JP2002008199A - 車線追従走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像情報により走路が認識されている間にナ
ビゲーション手段とのマッチングを実施しておくこと
で、画像情報により走路が認識できない状況に陥ったと
しても、ナビゲーション手段からの精度の高い走路情報
を制御用走路情報とすることにより、車線追従走行制御
をそのまま続行可能にする車線追従走行制御装置を提供
すること。 【解決手段】 制御用走路情報に基づいて車両を前方車
線に追従させる制御を行う車線追従走行制御装置におい
て、走路情報検出手段により得られた画像情報に基づく
走路情報と、ナビゲーション手段から出力された走路情
報とを比較する走路情報比較手段と、走路情報比較手段
による比較結果に基づいてナビゲーション手段上の自車
位置情報を補正する自車位置情報補正手段と、走路情報
検出手段により得られた画像情報に基づく走路情報と、
ナビゲーション手段から出力された走路情報のうちいず
れか一方を制御用走路情報として選択する制御用走路情
報選択手段とを備えた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制御用走路情報に
基づいて車両を前方車線に追従させる制御を行う車線追
従走行制御装置の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車線追従走行制御装置としては、
例えば、特開平５−２９７９４１号公報に記載のものが
知られている。

【０００３】この公報には、白線画像から得られる道路
の実測形状が複数ある場合であっても、ナビゲーション
システムによる地図データ等に基づく予想形状から道路
形状を正確に検出できるようにすることを目的とし、自
車の現在位置，走行方位及び地図データ等のナビゲーシ
ョンデータに基づき、処理手段により道路の予想形状を
導出し、複数ある実測形状のうち予想形状に近いものを
選択して制御用走路情報とする技術が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車線追従走行制御装置にあっては、複数の道路実測
形状が検出された場合には、ナビゲーションデータに基
づき導出される道路の予想形状との比較に基づいて、制
御用走路情報として適切なものを選択することが可能で
あるが、現実には撮影手段によって前方の道路形状を捉
えるのが困難な状況は、複数の道路形状が検出される場
合だけでなく、道路形状を算出するための白線が得られ
ない場合、あるいは、画像から白線を抽出するのが困難
な状況も考えられ、このような状況においては、白線画
像から得られる走路情報を制御用走路情報とする上記従
来技術では対処することができず、制御を中断せざるを
得ないという問題がある。

【０００５】これに対し、特開平１０−２７３０６２号
公報には、前方走路の白線が得られない場合には、過去
の道路の曲率半径を用いて現在の曲率半径を推定して操
舵制御を行う構成が開示されており、特に、過去の道路
の曲率半径を用いた推定方法に代えて、ナビゲーション
システムの地図情報から曲率半径を得ても良いとの示唆
がある。しかしながら、ナビゲーションシステムの地図
情報を用いるためには、現在の車両の位置が地図データ
上で正確に認識されていること（マッチング処理）が必
須となる。

【０００６】ここで、特開平６−７４７７８号公報に
は、前方走路の白線が途切れたことをもって交差点と認
識し、地図データの最寄りの交差点に現在位置をマッチ
ングする構成が開示されている。しかしながら、高速道
路のように白線の途切れる交差点の無い道路においては
応用が困難である。

【０００７】本発明は上述のような問題点に着目してな
されたもので、その目的とするところは、画像情報によ
り走路が認識されている間にナビゲーション手段とのマ
ッチングを実施しておくことで、画像情報により走路が
認識できない状況に陥ったとしても、ナビゲーション手
段からの精度の高い走路情報を制御用走路情報とするこ
とにより、車線追従走行制御をそのまま続行可能にする
車線追従走行制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、制御用走路情報に基づい
て車両を前方車線に追従させる制御を行う車線追従走行
制御装置において、画像情報に基づき自車前方の走路情
報を検出する走路情報検出手段と、地図情報及び衛星か
らの走行位置情報に基づき地図上の自車走行位置を決定
すると共に、自車走行位置前後の走路情報を出力するナ
ビゲーション手段と、前記走路情報検出手段により得ら
れた画像情報に基づく走路情報と、前記ナビゲーション
手段から出力された走路情報とを比較する走路情報比較
手段と、前記走路情報比較手段による比較結果に基づい
てナビゲーション手段上の自車位置情報を補正する自車
位置情報補正手段と、前記走路情報検出手段により得ら
れた画像情報に基づく走路情報と、前記ナビゲーション
手段から出力された走路情報のうちいずれか一方を制御
用走路情報として選択する制御用走路情報選択手段と、
を備えていることを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
車線追従走行制御装置において、前記走路情報比較手段
を、前記走路情報検出手段と前記ナビゲーション手段か
ら得られた走路情報のうち走路曲率情報に基づき比較を
行う手段としたことを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明では、請求項１または
請求項２に記載の車線追従走行制御装置において、前記
自車位置情報補正手段を、前記ナビゲーション手段上の
自車位置情報のうち自車進行方向位置を補正する手段と
したことを特徴とする。

