CN1283498C - 车道偏差报警系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种车道偏差报警系统，包括：前向观察点计算部件，通过将主车辆的车速与预期偏差时间相乘来计算前向观察点；前向观察点横向位移计算部件，在偏转角和该前向观察点的基础上计算该前向观察点处的横向位移；车道偏差趋势确定部件，在该前向观察点横向位移的基础上确定该主车辆是否处于车道偏差趋势；以及标准改变部件，在该车道限定线的检测状况的基础上，改变用于确定该主车辆的车道偏差趋势的标准。

Description

车道偏差报警系统和方法

技术领域

本发明涉及在表示道路上的行进车道的两条车道限定线的拾取的图象的基础上，生成表示车辆从行进车道偏离的报警的车道偏差报警系统。

背景技术

日本公开专利申请No.2002-193055公开了一种车道偏差报警系统，其通过生成报警通知驾驶员主车辆偏离行进车道。更具体地说，该车辆偏差报警系统包括图象拾取部件，用于拾取道路上行进车道的车道限定线(白线)；偏转角(yaw angle)检测部件，用于获得主车辆相对于道路的偏转角；道路曲率估算部件，用于在由图象拾取部件拾取的图象的基础上估算前方道路曲率；行进曲率估算部件，用于由主车辆的行进状况估算行进曲率；道路偏差确定部件，用于基于行进道路和车辆位置的信息确定主车辆的车道偏差；以及通知部件，用于当主车辆偏离行进车道时，将车道偏差可能性通知驾驶员。

在使用表示车道限定线的拾取图象预期车道偏差的情况下，当仅检测一条车道限定线时，车辆位置的估算误差增加，因此，易于生成错误报警。例如，当仅检测一条车道限定线时，主车辆的偏转角被错误地估算并由于各种因素诸如车辆颠簸而大幅波动。因此，相对于行进车道的车辆位置的估算误差大大地增加以致易于生成错误报警。在这里，检测一条车道限定线的情形包括位置限制以便车道限定线仅存在于一侧，诸如高速路上的分流或合流车道，以及由Botts Dots或车道限定线的不规则外观(patchy looking)引起的一条车道限定线的未检测状态。

另一方面，如果在一条或两条车道限定线的未检测状态持续预定时间的情况下，使警报暂时停止，则系统操作时间的速率减小，因此，系统的有效性降低。另外，如果降低生成警报的灵敏度同时将警报生成阈值设置为高值，尽管错误警报的频率降低，但警报生成时间延迟。

发明内容

因此，本发明的目的是提供改进的车道偏差警报系统，即使仅检测两条车道限定线的一个时，也能降低错误警告的频率。

根据本发明，提供了一种车道偏差报警系统，包括：车道限定线检测部件，用于检测主车辆在其上行进的车道的车道限定线；以及标准改变部件，用于根据车道限定线的检测条件，改变用于确定主车辆的车道偏差趋势的标准。

本发明还提供了一种当确定主车辆的车道偏差倾向时生成报警的方法，该方法包括：检测主车辆在其上行进的车道的车道限定线；以及根据车道限定线的检测状况，改变用于确定主车辆的车道偏差趋势的标准。

将从下述参考附图的说明，理解本发明的其他目的和特征。

附图说明

图1是表示根据本发明的第一实施例的车道偏差报警系统的框图。

图2A是表示安装在车辆上的摄像机系统的顶视图，以及图2B是表示安装在车辆上的摄像机系统的侧视图。

图3是表示由摄像机系统执行的处理的流程图。

图4是用于解释模型车道限定线的视图。

图5是解释设置线路候选点检测区的初始值的方法的视图。

图6是解释在已经检测过实际车道限定线的情况下，设置线路候选点检测区的初始值的方法的视图。

图7是解释在拾取图象上设置线路候选点检测区的方法的视图。

图8是解释线路候选点的检测方法的视图。

图9是解释车道线模型上在前候选点和当前候选点间的偏移量的视图。

图10是表示由根据本发明的第一实施例的车道偏差报警系统的控制器执行的行进状况监视处理的过程的流程图。

图11是表示由控制器执行的线路未检测频率计算处理的过程的流程图。

图12是表示由控制器执行的预期偏差时间设置处理的过程的流程图。

图13是解释前方观察点横向位移估算值y_s的视图。

图14A和14B是解释当确定曲线上的车道偏差倾向时，考虑车体侧滑角β的理由的视图。

图15是表示转弯角速度和车辆速度间的关系的图。

图16是表示车辆的重心处的侧滑角与车辆速度间的关系的图。

图17是表示由控制器执行的车道偏差确定处理的过程的流程图。

图18A到18H是解释根据本发明的第一实施例的车道偏差报警系统的操作的时序图。

图19是表示由根据本发明的第二实施例的车道偏差报警系统的控制器执行的进行状况监视处理的过程的流程图。

图20是表示由本发明的第二实施例的车道偏差报警系统的控制器执行的偏差确定阈值校正处理的过程的流程图。

图21是表示由根据本发明的第二实施例的车道偏差报警系统的控制器执行的预期偏差时间设置处理的过程的流程图。

图22A至22H是解释根据本发明的第一实施例的车道偏差报警系统的操作的时序图。

具体实施方式

参考各图，详细地论述根据本发明的实施例。

参考图1至18，示出了根据本发明的车道偏差报警系统的第一实施例。如图1所示，车道偏差报警系统安装在主车辆10中并包括道路识别摄像机系统1、控制器2、车辆速度传感器4、转向角传感器5和报警设备7。

摄像机系统1安装在主车辆10的乘客室中。更具体地说，如图2A所示，摄像机系统1安装在靠近前窗的上部横向中心位置，以便摄像机系统1的透镜的光轴与车辆10的纵向中心轴间的偏转角为0以及其间的俯仰角(pitch angle)为α。摄像机系统1在从车辆10前方的几米到几十米的范围内摄取道路视图的图象。另外，摄像机系统1检测主车辆10和行进车道的车道限定线间的位置关系。摄像机系统1包括CCD(电荷耦合器件)图象传感器作为图象摄取部件。

更具体地说，摄像机系统1获得摄像机系统1的CCD所摄取的图象的数据。摄像机系统1处理图象以便检测行进车道的车道限定线。摄像机系统1通过使用表示道路形状的形状以及代表车辆10的车辆行为的多个参数，将车道限定线的形状变换成数学模型。通过更新各参数以便使车道限定线的检测结果与模型车道线相对应，摄像机系统1检测和识别表示道路形状和车辆行为的道路参数。摄像机系统1将所获得的道路参数输出到控制器2。在这里，道路参数包括相对于车道中心线，车辆10的重心处的横向位移y_r、车辆10相对于车道中心线的偏转角φ_r、车辆10的俯仰角η、摄像机系统1离路面的高度h、道路曲率(曲率半径的倒数)ρ以及车道宽度W。下面将描述由摄像机系统1执行的处理的详细说明。

车辆速度传感器4通过测量一个车轮的旋转速度或变速器的输出轴的旋转速度来检测车辆10的车速，并将表示所检测的车速的信号输出到控制器2。转向角传感器5是用于检测由驾驶员操纵的转向条件的传感器。更具体地说，转向角传感器5直接或通过齿轮机构，放大整体上与方向盘一起旋转的转向轴(未示出)的旋转位移。此后，转向角传感器5通过角检测机构，诸如旋转编码器或电位计，将所放大的旋转角检测作为转向角检测信号。

控制器2执行在根据本发明的车道偏差报警系统中采用的各种控制。更具体地说，控制器2在由车速传感器4检测的车速、由转向角传感器5检测的当前转向角以及从摄像机系统1提供的道路参数的基础上，在从当前时刻经过预定时间的时刻估算车道偏离倾向。在这里，到未来的该预定时间是用于使车辆10从车道上的当前车辆位置移动到预定位置所需的时间间隔。控制器2监视车辆10的行进状况，同时在从当前时间经过该预定时间的时刻，估算车辆10相对于车道的车道偏转倾向。

当控制器2根据车辆偏转倾向的估算结果确定存在车辆10偏离行进车道的高可能性时，控制器2将驱动信号输出到报警设备7以便生成警告声或显示警告信息，从而向驾驶员发出警告。

下面将论述关于由此的行进状况的监视处理的详细说明。

报警设备7具有给出模拟驾驶员的视觉、听觉、触觉等等的功能，诸如蜂鸣器、声频系统、转向致动器或仪表显示设备。通过输出报警声、方向盘振动或报警显示，控制器2通知驾驶员车辆10偏离行进车道的可能性增加。因此，根据本发明的车道偏差报警系统监视车辆10的行进状况，同时，在从当前时间过去预定时间的时刻，估算车辆10相对于车道的车道偏差倾向。当存在车辆10偏离行进车道的高可能性时，车道偏差报警系统通过应用给出模拟驾驶员的视觉、听觉、触觉等等的模拟来警告驾驶员，以便有效地引起驾驶员的注意。

随后，论述由摄像机系统1执行的处理。图3的流程图表示由摄像机系统1执行的车道限定线检测处理的过程。

在步骤S1，摄像机系统1初始化表示道路形状和车辆行为的道路参数。图4表示由摄像机系统1摄取的图象和X-Y图象平面坐标系统。在这一坐标系统中，使用道路参数，模型车道限定线用下述表达式(1)和(2)表示。

x＝{a-0.5e}(y-d)+b/(y-d)+c      ---(1)

x＝{a+0.5e}(y-d)+b/(y-d)+c      ---(2)

其中，表达式(1)是从车辆10看，应用于右手侧的表达式，表达式(2)是从车辆10看，应用于左手侧的表达式，a、b、c、d和e是道路参数。假定摄像机系统1和路面间的垂直尺寸是恒定的，道路参数a表示车道限定线间的车辆10的横向位移y_cr，b表示道路曲率ρ，c表示车辆10相对于道路(摄像机系统1的光轴)的偏转角φ_r，d表示车辆10相对于道路(摄像机系统1的光轴)的俯仰角η，以及e表示车道限定线间的尺寸W。

在初始条件下，将道路形状、车道限定线以及车辆行为分别设置为对应于中心值的值，因为道路形状、车道限定线以及车辆行为在这一初始条件下不清楚。更具体地说，将对应于车道限定线内车辆10的横向位移y_cr的道路参数a设置为在车辆限定线的中心，将对应于道路曲率ρ的道路参数b设置为直的(0)，将对应于相对于车道限定线的偏转角φ_r的道路参数c设置为0，将对应于相对于车道限定线的俯仰角η的道路参数d设置为表示车辆停止状态的α°，以及将对应于车道限定线之间车道宽度W的道路参数e设置为由道路结构规则限定的高速路的车道宽度。

更具体地说，道路参数a、b、c、d和e定义如下。当把固定在车辆中的实际坐标系统中的希望点投影在图象坐标系统(x，y)上，其中X轴是车辆10的横向(左右)方向，Y轴是车辆10的垂直方向，以及Z轴是车辆10的纵向(前后)方向，用下述表达式(3)表示相应的图象坐标系统(x，y)

x＝-(f/Z)X，y＝-(f/Z)Y     ---(3)

其中f是透镜参数以及是对应于透镜的焦距的系数。假定道路曲率ρ不大并且路面平坦，沿Z方向(向前方向)相对于车辆中心线(摄像机中心线)的车道限定线的坐标用与横向方向有关的下述表达式(4)、(5)和与垂直方向有关的表达式(6)表示。在这里，上述假定是为了简化模型，并且通过增加维数，即使在一般条件下，也可以用这些表达式。

