(57)【要約】【課題】車両周囲の撮像画像から走行路の左右の区画線を算出して道路形状を認識する走行路認識装置において、算出可能な区画線の距離を延ばすこと。【解決手段】車両の走行路認識装置１０は、撮像部にて撮像された画像に基づき、画像上で所定の画素パラメータが所定の基準値以上変化するエッジ点の座標を算出するよう構成されたエッジ算出部１２と、エッジ算出部の算出結果に基づき、走行路の左右の区画線を認識するよう構成された区画線認識部１４と、を備える。エッジ算出部は、区画線認識部にて認識された区画線の認識距離が短い場合に、認識距離が長くなるよう、エッジ点の座標を算出するのに用いる基準値を変化させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両周囲の画像を撮像する撮像部（４）、及び、車両の走行状態を検出するセンサ部（６）、を備えた車両（２）に搭載され、前記車両の走行時に、前記撮像部及び前記センサ部から得られた情報を用いて、車両の走行路の形状を認識する車両の走行路認識装置（１０）であって、
前記撮像部にて撮像された画像に基づき、該画像上で所定の画素パラメータが所定の基準値以上変化するエッジ点の座標を算出するよう構成されたエッジ算出部（１２）と、
前記エッジ算出部の算出結果に基づき、前記走行路の左右の区画線を認識するよう構成された区画線認識部（１４）と、
を備え、前記エッジ算出部は、前記区画線認識部にて認識された前記区画線の認識距離が短い場合に、該認識距離が長くなるよう、前記エッジ点の座標を算出するのに用いる前記基準値を変化させるように構成されている、車両の走行路認識装置。
【請求項２】
車両周囲の画像を撮像する撮像部（４）、及び、車両の走行状態を検出するセンサ部（６）、を備えた車両（２）に搭載され、前記車両の走行時に、前記撮像部及び前記センサ部から得られた情報を用いて、車両の走行路の形状を認識する車両の走行路認識装置（１０）であって、
前記撮像部にて撮像された画像に基づき、該画像上で所定の画素パラメータが閾値以上変化するエッジ点の座標を算出するよう構成されたエッジ算出部（１２）と、
前記エッジ算出部の算出結果に基づき、前記走行路の左右の区画線を認識するよう構成された区画線認識部（１４）と、
を備え、
前記区画線認識部は、
前記エッジ算出部の算出結果に基づき、前記走行路の区画線として路面に描画された線ペイントを抽出するよう構成されたペイント抽出部（２０）と、
前記ペイント抽出部にて抽出された前記線ペイントと前記センサ部にて検出された前記走行状態とに基づき、前記区画線の候補となる線候補を算出するよう構成された線候補算出部（２２）と、
前記エッジ算出部にて算出された前記エッジ点の座標に基づき、前記線候補算出部にて算出された前記線候補の延伸方向に存在するエッジ点を探索するよう構成されたトレースエッジ部（２６）と、
を備え、前記線候補算出部は、前記トレースエッジ部による前記エッジ点の探索結果に基づき、前記線候補の延伸方向に存在する前記エッジ点を前記線候補のエッジ点として登録するよう構成されている、車両の走行路認識装置。
【請求項３】
前記エッジ算出部は、前記区画線認識部にて認識された前記区画線の認識距離が短い場合に、該認識距離が長くなるよう、前記エッジ点の座標を算出するのに用いる前記基準値を変化させるように構成されている、請求項２に記載の車両の走行路認識装置。
【請求項４】
前記線候補算出部は、
前記トレースエッジ部による前記エッジ点の探索結果と前記ペイント抽出部にて抽出された線ペイントとに基づき、前記トレースエッジ部にて探索されたエッジ点にて接続可能な線ペイントが存在するか否かを判断し、接続可能な線ペイントが存在する場合に、前記トレースエッジ部にて探索された前記エッジ点を前記線候補のエッジ点として登録するよう構成されている、請求項２又は請求項３に記載の車両の走行路認識装置。
【請求項５】
前記トレースエッジ部は、
前記エッジ算出部にて前記画素パラメータが増加方向に変化したと判定された前記エッジ点及び前記画素パラメータが減少方向に変化したと判定された前記エッジ点をそれぞれ一つの線として探索するように構成されている、請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の車両の走行路認識装置。
【請求項６】
前記トレースエッジ部は、
前記エッジ算出部にて算出された前記エッジ点のうち、前記画素パラメータ若しくは前記画素パラメータの変化が一定範囲内にあるエッジ点を一つの線として探索するように構成されている、請求項２〜請求項５の何れか１項に記載の車両の走行路認識装置。
【請求項７】
前記線候補算出部は、
