(57)【要約】【課題】長い距離に渡って路面を検知する。【解決手段】車両の周囲に存在する対象物から放射される電磁波について、車両が走行する路面に対して主に略水平方向に放射される水平偏波成分と、車両が走行する路面に対して主に略垂直方向に放射される垂直偏波成分とを受信し、水平偏波成分に基づく水平偏波信号と、垂直偏波成分に基づく垂直偏波信号とを用いて電波画像データを生成し、取得した電波画像データにおける垂直偏波信号と水平偏波信号との強度比の変動点の連続性に基づいて、路面の高さが変化する領域の境界を検出し、検出結果に基づいて路面を判断する。【選択図】  図１
2018084535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周囲に存在する対象物から放射される電磁波について、前記車両が走行する路面に対して主に略水平方向に放射される水平偏波成分と、前記車両が走行する路面に対して主に略垂直方向に放射される垂直偏波成分とを受信して、前記水平偏波成分に基づく水平偏波信号と、前記垂直偏波成分に基づく垂直偏波信号とを用いて生成された電波画像データを取得し、
前記電波画像データにおける前記垂直偏波信号と前記水平偏波信号との強度比の変動点の連続性に基づいて、前記路面の高さが変化する領域の境界を検出し、
前記検出の結果に基づいて前記路面を判断する路面判断方法。
【請求項２】
前記電波画像データにおける前記水平偏波信号又は前記垂直偏波信号の強度の変化が所定値以上となる位置を、前記路面の高さが変化する領域の境界の位置として検出する請求項１に記載の路面判断方法。
【請求項３】
前記電波画像データにおける前記水平偏波信号又は前記垂直偏波信号の強度の分布から前記境界の存在領域を推測し、
前記存在領域内の前記電波画像データにおける前記強度比の変動点の連続性に基づいて、前記境界を検出する請求項１又は２に記載の路面判断方法。
【請求項４】
前記電波画像データにおける前記強度比から前記境界の存在領域を推測し、
前記存在領域内の前記電波画像データにおける前記強度比の変動点の連続性に基づいて、前記境界を検出する請求項１又は２に記載の路面判断方法。
【請求項５】
前記電波画像データにおける、前記車両の進行方向に沿う画素に対応する前記強度比の変動点の連続性に基づいて、前記境界を検出する請求項１〜４の何れか一項に記載の路面判断方法。
【請求項６】
前記電波画像データにおける、消失点方向に沿う画素に対応する前記強度比の変動点の連続性に基づいて、前記境界を検出する請求項１〜４の何れか一項に記載の路面判断方法。
【請求項７】
前記路面に、前記境界が複数検出された場合には、
前記強度比が最も高い又は最も低い前記境界を前記路面に形成された轍であると判断する請求項１〜６の何れか一項に記載の路面判断方法。
【請求項８】
前記路面に、前記境界が複数検出された場合には、
前記車両の前方を走行する他車両の存在方向に沿って延在する前記境界を前記路面に形成された轍であると判断する請求項１〜７の何れか一項に記載の路面判断方法。
【請求項９】
アンテナと、信号処理装置と、制御装置とを備えた路面判断装置であって、
前記アンテナは、車両の周囲に存在する対象物から放射される電磁波について、前記車両が走行する路面に対して主に略水平方向に放射される水平偏波成分と、前記車両が走行する路面に対して主に略垂直方向に放射される垂直偏波成分とを受信し、
前記信号処理装置は、前記水平偏波成分に基づく水平偏波信号と、前記垂直偏波成分に基づく垂直偏波信号とを用いて生成された電波画像データを生成し、
前記制御装置は、前記電波画像データにおける前記垂直偏波信号と前記水平偏波信号との強度比の変動点の連続性に基づいて、前記路面の高さが変化する領域の境界を検出し、
前記検出の結果に基づいて前記路面を判断する、路面判断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路の路面を判断する路面判断方法および路面判断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
路面からの放射温度と天空からの放射温度との差分から路面を判断する装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７７１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水平・垂直偏波成分の強度差を二つのチャネルで判定する場合には、距離が遠くなるにつれて強度差が小さくなるので、検知可能距離が短くなるという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、長い距離に渡って路面を検知することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、対象物から放射される電磁波の水平偏波成分に基づく水平偏波信号と、垂直偏波成分に基づく垂直偏波信号とを用いて電波画像データを生成し、電波画像データにおける垂直偏波信号と水平偏波信号の強度比の変動点の連続性に基づいて路面の高さが変化する領域の境界を検出し、その検出結果に基づいて路面を判断することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、強度比の変動点の連続性に基づいて路面の高さが変化する領域の境界を検出するので、長い距離に渡って路面を検知できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係る路面判断装置の構成図である。
【図２Ａ】図２Ａは、判断対象となる路面の映像の一例と、電波画像データの一例を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、強度比を用いた対象物の判定基準の一例を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、連続性のある変動点（強度比）を示す特徴部の一例を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、路面の電波画像データの信号の強度比を示す第１図である。
【図３Ｂ】図３Ｂの（ａ）は図３Ａの電波画像データに対応する垂直偏波画像であり、図３Ｂの（ｂ）は、図３Ａの電波画像データに対応する水平偏波画像である。
【図４Ａ】図４Ａは、路面の電波画像データの信号の強度比を示す第２図である。
