(57)【要約】【課題】本発明は、道路区画線の検出に適した撮像方向に変更することができる、道路区画線検出装置の提供を目的とする。【解決手段】車両が走行する道路上の道路区画線を検出する道路区画線検出装置であって、前記車両の前方を撮像するフロントカメラ１４と、前記車両の後方を撮像するバックカメラ１２と、フロントカメラ１４及び／又はバックカメラ１２の撮像方向の照度を検出する明るさ検出部１７と、明るさ検出部１７の検出結果に応じて、前記道路区画線を検出するために使用するカメラをフロントカメラ１４とバックカメラ１２のいずれかに切り替えるカメラ切替部１８と、を備えることを特徴とする、道路区画線検出装置。【選択図】図１
2008225822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する道路上の道路区画線を検出する道路区画線検出装置であって、
前記車両に搭載され、互いに異なる方向を撮像する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段のうち少なくとも一つの撮像手段の撮像方向の照度を検出する照度検出手段と、
前記照度検出手段の検出結果に応じて、前記道路区画線を検出するために使用する撮像手段を前記複数の撮像手段のうちのいずれかに切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする、道路区画線検出装置。
【請求項２】
前記複数の撮像手段は、前記車両の前方を撮像する前方撮像手段と前記車両の後方を撮像する後方撮像手段とから構成される、請求項１に記載の道路区画線検出装置。
【請求項３】
前記切替手段は、前記後方撮像手段の撮像方向の照度が所定値以下の場合又は前記前方撮像手段の撮像方向の照度が前記後方撮像手段の撮像方向の照度より高い場合、前記前方撮像手段の使用に切り替える、請求項２に記載の道路区画線検出装置。
【請求項４】
前記切替手段は、前記前方撮像手段の撮像方向の照度が所定値以下の場合又は前記後方撮像手段の撮像方向の照度が前記前方撮像手段の撮像方向の照度より高い場合、前記後方撮像手段の使用に切り替える、請求項２に記載の道路区画線検出装置。
【請求項５】
前記道路区画線は、本線道路と分岐した分岐路と該本線道路とを区分ける破線である、請求項１から４のいずれかに記載の道路区画線検出装置。
【請求項６】
前記車両の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
分岐地点に関する地図情報を取得する地図情報取得手段とを備え、
前記分岐路は、前記取得された位置情報と地図情報とに基づいて特定される、請求項１から４のいずれかに記載の道路区画線検出装置。
【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上の道路区画線を検出する道路区画線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、少なくとも車線区分線を含む路面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像対象とする路面の反射率を算出する反射率算出手段と、前記反射率算出手段により算出された反射率に基づいて前記路面の撮像画像の輝度に関する輝度しきい値を設定するしきい値設定手段と、前記しきい値設定手段により設定された輝度しきい値と前記撮像画像の輝度とに基づいて前記路面上の車線区分線を抽出することで前記車線区分線を検出する車線検出手段とを備えることを特徴とする車線検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２４６７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、外灯の照明状況や車両の外照灯の点灯状況など、車両を取り巻く状況によって、車両の周囲の明るさは必ずしも一律ではない（例えば、車両の前方と後方の明るさは必ずしも一致しない）。したがって、撮像画像に基づいて道路上の道路区画線を精度良く検出する場合には、そのときの状況においてできるだけ道路区画線の検出に適した画像を撮像することが望まれる。しかしながら、特許文献１には車両前方の画像を取得し車両前方の車線を検出する点と車両後方の画像を取得し車両後方の車線を検出する点が示唆されているものの、そのときの撮像方向に比べて道路区画線の検出に適した画像を撮像できる方向があっても、その好適な方向の画像を撮像することができない。
【０００４】
そこで、本発明は、道路区画線の検出に適した撮像方向に変更することができる、道路区画線検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第１の発明は、車両が走行する道路上の道路区画線を検出する道路区画線検出装置であって、
