(57)【要約】【課題】路面画像から抽出した区画線に基づいて計算した走行路の曲率を補正することによって、その曲率の瞬時的な変動を抑制可能な走行路曲率計算装置において、前記区画線が連続線か不連続線かに応じて適切に前記補正を行うこと。【解決手段】車載カメラが撮影した路面画像から、車両が走行している車線の左右両側の白線を抽出して車線の曲率が取得される（Ｓ１）。この曲率には、左右両側の白線が共に実線である場合は両側実線用フィルタ係数マップによって（Ｓ３）、片側の白線のみが破線の場合は片側破線用フィルタ係数マップによって（Ｓ８）、左右両側の白線が破線の場合は両側破線用フィルタ係数マップによって（Ｓ９）、それぞれ、フィルタ処理による変動の抑制がなされる（Ｓ４，Ｓ５）。このため、誤検出等の影響による前記曲率の変動しやすさに応じたフィルタ処理が実行できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前方の路面画像を取得する路面画像取得手段（３）と、
前記路面画像取得手段が取得した路面画像から、前記車両の走行路を区画する区画線を抽出する区画線抽出手段（５，Ｓ１）と、
前記区画線抽出手段が抽出した区画線が、連続線であるか不連続線であるかを判断する線種判断手段（５，Ｓ２，Ｓ７）と、
前記区画線抽出手段が抽出した区画線に基づき、前記走行路の曲率を計算する曲率計算手段（５，Ｓ１）と、
前記曲率計算手段が計算した曲率を補正して、その曲率の瞬時的な変動を抑制する曲率補正手段（５，Ｓ４，Ｓ５）と、
前記線種判断手段が前記連続線であると判断した場合に比べて、前記線種判断手段が前記不連続線と判断した場合の方が、前記曲率補正手段による前記変動の抑制が大幅になされるように、前記曲率補正手段の補正態様を変更する補正態様変更手段（５，Ｓ３，Ｓ８，Ｓ９）と、
を備えたことを特徴とする走行路曲率計算装置。
【請求項２】
前記曲率計算手段は、所定タイミングごとに前記曲率を計算し、
前記曲率計算手段によって、直近のタイミングを含んだ連続するＮ回（Ｎは２以上の整数）のタイミングで計算された前記曲率の平均値を直近平均値とし、少なくとも前記直近のタイミングよりも前の連続するＭ回（Ｍは２以上の整数）のタイミングで計算された前記曲率の平均値を過去平均値として、
前記曲率補正手段は、
前記直近平均値と前記過去平均値との差の絶対値に基づいて、前記曲率の変動幅の許容値を計算する許容値計算手段（５，Ｓ４）と、
前記曲率計算手段によって前記直近のタイミングで計算された前記曲率を現在値とし、前記直近のタイミングより１つ前のタイミングで前記曲率計算手段によって計算され、前記曲率補正手段によって補正された後の前記曲率を補正後直前値として、前記現在値を補正することによって、その現在値の前記補正後直前値からの変動幅を前記許容値計算手段によって計算された前記許容値に収める変動幅調整手段（５，Ｓ５）と、
を備え、
前記補正態様変更手段は、前記許容値計算手段によって計算される前記許容値と前記絶対値との対応関係を変更することを特徴とする請求項１に記載の走行路曲率計算装置。
【請求項３】
前記許容値と前記絶対値との対応関係は、前記絶対値が増加するほどそれに対応する前記許容値も増加し、かつ、前記絶対値の増加に対する前記許容値の増加割合が急増する変曲点を備え、
前記補正態様変更手段は、前記変曲点の位置を変更することを特徴とする請求項２に記載の走行路曲率計算装置。
【請求項４】
前記区画線抽出手段が前記走行路を挟んだ両側にそれぞれ前記区画線を抽出した場合、前記線種判断手段は、前記両側の各区画線に対して前記連続線であるか前記不連続線であるかをそれぞれ判断し、
