JP2016045144A - 走行中レーン検出装置及び運転支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】リアルタイムに走行中のレーンを正確に検出する「レーン検出装置及び運転支援システム」を提供する。
【解決手段】各レーンについて、レーンの形状を直線、円、クロソイド曲線で定義したレーンデータを含めた地図データを記憶装置１０７に格納する。レーン検出部１０６は、各レーンについて、当該レーンを走行していると仮定した場合の現在位置を設定し、車速と地図データのレーンデータが表すレーン形状とより、当該レーンを走行していると仮定した場合の、設定した現在位置におけるレーンの曲率中心方向の加速度を理論加速度として算出し、加速度センサ１０３で測定した曲率中心方向の加速度に最も近い理論加速度が算出されたレーンを走行中のレーンとして検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、地図データを参照して自動車が走行中のレーンを検出する技術に関するものである。

地図データを参照して自動車が走行中のレーンを検出する技術としては、直線形状のリンクの連結として道路形状を表す地図データに基づいて道路の曲率半径を近似的に算出すると共に、自動車の走行軌跡が表す曲率半径と、道路の曲率半径より推定的に求めた各レーンの曲率半径とを比較して、走行中のレーンを検出する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。

また、地図データを用いて自動車の運転を支援する技術として、円やクロソイド曲線や直線といった関数で道路形状を表した地図データを参照して、運転支援を行う技術が知られている（たとえば、特許文献２）。

特開2007-192582号公報 特開2005-214839号公報

上述した、直線形状のリンクの連結として道路形状を表す地図データと走行軌跡とを用いて走行中のレーンを検出する技術によれば、道路の曲率半径を近似的にしか算出することができないことに加え、各レーンの曲率半径も道路の曲率半径より推定的に求めた値となるため、走行軌跡の曲率半径との比較に用いるレーンの曲率半径の精度は必ずしも充分ではない。また、走行軌跡を走行中のレーンの検出に用いるため、ある程度、走行を行った後でなければ走行中のレーンを検出することができない。このため、この技術によれば、リアルタイムに走行中のレーンを正確に検出することができない場合があった。

そこで、本発明は、リアルタイムに走行中のレーンを正確に検出することを課題とする。

前記課題達成のために、本発明は、自動車に搭載される、当該自動車が走行中のレーンを検出するレーン検出装置に、前記自動車の車速を検出する車速検出手段と、加速度を検出する加速度センサと、道路の各レーンの形状を表すレーンデータを含む地図データに基づいて、前記自動車が走行中の道路の各レーンについて、前記自動車が当該レーンを走行していると仮定した場合の当該レーン上の前記自動車の位置する地点を推定し、推定した地点における当該レーンの曲率半径を前記レーンデータに基づいて算出する曲率半径算出手段と、各レーンについて、前記レーン毎曲率半径算出手段が算出した当該レーンの曲率半径と前記車速検出手段が検出した車速とより、当該レーンの曲率中心方向の加速度を当該レーンの参照加速度として算出する参照加速度算出手段と、前記加速度センサが検出した加速度を用いて、各レーンについて、当該レーンの曲率中心方向の自動車の加速度を実測する加速度実測手段と、前記加速度実測手段が実測した加速度と前記参照加速度算出手段が算出した参照加速度との差が最も小さいレーンを、前記自動車が走行中のレーンとして識別する走行中レーン識別手段とを設けたものである。

ここで、このようなレーン検出装置は、当該レーン検出装置に、前記自動車の現在位置を算出する現在位置算出手段を設けると共に、前記曲率半径算出手段において、前記レーンデータに基づいて、前記自動車が走行中の道路の各レーンについて、当該レーン上の前記現在位置算出手段が算出した現在位置に最も近い地点を求め、当該求めた地点を、前記自動車が走行中の道路の当該レーン上の前記自動車の位置する地点として推定するように構成してもよい。

または、このようなレーン検出装置は、前記地図データに、道路の区間毎に、当該区間の始点と、当該区間に属するレーンのレーンデータを登録すると共に、当該レーン検出装置に、前記自動車の現在位置を算出する現在位置算出手段と、前記現在位置算出手段が算出した現在位置が含まれる区間の始点を前記現在位置が通過してからの走行距離である区間内走行距離を算出する区間内走行距離算出手段とを設け、前記曲率半径算出手段において、前記現在位置算出手段が算出した現在位置が含まれる区間のレーンデータに基づいて、前記自動車が走行中の道路の各レーンについて、当該レーンが含まれる前記区間の始点から前記区間内走行距離進んだ当該レーン上の地点を求め、求めた地点を前記自動車が走行中の道路の当該レーン上の前記自動車の位置する地点として推定するように構成してもよい。

