JP2012226392A - 運転支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のカメラの画像に基づいて運転支援を行う際に、適切な運転操作を支援する。
【解決手段】車線維持の運転支援中に、方向指示器スイッチの操作が検出されると、方向指示器が操作された方向と同じ方向の車両後方を第２の撮像手段または第３の撮像手段により撮像された画像から車線変更に障害となる車両を認識し、障害となる車両が存在しないと判断した際に、車線維持支援手段に対して、維持するべき車線を方向指示器が操作された方向の隣の車線に変更することを指示して車線変更を行い、障害となる車両が存在すると判断した際に、車線変更を抑制し、障害となる車両が存在しなくなるまで待機した後に、車線変更の抑制を解除する車線変更支援手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車線変更時などの運転操作を支援する運転支援システムに関する。

従来から、車載監視カメラによって撮像した車両前方の画像をもとに車線を認識し、パワーステアリングの制御を連動させて車線内の走行を維持する運転を支援する車線維持運転支援装置が知られている。この車線維持運転支援装置は、一台の車載監視カメラを用いて、路面上の車線分離を表す白色線・黄色線などのマーカーを認識して、車両の車線中央からの位置ずれ量を求め、この位置ずれを解消するように、パワーステアリングを制御して運転支援を行うものである。

一方、近年は車載カメラによる立体物の認識、特に先行車両やガードレール、パイロンなどの認識が行えるようになってきており、車線内での障害物回避や車間維持、衝突警報等の応用分野が広がってきている。例えば、後方監視カメラなどを用いて、後続車両の有無、車線変更先のスペースとの相対関係等に基づき、車線変更の難易度を求め、この難易度に応じて警報などを出力する運転支援装置などが知られている（例えば、特許文献１参照）。このように、近年は、カメラによって撮像した画像を応用した運転支援装置が増えてきており、車両前方、車両後方を監視するカメラに加え、左右前方の死角や左右後方の死角を監視するカメラを搭載して運転支援を行うために、車両に複数のカメラが搭載される可能性が高くなっている。

特開２００９−０２９２０３号公報

しかしながら、従来の運転支援装置は、運転支援の目的に応じてカメラを搭載し、そのカメラの画像をもとに運転支援を行うための制御を行う構成であり、複数のカメラが搭載されつつある現状にもかかわらず、運転支援装置それぞれが目的を達成するために設けられたカメラの画像に依存して運転支援を行うための制御を行っていた。そのため、例えば、前方監視カメラによって障害物を認識しても、並行する隣の車線への回避行動の運転支援の制御が連携していないため、適切な回避行動を行うことができないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、複数のカメラの画像に基づいて運転支援を行う際に、適切な運転操作を支援することができる運転支援システムを提供することを目的とする。

本発明は、前記車両の前方画像を撮像する第１の撮像手段と、前記車両の左後方画像を撮像する第２の撮像手段と、前記車両の右後方画像を撮像する第３の撮像手段と、前記車両の方向指示器スイッチの操作状態を検出する方向指示器検出手段と、前記車両のステアリング操作を制御するステアリング制御手段と、前記第１の撮像手段により撮像した前記前方画像から自車両が走行するべき車線を認識して、該車線内を維持して走行するように前記ステアリング制御手段により前記ステアリング操作の制御を行うことにより車線維持の運転支援を行う車線維持支援手段と、前記車線維持の運転支援中に、前記方向指示器スイッチの操作が検出されると、前記方向指示器が操作された方向と同じ方向の車両後方を前記第２の撮像手段または前記第３の撮像手段により撮像された画像から車線変更に障害となる車両を認識し、障害となる車両が存在しないと判断した際に、前記車線維持支援手段に対して、維持するべき車線を前記前記方向指示器が操作された方向の隣の車線に変更することを指示して車線変更を行い、障害となる車両が存在すると判断した際に、車線変更を抑制し、前記障害となる車両が存在しなくなるまで待機した後に、前記車線変更の抑制を解除する車線変更支援手段とを備えることを特徴とする。

