JP2005165915A - Lane-keeping device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行中の自車両を車線内に維持するためのレーンキープ装置に関する。 The present invention relates to a lane keeping device for maintaining a traveling vehicle in a lane.
車両に搭載されたノーズビューカメラやリアビューカメラなどの車載カメラは、その画像を車両内に設置されたディスプレイなどに表示することによって、ドライバーが確認できない視界を補う用途に使用されている。これは主に車両位置と視界確保とを目的とされている。同時に、これらの車載カメラとは別に、自車両が走行中に走行車線内から逸脱するのを防止するために使用される走行車線認識用カメラが搭載されることがある。これは、走行中の自車両の前方及び後方の道路状況を車載カメラで撮影し、それによって得られた道路画像から左右の走行車線を検出して、自車両を走行車線内に維持させるための装置である。この種の装置は、レーンキープ装置などと呼ばれ、近年、研究開発が進められている。 In-vehicle cameras such as a nose view camera and a rear view camera mounted on a vehicle are used to supplement a field of view that cannot be confirmed by a driver by displaying the image on a display or the like installed in the vehicle. This is mainly aimed at securing the vehicle position and visibility. At the same time, a traveling lane recognition camera that is used to prevent the vehicle from deviating from the traveling lane during traveling may be mounted separately from these in-vehicle cameras. This is to capture the road conditions in front of and behind the host vehicle while traveling with an in-vehicle camera, detect left and right driving lanes from the road image obtained thereby, and maintain the host vehicle in the driving lane Device. This type of device is called a lane keeping device and has been researched and developed in recent years.
このようなレーンキープ装置については、特開平７−８１６０３号公報（特許文献１）及び特開２０００−１６８５９９号公報（特許文献２）に開示されている。 Such a lane keeping device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-81603 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-168599 (Patent Document 2).
特許文献１では、車両前方を撮影するカメラの画像から、操舵輪を自動的に制御するものであって、コントローラによって画像処理された情報に基づいて、操舵輪を制御するための制御量として目標操舵量が設定され、この目標操舵量に応じて操舵アクチュエータが作動するようになっている。これにより、人為的な操舵特性に近づけて自然な走行感を得られるようにすることを目的としている。
In
特許文献２では、システムが現在制御している操舵量、あるいはシステムが制御しようとする操舵量の事前情報をそれぞれドライバーに呈示することにより、システム作動状態の理解度を向上させ、作業負荷軽減を図るとともに、直線路走行時に画像認識による走行車線誤認識等の原因で操舵トルクが付与される場合であっても、事前に転舵されることをドライバーが知ることができるようになっている。これにより、システムの誤動作時であってもドライバーの速やかな対応が得られるようにすることを目的としている。
In
上述した二つの従来技術では、搭載した走行車線認識カメラを用いて走行車線の位置を検出している。しかし、近年における車両に搭載されるノーズビューカメラは、左右側方の視界を確保するものであり、このような走行車線を認識するためのものではない。また、ノーズビューカメラにて撮影した画像を表示するためのディスプレイは、通常、ＧＰＳシステムを利用したナビゲーション装置の地図情報や自車両位置情報などを表示するディスプレイと共用になっていることが多い。更に、ナビゲーション装置を備える車両においては、駐車位置などを認識するためのリアビューカメラを同時に設置する車両が多くなっている。また、ノーズビューカメラが車両に搭載されていなくても、車両の車庫入れ時に使用されるリアビューカメラは搭載されていることが多くなっている。 In the two prior arts described above, the position of the traveling lane is detected using an installed traveling lane recognition camera. However, a nose view camera mounted on a vehicle in recent years secures left and right side field of view, and is not for recognizing such a traveling lane. Further, a display for displaying an image photographed by a nose view camera is usually shared with a display for displaying map information of a navigation device using a GPS system, vehicle position information, and the like. Furthermore, in vehicles equipped with a navigation device, there are many vehicles in which a rear view camera for recognizing a parking position or the like is installed at the same time. Further, even if a nose view camera is not mounted on the vehicle, a rear view camera used when the vehicle is put in the garage is often mounted.
つまり、レーンキープ装置を備えるにあたり、新たに走行車線を認識できるカメラを設置するのではコストが掛かると同時に、付属装置、例えば専用電子制御ユニット（ＥＣＵ）などが更に必要になってしまう。これにより、カメラを用いるレーンキープ装置の構成を考える場合には、カーナビゲーション装置やリアビューカメラなど、このような市販の既存システムを備えた車両について考えるのが得策だと考えられる。 In other words, when a lane keeping device is provided, it is expensive to install a camera that can recognize a traveling lane, and an additional device such as a dedicated electronic control unit (ECU) is further required. Thus, when considering the configuration of a lane keeping device using a camera, it is considered to be a good idea to consider a vehicle equipped with such a commercially available existing system such as a car navigation device or a rear view camera.
また、従来技術のように、走行車線認識カメラだけを用いて走行車線の位置を検出し、自車両の操舵制御をするのでは、その精度に問題がある。特に、刻々と変わる道路状況においては、車両の走行車線に対しての横ズレ量とズレ角度量とを制御しようとすると、大きな誤差が生じてしまう。 Further, as in the prior art, if the position of the traveling lane is detected using only the traveling lane recognition camera and the steering control of the host vehicle is performed, there is a problem in accuracy. In particular, in road conditions that change from moment to moment, if an attempt is made to control the amount of lateral deviation and the amount of deviation angle of the vehicle with respect to the travel lane, a large error occurs.
従って、本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、ＧＰＳ情報と車載カメラを用いて、走行車線内を走行できるように自車両の操舵制御を行い、かつ、既存のシステム構成を用いることによりコスト低減を図ることができるレーンキープ装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and uses the GPS information and the in-vehicle camera to perform steering control of the host vehicle so as to be able to travel in the traveling lane, and to provide an existing system. An object of the present invention is to provide a lane keeping device capable of reducing the cost by using the configuration.
上記課題を解決する第１の本発明に係るレーンキープ装置は、位置情報に関する信号を受信して車両の位置情報を検出する車両位置検出手段と、前記車両に搭載された地図情報記憶媒体から地図情報を読み出す読み取り手段と、走行車線間における前記車両の横ズレ量を検出する横ズレ量検出手段と、前記車両位置検出手段が検出した前記車両の位置情報と前記読み取り手段が読み出した地図情報とを基に前記走行車線に対する前記車両の角度を演算する角度演算手段と、前記角度演算手段が演算した車両の角度と前記横ズレ量検出手段が検出した横ズレ量とを基に前記車両の操舵制御量を演算する操舵制御量演算手段とを備えることを特徴とする。 A lane keeping device according to a first aspect of the present invention for solving the above-described problems is a vehicle position detecting means for detecting a position information of a vehicle by receiving a signal related to position information, and a map from a map information storage medium mounted on the vehicle. Reading means for reading information, lateral deviation amount detecting means for detecting the lateral deviation amount of the vehicle between the traveling lanes, position information of the vehicle detected by the vehicle position detection means, and map information read by the reading means Based on the angle calculation means for calculating the angle of the vehicle with respect to the travel lane, the vehicle angle calculated by the angle calculation means, and the lateral deviation amount detected by the lateral deviation amount detection means. A steering control amount calculation means for calculating a control amount is provided.
上記課題を解決する第２の本発明に係るレーンキープ装置は、第１の発明に係るレーンキープ装置において、前記横ズレ量検出手段には、前記車両の後部に設けられこの車両の後方視界を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影した画像を処理して画像データとして前記横ズレ量検出手段に送る画像処理手段とが設けられたことを特徴とする。 A lane keeping device according to a second aspect of the present invention that solves the above-described problems is the lane keeping device according to the first aspect, wherein the lateral shift amount detecting means is provided at a rear portion of the vehicle and has a rear view of the vehicle. An imaging unit for imaging and an image processing unit for processing an image captured by the imaging unit and sending the processed image data to the lateral shift amount detection unit are provided.
上記課題を解決する第３の本発明に係るレーンキープ装置は、第１又は２の発明に係るレーンキープ装置において、前記地図情報が、車線情報及びカーブ路情報であることを特徴とする。 A lane keeping device according to a third aspect of the present invention that solves the above problem is characterized in that, in the lane keeping device according to the first or second aspect, the map information is lane information and curved road information.
