JP3393584B2 - 車線逸脱防止装置 - Google Patents
車線逸脱防止装置Info
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Description
から逸脱しそうになるとこれを防止する方向にドライバ
の操舵力とは別にドライバが容易に打ち勝てる程度の操
舵用制御トルクを加えて車両の車線逸脱の防止を案内す
る、車線逸脱防止装置に関する。
や姿勢の把握を行ない、これに基づいて自動車の自動走
行制御を行なったり、ドライバの運転を案内したりする
技術(運転案内装置)が開発されている。自動走行制御
の場合、ドライバに何ら頼ることなく自動車を運転する
ことが必要であり、道路をはじめとした基本的施設(イ
ンフラ)を整備するなど、その実用化には様々な条件整
備が前提となる。
するのはあくまでもドライバであり、運転案内装置はド
ライバの運転操作のミスをドライバに知らせたりミスを
解消する方向へ運転を補助したりするものである。した
がって、運転案内装置は、現在の道路環境においても実
現可能な技術が多く、より実用性の高い運転案内装置の
開発が望まれている。
止装置がある。この車線逸脱防止装置としては、自動車
が不注意で走行車線から逸脱しそうになると運転車に警
告を発する技術(特開昭63−214900号公報)が
ある。しかし、単に警告を発するだけでは居眠りをして
いるドライバには有効でない場合があるため、さらに積
極的に、自動車が走行車線内の一定位置(例えば中央位
置)を走行するように操舵制御を行なう技術(特開平2
−270005号公報)も提案されている。
一定位置を維持するように制御する場合、ドライバの不
用意な操舵など一時的な操舵異常により自動車が走行車
線内からはみ出そうとした際にこの制御がはたらくと他
車両との緩衝を招くことがある。このため、こうした場
合には自動車を走行車線内の一定位置まで戻すのではな
く、走行車線内であっても車両がはみ出そうとした側に
偏った位置を保持するように操舵制御を行なう技術(特
開平5−297939号公報)も提案されている。
な運転案内装置の一つである車線逸脱防止装置の場合、
自動車が走行車線から逸脱しないようにするためにドラ
イバの操舵力とは別に操舵用アクチュエータを通じて操
舵用制御トルクを加えることが必要になるが、この場合
に加える操舵用制御トルクは、小さ過ぎては効果を期待
することができず、逆に、大きすぎてはドライバ自身に
よる操舵操作の妨げとなってしまう。
逸脱防止のための操舵用制御トルクは、ドライバの操舵
操作を案内したりドライバの操舵上のミスを解消する方
向へ操舵を補助したりするものであり、操舵する主体は
あくまでもドライバである。従って、この場合の操舵用
制御トルクの付与は、自動車が走行車線を逸脱しそうに
なっていることをドライバに知らせることが主目的であ
り、実際に車両を車線内に保持するための操舵トルクは
ドライバ自身により加えらるようにしたい。
車線から逸脱しそうになっているか否かの判断を的確に
行なうのは困難である。例えば単純に自動車が走行車線
内の基準位置(例えば車線内の幅方向中央)から外れそ
うになったら自動車が意に反して走行車線から逸脱しそ
うな状態であると判断することができるが、これでは、
車線変更などドライバの意思で走行車線から脱しようと
するときにも意に反した走行車線逸脱と判定してしまう
ことになる。
エータにより制御トルクを発生させると、ドライバの意
思で走行車線から脱しようと操舵操作するときに、この
ドライバの操舵操作に対抗する方向に操舵用制御トルク
が発生することになり、操舵用制御トルクが大き過ぎる
とドライバの意思による車線変更等の操舵操作に支障を
来すことになり、この点からも、操舵用制御トルクが過
剰にならないようにしたい。
の操舵用制御トルクの付与を適切に行なうためには、自
動車が走行車線から逸脱しそうになっているか否かを精
度よく判断する必要がなる。自動車の車線からの逸脱判
定は、走行中の自動車(以下、自車両という)の位置が
走行車線の基準位置(一般に、道路中心線)から左右ど
ちら側にどの程度横ずれしているかに基づいて判定する
ことができる。
走行車線の位置情報として例えば道路白線情報を得るこ
とで算出することができる。一般には、車両に前方の道
路上を撮影するカメラを搭載して、このカメラにより得
られた画像情報から走行車線を規定する道路白線を認識
して、自車両に対する道路白線の位置に基づいて自車両
の走行車線に対する横ずれ方向及び横ずれ量を求めるこ
とができる。
たり降雨や降雪等により道路白線を外観することができ
ない場合等には、道路白線自体を認識することができな
いので、自車両の走行車線に対する横ずれについて求め
ることもできず、車線逸脱防止のための操舵用制御トル
クを付与することはできない。したがって、道路白線を
何ら認識することができない場合は、操舵用制御トルク
が不適切に付与されることもない。
できるが、この認識が的確でない場合には、道路白線認
識から求めた自車両の横ずれの誤差が大きくなって、車
線逸脱防止のための操舵用制御トルクが不適切に付与さ
れることがあり、制御トルクが不安定に加わることにな
り、車線逸脱の防止をドライバに適切に案内することが
できない。
いる場合や前方道路上に停止車両等が存在する場合に
は、カメラの撮影視野内の道路白線が先行車両等により
遮られて道路白線情報を十分に得ることができない。こ
のため、走行車線の位置を精度よく把握することができ
ず、走行車線に対する自車両の横ずれ状態の算出誤差も
大きくなってしまう。
規格に沿った白線が設けられているので一般に道路白線
を認識し易いが、サービスエリア付近やインターチェン