X＝0.5ρZ²-φ_rZ-y_cr-0.5W      ---(4)

X＝0.5ρZ²-φ_rZ-y_cr+0.5W      ---(5)

Y＝ηz-h                      ---(6)

其中，表达式(4)是从车辆10看，相应于右手侧操作的表达式，以及表达式(5)是从车辆10看，相应于左手侧操作的表达式。通过从表达式(3)至(6)消去X、Y和Z，获得下述表达式(7)和(8)。

x＝(y_cr+0.5W)(y+fη)/h+fφ_r-0.5f²ρh/(y+fη)    ---(7)

x＝(y_cr-0.5W)(y+fη)/h+fφ_r-0.5f²ρh/(y+fη)    ---(8)

其中，表达式(7)是从车辆10看，对应于右手侧操作的表达式，以及表达式(8)是从车辆10看，对应于左手侧操作的表达式。

假定其偏差在道路参数中是最小的道路宽度W为恒定，通过规格化使用表达式(7)和(8)的每个道路参数，由下述表达式(9)表示车辆10的横向位移y_cr、道路曲率ρ、偏转角φ_r以及摄像机系统1的高度h。

y_cr＝W·a/e，ρ＝2b·e(f²·h)，φ_r＝c/f，h＝W·e      ---(9)

用这种方式设置道路参数a、b、c、d和e。因此，如上所述，在步骤S1初始化道路参数。

在步骤S2，如图5所示，摄像机系统1初始化用于检测车道限定线的候选点的小区域的边线(side)。如图5所示，在这一实施例中，搜索包括右边五个右搜索区和左边五个搜索区的十个搜索区，以及将每个搜索区的大小设置为大。在初始条件下，由于假定通过将初始值输入到各个道路参数a至e获得的模型车道限定线与图象平面上的实际车道限定线之间存在大的差异，最好初始地设置相对大的区域。

当在前面的处理中已经检测到车道限定线时，假定实际车道限定线和模型车道限定线间的差异小。因此，从与图5的比较可以看出，如图6所示，每个搜索区的大小被设置成尽可能小。通过将每个搜索区的大小设置为小，减小了检测其它目标的错误检测的可能性。另外，还可以提高这一处理的处理速度。

在步骤S3，摄像机系统1接收由摄像机系统1的图象处理部件获得的图象。

在步骤S4，摄像机系统1在通过步骤S1的处理由图象处理部件产生的道路图象上设置候选车道限定线的搜索区。在这一设置期间，在步骤S2获得的候选车道限定线搜索区和步骤S1初始设置的道路参数中的一个以及，如在步骤S9所述由道路参数校正的模型车道限定线(如下所述)的基础上，设置道路图象上的候选车道限定线搜索区。

更具体地说，在道路图象上设置候选车道限定线搜索区，以便如图7所示，模型车道限定线位于各个搜索区的中心。如图7所示，车道限定线搜索区的数量是由用于右车道限定线的5个搜索区和用于左车道限定线的5个搜索区构成的10个搜索区。应理解，根据过去模型车道限定线的变化，车道限定线搜索区可以设置在偏离模型车道限定线的位置上。

在步骤S5，摄像机系统1检测每个车道限定线搜索区中车道限定线的候选点。

在这一检测操作中，首先，通过用Sobel过滤器过滤输入图象来产生微分图象。然后，摄像机系统1相对于通过将每个搜索区的上基线上的一个点与下基线上的一个点相连生成的每条线段，对位于所述线段上并且其密度大于一个可抽取检测线的值的适合像素计数，如图8所示。另外，改变上下基线上的点，以及对于预定数量的线段执行适合像素的计数。将整个线段中包括最大数量适合像素的线段确定为检测直线。检测直线的起始和终点被确定为车道限定线候选点。当确定的检测直线的适合像素的数量小于相应于搜索区的长度的像素数量的预定比例时，摄像机系统1确定在该搜索区中无候选车道限定线点。

例如，在相应于搜索区长度的像素的数量为15以及预定比例为1/2的情况下，如果检测直线段的适合像素的数量为8或更多，摄像机系统1确定将选定线段的起始和终点视为候选车道限定线点。如果检测直线的适合像素的数量为7或更少，摄像机系统1确定无候选车道限定线点。

确定候选车道限定线点的上述操作由每个候选车道限定线搜索区执行。例如，在车道限定线搜索区的数量设置为由用于右车道限定线的5个搜索区和用于左车道限定线的5个搜索区构成的10个搜索区时，由10个车道限定线搜索区的每一个执行上述操作。

在确定候选车道限定线点中，在所有搜索区，可将预定比例设置为恒定比例或可随每个搜索区改变。另外，在所有搜索区，可以将密度的预定值设置为恒定值，或随每个搜索区改变。

在步骤S6，摄像机系统1检查整个候选车道限定线搜索区的候选车道限定线点的数量是否大于或等于一个允许判定为车道限定线的预定值。当候选车道限定线点的数量小于该预定值时，摄像机系统1确定在搜索区中无车道限定线，以及这一流程图的例程返回到步骤S2，再次初始化搜索区的大小。当候选车道标记点的数量大于或等于该预定值时，例程进入步骤S7。

在步骤S7，摄像机系统1计算确定的候选车道限定线点与通过由每个候选车道限定线点的在前处理获得的模型车道限定线上的点之间的偏移量。

在步骤S8，摄像机系统1计算道路参数a至e的波动量Δa、Δb、Δc、Δd和Δe。在例如日本公开专利申请No.8-5388中公开的最小二乘法的基础上，可以执行波动量Δa至Δe的计算。

在步骤S9，摄像机系统1在步骤S8计算的波动量Δa至Δe的基础上校正道路参数。当采用由方程式(1)表示的模型车道限定线时，使用下述方程式(10)执行波动量的校正。

a＝a+Δa，b＝b+Δb，c＝c+Δc，d＝d+Δd，e＝e+Δe       ---(10)

将经校正的道路参数a至e存储在摄像机系统1的预定存储区中作为新模型车道限定线的道路参数。另外，使用方程式(9)，将经校正的道路参数a至e转换成实际物理量，并将所获得的物理量存储在摄像机系统1的存储区中。在执行步骤S9之后，例程返回到步骤S3以便重复上述例程。

摄像机系统1执行上述处理并将模型车道限定线的道路参数a至e输出到控制器2。控制器2在道路参数a至e的基础上，根据车辆10的行进状况执行用于生成报警的行进状况监视处理。

简单地说明用于获得上述道路参数a至e的计算，尽管在日本专利申请公开No.8-5388中已经详细地说明过。

首先，假定道路图象上的道路结构相对于时间轴平滑地改变。图9表示在前时刻和当前时刻之间的车道限定线的变化。例如，摄像机系统1以预定间隔，诸如从50至100msec范围的间隔，摄取(拾取)路面图象，以及从道路图象抽取部分车道限定线(白线)。另外，控制器2获得部分车道限定线(白线)的x和y坐标并实时估算道路参数。通过将从在前帧的道路图象获得的在前路线位置与当前帧的当前路线位置进行比较的方法，执行道路参数的估算。

假定在前获得的道路参数a至e的波动量是Δa至Δe，道路图象(x，y)的第i条车道限定线的第j点x_ij的小波动用基于Taylor理论并通过忽略二次和多次项的下述表达式(11)来表示。

Δx_ij＝A′_ijΔa+B′_ijΔb+C′_ijΔc+D′_ijΔd+E′_ijΔe     ---(11)

其中，A′_ij＝x_ij/a，B′_ij＝x_ij/b，C′_ij＝x_ij/c，D′_ij＝x_ij/d，E′_ij＝x_ij/e，以及其中，下标i取0或1，下标j为用于区分所检测的车道限定线候选点的整数。当i＝0时，表示右车道限定线，以及i＝1，表示左车道限定线，车道限定线候选点的x坐标用表达式(1)和(2)表示，因此，表达式(1)和(2)通常用下述表达式(11)和(12)表示。

x_0j＝{a-0.5e}(y_0j-d)+b/(y_0j-d)+c        ---(12)

x_1j＝{a+0.5e}(y_1j-d)+b/(y_1j-d)+c        ---(13)

其中，下标i可以不限于两个值(0和1)，当系统能检测相邻车道的车道限定线时，可以取从0至3的整数，以便能根据所检测的车道限定线改变设置。

使用最小二乘法，执行波动量Δa至Δe的计算。首先，在道路图象(x，y)的第i条车道限定线的第j点，从在前帧的道路图象获得的在前线路位置和当前帧的当前线路位置之间的误差用下述表达式(14)表示。当检测到线路候选点时，K_ij＝x_newij-x_oldij，当未检测到线路候选点时，K_ij＝0，其中，x的下标new表示x_ij的值是当前值，以及x的下标old表示x_ij的值是当前帧之前的在前帧的在前值。

下述表达式(15)定义为误差性能函数。

J_total＝J_mod el+J_smooth                      ---(15)

其中J_model和J_smooth用下述表达式(16)和(17)表示。

$J_{\mathrm{mode}l}=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{\{{\mathrm{\Δx}}_{0j}-K_{0j}\}}^2+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{\{{\mathrm{\Δx}}_{1j}-K_{1j}\}}^2---\left(16\right)$

J_smooth＝S_ΔaΔa²+S_ΔbΔb²+S_ΔcΔc²+S_ΔdΔd²+S_ΔeΔe²    ---(17)

其中，整数n设置为用于一条车道限定线的车道限定线候选点的数量的上限。

表达式(16)是由在前检测的结果x_ij-1和新检测的结果x_ij间的差定义的误差性能函数，表达式(16)中的P_ij表示车道限定线候选点的肯定度。表达式(17)是表示假定各参数沿时间轴平滑改变的误差性能函数，S表示加权系数。

用表达式(15)表示的误差性能函数J_total的所有分量分别具有最小值，并被表示为随误差增加而单调增加的函数。因此，通过获得函数J_total的极限值，获得波动量Δa至Δe。即，通过解下述方程式(18)，获得波动量Δa至Δe。

${\left[\begin{array}{ccccc}\frac{\∂J_{\mathrm{total}}}{\∂\mathrm{\Δa}}& \frac{\∂J_{\mathrm{total}}}{\∂\mathrm{\Δb}}& \frac{\∂J_{\mathrm{total}}}{\∂\mathrm{\Δc}}& \frac{\∂J_{\mathrm{total}}}{\∂\mathrm{\Δd}}& \frac{\∂J_{\mathrm{total}}}{\∂\mathrm{\Δe}}\end{array}\right]}^T={\left[\begin{array}{ccccc}0& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]}^T---\left(18\right)$

方程式(18)中的误差性能函数的所有偏微分用下述表达式(19a)至(19e)表示。

$\frac{\∂J_{\mathrm{total}}}{\∂\mathrm{\Δa}}=\frac{\∂J_{\mathrm{mod}\mathrm{le}}}{\∂\mathrm{\Δa}}+\frac{\∂J_{\mathrm{smooth}}}{\∂\mathrm{\Δa}}$

$=2\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j\{{\mathrm{\Δx}}_{0j}-K_{0j}\}\frac{\∂\mathrm{\Δ}{x}_{\mathrm{oj}}}{\∂\mathrm{\Δa}}+2\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j\{\mathrm{\Δ}{x}_{1j}-K_{1j}\}\frac{\∂{\mathrm{\Δx}}_{1j}}{\∂\mathrm{\Δa}}+2S_{\mathrm{\Δa}}\mathrm{\Δa}$

