憶装置に記憶する。なお、曲率推定ＥＣＵは、車線幅Ｄを算出するステップＳ６５の処理を予め実行していない場合、本ステップにおいて車線幅Ｄを算出する。
ｒＳ＝ｒＬ−Ｄ …（３）
曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ９６の処理を完了すると、曲率半径算出処理を完了し、処理を図２のステップＳ１０へ進める。
【００８６】
上述ステップＳ９２からＳ９６の処理によれば、曲率推定ＥＣＵは、自車線曲率半径ｒＳを先行車曲率半径ｒＳに基づいて正確に算出することができる。例えば、図１２のように車両１００が左レーン６１を走行している際に、先行車２００が右レーン６２へ車線変更した状況を想定する。なお、図１２は、マップ上で自車線曲率半径ｒＳを示す図である。図１２のような状況において、曲率推定ＥＣＵは、先ず先行車曲率半径ｒＬ（ステップＳ９１）を算出する。次いで、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００が走行する右レーン６２が、車両１００が走行する左レーン６１より内側の車線であると判定する（ステップＳ９４）。そして、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬに車線幅Ｄを加算して自車線曲率半径ｒＳを算出する（ステップＳ９５）。このように、曲率推定ＥＣＵは、車両１００が走行する車線と先行車２００が走行する車線との位置関係、および当該各車線の間隔に応じて、先行車曲率半径ｒＬを増減することによって、自車線曲率半径ｒＳを正確に求めることが可能である。
【００８７】
ステップＳ１０において、曲率推定ＥＣＵは、車両１００が走行する道路の曲率Ｋを算出および出力する。具体的には、先ず、曲率推定ＥＣＵは、自車線曲率半径ｒＳの値を記憶装置から読み出し、下式（４）の通りに曲率Ｋの値を算出する。
Ｋ＝１／ｒＳ …（４）
そして、曲率推定ＥＣＵは、算出した曲率Ｋの値を示すデータを車両制御ＥＣＵ２０へ出力する。
ステップＳ１０の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ１１へ進める。
【００８８】
上述ステップＳ９およびＳ１０の処理によれば、曲率推定ＥＣＵは、車両１００が走行する車線の曲率を、道路の曲率Ｋとして算出することができる。道路の曲率Ｋは、当該曲率Ｋの値に応じた車両制御を後に行うことを鑑みれば、車両１００の走行車線の曲率と略同一に算出されることが望ましい。上述の通り、曲率推定ＥＣＵは、車両１００が走行する車線の曲率を道路の曲率Ｋとして算出するため、車両制御ＥＣＵ２０は、当該曲率Ｋの値に応じて適切な車両制御を行うことが可能となる。
【００８９】
ステップＳ１１において、曲率推定ＥＣＵは、終了処理が実行されたか否か判定する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、車両１００のＩＧ電源がオフに設定されたか否か検出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、車両１００のＩＧ電源がオフに設定されたと検出した場合、終了処理が実行されたと判定し、図２の処理を終了する。一方、曲率推定ＥＣＵは、車両１００のＩＧ電源がオンに設定されていると検出した場合、終了処理が実行されていないと判定し、処理をステップＳ１へ戻す。
【００９０】
以上より、本実施形態に係る道路曲率推定装置１によれば、先行車が車線変更したか否かを、車両前方を写した前方画像に基づいて容易且つ正確に判別することができる（上述ステップＳ１かＳ５）。また、先行車が車線変更した場合、当該先行車の走行軌跡を補正して算出するため、道路の曲率を正確に推定することが可能である（上述ステップＳ６からＳ９）。したがって、道路曲率推定装置１によれば、先行車２００の走行軌跡に応じて車両１００が走行する道路の曲率を正確に算出することができる。
【００９１】
なお、上述ステップＳ１０の処理においては、曲率推定ＥＣＵが自車線曲率半径ｒＳに基づいて曲率Ｋを算出する例について説明したが、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬに基づいて曲率Ｋを算出しても構わない。具体的には下式（５）に基づいて曲率Ｋを算出しても構わない。
Ｋ＝１／ｒＬ …（５）
このように曲率Ｋを算出する場合、曲率推定ＥＣＵはステップＳ９２からＳ９６の処理を省略可能であるため、少ない処理量で曲率Ｋを算出することができる。
【００９２】
また、上述の位置情報補正処理のステップＳ６７、およびステップＳ６９では、曲率推定ＥＣＵが現時点の先行車位置情報をＤ／２だけずらして補正する例について説明したが、先行車位置情報の補正量は上記の値に限らずとも良い。例えば、曲率推定ＥＣＵは、白線５３と車両１００との間隔に応じて先行車位置情報の補正量を決定しても良い。具体的には、前方画像に基づいて白線中心ＷＣから車両中心ＶＣまでの間隔Ｑを算出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、現時点の先行車位置情報をＤ／２−Ｑだけずらして補正する。このような処理によれば、先行車位置情報を、より厳密に各車線のカーブに沿った先行車軌跡を得ることができる。
【００９３】
また、上述の位置情報補正処理のステップＳ６７、ステップＳ６９、およびステップＳ７１では、曲率推定ＥＣＵが先行車位置情報を、カーブ中心Ｃを中心とする放射軸線に沿ってずらして補正する例について説明したが、曲率推定ＥＣＵが先行車位置情報をずらす方向は上記の方向に限らずとも良い。例えば、曲率推定ＥＣＵは、先行車位置情報を先行車２００の左右方向へずらして補正しても構わない。このような処理によれば、曲率推定ＥＣＵは、カーブ中心Ｃを算出する処理を省略して、少ない処理量で先行車位置情報を補正することができる。
【００９４】
また、上述の実施形態では、レーダー１２によって先行車２００の先行車位置情報を検出する例について説明したが、先行車２００の先行車位置情報を検出可能であれば他の手法を用いても構わない。例えば、カメラ１１から取得した前方画像に基づいて先行車２００の先行車位置情報を検出しても構わない。前方画像中の検出物の大きさおよび位置等と、車両１００に対する当該検出物の相対位置との対応関係は設計上既知の事項であり、曲率推定ＥＣＵ１３は、当該対応関係に基づいて前方画像に撮像された先行車２００の先行車位置情報を算出する。このように、前方画像に基づいて先行車２００の先行車位置情報を検出する場合、レーダー１２を備える必要がなく、安価且つ簡単な構成で先行車２００の先行車位置情報を取得することができる。
【００９５】
また、上述の実施形態では、先行車位置情報をレーダー１２により検出する例について説明したが、レーダー１２を、車両１００の前方に存在する物体の相対的な位置情報を検出可能な任意の装置に代替して道路曲率推定装置１を構成しても良い。例えば、カメラ１１に撮像された前方画像に基づいて車両１００の前方に存在する物体の相対的な位置情報を検出しても構わない。前方画像に基づいて先行車位置情報を得る場合、先行車位置情報を得るためにレーダー１２を備える必要がなく、低コストで道路曲率推定装置１を構成することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明に係る道路曲率推定装置は、自車両が進行する道路の曲率を正確に推定可能とする道路曲率推定装置などとして有用である。
【符号の説明】
【００９７】
１ 道路曲率推定装置
１１ カメラ
１２ レーダー
１３ 曲率推定ＥＣＵ
２０ 車両制御ＥＣＵ
２１ ステアリング装置
２２ ブレーキ装置
２３ 表示装置
５１、５２、５３ 白線
６１ 左レーン
６２ 右レーン
１００ 車両
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路の曲率を推定する装置に関し、より特定的には、自車両が走行する道路の曲率を先行車の走行軌跡に基づいて推定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両が進行する道路に関する情報を取得し、当該曲率を示す情報をナビゲーション画面上で表示してドライバーの運転操作を支援したり、当該曲率に応じて車両の走行状態を自動的に制御したりする車両制御システムが開発されている。このような車両制御システムの一部として、自車両が走行する道路の前方におけるカーブの曲率を推定する装置が開発されている。
【０００３】
上記のような車両が走行する道路の曲率を推定する装置の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される車両用道路曲率推定装置は、先行車の走行軌跡を算出し、当該軌跡に基づいて道路の曲率を算出する。この際、上記の車両用道路曲率推定装置は、自車両の走行車線と同じ車線を走行している先行車を、複数の先行車各々の走行軌跡や、道路の端に存在する路側物に基づいて判別し、選択する。そして、車両用道路曲率推定装置は、選択した先行車の走行軌跡に基づいて算出した道路の曲率、および自車両の操舵角に基づいて算出した道路の曲率の双方に基づいて自車両が走行する道路の曲率を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１９２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、引用文献１に開示される車両用道路曲率推定装置は、先行車が１台しか存在せず、且つ路側物等が存在しない状況下では、先行車が自車両と同じ走行車線を走行しているか否かを判別することができない。また、このような状況下で先行車が車線変更を行っている場合、当該先行車の走行軌跡は道路のカーブに沿ったものでないため、当該走行軌跡に基づいて正確な道路の曲率を算出することができない。したがって、従来の技術では、上記のような所定の状況下において、道路の曲率の算出精度が低下する可能性があった。
