(57)【要約】【課題】より正確なレーン地図を生成するための車線位置情報を出力できるようにした車線位置情報出力装置を提供する。【解決手段】車線位置情報出力装置１０は、車両の周辺を撮像する撮像部（１３）と、前記撮像部が撮像する画像から車線を抽出する車線抽出部（３１）と、前記車線抽出部が抽出する車線の位置を示す車線位置情報を出力する車線位置情報出力部（３２）と、を備え、前記車線位置情報出力部は、前記撮像部が撮像する画像に車線が正確に表れる所定の場合に前記車線位置情報を出力する。【選択図】図１
2020087001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周辺を撮像する撮像部（１３）と、
前記撮像部が撮像する画像から車線を抽出する車線抽出部（３１）と、
前記車線抽出部が抽出する車線の位置を示す車線位置情報を出力する車線位置情報出力部（３２）と、
を備え、
前記車線位置情報出力部は、前記撮像部が撮像する画像に車線が正確に表れる所定の場合に前記車線位置情報を出力する車線位置情報出力装置。
【請求項２】
前記所定の場合は、前記撮像部が撮像する画像の中央に車線が存在しない場合である請求項１に記載の車線位置情報出力装置。
【請求項３】
前記所定の場合は、車両を走行レーンに沿って走行させるレーンキープ機能がオフされている場合である請求項１または２に記載の車線位置情報出力装置。
【請求項４】
前記車線抽出部は、前記撮像部が撮像する画像から車線を抽出できない場合に、車線を抽出できないことを示す抽出不能情報を出力する請求項１から３の何れか１項に記載の車線位置情報出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両の走行レーンを表すレーン地図を生成するための車線位置情報を出力する車線位置情報出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、車載カメラにより車両の周辺を撮像し、得られた画像から車線の位置情報を生成し、生成した車線の位置情報に基づき、車両の走行レーンを表すレーン地図を生成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６１９７３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば車両が車線変更を行うような場合には、車両の真下に車線が位置した状態を経由することになる。つまり、車両が車線を跨ぐ状態を経由することになる。そして、このような状態では、画像内において車線の位置を特定する際の基準位置と車両の真下に位置する車線とが重なる可能性があり、このような場合には、複数の車線の位置情報を正確に特定することが困難となる。そして、このような不正確な車線位置情報に基づきレーン地図を生成したとしても、正確なレーン地図を生成することは困難である。
【０００５】
そこで、より正確なレーン地図を生成するための車線位置情報を出力できるようにした車線位置情報出力装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る車線位置情報出力装置は、車両の周辺を撮像する撮像部１３と、撮像部が撮像する画像から車線を抽出する車線抽出部３１と、車線抽出部が抽出する車線の位置を示す車線位置情報を出力する車線位置情報出力部３２と、を備えている。車線位置情報出力部３２は、撮像部が撮像する画像に車線が正確に表れる所定の場合に車線位置情報を出力する。
【０００７】
この構成によれば、撮像部が撮像する画像に車線が正確に表れる所定の場合に車線位置情報が出力されるため、この車線位置情報に基づけば、より正確なレーン地図を生成することができる。即ち、本開示に係る車線位置情報出力装置によれば、より正確なレーン地図を生成するための車線位置情報を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る車線位置情報出力装置、センターサーバ、レーン地図生成システムの構成例を概略的に示す図