【００１１】請求項４記載の発明では、請求項１ないし
請求項３に記載の車線追従走行制御装置において、前記
制御用走路情報選択手段を、前記ナビゲーション手段上
の自車位置情報補正が完了する前は、前記走路情報検出
手段において得られた画像情報に基づく走路情報を制御
用走路情報として選択する手段としたことを特徴とす
る。

【００１２】請求項５記載の発明では、請求項１ないし
請求項４に記載の車線追従走行制御装置において、前記
制御用走路情報選択手段を、前記走路情報検出手段から
の画像情報に基いて得られた走路情報が正しく認識され
ていないと判断した場合には、前記ナビゲーション手段
から得られる走路情報を制御用走路情報として選択する
手段としたことを特徴とする。

【００１３】請求項６記載の発明では、請求項１ないし
請求項５に記載の車線追従走行制御装置において、前記
走路情報比較手段を、前記走路情報検出手段により画像
情報の正しい認識が行われていると判断した場合には、
走路情報の比較処理を実行する手段としたことを特徴と
する。

【００１４】請求項７記載の発明では、請求項１ないし
請求項６に記載の車線追従走行制御装置において、前記
制御用走路情報選択手段においてナビゲーション手段か
ら得られる走路情報を制御用走路情報として選択し、か
つ、その後、設定時間にわたって走路情報検出手段で画
像情報の認識が正常に戻らない場合には車線追従走行制
御を停止する制御停止手段を設けたことを特徴とする。

【００１５】請求項８記載の発明では、請求項１ないし
請求項７に記載の車線追従走行制御装置において、前記
制御用走路情報選択手段を、ナビゲーション手段から道
路分岐点に接近したとの情報が出力された場合、ナビゲ
ーション手段から得られる走路情報を制御用走路情報と
して優先的に選択する手段としたことを特徴とする。

【００１６】請求項９記載の発明では、請求項１ないし
請求項８に記載の車線追従走行制御装置において、前記
ナビゲーション手段上の自車位置情報補正が完了した後
は、前記走路情報比較手段におけるそれぞれの走路曲率
情報が大きく異なる場合は、画像情報に基づく走路情報
を異常とみなして車線追従走行制御を禁止する制御禁止
手段を設けたことを特徴とする。

【００１７】

【発明の作用および効果】請求項１記載の発明にあって
は、走路情報検出手段において、画像情報に基づき自車
前方の走路情報が検出され、ナビゲーション手段におい
て、地図情報及び衛星からの走行位置情報に基づき地図
上の自車走行位置が決定されると共に、自車走行位置前
後の走路情報が出力され、走路情報比較手段において、
走路情報検出手段により得られた画像情報に基づく走路
情報と、ナビゲーション手段から出力された走路情報と
が比較され、自車位置情報補正手段において、走路情報
比較手段による比較結果に基づいてナビゲーション手段
上の自車位置情報が補正され、制御用走路情報選択手段
において、走路情報検出手段により得られた画像情報に
基づく走路情報と、ナビゲーション手段から出力された
走路情報のうちいずれか一方が制御用走路情報として選
択され、選択された制御用走路情報に基づいて車両を前
方車線に追従させる制御が行われる。

【００１８】よって、画像情報により走路が認識されて
いる間にナビゲーション手段とのマッチングが実施され
ることで、画像情報により走路が認識できない状況に陥
ったとしても、ナビゲーション手段からの精度の高い走
路情報を制御用走路情報とすることにより、車線追従走
行制御をそのまま続行することが可能である。

【００１９】請求項２記載の発明にあっては、走路情報
比較手段において、走路情報検出手段とナビゲーション
手段から得られた走路情報のうち走路曲率情報に基づき
比較が行われる。

【００２０】よって、走路情報比較を行うにあたって、
走路情報のうち走路情報検出手段とナビゲーション手段
の共通情報である走路曲率情報に基づき行われる。

【００２１】請求項３記載の発明にあっては、自車位置
情報補正手段において、ナビゲーション手段上の自車位
置情報のうち自車進行方向位置が補正される。

【００２２】よって、ナビゲーション手段とのマッチン
グを行うにあたって、走路情報の比較に基づき車線追従
性を高める上で重要な自車進行方向位置が補正される。

【００２３】請求項４記載の発明にあっては、制御用走
路情報選択手段において、ナビゲーション手段上の自車
位置情報補正が完了する前は、走路情報検出手段におい
て得られた画像情報に基づく走路情報が制御用走路情報
として選択される。

【００２４】よって、ナビゲーション手段とのマッチン
グが完了を条件として２つの走路情報からの選択を許容
することで、マッチング完了前後のいずれの時期におい
ても精度の高い制御用走路情報を得ることができる。

