JP7013639B2 - 車線維持支援装置及び車線維持支援方法。 - Google Patents

Description

本発明は、車両が走行する際に操舵補助をする車線維持支援装置及び車線維持支援方法に関する。

従来、車両が道路を走行する際に、基準車線に沿った走行がしやすくなるように操舵補助をする技術が知られている。特許文献１には、車線変更の実施、不実施および完了を確認し、車線変更前の基準誘導力又は車線変更後の第２誘導力の少なくとも一方が、車線変更の確認結果に応じて弱小化状況を変化する技術が開示されている。

特開２００４－３１４９６７号公報

ところで、車両が撮影画像から白線等の区画線を検出する場合に、過去に検出した区画線の位置を参照することがある。この場合、例えば、幅員減少を示す矢印を区画線であると誤認識した場合、車両が走行車線を変更した後に正しく区画線を検出することができなくなる虞がある。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、車両が走行車線を変更した後に区画線を検出する精度を向上させる技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様においては、車両が走行する車線の区画線を検出する区画線検出部と、前記車両が車線変更を開始及び終了したことを検出する車線変更検出部と、前記車線変更検出部が前記車線変更の開始を検出した場合に、車線維持支援を縮退させる支援停止部と、前記車線変更検出部が前記車線変更の終了を検出した後に、前記車線変更の終了前に検出した前記区画線の情報を用いずに前記区画線検出部が検出した区画線の内側を前記車両が走行しているか否か判定する判定部と、前記判定部が、前記車線変更の終了後に検出した前記区画線の内側を前記車両が走行していると判定した場合に、前記車線維持支援を再度開始する支援開始部と、を備える車線維持支援装置を提供する。

前記車線変更検出部は、例えば、方向指示器の動作が開始されたことを前記車線変更の開始として検出する。

前記車線変更検出部は、例えば、ヨーレートに基づいて車両Ｖが車線変更を開始したことを検出する。

前記車線維持支援装置は、例えば、前記区画線を検出する際に参照する、前記区画線検出部が過去に検出した区画線の情報を記憶する記憶部と、前記車線変更検出部が前記車線変更の終了を検出したことを契機として、前記過去に検出した前記区画線の情報を消去する区画線情報消去部と、を更に備える。

本発明の第２の態様においては、車両が走行する車線の区画線を検出するステップと、前記車両が車線変更を開始及び終了したことを検出するステップと、前記車線変更の開始を検出した場合に、車線維持支援を縮退させるステップと、前記車線変更の終了を検出した後に、前記車線変更の終了前に検出した前記区画線の情報を用いずに検出した区画線の内側を前記車両が走行しているか否か判定するステップと、前記車線変更の終了後に検出した前記区画線の内側を前記車両が走行していると判定した場合に、前記車線維持支援を再度開始するステップと、を備える車線維持支援方法を提供する。

本発明によれば、車両が走行車線を変更した後に区画線を検出する精度を向上させるという効果を奏する。

実施の形態に係る車線維持支援装置の概略を説明するための図である。 実施の形態に係る車線維持支援装置の構成図である。 車線維持支援装置が処理する信号のフローを示す図である。

［概要］
図１は、実施の形態に係る車線維持支援装置の概略を説明するための図である。車線維持支援装置は、例えば、車両Ｖが走行する車線に設けられた区画線を撮影し、撮影画像を画像認識する。その結果、車両Ｖが車線の中央より偏った位置にある場合、車線維持支援装置は、ステアリングホイールに付与する操舵補助の補助力を弱める。そうすることによって、車両Ｖの運転者は、車両Ｖが車線の中央より偏った位置にある場合、ステアリングホイールを操作する際に負荷を感じるため、車両Ｖを車線の中央に戻しやすくなる。また、車線維持支援装置は、車両Ｖが走行車線から逸脱しかけた場合に、走行車線の中央に車両Ｖを戻す方向に操舵軸にトルクを付与する。

図１には、車線が二車線ある道路から一車線の道路に幅員が減少する道路を、車両Ｖが走行する様子が描かれている。車両Ｖは、車線維持支援を利用しながら上記走行車線を走行している。図に示された幅員減少の矢印を確認した車両Ｖの運転者は、走行車線を変更する。

車両Ｖが走行車線を変更する際、例えば、方向指示器の操作が開始されたことを契機として、車線維持支援装置は上記操舵補助の補助力を縮退させ、車両Ｖが走行車線を変更し終わった後に再度車線維持支援を再開する。なお「操舵補助の補助力の縮退」については後述する。