前記線候補を算出するのに用いた前記線ペイントの内、前記車両から最も離れた第１線ペイントよりも１つ手前の第２線ペイントから、該第２線ペイントの形状に沿って延伸させた延伸線を求め、該延伸線に対する前記第１線ペイントの位置ずれ量が所定値以上である場合に、前記第１線ペイントを前記線候補から除外するように構成された線候補除外部（２２，Ｓ１５０）、
を備えている請求項２〜請求項６の何れか１項に記載の車両の走行路認識装置。
【請求項８】
前記線候補算出部は、
前記線候補を構成する複数の線ペイントから車両進行方向の道路形状を推定し、該推定した道路形状と、前記ペイント抽出部にて抽出された前記線ペイントのうち前記線候補として接続されていない未接続線ペイントとの位置ずれ量を求め、該位置ずれ量が所定値未満の未接続線ペイントを、前記線候補として接続するように構成された再接続判定部（２２，Ｓ１６０）、
を備えている請求項２〜請求項７の何れか１項に記載の車両の走行路認識装置。
【請求項９】
前記区画線認識部において、前記線候補算出部にて前記区画線の候補として複数の線候補が算出されている場合に、前記撮像部及び前記センサ部からの情報に基づき、前記複数の線候補の中から前記区画線となる線候補を選択するよう構成された線候補選択部（２４）と、
前記線候補算出部にて算出され、前記線候補選択部にて選択された、前記区画線の線候補に基づき、前記走行路の道路形状を推定するよう構成された道路形状推定部（１６）と、
を備えている、請求項２〜８の何れか１項に記載の車両の走行路認識装置。
【請求項１０】
前記トレースエッジ部は、前記線候補選択部にて前記区画線として選択された前記線候補の延伸方向に存在するエッジ点を探索するよう構成されている、請求項９に記載の車両の走行路認識装置。
【請求項１１】
車両周囲の画像を撮像するよう構成された撮像部（４）と、
車両の走行状態を検出するよう構成されたセンサ部（６）と、
前記撮像部及び前記センサ部から得られた情報を用いて、車両の走行路の形状を認識するよう構成された走行路認識部（１０）と、
前記走行路認識部から得られる情報に基づき、前記車両の走行状態を制御するよう構成された制御部（８）と、
を備え、前記走行路認識部は、請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載の走行路認識装置にて構成されている、車両の走行制御装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記走行路認識部にて認識された前記走行路の形状に基づき、車両の操舵量を制御するよう構成されている、請求項１１に記載の車両の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両に搭載され、車両周囲の撮像画像から車両の走行路の左右の区画線を算出して、走行路の道路形状を認識する、車両の走行路認識装置及び走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の走行路認識装置としては、特許文献１に記載のように、車両周囲の撮像画像から、輝度の変化が閾値以上となるエッジ点を抽出し、線状に連続するエッジ点を接続することで、車両の走行路の左右の区画線を算出するように構成された装置が知られている。
【０００３】
また、特許文献１においては、抽出したエッジ点に基づき算出された区画線の数が所定本数を超える場合に、エッジ点の抽出に用いる閾値を変更して、エッジ点の抽出が行われ難くすることが提案されている。つまり、エッジ点抽出用の閾値を変更することで、走行路の左右の区画線をより正確に算出できるようにするのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５７４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、撮像画像において、走行路の路面に描画された白線等の線ペイントは、車両から離れた遠方ほど識別し難く、線ペイントの両側で生じる輝度変化も、遠方ほど小さくなる。
【０００６】
また、エッジ点の抽出に用いられる輝度等の画素パラメータは、例えば、天候、走行路周囲の建造物の有無、トンネルの出入り口、線ペイントのかすれ、といった、走行路の環境によって変化する。
【０００７】
このため、上記提案のように、エッジ点の抽出に用いる閾値を撮像画像全体で一律に変更したのでは、エッジ点から得られる不要な区画線を除去することはできても、最終的に得られる区画線の距離が短くなることがある。
【０００８】
また、このように、算出された区画線の距離が短くなると、区画線から認識される道路形状の距離も短くなることから、走行路認識装置にて認識された道路形状に従い車両を自動走行させる走行制御装置においては、車両制御を正常に実施できなくなる。
【０００９】