【図２】本実施形態に係る撮像部により撮像される画像の一例を概略的に示す図
【図３】本実施形態に係るレーン地図の生成例を概略的に示す図
【図４】本実施形態に係る車線位置情報出力装置の動作例を概略的に示すフローチャート
【図５】本実施形態に係る車線位置情報を正確に出力できない状況例を概略的に示す図
【図６】本実施形態に係る画像解析情報に基づく状況判定処理の一例を示すフローチャート
【図７】本実施形態に係る車両情報に基づく状況判定処理の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、車線位置情報出力装置に係る一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に例示する車線位置情報出力装置１０は、例えば車両１１などの移動体に搭載されるものであり、制御部１２、撮像部１３、通信部１４、現在位置推定部１５などを備えている。制御部１２は、例えばマイクロコンピュータやメモリなどを主体として構成されており、制御プログラムに基づき車線位置情報出力装置１０の動作全般を制御する。撮像部１３は、例えば車両１１に搭載される車載カメラで構成されており、車両１１の周辺、この場合、少なくとも車両１１の走行方向前方を撮像可能に構成されている。通信部１４は、例えば、図示しない通信用アンテナなどを備える通信モジュールで構成されており、外部のセンターサーバ２０に無線通信可能に構成されている。
【００１０】
現在位置推定部１５は、例えばＧＰＳアンテナ（ＧＰＳ：Global Positioning System）などの図示しない測位用アンテナ、加速度センサ、車速センサなどを備えている。現在位置推定部１５は、測位用衛星から測位用アンテナを介して受信する信号、加速度センサにより検知される車両１１の加速度、車速センサにより検知される車両１１の走行速度などの各種の情報に基づいて、車両１１の現在位置を推定可能に構成されている。また、制御部１２は、撮像部１３により得られる画像データに、現在位置推定部１５により推定される現在位置情報を付加可能に構成されている。つまり、制御部１２は、撮像部１３により得られる画像データに、その画像が撮像された位置を示す位置情報を付加可能に構成されている。
【００１１】
また、制御部１２は、制御プログラムを実行することにより、車線抽出部３１、車線位置情報出力部３２をソフトウェアにより仮想的に実現する。なお、車線位置情報出力装置１０は、車線抽出部３１、車線位置情報出力部３２などの各種の処理部をハードウェアにより実現する構成としてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせにより実現する構成としてもよい。
【００１２】
車線抽出部３１は、撮像部１３が撮像する画像に周知の画像解析処理を施すことにより、当該画像から「車線」を抽出する。具体的には、車線位置情報出力装置１０は、車線を表す複数種類の車線パターンデータを予め格納しており、車線抽出部３１は、撮像部１３により得られる画像データと複数種類の車線パターンデータとをマッチングさせることにより、撮像部１３が撮像する画像から「車線」を抽出可能となっている。
【００１３】
車線位置情報出力部３２は、車線抽出部３１が画像から抽出する車線の位置を示す車線位置情報を生成する。具体的には、図２に例示するように、車線位置情報出力部３２は、撮像部１３により得られた画像Ｇ内に基準位置Ｋを設定する。この場合、車線位置情報出力部３２は、撮像部１３により得られた画像Ｇの左右方向の中央位置を基準位置Ｋとして設定する。
【００１４】
そして、車線位置情報出力部３２は、設定した基準位置Ｋを基準として、車線抽出部３１が抽出した車線の位置を示す車線位置情報を生成する。図２に例示する画像Ｇにおいては、複数、この場合、２つの車線Ｌ１，Ｌ２が存在している。そのため、車線位置情報出力部３２は、複数の車線Ｌ１，Ｌ２について、それぞれ中央位置Ｋを基準として車線位置情報Ｐ１，Ｐ２を生成する。
【００１５】
