JP2006151014A - 安全運転支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】 自車両から停止線を直接検出できて停止線での停止制御の正確さを向上させることができるようにする。
【解決手段】 安全運転支援システム１の車載装置２は、カメラ７、画像判定部９、制御部１６、表示装置１２、音声出力装置１７、自車検出装置２２などを含んで構成されている。カメラ７は、車両に設けられ、進行方向車道部分を撮像する。画像判定部９は、カメラ７による撮像結果と、比較画像データ記憶部８に記憶された比較画像データとに基づいて車道における停止線を検出する。制御部１６は、停止線が検出されると、車両減速情報などを受けて強制ブレーキを実行するか否かを判定し、強制ブレーキ実行が判定されたときに強制ブレーキをかけるための指令を出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、停止線での車両の停止を制御して安全運転を支援する安全運転支援システムに関する。

従来、この種の安全運転支援システムとしては、特許文献１に示されるナビゲーション装置がある。このナビゲーション装置は、目的地を入力して、経路探索を行い、その経路上における自車位置を計算して求めると共に、地図データ記憶手段に記憶した停止点位置を地図データとマッチングさせ、もって、自車位置に対する停止線位置を割り出し、停止点位置を自車両が一時停止せずに通り過ぎようとした場合に、車両を強制的に停止させる構成としている。
特開平１０−３３２４０８号公報

一般的なナビゲーション装置の場合、ナビゲーション装置が算出する現在位置と真の現在位置との間には、数メートル〜数十メートルの誤差があるため、データ記憶手段に記憶した停止点位置に車両を停止させることは困難であった。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自車両から停止線を直接検出できて停止線での停止制御の正確さを向上させることができる安全運転支援システムを提供するにある。

上述の目的を達成するための請求項１の発明は、車両に設けられ進行方向車道部分を撮像する撮像手段を備え、この撮像手段による撮像結果に基づいて車道における停止線を検出する停止線検出手段と、この停止線検出手段により停止線を検出したときに車両減速情報などを受けて強制ブレーキを実行するか否かを判定する強制ブレーキ動作判定手段と、この強制ブレーキ動作判定手段により強制ブレーキ実行が判定されたときに強制ブレーキをかけるための指令を出力する強制ブレーキ指令出力手段とを含んで構成される。

この請求項１の発明によれば、撮像手段により進行方向車道部分を撮像して、停止線検出手段により自車両から直接的に停止線を検出する。この場合、ＧＰＳ信号を利用したナビゲーション機能により自車位置を算出して地図データ内の停止地点を検索する場合と違って、自車両から停止線までの距離を正確に判定することができる。この結果、強制ブレーキ動作判定手段により強制ブレーキ実行が判定されて、強制ブレーキ指令出力手段により強制ブレーキ指令が出力されたときに、停止線部分での正確な停止が可能となる。

この場合、車両の走行コースに停止線があるか否かを予測する予測手段を備え、前記停止線検出手段が、この予測手段により車両の停止線通過が予測されたことを条件に動作するようにしても良い（請求項２の発明）。このようにすると、必要時にのみ停止線検出を行うことができて、制御の簡便化を図ることができる。
また、地図データを記憶した地図データ記憶手段と、停止線位置データを記憶した停止地点データ記憶手段と、自車位置検出手段とを備え、前記予測手段を、前記地図データと停止線データと自車位置検出手段から取得した自車位置情報とに基づいて、車両の走行コースに停止線があるか否かを予測するようにしても良く（請求項３の発明）、このようにすると、自車両が停止線を通過するか否かを確実に予測することができる。

また、前記停止線検出手段は、停止線以外の路上設備例えば道路標識やミラー、踏み切り、横断歩道を検出して、この検出結果を、停止線検出に用いるようにしても良く（請求項４の発明）、このようにすると、停止線検出の確実性が向上する。
また、前記停止線検出手段は、検出した停止線が前記停止地点データ記憶手段に無いときには、検出した停止線のデータを該停止地点データ記憶手段に記憶させるようにしても良く（請求項５の発明）、このようにすると、未登録の停止線データを自動的に記憶することができて便利である。

