JP3800992B2 - 車線追従走行制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、道路の白線等のレーンマーカを検出して走行車線を検出し、その走行車線から逸脱しないように操舵制御して、乗員の運転操作を支援する車線追従走行制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の車線追従走行制御装置としては、例えば特開平10−203395号公報に記載されている車両の操舵制御装置が知られている。
この従来例では、カメラで道路の画像を撮像して画像処理を行い、道路の白線を認識して、その白線認識結果に基づいて操舵制御を行っている。そして操舵制御を行っているときに、逆光等で環境条件が悪くなり、前記白線を認識できなくなったときには、直前の制御量を所定時間保持した後、徐々に減少させるように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例にあっては、道路の白線を認識できなくなったときには制御量を徐々に減少させるようになっているが、操舵制御の信頼性を保つには、白線の認識結果の信頼性が低いときにも、その制御量を、徐々に減少させることが有効であると考えられる。
【0004】
しかしながら、白線の認識結果の信頼性が低いときにも、白線を認識できなくなったときと同様に、操舵制御の制御量を「0」にして、乗員に運転操作を行わせるのでは、乗員の運転操作を支援することができる環境等が限られてしまうという問題があった。
そこで、この発明は、上記従来の技術の未解決の課題に着目してなされたものであり、操舵制御の信頼性を保ちつつ、多くの環境で乗員の運転操作を支援することができる車線追従走行制御装置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明である車線追従走行制御装置は、自車両前方の走行車線を検出する走行車線検出手段と、その走行車線検出手段が検出した走行車線に自車両が追従するように操舵制御を行う車線追従操舵手段と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行車線検出手段が検出した走行車線と前記走行状態検出手段が検出した走行状態とに基づいて、自車両が車線逸脱傾向にあるか否かを判定する車線逸脱傾向判定手段と、その車線逸脱傾向判定手段が車線逸脱傾向にあると判定したときに警告を発する車線逸脱警告手段と、を備え、前記車線追従操舵手段は、前記走行車線検出手段の検出結果の信頼性が第1の閾値よりも低いときには前記操舵制御の実行を禁止し、前記車線逸脱警告手段は、前記走行車線検出手段の検出結果の信頼性が前記第1の閾値よりも低い第2の閾値より低いときには前記警告を発することも禁止することを特徴とする。
【0006】
また、請求項2に係る発明である記載の車線追従走行制御装置は、自車両前方の走行車線を検出する走行車線検出手段と、その走行車線検出手段が検出した走行車線に自車両が追従するように操舵制御を行う車線追従操舵手段と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行車線検出手段が検出した走行車線と前記走行状態検出手段が検出した走行状態とに基づいて、自車両が車線逸脱傾向にあるか否かを判定する車線逸脱傾向判定手段と、その車線逸脱傾向判定手段が車線逸脱傾向にあると判定したときに警告を発する車線逸脱警告手段と、を備え、前記走行車線検出手段は、自車両前方の道路を複数の領域に分割し、各領域毎にレーンマーカを検出して走行車線を検出し、前記車線追従操舵手段は、前記走行車線検出手段の検出結果の信頼性が高い領域の数が、第1の閾値よりも小さいときには前記操舵制御の実行を禁止し、前記車線逸脱警告手段は、前記走行車線検出手段の検出結果の信頼性が高い領域の数が、前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値よりも小さいときには前記警告を発することも禁止することを特徴とする。
【0007】
また、請求項3に係る発明である車線追従走行制御装置は、自車両前方の走行車線を検出する走行車線検出手段と、その走行車線検出手段が検出した走行車線に自車両が追従するように操舵制御を行う車線追従操舵手段と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行車線検出手段が検出した走行車線と前記走行状態検出手段が検出した走行状態とに基づいて、自車両が車線逸脱傾向にあるか否かを判定する車線逸脱傾向判定手段と、その車線逸脱傾向判定手段が車線逸脱傾向にあると判定したときに警告を発する車線逸脱警告手段と、を備え、前記車線追従操舵手段は、前記走行車線検出手段の検出結果の信頼性が第1の閾値より低いときには前記操舵制御の実行を禁止し、前記車線逸脱傾向判定手段は、走行車線の中央部からの距離が所定値よりも大きくなる傾向にあるときに、自車両が車線逸脱傾向にあると判定するとともに、前記車線追従操舵手段が前記操舵制御の実行を禁止しているときには、前記操舵制御を行っているときに比べて、前記所定値を大きくすることを特徴とする。