【００２５】請求項５記載の発明にあっては、制御用走
路情報選択手段において、走路情報検出手段からの画像
情報に基いて得られた走路情報が正しく認識されていな
いと判断した場合には、ナビゲーション手段から得られ
る走路情報が制御用走路情報として選択される。

【００２６】よって、画像情報により走路が認識できな
い状況に陥った場合、ナビゲーション手段からの走路情
報を制御用走路情報として車線追従走行制御をそのまま
続行することができる。

【００２７】請求項６記載の発明にあっては、走路情報
比較手段において、走路情報検出手段により画像情報の
正しい認識が行われていると判断した場合には、走路情
報の比較処理が実行される。

【００２８】よって、走路情報検出手段からの走路情報
が正確である場合にのみ走路情報の比較処理が実行され
ることで、ナビゲーション手段上の自車位置情報を高い
精度によりマッチングさせることができる。

【００２９】請求項７記載の発明にあっては、制御停止
手段において、制御用走路情報選択手段においてナビゲ
ーション手段から得られる走路情報が制御用走路情報と
して選択され、かつ、その後、設定時間にわたって走路
情報検出手段で画像情報の認識が正常に戻らない場合に
は、車線追従走行制御が停止される。

【００３０】すなわち、走路情報検出手段で画像情報の
認識が長時間にわたって正常に戻らない場合には、ナビ
ゲーション手段における自車位置補正が行われないこと
によって徐々に位置精度が低下してしまう。

【００３１】これに対し、設定時間を経過すると、車線
追従走行制御を停止することで、不正確な情報に基づい
て不適切な車線追従制御が実行されることを防止するこ
とができる。

【００３２】請求項８記載の発明にあっては、制御用走
路情報選択手段において、ナビゲーション手段から道路
分岐点に接近したとの情報が出力された場合、ナビゲー
ション手段から得られる走路情報が制御用走路情報とし
て優先的に選択される。

【００３３】すなわち、道路分岐点を走行する時に画像
情報に基づく走路情報が制御用走路情報として選択され
たままであると、道路分岐点において誤った側の車線を
認識して追従してしまうことがある。

【００３４】これに対し、ナビゲーション手段により道
路分岐点へ接近しているという情報が予め入ると、ナビ
ゲーション手段から得られる走路情報を制御用走路情報
とすることで、道路分岐点において誤った側の車線を認
識して追従することを防止することができる。

【００３５】請求項９記載の発明にあっては、制御禁止
手段において、ナビゲーション手段上の自車位置情報補
正が完了した後は、走路情報比較手段におけるそれぞれ
の走路曲率情報が大きく異なる場合は、画像情報に基づ
く走路情報を異常とみなして車線追従走行制御が禁止さ
れる。

【００３６】すなわち、画像処理において、道路上の文
字表示、汚れ、道路脇の物体等を誤って道路と認識して
しまうような場合、誤って認識した車線に追従してしま
う。

【００３７】これに対し、画像情報に基づく走路情報の
異常を、走路情報比較手段におけるそれぞれの走路曲率
情報が大きく異なるかどうかで判断し、大きく異なる場
合は画像情報に基づく走路情報を異常とみなして車線追
従走行制御を禁止することで、誤って認識した車線に追
従してしまうことを防止することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）まず、構成を説
明する。

【００３９】図１は実施の形態１における車線追従走行
制御装置を示す全体システム図で、１は進行方向前方を
撮影するべく設けられたＣＣＤカメラ、２はＣＣＤカメ
ラ１からの前方画像情報に基づいて走路情報を算出する
画像処理装置、３は車速を計測するために駆動軸や車輪
等に設けられた車速センサ、４は操舵機構５に設けられ
た操舵アクチュエータ、６は操舵角を計測する舵角セン
サ、７はＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳアンテ
ナ（ＧＰＳとは、Global Positioning Systemの略称で
ある。）、８はナビゲーションユニット、９はコントロ
ールユニットである。

【００４０】前記コントロールユニット９には、画像処
理装置２と車速センサ３と舵角センサ６からの信号が入
力され、これらの信号に基づいて演算された操舵指令を
操舵アクチュエータ４に出力する。また、ナビゲーショ
ンユニット８には、ＧＰＳアンテナ７と車速センサ３か
らに信号が入力される。さらに、コントロールユニット
９とナビゲーションユニット８とはデジタル通信により
接続されており、相互のユニット８，９において演算さ
れている情報を交換することが可能となっている。

