CN102649408A - 车道偏离警报装置以及车道偏离警报系统 - Google Patents

车道偏离警报装置以及车道偏离警报系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车道偏离警报装置以及车道偏离警报系统。车道偏离警报装置在判定为本车从车道偏离时输出警报信号，在本车的车宽方向一方的划分线未检测出的情况下，基于另一方的划分线的位置将一方的划分线的位置推定为第一推定划分线，还基于未检测出之前的所述一方的划分线的位置将未检测出的一方的划分线的位置推定为第二推定划分线，对第一推定划分线和第二推定划分线进行比较来进行车道偏离的判定。由此，获得能够防止因分岔或收费站等特殊道路形状引起的车道偏离的误警报及不警报的车道偏离警报装置。

Description

车道偏离警报装置以及车道偏离警报系统
技术领域
本发明涉及进行车辆的车道偏离的判定的车道偏离警报装置。
背景技术
关于由车载照相机对车辆的周围进行拍摄，并对拍摄到的图像中的物体(车辆、步行者等)或道路标记、标识(划分线等的路面涂料、停止等的标识等)进行识别用的技术，已经提出了各种方案。例如，若能够由车载照相机识别在道路上施加涂料而形成的划分线，求取车道内的车辆位置，则能够在车辆从车道偏离时向驾驶员发出警报或者控制转向或制动来抑制偏离。
作为这样在车辆偏离车道时发出警报的系统，有由JIS(日本工业标准)的JIS D 0804和ISO(国际标准化机构)的ISO/DIS 17361规格化的车道偏离警报系统(LDWS：Lane Departure Warning Systems)。为了实现这样的系统，需要由车载照相机识别各种划分线(实线、虚线、点线等)，但有时会因为擦过或剥落等而无法识别划分线，因此开发了在这种情况下也能对应的系统。
例如，在专利文献1中公开了下述装置，即，仅对单侧的划分线进行识别，当到该单侧的划分线的距离在规定值以下时，推定另一侧的划分线位置来进行偏离判定。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1：JP特开2009-298362号公报
但是，专利文献1中，在对单侧的划分线进行了误识别的情况下，另一侧的划分线位置的推定也会出错，在偏离判定中会出现误警报或不警报。例如，在如图13所示的高速道路的分岔点，若主线与分岔路之间的划分线1301(在日本是粗的点线)被擦过而无法识别，则会沿着分岔路继续识别车辆左侧的实线1302，此时，若右侧成为虚线的间隙，则以识别的左侧的实线1302为基准，对右侧的虚线的间隙如点线1303那样进行插补。然后，在车辆到达C点时会偏离点线1303，因此即便在主线上直行也会产生警报，成为误警报。
发明内容
本发明鉴于上述情况而实现，其目的在于，提供一种能够防止因分岔或收费站等特殊的道路形状引起的车道偏离的误警报及不警报的车道偏离警报装置。
为了解决上述课题，本发明的车道偏离警报装置在判定为本车从车道偏离时输出警报信号，在本车的车宽方向一方的划分线未检测出的情况下，基于另一方的划分线的位置将未检测出的一方的划分线的位置推定为第一推定划分线，还基于未检测出之前的所述一方的划分线的位置将未检测出的一方的划分线的位置推定为第二推定划分线，对第一推定划分线和第二推定划分线进行比较来进行车道偏离的判定。
(发明效果)
根据本发明，能够防止因分岔等特殊道路形状引起的车道偏离的误警报以及不警报。
附图说明
图1是本发明的车道偏离警报装置的第1实施方式的概略图。
图2是说明本发明的车道偏离警报装置的第1实施方式的处理的流程图。
图3是表示本发明的划分线检测部中的划分线检测处理的内容的概略图。
图4是表示本发明的划分线检测部中的到划分线的距离算出处理的内容的概略图。
图5是说明本发明的划分线位置推定处理的处理的流程图的例子。
图6是说明第一以及第二推定划分线的推定方法的图。
图7是说明第一以及第二推定划分线的选择方法的图。
图8是表示将对车辆后方进行拍摄的摄像装置的计测结果修正为前轮位置的方法的一例的图。
图9是本发明的车道偏离警报装置的第2实施方式的概略图。
图10是说明本发明的划分线位置推定处理的处理的流程图的例子。
图11是表示判定舵角是否收敛的方法的一例的图。
图12是表示判定划分线位置是否正确的方法的一例的图。
图13是表示应用本发明前的车道偏离警报装置的处理内容的具体例的图。
图14是表示本发明的车道偏离警报装置的第2实施方式的处理内容的具体例的图。
图15是表示本发明的车道偏离警报装置的第2实施方式的处理内容的具体例的图。
图16是本发明的车道偏离警报装置的第3实施方式的概略图。
图17是说明本发明的车道偏离警报装置的第3实施方式的处理的流程图。
图18是表示本发明的车道偏离警报装置的第3实施方式的处理内容的具体例的图。
图19是表示本发明的车道偏离警报装置的第3实施方式的处理内容的具体例的图。
具体实施方式
下面，利用附图对本发明实施方式进行说明。
<第1实施方式>
图1是第1实施方式中的车道偏离警报系统的概略图。
车道偏离警报系统具备：车道偏离警报装置100、摄像装置1、舵角传感器4、车速传感器6、警报音产生部11和警报显示部12。
首先，说明车道偏离警报装置100的结构和处理内容。
车道偏离警报装置100由划分线检测部2、划分线位置存储部3、舵角存储部5、车速存储部7、划分线位置推定部8、第一划分线位置推定部13、第二划分线位置推定部14、偏离判定部9和警报产生部10构成，被车道偏离警报装置100的未图示的计算机编程，以预先确定的周期反复执行。
另外，车道偏离警报装置100采用了下述结构：输入由摄像装置1拍摄到的图像，进而输入由舵角传感器4检测出的车辆的舵角以及由车速传感器6检测出的车速，在判断为存在本车偏离所行驶的车道的可能性时，向外部的警报音产生部11或警报显示部12输出警报。
摄像装置1通过CCD(Charge Coupled Device)图像传感器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器等摄像元件对本车外进行拍摄，将获得的图像直接作为模拟数据、或进行数字处理而变换成可由计算机处理的图像数据后，利用专用线等输出到车道偏离警报装置100。