ジ付近などには道路が合流する部分や分岐する部分があ
り、こうした部分では、路側を規定する白線が規格に沿
った単純な一本線状のものではなく、縞模様又はゼブラ
模様などの車線の規定に関係ない白線模様と組み合わさ
れ混在している場合がある。
報から走行車線を規定する白線のみを把握することが困
難になり、走行車線の位置を精度よく把握することがで
きず、走行車線に対する自車両の横ずれ状態の算出誤差
も大きくなってしまう。また、走行している道路が規格
に沿っていない場合、走行車線を規定する白線認識を行
なえても、この白線認識から走行車線の基準位置(道路
中心線)を適切に算出し難い場合もあり、この場合に
も、走行車線に対する自車両の横ずれ状態の算出誤差が
大きくなってしまう。
の横ずれ状態を精度よく算出することができても、車線
逸脱防止のための操舵用制御トルクの付与を適切に行な
い難い場合がある。例えば直線路では、例えば車線の道
路中央線をはじめとした走行車線内の基準位置に自動車
を案内してもドライバによって違和感や抵抗感はあまり
ないと思われるが、カーブ路では、ドライバによって
は、道路中央線よりも旋回内側に車両を偏倚させた状態
で走行する習慣があったり、逆に、旋回該側に車両を偏
倚させた状態で走行する習慣があったりして、ドライバ
によって車線内の走行位置の趣向が異なる。
の車両の走行位置を常に道路中央線等の走行車線内の基
準位置に沿わせるのは現実的でなく、道路中央線等の走
行車線内の基準位置に向けて操舵用制御トルクを与える
ことで車線逸脱の防止を行なおうとすると、旋回操作中
のドライバにとっては、違和感や抵抗感を大きく感じる
ことになる。したがって、この場合、自車両の横ずれ状
態を精度よく算出できても、操舵用制御トルクの付与を
適切に行なうことは困難である。
ので、ドライバの意思による操舵操作を妨げることなく
操舵用制御トルクを付与することができ且つ操舵用制御
トルクが不適切に付与されないようにしながら車線逸脱
の回避をドライバに的確に案内できるようにした、車線
逸脱防止装置を提供することを目的とする。
逸脱防止装置(請求項1,2,3)では、横ずれ量算出
手段が、カメラにより得られる走行車線の基準位置から
の車両の走行位置の横ずれ量を算出し、制御トルク算出
手段が、横ずれ量算出手段で算出された横ずれ量に基づ
いて操舵用制御トルクを算出する。このとき、制御トル
ク算出手段では、横ずれ量に基づくと共にドライバが容
易に打ち勝てる程度の大きさの操舵用制御トルクを設定
する。
路状況判別手段が、レーザレーダからの情報に基づい
て、該自車両の前に先行車両や停止車両等が存在してい
るか否かを判別する。そして、制御手段では、道路状況
判別手段で該自車両の前に先行車両や停止車両等が存在
していると判別されると、操舵アクチュエータによる制
御トルクの発生を中断する。したがって、該自車両の前
に先行車両や停止車両等が存在している場合には、操舵
用制御トルクが付与されなくなる。また、請求項2,5
記載の車線逸脱防止装置では、道路状況判別手段が、ナ
ビゲーションシステム及び道路に関する地図データから
の情報に基づいて、該自車両の走行している道路部分が
路側を規定する白線の不確定な特定領域であるか否かを
判別する。そして、制御手段では、道路状況判別手段で
該自車両の走行している道路部分が路側を規定する白線
の不確定な特定領域であると判別されると、操舵アクチ
ュエータによる制御トルクの発生を中断する。したがっ
て、該自車両の走行している道路部分が路側を規定する
白線の不確定な特定領域である場合には、操舵用制御ト
ルクが付与されなくなる。 さらに、請求項3,4記載の
車線逸脱防止装置では、道路状況判別手段が、ナビゲー
ションシステム及び道路に関する地図データからの情報
に基づいて、該自車両が高規格道路から外れているか否
かを判別する。そして、制御手段では、道路状況判別手
段で該自車両が高規格道路から外れていると判別される
と、操舵アクチュエータによる制御トルクの発生を中断
する。したがって、該自車両が高規格道路から外れてい
る場合には、操舵用制御トルクが付与されなくなる。
の形態について説明すると、図1〜図7は本発明の一実
施形態としての車線逸脱防止装置を示すものである。本
車線逸脱防止装置(レーンガイダンスシステムとも言
う)は、自動車において自車両が走行車線から逸脱しそ
うになるとこれを防止するためのものであり、走行車線
に対する自車両の位置を認識して、車線逸脱のおそれが
生じると、図1に示すように、車両にそなえられた操舵
アクチュエータ21によりドライバの加える操舵トルク
とは別の操舵トルク(この操舵トルクは、ドライバの加
える操舵トルクと区別するために操舵用制御トルクと呼
ぶ)を与えて、操舵中のドライバにステアリングホイー
ル(以下、ハンドルともいう)20を通じて車線逸脱を
警告するものである。
車両の挙動を修正する作用があるが、この操舵用制御ト
ルクは、あくまでも操舵系を通じてドライバに警告する
ことが主目的であり、車線を逸脱しそうな車両の位置を
修正するのは、この操舵用制御トルクが加えられたこと
で車線を逸脱しそうなことを認識したドライバの操舵操
作によって行なうべきものとしている。
に示すように、走行車線に対する自車両の位置を認識す
るために、車両1の前方前方の道路状態を撮像する撮像
手段としてのカメラ2と、カメラ2からの画像情報から
画像情報を適宜処理して前方道路上の左右の白線位置を
認識する画像情報処理手段3と、この画像情報処理手段
3による白線位置画像情報から車両の走行レーン(走行
車線)の基準位置に対する横ずれ量ΔYを算出する横ず
れ量算出手段4Aとをそなえている。
を逸脱しそうな度合いに関する判定パラメータに相当す
