JP2006155615A - 車道縁部マークと車道の縁の構造的境界との識別による車線離脱警告システム - Google Patents

Abstract

【課題】車道縁部マークと車道の縁の構造的境界との識別による車線離脱警告システムを提供する。
【解決手段】少なくとも一個の画像伝送センサ、該画像伝送センサにより検出された領域における車道縁部マーク及び／又は車線マーク及び／又は車道の縁を認識するための、該画像伝送センサに接続された評価装置、及び該評価装置に接続された警告装置を有する、車道又は車線からの離脱の危険性を自動車の運転者に警告するための運転者補助装置が記述され、該運転者補助装置において更に少なくとも一個の距離伝送センサが評価装置に接続され、該センサにより、車道の縁、特に車道の縁の構造的境界の領域において、車道の表面に対して隆起している物体に対する距離が決定できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前段による、車道又は車線からの離脱の危険性を自動車の運転者に警告するための運転者補助装置に関する。

車線離脱警告システムとして知られる、車道又は車線からの離脱の危険性を自動車の運転者に警告するための近年の運転者補助装置は、車線又は車道からの離脱の危険性があるときに、音響又は視覚的な警告信号を出力することによる危険な状況の認識を通じて、道路の安全性を増すことに大幅に貢献する。

近年の車線離脱警告システムは、通常、画像伝送センサにより検出される領域内の車線マーク、車道縁部マーク、及び或る場合には車道縁部マークとしての車道の縁の構造的境界を認識する評価装置に接続されている、車線認識及び車道認識用の画像伝送センサを有する。そのような車線離脱警告システムは、通常、自動車が車道の縁として認識される車道縁部マークに接触するか又はそれを越えたとき、評価装置に接続されている警告装置により、運転者に警告する。そのような場合に、警告装置は、警告信号を出力するとともに、自動ブレーキ又はかじ取り介入をもたらしてもよい。

しかしながら、画像伝送センサを一つだけ有する車線離脱警告システムは、車道縁部マークと、車道の縁における構造的境界、例えば縁石、ガードレール、又はコンクリート壁との間の違いを識別できず、特に車道縁部マークが備えられていない、構造的境界が車道の縁を形成する道路区間においては、これらは確実にそして適切には自動車の車線からの離脱に対する危険性を警告しない。例えば、もし縁石がそのような車線離脱警告システムにより車道縁部マークとして認識された場合に、自動車の車道からの離脱の危険性の警告が、想定されるマークと自動車が接触するか又はそれを越えるまで出されないときには、自動車のタイヤ又はリムの損傷がすでに発生している。この損傷及び関連した危険な状況は、結果として生じる車線離脱警告システムの信頼性に対する自動車運転者の自信の喪失と相まって、自動車の道路における安全性に悪影響を及ぼす。更に、画像伝送センサにより供給されたデータの評価における誤りの結果、特に車道縁部マークのない領域での誤った警告が容易に起きる可能性がある。

更に、特に前方に走行している車両から、又は車道上の対象物からの距離が測定可能で、特に前方を走行している車両に一定の距離で続くことができ、又は適切な場合、距離の変化を観察することにより衝突防止手段を取ることができるような、少なくとも二つの前方に向いた画像伝送センサを有する運転者補助装置が知られている。そのような運転者補助装置は、例えばアダプティブ・クルーズ・コントロール、略称ＡＣＣとして知られる。そのようなＡＣＣの画像伝送センサはまた、基本的に車線マーク又は車道縁部マークの認識にも適しているが、前方に向いている画像伝送の視認方向のために、車道の縁の構造的境界と車道縁部マークとの間の確実な識別を不可能としている。

