(57)【要約】      （修正有）【課題】自車両の遠方領域の区画線の検出精度を向上できる走行路検出装置を提供する。【解決手段】自車両が走行する走行路を撮像する撮像部２１と、撮像部２１により撮像された撮像画像について、車線形状モデルに基づいて探索領域を設定する探索領域設定部１２、１３と、探索領域設定部１２、１３により設定された探索領域の輝度情報に基づいて、走行路上の区画線を検出する区画線検出部１２、１３とを備え、遠方領域設定部１３は、撮像画像の近傍領域の探索時における第１の車線形状モデルに基づいて撮像画像の遠方領域の区画線が検出できない場合に、第１の車線形状モデルと異なる第２の車線形状モデルに基づいて、遠方領域の探索領域を設定する。【選択図】図１
2014186515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両が走行する走行路を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された撮像画像について、車線形状モデルに基づいて探索領域を設定する探索領域設定部と、
前記探索領域設定部により設定された前記探索領域の輝度情報に基づいて、前記走行路上の区画線を検出する区画線検出部と、
を備え、
前記探索領域設定部は、前記撮像画像の近傍領域の探索時における第１の車線形状モデルに基づいて前記撮像画像の遠方領域の前記区画線が検出できない場合に、前記第１の車線形状モデルと異なる第２の車線形状モデルに基づいて、前記遠方領域の前記探索領域を設定する、走行路検出装置。
【請求項２】
前記探索領域設定部は、前記第１の車線形状モデルを前記遠方領域側に延長した曲線上に前記遠方領域の初期の探索領域を設定する、請求項１に記載の走行路検出装置。
【請求項３】
前記探索領域設定部は、前記遠方領域の前記区画線が検出できるように更新された前記第２の車線形状モデルに基づいて最終的な探索領域を設定する、請求項１又は２に記載の走行路検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両の走行路を検出する走行路検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行路検出装置に関連して、例えば特開２０００−０３６０３７号公報に記載されるように、自車両の進行方向を撮像した撮像画像に単一の車線形状モデルに基づいて白線探索領域を設定することにより、走行路を検出する装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０３６０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような装置では、単一の車線形状モデルに基づいて白線探索領域を設定するので、走行路の形状によっては、自車両の近傍領域の区画線を適切に検出できても、遠方領域の区画線を適切に検出できないことがある。
【０００５】
そこで、本発明は、自車両の遠方領域の区画線の検出精度を向上できる走行路検出装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る走行路検出装置は、自車両が走行する走行路を撮像する撮像部と、撮像部により撮像された撮像画像について、車線形状モデルに基づいて探索領域を設定する探索領域設定部と、探索領域設定部により設定された探索領域の輝度情報に基づいて、走行路上の区画線を検出する区画線検出部とを備え、探索領域設定部は、撮像画像の近傍領域の探索時における第１の車線形状モデルに基づいて撮像画像の遠方領域の区画線が検出できない場合に、第１の車線形状モデルと異なる第２の車線形状モデルに基づいて、遠方領域の探索領域を設定する。
【０００７】
本発明に係る走行路検出装置によれば、自車両の遠方領域の区画線を検出できない場合に、近傍領域の探索時における第１の車線形状モデルと異なる第２の車線形状モデルに基づいて、遠方領域の探索領域を設定することにより、探索領域を精度良く設定することができる。これにより、自車両の遠方領域の区画線の検出精度を向上することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、自車両の遠方領域の区画線の検出精度を向上できる走行路検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る走行路検出装置を示すブロック図である。
【図２】走行路検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】単一の車線形状モデルに基づく走行車線の検出結果を例示する図である。
