JP2852639B2 - 車両と側方にある車道標識との間隔を求める装置 - Google Patents

車両と側方にある車道標識との間隔を求める装置

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JP2852639B2 JP8086995A JP8699596A JP2852639B2 JP 2852639 B2 JP2852639 B2 JP 2852639B2 JP 8086995 A JP8086995 A JP 8086995A JP 8699596 A JP8699596 A JP 8699596A JP 2852639 B2 JP2852639 B2 JP 2852639B2
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    • G01S11/12—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using electromagnetic waves other than radio waves

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の前にある車道範
囲を光で走査するセンサ素子装置が車両に設けられ、こ
のセンサ素子装置が１つ又は少なくとも２つの又は若干
のセンサ素子列から成り、これらのセンサ素子列が、車
両の前に車両縦軸線に対して非平行に延びかつ側方にあ
る車道標識の所まで側方へ延びる車道帯状区域をそれぞ
れ走査し、センサ素子装置の後に接続される評価装置
が、各センサ素子列を順次に読出し、受信される信号を
処理して車両と少なくとも１つの車道標識との側方間隔
を求める装置に関する。このような装置は、特にいわゆ
る居眠り警報装置として、即ち疲れるか又は注意をそら
される運転者の誤つたかじ取り反応のため車両が車道か
ら外れて側方車道標識を乗り越えそうな時に音又は触覚
の警報を発生する装置として使用される。
【０００２】
【従来の技術】欧州特許出願公開第０５８６８５７号及
び０３６１９１４号明細書及び米国特許第４９７０６５
３号明細書に記載されているような装置では、センサ素
子装置が撮像カメラの二次元センサ素子配列から成り、
この撮像カメラは前方を向くように車両の前部範囲に設
けられて、車両の前の特定の車道面範囲を光により走査
する。カメラから得られる画像情報は、例えば非直線抵
抗回路網によりアナログ処理されて、車道標識の２進国
像パターンを生ずる。ハフ変換及びカルマン濾波のよう
な公知の技術により、それからマイクロプロセツサによ
り、間隔算定に関係するパラメータが抽出される。
【０００３】ＣＣＤ配列の形の二次元センサ素子配列を
持つ撮像カメラを従来のように使用すると、車両に使用
するために、センサデータのアナログ処理が必要にな
る。なぜならば、このような二次元センサ素子配列の高
いデータ伝送速度のデイジタル実時間データ処理は、自
動車に現在普通に使用されるマイクロプロセツサによ
り、満足のいくようには行うことができないからであ
る。
【０００４】米国特許第４６３０１０９号明細書から最
初にあげた種類の装置が公知であり、センサ素子装置が
１つ又は２つのセンサ素子列から成り、ただ１つのセン
サ素子列の場合、走査される車道帯状区域は、ＣＣＤカ
メラの中心位置ぎめにより車両縦中心に対して対称にな
つており、またその代りに、それぞれ車道帯状区域を走
査する２つの側方に設けられるカメラの使用が提案され
ている。後者の場合両方の走査される側方車道帯状区域
は、車両縦軸線の方向において車両の前の同じ高さの所
にあり、ほぼ車両縦中心から対応する車両側方範囲を越
える所まで延びている。
【０００５】欧州特許出願公開第０６４０９０３号明細
書には、車両と少なくとも１つの側方車道標識との間隔
を求める装置が開示されており、典型的には車両から６
０ｍまで前方へ延びる車道範囲が光で走査され、この装
置の後に接続される評価装置が、存在する車道標識に関
するビデオ画像を評価し、運転者の進行方向保持を容易
にする適当な力を車両のかじ取り機構へ加えるようにな
つている。更に警報装置が設けられて、車道標識を乗り
越えそうな時、第１段階でかじ取りハンドル振動の形の
光警報通報を運転者へ与え、第２段階で音響警報通報を
与える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎になつ又
は課題は、最初にあげた種類の装置を発展させて、車両
と側方にある車道標識との間隔を確実に求めるのを可能
にすると共に、車両側マイクロプロセツサにおいてセン