また、他車と通信可能な通信システムを備え、前記停止線検出手段は、検出した停止線が前記停止地点データ記憶手段に無いときには、検出した停止線のデータを前記通信システムにより他車に送信するようにしても良く（請求項６の発明）、このようにすると、未登録の停止線データを他車にも提供できる。

また、前記停止線検出手段は、検出した停止線のデータを通信システムを介して管理基地局に送信し、該管理基地局は、当該管理基地局が備えた基地局側停止地点データ記憶手段に該検出停止線データが無いときには該管理基地局において当該停止線データを基地局側停止地点データ記憶手段に記憶し、且つ管理基地局は他車との間で当該停止線データを前記通信システムを介して送受信するようにしても良く（請求項７の発明）、このようにすると、停止線位置データを管理基地局で集中的に管理できると共に、他車へも広域に提供できる。
また、停止線が存在することを報知する報知器を備えても良く（請求項８の発明）、このようにすると、停止線の存在を運転者に報知することができて、いっそう便利である。

以下、本発明の一実施例につき図面を参照して説明する。図２には、安全運転支援システム１の全体的な概略構成を示している。各車両Ａ、Ｂ、Ｃ（この場合は３台を示しているが、実際には１台以上である）には、車載装置２（図１参照）が搭載されており、各車載装置２は固有ＩＤを備えていて、管理基地局たる情報センター２３と個別に通信可能で、また、この情報センター２３を介して各車両の車載装置２間で通信可能である。

車載装置２について、図１を参照して説明する。この車載装置２は、ＧＰＳ受信機３、車速センサ４、ジャイロ５、センサ入力部６、カメラ７、比較画像データ記憶部８、画像判定部９、地図データ記憶部１０、停止地点データ記憶部１１、表示装置１２、操作入力部１３、車両制御部１４、送受信部１５と、制御部１６と、音声出力装置１７を含んで構成されている。

ＧＰＳ受信機３は、ＧＰＳアンテナ３ａを備え、ＧＰＳ衛星から送信される電波を受信する。車速センサ４は、車両が一定距離を進む毎にパルス信号を発生する。ジャイロ５は車両のロール、ピッチ、ヨー方向の角速度を算出する。センサ入力部６は、車速センサ４のパルス信号に基づいて車速を算出し、また、ジャイロ５の角速度に応じた信号に基づいて車両の角速度を算出する。これらＧＰＳ受信機３、車速センサ４、ジャイロ５、センサ入力部６は自車位置検出手段たる自車位置検出装置２２を構成している。制御部１６はこの自車位置検出装置２２から自車位置情報や自車進行方向情報を取得するようになっている。

カメラ７は、車両の進行方向車道部分を撮像し得るように該車両に設けられている。比較画像データ記憶部８は、停止線、一時停止の道路標識、ミラーなどの画像イメージを記憶している。画像判定部９は、停止線検出手段に相当するものであり、カメラ７から与えられる撮像画像と比較画像データ記憶部８の画像イメージとから、停止線、一時停止の道路標識、ミラーなどの画像を認識（検出）すると共に、車両から停止線までの距離を検出する（詳細については後述する）。

地図データ記憶部１０は、ナビゲーション装置として必要な地図データを記憶しており、これは例えばＣＤやＤＶＤなどを記録媒体から構成されていて、ＣＤドライブやＤＶＤドライブなどの入力装置（図示せず）を介してデータ情報が制御部１６に入力される。停止地点データ記憶部１１は、大容量メモリから構成されており、停止線のある地点が記憶されており、書き換え可能である。

表示装置１２は、走行中に地図や自車マークや経路識別マークや、さらには停止線部分の画面を表示するものである。さらにこの表示装置１２は、停止線が検出されたときに、停止線検出の旨を表示により報知する報知手段たるものである。また、操作入力部１３は表示装置１２付近に設けられた入力スイッチやリモコンが備えたスイッチ、さらには表示装置１２のタッチパネルスイッチなどを含んで構成されている。