特許文献１は、測定光線を放射する送信機、及び受信において評価されるべき信号を発生する反射された測定光線を受信する受信機を有し、光のような電磁波を用いて、経過時間測定の原理に従って、道路の状態、特に車道の表面上又は縁の上の凹凸を認識する方法及び装置を開示している。この場合、構成要素の表面への反射を分けることによって、受信機への後方散乱の各経過時間の差異を形成することにより、有用な信号が分離され、評価される。意図としては、複数の送信機及び受信機の後方散乱信号間の差異を評価することにより、例えば、車道の表面上で認識された凹凸に対するダンパの応答作用のようなシャシ特性を設定するため、車道上の凹凸が車道の縁における凹凸から識別可能なように、信号の変化とまた車道の縁との幾何学的な関係が形成されるべきということである。

特許文献２は、特にヘラジカ又は熊のような動物と自動車の有りうる衝突の早期認識用で、前方に向けられた画像伝送センサが、対象物への位置と距離、及び自動車と対象物との間の相対速度を決定するため、ならびに相対速度が自動車自体の速度に近いという前提で、そこからの衝突の確率を得るために用いられる運転者補助装置を開示している。画像伝送センサは、ここでは自動車前方の遠い距離に位置する対象物を検出するために備えられている。

特許文献３は、道路車両の周囲の物体を遠い距離まで検出する方法を開示しており、該方法では、移動している車両又は停止している車両と、一つ又は複数の物体の間の距離が、立体画像処理を用いて距離に基づく画像分割により計算され、そして検出された物体の特性が、分割された画像領域内の物体の識別によって得られる。隆起した物体は、類似の距離の値を有する特性により決定され、また平坦な物体は、類似の高さの値を有する特性により決定されることで、隆起した物体及び／又は平坦な物体の画像領域が得られ、隆起した物体及び／又は平坦な物体は、所定の基準に従って三次元のポイントを結合することにより検出される。その結果、例えば駐車中の車両など他の車両、道標、橋脚、及び街灯柱は、縁石又はガードレールなどのような車道の構造的境界から識別することが可能である。

特許文献４は、車両に搭載され、その検出範囲が少なくとも部分的に重なり、有りうる検出された物体のセンサに対する相対的位置がその重なる領域内において三角測量方式に従って決定され、そして物体の決定の結果として生じる有りうる外観上の物体が、物体の動的観察により確認される、少なくとも二個の距離を解明するセンサを有する物体検出のための方法及び装置を開示している。この場合、物体は、車両の進行方向において前方に位置する重なった領域内のみで検出可能である。

特許文献５は、少なくとも二個のセンサの距離信号を用いた、物体構成の認識のための方法を開示しており、該方法では、複数のセンサの距離信号は、所定のモデル構成に相当する標準パターンとの比較によるパターン認識を受ける。該方法はＡＣＣと連動して使用されるよう提供されており、前方を走行する自動車がグループとしてお互いに対し同じ反射ポイントとして認識され、標準パターンとの比較により検出されることで、認識された自動車を表わす複数の反射ポイントの中から、衝突を防ぐために、自分の自動車から最も近い距離にある反射ポイントだけを考慮することが可能となる。

特許文献６は、検出範囲が少なくとも部分的に重なる、車両に結合されたセンサを有する物体検出のための方法及び装置を開示している。この場合、基本的に一致した検出範囲を有する少なくとも二つのセンサからの信号、及び他のセンサの検出範囲と部分的にのみ重なる検出範囲の更なるセンサの追加的信号が評価される。或る物体は、それが少なくとも二つのセンサで検出された場合には、関連があると認識される。この情報は、関連する物体が、自分の車両と同じ車線又は隣の車線の前方に位置する自動車である場合の、ＡＣＣにおける更なる処理のために提供される。

特許文献７は、一平面内に放射線を放射する自動車に装備されている距離センサを用いて、自動車が動く間の移動の輪郭を記録することにより、例えば駐車スペースを認識するための、自動車周囲の三次元検出の実施について開示している。この場合、周囲の三次元画像は、二次元の移動の輪郭を生じる距離センサを用いて、連続的な移動の輪郭を処理し記憶するデータ処理手段及び記憶ユニットにより、ならびに連続的な移動の輪郭の集合の結びつきにより生み出される。