上記課題を解決する第４の本発明に係るレーンキープ装置は、位置情報に関する信号を受信して車両の位置情報を検出する車両位置検出手段と、前記車両に搭載された地図情報記憶媒体から地図情報を読み出す読み取り手段と、走行車線間における前記車両の横ズレ量を検出する横ズレ量検出手段と、走行車線に対する前記車両の角度を検出する角度検出手段と、前記車両位置検出手段が検出した前記車両の位置情報と前記読み取り手段が読み出した地図情報とを基に前記走行車線のカーブ曲率を演算するカーブ曲率演算手段と、前記角度検出手段が検出した車両の角度と、前記横ズレ量検出手段が検出した横ズレ量と、前記カーブ曲率演算手段が演算したカーブ曲率とを基に前記車両の操舵制御量を演算する操舵制御量演算手段とを備えることを特徴とする。 A lane keeping device according to a fourth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is a vehicle position detecting means for detecting position information of a vehicle by receiving a signal relating to position information, and a map from a map information storage medium mounted on the vehicle. Reading means for reading information, lateral displacement detection means for detecting the lateral deviation amount of the vehicle between the traveling lanes, angle detection means for detecting the angle of the vehicle with respect to the traveling lane, and the vehicle position detection means Curve curvature calculation means for calculating the curve curvature of the travel lane based on the vehicle position information and the map information read by the reading means, the vehicle angle detected by the angle detection means, and the lateral deviation amount detection A steering control amount calculating means for calculating a steering control amount of the vehicle based on a lateral deviation amount detected by the means and a curve curvature calculated by the curve curvature calculating means. And wherein the door.
上記課題を解決する第５の本発明に係るレーンキープ装置は、第４の発明に係るレーンキープ装置において、前記横ズレ量及び前記車両の角度は、前記車両の後部に設けられ、この車両の後方視界を撮影する撮影手段からの画像情報に基づいて検出されることを特徴とする。 A lane keeping device according to a fifth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is the lane keeping device according to the fourth aspect, wherein the lateral displacement amount and the angle of the vehicle are provided at a rear portion of the vehicle. It is detected based on the image information from the imaging | photography means which image | photographs a back view.
位置情報に関する信号を受信して車両の位置情報を検出する車両位置検出手段と、前記車両に搭載された地図情報記憶媒体から地図情報を読み出す読み取り手段と、走行車線間における前記車両の横ズレ量を検出する横ズレ量検出手段と、前記車両位置検出手段が検出した前記車両の位置情報と前記読み取り手段が読み出した地図情報とを基に前記走行車線に対する前記車両の角度を演算する角度演算手段と、前記角度演算手段が演算した車両の角度と前記横ズレ量検出手段が検出した横ズレ量とを基に前記車両の操舵制御量を演算する操舵制御量演算手段とを備えることにより、前記車両の位置情報及び地図情報から前記車両の角度を演算するとともに、走行車線に対する前記車両の横ズレ量を演算し、これらより操舵制御量を求めているので、刻々と変わる道路状況においても、走行車線内を走行できるように自車両の操舵制御を行うことができる。 Vehicle position detection means for receiving position information signals to detect vehicle position information, reading means for reading map information from a map information storage medium mounted on the vehicle, and lateral displacement of the vehicle between travel lanes A lateral deviation amount detecting means for detecting the vehicle position, and an angle calculating means for calculating the angle of the vehicle with respect to the travel lane based on the vehicle position information detected by the vehicle position detecting means and the map information read by the reading means. And a steering control amount calculation means for calculating a steering control amount of the vehicle based on the vehicle angle calculated by the angle calculation means and the lateral deviation amount detected by the lateral deviation amount detection means, The vehicle angle is calculated from the vehicle position information and map information, and the lateral shift amount of the vehicle with respect to the travel lane is calculated, and the steering control amount is obtained from these. In, in road conditions change from moment to moment, it is possible to perform steering control of the vehicle so that it can travel the travel lane.
また、前記横ズレ量検出手段には、前記車両の後部に設けられ、この車両の後方視界を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影した画像を処理して画像データとして前記横ズレ量検出手段に送る画像処理手段とが設けられたことにより、前記撮影手段により撮影した走行車線から前記車両の横ズレ量を演算するだけではなく、前記車両の位置情報及び地図情報から前記車両の角度を演算し、この前記車両の角度及び横ずれ量を基に自車両の操舵制御をしているので、その精度は高く保たれる。即ち、刻々と変わる道路状況においても、大きな誤差が生ずることはなく、走行車線内を走行できるように自車両の操舵制御を行うことができる。また、前記車両位置検出手段，読み取り手段及び撮影手段などの、既存のシステム構成を用いることによりコスト低減を図ることもできる。 Further, the lateral displacement amount detection means is provided at the rear of the vehicle, and photographing means for photographing a rear view of the vehicle, and processing the image photographed by the photographing means to detect the lateral displacement amount as image data. Image processing means to be sent to the means, so that not only the lateral displacement amount of the vehicle is calculated from the travel lane photographed by the photographing means, but also the angle of the vehicle from the position information and map information of the vehicle. Since the calculation and the steering control of the host vehicle is performed based on the angle and lateral deviation of the vehicle, the accuracy is kept high. That is, even in road conditions that change from moment to moment, a large error does not occur, and steering control of the host vehicle can be performed so that the vehicle can travel in the travel lane. Further, the cost can be reduced by using an existing system configuration such as the vehicle position detecting means, the reading means, and the photographing means.
更に、前記地図情報を車線情報及びカーブ路情報とすることにより、前もってカーブ路の曲がり具合などの情報が精度よく得られるので、前記カーブ路の変化において、前記操舵制御量の制御による操舵の遅れが生じない。また、前記カーブ路内を滑らかに走行できる。 Furthermore, by using the map information as lane information and curve road information, information such as the degree of curvature of the curve road can be obtained in advance with high accuracy. Therefore, in the change of the curve road, the steering delay due to the control of the steering control amount can be obtained. Does not occur. Further, the vehicle can smoothly travel on the curved road.
位置情報に関する信号を受信して車両の位置情報を検出する車両位置検出手段と、前記車両に搭載された地図情報記憶媒体から地図情報を読み出す読み取り手段と、走行車線間における前記車両の横ズレ量を検出する横ズレ量検出手段と、走行車線に対する前記車両の角度を検出する角度検出手段と、前記車両位置検出手段が検出した前記車両の位置情報と前記読み取り手段が読み出した地図情報とを基に前記走行車線のカーブ曲率を演算するカーブ曲率演算手段と、前記角度検出手段が検出した車両の角度と、前記横ズレ量検出手段が検出した横ズレ量と、前記カーブ曲率演算手段が演算したカーブ曲率とを基に前記車両の操舵制御量を演算する操舵制御量演算手段とを備えることにより、前記走行車線から前記車両の角度を演算するとともに、走行車線に対する前記車両の横ズレ量を演算する一方、更に前記車両の位置情報及び地図情報から前記走行車線のカーブ曲率を演算しているので、刻々と変わる道路状況、特にカーブ路においても、走行車線内を精度よく操舵制御を行うことができる。また、前記車両位置検出手段，読み取り手段及び撮影手段などの、既存のシステム構成を用いることによりコスト低減を図ることもできる。 Vehicle position detection means for receiving position information signals to detect vehicle position information, reading means for reading map information from a map information storage medium mounted on the vehicle, and lateral displacement of the vehicle between travel lanes A lateral deviation amount detecting means for detecting the vehicle position, an angle detecting means for detecting the angle of the vehicle with respect to the travel lane, the vehicle position information detected by the vehicle position detecting means, and the map information read by the reading means. The curve curvature calculating means for calculating the curve curvature of the traveling lane, the vehicle angle detected by the angle detecting means, the lateral deviation amount detected by the lateral deviation detecting means, and the curve curvature calculating means A steering control amount calculating means for calculating a steering control amount of the vehicle based on a curve curvature, and calculating the angle of the vehicle from the traveling lane; In addition, while calculating the lateral deviation amount of the vehicle with respect to the traveling lane, the curve curvature of the traveling lane is further calculated from the position information and map information of the vehicle. The steering control can be performed with high accuracy in the traveling lane. Further, the cost can be reduced by using an existing system configuration such as the vehicle position detecting means, the reading means, and the photographing means.