$=2\left\{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{A^{\′}}_{0j}\right\{\mathrm{\Δ}{x}_{0j}-K_{0j}\}+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{A^{\′}}_{1j}\{\mathrm{\Δ}{x}_{1j}-K_{1j}\}+2S_{\mathrm{\Δa}}\mathrm{\Δa}\}---\left(19a\right)$

$\frac{\∂J_{\mathrm{atotal}}}{\∂\mathrm{\Δb}}=2\left\{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{B^{\′}}_{0j}\right\{\mathrm{\Δ}{x}_{0j}-K_{0j}\}+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{B^{\′}}_{1j}\{\mathrm{\Δ}{x}_{1j}-K_{1j}\}+2S_{\mathrm{\Δb}}\mathrm{\Δb}\}---\left(19b\right)$

$\frac{\∂J_{\mathrm{atotal}}}{\∂\mathrm{\Δc}}=2\left\{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{C^{\′}}_{0j}\right\{\mathrm{\Δ}{x}_{0j}-K_{0j}\}+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{C^{\′}}_{1j}\{\mathrm{\Δ}{x}_{1j}-K_{1j}\}+2S_{\mathrm{\Δc}}\mathrm{\Δc}\}---\left(19c\right)$

$\frac{\∂J_{\mathrm{atotal}}}{\∂\mathrm{\Δd}}=2\left\{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{D^{\′}}_{0j}\right\{\mathrm{\Δ}{x}_{0j}-K_{0j}\}+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{D^{\′}}_{1j}\{\mathrm{\Δ}{x}_{1j}-K_{1j}\}+2S_{\mathrm{\Δd}}\mathrm{\Δd}\}---\left(19b\right)$

$\frac{\∂J_{\mathrm{atotal}}}{\∂\mathrm{\Δe}}=2\left\{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{E^{\′}}_{0j}\right\{\mathrm{\Δ}{x}_{0j}-K_{0j}\}+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{E^{\′}}_{1j}\{\mathrm{\Δ}{x}_{1j}-K_{1j}\}+2S_{\mathrm{\Δe}}\mathrm{\Δe}\}---\left(19e\right)$

通过联立解答表达式(19a)至(19e)和通过以公式的形式表示表达式(18)的行列式，获得下述表达式(20)。

{S_w+S_s}[ΔaΔbΔcΔdΔe]^T-S_K＝0           ---(20)

其中S_w、S_k和S_s是列向量并分别用下述表达式(21)、(22)、(23)表示。

$S_w^{\′}=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\begin{array}{c}{p}_j{\left[\begin{array}{ccccc}{A^{\′}}_{0j}& {B^{\′}}_{0j}& {C^{\′}}_{0j}& {D^{\′}}_{0j}& {E^{\′}}_{0j}\end{array}\right]}^T\left[\begin{array}{ccccc}{A^{\′}}_{0j}& {B^{\′}}_{0j}& {C^{\′}}_{0j}& {D^{\′}}_{0j}& {E^{\′}}_{0j}\end{array}\right]\end{array}\right\}$

$+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\begin{array}{c}{p}_j{\left[\begin{array}{ccccc}{A^{\′}}_{1j}& {B^{\′}}_{1j}& {C^{\′}}_{1j}& {D^{\′}}_{1j}& {E^{\′}}_{1j}\end{array}\right]}^T\left[\begin{array}{ccccc}{A^{\′}}_{1j}& {B^{\′}}_{1j}& {C^{\′}}_{1j}& {D^{\′}}_{1j}& {E^{\′}}_{1j}\end{array}\right]\end{array}\right\}---\left(21\right)$

$S_K=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\begin{array}{c}{p}_j{\left[\begin{array}{ccccc}{A^{\′}}_{0j}& {B^{\′}}_{0j}& {C^{\′}}_{0j}& {D^{\′}}_{0j}& {E^{\′}}_{0j}\end{array}\right]}^T{K^{\′}}_{0j}\end{array}\right\}$

$+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\begin{array}{c}{p}_j{\left[\begin{array}{ccccc}{A^{\′}}_{1j}& {B^{\′}}_{1j}& {C^{\′}}_{1j}& {D^{\′}}_{1j}& {E^{\′}}_{1j}\end{array}\right]}^T\end{array}{K^{\′}}_{1j}\right\}---\left(22\right)$

$S_S=\left[\begin{array}{ccccc}{S}_{\mathrm{\Δa}}& 0& 0& 0& 0\\ 0& S_{\mathrm{\Δb}}& 0& 0& 0\\ 0& 0& S_{\mathrm{\Δc}}& 0& 0\\ 0& 0& 0& S_{\mathrm{\Δd}}& 0\\ 0& 0& 0& 0& S_{\mathrm{\Δe}}\end{array}\right]---\left(23\right)$

仅当表达式(21)和(22)的和具有逆矩阵时，使用下述表达式(24)，获得满足表达式(20)的波动量Δa至Δe。

[Δa Δb Δc Δd Δe]^T＝(S_W+S_s)^-1S_K        ---(24)

因此，通过使用由上述方式获得的波动量Δa至Δe，校正道路参数a至e，从而更新道路参数a至e。尽管已经说明了使用最小二乘法校正道路参数a至e的实施例，参数估算装置适合于非线性系统，诸如扩展Kalman(卡尔曼)滤波器。

随后，解释由控制器2执行的行进状况监视处理。图10表示行进监视处理的过程。

在步骤S21，控制器2读取模型车道限定线的道路参数y_cy、ρ、φ_r，它们已经被存储为模型车道限定线的新道路参数。另外，控制器2读取右线未检测标志flag_r以及左线未检测标志flag_l。右线未检测标志flag_r是表示摄像机系统1检测右车道限定线的标志。当检测右车道限定线时，右线未检测标志flag_r被设置为1(flag_r＝1)。当未检测右车道限定线时，将右线未检测标志flag_r设置为0(flag_r＝0)。类似地，当检测左车道限定线时，将左线未检测标志flag_l设置为l(flag_l＝1)。当未检测左车道限定线时，将左线未检测标志flag_l设置为0(flag_l＝0)。

在步骤S33，控制器2读取车辆行进状况数据。在这里，车辆行进状况数据包括由车辆速度传感器4检测的车辆速度V、由转向角传感器5检测的方向盘的当前转向角θ。

在步骤S30，控制器2执行车道限定线未检测频率的计算处理。图11表示车道限定线未检测频率计算处理的过程。

在图11中的步骤S31，控制器2设置用在车道限定线未检测频率计算中的频率计算时间T_f(秒)。

在步骤S32，控制器2计算右线未检测频率Frh。更具体地说，控制器2读取在从当前时刻到过去频率计算时间T_f的周期期间获得的右线未检测标志flag_r。

通过在预定时间周期(从当前时刻到过去频率计算时间T_f的周期)期间的移动平均处理，使用右线未检测标志flag_r，计算从当前时刻到过去频率计算时间T_f的周期期间的右线未检测频率Frh。右线未检测频率Frh是不能在从当前时刻到过去频率计算时间Tf的周期期间检测右车道限定线的频率。在这里，当计算采样时间为ΔT，由表示移动平均处理的下述表达式(25)获得右线未检测频率Frh(t)。

$\mathrm{Frh}\left(t\right)=\frac{\mathrm{\ΔT}}{\mathrm{Tf}}\underset{k=0}{\overset{\mathrm{Tf}/\mathrm{\ΔT}}{\mathrm{\Σ}}}\{\mathrm{flag}\_r(t-\mathrm{k\ΔT})\}---\left(25\right)$

在步骤S33，控制器2计算左线未检测频率Flh。更具体地说，控制器2读取在从当前时刻到过去频率计算时间T_f的周期期间获得的左线未检测标志flag_l。

通过在预定时间周期(从当前时刻到过去频率计算时间T_f的周期)期间的移动平均处理，使用左线未检测标志flag_l，计算在从当前时刻到过去频率计算时间T_f的周期期间的左线未检测频率Flh。左线未检测频率Flh是在从当前时刻到过去频率计算时间T_f的周期期间不能检测左车道限定线的频率。在这里，当计算采样时间为ΔT，通过表示移动平均处理的下述表达式(26)，获得左线未检测频率Flh(t)。

$\mathrm{Flh}\left(t\right)=\frac{\mathrm{\ΔT}}{\mathrm{Tf}}\underset{k=0}{\overset{\mathrm{Tf}/\mathrm{\ΔT}}{\mathrm{\Σ}}}\{\mathrm{flag}\_l(t-\mathrm{k\ΔT})\}---\left(26\right)$

在步骤S30执行从步骤S31至S33的处理，然后图10的主例程进入步骤S40。

在步骤S40，控制器2执行行进车辆10的预期偏差时间Tttlc的一组处理。预期偏差时间Tttlc是在当前车辆行进状况(车辆10相对于行进车道的横向位移和偏转角)的基础上，从当前时刻到预期偏差时刻的时间间隔。在这里，将车辆偏差定义为车辆10的前轮与行进车道的车道限定线交叉，从而车辆10偏离行进车道的状况。

预期偏差时间Tttlc被设置为用于定义报警定时的参数。通过将预期偏差时间Tttlc用作为报警定时，当在经过预期偏差时间Tttlc后生成车道偏差时，产生报警。因此，可以及时地生成关于车道偏差的报警。

例如，当可以在驾驶员注意到报警后1.0秒内完成正确的避免车道偏差操作时，将预期偏差时间Tttlc设置为1.0秒。通过这一配置，对驾驶员来说，可能在注意到报警后，通过执行避免车道偏差的操作正确地完成避免车道偏差。参考图12说明预期偏差时间Tttlc的设置。

在步骤S41，控制器2确定在步骤S32获得的右线未检测频率Frh(t)是否大于在步骤S33获得的左线未检测频率Flh(t)。当在步骤S41的确定为肯定(Frh(t)＞flh(t))时，程序进入步骤S42。当在步骤S41的确定为否定(Frh(t)≤Flh(t))时，程序进入步骤S43。

在步骤S42，控制器2使用下述表达式(27)计算预期偏差时间Tttlc。

当Frh(t)＜Flo，Tttlc＝Tttlc1

当Flo≤Frh(t)＜Fhi，

  Tttlc＝Tttlc1·((Fhi-Frh(t))/(Fhi-Fho)).

当Fhi≤Frh(t)，Tttlc＝0.                           ---(27)

其中，Tttlc是大于0的固定值，Flo是最小频率，Fhi是最大频率。从表达式(27)可以看出，当右线未检测频率Frh(t)小于最小频率Flo时，将预期偏差时间Tttlc设置为固定值Tttlc1。当右线未检测频率Frh(t)大于或等于最小频率Flo并小于最大频率Fhi时，根据右线未检测频率Frh(t)设置预期偏差时间Tttlc。当右线未检测频率Frh(t)大于最大频率时，将预期偏差时间Tttlc设置为0。

在步骤S43，控制器2使用下述表达式(28)计算预期偏差时间Tttlc。

当Flh(t)＜Flo，Tttlc＝Tttlc1

当Flo≤Flh(t)＜Fhi，

  Tttlc＝Tttlc1·((Fhi-Flh(t))/(Fhi-Flo)).

