(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両進行方向の走行路を撮影する撮影手段と、
該撮影手段が撮影した画像における走行区分線を認識する走行区分線認識手段と、
車両の運動状態を検出する運動状態検出手段と、
前記走行区分線認識手段が以前に認識した走行区分線の位置を前記運動状態検出手段の検出結果に基づき補正し、これを前記走行区分線認識手段の認識時点の走行区分線として認識する走行区分線補正手段と、
前記走行区分線認識手段の認識した走行区分線と前記走行区分線補正手段により補正された走行区分線とを比較する比較手段と、
前記運動状態検出手段により検出された車両の運動状態に基づき、車両の進行軌跡を推定する軌跡推定手段と、
該軌跡推定手段により推定された進行軌跡と予め設定した左右の走行区分線間隔とに基づき走行区分線を推定する走行区分線推定手段と、
前記比較手段の比較結果に基づき、前記走行区分線認識手段の認識した走行区分線と前記走行区分線補正手段により補正された走行区分線と前記走行区分線推定手段の推定した走行区分線のいずれを選択するか判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする車両用走行区分線検出装置。
【請求項２】
前記走行区分線認識手段は、左右一対の走行区分線を認識するものであり、
前記比較手段は、左右各々の走行区分線について比較を行うものであることを特徴とする請求項１記載の車両用走行区分線検出装置。
【請求項３】
前記走行区分線認識手段により認識された左右の走行区分線の一方と、予め設定した左右の走行区分線間隔とに基づき、他方の走行区分線を推定する第二の走行区分線推定手段と、
前記第二の走行区分線推定手段により推定された他方の走行区分線と、該走行区分線と同一側の前記判断手段により選択された走行区分線とを比較する第二の比較手段と、
該第二の比較手段による比較結果に基づき、前記走行区分線認識手段が認識した走行区分線を選択するか否かを判断する第二の判断手段とを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用走行区分線検出装置。
【請求項４】
前記第二の判断手段により前記走行区分線認識手段が認識した走行区分線が選択されなかった時、当該第二の判断手段は、前記走行区分線推定手段が推定した走行区分線を選択することを特徴とする請求項３記載の車両用走行区分線検出装置。
【請求項５】
前記比較手段は、走行区分線のずれを検出するものであることを特徴とする請求項１〜請求項４記載の車両用走行区分線検出装置。
【請求項６】
前記第二の比較手段は、走行区分線のずれを検出するものであることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の車両用走行区分線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像上で走行区分線と車両の位置から、自車軌跡内外に先行車がいるかどうかを判断する技術に係り、特に、走行区分線の認識結果が正しいかを評価する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自車進行方向を撮影するように設置されたカメラから得た画像情報を画像処理装置で処理し、その結果得た先行車及び走行区分線に関する情報を利用することにより、先行車の自車線内外判断を行う技術が知られている。
この判断手法の一例について、図２８のカメラ画像を参照しながら説明する。
まず、後ろから見た先行車の左下座標（ｘcl，ｙ）、右下座標（ｘcr，ｙ）を画像処理により求める。
【０００３】
さらに、左右の走行区分線と先行車下端との交点座標Ｃ（ｘrl，ｙ）、Ｄ（ｘrr，ｙ）を求める。
これらの情報から、「ｘrl＜ｘcl」かつ「ｘcr＜ｘrr」が成立した場合、すなわち、先行車が車線内に収まっている場合、または、「ｍａｘ（ｘcl−ｘrl，ｘrr−ｘcr）＜１．８ｍ」が成立した場合、すなわち、自車がすり抜ける余裕の無い場合は、先行車が自車線内にいると判断する。
なお、ａ≧ｂにおいて、ｍａｘ（ａ，ｂ）＝ａである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カメラ画像により取得した情報から走行区分線を２次関数で近似した場合等は、近似により求めた軌跡が本来の走行区分線から外れる場合がある。例えば、道路が若干Ｓ字になっていると、２次近似結果が外れ、本来の走行区分線と違ってしまうことがある。
このような場合には、走行区分線情報の前回値を用いて先行車の自車線内外判断を行う等の為に、走行区分線のセンシングが上手くいっていないことを検知し、近似結果を使わないようにする必要がある。
【０００５】
また、走行区分線が破線であると、左右の走行区分線幅が一定でなくなるため、走行区分線のトレースが上手く行えず、近似により求めた左右の走行区分線が先細りになったり、広がったりすることがある。
このような場合も、センシングが上手くいっていないことを検知し、近似結果を使わないようにする必要がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、検出した走行区分線の確からしさを判断し、より確かな走行区分線情報を選択し得るようにして、先行車の車線内外判断を正しく行えるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、以下の構成を採用した。