【図４】複数の車線形状モデルに基づく走行車線の検出結果を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る走行路検出装置を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
まず、図１を参照して本発明の実施形態に係る走行路検出装置の構成について説明する。走行路検出装置は、自車両に搭載されて、自車両の走行路、特に走行路上の区画線を検出する装置である。区画線とは、走行路、特に自車両が走行する走行車線を区画する連続又は不連続な白線又は黄線である。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る走行路検出装置を示すブロック図である。図１に示すように、走行路検出装置は、電子制御ユニット１０（ＥＣＵ１０）を中心として構成されている。ＥＣＵ１０には、撮像部２１及び運転支援実行部２２が接続されている。
【００１３】
撮像部２１は、自車両が走行する走行路を撮像する。撮像部２１としては、ビデオカメラ、ステレオカメラ等が用いられる。撮像部２１は、撮像画像をＥＣＵ１０に供給する。
【００１４】
運転支援実行部２２は、車線維持支援等の運転支援を実行する。運転支援実行部２２は、ディスプレイ、スピーカ、バイブレータ等のヒューマン・マシン・インタフェース（ＨＭＩ）として構成され、運転者に対する注意喚起を実行する。また、運転支援実行部２２は、操舵アクチュエータ又は制動アクチュエータのうち少なくとも１つとして構成され、図示されていない操舵装置又は制動装置のうち少なくとも１つに対する制御介入を実行する。
【００１５】
図１に示すように、ＥＣＵ１０は、エッジ点検出部１１、近傍領域探索部１２、遠方領域探索部１３、車線形状算出部１４、及び運転支援制御部１５を備えている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを主体として構成されており、ＣＰＵによるプログラムの実行を通じて、エッジ点検出部１１、近傍領域探索部１２、遠方領域探索部１３、車線形状算出部１４、及び運転支援制御部１５の機能を実現する。なお、エッジ点検出部１１、近傍領域探索部１２、遠方領域探索部１３、車線形状算出部１４、及び運転支援制御部１５の機能は、２つ以上のＥＣＵにより実現されてもよい。
【００１６】
エッジ点検出部１１は、撮像画像に含まれるエッジ点を検出する。エッジ点とは、撮像画像の走査方向で撮像画像の輝度値が急増する上りエッジ点、及び急減する下りエッジ点である。エッジ点検出部１１は、撮像画像を水平方向に走査してエッジ点を検出し、検出されたエッジ点の情報をメモリ等に一時的に格納する。
【００１７】
近傍領域探索部１２は、撮像画像に近傍領域を設定し、近傍領域で自車両の進行方向に延びるエッジ点の集合（エッジ点群）を検出する。近傍領域とは、自車両の近傍、例えば自車両から進行方向側に５〜３０ｍ程度の範囲の領域である。
【００１８】
遠方領域探索部１３は、撮像画像に遠方領域を設定し、遠方領域で自車両の進行方向に延びるエッジ点群を検出する。遠方領域とは、近傍領域の遠方、例えば自車両の進行方向側に５〜３０ｍから１００ｍ程度の範囲の領域である。
【００１９】
車線形状算出部１４は、近傍領域及び遠方領域のそれぞれにおけるモデル適合により車線形状を算出する。モデル適合とは、エッジ点群の検出結果に対する車線形状モデルのフィッティングを意味する。車線形状モデルとしては、一般に、オフセット、ヨー角、曲率、曲率変化率のパラメータにより表される三次曲線であるクロソイド曲線が用いられる。
【００２０】
運転支援制御部１５は、車線維持支援等の運転支援を制御する。運転支援制御部１５は、自車両と走行車線との位置関係、特に区画線との位置関係に基づいて、自車両が走行車線上の走行を維持するように報知支援又は制御支援のための制御信号を生成して運転支援実行部に供給する。
【００２１】
近傍領域探索部１２及び遠方領域探索部１３は、撮像部により撮像された撮像画像について、車線形状モデルに基づいて探索領域を設定する探索領域設定部として機能する。近傍領域の探索領域は、前回の処理周期で算出された車線形状モデルに基づいて設定される。遠方領域の初期の探索領域は、今回の処理周期で近傍領域において算出された車線形状モデルに基づいて設定される。
【００２２】
近傍領域探索部１２及び遠方領域探索部１３は、探索領域設定部により設定された探索領域の輝度情報に基づいて、走行路上の区画線を検出する区画線検出部として機能する。走行路上の区画線は、例えば、探索領域に検出ウィンドウを適用し、検出ウィンドウ内で自車両の進行方向に延びるエッジ点群を検出することにより行われる。
【００２３】
