JP2015217737A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車線維持支援制御においてドライバの操舵に基づいて車線境界線を再認識することが可能な運転支援装置を提供する。
【解決手段】運転支援装置１００は、車両の車線維持支援制御を行う装置であって、車両前方を撮像するフロントカメラ３と、撮像画像から車両の走行車線の二本の車線境界線を認識する車線境界線認識部７ａと、ドライバによる操舵を検知する操舵検知部５と、操舵検知部５の検知結果に基づいて、ドライバの操舵による車幅方向の走行位置と車線維持支援制御による目標走行位置とが所定閾値以上オフセットしている状態が維持されているか否かを判定する操舵判定部７ｂと、を備え、車線境界線認識部７ａは、車線維持支援制御の実行中に、オフセットしている状態が維持されていると判定された場合、その走行位置を基準として予め設定された位置関係を有する二本の車線境界線の再認識を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、運転支援装置に関するものである。

従来、このような分野の技術として、車両前方の道路の撮像画像から車線を認識し、当該車線の中央を維持して走行するように制御する車線維持支援が知られている（下記特許文献１参照。）。

特開2009-148289号公報

この車線維持支援においては、例えば、縁石などを車線境界線として誤認識した場合に、車線が誤って認識され、その結果、車線中央からずれた位置を走行するように車両が制御されてしまう。そこで、本発明は、車線維持支援制御においてドライバの操舵に基づいて車線境界線を再認識することが可能な運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明の運転支援装置は、車両の前方の撮像画像に基づいて車両の走行車線の二本の車線境界線を認識すると共に、二本の車線境界線に対して車両の車幅方向で予め設定された位置関係を有する目標走行位置を維持するように車両の車線維持支援制御を行う運転支援装置であって、撮像画像を取得する撮像部と、撮像画像の画像処理によって車両の走行車線の二本の車線境界線を認識する車線境界線認識部と、ドライバによる車両の操舵を検知する操舵検知部と、操舵検知部の検知結果に基づいて、ドライバの操舵による走行車線内の車両の車幅方向の走行位置と車線維持支援制御による目標走行位置とが車幅方向で所定閾値以上オフセットしている状態が維持されているか否かを判定する判定部と、を備え、車線境界線認識部は、車線維持支援制御の実行中において、判定部によりオフセットしている状態が維持されていると判定された場合、当該オフセットしている状態における走行位置を基準として予め設定された位置関係を有する二本の車線境界線の再認識を行うことを特徴とする。

本発明によれば、車線維持支援制御においてドライバの操舵に基づいて車線境界線を再認識することが可能な運転支援装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る運転支援装置のシステムブロック図である。 操舵判定部が実行する処理を示すフローチャートである。 車線認識部が実行する処理を示すフローチャートである。 撮像画像の一例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る運転支援装置の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本実施形態の運転支援装置１００のシステムブロック図である。運転支援装置１００は、車両に搭載され、いわゆる車線維持支援制御（レーンキープアシスト）を実行する装置である。車線維持支援制御（レーンキープアシスト）とは、車両が走行車線内の車幅方向で目標走行位置を維持するように走行させる制御である。目標走行位置とは、走行車線の二本の車線境界線に対して車幅方向で予め設定された位置関係を有する位置である。予め設定された位置関係とは、例えば、二本の車線境界線と車幅方向で等距離の位置（走行車線の中央位置）が目標走行位置となる位置関係である。なお、目標走行位置は、走行車線の中央位置となる場合に限られず、ドライバの好み等に応じて予め設定された位置関係に基づいて、走行車線の左右何れかに寄った位置とされてもよい。

運転支援装置１００は、車両の前方の道路を撮像するフロントカメラ（撮像部）３と、ドライバによる操舵（ハンドル操作）を検知する操舵検知部５と、種々の情報処理を行う情報処理部７と、操舵角コントロールアクチュエータ１１と、を備えている。

フロントカメラ３としては、例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等が用いられる。操舵検知部５は、ドライバによるステアリング操作のトルクを検知するトルクセンサ５ａと、ドライバによるステアリング操作の操舵角を検知する操舵角センサ５ｂと、を備えている。

情報処理部７は、例えばＥＣＵであり、車線境界線認識部７ａと、操舵判定部７ｂと、目標操舵角演算部７ｃと、を備えている。情報処理部７を構成するＥＣＵ等のハードウエアが予め定められた所定のプログラムに従って動作することにより、当該ハードウエアが車線境界線認識部７ａ、操舵判定部７ｂ、及び目標操舵角演算部７ｃとして機能する。

