(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された道路曲率計測装置（１）であって、
前記車両の前方の道路である前方道路の撮影画像を取得する画像取得部（Ｓ２００）と、
地図データに基づき、前記車両の位置である自車位置を推定する推定部（１３）と、
前記地図データから、前記自車位置を起点として前記車両の進行方向に延びる道路の区間を含む走行区間の勾配の大きさ及び向きを示す勾配情報を取得する情報取得部（Ｓ２１５）と、
前記地図データに基づき、前記勾配情報がどの程度詳細かを判定し、判定結果に基づき前記勾配情報の精度を判定する精度判定部（Ｓ２１５）と、
前記勾配情報が示す前記勾配の大きさが、予め定められた閾値に達するか否かを判定する勾配判定部（Ｓ２２０）と、
前記撮影画像から、周辺の領域に対する色の相違の度合いが予め定められた水準に達しているエッジ点を抽出し、抽出した複数の前記エッジ点に基づき、前記前方道路の曲率を計測する計測部（Ｓ２０５，Ｓ２１０，Ｓ２２０，Ｓ２２５）と、を備え、
前記計測部は、前記勾配判定部により肯定判定が得られた場合には、前記勾配情報が示す前記勾配の影響を抑制して前記前方道路の曲率を計測する複数の特別計測方法のうちのいずれかを、前記勾配情報の前記精度に基づき選択し、選択した前記特別計測方法に従い前記前方道路の曲率を計測すること、
を特徴とする道路曲率計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の道路曲率計測装置において、
前記特別計測方法として、前記エッジ点を、前記勾配情報に基づき定められた位置に移動し、移動後の前記エッジ点に基づき、前記前方道路の曲率を計測する方法が設けられていること、
を特徴とする道路曲率計測装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の道路曲率計測装置において、
前記勾配情報が示す前記勾配の影響を抑制すること無く前記前方道路の曲率を計測する方法を、通常計測方法とし、
前記計測部は、前記推定部により複数の前記自車位置が推定された場合において、各々の前記自車位置を含む前記走行区間の前記勾配情報に、異なる前記勾配の向きを示す２つの前記勾配情報が含まれている時は、前記通常計測方法に従い前記前方道路の曲率を計測すること、
を特徴とする道路曲率計測装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の道路曲率計測装置において、
前記道路曲率計測装置は、前記推定部により複数の前記自車位置が推定された場合、各々の前記自車位置を含む前記走行区間の前記勾配情報のうち、最も小さい前記勾配を示すものを対象勾配情報として特定する勾配情報特定部（Ｓ２２０）をさらに備え、
前記勾配判定部は、前記対象勾配情報が示す前記勾配の大きさが前記閾値に達するか否かを判定し、
前記特別計測方法は、前記対象勾配情報が示す前記勾配の影響を抑制して前記前方道路の曲率を計測するものであり、
前記計測部は、前記勾配判定部により肯定判定が得られた場合には、前記対象勾配情報の前記精度に基づき前記特別計測方法を選択し、選択した前記特別計測方法に従い前記前方道路の曲率を計測すること、
を特徴とする道路曲率計測装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の道路曲率計測装置において、
前記勾配情報が示す前記勾配の影響を抑制すること無く前記前方道路の曲率を計測する方法を、通常計測方法とし、
前記計測部は、前記推定部により複数の前記自車位置が推定された場合には、前記通常計測方法に従い前記前方道路の曲率を計測すること、
を特徴とする道路曲率計測装置。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載の道路曲率計測装置において、
前記情報取得部は、前記推定部により複数の前記自車位置が推定された場合には、前記地図データから、各々の前記自車位置を含む前記走行区間の前記勾配情報を取得し、
前記精度判定部は、前記推定部により複数の前記自車位置が推定された場合には、前記情報取得部が取得した各々の前記勾配情報の前記精度を判定し、
前記勾配判定部は、前記推定部により複数の前記自車位置が推定された場合には、各々の前記自車位置を含む前記走行区間の前記勾配情報が示す前記勾配の大きさが、前記閾値に達するか否かを判定し、
前記勾配情報が示す前記勾配の影響を抑制すること無く前記前方道路の曲率を計測する方法を、通常計測方法とし、
前記計測部は、
前記推定部により複数の前記自車位置が推定された場合には、各々の前記自車位置に対応して前記前方道路の曲率を計測し、
対応する前記自車位置を含む前記走行区間の前記勾配情報が示す前記勾配について、前記勾配判定部により肯定判定が得られた場合には、該勾配の影響が抑制される前記特別計測方法のうちのいずれかを、該勾配情報の前記精度に応じて選択し、選択した前記特別計測方法に従い、該自車位置に対応する前記前方道路の曲率を計測し、
該勾配について、前記勾配判定部により否定判定が得られた場合には、前記通常計測方法に従い、該自車位置に対応する前記前方道路の曲率を計測し、
前記道路曲率計測装置は、前記推定部により複数の前記自車位置が推定された場合には、各々の前記自車位置について、前記地図データに基づき特定された該自車位置についての前記走行区間の曲率と、前記計測部により該自車位置に対応して計測された前記前方道路の曲率とを比較し、比較結果に基づき、いずれかの前記自車位置に対応して計測された前記前方道路の曲率を、前記前方道路の曲率とする比較部（Ｓ２２５）を、
