(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１００）の車道（１０５）の車道形状を判定する方法（３００）において、前記方法（３００）は次の各ステップを含んでおり、すなわち、
前記車道（１０５）の第１の車道マーキング（１１０）の第１のマーキング形状と、前記車道（１０５）の第２の車道マーキング（１１５）の第２のマーキング形状とが検出（３０５）され、
前記第１のマーキング形状および前記第２のマーキング形状が妥当性に関してチェック（３１０）され、妥当なマーキング形状を判定し、
前記検出（３０５）のステップで前記車道（１０５）に隣接する別の車道（１３５）の別の車道マーキング（１４０）の別のマーキング形状が検出され、
前記チェック（３１０）のステップで前記別のマーキング形状が妥当性に関してさらにチェックされ、
前記チェック（３１０）のステップで前記第１のマーキング形状および前記第２のマーキング形状が妥当でないと判断され、前記別のマーキング形状が妥当であると判断されたときは、前記別のマーキング形状を利用したうえで前記車道形状が判定（３１５）される、方法。
【請求項２】
前記検出（３０５）のステップで前記車道（１０５）のそれまでの車道幅がさらに検出され、前記それまでの車道幅は前記第１の車道マーキング（１１０）と前記第２の車道マーキング（１１５）との間の間隔に依存している、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項３】
前記検出（３０５）のステップで前記別の車道（１３５）の別の車道幅が検出され、前記別の車道幅は、前記別の車道マーキング（１４０）と、前記車道（１０５）の車道マーキング（１１０，１１５）のうちの一方との間の間隔に依存しており、前記判定（３１５）のステップで前記別の車道幅をさらに利用したうえで前記車道形状が判定される、請求項１または２に記載の方法（３００）。
【請求項４】
前記検出（３０５）のステップで前記車道（１０５）および／または前記車両（１００）に関する別の車両（１３０）の基準位置がさらに検出され、前記判定（３１５）のステップで前記基準位置をさらに利用したうえで前記車道形状が判定される、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法（３００）。
【請求項５】
前記チェック（３１０）のステップで前記第１のマーキング形状および前記第２のマーキング形状が妥当でないと判断されたとき、または前記判定（３１５）のステップが実行されたとき、前記車両（１００）の運転者に事故の危険性を警告するために警告信号が提供されるステップを有している、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法（３００）。
【請求項６】
前記チェック（３１０）のステップで前記第１のマーキング形状および前記第２のマーキング形状が妥当でないと判断されたとき、または前記判定（３１５）のステップが実行されたとき、車道の変更を運転者に推奨するために推奨信号が出力されるステップを有している、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法（３００）。
【請求項７】
前記チェック（３１０）のステップで前記第１のマーキング形状および前記第２のマーキング形状が妥当でないと判断されたとき、または前記判定（３１５）のステップが実行されたとき、前記車両（１００）の速度が低減されるステップを有している、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法（３００）。
【請求項８】
前記検出（３０５）のステップで前記車道（１０５）の走行可能な領域を判定するために前記車道（１０５）の表面構造がさらに検出され、前記判定（３０５）のステップで走行可能な領域をさらに利用したうえで前記車道形状が判定される、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法（３００）。
【請求項９】
車両（１００）の車道（１０５）の車道形状を判定する装置（１２２）において、前記装置（１２２）は次の各構成要件を有しており、すなわち、
前記車道（１０５）の第１の車道マーキング（１１０）の第１のマーキング形状、前記車道（１０５）の第２の車道マーキング（１１５）の第２のマーキング形状、および前記車道（１０５）に隣接する別の車道（１３５）の別の車道マーキング（１４０）の別のマーキング形状を検出するためのユニット（２００）と、
