JP3716905B2 - 車線逸脱警報装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の予測進路から車線逸脱の可能性を適切に判定して、安全性を確保することのできる車線逸脱警報装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
車両の安全性を確保する技術の一つに、例えば特開平９−２９５５２４号公報に開示されるように、走行車線に対する車両の逸脱可能性を判定し、車線逸脱の可能性があるときに警報を発する車線逸脱警報装置がある。
この種の車線逸脱警報装置は、例えば車両に搭載したカメラにて撮像される車両前方の道路画像から走行車線を規定する白線を認識すると共に、該走行車線に対する車両の走行位置を検出する。そして車両の走行状態（車速や操舵情報等）から該車両の、例えば１秒後の到達予測位置における前記走行車線に対する走行位置を予測し、予測された走行位置が走行車線（白線）を逸脱する可能性があるか否かを判定する如く構成される。
【０００３】
ちなみに車線逸脱の可能性の判定は、例えば１秒後の到達予測位置における走行車線に対する走行位置（白線からの離間距離Ｌ）を、車幅等に基づいて決定される所定の閾値Ｄ（車幅の１／２程度）と比較することによって行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらカメラにて撮像された道路画像から走行車線（白線）を認識する場合、車両の上下の揺れやローリング等に起因して認識誤差が入り込む可能性があることが否めない。また車両の走行状態からその到達予測位置における走行車線に対する走行位置を予測するに際しても、車両の走行状態の検出精度等に起因する予測誤差が含まれる可能性があることが否めない。この為、実際には車線逸脱の可能性がないにも拘わらず、これらの誤差要因が相乗して車線逸脱の可能性有りと判定され、警報等の車線逸脱抑制処理が行われる虞がある。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、走行車線の認識誤差や、車両の到達予測位置における走行位置の予測誤差の影響を受けることなく車線逸脱の可能性を適切に判定することができ、不本意な車線逸脱抑制処理を未然に防ぐことのできる車線逸脱警報装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係る車線逸脱警報装置は、
▲１▼ 車両が走行する走行車線を検出する走行車線検出手段と、
▲２▼ 前記走行車線に対する前記車両の走行位置を検出または算出する走行位置検知手段と、
▲３▼ 前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
▲４▼ 前記各検出手段および検知手段からそれぞれ求められる情報（走行車線、走行位置、走行状態）に基づいて、前記車両の予測される進路上における複数の到達予測位置での前記走行車線に対する走行位置をそれぞれ予測する位置予測手段と、
▲５▼ 前記各到達予測位置においてそれぞれ予測された前記走行車線に対する走行位置からの車線逸脱の可能性を判定し、前記各到達予測位置においてそれぞれ車線逸脱の可能性有りと判定されたときに、警報を発する等の車線逸脱抑制処理を行う逸脱抑制制御手段と
を備えたことを特徴としている。
【０００７】
好ましくは運転者の応答性を考慮して設定される、例えば１秒後の到達予測位置と、この到達予測位置より前の比較的誤差要因の少ない、例えば０.４秒後の到達予測位置とにおいてそれぞれ予測される車両の走行位置に基づいて車線からの離間距離Ｌ1,Ｌ2をそれぞれ求め、上記各到達予測位置に応じて予め設定した判定閾値Ｄ1,Ｄ2とそれぞれ比較する。そしてこれらの比較判定処理により、いずれの到達予測位置においても車線逸脱の可能性有りと判定されたときにだけ、車線逸脱を防ぐべく車線逸脱抑制処理を行う。
【０００８】
