JP2015102891A - 運転支援装置および運転支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が車線逸脱しているときの運転状況に応じた内容で警告を行うことができる運転支援装置および運転支援方法を提供する。【解決手段】自車の走行車線に対する車線逸脱量を算出する車線逸脱量算出部３０と、車線逸脱量算出部３０が逐次算出する車線逸脱量に基づいて、走行車線を逸脱している自車が当該走行車線に復帰する傾向にあるか否かを判定する判定部３１と、判定部３１に自車が走行車線に復帰する傾向にあると判定された場合、自車の車線逸脱に対する警告レベルを自車が走行車線に復帰する傾向にないと判定された場合よりも低いレベルに決定し、警告レベルに応じた内容の警告を行う制御部３２とを備える。【選択図】図２

Description

この発明は、車両の運転を支援する運転支援装置および運転支援方法に関する。

特許文献１〜３には、自車両の車線逸脱を視覚的に表示することに加え、運転シートの形状を変化させて触覚的に運転者に車線逸脱を警告する装置が開示されている。
例えば、自車両が車線の左側に偏って走行している場合、運転シートの左サイド部分が運転者に押し付けられ、運転者は自車両が左側に偏っていることを認識できる。

特開２００５−３４６３７２号公報 特開２００５−１４５２９２号公報 特開２００６−２６４６３５号公報

特許文献１〜３に代表される従来の技術では、現在の車両状態に応じて警告内容を判断している。例えば、車両が右に車線を逸脱していれば、この車両状態に応じた内容で警告される。すなわち、従来では、車両の車線逸脱の度合いが今後どのように変わるかを考慮していないので、運転者が車線逸脱に気付いて車線内に復帰しようと運転している場合と運転者が車線逸脱に気付かずに運転している場合とで同じ警告が実施されてしまう。
従って、前者の場合、運転者が車線逸脱を十分に認識しているにもかかわらず、不必要な警告がなされるため、煩わしさや不快感を必要以上に与えることになる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、車両が車線逸脱しているときの運転状況に応じた内容で警告を行うことができる運転支援装置および運転支援方法を得ることを目的とする。

この発明に係る運転支援装置は、自車の走行車線に対する車線逸脱量を算出する車線逸脱量算出部と、車線逸脱量算出部が逐次算出する車線逸脱量に基づいて、走行車線を逸脱している自車が当該走行車線に復帰する傾向にあるか否かを判定する判定部と、判定部に自車が走行車線に復帰する傾向にあると判定された場合、自車の車線逸脱に対する警告レベルを自車が走行車線に復帰する傾向にないと判定された場合よりも低いレベルに決定し、警告レベルに応じた内容の警告を行う制御部とを備える。

この発明によれば、車両が車線逸脱しているときの運転状況に応じた内容で警告を行うことができるという効果がある。

この発明の実施の形態１に係る運転支援装置を搭載した車両を示す図である。 実施の形態１に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る運転支援装置の動作を示すフローチャートである。 車線逸脱の態様を示す図である。 実施の形態１における警告レベル決定処理を示すフローチャートである。 車線逸脱の警告表示の一例を示す図である。 運転シートのシート傾斜装置を示す図である。 運転シートのシート振動装置を示す図である。 運転シートのシート振動装置の他の例を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る運転支援装置を搭載した車両を示す図である。 実施の形態２に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る運転支援装置の動作を示すフローチャートである。 後側方車両と自車両の衝突予想時間の算出処理の概要を示す図である。 実施の形態２における警告内容の決定処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３に係る運転支援装置を搭載した車両を示す図である。 実施の形態３に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態３に係る運転支援装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３における警告内容の決定処理を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る運転支援装置を搭載した車両を示す図である。図１に示す車両Ａには、前方カメラ１、車両情報取得装置２、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと記載する）３、表示装置４、シート傾斜装置５およびシート振動装置６が搭載されている。ＥＣＵ３が実施の形態１に係る運転支援装置として機能する。

前方カメラ１は、車両Ａのフロントウィンドウの上部に取り付けられたカメラであり、車両Ａの前方の道路状況を撮影してＥＣＵ３に出力する。前方カメラ１としては、例えばＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳカメラが使用される。前方カメラ１の撮影領域は、車両Ａの前後方向の中心線に対して水平方向に±３０ｄｅｇ程度であり、この領域に含まれる前方の道路風景が撮影画像として取り込まれる。

車両情報取得装置２は、車両Ａの車速、ハンドル舵角およびブレーキ情報といった車両情報を取得する装置である。例えば、車内のコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）を介して車両Ａの駆動機構などから車両情報を取得してＥＣＵ３に出力する。
ＥＣＵ３は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭといったＣＰＵ周辺部品を備えて構成され、車両Ａに搭載された電子装置の動作を制御する機能を有する。この機能の一つとして実施の形態１に係る運転支援装置が実現される。

表示装置４は、車両Ａのフロントウィンドウの左下部分に設置された左側の表示部４ａおよびフロントウィンドウの右下部分に設置された右側の表示部４ｂを備えて構成される。左側および右側の表示部４ａ，４ｂは、例えばＥＣＵ３で決定された警告レベルの警告情報を表示する。なお、左側および右側の表示部４ａ，４ｂは、できるだけ運転者の前方視界の妨げにならない位置に配置される。

シート傾斜装置５は、ＥＣＵ３からの指示に応じてシートを傾斜させる装置である。
例えば、運転シートをローリング方向に傾けることで、運転者の重心が傾くため、運転者に運転の操作方向を伝達することができる。すなわち、車両Ａが走行車線の右端から逸脱している場合、運転シートを左側に下るように傾けることで、運転者にはハンドルを左側に操作すべきことが伝達される。

シート振動装置６は、ＥＣＵ３からの指示に応じてシートを振動させる装置である。
例えば、車両Ａが走行車線の右端から逸脱している場合、運転シートの座面に埋め込まれた振動子群のうち、座面の右側部分の振動子を振動させる。これにより、運転者は、振動を感じた側、すなわち車線の右端から車両Ａが逸脱していることを認識できる。

