(57)【要約】【課題】車両の前方撮像装置の撮像環境が不良である場合でも、この車両の前方道路に設けられているレーンマークの認識精度の維持または向上を図ることができる装置を提供する。【解決手段】前方カメラＣ１の撮像環境が不良である場合、後方レーンマーク候補との連続性を有する等、当該後方レーンマーク候補に対応する前方レーンマーク候補がレーンマークとして認識される。これにより、後方カメラＣ２の撮像環境がよければ後方レーンマーク候補は車両１の後方道路に設けられているレーンマークである蓋然性が高いことに鑑みて、レーンマークの認識精度の維持または向上が図られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の進行方向前方を撮像する前方撮像装置と、
前記車両の進行方向後方を撮像する後方撮像装置と、
前記前方撮像装置を通じて得られた前方撮像画像に基づいて前方道路に設けられているレーンマーク候補を前方レーンマーク候補として認識するとともに、前記後方撮像装置を通じて得られた後方撮像画像に基づいて後方道路に設けられているレーンマーク候補を後方レーンマーク候補として認識する第１認識手段と、
前記第１認識手段による前記前方レーンマーク候補の認識の観点から前記前方撮像装置による撮像環境の良否を判定する第２認識手段とを備え、
前記第２認識手段により前記撮像環境が不良であると判定されたことを要件として、前記第１認識手段が前記後方レーンマーク候補に基づいて前記前方レーンマーク候補のうち一部または全部をレーンマークとして認識することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両走行支援装置において、
前記第１認識手段が前記前方レーンマーク候補のうち、前記後方レーンマーク候補との連続性を有する前記前方レーンマーク候補を前記レーンマークとして認識することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両走行支援装置において、
前記第２認識手段が、前記前方撮像装置により撮像された前記前方道路の画像のうち一部または全部における輝度分布に基づいて前記前方撮像装置による撮像環境の良否を判定することを特徴とする車両走行支援装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の車両走行支援装置において、
前記前方撮像装置および前記後方撮像装置のそれぞれが撮像範囲の輝度の高低に応じてゲインを自動調節し、
前記第２認識手段が、前記前方撮像装置のゲインと前記後方撮像装置のゲインとの比率に基づいて前記前方撮像装置による撮像環境の良否を判定することを特徴とする車両走行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行を支援する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載された前方および後方撮像装置のうち、一方の撮像装置の撮像環境が不良である場合、他方の撮像装置による撮像画像に基づいて白線等のレーンマークを検出し、この車両の姿勢を制御する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２８３２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前方撮像装置による撮像環境が不良であっても、車両の前方道路に設けられているレーンマークが認識されないと、当該レーンマークにより左右が画定される走行帯から車両がはみ出てしまう可能性がある。
【０００４】
そこで、本発明は、車両の前方撮像装置の撮像環境が不良である場合でも、この車両の前方道路に設けられているレーンマークの認識精度の維持または向上を図ることができる装置を提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明の車両走行支援装置は、車両の進行方向前方を撮像する前方撮像装置と、前記車両の進行方向後方を撮像する後方撮像装置と、前記前方撮像装置を通じて得られた前方撮像画像に基づいて前方道路に設けられているレーンマーク候補を前方レーンマーク候補として認識するとともに、前記後方撮像装置を通じて得られた後方撮像画像に基づいて後方道路に設けられているレーンマーク候補を後方レーンマーク候補として認識する第１認識手段と、前記第１認識手段による前記前方レーンマーク候補の認識の観点から前記前方撮像装置による撮像環境の良否を判定する第２認識手段とを備え、前記第２認識手段により前記撮像環境が不良であると判定されたことを要件として、前記第１認識手段が前記後方レーンマーク候補に基づいて前記前方レーンマーク候補のうち一部または全部をレーンマークとして認識することを特徴とする。
