JP2010049535A - 車両の走行支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同一の撮像手段を用いて、車両の走行を支援する走行支援手段と交通信号機の信号状態を乗員に報知する報知手段とを制御可能な車両の走行支援装置を提供する。
【解決手段】自車両ＣＡの走行中は、ＣＣＤカメラ２で撮像された画像処理領域Ａ１から逸脱警報用の走行車線ＬＡを画像処理し、自車両ＣＡが信号機Ｓに近づいたときには、走行車線の画像処理から信号機Ｓの信号情報に関する信号状態報知揺の画像処理領域Ａ２へ変更されるため、両方の画像処理の時間が短縮でき、同一のＣＣＤカメラ２及び画像処理部１２で制御可能とすることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両の走行支援装置に関し、特に、自車両の前方を撮像する撮像手段を用いて交通信号機の信号情報を乗員に報知するものである。

従来、自車両の前方を車載カメラで撮像し、この撮像情報に基づいて、車両の走行安全性向上並びに乗員の注意喚起を図る技術は種々提案されている。
特許文献１は、車載カメラで撮像された画像から白線等の車線区分線を検出することで、自車両の走行車線を認識し、その自車両走行車線から自車両が逸脱した、或いは逸脱する可能性が有る場合に警報の出力を行う車両の車線逸脱警報装置が提案されている。

特許文献１では、逸脱判定ラインを自車両走行車線の中心線に近づける程、車線逸脱警報の出力タイミングを早くすることができ、逸脱判定ラインを自車両走行車線の中心線から遠ざける程、車線逸脱警報の出力タイミングを遅くすることができるため、乗員個体差或いは走行環境等の条件に応じた逸脱警報を行うことができる。

また、特許文献２は、前方の信号機に赤信号から青信号に発色変化があった場合には、この発色変化があったことを自動的に判断して、車両の乗員に対して、前方における信号機の赤信号から青信号への発色変化を警告報知するものが提案されている。

特許文献２では、赤信号から青信号に発色変化に気付かない場合でも、確実に信号機の変化の見落とし防止が図れ、車両運転時の操作不足を補助することができ、更に、対向車両へのヘッドライト照射の発生も防止できる。

特開２００５−３４６３９５号公報 特開２００７−１８８２７１号公報

前述のように、撮像手段を用いる撮像情報に基づいた車両制御は種々存在し、このような車両制御を複数種類搭載すれば、利便性の向上、更には、安全性向上が図れることは共通の認識であり、実際に技術動向は複数種類搭載の方向に進んでいる。撮像手段としては、一般的に、解像度が高く、また撮像範囲が広い等の利点が多いことからＣＣＤカメラが広く用いられている。

しかしながら、広角の撮像範囲を画像処理する場合、解析処理に時間が掛かるという問題が存在している。特に、車両制御の分野で画像処理を用いる場合、実用性の観点から画像処理に割当てられる時間は限られているため、撮像した領域全てを画像処理することは困難である。このため、例えば、前記車線逸脱警報装置であれば車線が存在する可能性がある領域、例えば中央領域のみに限って画像処理を行っている。

一方、搭載する車両制御毎に専用のＣＣＤカメラを搭載することも考えられるが、制御システム上複雑になる上、電装品の増加は車両の電力負荷の面で不利になる。しかも、ＣＣＤカメラは高価であることからコスト面でも問題がある。つまり、前記撮像手段の問題を解決しなければ、前述のような撮像情報に基づく複数の車両制御を車両に搭載することは現実的にできない。

本発明の目的は、同一の撮像手段を用いて、車両の走行を支援する走行支援手段と交通信号機の信号状態を乗員に報知する報知手段とを制御可能な車両の走行支援装置を提供することである。

請求項１の発明は、自車両前方を撮像する撮像手段によって撮像された画像を処理する画像処理手段と、この画像処理手段から走行車線情報を受けて走行車線を認識する走行車線認識手段と、車両の進行方向と車速とを検知する進路ベクトル検知手段と、走行車線認識手段と進路ベクトル検知手段とによって自車両の走行を支援する走行支援手段とを有する車両の走行支援装置であって、自車両の走行車線の交通信号機位置を検知する信号機位置検知手段と、画像処理手段から交通信号機の信号情報を受けて交通信号機の信号状態を認識する信号状態認識手段と、信号機位置検知手段で検知された交通信号機位置が自車両から所定距離以内になったとき、前記信号状態認識手段を作動させて画像処理手段から取得した信号情報を乗員に報知する報知手段とを有することを特徴とする。