当Fhi≤Flh(t)，Tttlc＝0.                                 ---(28)

其中，如上所述，Tttlc1是大于0的固定值，Flo是最小频率，Fhi是最大频率。

从表达式(28)可以看出，当左线未检测频率Flh(t)小于最小频率Flo时，将预期偏差时间Tttlc设置为固定值Tttlc1。当左线未检测频率Flh(t)大于或等于最小频率Flo并小于最大频率Fhi时，根据左线未检测频率Flh(t)设置预期偏差时间Tttlc。当右线未检测频率Frh(t)大于最大频率Flo时，将预期偏差时间Tttlc设置为0。

如上所述，控制器2在定义拾取图象的边界的车道限定线候选点的基础上，确定存在或不存在车道限定线。以及存在或不存在车道限定线的检测结果是右线未检测频率Frh(t)和左线未检测频率Flh(t)。在步骤S40，控制器2在右线未检测频率Frh(t)和左线未检测频率Flh(t)的基础上，设置预期偏差时间Tttlc。因此，在拾取图象中的车道限定线候选点的基础上，设置预期偏差时间Tttlc。

在通过步骤S40执行预期偏差时间处理，基于左右线未检测频率Frh(t)和Flh(t)设置预期偏差时间Tttlc后，图10的例程进入步骤S23。在这里，尽管使用表达式(27)或(28)，用右线未检测频率Frh(t)或左线未检测频率Flh(t)的一次函数表示预期偏差时间Tttlc，但本发明不限于这种配置。预期偏差时间Tttlc不仅可以用左线未检测频率Frh(t)或左线未检测频率Flh(t)的一次函数表示，而且可以配置成随右线未检测频率Frh(t)或左线未检测频率Flh(t)增加而单调减小。

在步骤S23，控制器2使用在步骤S40设置的预期偏差时间Tttlc，由下述表达式(29)计算前向观察点距离Ls。

L_s＝V×Tttlc                       ---(29)

在步骤S24，控制器24由下述表达式(30)计算在前向观察点距离Ls位置处的前向观察点横向位移估算值y_s。

Y_s＝y_cr+L_sφ_r＝y_cr+(V×Tttlc)φ_r          ---(30)

其中，前向观察点横向位移估算值y_s表示在前向观察点距离L_s的位置处车辆10从行进车道的中心的横向位移。由于在步骤S23获得的前向观察点位移L_s是车速和预期偏差时间Tttlc的乘积，所以前向观察点横向位移估算值y_s表示在从当前时刻到经过预期偏差时间Tttlc的时刻的周期期间车辆10行进的横向距离(预期距离)。例如，当行进道路通常是直线时，前向观察点横向位移估算值y_s的大小直接表示车辆10的车道偏差趋势。然而，当行进道路是曲线时，不能直接适用这一原理。因此，当行进道路是曲线时，控制器2由下述原理确定车道偏差趋势。即，控制器2通过校正车体侧滑角β(车体的方向与车辆10的行进方向间的偏移)来确定弯曲道路上车道偏差趋势。

图14A和14B表示解释考虑车体侧滑角β的理由的视图。图14A和14B均表示车辆在弯曲道路上行进，同时精密地沿行进车道的中心前进的状况。图14B所示的车辆10以高于图14A所示的车辆10的车速行进。尽管图14A所示的车辆的车速不同于图14B所示的车辆的车速，但这两辆车均处于恒定的转向状况以便精密地沿行进车道的中心前进。这表示在避免车道偏差的意义上，这两辆车均处于理想的行进状态。因此，考虑到车道偏差趋势，应当将图14A和14B所示的车辆的行进状况评价为等效。例如，当车速增加时，具有总体上转向不足特性的车辆在转弯内侧产生并增加车体侧滑角。

即，如图15所示，当具有均衡转向(neutral steer)特性的车辆以恒定转向角转弯时，当车速增加时，转弯角速度线性增加。当具有转向不足特性(图15中的US特性)的车辆以恒定转向角转弯时，转弯角速度随车速增加而增加到预定的速度。即，转弯角速度不会变为大于该预定速度。然而，如图16所示，在车辆10的重心处的侧滑角β的绝对值与车速的平方成比例地增加。因此，在车辆10的重心处的侧滑角β根据车速改变，而与车辆的转向特征无关，其理由在于，根据车速，车辆必须获得与离心力平衡的横向力。

在车辆10的重心处的侧滑角β是车辆的纵向方向与车辆的重心的行进方向间的角度。更具体地说，侧滑角β对应于转弯圆的切线方向的角度并表示车辆10相对于稳定圆形转弯中转弯圆的空间方位角(attitude)。这一侧滑角采用负值并且其绝对值随车速增加而增加的事实表示：随车速增加，在将车头定位到转弯圆的内侧时，车辆执行圆形转弯的趋势增加。在“VEHICLE DYNAMICS AND CONTROL(第三版)”、MasatoAbe，1996年5月31日出版，第60-70页中公开了上述车辆性能的详细说明。

当在图14A和14B所示的车速间存在差异，以致图14A所示的车辆的车速为50-60km/h，图14B所示的车辆的车速为100km/h时，前向观察点横向位移估算值y_s的含意变为它们之间的差。因此，控制器2在步骤S25使用下述表达式(31)，由车辆模型识别值、车速V、实际转向角δ和道路曲率ρ来估算车体侧滑角β。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\β}\\ \mathrm{\δ}\end{array}\right]=-{\left[\begin{array}{cc}{a}_{11}& a_{12}\\ a_{21}& a_{22}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{b}_{11}\\ b_{21}\end{array}\right]\left[\mathrm{\γ}\right]---\left(31\right)$

其中， $a_{11}=\frac{C_f+C_r}{\mathrm{mV}},a_{12}=-\frac{C_f}{\mathrm{mV}},a_{21}=\frac{l_f{C}_f+l_r{C}_r}{I},a_{22}=\frac{l_f{C}_f}{I},$ $b_{11}=\frac{l_r{C}_r-l_f{C}_f}{{\mathrm{mV}}^2}-1,b_{21}=\frac{l_r^2{C}_r-l_f^2{C}_f}{\mathrm{IV}},\mathrm{\γ}=V_p.$ 另外，I是车体偏转惯性力矩，m是车重，l_f是重心与前轮间的距离，l_r是重心与后轮间的距离，C_f是用于2个轮的前轮偏转刚度(cornering power)、C_r是用于2个轮的后轮偏转刚度，V是车速，γ是偏转速度，δ是前轮实际转向角，β是侧滑角，以及ρ是道路曲率。

在步骤S26，控制器2使用车体侧滑角β校正前向观察点横向位移估算值y_s。更具体地说，控制器2将前向观察点距离L_s与车体侧滑角β的乘积(L_s×β)设置为前向观察点横向位移估算值的校正值，以及使用该校正值(L_s×β)，由下述表达式(32)，设置校正值的前向观察点横向位移估算值(车道偏差估算点)y’_s。

y′_s＝y_s+L_sβ              ---(32)

表达式(32)表示校正的前向观察点横向位移估算值y’_s从校正前的前向观察点横向位移估算值y_s改变了校正量(L_s×β)。

在步骤S50，控制器2通过将校正的前向观察点横向位移估算值y’_s与预定阈值Yth_r和Yth_l比较，确定主车辆10是否处于具有车道偏差趋势的状况中。

图17表示车道偏差确定处理的过程。

在步骤S51，控制器2通过将校正的前向观察点横向位移估算值y’_s与预定阈值Yth_r进行比较，确定主车辆10是否处于朝相邻右车道偏离的趋势。右偏差确定阈值Yth_r设置为例如预定固定值Yth1。更具体地说，控制器2确定经校正的前向观察点横向位移估算值y’_s是否小于右偏差确定阈值Yth_r。在这里，右偏差确定阈值Yth_r是作为实验结果先前已经获得的值。例如，右偏差确定阈值Yth_r是固定值。当在步骤S51的确定为肯定时，即，当经校正的前向观察点横向位移估算值y’_s小于右偏差确定阈值Yth_r(y’_s＜Yth_r)时，控制器2确定车辆处于朝相邻右车道偏离的趋势，程序进入步骤S52。当在步骤S51的确定为否定时，即，当经校正的前向观察点横向位移估算值y’_s大于或等于右偏差确定阈值Yth-r(y’_s≥Yth_r)时，控制器2确定车辆不处于朝相邻右车道偏离的趋势，程序进入步骤S53。

在步骤S52，控制器2生成右偏差报警命令，然后中止图17的程序。在步骤S53，控制器2停止右偏差报警命令，然后，程序进入步骤S54。

在步骤S54，控制器2通过将校正的前向观察点横向位移估算值y’_s与预定阈值Yth_l进行比较，确定主车辆10是否处于朝相邻左车道偏离的趋势。左偏差确定阈值Yth_l设置为例如预定固定值Yth1。更具体地说，控制器2确定校正的前向观察点横向位移估算值y’_s是否小于左偏差确定阈值Yth_l。在这里，左偏差确定阈值Yth_l是作为实验结果先前已经获得的值。例如，左偏差确定阈值Yth_l是固定值。当步骤S54的确定为肯定时，即，当校正的前向观察点横向位移估算值y’_s小于左偏差确定阈值Yth_l(y’_s＜Yth_l)时，控制器2确定车辆处于朝相邻左车道偏离的趋势，程序进入步骤S55。当步骤S54的确定为否定时，即，当校正的前向观察点横向位移估算值y’_s大于或等于左偏差确定阈值Yth_l(y’_s≥Yth_l)时，控制器2确定车辆10不处于朝相邻左车道偏离的趋势，程序进入步骤S56。

在步骤S55，控制器2生成左偏差报警命令，然后中止图17的程序。在步骤S55，控制器2停止左偏差报警命令，然后中止图17的程序。

随后，参考图18A至18H的时序图，论述行进状况监视处理的功能和操作。

图18A示出表示通过摄像机系统1拾取的左车道限定线检测状况的左线未检测标志flag_l的变化。图18B示出表示通过摄像机系统1拾取的右车道限定线检测状况的右线未检测标志flag-r的变化。

在这一实施例中，假定重复右车道限定线的检测和未检测，如图18B所示。在这种情况下，右线未检测标志flag_r短时间内在0和1之间波动。

在步骤S30执行的车道限定线未检测频率计算处理中，通过在预定时间周期期间对右车道限定线未检测标志flag_r的移动平均处理计算的右车道限定线未检测频率Frh如图18C所示那样变化。在这一实施例中，当右线未检测标志flag-r开始在0和1之间波动时，右线未检测频率Frh增加。当从在0和1之间波动的右线未检测标志flag_r的波动开始过去预定时间周期时，右线未检测频率Frh达到最大频率Fhi，此后，终止右线未检测标志flag-r在0和1之间波动，右线未检测频率Frh降低。

在步骤S40执行的预期偏差时间设置处理中，控制器2在右或左未检测频率Frh或Flh的基础上设置预期偏差时间Tttlc。在这一实施例中，由于右线未检测频率Frh高于左线未检测频率Flh，控制器2在右线未检测频率Frh的基础上，设置预期偏差时间Tttlc。由于从表达式(27)可以看出的那样，将预期偏差时间Tttlc计算成与右线未检测频率Frh成比例，所以预期偏差时间Tttlc如图18D所示那样变化。更具体地说，当右线未检测频率Frh增加时，预期偏差时间Tttlc开始从为初始值的固定值Tttlc1减小。当右线未检测频率Frh达到最大值Fhi时，Tttlc1取0。此后，Tttlc1随右线未检测频率Frh减小而增加。

在步骤S23执行的前向观察点距离计算处理中，控制器2由表达式(29)计算前向观察点距离L_s。在步骤S24执行的前向观察点横向位移计算处理中，控制器2使用表达式(16)计算在正向观察点距离L_s的位置处的前向观察点横向位移估算值y_s。在步骤S26，控制器2通过使用前向观察点距离L_s和车体侧滑角β，由表达式(32)校正前向观察点横向位移估算值y_s，从而获得校正的前向观察点横向位移估算值y′_s。