划分线检测部2利用由车载用的摄像装置1取得的对车外进行拍摄而得到的图像数据(图像信息)，来检测在道路上涂划的划分线(车行道中央线、车道交界线(一对左车道以及右车道等)、车行道外侧线等)。
划分线位置存储部3存储了多个之前由划分线检测部2检测出的划分线的位置。此外，作为该存储介质，一般使用计算机内部的RAM(RandomAccess Memory)。
舵角传感器4中存在直接或间接计测转向轴的旋转角度的方法。
舵角存储部5取得利用车内LAN(Local Area Network)等通信手段输入舵角传感器4的计测值而得到的舵角的值，并在计算机内部的RAM等中存储多个以往值。
车速传感器6中存在下述方法：对通过车辆的前后左右各轮上安装的车轮速传感器获得的值进行平均来检测车速的方法、对通过本车中搭载的加速度传感器获得的本车的加速度的值进行积分来算出车速的方法等。
车速存储部7取得利用车内LAN等通信手段输入车速传感器6的计测值而得到的车速的值，并在计算机内部的RAM等中存储多个以往值。
划分线位置推定部8由第一划分线位置推定部13以及第二划分线位置推定部14构成，对由第一划分线位置推定部13推定的第一推定划分线和由第二划分线位置推定部14推定的第二推定划分线进行比较来选择正确的推定划分线。
第一划分线位置推定部13，在一方的划分线未能被划分线检测部2检测出的情况下，利用另一方的划分线位置来推定第一推定划分线。这里，在能够由划分线检测部2检测出两侧的划分线的期间，对车道宽度进行计算，基于车道宽度和另一方的划分线位置来推定第一推定划分线。即，第一划分线位置推定部13，在能够由划分线检测部2检测出车宽方向两侧的划分线的期间，对车道宽度进行计算，基于车道宽度和另一方的划分线位置来推定第一推定划分线。
第二划分线位置推定部14，在一方的划分线未能被划分线检测部2检测出的情况下，利用由划分线位置存储部3存储的未检测出之前的一方的划分线位置来推定第二推定划分线。在此，对于第二推定划分线，一般采用对按时间序列存储的多个一方的划分线位置进行外推的方法，利用舵角或车速来运算车辆的行驶轨迹，若考虑行驶轨迹来进行推定则精度提高。
偏离判定部9，基于由划分线位置存储部3存储的包括当前的划分线位置在内的以往的划分线位置和由划分线位置推定部8推定的划分线位置，进行车辆是否偏离划分线的判定。其中，设车道偏离判定对应于JIS规格(JIS D 0804)或ISO规格(ISO/DIS 17361)。
警报产生部10在由偏离判定部9判定为车辆偏离划分线且不存在警报抑制条件的情况下，利用车内LAN或专用线等通信手段向外部的警报音产生部11或警报显示部12输出警报信号。在此，警报抑制条件包括方向指示灯操作中、方向指示灯操作结束后规定时间内(例如2秒钟)、车速在规定值以下(例如70km/h以下)等。
警报音产生部11是基于从警报产生部10输出的警报信号，以声音方式向驾驶员传递的扬声器等。警报显示部12是基于从警报产生部10输出的警报信号，以视觉方式向驾驶员传递的显示器、仪表盘、警告灯等。
此外，也可以是由摄像装置1、车道偏离警报装置100、警报音产生部11、警报显示部12作为车道偏离警报系统的结构。
下面，说明车道偏离警报装置100的处理内容。
图2是表示车道偏离警报装置100的处理内容的流程图。
首先，在处理201中，将由摄像装置1拍摄到的图像进行数字处理而作为图像数据取入。其中，在摄像装置1已经进行了数字处理的情况下直接将图像数据取入。
然后，在处理202中，利用车内LAN等通信手段分别从舵角传感器和车速传感器取得舵角和车速，并在计算机内部的RAM等中存储多个以往值(例如以往200个)。
接着，在处理203中，由划分线检测部2从通过处理201取入的图像数据中检测在道路上涂划的划分线。关于检测该划分线的处理的具体方法，利用图3进行说明。
图3(a)是通过处理201取入的图像数据，其中存在2条划分线301以及302。作为用于检测划分线的一方法，有计算图像内的边缘强度来提取划分线的方法。在此，边缘是指图像中亮度值急剧变化的点。图3(b)是从图3(a)的A向B检测了边缘强度后的结果，303以及305的峰值分别是从道路变为划分线的点(亮度值从暗急剧变亮的点)，304以及306的峰值分别是从划分线变为道路的点(亮度值从亮急剧变暗的点)。这样，通过找到303与304的组合、305与306的组合，能够进行划分线的检测。另外，算出划分线与摄像装置1的光轴之间的距离(到划分线的距离)。关于该算出到划分线的距离的处理的具体方法，利用图4进行说明。
图4(a)与图3(a)同样是通过处理201取入的图像数据，图4(b)是与图4(a)相同状况时的俯瞰图。在此，存在2条划分线401以及402，箭头403是摄像装置1的光轴，405是摄像装置1。例如，到划分线402的距离如箭头404所示，是从光轴403到划分线402的A点的距离，根据边缘强度的峰值来求取图4(a)上的A点的坐标，并变换到图4(b)的实际的坐标系中来算出距离。此外，到划分线的距离也可不使用划分线内侧的坐标，而使用划分线外侧或者划分线中心的坐标，只要一贯使用相同定义即可。另外，也可采用到划分线的距离不是对图像内的各划分线分别算出一个，而是对各划分线算出多个(例如10个)的结构。
然后，在处理204中，将通过处理203检测出的划分线的位置由划分线位置存储部3存储到计算机内的RAM中。在此，设为存储以往多次(例如以往100次)的处理结果。
而后，在处理205中，利用通过处理204存储的以往的划分线位置信息和舵角、车速，由划分线位置推定部8来推定划分线位置。
利用图5的流程图对具体的处理内容进行说明。
首先，在处理501中，根据划分线推定中标志的状态，判定现在是否正在对划分线进行推定，在未对划分线进行推定的情况下(划分线推定中标志为OFF)进入处理502，在正在对划分线进行推定的情况下(划分线推定中标志为ON)进入处理507。