前記車両に搭載され、互いに異なる方向を撮像する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段のうち少なくとも一つの撮像手段の撮像方向の照度を検出する照度検出手段と、
前記照度検出手段の検出結果に応じて、前記道路区画線を検出するために使用する撮像手段を前記複数の撮像手段のうちのいずれかに切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明に係る道路区画線検出装置であって、
前記複数の撮像手段は、前記車両の前方を撮像する前方撮像手段と前記車両の後方を撮像する後方撮像手段とから構成されることを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は、第２の発明に係る道路区画線検出装置であって、
前記切替手段は、前記後方撮像手段の撮像方向の照度が所定値以下の場合又は前記前方撮像手段の撮像方向の照度が前記後方撮像手段の撮像方向の照度より高い場合、前記前方撮像手段の使用に切り替えることを特徴とする。
【０００８】
第４の発明は、第２の発明に係る道路区画線検出装置であって、
前記切替手段は、前記前方撮像手段の撮像方向の照度が所定値以下の場合又は前記後方撮像手段の撮像方向の照度が前記前方撮像手段の撮像方向の照度より高い場合、前記後方撮像手段の使用に切り替えることを特徴とする。
【０００９】
第５の発明は、第１から第４の発明に係る道路区画線検出装置であって、
前記道路区画線は、本線道路と分岐した分岐路と該本線道路とを区分ける破線であることを特徴とする。
【００１０】
第６の発明は、第１から第４の発明に係る道路区画線検出装置であって、
前記車両の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
分岐地点に関する地図情報を取得する地図情報取得手段とを備え、
前記分岐路は、前記取得された位置情報と地図情報とに基づいて特定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、道路区画線の検出に適した撮像方向に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明による道路区画線検出装置の一実施例を含む車両用制御システムの構成図である。本車両用制御システムは、車両制御ＥＣＵ１０と、画像処理装置１６と、ナビゲーションＥＣＵ２０とを備えている。本実施例の道路区画線検出装置は、画像処理機能を実現する画像処理装置１６を中心に構成される。
【００１３】
画像処理装置１６は、バックカメラ１２による撮像画像とフロントカメラ１４による撮像画像とを処理する画像処理用コンピュータを構成している。画像処理装置１６は、例えば左右一対の撮像素子の画角の違いを利用する等の画像認識処理を画像処理用コンピュータによって行うことによって、バックカメラ１２等による撮像画像内の道路区画線（いわゆる、白線。白線には黄線も含まれてよい。）を認識する。道路区画線の画像認識処理は、多様であり、如何なる適切な方法が用いられてもよい。ここで、道路区画線の画像認識処理の一例を説明する。本例では、まず、関心領域内の特徴点が抽出される。特徴点は、所定の閾値を超える輝度変化点として抽出される（即ち、画像の中で明るさに急激な変化のある輪郭（エッジ）が抽出される。）。次いで、歪曲補正により、各画素のカメラ座標系から実座標系への変換がなされる。次いで、輪郭（特徴点の点列）に対して直線当てはめ（直線近似）がなされることによって、特徴点の輪郭線が道路区画線として検出される。
【００１４】
なお、画像処理装置１６は、バックカメラ１２等による撮像画像内の歩行者や周辺車両等の物体を認識するものでもよい。また、画像処理装置１６は、バックカメラ１２による撮像画像を処理する装置とフロントカメラ１４による撮像画像を処理する装置とに分けた構成でもよい。また、撮像画像を処理する画像処理コンピュータは、バックカメラ１２用のコンピュータとフロントカメラ１４用のコンピュータとに分けた構成でもよい。
【００１５】
また、例えば、メインカメラをバックカメラ１２としサブカメラをフロントカメラ１４とする。フロントカメラ１４をサブカメラとしているのは、バックカメラ１２に比べオプション品として後付けされることが多い点を考慮したものである。すなわち、バックカメラ１２により道路区画線を検出する道路区画線装置に、フロントカメラ１４を後付けするという実態を考慮したものである。
【００１６】
画像処理装置１６には、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）等の撮像素子を備える撮像手段として、バックカメラ１２及びフロントカメラ１４が接続される。バックカメラ１２は、車両後方の風景を下向きに撮像するように搭載され、例えば車両の背面のバックドアパネルやバンパーに下向きに固定される。尚、バックカメラ１２は、後述する破線認識のためのみならず、他の用途、例えば駐車時の後方視界を支援するために利用されてもよい。フロントカメラ１４は、車両前方の風景を撮像するように搭載され、例えば車両の前面のバンパーやグリルやフロントガラスの周辺部に固定される。尚、フロントカメラ１４は、後述する破線認識のためのみならず、他の用途、例えば先行車両との車間距離や車間時間等の車間関係値を制御するために利用されてもよい。
