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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-05
(45)【発行日】2024-01-16
(54)【発明の名称】走路境界決定装置および走路境界決定方法
(51)【国際特許分類】
G08G 1/16 20060101AFI20240109BHJP
G01S 17/89 20200101ALI20240109BHJP
【ＦＩ】
G08G1/16 C
G01S17/89
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020049687
(22)【出願日】2020-03-19
(65)【公開番号】P2021149626
(43)【公開日】2021-09-27
【審査請求日】2022-04-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】504137912
【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100109047
【弁理士】
【氏名又は名称】村田 雄祐
(74)【代理人】
【識別番号】100109081
【弁理士】
【氏名又は名称】三木 友由
(72)【発明者】
【氏名】通山 恭一
(72)【発明者】
【氏名】鎌田 実
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 太久磨
(72)【発明者】
【氏名】古瀬 航
【審査官】西畑 智道
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０３６９８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２１８５３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０３３３６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１３４３６７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００
Ｇ０１Ｃ ２１／００－２１／３６
Ｇ０１Ｃ ２３／００－２５／００
Ｇ０１Ｓ １７／８９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に設けられた光測距装置が車両の進行方向の路面を含む対象物を車両の進行方向に交差する方向にレーザ光を走査して得られた、対象物の車両からの距離および方向を示す複数の測定情報を取得する取得部と、前記取得部により取得された複数の測定情報にもとづいて路面の横断勾配を示す線分を導出する導出部と、
前記導出部により導出された横断勾配を示す線分をもとに変化点を算出し、算出された複数の変化点のうち任意の２点を複数抽出してその２点から生成した複数の仮候補直線を評価して前記車両の走路の境界ラインを決定する決定部と、を備え、
前記決定部によって生成される前記仮候補直線は、前記任意の２点から生成されたものであって走路の左側または右側の境界ラインの一方に対応する第１仮候補直線と、前記第１仮候補直線に平行であって走路の左側および右側の境界ラインの中間のラインに対応する第２仮候補直線と、前記第１仮候補直線に平行であって走路の左側または右側の境界ラインの他方に対応する第３仮候補直線と、を含み、
前記決定部は、前記第１仮候補直線、前記第２仮候補直線および前記第３仮候補直線を複数生成し、前記第１仮候補直線、前記第２仮候補直線および前記第３仮候補直線をそれぞれ評価して、走路の左側および右側の境界ラインと中間のラインとを決定することを特徴とする走路境界決定装置。
【請求項2】
前記導出部は、前記取得部により取得された複数の測定情報を、直線状の領域内に位置するグループに分類することで、横断勾配を示す線分を導出することを特徴とする請求項１に記載の走路境界決定装置。
【請求項3】
前記決定部は、走路の道幅情報を用いて前記第１仮候補直線に平行な前記第２仮候補直線および前記第３仮候補直線を生成することを特徴とする請求項１に記載の走路境界決定装置。
【請求項4】
各ステップをコンピュータによって実行する走路境界決定方法であって、
取得部は、車両に設けられた光測距装置が車両の進行方向の路面を含む対象物を車両の進行方向に交差する方向に走査することで得られた、対象物の車両からの距離および方向を示す複数の測定情報を取得するステップと、
