JP3227879B2 - 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、特に車両の前方の路面状態をラインカメラ等によっ
て監視することにより白線又は黄線（以下、車線と称す
る）からの車両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】以前から用いられている車線逸脱警報装
置としては、車両前方路面を撮影できるように車両に設
置されたＴＶカメラの出力画像の車線位置より幾何学的
に車両と車線との関係を求め、その条件により警報を発
するというものであったが、このようなＴＶカメラ画像
ではデータ量が非常に多く処理が複雑になるという不具
合があった。

【０００３】このため、ＴＶカメラの代わりに水平走査
線が一本のラインカメラを利用してデータを必要最小限
度なものに限定して処理を行い、警報を発生するという
装置が提案され使用されている。

【０００４】図５はこのようなラインカメラ（一次元Ｃ
ＣＤカメラ）を用いた車線逸脱警報装置の構成を概略的
に示したもので、図中、１はラインカメラ、２は車速セ
ンサ、３は方向指示器、４は車線逸脱警報信号を発生す
るコントローラ、そして、５は車線逸脱警報信号を受け
て警報を発生する警報器である。

【０００５】また、コントローラ４は、ラインカメラ１
のアナログ出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器４１と、車速センサ２からの車速信号や方向指示器３
からのウィンカー信号を入力する入力回路４２と、制御
プログラムを格納したＲＯＭ４３と、警報器５への出力
信号を与える出力回路４４と、これらと接続されたＣＰ
Ｕ４５と、コントローラ４内の電源を与える電源回路４
６とで構成されている。

【０００６】図６は図５に示した車線逸脱警報装置にお
ける構成要素を実際に車両１０に取り付けたときの配置
を示したもので、車線検出手段としてのラインカメラ１
は車両１０の前部のルーフに設置され、信号処理手段と
してのＣＰＵを搭載したコントローラ４は運転席の座席
下部に設けられ、車速センサ２及び方向指示器３からの
出力信号も同時に入力するようになっている。

【０００７】また、警報装置５は、コントローラ４によ
って駆動されるアクチェータ駆動回路５１と、この駆動
回路５１によって駆動されるステアリングアクチェータ
５２とで構成されている。尚、このアクチェータ５２は
警報発生時にステアリング１１を振動させることによっ
てドライバーに対して警報を与えるものである。

【０００８】図７は図５に示した車線逸脱警報装置例に
おけるコントローラ４のＣＰＵ４５に格納され且つ実行
される制御プログラムのフローチャートを示したもの
で、以下、このフローチャートを参照して図５の従来例
の動作を説明する。

【０００９】まず、ＣＰＵ４５は初期化を行った後（ス
テップＳ０）、ラインカメラ１からのカメラ信号と車速
センサ２からの車速信号と方向指示器３からのウィンカ
ー信号とを読み込む（ステップＳ１）。

【００１０】上記の様に読み込んだ各信号の内のカメラ
信号について、図８に示すように例えば中心Ｏを通る水
平中心線ＣＬ上のカメラ信号（これはラインカメラが垂
直方向の走査が無く水平方向の走査のみが有るためであ
る）が、図１に点線で示す閾値Ｔｈを越えたか否かによ
り判定して２値化する（同Ｓ２）。

【００１１】そして、ＣＰＵ４５は２値化されたカメラ
信号から図８に示すように路面上の車線ＷＬ（この例で
は中心線ＣＬ上の車線幅）を抽出するとともにその座標
を算出し（同Ｓ３）、さらに車線−車両間の距離を算出
する（同Ｓ４）。

【００１２】この様にして求めた車両と車線との位置関
係から車両が車線から逸脱しているか否かを判断するた
め、車線−車両間の距離が閾値Ｔｈ（例えば“０”ｍ）
以下であるか否かを判定し（同Ｓ５）、閾値Ｔｈ以上で
あればステップＳ１に戻るが、閾値Ｔｈ以上である時に
は次のステップを実行する。

【００１３】即ち、車両が車線ＷＬに近づいていても車
線変更である場合には警報を発生させる必要がないので
ステップＳ６に於いてウィンカー信号が発生されている
か否かを判定し、ウィンカー信号が方向指示器３から与
えられているとき（ＯＮ時）にはステップＳ１に戻る
が、ウィンカー信号が発生されていないときにはさらに
車速が設定値（例えば６０km/h）を超えているか否かを
判定する（同Ｓ７）。

