边界线检测装置、边界线偏离检测装置以及边界线检测程序

摘要

驱动车道偏离检测系统在检测边界线时检测绘制在车辆的右侧和左侧的道路表面上的粉刷线(S120)，并且基于先前检测的边界线的位置设置假想线(S140)。然后，系统使用粉刷线和/或假想线来设置边界线(S150)。然而，如果系统获取示出车辆正接近收费站的接近信息，则在获取到接近信息时，系统禁止将假想线设置为边界线(S130)。此外，系统评估是否存在车辆从边界线偏离的风险(S160)，并且在存在这样的风险时，系统输出存在偏离的风险。因此防止了将错误的假想线设置为边界线。

说明书

技术领域

本发明涉及边界线检测装置、边界线偏离检测装置以及边界线检测程 序，该边界线检测装置安装在车辆中并对划分自身车辆正行驶的巡航区域 的内部和外部的边界线(巡航车道标记)进行检测，而该边界线偏离检测 装置检测从边界线的偏离。

背景技术

作为检测作为车辆的巡航车道标记的边界线的装置，已知下述装置： 在该装置中，当在来自车辆的拍摄图像内检测到障碍物时，设置围绕该障 碍物的虚拟线，并利用该虚拟线作为边界线来引导车辆(例如，参考PTL 1)。

引用列表

[专利文献]

[PTL 1]JP-B-4752311

发明内容

[技术问题]

当在边界线(例如白色线)不能被检测到的情况下通过设置在拍摄图 像中的虚拟线引导车辆时，上述技术也是有效的。然而，在巡航区域(巡 航车道)的宽度与普通宽度不同的区域(例如接近收费站的入口的区域) 中，设置虚拟线可能不一定合适。例如，当在这样的区域中设置虚拟线时， 车辆可能被禁止移动通过虚拟线例如以移动到可用的收费站。

因此，鉴于这样的问题，本发明的目的是使得能够抑制在用于对划分 自身车辆正行驶的巡航区域的内部和外部的边界线进行检测的边界线检 测装置和边界线检测程序中将错误的虚拟线设置为边界线。

[问题的解决方案]

为了实现例如这样的目标，由本申请提供的作为典型示例的边界线检 测装置是边界线检测装置(10)，其安装在车辆中并对划分自身车辆正行 驶的巡航区域的内部和外部的边界线进行检测，该边界线检测装置包括： 粉刷线检测单元(15，10，S120)，其检测绘制在自身车辆的左侧和右侧 的道路表面上的粉刷线；以及虚拟线设置单元(10，S140)，其基于先前 检测的边界线的位置来设置虚拟线。

边界线检测装置(10)还包括：边界线设置单元(10，S150)，其使 用粉刷线和虚拟线中至少之一来设置边界线；以及设置禁止单元(10， S130)，其获取指示自身车辆正接近收费站的接近信息，并在获取接近信 息时禁止边界线设置单元将虚拟线设置为边界线。

根据例如这样的边界线检测装置，可以防止在虚拟线被错误地检测的 可能性很高的接近收费站的区域中将虚拟线用作边界线。因此，可以抑制 将错误的虚拟线设置为边界线。

此外，为了实现上述目的，由本申请提供的作为典型示例的边界线偏 离检测装置包括：边界线检测单元(10，15，16，S110至S150)，其对划 分自身车辆正行驶的巡航区域的内部和外部的边界线进行检测；偏离确定 单元(10，15，16，S160)，其确定是否存在自身车辆从边界线偏离的风 险；以及输出单元(10，S170)，其在存在偏离的风险时进行存在偏离的 风险的输出。由上述边界线检测装置构成边界线检测单元。

根据例如这样的边界线偏离检测装置，当存在自身车辆从巡航区域偏 离的风险时，可以进行偏离风险警告的输出。此时，可以抑制将错误的虚 拟线作为边界线的输出。因此，可以准确地进行基于存在偏离风险的输出 的控制。