車両制御部１４は、制御部１６からの強制ブレーキ指令があると、車両のブレーキ装置に動作指令を出すためのものである。送受信部１５は、アンテナ１５ａを備え、情報センター２３と通信するためのものであり、情報センター２３の送受信部１８とで通信システム１９を構成している。

制御部１６は、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されており、強制ブレーキ動作判定手段、強制ブレーキ指令手段、予測手段として機能する。音声出力装置１７は例えばスピーカから構成されており、これも報知手段たるものである。
前記情報センター２３は、送受信部１８と、制御部２０と、基地局側停止地点データ記憶手段たるセンター側停止地点データ記憶部２１とを含んで構成されている。制御部２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含んで構成されている。センター側停止地点データ記憶部２１は大容量メモリにより構成されている。

さて、上記構成の安全運転支援システム１の作用について、制御部１６の動作と共に説明する。この場合、目的地までの経路案内の動作中に、停止線検出やブレーキ制御が行なわれるものとする。
制御部１６は、操作入力部１３からの入力操作に基づいて目的地を入力すると、現在位置から目的地までの経路を設定する。そして、図示しないが表示装置１２に、設定された経路を地図や周辺施設や自車マークと共に表示し、さらには音声出力装置１７により音声経路案内を行なう。

図３には、制御部１６における安全運転支援システム１に関連する制御内容を示している。上述の経路案内中において、常時、自車位置情報を取得している（ステップＲ１〜ステップＲ３）。つまり、ステップＲ１ではＧＰＳ受信機３から現在位置情報を取得し、ステップＲ２でセンサ入力部６から車速と角速度を取得し、ステップＲ３で現在位置を計算する（自車位置情報を取得する）。

ステップＲ４では、自車両の走行コース（設定された経路）上の停止地点データを停止地点データ記憶部１１から取得する。そして、ステップＲ５で、走行コースに停止線があるか否かを予測する。すなわち、地図データ記憶部１０の地図データと停止地点データ記憶部１１の停止地点データと、設定された経路とに基づいて、設定された経路に停止線があるか否かを予測する（予測手段）。

停止線を通過することが予測されると、ステップＲ６に移行し、停止線検出制御を実行する。すなわち、カメラ７を起動して該カメラ７により車両の進行方向（前方）の画像が画像判定部９に入力させる。画像判定部９では、比較画像データ記憶部８からの比較画像データと比較することにより画像認識が行われ、前方画像から道路上の停止線を認識する。この停止線認識動作を詳述すると、図4（ａ）はカメラ７により撮影されて画像判定部９に供給された画像イメージを示す。この図４（ａ）において、Ａ１は停止線、Ａ２は路側帯（白線）、Ａ３は一時停止の道路標識、Ａ４は反射ミラー、Ａ５は交差する道路の車線、Ａ６は仮想無限遠点を示す。

また、図４（ｂ）は、画像判定部９が、図４（ａ）の画像イメージから水平成分を取り出すようにフィルタリングした画像イメージである。また図６は比較画像データ記憶部８に記憶された画像イメージの一例（例えば一時停止の道路標識の画像イメージＣ１）を示しているが、停止線の画像イメージや反射ミラーの画像イメージも記憶されている。

画像判定部９は、図４（ｂ）の画像イメージの下端から無限遠点Ａ６までの検索範囲Ａ７に停止線に合致する水平線のイメージを探す。停止線Ａ１が見つかれば、画像イメージ下端から画像イメージ上の距離Ａ８を得る。画像イメージ上の距離Ａ８は、自車両から停止線までの距離が長いほど、長く、自車両から停止線までの距離が短いほど、短い。このように画像イメージ上の距離Ａ８に基づいて自車両から停止線までの実際の距離を検出する。

