JP3734553B2

JP3734553B2 - 車両認識装置

Info

Publication number: JP3734553B2
Application number: JP03080196A
Authority: JP
Inventors: 寿教安木
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1996-02-19
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JPH09223235A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前車の走行状態を監視する車両認識装置に係り、特に、隣接レーンからの割り込み車にも対応できる車両認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在の車両制御として車速を一定に保つクルーズ装置が自動車に多く適用されている。このクルーズ装置にはミリ波レーダ装置等により前車との車間距離及び相対速度を検出して、車間距離を一定に保つための車間距離制御機能が設けられており、車間距離制御装置として実用化されている。
【０００３】
図６は車間距離制御装置の制御モードを示す図で、（ａ）は減速モード領域を示す図、（ｂ）は加速モード領域を示す図である。
渋滞した道路では極端に車間距離、車速が低下するため、運転者にとっては非常に面倒になる。そのような状態でも追突を防止し、且つ、運転者の負担を低減できる方法として、予め自車レーンの最近傍の車両（以下、前車と称す）と自車との相対距離（車間距離）、相対速度を図６（ａ）のようなマップの関係にある領域（斜線で示された領域）を減速モード領域として、この領域にあるとスロットルバルブを自動的に閉じ、場合によってはブレーキを自動的に操作する等を行って減速していた。また、図６（ｂ）のようなマップの関係にある領域（斜線示された領域）を加速モード領域として、この領域にあるとスロットルバルブを開き加速していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
通常、隣接レーンを走行している車両（以下、隣接先行車と称す）は車線を変更しないものと想定して、レーダ装置は自車レーンを走行中の前車のみをターゲットにするように、先行車の検出範囲が狭く設定されている。上述の方法では、先行車が自車レーンにいる場合には所望の機能を発揮できるが、渋滞した道路では、しばしば隣接先行車が自車レーンに割り込む場合がある。そのような場合には、割り込んできた車両が自車のレーダ装置に検出されるまでは何ら必要な車速制御が行われない。
【０００５】
そのために、自車が減速モード領域にない場合でも、走行中に隣接レーンから割り込み車があると、レーダ装置が割り込み車を検出した直後に急ブレーキが懸けられる等の問題が生ずる。また、自車が加速モード領域にある場合には、加速した途端に割り込み車のために、急ブレーキが懸けられる等の問題が生ずる。いずれの場合にも搭乗者に不快感を与え、また、追突の危険性が増加する。
【０００６】
本発明は、自車レーンは勿論のこと、隣接レーンを走行している隣接先行車の動向も推察して、その隣接先行車が自車レーンに割り込むのをいち早く認識できる車両認識装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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は、自車に設置され、該自車の前方の道路状況を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された画像状況を基に、前記自車が走行している自車レーンと該自車レーンに隣接した隣接レーンとの境界線を検出する境界線検出手段と、前記撮影手段により撮影された画像状況を基に、前記隣接レーンを走行している隣接先行車両を認識し、該隣接先行車両の進行形態を検出する車両検出手段と、前記境界線検出手段と前記車両検出手段との検出結果を基に、前記境界線に対する前記隣接先行車両の進行方向の傾き角を検出する傾き角検出手段と、前記傾き角検出手段により検出された前記傾き角の大きさに基いて、前記隣接先行車両は自車レーンに割り込もうしている割込車であるか否かを判断する割込車判断手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記自車と前記自車レーンを走行中の前車との車間距離及び相対速度に基づき、前記自車の速度を加速又は減速するように制御する車速制御手段を備え、前記割込車判断手段は、前記傾き角検出手段により検出された前記傾き角の大きさに基づき前記隣接先行車両が前記割込車であると判断したときに、前記車速制御手段に対し、前記自車の速度を減少させる減速制御を行わせるものであることを