導出部は、取得された複数の測定情報にもとづいて路面の横断勾配を示す線分を導出するステップと、
決定部は、導出された横断勾配を示す線分をもとに変化点を算出し、算出された複数の変化点のうち任意の２点を複数抽出してその２点から生成した複数の仮候補直線を評価して前記車両の走路の境界ラインを決定するステップと、を含み、
前記決定部によって生成される前記仮候補直線は、前記任意の２点から生成されたものであって走路の左側または右側の境界ラインの一方に対応する第１仮候補直線と、前記第１仮候補直線に平行であって走路の左側および右側の境界ラインの中間のラインに対応する第２仮候補直線と、前記第１仮候補直線に平行であって走路の左側または右側の境界ラインの他方に対応する第３仮候補直線と、を含み、
境界ラインを決定するステップにおいて、前記決定部は、前記第１仮候補直線、前記第２仮候補直線および前記第３仮候補直線を複数生成し、前記第１仮候補直線、前記第２仮候補直線および前記第３仮候補直線をそれぞれ評価して、走路の左側および右側の境界ラインと中間のラインとを決定することを特徴とする走路境界決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両が走行する走路の境界を決定するための技術に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、車両に搭載されたカメラが複数の白線を検出し、複数の白線を走路特徴点として走路境界を検出する走路検出装置が開示されている。この走路検出装置は、検出される毎に複数の走路特徴点を重ね合わせて連続させることで、平行な複数本の走路形状を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１７／１６３３６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載の技術は、走路形状を推定するために道路上の白線を用いるが、住宅街などにある生活道路などでは白線がないことがあり、白線がない道路では走路形状を推定することが困難になる。
【0005】
本発明の目的は、白線などの路面標識がない道路で走路境界を決定できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の走路境界決定装置は、車両に設けられた光測距装置が車両の進行方向の路面を含む対象物を車両の進行方向に交差する方向にレーザ光を走査して得られた、対象物の車両からの距離および方向を示す複数の測定情報を取得する取得部と、取得部により取得された複数の測定情報にもとづいて路面の横断勾配を示す線分を導出する導出部と、導出部により導出された横断勾配を示す線分をもとに変化点を算出し、算出された複数の変化点のうち任意の２点を複数抽出してその２点から生成した複数の仮候補直線を評価して車両の走路の境界ラインを決定する決定部と、を備える。決定部によって生成される仮候補直線は、前記任意の２点から生成されたものであって走路の左側または右側の境界ラインの一方に対応する第１仮候補直線と、第１仮候補直線に平行であって走路の左側および右側の境界ラインの中間のラインに対応する第２仮候補直線と、第１仮候補直線に平行であって走路の左側または右側の境界ラインの他方に対応する第３仮候補直線と、を含む。決定部は、第１仮候補直線、第２仮候補直線および第３仮候補直線を複数生成し、第１仮候補直線、第２仮候補直線および第３仮候補直線をそれぞれ評価して、走路の左側および右側の境界ラインと中間のラインとを決定する。
【0007】
本発明の別の態様は、各ステップをコンピュータによって実行する走路境界決定方法である。この方法は、取得部は、車両に設けられた光測距装置が車両の進行方向の路面を含む対象物を車両の進行方向に交差する方向に走査することで得られた、対象物の車両からの距離および方向を示す複数の測定情報を取得するステップと、導出部は、取得された複数の測定情報にもとづいて路面の横断勾配を示す線分を導出するステップと、決定部は、導出された横断勾配を示す線分をもとに変化点を算出し、算出された複数の変化点のうち任意の２点を複数抽出してその２点から生成した複数の仮候補直線を評価して車両の走路の境界ラインを決定するステップと、を含む。決定部によって生成される仮候補直線は、前記任意の２点から生成されたものであって走路の左側または右側の境界ラインの一方に対応する第１仮候補直線と、第１仮候補直線に平行であって走路の左側および右側の境界ラインの中間のラインに対応する第２仮候補直線と、第１仮候補直線に平行であって走路の左側または右側の境界ラインの他方に対応する第３仮候補直線と、を含む。