また、前記横ズレ量及び前記車両の角度は、前記車両の後部に設けられ、この車両の後方視界を撮影する撮影手段からの画像情報に基づいて検出されることにより前記車両の角度を前記撮影手段が撮影した画像からでも演算することが可能であり、前記撮影手段により撮影された前記走行車線から前記車両の角度を演算するとともに、走行車線に対する前記車両の横ズレ量を演算する一方、更に前記車両の位置情報及び地図情報から前記走行車線のカーブ曲率を演算しているので、刻々と変わる道路状況、特にカーブ路においても、走行車線内を精度よく操舵制御を行うことができる。また、前記車両位置検出手段，読み取り手段及び撮影手段などの、既存のシステム構成を用いることによりコスト低減を図ることもできる。 The lateral shift amount and the angle of the vehicle are provided on the rear portion of the vehicle, and are detected based on image information from a photographing means for photographing a rear view of the vehicle, whereby the angle of the vehicle is photographed. It is also possible to calculate from the image captured by the means, the angle of the vehicle is calculated from the traveling lane photographed by the photographing means, and the lateral deviation amount of the vehicle with respect to the traveling lane is calculated. Since the curve curvature of the travel lane is calculated from the position information and map information of the vehicle, it is possible to perform steering control with high accuracy in the travel lane even in a constantly changing road condition, particularly a curved road. Further, the cost can be reduced by using an existing system configuration such as the vehicle position detecting means, the reading means, and the photographing means.
以下、図面を用いて実施例を詳細に発明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
図１は本発明の一実施例に係るレーンキープ装置の構成におけるブロック図を示す。図２は本発明の一実施例に係るレーンキープ装置が搭載された車両の概略側面図を示す。図３は本発明の一実施例に係るレーンキープ装置が搭載された車両と走行車線との模式図を車両上方から示す。図４は本発明の一実施例に係るレーンキープ装置における処理手順のフローチャート図を示す。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a lane keeping device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic side view of a vehicle equipped with a lane keeping device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view of a vehicle on which a lane keeping device according to an embodiment of the present invention is mounted and a traveling lane from above the vehicle. FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure in the lane keeping device according to the embodiment of the present invention.
図１及び図２に示すように、車両１には、マイクロコンピュータ等から構成される各種演算や制御を行う制御装置２が装備されている。この制御装置２は、例えば電子制御ユニットなどである。制御装置２には、車両位置検出手段である車両位置検出器３，地図情報記憶媒体４に接続される読み取り手段である読み取り器５，撮影手段であるリアビューカメラ６に接続される画像処理ユニット７，表示装置８，及び、操舵装置９の操舵アクチュエータ９ａが接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
車両位置検出器３は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した位置を検出するための機器であり、車両位置検出器３を搭載した車両１の位置を検出し、検出した自車位置の情報を制御装置２へと出力する。読み取り器５は、地図情報記憶媒体４から地図情報を取り出して制御装置２へと出力するものである。地図情報記憶媒体４は、例えば、地図データが記憶されるＣＤやＤＶＤといったものである。
The
表示装置８は、例えば液晶ディスプレイなどであり、車両１の運転席に座っているドライバーから見えるように車両１の室内の運転席前方に設置されている。制御装置２では、ドライバーによるナビゲーション操作スイッチ（図示省略）の操作などにより、ナビゲーション情報の表示要求があったとき、車両位置検出器３から出力された自車位置の情報と、読み取り器５から出力された地図情報とに基づいて、表示装置８に地図や地図上の自車位置などの情報を表示させる。即ち、制御装置２，車両位置検出器３，地図情報記憶媒体４，読み取り器５，及び、表示装置８は、ナビゲーション装置１０を構成している。
The
また、制御装置２は、リアビューカメラ６に接続される画像処理ユニット７とともにリアビュー装置１１も構成している。
The
リアビューカメラ６は、車両１の後方の道路状況を撮影するものであり、例えばＣＣＤビデオカメラなどである。画像処理ユニット７は、画像処理手段である画像処理器７ａと、横ズレ量検出手段である横ズレ量検出器７ｂとから構成されている。画像処理器７ａは、リアビューカメラ６により撮影した画像を処理して、画像データとして横ズレ量検出器７ｂに出力するものである。そして、横ズレ量検出器７ｂは、画像処理器７ａから入力された画像データから、車両１が走行している際に、走行車線に対しての車幅方向の横ズレ量を検出し、その検出した信号を制御装置２に出力するものである。
The
通常、リアビューカメラ６を用いてドライバーが確認できない視界を補う用途に使用される場合、例えば車庫入れなどによる車両位置と視界確保とを目的とする場合においては、リアビューカメラ６で撮影した画像を、直接制御装置２へとその情報を出力させ、表示装置８に表示させることもできる。これは、従来よりなされていることである。
Normally, when the
また、車両位置検出器３及び読み取り器５は、制御装置２内に設けられる角度演算手段である角度演算部２ａに接続され、この角度演算部２ａは操舵量演算手段である操舵量演算部２ｂに接続している。更に、横ズレ量検出器７ｂは操舵量演算部２ｂに接続している。角度演算部２ａ及び操舵量演算部２ｂは、例えば演算処理をするＣＰＵなどである。
The
制御装置２が接続する操舵装置９は、操舵アクチュエータ９ａ，ステアリングホイール９ｂ，及び、操舵輪９ｃにより構成されている。ドライバーが車両１を操作するときにステアリングホイール９ｂに入力された操舵角と操舵トルクは、操舵アクチュエータ９ａを介して、操舵輪９ｃへと伝達される。また、操舵アクチュエータ９ａによるステアリングホイール９ｂの操舵制御時には、適切な操舵トルクを付加して操舵量を制御するとともに、ドライバーによるステアリングホイール９ｂの操舵時には、余分な操舵トルクを解消して、ドライバーの操舵を妨げないようになっている。そして、制御装置２によりステアリングホイール９ｂの操舵位置を変更するときには、表示装置８を介してドライバーに警告表示や警告音等により、注意を促すことも可能である。
The
図３に示すように、中心線１ａとする車両１が中心線１２ａとする走行車線１２内を走行している場合、中心線１ａと中心線１２ａとの距離をｅと示し、これを車両１と走行車線１２との横ズレ量とする。同様に、中心線１ａと中心線１２ａとの交差する角度をθと示し、これをズレ角度量とする。
As shown in FIG. 3, when the
従って、図１及び図２に示すレーンキープ装置の構成をなすことにより、車両位置検出器３が車両１の自車位置の情報を角度演算部２ａへと出力すると同時に、読み取り器５が地図情報記憶媒体４から走行車線情報及びカーブ路情報を取り出して角度演算部２ａへと出力する。角度演算部２ａでは、入力された自車位置の情報，走行車線情報，及び、カーブ路情報から、車両１の走行車線１２に対するズレ角度量θを演算する。その後この演算されたズレ角度量θは、角度演算部２ａから操舵量演算部２ｂへと出力される。
Accordingly, by configuring the lane keeping device shown in FIGS. 1 and 2, the
また、リアビューカメラ６で撮影された車両後方の走行車線の画像は、画像処理器７ａへと出力される。画像処理器７ａでは、この画像を処理して画像データとして変換し、横ズレ量検出器７ｂへと出力する。横ズレ量検出器７ｂでは、入力された画像データに基づき、車両１の走行車線１２に対する横ズレ量ｅを検出する。その後この検出された横ズレ量ｅは、横ズレ量検出器７ｂから操舵量演算部２ｂへと出力される。
In addition, an image of the driving lane behind the vehicle photographed by the
操舵量演算部２ｂでは、入力されたズレ角度量θ及び横ズレ量ｅに基づいて、車両１の操舵制御量を演算する。そして、この操舵制御量に基づいて、操舵輪９ｃを制御するための制御量として目標ヨーレイト及び目標操舵角が設定される。この目標ヨーレイト及び目標操舵角の設定量に応じて操舵アクチュエータ９ａが作動し、ステアリングホイール９ｂに操舵トルクが出力される。
The steering
ここで、実施例１のレーンキープ装置における操舵制御量の処理手順のフローチャートを図４に示す。 Here, a flowchart of the processing procedure of the steering control amount in the lane keeping device of the first embodiment is shown in FIG.