【００１７】
図２は、バックカメラ１２及びフロントカメラ１４の構成図である。バックカメラ１２及びフロントカメラ１４は、光電変換を行う撮像素子１と、撮像素子１の出力信号を適正値に補正することができるようにゲインの変更を可能とするゲインコントロール増幅器（ＧＣＡ）２と、信号処理を行うデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）３とを備える。
【００１８】
ゲインとは、デジタルカメラのフィルム感度に相当し、撮像素子１からの映像信号を電気的に増幅する増幅率であって、撮像画像の明るさを調整する調整値である。ＧＣＡ２は、撮像素子１からの映像信号は被写体が暗いほど小さいため、暗い被写体でも明るい撮像画像となるゲインに調整する。その調節を行う機能をゲインコントロールという。なお、ＧＣＡ２は、目標明るさになるゲインに自動調整するオートゲインコントロール機能を備えてもよい。
【００１９】
ＤＳＰ３は、撮像素子１からの実際の映像信号がゲインの調整によって所定の目標明るさとなる撮像画像となるようにＧＣＡ２を制御する。所定の目標明るさとは、画像処理装置１６による画像認識処理に適した明るさ（特に、道路上の道路区画線の画像認識処理に適した明るさ）であればよい。また、所定の目標明るさは、各カメラに予め内蔵された値でもよいし、画像処理装置１６からの指示値でもよい。ＤＳＰ３は、例えば、撮像素子１による撮像画像、撮像する際に適用したゲインやシャッタースピードや絞り値、撮像画像のフレームカウンタ等を画像信号として画像処理装置１６の画像処理用コンピュータに送信する。ＤＳＰ３は、例えば、３０ｆｐｓ（frame  per  second)のストリーム形式で、画像処理装置１６の画像処理用コンピュータに画像信号を送信する。
【００２０】
画像処理装置１６は、バックカメラ１２の撮像方向の照度とフロントカメラ１４の撮像方向の照度とを検出する照度検出手段として、明るさ検出部１７を備える。明るさ検出部１７は、バックカメラ１２とフロントカメラ１４から受信した画像信号のうちゲインを取得し、その取得されたゲインに基づいてバックカメラ１２の撮像方向の明るさとフロントカメラ１４の撮像方向の明るさとを検出する。すなわち、被写体が暗ければ撮像画像が目標明るさとなるようゲインは大きくなるように各カメラによって制御されるので、明るさ検出部１７は、ゲインが小さい撮像画像の撮像方向の明るさはゲインが大きい撮像画像の撮像方向に比べ明るいと検出する。また、被写体が暗ければ撮像画像が目標明るさとなるようシャッタースピードは遅くなるように各カメラによって制御されるので、明るさ検出部１７は、シャッタースピードが速い撮像画像の撮像方向の明るさはシャッタースピードが遅い撮像画像の撮像方向に比べ明るいと検出する。また、被写体が暗ければ撮像画像が目標明るさとなるよう絞り値は小さくなるように各カメラによって制御されるので、明るさ検出部１７は、絞り値が大きい撮像画像の撮像方向の明るさは絞り値が小さい撮像画像の撮像方向に比べ明るいと検出する。明るさ検出部１７は、画像処理装置１６の画像処理用コンピュータに備えられてもよいし、例えば各カメラに備えられてもよい。
【００２１】
また、画像処理装置１６は、道路区画線を検出するために使用するカメラをバックカメラ１２とフロントカメラ１４のいずれかに切り替えるカメラ切替部１８を備える。カメラ切替部１８は、明るさ検出部１７の検出結果に基づいてカメラの切り替えを行う。画像切替部１８は、画像処理装置１６の画像処理用コンピュータ又は他のコンピュータによって実現される。
【００２２】
図３は、カメラ切替部１８によるカメラ切替処理のフローである。本フローは、所定の周期又は外部からのカメラ切替処理の実行指示（ナビゲーションＥＣＵ２０からのレーン認識指示又は破線認識指示）毎に行われる。カメラ切替部１８は、バックカメラ１２による後方撮像画像のゲインとフロントカメラ１４による前方撮像画像のゲインとを比較する（ステップ１０）。カメラ切替部１８は、前方撮像画像のゲインが後方撮像画像のゲイン以上の場合には、バックカメラ１２の撮像方向がフロントカメラ１４の撮像方向より明るいとして、被写体である道路区画線を検出するために使用するカメラをバックカメラ１２に設定する（ステップ２０）。または、カメラ切替部１８は、前方撮像画像のゲインが所定値以下の場合には、フロントカメラ１４の撮像方向が暗くて所定の道路区画線の検出精度を満足できないとして、被写体である道路区画線を検出するために使用するカメラをバックカメラ１２に設定してもよい。一方、カメラ切替部１８は、前方撮像画像のゲインが後方撮像画像のゲインより小さい場合には、フロントカメラ１４の撮像方向がバックカメラ１２の撮像方向より明るいとして、被写体である道路区画線を検出するために使用するカメラをフロントカメラ１４に設定する（ステップ３０）。または、カメラ切替部１８は、後方撮像画像のゲインが所定値以下の場合には、バックカメラ１２の撮像方向が暗くて所定の道路区画線の検出精度を満足できないとして、被写体である道路区画線を検出するために使用するカメラをフロントカメラ１４に設定してもよい。