为了实现上述目的，可以设置边界线检测程序，该边界线检测程序能 够实现作为构成上述装置的每个装置的功能。

附图说明

[图1]图1(a)是示出了应用了本发明的巡航车道偏离检测系统的 总体配置的框图，并且图1(b)是示出了偏离检测ECU的配置的框图；

[图2]图2是由偏离检测ECU进行的偏离警报处理的流程图；

[图3]图3是在不需要设置虚拟线时的具体示例的鸟瞰图；

[图4]图4是在设置虚拟线时的具体示例的鸟瞰图；

[图5]图5是在收费站附近设置虚拟线时的具体示例的鸟瞰图；

[图6]图6是偏离警报处理内的偏离确定处理的流程图；

[图7]图7(a)是收费站确定处理的流程图，并且图7(b)是收费 站确定处理内的收费站模式开始确定处理的流程图；以及

[图8]图8是收费站确定处理内的收费站模式结束确定处理的流程 图。

具体实施方式

在下文中将与附图一起描述本发明的实施例。

[根据本实施例的系统配置]

巡航车道偏离检测系统1被安装在车辆(例如客车)中。巡航车道偏 离检测系统1从巡航车道外部的区域中检测边界线(例如白色线)，该边 界线划分了车辆(自身车辆)正行驶的巡航车道(巡航区域)的内部和外 部。当自身车辆试图从边界线偏离时，巡航车道偏离检测系统1检测该情 形。根据本实施例的巡航车道偏离检测系统1还提供用于在存在车辆从巡 航车道偏离的风险时进行预定输出(例如发出警报)的功能。

更具体地，如图1(a)中所示，巡航车道偏离检测系统1被配置为 使得偏离检测电子控制单元(ECU)10、车辆速度传感器20、导航ECU 30和车辆控制ECU 40连接至通信线路5并且能够进行通信。通信线路5 基于协议(例如控制器局域网(CAN))进行通信。此外，摄像装置15 和雷达16连接至偏离检测ECU 10。

摄像装置15被设置为能够拍摄在车辆的行驶方向(包括车辆的前方 区域的方向)上的道路表面的图像。此外，雷达16被配置为下述已知雷 达：该已知雷达在车辆的前方发射无线电波或电磁波(例如激光)，并检 测其反射波。雷达16由此检测出现在车辆前方的前方对象的位置和总体 形状。偏离检测ECU 10可以在任意定时从摄像装置15和雷达16获取拍 摄图像和前方对象检测结果。

此外，电子收费采集(ETC)(注册商标)车载单元35连接至导航 ECU 30。导航ECU 30被配置为能够从ETC车载单元35获取指示车辆 正接近或已经过收费站门的信息以及收费站通行信息(例如收费账单结 果)。此外，导航ECU 30可以基于来自偏离检测ECU 10的请求而提供 收费站通行信息。

如图1(b)中所示，偏离检测ECU 10被配置为包括中央处理单元 (CPU)11、只读存储器(ROM)12、随机存取存储器(RAM)13等的 已知微型计算机。偏离检测ECU 10从摄像装置15和雷达16获取为检测 车辆的巡航车道的边界线(巡航车道标记)所需的信息。此外，当存在车 辆从巡航车道偏离的风险时，偏离检测ECU 10将风险的通知经由通信接 口(I/F)14输出到车辆控制ECU 40。基于存储在ROM 12中的程序(包 括边界线检测程序)而进行这样的处理。导航ECU 30和车辆控制ECU 40 的基本硬件配置与偏离检测ECU 10的基本硬件配置相似。因此，省略其 描述。

此外，由扬声器或显示灯构成的警报单元45连接至车辆控制ECU 40。车辆控制ECU 40在来自偏离检测ECU 10的指令下操作警报单元45。 因此，当车辆正试图偏离巡航车道或已从巡航车道偏离时，该事实被通知 给车辆中的乘客。然而，车辆控制ECU 40也可以用作转向力矩控制单元， 该转向力矩控制单元用于通过控制转向力矩以使得车辆不从巡航车道偏 离而预先防止交通事故。

