JP2008146481A

JP2008146481A - 運転支援装置

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Publication number: JP2008146481A
Application number: JP2006334866A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Tanaka; 勇彦田中; Fumio Sugaya; 文男菅谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2026-12-12
Also published as: EP2102050B1; WO2008072089A3; JP4240118B2; US20090198415A1; EP2102050A2; CN101547819B; CN101547819A; WO2008072089A2

Abstract

【課題】運転者の覚醒度に応じて、運転支援を行うことができ、信頼性の向上された運転支援装置を提供すること。
【解決手段】運転者の覚醒度を判定する覚醒度判定手段によって覚醒度が低下したと判定された場合に、運転支援を制限する制限手段による運転支援の制限を緩和する。これにより、車速が動作下限速度閾値以下に低下した場合に、運転者の覚醒度と無関係に運転支援が制限されることを無くし、運転者の覚醒度に応じて運転支援を行うことが可能となり、信頼性を向上させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両走行中の運転者のための支援を行う運転支援装置に関する。

従来、運転者を支援する運転支援装置として、自車両の走行位置を認識し、自車両が走行レーンを逸脱すると判定した場合に、運転者に警報を発する車両逸脱警報装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の車両用走行状態判定装置（車両逸脱警報装置）は、走行レーンを変更するときなどの低速走行時に不要な警報出力を防止するために、車速が所定の動作下限速度閾値以下に低下した場合に警報出力を制限している。
特開平１１−２５３９７号公報

しかしながら、従来技術では、車速が動作下限速度閾値以下に低下すると、覚醒度によらず、警報出力などの運転支援機能が停止されていた。運転者の覚醒度が低下した場合に運転支援機能を停止すると、運転支援を享受することができず、例えば車両逸脱などに気が付かなくなるという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、運転者の覚醒度に応じて、運転支援を行うことができ、信頼性の向上された運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明による運転支援装置は、車両走行中の運転者のための運転支援を行う運転支援手段と、車速が動作下限速度閾値以下の場合に運転支援を制限する制限手段とを具備する運転支援装置において、運転者の覚醒度を判定する覚醒度判定手段を備え、覚醒度が低下した場合に、制限手段による運転支援の制限を緩和することを特徴としている。

このような運転支援装置によれば、運転者の覚醒度を判定する覚醒度判定手段を備え、覚醒度が低下したと判定された場合に、運転支援の制限を緩和することができる。これにより、車速が動作下限速度閾値以下に低下した場合に、運転者の覚醒度と無関係に運転支援が制限されることを防止する。従って、運転者の覚醒度に応じて運転支援を行うことが可能となり、信頼性を向上させることができる。なお、「運転支援の制限の緩和」とは、動作下限速度閾値を低く設定すること、運転支援の制限を解除することを含むものである。また、「動作下限速度閾値」は、運転支援の実行を制限するか否かの判断基準となる閾値である。また、「覚醒度」とは、運転者の居眠り状態の程度を示すものであり、例えば、運転者が居眠り状態ではなく、正常に運転操作を行える場合には、「覚醒度が高い」とし、運転者が居眠り状態であり、集中力が低下し正常な運転操作を行えない場合には、「覚醒度が低い」とする。

また、覚醒度が低下した場合に、動作下限速度閾値を低くすることが好ましい。これにより、覚醒度の低下に合わせて、動作下限速度閾値を下げることで、運転者の覚醒度に応じて的確に運転支援を実行することができる。

また、覚醒度が低下した場合に、制限手段による運転支援の制限を解除してもよい。これにより、覚醒度が低下した場合に、車速に係わらず運転支援の実行を維持することができる。

また、運転支援手段は、運転支援として、自車両が走行する走行レーンを認識し、走行レーンと自車両との位置関係に基づいて自車両が走行レーンを逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に運転者に警報を発することが好ましい。これにより、運転支援として、走行レーンの逸脱を警報することができ、覚醒度に応じて運転支援の制限を緩和することができる。覚醒度が低下して車速が動作下限速度閾値以下に低下した場合であっても、運転支援を確実に実行することが可能となる。従って、運転者の覚醒度が低下して車速が低下した場合に、警報を出力して運転者に車線逸脱を報知することができる。