【０００６】
本発明は上記の課題を鑑みて成されたものであり、自車両が進行する道路の曲率を正確に推定可能とする道路曲率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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本願は以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明は、自車両の前方の道路の曲率を推定する道路曲率推定装置であって、自車両の前方を走行する先行車の走行軌跡を算出する先行車軌跡検出手段と、自車両の前方を写した前方画像を撮像する撮像手段と、先行車が車線変更したか否かを、前方画像中における先行車および白線の位置関係に基づいて判定する車線変更判定手段と、先行車が車線変更中である場合、先行車の走行軌跡を当該車線変更先の車線に沿うように補正する先行車軌跡補正手段と、先行車の走行軌跡に基づいて道路の曲率を推定する曲率推定手段とを備える道路曲率推定装置である。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、先行車軌跡検出手段は、予め定められた時間毎に先行車の位置を示す先行車位置情報を検出する先行車位置検出手段と、先行車位置情報を順次記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された各時点における先行車位置情報に基づいて先行車の走行軌跡を算出する軌跡算出手段とを含み、先行車軌跡補正手段は、少なくとも前記先行車が車線変更したと判定された場合、先行車位置情報を補正することによって先行車の走行軌跡を補正することを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、先行車が車線変更中であると判定された場合、先行車の車線変更の進捗状況を判別する車線変更状況判別手段をさらに含み、先行車軌跡補正手段は、先行車が車線変更中であると判定された場合、現時点および過去の先行車位置情報を先行車の車線変更の進捗状況に応じて補正することによって前記先行車の走行軌跡を補正することを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第３の発明において、前方画像中において先行車が車線変更前に走行する変更元車線を示す領域を検出する変更元車線検出手段と、前方画像中において先行車が車線変更後に走行する変更先車線を示す領域を検出する変更先車線検出手段と前方画像中において先行車を示す領域の中心である先行車中心点の位置を検出する先行車中心検出手段とをさらに備え、車線変更状況判別手段は、先行車中心点が未だ変更元車線内に存在するか、或いは、先行車中心点が既に変更先車線内へ移動した後であるかを前方画像に基づいて判定し、先行車軌跡補正手段は、（ａ）先行車中心点が未だ変更元車線内へ存在する状況では、先行車位置情報を変更元車線側にずらして補正し、（ｂ）先行車中心点が変更先車線内へ移動した直後の時点では、当該時点および過去の先行車位置情報を変更先車線側にずらして補正し、（ｃ）先行車中心点が変更先車線内へ移動した後は、現時点の先行車位置情報を変更先車線側にずらして補正することを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第３の発明において、過去の先行車位置情報に基づいて道路のカーブの中心位置を算出するカーブ中心算出手段をさらに備え、走行軌跡補正手段は、現時点および過去の先行車位置情報を、カーブの中心位置を中心とする放射軸線に沿って各々ずらして補正することを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第３および４の少なくとも何れか一つの発明において、前方画像に基づいて自車両が走行する自車走行車線の横幅を算出する車線幅算出手段をさらに備え、先行車軌跡補正手段は、現時点の先行車位置情報を自車走行車線の横幅の略半分だけずらして補正することを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第３および４の少なくとも何れか一つの発明において、前方画像に基づいて自車両が走行する自車走行車線の横幅を算出する車線幅算出手段をさらに備え、先行車軌跡補正手段は、過去の先行車位置情報を自車走行車線の横幅だけずらして補正することを特徴とする。
【００１４】
第８の発明は、第３および４の少なくとも何れか一つの発明において、前方画像に基づいて先行車中心点と白線中心点との間隔を算出する間隔算出手段をさらに備え、先行車軌跡補正手段は、少なくとも現時点における先行車位置情報を間隔だけ変更先車線側へずらして補正することを特徴とする。
【００１５】
第９の発明は、第１の発明において、車線変更判定手段は、前方画像中において、（ｄ）白線を示す領域と先行車を示す領域とが当該前方画像の横方向に重なっている場合、先行車が車線変更中であると判定し、（ｅ）白線画像の領域と先行車画像の領域とが当該前方画像の横方向に重なっていない場合、先行車が車線変更中でないと判定することを特徴とする。
【００１６】
第１０の発明は、第２の発明において、曲率推定手段は、現時点および過去の先行車位置情報に基づいて算出した先行車の走行軌跡を円弧近似し、当該円弧の曲率半径を先行車曲率半径として算出する先行車曲率半径算出手段と、先行車曲率半径の逆数を道路の曲率として算出する、第１曲率計算手段とを含むことを特徴とする。
【００１７】
第１１の発明は、第２の発明において、曲率推定手段は、現時点および過去の先行車位置情報に基づいて算出した先行車の走行軌跡を円弧近似し、当該円弧の曲率半径を先行車曲率半径として算出する先行車曲率半径算出手段と、自車両が走行する車線の曲率半径である自車線曲率半径を先行車曲率半径に基づいて算出する自車線曲率半径算出手段と、自車線曲率半径の逆数を道路の曲率として算出する、第２曲率計算手段とを含むことを特徴とする。
【００１８】
第１２の発明は、第１１の発明において、曲率推定手段は、先行車が自車両と異なる車線を走行しているか否かを判定する走行車線判別手段をさらに含み、自車線曲率半径算出手段は、（ｆ）先行車が自車両と異なる車線を走行している場合、先行車曲率半径を補正した値を自車両の走行車線の曲率半径である自車線曲率半径として算出し、（ｇ）先行車が自車両と同じ車線を走行している場合、先行車曲率半径をそのまま自車線曲率半径として算出することを特徴とする。
【００１９】
第１３の発明は、第２の発明において、先行車位置検出手段は、自車両の前方へ電磁波を照射し、当該電磁波が先行車から反射して成る反射波を受信することによって先行車の位置を検出するレーダー装置であることを特徴とする。
【００２０】
第１４の発明は、第２の発明において、先行車位置検出手段は、前方画像に基づいて先行車の位置を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
第１の発明によれば、先行車が車線変更したか否かを、車両前方を写した前方画像に基づいて容易且つ正確に判別することができる。また、先行車が車線変更した場合、当該先行車の走行軌跡を補正して算出するため、道路の曲率を正確に推定することが可能である。したがって、先行車の走行軌跡に基づいて自車両が走行する道路の曲率を正確に算出することができる。
【００２２】
第２の発明によれば、先行車の位置を示す先行車位置情報を所定時間毎に取得し、取得した当該先行車位置情報に基づいて容易に先行車の走行軌跡を算出することができる。また、各時点における先行車位置情報を補正することによって、容易に先行車の走行軌跡を補正することができる。
【００２３】
第３の発明によれば、先行車が車線変更中であれば車線変更した後に限らず、車線変更状況に応じて先行車の走行軌跡を補正することができる。また、車線変更状況に応じて補正の対象とする先行車位置情報を変更することによって、不要な処理を低減し、少ない処理量で走行軌跡の補正を行うことができる。
【００２４】
第４の発明によれば、補正の対象とする先行車位置情報、および当該先行車位置情報を補正する方向を先行車の車線変更状況に応じて変更することができる。したがって、先行車位置情報を、変更元車線上または変更先車線上へ適切に補正することができる。したがって、先行車の走行軌跡を道路のカーブ形状に沿った形状に補正して、正確な道路の曲率を推定することができる。
【００２５】
第５の発明によれば、道路のカーブ形状に応じて先行車位置情報を適切な位置に補正することができる。
【００２６】
第６の発明によれば、車線幅に応じて現時点の先行車位置情報を適切な位置に補正することができる。したがって、先行車の走行軌跡を、より道路のカーブ形状に沿った形状に補正することができる。