在处理502中，判定一方的划分线是否未检测出，在一方的划分线未检测出的情况下进入处理503，在一方的划分线并非未检测出的情况下结束一系列的处理。
在处理503中算出第一推定划分线，在处理504中算出第二推定划分线。
利用图6说明第一推定划分线以及第二推定划分线的算出方法的具体例。
图6中设想了单侧2车道的道路的左侧存在分岔路，车辆600在左车道内直行的情况。其中，设道路边界的划分线以实线涂划，车道交界的划分线以虚线涂划，单侧2车道道路与分岔路的交界的划分线以粗点线涂划，设粗点线的涂料601因擦过等原因而不能通过图像识别来检测出。另外，设车辆上搭载的摄像装置对车辆后方进行拍摄。
图6中，在车辆600来到分岔路之前，在能够检测出左右两侧的划分线时计算行驶中的车道的车道宽度，若在通过B地点后虚线涂料603消失，则针对左侧的划分线的检测结果(此时对实线602进行检测)考虑车道宽度，如推定线605那样算出第一推定划分线。即，基于作为另一方的划分线的左侧的划分线602的位置，将作为未检测出的一方的划分线的推定线605推定为第一推定划分线。
另外，若在通过B地点后虚线涂料603消失，则根据B地点以前检测出的虚线涂料603的位置信息，如推定线606那样进行外推来算出第二推定划分线。即，基于划分线位置存储部3所存储的未检测出之前的一方的划分线即虚线涂料603的位置，将作为未检测出的一方的划分线的推定线606推定为第二推定划分线。
然后，在处理505中，对第一推定划分线和第二推定划分线进行比较，选择用于在偏离判定中使用的推定划分线(偏离判定用的推定划分线)。
利用图7说明推定划分线的选择方法的具体例。
图7(a)与图6中说明的状况相同，图7(b)中设想了在单侧2车道的道路上车辆710沿左车道行驶的情况。其中，道路边界的划分线是实线，车道交界的划分线是虚线，设车辆上搭载的摄像装置对车辆后方进行拍摄。
在图7(a)中，通过处理503以及处理504算出的第一推定划分线705以及第二推定划分线706，从虚线涂料703中断的B地点(即从作为一方的划分线的虚线涂料703变为未检测出的地点)开始被算出，在行驶了规定距离后的C地点(这里是再次开始检测虚线涂料704的位置)计算差分d。
差分d是C地点处的第二推定划分线706与第一推定划分线705的相隔距离。在此，当差分d比阈值大时将第二推定划分线706选择为偏离判定用的推定划分线，当差分d在阈值以下时将第一推定划分线705选择为偏离判定用的推定划分线。
在图7(a)所示的例子中，差分d比阈值大，第二推定划分线706被选择为偏离判定用的推定划分线。因此，即使车辆700靠近第一推定划分线705，在后述的处理206的偏离处理判定中也判定为未偏离车道，在处理207的警报产生处理中不会输出警报信号。
图7(b)也与图7(a)同样，通过处理503以及处理504算出的第一推定划分线714以及第二推定划分线715，从虚线涂料712中断的B地点(即从作为一方的划分线的虚线涂料712变为未检测出的地点)开始被算出，在规定距离后的C地点(这里是再次开始检测虚线涂料713的位置)计算差分d。
差分d是C地点处的第二推定划分线715与第一推定划分线714的相隔距离。在此，当差分d在规定值以上时将第二推定划分线715选择为偏离判定用的推定划分线，当差分d在规定值以下时将第一推定划分线714选择为偏离判定用的推定划分线。
在图7(b)所示的例子中，差分d在阈值以下，第一推定划分线714被选择为偏离判定用的推定划分线。因此，车辆700因靠近第一推定划分线714，会在后述的处理206的偏离处理判定中被判定为偏离车道，在处理207的警报产生处理中会输出警报信号。
在此，对图7中说明的两个规定值进行具体解释说明。
首先，由于设想本装置对应于JIS规格(JIS D 0804)或ISO规格(ISO/DIS 17361)，因此需要符合各规格中规定的试验条件。该试验条件之一为再现性试验，其合格条件的表述为“在宽30cm的区域内发出警报”，为了符合规格，需要将警报产生位置的误差抑制在30cm以内。例如在图7(a)的情况下，第一推定划分线705进行了错误的推定，若与第二推定划分线706之间的距离相隔30cm以上，则在利用第一推定划分线705进行偏离判定时结果会产生30cm以上的警报产生位置的误差。即，将再次开始检测虚线涂料704的地点C处的差分d设定在30cm以内即可，例如，差分d的阈值设定为30cm。其中，考虑运算误差等而可以设定得稍小，例如将差分d的阈值设定为25cm，也可作为系统固有的参数。
另外，图7中从B地点到C地点的规定距离由各国的道路维护的基准(指南)规定，例如，在日本的高速道路中为12m，在米国为8m，在意大利为7.5m，在中国为9m等，希望按目的地对参数进行切换。
然后，在处理506中，将划分线推定中标志设为ON，结束一系列的处理。
而后，在处理507中，在进行推定的一侧的划分线被检测出、且进行推定的划分线与检测出的划分线的位置之差在规定值以内的情况下(例如在±0.3m以内)，进入处理508，此外的情况进入处理510。
在处理508中，将划分线推定中标志设为OFF，在处理509中，中止划分线的推定，将新检测出的划分线切换为对象，结束一系列的处理。
即，通过处理507～处理509，在一方的划分线的推定中由划分线检测部2检测出了一方的划分线的情况下，当该检测出的一方的划分线的位置与偏离判定用的推定划分线的位置在规定范围内时，中止推定，采用该检测出的一方的划分线的位置。另外，当该检测出的一方的划分线的位置与偏离判定用的推定划分线的位置在规定范围外时，继续推定，进行采用选择出的偏离判定用的推定划分线的位置的处理。
例如，在图7(a)所示的例子中，在作为一方的划分线而采用了偏离判定用的推定划分线706的状态下由划分线检测部2检测出了虚线涂料704的情况下，当该检测出的虚线涂料704的位置与偏离判定用的推定划分线706的位置在规定范围内时，中止推定，采用该检测出的虚线涂料704的位置，并基于该虚线涂料704的位置来进行车道偏离的判断。
然后，在处理510中，判定在开始划分线的推定之后是否行驶了规定距离以上，在行驶了规定距离以上的情况下(例如20m以上)进入处理511，在规定距离以下的情况下进入处理513～处理515，继续划分线的推定处理后结束一系列的处理。
