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WO2013161600A1 - 境界線検出装置、境界線逸脱検出装置および境界線検出プログラム - Google Patents

境界線検出装置、境界線逸脱検出装置および境界線検出プログラム Download PDF

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WO2013161600A1
WO2013161600A1 PCT/JP2013/061161 JP2013061161W WO2013161600A1 WO 2013161600 A1 WO2013161600 A1 WO 2013161600A1 JP 2013061161 W JP2013061161 W JP 2013061161W WO 2013161600 A1 WO2013161600 A1 WO 2013161600A1
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WO
WIPO (PCT)
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boundary line
toll gate
boundary
line
vehicle
Prior art date
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PCT/JP2013/061161
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English (en)
French (fr)
Inventor
隆司 大井
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
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Priority to CN201380022328.7A priority patent/CN104272363B/zh
Priority to DE112013002193.5T priority patent/DE112013002193T5/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
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    • G06T7/12—Edge-based segmentation
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    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30248—Vehicle exterior or interior
    • G06T2207/30252—Vehicle exterior; Vicinity of vehicle
    • G06T2207/30256—Lane; Road marking
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B15/00—Arrangements or apparatus for collecting fares, tolls or entrance fees at one or more control points
    • G07B15/06—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems

Definitions

  • the present invention relates to a boundary line detection device that detects a boundary line (traveling lane line) that is mounted on a vehicle and separates the inside and outside of a travel region in which the host vehicle travels, and a boundary line departure detection device that detects a departure from the boundary line And a boundary detection program.
  • a boundary line detection device that detects a boundary line (traveling lane line) that is mounted on a vehicle and separates the inside and outside of a travel region in which the host vehicle travels
  • a boundary line departure detection device that detects a departure from the boundary line
  • a boundary detection program that detects a departure from the boundary line
  • the above technique is also effective when guiding a vehicle by setting a virtual line in a captured image when a boundary line such as a white line cannot be detected.
  • a virtual line in a region where the width of the traveling region (running lane) is different from the usual, for example, near the entrance of a toll gate.
  • the present invention sets an erroneous virtual line as a boundary line in a boundary line detection device and a boundary line detection program for detecting a boundary line that divides the inside and outside of a travel region in which the host vehicle travels.
  • the purpose is to be able to suppress this.
  • a boundary line detection device provided by the present application as a typical example is a boundary line detection device (10) that is mounted on a vehicle and detects a boundary line that divides the inside and the outside of a traveling region in which the host vehicle travels.
  • the virtual line is set based on the paint line detection unit (15, 10, S120) for detecting the paint line drawn on the left and right road surfaces of the host vehicle and the position of the boundary line detected previously.
  • a virtual line setting unit (10, S140) is provided.
  • the boundary line detection device (10) further includes a boundary line setting unit (10, S150) for setting the boundary line using at least one of the paint line and the virtual line, and the own vehicle approaches the toll gate And a setting prohibition unit (10, S130) for prohibiting the boundary line setting unit from setting a virtual line as a boundary line when the approach information indicating that the boundary line is acquired is acquired. .
  • a boundary line detection apparatus it is possible to prevent the virtual line from being used as a boundary line in an area near a toll gate where there is a high probability of erroneous detection of the virtual line. Therefore, setting an erroneous virtual line as a boundary line can be suppressed.
  • the boundary line departure detection apparatus is a boundary line detection unit (10, 15, 16) that detects a boundary line that divides the inside and the outside of the traveling region in which the host vehicle travels. , S110 to S150), a departure determination unit (10, 15, 16, S160) for determining whether or not the own vehicle may deviate from the boundary line, and if there is a possibility of departure, there is a risk of departure.
  • An output unit (10, S170) is provided for outputting a certain effect.
  • the boundary line detection part is comprised by the boundary line detection apparatus of the said description.
  • a boundary line deviation detection device when the vehicle may deviate from the travel area, an output to that effect can be performed, and at this time, an output with an erroneous virtual line as the boundary line is output. Can be suppressed. Therefore, it is possible to accurately perform control based on an output indicating that there is a risk of deviation.
  • a boundary line detection program for functioning as each means constituting the device may be used.
  • FIG. 1 is a block diagram (a) showing a schematic configuration of a traveling lane departure detection system to which the present invention is applied, and a block diagram (b) showing a configuration of a departure detection ECU.
  • It is a flowchart which shows the departure warning process which departure detection ECU performs.
  • It is a bird's-eye view which shows the specific example in case it is not necessary to set a virtual line.
  • It is a bird's-eye view which shows the specific example in the case of setting a virtual line.
  • It is a flowchart which shows the deviation determination process among the deviation warning processes.
  • the traveling lane departure detection system 1 is mounted on a vehicle such as a passenger car, for example, and detects a boundary line such as a white line that separates the inside and outside of the traveling lane (traveling region) on which the vehicle (host vehicle) travels. Is a system that detects when it is about to deviate from this boundary. Note that the travel lane departure detection system 1 of the present embodiment also has a function of performing a predetermined output such as issuing an alarm when there is a possibility that the vehicle departs from the travel lane.
  • the lane departure detection system 1 includes a departure detection ECU (ECU is an electronic control unit) 10, a vehicle speed sensor 20, a navigation ECU 30, a vehicle control ECU 40, however, for example, each is connected to a communication line 5 where communication is performed by a protocol such as CAN (Controller Area Network), and each is configured to be able to communicate.
  • a camera 15 and a radar 16 are connected to the departure detection ECU 10.
  • the camera 15 is arranged so as to be able to image the road surface in the traveling direction of the vehicle (a region including the front). Further, the radar 16 transmits electromagnetic waves such as radio waves and laser light toward the front of the vehicle, and detects the position and schematic shape of the front object existing in front of the vehicle by detecting the reflected wave. It is configured as a well-known radar.
