JP2005182186A - 車両用走行軌道設定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カーブ路に応じた適切な走行軌道を設定する車両用走行軌道設定装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 撮像手段２により車両前方の車線を示す区画線を検出し、当該区画線に基づいて車両の走行軌道を設定する車両用走行軌道設定装置１であって、車両前方位置における内周側区画線の位置を検出する位置検出手段４ａと、検出した内周側区画線の位置において車両の進行方向と内周側区画線に対する接線とで形成される接線角を算出する接線角算出手段４ａと、この接線角に基づいて補正量を算出する補正量算出手段４ａと、車両前方位置における左右両側の区画線の中心から補正量分内周側に走行軌道位置を設定する走行軌道位置設定手段４ａとを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カーブ路に応じた適切な走行軌道を設定する車両用走行軌道設定装置に関する。

近年、ドライバの操舵を支援するために、操舵支援装置が開発されている。操舵支援装置では、目標とする走行軌道を設定し、その設定した走行軌道を車両が走行するように操舵角を制御する（特許文献１参照）。走行軌道の設定方法としては、一般に、車両が走行している車線を区画するための左右両側の白線を検出し、この２本の白線（車線）の中心を求めることによって設定している。
特開平６−３００５８０号公報 特開平６−３００５８１号公報

しかしながら、従来の設定方法では走行軌道を直線路でもカーブ路でも一律に車線の中心としているので、カーブ路の場合には適切な走行軌道とはなっていない。カーブ路の場合、通常、ドライバ（特に、ベテランドライバ）は、カーブ路の中心から内側よりを走行するような操舵を行う。そのため、従来の操舵支援装置による操舵によってカーブ路の中心を走行した場合、ドライバは、コース取りの違いに違和感を感じる。また、この場合、ドライバによる操舵に比べて操舵角が大きくなるので、スリップ角が大きくなり、高車速やカーブ半径が小さいほど車両の挙動がより不安定になる。

そこで、本発明は、カーブ路に応じた適切な走行軌道を設定する車両用走行軌道設定装置を提供することを課題とする。

本発明に係る車両用走行軌道設定装置は、撮像手段により車両前方の車線を示す区画線を検出し、当該区画線に基づいて車両の走行軌道を設定する車両用走行軌道設定装置であって、車両前方位置における内周側区画線の位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段で検出した内周側区画線の位置において車両の進行方向と内周側区画線に対する接線とで形成される接線角を算出する接線角算出手段と、接線角算出手段で算出した接線角に基づいて補正量を算出する補正量算出手段と、車両前方位置における左右両側の区画線の中心から補正量算出手段で算出した補正量分内周側に走行軌道位置を設定する走行軌道位置設定手段とを備えることを特徴とする。

この車両用走行軌道設定装置では、撮像手段によって撮像した画像データから車両前方の左右両側の区画線を検出し、位置検出手段によりその検出した両側の区画線から車両前方位置におけるカーブ路の内周側区画線の位置を検出する。さらに、車両用走行軌道設定装置では、接線角算出手段によりその検出した内周側区画線の位置において車両の進行方向と内周側区画線の接線とによって形成される接線角を算出する。この接線角は、カーブの度合いを示しており、角度が大きくなるほどカーブ半径が小さくなる（カーブが急になる）。そして、車両用走行軌道設定装置では、補正量算出手段により接線角に基づいてカーブの度合いに応じた補正量を算出する。さらに、車両用走行軌道設定装置では、走行軌道位置設定手段により車両前方位置における両側の区画線の中心から補正量分内周側にオフセットした走行軌道位置を設定し、この走行軌道位置により走行軌道を形成する。このように、車両用走行軌道設定装置では、走行軌道をカーブの度合いに応じてカーブ路の中心から内周側にオフセットさせるので、カーブ路に応じた適切な走行軌道を設定することができる。その結果、設定された走行軌道は、ドライバによる操舵によって通常走行するようなコース取りに近いものとなる。この走行軌道を操舵支援に用いた場合、両側の区画線の中心に設定された従来の走行軌道に比べて、カーブ路における操舵角が小さくなるので、スリップ角も小さくなり、車両の挙動も安定化する。

本発明の上記車両用走行軌道設定装置では、車両前方位置を車速に基づいて設定する構成としてもよい。

この車両用走行軌道設定装置では、車速に応じて車両前方位置に到達する時間が変わるので、車速に基づいて車両前方位置を設定する。つまり、設定する走行軌道を操舵支援等の制御に用いる場合、車速が高いほどより前方位置での走行軌道情報が必要となるので、高車速ほどより前方位置での走行軌道を設定できるようにする。