在处理511中，将划分线推定中标志设为OFF，在处理512中，中止划分线的推定，将推定的一侧的划分线设为未检测出并结束一系列的处理。即，在处理510～处理512中，在从开始推定起的规定行驶距离内，当未能由划分线检测部2检测出一方的划分线时，进行中止推定的处理。例如，在图7(a)所示的例子中，在B地点开始划分线的推定，在即使通过C地点也未能由划分线检测部2检测出虚线涂料704的情况下，中止划分线的推定。
然后，在处理206中，基于通过处理203检测出的划分线与通过处理205推定的划分线之间的距离，进行判定车辆是否偏离的偏离判定处理。在此，由于在JIS规格(JIS D 0804)和ISO规格(ISO/DIS 17361)中，基于车辆前轮的外侧到划分线的距离来判定是否产生警报，因此需要将从由摄像装置1拍摄的车辆后方的影像中检测出的到划分线的距离，修正为从车辆前轮的外侧到划分线的距离。具体情况利用图8进行说明。
图8中设想了车辆801在存在2条划分线802以及803的道路上行驶的情况。
为了将由设置在车辆后方的摄像装置804算出的到左划分线802的距离d1，修正为从车辆左前轮的外侧到左划分线的距离D1(修正后的到划分线的距离)，若利用从到左划分线的距离d1被算出的地点至车辆前轮的距离L、从摄像装置804至车辆左前轮的外侧的距离C1以及车辆横摆角θ，则可由(1)式计算。
D1＝d1-L×tanθ-C1    (1)
同样，为了将由设置在车辆后方的摄像装置804算出的到右划分线803的距离d2，修正为从车辆右前轮的外侧到右划分线的距离D2(修正后的到划分线的距离)，若利用从到右划分线的距离d2被算出的地点至车辆前轮的距离L、从摄像装置804至车辆右前轮的外侧的距离C2以及车辆横摆角θ，则可由(2)式计算。
D2＝d2+L×tanθ-C2    (2)
偏离判定部9利用由上述(1)、(2)式求出的到左右的划分线的距离D1、D2，判定车辆是否偏离车道。具体而言，在D1或D2变为规定值以下(例如5cm以下)时判定为偏离了。
其中，作为车辆横摆角θ的求取方法，有根据到左右的划分线的距离d1、d2的以往多点的信息来利用最小二乘法求取角度的方法、根据一幅摄像图像直接算出划分线的角度的方法。
最后，在处理207中，当通过处理206判定为偏离划分线时，在警报产生部10中进行输出警报信号的警报产生处理，并结束一系列的处理。其中，关于解除警报的定时，有设为从产生警报起经过规定时间后(例如2秒后)的方法。
此外，在本实施例中，作为表示车辆的转弯的参数而选择了舵角，但作为直接表示车辆的转弯量的参数也可使用横摆角速率，关于横摆角速率的信息，有从横摆角速率传感器的输出值来取得的方法。
如上所述，能够利用图像识别的信息和道路构造的特征来判定图像识别的误识别，从而推定正确的划分线，结果能够防止误警报、不警报。
<第2实施方式>
图9是第2实施方式的车道偏离警报装置100的概略图。
图9表示了在第1实施方式的结构(图1)中去除了第一划分线位置推定部13以及第二划分线位置推定部14后的结构。
下面，说明第2实施方式的车道偏离警报装置整体的处理内容。
表示车道偏离警报装置100的处理内容的流程图与图2所示的流程图相同，由于处理205的划分线位置推定处理不同，所以利用图10的流程图进行说明。
首先，在处理1001中，根据划分线推定中标志的状态来判定现在是否正在对划分线进行推定，在未对划分线进行推定的情况下(划分线推定中标志为OFF)进入处理1002，在正在对划分线进行推定的情况下(划分线推定中标志为ON)进入处理1006。
在处理1002中，在通过处理202存储的舵角(表示车辆的转弯的参数)的规定时间内的变化比规定值(第一阈值)小的情况下(例如2秒钟的变化在3度以内)进入处理1003，此外的情况结束一系列的处理。另外，也可采用在通过处理202存储的舵角(表示车辆的转弯的参数)的规定行驶距离内的变化比规定值(第一阈值)小的情况下(例如行驶距离50m的变化在3度以内)进入处理1003，此外的情况结束一系列的处理的结构。这里进入处理1003的条件是在某一规定时间或规定行驶距离内舵角大致恒定、即沿着道路行驶的情况。具体情况利用图11进行说明。
图11是表示在某一道路上行驶时的舵角和舵角收敛标志(当该标志为ON时进入处理1003)的时间变化的曲线图。首先，在从时间A到B期间，舵角1101上下大幅度变化，正在进行车道变更等的可能性高，沿着道路行驶的可能性低，因此舵角收敛标志1102为OFF。此后，在时间C，在之前τ期间(例如2秒钟)的舵角变化收敛于λ以内(例如3度以内)的情况下，将舵角收敛标志1102设为ON。然后，在时间D，当之前τ期间的舵角变化变为不再收敛于λ以内时将舵角收敛标志1102设为OFF。
通过如上的判定方法，除了道路曲率连续变化的情况之外，可判定在舵角收敛标志为ON时沿着道路行驶的可能性高。此外，在图11中，若设横轴为行驶距离，则可根据规定行驶距离τ(例如50m)的舵角变化λ来判定舵角收敛标志1102。
此外，在本实施例中，作为表示车辆的转弯的参数而选择了舵角，但作为直接表示车辆的转弯量的参数也可使用横摆角速率，关于横摆角速率的信息，有从横摆角速率传感器的输出值来取得的方法。在采用该方法的情况下，例如代替图1所示的舵角传感器4和舵角存储部5或者在此基础上设置横摆角速率传感器和横摆角速率检测部。
在处理1003中，根据通过处理204存储的划分线位置(到划分线的距离)的规定时间内的变化，在到一方的划分线的距离变化为规定值以上时(例如0.25秒钟的变化为0.15m以上)进入处理1004，此外的情况结束一系列的处理。另外，也可采用下述结构，即，根据通过处理204存储的划分线位置(到划分线的距离)的规定行驶距离内的变化，在到一方的划分线的距离变化为规定值以上时(例如行驶距离1.2m的变化为0.03m以上)进入处理1004，此外的情况结束一系列的处理。具体情况利用图12进行说明。