在步骤S50，控制器2通过将校正的前向观察点横向位移估算值y′_s与阈值Yth_r和Yth_l进行比较，确定主车辆10是否处于车道偏差趋势中。根据确定结果，控制器2输出右和左偏差报警命令中的一个。

随后，将论述通过这一处理获得的优点。在这里，考虑行进状态期间的车辆动态性能。行进状态中的车辆总是处于纵向振动(pitching)或跳动(bouncing)状态中。例如，当车辆加速或减速时，通常产生俯仰。

在这种情况下，将垂直扰动独立地输入到前后轮。因此，简单的跳动量相对稳定(被抑制)。然而，俯仰角η表示为显示出在屏幕上(CCD上)投影的车道限定线的间隔差异的图象，直到检测到右和左车道限定线为止，才能正确地识别它。换句话说，当没有检测到右和左车道限定线的任何一个时，不可能正确地识别俯仰角η。因此，也使前向观察点横向位移y_s大大地波动。这频繁地引起错误报警操作。产生错误报警操作的原因归因于下述关系。

为简化起见，假定行进道路通常是具有足够小的曲率的直线。在这种情况下，用下述表达式(33)和(34)表示表达式(7)和(8)。

x＝(y_cr+0.5W)(y+fη)/h+fφ_r         ---(33)

x＝(y_cr-0.5W)(y+fη)/h+fφ_r         ---(34)

其中，表达式(33)是用于从车辆看右侧方向视图的表达式，以及表达式(34)是用于从车辆看左侧方向视图的表达式。

另外，用下述表达式(35)和(36)，表示右和左车道限定线的梯度k。

k＝(x(1)-x(2))/(y(1)-y(2))＝(y_cr+0.5W)/h       ---(35)

k＝(x(1)-x(2))/(y(1)-y(2))＝(y_cr-0.5W)/h       ---(36)

其中，表达式(35)是用于从车辆看右侧方向视图的表达式，以及表达式(36)是用于从车辆看左侧方向视图的表达式。

这些表达式显示出车道宽度W和摄像机高度h的波动影响车辆10的横向位移y_cr的估算准确率，以及俯仰波动不影响横向位移。另外，这些表达式显示出当准确地识别车道宽度W和摄像机高度h时，可以仅由一条车道限定线计算横向位移y_cr。

由表达式(33)至(36)获得下述表达式(37)。

x＝k(y+fη)+fφ_r

kη+φ_r，＝(x+ky)/f              ---(37)

这一表达式(37)表示只要两条车道限定线都检测到，就可以准确地计算俯仰角η和偏转角φ_r，并且投影在屏幕上的车道限定线的梯度不相等。即，当投影在CCD屏幕上的右车道限定线的梯度为k_r，以及投影在CCD屏幕上的左车道限定线的梯度为k₁时，用下述表达式(38)表示俯仰角η和偏转角φ_r。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\η}\\ {\mathrm{\φ}}_r\end{array}\right]=\frac{1}{f}{\left[\begin{array}{cc}{k}_r& 1\\ k_l& 1\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{cc}{x}_r& y{k}_r\\ x_l& {\mathrm{yk}}_l\end{array}\right]---\left(38\right)$

其中，当一条车道限定线未检测时，满足表达式(38)的俯仰角η和偏转角φ_r的组合是无穷的。因此，在不知道俯仰角η和偏转角φ_r中的一个的情况下，不可能获得η和偏转角φ_r。

从上述关系可以看出，当未检测一条车道限定线时，在车辆行进情况下波动相对较小的车道宽度W固定在车道限定线的一条变为未检测之前所检测的车道宽度W的平均值。当在车道宽度W的基础上估算道路参数时，车辆的横向位移具有相对小的波动。另一方面，当未检测一条车道限定线时，可以将俯仰角η设置为固定值。例如，可将俯仰角η固定在或估算为在车道限定线的一条变为未检测之前所检测的俯仰角η的平均值。尽管可以由此估算道路参数，当实际俯仰角η大大地波动时，还是会引起实际俯仰角η与所估算的俯仰角η间的误差。这一误差直接产生偏转角φ_r的误差。即，当偏转角估算值为φ^_r，以及俯仰角误差为Δη时，基于表达式(37)，用下述表达式(39)表示偏转角估算值φ^_r。

φ^_r＝(x+ky)/f-k(η+Δη)＝φ^_r-kΔη        ---(39)

当未检测一条车道限定线时，难以准确地估算偏转角φ_r。然而，通过采用本发明的原理，即使当估算偏转角φ_r以及当使俯仰角η大大地波动时，也可以抑制前向观察点横向位移y_s对估算的偏转角φ_r的影响。

图18F和图18G表示在未检测一条车辆限定线的情况下，横向位移估算值y_cr和偏转角φ_r的变化。当在未检测一条车道限定线的情况下产生车辆的俯仰时，由于该俯仰，导致偏转角(偏转角估算值)φ_r波动，如图18G所示。因此，前向观察点横向位移y_s的波动变大，如图18H所示。结果，前向观察点横向位移y_s也大大地波动，错误报警的频率增加。例如，如图18H所示，前向观察点横向位移y_s(或校正的前向观察点横向位移y′_s)不必要地变得大于右线偏差确定阈值Yth_r(Yth1)，并且产生错误报警。驾驶员感到这种错误报警非常嘈杂。

与此相反，通过在控制中采用本发明，如步骤S40所示，当未检测一条车道限定线时，即，当线未检测频率变得大于预定值时，逐步减小用于在步骤S23和S24计算前向观察点横向位移y_s的预期偏差时间Tttlc。即，如由表达式(30)所示，把用于将前向观察点横向位移y_s计算为预期偏差时间Tttlc和偏转角φ_r的乘积的预期偏差时间Tttlc逐步减小为一个小值。

通过根据本发明的这一配置，在用于确定车道偏差的前向观察点横向位移y_s中，可以降低当未检测一条车道限定线时大大地波动的偏转角分量的比例。通过这一配置，即使当在未检测一条车道限定线的情况下，由于颠簸等等使偏转角φ_r大大地波动时，也可以抑制前向观察点横向位移y_s的波动，如图18H所示。即，这降低了错误报警的频率，以及抑制给驾驶员造成嘈杂的感觉。

如图12的步骤S40所示，根据车道限定线未检测频率设置预期偏差时间Tttlc。更具体地说，预期偏差时间Tttlc随车道限定线未检测频率增加而减小。即，表示车辆状况的估算偏转角φ_r的误差随车道限定线未检测频率增加而变得更大。因此，在这种情况下，错误报警的频率也增加。在考虑到该趋势后，通过根据车道限定线未检测频率设置预期偏差时间Tttlc，以便随车道限定线未检测频率增加降低预期偏差时间Tttlc，也可以正确地降低错误报警的频率。

随后，论述车道偏差报警系统的第二实施例。车道偏差报警系统的第二实施例基本上具有与第一实施例相同的结构，因此没有具体的说明。

图19表示在根据本发明的第二实施例中，由控制器2执行的行进状况监视处理的过程。这一处理基本上对应于第一实施例中图10所示的处理。在图19所示的处理中，代替第一实施例的图10的步骤S40的处理，执行在步骤S60的横向位移阈值校正处理和步骤S80的预期偏差时间设置处理。

在图19的流程图中，步骤S21、S22、S30、S23-S26以及S50的内容与第一实施例中的图10的流程图中的内容相同，因此，在此省略其说明。

在第二实施例的图19的流程图中，在执行步骤S30的车道限定线未检测频率的计算处理后，在步骤S60执行设置预期偏差时间的处理。

在步骤S60，控制器2执行校正或改变偏差确定阈值的处理。

在执行步骤S60之后的步骤S80，控制器2改变(设置)用于计算前向观察点横向位移的预期偏差时间。

随后，与第一实施例相同，顺序地执行步骤S23-S26以及S50。通过执行这些步骤，控制器2确定车辆的车道偏差趋势以及在确定结果的基础上生成偏差报警。另外，通过在步骤S60和S80执行处理，即使在由于Botts Dots或车道限定线的不规则外观减小车道限定线的候选点，因此使车道限定线未检测频率增加的情况下，也可以稳定地生成偏差报警以便降低错误报警。这抑制驾驶员不必要地感觉到嘈杂。

随后，论述在步骤S60执行的偏差确定阈值校正处理。图20表示偏差确定阈值校正处理的过程。这一处理基本上包括前半部分处理，包括步骤S61至S70，以及后半部分处理，包括步骤S71至S78。

在步骤S61，控制器2确定在步骤S30获得的右线未检测频率Frh(t)是否大于预定值，诸如0.8。当步骤S61的确定为肯定时，即，当右线未检测频率Frh(t)大于该预定值，诸如0.8时，程序进入步骤S62。当在步骤S61的确定为否定时，即，在步骤S30获得的右线未检测频率Frh(t)小于或等于该预定值，诸如0.8时，程序进入步骤S66。

在步骤S62，控制器确定在步骤S30获得的左线未检测频率Flh(t)是否大于预定值，诸如0.8。当在步骤S62的确定为肯定时，即，当左线未检测频率Flh(t)大于该预定值，诸如0.8时，程序进入步骤S63。当在步骤S62的确定为否定时，即，当在步骤S30获得的左线未检测频率Flh(t)小于或等于该预定值，诸如0.8时，程序进入步骤S64。程序进入步骤S63的情形是右线和左线未检测频率Frh(t)和Flh(t)均大于该预定值的情形。程序进入步骤S64的情形是仅右线未检测频率Frh(t)大于该预定值的情形。

尽管已经在将阈值的第一预定值设置为0.8的情况下示出和说明了第二实施例，应理解到本发明不限于此。执行右线未检测频率Frh(t)和预定值间的比较，以及左线未检测频率Flh(t)和预定值间的比较以便确定右线或左线的检测率。因此，如果预定值确定地表示检测率下降时，可以采用除0.8以外的值。例如，可以从通过实际车辆的运转测试来获得预定值。

在步骤S63，控制器2将状态交换变量CASE设置为3(CASE＝3)。这一状态交换变量CASE用在图20的流程图的后半部分中。此后，程序进入步骤S71。

在步骤S64，控制器2确定预期偏差时间Tttlc是否为0。(在这里，预期偏差时间Tttlc为在步骤S60的偏差确定阈值校正处理之后执行的步骤S80获得的值。即，在步骤S64，控制器2确定在图19的整个处理的先前处理中获得的预期偏差时间Tttlc是否为0。当在步骤S64的确定为肯定时(Tttlc＝0)，程序进入步骤S65。当在步骤S64的确定为否定时(Tttlc≠0)时，程序进入步骤S71。

在步骤S65，控制器2将状态交换变量CASE设置为2(CASE＝2)。程序从步骤S64前进至步骤S71的情形是预期偏差时间Tttlc不为0的情形，因此，在这种情况下，程序进入步骤S71，而不改变状态交换变量CASE。

另一方面，在步骤S61的否定确定之后的步骤S66，控制器2确定在步骤S30获得的左线未检测频率Flh(t)是否大于预定值，诸如0.8。当在步骤S66的确定为肯定(Flh(t)＞0.8)时，程序进入步骤S67。当在步骤S66的确定为否定时(Flh(t)≤0.8)时，程序进入步骤S69。程序进入步骤S67的情形是仅左线未检测频率Flh(t)大于该预定值的情形。程序进入步骤S69的情形是右线和左线未检测频率Frh(t)和Flh(t)均小于该预定值的情形。

