(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車に搭載され、
前方に存在する車両までの距離と方位を計測する工程と、
車載カメラで撮影した画像より前方の白線形状を検出する工程と、
前記検出した白線形状に基づき自車レーンが検出されている信頼性を判定する工程と、
前記信頼性と、計測した前記車両までの距離及び方位に基づいて前記車両が自車が走行する車線内に存在する先行車であることを判定する工程と、
前記信頼性が変化した場合に、信頼性の変化の原因を判定する工程と、
前記信頼性の変化の原因が自車の車線変更と判定された場合は、
車線変更後に新しく検出されるべき自車レーンの方向に存在する車両を先行車として選択し、且つ、車線変更の開始から終了までの間は、車線変更前の先行車と車線変更後の先行車の両方を先行車として判定し、
前記車線変更の終了を判定する工程として、白線に対しての自車のＹａｗ角が増加し続けた後、減少し始めた時点、もしくは、車線を変更する側の白線から自車までの横方向の距離が減少し続けた後、増大した時点とすることを特徴とする先行車判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前方を走行する車両（先行車）を判定する先行車判定方法に係わり、特に白線検出ロスト中にも判定不能となることなく、先行車の判定を行う先行車判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像処理による白線検出結果とレーダによる車両の位置測定結果を用いた先行車検出の発明には、例えば、特開２００１−９３０９８号などがある。この手法は、画像処理で検出した各白線に自車線らしさを示す値（信頼性を示す値）をつけ、自車線確率が高い位置に存在する車両を先行車として判定するものであり、自車線上の車両と隣接車線上の車両の判定を車線確率に応じて入れ替えることで車線変更に対応することを特徴としたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この手法は、車線変更という白線を非検出しやすい場面での先行車検出を可能にするための提案であるにもかかわらず、車線検出ができなかった場合に対応していない。
【０００４】
また、信頼性を考慮しているとはいえ、その信頼性が低い場合でも、信頼性が低く検出された白線形状を先行車の選択に用いてしまうため、実際に検出結果が間違っている場合において、距離の計測では先行車が検出されているにもかかわらず、白線との統合により、逆に誤った方向に存在する車両を先行車として誤選択してしまうという、白線統合による悪影響もある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、自車に搭載され、前方に存在する車両までの距離と方位を計測する工程と、車載カメラで撮影した画像より前方の白線形状を検出する工程と、前記検出した白線形状に基づき自車レーンが検出されている信頼性を判定する工程と、前記信頼性と、計測した前記車両までの距離及び方位に基づいて前記車両が自車が走行する車線内に存在する先行車であることを判定する工程と、前記信頼性が変化した場合に、信頼性の変化の原因を判定する工程と、前記信頼性の変化の原因が自車の車線変更と判定された場合は、車線変更後に新しく検出されるべき自車レーンの方向に存在する車両を先行車として選択し、且つ、車線変更の開始から終了までの間は、車線変更前の先行車と車線変更後の先行車の両方を先行車として判定し、前記車線変更の終了を判定する工程として、白線に対しての自車のＹａｗ角が増加し続けた後、減少し始めた時点、もしくは、車線を変更する側の白線から自車までの横方向の距離が減少し続けた後、増大した時点とすることを特徴とする。
【０００９】
（削除）
【００１０】
（削除）
【００１１】
（削除）
【００１２】
（削除）
【００１３】
（削除）
【００１４】
【発明の効果】