本発明に係る車両用走行軌道設定装置は、撮像手段により車両前方の車線を示す区画線を検出し、当該区画線に基づいて車両の走行軌道を設定する車両用走行軌道設定装置であって、車両前方において区画線を検出可能な最も遠方の位置を検出し、当該最も遠方の位置における内周側区画線の位置を検出する遠方位置検出手段と、遠方位置検出手段で検出した内周側区画線の位置において車両の進行方向と内周側区画線に対する接線とで形成される接線角を算出する接線角算出手段と、接線角算出手段で算出した接線角に基づいて補正量を算出する補正量算出手段と、遠方位置検出手段で検出した最も遠方の位置における左右両側の区画線の中心から補正量算出手段で算出した補正量分内周側に走行軌道位置を設定する走行軌道位置設定手段とを備えることを特徴とする。

この車両用走行軌道設定装置では、遠方位置検出手段により撮像手段によって撮像した撮像データから区画線を検出可能な最も遠方の位置を検出し、この最も遠方の位置における内周側区画線の位置を検出する。さらに、車両用走行軌道設定装置では、接線角算出手段により検出した内周側区画線の位置において車両の進行方向と内周側区画線の接線とによって形成される接線角を算出する。そして、車両用走行軌道設定装置では、補正量算出手段により接線角に基づいて補正量を算出し、走行軌道位置設定手段により最も遠方の位置における左右両側の区画線の中心から補正量分内周側に走行軌道位置を設定する。このように、この車両用走行軌道設定装置では、上記の車両用走行軌道設定装置と同様に、走行軌道をカーブの度合いに応じて内周側にオフセットさせるので、カーブ路に応じた適切な走行軌道を設定することができる。特に、この車両用走行軌道設定装置では、区画線を確実に検出することができる信頼性の高いデータを用いているので、実際のカーブ路に応じた信頼性の高い走行軌道を設定することができる。また、車両用走行軌道設定装置では、その信頼性の高いデータから得られる最も遠方の位置において走行軌道位置を設定するので、よりカーブの手前から目標注視点をオフセットでき、カーブ路に対してより良い走行軌道を設定することができる。

本発明の上記車両用走行軌道設定装置では、走行軌道位置設定手段は、走行軌道位置を設定する際に車幅を考慮して設定する構成としてもよい。

この車両用走行軌道設定装置の走行軌道位置設定手段では、走行軌道位置を内周側にオフセットする場合、車幅を考慮してオフセットする。というのは、補正量が大きいほど、車両が内周側区画線をはみ出してしまう可能性があるので、オフセットするときには車幅を考慮して車両が内周側区画線を超えないようにする必要がある。

本発明によれば、カーブ路に応じた適切な走行軌道を設定することができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る車両用走行軌道設定装置の実施の形態を説明する。

本実施の形態では、本発明に係る車両用走行軌道設定装置を、ドライバの操舵を支援する操舵支援装置に適用する。本実施の形態に係る操舵支援装置は、カメラで撮像した白線に基づいて目標走行軌跡を設定し、その目標走行軌跡を走行するように電動式パワーステアリング装置を利用して操舵角を制御する。本実施の形態には、目標走行軌跡の設定方法の違いにより２つの実施の形態があり、第１の実施の形態が基本の設定方法であり、第２の実施の形態が基本の設定方法に画像処理限界及び車幅を考慮した設定方法である。

図１を参照して、操舵支援装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係る操舵支援装置の構成図である。

操舵支援装置１は、レーンキープを目的として、車線を示す左右両側の２本の白線（区画線）内を車両が走行するようにドライバの操舵を支援する。特に、操舵支援装置１では、カーブ路での操舵中に車両の挙動を安定化させるために、カーブの度合いに応じた最適な目標走行軌道を設定する。そのために、操舵支援装置１は、カメラ２、画像処理ＥＣＵ[Electronic Control Unit]３及び操舵支援ＥＣＵ４を専用に備えており、ヨーレートセンサ５、操舵角センサ６、車速センサ７、ワイパスイッチ８、ウインカスイッチ９、電動式パワーステアリング装置１０（ＥＰＳ[Electric Power Steering]ＥＣＵ１０ａ、ＥＰＳモータ１０ｂ等）を利用する。操舵支援ＥＣＵ４は、各種センサ５，６，７、各種スイッチ８，９及びＥＰＣＥＣＵ１０ａとはＣＡＮ[Controller Area Network]通信システム１１を介して通信を行う。なお、本実施の形態では、カメラ２が特許請求の範囲に記載する撮像手段に相当する。