图12中设想了在单侧2车道的道路的左侧设有分岔路，车辆1200在左车道上直行的情况。其中，设道路边界的划分线以实线涂划，车道交界的划分线以虚线涂划，单侧2车道道路与分岔路的交界的划分线以粗点线涂划，设粗点线的涂料1201因擦过等原因而不能通过图像识别来检测出。另外，设车辆上搭载的摄像装置对车辆后方进行拍摄。另外，在图12的道路状况下示出的曲线图，是分别表示了到左划分线的距离的计测值、到左划分线的距离的倾斜度(距离变化量)、划分线位置异常判定标志(该标志为ON时进入处理1004)的变化的曲线图。
在图12中，当车辆1200通过地点A时，由于划分线检测部2不能检测出粗点线涂料1201，所以在左侧的划分线识别中开始检测分岔路的道路边界线1202。因此，到左划分线的距离如图12所示的曲线图的实线1211那样变化。
然后，若利用到左划分线的距离1211计算其倾斜度，则如实线1212那样变化在经过A地点之后急剧上升，并在通过B地点后取得恒定值。在此，关于倾斜度1212的计算方法，除了根据以往多点的计测值来通过最小二乘法求取的方法之外，还有根据与上一次计测值之间的差分来求取的方法、根据一幅图像直接计算划分线的倾斜度的方法。
而后，当车辆1200到达地点B时，到左划分线的距离的倾斜度1212达到了第二阈值ω以上(例如若横轴为时间则在0.6以上，若横轴为行驶距离则在0.025以上)的情况下，将划分线位置异常判定标志设为ON。然后，在车辆1200到达地点C而变为不能检测出左划分线(由于划分线1202与车辆1200远离)时将划分线位置异常判定标志设为OFF。
其中，作为将划分线位置异常判定标志设为OFF的条件，还有在正常位置检测出了划分线的情况(例如到左右划分线的距离的合计变为既定的车道宽度附近的情况)等。
以上，说明了根据到划分线的距离的倾斜度判定划分线位置的异常的方法，但也可采用利用划分线从车辆远离的速度来判定划分线位置的异常的方法。另外，对于第二阈值ω，也可设定根据车速而变化的值。
在处理1004中，根据处理1002以及处理1003的判定结果，尽管现状是沿着道路行驶，但由于是一方的划分线与本车远离的情况，因此将划分线推定中标志设为ON，在处理1005中基于另一方的划分线位置来推定一方的划分线位置。
这里的划分线位置的推定的具体方法，根据另一方的划分线的检测状态而进行切换。首先，在检测出了另一方的划分线的情况下，在一方的划分线与本车远离之前的位置，对车道宽度进行计算，并利用另一方的划分线和车道宽度来推定一方的划分线位置。另外，在因虚线的间隙等而未检测出另一方的划分线的情况下也同样利用车道宽度来推定一方的划分线位置，但成为基准的另一方的划分线位置通过根据以往的划分线位置进行外推来求取。
然后，在处理1006中，在进行推定的一侧的划分线被检测出、且进行推定的划分线与检测出的划分线的位置之差在规定值以内的情况下(例如在±0.3m以内)进入处理1007，此外的情况进入处理1009。
在处理1007中，将划分线推定中标志设为OFF，在处理1008中，中止划分线的推定，将新检测出的划分线切换为对象，结束一系列的处理。
即，通过处理1006～处理1008，在一方的划分线的推定中由划分线检测部2检测出了一方的划分线的情况下，当该检测出的一方的划分线的位置与偏离判定用的推定划分线的位置在规定范围内时，中止推定，采用该检测出的一方的划分线的位置。另外，当该检测出的一方的划分线的位置与偏离判定用的推定划分线的位置在规定范围外时，继续推定，进行采用选择出的偏离判定用的推定划分线的位置的处理。
然后，在处理1009中，判定在开始划分线的推定之后是否行驶了规定距离以上，在行驶了规定距离以上的情况下(例如20m以上)进入处理1010，在规定距离以下的情况下进入处理1012，继续划分线的推定处理后结束一系列的处理。
在处理1010中，将划分线推定中标志设为OFF，在处理1011中，中止划分线的推定，将推定的一侧的划分线设为未检测出并结束一系列的处理。即，在处理1009～处理1011中，在从开始推定起的规定行驶距离内，当未能由划分线检测部2检测出一方的划分线时，进行中止推定的处理。
如上所述，通过组合舵角和图像识别的信息，能够判定图像识别的误识别，从而能够推定正确的划分线，结果能够防止误警报、不警报。
下面，利用图13～图15，将车道偏离警报装置100的一系列的处理内容应用到实际的道路状况中进行说明。
图13中设想了在单侧2车道的道路的左侧设有分岔路，车辆1300在左车道上直行的情况。其中，设道路边界的划分线以实线涂划，车道交界的划分线以虚线涂划，单侧2车道道路与分岔路的交界的划分线以粗点线涂划，设粗点线的涂料1301因擦过等原因而不能通过图像识别来检测出。另外，设车辆上搭载的摄像装置对车辆后方进行拍摄。
首先，利用图13说明未应用本发明时的处理内容。
在车辆1300通过B地点时，右侧的虚线的涂料中断，左侧的粗点线1301不能检测出，因此仅检测出作为分岔路的道路边界的实线1302。此时，由于仅检测出远离的左侧的实线1302，因右侧的虚线中断而如点线1303那样推定划分线。此后，当车辆1300到达C地点时，由于车辆1300偏离了右侧的划分线推定位置，因此尽管正在直行但会发出警报。
如上所述，若单纯地利用检测出的划分线的信息来推定未能检测出的划分线，则在如分岔这样的特殊道路形状的场所会发出错误的警报，会给驾驶员带来不适感和不安感。
下面，利用图14以及图15，说明应用了本发明的情况下的处理内容。
图14中基本上与图13的道路状况相同，但车道交界的划分线为实线。另外，在图14的道路状况下示出的曲线图，是分别表示了舵角收敛标志、划分线位置异常判定标志的变化的曲线图。
首先，划分线位置推定部8在车辆1400通过A地点的时刻，检测出了位于本车的车宽方向两侧的一对划分线的两方。并且，当车辆1400通过B地点时，由于左侧的粗点线1401不能检测出，因此代替点线1401而开始检测作为分岔路的道路边界的实线1402。