つまり、車両の走行制御装置においては、走行路認識装置にて認識された道路形状の距離が短くなると、自動走行時の操舵に応答遅れが生じ、車両を安定して走行させることができなくなる、という問題が生じる。そして、この場合には、車両制御をレーンキープのための自動操舵から、運転者による手動操舵に切り替えなければならなくなり、走行制御装置の機能が損なわれる。
【００１０】
本開示の一局面は、車両周囲の撮像画像から走行路の左右の区画線を算出して道路形状を認識する走行路認識装置において、算出可能な区画線の距離を延ばすことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の走行路認識装置は、車両周囲の画像を撮像する撮像部（４）、及び、車両の走行状態を検出するセンサ部（６）、を備えた車両に搭載され、撮像部及びセンサ部から得られた情報を用いて、車両の走行路の形状を認識する装置である。
【００１２】
本開示の一局面の走行路認識装置は、エッジ算出部（１２）と、区画線認識部（１４）とを備える。
そして、エッジ算出部は、撮像部にて撮像された画像に基づき、その撮像画像上で所定の画素パラメータが所定の基準値以上変化するエッジ点の座標を算出し、区画線認識部は、エッジ算出部の算出結果に基づき、走行路の左右の区画線を認識する。
【００１３】
また、エッジ算出部は、区画線認識部にて認識された区画線の認識距離が短い場合に、認識距離が長くなるよう、エッジ点の座標を算出するのに用いる基準値を変化させる。
このため、本開示の一局面の走行路認識装置によれば、エッジ算出部が撮像画像上のエッジ点を検出するのに用いる、所定の画素パラメータの基準値を変化させることで、区画線認識部にて認識される区画線の認識距離が短くなるのを抑制できる。
【００１４】
よって、本開示の一局面の走行路認識装置によれば、区画線認識部にて認識された走行路の左右の区画線から得られる道路形状の距離が短くなって、その道路形状に従い車両を自動走行させる走行制御装置において制御に異常が生じるのを抑制できる。
【００１５】
次に、本開示の他の局面の走行路認識装置は、上記一局面の走行路認識装置と同様、エッジ算出部（１２）と、区画線認識部（１４）を備える。
そして、エッジ算出部は、上記と同様、撮像部にて撮像された画像に基づき、その撮像画像上で所定の画素パラメータが閾値以上変化するエッジ点の座標を算出する。
【００１６】
一方、区画線認識部は、ペイント抽出部（２０）と、線候補算出部（２２）と、トレースエッジ部（２６）と、を備える。
ここで、ペイント抽出部は、エッジ算出部の算出結果に基づき、走行路の区画線として路面に描画された線ペイントを抽出するよう構成されている。
【００１７】
また、線候補算出部は、ペイント抽出部にて抽出された線ペイントとセンサ部にて検出された車両の走行状態とに基づき、区画線の候補となる線候補を算出するよう構成されている。
【００１８】
また、トレースエッジ部は、エッジ算出部にて算出されたエッジ点の座標に基づき、線候補算出部にて算出された線候補の延伸方向に存在するエッジ点を探索するよう構成されている。
【００１９】
そして、線候補算出部は、トレースエッジ部によるエッジ点の探索結果に基づき、線候補の延伸方向に存在するエッジ点を線候補のエッジ点として登録する。
つまり、本開示の走行路認識装置においては、線候補算出部にて線ペイントと車両の走行状態とに基づき算出した線候補の延伸方向に、トレースエッジ部にて探索されたエッジ点が存在する場合に、そのエッジ点を線候補のエッジ点として登録するのである。
【００２０】
この結果、本開示の走行路認識装置によれば、線候補算出部にて算出される線候補の距離を延ばし、区画線認識部にて認識される区画線の距離が短くなるのを抑制できる。
よって、本開示の走行路認識装置においても、上記一局面の走行路認識装置と同様、区画線認識部にて認識された区画線から得られる道路形状の距離が短くなって、その道路形状に従い車両を自動走行させる走行制御装置において制御に異常が生じるのを抑制できる。
【００２１】
次に、本開示の一局面の車両の走行制御装置は、車両周囲の画像を撮像するよう構成された撮像部（４）と、車両の走行状態を検出するよう構成されたセンサ部（６）と、走行路認識部（１０）と、制御部（８）とを備える。
【００２２】
そして、制御部は、走行路認識部から得られる走行路の形状等の情報に基づき、車両の走行状態を制御するように構成され、走行路認識部は、上述した本開示の一局面若しくは他の局面の走行路認識装置にて構成されている。
【００２３】
従って、本開示の一局面の車両の走行制御装置によれば、走行路認識部にて認識される走行路の距離が短くなるのを抑制し、走行路認識部にて認識された走行路の形状に従い、車両の走行状態を、応答遅れなく安定して制御することができるようになる。
【００２４】
