(57)【要約】【課題】迅速かつ正確に分岐車線の存在を判断する。【解決手段】自車両に搭載されたカメラによる車両周囲の撮像画像を取得する画像取得機能と、撮像画像に基づいて、道路に表示されたレーンマーカを検出するレーンマーカ検出機能と、検出された各レーンマーカの自車両に対する相対位置を算出するとともに、検出されたレーンマーカから所定距離以内の側方領域において、撮像画像の上方向に所定値域の角度で拡開する二つの線状部を有するＶ字形状のレーンマーカが検出された場合には、自車両の走行車線に分岐車線が存在することを認識する車線認識機能と、を実行する制御装置１０を備える車線認識装置１００を提供する。【選択図】  図１
2015069289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両に搭載されたカメラによる車両周囲の撮像画像を取得する画像取得手段と、
前記撮像画像に基づいて、道路に表示されたレーンマーカを検出するレーンマーカ検出手段と、
前記検出されたレーンマーカから所定距離以内の側方領域において、前記撮像画像の上方向に所定値域の角度で拡開する二つの線状部を有するＶ字形状のレーンマーカが検出された場合には、前記自車両が走行する走行車線に分岐車線が存在することを認識する車線認識手段と、を有することを特徴とする車線認識装置。
【請求項２】
前記車線認識手段は、過去の処理において検出された前記レーンマーカにより区分された車線の幅に応じて、前記側方領域を規定する前記所定距離を設定する請求項１に記載の車線認識装置。
【請求項３】
前記車線認識手段は、前記撮像画像の中央に対して右側の所定位置及び左側の所定位置に設定された左右一対の第１検出領域の内側に前記Ｖ字形状のレーンマーカを検出するための第２検出領域を設定し、前記Ｖ字形状のレーンマーカが前記側方領域において検出された後に、前記第２検出領域において前記Ｖ字形状のレーンマーカが検出された場合には、前記自車両の走行車線に分岐車線が存在することを認識する請求項１又は２に記載の車線認識装置。
【請求項４】
前記自車両の前方に存在する障害物の情報を取得する障害物情報取得手段を、さらに備え、
前記車線認識手段は、前記障害物が検出された旨の情報を取得した場合には、前記第２検出領域内から前記障害物の存在する障害物検出領域を除いた第３検出領域を設定し、前記第３検出領域において前記撮像画像のｘｙ軸に対して所定値域内の角度を有し、所定長さ以上の線状部を前記Ｖ字形状のレーンマーカとして検出し、前記Ｖ字形状のレーンマーカが検出された場合には、前記自車両の走行車線に分岐車線が存在することを認識する請求項３に記載の車線認識装置。
【請求項５】
前記車線認識手段は、前記自車両が走行する走行車線のレーンマーカの相対位置に基づいて算出された、前記レーンマーカに対応する走行車線の道路曲率、自車両に対する相対ピッチ角、又は自車両に対する相対ヨー角のいずれか一つ以上を含む道路パラメータの経時的な偏差が所定閾値以上となった場合に、前記Ｖ字形状又は前記線状のレーンマーカが前記検出されたか否かの判断を実行することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の車線認識装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の車線認識装置と、前記自車両の走行を支援する走行支援装置とを備え、
前記車線認識装置の前記車線認識手段は、前記レーンマーカ検出手段により検出された前記各レーンマーカの相対位置を認識し、当該相対位置を前記走行支援装置へ送出し、
前記走行支援装置は、前記相対位置に基づいて設定された目標横位置を基準とする操舵操作を制御する操舵制御手段を備え、
前記車線認識手段は、前記自車両の走行車線に分岐車線が存在することを認識した場合には、前記相対位置を前記走行支援装置に送出しないことを特徴とする走行支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両が走行する走行車線の態様を認識する車線認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置に関し、道路のレーンマーカに基づいて算出された走路曲率又はピッチ角が所定値よりも大きい場合に、その道路が右左折をするための分岐路（分岐車線）であると認識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２００５−３４６３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、走行道路の形状は画一的ではないため、自車両の走行道路が右左折用の分岐車線であるか否かを画一的な閾値に基づいて判断をすると、誤判断が発生しやすくなる。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、形状が異なる走行道路においても分岐車線が存在する車線を迅速かつ正確に認識することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、撮像画像の上方向に所定値域の角度で拡開する二つの線状部を有するＶ字形状のレーンマーカが検出された場合には、走行車線に分岐車線が存在することを認識することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、レーンマーカの形状の特徴に基づいて分岐道路の存在を判断するので、例えば、曲率やピッチ角が変化する形状の異なる走行道路であっても、自車両の走行道路に分岐車線が存在することを迅速かつ正確に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る車線認識装置１００を含む運転支援システム１のブロック構成図である。
【図２Ａ】本実施形態のカメラの設置例、及び道路パラメータを説明するための第１の図である。
【図２Ｂ】本実施形態のカメラの設置例、及び道路パラメータを説明するための第２の図である。
【図３】レーンマーカモデルを説明するための図である。
【図４】本実施形態の車線認識処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態のレーンマーカ検出処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図６Ａ】Ｖ字形状のレーンマーカ候補点の検出領域（側方領域）の設定手法を説明するための図である。
【図６Ｂ】レーンマーカ候補点の検出領域（第１検出領域）の設定手法を説明するための図である。
【図７】本実施形態の車線認識処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図８】図７に示すＶ字形状レーンマーカの検出処理の第１の制御手順を示すフローチャートである。
【図９Ａ】Ｖ字形状のレーンマーカ候補点の検出領域(第２検出領域)の設定手法を説明するための図である。
【図９Ｂ】Ｖ字形状のレーンマーカの検出手法の一例を説明するための図である。
【図１０】図７に示すＶ字形状レーンマーカの検出処理の第２の制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】線状のレーンマーカ候補点の検出領域(第３検出領域)の設定手法を説明するための図である。