境界ラインを決定するステップにおいて、決定部は、第１仮候補直線、第２仮候補直線および第３仮候補直線を複数生成し、第１仮候補直線、第２仮候補直線および第３仮候補直線をそれぞれ評価して、走路の左側および右側の境界ラインと中間のラインとを決定する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、白線などの路面標識がない道路で走路境界を決定できる技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施例の走路境界決定システムの概要について説明するための図である。
【図2】車両が走行する実空間の例を示す図である。
【図4】実施例の走路境界決定システムの機能ブロックを示す。
【図5】光測距装置の測定情報について説明するための図である。
【図6】直線状の導出線分を導出するフローチャートである。
【図7】走路境界ラインおよび中間ラインを決定する処理について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図１は、実施例の走路境界決定システム１の概要について説明するための図である。走路境界決定システム１は、車両２に搭載され、自動運転制御に用いられる走路境界ラインを決定する。走路境界決定システム１は、走路境界決定装置１０、光測距装置１２および車載センサ１４を備え、自動運転制御装置１６に走路境界ラインに関する情報を送出する。
【0011】
光測距装置１２は、車両２の進行方向にある路面や障害物などの対象物をレーザ光で走査し、対象物の車両に対する位置を検出する。光測距装置１２は、例えばＬＩＤＡＲ（light detection and ranging）である。光測距装置１２は、測定範囲にある対象物に対して照射光を照射し、照射光の照射に応じた対象物からの反射光を受光し、受光状態に応じた信号をもとに対象物までの距離を測定する。対象物までの距離は、照射光を照射した時刻と反射光を受光した時刻により算出される。対象物の方向は、照射光を照射した方向によって定まる。このように、光測距装置１２は、車両２の進行方向の路面を含む対象物に対して照射することで、車両からの対象物の距離および方向を測定する。
【0012】
光測距装置１２は、車両２前方の例えば１８０度の範囲を走査して対象物の距離および方向を測定する。つまり、光測距装置１２は、車両２の進行方向の路面を含む対象物を車両２の進行方向に交差する方向に走査して、１８０度の範囲にある対象物の距離および方向を測定し、複数の測定情報を得る。
【0013】
光測距装置１２は、車両前端側の下部に設けられ、例えば車両のフロントグリルから前方に露出するように設けられる。このように光測距装置１２は路面を測定しやすい位置に設けられる。光測距装置１２は、車両２から５メートルから１０メートルほど離れた位置にある路面を走査する。
【0014】
なお、実施例では光測距装置１２の照射光源が単層である態様を示すが、この態様に限られず複数層であってよい。上下に複数層の照射光源を有する光測距装置１２では、車両から近い路面と遠い路面を走査できる。
【0015】
車載センサ１４は、慣性計測装置、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）装置、車載カメラ、車速センサ、舵角センサなどを含み、車両２の走行状態および走行環境を検出する。慣性計測装置は、３次元の角速度および加速度を検出する。ＧＮＳＳ装置は、車両２の位置情報を検出する。
【0016】
車載カメラは、車両周辺を撮像し、車外の撮像画像を取得する。車速センサは、車速を検出し、車速情報を取得する。舵角センサは、車両の転舵角度を検出し、舵角情報を取得する。車載センサ１４の検出結果は、走路境界決定装置１０や自動運転制御装置１６に送出される。
【0017】
走路境界決定装置１０は、光測距装置１２および車載センサ１４の検出結果をもとに一対の走路境界ラインを決定し、自動運転制御装置１６に送出する。自動運転制御装置１６は、走路境界決定装置１０から受け取った一対の走路境界ラインからはみ出ないように車両２の自動運転制御を実行する。
【0018】
図２は、車両２が走行する実空間の例を示す。図２では、車載カメラにより進行方向を撮像した画像が示され、撮像画像には車線を有しない走路３６が含まれている。白線などの車線を有しない走路３６は、住宅街などの生活道路に多く存在する。走路３６の両側縁が左走路境界ライン３２ａおよび右走路境界ライン３２ｂ（これらを区別しない場合「走路境界ライン３２」）である。