本発明は、前記車両の速度を検出する速度検出手段をさらに備え、前記車線変更の運転支援動作は、前記速度検出手段による検出速度が所定速度以上である場合に動作することを特徴とする。

本発明は、前記車線変更ができないことを示す警報を出力する警報出力手段をさらに備え、前記障害となる車両が存在しなくなるまで待機した時間が所定時間を超えた場合に、前記警報出力手段により、前記車線変更ができないことを示す警報を出力することを特徴とする。

本発明によれば、車両周辺を監視するカメラの画像から運転支援を行う際に、前方監視カメラの画像による車線維持の運転支援と、左右後方監視カメラの画像による車線変更の運転支援を連携させて、車線維持運転支援中に、方向指示器スイッチが操作されると、方向指示器スイッチが操作された方向の障害物の確認と、車線変更可能なスペースの有無を確認し、車線変更を行うようにしたため、適切な運転操作を支援することができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。 図１に示す各装置の配置位置を示す説明図である。 図１に示す車線変更支援部８の動作を示すフローチャートである。 図１に示す車線変更支援部８の動作を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による運転支援システムを説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、車両前方を監視するために、車両前方の画像を撮像するカメラである。符号２は、カメラ１によって撮像した車両前方の画像から車線を分ける白線等を認識して、車線内を維持して走行するように制御を行うことにより車線維持の運転支援を行う車線維持支援部である。符号３は、車線維持支援部２から出力する制御指示情報に基づき、電動パワーステアリングにより操舵を制御するパワーステアリングユニットである。符号４は、車両の車速を検出する車速検出部である。符号５は、運転者に対して、音声等により警報を発する警報出力部である。

符号６は、車両の右後方を監視するために、車両の右後方の画像を撮像するカメラである。符号７は、車両の左後方を監視するために、車両の左後方の画像を撮像するカメラである。符号８は、２台のカメラ６、７によって撮像した画像から車両後方の他の車両等を認識して、安全に車線変更が行えるように運転支援を行う車線変更支援部である。符号９は、方向指示器スイッチであり、ここでは車線変更の意思を検出するために用いる。

次に、図２を参照して、図１に示す３台のカメラ１、６、７の搭載位置と、各カメラの監視領域について説明する。車両の前方を監視するカメラ１は、車内設置されており、少なくとも自車が走行している車線の白線を撮像可能な撮像視野を有している。カメラ１の前方監視領域は、カメラ１の撮像視野によって決まるものである。また、車両の右後方を監視するカメラ６は、右のドアミラー等に設置されており、自車が走行する車線の右隣の車線を走行する後続車両を撮像可能な撮像視野を有している。車両の左後方を監視するカメラ７は、左のドアミラー等に設置されており、自車が走行する車線の左隣の車線を走行する後続車両を撮像可能な撮像視野を有している。カメラ６、７の左右それぞれの後方監視領域は、カメラ６、７の撮像視野によって決まるものである。

次に、図１に示す運転支援システムの動作を説明する。始めに、車線維持の運転支援を行う動作を説明する。車線維持支援部２は、車速検出部４において検出された車速が所定速度以上である場合に、カメラ１によって撮像した画像から、路面上の車線分離を表す白色線・黄色線などのマーカーを認識して、自車が走行するべき車線中央からの位置ずれ量を求め、この位置ずれを解消するように、パワーステアリングユニット３を制御して運転支援を行う。このとき、車線維持支援部２は、車線を逸脱しそうになったことを検出すると、警報出力部５に対して警報を出力する指示する。車線維持支援部２は、車速が所定速度より低くなるか、または、運転者が車線維持機能を停止させるまでこの処理動作を繰り返し実行することにより、車線維持の運転支援動作を続行する。

次に、図３を参照して、車線維持運転支援中において、車線変更の運転支援を行う動作を説明する。車線変更支援部８は、方向指示器スイッチ９の操作が検出されると、車線変更運転支援処理を開始する。車線変更運転支援処理が開始されると、車線変更支援部８は、車速検出部４が出力する車速値を読み取り、車速が３０ｋｍ／ｈ以上か否かを判定する（ステップＳ１）。この判定の結果、３０ｋｍ／ｈ以上でなければ、右左折動作であると見なして、車線変更運転支援処理を中止（ステップＳ１９）して処理を終了する。