前記第１のマーキング形状、前記第２のマーキング形状、および前記別のマーキング形状を妥当性に関してチェックし、それにより妥当なマーキング形状を判定するためのユニット（２０５）と、
前記第１のマーキング形状および前記第２のマーキング形状が妥当でないと判断され、前記別のマーキング形状が妥当であると判断されたとき、前記別のマーキング形状を利用したうえで前記車道形状を判定するためのユニット（２１０）とを有している装置。
【請求項１０】
プログラム製品が装置（１２２）で実行されたときに請求項１から８のいずれか１項に記載の方法（３００）を実施するためのプログラムコードを有しているコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車道の車道形状を判定する方法、これに対応する装置、ならびにこれに対応するコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の車両は、車線維持システムや車線警告システムを装備している場合がある。このようなシステムは、トラックについては既に法律で規定されている。その場合、カメラを通じて車両の周辺区域の画像を検出することができる。画像分析により、たとえば車両の車道の水平線や車線境界を判定することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上を背景としたうえで、本発明により、車両の車道の車道形状を判定する方法および装置、ならびに、これに対応するコンピュータプログラム製品がそれぞれ主請求項に基づいて提案される。好ましい実施形態は、それぞれの従属請求項および以下の説明から明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本件の取組みが依拠する知見は、車線維持システムにより、車道マーキングを利用したうえで車道の車道形状を判定することができるというものである。しかし車道マーキングが汚れていたり、変形していたり、部分的に存在していなかったりすると、このような車道マーキングを利用したうえで判定された車道形状が、実際の車道形状とは相違している可能性がある。正常な車道マーキングと損傷のある車道マーキングとの間で区別をするために車線維持システムが構成されることによって、このような相違を回避することができるという利点がある。そのために車線維持システムは、車道の２つの車道マーキングのそれぞれの形状を検出することができる。そして、これらの形状のうちの一方が正常であると認識されると、この形状を利用して車道形状を判定することができる。このように車線維持システムは、さまざまに異なる車道状態に対して非常に高いロバスト性を有している。それによって事故のリスクも減らすことができる。
【０００５】
車両の車道の車道形状を判定する方法が提案され、この方法は次の各ステップを含んでいる：
車道の第１の車道マーキングの第１のマーキング形状と、車道の第２の車道マーキングの第２のマーキング形状とが検出され、
第１のマーキング形状および第２のマーキング形状が妥当性に関してチェックされ、妥当なマーキング形状を決定し、
チェックのステップで少なくとも１つのマーキング形状が妥当でないと判断されたときは、車道のそれまでの車道幅と妥当なマーキング形状とを利用したうえで車道形状が判定される。
【０００６】
車道形状とは、たとえば車道の直線状または曲線状の形状であると理解することができる。車道は、たとえば道路やアウトバーンにおける車両の車線であってよい。車両とは、たとえば乗用車、トラック、バス、または建設車両のような自動車であると理解することができる。車道の車道形状は、相応の車道マーキングによって表示されていてよい。車道マーキングはたとえば車道に沿って延びることができ、車道の車道幅をマーキングすることができる。このとき車道マーキングは、たとえば連続するマーキング形状や中断のあるマーキング形状を有することがあり得る。さらに車道マーキングは、たとえば摩減や車道損傷に基づき、不規則なマーキング形状を有することがあり得る。マーキング形状の妥当性とは、検出されたマーキング形状と所定のマーキング形状との一致の度合いであると理解することができる。マーキング形状が妥当でないと判断することができるのは、一致の度合いが低すぎるときである。このケースでは、車道形状を判定するために、妥当であると認識されたマーキング形状を利用することができる。さらに車道形状の判定にあたっては、それまでの車道幅を考慮に入れることができる。それまでの車道幅とは、車道幅に関して直近に記憶された情報であると理解することができる。たとえば車道幅は、それぞれのマーキング形状の相互間隔を参照して判定することができる。車道形状は、たとえば車道中央部に関する情報の形態で、または特にカーブでは車道の仮想線に関する情報の形態で、判定することができる。