前記補正態様変更手段は、前記両側の各区画線が前記連続線であると前記線種判断手段が判断した場合に比べて、いずれか一方の前記区画線が前記連続線で他方の前記区画線が前記不連続線であると前記線種判断手段が判断した場合の方が、前記曲率補正手段による前記変動の抑制が大幅になされ、かつ、いずれか一方の前記区画線が前記連続線で他方の前記区画線が前記不連続線であると前記線種判断手段が判断した場合に比べて、前記両側の各区画線が前記不連続線であると前記線種判断手段が判断した場合の方が、前記曲率補正手段による前記変動の抑制が大幅になされるように、前記曲率補正手段の補正態様を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行路曲率計算装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前方の路面画像から前記車両の走行路を区画する区画線を抽出し、その区画線に基づいて前記走行路の曲率を計算する走行路曲率計算装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両前方の路面画像をカメラ等によって撮像し、その路面画像から白線等、前記車両の走行路を区画する区画線を抽出するいわゆる白線認識の技術が提案されている。また、前記車両がカーブ路を走行している場合にも、同様に白線を抽出し、走行路の中心に対する車両の横ずれ量が所定値を超えたとき、車両を走行路の中心に戻すように制動によるヨーモーメントを発生させることも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３３８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、車両がカーブ路を走行している場合には、区画線に基づいて走行路の曲率を計算して前述のような制御に応用することも考えられるが、その場合には、計算された曲率にフィルタ処理を施すのが望ましい。ここでいうフィルタ処理とは、計算された曲率を補正して、その曲率の瞬時的な変動を抑制する処理である。こうすることによって、区画線を誤検出するなどして曲率の計算値が瞬時的に変動しても、その変動がそのまま制御に反映されるのを前記補正によって抑制し、前記制動等の制御が不安定に実行されるのを抑制することができる。
【０００５】
しかしながら、このようなフィルタ処理は、計算された曲率の変動を大幅に抑制するようなフィルタ処理を実行すれば、その曲率を用いた制御に精度の低下や遅れが生じてしまう。一方、区画線が不連続線である場合、連続線である場合に比べて、計算された曲率に変動が生じやすくなり、その計算された曲率の変動を大幅に抑制する必要が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、路面画像から抽出した区画線に基づいて計算した走行路の曲率を補正することによって、その曲率の瞬時的な変動を抑制可能な走行路曲率計算装置において、前記区画線が連続線か不連続線かに応じて適切に前記補正を行うことを目的としてなされた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達するためになされた本発明の走行路曲率計算装置では、路面画像取得手段が取得した車両前方の路面画像から、区画線抽出手段が、前記車両の走行路を区画する区画線を抽出する。すると、線種判断手段は、前記区画線抽出手段が抽出した区画線が連続線であるか不連続線であるかを判断し、曲率計算手段は、前記区画線抽出手段が抽出した区画線に基づき、前記走行路の曲率を計算する。
【０００８】
曲率補正手段は、前記曲率計算手段が計算した曲率を、その曲率の瞬時的な変動が抑制されるように補正する。ここで、曲率補正手段の補正態様は、補正態様変更手段によって次のように変更される。すなわち、前記線種判断手段が連続線であると判断した場合に比べて、前記線種判断手段が不連続線であると判断した場合の方が、前記変動の抑制が大幅になされるように変更される。
【０００９】
このため、区画線が連続線であって計算された曲率にそれ程変動が生じない場合に比べ、区画線が不連続線であって計算された曲率に変動が生じやすい場合は、曲率補正手段による前記変動の抑制が大幅になされる。したがって、本発明では、区画線が連続線か不連続線かに応じて適切に前記補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用された走行路曲率計算装置の構成を表すブロック図である。
