JP2004029912A - 自動操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】演算部5が、車線区分線検出部2が検出した路面上の車線区分線及びマーカ列検出部3が検出した道路に設置されたマーカ列の両車線情報を保持すると共に該マーカ列を優先して目標車線内位置を決定し、運転者が選択スイッチ4により該マーカ列から該車線区分線に切り換えても、該車線区分線の検出状況が不良の場合には、該切換を無効にする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は自動操舵装置に関し、特に車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車線内保持走行を行う自動操舵装置が近年開発されており、このような自動操舵装置は、自車が走行する車線を検出する車線検出部、自動操舵に必要な情報を算出する演算部、演算部から入力される情報に基づいて操舵輪を操舵する操舵アクチュエータによって構成されている。
【0003】
車線検出部としては、▲1▼車線区分線をカメラ等を用いて視覚的に検出するもの、▲2▼車線内に磁石や電波発信機から成るマーカ列を敷設し、このマーカ列を磁気センサや電波アンテナで検出するもの、などが一般的に知られている。
動作において、演算部は、車線検出部によって検出された車線と車両との相対位置(例えば、車線幅中央位置、区分車線位置又は車両基準位置)を求めると共に目標車線内位置を決定する。操舵アクチュエータは、この目標車線内位置に基づき、運転者に代わって操舵輪を操舵する。
【0004】
通常は、車線内の中央を走行することが望ましいと考えられるので、上記の車線検出部▲1▼の場合には車線幅の中央を自動操舵の目標車線内位置として制御を行い、また、上記の車線検出部▲2▼の場合には、目標車線内位置としてマーカ列は車線幅の中央に敷設され、自動操舵装置はこれを目標車線内位置として制御を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記の車線区分線を検出する車線検出部▲1▼と、マーカ列を検出する車線検出部▲2▼には、それぞれ以下のメリット、デメリットが有る。
・車線検出部▲1▼の場合
<メリット>
従来から車線区分線は整備されており普及しているため、自動操舵の為に新たに車線区分線を開発したり整備する必要が無い。
【0006】
<デメリット>
車線区分線のカスレ、積雪等の気象条件、路面反射等により、車線区分線が検出できない、或いは検出できても検出装置側での複雑な処理が必要である場合は、自動操舵に支障をきたす。
・車線検出部▲2▼の場合
<メリット>
マーカ配列順序やマーカからの情報送出により、各種データの提供が可能。
【0007】
積雪等の気象条件や路面反射等に拘らず検出が可能であるため、適正なマーカ列が道路に敷設されていれば検出精度が高い。
<デメリット>
現状ではマーカ列未敷設の道路が多く、車線区分線とは別に新たにマーカ列の設置が必要。
【0008】
マーカ敷設間隔が粗いと制御性が悪いため、適切な間隔でマーカ列を敷設する必要があるが、マーカの数が多いほど敷設コストが高くなる。
上記のメリット及びデメリットを考慮すると、自動操舵を実現する際に、一方の車線検出部の搭載のみでは、信頼性、実用性の面で問題が有る。そこで上記の車線検出部▲1▼及び▲2▼の両方を搭載することが考えられるが、この場合、検出精度を考慮すると、マーカ列が敷設されている道路においては、車線検出部▲2▼が検出したマーカ列に基づく車線情報を用いて自動操舵を行うことが望ましい。
【0009】
すなわち、マーカ列が検出できる道路を走行中は、マーカ列を用いて自動操舵を行い、マーカ列が検出できない道路を走行中は車線検出部▲1▼が検出した車線区分線に基づく車線情報を用いて自動操舵を行うよう、自動的に切換を行うことが考えられる。
【0010】
しかしながら、上記の如く、マーカ列未敷設の道路が多いのが現状であり、マーカ列が敷設されている部分と未敷設の部分との境界部分においては、上記の切換時にステアリングホイールに少なからぬ衝撃を与えることが予測できる。
このような衝撃が予め予測できる場合に、運転者が専用のスイッチを操作することにより、マーカ列が検出できる道路を走行中であっても、車線区分線を用いて自動操舵を行うようにすることが可能である。
【0011】
しかしながら、上記車線検出部▲1▼は、視覚的に車線区分線を検出する為に、逆光、路面反射、車線区分線のカスレ等により正常に車線区分線を検出できない場合が有る。