【図１２】本実施形態の運転支援処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図１３】本実施形態の分岐車線の態様の一例を示す図である。
【図１４】本実施形態の分岐車線における車線認識処理を説明するための図である。
【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。本実施形態では、本発明に係る車線認識装置を、車両用の運転支援システムに適用した場合を例にして説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る車線認識装置１００を備える車両用の運転支援システム１のブロック構成を示す図である。車線認識装置１００及びこれを含む車両用の運転支援システム１は、車両に搭載されている。車両用の運転支援システム１は、自車両の操舵操作や加減速操作などの一部又は全部を実行し、又は自車両の走行に必要な情報を出力して自車両の走行を支援する。車線認識装置１００は、自車両が走行する車線を認識する。本実施形態において、認識した走行車線の情報は運転支援処理に利用される。なお、本実施形態の分岐車線は車線数が増加する態様のものを含む。
【００１１】
図１に示すように、車両用の運転支援システム１は、車線認識装置１００と、車載装置２００とを有する。車載装置２００は、車両コントローラ５０と、駆動系６０と、操舵装置７０と、運転支援装置８０と、ナビゲーション装置９０とを備える。車線認識装置１００と各車載装置２００とは、相互に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。
【００１２】
車両コントローラ５０は、車両全体の動作を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。車両コントローラ５０は、車載された各種のセンサ５１からの検出信号を取得する。取得した信号は車両制御に用いられ、運転支援装置８０、車線認識装置１００へ送出される。各種センサ５１は、車両の状態を検出するものであり、具体的には車速センサ、操舵角センサ、ステアリングアクチュエータの電流センサを含む。また、ヨーレートセンサを含んでもよい。車速は変速機の出力側の回転数や車輪の回転数を計測することにより検出する。操舵角は、ステアリングシャフトの回転変位を直接またはギヤ機構等により増幅した後、ロータリエンコーダやポテンショメータ等の角度検出機構によって操舵角検出信号として検出する。
【００１３】
駆動系６０は、車両Ｖの駆動機構であり、運転者のアクセル操作及びブレーキ操作による入力信号、車両コントローラ５０又は運転支援装置８０から取得した制御信号に基づいて車両を駆動させる。操舵制御装置７０は、ステアリングアクチュエータを備える。ステアリングアクチュエータは、ステアリングのコラムシャフトに取り付けられるモータ等を含む。運転者のステアリング操作による入力信号、車両コントローラ５０又は運転支援装置８０から取得した制御信号に基づいて車両を動かす。
【００１４】
運転支援装置８０は、車線認識装置１００により算出された走行車線と自車両との相対位置関係を表現するレーンマーカモデルを用いて、自車両が車線中央の位置を維持して走行するように、又は自車両が車線に対して設定された横位置を維持して走行するように操舵装置７０の制御を行う。車両コントローラ５０の各種センサ５１から取得した車速、操舵角、およびステアリングアクチュエータの電流の情報に基づいて、操舵制御量を算出し、ステアリングアクチュエータに電流指令を送ることで、目標の走行位置を走行するように制御を行う。
【００１５】
ナビゲーション装置９０は、現在位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）９１と、地点情報、道路情報、施設情報などを位置情報に対応づけた地図情報とを有する。
【００１６】
また、同図に示すように、本実施形態の車線認識装置１００は、制御装置１０と、車両の前方を、側方を含む車両周囲を撮影するカメラ２０と、車線の認識結果を出力する出力装置３０とを備える。
【００１７】
本実施形態のカメラ２０は、車両の車幅方向の略中央位置に設けられる。本実施形態では、車室内のフロントウィンドウの上部に取り付けられる。カメラ２０は、ＣＣＤ等の撮像素子を用いたカメラであり、車両Ｖの進行方向の映像を撮像する。カメラ２０は、重力方向に沿って下側のピッチ角をもって車両に取り付けられる。ピッチ角は、車両の高さやカメラ２０の性能に応じて適宜に設定することができる。このため、本実施形態のカメラ２０は、車両前方の数ｍ〜数１０ｍ先の路面を撮像する。また、本実施形態では、自車が走行する走行車線のみならず、隣の車線、さらには隣の隣の車線の道路も撮像できる。この場合には広角のカメラ２０を用いることが好ましい。
【００１８】
本実施形態の出力装置３０としてのディスプレイ３１やスピーカ３２は、車両のドライバが視認可能なダッシュボード周囲に設置され、車線の認識結果に関する情報、車線の認識結果に応じた運転支援に関する情報などをドライバに提示する。また、本実施形態の出力装置３０は、無線又は有線の通信機能を備え、制御装置１０の指令に従い、車両の認識結果を車線認識装置１００外の運転支援装置８０その他の車載装置２００へ送出する。
【００１９】
本実施形態の車線認識装置１００は、撮像画像に基づいて、自車両と、自車両が走行する車線との相対的な位置関係を認識する。この車線認識装置１００の制御装置１０について説明する。本実施形態の制御装置１０は、車線を認識するプログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、車線認識装置１００と車両用の運転支援システム１として機能する動作回路としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、を備えるコンピュータである。
【００２０】
本実施形態に係る車線認識装置１００の制御装置１０は、画像取得機能と、レーンマーカ検出機能と、車線認識機能と、障害物情報取得機能とを有する。本実施形態の制御装置１０は、上記機能を実現するためのソフトウェアと、上述したハードウェアの協働により各機能を実行する。
【００２１】
以下、本実施形態に係る車線認識装置１００の各機能について説明する。
【００２２】
まず、本実施形態の制御装置１０の画像取得機能について説明する。制御装置１０は、カメラ２０が撮像する車両周囲の撮像画像を取得する。撮像画像は、車両の前方、前側方の道路表面の映像を含む。
【００２３】
本実施形態の制御装置１０のレーンマーカ検出機能について説明する。制御装置１０は、撮像画像に基づいて、自車両が走行する走行車線を区分するレーンマーカを検出する。レーンマーカの検出手法は特に限定されず、出願時に知られた白線検知機能、運転支援機能、キープレーンサポート機能などの技術を適宜に用いることができる。本実施形態の制御装置１０は、撮像画像に含まれる道路とレーンマーカ（白線）との境界に対応するエッジを抽出し、抽出されたエッジを解析することによりレーンマーカを検出する。制御装置１０は、検出されたレーンマーカの位置を取得する。
【００２４】
