JP4282678B2 - 車線逸脱警報装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の走行車線を監視し、車線逸脱に対して警報を発動させる車線逸脱警報装置に関するものである。

従来の車線逸脱警報装置は、隣接車線を走行する車両や対向車と接触する事態を未然に回避することを目的としており、その目的を実現するために、警報を発生させるタイミングや、運転者が気づきやすい警報方法について種々提案されている。
たとえば特許文献１では、走行車線をカメラで画像認識し、車両が走行車線から逸脱しそうになると、スピーカを通して警報音を発し、運転者に車線逸脱を気づかせる。また、特許文献２では、車両が走行車線から逸脱しそうになった際に、ステアリングホイールに内装された振動用アクチュエータによって、ステアリングホイールのスポーク部を直接加振することで警報を行う方法が提案されている。

特開平６−１４２３０号公報（第２〜４頁、図１） 特開平６−７６２００号公報（第３〜５頁、図１）

しかし、これらの警報装置では、不必要なときに発せられる警報のため運転者や同乗者がわずらわしさを感じ、場合によっては装置自体の電源が切られてしまうなど、ユーザーへの受容性が低いという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、車両が走行車線から逸脱する状況を運転者に報知するとともに、ユーザーへの受容性を高めることができる車線逸脱警報装置を得ることを目的としている。

この発明に係わる車線逸脱警報装置においては、自車両の走行車線を認識する走行車線認識手段、この走行車線認識手段により認識された自車両の走行車線をもとに、走行車線を構成する２本の区切り線の自車両より所定距離前方の横位置を算出する区切り線横位置算出手段、この区切り線横位置算出手段により算出された２本の区切り線の横位置を基準にして、２本の区切り線の内側と外側にそれぞれ警報しきい値を、内側と外側の２本の警報しきい値の間が自車両の幅よりも狭くなるように設定する警報領域設定手段、警報しきい値と自車両幅を用いる計算式により、自車両の車輪が内側と外側の警報しきい値の間に存在する場合に、運転者に警報を発するように判定を行う警報出力判定手段、及びこの警報出力判定手段の判定結果に応じて運転者に警報を与える警報手段を備え、警報出力判定手段は、自車両の一方の車輪が外側の警報しきい値を超えて走行車線を逸脱し、再度走行車線に戻る過程で、逸脱した自車両の車輪が内側と外側の２本の警報しきい値の間に存在するときには、警報を発しないように判定するものである。

この発明は、以上説明したように、自車両の走行車線を認識する走行車線認識手段、この走行車線認識手段により認識された自車両の走行車線をもとに、走行車線を構成する２本の区切り線の自車両より所定距離前方の横位置を算出する区切り線横位置算出手段、この区切り線横位置算出手段により算出された２本の区切り線の横位置を基準にして、２本の区切り線の内側と外側にそれぞれ警報しきい値を、内側と外側の２本の警報しきい値の間が自車両の幅よりも狭くなるように設定する警報領域設定手段、警報しきい値と自車両幅を用いる計算式により、自車両の車輪が内側と外側の警報しきい値の間に存在する場合に、運転者に警報を発するように判定を行う警報出力判定手段、及びこの警報出力判定手段の判定結果に応じて運転者に警報を与える警報手段を備え、警報出力判定手段は、自車両の一方の車輪が外側の警報しきい値を超えて走行車線を逸脱し、再度走行車線に戻る過程で、逸脱した自車両の車輪が内側と外側の２本の警報しきい値の間に存在するときには、警報を発しないように判定するので、車線逸脱するときのみタイミングよく警報が行われ、車線逸脱を回避しているときには警報を行わないため、運転者の不快感を低減させることができる。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図を用いて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置を示す構成図である。
図１において、走行車線認識手段１０は、自車両が進む走行車線に併設された車線を区分する白線や、鋲などの区切り線を認識することによって走行車線を認識する。区切り線横位置算出手段１１は、走行車線認識手段１０が出力する車線の区切り線の近似多項式をもとに、所定距離前方の区切り線の横位置を算出する。警報領域設定手段１４は、区切り線横位置算出手段１１から得られる所定距離前方の区切り線の横位置を基準にして、左右の区切り線に対してそれぞれ内側と外側に２つの警報しきい値を設け、その間を警報領域として左右それぞれに設定する。この警報領域は、自車両の幅よりも狭く設定される。警報出力判定手段１２は、警報領域設定手段１４から得られる内側と外側の２つの警報しきい値（すなわち、警報領域）をもとに、そこへの車輪の存在による警報出力の可否を判定する。警報手段１３は、警報出力判定手段１２により警報出力が判定された場合に、ステアリングに振動用アクチュエータを組込み、運転者の手に振動を与えたり、シートに振動用アクチュエータを組込み作動させることにより運転者に振動を与えることにより警報する。