【図２】その走行路曲率計算装置の制御部の処理を表すフローチャートである。
【図３】その処理で使用されるマップの構成を表す説明図である。
【図４】そのマップの横軸のパラメータについて解説した説明図である。
【図５】実線の白線に対する前記処理の効果を例示する説明図である。
【図６】破線の白線に対する前記処理の効果を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施形態の構成］
次に、本発明が適用された実施形態を図面と共に説明する。図１に示すように、本発明の実施形態としての走行路曲率計算装置１は、車載カメラ３と、制御部５とを備えている。なお、車載カメラ３は、この走行路曲率計算装置１が搭載された車両（図示省略）のフロントガラスの中央上部における、ルームミラーの裏側の付け根近傍に取り付けられ、車両前方の路面画像を撮影してその画像データを制御部５へ入力する。制御部５は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータとして構成され、車載カメラ３から入力された画像データに基づき、路上の白線（区画線の一例）を認識し、次のように車両が走行している車線（走行路の一例）の曲率を計算する。
【００１２】
［実施形態における処理］
図２のフローチャートに示す処理は、制御部５のＣＰＵによって、同じく制御部５のＲＯＭに記憶されたプログラムに基づき、所定タイミングごと（例えば１６ｍｓごと）に繰り返し実行される。図２に示すように、この処理では、先ず、Ｓ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて、車載カメラ３が撮影した路面画像から、車両が走行している車線の左右両側の白線を抽出する白線認識処理が実行され、更に、その抽出された白線から車線の曲率が取得（計算）される。なお、抽出された白線の位置から車線の曲率を取得する方法は、周知であるのでここでは詳述しない。また、以下の説明では、曲率を曲率半径の逆数（単位：ｍー1）で表す。
【００１３】
続くＳ２では、Ｓ１にて抽出された左右両側の白線が、共に実線であるか否かが判断される。なお、路面画像から抽出された白線が実線（連続線の一例）であるか破線（不連続線の一例）であるかを判断する方法としては、例えば特開２００３−１７８３９９号等に開示された公知の方法を適用することができる。そして、左右両側の白線が共に実線である場合は（Ｓ２：Ｙ）、処理はＳ３へ移行し、両側実線用フィルタ係数マップが設定される。
【００１４】
ここで、本実施形態では、フィルタ係数としてリミットレート（許容値の一例）を使用しており、左右両側の白線が共に実線である場合に使用されるリミットレートは、図３（Ａ）に示すマップ（両側実線用リミットレート決定マップ）により決定される。なお、図３（Ａ）における縦軸はリミットレートで、前回の処理で取得された曲率をこのマップを用いて補正した後の値（前回リミット後値）に対して、今回Ｓ１で取得された曲率を、このリミットレートで規定される変動幅の範囲内に納めるように補正することを指示している。また、図３における横軸は、相前後する２区間の平均の差分の絶対値で、次の数１によって計算される。
【００１５】
【数１】
2014044493.tif 000003
【００１６】
