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JP2015018447A - 車線境界線推定装置 - Google Patents

車線境界線推定装置 Download PDF

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JP2015018447A
JP2015018447A JP2013145752A JP2013145752A JP2015018447A JP 2015018447 A JP2015018447 A JP 2015018447A JP 2013145752 A JP2013145752 A JP 2013145752A JP 2013145752 A JP2013145752 A JP 2013145752A JP 2015018447 A JP2015018447 A JP 2015018447A
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敦俊 長谷部
Atsutoshi Hasebe
敦俊 長谷部
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KYB Corp
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Kayaba Industry Co Ltd
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Abstract

【課題】簡単に車線の境界線を推定することが可能な車線境界線推定装置及び方法を提供すること。
【解決手段】車線の境界線を推定する車線境界線推定装置であって、車両に搭載され、車両前方を撮影して画像情報を取得する画像取得部と、画像情報から境界線を検出する境界線検出部と、速度に関係付けられた道路の車線幅情報が規定されたマップを記憶する記憶部と、境界線検出部が左右のうち一方の境界線を検出した場合に、マップを参照して現在走行中の道路の車線幅を決定する車線幅決定部と、境界線検出部にて検出された一方の境界線と車線幅決定部にて決定された車線幅とから、他方の境界線の位置を推定する第1境界線推定部と、を備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、車線の境界線を推定する車線境界線推定装置に関するものである。
車線の境界線を推定する方法として、特許文献1には、左右どちらか一方の白線を検出することができない場合に、道路幅を表すパラメータWと、路面とカメラとの位置関係を表すパラメータHと、の過去一定期間の平均を用いて白線位置を予測する方法が開示されている。
特開平5−334595号公報
特許文献1に記載の方法では、白線位置を予測するに際してパラメータWとHのデータを一定期間蓄積する必要があるため、白線位置の予測が簡単とは言えない。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡単に車線の境界線を推定することが可能な車線境界線推定装置を提供することを目的とする。
本発明は、車線の境界線を推定する車線境界線推定装置であって、車両に搭載され、車両前方を撮影して画像情報を取得する画像取得部と、前記画像情報から前記境界線を検出する境界線検出部と、速度に関係付けられた道路の車線幅情報が規定されたマップを記憶する記憶部と、前記境界線検出部が左右のうち一方の前記境界線を検出した場合に、前記マップを参照して現在走行中の道路の車線幅を決定する車線幅決定部と、前記境界線検出部にて検出された一方の前記境界線と前記車線幅決定部にて決定された車線幅とから、他方の前記境界線の位置を推定する第1境界線推定部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、左右のうち一方の境界線を検出した場合には、速度に関係付けられた道路の車線幅情報が規定されたマップを参照して現在走行中の道路の車線幅を決定し、その車線幅と検出された一方の境界線とから検出できない他方の境界線の位置を推定するため、簡単に車線の境界線を推定することができる。
本発明の第1実施形態に係る車線境界線推定装置の概略構成図である。 本発明の第1実施形態に係る車線境界線推定装置のブロック図である。 本発明の第1実施形態に係る車線境界線推定方法の手順を示すフローチャートである。 車速と車線幅の関係が規定されたマップ図である。 本発明の第1実施形態の変形例に係る車線境界線推定方法の手順を示すフローチャートである。 制限速度と車線幅の関係が規定されたマップ図である。 本発明の第1実施形態の他の変形例に係る車線境界線推定方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る車線境界線推定方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態の変形例に係る車線境界線推定方法の手順を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