一方、車速が３０ｋｍ／ｈ以上であれば、車線変更支援部８は、内部に保持している確認回数をクリアし（ステップＳ２）、車線維持支援部２に対して、先行車両がいるか否かを問い合わせる。これを受けて、車線維持支援部２は、車線維持の運転支援処理中に検出した先行車両の情報（いるか否かの情報、いる場合の相対速度情報）を車線変更支援部８へ出力する。車線変更支援部８は、この情報に基づき、先行車両がいるか否かを判定する（ステップＳ３）。この判定の結果、先行車両がいる場合、車線変更支援部８は、相対速度を加味した車線変更完了までの最終車間距離の確認し（ステップＳ４）、距離は十分あるか否かを判定する（ステップＳ５）。先行車両がいない場合は、ステップＳ３、Ｓ４をスキップする。

距離が十分ある場合、車線変更支援部８は、方向指示器スイッチ９が操作された方向（右または左）のカメラ（ここではカメラ６またはカメラ７）の画像から後続車両がいるか否かを判定する（ステップＳ６）。この判定の結果、後続車両がいる場合、車線変更支援部８は、相対速度を加味した車線変更完了までの最終車間距離の確認を行う（ステップＳ７）。そして、車線変更支援部８は、距離は十分あるか否かを判定し（ステップＳ８）、距離が十分ある場合に車線変更を実行する（ステップＳ９）。車線変更支援部８は、ステップＳ６において、後続車両がいなかった場合においても車線変更を実行する。車線変更は、車線維持支援部２に対して、方向指示器スイッチ９が操作された方向の隣の車線に変更するように指示を出すことにより行う。車線維持支援部２は、維持するべき車線の変更を行い、車線変更が完了した時点で、車線変更完了を車線変更支援部８へ出力する。車線変更支援部８は、車線変更完了まで待機し（ステップＳ１０）、車線変更完了が車線維持支援部２から出力された時点で方向指示器スイッチ９を復帰して（ステップＳ１１）、処理を終了する。

一方、ステップＳ５において、距離が十分ない場合、車線変更支援部８は、内部に保持している確認回数をカウントアップし（ステップＳ１２）、確認回数が７回になったか否かを判定する（ステップＳ１３）。この判定の結果、７回目になっていなければ、車線変更支援部８は、追い抜きまたは追い抜かれ完了までの予想時間Ｔを算出する（ステップＳ１４）。予想時間Ｔは、自車両との距離と、相対速度から算出する。そして、車線変更支援部８は、予想時間Ｔが３０秒以内であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。この判定の結果、３０秒以内でなければ、車線変更支援部８は、警報出力部５から警告を発する（ステップＳ１８）。また、車線変更支援部８は、確認回数が７回目になった場合も警告を発する。

次に、予想時間Ｔが３０秒以内である場合、車線変更支援部８は、車線変更の抑制を行い（ステップＳ１６）、時間がＴ／４経過したかを判定し（ステップ１７）、Ｔ／４経過していなければ車線変更の抑制を続行する。そして、Ｔ／４経過した時点で、ステップＳ３に戻り、先行車両がいるか否かの判定を再度行って処理を繰り返す。

次に、図４を参照して、具体例を挙げて車線変更の動作を説明する。まず、車線維持運転支援中に方向指示器が操作され、運転者が車線変更の意思を示した場合（図４（１）参照）、車線変更方向に障害となる車両などがいないか否かを、前方監視カメラと右後側方監視カメラ、または、左後側方監視カメラにて確認する。

次に、後側方からの接近車両もなく、車線変更方向前方にも障害となる車両もないと判断した場合は、車線維持対象を、その時点で走行している車線から車線変更方向の車線に一つ移動し、車線維持を継続する。新たな対象車線に収まり、車線維持運転支援が継続成立した時点で、方向指示器を戻し、無事に車線変更が完了したことを運転者に通知する。