  • the departure detection ECU 10 is configured to be able to acquire the image captured by the camera 15 and the radar 16 and the detection result of the front object at an arbitrary timing.
  • an ETC (Electronic Toll Collection: registered trademark) vehicle-mounted device 35 is connected to the navigation ECU 30, and the navigation ECU 30 is in close proximity to or passes through the toll gate of the ETC vehicle-mounted device 35. It is configured so that toll gate passage information such as a settlement result can be acquired. Further, the navigation ECU 30 can provide toll gate passage information in response to a request from the departure detection ECU 10.
  • the departure detection ECU 10 is configured as a known microcomputer including a CPU 11, a ROM 12, a RAM 13, and the like. Then, when there is a possibility that information necessary for detecting the boundary line (traveling line) of the travel lane of the vehicle is acquired from the camera 15 or the radar 16, or the vehicle may deviate from the travel lane, the communication interface ( This is output to the vehicle control ECU 40 via the (I / F) 14. These processes are performed based on a program (including a boundary detection program) stored in the ROM 12. Note that the basic hardware configuration of the navigation ECU 30 and the vehicle control ECU 40 is the same as that of the departure detection ECU 10, and thus the description thereof is omitted.
  • the vehicle control ECU 40 is connected to an alarm unit 45 configured as a speaker, an indicator light, or the like.
  • an alarm unit 45 configured as a speaker, an indicator light, or the like.
  • the vehicle control ECU 40 can also function as a steering torque control device for preventing a traffic accident by controlling the steering torque so that the vehicle does not depart from the travel lane.
  • the departure warning process shown in FIG. 2 is a process that is started when the power source of a vehicle such as an ignition switch is turned on, and then repeatedly performed at regular intervals (for example, every 100 ms). Specifically, as shown in FIG. 2, first, the departure detection ECU 10 detects and sets the left and right boundary lines of the travel lane of the vehicle from the captured image in which the traveling direction of the vehicle is captured (S110). To S150). Specifically, first, a captured image obtained by capturing the traveling direction of the vehicle is acquired from the camera 15 (S110).
  • a plurality of paint lines (lane boundary lines) drawn on the left and right front road surfaces of the vehicle are sequentially arranged along the traveling direction of the vehicle from a captured image obtained by capturing the traveling direction of the vehicle.
  • Lane boundary line candidates (running direction components) representing edge components are extracted (S120). Specifically, in the plurality of pixels constituting the horizontal line of the captured image, those having a rate of change in luminance value of adjacent pixels equal to or higher than a reference value are extracted as edge points.
  • the left and right white lines of the vehicle become recognition lines. Will be set as the lane boundary line. Whether the white line on the road is a solid line or a broken line, the lane boundary line is set without interruption.
  • the departure detection ECU 10 determines whether or not a “tollgate flag” indicating that the tollgate is approaching is in an ON state by acquiring a flag state (access information) from the RAM 13. (S130). Various specific examples for determining whether or not the toll gate is approaching will be described later. If the toll gate flag is ON (S130: YES), the process proceeds to S150 without setting the virtual line (that is, prohibiting setting the virtual line as a boundary line). If the toll gate flag is in an off state (S130: NO), a virtual line is set (S140). In this process, a virtual line is set based on the position of the boundary line detected before (immediately before) when a paint line cannot be detected from the captured image. Specifically, for example, the position of the boundary line in the captured image detected in the previous process is estimated based on the vehicle speed and the steering angle of the host vehicle, and a virtual line is set on the extension line of the boundary line.
  • the virtual line is set when the paint line becomes thin and cannot be detected or does not exist.
  • an imaginary line is set on the extension line of the boundary line recognized so far.
  • a virtual line is set in the vicinity of the toll gate as shown in FIG. 5A, the width of the traveling lane often changes in the vicinity of the toll gate and may not match the actual traveling lane. For this reason, in the present embodiment, a virtual line is not set near the toll gate (when the toll gate flag is ON).
  • the departure detection ECU 10 subsequently selects a lane boundary line using at least one of a paint line and a virtual line (S150).
  • a paint line and a virtual line S150
  • the most probable ones on the right and left sides of the host vehicle are set as lane boundary lines among the paint lines and virtual lines that are lane boundary line candidates, and the set boundary lines are recorded in the RAM 13.
  • the most probable thing can be the one with the highest accuracy based on an arbitrary method such as the one with the highest number of votes in the Hough transform.
  • the departure detection ECU 10 subsequently performs departure determination processing (S160).
  • the departure determination process is a process of detecting the approach speed at which the vehicle approaches the lane boundary line based on the vehicle speed obtained from the vehicle speed sensor 20, and determining the possibility of deviating from the detected travel lane based on the approach speed. It is. Specifically, as shown in FIG. 6, first, the approach speed at which the vehicle approaches the lane boundary is defined as the departure speed (Vd), and the departure speed (Vd) is set as the yaw angle (the extending direction of the lane boundary line). And the vehicle traveling direction) and the vehicle speed (S210). The yaw angle is obtained during the above-described Hough conversion process of S120, and this value is recorded in the RAM 13 during the process of S120.
  • a threshold value (dtlb) of the end distance (DTLB) is calculated (S220).
  • This threshold value (dtlb) can be determined by the product of the departure speed (Vd) and the reference time ( ⁇ ) (for example, 2 seconds).
  • the vehicle departs from the traveling lane within the reference time ( ⁇ ) by comparing the end distance (DTLB) with the threshold value (dtlb) (S230). If the end distance (DTLB) is equal to or less than the threshold value (dtlb) (S230: YES), the “departure possibility flag” is set to the ON state in the RAM 13 as the vehicle departs from the travel lane (S240). The departure determination process is terminated. On the other hand, if the end distance (DTLB) is larger than the threshold value (dtlb) (S230: NO), the departure possibility flag is set to OFF in the RAM 13 assuming that the vehicle does not depart from the driving lane (S250). The departure determination process is terminated.