【００４１】図２は操舵アクチュエータ部分の詳細図
で、操舵機構５は、ステアリングホイール５ａとステア
リングシャフト５ｂとステアリングギア５ｃを有して構
成され、操舵アクチュエータ４は、ウォームギア４ａと
電磁クラッチ４ｂとモータ４ｃを有して構成されてい
る。前記モータ４ｃはコントロールユニット９から出力
される指令電流に従って制御トルクを発生し、電磁クラ
ッチ４ｂはコントロールユニット９からの指令に従って
接続／解放される。電磁クラッチ４ｂが解放された状態
では、モータ４ｃによる制御トルクが操舵機構５に与え
られないため、制御を加えない通常の操舵機構となり、
電磁クラッチ４ｂが接続された状態において、コントロ
ールユニット９からモータ４ｃへの指令電流により車線
追従走行が行われる。

【００４２】図３に画像処理装置２のブロック図を示
す。画像処理装置２は、ＣＣＤカメラ１により車両前方
の画像情報を受け取り、画像情報から車線情報を抽出す
る車線抽出処理部２ａと、抽出された車線情報に基づき
走路形状を推定する走路形状推定部２ｂと、推定された
走路形状に基づいて車線中心に対する自車位置の偏差情
報を算出する位置編纂算出部２ｃから構成され、走路形
状推定部２ｂ及び位置偏差算出部２ｃにおける演算結果
（横偏差、ヨー角偏差、道路曲率）を出力する。

【００４３】また、車線抽出処理に２ａにおける抽出状
態、走路形状推定部２ｂにおける推定状態に応じて画像
によって走路形状を正しく認識できているか否かを判定
する認識状態判定部２ｄを備え、ここで判定された認識
状態情報を上記走路形状、演算結果と併せてコントロー
ルユニット９へ出力する。

【００４４】図４にナビゲーションユニット８のブロッ
ク図を示す。ナビゲーションユニット８は、ＧＰＳアン
テナ７から送られる衛星の位置・時間情報に基づき自車
の緯度・経度を算出する緯度・経度算出部８ａと、地図
情報が納められている地図情報格納部８ｂと、緯度・経
度算出部８ａからの緯度・経度情報，地図情報格納部８
ｂからの地図情報，車速センサ３からに車速情報，画像
処理装置２からの道路曲率情報（走路形状情報）に基づ
きマップマッチングを行うマップマッチング処理部８ｃ
と、マップマッチングにより確定された地図上の自車位
置を基に画面表示を行う画面表示部８ｄを備えていて、
マップマッチング処理後の走路形状情報及びマップマッ
チング状態情報をコントロールユニット９へ出力する。

【００４５】図５にコントロールユニット９のブロック
図を示す。コントロールユニット９は、舵角センサ６か
らの舵角情報、車速センサ３からの車速情報、ナビゲー
ションユニット８からの道路曲率情報（走路形状情報）
及びマップマッチング状態情報、画像処理装置２からの
道路曲率（走路形状）及び認識状態情報が入力される。
そして、ナビゲーションユニット８からのマップマッチ
ング状態情報と画像処理装置２からの認識状態情報に基
づいて走路形状情報を選択する情報選択部９ａと、選択
した情報と現在の舵角に基づいて目標舵角を算出する目
標舵角算出部９ｂと、目標舵角値と現在の舵角に基づい
て目標操舵トルクを算出する目標操舵トルク算出部９ｃ
と、操舵トルク算出値に基づきモータ制御電流を算出す
るモータドライバ９ｄにより構成される。

【００４６】次に、作用を説明する。

【００４７】［画像処理装置での処理］図６は画像処理
装置２における処理フローチャートを示す。このサブル
ーチンは、一定時間間隔のタイマ割り込みによって呼び
出される。

【００４８】ステップＳ６０では、ＣＣＤカメラ１によ
り撮影した前方走路の画像の取り込みを行う。これは、
例えば、図７に示されるような画像である。

【００４９】ステップＳ６１では、前記走行画像に対し
てエッジ抽出処理を行う。

【００５０】ステップＳ６２では、抽出されたエッジを
多項式に近似し、走路の推定形状とする。

【００５１】ステップＳ６３では、エッジ抽出処理にお
いて抽出されたエッジ数及び走路の推定形状の変化状況
に応じて、認識状態の良否を判定する。

【００５２】ステップＳ６４では、コントロールユニッ
ト９にデータ送信する。

【００５３】例えば、図７に示す道路画像に対するエッ
ジ抽出処理において、図８に示すように、道路形状を推
定するために十分なエッジが検出される場合と、図９に
示すように、道路形状を推定するにはエッジ数が不十分
な場合とが考えられる。

【００５４】また、推定後の道路形状については、図１
０に示すように、道路形状の変化が少なく前回の推定形
状との連続性が保たれていると考えられる場合と、図１
１に示すように、道路形状の変化が大きく前回の推定形
状との連続性が保たれていないと考えられる場合があ
る。