さらに備える道路曲率計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が走行する道路の曲率を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、単眼カメラによる車両前方の道路の撮影画像から、道路の勾配を検出することが記載されている。特許文献１では、撮影画像におけるエッジ点に基づき区画線の形状が把握される。そして、区画線の形状に基づき、道路の勾配が検出される。
【０００３】
一方、単眼カメラによる車両前方の道路の撮影画像から、道路曲率を計測する技術が知られている。この技術においても、撮影画像におけるエッジ点に基づき区画線の形状が把握される。そして、区画線の形状に基づき、道路曲率が計測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３００２９４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、特許文献１に記載されているように、道路の勾配により撮影画像における区画線の形状が変化する。このため、撮影画像における区画線の形状が、道路曲率の変化と道路の勾配の変化のどちらに基づくものであるかを見分けるのが困難な場合がある。そして、このような場合には、道路の曲率を精度良く計測できなくなる恐れがある。
【０００６】
本発明は、道路の曲率を精度良く計測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の道路曲率計測装置（１）は、車両に搭載される。道路曲率計測装置は、車両の前方の道路である前方道路の撮影画像を取得する画像取得部（Ｓ２００）と、地図データに基づき、車両の位置である自車位置を推定する推定部（１３）と、地図データから、自車位置を起点として車両の進行方向に延びる道路の区間を含む走行区間の勾配の大きさ及び向きを示す勾配情報を取得する情報取得部（Ｓ２１５）と、地図データに基づき、勾配情報がどの程度詳細かを判定し、判定結果に基づき勾配情報の精度を判定する精度判定部（Ｓ２１５）と、勾配情報が示す勾配の大きさが、予め定められた閾値に達するか否かを判定する勾配判定部（Ｓ２２０）と、撮影画像から、周辺の領域に対する色の相違の度合いが予め定められた水準に達しているエッジ点を抽出し、抽出した複数のエッジ点に基づき、前方道路の曲率を計測する計測部（Ｓ２０５，Ｓ２１０，Ｓ２２０，Ｓ２２５）と、を備える。計測部は、勾配判定部により肯定判定が得られた場合には、勾配情報が示す勾配の影響を抑制して前方道路の曲率を計測する複数の特別計測方法のうちのいずれかを、勾配情報の精度に基づき選択し、選択した特別計測方法に従い前方道路の曲率を計測する。
【０００８】
本発明によれば、地図データから特定される車両の走行区間が一定以上の勾配を有する場合、特別計測方法が用いられる。これにより、勾配の影響を抑制して前方道路の曲率が計測される。ここで、走行区間の勾配は、地図データから取得された勾配情報により特定される。しかし、勾配情報の精度が低い場合、特別計測方法を用いたことで、勾配を考慮せずに曲率を計測した場合よりも誤差が大きくなる恐れがある。特に、勾配の影響の抑制効果が高い特別計測方法を用いた場合、勾配情報の精度が低いと誤差が大きくなる恐れがある。
【０００９】
これに対し、本発明によれば、複数の特別計測方法の中から、勾配情報の精度に応じた適切な特別計測方法が用いられる。このため、勾配情報の精度が高い場合には、勾配の影響の抑制効果が高い特別計測方法を用いることが可能となる。また、勾配情報の精度が低い場合には、誤差が生じ難い特別計測方法を用いることが可能となる。したがって、道路の曲率を精度良く計測できる。
【００１０】
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】
【００１１】
【図１】本実施形態の車載システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１特別計測方法による補正についての説明図である。
【図３】第１特別計測方法による補正についての説明図である。
【図４】第２特別計測方法による補正についての説明図である。
【図５】本実施形態の曲率計測処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
［１．構成］
図１に示す車載システム１は、ナビゲーション装置１０、白線認識装置２０、及び、カメラ３０等を有する。ナビゲーション装置１０と白線認識装置２０は、車内ＬＡＮ４０（例えばＣＡＮ）を介して通信可能となっている。車載システム１は、車両に搭載される。なお、車載システム１が搭載された車両を、自車両と記載する。
【００１３】
ナビゲーション装置１０は、運転支援に用いられる自車位置を認識する。自車位置とは、自車両が存在する道路上の位置である。運転支援とは、例えば、レーンキーピングアシスト、及び、自動運転等である。レーンキーピングアシストとは、自車両が車線に沿って走行するようドライバのステアリング操作を補助するものである。また、自動運転には、例えば、自車両を目的地まで自動的に走行させるものが含まれる。また、この他にも、自動運転には、例えば、自車両の操舵を自動的に行い、進行方向のみを自律的に制御した状態で自車両を走行させるものが含まれる。ナビゲーション装置１０は、制御部１１，地図データ入力部１２，位置検出部１３，通信部１４等を有する。