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態の車両の走行制御装置全体の構成を表すブロック図である。
【図２】図１に示す走行路認識部の構成を表すブロック図である。
【図３】エッジ算出部におけるエッジ検出動作を説明する説明図である。
【図４】線候補算出部として実行される線候補算出処理を表すフローチャートである。
【図５】図４のＳ１５０にて実行される除外判定処理を表すフローチャートである。
【図６】図４のＳ１６０にて実行される再接続判定処理を表すフローチャートである。
【図７】図４のＳ１１０及びＳ１４０における線候補の接続動作を説明する説明図である。
【図８】図５に示す除外判定処理による線候補の除外動作を説明する説明図である。
【図９】実施形態の走行路認識部による区画線の認識結果を従来装置と比較して表す説明図である。
【図１０】エッジ算出部における基準値更新動作を説明する説明図である。
【図１１】図１０に示す基準値更新動作を実現するために実行される基準値更新処理を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１に示すように、本実施形態の車両の走行制御装置は、車載カメラ４と、センサ部６と、走行路認識部１０と、制御部８と、を備える。
【００２７】
車載カメラ４は、本開示の撮像部に相当するものであり、車両２において、進行方向前方の画像を撮像するように設置されている。
センサ部６は、車両２の走行状態を検出するためのものであり、車両２の挙動を予測可能とするため、少なくとも、車速を検出する車速センサと、車両２のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、を備える。
【００２８】
走行路認識部１０は、本開示の走行路認識装置に相当するものであり、車載カメラ４による撮像画像とセンサ部６にて検出された車両の走行状態とに基づき、車両２が走行中の道路（詳しくは走行車線）の左右の区画線を認識する。
【００２９】
つまり、走行路認識部１０は、車載カメラ４による撮像画像を処理可能なマイコン若しくはＡＳＩＣ等にて構成されており、撮像画像から走行路（車線）の左右の区画線を認識して、制御部８が車両２を自動走行させるのに必要な道路形状を認識する。
【００３０】
そして、制御部８は、走行路認識部１０にて認識された道路形状に基づき、例えば、車両を走行路に沿って自動走行させるのに要する操舵量を演算して、車両２に搭載されたステアリング装置の操舵量を制御する、所謂レーンキープ制御を実施する。
【００３１】
なお、制御部８は、マイコンにて構成された車両制御用の電子制御装置、所謂ＥＣＵである。また、制御部８は、走行路認識部１０にて認識された道路形状に基づき、車両の操舵量と駆動力と制動力とを制御することで、車両２を自動走行させる、自動走行制御用のＥＣＵであってもよい。これらのレーンキープ制御や自動走行制御は周知であるため、ここでは、制御部８に関する詳細な説明は省略する。
【００３２】
次に、本開示の主要部となる走行路認識部１０について説明する。
図２に示すように、走行路認識部１０は、エッジ算出部１２、区画線認識部１４、及び、道路形状推定部１６としての機能を有する。また、区画線認識部１４は、ペイント抽出部２０、線候補算出部２２、線候補選択部２４、及び、トレースエッジ部２６としての機能を有する。
【００３３】
なお、本実施形態では、走行路認識部１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイコンにて構成されており、上記各部の機能は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することで、実現されるものとする。
【００３４】
ここで、エッジ算出部１２は、車載カメラ４にて撮像された撮像画像に基づき、撮像画像上で、画素パラメータとしての輝度が予め設定された基準値以上変化する画素をエッジ点として検出し、その座標を算出する機能ブロックである。
【００３５】
具体的には、エッジ算出部１２は、図３Ａに示すように、撮像画像を進行方向に向かって左右方向であるＸ方向に走査することで、輝度が基準値以上増加方向及び減少方向に変化した点をエッジ点として探索し、探索したエッジ点の座標を求める。
【００３６】
また、エッジ点探索のための走査は、Ｘ方向に直行するＹ方向に走査位置を変化させて順次行い、走査位置毎にエッジ点を探索する。この結果、例えば、走査位置Ｙ１、Ｙ２で、走行路の路面に左右の区画線として描画された白線等の線ペイントが存在する場合には、図３Ｂ，図３Ｃに示すように、各線ペイントの両側でエッジ点が検出されることになる。
【００３７】