【００５５】ステップＳ６３（認識状態判定部２ｄ）で
は、これらの状態に基づき、認識状態の総合的な判定を
行う。図１２には、判定状態を３段階で区分する例を示
す。ここで、３段階の区分とは、 状態Ａ：制御及びナビゲーションの補正の両方に使用可
能。 状態Ｂ：制御に使用可能。ナビゲーションの補正に使用
不可。 状態Ｃ：制御及びナビゲーションの補正の両方に使用不
可。をあらわす。

【００５６】ステップＳ６４では、上記処理にて推定さ
れた走路の推定形状に基づく道路曲率、車線位置に対す
る自車の左右，ヨー角偏差，認識状態情報をコントロー
ルユニット９に対し送信する。

【００５７】［ナビゲーションユニットでの処理］図１
３はナビゲーションユニット８における処理フローチャ
ートを示す。このサブルーチンは、一定時間間隔のタイ
マ割り込みによって呼び出される。

【００５８】ステップＳ１３０で車速を取り込み、ステ
ップＳ１３１でＧＰＳ衛星から送られる信号の受信を行
い、次のステップＳ１３２で画像処理装置２において算
出された道路曲率情報，画像処理装置２における認識状
態情報をコントロールユニット９を経由して受信する。

【００５９】ステップＳ１３３の緯度・経度算出処理に
おいては，ＧＰＳ衛星から送られた送信時間情報とナビ
ゲーションユニット８内の現在時間情報（図示していな
い）との比較を行うことによって衛星と自車との距離を
計測し、複数の衛星からの距離情報を総合することで自
車位置を算出する。

【００６０】ステップＳ１３４のマップマッチング処理
では、算出された自車位置を、車速による自車の進行距
離を考慮してナビゲーションユニット８内の地図情報を
照らし合わせて地図における道路上に補正することで、
自車位置が道路から外れた場所となることを防止し、自
車位置情報の精度を高める。

【００６１】ステップＳ１３５では、マップマッチング
処理を行った後、受信した画像処理装置２における認識
状態情報に基づいて、曲率による補正処理を行うか否か
の判断を行う。そして、認識状態が、前述の状態Ａであ
る場合は，画像情報がナビゲーションの補正に使用可能
であるため、次のステップＳ１３６へ進み、曲率情報に
基づく補正処理を行い、状態Ｂ，Ｃの場合は、曲率に基
づく補正処理を行わない。後者の状態が所定時間継続し
た場合、ステップＳ１４０において、補正完了フラグは
０にクリアされる。

【００６２】ステップＳ１３６の曲率情報に基づく補正
処理では、画像処理装置２において算出された道路曲率
情報を用いた位置補正を行う。これを図１４に示す。図
１４において、マップマッチング処理の後には、自車位
置は地図における道路上の位置として認識されている。
地図における自車前後の道路形状（ａ）を、画像処理に
よって得られた道路曲率情報（ｂ）と比較し、これが一
致するように自車位置を補正する（ｃ）。

【００６３】この補正処理において、一致するような自
車位置がマップマッチング後の自車位置近傍に発見され
た場合、ステップＳ１３８へ進み、補正完了フラグを１
にセットし、発見されない状態が所定時間継続した場合
には、ステップＳ１３９へ進み、補正完了フラグを０に
クリアする。発見されなかった場合には、位置の補正は
行わない。

【００６４】以上の手順で求められた自車位置を元に、
自車前方の道路形状情報を地図上から取得し、ステップ
Ｓ１４１において、補正完了フラグとともにコントロー
ルユニット９へ送信することで本サブルーチンを終了す
る。

【００６５】［コントロールユニットでの処理］図１５
はコントロールユニット９における処理フローチャート
を示す。本サブルーチンは一定の時間間隔のタイマ割り
込みによって呼び出される。

【００６６】ステップＳ１５０では、舵角が読み込ま
れ、ステップＳ１５１では、画像処理装置２及びナビゲ
ーションユニット８との通信処理を行う。画像処理装置
２との通信では、道路曲率、車線位置に対する自車の左
右，ヨー角偏差、認識状態情報を受信し、ナビゲーショ
ンユニット８との通信では、画像処理装置２から受信し
た道路曲率情報，認識状態情報を送信する一方、道路形
状情報，補正完了フラグを受信する。

【００６７】次のステップＳ１５２では、制御開始ＳＷ
（図示していない）が０Ｎされているか否かの判断を行
い、０Ｎされている場合はクラッチ接続処理を行った後
に、その後の制御指令演算を行い、ＯＮされていない場
合には、ステップＳ１６１へ進み、制御停止処理を行
う。制御停止処理においては、現在制御中である場合、
急激に操舵トルクを０にするとドライバにとって違和感
が生じるため、徐々に操舵トルクを減少させ、これが０
になった後に電磁クラッチ４ｂを解放することで制御を
停止させる。また、制御実行中でなく、電磁クラッチ４
ｂが解放された状態の場合は、ここの処理では何も行わ
ない。