サデータを実時間でデイジタル処理するのを特に容易に
可能にし、場合によつては車道標識を乗り越えそうにな
る前に有効な警報を発生できるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば、センサ素子装置が、車両縦軸線の方向
に互いに離れている２つの車道帯状区域を走査する２つ
のセンサ素子列を含んでいる。
【０００８】
【発明の効果】センサ素子装置は少なくとも２つのセン
サ素子列のみから成り、普通の二次元センサ素子配列か
ら成つてはいない。これにより、センサ素子装置の後に
接続される評価装置により実時間で処理すべきデータの
量が著しく減少するので、車両に問題なく収容される従
来のマイクロプロセツサ装置により、このセンサデータ
処理をデイジタルに行うことができる。その代りにセン
サデータのアナログ処理も可能である。車両縦軸線に対
して非平行でありかつ車両の前で一方又は両方の車道標
識の所まで側方へ延びる車道帯状区域をセンサ素子列が
走査するように、センサ素子列が設けられると、車道標
識を確実に光で検出し、評価装置により確認できるの
で、評価装置は車両と車道標識との側方間隔を求めるこ
とができる。
【０００９】更に請求項１による装置は、第１のセンサ
素子列により走査される第１の車道帯状区域の前に所定
の間隔をおいて平行に位置する第２の車道帯状区域を走
査する第２のセンサ素子列の使用により、一方のセンサ
素子列の測定結果を他方のセンサ素子列により検証する
のを可能にし、また車両縦軸線と光軸との間の角度誤差
の測定に関して装置全体の自動的な修正を可能にする。
【００１０】請求項２の装置により、いわゆるがたつき
騒音の形の音響警報を、車両が車線から外れそうな側で
発生することによつて、居眠り警報又は進行方向監視が
行われ、その際騒音は、鋲又は異形材を備えた車道標識
を乗り越えるのを、音により運転者に示唆する。この騒
音の意味を運転者は知つているので、車両を再び車線中
心の方向へ導くため、運転者は非常に速く適当な直観的
かじ修正を行う。
【００１１】請求項３による本発明の有利な構成では、
装置が、車両縦軸線に対して直角で車両の約４ないし１
０ｍ前にある車道帯状区域を走査するように車両の前窓
ガラスの後に設けられる線走査装置である。走査される
車道帯状区域と車両とのこの間隔は、装置を居眠り警報
装置又は進行方向監視器として使用する場合、場合によ
つては居眠りするか又は注意をそらされる運転者へ適当
に警報するのに充分である。
【００１２】請求項４により構成される装置は、いわゆ
るＴＬＣ（Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｌｉｎｅ Ｃｒｏｓｓｉｎ
ｇ）法により、側方車道標識へ達するまでに既に比較的
早く、車道標識を乗り越えそうなことを警報し、車両が
現在の走行状態に従つて引続き走行する時、車両が側方
車道標識へ達することになる前の時間が常に求められ
る。例えば０．５秒の範囲にある所定のＴＬＣ最低閾値
を下回ると、警報が発せられる。
【００１３】評価装置は、片揺れ角誤差又は車道標識の
間の車道幅を付加的に求めることができ、そのため評価
装置へ必要な入力量例えば車道からのセンサ素子列の高
さ、センサ素子により走査される車道帯状区域とセンサ
素子列との水平間隔、及び車両速度を供給することがで
きる。
【００１４】
【実施例】本発明の好ましい実施例が図面に示されてお
り、以下これについて説明する。図に示す走行状態で
は、センサ素子装置としての線走査装置２を備えた商用
車両１が、車道の車線３に沿つて速度ｖで走行してい
る。車線３は両側を連続する車道標識７，８により区画
されている。連続する車道標識の代りに、中断する車道
標識又は車線の片側にのみ車道標識を設けることができ
る。線走査装置２は１列の光センサ素子を持ち、これら
のセンサ素子の数は典型的には１２８ないし１０２４で
ある。線走査装置２は通常の構造なので、これ以上説明
しない。線走査装置２は、車両内部空間において前窓ガ
ラス５の後で、バツクミラーの範囲即ち車両縦軸線Ｌ内
にあるように設けられている。線走査装置２は前下方へ
傾けられて、センサ素子列の走査円錐６が、使用事例に
応じて車両１の前に約４ないし８ｍ離れて車両縦軸線Ｌ
に対して直角に延びる非常に幅の狭い車道帯状区域４を
走査するようになつている。
【００１６】線走査装置２のセンサ素子列の後に図示し
ない評価装置が接続されて、データをセンサ素子列から
順次読出して、車両１と左側又は右側の車道標識８，７
との側方間隔ａＬ，ａＲを分析する。このための必要条