【００１４】
制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＩ／Ｏ等からなるマイクロコンピュータを中心に構成される。制御部１１は、ＲＯＭに記憶されているプログラムや、ＲＡＭにロードされたプログラムに従いナビゲーション装置１０の各部位を制御する。この例では、制御部１１のＲＡＭ又はＲＯＭが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部１１が実行する各種処理を、論理回路やアナログ回路等により実現しても良い。
【００１５】
地図データ入力部１２は、地図データ１５等の各種データを入力するための部位である。地図データ１５等の記憶媒体は、例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭやＨＤＤ等である。地図データ１５は、運転支援等のために使用される。地図データ１５は、道路の形状を示すリンクと、リンクの両端であるノードの位置情報とを含んでいる。ノードの位置情報に基づき各リンクを結合すると、道路網が形成される。
【００１６】
また、地図データ１５は、道路の勾配に関する情報である勾配情報を含んでいる。勾配情報は、地図データ１５に登録されている道路の各区間に対応して設けられている。勾配情報は、対応する区間の勾配の向き及び大きさを示す。勾配の向きとは、対応する区間の始端と終端とのうちのどちらが高い位置にあるかを示す。また、勾配の大きさとは、対応する区間の始端と終端の高低差を、該区間の距離で除算した得られた値である。なお、勾配の大きさは、％で表される。
【００１７】
位置検出部１３は、ＧＮＳＳ受信器、ジャイロセンサ、及び、加速度センサ等を有する。ＧＮＳＳ受信器は、ＧＮＳＳにより自車位置を検出する。すなわち、ＧＮＳＳ受信器は、アンテナを介してＧＮＳＳ用の人工衛星から信号を受信する。そして、該信号に基づき、自車位置等を検出する。ジャイロセンサは、自車両の回転運動の大きさを検出する。加速度センサは、自車両の前後方向の加速度を検出する。そして、これらの部位による検出結果に基づき、地図データ１５が示す地図上で自車位置が推定される。
【００１８】
ここで、ＧＮＳＳにより検出される自車位置の精度は低い。このため、マップマッチング等によりＧＮＳＳにより検出された自車位置が補正される。すなわち、ジャイロセンサ及び加速度センサの検出結果に基づく自車両の走行軌跡と、地図データ１５から特定される道路形状等を加味して、道路上の地点が自車位置として推定される。しかし、このような方法で自車位置を補正しても、自車位置を１つに絞り込めない場合がある。このような場合には、複数の自車位置が推定される。
【００１９】
通信部１４は、車内ＬＡＮ４０を介して自車両に搭載された他の装置と通信を行う。
また、カメラ３０は、自車両の前方を周期的に撮影する。撮影画像には、自車両の前方の道路である前方道路が映っている。そして、撮影画像の映像信号を、白線認識装置２０に出力する。カメラ３０は、単眼カメラとして構成されている。単眼カメラとは、一系統のレンズ及び撮像素子により、一箇所から撮影を行うカメラである。なお、カメラ３０は、ステレオカメラとして構成されていても良い。
【００２０】
また、白線認識装置２０は、カメラ３０からの映像信号に基づき、各周期における前方道路の撮影画像（以後、前方画像）を生成する。そして、前方画像に基づき、道路に設けられた区画線を認識する。なお、白線認識装置２０は、白色の区画線に限らず、橙色等、様々な色の区画線を認識しても良い。白線認識装置２０は、制御部２１及び通信部２２等を有する。
【００２１】
制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＩ／Ｏ等からなるマイクロコンピュータを中心に構成される。制御部２１は、ＲＯＭに記憶されているプログラムや、ＲＡＭにロードされたプログラムに従い白線認識装置２０の各部位を制御する。この例では、制御部２１のＲＡＭ又はＲＯＭが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部２１が実行する各種処理を、論理回路やアナログ回路等により実現しても良い。
【００２２】
通信部２２は、車内ＬＡＮ４０を介して自車両に搭載された他の装置と通信を行う。
［２．処理］
（１）概要について
車載システム１における白線認識装置２０は、前方画像に基づき、自車両が走行中の道路の曲率（以後、道路曲率）を計測する。そして、道路曲率に基づき各種運転支援が行われる。具体的には、白線認識装置２０は、例えば、道路曲率に基づき、道路形状、自車両のヨー角、及び、走行中の車線における自車両の横位置等を認識しても良い。また、白線認識装置２０は、これらに基づき、自車両が車線から逸脱しているか否かを判定し、判定結果に基づき、警告や車両の挙動の制御等を行っても良い。無論、これ以外にも、白線認識装置２０は、道路曲率に基づき様々な運転支援を行っても良い。また、白線認識装置２０は、車内ＬＡＮ４０を介して道路曲率を他の装置に提供しても良い。そして、他の装置にて、道路曲率に基づき様々な運転支援を行っても良い。
【００２３】
白線認識装置２０は、周期的なタイミングでカメラ３０から前方画像を取得する。そして、白線認識装置２０は、前方画像からエッジ点を抽出し、抽出したエッジ点に基づき区画線の縁部を抽出する。なお、エッジ点とは、周辺の領域に対する色の相違の度合いが予め定められた水準に達している点状の領域である。換言すれば、エッジ点とは、周辺の画素に対する色のパラメータの値（例えば、輝度値）の相違の度合いが大きい１又は複数の画素である。
