JP2006331323A - 車両逸脱警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は適切なタイミングで警報を解除することを可能とした車両逸脱警報装置を提供する。
【解決手段】 運転者がわき見をしているか否かを判定し（ステップＳ１）、その検出結果（わき見をしていると判定した場合には、Xflagに１を設定する。）に応じて操舵トルク判定しきい値Ｔｈ_thを変更する（ステップＳ３、Ｓ４）。ここで、わき見をしていると判定したときのしきい値の値Ｋ２をしていないと判定したときのしきい値の値Ｋ１より大きく設定しておく。操舵トルクＴｈを判定しきい値Ｔｈ_thと比較し（ステップＳ５）、しきい値より大きな状態がｔst_th以上継続している場合には、警報禁止状態に遷移し（ステップＳ９）、それ以外の場合には警報待機状態に遷移する（ステップＳ１０）。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自車が走行している走行区分（走行レーン）を検出し、自車の進路を推定してその走行区分から逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合には、運転者に警報を発して逸脱回避を促す車両逸脱防止制御装置に関する。

車両に搭載されたカメラで車両前方の道路画像を取得して、画像処理により自車が走行中の走行レーンを検出し、検出した走行レーン情報と、自車の推定進路から自車が走行レーンを逸脱する可能性を判定し、逸脱する可能性が大きな場合に、運転者に警報を発してステアリング操作等による逸脱回避を促す技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の技術では、運転者の操舵介入を判定し、操舵介入がなされた場合には、警報を停止し、修正操舵を行っている場合は修正操舵を停止することで不要な警報や修正操舵を減らすことが開示されている。
特開２００３−８１１１５号公報

しかしながら、このように操舵入力だけで運転者の操舵介入を判定してしまうと、運転者が逸脱可能性を認識したうえで、逸脱を回避するために操舵介入を行ったのか、それとも、逸脱を認識していないか、回避の意志なく操舵をしたにすぎないのかを判定することができない。操舵介入を早期に検出しようとすると、このような介入の意図が欠けた操舵の場合も操舵介入と判定してしまう誤判定が増えてしまう。一方で、このような誤判定を減らそうとすると、操舵介入を早期に検出することが難しくなり、警報や修正操舵が運転者の操舵介入開始後も継続してしまい、運転者が煩わしいと感じてしまう。

そこで、本発明は適切なタイミングで警報を解除することを可能とした車両逸脱警報装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る車両逸脱警報装置は、運転者による操舵が行われたときに警報を停止または禁止する車両逸脱警報装置において、運転者のわき見を検出する手段と、運転者がわき見をしていると判定した場合には、わき見をしていないと判定した場合に比べて警報を停止または禁止する運転者の操舵介入の判定条件を警報の停止または禁止が行われにくくする方向へ変更する判定条件設定手段と、を備えていることを特徴とする。

運転者がわき見をしている場合、運転者は進路上の障害物や自車の車線逸脱を認識していない可能性が高く、操舵を行ったとしても障害物や車線逸脱を回避するための操舵であるとは限らない。したがって、運転者がわき見をしていると判定された場合には操舵介入の判定条件を厳しくする。わき見判定は、運転者の顔画像を撮影して、顔向きや視線位置を検出する手法のほか、運転席周辺に配置されたオーディオ、ナビゲーション装置、エアコン等のスイッチ操作を行ったときにわき見運転と判定する手法等を用いるとよい。

判定条件設定手段で設定する運転者の操舵介入の判定条件は操舵トルクまたは操舵角変化に基づくものである場合、わき見をしていると判定した場合には、わき見をしていないと判定した場合に比べて、操舵トルクまたは操舵角変化が大きい場合に操舵介入と判定するとよい。運転者が意図的に操舵を行う場合とわき見をしながら操舵するときでは、操舵トルクの大きさや操舵トルク変化に大きな差はない。しかし、わき見をしながらの操舵を逸脱回避の終了条件とすることは、適切でないため、本発明のような対策を行う必要がある。

運転者がわき見をしていると判定した場合には、運転者の操舵介入があっても警報の停止または禁止を行わないようにしてもよい。車線を逸脱しそうな場合、回避動作においても反対側への車線逸脱や先行車、後続車との接近等に注意して運転を行う必要があり、わき見をしていると判定した場合には、警報を継続することで、わき見自体についても運転者に注意を促す。