一方、撮像画像上の線ペイントは、天候、走行路周囲の建造物の有無、トンネルの出入り口、線ペイントのかすれ、といった、走行路の環境によって変化することから、こうした環境変化によって不鮮明となることがある。特に、線ペイントは、車両２から離れる程、幅が細くなるため、不鮮明になり易い。
【００３８】
そして、このように、撮像画像上で線ペイントが不鮮明になった場合、線ペイントは、不連続な線のエッジ点として検出され、そのエッジ点は輝度の高い白のエッジ点若しくは輝度の低い黒のエッジ点として認識されるようになる。
【００３９】
次に、区画線認識部１４は、エッジ算出部１２の算出結果に基づき、走行路となる車線の左右の区画線を認識する機能ブロックであり、道路形状推定部１６は、区画線認識部１４にて認識された左右の区画線と、予め設定されている道路形状モデルとに基づき、走行路の道路形状を推定する機能ブロックである。
【００４０】
また、区画線認識部１４において、ペイント抽出部２０は、エッジ算出部１２にて算出されたエッジ点の座標に基づき、走行路の区画線として路面に描画された線ペイントを抽出する機能ブロックである。
【００４１】
つまり、ペイント抽出部２０は、エッジ算出部１２にて算出されたエッジ点の座標から、線状に連続するエッジ点を抽出する。そして、抽出したエッジ点を接続した線の中から、線の間隔が、白線等の線ペイント抽出用として予め設定された許容範囲内で一定若しくは連続的に変化する２本の線を、白線等の線ペイントの左右の境界線として特定し、特定した左右の境界線から線ペイントを抽出する。
【００４２】
なお、こうした線ペイントの抽出方法については、特許文献１にも記載されており、周知であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
次に、線候補算出部２２は、ペイント抽出部２０にて抽出された線ペイントに基づき、左右の区画線の候補となる線候補を算出する機能ブロックである。
【００４３】
この線候補算出部２２としての機能は、走行路認識部１０を構成するＣＰＵが図４に示す線候補算出処理を実行することにより実現される。
すなわち、図４に示すように、線候補算出処理においては、Ｓ１１０にて、既に算出されている線候補から予測線を求め、ペイント抽出部２０にて抽出された線ペイントの中から、予測線近傍に位置する線ペイントを選択し、線候補に接続する。
【００４４】
なお、予測線は、既に算出される線候補の先端から車両が走行すると予測される予測経路であり、既に算出される線候補の形状と、センサ部６にて検出された車両２の現在の走行状態とに基づき、図７Ａに示すように推定される。尚、予測線の推定には、センサ部６にて検出された車速及びヨーレートが使用される。
【００４５】
また、Ｓ１１０においては、予測線から所定範囲ＬＡ（例えば０．４ｍ）内、に位置する線ペイントが存在するか否かを判断し、予測線から所定範囲ＬＡ内に位置する線ペイントが存在すれば、その線ペイントを線候補に接続する。また、Ｓ１１０において、予測線から所定範囲ＬＡ内に位置する線ペイントが存在しない場合には、予測線に基づく線候補の接続は実施しない。
【００４６】
また、Ｓ１１０にて、線ペイントを線候補に接続する際には、線ペイントの左右の境界線のうち、一方の境界線、例えば、走行路の内側の境界線、を線候補として、現在の線候補に接続する。
【００４７】
こうして、Ｓ１１０にて、予測線に基づく線ペイントの線候補への接続処理が実施されると、Ｓ１２０に移行し、線候補として接続されている最終の線ペイントから線状に伸びるエッジ点が存在するか否かを判断する。なお、以下の説明において、最終の線ペイントから線状に伸びるエッジ点を、トレースエッジという。
【００４８】
このトレースエッジは、線候補算出部２２で線候補として接続されている最終の線ペイントと、エッジ算出部１２にて検出された撮像画像上のエッジ点とに基づき、トレースエッジ部２６にて求められる。
【００４９】
つまり、トレースエッジ部２６は、エッジ算出部１２にて検出されたエッジ点の中から、線候補の最終の線ペイントから線状に連続するエッジ点を探索することで、図７Ａに示すトレースエッジを生成する。
【００５０】
なお、トレースエッジ部２６は、エッジ算出部１２で輝度が増加方向に変化したと判定された高輝度（例えば白）のエッジ点同士、或いは、輝度が減少方向に変化したと判定された低輝度（例えば黒）のエッジ点同士を、それぞれ探索する。また、トレースエッジ部２６は、輝度又は輝度変化が一定範囲内にあるエッジ点同士を探索する。
【００５１】
このため、トレースエッジは、撮像画像上で、白線、黒線というように色が略一定に見える線、或いは、色が、グレーから黒、白からグレー、というように徐々に変化するように見える線、にて生成されることになる。また、トレースエッジは、撮像画像上で線が不連続であっても、エッジ点が線状に並んでいれば生成される。
