JP3603768B2

JP3603768B2 - 車線逸脱判定装置

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Publication number: JP3603768B2
Application number: JP2000269562A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　　茂樹; 宏毛利; 正康島影; 寛川添; 温定野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2020-09-06
Also published as: US20020041229A1; JP2002079895A; US6489887B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行車線に対する自車両の走行状態を検出し、車線から逸脱しそうな傾向にあるかどうかを判定するようにした車線逸脱判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置としては、例えば特開平１１−３４８６９６号公報に記載されているように、車両の走行安全性を向上させるための装置として、運転者の不注意等により車両が走行車線から逸脱したときには、これを警報等により運転者に通知して注意を促すようにした装置が提案されている。
【０００３】
前記公報に記載の装置では、例えば、路面上における走行車線の両側部を仕切る各種の境界線を撮像する撮像装置と、この撮像装置で撮像した画像を処理することにより走行車線内における自車両の左右方向の走行位置を判定する判定装置と、その判定結果に基づき自車両が上記境界線を横切って逸脱したときに、これを運転者に通知する報知装置等で構成される。
【０００４】
したがって、この種の装置によれば、車両が運転者の無意識のうちに走行車線を逸脱して隣接する車線を走行する車両や車線外の障害物と接触する等といった事態が未然に回避され、車両の走行安全性を向上させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載の車両においては、白線を検出しこれに対する自車の相対位置に基づいて警報を発生させるようにしている。このため、例えば、半径の小さいコーナーを走行するような場合等には、自車が操舵を行っていない状態で進入したとしても、自車両が白線に接近していない以上は車線逸脱の判定を行うことができず、したがって白線に接近した時点で初めて警報が発生されることになる。
【０００６】
また、例えば、定常旋回中に、自車両が白線に接近した状況ながらも、車線から逸脱することなく旋回している場合等には、白線に接近しているため、実際には車線から逸脱はしていないものの、車線逸脱として判定されることになり、この結果、警報が継続して発生されるか或いは断続的に継続して発生されることになって煩雑である。
【０００７】
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、車線逸脱を的確に検出することの可能な車線逸脱判定装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る車線逸脱判定装置は、車両前方を撮像する撮像手段と、当該撮像手段で撮像した撮像画像から白線を検出する白線検出手段と、当該白線検出手段で検出した白線から道路形状を推定する道路形状推定手段と、当該道路形状推定手段で推定した道路形状に基づき車両前方の目標位置の前記撮像画像上での位置と前記撮像手段の撮像方向とのずれ量に基づいて前記目標位置に自車両が到達するのに要する自車両の旋回度合を検出する必要旋回度合検出手段と、自車両の旋回度合を検出する旋回度合検出手段と、前記必要旋回度合検出手段で検出した必要旋回度合と前記旋回度合検出手段で検出した実際の旋回度合との偏差が予め設定したしきい値を越えるとき、自車両が車線逸脱傾向にあると判定する車線逸脱判定手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
この請求項１に係る発明では、例えば、車両前方を撮像し、この撮像した画像から白線を検出しこの白線から道路形状を推定する等によって、道路形状が検出される。そして、この検出された車両前方の道路形状に基づいて、車両前方の目標位置に自車両が到達するのに要する自車両の旋回度合が検出される。つまり、自車両の進行方向が自車両前方の目標位置に向かう方向に対してずれているならば自車両が目標位置に向かうために必要な旋回度合が検出される。