【００２４】
その後、白線認識装置２０は、前方画像を鳥瞰画像に変換し、鳥瞰画像における前方道路に沿った区画線の曲率を計測する。区画線の曲率は、前方道路の曲率とみなされる。そして、白線認識装置２０は、連続的に撮影された各前方画像における区画線の曲率の計測結果に基づき、道路曲率を算出する。具体的には、例えば、これらの区画線の曲率の加重平均を、道路曲率としても良い。
【００２５】
（２）区画線の曲率の計測について
自車両の左右の両側に前方道路に沿った区画線が前方画像から認識された場合、これらの区画線の形状に基づき、前方道路の勾配の向きや大きさを判定可能となる。この時、判定結果を考慮して区画線の曲率を計測することで、前方道路の勾配の影響を抑制した状態で区画線の曲率を計測できる。なお、以後、自車両の前方の道路の勾配が、自車両を基準として上りであるか下りであるかを、勾配の向きと記載する。上りの勾配とは、自車両前方に延びる上り坂を意味する。また、下りの勾配とは、自車両前方に延びる下り坂を意味する。
【００２６】
しかし、前方画像から１本の区画線しか認識されない場合が想定される。このような場合、前方画像における区画線の湾曲が、勾配の影響によるものなのか、前方道路の曲率によるものなのかの判定が困難になる。このため、前方道路が勾配を有していると、区画線の曲率を精度良く計測できなくなる恐れがある。
【００２７】
これに対し、白線認識装置２０は、前方画像のエッジ点と、地図データ１５に含まれる自車両の走行区間の勾配情報とに基づき、区画線の曲率を計測する。なお、走行区間は、自車位置を起点として自車両の進行方向に延びる道路の区間を含んでいる。換言すれば、走行区間は、自車位置を起点とする自車両が走行する予定の区間を含んでいる。走行区間は、地図データ１５、自車位置、及び自車両の進行方向等に基づきから特定される。
【００２８】
ここで、勾配の大きさが予め定められた閾値に達する道路の区間を、勾配区間と記載する。一方、勾配の大きさが該閾値に達しない道路の区間を、平坦区間と記載する。白線認識装置２０は、走行区間が勾配区間であることを勾配情報が示している場合、特別計測方法により区画線の曲率を計測する。特別計測方法では、勾配情報が示す勾配を加味して区画線の曲率が計測される。特別計測方法により、勾配情報が示す勾配の影響を抑制した状態で区画線の曲率が計測される。一例として、特別計測方法として、第１〜第３特別計測方法が設けられている。
【００２９】
第１特別計測方法では、前方道路が、走行区間の勾配情報が示す勾配を有するとみなされる。そして、走行区間の勾配情報に基づき、前方画像のエッジ点の位置が補正される。すなわち、該エッジ点は、勾配情報が示す勾配の大きさ及び向きに応じた位置に移動される。なお、勾配が大きくなるにつれ、エッジ点の移動距離が長くなる。これにより、エッジ点が、前方道路が勾配を有さないと仮定した場合に存在すると予測される位置に移動される。移動後のエッジ点に基づき特定される前方道路は、勾配情報が示す勾配を有さない状態（換言すれば、平坦な状態）となる。そして、移動後のエッジ点を含む複数のエッジ点に基づき、区画線の曲率が計測される。
【００３０】
具体的に説明すると、図２の前方画像１００には、上りの勾配を有する直線状の前方道路１０１が映っている。前方画像１００では、エッジ点１０４〜１０７が抽出されている。また、エッジ点１０４，１０５に基づき、前方道路１０１に沿った区画線の縁部１０２が抽出されている。また、エッジ点１０６，１０７に基づき、前方道路１０１に沿った区画線の縁部１０３が抽出されている。
【００３１】
前方道路１０１の勾配の向きは上りのため、第１特別計測方法を用いることで、エッジ点１０４〜１０７は、下方であって、自車両に接近する方向に移動する。エッジ点１０４ａ〜１０７ａは、移動後のエッジ点を示している。エッジ点１０４ａ，１０５ａに基づき、区画線の縁部１０２ａが抽出される。また、エッジ点１０６ａ，１０７ａに基づき、区画線の縁部１０３ａが抽出される。また、区画線の縁部１０２ａ，１０３ａから把握される前方道路１０１ａは、勾配を有さない。
【００３２】
なお、前方道路の勾配の向きが下りの場合、前方道路に沿った区画線の縁部のエッジ点は、上方であって、自車両から離間する方向に移動される。これにより、移動後のエッジ点から把握される前方道路は、勾配を有さない状態となる。
【００３３】
また、図３の鳥瞰画像１１０は、前方画像１００から生成されたものである。鳥瞰画像１１０において、下端側１１１には自車両が存在する。エッジ点１０４〜１０７は、第１特別計測方法による補正前のエッジ点である。一方、エッジ点１０４ａ〜１０７ａは、補正後のエッジ点である。補正前のエッジ点１０４〜１０７から抽出される各区画線の縁部１０２，１０３は、上端側１１２に向かうにつれ間隔が広がっている。つまり、補正前の区画線の縁部１０２，１０３から特定される前方道路は、上りの勾配をする。一方、補正後のエッジ点１０４ａ〜１０７ａから抽出される各区画線の縁部１０２ａ，１０３ａは、略平行に延びている。つまり、補正後の区画線の縁部１０２ａ，１０３ａから特定される前方道路は、勾配を有さない。
【００３４】
なお、第１特別計測方法では、前方画像に替えて、鳥瞰画像に対して同様にしてエッジ点の位置を補正しても良い。すなわち、鳥瞰画像のエッジ点を、勾配情報が示す勾配の大きさ及び向きに応じた位置に移動しても良い。そして、移動後のエッジ点から把握される前方道路を、勾配を有さない状態としても良い。
【００３５】