【００５２】
そして、Ｓ１２０では、トレースエッジ部２６にて、トレースエッジが生成されると、トレースエッジが存在すると判断して、Ｓ１３０に移行し、トレースエッジが生成されていなければ、Ｓ１５０に移行する。
【００５３】
次に、Ｓ１３０では、ペイント抽出部２０にて抽出された線ペイントの中で、トレースエッジの近傍に位置し、トレースエッジを介して接続可能な線ペイントが存在するか否かを判断する。なお、この判断は、トレースエッジから所定範囲ＬＢ（例えば０．２ｍ）内に位置する線ペイントが存在するか否かを判断することで実施される。
【００５４】
そして、Ｓ１３０にて、トレースエッジの近傍に線ペイントが存在すると判断されると、Ｓ１４０に移行し、図７Ｂに例示するように、トレースエッジを介して、トレースエッジ近傍の線ペイントまで線候補を延ばし、その線ペイントに線候補を接続する。
【００５５】
なお、Ｓ１４０では、トレースエッジ近傍に存在すると判断された線ペイントが、予測線から、上記ＬＡよりも大きい所定範囲ＬＣ（例えば０．９６ｍ）内に存在しない場合には、予測線から大きく外れているので、線候補の接続を実施しない。
【００５６】
そして、Ｓ１４０の処理が実施されるか、或いは、Ｓ１３０にて、トレースエッジ近傍に線ペイントは存在しないと判断された場合には、Ｓ１５０に移行する。
次に、Ｓ１５０では、本開示の線候補除外部としての除外判定処理を実行する。
【００５７】
図５に示すように、除外判定処理においては、まずＳ２１０にて、線候補を構成する線ペイントの中から、車両から最も離れた最終の第１線ペイントＰ１よりも車両側で１つ手前の第２線ペイントＰ２を選択する。そして、その選択した第２線ペイントＰ２の形状に対応したフィッティング係数を算出する。
【００５８】
次に、Ｓ２２０では、図８Ａに示すように、Ｓ２１０にて算出したフィッティング係数に基づき、第２線ペイントＰ２から第２線ペイントＰ２の形状に沿って延伸させた延伸線を求め、この延伸線と第１線ペイントＰ１との位置ずれ量を算出する。
【００５９】
そして、続くＳ２３０では、Ｓ２２０で算出した位置ずれ量が、予め設定された閾値以上であるか否かを判断し、位置ずれ量が閾値以上である場合には、Ｓ２４０に移行して、図８Ｂに示すように、最終の第１線ペイントＰ１を線候補から除外する。この結果、線候補は、第２線ペイントＰ２までに制限されることになる。
【００６０】
また、Ｓ２４０にて最終の第１線ペイントＰ１を線候補から除外するか、或いは、Ｓ２３０にて、位置ずれ量は閾値未満であると判断された場合には、当該除外判定処理を終了し、Ｓ１６０に移行する。
【００６１】
なお、線候補算出部２２において、上記除外判定処理を実施するのは、本実施形態では、トレースエッジ部２６にてトレースエッジを生成して、線候補を延長させるためである。
つまり、トレースエッジ部２６にて生成されたトレースエッジに基づき線候補を延長させると、走行路ではない線ペイントが線候補として誤って接続されることが考えられるため、除外判定処理を実施することにより、線候補を誤って延長するのを抑制している。
【００６２】
従って、除外判定部としての除外判定処理を実行することで、車両２の走行路である車線の左右の区画線の認識精度を向上することができる。
次に、Ｓ１６０では、本開示の再接続判定部としての再接続判定処理を実行する。
【００６３】
図６に示すように、再接続判定処理においては、まず、Ｓ３１０にて、線候補として接続されている線ペイントの位置及び形状に基づき、線候補に沿った走行路の道路形状を求め、線候補から更に伸びる走行路の道路形状を推定する。
【００６４】
また、続くＳ３２０では、Ｓ３１０にて推定した道路形状と、ペイント抽出部２０にて抽出された線ペイントのうち、線候補として接続されていない未接続線ペイントと、の位置ずれ量を算出する。
【００６５】
そして、Ｓ３３０にて、Ｓ３２０で算出した位置ずれ量は、予め設定された閾値未満であるか否かを判断することで、推定した道路形状からの位置ずれ量が閾値未満となる未接続線ペイントが存在するか否かを判断する。
【００６６】
Ｓ３３０にて、推定した道路形状からの位置ずれ量が閾値未満となる未接続線ペイントが存在すると判断されると、Ｓ３４０に移行して、その未接続線ペイントを、線候補に接続することで、線候補を延長する。
【００６７】
そして、Ｓ３４０にて、未接続線ペイントを線候補に接続するか、或いは、Ｓ３３０にて、推定した道路形状からの位置ずれ量が閾値未満となる未接続線ペイントは存在しないと判断された場合には、当該再接続判定処理を終了する。
【００６８】
この結果、Ｓ３１０にて推定された走行路の道路形状に対し、位置ずれ量が閾値未満となる未接続線ペイントが存在する場合には、除外判定処理にて線候補から除外されたとしても、未接続線ペイントが線候補に接続されて、線候補が延長されることになる。
