(57)【要約】【課題】積雪のある道路において路面を検知する。【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、電波画像データに基づいて、車両が走行する路面に形成された一対の第１路面領域Ａを検出し、一対の第１路面領域Ａの間の第２路面領域の垂直偏波信号と水平偏波信号の強度比を求め、第２路面領域の強度比に基づいて、路面を判断する。【選択図】  図１
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【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、
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電波画像データを生成し、
前記電波画像データに基づいて、前記車両が走行する路面に形成された一対の第１路面領域を検出し、
前記一対の第１路面領域の間の第２路面領域の前記垂直偏波信号と前記水平偏波信号の強度比を求め、
前記第２路面領域の強度比に基づいて、前記路面を判断する路面判断方法。
【請求項２】
前記第２路面領域の第２強度比に基づく判断閾値を設定し、
前記判断閾値を用いて、前記一対の第１路面領域の外側に存在する第３路面領域を判断する請求項１に記載の路面判断方法。
【請求項３】
前記判断閾値を設定する処理において、
前記車両から所定距離未満の前記路面を判断する際に用いられる第１判断閾値の値域は、前記車両から所定距離以上の前記路面を判断する際に用いられる第２判断閾値の値域よりも小さく設定される請求項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基づいて、前記車両の前方を走行する他車両を検出し、
前記他車両に連なる領域を、前記第２路面領域として検出する請求項１〜３の何れか一項に記載の路面判断方法。
【請求項５】
前記第１路面領域を検出する処理において、
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、
前記境界を含む第１路面領域を検出する請求項１〜４の何れか一項に記載の路面判断方法。
【請求項６】
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基づいて、前記車両が走行する路面に形成された一対の第１路面領域を検出し、
前記一対の第１路面領域の間の第２路面領域の前記垂直偏波信号と前記水平偏波信号の強度比を求め、
前記第２路面領域の強度比に基づいて、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】
従来の技術では、道路に積雪がある場合に、路面を判断できないという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、積雪がある道路においても、路面を判断することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電波画像に基づいて、前記車両が走行する路面に形成された一対の第１路面領域を検出し、一対の第１路面領域の間の第２路面領域の垂直偏波信号と水平偏波信号の強度比を求め、第２路面領域の強度比に基づいて、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】
本発明によれば、積雪があっても、路面を判断できる。
【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３Ａ】図３Ａは、判断閾値の設定手法を説明するための第１図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、判断対象となる領域を説明するための第１図である。
【図４Ａ】図４Ａは、判断閾値の設定手法を説明するための第２図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、判断対象となる領域を説明するための第２図である。
【図５】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、垂直偏波の受信強度、垂直偏波信号の値、水平偏波の受信強度、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ＲＴＬ，ＲＴＲ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ていない部分は新雪部分であり、薄墨が付されている部分は轍に対応する部分である。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、路面の凹凸が現れる。轍の表面（凹部の底面）から積雪部分の表面（凸部の上面）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】