一方、後側方からの接近車両を認識した場合、車線変更を抑制し（図４（２）参照）、車両が前方に通過したことを認識したら、車線変更抑制を解除する（図４（３）参照）。そして、維持対象車線を変更し、車線変更を行う（図４（４）参照）。

なお、車線変更を実施するか否かの判定基準は、その時点の速度を維持しつつ、車線変更支援を実行し完了した時点の最終車間距離を予想し、それを以って車線変更可能スペースとする。判定閾値は、自車両速度に応じて変更し、例えば１００ｋｍ／ｈで５０ｍ、５０ｋｍ／ｈで２５ｍとする。また、先行車両・後続車両がいないと判定されている場合でも、認識処理から判定信頼度を入手し、十分信頼に足ることを根拠にする。また、自車両速度は停車や右左折の意思を予想し、最低速度（３０ｋｍ／ｈ）以下であれば車線変更支援を中止する。また、ブレーキ操作自体は単なる速度調整とも考えられるため、ブレーキ信号による中止判定は行わない。距離と相対速度は、追い抜き、追い抜かれを判定し、追い抜き／追い抜かれ予想時間が一定値以上（例：３０秒）だった場合、または予想時間の１．５倍経過後もスペースが空かない場合は車線変更支援を中止し、警報を発する。

以上説明したように、車両周辺を監視するカメラの画像から運転支援を行う際に、前方監視カメラの画像による車線維持の運転支援と、左右後方監視カメラの画像による車線変更の運転支援を連携させて、車線維持運転支援中に、方向指示器スイッチが操作されると、方向指示器スイッチが操作された方向の障害物の確認と、車線変更可能なスペースの有無を確認し、車線変更を行うようにしたため、適切な運転操作を支援することができる。

なお、図１における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより運転支援処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

カメラによって撮像した画像をもとに車線変更時などの運転操作を支援することが不可欠な用途に適用できる。

１・・・カメラ（前方監視）、２・・・車線維持支援部、３・・・パワーステアリングユニット、４・・・車速検出部、５・・・警報出力部、６・・・カメラ（右後方監視）、７・・・カメラ（左後方監視）、８・・・車線変更支援部、９・・・方向指示器スイッチ

Claims (3)

1. 前記車両の前方画像を撮像する第１の撮像手段と、
   前記車両の左後方画像を撮像する第２の撮像手段と、
   前記車両の右後方画像を撮像する第３の撮像手段と、
   前記車両の方向指示器スイッチの操作状態を検出する方向指示器検出手段と、
   前記車両のステアリング操作を制御するステアリング制御手段と、
   前記第１の撮像手段により撮像した前記前方画像から自車両が走行するべき車線を認識して、該車線内を維持して走行するように前記ステアリング制御手段により前記ステアリング操作の制御を行うことにより車線維持の運転支援を行う車線維持支援手段と、
   前記車線維持の運転支援中に、前記方向指示器スイッチの操作が検出されると、前記方向指示器が操作された方向と同じ方向の車両後方を前記第２の撮像手段または前記第３の撮像手段により撮像された画像から車線変更に障害となる車両を認識し、
   障害となる車両が存在しないと判断した際に、前記車線維持支援手段に対して、維持するべき車線を前記前記方向指示器が操作された方向の隣の車線に変更することを指示して車線変更を行い、
   障害となる車両が存在すると判断した際に、車線変更を抑制し、前記障害となる車両が存在しなくなるまで待機した後に、前記車線変更の抑制を解除する車線変更支援手段と
   を備えることを特徴とする運転支援システム。
2. 前記車両の速度を検出する速度検出手段をさらに備え、
   前記車線変更の運転支援動作は、前記速度検出手段による検出速度が所定速度以上である場合に動作することを特徴とする請求項１に記載の運転支援システム。
3. 前記車線変更ができないことを示す警報を出力する警報出力手段をさらに備え、
   前記障害となる車両が存在しなくなるまで待機した時間が所定時間を超えた場合に、前記警報出力手段により、前記車線変更ができないことを示す警報を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の運転支援システム。

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