【0008】
【発明の効果】
したがって、請求項1に係る発明である車線追従走行制御装置にあっては、好天等、環境条件が良く、自車両前方の走行車線の検出結果の信頼性が高いときには、検出した走行車線に追従するように操舵制御を行うが、霧が発生する等して環境条件が悪くなり、前記信頼性が低くなったときには、操舵制御を停止するようになっているため、操舵制御の信頼性を保つことができる。
【0009】
また、操舵制御を停止して、乗員に自車両を運転させるようにしてからも、検出した走行車線と走行状態とに基づいて、自車両が車線逸脱傾向にあるか否かを判定し、車線逸脱傾向にあると判定したときに警告を発するようになっているため、乗員の運転操作を支援することができる。
また、請求項2に係る発明である車線追従走行制御装置にあっては、自車両前方の道路を複数の領域に分割して、各領域毎に白線等のレーンマーカを検出して走行車線を検出する。そして、前記レーンマーカの検出結果の信頼性が高い領域の数が、第1の閾値よりも小さくなったときには前記操舵制御を停止するとともに、前記レーンマーカの検出結果の信頼性が高い領域の数が、前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値よりも小さくなったときには前記警告を発しない。そのため、操舵制御を停止して、乗員に自車両を運転させるようにしてからも、乗員の運転操作を支援することができる。
【0010】
また、請求項3に記載の車線追従走行制御装置にあっては、走行車線の中央部からの距離が所定値よりも大きくなる傾向にあるときに、自車両が車線逸脱傾向にあると判定するとともに、前記操舵制御を停止しているときには、前記所定値を大きくするようになっている。そのため、前記操舵制御を停止しているときには、前記操舵制御を行っているときに比べて、走行車線の検出結果の信頼性は小さいが、自車両が車線逸脱傾向にあるものと誤った判定をして誤警告を発する可能性は小さく、そのようなときにも誤警告の発生を抑制できる。
【0011】
さらに、前記操舵制御を停止して、乗員に自車両を運転させるようにしているときに、例えば、乗員が意図的に車線の中央から離れて走行しても警告を発しないようにして、乗員が自由に運転操作できる領域を広げることができ、乗員に煩わしい思いをさせずに済む。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車線追従走行制御装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態を示す概略構成図であり、図1において、1FL及び1FRは前輪、1RL及び1RRは後輪を示し、前輪1FL、1FRには一般的なラックアンドピニオン式の操舵機構が配設されている。この操舵機構は、前輪1FL、1FRの操舵軸(タイロッド)に接続されるラック2と、これに噛合するピニオン3と、このピニオン3をステアリングホイール4に与えられる操舵トルクで回転させるステアリングシャフト5とを備えている。
【0013】
また、ステアリングシャフト5におけるピニオン3の上部には、前輪1FL、1FRを自動操舵するための操舵アクチュエータを構成する自動操舵機構6が配設されている。この自動操舵機構6は、ステアリングシャフト5と同軸に取付けられたドリブンギヤ7と、これに噛合するドライブギヤ8と、このドライブギヤ8を回転駆動する自動操舵用モータ9とから構成されている。なお、自動操舵用モータ9とドライブギヤ8との間にはクラッチ機構10が介装されており、自動操舵制御時にのみクラッチ機構10が締結され、そうでないときにはクラッチ機構10が非締結状態となって自動操舵用モータ9の回転力がステアリングシャフト5に入力されないようにしている。
【0014】
また、車両には種々のセンサ類が取り付けられている。図中、11は操舵角センサであって、ステアリングシャフト5の回転角から実操舵角θを検出してコントロールユニット12に出力する。また、図示しない自動変速機の出力側に車速センサ13が取付けられ、この車速センサ13で検出された車速検出値Vもコントロールユニット12に出力される。さらに、車両には当該車両に発生する横加速度を検出する横加速度センサ14が取付けられ、この横加速度センサ14で検出された横加速度GYもコントロールユニット12に出力される。ここで、操舵角センサ11から出力される実操舵角θは、右操舵時に正値、左操舵時に負値となるように設定されている。
【0015】
さらに、車室内のインナーミラーステー等の固定部には、図2に示すように、レンズの光軸と車両中心線とがなすヨー角が「0」となり、ピッチ角がα度となるように、CCDカメラ等の単眼カメラ15が設置されて、車両前方の道路状況を撮像し、撮像した画像データをカメラコントローラ16に出力する。このカメラコントローラ16は、後述する道路白線検出処理を実行し、例えば特開平11−102499号公報に記載されているように、単眼カメラ15の画像データに二値化等の処理を行い自車両近傍の白線を検出するとともに、所定の車両前方注視点での道路に対する車両の横偏位量y、白線の接線に対する車両のヨー角Φ、走行車線前方の道路曲率ρを算出し、これらをコントロールユニット12に出力する。