本実施形態の制御装置１０の障害物情報取得機能について説明する。本実施形態の前記自車両の前方に存在する障害物に関する情報を取得する。障害物に関する情報は、障害物の有無、障害物の種類、障害物との相対位置に関する情報を含む。本実施形態において、障害物に関する情報は制御装置１０が検出してもよいし、車載された運転支援装置８０が検出してもよい。
【００２５】
制御装置１０は、カメラ２０の撮像画像に前方他車両の画像が含まれるか否かを判断することにより、障害物の有無を判断する。撮像画像に基づく障害物の検出手法は特に限定されない。例えば、予め定義された検出対象となる障害物の画像特徴と、撮像画像から抽出された画像特徴とを比較し、撮像画像が障害物の画像特徴と相関関係が所定値以上の画像特徴を含む場合には、自車両の前方に障害物が存在すると判断できる。制御装置１０は、検出対象となる障害物の画像特徴を障害物の種類（普通車、トラックなどの四輪他車両、オートバイなどの二輪他車両、歩行者、静止物など）に応じて定義しておくことにより、検出された障害物の種類を識別できる。さらに、制御装置１０は、障害物と判断された画像の撮像画像に対する相対位置に基づいて、自車両に対する障害物の位置情報を取得できる。
【００２６】
制御装置１０は、外部の運転支援装置８０が障害物検出機能を備える場合には、運転支援装置８０から障害物に関する情報を取得できる。運転支援装置８０は、カメラ２０の撮像画像に基づいて障害物を検出してもよいし、レーダ装置８１が取得するレーダ情報に基づいて障害物を検出してもよい。レーダ情報に基づく障害物の有無、障害物の位置、障害物の種類の判断手法は特に限定されず、出願時に知られた手法を用いることができる。
【００２７】
制御装置１０が取得した障害物の有無、障害物の位置及び障害物の種類に関する障害物に関する情報は、後述するレーンマーカの検出領域の設定、車線認識処理に用いられる。
【００２８】
次に、本実施形態の制御装置１０の車線認識機能について説明する。本実施形態の制御装置１０は、レーンマーカの検出結果に基づいて、レーンマーカの相対位置を算出する。レーンマーカの相対位置は自車両を基準とした位置である。
【００２９】
本実施形態の制御装置１０は、自車両の位置を基準としたレーンマーカモデルを用いて、レーンマーカに対応する走行車線の道路曲率、自車両に対する相対ピッチ角、又は自車両に対する相対ヨー角のいずれか一つ以上を含む道路パラメータを、自車両に対するレーンマーカの相対位置として算出する。これにより、自車両に対するレーンマーカの相対位置を具体的に算出することができる。また、これらの値を用いた運転支援を行うことができる。
【００３０】
制御装置１０は、カメラ２０の撮影画像を処理することにより道路上のレーンマーカを検出し、次いで、道路形状と車両挙動を表す複数のパラメータ（以下「道路パラメータ」ともいう）を用いて道路車線の形状を数学的に表現したレーンマーカのモデルと、レーンマーカの検出結果とが一致するように道路パラメータを時間と共に更新していくことによって、車線を認識する。そして、制御装置１０は、認識した車線の道路形状及び車両挙動を推定する。また、制御装置１０は、この処理において得られた道路パラメータを用いて自車両が走行する車線の認識処理を行う。
【００３１】
ここで、本実施形態の道路パラメータについて説明する。図２Ａ，図２Ｂは道路形状と車両挙動を表現する複数のパラメータを説明するための図である。図２Ａ，図２Ｂに示すように、道路パラメータは基準となるレーンマーカに対する自車の重心点横変位ｙr、車線に対する自車のヨー角φr、車両のピッチ角η、カメラの路面からの高さｈ、道路曲率（曲率半径の逆数）ρ、走行車線幅Ｗ等である。
【００３２】
そして、図３に示すような画面座標系ｘ，ｙ上において、レーンマーカモデルを、道路パラメータを用いて式（１）で表す。なお、レーンマーカモデルの表現手法は、特に限定されず、出願時に知られたモデルを用いることができる。
【００３３】
【数１】
2015069289.tif 000003
【００３４】
式（１）において、ａ〜ｅは道路パラメータであり、路面からのカメラ１の高さｈを一定とすると、それぞれの道路パラメータは、次のような道路及び白線の形状又は車両挙動を表す。すなわち、ａは車線内の自車両の横変位量ｙrに、ｂは道路の曲率ρに、ｃは自車両（カメラ１の光軸）の道路に対するヨー角φrに、ｄは自車両（カメラ１の光軸）の道路に対するピッチ角ηに、ｅは道路の車線幅Ｗにそれぞれ対応する。横変位量ｙrは自車に対する基準となるレーンマーカの位置横変位を示す。本例では、横変位量ｙrは車線中央からの横変位を示す。
【００３５】
車両に固定された実座標系ｘ（車両の左右方向）、ｙ（車両の上下方向）、ｚ（車両の前後方向）上の任意の点を画面座標系ｘ，ｙに投影すると下記の式（２）となる。
【００３６】
【数２】
2015069289.tif 000004
【００３７】
ただし、ｆはレンズパラメータであり、レンズの焦点距離に対応した係数である。道路曲率ρがあまり大きくなく、かつ道路面は平面であると仮定すると、Ｚ［ｍ］前方における車両中心線（カメラ中心線）に対する道路白線の座標は下記の（３）式で与えられる。ただし、この仮定はモデルの簡略化のために設定した仮定であり、モデルの次数を大きくすることにより、一般的な条件でも成立するようになる。
【００３８】
【数３】
2015069289.tif 000005
【００３９】
上記（２）〜（３）式よりＸ，Ｙ，Ｚを消去することにより、下式（４）が得られる。
【００４０】
【数４】
2015069289.tif 000006
【００４１】
各変数の中で最も変動の小さいカメラ高さｈを一定として（５）式を用いて各パラメータを正規化することにより上記（１）式を得る。
【００４２】
【数５】
2015069289.tif 000007
【００４３】
なお、初期状態では、道路及びレーンマーカの形状や車両挙動が不明であるから、各道路パラメータには、例えば、中央値に相当する値を初期値として設定する。つまり、例えば、車線内の自車両の横変位量対応パラメータａには車線中央を設定し、道路曲率対応パラメータｂには直線を設定し、車線に対するヨー角対応パラメータｃには零度、車線に対するピッチ角度対応パラメータｄには停止状態のη度分を設定し、車線幅対応パラメータｅには、一般的な道路の車線幅を設定する。
【００４４】
制御装置１０は、上記のレーンマーカ検出に際して、撮像画像の中央に対して右側の所定位置及び左側の所定位置のそれぞれに自車両が走行する走行車線を区分するレーンマーカを検出するための第１検出領域を設定するとともに、これら右側及び左側に設定された二つの第１検出領域の内側に第２検出領域を設定する。第１検出領域は自車両が走行する走行車線のレーンマーカを精度良く検出するための領域であり、第２検出領域は後述する分岐車線に特徴的に見られるＶ字形状のレーンマーカ（Ｖ字形状のレーンマーカとみなされる線状のレーンマーカを含む、以下同じ）を精度よく検出するための領域である。
【００４５】
さらに、制御装置１０は、先述した障害物が検出された旨の情報を取得した場合には、第２検出領域内から障害物が存在すると予測される障害物検出領域を除いた第３検出領域を設定する。障害物が存在する場合には、障害物によって隠された路上のレーンマーカの画像は撮像画像に含まれないので、レーンマーカを検出できない。また、障害物のエッジに基づく線図をレーンマーカと誤検出してしまう恐れがある。このため、本実施形態の制御装置１０は、障害物が存在する場面で分岐車線に特徴的に見られるＶ字形状のレーンマーカを精度よく検出するための領域として、第３検出領域を設定する。