【００２７】
第７の発明によれば、車線幅に応じて過去の先行車位置情報を適切な位置に補正することができる。したがって、先行車の走行軌跡を、より道路のカーブ形状に沿った形状に補正することができる。
【００２８】
第８の発明によれば、白線と先行車との間隔に応じて先行車位置情報を適切な位置に補正することができる。したがって、先行車の走行軌跡を、より道路のカーブ形状に沿った形状に補正することができる。
【００２９】
第９の発明によれば、簡単な画像処理によって容易に先行車が車線変更中であるか否かを判別することができる。
【００３０】
第１０の発明によれば、簡単な処理によって容易に道路の曲率を算出することができる。
【００３１】
第１１の発明によれば、自車両が走行する車線の曲率半径に基づいて、道路の曲率を算出することができる。すなわち、自車両が走行する車線の曲率を算出することができる。
【００３２】
第１２の発明によれば、自車両が走行する車線の曲率半径を先行車の走行軌跡の曲率半径に基づいて簡単な処理で算出することができる。
【００３３】
第１３の発明によれば、電磁波を用いたレーダー装置によって正確に先行車の先行車位置情報を検出することができる。
【００３４】
第１４の発明によれば、前方画像に基づいて先行車位置情報を得ることができる。すなわち、先行車位置情報を得るためにレーダー装置等を別途備える必要がなく、低コストで第１の発明を構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】道路曲率推定装置１、およびこれを備える車両１００の構成を示すブロック図
【図２】曲率推定ＥＣＵが実行する処理を示すフローチャート
【図３】前方画像の一例を示す図
【図４】車線変更中の先行車２００を示す前方画像を示す図
【図５】曲率推定ＥＣＵが実行する位置情報補正処理を示すフローチャート
【図６】前方画像において検出された先行車中心ＶＣおよび白線中心ＷＣを示す図
【図７】先行車２００が左レーン６１から右レーン６２へ車線変更した後の前方画像を示す図
【図８】先行車位置情報を示すマップのイメージ図
【図９】先行車位置情報が補正される様子を示す図
【図１０】曲率半径算出処理を示すフローチャート
【図１１】マップ上で先行車軌跡Ｔｓおよび先行車曲率半径ｒＬを示す図
【図１２】マップ上で自車線曲率半径ｒＳを示す図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の第１の実施形態に係る道路曲率推定装置１について説明する。先ず、図１を参照して、道路曲率推定装置１の構成について説明する。なお、図１は、道路曲率推定装置１、およびこれを備える車両１００の構成を示すブロック図である。以下では、道路曲率推定装置１が車両１００に搭載される例について説明する。
【００３７】
図１に示すように、車両１００は、道路曲率推定装置１、車両制御ＥＣＵ２０、ステアリング装置２１、ブレーキ装置２２、および表示装置２３を備える。道路曲率推定装置１は、カメラ１１、レーダー１２、および曲率推定ＥＣＵ１３を備える。
【００３８】
カメラ１１は、車両の周囲の画像を撮影する撮像装置である。カメラ１１は、典型的にはＣＣＤ(Charge Coupled Device )センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどを備えた撮像装置である。カメラ１１は、車両１００の前方に備えられ、車両の周囲の画像を撮影する。以下、カメラ１１に撮影された画像を前方画像と呼称する。カメラ１１は、曲率推定ＥＣＵ１３と電気的に接続され、前方画像のデータを曲率推定ＥＣＵ１３へ出力する。
【００３９】
レーダー１２は、例えば、ミリ波長帯の電磁波を放射し、車両の周囲に存在する物体からの反射波を受信して、当該物体の先行車位置情報を検出するレーダー装置である。レーダー１２は、フロントグリル内部など、車両の前方に配置され、車両１００の前方に存在する物体を検出する。具体的には、レーダー１２は、検出物の先行車位置情報として、車両から検出物までの距離、およびレーダー１２から見た検出物の水平方向の方位を測定する。レーダー１２は、曲率推定ＥＣＵ１３と電気的に接続され、車両１００に対する検出物の先行車位置情報を示すデータを曲率推定ＥＣＵ１３へ出力する。
【００４０】
曲率推定ＥＣＵ１３は、典型的にはマイクロコンピュータなどの情報処理装置、メモリなどの記憶装置、およびインターフェース回路などを備える処理装置である。詳細については後述するが、曲率推定ＥＣＵ１３は、レーダー１２およびカメラ１１から取得したデータに基づいて、車両１００が走行する道路の曲率Ｋを算出する。また、曲率推定ＥＣＵは、算出した曲率Ｋを示すデータを車両制御ＥＣＵ２０へ出力する。
【００４１】
車両制御ＥＣＵ２０は、典型的にはマイクロコンピュータなどの情報処理装置、メモリなどの記憶装置、およびインターフェース回路などを備える処理装置である。
【００４２】
車両制御ＥＣＵ２０は、曲率推定ＥＣＵ１３から取得した曲率Ｋの値に応じて、ステアリング装置２１、ブレーキ装置２２、および表示装置２３を制御する。具体的には、車両制御ＥＣＵ２０は、曲率Ｋの値に応じてカーブ走行に適した目標ステアリング角度を算出する。そして、車両制御ＥＣＵ２０は、車両１００のステアリング角度を目標ステアリング角度に合わせる指示信号をステアリング装置２１へ出力する。また、車両制御ＥＣＵ２０は、車両１００の走行速度が曲率Ｋの値に応じてカーブ走行に適した速度となるよう車両１００の制動力を調整する指示信号をブレーキ装置２２へ出力する。また、車両制御ＥＣＵ２０は、曲率Ｋが予め定められた閾値以上である場合、前方の道路がカーブしていることをドライバーに通知するための通知画像を表示する指示信号を表示装置２３へ出力する。
【００４３】
ステアリング装置２１は、ドライバーによるハンドル操作入力、および車両制御ＥＣＵ２０から入力される指示信号に応じて車両１００のステアリング角度を変更する装置である。ステアリング装置２１は、上述の通り車両制御ＥＣＵ２０から入力される指示信号に基づいて、車両１００のステアリング角度を道路の曲率Ｋに応じて変更する。
【００４４】
ブレーキ装置２２は、ドライバーによるブレーキペダル操作、および車両制御ＥＣＵ２０から入力される指示信号に応じて車両１００の制動力を制御する装置である。ブレーキ装置２２は、上述の通り車両制御ＥＣＵ２０から入力される指示信号に基づいて、車両１００の制動力を道路の曲率Ｋに応じて調整する。
【００４５】
表示装置２３は、車両制御ＥＣＵ２０の指示に応じて画像を表示する装置である。表示装置２３は、典型的には車両１００の車室内に備えられた液晶ディスプレイ等の装置である。表示装置２３は、上述の通り車両制御ＥＣＵ２０から入力される指示信号に基づいて、曲率Ｋに応じて道路がカーブしていることを通知画像を表示することによってドライバーに通知して、当該ドライバーの運転操作を支援する。
【００４６】
次いで、図２を参照して、曲率推定ＥＣＵが実行する処理の詳細について説明する。なお、図２は、曲率推定ＥＣＵが実行する処理を示すフローチャートである。曲率推定ＥＣＵは、例えば、車両１００のＩＧ電源がオンに設定された場合、図２に示す処理を開始する。曲率推定ＥＣＵは、図２の処理を開始すると、先ず、ステップＳ１の処理を実行する。
【００４７】
ステップＳ１において、曲率推定ＥＣＵは、前方画像を取得する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、カメラ１１から出力される前方画像のデータを取得する。ステップＳ１の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ２へ進める。図３は、前方画像の一例を示す図である。なお、以下では説明のため前方画像中の位置情報を左下端を原点として縦方向をＹ座標、横方向をＸ座標とする座標系で表す。
【００４８】
ステップＳ２において、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００を検出する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ１において取得した前方画像中において先行車２００を検出する。例えば、予め記憶された車両の平均的な形状画像を用いてパターンマッチングさせる等の処理によって前方画像中において先行車２００を検出する。なお、上述の先行車２００を検出する手法は一例に過ぎず、曲率推定ＥＣＵは、従来周知の任意の手法を用いて前方画像中における先行車２００を検出して構わない。ステップＳ２の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ３へ進める。
【００４９】
ステップＳ３において、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００の先行車位置情報を取得する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、レーダー１２から出力される先行車位置情報を先行車２００の先行車位置情報として取得し、当該先行車位置情報を時系列順に記憶装置に記憶する。なお、レーダー１２によって複数の検出物が検出されている場合、曲率推定ＥＣＵは、従来周知の技術を用いて何れの検出物が先行車２００であるかを特定し、先行車２００の先行車位置情報を特定しても構わない。例えば、前方画像に基づいて先行車２００が存在し得る領域を限定し、当該限定された領域内でレーダー１２によって検出された物体を先行車２００として特定する等の処理を行っても良い。ステップＳ３の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ４へ進める。