ところで、上記幅員減少の矢印は、画像認識をする際に区画線と誤認識されることがある。車線維持支援装置が幅員減少の矢印を区画線と誤認識し、幅員減少の矢印から特徴量を抽出して記憶し、車両Ｖが走行車線を変更した後の区画線の検出に当該特徴量の情報を利用してしまうと、区画線の検出精度が落ちてしまう。

このように、実施の形態に係る車線維持支援装置は画像認識によって車線の区画線を認識するため、認識結果が常に正しいという保証はない。特に車両Ｖが車線変更する際には、その前後において車線維持支援装置が区画線を誤認識しやすい。

実施の形態に係る車線維持支援装置は、過去に検出した区画線の情報を消去し、走行車線の変更終了後に再度区画線を検出する。即ち、車線維持支援装置は、過去に検出した区画線の情報を用いずに走行車線変更後の区画線を検出する。そして、車線維持支援装置は、走行車線変更後に再度検出した区画線の内側を車両Ｖが走行していることを判定した後に、車線維持支援を再開する。こうすることによって、車両Ｖが走行車線を変更した後に区画線を検出する精度が向上し、車線維持支援を再開しやすくなる。以下に、図２を参照しながら、実施の形態に係る車線維持支援装置について説明する。

［車線維持支援装置の構成］
図２は、実施の形態に係る車線維持支援装置１の構成図である。車線維持支援装置１は、記憶部２、操舵補助部３、制御部４及びカメラ５を有する。制御部４は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、図示しないヨーレートセンサ及び運転席に設けられた方向指示器の操作部と有線で接続されている。また、制御部４は、操舵補助部３と有線又は無線で接続され、例えば、車両Ｖが車線の中央から偏った位置にいる場合に、操舵補助部３に指示して操舵補助の補助量を低減する。また、制御部４は、カメラ５が撮影した撮影画像を取得する。

記憶部２は、制御部４が実行するプログラムが記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）と一時的にデータを記録するＲＡＭ（Random Access Memory）とを備える。ＲＡＭには、車両Ｖの進行方向前方の道路を撮影した撮影画像及び検出した区画線の特徴量等が記録される。

操舵補助部３は、例えば、モータと作動油を圧送する可変容量ポンプとを備える。可変容量ポンプは、制御部４から送信される信号によって可変容量ポンプに設けられた電磁バルブの開閉度が調節されて伝送する作動油の量が変更され、操舵軸に付与するトルクが制御される。モータは、制御部４から送信される信号によって、操舵軸に付与するトルクが制御される。

制御部４は、記憶部２に記録されたプログラムを実行することによって、区画線検出部６、車線変更検出部７、支援停止部８、区画線情報消去部９、判定部１０及び支援開始部１１としても機能する。

区画線検出部６は、車両が走行する車線の区画線を検出する。区画線検出部６は、例えば、カメラ５から取得した撮影画像を既知の方法で画像認識して区画線を検出する。区画線検出部６は、車両Ｖが同じ走行車線を走行している際は、過去に検出した区画線の画像特徴量を参照して、撮影画像から区画線を検出する。

車線変更検出部７は、車両Ｖが車線変更を開始及び終了したことを検出する。車線変更検出部７は、例えば、図示しないヨーレートセンサからヨーレート、即ち車体の傾き速度を取得して、ヨーレートに基づいて車両Ｖが車線変更を開始したことを検出する。

車線変更検出部７は、例えば、車両Ｖが走行車線を変更すると考えられる程度のヨーレートの値を取得した場合、すなわち車両Ｖが走行車線を変更するか否かを判定するために参照する基準ヨーレート値を、取得したヨーレートの値が超えた場合に、車両Ｖが走行車線の変更を開始したことを検出する。車線変更検出部７は、例えば基準ヨーレート値として５ｄｅｇ／ｓｅｃ以上のヨーレートを取得した場合に、車両Ｖが走行車線の変更を開始したことを検出する。

或いは、車線変更検出部７は、ヨーレートを積分したヨー角に基づいて、車両Ｖが走行車線の変更を開始したことを検出してもよい。具体的には、車線変更検出部７は、積分したヨー角が、車両Ｖが走行車線を変更するか否かを判定するために参照する基準角度を超えた場合に、車両Ｖが走行車線の変更を開始したことを検出してもよい。例えば車線変更検出部７は、車線中央の線又は区画線に対して積分したヨー角が１５°以上となった時に、車両Ｖが走行車線の変更を開始したことを検出してもよい。

車線変更検出部７は、例えば、車両Ｖが走行車線の変更を開始した時と反対の方向を示すヨーレートを取得した場合に、車両Ｖが走行車線の変更を終了したことを検出する。或いは、車線変更検出部７は、ヨーレートを積分したヨー角に基づいて、車両Ｖが走行車線の変更を終了したことを検出してもよい。具体的には、車線変更検出部７は、例えば、車体の傾きが車線中央の線又は区画線に対して５°以下となった時に、車両Ｖが走行車線の変更を終了したことを検出する。