<第1実施形態>
以下では、図1〜4を参照して、本発明の第1実施形態に係る車線境界線推定装置100について説明する。
車線境界線推定装置100は、道路上の車線の境界線である左右の白線のうち一方の白線を検出した場合に、検出できない他方の白線の位置を推定する装置である。本実施形態では、車両が車線を逸脱することを予測してドライバーに警報を発する車線逸脱警報システムに車線境界線推定装置100が適用される場合について説明する。
図1及び2に示すように、車線境界線推定装置100は、車両に搭載され車両前方を撮影して画像データ(画像情報)を取得する画像取得部としてのカメラ1と、車両に搭載されカメラ1が撮影した画像データを処理するコントローラ2と、を備える。
カメラ1は、CCDイメージセンサ等から構成されるビデオカメラであって、コントローラ2に接続されている。カメラ1は、路面を含む車両前方の様子を撮影する。
コントローラ2は、CPU11と、CPU11の処理動作に必要な制御プログラム、設定値、マップ等が記憶されたROM12と、カメラ1にて撮影された画像データを記憶するRAM13と、を備える。
RAM13には、速度検出器としての車速センサ15、操舵角検出器としての操舵角センサ16、及び位置情報取得器としてのGPS受信機17から出力される情報も記憶される。車速センサ15は、車速を検出するセンサである。操舵角センサ16は、車両の操舵ハンドルの操舵角(絶対操舵角)を検出するセンサである。GPS受信機17は、複数のGPS衛星からの信号を受信して、車両の現在位置情報(緯度及び経度情報)を生成する。
次に、図3を参照して、白線の推定方法について説明する。図3は、コントローラ2が実行する白線の推定方法の手順を示すフローチャートである。
コントローラ2は、イグニッションスイッチからオン信号を受信した場合、つまりイグニッションスイッチが操作されてエンジンが始動した場合に、以下の処理を実行する。
ステップ10では、カメラ1にて取得した画像データから白線の検出を行う(境界線検出部)。具体的には、画像データの画像処理を行うことによって白線の検出を行う。その後、ステップ11へ進む。
ステップ11では、左右の白線が同時に検出されているか否かを判定する。ステップ11にて左右の白線が同時に検出されていると判定した場合にはステップ12へ進み、車線の認識を行う。この認識された車線から車両が逸脱しそうになった場合には、車線逸脱警報システムからドライバーへ警報が発せられる。ステップ12の後は、ステップ10へと戻る。
ステップ11にて左右の白線が同時に検出されていないと判定した場合には、ステップ20へ進む。
ステップ20では、片側の白線が検出されているか否かを判定する。ステップ20にて片側の白線が検出されていないと判定した場合には、左右双方の白線が検出されていないこととなるため、ステップ10へと戻って再び白線の検出を行う。
ステップ20にて片側の白線が検出されていると判定した場合には、左右の白線のうち片側の白線のみが検出されていることになる。このような状況では、以下の手順によって検出されていない反対側の白線の位置の推定を行う。
ステップ21では、車速センサ15から現在の車速を取得する。
ステップ22では、ステップ21にて取得した車速とROM12に記憶されたマップ(図4参照)とに基づいて、現在走行中の車線の幅を決定する(車線幅決定部)。
図4に示すマップについて説明する。マップでは、車速と車線幅の関係が規定されている。具体的には、車速が61km/h以上のときには車線幅は3.50m、車速が51km/h以上60km/h以下のときには車線幅は3.25m、車速が41km/h以上50km/h以下のときには車線幅は3.00m、車速が40km/h以下のときには車線幅は2.75mの関係に規定されている。ステップ22では、図4に示すマップを参照して、車速センサ15にて取得された車速に対応する車線幅が決定される。マップに規定された車線幅は、道路構造令第3条に定められた車線幅である2.75〜3.5mが使用される。また、道路の設計速度は車線幅が大きい程、大きく設定される。したがって、マップは、車速が大きい程、車線幅が大きくなる関係に規定されている。このように、車線幅を決定するためのマップは、法規で定められた車線幅が使用されると共に、車速に応じて可変に規定されているため、走行中の車線幅をより正確に予測して決定することができる。
