(57)【要約】【課題】  所望の領域の道路区画線からなる道路モデルを好適に生成する。【解決手段】  道路モデル生成装置３０は、道路区画線を構成する点列の座標値が記憶された地図データベース３０と、地図データベース３０から切出し枠の内側にある点を道路モデルを構成する点として抽出する地図切出し手段３４と、を備える。地図切り出し手段３４は、道路区画線と切出し枠とが交差する位置に新たな点を生成し、当該点を道路モデルを構成する点とする。【選択図】      図１
2007003298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路区画線を規定する点の座標値が記憶された地図記憶手段と、
前記地図記憶手段から切出し枠の内側にある点を道路モデルを構成する点として抽出する地図切出し手段と、を備え、
前記地図切り出し手段は、前記道路区画線と前記切出し枠とが交差する位置に新たな点を生成し、当該点を前記道路モデルを構成する点とすることを特徴とする道路モデル生成装置。
【請求項２】
現在位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された現在位置に応じた領域に、前記切出し枠を設定する切出し枠設定手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の道路モデル生成装置。
【請求項３】
前記切出し枠設定手段は、前記位置検出手段の検出精度の変化に応じて、前記切出し枠の大きさを変更することを特徴とする請求項２に記載の道路モデル生成装置。
【請求項４】
前記切出し枠設定手段は、前記位置検出手段の検出精度の低下に応じて、前記切出し枠を拡大することを特徴とする請求項２に記載の道路モデル生成装置。
【請求項５】
前記切出し枠は、地図上において矩形の領域を囲むものであり、
前記地図切出し手段は、前記道路区画線を規定する２つの点を結ぶ線が成す角と、前記２つの点のうち一方の点と前記切出し枠の角部とを結ぶ線が成す角と、に基づいて、前記道路区画線と交差する前記切出し枠の辺を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載の道路モデル生成装置。
【請求項６】
道路区画線を規定する点の座標値が記憶された地図記憶手段と、
現在位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された現在位置に応じた領域に、前記切出し枠を設定する切出し枠設定手段と、
前記地図記憶手段から切出し枠の内側にある点を道路モデルを構成する点として抽出する地図切出し手段と、を備え、
前記切出し枠設定手段は、前記位置検出手段の検出精度の変化に応じて、前記切出し枠の大きさを変更することを特徴とする道路モデル生成装置。
【請求項７】
前記切出し枠設定手段は、前記位置検出手段の検出精度の低下に応じて、前記切出し枠を拡大することを特徴とする請求項６に記載の道路モデル生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路モデルを生成するための道路モデル生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車線維持支援装置や車線逸脱警報装置等の走行支援装置では、自車両が走行している車線を認識するために道路認識装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の道路認識装置では、地図データベースから、自車両周辺の道路区画線を規定する点列を抽出して、道路モデルを生成する。
【特許文献１】特開２００１−３３１７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術のように、地図データベースから自車両周辺の領域の点列を抽出した場合には、領域の内側にある点列を結んでできる道路区画線を得ることができる。しかしながら、自車両周辺の領域の内側に延びる道路区画線であっても、一部の道路区画線については上記の抽出処理では得ることができない、という問題がある。例えば、当該領域の縁部において、一方の点が領域の内側にあり、他方の点が領域の外側にある場合には、領域の外側にある他方の点は抽出されないため、２つの点を結んでできる道路区画線を得ることができない。また、例えば、２つの点が当該領域を挟むように位置する場合には、領域の外側にある２つの点は抽出されないため、２つの点を結んでできる道路区画線を得ることができない。