【0016】
コントロールユニット12は、図示しないマイクロコンピュータ等の離散化されたディジタルシステムで構成され、操舵制御や警告制御を行うか判定する後述の作動判定処理を実行し、操舵制御を行うと判定したときには、入力されたヨー角Φ、横偏位量y、道路曲率ρに基づいてコーナーを通過する際に最適な目標操舵角θ*を算出し、操舵角センサ11で検出した実操舵角θを目標操舵角θ*に一致させるように自動操舵用モータ9に対するモータ供給電流iMを算出し、このモータ供給電流iMを電流制限処理してからパルス幅変調してパルス電流に変換して自動操舵用モータ9に出力することにより、自動操舵用モータ9をデューティ制御する。
【0017】
また、コントロールユニット12は、前記作動判定処理で警告制御を行うと判定したときには、カメラコントローラ16からの入力に基づいてスピーカ17に、車線から逸脱する旨を知らせる警告を発生させる指令を送信する。
次に、カメラコントローラ16で実行される道路白線検出処理を、図3のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【0018】
この道路白線検出処理は、例えば、特開平11−296660号公報に記載されている方法で行われ、その処理が実行されると、まず、ステップS100で、走行車線や車両挙動等を表すパラメータa〜e(以下、道路パラメータという。)を初期化して、ステップS101に移行する。
道路パラメータa〜eは、図4に示すように、単眼カメラ15で撮影した画像の、横方向をX座標とし、上方向をY座標とする画面座標系X、Y上の白線モデルを表す下記(1)式のパラメータである。
【0019】
X=(a+e)(Y−d)+b/(Y−d)+c …(1)
ここで、単眼カメラ15の路面からの高さが一定であるときには、各道路パラメータa〜eは、それぞれ道路の形状、白線の形状又は車両の挙動を表す。すなわち、aは走行車線の中央部からの自車両の横変位量を表し、bは道路の曲率を表し、cは自車両(単眼カメラ15の光軸)と走行車線とのヨー角を表し、dは自車両(単眼カメラ15の光軸)と走行車線とのピッチ角を表し、eは道路の車線幅を表す。
【0020】
なお、初期状態においては道路の形状等は不明であるから、各道路パラメータa〜eを初期化するときには、例えば各道路パラメータa〜eの中央値に相当する値を初期値として設定する。つまり、例えば、自車両の横変位量aとして車線中央での横変位量「0」を設定し、道路曲率bとして直線の曲率「0」を設定し、走行車線に対するヨー角cとして「0」度を設定し、走行車線に対するピッチ角dとして停止状態のときのピッチ角「α」度を設定し、車線幅eとして道路構造令に示される高速道路の車線幅を設定する。
【0021】
前記ステップS101では、図5に示すように、後述の白線モデルの設定に利用する白線候補点を検出する白線候補点検出領域の大きさを設定してから、ステップS102に移行する。初期状態においては、道路パラメータa〜eとして中央値が設定された白線モデルと、単眼カメラ15で撮影した実際の道路の白線と、の間には大きな開きがあると予想されるので、できる限り大きな領域を設定するのが望ましい。図5(a)に示す例では、走行車線の左右の白線に対して5個ずつ設定し、合計10個の白線候補点検出領域を設定する。
【0022】
また、この道路白線検出処理が実行されるのが2回目以降であって、すでに前回の処理までに道路の白線が検出されているときには、実際の道路の白線と白線モデルとの差は小さいと考えられるので、図5(b)に示すように、なるべく小さい領域を設定する方が、白線以外のものを誤検出する可能性が低く、しかも処理速度を向上することができるため好ましい。
【0023】
前記ステップS102では、単眼カメラ15で撮像された車両前方の道路状況を示す画像データを読み込み、ステップS103に移行する。
前記ステップS103では、図6に示すように、前記ステップS100又は後述のステップS108で設定した道路パラメータa〜eに基づく白線モデルが中心になるように、前記ステップS101で設定した大きさの白線候補点検出領域を設定し、ステップS104に移行する。このとき、図6に示す例では、白線候補点検出領域を、走行車線の左右の白線に対して5個ずつ設定し、合計10個設定している。
【0024】
前記ステップS104では、前記ステップS103で設定した白線候補点検出領域において白線候補点の検出を行ってから、ステップS105に移行する。
この白線候補点の検出方法としては、まず、前記ステップS102で読み込んだ画像データをsobelフィルター等に通して微分画像を生成し、白線が撮像されている画素の濃度を高くする。次に、白線候補点検出領域の上辺の1点と下辺の1点とを結んでできる線分を複数作成し、図7に示すように、各線分上で微分画像の濃度が所定値以上となる画素の数を数える。そして、それらの線分のうちで、濃度が所定値以上の画素を最も多く含む線分を選択し、その線分の始点と終点とを白線候補点とする。