まず、ステップＳａ１では、車両位置検出器３が車両１の自車位置の情報を取り込む。ステップＳａ２では、読み取り器５が地図情報記憶媒体４から走行車線情報及びカーブ路情報を取り出す。その結果ステップＳａ３では、ステップＳａ１で車両位置検出器３が検出した車両１の自車位置の情報と、ステップＳａ２で読み取り器５が地図情報記憶媒体４から読み出した走行車線情報及びカーブ路情報とに基づき、角度演算部２ａが車両１の走行車線１２に対するズレ角度量θを演算する。
First, in step Sa1, the
ステップＳａ４では、リアビューカメラ６が車両後方の走行車線１２を撮影する。ステップＳａ５では、ステップＳａ４でリアビューカメラ６が撮影した画像が画像処理器７ａに出力され、画像処理機７ａがこの画像を処理して画像データとして変換し、横ズレ量検出器７ｂへと出力する。横ズレ量検出器７ｂでは、入力された画像データに基づき、車両１の走行車線１２に対する横ズレ量ｅを検出する。
In step Sa4, the
ステップＳａ６では、読み取り器５が地図情報記憶媒体４から取り出した走行車線情報及びカーブ路情報に基づいて、制御装置２が走行中の車両１がカーブ路を走行しているか否かを判定する。カーブ路である場合は、ステップＳａ７に進む。
In step Sa6, based on the travel lane information and the curve road information taken out from the map
ステップＳａ７では、ステップＳａ３で角度演算部２ａが演算したズレ角度量θと、ステップＳａ５で横ズレ検出器７ｂが検出した横ズレ量ｅに基づき、操舵量演算部２ｂが操舵制御量を演算する。そして、この操舵制御量に基づいて、操舵輪９ｃを制御するための制御量として目標ヨーレイト及び目標操舵角が設定される。この目標ヨーレイト及び目標操舵角の設定量に応じて操舵アクチュエータ９ａが作動し、ステアリングホイール９ｂに操舵トルクが出力される。
In step Sa7, the steering
ステップＳａ８では、ステップＳａ７で演算した操舵制御量で制御されているか、再度、同様にズレ角度量θを演算する。ステップＳａ９では、ステップＳａ８で演算したズレ角度量θがθ＝０であるか否かを判定する。θ＝０である場合は制御が終了し、そうでない場合はステップＳａ６へ戻り制御が続けられる。 In step Sa8, whether or not it is controlled by the steering control amount calculated in step Sa7, the shift angle amount θ is calculated again in the same manner. In step Sa9, it is determined whether or not the deviation angle amount θ calculated in step Sa8 is θ = 0. If θ = 0, the control ends. If not, the process returns to step Sa6 to continue the control.
また、ステップＳａ６での判定がカーブ路でなかった場合は、ステップＳａ１０へ進み、そして、ステップＳａ１へループバックして操舵制御は続けられる。 If the determination in step Sa6 is not a curved road, the process proceeds to step Sa10, and then loops back to step Sa1 to continue the steering control.
従って、本発明によれば、車両位置検器３が検出した車両１の位置情報と、読み取り器５が地図情報記憶媒体４から読み出した地図情報とを基に、走行車線１２に対するズレ角度量θを演算する角度演算部２ａと、角度演算部２ａが演算したズレ角度量θと、横ズレ量検器７ｂが検出した横ズレ量ｅとを基に、車両１の操舵制御量を演算する操舵量演算部２ｂとを備えることにより、車両１の位置情報及び地図情報から車両１のズレ角度量θを演算するとともに、走行車線１２に対する車両１の横ズレ量ｅを演算し、このズレ角度量θと横ズレ量ｅとから操舵制御量を求めているので、刻々と変わる道路状況においても、走行車線１２内を走行できるように車両１の操舵制御を行うことができる。
Therefore, according to the present invention, based on the position information of the
また、横ズレ量検出器７ｂには、車両１の後部に設けられ、この車両の後方視界を撮影するリアビューカメラ６と、このリアビューカメラ６により撮影した画像を処理して画像データとして横ズレ量検出器７ｂに出力する画像処理器７ａとが設けられているので、リアビューカメラ６により撮影し、画像データとして処理した走行車線１２から車両１の横ズレ量ｅを演算するだけでなく、車両１の位置情報及び地図情報から車両１のズレ角度量θを演算し、このズレ角度量θと横ズレ量ｅとを基に車両１の操舵制御をしているので、この操舵制御の精度は高く保たれる。即ち、刻々と変わる道路状況においても、大きく走行車線１２から逸脱することなく、走行車線１２内を走行できるように車両１の操舵制御を行うことができる。また、既存のシステムであるナビゲーション装置１０及びリアビュー装置１０を用いることにより、新たに走行車線１２を認識するための車両前方に設置するカメラや付属装置を必要としないので、コスト低減を図ることができる。
Further, the lateral
更に、地図情報記憶媒体４から取り出す地図情報を走行車線情報及びカーブ路情報とすることにより、前もってカーブ路の曲がり具合などの情報が精度よく得られるので、カーブ路の変化において、操舵制御量の制御の遅れが生じない。しかも、カーブ路内を滑らかに走行できる。
Furthermore, since the map information extracted from the map
また更に、操舵量演算器２ｂが演算する操舵制御量を目標ヨーレイト，目標操舵角，操舵トルク出力とすることにより、予め制御する操舵量を決めておくことにより、確実に正確な自車両のレーンキープ制御ができる。
Furthermore, the steering amount calculated by the
図５は本発明の実施例２に係るレーンキープ装置の構成におけるブロック図を示す。図６は本発明の実施例２に係るレーンキープ装置における処理手順のフローチャート図を示す。また、実施例２に係るレーンキープ装置が搭載された車両の概略側面図は図２と、レーンキープ装置が搭載された車両１と走行車線１２との車両上方側からの模式図は図３と同様であるのでこれらを使用する。これより、実施例１と同じ符号については説明を省略する。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the lane keeping device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart of a processing procedure in the lane keeping device according to the second embodiment of the present invention. 2 is a schematic side view of a vehicle on which the lane keeping device according to the second embodiment is mounted, and FIG. 3 is a schematic view from the vehicle upper side of the
図２及び図５に示すように、車両１には制御装置２が装備されている。この制御装置２には、車両位置検出手段である車両位置検出器３，地図情報記憶媒体４に接続される読み取り手段である読み取り器５，撮影手段であるリアビューカメラ６に接続される画像処理ユニット７，表示装置８，及び、操舵装置９の操舵アクチュエータ９ａが接続されている。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
制御装置２，車両位置検出器３，地図情報記憶媒体４，読み取り器５，及び、表示装置８は、ナビゲーション装置１０を構成し、また、制御装置２は、リアビューカメラ６に接続される画像処理ユニット７とともにリアビュー装置１１も構成している。更に、画像処理ユニット７は、画像処理手段である画像処理器７ａと、横ズレ量検出手段である横ズレ量検出器７ｂとから構成されている。
The
車両位置検出器３及び読み取り器５は、制御装置２内に設けられる角度検出手段である角度演算部２ａと、カーブ曲率演算手段であるカーブ曲率演算部２ｃとにそれぞれ接続されている。また、角度演算部２ａ及びカーブ曲率演算部２ｃは操舵量演算手段である操舵量演算部２ｂに接続している。更に、横ズレ量検出器７ｂも操舵量演算部２ｂに接続している。
The