【図４Ｂ】図４Ｂの（ａ）は図４Ａの電波画像データに対応する垂直偏波画像であり、図４Ｂの（ｂ）は、図４Ａの電波画像データに対応する水平偏波画像である。
【図５Ａ】図５Ａは、路面の電波画像データの信号の強度比を示す第３図である。
【図５Ｂ】図５Ｂの（ａ）は、図５Ａの電波画像データに対応する垂直偏波画像であり、図５Ｂの（ｂ）は、図５Ａの電波画像データに対応する水平偏波画像である。
【図６Ａ】図６Ａは、路面の電波画像データの信号の強度比を示す第４図である。
【図６Ｂ】図６Ｂの（ａ）は、図６Ａの電波画像データに対応する垂直偏波画像であり、図６Ｂの（ｂ）は、図６Ａの電波画像データに対応する水平偏波画像である。
【図７】カーブを有する路面における基準線の設定手法を説明するための図である。
【図８】本実施形態に係る路面判断処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、路面判断装置を車両に搭載又は配置した場合を例にして説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る路面判断装置１００の構成を示す。図１に示すように、本実施形態に係る路面判断装置１００は、アンテナ装置１と、信号処理装置２と、制御装置１０を有する。これらは、相互に情報の授受が可能である。路面判断装置１００の判断結果は、車載装置２００において利用できる。車載装置２００は、車両コントローラ２０、走行支援装置３０、及び出力装置４０を有する。路面判断装置１００は、車載装置２００と、情報の授受を行うためにＣＡＮ（Controller Area Network）その他の車載ＬＡＮによって接続されている。
【００１１】
アンテナ装置１は、車両の周囲に存在する対象物から放射されるマイクロ波、ミリ波などの電磁波を受信する。電磁波は特に限定されず、３０ＧＨｚ〜１０ＴＨｚ程度の電磁波である。アンテナ装置１は、対象物から放射される熱に応じた電磁波を受信するパッシブ方式の装置であってもよいし、ミリ波などの電磁波を対象物に向けて照射し、対象物から反射される反射波(放射される電磁波)を受信して対象物の像を認識するアクティブ方式の装置であってもよい。本実施形態のアンテナ装置１は、ホーンアンテナなどの複数のアンテナ(素子)１ａ〜１ｘが二次元状に配列されたアレイアンテナと、スキャン機構と、レンズとを備える。
【００１２】
アンテナ装置１は、対象物から放射角(対象からアンテナ装置１への放射方向と垂直方向とがなす角度)で放射される電磁波を受信する。アンテナ装置１は、車両が走行する路面に対して主に略水平方向に放射される水平偏波成分と、車両が走行する路面に対して主に略垂直方向に放射される垂直偏波成分とを受信する。垂直偏波成分の電磁波を受信するアンテナ１ａ〜１ｘと、水平偏波成分の電磁波を受信するアンテナ１ａ〜１ｘとは、互いに隣接するように、市松模様（：checkered pattern）状に配置される。
【００１３】
車両の周囲に存在する対象物は特に限定されず、（１）車両が走行する道路の路面、（２）道路の路面に積層された雪、泥、砂、砂利、木材チップなどの粒状材料、アスファルト、（３）標識、信号、ガードレールなどの道路構造物、（４）建物などの立体物、（５）歩行者、他車両などの移動体、（６）天空（特開２００４−１７７１８８号公報参照）を含む。
【００１４】
アンテナ装置１は、各アンテナ１ａ〜１ｘが受信した電磁波を、その受信強度に応じた受信信号に変換し、信号処理装置２に出力する。垂直偏波成分の電磁波を受信したアンテナ１ａ〜１ｘは、垂直偏波信号を受信信号として信号処理装置２に出力する。水平偏波成分の電磁波を受信したアンテナ１ａ〜１ｘは、水平偏波信号を受信信号として信号処理装置２に出力する。
【００１５】
信号処理装置２は、アンテナ装置１のアンテナ１ａから出力された垂直偏波信号および水平偏波信号に基づいて、電波画像データを生成する。信号処理装置２は、各アンテナ１ａ〜１ｘから出力された垂直偏波信号をアンテナ１ａ〜１ｘの配列位置に応じて二次元に配列することにより、垂直偏波画像を生成する。信号処理装置２は、各アンテナ１ａ〜１ｘから出力された水平偏波信号をアンテナ１ａ〜１ｘの配列位置に応じて二次元に配列することにより、水平偏波画像を生成する。垂直偏波画像の各画素の値は、垂直偏波信号の値に対応する。水平偏波画像の各画素の値は、水平偏波信号の値に対応する。電波画像データの生成手法については特に限定されず、本願出願時に知られたミリ波イメージング法などの電波画像の生成手法を適宜に用いることができる
【００１６】
なお、アンテナ装置１と信号処理装置２は一体として構成してもよいし、別体として構成してもよい。アンテナ装置１と信号処理装置２と制御装置１０は、一体として構成してもよいし、分散して配置してもよい。アンテナ装置１と信号処理装置２と制御装置１０はすべて車両に搭載してもよいし、一部を車両に搭載し、他部を車両外に設けてもよい。たとえば、アンテナ装置１及び／又は信号処理装置２を道路側の外部装置として設け、外部装置が生成した電波画像データに基づいて、自車両の現在位置に応じて選択又は変換された電波画像データを、ＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）などの道路交通管理システムを介して取得してもよい。
【００１７】
本実施形態に係る制御装置１０について説明する。
制御装置１０は、路面を判断する処理を実行するプログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）とを備える。制御装置１０は、車両に搭載してもよいし、車両に配置可能な携帯装置として構成してもよい。
【００１８】
制御装置１０は、車両が走行する路面の高さが変化する領域の境界を検出する検出処理と、境界の検出結果に基づいて路面を判断する判断処理とを実行する。以下、各処理について説明する。
【００１９】
図２Ａは、車両の前方の映像の画像ＣＭと、その一部についての電波画像データＲＭとを重畳して表示する図である。同図に示すように、車両が走行する道路の路面には積雪が存在する。路面の積雪は、道路を走行した車両（車輪）の軌跡に沿う轍（わだち）ＲＴＬ，ＲＴＲが形成されている。轍（わだち）とは、過去に通過した車が残した車輪の跡である。本例では、路面に雪が積もった場合を例にして説明するが、本実施形態の路面判断装置／路面判断方法は、車の通過により変形する路面を走行する場合に使用できる。車の通過により路面が変形する場合とは、路面が泥、特に水分を含む泥で覆われている場合、路面が砂、砂利、チップ材（木材チップ、貝殻チップ、廃材チップなど）、粒状材料などで覆われている場合、路面構造体（アスファルト層）の劣化や地形の変動などにより路面が変形している場合を含む。