カメラ２は、車両に取り付けられ、車両の前方の左右両側の白線を含む広い範囲を撮像するためのカメラである。カメラ２では、撮像した画像データＰＤを画像処理ＥＣＵ３に送信する。

画像処理ＥＣＵ３は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等からなる画像処理ユニットである。画像処理ＥＣＵ３では、カメラ２からの画像データＰＤに基づいて、白線を検出するための正負エッジ処理及び道路近似曲線処理を行う。そして、画像処理ＥＣＵ３では、画像処理結果を白線データＷＤとして操舵支援ＥＣＵ４に送信する。

ヨーレートセンサ５は、車両のヨーレート（回転角速度）を検出するセンサであり、その検出値をヨーレート信号ＹＳとしてＣＡＮ通信システム１１を介して操舵支援ＥＣＵ４に送信する。操舵角センサ６は、ステアリングホイールの操舵角を検出するセンサであり、その検出値を操舵角信号ＡＳとしてＣＡＮ通信システム１１を介して操舵支援ＥＣＵ４に送信する。車速センサ７は、車両の速度を検出するセンサであり、その検出値を車速信号ＳＳとしてＣＡＮ通信システム１１を介して操舵支援ＥＣＵ４に送信する。ワイパスイッチ８では、スイッチの状態をワイパスイッチ信号ＷＳとしてＣＡＮ通信システム１１を介して操舵支援ＥＣＵ４に送信する。ウインカスイッチ９では、スイッチの状態をウインカスイッチ信号ＵＳとしてＣＡＮ通信システム１１を介して操舵支援ＥＣＵ４に送信する。なお、操舵支援装置１では、これらセンサやスイッチからの情報以外にも操舵支援を行う上で必要な情報を、ＣＡＮ通信システム１１を介して取得する。

電動式パワーステアリング装置１０は、ＥＰＳモータ１０ｂによるアシストトルクをステアリング系に付加し、ドライバによる操舵力をアシストする。ＥＰＳＥＣＵ１０ａでは、車速や操舵トルク等に基づいてアシストトルクを設定し、このアシストトルクを発生するためにＥＰＳモータ１０ｂの駆動を制御する。また、ＥＰＳＥＣＵ１０ａでは、操舵支援ＥＣＵ４からＣＡＮ通信システム１１を介して操舵支援信号ＰＳを受信し、アシストトルクに加えて操舵支援信号ＰＳに示されている目標操舵支援トルクを発生するためにＥＰＳモータ１０ｂの駆動を制御する。

操舵支援ＥＣＵ４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる電子制御ユニットである。操舵支援ＥＣＵ４では、画像処理ＥＣＵ３からの白線データＷＤ、各種センサ５，６，７からの検出信号ＹＳ，ＡＳ，ＳＳ及び各種スイッチ８，９からのスイッチ信号ＷＳ，ＵＳを取り入れ、目標走行軌跡を設定し、この目標走行軌跡に従って車両が走行するように操舵角を制御するために操舵支援信号ＰＳを電動式パワーステアリング装置１０に送信する。そのために、操舵支援ＥＣＵ４は、目標走行軌跡設定部４ａ、実走行軌跡演算部４ｂ、目標操舵支援トルク演算部４ｃを有している。なお、本実施の形態では、目標走行軌跡設定部４ａに特許請求の範囲に記載する位置検出手段又は遠方位置検出手段、接線角算出手段、補正量算出手段、走行軌道位置設定手段が構成さされる。

目標走行軌跡設定部４ａでは、画像処理ＥＣＵ３からの白線データＷＤ及びワイパスイッチ信号ＷＳやウインカスイッチ信号ＵＳに基づいて、目標走行軌跡を設定する。目標走行軌跡設定部４ａでは、直線路に対しては左右両側の白線の中心に目標走行軌跡を設定し、カーブ路に対しては左右両側の白線の中心から内周側に所定量オフセットさせて目標走行軌跡を設定する。目標走行軌跡設定部４ａでは２つの形態の目標走行軌跡設定処理を行っており、この２つの形態について後で詳細に説明する。