【００２３】
画像処理装置１６は、ナビゲーションＥＣＵ２０からの破線認識指示に応答して動作し、メインカメラをバックカメラ１２としサブカメラをフロントカメラ１４として、いずれか一方のカメラの撮像画像を受信及び処理することにより、本線道路と退出路を区分ける道路上にペイントされた太い破線（図５，図６参照）の存在を認識・検出する。この破線は、２以上の車線数がある本線道路で隣り合う走行車線を区分ける線７０（図５，図６参照）とは、太さと各線分の長さが異なる。以下、破線という用語は、特に言及しない限り、本線道路と退出路を区分ける破線（図５，図６参照）を意味する。この破線は、その長手方向において所定間隔で特徴点を有するので、画像処理装置１６においてパターンマッチング等により例えば線の太さや、破線の長さ、破線間の間隔などの既知の特徴に基づいて検出されてよい。画像処理装置１６による破線の検出結果（破線認識結果）は、ナビゲーションＥＣＵ２０に供給される。
【００２４】
画像処理装置１６は、また、ナビゲーションＥＣＵ２０からのレーン認識指示に応答して動作し、メインカメラをバックカメラ１２としサブカメラをフロントカメラ１４として、いずれか一方のカメラの撮像画像を受信及び処理することにより、車両の走行道路における車両両側の道路区画線を検出・認識する。画像処理装置１６によるレーンの検出結果（道路区画線認識結果）は、ナビゲーションＥＣＵ２０に供給される。ナビゲーションＥＣＵ２０は、道路区画線認識結果と地図データベース２２内のレーン情報とに基づいて、車両が複数の走行車線のうちのどの走行車線を走行しているかを検出することができる。
【００２５】
ナビゲーションＥＣＵ２０は、通常的なナビゲーション機能（例えば経路検索機能や経路案内機能）の他、以下で詳説する如く、後述する地図データ及び画像認識結果に基づいて、有料道路の退出路を検出する機能を有する。ナビゲーションＥＣＵ２０は、通常的なＥＣＵ（電子制御ユニット）と同様、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを構成している。
【００２６】
ナビゲーションＥＣＵ２０には、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体上に地図データを保有する地図データベース２２や、地図表示や経路案内表示を映像により出力する液晶ディスプレイ等の表示装置２４、ユーザインターフェースとなるタッチパネル等の操作入力部２６等が接続されている。
【００２７】
地図データベース２２には、地図データには、通常的な道路情報と同様、有料道路の合流点／分岐点（本線道路に対する合流路の合流地点及び退出路の退出地点）に各々対応する各ノードの座標情報、隣接するノードを接続するリンク情報、各リンクに対応する道路の幅員情報、各リンクのレーン情報（走行車線数や、例えば登坂車線の有無のような走行車線の種別）、各リンクに対応する国道・県道・高速道路等の道路種別、各リンクの通行規制情報及び各リンク間の通行規制情報等が含まれている。尚、合流路の合流地点及び退出路の退出地点の位置情報は、画像処理装置１６の破線の検出結果（破線認識結果）に基づいて補正されてもよいし、新たに生成されて地図データベースに事後的に格納されてもよい。この目的のため、地図データベースはハードディスクのような書き込み可能な記録媒体により構成されるのが好ましい。
【００２８】
ナビゲーションＥＣＵ２０は、自車位置検出手段２８を備えている。自車位置検出手段２８は、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）受信機、ビーコン受信機及びＦＭ多重受信機や、車速センサやジャイロセンサ等の各種センサを含む。自車位置は、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星が出力するＧＰＳ信号に基づいて測位・演算される。測位方法は、単独測位や相対測位（干渉測位を含む。）等の如何なる方法であってもよいが、好ましくは精度の高い相対測位が用いられる。この際、自車位置は、車速センサやジャイロセンサ等の各種センサの出力や、ビーコン受信機及びＦＭ多重受信機を介して受信される各種情報に基づいて補正されてよい。また、自車位置は、公知のマップマッチング技術により、不定期的に、地図データベース２２内の地図データを用いて適宜補正されてよい。