換言すれば車線逸脱の可能性が有るとの判定結果が前記各到達予測位置において１つでも得られない場合には、或る到達予測位置で求められた車線逸脱の可能性有りとの判定結果が、走行車線の認識誤差、或いは走行位置の予測誤差に起因する誤判定であると看做して、警報を発する等の車線逸脱抑制処理を実行しないようにしたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る車線逸脱警報装置について説明する。
図１はこの実施形態に係る車線逸脱警報装置の要部概略構成図である。尚、図中１は車両に搭載されて該車両前方の道路画像を撮像入力するカメラ、また２は車両の走行状態を、その車速やハンドル操舵角等として検出する車両センサである。車線逸脱警報装置１０は、基本的には前記カメラ１により撮像された車両前方の道路画像に基づいて車両が走行する走行車線を検出すると共に、該走行車線に対する走行位置を求め、更に前記車両センサ２を介して検出される車両の走行状態に基づいて車両の予測される進路上における到達予測位置の前記走行車線に対する走行位置を予測し、予測された走行車線に対する走行位置に従って、後述するように車線逸脱の可能性を判定し、車線逸脱の可能性がある場合に警報を発するように構成される。
【００１０】
即ち、車線逸脱警報装置１０は、前記カメラ１を用いて得られる車両前方の道路画像から、道路上の白線Ｗを認識してその走行車線を検出する走行車線検出部（走行車線検出手段）１１を備えると共に、上記走行車線に対する走行位置を検出する走行位置検出部（走行位置検知手段）１２を備えている。この走行位置検出部１２は、例えば道路画像上における中央部を車両位置とし、その両側に検出されている２本の白線Ｗ_L,Ｗ_Rとの距離を求める等として、走行車線に対する走行位置を求める。また車線逸脱警報装置１０は、前記車両センサ２から求められる車速やハンドル操舵角等の情報に応じて、車両の走行状態を検出し、或いは算出する走行状態検出部（走行状態検出手段）１３を備えている。
【００１１】
位置予測部（位置予測手段）１４は、前記各検出部１１,１２,１３によりそれぞれ求められる前述した走行車線、走行位置、および走行状態に応じて、車両が進行すると思われる前記走行車線上の進路Ｌを予測すると共に、この予測された進路Ｌ上における複数の到達予測位置での、前記走行車線に対する走行位置をそれぞれ予測する。尚、上記複数の到達予測位置は、例えば１秒後に到達すると推定される走行車線上の到達位置Ｐ1、またこの到達予測位置Ｐ1より前の位置であって、比較的予測誤差を少なくして予測可能な、例えば０.４秒後に到達すると推定される走行車線上の到達位置Ｐ2として設定される。
【００１２】
そして位置予測部１４は、上記各到達予測位置Ｐ1,Ｐ2における前記走行車線に対する走行位置を、白線Ｗ_L（または白線Ｗ_R）との距離Ｌ1,Ｌ2として求めるものとなっている。尚、左右のいずれの白線Ｗ_L,Ｗ_Rに対する距離を求めるかについては、前述した如く予測した進路Ｌに応じて、車両が接近する側の白線を車線逸脱の可能性のある向きとして判断し、その向きの白線を選択するようにすれば良い。
【００１３】
具体的には、図２にその概念を示すように位置予測部１４は、道路上の左右の２本の白線Ｗ_L,Ｗ_Rを認識することで検出される走行車線において、車両の向きや操舵角等の情報に基づいてその進路Ｌを予測する。そして予測した進路Ｌ上における所定時間ｔ1,ｔ2後の到達予測位置Ｐ1,Ｐ2をそのときの車速Ｖに従って予測し、各到達予測位置Ｐ1,Ｐ2での走行位置を白線Ｗ_L（Ｗ_R）に対する離間距離Ｌ1,Ｌ2としてそれぞれ求めるものとなっている。
【００１４】
しかして上述した２つの到達予測位置Ｐ1,Ｐ2に対応して設けられた２つの車線逸脱判定部１５,１６は、各到達予測位置Ｐ1,Ｐ2においてそれぞれ予測された走行位置（白線Ｗ_L（Ｗ_R）との距離Ｌ1,Ｌ2）を、予め設定された逸脱判定閾値Ｄ1,Ｄ2とそれぞれ比較することで、その車線逸脱の可能性を判定している。これらの判定閾値Ｄ1,Ｄ2は、例えば到達予測位置Ｐ1において車両が白線Ｗ_L,Ｗ_Rを越える（跨ぐ）位置（白線からの距離）として設定される。従って上記判定閾値Ｄ1は車幅の１／２として、また判定閾値Ｄ2は上記車幅の１／２に、走行車線に対する車両の進行の向き（角度）を見込んだ距離（幅）を加えたものとしてそれぞれ設定される。
【００１５】