【００５０】
ステップＳ４において、曲率推定ＥＣＵは、白線を検出する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ１において取得した前方画像において、車線の区切りを示すべく道路上に描かれた白線を検出する。例えば、曲率推定ＥＣＵは、前方画像中において輝度値が周囲より高く直線帯状を成す領域を白線として検出する。図３のような前方画像を取得した場合、曲率推定ＥＣＵは、白線５１、白線５２、および白線５３を検出する。なお、白線５１は車両１００の走行車線である左レーン６１の左端を示す白線である。また、白線５２は、左レーン６１の右側に隣接する右レーン６２の右端を示す白線である。また、白線５３は左レーン６１と右レーン６２との境界を示す白線である。なお、上述の白線の検出手法は一例であり、曲率推定ＥＣＵは、従来周知の任意の手法を用いて白線を検出しても構わない。ステップＳ４の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ５へ進める。
【００５１】
ステップＳ５において、曲率推定ＥＣＵは、先行車が車線変更中であるか否か判定する。具体的には、先ず、曲率推定ＥＣＵは、前方画像における先行車２００のＸ軸方向の領域を検出する。次いで、曲率推定ＥＣＵは、前方画像における各白線のＸ軸方向の領域を検出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００のＸ軸方向の領域が、何れかの白線のＸ軸方向の領域と重なっている場合、先行車２００が当該白線を跨いで車線変更中であると判定する。一方、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００のＸ軸方向の領域が、何れの白線のＸ軸方向の領域とも重なっていない場合、先行車２００が車線変更中でないと判定する。なお、以下では、先行車２００が跨いでいる白線を横断白線と呼称する。
【００５２】
例えば、図３に示す前方画像においては、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００の輪郭の左端点ＶＬから右端点ＶＲまでの領域を先行車２００のＸ軸方向の領域として検出する。また、曲率推定ＥＣＵは、白線５３の輪郭の左端点ＷＬから右端点ＷＲまでの領域を当該白線５３のＸ軸方向の領域として検出する。図３に示す前方画像においては、これら先行車２００および白線５３のＸ軸方向の領域が重なっていないため、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００が車線変更中でないと判定する。一方、図４のように、先行車２００および白線５３のＸ軸方向の領域が重なっている場合、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００が車線変更中であると判定する。なお、図４は、車線変更中の先行車２００を示す前方画像である。なお、先行車２００および白線のＸ軸方向の領域を検出する方法は、上記の手法に限らず、従来周知の任意の手法を用いても構わない。
【００５３】
曲率推定ＥＣＵは、先行車２００が車線変更中であると判定した場合、処理をステップＳ６へ進める。一方、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００が車線変更中でないと判定した場合、処理をステップＳ７へ進める。
【００５４】
ステップＳ６において、曲率推定ＥＣＵは、位置情報補正処理を実行する。位置情報補正処理は、先行車の車線変更状況に応じて記憶装置に記憶された先行車位置情報を補正するサブルーチン処理である。図５は、曲率推定ＥＣＵが実行する位置情報補正処理を示すフローチャートである。曲率推定ＥＣＵは、位置情報補正処理を開始すると、先ずステップＳ６１の処理を実行する。
【００５５】
ステップＳ６１において、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣを算出する。先行車中心ＶＣは、前方画像中において先行車２００を示す画像のＸ軸方向の中心位置である。曲率推定ＥＣＵは、例えば、先行車２００の輪郭の左端点ＶＬおよび右端点ＶＲから等距離となるよう定義された線分の位置を先行車中心ＶＣとして算出する。なお、曲率推定ＥＣＵは、従来周知の任意の手法を用いて先行車中心ＶＣを算出しても構わない。このようにして検出された先行車中心ＶＣを図６に示す。なお、図６は、前方画像において検出された先行車中心ＶＣおよび白線中心ＷＣを示す図である。曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ６１の処理を完了すると、処理をステップＳ６２へ進める。
【００５６】
ステップＳ６２において、曲率推定ＥＣＵは、白線中心ＷＣを算出する。白線中心ＷＣは、前方画像中において先行車２００が跨いでいる横断白線を示す画像のＸ軸方向の中心位置である。曲率推定ＥＣＵは、例えば、横断白線の輪郭の左端点ＷＬおよび右端点ＷＲから等距離となるよう定義された直線の位置を白線中心ＷＣとして算出する。なお、曲率推定ＥＣＵは、従来周知の任意の手法を用いて白線中心ＷＣを算出しても構わない。このようにして検出された白線中心ＷＣを図６に示す。曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ６１の処理を完了すると、処理をステップＳ６３へ進める。
【００５７】
ステップＳ６３において、曲率推定ＥＣＵは、変更元車線および変更先車線が設定されているか否か判定する。変更元車線とは、先行車２００が車線を変更する前に走行していた車線である。変更先車線とは、先行車２００が車線を変更した後に走行する車線である。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、後述ステップＳ６４の処理において白線中心ＷＣより左側の車線、および白線中心ＷＣより右側の車線を、各々、変更元車線および変更先車線の何れかに設定し、当該設定内容を記憶装置に記憶する。本ステップＳ６３においては、曲率推定ＥＣＵは、上述の各車線についての設定が記憶装置に記憶されているか否か判定する。曲率推定ＥＣＵは、上述変更元車線および変更先車線の設定が記憶装置に記憶されていない場合、処理をステップＳ６４へ進める。一方、曲率推定ＥＣＵは、上述変更元車線および変更先車線の設定が記憶装置に記憶されている場合、処理をステップＳ６５へ進める。
【００５８】
ステップＳ６４において、曲率推定ＥＣＵは、変更元車線および変更先車線を設定する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、現時点において白線中心ＷＣより右側の領域に先行車中心ＶＣが存在する場合、白線中心ＷＣより右側の車線を変更元車線として設定し、白線中心ＷＣより左側の車線を変更先車線として設定する。一方、現時点において白線中心ＷＣより左側の領域に先行車中心ＶＣが存在する場合、白線中心ＷＣより左側の車線を変更元車線として設定し、白線中心ＷＣより右側の車線を変更先車線として設定する。
【００５９】
例えば、図６のような前方画像が取得されている場合には、現時点において白線中心ＷＣより左側の領域に先行車中心ＶＣが存在するため、曲率推定ＥＣＵは、左レーン６１を変更元車線として設定し、右レーン６２を変更先車線として設定する。ステップＳ６４の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ６５へ進める。
【００６０】
ステップＳ６５において、曲率推定ＥＣＵは、車線幅Ｄを算出する。車線幅Ｄは、車両１００が走行している車線（以下、自車走行車線と呼称する）の横幅を示す値である。曲率推定ＥＣＵは、先ず、前方画像中の何れの車線が自車走行車線であるかを判別する。なお、曲率推定ＥＣＵは従来周知の任意の手法を用いて自車走行車線を特定して良い。例えば、曲率推定ＥＣＵは、前方画像中において左右対称となる１対の隣り合う白線のペアを検出し、当該白線のペアに挟まれた領域を自車走行車線と判別する。前方画像が図６のような画像である場合、曲率推定ＥＣＵは、左レーン６１を自車走行レーンとして検出する。次いで、曲率推定ＥＣＵは、前方画像における自車走行車線の画像に基づいて車線幅Ｄを算出する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、自車走行車線の横幅方向（Ｘ方向）の画素数、カメラ１１と路面との位置関係、およびカメラ１１の視野に基づいて車線幅Ｄを算出する。ステップＳ６５の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ６６へ進める。
【００６１】