また、以上のレーン検出装置において、前記地図データに、道路の同種の関数でレーンの形状を表せる区間毎に、当該区間の始点と、当該区間に属するレーンのレーンデータを登録すると共に、前記レーンデータを、当該レーンが属する区間について種別が共通な関数でレーンの形状を表すものとしてもよい。

ここで、前記関数の種別には、円を表す関数の種別と、クロソイド曲線を表す関数の種別とを含めることが好ましい。
ここで、以上のレーン検出装置は、前記加速度実測手段において、前記加速度センサが検出した前記自動車の左右方向の加速度を各レーンの曲率中心方向の自動車の加速度として実測するように個性してもよい。

以上のようなレーン検出装置によれば、地図データのレーンデータが表す各レーンの正確なレーン形状と車速とに基づく理論的な曲率中心方向の加速度と、加速度センサで検出した曲率中心方向の加速度のマッチングによって走行中のレーンを検出することができる。よって、リアルタイムに走行中のレーンを正確に検出することができるようになる。

ここで、以上のような本発明に係るレーン検出装置は、前記レーン検出装置が検出した走行中のレーンを前記自動車が安全に走行するように、当該自動車の運転を支援する走行運転支援部と共に運転支援システムを構成するために用いることができる。

以上のように、本発明によれば、リアルタイムに走行中のレーンを正確に検出することができる。

本発明の実施形態に係る車載システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る地図データの内容を示す図である。 本発明の実施形態に係る地図データの登録項目と道路との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る走行中レーン判定処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る走行中レーン判定処理の他の例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の他の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る車載システムの構成を示す。
車載システム１００は自動車に搭載されるシステムであり、図示するように、車載システム１００は、ＧＰＳ受信機１０１、車速センサ１０２、加速度センサ１０３、自動車の各種状態を検出する、その他のセンサ１０４、現在位置算出部１０５、レーン検出部１０６、記憶装置１０７、ナビゲーション部１０８、自動運転支援部１０９、操作部１１０、表示装置１１１を備えており、自動運転支援部１０９は自動車の各種状態の検出と制御を行うＥＣＵ２００に接続されている。

ここで、ＧＰＳ受信機１０１はＧＰＳ衛星を利用した衛星測位により自動車の現在位置を測定する装置であり、車速センサ１０２は自動車の速度を測定するセンサである。また、加速度センサ１０３は、少なくとも自動車の前後方向と左右方向との２軸方向についての自動車の加速度を測定するセンサである。

次に、記憶装置１０７には、予め地図データが記憶されている。
図２に、この地図データの内容を示す。
図示するように、地図データは、道路網を構成する各道路の形状、配置、連結関係を表す道路網データと、道路形状データと、施設情報を表すデータなどの、その他のデータとを含む。

そして、道路形状データは、１関数で形状を表すことのできる道路の区間毎に設けられた区間情報を備え、各区間情報は、道路区間の開始点を示す区間始点と、道路区間の終点を示す道路終点と、道路区間の形状を表す関数の種別を表す関数種別と、レーン情報とを有する。

そして、レーン情報は、道路区間に含まれるレーン（車線）毎に設けたレーンデータを含み、各レーンデータは、レーンの何車線目かを表すレーン番号、レーンの道路区間の始点側端となる始点、レーンの道路区間の終点側端を示す終点、レーンの形状を表す区間情報の関数種別の関数のパラメータである関数パラメータとを含む。

ここで、本実施形態では、道路の区間の形状を表す関数の種別としては、直線と円とクロソイド曲線を用いる。これは、道路形状の設計が、おおよそ直線と円(円弧)とクロソイド曲線の組み合わせて設計されることによるものである。

いま、図３に示すように、図中の矢印で示した方向(下から左上に向かう方向)が走行方向となる２レーンの道路があった場合、この道路のＬ１-Ｌ２の間の形状は直線で表すことができ、Ｌ２-Ｌ３の間の形状はクロソイド曲線で表すことができ、Ｌ３-Ｌ４の間の形状は円で表すことができ、Ｌ４-Ｌ５の間の形状はクロソイド曲線で表すことができる。