なお、上述した通り、撮像部１３により得られる画像データには、現在位置推定部１５より推定された現在位置情報、換言すれば、その画像が撮像された位置を示す位置情報を付加することができる。そのため、撮像部１３により得られる画像データに現在位置情報を反映させることにより、基準位置Ｋの位置座標、ひいては、この基準位置Ｋを基準として生成される車線位置情報Ｐを、実際の道路上に設定されている座標系、あるいは、地図データ上で設定されている座標系に対応付けることができる。
【００１６】
そして、車線位置情報出力部３２は、生成した車線位置情報Ｐを出力する。この場合、車線位置情報出力部３２は、生成した車線位置情報Ｐを、通信部１４を介してセンターサーバ２０に出力するように構成されている。また、車線位置情報出力部３２は、撮像部１３により得られる複数の画像データについて、それぞれ車線位置情報Ｐを生成して出力する。よって、センターサーバ２０には、撮像部１３によって随時得られる複数の画像から生成される複数の車線位置情報Ｐが蓄積されるようになっている。また、車線位置情報出力部３２は、センターサーバ２０に出力する車線位置情報Ｐに、現在位置推定部１５が推定した現在位置情報を付加する。
【００１７】
次に、センターサーバ２０の構成例について説明する。図１に例示するように、センターサーバ２０は、地図生成部２１、通信部２２などを備えている。通信部２２は、例えば、図示しない通信用アンテナなどを備える通信モジュールで構成されており、外部の車線位置情報出力装置１０に無線通信可能に構成されている。センターサーバ２０は、車線位置情報出力装置１０から出力される車線位置情報Ｐを、通信部２２を介して受信して地図生成部２１に提供する。地図生成部２１は、例えばサーバコンピュータなどを主体として構成されており、車線位置情報出力装置１０から得られる複数の車線位置情報Ｐに基づいて、いわゆるレーン地図を生成する。レーン地図は、道路上に設けられている車両の走行レーンを表す地図である。
【００１８】
ここで、レーン地図の生成例について説明する。図３に例示するように、センターサーバ２０は、車線位置情報出力装置１０から得られる複数の車線位置情報Ｐを、その位置情報に基づき配置する。そして、センターサーバ２０は、これら複数の車線位置情報Ｐを合成することにより、走行レーンを形成する。図３に示す例では、線状に並ぶ複数、この場合、３つの車線位置情報群ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３からなる複数の走行レーンＬ１，Ｌ２，Ｌ３が形成されている。そして、センターサーバ２０は、形成した走行レーンＬを道路上に反映したレーン地図を生成する。そして、センターサーバ２０は、生成したレーン地図を再現するレーン地図データを生成する。
【００１９】
車線位置情報出力装置１０は、センターサーバ２０とともに、レーン地図を生成するレーン地図生成システム４０を構築している。次に、このレーン地図生成システム４０における一部の制御例、つまり、車線位置情報出力装置１０からセンターサーバ２０に車線位置情報Ｐを出力する場合の制御例について説明する。
【００２０】
図４に例示するように、車線位置情報出力装置１０の制御部１２は、撮像部１３による撮像処理を実行すると（Ａ１）、現在位置推定部１５による現在位置推定処理を実行して（Ａ２）、撮像部１３により得られた画像データに現在位置情報を付加する。そして、制御部１２は、撮像部１３により得られた画像データに周知の画像解析処理を施すことにより「車線」を抽出する車線抽出処理を実行する（Ａ３）。
【００２１】
制御部１２は、画像からの車線抽出処理を完了すると、車両１１が備える周知のレーンキープ機能がオフされているか否かを確認する（Ａ４）。レーンキープ機能は、道路上に設けられている走行レーンに沿って車両１１を走行させる機能、換言すれば、車両１１を走行レーンから外れないように走行させる機能である。このレーンキープ機能のオン／オフの切り換えは、例えば、運転者の手動操作に応じて切り換える構成としてもよいし、車両１１の動作全般を制御する図示しないメイン制御部により車両１１の走行状況に応じて自動的に切り換える構成としてもよいし、両構成を組み合わせた構成としてもよい。