請求項１の発明では、撮像手段と画像処理手段とは、交通信号機位置が自車両から所定距離以外のときは、自車両の走行を支援する走行支援手段を動作させる画像を処理し、交通信号機位置が自車両から所定距離以内のときは、信号状態認識手段を動作させる画像を処理する、所謂同一の撮像手段と画像処理手段とを所定の条件に基づいて使い分けしている。これによって、個々の制御における画像処理時間を最小限にすることができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、自車両の車速を検知する車速検知手段と、自車両の現在位置から停止位置までの距離に基づいて自車両の制動減速度を検出する減速度検知手段とを有し、信号状態認識手段によって交通信号機の信号が赤又は黄信号と認識する共に、減速度が所定値以上のときは、乗員に警報を行う警報手段を有することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、車速検知手段によって自車両が停止状態と判断すると共に、信号状態認識手段によって交通信号機の信号が青と認識したときは、乗員に信号の切替わりを報知することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、自車両前方を走行する先行車を検知する先行車検知手段を有し、報知手段は先行車が検知されないときに作動可能とすることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜４何れかに記載の発明において、走行支援手段は、走行車線認識手段と進路ベクトル検知手段とによって自車両が走行車線を逸脱すると判定されたときに警報を行う逸脱警報手段を有することを特徴とする。

請求項６発明は、請求項１〜４何れかに記載の発明において、走行支援手段は、走行車線認識手段と進路ベクトル検知手段とによって自車両が走行車線内を走行するように操舵手段を制御する車線維持走行制御手段を有することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、自車両前方を撮像する撮像手段によって撮像された画像を処理する画像処理手段と、この画像処理手段から走行車線情報を受けて走行車線を認識する走行車線認識手段と、車両の進行方向と車速とを検知する進路ベクトル検知手段と、走行車線認識手段と進路ベクトル検知手段とによって自車両の走行を支援する走行支援手段とを有する車両の走行支援装置であって、自車両の走行車線の交通信号機位置を検知する信号機位置検知手段と、画像処理手段から交通信号機の信号情報を受けて交通信号機の信号状態を認識する信号状態認識手段と、信号機位置検知手段で検知された交通信号機位置が自車両から所定距離以内になったとき、前記信号状態認識手段を作動させて画像処理手段から取得した信号情報を乗員に報知する報知手段とを有するため、同一の撮像手段を用いて、車両の走行を支援する走行支援手段と交通信号機の信号状態を乗員に報知する報知手段とを制御可能とすることができる。

つまり、車両の走行中は、撮像手段で撮像された画像から走行車線を画像処理し、車両が信号機に近づいたときには、走行車線の画像処理から信号機の信号情報に関する画像処理へ変更されるため、両方の画像処理の時間が短縮でき、同一の撮像手段及び画像処理手段で制御可能とすることができる。

請求項２の発明によれば、自車両の車速を検知する車速検知手段と、自車両の現在位置から停止位置までの距離に基づいて自車両の制動減速度を検出する減速度検知手段とを有し、信号状態認識手段によって交通信号機の信号が赤又は黄信号と認識する共に、減速度が所定値以上のときは、乗員に警報を行う警報手段を有するため、乗員に対して、予め急制動を報知することができる。

請求項３の発明によれば、車速検知手段によって自車両が停止状態と判断すると共に、信号状態認識手段によって交通信号機の信号が青と認識したときは、乗員に信号の切替わりを報知するため、乗員が赤信号から青信号に発色変化に気付かない場合でも、確実に信号機の変化の見落とし防止が図れる。

請求項４の発明によれば、自車両前方を走行する先行車を検知する先行車検知手段を有し、報知手段は先行車が検知されないときに作動可能とするため、不要な報知を防止することができ、乗員を煩わすことを防止できる。

請求項５の発明によれば、走行支援手段は、走行車線認識手段と進路ベクトル検知手段とによって自車両が走行車線を逸脱すると判定されたときに警報を行う逸脱警報手段を有するため、走行支援手段としての走行車線の逸脱警報手段と信号情報報知手段との両立が可能となる。

請求項６の発明によれば、走行支援手段は、走行車線認識手段と進路ベクトル検知手段とによって自車両が走行車線内を走行するように操舵手段を制御する車線維持走行制御手段を有するため、走行支援手段としての操舵手段を制御する車線維持走行制御手段と信号情報報知手段との両立が可能となる。

本発明の車両の走行支援装置は、自車両前方を撮像する撮像手段によって撮像された画像を処理する画像処理手段と、この画像処理手段から走行車線情報を受けて走行車線を認識する走行車線認識手段と、車両の進行方向と車速とを検知する進路ベクトル検知手段と、前記走行車線認識手段と進路ベクトル検知手段とによって自車両の走行を支援する走行支援手段とを備えたものである。

図１、図２に示すように、車両ＣＡ（自動車ＣＡ）に装備された走行支援装置１は、ＣＣＤカメラ２、ミリ波レーダ３、ナビゲーション装置４、ＥＣＵ５、スピーカ６、ブザー７、ランプ８、ディスプレイ９、車速センサ１０、舵角センサ１１を備え、これら２〜１１が図２のように電気的に接続されている。尚、本実施例の走行支援装置１では、スピーカ６とブザー７とランプ８とディスプレイ９の少なくとも１つを残して省略可能である。

図１〜図３に示すように、ＣＣＤカメラ２とミリ波レーダ３とＥＣＵ５が、自車両ＣＡの走行車線（以下、自車両走行車線ＬＡという）を認識する走行車線認識手段に相当し、車速センサ１０と舵角センサ１１とＥＣＵ５が、車両の進行方向と車速とを検知する進路ベクトル検知手段に相当している。