【０００７】
記載されている取組みにより、特に工事現場などで、たとえば横揺れするトラックにより車線マーキングが変形され、オリジナル状態にもはや呼応していないときに、車線維持システムを改良することができる。その場合、たとえば車線マーキングが曲線状に延びていたり、完全に消失している。
【０００８】
そのために、車線幅ならびに両方の車線縁の形状の検出と連続式の監視を行うことができる。さらに、車線マーキングが変化していたり欠損している場合には、車線中央と仮想線を判定するためのアルゴリズムの変更を行うことができる。
【０００９】
記載されている取組みは、さまざまに異なる状況に合わせた車線維持システムの適合化、および、これに伴って向上する車線維持システムでの安全性という利点を提供する。
【００１０】
この取組みの１つの実施形態に従って、検出のステップで、それまでの車道幅をさらに検出することができる。このときそれまでの車道幅は、第１の車道マーキングと第２の車道マーキングとの間の間隔に依存していてよい。それまでの車道幅を利用したうえで、非常に高い精度と信頼性で車道形状を判定することができる。
【００１１】
そのほかになお検出のステップで、車道に隣接する別の車道の別の車道マーキングの別のマーキング形状を検出することができる。このときチェックのステップで、別のマーキング形状を妥当性に関してさらにチェックすることができる。さらに、チェックのステップで別のマーキング形状が妥当であると判断されたときは、判定のステップで、別のマーキング形状を利用したうえで車道形状を判定することができる。このことは、チェックのステップで第１および第２のマーキング形状が、たとえば両方のマーキング形状が存在していないために、いずれも妥当でないと判断されたときでも、別のマーキング形状を利用したうえで車道形状を判定できるという利点がある。
【００１２】
さらに検出のステップで、別の車道の別の車道幅を検出することができる。このとき別の車道幅は、別の車道マーキングと、車道の車道マーキングのうちの一方との間の間隔に依存していてよい。さらに判定のステップで、別の車道幅を利用したうえで車道形状を判定することができる。この実施形態により、本方法の精度と信頼性をいっそう向上させることができる。
【００１３】
これに加えて検出のステップで、車道および／または車両に関する別の車両の基準位置をさらに検出することができる。このとき判定のステップで、さらに基準位置を利用したうえで車道形状を判定することができる。基準位置とは別の車両の位置であると理解することができ、これを基にして、考えられる車道形状の逆推定を引き出すことができる。別の車両とは、車両の周辺区域にいる車両であると理解することができる。特に別の車両は、車両に先行する車両であってよい。基準位置を利用したうえで、マーキング形状に関わりなく車道形状を判定できるという利点がある。それにより、本方法の高いロバスト性を達成することができる。
【００１４】
本方法は、チェックのステップで少なくとも１つのマーキング形状が妥当でないと判断されたとき、または判定のステップが実行されたとき、車両の運転者に事故の危険性を警告するために、警告信号が提供されるステップを含むことができる。警告信号により、運転者へ事故の危険性の注意を早期に促すことができる。したがって、運転者の安全性を追加的に高めることができる。
【００１５】
さらに本方法は、チェックのステップで少なくとも１つのマーキング形状が妥当でないと判断されたとき、または判定のステップが実行されたとき、車道の変更を運転者に推奨するために、推奨信号が出力されるステップを含むことができる。それによっても、簡単かつ低コストに提供される手段によって、運転者の安全性を高めることができる。
【００１６】
この取組みの別の実施形態に従って、本方法は、チェックのステップで少なくとも１つのマーキング形状が妥当でないと判断されたとき、または判定のステップが実行されたとき、車両の速度が低減されるステップを含むことができる。速度の低減により、運転者の反応時間を明らかに長くすることができ、従って事故のリスクを減らすことができる。
