JP3139585B2 - 車線逸脱警報装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車線逸脱警報装置に関
し、特に車両の前方又は後方の路面状態をＴＶカメラに
よって監視することにより車両の車線（白線）からの逸
脱を警報する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と課題】従来の車線逸脱警報装置として
は、路面上の白線の上に凸部を間欠的に埋め込み、脇見
運転や居眠り運転等により車両が誤ってこの凸部を踏ん
だときの振動やこもり音等により運転者へ車線逸脱を警
報するものが知られている。

【０００３】しかしながら、このような方法では全ての
道路に設置しなければならず、非効率的であり、また大
きな事故につながる高速道路への設置が実現されていな
いという欠点がある。また、タイヤが白線を踏んで振動
により危険に気が付いたときにはバックミラーやフェン
ダーは既に隣の白線に入り込んでおり、隣接する車両と
接触する可能性がある。

【０００４】そこで、最近ではＴＶカメラを利用して白
線を検出し、その逸脱をできるだけ早く警報する装置が
提案されるに至っているが、このような警報装置は単に
ブザーや表示器で運転者に間接的な警告を与えるだけで
あったので、居眠り運転等に対しては警報力が弱く、危
険を回避できない場合があるという問題があった。

【０００５】従って本発明は、ＴＶカメラを利用して車
両の白線からの逸脱を警報する装置において、警報力を
強くすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る車線逸脱警報装置では、車両前方又は
後方を撮影するＴＶカメラと、ステアリングホイール部
の振動用アクチュエータと、車両の方向指示信号を発生
する手段と、該ＴＶカメラから得られた画像信号を２値
化することにより路面上の白線を抽出し該白線からの該
車両の逸脱を検出したときに該車両の方向指示信号が発
生されていなければ該振動用アクチュエータを駆動する
画像処理装置と、を備えている。

【０００７】そして、この該アクチュエータは、ホーン
パットで覆われた該ステアリングホイール部におけるス
ポーク部を直接加振するように配置されており、且つ該
ステアリングホイール部において１個のスリップリング
にホーンスイッチと並列接続されている。さらに該画像
処理装置は、ホーン駆動回路と、アクチュエータ駆動回
路と、該アクチュエータ駆動回路を駆動するときには該
ホーン駆動回路を駆動せず該ホーンスイッチが操作され
たときには該ホーン駆動回路を駆動し該アクチュエータ
駆動回路を駆動しない制御回路とを含んでいる。

【０００８】

【０００９】

【作用】本発明に係る車線逸脱警報装置においては、Ｔ
Ｖカメラから得られた画像信号に対して画像処理装置２
が２値化処理等を施し、この処理結果に基づいて車両が
進行する路面上の白線を抽出してこの白線に対する自車
の位置を算出する。

【００１０】そして、このようにして算出した白線と車
両との相対位置関係により、車両が白線を逸脱又は逸脱
しそうな状態になっていると判断した場合、画像処理装
置２はステアリングホイール部の振動用アクチュエータ
を駆動する。

【００１１】但し、このときに車両の方向指示信号が発
生されていれば車線変更等を運転者が意図しているとき
であるので、ステアリングホイール部の振動用アクチュ
エータは駆動されない。

【００１２】このようにして車両が白線を逸脱しようと
しているときには、運転者に対して直接警告振動を与え
ることができ、速やかに危険な状態を回避するための行
動を起こすことができる。

【００１３】但し、ステアリングホイール部を振動させ
るのにステアリングロッドを介して行うと振動効率が悪
く、またアクチュエータがステアリングロッドを叩く事
により騒音が発生する。更には、アクチュエータの取付
位置によっては、乗員の乗降性や見栄えが損なわれてし
まう。

【００１４】そこで、本発明では振動用アクチュエータ
をホーンパットで覆われたステアリングホイール部内に
設け、このステアリングホイール部内のスポーク部を直
接加振する様に配置している。

【００１５】また、ステアリングホイール部内に上記の
アクチュエータを内蔵しようとした場合、ステアリング
ホイール部は回転するのでアクチュエータに対して直接
電線による配線を行うのは好ましくない。

【００１６】従って、従来よりステアリングホイール部
内に設けられている一個のスリップリングにアクチュエ
ータを接続し、既にスリップリングに接続されているホ
ーンスイッチと並列回路を構成する様に配置する。