ステップ23では、ステップ20にて検出された片側の白線とステップ22にて決定された車線幅とから、反対側の白線の位置を推定する(第1境界線推定部)。具体的には、ステップ20にて検出された片側の白線からステップ22にて決定された車線幅の位置に、反対側の白線があると推定する。例えば、45km/hの車速で走行している際、検出された白線が右側のみである場合には、右側の白線から左側に3.00m隔てた位置に左側の白線があると推定する。
以上のステップ21〜23に示すように、片側の白線しか検出できない場合には、マップを参照して現在走行中の道路の車線幅を決定し、その決定した車線幅と検出された片側の白線とから、反対側の白線の位置の推定が行われる。
続くステップ12では、ステップ20にて検出された片側の白線とステップ23にて推定された反対側の白線とから車線の認識を行う。この認識された車線から車両が逸脱しそうになった場合には、車線逸脱警報システムからドライバーへ警報が発せられる。ステップ12の後は、ステップ10へと戻る。
次に、第1実施形態の変形例について説明する。
上記第1実施形態における反対側の白線の推定方法(ステップ21〜23)を、図5に示す手順にて行なうようにしてもよい。以下に、図5に示すステップ21a〜23について説明する。ステップ21a〜23以外のステップは、図3にて示したステップと同様の処理であるため、説明を省略する。
ステップ21aでは、カメラ1にて取得した画像データから道路に設けられた制限速度表示を識別し、その制限速度表示から制限速度を取得する(制限速度取得部)。具体的には、画像データの画像処理を行うことによって制限速度を取得する。このようにして、現在走行中の車線の制限速度を取得する。制限速度表示としては、道路の脇や道路の上方に設置された道路標識や、路面に直接記載された路面標示を含む。
ステップ22では、ステップ21にて取得した制限速度とROM12に記憶されたマップ(図6参照)とに基づいて、現在走行中の車線の幅を決定する(車線幅決定部)。
図6に示すマップでは、制限速度と車線幅の関係が規定されている。具体的には、制限速度が61km/h以上のときには車線幅は3.50m、制限速度が51km/h以上60km/h以下のときには車線幅は3.25m、制限速度が41km/h以上50km/h以下のときには車線幅は3.00m、制限速度が40km/h以下のときには車線幅は2.75mの関係に規定されている。ステップ22では、図6に示すマップを参照して、ステップ21にて取得された制限速度に対応する車線幅が決定される。マップに規定された車線幅は、道路構造令第3条に定められた車線幅である2.75〜3.5mが使用される。また、道路の設計速度は車線幅が大きい程、大きく設定される。したがって、マップは、制限速度が大きい程、車線幅が大きくなる関係に規定されている。このように、車線幅を決定するためのマップは、法規で定められた車線幅が使用されると共に、制限速度に応じて可変に規定されているため、走行中の車線幅をより正確に予測して決定することができる。
ステップ23では、ステップ20にて検出された片側の白線とステップ22にて決定された車線幅とから、反対側の白線の位置を推定する(第1境界線推定部)。
次に、第1実施形態の他の変形例について説明する。
上記第1実施形態における反対側の白線の推定方法(ステップ21〜23)を、図7に示す手順にて行なうようにしてもよい。以下に、図7に示すステップ21b〜23について説明する。
ステップ21bでは、GPS受信機17から車両の現在位置情報を取得する。
ステップ21cでは、ステップ21にて取得した車両の現在位置情報からカーナビゲーションシステムに記憶されたデータベース等を利用して現在走行中の車線の制限速度を取得する(制限速度取得部)。具体的には、道路と制限速度とが対応付けられたマップを参照して、車両の現在位置情報から現在走行中の車線の制限速度を取得する。このようにして、現在走行中の車線の制限速度を取得する。
ステップ22では、ステップ21cにて取得した制限速度とROM12に記憶されたマップ(図6参照)とに基づいて、現在走行中の車線の幅を決定する(車線幅決定部)。
ステップ23では、ステップ20にて検出された片側の白線とステップ22にて決定された車線幅とから、反対側の白線の位置を推定する(第1境界線推定部)。
以上の第1実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
車線境界線推定装置100は、左右の白線の一方しか検出できない場合には、速度に関係付けられたマップを参照して現在走行中の道路の車線幅を決定し、その決定した車線幅と検出された一方の白線とから検出できない他方の白線の位置を推定する。このように、車速や制限速度等の速度に関連する情報を取得するだけで現在走行中の道路の車線幅が決定され、その決定した車線幅と検出されている一方の白線とから検出できない他方の白線の位置を推定することができるため、車線の白線を簡単に推定することができる。また、車線幅を決定するためのマップは、法規で定められた車線幅が使用されると共に、車速や道路の制限速度に応じて可変に規定されているため、走行中の車線幅をより正確に予測して決定することができる。