実走行軌跡演算部４ｂでは、ヨーレート信号ＹＳ、操舵角信号ＡＳ、車速信号ＳＳに基づいて車両が実際に走行している実走行軌跡を演算する。なお、実走行軌跡については、設定する際にＧＰＳ[Global Positioning System]等の他の情報を用いてよいし、カーナビゲーションシステム等において求めている実走行軌跡の精度が高い場合にはそれを用いてもよい。

目標操舵支援トルク演算部４ｃでは、操舵支援制御を行う一定時間毎に、車両の中心が目標走行軌跡と一致するように、目標走行軌跡と実走行軌跡とに基づいて目標操舵角を演算する。この際、目標操舵支援トルク演算部４ｃでは、前方注視点距離Ｌｎ上に設定された目標注視点Ｔｎ（目標走行軌跡を形成する点）を制御対象の目標位置とする。このように、車両の前方に設定された目標注視点Ｔｎを対象として制御を行うのは、車両が所定の速度で走行しているので、制御遅れを考慮し、制御対象の目標位置が車両より後方とならないようにするためである。さらに、目標操舵支援トルク演算部４ｃでは、目標操舵角となるために必要な目標操舵支援トルクを演算し、その目標操舵支援トルクを示す操舵支援信号ＰＳを生成する。

図２及び図３を参照して、目標走行軌跡設定部４ａにおける第１の実施の形態に係る目標走行軌跡設定処理を図４のフローチャートに沿って説明する。図２は、第１の実施の形態に係る目標走行軌跡設定部での目標走行軌跡設定処理の説明図である。図３は、第１の実施の形態に係る目標走行軌跡設定処理における前方注視点距離の他の設定パターンの説明図である。図４は、第１の実施の形態に係る目標走行軌跡設定部での目標走行軌跡設定処理を示すフローチャートである。なお、本実施の形態では、車両Ｖの進行方向をＹ方向、進行方向と直交する方向をＸ方向とする。

目標走行軌跡設定部４ａでは、操舵支援制御を行う一定時間毎に、車速に応じて前方注視点距離Ｌｎを設定する（Ｓ１０）。高車速ほど前方注視点距離Ｌｎをより長くする。前方注視点距離としては、操舵支援制御用の他に、目標走行軌跡設定専用に設定する場合がある。なお、前方注視点距離Ｌｎは、目標操舵支援トルク演算部４ｃで設定してもよい。

前方注視点距離Ｌｎを設定すると、目標走行軌跡設定部４ａでは、白線データＷＤから、前方注視点距離Ｌｎにおける左右両側の白線位置を検出する。そして、目標走行軌跡設定部４ａでは、その検出した内周側白線ＷＬ２の白線位置を白線注視点Ｐｎ（Ｘ座標Ｐｘｎ、Ｙ座標Ｐｙｎ）とする（Ｓ１１）。また、目標走行軌跡設定部４ａでは、その検出した外周側白線ＷＬ１の白線位置と内周側白線ＷＬ２の白線位置との中心点を演算し、その中心点を仮目標注視点Ｔｎ_０（Ｘ座標Ｔｘｎ_０、Ｙ座標Ｔｙｎ_０）とする（Ｓ１１）。なお、直線路の場合、検出した左右の白線位置のいずれか一方の白線位置（例えば、左側の白線位置）を白線注視点Ｐｎとする。

続いて、目標走行軌跡設定部４ａでは、白線データＷＤから、白線注視点Ｐｎにおける内周側白線ＷＬ２の接線ＴＬを演算する。さらに、目標走行軌跡設定部４ａでは、この接線ＴＬと車両の進行方向ＡＬ（すなわち、Ｙ方向）とで形成される角度を演算し、この角度を接線角θＬｎとする（Ｓ１２）。ちなみに、直線路の場合、接線角θＬｎは、０となる。そして、目標走行軌跡設定部４ａでは、接線角θＬｎに基づいて、式（１）により注視点オフセット量ＴＳｎを演算する（Ｓ１３）。

式（１）におけるｋは、定数である。接線角θＬｎはカーブの度合いを示しており、接線角θＬｎが大きくなるほど、カーブが急に（カーブ半径が小さく）なるので、目標走行軌跡を内周側にオフセットさせる量を増加させる。注視点オフセット量ＴＳｎは、Ｘ方向のオフセット量である。ちなみに、直線路の場合、注視点オフセット量ＴＳｎは、０となる。なお、ｋを定数としたが、車速等に応じて可変としてもよい。