る。また、横ずれ量算出手段4Aは、自車両に対する走
行車線(走行レーン)の相対位置を推定する走行レーン
推定手段4内の機能要素としてそなえられている。さら
に、本車線逸脱防止装置は、この横ずれ量算出手段4A
により算出された横ずれ量(横偏差)ΔY、即ち、車線
を逸脱しそうな度合いに基づいて、操舵用制御トルクT
cを算出する制御トルク算出手段5と、ドライバの加え
る操舵トルクとは別にこの操舵用制御トルクTcを操舵
系に付与しうる操舵アクチュエータ21と、この制御ト
ルク算出手段5で算出された操舵用制御トルクTcが横
ずれ量ΔYを減らす方向に発生するように操舵アクチュ
エータ21を制御する制御手段(コントローラ)6とを
そなえている。
び操舵用制御トルクレベルを調整する制御トルク調整手
段としてのスイッチ(SW)23がそなえられている。
したがって、本装置を作動させたければスイッチ23を
オンに、本装置を作動させたくなければスイッチ23を
オフに、ドライバの好みに応じて選択でき、さらに、ス
イッチ23をオンにした場合、本装置による車線逸脱防
止制御を強めたり弱めたり、即ち、操舵アクチュエータ
21で与えられる操舵用制御トルクTcのレベルを強め
たり弱めたり設定できるようになっている。
トパネル)内には、スイッチ23がオンの場合、又は、
車線逸脱防止のための制御トルクが加えられている場合
に、これを表示する作動表示部24が設けられている。
ところで、本装置では、横ずれ量ΔYを求めることがで
きれば、この横ずれ量ΔYに基づいて操舵アクチュエー
タ21を通じて所要の操舵用制御トルクTcを操舵系に
付与することでドライバに車線逸脱防止の注意を喚起さ
せることができるが、道路状況がこの操舵用制御トルク
Tcの付与が適切でないおそれがあるような場合には、
操舵用制御トルクTcの付与を中断するようになってい
る。
(制御中断条件)は、次のような〜の3つの道路状
況であり、これらの制御中断条件〜が成立するか否
かは、道路状況判別手段7により判別されるようになっ
ている。道路状況判別手段7による制御中断条件〜
にかかる道路状況の判別情報は、制御トルク算出手段5
に送られ、制御トルク算出手段5では、これらの制御中
断条件〜のいずれかが成り立てば、操舵用制御トル
クTcを0として、コントローラ6による制御トルクの
付与を中断させるようになっている。
合。 走行している道路部分がサービスエリアやインターチ
ェンジの付近などの路側を規定する白線が不確定な特定
領域である場合。 走行している道路例えば高速道路などの高規格道路か
ら外れている場合。
することはできるが、この認識が的確でないおそれがあ
る場合である。道路白線を的確に認識することができな
いと、道路白線認識から求めた自車両の横ずれの誤差が
大きくなってしまい、操舵用制御トルクの付与が不適切
になり、車線逸脱の防止をドライバに適切に案内するこ
とができないおそれがある。これを回避するために中断
条件,が設けられているのである。
の前に先行車両が走行している場合や前方道路上に停止
車両等が存在する場合には、カメラの撮影視野内の道路
白線が先行車両等により遮られて道路白線情報を十分に
得ることができない。このため、走行車線の位置を精度
よく把握することができず、走行車線に対する自車両の
横ずれ状態の算出誤差も大きくなってしまう。
速道路のサービスエリア付近やインターチェンジ付近な
どには道路が合流する部分や分岐する部分など路側を規
定する白線が不確定な特定領域がある場合、白線認識に
誤差が生じやすい。つまり、こうした特定領域では、路
側を規定する白線が規格に沿った単純な一本線状のもの
ではなく、縞模様又はゼブラ模様などの車線の規定に関
係ない白線模様と組み合わされて混在しており、カメラ
でとらえた画像情報から走行車線を規定する白線のみを
把握することが困難な場合があり、走行車線の位置を精
度よく把握することができず、走行車線に対する自車両
の横ずれ状態の算出誤差も大きくなってしまう。
れの誤差が大きいと車線逸脱防止のための操舵用制御ト
ルクが不適切に付与されて、制御トルクが不安定に加わ
り、車線逸脱の防止をドライバに適切に案内することが
できないおそれがあるため、操舵用制御トルクの付与を
中断するのである。制御中断条件は、曲率の大きいカ
ーブ路での操舵用制御トルクの付与を中止するため及び
自車両の横ずれ状態の算出誤差が大きくなってしまう道
路条件下で操舵用制御トルクの付与を中断するためのも
のである。
ーブ路の曲率は一定限度内に抑えられているが、走行し
ている道路が高規格道路から外れている場合には、曲率
の大きいカーブ路が存在し、曲率の大きいカーブ路で
は、道路中央線等の走行車線内の基準位置に向けて操舵
用制御トルクを与えることで車線逸脱の防止を行なおう
とすると、旋回操作中のドライバにとっては、違和感や
抵抗感を大きく感じることになり、操舵用制御トルクの
付与を適切に行なうことは困難である。このため、高速
道路などの高規格道路から外れている場合には、操舵用
制御トルクの付与を中断するのである。
ない場合、走行車線を規定する白線認識を行なえても、
この白線認識から走行車線の基準位置(道路中心線)を
適切に算出し難く自車両の横ずれ状態の算出誤差が大き
くなってしまい、操舵用制御トルクが不適切に付与され
て車線逸脱の防止をドライバに適切に案内することがで
きないおそれがある。制御中断条件は、これを回避す
るためでもある。
中断条件〜にかかる道路状況の判別は、車載された
レーザレーダ8及びナビゲーションシステム9からの情
報に基づいて行なうようになっている。つまり、レーザ
レーダ8は、カメラ2と対応するように検出方向を車体
前方に向けられており、このレーザレーダ8では、前方