従って、従来の技術では、適切なセンサにより車道の縁の構造的境界を車道縁部マークから識別し、その情報を車線離脱警告システムの作動方法の改善のために使用することについては知られていない。

独国特許出願公開第３７ ３８ ２２１Ａ１号明細書 欧州特許出願公開第１ ２４５ ４４３Ａ２号明細書 国際公開第００／７７７３６号パンフレット 独国特許出願公開第１９９ ４９ ４０９Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０２ ６０ ８５５Ａ１号明細書 国際公開第２００４／０５５５４７Ａ１号パンフレット 独国特許出願公開第１０１ １４ ９３２Ａ１号明細書

従って、本発明は、車道の表面に塗装された色付きの車道縁部マークと車道の縁の構造的境界との間の識別が可能な、車道又は車線からの離脱の危険性を自動車の運転者に警告するための運転者補助装置を開発する目的に基づいている。

上記の目的は、画像伝送センサに加えて少なくとも一個の距離伝送センサが評価装置に接続され、そのセンサにより車道の縁、特に車道の縁の構造的境界の領域において、車道の表面に対して隆起している物体に対する距離が決定でき、及び／又はそのセンサによって、そこで車道の表面が車道の縁の領域において終わり、例えば、車道の縁に隣接して車道と平行に走る隆起したアスファルトの覆い又は排水溝、あるいは水路の場合のように、より低い周辺地の部分へと下って行く境界までの距離が決定できるような、冒頭に述べた総括的な種類の装置において達成される。

本発明による運転者補助装置は、従来の技術に比べて、追加の距離伝送センサの結果として、物体からの規定の最小距離が不足している場合には、自動車とこの物体が接触する前でも自動車の運転者に警告を発することができるように、車道の表面に対して隆起している物体が車道の縁の領域、特に構造的境界において認識可能であるという利点を有する。

その結果として、特に、車道の縁に車道縁部マークが配置されておらず、代わりに構造的境界が配置されており、それが画像伝送センサ及び評価装置によって最初に車道縁部マークとして認識される道路の区間においては、構造的境界と車道縁部マークとを識別することが可能である。例えば、さまざまな車道の縁の構成に対して、警告信号を発することができる。従って、構造的境界が車道の縁を構成する領域において、自動車が構造的境界と接触する前でも車道からの離脱の危険性を警告することが可能であり、その一方で、車道縁部マークが存在するときには、これ迄のように車両がマークに接触し始めたとき、又はマークを越えたときにのみ警告を発することができ、あるいは車両の制御に自動的に介入することが可能である。更に、車道縁部マークのない道路区間において、構造的境界が車道の縁を構成しているが、画像伝送センサのカメラ画像内での弱いコントラストのために認識できないような状況においても、車道の縁を依然として認識することが可能である。これは、例えば縁石があるときによくあるケースである。

更に、画像伝送センサとは独立して作動する距離伝送センサを用いて、特に縁石などの、車道に対して隆起している物体を認識することにより、例えば視認だけでは認識することが難しい車道の縁による誤った警告の可能性は大幅に少なくなり、その結果、運転者補助装置に対するより高いレベルの容認度と、より大きな信頼度が自動車の運転者の側で得られる。結果として、そのような運転者補助装置を備えた自動車の交通安全性及び道路での安全性は、永続的な方法で更に高められることができる。

本発明の一つの有利な実施の形態は、自動車と、車道に対して隆起している車道の縁、特に例えば縁石のような車道の縁の構造的境界との間の距離を決定するために、特に死角を監視する目的で、距離伝送センサを、車両の長手方向軸に対して通常横方向に配置する。