【００２２】
制御部１２は、レーンキープ機能がオンされている場合（Ａ４：ＮＯ）には、ステップＡ３の車線抽出処理において画像から「車線」が抽出されたか否かを確認する（Ａ５）。制御部１２は、画像から「車線」が抽出されている場合（Ａ５：ＹＥＳ）には、その車線の位置を示す車線位置情報Ｐを生成する（Ａ６）。そして、制御部１２は、生成した車線位置情報Ｐをセンターサーバ２０に送信する（Ａ７）。このとき、制御部１２は、センターサーバ２０に送信する車線位置情報Ｐに、ステップＡ２により得られた現在位置情報を添付するようにするとよい。
【００２３】
また、制御部１２は、レーンキープ機能がオフされている場合（Ａ４：ＹＥＳ）には、ステップＡ１により得られた画像データに周知の画像解析処理を施すことにより、当該画像の所定部位、この場合、基準位置Ｋが設定されている画像の中央位置に車線が存在しないか否かを確認する（Ａ８）。制御部１２は、基準位置Ｋに車線が存在しない場合（Ａ８：ＮＯ）には、ステップＡ６に移行する。
【００２４】
また、制御部１２は、基準位置Ｋに車線が存在する場合（Ａ８：ＹＥＳ）には、出力不能情報をセンターサーバ２０に送信する（Ａ９）。出力不能情報は、車線位置情報Ｐを出力できないこと、あるいは、出力しない方が好ましいことを示す情報である。
【００２５】
基準位置Ｋが設定されている画像の中央に車線が存在するということは、図５に例示するように、例えば車線変更などにより車両１１が走行レーンＬ２を跨いでいる可能性が高い。このような場合、走行レーンＬ２に重なる基準位置Ｋを基準として、走行レーンＬ２を除いて左右の走行レーンＬ１，Ｌ３の車線位置情報Ｐ１，Ｐ３のみが出力されてしまう可能性があり、つまり、走行レーンＬ２の車線位置情報Ｐ２が出力されない可能性があり、複数の走行レーンＬ１，Ｌ２，Ｌ３の全てについて車線位置情報Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を正確に出力することが困難となるおそれがある。
【００２６】
より詳細に説明すると、本実施形態に係る車線位置情報出力装置１０によれば、制御部１２は、基準位置Ｋが設定されている画像の中央から左右の両端に向かって画像をスキャンするように構成されている。そして、制御部１２は、このスキャンの過程において、画素の値が低い状態、つまり、道路の車線以外のアスファルトに対応する部分から、高い状態、つまり、車線に対応する部分に変化するポイントを車線の幅方向の端部として判定するように構成されている。
【００２７】
そのため、画像の基準位置Ｋ、この場合、画像の中央部に車線が存在する場合には、基準位置Ｋに車線が重なっている状態となり、この基準位置Ｋから左右の両端に向かって画像をスキャンしていったとしても、その中央の車線については、画素の値が、高い状態から低い状態に変化するポイントは存在するにしても、低い状態から高い状態に変化するポイントが存在しないことになる。そのため、制御部１２は、この画像の中央の車線の幅方向の端部を判定することができず、従って、この車線の存在を認識することができない。つまり、図５に示す例では、画像の中央に存在する走行レーンＬ２を認識することができない、あるいは、困難となるのである。そして、走行レーンＬ２について車線位置情報Ｐ２を正確に出力することができない、あるいは、困難となるのである。
【００２８】
そのため、制御部１２は、このように、出力される車線位置情報Ｐが不正確となるおそれがある状況、つまり、基準位置Ｋあるいは基準位置Ｋの周辺に車線が重なる状況においては、車線位置情報Ｐを出力しないようにし、これに代えて、車線位置情報Ｐを出力できないことを示す出力不能情報を出力する。なお、この出力不能情報には、車線位置情報Ｐを出力できない理由、この場合、基準位置Ｋあるいは基準位置Ｋの周辺に車線が重なっているといった具体的な理由を示す出力不能理由情報を含めるようにしてもよい。
【００２９】