また、第２特別計測方法では、前方画像の中央等に存在する消失点を、上方又は下方に移動する補正が行われる。具体的には、前方道路が、走行区間の勾配情報が示す勾配を有するとみなされる。該勾配情報が示す勾配の向きが上りの場合、消失点が上方に移動するように前方画像が変換される。一方、該勾配の向きが下りの場合、消失点が下方に移動するように前方画像が変換される。そして、変換後の前方画像における前方道路に沿った区画線の縁部の曲率が計測される。
【００３６】
図４の鳥瞰画像１２０は、上りの勾配を有する直線の前方道路が映った前方画像から生成されたものである。鳥瞰画像１２０において、下端側１２３には自車両が存在する。自車両の左右の両側に位置し、前方道路に沿った区画線の縁部１２１，１２２は、第２特別計測方法の補正が行われていない前方画像から抽出されたものである。区画線の縁部１２１，１２２は、上端側１２４に向かうにつれ間隔が広がる。一方、区画線の縁部１２１ａ，１２２ａは、該補正が行われた前方画像から抽出されたものである。区画線の縁部１２１ａ，１２２ａは、上端側１２４に向かうにつれ間隔が狭まる。そして、区画線の縁部１２１ａ，１２２ａにおける上端側１２４の区間（以後、上端側区間）は、前後方向の直線に近い形状になっている。つまり、第２特別計測方法の補正により、自車両から離間した位置では勾配の影響が抑制される。このため、区画線の縁部１２１ａ，１２２ａに基づき区画線の曲率を計測することで、区画線の計測精度が高くなる。
【００３７】
第２特別計測方法では、区画線の縁部の上端側区間が前後方向の直線に近づくよう、消失点が移動される。なお、消失点の移動距離は、勾配情報が示す勾配の大きさに応じて定められる。具体的には、勾配が大きくなるにつれ、移動距離が大きくなる。
【００３８】
また、第３特別計測方法では、走行区間が平坦区間である場合に比べ、区画線の曲率の計測範囲が短くなる。具体的には、走行区間が平坦区間の場合、前方道路における自車両の前方Ｘｍ（一例として、Ｘ＝５０程度）の区間が計測範囲となる。そして、計測範囲の区画線の曲率が計測される。以後、該計測範囲を、通常計測範囲とする。これに対し、第３特別計測方法を用いる場合、前方道路における自車両の前方Ｙｍの区間が計測範囲となる。以後、該計測範囲を、特別計測範囲とする。なお、Ｙ＜Ｘである。また、一例としてＹ＝１５程度であっても良い。また、走行区間の勾配が大きくなるにつれ、Ｙの値を小さくしても良い。
【００３９】
上述した鳥瞰画像１２０が示すように、上りの勾配を有する前方道路に沿った各区画線の縁部１２１，１２２は、自車両から離間するにつれ外側に湾曲する。また、下りの勾配を有する前方道路に沿った各区画線の縁部は、自車両から離間するにつれ内側に湾曲する。しかし、自車両の付近においては、区画線の縁部は、前後方向の直線に近い形状となる。つまり、自車両の付近では、勾配の影響が小さくなる。このため、計測範囲を短くすることで、勾配の影響を抑制した状態で区画線の曲率を計測できる。このため、区画線の計測精度が高くなる。
【００４０】
走行区間が勾配区間の場合、走行区間の勾配情報の精度に基づき第１〜第３特別計測方法のうちのいずれかが選択される。なお、勾配情報の精度の判定方法については、後述する。そして、選択された特別計測方法に従い、区画線の曲率が計測される。
【００４１】
（３）曲率計測処理について
次に、前方道路の区画線の曲率を計測する曲率計測処理について、図５により説明する。本処理は、白線認識装置２０にて周期的なタイミングで実行される。
【００４２】
Ｓ２００では、白線認識装置２０の制御部２１は、カメラ３０から前方画像を取得する。
Ｓ２０５では、制御部２１は、前方画像からエッジ点を抽出する。具体的には、例えば、キャニー法や微分エッジ検出法等の方法により、前方画像からエッジ点を抽出しても良い。
【００４３】
Ｓ２１０では、制御部２１は、エッジ点に基づき区画線の候補を抽出する。そして、区画線候補について、区画線らしさの確信度である尤度を算出する。なお、尤度は、例えば、区画線候補とその周囲の領域とのコントラストや、区画線候補の周辺の道路の特徴や、区画線候補の模様や平均輝度や、区画線候補のエッジ点の量等に基づき算出されても良い。そして、制御部２１は、尤度が予め定められた閾値に達している区画線候補を、区画線とする。また、制御部２１は、区画線のうち、自車両の前方に延びるものを、曲率の計測の対象として特定する。
【００４４】
Ｓ２１５では、ナビゲーション装置１０の制御部１１は、白線認識装置２０からの指示に応じて、地図データ１５から自車位置を含む走行区間を特定する。そして、制御部１１は、地図データ１５から、走行区間の勾配情報を読み出す。
【００４５】
この時、制御部１１は、地図データ１５に含まれる走行区間についての勾配情報が、どの程度詳細であるかを判定する。換言すれば、走行区間について、勾配情報がどの程度の密集度で設けられているかが判定される。そして、制御部１１は、判定結果に基づき、勾配情報の精度を評価する。すなわち、上述したように、地図データ１５では、勾配情報が道路の区間に対応して設けられている。制御部１１は、地図データ１５に基づき、走行区間についての勾配情報が対応する区間の長さの平均値Ａを算出する。Ａが短くなるにつれ、精度が高いと評価される。具体的には、Ａ＜Ａ１の場合には、勾配情報の精度が高いとみなされる。また、Ａ１≦Ａ≦Ａ２の場合には、勾配情報の精度が中位とみなされる。また、Ａ２＜Ａの場合には、勾配情報の精度が低いとみなされる。なお、Ａ１＜Ａ２である。そして、制御部１１は、勾配情報の精度を示す精度情報を生成する。
【００４６】