但し、数１において、ＸはＳ１にて取得された曲率で、Ｘ0 が今回Ｓ１で取得された曲率、Ｘーiはｉ回前の処理のＳ１で取得された曲率（リミットレートによる補正前）である。Ｍ，Ｎは、平均を求める時間窓幅をサンプル数で表したもので、時間窓幅（ｍｓｅｃ）をサンプル時間（すなわち図２の処理の処理周期）で割ったものに相当する。更に、LagSampNumは、平均を求める２つの時間窓のずれ幅をサンプル数で表したものである。このため、Ｍ＝Ｎ＝LagSampNumの場合、現在時刻ｔに対するＭ，Ｎ，LagSampNumの配置は図４（Ａ）に例示するようにイメージすることができる。そして、Ｍ，Ｎ，LagSampNumがそれぞれ１０００ｍｓに対応する幅であるとすると、処理周期が１６ｍｓｅｃの場合、それぞれ、１０００／１６≒６３（サンプル）となる。また、応答性を高めるためには、図４（Ｂ）に例示するようにLagSampNumを小さくするのが有効で、LagSampNumが５００ｍｓに対応する場合、５００／１６≒３１（サンプル）となる。
【００１７】
なお、Ｍ，Ｎ，LagSampNumの値は、予め設定して制御部５のＲＯＭに記憶されている。また、数１の値は、定常的なカーブや直線では小さい値を取り、車線の曲率が実際にどの程度変動しているかを示す指標でもある。
【００１８】
図２に戻って、このようにして、図３（Ａ）の両側実線用フィルタ係数マップがＳ３にて設定されると、続くＳ４では、そのマップを用いてフィルタ係数としての前記リミットレートが決定される。すなわち、今回の処理のＳ１で取得された曲率、及び、それまでの処理のＳ１で取得されて制御部５のＲＡＭに記憶されている曲率に基づき、前述の数１の値が計算され、その値に対応するリミットレートが図３（Ａ）のマップに基づいて決定される。続くＳ５では、今回の処理のＳ１で取得された曲率（カメラ出力曲率値）にフィルタがかけられる。すなわち、前回の処理のＳ１で取得された曲率の補正後の値（前回リミット後値）に対する変動が最大でもリミットレートの範囲に収まるように、今回の処理のＳ１で取得された曲率が補正される。そして、Ｓ６では、その曲率が他の制御部等に送信されることにより、周知の車線逸脱防止システム等の処理に利用可能とされて、処理が一旦終了する。
【００１９】
一方、両側の白線が実線でない場合は（Ｓ２：Ｎ）、Ｓ７にて、左右両側の白線のうち片側のみが破線であるか否かが判断される。そして、片側のみが破線の場合は（Ｓ７：Ｙ）、処理はＳ８へ移行し、図３（Ｂ）に示す片側破線用フィルタ係数マップ（片側破線用リミットレート決定マップ）が設定されて、処理は前述のＳ４へ移行する。また、片側のみが破線でない場合（Ｓ７：Ｎ）、すなわち、左右両側の白線が破線の場合は、処理はＳ９へ移行し、図３（Ｃ）に示す両側破線用フィルタ係数マップ（両側破線用リミットレート決定マップ）が設定されて、処理は前述のＳ４へ移行する。
【００２０】
［実施形態の効果］
図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、いずれのマップも、数１の値（２区間の平均の差分の絶対値）が増加するほどそれに対応するリミットレートも増加するように構成されており、更に次の点が共通している。すなわち、いずれのマップも、数１の値が０．０１（ｍー1）となるとリミットレートが０．００５（ｍー1）となるように構成されている。また、リミットレートが０．０００５（ｍー1）に増加するまでは、数１の値の増加に対するリミットレートの増加は緩やかで、リミットレートが０．０００５（ｍー1）となる近辺から、数１の値の増加に対するリミットレートの増加割合が急増している。但し、この急増が始まる変曲点の位置（換言するなら、数１の値でリミットレートを２回微分した値が最大となる位置）が、（Ａ）では０．０００８（ｍー1）、（Ｂ）では０．００１５（ｍー1）、（Ｃ）では０．００２（ｍー1）と、それぞれ異なる。
【００２１】
このため、左右両側の白線が実線の場合は（Ｓ２：Ｙ）、図３（Ａ）のマップが使用されることにより、数１の値が０．０００８（ｍー1）を超える辺りから、Ｓ１で取得された曲率（以下、曲率計算値ともいう）の変化がＳ６により制御に利用される曲率（リミット後値）に大きく反映されるようになる。これに対して、片側の白線が破線の場合は（Ｓ７：Ｙ）、数１の値が０．００１５（ｍー1）を超える辺りから、曲率計算値の変化がリミット後値に大きく反映されるようになり、左右両側の白線が破線の場合は（Ｓ７：Ｎ）、数１の値が０．００２（ｍー1）を超える辺りから、曲率計算値の変化がリミット後値に大きく反映されるようになる。すなわち、左右両側の白線が実線の場合（Ｓ２：Ｙ）に比べて、片側の白線が破線の場合（Ｓ７：Ｙ）の方が、リミット後値の変動が大幅に抑制され、左右両側の白線が破線の場合（Ｓ７：Ｎ）は、リミット後値の変動が更に大幅に抑制される。