【００１７】
そのほかになお検出のステップでは、車道の走行可能な領域を判定するために、車道の表面構造をさらに検出することができる。このとき判定のステップで、走行可能な領域をさらに利用したうえで車道形状を判定することができる。表面構造とは、車道の走行可能な舗装の構造であると理解することができる。表面構造は、たとえば車道のアスファルトの組織であってよい。たとえば車道の表面構造は、異なる表面構造をもつ固まっていない縁部領域から車道を区別するために利用することができる。この実施形態も、マーキング形状に依存しない車道形状の判定という、安全性を向上させる利点を提供する。
【００１８】
最後にこの取組みは、車両の車道の車道形状を判定する装置を生みだすものであり、本装置は次の各構成要件を有している：
車道の第１の車道マーキングの第１のマーキング形状および車道の第２の車道マーキングの第２のマーキング形状を検出するためのユニット；
第１のマーキング形状および第２のマーキング形状を妥当性に関してチェックし、妥当なマーキング形状を判定するためのユニット；
少なくとも１つのマーキング形状が妥当でないと判断されたとき、車道のそれまでの車道幅と妥当なマーキング形状とを利用したうえで車道形状を判定するためのユニット。
【００１９】
装置とは、本件においては、センサ信号を処理し、それに依存して制御信号および／またはデータ信号を出力する電気機器であると理解することができる。装置は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアとして構成されていてよいインターフェースを有することができる。ハードウェアとしての構成では、インターフェースは、たとえば装置の種々の機能を含むいわゆるシステムＡＳＩＣの一部であってよい。しかしながら、インターフェースが独自の集積回路であるか、または、少なくとも部分的に離散したデバイスから成り立っていることも可能である。ソフトウェアとしての構成では、インターフェースは、たとえばマイクロコントローラに他のソフトウェアモジュールと並んで存在するソフトウェアモジュールであってよい。装置の形態での本発明のこのような変形実施形態により、本発明の根拠となる課題を迅速かつ効率的に解決することができる。
【００２０】
半導体メモリ、ハードディスクメモリ、または光学メモリのような機械式に読取り可能な媒体に保存されていてよく、プログラム製品がコンピュータまたは装置で実行されたときに、上に説明したいずれかの実施形態に基づいて本方法を実施するために利用されるプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品も好ましい。
【００２１】
次に、添付の図面を参照しながら本発明を一例として詳しく説明する。図面は次のものを示している：
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の１つの実施例に従う車道認識状況を示す模式図である。
【図２】本発明の１つの実施例に従う車道形状を判定する装置を示す模式図である。
【図３】本発明の１つの実施例に従う車道形状を判定する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の好都合な実施例についての以下の説明では、異なる図面に示されていて類似の作用をする部材には同一または類似の符号が使われており、そのような部材について繰返し説明することはしない。
【００２４】
図１は、本発明の１つの実施例に従う車道認識状況の模式図を示している。車両１００は車道１０５の上にいる。車道１０５は直線状の車道形状を有している。車道１０５の幅は、第１の車道マーキング１１０および第２の車道マーキング１１５によって区切られている。車道マーキング１１０，１１５は車道１０５に沿って、それぞれ直線状に延びている。さらに、第１の車道マーキング１０５は連続する形状を有しており、第２の車道マーキング１１０は規則的に中断される形状を有している。車両１００の走行方向で見て、第１の車道マーキング１１０は車両１００の左側に配置されており、第２の車道マーキング１１５は車両１００の右側に配置されている。走行方向は図１に矢印で図示されている。
【００２５】