目標走行軌跡設定部４ａでは、この注視点オフセット量ＴＳｎと仮目標注視点Ｔｎ_０のＸ座標Ｔｘｎ_０を用いて、式（２）により目標注視点ＴｎのＸ座標Ｔｘｎを演算し、目標注視点Ｔｎを設定する（Ｓ１４）。目標注視点Ｔｎは、Ｘ座標がＴｘｎであり、Ｙ座標がＴｙｎ_０であり、目標操舵支援トルク演算部４ｃにおける操舵支援制御に用いられる。目標走行軌跡設定部４ａでは、前方注視点距離Ｌｎを設定する毎に目標注視点Ｔｎを求め、順次求めた目標注視点Ｔｎ，Ｔｎ−１，Ｔｎ−２，・・・によって目標走行軌跡ＴＧを形成する。

カーブ路の場合、目標注視点Ｔｎは、仮目標注視点Ｔｎ_０から内周側にオフセットされ、カーブが急になるほど内周側に近づく。したがって、目標走行軌跡ＴＧのカーブ路での半径ＲＡは、仮目標注視点Ｔｎ_０で形成される従来の目標走行軌跡ＴＧ_０のカーブ路での半径ＲＢに比べて、大きくなる。ちなみに、直線路の場合、目標注視点Ｔｎは、仮目標注視点Ｔｎ_０となる。

なお、図３に示すように、操舵支援制御用の前方注視点距離Ｌｎとは別に、前方注視点距離Ｌｎよりも前方に目標注視点設定専用の前方注視点距離Ｌｎ’を設定してもよい。この場合、目標走行軌跡設定部４ａでは、白線データＷＤから、白線を検出可能な範囲で操舵支援制御用の前方注視点距離Ｌｎより前方に前方注視点距離Ｌｎ’を設定する。そして、目標走行軌跡設定部４ａでは、上記と同様に、前方注視点距離Ｌｎ’における白線注視点Ｐｎ’及び仮目標注視点Ｔｎ_０’を求める。さらに、目標走行軌跡設定部４ａでは、白線注視点Ｐｎ’における接線角θＬｎ’を演算し、式（３）により注視点オフセット量ＴＳｎ’を演算する。そして、目標走行軌跡設定部４ａでは、式（４）により目標注視点Ｔｎ’のＸ座標Ｔｘｎ’を演算し、目標注視点Ｔｎ’を求める。目標走行軌跡設定部４ａでは、目標走行軌跡設定用の前方注視点距離Ｌｎ’を設定する毎に目標注視点Ｔｎ’を求め、順次求めた目標注視点Ｔｎ’，Ｔｎ−１’，Ｔｎ−２’，・・・によって目標走行軌跡ＴＧを形成する。さらに、目標走行軌跡設定部４ａでは、この目標走行軌跡ＴＧから、前方注視点距離Ｌｎにおける操舵支援制御用の目標注視点Ｔｎを演算する。

このように、前方注視点距離Ｌｎより前方に前方注視点距離Ｌｎ’を設定することにより、よりカーブの手前から目標注視点Ｔｎ’を内周側にオフセットさせることができ、より大きな半径の目標走行軌跡ＴＧを形成できる。

第１の実施の形態に係る目標走行軌跡設定処理によれば、カーブ路において、目標注視点Ｔｎ（Ｔｎ’）を仮目標注視点Ｔｎ_０（Ｔｎ_０’）（すなわち、カーブ路の中心）から接線角θＬｎ（θＬｎ’）（すなわち、カーブの度合い）に応じて車線の内周側にオフセットさせることによって、カーブ半径に応じた最適な目標走行軌跡ＴＧを設定することができる。その結果、目標走行軌跡ＴＧのカーブ半径が大きくなり、操舵支援装置１では、従来の目標走行軌跡ＴＧ_０に基づいて目標操舵角を設定した場合に比べて、目標操舵角が小さくなる。そのため、スリップ角も小さくなり、カーブ路における車両の挙動が安定する。また、この目標走行軌跡設定処理によれば、カーブ路では目標走行軌跡ＴＧがカーブのイン側を狙ったコース取りとなるので、ドライバ（特に、ベテランドライバ）の意図したコース取りとなり、操舵支援を行ってもドライバに違和感を与えない。