件として、車線３上に投影されるセンサ素子列の走査円
錐６、従つて走査される幅の狭い車道帯状区域４は、図
２に示すように側方へ両方の車道標識７，８を越えて延
びている。このため、走査される車道帯状区域４と車両
１との間隔、従つてこの間隔より少し大きい走査される
車道帯状区域４と線走査装飾２との水平間隔Ａは、充分
大きく選ばれ、これは、車道３からの線走査装置２の高
さＨとそのレンズの適当な焦点距離における線走査装置
２の適当な傾斜によつて保証される。従つて装飾は居眠
り警報装置として使用され、このため評価装置が付属す
る音響又は触覚による警報表示索子を駆動する。特にわ
かり易い音響警報信号として、１列の連続する車道標識
鋲の乗り越えの際生ずるようないわゆる鋲列がたつき騒
音を用いることができる。この発生は人工的に発生さ
れ、車両内部空間内で側方に設けられている拡声器を介
して放射され、即ち車両が車道標識を乗り越えそうな側
で放射される。運転者は、この騒音の意味を知つている
ため、直観的に従つて比較的迅速に適当なかじ修正を行
つて、車両を再び車線３の中心へ戻す。車道標識を乗り
越えそうなことを碓認するためになるべくいわゆるＴＬ
Ｃ法が用いられ、車両と側方車道標識との求められる側
方間隔ａＬ，ａＲに基いて、求められた片揺れ角誤差と
検出された車両速度とから評価装置は、現在の走行状態
が維持される場合車両が側方車道標識へ達するまでの時
間を誘導する。このようにして求められる時間が典型的
には約０．５秒の所定のＴＬＣ最低閾値を下回る時、警
告が常に行われる。
【００１７】センサ素子列から供給されかつ走査される
車道帯状区域４の輝度に比例する信号を処理する評価装
置は、画像センサ素子装置の信号を評価するため使用さ
れるようなほぼ従来の構造を持つている。センサ素子列
から供給される画像内における右側車道標識７及び左側
車道標識８の画像位置は、微分演算子及び非直線的に動
作する論理装置により求められる。二次元センサ素子配
列を利用する従来の装置に比較して、本発明では、ただ
１つのセンサ素子列しか使用しないため、生ずるデータ
の量が著しく減少し、それにより、評価装置におけるデ
ータの処理を、センサ前処理を行うための前述した微分
演算機能及び非直線論理機能と同様に、従来のマイクロ
プロセツサ装置により行うことができる。
【００１８】これにより、所要空間及び自動車にこれを
使用するための計算費が許容できる程度に少なくなり、
センサ情報信号のアナログ処理の代りにデイジタル処理
が可能になる。データ量の減少により、従来のマイクロ
プロセツサでデータを実時間で処理できるが、これは、
居眠り警報装置として使用するための必要条件である。
その代りに、微分演算子及び非直線論理装置を、欧州特
許第０５８６８５７号明細書に記載されているように、
適当な離散電気回路によるか、又は出力側に非直線性を
持つ簡単なアナログ又は離散微分回路によつて、実現す
ることができ、その際回路は、順次に読出されるセンサ
素子列のアナログ信号を供給される。
【００１９】評価装置には、別の入力量として、線走査
装置２の内部パラメータ、車両幅、車道からの車両１の
高さＨ、センサ素子列と走査される車道帯状区域４との
水平間隔Ａ、車両速度ｖが供給される。これらの付加的
な入力量を使用して評価装置は、センサ素子列から供給
される画像内にあつてデータ前処理により求められる側
方車道標識７，８の画像位置から、後に接続されるカル
マンフイルタにより、車両１と両方の車道標識７，８と
の側方間隔ａＬ，ａＲのほかに、更に片揺れ角誤差及び
側方単道標識７，８の間における車線３の幅を求めるこ
とができる。これらの情報は、上述したＴＬＣ算定を行
うため一緒に利用することができる。カルマンフイルタ
により、センサ素子列の信号における車道標識７，８の
画像位置を、それぞれ次の測定段階のために予想するこ
とができる。その際順次に続く測定が約４０ミリ秒のサ
イクルで行われると有利である。予想される車道標識画
像位置と続いて測定される画像位置との比較から、装置
の故障に対して強い性能が得られる。
【００２０】更に図２に破線で示すように、第１のセン
サ素子列により走査される車道帯状区域４の前に所定の
間隔をおいて車両縦軸線Ｌに対して直角に延びる第２の
幅の狭い車道帯状区域９を走査する第２のセンサ素子列
を使用すると有利である。これにより、最初に走査され
る車道帯状区域の測定の検証も、車両縦軸線Ｌと線走査
装置の光軸との間の角度誤差の測定による装置の自動修
正も可能になる。
【００２１】好ましい実施例の以上の説明からわかるよ
うに、本発明は車両と１つ又は複数の側方車道標識との
間隔を求める装置を実現し、この装置は比較的僅かな費