請求項１に記載した発明は、車両進行方向の走行路を撮影する撮影手段（例えば、実施の形態における近距離センサ２０）と、該撮影手段が撮影した画像における走行区分線を認識する走行区分線認識手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ２）と、車両の運動状態を検出する運動状態検出手段（例えば、実施の形態における車速センサ１２、ヨーレートセンサ１４）と、前記走行区分線認識手段が以前に認識した走行区分線の位置を前記運動状態検出手段の検出結果に基づき補正し、これを前記走行区分線認識手段の認識時点の走行区分線として認識する走行区分線補正手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ３）と、前記走行区分線認識手段の認識した走行区分線と前記走行区分線補正手段により補正された走行区分線とを比較する比較手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ４）と、前記運動状態検出手段により検出された車両の運動状態に基づき、車両の進行軌跡を推定する軌跡推定手段（例えば、実施の形態におけるＥＣＵ１１）と、該軌跡推定手段により推定された進行軌跡と予め設定した左右の走行区分線間隔とに基づき走行区分線を推定する走行区分線推定手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ５１、ステップＳ６１）と、前記比較手段の比較結果に基づき、前記走行区分線認識手段の認識した走行区分線と前記走行区分線補正手段により補正された走行区分線と前記走行区分線推定手段の推定した走行区分線のいずれを選択するか判断する判断手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ５，ステップＳ６，ステップＳ３１）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、撮影画像から認識した走行区分線情報の今回値と、以前に認識した走行区分線情報を運動状態に基づき補正して求められた今回値との相関性を比較することにより、撮影画像に基づく走行区分線情報の信頼度を判断し、その信頼度の高低に応じて、撮影画像に基づく走行区分線情報を選択的に先行車の自車線内外判断に使用することが可能になる。
【００１２】
また、撮影画像から認識した走行区分線情報の今回値と、以前に認識した走行区分線情報の前回値を運動状態に基づき補正して求められた今回値とに加えて、運動状態からの推定軌跡に基づき推定した走行区分線の情報も先行車の自車線内外判断に使用することが可能になり、先行車の自車線内外判断に使用する情報の選択肢が増える。
【００１４】
さらに、撮影画像に基づく走行区分線情報の信頼度が低い場合には、運動状態に基づく推定軌跡と、所与の走行区分線間隔とから走行区分線の推定を行うことが可能になり、その推定精度が向上する。
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した車両用走行区分線検出装置において、前記走行区分線認識手段は、左右一対の走行区分線を認識するものであり、前記比較手段は、左右各々の走行区分線について比較を行うものであることを特徴とする。
このような構成によれば、左右いずれか一方の走行区分線についてのみ相関性を比較する場合に比して、撮影画像に基づく走行区分線情報の信頼度を判断する際の判断精度が向上する。
【００１５】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した車両用走行区分線検出装置において、前記走行区分線認識手段により認識された左右の走行区分線の一方と、予め設定した左右の走行区分線間隔とに基づき、他方の走行区分線を推定する第二の走行区分線推定手段（例えば、実施の形態におけるＥＣＵ１１）と、前記第二の走行区分線推定手段により推定された他方の走行区分線と、該走行区分線と同一側の前記判断手段により選択された走行区分線とを比較する第二の比較手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ７）と、該第二の比較手段による比較結果に基づき、前記走行区分線認識手段が認識した走行区分線を選択するか否かを判断する第二の判断手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ８）とを備えることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、撮影画像に基づく走行区分線情報の今回値が、左右ともに、補正して求められた今回値と相関性が高いと判断された場合には、さらに、所与の走行区分線間隔を用いて、今回値に係る左右の走行区分線間の相関性を判断することにより、撮影画像に基づく走行区分線情報の信頼度判断をより厳密に行うことが可能になる。
【００１７】
請求項４に記載した発明は、請求項３に記載した車両用走行区分線検出装置において、前記第二の判断手段により前記走行区分線認識手段が認識した走行区分線が選択されなかった時、当該第二の判断手段は、前記走行区分線推定手段が推定した走行区分線を選択することを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、撮影画像に基づく走行区分線情報の信頼度をより厳密に判断した結果、その信頼度が疑わしい場合には、運動状態に基づく走行区分線情報を先行車の自車線内外判断に使用することが可能になる。
【００１９】
請求項５に記載した発明は、請求項１〜請求項４に記載した車両用走行区分線検出装置において、前記比較手段は、走行区分線のずれを検出するものであることを特徴とし、また、請求項６に記載した発明は、請求項３又は請求項４に記載した車両用走行区分線検出装置において、前記第二の比較手段は、走行区分線のずれを検出するものであることを特徴とする。
【００２０】