本発明は、このような問題点を解決するものであり、第１態様では、車両に搭載され、前方に存在する先行車までの距離と方位を計測可能なレーダなどの位置計測装置と、前方の白線形状を検出可能なカメラ（撮像装置）とを用い、画像処理で検出した白線形状をもとに、自車が走行中のレーン形状に対する先行車との位置・姿勢の関係をその白線形状検出結果の信頼性を含んだ情報として求め、自車レーンを判定するための白線形状を検出できなくなった場合や白線検出の信頼性が所定のしきい値以下に低下した場合、もしくは、自車レーンが検出できなかった場合に、その直前までに検出されていた白線形状や自車と先行車との位置関係をもとに、自車レーンを示す白線形状の信頼性が低くなった原因を判定する。そして、その原因に基づいて、自車が走行するレーンが存在する方向を予測し、レーダで検出した前方の先行車のうち、その方向に存在する先行車を自車レーン上の先行車として選択することで、信頼性が低く、誤検出の可能性の高い白線形状検出結果との統合による先行車の判定ミスを防ぐことができる。また、白線形状検出ロスト中にも判定不能となることなく、先行車の判定が可能となる。
【００１５】
また、第２態様では、第１態様の先行車選択において、白線形状を検出した結果の信頼性の変化の原因が自車の車線変更と判定された場合、車線変更後に新しく検出された白線形状に基づいて先行車を判定し、信頼性の変化の原因が急カーブと判定された場合は、その直前までに計測されていた先行車を引き続き先行車として判定する。これにより、例えば、カーブ路では、先行車は、自車の正面ではなく、右（左）カーブなら右（左）側の車両を先行車として判定する必要があるが、レーダでは検出しているにもかかわらず白線形状検出ロストが原因での先行車ロストを防ぐことができる。また、白線形状非検出時は、車両の操舵角を用いて先行車の存在する方向を想定するなどが容易に考えられるが、この操舵角を用いた手法ではカーブ走行時は有効であるが、車線変更時では適用できない。例えば、左側の車線への車線変更と左カーブでは、共に操舵は左側となるが、そのときの先行車の存在方向は、左カーブ走行時は左側となる一方で、車線変更の場合は、左側に操舵した直後、その右側に見えるレーンが車線変更直後の自車レーンの位置となるため、右側に存在する車が車線変更後の先行車と誤判定されてしまうためである。本願の手法では、原因に応じて先行車の存在する方位を判定するため、このような２種類の異なる原因での白線ロスト時では、操舵角に頼った誤判定を防ぎ、正しい方向に存在する車両を先行車として選択可能となる。
【００１６】
また、第３態様では、第２態様の信頼性の変化の原因を車線変更と判定する際、白線に対する自車のＹａｗ角が増加し続けた後に信頼性が低下した、もしくは、白線に対する自車の横方向の距離が変化し続けた後に信頼性が低下した場合、車線変更が原因であると判定する。これにより、第２態様の判定をより正確に行えるようになる。
【００１７】
また、第４態様では、第２態様の信頼性の変化の原因を急カーブと判定する際、白線の曲率が増加し続けた後に信頼性が低下した場合、急カーブ走行が原因であると判定する。これにより、第３態様と同様に、第２態様の判定をより正確に行えるようになる。
【００１８】
また、第５態様では、第２態様の車線変更中における先行車選択の際、車線変更開始から車線変更終了の間は、車線変更前の先行車と車線変更後の先行車の両方を先行車とすると共に、それぞれに車線変更前の先行車と車線変更後の先行車の意味を示すフラグを付けるようにする。これにより、双方の車線の状況を用いての、警報や制御への適用が可能となる。例えば、車線変更前と車線変更後のどちらを先行車として注目したいかの判定は、そのときの交通状況や運転手の感覚によるものである。先行車の判定切り替えを早く行いすぎると、直前まで走行していたレーン上の車両に近づきすぎたり、逆にタイミングが遅いと、レーン変更直後に前方に車両が存在するにもかかわらず、加速してしまうなどの問題が起きる。車線変更中においては、どちらが警報や制御などの対象となるかが、場面によって様々である。そのため、両方の車線上の車両をどちらの車線に存在するかをフラグをつけて、両方先行車として出力することで、先行車の検出状況を用いた制御や警報装置の性能向上にも結び付けられる。
【００１９】
また、第６態様（請求項１）では、第５態様における車線変更時の、車線変更の終了を判定する時点を、白線に対しての自車のＹａｗ角が増加し続けた後、減少しはじめた時点、もしくは、車線を変更する側の白線から自車までの横方向の距離が減少し続けた後、増大し始めた時点とする。これにより、車両が完全に変更後の車線に移る前に新たな自車レーン上の先行車を判定できるようになるため、制御などへの適用を早く行えるようになり、前述の車線変更時の加・減速もスムーズに行えるようになる。
