JP2005251200A - 車線逸脱警告技術 - Google Patents

Abstract

【課題】意図的車線逸脱の場合に、誤警告を減少する車線逸脱警告技術を提供する。
【解決手段】第１ステップにおいて、車線境界位置１３０を示す第１パラメータ及び車両運転者警戒レベルを示す第２パラメータが決定される。次いで、第１及び第２パラメータに基づいて仮想車線境界１５０が決定される。次のステップで、仮想車線境界に対する車両１００の位置が決定される。仮想車線境界が横断されたか、横断されんとする場合に、警報信号が発生される。仮想車線境界が車両運転者の警戒レベルに基づくため、慎重な運転者には実際の車線境界横断を許すことにより、慎重な運転者に対する誤警告が防止されうる。
【選択図】図１

Description

本発明は車両安全システムに関する。特に、本発明はトラック及び乗用車等車両の意図せぬ車線逸脱防止に関する。

意図せぬ車線逸脱は致命的交通事故の主な原因の１つとされる。運転者警戒度に関わる意図せぬ車線逸脱に対しては、運転中の自動車電話の使用、ラジオ選局、及び居眠り等の多くのきっかけがある。

例えば、ＥＰ１０７４４３０Ａ１に記載のような、従来の車線逸脱警告システムは道路と路面上の車線区画線の間の差異を認識するように構成されている。そのようなシステムは可視車線区画線を追尾するカメラ及び車線区画線に対する車両位置を決定する画像プロセッサを含んでいる。車両が車線区画線を横断するときあるいは横断しようとするときに、車線逸脱警告システムが自動的に車両の運転者に警告を発する。

別の車線逸脱警告システムがＦＲ２７５９６４７Ａ１から知られている。その車線逸脱警告システムは車両底部に取り付けられ、路面側に向けられた複数の赤外線エミッタ及び赤外線検知器を含んでいる。車両が車線区画線を横断したとき、赤外線エミッタ及び赤外線検知器が正規路面から区画線が配置された路面への移行を認識する。そのような移行が検知されると、車線逸脱警告システムが自動的に車両運転者に警告を出力する。

また、車両運転者が眠気を催していると判明した場合に警告を発生する警報システムも知られている。ＥＰ００４８４９２Ａ２に記載の眠気警報システムにおいては、ハンドル操作角度やハンドル操作頻度等の様々な活動関連パラメータが監視及び評価されて、車両運転者の眠気の有無が判断される。

多くの場合に、車両運転者は意図的に車線区画線に接近若しくはこれを横断する。従来の車線逸脱警告システムの欠点の１つは、そのような場合に、誤った警告が発せられうることである。そのような誤警告は迷惑であるのみならず、運転安全性にマイナスの影響も与え得る。

したがって、車線区画線に意識的に接近若しくはこれを横断時に誤警告の量を減少することが可能な、改良された車線逸脱警告技術が依然必要とされていることが理解されよう。

本発明の一態様によれば、車両の意図せぬ車線逸脱を示す警報信号を発生する方法が提供される。その方法は、車線境界位置を示す第１パラメータ及び車両運転者の警戒のレベルを示す第２パラメータを決定するステップと、第１及び第２パラメータに基づく仮想車線境界を決定するステップと、仮想車線境界に対する車両の位置を決定するステップと、仮想車線境界が横断されたか、又は横断されんとする場合に警報信号を発生するステップとを有している。

警報信号を発生するか、しないかの決定は、したがって、実の車線境界（一般的に車線区画線、縁石、路肩、又はその類のもの）が横断されたか、又は横断されんとするかによらず、仮想車線境界の横断によってなされる。仮想車線境界は適応性のある許容帯を与え、その許容帯内で車線境界を実際に横断することが許されてもよい。言い換えれば、この許容帯は、車両に対して、車線境界を越えて延在している。しかし、仮想車線境界も、車線境界を越えて延在せず、車両が車線境界と固定若しくは可変の最小距離を確実に維持する緩衝帯を与えるように、調整されてもよい。

仮想車線境界は、車両運転者の警戒レベルに応じて調整されてもよいため、仮想車線境界を設けることによって、誤警告の減少を促進する。運転者が慎重（若しくは警戒心有り）と判明されている場合には、仮想車線境界は車線境界と一致してもよいし、或いは車線境界を越えて延在してもよい。言い換えれば、慎重な運転者による車線境界の横断は承認され、誤警告は発生されない。他方、運転者が警戒心がない（若しくは慎重でない）と判明されている場合には、車両が車線境界から間隔を保つように、仮想車線境界が調整されてもよい。