したがって、Ｌ１-Ｌ２、Ｌ２-Ｌ３、Ｌ３-Ｌ４、Ｌ４-Ｌ５のそれぞれが、１関数で形状を表すことのできる道路の区間となり、各区間に対して区間情報が設けられる。
そして、区間Ｌ１-Ｌ２の区間情報の関数種別としては直線が、区間Ｌ２-Ｌ３の区間情報の関数種別としてはクロソイド曲線が、区間Ｌ３-Ｌ４の区間情報の関数種別としては円が、区間Ｌ４-Ｌ５の区間情報の関数種別としてはクロソイド曲線が登録される。

また、区間Ｌ１-Ｌ２の区間情報の区間始点としては区間始点側端の道路中央の位置Ｐ１が、区間終点としては区間終点側端の道路中央の位置Ｐ２が登録される。同様に、区間Ｌ２-Ｌ３の区間情報の区間始点としては区間始点側端の道路中央の位置Ｐ２が、区間終点としては区間終点側端の道路中央の位置Ｐ３が登録され、区間Ｌ３-Ｌ４の区間情報の区間始点としては区間始点側端の道路中央の位置Ｐ３が、区間終点としては区間終点側端の道路中央の位置Ｐ４が登録され、区間Ｌ４-Ｌ５の区間情報の区間始点としては区間始点側端の道路中央の位置Ｐ４が、区間終点としては区間終点側端の道路中央の位置Ｐ５が登録される
そして、各区間の区間情報のレーン情報には二つのレーンに対応して二つのレーンデータが設けられる。レーン番号を進行方向を見て左より、１、２と表すこととして、区間Ｌ１-Ｌ２のレーン１のレーンデータの始点としては区間始点側端のレーン中央の位置Ｐ１１が、終点としては区間終点側端のレーン中央の位置Ｐ２１が登録され、レーン２のレーンデータの始点としては区間始点側端のレーン中央の位置Ｐ１２が、終点としては区間終点側端のレーン中央の位置Ｐ２２が登録される。

また、同様に、区間Ｌ２-Ｌ３のレーン１のレーンデータの始点としては区間始点側端のレーン中央の位置Ｐ２１が、終点としては区間終点側端のレーン中央の位置Ｐ３１が登録され、レーン２のレーンデータの始点としては区間始点側端のレーン中央の位置Ｐ２２が、終点としては区間終点側端のレーン中央の位置Ｐ３２が登録され、区間Ｌ３-Ｌ４のレーン１のレーンデータの始点としては区間始点側端のレーン中央の位置Ｐ３１が、終点としては区間終点側端のレーン中央の位置Ｐ４１が登録され、レーン２のレーンデータの始点としては区間始点側端のレーン中央の位置Ｐ３２が、終点としては区間終点側端のレーン中央の位置Ｐ４２が登録され、区間Ｌ４-Ｌ５のレーン１のレーンデータの始点としては区間始点側端のレーン中央の位置Ｐ４１が、終点としては区間終点側端のレーン中央の位置Ｐ５１が登録され、レーン２のレーンデータの始点としては区間始点側端のレーン中央の位置Ｐ４２が、終点としては区間終点側端のレーン中央の位置Ｐ５２が登録される。

また、各区間の区間情報のレーン情報のレーンデータの関数パラメータには、対応するレーンの幅方向について中央を通るラインを、その区間の区間情報の関数種別の関数で表す際に必要となるパラメータが登録される。

ただし、直線は始点と終点のみで形状が特定されるので、直線の関数種別が区間情報に登録されている区間Ｌ１-Ｌ２の区間情報のレーン情報のレーンデータには、関数パラメータを登録する必要はない。

一方、円の関数種別が区間情報に登録されている区間Ｌ３-Ｌ４の区間情報のレーン情報のレーンデータには、対応するレーンの幅方向について中央を通るラインが円弧を形成している円の半径と中心を登録する。

また、クロソイド曲線の関数種別が区間情報に登録されている区間Ｌ２-Ｌ３と区間Ｌ４-Ｌ５の区間情報のレーン情報のレーンデータには、対応するレーンの幅方向について中央を通るラインの形状を表すクロソイド曲線のクロソイド係数Ａと、クロソイド曲線の位置と向きを表す配置パラメータとを登録する。