ＥＣＵ５が、この走行車線認識手段で認識された自車両走行車線ＬＡの幅方向両端縁に沿って逸脱判定ラインＬｄを設定し、その逸脱判定ラインＬｄ外へ自車両ＣＡが逸脱したか否か判定する逸脱判定手段に相当し、ＥＣＵ５及びスピーカ６とブザー７とランプ８とディスプレイ９の少なくとも１つが、この逸脱判定手段で逸脱判定された場合に警報の出力を行う逸脱警報手段に相当している。

ＣＣＤカメラ２は、自車両ＣＡの前方を撮像する撮像手段（車載カメラ）であり、例えば、車両ＣＡのフロントガラスの上部後側に前方へ向けて取付けられ、具体的には、自車両ＣＡよりも前方の自車両走行車線ＬＡを区分する白線等の車線区分線Ｌａを撮像可能であり、また、自車両走行車線ＬＡを含む並列する複数車線Ｌが存在する場合には、自車両ＣＡよりも前方の複数車線Ｌを区分する白線等の車線区分線Ｌａを撮像可能であり、このＣＣＤカメラ２で撮像された画像情報がＥＣＵ５に供給される。

ミリ波レーダ３は、自車両ＣＡの前方の先行車両を含む他車両ＣＢを検知するとともに、検知した他車両ＣＢと自車両ＣＡとの相対速度を検知可能なレーダ手段であり、例えば、車両ＣＡのフロントバンパにエンブレム等の後側において前方へ向けて取付けられ、具体的には、自車両ＣＡよりも前方の自車両走行車線ＬＡを走行、或いは停止する他車両ＣＢについて、また、自車両走行車線ＬＡを含む並列する複数車線Ｌが存在する場合には、自車両ＣＡよりも前方の複数車線Ｌの何れかを走行する各他車両ＣＢについて、自車両ＣＡに対する他車両ＣＢの相対位置と相対速度を検知可能であり、このミリ波レーダ３で検知された情報がＥＣＵ５に供給される。尚、ミリ波レーダ３の代わりに上記機能の有る種々のレーダを採用可能である。

図２に示すように、ＥＣＵ５は、コンピュータを備えたコントロールユニットであり、ＣＣＤカメラ２で撮像された画像を解析し、その画像から車線区分線Ｌａを検出する画像処理部１２（画像処理手段）と、この画像処理部１２からの信号を受けて自車両走行車線ＬＡを含む片側領域ＳＺの車線数を検知すると共に、複数車線Ｌにおける自車両走行車線ＬＡの位置を検知する走行車線認識部１３（走行車線認識手段）と、車速センサ１０と舵角センサ１１からの信号を受けて車両の進行方向と車速とを検知する進路ベクトル検知部１４（進路ベクトル検知手段）とを備えている。

走行車線認識部１３では、画像処理部１２で検出された車線区分線Ｌａから、片側領域ＳＺの車線数が検知され、ここで、片側領域ＳＺに対向車線ＬＢが隣接する場合、片側領域ＳＺと対向車線ＬＢとの境界となる中央分離帯Ｘを識別できる場合には、その中央分離帯Ｘに隣接する片側領域ＳＺの車線区分線Ｌａが中央車線区分線Ｌｃとして検知され、片側領域ＳＺの車線区分線Ｌａの数が確定し、片側領域ＳＺの車線数が検知される。尚、Ｙは路肩を示している。

ここで、画像処理部１２は、ＣＣＤカメラ２の撮像画像のうち、予め設定された優先処理領域、例えば撮像範囲の下側中央領域を優先的に画像処理する。必要な車線が検出されない場合、下側領域全体、更には、上側領域と画像処理領域を拡大するように構成されている。

画像処理部１２で片側領域ＳＺの中央車線区分線Ｌｃを検知できない場合、或いは、片側領域ＳＺの中央車線区分線Ｌｃの検知精度を高めるために、ミリ波レーダ３で検知された自車両ＣＡに対する他車両ＣＢの相対位置と相対速度から、対向車ＣＢが検知され、自車両走行車線ＬＡよりも右側において、例えば、一定時間内に対向車ＣＢの走行を検知できなかった車線Ｌを片側領域ＳＺの車線Ｌとし、その車線Ｌの右側に隣接する車線Ｌ（一定時間内に対向車ＣＢの走行を検知できた車線Ｌ）を対向車線ＬＢとして、これらの車線Ｌの境界を中央分離帯Ｘであると推測し、その中央分離帯Ｘに隣接する片側領域ＳＺの車線区分線Ｌａを中央車線区分線Ｌｃとして推測する。

走行車線認識部１３は、片側領域ＳＺの車線数が複数の場合、ＣＣＤカメラ２で撮像されて画像処理部１２で解析された画像から、片側領域ＳＺの複数車線Ｌにおける自車両走行車線ＬＡの位置が検知される。

ここで、例えば、図３は、片側領域ＳＺの車線数が３車線であり、他の片側領域を含む全車線数が６車線の道路の平面図を示しており、自車両ＣＡは片側領域ＳＺの追越車線（最も右側の車線Ｌ）を走行している。この場合、先ず、画像処理部１２で検出された車線区分線Ｌａから全車線数が６車線であることを検知でき、更にミリ波レーダ３で検知された自車両ＣＡに対する他車両ＣＢの相対位置と相対速度から、片側領域ＳＺの中央車線区分線Ｌｃを精度良く検知でき、自車両ＣＡが追越車線を走行していることを検知できる。