図２は、実施の形態１に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。図２において、ＥＣＵ３は、この実施の形態１に係る運転支援装置として機能するＥＣＵであって、前方カメラ１、車両情報取得装置２、表示装置４、シート傾斜装置５、シート振動装置６および音声通知用スピーカ７と接続している。音声通知用スピーカ７は、車内に設置された複数のスピーカで構成される。これらのスピーカは、ＥＣＵ３で決定された警告レベルの警告を音出力し、警告内容を聴覚情報として運転者に伝達する。また、ＥＣＵ３は、運転支援装置の機能ブロックとして、車線逸脱量算出部３０、判定部３１および制御部３２を備えて構成される。

車線逸脱量算出部３０は、車両の走行車線に対する車線逸脱量を算出する機能を有する。例えば、前方カメラ１で撮影した車両前方の撮影画像を画像処理してレーンマーカーを認識し、レーンマーカーと自車の左右側面との距離から自車の走行車線に対する車線逸脱量を算出する。判定部３１は、車線逸脱量算出部３０が逐次算出する車線逸脱量に基づいて、走行車線を逸脱している車両Ａが走行車線に復帰する傾向にあるか否かを判定する。制御部３２は、判定部３１の判定結果に応じて自車の車線逸脱に対する警告レベルを決定し、警告レベルに応じた内容の警告を行う制御部である。例えば、表示装置４、シート傾斜装置５、シート振動装置６および音声通知用スピーカ７を用いて、警告レベルに応じた内容の警告を行う。

なお、車線逸脱量算出部３０、判定部３１および制御部３２は、例えば、実施の形態１に特有な処理を記述したプログラムをＥＣＵ３のＣＰＵが実行することで、ソフトウエアとハードウエアが協働した手段として実現することができる。

次に動作について説明する。
図３は、実施の形態１に係る運転支援装置の動作を示すフローチャートであり、自車の車線逸脱に対する警告を行う処理の詳細を示している。なお、図３の一連の処理は一定の間隔、例えば５０ｍｓｅｃごとに連続的に行われる。
まず、車線逸脱量算出部３０が、自車の走行車線に対する車線逸脱量を算出する（ステップＳＴ１）。具体的に説明すると、車線逸脱量算出部３０が、前方カメラ１で撮影された自車の前方領域の画像信号に画像処理を施して自車の走行車線のレーンマーカーを認識する。車線逸脱量算出部３０は、レーンマーカーを基準として車線逸脱量を算出する。

図４は、車線逸脱の態様を示す図である。図４において、左側のレーンマーカーＬ１と右側のレーンマーカーＬ２との間を車線内とする。自車の車線逸脱量ｄは、右側の逸脱量ｄｒから左側の逸脱量ｄｌを差し引いた差分量である。ここで、右側の逸脱量ｄｒとは、レーンマーカーＬ２を基準に車線外側を正方向、車線内側を負方向とした場合における、レーンマーカーＬ２と自車の右側面との距離である。左側の逸脱量ｄｌも同様に、レーンマーカーＬ１を基準に車線外側を正方向、車線内側を負方向とした場合における、レーンマーカーＬ１と自車の左側面との距離である。

車線内走行時において、自車の前後方向の中心線と走行車線の中心線とが重なっている場合、右側の逸脱量ｄｒと左側の逸脱量ｄｌはほぼ等しくなり、自車の車線逸脱量ｄは、ほぼ０となる。すなわち、車線逸脱量ｄが０付近であれば自車は車線内に留まっている。
一方、車線逸脱量ｄが正方向に十分に大きくなると、自車は、図４の中央に示すように走行車線の右側から逸脱している。また、車線逸脱量ｄが負方向に十分に大きくなった場合には、図４の右端に示すように、走行車線の左側から自車が逸脱していることを示している。

判定部３１は、例えば、下記式（１）に従って、車線逸脱量算出部３０が逐次算出する車線逸脱量ｄの時間変化量Δｄを算出し、Δｄに基づいて走行車線を逸脱している自車が走行車線に復帰する傾向にあるか否かを判定する。ただし、ｄ０は前回算出された車線逸脱量ｄであり、ｄ１は今回算出された車線逸脱量ｄである。Δｔは、前回と今回との時間間隔である。例えば、図３の一連の処理が５０ｍｓｅｃごとに行われる場合には、Δｔは５０ｍｓｅｃとなる。
Δｄ＝｜ｄ１−ｄ０｜／Δｔ ・・・（１）

上記式（１）で表現されるΔｄが閾値Ｔｈ１以上である場合は、車線逸脱量ｄが徐々に大きくなっていることを示しており、Δｄが閾値Ｔｈ１未満である場合は、車線逸脱量ｄが徐々に減少していることを示している。すなわち、このΔｄは、走行車線を逸脱している自車が当該走行車線に復帰する傾向を判定する基準となり得る。例えば、自車が走行車線を逸脱している状態でΔｄが閾値Ｔｈ１以上の値であれば、走行車線に復帰せず、さらに大きく逸脱した状態になっていることを示す。また、自車が走行車線を逸脱している状態でΔｄが閾値Ｔｈ１未満であれば、運転者は、走行車線内に自車を復帰させようと運転している状態であることがわかる。

図３の説明に戻る。
ステップＳＴ２において、判定部３１は、車両情報取得装置２から自車速度やウィンカーの操作方向などの車両情報を取得する。
次に、判定部３１は、車両情報に基づいて各種の閾値を調整する（ステップＳＴ３）。
例えば、自車速度が高速範囲内である場合、安全上の観点から自車の車線逸脱を運転者に迅速に伝える必要があるため、自車が走行車線を逸脱したと判断する基準となる車線逸脱量ｄの絶対値の閾値Ｔｈ０を初期値から低い値に調整する。
また、自車が高速で複数の車線の高速道路を走行している場合は、走行車線を逸脱している自車が当該走行車線に復帰する傾向にあることを迅速に判断したい。そこで、自車が走行車線に復帰する傾向にあると判断する基準となるΔｄの絶対値の閾値Ｔｈ１を初期値から高い値（Δｄ＜Ｔｈ１になりやすい値）に調整する。
さらに、前方カメラ１の撮影画像から、前方対向車が認識しにくいカーブに自車が進入するタイミングであることや車両周辺が視界不良となる天候状態（霧や雪などが発生）であることが検出され、これらが車両情報として取得された場合も同様に、車線逸脱や復帰傾向の判定の基準となる閾値Ｔｈ０，Ｔｈ１を調整する。