車線境界位置を表す第１パラメータは路上の車両位置を示すものでよい。一般には、第１パラメータは車線境界と車両の間の横方向間隔（即ち、車両に対する車線境界の位置）を示す。

第２パラメータは車両運転者の警戒レベル（若しくは、慎重さレベルと同等）を示すものでよい。仮想車線境界は第２パラメータの変動に応じて適応されてもよい。この適応は、固定若しくは変動時間間隔で行われる。２つの連続的適応間の時間間隔は、車両始動時以来の運行時間、周囲照度、第２パラメータの供給速度等々の、１つ又は複数の要因に応じて調整されてもよい。

本発明の方法は警戒レベルを決定するステップをさらに有してもよい。警戒レベルを決定するステップは２つ以上のサブステップを含んでもよい。第１サブステップにおいては、１つ以上の短期事象を示す短期グレード及び１つ以上の長期事象を示す長期グレードを決定することができる。１つ以上の短期事象は車両運転者の注意散漫状態に関係付けられることが好ましい。１つ以上の長期事象は眠気状態に関係付けられてもよい。

短期グレードは長期グレードより頻繁に更新されてもよい。長期グレードは、例えば、秒若しくは分次元で更新され、これに対して短期グレードはミリ秒範囲で更新されてもよい。長期グレードは、ほぼ３０秒から５分毎に更新され、短期グレードは１０から１００ミリ秒毎に更新されることが好ましい。

警戒レベルは短期グレード及び長期グレードの外側の値から導かれてもよい。例えば、高長期グレードが眠気のある運転者を示し、高短期グレードが注意散漫な運転者を示すとした場合には、警戒レベルは長期グレード及び短期グレードの最大値として決定されてもよい。

第１及び第２パラメータに加えて、仮想車線境界を決定するときには、さらに１つ以上のパラメータが決定され且つ考慮されてもよい。したがって、本発明の方法は、少なくとも１つの車両関係第３パラメータを決定するステップをさらに有してもよい。仮想車線境界は、したがって第３パラメータに応じて適応されてもよい。少なくとも１つの車両関係第３パラメータは、車両速度、車両の横方向速度、ハンドル角度、ハンドルの角速度、ペダル始動状態、及びペダル行程から成るグループから選択されてもよい。

２つ以上のパラメータを考慮して、仮想車線境界は上方値と下方値の間で調整されてもよい。警戒レベルに応じて、仮想車線境界は上方値又は下方値に近づけられてもよい。きわめて慎重な運転者の場合には、例えば、仮想車線境界は上方値に調整されてもよい。他方、運転者が警戒心がないと判明されている場合には、下方値を仮想車線境界として選択されてもよい。

仮想車線境界の少なくとも上方値は適応可能であってもよい。例えば、上方値は第１及び第３パラメータに応じて適応され、上方値と下方値の間の仮想車線境界の位置は第２パラメータに基づき決定されてもよい。

本発明は、ソフトウェアとして、１つ以上のハードウェアとして、或いはそれらの組合せとして実施されてもよい。したがって、本発明のさらに別の態様によれば、コンピュータ・プログラム製品であって、コンピュータ・プログラムを１つ以上の演算装置で実行時に本発明の個々のステップを遂行するためのプログラム・コード部分を有するコンピュータ・プログラム製品が提供される。このコンピュータ・プログラム製品はコンピュータ読取り可能な記録媒体に格納されてもよい。

本発明のさらに別の態様によれば、車両用の車線逸脱警告システムが提供される。このシステムは、車線境界位置を示す第１パラメータを決定する車線逸脱認識装置と、車両運転者警戒のレベルを示す第２パラメータを決定する運転者警戒度監視装置と、警報装置と、前記第１及び第２パラメータに基づく仮想車線境界を決定し、前記仮想車線境界に対する前記車両の位置を決定し、且つ前記仮想車線境界が横断されたか、横断されようとする場合に前記警報装置を始動する警報制御装置とを有している。

運転者注意力監視装置は、車両のハンドルに連結して操縦動作を監視するためのセンサを含んでもよい。これに加え、或いはこれに代えて、スピード・センサ、１つ以上のペダル・センサ等のような１つ以上のセンサがさらに設けられてもよい。