【００２０】
材質、温度が異なる対象物から放射される電磁波は、垂直偏波成分の受信強度、垂直偏波信号の値、水平偏波成分の受信強度、水平偏波信号の値、垂直偏波信号と垂直電波信号の強度比が異なる。このため、対象物から放射される電磁波の垂直電波信号及び水平電波信号から得られる電波画像データは、対象物の存在及び位置を示す画像となる。
【００２１】
図２Ｂは、横軸を平均受信強度とし、縦軸を強度比として、対象物から放射された電磁波の受信信号を試験的にプロットした図である。本例における「強度比」は、垂直偏波信号の強度に対する水平偏波信号の強度とした。図２Ｂ中上側(矢印Ｐ)方向の座標であるほど、水平偏波信号の強度が相対的に強く、図中下側(矢印Ｑ)方向の座標であるほど、垂直偏波信号の強度が相対的に強い。強度比は、水平偏波信号の強度に対する垂直偏波信号の強度としてもよい。
同図に示すように、予め設定された電磁波の受信条件の下においては、対象物ごとに異なる平均受信強度（値／値域）を示し、対象物ごとに異なる強度比（値又は値域）を示す。つまり、横軸を平均受信強度とし、縦軸を強度比とした座標において、プロットの座標位置に基づいて、対象物を特定できる。なお、平均受信強度とは、水平偏波信号の強度と垂直偏波信号の強度を平均した強度である。一例ではあるが、同図に示す例においては、Ｏｂ１は天空から放射された電磁波に対応し、Ｏｂ２は温度が２５度程度の対象物から放射された電磁波に対応し、Ｏｂ３は建物から放射された電磁波、道路外側の雪壁から放射された電磁波に対応し、Ｏｂ４は路面上の積雪の壁（高さの変化がある部分）に対応し、Ｏｂ５は路面から放射された電磁波に対応し、Ｏｂ６は路面のうち、アスファルトから放射された電磁波に対応し、Ｏｂ７は人間から放射された電磁波に対応する。同図に示すプロットモデルを参照すれば、生成された電波画像データ（垂直偏波信号、水平偏波信号）に基づいて、対象物を特定することができる。
【００２２】
図２Ａに示す電波画像データＲＭにおいて、積雪後に外的な力が加えられていない新雪の部分は一様の画像（画素値）となっているが、通過した車両によって雪が押し固められ又は押し退けられた轍の部分については、異なる画像（画素値）となっている。電波画像データＲＭにおいて薄墨が付された部分は新雪部分又は雪が残っている部分であり、薄墨が付されていない部分は雪が取り除かれ、露出したアスファルト等に対応する部分である。薄墨が付された部分と付されていない部分が混在している領域は、雪が点在する轍に対応する部分である。このアスファルトから放射された電磁波に基づく電波画像データの画素値は、図２ＢのＯｂ５（路面）のうち、Ｏｂ６（アスファルト）に対応する画素値を示す。薄墨が付された部分と薄墨が付されていない部分が混在する領域において、薄墨が付されていない部分の端部が並ぶ部分（破線Ｅｄに沿う部分）は、路面の高さが変化する部分に対応する。本実施形態において、路面とは、道路の表面であって、アスファルトの上に雪、泥、砂利等などが積層されている場合には、その雪、泥、砂利等の最も上方向（鉛直方向とは逆方向、天空側）の露出された表面である。通過車両によって轍が形成されると、この轍の表面（雪が押し固められ又は押し退けられた部分の表面）の高さと、轍に接する積雪部分の表面の高さには差が生じる。轍の表面（凹部の底面）から積雪部分の表面に至る部分には、上方向（鉛直方向とは逆方向）に延在する壁が形成されている。
【００２３】
路面の高さが変化する領域（壁が形成された領域）の境界を含む領域において、電波画像データにおける垂直偏波信号と水平偏波信号との強度比は変化する。この強度比の変化量は、路面の高さが変化しない領域の電波画像データにおける強度比の変化量よりも大きい。制御装置１０は、電波画像データにおいて、隣り合う画素／画素群に対応づけられた垂直偏波信号と水平偏波信号との強度比を比較し、その強度比の変動量（差分）が変動閾値以上である場合には、その画素／画素群に対応する座標点を変動点として抽出する。ここで、強度比は、単一の画素ごとに算出してもよいし、所定範囲に含まれる複数の画素群ごとに算出してもよい。強度比のプロットを繋ぐ予測曲線（最小近似式など）を求め、プロット間を結ぶ補間線形の微分値が、変動閾値以上である場合に、そのプロットを変動点として抽出してもよい。
【００２４】
強度比の変動点の抽出処理に用いられる変動閾値は予め設定できる。路面の高さが変化する領域（路側領域から路面領域に遷移する領域）の強度比に基づいて変動閾値を定義してもよい。変動閾値は、実測された電波画像データから求められたノイズ量に基づいて設定してもよい。特に限定されないが、変動閾値は、高さの変化のない路面の変化を計測した場合に得られる強度比の誤差／ノイズの２〜４倍、特に２倍程度にする。実測された電波画像データの路側領域から路面領域に遷移する部分の強度比に所定値を加算又は減算して変動閾値を定義してもよい。変動閾値は、路面を構成する材料、たとえば、アスファルト、雪、泥、砂、砂利、チップなどの材料ごとに設定できる。各材料によって信号の強度比は異なるからである。また、積雪量、気候、交通量などによって路面の高さの変化量は異なることを考慮し、変動閾値を、地域ごと、道路ごと、リンクごとに設定してもよい。
【００２５】
制御装置１０は、抽出した強度比の変動点の連続性を判断する。制御装置１０は、抽出された変動点に所定の関係性／傾向がある場合には「変動点に連続性がある」と判断する。制御装置１０は、最小二乗法などの近似式を用いて、座標に示された変動点を繋いで連続する線形を導ける場合には、「変動点に連続性がある」と判断する。たとえば、制御装置１０は、座標上で互いに隣り合う変動点を比較し、変動点の強度比の差が一定となる傾向、変動点の強度比が減少又は増加（変動）する傾向、受信強度が大きくなるにつれて、変動点の強度比が減少／増加（変動）する傾向が見いだせた場合には、変動点に連続性があると判断する。
【００２６】
また、本実施形態の路面判断装置１００は、路面の高さが変化する領域の境界を、轍の境界として検出する。本実施形態では、轍に対応する路面領域から放射される電磁波の信号と、積雪部分（壁部分）から放射される電磁波の信号とは異なることを利用して、路面領域の境界を検出する。