同じ雪という材料によって構成されていても、新雪の部分と轍の部分とでは、放射される電磁波の電波特性は異なる。さらに、新雪の部分であっても、轍の内側と外側では状態が異なり、各領域の雪から放射される電磁波の電波特性が異なる。電波画像データＲＭにおいて、轍ＲＴＬ，ＲＴＲの領域の評価点ＡＬ，ＡＲと、一対の轍ＲＴＬ，ＲＴＲのはさまれた領域の評価点Ｂと、轍ＲＴＬ，ＲＴＲの外側（電波画像の左右端側）の領域の評価点ＣＬ，ＣＲの電波特性は、それぞれ異なる。さらに、道路の路面の境界線Ｗの外側であって、新雪が高く積もった領域の評価点ＤＬから放射される電波特性も異なる。加えて、電波画像データＲＭに含まれる先行する他車両Ｖ２から放射される電波特性は異なる。
【００２４】
図２Ｂの対象物の判断基準を参照し、各評価点の強度比（垂直偏波信号の強度に対する水平偏波信号の強度）を評価する。
評価点Ａ（ＡＲ，ＡＬ）は、押し固められた轍の領域に位置する。評価点Ａ（ＡＲ，ＡＬ）の強度比は、垂直偏波信号が相対的に強く又は水平偏波信号が相対的に弱く観測される。評価点Ａ（ＡＲ，ＡＬ）の強度比（水平偏波信号強度／垂直偏波信号強度）は０．８０−０．８５と観測される。対象物ＯＢ６（アスファルト）の強度比に近似する。
評価点Ｂは、表面に凹凸のある新雪の領域に位置する。評価点Ｂの強度比は、評価点Ａ（ＡＲ，ＡＬ）よりも、水平偏波信号が相対的に強く又は垂直偏波信号が相対的に弱く観測される。評価点Ｂの強度比（水平偏波信号強度／垂直偏波信号強度）は０．９５−１．００と観測される。対象物ＯＢ４（高低差のある雪壁）の強度比に近似する。
評価点Ｃ（ＣＲ，ＣＬ）も、新雪の領域に位置する。この領域には、轍から押し退けられた雪も混在する。評価点Ｃ（ＣＲ，ＣＬ）の強度比は、評価点Ａよりも、水平偏波信号が相対的に強く又は垂直偏波信号が相対的に弱く観測される。評価点Ｃの強度比（水平偏波信号強度／垂直偏波信号強度）は１．００−１．０５と観測される。対象物ＯＢ４（高低差のある雪壁）の強度比に近似する。評価点Ｃ（ＣＲ，ＣＬ）の強度比は、評価点Ｂの強度比と近似する。いずれも、路面を走行する車両によって変形されていないからである。本例では新雪として表現しているが、砂、泥、チップなどでも同様の傾向が見られることを確認した。
【００２５】
強度比（水平偏波信号強度／垂直偏波信号強度）を基準に各評価点の強度比を比較すると、評価点Ａ（ＡＲ，ＡＬ）の強度比＜評価点Ｂの強度比、評価点Ａ（ＡＲ，ＡＬ）の強度比＜評価点Ｃ（ＣＲ，ＣＬ）の強度比となる。強度比を逆数とし、強度比（垂直偏波信号強度／水平偏波信号強度）を基準に各評価点の強度比を比較すると、[評価点Ａ（ＡＲ，ＡＬ）の強度比＞評価点Ｂの強度比]、[評価点Ａ（ＡＲ，ＡＬ）の強度比＞評価点Ｃ（ＣＲ，ＣＬ）の強度比]となる。評価点Ｂの強度比と評価点Ｃ（ＣＲ，ＣＬ）の強度比は、近似しており、評価点Ｂの強度比＝評価点Ｃ（ＣＲ，ＣＬ）の強度比、評価点Ｂの強度比＜評価点Ｃ（ＣＲ，ＣＬ）の強度比、評価点Ｂの強度比＞評価点Ｃ（ＣＲ，ＣＬ）の強度比が成立しうる。
【００２６】
制御装置１０は、電波画像に基づいて、車両が走行する路面に形成された一対の第１路面領域を検出する。第１路面領域は、路面に形成された凹状の轍である。凹状の轍の底辺の両側においては路面の高さが変化する。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。そして、路面の高さが変化する領域の境界を含む領域を第１路面領域として検出する。第１路面領域が、轍が形成された領域に対応する。
【００３０】
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。路面判断装置１００は、電波画像データＲＭ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。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。
【００３１】
本実施形態の路面判断装置１００において、第１路面領域を検出する際には、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し、この境界を含む領域を第１路面領域と判断する。
第１路面領域の特徴となる「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第１路面領域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第１路面領域を検出できる。この結果、長い距離に渡って第１路面領域を検知できる。
【００３２】
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。この境界を含む領域が第１路面領域である。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することができる。