此时，车辆1400沿着道路行驶(舵角收敛标志1411为ON)，对远离的左侧的实线1402进行检测。因此，当在C地点划分线位置异常判定标志1412变为ON时，规定行驶距离或规定时间内的表示车辆的转弯的参数的变化量比预先设定的第一阈值小、且由划分线检测部2检测出的实线1402与车辆1400的相隔距离的变化量在预先设定的第二阈值以上，从而判断为左侧的划分线检测结果错误，根据车辆右侧的划分线位置(与本车的相隔距离的变化量少的一侧的划分线的位置)来推定左侧的划分线1403(与本车的相隔距离的变化量多的一侧的划分线、即偏离判定用的推定划分线)。这里的划分线的推定方法例如有下述方法，即，预先计算能够正常检测出两侧的划分线的地点A处的车道宽度，利用该车道宽度，根据单侧的划分线来推定相反侧的划分线。
此后，当车辆1400到达E地点时，由于从开始推定划分线的C地点起的行驶距离成为规定值以上，因此中止左侧的划分线1403的推定。此外，在车辆1400从C地点到达E地点的期间，在偏离了推定的左侧的划分线1403的情况下由警报产生部10发出警报。
如上所述，即使在如分岔这样的特殊道路形状的场所，也能够判断划分线的检测结果的妥当性，在判断为误检测的情况下，能够根据与误检测的划分线相反侧的划分线位置来推定误检测侧的划分线。
图15中与图13的道路状况相同，下面所示的曲线图与图14中说明的内容相同。
首先，当车辆1500通过B地点时，由于作为右侧的划分线的虚线1506成为没有涂料的部分，并且能够检测出左侧的划分线1502，因此基于左侧的划分线位置，如图的1503那样来推定右侧的划分线。此外，当车辆1500到达C地点时，由于划分线检测部2作为左侧的划分线而检测出了分岔路的实线1502，因此推定的划分线1503逐渐靠近车辆1500。
此后，当车辆1500到达D地点，舵角收敛标志1511变为ON且划分线位置异常判定标志1512变为ON时，规定行驶距离或规定时间内的表示车辆的转弯的参数的变化量比预先设定的第一阈值小、且由划分线检测部2检测出的实线1502与车辆1500的相隔距离的变化量在预先设定的第二阈值以上，从而判断为左侧的划分线检测结果错误，根据车辆右侧的划分线位置来推定左侧的划分线1504。
这里，在D地点，由于右侧的划分线如1503那样进行推定，因此预先存储B地点之前(未检测出之前)的施加了涂料的路段的划分线位置(未检测出之前的一方的划分线的位置)。并且，由于沿着道路行驶，因此首先根据存储了右侧的划分线的划分线位置(未检测出之前的一方的划分线的位置)来推定一方的划分线(第一偏离判定用的推定划分线)1505，并外推到虚线1506。然后，利用与图14中说明的方法同样的方法，并利用车道宽度，推定相反侧的划分线(第二偏离判定用的推定划分线)1504。
然后，车辆1500到达E地点，若再次检测出右侧的划分线，则中止一方的划分线1505的推定。进而，若车辆1500到达G地点，由于从开始推定左侧的划分线的D地点起的行驶距离为规定值以上，因此中止左侧的划分线1504的推定。此外，在车辆1500从B地点到达G地点的期间，在偏离了推定的划分线1503、1505、1504的任一个的情况下由警报产生部10发出警报。
如上所述，即使在如分岔这样的特殊道路形状的场所，也能够判断划分线的检测结果的妥当性，在判断为误检测的情况下，能够根据与误检测的划分线相反侧的划分线位置来推定误检测侧的划分线。
<第3实施方式>
图16是第3实施方式的车道偏离警报装置100的概略图。
图16表示了在第2实施方式的结构(图9)中增加了导航仪20以及道路信息取得部21后的结构。
导航仪20是以汽车导航系统为代表的对地图上的本车位置进行计算的装置，由于本车位置计算方法是公知的因而省略说明。导航仪20在本车附近的行驶预定路线上存在特殊道路形状(分岔路、汇合路、收费站等)的情况下，利用车内LAN等通信手段向车道偏离警报装置100输出道路的类别等信息。
道路信息取得部21取得从导航仪20利用车内LAN等通信手段输入的信息。作为具体的信息的内容，例如为本车附近的行驶预定路线上是否存在特殊形状道路(分岔路、汇合路、收费站等)、特殊形状道路的类别、存在分岔路以及汇合路时成为与主线之间的交界的划分线(在日本为粗点线)的长度、存在收费站时车道交界的划分线消失的位置或道路开始扩宽的位置。
下面，说明第3实施方式的车道偏离警报装置整体的处理内容。
图17是表示车道偏离警报装置100的处理内容的流程图，是在第2实施方式的流程图(图2)中增加了处理1701以及处理1702后的流程图。
首先，在处理1701中，在本车附近的行驶预定路线上存在特殊形状道路时，利用车内LAN等通信手段从导航仪20取得道路的类别等信息。
然后，在处理1702中，基于通过处理1701取得的道路信息，设定在处理205的划分线位置推定处理中使用的参数的阈值。具体而言，设定在第2实施方式的流程图(图10)的处理1003中使用的参数的阈值。在第2实施方式中，由于不知道本车所行驶的道路形状，因此若到一方的划分线的距离变化不大至某一程度则难以进行判定。因此，在处理1702中，在本车附近的行驶预定路线上存在特殊形状道路时，将到一方的划分线的距离变化的阈值设定得较小。例如，若为划分线位置的规定时间内的变化，则设定成0.25秒钟的变化在0.1m以上(第1实施方式中是0.25秒钟的变化在0.15m以上)，若为划分线位置的规定行驶距离内的变化，则设定成行驶距离1.2m的变化在0.02m以上(第1实施方式中是行驶距离1.2m的变化在0.03m以上)。
如上所述，若能够根据来自导航仪等的信息判断出本车附近的行驶预定路线上存在特殊形状道路，则能够将用于判定特殊形状道路的参数的阈值设定得较小，与第1实施方式相比，能够更早判定特殊形状道路。进而，还能够提高特殊形状道路的判定准确率。
下面，利用图18以及图19，将车道偏离警报装置100的一系列的处理内容应用到实际的道路状况中进行说明。
图18中设想了在单侧2车道的道路的左侧设有分岔路，车辆1800在左车道上直行的情况。此外，设道路边界的划分线以实线涂划，车道交界的划分线以虚线涂划，单侧2车道道路与分岔路的交界的划分线以粗点线涂划，设粗点线的涂料1801因擦过等原因而不能通过图像识别来检测出。另外，设车辆上搭载的摄像装置对车辆后方进行拍摄。另外，在图18的道路状况下示出的曲线图，是分别表示舵角收敛标志、划分线位置异常判定标志的变化的曲线图。