【００２７】
図２Ａの電波画像データＲＭにおいて示された、薄墨が付されていない部分の端部Ｅｄは、路面の高さが変化する領域の境界として検出できる。先述した図２Ｂの「平均受信強度（横軸）に対する強度比（縦軸）」の座標においては、端部Ｅｄは、対象物Ｏｂ４の積雪の壁（高さの変化がある部分）に対応する。図２Ｂにおいて、縦軸の強度比は、垂直偏波信号の強度に対する水平偏波信号の強度である。図２Ｂにおいて、プロットの位置が座標の上側であるほど、水平偏波信号の強度が相対的に高く、プロットの位置が座標の下側であるほど、垂直偏波信号の強度が相対的に高い。なお、強度比は、水平偏波信号の強度に対する垂直偏波信号の強度としてもよい。平均受信強度とは、水平偏波信号の強度と垂直偏波信号の強度を平均した強度である。図２Ｃ（ａ）に示す電波画像データＲＭＡは、図２Ａの端部Ｅｄを含む領域を拡大した画像である。路面判断装置１００は、電波画像データＲＭ(図２Ａ参照)から各画素の垂直偏波信号と水平偏波信号との強度比を算出し、垂直偏波信号と水平偏波信号との強度比が変動閾値（設定された閾値）以上である変動点を抽出し、変動点が連続する特徴部を抽出する。抽出された変動点間に関係式が導かれる場合にはそれらの変動点は連続性を有する。図２Ｃ（ｂ）のデータＲＭＢは、変動点が連続する特徴部を示す。図２Ｃ（ｂ）に示すように、特徴部は矢印Ｃｏに沿って連続しており、図２Ａで示す端部Ｅｂ、図２Ｂに示す対象物Ｏｂ４（積雪の壁：高さの変化がある部分）に対応する。このように、路面判断装置１００は、電波画像データＲＭにおける垂直偏波信号と水平偏波信号との強度比の変動点の連続性に基づいて、路面の高さが変化する領域の境界を検出する。なお、本実施形態においては「強度比」を、垂直偏波信号の強度に対する水平偏波信号の強度として説明したが、「強度比」を水平偏波信号の強度に対する垂直偏波信号の強度とすることもできる。この場合における垂直偏波信号と水平偏波信号の強度比の変動点の連続性も路面の高さが変化する領域の境界に対応する。
【００２８】
図３Ａは、横軸が平均受信強度、縦軸が強度比とした座標系に、得られた電波画像データをプロットした図である。本図の強度比は、垂直偏波信号の強度に対する水平偏波信号の強度の比である。図３Ａにおいて、プロットの位置が座標の上側であるほど、水平偏波信号の強度が相対的に高く、プロットの位置が座標の下側であるほど、垂直偏波信号の強度が相対的に高い。なお、強度比は、水平偏波信号の強度に対する垂直偏波信号の強度としてもよい。平均受信強度とは、水平偏波信号の強度と垂直偏波信号の強度を平均した強度である。
【００２９】
図３Ａに示す座標系に、道路の走行路の外側の領域を示す路側（路肩）領域に存在する対象物がプロットされる範囲（路側領域）と、道路の走行路の内側の領域を示す路面領域に存在する対象物（路面）がプロットされる範囲（路面領域）をマークした。図２Ｂに例示した、試験的に計測された電波画像データに基づく対象物ごとの強度比プロットのマップを用いて、図３Ａに示す座標系に路側領域と路面領域をマークした。符号Ｃｔで示す位置は、電波画像データの中央である。
【００３０】
図３Ａに示す路面領域に、図３Ｂ（ａ）（ｂ）に示す評価線Ｓｂ１の強度比をグラフＳｂ１として示す。図３Ｂ（ａ）は垂直偏波画像と、評価線Ｓｂ１を示し、図３Ｂ（ｂ）は水平偏波画像と、評価線Ｓｂ１を示す。図３Ｂ（ａ）（ｂ）に示す垂直偏波画像及び水平偏波画像には凹凸のある路面の像が表れている。図３ＡのグラフＳｂ１は、評価線Ｓｂ１上の画素／画素群の強度比のプロットを繋げたものである。評価線Ｓｂ１は、路面の高さに変化が生じている領域に含まれる。このため、図３Ａに示すグラフＳｂ１上の強度比は、隣接する画素の強度比とは変動閾値以上の差がある変動点を含む。本実施形態では、強度比の変動点が連続する場合には、その強度比の変動点が連続する線に沿って、実在する路面の高さが変化しているという知見に基づいて、強度比の変動点の連続線を「路面の高さが変化する領域の境界」として検出する。つまり、図３ＡのグラフＳｂ１は「路面の高さが変化する領域の境界」の強度比を示す。
【００３１】
本実施形態の路面判断装置１００は、電波画像データにおける垂直偏波信号と水平偏波信号との強度比の変動点の連続性に基づいて、路面の高さが変化する領域の境界を検出する。轍は変形が可能であり、自然物により形成され、環境によって変化する。轍の形状は場所や状況によって異なる。轍の形状は、積雪の状態や交通量によっても変化するし、車両の通過に伴って経時的にも変化する。また、轍を形成する材料（泥、砂、砂利）によっても異なる。このため、画像上に設定した評価線上の信号値の推移は断絶しやすく、連続性のある特徴(信号の特徴)を追跡することは難しい。単に、信号値の強度の差に基づいて轍領域の境界を検出するのではなく、本実施形態では垂直偏波信号と水平偏波信号との強度比の変動点の連続性に基づいてその境界を検出する。このように、垂直偏波信号と水平偏波信号の強度比に着目し、その変動点の連続性に基づいて路面の高さが変化する領域の境界を検出することにより、電波画像データの信号値が大きく変動した場合の影響を排除できるので、長い距離に渡って路面を検知できる。本実施形態では、路面に形成された轍に対応する電波画像データに着目し、その電波画像データ上の特徴に寄与する強度比の特性を分析することにより、強度比の変動点の連続性から轍を含む路面の高さが変化する境界を検出することを可能とした。
【００３２】
本実施形態の路面判断装置１００は、電波画像データにおける水平偏波信号又は垂直偏波信号の強度の変化が所定値以上となる位置を、路面の高さが変化する領域の境界の位置として検出する。図３Ａに示すように、グラフＳｂ１は路面領域を示す矩形の枠中右側奥手(右上)から図中左側手前（左下）に延在する。つまり、車両近傍から車両進行方向の消失点に向かって電波画像データの評価線Ｓｂ１上の強度比を観察したときに、グラフＳｂ１において、垂直偏波信号の強度が増加又は水平偏波信号の強度が減少するとともに、平均受信強度が減少する傾向が観察できる。平均受信強度とは、水平偏波信号の強度と垂直偏波信号の強度を平均した強度である。
【００３３】