【００３３】
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、轍に対応する第１路面領域を正確に検出できる。
【００３４】
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、轍に対応する第１路面領域を正確に検出できる。
【００３５】
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、第１路面領域境界の検出精度を向上させることができる。
【００３６】
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第１路面領域の検出精度を向上させることができる。
【００３７】
本実施形態の路面判断装置１００は、境界／第１路面領域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（第１路面領域）であると判断する。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。
【００３８】
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。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（第１路面領域）を適切に判断できる。
【００３９】
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。垂直偏波画像に対し、路面(道路)の曲率に基づく基準曲線を設定し、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。
【００４０】
制御装置１０は、検出した一対の第１路面領域の間の第２路面領域を識別し、その第２路面領域の垂直偏波信号と水平偏波信号の強度比を求める。上述した手法で、一対の境界線を、一対の第１路面領域（轍）の領域として認識する。そして、一対の第１路面領域の間の領域における強度比を、電波画像データから求める。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。
【００４１】
制御装置１０は、第２路面領域の強度比に基づいて路面を判断する。
本実施形態の路面判断装置１００によれば、実際に走行する路面の状態に基づいて、路面の領域を判断できる。路面の状況は、雪、泥、砂、砂利などの状態によって時と場所によって変化する。このように、時、場所によって変化する路面の状況に応じて走行路面を高い精度で判断できる。
【００４２】
制御装置１０は、第２路面領域の強度比を用いて、第１路面領域の外側に存在する路側に対応する第３路面領域を認識し、第３路面領域を含めた走行可能な路面の領域を判断する。制御装置１０は、第２路面領域の第２強度比に基づく判断閾値を設定し、この判断閾値を用いて、一対の第１路面領域の外側に存在する第３路面領域を判断する。
【００４３】
図３Ａ及び図３Ｂに基づいて、判断閾値の設定手法を説明する。
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水平偏波信号の強度としてもよい。本図の受信強度は、垂直偏波信号の受信強度である。
図３Ｂは、電波画像データにおける各路面領域、つまり、第１路面領域Ａ，ＡＲ，ＡＬ、第２路面領域Ｂ、第３路面領域Ｃ，ＣＲ，ＣＬを示す図である。
【００４４】
路面判断装置１００は、路面を判断する最初の処理において、路面の高さに変化がある境界を含む第１路面領域（轍の領域）を検出する。この処理において、路面判断装置１００は、初期閾値を用いる。初期閾値は、第１路面領域の垂直偏波信号と水平偏波信号の強度比に基づいて設定される。路面判断装置１００は、実測された強度比に所定数量を加算又は減算して初期閾値を設定する。初期閾値は、上限値及び下限値を伴う値域により設定できる。実測された強度比に所定数量を加算して上限値を設定し、強度比から所定数量を減算して下限値を設定してもよい。強度比は、垂直偏波信号に対する水平偏波信号の強度比であってもよいし、水平偏波信号に対する垂直偏波信号の強度比であってもよい。路面判断装置１００は、実測された強度比が初期閾値よりも低い場合には、その信号は第１路面領域から放射される電磁波に基づく信号であると判断する。この判断に基づいて、路面判断装置１００は、第１路面領域を識別する。路面の高さが変化する第１路面領域は、車両の左右の車輪によって形成される可能性が高いので、上記手法で路面の高さが変化する境界を探索したときには、路面の延在方向に沿って並列する一対の境界が検出される。つまり、一対の境界から一対の第１路面領域が検出される。