【００４６】
制御装置１０は、撮像画像から路上に表記されたレーンマーカを検出する。車載のカメラ２０の撮像画像に基づいて路上に表現されたレーンマーカを検出する手法は特に限定されず、出願時に知られた手法を用いることができる。
【００４７】
制御装置１０は、各種のレーンマーカを検出し、検出されたレーンマーカに、Ｖ字形状のレーンマーカが含まれるか否かを判断する。本実施形態において、Ｖ字形状のレーンマーカは、撮像画像の上方向に所定値域の角度で拡開する二つの線状部を有するレーンマーカとして定義する。撮像画像の上方向とは、天空に対応する画像が存在する方向である。言い換えると、自車両が走行する路面に対応する画像が存在する方向を下方向としたときの反対側の方向である。道路の両側のレーンマーカは消失点付近において撮像画像の下方向に拡開する形状を示す。本実施形態では、上方向に拡開する形状であることを条件としてＶ字レーンマーカであるか否かを判断するので、消失点付近におけるレーンマーカから、分岐道路を示すレーンマーカを識別できる。
【００４８】
また、本実施形態のＶ字形状のレーンマーカにおいて、二つの線状部のうち上側の端点は互いに拡開し、下側の端点は接近乃至交差する。この下側の端点は、所定の距離をもって離隔していてもよいし、交差していてもよい。すなわち、本実施形態のＶ字形状のレーンマーカの谷部分において二つの線状部は接触していてもよいし、離隔していてもよい。言い換えると、本実施形態のＶ字形状のレーンマーカは、二つの線状部を延長したときに交差する端点の距離が所定値未満であり、かつ、延長した線状部の交差角度が所定値域の角度である形状のレーンマーカとして定義することができる。所定値未満にはゼロを含む。つまり、二本のレーンマーカは端点において接していてもよい。
【００４９】
本実施形態の制御装置１０は、前の処理において検出されたレーンマーカから所定距離以内の側方領域において、上述した形態上の特徴を備えるレーンマーカが検出された場合に、これをＶ字形状のレーンマーカとして認識する。側方領域は、過去（前回の処理）において検出された左右のレーンマーカから所定距離以内の領域として定義してもよいし、右側のレーンマーカからの距離によって左側の側方領域を定義し、左側のレーンマーカからの距離によって右側の側方領域を定義してもよい。
【００５０】
本実施形態では、分岐地点の上流側から分岐道路を見たときには、分岐道路によるＶ字レーンマーカが道路の右又は左の端部領域に見られるという知見に基づき、Ｖ字レーンマーカの検出領域を道路の側方領域に限定する。日本における横断歩道または自転車横断帯があることを示す菱形図形などの路面に表示された道路標識は、レーンマーカ間の中央付近に表記されるため、分岐地点の上流側から道路標識を見たときには、道路標識に対応する像は、一般的に道路の中央領域に見られる。本実施形態では、道路の右又は左の端部領域に存在することを条件としてＶ字レーンマーカであるか否かを判断することにより、路面の道路標識から分岐道路を示すＶ字形状のレーンマーカを識別できる。
【００５１】
特に限定されないが、本実施形態の制御装置１０は、過去の処理において検出されたレーンマーカにより区分された車線の幅に応じて、側方領域を設定する。
例えば、制御装置１０は、自車両が分岐地点に徐々に接近している場面において、Δｔ秒前のレーンマーカの検出結果から自車両が走行する走行車線の車線幅（レーンマーカ間の距離）を取得し、右（又は左）のレーンカーカから車線幅に応じた所定距離以内の位置を左側(又は右側)の側方領域として設定する。この所定距離は実験的に求めた余裕度を検出された車線幅に加減して求める。
【００５２】
例えば、制御装置１０は、自車両が分岐地点に徐々に接近している場面において、Δｔ秒前のレーンマーカの検出結果から自車両が走行する走行車線の車線幅（レーンマーカ間の距離）を取得し、右（又は左）のレーンカーカから車線幅に応じた所定距離以上に離隔した位置を左側(又は右側)の側方領域として設定する。この所定距離は車線幅に実験的に求めた余裕度を加減して求める。
【００５３】
特に限定されないが、本実施形態の側方領域は、車線幅の５〜２０％、好ましくは８％〜１２％程度であり、具体的には２０cm〜５０cm、好ましくは２５cm〜３０cm程度である。なお、側方距離を規定する所定距離は、自車両の車速、自車両の走行車線の道路種別などに基づいて適宜に設定することができる。
【００５４】
本実施形態の制御装置１０は、Ｖ字形状のレーンマーカが側方領域において検出された後に、Ｖ字形状のレーンマーカが第２検出領域から検出されたか否かを判断する。分岐地点のより上流側、つまり分岐地点からの距離が大きい場合には、分岐路の像に対応するＶ字形状のレーンマーカは車線の側方（両脇）に見える可能性が高い。
【００５５】
このため、側方領域においてＶ字形状のレーンマーカが検出された場合には、走行車線に分岐車線が存在すると判断できるものの、距離が離れているため車線を区分するレーンマーカと他の物体の画像が重なってＶ字形状のレーンマーカとして検出されている可能性も否めない。つまり、分岐地点からの距離が大きい場合には、自車両前方の複数の物体が重なり合い、Ｖ字形状のレーンマーカに類似した像を形成してしまう場合がある。
【００５６】
本実施形態では、Ｖ字形状のレーンマーカが側方領域において検出された後に、それが分岐車線が実在するか否かを確認するための処理を行う。具体的に、制御装置１０は、側方領域においてＶ字形状のレーンマーカが検出された後に、中央側に設定された第２検出領域においてＶ字形状のレーンマーカが検出された場合には、自車両の走行車線に分岐車線が存在することを認識する。すなわち、分岐地点から相対的に離隔した第１地点を走行する自車両においてＶ字形状のレーンマーカが走行車線の側方領域に検出され、その後、第１地点よりも分岐地点に相対的に接近した第２地点を走行する自車両においてＶ字形状のレーンマーカが第２検出領域に検出された場合には、検出されたＶ字形状のレーンマーカは分岐車線の像であり、分岐車線が走行車線い実在すると認識する。これにより、他の物体に基づくＶ字形状の画像を、分岐車線の像に応じたＶ字形状レーンと誤認することを防止できる。
【００５７】
本実施形態では分岐地点との位置関係に応じて経時的にＶ字形状のレーンマーカが出現する場所が変化することを利用して、分岐地点に接近した場面においてはＶ字形状のレーンマーカが現れる可能性の高い第２検出領域を設定し、分岐車線の特徴を精度良く検出できる。本実施形態の制御装置１０は、分岐地点との接近度に応じて検出領域の位置を変更し、Ｖ字形状のレーンマーカを高い精度で検出することができる。
【００５８】
特に限定されないが、制御装置１０は、上述した障害物が検出された旨の情報を取得した場合には、Ｖ字形状のレーンマーカとみなされる線状のレーンマーカが第３検出領域から検出されたか否かを判断するようにしてもよい。本実施形態において、線状のレーンマーカは、所定長さ以上であって、前記撮像画像のｘｙ軸に対して所定角度を有する線状のレーンマーカとして定義する。前方に障害物が存在する場合には、Ｖ字形状のレーンマーカの一部が障害物に隠れてしまう可能性がある。また、障害物により一部が隠された場合には、Ｖ字形状のレーンマーカの特徴的な形状は変化する。本実施形態では、障害物が存在する際における分岐車線の特徴である線状のレーンマーカが、第３検出領域内に現れた場合に自車両の走行車線は分岐車線を含むと判断する。検出領域を絞り込むことにより障害物の影響を排除し、障害物に隠された分岐車線の特徴を精度良く検出することができる。