【００２９】
ナビゲーションＥＣＵ２０には、車両制御ＥＣＵ１０が接続される。ナビゲーションＥＣＵ２０は、有料道路における退出路への車両の退出が検出された場合には、その旨を表す信号（退出路進入検出信号（本線道路退出検出信号））を車両制御ＥＣＵ１０に供給する。また、ナビゲーションＥＣＵ２０は、有料道路における合流路からの車両の退出が検出された場合には、その旨を表す信号（合流路退出検出信号（本線道路進入検出信号））を車両制御ＥＣＵ１０に供給する。
【００３０】
車両制御ＥＣＵ１０は、退出路進入検出信号を受信すると、車両が退出路に進入したとして、必要に応じて各種制御対象デバイスに各種制御指示を出す。また、車両制御ＥＣＵ１０は、合流路退出検出信号を受信すると、車両が合流路を退出したとして、必要に応じて各種制御対象デバイスに各種制御指示を出す。
【００３１】
上記の制御対象デバイスは、ブレーキ、エンジンやトランスミッションのような車両の運動を制御する運動制御装置のみならず、インジケータや、ディスプレイ、オーディオのような警報装置として機能できる装置を含む。
【００３２】
車両制御ＥＣＵ１０には、ＣＡＮ（controller  area  network）などの適切な通信ネットワークを介して、上記の制御デバイスの他、車両内の各種の電子部品（車速センサのような各種センサや各種ＥＣＵ）が接続される。
【００３３】
車両制御ＥＣＵ１０は、これら各種の電子部品との通信を介して、後述する制御に必要な各種情報を取得する。例えば、運転操作情報を提供する各種電子部品として、例えばアクセルペダルの操作態様を検出するアクセル開度センサ（アクセルポジションセンサ）、シフトの操作位置を検出するシフトポジションセンサ、ブレーキペダルの操作態様を検出するブレーキストロークセンサ（ブレーキ踏力センサ、マスタシリンダ圧センサ）、及び、ステアリングハンドルの操作態様を検出するステアリングセンサ等がある。また、走行状態情報を提供する各種電子部品として、車速を検出する車輪速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ等がある。
【００３４】
車両制御ＥＣＵ１００は、例えば上述の退出路進入検出信号の受信に基づいて退出路制御を開始する。退出路制御は、退出路を車両が適切に走行できるように行う減速支援であるが、同趣旨の警報出力を含んでもよい。例えば、退出路制御は、車両の減速能力が通常時に比べて高くなるように、エンジン、トランスミッションなどの制御態様（エンジンブレーキ領域や変速比）を変更するものであってよい。或いは、退出路制御は、車両の現在の走行状態（車速等）に基づいて必要に応じてエンジン、トランスミッション、ブレーキを制御して（例えば、スロットル開度を強制的に小さくしたり、強制的にシフトダウンをしたり、ブレーキアクチュエータによりホイールシリンダ圧を強制的に高めたりする制御を行って）、車両の減速を強制的に実現するものであってもよい。また、警報装置による警報の出力態様は、減速を促すような態様で、音響的、視覚的、触覚的（例えば振動発生）を含む如何なる態様で実施されてもよい。尚、退出路制御は、退出路の区間長や形状等に応じて制御態様（例えば減速能力）が可変とされてもよい。
【００３５】
車両制御ＥＣＵ１００は、例えば上述の合流路退出検出信号の受信に基づいて合流路制御を終了する。合流路制御は、合流路を車両が適切に走行できるように行う加速支援である。運動制御装置による加速支援は、車両の加速能力が高くなるように、エンジン、トランスミッションなどの制御態様（アクセルペダル量に対するスロットル開度の関係や変速線）を変更するものであってよい。尚、合流路制御は、合流路の区間長や形状等に応じて制御態様（例えば減速能力）が可変とされてもよい。
【００３６】
次に、ナビゲーションＥＣＵ２０により実現される退出検出方法について説明する。
【００３７】
図４は、ナビゲーションＥＣＵ２０により実行される退出検出処理の主要部を示すフローチャートである。図４に示す処理ルーチンは、例えば地図データベース２２内の地図データ（退出路位置情報）と自車位置検出手段２８により得られる自車位置情報とに基づいて、車両前方に退出路が検出された場合に、起動されてよい。尚、ナビゲーションＥＣＵ２０は、図４に示す処理ルーチンを起動する際に、画像処理装置１６に対してレーン認識指示及び破線認識指示を出力する。画像処理装置１６からの認識結果は、随時、ナビゲーションＥＣＵ２０に供給される。
【００３８】
図５及び図６は、図４の退出検出方法の説明図であり、図５は、本線道路に登坂車線が存在しない状況を示し、図６は、本線道路に登坂車線が存在する状況を示している。
【００３９】