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記自車と前記自車レーンを走行中の前車との車間距離及び相対速度に基づき、前記自車の速度を加速又は減速するように制御する車速制御手段を備え、前記割込車判断手段は、前記傾き角検出手段により検出された前記傾き角の大きさに基づき前記隣接先行車両が前記割込車であると判断したときに、前記車速制御手段に対し、前記自車の速度を増加させない加速禁止制御を行わせるものであることを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記境界線検出手段は、前記自車レーンと前記隣接レーンを区切る白線を検出する白線検出手段であることを特徴とするものである。
また、前記境界線検出手段は、前記自車の進行方向に平行な線を検出する進行方向検出手段であることを特徴とするものである。
また、前記境界線検出手段は、前記自車のステアリングの操舵角に基いて前記自車の進行方向に平行な線を予測する進行方向予測手段であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記割込車判断手段は、前記傾き角検出手段が前記傾き角が所定値を超えたことを検出すると、前記隣接先行車両は自車レーンに割り込もうしている割込車であると判断するものであることを特徴とするものである。
【００１２】
【実施例】
図１は本発明の一実施例の車両認識装置の構成を説明するための図である。以下、図を用いて説明する。
１１は自車の前方に設置されたドップラ効果を利用したミリ波レーダ装置で、前方に向けて照射されたビームの反射波を検出し、後段へ出力するもので、自車レーン前方の車両のみが検出できるように検出範囲が調整されている。１２は自車の上部に設置され前方の状況を撮影するＣＣＤカメラで、その撮影範囲は広く隣接先行車の様子も撮影される。１３は自車の速度Ｖ1 を計測する車速センサである。１４はステアリングの操舵角を検出する操舵角センサである。２１は前車に接近し過ぎた場合や隣接レーンの車両が自車レーンに割り込もうとしているときに作動するブザー等の警報装置である。２２は前車に接近し過ぎた場合や隣接レーンの車両が自車レーンに割り込もうとしているときに作動する制動装置（ブレーキ）である。２３ａはミリ波レーダ信号処理ＥＣＵ３の指示によりスロットルアクチュエータ２３ｂを調整して速度を制御するクルーズＥＣＵである。３はレーダ装置１１が検出した反射波の信号処理を行い、前車までの車間距離Ｄと相対速度（Ｖ2 −Ｖ1 ）を計測し、これに基いて前車を認識して車間制御を行い、更に、カメラ１２等の画像出力を基に隣接先行車両の方向を算出するマイコン３１、各種データの記憶されたＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３等のメモリで構成されるミリ波レーダ信号処理ＥＣＵである。
【００１３】
図２は本発明の一実施例の車両認識装置のカメラによる撮影画像例である。図３は本発明の一実施例の車両認識装置のマイコンの行う処理を示すフローチャートである。以下、図を用いて説明する。
ステップＳ１では、カメラで撮影した画像を入力する。つまり、カメラ１２で撮影した車両前方の状況をマイコン３１に入力する。ステップＳ２では、画像中に白線があるか否かを判断して、白線があればステップＳ３に移り、白線がなければステップＳ４またはステップＳ８に移る。つまり、自車レーンと隣接レーンの境界線を決めるために、画像中に隣接車線と仕切る白線があるか否かを判断する。白線の認識はカメラ１２で撮影した画像をアスファルト部と白線部との境界に生ずるエッジを検出する方法が知られている。画像を水平及び垂直方向に走査して、輝度の急激に変化する点の軌跡を白線（図２の線Ｂ）として認識する。
【００１４】
ステップＳ３では、自車レーンを認識してステップＳ５に移る。つまり、白線で囲まれた範囲を自車レーンと見做し、その外側（両側）を隣接レーンとする。ステップＳ５では、画像認識された物体のエッジ形状と、予めＲＯＭに記憶された車両の独特のエッジ形状とを比較し、一致状況に基いて隣接レーン上の車両を認識してステップＳ６に移る。つまり、隣接先行車をカメラの画像より抽出する。そして、画像中に隣接レーン上の車両と背景とのエッジを白線の場合と同様に認識して車両の進行形態を検出する。車両の輪郭に相当する複数のエッジを直線近似して車両の方向とする。即ち、車両の側面の下部を構成する線（通常、この線は車種によらず略直線である）がこれに相当する（図２の線Ａ）。この線の認識は、割込車後部の水平エッジから左、或いは右へ延長追跡したものから得ることができる。
【００１５】