【００４５】
路面判断装置１００は、一対の第１路面領域の間の領域である第２路面領域を検出する。路面判断装置１００は、第２路面領域の第２強度比に基づいて判断閾値を設定する。路面判断装置１００は、判断閾値に基づいて第３路面領域を検出する。
【００４６】
判断閾値は、実測された一の第２強度比に基づいて設定してもよいし、複数の第２強度比の分布に基づいて設定してもよい。判断閾値は、一の値によって定義することもできるし、上限値と下限値を伴う値域によって定義することもできる。
【００４７】
図３Ａに示すように、第３路面領域を検出するために設定された判断閾値（値域で定義する場合には上限値）は、第１路面領域を検出するために設定される初期閾値（値域で定義する場合には上限値）よりも高い。ちなみに、本例では、「強度比」が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定義されているので、判断閾値が初期閾値よりも高いと表現したが、「強度比」が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定義された場合には、判断閾値が初期閾値よりも低くなる。判断閾値の強度比における水平偏波信号の強度は、初期閾値の強度比における水平偏波信号の強度よりも高くなる場合がある。判断閾値の強度比における垂直偏波信号の強度は、初期閾値の強度比における垂直偏波信号の強度よりも低い場合がある。第３路面領域含む領域を検出できれば、判断閾値と初期閾値は、一部が重複してもよい。
【００４８】
図３Ｂは、電波画像データにおける、一対の第１路面領域ＡＲ，ＡＬ、第２路面領域Ｂ、第３路面領域ＣＲ，ＣＬを示す。第１路面領域ＡＲと第１路面領域ＡＬは、路面の進行方向（消失点方向）に沿って延在する。第１路面領域ＡＲと第１路面領域ＡＬは、路面の左右に、間隔を保って、並列に位置されて対をなす。路面の高さが変化する境界は、ＡＬａ，ＡＬｂ、ＡＲａ，ＡＲｂで示す。第１路面領域ＡＲ，ＡＬは、境界ＡＬａ，ＡＬｂ、ＡＲａ，ＡＲｂを含む。第１路面領域ＡＲ，ＡＬは、轍が形成された領域に対応する。路面の境界線ＷＬ，ＷＲは、第３路面領域ＣＲ，ＣＬの境界ともなり、路面の左右端部に対応する。
第１路面領域ＡＲ，ＡＬが検出されれば、第１路面領域ＡＲ，ＡＬの上を走行することが可能であることは判るが、その両脇の第３路面領域ＣＲ，ＣＬが判らないと、実際に走行可能な路面を認識できない。第１路面領域ＡＲ，ＡＬの位置のみに基づいて走行しなければならない場合には、運転の自由度が制約される。本実施形態では、第１路面領域ＡＲ，ＡＬの外側の第３路面領域ＣＲ，ＣＬまでをも検出し、道路の全幅員に渡る路面を正確に認識する。
【００４９】
図３Ａに示すように、第１路面領域ＡＲ，ＡＬに挟まれた第２路面領域Ｂの強度比と、第１路面領域ＡＲ，ＡＬの外側の第３路面領域ＣＲ，ＣＬの強度比が、共通の値域／傾向を示すことに着目し、第１路面領域ＡＲ，ＡＬの位置から第２路面領域Ｂの位置を判断し、第２路面領域Ｂの強度比を用いて第３路面領域ＣＲ，ＣＬを検出する。つまり、図３Ｂに示す、路面の境界線ＷＬ，ＷＲを検出できる。これにより、第１路面領域（轍）ＡＲ，ＡＬが検出できない状況であっても、走行可能な路面を判断できる。検出不能となることを防止し、走行可能な路面の範囲を精度高く判断できる。
【００５０】
轍は、路面の高さが変化する境界という電波画像データ上の特徴を備えるので検出可能であるが、その外側の踏み固められていない雪、泥、砂、砂利、チップで形成された路面を識別することは容易ではない。路面が雪などで構成されている場合には、路面の状態は場所や環境によって異なるので、固定された閾値（判断基準）に基づいて路面を判断することができない。
【００５１】
本実施形態では、第１路面領域の間の第２路面領域の強度比を用いて判断閾値を設定するので、場所や環境の影響を排除し、その場所及びその環境に応じた判断閾値に基づいて第１路面領域の外側の第３路面領域の位置を判断できる。路面が雪、泥、砂、砂利、チップに覆われていても、走行可能な路面の領域を適切に判断できる。轍などの形状の特徴を有する第１路面領域に限定されず、道路全幅の路面について判断できるので、有益な情報をドライバに示すことができるとともに、走行制御、走行支援の自由度を向上させることができる。轍以外を走行しなければならなくなったときにも、走行可能な路面の領域を認識できる。轍に対応する第１路面領域ＡＲ，ＡＬ及びこれの間の第２路面領域Ｂのみを検出するものとは異なる。
【００５２】
第１路面領域（轍）と第３路面領域との間は形状が複雑であるので判断が難しい。アスファルト道路の中央部分が陥没し、そこに水が溜まっているような場合は、受信信号と閾値だけで第１路面領域を判断することが難しい。同様に、第２路面領域に砂利などが積層し、空隙が形成されているような場合も、受信信号と閾値だけで第１路面領域を判断することが難しい。本実施形態では、第３路面領域を判断し、その判断結果に基づいて道路の最外端（図４Ｂの路面の境界線ＷＬ，ＷＲを参照）に基づいて、走行可能な路面を判断する。つまり、第１路面領域（轍）を検出できなくても、走行可能な路面を判断できる。これにより、検出不能となることを防止し、走行可能な路面の範囲を精度高く判断できる。