これらの構成によれば、汎用の画像処理技術を用いて簡便かつ高精度に走行区分線のずれを検出することが可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、この発明に係る車両用走行区分線検出装置を含む物体検知装置１０を搭載した車両１の全体構成図であり、図２は、同システム構成図である。
【００２２】
車両１に搭載された物体検知装置１０は、軌跡予測手段としての電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）１１、運動状態検出手段としての車速センサ１２、車輪速センサ１３、運動状態検出手段としてのヨーレートセンサ１４、スイッチ類１５、遠距離センサ１６、撮影手段としての近距離センサ２０、スロットルアクチュエータ３１、ブレーキ油圧ソレノイド３２、オートマチックトランスミッション用電子制御ユニット（以下、ＡＴ・ＥＣＵと略す）３３、インジケータ３４を備えている。この物体検知装置１０のうち、近距離センサ２０、車速センサ１２、ヨーレートセンサ１４及びＥＣＵ１１が車両用走行区分線検出装置を構成している。
【００２３】
車速センサ１２は自車両の車速を検知し、車速に応じた出力信号をＥＣＵ１１に出力する。車輪速センサ１３は車輪速を検知し、車輪速に応じた出力信号をＥＣＵ１１に出力する。尚、図１では左前輪の車輪速センサ１３だけを図示しているが、車輪速センサ１３は左右前後四つの車輪にそれぞれ設けられている。ヨーレートセンサ１４は自車両のヨーレートを検知し、ヨーレートに応じた出力信号をＥＣＵ１１に出力する。スイッチ類１５は、オートクルーズ・メインスイッチや車間距離設定スイッチなどであり、運転席前方の所定部位に設けられ、各スイッチ類１５の出力信号はＥＣＵ１１に入力される。
【００２４】
遠距離センサ１６はミリ波レーダ装置からなり、車両１のボディのノーズ部に内蔵されている。遠距離センサ１６を構成するミリ波レーダ装置について説明すると、ミリ波レーダ装置では、周波数を時間と共に三角波状に増減させた送信信号を車両の前方に向けて送信し、前方の検知対象である先行車両での反射によって生じた反射信号を受信し、これを送信信号と混合してビート信号を発生させ、このビート信号の周波数ｆ（「ビート周波数」）から先行車両までの距離や相対速度を検出するように構成されている。
【００２５】
図３に示すように、周波数が時間軸上で三角波状に変化するミリ波レーダ装置では、送信ミリ波信号の周波数が直線的に増加中の期間（上昇期間）内はこれよりも遅延して出現する受信信号の周波数の方が低くなり、送信ミリ波信号の周波数が直線的に減少中の期間（下降期間）内はこれよりも遅延して出現する受信信号の周波数の方が高くなる。
一般に、このようなミリ波レーダ装置を搭載した自車両と先行車両とが同一速度で走行中でなければ、すなわち両車両の相対速度がゼロでなければ、図４に示すように、車両間の相対速度をゼロと仮定した場合の上述のビー卜周波数ｆ中に、両車両の相対速度に応じたドップラーシフト量ｆpが含まれてくる。
【００２６】
そして、このドップラーシフト量ｆpは、送信ミリ波信号の周波数の上昇期間内に検出されるビー卜周波数ｆuと、下降期間内に検出されるビー卜周波数ｆdとでは、その増減に関して互いに逆向きの影響を与え、次のように与えられる。
ｆu＝ｆ−ｆp              （１）
ｆd＝ｆ＋ｆp              （２）
式（１）と式（２）から、次式の関係が得られる。
ｆ＝（ｆu＋ｆd）／２      （３）
ｆp＝（ｆu−ｆd）／２     （４）
【００２７】
先行車両と自車両との距離をＲ、相対速度をｕとすると、式（３）及び式（４）から、次式を得る。
Ｒ＝ｃｆ／（４ｆm・Δｆ）  （５）
ｕ＝ｃｆp／２ｆ0           （６）
ここで、ｃは光速、△ｆはミリ波信号の周波数の変化幅、ｆmは前記周波数の変化周期、ｆ0はミリ波信号の中心周波数である。
【００２８】
ビート周波数は、通常、ビート信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することによって検出される。この高速フーリエ変換によって得られるビート信号の周波数スペクトルは、上昇期間内であるか下降期間内であるかに応じて、図５に例示するように、自車両と先行車両の相対速度がゼロの場合のビート周波数ｆの前後に、ドップラーシフト量ｆpだけシフトしたビート周波数のペア（ｆu，ｆd）となる。
【００２９】
近距離センサ２０はステレオカメラ装置からなり、車室内のフロントガラス近傍に設けられている。ステレオカメラ装置は、一対のＣＣＤカメラ２０ａでフロントガラス越しに車両１の前方を撮影し、その撮像信号を所定に処理することにより、自車両の進行方向に存在する先行車両と自車両との距離や、該先行車両と自車両との相対速度を算出し、これら検知結果をＥＣＵ１１に出力する。
【００３０】
ステレオカメラ装置について図６を参照して説明すると、ステレオカメラ装置における一方のＣＣＤカメラ２０ａを構成するラインセンサ２１及びレンズ２３は、他方のＣＣＤカメラ２０ａを構成するラインセンサ２２及びレンズ２４と所定の間隔、すなわち基線長Ｂだけ水平方向に間隔を有して配置されている。ラインセンサ２１及び２２は、典型的には１次元のＣＣＤであり、直線的に配列されたフォトセンサのアレイであってよい。この場合、レンズ２３，２４の前に赤外線透過性のフィルタを置き、赤外線の光源を用いて一定の周期で検知対象Ｚを照射し、検知対象Ｚから反射する赤外線をラインセンサ２１，２２が感知するようにするのが良い。
【００３１】
ラインセンサ２１，２２は、それぞれレンズ２３，２４の焦点距離ｆに配置されている。レンズ２３，２４のある平面から距離ａにある検知対象Ｚの像が、ラインセンサ２１ではレンズ２３の光軸からＸ１ずれた位置に結像し、ラインセンサ２２ではレンズ２４の光軸からＸ２だけずれた位置に結像したとすると、レンズ２３，２４の面から検知対象Ｚまでの距離ａは、三角計測法の原理により、次式により求められる。