路面判断装置１００は、水平偏波信号又は垂直偏波信号の強度の変化が所定値以上である位置を、路面の高さが変化する領域の境界の位置として検出する。水平偏波信号又は垂直偏波信号の強度の変化が大きい場所においては、材質、温度が異なる可能性が高いため、信号の強度が変化する位置を路面の高さが変化する領域の境界の位置と推測する。また、路面の高さが変化する領域の境界は、道路の延在方向に沿って形成されるので、アンテナ装置１から離隔するにつれて、信号の強度は減少(変化)することを利用し、信号の強度が変化する位置を路面の高さが変化する領域の境界の位置と推測する。強度比の変動点の連続性だけではなく、強度の変化の観点からも路面の高さが変化する領域の境界を検出できるので、轍の位置検出の精度を高めることができる。境界の位置に応じた轍の位置を正確に検出できる。所定値は特に限定されず、強度の変化のノイズの量に基づいて適宜に設定することができる。
【００３４】
本実施形態の路面判断装置１００は、電波画像データにおける強度比から境界の存在領域を推測し、存在領域内の強度比の変動点の連続性に基づいて境界を検出する。先述したように、対象物に応じて強度比が異なるので、強度比により対象物を絞り込むことができる。図２Ｂに示すように、予め、試験的に撮像した路面の電波画像データに基づいて、路面及び路側から放射される電磁波の信号を得ることができるので、路面の高さが変化する領域の境界が存在する位置又は領域を絞り込むことができる。対象物を絞り込んでから、その存在領域内の電波画像データにおける強度比の変動点の連続性に基づいて境界を検出することにより、処理負荷を低減しつつ境界の位置の検出精度を向上させることができる。つまり、境界に対応する轍の位置を正確に検出できる。
【００３５】
図４Ａは、横軸が平均受信強度、縦軸が強度比とした座標系に、得られた電波画像データをプロットした図である。本図の強度比は、垂直偏波信号の強度に対する水平偏波信号の強度の比である。図４Ａにおいて、プロットの位置が座標の上側であるほど、水平偏波信号の強度が相対的に高く、プロットの位置が座標の下側であるほど、垂直偏波信号の強度が相対的に高い。なお、強度比は、水平偏波信号の強度に対する垂直偏波信号の強度としてもよい。
【００３６】
図４Ａに示す座標系に、道路の走行路の外側の領域を示す路側（路肩）領域に存在する対象物がプロットされる範囲（路側領域）と、道路の走行路の内側の領域を示す路面領域に存在する対象物（路面）がプロットされる範囲（路面領域）をマークした。図２Ｂに例示した、試験的に計測された電波画像データに基づく対象物ごとの強度比プロットのマップを用いて、図４Ａに示す座標系に路側領域と路面領域をマークした。符号Ｃｔで示す位置は、電波画像データの中央である。
【００３７】
図４Ａに示す路面領域に、図４Ｂ（ａ）（ｂ）に示す評価線Ｓｂ２ａ，評価線Ｓｂ２ｂの強度比をグラフＳｂ２ａ，グラフＳｂ２ｂとして示す。図４Ｂ（ａ）は垂直偏波画像と、評価線Ｓｂ２ａ，評価線Ｓｂ２ｂを示し、図４Ｂ（ｂ）は水平偏波画像と、評価線Ｓｂ２ａ，評価線Ｓｂ２ｂを示す。両図において、評価線Ｓｂ２ｂは轍などの路上に形成された路面高さが低い（異なる）領域（凹部領域）に含まれる評価線である。路面高さが低い凹部領域に薄墨を付して示す。評価線Ｓｂ２ａは、轍などの凹部領域に連なる、路面高さが一定の領域（平面領域）に含まれる評価線である。図４Ｂ（ａ）（ｂ）に示す垂直偏波画像及び水平偏波画像には、轍などの凹部領域と、これに連なる平坦領域を含む路面の像が表れている。
図４ＡのグラフＳｂ２ａは、評価線Ｓｂ２ａ上の画素／画素群の強度比のプロットを繋げたものである。評価線Ｓｂ２ａは、路面の高さの変化が比較的小さい領域に含まれる。このため、図４Ａに示すグラフＳｂ２ａには、強度が変化せず、強度比が縦軸方向に沿って延びる部分Ｈが存在する。評価線Ｓｂ２ｂは、路面の高さの変化がある領域（たとえば轍の領域）に含まれる。このため、図４Ａに示すグラフＳｂ２ｂには、車両近傍から消失点に向かって、強度が低下し、水平偏波信号の強度が増加又は垂直偏波信号の強度が低下する。図４Ａに示すグラフＳｂ２ｂ上の強度比は、隣接する画素の強度比とは変動閾値以上の差があるため、変動点として抽出される。本実施形態では、強度比の変動点が連続する場合には、その強度比の変動点が連続する線に沿って、実在する路面の高さが変化しているという知見に基づいて、強度比の変動点の連続線を「路面の高さが変化する領域の境界」として検出する。つまり、図４ＡのグラフＳｂ２ｂは路面の高さが変化する領域の境界」の強度比を示す。
【００３８】
路面判断装置１００は、強度が変化せず、強度比が縦軸方向に沿って延びる部分Ｈを含むグラフＳｂ２ａと、車両近傍の電波画像データにおいて、近似するカーブを持つグラフＳｂ２ｂとを一対のグラフとしてグループ化できる。グラフＳｂ２ｂは路面に形成された轍に対応し、グラフＳｂ２ａは轍に挟まれた新雪（踏み固められていない積雪領域）に対応すると認識できる。路面判断装置１００は、強度が共通するプロットの強度比を比較し、その差に基づいて路面の高さが変化する領域の境界を検出できる。また、路面に形成された轍に対応するグラフＳｂ２ｂは、平坦領域に対応するグラフＳｂ２ａよりも水平偏波信号が強い又は垂直偏波信号が弱い傾向がある（強度比を水平偏波信号の強度に対する垂直偏波信号の強度とした場合には、垂直偏波信号が強いまたは水平偏波信号が弱い傾向がある）ので、それにより、グループ化した複数のグラフから路面の高さが変化する領域の境界を検出できる。
【００３９】
本実施形態の路面判断装置１００は、水平偏波信号又は垂直偏波信号の強度から境界の存在領域を推測し、その存在領域内の電波画像データにおける強度比の変動点の連続性に基づいて、路面の高さが変化する領域の境界を検出する。先述したように、対象物に応じて水平偏波信号又は垂直偏波信号の強度が異なるので、強度により対象物を絞り込むことができる。対象物を絞り込んでから、その存在領域内の電波画像データにおける強度比の変動点の連続性に基づいて境界を検出することにより、処理負荷を低減しつつ境界の位置の検出精度を向上させることができる。つまり、境界の位置に応じた轍の位置を正確に検出できる。
【００４０】
本実施形態の路面判断装置１００は、電波画像データにおける、車両の進行方向に沿う画素に対応する強度比の変動点の連続性を判断し、その判断結果に基づいて境界を検出する。轍などの路面の高さが変化する領域の境界は、車両の進行方向に沿って延在する、又は電波画像データの消失点に向かって延在するので、判断処理を行う画素領域を絞り込むことができる。これにより、処理負荷を低減しつつ境界の位置の検出精度を向上させることができる。
【００４１】