道路上の物体(先行車又は停止車両又は路上の落下物
等)の存在をとらえるとともに車体1(即ち、レーダ
8)からの物体までの距離を検出しうるものであり、道
路状況判別手段7では、このレーザレーダ8からの物体
検出情報及び物体までの距離情報から、カメラ2による
白線認識領域及び白線認識距離内の道路上に物体が存在
すると、制御中止条件(即ち、自車両の前に先行車両
や停止車両等が存在している)が成立している旨の情報
を出力するようになっている。
車両がどの道路上のどの位置を走行しているかを検出し
表示案内するが、道路状況判別手段7では、このナビゲ
ーションシステム9により検出された自車両位置情報
と、高規格道路に関する地図データ及び道路内の特定領
域に関する地図データを記憶したROM(図示略)から
の情報とを用いて、道路状況を判定するようになってい
る。
する地図データとから、自車両の走行中の道路が例えば
高速道路などの高規格道路であるか否かの判定(制御中
断条件にかかる判定)を行ない、自車両位置情報と道
路内の特定領域に関する地図データとから自車両の走行
中の道路部分がサービスエリアやインターチェンジの付
近などの路側を規定する白線が不確定な特定領域である
か否かの判定(制御中断条件にかかる判定)を行な
い、これらの制御中止条件(即ち、自車両の走行中の
道路部分が高速道路などの高規格道路から外れている)
に関する情報や、制御中止条件(即ち、自車両の走行
している道路部分がサービスエリアやインターチェンジ
の付近などの路側を規定する白線が不確定な特定領域で
ある)に関する情報を出力するようになっている。
定手段4(横ずれ量算出手段4A),制御トルク算出手
段5,コントローラ6,道路状況判別手段7等は、CP
U,入出力インタフェース,ROM,RAM等をそなえ
てなる電子制御ユニットとして構成される。ここで、走
行車線に対する自車両の位置認識、即ち、自車両の横ず
れ量ΔYの算出について説明する。
すように、カメラ2からの原画像23を取り込み、この
原画像41から道路白線を抽出して、抽出した道路白線
の画像を、鉛直上方から見たような平面視画像42に変
換する。次に、白線12L,12Rの認識について図3
を参照しながら説明する。なお、ここでは、走行レーン
左端の路側線としての白線12Lの認識について説明す
るが、走行レーン右端の白線12Rを基準とする場合に
ついても同様であるため、左端の白線12Lについては
単に白線12と称することにする。
(a)に示すように、車両1にそなえられたカメラ2に
より平地において車両前方の範囲(例えば5m〜30
m)の白黒画像情報を取り込み、この画像情報から画面
上で縦方向の画像を一部省略する。そして、この画面上
で等間隔になるような複数の水平線11を設定する。こ
の白黒画像情報の取り込みは、微小な制御周期毎に更新
されるようになっており、図3(b)に示すように、そ
れぞれの水平線11上において前回の画面での白線位置
の左右の所要の範囲(ここでは、左右50画素〔do
t〕)を白線探査エリア(処理対象領域)10として設
定する。また、初回の画面は、直線路における白線位置
を前回の画面データとして利用する。
線の明度をそれぞれ左から横方向に微分する。また、図
中の符号14はガードレールである。ところで、通常の
路面は輝度が低く、輝度変化も小さい。これに対して、
白線12は通常の路面に比較して輝度が非常に高いの
で、このように道路の明度を微分すると、通常の路面か
ら白線12への境界点で輝度変化がプラス、白線12か
ら通常の路面への境界点で輝度変化がマイナスとなるよ
うな微分データが得られる。このような微分データの一
例を図3(d)示す。
ついて、微分値のピークが左からプラス,マイナスの順
に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線12
として妥当と思われる程度(プラスのピークからマイナ
スのピークまでの間隔が例えば30dot以内)に納ま
っている組み合わせを白線候補として抽出し、通常は、
図3(e)に示すように、その中点Mを白線候補点15
として保存する。
画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
これは、例えば車両1が左側通行の場合、探索エリア1
0の中の右側が通常輝度変化の少ない道路面であり、こ
の通常の道路面に最も近い白線候補点15が白線12と
判断できる。したがって白線12よりもさらに左側に、
ノイズの原因となる物体(例えばガードレール14等)
が存在する場合であっても、カメラ2により撮像された
画像情報から白線12を確実に認識することができる。
各水平線データにおける白線候補点15の上下方向の連
続性を画面の下方から順次検証していく。まず、事前に
前画面での白線12の上下端間の傾きを計算しておく。
そして、最下点15Aを白線12とすると、一本だけ上
の水平線11上の候補点15Bが、前回の白線12の傾
き分±50dotの範囲内に入っているかを検証する。
これを白線とし、入っていないときは候補点15Bは却
下されて、上述の傾きから補間計算した座標が白線位置
としてみなされる。そして、この検出を各水平線につい
て同様の作業を行なうことにより、連続した白線12を
認識することができるのである。このような白線認識の
作業は、所要の周期で継続して行なわれ、その都度白線
12の認識が更新されるようになっている。
Rの認識についも、これと同様に行なわれる。推定手段
4では、このように各認識周期で認識された原画像41
上の白線12R,12Lを平面視画像42に変換して、
走行レーン左端の白線12Lから推定しうる道路中心線
LCL と走行レーン右端の白線12Rから推定しうる道