第１の車道マーキング１１０は、車両１００の前方区域にある領域で、損傷したマーキング線１２０を有している。このマーキング線１２０はここでは曲線状に延びている。
【００２６】
車両１００は、損傷したマーキング線１２０を認識して、たとえば損傷していない車道マーキング１１５の形状を参照したうえで車道１０５の車道形状を判定するために構成された装置１２２を含んでいる。
【００２７】
車道マーキング１１０，１１５のそれぞれの形状を検出するために、車両１００はたとえば周辺区域センサ１２５を装備している。周辺区域センサ１２５は装置１９２と接続されており、一例として車両１００の前側端部の領域に図示されている。さらに周辺区域センサ１２５は、車両１００の前方区域に向けられている。周辺区域センサ１２５の検出領域は図１に破線でマーキングされている。
【００２８】
本発明の１つの実施例に従って、装置１２２は、たとえば周辺区域センサ１２５によって車道１０５の幅を検出するために構成されており、この幅は車道マーキング１０５，１１５の間の間隔に相当する。そして、装置１２２により、この幅を追加的に利用したうえで車道形状を判定することができる。
【００２９】
車両１００の前方にはさらに別の車両１３０がある。任意選択として装置１９２は、別の車両１３０の位置を車両１００に関して、および／または車道１０５に関して検出するために構成されている。その代替または追加として、車道形状を判定するために、この位置が装置１２２によって利用される。
【００３０】
車道１０５に別の車道１３５が隣接している。別の車道１３５は別の車道マーキング１４０によって区切られており、第１の車道マーキング１１０は、別の車道マーキング１４０と第２の車道マーキング１１５との間の中央線として配置されている。別の車道マーキング１４０は車道マーキング１１０，１１５と平行に延びており、第２の車道マーキング１１５と同じく連続する形状を有している。
【００３１】
本発明の別の実施例に従って、装置１２２は、別の車道マーキング１４０の形状を利用したうえで車道形状を判定するために構成されている。たとえばこのとき、別の車道マーキング１４０は周辺区域センサ１２５によって検出される。そのために周辺区域センサ１２５は、相応の別の検出領域を有している。別の検出領域は同じく破線でマーキングされている。
【００３２】
別の実施例に従って、周辺区域センサ１２５によって別の車道１３５の幅が検出され、別の車道の幅は、別の車道マーキング１４０と第１の車道マーキング１１０との間の間隔によって区切られる。その代替または追加として別の車道１３５の幅は、車道１０５の車道形状を判定するために装置１２２によって利用される。
【００３３】
本発明の１つの実施例は、車線マーキング、車道マーキング、側方マーキング、またはマーキング１１０，１１５，１４０とも呼ぶ２つの車線区切り１１０，１１５の間の間隔を、ビデオ画像を用いて連続的に判定して追跡することを意図している。
【００３４】
任意選択として別の拡充段階では、別の車道１３５のような隣接する車線の車線幅の推移の測定と監視が一緒に検出される。
【００３５】
車線幅の検出のほかに、車線マーキング１１０，１１５の形状が右側と左側とで別々に追跡され、補間を通じて区域ごとに線形化される。たとえば急激な短い左右変化、破断部、および／または鉤状部などが現れていて、マーキングが妥当でない形状を有しており、それに対して他のマーキングは引き続きまっすぐに延びていることが監視のときに認識されると、たとえば装置１２２の形態の車線維持アシストは、正常な形状を有するマーキングだけを手がかりにして方向決定がなされる。正しい位置決めのために、もう一方の側方マーキングが再び妥当な形状を有するようになるまでは、直近に判定された車線幅が利用される。その後、車線幅の監視と判定が続行される。たとえば工事現場で、トラックが車道１０５からはみ出すなどしてマーキング１１５を消してしまったために、右側の車道マーキング１１５が全面的に欠如しているときに上記のように手順が進められ、すなわち、正常なマーキングを参照して方向決定が行われる。
【００３６】
両方のマーキング１１０，１１５が欠如しているときは、隣接する（まだ正常な）マーキングを参照して（図１では別のマーキング１４０を参照して）方向決定が行われる。
【００３７】
場合により、車線変更の推奨が運転者に対して出力される。
【００３８】
先行する交通があるときには、図１では一例として別の車両１３０として示す先行車両を、周辺区域センサ１２５と同じような周辺区域センサシステムを通じて、追加の方向決定補助として考慮に含めることができる。