図４を参照するに、ステップ１００では、ナビゲーションＥＣＵ２０は、前方に検出された退出路の退出パターンが、図５に示すような登坂車線から退出路があるタイプの退出パターンであるか否かを判定する。この退出パターンの判定は、例えば地図データベース２２内の地図データのレーン情報（登坂車線の有無に関する情報）に基づいて実行されてもよい。この場合、ナビゲーションＥＣＵ２０は、レーン情報が登坂車線の存在を示す場合に、図６に示すような登坂車線から退出路があるタイプの退出パターンであると判定してよい。また、地図データのレーン情報として、登坂車線の有無に関する情報が収録されていない場合であって、道路形状を表す情報が収録されている場合には、当該道路形状情報とレーン情報（車線数等）に基づいて、本ステップ１００の退出パターン判定が実現されてもよい。これは、登坂車線から退出路があるタイプの退出パターンと、通常走行車線から退出路があるタイプの退出パターンとでは、図５及び図６に示すように、道路形状が異なることを利用するものである。
【００４０】
本ステップ１００において、前方に検出された退出路の退出パターンが、図６に示すような登坂車線から退出路があるタイプの退出パターンであると判定された場合には、ステップ１０５に進み、それ以外の場合、例えば図５に示すような通常走行車線から退出路があるタイプの退出パターンである場合には、ステップ１３０に進む。
【００４１】
ステップ１０５では、画像処理装置１６は、上述の図３に示したカメラ切替処理によって、道路区画線を検出するために使用するカメラの選択を行う。ステップ１０５において、被写体である道路区画線が明るいほど道路区画線の検出精度が向上するとして、道路区画線が明るいほうの撮像方向のカメラに選択される。
【００４２】
ステップ１１０では、ナビゲーションＥＣＵ２０は、現在走行中の車線（レーン）の種別を判定する。即ち、ナビゲーションＥＣＵ２０は、現在走行中の車線が、登坂車線であるか若しくは通常走行車線（追い越し車線等を含む）であるかを判定する。この走行レーン判定は、画像処理装置１６から得られる道路区画線認識結果に基づいて実現されてよい。例えば、日本のような左車線を走行する国においては、車両の左側の道路区画線が実線であり、且つ、右側の道路区画線が破線である場合、あるいは、車両の両側の道路区画線が破線である場合に、登坂車線を走行中であると判定してよい。また、車両の左側の道路区画線が破線であり、且つ、右側の道路区画線が実線（参照符号７０で図示するような線を含む）である場合には、１つ左側の車線が登坂車線であると判定してよい（即ち、登坂車線の１つ右側の通常走行車線を走行中である判定してよい）。
【００４３】
ステップ１２０では、ナビゲーションＥＣＵ２０は、上記のステップ１１０の判定結果と、画像処理装置１６から得られる破線認識結果とに基づいて、現在登坂車線走行中であり、且つ、車両が破線を跨いだか否かを判定する。後者について、具体的には、ナビゲーションＥＣＵ２０は、画像処理装置１６からバックカメラ１２又はフロントカメラ１４の画像内に破線が認識されたことを表す破線認識結果が得られた場合に、車両が当該破線を跨いだと判定する。これにより、図６に示すような状況で、車両が車両位置Ｃ１から車両位置Ｄ１（又は車両位置Ｃ２から車両位置Ｄ２）へと移動した場合（路肩側の通常走行車線から退出路に入った場合）には、その際に車両が破線を跨ぐことになるので、本ステップ１２０において車両が破線を跨いだと判定されることになる。
【００４４】
本ステップ１２０において、上記の２つの条件の何れも満たされた場合には、ステップ１４０に進み、何れか一方若しくは双方が満たされない場合には、ステップ１３０に進む。
【００４５】
ステップ１３０では、ナビゲーションＥＣＵ２０は、退出検出処理の終了条件を判定する。例えば、ナビゲーションＥＣＵ２０は、地図データベース２２内の地図データ（退出路位置情報）と自車位置検出手段２８により得られる自車位置情報とに基づいて、車両が退出路から退出できないような位置に至った（退出路の入口を通り過ぎた）と判断される場合に、退出検出処理の終了条件が満たされたと判断する。退出検出処理の終了条件が満たされた場合には、今回検出された退出路に対する退出検出処理が終了される。一方、退出検出処理の終了条件が満たされていない場合には、ステップ１００に戻る。尚、この場合のステップ１００の判定は、前回の判定結果がそのまま利用されてよい。
【００４６】
ステップ１４０では、ナビゲーションＥＣＵ２０は、車両が退出路上を走行していると判定する（即ち、車両が登坂車線若しくは通常走行車線から退出路に入ったと判断する）。即ち、ナビゲーションＥＣＵ２０は、車両の退出路への退出を検出する。この場合、ナビゲーションＥＣＵ２０は、退出検出信号を車両制御ＥＣＵ１０に供給する。この結果、車両制御ＥＣＵ１０により上述の退出路制御が実行されることになる。
【００４７】