すなわち、クロソイド曲線の形状は、Ｒを曲率半径、Ｌをクロソイド曲線定義座標系の原点からの曲線の長さ、Ａをクロソイド係数として、
クロソイド曲線関数：Ｒ×Ｌ=Ａ²
によって表される。

そして、たとえば、図３の区間Ｌ２-Ｌ３のレーン２のクロソイド曲線の配置は、クロソイド曲線の始点（Ｌ=０の点）を原点Ｏとし、原点Ｏにおけるクロソイド曲線の接線方向をＸｃｌ、クロソイド曲線の曲がり方向をＹｃｌとするクロソイド曲線定義座標系Ｗｃ１２によって定義することができる。そこで、この区間Ｌ２-Ｌ３のレーン２のレーンデータには、関数パラメータとして、クロソイド係数Ａと共に、配置パラメータとして、クロソイド曲線定義座標系Ｗｃ１２の、世界座標系上の位置と世界座標系に対する傾きを登録する。同様に、図３の区間Ｌ４-Ｌ５のレーン１のクロソイド曲線の配置は、図示したクロソイド曲線定義座標系Ｗｃ４１によって定義することができるので、区間Ｌ４-Ｌ５のレーン１のレーンデータには、関数パラメータとして、クロソイド係数Ａと共に、配置パラメータとして、クロソイド曲線定義座標系Ｗｃ４１の、世界座標系上の位置と世界座標系に対する傾きを登録する。

なお、クロソイド曲線上の点の原点Ｏからの距離がＬである点の、クロソイド曲線定義座標系Ｗｃ上の座標Ｘｃｌ、Ｙｃｌは、下式によって求めることができる。

ただし、クロソイド曲線関数：Ｒ×Ｌ=Ａ²より、Ｒ=Ａ²/Ｌである。
以下、このような車載システム１００の動作について説明する。
現在位置算出部１０５は、ＧＰＳ受信機１０１が測位した現在位置と地図データの道路網データが示す道路とのマップマッチングを行って現在位置を算出する。
レーン検出部１０６は、自動車が走行中のレーンを検出する走行中レーン検出処理を行う。
この走行中レーン検出処理の詳細については後述する。
ナビゲーション部１０８は、操作部１１０を用いてユーザから入力された指示に従って目的地までのルートを設定する処理や、現在位置算出部１０５が算出した現在位置やルートを、地図データが示す地図上で表した案内地図を生成し表示装置１１１に表示する処理や、レーン検出部１０６が検出したレーンとルートに従って、ルートに従って走行するために行うべきレーン変更の案内を行う処理などを行う。

自動運転支援部１０９は、非自動運転モードが設定されているときには、レーン検出部１０６が検出したレーンの地図データの道路形状データが表すレーン形状と、各種センサやＥＣＵ２００から取得した自動車の状態に応じて、当該レーンの安全な走行に必要な注意メッセージを表示装置１１１に表示したり、制動などの当該レーンの安全な走行に必要な自動車の挙動の制御をＥＣＵ２００に行わせる処理を行う。

また、自動運転支援部１０９は、自動運転モードが設定されているときには、レーン検出部１０６が検出したレーンの地図データの道路形状データが表すレーン形状に基づいて、当該レーンを、ユーザの介在無しに安全に走行するために必要な速度制御や舵角制御をＥＣＵ２００を介して行う。

以下、上述のように、レーン検出部１０６が自動車が走行中のレーンを検出するために行う走行中レーン検出処理について説明する。
図４に、このレーン検出処理の手順を示す。
図示するように、この処理では、まず、現在の道路上位置を取得する（ステップ４０２）。現在の道路上位置は、現在位置算出部１０５が算出している現在位置やＧＰＳ受信機１０１で測位した位置を現在の道路上位置とすることにより取得する。

そして、現在の道路上位置が、非直線区間内の位置であるかどうかを、道路形状データを参照して判定する（ステップ４０４）。ここで、非直線区間とは区間情報の関数種別に円またはクロソイド曲線が登録されている区間を指す。

そして、現在の道路上位置が、非直線区間内の位置でなければ（ステップ４０４）、ステップ４０２の処理に戻る。
一方、現在の道路上位置が、非直線区間内の位置であれば、走行中の区間の各レーンについて、車速センサ１０２が検出している車速と、当該レーンのレーンデータに従って、当該レーンを走行している場合に発生しているはずの曲率中心方向の加速度を当該レーンの理論加速度として算出する（ステップ４０６）。