在步骤S67，控制器2确定预期偏差时间Tttlc是否为0。在这里，预期偏差时间Tttlc与在步骤S64中采用的预期偏差时间Tttlc相同。即，其是在步骤S60的偏差确定阈值校正处理之后执行的步骤S80计算的预期偏差时间Tttlc。在步骤S80，控制器确定在前主例程周期中计算的预期偏差时间Tttlc是否为0。当步骤S67的确定是肯定时(Tttlc＝0)，程序进入步骤S68。当步骤S67的确定为否定时(Tttlc≠0)，程序进入步骤S71。

在步骤S68，控制器2将状态交换变量CASE设置为2(CASE＝2)。此后，程序进入步骤S71。程序从步骤S67进入步骤S71的情形是预期偏差时间Tttlc不为0的情形。在这种情况下，程序进入步骤S71，而不改变状态交换变量CASE。

另一方面，在步骤S69，控制器2确定右线未检测频率Frh(t)是否小于预定值，诸如0.5，以及左线未检测频率Flh(t)是否小于预定值，诸如0.5。当步骤S69的确定为肯定时，即，当右线未检测频率Frh(t)小于该预定值，诸如0.5，以及当左线未检测频率Flh(t)小于该预定值，诸如0.5时，程序进入步骤S70。步骤S69的肯定确定表示恢复右线和右线未检测频率。当步骤S69的确定为否定时，程序进入步骤S71。在这里，将预定值设置为相对于用在步骤S61、S62和S66中的预定值，诸如0.8，具有滞后。

尽管已经在将阈值的第二预定值设置为0.5的情况下示出和说明了第二实施例，应理解到本发明不限于此。执行右线未检测频率Frh(t)和第二预定值间的比较，以及左线未检测频率Flh(t)和该第二预定值间的比较，以便确定右线或右线的检测率的恢复。因此，如果第二预定值确定地表示检测率恢复或如果其确定地表示摄像机系统1的输出信号是稳定的，那么其可以采用除0.5以外的值。例如，可以通过实际车辆的运转测试获得该第二预定值。

在步骤S70，控制器2将状态交换变换CASE设置为0(CASE＝0)，此后，程序进入步骤S71。在程序从步骤S69进入步骤S71的情况下，程序进入步骤S71而不改变状态交换变量CASE。

在如下所述的步骤S71至S78执行的处理中，控制器2确定在前部分处理中获得的状态交换变量CASE的值，以及根据确定结果执行偏差确定阈值的设置。

在步骤S71，控制器2确定状态交换变量CASE是否大于2。当步骤S71的确定为肯定时(CASE＞2)，程序进入步骤S75。当步骤S71的确定为否定(CASE≤2)时，程序进入步骤S72。

在步骤S72，控制器2确定状态交换变量CASE是否等于1。当步骤S72的确定为肯定时(CASE＝1)，程序进入步骤S76。当步骤S72的确定为否定时(CASE≠1)，程序进入步骤S73。

在步骤S73，控制器2确定状态交换变量CASE是否等于2。当步骤S73的确定为肯定时(CASE＝2)时，程序进入步骤S77。当步骤S73的确定为否定时(CASE≠2)时，程序进入步骤S78。

通过从步骤S71至步骤S73的程序，当状态交换变量CASE等于0(CASE＝0)时，程序进入步骤S78。当状态交换变量CASE等于1时(CASE＝1)，程序进入步骤S76。当状态交换变量CASE等于2时(CASE＝2)，程序进入步骤S77。当状态交换变换CASE＝3时(CASE＝3)，程序进入步骤S75。

即，通过执行步骤S75至S78，执行偏差确定阈值的更新。更具体地说，当右线和左线未检测频率Frh(t)和Flh(t)均为高(CASE＝3)时，执行步骤S75的处理。因此，在步骤S75，控制器2将右偏差确定阈值Yth_r和左偏差确定阈值Yth_l均设置为作为最大值的Yth3。

当右线未检测频率Frh(t)为高以及预期偏差时间Tttlc为0(CASE＝1)时，执行步骤S76的处理。因此，在步骤S76，控制器2将右偏差确定阈值Yth_r设置为Yth3并使左偏差确定阈值Yth_l增加量Δth1，以便将左偏差确定阈值Yth_1逐步校正到较大值。在这里，执行左偏差确定阈值Yth_l的渐增校正，直到该左偏差确定阈值Yth_l达到阈值Yth2为止。阈值Yth2大于作为初始值的额定阈值Yth1，并且小于当未检测频率为最大的情况下采用的阈值Yth3。

当左线未检测频率Flh(t)为高以及预期偏差时间Tttlc为0(CASE＝2)时，执行步骤S77的处理。因此，在步骤S77，控制器2将左偏差确定阈值Yth_l设置为Yth3并使右偏差确定阈值Yth_r增加量Δth1，以便将右偏差确定阈值Yth_r逐步校正到较大值。在这里，执行右偏差确定阈值Yth_r的渐增校正直到该右偏差确定阈值Yth_r达到阈值Yth2为止，其中，Yth1＜Yth2＜Yth3。阈值Yth2大于作为初始值的额定阈值Yth1，并且小于当未检测频率为最大的情况下采用的阈值Yth3。

当右线和左线未检测频率Frh(t)和Flh(t)均为低时(因此，线检测状况是稳定的(CASE＝0))，执行步骤S78的处理。于是，在步骤S78，控制器2使右和左偏差确定阈值Yth_r和Yth_l均减小量Δth2，以便逐步将右和左偏差确定阈值Yth_r和Yth_l校正到较大值。在这里，执行右偏差确定阈值Yth_r的渐增校正，直到右和左偏差确定阈值Yth_r和Yth_l达到初始阈值Yth1为止。如上所述，执行步骤S60的偏差确定阈值校正处理。

随后，参考图21的流程图，说明在步骤S80执行的预期偏差时间设置处理。

在步骤S81，控制器2选择在相应于步骤S31至步骤S33的步骤S30计算的右线未检测频率Frh(t)中最大的一个以及左线未检测频率Flh(t)中最大的一个。另外，控制器2将所选择的右线未检测频率Frh(t)与所选择的左线未检测频率Flh(t)进行比较。在这里，当右线未检测频率Frh(t)大于左线未检测频率Flh(t)时，程序进入步骤S82，当右线未检测频率Frh(t)小于或等于左线未检测频率Flh(t)时，程序进入步骤S83。

在步骤S83，控制器2使用下述表达式(40)计算预期偏差时间目标值Tttlc′。

当Frh(t)＜Flo，Tttlc′＝Tttlc1

当Flo≤Frh(t)＜Fhi，

  Tttlc′＝Tttlc1·((Fhi-Frh(t))/(Fhi-Fho)).

当Fhi≤Frh(t)，Tttlc′＝0.                              ---(40)

在步骤S83，控制器2使用下述表达式(41)计算预期偏差时间目标值Tttlc′。

当Flh(t)＜Flo，Tttlc′＝Tttlc1

当Flo≤Flh(t)＜Fhi，

  Tttlc′＝Tttlc1·((Fhi-Flh(t))/(Fhi-Flo)).

当Fhi≤Flh(t)，Tttlc′＝0.                              ---(41)

根据状态交换标志flag_c的值，执行在执行步骤S82或S83之后的处理。状态交换标志flag_c和处理后的内容之间的关系如下。

当flag_c＝0时，在预期偏差时间设置处理中，更新的预期偏差时间Tttlc相应于预期偏差时间目标值Tttlc′后，控制器2执行处理。当flag＝1时，控制器2执行维持预期偏差时间Tttlc的处理，而不重新更新预期偏差时间Tttlc。当flag＝2时，控制器2通过使预期偏差时间Tttlc增加量Δt1或通过使预期偏差时间Tttlc减小量Δt2，执行逐步使预期偏差时间Tttlc达到预期偏差时间目标值Tttlc′的处理。

在执行步骤S82或S83之后的步骤S84，控制器2确定状态交换标志flag_c是否为0。当flag_c＝0时，程序进入步骤S86。当flag_c≠0时，程序进入步骤S85。

在步骤S86，控制器2执行在预期偏差时间Tttlc一旦对应于预期偏差时间目标值Tttlc′之后执行的处理。更具体地说，控制器2通过将预期偏差时间目标值Tttlc′设置为预期偏差时间Tttlc执行更新，以便在此后的处理中，预期偏差时间总是对应于预期偏差时间目标值Tttlc′。

在执行步骤S86之后的步骤S88，控制器2确定预期偏差时间Tttlc是否达到0作为减小的结果。当预期偏差时间Tttlc等于0(Tttlc＝0)时，程序进入步骤S89，其中控制器2将状态交换标志flag_c设置为0(flag_c＝0)。如后面将描述的，当flag_c＝0时执行的处理是维持预期偏差时间Tttlc而不更新预期偏差时间Tttlc的处理。因此，当在步骤S89将状态交换标志flag_c设置为1时，在假定维持预期偏差时间Tttlc的情况下，执行此后执行的处理。在执行步骤S89后，中止图21所示的处理。

在步骤S84的否定确定之后的步骤S85，控制器确定状态交换标志flag_c是否为1。当flag_c＝1时，程序进入步骤S90。当flag_c≠1时，即flag_c＝2时，程序进入步骤S87。

步骤S85和S90的处理是不更新预期偏差时间Tttlc，而是维持预期偏差时间Tttcl的处理。在步骤S90，控制器2确定右和左偏差时间阈值Yth_r和Yth_l的至少一个是否恢复到初始阈值Yth1。

在步骤S78(CASE＝0)，在步骤S60的偏差确定阈值校正处理期间，当车道限定线检测状况稳定时，使右和左偏差确定阈值Yth_r和Yth_l均减小量Δth2，直到右和左偏差确定阈值Yth_r和Yth_l均达到初始阈值Yth1为止。

由于上述校正处理，步骤S90的确定来确定右偏差确定阈值Yth_r或左偏差确定阈值Yth_l是否恢复到初始阈值Yth1。当步骤S90的确定是肯定时，即，当右偏差确定阈值Yth_r或左偏差确定阈值Yth_l恢复到初始阈值Yth1(Yth_r＝1或Yth_l＝1)时，程序进入步骤S91，其中，控制器2将状态交换标志flag_c设置为2(flag_c＝2)。

如下面将论述的，在flag_c＝2的情况下的处理(步骤S87)是通过使预期偏差时间Tttlc增加量Δt1或使预期偏差时间Tttlc减小量Δt2，从而使预期偏差时间Tttlc更接近于预期偏差时间目标值Tttlc′的处理。

在步骤S85的否定确定之后的步骤S87，控制器2使用下述表达式(42)更新预期偏差时间Tttlc。

当Tttlc≤Tttlc′-Δt1

  Tttlc＝Tttlc1+Δt1

当Tttlc′+Δt2≤Tttlc，                    ---(42)

  Tttlc＝Tttlc1-Δt2

当|Tttlc′-Tttlc|＜Δt(Δt1或Δt2)，

  Tttlc＝Tttlc′

如上所述，在步骤S87，控制器2执行通过使预期偏差时间Tttcl增加Δt1或使预期偏差时间Tttlc减小Δt2来使预期偏差时间Tttlc更接近于预期偏差时间目标值Tttlc′的处理。另外，在|Tttlc′-Tttlc|＜Δt(Δt1或Δt2)的情况下将预期偏差时间Tttlc设置为目标值Tttlc′(Tttlc＝Tttlc′)的处理，是用于在使预期偏差时间Tttlc增加量Δt1或减小量Δt2后，平滑地将预期偏差时间Tttlc调整为目标值Tttlc′的处理(Tttlc＝Tttlc′)。