【００６９】
以上説明したように、線候補算出部２２では、ペイント抽出部２０にて抽出された線ペイントを、車両２の走行状態を考慮して設定した予測線に沿って、順に接続することで、走行路（車線）の左右の区画線の線候補を生成する。
【００７０】
そして、線候補に線ペイントを接続できなくなると、最終の線候補から線状に配置されるエッジ部を探索することで、トレースエッジを生成し、そのトレースエッジの近傍に線ペイントが存在する場合には、その線ペイントを線候補として接続する。従って、本実施形態によれば、トレースエッジを生成しない従来装置に比べ、線候補の距離を長くすることができる。
【００７１】
また、トレースエッジは、画素パラメータである輝度若しくは輝度変化が所定範囲内となる同系統のエッジ部を探索することで、生成されることから、撮像画像上の白線であっても黒線であっても、トレースエッジとして生成されることになる。
【００７２】
そして、トレースエッジ近傍に線ペイントが存在すれば、その線ペイントが線候補として接続されることから、車両２から離れた位置で線ペイントが不鮮明になっていても、不鮮明な線ペイントを線候補として接続して、線候補の距離を延ばすことができる。
【００７３】
次に、図２に示す線候補選択部２４は、線候補算出部２２で算出した線候補が、走行路の左側又は右側に複数存在する場合に、その複数の線候補の中から、走行路の左右の区画線となる線候補を選択する、機能ブロックである。
【００７４】
線候補選択部２４は、複数の線候補が存在する場合、例えば、車載カメラ４から得られる撮像画像上で輝度が高く鮮明な線候補を選択したり、センサ部６から得られる車両２の進行方向に沿った線候補を選択したりすることで、区画線となる線候補を選択する。
【００７５】
そして、線候補算出部２２にて区画線として算出され、線候補選択部２４にて区画線として選択された線候補は、走行路の左右の区画線として、区画線認識部１４から道路形状推定部１６に出力される。
【００７６】
従って、図９に示すように、区画線認識部１４から道路形状推定部１６に出力される左右の区画線の最終端Ｐｅｌ，Ｐｅｒまでの距離は、従来装置に比べて長くなる。そして、道路形状推定部１６においては、線候補選択部２４から入力される左右の区画線に基づき、走行路の道路形状を推定する。このため、道路形状推定部１６にて推定される道路形状の長さも、従来装置に比べて長くなる。
【００７７】
なお、図９において、図９Ａは、従来装置において認識される区画線を表し、図９Ｂは、本実施形態の区画線認識部１４にて認識される区画線を表す。
この図から明らかなように、道路に描画された左右の区画線のうち、連続する白線にて描画された右側の区画線は、１本の線ペイントとして認識されるため、従来装置と本実施形態とでは、認識距離は略同じである。
【００７８】
これに対し、短い白線を所定間隔で描画した左側の区画線は、撮像画像上で、車両から離れる程線ペイントが不鮮明になるので、線候補として接続するのが難しく、従来装置では、認識距離が短くなる。
【００７９】
しかし、本実施形態では、トレースエッジを使って、線ペイントを接続するので、右側の区画線と略同じ認識距離となる。
従って、制御部８が走行路認識部１０から出力される道路形状に基づき、レーンキープ制御を実行する際に、走行路認識部１０から出力される道路形状の距離が短くなって、例えば、高速走行時に操舵遅れが生じ、車両２の走行が不安定となるのを抑制できる。
【００８０】
ところで、本実施形態では、線候補算出部２２において、ペイント抽出部２０にて撮像画像の中から抽出された白線等の線ペイントから、走行路の区画線の候補となる線候補を生成する際に、トレースエッジを利用することで、線候補の距離を延ばすようにしている。
【００８１】
しかし、線候補は、エッジ算出部１２で抽出される撮像画像上のエッジ部に基づき生成され、トレースエッジも、そのエッジ部に基づき生成されることから、エッジ算出部１２において、線候補の距離を延ばすには、エッジ部を正確に検出できるようにするとよい。
【００８２】
つまり、撮像画像において、車両２から遠くに位置する遠方領域では、白線等の線ペイントは不鮮明となり易く、また、天候、走行路周囲の建造物の有無、トンネルの出入り口、線ペイントのかすれ、といった、走行路の環境によっても線ペイントは変化する。
【００８３】
例えば、図１０Ａに示すように、遠方の道路上に影を発生させる橋等の建造物が存在する場合には、建造物の影によって、撮像画像の一部が暗くなり、その暗領域では、画素パラメータである輝度が低下する。
【００８４】
そして、図１０Ａに示す暗領域のように、遠方領域で輝度変化が小さくなって、輝度変化から白線部分のエッジを検出できなくなると、区画線認識部１４にて認識し得る線候補の距離が短くなってしまう。