路中心線LCR とに基づいて、道路中心線LCの推定を
行なって、この道路中心線LCに基づいて横ずれ量ΔY
及び偏角βを算出する。
曲した道路中心線LCの接線と車両中心線方向とがなす
角であり、車両から所定距離だけ離れた第1検出点(図
中には近地点と示す)における基準線位置情報と、この
近地点よりもさらに車両1から所定量だけ離れた第2検
出点(図中には遠地点と示す)における基準線位置情報
とから算出することができる。
第2検出点とを結んだ直線と、車両1の中心線とがなす
角として算出するようになっている。このようにして算
出される偏角は、第1検出点と第2検出点との中間地点
(図中×印)における偏角であり、少なくとも車両1か
ら一定以上前方の地点の偏角である。そして、この例で
は、カメラ2による画像情報に基づく道路中心線LCの
うち車両に最も近い地点を第1検出点としており、この
第1検出点における自車両中心線と道路中心線LCとの
横方向距離(道路幅方向,カメラ画像の横方向距離)を
横ずれ量(横偏差)ΔYとして算出する。また、算出さ
れた偏角βに基づいてカーブ半径Rを推定するようにな
っている。
て算出される走行車線の基準位置(道路幅中央位置)に
対する車両の横ずれ量に基づいて操舵用制御トルクTc
を設定するが、本装置では、この操舵用制御トルクTc
の設定に特徴がある。つまり、この操舵用制御トルクT
cは、自動操舵に用いる操舵トルクとは異なり、ドライ
バに警告することが主目的であって、車両の位置を修正
するのはドライバの操舵操作によるため、操舵用制御ト
ルクTcは、ドライバの操舵操作を妨げない程度の大き
さに、つまり、ドライバが容易に打ち勝てる程度の大き
さに制限されている。
の逸脱を回避する方向に操舵用制御トルクTcを加えた
場合にも、ドライバが車線を逸脱する方向に操舵操作を
行なおうとすれば、十分にこれを行なえるようになって
いる。これにより、車両を走行車線外に退避させるため
の緊急操舵も容易に行なえ、また、レーンチェンジの際
に操舵用制御トルクTcが働いたとしても、レーンチェ
ンジの妨げにはならないようになっている。
には図示しないが、ステアリングシャフトにトルクを加
えうるアクチュエータであればよく、例えばステアリン
グシャフトのトーションバーよりも下方(パワーステア
リング側)に設置した小型電動トルクモータにより構成
してもよい。なお、制御トルク算出手段5とコントロー
ラ6との間には、実際に操舵アクチュエータ21で発揮
される制御トルクが急変することなく滑らかに連続する
ように制御トルク算出情報の出力に対して平滑化処理す
るローパスフィルタ25が介装されている。
トルク算出手段5に送られる道路状況判別情報が制御中
断の開始を指示するものであれば、制御トルク算出手段
5では操舵用制御トルクTcをある一定の大きさの値か
ら0に変更されることがあるが、この場合には、ローパ
スフィルタ25による平滑化処理によって、コントロー
ラ6に入力される操舵用制御トルクTcの指令値は、0
に急変することはなく徐々に0に減少するようになる。
を指示するものであれば、制御トルク算出手段5では操
舵用制御トルクTcを0からある一定の大きさの値に変
更されることがあるが、この場合にも、ローパスフィル
タ25による平滑化処理によって、コントローラ6に入
力される操舵用制御トルクTcの指令値は、0から急増
することなく徐々に増加するようになる。
装置は、上述のように構成されているので、車線逸脱防
止の処理は、例えば図5に示すように行なわれるが、こ
れに対して図6に示すような制御中断指令の判定処理が
割り込み実施されるので、まず、図6の制御中断指令の
判定処理から説明する。この制御中断指令の判定処理
は、制御トルク算出手段5により行なわれ、図6に示す
ように、道路状況判別手段7から送られた制御中断条件
〜にかかる道路状況判別情報に基づいて、制御中断
条件〜となっているか否かを判定する。
かを判定する(ステップB10)。つまり、道路状況判
別手段7からレーザレーダ8からの情報に基づいてカメ
ラ2による白線認識領域及び白線認識距離内の道路上に
物体が存在する旨の判定情報が出力されれば、制御中断
条件が成立していると判定して、制御中断指令を出力
する(ステップB40)。
テップB10からステップB20に進み、制御中断条件
が成立しているか否かを判定する。つまり、道路状況
判別手段7からナビゲーションシステム9により検出さ
れた自車両位置情報と高規格道路に関する地図データと
に基づいて自車両の走行中の道路が高速道路などの高規
格道路ではない旨の判定情報が出力されれば、制御中断
条件が成立していると判定して、制御中断指令を出力
する(ステップB40)。
テップB20からステップB30に進み、制御中断条件
が成立しているか否かを判定する。つまり、道路状況
判別手段7からナビゲーションシステム9により検出さ
れた自車両位置情報と道路内の特定領域に関する地図デ
ータとに基づいて自車両の走行中の道路部分がサービス
エリアやインターチェンジの付近などの路側を規定する
白線が不確定な特定領域である旨の判定情報が出力され
れば、制御中断条件が成立していると判定して、制御
中断指令を出力する(ステップB40)。
ように行なわれ、まず、制御スイッチ23がオンか否か
が判定され(ステップA10)、制御スイッチ23がオ
ンでなければ車線逸脱防止の処理は行なわないが、制御
スイッチ23がオンであれば、ステップA20以降の処
理を行なう。即ち、まず、制御スイッチ23の設定レベ
ルに応じて制御トルクTcのレベルを調整した上で(ス
テップA20)、制御トルク算出手段5により、横ずれ
量ΔYに応じた制御トルクTcを算出する(ステップA
30)。
て制御中断指令があるか否かを判断して(ステップA4