ここで、レーンの理論加速度は、
車速²×曲率半径
として求めることができる。

また、曲率半径は、関数種別に円が登録されている区間情報が示す区間のレーンについては、レーンデータに関数パラメータとして含まれる半径として求めることができる。
また、関数種別にクロソイド曲線が登録されている区間情報が示す区間のレーンについては、次のように曲率半径をもとめる。
すなわち、まず、各レーンのクロソイド曲線上の、ステップ４０４で取得した現在の道路上位置に最も近い点ｊを、クロソイド曲線関数と当該レーンのレーンデータの関数パラメータを用いて求める。そして、求めた点ｊまでの、クロソイド曲線の始点からの距離Ｌｊを求め、クロソイド曲線関数と、関数パラメータに含まれるクロソイド係数Ａを用いて、
Ｒｊ=Ａ²/Ｌｊ
を算出し、Ｒｊを曲率半径とする。

すなわち、図３に示すように現在の道路上位置Ｑが取得された場合には、道路上位置Ｑに最も近い各レーン上の地点ｊ１、ｊ２における、各レーンのクロソイド曲線の曲率半径を用いて、各レーンの理論加速度を算出する。

さて、このようにして各レーンの理論加速度を求めたならば（ステップ４０６）、加速度センサ１０３で検出した、曲率中心方向の加速度の実測値に最も近い理論加速度が算出されたレーンを走行中のレーンとして検出する（ステップ４０８）。

加速度センサ１０３で検出した曲率中心方向の加速度としては、加速度センサ１０３で検出した加速度の自動車左右方向成分を用いることができる。
ただし、レーン毎に、レーンデータが示すレーン形状と、現在の道路上位置に最も近いレーン上の点とより、自動車に対するレーンの曲率中心の方向を算出して、加速度センサ１０３で検出した加速度の算出した曲率中心の方向の成分を、加速度センサ１０３で検出した曲率中心方向の加速度とするようにしてもよい。なお、この場合には、そのレーンについての理論加速度と、そのレーンについて算出した加速度センサ１０３で検出した曲率中心方向の加速度との差が最小となるレーンを走行中のレーンとして検出する。

そして、このようにして走行中のレーンを検出したならば、ステップ４０２からの処理に戻る。
ところで、以上の走行中レーン検出処理は、図５に示す処理としてもよい。
ただし、図５に示す走行中レーン検出処理を用いる場合には、クロソイド曲線によって形状が表されるレーンのレーンデータの関数パラメータには、レーンを表すクロソイド曲線の長さ(レーン始点からレーン終点までのクロソイド曲線の長さ)Ｌmaxと、レーンの始点と終点のどちらがクロソイド曲線の始点となっているかの情報を含めるようにする。また、図５に示す走行中レーン検出処理を用いる場合には、クロソイド曲線によって形状が表されるレーンのレーンデータの関数パラメータに上述した配置パラメータを含める必要はない。

さて、図５に示した走行中レーン検出処理では、道路形状データの各区間情報に基づいて、現在の道路上位置が非直線区間に進入するのを監視する（ステップ５０２）。
非直線区間への進入は、現在の道路上位置が非直線区間の区間情報の区間始点周辺にあり、かつ、現在の道路上位置と非直線区間の区間情報の区間始点との間の距離が減少から増加に変化したときに検出する。

または、非直線区間への進入は、非直線区間の区間情報の区間始点に、区間の始点に代えて、当該区間始点を通る道路左右方向にのびるライン（図３のＬ１、Ｌ２、...）を特定する情報を含めるようにすると共に、非直線区間の区間情報の区間始点で特定されるラインを現在の道路上位置が通過したときに、非直線区間に進入したと判定するようにしてもよい。

そして、現在の道路上位置が非直線区間に進入したならば、非直線区間始点からの走行距離を区間内走行距離として算出する（ステップ５０４）。区間内走行距離は、非直線区間始点からの道路上位置の走行軌跡の長さや、非直線区間始点到達時からの車速の時間積分などより算出することができる。

そして、走行中の区間の各レーンについて、車速センサ１０２が検出している車速と、当該レーンのレーンデータに従って、当該レーンを走行している場合に発生しているはずの曲率中心方向の加速度を当該レーンの理論加速度として算出する（ステップ５０６）。