【００１７】これにより画像処理装置がアクチュエータ
を駆動する場合には、画像処理装置内の制御回路がやは
り画像処理装置内のアクチュエータ駆動回路を介して行
い、この時にはホーンを駆動する画像処理装置内のホー
ン駆動回路を駆動しない様にする。また、ホーンスイッ
チがドライバーによって操作された時には制御回路は、
ホーン駆動回路だけを駆動し、アクチュエータ駆動回路
を駆動しない様に制御を行っている。

【００１８】従って、ホーンとアクチュエータが同時に
作動せずに１個のスリップリングで車線逸脱警報を発す
ることが出来る。

【００１９】

【実施例】図１は、本発明に係る車線逸脱警報装置の実
施例を模式的に示したもので、１は車両９の運転台８の
例えば前部（後部でもよい）に取り付けたＣＣＤ（電荷
結合素子）カメラ、２はＣＣＤカメラ１からの画像信号
を処理する画像処理装置、３は運転台８に設けられたス
テアリングホイール部、４はステアリングホイール部３
の近くに設けられてステアリングホイール部３を振動さ
せるためのアクチュエータ、５はブザー又はインジケー
タ等の警報器、６は車両の方向指示信号を発生するウィ
ンカースイッチ、そして、７はアクチュエータ４及び警
報器５と画像処理装置２との信号をインタフェースを取
るインタフェース回路である。

【００２０】図２は、図１の模式図を構造的に分かり易
く示したもので、運転台フロア１０の上には、座席シー
ト１１と、ステアリングロッド１２と、このステアリン
グロッド１２とフロントガラス１３との間のダッシュボ
ードとが示されており、この内、ステアリングロッド１
２にはアクチュエータ４がアクチュエータ取り付けブラ
ケット４０で矢印方向に移動してステアリングホイール
部３を振動させるように設けられている。

【００２１】図３は図１に示した画像処理装置２に格納
され且つ実行される処理プログラムのフローチャートを
示したもので、以下、上記の実施例の動作を図３を参照
して以下に説明する。

【００２２】まず、画像処理装置２は、カメラ１によっ
て撮影した前方（又は後方）視界の画像信号を取り込む
（ステップＳ１）と共に、ウィンカースイッチ６からの
ウィンカー信号を読み込む（ステップＳ２）。

【００２３】そして、ステップＳ１で取り込んだ画像信
号に対して所定の閾値を越えた画素を白線を構成するＨ
レベルの画素とし、この閾値以下の画素を白線以外のＬ
レベルの画素であるとする周知の２値化処理を施す（ス
テップＳ３）。

【００２４】この後、２値化された画像信号から車両の
左右の白線の水平座標を算出する（ステップＳ４）。

【００２５】この白線の水平座標を算出するに当たって
は図４に示すように画面の中心点Ｏを通る水平線ＨＬに
ついて中心点Ｏから右へ連続する白レベルの画素数Ｗ_R
を求め、この白レベルの画素数Ｗ_R の中央の座標Ｘ_R を
右側の白線の座標とし、同様にして水平線ＨＬについて
中心点Ｏから左へ連続する白レベルの画素数Ｗ_L を求
め、この白レベルの画素数Ｗ_L の中央の座標Ｘ_L を左側
の白線の座標とすればよい。

【００２６】このようにして求めた白線の座標Ｘ_R ，Ｘ
_L から車両が白線位置を逸脱しているか否かを判定する
（ステップＳ５）。これは、図４の例で言えば右側の白
線ＷＬの中心座標Ｘ_R が車幅の例えば１／２になったと
きを以て車両が逸脱していると判定することができる。

【００２７】この結果、車両が白線を逸脱しようとして
いることが分かったときには、すぐに警報を発するので
は無く、車線変更を行おうとしている可能性も有るの
で、既にステップＳ２に読み込んでいるウィンカースイ
ッチ６の出力信号に基づきウィンカー（図示せず）が操
作されているか否かを判定する（ステップＳ６）。

【００２８】そして、ウィンカーが操作されていないと
きには居眠り運転等により車両がずれて白線に不用意に
近づいていることになるので、インタフェース回路７を
介してアクチュエータ４を駆動する（ステップＳ７）。
尚、このウィンカースイッチ６の出力信号と車両の逸脱
方向との関係は、図４のような車両が右側にずれる場合
には右方向のウィンカーが操作されたか否かを判定する
こととなる。