【００２０】
また、第７態様では、第５態様における車線変更時の先行車の終了を判定する際、白線の画面縁方向の端点が、画面下側の略中央に位置した場合、もしくは、検出される白線の傾きが画面に対して略鉛直となった場合とする。これにより、第６態様と同様の効果が得られる。
【００２１】
また、第８態様では、第２態様の急カーブが原因で白線形状検出結果の信頼性が低下した場合は、信頼性の値に基づいて、自車の操舵角もしくはヨーレートと車速から想定した白線の予想形状と、車載カメラで検出した白線形状とを切り換えると共に、これらの結果から先行車を判定するようにする。これにより、カーブ走行中で、急カーブが原因で白線検出ができなくなった、もしくは、信頼性が非常に低くなった場合でも、前方車両の検出ができていれば、先行車をロストすることなく（白線検出が不可能な程度の急なカーブでも）先行車を正しく追跡することができる。
【００２２】
また、第９態様では、第２態様の急カーブが原因で白線形状検出結果の信頼性が低下し、且つ、車載カメラから検出した白線形状のカーブと逆の方向にウインカの操作が行われた場合は、信頼性の変化の原因を車線変更とするようにした。これにより、カーブ路走行中のカーブとは反対方向への車線変更においても、前方車両の車線を正しく判定できるようになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を、距離計測装置にスキャニングレーザレーダを搭載した場合を例に取り、図面に基づいて説明する。
【００２４】
《システム構成の説明》図１はシステム構成図、図２はスキャニングレーザレーダ１とカメラ２の搭載位置とスキャニングレーザレーダ１およびカメラ２を搭載した車に対する検出対象物標の位置を表すための基準位置系の説明図である。説明はすべて、図２に示すように、車載カメラ２の光軸、車載スキャニングレーザレーダ１のスキャニング中心軸をともに、車両３の中心に自車の直進方向と平行な向き、位置で取り付け、それらの原点が路面に鉛直方向な向きで同じ位置に取り付けられていることを前提とする。ただし、この発明は、光軸や中心軸が直進方向でない場合や、その取付位置が車両３の中心軸からずれている場合でも、その角度、位置を幾何学計算時に考慮すれば、すべて以下の説明で成り立つ。また、自車両３に対する検知物体の位置や自車両３に対する白線の位置は、図の基準座標系ＸＹＺ軸（横位置はＸ軸、路面に対して鉛直な方向をＹ軸、距離をＺ軸）で述べる。
【００２５】
《第１態様の説明》まず、第１態様について、先行車を選択する形態例を図１の流れに沿って説明する。なお、本明細書で言う先行車とは、自車が走行している車線上で最も手前に位置する車両を言う。まず、スキャニングレーザレーダ１を用いて、前方の車両を検出し、その車両までの距離と横位置（ｘ座標）を計測する（図１のＳ１０１）。スキャニングレーザレーダ１からの車両検出およびその位置算出は、例えば、特開２０００−３１７８１５号や特開２０００−３１７８２１号などの方法を適用すれば良い。
【００２６】
一方、画像処理においては、まず、白線を検出する（図１のＳ１０２）。白線検出では、画像上の白線の形状をもとに、白線に対する自車両３のＹａｗ角、真横の白線から自車両３までのＸ軸方向の距離（以下、横変位と呼ぶ）、自車レーンの前方曲率を求める。この白線検出で求める、Ｙａｗ角、横変位、前方曲率は、毎回連続的に求め、時系列情報として保存する（図１R>１のＳ１０３）。これらの値を求めるための白線検出は、例えば、特開平１０−０１１５８０号などの手法を適用すれば良い。
【００２７】
次に、自車レーンを示す白線が検出されているかどうかの信頼性を判定する（図１のＳ１０４）。信頼性の判定は、例えば、画像から検出される白線上のエッジの数や白線の形状から判定される自車レーンの形状らしさから判定する。ここで、信頼性の判定方法について、補足説明する。図３（ａ）は、車両３に搭載されたカメラ２で前方の白線を撮像したときの画像と、その画像上の白線を検出し、自車レーンの領域を検出する様子を示した図である。通常、白線は、画像上のエッジを検出し、そのエッジの形状が前方のレーンの形状に近いかどうかで判定する。そのため、自車レーンを示す白線検出結果の信頼性は、検出されるエッジの数と、検出されたエッジを並べて描かれる白線の形状の「白線形状らしさ」から判定される。エッジの検出は、画像の微分など、画像処理の古典的なさまざまな手法で求められる。