0)、制御中断指令がなければ,ステップA30で算出
した制御トルクTcに対応する制御量を出力して操舵ア
クチュエータ21を作動させるとともに、作動表示部2
4に作動表示信号を出力して作動表示部24で制御トル
クTcが与えられている旨を表示させる(ステップA5
0)。
Tc0に対応する制御量(即ち、制御量0)を出力する
とともに、作動表示部24に表示信号を出力して作動表
示部24で制御トルクTcの付与が中断されている旨を
表示させる(ステップA60)。なお、制御トルクを付
与する場合の各処理について更に詳述すれば、制御トル
クを算出するにあたり、まず、車両が走行車線からどの
程度逸脱しているかの指標である、横ずれ量ΔYを算出
する必要がある。本装置では、走行レーン推定手段4に
より、自車両に対する走行車線(走行レーン)の相対位
置を推定し、これに基づいて横ずれ量ΔYを算出する。
ここでは、カメラ2による画像情報に基づく道路中心線
LCのうち車両に最も近い地点(第1検出点)における
自車両中心線と道路中心線LCとの横方向距離(道路幅
方向,カメラ画像の横方向距離)を横ずれ量(横偏差)
ΔYとして算出する。
線12Lと、走行レーン右端の白線12Rとに関して白
線認識を行ない、この白線認識から、車両の走行してい
る走行レーンが車両に対してどのような位置にあるか
(逆に言えば、車両が走行レーンに対してどのような位
置にあるか)を推定するが、まず、各白線12L、12
Rの認識について、左側の白線12Lを例に説明する。
により平地において車両前方の範囲(例えば5m〜30
m)の白黒画像情報を微小な制御周期毎に取り込み、各
周期毎に、この画面上で等間隔になるような複数の水平
線11を設定する。そして、図3(b)に示すように、
それぞれの水平線11上において前回の画面での白線位
置の左右の所要の範囲(例えば左右50画素〔do
t〕)を白線探査エリア(処理対象領域)10として設
定する。なお、初期画面では、直線路における白線位置
を前回の画面データとして利用する。
すように、各水平線の明度をそれぞれ左から横方向に微
分して、このような各水平線の微分データ〔図3(d)
参照〕から、微分値のピークが左からプラス,マイナス
の順に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線
12として妥当と思われる程度(プラスのピークからマ
イナスのピークまでの間隔が例えば30dot以内)に
納まっている組み合わせを白線候補として抽出し、その
中点を白線候補点15として保存する〔図3(e)参
照〕。
画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
このように白線候補点15を画面中心に最も近いものに
限定することにより、白線12よりもさらに外側に、ノ
イズの原因となる物体(例えばガードレール14や他の
走行レーンの車両等)が存在する場合であっても、カメ
ラ2による画像情報から白線12を確実に認識すること
ができる。
線データにおける白線候補点15の上下方向の連続性を
画面の下方から順次検証していく。まず、事前に前画面
での白線12の上下端間の傾きを計算しておく。そし
て、最下点15Aを白線12とすると、一本上の水平線
11上の候補点15Bが、前回の白線12の傾き分±5
0dotの範囲内に入っているかを比較して、候補点1
5Bがこの範囲内に入っていればこれを白線とし、入っ
ていないときは候補点15Bは却下されて、上述の傾き
から補間計算した座標を白線位置とみなす。
ことにより、連続した白線12を認識することができ
る。このような白線認識の作業は、所要の周期で継続し
て行なわれ、その都度白線12の認識を更新していく。
こうして、周期的に走行レーンの左右の白線12L,1
2Rの認識を行なうが、これと同様に行なわれる。
CL ,LCR を平均して道路中心線LC(=LCL +L
CR )を算出する。こうして推定された道路中心線LC
に基づいて、横ずれ量(横偏差)ΔY及び偏角βの算出
や走行レーンの曲率(道路曲率)の算出が行なわれる。
なお、制御トルク算出手段5による操舵用制御トルクT
cの算出は、例えば図7に示すようなマップやこの他の
テーブル又は演算式を用いて横ずれ量(横偏差)ΔYに
応じて行なうことができる。
ずれ量ΔYに応じてドライバが容易に打ち勝てる程度の
制御トルクTcを付与することで、ドライバは車線逸脱
(道路中心線からの外れ)とその修正方向をハンドル2
0の保舵感等から感じ取ることができ、ドライバの操舵
操作によって、車両位置の修正が速やかに行なわれるよ
うになる。
への警告の意味だけでなく車両位置の修正のためにも有
効となる。また、操舵用制御トルクTcによる警告は、
例えば脇見運転のドライバに対しても有効であり、この
場合、車線からの逸脱を未然に防ぎながら、ドライバへ
脇見運転の防止を促すことにもなる。そして、制御中断
条件が成立すると、操舵用制御トルクTcを0として、
コントローラ6による操舵アクチュエータ21を通じた
制御トルクの付与が中断されるので、操舵用制御トルク
の付与が不適切に行なわれるような事態を回避すること
ができる。
の前に先行車両が走行している場合や前方道路上に停止
車両等が存在する場合、カメラの撮影視野内の道路白線
が先行車両等により遮られて道路白線情報を十分に得ら
れず、走行車線位置を精度よく把握できなくなり、走行
車線に対する自車両の横ずれ状態の算出誤差も大きくな
るため、操舵用制御トルクの付与が不適切に行なわれて
しまうことがあるが、このような場合には操舵用制御ト
ルクの付与が中断されるので、操舵用制御トルクの付与
が不適切に行なわれてしまう不具合を回避することがで