【００１１】
そして、この検出された必要とする旋回度合と、現在の実際の旋回度合とに基づいて自車両が車線逸脱傾向にあるかどうかが判定され、例えば、必要とする旋回度合と実際の旋回度合との偏差が予め設定されたしきい値を越えるとき、すなわち、必要とする旋回度合が得られず目標位置に到達しないと判定されるときには車線逸脱傾向であると判定される。つまり、例えば目標位置として自車両が車線逸脱をせずに走行可能な走行車線中央部を設定すれば、この走行車線中央部に自車両が到達せず、つまりそのまま進めば車線を逸脱すると予測されるときに車線逸脱傾向であると判定されることになる。
【００１２】
このとき、前記旋回度合は、前記道路形状推定手段で推定した道路形状に基づき車両前方の目標位置の前記撮像画像上での位置と前記撮像手段の撮像方向とのずれ量に基づいて検出される。例えば前記撮像手段の撮像方向が車両の進行方向と一致するようにすれば、撮像方向はすなわち車両の進行方向であるから、車両の進行方向と自車両からみた目標位置の方向とを一致させるための旋回度合が検出されることになる。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る車線逸脱判定装置は、自車両の速度を検出する自車速検出手段を備え、前記車線逸脱判定手段は、前記自車速検出手段で検出した自車速が大きくなるほど、前記しきい値を小さな値に設定することを特徴としている。この請求項２に係る発明では、自車速検出手段によって自車両の速度が検出され、車線逸脱判定手段では、この自車速が大きくなるほどしきい値を小さな値に設定している。したがって、自車速が大きくなるほど車線逸脱に至るまでの時間が短くなるが、自車速が大きくなるほどしきい値は小さな値であるからより早い時点で車線逸脱が検出されることになる。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る車線逸脱判定装置は、前記旋回度合は、車両に発生するヨーレートであることを特徴としている。また、本発明の請求項４に係る車線逸脱判定装置は、前記旋回度合は、車両に発生する横加速度であることを特徴としている。この請求項３又は請求項４に係る発明では、旋回度合として車両に発生するヨーレート或いは横加速度を用いるものである。
【００１５】
また、本発明の請求項５に係る車線逸脱判定装置は、警報を発する警報手段と、当該警報手段の作動制御を行う警報制御手段と、を備え、当該警報制御手段は、前記車線逸脱判定手段で自車両が車線逸脱傾向にあると判定したときに前記警報を発生させることを特徴としている。この請求項５に係る発明では、車線逸脱判定手段によって自車両が車線逸脱傾向にあると判定されるときには、警報手段によって警報が発生される。
【００１６】
また、本発明の請求項６に係る車線逸脱判定装置は、制動力を発生する制動手段と、当該制動手段の作動制御を行う制動制御手段と、を備え、当該制動制御手段は、前記車線逸脱判定手段で自車両が車線逸脱傾向にあると判定したときに前記制動力を発生させることを特徴としている。この請求項６に係る発明では、車線逸脱判定手段によって自車両が車線逸脱傾向にあると判定されるときには、制動制御手段によって制動力が発生される。
【００１７】
さらに、本発明の請求項７に係る車線逸脱判定装置は、駆動力を発生する駆動源と、当該駆動源が発生する前記駆動力を制御する駆動力制御手段と、を備え、当該駆動力制御手段は、前記車線逸脱判定手段で自車両が車線逸脱傾向にあると判定したときに前記駆動力を減少させることを特徴としている。この請求項７に係る発明では、車線逸脱傾向にあると判定したときに、駆動源で発生する駆動力を減少させるよう制御が行われる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る車線逸脱判定装置によれば、車両前方の道路形状を検出し、この道路形状に基づいて車線維持可能な車両前方の目標位置に自車両が達するのに要する必要旋回度合を検出し、これと、実際の旋回度合との偏差がしきい値よりも大きいときに、自車両は車線逸脱傾向にあると判定するようにしたから、自車両の旋回状態が道路形状と一致しないときにのみ車線逸脱傾向にあると判定することができ、的確に車線逸脱を検出することができる。
【００１９】