【００２９】これにより、アクチュエータ４はブラケッ
ト４０において図２に示す矢印の方向に移動してステア
リングロッド１２及びステアリングホイール部３を振動
させるので、座席シート１１に位置する運転者（図示せ
ず）はこの振動を直接感知することができ、警報を知る
ことが出来る。

【００３０】尚、ステップＳ５において白線位置を逸脱
していないとき、及びステップＳ６においてウィンカー
が操作されていないときには安全な状態であるので、ア
クチュエータ４に対する警報を解除する（ステップＳ
８）。

【００３１】また、アクチュエータ４を用いて警報を発
生すると同時に警報器５により音又は視覚によっても警
報を発生してもよい。

【００３２】図５は本発明に係る車線逸脱警報装置にお
けるステアリングホイール部の他の実施例を示したもの
で、同図（ａ）は平面図を示し、同図（ｂ）は側面断面
図を示している。

【００３３】この実施例では、図２に示した実施例がス
テアリングロッド１２を介してアクチュエータ４がステ
アリングホイール部３を振動させているので振動効率が
悪いと共に、ステアリングロッド１２を叩くことによる
騒音が生じる。また、アクチュエータ４自身やそのブラ
ケット４０の取付位置により乗降性や見栄えが損なわれ
てしまう。

【００３４】そこで、ステアリングホイール部３におけ
るステアリングホイール２０を支持するスポーク部２１
を覆っているホーンパット２２（これは一部２２ａが取
り外せるようになっている）の中にアクチュエータ４を
設置し、スポーク部２１をアクチュエータ４が直接加振
するようにしている。

【００３５】また、図６に示す実施例では、図５の実施
例がステアリングホイール部３の中心に近づいた位置
（ホーンパット部２２ａに覆われた部分）にアクチュエ
ータ４を配置したのに対して、よりステアリングホイー
ル部３に近づいた位置（ホーンパット部２２ａに覆われ
ない部分）にアクチュエータ４を配置してスポーク部２
３も振動させる様に構成している。

【００３６】上記の図５及び図６に示したようなアクチ
ュエータはステアリングホイール部に内蔵されているの
で、ステアリングホイールが回転したときに問題となら
ない様に直接電線による配線を行わない様にする必要が
ある。

【００３７】そこで、まず図７に示す様な制御回路を画
像処理装置に設けることが考えられる。

【００３８】即ち、ステアリングホイール部３０におい
てアクチュエータ４を、元々備わっているホーンスイッ
チ３１と並列に１個のスリップリング３２に対して接続
する。

【００３９】そして、このスリップリング３２をダイオ
ード３３及び３４を介してそれぞれホーン３５及びアク
チュエータ駆動回路３６に接続し、これらのホーン３５
及びアクチュエータ駆動回路３６に対して共通に直流電
流（２４Ｖ）３７の正極端子を接続する。

【００４０】この様な制御回路においてアクチュエータ
駆動回路３６に警報信号が与えられるとアクチュエータ
４は作動して図５及び図６に示したスポーク部２３を加
振するが、この時、アクチュエータ４とホーン３５とが
直列状態となってしまうため、ホーン３５も作動すると
共に、ホーンスイッチ３１を操作した時にはアクチュエ
ータ駆動回路３６は短絡状態となってしまう。

【００４１】この様な状態を防ぐ為には図８に示す別の
制御回路例が考えられる。

【００４２】即ち、この場合にはステアリングホイール
部３において２個のスリップリング３２ａ及び３２ｂを
設け、これらにそれぞれアクチュエータ４及びホーンス
イッチ３１を接続すると共に、スリップリング３２ａに
対しては、アクチュエータ駆動回路３６を接続し、スリ
ップリング３２ｂにはホーン３５を接続する。