本実施形態の路面判断装置１００は、電波画像データにおける、消失点に向かう方向に沿う画素に対応する強度比の変動点の連続性を判断し、その判断結果に基づいて境界を検出する。轍などの路面の高さが変化する領域の境界は、車両の進行方向に沿って延在するので、判断処理を行う画素領域を絞り込むことができる。これにより、処理負荷を低減しつつ境界の位置の検出精度を向上させることができる。
【００４２】
図５Ａ、図５Ｂに基づいて、路面の高さが変化する領域が複数検出される例を説明する。図５Ａは、横軸が平均受信強度、縦軸が強度比とした座標系に、得られた電波画像データをプロットした図である。本図の強度比は、垂直偏波信号の強度に対する水平偏波信号の強度の比である。図５Ａにおいて、プロットの位置が座標の上側であるほど、水平偏波信号の強度が相対的に高く、プロットの位置が座標の下側であるほど、垂直偏波信号の強度が相対的に高い。なお、強度比は、水平偏波信号の強度に対する垂直偏波信号の強度としてもよい。
【００４３】
図５Ａに示す座標系に、図３Ａ、図４Ａと同様に、道路の走行路の外側の領域を示す路側（路肩）領域に存在する対象物がプロットされる範囲（路側領域）と、道路の走行路の内側の領域を示す路面領域に存在する対象物（路面）がプロットされる範囲（路面領域）をマークした。図２Ｂに例示した、試験的に計測された電波画像データに基づく対象物ごとの強度比プロットのマップを用いて、図５Ａに示す座標系に路側領域と路面領域をマークした。符号Ｃｔで示す位置は、電波画像データの中央である。
【００４４】
図５Ａに示す路面領域に、図５Ｂ（ａ）（ｂ）に示す評価線Ｓｂ３ａ，Ｓｂ３ｂ，Ｓｂ３ｃ〜Ｓｂ３ｇの強度比をグラフＳｂ３ａ，Ｓｂ３ｂ，Ｓｂ３ｃ〜Ｓｂ３ｇとして示す。図５Ｂ（ａ）は垂直偏波画像と、評価線Ｓｂ３ａ〜Ｓｂ３ｇを示し、図５Ｂ（ｂ）は水平偏波画像と、評価線Ｓｂ３ａ〜Ｓｂ３ｇを示す。両図において、評価線Ｓｂ３ａ〜Ｓｂ３ｇは、轍などの路上に形成された路面高さが低い（異なる）領域（凹部領域）に含まれる評価線である。路面高さが低い凹部領域に薄墨を付して示す。図５ＡのグラフＳｂ３ａ〜Ｓｂ３ｇは、それぞれ、評価線Ｓｂ３ａ〜Ｓｂ３ｇ上の画素／画素群の強度比のプロットを繋げたものである。図５Ａ，図５Ｂに示すように、幅員が広い道路では、走行軌跡の自由度が高いため、路面の高さが変化する領域の候補（複数の轍）が形成されてしまうことがある。このような場合には、複数の候補から、適切な一の「路面の高さが変化する領域の境界」を選択する必要がある。
【００４５】
本実施形態の路面判断装置１００は、境界が複数検出された場合には、強度比が相対的に高い又は低い境界を路面に形成された轍であると判断する。本実施形態では、複数の境界のうち、強度比が最も高い又は最も低い境界を路面に形成された轍であると判断する。強度が最も高い又は最も低い境界と、これと同間隔で消失点方向に延在する境界を一対の轍の境界として検出してもよい。電波画像データにおける強度差が大きい境界を轍として抽出できる。境界の絞り込みの手法は特に限定されないが、境界を所定長さにおける電波画像データの強度比の平均が最も高い又は最も低い境界を、轍の領域を区画する境界とし、この境界との距離が所定値以内（所定値は車輪幅に応じた値）の他の境界を抽出し、これらを一対の轍として判断してもよい。境界を所定長さにおける電波画像データの強度比の平均が最も高い又は低い境界と、強度比の平均が二番目に高い又は低い境界を一対の轍として判断してもよい。複数の境界が検出された場合に、強度比が大きい又は小さい境界を選択することにより、轍を適切に判断できる。
【００４６】
図６Ａ、図６Ｂも、路面の高さが変化する領域が複数検出された場合の処理例を説明するための図である。基本的に図６Ａは図５Ａと共通し、図６Ｂは図５Ｂと共通する。
【００４７】
図６Ａに示す座標系に、道路の走行路の外側の領域を示す路側（路肩）領域に存在する対象物がプロットされる範囲（路側領域）と、道路の走行路の内側の領域を示す路面領域に存在する対象物（路面）がプロットされる範囲（路面領域）と、前方を走行する他車両領域をマークした。図２Ｂに例示した、試験的に計測された電波画像データに基づく対象物ごとの強度比プロットのマップを用いて、図６Ａに示す座標系に路側領域と路面領域と他車両領域をマークした。符号Ｃｔで示す位置は、電波画像データの中央である。
【００４８】
図６Ａに示す路面領域に、図６Ｂ（ａ）（ｂ）に示す評価線Ｓｂ４ａ，Ｓｂ４ｂ，Ｓｂ４ｃ〜Ｓｂ４ｇの強度比をグラフＳｂ４ａ，Ｓｂ４ｂ，Ｓｂ４ｃ〜Ｓｂ４ｇとして示す。図６Ｂ（ａ）は垂直偏波画像と、評価線Ｓｂ４ａ〜Ｓｂ４ｇを示し、図６Ｂ（ｂ）は水平偏波画像と、評価線Ｓｂ４ａ〜Ｓｂ４ｇを示す。両図において、評価線Ｓｂ４ａ〜Ｓｂ４ｇは、轍などの路上に形成された路面高さが低い（異なる）領域（凹部領域）に含まれる評価線である。路面高さが低い凹部領域に薄墨を付して示す。図６ＡのグラフＳｂ４ａ〜Ｓｂ４ｇは、それぞれ、評価線Ｓｂ４ａ〜Ｓｂ４ｇ上の画素／画素群の強度比のプロットを繋げたものである。図６Ａ，図６Ｂに示す、路面の高さが変化する領域の候補（複数の轍）が形成されてしまう場面においても、複数の候補から、適切な一つの「路面の高さが変化する領域の境界」を選択する必要がある。
【００４９】
本実施形態の路面判断装置１００は、境界が複数検出された場合には、車両の前方を走行する他車両Ｖ２の存在方向に沿って延在する境界を路面に形成された轍であると判断する。他車両Ｖ２の存在は電波画像データから判断する。図６Ａに示す他車両領域に受信信号に基づくプロットから他車両Ｖ２の存在を検出できる。先行する他車両Ｖ２は轍に沿って走行する可能性が高い。また、自車両にとって、直前の他車両Ｖ２が走行する轍の上を走行するのが最も適切である。このため、自車両に対する他車両Ｖ２の存在方向に沿って延在する境界を、路面に形成された轍であると判断する。複数の境界が検出された場合に、走路に沿った境界を選択することにより、轍を適切に判断できる。
【００５０】