【0025】
このとき、白線候補点検出領域のY軸方向への長さに対して、濃度が所定値以上となる画素の割合が、所定の割合よりも大きい線分がないときには、その白線候補点検出領域では白線候補点を検出できなかったものとみなす。例えば、白線候補点検出領域のY軸方向への長さが15画素であって、濃度が所定値以上となる画素の割合が1/2よりも小さかったときに、白線候補点が検出されなかったものとみなすときには、選択された線分上に濃度が所定値以上となる画素が8以上あれば、その線分の始点と終点とを白線候補点とするが、7以下のときには、その白線候補点検出領域では白線候補点が検出されなかったものとする。
【0026】
前記ステップS105では、前記ステップS104で検出された全ての白線候補点を合計した点数が所定値以上か否か判定し、所定値以上であるときには(「Yes」)ステップS106に移行し、そうでないときには(「No」)前記ステップS103で設定した白線候補点検出領域内に道路の白線が含まれていなかったとみなし、再び前記ステップS101に移行する。
【0027】
前記ステップS106では、図8に示すように、前記ステップS104で検出した白線候補点と、この道路白線検出処理が前回実行されたときに設定した白線モデル上の点と、のX方向へのずれ量を各点毎に算出し、ステップS107に移行する。
前記ステップS107では、前記ステップS106で算出した各点のずれ量に基づいて道路パラメータの変動量△a〜△eを算出し、ステップS108に移行する。これらの道路パラメータの変動量△a〜△eは、例えば特開平8−5388号公報に示されているように最小二乗法により算出することができる。
【0028】
前記ステップS108では、前記ステップS107で算出した道路パラメータの変動量△a〜△eに基づいて道路パラメータa〜eを補正してから、再び前記ステップS102に移行する。このとき、例えば、白線モデルとして上記(1)式に示すものを用いたときには、下記(2)式に従って、道路パラメータa〜eの補正を行う。
【0029】
a=a+△a、b=b+△b、
c=c+△c、d=d+△d、e=e+△e …(2)
そして、このようにして補正した道路パラメータa〜eを、新たな白線モデルの道路パラメータa〜eとして所定の記憶領域に記憶する。
次に、コントロールユニット12で実行される作動判定処理を、図9のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【0030】
この作動判定処理は、所定時間ΔT(例えば、10msec. )毎に実行されて、図10に示すように、作動判定値th1、th2、th3、th4(th1>th2>th3>th4)と白線候補点(画像認識精度)の数との関係に応じて、警告制御や操舵制御を作動状態にする処理であって、まず、ステップS200では、上述の道路白線検出処理のステップS104で検出された白線候補点の数を算出し、ステップS201に移行する。
【0031】
前記ステップS201では、操舵制御が作動状態にあるか否か判定し、作動状態にあるときには(「Yes」)ステップS202に移行し、そうでないときには(「No」)ステップS205に移行する。
前記ステップS202では、白線候補点が第2の作動判定閾値th2より大きいか否か判定して、大きいときには(「Yes」)ステップS203に移行し、そうでないときには(「No」)ステップS204に移行する。
【0032】
前記ステップS203では、操舵制御及び警告制御を作動状態にしたまま、この作動判定処理を終了する。
また、前記ステップS204では、警告制御を作動状態にしたまま、操舵制御だけを停止状態にしてから、この作動判定処理を終了する。
一方、前記ステップS205では、警告制御が作動しているか否か判定して、作動しているときには(「Yes」)ステップS206に移行し、そうでないときには(「No」)ステップS211に移行するようになっている。
【0033】
前記ステップS206では、白線候補点の数が第1の作動判定閾値thlより大きいか否か判定して、大きいときには(「Yes」)ステップS207に移行し、そうでないときには(「No」)ステップS208に移行する。
前記ステップS207では、警告制御を作動状態にしたまま、操舵制御も作動状態にして、この作動判定処理を終了する。
【0034】
一方、前記ステップS208では、白線候補点の数が第4の作動判定閾値th4よりも大きいか否か判定して、大きいときには(「Yes」)ステップS209に移行し、そうでないときには(「No」)ステップS210に移行する。
前記ステップS209では、操舵制御を停止状態にしたまま、警告制御を作動状態にしてから、この作動判定処理を終了する。
【0035】
また、前記ステップS210では、操舵制御及び警告制御を停止状態にしてから、この作動判定処理を終了する。
一方、前記ステップS211では、第3の作動判定閾値th3よりも白線候補点の数が大きいか否か判定して、大きいときには(「Yes」)ステップS212に移行し、そうでないときには(「No」)ステップS213に移行する。