在步骤S92，控制器2确定预期偏差时间Tttlc是否对应于预期偏差时间Tttlc′(Tttlc＝Tttlc′？)。当Tttlc＝Tttlc′时，即，当在步骤S87执行调整处理时，控制器2将状态交换标志flag_c设置为0(flag_c＝0)。此后，执行将预期偏差时间Tttlc更新为目标值Tttlc′的处理(步骤S84和S86的处理)。

通过执行步骤S60的横向位移确定阈值校正处理和S60的预期偏差时间设置处理，当车道限定线未检测频率在增加时，校正预期偏差时间Tttlc以便达到0，以及在预期偏差时间Tttlc达到0后，使右偏差确定阈值Yth_r和左偏差确定阈值Yth_l增加。另外，当减小车道限定线未检测频率在减小时，即，当车道限定线检测频率正增加时，校正右偏差确定阈值Yth_r和左偏差确定阈值Yth_l以便变为初始阈值Yth1。另外，当右和左偏差确定阈值Yth_r和Yth_l中的一个恢复成初始阈值Yth1时，校正预期偏差时间Tttlc以便变为初始预期偏差时间Tttlc1。

随后，参考图22A至22H的时序图，论述行进状况监视处理的功能和操作。

图22A示出表示由摄像机系统1拾取的左车道限定线检测状况的左线未检测标志flag_l的变化。图22B示出表示由摄像机系统1拾取的右车道限定线检测状况的右线未检测标志flag_r的变化。

在这一实施例中，假定右车道限定线的未检测继续相当长的时间，如图22B所示。在这种情况下，右线未检测标志flag_r取值0和1达很长时间。

在步骤S30执行的车道限定线未检测频率计算处理中，在预定周期期间，通过右车道限定线未检测标志flag_r的移动平均处理计算的右车道限定线未检测频率Frh，如图22C所示那样变化。在这一实施例中，当由摄像机系统1拾取的右线未检测状态持续时，使右线未检测频率Frh增加到1，如图22C所示。

在步骤S80执行的预期偏差时间设置处理中，控制器2在右线或左线未检测频率Frh或Flh的基础上设置预期偏差时间Tttlc。在该第二实施例中，由于右线未检测频率Frh高于左线未检测频率Flh，因此控制器2在右线未检测频率Frh的基础上设置预期偏差时间Tttlc。由于可从表达式(40)可明显地看出的那样，预期偏差时间Tttlc计算成与右线未检测频率Frh成比例，预期偏差时间Tttlc如图22D所示那样变化。更具体地说，当右线未检测频率Frh增加时，预期偏差时间Tttlc开始从作为初始值的固定值Tttlc1减小。当右线未检测频率Frh达到1时，在步骤S87，预期偏差时间Tttlc1取0(Tttlc1＝0＝Tttlc′)。

在步骤S80的预期偏差时间设置处理中，与第一实施例类似，在车道限定线未检测频率Frh和Flh的基础上设置预期偏差时间Tttlc。另外，特别在该第二实施例中，在右线未检测频率Frh或左线未检测频率Flh的基础上预先设置预期偏差时间目标值Tttlc′，以及将预期偏差时间Tttlc调整为预期偏差时间目标值Tttlc′。

另一方面，在步骤S60的偏差确定阈值校正处理中，在预期偏差时间设置处理中基于右线未检测频率Frh或左线未检测频率Flh设置预期偏差时间Tttlc之前，参考一个周期，当预期偏差时间Tttlc达到0时，通过执行步骤S75至S77使偏差确定阈值Yth_r和Yth_l增加。这一配置在开始线未检测状况的时刻到从开始起经过预定时间的时刻的周期期间，抑制了报警的起始定时的变化。

在第二实施例中，如图22E所示，在当预期偏差时间Tttlc达到0的时刻，通过执行步骤S76，将线未检测边的右线偏差确定阈值Yth_r设置为最大阈值Yth3，以及使线检测边的左线偏差确定阈值Yth_l从最小阈值Th1改变到中间阈值Yth2。

在步骤S60的偏差阈值校正处理中，当通过使右和右偏差确定阈值Yth_r和Yth_l都减小Δth2，以使右和左线未检测频率均增加到预定值时，如图22E所示，通过执行步骤S87，校正右和左偏差确定阈值Yth_r和Yth_l直到它们达到初始阈值Yth1为止。

结果，当右和左偏差确定阈值Yth_r和Yth_l达到初始阈值Yth1时，通过步骤S80的预期偏差时间设置处理以及特别是通过执行步骤S87，使预期偏差时间Tttlc校正到1(目标值Tttlc′)，如图22D所示。

根据本发明的第二实施例配置成在执行步骤S60的偏差确定阈值校正处理后，执行步骤S80的预期偏差时间设置处理，如图19所示。这一配置具有在车道限定线检测状态从一条车道限定线的未检测状态恢复成两条车道限定线的检测状态时，在偏差确定阈值(在这一实施例中，其为在一条车道限定线处于未检测状态的情况下的线检测边的偏差检测阈值)达到额定偏差阈值Yth1后，使预期偏差时间Tttlc改变为当检测到两条车道限定线时采用的预期偏差时间Tttlc1。通过这一配置，如图22E所示，当车道限定线检测状态从一条车道限定线的未检测状态恢复成两条车道限定线的检测状态时，右和左偏差确定阈值Yth_r和Yth_l均恢复成初始偏差确定阈值Yth1。另外，在这一恢复之后，使预期偏差时间Tttlc恢复成初始预期偏差时间Tttlc1，如图22D所示。

如上所述，将第二实施例配置成当线未检测频率Frh和Flh均为高时，通过在步骤S80执行偏差确定阈值校正处理使预期偏差时间Tttlc逐步减小到0。另外，当预期偏差时间Tttlc到达0(预定值)时，通过执行步骤S60的偏差确定阈值校正处理，使偏差确定阈值Yth_r和Yth_l改变为大值。

随后，论述通过根据本发明的第二实施例获得的益处。

即使当交替重复通过摄像机系统1的车道限定线的检测和未检测时，每次摄像机系统1检测车道限定线时，执行用于使道路参数的估算值校正到正确值的处理。因此，由摄像机系统1引起的线未检测状态的影响不会累积为道路参数的估算值，道路参数包括车辆状态量，诸如横向位移y_cr和偏转角φ_r。因此，即使一条车道限定线瞬时处于未检测状态，也不会产生错误报警。

然而，当一条车道限定线的未检测状态持续预定时间周期时，实际车辆状况处于不同状态。例如，当车速改变(增加)时，车辆接收由于随车速变高而增加的空气流所产生的空气升力。这改变车辆高度和摄像机高度h。另外，当车辆加速或减速时，车辆前面部分的方向改变。例如，在车辆加速期间，车辆前面部分沿向上方向转一角度，在车辆减速期间，车辆前面部分沿向下方向转一角度。因此，当由于车辆加速/减速操作改变车辆前面部分的方向时，使俯仰角α和摄像机高度h都改变。

因此，由于根据车速或加速/减速操作的变化，摄像机高度h改变，当一条车道限定线的未检测状态持续预定时间时，有必要考虑摄像机高度h的这种变化。更具体地说，摄像机高度h的变化总是影响道路参数的估算值。如果横向位移y_cr的估算值改变，则错误报警的频率将增加，以及驾驶员将感觉到嘈杂。

图22F表示在一条车道限定线的未检测状态持续预定长时间的情况下，在同时包括由于车速改变或加速/减速操作而引起的摄像机高度h的变化时估算的横向位移y_cr的时间序列变化。另外，当一条车道限定线的这种未检测状态继续时，难以正确地估算偏转角φ_r，因此，偏转角φ_r如图22G那样波动。在这种情况下，如果基于当检测到两条车道限定线时使用的预期偏差时间Tttlc和偏差确定阈值Yth1执行车道偏差确定，前向观察点横向位移估算值y_s(y_s＝y_cr+(V×Tttlc)φ_r)相对于偏差确定阈值Yth1大大地波动，以及由于摄像机高度h的改变而增加其波动幅度。因此，错误报警的频率增加。

随后，如果偏差确定阈值Yth_r和Yth_l均维持在Yth1以及预期偏差时间Tttlc校正到0，如在第一实施例中所述，与预期偏差时间Tttlc未校正的情形相比，前向观察点横向位移y_s的变化变得缓慢和稳定。然而，通过横向位移估算值y_cr，大大地影响前向观察点横向位移估算值y_s的变化。例如，如从表达式(30)可以看出，即使将预期偏差时间Tttlc校正到较小值，横向位移估算值y_cr也影响前向观察点横向位移估算值y_s。因此，难以防止生成错误报警。

另一方面，如果考虑到横向位移估算值y_cr，预期偏差时间Tttlc维持在Tttlc1以及使偏差确定阈值Yth_r和Yth_l校正到较大值，可以降低错误报警的频率。然而，在校正偏差确定阈值yth_r和yth_l以便降低由横向位移估算值y_cr的误差产生的错误报警的情况下，通过校正设置的阈值的裕度(margin)被用来降低由偏转角估算值φ_r的波动产生的错误报警的频率。因此，在除了横向位移估算值y_cr波动以外偏转角估算值φ_r也波动的情况下，有必要将偏差确定阈值yth_r和yth_l校正为极其大的值。因此，正确地调整报警定时的控制宽度变得非常窄。

考虑到上述操作，根据本发明的第二实施例配置成当线未检测频率Frh或Flh变高时，通过执行步骤S80的预期偏差时间设置处理，逐步减小预期偏差时间Tttlc到0，以及当预期偏差时间Tttlc达到预定值(0)时，通过执行步骤S60的偏差确定阈值校正处理，使偏差确定阈值yth_r和yth_l改变成较大值。

通过根据本发明的第二实施例的这种配置，即使当一条车道限定线的未检测状态持续长时间时，在一条车道限定线的未检测状态的初始周期期间，通过执行步骤S80的预期偏差时间设置处理，使预期偏差时间Tttlc逐步减小到更小值。这正确地减小相对于前向观察点横向位移估算值y_s大大波动的偏转角分量的比例。另外，当预期偏差时间Tttlc达到预定值(在这一实施例中为0)时，通过执行步骤S60的偏差确定阈值校正处理，使偏差确定阈值Yth_r和Yth_l改变成较大值。因此，这一配置消除了横向位移估算值y_cr的误差。即，将第二实施例配置成为相对于偏转角估算值φ_r的波动和横向位移y_cr的误差，出于减小错误报警频率的目的而使偏差确定阈值(横向位移确定阈值)校正到较大值。另外，考虑到产生横向位移估算值y_cr的误差的定时，使得将偏差确定阈值(横向位移确定阈值)校正为大值的定时延迟为从一条车道限定线的未检测状态经过预定时间的定时。

通过这一配置，可以防止由于偏转角估算值的大波动产生的错误报警，以及防止由于横向位移估算值y_cr的误差产生的错误报警。这防止驾驶员感觉报警嘈杂。

在第二实施例中，校正相应于两条相邻车道的偏差确定阈值Yth_r和Yth_l。还校正检测线的偏差确定阈值。

例如，在车辆行进于线相邻部分的情况下，如果摄像机高度h由于车速变化或加速/减速操作引起波动时，横向位移估算值y_cr波动。结果，重复报警的开始和停止，并且会生成不必要的报警。为防止这种不必要的报警，还校正在线检测边的偏差确定阈值。即使摄像机高度h波动，这一校正也能防止这种不必要的报警。