図２は、この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の走行車線認識手段を示す説明図である。
図２において、車輪２２を有する車両２０のルームミラー付近に、車両前方を映すようにカメラ２１が取り付けられている。

図３は、この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の振動発生器を示す図である。
図３において、ステアリング３０に振動用アクチュエータ３１を組込み、運転者の手に振動を与える。

図４は、この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の別の振動発生器を示す図である。
図４において、シート４０に振動用アクチュエータ４１を組込み作動させることにより、運転者に振動を与えて警報する。

図５は、この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の警報領域の設定方法を示す説明図である。
図５において、２０、２２は図２におけるものと同一のものである。図５では、区切り線５０と警報領域５１が示されている。

図６は、この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の動作を示すフローチャートである。

図７は、この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の車線を逸脱してから復帰するまでの自車両の状態変化を示す説明図である。
図７において、２０、２２、５０、５１は図５におけるものと同一のものである。図７（Ａ）のように車線の真中を走行中の車両が、図７（Ｂ）のように車線逸脱を開始し、図７（Ｃ）のように車線逸脱した後、図７（Ｄ）のように車線逸脱を回避している。

図８は、この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の自車両が隣接車線に移動していく状態を示す説明図である。
図８において、２０、２２、５０、５１は図５におけるものと同一のものである。

次に、動作について説明する。
図１の走行車線認識手段１０は、自車両が進む走行車線に併設された車線を区分する白線や、鋲などを認識するものである。具体的には、たとえば、図２に示すように、車両前方を映すように車両２０のルームミラー付近に取り付けられたカメラ２１を使って、走行車線を含む車両前方の道路画像を撮像し、その輝度分布から画像処理によって走行車線を認識する。そして、認識した走行車線を下記の数式（１）のように多項式で近似し、走行車線の形状を出力する。
近似式ｘ＝Ａｙ^２＋Ｂｙ＋Ｃ ・・・数式（１）
ここで、Ａ、Ｂ、Ｃは定数。ｘは区切り線の横位置。ｙは前方距離である。

次いで、区切り線横位置算出手段１１により、走行車線認識手段１０が出力する車線の区切り線の近似多項式をもとに、所定距離前方の区切り線の横位置を算出する。この所定距離の設定については、たとえば自車速ｖと、警報手段１３のＯＮ／ＯＦＦに必要な時間ｔを用いて、以下の数式（２）のように設定する。
所定距離ｙ＝ｖ×ｔ ・・・数式（２）
すなわち、車両が現在の進路を維持した場合のｔ秒後の白線位置を予測し、警報のＯＮ／ＯＦＦを判定することで、警報手段１３のＯＮ／ＯＦＦにかかる時間に影響されることなく、好適なタイミングで警報のＯＮ／ＯＦＦができる。あるいは、あらかじめ設定した逸脱予測時間（ＴＴＬＣ：Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｌｉｎｅ
Ｃｒｏｓｓｉｎｇ）を用いることで、車速に影響されることなく、好適なタイミングで警報することができる。

この警報は、警報手段１３により、たとえば、図３のように、ステアリング３０に振動用アクチュエータ３１を組込み、運転者の手に振動を与える方法や、図４のように、シート４０に振動用アクチュエータ４１を組込み作動させて運転者に振動を与える方法によって、警報が行われる。

また、警報領域設定手段１４は、区切り線横位置算出手段１１から得られる所定距離前方の区切り線の横位置Ｘ_ｉ（ｉ＝Ｒ，Ｌ）を基準にして、下記の数式（３）、数式（４）のように左右の区切り線に対してそれぞれ内側と外側に２つの警報しきい値Ｘ_ｉＮ，Ｘ_ｉＦ（ｉ＝Ｒ，Ｌ）を設け、図５のように、自車両の幅Ｗよりも狭い警報領域５１を設定する。
Ｘ_ｉＦ＝Ｘ_ｉ＋Ｚ_ｉＦ（ｉ＝Ｒ，Ｌ） ・・・数式（３）
Ｘ_ｉＮ＝Ｘ_ｉ＋Ｚ_ｉＮ（ｉ＝Ｒ，Ｌ） ・・・数式（４）
ここで、Ｚ_ｉＦは、車線外側の警報位置を設定する定数、Ｚ_ｉＮは車線内側の警報位置を設定する定数であり、たとえば、Ｚ_ｉＮ＝０（ｉ＝Ｒ，Ｌ）、Ｚ_ｉＦ＝区切り線の幅（ｉ＝Ｒ，Ｌ）とすることで、走行車線の区切り線５０上に警報領域５１を設定することができる。
あるいは、あらかじめ設定した逸脱予測時間（ＴＴＬＣ：Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｌｉｎｅ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ）に応じて値を変更することで、車速に影響されることなく好適なタイミングで警報のＯＮ／ＯＦＦができる。