但し距離Ａ８と自車両から停止線までの距離の相関関係は、道路の傾斜状態によって変化する。 例えば自車両が上り坂にさしかかりそうな状況で上り坂の途中に停止線がある場合には、平面路の場合にくらべて自車両から同じ距離離れていたとしても、距離Ａ８はより大きなものになるため、平面路用の相関関係の値を適用すると現実の距離より遠くにあるように認識されてしまう。下り坂の場合は逆に距離Ａ８がより小さなものになるため、逆に現実の距離より近くあるように認識されてしまう。この誤差を解消するための方法として、例えば道路の傾斜情報を地図データ記憶部１０に道路情報の一部として含まれるようにしておき、自車両の現在位置とその進行方向から停止線のある道路の傾斜情報を得るようにすれば、距離Ａ８に対する自車両から停止線までの距離の相関関係をあらかじめ確定できるので、正確な自車両から停止線までの距離を算出することが可能になる。

画像判定部９は、比較画像データ記憶部８に記憶した道路標識のイメージＣ１（図６参照）を画像イメージから検出して前記道路標識Ａ３も認識するようにしている。この道路標識を認識できたときには、この道路標識の三角形の大きさにより自車両からの該道路標識までの距離が判る。この道路標識と停止線との位置関係をこの地点と関連して記憶しておけば、再度、この停止線部分を通るときに、停止線認識の補助とできる。このようにして、ステップＲ６の停止線検出制御が実行され、停止線の有無が検出されると共に、自車両から該停止線までの距離が検出される。

次のステップＲ７では、上記ステップＲ６において停止線検出が有ったか否かを判断し、検出がない場合にはステップＲ１に戻り、再度、ステップＲ１〜ステップＲ６が行なわれる。停止線検出があると、ステップＲ８で、この停止線データが停止地点データ記憶部１１に記憶されているか否かを判断し、記憶されていなければ、ステップＲ９で、この停止線を停止地点データ記憶部１１に記憶させ、ステップＲ１０で情報センター２３へこの停止線の位置データを送信する。なお、この情報センター２３では、この停止線データを受け取ると、センター側停止地点データ記憶部２１にこの停止線データが有るか否かを判断し、この停止線データが無ければ、各車両にこの停止線データを送信する。

ステップＲ８で記憶されていると判断されると、ステップＲ１１に移行する。このステップＲ１１では、運転者が停止線を確認しているか否かの判断をする。この判断は次のようにして行なう。すなわち、センサ入力部６に入力された車速センサ４からの車速情報に基づいて、減速すべき区間（停止線に対して設定距離以内）において運転者が減速を行なっているかどうかを判断する。

運転者が停止線を認識していない（減速を行なっていない）場合には、ステップＲ１２で、運転者に、停止線があることを報知する。すなわち、表示装置１２に、図５（ａ）で示すように、自車両Ｂ１、停止線Ｂ２、道路両端Ｂ３、道路標識Ｂ４、制動開始位置Ｂ５、自車両から停止線までの距離（例えば自車両から所定距離先を示す）の目安とするための距離目安線Ｂ６などを表示する。そして、停止線Ｂ２と自車量Ｂ１との間の区域を点滅表示、あるいは色変更表示して停止線があることを報知すると共に、停止動作を促す。この場合、この表示と共に、音声出力装置１７により、停止線があること、及び停止動作を促すことを報知する。また、この場合、運転者は自分でブレーキをかけるようにする。この場合、前記制動開始位置Ｂ５手前から制動をかけると良い。なお、図５（ｂ）には、上記図５（ａ）の表示例に相当する実際の道路の形態を平面的に示している。ただし、この図５（ｂ）における制動開始位置Ｂ５、距離目安線Ｂ６は実際にはない。
そして、ステップＲ１３では、所定距離以内でブレーキがかけられていない場合には、車両制御部１４に強制ブレーキ指令を出力し、車両のブレーキ装置を動作させて、自動ブレーキをかける。

以上説明したように、本実施例によれば、カメラ７を車両に設け、このカメラ７により進行方向車道部分を撮像して、自車両から直接的に停止線を検出するようにしたから、ＧＰＳ信号を利用したナビゲーション機能により自車位置を算出して地図データ内の停止地点を検索する場合と違って、自車両から停止線までの距離を正確に判定することができる。この結果、車両を停止線で停止させる精度の向上を図ることができる。