【００５９】
また、制御装置１０は、自車両が走行する走行車線のレーンマーカの相対位置に基づいて算出された、レーンマーカに対応する走行車線の道路曲率、自車両に対する相対ピッチ角、又は自車両に対する相対ヨー角のいずれか一つ以上を含む道路パラメータの量の経時的な偏差が所定閾値以上となった場合に、Ｖ字形状のレーンマーカが検出されたか否かの判断を実行するようにしてもよい。走行中に算出される道路パラメータの値がバラつき、その経時的な偏差が大きくなる場合には、走行車線に分岐車線が含まれ、レーンマーカの幅が変化する可能性がある。本実施形態では、分岐車線が存在する可能性が高い場面において、分岐車線におけるレーンマーカの形状の特徴を検討することにより、分岐車線を精度良く検出できる。
【００６０】
本実施形態の制御装置１０は、Ｖ字形状のレーンマーカが検出された場合、つまり検出されたレーンマーカにＶ字形状のレーンマーカが含まれている場合には、自車両が走行する走行車線に分岐車線が存在すると認識する。Ｖ字形状のレーンマーカは、分岐道路において検出される特徴的な形状のレーンマーカであるという観点から、Ｖ字形状のレーンマーカを検出した場合には、自車両の走行車線が走行方向前方において分岐する分岐車線が存在すると認識する。制御装置１０は、第２検出領域が設定された場合においては、第２検出領域からＶ字形状のレーンマーカが検出された場合には、自車両の走行車線に分岐車線が存在すると認識する。Ｖ字形状のレーンマーカが第２検出領域に存在する場合に限って、走行車線に分岐車線が存在するか否かを認識することにより、分岐車線の存否を高い精度で認識できる。
【００６１】
また、制御装置１０は、自車両前方に障害物が存在する旨の情報を取得した場面において、第３検出領域から線状のレーンマーカが検出された場合には、走行道路に分岐車線が存在すると認識する。前方に障害物が存在する場合においては、線状のレーンマーカが第３検出領域に存在する場合に限って、走行車線に分岐車線が存在すると認識することにより、前方障害物の存在の影響を排除して、分岐車線の存否を高い精度で認識できる。
【００６２】
また、本実施形態の制御装置１０は、検出されたレーンマーカの相対位置を運転支援装置８０その他の各種車載装置２００へ送出する。具体的に、制御装置１０は、検出されたレーンマーカの自車両に対する相対位置に基づいて算出された道路パラメータと、その道路パラメータに対応する走行車線を特定する車線特定情報とを運転支援装置８０その他の各種車載装置２００へ送出する。本実施形態において、制御装置１０は、道路に分岐車線が存在すると認識された場合には、道路パラメータを運転支援装置８０に送出しない。道路に分岐車線が存在する場合には正確な道路パラメータを算出することが難しい。本実施形態では、分岐車線の存在により相対位置の精度が低下する可能性がある場合には、道路パラメータを含む相対位置の情報の送出を禁止し、運転支援の正確性を担保する。運転支援装置８０は、運転支援を一時的に停止するか、過去の道路パラメータを使用して運転支援を行う。
【００６３】
続いて、本実施形態の車線認識処理、及び運転支援処理の手順を、図４乃至図１２に基づいて説明する。
【００６４】
図４に示すように、本実施形態の運転支援システム１の車線認識装置１００は、車線認識処理として、エッジ抽出処理Ｓ１、レーンマーカ検出処理Ｓ２、道路パラメータ算出処理Ｓ３、車線認識処理Ｓ４、道路パラメータの出力処理Ｓ５を行う。さらに運転支援装置８０は、運転支援処理Ｓ６を行う。
【００６５】
エッジ抽出処理Ｓ１では、道路の映像を含む撮像画像からレーンマーカに対応する画像のエッジを抽出する。一般に、レーンマーカは道路と識別可能な色等が付されているため、その色のコントラストに基づいてエッジを抽出することができる。
【００６６】
レーンマーカ検出処理Ｓ２では、エッジ抽出処理Ｓ１にて抽出されたエッジの連続性などを検討し、レーンマーカを構成するエッジ情報に基づいてレーンマーカの存在及びその位置を検出する。エッジの抽出は、少なくとも自車両の走行車線の映像が含まれる範囲において行う。必要に応じて、自車両の走行車線の隣の走行車線、さらに自車両の走行車線の隣の隣の走行車線の映像が含まれる範囲において行うことができる。制御装置１０は、撮像画像におけるレーンマーカの位置と、カメラ２０のパラメータ（設置位置、光軸設定など）とに基づいて、自車両に対するレーンマーカの位置（相対位置）を算出することができる。制御装置１０は、自車両が走行する車線のレーンマーカに対する自車両の相対位置を算出する。
【００６７】
レーンマーカの検出処理Ｓ２のサブルーチンを図５に示す。ステップＳ１０１において、初期状態では道路及びレーンマーカの形状や車両挙動が不明であるから、各道路パラメータには、例えば、中央値に相当する値を初期値として設定する。例えば、車線内の自車両の横変位量対応パラメータａには車線中央を設定し、道路曲率対応パラメータｂには直線を設定し、車線に対するヨー角対応パラメータｃには零度、車線に対するピッチ角度対応パラメータｄには停止状態のη度分を設定し、車線幅対応パラメータｅには、一般的な道路の車線幅を設定する。車線幅は、ナビゲーション装置９０が記憶する道路幅その他の道路情報を含む地図情報９２を参照し、ＧＰＳ９１により検出された位置情報が属する道路の道路情報から読み出してもよい。
【００６８】
ステップＳ１０２では、図６Ａ，６Ｂに示すように、レーンマーカ候補点を検出するための領域の初期設定を行う。制御装置１０は、図６Ａに示すように、分岐点からより上流側においてＶ字形状を検出するための側方領域ＳＬ，ＳＲを設定する。また、図６Ｂに示すように、本実施形態において、制御装置１０は、撮像画像の中央Ａに対して右側の所定位置及び左側の所定位置のそれぞれに、自車両が走行する走行車線を区分するレーンマーカを検出するための第１検出領域Ｑ１Ｒ，Ｑ１Ｌを設定する。車線を区分するレーンマーカ候補点を検出するための領域は、自車両が走行する走行車線について行う。必要があれば、走行車線の隣の他の走行車線について第１検出領域を設定してもよい。さらに走行車線の隣の隣の他の走行車線について第１検出領域を設定してもよい。初期状態においては、道路パラメータに初期値を設定した白線モデルと、実際の画面上の道路白線との間には大きな開きがあると予想されるので、できる限り大きな領域を設定するのが望ましい。
【００６９】
次いでステップＳ１０３に移行し、エッジ点情報を入力する。ステップＳ１０４において、初期状態では、Ｓ１０２で設定した検出領域を利用する。前回の処理までにレーンマーカが既に検出されている場合には、前回検出位置が領域の中心になるようにレーンマーカ候補点の検出領域を設定する。さらに、前回の処理で道路パラメータが算出されている場合には、前回の処理で求めたレーンマーカモデルから車両の変化方向にオフセットした位置にレーンマーカ候補点検出領域を設定するようにしてもよい。
【００７０】