一例として、Ａ１を１２．５ｍ程度、Ａ２を１７．５ｍ程度とすることが考えられる。ここで、Ａ１，Ａ２の値は、走行区間の勾配の変化の度合いに応じて定められても良い。具体的には、該変化の度合いが大きい場合には、Ａ１，Ａ２の値を小さくしても良い。一方、該変化の度合いが小さい場合には、Ａ１，Ａ２の値を大きくしても良い。
【００４７】
そして、制御部１１は、車内ＬＡＮ４０を介して、白線認識装置２０に対し、勾配情報及び精度情報を送信する。なお、複数の自車位置が推定されている場合には、制御部１１は、地図データ１５から各自車位置を含む走行区間についての勾配情報を読み出す。また、制御部１１は、同様にして、各勾配情報についての精度情報を生成する。そして、制御部１１は、全ての自車位置についての勾配情報と、各勾配情報についての精度情報とを白線認識装置２０に送信する。一方、白線認識装置２０の制御部２１は、ナビゲーション装置１０から勾配情報及び精度情報を受信する。
【００４８】
Ｓ２２０では、白線認識装置２０の制御部２１は、前方画像の区画線の曲率の計測方法を選択する。
すなわち、Ｓ２１５にて受信した全ての勾配情報が、走行区間は平坦区間であることを示しているとする。この場合、制御部２１は、通常計測方法を選択する。通常計測方法では、勾配情報が示す勾配を抑制すること無く、区画線の曲率が計測される。
【００４９】
また、Ｓ２１５にて受信した勾配情報が１つであり、且つ、該勾配情報が、走行区間は勾配区間であることを示しているとする。この場合、制御部２１は、該勾配情報の精度情報が示す精度に基づき、第１〜第３特別計測方法のうちのいずれかを選択する。具体的には、勾配情報の精度が高い場合、第１特別計測方法が選択される。また、勾配情報の精度が中位の場合、第２特別計測方法が選択される。また、勾配情報の精度が低い場合、第３特別計測方法が選択される。
【００５０】
また、Ｓ２１５にて受信した勾配情報が複数の場合、制御部２１は、通常計測方法を選択しても良い。なお、この時、制御部２１は、第３特別計測方法を選択しても良い。
この他にも、Ｓ２１５にて受信した勾配情報が複数の場合、これらの勾配情報の中に、異なる勾配の向きを示す２つの勾配情報が含まれている時は、制御部２１は、通常計測方法を選択しても良い。なお、この時、制御部２１は、第３特別計測方法を選択しても良い。一方、この場合において、これらの勾配情報の中に、異なる勾配の向きを示す２つの勾配情報が含まれていない時は、制御部２１は、勾配の大きさが最小である勾配情報を対象勾配情報としても良い。この時、制御部２１は、対象勾配情報に基づき、走行区間が平坦区間と勾配区間のどちらであるかを判定する。そして、走行区間が平坦区間の場合、制御部２１は、通常計測方法を選択しても良い。一方、走行区間が勾配区間の場合、制御部２１は、同様にして、対象勾配情報についての精度情報が示す精度に基づき、第１〜第３特別計測方法のうちのいずれかを選択しても良い。なお、この場合の特別計測方法では、対象勾配情報が用いられる。
【００５１】
また、制御部２１は、勾配の向きに関わらず、受信した複数の勾配情報の中から対象勾配情報を特定しても良い。そして、制御部２１は、同様にして、対象勾配情報に基づき、通常計測方法と第１〜第３特別計測方法とのうちのいずれかを選択しても良い。無論、この場合の特別計測方法では、対象勾配情報が用いられる。
【００５２】
Ｓ２２５では、制御部２１は、Ｓ２２０にて選択された計測方法により、前方画像に基づき区画線の曲率を計測する。
通常計測方法が選択された場合、区画線が抽出された前方画像が鳥瞰画像に変換される。そして、鳥瞰画像における通常計測範囲の区画線の縁部に対し、モデルフィッティングが行われる。すなわち、最小二乗法により、予め設けられた曲線の中から、エッジ点に基づき抽出された区画線の縁部の形状に最も類似したものが選択される。そして、選択された曲線の曲率が、区画線の曲率となる。
【００５３】
また、第１特別計測方法が選択された場合、第１特別計測方法に従い、区画線が抽出された前方画像のエッジ点が補正される。また、補正後の前方画像が鳥瞰画像に変換される。そして、鳥瞰画像における通常計測範囲に位置する区画線の縁部に対しモデルフィッティングが行われる。これにより、区画線の曲率が計測される。
【００５４】
また、第２特別計測方法が選択された場合、第２特別計測方法に従い、区画線が抽出された前方画像の消失点の位置が補正される。また、補正後の前方画像が鳥瞰画像に変換される。そして、鳥瞰画像における通常計測範囲に位置する区画線の縁部に対しモデルフィッティングが行わる。これにより、区画線の曲率が計測される。
【００５５】
また、第３特別計測方法が選択された場合、区画線が抽出された前方画像が鳥瞰画像に変換される。そして、鳥瞰画像における特別計測範囲に位置する区画線の縁部に対しモデルフィッティングが行わる。これにより、区画線の曲率が計測される。
【００５６】
その後、制御部１１は、新たに計測した区画線の曲率に基づき、道路曲率を算出する。
なお、制御部１１は、前方画像における自車両の右方又は左方のみから前方道路に沿った区画線の縁部が抽出された場合に、勾配情報を考慮して区画線の曲率を計測しても良い。一方、制御部１１は、前方画像から自車両の左右両側から前方道路に沿った区画線の縁部が抽出された場合には、勾配情報を考慮すること無く、通常計測方法により各区画線の曲率を計測しても良い。この時、制御部１１は、これらの区画線の縁部の形状に基づき前方道路の勾配を計測しても良い。そして、制御部１１は、前方道路の勾配に基づき区画線の曲率を補正しても良い。
【００５７】
［３．変形例］