【００５３】
制御装置１０は、判断閾値を設定する処理において、車両から所定距離未満の路面を判断する際に用いられる第１判断閾値と、車両から所定距離以上の路面を判断する際に用いられる第２判断閾値との二つの判断閾値を設定する。このとき、第１判断閾値の値域（値の幅）は、第２判断閾値の値域（値の幅）よりも小さく設定する。つまり、第１判断閾値の上限値と下限値の差は、第２判断閾値上限値と下限値の差よりも小さい。
【００５４】
アンテナ装置１からの距離が近いほど、受信信号の強度は強く、強度比の精度が高い。このため、アンテナ装置１からの距離が近いほど、判断処理に用いる第１判断閾値の幅を絞り込み、アンテナ装置１からの距離が遠いほど、判断処理に用いる第２判断閾値の幅を広く設定する。受信信号の特性に応じて、第３路面領域を正確に判断できる。また、第１判断閾値の幅を絞り込むことによって、処理負荷を軽減できる。
【００５５】
図４Ａ及び図４Ｂに基づいて、車両の前方を走行する他車両の像を利用した、判断閾値の設定手法を説明する。
図４Ａは、図３Ａに基本的に共通するので、図３Ａの説明を援用する。図４Ａは、図３Ａに加えて他車両から放射された電磁波に基づく強度比がプロットされる領域を示す。
図４Ｂは、図３Ｂに基本的に共通するので、図３Ａの説明を援用する。図４Ｂは、さらに車両の前方を走行する他車両Ｖ２を示す。基本的な処理は、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明した内容と共通するので、以下には異なる点を簡略に説明し、詳細については上述の説明を援用する。
【００５６】
路面判断装置１００は、初期閾値を用いて、路面の高さに変化がある境界を含む一対の第１路面領域（轍の領域）を検出する。
【００５７】
路面判断装置１００は、一対の第１路面領域の間の領域である第２路面領域を検出する。
路面判断装置１００は、第２路面領域を検出する際に、他車両Ｖ２の像を利用する。電波画像データに基づいて複数対の第１路面領域が検出された場合には、そのうち、他車両Ｖ２に連なる一対の領域を第１路面領域として検出する。図４Ｂに示すように、電波画像データにおいて、他車両Ｖ２の−Ｙ方向（図中下方向）に延びる領域は第２路面領域である。路面判断装置１００は、この位置関係を利用して、第２路面領域を検出する。
【００５８】
路面判断装置１００は、車両の前方を走行する他車両Ｖ２を検出し、他車両Ｖ２に連なる領域を第２路面猟奇Ｂとして検出する。具体的に、路面判断装置１００は、他車両Ｖ２の一対の車輪に連なる轍（第１路面領域）の間の領域を第２路面領域Ｂとして検出する。図４Ｂに示すように、他車両Ｖ２の車輪には、第１路面領域ＲＴＬ，ＲＴＲが連なる。この第１路面領域ＲＴＬ，ＲＴＲの間に第２路面領域Ｂを検出できる。これにより、他車両Ｖ２が存在する場合には、第２路面領域を短時間（数ミリ秒〜数秒）に検出できる。他車両Ｖ２の像は他の対象物よりも正確に認識できるので、環境（雨、風、雪、などの天候の変化、温度の変化などの外乱の影響を排除して第２路面領域Ｂを検出できる。
【００５９】
路面判断装置１００は、第２路面領域の第２強度比に基づいて判断閾値を設定する。路面判断装置１００は、判断閾値に基づいて第３路面領域を検出する。判断閾値の設定手法は、上述したとおりである。
【００６０】
以上のとおり、制御装置１０は、第３路面領域を判断し、走行可能な路面領域の最外端を検出する。
検出された走行可能な路面の位置情報、つまり第３路面領域の道路外側の位置を車載装置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へ路面の位置情報を送出する。走行支援装置３０は、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、一対の第１路面領域の位置情報を、道路のレーンマークの位置情報として利用してもよい。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が走行可能な路面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が走行可能な路面なのかが判らない場合がある。特に、雪、泥、砂利、砂、チップなどで覆われた路面の状況は、場所や環境によって異なる。このような場面において、路面の判断を誤ると、側溝に車輪をとられる可能性がある。
本実施形態では、場所や環境の影響を考慮したうえで、実測データに基づく判断閾値を設定するので、このような場面であっても、走行可能な路面の最外側の位置を正確に検出できる。