【００２８】
通常、悪天候や白線自体がかすれている場合、エッジが検出されにくくなり、信頼性が低下する。また、「白線形状らしさ」は、車両前方に撮像される自車レーン両側の白線は、路上に描かれ、自車両３の左右両側の位置に互いの間隔が３．５ｍ程度で存在するなどの特徴を持つものであるため、その形に一致する形状であるかどうかで判定される。つまり、エッジが検出されやすい環境下であっても、路面に白線以外の線が描かれている場合や、車線変更中などで白線が何本も見えてしまうや、白線が画角の外に出てしまうほどの急カーブなどでは、自車レーンの形状を示すエッジがどれであるかの判定が困難になったり、自車レーンの白線以外のエッジを白線と間違えるなどの問題がおきる（図３（ｂ））。
【００２９】
このような問題を解決するために、通常、画像処理による自車レーンの認識では、エッジの検出範囲を左右のレーンが撮像する範囲だけに限定したり、その中で検出されるエッジの傾きを、レーンを示すものに限定するよう、例えば、画像右側に検出されるエッジは、自車の右側のレーンであるので、エッジの傾きは右下がりのエッジに限定するなどにより、自車レーンを示す白線上のエッジだけが検出されるようにするための工夫が取られる（図４）。例えば、図５（ａ）は直線道路走行中の自車レーンの撮像される画像上の自車レーンの形状、図５（ｂ）は緩やかなカーブ路走行中の自車レーンの形状、図６（ａ）、（ｂ）は、車線変更中の前方に存在する白線の形状、図６（ｃ）は急なカーブ路走行中の自車レーンの形状を表した図である。これらの中で、自車レーン信頼性の高いレーンを正確に表すことができるのは、図からわかるように、図５（ａ）、（ｂ）だけである。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、エッジが自車レーン検出範囲からはずれていたり、自車レーンの形状とは異なる形状として検出されてしまうため、信頼性の高いレーン検出は困難であり、判定不能となる場合もある。そのため、信頼性の判定は、検出されるエッジの点の数や検出されたエッジが形作るレーンの形状から判定され、悪天候などでエッジの検出が不可能な場合、もしくは、良天候であっても車線変更中や急カーブなど自車レーンを示す左右の白線形状が正しく検出されにくい環境では、自車レーンの検出信頼性は低くなったり、ロストしたりする。図１のＳ１０４の信頼性判定は、このような原理を用いて算出／判定される。
【００３０】
次に、白線検出の信頼性が低い場合や自車レーンがロストと判定された場合は、それ以前にレーンを判定していたときの状況をもとに、信頼性が低くなった原因を判定する（Ｓ１０５）。図５、図６に様々な場面におけるエッジの検出位置や検出されるレーンの画像上の位置を示したが、例えば、画像上で検出されるエッジの個数や検出位置および、信頼性が低くなる前に検出されていたＹａｗ角、横変位、曲率などはそれぞれのシチュエーションにより異なる特徴をもつ。例えば、エッジが時間的に連続して少ないときは悪天候、エッジが多く検出されており信頼性が高い状態から徐々に低くなった場合は、車線変更や急カーブなどへの突入、この場合、低くなる前の曲率が高ければカーブを走行中、低ければ直線道を走行中である、など走行場面や信頼性が低くなる原因を検討することができる。
【００３１】
次に、スキャニングレーザレーダ１で検出された前方の車両の位置と、検出されているレーンの位置をもとに、先行車を選択する。先行車選択では、白線検出の信頼性をもとに、自車レーンの検出信頼性が高い場合は、画像処理で検出された結果とスキャニングレーザレーダ１で検出された物体の位置関係をもとに自車レーン上の車両を先行車とし、信頼性が低い場合は、自車レーンが検出されなくなった原因に応じて、自車レーンの方向と判定される方向に存在する車両を先行車とする（Ｓ１０６）。最後に、先行車と判定された車両の位置、距離、先行車であることの信頼性などを結果として出力する（Ｓ１０７）。
【００３２】
《第２態様の説明》次に、第２態様の形態例について説明する。
【００３３】