[根据本实施例的处理]

将描述用于在存在车辆从巡航车道偏离的风险时发出警报的处理。该 处理由如上述那样配置的巡航车道偏离检测系统1来进行。

在车辆的电源(例如打火开关)被打开时，开始图2中所示的偏离警 报处理。然后，以固定时间间隔(例如，每100毫秒)重复进行处理。具 体地，如图2中所示，首先，偏离检测ECU 10从拍摄车辆的行驶方向的 拍摄图像中检测车辆的巡航车道的左边界线和右边界线，并且设置左边界 线和右边界线(S110至S150)。具体地，首先，偏离检测ECU 10从摄像 装置15获取拍摄车辆的行驶方向的拍摄图像(S110)。

接下来，偏离检测ECU 10从拍摄车辆的行驶方向的拍摄图像中提取 车道边界线候选(行驶方向部分)(S120)。车道边界线候选指示作为绘制 在自身车辆前方的左侧和右侧的道路表面上的粉刷线(车道边界线)的、 沿车辆的行驶方向依次排列的多个边缘部分。具体地，偏离检测ECU 10 在构成拍摄图像中的水平线的多个像素当中提取作为边缘点的像素，该像 素的亮度值相对于相邻像素的亮度值的改变率是参考值或更高的值。然 后，偏离检测ECU 10进行已知的霍夫变换(Hough transform)处理， 从而检测在车辆的行驶方向上延伸的所有线状图案(这些线状图案与车辆 的行驶方向形成的角[偏航角]小于特定值)。然后，偏离检测ECU 10将每 个线状图案标记为车道边界线候选。

更具体地，当如图3(a)中所示，白色线出现在车辆的左侧和右侧 这两侧时，车辆的左侧和右侧的白色线用作图3(b)中所示的识别线。 识别线被顺序地设置为车道边界线。车道边界线被连续地设置，而不管道 路上的白色线是实线还是虚线。

接下来，偏离检测ECU 10通过从RAM 13获取标记状态(接近信息) 确定“收费站标记”是否处于打开状态(S130)。“收费站标记”指示车辆 正接近收费站。在下文中将要描述用于确定车辆是否正接近收费站的各种 具体示例。当确定收费站标记处于打开状态(S130处为是)时，偏离检 测ECU 10在不设置虚拟线的情况下进行至S150处的处理(换言之，禁 止将虚拟线设置为边界线)。

当确定收费站标记处于关闭状态(S130处为否)时，偏离检测ECU 10设置虚拟线(S140)。在该处理中，例如在不能从拍摄图像中检测到粉 刷线时，基于先前(最近)检测的边界线的位置来设置虚拟线。具体地， 例如，基于自身车辆的车辆速度和转向角来估计在先前处理中已检测到的 拍摄图像内的边界线的位置。然后，在边界线的延伸部分上设置虚拟线。

更具体地，例如如图4(a)中所示，在粉刷线已变浅并且不能被检 测到或者粉刷线不存在时，设置虚拟线。具体地，如图4(b)中所示， 在较早已被识别的边界线的延伸部分上设置虚拟线。然而，当在例如如图 5(a)中所示的收费站附近设置虚拟线时，巡航车道的宽度在收费站附近 常常改变。可能发生与实际巡航车道的不一致。因此，根据本实施例，不 在收费站附近设置虚拟线(当收费站标记为打开时)。

然后，偏离检测ECU 10使用粉刷线和虚拟线中至少之一来选择车道 边界线(S150)。在该处理中，将作为自身车辆的右侧和左侧的车道边界 线候选的最可能的粉刷线或虚拟线设置为车道边界线。然后，所设置的边 界线被记录在RAM 13中。最可能的线可以是基于任意方法具有最高概 率的线，例如在霍夫变换期间具有最大数目的投票的线。