ここで、レーンの理論加速度は、
車速²×曲率半径
として求めることができる。

また、曲率半径は、関数種別に円が登録されている区間情報が示す区間のレーンについては、レーンデータに関数パラメータとして含まれる半径として求めることができる。
また、関数種別にクロソイド曲線が登録されている区間情報が示す区間のレーンについては、次のように、曲率半径を求める。
すなわち、まず、区間内走行距離より、クロソイド曲線上の現在位置のクロソイド曲線の始点からの距離Ｌｊを以下のようにして求める。

すなわち、当該レーンのレーンデータの関数パラメータに、レーンの始点がクロソイド曲線の始点であることを表す情報が含まれている場合には、区間内走行距離を距離Ｌｊとする。一方、当該レーンのレーンデータの関数パラメータに、レーンの始点がクロソイド曲線の終点であることを表す情報が含まれている場合には、当該レーンのレーンデータの関数パラメータに含まれるレーンを表すクロソイド曲線の長さＬmaxから区間内走行距離を減算した値を、距離Ｌｊとする。

そして、求めた距離Ｌｊと、クロソイド曲線関数と、関数パラメータに含まれるクロソイド係数Ａを用いて、
Ｒｊ=Ａ²/Ｌｊ
を算出し、Ｒｊを曲率半径とする。

さて、このようにして各レーンの理論加速度を求めたならば（ステップ５０６）、加速度センサ１０３で検出した、曲率中心方向の加速度の実測値に最も近い理論加速度が算出されたレーンを走行中のレーンとして検出する（ステップ５０８）。

加速度センサ１０３で検出した曲率中心方向の加速度としては、上述のように、加速度センサ１０３で検出した加速度の自動車左右方向成分を用いることができる。
または、上述のように、レーン毎に、レーンをレーン始点より区間内走行距離進んだ地点を自動車の位置とし、自動車の位置とレーンデータが示すレーン形状とより、自動車に対するレーンの曲率中心の方向を算出して、加速度センサ１０３で検出した加速度の算出した曲率中心の方向の成分を、加速度センサ１０３で検出した曲率中心方向の加速度とするようにしてもよい。この場合には、そのレーンについての理論加速度と、そのレーンについて算出した加速度センサ１０３で検出した曲率中心方向の加速度との差が最小となるレーンを走行中のレーンとして検出する。

そして、このようにして走行中のレーンを検出したならば、現在の道路上位置が、ステップ５０２で進入を検出した非直線区間を退出したかどうかを調べ（ステップ５１０）、退出していなければステップ５０４からの処理に戻り、退出していればステップ５０２からの処理に戻る。

以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、地図データの道路形状データの区間情報に各区間の各レーンの形状のデータを含めるようにしたが、これは、各レーンの形状のデータを区間情報には含めずに、区間のレーンの数と区間の区間形状のみを区間情報に含め、区間情報より区間中の各レーンの形状のデータを生成して、以上のレーン検出処理を適用するようにしてもよい。

すなわち、この場合には、区間情報には、図６に示すように道路中央を通るライン６００の区間内の部分を表す関数の関数種別と関数パラメータを、区間のレーン数と共に登録する。そして、区間情報が示す関数が表すライン６００と平行に進む、レーン幅を所定長として求めた道路中央からレーン中央までの距離分ライン６００と垂直な方向に離れたラインを表す、区間情報に含まれる関数種別の関数の関数パラメータを、区間情報が表すレーン数のラインの各々について算出する。そして、算出した関数パラメータを含めた各レーンのレーンデータを、区間情報が表すレーン数のラインの各々について生成して、以上のレーン検出処理を適用する。すなわち、区間情報が表すレーン数が２であり、レーン幅として用いる所定長を３.５ｍとした場合には、道路の進行方向に見て左側にライン６００から１.７５ｍ離れて、ライン６００と平行に進むライン６１０と、道路の進行方向に見て右側にライン６００から１.７５ｍ離れて、ライン６００と平行に進むライン６２０のラインデータを生成して、以上のレーン検出処理を適用する。

以上のように、本実施形態によれば、地図データに含まれる各レーンの関数によって示される正確なレーン形状と車速に基づく理論的な曲率中心方向の加速度と、加速度センサ１０３で検出した曲率中心方向の加速度のマッチングによって走行中のレーンを検出することができる。よって、リアルタイムに走行中のレーンを正確に検出することができるようになる。