また、このとき、道路形状推定手段で推定した道路形状に基づき車両前方の目標位置の前記撮像画像上での位置と前記撮像手段の撮像方向とのずれ量に基づいて旋回度合を検出するから、この旋回度合を容易に検出することができる。また、請求項２に係る車線逸脱判定装置によれば、自車速が大きくなるほどしきい値を小さく設定するようにしたから、車線逸脱に至る前に車線逸脱傾向にあることを検出することができる。
【００２０】
また、請求項２又は請求項３に係る車線逸脱判定装置によれば、旋回度合として車両に発生するヨーレート或いは横加速度を用いるようにしたから、旋回度合を容易に検出することができる。また、請求項４に係る車線逸脱判定装置によれば、車線逸脱傾向にあることを的確に検出することができるから、車線逸脱傾向にあるときに警報を発するようにした場合であっても、一定曲率のコーナーを旋回しているときのように車線逸脱ではない状況下においてむやみに警報を発することを回避することができる。
【００２１】
また、請求項６に係る車線逸脱判定装置によれば、車線逸脱傾向にあるときには制動力を発生させるようにしたから、車線逸脱の度合を抑制することができると共に、車線逸脱傾向にあることを的確に検出することができるから、一定曲率のコーナーを旋回している時のように車線逸脱傾向ではない状況下においてむやみに制動力を発生させることを回避することができる。
【００２２】
さらに、請求項７に係る車線逸脱判定装置によれば、車線逸脱傾向にあることを検出したときには駆動力を減少させるようにしたから、車線逸脱の度合を抑制することができると共に、車線逸脱傾向にあることを的確に検出することができるから、一定曲率のコーナーを旋回している時のように車線逸脱傾向ではない状況下においてむやみに減速することを回避することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態の構成を示す図である。
ＣＣＤカメラ等で構成されるカメラ１は、図２に示すように車幅方向中央の、車室内のフロントウィンドウ上部に、レンズの光軸と車両中心線とのヨー角が零、ピッチ角がαとなるように取り付けられ、車両前部の道路を撮像する。画像処理装置２は、カメラ１により撮像された画像を処理して道路上の白線を検出する。
【００２４】
制御コントローラ３は、道路形状と車両挙動を表す複数のパラメータを用いて道路白線の形状を数式化モデルで表し、道路白線の検出結果と白線モデルとが一致するようにパラメータを更新することによって、道路白線を検出して道路形状を認識する。また、ヨーレートセンサ４で検出される現在のヨーレートθ_ＲＥＡＬ及び車速センサ５で検出される車速Ｖに基づいて、自車両の車線からの逸脱状況を検出し、車線から逸脱していると判定されるときには警報コントローラ６ａによって警報器６を駆動し、この警報器６によって警報音、或いは警報表示等を行って、運転手に注意を促す。
【００２５】
図３は、制御コントローラ３で実行される道路白線を検出するための道路白線検出処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。この道路白線検出処理は、本出願人が先に提案した特開平１１−２９６６６０号公報に記載された方法にしたがって行う。
すなわち、まず、ステップＳ１で、道路形状や車両挙動を表すパラメータ（以下、単に道路パラメータという。）を初期設定する。図４に示すような画面座標系Ｘ，Ｙ上において、白線モデルを道路パラメータを用いて次のように数式（１）で表す。
【００２６】
Ｘ＝（ａ＋ｉｅ）（Ｙ−ｄ）＋ｂ／（Ｙ−ｄ）＋ｃ ……（１）
数式（１）において、ａ〜ｅは道路パラメータであり、路面からのカメラ１の高さを一定とすると、それぞれの道路パラメータは次のような道路及び白線の形状又は車両挙動を表す。すなわち、ａは車線内の自車両の横変位量、ｂは道路の曲率、ｃは自車両（カメラ１の光軸）の道路に対するヨー角、ｄは自車両（カメラ１の光軸）の道路に対するピッチ角、ｅは道路の車線幅をそれぞれ表す。
【００２７】
なお、初期状態では、道路及び白線の形状や車両挙動が不明であるから、各道路パラメータには、例えば中央値に相当する値を初期値として設定する。つまり、例えば、車線内の自車両の横変位量ａには車線中央を設定し、道路曲率ｂには直線を設定し、車線に対するヨー角ｃには零度、車線に対するピッチ角ｄには停止状態のα度を設定し、車線幅ｅには、道路構造令に示される高速道路の車線幅を設定する。
【００２８】