また、この目標走行軌跡設定処理によれば、自動車間制御装置を搭載する車両に適用した場合、カーブ路で目標走行軌跡ＴＧと先行車の走行軌跡との差がより小さくなるので、先行車の認識精度の低下を防止でき、先行車を見失う確率も低下する。さらに、この目標走行軌跡設定処理によれば、前方のカーブ形状に応じて目標走行軌跡ＴＧを設定しているので、曲率が変化するカーブやＳ字カーブ等の様々な連続するカーブに対応できる。

次に、図５を参照して、目標走行軌跡設定部４ａにおける第２の実施の形態に係る目標走行軌跡設定処理を図６のフローチャートに沿って説明する。図５は、第２の実施の形態に係る目標走行軌跡設定部での目標走行軌跡設定処理の説明図である。図６は、第２の実施の形態に係る目標走行軌跡設定部での目標走行軌跡設定処理を示すフローチャートである。

目標走行軌跡設定部４ａでは、まず、白線データＷＤから、白線を検出可能な最も遠方の位置を示す前方注視点距離Ｌｎ’を設定する（Ｓ２０）。前方注視点距離Ｌｎ’は、正負エッジ処理によって白線を検出可能な限界距離であり、カメラ２によった撮像した画像から白線と確実に識別可能な車両Ｖから最も離れた位置を示す。白線の検出限界を左右するものとしては、カメラ２の性能、天候（雨や霧等）、昼間と夜間、カーブの度合い等がある。目標走行軌跡設定部４ａでは、前方注視点距離Ｌｎ’を設定する際に、ワイパが作動しているか否か、フォグランプが点灯しているか否か、ヘッドライトが点灯しているか否か、ウインカが作動しているか否か等の条件を考慮してもよい。

前方注視点距離Ｌｎ’を設定すると、目標走行軌跡設定部４ａでは、前方注視点距離Ｌｎ’における左右両側の白線位置を検出し、白線注視点Ｐｎ’及び仮目標注視点Ｔｎ_０’を設定する（Ｓ２１）。さらに、目標走行軌跡設定部４ａでは、白線注視点Ｐｎ’における接線ＴＬと車両Ｖの進行方向ＡＬとで形成する接線角θＬｎ’を演算する（Ｓ２２）。

続いて、目標走行軌跡設定部４ａでは、接線角θＬｎ’に基づいて、式（３）により注視点オフセット量ＴＳｎ’を演算する（Ｓ２３）。また、目標走行軌跡設定部４ａでは、車幅ｗに基づいて、式（５）により車両オフセット許容距離ａｎを演算する（Ｓ２４）。

式（５）において、ｓは、車両Ｖの側端から内周側白線までの余裕度を示す長さである。車両オフセット許容距離ａｎは、目標走行軌跡ＴＧに従って車両Ｖを操舵支援制御した場合に車両Ｖが内周側白線を超えないために、白線注視点Ｐｎ’から目標注視点Ｔｎ’までで最低限必要な距離である。

続いて、目標走行軌跡設定部４ａでは、この注視点オフセット量ＴＳｎ’と仮目標注視点Ｔｎ_０’のＸ座標Ｔｘｎ_０’を用いて、式（６）により暫定目標注視点Ｔｎ”のＸ座標Ｔｘｎ”を演算する（Ｓ２５）。暫定目標注視点Ｔｎ”は車両オフセット許容距離ａｎを考慮していないので、暫定目標注視点Ｔｎ”から目標注視点Ｔｎ’を求めた場合には車両Ｖが内周側白線を超える可能性がある。そこで、目標走行軌跡設定部４ａでは、白線注視点Ｐｎ’のＸ座標Ｐｘｎ’から暫定目標注視点Ｔｎ”のＸ座標Ｔｘｎ”を減算し、その減算値が車両オフセット許容距離ａｎより大きいかを判定する（Ｓ２５）。減算値が車両オフセット許容距離ａｎより大きい場合には車両Ｖが内周側白線を超えないので、目標走行軌跡設定部４ａでは、式（７）に示すように、目標注視点Ｔｎ’のＸ座標Ｔｘｎ’を暫定目標注視点Ｔｎ”のＸ座標Ｔｘｎ”とする（Ｓ２５）。一方、減算値が車両オフセット許容距離ａｎ以下の場合には車両Ｖが内周側白線を超える可能性があるので、目標走行軌跡設定部４ａでは、白線注視点Ｐｎ’のＸ座標Ｐｘｎ’と車両オフセット許容距離ａｎを用いて、式（８）により目標注視点Ｔｎ’のＸ座標Ｔｘｎ’を演算する（Ｓ２５）。目標注視点Ｔｎ’は、Ｘ座標がＴｘｎ’であり、Ｙ座標がＴｙｎ_０’である。目標走行軌跡設定部４ａでは、前方注視点距離Ｌｎ’を設定する毎に目標注視点Ｔｎ’を求め、順次求めた目標注視点Ｔｎ’，Ｔｎ−１’，Ｔｎ−２’，・・・によって目標走行軌跡ＴＧを形成する。

