JPH1196497A

JPH1196497A - 車線逸脱防止装置

Info

Publication number: JPH1196497A
Application number: JP9253103A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Miichi; 善紀見市; Yoshifusa Nakane; 吉英中根; Tetsushi Mimuro; 哲志御室
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 1999-04-09
Anticipated expiration: 2017-09-18
Also published as: JP3186662B2

Abstract

(57)【要約】【課題】車線逸脱防止装置において、車線変更時に車
両の乗り心地低下や挙動不安定を招かないようにしなが
ら車線逸脱の回避を案内できるようにする。【解決手段】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自車両の操舵
アクチュエータ２１により付与させて車両の車線逸脱の
防止を案内する車線逸脱防止装置であって、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する横
ずれ量算出手段４Ａと、算出された横ずれ量に基づき制
御トルクを算出する制御トルク算出手段５と、算出され
た制御トルクが横ずれ量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６と、車両
が隣接する他の走行車線へ乗り越したか否かを判定する
乗り越し判定手段７と、車両の乗り越しが判定された場
合には制御トルクの急変を抑制する急変抑制手段２５と
をそなえるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車が走行車線
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。

【０００２】

【従来の技術】近年、走行中の道路に対する車両の位置
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。

【０００３】一方、運転案内装置の場合、自動車を運転
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。

【０００４】こうした運転案内装置の一つに車線逸脱防
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。

【０００５】さらに、このように自動車が走行車線内の
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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
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、大き過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。

【０００７】つまり、このような運転案内としての車線
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。

【０００８】特に、自動車がドライバの意に反して走行
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。

【０００９】このような判定に基づいて操舵用アクチュ
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。

【００１０】ところで、自動車が走行車線から逸脱しそ
うになっているか否かの判定は、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
には、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。また、付
与する操舵用制御トルクをこの横ずれ量が大きいほど大
きくすれば、車線逸脱の程度に応じた制御トルク量で警
告することができる。

【００１１】しかしながら、このように車両が走行して
いる車線において横ずれ量の増加させるほど付与する操
舵用制御トルクを大きくすると、走行している車線から
これに隣接した他の車線へ車線変更（レーンチェンジ）
を行なう場合に不具合が生じてしまう。つまり、車線変
更（レーンチェンジ）を行なう場合には、図８（ａ）に
示すように、車両１００は、それまで走行していた車線
（第１の車線）１０１を逸脱してこの車線１０１に隣接
する車線（第２の車線）１０２に進入することになり、
車両１００の横ずれ量に着目すると、車両１００は、ま
ず、図８（ｂ）に示す曲線１０５のように、第１の車線
１０１における第２の車線１０２側（この例では右側）
への横ずれ量を増加させた後、第１の車線１０１から第
２の車線１０２に乗り越して（即ち、両車線１０１，１
０２間の道路白線１０３を乗り越して）今度は、図８
（ｃ）に示す曲線１０６のように、次第に第２の車線１
０２における横ずれ量を減少させていくことになる。な
お、符号１０４は車両中心の軌跡を示す。

【００１２】したがって、横ずれ量が大きいほど大きな
操舵用制御トルクを付与するように設定すると、図８
（ｄ）に示す曲線１０７のように、車両１００は、ま
ず、第１の車線１０１における車線中央側（この例では
左側）への操舵用制御トルクを増加させていき、第１の
車線１０１から第２の車線１０２に乗り越した瞬間、図
８（ｄ）に示す曲線１０８のように、今度は第２の車線
１０２における車線中央側（この例では右側）への操舵
用制御トルクに切り換わり、この操舵用制御トルクは、
次第に減少していく。