本発明によれば、運転者がわき見をしている場合には、わき見をしていない場合に比較して操舵介入による車両逸脱警報の停止または禁止が行われにくくなるよう設定されているため、わき見運転時の運転者が逸脱回避を意図していない操舵により警報が停止または禁止されるのを防止し、確実に運転者に逸脱を警報するとともに、運転者に逸脱回避動作を促すことができる。

操舵介入を操舵トルクまたは操舵角変化に基づいて判定し、わき見をしていると判定した時の操舵介入の判定条件をしていないと判定した場合に比較して操舵トルクまたは操舵角変化が大きい場合とすることで、わき見運転時に運転者の介入を意図していない操舵を操舵介入と判定する誤判定を低減し、適切な警報を行うことができる。

このときに、わき見運転時は操舵介入があっても警報の停止または禁止を行わないようにすることで、車両逸脱警報技術による警報を効果的に行うことができるようになる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明に係る車両逸脱警報装置を含む車両逸脱防止制御装置のブロック構成図であり、図２は、それを搭載した車両を示す斜視図である。この車両逸脱防止制御装置（以下、単に制御装置と称する。）１００は、車両の車線逸脱可能性を判定し、逸脱可能性がある場合には、運転者にその旨を報知することで逸脱防止を図る制御装置である。

制御装置１００は、逸脱防止支援ＥＣＵ２を中心に構成される。この逸脱防止支援ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他の記憶装置等を組み合わせて構成されており、画像処理部２１、逸脱判定部２２、支援制御部２３を備えている。各部２１〜２３は、ハードウェア的に区分されていてもよいが、一部または全てのハードウェアを共有し、ソフトウェア的に区分されていてもよいし、それぞれが一部を共有する複数のソフトウェアによって構成されていてもよいし、一つのソフトウェアの一部であってもよい。

画像処理部２１は、車両前方の画像を取得するカメラ１１で取得した画像情報から自車の走行している走行区分（走行レーン）の両端を区画する道路区画線（道路に描かれた白線、黄色線や道路上に配置、または埋め込まれたブロック等の場合があるが、以下、単に白線と称する。）を画像処理により認識することで、走行区分を認識して、認識した走行区分情報（カーブＲ、オフセット、ヨー角等）を出力する。

逸脱判定部２２は、車速センサ１２（例えば、各車輪に配置される車輪速センサである。）で取得した車速情報および操舵トルクセンサ１３（ステアリングシャフトに配置され、運転者による操舵トルクを検出する。）で取得した操舵トルク情報から所定時間後の自車両の到達予想位置を推定し、これと画像処理部２１で認識した走行区分情報から車両の走行区分からの逸脱可能性を判定する。

支援制御部２３は、逸脱判定部２２の判定結果を基にして、逸脱防止支援を行うものであり、本実施形態では、逸脱防止支援として、運転者に警報を発する。支援制御部２３には、警報手段として電動パワーステアリングシステム（ＰＳ）３１、ブザー３２、メータ３３が接続されている。また、支援制御部２３には、ブレーキスイッチ１４、ウィンカースイッチ１５、わき見運転検出部４０の出力信号も入力されている。

わき見運転検出部４０には、ステアリングコラム上やメーターパネル内に配置されて、運転者の顔画像を取得する顔画像取得カメラ４１の出力画像信号が入力されており、画像処理によって運転者の顔の向きを判定し、その顔向き角度を出力するものである。

逸脱防止支援ＥＣＵ２には、メインスイッチ１６の出力信号が入力されており、運転者が逸脱防止支援の実行許可／禁止を切り換えられるようになっている。

カメラ１１は、図２に示されるように車両２００のフロントウィンドウ上部（例えば、バックミラーの裏側）に配置されており、車両２００前方の画像、つまり、車両前方の走行区分３００の画像（白線３０１を含む。）を取得するものである。なお、カメラ１１は、車両の前方画像が取り込める場所であれば、車体のどの位置（例えば、車体前方）に設けても問題ない。

