JP2008117054A - 車線逸脱警報発生方法及び車線逸脱警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が走行車線から逸脱する状況を運転者に報知すると共に、運転者あるいは同乗者の不快感を低減する。
【解決手段】自車両の走行車線３０を認識する走行車線認識手段１０と、走行車線認識手段１０から得られる走行車線形状を基に、自車両が車線３０を逸脱するか否かを判定する車線逸脱判定手段１１と、車線逸脱判定手段１１の車線逸脱情報に基づいて、自車両の車線３０からの逸脱を検知した時に警報を発生させる警報出力判定手段１２と、警報出力判定手段１２の結果に基づいて、警告音を発する警告音発生手段１３と、警報出力判定手段１２の結果に基づいて、運転者に振動を与える振動発生手段１４とを備え、警報出力判定手段１２は、自車両が車線３０を逸脱した時に少なくとも警告音発生手段１３を発動させ、車線逸脱状態の回避を検知した場合は、警告音発生手段１３を停止させ、振動発生手段１４を発動させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、自車両の走行車線を監視し、走行車線逸脱に対して警報する車線逸脱警報発生方法及び車線逸脱警報装置に関するものである。

従来、自車両が現在走行している走行車線から逸脱するのを予測する自動車の走行状態判定装置としては、自車両が走行車線から逸脱する恐れがあるとき、警告音を発生させ運転者に注意を喚起することにより、隣接車線を走行する車両や対向車と接触する事故を回避し、車両の走行安全性を向上するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−１６９９８号公報（段落００１８，００１９、図１，図２）

しかし、前記特許文献１に開示された車線逸脱装置では、走行車線を逸脱している間は修正操舵をしているにもかかわらず警報の強度が変わらないため、運転者あるいは同乗者に不快感を与えるという課題があった。

この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、車両が走行車線から逸脱する状況を運転者に報知するとともに、運転者あるいは同乗者の不快感を低減することを目的とするものである。

この発明に係る車線逸脱警報発生方法は、自車両の走行車線を認識し、得られる走行車線形状を基に、自車両が走行車線を逸脱するか否かを判定し、この判定から得られる車線逸脱情報に基づいて、自車両が走行車線を逸脱した時に警報を発生する車線逸脱警報発生方法において、前記自車両が走行車線を逸脱した時に発生する警報と、前記自車両の走行車線逸脱状態の回避を検知した時に発生する警報とを異なる警報とし、前記自車両が走行車線を逸脱した時に発生する警報を、前記自車両の走行車線逸脱状態の回避を検知した時に発生する警報に対し、高強度の警報にすることを特徴とする。

この発明に係る車線逸脱警報装置は、自車両の走行車線を認識する走行車線認識手段と、前記走行車線認識手段から得られる走行車線形状を基に、自車両が走行車線を逸脱するか否かを判定する車線逸脱判定手段と、前記車線逸脱判定手段から得られる走行車線逸脱情報に基づいて、自車両が走行車線を逸脱したことを検知した時に警報を発生させる警報出力判定手段と、前記警報出力判定手段の結果に基づいて、警告音を発する警告音発生手段と、前記警報出力判定手段の結果に基づいて、運転者に振動を与える振動発生手段と、を備え、前記警報出力判定手段は、自車両が走行車線を逸脱した時に少なくとも前記警告音発生手段を発動させ、車線逸脱状態を回避する操舵トルクを検知した時は、前記警告音発生手段を停止させ、前記振動発生手段を発動させることを特徴とする。

また、別の発明に係る車線逸脱警報装置は、自車両の走行車線を認識する走行車線認識手段と、前記走行車線認識手段から得られる走行車線形状を基に、自車両が走行車線を逸脱するか否かを判定する車線逸脱判定手段と、前記車線逸脱判定手段から得られる車線逸脱情報に基づいて、自車両が走行車線を逸脱した時に警報を発生させる警報切換え手段と、前記警報切換え手段の結果に基づいて、危険度が高いことを示す警報によって注意を促す第１の警報手段と、前記警報切換え手段の結果に基づいて、危険度が低いことを示す警報によって注意を促す第２の警報手段と、を備え、前記警報切換え手段は、自車両が走行車線を逸脱した時に前記第１の警報手段を発動させ、車線逸脱状態を回避する運転者の操舵トルクを検知した時は、前記第１の警報手段を停止させ、前記第２の警報手段に切換えることを特徴とする。