ａ＝Ｂ・ｆ／（Ｘ１＋Ｘ２） （７）
【００３２】
ところで、遠距離センサ１６と近距離センサ２０はそれぞれ検知領域を異にしており、図７に示すように、水平視野角については遠距離センサ１６よりも近距離センサ２０の方が広角であり、検出可能距離については遠距離センサ１６の方が近距離センサ２０よりも大きい。尚、この実施の形態では、遠距離センサ１６の水平視野角α１は約２０度、近距離センサ２０の水平視野角α２は約４０度に設定されており、遠距離センサ１６の検出可能距離Ｌ１は５〜１４０ｍ、近距離センサ２０の検出可能距離Ｌ２は０〜５０ｍに設定されている。
【００３３】
そして、この物体検知装置１０においては、自車両と先行車両との距離が大きい時には遠距離センサ１６で検知された距離値及び相対速度値に基づいてオートクルーズ制御等を実行し、自車両と先行車両との距離が小さい時には近距離センサ２０で検知された距離値及び相対速度値に基づいてオートクルーズ制御等を実行する。
【００３４】
スロットルアクチュエータ３１は、オートクルーズ走行を実施しているときに、設定された車間距離を保持しつつ先行車両に追従走行するようにスロットル（図示せず）を所定開度に開閉させるためのものであり、スロットルアクチュエータ３１はＥＣＵ１１からの出力信号に基づいて作動する。
【００３５】
ブレーキ油圧ソレノイド３２は、オートクルーズ走行を実施しているときに、スロットルアクチュエータ３１によりスロットルを絞って減速してもなお減速度が足りない場合に、減速度を増大させるべくブレーキを作動させるためのものであり、ブレーキ油圧ソレノイド３２はＥＣＵ１１からの出力信号に基づいて作動する。
【００３６】
また、ＥＣＵ１１は、オートクルーズ走行を実施しているときに、スロットルアクチュエータ３１によりスロットルを絞って減速してもなお減速度が足りない場合に、ＡＴ・ＥＣＵ３３にシフトダウン指令を出力する。シフトダウン指令を入力されたＡＴ・ＥＣＵ３３は、減速度を増大させるべくシフトダウン制御を実行する。
【００３７】
インジケータ３４は、運転席前方のメータパネル（図示せず）に設けられており、オートクルーズシステム作動時に点灯し非作動時に消灯する表示灯や、システム異常時に点滅する警告灯などからなる。
【００３８】
ここで、前記近距離センサ２０のステレオカメラ装置を構成する２つのＣＣＤカメラ２０ａは、前述したように自車両の進行方向に存在する先行車両と自車両との距離や、該先行車両と自車両との相対速度を検出するが、走行区分線を認識する場合にはいずれか一方のＣＣＤカメラ２０ａによりこれを行っている。
【００３９】
具体的には、路面に対して明るい走行区分線をその境界部分をエッジ検出してドット単位（撮像素子単位）でとらえ、各ドットを通る直線が一致した場合に走行区分線の位置を示すものとなる。ところで、画面上の一つの点を通る直線は無数にあるため、各点毎にこれを通る直線を求めると処理に負担がかかる。このような不具合をなくすために、各ドットを通る直線を以下に説明するハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換により求めている。
【００４０】
図８（ａ）に示すような断片的点列画像から直線上に点列と、その直線（図８（ｂ））を検出することを考える。
検出したい直線の式を、傾きａ、切片ｂとしてパラメータ空間（ａ，ｂ）に、この直線上の点（ｘi，ｙi）を写像すれば、図９に示すように
ｂ＝−ｘi・ａ＋ｙi          （８）
の直線となる。したがって、ａ−ｂ平面上でこれらの直線の交点の座標値より、ｘ−ｙ平面上の直線を求めることができる。
【００４１】
この方法がハフ変換であるが、ａ−ｂ平面上には制限がなく、実際に適用するのが困難であるため、Ｄｕｄａ＆Ｈａｒｔは前記直線の式（８）を
ｘ・ｃｏｓθ＋ｙ・ｓｉｎθ＝ρ
で表し、パラメータ空間として（θ，ρ）空間を用いる方法を採用した（図１０、図１１）。
【００４２】
ここで、ρはｘ−ｙ座標原点から直線へおろした垂線の長さ、θは垂線とｘ軸とのなす角である。このとき、画像上の点（ｘ0，ｙ0）を通る直線は
ρ＝ｘ0・ｃｏｓθ＋ｙ0・ｓｉｎθ  （９）
の関係を満たしている。
また、（ｘ，ｙ）空間と（θ，ρ）空間の関係を示すと、（ｘ，ｙ）空間上の１本の直線は（θ，ρ）空間の１点に対応する。
【００４３】
逆に、（θ，ρ）空間の式（１）の曲線は（ｘ，ｙ）空間において、点（ｘ0，ｙ0）を通る全ての直線群に対応する。
（ｘ，ｙ）空間の全ての点について、式（９）の曲線を計算し、（θ，ρ）空間において曲線が集中して交わる点（θ0，ρ0）を求めれば、これにより（ｘ，ｙ）空間での直線、
ρ0＝ｘ・ｃｏｓθ0＋ｙ・ｓｉｎθ0
が得られることになる。
【００４４】
このような原理から、走行区分線をエッジ検出してエッジ点（ドット）を抽出したら、各検出点（ｘi，ｙi）について、０゜≦θ≦１８０゜の範囲内で
ρ＝ｘi・ｃｏｓθ＋ｙi・ｓｉｎθ
を計算する。そして、算出されたρに対応した配列要素のカウント数を増加させ、最大カウント数の配列要素（θmax，ρmax）を選出する。
【００４５】
つまり、以下の式（１０）で表される直線が求める直線である。
ρmax＝ｘ・ｃｏｓθmax＋ｙ・ｓｉｎθmax  （１０）
このような方法により走行区分線を求めることで、画像中の走行区分線が連続していなくても検出できるメリットがある。
【００４６】
図１２は画像上に走行区分線Ｈを検知した図である。この走行区分線検知は前述したようにハフ変換により求めた算出結果を、走行区分線Ｈの中心を通るようにして表示している。ここでドット間隔とはＣＣＤカメラ２０ａドット間隔ｄｓを示している。
【００４７】
図１３は進行軌跡としての自車推定軌跡Ｋを真上から見た鳥瞰図で示したものである。尚、本来ヨーレートが発生すれば、自車推定軌跡Ｋは湾曲しているが、簡略化するため直線で示している。この自車推定軌跡Ｋはヨーレートと車速から推定して得られる以下の式（１１）