本発明の一つの特に有利な実施の形態は、距離伝送センサの代わりに、又はそのようなセンサに加えて、高さ評価センサを備え、車道縁部マークは、高さ評価により縁石から識別される。特に、この場合、所定のしきい値を定義して、それ未満では画像伝送センサにより検出された領域において評価装置によって認識された車道の縁がマークとして分類され、それを超えたものは構造的境界として分類されることが考えられる。しきい値が絶対値として評価される場合、一つのしきい値だけを定義することにより、構造的境界を隆起の形、及び例えば排水溝のような窪みの形で認識することが同様に可能である。加えて車道縁部マークの後方、又は構造的境界の後方の条件についての更なる情報が高さ評価センサによって得られ、例えば車道の隣を走っている排水溝又は地上の壁が認識可能である。

本発明のその他の有利な実施の形態は、距離伝送センサを、他の運転者補助装置の一部、好ましくは駐車用の補助として備える。距離伝送センサは、立体カメラ、３Ｄカメラ、構造光で作動するモノカメラ、超音波センサ、レーダセンサ、ライダーセンサ、又はレーザ光で作動する他のあらゆるセンサであってもよい。

本発明の追加の有利な実施の形態は、距離伝送センサの代わりに、又はそのようなセンサに加えて、例えば車道の表面及び周囲の領域などの物体のさまざまな反射作用に基づいて、前記物体間の識別を可能にするセンサが、評価装置に接続されることを提供する。従って、例えば、レーダセンサを用いてアスファルトと草との間の識別をすることが可能である。

車道２の区間１は、センターマーク４の形の車線マーク３で分離された二つの車線９、及び構造的境界により構成された車道の縁５を有する。車道の縁５の構造的境界は、次々と隣接して配置され縁石６を形成する縁石の石７からなる。道路の区間１には、縁石６と平行に走っている色付けされたマークの形の追加的な車道縁部マークは、配置されていない。

自動車８は、ここでは、二個の画像伝送センサ１０、該画像伝送センサ１０により検出された領域１２における車道の縁及び／又は車線マーク３及び／又は車道の縁５を認識するための画像伝送センサに接続された評価装置１１、ならびに該評価装置に接続された警告装置１３を用いて、車道２又は車線からの離脱の危険性を自動車８の運転者に警告するための運転者補助装置を備える。二個の画像伝送センサ１０の領域１２は、図１の例示とは異なり、重なることも可能である。同様に、図１の画像伝送センサの範囲は、縮尺の通りには図示されていない。車道の縁５に面している自動車８の横側には、例えば同じく評価装置１１に接続されている距離伝送又は同等の高さ評価センサ１４が追加的に配置され、前記センサ１４は、特に車道の縁５に向けられた領域１５を検出している。画像伝送センサ１０により検出される領域１２は、車道縁部マークについて評価装置１１により調べられ、そして評価される。

道路の区間１における車道の表面上には車道縁部マークが配置されていないため、評価装置１１は、最初に縁石６を車道縁部マークとして認識する。距離伝送又は高さ評価センサ１４は、距離測定又は高さ評価によって、車道縁部マークとして認識された縁石６が車道の表面に対して隆起しているという追加の情報を供給する。この情報は、車道の縁の領域における距離伝送センサの測定値から作られた移動の輪郭より得られ、その輪郭から、ほぼ直線的に伸びている車道の表面の移動の輪郭との比較において、車道の縁での車道の表面に対する構造的境界の隆起に相当する不連続の形で、それが排水溝か又は隆起かという構造的境界が明らかになる。その結果、評価装置１１にとって、推定的に車道縁部マークとして認識された縁石６は、実際に車道の縁５の構造的境界であることが明確となる。従って、評価装置１１は、車道の縁５の構造的境界と車道縁部マークとを識別するためにこの情報を使用することができ、そして相応に警告装置１３用の作動パラメータを変更することができる。このような作動パラメータの変更は、例えば車道縁部マークが存在する道路の区間１において、警告は自動車が車道縁部マークと接触し始めるか又は通り過ぎた場合のみ作動し、一方で車道の縁５の構造的境界を有する領域においては、警告が事前に既に発せられるような形を取ってもよい。