この発明によれば、運転者の運転状況を監視することによって、運転者が走行車線を逸脱したことに気づいたか否かを判定し、警報状況を切換えるので、運転者あるいは同乗者の不快感や煩わしさを低減することができるとともに、自車両が走行車線の逸脱状態を回避するまで運転者に走行車線逸脱状況を報知することができる効果がある。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る車線逸脱警報発生方法及び車線逸脱警報装置について好適な実施の形態を説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
図１から図６はこの発明の実施の形態１を説明する図で、図１は車線逸脱警報装置のブロック構成図を示している。この発明の実施の形態１では、図１に示すように、車線逸脱警報装置１は、走行車線認識手段１０、車線逸脱判定手段１１、警報出力判定手段１２、警告音発生手段１３、及び振動発生手段１４を備えた構成となっている。

走行車線認識手段１０は、自車両が進む走行路に併設された走行車線を区分する白線や、鋲などを認識する。たとえば、図２に示すように車両前方を映すように車両２０のルームミラー付近に取り付けられたカメラ２１を使って、走行車線を含む車両前方の道路画像を撮像する。そしてその輝度分布から画像処理によって走行車線を認識し、たとえば下記（１）式のように近似多項式を用いて走行車線を形成する２本の区切り線形状を近似する。
Ｘｉ＝Ａｉｙ^２＋Ｂｉｙ＋Ｃｉ（ｉ＝Ｌ，Ｒ）・・・・・（１）
ここで、Ａｉ、Ｂｉ、Ｃｉは定数、Ｘｉは走行車線を構成する区切り線の横位置、ｙは前方距離を示している。

車線逸脱判定手段１１は、走行車線認識手段１０から得られる前記走行車線の区切り線の近似多項式をもとに、図３のように所定距離前方における走行車線の区切り線の横位置Ｘｉを算出し、自車両幅Ｗと比較することにより自車両が走行車線を逸脱したか否かの判定を行う。たとえば、走行車線逸脱の判定規準として下記（２）式が考えられ、この（２）式を満たしたときは走行車線を逸脱した判定とする。
｜Ｘｉ｜ ＜ Ｗ／２（ｉ＝Ｌ，Ｒ）・・・・・（２）
なお、前記所定距離の設定については、たとえば自車速ｖと、警告音発生手段１３の起動に必要な時間ｔ（たとえば、ｔ＝５００ｍｓ）を用いて、以下の（３）式のように設定する方法が考えられる。
所定距離 ｙ_０＝ｖ×ｔ ・・・・・（３）
即ち、自車両が現在の進路を維持した場合のｔ秒後における区切り線の位置を予測し、自車両が走行車線内にあるか否かを判定することにより、警告音発生手段１３の起動にかかる時間に影響されることなく、好適なタイミングで警告音を発生することができる。あるいは、あらかじめ設定した逸脱予測時間ＴＴＬＣ（ＴｉｍｅＴｏ Ｌｉｎｅ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ）を用いることにより、車速に影響されることなく、好適なタイミングで警報することができる。

また、警告音発生手段１３は、たとえばスピーカを通して車内に報知される警報音や、カーナビゲーションシステムに予め登録されている音声による警告が考えられる。

振動発生手段１４は、例えば、図４のようにステアリングホイール４０に振動用アクチュエータ４１を組込み、運転者の手に振動を与える方法や、図５のように運転席５０の座面内部に振動用アクチュエータ５１を組込み作動させる方法が考えられる。

そして、警報出力判定手段１２は、車線逸脱判定手段１１から得られる車線逸脱情報をもとに、前記警告音発生手段１３と前記振動発生手段１４を発動、または停止させるものであり、その具体的な処理の流れについては、図６に示すフローチャートとともに以下に説明する。