このように、目標注視点Ｔｎ’は、基本的には仮目標注視点Ｔｎ_０’から注視点オフセット量ＴＳｎ’分内周側にオフセットされるが、車両Ｖが白線を超える可能性がある場合には白線注視点Ｐｎ’から車両オフセット許容距離ａｎ分中心側にオフセットされる。いずれの場合も、目標注視点Ｔｎ’は仮目標注視点Ｔｎ_０’から内周側にオフセットされるので、目標走行軌跡ＴＧのカーブ路での半径ＲＡは従来の目標走行軌跡ＴＧ_０のカーブ路での半径ＲＢに比べて大きくなる。

さらに、目標操舵支援トルク演算部４ｃで使用する操舵支援制御用の目標注視点Ｔｎが必要となるので、目標走行軌跡設定部４ａでは、まず、現在の車速Ｖｎを用いて、式（９）により暫定前方注視点距離Ｌｎ”を演算する（Ｓ２６）。そして、目標走行軌跡設定部４ａでは、暫定前方注視点距離Ｌｎ”が目標注視点設定用の前方注視点距離Ｌｎ’より長いかを判定する（Ｓ２６）。暫定前方注視点距離Ｌｎ”が前方注視点距離Ｌｎ’より長い場合、目標走行軌跡設定部４ａでは、式（１０）に示すように、操舵支援制御用の前方注視点距離Ｌｎを目標注視点設定用の前方注視点距離Ｌｎ’とする（Ｓ２６）。一方、暫定前方注視点距離Ｌｎ”が前方注視点距離Ｌｎ’以下の場合、目標走行軌跡設定部４ａでは、式（１１）に示すように、操舵支援制御用の前方注視点距離Ｌｎを車速に応じた暫定前方注視点距離Ｌｎ”とする（Ｓ２６）。

式（９）において、α、βは、定数である。このように、操舵支援制御用の前方注視点距離Ｌｎを設定する場合、基本的には車速に応じた距離とし、高車速ほど長い距離とするが、目標注視点設定用の前方注視点距離Ｌｎ’より先には目標走行軌跡ＴＧがまだ設定されていので、前方注視点距離Ｌｎ’を上限とする。

続いて、目標走行軌跡設定部４ａでは、目標注視点Ｔｎ’の位置まで設定されている目標走行軌跡ＴＧに基づいて、前方注視点距離Ｌｎにおける操舵支援制御用の目標注視点Ｔｎを演算する（Ｓ２７）。そして、この目標注視点Ｔｎが、目標操舵支援トルク演算部４ｃにおける操舵支援制御に用いられる。さらに、目標走行軌跡設定部４ａでは、前方注視点距離Ｌｎ’を用いて、式（１２）により上限車速Ｌｉｍ＿Ｖｎを演算してもよい。

自動車間制御装置やクルーズコントロールを搭載した車両に適用した場合、車速制御中に、この上限車速Ｌｉｍ＿Ｖｎを上限として車速を制御するように構成してもよい。また、このような車速制御を行わない場合でも、車速が上限車速Ｌｉｍ＿Ｖｎより高くなった場合に、ドライバに減速を促す表示や警報を出力するように構成してもよい。

第２の実施の形態に係る目標走行軌跡設定処理によれば、第１の実施の形態に係る目標走行軌跡設定処理における作用効果に加えて、以下の作用効果がある。この目標走行軌跡設定処理によれば、画像処理の正負エッジ処理限界を考慮し、目標走行軌跡設定用の前方注視点の限界距離を設定しているので、精度の高い目標注視点Ｔｎ’を求めることができる。つまり、白線を確実に認識可能な安定したデータのみを使用し、正負エッジ処理限界を超えたデータとして不確実なものは使用しないので、その信頼性の高いデータから求める目標注視点Ｔｎ’の信頼性も高い。さらに、この目標走行軌跡設定処理によれば、画像処理上可能な最も遠方の位置において目標注視点Ｔｎ’を設定できるので、よりカーブの手前から目標注視点Ｔｎ’を内周側にオフセットさせることができ、より大きな半径の目標走行軌跡ＴＧを形成できる。