  • the departure detection ECU 10 refers to the “departure possibility flag” in the RAM 13, and when the departure possibility flag is in the ON state (when the departure possibility is higher than a predetermined reference value).
  • the vehicle control ECU 40 is instructed (output) to issue a warning that there is a possibility of departure from the vehicle occupant (S170).
  • the vehicle control ECU 40 Upon receiving this instruction, the vehicle control ECU 40 immediately issues an alarm via the alarm unit 45. This completes the departure warning process.
  • the toll gate determination process is a process for determining whether or not the toll gate has been approached when the toll gate has not been approached yet, and for determining whether or not the toll gate has passed when the toll gate has already been approached. . Specifically, as shown in FIG. 7A, first, it is determined whether the toll gate flag is in an OFF state (S270).
  • toll gate flag is OFF (S270: YES)
  • S280 a toll gate mode start determination process described later
  • S290 a toll gate mode end determination process is performed (S290). When this process ends, the toll gate determination process ends.
  • a target having a shape and a pattern similar to the toll booth feature template recorded in the ROM 12 in advance is extracted from the image captured by the camera 15 (S310). ).
  • characters such as ETC arranged near the toll booth, paint patterns peculiar to the toll booth, or the building of the toll booth itself are recorded as a template. Extract using matching.
  • S320 it is determined whether there is a characteristic as a toll booth (S320). If there is a characteristic as a toll booth (S320: YES), the number of toll booth determinations (initial value 0 counter) is compared with the maximum determination value (maximum value as a counter) (S330).
  • the toll gate determination count is less than the maximum determination value (S330: YES), the toll gate determination count is incremented (S340), and the process proceeds to S410. If the toll gate determination count is equal to or greater than the determination maximum value (S330: NO), the process immediately proceeds to S410.
  • S320: NO if there is no characteristic as a toll gate in the processing of S320 (S320: NO), it is compared whether or not the toll gate determination frequency is larger than 0 (zero) (S350). If the toll gate determination count is greater than 0 (S350: YES), the toll gate determination count is decremented (S360), and the process proceeds to S410. If the toll gate determination count is 0 or less (S350: NO), the process immediately proceeds to S410.
  • the toll gate determination count is compared with a determination threshold value for determining whether or not the toll gate is.
  • the determination threshold is set to a value of 1 or more, and is particularly preferably 2 or more.
  • the toll gate flag is set to ON (S420), and the toll gate mode start determination processing is terminated. If the toll gate determination count is less than or equal to the determination threshold (S410: NO), the toll gate mode start determination process is immediately terminated.
  • the processes of S510 and S520 are performed in place of the processes of S410 and S420 of the toll booth mode start determination process. Specifically, it is determined whether or not the toll gate determination count is 0 (or 0 or less) (S510). If the toll gate determination count is 0 (S510: YES), the toll gate flag is set to OFF (S520), and the toll gate mode end determination process is terminated. If the toll gate determination count is greater than 0 (S510: NO), the toll gate mode end determination process is immediately terminated.
  • the departure detection ECU 10 detects a boundary line that divides the inside and outside of the travel region in which the host vehicle travels, and determines whether the host vehicle may deviate from the boundary line. Judgment is made and if there is a risk of deviation, the fact is output.
  • the boundary line run while detecting the paint line (white line) that is actually drawn on the road surface in front of the left and right of the host vehicle.
  • a virtual line is set based on the position of the detected boundary line.
  • a boundary line is set using at least one of a paint line and a virtual line.
  • setting the virtual line as a boundary line is prohibited.
  • the departure detection ECU 10 determines whether or not the toll gate is approaching based on a captured image obtained by capturing the traveling direction of the host vehicle, and uses this determination result to generate a virtual line. Decide whether to set as a boundary line.
  • the approach information can be detected by itself without receiving the transmission of the approach information from the outside. Further, in the traveling lane departure detection system 1, the departure detection ECU 10 outputs approach information when a toll gate specific object is detected in the captured image.
  • approach information can be output when an object specific to a toll gate recorded in advance in a memory is detected. Further, in the lane departure detection system 1, the departure detection ECU 10 outputs approach information when it detects that the toll gate is more than a predetermined number of times set in advance a plurality of times.
  • the probability of erroneously recognizing a toll gate is reduced as compared to a configuration in which approach information is immediately output when it is detected that the toll gate is only once. Can do.
  • the departure detection ECU 10 outputs approach information when a paint mark on the road indicating a toll gate is detected.
  • paint marks on the road for example, the letters “ETC” and striped patterns made of blue and white are applicable in Japan. In the Republic of Korea, a plurality of blue lines are arranged for each gate. Is applicable.
  • the departure detection ECU 10 notifies the occupant of the own vehicle when the fact that there is a possibility of departure is output. According to such a traveling lane departure detection system 1, an alarm or the like can be issued when there is a possibility of departure. In addition, what is necessary is just to tell the passenger
  • Embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention.
  • notification is made when there is a possibility of departure, but the departure detection ECU 10 or the travel lane departure detection system 1 automatically performs steering so as to maintain the travel region. It may be employed in a device or a steering assist device. In the case of this configuration, when there is a possibility of departure, driving assistance may be performed so that steering is performed in a direction that suppresses the departure.
  • the departure detection ECU 10 or the traveling lane departure detection system 1 is employed in an automatic driving device or a steering assist device, when a boundary line is not set (when a toll gate is approached and a virtual line is not used as a boundary line) Etc.), an output indicating that the boundary line cannot be set is output, and when this output is output, the process of automatically steering may be terminated.
  • whether or not the toll gate is approaching is determined based on the captured image, but access information indicating that the toll gate is approaching may be acquired from the outside.
  • access information indicating that the toll gate is approaching may be acquired from the outside.