また、運転支援手段は、運転支援として、自車両が走行する走行レーンを認識し、走行レーンと自車両との位置関係に基づいて自車両が走行レーンを逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に、逸脱を防止するために必要な操舵トルクを付与することが好ましい。これにより、運転支援として、操舵トルクを付与して走行レーンの逸脱を防止することができ、覚醒度に応じて運転支援の制限を緩和することができる。覚醒度が低下して車速が動作下限速度閾値以下に低下した場合であっても、運転支援を確実に実行することが可能となる。従って、運転者の覚醒度が低下して車速が低下した場合に、操舵力を付与して走行レーンの逸脱を防止することができる。

また、覚醒度判定手段は、運転者の顔画像を取得し、運転者の顔向き角度に基づいて覚醒度を判定することが好ましい。これにより、例えば、運転者が車両前方を向いている場合には、覚醒度が高いと判断し、運転者が下方を向いている場合には、覚醒度が低いと判断することができる。

本発明によれば、運転者の覚醒度に応じて、運転支援を行うことが可能となり、信頼性の向上された運転支援装置を提供することができる。

以下、本発明による運転支援装置の好適な実施形態について図１〜図４を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、運転支援装置を車線逸脱警報装置とした場合について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車線逸脱警報装置１００を示すシステム構成図である。

図１に示す車線逸脱警報装置１００は、自車両が走行する走行レーン（車線）を認識し、走行レーンと自車両との位置に基づいて、自車両が走行レーンを逸脱するか否かを判定し、自車両が逸脱すると判定された場合に警報を出力するものである。車線逸脱警報装置１００は、車線逸脱警報電子制御ユニット（以下、「車線逸脱警報ＥＣＵ」という。）１を備え、この車線逸脱警報ＥＣＵ１は、演算処理を行うＣＰＵ、記憶部となるＲＯＭ及びＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成されている。

車線逸脱警報装置１００は、運転者Ｄの顔画像を撮像する顔画像撮像カメラ２、顔画像撮像カメラ２からの映像信号に基づいて画像処理を行う顔画像処理電子制御ユニット（以下、「顔画像処理ＥＣＵ」）３、車両前方の画像を取得する車両前方画像撮像カメラ４、車両前方画像撮像カメラ４からの映像信号に基づいて画像処理を行う前方画像処理電子制御ユニット（以下、「前方画像処理ＥＣＵ」という）５、車速を検出する車速センサ６、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ７を有している。これらの顔画像処理ＥＣＵ３、前方画像処理ＥＣＵ５、車速センサ６、及び操舵トルクセンサ７からの出力信号は車線逸脱警報ＥＣＵ１に入力されている。さらに、車線逸脱警報ＥＣＵ１には、警報音を出力する警報器８が電気的に接続されている。

顔画像撮像カメラ２は、例えばコラムカバー９の上面に設置され、運転者Ｄの顔画像を取得するものである。顔画像処理ＥＣＵ３は、入力された映像信号に基づいて、画像処理を行い運転者Ｄの顔画像を認識し、運転者Ｄの顔向き角度を検出して、この顔向き角度に基づいて覚醒度を判定する覚醒度判定手段として機能する。この顔画像処理ＥＣＵ３は、運転者Ｄが車両前方を向いている場合に覚醒度が高いと判定し、運転者Ｄが下方を向いている場合に覚醒度が低いと判定することができる。

車両前方画像撮像カメラ４は、車両の車室前方中央に配置され、フロントガラス越しに車両前方の路面の画像を取得するものである。前方画像処理ＥＣＵ５は、入力された映像信号に基づいて、画像処理を行い、自車両が走行している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、「白線」という。）を検出し、自車両が走行する走行レーンを認識する。

車線逸脱警報ＥＣＵ１は、前方画像処理ＥＣＵ５、車速センサ６、及び操舵トルク７からの各出力信号に基づいて、自車両の将来の走行軌跡を予想し、前方画像処理ＥＣＵ５によって認識された白線位置と比較することで、自車両が走行レーンを逸脱するか否かを判定する。

また、車線逸脱警報ＥＣＵ１は、自車両が走行レーンを逸脱すると判定された場合に、警報器８に、逸脱警報を出力させる（lane departure warning、以下、「ＬＤＷ」という）。そして、車線逸脱警報ＥＣＵ１及び警報器８が、車両走行中の運転者のための運転支援を行う本発明の運転支援手段として機能する。