また、この目標走行軌跡設定処理によれば、目標注視点Ｔｎ’を車幅を考慮して設定しているので、操舵支援中に車両Ｖが白線をはみ出すようなことがなく、安全性に優れている。さらに、この目標走行軌跡設定処理によれば、前方注視点距離の限界距離を設定しているので、操舵支援制御用の前方注視点距離Ｌｎの上限を設定でき、車速の上限も設定できる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態では車両用走行軌道設定装置を操舵支援装置に適用したが、自動走行装置等の走行軌道を必要とする他の装置にも適用可能である。

また、本実施の形態では目標走行軌跡と実走行軌跡とにより目標操舵支援トルクを求める操舵支援制御方式としたが、操舵支援制御方式については様々な制御方式を適用してよい。

また、第２の実施の形態に係る目標走行軌跡設定においてのみ車幅を考慮して目標走行軌跡を設定する構成としたが、第１の実施の形態に係る目標走行軌跡設定においても車幅を考慮して目標走行軌跡を設定する構成としてもよい。

本実施の形態に係る操舵支援装置の構成図である。 第１の実施の形態に係る目標走行軌跡設定部での目標走行軌跡設定処理の説明図である。 第１の実施の形態に係る目標走行軌跡設定処理における前方注視点距離の他の設定パターンの説明図である。 第１の実施の形態に係る目標走行軌跡設定部での目標走行軌跡設定処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る目標走行軌跡設定部での目標走行軌跡設定処理の説明図である。 第２の実施の形態に係る目標走行軌跡設定部での目標走行軌跡設定処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…操舵支援装置、２…カメラ、３…画像処理ＥＣＵ、４…操舵支援ＥＣＵ、４ａ…目標走行軌跡設定部、４ｂ…実走行軌跡演算部、４ｃ…目標操舵支援トルク演算部、５…ヨーレートセンサ、６…操舵角センサ、７…車速センサ、８…ワイパスイッチ、９…ウインカスイッチ、１０…電動式パワーステアリング装置、１０ａ…ＥＰＳＥＣＵ、１０ｂ…ＥＰＳモータ、１１…ＣＡＮ通信システム

Claims (4)

1. 撮像手段により車両前方の車線を示す区画線を検出し、当該区画線に基づいて車両の走行軌道を設定する車両用走行軌道設定装置であって、
   車両前方位置における内周側区画線の位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段で検出した内周側区画線の位置において車両の進行方向と内周側区画線に対する接線とで形成される接線角を算出する接線角算出手段と、
   前記接線角算出手段で算出した接線角に基づいて補正量を算出する補正量算出手段と、
   前記車両前方位置における左右両側の区画線の中心から前記補正量算出手段で算出した補正量分内周側に走行軌道位置を設定する走行軌道位置設定手段と
   を備えることを特徴とする車両用走行軌道設定装置。
2. 前記車両前方位置を車速に基づいて設定することを特徴とする請求項１に記載する車両用走行軌道設定装置。
3. 撮像手段により車両前方の車線を示す区画線を検出し、当該区画線に基づいて車両の走行軌道を設定する車両用走行軌道設定装置であって、
   車両前方において区画線を検出可能な最も遠方の位置を検出し、当該最も遠方の位置における内周側区画線の位置を検出する遠方位置検出手段と、
   前記遠方位置検出手段で検出した内周側区画線の位置において車両の進行方向と内周側区画線に対する接線とで形成される接線角を算出する接線角算出手段と、
   前記接線角算出手段で算出した接線角に基づいて補正量を算出する補正量算出手段と、
   前記遠方位置検出手段で検出した最も遠方の位置における左右両側の区画線の中心から前記補正量算出手段で算出した補正量分内周側に走行軌道位置を設定する走行軌道位置設定手段と
   を備えることを特徴とする車両用走行軌道設定装置。
4. 前記走行軌道位置設定手段は、前記走行軌道位置を設定する際に車幅を考慮して設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載する車両用走行軌道設定装置。

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