遠方領域探索部１３は、撮像画像の近傍領域の探索時における第１の車線形状モデルに基づいて撮像画像の遠方領域の区画線が検出できない場合に、第１の車線形状モデルと異なる第２の車線形状モデルに基づいて、遠方領域の探索領域を設定する。すなわち、遠方領域の探索領域は、区画線の検出状況に応じて、近傍領域で算出された第１の車線形状モデルと異なる第２の車線形状モデルに基づいて設定される。第１の車線形状モデルと第２の車線形状モデルは、前述したクロソイド曲線の複数のパラメータのうち少なくとも１つのパラメータを互いに異にする。
【００２４】
つぎに、図２及び図４を参照して本発明の実施形態に係る走行路検出装置の動作について説明する。
【００２５】
図２は、走行路検出装置の動作を示すフローチャートである。走行路検出装置は、図２に示す処理を処理周期毎に繰り返し実行する。
【００２６】
図２に示すように、ＥＣＵ１０は、自車両が走行する走行路の撮像画像を読み込む（Ｓ１１）。エッジ点検出部１１は、撮像画像に含まれるエッジ点を検出する（Ｓ１２）。
【００２７】
近傍領域探索部１２は、撮像画像に近傍領域を設定し、近傍領域で自車両の進行方向に延びるエッジ点群を検出する（Ｓ１３）。エッジ点群の検出のために、近傍領域には、前回の処理周期で算出された車線形状モデルの近傍に探索領域が設定される。探索領域は、例えば、最初の処理周期では、予め設定された車線形状モデルに従って設定され、以降の処理周期では、前回の処理周期で算出された車線形状モデルを含む領域として設定される。
【００２８】
エッジ点群の検出に際しては、候補線分が抽出される。候補線分とは、区画線の検出候補となる線分であり、区画線に相当する距離を隔てて検出された上りエッジ点群と下りエッジ点群の組合せとして抽出される。なお、エッジ点群同士の距離は、例えばステレオ視差に基づいて求められる。
【００２９】
車線形状算出部１４は、近傍領域におけるエッジ点群の検出結果に対するモデル適合により第１のクロソイド曲線を算出する（Ｓ１４）。第１のクロソイド曲線は、自車両の左右それぞれに想定される区画線毎に算出される。
【００３０】
遠方領域探索部１３は、撮像画像の遠方領域に探索領域を設定する（Ｓ１５）。探索領域は、Ｓ１１にて既に読み込まれた撮像画像に設定される。遠方領域の探索の開始に際しては、Ｓ１４にて算出された第１クロソイド曲線を遠方領域側に延長した曲線上に初期の探索領域が設定される。探索領域は、自車両の左右それぞれに想定される区画線毎に複数設定される。
【００３１】
遠方領域探索部１３は、遠方領域の全ての探索領域で検出を終了したか否かを区画線毎に判定する（Ｓ１６）。
【００３２】
全ての探索領域で検出を終了したと判定しなかった場合に、遠方領域探索部１３は、探索領域毎に自車両の進行方向に延びるエッジ点群を検出する（Ｓ１７）。エッジ点群の検出は、Ｓ１５にて設定された複数の探索領域に対して、自車両側の探索領域から進行方向側の探索領域に向けて順次行われる。
【００３３】
一方、全ての探索領域で検出を終了したと判定した場合に、遠方領域探索部１３は、各探索領域で検出されたエッジ点数が閾値未満であるか否かを判定する（Ｓ１８）。なお、閾値は、全ての探索領域に対して一律に設定されてもよく、例えば、自車両の近傍ほど大きな値として探索領域毎に設定されてもよい。
【００３４】
エッジ点の検出数が閾値未満であると判定しなかった場合に、処理がＳ１６に戻り、全ての探索領域で検出を終了していない場合に、遠方領域探索部１３は、Ｓ１７にて進行方向側に位置する次の探索領域でエッジ点群を検出する。
【００３５】
一方、エッジ点の検出数が閾値未満であると判定した場合に、車線形状算出部１４は、第１のクロソイド曲線と異なる第２のクロソイド曲線を算出する（Ｓ１９）。第２のクロソイド曲線は、遠方領域で検出を終了した全ての探索領域におけるエッジ点群の検出結果に対するモデル適合により区画線毎に算出される。そして、処理がＳ１５に戻り、第２のクロソイド曲線を遠方領域の最縁部まで延長した曲線上に複数の探索領域が再設定される。
【００３６】
Ｓ１５からＳ１９の処理は、遠方領域における全ての探索領域で閾値以上のエッジ点が検出されるように第２のクロソイド曲線が得られるまで繰り返される。Ｓ１５からＳ１９の処理は、Ｓ１１にて既に読み込まれた撮像画像を対象として行われる。これにより、遠方領域の区画線が検出できるように更新された第２のクロソイド曲線に基づいて最終的な探索領域が設定される。
【００３７】
一方、Ｓ１６にて全ての探索領域で検出を終了したと判定した場合に、車線形状算出部１４は、車線形状パラメータを算出する（Ｓ２０）。車線形状パラメータは、遠方領域において、第２のクロソイド曲線により十分な検出精度が得られた場合に、第１及び第２のクロソイド曲線のパラメータとして求められ、第１のクロソイド曲線により十分な検出精度が得られた場合に、第１のクロソイド曲線のパラメータとして求められる。