第１態様での最終段階で行う先行車の選択において、自車レーンの検出信頼性の低下の原因が、例えば図６（ａ）、（ｂ）のような、車線変更と判定された場合は、車線変更終了後に新しく検出されるべき自車レーンの方向、つまり、操舵角の向きとは反対の方向、図６（ｃ）のような、急カーブと判定された場合は、その直前までに検出していたカーブ路の延長の方向、つまり、操舵角の向きの方向に存在する車両を先行車として選択するようにする。図７（ａ）、（ｂ）は、車線変更時とカーブ路走行中それぞれにおける自車両３および自車両３の操舵の方向と、そのときの自車に対する先行車との位置関係を示した図である。図からわかるように、左車線への車線変更時では、操舵は左に向く一方で、車線変更直後の先行車は自車両の中心線に対して右側に存在する。しかし、急カーブの場合、左カーブであれば、操舵の方向は左で、先行車の位置も自車両の中心線に対して左側になる。このように、自車レーンをロストした場合でも、前方の車両の検出が行われていれば、正しい先行車を判定することができるようになる。
【００３４】
《第３態様の説明》次に、第３態様の形態例について説明する。
【００３５】
図８は、車線変更時の自車に対する前方白線のＹａｗ角の大きさ変化、図９は、車線変更後の白線までの横変位の変化を図示したものである。車線変更時の経路は運転手や道路状況にもよるが、図８のようにＹａｗ角が徐々に増えた後、車線変更後に、Ｙａｗ角の大きさが減り始める。もしくは、図９のように横変位が徐々に小さくなり、中間地点では、白線が図６（ｂ）や図９R>９中の横変位＝Ａ４画像のように検出範囲外となり、車線変更終了時には、また新たに検出範囲内に白線が現れ、その白線との横変位が徐々に大きくなるという、Ｙａｗ角や横変位の特徴的な数値の変化が見られる。この値の変化の傾向、つまり、Ｙａｗ角が徐々に増えた後、もしくは、横変位が徐々に短くなった後に、自車レーンの検出信頼性が低くなった場合は、その原因が車線変更であると判定することができる。
【００３６】
また、図８、図９からわかるように、自車両３の白線に対するＹａｗ角や横変位の変化は、白線検出の結果から算出されるＹａｗ角や横変位からだけでなく、画像上で検出されるレーン自体の変化からも求めることができる。例えば、図８、図９ともに、それぞれの右側に示した画像の様子からは、例えば、画像上で検出される右側の白線のみに着目しつづけ、その白線の傾きが徐々に垂直な角度になり、車線変更後には左下がりになったことから車線変更があったことを判定できる。また、同様に右側のレーンに着目し、傾きでなく、そのレーンが検出される画像上の最下端の位置（図９内に☆印で示した位置）の動きを観測することでもレーンチェンジが起きたことを確認することができる。
【００３７】
《第４態様の説明》次に、第４態様の形態例について説明する。
【００３８】
直線路から急カーブに進入すると、前方の曲率が徐々に増加する。通常、図５、図６でも示したように、カーブが急すぎて画角から出てしまう場合は自車レーンを正しく求めることが困難になるため、所定の曲率以上になる場合は、自車レーンの検出をやめ、ロストの判定に切りかえるなどの処理が行われる。しかし、このロストは急に起こるものではなく徐々に曲率が大きくなるため、曲率が処理の値を超えるまでは、曲率が徐々に増えるという数値の変化を捉えることができる。つまり、この白線検出で得られる曲率の値とその変化の様子を観測することで、急カーブが原因でのロストであることを判定可能となる。
【００３９】
《第５態様の説明》次に、第５態様の形態例について説明する。
【００４０】
車線変更が原因で白線の信頼性が低下したときにおける先行車の選択の際、車線変更開始から車線変更終了の間は、車線変更前後のどちらを自車線と判断すべきかは、その場の道路状況、運転手の感覚、制御や表示・警報に利用するときの利用方法により様々である。これらに対応するために、車線変更と判定された場合は、車線変更の前後それぞれのレーン上に存在する両方の車両を先行車とし、それぞれの車両に車線変更前と車線変更後のレーン上であることを示すフラグをつけて出力するようにする。車線変更中に検出される２つのレーンのうち、どちらが車線変更前でどちらが車線変更後のレーンであるかの判定は、図８、図９で示したＹａｗ角もしくは横変位の増減の方向から、右側へのレーンチェンジなのか左側へのレーンチェンジなのかを判定できる。例えば、図８、図９では右レーンまでの変位が減りつづけたことから、右側へのレーンチェンジを判定できる。