車線境界線認識部７ａは、フロントカメラ３で取得された撮像画像に基づく画像処理を行い、車両の走行する走行車線の左右各々の車線境界線を認識し、当該車線境界線同士の間の領域を車線として認識する。本実施形態において、車線境界線には、道路外側線が含まれる。また、車線境界線認識部７ａは、上記画像処理に基づいて、走行車線の形状（曲率）や走行車線に対する車両のヨー角を認識する。車線境界線認識部７ａは、フロントカメラ３で取得された撮像画像に基づく画像処理を行い、複数の車線境界線の候補を抽出した場合、例えば、予め記憶された車線境界線モデルに最も近い二本の候補を走行車線の車線境界線として認識する。

操舵判定部７ｂは、操舵検知部５の検知結果に基づいて、ドライバの操舵による走行車線内の車両の車幅方向の走行位置と車線維持支援制御による目標走行位置とが車幅方向で所定閾値以上オフセットしている状態が維持されているか否かを判定する。操舵判定部７ｂによる具体的な処理は後述する。目標操舵角演算部７ｃは、車線境界線認識部７ａから得られる走行車線の情報に基づいて、車線維持支援制御を行うための目標操舵角を算出する。目標操舵角演算部７ｃは、例えば、車線境界線認識部７ａで得られた走行車線の中央位置を車両が維持して走行するように目標操舵角を算出し、また、車両が車線の形状に沿って旋回するように目標操舵角を算出する。

操舵角コントロールアクチュエータ１１は例えば、ＥＰＳ−ＥＣＵを有している。操舵角コントロールアクチュエータ１１は、目標操舵角演算部７ｃで得られた目標操舵角の情報に基づき、当該目標操舵角を実現するように、実際のステアリング操作を行う。これによって、車両の車線維持支援制御が実現される。本実施形態における車線維持支援制御では、目標走行位置を走行車線の中央位置とした場合について説明する。

上述の車線維持支援制御においては、例えば、道路の縁石などが車線境界線として誤認識されると、走行車線が左右方向にずれた位置に誤って認識され、その結果、走行車線の中央位置からずれた位置を走行するように車両が継続して制御されてしまう。そして、ドライバが操舵により車両の走行位置を走行車線の中央位置に戻したとしても、ドライバが操舵を中止すれば車線維持支援制御によって再びずれた位置に車両が戻ってしまう。この問題を解決するために、情報処理部７では、図２及び図３のフローチャートに示す処理が車線維持支援制御中に繰り返し実行される。

まず図２は、車線維持支援制御中に操舵判定部７ｂによって実行される処理を示すフローチャートである。図２に示されるように、操舵判定部７ｂでは、トルクセンサ５ａからの入力値に基づいて、例えば所定の閾値を用いることによりドライバによる操舵の有無が判断される（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１においてドライバの操舵が有りと判断される場合には処理はステップＳ１０２に進み、ドライバの操舵が無しと判断される場合には処理はステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０２では、操舵角センサ５ｂで検知されたドライバによる操舵角と、目標操舵角演算部７ｃで算出された目標操舵角と、が比較される（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、ドライバによる操舵角と目標操舵角との差が所定の基準値以上である場合には処理がステップＳ１０３に進み、それ以外の場合には処理がステップＳ１０７に進む。ドライバによる操舵角と目標操舵角との差が所定の基準値以上であることは、ドライバが車線維持支援制御に逆らって操舵を行っている可能性が高いことを意味する。すなわち、この基準値としては、ドライバが車線維持支援制御に逆らって操舵を行っていると見なすことができる下限の値が採用され、予め設定されている。

ステップＳ１０３では、現在の車両のヨー角と、車線維持支援制御による制御目標ヨー角と、がほぼ同じであるか否かが判断される（ステップＳ１０３）。ここで「ほぼ同じ」とは、所定の基準値よりも両者の差が小さいことを意味する。この基準値としては、ドライバの操舵による車両のヨー角が車線維持支援制御で目標とするヨー角とがほぼ同じであると見なされる上限の値が採用され、予め設定されている。ステップＳ１０３において、現在の車両のヨー角と、車線維持支援制御による制御目標ヨー角と、がほぼ同じである場合には処理がステップＳ１０４に進み、それ以外の場合には処理がステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０４では、走行車線上における車両の車幅方向の走行位置と、車線維持支援制御による目標走行位置との車幅方向の差（以下、「オフセット」という）が所定の基準値以上であるか否かが判断される（ステップＳ１０４）。走行車線上における車両の車幅方向の走行位置は、例えば、操舵検知部５の検知結果に基づいて求められる。この走行位置は、車線維持支援制御中にドライバが操舵を開始してからの操舵履歴に基づいて求められてもよい。また、この走行位置は、例えば、フロントカメラ３で取得された撮像画像に基づく画像処理により、車線境界線を基準として求められてもよい。オフセットが所定の基準値以上存在する場合、車線維持支援制御による目標走行位置を外れるようにドライバが意識して操舵している可能性が高いことを意味する。