車線逸脱認識システムは種々の態様に構成されてもよい。例えば、ＥＰ１０７４４３０Ａ１に記載されたような画像処理能力を含む光学システムとして構成されてもよい。そのような光学システムは、一般的に車線区画線若しくは他の可視特徴を検知し、検知された特徴に対する車両の位置を決定する。しかし、車線逸脱認識システムは必ずしも光学システムとして構成される必要はない。それに代え、或いはさらに、三次元対象との間隔を決定する超音波技術等の他の機構に基づいてもよい。また、ＦＲ２７５９６４７Ａ１で教示の赤外線アプローチに類するアプローチが使用されうる。

本発明のさらに別の態様及び長所は、好ましい実施例に関する以下の詳細な説明を添付図面を参照して検討すれば明らかになるであろう。

図１は本発明の例示的構成を示す。この構成において、車両１００が道路１２０の車線１１０を走行中である。車線１１０は、２つの車線境界１３０、１４０によって限定される。第１車線境界１３０は、歩道の端縁若しくは車線区画線としての連続線により構成される。第２車線境界１４０は、点線による車線区画線である。このような点線状の区画線１４０は、一般的に２つの隣り合う道路車線を分けている。

図１にはまた、車両１００に対して、第１車線境界１３０を越えて延在する仮想車線境界１５０も示されている。図１には示されてないが、同様の仮想車線境界が車両１００の他方側の第２車線境界１４０に関連されうる。

車両１００が仮想車線境界１５０を横断するか、横断しようとするたびに、車両１００の運転者に警告する警報信号が車両１００に関係の車線逸脱警告システム（図１に示さず）によって発生される。図２に、そのような警報信号を発生する方法の第１実施例のフローチャート２００を示す。

この方法は、車線境界位置１３０を示す第１パラメータ及び車両運転者警戒１００（若しくは慎重さ）レベルを表す第２パラメータを決定するステップ２０２で始まる。次のステップ２０４で、仮想車線境界１５０の位置が第１及び第２パラメータに基づいて決定される。

次いで、ステップ２０６で、仮想車線境界１５０に対する車両１００の位置が決定される。最後のステップ２０８で、仮想車線境界１５０を横断したか、横断しようとする場合に、警報信号が発生される。

ステップ２０２から２０８を連続的若しくは周期的に繰り返すことにより、仮想車線境界１５０の位置、したがって第１車線境界１３０と仮想車線境界１５０間の緩衝帯の幅が運転者の瞬間的警戒レベルに対して適応される。この幅は、運転者が無警戒と判明されているならば、ゼロ以下（仮想車線境界１５０が道路車線１１０に位置するように選択されることを意味する）に減少されてもよい。他方、慎重な運転者の場合には、最大幅が選択されてもよい。図１のシナリオが示すように、慎重な運転者は、仮想車線境界１５０が第１車線境界１３０を越えて延在するため、警報信号を発生させることなく、意図的に第１車線１３０を横断することすら許されうる。

続いて、本発明の別の実施例を図３の模式図３００を参照して説明する。図３に示されるように、第１機能コンポーネント３１０が、運転者の警戒レベル（若しくはそれを表すパラメータ）を決定するために設けられている。機能コンポーネント３１０は眠気検知用の第１サブコンポーネント３２０及び注意散漫検知用の第２機能コンポーネント３３０を含んでいる。

さらに別の機能コンポーネント３４０が、道路上の車両の１つ以上の車線境界に対する位置並びに車両の横方向速度（若しくはそれらを示す各パラメータ）を決定する。当業者に知られているＣＡＮバス形状の第３機能コンポーネント３５０が複数の車両関係パラメータを提供している。第３機能コンポーネント３５０は、車両速度、ハンドル角度、ハンドルの角速度、１つ以上のペダル（ブレーキ・ペダル、アクセル・ペダル及び／又はクラッチ・ペダル等）の始動状態の少なくとも１つ等の車両関係パラメータ及びペダル行程に関する情報（どこまでペダルが踏み込まれたかを、例えば０から１００％範囲内で示す）を与える。

第４機能ユニット３６０は、少なくとも機能コンポーネント３１０及び３４０から受けた信号を評価して、警報信号を発生するか否かを決めるように構成されている。

警戒レベルは、機能コンポーネント３１０によって、以下のように決定される。第１ステップにおいて、眠気グレード（若しくはレベル）及び注意散漫グレード（若しくはレベル）が決定される。眠気グレードは長期グレードと見なすことができ、注意散漫グレードは短期グレードと見なすことができる。