次に、判定部３１は、車線逸脱量ｄと閾値Ｔｈ０の比較結果に基づいて自車の車線逸脱を判定する。ここで、自車が車線逸脱していると判定した場合、判定部３１は、Δｄと閾値Ｔｈ１の比較結果に基づいて、走行車線を逸脱している自車が当該走行車線に復帰する傾向にあるか否かを判定する。この判定部３１の判定結果に応じて、制御部３２は、自車の車線逸脱に対する警告レベルを決定し、警告レベルに応じた内容の警告手法を決定する。ここまでの処理がステップＳＴ４に相当する。

図５は、実施の形態１における警告レベル決定処理を示すフローチャートであり、図３のステップＳＴ４の処理の詳細を示している。
まず、判定部３１は、車線逸脱量算出部３０から逐次入力した車線逸脱量ｄの絶対値を閾値Ｔｈ０と比較し、この比較結果に基づいて自車が車線逸脱しているか否かを判定する（ステップＳＴ１ａ）。ここで、絶対値｜ｄ｜＜閾値Ｔｈ０である場合、判定部３１は、自車が車線を逸脱していないと判定する。制御部３２は、この判定結果を判定部３１から受けると、“警告なし”と判定する。絶対値｜ｄ｜≧閾値Ｔｈ０であれば、判定部３１は、自車が車線を逸脱していると判定する。

次に、判定部３１は、車線逸脱量の時間変化量Δｄを閾値Ｔｈ１と比較して、この比較結果に基づいて走行車線を逸脱している自車が当該走行車線に復帰する傾向にあるか否かを判定する（ステップＳＴ２ａ）。Δｄ＜閾値Ｔｈ１である場合、判定部３１は、運転者が走行車線に復帰する運転操作を行って車線逸脱量ｄが減少している状態、すなわち自車が走行車線に復帰する傾向にあると判定する。制御部３２は、この判定結果を判定部３１から受けると、警告レベルを“警告（弱）”に決定する。“警告（弱）”は、警告レベルとして強、中、弱を予め定めておき、このうちの“弱”であることを示している。

制御部３２には、車線逸脱に関して警告レベルごとの警告内容（警告手法）が予め設定されており、制御部３２は、判定部３１の判定結果に対応する警告レベルの警告内容を選択することになる。
なお、警告レベルは運転者へ通知すべき緊急度合いに相当する。このため、警告レベルが“強”の場合は、運転者に車線逸脱への早急な対処を促すため、視覚的または聴覚的に強調された内容で報知される。一方、警告レベルが“弱”の場合、運転者に早急な対処を求めず、単に車線逸脱の有無を気付かせることを目的として視覚的または聴覚的に簡単な内容で報知される。

一方、Δｄ≧閾値Ｔｈ１の場合、判定部３１は、運転者が自車を走行車線に復帰せず、さらに大きく逸脱した状態にしていると判定する。
そこで、判定部３１は、ステップＳＴ２で取得した車両情報を用いて、この車線逸脱が運転者の意図する行為であるか否かを判定する（ステップＳＴ３ａ）。例えば、車両情報として取得されたウィンカー情報から、逸脱方向とウィンカーの向きが同じである場合、運転者の意図的な行為であると判定する。制御部３２は、この判定結果を判定部３１から受けると、警告レベルを“警告（弱）”に決定する。
また、逸脱方向とウィンカーの向きが一致しない場合またはウィンカー操作が実施されていない場合、判定部３１は、運転者の意図的な行為ではないと判定する。
制御部３２は、この判定結果を判定部３１から受けると、警告レベルを“警告（強）”に決定する。なお、“警告（強）”は、警告レベルが“強”であることを示している。

図３の説明に戻る。
ステップＳＴ５において、制御部３２は、ステップＳＴ４で決定した警告レベルの内容で警告表示を行う。例えば、制御部３２が、表示装置４を制御して、図６に示すように、自車のフロントウィンドウ９の左右下部にある表示部４ａ，４ｂのそれぞれに自車と車線の位置を表示させる。さらに、この表示の背景画面を点滅させて運転者に車線逸脱による危険を警告する。このとき、警告レベルが“警告（弱）”であれば点滅の間隔を長くし、警告レベルが“警告（強）”である場合には点滅の間隔を短くする。
このように警告レベルに応じた光パターンを表示装置４に表示することで、自車が車線逸脱しているときの運転状況に応じた内容で警告を行うことができる。

なお、光パターンとしては、上述した背景画面の点滅の他、例えば、自車または車線のレーンマーカーを太枠や太線で強調表示すること、これら太枠や太線を点滅させること、これら太枠や太線を警告レベルに応じて変更すること（警告レベルが高い場合は注意色である赤色、低い場合は青色など）、レーンマーカーから外側の色を警告レベルに応じて変更することなどが含まれる。

また、制御部３２は、ステップＳＴ４で決定した警告レベルの警告音を音声通知用スピーカ７から出力させる（ステップＳＴ６）。例えば、単音を車線逸脱量ｄに比例した時間間隔で発生させる。このとき、音声通知用スピーカ７を構成する２つのスピーカを用いて仮想音源の位置を、自車が車線逸脱している方向に移動させる。このようにすることで、運転者のみに警告音が聞こえるようにすることができる。
警告レベルが“警告（弱）”であれば、警告音の音量を小さくし、警告レベルが“警告（強）”である場合は、警告音の音量を大きくする。このようにすることで、自車が車線逸脱しているときの運転状況に応じた内容で警告を行うことができる。