【0036】
前記ステップS212では、操舵制御を停止状態にしたまま、警告制御を作動状態にしてから、この作動判定処理を終了する。
また、前記ステップS213では、操舵制御及び警告制御を停止状態にしたまま、この作動判定処理を終了する。
次に、コントロールユニット12で実行される操舵制御処理を、図11のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【0037】
この操舵制御処理は、上述の作動判定処理で操舵制御が作動状態にされたときに、所定時間ΔT毎に実行される処理であって、まず、ステップS300で、操舵角センサ11から実操舵角θ、横加速度センサ14から横加速度GY、車速センサ13から車速検出値V並びにカメラコントローラ16からヨー角Φ、横偏位量y及び道路曲率ρを読み込んでから、ステップS301に移行する。
【0038】
前記ステップS301では、前記ステップS300で読み込んだヨー角Φ、横偏位量y及び道路曲率ρに基づいて、下記(3)式に従って、目標操舵角θ*を算出し、ステップS302に移行する。
θ*=Ka・Φ+Kb・y+Kc・ρ …(3)
ここで、Ka、Kb、Kcは、車速に応じて変動する制御ゲインであり、目標操舵角θ*は、右方向への操舵時に正値となり、左方向への操舵時には負値となる。
【0039】
前記ステップS302では、下記(4)式に従って、自動操舵用モータ9に対するモータ供給電流iMを算出して、このモータ供給電流iMを電流制限処理してからパルス幅変調し、パルス電流に変換して自動操舵用モータ9に出力してから、この操舵制御処理を終了する。
iM=Kvi(Kp+Ki/s+Kd・s)(θ*−θ) …(4)
ここで、Kviは電圧値を電流値に変換するための制御ゲインであり、Kpは比例ゲイン、Kiは積分ゲイン、Kdは微分ゲインである。
【0040】
次に、コントロールユニット12で実行される警告制御処理を、図12のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
この警告制御処理は、上述の作動判定処理で警告制御が作動状態にされたときに、所定時間ΔT毎に実行される処理であって、まず、ステップS400では、上述の道路白線検出処理のステップS108で算出された最新の道路パラメータa〜eを所定の記憶領域から読み出し、ステップS401に移行する。
【0041】
ステップS401では、前記ステップS400で読み出した道路パラメータa〜eに基づき、下記(5)式に従って、走行予測前方変位Xexpを算出し、ステップS402に移行する。
Xexp=a+ls・c …(5)
ここで、走行予測前方変位Xexpは、図13に示すように、自車両からls[m]前方にある車両前方注視点の位置に自車両が到達したときの道路中心からの横変位を意味しており、道路が直線路であるときには、その値が大きいほど、逸脱傾向が大きいと判断できる。
【0042】
前記ステップS402では、走行予測前方変位Xexpの絶対値が警告閾値Xthよりも小さいか否か判定し、小さいときに(「Yes」)ステップS403に移行し、そうでないときには(「No」)ステップS404に移行する。
前記ステップS403では、スピーカ17から警告を発することなく、この警告制御処理を終了する。
【0043】
一方、前記ステップS404では、スピーカ17から自車両が車線から逸脱する旨を知らせる警告を発してから、この警告制御処理を終了する。
次に、本実施形態の車線追従走行制御装置を搭載した車両で高速道路を走行する場合を例として、本実施形態の具体的な動作を詳細に説明する。
まず、天候が良く、道路の白線を単眼カメラ15で明確に撮像することができ、操舵制御及び警告制御が作動状態にあるとする。すると、カメラコントローラ16で道路白線検出処理が実行されて、まずステップS100で、道路パラメータa〜eが初期化されて、ステップS101で、白線候補点を検出する白線候補点検出領域の大きさが設定され、ステップS102で、単眼カメラ15で撮像された車両前方の道路状況を示す画像データが読み込まれ、ステップS103で、前記ステップS100で設定された道路パラメータa〜eに基づく白線モデルが中心になるように、前記ステップS101で設定された大きさの白線候補点検出領域が設定され、ステップS104で、前記ステップS103で設定された白線候補点検出領域で白線候補点の検出が行われる。
【0044】
ここで、道路の白線を明確に撮像することができたので、全ての白線候補点を検出することができたとする。すると、ステップS105の判定が「Yes」となり、ステップS106で、図8に示すように、前記ステップS104で検出した白線候補点と、この道路白線検出処理が前回実行されたときに設定された白線モデル上の点とのX方向へのずれ量が各点毎に算出され、ステップS107で、それら各点のずれ量に基づいて道路パラメータの変動量△a〜△eが算出され、ステップS108で、それら道路パラメータの変動量△a〜△eに基づいて道路パラメータa〜eが補正された後、再び上記フローが前記ステップS102から繰り返される。