最初に、メインスイッチ１６がオンに設定されている場合の本発明の制御装置１００の基本動作を説明する。

まずカメラ１１では、車両前方の動画像を例えばＴＶフレームレートで取得し、画像処理部２１へと出力する。画像処理部２１は、既知のエッジ検出等の画像処理手法を用いた画像認識処理により、走行区分３００の両端の白線３０１位置を認識し、所定の白線認識情報を出力する。

逸脱判定部２２は、車速センサ１２、操舵トルクセンサ１３で取得した車両情報を基に所定の逸脱予想時間（ＴＬＣ：Time to lane crossing）後の予想到達位置を求め、これと、画像処理部２１から取得した白線認識情報から車両がＴＬＣ時に走行区分３００内に位置するか否か（逸脱するか否か）を判定し、車両が走行区分３００から逸脱すると判定した場合には、逸脱可能性ありとしてその旨を支援制御部２３に出力する。

支援制御部２３は、逸脱判定部２２から逸脱可能性ありとの情報を受け取った場合には、ブザー３２を鳴動させ、メータ３３の該当個所にその旨を表示するとともに、電動ＰＳ３１の電気モータを駆動してステアリングホイールに所定の警報トルクを付与して、運転者に逸脱の危険性を報知する。なお、運転者が制動操作中である場合（ブレーキスイッチ１４がオンの場合）や、車線変更や右左折準備等で方向指示器を操作している場合（ウィンカースイッチ１５がオンの場合）には、運転者に逸脱危険性を報知する必要はないと判断し、各種警報は行わない。また、運転者による操舵介入が検出された場合には、警報を解除する。

以下、この操舵介入判定を含めた逸脱判定処理について具体的に説明する。図３は、逸脱判定処理の第１の実施形態を示すフローチャートである。この処理は、メインスイッチ１６がオンにされている間、支援制御部２３によって、所定のタイミングで繰り返し実行される。

最初に、わき見運転判定処理を実行する（ステップＳ１）。図４は、このわき見運転判定処理の内容を説明するフローチャートである。まず、わき見運転検出部４０の出力した顔向き角度を読み込む（ステップＳ１１）。顔向き角度が正面を中心に所定の範囲にあるか否を判定する（ステップＳ１２）。所定範囲内にある場合には、わき見運転継続時刻ｔoffを０にリセットし（ステップＳ１３）、わき見運転フラグXflagにわき見状態ではないことを表す０を設定して（ステップＳ１４）、処理を終了する。

ステップＳ１２で所定範囲からずれていると判定した場合には、わき見運転継続時刻ｔoffにタイムステップΔｔを加算し（ステップＳ１５）、ｔoffを所定のしきい値ｔoff_thと比較する（ステップＳ１６）。ｔoffがｔoff_th未満の場合には、わき見を始めてからの経過時間がまだ短く、周辺状況を確認するために正面以外に短時間眼を向けたような場合である可能性もあるため、わき見状態との判定は行わず、ステップＳ１４に移行して、わき見運転フラグXflagに０を設定して、処理を終了する。

一方、ステップＳ１６で、ｔoffがｔoff_th以上と判定した場合には、わき見運転フラグXflagにわき見状態であることを示す１を設定し（ステップＳ１７）、処理を終了する。これにより、正面からずれた方向を一定時間向いている場合にのみわき見と判定するため、例えば周辺の確認動作等をわき見を誤判定することがない。

わき見運転判定処理が終了したら、Xflagの値を判定することで、わき見運転条件か否かを判定する（ステップＳ２）。Xflag＝０でわき見運転状態でないと判定した場合には、ステップＳ３へと移行して、操舵判定トルクしきい値Ｔｈ_thを所定値Ｋ１に設定する。一方、Xflag＝１でわき見運転状態であると判定した場合には、ステップＳ４へと移行して、操舵判定トルクしきい値Ｔｈ_thを所定値Ｋ２に設定する。ここで、Ｋ２＞Ｋ１である。

次に、操舵トルクＴｈの絶対値（正負は操舵方向を表す。）と設定したしきい値Ｔｈ_thとを比較する（ステップＳ５）。|Ｔｈ|がＴｈ_th未満の場合には、操舵継続時刻ｔstを０にリセットし（ステップＳ６）、|Ｔｈ|がＴｈ_th以上の場合には、操舵継続時刻ｔstにタイムステップΔｔを加算する（ステップＳ７）。