【００６８】以下，制御開始ＳＷが０Ｎされている場合
の処理について説明する。ステップＳ１５３のクラッチ
接続処理では、制御開始ＳＷが０ＦＦ→０Ｎと変化した
場合に、クラッチ接続指令が出力される。既に制御開始
されている場合には、電磁クラッチ４ｂが接続されてい
るため、ここでは何も行わない。

【００６９】次のステップＳ１５４では、画像処理装置
２における認識状態情報に基づく判断を行い、前述の状
態Ａまたは状態Ｂである場合には、そのまま次の目標舵
角算出処理を行い、状態Ｃの場合は、ステップＳ１５６
へ進み、補正完了フラグの判断を行う。

【００７０】ステップＳ１５５の目標舵角算出処理にお
いては、舵角δおよび画像処理装置２により算出された
横方向位置偏差Ｙ、ヨー角偏差ψ、前方路面の曲率ρに
基づき、目標舵角δ０を算出する。目標舵角は、現在の
舵角δに対して、横方向位置偏差およびその微分値，ヨ
ー角偏差，路面曲率のそれぞれに比例した量の補正を与
える方法により算出する。

【００７１】δ０＝δ＋Ｋ１×Ｙ＋Ｋ２×（ｄＹ／ｄ
ｔ）＋Ｋ３×ψ＋Ｋ４×ρ ここで、Ｋ１〜Ｋ４はそれぞれ比例定数である。

【００７２】ステップＳ１５９では、目標舵角を算出し
た後、舵角を目標値に一致させるための適切な目標操舵
トルクＴを下記の式により演算する。

【００７３】Ｔ＝Ｋ５×δ０＋Ｋ６×δ ここで、Ｋ５，Ｋ６はそれぞれ比例定数である。

【００７４】ステップＳ１６０では、算出された目標操
舵トルクを制御指令として出力することにより処理を終
了する。

【００７５】ステップＳ１５４の判断で画像処理装置２
における認識状態が状態Ｃであった場合は、ステップＳ
１５６へ進み、ナビゲーションユニット８における補正
完了フラグに基づく判断を行う。ここで、補正完了フラ
グがｌであった場合には、ステップＳ１５７へ進み、ナ
ビゲーションユニット８から送信された道路形状情報に
基づき目標舵角δ０を下記の式により算出する。

【００７６】δ０＝δ＋Ｋ５×ρ ここで、Ｋ５は比例定数である。

【００７７】以下、画像処理装置２における横方向位置
偏差等を用いた場合と同様に、ステップＳ１５９へ進
み、目標操舵トルクを算出し、ステップＳ１６０へ進
み、これを制御指令として出力する。

【００７８】一方、ステップＳ１５６の判断で補正完了
フラグが０であった場合には、ナビゲーションユニット
８における道路形状情報についても精度が十分でないた
め、ステップＳ１５８へ進み、制御停止処理を行う。

【００７９】この制御停止処理においては、現在制御中
の場合、急激に操舵トルクを０にすると、ドライバにと
って違和感が生じるため、徐々に操舵トルクを減少さ
せ、これが０になった後に電磁クラッチ４ｂを解放する
ことで制御を停止させる。

【００８０】以上，本実施の形態１の処理によれば、画
像処理装置２によって得られた道路曲率情報を用いて、
ナビゲーションユニット８における自車位置情報が補正
され、高精度の自車位置情報が得られるため、画像処理
装置２における認識状態が良好でない場合には、ナビゲ
ーションユニット８から得られる道路形状情報を用いて
車線追従走行を行うことが可能になり、より広範な条件
下で制御効果を得ることが可能となる。

【００８１】また、画像処理装置２における認識状態が
所定時間経過の後も良好に戻らない場合、ナビゲーショ
ンユニット８における自車位置補正が行われないため、
徐々に位置精度が低下することになるが、この場合には
補正完了フラグが０にクリアされることによってコント
ロールユニット９において制御停止処理が実行されるた
め、不正確な情報に基づいて不適切な制御が実行される
ことを防止することができる。

【００８２】尚、本実施の形態１においては，認識状態
を３段階とした例を示したが、これは最低２段階から、
その判断方法に応じてより多くの段階に分類することも
可能であり、このような場合にも、画像処理装置２にお
いて確実に認識が行われていると判断される場合におい
て、曲率情報をナビゲーションユニット８における自車
位置補正に使用するものである。

【００８３】また、画像処理装置２における認識状態の
判断に、抽出されるエッジの数，道路形状の変化状態を
挙げたが、判断方法はこれに限ったものではなく、エッ
ジの強度，白線位置の色情報，左右白線方向の一致度等
を用いることも可能である。