ｒ（ｍ）＝ｖ（ｍ／ｓ）／ｙ（ｒａｄ／ｓ）  （１１）
により求めたもので、画像を鳥瞰図に変換するため、遠距離になるほど上下方向の間隔が大きくなるように表示されている。ここで、ヨーレート等から求めた軌跡に幅があるのは、ヨーレート等から求めた軌跡に、例えば左右の走行区分線間の幅寸法を加味しているからである。尚、式（１１）において、ｒはコーナ部の半径、ｖは車速、ｙはヨーレートを示している。
【００４８】
次に、図１４〜図１６により画像上の走行区分線Ｈを鳥瞰図座標に変換する方法について説明する。なお、以下に示す手法を逆に使用することで、前述した図１３の鳥瞰図を図１２に示したような画像に変換することができる。
図１６において画像上の走行区分線Ｈに対応する１点ａを鳥瞰図で見た座標Ａに変換するにあたり、まず、第１ステップで走行区分線Ｈの画像上のポイントの角度を求める。
【００４９】
ここで、図１４〜図１６において、ｘvは消失点の画像上のｘ座標（ｄｏｔ）、ｘθは画像のｘ座標最大値（ｄｏｔ）、ｘθ’は点ａの画像上のｘ座標（ｄｏｔ）、ｙvは消失点の画像上のｙ座標（ｄｏｔ）、ｙθは画像上のｙ座標最大値（ｄｏｔ）、ｙθ’は点ａの画像上のｙ座標（ｄｏｔ）、θxは画像消失点から右端までの角度（ｒａｄ）、θyは画像消失点から下端までの角度（ｒａｄ）、θx’は点ａの画像消失点からの水平方向角度（ｒａｄ）、θy’は点ａの画像消失点からの垂直方向角度（ｒａｄ）、ｈはカメラの取り付け位置の高さ（ｍ）、ｄYは点Ａの進行方向の距離（ｍ）、ｄXは点Ａの左右方向の位置（ｍ）を示している。
【００５０】
図１４において、左右の走行区分線Ｈが交わる点を消失点とした場合に、点ａの画像消失点から右端までの角度（ｒａｄ）であるθx’と、点ａの画像消失点から左端までの角度（ｒａｄ）であるθy’とを以下の式で求める。
θx’＝（（ｘθ’−ｘv）／（ｘθ−ｘv））・θx  （１２）
θy’＝（（ｙθ’−ｙv）／（ｙθ−ｙv））・θy  （１３）
【００５１】
次に、第２ステップで図１５に基づいてカメラの取り付け位置の高さｈと点ａの角度から距離ｄYを以下の式で求める。
ｄY＝ｈ／ｔａｎθy’  （１４）
次に、第３ステップで図１６に基づいて距離ｄYと点ａの角度から横位置ｄXを以下の式で求める。
ｄX＝ｄYｔａｎθx’   （１５）
【００５２】
次に、図１７のフローチャートに基づいて、走行区分線情報の選択処理を説明する。なお、この図では、「走行区分線情報」を「区分線」と略記している。
まず、ステップＳ１において、画像を取り込む。
次に、ステップＳ２において、前述した走行区分線と路面の明暗の差を用いてエッジ検出等で左右の走行区分線情報を検知する。
次いで、ステップＳ３において、走行区分線情報の前回値を車速とヨーレートで補正する。
【００５３】
「走行区分線情報の今回値」は、フローチャートの流れに従って、▲１▼ステップＳ２で検知した走行区分線情報の今回値そのまま、▲２▼後述するステップＳ３で走行区分線情報の前回値を補正して求めた今回値、▲３▼ステップＳ２で検知した走行区分線情報の今回値と、予め設定した車線幅（例えば、高速道路では３．７５ｍに設定）とから求めた算出値、▲４▼車速，ヨーレート，及び前記予め設定した車線幅から求めた算出値、の４通りの中から適宜選択される。
【００５４】
以下に、ステップＳ３で行う処理の一具体例について説明する。
例えば、走行区分線情報の前回値として、ステップＳ２で検知した走行区分線情報の前回値をそのまま先行車の自車線内外判断に使用した場合には、前回のステップＳ２で取り込んだ画像（図１２）から検知した走行区分線情報を鳥瞰図上に座標変換し（図１８のプロット■）、その鳥瞰図座標系において、全てのドット（撮像素子）に対し、車速とヨーレートによる位置補正を行う（図１８のプロット□）。
【００５５】
この位置補正では、まず、補正前座標（Ｘold，Ｚold）を車速により補正して仮座標（Ｘtmp，Ｚtmp）を求め、次に、この仮座標（Ｘtmp，Ｚtmp）をヨーレートにより補正して最終的な補正後座標（Ｘnew，Ｚnew）とする。
車速による補正後の仮座標（Ｘtmp，Ｚtmp）は、図２０に示すように、車速をＶx、経過時間をＴsとすると、次式で算出される。
Ｘtmp＝Ｘold  （１６）
Ｚtmp＝Ｚold−Ｖx・Ｔs  （１７）
【００５６】
ヨーレートによる仮座標（Ｘtmp，Ｚtmp）の補正後座標（Ｘnew，Ｚnew）は、図２１に示すように、角度変位をθ、経過時間をＴsとすると、次式で算出される。
Ｘnew＝  Ｘtmp・cosθ＋Ｚtmp・sinθ  （１８）
Ｙnew＝−Ｘtmp・sinθ＋Ｚtmp・cosθ  （１９）
【００５７】
なお、図２１に基づく式（１８）及び式（１９）によるヨーレート補正は、回転原点Ｏをセンサ取り付け位置ではなく、後輪中心位置に設定することで、より現実に合ったヨーレート補正が可能になる。その理由は、アッカーマン・ジャントの理論に基づいたステア特性の場合、図２３に示すように、後輪軸が進行方向に対して垂直になるからである。
逆に、回転原点Ｏをセンサ取り付け位置に設定すると（図２２）、ヨーレート補正をした場合に、図２３に示す角度θ分のずれを生じてしまうことになる。
【００５８】
また、鳥瞰図座標系において、単純に補正前座標（Ｘold，Ｚold）を車速及びヨーレートにより補正しただけでは、図１８のプロット□で示すように、補正後座標（Ｘnew，Ｚnew）が破線で示す垂直方向座標（Ｚ座標）に対応しない場合、すなわち、ドット上に乗らない場合が生じる。
よって、本実施の形態では、車速及びヨーレートによる補正後の点列データを鳥瞰図座標系の垂直方向座標に対応させるべく、すなわち、ドット上に乗せるべく、図１９及び図２４に示すように、走行区分線に沿って互いに隣接する２つの点列データを補間演算し、データ消失を防止している。