さらに、制御部３２は、ステップＳＴ４で決定した警告レベルでシートを傾斜させる（ステップＳＴ７）。例えば、制御部３２は、シート傾斜装置５を制御することで、運転シートを傾斜させる。このとき、運転シートの傾斜によって運転者の重心が移動して、自車が車線を逸脱した方向とその車線逸脱量ｄが運転者に伝達される。
シート傾斜装置５は、図７に示すように、車内の床に設置される第１の台座部５ａと、第１の台座部５ａに設置された傾斜機構５ｂと、傾斜機構５ｂに傾斜自在に取り付けられる第２の台座部５ｃを備える。第２の台座部５ｃに運転シート８が取り付けられており、傾斜機構５ｂによって第２の台座部５ｃが傾斜すると、これに応じて運転シート８も傾斜する。

図７（ａ）に示すように、通常の走行時は座面を水平に維持している。自車が走行車線の右端から逸脱している場合、図７（ｂ）に示すように運転シート８をローリング方向、すなわち左側に下るように傾ける。また、自車が走行車線の左端から逸脱している場合、図７（ｃ）に示すように運転シート８を右側に下るように傾ける。

運転シート８を傾けるために第２の台座部５ｃの側方部を上昇させる高さｈは、下記式（２）で示すシグモイド関数から算出することができる。自車が車線右側から逸脱している場合（ｄ＞０）は第２の台座部５ｃの右側を上昇させ、車線左側から逸脱している場合（ｄ＜０）は第２の台座部５ｃの左側を上昇させる。ただし、α１はシグモイド関数の係数であり、ａは車線逸脱量ｄの感度係数である。
ｈ＝α１（１／（１＋ｅ^{−（｜ｄ｜＋ａ）}）） ・・・（２）

また、警告レベルが“警告（弱）”であれば、シグモイド関数の係数α１を小さくすることで、第２の台座部５ｃの側方部を上昇させる高さｈを低くする。一方、警告レベルが“警告（強）”である場合、係数α１を大きくして第２の台座部５ｃの側方部を上昇させる高さｈを高くする。このようにすることで、警告レベルが高い場合は、運転シート８の傾きが急になり、運転者が直ちに車線逸脱に対応した運転操作を行うように促すことができる。

図３において、制御部３２は、ステップＳＴ４で決定した警告レベルでシートを振動させる（ステップＳＴ８）。例えば、制御部３２は、シート振動装置６を制御することで、運転シートの座面を振動させる。シート振動装置６は、図８に示すように、運転シート８の座面８ａに埋め込まれた振動子群６Ｒ−１〜６Ｒ３，６Ｌ−１〜６Ｌ−３を備える。
自車が走行車線の右端から逸脱している場合、運転シート８の座面８ａの右側の振動子群６Ｒ−１〜６Ｒ３を振動させる。また、自車が走行車線の左端から逸脱している場合には、座面８ａの左側の振動子群６Ｌ−１〜６Ｌ−３を振動させる。このとき、振動子群の全ての振動子を同時に振動させてもよいが、順に振動させてもよい。例えば、振動子群６Ｒ−１〜６Ｒ３を振動させる場合、右端の振動子群６Ｒ−１から順に振動子群６Ｒ−２、振動子群６Ｒ−３を振動させていく。

また、警告レベルが“警告（弱）”である場合、振動数ｆ＝αｄのうち、αの値を初期値から小さくなるようにして低周波数で振動させる。
警告レベルが“警告（強）”であれば、αの値を初期値から大きくなるように変更して高周波数で振動させる。このようにすることで、警告レベルが高い場合は、座面８ａの振動が高周波数になり、運転者が直ちに車線逸脱に対応した運転操作を行うように促すことができる。

なお、シート傾斜装置５およびシート振動装置６は、図９に示すように、クッション型の装置として一体に構成してもよい。図８では、シート振動装置６の振動子群を運転シート８の座面８ａに直接埋め込んでいたが、図９の構成では、運転シート８とは別個に設けたクッションの座面部５ｄに振動子群６Ｒ，６Ｌを埋め込んでいる。さらに、この座面部５ｄは、傾斜機構５ｂに傾斜自在に取り付けられている。このクッション型のシート傾斜装置５およびシート振動装置６を運転シート８の座面８ａ上に置いて、ステップＳＴ７やステップＳＴ８と同様に動作させる。このようにすることでも、運転者に対して運転状況に応じた的確な内容で車線逸脱を警告することができる。

以上のように、この実施の形態１によれば、自車の走行車線に対する車線逸脱量を算出する車線逸脱量算出部３０と、車線逸脱量算出部３０が逐次算出する車線逸脱量に基づいて、走行車線を逸脱している自車が当該走行車線に復帰する傾向にあるか否かを判定する判定部３１と、判定部３１に自車が走行車線に復帰する傾向にあると判定された場合、自車の車線逸脱に対する警告レベルを自車が走行車線に復帰する傾向にないと判定された場合よりも低いレベルに決定し、警告レベルに応じた内容の警告を行う制御部３２とを備える。このように構成することで、車両が車線逸脱しているときの運転状況に応じた内容で警告を行うことができる。例えば、自車が走行車線を逸脱していても、自車が走行車線に復帰する傾向にあれば、警告レベルを低くし、運転者の気付きを目的とした簡単な警告が行われるため、運転者に煩わしさや不快感を与えることがない。

また、この実施の形態１によれば、判定部３１が、自車が走行車線に復帰する傾向にないと判定した場合に、自車の車両情報に基づいて運転者の意図する車線逸脱であるか否かを判定し、制御部３２が、判定部３１によって運転者の意図しない車線逸脱であると判定された場合に、自車の車線逸脱に対する警告レベルを、運転者の意図する車線逸脱であると判定された場合よりも高いレベルに決定する。
このように構成することで、車両が車線逸脱しているときの運転状況に応じた内容で警告を行うことができる。例えば、通常の車線変更の場合は、運転者の気付きを目的とした簡単な警告が行われ、運転者に煩わしさや不快感を与えることがない。