【0019】
走路境界ライン３２は、車線がない走路３６で、車載カメラの撮像画像を用いた画像処理によって抽出し難い。また、左走路境界ライン３２ａの左側には障害物のない駐車場３８が広がっており、右走路境界ライン３２ｂには住宅の境界壁４２が設けられている。左走路境界ライン３２ａは、壁や縁石などの障害物がないため、ミリ波レーダや超音波センサなどによって抽出し難い。
【0020】
図３は、図２に示す走路３６の線分３４での断面を示す。なお、図３では走路３６および駐車場３８の横断勾配を図２より急にして示す。舗装された走路３６は、水はけのため、中間ライン４０を頂点として走路境界ライン３２に向かって傾斜し、その横断勾配は水平に対して１．５度から２度程度に設定されている。走路３６の左走路３６ａは、中間ライン４０から左走路境界ライン３２ａに向かって下るように傾斜し、右走路３６ｂは、中間ライン４０から右走路境界ライン３２ｂに向かって下るように傾斜する。また、駐車場３８も、水はけのため左走路境界ライン３２ａに向かって下るように傾斜する。
【0021】
実施例の走路境界決定システム１では、走路３６の横断勾配を光測距装置１２により測定し、走路境界決定装置１０により解析して、走路３６の横断勾配をもとに走路境界ライン３２を決定する。これにより、車線が描かれておらず、境界となる壁や縁石がない走路３６の走路境界ライン３２を精度良く抽出することができる。
【0022】
図４は、実施例の走路境界決定システム１の機能ブロックを示す。走路境界決定システム１の各機能は、ハードウェア的には、回路ブロック、メモリ、その他のＬＳＩで構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたシステムソフトウェアやアプリケーションプログラムなどによって実現される。したがって走路境界決定システム１の各機能はハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。
【0023】
走路境界決定装置１０は、取得部２０、座標変換部２２、導出部２４、記憶部２６、走行状態算出部２８および決定部３０を備える。
【0024】
取得部２０は、光測距装置１２から対象物の位置を示す測定情報を取得し、車載センサ１４から走行状態および走行環境に関する情報を取得する。取得部２０は、車両２に設けられた光測距装置１２から測定情報を周期的に取得する。例えば、光測距装置１２が１８０度の範囲を走査するごとに、取得部２０は、走査範囲での測定情報を取得する。
【0025】
図５は、光測距装置１２の測定情報について説明するための図である。図５（ａ）は、測定対象物の断面を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す測定対象物を走査したことで得られた複数の測定情報をプロットした図を示す。
【0026】
図５（ａ）に示す測定対象物は、図２に示す線分３４の断面に対応する。図５（ａ）の縦軸は高さｈを示す。図５（ｂ）では、左から順に、バンク３９、左走路３６ａ、右走路３６ｂおよび境界壁４２を走査した結果が示されており、点群が形成されている。車両２が左走路３６ａを走行しているため、右走路３６ｂとの距離は遠くなる。
【0027】
走路３６の路面は隆起する頂点４０ａに向かって車両２に近くなるため、走路３６全ての測定結果は１つの直線に沿うようにはならず、頂点４０ａで窪んだ形状になる。境界壁４２の測定結果は、車両前後方向に沿った直線状になる。バンク３９の測定結果は、バンク３９の勾配によって傾斜した直線状になる。このように、進行方向に交差する方向に走査した測定結果は、略Ｍ字形状を示す。
【0028】
実施例の走路境界決定装置１０は、複数の測定情報から走路３６の路面の横断勾配を示す左走路線分４４ａおよび右走路線分４４ｂを導出し、走路境界ライン３２を決定することが可能である。また、走路境界決定装置１０は、走路３６の外側にある左外側線分４６および右外側線分４８を導出し、これらの導出線分の変化点をもとに走路境界ライン３２を決定することが可能である。
【0029】
導出部２４は、複数の測定情報にもとづいて路面の横断勾配を示す線分４４ａ，４４ｂと、走路３６の外側の線分４６，４８を導出する。つまり、図５（ｂ）に示す複数の測定情報である点群から直線状の導出線分を抽出する。導出部２４は、線分導出のためにＲＡＮＳＡＣ（Random Sample Consensus）の手法を改良して用いる。ＲＡＮＳＡＣは外れ値の影響をできる限り除去してパラメータを推定するロバスト推定法の一種である。なお、点群から線分を導出する手法は、改良したＲＡＮＳＡＣの手法に限定されず、例えばハフ変換の手法を用いてもよい。