また、図４に例示するように、制御部１２は、画像から「車線」が抽出されていない場合（Ａ５：ＮＯ）には、画像解析情報に基づく状況判定処理（Ａ１０）、車両情報に基づく状況判定処理（Ａ１１）を実行する。なお、画像解析情報に基づく状況判定処理（Ａ１０）、車両情報に基づく状況判定処理（Ａ１１）の実行順は、適宜変更してもよいし、両処理を同時に実行してもよい。
【００３０】
図６に例示するように、画像解析情報に基づく状況判定処理では、制御部１２は、ステップＡ１で得られた画像に周知の画像解析処理を施すことにより、画像に雨や雪が映っているか否か（Ｂ１）、画像に映っている対向車のワイパーが回動しているか否か（Ｂ２）、画像に霧が映っているか否か（Ｂ３）、画像に映っている道路が濡れているか否か（Ｂ４）、画像に映っている道路に積雪が認められるか否か（Ｂ５）、画像に先行車や障害物が映っているか否か（Ｂ６）、カメラのレンズに付着した汚れが画像に映っているか否か（Ｂ７）を確認する。なお、これらステップＢ１〜Ｂ７の判定処理は、周知の画像解析処理を適用することにより実現することができる。また、撮像部１３により動画が得られる場合には、その動画を解析することにより、一層精度の良い判定を行うことができる。
【００３１】
制御部１２は、画像に雨や雪が映っていると判定した場合（Ｂ１：ＹＥＳ）には、雨・雪フラグをセットする（Ｂ８）。また、制御部１２は、画像に映っている対向車のワイパーが回動していると判定した場合（Ｂ２：ＹＥＳ）には、対向車ワイパーフラグをセットする（Ｂ９）。また、制御部１２は、画像に霧が映っていると判定した場合（Ｂ３：ＹＥＳ）には、霧フラグをセットする（Ｂ１０）。また、制御部１２は、画像に映っている道路が濡れていると判定した場合（Ｂ４：ＹＥＳ）には、道路ウェットフラグをセットする（Ｂ１１）。また、制御部１２は、画像に映っている道路に積雪が認められると判定した場合（Ｂ５：ＹＥＳ）には、道路積雪フラグをセットする（Ｂ１２）。また、制御部１２は、画像に先行車や障害物が映っていると判定した場合（Ｂ６：ＹＥＳ）には、先行車・障害物フラグをセットする（Ｂ１３）。また、制御部１２は、カメラのレンズに付着した汚れが画像に映っていると判定した場合（Ｂ７：ＹＥＳ）には、汚れフラグをセットする（Ｂ１４）。
【００３２】
また、図７に例示するように、車両情報に基づく状況判定処理では、制御部１２は、車両１１のワイパーが作動しているか否か（Ｃ１）、車両１１が走行している道路が凍結しているか否か（Ｃ２）、車両１１が走行している道路に日光が照射されているか否か（Ｃ３）、車両１１が走行している道路で渋滞が発生しているか否か（Ｃ４）を確認する。車両１１のワイパーが作動しているか否かは、例えば、車両１１のワイパーを駆動するアクチュエータの動作状況に基づき確認することができる。車両１１が走行している道路が凍結しているか否かは、例えば、車両１１に備えられているアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ：Antilock Brake System）、車両安全制御システム（ＶＳＣ：Vehicle Stability Control）などの走行制御系のシステムの動作状況に基づき確認することができる。車両１１が走行している道路に日光が照射されているか否かは、例えば、車両１１に備えられている図示しない日射センサの検知状況に基づき確認することができる。車両１１が走行している道路で渋滞が発生しているか否かは、例えば、車両１１に備えられている車速センサの検知状況に基づき確認することができる。
【００３３】
制御部１２は、車両１１のワイパーが作動していると判定した場合（Ｃ１：ＹＥＳ）には、自車ワイパーフラグをセットする（Ｃ５）。また、制御部１２は、車両１１が走行している道路が凍結していると判定した場合（Ｃ２：ＹＥＳ）には、道路凍結フラグをセットする（Ｃ６）。また、制御部１２は、車両１１が走行している道路に日光が照射されていると判定した場合（Ｃ３：ＹＥＳ）には、日射フラグをセットする（Ｃ７）。また、制御部１２は、車両１１が走行している道路で渋滞が発生していると判定した場合（Ｃ４：ＹＥＳ）には、渋滞フラグをセットする（Ｃ８）。
【００３４】