なお、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。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。
【００６１】
以下、図５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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。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。制御装置１０は、初期閾値を用いて、第１路面領域の存在領域を判断してもよい。ステップ１０３をスキップし、ステップ１０２からステップ１０４に進んでもよい。
【００６５】
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、路面の第１路面領域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。
【００６６】
ステップ１０５において、制御装置１０は、初期閾値を参照し、実測された強度比が所定の初期閾値の値域内に含まれる画素領域を第１路面領域として検出する。
さらに、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。第１路面領域は、この境界を含む。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、境界を含む第１路面領域を検出してもよい。第１路面領域は、路面の延在方向に沿って等間隔に並列に配置された一対の領域である。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、境界を含む第１路面領域を検出してもよい。
【００６７】
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、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。３本以上の境界が検出された場合には、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。最終的に、一対の第１路面領域の位置を検出し、ステップ１０６に進む。
【００６８】
ステップ１０６において、制御装置１０は、電波画像データにおいて、一対の第１路面領域の間の第２路面領域を検出する。
自車両の前方に他車両Ｖ２が存在するときには、他車両Ｖ２の一対の車輪の軌跡の間の領域を、第２路面領域と判断してもよい。
【００６９】
ステップ１０７において、制御装置１０は、検出した第２路面領域の第２強度比を取得する。強度比は、水平偏波成分に基づく水平偏波信号の強度と、垂直偏波成分に基づく垂直偏波信号の強度との比である。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し、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。
【００７０】
ステップ１０８において、制御装置１０は、第２強度比に基づいて判断閾値を算出する。第２強度比の分布に基づいて判断閾値／判断閾値の値域を求めてもよいし、第２強度比に検出誤差を考慮した値を加算又は減算して求めてもよい。制御装置１０は、自車両近傍の
路面を判断するための第１判断閾値の値域を、自車両から遠隔した路面を判断するための第２判断閾値の値域よりも小さく設定してもよい。
【００７１】
ステップ１０９において、制御装置１０は、判断閾値を用いて、第３路面領域を判断する。判断閾値は、第１路面領域から第２、第３路面領域を識別(区別)するための閾値である。図３Ａ及び図４Ａに示すように、第１路面領域の強度比（水平偏波信号の強度／垂直偏波信号の強度）は判断閾値よりも低く、第２、第３路面領域の強度比（水平偏波信号の強度／垂直偏波信号の強度）は判断閾値よりも高い。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（垂直偏波信号の強度／水平偏波信号の強度）と定義した場合には、第１路面領域の強度比（水平偏波信号の強度／垂直偏波信号の強度）は判断閾値よりも高く、第２、第３路面領域の強度比（水平偏波信号の強度／垂直偏波信号の強度）は判断閾値よりも低くなる。
【００７２】
この強度比の特性を利用し、第３路面領域を検出する。第３路面領域は第１、第２路面領域の外側に位置する。第３路面領域を検出することにより、路面の最も外側端の位置を検出できる。
【００７３】
ステップ１１０において、制御装置１０は、第３路面領域が検出できた場合には、第３路面領域の外延（外側端）までが走行可能な路面の領域であると判断する。他方、ステップ１１１において、制御装置１０は、第３路面領域として検出できなかった領域は、走行ができない（路面ではない）領域であると判断する。