図３に示すように、ＥＣＵ５は、認識された自車両走行車線ＬＡの幅方向両端縁に沿って逸脱判定ラインＬｄを設定する逸脱判定ライン設定部１６を有し、この逸脱判定ライン設定部１６で設定された逸脱判定ラインＬｄ外へ自車両ＣＡが逸脱したか否か判定する逸脱判定部１５と、この逸脱判定部１５で逸脱判定された場合に、スピーカ６とブザー７とランプ８とディスプレイ９の少なくとも１つを制御して逸脱警報を行う逸脱警報制御部１７（逸脱警報手段）とを備えている。

車線逸脱判定部１５は、逸脱判定ライン設定部１６によって、走行車線認識部１３で片側領域ＳＺの車線数が複数であると検知された場合、自車両走行車線ＬＡの位置に基づいて、逸脱判定ラインＬｄとして、自車両走行車線ＬＡのうち、片側領域ＳＺの他の車線Ｌに隣接する端縁側には基準となる第１判定ラインＬｄ１を設定し、片側領域ＳＺの他の車線Ｌに隣接しない端縁側には第１判定ラインＬｄ１よりも自車両走行車線ＬＡの内側に位置する第２判定ラインＬｄ２を設定する。

車線逸脱判定部１５は、逸脱判定ライン設定部１６によって、走行車線認識部１３で片側領域ＳＺの車線数が３車線以上であると検知された場合、自車両走行車線ＬＡの位置が片側領域ＳＺの複数車線Ｌの幅方向両側の車線Ｌ以外の中央車線ＬＣであると検知された場合に、自車両走行車線ＬＡの両端縁側に第１判定ラインＬｄ１を設定し、また、走行車線認識部１３で片側領域ＳＺの車線数が単数であると検知された場合、自車両走行車線ＬＡの両端縁側に第２判定ラインＬｄ２を設定する。

車線逸脱判定部１５は、進路ベクトル検知部１４で検知された車速と舵角に基づき、自車両ＣＡの車幅方向位置の変化率を算出し、現時刻から、自車両ＣＡの左前輪又は右前輪が第１判定ラインＬｄ１又は第２判定ラインＬｄ２に到達する時間Ｔを演算する。この到達時間Ｔが予め設定される所定時間Ｔ_０よりも短いと判定されたときは、逸脱警報制御部１７が警報指示を行うよう構成している。

更に、ＥＣＵ５は、自車両走行車線ＬＡの交通信号機位置に関する情報信号をナビゲーション装置４（信号機位置検知手段）から受け、ＣＣＤカメラ２で撮像された所定の信号機画像を解析し、画像処理部１２で検出された信号情報信号を受けて前記交通信号機の信号状態を認識する信号状態認識部１８（信号状態認識手段）と、ナビゲーション装置４と車速センサ１０からの信号を受けて車両が所定の交差点で停止する必要がある場合、自車両ＣＡの制動減速度を検知する減速度検知部１９（減速度検知手段）と、報知手段の作動を制御する報知制御部２０を備えている。尚、スピーカ６とブザー７とランプ８とディスプレイ９の少なくとも１つが、本実施例における乗員に信号情報を報知する報知手段に相当している。

ＥＣＵ５には、ナビゲーション装置４から自車両ＣＡが現在走行している位置、及び自車両ＣＡが現在走行している車線に対応し、これから走行する位置の周辺に位置する交通信号機の位置情報が入力されている。ナビゲーション装置４から受けた所定の信号機の位置と自車両ＣＡが現在走行している位置とが所定距離以内、例えば２０ｍ以内になった場合、画像処理部１２は、ＣＣＤカメラ２の撮像画像のうち、予め設定された優先処理領域、例えば撮像範囲の上側中央領域を優先的に画像処理する。つまり、優先画像処理領域を、走行車線認識用の下側中央領域から前記所定の信号機に関する信号状態認識用の上側中央領域に切替えるよう構成している。

信号状態認識部１８は、画像処理部１２から前記交通信号機の信号情報を受信して、現在の信号色、及び赤信号から青信号又は青信号から赤信号への発色変化を判定する。前記信号色判定や発色変化判定については、直接信号色の判定を行ってもよく、また、信号機の発光部内部に存在する赤信号色もしくは青信号色の画素数が事前に設定された所定割合以上のとき赤信号色もしくは青信号色と認識するものでもよい。

減速度検知部１９は、ナビゲーション装置４から自車両ＣＡが現在走行している位置、及び自車両ＣＡが現在走行している車線に対応し、これから走行する位置の周辺に位置する所定の交通信号機の位置情報を受信しており、更に、車速センサ１０から現在の車速を受信している。これらの情報に基づき、現時点で制動を開始した場合、前記所定の信号機に対応する位置（停止線前）で停止するまでの減速度を算出する。この減速度は、停止までの時間、或いは減速率（減速加速度）何れであってもよい。