従って、マーカ列が敷設されている道路においてマーカ列を用いて自動操舵制御を行っているときに、車線区分線の検出状況が良好でないにもかかわらず、運転者が車線区分線を用いるように切換を行ってしまうと、自動操舵制御が正常に実行できなくなる可能性がある。最悪の場合は、車両の車線外逸脱の原因となるので大変危険である。
【0012】
従って本発明は、車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置において、車線区分線とマーカ列の双方が存在する場合に車線内保持走行をより安全に行うことを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る自動操舵装置は、路面上の車線区分線を検出する車線区分線検出部と、道路に設置されたマーカ列を検出するマーカ列検出部と、車線情報として、該車線区分線検出部が検出した該車線区分線を採用するか該マーカ列検出部が検出した該マーカ列を採用するかを運転者が選択するための選択スイッチと、両車線情報を保持すると共に該マーカ列を優先して目標車線内位置を決定し、該運転者が該選択スイッチにより該マーカ列から該車線区分線に切り換えても、該車線区分線の検出状況が不良の場合には、該切換を無効にする演算部と、該目標車線内位置に基づいて操舵制御を行うアクチュエータと、を備えたことを特徴としている。
【0014】
すなわち、本発明においては、車線区分線検出部が検出した路面上の車線区分線及びマーカ列検出部が検出した道路に設置されたマーカ列のいずれかを車線情報として採用するように運転者が選択スイッチにより選択し、演算部は、両車線情報を保持すると共に該マーカ列を優先して目標車線内位置を決定し、運転者が該選択スイッチにより該マーカ列から該車線区分線に切り換えても、該車線区分線の検出状況が不良の場合には、該切換を無効にする。
【0015】
また、アクチュエータは、演算部によって決定された目標車線内位置に基づいて操舵制御を行う。
従って、車線区分線とマーカ列の双方が存在する場合に、車線区分線の検出状況が良好でない場合には、運転者が選択スイッチを切換えても、マーカ列検出から車線区分線検出への切換が行わないため、より安全に自動操舵装置による車線内保持走行を行うことが可能となる。
【0016】
上記の選択スイッチは、手動スイッチまたは音声指示装置のいずれであってもよい。
また、上記の車線区分線検出部は、該車線区分線を検出できないとき該検出状況が不良であることを示す情報を該演算部に与えてもよい。
【0017】
すなわち、該演算部は、該検出状況が不良であることを、該車線区分検出部から与えられる情報に基づき判断することができる。
また、上記の車線区分線検出部は、該検出状況を数値化した情報を該演算部に与え、該情報が閾値に満たないとき該演算部が該検出状況が不良であると判断してもよい。
【0018】
すなわち、該車線区分線検出部が該検出状況を数値化することにより、該演算部は、該車線区分線検出部から与えられる該検出状況を数値化した情報を閾値と比較して、該検出状況が不良であるか否かを判断することが出来る。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る自動操舵装置の一実施例の構成が示されている。この実施例による自動操舵装置は、自動操舵スイッチ1と車線区分線検出部2とマーカ列検出部3と選択スイッチ4と演算部5と操舵アクチュエータ6とで構成されている。
【0020】
自動操舵スイッチ1は、運転者が自動操舵制御の開始及び解除をスイッチのON/OFFにより指示するための専用のスイッチである。
車線区分線検出部2及びマーカ列検出部3は、自車を基準として検出した車線の相対位置に関する情報を出力するものであり、それぞれ、カメラと画像処理装置との組合せや、レーンマーカ・センサと信号処理装置との組合せなどにより構成することができる周知のものを用いればよい。
【0021】
選択スイッチ4は、マーカ列検出が可能な道路において車線区分線検出部2及びマーカ列検出部3のいずれの出力情報を車線情報として採用すべきかを運転者が選択するための手動スイッチ又は音声指示装置である。
演算部5は、自動操舵スイッチ1からの自動操舵スイッチ信号、車線区分線検出部2からの車線情報、検出状況情報、及び装置故障信号、マーカ列検出部3からの車線情報及び装置故障信号、並びに選択スイッチ4からの選択信号を読み込む入力部51と、この入力部51の出力信号を用いて自動操舵制御に関する演算・判断を行うCPU52と、演算などでCPU52が使用するRAM53と、制御プログラムや制御パラメータを格納しておくROM54と、CPU52で得られた出力データに従って操舵アクチュエータ6を駆動する出力部55と、車両電源からこれらの各部に必要な電源を供給するための電源部56とで構成されている。
【0022】
また操舵アクチュエータ6は、出力部55からの出力により車両の操舵輪(図示せず)を自動的に作動させる周知の装置を用いればよい。