用しか必要としないにもかかわらず、充分信頼性のある
車線確認を実時間で可能にするので、この装置は居眠り
警報装置として使用される。強調すべきことは、１つ又
は若干の光センサ素子列のみを使用すること、及び車両
のほぼ縦中心面の高さの所にセンサ素子列を配置するこ
とによつて、データ処理の費用が少ないので、光学装置
のためにただ１つのレンズで充分であり、従来のマイク
ロプロセツサにより実時間でデータをデイジタルでも処
理できることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両と側方にある車道標識との間隔を求める装
置を備えて走行する商用車両の概略側面図である。
【図２】図１による商用車両の平面図である。
【符号の説明】
１ 車両 ２ センサ素子装置 ３ 車線 ４，９ 車道帯状区域 ７，８ 側方車道標識 Ｌ 車両縦軸線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−284332（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−147887（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−216340（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−46242（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−47864（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G08G 1/16 B60R 21/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両（１）の前にある車道範囲を光で走
    査するセンサ素子装置が車両（１）に設けられ、このセ
    ンサ素子装置が少なくとも２つのセンサ素子列から成
    り、これらのセンサ素子列が、車両（１）の前に車両縦
    軸線（Ｌ）に対して非平行に延びかつ側方にある車道標
    識（７，８）の所まで側方へ延びる車道帯状区域（４，
    ９）をそれぞれ走査し、センサ素子装置の後に接続され
    る評価装置が、各センサ素子列を順次に読出し、受信さ
    れる信号を処理して車両（１）と少なくとも１つの車道
    標識（７，８）との側方間隔（ａＬ，ａＲ）を求めるも
    のにおいて、センサ素子装置が、車両縦軸線（Ｌ）の方
    向に互いに離れている２つの車道帯状区域（４，９）を
    走査する２つのセンサ素子列を含んでいることを特徴と
    する、車両と側方にある車道標識との間隔を求める装
    置。
  2. 【請求項２】 車両内部空間内で側方にそれぞれ取付け
    られる拡声器を持つ警報信号発生装置が設けられ、車両
    が車道標識を乗り越えそうであることを評価装置が確認
    すると、警報信号発生装置が、人工的に発生されるがた
    つき騒音を、車両が車道標識を乗り越えそうな側の拡声
    器を介して発生することを特徴とする、請求項１に記載
    の装置。
  3. 【請求項３】 センサ素子装置が、前窓ガラス（５）の
    後に前下方へ傾斜して設けられる線走査装置（２）の一
    部であり、各センサ素子列が、車両（１）の約４ないし
    １０ｍ前にあつて車両縦軸線（Ｌ）に対して直角に延び
    る車道帯状区域（４，９）を走査することを特徴とす
    る、請求項１又は２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 評価装置が、車両（１）と側方にある車
    道標識（７，８）との間の求められる側方間隔（ａＬ，
    ａＲ）、求められる片揺れ角誤差及び求められる車両速
    度から、現在の走行状態が維持されるものと仮定して、
    側方の車道標識へ達するまでの時間（ＴＬＣ）を求め、
    この時間が所定の最低時間を下回ると警報信号を発生す
    ることを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載の
    装置。
JP8086995A 1995-03-07 1996-03-06 車両と側方にある車道標識との間隔を求める装置 Expired - Fee Related JP2852639B2 (ja)

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