上述した路面の判断手法は、直線状の道路を例に説明したが、曲率(カーブ)を有する道路においても、同様に適用できる。図７（ａ）（ｂ）は垂直偏波画像を示す。垂直偏波画像に対し、路面(道路)の曲率に基づく基準曲線ＣＶ，ＣＶａ，ＣＶｂを設定し、評価線ごとのプロットを座標変換し、座標変換後の電波画像データに基づいて路面の高さが変化する領域の境界を検出してもよい。電波画像データの座標変換の手法は、特に限定されず、出願時に知られた一般的な手法を用いることができる。基準曲線は、一般的なナビゲーション装置(車載装置２００)を用いて、地図情報と現在位置とから現在の走行リンクを求め、走行リンクに対応づけられた曲率に基づいて算出してもよい。基準曲率は、自車両の車両コントローラ２０から取得した、ステアリングの操舵角に基づいて算出してもよい。基準曲率は、車載カメラの撮像画像に基づいて検出された道路の曲率に基づいて算出してもよい。基準曲率は、実際に検出された境界に基づいて算出してもよい。図７（ｂ）に示すように、轍に対応する凹部の境界に基づいて基準曲線ＣＶを算出してもよいし、図７（ａ）に示すように、轍に対応する凹部の境界に基づく基準曲線ＣＶｂと、平坦領域の境界に基づく基準曲線ＣＶｂとを一対で算出してもよい。
【００５１】
制御装置１０は、路面の高さが変化する領域の境界が検出された場合には、境界の位置に基づいて路面を判断する。路面の高さが変化する領域の内側（路側とは反対側）は、走行可能な路面であると判断できる。特に、路面の左右に一対の境界が検出された場合には、その一対の境界の間が走行可能な路面であると判断できる。検出された境界の位置情報を車載装置２００の車両コントローラ２０に送出する。車両コントローラ２０は、走行支援装置３０へ境界の位置情報を送出する。走行支援装置３０は、境界により判断された走行可能な路面の内側に自車両が位置するように、自車両の走行を支援する。走行支援装置３０は、一対の境界の位置情報を、道路のレーンマークの位置情報として利用する。路面に、積雪があり、ドライバの視覚、カメラ画像によっては走行可能な路面がどこからどこまでなのかが判らない場合がある。車両の走行によって荒れた、泥道や、砂利道においても同様に、走行可能な路面がどこからどこまでなのかが判らない場合がある。
本実施形態では、このような場面であっても、路面の高さが変化する領域の境界を検出し、この境界の位置から路面の領域を判断する。
路面の領域が判別しにくい場面では、より遠くの路面についてもその領域が判別できることが好ましい。本実施形態では、電波画像データにおける垂直偏波信号と水平偏波信号との強度比の変動点の連続性に基づいて、路面の高さが変化する領域の境界を検出する。垂直偏波信号と水平偏波信号との強度比は、垂直偏波信号の強度に対する水平偏波信号の強度であってもよいし、水平偏波信号の強度に対する垂直偏波信号の強度であってもよい。雪、泥、砂、砂利のように状況によって電波画像データの変動が激しい場合であっても、より遠くまで境界、ひいては走行可能な路面を判断できる。
【００５２】
以下、図８のフローチャートに基づいて、本実施形態の路面判断装置１００の制御手順を説明する。
【００５３】
ステップ１０１において、アンテナ装置１は、車両の周囲に存在する対象物から放射される電磁波を受信する。電磁波は、車両が走行する路面に対して主に略水平方向に放射される水平偏波成分と、車両が走行する路面に対して主に略垂直方向に放射される垂直偏波成分を含む。主に略水平方向に放射されると表現したのは、水平方向へ放射するように制御しても、現実には全ての電磁波が水平方向に向かわない可能性を考慮したためである。主に略垂直方向に放射されると表現したことも同様に、制御したとしても、現実にはすべての電磁波が垂直方向に向かわない可能性を考慮したためである。
【００５４】
ステップ１０２において、信号処理装置２は、水平偏波成分に基づく水平偏波信号と、垂直偏波成分に基づく垂直偏波信号とを用いて電波画像データを生成する。制御装置１０は、生成された電波画像データを取得する。
【００５５】
ステップ１０３において、制御装置１０は、対象物の存在領域を推測する。制御装置１０は、電波画像データにおける強度比から境界の存在領域を推測する。強度比は、垂直偏波信号の強度に対する水平偏波信号の強度の比であってもよいし、水平偏波信号の強度に対する垂直偏波信号の強度の比であってもよい。制御装置１０は、電波画像データにおける水平偏波信号又は垂直偏波信号の強度の分布から境界の存在領域を推測する。
【００５６】
ステップ１０４において、制御装置１０は強度比を算出する。強度比は、水平偏波信号に対する垂直偏波信号であってもよいし、垂直偏波信号に対する水平偏波信号であってもよい。制御装置１０は、ステップ１０３において推測された、路面などの境界の存在領域内についてのみ強度比を算出する。制御装置１０は、電波画像データの全体について強度比を算出してもよい。この場合は、ステップ１０３をスキップして、ステップ１０４を実行する。
【００５７】
ステップ１０５において、制御装置１０は、電波画像データにおける垂直偏波信号と水平偏波信号との強度比の変動点の連続性に基づいて、路面の高さが変化する領域の境界を検出する。強度比の変動点とは、強度比が所定の変動閾値以上の変化がある画素又は画素群に対応する点である。制御装置１０は、電波画像データにおける水平偏波信号又は垂直偏波信号の強度の変化が所定値以上となる位置を、路面の高さが変化する領域の境界の位置として検出してもよい。制御装置１０は、車両の進行方向に沿う画素に対応する強度比の変動点の連続性に基づいて、境界を検出してもよい。制御装置１０は、電波画像データにおける、消失点方向に沿う画素に対応する強度比の変動点の連続性に基づいて、境界を検出してもよい。
【００５８】
ステップ１０６において、制御装置１０は、３本以上の境界が検出されたか否かを判断する。四輪車両が走行した場合には、路面の高さが変化する領域は左右一対の二本形成される。幅員が広い道路においては、各車両が異なる位置を走行する可能性があるので、路面の高さが変化する領域が３本以上生じる場合がある。その場合は、ステップ１０７に進み、境界線を絞り込む。
【００５９】
ステップ１０７において、制御装置１０は、強度比が相対的に高い又は強度比が相対的に低い境界を路面に形成された轍であると判断する。強度比の値が、他の強度比よりも高い／又は低い特徴的な境界の位置が、轍の位置に対応すると判断する。他の観点から、車両の前方を走行する他車両の存在方向に沿って延在する境界を路面に形成された轍であると判断する。
【００６０】
ステップ１０６，１０７において境界が絞りこまれたときには、ステップ１０８に進む。ステップ１０８において、制御装置１０は、境界の位置に基づいて走行可能な領域を推測し、これを路面の領域と判断する。
【００６１】
ステップ１０９において、制御装置１０は、得られた境界の位置、又はこれから導かれた路面の領域／位置の情報を車載装置２００に出力する。車載装置２００は、これらの結果を、ディスプレイやマイクなどの出力装置４０を介して、ドライバに伝達してもよいし、境界の位置情報をレーンマーク又は走行路の路面の位置情報として走行支援装置３０に入力し、車両のレーンキープ走行や自動運転に利用してもよい。