【００４１】
《第６態様の説明》次に、第６態様の形態例について説明する。
【００４２】
第２態様における車線変更中の自車レーン切りかわりの判定を行うタイミングを、増加しつづけている白線に対する自車のＹａｗ角が減少しはじめた時点、もしくは、減少しつづけている自車の白線に対する横変位が増加し始めた時点とする。図８、図９に示したように、Ｙａｗ角や横変位の増減の変化時点は、車線の入れ替わり時点に対応する。このため、Ｙａｗ角や横変位の増減の変化を考慮することで、レーンの切り替えのタイミングを正確かつ、敏速に判定することができるようになる。
【００４３】
《第７態様の説明》次に、第７態様の形態例について説明する。
【００４４】
レーンの切り替わりの瞬間は、Ｙａｗ角や横変位の変化からだけではなく、画像上に検出されるエッジの位置から判定することもできる。例えば、前述のように、右レーンチェンジの際は、画像上の右側白線の最下端（図中の星印）が検出される位置が、画像内の右側から画像の最下端を経由して左側へ移動するという現象が見られる。また、この白線の傾きが右下がりから鉛直方向になることを経由して左下がりのエッジに変化するという現象と見ることもできる。つまり自車走行レーンの形状検出と同時に、ある白線の動きに着目し、このような現象の有無を画像処理で確認することで、レーンチェンジを判定することができる。この場合、この画像処理の結果から、あるレーンの最下端の位置が画像の最下端の中心で検出される、もしくは、レーンとして検出されていたエッジの傾きがほぼ鉛直になる時点をレーンの切り替わり時点であると判定することができる。
【００４５】
《第８態様の説明》次に、第８態様の形態例について説明する。
【００４６】
第２態様における、急カーブが原因で白線検出の信頼性が低下したときに行うカーブ路延長方向の算出を行う際、自車両３の操舵角もしくはヨーレートと車両速度から想定される自車両３の軌道が描く曲線を自車レーンとする。操舵角もしくはヨーレートと車両速度からの自車レーンの算出は、自車の軌道をレーン形状として適用することで求めることができる。自車の軌道は、自動車の運動方程式より、操舵角、速度と、そのときに発生するスリップ角を考慮することで求めることができる。また、カーブ路において、前方の車線形状に画像から検出した白線を用いるか、操舵角もしくはヨーレートと車両速度から求めた軌道から推定されるレーン形状を用いるかの判定は、白線検出の信頼性の値に応じて、例えば、信頼性がある所定のしきい値以上のときは、画像処理結果、所定のしきい値以下のときは、操舵角と速度から求められる推定レーン形状とすれば良い。信頼性の算出方法は、前述でも述べたとおり、検出されるエッジの点数や検出された前方レーンの曲率の大きさ（急なカーブの場合は低いなど）より、経験的に求めれば良い。
【００４７】
《第９態様の説明》最後に、第９態様の形態例について説明する。
【００４８】
第８態様における急カーブ走行中の走行車選択において、画像もしくは操舵角と車両速度から求められるカーブと反対の方向にウインカが出た場合は、カーブ路走行中の車線変更と判定し、第５〜第７態様の車線変更時の判定を適用するようにする。カーブが左右のどちらに向いているかは、画像処理で検出したレーンの形状より判定できる。また、ウインカが出ている方向やウインカから出る車内の信号線より判定できる。これらの値を照らし合わせることで、カーブの方向と車線変更の方向は判定できる。
【００４９】
このことを考慮することにより、カーブ中の車線変更にも対応可能となり、本発明で提案したカーブ路ではカーブの方向を先行車の存在位置であると判定することによっておこる車線変更時の悪影響を取り除くことができ、車線変更時の判定を活かすことが可能となる。
【００５０】