１００…車載システム、１０１…ＧＰＳ受信機、１０２…車速センサ、１０３…加速度センサ、１０５…現在位置算出部、１０６…レーン検出部、１０７…記憶装置、１０８…ナビゲーション部、１０９…自動運転支援部、１１０…操作部、１１１…表示装置、２００…ＥＣＵ。

Claims (8)

1. 自動車に搭載される、当該自動車が走行中のレーンを検出するレーン検出装置であって、
   前記自動車の車速を検出する車速検出手段と、
   加速度を検出する加速度センサと、
   道路の各レーンの形状を表すレーンデータを含む地図データに基づいて、前記自動車が走行中の道路の各レーンについて、前記自動車が当該レーンを走行していると仮定した場合の当該レーン上の前記自動車の位置する地点を推定し、推定した地点における当該レーンの曲率半径を前記レーンデータに基づいて算出する曲率半径算出手段と、
   各レーンについて、前記レーン毎曲率半径算出手段が算出した当該レーンの曲率半径と前記車速検出手段が検出した車速とより、当該レーンの曲率中心方向の加速度を当該レーンの参照加速度として算出する参照加速度算出手段と、
   前記加速度センサが検出した加速度を用いて、各レーンについて、当該レーンの曲率中心方向の自動車の加速度を実測する加速度実測手段と、
   前記加速度実測手段が実測した加速度と前記参照加速度算出手段が算出した参照加速度との差が最も小さいレーンを、前記自動車が走行中のレーンとして識別する走行中レーン識別手段とを有することを特徴とするレーン検出装置。
2. 請求項１記載のレーン検出装置であって、
   前記自動車の現在位置を算出する現在位置算出手段を有し、
   前記曲率半径算出手段は、前記レーンデータに基づいて、前記自動車が走行中の道路の各レーンについて、当該レーン上の前記現在位置算出手段が算出した現在位置に最も近い地点を求め、当該求めた地点を、前記自動車が走行中の道路の当該レーン上の前記自動車の位置する地点として推定することを特徴とするレーン検出装置。
3. 請求項１記載のレーン検出装置であって、
   前記地図データには、道路の区間毎に、当該区間の始点と、当該区間に属するレーンのレーンデータが登録されており、
   当該レーン検出装置は、
   前記自動車の現在位置を算出する現在位置算出手段と、
   前記現在位置算出手段が算出した現在位置が含まれる区間の始点を前記現在位置が通過してからの走行距離である区間内走行距離を算出する区間内走行距離算出手段とを有し、
   前記曲率半径算出手段は、前記現在位置算出手段が算出した現在位置が含まれる区間のレーンデータに基づいて、前記自動車が走行中の道路の各レーンについて、当該レーンが含まれる前記区間の始点から前記区間内走行距離進んだ当該レーン上の地点を求め、求めた地点を前記自動車が走行中の道路の当該レーン上の前記自動車の位置する地点として推定することを特徴とするレーン検出装置。
4. 請求項３記載のレーン検出装置であって、
   前記区間は、同種の関数で当該区間内のレーンの形状を表せるように設定されており、前記レーンデータは、当該レーンが属する区間について種別が共通な関数でレーンの形状を表すものであることを特徴とするレーン検出装置。
5. 請求項１または２記載のレーン検出装置であって、
   前記地図データには、道路の同種の関数でレーンの形状を表せる区間毎に、当該区間の始点と、当該区間に属するレーンのレーンデータが登録されており、前記レーンデータは、当該レーンが属する区間について種別が共通な関数でレーンの形状を表すものであることを特徴とするレーン検出装置。
6. 請求項４または５記載のレーン検出装置であって、
   前記関数の種別は、円を表す関数の種別と、クロソイド曲線を表す関数の種別とを含むことを特徴とするレーン検出装置。
7. 請求項１、２、３、４、５または６記載のレーン検出装置であって、
   前記加速度実測手段は、前記加速度センサが検出した前記自動車の左右方向の加速度を各レーンの曲率中心方向の自動車の加速度として実測することを特徴とするレーン検出装置。
8. 請求項１、２、３、４、５、６または７記載のレーン検出装置と、
   前記レーン検出装置が検出した走行中のレーンを前記自動車が安全に走行するように、当該自動車の運転を支援する走行運転支援部とを有することを特徴とする運転支援システム。