【００１３】したがって、第１の車線１０１から第２の
車線１０２に乗り越した瞬間に、車両に加わる操舵用制
御トルクが逆方向に急変することになり、車両の乗り心
地を低下させるおそれや、車両の挙動が不安定になるお
それが生じるのである。本発明は、上述の課題に鑑み創
案されたもので、ドライバの意思による操舵操作を妨げ
ることなく車両の横ずれ量に応じて操舵用制御トルクを
付与することができ且つ走行車線の変更時に車両の乗り
心地の低下や挙動の不安定を招かないようにしながら車
線逸脱の回避をドライバ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。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の車線
逸脱防止装置では、横ずれ量算出手段が、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
用制御トルクを算出して、制御手段が、制御トルク算出
手段で算出された制御トルクが横ずれ量を減らす方向に
発生するように操舵アクチュエータを制御する。これに
より、自車両の車線逸脱の防止が案内される。

【００１５】一方、乗り越し判定手段が、自車両が隣接
する他の走行車線へ乗り越したか否かを判定し、この乗
り越し判定手段で自車両の乗り越しが判定された場合に
は、急変抑制手段が、制御トルクの急変を抑制する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
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。

【００１７】もちろん、この操舵用制御トルク自体も、
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。

【００１８】したがって、本車線逸脱防止装置は、図１
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。

【００１９】なお、この横ずれ量ΔＹは、車両１が車線
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。

【００２０】また、本車線逸脱防止装置の作動の選択及
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
段としての設定スイッチ（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２
３をオンに、本装置を作動させたくなければスイッチ２
３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。

【００２１】さらに、例えばインパネ（インストルメン
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。
また、本車線逸脱防止装置は、設定スイッチ２３がオン
になっていても、方向指示スイッチ（ターンシグナルラ
ンプを点灯するスイッチ）２６が点灯指令状態となって
いれば、車線逸脱防止のための制御トルクは加えられな
いように設定されている。

【００２２】したがって、制御トルク算出手段５には、
設定スイッチ２３及び方向指示スイッチ２６からのオン
・オフ信号が入力されるように構成されている。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の算出について詳細に説明する。画像情
報処理手段３では、まず、図２に示すように、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。

【００２３】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。次に、画像情報
認識手段３では、図３（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〜３０ｍ）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。

【００２４】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５
０画素〔ｄｏｔ〕）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。

【００２５】そして、図３（ｃ）に示すように、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。

【００２６】そして、各水平線１１のデータそれぞれに
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。

【００２７】そして、これらの白線候補点１５のうち、
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。

【００２８】そして、図３（ｆ）に示すように、最後に
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。

【００２９】候補点１５Ｂ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。

【００３０】走行レーン右端の路側線としての白線１２
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
ＬＣ_Lと走行レーン右端の白線１２Ｒから推定しうる道
路中心線ＬＣ_R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算出
手段４Ａによって横ずれ量ΔＹ及び偏角βを算出するよ
うになっている。

【００３１】なお、偏角βとは、図４に示すように、屈
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。

【００３２】つまり、偏角βは、これらの第１検出点と
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。

【００３３】また、推定手段４では、車両中心線が左右
いずれかの道路白線を越えて（即ち、車両が車線を乗り
越して）、隣接する車線内に進入した場合、新たな車線
の道路中心に対して車両中心線の横ずれ量ΔＹを算出す
るようになっている。このため、推定手段４には、車両
中心線が道路白線を越えてたか否か、又は、横ずれ量Δ
Ｙが算出される道路幅の二分の一よりも大きくなったか
否かによって、自車両が隣接する他の走行車線へ乗り越
したか否かを判定する乗り越し判定手段７がそなえられ
ている。そして、乗り越し判定手段７が、自車両が他車
線へ乗り越したと判定すると、横ずれ量算出手段４Ａに
この旨が伝達されて、横ずれ量算出手段４Ａでは、新た
な車線の道路中心に対して車両中心線の横ずれ量ΔＹを
算出するようになっているのである。

【００３４】制御トルク算出手段５では、このようにし
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図６に示すような特性
で操舵用制御トルクＴｃを設定するが、この操舵用制御
トルクＴｃの設定は次のように行なう。つまり、この操
舵用制御トルクＴｃ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。