【００２２】
ここで、Ｓ１で取得される曲率計算値は、左右両側の白線が実線の場合（Ｓ２：Ｙ）に比べて、片側の白線が破線の場合（Ｓ７：Ｙ）の方が、誤検出等の影響で変動しやすく、左右両側の白線が破線の場合（Ｓ７：Ｎ）は、更に変動しやすくなる。誤検出等の影響で変動した曲率をそのまま車線逸脱防止システムの処理に利用すると、例えば、操舵角を制御して車線逸脱を防止する場合には、ステアリングがガクガクと振動するように制御されてしまうなど、運転者に不快感を与える場合がある。そこで、前述のようにリミット後値の変動を抑制するフィルタ処理が有効となるが、フィルタを大きくしすぎてリミット後値の変動を抑制しすぎると、制御に精度の低下や遅れが生じてしまう。
【００２３】
そこで、本実施形態では、左右の各白線が実線であるか破線であるかに応じて、曲率計算値が誤検出等の影響で変動しやすいほど、フィルタを大きくしてリミット後値の変動を大幅に抑制している。したがって、本実施形態では、左右の各白線が実線であるか破線であるかに応じて、曲率計算値を適切に補正することができる。
【００２４】
図５は、左右の各白線が実線である車線に対する前記処理の効果を例示する図で、図６は、左右の各白線が破線である車線に対する前記処理の効果を例示する図である。なお、各図において、横軸が時間（１目盛りが１０秒）で、縦軸が曲率（１目盛りが１×１０ー3ｍ-1）を表している。左右両側の白線が実線である場合は（Ｓ２：Ｙ）、誤検出等の影響が少なく、図５に太線で示すように、曲率計算値の変動も小さい。このため、その曲率計算値の変動をそれ程抑制しなくても（Ｓ３）、図５に細線で示すように、車線の曲率を良好に反映したリミット後値が得られる。
【００２５】
これに対して、左右両側の白線が破線である場合は（Ｓ７：Ｎ）、誤検出等の影響が大きく、図６に太線で示すように、曲率計算値は大きく変動する。そこで、本実施形態では、両側破線用フィルタ係数マップを設定して曲率計算値の変動を大幅に抑制することにより（Ｓ９）、図６に細線で示すように、多少の遅れは有するものの車線の曲率を良好に反映したリミット後値を計算している。このように、本実施形態では、左右の各白線が実線であるか破線であるかに応じて、曲率計算値を適切に補正して、白線逸脱防止システム等の制御を良好に行うことができる。なお、前記白線逸脱防止システムは、警報の発生のみを行う車線逸脱警報（ＬＤＷ：Lane Departure Warning）制御を実行するものであってもよく、操舵や制動により白線逸脱を防止する車線逸脱防止（ＬＤＰ：Lane Departure Prevention ）制御を実行するものであってもよい。
【００２６】
［他の実施形態］
なお、前記実施形態において、車載カメラ３が路面画像取得手段に相当し、制御部５が区画線抽出手段，線種判断手段，曲率計算手段，曲率補正手段，補正態様変更手段，許容値計算手段，及び変動幅調整手段に相当する。また、制御部５の処理のうち、Ｓ１が区画線抽出手段及び曲率計算手段に、Ｓ２，Ｓ７が線種判断手段に、Ｓ４，Ｓ５が曲率補正手段に、Ｓ３，Ｓ８，Ｓ９が補正態様変更手段に、Ｓ４が許容値計算手段に、Ｓ５が変動幅調整手段に、それぞれ相当する。
【００２７】
また、本発明は前記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、曲率の計算値の補正処理としては、公知の種々のフィルタ処理を適用することができる。単に直近のＮ回のデータの平均値を取るだけの単純なフィルタであってもよく、その場合、白線が実線であるか破線であるかに応じてＮの値を変更してもよい。例えば、片側が破線であればＮをＮ＋α（０＜α）に変更し、両側が破線であればＮをＮ＋β（α＜β）に変更してもよい。また、不連続線を更にブロックと破線とに分けて、更にフィルタ処理を細分化してもよく、二重線や黄線に対してフィルタ処理を更に分けてもよい。逆に、片側のみが破線の場合は、両側が実線の場合又は両側が破線の場合と同様のフィルタ処理を実行してもよい。