【0030】
図６は、直線状の導出線分を導出するフローチャートである。導出部２４は、複数の測定情報の中からいずれか２点を無作為に抽出し（Ｓ１０）、抽出した２点を通る仮直線（y=ax+b）を求める（Ｓ１２）。
【0031】
導出部２４は、仮直線との距離が所定の閾値以下に位置する近傍点を求める（Ｓ１４）。所定の閾値は、例えば０．８メートルに設定される。これにより、直線から所定の閾値以上に外れた点（測定情報）を除くことができる。なお、導出部２４は、近傍点の数が所定の個数以上の仮直線を求めてよく、近傍点の数が少ない仮直線は破棄して、新たな仮直線を求めてよい。
【0032】
導出部２４は、「他のある近傍点とのユークリッド距離が所定距離以内である」という条件を満たす近傍点をひとつのグループとしてクラスタリングを行う（Ｓ１６）。所定距離は、例えば１メートルに設定され、歩行者や電柱などを除くことができる。つまり、測定情報がグループに属するためには、仮直線により形成される直線状の領域内に位置し、かつグループ内のいずれかの測定情報と所定距離内にあるという条件を満たすことになる。仮直線により形成される直線状の領域は、所定の閾値の２倍の幅である。グループに含まれた近傍点は、同じグループのいずれかの近傍点に対して所定距離以内にある。これにより、複数の測定情報をクラスタリングし、所定距離内に連なっている集合に分類できる。
【0033】
導出部２４は、クラスタリングによって分けられた近傍点のグループのうち、近傍点の数が多いグループを１つまたは複数抽出する（Ｓ１８）。導出部２４は、抽出したグループの近傍点と仮直線とにもとづいて、導出線分の候補となる候補線分を決定する（Ｓ２０）。具体的には、グループの両端に位置する近傍点から仮直線に垂線をそれぞれ伸ばし、垂線と仮線分との交点を結ぶ線分を候補線分として決定する。つまり、導出部２４はクラスタリングしたグループの長さおよび位置に応じた線分を仮直線から抽出する。
【0034】
導出部２４は、所定数以上の候補線分を決定したか判定する（Ｓ２２）。なお、導出部２４は、Ｓ２２において、Ｓ１０からＳ２０までの処理を所定回数以上実行したか判定してもよい。所定数以上の候補線分が決定されていない場合（Ｓ２２のＮ）、導出部２４は、Ｓ１０からＳ２０までの処理を繰り返す。所定数以上の候補線分が決定された場合（Ｓ２２のＹ）、導出部２４は、複数の候補線分のうち、近傍点の数が最も多いグループの候補線分を求め（Ｓ２４）、その候補線分の近傍点の数が所定値以上であるか判定する（Ｓ２６）。所定値は、例えば５であるが、その数には限定されないが、数を多くすると、横幅が短い対象物が除かれる。そのため、所定値は、電柱や歩行者を線分として導出しないような数値に設定される。導出部２４はＳ２４において近傍点の数が多い順に複数の候補線分を求めてもよい。
【0035】
候補線分の近傍点の数が所定値以上である場合（Ｓ２６のＹ）、導出部２４は、候補線分が導出線分であると決定する（Ｓ２８）。導出部２４は、導出線分に対応する近傍点を今回の処理から削除し（Ｓ３０）、Ｓ１０の処理に戻って別の導出線分を見付け出す処理を繰り返す。候補線分の近傍点の数が所定値以上でない場合（Ｓ２６のＮ）、残っている測定情報から導出線分を導出できないため本処理を終える。
【0036】
以上のように、導出部２４は、仮直線を基準とした直線状の領域内に位置する測定情報をクラスタリングしてグループに分類する。導出部２４は、そのグループに含まれる測定情報の数が所定値以上に多ければ、そのグループを形成する直線状の領域の中心線分を導出線分とする。これにより、導出部２４は、左走路線分４４ａや右走路線分４４ｂなどを区別し、測定情報の点群のばらつきや外れ値の影響を抑えた導出線分を導出できる。
【0037】
図４に戻る。記憶部２６は、過去の測定情報等を保持する履歴保持部２６ａと、地図情報を保持する地図情報保持部２６ｂとを有する。履歴保持部２６ａは、過去の演算処理で得られた走路境界ライン３２の座標情報と、中間ライン４０の座標情報とを保持する。地図情報には、走路３６の幅、走路３６の屈曲度合いを示す情報を含んでよい。
【0038】
走行状態算出部２８は、車載センサ１４の検出結果をもとに走行状態情報を算出する。走行状態情報は、車両２の位置情報を含む。走行状態算出部２８は、慣性航法による自己位置推定方法をもちいて車両２の移動量を算出する。走行状態算出部２８は、慣性計測装置および車速センサなどの検出結果をもとに、前回算出時からの車両移動量およびヨー方向の車両回転量を算出し、車速センサおよび舵角センサの検出結果をもとに横滑り角を算出し、車両移動量、車両回転量および横滑り角と、前回算出時の位置情報とをもとに実空間に対応する座標上での車両２の移動量を算出する。