  • the notification that the ETC on-board device 35 receives from the toll booth, the toll gate proximity notification service, the card forgetting notification service (these are notified with a beeping sound), and other vehicles have settled the toll gate through inter-vehicle communication.
  • the approach information may be acquired when an external input such as a notification is received.
  • the travel lane departure detection system 1 corresponds to the boundary line departure detection device according to the present invention
  • the departure detection ECU 10 corresponds to the boundary line detection device in the claims.
  • the processing of the camera 15, the radar 16, and the departure detection ECU 10 and S110 to S150 corresponds to the boundary detection unit of the claims, and in particular, the processing of the camera 15 and the departure detection ECUs 10 and S110 is an image of the claims.
  • the processing of the camera 15 and the departure detection ECUs 10 and S120 in the detection unit is performed in the paint line detection unit in the claims, and the processing in the departure detection ECUs 10 and S130 is performed in the setting prohibition unit in the claims.
  • the process corresponds to the virtual line setting unit in the claims, and the processes of the departure detection ECUs 10 and S150 correspond to the boundary line setting unit in the claims.
  • the processing of the camera 15 and the departure detection ECUs 10 and S160 corresponds to the departure determination unit in the claims, and the processing of the departure detection ECUs 10 and S170 corresponds to the output unit.
  • the vehicle control ECU 40 and the warning unit 45 correspond to the notification device in the claims.
  • the processing of the camera 15 (not necessarily required) and the departure detection ECU 10 and S310 to S420 and S310 to S520 correspond to the toll gate determination unit in the claims.
  • the ETC on-vehicle device 35 and the navigation ECU 30 correspond to an approach information acquisition device that acquires information from the outside of the vehicle that the vehicle is approaching the toll gate.

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Description

境界線検出装置、境界線逸脱検出装置および境界線検出プログラム
　本発明は、車両に搭載され、自車両が走行する走行領域の内外を区分する境界線（走行区画線）を検出する境界線検出装置、該境界線からの逸脱を検出する境界線逸脱検出装置および境界線検出プログラムに関する。
　車両の走行区画線である境界線を検出する装置として、車両からの撮像画像中に障害物を検出した場合に、障害物を避けた仮想線を設定し、この仮想線を境界線として車両を誘導するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第４７５２３１１号公報
　上記の技術は、白線等の境界線が検出できない場合に、撮影画像中に仮想線を設定することで車両を誘導する場合にも有効である。しかしながら、走行領域（走行レーン）の幅が通常とは異なる領域、例えば料金所の入り口付近においては、仮想線を設定することが必ずしも妥当でない場合があり、このような領域において仮想線を設定すると、例えば、空いている料金所への移動など、仮想線を越えて車両を移動することに支障を来す虞がある。