車線変更検出部７は、例えば、車両Ｖが走行車線を変更するのに要すると考えられる所定の時間内に、正の値及び負の値のヨーレートを取得した場合に、車両Ｖは走行車線を変更し終わったと検出してもよい。ここで、所定の時間は、例えば、１０秒である。

車線変更検出部７は、方向指示器の動作が開始されたことを車線変更の開始として検出してもよい。車線変更検出部７は、例えば、方向指示器へ信号が入力された場合に、車両Ｖが走行車線の変更を開始したことを検出する。また、車線変更検出部７は、例えば、方向指示器へ信号が入力されなくなった場合に、車両Ｖが走行車線の変更を終了したことを検出する。

車線変更検出部７は、基準ヨーレート値を超えるヨーレートの値と方向指示器の動作がなされたこととの両方が検出された場合に、車線変更の開始及び終了を判定してもよい。例えば、車線変更検出部７は、方向指示器の動作が開始され且つ車両Ｖが走行車線を変更すると考えられる程度のヨーレートの値を取得した場合に、車両Ｖが走行車線の変更を開始したことを検出する。また、車線変更検出部７は、例えば、方向指示器へ信号が入力されなくなり且つ車両Ｖが走行車線の変更を開始した時と反対の方向を示すヨーレートを取得した場合に、車両Ｖが走行車線の変更を終了したことを検出する。

車線変更検出部７は、車両Ｖが走行車線の変更を開始したことを検出すると、そのことを支援停止部８に通知する。また、車線変更検出部７は、車両Ｖが走行車線の変更を終了したことを検出すると、そのことを区画線情報消去部９に通知する。また、車線変更検出部７は、車両Ｖが走行車線の変更を終了したことを検出すると、そのことを区画線検出部６に通知する。

支援停止部８は、車線変更検出部７が車線変更の開始を検出した場合に、車線維持支援を縮退させる。ここで、車線維持支援の縮退とは、上述した「操舵補助の補助力の縮退」と同義であり、車両Ｖが走行車線から逸脱しかけたときに走行車線の中央に戻す方向に操舵軸に付与するトルクを経時的に小さくしていくことである。車線維持支援の縮退は、上記操舵軸にトルクを全く付与しなくなることをも含む。

区画線情報消去部９は、車線変更検出部７が車線変更の終了を検出したことを契機として、区画線検出部６が過去に検出して記憶部２に記憶した区画線の情報を消去する。区画線情報消去部９が消去する区画線の情報は、例えば、区画線の画像特徴量を含む。区画線情報消去部９は、例えば、支援停止部８が車線維持支援を十分に縮退させた後に、区画線の情報を消去する。区画線情報消去部９は、例えば、支援停止部８が車線維持支援を完全に停止させた後、即ち、操舵軸にトルクを全く付与しなくなった後に区画線の情報を消去する。こうすると、区画線検出部６が区画線を突然検出できなくなり、車線維持支援が急に停止することを防ぐことができる。区画線情報消去部９は、区画線の情報を消去した後に、そのことを区画線検出部６に通知する。

区画線検出部６は、区画線情報消去部９から区画線の情報を消去したことを通知されたことを契機として、車両Ｖの進行方向前方が撮影された撮影画像から再度区画線を検出する。なお、区画線検出部６は、区画線情報消去部９から区画線の情報を消去したことを通知されたことのみならず、更に、車線変更検出部７から車両Ｖが区画線の変更を終了したことを通知された後に、区画線の検出を再開してもよい。

判定部１０は、車線変更検出部７が車線変更の終了を検出した後に、車線変更の終了前に検出した区画線の情報を用いずに区画線検出部６が検出した区画線の内側を車両Ｖが走行しているか否か判定する。判定部１０は、例えば、既知の方法により、カメラ５から取得した車両Ｖの進行方向前方が撮影された撮影画像に基づいて車両Ｖが上記区画線の内側を走行しているか否かを判定する。

支援開始部１１は、判定部１０が、車線変更の終了後に検出した区画線の内側を車両Ｖが走行していると判定した場合に、車線維持支援を再度開始する。

［車線維持支援装置１の処理フロー］
図３は、車線維持支援装置１が処理する信号のフローを示す図である。先ず、車線変更検出部７が、車両Ｖが走行する車線の変更を開始したか否かを判定する（Ｓ３１）。車両Ｖが走行する車線の変更を開始した場合（Ｓ３１においてＹＥＳ）、車線変更検出部７は支援停止部８に通知して車線維持支援を縮退させる（Ｓ３２）。車両Ｖが走行する車線の変更を開始していない場合（Ｓ３１においてＮＯ）、再度Ｓ３１の処理をする。