【００５９】
この補間演算は、次式に従って行われる。
Ｘi＝（Ｘ1−Ｘ0）・（Ｚi−Ｚ0）／（Ｚ1−Ｚ1）  （２０）
ここで、（Ｘi，Ｚi）は、補間演算による演算結果であり、（Ｘ0，Ｚ0）及び（Ｘ1，Ｚ1）は、走行区分線に沿って互いに隣り合う２つの点列データの座標を示している。
【００６０】
次いで、ステップＳ４において、ステップ３で補正して求めた今回値と、ステップＳ２で検知した走行区分線情報の今回値との比較を行う。
具体的には、先ず、図１４〜図１６に基づく前記手順にて、カメラの画角，取り付け位置，消失点情報から、走行区分線画像のドット毎に、実際の距離（ｄY）と横位置（ｄX）を求める。
【００６１】
この横位置は、ステップＳ３で補正して求めた今回値と、ステップＳ２で検知した今回値のそれぞれに対して求める。
このとき、近距離ほど画像上のドット数が増えること、及び一般的に近距離の方が遠距離よりも精度が良いことから、例えば、距離１０ｍ〜４０ｍ位（上限の４０ｍは、カメラにより異なる）の範囲で求める（図２５参照）。
【００６２】
そして、画像上の同じ垂直方向座標に対応する（同じ距離にある）走行区分線情報について、ステップＳ３で補正して求めた今回値と、ステップＳ２で検知した今回値との各偏差（各変化量）が所定値（例えば、５０ｃｍ）を越えるかを比較し、その比較の結果、比較したドット数に対して偏差が前記所定値以内であったドット数の割合（以下、「偏差小ドット比率」と称する。）を次式に従い算出する。
偏差小ドット比率［％］
＝偏差が所定値以内のドット数／全体のドット数×１００  （２１）
【００６３】
ステップＳ５では、この偏差小ドット比率を用いて、ステップ２で検知した今回値と、ステップＳ３で補正して求めた今回値との相関性が低いかを判断する。本実施の形態では、偏差小ドット比率が所定値（例えば、９５％）未満の場合に相関性が低いと判断される。
このように、相関性の高低を偏差小ドット比率により判断した場合は、単純な偏差面積で比較した場合（図２６）のように、走行区分線の近似性を正しく比較できないといった不具合を有効に回避することができる。
【００６４】
すなわち、偏差面積（図２６の斜線部分）で比較すると、左の走行区分線の場合のように、一律にオフセットしている場合は、その偏差が許容できるにもかかわらず偏差の面積が大きな値になり、本来ならば、相関性が高いと判断すべきところを低いと判断してしまうことがある。
【００６５】
他方、右の走行区分線の場合のように、遠方での偏差は許容できないレベルにあるのだが、偏差の面積が全体では小さな値になり、本来ならば、相関性が低いと判断すべきところを高いと判断してしまうことがある。
これに対し、本実施の形態のように、偏差が所定値以内のドット頻度を表す偏差小ドット比率を用いれば、このような誤った判断をすることはない。
【００６６】
そして、ステップＳ５の判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち、ステップＳ２で検知した左走行区分線情報の今回値と、ステップＳ３で補正して求めた今回値との相関性が高い場合は、ステップＳ６に進み、ステップＳ２で検知した右走行区分線情報の今回値と、ステップＳ３で補正して求めた今回値との相関性が低いかの判断をステップＳ５と同様にして行う。
【００６７】
ステップＳ６の判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち、ステップＳ２で検知した左右走行区分線情報の信頼度がともに高い場合は、ステップＳ７に進み、今回値に係る左右走行区分線情報の比較を行う。
ステップＳ７及びその後に続くステップＳ８の各処理は、ステップＳ４及びその後に続くステップＳ５の各処理と、考え方の軌を一にするため、以下では、相違点のみを説明する。
【００６８】
ステップＳ７では、図２７に示すように、左右の走行区分線位置から求めた各車線幅Ｗiと、近距離で測定した、より確実な車線幅Ｗnとの偏差が、所定値（例えば、５０ｃｍ）を越えるかを比較し、その比較の結果、比較したドット数に対して偏差が前記所定値以内であったドット数の割合、すなわち、偏差小ドット比率を式（２１）に従い算出する。
【００６９】
ステップＳ８では、この偏差小ドット比率を用いて、左右走行区分線情報の相関性が低いかを判断する。具体的には、偏差小ドット比率が所定値（例えば、５０％）未満の場合は、相関性が低いため、信頼度は低いと判断される。
そして、ステップＳ８の判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち、左右走行区分線情報の信頼度が高い場合は、ステップＳ９に進み、ステップＳ２で検知した左右走行区分線の情報をそのまま先行車の自車線内外判断に使用する。
【００７０】
これに対し、ステップＳ８の判断結果が「ＹＥＳ」の場合、すなわち、左右走行区分線情報の信頼度が低い場合は、ステップＳ２１に進み、ステップＳ２で検知した左右走行区分線の情報を使用せずに、式（１１）を用いて車速，ヨーレート，前記予め設定した車線幅から求めた左右走行区分線の情報を先行車の自車線内外判断に使用する。
【００７１】
ステップＳ６の判断結果で「ＹＥＳ」の場合、すなわち、ステップＳ２で検知した左走行区分線情報の信頼度は高いが（ステップＳ５の判断結果が「ＮＯ」）、ステップＳ２で検知した右走行区分線情報の信頼度が低い場合は、ステップＳ１１に進む。
【００７２】
ステップＳ１１では、ステップＳ２で検知した右走行区分線の情報を使用せずに、ステップＳ２で検知しステップＳ５で信頼度が高いと判断された左走行区分線情報と、前記予め設定した車線幅とから求めた右走行区分線の情報を先行車の自車線内外判断に使用する。