続くステップＳ１０５において、レーンマーカ候補点検出領域の中に存在するエッジ点をレーンマーカ候補点として検出する。ステップＳ１０６において、レーンマーカ候補点の点数が所定値以上かどうかを確認し、所定値より少なければ、レーンマーカ候補点検出領域内にレーンマーカが含まれていなかったと判断する。所定値よりも大きければ、ステップＳ１０７に移行し、検出したレーンマーカ候補点情報を出力する。レーンマーカ候補点情報は、次に行われる道路パラメータ算出処理において用いられる。同様の処理を、自車両が走行する走行車線のレーンマーカのみではなく、他の走行車線についても行い、走行車線のレーンマーカも検出する。なお、ステップＳ１０４において、前回の処理で算出した道路パラメータを元に、前回検出したレーンマーカを基準に道路幅Ｗオフセットさせた位置にレーンマーカ候補点検出領域を設定することで、隣の車線のレーンマーカが存在しうる領域を、候補点検出領域として設定することができる。
【００７１】
道路パラメータ算出処理Ｓ３では、各レーンマーカに対する自車両の相対位置に基づいて算出された各レーンマーカに対応する走行車線の道路曲率、自車両に対する相対ピッチ角、又は自車両に対する相対ヨー角のいずれか一つ以上を含む道路パラメータを算出する。制御装置１０は、自車両が走行する走行車線についての道路パラメータを算出する。
【００７２】
具体的に、画像中央の２本のレーンマーカを選択し、自車両が走行する走行車線に基づく道路パラメータを算出する。この算出方法は、例えば、検出された複数のレーンマーカ候補点を最小二乗法によりレーンマーカモデル式（１）にフィッティングする手法により算出できる。さらに式（５）を用いて実際の物理量に変換する。このようにしてカメラ２０の撮像画像から検出されたレーンマーカモデルの道路パラメータに基づいて、自車両と各走行車線との相対的な位置関係を認識する。
【００７３】
図４に戻り、車線認識処理Ｓ４は、レーンマーカ検出処理Ｓ２の後、道路パラメータ算出処理Ｓ３と並行して行われる。制御装置１０は、レーンマーカに対する自車両の相対位置として道路パラメータを算出する。
【００７４】
車線認識処理Ｓ４のサブルーチンを図７に示す。ステップＳ２０１において、所定時間内の自車走行車線の道路パラメータを格納し、その平均値ρp，φrp，ηp，ｙrp，Ｗp，を算出する。次いで、ステップＳ２０２では、過去の道路パラメータρp，φrp，ηp，に対する現在の道路パラメータρ，φr，η，の変化が所定値ρｄ，φrｄ，ηｄ以内であるか否かを判定する。全てのパラメータに対して所定値以内である場合、ステップＳ２０７に移行し、現在走行する車線に分岐車線は存在せず、正常に車線認識を行うことができると判断し、ステップＳ２０８に移行する。ステップＳ２０８において、制御装置１０は算出した道路パラメータを運転支援装置８０に出力する。ステップＳ２０２において、パラメータρ，φr，η，の変化のいずれか１つが所定値を上回る場合には、分岐車線が存在する可能性があると判断し、ステップＳ２０３に移行する。
【００７５】
ステップＳ２０４においてＶ字形状のレーンマーカが検出された場合には、ステップＳ２０５に移行し、自車両の走行車線に分岐車線が存在すると認識する。走行車線に分岐車線が存在すると認識された場合には、ステップＳ２０６に移行し、道路パラメータの出力を停止し、現在算出された道路パラメータに基づく運転支援機能を中断する。Ｓ２０４においてＶ字形状のレーンマーカが検出されなかった場合には、ステップＳ２０７に移行し、自車両の走行車線に分岐車線は存在しないと認識する。分岐車線が無いと認識された場合には、ステップＳ２０８に移行し、通常の周期で道路パラメータを出力し、現在算出された道路パラメータに基づく運転支援機能を実行する。
【００７６】
図７のステップＳ２０３におけるＶ字形状レーンマーカの検出手法の一例を、図８に基づいて説明する。
【００７７】
ステップＳ３０１において、道路パラメータを取り込み、Ｓ３０２において取り込んだ道路パラメータに基づいて、Ｖ字形状レーンマーカを検出するための側方領域、または側方領域及び第２検出領域を設定する。制御装置１０は、図６Ａに示すように、検出されたレーンマーカから所定距離以内の側方領域を設定する。また、制御装置１０は、図９Ａに示すように、走行車線を区切る左右一対のレーンマーカを検出するために、撮像画像の中央に対して右側の所定位置及び左側の所定位置のそれぞれに設定された第１検出領域Ｑ１Ｒ，Ｑ１Ｌの内側に、Ｖ字形状のレーンマーカを検出するための第２検出領域Ｑ２を設定する。本実施形態では、自車両が分岐地点にある程度接近した場面において、分岐車線の特徴的な形状であるＶ字形状のレーンマーカＶＬは、第２検出領域Ｑ２内に現れる可能性が高いという知見から、第１検出領域Ｑ１Ｒ，Ｑ１Ｌの間の走行車線の中央付近に第２検出領域を設ける。
【００７８】
Ｓ３０３において、第２検出領域のエッジ画像をとりこみ、Ｓ３０４においてエッジ画像に対して確率的ハフ変換を実行し、線状部を抽出する。本処理は、図５のステップＳ１０３における処理情報を、Ｓ３０３において取得してもよい。
【００７９】
Ｓ３０５において、抽出した線状部の内の２本の線状部の端点の距離と、傾きを評価する。本実施形態では、撮像画像の上方向に所定値域の角度で拡開する二つの線状部を有するレーンマーカをＶ字形状のレーンマーカとして検出する。具体的には、図９Ｂに示すように、線状部Ｌ１と線状部Ｌ２とが検出された場合に、これらがＶ字形状のレーンマーカであるか否かを判断する。
【００８０】
本実施形態では、撮像画像の上方向に所定値域の角度で拡開する二つの線状部を有するレーンマーカをＶ字形状のレーンマーカとして判断する。制御装置１０は、二つの線状部が存在するか否か、線状部が存在した場合にはその二つの線状部が撮像画像の上方向に拡開し、その拡開する角度が所定値域であるか否かを判断する。判断手法の一例ではあるが、本実施形態では、Ｖ字形状のレーンマーカであるか否かを以下の２点に基づいて判断する。
【００８１】
第１の条件は、二つの線状部Ｌ１，Ｌ２を延長したときに交差する端点の距離が所定値未満であることである。ちなみに、図９Ｂに示す線状部Ｌ１，Ｌ２を延長したときに交差する端点はＥ１１とＥ２１である（端点Ｅ１２とＥ２２は延長しても交差しない）。この端点Ｅ１１とＥ２１との距離の評価基準となる閾値（距離の所定値）は二つの線状部が連続性のあるものであるか否かを判断する観点から設定される。道路幅、道路種別に応じて定義してもよい。
【００８２】
第２の条件は、延長した線状部Ｌ１，Ｌ２が撮像画像の上側に拡開し、その交差角度θが所定値域内であることである。交差角度が小さすぎる場合や交差角度が１８０度近傍である場合には、そのレーンマーカはＶ字ではなく単なる線状の物体である可能性が高いからである。特に限定されないが、交差角度が２０度〜１６０度程度である場合に、Ｖ字形状であると判断することができる。なお、Ｖ字形状レーンマーカ検出手法は、これに限定されず、所定値域の角度で屈曲する部分を含む一つの線状部をＶ字形状レーンマーカとして検出してもよい。下側に拡開するレーンマーカは、消失点において交差する車線両側のレーンマーカであり、分岐路のレーンマーカではないと判断する。
【００８３】
本実施形態では、ステップＳ３０５において、上記二つの条件を満たす線状部が１組以上存在する場合には、ステップＳ３０６へ進み、Ｖ字形状レーンマーカが存在すると判断する。他方、上記二つの条件を満たす線状部が存在しない場合には、ステップＳ３０７へ進み、Ｖ字形状レーンマーカが存在しないと判断する。
【００８４】