すなわち、上記の基準値としては、オフセットをドライバの意識的な操舵によるものと見なすことができる下限の値が採用され、予め設定されている。ここでは、例えば、過去数秒間のオフセットの平均と分散（オフセットの分布）が、ドライバの操舵が無い場合のオフセットの分布と比較して有意差がある場合に、オフセットが基準値以上であると判断されてもよい。ステップＳ１０４において、オフセットが基準値以上である場合には処理がステップＳ１０６に進み、それ以外の場合には処理がステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０６ではタイムカウントがカウントアップされ、ステップＳ１０７ではタイムカウントがゼロクリアされる。例えば、操舵判定部７ｂによるこの処理の演算周期が０．１秒であれば、ステップＳ１０６においてステップタイムカウントは０．１ずつカウントアップされることになる。すなわちここでは、Ｓ１０１〜Ｓ１０４の判断がすべてＹＥＳになる度にタイムカウントがカウントアップされ、Ｓ１０１〜Ｓ１０４の判断の何れかＮＯになったときにタイムカウントがゼロクリアされる。

そして、ステップＳ１０８の判断により、タイムカウントがＸ秒以上蓄積されている場合に、ドライバの操舵による走行車線内の車両の車幅方向の走行位置と車線維持支援制御による目標走行位置とが車幅方向で所定閾値以上オフセットしている状態が維持されていると判定する。このオフセットしている状態が維持されていると判定した場合、操舵判定フラグが１とされ（ステップＳ１０９）、それ以外の場合に操舵判定フラグが０とされる（ステップＳ１１０）。その後、処理が終了する。操舵判定フラグは、車線境界線認識部７ａによる所定の処理の契機となるフラグである。

ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の判断がすべてＹＥＳであり、その状態がＸ秒以上継続している場合（ステップＳ１０８でＹＥＳとなる場合）は、車線維持支援制御における車線境界線及び走行車線の中央位置の認識が誤っており、ドライバがその誤った制御に逆らって真の中央位置を走行させている可能性が高いことを意味する。すなわち、走行車線の中央位置の認識を誤った車線維持支援制御系から見た場合、ドライバが意識して目標走行位置から所定閾値以上オフセットしている走行位置をＸ秒以上継続して走行させているように観測される。この場合、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の判断がすべてＹＥＳとなる。そこで、この場合には操舵判定フラグ＝１とされ、車線境界線認識部７ａは操舵判定フラグ＝１に対応する処理を行うことになる。

続いて、操舵判定フラグに基づいて車線境界線認識部７ａが行う処理について説明する。図３のフローチャートに示されるように、車線境界線認識部７ａは、操舵判定フラグに基づいて（ステップＳ２０１）、操舵判定フラグ＝０のときには、通常の車線境界線認識処理を実行している（ステップＳ２０３）。一方、操舵判定フラグ＝１のときには、ドライバが操舵により維持する車両の走行位置を基準として、予め設定された位置関係となるような二本の車線境界線（例えば、当該走行位置から左右等距離に位置する二本の車線境界線）を再認識する。

例えば、車線境界線認識部７ａは、フロントカメラ３で取得された撮像画像に基づく画像処理により抽出した複数の車線境界線の候補のうち、当該走行位置から左右等距離に位置する二本の車線境界線の候補の認識信頼度（投票数）を上昇させる処理を行う（ステップＳ２０２）。ステップ２０２の処理について、図４に示される具体例を参照しながら説明する。

今、車両前方の撮像画像が図４のような状態であるとする。図４の例では、撮像画像５０内には、右の白線５１と、左の白線５２と、白線５２の更に左に位置する道路縁石５３とが存在している。白線５１及び白線５２のペアが真の左右の車線境界線であり、白線５１と白線５２との間の領域が真の走行車線５５である。そして、車線境界線認識部７ａは、白線５１及び道路縁石５３のペアを左右の車線境界線として誤認識しているものとし、白線５１と道路縁石５３との間の領域を走行車線として誤認識しているものとする。その誤認識の結果、目標操舵角演算部７ｃ及び操舵角コントロールアクチュエータ１１は、白線５１と道路縁石５３との中央のラインＬ１に沿って車両を走行させるべく車線維持支援制御を実行している。そして、図４は、当該車線維持支援制御に逆らってドライバが操舵を行い、真の走行車線５５の中央のラインＬ２上に車両を移動させた後の状態である。