然后，偏离检测ECU 10进行偏离确定处理(S160)。在偏离确定处 理中，基于从车辆速度传感器20获取的车辆速度来检测车辆接近车道边 界线的接近速度，并且基于接近速度来确定车辆从所检测的巡航车道偏离 的可能性。具体地，如图6中所示，首先，以车辆接近车道边界线的接近 速度作为偏离速度(Vd)，通过偏航角(由车道边界线的延伸方向与车辆 的行驶方向形成的角)与车辆速度的乘积来计算偏离速度(Vd)(S210)。 如上所述，在S120处的霍夫变换处理期间确定偏航角。偏航角的值在S120 处的处理期间被记录在RAM 13中。

接下来，偏离检测ECU 10计算端部距离(DTLB)的阈值(dtlb) (S220)。可以根据偏离速度(Vd)与参考时间(α)(例如，两秒)的 乘积来确定阈值(dtlb)。

接下来，偏离检测ECU 10将端部距离(DTLB)与阈值(dtlb)进 行比较，由此确定车辆是否会在参考时间内从巡航车道偏离(S230)。当 确定端部距离(DTLB)为阈值(dtlb)或更小(S230处为是)时，偏离 检测ECU 10确定车辆将会从巡航车道偏离，并将RAM 13中的“偏离可 能性标记”设置成打开状态(S240)。然后，偏离检测ECU 10结束偏离 确定处理。另一方面，当确定端部距离(DTLB)大于阈值(dtlb)(S230 处为否)时，偏离检测ECU 10确定车辆不会从巡航车辆偏离，并将RAM 13中的偏离可能性标记设置成关闭状态(S250)。然后，偏离检测ECU 10 结束偏离确定处理。

接下来，返回至图2，偏离检测ECU 10参考RAM 13中的“偏离可 能性标记”。当偏离可能性标记处于打开状态(偏离可能性高于预定参考 值)时，偏离检测ECU 10将指令给予(输出)到车辆控制ECU 40以对 车辆的乘客发出存在偏离可能性的警报(S170)。接收了指令的车辆控制 ECU 40经由警报单元45立刻发出警报。然后，偏离警报处理完成。

接下来，将参考图7和图8描述为确定车辆是否正接近收费站而进行 的处理。在收费站确定中，在车辆仍未接近收费站时确定车辆是否正接近 收费站。当车辆已接近收费站时，确定车辆是否已经过收费站。具体地， 如图7(a)中所示，首先，确定收费站标记是否处于关闭状态(S270)。

当确定收费站标记处于关闭状态(S270处为是)时，偏离检测ECU 10进行在下文中描述的收费站模式开始确定处理(S280)。当收费站模式 开始确定处理完成时，收费站确定处理完成。当确定收费站标记处于打开 状态(S270处为否)时，偏离检测ECU 10进行收费站模式结束确定处 理(S290)。当收费站模式结束确定处理结束时，收费站确定处理结束。

在收费站模式开始确定处理中，如图7(b)中所示，偏离检测ECU 10从来自摄像装置15的拍摄图像中提取在形状或图案方面与预先记录在 ROM 12中的收费站特征模板相似的目标(S310)。在该处理中，例如， 设置在收费站附近的字符ETC、收费站附近区域独有的粉刷图案、收费 站自身的结构等被记录作为模板。使用已知的图案匹配方法来提取与这样 的模板相似的图案。

接下来，偏离检测ECU 10确定是否存在收费站的特征(S320)。当 确定存在收费站的特征(S320处为是)时，偏离检测ECU 10将收费站 确定计数(具有初始值0的计数器)与确定最大值(计数器的最大值)进 行比较(S330)。

当确定收费站确定计数低于确定最大值(S330处为是)时，偏离检 测ECU 10递增收费站确定计数(S340)，并进行至S410处的处理。当确 定收费站确定计数为确定最大值或更高(S330处为否)时，偏离检测ECU 10立即进行至S410中的处理。