【００２８】
更に、前記各実施形態では、左右両側の白線から計算した走行路の曲率に対してフィルタ処理を実行しているが、左右両側の白線の曲率をそれぞれ走行路の曲率として便宜的にみなした上でフィルタ処理を実行し、フィルタ処理後の各曲率から走行路の曲率を計算してもよい。また、左右いずれか片方の白線のみを参照して走行路の曲率を計算してもよい。そして、前記各実施形態の構成は、任意に組み合わせることが可能である。
【００２９】
［本発明の各種形態］
但し、前述のように、前記曲率計算手段は、所定タイミングごとに前記曲率を計算し、前記曲率計算手段によって、直近のタイミングを含んだ連続するＮ回（Ｎは２以上の整数）のタイミングで計算された前記曲率の平均値を直近平均値とし、少なくとも前記直近のタイミングよりも前の連続するＭ回（Ｍは２以上の整数）のタイミングで計算された前記曲率の平均値を過去平均値として、前記曲率補正手段は、前記直近平均値と前記過去平均値との差の絶対値に基づいて、前記曲率の変動幅の許容値を計算する許容値計算手段と、前記曲率計算手段によって前記直近のタイミングで計算された前記曲率を現在値とし、前記直近のタイミングより１つ前のタイミングで前記曲率計算手段によって計算され、前記曲率補正手段によって補正された後の前記曲率を補正後直前値として、前記現在値を補正することによって、その現在値の前記補正後直前値からの変動幅を前記許容値計算手段によって計算された前記許容値に収める変動幅調整手段と、を備え、前記補正態様変更手段は、前記許容値計算手段によって計算される前記許容値と前記絶対値との対応関係を変更する場合、次のような作用・効果が生じる。すなわち、この場合、補正手段の補正態様をより詳細かつ適切に変更することができる。
【００３０】
そして、その場合更に、前記許容値と前記絶対値との対応関係は、前記絶対値が増加するほどそれに対応する前記許容値も増加し、かつ、前記絶対値の増加に対する前記許容値の増加割合が急増する変曲点を備え、前記補正態様変更手段は、前記変曲点の位置を変更してもよい。その場合、前記許容値と前記絶対値との対応関係を、一層適切に変更することができる。
【００３１】
また、前記区画線抽出手段が前記走行路を挟んだ両側にそれぞれ前記区画線を抽出した場合、前記線種判断手段は、前記両側の各区画線に対して前記連続線であるか前記不連続線であるかをそれぞれ判断し、前記補正態様変更手段は、前記両側の各区画線が前記連続線であると前記線種判断手段が判断した場合に比べて、いずれか一方の前記区画線が前記連続線で他方の前記区画線が前記不連続線であると前記線種判断手段が判断した場合の方が、前記曲率補正手段による前記変動の抑制が大幅になされ、かつ、いずれか一方の前記区画線が前記連続線で他方の前記区画線が前記不連続線であると前記線種判断手段が判断した場合に比べて、前記両側の各区画線が前記不連続線であると前記線種判断手段が判断した場合の方が、前記曲率補正手段による前記変動の抑制が大幅になされるように、前記曲率補正手段の補正態様を変更してもよい。その場合、前記前記計算された曲率に変動が生じやすい程度に応じて、前記補正態様をより詳細かつ適切に変更することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１…走行路曲率計算装置          ３…車載カメラ          ５…制御部
【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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