　そこで本発明は、このような問題を鑑み、自車両が走行する走行領域の内外を区分する境界線を検出する境界線検出装置および境界線検出プログラムにおいて、誤った仮想線を境界線として設定することを抑制できるようにすることを目的とする。
　斯かる目的を達成するため、本願が典型例として提供する境界線検出装置は、車両に搭載され、自車両が走行する走行領域の内外を区分する境界線を検出する境界線検出装置（１０）であって、自車両の左右の路面上に描かれたペイント線を検出するペイント線検出部（１５、１０、Ｓ１２０）と、以前に検出された境界線の位置に基づいて仮想線を設定する仮想線設定部（１０、Ｓ１４０）を備える。
　境界線検出装置（１０）はさらに、前記ペイント線および前記仮想線のうちの少なくとも一方を利用して前記境界線を設定する境界線設定部（１０、Ｓ１５０）と、自車両が料金所に接近している旨を示す接近情報を取得し、該接近情報が取得された場合、前記境界線設定手段が仮想線を境界線として設定することを禁止する設定禁止部（１０、Ｓ１３０）とを備える。
　このような境界線検出装置によれば、仮想線の検出を誤る確率が高い料金所付近の領域では仮想線を境界線として利用しないようにすることができる。よって、誤った仮想線を境界線に設定することを抑制することができる。
　また、上記目的を達成するため、本願が典型例として提供する境界線逸脱検出装置は、自車両が走行する走行領域の内外を区分する境界線を検出する境界線検出部（１０，１５，１６、Ｓ１１０～Ｓ１５０）と、自車両が前記境界線から逸脱する虞があるかを判定する逸脱判定部（１０，１５，１６、Ｓ１６０）と、逸脱をする虞がある場合に、逸脱の虞がある旨の出力を行う出力部（１０、Ｓ１７０）を備える。そして、境界線検出部は上記記載の境界線検出装置で構成されている。
　このような境界線逸脱検出装置によれば、自車両が走行領域から逸脱する虞がある際にその旨の出力を行うことができ、この際、誤った仮想線を境界線とする出力がされることを抑制することができる。したがって、逸脱の虞がある旨の出力に基づく制御を正確に実施することができる。
　なお、上記目的を達成するためには、上記装置を構成する各手段として機能させるための境界線検出プログラムとしてもよい。
本発明の適用された走行レーン逸脱検出システムの概略構成を示すブロック図（ａ）、および逸脱検出ＥＣＵの構成を示すブロック図（ｂ）である。 逸脱検出ＥＣＵが実行する逸脱警報処理を示すフローチャートである。 仮想線を設定する必要がない場合の具体例を示す鳥瞰図である。 仮想線を設定する場合の具体例を示す鳥瞰図である。 料金所付近において仮想線を設定する場合の具体例を示す鳥瞰図である。 逸脱警報処理のうちの逸脱判定処理を示すフローチャートである。 料金所判定処理を示すフローチャート（ａ）および料金所判定処理のうちの料金所モード開始判定処理を示すフローチャート（ｂ）である。 料金所判定処理のうちの料金所モード終了判定処理を示すフローチャートである。
　以下に本発明に係る実施の形態を図面と共に説明する。
　［本実施形態のシステム構成］
　走行レーン逸脱検出システム１は、例えば乗用車等の車両に搭載されており、当該車両（自車両）が走行する走行レーン（走行領域）の内外を区分する白線等の境界線を検出し、自車両がこの境界線を逸脱しようとする場合、それを検出するシステムである。なお、本実施形態の走行レーン逸脱検出システム１においては、当該車両が走行レーンを逸脱する虞がある場合に、警報を発するなどの所定の出力を行う機能も備えている。
　より詳細に述べると、図１（ａ）に示すように、走行レーン逸脱検出システム１は、逸脱検出ＥＣＵ（ＥＣＵは電子制御装置）１０と、車速センサ２０と、ナビゲーションＥＣＵ３０と、車両制御ＥＣＵ４０とが、例えばＣＡＮ（Controller　Area　Network）等のプロトコルによって通信が実施される通信線５に接続されて、それぞれが通信可能に構成されている。また、逸脱検出ＥＣＵ１０には、カメラ１５とレーダ１６とが接続されている。
　カメラ１５は、当該車両の進行方向（前方を含む領域）の路面を撮像することができるように配置されている。また、レーダ１６は、電波やレーザ光等の電磁波を当該車両の前方に向けて送信し、この反射波を検出することによって、当該車両の前方に存在する前方物体の位置および概略形状を検出する周知のレーダとして構成されている。そして、逸脱検出ＥＣＵ１０は、カメラ１５やレーダ１６による撮像画像や前方物体の検出結果を任意のタイミングにおいて取得できるよう構成されている。
　また、ナビゲーションＥＣＵ３０には、ＥＴＣ（Electronic　Toll　Collection：登録商標）車載器３５が接続されており、ナビゲーションＥＣＵ３０は、ＥＴＣ車載器３５による料金所ゲートに近接し若しくはこれを通過した旨の情報や料金清算結果等の料金所通過情報を取得することができるよう構成されている。また、ナビゲーションＥＣＵ３０は、逸脱検出ＥＣＵ１０からの要求に応じて、料金所通過情報を提供することができる。
　逸脱検出ＥＣＵ１０は、図１（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３等を備えた周知のマイコンとして構成されている。そして、当該車両の走行レーンの境界線（走行区画線）を検出する上で必要な情報をカメラ１５、レーダ１６から取得したり、当該車両が走行レーンを逸脱する虞がある場合に通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１４を介してその旨を車両制御ＥＣＵ４０に出力する。これらの処理はＲＯＭ１２に格納されたプログラム（境界線検出プログラムを含む）に基づいて実施される。なお、ナビゲーションＥＣＵ３０や車両制御ＥＣＵ４０のハードウェアの基本構成については、逸脱検出ＥＣＵ１０と同様であるため説明を省略する。
　また、車両制御ＥＣＵ４０には、スピーカや表示灯等として構成された警報部４５が接続されており、逸脱検出ＥＣＵ１０からの指示を受けて警報部４５を作動させることによって、当該車両が走行レーンを逸脱しようとするとき、及び逸脱した時、その事実を車両の乗員に報知する。ただし、車両制御ＥＣＵ４０は、車両が走行レーンから逸脱しないよう操舵トルクを制御して、交通事故を未然に防止するための操舵トルク制御装置として機能することもできる。
　［本実施形態の処理］
　このように構成された走行レーン逸脱検出システム１において実施される、当該車両が走行レーンを逸脱する虞がある場合に警報を発する処理について説明する。