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、所望の領域の道路区画線からなる道路モデルを好適に生成することが可能な道路モデル生成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成するために、本発明に係る道路モデル生成装置は、道路区画線を規定する点の座標値が記憶された地図記憶手段と、地図記憶手段から切出し枠の内側にある点を道路モデルを構成する点として抽出する地図切出し手段と、を備え、地図切り出し手段は、道路区画線と切出し枠とが交差する位置に新たな点を生成し、当該点を道路モデルを構成する点とすることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、地図記憶手段に記憶された道路区画線を規定する点から、切出し枠の内側にある点が、道路モデルを構成する点として抽出される。また、道路区画線と切出し枠とが交差する位置に新たな点が生成され、当該点が道路モデルを構成する点に含められる。このため、道路モデル生成装置は、切出し枠の内側にある道路区画線を適切に抽出して、より完全な道路モデルを生成することができる。
【０００７】
また、上述した道路モデル生成装置は、現在位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された現在位置に応じた領域に、切出し枠を設定する切出し枠設定手段と、をさらに備えることが好ましい。この構成によれば、現在位置に応じた領域に切出し枠が設定されるため、現在位置に応じた所望の領域の道路モデルを生成することができる。
【０００８】
また、上述した道路モデル生成装置において、切出し枠設定手段は、位置検出手段の検出精度の変化に応じて、切出し枠の大きさを変更することが好ましい。特に、切出し枠設定手段は、位置検出手段の検出精度の低下に応じて、切出し枠を拡大することが好ましい。これらの構成によれば、位置検出手段の検出精度が変化した場合でも切出し枠の大きさが調節されるため、所望の領域の道路モデルを確実に生成することができる。
【０００９】
また、上述した道路モデル生成装置は、切出し枠は、地図上において矩形の領域を囲むものであり、地図切出し手段は、道路区画線を規定する２つの点を結ぶ線が成す角と、２つの点のうち一方の点と切出し枠の角部とを結ぶ線が成す角と、に基づいて、道路区画線と交差する切出し枠の辺を特定することが好ましい。この構成によれば、道路区画線と交差する切出し枠の辺が特定されるため、道路区画線と切出し枠とが交差する位置を求めることができる。
【００１０】
上述した目的を達成するために、本発明に係る道路モデル生成装置は、道路区画線を規定する点の座標値が記憶された地図記憶手段と、現在位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された現在位置に応じた領域に、切出し枠を設定する切出し枠設定手段と、地図記憶手段から切出し枠の内側にある点を道路モデルを構成する点として抽出する地図切出し手段と、を備え、切出し枠設定手段は、位置検出手段の検出精度の変化に応じて、切出し枠の大きさを変更することを特徴とする。特に、切出し枠設定手段は、位置検出手段の検出精度の低下に応じて、切出し枠を拡大することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、地図記憶手段に記憶された道路区画線を規定する点から、現在位置に応じた領域に設定された切出し枠の内側にある点が、道路モデルを構成する点として抽出される。ここで、位置検出手段の検出精度が変化した場合には、切出し枠の大きさが変更されるため、所望の領域の道路モデルを確実に生成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、所望の領域の道路区画線からなる道路モデルを好適に生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る道路モデル生成装置について詳細に説明する。本実施形態において、道路モデル生成装置は、車両に搭載され、車両の前方の道路の形状を認識するための道路認識装置の一部を構成している。このような道路認識装置は、白線認識、道路認識、道路環境シーン理解、レーン逸脱警報、レーンキープ、障害物衝突防止支援、カーナビゲーション、自動運転などに利用することができる。また、道路認識装置は、地図の修正個所検知、道路設計支援などに利用してもよい。