ステップＳ６６において、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動したか否か判定する。例えば、曲率推定ＥＣＵは、白線中心ＷＣより右側の車線を変更元車線として設定し、白線中心ＷＣより左側の車線を変更先車線として設定している場合を想定する。このような場合、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣの座標が白線中心ＷＣの座標より小さければ（左側に存在していれば）先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動したと判定する。また、先行車中心ＶＣの座標が白線中心ＷＣの座標より大きければ（右側に存在していれば）先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動していないと判定する。一方、曲率推定ＥＣＵは、白線中心ＷＣより左側の車線を変更元車線として設定し、白線中心ＷＣより右側の車線を変更先車線として設定している場合を想定する。このような場合、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣの座標が白線中心ＷＣの座標より大きければ（右側に存在していれば）先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動したと判定し、先行車中心ＶＣの座標が白線中心ＷＣの座標より小さければ（左側に存在していれば）先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動していないと判定する。
【００６２】
例えば、左レーン６１が変更元車線、右レーン６２が変更先車線として設定されている場合であって、且つ図６のように先行車中心ＶＣの座標が白線中心ＷＣの座標より小さい状況においては、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動していないと判定する。同様に左レーン６１が変更元車線、右レーン６２が変更先車線として設定されている場合であっても、図７のように先行車中心ＶＣの座標が白線中心ＷＣの座標より大きい状況においては、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動したと判定する。なお、図７は、先行車２００が左レーン６１から右レーン６２へ車線変更した後の前方画像を示す図である。
【００６３】
曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動していないと判定した場合、処理をステップＳ６７へ進める。一方、曲率推定ＥＣＵは、先行車中心ＶＣが変更先車線へ移動したと判定した場合、処理をステップＳ６９へ進める。
【００６４】
ステップＳ６７において、曲率推定ＥＣＵは、現時点の先行車位置情報を変更元車線方向へ所定量ずらして補正する。
【００６５】
具体的には、先ず、曲率推定ＥＣＵは、記憶装置に記憶された過去の先行車位置情報に基づいて道路のカーブの中心点であるカーブ中心Ｃの位置を算出する。中心点Ｃの位置を算出するべく、曲率推定ＥＣＵは、現時点および過去の先行車位置情報をマッピングし、先行車２００の軌跡を算出する。例えば、曲率推定ＥＣＵは、図８に示すように、現在および過去の先行車位置情報を、車両１００を原点とした水平面上の座標系のマップで表す。なお、図８は、先行車位置情報を示すマップのイメージ図である。図８において、地点Ｐ１１、地点Ｐ１２、および地点Ｐ１３は、各々、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３において取得された過去の先行車位置情報を古いものから順に示したものである。また、地点Ｐ１４は、現時点、すなわち時刻ｔ４において取得した先行車位置情報を示したものである。曲率推定ＥＣＵは、地点Ｐ１１から地点Ｐ１３を円弧近似し、当該円弧の中心点をカーブ中心Ｃとして算出する。
【００６６】
次いで、曲率推定ＥＣＵは、現時点の先行車２００の先行車位置情報を示す地点Ｐ１４とカーブ中心Ｃとを結ぶ軸線Ｊを算出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、地点Ｐ１４から軸線Ｊに沿って変更元車線方向（カーブの外側方向）へ車線幅Ｄの半分、すなわちＤ／２だけずらした地点Ｐ１４Ｃを、当該時点、すなわち時刻ｔ１４の先行車位置情報として算出し、記憶装置に上書きして記憶する。ステップＳ６７の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ６８へ進める。
【００６７】
上述ステップＳ６７の処理によれば、カーブ中心Ｃを中心に先行車位置情報が補正されるため、先行車位置情報を変更元車線上へ補正することができる。
【００６８】
ステップＳ６８において、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグをオンに設定する。車線変更前フラグは、当該フラグの状態がオンに設定されている場合、車線変更中の先行車の中心が未だ変更先車線の領域内へ移動していないことを示し、当該フラグの状態がオフに設定されている場合、車線変更中の先行車の中心が変更先車線の領域内へ移動したことを示すフラグデータである。詳細は後述するが、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグのオン／オフの状態に応じて適切に先行車位置情報を補正することができる。本ステップにおいては、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグの状態をオンに設定し、当該フラグの状態を記憶装置に記憶する。ステップＳ６８の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、位置情報補正処理を完了し、処理を図２のステップＳ８へ進める。
【００６９】
ステップＳ６９において、曲率推定ＥＣＵは、現時点の先行車位置情報を変更先車線方向へ所定量ずらして補正する。以下、図９を参照して、曲率推定ＥＣＵが現時点の先行車位置情報を変更先車線方向へ補正する方法について説明する。なお、図９は、現時点および過去の時点の先行車位置情報が補正される様子を示す図である。図９は図８に示す状況（時刻ｔ４）から、さらに先行車２００が進行した時刻ｔ５の様子を示す。図９において、時刻ｔ５に取得された先行車位置情報は地点Ｐ１５として示す。
【００７０】
具体的には、先ず、曲率推定ＥＣＵは、上述ステップＳ６７と同様にして過去の先行車位置情報に基づいてカーブ中心Ｃの位置を算出する。次いで、曲率推定ＥＣＵは、現時点の先行車２００の先行車位置情報を示す地点Ｐ１５とカーブ中心Ｃとを結ぶ軸線を算出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、地点Ｐ１５から当該軸線に沿って変更先車線方向（カーブの内側方向）へ車線幅Ｄの半分、すなわちＤ／２だけ移動した地点Ｐ１５Ｃを、補正後の先行車位置情報として算出し、記憶装置に上書きして記憶する。ステップＳ６９の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ７０へ進める。
【００７１】
ステップＳ７０において、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグがオンであるか否かを判定する。曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグがオンである場合、処理をステップＳ７１へ進める。一方、曲率推定ＥＣＵは、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグがオフである場合、位置情報補正処理を完了し、処理を図２のステップＳ８へ進める。
【００７２】
ステップＳ７１において、曲率推定ＥＣＵは、過去の相対位置情報を変更先車線方向へ補正する。具体的には、先ず曲率推定ＥＣＵは、過去の先行車位置情報を示す各地点と上述ステップＳ６９において算出したカーブ中心Ｃとを結ぶ軸線を算出する。図９においては、地点Ｐ１１からＰ１３、および地点Ｐ１４Ｃと、カーブ中心Ｃとを各々結ぶ軸線を算出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、各地点Ｐ１１からＰ１３およびＰ１４Ｃを、各々対応する軸線に沿って変更先車線方向（カーブの内側方向）へ車線幅Ｄだけ移動した地点Ｐ１１Ｃ、Ｐ１２Ｃ、Ｐ１３Ｃ、およびＰ１４ＣＣを、補正後の各時点の先行車位置情報として算出する。ステップＳ７１の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ７２へ進める。
【００７３】
ステップＳ７２において、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグをオフに設定する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、車線変更前フラグの状態をオフに設定し、当該フラグの状態を記憶装置に記憶する。ステップＳ７２の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、位置情報補正処理を完了し、処理を図２のステップＳ８へ進める。