【０００６】
第１発明の車両走行支援装置によれば、前方撮像装置の撮像環境が不良である場合、後方レーンマーク候補に対応する前方レーンマーク候補がレーンマークとして認識される。これにより、後方撮像装置の撮像環境がよければ後方レーンマーク候補は車両の後方道路に設けられているレーンマークである蓋然性が高いことに鑑みて、レーンマークの認識精度の維持または向上が図られる。
【０００７】
第２発明の車両走行支援装置は、第１発明の車両走行支援装置において、前記第１認識手段が前記前方レーンマーク候補のうち、前記後方レーンマーク候補との連続性を有する前記前方レーンマーク候補を前記レーンマークとして認識することを特徴とする。
【０００８】
第２発明の車両走行支援装置によれば、後方レーンマーク候補との連続性がある前方レーンマーク候補がレーンマークとして認識される。これにより、後方撮像装置の撮像環境がよければ後方レーンマーク候補は車両の後方道路に設けられているレーンマークである蓋然性が高いことに鑑みて、レーンマークの推認精度の維持または向上が図られる。
【０００９】
第３発明の車両走行支援装置は、第１または第２発明の車両走行支援装置において、前記第２認識手段が、前記前方撮像装置により撮像された前記前方道路の画像のうち一部または全部における輝度分布に基づいて前記前方撮像装置による撮像環境の良否を判定することを特徴とする。
【００１０】
第３発明の車両走行支援装置によれば、逆光等のために前方道路の一部または全部の輝度が、レーンマークを認識する観点から不適当な状況になっている場合、前方撮像装置の撮像環境が不良であると判定される。この場合、前記のように後方レーンマーク候補に基づいて前方レーンマーク候補のうち一部または全部がレーンマークとして認識されることにより、レーンマークの推認精度の維持または向上が図られる。
【００１１】
第４発明の車両走行支援装置は、第１または第２発明の車両走行支援装置において、前記前方撮像装置および前記後方撮像装置のそれぞれが撮像範囲の輝度の高低に応じてゲインを自動調節し、前記第２認識手段が、前記前方撮像装置のゲインと前記後方撮像装置のゲインとの比率に基づいて前記前方撮像装置による撮像環境の良否を判定することを特徴とする。
【００１２】
第４発明の車両走行支援装置によれば、逆光等のために車両の前方における輝度が高くなって前方撮像装置のゲインが下げられている場合、前方撮像装置の撮像環境が不良であると判定される。この場合、前記のように後方レーンマーク候補に基づいて前方レーンマーク候補のうち一部または全部がレーンマークとして認識されることにより、レーンマークの推認精度の維持または向上が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の車両走行支援装置の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
図１および図２に示されている車両走行支援装置１０は車両（四輪自動車）１に搭載されている電子制御ユニット（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換回路およびこれらを接続するバスラインにより構成されている。）により構成されている。車両１の先端中央部を原点Ｏとし、車両１の右方向、下方向および前方向のそれぞれを＋Ｘ方向、＋Ｙ方向および＋Ｚ方向のそれぞれとする実空間座標系が定義されている。車両走行支援装置１０はＣＣＤカメラ等の前方カメラ（前方撮像装置）Ｃ１および後方カメラ（後方撮像装置）Ｃ２を備えている。前方カメラＣ１は車両１の進行方向前方を撮像範囲とし、車両１の前方道路を含む画像を撮像する。後方カメラＣ２は車両１の進行方向後方を撮像範囲とし、車両１の後方道路を含む画像を撮像する。前方カメラＣ１および後方カメラＣ２は車両１の横幅方向の中心線上に位置するように配置されている。
【００１５】