【００１４】
［第一の実施形態］
図１には、第一の実施形態に係る道路認識装置１の全体構成が示されている。道路認識装置１は、車両前方の風景を撮像して画像データを生成するカメラ１０と、画像データを処理して道路を認識する道路認識処理ＥＣＵ２０と、を備えている。
【００１５】
カメラ（道路撮像手段）１０は、例えばＣＣＤカメラ、赤外線カメラなどであり、自車両のフロントウィンドウ上部に前方を向いて設置されている。カメラ１０としては、車両前方を撮像して多数の画素データからなる画像データを生成するものであれば、ＣＣＤカメラ、赤外線カメラなどの一般的なカメラに限らず、レーザレーダなどを用いることもできる。また、これらを組み合わせて用いてもよい。
【００１６】
道路認識処理ＥＣＵ２０は、物理的には、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等により構成されている。また、道路認識処理ＥＣＵ２０は、機能的には、道路検出部２２と、道路モデル適合処理部２４と、道路モデル生成装置３０と、出力部３６と、を備えている。道路認識処理ＥＣＵ２０のこれらの機能は、道路認識処理ＥＣＵ２０が、プログラムを実行することにより実現される。
【００１７】
道路検出部２２は、カメラ１０によって撮像された画像データを処理することで、画像データに含まれる道路に対応する画素を検出し、道路検出結果を取得するものである。詳しくは、道路検出部２２は、エッジ抽出フィルタを用いて、カメラ１０によって撮像された画像データから輝度変化の大きいエッジを抽出することで、道路区画線に対応する画素を検出し、二値化されたエッジ画像を取得する。
【００１８】
道路モデル適合処理部２４は、道路検出部２２から道路検出結果を取り込み、これに基づいて道路モデルを最適に射影変換するための幾何パラメータを求めると共に、最適な幾何パラメータを用いて射影変換された道路モデルを求める。即ち、道路モデル適合処理部２４は、道路モデル生成装置３０から一本道、三叉路、十字路などの道路区画線の形状データからなる道路モデルを取り込むと、カメラ１０の横位置ｘ、縦位置ｙ、取付高さＺ０、ヨー角φ、ピッチ角θ、焦点距離ｆなどの幾何パラメータを用いて、取り込んだ道路モデルを、カメラ１０の撮像面上に射影変換し、当該射影変換された道路モデルと道路検出結果の適合度合の評価値を算出する。道路モデル適合処理部２４は、このような処理を複数の幾何パラメータについて繰り返し、適合度合の評価値の高い幾何パラメータを最適な幾何パラメータとし、この幾何パラメータを用いて射影変換された道路モデルを求める。なお、道路モデル適合処理部２４は、パーティクルフィルタやカルマンフィルタなどの処理を行うことで、最適な幾何パラメータを求めることができる。
【００１９】
出力部３６は、最適なパラメータセットを用いて射影変換された道路モデルが、カメラ１０により撮像された撮像画像上に重畳表示されるように画像合成し、モニタ（不図示）に出力する。
【００２０】
道路モデル生成装置３０は、道路モデル適合処理部２４による処理で用いる道路モデルを生成する。道路モデル生成装置は、位置検出部２６と、地図データベース２８と、切出し範囲設定部３２と、地図切出し部３４とを有しており、これらの構成により道路モデルを生成する処理を行う。位置検出部２６、地図データベース２８、切出し範囲設定部３２、及び地図切出し部３４の処理について説明する。
【００２１】
位置検出部２６は、ＧＰＳ（Global Positioning System）の検出値により車両の概略位置を検出し、車速センサ、ジャイロ、ヨーレートセンサ等を検出値により、検出された概略位置周辺の地図情報とマッチングを取りつつ、車両の正確な現在位置及び進行方向を検出している。位置検出部２６は、切出し範囲設定部３２に、車両の現在位置及び進行方向の検出値を出力する。
【００２２】
地図データベース（地図記憶手段）２８は、道路の形状の情報が記憶されている。道路の形状の情報には、道路区画線を構成する多数の点（以下、構成点と呼ぶ）からなる点列の座標値と、その点列の接続関係の情報とが含まれている。なお、点列の座標は、緯度及び経度を用いて表される場合もあるし、特定の基準点からの相対距離を用いて表される場合もある。
【００２３】