次いで、ステップＳ２に移行し、図５に示すように、白線候補点を検出するための小領域の初期設定を行う。初期状態においては、道路パラメータに初期値を設定した白線モデルと、実際の画面上の道路白線との間には大きな開きがあると予想されるので、できる限り大きな領域を設定するのが望ましい。図５に示す例では、左右の白線に５個ずつ計１０個の白線候補点検出領域を設定する。なお、前回の処理までに道路白線がすでに検出されている場合には、実際の道路白線と白線モデルとの差は小さいと考えられるので、図６に示すように、なるべく小さい領域を設定する方が、白線以外のものを誤検出する可能性が低く、しかも処理速度を向上させることができる。
【００２９】
次いで、ステップＳ３に移行し、カメラ１により撮像され画像処理装置２で処理された画像を入力する。
次いで、ステップＳ４に移行し、ステップＳ３で画像処理装置２から入力した画像情報の道路画像上に、白線候補点の検出領域を設定する。このとき、ステップＳ２で算出した白線候補点検出領域とステップＳ１又は後述のステップＳ９で補正した道路パラメータによる白線モデルとに基づいて、図７に示すように、前回の処理で求めた白線モデルが領域の中心となるように白線候補点検出領域を設定する。図７に示す例では、左右の白線に５個ずつ計１０個の白線候補点検出領域を設定する。なお過去の白線モデルの変化の様子から、白線モデルの変化方向にオフセットした位置に白線候補点検出領域を設定するようにしてもよい。
【００３０】
次いで、ステップＳ５に移行し、白線候補点検出領域において白線候補点の検出を行う。この白線候補点の検出は、まず、入力画像を、ｓｏｂｅｌフィルター等を通して微分画像を生成する。次に、白線候補点検出領域の上底の一点と下底の一点とを結んでできる全ての線分に対し、図８に示すようにその線分上の画素の濃度が所定値以上の画素の数を計測する。さらに、全ての線分の中で、濃度が所定値以上の画素が最も多い線分を検出直線とし、その線分の始点と終点とを白線候補点とする。このとき、検出された直線上の所定値以上の濃度の画素数が、検出領域の長さに対する所定の割合よりも少ない場合には、白線候補点が検出されなかったものとみなす。
【００３１】
例えば、検出領域の長さが１５画素で、所定値以上の濃度の画素が１／２以上、すなわち、８画素以上検出されれば白線候補点が検出されたとする検出領域においては、所定値以上の濃度の画素数が最も多い線分上における画素数が、７画素未満の場合は、その検出領域において白線候補点が検出されなかったものとする。一方、９画素の場合は白線候補点が検出されたものとし、その線分の始点と終点とを検出結果とする。
【００３２】
以上の処理を全ての白線候補点検出領域に対して実行する。このとき、白線候補点の検出の有無を判断するための検出領域の長さに対する上記所定の割合は、全ての領域に対して同一としてもよいし、検出領域毎に設定してもよい。また、上記濃度の所定値も全ての検出領域に対して同一としてもよいし、検出領域毎に変えてもよい。
【００３３】
次いで、ステップＳ６に移行し、全ての白線候補点検出領域で検出した白線候補点の点数が所定値以上かどうかを確認し、所定値より少なければ、白線候補点検出領域内に道路白線が含まれていなかったと判断し、ステップＳ２へ戻って上述したように白線候補点検出領域を初期設定する。
一方、白線候補点が所定値以上検出された場合にはステップＳ７へ進み、図９に示すように、検出した白線候補点と前回の処理で求めた白線モデル上の点とのずれ量を各点毎に算出する。次いでステップＳ８に移行し、各点のずれ量に基づいて道路パラメータの変動量Δａ〜Δｅを算出する。この変動量の算出方法は、例えば特開平８−５３８８号公報に示されるように最小二乗法により算出する方法を用いることができる。
【００３４】
続いて、ステップＳ９に移行し、ステップＳ８で算出した道路パラメータの変動量Δａ〜Δｅにより道路パラメータａ〜ｅを補正する。例えば、前記（１）式に示す白線モデルの場合には、次式（２）により道路パラメータａ〜ｅの補正を行う。
ａ＝ａ＋Δａ
ｂ＝ｂ＋Δｂ
ｃ＝ｃ＋Δｃ
ｄ＝ｄ＋Δｄ
ｅ＝ｅ＋Δｅ ……（２）
そして、このようにして補正した道路パラメータを新たな白線モデルの道路パラメータとして所定の記憶領域に記憶する。そしてステップＳ３に戻り、上記の処理を繰り返し行う。
【００３５】
そして、このようにしてカメラ１で撮像した画像情報から検出された白線モデルの道路パタメータに基づいて、制御コントローラ３では、自車両の走行状況に応じて警報を発生させる走行状況監視処理を行う。すなわち、図１０に示すように、まず、ステップＳ１１で、所定の記憶領域に記憶された最新の道路パラメータａ〜ｅをもとに道路形状を推定し、これに基づき、車両前方の注視点Ａにおける横変ＸＬ１を検出する。