【００８４】また、車速，舵角情報を用いて自車の進行
方向を予測しつつ、道路形状変化が適切であるか判断す
ることで、より判断精度を高めることが可能である。

【００８５】さらに、本実施の形態１では、アクチュエ
ータとして、モータ４ｃと電磁クラッチ４ｂを備えた操
舵アクチュエータ４を操舵機構５に付加した例を示した
が、電動式のパワーステアリングをアクチュエータとし
て用いることも可能である。

【００８６】（実施の形態２）図１６に実施の形態２の
コントロールユニット９における処理フローチャートを
示す。

【００８７】本実施の形態２は、ナビゲーションユニッ
ト８とコントロールユニット９の通信処理において、実
施の形態１における情報に加えて、道路分岐点が接近し
ているとの情報をナビゲーションユニット８からコント
ロールユニット９に送信し、これをコントロールユニッ
ト９内の演算処理における判断に用いるものである。

【００８８】本実施の形態２では、実施例１と同様の手
順にて、クラッチ接続処理を行った後、補正完了フラグ
および分岐点接近情報に基づく判断を行う。

【００８９】すなわち、ステップＳ１６２において、補
正完了フラグ＝１、かつ、分岐点が接近していると判断
された場合には、ステップＳ１６３へ進み、画像処理装
置の認識状態に関わらず、ナビゲーションユニット８か
ら送信された道路形状情報に基づき目標舵角δ０を下記
の式で算出する。

【００９０】δ０＝δ＋Ｋ５×ρ ここで、Ｋ５は比例定数である。

【００９１】一方、ステップＳ１６２で上記の判断が成
立しない場合には、実施の形態１と同様に、ステップＳ
１５４へ進む手順に基づいて処理を行う。

【００９２】以上、本実施の形態２によれば、ナビゲー
ションユニット８における自車位置が補正された状態で
あり、かつ、分岐点が接近している場合には、無条件で
道路形状情報に基づいて目標舵角を算出するため、分岐
点で誤った側の車線を認識して追従を行ってしまうこと
がない。

【００９３】（実施の形態３）図１７に実施の形態３の
画像処理装置２における処理フローチャートを示す。

【００９４】本実施の形態３は、画像処理装置２の処理
において、自車前方の道路形状情報および補正完了フラ
グをナビゲーションユニット８から受信し、この道路形
状情報と画像処理に基づく道路形状情報が大きく異なる
場合に、画像処理情報が不適切であると判断するもので
ある。

【００９５】本実施の形態３では，実施の形態１に示し
たものと同様に、図１７のステップＳ６０→ステップＳ
６１→ステップＳ６２へと進み、走路形状の推定を行
う。

【００９６】その後、ステップＳ６５において、認識状
態の判定を行うに先だって、ナビゲーションユニット８
より道路形状情報を受信し、ステップＳ６６で補正完了
フラグが１かどうかを判断し、補正完了フラグが１の場
合には、ステップＳ６７へ進み、ナビゲーションユニッ
ト８より得られた道路形状と画像処理に基づく道路情報
が一致するか否かを判定し、大きく異なる場合には、ス
テップＳ６８へと進み、状態Ｃと判定する。

【００９７】一方、ステップＳ６６で補正完了フラグが
０の場合、および、ステップＳ６７でナビゲーションユ
ニット８より得られた道路形状と画像処理に基づく道路
情報がほぼ一致する場合には、実施の形態１と同様に、
ステップＳ６３の認識状態判定以降の処理を行う。

【００９８】ステップＳ６１のエッジ抽出処理において
は、道路の白線以外に、道路上の文字表示，汚れ，道路
脇の物体などを誤って抽出し、実際の道路形状と異なっ
た道路形状を推定してしまうことがある。

【００９９】しかし、本実施の形態３によれば、ナビゲ
ーションユニット８における自車位置が補正された状態
において、ナビゲーションユニット８から得られる道路
形状と画像処理に基づく道路形状を比較し、大きく異な
っている場合には制御に用いられない画像と判断するた
め、このような場合においても誤った追従をすることが
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１における車線追従走行制御装置を
示す全体システム図である。