【0045】
一方、コントロールユニット12では作動判定処理が実行されて、まず、ステップS200で、上述の道路白線検出処理のステップS104で検出された白線候補点の数が算出され、また、操舵制御が作動状態にあるため、ステップS201の判定が「Yes」となり、さらに、全ての白線候補点を検出することができたので、ステップS202の判定が「Yes」となり、ステップS203で、操舵制御及び警告制御が作動状態にされて、この作動判定処理が終了される。
【0046】
すると、操舵制御が作動状態にされたことにより、コントロールユニット12では操舵制御処理が実行されて、まず、ステップS300で、操舵角センサ11から実操舵角θ、横加速度センサ14から横加速度GY、車速センサ13から車速検出値V並びにカメラコントローラ16からヨー角Φ、横偏位量y及び道路曲率ρが読み込まれて、ステップS301で、前記ステップS300で読み込まれたヨー角Φ、横偏位量y及び道路曲率ρに基づいて目標操舵角θ*が算出され、ステップS302で、自動操舵用モータ9に対するモータ供給電流iMが算出され、このモータ供給電流iMが電流制限処理されてパルス幅変調され、パルス電流に変換されて自動操舵用モータ9に出力された後、この操舵制御処理が終了される。
【0047】
自動操舵用モータ9にパルス電流が入力されると、自動操舵機構6のクラッチ機構10が締結されるとともに、自動操舵用モータ9が回転されて、自動操舵用モータ9の回転力が、ドライブギヤ8及びドリブンギヤ7を介してステアリングシャフト5に入力され、実操舵角θが目標操舵角θ*に一致するように、ステアリングシャフト5が回転される。そして、ステアリングシャフト5の回転が、ピニオン3及びラック2を介して前輪1FL、1FRに伝達されて、自車両は走行車線に沿って走行する。
【0048】
また、警告制御が作動状態にされたことにより、コントロールユニット12では警告制御処理が実行されて、まず、ステップS400で、上述の道路白線検出処理のステップS108で算出された最新の道路パラメータa〜eが所定の記憶領域から読み出され、ステップS401で、その道路パラメータa〜eに基づいて走行予測前方変位Xexpが算出され、さらに、操舵制御が作動しているので、走行予測前方変位Xexpの絶対値が警告閾値Xthよりも小さいとすると、ステップS402の判定が「Yes」となり、ステップS403で、スピーカ17から警告が発せられずに、この警告制御処理が終了される。
【0049】
上記フローを繰り返して、操舵制御及び警告制御を実行しているうちに、雨が降り始めて、道路の白線を単眼カメラ15で明確には撮像することができなくなったとする。すると、コントロールユニット12で実行される作動判定処理では、ステップS200及びS201を経て、ステップS202の判定が「No」となり、ステップS204で、警告制御が作動状態のまま、操舵制御が停止状態にされて、この作動判定処理が終了される。
【0050】
このように、本実施の形態の車線追従走行制御装置にあっては、晴れていて、カメラコントローラ16の走行車線の検出結果の信頼性が高いときには、カメラコントローラ16で検出された自車両前方の走行車線に追従するように操舵制御を行うが、雨が降る等して環境条件が悪くなり、前記信頼性が低くなったときには、操舵制御を停止するようにしたため、操舵制御の信頼性を保つことができる。
【0051】
また、警告制御は作動状態のままであるため、コントロールユニット12では警告制御処理が実行され、まず、ステップS400及びS401を経て、さらに、操舵制御が停止したために、走行予測前方変位Xexpの絶対値が警告閾値Xthよりも大きくなったとすると、ステップS402の判定が「No」となり、ステップS404で、スピーカ17から自車両が車線から逸脱する旨を知らせる警告が発せられて、この警告制御処理が終了される。
【0052】
このように、本実施の形態においては、操舵制御を停止して、乗員に自車両を運転させるようにしてからも、自車両が車線逸脱傾向にあるときには警告を発するようになっているため、乗員の運転操作を支援することができる。
さらに、上記フローが繰り返されて、警告制御が実行されているうちに、霧が発生して、道路の白線を単眼カメラ15で撮像すること自体ができなくなったとする。すると、コントロールユニット12で実行される作動判定処理では、操舵制御が停止状態にあるので、ステップS201の判定が「No」となり、また、警告制御が作動状態にあるので、ステップS205の判定が「Yes」となり、さらに、道路の白線を撮像することができないので、ステップS206及びS208の判定が「No」となり、ステップS210で、操舵制御及び警告制御が停止状態にされて、この作動判定処理が終了される。
【0053】
次に、本発明の車線追従走行制御装置の第2の実施形態について説明する。この実施形態は、操舵制御が作動状態であるか否かで警告閾値Xthを変化させるようになっており、図14に示すように、操舵制御が停止状態にあるときの第2の警告閾値Xth2を、作動状態であるときの第1の警告閾値Xth1よりも大きくして、操舵制御が停止状態であるときには警告を発し難くした点が第1の実施形態と異なっている。