きる。
速道路のサービスエリア付近やインターチェンジ付近な
どには道路が合流する部分や分岐する部分など路側を規
定する白線が不確定な特定領域を走行している場合、路
側を規定する白線が規格に沿った単純な一本線状のもの
ではなく、縞模様又はゼブラ模様などの車線の規定に関
係ない白線模様と組み合わされて混在しており、カメラ
でとらえた画像情報から走行車線を規定する白線のみを
把握することが困難であって、走行車線の位置を精度よ
く把握することができず、走行車線に対する自車両の横
ずれ状態の算出誤差も大きくなるため、操舵用制御トル
クの付与が不適切に行なわれてしまうことがあるが、こ
の場合も操舵用制御トルクの付与が中断されるので、操
舵用制御トルクの付与が不適切に行なわれてしまう不具
合を回避することができる。
いる道路が高規格道路でなければ、曲率の大きいカーブ
路が存在し、このような曲率の大きいカーブ路で道路中
央線等の走行車線内の基準位置に向けて操舵用制御トル
クを与えることで車線逸脱の防止を行なおうとすると、
旋回操作中のドライバにとっては、違和感や抵抗感を大
きく感じることになるが、この場合も操舵用制御トルク
の付与が中断されるので、ドライバにとって違和感や抵
抗感を感じる操舵用制御トルクの付与を回避することが
できるのである。
路が高規格道路でない場合、走行車線を規定する白線認
識を行なえても、この白線認識から走行車線の基準位置
(道路中心線)を適切に算出し難く自車両の横ずれ状態
の算出誤差が大きくなるため、操舵用制御トルクの付与
が不適切に行なわれてしまうことがあるが、この場合も
操舵用制御トルクの付与が中断されるので、操舵用制御
トルクの付与が不適切に行なわれてしまう不具合を回避
することができる。
スフィルタ25により、操舵用制御トルクTcがが平滑
化処理されて出力されるので、操舵アクチュエータ21
で発生する操舵用制御トルクが急変することなく滑らか
に連続するようになり、車線逸脱防止の制御を安定させ
ることができる利点もある。例えば、制御中断指令が開
始されると、制御トルク算出手段5により操舵用制御ト
ルクTcをある一定の大きさの値から0に変更されるこ
とがあるが、この場合には、ローパスフィルタ25によ
る平滑化処理によって、コントローラ6に入力される操
舵用制御トルクTcの指令値は、0に急変することはな
く徐々に0に減少するようになり、制御中断制御が違和
感なく行なわれる利点がある。
ルク算出手段5により操舵用制御トルクTcを0からあ
る一定の大きさの値に変更されることがあるが、この場
合にも、ローパスフィルタ25による平滑化処理によっ
て、コントローラ6に入力される操舵用制御トルクTc
の指令値は、0からある一定の大きさの値に急変するこ
とはなく徐々に増加するようになり、制御中断制御が違
和感なく行なわれる利点がある。
は、レーザレーダ8やナビゲーションシステム9以外の
手段で得るようにしてもよい。例えば、道路側と自動車
側との路車間通信により道路側から道路状況に関する情
報を提供されるようにしてもよい。なお、操舵用制御ト
ルクTcは、車両の横ずれ量ΔYに応じた大きさに設定
されるが、走行車線がカーブの場合には、そのカーブ状
況に応じて横ずれ量ΔYの小さい領域に操舵用制御トル
クTcを0とする不感帯を設けるようにしてもよい。こ
れは、カーブ走行時にはドライバの趣向により道路中心
(斜線の中心)から内側又は外側にずれて走行すること
が多く、カーブ走行時に車両を道路中心側へ厳密に案内
するとドライバが違和感や抵抗感を感じることが多いた
め、これを回避しようとするものである。この場合、カ
ーブ状況に対応して不感帯の幅を設定すれば、制御の違
和感や抵抗感の低減と、車線逸脱防止の案内とをバラン
スさせることができる。
防止装置では、ドライバの意思による操舵操作を妨げる
ことなく、操舵用制御トルクの付与による車線逸脱防止
の案内を行なうことができ、しかも、道路状況が基準位
置の適切な把握の困難な状況であるか或いは道路状況が
操舵用制御トルクの付与に適さない状況であると、操舵
アクチュエータによる制御トルクの発生を中断するの
で、基準位置を適切に把握できない場合や操舵用制御ト
ルクの付与が適さない場合に、操舵用制御トルクが付与
されなくなり、不適切に操舵用制御トルクを付与するこ
とがなくなり、ドライバに有効に作用する操舵用制御ト
ルクだけを付与できるようになる利点がある。
の構成を模式的に示すブロック図である。
ための画像処理を説明する図である。
(a)〜(f)の順で説明する模式図である。
る。
の操舵用制御トルク付与のための動作を説明するフロー
チャートである。
の操舵用制御トルク付与の中断判定を説明するフローチ
ャートである。
にかかる制御トルク設定マップを示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 自車両が走行車線から逸脱しそうになる
とこれを防止する方向にドライバの操舵力とは別にドラ
イバが容易に打ち勝てる程度の操舵用制御トルクを該自
車両の操舵アクチュエータにより付与させて該車両の車
線逸脱の防止を案内する車線逸脱防止装置であって、 カメラにより得られる該走行車線の道路状況に基づいて
該走行車線の基準位置からの該自車両の走行位置の横ず
れ量を算出する横ずれ量算出手段と、 該横ずれ量算出手段で算出された該横ずれ量に基づいて
制御トルクを算出する制御トルク算出手段と、 該制御トルク算出手段で算出された該制御トルクが該横
ずれ量を減らす方向に発生するように該操舵アクチュエ
ータを制御する制御手段と、レーザレーダ からの情報に基づいて、該自車両の前に先
行車両や停止車両等が存在しているか否かを判別する道