まず図６のステップＳ１００において、警告音発生手段１３と、振動発生手段１４のＯＮ／ＯＦＦを切換える切換えフラグをＯＦＦに初期化する。次に、ステップＳ１０１において、走行車線認識手段１０を用いて走行車線を認識し、走行車線の形状情報を出力する。そしてステップＳ１０２では、ステップＳ１０１から得られる走行車線の形状情報から車線逸脱判定手段１１により走行車線を逸脱するか否かを判定する。そして、ステップＳ１０２において走行車線を逸脱すると判定された場合は、ステップＳ１０３へと進み、走行車線を逸脱しないと判定された場合はステップＳ１１０へ進み、ステップＳ１１０、ステップＳ１１１において、警告音発生手段１３、および振動発生手段１４を停止させ、ステップＳ１１２において前記切換えフラグをＯＦＦにする。

ステップＳ１０３では、ウィンカ信号にもとづいて、走行車線変更の場合など運転者が意図的に走行車線を逸脱しているか否かを判断する。すなわち、ウィンカがＯＦＦの場合はステップＳ１０４へ進み、走行車線を逸脱する方向へウィンカが出されている場合は、運転者が意図的に走行車線を逸脱しているものとしてステップＳ１１０からステップＳ１１２の処理へと移行し、警告音発生手段１３、および振動発生手段１４を停止させ、前記切換えフラグをＯＦＦにする。

ステップＳ１０４において、切換えフラグがＯＦＦであると判定された場合はステップＳ１０５へ進み、切換えフラグのＯＮ／ＯＦＦ判定処理を行う。一方、切換えフラグがＯＮであると判定された場合は、ステップＳ１０７からステップＳ１０９の処理へ進み、警告音発生手段１３を停止させると共に、振動発生手段１４を作動させ、再度前記切換えフラグをＯＮに設定する。

ステップＳ１０５では、運転者の操舵トルクにもとづいて切換えフラグのＯＮ／ＯＦＦを判定する。
｜操舵トルク｜≧しきい値ＴｈＡ（たとえば、ＴｈＡ＝１Ｎ）・・・・・（４）
すなわちステップＳ１０５において、前記操舵トルクが式（４）を満たす場合は、車線逸脱状態を回避する修正操舵が行われているものとして、ステップＳ１０７へ進み切換えフラグをＯＮにすると共に、ステップＳ１０８、ステップＳ１０９において、警告音発生手段１３を停止させ、振動発生手段１４を発動させる。一方、前記操舵トルクが式（４）を満たさない場合は、運転者が走行車線を逸脱したことに気づいていないとして、ステップＳ１０６へ進み、警告音発生手段１３を作動させ、ステップＳ１１２において再度前記切換えフラグをＯＦＦにする。

このようにこの発明の実施の形態１によれば、図１に示す構成とすることにより、図６に示すフローチャートを用いて説明したように、自車両が走行車線を逸脱した場合は警告音発生手段１３を発動させ、運転者が走行車線を逸脱したことに気づき修正操舵を行ったあとは警報を振動発生手段１４に切換えるので、同乗者も含めた車内全体への警報から運転者のみの警報へと警報範囲を弱めることができ、運転者あるいは同乗者の不快感やわずらわしさを低減することができるとともに、自車両が走行車線の逸脱状態を回避するまで運転者に走行車線の逸脱状況を報知することができる。

なお、運転者あるいは同乗者の不快感やわずらわしさを低減するため、前記実施の形態では警報を警告音から振動に切換える方法について説明したが、自車両が走行車線を逸脱した時に警告音発生手段１３だけでなく振動発生手段１４も発動させ、運転者が走行車線を逸脱したことに気づき修正操舵を行ったあとは、警報を振動発生手段１４のみに切換える方法をとっても同様の効果を得ることができる。

この場合、運転者の聴覚と触覚、２つの感覚器官へ働きかけるので、運転者への訴求力が強まり、走行車線の逸脱状態を早く気づかせることができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図７から図９を用いて説明する。実施の形態１では、警告音発生手段や振動発生手段のように、複数種類の警報手段を用い、警報範囲を切換える構成について説明したが、実施の形態２は、警報手段は音のみとし、危険度に応じてその音色を切換える形態を説明するもので、以下にその詳細を説明する。