【００６２】
以上のとおり構成され、動作する本発明の本実施形態に係る路面判断装置１００、これに使用される路面判断方法は以下の効果を奏する。
【００６３】
[１]  本実施形態の路面判断装置１００又はこれに使用される判断方法は、電波画像データにおける垂直偏波信号と水平偏波信号との強度比の変動点の連続性に基づいて、路面の高さが変化する領域の境界を検出するので、長い距離に渡って路面を検知できる。
轍は変形が可能であり、自然物により形成され、環境によって変化する。轍の形状は場所や状況によって異なる。轍の形状は、積雪の状態や交通量によっても変化するし、車両の通過に伴って経時的にも変化する。また、轍を形成する材料（泥、砂、砂利）によっても異なる。このため、画像上に設定した評価線上の信号値の推移は断絶しやすく、連続性のある特徴(信号の特徴)を追跡することは難しい。本実施形態では、単に、信号値の強度の差に基づいて轍領域の境界を検出するのではなく、垂直偏波信号と水平偏波信号との強度比の変動点の連続性に基づいてその境界を検出する。このように、垂直偏波信号と水平偏波信号の強度比に着目し、その変動点の連続性に基づいて路面の高さが変化する領域の境界を検出することにより、電波画像データの信号値が大きく変動した場合の影響を排除できる。本実施形態では、路面に形成された轍に対応する電波画像データに着目し、その電波画像データ上の特徴に寄与する強度比の特性を分析することにより、外乱の影響を排除して、強度比の変動点の連続性から轍を含む路面の高さが変化する境界を検出できる。この結果、長い距離に渡って路面を検知できる。
【００６４】
[２]  本実施形態の路面判断装置１００又はこれに使用される判断方法は、水平偏波信号又は垂直偏波信号の強度の変化が所定値以上である位置を、路面の高さが変化する領域の境界の位置として検出する。水平偏波信号又は垂直偏波信号の強度の変化が大きい場所においては、材質、温度が異なる可能性が高いため、信号の強度が変化する位置を路面の高さが変化する領域の境界の位置と推測する。また、路面の高さが変化する領域の境界は、道路の延在方向に沿って形成されるので、アンテナ装置１から離隔するにつれて、信号の強度は減少(変化)することを利用し、信号の強度が変化する位置を路面の高さが変化する領域の境界の位置と推測する。強度比の変動点の連続性だけではなく、強度の変化の観点からも路面の高さが変化する領域の境界を検出できるので、検出精度を高めることができる。境界の位置に応じた轍の位置を正確に検出できる。所定値は特に限定されず、強度の変化のノイズの量に基づいて適宜に設定できる。
【００６５】
[３]  本実施形態の路面判断装置１００又はこれに使用される判断方法は、水平偏波信号又は垂直偏波信号の強度の分布から境界の存在領域を推定し、その存在領域内の電波画像データにおける強度比の変動点の連続性に基づいて、路面の高さが変化する領域の境界を検出する。対象物に応じて水平偏波信号又は垂直偏波信号の強度は異なるので、その強度の値により対象物を絞り込むことができる。対象物を絞り込んでから、その存在領域内の電波画像データにおける強度比の変動点の連続性に基づいて境界を検出することにより、処理負荷を低減しつつ境界の位置の検出精度を向上させることができる。つまり、境界の位置に応じた轍の位置を正確に検出できる。
【００６６】
[４]  本実施形態の路面判断装置１００又はこれに使用される判断方法は、電波画像データにおける強度比から境界の存在領域を推測し、存在領域内の強度比の変動点の連続性に基づいて境界を検出する。対象物に応じて強度比は異なるので、強度比により対象物を絞り込むことができる。対象物を絞り込んでから、その存在領域内の電波画像データにおける強度比の変動点の連続性に基づいて境界を検出することにより、処理負荷を低減しつつ境界の位置の検出精度を向上させることができる。つまり、境界の位置に応じた轍の位置を正確に検出できる。
【００６７】
[５]  本実施形態の路面判断装置１００又はこれに使用される判断方法は、電波画像データにおける、車両の進行方向に沿う画素に対応する強度比の変動点の連続性を判断し、その判断結果に基づいて境界を検出する。轍などの路面の高さが変化する領域の境界は、車両の進行方向に沿って延在するので、判断処理を行う画素領域を絞り込むことができる。これにより、処理負荷を低減しつつ境界の位置の検出精度を向上させることができる。
【００６８】
[６]  本実施形態の路面判断装置１００又はこれに使用される判断方法は、電波画像データにおける、消失点に向かう方向に沿う画素に対応する強度比の変動点の連続性を判断し、その判断結果に基づいて境界を検出する。轍などの路面の高さが変化する領域の境界は、車両の進行方向に沿って延在するので、判断処理を行う画素領域を絞り込むことができる。これにより、処理負荷を低減しつつ境界の位置の検出精度を向上させることができる。
【００６９】
[７]  本実施形態の路面判断装置１００又はこれに使用される判断方法は、複数の境界が検出された場合に、強度比が大きい又は小さい境界を選択することにより、路面の高さに変化があることが相対的に強く特徴づけられた境界を抽出することができるため、轍を適切に判断できる。
【００７０】
[８]  本実施形態の路面判断装置１００又はこれに使用される判断方法は、複数の境界が検出された場合に、走路に沿った境界を選択することにより、轍を適切に判断できる。
【００７１】
[９]  本実施形態の路面判断装置１００は、上記の作用効果を奏する。
【００７２】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【００７３】
１００…路面判断装置
１…アンテナ装置
２…信号処理装置
１０…制御装置
１１…ＣＰＵ
１２…ＲＯＭ
１３…ＲＡＭ
２００…車載装置
２０…車両コントローラ
３０…走行支援装置
４０…出力装置
【図１】
2018084535.tif 000003
【図２Ａ】
2018084535.tif 000004
【図２Ｂ】
2018084535.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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