ステップＳ６、Ｓ７の後は、ｔstを所定のしきい値ｔst_thと比較する（ステップＳ８）。ｔstがｔst_th以上の場合には、操舵介入と判断し、警報禁止状態に遷移して（ステップＳ９）処理を終了する。この場合には、逸脱判定が行われず、新たな警報発生が禁止されるとともに、警報発生中には警報が解除される。なお、操舵系にトルクを付与している場合には、警報トルクの付与を急に解除すると運転者が操舵感に違和感を感じるので、所定時間かけて解除するとよい。

ステップＳ８でｔstがｔst_th未満の場合には、操舵介入に至っていないと判断し、警報待機状態に遷移して（ステップＳ１０）処理を終了する。この場合は、所定の逸脱判定処理を行う。逸脱可能性ありと判定された場合には、運転者に警報が発せられ、逸脱可能性なしと判定しれた場合には、警報は発せられず、警報中であれば解除される。

このようにすると、わき見運転中と判定された場合には、そうでないと判定された場合に比較して操舵操作が行われると判定される条件（操舵トルクの大きさ）が厳しく設定される。このため、わき見運転中においては大きな操舵が行われない限り、警報が禁止、解除されることがなく、わき見運転に伴う意図しない操舵によって警報が禁止、解除されることがないので、運転者に車線逸脱を報知して、回避動作を促すことができる。

この処理では、逸脱判定前に操舵操作の有無を判定したが、操舵判定は、警報中にのみ実施するようにしてもよい。図５は、第２の制御形態を説明するフローチャートであり、この処理は、逸脱判定により逸脱可能性ありと判定された場合、つまり、警報中のみに実行される。

ステップＳ２１〜ステップＳ２８までの処理は、上述のステップＳ１〜Ｓ８の処理と同一である。ステップＳ２８でｔstがｔst_th以上の場合には、操舵介入と判断し、警報を解除する（ステップＳ２９）。一方、ステップＳ２８でｔstがｔst_th未満の場合には、操舵介入に至っていないと判断し警報を継続し（ステップＳ３０）処理を終了する。この制御形態においても第１の制御形態と同様の効果が得られる。

このように、警報後に操舵介入の判定を行ってもよい。なお、わき見の検出については、逸脱判定時に処理を行ってもよいし、逸脱判定または操舵介入の判定と並列的に行ってもよい。

第１、第２の制御形態では、わき見運転と判定された場合でも大きな操舵介入があった場合には警報を解除したが、必ずしも解除する必要はない。図６は、わき見運転時には操舵介入判定を行わない第３の制御形態を説明するフローチャートである。

この第３の制御形態は、第１の制御形態の変形にあたる。最初に、わき見運転判定処理を実行し（ステップＳ３１）、Xflagの値を判定することで、わき見運転条件か否かを判定する（ステップＳ３２）は、第１の制御形態のステップＳ１、Ｓ２と同一である。

Xflag＝０でわき見運転状態でないと判定した場合には、操舵トルクＴｈの絶対値と予め設定してあるしきい値Ｔｈ_thとを比較する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３〜Ｓ３６の操舵判定の処理は、第１の制御形態におけるステップＳ５〜Ｓ８の操舵判定処理と同一である。そして、ステップＳ３６で、ｔstがｔst_th以上と判定した場合には、操舵介入と判断し、警報禁止状態に遷移して（ステップＳ３７）、処理を終了する。この場合には、逸脱判定が行われず、新たな警報発生が禁止されるとともに、警報発生中には警報が解除される。なお、操舵系にトルクを付与している場合の処理も第１の実施形態と同様である。

これに対して、ステップＳ３６でｔstがｔst_th未満の場合には、操舵介入に至っていないと判断し、警報待機状態に遷移して（ステップＳ３８）処理を終了する。この場合は、所定の逸脱判定処理を行う。逸脱可能性ありと判定された場合には、運転者に警報が発せられ、逸脱可能性なしと判定しれた場合には、警報は発せられず、警報中であれば解除される。

また、ステップＳ３２で、Xflag＝１でわき見運転状態であると判定した場合にも直接ステップＳ３８へと移行し、警報待機状態に遷移する。この場合は、操舵介入があっても逸脱可能性がある限り、警報が継続することになる。したがって、運転者が警報を認識し、逸脱回避を意図して、回避のために操舵を行ったと予想される場合にのみ警報が解除されるので、運転者に回避動作を促すことができるとともに、わき見について注意喚起することができる。