另外，当线检测边处的偏差确定阈值设置为小于在线未检测边的偏差确定阈值的值。即，在未检测边，实际车道限定线的位置是不稳定的，因此，用于根据车辆位置确定报警产生定时的标准也是不明确的。因此，为的确定地防止错误报警，将线未检测边的偏差确定阈值设置为大值。换句话说，由于在线检测边的错误报警的频率确定地小于线未检测边的错误报警频率，可以抑制偏差确定阈值为小值。这抑制了不必要的报警同时维持报警功能。

与两条线检测状态的偏差报警的起始定时相比，一条线未检测状态情况下的偏差报警的起始定时可能稍微延迟。这一延迟会降低起始定时的性能。然而，这种配置减小了嘈杂感觉同时维持报警功能。

从表达式(14)至(17)，可以清楚地看到在未检测线候选点处的坐标不影响用于计算波动量Δa至Δe的误差估算函数。即，使用表达式(24)计算的波动量Δa至Δe是用于尽可能使用估算道路参数a至e来减小实际线位置和从模型线获得的位置间的误差的校正量。当未检测点的坐标不清楚时，强制设置k_ij＝0。因此，这不影响在表达式(14)中的列向量Sk的值，因此，由检测线候选点计算波动量Δa至Δe。

作为一个边的线候选点的数量极其小的情形，考虑下述情形。

(1)检测线候选点仅是离主车辆相当远的点的情形。

(2)检测线候选点仅是离主车辆相当近的点的情形。

(3)检测线候选点仅是情形(1)和(2)之间的点的情形。

在这些情形下，对误差性能函数影响的比例在检测边变得不平衡。因此，在表达式(22)中，在检测大量线候选点的边计算列向量S_k。结果，由表达式(24)计算的波动量Δa至Δe也受密集检测的边的误差的影响。因此，当一条线的线候选点的数量极其小于另一条线的线候选点的数量时，基于具有高检测率的线候选点的坐标执行校正。因此，低检测率边的线候选点强烈地受高检测率边的误差的影响。因此，道路参数总是产生误差。

另外，由于已经将第二实施例配置成将表达式(17)加到误差性能函数上以便平滑地沿时间轴移动道路参数，严格地说，线候选点的未检测影响波动量Δa至Δe。然而，随着时间过去，未检测的影响减小到0。因此，如果在未检测边的线候选点的数量非常小的情形持续一段时间，则对波动量Δa至Δe的影响几乎变为0。

另一方面，使用从线模型获得的道路参数，参考表达式(30)，计算前向观察点横向位移估算值y_s。因此，当在一边的线候选点的数量极其小时，道路参数总是产生误差。前向观察点横向位移估算值y_s包括由于道路参数的稳定误差导致的误差。然而，由于校正对应于两条相邻车道的右和左偏差确定阈值Yth_r和Yth_l，也可以降低错误报警。特别地，通过考虑该误差确定右和左偏差确定阈值Yth_r和Yth_l，进一步有效地实现降低错误报警。

如果检测线候选点不为0以及总是为1或更大，则与完全未检测状态相比，道路参数中的稳定误差大大变小。因此，即使当考虑该误差改变偏差确定阈值Yth_r和Yth_l时，其改变量变得极其小。因此，进一步有效地减小错误报警。

尽管通过说明第一和第二实施例已经示出和描述了本发明，但本发明不限于这些说明。例如，当改变摄像机系统1的拾取条件的设置时，可以将预期偏差时间Tttlc设置为小值。在这里，拾取条件包括响应拍摄环境、快门速度等等的变化设置的曝光控制。

当拍摄环境波动时，通过摄像机系统1拾取的图象的亮度级也波动。因此，引起降低车道限定线的检测条件劣化的可能性。因此，当曝光控制和快门速度的设置变化时，预期偏差时间Tttlc已经预先设置为拍摄环境的波动的预期中的较小值。即，通过在车道限定线的检测条件劣化前，在早期阶段将预期偏差时间Tttlc设置为较小值，即使未检测一条车道限定线，也可以在早期阶段抑制前向观察点横向位移y_s的波动。这降低了错误报警的频率，因此，减小施加到驾驶员身上的嘈杂感觉。

另外，当未检测的高频率持续相对长的时间时，停止未检测边的报警功能，即，报警设备7停止基于未检测边的车道限定线确定车道偏差趋势，并将报警功能的停止状态通知驾驶员。通过这一配置，在用于确定相对于车辆位置生成报警的定时的标准未确定的情况下，只要车辆在行进车道内行驶，报警设备7确定地停止报警。这一配置防止将嘈杂感觉施加到驾驶员身上的不必要的报警，并确定地将报警设备7的不工作状态通知驾驶员。

另外，将根据本发明的第二实施例配置成出于减小错误报警的频率的目的而校正偏差确定阈值Yth_r和Yth_l例如，偏差确定阈值Yth_r和Yth_l可以随车道限定线未检测频率增加而增加。尽管已经将根据本发明的第二实施例示出和描述成摄像机系统1具有图象拾取功能和图象处理功能，但本发明不限于此。即，可以由其他系统执行图象处理功能。例如，控制器2可以具有图象处理功能并执行由摄像机系统1拾取的图象的图象处理。

在根据本发明的优选实施例的说明中，由摄像机系统1的图象处理功能执行的图3所示的处理构成用于基于由摄像机系统1的车道限定线检测装置检测的两条车道限定线检测主车辆10的偏转角的偏转角检测装置。如从图3的处理可以看出，摄像机系统1获得偏转角φ_r作为道路参数。

由控制器2执行的图10的步骤S23的处理构成用于通过将车速和预定预期偏差时间相乘来计算前向观察点的前向观察点计算装置。由控制器2执行的图10的步骤S24的处理构成前向观察点横向位移计算装置，用于在由偏转角检测装置检测的偏转角以及由前向观察点计算装置计算的前向观察点的基础上，计算前向观察点横向位移。由控制器2执行的图10的步骤S50的处理构成车道偏差趋势确定装置，用于在由前向观察点横向位移计算装置计算的前向观察点横向位移的基础上，确定主车辆是否处于车道偏差趋势中。报警设备7构成车道偏差趋势通知装置，用于在车道偏差趋势确定装置的确定结果的基础上，通知主车辆的车道偏差趋势。

由控制器2执行的图10中的步骤S40(图12)的处理构成标准变化装置，用于在由车道限定线检测装置检测的车道限定线的检测状况的基础上，改变主车辆相对于车道偏差线的车道偏差趋势的标准。更具体地说，当车道限定线检测装置仅能检测一条车道限定线时，该标准变化装置改变预期偏差时间以便减小偏转角对前向观察点横向位移的计算的影响。

从第一和第二实施例的说明可以看出，在基于拾取图象的线检测处理的基础上，确定车道限定线的检测和车道限定线的未检测，并且这种车道限定线的检测和未检测不同于存在车道限定线和不存在车道限定线。

本申请基于2003年3月11日在日本提交的日本专利申请No.2003-65424。该日本专利申请的全部内容在此引入，以供参考。

尽管已经参考本发明的某些实施例描述了本发明，本发明不限于上述实施例。鉴于上述教导，本领域的技术人员将想到上述实施例的改进和变形。根据下述权利要求书，定义本发明的范围。

Claims (13)

1.一种车道偏差报警系统，包括：

车道限定线检测部件，用于检测主车辆行驶的车道的车道限定线；以及

标准改变部件，用于根据所述车道限定线的检测状况改变用于确定所述主车辆的车道偏差趋势的标准。

2.如权利要求1所述的车道偏差报警系统，进一步包括：

偏转角检测部件，用于根据所检测的车道限定线检测所述主车辆的偏转角；

前向观察点计算部件，用于通过将所述主车辆的车速与预期偏差时间相乘来计算前向观察点；

前向观察点横向位移计算部件，用于根据所述偏转角和所述前向观察点计算所述前向观察点处的横向位移；

车道偏差趋势确定部件，用于根据所述前向观察点横向位移确定所述主车辆是否具有车道偏差趋势；和

车道偏差趋势通知部件，用于根据所述车道偏差趋势确定部件的确定结果通知驾驶员所述主车辆具有所述车道偏差趋势，

其中，所述标准改变部件改变预期偏差时间，以便当所述车道限定线检测部件仅检测两条车道限定线中的一条时，减小所述偏转角对所述前向观察点横向位移的计算的影响。

3.如权利要求1所述的车道偏差报警系统，其特征在于，所述标准改变部件根据所述车道限定线改变所述车道偏差趋势的标准，以便随着所述车道限定线的未检测频率增加而抑制所述车道偏差趋势的判定。

4.如权利要求1所述的车道偏差报警系统，其特征在于，所述标准改变部件随着所述车道限定线的未检测频率的增加而增加预期偏差时间的变化量。

5.如权利要求2所述的车道偏差报警系统，其特征在于，所述车道偏差趋势确定部件通过将所述前向观察点横向位移与每条车道限定线的每个阈值进行比较来确定所述车道偏差趋势，并且进一步包括阈值改变装置，其用于当所述车道限定线检测部件检测两条车道限定线中的一条的情形持续第一预定时间时，改变所述阈值。

6.如权利要求5所述的车道偏差报警系统，其特征在于，所述阈值改变部件随着所述一条车道限定线的未检测频率增加而增加所述阈值的变化量。

7.如权利要求5所述的车道偏差报警系统，进一步包括车道限定线预期模型，用于使用以高检测频率检测的车道限定线的检测结果校正以所述高检测频率检测的所述车道限定线的位置，以及校正以低检测频率检测的另一条车道限定线的位置，

其中，使用所述车道限定线预期模型的所述车道限定线位置的校正结果影响所述前向观察点横向位移以致于产生误差，

其中，考虑到包括由于所述校正结果导致的误差的所述前向观察点横向位移，所述阈值改变部件确定所述阈值。

8.如权利要求1所述的车道偏差报警系统，其特征在于，所述车道限定线检测部件包括摄像机系统，其用于拍摄表示行进车道的车道限定线的图象并能根据图象拾取环境来改变图象拾取条件的设置，以及，当改变所述图象拾取条件的设置时，所述标准改变部件改变所述标准。

9.如权利要求5所述的车道偏差报警系统，其特征在于，当所述车道限定线检测部件检测两条车道限定线中的一条的情形持续第二预定时间时，所述车道偏差趋势确定部件停止基于未检测的车道限定线的车道偏差趋势的确定。

10.如权利要求1所述的车道偏差报警系统，其特征在于，当所述车道限定线的未检测频率增加时，所述标准改变部件减小预期偏差时间。

11.如权利要求5所述的车道偏差报警系统，其特征在于，当所述车道限定线检测部件检测两条车道限定线中的一条的情形持续所述第一预定时间时，所述阈值改变部件增加所述阈值。

12.一种车道偏差报警系统，包括：

控制器，其被配置成完成以下操作：

检测主车辆行驶的车道的车道限定线；

根据所述车道限定线的检测状况改变用于确定所述主车辆的车道偏差趋势的判定标准；以及

当通过将所述主车辆和所述车道限定线之间的关系与所述标准进行比较而确定了所述车道偏差趋势时，生成报警。

13.一种用于当确定了主车辆的车道偏差趋势时生成报警的方法，所述方法包括：

检测主车辆行驶的车道的车道限定线；以及

根据所述车道限定线的检测状况改变用于确定所述主车辆的车道偏差趋势的标准。

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