この場合、車両の走行コースに停止線があるか否かを予測し、車両の停止線通過が予測されたことを条件に、停止線検出動作を行うようにしたから、必要時にのみ停止線検出を行うことができて、制御の簡便化を図ることができる。
この場合、地図データを記憶した地図データ記憶部１０と、停止線位置データを記憶した停止地点データ記憶部１１と、自車位置検出装置２２とを備え、前記地図データと停止線データと自車位置検出装置２２から取得した自車位置データとに基づいて、自車両の走行コースに停止線データがあるか否かを予測するようにしたから、自車両が停止線を通過するか否かを確実に予測することができる。

また、上記実施例では、停止線以外の路上設備である道路標識を検出し、この検出結果を、停止線検出に用いるようにしたから、停止線検出の確実性が向上する。この場合、路上設備としては、道路標識以外に、ミラー、踏み切り、横断歩道を検出して、この検出結果を、停止線検出に用いるようにしても良い。
この場合、上述の路上設備を、画像イメージで停止線のどのあたりに位置するかなどを記憶させておくようにすれば、次回の停止線検出時間を短縮できる。また、画像イメージの中の路側帯の白線を認識するようにすれば、停止線は、路側帯よりも道路中心側にあるので、これを利用して停止線の誤検出（誤認識）を減らすことが可能となる。

また、上記実施例では、検出した停止線が前記停止地点データ記憶部１１に無いときには、検出した停止線のデータを該停止地点データ記憶部１１に記憶させるようにしたから、未登録の停止線データを自車両において新たに記憶することができ、逐次停止線データを蓄積できる。

さらに本実施例によれば、情報センター２３において、車両から提供された停止線データがセンター側停止地点データ記憶部２１に無いときには、当該停止線データをセンター側停止地点データ記憶部２１に記憶し、且つ他車に当該停止線データを前記通信システム１９を介して送信するようにしたから、停止線データを情報センター２３で集中的に管理できると共に、他車へも広域に提供できる。

この場合、各車両において、検出した停止線のデータが自車両の停止地点データ記憶部１１に無いときには、該記憶部１１に当該停止線データを記憶後、他車に、直接的な通信によりあるいは情報センター２３を経由する通信により送信するようにしても良い。また、停止線検出動作は、ナビゲーション機能による経路案内時以外にも、車両の走行時に常時行なうようにして、未登録（未記憶）の停止線データを、常時、停止地点データ記憶部１１やセンター側停止地点データ記憶部２１に逐次記憶させたり、他車へ提供したりするようにしても良く、このようにすれば、未登録の停止線データを常に自動的に記憶あるいは提供することができて便利である。
また、本実施例では、停止線が存在することを表示装置１２や音声出力装置１７により報知するようにしたから、停止線の存在を運転者に報知することができて、いっそう便利である。

なお、自車両から停止線までの距離検出については、カメラ７で得た画像データの停止線の白線幅を測定することで、距離検出の補助を行なっても良い。つまり、画像データでの停止線の白線の幅は広いほど自車両に近く、狭いほど自車両から遠いから、この白線幅の検出をステップＲ６での停止線検出と組み合わせれば、停止線までの距離の検出精度が向上する。

また、例えば複数の車両において、ある任意の交差点において、一時停止を忘れ易いという情報があれば、その交差点において事故が発生していなかったとしてもこれから事故が発生する可能性が高いことを把握できるから、その情報を各車両に優先的に送信するようにしても良く、このようにすれば、事故を未然に防ぐことができる。また、情報センターで、道路の路面状況を別途収集し、雨や雪などの場合の停止位置情報として、路面すべり度情報を追加することによって、より手前からブレーキをかける指令を出力するようにしても良い。

また、運転者が停止線のある交差点でブレーキングするときに、そのブレーキのかけ方や、タイミングをモニタして、運転者特性データとして、記録し、これを強制ブレーキのタイミングなどに用いるようにしても良い。この場合そのデータは情報センターなどの大容量記憶部に記憶させると良い。さらに、隣接した交差点の停止線がある場合には、測位（自車位置検出）を省いて、カメラの出力だけで、停止点検出制御を行なうと良い。