《各態様の効果》以上述べてきたように、第１態様では、車両に搭載され前方に存在する物体までの距離と方位を計測する可能なスキャニングレーザレーダ１などの位置計測装置と、前方の白線を検出可能なカメラ２などの撮像装置を用い、画像処理で検出した自車両３の走行レーンの位置と、スキャニングレーザレーダ１で検出された物体の位置とを照らし合わせることで、スキャニングレーザレーダ１で検出された物体の中から、自車レーン上の先行車を正しく選択する装置において、画像処理で検出した白線の検出の信頼性が低い、もしくは、白線を非検出の場合に、信頼性が低くなったもしくは白線検出がロストした原因を判定し、その原因に応じて、自車レーンが存在する方向を判定した上で、スキャニングレーザレーダ１で検出した前方の物体からの先行車の選択を行う構成とした。これにより、画像処理とスキャニングレーザレーダ１とのフュージョン処理（Fusion Process）で生じていた問題、例えばスキャニングレーザレーダ１で、先行車を検出しているにもかかわらず、白線を検出できなかったことが原因での先行車ロストという悪影響を回避することができるようになり、フュージョンによる白線検出判定の効果を活かしたより正確な先行車選択が可能となる。
【００５１】
また、第２態様では、第１態様の先行車の選択において、白線検出信頼性低下の原因が車線変更と判定された場合は、車線変更終了後に新しく検出されるべき車線の方向、急カーブと判定された場合は、その前までに検出していたカーブ路延長の方向に存在する車両を存在する車両を先行車として選択する構成とした。先行車の存在する方向は、カーブ走行時では操舵の方向、車線変更時では操舵とは逆の方向と、自車両３の動きに対して反対の方向に存在する。そのため、前方の白線情報がない場合、一般的に使用される手法、例えば先行車の判定に適用される操舵角を用いた手法による先行車の選択では、車線変更時には、実際の先行車が存在する方向とは反対の方向の車両を先行車と判定することになる。この手法では、原因に応じて先行車の存在する方位を判定するため、このような２種類の異なる原因での白線ロストを考慮することで操舵角に頼った誤判定を防ぎ、正しい方向に存在する車両を先行車として選択可能となる。
【００５２】
また、第３態様では、第１態様の白線検出の信頼性低下の原因判定を行う際、白線に対するＹａｗ角が増加、もしくは、自車両３に対する白線の横方向変位が減少し続けた後に信頼性が低くなった場合、車線変更が原因であると判定することを特徴とする。これにより、第２態様の判定をより正確に行えるようになる。特に、この方法では、すでに搭載してある画像処理装置を用いて車線変更を判定している。車線変更判定のためにだけの装置が不必要という利点がある。さらに、白線検出結果で求められたＹａｗ角や横変位を用いた車線変更判定は、白線検出処理により、レーンであることがきちんと判定された位置で検出されたエッジ上の動きだけからＹａｗ角や横変位を求めることになるため、例えば、１枚の画像上のレーン上とは限らないエッジも含む画像内すべてのエッジを用いたオプティカルフローからの車両の移動方向検出などの手法に比べ、より確実にレーンとの動きの関係を算出することができるという効果もある。また、レーン領域検出の場合、白線を検出する領域の限定などがあるため、本来見えている位置のレーンが検出されなくなる場合もあるが、車線変更の判定用として、信頼性が高い値で検出されているレーンの動きを常に注目し、その注目しているレーンを追跡している場合に限り、そのレーンは検出領域を出た場合も検出しつづけ、その傾きの変化や画像上の最下端の位置の変化を見ることでも車線変更の判定は行える。この手法の場合も路面の白線であることを確認された上に存在するエッジの動きだけを追うことになるため、白線検出の結果求められるＹａｗ角や横変位を用いる場合と同様、正確にレーンチェンジを判定することができる。この手法の場合、追跡していない方のレーンが検出しにくくなった場合でも安定して車線変更が判定できるという利点もある。
【００５３】
また、第４態様では、第１態様の白線検出の信頼性低下の原因判定を行う際、白線の曲率が増加しつづけた後に白線検出の信頼性が低くなった場合は、急カーブ走行中であると判定する構成とした。これにより、第３態様同様、カーブ走行判定のための特別な装置なしで、既存の構成のまま、カーブの判定を行えるようになる。また、第３態様同様、この判定も自車レーンであると判定されたエッジの動きに基づいた判定であるため、ある時点での画像を用いたカーブ検出やテクスチャ解析などによる路面の判定処理などに基づいた曲率算出に比べ、より確実にレーンの形状の変化を求めることができるという効果もある。
【００５４】