【００７４】
上述ステップＳ７０からＳ７２の処理によれば、先行車２００が車線を変更した直後には、現時点の先行車位置情報だけでなく、過去の先行車位置情報も補正されるため、各時点における先行車位置情報を変更先車線上へ適切に補正することができる。
【００７５】
上述の位置情報補正処理によれば、先行車位置情報の補正量、および補正方向を先行車の車線変更状況に応じて変更することができる。したがって、先行車位置情報を、先行車が変更元車線または変更先車線のカーブ形状に沿った位置へ補正することができる。
【００７６】
図２の説明に戻り、ステップＳ７において、曲率推定ＥＣＵは、変更元車線および変更先車線の設定を初期化する。具体的には、上述ステップＳ６４において記憶装置に記憶した変更元車線および変更先車線の設定を初期化し、白線中心ＷＣより左側の車線、および白線中心ＷＣより右側の車線の何れも変更元車線および変更先車線でないと設定する。ステップＳ７の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ８へ進める。
【００７７】
ステップＳ８において、曲率推定ＥＣＵは、先行車軌跡Ｔｓを算出する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、上述の処理により取得、或いは補正された各時点における先行車位置情報を上述ステップＳ６７に示したようにマッピングした後、当該先行車位置情報を円弧近似して得られる円弧線を先行車軌跡Ｔｓとして算出する。すなわち、先行車軌跡Ｔｓは、先行車２００の走行軌跡を示す円弧線である。例えば、上述図９に示した通り補正された先行車位置情報Ｐ１１ＣからＰ１５Ｃを円弧近似すると、図１１に示す通り、右レーン６２のカーブに沿った先行車軌跡Ｔｓを得ることができる。なお、図１１は、マップ上で先行車軌跡Ｔｓおよび先行車曲率半径ｒＬを示す図である。ステップＳ８の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ９へ進める。
【００７８】
ステップＳ９において、曲率推定ＥＣＵは、曲率半径算出処理を実行する。曲率半径算出処理は、先行車曲率半径ｒＬ、および自車線曲率半径ｒＳを算出する処理である。先行車曲率半径ｒＬは、先行車２００が走行する車線の曲率半径である。自車線曲率半径ｒＳは、車両１００が走行する車線の前方における曲率半径である。曲率推定ＥＣＵは、曲率半径算出処理を開始すると、先ず、図１０のステップＳ９１の処理を実行する。なお、図１０は、曲率半径算出処理を示すフローチャートである。
【００７９】
ステップＳ９１において、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬを算出する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、カーブ中心Ｃから先行車軌跡Ｔｓまでの距離を先行車曲率半径ｒＬとして算出する（図１１参照）。ステップＳ９１の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ９２へ進める。
【００８０】
上述ステップＳ９１の処理によれば、先行車軌跡Ｔｓが道路のカーブに沿うよう予め補正されているため、先行車曲率半径ｒＬを当該先行車軌跡Ｔｓに基づいて正確に算出することができる。
【００８１】
ステップＳ９２において、曲率推定ＥＣＵは、先行車軌跡は自車走行車線上に存在するか否か判定する。例えば曲率推定ＥＣＵは、現時点において先行車中心ＶＣが存在する車線と自車走行車線とが同一であるか否かを前方画像に基づいて判定する。そして、曲率推定ＥＣＵは、現時点において車両中心ＶＣが存在する車線と自車走行車線とが同一である場合、先行車軌跡Ｔｓは自車走行車線上に存在すると判定し、処理をステップＳ９３へ進める。一方、曲率推定ＥＣＵは、現時点において車両中心ＶＣが存在する車線と自車走行車線とが同一でない場合、先行車軌跡は自車走行車線上に存在しないと判定し、処理をステップＳ９４へ進める。
【００８２】
ステップＳ９３において、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬの値を自車線曲率半径ｒＳの値とする。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬの値を記憶装置から読み出し、下式（１）の通りに自車線曲率半径ｒＳの値を算出して記憶装置に記憶する。
ｒＳ＝ｒＬ …（１）
曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ９３の処理を完了すると、曲率半径算出処理を完了し、処理を図２のステップＳ１０へ進める。
【００８３】
ステップＳ９４において、曲率推定ＥＣＵは、先行車の走行車線はカーブの内側か否か判定する。例えば、曲率推定ＥＣＵは、上述ステップＳ９１において生成したマップ上において、車両１００の中心を通り、車両１００の進行方向を示す進行軸線Ｕを算出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、進行軸線Ｕと、先行車軌跡Ｔｓとが交わらない場合、先行車２００の走行車線はカーブの内側であると判定し、処理をステップＳ９５へ進める（図１１参照）。一方、曲率推定ＥＣＵは、進行軸線Ｕと、先行車軌跡Ｔｓとが交わる場合、先行車２００の走行車線はカーブの外側であると判定し、処理をステップＳ９６へ進める。
【００８４】
ステップＳ９５において、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬの値に車線幅Ｄを加算した値を自車線曲率半径ｒＳの値とする。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬおよび車線幅Ｄの値を記憶装置から読み出し、下式（２）の通りに自車線曲率半径ｒＳの値を算出して記憶装置に記憶する。なお、曲率推定ＥＣＵは、車線幅Ｄを算出するステップＳ６５の処理を予め実行していない場合、本ステップにおいて車線幅Ｄを算出する。
ｒＳ＝ｒＬ＋Ｄ …（２）
曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ９５の処理を完了すると、曲率半径算出処理を完了し、処理を図２のステップＳ１０へ進める。
【００８５】
ステップＳ９６において、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬの値に車線幅Ｄを減算した値を自車線曲率半径ｒＳの値とする。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬおよび車線幅Ｄの値を記憶装置から読み出し、下式（３）の通りに自車線曲率半径ｒＳの値を算出して記憶装置に記憶する。なお、曲率推定ＥＣＵは、車線幅Ｄを算出するステップＳ６５の処理を予め実行していない場合、本ステップにおいて車線幅Ｄを算出する。
ｒＳ＝ｒＬ−Ｄ …（３）
曲率推定ＥＣＵは、ステップＳ９６の処理を完了すると、曲率半径算出処理を完了し、処理を図２のステップＳ１０へ進める。
【００８６】
上述ステップＳ９２からＳ９６の処理によれば、曲率推定ＥＣＵは、自車線曲率半径ｒＳを先行車曲率半径ｒＳに基づいて正確に算出することができる。例えば、図１２のように車両１００が左レーン６１を走行している際に、先行車２００が右レーン６２へ車線変更した状況を想定する。なお、図１２は、マップ上で自車線曲率半径ｒＳを示す図である。図１２のような状況において、曲率推定ＥＣＵは、先ず先行車曲率半径ｒＬ（ステップＳ９１）を算出する。次いで、曲率推定ＥＣＵは、先行車２００が走行する右レーン６２が、車両１００が走行する左レーン６１より内側の車線であると判定する（ステップＳ９４）。そして、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬに車線幅Ｄを加算して自車線曲率半径ｒＳを算出する（ステップＳ９５）。このように、曲率推定ＥＣＵは、車両１００が走行する車線と先行車２００が走行する車線との位置関係、および当該各車線の間隔に応じて、先行車曲率半径ｒＬを増減することによって、自車線曲率半径ｒＳを正確に求めることが可能である。
【００８７】
ステップＳ１０において、曲率推定ＥＣＵは、車両１００が走行する道路の曲率Ｋを算出および出力する。具体的には、先ず、曲率推定ＥＣＵは、自車線曲率半径ｒＳの値を記憶装置から読み出し、下式（４）の通りに曲率Ｋの値を算出する。
Ｋ＝１／ｒＳ …（４）
そして、曲率推定ＥＣＵは、算出した曲率Ｋの値を示すデータを車両制御ＥＣＵ２０へ出力する。
ステップＳ１０の処理を完了すると、曲率推定ＥＣＵは、処理をステップＳ１１へ進める。
【００８８】
上述ステップＳ９およびＳ１０の処理によれば、曲率推定ＥＣＵは、車両１００が走行する車線の曲率を、道路の曲率Ｋとして算出することができる。道路の曲率Ｋは、当該曲率Ｋの値に応じた車両制御を後に行うことを鑑みれば、車両１００の走行車線の曲率と略同一に算出されることが望ましい。上述の通り、曲率推定ＥＣＵは、車両１００が走行する車線の曲率を道路の曲率Ｋとして算出するため、車両制御ＥＣＵ２０は、当該曲率Ｋの値に応じて適切な車両制御を行うことが可能となる。
【００８９】