切出し範囲設定部３２は、位置検出部２６から車両の現在位置及び進行方向の検出値を取り込み、これらの検出値を利用して車両の前方の領域を特定し、当該領域に切出し枠を設定する。切出し枠の設定は、実際の処理において、車両前方の領域にある構成点を抽出するために複数の閾値を設定することと等価である。本実施形態では、図２に示されるように、車両の進行方向に沿って長さ（Ｌｆ−Ｌｎ）、幅Ｗの矩形領域を囲むように切出し枠Ｆが設定される。以降の説明では、矩形の切出し枠の４辺のうち、車両から遠い位置にある１辺ｆ１を「上辺」と呼び、車両に近い位置にある１辺ｆ２を「下辺」と呼び、車両の右前方にある１辺ｆ３を「右辺」と呼び、車両の左前方にある１辺ｆ４を「左辺」と呼ぶ。なお、切出し枠Ｆは、台形や楕円形などの他の形状としてもよい。
【００２４】
地図切出し部３４は、地図データベース２８に記憶された道路区画線を構成する点列から、切出し枠の内側にある構成点を抽出する処理を行う。この抽出処理の一例を、図３及び図４を参照して説明する。図３では、地図データベース２８に記憶された地図において、矩形の切出し枠が設定されている。地図切出し部３４は、図４に示されるように、切出し枠の内側にある点列を抽出して、当該点列を結んでできる道路区画線を得る。
【００２５】
また、地図切出し部３４は、道路区画線が切出し枠と交差する場合に、当該交差位置に新たな構成点を生成する処理を行う。この処理について、図５〜図６を参照して説明する。図５では、連続する２つの構成点Ｐ１，Ｐ２のうち、一方の構成点Ｐ１が切出し枠Ｆの内側にあり、他方の構成点Ｐ２が切出し枠Ｆの外側にある。地図切出し部３４は、構成点Ｐ１から構成点Ｐ２まで延びるベクトルの方向角θと、構成点Ｐ１から切出し枠Ｆの各角部へのベクトルの方向角θ１, θ２, θ３, θ４とを算出してから、次の表１を参照することで、２つの構成点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線Ｒと交差する切出し枠Ｆの一辺ｆ１，ｆ２，ｆ３又はｆ４を判定する。なお、各ベクトルの方向角は、車両進行方向に沿って延びるｙ軸とベクトルとの成す角度θを算出することで求められる。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
次に、地図切出し部３４は、２つの構成点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線Ｒと、上記処理で交差すると判定された切出し枠Ｆの一辺ｆ１，ｆ２，ｆ３又はｆ４との交差位置Ｃの座標値を求める。ここで、交差位置Ｃの座標値（ｘ,ｙ）は、次の（１）式、又は（２）式を利用して算出できる。例えば、座標値（ｘ１,ｙ１）の構成点Ｐ１と、座標値（ｘ２,ｙ２）の構成点Ｐ２があり、これらの２つの構成点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線Ｒが、切出し枠Ｆの上辺ｆ１（又は下辺ｆ２）と交差する場合には、（１）式のｙに上辺ｆ１（又は下辺ｆ２）のｙ座標を代入することで、交差位置Ｃのｘ座標が求められる。また、２つの構成点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線Ｒが、切出し枠Ｆの右辺ｆ３（又は左辺ｆ４）と交差する場合には、（２）式のｘに右辺ｆ３（又は左辺ｆ４）のｘ座標を代入することで、交差位置Ｃのｙ座標が求められる。
【００２８】
【数１】
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【００２９】
図６では、連続する２つの構成点Ｐ１，Ｐ２が、両方とも切出し枠Ｆの外側にある。地図切出し部３４は、このように位置する構成点Ｐ１，Ｐ２についても、道路区画線Ｒと切出し枠Ｆとの交差位置Ｃ１，Ｃ２の座標を算出し、その交差位置Ｃ１，Ｃ２に新たな構成点を生成する処理を行う。この処理を行うに際して、地図切出し部３４は、切出し枠Ｆの周辺の領域を、切出し枠Ｆの内側の領域（♯０）と、切出し枠Ｆの左後方の領域（♯１）と、切出し枠Ｆの左方の領域（♯２）と、切出し枠Ｆの左前方の領域（♯３）と、切出し枠Ｆの前方の領域（♯４）と、切出し枠Ｆの右前方の領域（♯５）と、切出し枠Ｆの右方の領域（番号６）と、切出し枠Ｆの右後方の領域（♯７）と、切出し枠Ｆの後方の領域（♯８）と、に区画している。
【００３０】