ステップ１５０では、ナビゲーションＥＣＵ２０は、画像処理装置１６から得られる破線認識結果に基づいて、車両が破線を跨いだか否かを判定する。具体的には、ナビゲーションＥＣＵ２０は、画像処理装置１６からバックカメラ１２又はフロントカメラ１４の画像内に破線が認識されたことを表す破線認識結果が得られた場合に、車両が当該破線を跨いだと判定する。これにより、図５に示すような状況で、車両が車両位置Ａ１から車両位置Ｂ１（又は、車両位置Ａ２から車両位置Ｂ２）へと移動した場合（路肩側の通常走行車線から退出路に入った場合）には、その際に車両が破線を跨ぐことになるので、本ステップ１５０において車両が破線を跨いだと判定されることになる。
【００４８】
本ステップ１５０において、車両が破線を跨いだと判定した場合には、ステップ１４０に進み、ステップ１４０では、車両が退出路上を走行していると判定する。即ち、ナビゲーションＥＣＵ２０は、車両の退出路への退出を検出する。この結果、車両制御ＥＣＵ１０により上述の退出路制御が実行されることになる。車両が破線を跨いでいないと判定した場合には、ステップ１３０に進み、上述の終了条件が判定されることになる。
【００４９】
ところで、図６に示すような登坂車線のある本線道路には、通常走行車線と登坂車線との区分ける道路区画線として、本線道路と退出路を区分け破線と同様の特徴を持つ破線８０が存在する。従って、単に車両が破線を跨いだか否かで退出路を検出するような比較構成では、図６に示すように、車両が車両位置Ｅから車両位置Ｃ１へと移動した場合（通常走行車線から登坂車線に車線変更しただけの場合）にも、通常走行車線と登坂車線との区分ける破線８０が検出されることにより、車両が退出路に入ったと誤判定する虞がある。
【００５０】
これに対して、本実施例による退出検出処理によれば、図６に示すように、車両が車両位置Ｅから車両位置Ｃ１へと移動した場合でも、上記のステップ１２０にて登坂車線走行中であるという条件を満たさないが故に否定判定されるので、車両が退出路に入ったと誤判定することが防止される。即ち、本実施例による退出検出処理によれば、図６に示すような道路環境では、車両が登坂車線を走行している状態から破線跨ぎが検出された場合に限り、車両が退出路に入ったと判定するので、車両が車両位置Ｅから車両位置Ｃ１へと移動するような状況において上述の比較構成で生ずるような誤判定を防止することができる。
【００５１】
また、本実施例によれば、道路区分線の検出に使用するカメラがバックカメラ１２に設定されている状態で、車両の後方が車両の前方より暗い状況であれば、バックカメラ１２による撮像画像に基づく道路区画線の検出方式からフロントカメラ１４による撮像画像に基づく道路区画線の検出方式に切り替えることができるので、切り替え前に比べ道路区分線を精度良く検出することができる。
【００５２】
車両の後方が車両の前方より暗い状況として、例えば、車両の前方はヘッドライトによって照られている状況（車両後部のバックライトやナンバープレートの照明灯が点灯していてもヘッドライトよりは暗い）や日差しが車両前方からくる状況などが挙げられる。つまり、特に夜間では、車両の前方は自車のヘッドライトによって照らされているため、フロントカメラ１４による道路上の道路区画線の検出のほうが、バックカメラ１２による検出に比べその精度は向上する。
【００５３】
また、車両の後方が車両の前方より暗い状況として、図５，６に示すような本線道路と退出路の接続区間に見受けられる路側灯の照明が届かない領域（領域Ｚ１，Ｚ２）を走行するような状況である。実際の道路では退出路の存在する範囲のみ外灯が設置されている場合が多く、退出路の存在する範囲に入ってから少し進まないと外灯の明かりが届く範囲に入らない。したがって、バックカメラ１２による道路区画線の検出からフロントカメラ１４による道路区画線の検出に切り替えることによって、切り替え前に比べ道路区画線の検出遅れや車線判定遅れを防止することができる。
【００５４】
また、本実施例によれば、道路区分線の検出に使用するカメラがフロントカメラ１４に設定されている状態で、車両の前方が車両の後方より暗い状況であれば、フロントカメラ１４による撮像画像に基づく道路区画線の検出方式からバックカメラ１２による撮像画像に基づく道路区画線の検出方式に切り替えることができるので、切り替え前に比べ道路区分線を精度良く検出することができる。
【００５５】
車両の前方が車両の後方より暗い状況として、例えば、車両の後方は後続車のライトによって照らされているが車両の前方はヘッドライトが消灯しているような状況や日差しが車両後方からくる状況などが挙げられる。また、図７に示すような本線道路と合流路の接続区間に見受けられる路側灯の照明が届かない領域（領域Ｚ３）を走行するような状況が挙げられる。
【００５６】
以上の通り、本実施例による退出検出処理によれば、退出路付近の本線道路に登坂車線が存在するか否かを考慮することで、単に車両が破線を跨いだか否かで退出路を検出する構成に比べて、退出路を精度良く検出することができる。
【００５７】