さらに、この実施の形態１によれば、制御部３２が、運転シート８を傾斜させるシート傾斜装置５を制御して、警告レベルに応じた角度で自車が走行車線を逸脱している側とは反対側に運転シート８を傾斜させる。このようにすることで、運転者は、自車の車線逸脱を容易に認識でき、警告レベルに応じた運転操作を行うことができる。

さらに、この実施の形態１によれば、制御部３２が、運転シート８を振動させるシート振動装置６を制御して、警告レベルに応じた強さで自車が走行車線を逸脱している側のシート部分を振動させる。このようにすることでも、運転者は、自車の車線逸脱を容易に認識でき、警告レベルに応じた運転操作を行うことができる。

さらに、この実施の形態１によれば、制御部３２が、警告レベルに応じた光パターンを表示装置４に表示して自車の車線逸脱の警告を行う。このようにすることでも、運転者は、車線逸脱を容易に認識でき、警告レベルに応じた運転操作を行うことができる。

さらに、この実施の形態１によれば、制御部３２が、車内の音声通知用スピーカ７の音声出力を制御して、警告レベルに応じた音量で自車の車線逸脱の警告を行う。このようにすることでも、運転者は、自車の車線逸脱を容易に認識でき、警告レベルに応じた運転操作を行うことができる。

さらに、この実施の形態１によれば、制御部３２が、運転シート８を傾斜させるシート傾斜装置５および運転シート８を振動させるシート振動装置６を制御して、警告レベルに応じた角度で自車が走行車線を逸脱している側とは反対側に運転シート８を傾斜させ、かつ当該警告レベルに応じた強さで自車が走行車線を逸脱している側のシート部分を振動させる。このようにすることでも、運転者は、自車の車線逸脱を容易に認識でき、警告レベルに応じた運転操作を行うことができる。

実施の形態２．
図１０は、この発明の実施の形態２に係る運転支援装置を搭載した車両を示す図である。図１０に示す車両Ａ１には、前方カメラ１、車両情報取得装置２、ＥＣＵ３Ａ、表示装置４、シート傾斜装置５、シート振動装置６、および後側方カメラ１０ａ，１０ｂが搭載されている。ＥＣＵ３Ａが実施の形態２に係る運転支援装置として機能する。図１０において、図１と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。

後側方カメラ１０ａ，１０ｂは、車両Ａ１のリヤウィンドウの左右上部に取り付けられたカメラであり、車両Ａ１の後側方の道路状況を撮影してＥＣＵ３Ａに出力する。後側方カメラ１０ａ，１０ｂとしては、ＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳカメラが使用される。
ＥＣＵ３Ａは、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭといったＣＰＵ周辺部品を備えて構成され、車両Ａ１に搭載された電子装置の動作を制御する機能を有する。この機能の一つとして実施の形態２に係る運転支援装置が実現される。

図１１は、実施の形態２に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。図１１において、ＥＣＵ３Ａは、この実施の形態２に係る運転支援装置として機能するＥＣＵであって、前方カメラ１、車両情報取得装置２、表示装置４、シート傾斜装置５、シート振動装置６、音声通知用スピーカ７および後側方カメラ１０ａ，１０ｂと接続している。
また、ＥＣＵ３Ａは、運転支援装置の機能ブロックとして、車線逸脱量算出部３０、判定部３１、制御部３２および車両周辺検出部３３を備えて構成される。
車両周辺検出部３３は、自車の周辺にある障害物を検出する車両周辺検出部であって、例えば、後側方カメラ１０ａ，１０ｂによって撮影された自車の後側方の画像情報を画像処理して自車の周辺の障害物を検出する。なお、図１１において、図２と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。

なお、車線逸脱量算出部３０、判定部３１、制御部３２および車両周辺検出部３３は、例えば、実施の形態２に特有な処理を記述したプログラムをＥＣＵ３ＡのＣＰＵが実行することで、ソフトウエアとハードウエアが協働した手段として実現することができる。

次に動作について説明する。
図１２は、実施の形態２に係る運転支援装置の動作を示すフローチャートであり、自車の車線逸脱に対する警告を行う処理の詳細を示している。なお、図１２の一連の処理は、一定の間隔、例えば５０ｍｓｅｃごとに連続的に行われる。
また、図１２におけるステップＳＴ１、ステップＳＴ２、ステップＳＴ５からステップＳＴ８までの処理は、図３と同様であるので説明を省略する。

ステップＳＴ１−１において、車両周辺検出部３３は、自車周辺の障害物との衝突余裕時間を算出する。ここでは、車両周辺検出部３３が、後側方カメラ１０ａ，１０ｂの撮影画像を画像処理して、図１３に示す左右の隣接車線を走行する後側方車両をそれぞれ検出し、これらの走行状態を検出する。

車両周辺検出部３３は、車両情報取得装置２から取得した自車の速度Ｖと後側方カメラ１０ａ，１０ｂによって逐次撮影された撮影画像における後側方車両の位置の時間的な変化に基づいて、左車線走行車両の速度Ｖｌ、右車線走行車両の速度Ｖｒ、自車と左車線走行車両との距離Ｄｌ、自車と右車線走行車両との距離Ｄｒを算出する。
続いて、車両周辺検出部３３は、相対速度Ｖ−Ｖｌと距離Ｄｌを用いて、下記式（３）から自車と左車線走行車両とが衝突するまでの時間である衝突余裕時間（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）ＴＴＣｌを算出する。また相対速度Ｖ−Ｖｒと距離Ｄｒを用いて、下記式（４）から自車と右車線走行車両との衝突余裕時間ＴＴＣｒを算出する。
以降では、ＴＴＣｒとＴＴＣｌをまとめてＴＴＣと呼ぶ。
ＴＴＣｌ＝Ｄｌ／（Ｖ−Ｖｌ） ・・・（３）
ＴＴＣｒ＝Ｄｒ／（Ｖ−Ｖｒ） ・・・（４）