図７は、この発明の実施の形態２における車線逸脱警報装置の構成図を示している。図７のように、この発明の実施の形態２に係る車線逸脱警報装置２は、実施の形態１と同一の走行車線認識手段１０と車線逸脱判定手段１１とを備え、さらに警報音切換え手段７０、第１の警報手段７１、及び第２の警報手段７２を備えた構成となっている。

第１の警報手段７１は、危険度が高いことを示す音色を発生させるものであり、例えば、スピーカを通して車内に報知される警報音や、カーナビゲーションシステムに予め登録されている音声の音量を大きくしたり、間欠音発生間隔を短くする方法が考えられる。

また、第２の警報手段７２は、危険度が低いことを示す音色を発生させるものであり、例えば、スピーカを通して車内に報知される警報音や、カーナビゲーションシステムに予め登録されている音声の音量を小さくしたり、間欠音発生間隔を長くする方法が考えられる。

警報音切換え手段７０は、車線逸脱検出手段１１から得られる車線逸脱情報を基に、第１の警報手段７１と第２の警報手段７２を切換える判定を行うものであり、その具体的な処理の流れについては、図８に示すフローチャートとともに以下に説明する。なお、図８において、ステップＳ１００からステップＳ１０５および、ステップＳ１０７は、実施の形態１の図６において説明した処理と同様である。

ステップＳ１９１では、第１の警報手段７１を作動させる処理であり、ステップＳ１０１からステップＳ１０５の処理において自車両が走行車線を逸脱し、さらに運転者の操舵トルクが前記式（４）を満たさないと判定された場合に実施される。

一方、ステップＳ１９２、およびステップＳ１９３では、第１の警報手段７１を停止させた後、第２の警報手段７２を作動させる処理であり、ステップＳ１０１からステップＳ１０５の処理において自車両が走行車線を逸脱し、さらに運転者の操舵トルクが前記式（４）を満たすと判定された場合に実施される。

そしてステップＳ１９０は第１の警報手段７１、および第２の警報手段７２を停止させる処理であり、ステップＳ１０２において自車両が走行車線内にあると判定された場合、またはステップＳ１０３において走行車線を逸脱している方向にウィンカが出された場合に実施される。

このように、この発明の実施の形態２によれば、図７に示す構成とすることにより、自車両が走行車線を逸脱した場合には危険度が高いことを示す音色で警報を行い、運転者が走行車線の逸脱に気づいた後は危険度が低いことを示す音色に切換えるので、運転者、あるいは同乗者への不快感を低減することができるとともに、依然として車線逸脱状態であることを知らせることができる。また、本実施の形態では警報手段を１種類にすることで構成が簡素化され、コストも抑えることができる。

なお、本実施の形態では第１の警報手段７１および第２の警報手段７２として、音による警報手段を用いたが、この発明はこれに限定されるものではなく、音による第１の警報手段７１、および第２の警報手段７２に替えて、たとえば振動の大きさによる第１の振動発生器、および第２の振動発生器とする警報手段を用いる方法も考えられる。

具体的には、実施の形態１で説明した図４に示す振動用アクチュエータ４１をステアリング４０に組込み運転者の手に振動を与える方法や、図５のようにシート５０に振動用アクチュエータ５１を組込み作動させる方法が考えられ、危険度に応じて図９に示すような振動モータの振動周波数−振幅特性を利用して周波数／振幅を調整することができる。あるいは、振動アクチュエータとして圧電素子を用い、圧電素子に印加する電圧を正弦波などの振動波形とすることで周波数を調整でき、電圧の大きさを変えれば振幅も調整できる。

前記振動発生器を用いれば、運転者のみに走行車線逸脱情報を報知することになり、同乗者への不快感を解消することができる。

また前述の各実施の形態では、警報の切換えを運転者の操舵トルクの絶対値をもとに判定する方法を説明したが、この発明は前述の手法に限定するものではなく、所定時間（たとえば１秒）ごとの運転者の操舵トルク変化量や、操舵トルクに比例する車両のヨーレート、車両の操舵角を用いて運転者の操舵意図を検出しても良い。