ステップＳ１１において、曲率推定ＥＣＵは、終了処理が実行されたか否か判定する。具体的には、曲率推定ＥＣＵは、車両１００のＩＧ電源がオフに設定されたか否か検出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、車両１００のＩＧ電源がオフに設定されたと検出した場合、終了処理が実行されたと判定し、図２の処理を終了する。一方、曲率推定ＥＣＵは、車両１００のＩＧ電源がオンに設定されていると検出した場合、終了処理が実行されていないと判定し、処理をステップＳ１へ戻す。
【００９０】
以上より、本実施形態に係る道路曲率推定装置１によれば、先行車が車線変更したか否かを、車両前方を写した前方画像に基づいて容易且つ正確に判別することができる（上述ステップＳ１かＳ５）。また、先行車が車線変更した場合、当該先行車の走行軌跡を補正して算出するため、道路の曲率を正確に推定することが可能である（上述ステップＳ６からＳ９）。したがって、道路曲率推定装置１によれば、先行車２００の走行軌跡に応じて車両１００が走行する道路の曲率を正確に算出することができる。
【００９１】
なお、上述ステップＳ１０の処理においては、曲率推定ＥＣＵが自車線曲率半径ｒＳに基づいて曲率Ｋを算出する例について説明したが、曲率推定ＥＣＵは、先行車曲率半径ｒＬに基づいて曲率Ｋを算出しても構わない。具体的には下式（５）に基づいて曲率Ｋを算出しても構わない。
Ｋ＝１／ｒＬ …（５）
このように曲率Ｋを算出する場合、曲率推定ＥＣＵはステップＳ９２からＳ９６の処理を省略可能であるため、少ない処理量で曲率Ｋを算出することができる。
【００９２】
また、上述の位置情報補正処理のステップＳ６７、およびステップＳ６９では、曲率推定ＥＣＵが現時点の先行車位置情報をＤ／２だけずらして補正する例について説明したが、先行車位置情報の補正量は上記の値に限らずとも良い。例えば、曲率推定ＥＣＵは、白線５３と車両１００との間隔に応じて先行車位置情報の補正量を決定しても良い。具体的には、前方画像に基づいて白線中心ＷＣから車両中心ＶＣまでの間隔Ｑを算出する。そして、曲率推定ＥＣＵは、現時点の先行車位置情報をＤ／２−Ｑだけずらして補正する。このような処理によれば、先行車位置情報を、より厳密に各車線のカーブに沿った先行車軌跡を得ることができる。
【００９３】
また、上述の位置情報補正処理のステップＳ６７、ステップＳ６９、およびステップＳ７１では、曲率推定ＥＣＵが先行車位置情報を、カーブ中心Ｃを中心とする放射軸線に沿ってずらして補正する例について説明したが、曲率推定ＥＣＵが先行車位置情報をずらす方向は上記の方向に限らずとも良い。例えば、曲率推定ＥＣＵは、先行車位置情報を先行車２００の左右方向へずらして補正しても構わない。このような処理によれば、曲率推定ＥＣＵは、カーブ中心Ｃを算出する処理を省略して、少ない処理量で先行車位置情報を補正することができる。
【００９４】
また、上述の実施形態では、レーダー１２によって先行車２００の先行車位置情報を検出する例について説明したが、先行車２００の先行車位置情報を検出可能であれば他の手法を用いても構わない。例えば、カメラ１１から取得した前方画像に基づいて先行車２００の先行車位置情報を検出しても構わない。前方画像中の検出物の大きさおよび位置等と、車両１００に対する当該検出物の相対位置との対応関係は設計上既知の事項であり、曲率推定ＥＣＵ１３は、当該対応関係に基づいて前方画像に撮像された先行車２００の先行車位置情報を算出する。このように、前方画像に基づいて先行車２００の先行車位置情報を検出する場合、レーダー１２を備える必要がなく、安価且つ簡単な構成で先行車２００の先行車位置情報を取得することができる。
【００９５】
また、上述の実施形態では、先行車位置情報をレーダー１２により検出する例について説明したが、レーダー１２を、車両１００の前方に存在する物体の相対的な位置情報を検出可能な任意の装置に代替して道路曲率推定装置１を構成しても良い。例えば、カメラ１１に撮像された前方画像に基づいて車両１００の前方に存在する物体の相対的な位置情報を検出しても構わない。前方画像に基づいて先行車位置情報を得る場合、先行車位置情報を得るためにレーダー１２を備える必要がなく、低コストで道路曲率推定装置１を構成することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明に係る道路曲率推定装置は、自車両が進行する道路の曲率を正確に推定可能とする道路曲率推定装置などとして有用である。
【符号の説明】
【００９７】
１ 道路曲率推定装置
１１ カメラ
１２ レーダー
１３ 曲率推定ＥＣＵ
２０ 車両制御ＥＣＵ
２１ ステアリング装置
２２ ブレーキ装置
２３ 表示装置
５１、５２、５３ 白線
６１ 左レーン
６２ 右レーン
１００ 車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の前方の道路の曲率を推定する道路曲率推定装置であって、
前記自車両の前方を走行する先行車の走行軌跡を検出する先行車軌跡検出手段と、
前記自車両の前方を写した前方画像を撮像する撮像手段と、
少なくとも前記先行車が車線変更したか否かを、前記前方画像中における当該先行車および白線の位置関係に基づいて判定する車線変更判定手段と、
前記先行車が車線変更したと判定された場合、当該先行車の走行軌跡を当該車線変更先の車線に沿うように補正する先行車軌跡補正手段と、
前記先行車の走行軌跡に基づいて前記道路の曲率を推定する曲率推定手段とを備える道路曲率推定装置。
【請求項２】
前記先行車軌跡検出手段は、
予め定められた時間毎に前記先行車の位置を示す先行車位置情報を検出する先行車位置検出手段と、
前記先行車位置情報を順次記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された各時点における前記先行車位置情報に基づいて前記先行車の走行軌跡を算出する軌跡算出手段とを含み、
前記先行車軌跡補正手段は、前記先行車位置情報を補正することによって前記先行車の走行軌跡を補正することを特徴とする、請求項１に記載の道路曲率推定装置。
【請求項３】
前記車線変更判定手段は、
前記先行車が車線変更中であるか否かを前記前方画像における前記先行車および白線の位置関係に基づいて判定する車線変更状況判定手段と
前記先行車が車線変更中であると判定された場合、前記先行車の車線変更の進捗を判別する進捗判別手段とをさらに含み、
前記先行車軌跡補正手段は、前記先行車が車線変更中であると判定された場合、現時点および過去の前記先行車位置情報を前記先行車の車線変更の進捗状況に応じて補正することによって前記先行車の走行軌跡を補正することを特徴とする、請求項２に記載の道路曲率推定装置。
【請求項４】
前記前方画像中において前記先行車が車線変更前に走行する変更元車線を示す領域を検出する変更元車線検出手段と、
前記前方画像中において前記先行車が車線変更後に走行する変更先車線を示す領域を検出する変更先車線検出手段と
前記前方画像中において前記先行車を示す領域の中心である先行車中心点の位置を検出する先行車中心検出手段とをさらに備え、
車線変更状況判別手段は、前記先行車中心点が未だ前記変更元車線内に存在するか、或いは、前記先行車中心点が既に前記変更先車線内へ移動した後であるかを前記前方画像に基づいて判定し、
前記先行車軌跡補正手段は、（ａ）前記先行車中心点が未だ前記変更元車線内へ存在する状況では、前記先行車位置情報を前記変更元車線側にずらして補正し、（ｂ）前記先行車中心点が前記変更先車線内へ移動した直後の時点では、当該時点および過去の前記先行車位置情報を前記変更先車線側にずらして補正し、（ｃ）前記先行車中心点が前記変更先車線内へ移動した後は、現時点の前記先行車位置情報を前記変更先車線側にずらして補正することを特徴とする、請求項３に記載の道路曲率推定装置。
【請求項５】
過去の前記先行車位置情報に基づいて前記道路のカーブの中心位置を算出するカーブ中心算出手段をさらに備え、
前記走行軌跡補正手段は、現時点および過去の前記先行車位置情報を、前記カーブの中心位置を中心とする放射軸線に沿って各々ずらして補正することを特徴とする、請求項３に記載の道路曲率推定装置。
【請求項６】
前記前方画像に基づいて前記自車両が走行する自車走行車線の横幅を算出する車線幅算出手段をさらに備え、
前記先行車軌跡補正手段は、現時点の前記先行車位置情報を前記自車走行車線の横幅の略半分だけずらして補正することを特徴とする、請求項３および４の少なくとも何れか一つに記載の道路曲率推定装置。
【請求項７】
前記前方画像に基づいて前記自車両が走行する自車走行車線の横幅を算出する車線幅算出手段をさらに備え、
前記先行車軌跡補正手段は、過去の前記先行車位置情報を前記自車走行車線の横幅だけずらして補正することを特徴とする、請求項３および４の少なくとも何れか一つに記載の道路曲率推定装置。
【請求項８】
前記前方画像に基づいて前記先行車中心点と前記白線中心点との間隔を算出する間隔算出手段をさらに備え、
前記先行車軌跡補正手段は、少なくとも現時点における前記先行車位置情報を前記間隔だけ前記変更先車線側へずらして補正することを特徴とする、請求項３および４の少なくとも何れか一つに記載の道路曲率推定装置。
【請求項９】