在图18中，首先，在车辆1800到达分岔路之前的A地点，从导航仪20取得在本车附近的行驶预定路线上存在分岔路的信息。然后，当车辆1800通过B地点时，由于右侧的划分线成为虚线的没有涂料的部分，并且能够检测出左侧的划分线，所以基于左侧的划分线位置，如图中的1803那样推定右侧的划分线。此外，由于当车辆1800到达C地点时，左侧的划分线的检测成为分岔路的实线1802，因此推定的划分线1803逐渐靠近车辆。
然后，若车辆1800到达D地点，舵角收敛标志1811变为ON且划分线位置异常判定标志1812变为ON，则判断为左侧的划分线检测结果错误，根据车辆右侧的划分线位置来推定左侧的划分线1804。这里，在D地点由于右侧的划分线如1803那样进行推定，因此预先存储B地点之前的施加了涂料的路段的划分线位置，并且由于沿着道路行驶，因此首先根据存储了右侧的划分线的划分线位置如1805那样进行外推，利用与图14中说明的方法同样的方法(利用车道宽度)，如1804那样推定相反侧的划分线。
而后，车辆1800到达E地点，若再次检测出右侧的划分线，则中止1805的推定。进而，若车辆1800到达G地点，则由于再次检测出左侧的划分线，因此中止左侧的划分线1804的推定。这里，在第2实施方式中，采用了左侧的推定划分线1804在行驶规定距离后中止的方式，但在本实施例中，由于事先知道是分岔路，因此采用了到左侧的划分线被再次检测出为止持续推定的方式。不过，由于来自导航仪20的信息也有错误的可能性，因此例如也可采用在行驶200m后中止推定的方式。此外，在车辆1800从B地点到达G地点的期间，在偏离了推定的划分线1803、1805、1804的任一个的情况下由警报产生部10发出警报。
如上所述，即使在如分岔这样的特殊道路形状的场所，也能够判断划分线的检测结果的妥当性，在判断为误检测的情况下，能够根据与误检测的划分线相反侧的划分线位置来推定误检测侧的划分线。另外，在事先知道会通过特殊形状道路的情况下，能够更早且可靠地判断误检测，从而能够稳定地进行划分线的推定。
图19中设想了单侧2车道的道路在收费站近前道路宽度扩宽并且车辆1900在左车道上直行的情况。其中，设道路边界的划分线以实线涂划，车道交界的划分线以虚线涂划。另外，设车辆上搭载的摄像装置对车辆后方进行拍摄。而且，在图19的道路状况下示出的曲线图，是分别表示舵角收敛标志、划分线位置异常判定标志的变化的曲线图。
图19中，首先，在车辆1900到达分岔路之前的A地点，从导航仪20取得在本车附近的行驶预定路线上存在收费站且道路扩宽的信息。然后，当车辆1900通过B地点时，由于右侧的划分线成为虚线的没有涂料的部分，并且能够检测出左侧的划分线，因此基于左侧的划分线位置，如图中的1902那样推定右侧的划分线。其中，当车辆1900到达C地点时左侧的划分线的检测成为分岔路的实线1901，因此推定的划分线1902逐渐靠近车辆。
而后，当车辆1900到达D地点，舵角收敛标志1911变为ON且划分线位置异常判定标志1912变为ON时，判断为左侧的划分线因道路扩宽而远离，中止右侧的划分线1902的推定。
如上所述，即使在如收费站近前这样的特殊道路形状的情况下，也能根据划分线的检测结果判断突然的道路扩宽，能够防止错误的划分线的推定，因此能够防止误警报。
如上所述，根据车辆的舵角、横摆角速率的信息判断本车是否沿着道路行驶，根据到划分线的距离变化判断特殊形状道路，可以防止错误的划分线的推定，结果能够防止误警报。另外，通过推定正确的划分线，还能防止不警报。因此，能够防止误警报以及不警报，所以能够提供一种不会给驾驶员带来不适感的车道偏离警报装置。
此外，在本实施例中，利用对车辆后方进行拍摄的摄像装置进行了说明，但也可以是对车辆前方进行拍摄的摄像装置，而且，摄像装置的安装位置等也可与本实施例不同。
如上所述，在不偏离本发明的主旨的范围内，能够以各种方式来实施。
符号说明
1摄像装置
2划分线检测部
3划分线位置存储部
4舵角传感器
5舵角存储部
6车速传感器
7车速存储部
8划分线位置推定部
9偏离判定部
10警报产生部
11警报音产生部
12警报显示部
100车道偏离警报装置

Claims (18)

1.一种车道偏离警报装置，其在判定为本车从车道偏离时输出警报信号，所述车道偏离警报装置的特征在于，
在位于所述本车的车宽方向两侧的一对划分线中的一方的划分线未检测出的情况下，基于另一方的划分线的位置将所述一方的划分线的位置推定为第一推定划分线，还基于未检测出之前的所述一方的划分线的位置将未检测出的所述一方的划分线推定为第二推定划分线，对所述第一推定划分线和所述第二推定划分线进行比较来判定所述本车是否从所述车道偏离。
2.根据权利要求1所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
在所述一方的划分线成为未检测出之后行驶了规定距离的地点处的所述第一推定划分线与所述第二推定划分线的相隔距离为阈值以下时，判定为所述本车从所述车道偏离，在所述相隔距离比阈值大时，判定为所述本车未从所述车道偏离。
3.一种车道偏离警报装置，其基于由对车外进行拍摄的摄像装置在行驶中拍摄到的车外的图像来判定本车是否从车道偏离，在判定为偏离时输出警报信号，所述车道偏离警报装置的特征在于具备：
划分线检测部，其基于所述图像来进行所述本车所行驶的车道的划分线的检测；
划分线位置存储部，其存储由该划分线检测部检测出的划分线的位置；
划分线位置推定部，其在位于所述本车的车宽方向两侧的一对划分线中的一方的划分线未被所述划分线检测部检测出的情况下，基于另一方的划分线的位置将所述一方的划分线推定为第一推定划分线，还基于所述划分线位置存储部中存储的未检测出之前的所述一方的划分线的位置，将未检测出的所述一方的划分线推定为第二推定划分线，对所述第一推定划分线的位置和所述第二推定划分线的位置进行比较，将所述第一推定划分线和所述第二推定划分线的其中一方选择为偏离判定用的推定划分线；和
偏离判定部，其基于由该划分线位置推定部选择的偏离判定用的推定划分线的位置来判定所述本车是否从所述车道偏离。