【００８５】
そこで、本実施形態では、エッジ算出部１２の一機能として、図１１に示す基準値更新処理を実行することで、区画線認識部１４から出力される区画線の距離が短い場合に、撮像画像の輝度変化からエッジ部を検出するのに用いる基準値を補正するようにしている。
【００８６】
すなわち、基準値更新処理においては、まずＳ４１０にて、区画線認識部１４から道路形状推定部１６に出力される左右の区画線の情報を取得し、左右の区画線の認識距離を算出する。
【００８７】
次に、Ｓ４２０では、左右の区画線の認識距離の少なくとも一方は、予め設定された閾値以下であるか否かを判断し、認識距離が閾値以下であれば、Ｓ４３０に移行して、エッジ抽出用の基準値を、エッジ点を検出し易い値に変更する。
【００８８】
そして、Ｓ４３０にて、基準値を変更するか、或いは、Ｓ４２０にて、左右の区画線の認識距離は共に基準値よりも大きいと判断された場合には、当該基準値更新処理を終了する。
【００８９】
なお、更新後の基準値は、走行制御装置の動作が停止されるまで保持されるが、例えば、車両２のイグニッションスイッチがオンされ、走行制御装置が起動されると、初期値に設定される。
【００９０】
この結果、エッジ算出部１２においては、図１０Ｂに示すように、区画線の認識距離が短い場合に、撮像画像上で輝度変化が生じた画素をエッジ点として検出するのに用いられる閾値が、初期値である基準閾値から、基準閾値よりも小さい値に補正されることになる。
【００９１】
従って、本実施形態のエッジ算出部１２においては、車両２の周囲環境によって、区画線の認識距離が短くなった場合に、撮像画像の輝度変化からエッジ点を検出する際の検出感度を調整して、区画線の認識距離を長くすることができる。
【００９２】
よって、本実施形態によれば、エッジ算出部１２における基準値の更新動作によっても、区画線の認識距離を長くし、制御部８がレーンキープ制御を実行する際に、走行路認識部１０から出力される道路形状の距離が短くなって、操舵遅れが生じるのを抑制できる。
【００９３】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、図２に示すように、トレースエッジ部２６は、線候補算出部２２にて線候補として接続される最終の線ペイントから線状に伸びるエッジ点を、トレースエッジとして探索するものとして説明した。
【００９４】
しかし、線候補算出部２２では、線候補選択部２４にて区画線として選択されない線候補についても生成されることから、線候補算出部２２にて複数の線候補が生成されると、トレースエッジ部２６では、各線候補に対しトレースエッジを生成することになる。
【００９５】
そこで、図２に点線矢印で示すように、トレースエッジ部２６には、線候補選択部２４にて区画線として選択された左右の線候補を入力し、各区画線から線状に延びるエッジ点だけをトレースエッジとして探索するようにしてもよい。
【００９６】
このようにすれば、走行路認識部１０において、トレースエッジ部２６としての機能を実現するためにＣＰＵにて実行される処理負荷を軽減することができるようになる。
また、上記実施形態では、エッジ算出部１２にて撮像画像からエッジ部を抽出する際には、画素パラメータとして輝度を利用し、輝度変化からエッジ部を検出するものとして説明した。しかし、エッジ部を抽出するのに用いる画素パラメータは、路面に描画された白線等、線ペイントによって変化する画素値であればよく、必ずしも輝度を利用する必要はない。
【００９７】
また、上記実施形態では、走行路認識装置としての走行路認識部１０は、マイコンにて構成されており、図２に示す機能は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することで、実現されるものとして説明した。
【００９８】
しかし、例えば、トレースエッジ部２６等、ＣＰＵの処理負荷が高くなる一部の機能については、ＡＳＩＣ等の専用回路にて構成してもよいし、全ての機能を、ＡＳＩＣ等の専用回路にて構成してもよい。
【００９９】
また、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【符号の説明】
【０１００】
２…車両、４…車載カメラ、６…センサ部、８…制御部、１０…走行路認識部、１２…エッジ算出部、１４…区画線認識部、１６…道路形状推定部、２０…ペイント抽出部、２２…線候補算出部、２４…線候補選択部、２６…トレースエッジ部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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