此外，当在S320处确定不存在收费站的特征(S320处为否)时，偏 离检测ECU 10比较收费站确定计数是否高于零(S350)。当确定收费站 确定计数高于零(S350处为是)时，偏离检测ECU 10递减收费站确定 计数(S360)，并进行至S410处的处理。当确定收费站确定计数为零或更 低(S350处为否)时，偏离检测ECU 10立即进行至S410。

接下来，在S410处的处理中，偏离检测ECU 10将收费站确定计数 与确定阈值进行比较，以确定区域是否为收费站。确定阈值被设置成1 或更高的值，并且特别优选地是2或更高。

当确定收费站确定计数高于确定阈值(S410处为是)时，偏离检测 ECU 10将收费站标记设置成打开(S420)，并结束收费站模式开始确定 处理。当确定收费站确定计数为确定阈值或更低(S410处为否)时，偏 离检测ECU 10立即结束收费站模式开始确定处理。

接下来，在收费站模式结束确定处理中，如图8中所示，替代收费站 模式开始确定处理中的S410和S420处的处理，进行S510和S520处的 处理。具体地，偏离检测ECU 10确定收费站确定计数是否为零(或者零 或更低)(S510)。当确定收费站确定计数为零(S510处为是)时，偏离 检测ECU 10将收费站标记设置成关闭(S520)，并结束收费站模式结束 确定处理。当确定收费站确定计数高于零(S510处为否)时，偏离检测 ECU 10立即结束收费站模式结束确定处理。

[根据本实施例的效果]

在如上详细描述的巡航车道偏离检测系统1中，偏离检测ECU 10检 测划分了自身车辆正行驶的巡航区域的内部和外部的边界线。偏离检测 ECU 10确定是否存在自身车辆从边界线偏离的风险。当存在偏离的风险 时，偏离检测ECU 10输出该事实。特别地，当检测到边界线时，自身车 辆在偏离检测ECU 10检测到实际绘制在自身车辆前方的左侧和右侧的道 路表面上的粉刷线(白色线)的情况下行驶。当边界线结束时，偏离检测 ECU 10基于先前(最近)检测的边界线的位置设置虚拟线。

偏离检测ECU 10使用粉刷线和虚拟线中至少之一来设置边界线。然 而，偏离检测ECU 10获取指示自身车辆正接近收费站的接近信息。当获 取到接近信息时，偏离检测ECU 10禁止将虚拟线设置为边界线。

根据例如这样的偏离检测ECU 10，避免在设置错误的虚拟线的可能 性很高的收费站附近的区域中将虚拟线用作边界线。因此，可以抑制将错 误的虚拟线设置为边界线。可以预先防止车辆事故。

此外，根据例如这样的巡航车道偏离检测系统1，当存在自身车辆从 巡航区域偏离的风险时，可以进行该风险的输出。此时，可以抑制将错误 的虚拟线设置为边界线的输出。因此，可以准确地进行基于存在偏离风险 的事实的输出的控制。

此外，巡航车道偏离检测系统1中的偏离检测ECU 10基于拍摄自身 车辆的行驶方向的拍摄图像确定自身车辆是否正接近收费站。然后，偏离 检测ECU 10使用确定结果确定是否将虚拟线设置为边界线。

根据例如这样的巡航车道偏离检测系统1，巡航车道偏离检测系统1 自身能够在不从外部源接收接近信息的传送的情况下检测接近信息。此 外，巡航车道偏离检测系统1中的偏离检测ECU 10当在拍摄图像中检测 到收费站独有的对象时输出接近信息。

根据例如这样的巡航车道偏离检测系统1，当检测到预先存储在存储 器中的收费站独有的对象时，可以输出接近信息。此外，巡航车道偏离检 测系统1中的偏离检测ECU 10在区域被检测为收费站达参考次数或更多 次时输出接近信息，该参考次数被设置成多次。