図2は、図1に示した演算部5におけるROM54に格納されている制御プログラムの流れを示したものであり、以下、この図2を参照して図1の実施例の動作を説明する。なお、このフローチャートは所定時間間隔で開始されるものとし、制御装置の制御に係る部分のみを記述しているが、CPUなどのハードウエア起動時の初期処理などは省略されている。
【0023】
まずCPU52は、入力部51を介して自動操舵スイッチ1からの自動操舵スイッチ信号、車線区分線検出部2からの車線情報、検出状況情報、及び装置故障信号、マーカ列検出部3からの車線情報及び装置故障信号、並びに選択スイッチ4からの選択スイッチ信号を読み込む(ステップS1)。
【0024】
次にCPU52は、ステップS1で読み込んだ自動操舵スイッチ信号により、自動操舵スイッチ1のON/OFFを確認する(同S2)。自動操舵スイッチ1がOFFである場合、自動操舵制御を行わないため、操舵アクチュエータ6を操舵無制御(同S3)として処理を終了する。
【0025】
ステップS2において自動操舵スイッチ1がONである場合、CPU52は、マーカ列検出部3が正常であるか否かを確認し(同S4)、マーカ列検出部3が正常である場合はマーカ列の有無を確認する(同S5)。さらに、CPU52は、選択スイッチ信号を確認することにより、「マーカ列」及び「車線区分線」のいずれが選択されているかを確認する(同S6)。
【0026】
ステップS6において「マーカ列」が選択されている場合、CPU52は、マーカ列検出部3からの車線情報(マーカ列)に基づき車線幅中央位置を算出する(同S7)。
この場合、マーカ列の位置をそのまま車線幅中央位置とする。
また、ステップS6において「車線区分線」が選択されている場合においても、ステップS8で車線区分線検出部2が故障している場合及びステップS9で車線区分線の検出状況が不良である場合には、上記ステップS7の処理を実施する。
【0027】
上述のステップS4においてマーカ列検出部3が故障中である場合、及びステップS5においてマーカ列が無い場合は、ステップS10に処理を進める。さらに、ステップS10において車線区分線検出部2が正常であり、ステップS11において車線区分線の検出状況が良好である場合は、車線区分検出部2からの車線情報(車線区分線)に基づき車線幅中央位置を算出する(同S12)。この場合、左側区分車線と右側区分車線の中央を車線幅中央位置として算出すればよい。
【0028】
また、上述のステップS6において「車線区分線」が選択されており、ステップS8において車線区分線検出部2が正常であり、ステップS9において車線区分線の検出状況が良好である場合(同図▲1▼参照)にも、上記ステップS12の処理が実施される。
【0029】
ステップS7又はS12で車線幅中央位置を算出した後は、以下に説明するステップS13以降の自動操舵制御を実施する。
まずCPU52は、ステップS7又はS12で算出された車線幅中央位置から目標車線内位置を算出する(ステップS13)。この場合、ステップS7又はS12で求めた車線幅中央位置をそのまま目標車線内位置としてもよいが、左右方向に若干オフセットするように設定してもよい。
【0030】
ステップS13で求められる目標車線内位置は、自車左右方向中心線を基準としているので以下のようになる。
(a)目標車線内位置=0:目標車線内位置が自車左右方向中心線上にある。
(b) 目標車線内位置<0:目標車線内位置が自車左右方向中心線より左側にある。
【0031】
(c) 目標車線内位置>0:目標車線内位置が自車左右方向中心線より右側にある。
このようにして決定した目標車線内位置を上記の何れの場合に該当するか否かを判定する(ステップS14)。
【0032】
すなわち、目標車線内位置=0の場合(a)には、自車左右方向中心線上に目標車線内位置が存在するので、ステップS15において、操舵アクチュエータ6を中立保持するように制御する。
また、目標車線内位置<0の場合(b)には、目標車線内位置が自車左右方向中心線より左側にあるので、ステップS16において、操舵アクチュエータ6を左転舵制御する。
【0033】
さらに目標車線内位置>0の場合(c)には、目標車線内位置が自車左右方向中心線より右側にあるので、ステップS17において、操舵アクチュエータ6を右転舵制御を行う。
なお、上述の如く、同図のフローチャートは所定時間間隔で開始されるものであり、図1に示した電源部56を介して演算部5に車両電源が供給されている間は、自動操舵スイッチ1がOFFの状態であっても処理が開始される。すなわち、自動操舵スイッチ1がOFFである間は、ステップS1〜S3の処理が繰り返される。
【0034】