　図２に示す逸脱警報処理は、イグニッションスイッチ等の車両の電源がＯＮ状態にされると開始され、その後、一定時間毎（例えば１００ｍｓ毎）に繰り返し実施される処理である。詳細には、図２に示すように、初めに、逸脱検出ＥＣＵ１０は、当該車両の走行レーンの左右の境界線を当該車両の進行方向が撮像された撮像画像中から検出し、設定する（Ｓ１１０～Ｓ１５０）。具体的には、まず、当該車両の進行方向が撮像された撮像画像をカメラ１５から取得する（Ｓ１１０）。
　続いて、当該車両の進行方向が撮像された撮像画像中から、自車両の左右前方の路面上に描かれたペイント線（レーン境界線）として、当該車両の走行方向に沿って順に並ぶ複数のエッジ成分を表すレーン境界線候補（走行方向成分）を抽出する（Ｓ１２０）。詳細には、撮像画像の水平ラインを構成する複数の画素において、隣接する画素の輝度値の変化率が基準値以上のものをエッジ点として抽出する。その後、周知のハフ（Hough）変換処理を実施することによって、当該車両の進行方向に延びる（当該車両の進行方向とのなす角（ヨー角）が一定値未満の）直線パターンを全て検出し、各直線パターンに対してレーン境界線候補としてラベリングをする。
　より詳細には、図３（ａ）に示すように、車両の左右の両側に白線が存在する場合、図３（ｂ）に示すように、車両の左右の白線が認識線となり、その後、これらの認識線がレーン境界線として設定されることになる。なお、路上の白線は、実線であっても破線であっても、レーン境界線は途切れることなく設定される。
　次に、逸脱検出ＥＣＵ１０は、料金所に接近している旨の示す“料金所フラグ”がオン（ＯＮ）状態になっているか否かをＲＡＭ１３からフラグ状態（接近情報）を取得することで判定する（Ｓ１３０）。料金所に接近しているか否かを判定する種々の具体例については後述する。料金所フラグがＯＮ状態であれば（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、仮想線の設定をすることなく（つまり、仮想線を境界線として設定することを禁止し）Ｓ１５０の処理に移行する。　
　また、料金所フラグがオフ（ＯＦＦ）状態であれば（Ｓ１３０：ＮＯ）、仮想線を設定する（Ｓ１４０）。この処理では、撮像画像中からペイント線が検出できない場合等に、以前（直前）に検出された境界線の位置に基づいて仮想線を設定する処理である。具体的には、例えば前回の処理において検出された撮像画像中の境界線の位置を自車両の車速および舵角に基づいて推定し、その境界線の延長線上に仮想線を設定する。
　より詳細には、仮想線は、例えば図４（ａ）に示すように、ペイント線が薄くなり検出できない場合や存在しない場合に設定される。具体的には図４（ｂ）に示すように、いままで認識されていた境界線の延長線上に仮想線を設定する。ただし、図５（ａ）に示すような料金所付近において仮想線を設定すると、料金所付近は走行レーンの幅が変化する場合が多く、実際の走行レーンと不一致となる場合がある。このため、本実施形態では、料金所付近（料金所フラグがＯＮのとき）では、仮想線を設定しないよう構成している。
　逸脱検出ＥＣＵ１０は、続いて、ペイント線および仮想線のうちの少なくとも一方を利用してレーン境界線を選択する（Ｓ１５０）。この処理では、レーン境界線候補となったペイント線および仮想線のうちから自車両の右側および左側において最も確からしいものをレーン境界線として設定し、設定した境界線をＲＡＭ１３に記録する。なお、最も確からしいものとは、ハフ変換の際の投票数が最も高いもの等、任意の手法に基づいて確度が最も高いものとすることができる。
　逸脱検出ＥＣＵ１０は、続いて、逸脱判定処理を実施する（Ｓ１６０）。この逸脱判定処理は、車速センサ２０から得た車速に基づき当該車両がレーン境界線に接近する接近速度を検出し、この接近速度に基づいて検出された走行レーンを逸脱する可能性を判定する処理である。具体的には、図６に示すように、まず、当該車両がレーン境界線に接近する接近速度を逸脱速度（Ｖｄ）として、この逸脱速度（Ｖｄ）を、ヨー角（レーン境界線の延伸方向と車両の進行方向とのなす角）および車両速度の積により演算する（Ｓ２１０）。なお、ヨー角については、前述のＳ１２０のハフ変換処理の際に求めており、この値はＳ１２０の処理の際にＲＡＭ１３に記録されている。
　続いて、端部距離（ＤＴＬＢ）の閾値（ｄｔｌｂ）を演算する（Ｓ２２０）。この閾値（ｄｔｌｂ）は、逸脱速度（Ｖｄ）および基準時間（α）（例えば２秒間）の積で求めることができる。
　次いで、端部距離（ＤＴＬＢ）と閾値（ｄｔｌｂ）とを比較することによって、基準時間（α）以内に当該車両が走行レーンを逸脱するか否かを判定する（Ｓ２３０）。端部距離（ＤＴＬＢ）が閾値（ｄｔｌｂ）以下であれば（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、当該車両が走行レーンを逸脱するものとして、ＲＡＭ１３において“逸脱可能性フラグ”をＯＮ状態に設定し（Ｓ２４０）、逸脱判定処理を終了する。一方、端部距離（ＤＴＬＢ）が閾値（ｄｔｌｂ）よりも大きければ（Ｓ２３０：ＮＯ）、当該車両が走行レーンを逸脱しないものとして、ＲＡＭ１３において逸脱可能性フラグをＯＦＦ状態に設定し（Ｓ２５０）、逸脱判定処理を終了する。
　続いて、図２に戻り、逸脱検出ＥＣＵ１０は、ＲＡＭ１３における“逸脱可能性フラグ”を参照し、逸脱可能性フラグがＯＮ状態である場合（逸脱可能性が所定の基準値よりも高い場合）に、当該車両の乗員に対して逸脱の可能性ありと警報を発するよう車両制御ＥＣＵ４０に対して指示（出力）する（Ｓ１７０）。この指示を受けた車両制御ＥＣＵ４０は、直ちに警報部４５を介して警報を発する。以上で逸脱警報処理が終了する。
　次に、料金所に接近しているか否かを判定する処理について図７および図８を用いて説明する。料金所判定処理は、未だ料金所に接近していないときには料金所に接近したか否かを判定し、既に料金所に接近しているときには料金所を通過したか否かを判定する処理である。詳細には、図７（ａ）に示すように、まず、料金所フラグがＯＦＦ状態であるか否かを判定する（Ｓ２７０）。
　料金所フラグがＯＦＦ状態であれば（Ｓ２７０：ＹＥＳ）、後述する料金所モード開始判定処理を実施し（Ｓ２８０）、この処理が終了すると料金所判定処理を終了する。料金所フラグがＯＮ状態であれば（Ｓ２７０：ＮＯ）、料金所モード終了判定処理を実施し（Ｓ２９０）、この処理が終了すると料金所判定処理を終了する。