【００４３】この回路例の場合には、図７に示す様な問
題は生じないが、スリップリングを増設しなければなら
ないという問題がある。

【００４４】そこで、本発明では、図９に示す制御回路
ＣＮＴを画像処理装置内に設け、これをステアリングホ
イール部３に接続する構成を採用している。

【００４５】即ち、ステアリングホイール部３は図７の
場合と同様にアクチュエータ４とホーンスイッチ３１と
を１個のスリップリング３２に対して並列接続する。

【００４６】そして、このステアリングホイール部３を
制御する制御回路ＣＮＴとして電源Ｖ_PUとスリップリン
グ３２との間にダイオード４１と抵抗４２とを接続し、
このスリップリング３２の電圧Ｖ_A を示す点Ａには更に
駆動信号を入力するアクチュエータ駆動回路３６及びダ
イオード４３が直列に接続されている。

【００４７】また、この点Ａの電圧Ｖ_A と可変抵抗器４
４によって出力される基準電圧Ｖ_{RE F} とを比較する比較
器４５が設けられており、この比較器４５の出力信号は
駆動許可信号としてアクチュエータ駆動回路３６にフ
ィードバックされ、且つホーン駆動信号としてホーン
駆動回路４６に与えられる。このホーン駆動回路４６は
ホーンリレー４７を介してホーン４８を駆動する様にな
っている。

【００４８】尚、図９において、ダイオード４１の電圧
降下をＶ_D,抵抗４２のインピーダンスをＺ１，そしてア
クチュエータ４のインピーダンスをＺ２とする。

【００４９】図１０は、図９に示したステアリングホイ
ール部３と制御回路ＣＮＴとによる動作を模式的に示し
たもので、以下、この図１０を参照して図９の動作を説
明する。

【００５０】モード１ この場合にはホーンスイッチ３１が操作されず、且つア
クチュエータ駆動回路３６にアクチュエータ駆動信号
が与えられない状態であり、この場合には点Ａの電圧Ｖ
_A は模式図に示す様に、

【００５１】

【数１】

【００５２】となる。これは、予め可変抵抗器４４によ
る基準電圧Ｖ_REF より大きく設定されているので、ホー
ン駆動回路４６も動作しない様になっている。

【００５３】モード２ この場合にはドライバーがホーンスイッチ３１を操作し
ただけであり、画像処理装置よりアクチュエータ駆動信
号が発生されない場合であり、この場合には点Ａの電
圧Ｖ_A は“０”となり、基準電圧Ｖ_REF より小さくな
る。従って、アクチュエータ駆動回路３６は駆動されな
いが、ホーン駆動回路４６はホーン駆動信号によって
駆動され、ホーンリレー４７によりホーン４８を駆動す
ることとなる。

【００５４】即ち、この場合にはアクチュエータ駆動信
号が入力されても点Ａの電圧Ｖ_Aがゼロとなるのでア
クチュエータ４は作動せず、車線逸脱警報は発生されな
い。これはホーン操作時は乗員の意識がはっきりしてい
るものと考えて警報は出さないためである。尚、このと
きには比較器４５からの駆動許可信号がアクチュエー
タ駆動回路３６を動作禁止状態にしているので誤ってア
クチュエータ駆動信号が与えられてもアクチュエータ
駆動回路３６が壊れてしまわないようにしている。

【００５５】モード３ この場合にはホーンスイッチ３１は操作せず、アクチュ
エータ駆動信号のみが制御回路ＣＮＴに与えられた場
合であり、この場合には下記の式(2) に示すように上記
のモード１における点Ａの電圧Ｖ_A と、Ｖ₀ （アクチュ
エータ駆動回路３６の出力電圧）−Ｖ_D （ダイオード４
３の電圧降下）のいずれか大きい方が基準電圧Ｖ_REF よ
り大きくなる様に設定されている。

【００５６】

【数２】

【００５７】これは、ダイオード４３の極性が図示のよ
うに設定されているためであり、上記式(2) 右辺の２項
はいずれもＶ_REF より大きく設定する必要があるが、予
め何方かが大きく（又は小さく）なるように選択してお
いてもよい。

【００５８】従って、この点Ａの電圧Ｖ_A によりスリッ
プリング３２を介してアクチュエータ４が作動すると共
に、比較器４５においてはホーン駆動信号が出力され
ないので、ホーン駆動回路４６は作動しないようにな
る。

【００５９】尚、図１０に示す様な関係を満たす数値例
としては次の様になる。 Ｖ_PU＝５Ｖ，Ｖ₀ ＝２４Ｖ，Ｖ_REF ＝0.9 Ｖ Ｖ_D ＝0.6 Ｖ，Ｚ１＝６８Ω，Ｚ２＝２２Ω