<第2実施形態>
以下では、図8を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。
ステップ10では、カメラ1にて取得した画像データから白線の検出を行う(境界線検出部)。コントローラ2は、検出した白線に係る白線情報をRAM13に記憶する。この白線情報には、左右両側の白線を同時に検出した場合のもの(両側検出)と、右側の白線のみを検出した場合のもの(片側検出)と、左側の白線のみを検出した場合のもの(片側検出)と、が含まれる。
ステップ11では、左右の白線を同時に検出したか否かを判定する。具体的には、RAM13に記憶された白線情報が両側検出であるか否かを判定する。ステップ11にて、白線情報が両側検出であると判定した場合には、ステップ12に進んで、車線の認識を実行する。また、ステップ11にて、白線検出が両側検出ではないと判定した場合には、ステップ20に進む。因みに、白線検出が両側検出ではない場合とは、例えば、白線検出が片側検出である場合や、白線情報自体がRAM13に記憶されていない場合(両側の白線を検出できなかった場合)のことをいう。
ステップ20では、片側の白線のみを検出したか否かを判定する。具体的には、RAM13に記憶された白線情報が片側検出であるか否かを判定する。ステップ20にて、白線情報が片側検出ではないと判定した場合には、ステップ10に戻って、再度、白線の検出を行う。ステップ20にて、白線情報が片側検出であると判定した場合には、ステップ30に進む。
ステップ30では、左右の白線を同時に検出した状態から、右側又は左側である片側の白線のみを検出した状態になったか否かを判定する。具体的には、RAM13に記憶された白線情報において、前回検出した記憶されたものが両側検出であり、かつ、今回検出して記憶されたものが片側検出であるか否かを判定する。ステップ30にて、前回検出した記憶されたものが両側検出であり、かつ、今回検出して記憶されたものが片側検出であると判定した場合には、ステップ31に進む。
ステップ31では、「左右→片側検出フラグ」をオンにして、ステップ32に進む。「左右→片側検出フラグ」とは、両側検出から片側検出に切り換わったことを示すフラグであり、RAM13にオン又はオフとして記憶されるものである。
ステップ32では、左右の白線を同時に検出していたときの車線幅(片側の白線しか検出できなくなる直前の車線幅)から反対側の白線の位置を推定する(第2境界線推定部)。具体的には、ステップ20にて検出された片側の白線から左右の白線が同時に検出されていたときの車線幅の位置に、反対側の白線があると推定する。例えば、左右の白線が存在する車線を走行しているときに、左右の白線を同時に検出してその車線幅が3.25mであったとする。その後、右側の白線が検出できなくなり左側の白線のみ検出できた場合には、左側の白線から右側に3.25m隔てた位置に右側の白線があると推定する。ステップ32で反対側の白線を推定したらステップ12に進む。
ステップ12では、車線の認識を実行する。ステップ11にて左右の白線を同時に検出した場合には、ステップ12では、検出した左右の白線から車線の認識を実行する。つまり、検出した左側の白線と検出した右側の白線との間の距離を車線幅として車線を認識する。
また、ステップ32にて、一方の白線を検出して他方の白線を推定した場合には、ステップ12では、検出した一方の白線と推定した他方の白線とから車線を認識する。つまり、検出した一方の白線と推定した他方の白線との間の距離を車線幅として車線を認識する。
ステップ12にて認識した車線から車両が逸脱しそうになった場合には、車線逸脱警報システムからドライバーへ警報が発せられる。ステップ12の後は、ステップ10へと戻り、白線の検出を実行する。
戻って、ステップ30にて、条件が不成立の場合、具体的には、前回検出した記憶されたものが片側検出であり、今回検出して記憶されたものが片側検出である場合には、ステップ33に進む。
ステップ33では、「左右→片側検出フラグ」がオンであるか否かを判定する。「左右→片側検出フラグ」がオンである場合には、ステップ34へ進み、「左右→片側検出フラグ」がオンでない場合(オフである場合)には、ステップ21に進む。
「左右→片側検出フラグ」がオンである場合とは、前回検出した記憶されたものが両側検出であり、今回検出して記憶されたものが片側検出である場合に(ステップ30)、ステップ31にて「左右→片側検出フラグ」がオンになった場合である。