【図２】実施の形態１における操舵アクチュエータを示
す詳細図である。

【図３】実施の形態１における画像処理装置を示すブロ
ック図である。

【図４】実施の形態１におけるナビゲーションユニット
を示すブロック図である。

【図５】実施の形態１におけるコントロールユニットを
示すブロック図である。

【図６】実施の形態１の画像処理装置における処理フロ
ーチャートを示す図である。

【図７】道路画像の一例図である。

【図８】道路画像におけるエッジ抽出状態を示す一例図
である。

【図９】道路画像におけるエッジ抽出状態を示す他の一
例図である。

【図１０】認識道路形状の一例図である。

【図１１】認識道路形状の他の一例図である。

【図１２】認識状態判断の一例図である。

【図１３】実施の形態１のナビゲーションユニットにお
ける処理フローチャートを示す図である。

【図１４】曲率情報に基づく位置補正の一例図である。

【図１５】実施の形態１のコントロールユニットにおけ
る処理フローチャートを示す図である。

【図１６】実施の形態２のコントロールユニットにおけ
る処理フローチャートを示す図である。

【図１７】実施の形態３の画像処理装置における処理フ
ローチャートを示す図である。

【符号の説明】

１ ＣＣＤカメラ ２ 画像処理装置 ３ 車速センサ ４ 操舵アクチュエータ ５ 操舵機構 ６ 舵角センサ ７ ＧＰＳアンテナ ８ ナビゲーションユニット ９ コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 1/00 ３３０ Ｇ０６Ｔ 1/00 ３３０Ｂ Ｇ０８Ｇ 1/0969 Ｇ０８Ｇ 1/0969 // Ｂ６２Ｄ 101:00 Ｂ６２Ｄ 101:00 113:00 113:00 (72)発明者 高浜 琢 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 豊田 博充 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 2F029 AA02 AB07 AC02 AC06 AD01 3D032 CC20 DA03 DA23 DA64 DA87 DA88 DA97 DD17 EA01 EC23 EC27 EC34 3D033 CA05 CA13 CA17 CA21 5B057 AA16 BA02 BA11 DA07 DA16 DC08 5H180 AA01 BB15 CC04 FF05 FF07 FF22 FF27 FF32

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御用走路情報に基づいて車両を前方車
   線に追従させる制御を行う車線追従走行制御装置におい
   て、 画像情報に基づき自車前方の走路情報を検出する走路情
   報検出手段と、 地図情報及び衛星からの走行位置情報に基づき地図上の
   自車走行位置を決定すると共に、自車走行位置前後の走
   路情報を出力するナビゲーション手段と、 前記走路情報検出手段により得られた画像情報に基づく
   走路情報と、前記ナビゲーション手段から出力された走
   路情報とを比較する走路情報比較手段と、 前記走路情報比較手段による比較結果に基づいてナビゲ
   ーション手段上の自車位置情報を補正する自車位置情報
   補正手段と、 前記走路情報検出手段により得られた画像情報に基づく
   走路情報と、前記ナビゲーション手段から出力された走
   路情報のうちいずれか一方を制御用走路情報として選択
   する制御用走路情報選択手段と、 を備えていることを特徴とする車線追従走行制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車線追従走行制御装置に
   おいて、 前記走路情報比較手段を、前記走路情報検出手段と前記
   ナビゲーション手段から得られた走路情報のうち走路曲
   率情報に基づき比較を行う手段としたことを特徴とする
   車線追従走行制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の車線追
   従走行制御装置において、 前記自車位置情報補正手段を、前記ナビゲーション手段
   上の自車位置情報のうち自車進行方向位置を補正する手
   段としたことを特徴とする車線追従走行制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３に記載の車線追
   従走行制御装置において、 前記制御用走路情報選択手段を、前記ナビゲーション手
   段上の自車位置情報補正が完了する前は、前記走路情報
   検出手段において得られた画像情報に基づく走路情報を
   制御用走路情報として選択する手段としたことを特徴と
   する車線追従走行制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４に記載の車線追
   従走行制御装置において、 前記制御用走路情報選択手段を、前記走路情報検出手段
   からの画像情報に基いて得られた走路情報が正しく認識
   されていないと判断した場合には、前記ナビゲーション
   手段から得られる走路情報を制御用走路情報として選択
   する手段としたことを特徴とする車線追従走行制御装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５に記載の車線追
   従走行制御装置において、 前記走路情報比較手段を、前記走路情報検出手段により
   画像情報の正しい認識が行われていると判断した場合に
   は、走路情報の比較処理を実行する手段としたことを特
   徴とする車線追従走行制御装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６に記載の車線追
   従走行制御装置において、 前記制御用走路情報選択手段においてナビゲーション手
   段から得られる走路情報を制御用走路情報として選択
   し、かつ、その後、設定時間にわたって走路情報検出手
   段で画像情報の認識が正常に戻らない場合には車線追従
   走行制御を停止する制御停止手段を設けたことを特徴と
   する車線追従走行制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項７に記載の車線追
   従走行制御装置において、 前記制御用走路情報選択手段を、ナビゲーション手段か
   ら道路分岐点に接近したとの情報が出力された場合、ナ
   ビゲーション手段から得られる走路情報を制御用走路情
   報として優先的に選択する手段としたことを特徴とする
   車線追従走行制御装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし請求項８に記載の車線追
   従走行制御装置において、 前記ナビゲーション手段上の自車位置情報補正が完了し
   た後は、前記走路情報比較手段におけるそれぞれの走路
   曲率情報が大きく異なる場合は、画像情報に基づく走路
   情報を異常とみなして車線追従走行制御を禁止する制御
   禁止手段を設けたことを特徴とする車線追従走行制御装
   置。