警報出力判定手段１２では、警報領域設定手段１４から得られる２つの警報しきい値Ｘ_ｉＮ、Ｘ_ｉＦ（ｉ＝Ｒ，Ｌ）をもとに、図６に示すフローチャートに従って警報出力の可否を判定する。

以下、車線逸脱警報装置の具体的な処理の流れを図６のフローチャートを用いて説明する。
なお、図６に示す処理は、走行車線を構成する２本の区切り線、各々に対して実施される。

まず、図６のステップＳ１００において、走行車線認識手段１０を用いて走行車線を認識する。次にステップＳ１０１において、区切り線横位置算出手段１１により、ステップＳ１００から得られる走行車線の区切り線の近似多項式をもとに、所定距離前方における車線の区切り線の横位置Ｘ_ｉ（ｉ＝Ｒ，Ｌ）を算出し、ステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２では、警報領域設定手段１４により、ステップＳ１０１から得られるＸ_ｉ（ｉ＝Ｒ，Ｌ）を基準に、図５に示すように警報領域５１を設定し、ステップＳ１０３へと進む。

以下は、警報出力判定手段１２の処理である。
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２から得られる警報しきい値Ｘ_ｉＮ（ｉ＝Ｒ，Ｌ）と、自車両幅Ｗを比較し、
｜Ｘ_ｉＮ｜ ≦ Ｗ／２（ｉ＝Ｒ，Ｌ） ・・・数式（５）
であるならば、ステップＳ１０４へと進み、警報出力の可否を判定する。一方、ステップＳ１０３において、数式（５）を満たさない場合は、自車両２０が警報領域５１にないと判定し、ステップＳ１１１へ進み、ステップＳ１１１において警報禁止フラグをＯＦＦにする。ここで、警報禁止フラグとは、不要な警報をマスクするために設定するものであり、自車両が車線を逸脱したあと、逸脱を回避するため走行車線内へ戻る場合（図７（Ｃ）から図７（Ｄ）に相当）や、図８のように、自車両が車線を逸脱したあと、そのまま隣接する車線へ移動する場合において、警報が発せられ続けることを抑制する。なお、警報禁止フラグのＯＮ／ＯＦＦ条件については後述する。

そして、ステップＳ１１１の後は、ステップＳ１１２へと移行し、ステップＳ１１２において、警報手段１３を停止させ、再びステップＳ１００から始まる自車両の車線逸脱を監視する処理を続ける。

ステップＳ１０４では、ウィンカ・スイッチのＯＮ／ＯＦＦによって警報出力の可否判定を行う。すなわち、ステップＳ１０４において、ウィンカ・スイッチがＯＮである場合は、車線変更などのため自車両２０が警報領域５１にあると判断し、ステップＳ１１１へと移行し、ステップＳ１１１において、警報禁止フラグをＯＦＦにするとともに、ステップＳ１１２において警報手段１３を停止する。しかし、ステップＳ１０４において、ウィンカ・スイッチがＯＦＦである場合は、ステップＳ１０５へと進む。

ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２から得られる警報しきい値Ｘ_ｉＦ（ｉ＝Ｒ，Ｌ）と、自車両幅Ｗと、自車両の車輪幅Ｔｗが下記の数式（６）を満たすか否かを判定する。
｜Ｘ_ｉＦ｜ ≦ Ｗ／２−Ｔｗ（ｉ＝Ｒ，Ｌ） ・・・ 数式（６）
この数式（６）を満たす場合は、図７（Ｃ）のように、すでに自車両２０が車線５０を逸脱したあと、さらに車線５０をまたいでいる状態であり、ステップＳ１１３へ進み、警報禁止フラグをＯＮにすると共に、警報手段１３を停止させ、再びステップＳ１００から始まる自車両の車線逸脱を監視する処理を続ける。
一方、ステップＳ１０５において数式（６）を満たさない場合は、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、警報禁止フラグがＯＦＦである場合は、自車両が車線を逸脱し始めるタイミング（図７（Ａ）から図７（Ｂ）に相当）であるため、ステップＳ１０７へ進み、警報手段１３を発動させる。一方、ステップＳ１０６において、警報禁止フラグがＯＮである場合は、自車両２０が車線を逸脱したあと、逸脱を回避するため、走行車線内へ戻るタイミング（図７（Ｄ）に相当）や、図８のように自車両が車線を逸脱したあと、そのまま隣接する車線へ移動するタイミングであり、すでに１度車線を逸脱したことを警報し終わっているため、警報手段１３を発動させることなく、ステップＳ１００へと戻り、自車両２０の車線逸脱を監視する処理を続ける。

このように、実施の形態１によれば、車線逸脱するときのみ、警報手段が発動され、車線逸脱を回避しているときや、隣接車線に移動するときの逸脱方向と反対側の車輪に対しては不要な警報をマスクするので、運転者の不快感を低減させることができる。
また、警報手段として運転者への振動を用いているので、同乗者への不快感も低減することができ、さらに運転者にとっては、すでに実用化されている車線の区切り線上の凹凸を走行しているような感覚となるので、認識しやすく、受容性が高い。

この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の走行車線認識手段を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の振動発生器を示す図である。 この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の別の振動発生器を示す図である。 この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の警報領域の設定方法を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の車線を逸脱してから復帰するまでの自車両の状態変化を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による車線逸脱警報装置の自車両が隣接車線に移動していく状態を示す説明図である。

符号の説明

１０ 走行車線認識手段
１１ 区切り線横位置算出手段
１２ 警報出力判定手段
１３ 警報手段
１４ 警報領域設定手段
２０ 車両
２１ カメラ
２２ 車輪
３０ ステアリングホイール
３１ 振動用アクチュエータ
４０ シート
４１ 振動用アクチュエータ
５０ 区切り線
５１ 警報領域

Claims (3)

1. 自車両の走行車線を認識する走行車線認識手段、この走行車線認識手段により認識された自車両の走行車線をもとに、上記走行車線を構成する２本の区切り線の自車両より所定距離前方の横位置を算出する区切り線横位置算出手段、この区切り線横位置算出手段により算出された上記２本の区切り線の横位置を基準にして、上記２本の区切り線の内側と外側にそれぞれ警報しきい値を、上記内側と外側の２本の警報しきい値の間が上記自車両の幅よりも狭くなるように設定する警報領域設定手段、上記警報しきい値と自車両幅を用いる計算式により、自車両の車輪が上記内側と外側の警報しきい値の間に存在する場合に、運転者に警報を発するように判定を行う警報出力判定手段、及びこの警報出力判定手段の判定結果に応じて運転者に警報を与える警報手段を備え、上記警報出力判定手段は、自車両の一方の車輪が上記外側の警報しきい値を超えて走行車線を逸脱し、再度上記走行車線に戻る過程で、上記逸脱した自車両の車輪が上記内側と外側の２本の警報しきい値の間に存在するときには、警報を発しないように判定することを特徴とする車線逸脱警報装置。
2. 自車両の走行車線を認識する走行車線認識手段、この走行車線認識手段により認識された自車両の走行車線をもとに、上記走行車線を構成する２本の区切り線の自車両より所定距離前方の横位置を算出する区切り線横位置算出手段、この区切り線横位置算出手段により算出された上記２本の区切り線の横位置を基準にして、上記２本の区切り線の内側と外側にそれぞれ警報しきい値を、上記内側と外側の２本の警報しきい値の間が上記自車両の幅よりも狭くなるように設定する警報領域設定手段、上記警報しきい値と自車両幅を用いる計算式により、自車両の車輪が上記内側と外側の警報しきい値の間に存在する場合に、運転者に警報を発するように判定を行う警報出力判定手段、及びこの警報出力判定手段の判定結果に応じて運転者に警報を与える警報手段を備え、上記警報出力判定手段は、自車両が上記外側の警報しきい値を超えて走行車線を逸脱して隣接の走行車線に入る過程で、上記自車両の逸脱方向と反対側の車輪が上記内側と外側の２本の警報しきい値の間に存在するときには、警報を発しないように判定することを特徴とする車線逸脱警報装置。
3. 上記警報手段は、運転者に振動を与えることによって上記運転者に警報を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の車線逸脱警報装置。

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