図４の状態が継続されると、操舵判定部７ｂの処理（図２）において操舵判定フラグ＝１となる。これに対応して、車線境界線認識部７ａは、ドライバの操舵による車両の走行位置（ラインＬ２）が目標走行位置（走行車線の中央位置）となるような車線境界線の候補を車線境界線として認識する認識信頼度を上昇させるようにする。具体的には、ラインＬ２を中心として左右等距離に位置する車線境界線候補の認識信頼度（投票率）を上昇させる（ステップＳ２０２）。ここで、認識信頼度とは、その車線境界線の候補が真の車線境界線である信頼度を意味する。ステップＳ２０２の処理によれば、ラインＬ２から左右等距離に位置する白線５１及び白線５２の認識信頼度が上昇し、白線５１と白線５２とが車線境界線として認識され易くなった状態となる。図４の例では、左側の車線境界線候補として白線５２と道路縁石５３とが挙げられるが、白線５１と左右等距離の対をなす白線５２の方が、認識信頼度が高くなり、より認識され易くなる。

なお、認識信頼度を上昇させる処理以外にも、ラインＬ２から左右等距離に位置する車線境界線候補を認識され易くするロジックの処理であれば、上記のステップＳ２０２の処理に代えて採用してもよい。このような処理としては種々が考えられるが、例えば、車線境界線の探索範囲をラインＬ２から左右対称に存在する対の候補に限定するといった処理を行ってもよい。

そして、車線境界線認識部７ａによって白線５１及び白線５２が車線境界線として正しく再認識されると、正しい走行車線５５が認識され、その結果、正しい走行車線の中央位置（ラインＬ２）を目標として車線維持支援制御が行われることになる。そうすると、図２のフローチャートに示される処理において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の少なくとも何れかにおいてＮＯの判断がされ、タイムカウントがクリアされ（ステップＳ１０７）、操舵判定フラグが０に戻る（ステップＳ１１０）。その結果、車線境界線認識部７ａは、正しい走行車線５５の認識に基づく通常の車線境界線認識処理に復帰する（図３のステップＳ２０３）。

以上説明したように、車線認識装置１によれば、ドライバによる操舵の情報が車線境界線認識のロジックの入力に加わることで、車線境界線認識部７ａにおいて車線の誤認識が発生した場合でも、ドライバの操舵に基づいて車線境界線を再認識することが可能となる。

なお、車線認識装置１による上述の処理は、通常の車線変更のためにドライバが操舵を行った時に実行されてもよい。例えば、車線変更を行ったドライバは変更後の走行車線の中央に車両の位置を調整するのが通常である。従って、その車線変更後の車両の位置から左右等距離に位置する白線が車線境界線として認識されても問題は生じない。また、ドライバによる操舵の途中で走行車線が誤認識されたとしても、車線認識装置１による上述の処理により、最終的に正しい走行車線の認識に到達する。よって、上記のような状況と、ドライバが車線維持支援制御に逆らって操舵している状況とを区別せずに処理してもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。

１…車線認識装置、３…フロントカメラ（撮像部）、５…操舵検知部、７ａ…車線境界線認識部、７ｂ…操舵判定部（判定部）、５０…撮像画像、５５…走行車線、１００…運転支援装置、Ｌ２…ライン（目標走行位置）。

Claims (1)

1. 車両の前方の撮像画像に基づいて前記車両の走行車線の二本の車線境界線を認識すると共に、前記二本の車線境界線に対して前記車両の車幅方向で予め設定された位置関係を有する目標走行位置を維持するように前記車両の車線維持支援制御を行う運転支援装置であって、
   前記撮像画像を取得する撮像部と、
   前記撮像画像の画像処理によって前記車両の走行車線の二本の車線境界線を認識する車線境界線認識部と、
   ドライバによる前記車両の操舵を検知する操舵検知部と、
   前記操舵検知部の検知結果に基づいて、前記ドライバの操舵による前記走行車線内の前記車両の車幅方向の走行位置と前記車線維持支援制御による前記目標走行位置とが前記車幅方向で所定閾値以上オフセットしている状態が維持されているか否かを判定する判定部と、を備え、
   前記車線境界線認識部は、
   前記車線維持支援制御の実行中において、前記判定部により前記オフセットしている状態が維持されていると判定された場合、当該オフセットしている状態における走行位置を基準として前記予め設定された位置関係を有する二本の車線境界線の再認識を行うことを特徴とする運転支援装置。

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