他方、左走行区分線については、ステップＳ２で検知しステップＳ５で信頼度が高いと判断された左走行区分線情報をそのまま先行車の自車線内外判断に使用する（ステップＳ１２）。
【００７３】
ステップＳ５の判断結果が「ＹＥＳ」の場合、すなわち、ステップＳ２で検知した左走行区分線情報の信頼度が低い場合は、ステップＳ３１に進み、ステップ３で補正して求めた右走行区分線情報の今回値と、ステップＳ２で検知した今回値との相関性が低いかを判断する。
【００７４】
ステップＳ３１の判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち、ステップＳ２で検知した左走行区分線情報の信頼度は低いが（ステップＳ５の判断結果が「ＹＥＳ」）、ステップＳ２で検知した右走行区分線情報の今回値と、ステップ３で補正して求めた右走行区分線情報の今回値との相関性が高い場合は、ステップＳ３２に進み、右走行区分線については、ステップＳ２で検知しステップＳ３１で相関性が高いと判断された右走行区分線の情報をそのまま先行車の自車線内外判断に使用する。
【００７５】
他方、左走行区分線については、ステップＳ２で検知した左走行区分線情報の今回値を使用せずに、ステップＳ２で検知しステップＳ３１で相関性が高いと判断された右走行区分線情報と、前記予め設定した車線幅とから求めた左走行区分線の情報を先行車の自車線内外判断に使用する（ステップＳ３３）。
【００７６】
ステップＳ３１の判断結果が「ＹＥＳ」の場合、すなわち、ステップＳ２で検知した左右走行区分線情報の信頼度がともに低い場合は、ステップＳ４１に進み、右走行区分線について、ステップＳ３で補正して求めた右走行区分線情報の今回値を使い始めたばかりであるか、すなわち、使い始めてから所定時間（例えば、１００ｍｓｅｃのサンプリング周期で０．３秒）以内であるかを判断する。
【００７７】
ステップＳ４１の判断結果が「ＹＥＳ」の場合、すなわち、ステップＳ３で補正して求めた右走行区分線情報の今回値を使い始めたばかりであれば、ステップＳ４２に進み、右走行区分線については、ステップＳ２で検知した今回値を使用せずに、ステップ３で補正して求めた右走行区分線情報の今回値を先行車の自車内外判断に使用する。
【００７８】
これに対し、ステップＳ４１の判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち、ステップＳ３で補正して求めた右走行区分線情報の今回値を使い始めてから前記所定時間を経過していれば、ステップＳ５１に進み、右走行区分線については、ステップＳ２で検知した今回値や、ステップＳ３で補正して求めた今回値を使用せずに、前記式（１１）を用いて車速，ヨーレート，前記予め設定した車線幅から求めた右走行区分線の情報を先行車の自車内外判断に使用する。
【００７９】
ステップＳ４２あるいはステップＳ５１の処理を実行した後、ステップＳ４３に進む。ステップＳ４３では、ステップＳ３で補正して求めた左走行区分線情報の今回値を使い始めたばかりであるか、すなわち、使い始めてから前記所定時間以内であるかを判断する。
ステップＳ４３の判断結果が「ＹＥＳ」の場合、すなわち、ステップＳ３で補正して求めた左走行区分線情報の今回値を使い始めたばかりであれば、ステップＳ４４に進み、左走行区分線については、ステップＳ２で検知した今回値を使用せずに、ステップ３で補正して求めた左走行区分線情報の今回値を先行車の自車内外判断に使用する。
【００８０】
これに対し、ステップＳ４３の判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち、ステップＳ３で補正して求めた左走行区分線情報の今回値を使い始めてから前記所定時間を経過していれば、ステップＳ６１に進み、左走行区分線については、ステップＳ２で検知した今回値や、ステップＳ３で補正して求めた今回値を使用せずに、前記式（１１）を用いて車速，ヨーレート，前記予め設定した車線幅から求めた左走行区分線の情報を先行車の自車内外判断に使用する。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）請求項１の発明によれば、撮影画像に基づく走行区分線情報の信頼度を判断し、その信頼度の高低に応じて、撮影画像に基づく走行区分線情報を選択的に先行車の自車線内外判断に使用することが可能になる。
従って、撮影手段による走行区分線検出が不確かであった場合には、走行区分線情報の前回値を補正して用いる等して、誤った走行区分線情報を使わずに済むようになり、先行車の自車線内外判断を正しく行える。
【００８３】
また、請求項１の発明によれば、先行車の自車線内外判断に使用する情報の選択肢が増え、より正確な自車線内外判断を行える。
【００８４】
さらに、請求項１の発明によれば、撮影画像に基づく走行区分線情報の信頼度が低い場合には、運動状態に基づく推定軌跡と、所与の走行区分線間隔とから走行区分線をより高精度に推定することが可能になり、先行車の自車線内外判断をより正確に行える。
（２）請求項２の発明によれば、左右いずれか一方の走行区分線についてのみ相関性を比較する場合に比して、撮影画像に基づく走行区分線情報の信頼度を判断する際の判断精度が向上し、先行車の自車線内外判断をより正確に行える。
【００８５】
（３）請求項３の発明によれば、撮影画像に基づく走行区分線情報の今回値が、左右ともに、補正して求めた今回値と相関性が高いと判断された場合であっても、さらに、所与の走行区分線間隔を用いて、今回値に係る左右の走行区分線間の相関性を判断することにより、撮影画像に基づく走行区分線情報の信頼度判断がより厳密になり、先行車の自車線内外判断をより正確に行える。
【００８６】
（４）請求項４の発明によれば、撮影画像に基づく走行区分線情報の信頼度をより厳密に判断した結果、その信頼度が疑わしい場合には、運動状態に基づく走行区分線情報を先行車の自車線内外判断に使用することが可能になり、誤った走行区分線情報を使わずに済む。