【００７４】
ステップ１１２において、制御装置１０は、得られた第３路面領域の位置、又はこれから導かれた道路の全幅に対応する路面の領域／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。
【００７５】
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。
【００７６】
[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、実際に走行する路面の第２路面領域の強度比に基づいて路面を判断する。実際の路面の状態に基づいて、その領域を判断できる。路面の状況は、雪、泥、砂、砂利などの状態によって時と場所によって変化する。このように、時、場所によって変化する路面の状況に応じて走行路面を高い精度で判断できる。
【００７７】
[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、第１路面領域の間の第２路面領域の強度比を用いて判断閾値を設定するので、場所や環境の影響を排除し、その場所及びその環境に応じた判断閾値に基づいて第１路面領域の外側の第３路面領域の位置を判断できる。路面が雪、泥、砂、砂利、チップに覆われていても、走行可能な路面の領域を適切に判断できる。轍などの形状の特徴を有する第１路面領域に限定されず、道路全幅の路面について判断できるので、有益な情報をドライバに示すことができるとともに、走行制御、走行支援の自由度を向上させることができる。
本実施形態では、第３路面領域を判断し、その判断結果に基づいて道路の最外端（図４Ｂの路面の境界線ＷＬ，ＷＲを参照）に基づいて、走行可能な路面を判断する。つまり、第１路面領域（轍）を検出できなくても、走行可能な路面を判断できる。これにより、検出不能となることを防止し、走行可能な路面の範囲を精度高く判断できる。
【００７８】
[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、判断閾値を設定する処理において、車両から所定距離未満の路面を判断する際に用いられる第１判断閾値と、車両から所定距離以上の路面を判断する際に用いられる第２判断閾値との二つの判断閾値を設定する。第１判断閾値の値域（値の幅）は、第２判断閾値の値域（値の幅）よりも小さく設定する。アンテナ装置１からの距離が近いほど、受信信号の強度は強く、強度比の精度が高い。このため、アンテナ装置１からの距離が近いほど、判断処理に用いる第１判断閾値の幅を絞り込み、アンテナ装置１からの距離が遠いほど、判断処理に用いる第２判断閾値の幅を広く設定する。受信信号の特性に応じて、第３路面領域を正確に判断できる。
【００７９】
[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、第２路面領域を検出する際に、他車両Ｖ２の像を利用する。電波画像データに基づいて複数対の第１路面領域が検出された場合には、そのうち、他車両Ｖ２に連なる一対の領域を第１路面領域として検出する。電波画像データにおける、他車両Ｖ２と第２路面領域との位置関係を利用して、第２路面領域を検出する。これにより、他車両Ｖ２が存在する場合には、第２路面領域を容易に検出できる。
【００８０】
[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含む第１路面領域の境界を検出する。轍などの路面の高さが変化する領域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、路面の高さが変化する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含む第１路面領域を検出できる。この結果、長い距離に渡って路面を検知できる。
【００８１】
[６]  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。
【００８２】
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】
【００８３】
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】
2018084536.tif 000003
【図２Ａ】
2018084536.tif 000004
【図２Ｂ】
2018084536.tif 000005
【図３Ａ】
2018084536.tif 000006
【図３Ｂ】
2018084536.tif 000007
【図４Ａ】
2018084536.tif 000008
【図４Ｂ】
2018084536.tif 000009
【図５】
2018084536.tif 000010