【００３５】したがって、車線を逸脱しそうなときにこ
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。

【００３６】ところで、本車線逸脱防止装置では、制御
トルク算出手段５とコントローラ６との間にローパスフ
ィルタ（ＬＰＦ）２５が介装されており、このローパス
フィルタ２５が、制御トルク算出手段５で設定された制
御トルクが急変した場合にも、実際に操舵アクチュエー
タ２１で発揮される制御トルクは急変せずに滑らかに連
続するよう制御トルク算出情報の出力を平滑化処理する
ようになっている。

【００３７】したがって、例えば方向指示スイッチ２６
が入れられる（オフからオンになる）と、制御トルク算
出手段５で操舵用制御トルクＴｃが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。

【００３８】逆に、方向指示スイッチ２６が切られる
（オンからオフになる）と、制御トルク算出手段５で操
舵用制御トルクＴｃが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。

【００３９】また、方向指示スイッチ２６が入れられな
い状態で車両１が車線変更（レーンチェンジ）を行なう
と、横ずれ量ΔＹに応じた操舵用制御トルクＴｃが設定
されるため、車両１がそれまでの車線（第１の車線）か
ら隣接する他の車線（第２の車線）に乗り越す際に、第
１の車線の中心に戻そうとする比較的大きな操舵用制御
トルクから、これと逆向きの第２の車線の中心に導こう
とする比較的大きな操舵用制御トルクへと、操舵用制御
トルクが急変する。ところが、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の指令値の急変が
抑制されるので、ローパスフィルタ２５は、自車両の乗
り越しが行なわれた場合に制御トルクの急変を抑制す
る、急変抑制手段として機能する。

【００４０】さらに、本実施形態では、ローパスフィル
タ２５は、時定数を可変に構成されており、前述の乗り
越し判定手段７からの乗り越し判定情報が送られたら所
定時間だけ通常時の時定数よりも大きな時定数に変更さ
れるようになっている。このように、時定数が通常時よ
りも大きくされると、ローパスフィルタ２５では、制御
トルク算出手段５で設定された操舵用制御トルクＴｃの
平滑化をより一層強めて、コントローラ６に入力される
操舵用制御トルクＴｃの指令値の変動をより一層抑制す
るようになっている。

【００４１】したがって、自車両の乗り越し判定情報が
送られたら所定時間だけ通常時よりも制御トルクの変動
が一層抑制され、ローパスフィルタ２５の急変抑制手段
としての機能が強められるようになっているのである。
なお、画像情報処理手段３，走行レーン推定手段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等は、ＣＰＵ，入出力インタフェース，ＲＯ
Ｍ，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。

【００４２】さらに、操舵アクチュエータ２１は、詳細
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。本発明の一実施形態としての車線逸脱防止
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６に示すように行なわれる。

【００４３】つまり、図６に示すように、まず、制御ス
イッチ２３がオンか否かが判定され（ステップＡ１
０）、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に進み、方向指示スイッチ２６がオ
ンか否かが判定される。ここで、方向指示スイッチ２６
がオンであれば車線逸脱防止の処理は行なわないが、方
向指示スイッチ２６がオンでなければ、ステップＡ３０
以降の処理を行なう。

【００４４】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Ａ３０）、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
４０）。そして、制御トルク算出手段５から、ステップ
Ａ４０で算出した制御トルクＴｃに対応する制御量を出
力するとともに、作動表示部２４に作動表示信号を出力
する（ステップＡ５０）。

【００４５】これらの制御トルク算出手段５からの信号
は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２５を通じてコントロ
ーラ６に送られるが、ステップＡ６０で、乗り越し判定
手段７が、自車両が他車線へ乗り越したと判定しなけれ
ば、このローパスフィルタ２５では、時定数を通常状態
として、制御トルク算出手段５で設定された操舵用制御
トルクＴｃを平滑化して出力され、このような制御指令
値に基づいて、操舵アクチュエータ２１が作動され、作
動表示部２４で制御トルクＴｃが与えられている旨等が
表示される（ステップＡ８０）。