【００８７】
（５）請求項５及び請求項６の発明によれば、汎用の画像処理技術を用いて簡便かつ高精度に走行区分線のずれを検出することが可能になり、先行車の自車線内外判断に係るシステムを低コストにて構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施形態における物体検知装置を搭載した車両の全体構成図である。
【図２】  前記実施形態における物体検知装置のシステム構成図である。
【図３】  前記実施形態における物体検知装置に用いる遠距離センサの測定原理を説明するための信号波形図である。
【図４】  前記実施形態における物体検知装置に用いる遠距離センサの測定原理を説明するための信号波形図である。
【図５】  前記実施形態における物体検知装置に用いる遠距離センサの測定原理を説明するための周波数スペクトル図である。
【図６】  前記実施形態における物体検知装置に用いる近距離センサの概略構成図である。
【図７】  前記実施形態における物体検知装置に用いる遠・近距離センサの検知領域を示す図である。
【図８】  前記実施形態におけるハフ変換の説明のためにエッジ点集合からの直線上に並ぶ点列の検出を示すグラフ図であり、（ａ）はエッジ点を示すグフ図、（ｂ）は相関直線を示すグラフ図である。
【図９】  前記実施形態におけるハフ変換の説明のために傾きａ、切片ｂのパラメータ空間における直線を示すグラフ図。
【図１０】  前記実施形態におけるハフ変換の説明のためにｘ−ｙ平面上に直線ｌをパラメータ（θ，ρ）で示すグラフ図である。
【図１１】  前記実施形態におけるハフ変換の説明のために（θ，ρ）空間での曲線の交点が検出直線に対応することを示すグラフに図である。
【図１２】  前記実施形態における画像上に走行区分線をとらえた説明図である。
【図１３】  前記実施形態における自車推定軌跡を示す説明図である。
【図１４】  前記実施形態における走行区分線の画像上の点を求める説明図である。
【図１５】  前記実施形態におけるＣＣＤカメラの取り付け高さｈと点ａとの角度から距離ｄｙを求める説明図である。
【図１６】  前記実施形態における距離ｄｙと点ａの角度から横位置ｄｘを求める説明図である。
【図１７】  前記実施形態における走行区分線情報の選択処理を示すフローチャートである。
【図１８】  前記実施形態における車速及びヨーレートによる位置補正を示す説明図である。
【図１９】  前記実施形態における位置補正結果の補間演算を示す説明図である。
【図２０】  前記実施形態における車速補正の処理内容を示す説明図である。
【図２１】  前記実施形態におけるヨーレート補正の処理内容を示す説明図である。
【図２２】  ヨーレート補正の回転原点をセンサ取り付け位置に設定した場合のヨーレート補正を示す説明図である。
【図２３】  前記実施形態におけるヨーレート補正の回転原点を後輪中心位置に設定した場合のヨーレート補正を示す説明図である。
【図２４】  前記実施形態における補間演算の処理内容を示す説明図である。
【図２５】  前記実施形態における区分線間の偏差の大小関係を示す説明図である。
【図２６】  区分線間の偏差面積を示す説明図である。
【図２７】  前記実施形態における右走行区分線の今回値と、左走行区分線の今回値と予め設定した走行区分線間隔から求めた右走行区分線との偏差の大小関係を示す説明図である。
【図２８】  先行車の自車線内外判断に用いる画像上の情報を示す説明図である。
【符号の説明】
１  車両
１１  ＥＣＵ（軌跡推定手段、第二の走行区分線推定手段）
１２  車速センサ（運動状態検出手段）
１４  ヨーレートセンサ（運動状態検出手段）
２０  近距離センサ（撮影手段）
Ｓ２  走行区分線認識手段
Ｓ３  走行区分線補正手段
Ｓ４  比較手段
Ｓ５、Ｓ６  判断手段
Ｓ７  第二の比較手段
Ｓ８  第二の判断手段
Ｓ２１  走行区分線推定手段
Ｓ３１  判断手段
Ｓ５１、Ｓ６１  走行区分線推定手段
【図１】
0004698858.tif 000002
【図２】
0004698858.tif 000003
【図３】
0004698858.tif 000004
【図４】
0004698858.tif 000005
【図５】
0004698858.tif 000006
【図６】
0004698858.tif 000007
【図７】
0004698858.tif 000008
【図８】
0004698858.tif 000009
【図９】
0004698858.tif 000010
【図１０】
0004698858.tif 000011
【図１１】
0004698858.tif 000012
【図１２】
0004698858.tif 000013
【図１３】
0004698858.tif 000014
【図１４】
0004698858.tif 000015
【図１５】
0004698858.tif 000016
【図１６】
0004698858.tif 000017
【図１７】
0004698858.tif 000018
【図１８】
0004698858.tif 000019
【図１９】
0004698858.tif 000020
【図２０】
0004698858.tif 000021
【図２１】
0004698858.tif 000022
【図２２】
0004698858.tif 000023
【図２３】
0004698858.tif 000024
【図２４】
0004698858.tif 000025
【図２５】
0004698858.tif 000026
【図２６】
0004698858.tif 000027
【図２７】
0004698858.tif 000028
【図２８】
0004698858.tif 000029