　料金所モード開始判定処理では、図７（ｂ）に示すように、まず、カメラ１５による撮像画像から予めＲＯＭ１２に記録された料金所特徴テンプレートと形状やパターンが類似する物標を抽出する（Ｓ３１０）。この処理では、例えば、料金所付近に配置されているＥＴＣという文字や料金所付近特有のペイントパターン、或いは料金所の建物そのもの等がテンプレートとして記録されており、これらに類似するパターンを周知のパターンマッチングを利用して抽出する。
　続いて、料金所としての特徴があるか否かを判定する（Ｓ３２０）。料金所としての特徴があれば（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、料金所判定回数（初期値０のカウンタ）と判定最大値（カウンタとしての最大値）とを比較する（Ｓ３３０）。
　料金所判定回数が判定最大値未満であれば（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、料金所判定回数をインクリメントし（Ｓ３４０）、Ｓ４１０の処理に移行する。また、料金所判定回数が判定最大値以上であれば（Ｓ３３０：ＮＯ）、直ちにＳ４１０の処理に移行する。
　また、Ｓ３２０の処理にて、料金所としての特徴がなければ（Ｓ３２０：ＮＯ）、料金所判定回数が０（ゼロ）より大きいか否かを比較する（Ｓ３５０）。料金所判定回数が０よりも大きければ（Ｓ３５０：ＹＥＳ）、料金所判定回数をディクリメントし（Ｓ３６０）、Ｓ４１０の処理に移行する。また、料金所判定回数が０以下であれば（Ｓ３５０：ＮＯ）、直ちにＳ４１０の処理に移行する。
　続いて、Ｓ４１０の処理では、料金所判定回数と料金所であるか否かを判定するための判定閾値とを比較する。なお、判定閾値は、１以上の値に設定され、２以上であると特によい。
　料金所判定回数が判定閾値を超えていれば（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、料金所フラグをＯＮに設定し（Ｓ４２０）、料金所モード開始判定処理を終了する。また、料金所判定回数が判定閾値以下であれは（Ｓ４１０：ＮＯ）、直ちに料金所モード開始判定処理を終了する。
　次に、料金所モード終了判定処理では、図８に示すように、料金所モード開始判定処理のＳ４１０およびＳ４２０の処理に換えて、Ｓ５１０およびＳ５２０の処理を実施する。詳細には、料金所判定回数が０（若しくは０以下）であるか否かを判定する（Ｓ５１０）。料金所判定回数が０であれば（Ｓ５１０：ＹＥＳ）、料金所フラグをＯＦＦに設定し（Ｓ５２０）、料金所モード終了判定処理を終了する。また、料金所判定回数が０よりも大きければ（Ｓ５１０：ＮＯ）、直ちに料金所モード終了判定処理を終了する。
　［本実施形態による効果］
　上記のように詳述した走行レーン逸脱検出システム１において、逸脱検出ＥＣＵ１０は自車両が走行する走行領域の内外を区分する境界線を検出し、自車両が境界線から逸脱する虞があるかを判定し、逸脱をする虞がある場合、その事実を出力する。特に、境界線を検出する際には自車両の左右前方の路面上に実際に描かれているペイント線（白線）を検出しつつ走行し、境界線が途切れたときは、以前（直前）に検出されていた境界線の位置に基づいて仮想線を設定する。
　そして、ペイント線および仮想線のうちの少なくとも一方を利用して境界線を設定する。ただし、自車両が料金所に接近している旨を示す接近情報を取得し、接近情報が取得された場合、仮想線を境界線として設定することを禁止する。
　このような逸脱検出ＥＣＵ１０によれば、誤った仮想線を設定する確率が高い料金所付近の領域では仮想線を境界線として利用しないようにすることができる。よって、誤った仮想線を境界線に設定することを抑制することができ、車両事故を未然に防止することができる。
　また、このような走行レーン逸脱検出システム１によれば、自車両が走行領域から逸脱する虞がある際にその旨の出力を行うことができ、この際、誤った仮想線を境界線とする出力がされることを抑制することができる。したがって、逸脱の虞がある旨の出力に基づく制御を正確に実施することができる。
　また、走行レーン逸脱検出システム１において逸脱検出ＥＣＵ１０は、自車両の進行方向を撮像した撮像画像に基づいて料金所に接近しているか否かを判定し、この判定結果を利用して仮想線を境界線として設定するか否かを決定する。
　このような走行レーン逸脱検出システム１によれば、外部から接近情報の送信を受けることなく、自身で接近情報を検出することができる。さらに、走行レーン逸脱検出システム１において逸脱検出ＥＣＵ１０は、撮像画像中において料金所特有の対象物を検出した場合に、接近情報を出力する。
　このような走行レーン逸脱検出システム１によれば、予めメモリ内に記録された料金所特有の対象物を検出した場合に、接近情報を出力することができる。また、走行レーン逸脱検出システム１において逸脱検出ＥＣＵ１０は、料金所である旨を予め複数回に設定された基準回数以上検出した場合に、接近情報を出力する。
　このような走行レーン逸脱検出システム１によれば、ただ１回のみ料金所である旨を検出した時に直ちに接近情報を出力する構成と比較して、料金所と誤って認識する確率を低減することができる。
　さらに、走行レーン逸脱検出システム１において逸脱検出ＥＣＵ１０は、料金所を示す路上のペイントマークを検出した場合に接近情報を出力する。路上のペイントマークとしては、例えば、我が国において、「ＥＴＣ」との文字や、青と白とからなる縞模様等が該当し、また、大韓民国においては、ゲート毎に配置された複数の青線等が該当する。
　また、上記走行レーン逸脱検出システム１において逸脱検出ＥＣＵ１０は、逸脱の虞がある旨が出力された場合に自車両の乗員に報知を行う。このような走行レーン逸脱検出システム１によれば、逸脱の虞がある場合に警報等を発することができる。なお、報知としては、音や光で危険が迫っている旨を自車両の乗員に伝えるようにすればよい。
　［その他の実施形態］
　本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