また、制御装置２が接続する操舵装置９は、操舵アクチュエータ９ａ，ステアリングホイール９ｂ，及び、操舵輪９ｃにより構成されている。
The
ここで、実施例２においても、図３に示すように、中心線１ａとする車両１が中心線１２ａとする走行車線１２内を走行している場合、中心線１ａと中心線１２ａとの距離をｅと示し、これを車両１と走行車線１２との横ズレ量とする。同様に、中心線１ａと中心線１２ａとの交差する角度をθと示し、これをズレ角度量とする。そして、走行車線１２の中心線１２ａにおけるカーブ曲率をγと示す。
Here, also in the second embodiment, as shown in FIG. 3, when the
従って、図２及び図５に示すレーンキープ装置の構成をなすことにより、車両位置検出器３が車両１の自車位置の情報を角度演算部２ａへと出力すると同時に、読み取り器５が地図情報記憶媒体４から走行車線情報を取り出して角度演算部２ａへと出力する。角度演算部２ａでは、入力された自車位置の情報及び走行車線情報から、車両１の走行車線１２に対するズレ角度量θを演算する。その後この演算されたズレ角度量θは、角度演算部２ａから操舵量演算部２ｂへと出力される。
Therefore, by configuring the lane keeping device shown in FIGS. 2 and 5, the
また、車両位置検出器３が車両１の自車位置の情報をカーブ曲率演算部２ｃへと出力すると同時に、読み取り器５が地図情報記憶媒体４からカーブ路情報を取り出してカーブ曲率演算部２ｃへと出力する。カーブ曲率演算部２ｃでは、入力された自車位置の情報及びカーブ路情報から、走行車線１２のカーブ曲率γを演算する。その後この演算されたカーブ曲率γは、カーブ曲率演算部２ｃから操舵量演算部２ｂへと出力される。
In addition, the
更に、リアビューカメラ６で撮影された車両後方の走行車線の画像は、画像処理器７ａへと出力される。画像処理器７ａでは、この画像を処理して画像データとして変換し、横ズレ量検出器７ｂへと出力する。横ズレ量検出器７ｂでは、入力された画像データに基づき、車両１の走行車線１２に対する横ズレ量ｅを検出する。その後この検出された横ズレ量ｅは、横ズレ量検出器７ｂから操舵量演算部２ｂへと出力される。
Furthermore, the image of the driving lane behind the vehicle photographed by the
操舵量演算部２ｂでは、入力されたズレ角度量θ，横ズレ量ｅ及びカーブ曲率γに基づいて、車両１の操舵制御量を演算する。そして、この操舵制御量に基づいて、操舵輪９ｃを制御するための制御量として目標ヨーレイト及び目標操舵角が設定される。この目標ヨーレイト及び目標操舵角の設定量に応じて操舵アクチュエータ９ａが作動し、ステアリングホイール９ｂに操舵トルクが出力される。
The steering
ここで、実施例２のレーンキープ装置における操舵制御量の処理手順のフローチャートを図６に示す。 Here, a flowchart of the processing procedure of the steering control amount in the lane keeping device of the second embodiment is shown in FIG.
まず、ステップＳｂ１では、車両位置検出器３が車両１の自車位置の情報を取り込む。ステップＳｂ２では、読み取り器５が地図情報記憶媒体４から走行車線情報及びカーブ路情報を取り出す。その結果ステップＳｂ３では、ステップＳｂ１で車両位置検出器３が検出した車両１の自車位置の情報と、ステップＳｂ２で読み取り器５が地図情報記憶媒体４から読み出した走行車線情報とに基づき、角度演算部２ａが車両１の走行車線１２に対するズレ角度量θを演算する。
First, in step Sb1, the
ステップＳｂ４では、リアビューカメラ６が車両後方の走行車線１２を撮影する。ステップＳｂ５では、ステップＳｂ４でリアビューカメラ６が撮影した画像が画像処理器７ａに出力され、画像処理機７ａがこの画像を処理して画像データとして変換し、横ズレ量検出器７ｂへと出力する。横ズレ量検出器７ｂでは、入力された画像データに基づき、車両１の走行車線１２に対する横ズレ量ｅを検出する。
In step Sb4, the
ステップＳｂ６では、ステップＳｂ１で車両位置検出器３が検出した車両１の自車位置の情報と、ステップＳｂ２で読み取り器５が地図情報記憶媒体４から読み出したカーブ路情報とに基づき、カーブ曲率演算部２ｃが走行車線１２のカーブ曲率γを演算する。
In step Sb6, curve curvature calculation is performed based on the vehicle position information of the
ステップＳｂ７では、ステップＳｂ３で角度演算部２ａが演算したズレ角度量θ，ステップＳｂ５で横ズレ検出器７ｂが検出した横ズレ量ｅ，及びステップＳｂ６でカーブ曲率演算部２ｃが演算したカーブ曲率γに基づき、操舵量演算部２ｂが操舵制御量を演算する。そして、この操舵制御量に基づいて、操舵輪９ｃを制御するための制御量として目標ヨーレイト及び目標操舵角が設定される。この目標ヨーレイト及び目標操舵角の設定量に応じて操舵アクチュエータ９ａが作動し、ステアリングホイール９ｂに操舵トルクが出力される。そして、ステップＳｂ１へループバックして操舵制御は続けられる。
In step Sb7, the shift angle amount θ calculated by the
従って、本発明によれば、車両位置検器３が検出した車両１の位置情報と、読み取り器５が地図情報記憶媒体４から読み出した走行車線情報とを基に、走行車線１２に対するズレ角度量θを演算する角度演算部２ａと、車両位置検器３が検出した車両１の位置情報と、読み取り器５が地図情報記憶媒体４から読み出したカーブ路情報とを基に、走行車線１２のカーブ曲率γを演算するカーブ曲率演算部２ｃとが設けられる。また、角度演算部２ａが演算したズレ角度量θ，カーブ曲率演算部２ｃが演算したカーブ曲率γ及び横ズレ量検器７ｂが検出した横ズレ量ｅを基に、車両１の操舵制御量を演算する操舵量演算部２ｂを備えることにより、走行車線１２に対する車両１のズレ角度量θを演算するとともに、走行車線１２に対する車両１の横ズレ量ｅを演算する一方、更に車両１の位置情報及びカーブ路情報から走行車線１２のカーブ曲率γを演算しているので、刻々と変わる道路状況、特にカーブ路においても、走行車線１２内を精度よく操舵制御を行うことができる。また、ナビゲーション装置１０及びリアビュー装置１０などの、既存のシステム構成を用いることによりコスト低減を図ることもできる。
Therefore, according to the present invention, based on the position information of the
そして実施例１と同様に、操舵量演算器２ｂが演算する操舵制御量を目標ヨーレイト，目標操舵角，操舵トルク出力とすることにより、予め制御する操舵量を決めておくことにより、確実に正確な自車両のレーンキープ制御ができる。
As in the first embodiment, the steering amount calculated by the
図７は本発明の実施例３に係るレーンキープ装置の構成におけるブロック図を示す。図８は本発明の実施例３に係るレーンキープ装置における処理手順のフローチャート図を示す。また、実施例３に係るレーンキープ装置が搭載された車両の概略側面図は図２と、レーンキープ装置が搭載された車両と走行車線との車両上方側からの模式図は図３と同様であるのでこれらを使用する。これより、実施例１及び２と同じ符号については説明を省略する。 FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the lane keeping device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a flowchart of a processing procedure in the lane keeping device according to the third embodiment of the present invention. 2 is a schematic side view of a vehicle equipped with the lane keeping device according to the third embodiment, and FIG. 3 is a schematic view from the vehicle upper side of the vehicle equipped with the lane keeping device and the traveling lane. Use these because there are. Accordingly, the description of the same reference numerals as those in the first and second embodiments is omitted.