報知制御部２０は、自車両ＣＡが停止中のとき、信号状態認識部１８が赤信号から青信号への発色変化を判定し、且つミリ波レーダ３が前方の他車両ＣＢが存在しない場合、及び、走行中に前方の信号機が赤或いは黄信号の場合に、スピーカ６とブザー７とランプ８とディスプレイ９の少なくとも１つに報知指示を行うように構成している。

次に、ＥＣＵ５が実行する走行支援処理について、図４のフローチャート及び図５に基づいて詳しく説明する。この走行支援処理を実行する為のプログラムがＥＣＵ５のコンピュータＲＯＭ等に格納されている。尚、Ｓｉ（Ｓ＝１，２…）は、各ステップを示す。

図４に示すように、この走行支援は、車両ＣＡのイグニションスイッチのオンと共に開始され、先ず、ナビゲーション装置４から自車両ＣＡが現在走行している位置、及び自車両ＣＡが現在走行している車線ＬＡに対応し、これから走行する位置の周辺に位置する交通信号機の位置情報を取得する（Ｓ１）。更に、自車両ＣＡが現在走行している位置に関する地域情報、所謂市街地か郊外かについての情報を取得する（Ｓ２）。尚、この地域情報については、信号機の設置密度等で代替することも可能である。

Ｓ３の判定の結果、Ｎｏの場合は、現在自車両ＣＡが走行中か否か判定する（Ｓ４）。Ｓ４の判定の結果、Ｙｅｓの場合は、自車両ＣＡの走行車線の延長線上にある交通信号機が所定距離Ｘ０以内、例えば２０ｍ以内か否か判定する（Ｓ５）。Ｓ５の判定の結果、Ｎｏの場合は、自車両ＣＡの走行車線の延長線上にある交通信号機が２０ｍ以内にないため、ＣＣＤカメラ２による走行車線検出を行う（Ｓ６）。尚、図５（ａ）に示すように、交差点を越えた位置の信号機と、単に走行車線沿いに設けられた信号機とで所定距離Ｘ０を変更することも可能である。

図５（ｂ）に示すように、自車両ＣＡの走行車線ＬＡの延長線上にある交通信号機Ｓが２０ｍ以上離れている場合、画像処理部１２は、ＣＣＤカメラ２の撮像画像Ａのうち、予め設定された下側中央領域Ａ１を優先的に画像処理する。自車両ＣＡの走行車線が検出されない場合、下側領域全体、更には、上側領域と画像処理領域を拡大するように構成されている。

Ｓ６の処理の後、走行車線の逸脱可能性の有無を判定する（Ｓ７）。Ｓ７では、車線区分線Ｌａが検出され、次に、ミリ波レーダ３からの検知情報を受けて、前方に他車両ＣＢが有る場合、その他車両ＣＢの自車両ＣＡに対する相対位置と相対速度が読込まれ、片側領域ＳＺの車線数が検知され、片側領域ＳＺの車線数が複数の場合には、その複数車線Ｌにおける自車両走行車線ＬＡが検知される。片側領域ＳＺの車線数が複数の場合、片側領域ＳＺの車線数が３車線以上か否か判定され、片側領域ＳＺの車線数が２車線の場合及び追越車線についても判定している。

図５（ａ）に示すように、片側領域ＳＺの車線数が単数（１車線）の場合、自車両走行車線ＬＡの左右両側に第２判定ラインＬｄ２が設定される。次に、車速と舵角に基づき、自車両ＣＡの車幅方向位置の変化率を算出し、現時刻から、自車両ＣＡの左前輪又は右前輪が走行境界線Ｌａに対して予め車線内方に設定される第２判定ラインＬｄ２に到達する時間Ｔを演算する。この時間Ｔが所定時間Ｔ_０よりも短いと判定されたときは、車線逸脱可能性ありと判定する。尚、所定時間Ｔ_０は、車速や路面摩擦係数μに応じて補正され、車速が高いほど長く、路面摩擦係数μが高いほど短くなるように設定されている。

Ｓ７の判定の結果、Ｙｅｓの場合、逸脱警報制御部１７によってスピーカ６とブザー７とランプ８とディスプレイ９の少なくとも１つを制御して逸脱警報を行いリターンする。Ｓ７の判定の結果、Ｎｏの場合、所謂自車両ＣＡの左前輪又は右前輪が第２判定ラインＬｄ２に到達する時間Ｔが所定時間Ｔ_０よりも長い場合、リターンする。

Ｓ５の判定の結果、Ｙｅｓの場合は、自車両ＣＡの走行車線の延長線上にある交通信号機が２０ｍ以内にあるため、ＣＣＤカメラ２による信号機の信号状態認識処理を行う（Ｓ９）。図５（ｂ）に示すように、自車両ＣＡの走行車線の延長線上にある交通信号機Ｓが２０ｍ未満の距離にある場合、画像処理部１２は、ＣＣＤカメラ２の撮像画像Ａのうち、予め設定された上側中央領域Ａ２を優先的に画像処理する。信号機の信号情報が検出されない場合、上側領域全体に画像処理領域を拡大するように構成されている。