【００４６】この操舵用制御トルクＴｃを平滑化によ
り、制御トルク算出手段５で設定された制御トルクが急
変した場合にも、実際に操舵アクチュエータ２１で発揮
される制御トルクは急変せずに滑らかに連続するように
制御トルク算出情報の出力が処理される。一方、ステッ
プＡ６０で、乗り越し判定手段７が、自車両が他車線へ
乗り越したと判定していると、ローパスフィルタ２５で
は、この判定時点から所定時間だけ、時定数を大とした
状態で、制御トルク算出手段５で設定された操舵用制御
トルクＴｃを平滑化して出力され、このような制御指令
値に基づいて、操舵アクチュエータ２１が作動され、作
動表示部２４で制御トルクＴｃが与えられている旨等が
表示される（ステップＡ７０）。

【００４７】このように時定数を大として操舵用制御ト
ルクＴｃを平滑化すると、コントローラ６に入力される
操舵用制御トルクＴｃの指令値の急変が一層抑制される
ので、車両が車線変更（レーンチェンジ）を行なって他
車線へ乗り越した場合、操舵用制御トルクが逆方向に急
変するところが、ローパスフィルタ２５による強めな平
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の指令値の急変が大幅に抑制され、ロー
パスフィルタ２５は、自車両の乗り越しが行なわれた場
合に制御トルクの急変を抑制する、急変抑制手段として
大きく機能するのである。

【００４８】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。

【００４９】つまり、本装置では、走行レーン左端の白
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。

【００５０】まず、図３（ａ）に示すように、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。

【００５１】このような画像情報から、図３（ｃ）に示
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〕。

【００５２】そして、これらの白線候補点１５のうち、
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。

【００５３】最後に、図３（ｆ）に示すように、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。

【００５４】このような作業を各水平線について行なう
ことにより、連続した白線１２を認識することができ
る。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。

【００５５】そして、推定手段４では、各道路中心線Ｌ
Ｃ_L，ＬＣ_Rを平均して道路中心線ＬＣ（＝ＬＣ_L＋Ｌ
Ｃ_R）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。

【００５６】このように、本車線逸脱防止装置では、横
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。

【００５７】この操舵用制御トルクＴｃ自体もドライバ
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。しかも、本車線逸
脱防止装置では、ローパスフィルタ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があり、自
車両が走行中の車線からこれに隣接した他の車線へ車線
変更（レーンチェンジ）を行なう場合にも円滑に操舵用
制御トルクの付与を行なうことができる。

【００５８】つまり、レーンチェンジを行なう場合に
は、図７（ａ）に符号１０４の曲線で示すように、車両
１００は、走行していた車線（第１の車線）１０１から
隣接する他の車線（第２の車線）１０２に進入すること
になるが、この際、車線１０１内を走行中は、第１の車
線１０１の道路中心線に対して横ずれ量ΔＹが算出さ
れ、車線乗り越しをして車線１０２内を走行するように
なったら、第２の車線１０２の道路中心線に対して横ず
れ量ΔＹが算出されるようになる。

【００５９】したがって、横ずれ量ΔＹは、車線乗り越
しをするまでは図７（ｂ）に示す曲線１０５のように第
２の車線１０２側（この例では右側）へ次第に増加し、
車線乗り越しをしてからは図７（ｃ）に示す曲線１０６
のように、次第に第２の車線１０２に対する横ずれ量
（この例では左側）を減少させていくことになる。制御
トルク設定手段５では、横ずれ量が大きいほど大きな操
舵用制御トルクＴｃを設定するため、このままの操舵用
制御トルクＴｃが操舵アクチュエータ２１により発揮さ
れると、図７（ｄ）に一点鎖線で示す曲線１０７，１０
８のように、車線乗り越しをする瞬間に、操舵用制御ト
ルクＴｃが逆方向に大きく変動してしまう。