【0054】
つまり、第2の実施形態では、コントロールユニット12で実行される警告制御処理のうち、図15に示すように、前述した第1の実施形態の図12の前記ステップS402〜S404の代わりに、ステップS500〜S506が設けられていることを除いては第1の実施形態と同様の処理を行う。なお、図12に対応する処理には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【0055】
ステップS500〜S506では、操舵制御の作動状態や警告閾値Xth1、Xth2に基づいて警告を発するか否かを判定するようになっており、図15に示すように、まず、ステップS500では、操舵制御が作動状態にあるか否か判定し、作動状態にあるときには(「Yes」)ステップS501に移行し、そうでないときには(「No」)ステップS504に移行する。
【0056】
前記ステップS501では、前記ステップS401で算出された走行予測前方変位Xexpの絶対値が第1の警告閾値Xth1よりも小さいか否か判定し、小さいときには(「Yes」)ステップS502に移行し、そうでないときには(「No」)ステップS503に移行する。
前記ステップS502では、スピーカ17から警告を発することなく、この警告制御処理を終了する。
【0057】
また、前記ステップS503では、スピーカ17から自車両が車線から逸脱する旨を知らせる警告を発してから、この警告制御処理を終了する。
一方、前記ステップS504では、前記ステップS401で算出された走行予測前方変位Xexpの絶対値が第2の警告閾値Xth2よりも小さいか否か判定し、小さいときには(「Yes」)ステップS505に移行し、そうでないときには(「No」)ステップS506に移行する。
【0058】
前記ステップS505では、スピーカ17から警告を発することなく、この警告制御処理を終了する。
また、前記ステップS506では、スピーカ17から自車両が車線から逸脱する旨を知らせる警告を発してから、この警告制御処理を終了する。
このように、本実施の形態の車線追従走行制御装置にあっては、前記操舵制御を停止しているときには、前記操舵制御を行っているときに比べて、走行車線の検出結果の信頼性が低いが、自車両が車線逸脱傾向にあるものと誤った判定をして誤警告を発する可能性は小さく、そのようなときにも誤警告の発生を抑制できる。
【0059】
さらに、前記操舵制御を停止して、乗員に自車両を運転させるようにしているときに、例えば、乗員が意図的に車線の中央から離れて走行しても警告を発しないようにして、乗員が自由に運転操作できる領域を広げることができ、乗員に煩わしい思いをさせてしまうことがない。
なお、上記実施の形態においては、走行車線検出手段は単眼カメラ15及びカメラコントローラ16に対応し、車線追従操舵手段はコントロールユニット12に対応し、走行状態検出手段は、操舵角センサ11、車速センサ13、横加速度センサ14、単眼カメラ15及びカメラコントローラ16に対応し、車線逸脱傾向判定手段はコントロールユニット12に対応し、車線逸脱警告手段はコントロールユニット12及びスピーカ17に対応する。
【0060】
また、上記実施の形態は本発明の車両追従走行制御装置の一例を示したものであり、装置の適用対象や構成等を限定するものではない。
例えば、上記実施の形態においては、コントロールユニット12やカメラコントローラ16をマイクロコンピュータ等の離散化されたディジタルシステムで構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、関数発生器、比較器、演算器等の電子回路を組み合わせて構成するようにしてもよい。
【0061】
また、上記実施の形態においては、操舵トルク発生源として自動操舵用モータ9を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、油圧アクチュエータを適用することもできる。
さらに、前回の白線モデルを中心として白線候補点検出領域を設定する例を示したが、白線候補点検出領域の設定方法は、これに限定されるものではなく、例えば、過去の白線モデルの変化の傾向を考慮して、白線モデルの変化方向にオフセットした位置を中心として白線候補点検出領域を設定するようにしてもよい。
【0062】
また、白線候補点検出領域のY軸方向への長さに対して、濃度が所定値以上となる画素の割合が、所定の割合よりも大きい線分がないときには、その白線候補点検出領域には、白線候補点が検出されなかったものとみなす例を示したが、前記所定の割合は、全ての白線候補点検出領域で同一のものに限られるものではなく、例えば、検出領域毎に設定するようにしてもよい。さらに、上記濃度の所定値も、全ての検出領域で同一のものに限られるものではなく、検出領域毎に変えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車両追従走行制御装置の第1の実施形態を示す車両の概略構成図である。