ステップ21、ステップ22、及びステップ23では、上記第1実施形態の図3に示すステップ21〜23と同様の方法によって反対側の白線の位置を推定する。したがって、その説明は省略する。
ステップ34aでは、ステップ31にてオンにした「左右→片側検出フラグ」が、オンになってから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、例えば10秒程度である。所定時間が経過した場合には、ステップ35に進み、所定時間が経過していない場合には、前述のステップ32に進む。
ステップ35では、ステップ31にてオンにした「左右→片側検出フラグ」をオフにする。その後、ステップ21に進み、上記第1実施形態の図3に示すステップ21〜23と同様の方法によって反対側の白線の位置を推定する。
このように、左右の白線が同時に検出されている状態から片側の白線のみの検出になってから所定時間経過するまでは、左右の白線が同時に検出されていたときの車線幅を利用して反対側の白線の位置が推定される。これは、片側の白線のみの検出になってから所定時間経過するまでは、左右の白線が同時に検出されていたときの車線と同じ車線を走行している可能性が高いため、上記第1実施形態におけるステップ21〜23によって反対側の白線の位置を推定するよりも、左右の白線が同時に検出されていたときの車線幅を利用して反対側の白線の位置を推定する方が、より正確に反対側の白線の位置を推定することができるためである。一方、片側の白線のみの検出になってから所定時間経過した後は、左右の白線が同時に検出されていたときの車線とは異なる車線を走行している可能性が高いため、左右の白線が同時に検出されていたときの車線幅を利用して反対側の白線の位置を推定するよりも、上記第1実施形態におけるステップ21〜23によって反対側の白線の位置を推定する方が、より正確に反対側の白線の位置を推定することができる。このように、ステップ32による白線の推定からステップ21〜23による白線の推定への切り換えは、左右の白線が同時に検出されている状態から片側の白線のみの検出になってから所定時間後に行なわれる。
なお、左右双方の白線が検出されていない状態から片側の白線のみの検出になった場合には、ステップ20、ステップ30、ステップ33からステップ21へ進み、上記第1実施形態と同様の方法であるステップ21〜23の方法によって反対側の白線の位置を推定する。
次に、第2実施形態の変形例について説明する。
上記第2実施形態では、左右の白線が同時に検出されている状態から片側の白線のみの検出になってから所定時間経過するまでは、左右の白線が同時に検出されていたときの車線幅を利用して反対側の白線の位置を推定するものであった。これに代えて、左右の白線が同時に検出されている状態から片側の白線のみの検出になってから、操舵角センサ16にて検出された操舵ハンドルの絶対操舵角が所定角度以上になるまでは、左右の白線が同時に検出されていたときの車線幅を利用して反対側の白線の位置を推定するようにしてもよい。
この場合には、図9に示すように、ステップ34bにて、ステップ31での「左右→片側検出フラグ」がオンになってから、操舵角センサ16にて検出された操舵ハンドルの絶対操舵角が所定角度以上になったか否かを判定するようにすればよい。
片側の白線のみの検出になってから操舵ハンドルの絶対操舵角が所定角度未満である場合には、左右の白線が同時に検出されていたときの車線と同じ車線を走行している可能性が高い。したがって、上記第1実施形態におけるステップ21〜23によって反対側の白線の位置を推定するよりも、左右の白線が同時に検出されていたときの車線幅を利用して反対側の白線の位置を推定する方が、より正確に反対側の白線の位置を推定することができる。一方、片側の白線のみの検出になってから操舵ハンドルの絶対操舵角が所定角度以上になった場合には、左右の白線が同時に検出されていたときの車線とは異なる車線を走行している可能性が高い。したがって、左右の白線が同時に検出されていたときの車線幅を利用して反対側の白線の位置を推定するよりも、上記第1実施形態におけるステップ21〜23によって反対側の白線の位置を推定する方が、より正確に反対側の白線の位置を推定することができる。
このように、ステップ32による白線の推定からステップ21〜23による白線の推定への切り換えは、左右の白線が同時に検出されている状態から片側の白線のみの検出になってから操舵ハンドルの絶対操舵角が所定角度以上になった後に行なわれる。
以上の第2実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