【００１４】このステップＳ７で車速が設定値を超えて
いるか否かを判定するのは、車速＜設定値のときは車線
がはっきりしていない一般道路等を走行していることが
多いので、このような場合を除外するためである。

【００１５】従って、車速が設定値未満の場合にはステ
ップＳ１に戻るが、車速が設定値を超えている場合には
車線がはっきりしている高速道路等を走行しているもの
と判定し車線逸脱警報を行うため警報装置５を駆動する
（同Ｓ８）。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記の様な車線逸脱警
報装置では、ドライバーが警報を得た後、軌道を修正す
る行動に移るのに一般的に約０．５秒の時間が掛かるこ
とが分かった。

【００１７】しかしながら、この０．５秒の間に車線を
逸脱する車両部分の大きさは、現在の車速により一定と
はならず、例えば、車速が大きければ大きいほど車線か
らはみ出す車両部分は大きくなってしまい、車速の増大
と共に危険も増大するという問題点があった。

【００１８】従って本発明は、ドライバーが軌道修正行
動に移ったときに車線からはみ出す車両部分が車速によ
らず常に一定で事故回避性の高い車線逸脱警報装置を実
現する事を目的とする。

【００１９】

【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、車両前方を撮
影するラインカメラから得られた画像信号を信号処理手
段が２値化することにより路面上の車線を抽出し、該車
線と該車両との距離が一定値以下になったときウィンカ
ーが操作されていなければ警報装置を付勢する警報処理
を行う車線逸脱警報装置であることを前提としている。

【００２０】そして本発明では、上記の信号処理手段
は、警報発生時に車線からはみ出す車両部分が車速によ
らず常に一定となるように車速センサにより検出された
車速に応じて該抽出した車線の座標を変換するように構
成されている。

【００２１】

【作用】本発明に係る車線逸脱警報装置の動作において
は、先ず信号処理手段は、ラインカメラ１から得た図１
に示すような車線の画像信号（実線）を閾値Ｔｈにより
２値化すると、図８に示す水平中心線ＣＬの画素位置か
ら両側の車線の画素座標ａ１及びａ２が求められる。

【００２２】そして、このように求めた車線の画素座標
ａ１及びａ２は、車速センサによって検出された車速に
応じて図２に示すような画素座標ｂ１及びｂ２に変換さ
れる。

【００２３】即ち、今、図１に示した２値化された車線
画像信号の状態より車速が高くなったときには、図２に
示したように車線画像信号を点線の実際の車線から実線
の仮想車線に変換し、その画素座標をａ１−ａ２からｂ
１−ｂ２に狭めておく。逆に車速が低くなったときには
画素座標ｂ１−ｂ２を広くする。

【００２４】このようにして変換した画素座標ｂ１−ｂ
２に基づき、信号処理手段は車線と車両との距離を求
め、この距離が一定値以下になったときウィンカーが操
作されていなければ警報装置を付勢する。

【００２５】従って、車速が早くなればなるほど警報を
発生するタイミングを早くして車両が車線からはみ出す
部分を常に一定にしている。

【００２６】

【実施例】本発明に係る車線逸脱警報装置の実施例とし
ては図５に示した従来例と同じ構成を用いることがで
き、この図５における信号処理手段としてのＣＰＵ４５
に格納され且つ実行される制御プログラムのフローチャ
ートが図３に示されている。

【００２７】以下、この図３のフローチャートを参照し
て本発明に係る車線逸脱警報装置の実施例の動作を説明
する。

【００２８】このフローチャートと図７に示したフロー
チャートとの違いは、図３では図７のステップＳ３とＳ
４との間にステップＳ１０を設けると共に車速判定のス
テップＳ６を省いている点である。

【００２９】即ち、ステップＳ０〜Ｓ３を実行した後、
ステップＳ１０においてはステップＳ３で求めた車線領
域の画素座標を車速に応じて変換している。

【００３０】この座標変換を、車速が６０km/hと８０km
/hの場合を例にとって以下により具体的に説明する。

【００３１】まず、ラインカメラ１から取り込んだ画像
信号（図１参照）の画素座標ａ１及びａ２を求めた後
（ステップＳ３）、図４に示す変換関数ｆ１，ｆ２に従
って画素座標ａ１及びａ２を変換する。