次に、上述した本実施形態の変形例について説明する。変形例は、基本的な構成は本実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、本実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。変形例では、曲率計測処理のＳ２１５〜Ｓ２２５が相違している。以下では、相違点について説明する。
【００５８】
Ｓ２１５では、ナビゲーション装置１０の制御部１１は、白線認識装置２０からの指示に応じて、自車位置を含む走行区間の勾配情報を地図データ１５から読み出す。さらに、制御部１１は、走行区間の形状を示す走行区間情報を地図データ１５から読み出す。なお、走行区間情報は、走行区間の曲率を示す。また、走行区間情報は、走行区間がカーブの場合には、カーブの向き（以後、カーブ方向）を示す。また、制御部１１は、本実施形態と同様にして、勾配情報の精度を示す精度情報を生成する。なお、複数の自車位置が推定されている場合には、制御部１１は、全ての自車位置に対応する勾配情報、走行区間情報、及び精度情報を生成する。そして、制御部１１は、車内ＬＡＮ４０を介して、白線認識装置２０に対し、勾配情報、走行区間情報、及び精度情報を送信する。一方、白線認識装置２０の制御部２１は、ナビゲーション装置１０から、勾配情報、走行区間情報、及び精度情報を受信する。
【００５９】
Ｓ２２０，Ｓ２２５では、白線認識装置２０の制御部２１は、ナビゲーション装置１０にて推定された１又は複数の自車位置に対応して、前方画像の区画線の曲率を計測する。
Ｓ２２０では、制御部２１は、１又は複数の自車位置の各々に対応する区画線の曲率の計測方法を決定する。具体的には、勾配情報が、走行区間が平坦区間であることを示すとする。この場合、該走行区間を含む自車位置に対応して通常計測方法が選択される。また、勾配情報が、走行区間が勾配区間であることを示すとする。この場合、該走行区間を含む自車位置に対応して第１〜第３特別計測方法のうちのいずれかが選択される。第１〜第３特別計測方法は、本実施形態と同様にして、該勾配情報についての精度情報が示す精度に応じて選択される。
【００６０】
Ｓ２２５では、制御部２１は、１又は複数の自車位置の各々に対応して、前方画像の区画線の曲率を計測する。具体的には、各自車位置について、該自車位置に対応する計測方法により、本実施形態と同様にして前方画像の区画線の曲率が計測される。また、この時、区画線が曲がる方向がカーブ方向として特定される。
【００６１】
そして、制御部２１は、各自車位置について、該自車位置に対応して計測された区画線の曲率及びカーブ方向と、地図データ１５における該自車位置を含む走行区間の曲率及びカーブ方向と、を比較する。なお、走行区間の曲率及びカーブ方向は、該走行区間についての走行区間情報から特定される。具体的には、制御部２１は、これらの曲率の差分を算出する。また、制御部は、区画線のカーブ方向と、走行区間のカーブ方向とが一致するか否かを判定する。そして、制御部２１は、曲率の差分が最も小さく、且つ、カーブ方向が一致した区画線の曲率の計測結果を、前方画像における前方道路の区画線の曲率の計測結果とする。
【００６２】
その後、制御部１１は、本実施形態と同様、新たに計測した区画線の曲率に基づき、道路曲率を算出する。
なお、制御部１１は、前方画像における自車両の右方又は左方のみから前方道路に沿った区画線の縁部が抽出された場合に、勾配情報を考慮して区画線の曲率を計測しても良い。一方、制御部１１は、前方画像から自車両の左右両側から前方道路に沿った区画線の縁部が抽出された場合には、勾配情報を考慮すること無く、通常計測方法により各区画線の曲率を計測しても良い。この時、制御部１１は、これらの区画線の縁部の形状に基づき前方道路の勾配を計測しても良い。そして、制御部１１は、前方道路の勾配に基づき区画線の曲率を補正しても良い。
【００６３】
［４．効果］
上記実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）地図データ１５から特定される自車両の走行区間が勾配区間であったとする。この場合、曲率計測処理では、第１〜第３特別計測方法のうちのいずれかにより前方道路の区画線の曲率が計測される。ここで、走行区間の勾配は、地図データ１５に含まれる勾配情報により特定される。勾配情報の精度が低い場合、第１〜第３特別計測方法を用いたことで、通常計測方法を用いた場合よりも誤差が大きくなる恐れがある。
【００６４】
特に、第１特別計測方法は、勾配の影響の抑制効果が高い。しかし、その反面、勾配情報の精度が低いと誤差が大きくなる恐れがある。また、第２特別計測方法も、勾配情報の精度が低いと通常計測方法を用いた場合よりも誤差が大きくなる恐れがある。
【００６５】
これに対し、曲率計測処理では、勾配情報の精度が高い場合には第１特別計測方法が、勾配情報の精度が中位の場合には第２特別計測方法が、勾配情報の精度が低い場合には第３特別計測方法が選択される。このため、勾配情報の精度が不十分なために、通常計測方法を用いた場合よりも誤差が大きくなるのを回避できる。したがって、道路の曲率を精度良く計測できる。
【００６６】
（２）また、第１特別計測方法では、走行区間についての勾配情報が示す勾配に応じて、前方画像のエッジ点を移動する補正が行われる。該補正により、エッジ点が、前方道路が勾配を有さない場合に存在すると予測される位置に移動する。そして、補正後のエッジ点に基づき、前方道路の区画線の曲率が計測される。このため、前方道路が勾配区間である場合に、前方道路の区画線の曲率を精度良く計測できる。