Ｓ９の信号状態認識処理の結果、信号機の信号が赤信号又は黄信号か判定を行う（Ｓ１０）。Ｓ１０の判定の結果、Ｙｅｓの場合、報知制御部２０によってスピーカ６とブザー７とランプ８とディスプレイ９の少なくとも１つを制御して信号機が赤信号又は黄信号であることを知らせる報知を行う（Ｓ１１）。

Ｓ１１の報知と同時に、減速度検知部１９による制動減速度を演算する（Ｓ１２）。図５（ａ）に示すように、制動減速度は、ナビゲーション装置４から入力された自車両ＣＡが現在走行している位置及び停止線Ｇとの距離Ｘ１と車速センサ１０から入力される現在の車速とから制動減速度が演算される。

Ｓ１２で制動減速度を演算した後、Ｓ１３で急制動か否か判定する。Ｓ１３の判定の結果、Ｎｏの場合はリターンする。Ｙｅｓ、つまり急制動になる場合、逸脱警報制御部１７を作動させてＳ８の警報作動を行ってリターンする。Ｓ１０の判定の結果、信号機が赤信号又は黄信号ではない場合は、Ｓ６に移行してその後のステップを行う。

Ｓ４の判定の結果、Ｎｏの場合、車速センサ１０の信号に基づき自車両ＣＡが信号機によって停止中か否か判定する（Ｓ１４）。Ｓ１４の判定の結果、信号により停止中の場合、ＣＣＤカメラ２による信号機の信号状態認識処理を行う（Ｓ１５）。図５（ｂ）に示すように、信号機により停止中の場合、画像処理部１２は、ＣＣＤカメラ２の撮像画像Ａのうち、予め設定された上側中央領域Ａ２を優先的に画像処理する。

Ｓ１５の信号状態認識処理の結果、信号機の信号が青信号か判定を行う（Ｓ１６）。Ｓ１６の判定の結果、Ｙｅｓの場合、ミリ波レーダ３により停車中の先行車両（他車両ＣＢ）の有無を判定する（Ｓ１７）。Ｓ１７の判定の結果、先行車両が存在しない場合、報知制御部２０によってスピーカ６とブザー７とランプ８とディスプレイ９の少なくとも１つを制御して信号機が青信号であることを知らせる報知を行い（Ｓ１８）、リターンする。また、１６の判定の結果、Ｙｅｓの場合、青信号を検出するまで信号検出を継続する。

Ｓ３の判定の結果、自車両ＣＡが市街地に存在する場合、ＣＣＤカメラ２による信号機の信号状態認識処理を行う（Ｓ１９）。図５（ｂ）に示すように、信号機によって停止中の場合、画像処理部１２は、ＣＣＤカメラ２の撮像画像Ａのうち、予め設定された上側中央領域Ａ２を優先的に画像処理する。

Ｓ１９の信号状態認識処理の結果、自車両ＣＡが走行中か否か判定を行う（Ｓ２０）。Ｓ２０の判定の結果、走行中の場合、信号機の信号が赤信号又は黄信号か判定を行う（Ｓ２１）。Ｓ２１の判定の結果、Ｙｅｓの場合、報知制御部２０によってスピーカ６とブザー７とランプ８とディスプレイ９の少なくとも１つを制御して信号機が赤信号又は黄信号であることを知らせる報知を行う（Ｓ２２）。

Ｓ２２の報知と同時に、減速度検知部１９による制動減速度を演算する（Ｓ２３）。Ｓ２３で制動減速度を演算した後、Ｓ２４で急制動か否か判定する。Ｓ２４の判定の結果、急制動になる場合、逸脱警報制御部１７を作動させてＳ８の警報作動を行い（Ｓ２５）、リターンする。

Ｓ２１の判定の結果、信号機の信号が青信号の場合、及びＳ２４の判定の結果、急制動にならない場合はリターンする。また、Ｓ２０の判定の結果、停止中の場合、Ｓ１４に移行して、その後のステップに進む。

以上の構成によって、自車両ＣＡの走行中は、ＣＣＤカメラ２で撮像された画像処理領域Ａ１から走行車線ＬＡを画像処理し、自車両ＣＡが信号機Ｓに近づいたときには、走行車線の画像処理から信号機Ｓの信号情報に関する画像処理領域Ａ２へ変更されるため、両方の画像処理の時間が短縮でき、同一のＣＣＤカメラ２及び画像処理部１２で制御可能とすることができる。

しかも、車線逸脱警報、急制動警報、赤または黄信号報知、停車先行車両がない場合の青信号報知夫々で音色、ランプ色等形態を変更すると、乗員による認識が更に容易になる。また、ＣＣＤカメラ２に昇降機構を設けることで、ＣＣＤカメラ２自体の昇降動作により画像処理領域を切替えずに固定することも可能である。更に、停車先行車両の認識を、ミリ波レーダ３ではなくＣＣＤカメラ２で行うことで撮像手段を集約することも可能である。

実施例２に係る走行支援処理について説明する。実施例１との相違点は、実施例１では走行支援手段が逸脱警報であるのに対し、本実施例２では、走行支援手段が逸脱警報と車線維持走行制御である点である。尚、実施例１と同様の機構は同一の符号を付している。