地図切出し部３４は、構成点Ｐ１,Ｐ２の属する領域（♯１〜♯８）を求めてから、構成点Ｐ１から構成点Ｐ２まで延びるベクトルの方向角θと、構成点Ｐ１から切出し枠Ｆの各角部へのベクトルの方向角θ１, θ２, θ３, θ４とを算出する。そして、地図切出し部３４は、次の表２を参照することで、２つの構成点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線Ｒと交差する切出し枠Ｆの二辺ｆ１，ｆ２，ｆ３又はｆ４を判定する。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
地図切出し部３４は、表２を参照するに際して、先ず、構成点Ｐ１の属する領域が「点１」の欄のいずれに該当するか判定し、さらに、構成点Ｐ２の属する領域が「点２」の欄に示される対応関係を満たすか否かを判定する。地図切出し部３４は、構成点Ｐ１,Ｐ２の属する領域が「点１」,「点２」の欄の対応関係を満たす場合には、方向角θ，θ１, θ２, θ３, θ４が「条件１」の欄に示される大小関係を満たすか否かを判定し、大小関係が満たされる場合には、さらに「条件２」及び「条件３」の欄に示される大小関係を満たすか否かを判定する。これにより、地図切出し部３４は、「交差する辺１」及び「交差する辺２」の欄に示される二辺を、２つの構成点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線Ｒと交差すると判定する。その後、地図切出し部３４は、上記の（１）式、又は（２）式を利用して、交差位置Ｃ１，Ｃ２の座標値（ｘ,ｙ）を算出する。なお、地図切出し部３４は、構成点Ｐ１,Ｐ２の属する領域が「点１」,「点２」の欄の対応関係を満たさない場合には、２つの構成点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線Ｒが切出し枠Ｆと交差しないことを判定する。
【００３３】
なお、上述した説明では、地図切出し部３４は、道路区画線Ｒを求めるために、構成点Ｐ１,Ｐ２の間を線形補間しているが、地図切出し部３４は、構成点Ｐ１,Ｐ２の間を、近似多項式による曲線で補間してもよいし、Ｂ-ｓｐｌｉｎｅ曲線、ベジェ曲線などのパラメトリック曲線を用いて補間してもよい。
【００３４】
道路区画線と切出し枠との交差位置に新たな構成点を生成する処理例が、図７，図８及び図９に示されている。図７には、道路区画線を構成する点列のうち、３つの構成点が切出し枠の内側にある状況が示されている。また、図８には、道路区画線を構成する点列のうち、１つの構成点が切出し枠の内側にある状況が示されている。また、図９には、道路区画線は切出し枠と交差するものの、道路区画線を構成する点列は切出し枠の内側にない状況が示されている。
【００３５】
図７に示されるような場合には、従来技術では、切出し枠の内側にある３つの構成点が抽出されるのみであったため、当該３つの構成点を結んだ道路区画線が得られたものの、切出し枠の縁では道路区画線を得ることができなかった。これに対して本実施形態では、道路区画線と切出し枠の交差位置に新たな構成点が生成されるため、切出し枠の縁まで延在された道路区画線を得ることができる。また、図８及び図９に示されるような場合には、従来技術では、切出し枠の内側に道路区画線を得ることができなかった。これに対して本実施形態では、道路区画線と切出し枠の交差位置に新たな構成点が生成されるため、切出し枠の内側を通過する道路区画線を得ることができる。このように本実施形態では、道路モデル生成装置は、切出し枠の内側にある道路区画線を適切に抽出して、より完全な道路モデルを生成することができる。
【００３６】
次に、地図切出し部３４による処理のフローについて説明する。図１０には、地図切出し処理のフローチャートが示されている。なお、地図切出し処理は、車両走行中に所定時間ごとに実行される。具体的な処理について説明する前に、地図切出し処理において用いられる各種記号の定義について説明する。
【００３７】
地図データに含まれる道路区画線を構成する点の座標データ（ｘ,ｙ）は、Ｘｌ（ｉ）で定義される。ここで、変数ｌ（＝０,１,２,・・）は、地図データに含まれる複数の道路区画線のうち、対象とする道路区画線を特定するための番号である。また、変数ｉ（＝０,１,２,・・）は、１本の道路区画線を構成する複数の構成点のうち、対象とする構成点を特定するための番号である。変数ｌは上限値をＮとし、変数ｉは上限値をＮｌとする。
【００３８】