また、第５態様では、第２態様における車線変更時の先行車選択の際、車線変更開始から車線変更終了の間は、車線変更前の車線上と車線変更後の方向に検出されるべき位置に存在する車両の両方を先行車とし、それぞれに車線変更前と車線変更後の意味を示すフラグを付けるようにする。これにより、双方の車線の状況を用いての、警報や制御への適用が可能となる。例えば、先行車の判定切り替えを早く行いすぎると、直前まで走行していたレーン上の車両に近づきすぎたり、切り替えタイミングが遅いとレーン変更直後に前方に車両が存在するにもかかわらず、加速してしまうなどの問題がおきるが、双方のレーンの状況がわかっているために、先行車の検出状況を用いた制御や警報装置の性能向上にも結び付けられる。
【００５５】
また、第６態様（請求項１）では、第２態様における車線変更時の先行車選択の際、自車レーン切りかわりの判定を、増加しつづけている白線に対する自車のＹａｗ角が減少しはじめた時点、もしくは、減少しつづけている自車の白線に対する横変位が増加し始めた時点とする構成とした。これにより、レーンの変更の瞬間、つまり車線変更が完了する前に新たな自車レーン上の先行車を判定できるようになるため、車線変更時における先行車までの距離に応じた制御などを早く行えるようになり、車線変更時の加・減速もスムーズに行えるようになるという効果もある。
【００５６】
また、第７態様では、第２態様における車線変更中時の先行車選択の際、自車レーン切りかわりの判定を、画像中心方向に移動しつづけて検出される白線が画像中の所定の位置より中心に近づいた時点、もしくは、ある白線の傾きがほぼ鉛直に近い傾きとなった時点とする構成とした。これにより、第６態様と同様、車線変更時の先行車の判定が早く行えるようになるため、制御への適用を行いやすくなる。
【００５７】
また、第８態様では、第２態様の急カーブ走行中の先行車選択の際、自車両３の操舵角と車両速度から想定される自車両３の軌道が描く曲線を自車レーンとして、白線検出の信頼性の値に応じて、自車レーンの位置を白線検出結果とする場合と、操舵角もしくはヨーレートと車両速度から求めた曲率から求める場合とで切りかえる構成とした。これにより、カーブ走行中において、急カーブが原因で白線検出ができなくなった、もしくは、信頼性が非常に低くなった場合でも、前方車両の検出ができていれば、自車両３の進行方向をもとにその前方にある車両を先行車として判定できるようになるため、白線検出ロストが原因での先行車ロストを防ぐことが可能となる。
【００５８】
また、第９態様では、第８態様における急カーブ走行中の先行車選択において、画像もしくは操舵角と車両速度から求められるカーブと反対の方向にウインカの指示が出た場合は、第３〜第６態様の車線変更時の判定を適用する構成とした。本形態は、カーブ路走行と車線変更を判定することにより自車レーンが検出されない場合でも、白線検出ロストの悪影響なく正しく先行車を選択することが可能になる。また、第９態様では、カーブ走行中の車線変更をも考慮することで、本発明の特徴による悪影響を防ぐことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による先行車判定方法を適用したシステムの構成図である。
【図２】スキャニングレーザレーダとカメラの車両への搭載位置と座標系の設定の説明図である。
【図３】画像上における前方白線の撮像位置と自車レーン領域の説明図である。
【図４】画像上における自車レーン両側の白線の検出領域の説明図である。
【図５】様々な道路形状および自車姿勢における白線検出結果の様子の説明図である。
【図６】様々な道路形状および自車姿勢における白線検出結果の様子の説明図である。
【図７】車線変更時とカーブ走行時における自車に対する先行車の存在方向を示す図である。
【図８】急な車線変更時における白線に対する自車のＹａｗ角または横変位の変化を表す図である。
【図９】緩やかな車線変更時における白線に対する自車のＹａｗ角または横変位の変化を表す図である。
【符号の説明】
１ スキャニングレーザレーダ
２ カメラ
３ 車両
【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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【図８】
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【図９】
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