図１０〜図１１に基づいて、自車両の前方に他車両などの障害物が存在する場合におけるＶ字形状レーンマーカの検出手法を説明する。ステップＳ４０１において道路パラメータを取得し、ステップＳ４０２において、障害物情報取得機能が前方障害物の存在、その位置情報を取得する。障害物情報は、制御装置１０自身が算出してもよいし、外部の運転支援装置８０が算出してもよい。
【００８５】
制御装置１０は、Ｓ４０３において取り込んだ道路パラメータに基づいて、Ｖ字形状レーンマーカを検出するための第３検出領域を設定する。第３検出領域は、図１１に例示するように、図９Ａで説明した第２検出領域Ｑ２のうち、障害物の存在する障害物検出領域ＱＶを除いた領域を第３検出領域Ｑ３として設定する。次いでＳ４０４において、エッジ画像をとりこみ、Ｓ４０５においてエッジ画像に対して確率的ハフ変換を実行し、線状部を抽出する。
【００８６】
前方他車両などの障害物が存在する場合には、路上に表示されたレーンマーカは隠れてしまい、分岐道路の特徴的なＶ字形状を検出することができない。このため、本検出処理においては、異なる手法によりＶ字形状のレーンマーカを検出する。Ｓ４０６において、制御装置１０は、抽出した線状部の長さと向きを評価する。具体的に制御装置１０は、所定長さ以上であって、撮像画像のｘｙ軸に対して所定角度を有する線状のレーンマーカが、第３検出領域から検出されたか否かを判断する。分岐車線において特徴的に見られるＶ字形状のレーンマーカの左右片側の一部が前方障害物に隠蔽されている場合には、Ｖ字の右側又は左側の部分が認識される可能性が高い。このため、前方障害物が存在するという前提においては、Ｖ字の右側又は左側の部分の特徴に対応する所定長さ以上であって、撮像画像のｘｙ軸に対して所定角度を有する線状のレーンマーカが検出された場合には、Ｖ字形状のレーンマーカが存在すると推測する。
【００８７】
ステップＳ４０６において、長さが所定値以上、かつ撮像画像のｘｙ軸に対して傾きが所定値域内となる線状部が存在する場合には、Ｖ字レーンマーカの左右片側の一部が隠されたレーンマーカの特徴であると判断し、Ｓ４０７に移行してＶ字形状のレーンマーカが存在すると判断する。ｘｙ軸と交差角度が小さすぎる場合やｘｙ軸と交差角度が９０度、１８０度近傍である場合には、そのレーンマーカはＶ字ではなく単なる線状の物体である可能性が高いからである。特に限定されないが、ｘｙ軸との交差角度が１０度〜８０度程度である場合に、Ｖ字形状であると判断することができる。他方、ステップＳ４０６の条件を満たす線状部が存在しない場合には、Ｓ４０８に移行し、Ｖ字レーンマーカは存在しないと判断する。
【００８８】
図４に戻り、道路パラメータ出力処理Ｓ５では、制御装置１０は、算出されたパラメータと、車線認識処理の対象となった車線を特定する車線特定情報を運転支援装置８０へ出力する。運転支援処理Ｓ６では、運転支援装置８０が車線認識装置１００から取得した道路パラメータを用いて自車両の運転支援を行う。
【００８９】
以下、運転支援処理Ｓ６について説明する。本実施形態では、道路に分岐車線が存在するか否かの認識結果は、運転支援装置８０において利用される。
【００９０】
本実施形態の運転支援装置８０は、車両から走行に関する車両情報を取得する車両情報取得機能と、車線認識装置１００の車線認識機能により算出された道路パラメータと、この道路パラメータに対応する走行車線を特定する車線特定情報とを取得する車線特定情報取得機能を有する。また運転支援装置８０は、取得した車両情報と、パラメータと、車線特定情報とに基づいて、走行車線に対する目標横位置を設定する目標横位置設定機能と、走行車線の目標横位置と自車両との相対位置関係が維持されるように車両の走行を支援する運転支援機能とを有する。
【００９１】
図１２に基づいて、本実施形態の運転支援処理について説明する。
ステップＳ３０１において、運転支援装置８０は、車両コントローラ５０の各種センサ５１から車両情報としての各センサ信号を取得する。具体的に、車両信号は、車速センサ、操舵角センサ、ステアリングアクチュエータの電流センサの信号を含む。
【００９２】
ステップＳ３０２において、運転支援装置８０は、車線認識装置１００により算出された道路パラメータ及び車線認識処理の対象となる車線を特定する車線特定情報を取得する。
【００９３】
ステップＳ３０３において、運転支援装置８０は、ステップＳ３０２で取得した道路パラメータ及び車線認識処理の対象となる車線を特定する車線特定情報に基づいて、自車両を走行させる際の目標横位置を設定する。例えば、走行車線の道路パラメータを取得した場合には、ｙr=−Ｗ／２とすることで車線の中央を目標横位置に設定できる。右隣車線に基づく道路パラメータを取得した場合には、ｙr=Ｗ／２が車線中央となる。もちろん、状況に応じて車線中央からオフセットした位置を目標横位置と設定することもできる。また、認識対象となる車線が切り替わった際に、既に取得した値を使用すると、目標横位置が急激に変化する恐れがある。このため、車線が切り替わる際には、切替直後の横変位量を目標横位置として設定することで、以前の横位置を持続して運転支援をすることができる。
【００９４】
ステップＳ３０４において、運転支援装置８０は、センサ信号、道路パラメータ及び目標横位置に応じた操舵制御量を算出する。算出した操舵制御量に基づいて、車両の制御指令を車両コントローラ５０及び／又は操舵装置７０へ送出する。
【００９５】
ステップＳ３０５において、車両コントローラ５０及び／又は操舵装置７０は、制御指令に含まれる操舵制御量に応じてステアリングアクチュエータ７１を駆動させる。これにより、自車両は、所定の走行道路の目標横位置に対して所定の位置関係を維持した状態で、走行することができる。
【００９６】
上述したように、本実施形態の車線認識装置１００は、Ｖ字形状のレーンマーカが検出された場合には、自車両走行車線に分岐車線が存在すると判断し、道路パラメータの出力を停止する。分岐車線においてはレーンマーカ間の距離が一定ではなく、レーンマーカと自車両との相対位置が正確に算出できない可能性があるからである。本実施形態では、分岐車線が存在すると判断した場合には、運転支援装置８０に道路パラメータを送出しないようにすることにより、不正確な道路パラメータに基づいて自車両の走行が制御されることを防止する。
【００９７】
具体的に、図１３に本実施形態の運転支援システム１が効果的に機能する分岐車線におけるシーンを示す。図１３に示すように、分岐車線があるため、本線のレーンマーカは途切れ、一部が欠損している。このため、本線を区切るレーンマーカは同幅ではない。右側車線に注目すると、右側車線を区切る２本のレーンマーカの幅は手前側では広いが、進行方向となる奥手側では分岐し、急に狭くなる。なお、本実施形態における「分岐車線」は車線数が減少する態様の車線を意味する。
【００９８】
さらに、具体的に、分岐車線を例にして、図１４に基づき、本実施形態の車線認識処理の作用を説明する。図１４に示すように、自車両が走行する道路の走行車線に分岐車線が存在するため、走行車線の片側のレーンマーカＰ１Ｌは、分岐車線のレーンマーカとして本流車線から逸れて行く。なお、同図の走行車線の右隣の走行車線は分岐車線を含まない。
【００９９】
図１４に示すように、走行車線のレーンマーカＰ１ＬとＰ１Ｒとの間隔Ｑ１１，Ｑ１２は、自車両Ｖの進行方向Ｅに沿って変化する。走行車線のレーンマーカＰ２ＬとＰ２Ｒとの間隔Ｑ２１，Ｑ２２は、自車両Ｖの進行方向Ｅに沿って変化しない。図１４の状況下において、自車両が走行する走行車線のレーンマーカが分岐のために連続性が損なわれている。