また、地図データから抽出された道路区画線を構成する点の座標データ（ｘ,ｙ）は、Ｙｍ（ｊ）で定義される。ここで、変数ｍ（＝０,１,２,・・）は、地図データから抽出された複数の道路区画線のうち、対象とする道路区画線を特定するための番号である。また、変数ｊ（＝０,１,２,・・）は、１本の道路区画線を構成する複数の構成点のうち、対象とする構成点を特定するための番号である。また、変数Ａ及び変数Ａｐは、計算処理の便宜上、道路区画線を構成する点が属する領域の番号を格納するために用いる変数である。
【００３９】
地図切出し処理において、地図切出し部３４は、先ず、各変数ｊ,ｌ,ｍ,ｉ,Ａｐの値を０に初期化する（Ｓ１０１，Ｓ１０２）。次に、地図切出し部３４は、道路区画線を構成する点Ｘｌ（ｉ）の座標値を、地図データベースから読み出して、構成点Ｘｌ（ｉ）がいずれの領域（♯０〜♯８）に属するかを識別し、識別された領域の番号を変数Ａに格納する（Ｓ１０３）。
【００４０】
次に、地図切出し部３４は、変数Ａが０であるか否かを判定することで、構成点Ｘｌ（ｉ）が切出し枠の内側にあるか否かを判定する（Ｓ１０４）。ここで、変数Ａが０である場合、即ち、構成点Ｘｌ（ｉ）が切出し枠の内側にある場合にはステップ１０５に進む。一方、変数Ａが０でない場合、即ち、構成点Ｘｌ（ｉ）が切出し枠の外側にある場合にはステップ１１０に進む。
【００４１】
次に、地図切出し部３４は、ステップ１０５に進むと、変数Ａｐが０であるか否かを判定することで、１個前の構成点Ｘｌ（ｉ−１）が切出し枠の内側にあるか否かを判定する。ここで、変数Ａｐが０である場合、即ち、構成点Ｘｌ（ｉ−１）が切出し枠の内側にある場合にはステップ１０６に進む。一方、変数Ａが０でない場合、即ち、構成点Ｘｌ（ｉ−１）が切出し枠の外側にある場合にはステップ１０８に進む。ステップ１０６及びステップ１０８の処理については後述する。
【００４２】
一方、地図切出し部３４は、ステップ１０４で変数Ａが０でないと判定された場合には、ステップ１１０に進む。地図切出し部３４は、ステップ１１０に進むと、変数ｉが０であるか否かを判定することで、現在の処理対象の道路区画線において１個前の構成点の有無を判定する。ここで、変数ｉが０でない場合、即ち、１個前の構成点が有る場合にはステップ１１１に進む。一方、変数ｉが０である場合、即ち、１個前の構成点が無い場合には、次の構成点について処理すべくステップ１１６に進む。ステップ１１６の処理については後述する。
【００４３】
ステップ１１０で変数ｉが０でないと判定されてステップ１１１に進んだ場合には、地図切出し部３４は、変数Ａｐが０であるか否かを判定することで、１個前の構成点Ｘｌ（ｉ−１）が切出し枠の内側にあるか否かを判定する。ここで、変数Ａｐが０である場合、即ち、構成点Ｘｌ（ｉ−１）が切出し枠の内側にある場合にはステップ１１２に進む。一方、変数Ａが０でない場合、即ち、構成点Ｘｌ（ｉ−１）が切出し枠の外側にある場合にはステップ１１４に進む。ステップ１１２及びステップ１１４の処理については後述する。
【００４４】
地図切出し部３４による処理がステップ１０６に進んだ場合には、ステップ１０４及びステップ１０５において連続する２つの構成点Ｘｌ（ｉ−１），Ｘｌ（ｉ）が切出し枠の内側にあることが確認されているため、地図切出し部３４はこの状況に対処した処理を行う。具体的には、地図切出し部３４は、構成点Ｘｌ（ｉ）の座標値を、Ｙｍ（ｊ）に格納する。この処理は、構成点Ｘｌ（ｉ）が切出し枠の内側にあるものとして抽出されたことを意味している。その後、地図切出し部３４は、後の処理に備えて、変数ｊをインクリメント（＋１）する（Ｓ１０７）。
【００４５】
一方、処理がステップ１０８に進んだ場合には、ステップ１０４及びステップ１０５において一方の構成点Ｘｌ（ｉ−１）が切出し枠の外側にあり、他方の構成点Ｘｌ（ｉ）が切出し枠の内側にあることが確認されているため、地図切出し部３４はこの状況に対処した処理を行う。具体的には、地図切出し部３４は、２つの構成点Ｘｌ（ｉ），Ｘｌ（ｉ−１）を結ぶ直線が切出し枠と交差する位置の座標値を算出し、この交差位置の座標値をＹｍ（ｊ）に格納する。この処理は、新たな構成点が交差位置に生成されたことを意味している。さらに、地図切出し部３４は、構成点Ｘｌ（ｉ）の座標値を、Ｙｍ（ｊ＋１）に格納する。この処理は、構成点Ｘｌ（ｉ）が切出し枠の内側にあるものとして抽出されたことを意味している。その後、地図切出し部３４は、後の処理に備えて、変数ｊをインクリメント（＋２）する（Ｓ１０９）。