左右の白線の一方しか検出できない場合に、反対側の白線の位置を推定する方法として、車線幅が規定されたマップを利用する方法と、左右の白線が同時に検出されていたときの車線幅を利用する方法と、がある。これら2つの推定方法は、時間の経過又は操舵ハンドルの絶対操舵角に応じて切り換えられる。したがって、状況に応じて最適な方法によって反対側の白線の位置を推定することができるため、走行中の車線幅をより正確に推測することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
100 車線境界線推定装置
1 カメラ
2 コントローラ
15 車速センサ(速度検出器)
16 操舵角センサ(操舵角検出器)
17 GPS受信機(位置情報取得器)

Claims (6)

  1. 車線の境界線を推定する車線境界線推定装置であって、
    車両に搭載され、車両前方を撮影して画像情報を取得する画像取得部と、
    前記画像情報から前記境界線を検出する境界線検出部と、
    速度に関係付けられた道路の車線幅情報が規定されたマップを記憶する記憶部と、
    前記境界線検出部が左右のうち一方の前記境界線を検出した場合に、前記マップを参照して現在走行中の道路の車線幅を決定する車線幅決定部と、
    前記境界線検出部にて検出された一方の前記境界線と前記車線幅決定部にて決定された車線幅とから、他方の前記境界線の位置を推定する第1境界線推定部と、
    を備えることを特徴とする車線境界線推定装置。
  2. 車速を検出する速度検出器をさらに備え、
    前記マップには、車速と車線幅との関係が規定され、
    前記車線幅決定部は、前記マップを参照して現在の車速から現在走行中の道路の車線幅を決定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の車線境界線推定装置。
  3. 前記画像情報から制限速度表示を識別して、現在走行中の道路の制限速度を取得する制限速度取得部をさらに備え、
    前記マップには、制限速度と車線幅との関係が規定され、
    前記車線幅決定部は、前記マップを参照して現在走行中の道路の制限速度から現在走行中の道路の車線幅を決定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の車線境界線推定装置。
  4. 車両の現在位置情報を取得する位置情報取得器と、
    道路と制限速度とが対応付けられたマップを参照して、車両の現在位置情報から現在走行中の道路の制限速度を取得する制限速度取得部と、をさらに備え、
    前記マップには、制限速度と車線幅との関係が規定され、
    前記車線幅決定部は、前記マップを参照して現在走行中の道路の制限速度から現在走行中の道路の車線幅を決定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の車線境界線推定装置。
  5. 前記境界線検出部が左右のうち一方の前記境界線を検出した場合に、前記境界線検出部にて検出された一方の前記境界線と前記境界線検出部が左右の前記境界線を検出していたときの車線幅とから、他方の前記境界線の位置を推定する第2境界線推定部をさらに備え、
    前記境界線検出部が左右の前記境界線を検出している状態から一方の前記境界線しか検出できなくなった場合には、前記第2境界線推定部にて他方の前記境界線の位置を推定し、一方の前記境界線しか検出できなくなってから所定時間経過後に、前記第1境界線推定部にて他方の前記境界線の位置を推定する
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の車線境界線推定装置。
  6. 車両の操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出器と、
    前記境界線検出部が左右のうち一方の前記境界線を検出した場合に、前記境界線検出部にて検出された一方の前記境界線と前記境界線検出部が左右の前記境界線を検出していたときの車線幅とから、他方の前記境界線の位置を推定する第2境界線推定部と、をさらに備え、
    前記境界線検出部が左右の前記境界線を検出している状態から一方の前記境界線しか検出できなくなった場合には、前記第2境界線推定部にて他方の前記境界線の位置を推定し、前記操舵ハンドルの絶対操舵角が所定角度以上になった以降は、前記第1境界線推定部にて他方の前記境界線の位置を推定する
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の車線境界線推定装置。
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Cited By (12)

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