図２及び図７に示すように、車両１には制御装置２が装備されている。この制御装置２には、車両位置検出手段である車両位置検出器３，地図情報記憶媒体４に接続される読み取り手段である読み取り器５，撮影手段であるリアビューカメラ６に接続される画像処理ユニット７，表示装置８，及び、操舵装置９の操舵アクチュエータ９ａが接続されている。
As shown in FIGS. 2 and 7, the
制御装置２，車両位置検出器３，地図情報記憶媒体４，読み取り器５，及び、表示装置８は、ナビゲーション装置１０を構成し、また、制御装置２は、リアビューカメラ６に接続される画像処理ユニット７とともにリアビュー装置１１も構成している。更に、画像処理ユニット７は、画像処理手段である画像処理器７ａ，横ズレ量検出手段である横ズレ量検出器７ｂ及び角度検出手段である角度検出器７ｃから構成されている。
The
車両位置検出器３及び読み取り器５は、制御装置２内に設けられるカーブ曲率演算手段であるカーブ曲率演算部２ｃに接続され、このカーブ曲率演算部２ｃは操舵量演算手段である操舵量演算部２ｂに接続している。更に、横ズレ量検出器７ｂ及び角度検出器７ｃもそれぞれ操舵量演算部２ｂに接続している。
The
また、制御装置２が接続する操舵装置９は、操舵アクチュエータ９ａ，ステアリングホイール９ｂ，及び、操舵輪９ｃにより構成されている。
The
ここで、実施例３においても、図３に示すように、中心線１ａとする車両１が中心線１２ａとする走行車線１２内を走行している場合、中心線１ａと中心線１２ａとの距離をｅと示し、これを車両１と走行車線１２との横ズレ量とする。同様に、中心線１ａと中心線１２ａとの交差する角度をθと示し、これをズレ角度量とする。そして、走行車線１２の中心線１２ａにおけるカーブ曲率をγと示す。
Here, also in the third embodiment, as shown in FIG. 3, when the
従って、図２及び図７に示すレーンキープ装置の構成をなすことにより、車両位置検出器３が車両１の自車位置の情報をカーブ曲率演算部２ｃへと出力すると同時に、読み取り器５が地図情報記憶媒体４からカーブ路情報を取り出してカーブ曲率演算部２ｃへと出力する。カーブ曲率演算部２ｃでは、入力された自車位置の情報及びカーブ路情報から、走行車線１２のカーブ曲率γを演算する。その後この演算されたカーブ曲率γは、カーブ曲率演算部２ｃから操舵量演算部２ｂへと出力される。
Accordingly, by configuring the lane keeping device shown in FIGS. 2 and 7, the
更に、リアビューカメラ６で撮影された車両後方の走行車線の画像は、画像処理器７ａへと出力される。画像処理器７ａでは、この画像を処理して画像データとして変換し、横ズレ量検出器７ｂと角度検出器７ｃへと出力する。横ズレ量検出器７ｂでは、入力された画像データに基づき、車両１の走行車線１２に対する横ズレ量ｅを検出する。その後この検出された横ズレ量ｅは、横ズレ量検出器７ｂから操舵量演算部２ｂへと出力される。また、これと同時に、角度検出器７ｃでは、入力された画像データに基づき、行車線１２の中心線１２ａでのカーブ曲率γを検出する。その後この検出されたカーブ曲率γは、横ズレ量検出器７ｂから操舵量演算部２ｂへと出力される。
Furthermore, the image of the driving lane behind the vehicle photographed by the
操舵量演算部２ｂでは、入力されたズレ角度量θ，横ズレ量ｅ及びカーブ曲率γに基づいて、車両１の操舵制御量を演算する。そして、この操舵制御量に基づいて、操舵輪９ｃを制御するための制御量として目標ヨーレイト及び目標操舵角が設定される。この目標ヨーレイト及び目標操舵角の設定量に応じて操舵アクチュエータ９ａが作動し、ステアリングホイール９ｂに操舵トルクが出力される。
The steering
ここで、実施例３のレーンキープ装置における操舵制御量の処理手順のフローチャートを図８に示す。 Here, a flowchart of the processing procedure of the steering control amount in the lane keeping device of the third embodiment is shown in FIG.
まず、ステップＳｃ１では、車両位置検出器３が車両１の自車位置の情報を取り込む。ステップＳｃ２では、読み取り器５が地図情報記憶媒体４から走行車線情報及びカーブ路情報を取り出す。その結果ステップＳｃ３では、ステップＳｂ１で車両位置検出器３が検出した車両１の自車位置の情報と、ステップＳｂ２で読み取り器５が地図情報記憶媒体４から読み出したカーブ路情報とに基づき、カーブ曲率演算部２ｃが走行車線１２のカーブ曲率γを演算する。
First, in step Sc1, the
ステップＳｃ４では、リアビューカメラ６が車両後方の走行車線１２を撮影する。ステップＳｃ５では、ステップＳｃ４でリアビューカメラ６が撮影した画像が画像処理器７ａに出力され、画像処理機７ａがこの画像を処理して画像データとして変換し、横ズレ量検出器７ｂへと出力する。横ズレ量検出器７ｂでは、入力された画像データに基づき、車両１の走行車線１２に対する横ズレ量ｅを検出する。
In step Sc4, the
ステップＳｃ６では、ステップＳｃ４でリアビューカメラ６が撮影した画像が画像処理器７ａに出力され、画像処理機７ａがこの画像を処理して画像データとして変換し、角度検出器７ｃへと出力する。角度検出器７ｃでは、入力された画像データに基づき、車両１の走行車線１２に対するズレ角度量θを検出する。
In step Sc6, the image captured by the
ステップＳｃ７では、ステップＳｃ３でカーブ曲率演算部２ｃが演算したカーブ曲率γ，ステップＳｃ５で横ズレ検出器７ｂが検出した横ズレ量ｅ及びステップＳｃ６で角度検出器７ｃが検出したズレ角度量θに基づき、操舵量演算部２ｂが操舵制御量を演算する。そして、この操舵制御量に基づいて、操舵輪９ｃを制御するための制御量として目標ヨーレイト及び目標操舵角が設定される。この目標ヨーレイト及び目標操舵角の設定量に応じて操舵アクチュエータ９ａが作動し、ステアリングホイール９ｂに操舵トルクが出力される。そして、ステップＳｃ１へループバックして操舵制御は続けられる。
In step Sc7, the curve curvature γ calculated by the curve
ここで、本発明の実施例３に係るリアビュー装置における処理手順について説明する。図９は本発明の実施例３に係るリアビュー装置における処理手順のフローチャート図を示す。図１０はリアビューカメラ６が撮影した撮影画面（画面視）上での画像処理を説明する図である。以下、制御装置２における具体的な制御手順を、図１０を参照しながら、図９のフローチャートに従って、詳細に説明する。
Here, a processing procedure in the rear view apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a flowchart of a processing procedure in the rear view apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram for explaining image processing on a photographing screen (screen view) photographed by the
本発明に係る車両のレーンキープ制御は、図示しない車両１の操作パネルに装備した開始ボタン等を押すことによって開始される。 The vehicle lane keeping control according to the present invention is started by pressing a start button or the like equipped on an operation panel of the vehicle 1 (not shown).
ステップＳｄ１では、レーンキープ制御が始まると、リアビューカメラ６により連続的に撮影された車両後方の道路の画像情報から所定時間間隔毎の静止画像を取り込み、取り込まれた静止画像に対して以下のステップの演算処理を行う。この制御ループは、何らかの条件によりレーンキープ制御が解除されるまで連続的に行う。例えば、ステップＳｄ４の操舵制御禁止の場合においても、安全のため実際の操舵制御を一時的に禁止し、次の制御ループにおいて、走行車線１２を検出等した場合には、以下の演算処理及び操舵制御を行うようにしてもよい。
In step Sd1, when the lane keeping control is started, still images are captured at predetermined time intervals from the image information of the road behind the vehicle continuously captured by the
ステップＳｄ２では、取り込まれた静止画像は、上面視に座標変換されることなく、平面画面（画面視）として扱われる（図１０参照）。この平面画面において、走行車線１２の両端を示す左右の白線Ｌｌ、Ｌｒを検出して、それらの両白線を直線近似した２つの直線Ｌｌａ、Ｌｒａを求める（直線近似手段）。左右の白線Ｌｌ、Ｌｒの直線近似を行うことで、演算処理の負荷も小さくなり、演算時の計算誤差も小さくなる。
In step Sd2, the captured still image is handled as a flat screen (screen view) without being coordinate-transformed into a top view (see FIG. 10). On this plane screen, left and right white lines Ll and Lr indicating both ends of the traveling
ステップＳｄ３またはステップＳｄ４では、両白線のうち、いずれか一方の白線が検出できなかった場合、又は、両白線を検出した場合でも、長さ方向の情報が十分でなく、いずれか一方の白線の直線近似ができなかった場合、ステップＳｄ５以降の演算処理を中止すると共に、操舵制御も禁止する（操舵禁止手段）。この後、ステップＳｄ１へ戻り、制御ループを継続する。なお、所定時間以上の間、連続して、両白線の検出又は両白線の直線近似ができない場合には、自動的にレーンキープ制御自体を解除するようにしてもよい。 In step Sd3 or step Sd4, when either one of the white lines cannot be detected or when both white lines are detected, the information in the length direction is not sufficient, and either one of the white lines is not detected. When the straight line approximation cannot be performed, the arithmetic processing after step Sd5 is stopped and the steering control is also prohibited (steering prohibiting means). Thereafter, the process returns to step Sd1, and the control loop is continued. It should be noted that the lane keeping control itself may be automatically canceled when the detection of both white lines or the linear approximation of both white lines cannot be performed continuously for a predetermined time or longer.