【００４６】
一方、処理がステップ１１２に進んだ場合には、ステップ１０４及びステップ１１１において一方の構成点Ｘｌ（ｉ−１）が切出し枠の内側にあり、他方の構成点Ｘｌ（ｉ）が切出し枠の外側にあることが確認されているため、地図切出し部３４はこの状況に対処した処理を行う。具体的には、地図切出し部３４は、２つの構成点Ｘｌ（ｉ），Ｘｌ（ｉ−１）を結ぶ直線が切出し枠と交差する位置の座標値を算出し、この交差位置の座標値をＹｍ（ｊ）に格納する。この処理は、新たな構成点が交差位置に生成されたことを意味している。その後、地図切出し部３４は、後の処理に備えて、変数ｍをインクリメント（＋１）し、変数ｊを０に再設定する（Ｓ１１３）。
【００４７】
一方、処理がステップ１１４に進んだ場合には、ステップ１０４及びステップ１１１において連続する２つの構成点Ｘｌ（ｉ−１），Ｘｌ（ｉ）が切出し枠の外側にあることが確認されているため、地図切出し部３４はこの状況に対処した処理を行う。具体的には、地図切出し部３４は、２つの構成点Ｘｌ（ｉ），Ｘｌ（ｉ−１）を結ぶ直線が切出し枠と交差しているか否かを判定する（Ｓ１１４）。ここで、２つの構成点を結ぶ直線が切出し枠と交差していると判定された場合には、地図切出し部３４は、交差する２つの位置の座標値を算出し、この交差位置の座標値をＹｍ（ｊ），Ｙｍ（ｊ＋１）に格納する（Ｓ１１５）。この処理は、２つの新たな構成点が交差位置に生成されたことを意味している。その後、地図切出し部３４は、後の処理に備えて、変数ｍをインクリメント（＋１）し、変数ｊを０に再設定する（Ｓ１１３）。
【００４８】
上記のステップ１０７，１０９，１１３の処理後、又はステップ１１４で２つの構成点を結ぶ直線が切出し枠と交差していないと判定された場合には、地図切出し部３４は、後の処理に備えて、変数Ａｐに変数Ａの値を格納し、さらに変数ｉをインクリメント（＋１）する（Ｓ１１６）。その後、地図切出し部３４は、変数ｉが構成点の総数Ｎｌに至ったか否かを判定するにより、変数ｌで特定される道路区画線の全ての構成点について処理を行ったか否かを判定する（ステップ１１７）。ここで、変数ｉが総数Ｎｌでない場合には、ステップ１０３に戻って、インクリメント後の変数ｉにより特定される構成点について処理を行う。
【００４９】
ステップ１１７において変数ｉが総数Ｎｌである場合には、ステップ１１８〜ステップ１２０に進んで、次の道路区画線を処理するための前処理を行う。具体的には、地図切出し部３４は、変数Ａが０であるか否かを判定することで、変数ｌで特定される道路区画線の最後の構成点Ｘｌ（Ｎｌ）が切出し枠の内側（♯０）にあるか否かを判定する（Ｓ１１８）。ここで、変数Ａが０である場合、即ち、構成点Ｘｌ（Ｎｌ）が切出し枠の内側にある場合には、地図切出し部３４は、変数ｍをインクリメント（＋１）し、変数ｊを０に再設定してから（Ｓ１１９）、ステップ１２０に進む。一方、ステップ１１８において変数Ａが０でない場合、即ち、構成点Ｘｌ（Ｎｌ）が切出し枠の外側にある場合には、地図切出し部３４は、直ぐにステップ１２０に進む。
【００５０】
地図切出し部３４は、変数ｌをインクリメント（＋１）してから（Ｓ１２０）、変数ｌが道路区画線の総数Ｎに至ったか否かを判定することで、全ての道路区画線について構成点の抽出処理が終了したか否かを判定する（Ｓ１２１）。ここで、変数ｌが道路区画線の総数Ｎであると判定された場合には、全ての道路区画線について抽出処理が終了しているので、地図切出し部３４は処理を終了する。一方、変数ｌが道路区画線の総数Ｎでないと判定された場合には、残る道路区画線について構成点の抽出処理を行うために、地図切出し部３４はステップ１０２の処理に戻る。
【００５１】
［第二の実施形態］
次に、第二の実施形態に係る道路認識装置について説明する。第二の実施形態に係る道路認識装置は、第一の実施形態とほぼ同じ構成を有するが、切出し範囲設定部３２及び地図切出し部３４の処理が第一の実施形態と異なっている。
【００５２】
切出し範囲設定部３２は、位置検出部２６の検出精度を表す信号を取り込む。ここで、位置検出部２６の検出精度を表す信号とは、位置検出部２６が出力する誤差値をそのまま用いてもよいし、ＧＰＳが出力するＤＯＰ値（測位衛星の幾何学的配置により検出精度の低下の程度を示す指数）を用いてもよい。また、車速、加速度、操舵角、ヨーレートなどの検出値から、位置検出部２６の検出精度εを推定してもよい。
【００５３】