ステップＳ６では、車両の傾きが３０°を超えているか否かを判断して、３０°を超えているとステップＳ７に移り、３０°を超えていないと処理を終える。つまり、隣接走行車は通常は走行レーンを区切る白線に平行に走行している筈である。それが白線に対して大きな傾斜角（図２の線Ａと線Ｂのなす角度φ）を採っていることは自車レーンに進入しようとしていると見做す。この傾斜角φは図２のカメラで撮影した画像上の角度ではなく、平面上に置かれた車両の白線となす角度である。カメラの位置（路面からの高さ、俯角）が決まっているので、画像上の角度と平面上の角度は容易に換算できる。境界線（例えば、白線）に対する車両の傾きが小さい場合は、割り込む意思がないものと推察できるので、自車の速度と自車レーンを走行している前車との車間距離に基づく通常の車間距離制御（加速、減速とも）を行えばよい。
【００１６】
ステップＳ７では、フラグを１にして処理を終える。つまり、隣接レーンから割り込もうとしている車両があるので、フラグを１として図４、又は図５の減速、加速の処理フローチャートに従った処理を行う。
ステップＳ４では、自車レーンを車両幅を車両の向きに延ばした領域としてステップＳ５に移る。つまり、走行レーン毎に白線が引かれていない場合には、自車レーンと隣接レーンの境界線として、自車の車両幅（または車副幅＋α）を進行方向に延長した線を想定する。この線はカメラ１２の車両（自車）に対するセット角度で決まる。例えば、車両の真正面を撮影するようにセットされていると画像上では左右の中心線に平行な線となる。
【００１７】
ステップＳ８では、ステアリング角を検出してステップＳ９に移る。つまり、操舵角センサ１４の出力を検出する。ステップＳ９では、自車レーンを車両幅をステアリング角相当方向に延ばした領域としてステップＳ５に移る。つまり、走行レーン毎に白線が引かれておらず、また、カーブ路に対応した自車レーンと隣接レーンの境界線として、自車の車両幅（または車副幅＋α）を操舵角に対応した車の進行方向に延長した線を想定する。
【００１８】
尚、本フローチャートにおいて、ステップＳ４とステップＳ８のいずれを選択するかは、自車に操舵角センサ１４がセットされているか否かで決める。即ち、操舵角センサ１４がセットされておればカーブ路にも対応できるステップＳ８を、操舵角センサ１４がセットされていなければステップＳ４を選択する。
図４は本発明の一実施例の車両認識装置のマイコンの行う減速処理を示すフローチャートである。図５は本発明の一実施例の車両認識装置のマイコンの行う加速処理を示すフローチャートである。
【００１９】
先ず、減速処理について図４を用いて説明する。ステップＳ１１では、減速モードか否かを判断して減速モードであればステップＳ１３に移り、減速モードでなければステップＳ１２に移る。つまり、レーダ装置１１により自車レーンの最近傍の車両までの相対距離及び自車速度を算出して、両者の関係が図６（ａ）の減速モード領域（斜線で示す範囲）にあるか否かを判断する。
【００２０】
ステップＳ１２では、フラグを１であるか否かを判断してフラグが１であればステップＳ１３に移り、フラグが１でなければ処理を終える。つまり、図３の処理フローチャートに示したように、隣接レーンからの割り込み車があるか否かを判断するものである。割り込もうとしている車がある場合（フラグが１）には、自車レーンの前方車両が充分に離れて、減速する必要がなくても、割り込み車に対応して減速する。
【００２１】
ステップＳ１３では、減速制御をして処理を終える。つまり、自車レーンの前車に近づき過ぎているか、隣接レーンの車両が割り込もうとしているので、予め減速を行う必要があるので減速制御を行う。警報装置２１を動作させたり、レーダ信号処理ＥＣＵ３はクルーズＥＣＵ２３ａに対して車間距離、相対速度に応じ、現在の自車速度から減速するためスロットルバルブ開度や変速比を求め、この制御量を出力して車間距離制御を行うように指示する（場合によっては制動装置２２を作動させる）。尚、ミリ波信号処理ＥＣＵ３から割込車の情報が得られない場合、画像入力から得た割込車の位置から車間距離や相対速度を求めるようにしてもよい。また、上述した減速制御量は割込時点では小さく、その後徐々に大きくすれば減速が一層滑らかになる。
【００２２】
次に、加速処理について図５を用いて説明する。ステップＳ２１では、加速モードか否かを判断して加速モードであればステップＳ２２に移り、加速モードでなければ処理を終える。つまり、レーダ装置１１により自車レーンの最近傍の車両までの相対距離及び自車速度を算出して、両者の関係が図６（ｂ）の加速モード領域（斜線で示す範囲）にあるか否かを判断する。尚、加速制御と減速制御とが頻繁に切り換わるのを防止して滑らかな走行ができるように、加速モード領域と減速モード領域の間には、いずれにも該当しない不感帯が設けられている。
【００２３】
ステップＳ２２では、フラグを１であるか否かを判断してフラグが１であればステップＳ２４に進み、フラグが１でなければステップＳ２３に移る。つまり、図２の処理フローチャートに示したように、隣接レーンからの割り込み車があるか否かを判断するものである。割り込もうとしている車がある場合（フラグが１）には、自車レーンの前方に車両がなくても加速はせず、スロットルバルブ開度を加速モード前の状態に戻すよう、制御量をクルーズＥＣＵ２３ａに出力して加速をキャンセルする（ステップＳ２４）。