続いて、支援停止部８が車線維持支援を縮退させた後、区画線情報消去部９が、記憶部２に記録された区画線の情報を消去する（Ｓ３３）。車両Ｖが走行する車線の変更を終了した場合（Ｓ３４においてＹＥＳ）、区画線検出部６が再度車両Ｖの進行方向前方が撮影された撮影画像から区画線を検出する（Ｓ３５）。車両Ｖが走行する車線の変更を終了していない場合（Ｓ３４においてＮＯ）、車線維持支援装置１は再度Ｓ３４の処理をする。

続いて、判定部１０が、区画線検出部６が再度検出した区画線の内側を車両Ｖが走行しているか否か判定する（Ｓ３６）。車両Ｖが区画線の内側を走行している場合（Ｓ３６においてＹＥＳ）、支援開始部１１が車線維持支援を再開し（Ｓ３７）、車線維持支援装置１は処理を終了する。車両Ｖが区画線の内側を走行していない場合（Ｓ３６においてＮＯ）、再度Ｓ３６の処理をする。

［車線維持支援装置１が奏する効果］
上述したとおり、実施の形態に係る車線維持支援装置１は、区画線検出部６が、車線変更終了前に検出した区画線の情報を用いずに車線変更終了後に区画線を再度検出する。車線維持支援装置１は、判定部１０が、車線変更終了後に検出した区画線の内側を車両Ｖが走行していると判定した場合に、車線維持支援を再度開始する。こうすることによって、車線維持支援装置１は、車両Ｖが走行車線を変更した後に区画線を検出する精度が向上し、車線維持支援を再開しやすくする。その結果、車線維持支援装置１は車両Ｖが車線変更した後であっても操舵補助が機能しやすくなり、ドライバの運転体験が向上するという効果を奏する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

Ｖ・・・車両
１・・・車線維持支援装置
２・・・記憶部
３・・・操舵補助部
４・・・制御部
５・・・カメラ
６・・・区画線検出部
７・・・車線変更検出部
８・・・支援停止部
９・・・区画線情報消去部
１０・・・判定部
１１・・・支援開始部

Claims (4)

1. 車両が走行する車線の区画線を検出する区画線検出部と、
   前記区画線検出部が前記区画線を検出する際に参照する、前記区画線検出部が過去に検出した区画線の情報を記憶する記憶部と、
   前記車両が車線変更を開始及び終了したことを検出する車線変更検出部と、
   前記車線変更検出部が前記車線変更の開始を検出した場合に、前記車両の操舵軸へのトルクの付与を停止させる支援停止部と、
   前記支援停止部が前記車両の操舵軸へのトルクの付与を停止させた後であり、かつ前記車両が車線変更を終了したことを前記車線変更検出部が検出する前に、前記過去に検出した前記区画線の情報を前記記憶部から消去する区画線情報消去部と、
   前記車線変更検出部が前記車線変更の終了を検出した後に、前記車線変更の終了前に検出した前記区画線の情報を用いずに前記区画線検出部が検出した区画線の内側を前記車両が走行しているか否か判定する判定部と、
   前記判定部が、前記車線変更の終了後に検出した前記区画線の内側を前記車両が走行していると判定した場合に、車線維持支援を再度開始する支援開始部と、
   を備える車線維持支援装置。
2. 前記車線変更検出部は、方向指示器の動作が開始されたことを前記車線変更の開始として検出する、
   請求項１に記載の車線維持支援装置。
3. 前記車線変更検出部は、ヨーレートに基づいて前記車両が車線変更を開始したことを検出する、
   請求項１又は２に記載の車線維持支援装置。
4. 記憶部に記憶された過去に検出した区画線の情報を参照することにより、車両が走行する車線の区画線を検出するステップと、
   前記車両が車線変更を開始及び終了したことを検出するステップと、
   前記車線変更の開始を検出した場合に、前記車両の操舵軸へのトルクの付与を停止させるステップと、
   前記車両の操舵軸へのトルクの付与を停止させた後であり、かつ前記車両が車線変更を終了したことを検出する前に、前記過去に検出した前記区画線の情報を前記記憶部から消去するステップと、
   前記車線変更の終了を検出した後に、前記車線変更の終了前に検出した前記区画線の情報を用いずに検出した区画線の内側を前記車両が走行しているか否か判定するステップと、
   前記車線変更の終了後に検出した前記区画線の内側を前記車両が走行していると判定した場合に、車線維持支援を再度開始するステップと、
   を含むプロセッサが実行する車線維持支援方法。

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