そして各車線逸脱判定部１５,１６は、上記各到達予測位置Ｐ1,Ｐ2においてそれぞれ求められる走行位置（距離Ｌ1,Ｌ2）がその判定閾値Ｄ1,Ｄ2を下回ったとき、前記到達予測位置Ｐ1（１秒後）において車線逸脱の虞があるとの判定結果をそれぞれ得ている。これらの判定結果は、論理ゲート（アンドゲート）１７を介して論理積処理され、共に車線逸脱の可能性有りと判定された場合にだけ出力されるようになっている。
【００１６】
このような論理出力（判定結果）に従って、例えば警報器（図示せず）を鳴動させたり、逸脱警報ランプを点灯駆動したり、或いは自動制動制御を実行する等の車線逸脱抑制処理が実行される。即ち、車線逸脱判定部１５,１６および論理ゲート１７は、車線逸脱抑制処理を実行する上での逸脱抑制制御手段を構成している。尚、図示しない方向指示器等が操作されて車線変更等が意思表示されている場合には、上述した車線逸脱の可能性に対する車線逸脱抑制処理の実行を禁止すればよいことは言うまでもない。
【００１７】
かくして上述した如く構成された装置によれば、予測された進路Ｌ上における複数（２つ）の到達予測位置Ｐ1,Ｐ2においてそれぞれ求められる走行位置（距離Ｌ1,Ｌ2）から車線逸脱の可能性をそれぞれ判定し、これらの各位置の全てにおいて車線逸脱の可能性有りと判定された場合にだけ警報を発する等の車線逸脱抑制処理を実行するので、走行車線や走行状態等の検出誤差や、車両到達位置の予測誤差の影響を受けることなしに車線逸脱の可能性を適正に判定し、真に車線逸脱の可能性がある場合にだけ、車線逸脱抑制処理を実行することができる。
【００１８】
即ち、本来的には図３(ａ)に示すように走行車線を規定する２本の白線Ｗ_L,Ｗ_Rを検出し、車両の進路Ｌを予測して車線逸脱の判定を行うべきところ、車両の上下の揺れやローリングに起因してカメラ１により撮像される車両前方の道路画像の撮像角度に変動が生じた場合、例えば図３(ｂ)に示すように白線Ｗ_L,Ｗ_Rが、図中波線で示す本来の位置からずれをもって検出される。すると実際には車線逸脱の可能性がないにも拘わらず、到達予測位置Ｐ1における走行位置を判定すれば、該到達予測位置Ｐ1において車線逸脱の可能性有りと判定されることになる。
【００１９】
しかしながら本装置にあっては、前述したように到達予測位置Ｐ1よりも検出誤差の少ない手前の位置（到達予測位置Ｐ2）における走行位置からも到達予測位置Ｐ1における車線逸脱の可能性を判定しているので、前述した如くずれをもって検出される白線Ｗ_L,Ｗ_Rの位置の影響を殆ど受けることなく、車線逸脱の可能性を適正に判定することができる。そしてこの到達予測位置Ｐ2における走行位置から判定される車線逸脱の可能性と、前述した到達予測位置Ｐ1における走行位置から判定される車線逸脱の可能性との双方が成立した場合にのみ、これを以て真に車線逸脱の可能性有りと判定するので、上述した白線Ｗ_L,Ｗ_Rの検出位置の誤差に起因して車線逸脱の可能性を誤判定することがなくなる。
【００２０】
また操舵角等の検出誤差に起因して、例えば図３(ｃ)に示すようにその進路Ｌが、図中波線で示す本来の進路からずれをもって検出されると、同様にして到達予測位置Ｐ1における走行位置に従って該到達予測位置Ｐ1において車線逸脱の可能性有りとの判定結果が得られる。しかしこの場合においても、到達予測位置Ｐ1よりも予測誤差の少ない手前の位置（到達予測位置Ｐ2）における走行位置からも到達予測位置Ｐ1における車線逸脱の可能性を判定しているので、前述した如くずれをもって検出される進路Ｌの位置ずれの影響を殆ど受けることなく、車線逸脱の可能性を適正に判定することができる。この結果、進路Ｌの予測誤差に起因して車線逸脱の可能性を誤判定する虞がなくなる。
【００２１】
このように本発明に係る車線逸脱警報装置においては、予測された進路上の複数の到達予測位置Ｐ1,Ｐ2における各走行位置に従ってそれぞれ車線逸脱の可能性を判定し、これらの判定結果を総合的に判断しているので、走行車線の検出毎や進路の予測誤差等に起因する誤判定結果を確実に排除して車線逸脱の可能性を適正に判定することができる。この結果、誤判定結果に基づく警報の発生を未然に防ぐことができるので、運転者に不快感を及ぼすことがない等の効果が奏せられる。そして真に車線逸脱の可能性がある場合にのみ、確実に車線逸脱抑制処理を実行することが可能となる。