根据例如这样的巡航车道偏离检测系统1，与在区域被一次检测为收 费站之后立即输出接近信息的配置相比，可以减少将区域错误地识别为收 费站的可能性。

此外，巡航车道偏离检测系统1的偏离检测ECU 10在检测到指示收 费站的、道路上的粉刷标记时输出接近信息。在日本，道路上的粉刷标记 等同于例如字符“ETC”以及蓝色和白色的条形图案。在韩国，粉刷标记 等同于例如设置在每个门处的多个蓝色线。

此外，巡航车道偏离检测系统1的偏离检测ECU 10在输出存在偏离 风险的事实时通知自身车辆的乘客。根据例如这样的巡航车道偏离检测系 统1，在存在偏离风险时可以发出警报等。作为通知，可以通过声音或光 来通知自身车辆的乘客即将发生的危险。

[其他实施例]

本发明的实施例不以任何方式限于上述实施例。各种实施例可以在本 发明的技术范围内。

例如，根据上述实施例，在存在偏离风险时给出通知。然而，可以将 上述偏离检测ECU 10或巡航车道偏离检测系统1用在用于自动地进行转 向以保持在巡航区域内的转向辅助装置或自动驱动装置中。在该配置中， 当存在偏离风险时，可以进行驱动辅助以便在抑制偏离的方向上进行转 向。

此外，在上述偏离检测ECU 10或巡航车道偏离检测系统1被用在自 动驱动装置或转向辅助装置中的情况下，当不能设置边界线(例如，当车 辆正接近收费站并且虚拟线不能被设置为边界线时)时，输出不能设置边 界线的事实。当进行该输出时，可以结束用于进行自动转向的处理。

此外，根据上述实施例，基于拍摄图像确定车辆是否正接近收费站。 然而，可以从外部源获取与接近收费站有关的接近信息。例如，可以在接 收外部输入时获取接近信息，例如由ETC车载单元35从收费站接收的收 费站接近通知、插卡提醒通知服务(通过“哔哔”声给出的通知)、或者 通过车辆间通信给出的另一车辆已在收费站处进行支付的通知。

[实施例与权利要求的范围之间的关系]

根据本实施例的巡航车道偏离检测系统1对应于本发明的边界线偏 离检测装置。偏离检测ECU 10对应于权利要求的范围中的边界线检测装 置。此外，摄像装置15、雷达16、偏离检测ECU 10和S110至S150处 的处理对应于权利要求的范围中的边界线检测单元。特别地，摄像装置 15、偏离检测ECU 10和S110处的处理对应于权利要求的范围中的图像 检测单元。摄像装置15、偏离检测ECU 10和S120处的处理对应于权利 要求的范围中的粉刷线检测单元。偏离检测ECU 10和S130处的处理对 应于权利要求的范围中的设置禁止单元。偏离检测ECU 10和S140处的 处理对应于权利要求的范围中的虚拟线设置单元。偏离检测ECU 10和 S150处的处理对应于权利要求的范围中的边界线设置单元。此外，摄像 装置15、偏离检测ECU 10和S160处的处理对应于权利要求的范围中的 偏离确定单元。偏离检测ECU 10和S170处的处理对应于权利要求的范 围中的输出单元。此外，车辆控制ECU 40和警报单元45对应于权利要 求的范围中的通知装置。此外，摄像装置15(不一定需要)、偏离检测 ECU 10以及S310至S420和S310至S520处的处理对应于权利要求的范 围中的收费站确定单元。此外，ETC车载单元35和导航ECU 30对应于 接近信息获取装置，该接近信息获取装置从车辆的外部获取指示车辆正接 近收费站的信息。

[附图标记列表]

1：巡航车道偏离检测系统

5：通信线路

10：偏离检测ECU

11：CPU

12：ROM

13：RAM

15：摄像装置

16：雷达

20：车辆速度传感器

30：导航ECU

35：ETC车载单元

40：车辆控制ECU

45：警报单元