【００６０】これに対して、本車線逸脱防止装置では、
時定数を大きなものに変更された急変抑制手段としての
ローパスフィルタ２５によって、操舵用制御トルクＴｃ
の平滑化が大幅に行なわれるため、制御トルク算出手段
５で設定された制御トルクが急変しても、実際に操舵ア
クチュエータ２１で発揮される制御トルクは図７（ｄ）
に実線１０９で示すように急変することなく滑らかに連
続するようになる。このため、車両が車線変更（レーン
チェンジ）を行なって他車線へ乗り越した場合にも、制
御トルクの急変が確実に抑制され、車両の乗り心地を低
下させるおそれや、車両の挙動が不安定になるおそれ
も、回避されるのである。

【００６１】もちろん、車両が他の車線に進入しない限
りは、横ずれ量に対応した操舵用制御トルクの付与によ
り確実に車線逸脱の防止がドライバに警告されるので、
車線逸脱の防止効果は何ら支障なく確保されることにな
る。なお、ローパスフィルタ２５の時定数を大きなもの
に変更しなくても、例えば図７（ｄ）に破線１０９で示
すように、制御トルクの急変はある程度抑制されるの
で、ローパスフィルタ２５の時定数を特に変更しなくて
も車両の乗り心地を低下させるおそれや、車両の挙動が
不安定になるおそれを、ある程度回避することも可能と
考えられる。

【００６２】また、本車線逸脱防止装置では、ドライバ
が方向指示機を操作してレーンチェンジ等を行なう場合
には、方向指示スイッチ２６がオンとなって、制御トル
クの付与が行なわれないように処理されるので、この場
合、不要な制御トルクの付与が回避され、操舵アクチュ
エータ２１をはじめとして制御トルクの付与にかかる部
材の負荷が低減される。

【００６３】もちろん、この場合もローパスフィルタ２
５により制御トルクの急変は防止されるので、急に制御
トルクが停止されることはなく、制御トルクの急変によ
る操舵違和感も回避される。また、制御トルクの急変を
抑制する急変抑制手段は、ローパスフィルタ２５に限る
ものではなく、制御トルク設定手段５による制御トルク
の算出段階で、算出値自体の変動を抑制するようにして
もよい。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の車線逸脱
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、操舵用制御トルクを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、自車両が隣接する
他の走行車線へ乗り越した場合制御トルクの急変が抑制
されるので、車線変更を行なう場合に、操舵用制御トル
クの急変による車両の乗り心地の低下や挙動の不安定を
回避することができ、車両の各種性能を確保しつつ、車
線逸脱の回避の案内を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
の構成を模式的に示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識の
ための画像処理を説明する図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識を
（ａ）〜（ｆ）の順で説明する模式図である。

【図４】走行レーン認識を説明する模式的な平面図であ
る。

【図５】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
にかかる制御トルク設定マップを示す図である。

【図６】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
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。

【図７】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
による車線乗り越し時の制御トルクの設定例を示すタイ
ムチャートであり、（ａ）は車両の走行位置を示し、
（ｂ），（ｃ）は車両の横ずれ量を示し、（ｄ）は対応
する制御トルクを示す。

【図８】従来の車線逸脱防止装置による車線乗り越し時
の制御トルクの設定例を示すタイムチャートであり、
（ａ）は車両の走行位置を示し、（ｂ），（ｃ）は車両
の横ずれ量を示し、（ｄ）は対応する制御トルクを示
す。

【符号の説明】

１車両２カメラ３画像情報処理手段４走行レーン推定手段４Ａ横ずれ量算出手段５制御トルク算出手段６制御手段（コントローラ）７乗り越し判別手段２０ステアリングホイール（ハンドル）２１操舵アクチュエータ２２操舵輪２３設定スイッチ２４作動表示部２５ローパスフィルタ（急変抑制手段）２６方向指示スイッチＬＣ道路中心線

Claims

【特許請求の範囲】

【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自車両の
車線逸脱の防止を案内する車線逸脱防止装置であって、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、該自車両が隣接する他の走行車線へ乗り越したか否かを
判定する乗り越し判定手段と、該乗り越し判定手段で該自車両の乗り越しが判定された
場合には該制御トルクの急変を抑制する急変抑制手段と
をそなえていることを特徴とする、車線逸脱防止装置。