ステップＳＴ３ｂにおいて、判定部３１は車両情報に基づいて各種の閾値を調整する。
実施の形態１と同様に、自車速度に基づいて、車線逸脱量ｄに関する閾値Ｔｈ０、Δｄの絶対値の閾値Ｔｈ１を調整する。
また、例えば、自車速度が高速範囲内である場合は、安全上の観点から自車と後側方車両との衝突可能性を運転者に迅速に伝える必要があるため、衝突余裕時間ＴＴＣに関する閾値Ｔｈ２を初期値から低い値に調整する。

次に、判定部３１は、車線逸脱量ｄと閾値Ｔｈ０の比較結果に基づいて自車の車線逸脱を判定する。ここで、自車が車線逸脱していると判定した場合、判定部３１は、自車と障害物（後側方車両）とが衝突するまでに余裕があるか否かを判定する。これにより、判定部３１に自車と障害物とが衝突するまでに余裕がないと判定された場合、制御部３２は、障害物との衝突に対応する警告レベルを決定し、警告レベルに応じた内容の警告手法を決定する。また、自車と障害物とが衝突するまでに余裕があると判定された場合は、Δｄと閾値Ｔｈ１の比較結果に基づいて、走行車線を逸脱している自車が当該走行車線に復帰する傾向にあるか否かを判定する。この判定部３１の判定結果に応じて、制御部３２は、自車の車線逸脱に対する警告レベルを決定し、警告レベルに応じた内容の警告手法を判別する。ここまでの処理がステップＳＴ４ｂに相当する。

図１４は、実施の形態２における警告レベル決定処理を示すフローチャートであって、図１２のステップＳＴ４ｂの処理の詳細を示している。図１４のステップＳＴ１ａは図５と同様の処理であるので説明を省略する。
ステップＳＴ１ａ−１において、判定部３１は、車両周辺検出部３３が検出した障害物（後側方車両）と自車とが衝突するまでの衝突余裕時間ＴＴＣが閾値Ｔｈ２未満であるか否かを判定する。

衝突余裕時間ＴＴＣが閾値Ｔｈ２未満である場合、判定部３１は、自車が後側方車両と衝突するまでに余裕がなく、衝突の危険があるが、運転者の衝突回避操作が可能であると判定する。制御部３２は、この判定結果を判定部３１から受けると、警告レベルを“警告（強）”と判定する。制御部３２には、自車と障害物との衝突に関して警告レベルごとの警告内容（警告手法）が予め設定されており、制御部３２は、判定部３１の判定結果に対応する警告レベルの警告内容を選択することになる。なお、警告レベルは運転者へ通知すべき緊急度合いに相当する。このため、警告レベルが“強”の場合、運転者に早急な対処を促すため、実施の形態１で示したように、視覚的または聴覚的に強調された内容で報知される。

衝突余裕時間が閾値以上である場合、判定部３１は、自車が後側方車両と衝突するまでに余裕があると判定する。この場合、判定部３１は、ステップＳＴ２ａに進み、Δｄ判定を実行する。ここで、Δｄ＜閾値Ｔｈ１である場合、判定部３１は、自車が後側方車両と衝突するまでに余裕があり、かつ自車が走行車線に復帰する傾向にあると判定する。制御部３２は、この判定結果を判定部３１から受けると、警告レベルを“警告（弱）”に決定する。一方、Δｄ≧閾値Ｔｈ１の場合、判定部３１は、自車が後側方車両と衝突するまでに余裕はあるが、運転者が自車を走行車線に復帰せず、さらに大きく逸脱した状態にしていると判定する。

そこで、判定部３１は、ステップＳＴ２で取得した車両情報を用いて、この車線逸脱が運転者の意図する行為であるか否かを判定する（ステップＳＴ３ａ）。
例えば、車両情報として取得されたウィンカー情報から、逸脱方向とウィンカーの向きが同じである場合、運転者の意図的な行為であると判定する。制御部３２は、この判定結果を判定部３１から受けると、“警告なし”に決定する。
また、逸脱方向とウィンカーの向きが一致しない場合またはウィンカー操作が実施されていない場合、判定部３１は、車線逸脱が運転者の意図的な行為ではないと判定する。
制御部３２は、この判定結果を判定部３１から受けると、運転者の意図的な車線逸脱ではないが、自車が後側方車両と衝突するまでに余裕があるため、警告レベルを“警告（弱）”に決定する。

以上のように、この実施の形態２によれば、自車の周辺にある障害物を検出する車両周辺検出部３３を備え、判定部３１が、車両周辺検出部３３が検出した障害物と自車の衝突までの衝突余裕時間ＴＴＣが閾値未満であるか否かを判定する。このように構成することでも、車両が車線逸脱しているときの運転状況に応じた内容で警告を行うことができる。例えば、自車が運転者の意図しない車線逸脱を行っていても、自車と車両周辺の障害物との衝突までに余裕があれば、警告レベルを低くし、運転者の気付きを目的とした簡単な警告が行われるため、運転者に煩わしさや不快感を与えることがない。

実施の形態３．
図１５は、この発明の実施の形態３に係る運転支援装置を搭載した車両を示す図である。図１５に示す車両Ａ２には、前方カメラ１、車両情報取得装置２、ＥＣＵ３Ｂ、表示装置４、シート傾斜装置５、シート振動装置６、後側方カメラ１０ａ，１０ｂおよび車室内カメラ１１が搭載されている。ＥＣＵ３Ｂが実施の形態３に係る運転支援装置として機能する。図１５において、図１および図１０と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。