眠気グレードは、長期グレードとして、長期事象を示す１つ以上のパラメータに基づいて決定されてもよい。それらのパラメータは、機能コンポーネント３４０及び３５０から受けた信号から導くことができ、ハンドル角度、ハンドルの角速度、及び車両の車線（即ち、図１の第１車線境界１３０と第２車線境界１４０の間の道路部分）中央からの距離を含む。これらの３つのパラメータが、横方向車両位置又はハンドルの高周波成分の力の平均値等の眠気の測定値を得るための処理操作を受ける。その情報がさらに処理されて、眠気グレードを得る。この様にして得られた眠気グレードは下方値（例えば０）と上方値（例えば２）の間を変動してもよく、上方値は運転者の眠気を示している。長期グレードである眠気グレードは数秒若しくは数分毎に更新される。眠気グレードは１分又はその前後毎に更新されることが好ましい。

短期グレードである注意散漫グレードは短期事象を示すパラメータに基づいて決定される。機能コンポーネント３４０、３５０から受けた信号から導かれてもよいそのようなパラメータはハンドル角度、ハンドルの角速度、横方向速度、アクセル・ペダルの位置、及び車両の車線境界（図１の符号１３０及び１４０）との距離を含んでいる。注意散漫に関する測定値を得るには、ハンドル角度の二乗とハンドルの角速度の二乗の和を３で割る。そうして得られた値が上述した短期パラメータの残余分の１つ以上を考慮してさらに処理され、注意散漫グレードを得る。注意散漫グレードは下方値（例えば０）と上方値（例えば２）の間で変動し、上方値は運転者が注意散漫であることを示す。短期グレードである注意散漫グレードは数ミリ秒毎に更新され、４０ミリ秒毎に更新されることが好ましい。

眠気グレード及び注意散漫グレードは連続的に求められる（なお周期的間隔を置いて検知も可能なことは理解されよう）。警戒レベルも眠気グレード及び注意散漫グレードから連続的に求められる。警戒レベルは、短期グレード、即ち注意散漫グレードとほぼ同じ時間間隔で決定されることが好ましい。これは、本実施例においては、警戒レベルがほぼ４０ミリ秒毎に決定されることを意味する。

警戒レベルは眠気グレード及び注意散漫グレードの一方又は双方を考慮して決定されてもよい。本発明の１つの実施例においては、警戒レベルは眠気グレードか注意散漫グレードのいずれかの最大値となるように選択される。

警戒レベルが機能コンポーネント３１０によって決定されると、機能コンポーネント３６０に入力される。機能コンポーネント３６０は、さらに機能コンポーネント３５０及び３４０から車両関係パラメータ３７０を受け取る。警戒レベル及び１つ以上の車線境界の位置等の車両関係パラメータに基づき、機能コンポーネント３６０は図１に示す仮想車線境界及び仮想車線境界に対する車両の位置を決定する。

機能コンポーネント３６０が、車両が仮想車線境界を横断中か、横断しようとしているということを決定したならば、機能コンポーネントが警報信号を出力して運転者に警告する。機能コンポーネントは、幾つかの変形においては、運転者の運転特性に基づき、いつ警報信号を出力するかを判断し適応するためのファジー論理機構を組み込んでいる。

図４は本発明の一実施例による車線逸脱警告システム４００を示す。車線逸脱警告システムは、図１に示す車両１００に組込まれてもよい。

車線逸脱警告システム４００は、車線境界位置を示す第１パラメータを決定するための車線逸脱認識装置４１０と、車両運転者の警戒レベルを示す第２パラメータを決定するための運転者警戒度監視装置４２０と、警報装置４３０と、警報制御装置４４０とを有している。

警報制御装置４４０は、車線逸脱認識装置４１０及び運転者警戒度監視装置４２０からそれぞれ受けた第１及び第２パラメータに基づいて仮想車線境界を決定する。警報制御装置はまた、仮想車線境界に対する車両の位置を求め、仮想車線境界を横断したか、横断しようとする場合に、警報装置４３０を始動する。警報装置４３０は、光学的及び／又は音響学的に運転者に警告するように構成されてもよい。本実施例においては、車線逸脱認識装置４１０は、カメラ及び画像プロセッサを含む撮像システムとして構成されている。カメラは、シールド、ダッシュボードに、若しくは車両及びトラック車線境界上方に取り付けられる。カメラによって生成された画像情報は画像プロセッサに供給され、該画像プロセッサは車線境界の位置を示す情報を警報制御装置４４０に供給する。