【００３２】この変換関数ｆ１，ｆ２は図５に示したＲ
ＯＭ４３にメモリマップとして予め格納されているもの
で、水平軸、即ちｘ軸に画素座標を取り、縦軸、即ちｙ
軸に車速〔km/h〕を取っている。そして、図示の例では
ｘ軸上を６０km/hに設定している。これは、図７のステ
ップＳ７について説明したように、これ以下の車速では
車線検出が困難な低速道路と考えられるためである。

【００３３】そして、変換関数ｆ１，ｆ２は図４に示す
ようにそれぞれ右上がり直線及び左上がり直線となって
おり、この変換関数は予め実験・シミュレーション等に
より車速がどの程度のときにはどの位だけ車線画素座標
を縮小・拡大すればよいかを求めておいたものである。
尚、この例では図１で検出した車線座標ａ１及びａ２が
６０km/hに最適な車線画素座標とし、変換前と変換後の
座標が同じになっている。

【００３４】従って、車速センサ２で検出した車速が８
０km/hであるときには、変換関数ｆ１，ｆ２により６０
km/hのときよりも車線画素座標ａ１，ａ２よりも狭い画
素座標ｂ１，ｂ２に変換される。

【００３５】このようにして得られた車線画素座標ｂ
１，ｂ２は図２に示したように６０km/hのときの画素座
標ａ１，ａ２の車線（点線）より内側に仮想的に位置す
る車線（実線）を示す形になり、より車線が仮想的に車
両に近づいたことになる。

【００３６】このようにして求めた仮想車線の画素座標
ｂ１，ｂ２に基づき、ＣＰＵ４５は車線−車両間距離を
算出し（ステップＳ４）、ステップＳ５でこの距離が閾
値Ｔｈ（例えば“０”ｍ）以下で且つウィンカー信号が
ＯＦＦのときには警報装置５を付勢して警報を発するよ
うにしている。

【００３７】この警報の発生タイミングは、車速が６０
km/hのときに比べて８０km/hのときの方が早くなる。

【００３８】

【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、ラインカメラの出力画像信号か
ら抽出した車線の一次元画素座標を警報発生時に車線か
らはみ出す車両部分が車速によらず常に一定となるよう
に車速に応じて変化させるように構成したので、警報発
生時にドライバーが軌道修正動作に移ったときの車両が
車線よりはみ出している部分を常に一定に且つ適切に保
つことができ、より安全な車線逸脱警報を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ラインカメラにより得られる画像信号を画素座
標と輝度との関係で示した波形図である。

【図２】本発明に係る車線逸脱警報装置の作用原理を説
明するための波形図である。

【図３】本発明に係る車線逸脱警報装置に用いられる信
号処理手段（コントローラ）に格納され且つ実行される
制御プログラムの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に用いられる信
号処理手段（コントローラ）に予め格納されている変換
関数のメモリマップ図である。

【図５】本発明及び従来例に共通な実施例の構成を示し
たブロック図である。

【図６】図５の実施例を実際の車両に搭載したときの構
成を示した概略図である。

【図７】従来例の処理プログラムを示したフローチャー
ト図である。

【図８】ラインカメラにより撮像される前方路面状態を
示した図である。

【符号の説明】

１ ラインカメラ ２ 車速センサ ３ 方向指示器（ウインカー） ４ 信号処理手段（コントローラ） ５ 警報装置 ＷＬ 車線 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３−137798（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−128693（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−270005（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−268110（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−214900（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 21/00 - 21/00 682 H04N 5/225 - 5/247 H04N 7/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両前方を撮影するラインカメラから得
   られた画像信号を信号処理手段が２値化することにより
   路面上の車線を抽出し、該車線と該車両との距離が一定
   値以下になったときウィンカーが操作されていなければ
   警報装置を付勢する警報処理を行う車線逸脱警報装置に
   おいて、 該信号処理手段が、警報発生時に車線からはみ出す車両
   部分が車速によらず常に一定となるように車速センサに
   より検出された車速に応じて該抽出した車線の座標を変
   換することを特徴とした車線逸脱警報装置。