自車両ＣＡに装備された走行支援装置１の操舵系統と制御系統とが図６に示される。図６に示すように、操舵輪としての左右の前輪が、左右一対のナックルアーム２２、左右一対のタイロッド２３、及び左右一対のタイロッド２３同士を連結する駆動機構２４を介して互いに機械的に連携されている。前記ナックルアーム２２、タイロッド２３、駆動機構２４が操舵機構を構成しており、駆動機構２４には、操舵力付与手段としてのモータ２５が設けられている。

ハンドル２６は、操舵機構のナックルアーム２２、タイロッド２３、駆動機構２４とは独立して構成されており、ハンドル２６に付設されたステアリングシャフト２７に対して操舵反力付与手段としてのモータ２８が設けられている。車線維持走行制御、所謂自動操舵の際、操舵反力付与手段としてのモータ２８によってハンドル２６に対して操舵反力が付与される。

前記モータ２５とモータ２８は、ＥＣＵ５によって制御される。ＥＣＵ５は、図６に示す各種センサ等からの信号が入力されて、次の状態が検出される。検出される状態は、ＣＣＤカメラ２によって検出される自車両走行車線ＬＡ（車線区分線Ｌａ，Ｌａ）の中心線ｙｃと、自車両ＣＡの前後方向中心線と中心線ｙｃとの現在の横方向偏差ｙｏとを検出する。また、ＣＣＤカメラ２の検出結果を利用して自車両ＣＡのヨー角ｙｗを検出している。車速ｖ及び舵角θは車速センサ１０及び舵角センサ１１により検出される。尚、実施例１と同様に、逸脱警報処理を行うために必要なミリ波レーダ３、ナビゲーション装置４、スピーカ６、ブザー７、ランプ８、ディスプレイ９とを有している。

図６に示すように、ＥＣＵ５は、コンピュータを備えたコントロールユニットであり、実施例１と同様に、ＣＣＤカメラ２で撮像された画像を解析し、その画像から車線区分線Ｌａを検出する画像処理部１２と、走行車線認識部１３と、進路ベクトル検知部１４と、自車両走行車線ＬＡの幅方向両端縁に沿って逸脱判定ラインＬｄを設定する逸脱判定ライン設定部１６を有し、この逸脱判定ライン設定部１６で設定された逸脱判定ラインＬｄ外へ自車両ＣＡが逸脱したか否か判定する逸脱判定部１５と、逸脱警報を行う逸脱警報制御部１７とを有している。

また、ＥＣＵ５は、画像処理部１２で検出された信号情報信号を受けて前記交通信号機の信号状態を認識する信号状態認識部１８と、自車両ＣＡの制動減速度を検知する減速度検知部１９と、報知手段の作動を制御する報知制御部２０とを有し、更に、自車両ＣＡの進路を自車両走行車線ＬＡの中心線ｙｃに維持する車線維持走行制御部２９（車線維持走行制御手段）を備えている。

車線維持走行制御部２９は、自車両ＣＡの目標軌跡として走行車線ＬＡの中心線ｙｃに沿った自動操舵走行を行うため、横偏差量ｙ１を設定する。横偏差量ｙ１は、自車両ＣＡが前方の所定地点に到達するまでに所要すると予測される時間をＴ１としたとき、前方の所定地点における横偏差量ｙ１は、以下のように算出される。

ｙ１＝ｙｃ−（ｙｏ＋Ｔ１×ｖ×ｙｗ） …（１）
尚、ｙｃ：走行車線ＬＡの中心線、ｙｏ：現在の横方向偏差、ｖ：車速、ｙｗ：ヨー角である。

自動操舵のとき、操舵反力を決定する制御目標値としてのステアリングトルク（操舵反力）ＳＴが、横偏差量ｙ１に基づいて設定される。操舵反力ＳＴは、横偏差量ｙ１が大きい程大きくなるように設定されるが、上限値設定も行われる。また、操舵反力の特性として、横偏差量ｙ１が中心線ｙｃに対して左右に所定の範囲にあるときは、操舵反力ＳＴを付与しない、所謂不感帯を予めマップとして設定している。この操舵反力ＳＴは、横偏差量ｙ１をパラメータとしてマップ化されており、予めＥＣＵ５のＲＯＭ内に格納されている。

図７に基づいて、車線維持走行制御処理のフローチャートを説明する。Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は各ステップを示す。尚、本車線維持走行制御処理は基本的にＥＣＵ５内の車線維持走行制御部２９で演算されており、実施例１に示した逸脱警報及び信号状態認識に係る走行支援処理とは並行して独立に処理される。

現在の横方向偏差ｙｏを検出し（Ｓ３１）、横保持位置、所謂走行軌跡を設定する（Ｓ３２）。次に、横偏差量ｙ１を前述の式（１）に基づいて演算する（Ｓ３３）。Ｓ３４では、ナビゲーション装置４から自車両ＣＡの走行車線ＬＡの延長線上にある交通信号機が所定距離、例えば２０ｍ以内にあるか判定する。Ｓ３４の判定の結果、交通信号機が２０ｍ以内になければ、Ｓ３５に移行する。交通信号機が２０ｍ以内にある場合、画像処理部１２は画像処理領域を切替えて信号状態認識を優先して行うため、リターンして現在の走行軌跡を維持する。