【００３８】
そして、車線形状パラメータが算出されると、運転支援制御部１５は、自車両と走行車線との位置関係に基づいて、自車両が走行車線上の走行を維持するように運転支援の制御信号を生成して運転支援実行部に供給する。
【００３９】
ここで、図３を参照して、単一の車線形状モデルに基づく走行車線の検出結果について説明する。図３は、背景技術として説明した、単一の車線形状モデルに基づいて走行車線を検出する場合を示している。図３には、自車両Ｃの進行方向を撮像した撮像画像Ｐが示されている。図３に示すように、進行方向には左側に向けてカーブする走行車線Ｌが存在している。
【００４０】
図３に示す例では、クロソイド曲線として表される単一の車線形状モデルに基づいて、自車両Ｃの近傍領域Ａ１の区画線Ｌ１１、Ｌ１２が検出されている。ここで、走行車線Ｌがクロソイド曲線に従って設計されていない場合に、区画線に対するモデルの適合性が、特に自車両Ｃの遠方領域Ａ２で低下する。結果として、自車両Ｃの遠方領域Ａ２の区画線を適切に検出することができない。
【００４１】
つぎに、図４を参照して、複数の車線形状モデルに基づく走行車線の検出結果について説明する。図４は、前述した実施形態に係る走行路検出装置により複数の車線形状モデルに基づいて走行車線を検出する場合を示している。図４には、図３と同じ走行路の状況が示されている。
【００４２】
図４に示すように、近傍領域Ａ１では、エッジ点群の検出結果に対する車線形状モデルの適合により、第１のクロソイド曲線として表される区画線Ｌ１１、Ｌ１２が検出されている。
【００４３】
遠方領域Ａ２では、まず、第１のクロソイド曲線に基づいて複数の探索領域が設定され、探索領域毎にエッジ点群の検出が順次行われる。そして、特定の探索領域におけるエッジ点の検出数が閾値未満である場合に、第２のクロソイド曲線が算出され、第２のクロソイド曲線に基づいて複数の探索領域が再設定され、探索領域毎にエッジ点群の検出が順次行われる。探索領域の再設定は、遠方領域Ａ２の全ての探索領域でエッジ点の検出数が閾値以上となるように第２のクロソイド曲線が算出されるまで、つまり、エッジ点群の検出精度が十分に得られるまで繰り返される。
【００４４】
図４に示すように、遠方領域Ａ２では、探索領域の再設定により、第１のクロソイド曲線と異なる第２のクロソイド曲線として表される区画線Ｌ２１、Ｌ２２が検出されている。これにより、走行車線Ｌがクロソイド曲線に従って設計されていない場合でも、遠方領域Ａ２の探索領域を精度良く設定し、遠方領域Ａ２の区画線Ｌ２１、Ｌ２２の検出精度を向上することができる。
【００４５】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る走行路検出装置によれば、自車両の遠方領域の区画線を検出できない場合に、近傍領域の探索時における第１の車線形状モデルと異なる第２の車線形状モデルに基づいて、遠方領域の探索領域を設定することにより、探索領域を精度良く設定することができる。これにより、自車両の遠方領域の区画線の検出精度を向上することができる。
【００４６】
なお、前述した実施形態は、本発明に係る走行路検出装置の最良な実施形態を説明したものであり、本発明に係る走行路検出装置は、本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る走行路検出装置は、各請求項に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲で本実施形態に係る走行路検出装置を変形し、または他のものに適用したものであってもよい。
【００４７】
例えば、前述した実施形態では、近傍領域の遠方に１つの遠方領域Ａ２を設定して、必要に応じて第２のクロソイド曲線を算出する場合について説明した。しかし、近傍領域Ａ１の遠方に第１の遠方領域、第１の遠方領域の遠方に第２の領域、…というように２つ以上の遠方領域Ａ２を設定して、必要に応じて第２、第３、…のクロソイド曲線を算出してもよい。
【００４８】
また、前述した実施形態では、走行路の検出結果が運転支援に利用される場合について説明したが、運転支援以外の用途に利用されるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、１１…エッジ点検出部、１２…近傍領域探索部、１３…遠方領域探索部、１４…車線形状算出部、１５…運転支援制御部、２１…撮像部、２２…運転支援実行部。
【図１】
2014186515.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014186515.tif 000005
【図４】
2014186515.tif 000006