また、本実施例によるカメラ切替処理によれば、車両の後方に比べて車両の前方のほうが道路区画線の検出に適した画像を撮像できる状況であれば、その前方の画像を撮像するように切り替えることができるので、その状況において道路区画線を精度良く検出できる機会を失うことを防ぐことができる。車両の前方に比べて車両の後方のほうが道路区画線の検出に適した画像を撮像できる状況でも、同様である。
【００５８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５９】
例えば、上述の実施例は、有料道路における退出路への退出の検出方法に関するものであったが、本発明は、有料道路に限られず、高速道路や自動車専用道路、都市間道路等のような、本線道路と速度差のある道路が接続された如何なる退出路への退出の検出に対しても適用可能である。
【００６０】
また、車両の退出路への退出を検出する例を挙げて図４に従って説明したが、図７に示されるような車両の合流路から本線道路への進入状況においても、上述のカメラ切替処理は同様に適用可能である。もちろん、合流路や退出路等の分岐路に限らず、分岐のない通常道路においても、上述のカメラ切替処理は同様に適用可能である。
【００６１】
また、上述の実施例では、破線跨ぎ検出に好適なバックカメラ１２の画像を用いているが、左右のドアミラーに下向きにセットされたサイドカメラ等を適切に用いて破線跨ぎ検出を実現することも可能である。道路区画線の検出に使用するカメラとして、サイドカメラを設定すればよい。
【００６２】
また、上述の実施例では、バックカメラ１２により破線が捕捉された場合に破線跨ぎが検出されているが、より高い精度を実現するために、画像中の破線の長手方向が画像縦方向でない（即ち、実質的に横方向又は斜め横方向である）場合に、破線跨ぎを検出することとしてもよい。或いは、同様の観点から、破線跨ぎ時には車両の向きの変化が伴われることを利用し、舵角センサの出力値やターニングランプの点灯状態を考慮して、破線跨ぎの検出精度を高めることとしてもよい。
【００６３】
また、上述の実施例において、現在車両が走行している車線の種別（通常走行車線、登坂車線の種別）は、地図データベース２２内の地図データ（レーン情報及び幅員情報）と、自車位置検出手段２８により得られる自車位置情報とに基づいて、車両が道路幅方向のどの位置に位置するかを検出することにより、特定されてもよい。また、現在車両が走行している車線は、バックカメラ１２により取得される画像に加えて、フロントカメラ１４により取得される画像を用いて認識・特定されてもよい。
【００６４】
また、上述の実施例では、ナビゲーションＥＣＵ２０と車両制御ＥＣＵ１０は、互いに異なるＥＣＵとして構成されているが、１つのＥＣＵに統合されてもよいし、また、何れか一方の機能の一部が他方により実現されてもよい。また、ナビゲーションＥＣＵ２０に画像処理装置１６の機能が組み込まれてもよい。
【００６５】
また、道路区画線の検出に使用するカメラを、ヘッドライトが消灯状態から点灯状態への切り替えが検出されたときにバックカメラ１２からフロントカメラ１４に切り替えてもよいし、ヘッドライトが点灯状態から消灯状態への切り替えが検出されたときにフロントカメラ１４からバックカメラ１２に切り替えてもよい。
【００６６】
また、道路区画線の検出に使用するカメラを、自車の先行車両又は後方車両との車間距離や車間時間に応じて切り替えてもよい。例えば、道路区画線の検出に使用するカメラがフロントカメラ１４に設定されている状態で、自車と先行車両との車間距離又は車間時間が所定値以下となった場合、道路区画線が検出不能とならないように、バックカメラ１２にその設定が切り替えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明による道路区画線検出装置の一実施例を含む車両用制御システムの構成図である。
【図２】バックカメラ１２及びフロントカメラ１４の構成図である。
【図３】カメラ切替部１８によるカメラ切替処理のフローである。
【図４】ナビゲーションＥＣＵ２０により実行される退出検出処理の主要部を示すフローチャートである。
【図５】本線道路に登坂車線が存在しない状況下での退出検出方法の説明図である。
【図６】本線道路に登坂車線が存在する状況下での退出検出方法の説明図である。
【図７】合流路の退出検出方法の説明図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０    車両制御ＥＣＵ
１２    バックカメラ
１４    フロントカメラ
１６    画像処理装置
１７    明るさ検出部
１８    カメラ切替部
２０    ナビゲーションＥＣＵ
２２    地図データベース
２４    表示装置
２６    操作入力部
２８    自車位置検出手段
【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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