この発明による車線逸脱警報発生方法及び車線逸脱警報装置は、自車両が走行車線から逸脱する状況を運転者に報知するとともに、運転者あるいは同乗者の不快感を低減する車線逸脱警報装置に適用される。

この発明の実施の形態１に係る車線逸脱警報装置を示すブロック構成図である。 走行車線認識手段の一例を示す説明図である。 走行車線逸脱判定の方法を示す説明図である。 振動発生手段の一例を示した図である。 振動発生手段の他の例を示した図である。 この発明の実施の形態１に係る車線逸脱警報装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る車線逸脱警報装置を示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態２に係る車線逸脱警報装置の動作を示すフローチャートである。 振動モータの周波数−振幅特性の一例を示すグラフである。

符号の説明

１，２ 車線逸脱警報装置
１０ 走行車線認識手段
１１ 車線逸脱判定手段
１２ 警報出力判定手段
１３ 警告音発生手段
１４ 振動発生手段
２０ 車両
２１ カメラ
３０ 走行車線
４０ ステアリングホイール
４１ 振動用アクチュエータ
５０ シート
５１ 振動用アクチュエータ
７０ 警報音切換え手段
７１ 第１の警報手段
７２ 第２の警報手段
Ｗ 自車両幅
ｙ_０ 前方所定距離
Ｘｉ 前方所定距離ｙ_０ における区切り線の横位置

Claims (3)

1. 自車両の走行車線を認識し、得られる走行車線形状を基に、自車両が走行車線を逸脱するか否かを判定し、この判定から得られる車線逸脱情報に基づいて、自車両が走行車線を逸脱した時に警報を発生する車線逸脱警報発生方法において、
   前記自車両が走行車線を逸脱した時に発生する警報と、前記自車両の走行車線逸脱状態の回避を検知した時に発生する警報とを異なる警報とし、
   前記自車両が走行車線を逸脱した時に発生する警報を、前記自車両の走行車線逸脱状態の回避を検知した時に発生する警報に対し、高強度の警報にすることを特徴とする車線逸脱警報発生方法。
2. 自車両の走行車線を認識する走行車線認識手段と、
   前記走行車線認識手段から得られる走行車線形状を基に、自車両が走行車線を逸脱するか否かを判定する車線逸脱判定手段と、
   前記車線逸脱判定手段から得られる走行車線逸脱情報に基づいて、自車両が走行車線を逸脱したことを検知した時に警報を発生させる警報出力判定手段と、
   前記警報出力判定手段の結果に基づいて、警告音を発する警告音発生手段と、
   前記警報出力判定手段の結果に基づいて、運転者に振動を与える振動発生手段と、を備え、
   前記警報出力判定手段は、自車両が走行車線を逸脱した時に少なくとも前記警告音発生手段を発動させ、車線逸脱状態を回避する操舵トルクを検知した時は、前記警告音発生手段を停止させ、前記振動発生手段を発動させることを特徴とする車線逸脱警報装置。
3. 自車両の走行車線を認識する走行車線認識手段と、
   前記走行車線認識手段から得られる走行車線形状を基に、自車両が走行車線を逸脱するか否かを判定する車線逸脱判定手段と、
   前記車線逸脱判定手段から得られる車線逸脱情報に基づいて、自車両が走行車線を逸脱した時に警報を発生させる警報切換え手段と、
   前記警報切換え手段の結果に基づいて、危険度が高いことを示す警報によって注意を促す第１の警報手段と、
   前記警報切換え手段の結果に基づいて、危険度が低いことを示す警報によって注意を促す第２の警報手段と、を備え、
   前記警報切換え手段は、自車両が走行車線を逸脱した時に前記第１の警報手段を発動させ、車線逸脱状態を回避する運転者の操舵トルクを検知した時は、前記第１の警報手段を停止させ、前記第２の警報手段に切換えることを特徴とする車線逸脱警報装置。

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