4.根据权利要求3所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
所述划分线位置推定部，基于所述一方的划分线成为未检测出之后行驶了规定距离的地点处的所述第一推定划分线与所述第二推定划分线的相隔距离，将所述第一推定划分线和所述第二推定划分线的其中一方选择为偏离判定用的推定划分线。
5.根据权利要求4所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
所述划分线位置推定部，在所述相隔距离为阈值以下时，将所述第一推定划分线选择为偏离判定用的推定划分线，在所述相隔距离比阈值大时，将所述第二推定划分线选择为偏离判定用的推定划分线。
6.根据权利要求3所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
所述划分线位置推定部基于舵角和车速来算出所述本车的行驶轨迹，并基于该算出的行驶轨迹和所述划分线位置存储部中存储的未检测出之前的所述一方的划分线的位置来推定所述第二推定划分线。
7.根据权利要求3所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
所述划分线位置推定部，在所述一方的划分线的推定中由所述划分线检测部检测出了所述一方的划分线的情况下，当该检测出的一方的划分线的位置与所述偏离判定用的推定划分线的位置在规定范围内时，中止所述推定，采用所述检测出的一方的划分线的位置，当该检测出的一方的划分线的位置与所述偏离判定用的推定划分线的位置在规定范围外时，继续所述推定，采用所述选择的偏离判定用的推定划分线的位置。
8.根据权利要求7所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
所述划分线位置推定部，在开始所述推定之后的规定行驶距离内未能由所述划分线检测部检测出所述一方的划分线时中止所述推定。
9.一种车道偏离警报装置，其基于由对车外进行拍摄的摄像装置在行驶中拍摄到的车外的图像来判定本车是否从车道偏离，在判定为偏离时输出警报信号，所述车道偏离警报装置的特征在于具备：
划分线检测部，其基于所述图像来进行所述本车所行驶的车道的划分线的检测；
划分线位置存储部，其存储由该划分线检测部检测出的划分线的位置；
划分线位置推定部，其在规定行驶距离或规定时间内的表示车辆的转弯的参数的变化量比预先设定的第一阈值小、且由所述划分线检测部检测出的划分线与所述本车的相隔距离的变化量在预先设定的第二阈值以上的情况下，基于由所述划分线位置存储部存储的划分线的位置来推定偏离判定用的推定划分线；和
偏离判定部，其基于由该划分线位置推定部推定的偏离判定用的推定划分线的位置来判定所述本车是否从所述车道偏离。
10.根据权利要求9所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
所述划分线位置推定部，在由所述划分线检测部检测出了位于所述本车的车宽方向两侧的一对划分线的两方时，基于所述划分线位置存储部中存储的与所述本车的相隔距离的变化量少的一侧的划分线的位置，来推定与所述本车的相隔距离的变化量多的一侧的划分线即偏离判定用的推定划分线。
11.根据权利要求9所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
所述划分线位置推定部，在位于所述本车的车宽方向两侧的一对划分线中的一方的划分线未被所述划分线检测部检测出的情况下，基于所述划分线位置存储部中存储的未检测出之前的所述一方的划分线的位置，将未检测出的所述一方的划分线推定为第一偏离判定用的推定划分线。
12.根据权利要求11所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
所述划分线位置推定部，基于所述第一偏离判定用的推定划分线的位置来推定另一方的划分线侧的第二偏离判定用的推定划分线。
13.根据权利要求9所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
所述划分线位置推定部，在所述一方的划分线的推定中由所述划分线检测部检测出了所述一方的划分线的情况下，当该检测出的一方的划分线的位置与所述偏离判定用的推定划分线的位置在规定范围内时，中止所述推定，采用所述检测出的一方的划分线的位置，当该检测出的一方的划分线的位置与所述偏离判定用的推定划分线的位置在规定范围外时，继续所述推定，采用所述选择的偏离判定用的推定划分线的位置。
14.根据权利要求13所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
所述划分线位置推定部，在开始所述推定之后的规定行驶距离内未能由所述划分线检测部检测出所述一方的划分线时中止所述推定。
15.根据权利要求9所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
所述车道偏离警报装置具备：检测所述本车的舵角并进行存储的舵角存储部、和检测所述本车的车速并进行存储的车速存储部，
所述参数是所述舵角。
16.根据权利要求9所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
所述车道偏离警报装置具备：检测所述本车的横摆角速率的横摆角速率检测部、和检测所述本车的车速并进行存储的车速存储部，
所述参数是所述横摆角速率。
17.根据权利要求9所述的车道偏离警报装置，其特征在于，
所述车道偏离警报装置具备取得道路信息的道路信息取得部，
所述划分线位置推定部，代替由所述划分线位置存储部存储的划分线的位置，而基于由所述道路信息取得部取得的道路信息来推定所述偏离判定用的推定划分线。
18.一种车道偏离警报系统，其特征在于具备：
上述权利要求1所述的车道偏离警报装置；以及
基于从该车道偏离警报装置输出的警报信号来向驾驶员通知信息的警报音产生部和警报显示部中的至少一方。
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