前記車線変更判定手段は、前記前方画像中において、（ｄ）前記白線を示す領域と前記先行車を示す領域とが当該前方画像の横方向に重なっている場合、前記先行車が車線変更中であると判定し、（ｅ）前記白線画像の領域と前記先行車画像の領域とが当該前方画像の横方向に重なっていない場合、前記先行車が車線変更中でないと判定することを特徴とする、請求項１に記載の道路曲率推定装置。
【請求項１０】
前記曲率推定手段は、
現時点および過去の前記先行車位置情報に基づいて算出した前記先行車の走行軌跡を円弧近似し、当該円弧の曲率半径を先行車曲率半径として算出する先行車曲率半径算出手段と、
前記先行車曲率半径の逆数を前記道路の曲率として算出する、第１曲率計算手段とを含むことを特徴とする、請求項２に記載の道路曲率推定装置。
【請求項１１】
前記曲率推定手段は、
現時点および過去の前記先行車位置情報に基づいて算出した前記先行車の走行軌跡を円弧近似し、当該円弧の曲率半径を先行車曲率半径として算出する先行車曲率半径算出手段と、
前記自車両が走行する車線の曲率半径である自車線曲率半径を前記先行車曲率半径に基づいて算出する自車線曲率半径算出手段と、
前記自車線曲率半径の逆数を前記道路の曲率として算出する、第２曲率計算手段とを含むことを特徴とする、請求項２に記載の道路曲率推定装置。
【請求項１２】
前記曲率推定手段は、
前記先行車が前記自車両と異なる車線を走行しているか否かを判定する走行車線判別手段をさらに含み、
前記自車線曲率半径算出手段は、（ｆ）前記先行車が前記自車両と異なる車線を走行している場合、前記先行車曲率半径を補正した値を自車両の走行車線の曲率半径である自車線曲率半径として算出し、（ｇ）前記先行車が前記自車両と同じ車線を走行している場合、前記先行車曲率半径をそのまま前記自車線曲率半径として算出することを特徴とする、請求項１１に記載の道路曲率推定装置。
【請求項１３】
前記先行車位置検出手段は、前記自車両の前方へ電磁波を照射し、当該電磁波が先行車から反射して成る反射波を受信することによって前記先行車の位置を検出するレーダー装置であることを特徴とする、請求項２に記載の道路曲率推定装置。
【請求項１４】
前記先行車位置検出手段は、前記前方画像に基づいて前記先行車の位置を算出することを特徴とする、請求項２に記載の道路曲率推定装置。
【請求項１】
自車両の前方の道路の曲率を推定する道路曲率推定装置であって、
前記自車両の前方を走行する先行車の走行軌跡を検出する先行車軌跡検出手段と、
前記自車両の前方を写した前方画像を撮像する撮像手段と、
少なくとも前記先行車が車線変更したか否かを、前記前方画像中における当該先行車および白線の位置関係に基づいて判定する車線変更判定手段と、
前記先行車が車線変更したと判定された場合、当該先行車の走行軌跡を当該車線変更先の車線に沿うように補正する先行車軌跡補正手段と、
前記先行車の走行軌跡に基づいて前記道路の曲率を推定する曲率推定手段とを備える道路曲率推定装置。
【請求項２】
前記先行車軌跡検出手段は、
予め定められた時間毎に前記先行車の位置を示す先行車位置情報を検出する先行車位置検出手段と、
前記先行車位置情報を順次記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された各時点における前記先行車位置情報に基づいて前記先行車の走行軌跡を算出する軌跡算出手段とを含み、
前記先行車軌跡補正手段は、前記先行車位置情報を補正することによって前記先行車の走行軌跡を補正することを特徴とする、請求項１に記載の道路曲率推定装置。
【請求項３】
前記車線変更判定手段は、
前記先行車が車線変更中であるか否かを前記前方画像における前記先行車および白線の位置関係に基づいて判定する車線変更状況判定手段と
前記先行車が車線変更中であると判定された場合、前記先行車の車線変更の進捗を判別する進捗判別手段とをさらに含み、
前記先行車軌跡補正手段は、前記先行車が車線変更中であると判定された場合、現時点および過去の前記先行車位置情報を前記先行車の車線変更の進捗状況に応じて補正することによって前記先行車の走行軌跡を補正することを特徴とする、請求項２に記載の道路曲率推定装置。
【請求項４】
前記前方画像中において前記先行車が車線変更前に走行する変更元車線を示す領域を検出する変更元車線検出手段と、
前記前方画像中において前記先行車が車線変更後に走行する変更先車線を示す領域を検出する変更先車線検出手段と
前記前方画像中において前記先行車を示す領域の中心である先行車中心点の位置を検出する先行車中心検出手段とをさらに備え、
車線変更状況判別手段は、前記先行車中心点が未だ前記変更元車線内に存在するか、或いは、前記先行車中心点が既に前記変更先車線内へ移動した後であるかを前記前方画像に基づいて判定し、
前記先行車軌跡補正手段は、（ａ）前記先行車中心点が未だ前記変更元車線内へ存在する状況では、前記先行車位置情報を前記変更元車線側にずらして補正し、（ｂ）前記先行車中心点が前記変更先車線内へ移動した直後の時点では、当該時点および過去の前記先行車位置情報を前記変更先車線側にずらして補正し、（ｃ）前記先行車中心点が前記変更先車線内へ移動した後は、現時点の前記先行車位置情報を前記変更先車線側にずらして補正することを特徴とする、請求項３に記載の道路曲率推定装置。
【請求項５】
過去の前記先行車位置情報に基づいて前記道路のカーブの中心位置を算出するカーブ中心算出手段をさらに備え、
前記走行軌跡補正手段は、現時点および過去の前記先行車位置情報を、前記カーブの中心位置を中心とする放射軸線に沿って各々ずらして補正することを特徴とする、請求項３に記載の道路曲率推定装置。
【請求項６】
前記前方画像に基づいて前記自車両が走行する自車走行車線の横幅を算出する車線幅算出手段をさらに備え、
前記先行車軌跡補正手段は、現時点の前記先行車位置情報を前記自車走行車線の横幅の略半分だけずらして補正することを特徴とする、請求項３および４の少なくとも何れか一つに記載の道路曲率推定装置。
【請求項７】
前記前方画像に基づいて前記自車両が走行する自車走行車線の横幅を算出する車線幅算出手段をさらに備え、
前記先行車軌跡補正手段は、過去の前記先行車位置情報を前記自車走行車線の横幅だけずらして補正することを特徴とする、請求項３および４の少なくとも何れか一つに記載の道路曲率推定装置。
【請求項８】
前記前方画像に基づいて前記先行車中心点と前記白線中心点との間隔を算出する間隔算出手段をさらに備え、
前記先行車軌跡補正手段は、少なくとも現時点における前記先行車位置情報を前記間隔だけ前記変更先車線側へずらして補正することを特徴とする、請求項３および４の少なくとも何れか一つに記載の道路曲率推定装置。
【請求項９】
前記車線変更判定手段は、前記前方画像中において、（ｄ）前記白線を示す領域と前記先行車を示す領域とが当該前方画像の横方向に重なっている場合、前記先行車が車線変更中であると判定し、（ｅ）前記白線画像の領域と前記先行車画像の領域とが当該前方画像の横方向に重なっていない場合、前記先行車が車線変更中でないと判定することを特徴とする、請求項１に記載の道路曲率推定装置。
【請求項１０】
前記曲率推定手段は、
現時点および過去の前記先行車位置情報に基づいて算出した前記先行車の走行軌跡を円弧近似し、当該円弧の曲率半径を先行車曲率半径として算出する先行車曲率半径算出手段と、
前記先行車曲率半径の逆数を前記道路の曲率として算出する、第１曲率計算手段とを含むことを特徴とする、請求項２に記載の道路曲率推定装置。
【請求項１１】
前記曲率推定手段は、
現時点および過去の前記先行車位置情報に基づいて算出した前記先行車の走行軌跡を円弧近似し、当該円弧の曲率半径を先行車曲率半径として算出する先行車曲率半径算出手段と、
前記自車両が走行する車線の曲率半径である自車線曲率半径を前記先行車曲率半径に基づいて算出する自車線曲率半径算出手段と、
前記自車線曲率半径の逆数を前記道路の曲率として算出する、第２曲率計算手段とを含むことを特徴とする、請求項２に記載の道路曲率推定装置。
【請求項１２】
前記曲率推定手段は、
前記先行車が前記自車両と異なる車線を走行しているか否かを判定する走行車線判別手段をさらに含み、
前記自車線曲率半径算出手段は、（ｆ）前記先行車が前記自車両と異なる車線を走行している場合、前記先行車曲率半径を補正した値を自車両の走行車線の曲率半径である自車線曲率半径として算出し、（ｇ）前記先行車が前記自車両と同じ車線を走行している場合、前記先行車曲率半径をそのまま前記自車線曲率半径として算出することを特徴とする、請求項１１に記載の道路曲率推定装置。
【請求項１３】
前記先行車位置検出手段は、前記自車両の前方へ電磁波を照射し、当該電磁波が先行車から反射して成る反射波を受信することによって前記先行車の位置を検出するレーダー装置であることを特徴とする、請求項２に記載の道路曲率推定装置。
【請求項１４】
前記先行車位置検出手段は、前記前方画像に基づいて前記先行車の位置を算出することを特徴とする、請求項２に記載の道路曲率推定装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−６５２１９（Ｐ２０１１−６５２１９Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１２８６７（Ｐ２００９−２１２８６７）
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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