ステップＳｄ５では、ステップＳ３において、両側の白線Ｌｌ、Ｌｒを検出でき、両側の白線とも直線近似ができた場合、直線近似された２つの直線Ｌｌａ、Ｌｒａの延長線上の交点を求める。この交点は消失点Ｐｆであり、この消失点Ｐｆを通過する水平方向の直線を地平線Ｌｈとみなせる。ここで、消失点Ｐｆと平面画面の中心線Ｌｃ（車両の中心線１ａに該当する。）との平面画面上水平方向のずれ、つまり、消失点ずれＷｆを演算して求める。これは、車両１のヨー角ズレに相関する量であり、これに所定係数ｋ１かけることで、車両１のズレ角度量θが求められ、車両１のステアリングの操舵制御量を正確に求めることが可能となる。この所定係数ｋ１は、カーブ路の場合には、制御装置２が有するマップデータからカーブ路の曲率に応じた係数に変換されて用いられる。
In step Sd5, when the white lines Ll and Lr on both sides can be detected in step S3 and the white lines on both sides can be linearly approximated, intersection points on the extended lines of the two straight lines Lla and Lra that have been linearly approximated are obtained. This intersection is the vanishing point Pf, and a horizontal straight line passing through the vanishing point Pf can be regarded as the horizon Lh. Here, the deviation in the horizontal direction on the plane screen between the vanishing point Pf and the center line Lc (corresponding to the vehicle center line 1a) of the plane screen, that is, the vanishing point deviation Wf is obtained by calculation. This is an amount that correlates with the yaw angle deviation of the
ステップＳｄ６では、消失点Ｐｆから平面画面上鉛直方向下方の所定画素数Ｈｐ離れた位置に水平直線Ｌｐを引く。この水平直線Ｌｐ上における両白線Ｌｌ、Ｌｒ間の中点Ｐｃを演算して求める。このとき、水平直線Ｌｐ上における両白線Ｌｌ、Ｌｒ間の幅をＷｐとすると、中点Ｐｃは、白線Ｌｌ、Ｌｒから、それぞれＷｐ／２の幅の位置にある。そして、求めた中点Ｐｃと平面画面の中心線Ｌｃとの平面画面上水平方向のずれ、つまり、中点ずれＷｃを演算して求める。これは、車両１の横ずれに相関する量であり、これに所定係数ｋ２をかけることで、車両１の横ズレ量ｅが求められ、車両１のステアリングの操舵制御量を正確に求めることが可能となる。つまり、中点Ｐｃを求めることで、走行車線の中心線１２ａを求めることとなり、車両の中心線１ａとなる画面の中心線Ｌｃとの比較により、車両１の横ズレ量ｅが算出できることとなる。
In step Sd6, a horizontal straight line Lp is drawn at a position away from the vanishing point Pf by a predetermined number of pixels Hp in the vertical direction on the plane screen. A midpoint Pc between the white lines Ll and Lr on the horizontal straight line Lp is calculated and obtained. At this time, if the width between the white lines Ll and Lr on the horizontal straight line Lp is Wp, the middle point Pc is at a position of Wp / 2 from the white lines Ll and Lr. Then, a horizontal shift on the plane screen between the determined midpoint Pc and the center line Lc of the plane screen, that is, a midpoint shift Wc is calculated. This is an amount that correlates with the lateral shift of the
ステップＳｄ７では、ステップＳｄ６において求められた消失点ずれＷｆ、中点ずれＷｃを用いて、以下の式により操舵量演算部２ｂが操舵制御量を算出して、決定する。ここで、カーブ曲率演算部で求められたカーブ曲率γも加算されることになる。
（操舵制御量）＝ｋ１×（消失点ずれＷｆ）＋ｋ２×（中点ずれＷｃ）＋カーブ曲率γ
つまり、｛ｋ１×（消失点ずれＷｆ）｝が車両１のズレ角度量θに相当し、｛ｋ２×（中点ずれＷｃ）｝が車両１の横ズレ量ｅに相当する。
従って、
（操舵制御量）＝ズレ角度量θ＋横ズレ量ｅ＋カーブ曲率γ
と置き換えられる。求められたズレ角度量θ，横ズレ量ｅ及びカーブ曲率γに基づき、操舵制御量が演算されたこととなる。なお、操舵制御量の具体的な対象としては、目標ヨーレート、目標操舵角、操舵トルク出力等が該当する。
In step Sd7, using the vanishing point shift Wf and the midpoint shift Wc obtained in step Sd6, the steering
(Steering control amount) = k1 × (vanishing point deviation Wf) + k2 × (midpoint deviation Wc) + curve curvature γ
That is, {k1 × (vanishing point deviation Wf)} corresponds to the deviation angle amount θ of the
Therefore,
(Steering control amount) = deviation angle amount θ + lateral deviation amount e + curvature curvature γ
Is replaced. The steering control amount is calculated based on the obtained deviation angle amount θ, lateral deviation amount e, and curve curvature γ. The specific target of the steering control amount includes a target yaw rate, a target steering angle, a steering torque output, and the like.
ステップＳｄ８では、求められた操舵制御量を用いて、制御装置２が操舵アクチュエータ９ａを介してステアリングホイール９ｂを駆動制御し、ステップＳｄ１へループバックする。
In step Sd8, the
レーンキープ制御中に、何らかの解除要求があった場合には、直ちに、レーンキープ制御は解除され、ドライバーのステアリング操作に委ねられる。解除要求としては、開始ボタンが再度押印された場合、ドライバーによるステアリングホイール９ｂの切り角が所定角度以上の場合、方向指示器を操作した場合、所定時間以上の間、連続して、両白線の検出又は両白線の直線近似ができない場合等が該当する。
If there is any cancel request during the lane keep control, the lane keep control is immediately canceled and left to the driver's steering operation. As a release request, when the start button is pressed again, when the turning angle of the
図１０について、補足して説明を行う。車両後方の道路の撮影画像は、リアビューカメラ６により連続的に取り込まれており、図１０は、連続的に取り込まれた撮影画像のうち、所定時間間隔で順次取り込んだ１つの瞬間の道路画像を示すものである。本発明に係るレーンキープ装置では、所定時間間隔の道路画像（画面視）を上面視に座標変換することなく、画像の認識処理、演算処理を順次行って、ステアリングホイール９ｂの操舵制御量を決定して、操舵制御を行っている。
FIG. 10 will be supplementarily described. The captured images of the road behind the vehicle are continuously captured by the
画像の認識処理、具体的には、走行車線１２の左右の白線Ｌｌ、Ｌｒの検出は、白線が道路より輝度の高い線であるという特性を利用して、白線の位置の検出を行っている。本発明では、撮影画像（画面視）の下方側の所定範囲内で、両白線を検出している。これは、車両１と道路の相対位置の関係で述べれば、車両後方の２０ｍ程度以内の、比較的近距離の範囲の白線を検出していることになる。この白線は、例えば、リアビューカメラ６の撮影素子の露光時間を適切に制御することで、夜間やトンネル出口等でも、安定して検出を行うことが可能となる。また、認識処理を工夫することにより、特殊な形状の白線や黄線等も安定して検出を行うことが可能となる。
The image recognition process, specifically, the detection of the white lines Ll and Lr on the left and right of the traveling
また、本発明に係るレーンキープ制御では、リアビューカメラ６の俯角が車両１のピッチ変動により変動したとしても、その認識処理、演算処理結果には、何ら影響が無い。具体的には、たとえ、リアビューカメラ６の俯角が変動したとしても、本発明では画面視の座標変換を行っていないため、リアビューカメラ６の取付け俯角をパラメータとした演算が不要となり、そもそもこの演算誤差がでない。また、本発明の演算対象となる消失点Ｐｆ、中点Ｐｃ（車両中心１ａ）は、リアビューカメラ６の俯角が変動したとしても、それらの位置が平面画面上において鉛直方向に変わるだけであり、その水平方向の変動は無く、その認識処理、演算処理には全く影響しない。
Further, in the lane keep control according to the present invention, even if the depression angle of the
なお、図１０では、説明を単純化するため、直線道路上の白線Ｌｌ、Ｌｒを用いて、レーンキープ制御を行う制御手順を説明したが、カーブ路上の白線でも、カーブ路の曲率が極端に小さい場合を除き、同様の制御を用いてレーンキープ制御を行うことができる。特に、本発明の場合、座標変換の演算を必要としないため、１つの制御ループの処理時間が早く、リアルタイムの制御が可能であるため、カーブ路において、時々刻々と変化していく消失点Ｐｆの変化に追従するように、操舵制御量を制御することにより、カーブ路においても、適切なレーンキープを可能としている。つまり、カーブ路の場合、その曲率は、消失点Ｐｆの水平方向のずれ（消失点ずれＷｆ）、つまり、車両のヨー角ずれに含まれる量として演算できるため、同様の制御を用いても、カーブ路でのレーンキープを可能としている。 In FIG. 10, for the sake of simplicity, the control procedure for performing the lane keeping control using the white lines Ll and Lr on the straight road has been described. However, the curvature of the curved road is extremely large even on the white line on the curved road. Except for a small case, lane keep control can be performed using the same control. In particular, in the case of the present invention, since calculation of coordinate conversion is not required, the processing time of one control loop is fast, and real-time control is possible. Therefore, the vanishing point Pf that changes every moment on the curve road. By controlling the steering control amount so as to follow the change of the vehicle, an appropriate lane keep is possible even on a curved road. In other words, in the case of a curved road, the curvature can be calculated as an amount included in the horizontal deviation (vanishing point deviation Wf) of the vanishing point Pf, that is, the yaw angle deviation of the vehicle. Lane keeping on a curve road is possible.