【図2】本発明の車両追従走行制御装置に用いられる単眼カメラの取り付け位置を説明するための説明図である。
【図3】カメラコントローラで実行される道路白線検出処理のフローチャートである。
【図4】図3の道路白線検出処理で用いられる白線モデルを説明するための説明図である。
【図5】白線候補点検出領域の大きさの設定方法を説明するための説明図である。
【図6】撮像した画像データ上での白線候補点検出領域の設定方法を説明するための説明図である。
【図7】白線候補点の検出方法を説明するための説明図である。
【図8】今回検出した白線候補点と前回求めた白線モデル上の点とのずれ量を示す説明図である。
【図9】コントロールユニットで実行される作動判定処理のフローチャートである。
【図10】作動判定値と画像認識精度との関係を説明するための説明図である。
【図11】コントロールユニットで実行される操舵制御処理のフローチャートである。
【図12】コントロールユニットで実行される警告処理のフローチャートである。
【図13】走行予測前方変位の設定方法を説明するための説明図である。
【図14】警告閾値の大きさと警告領域との関係を説明するための説明図である。
【図15】第2の実施形態における、図12の警告処理に対応するフローチャートである。
【符号の説明】
1FL、1FRは前輪
2はラック
3はピニオン
4はステアリングホイール
5はステアリングシャフト
6は自動操舵機構
7はドリブンギヤ
8はドライブギヤ
9は自動操舵用モータ
10はクラッチ機構
11は操舵角センサ
12はコントロールユニット
13は車速センサ
14は横加速度センサ
15は単眼カメラ
16はカメラコントローラ
17はスピーカ
Claims (3)
- 自車両前方の走行車線を検出する走行車線検出手段と、その走行車線検出手段が検出した走行車線に自車両が追従するように操舵制御を行う車線追従操舵手段と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行車線検出手段が検出した走行車線と前記走行状態検出手段が検出した走行状態とに基づいて、自車両が車線逸脱傾向にあるか否かを判定する車線逸脱傾向判定手段と、その車線逸脱傾向判定手段が車線逸脱傾向にあると判定したときに警告を発する車線逸脱警告手段と、を備え、
前記車線追従操舵手段は、前記走行車線検出手段の検出結果の信頼性が第1の閾値よりも低いときには前記操舵制御の実行を禁止し、
前記車線逸脱警告手段は、前記走行車線検出手段の検出結果の信頼性が前記第1の閾値よりも低い第2の閾値より低いときには前記警告を発することも禁止することを特徴とする車線追従走行制御装置。 - 自車両前方の走行車線を検出する走行車線検出手段と、その走行車線検出手段が検出した走行車線に自車両が追従するように操舵制御を行う車線追従操舵手段と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行車線検出手段が検出した走行車線と前記走行状態検出手段が検出した走行状態とに基づいて、自車両が車線逸脱傾向にあるか否かを判定する車線逸脱傾向判定手段と、その車線逸脱傾向判定手段が車線逸脱傾向にあると判定したときに警告を発する車線逸脱警告手段と、を備え、
前記走行車線検出手段は、自車両前方の道路を複数の領域に分割し、各領域毎にレーンマーカを検出して走行車線を検出し、
前記車線追従操舵手段は、前記走行車線検出手段の検出結果の信頼性が高い領域の数が、第1の閾値よりも小さいときには前記操舵制御の実行を禁止し、
前記車線逸脱警告手段は、前記走行車線検出手段の検出結果の信頼性が高い領域の数が、前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値よりも小さいときには前記警告を発することも禁止することを特徴とする車線追従走行制御装置。 - 自車両前方の走行車線を検出する走行車線検出手段と、その走行車線検出手段が検出した走行車線に自車両が追従するように操舵制御を行う車線追従操舵手段と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行車線検出手段が検出した走行車線と前記走行状態検出手段が検出した走行状態とに基づいて、自車両が車線逸脱傾向にあるか否かを判定する車線逸脱傾向判定手段と、その車線逸脱傾向判定手段が車線逸脱傾向にあると判定したときに警告を発する車線逸脱警告手段と、を備え、
前記車線追従操舵手段は、前記走行車線検出手段の検出結果の信頼性が第1の閾値より低いときには前記操舵制御の実行を禁止し、
前記車線逸脱傾向判定手段は、走行車線の中央部からの距離が所定値よりも大きくなる傾向にあるときに、自車両が車線逸脱傾向にあると判定するとともに、前記車線追従操舵手段が前記操舵制御の実行を禁止しているときには、前記操舵制御を行っているときに比べて、前記所定値を大きくすることを特徴とする車線追従走行制御装置。
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