路状況判別手段とをそなえ、 該制御手段が、該道路状況判別手段で該自車両の前に先
行車両や停止車両等が存在していると判別されると該操
舵アクチュエータによる該制御トルクの発生を中断する
ように構成されていることを特徴とする、車線逸脱防止
装置。 - 【請求項2】 自車両が走行車線から逸脱しそうになる
とこれを防止する方向にドライバの操舵力とは別にドラ
イバが容易に打ち勝てる程度の操舵用制御トルクを該自
車両の操舵アクチュエータにより付与させて該車両の車
線逸脱の防止を案内する車線逸脱防止装置であって、 カメラにより得られる該走行車線の道路状況に基づいて
該走行車線の基準位置からの該自車両の走行位置の横ず
れ量を算出する横ずれ量算出手段と、 該横ずれ量算出手段で算出された該横ずれ量に基づいて
制御トルクを算出する制御トルク算出手段と、 該制御トルク算出手段で算出された該制御トルクが該横
ずれ量を減らす方向に発生するように該操舵アクチュエ
ータを制御する制御手段と、 ナビゲーションシステム及び道路に関する地図データか
らの情報に基づいて、該自車両の走行している道路部分
が路側を規定する白線の不確定な特定領域であ るか否か
を判別する道路状況判別手段とをそなえ、 該制御手段が、該道路状況判別手段で該自車両の走行し
ている道路部分が路側を規定する白線の不確定な特定領
域であると判別されると該操舵アクチュエータによる該
制御トルクの発生を中断するように構成されていること
を特徴とする、車線逸脱防止装置。 - 【請求項3】 自車両が走行車線から逸脱しそうになる
とこれを防止する方向にドライバの操舵力とは別にドラ
イバが容易に打ち勝てる程度の操舵用制御トルクを該自
車両の操舵アクチュエータにより付与させて該車両の車
線逸脱の防止を案内する車線逸脱防止装置であって、 カメラにより得られる該走行車線の道路状況に基づいて
該走行車線の基準位置からの該自車両の走行位置の横ず
れ量を算出する横ずれ量算出手段と、 該横ずれ量算出手段で算出された該横ずれ量に基づいて
制御トルクを算出する制御トルク算出手段と、 該制御トルク算出手段で算出された該制御トルクが該横
ずれ量を減らす方向に発生するように該操舵アクチュエ
ータを制御する制御手段と、 ナビゲーションシステム及び道路に関する地図データか
らの情報に基づいて、該自車両が高規格道路から外れて
いるか否かを判別する道路状況判別手段とをそなえ、 該制御手段が、該道路状況判別手段で該自車両が高規格
道路から外れていると判別されると該操舵アクチュエー
タによる該制御トルクの発生を中断するように構成され
ていることを特徴とする、車線逸脱防止装置。 - 【請求項4】 該道路状況判別手段が、ナビゲーション
システム及び道路に関する地図データからの情報に基づ
いて、該自車両が高規格道路から外れていると判別した
場合には、該制御手段が該操舵アクチュエータによる該
制御トルクの発生を中断することを特徴とする、請求項
1又は2記載の車線逸脱防止装置。 - 【請求項5】 該道路状況判別手段が、ナビゲーション
システム及び道路に関する地図データからの情報に基づ
いて、該自車両の走行している道路部分が路 側を規定す
る白線の不確定な特定領域であると判別した場合には、
該制御手段が該操舵アクチュエータによる該制御トルク
の発生を中断することを特徴とする、請求項1又は4記
載の車線逸脱防止装置。
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JP25310297A JP3393584B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 車線逸脱防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP25310297A JP3393584B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 車線逸脱防止装置 |
Publications (2)
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JPH1196496A JPH1196496A (ja) | 1999-04-09 |
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Family
ID=17246528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP25310297A Expired - Fee Related JP3393584B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 車線逸脱防止装置 |
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JP (1) | JP3393584B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
JP3768779B2 (ja) * | 2000-06-02 | 2006-04-19 | 三菱電機株式会社 | 車両の操舵運転支援装置 |
JP5359516B2 (ja) | 2008-07-29 | 2013-12-04 | 日産自動車株式会社 | 車両運転支援装置及び車両運転支援方法 |
-
1997
- 1997-09-18 JP JP25310297A patent/JP3393584B2/ja not_active Expired - Fee Related
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