Ｓ３５では、Ｓ３３で算出された横偏差量ｙ１を前述した不感帯のマップと照合して、不感帯の範囲か否かを判定する。Ｓ３５の判定の結果、Ｎｏの場合、Ｓ３６に移行して右へ偏差しているか否か判定する。Ｓ３６の判定の結果、Ｙｅｓの場合、運転者に対して自車両ＣＡを左に向かせるように促すための右操舵反力が出力される（Ｓ３７）。Ｓ３６の判定の結果、Ｎｏの場合、運転者に対して自車両ＣＡを右に向かせるように促すための左操舵反力が出力される（Ｓ３８）。Ｓ３５の判定の結果、Ｙｅｓの場合、設定された要求走行軌跡に略近い横位置にあるため、操舵反力を付与することなくリターンする。

以上の構成によって、自車両ＣＡの走行中は、ＣＣＤカメラ２で撮像された画像処理領域から走行車線ＬＡ及び車線区分線Ｌａを画像処理して横偏差量ｙ１を演算し、自車両ＣＡが信号機に近づいたときには、走行車線の画像処理から信号機Ｓの信号情報に関する画像処理領域へ変更されるため、両方の画像処理の時間が短縮でき、同一のＣＣＤカメラ２及び画像処理部１２で制御可能とすることができる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を付加して実施可能である。走行支援手段は、逸脱警報及び自動操舵に限るものではなく、撮像手段を用いる車両制御であれば何れの制御でも適用可能である。

自動車の前部の斜視図である。 実施例１に係る走行支援装置のブロック図である。 道路の具体例を示す平面図である。 実施例１に係る走行支援処理のフローチャートである。 実施例１に係る走行支援制御の説明図であり、（ａ）は車両走行時の具体例を示す平面図、（ｂ）はＣＣＤカメラの撮像領域を示す図である。 実施例２に係る走行支援装置のブロック図である。 実施例２に係る走行支援処理のフローチャートである。

符号の説明

ＣＡ 自車両
Ｌ 車線
ＬＡ 自車両走行車線
Ｌａ 車線区分線
Ｌｄ 逸脱判定ライン
１ 走行支援装置
２ ＣＣＤカメラ
３ ミリ波レーダ
４ ナビゲーション装置
５ ＥＣＵ
６ スピーカ
７ ブザー
８ ランプ
９ ディスプレイ
１２ 画像処理部
１３ 走行車線認識部
１４ 進路ベクトル検知部
１５ 逸脱判定部
１６ 逸脱判定ライン設定部
１７ 逸脱警報制御部
１８ 信号状態認識部
１９ 減速度検知部
２０ 報知制御部
２９ 車線維持走行制御部

Claims (6)

1. 自車両前方を撮像する撮像手段によって撮像された画像を処理する画像処理手段と、この画像処理手段から走行車線情報を受けて走行車線を認識する走行車線認識手段と、車両の進行方向と車速とを検知する進路ベクトル検知手段と、前記走行車線認識手段と進路ベクトル検知手段とによって自車両の走行を支援する走行支援手段とを有する車両の走行支援装置であって、
   自車両の走行車線の交通信号機位置を検知する信号機位置検知手段と、
   前記画像処理手段から交通信号機の信号情報を受けて前記交通信号機の信号状態を認識する信号状態認識手段と、
   前記信号機位置検知手段で検知された交通信号機位置が自車両から所定距離以内になったとき、前記信号状態認識手段を作動させて前記画像処理手段から取得した信号情報を乗員に報知する報知手段とを有することを特徴とする車両の走行支援装置。
2. 自車両の車速を検知する車速検知手段と、
   自車両の現在位置から停止位置までの距離に基づいて自車両の制動減速度を検出する減速度検知手段とを有し、
   前記信号状態認識手段によって交通信号機の信号が赤又は黄信号と認識する共に、減速度が所定値以上のときは、乗員に警報を行う警報手段を有することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行支援装置。
3. 前記車速検知手段によって自車両が停止状態と判断すると共に、前記信号状態認識手段によって交通信号機の信号が青と認識したときは、乗員に信号の切替わりを報知することを特徴とする請求項２に記載の車両の走行支援装置。
4. 自車両前方を走行する先行車を検知する先行車検知手段を有し、
   前記報知手段は先行車が検知されないときに作動可能とすることを特徴とする請求項３に記載の車両の走行支援装置。
5. 前記走行支援手段は、前記走行車線認識手段と前記進路ベクトル検知手段とによって自車両が走行車線を逸脱すると判定されたときに警報を行う逸脱警報手段を有することを特徴とする請求項１〜４何れかに記載の車両の走行支援装置。
6. 前記走行支援手段は、前記走行車線認識手段と前記進路ベクトル検知手段とによって自車両が走行車線内を走行するように操舵手段を制御する車線維持走行制御手段を有することを特徴とする請求項１〜４何れかに記載の車両の走行支援装置。