【００３６】
すなわち、図１１に示すように、ステップＳ９で補正した道路パラメータａ〜ｅをもとに推定した道路形状において、車両前方Ｌ１ｍ（例えば３０ｍ）の位置における二本の白線モデルの中央部を注視点Ａとする。そして、この注視点Ａと画像中心との間の距離、すなわち、カメラ１は車幅方向中央に設けられているから、車両前方Ｌ１ｍにおける、二本の白線モデルで特定される走行車線中央部からの横変位ＸＬ１を検出する。
【００３７】
次いで、ステップＳ１２に移行し、車速センサ５からの車速Ｖを読み込み、ステップＳ１３に移行して、ヨーレートセンサ４からの実ヨーレートθ_ＲＥＡＬを読み込む。
次いで、ステップＳ１４に移行し、ステップＳ１１で算出した注視点における横変位ＸＬ１に基づき、この横変位位置から車線中央までに自車両を到達させ得るために必要なヨーレートθ_ＮＥＥＤを次式（３）に基づいて算出する。
【００３８】
θ_ＮＥＥＤ＝（２×ＸＬ１×Ｖ）／（Ｌ１×Ｌ１） ……（３）
次いでステップＳ１５に移行し、ステップＳ１４で算出した必要ヨーレートθ_ＮＥＥＤと実ヨーレートθ_ＲＥＡＬとの偏差であるヨーレート偏差Δθ（＝θ_ＲＥＡＬ−θ_ＮＥＥＤ）を算出する。
次いで、ステップＳ１６に移行し、ヨーレート偏差Δθの絶対値｜Δθ｜がしきい値θ_ＴＨよりも大きいかどうか（｜Δθ｜＞θ_ＴＨ）を判定し、｜Δθ｜＞θ_ＴＨであるときにはステップＳ１７に移行して警報コントローラ６ａに対し警報器６を作動させるような指令を発することで警報器６を作動させ、車線逸脱傾向にあることを運転者に通知する。そして、ステップＳ１１に戻る。逆に、｜Δθ｜＞θ_ＴＨでないときにはステップＳ１８に移行し警報器６を起動させている場合にはこれを停止する。そしてステップＳ１１に戻る。
【００３９】
なお、前記しきい値θ_ＴＨは、予め実験等によって設定された値であって、実ヨーレートθ_ＲＥＡＬで走行した場合には、車線を逸脱すると予測される値である。
ここで、カメラ１が撮像手段に対応し、ヨーレートセンサ４が旋回度合検出手段に対応し、警報器６が警報手段に対応し、警報コントローラ６ａが警報制御手段に対応し、図３の道路白線検出処理が白線検出手段に対応し、図３の道路白線検出処理及び図１０のステップＳ１１で道路パラメータから道路形状を推定する処理が道路形状検出手段及び道路形状推定手段に対応し、図１０のステップＳ１４の処理が必要旋回度合検出手段に対応し、図１０のステップＳ１５〜Ｓ１８の処理が車線逸脱判定手段に対応している。
【００４０】
次に、上記実施の形態の動作を説明する。
今、車両が走行している状態では、車両前方がカメラ１によって撮像され、これが画像処理装置２に入力され、画像処理装置２において所定の画像処理が行われた後制御コントローラ３に入力される。そして、制御コントローラ３では、入力される画像情報に対し前述の道路白線検出処理を実行し、車両前方の道路状況に応じて道路パラメータを逐次更新する。
【００４１】
さらに制御コントローラ３では、このようにして算出された道路パラメータをもとに道路形状を推定し、これをもとに注視点Ａにおける横変位ＸＬ１を算出する（ステップＳ１１）。
車両が直進走行し、車線中央を走行している場合には、カメラ１は車線中央に向かって撮像することになる。よって、画像中心つまり車線中央と二本の白線間の中央である注視点Ａとはほぼ一致し、横変位ＸＬ１は略零となるから、必要ヨーレートθ_ＮＥＥＤは略零となる（ステップＳ１４）。またヨーレートセンサ４で検出される実ヨーレートθ_ＲＥＡＬも略零となるから、ヨーレート偏差Δθの絶対値はしきい値θ_ＴＨよりも小さくなる。よって、ステップＳ１６からステップＳ１８に移行し、車両は車線を逸脱することなく走行していると判定されて警報器６は駆動されない。
【００４２】
この状態から、図１２に示すように、車両が右にカーブしている道路に進入すると、カメラ１の撮像方向が車線中心とずれるから、画像中心と注視点Ａとがずれて横変位ＸＬ１が大きくなるが、操舵が行われて自車両が車線中央に沿って走行すると、これに応じて実ヨーレートθ_ＲＥＡＬが大きくなり、自車両が車線中央に沿って走行する状態では、実ヨーレートθ_ＲＥＡＬと横変位ＸＬ１に基づき算出される必要ヨーレートθ_ＮＥＥＤ（ステップＳ１４）とは、略一致するからヨーレートの偏差の絶対値｜Δθ｜はしきい値θ_ＴＨよりも小さくなり（ステップＳ１５）、ステップＳ１６からステップＳ１８に移行して警報は発せられない。
【００４３】