以上から明らかとなったように、車両運転者の警戒レベルに基づいて適応可能な仮想車線境界を実施することによって、運転者が慎重であることが判明している場合の誤警報が減少する。この減少は、その多くの部分が、仮想車線境界を使用することによって慎重な運転者の意図的な車線横断を可能とするという事実による。

以上、本発明を特定の実施例（各種方法のうち一定のシステム構成及び一定秩序のステップを含む）について説明したが、当業者は、本発明が本明細書で説明の特定の実施例に限定されないことを認識するであろう。したがって、本発明をその好ましい実施例に関して説明したが、この開示は例示にすぎないことはいうまでもない。したがって、本発明を限定するものは、特許請求の範囲のみである。

本発明による仮想車線境界の利用を示す模式図である。 本発明の一実施例による方法のフローチャートである。 本発明の別の実施例による方法のブロック図である。 本発明のさらに別の実施例による車線逸脱警告システムのブロック図である。

Claims (15)

1. 車両（１００）の意図せぬ車線逸脱を示す警報信号を発生する方法であって、該方法が、
   車線境界位置（１３０）を示す第１パラメータ及び車両運転者の警戒のレベルを示す第２パラメータを決定するステップと、
   前記第１及び第２パラメータに基づく仮想車線境界（１５０）を決定するステップと、
   前記仮想車線境界に対する車両の位置を決定するステップと、
   前記仮想車線境界が横断されたか、又は横断されんとする場合に警報信号を発生するステップとを有する、方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記仮想車線境界が前記第２パラメータの変動に基づいて適応される、方法。
3. 請求項２に記載の方法において、前記適応が固定又は変動時間間隔で行われる、方法。
4. 請求項１から３までのいずれかに記載の方法において、該方法が警戒レベルを決定するステップをさらに有している、方法。
5. 請求項４に記載の方法において、前記警戒レベルを決定するステップが、
   １つ以上の短期事象を示す短期グレード及び１つ以上の長期事象を示す長期グレードを決定するステップと、
   前記短期グレード及び前記長期グレードの少なくとも１つから警戒レベルを導くステップとを含む、方法。
6. 請求項５に記載の方法において、前記１つ以上の短期事象が注意散漫状態に関係し、及び／又は前記１つ以上の長期事象が眠気状態に関係する、方法。
7. 請求項５又は６に記載の方法において、該方法が、前記警戒レベルを前記短期グレード及び前記長期グレードの外側の値から導くステップをさらに有している、方法。
8. 請求項５から７までのいずれかに記載の方法において、該方法が前記短期グレードを前記長期グレードより頻繁に更新するステップをさらに有している、方法。
9. 請求項１から８までのいずれかに記載の方法において、前記仮想車線境界が上方値と下方値の間で調整可能である、方法。
10. 請求項１から９までのいずれかに記載の方法において、前記仮想車線境界が、前記車両に対して、前記車線境界を越えて調整可能である、方法。
11. 請求項１から１０までのいずれかに記載の方法において、該方法が少なくとも１つの車両関係第３パラメータを決定するステップをさらに有しており、前記仮想車線境界が前記第３パラメータに基づいても適応される、方法。
12. 請求項１から１１までのいずれかに記載の方法において、前記少なくとも１つの車両関係第３パラメータが、車両速度、車両の横方向速度、ハンドル角度、ハンドルの角速度、ペダル始動状態、及びペダル行程から成るグループから選択される、方法。
13. コンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム製品を演算装置で実行時に請求項１から１２までのいずれかのステップを遂行するためのプログラム・コード部分を有する、コンピュータ・プログラム製品。
14. コンピュータ読取り可能な記録媒体に格納された請求項１３に記載のコンピュータ・プログラム製品。
15. 車線境界位置を示す第１パラメータを決定する車線逸脱認識装置（４１０）と、
    車両運転者警戒のレベルを示す第２パラメータを決定する運転者警戒度監視装置（４２０）と、
    警報装置（４３０）と、
    前記第１及び第２パラメータに基づく仮想車線境界を決定し、前記仮想車線境界に対する前記車両の位置を決定し、前記仮想車線境界が横断されたか、横断されんとする場合に前記警報装置を始動する警報制御装置（４４０）とを有する、車線逸脱警告システム（４００）。

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