図４に例示するように、制御部１２は、画像解析情報に基づく状況判定処理（Ａ１０）、車両情報に基づく状況判定処理（Ａ１１）を完了すると、抽出不能情報をセンターサーバ２０に送信する（Ａ１２）。抽出不能情報は、撮像部１３により得られた画像データから車線を抽出できないこと、あるいは、困難であることを示す情報である。
【００３５】
画像解析情報に基づく状況判定処理（Ａ１０）における複数の判定項目（ステップＢ１〜Ｂ７）の少なくとも何れか１つにおいて肯定判定がなされる場合、車両情報に基づく状況判定処理（Ａ１１）における複数の判定項目（ステップＣ１〜Ｃ４）の少なくとも何れか１つにおいて肯定判定がなされる場合には、撮像部１３により得られた画像データから車線を抽出することが困難となる可能性が高い。そのため、制御部１２は、このように画像から車線を抽出することが困難となる状況においては、車線位置情報Ｐを出力しないようにし、これに代えて、車線を抽出できないことを示す抽出不能情報を出力する。なお、この抽出不能情報には、画像から車線を抽出できない理由、例えば、画像に雨や雪が映っている、車両１１のワイパーが作動している、といった具体的な理由を示す抽出不能理由情報を含めるようにしてもよい。抽出不能理由は、上述した複数種類のフラグのセット状況に基づき特定することができる。
【００３６】
本実施形態に係る車線位置情報出力装置１０によれば、例えば、撮像部１３が撮像する画像の中央に車線が存在しない場合、車両１１を走行レーンに沿って走行させるレーンキープ機能がオフされている場合など、つまり、撮像部１３が撮像する画像に車線が正確に表れる所定の場合に限って車線位置情報Ｐを出力するように構成した。撮像部１３が撮像する画像に車線が正確に表れる所定の場合に出力される車線位置情報Ｐに基づけば、より正確なレーン地図を生成することができる。即ち、本実施形態に係る車線位置情報出力装置１０によれば、より正確なレーン地図を生成するための車線位置情報Ｐを出力することができる。
【００３７】
また、車線位置情報出力装置１０によれば、撮像部１３が撮像する画像から車線を抽出できない場合には、車線を抽出できないことを示す抽出不能情報を出力する。この構成によれば、撮像部１３が撮像する画像から車線を抽出できない場合、つまり、画像内に車線が存在しているにも関わらず何らかの理由によりその車線を抽出できない場合に、その理由を積極的に示すことができる。また、画像から車線を抽出することができない理由を積極的に示すことにより、そもそも画像内に車線が存在していないから車線が抽出されない場合と明確に区別することができる。
【００３８】
なお、本開示は、上述した一実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や拡張を行うことができる。例えば、本開示は、車両１１が車線変更する場合だけでなく、車両１１が車線を跨ぐような状況、例えば、路側の駐車車両を避けるため、走行方向前方の障害物を避けるため、工事現場を避けるために車線を跨ぐ状況において適用することができる。
【００３９】
また、車両１１における撮像部１３の搭載位置は、車両１１の幅方向の中央部であってもよいし、その他の位置であってもよい。また、車両１１における撮像部１３の搭載位置に応じて、基準位置Ｋの設定位置を適宜調整するようにするとよい。
【００４０】
車線位置情報出力装置１０は、センターサーバ２０の地図生成部２１に相当する構成要素を備えてもよい。つまり、車線位置情報出力装置１０単体で、画像からの車線の抽出、抽出した車線の位置の特定、特定した車線位置に基づくレーン地図の生成を含む一連の制御を行うようにしてもよい。
【００４１】
なお、本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【００４２】
図面中、１０は車線位置情報出力装置、１３は撮像部、３１は車線抽出部、３２は車線位置情報出力部を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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