【0039】
座標変換部２２は、走行状態算出部２８により算出された車両２の移動量をもとに、履歴保持部２６ａに保持される過去の測定情報を実空間に対応する座標上の数値に変換する。これにより、過去の測定情報と今回の測定情報との整合性を図り、過去の測定情報を今回の測定情報に重ねることができる。
【0040】
決定部３０は、導出部２４により導出された横断勾配を示す線分４４ａ，４４ｂをもとに走路境界ライン３２を決定する。この決定部３０による走路境界ライン決定処理について具体的に説明する。
【0041】
決定部３０は、中間ライン４０に対する車両２の位置を推定し、中間ライン４０と車両２の前後方向との関係を算出し、走路３６の左領域および右領域を算出する。次に、決定部３０は、導出された導出線分のうち、中間ライン４０に沿う線分を抽出する。これにより、図５（ｂ）に示す右外側線分４８が抽出される。中間ライン４０に沿う線分は、走路境界ライン３２に沿う線分であるともいえる。
【0042】
決定部３０は、左走路線分４４ａおよび左外側線分４６の交点、左走路線分４４ａおよび右走路線分４４ｂの交点、右走路線分４４ｂおよび右外側線分４８の交点を境界候補点であると決定する。この交点が、横断勾配を示す線分４４ａ，４４ｂにもとづいて導出された変化点であり、図５（ｂ）に示す一連の測定結果をつなげた線分が屈曲する箇所である。なお、境界候補点を決定する際に、導出線分同士の交差角度が所定角度以上であることを条件にしてもよい。
【0043】
左走路線分４４ａおよび左外側線分４６の交点は、両方の線分の端部から略１メートル延長した線分が交差した部分であってよい。右走路線分４４ｂおよび右外側線分４８の交点も同様である。略１メートルの延長線を変化点に含めることで、線分同士の交点が歩行者や電柱によって測定できない場合を回避できる。
【0044】
決定部３０は、導出線分同士が車両２から離れる方向に突出するように交差することを判定して、走路境界ライン３２の境界候補点を見付け出す。図５（ｂ）に示す左走路線分４４ａおよび左外側線分４６、もしくは右走路線分４４ｂおよび右外側線分４８は、車両２から離れる方向に突出するように交差しているため、走路境界ライン３２の境界候補点となる。決定部３０は、横断勾配を示す線分４４ａ，４４ｂにもとづいて導出された変化点を見付け出し、変化点にもとづいて走路境界ライン３２を決定することができる。
【0045】
決定部３０は、左走路線分４４ａおよび右走路線分４４ｂの交点を中間ライン４０の境界候補点とする。また、決定部３０は、横断勾配を示す線分４４ａ，４４ｂの交点であり、車両２に向かって突出するように交差している点を中間ライン４０の境界候補点としてよい。中間ライン４０を求めることで、駐車車両や対向車両によって一方の走路境界ライン３２が測定できていなくても、走路境界ライン３２を精度良く推定することができる。
【0046】
決定部３０は、走路境界ライン３２および中間ライン４０の境界点候補を前回の走路境界ライン３２を決定する処理で用いた候補点に重ねて、新たな走路境界ライン３２および新たな中間ライン４０を決定する。決定部３０は、横断勾配を示す線分４４ａ，４４ｂから導出された変化点にもとづいて一対の走路境界ライン３２の間の中間ライン４０を決定することができる。
【0047】
図７は、走路境界ライン３２および中間ライン４０を決定する処理について説明するための図である。図７（ａ）は走路境界ライン３２の決定に最終的に用いた複数の測定情報をプロットした図である。つまり、蓄積された境界候補点を示す。中間ライン４０の境界候補点は、左右の境界候補点よりばらつきが大きくなる。蓄積された境界候補点は、左走路境界ライン３２ａ、右走路境界ライン３２ｂ、中間ライン４０のそれぞれの候補点であることが区別されている。
【0048】
図７（ｂ）は過去の車両２の位置から車両２が進行した状態を示す。車両２は、走路３６の中間ライン４０から斜め左前方へ移動する。図７（ｃ）は車両２が進行位置にて光測距装置１２により走路３６を走査し、新たな境界候補点５０および境界候補点５２を重ねた状態を示す。
【0049】
図８は、走路境界ライン３２および中間ライン４０を決定する処理について説明するための図であり、図７（ｃ）からの続きを示す。図８（ａ）において、決定部３０は、車両２後部が所定距離５４以上の位置に削除ライン５５を設定し、削除ライン５５より後方の境界候補点を削除する。これにより、古い測定情報を削除できる。