車室内カメラ１１は、車両のインストルメントパネルの上部に設置されたカメラであり、運転中の運転者の動作や顔を撮影してＥＣＵ３Ｂに出力する。また、車室内カメラ１１としては、ＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳカメラが使用される。
ＥＣＵ３Ｂは、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭといったＣＰＵ周辺部品を備えて構成され、車両Ａ２に搭載された電子装置の動作を制御する機能を有する。この機能の一つとして実施の形態３に係る運転支援装置が実現される。

図１６は、実施の形態３に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。図１６において、ＥＣＵ３Ｂは、この実施の形態２に係る運転支援装置として機能するＥＣＵであって、前方カメラ１、車両情報取得装置２、表示装置４、シート傾斜装置５、シート振動装置６、音声通知用スピーカ７、後側方カメラ１０ａ，１０ｂおよび車室内カメラ１１と接続している。また、ＥＣＵ３Ｂは、運転支援装置の機能ブロックとして、車線逸脱量算出部３０、判定部３１、制御部３２、車両周辺検出部３３および運転者検出部３４を備えて構成される。運転者検出部３４は、自車の運転者の状態を検出する運転者検出部であり、例えば車室内カメラ１１で撮影された運転者の映像を取得して画像処理を施し、運転者の顔の向き、視線方向、さらに運転者の動作を検出する。なお、図１６において、図２および図１１と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。

なお、車線逸脱量算出部３０、判定部３１、制御部３２、車両周辺検出部３３および運転者検出部３４は、例えば実施の形態３に特有な処理を記述したプログラムをＥＣＵ３ＢのＣＰＵが実行することで、ソフトウエアとハードウエアが協働した手段として実現することができる。

次に動作について説明する。
図１７は、実施の形態３に係る運転支援装置の動作を示すフローチャートであり、自車の車線逸脱に対する警告を行う処理の詳細を示している。なお、図１７の一連の処理は、一定の間隔、例えば５０ｍｓｅｃごとに連続的に行われる。
また、図１７におけるステップＳＴ１、ステップＳＴ１−１、ステップＳＴ２、ステップＳＴ５からステップＳＴ８までの処理は、図３および図１２と同様であるので説明を省略する。

ステップＳＴ１−２において、運転者検出部３４は、自車の運転者の状態を検出する。ここでは、運転者検出部３４が、車室内カメラ１１で撮影された運転者の映像を取得して画像処理を施し、運転者の視線方向を検出する。
続いて、判定部３１は、運転者の状態および車両情報に基づいて各種の閾値を調整する（ステップＳＴ３ｃ）。このとき、実施の形態１と同様に、自車速度に基づいて、車線逸脱量ｄに関する閾値Ｔｈ０、Δｄの絶対値の閾値Ｔｈ１を調整する。
また、運転者の視線方向から運転への注意が散漫になっていると判断される場合、自車と後側方車両との衝突可能性を運転者に迅速に伝える必要があるため、警告を発しやすくなるように、車線逸脱量ｄの閾値Ｔｈ０、Δｄの閾値Ｔｈ１、衝突余裕時間ＴＴＣの閾値Ｔｈ２を調整する。

次に、判定部３１は、車線逸脱量ｄと閾値Ｔｈ０の比較結果に基づいて自車の車線逸脱を判定する。ここで、自車が車線逸脱していると判定した場合、判定部３１は、自車と障害物（後側方車両）とが衝突するまでに余裕があるか否かを判定する。これにより、自車と障害物とが衝突するまでに余裕がないと判定した場合、判定部３１は、運転者の視線方向に基づいて、障害物を運転者が認識しているか否かを判定する。この判定部３１の判定結果に応じて、制御部３２は、自車の車線逸脱に対する警告レベルを決定し、警告レベルに応じた内容の警告手法を決定する。ここまでの処理がステップＳＴ４ｃに相当する。

図１８は、実施の形態３における警告レベル決定処理を示すフローチャートであって、図１７のステップＳＴ４ｃの処理の詳細を示している。図１８のステップＳＴ１ａ、ステップＳＴ１ａ−１、ステップＳＴ２ａおよびステップＳＴ３ａは、図５および図１４と同様の処理であるので説明を省略する。
ステップＳＴ４ａにおいて、判定部３１は、運転者検出部３４が検出した運転者の視線方向に基づいて、自車と衝突するまでの余裕時間が短い障害物（後側方車両）を運転者が認識しているか否かを判定する。例えば、運転者の視線が特定の対象物（例えば、サイドミラーまたは障害物自体）を一定時間注視しているかどうかで判定する。

運転者が障害物を認識していない場合、判定部３１は、自車が後側方車両と衝突するまでに余裕がなく、衝突の危険がある上その障害物に運転者が気付いていないと判定する。制御部３２は、この判定結果を判定部３１から受けると、警告レベルを“警告（強）”と判定する。制御部３２には、自車と障害物との衝突に関して警告レベルごとの警告内容（警告手法）が予め設定されており、制御部３２は、判定部３１の判定結果に対応する警告レベルの警告内容を選択することになる。なお、警告レベルは運転者へ通知すべき緊急度合いに相当する。このため、警告レベルが“強”の場合、運転者に早急な対処を促すため、実施の形態１で示したように、視覚的または聴覚的に強調された内容で報知される。

運転者が障害物を認識している場合、判定部３１は、自車が後側方車両と衝突するまでに余裕がなく、衝突の危険があるが、運転者が衝突を回避可能であると判定する。
制御部３２は、この判定結果を判定部３１から受けると、警告レベルを“警告（中）”と判定する。警告レベルが“中”の場合、警告レベルが“強”の場合と比較して運転者に早急な対処を求めず、また警告レベルが“弱”の場合よりも視覚的または聴覚的に強調された内容で報知される。例えば、図６に示したように、自車のフロントウィンドウ９の左右下部にある表示部４ａ，４ｂのそれぞれに自車と車線の位置を表示し、この表示の背景画面を点滅させて運転者に車線逸脱による危険を警告する場合、警告レベルが“警告（中）”であれば、警告レベルが“警告（弱）”よりも点滅の間隔が短く、警告レベルが“警告（強）”である場合によりは点滅の間隔を長くする。