そして、自車両が車線中央を旋回走行している場合には、横変位ＸＬ１に基づき算出される必要ヨーレートθ_ＮＥＥＤ（ステップＳ１４）と実ヨーレートθ_ＲＥＡＬとは略一致するから、警報器６は駆動されない。
この状態から、車線を逸脱していないが白線に近づいて旋回走行する状態となると、これに伴って横変位ＸＬ１が変化し必要ヨーレートθ_ＮＥＥＤも変化するが、車線を逸脱していない状態では、実ヨーレートθ_ＲＥＡＬは、必要ヨーレートθ_ＮＥＥＤと同等となるから警報器６が作動することはない。
【００４４】
この状態から、例えば車線を逸脱しそうな状態となると、自車両を車線中央に沿って走行させるのに必要なヨーレートθ_ＮＥＥＤに対し、自車両のヨーレートはこの必要ヨーレートθ_ＮＥＥＤを満足しない状態となるから、必要ヨーレートθ_ＮＥＥＤと実ヨーレートθ_ＲＥＡＬとの偏差｜Δθ｜が大きくなる。そして、ヨーレート偏差｜Δθ｜がしきい値θ_ＴＨをこえると車線逸脱の可能性があると判断されてステップＳ１６からステップＳ１７に移行して警報が発せられる。したがってこの時点で運転者が操舵する等対処を行うことによって、車線逸脱をする前に車線が維持されることになる。
【００４５】
一方、自車両が操舵を行わずにカーブに進入した場合等には、自車両は車線に沿って走行しないから、カメラ１の撮像方向が変わり、画像中心が車線中央からずれるから、横変位ＸＬ１が徐々に大きな値となる。これに伴って算出される必要ヨーレートθ_ＮＥＥＤも増加するが、自車両は操舵を行っていないから、ヨーレートセンサ４で検出される実ヨーレートθ_ＲＥＡＬはそれまでの状態を維持する。したがって、必要ヨーレートθ_ＮＥＥＤと実ヨーレートθ_ＲＥＡＬとの偏差Δθは徐々に増加し、これがしきい値θ_ＴＨを越えた時点で警報器６が駆動され警報が発せられることになる。
【００４６】
このように、横変位ＸＬ１で特定される自車両を車線中央に沿って走行させるために必要なヨーレートθ_ＮＥＥＤと実際のヨーレートθ_ＲＥＡＬとを比較しこの偏差が大きいとき、つまり、自車両前方の道路の旋回状況と自車両の旋回状況とを比較しこれらが一致しないときに、警報を発生させるようにしたから、例えばコーナー進入時のようなヨーレートが急変するような時点でのみ警報を発生させることができる。また、白線と自車両との相対距離に基づいて車線逸脱を検出するようにした場合のように定常旋回走行時等に誤って警報を発することはなく、的確に警報を発することができる。
【００４７】
また、このように、的確に警報を発することができるから、車両の走行安全性を向上させることができる。
また、車両のヨーレートθ_ＲＥＡＬに基づいて車線逸脱を判定するようにしたから、車線逸脱に至る前に車線逸脱を検出することができる。
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００４８】
この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、しきい値θ_ＴＨの設定方法が異なること以外は同様であるので同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
すなわち、この第２の実施の形態においては、図１３に示すように、図１０に示す第１の実施の形態における走行状況監視処理において、ステップＳ１５ａの処理が追加されている。
【００４９】
このステップＳ１５ａの処理では、車速Ｖに応じてしきい値θ_ＴＨを設定している。例えば、図１４に示すような、車速Ｖとこれに対応するしきい値θ_ＴＨとを表す制御マップを予め作成して図示しない記憶領域に記憶しておき、ステップＳ１２で読み込んだ車速Ｖに対応するしきい値θ_ＴＨを制御マップから特定する。
この制御マップは、図１４に示すように車速Ｖが大きくなるほどしきい値θ_ＴＨが小さくなるように設定されている。つまり、車速Ｖが大きくなるほど車線逸脱に至るまでの時間が短くなることから、より早い段階で車線逸脱を検出するようになっている。
【００５０】
そして、この特定したしきい値θ_ＴＨよりもステップＳ１５で算出したヨーレート偏差Δθの方が大きいとき、ステップＳ１６からステップＳ１７に移行して、警報器６を作動させる。
したがって、この第２の実施の形態においては、車速Ｖに応じてしきい値θ_ＴＨが設定されるから、車速Ｖが大きくなるほどより早い時点で車線逸脱が検出されることになるから、車速Ｖに係わらず車線逸脱に至る前に警報を発生させることができ、より走行安全性を向上させることができる。
【００５１】