車両走行支援装置１０は第１認識手段１１と、第２認識手段１２とを備えている。各手段は物理的にはメモリと、このメモリからプログラムを読み出して担当演算処理を実行する演算処理装置（ＣＰＵ）とにより構成されている。第１認識手段１１は前方カメラＣ１を通じて得られた前方撮像画像に基づいて前方道路に設けられているレーンマーク候補を前方レーンマーク候補として認識する。第１認識手段１１は必要に応じて後方カメラＣ２を通じて得られた後方撮像画像に基づいて後方道路に設けられているレーンマーク候補を後方レーンマーク候補として認識する。第１認識手段１１は前方レーンマーク候補のうち一部または全部をレーンマークとして認識する。第２認識手段１２は前方カメラＣ１による撮像環境の良否を判定する。
【００１６】
車両１には図２に示されているように車速センサ１０１、加速度センサ１０２およびヨーレートセンサ１０３等のセンサと、操舵装置１１０と、制動装置１２０とがさらに搭載されている。車速センサ１０１、加速度センサ１０２およびヨーレートセンサ１０３のそれぞれは車両１の速度、加速度およびヨーレートのそれぞれに応じた信号を出力する。操舵装置１１０はステアリングホイールの操作により駆動される前輪操舵機構をアクチュエータにより駆動するように構成されている。なお、操舵装置１１０により前輪駆動機構に代えてまたは加えて後輪操舵機構が駆動されてもよい。車両走行支援装置１０は、判定手段１３０により前回物体および今回物体が同一であると判定されたことを要件として、車両１と当該今回物体との接触が回避されるように操舵装置１１０および制動装置１２０のうち一方または両方の動作を制御することにより車両１の挙動を制御する。
【００１７】
前記構成の車両走行支援装置１０の機能について説明する。まず、前方カメラＣ１から画像信号が車両走行支援装置１０に入力されることにより第１認識手段１１により前方画像が取得される（図３／Ｓ００２）。これにより、図４（ａ）または図５（ａ）に示されているような前方画像が取得される。続いて第２認識手段１２により前方画像の一部または全部を構成する各画素の輝度分布を表わす輝度ヒストグラムが作成される（図３／Ｓ００４）。これにより、たとえば車両１の前方において比較的遠くにある領域または道路領域に相当する画像領域等、前方画像の一部を対象として輝度ヒストグラムが作成される。また、第２認識手段１２により前方カメラＣ１の撮像環境の良否が判定される（図３／Ｓ００６）。これにより、輝度ヒストグラムにおいて、閾値以上の輝度を有する画素数が基準値以下であるか否かに応じて、撮像環境の良否が判定される。たとえば、図４（ａ）に示されている前方画像においては、逆光等の影響がないため左右両側のレーンマークに該当する画素群の輝度は高く、左側の轍および右側の道路溝（排水用溝または道路補修跡）に該当する画素群の輝度は低く、道路に該当する画素群の輝度は中程度である。このため、閾値以上の輝度を有する画素数が基準値以下となり、撮像環境が良であると判定される。その一方、図５（ａ）に示されている前方画像においては、逆光または通常より強い照射光のために道路に該当する画素群の輝度が、レーンマークに該当する画素群の輝度と識別できない程度に高く、かつ、轍および道路溝の輝度も高くなっている。このため、閾値以上の輝度を有する画素数が基準値を超えてしまい撮像環境が不良であると判定される。なお、前方カメラＣ１および後方カメラＣ２のそれぞれのゲインが撮像範囲の輝度の高低に応じて自動調節される場合、前方カメラＣ１のゲインと後方カメラＣ２のゲインとの比率が、基準比率を超えているか否かに応じて前方カメラＣ１による撮像環境の良否が判定されてもよい。
【００１８】
撮像環境が良であると判定された場合（図３／Ｓ００６‥ＹＥＳ）、第１認識手段１１により前方道路、すなわち、車両１の進行方向前方にある道路に設けられているレーンマーク候補が前方レーンマーク候補として抽出される（図３／Ｓ００８）。これにより、たとえば図４（ａ）に示されている前方画像から、図４（ｂ）に示されているレーンマーク候補が前方道路の左右両側において抽出される。左側レーンマーク候補は画像左方向に輝度が大きく低下する負エッジ点群のうち、連続性を有して配列されている負エッジ点群より構成されている。また、右側レーンマーク候補は画像左方向に輝度が大きく低下する正エッジ点群のうち、連続性を有して配列されている正エッジ点群より構成されている。そして、第１認識手段１１により、左右の前方レーンマーク候補の実空間間隔が、あらかじめ定められてメモリに保存されている間隔範囲に含まれていることを要件として、当該左右の前方レーンマーク候補が左右のレーンマークとして認識される（図３／Ｓ０１０）。さらに、当該左右のレーンマークにより左右が画定される走行帯が認識され、車両走行支援装置１０により操舵装置１１０および制動装置１２０のうち一方または両方の動作が制御されることにより、車両１が走行帯からはみ出さないようにこの車両１の走行が支援される。