【００２４】
ステップＳ２３では、加速制御をして処理を終える。つまり、自車レーンの前車とは充分な車間距離があり、また、隣接レーンから割り込もうとしている車両もないので加速制御を行う。レーダ信号処理ＥＣＵ３はクルーズＥＣＵ２３ａに対して車間距離、相対速度に応じた車間距離制御を行うように指示する。
以上のように本実施例では、自車レーンを走行中の前車に追突するのを防止するだけでなく、隣接走行車が自車レーンに割り込む前に必要な制御ができるので、急激なブレーキ操作の必要もなく滑らかな運転ができる。
【００２５】
また、本例では割込車を傾斜角３０°で判定しているが、これに限らず傾斜角信号をフィルタリング処理して不安定な傾斜角を削除したり、自車速や傾斜角の変化速度に応じて判定傾斜角を変更するようにして判定精度を上げるようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では自車レーンは勿論のこと、隣接レーンを走行している車両の動向も推察して、自車レーンに割り込む前に必要な制御ができるので、急激なブレーキ操作の必要もなく滑らかな運転ができる。また、ウィンカを点滅していない割込車に対しても制御可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の車両認識装置の構成を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施例の車両認識装置のカメラによる撮影画像例である。
【図３】本発明の一実施例の車両認識装置のマイコンの行う処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施例の車両認識装置のマイコンの行う減速処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例の車両認識装置のマイコンの行う加速処理を示すフローチャートである。
【図６】車間距離制御装置の制御モードを示す図で、（ａ）は減速モード領域を示す図、（ｂ）は加速モード領域を示す図である。
【符号の説明】
１１・・・レーダ装置２１・・・・警報装置
１２・・・カメラ２２・・・・制動装置
１３・・・車速センサ２３ａ・・・クルーズＥＣＵ
１４・・・操舵角センサ２３ｂ・・・スロットルバルブ
３・・・・ミリ波レーダ信号処理ＥＣＵ

Claims

自車に設置され、該自車の前方の道路状況を撮影する撮影手段により撮影された画像状況を基に、前記自車が走行している自車レーンと該自車レーンに隣接した隣接レーンとの境界線を検出する境界線検出手段と、
前記画像状況を基に、前記隣接レーンを走行している隣接先行車両を認識し、該隣接先行車両の進行形態を検出する車両検出手段と、
前記境界線検出手段と前記車両検出手段との検出結果を基に、前記境界線に対する前記隣接先行車両の進行方向の傾き角を検出する傾き角検出手段と、
前記傾き角検出手段により検出された前記傾き角の大きさに基いて、前記隣接先行車両は自車レーンに割り込もうしている割込車であるか否かを判断する割込車判断手段を備えたことを特徴とする車両認識装置。
前記自車と前記自車レーンを走行中の前車との車間距離及び相対速度に基づき、前記自車の速度を加速又は減速するように制御する車速制御手段を備え、
前記割込車判断手段は、前記傾き角検出手段により検出された前記傾き角の大きさに基づき前記隣接先行車両が前記割込車であると判断したときに、前記車速制御手段に対し、前記自車の速度を減少させる減速制御を行わせるものであることを特徴とする請求項１記載の車両認識装置。
前記自車と前記自車レーンを走行中の前車との車間距離及び相対速度に基づき、前記自車の速度を加速又は減速するように制御する車速制御手段を備え、
前記割込車判断手段は、前記傾き角検出手段により検出された前記傾き角の大きさに基づき前記隣接先行車両が前記割込車であると判断したときに、前記車速制御手段に対し、前記自車の速度を増加させない加速禁止制御を行わせるものであることを特徴とする請求項１記載の車両認識装置。
前記境界線検出手段は、前記自車レーンと前記隣接レーンを区切る白線を検出する白線検出手段であることを特徴とする請求項１記載の車両認識装置。
前記境界線検出手段は、前記自車の進行方向に平行な線を検出する進行方向検出手段であることを特徴とする請求項１記載の車両認識装置。
前記境界線検出手段は、前記自車のステアリングの操舵角に基いて前記自車の進行方向に平行な線を予測する進行方向予測手段であることを特徴とする請求項１記載の車両認識装置。
前記割込車判断手段は、前記傾き角検出手段により検出された前記傾き角が所定値を超えたことを検出すると、前記隣接先行車両が自車レーンに割り込もうしている割込車であると判断するものであることを特徴とする請求項１記載の車両認識装置。