切出し範囲設定部３２は、位置検出部２６の検出精度が低下した場合には、検出精度の低下に応じて切出し枠を拡大してから、切出し枠を設定する。具体的には、図１１に示されるように、切出し範囲設定部３２は、位置検出部２６の検出誤差εが０である場合には、切出し枠Ｆ１を設定する。一方、切出し範囲設定部３２は、位置検出部２６の検出値に検出誤差εが含まれる場合には、切出し枠Ｆ１を構成する四辺ｆ１，ｆ２，ｆ３及びｆ４をそれぞれ距離εだけ拡大方向に移動させ、切出し枠Ｆ２を設定する。
【００５４】
地図切出し部３４は、第一の実施形態と同様に、地図データベース２８に記憶された道路区画線を構成する点列から、切出し枠Ｆ２の内側にある構成点を抽出して、切出し枠Ｆ２により囲まれる領域の道路モデルを生成する。但し、地図切出し部３４は、第一の実施形態と異なり、道路区画線と切出し枠Ｆ２の交差位置に新たな構成点を生成する処理は行わない。
【００５５】
仮に、切出し枠Ｆ１の大きさが常に一定であるとすると、地図切出し部３４は、位置検出部２６の検出精度が低下した場合に、位置検出部２６の検出誤差ε分ずれた範囲の道路モデルを生成してしまう。これに対して、本実施形態では、切出し範囲設定部３２が、位置検出手段の検出精度の低下に応じて、切出し枠Ｆ１を拡大する。これにより、位置検出部２６の検出値に検出誤差εが含まれたとしても、切出し枠Ｆ２は道路モデルを生成すべき所望の範囲を確実に含むこととなる。よって、地図切出し部３４が切出し枠Ｆ２の内側にある構成点を抽出することで、所望の範囲の道路モデルを確実に生成することができる。
【００５６】
なお、図１１では、切出し枠Ｆ１の拡大に際して、各辺ｆ１，ｆ２，ｆ３及びｆ４の移動距離εは互いに同じであるが、切出し範囲設定部３２は、各辺ｆ１，ｆ２，ｆ３及びｆ４の移動距離εを相違させてもよい。例えば、上辺ｆ１及び下辺ｆ２のｙ方向の移動距離を、右辺ｆ３及び左辺ｆ４のｘ方向の移動距離と相違させてもよい。
【００５７】
なお、第二の実施形態では、切出し範囲設定部３２は、位置検出部２６の検出精度の低下に応じて切出し枠Ｆ１を拡大するが、これとは逆に、位置検出部２６の検出精度の上昇に応じて切出し枠Ｆ１を縮小してもよい。検出精度が高い場合には切出し枠Ｆ１を小さくしても、切出し枠Ｆ１は道路モデルを生成すべき所望の範囲を確実に含むこととなる。よって、地図切出し部３４が、縮小された切出し枠Ｆ１の内側になる構成点を抽出することで、所望の範囲の道路モデルを確実に生成しつつ、道路モデルを生成するために不要な構成点の抽出を防止して、データ処理を簡易にすることができる。
【００５８】
なお、第二の実施形態の切出し範囲設定部３２が有する、位置検出部２６の検出精度の低下に応じて切出し枠Ｆ１を拡大する機能を、第一の実施形態の切出し範囲設定部３２に具備させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態に係る道路認識装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】道路モデルの生成に際して設定される切出し枠を示す模式図である。
【図３】地図上に切出し枠が設定された状況を示す模式図である。
【図４】図３の地図から切り出された道路モデルを示す模式図である。
【図５】道路区画線と切出し枠との交差位置の算出を説明するための模式図である。
【図６】道路区画線と切出し枠との交差位置の算出を説明するための模式図である。
【図７】新たな構成点の生成を説明するための模式図である。
【図８】新たな構成点の生成を説明するための模式図である。
【図９】新たな構成点の生成を説明するための模式図である。
【図１０】地図切出し処理のフローチャートである。
【図１１】変形例に係る切出し枠の設定を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…道路認識装置、１０…カメラ、２０…道路認識処理ＥＣＵ、２２…道路検出部、２４…道路モデル適合処理部、２６…位置検出部、２８…地図データベース、３０…道路モデル生成装置、３２…切出し範囲設定部、３４…地図切出し部、３６…出力部、Ｒ…道路区画線、Ｐ１，Ｐ２…構成点、Ｃ，Ｃ１，Ｃ２…交差位置、Ｆ…切出し枠。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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