また、ステップ2において、自動操舵スイッチ1がONであっても上述のステップS4においてマーカ列検出部3が故障中である場合、及びステップS5においてマーカ列が無い場合に、ステップS10において車線区分線検出部2が故障中であると判断された場合及びステップS11において車線区分線検出状況が不良である場合には、自動操舵制御を行うことができないため、操舵アクチュエータ6を操舵無制御(同S3)として処理を終了する。
【0035】
上記のステップS9及びS11において、車線区分線検出状況が良好であるか否かの判断は、ステップ1で読み込んだ車線区分線検出部2からの検出状況情報を用いればよい。
検出状況情報としては、左右車線区分線が検出可能か否かを示す情報を使用することが出来、この場合、検出可能でないときには車線区分線の検出状況が不良であると判断できる。
【0036】
また、検出状況情報として、検出状況を数値化した情報を使用しても良い。例えば、検出状況のレベルを検出視野(カメラの視野)内の車線区分線検出ポイントに占める検出可能ポイントの数で表すようにすれば、予め検出状況の良不良を判断するための閾値として定めたポイント数に満たない場合は検出状況が不良であると判断できる。
また、上記の様な左右車線区分線が検出可能でない状態又は検出状況のレベルが閾値に達しない状態が一定時間継続したときに検出状況が不良であると判断するような応用も可能である。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る自動操舵装置によれば、演算部が、車線区分線検出部が検出した路面上の車線区分線及びマーカ列検出部が検出した道路に設置されたマーカ列の両車線情報を保持すると共に該マーカ列を優先して目標車線内位置を決定し、運転者が選択スイッチにより該マーカ列から該車線区分線に切り換えても、該車線区分線の検出状況が不良の場合には、該切換を無効にするように構成したので、車線区分線とマーカ列の双方が存在する場合に車線内保持走行をより安全に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る自動操舵装置の一実施例を示したブロック図である。
【図2】図1に示した本発明に係る自動操舵装置の実施例に用いられる制御プログラムを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
1 自動操舵スイッチ
2 車線区分線検出部
3 マーカ列検出部
4 選択スイッチ
5 演算部
6 操舵アクチュエータ
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (5)
- 路面上の車線区分線を検出する車線区分線検出部と、
道路に設置されたマーカ列を検出するマーカ列検出部と、
車線情報として、該車線区分線検出部が検出した該車線区分線を採用するか該マーカ列検出部が検出した該マーカ列を採用するかを運転者が選択するための選択スイッチと、
両車線情報を保持すると共に該マーカ列を優先して目標車線内位置を決定し、該運転者が該選択スイッチにより該マーカ列から該車線区分線に切り換えても、該車線区分線の検出状況が不良の場合には、該切換を無効にする演算部と、
該目標車線内位置に基づいて操舵制御を行うアクチュエータと、
を備えたことを特徴とする自動操舵装置。 - 請求項1において、
該選択スイッチが手動スイッチであることを特徴とする自動操舵装置。 - 請求項1において、
該選択スイッチが音声指示装置であることを特徴とする自動操舵装置。 - 請求項1において、
該車線区分線検出部が、該車線区分線を検出できないとき該検出状況が不良であることを示す情報を該演算部に与えることを特徴とする自動操舵装置。 - 請求項1において、
該車線区分線検出部が、該検出状況を数値化した情報を該演算部に与え、該情報が閾値に満たないとき該演算部が該検出状況が不良であると判断することを特徴とする自動操舵装置。
Priority Applications (1)
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JP2017004210A (ja) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | 株式会社デンソー | 経路設定装置及び自動走行制御システム |
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2002
- 2002-06-21 JP JP2002181296A patent/JP3744473B2/ja not_active Expired - Fee Related
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