【0050】
決定部３０は、これらの境界候補点をもとに、ＲＡＮＳＡＣの手法を改良した手法で走路境界ライン３２および中間ライン４０を決定する。なお、決定部３０は、車両２が左折または右折をしてから所定距離以上走行したことを開始条件とする。
【0051】
図８（ｂ）において、決定部３０は、走路境界ライン３２の境界候補点のうち、無作為に抽出した２点である第１抽出点５６および第２抽出点５８を定め、第１抽出点５６および第２抽出点５８を通る第１仮候補直線６０ａを求める。決定部３０は、右走路境界ライン３２ｂより境界候補点の数が多い左走路境界ライン３２ａから決定処理を開始する。
【0052】
次に、決定部３０は、走路３６の道幅情報を用いて第１仮候補直線６０ａに平行な第２仮候補直線６０ｂおよび第３仮候補直線６０ｃを設定する。走路３６の道幅情報は、記憶部２６の地図情報保持部２６ｂから取得してよく、他の車載センサ１４の検出結果から取得してよい。第２仮候補直線６０ｂは中間ライン４０に対応し、第３仮候補直線６０ｃは右走路境界ライン３２ｂに対応する。
【0053】
次に、決定部３０は、評価関数である下記式（１）を用いて第１仮候補直線６０ａ、第２仮候補直線６０ｂおよび第３仮候補直線６０ｃを評価する。評価関数は、下記式（１）に示すように評価値Ｅを、走路境界ライン３２および中間ライン４０毎に算出する。
式（１）に示すωｉは各候補点の重みであり、最新の候補点の重みωは１であり、重みωは測定周期が古くなるごとに所定の減少率で減少する。式（１）に示すｄｉは仮候補直線と各候補点との距離であり、Ｗは定数であり、０．５メートルから１メートルの間のいずれかの値に設定される。
【数1】
【0054】
式（１）の評価関数は、各候補点の重みωｉと仮候補直線との距離ｄｉから求められる各候補点の評価値の和を算出する。図８（ｃ）に示すように、決定部３０は、評価関数による評価値Ｅが所定値以上に高くなる、または最も高くなる左走路境界ライン３２ａ、右走路境界ライン３２ｂおよび中間ライン４０を決定する。決定された各ラインの候補点は、ライン毎に区別されて記憶部２６の履歴保持部２６ａに記憶される。
【0055】
このように、決定部３０は、左走路境界ライン３２ａまたは右走路境界ライン３２ｂの一方に仮候補直線を生成し、平行な仮候補直線を他のラインにも生成し、仮候補直線をそれぞれ評価して、評価値が最も高くなる仮候補直線を走路境界ライン３２および中間ライン４０に決定する。
【0056】
一対の走路境界ライン３２と中間ライン４０を同じ仮候補直線から決定することで、候補点が少ないラインも精度良く決定できる。また、候補点の数が多い一対の走路境界ライン３２を基準に仮候補直線を定めることで、測定できない箇所を補うことができる。また、ばらつきが多い中間ライン４０の境界候補点を仮直線候補の基準に用いないことでラインを精度良く決定できる。
【0057】
以上、本発明を実施形態および複数の実施例をもとに説明した。本発明は、上述の実施形態および実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。
【0058】
実施例では、走路境界決定装置１０が直線状の走路境界ライン３２を決定する態様を示したが、この態様に限られず、湾曲した走路境界ライン３２を導出してよい。例えば、走路境界決定装置１０は、車載センサ１４のＧＮＳＳ装置をもとに取得した車両２の位置情報と、地図情報保持部２６ｂに記憶される走路の湾曲度合いとをもとに湾曲した走路境界ライン３２を決定してよい。
【0059】
また、実施例では、走路境界決定装置１０は、一対の走路境界ライン３２および中間ライン４０を決定する態様を示したが、この態様に限られず、中間ライン４０は決定しなくてもよい。つまり、走路境界決定装置１０は一対の走路境界ライン３２のみ決定してよい。
【符号の説明】
【0060】
１ 走路境界決定システム、 ２ 車両、 １０ 走路境界決定装置、 １２ 光測距装置、 １４ 車載センサ、 １６ 自動運転制御装置、 ２０ 取得部、 ２２ 座標変換部、 ２４ 導出部、 ２６ 記憶部、 ２８ 走行状態算出部、 ３０ 決定部、 ３２ａ 左走路境界ライン、 ３２ｂ 右走路境界ライン、 ３６ 走路、 ３６ａ 左走路、 ３６ｂ 右走路、 ４０ 中間ライン、 ４２ 境界壁、 ４４ａ 左走路線分、 ４４ｂ 右走路線分、 ４６ 左外側線分、 ４８ 右外側線分。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】