なお、第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができることはいうまでもない。
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
この第３の実施の形態は、図１５に示すように、図１に示す上記第１の実施の形態において、車輪に対して制動力を発生するブレーキアクチュエータ１６と、制御コントローラ３からの指令に応じてブレーキアクチュエータ１６を作動させるブレーキコントローラ１６ａとが追加されていること以外は、同様であるので、同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
【００５２】
図１６は、第３の実施の形態における制御コントローラ３で実行される走行状況監視処理の処理手順の一例を示すフローチャートであって、図１３に示す第２の実施の形態における走行状況監視処理において、ステップＳ１７及びステップＳ１８の処理に代えて、ステップＳ１９及びステップＳ２０の処理を行う。
すなわち、ステップＳ１６の処理で、ヨーレート偏差Δθの絶対値｜Δθ｜がしきい値θ_ＴＨよりも大きいときには、ステップＳ１９に移行して、警報コントローラ６ａに対し警報器６を作動させるための指令を出力して、警報器６を作動させると共に、ブレーキコントローラ１６ａに対して車線逸脱を回避するための制動力を発生させるための指令を出力し、これによってブレーキアクチュエータ１６を作動させて車輪に制動力を発生させた後、ステップＳ１１に戻る。一方、ステップＳ１６で、｜Δθ｜≦θ_ＴＨであるときにはステップＳ２０に移行して警報器６の作動を停止させるための指令を警報コントローラ６ａに出力すると共に、車線逸脱を回避するための制動力の発生を中止させるための指令を出力し、車線逸脱回避のための制動力の発生を停止させる。そして、ステップＳ１１に戻る。
【００５３】
なお、前記ステップＳ１９及びＳ２０の処理が制動手段及び制動制御手段に対応している。
したがって、ステップＳ１６で車線逸脱の可能性があると判定されたときには、警報器６の作動による警報の発生と共に、ブレーキアクチュエータ１６の作動によって、制動力が発生するので、車線逸脱の度合を抑制することができ、また、車線逸脱に至るまでの時間を延ばすことができる。
【００５４】
なお、この第３の実施の形態においては、警報器６の作動とブレーキアクチュエータ１６の作動とを併用する構成について説明したが、これに限らず、ブレーキアクチュエータ１６のみを作動させることも可能である。
また、第３の実施の形態においては、ブレーキアクチュエータ１６と、これを作動させるブレーキコントローラ１６ａとを備えた構成において、ブレーキアクチュエータ１６で発生する制動力を低下させるようにした場合について説明したが、これに限らず、車両の速度を低下させることが可能な構成であれば適用することができる。例えば、車線逸脱として判定したときには、エンジンやモータの出力を低下させる構成や、変速機のダウンシフトを行うような構成としてもよい。
【００５５】
また、上記各実施の形態においては、旋回状況検出手段としてヨーレートセンサ４を用いた場合について説明したが、ヨーレートセンサ４を設ける代わりに、舵角センサを設け、この舵角センサで検出した操舵角と車速センサ５で検出した車速Ｖとをもとに実際のヨーレートを推定するようにしてもよい。
また、ヨーレートに代えて横加速度を用いるようにしてもよい。なお、この場合、前方注視点における横変位ＸＬ１から車線中央に到達するまでに必要な横加速度Ｙ_{Ｇ−ＮＥＥＤ}は、次式（４）に基づいて算出する。
【００５６】
Ｙ_{Ｇ−ＮＥＥＤ}＝（２×ＸＬ１×Ｖ×Ｖ）／（Ｌ１×Ｌ１） ……（４）
そして、ヨーレートセンサ４に代えて横加速度センサを設け、この横加速度センサで検出した横加速度と、（４）式から算出した必要横加速度Ｙ_{Ｇ−ＮＥＥＤ}との偏差の絶対値が、予め設定したしきい値Ｙ_Ｇ−ＴＨをこえるとき、車線逸脱の可能性があると判定して警報器６を駆動する。
【００５７】
なお、この場合のしきい値Ｙ_Ｇ−ＴＨも、車速Ｖに応じて設定するようにし、車速Ｖが大きくなるほど小さくなるように設定すれば、車速Ｖが高い状態であっても車線逸脱に至る前に確実に警報を発生させることができる。
また、横加速度センサを設ける代わりに、舵角センサを設け、この舵角センサで検出した操舵角と車速センサ５で検出した車速Ｖとから横加速度を推定するようにしてもよい。
【００５８】