　例えば、上記実施形態においては、逸脱の虞がある場合に報知を行うようにしたが、上記逸脱検出ＥＣＵ１０または走行レーン逸脱検出システム１は走行領域内を維持するように自動で操舵を行う自動運転装置や操舵支援装置に採用されていてもよい。この構成の場合には逸脱の虞がある際に、逸脱を抑制する方向に操舵を行うよう運転支援を行ってもよい。
　また、上記逸脱検出ＥＣＵ１０または走行レーン逸脱検出システム１を自動運転装置や操舵支援装置に採用する場合において、境界線が設定されない場合（料金所に接近しており、仮想線を境界線としない場合など）には、境界線が設定できない旨の出力を行い、この出力がされた場合には、自動で操舵を行う処理を終了するようにしてもよい。
　さらに、上記実施形態では、料金所に接近しているか否かを撮像画像に基づいて判定したが、料金所に接近している旨の接近情報を外部から取得するようにしてもよい。例えば、ＥＴＣ車載器３５が料金所から受ける料金所近接通知やカード差し忘れお知らせサービス（これらは“ピー”という音で通知される）、車車間通信により他車両が料金所の精算を行った旨の通知等の外部入力を受けたときに接近情報を取得したものとしてもよい。
　［実施形態の構成と本発明を構成する手段との関係］
　本実施形態の走行レーン逸脱検出システム１は本発明でいう境界線逸脱検出装置に相当し、逸脱検出ＥＣＵ１０は、請求の範囲の境界線検出装置に対応する。また、カメラ１５、レーダ１６及び逸脱検出ＥＣＵ１０とＳ１１０～Ｓ１５０の処理は、請求の範囲の境界線検出部に対応し、特に、カメラ１５及び逸脱検出ＥＣＵ１０とＳ１１０の処理は、請求の範囲の画像検出部に、カメラ１５及び逸脱検出ＥＣＵ１０とＳ１２０の処理は、請求の範囲のペイント線検出部に、逸脱検出ＥＣＵ１０とＳ１３０の処理は、請求の範囲の設定禁止部に、逸脱検出ＥＣＵ１０とＳ１４０の処理は、請求の範囲の仮想線設定部に、逸脱検出ＥＣＵ１０とＳ１５０の処理は、請求の範囲の境界線設定部に、それぞれ対応する。また、カメラ１５及び逸脱検出ＥＣＵ１０とＳ１６０の処理は、請求の範囲の逸脱判定部に対応し、逸脱検出ＥＣＵ１０とＳ１７０の処理は出力部に対応する。さらに、車両制御ＥＣＵ４０と警報部４５は、請求の範囲の報知装置に対応する。またカメラ１５（必ずしも必要ではない）及び逸脱検出ＥＣＵ１０とＳ３１０～Ｓ４２０、及びＳ３１０～Ｓ５２０の処理は、請求の範囲の料金所判定部に対応する。また、ＥＴＣ車載器３５とナビゲーションＥＣＵ３０は、「当該車両外部より、当該車両が料金所に接近しているとの情報を取得する接近情報取得装置に対応する。
　１…走行レーン逸脱検出システム、５…通信線、１０…逸脱検出ＥＣＵ、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＯＭ、１３…ＲＡＭ、１５…カメラ、１６…レーダ、２０…車速センサ、３０…ナビゲーションＥＣＵ、３５…ＥＴＣ車載器、４０…車両制御ＥＣＵ、４５…警報部。

Claims (10)

  1. 　車両に搭載され、自車両が走行する走行領域の内外を区分する境界線を検出する境界線検出装置（１０）であって、
    　自車両の左右前方の路面上の画像を取得する画像取得部（１５、１０、Ｓ１１０）と、
    　前記画像取得部で取得された画像中、路面上に描かれたペイント線を検出するペイント線検出部（１５、１０、Ｓ１２０）と、
    　以前に検出された境界線の位置に基づいて仮想線を設定する仮想線設定部（１０、Ｓ１４０）と、
    　前記ペイント線および前記仮想線のうちの少なくとも一方を利用して前記境界線を設定する境界線設定部（１０、Ｓ１５０）と、
    　自車両が料金所に接近している旨を示す接近情報が取得された場合、仮想線を境界線として設定することを禁止する設定禁止部（１０、Ｓ１３０）
    　とを有する、ことを特徴とする、境界線検出装置。
  2. 　自車両の進行方向を撮像した撮像画像に基づいて料金所に接近しているか否かを判定する料金所判定部（１５、１０、Ｓ３１０～Ｓ４２０）をさらに備え、
    　該料金所判定部から前記接近情報を取得する、
    　　ことを特徴とする、請求項１に記載の境界線検出装置。
  3. 　前記料金所判定部は、撮像画像中において料金所特有の対象物を検出した場合に、前記接近情報を出力すること、
    　を特徴とする、請求項２に記載の境界線検出装置。
  4. 　前記料金所判定部は、料金所である旨を予め複数回に設定された基準回数以上検出した場合に、前記接近情報を出力すること、
    　を特徴とする、請求項１又は２に記載の境界線検出装置。
  5. 　前記料金所判定部は、料金所を示す路上のペイントマークを検出した場合に前記接近情報を出力すること、
    　を特徴とする、請求項１に記載の境界線検出装置。
  6. 　当該車両外部からの情報に基づいて料金所に接近しているか否かを判定する料金所判定部（１０、Ｓ３１０～Ｓ４２０）をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の境界線検出装置。
  7. 　車両に搭載され、自車両が走行領域から逸脱する虞がある際に所定の出力を行う境界線逸脱検出装置（１）であって、
    　自車両が走行する走行領域の内外を区分する境界線を検出する境界線検出部（１０、１５、１６、Ｓ１１０～Ｓ１５０）と、
    　自車両が前記境界線から逸脱する虞があるかを判定する逸脱判定部（１０、１５、１６、２０、Ｓ１６０）と、
    　前記逸脱をする虞がある場合に、逸脱の虞がある旨の出力を行う出力部（１０、Ｓ１７０）と、
    　を備え、
    　前記境界線検出部は、請求項１～請求項６の何れか１項に記載の境界線検出装置により構成される、
    　ことを特徴とする、境界線逸脱検出装置。
  8. 　当該車両外部より、当該車両が料金所に接近しているとの情報を取得する接近情報取得装置（３０、３５）を備えていることを特徴とする、請求項７に記載の境界線逸脱検出装置。
  9. 　前記逸脱の虞がある旨が出力された場合に当該車両の乗員に報知を行う報知装置（４０，４５）、
    　を備えていることを特徴とする、請求項7又は８に記載の境界線逸脱検出装置。
  10. 　コンピュータを請求項１～請求項６の何れか１項に記載の境界線検出装置を構成する各手段として機能させるための境界線検出プログラム。
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