警告音を音声通知用スピーカ７から出力させる場合、警告レベルが“警告（中）”であれば、警告レベルが“警告（弱）”の場合よりも警告音の音量を大きくし、警告レベルが“警告（強）”である場合よりは警告音の音量を小さくする。
また、運転シートを傾斜させる場合、警告レベルが“警告（中）”であれば、警告レベルが“警告（弱）”の場合よりも上記式（２）に示すシグモイド関数の係数α１を大きくし、警告レベルが“警告（強）”である場合よりは係数α１を小さくする。これにより、図７に示した第２の台座部５ｃの側方部を上昇させる高さｈが、警告レベルが“警告（弱）”の場合よりも高く、警告レベルが“警告（強）”の場合よりは低くなる。
さらに、運転シート８を振動させる場合、警告レベルが“警告（中）”であれば、警告レベルが“警告（弱）”の場合よりも振動数ｆ＝αｄにおけるαの値を大きくし、警告レベルが“警告（強）”の場合よりはαの値を小さくなるようにして中間の周波数で振動させる。

以上のように、この実施の形態３によれば、自車の運転者の状態を検出する運転者検出部３４を備え、判定部３１が、運転者検出部３４が検出した運転者の状態に基づいて運転者が障害物を認識しているか否かを判定する。このように構成することで、車両が車線逸脱しているときの運転状況に応じた内容で警告を行うことができる。
例えば、自車が車線逸脱を行っており、さらに自車と車両周辺の障害物との衝突までに余裕がない状態であっても、運転者がその障害物を認識しており、それに応じた回避運転が可能な状態であれば、警告レベルを中間レベルとし、警告レベルが“強”の場合よりも軽微な警告で運転者の回避運転を促すため、運転者に煩わしさや不快感を与えることがない。

なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 前方カメラ、２ 車両情報取得装置、３，３Ａ，３Ｂ ＥＣＵ、４ 表示装置、４ａ，４ｂ 表示部、５ シート傾斜装置、５ａ 第１の台座部、５ｂ 傾斜機構、５ｃ 第２の台座部、５ｄ クッション部、６ シート振動装置、６Ｌ，６Ｒ，６Ｌ−１〜６Ｌ−３，６Ｒ−１〜６Ｒ−３ 振動子群、７ 音声通知用スピーカ、８ 運転シート、８ａ 座面、９ フロントウィンドウ、１０ａ，１０ｂ 後側方カメラ、１１ 車室内カメラ、３０ 車線逸脱量算出部、３１ 判定部、３２ 制御部、３３ 車両周辺検出部、３４ 運転者検出部。

Claims (10)

1. 自車の走行車線に対する車線逸脱量を算出する車線逸脱量算出部と、
   前記車線逸脱量算出部が逐次算出する前記車線逸脱量に基づいて、前記走行車線を逸脱している前記自車が当該走行車線に復帰する傾向にあるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部に前記自車が前記走行車線に復帰する傾向にあると判定された場合、前記自車の車線逸脱に対する警告レベルを前記自車が前記走行車線に復帰する傾向にないと判定された場合よりも低いレベルに決定し、前記警告レベルに応じた内容の警告を行う制御部とを備える運転支援装置。
2. 前記判定部は、前記自車が前記走行車線に復帰する傾向にないと判定した場合に、前記自車の車両情報に基づいて運転者の意図する車線逸脱であるか否かを判定し、
   前記制御部は、前記判定部によって前記運転者の意図しない車線逸脱であると判定された場合に、前記自車の車線逸脱に対する警告レベルを、前記運転者の意図する車線逸脱であると判定された場合よりも高いレベルに決定することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
3. 前記制御部は、乗員のシートを傾斜させるシート傾斜装置を制御して、前記警告レベルに応じた角度で前記自車が前記走行車線を逸脱している側とは反対側に前記シートを傾斜させることを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
4. 前記制御部は、乗員のシートを振動させるシート振動装置を制御して、前記警告レベルに応じた強さで前記自車が前記走行車線を逸脱している側のシート部分を振動させることを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
5. 前記制御部は、前記警告レベルに応じた光パターンを表示装置に表示して、前記自車の車線逸脱の警告を行うことを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
6. 前記制御部は、車内のスピーカの音声出力を制御して、前記警告レベルに応じた音量で前記自車の車線逸脱の警告を行うことを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
7. 前記制御部は、乗員のシートを傾斜させるシート傾斜装置および乗員のシートを振動させるシート振動装置を制御して、前記警告レベルに応じた角度で前記自車が前記走行車線を逸脱している側とは反対側に前記シートを傾斜させ、かつ当該警告レベルに応じた強さで前記自車が前記走行車線を逸脱している側のシート部分を振動させることを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
8. 前記自車の周辺にある障害物を検出する車両周辺検出部を備え、
   前記判定部は、前記車両周辺検出部が検出した前記障害物と前記自車の衝突までの衝突余裕時間が閾値未満であるか否かを判定することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
9. 前記自車の運転者の状態を検出する運転者検出部を備え、
   前記判定部は、前記運転者検出部が検出した運転者の状態に基づいて前記運転者が前記障害物を認識しているか否かを判定することを特徴とする請求項８記載の運転支援装置。
10. 自車の走行車線に対する車線逸脱を警告する運転支援方法であって、
    車線逸脱量算出部が、前記自車の前記走行車線に対する車線逸脱量を算出するステップと、
    判定部が、前記車線逸脱量算出部が逐次算出する前記車線逸脱量に基づいて、前記走行車線を逸脱している前記自車が当該走行車線に復帰する傾向にあるか否かを判定するステップと、
    制御部が、前記判定部に前記自車が前記走行車線に復帰する傾向にあると判定された場合、前記自車の車線逸脱に対する警告レベルを前記自車が前記走行車線に復帰する傾向にないと判定された場合よりも低いレベルに決定し、前記警告レベルに応じた内容の警告を行うステップとを備える運転支援方法。

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