【００２２】
尚、上述した説明においてはハードウェア的に車線逸脱の可能性を判定するものとして車線逸脱警報装置の概略構成を示したが、マイクロコンピュータを用いて上述した機能をソフトウェア的に実現することも勿論可能である。この場合には、例えば図４にその概略的な処理手順を示すように、車両前方の道路画像から白線Ｗ_L,Ｗ_Rを認識し［ステップＳ１］、次いで車両の走行状態から上記白線によって特定される走行車線上における車両進路Ｌを予測する［ステップＳ２］。その後、進路Ｌ上における到達予測位置Ｐ1,Ｐ2での走行位置（白線からの離間距離Ｌ1,Ｌ2）を求め［ステップＳ３］、これらの走行位置（Ｌ1,Ｌ2）をその判定閾値Ｄ1,Ｄ2と比較する。そして各走行位置（Ｌ1,Ｌ2）が、共にその判定閾値Ｄ1,Ｄ2よりも下回ることが判定されたとき［ステップＳ４］、この時点で警報を発する［ステップＳ５］ようにすれば良い。そして上記判定条件が満たされない場合には、上述したステップＳ１〜Ｓ４に示す処理手順をリアルタイムに繰り返し実行するようにすれば良い。
【００２３】
またここでは１秒後に到達すると予測される位置での車線逸脱を判定するものとしたが、その判定位置（予測位置を定める時間）は警報に対する運転者の反応時間（応答性）を配慮して設定すれば良いものである。また到達予測位置を３点以上設定することも勿論可能であり、その到達予測位置について走行車線（白線）等の検出誤差や車両進路Ｌの予測誤差等の仕様を配慮して設定すれば良いものである。また実施形態においては、走行車線および走行位置を検知するために、車両に搭載されたカメラを使用したが、これに限定されるものではなく、磁気ネイルや誘導ケーブルを用いて走行位置を検知したり、Ｄ-ＧＰＳナビゲーション情報を用いて車両の車線に対する相対位置を検出するようにしても良い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、車両の進路上の複数の到達予測位置での車線に対する走行位置から車線逸脱の可能性をそれぞれ判定し、これらの判定結果の全てが車線逸脱の可能性有りとなった場合にのみ、車線逸脱抑制処理を実行するので、簡易にして効果的にその判定結果の適正化を図ることができ、運転者に不快感を与えることなく車線逸脱の可能性に対する適切な対処を施すことが可能となる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車線逸脱警報装置の要部概略構成図。
【図２】本発明に係る車線逸脱警報装置における車線逸脱の判定作用を示す図。
【図３】本発明による車線逸脱判定の効果を説明するための図。
【図４】本発明に係る車線逸脱警報装置における概略的な処理手順の一例を示す図。
【符号の説明】
１ カメラ
２ 車両センサ
１１ 走行車線検出部（走行車線検出手段）
１２ 走行位置検出部（走行位置検知手段）
１３ 走行状態検出部（走行状態検出手段）
１４ 位置予測部（位置予測手段）
１５ 車線逸脱判定部（逸脱抑制制御手段）
１６ 車線逸脱判定部（逸脱抑制制御手段）
１７ 論理ゲート（逸脱抑制制御手段）

Claims (1)

1. 車両が走行する走行車線を検出する走行車線検出手段と、
   前記走行車線に対する前記車両の走行位置を検出または算出する走行位置検知手段と、
   前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記各検出手段および検知手段からそれぞれ求められる情報に基づいて、前記車両の予測される進路上における複数の到達予測位置での前記走行車線に対する走行位置をそれぞれ予測する位置予測手段と、
   前記各到達予測位置においてそれぞれ予測された前記走行車線に対する走行位置から車線逸脱の可能性を判定し、前記各到達予測位置においてそれぞれ車線逸脱の可能性有りと判定されたときに車線逸脱抑制処理を行う逸脱抑制制御手段とを具備したことを特徴とする車線逸脱警報装置。

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