【００６０】上記の式(2) の場合は、 ０＜Ｖ_REF ＝０．９＜１．０８又は２３．４ となる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る車線
逸脱警報装置によれば、ＴＶカメラから得られた画像信
号を２値化することにより路面上の白線を抽出し該白線
からの該車両の逸脱を検出したときに該車両の方向指示
信号が発生されていなければステアリングホイール部の
振動用アクチュエータを駆動するように構成したので、
脇見運転、居眠り運転等による車両の白線からの逸脱検
出時に運転者に直接警告振動を与えることができ、側壁
・中央分離帯へ激突する危険性を回避する行動を迅速に
とることができる。

【００６２】この場合、アクチュエータがステアリング
ホイール部におけるスポーク部を直接加振するものであ
るので、効率良く振動を伝達でき且つ乗降性及び見栄え
を良くする事ができ、騒音も減少させることが出来る。

【００６３】そして更に、画像処理装置にホーン駆動回
路とアクチュエータ駆動回路と制御回路とを設け、この
制御回路が両駆動回路を互いに一方のみを駆動する様に
構成しているので、ステアリングホイール部において一
個のスリップリングにホーンスイッチと並列にアクチュ
エータを接続する事が出来、経済的且つ機能的なものと
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車線逸脱警報装置の実施例を模式
的に示したブロック図である。

【図２】本発明に係る車線逸脱警報装置のステアリング
ホイール部を具体的に示したブロック図である。

【図３】本発明に係る車線逸脱警報装置の画像処理部に
格納され実行される制御プログラムを示したフローチャ
ート図である。

【図４】本発明に係る車線逸脱警報装置の画像処理部に
取り込まれた白線画像を示した図である。

【図５】本発明に係る車線逸脱警報装置に用いられるス
テアリングホイール部の別の実施例を示した図である。

【図６】本発明に係る車線逸脱警報装置に用いるステア
リングホイール部の更に別の実施例を示した図である。

【図７】本発明に係る車線逸脱警報装置における制御回
路として考えられる回路例を示した図である。

【図８】本発明に係る車線逸脱警報装置に用いる制御回
路として考えられる他の回路例を示した図である。

【図９】本発明に係る車線逸脱警報装置に用いる制御回
路を示した回路図である。

【図１０】本発明に係る車線逸脱警報装置における制御
回路の動作を説明するための図である。

【符号の説明】

１ ＣＣＤカメラ ２ 画像処理装置 ３ ステアリングホイール部 ４ ステアリング振動用アクチュエータ ６ ウィンカースイッチ ８ 運転台 ９ 車両 ２０ ステアリングホイール ２１ スポーク部 ２２ ホーンパット ２２ａ ホーンパット部 ２３ ステアリングロッド ３１ ホーンスイッチ ３２ スリップリング ３６ アクチュエータ駆動回路 ４６ ホーン駆動回路 ＣＮＴ 制御回路 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−273498（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−11200（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−223600（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−41872（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 1/16 B60R 1/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両前方又は後方を撮影するＴＶカメラ
   と、ステアリングホイール部の振動用アクチュエータ
   と、車両の方向指示信号を発生する手段と、該ＴＶカメ
   ラから得られた画像信号を２値化することにより路面上
   の白線を抽出し該白線からの該車両の逸脱を検出したと
   きに該車両の方向指示信号が発生されていなければ該振
   動用アクチュエータを駆動する画像処理装置と、を備
   え、 該アクチュエータが、ホーンパットで覆われた該ステア
   リングホイール部におけるスポーク部を直接加振するよ
   うに配置されており、且つ該ステアリングホイール部に
   おいて１個のスリップリングにホーンスイッチと並列接
   続されており、 該画像処理装置が、ホーン駆動回路と、アクチュエータ
   駆動回路と、該アクチュエータ駆動回路を駆動するとき
   には該ホーン駆動回路を駆動せず該ホーンスイッチが操
   作されたときには該ホーン駆動回路を駆動し該アクチュ
   エータ駆動回路を駆動しない制御回路とを含んでいるこ
   とを特徴とした車線逸脱警報装置。