また、車線逸脱警報ＥＣＵ１は、車速が動作下限速度閾値以下の場合に運転支援（ＬＤＷ動作）を制限する本発明の制限手段として機能し、運転支援制限処理を実行する。具体的には、車線逸脱警報ＥＣＵ１は、車速が動作下限速度閾値以下となった回数（例えば、単位時間の経過を１回とする。）を計測する停止カウンタを有し、停止回数が所定の許容回数（例えば１０回）となった場合に、ＬＤＷ動作を停止する。

ここで、車線逸脱警報ＥＣＵ１は、覚醒度に応じて動作下限速度閾値の設定を変化させることで、覚醒度が低下した場合に運転支援の制限を緩和することができる。具体的には、覚醒度が低い場合には、覚醒度が高い場合に比して動作下限速度閾値を低く設定している。

図２は、覚醒度に応じた動作下限速度閾値の設定例を示すグラフである。図２において、縦軸に動作下限閾値を示し、横軸に覚醒度を示している。実線で示すグラフＬ１は、動作下限速度閾値の覚醒度の変化を示している。図２では、覚醒度が高い場合には、動作下限速度閾値をＶ_１とし、覚醒度の低下に合わせて動作下限速度閾値を低く設定し、覚醒度が一定のところまで低下すると動作下限速度閾値を最低のＶ_０（Ｖ_０＜Ｖ_１）に設定する。

車線逸脱警報ＥＣＵ１のＲＯＭには、ＣＰＵを作動させるプログラムのほかに、動作下限速度閾値を設定するためのデータ（マップ）などが記憶されている。

次に、車線逸脱警報ＥＣＵ１で実行される「運転支援制限処理」について図３のフローチャートに沿って説明する。図３は、車線逸脱警報ＥＣＵ１で実行される運転支援制御処理を示すフローチャートである。まず、車線逸脱警報ＥＣＵ１では、ＬＤＷ動作中であるか否かの判定を行う（Ｓ１）。ＬＤＷ動作中である場合には、ステップ２に進み、ＬＤＷ動作中ではない場合には、処理を終了する。ＬＤＷが動作中であるか否かの判定は、例えば、運転者のスイッチ入力等に基づいて行われる。

ステップ２では、車線逸脱警報ＥＣＵ１は、ＬＤＷの動作下限速度閾値を設定する。車線逸脱警報ＥＣＵ１は、記憶部に記憶されたマップを参照し、覚醒度に応じた動作下限速度閾値を設定する

次に、ステップ３では、車線逸脱警報ＥＣＵ１は、車速がステップ２で設定された動作下限速度閾値以下であるか否かの判定を行う。車速が動作下限速度閾値以下であると判定された場合には、ステップ６に進み、車速が動作下限速度閾値以下であると判定されなかった場合には、ステップ４に進む。

ステップ４では、停止回数が１以上であるか否かの判定を行う。停止回数が０である場合には処理を終了し、停止回数が１以上である場合には、ステップ５に進み停止回数を１減らして処理を終了する。

ステップ６では、停止回数を１増やす。続いて、停止回数が許容回数（例えば１０回）より大きいか否かの判定を行う（Ｓ７）。停止回数が許容回数より小さい場合には処理を終了し、停止回数が許容回数より大きい場合にはステップ８に進む。ステップ８では、ＬＤＷ動作を停止（制限）する。続いて、停止回数をクリアして０に戻して、処理を終了する。

次に、覚醒度、車速、動作下限速度閾値、停止回数、動作状況の関係について、図４を参照して説明する。図４は、覚醒度、車速、動作下限速度閾値、停止回数、動作状況の関係を示すタイムチャートである。図４において、横軸に時間の経過を示し、グラフＬ２は、覚醒度の変化を示し、実線で示すグラフＬ３は、動作下限速度閾値の変化を示し、破線で示すグラフＬ４は、車速の変化を示し、グラフＬ５は、停止回数の増減を示し、グラフＬ６は、ＬＤＷ動作が機能しているか否か（動作状況）をＯＮ−ＯＦＦで示している。