また運転者補助装置が、双方とも走行方向の前方及び車線マークと車道の縁を越えて横向きに見る画像伝送センサ１０及び追加のセンサを有することが考えられる。加えて、例えば車両のそれぞれの側に一個ずつ、複数の追加センサを使用することが考えられる。

更に、例えば車道の縁が縁石、硬い路肩、排水溝などを有するかどうかを決定するために、対応する特性を有する電子道路地図から、車道の縁の状態についての情報を引き出すことが考えられる。

ここでの本発明の核は、車線離脱警告システムと連結して追加の周囲パラメータ・センサを用いて、自動車の近傍の隆起した物体についての情報を得ることである。そのような情報は、距離測定、特に放射された信号が隆起した物体の縦の境界で反射される方法、又は検出された物体の高さ算定を含んでもよい。画像伝送センサを用いて認識された車線又は車道縁部マークとの組み合わせにより、隆起した物体、特に車道の縁の構造的境界を、車道縁部マークに割り当てることが可能である。その結果、自動車の運転者に警告を発することができ、あるいは、例えば車両が車道縁部マークに接触し始めるか又は越える前にでも、自動車を車線に戻す個々の車輪へのブレーキ介入などの、かじ取り又はブレーキへの介入が実施されうる。従って、車道の縁の構造的境界、例えば縁石との接触を避けることが可能である。そのような周囲パラメータ・センサは、例えば、車道に対して隆起している物体の高さを評価するための立体カメラ、例えばレーダ又はライダーセンサのような死角を監視するセンサ、パターン化された照明と組み合わせたモノカメラ、あるいは例えば車両の車線を越えて横向きにも見る、及び／又は車両の側方の空間を検出するレーダ、ライダー、又は超音波センサなどの駐車用センサであってもよい。

本発明は、産業的に、特に自動車用の運転者補助装置、とりわけ車道又は車線からの離脱の危険性を自動車の運転者に警告するための運転者補助装置の製造及び運転の分野に適用可能である。

車道の縁に縁石の形態の構造的境界を有する道路の或る区間における、画像伝送センサ、及び距離伝送又は高さ評価センサにより検出された領域の概略図である。

符号の説明

１ 区間
２ 車道
３ 車線マーク
４ 中央マーク
５ 車道の縁
６ 縁石
７ 縁石の石
８ 自動車
９ 車線
１０ 画像伝送センサ
１１ 評価装置
１２ 領域
１３ 警告装置
１４ 距離伝送又は高さ評価センサ
１５ 領域

Claims (5)

1. 車道又は車線からの離脱の危険性を自動車の運転者に警告するための運転者補助装置であって、少なくとも一個の画像伝送センサ、前記画像伝送センサにより検出された領域における車道縁部マーク及び／又は車線マーク及び／又は車道の縁を認識するための前記画像伝送センサに接続された評価装置、及び前記評価装置に接続された警告装置を有する運転者補助装置であって、更に少なくとも一個の距離伝送センサが前記評価装置に接続され、そのセンサにより、車道の縁、特に車道の縁の構造的境界の領域において、前記車道の表面に対して隆起している物体に対する距離、及び／又は車道の表面が車道の縁の領域において終わり、より低い周辺地の部分へと下って行く境界までの距離が決定できることを特徴とする運転者補助装置。
2. 前記距離伝送センサが、車両の長手方向軸に対して、通常は横方向に配置されることを特徴とする請求項１に記載の運転者補助装置。
3. 距離伝送センサの代わりに、又はそのようなセンサに加えて、高さ評価センサが前記評価装置に接続されることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の運転者補助装置。
4. 前記距離伝送センサ及び／又は前記高さ評価センサが別の運転者補助装置の一部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の運転者補助装置。
5. 距離伝送センサの代わりに、又はそのようなセンサに加えて、物体のさまざまな反射作用に基づいて前記物体間の識別を可能にするセンサが前記評価装置に接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の運転者補助装置。

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