また、上記各実施の形態においては、白線モデル間の中央部、つまり車線中央部を注視点Ａとして設定し、この注視点Ａに自車両が到達するためのヨーレートを検出するようにした場合について説明したがこれに限るものではなく、車両が走行車線を逸脱することなく走行可能な位置を注視点として設定すればよい。
また、上記各実施の形態においては、カメラ１が撮像した画像情報に対して画像処理を行い白線を検出してこれに基づき道路形状を推定するようにした場合について説明したが、これに限るものではなく、車両前方の道路形状を検出することができればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】カメラの取り付け位置を示す説明図である。
【図３】道路白線検出処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】白線モデルを説明する図である。
【図５】白線候補点検出領域の初期値の設定方法を説明するための図である。
【図６】すでに道路白線が検出されている場合の、白線候補点検出領域の初期値の設定方法を説明するための図である。
【図７】撮像した道路画像上における白線候補点検出領域の設定方法を説明するための図である。
【図８】白線候補点の検出方法を説明するための図である。
【図９】今回検出した白線候補点と前回求めた白線モデル上の点とのずれ量を示す図である。
【図１０】走行状況監視処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】注視点における横変位の検出方法を説明するための図である。
【図１２】本発明の動作を説明するための図である。
【図１３】第２の実施の形態における走行状況監視処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】車速としきい値との対応を表す制御マップである。
【図１５】第３の実施の形態を示す概略構成図である。
【図１６】第３の実施の形態における走行状況監視処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１カメラ
２画像処理装置
３制御コントローラ
４ヨーレートセンサ
５車速センサ
６警報器

Claims

車両前方を撮像する撮像手段と、
当該撮像手段で撮像した撮像画像から白線を検出する白線検出手段と、
当該白線検出手段で検出した白線から道路形状を推定する道路形状推定手段と、
当該道路形状推定手段で推定した道路形状に基づき車両前方の目標位置の前記撮像画像上での位置と前記撮像手段の撮像方向とのずれ量に基づいて前記目標位置に自車両が到達するのに要する自車両の旋回度合を検出する必要旋回度合検出手段と、
自車両の旋回度合を検出する旋回度合検出手段と、
前記必要旋回度合検出手段で検出した必要旋回度合と前記旋回度合検出手段で検出した実際の旋回度合との偏差が予め設定したしきい値を越えるとき、自車両が車線逸脱傾向にあると判定する車線逸脱判定手段と、を備えることを特徴とする車線逸脱判定装置。
自車両の速度を検出する自車速検出手段を備え、前記車線逸脱判定手段は、前記自車速検出手段で検出した自車速が大きくなるほど、前記しきい値を小さな値に設定することを特徴とする請求項１記載の車線逸脱判定装置。
前記旋回度合は、車両に発生するヨーレートであることを特徴とする請求項１又は２記載の車線逸脱判定装置。
前記旋回度合は、車両に発生する横加速度であることを特徴とする請求項１又は２記載の車線逸脱判定装置。
警報を発する警報手段と、当該警報手段の作動制御を行う警報制御手段と、を備え、
当該警報制御手段は、前記車線逸脱判定手段で自車両が車線逸脱傾向にあると判定したときに前記警報を発生させることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車線逸脱判定装置。
制動力を発生する制動手段と、当該制動手段の作動制御を行う制動制御手段と、を備え、
当該制動制御手段は、前記車線逸脱判定手段で自車両が車線逸脱傾向にあると判定したときに前記制動力を発生させることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の車線逸脱判定装置。
駆動力を発生する駆動源と、当該駆動源が発生する前記駆動力を制御する駆動力制御手段と、を備え、
当該駆動力制御手段は、前記車線逸脱判定手段で自車両が車線逸脱傾向にあると判定したときに前記駆動力を減少させることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の車線逸脱判定装置。