グラフＬ２によって示される覚醒度は、点ａにおいて低下し始め、点ｂにおいて最も低下した後に再び上昇する。グラフＬ３によって示される動作下限速度閾値は、覚醒度に応じて変化する。グラフＬ４によって示される車速は、始めは動作下限速度閾値以上であるが、点ｄにおいて、動作下限速度閾値以下となり、点ｅにおいて再び動作下限速度閾値以上となっている。グラフＬ５によって示される停止回数は、点ｄに対応する点ｆにおいて増加し、点ｅに対応する点ｇにおいて減少している。グラフＬ６によって示されるＬＤＷの動作状況は、「ＯＮ」となっている。なお、従来技術では、動作下限速度閾値は一定であるため、グラフＬ４によって示される車速では、車速がＶ_１以下となる点ｈにおいて、動作下限速度閾値以下となっていたため、ＬＤＷ動作が制限（ＯＦＦ）されていた。図４では、ＬＤＷ動作が制限されていないので、走行レーンを逸脱する虞があるときは、警報音が出力される。

このような車線逸脱警報装置１００によれば、覚醒度を判定し、覚醒度に応じて動作下限速度閾値を変化させて、覚醒度が低下した際に動作下限速度閾値を低く設定している。そのため、運転者の覚醒度と無関係にＬＤＷ動作が制限されることを無くし、運転者の覚醒度に応じて運転支援を行うことが可能となる。従って、覚醒度が低下して車速が低下した場合に、警報音を出力して、運転者に走行レーンの逸脱を報知することができ、装置の信頼性を向上させることができる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、停止カウンタにより停止回数（動作下限速度閾値を下回った単位時間）を計測し、停止回数が所定値以上となった場合に、ＬＤＷ動作を停止しているが、停止回数を計測せず、車速が動作下限速度閾値以下となった場合に、運転支援を停止してもよい。

また、覚醒度に応じて停止回数の上記所定値を変化させるようにしてもよい。覚醒度が低い場合に、上記所定値を覚醒度が高い場合に比して増加させるようにして、運転支援の制限を緩和してもよい。

また、上記実施形態では、覚醒度が低下した場合に、動作下限速度閾値を低く設定しているが、覚醒度が任意の基準値以下となった場合に、運転支援の制限を解除してもよい。これにより、覚醒度が低下した場合に、車速に係わらず運転支援の実行を維持することができる。

また、上記実施形態では、運転支援装置を車線逸脱警報装置に適用しているが、その他の運転支援を行う運転支援装置としてもよい。例えば、運転支援として、自車両が走行する走行レーンを認識し、走行レーンと自車両との位置関係に基づいて自車両が走行レーンを逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に、逸脱を防止するために必要な操舵トルクを付与する車線維持支援装置に適用しても良い。

また、上記実施形態では、運転者の顔画像を取得して、顔向き角度に基づいて、覚醒度を判定しているが、その他の方法によって、運転者の覚醒度を判定してもよい。例えば、運転者の血圧、脳波等の生体情報を用いて覚醒度を判定してもよい。

本発明の実施形態に係る車両逸脱警報装置を示すシステム構成図である。覚醒度に応じた動作下限速度閾値の設定例を示すグラフである。車線逸脱警報ＥＣＵで実行される運転支援制限処理を示すフローチャートである。覚醒度、車速、動作下限速度閾値、停止回数、動作状況の関係を示すタイムチャートである。

符号の説明

１…車線逸脱警報ＥＣＵ（運転支援手段、制限手段）、３…顔画像処理ＥＣＵ（覚醒度判定手段）、８…警報器（運転支援手段）、１００…車線逸脱警報装置（運転支援装置）。

Claims

車両走行中の運転者のための運転支援を行う運転支援手段と、車速が動作下限速度閾値以下の場合に前記運転支援を制限する制限手段とを具備する運転支援装置において、
運転者の覚醒度を判定する覚醒度判定手段を備え、
前記覚醒度が低下した場合に、前記制限手段による前記運転支援の制限を緩和することを特徴とする運転支援装置。
前記覚醒度が低下した場合に、前記動作下限速度閾値を低くすることを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
前記覚醒度が低下した場合に、前記制限手段による運転支援の制限を解除することを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
前記運転支援手段は、前記運転支援として、自車両が走行する走行レーンを認識し、走行レーンと自車両との位置関係に基づいて自車両が走行レーンを逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に運転者に警報を発することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の運転支援装置。
前記運転支援手段は、前記運転支援として、自車両が走行する走行レーンを認識し、走行レーンと自車両との位置関係に基づいて自車両が走行レーンを逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に、逸脱を防止するために必要な操舵トルクを付与することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の運転支援装置。
前記覚醒度判定手段は、運転者の顔画像を取得し、運転者の顔向き角度に基づいて覚醒度を判定することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の運転支援装置。