【００１９】
一方、撮像環境が不良であると判定された場合（図３／Ｓ００６‥ＮＯ）、後方カメラＣ２から画像信号が車両走行支援装置１０に入力されることにより第１認識手段１１により後方画像が取得される（図３／Ｓ０１２）。これにより、たとえば、図６（ａ）に示されているような後方画像が取得される。図６（ａ）に示されている後方画像においては、逆光等の影響がなく、左右両側のレーンマークに該当する画素群の輝度は高く、右側の轍および左側の道路溝に該当する画素群の輝度は低く、道路に該当する画素群の輝度は中程度である。続いて第１認識手段１１により後方道路、すなわち、車両１の進行方向後方にある道路に設けられているレーンマーク候補が後方レーンマーク候補として抽出される（図３／Ｓ０１４）。これにより、たとえば図６（ａ）に示されている後方画像から、図６（ｂ）に示されている後方レーンマーク候補が抽出される。また、第１認識手段１１により前方道路に設けられているレーンマーク候補が前方レーンマーク候補として抽出される（図３／Ｓ０１６）。これにより、たとえば図５（ａ）に示されている前方画像から、図５（ｂ）に示されているレーンマーク候補が前方道路の左右両側において抽出される。図５（ｂ）においては、図４（ｂ）に示されている真のレーンマークに該当する前方レーンマーク候補のみならず、轍および道路溝に該当する前方レーンマーク候補も抽出されている。
【００２０】
次に、第１認識手段１１により前方レーンマーク候補のうち、後方レーンマーク候補に連続性を有する前方レーンマーク候補が選定される（図３／Ｓ０１８）。たとえば、実空間座標系において、前方レーンマーク候補の形状を表わす関係式Ｘ＝ｆ1（Ｚ）と、後方レーンマーク候補の形状を表わす関係式Ｘ＝ｆ2（Ｚ）とのＺ＝Ｚ0（≧０）におけるＸ座標のずれが許容値ε以下であるか否かに応じて、前方および後方レーンマークの連続性の有無が判定される。これにより、図７に示されているように車両１の前方および後方において前方および後方レーンマーク候補が抽出された場合、後方レーンマーク候補が前方に延長された場合にＸ座標が著しくずれているような前方レーンマーク候補は選定対象から除外される。また、通常はレーンマーク候補として選定されないような長さ（エッジ点の数により表わされる。）の前方レーンマーク候補であっても、後方レーンマーク候補との連続性または相関性が高い場合には、前方レーンマーク候補として選定される。そして、当該選定前方レーンマーク候補が前方レーンマークとして認識される（図３／Ｓ０１０）。
【００２１】
なお、前方カメラＣ１と同様に後方カメラＣ２の撮像環境の良否が後方画像の輝度分布に基づいて判定され、撮像環境が良であると判定されたことを要件として前方レーンマーク候補の選定が実行されてもよい（図３／Ｓ０１８参照）。
【００２２】
前記機能を発揮する車両走行支援装置１０によれば、前方カメラＣ１の撮像環境が不良である場合、後方レーンマーク候補との連続性を有する等、当該後方レーンマーク候補に対応する前方レーンマーク候補がレーンマークとして認識される（図３／Ｓ０１８，Ｓ０１０，図７参照）。これにより、後方カメラＣ２の撮像環境がよければ後方レーンマーク候補は車両１の後方道路に設けられているレーンマークである蓋然性が高いことに鑑みて、レーンマークの認識精度の維持または向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の車両走行支援装置が搭載されている車両の構成説明図
【図２】本発明の車両走行支援装置の構成説明図
【図３】本発明の車両走行支援装置の機能を示すフローチャート
【図４】通常時における前方画像および前方レーンマーク候補の抽出結果に関する説明図
【図５】異常時における前方画像および前方レーンマーク候補の抽出結果に関する説明図
【図６】後方画像および後方レーンマーク候補の抽出結果に関する説明図
【図７】前方レーンマーク候補の選定方法に関する説明図
【符号の説明】
【００２４】
１‥車両、１０‥車両走行支援装置、１１‥第１認識手段、１２‥第２認識手段、１１０‥操舵装置、１２０‥制動装置、Ｃ１‥前方カメラ（前方撮像装置）、Ｃ２‥後方カメラ（後方撮像装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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