【００６７】
（３）また、前方道路が上りの勾配を有する場合に、前方道路が下りの勾配を有すると誤認し、特別計測方法により区画線の曲率が計測されると、誤差が大きくなる。これに対し、本実施形態の曲率計測処理では、上りの勾配の走行区間に含まれる自車位置と、と下りの勾配の走行区間に含まれる自車位置とを含む複数の自車位置が推定されると、通常計測方法が用いられる。このため、前方道路の勾配の向きを誤認した状態で、特別計測方法が用いられるのを回避できる。
【００６８】
（４）また、前方道路が平坦区間である場合に、前方道路の勾配が大きいと誤認し、特別計測方法により区画線の曲率が計測されると、通常計測方法を用いた場合よりも誤差が大きくなる。これに対し、本実施形態の曲率計測処理では、複数の自車位置が推定された場合、通常計測方法により前方道路の曲率が計測される。このため、平坦区間である前方道路の勾配が大きいと誤認し、特別計測方法が用いられるのを回避できる。
【００６９】
（５）また、前方道路が平坦区間である場合、又は、前方道路の勾配が小さい場合に、前方道路の勾配が大きいと誤認し、特別計測方法により区画線の曲率が計測されると、通常計測方法を用いた場合よりも誤差が大きくなる。これに対し、本実施形態の曲率計測処理では、複数の自車位置が推定された場合、各自車位置を含む走行区間の勾配情報のうち、最も小さい勾配を示すものが対象勾配情報として特定される。そして、対象勾配情報に基づく特別計測方法により区画線の曲率が計測される。このため、特別計測方法を用いた結果、通常計測方法を用いた場合よりも誤差が大きくなるといった事態を回避できる。
【００７０】
（６）また、変形例の曲率計測処理では、複数の自車位置が推定された場合、各自車位置に対応して前方道路の区画線の曲率及びカーブ方向が計測される。具体的には、各自車位置に対応する曲率等は、該自車位置を含む走行区間の勾配情報及び精度情報に応じた計測方法に従い計測される。また、各自車位置に対応する計測結果は、地図データ１５における曲率及びカーブ方向と比較される。そして、地図データ１５に最も近い計測結果が、前方道路の区画線の曲率及びカーブ方向とされる。これにより、誤った勾配情報を加味して区画線の曲率が計測されるのを回避できる。
【００７１】
［５．他の実施形態］
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。
【００７２】
（１）上記実施形態では、走行区間の勾配情報の精度が、高，中位，低の３段階で評価される。そして、曲率計測処理では、走行区間が勾配区間の場合、勾配情報の精度に応じて第１〜第３特別計測方法のうちのいずれかが選択される。そして、選択された特別計測方法により、前方画像における区画線の曲率が計測される。
【００７３】
しかしながら、第１〜第３特別計測方法とは異なる方法で、前方道路の勾配の影響を抑制して区画線の曲率を計測する特別計測方法を設けても良い。また、走行区間の勾配情報の精度は、２段階、又は、４段階以上で評価されても良い。また、２つ、又は、４つ以上の特別計測方法を設けても良い。そして、走行区間が勾配区間である場合には、勾配情報の精度に応じて、２種類、又は、４種類以上の特別計測方法のうちのいずれかを選択しても良い。なお、走行区間の勾配情報の精度を２段階で評価する場合には、第１〜第３特別計測方法のうちのいずれか２つを用いても良い。
【００７４】
（２）上記実施形態の曲率計測処理では、前方画像における前方道路の区画線の曲率が計測される。区画線の曲率は、前方道路の曲率とみなされる。そして、区画線の曲率に基づき、前方道路の道路曲率が算出される。しかしながら、白線認識装置２０は、区画線に限らず、前方画像における前方道路の縁部等の曲率を計測しても良い。そして、白線認識装置２０は、計測した曲率に基づき、前方道路の道路曲率を算出しても良い。
【００７５】
（３）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良い。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良い。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。
【００７６】
（４）上記実施形態における車載システム１に限らず、種々の形態で本発明を実現することもできる。具体的には、例えば、当該車載システム１に相当する装置、当該車載システム１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、車載システム１により実現される曲率計測処理に相当する方法等の形態が考えられる。
【００７７】
［６．特許請求の範囲との対応］
車載システム１が道路曲率計測装置に、ナビゲーション装置１０の位置検出部１３が推定部に相当する。
【００７８】
また、曲率計測処理のＳ２００が画像取得部に、Ｓ２１５が情報取得部及び精度判定部に、Ｓ２２０が勾配判定部及び勾配情報特定部に、Ｓ２２５が比較部に相当する。また、Ｓ２０５，Ｓ２１０，Ｓ２２０，Ｓ２２５が、計測部に相当する。
【符号の説明】
【００７９】
１…車載システム、１０…ナビゲーション装置、１１…制御部、１２…地図データ入力部、１３…位置検出部、１４…通信部、１５…地図データ、２０…白線認識装置、２１…制御部、２２…通信部、３０…カメラ。
【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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