【０１００】
このような場合は、分岐車線の方向に逸れていくレーンマーカＰＬ１を自車両の走行車線のレーンマーカであると誤認識し、レーンマーカの検出は正常に行われているとして、運転支援が継続される恐れがある。このような運転支援では、誤った方向に車両を誘導してしまう。また、一般的な車線のレーンマーカモデルと分岐車線のレーンマーカモデルは形状がマッチングしないため、異常な値の道路パラメータが算出される恐れがある。本実施形態は、このような現象を防止するために、分岐車線の存在を検出して、誤った車線認識及び運転支援が継続して行われることを防止する。このために、本実施形態では、自車両が走行する走行車線に分岐車線が存在するか否かを迅速かつ正確に判断した上で、道路パラメータの出力を一時的に停止し、運転支援処理を中断（又は過去に算出された道路パラメータにより実行させる）ことにより、誤った運転支援制御が行われることを防止できる。
【０１０１】
上述したように、自車両前方に障害物が存在する場合においても、障害物の存在により隠された部分を考慮してＶ字形状のレーンマーカを検出することができるので、前方に他車両が存在する場面においても、分岐車線の存否の判断を安定して行うことができる。
【０１０２】
本実施形態の車線認識装置１００は以上のように構成され、動作するので、以下の効果を奏する。
【０１０３】
[１]本実施形態の車線認識装置１００によれば、分岐車線において特徴的に見られるレーンマーカの形状の特徴に基づいて分岐道路の存在を判断するので、例えば、レーンマーカの形状の特徴に基づいて分岐道路の存在を認識するので、曲率やピッチ角が変化する形状の異なる走行道路であっても、自車両の走行道路に分岐車線が存在するか否かを、迅速かつ正確に認識することができる。
【０１０４】
[２]本実施形態の車線認識装置１００によれば、分岐地点に向かう自車両から見て分岐地点の画像が出現する可能性の高い側方領域においてＶ字形状のレーンマーカを検出するので、高い精度で分岐地点の存在を認識することができる。
【０１０５】
[３]本実施形態の車線認識装置１００によれば、側方領域においてＶ字形状のレーンマーカが検出された後において、自車両が走行する走行車線を区分するレーンマーカを検出するために撮像画像の左右に設定した第１検出領域の間にＶ字形状のレーンマーカを検出するための第２検出領域を設定し、Ｖ字形状のレーンマーカが第２検出領域から検出された場合には、自車両の走行車線は分岐車線を含むと判断する。側方領域にＶ字形状のレーンマーカが検出された後、つまり分岐車線により接近した場面においては、分岐車線の特徴であるＶ字形状のレーンマーカは第２検出領域内に現れる可能性が高い。本実施形態では、分岐地点との位置関係に応じて、検出領域を変更することにより、分岐車線の存否を精度良く検出することができる。
【０１０６】
[４]本実施形態の車線認識装置１００によれば、自車両前方に障害物が検出された場合には、第２検出領域から障害物の存在する障害物検出領域を除いた第３検出領域を設定し、線状のレーンマーカが第３検出領域内から検出された場合には、自車両の走行車線は分岐車線を含むと判断する。障害物が存在する場合には、Ｖ字形状のレーンマーカの一部が障害物に隠れてしまう可能性がある。また、障害物により一部が隠された場合には、Ｖ字形状のレーンマーカの特徴的な形状は変化する。本実施形態では、障害物が存在する際における分岐車線の特徴である線状のレーンマーカが、第３検出領域内に現れた場合に自車両の走行車線は分岐車線を含むと判断する。検出領域を絞り込むことにより障害物の影響を排除し、障害物に隠された分岐車線の特徴を精度良く検出することができる。
【０１０７】
[５]本実施形態の車線認識装置１００によれば、自車両が走行する走行車線のレーンマーカの相対位置に基づいて算出された、レーンマーカに対応する走行車線の道路曲率、自車両に対する相対ピッチ角、又は自車両に対する相対ヨー角のいずれか一つ以上を含む道路パラメータの経時的な偏差が所定閾値以上となった場合に、Ｖ字形状のレーンマーカ又は線状のレーンマーカが、検出されたか否かの判断を実行する。走行中に算出される道路パラメータがバラつき、その経時的な偏差が大きくなる場合には、走行車線に分岐車線が含まれ、レーンマーカの幅が変化する可能性がある。本実施形態では、分岐車線が存在する可能性が高い場面において、分岐車線におけるレーンマーカの形状の特徴を検討することにより、分岐車線を精度良く検出できる。
【０１０８】
[６]本実施形態の運転支援システム１は、自車両の走行車線に分岐車線が存在する場合には、道路パラメータの出力を停止するので、誤差が生じやすい道路パラメータに基づいて自車両の運転支援処理が実行されないようにようにすることができる。
【０１０９】
なお、以上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。
【０１１０】
すなわち、本明細書では、本発明を、車線認識装置１００と運転支援装置８０を含む車載装置２００とを備える車両用の運転支援システム１を例にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１１１】
本明細書では、本発明に係る車線認識装置の一態様として、制御装置１０と、カメラ２０と、出力装置３０とを備える車線認識装置１００を一例として説明するが、これに限定されるものではない。
【０１１２】
本明細書では、画像取得手段と、レーンマーカ検出手段と、車線認識手段と、障害物情報取得手段と、を備える本発明に係る車線認識装置の一例として、画像取得機能と、レーンマーカ検出機能と、車線認識手段と、障害物情報取得機能とを実行する制御装置１０を備える車線認識装置１００を一例として説明するが、これに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１１３】
１…運転支援システム
１００…車線認識装置
１０…制御装置
１１…ＣＰＵ
１２…ＲＯＭ
１３…ＲＡＭ
２０…カメラ
３０…出力装置
３１…ディスプレイ
３１…スピーカ
２００…車載装置
５０…車両コントローラ
５１…各種センサ
６０…駆動系
７０…操舵装置
８０…運転支援装置
８１…レーダ装置
９０…ナビゲーション装置
９１…ＧＰＳ
９２…地図情報、道路情報、道路幅情報
【図１】
2015069289.tif 000008
【図２Ａ】
2015069289.tif 000009
【図３】
2015069289.tif 000010
【図４】
2015069289.tif 000011
【図５】
2015069289.tif 000012
【図６Ａ】
2015069289.tif 000013
【図６Ｂ】
2015069289.tif 000014
【図７】
2015069289.tif 000015
【図８】
2015069289.tif 000016
【図９Ａ】
2015069289.tif 000017
【図９Ｂ】
2015069289.tif 000018
【図１０】
2015069289.tif 000019
【図１１】
2015069289.tif 000020
【図１２】
2015069289.tif 000021
【図２Ｂ】
2015069289.tif 000022
【図１３】
2015069289.tif 000023
【図１４】
2015069289.tif 000024