ここでは、第１の制御形態の変形として説明したが、第２の制御形態の変形として実現することもできる。

以上の説明では、顔画像カメラ４１で取得した顔画像を用いてわき見を判定する実施形態を説明したが、わき見検出はこの形態に限られるものではない。例えば、顔向きではなく、視線方向を検出することで、わき見を検出してもよい。

また、運転席周辺に配置され、その操作によってわき見運転になりやすい各種の機器、例えば、オーディオ装置、ナビゲーションシステム、エアコン等の操作スイッチ等（スイッチのほかボリューム類を含む。）や、各種車両制御装置の設定スイッチ等の操作中（操作開始から所定時間）は、わき見をしているものと判定してもよい。

この場合、運転席と助手席の間に配置されているスイッチ類については、助手席の乗員が操作した場合でもわき見運転と判定してしまう可能性があるが、警報解除条件が厳しくなるものの、誤警報や不警報を発生させるものではなく安全側に作用するため、運転者に対する影響は小さいと考えられる。

また、以上の説明では操舵トルクをしきい値と比較することで、操舵介入の有無を判定したが、これを操舵角速度（操舵角の変化量）をしきい値と比較することにより行ってもよい。操舵角速度が大きい場合とは、時間当たりの操舵量が大きいことを意味し、これが大きい場合には、運転者が積極的に操舵を行ったと推定できるからである。いずれを用いるかは、車両に搭載されているセンサの種別や精度に応じて適宜選択すればよい。

また、別の方法として操舵トルクの時間的な変化率を用いることも可能である。この場合もトルクの変化率が大きいときには、操舵トルクが大きくなると推定されることから操舵トルクを検出することの代わりとして利用することが可能である。

ここでは、警報としてブザー鳴動、メータ表示、ステアリングへのトルク付与を例示したが、これらをすべて備える必要はなく、いずれか一つでも構わないし、これらの手段のいずれかまたはすべてに加えて、あるいはこれらの手段のすべてまたはいずれかに代えて運転者席に振動を付与したり、シートベルトを引く、ステアリングを揺動させる、等の手段を用いてもよい。

本発明に係る車両逸脱防止制御装置のブロック構成図である。 図１の制御装置を搭載した車両を示す斜視図である。 図１の装置における逸脱判定処理の第１の実施形態を示すフローチャートである。 図３のわき見運転判定処理の内容を説明するフローチャートである。 図１の装置における逸脱判定処理の第２の実施形態を示すフローチャートである。 図１の装置における逸脱判定処理の第３の実施形態を示すフローチャートである。

符号の説明

２…逸脱防止支援ＥＣＵ、１１…カメラ、１２…車速センサ、１３…操舵トルクセンサ、１４…ブレーキスイッチ、１５…ウィンカースイッチ、１６…メインスイッチ、２１…画像処理部、２２…逸脱判定部、２３…支援制御部、３２…ブザー、３１…電動ＰＳ、３３…メータ、４０…わき見運転検出部、４１…顔画像カメラ、１００…制御装置、２００…車両、３００…走行区分、３０１…白線。

Claims (3)

1. 運転者による操舵が行われたときに警報を停止または禁止する車両逸脱警報装置において、
   運転者のわき見を検出する手段と、
   運転者がわき見をしていると判定した場合には、わき見をしていないと判定した場合に比べて警報を停止または禁止する運転者の操舵介入の判定条件を警報の停止または禁止が行われにくくする方向へ変更する判定条件設定手段と、
   を備えていることを特徴とする車両逸脱警報装置。
2. 前記判定条件設定手段で設定する運転者の操舵介入の判定条件は操舵トルクまたは操舵角変化に基づくものであり、わき見をしていると判定した場合には、わき見をしていないと判定した場合に比べて、操舵トルクまたは操舵角変化が大きい場合に操舵介入と判定することを特徴とする請求項１記載の車両逸脱警報装置。
3. 運転者がわき見をしていると判定した場合には、運転者の操舵介入があっても警報の停止または禁止を行わないことを特徴とする請求項１記載の車両逸脱警報装置。
   

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