【００３９】
ビデオプロセッサが非常に高い計算能力を有していれば、上に説明した各機能に追加して、車道１０５のさまざまな組織の分析を実行することができる。組織分析により、車道舗装がどこで終わっているか、たとえば泥道や牧草地（開けた土地）がどこで始まっているかを画像で認識することができる。このことは、追加の方向決定補助として車線位置決めに一緒に取り入れることができる。
【００４０】
機能が作動するとただちに、ただし少なくとも両方の車線マーキング１１０，１１５が欠如している場合に、運転者へ追加的に警告するのがよい。その場合、高い事故のリスクが存在するからである。
【００４１】
任意選択として、このようなケースでは自動的に速度をたとえば２０パーセントだけ落とすことができる。
【００４２】
図２は、本発明の１つの実施例に従って車道形状を判定する装置の模式図を示している。この装置は、たとえば図１に示す装置１２２である。装置１２２は、車道の、たとえば図１に示すような車道の、第１の車道マーキングの第１のマーキング形状と、車道の第２の車道マーキングの第２のマーキング形状とを検出するためのユニット２００を有している。ユニット２００は、第１のマーキング形状および第２のマーキング形状を妥当性に関してチェックするためのユニット２０５と接続されている。そのほかになおユニット２０５はユニット２１０と接続されている。ユニット２１０は、少なくとも１つのマーキング形状が妥当でないと判断されたときに、それまでの車道幅および妥当なマーキング形状を利用したうえで車道形状を判定するために構成されている。たとえば妥当でないマーキング形状は、マーキング個所１２０によって損なわれている第１の車道マーキング１１０の形状である。
【００４３】
任意選択として装置１２２は、ユニット２０５によって第１の車道マーキング１１０の形状が妥当でないと認識されたとき、またはユニット２１０が作動したときに、車両１００の運転者に対する警告メッセージを出力するための警告信号、および／または運手者に対する車線変更推奨を出力するための推奨信号を提供するために構成されている。
【００４４】
１つの実施例に従って装置１２２は、ユニット２０５によって第１の車道マーキング１１０の形状が妥当でないと認識されたとき、またはユニット２１０が作動したとき、車両１００の速度を低減するために構成されている。
【００４５】
図３は、本発明の１つの実施例に従う車道形状を判定する方法３００のフローチャートを示している。ステップ３０５で、まず、車道の第１の車道マーキングの第１のマーキング形状と、車道の第２の車道マーキングの第２のマーキング形状とが検出される。次いで、第１のマーキング形状および第２のマーキング形状の妥当性に関するチェックのステップ３１０が行われる。次のステップ３１０で、チェックのステップで少なくとも１つのマーキング形状が妥当でないと判断されたときには、車道のそれまでの車道幅と妥当なマーキング形状とを利用したうえで車道形状が判定される。
【００４６】
図面に示して上述した各実施例は、一例として選ばれたものにすぎない。異なる実施例を全面的に、または個々の構成要件に関して、互いに組み合わせることができる。１つの実施例を別の実施例の構成要件によって補完することもできる。
【００４７】
さらに、本発明に基づく方法ステップを反復して実行することができ、ならびに、上記とは異なる順序で実行することができる。
【００４８】
１つの実施例が、第１の構成要件と第２の構成要件との間に「および／または」の連結を含んでいるとき、このことは、その実施例が１つの実施形態に従って第１の構成要件と第２の構成要件を両方とも有しており、別の実施形態に従って、第１の構成要件か第２の構成要件のいずれかだけを有していると読まれるべきである。
【符号の説明】
【００４９】
１００  車両
１０５  車道
１１０  第１の車道マーキング
１１５  第２の車道マーキング
１３０  別の車両
１２２  装置
１３５  別の車道
１４０  別の車道マーキング
２００  検出のためのユニット
２０５  チェックのためのユニット
２１０  判定のためのユニット
３００  方法
３０５  検出
３１０  チェック
３１５  判定
【図１】
0006302559.tif 000002
【図２】
0006302559.tif 000003
【図３】
0006302559.tif 000004