従って、本発明によれば、横ズレ量ｅ及びズレ角度量θは、車両１の後部に設けられ、この車両１の後方視界を撮影するリアビューカメラ６からの画像情報に基づいて検出されることにより、車両１のズレ角度量θをリアビューカメラ６が撮影した画像からでも演算することができる。即ち、リアビューカメラ６により撮影された走行車線１２から車両１のズレ角度量θを演算するとともに、走行車線１２に対する車両１の横ズレ量ｅを演算する一方、更に車両１の位置情報及びカーブ路情報から走行車線１２のカーブ曲率を演算しているので、刻々と変わる道路状況、特にカーブ路においても、走行車線１２内を精度よく操舵制御を行うことができる。また、カーナビゲーション装置１０及びリアビュー装置１０などの、既存のシステム構成を用いることによりコスト低減を図ることもできる。
Therefore, according to the present invention, the lateral displacement amount e and the displacement angle amount θ are detected based on image information from the
そして実施例１及び２と同様に、操舵量演算器２ｂが演算する操舵制御量を目標ヨーレイト，目標操舵角，操舵トルク出力とすることにより、予め制御する操舵量を決めておくことにより、確実に正確な自車両のレーンキープ制御ができる。
As in the first and second embodiments, the steering amount calculated by the
本発明は、走行中の車両を走行車線内に操舵制御するときに用いて、特に、車載カメラとナビゲーション装置とを備える車両に有効である。 The present invention is particularly useful for a vehicle including an in-vehicle camera and a navigation device, which is used for steering control of a traveling vehicle in a traveling lane.
１ 車両
１ａ 中心線
２ 制御装置
２ａ 角度演算部
２ｂ 操舵量演算部
２ｃ カーブ曲率演算部
３ 車両位置検出器
４ 地図情報記憶媒体
５ 読み取り器
６ リアビューカメラ
７ 画像処理ユニット
７ａ 画像処理器
７ｂ 横ズレ検出器
７ｃ 角度検出器
８ 表示装置
９ 操舵装置
９ａ 操舵アクチュエータ
９ｂ ステアリングホイール
９ｃ 操舵輪
１０ ナビゲーション装置
１１ リアビュー装置
１２ 走行車線
１２ａ 中心線
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記車両に搭載された地図情報記憶媒体から地図情報を読み出す読み取り手段と、
走行車線間における前記車両の横ズレ量を検出する横ズレ量検出手段と、
前記車両位置検出手段が検出した前記車両の位置情報と前記読み取り手段が読み出した地図情報とを基に前記走行車線に対する前記車両の角度を演算する角度演算手段と、
前記角度演算手段が演算した車両の角度と前記横ズレ量検出手段が検出した横ズレ量とを基に前記車両の操舵制御量を演算する操舵制御量演算手段と
を備えることを特徴とするレーンキープ装置。 Vehicle position detecting means for receiving position related signal and detecting vehicle position information;
Reading means for reading map information from a map information storage medium mounted on the vehicle;
A lateral deviation amount detecting means for detecting an amount of lateral deviation of the vehicle between traveling lanes;
Angle calculating means for calculating the angle of the vehicle with respect to the travel lane based on the position information of the vehicle detected by the vehicle position detecting means and the map information read by the reading means;
A lane comprising: a steering control amount calculation means for calculating a steering control amount of the vehicle based on a vehicle angle calculated by the angle calculation means and a lateral shift amount detected by the lateral shift amount detection means; Keep device.
前記横ズレ量検出手段には、
前記車両の後部に設けられこの車両の後方視界を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影した画像を処理して画像データとして前記横ズレ量検出手段に送る画像処理手段と
が設けられたことを特徴とするレーンキープ装置。 The lane keeping device according to claim 1,
The lateral displacement amount detecting means includes
Photographing means provided at a rear portion of the vehicle for photographing a rear view of the vehicle;
A lane keeping device, comprising: an image processing unit that processes an image photographed by the photographing unit and sends the image data to the lateral shift amount detecting unit.
前記地図情報が、車線情報及びカーブ路情報である
ことを特徴とするレーンキープ装置。 The lane keeping device according to claim 1 or 2,
The map information is lane information and curve road information. A lane keeping device.
前記車両に搭載された地図情報記憶媒体から地図情報を読み出す読み取り手段と、
走行車線間における前記車両の横ズレ量を検出する横ズレ量検出手段と、
走行車線に対する前記車両の角度を検出する角度検出手段と、
前記車両位置検出手段が検出した前記車両の位置情報と前記読み取り手段が読み出した地図情報とを基に前記走行車線のカーブ曲率を演算するカーブ曲率演算手段と、
前記角度検出手段が検出した車両の角度と、前記横ズレ量検出手段が検出した横ズレ量と、前記カーブ曲率演算手段が演算したカーブ曲率とを基に前記車両の操舵制御量を演算する操舵制御量演算手段と
を備えることを特徴とするレーンキープ装置。 Vehicle position detecting means for receiving position related signal and detecting vehicle position information;
Reading means for reading map information from a map information storage medium mounted on the vehicle;
A lateral deviation amount detecting means for detecting an amount of lateral deviation of the vehicle between traveling lanes;
Angle detection means for detecting the angle of the vehicle with respect to the travel lane;
Curve curvature calculating means for calculating the curve curvature of the travel lane based on the vehicle position information detected by the vehicle position detecting means and the map information read by the reading means;
Steering for calculating the steering control amount of the vehicle based on the angle of the vehicle detected by the angle detection means, the lateral deviation amount detected by the lateral deviation amount detection means, and the curve curvature calculated by the curve curvature calculation means. A lane keeping device comprising: a control amount calculating means.
前記横ズレ量及び前記車両の角度は、前記車両の後部に設けられ、この車両の後方視界を撮影する撮影手段からの画像情報に基づいて検出される
ことを特徴とするレーンキープ装置。 The lane keeping device according to claim 4,
The lane keeping device, wherein the lateral shift amount and the vehicle angle are detected based on image information provided at a rear portion of the vehicle and photographing a rear view of the vehicle.
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