本発明の一実施例を示し、安全運転支援システムの車載装置の電気的構成のブロック図 安全支援システムの概略全体構成を示す図 車載装置の制御部の制御内容を示すフローチャート （ａ）はカメラから取得した画像イメージを示す図、（ｂ）はフィルタをかけた画像イメージを示す図 （ａ）は表示装置の表示例を示す図、（ｂ）は実際の道路を示す平面図 一時停止の道路標識を認識するための画像イメージを示す図

符号の説明

図面中、１は安全運転支援システム、２は車載装置、７はカメラ（撮像手段）、９は画像判定部（停止線検出手段）、１０は地図データ記憶部（地図データ記憶手段）、１１は停止地点データ記憶部（停止地点データ記憶手段）、１２は表示装置（報知手段）、１６は制御部（強制ブレーキ動作判定手段、強制ブレーキ制御手段、予測手段）、１７は音声出力装置（報知手段）、１９は通信システム、２１はセンター側停止地点データ記憶部（基地局側停止地点データ記憶手段）、２２は自車位置検出手段（自車位置検出装置）、２３は情報センター（管理基地局）を示す。

Claims (8)

1. 停止線での車両の停止を制御して安全運転を支援する安全運転支援システムであって、
   車両に設けられ、進行方向車道部分を撮像する撮像手段と、
   この撮像手段による撮像結果に基づいて車道における停止線を検出する停止線検出手段と、
   この停止線検出手段により停止線を検出したときに車両減速情報などを受けて強制ブレーキを実行するか否かを判定する強制ブレーキ動作判定手段と、
   この強制ブレーキ動作判定手段により強制ブレーキ実行が判定されたときに強制ブレーキをかけるための指令を出力する強制ブレーキ指令出力手段と
   を備えてなる安全運転支援システム。
2. 請求項１に記載の安全運転支援システムおいて、
   車両の走行コース、停止線があるか否かを予測する予測手段を備え、
   前記停止線検出手段は、この予測手段により車両の停止線通過が予測されたことを条件に動作することを特徴とする安全運転支援システム。
3. 請求項２に記載の安全運転支援システムおいて、
   地図データを記憶した地図データ記憶手段と、停止線データを記憶した停止地点データ記憶手段と、自車位置検出手段とを備え、
   前記予測手段は、前記地図データと停止線データと自車位置検出手段から取得した自車位置データとに基づいて、自車両の走行コースに停止線データがあるか否かを予測することを特徴とする安全運転支援システム。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の安全運転支援システムにおいて、
   前記停止線検出手段は、停止線以外の路上設備を検出して、この検出結果を、停止線検出に用いることを特徴とする安全運転支援システム。
5. 請求項３に記載の安全運転支援システムにおいて、
   前記停止線検出手段は、検出した停止線が前記停止地点データ記憶手段に無いときには、検出した停止線のデータを該停止地点データ記憶手段に記憶させることを特徴とする安全運転支援システム。
6. 請求項３に記載の安全運転支援システムにおいて、
   他車と通信可能な通信システムを備え、
   前記停止線検出手段は、検出した停止線が前記停止地点データ記憶手段に無いときには、検出した停止線のデータを前記通信システムにより他車に送信することを特徴とする安全運転支援システム。
7. 請求項１に記載の安全運転支援システムにおいて、
   前記停止線検出手段は、検出した停止線のデータを通信システムを介して管理基地局に送信し、
   管理基地局は、当該管理基地局が備えた基地局側停止地点データ記憶手段に該検出停止線データが無いときには該管理基地局において当該停止線データを基地局側停止地点データ記憶手段に記憶し、且つ管理基地局は他車との間で当該停止線データを前記通信システムを介して送受信することを特徴とする安全運転支援システム。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の安全運転支援システムにおいて、
   停止線が存在することを報知する報知器を備えたことを特徴とする安全運転支援システム。

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