JP4134610B2 - 車線逸脱防止方法、及び車線逸脱防止装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中の自車両が走行車線から逸脱しそうになったときに、その逸脱を回避する方向に自車両を制御する車線逸脱防止方法及び車線逸脱防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車線逸脱防止装置としては、例えば特開平１０−１５７６４５号公報に記載されているものがある。
この装置では、前輪の操舵制御量が所定値を越えるのを防止しつつ、逸脱しそうな自車両を走行車線上の目標位置まで移動するのに必要な前輪操舵制御量と後輪操舵制御量とを算出し、当該算出した制御量となるように前輪及び後輪の操舵を制御する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の車線逸脱防止装置の場合には、運転者の許容できる前輪操舵角以上の操舵角が逸脱回避に必要な場合には、後輪操舵の操舵方向を前輪に対し逆位相としての車両の回頭性を高めることが可能となるものの、車線逸脱回避の際の車両の進行方向が、走行車線の中央ではなく、走行車線の逸脱を防止する側と反対側の走路区分線（白線など）側に向かっているという違和感を運転者に与えるおそれがあるといった問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、車線の逸脱を防止する側と反対側に向けて自車両が向かっているという違和感を与えることなく車線逸脱を防止可能な車線逸脱防止方法及び車線逸脱防止装置装置を提供することを課題としている。
【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、本発明は、自車両が走行車線から逸脱する可能性があると判定すると、自車両の進行方向が目標進行方向と平行となるまで若しくは上記自車両の進行方向と上記目標進行方向との交角が所定角度以下となるまで、前輪操舵と後輪操舵の操舵方向を逆相で走行した後に、走行車線内の自車両の道幅方向位置と走行車線内の目標点の道幅方向位置との偏差が小さくなるように、前輪操舵と後輪操舵の操舵方向を同相で走行することを特徴とする。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、自車両の車線逸脱を防止する際に、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を逆位相とする時間を自車両の進行方向が目標進行方向若しくはその近傍の方向に向くまでに制限することで、運転者に、車線の逸脱を防止する側と反対側へ自車両が向かっているという違和感を与えることが防止可能となる。
【０００７】
さらに、自車両の進行方向が目標進行方向に一致若しくは近づいた後、自車両が走行中の車線内の道幅方向の位置が目標点の道幅方向の位置に近づくように、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を同一位相とすることで、自車両を確実に目標点に一致若しくは近づけることが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る車線逸脱防止装置を説明するための構成図である。また、図２〜図４は、各走行車線における車両２３が逸脱する状態を示した図である。
本実施形態では、前輪１の操舵が前輪操舵アクチュエータ２によって駆動制御可能となっていると共に後輪３の操舵が後輪操舵アクチュエータ４によって駆動制御可能となっていて、前後輪１，３が独立して操舵可能な車両２３を例にして説明する。ここで各車輪１，３を所定の操舵角に転舵させる操舵アクチュエータ２，４は、例えば電動モータやステアリングギヤなどから構成される装置構成など、周知の装置構成を採用することができる。
【０００９】
前輪操舵アクチュエータ２は、車線逸脱回避の制御中では、逸脱回避コントローラ５から前輪操舵角指令値が入力され、また、非車線逸脱回避制御状態では、運転者が操作するステアリングホイール（不図示）の転舵角に応じた前輪操舵角指令値が入力され、入力された前輪操舵角指令値に応じた操舵角となるように、前輪１の操舵を調整する。
【００１０】
また、後輪操舵アクチュエータ４は、逸脱回避コントローラ５からの後輪操舵角指令値に応じた操舵角となるように後輪３の操舵を調整する。
また、車両２３には、車両２３の前方の走路を撮像して、白線などからなる走路区分線２０，２１を検出したり、走行車線２２内の自車両２３の位置を検出するための外界認識手段として、ＣＣＤカメラ６及び画像処理部５Ａを備えている。このＣＣＤカメラ６及び画像処理部５Ａは、走行状態検出手段を構成する。また、画像処理部５Ａは、後述の逸脱回避コントローラ５の一部を構成する。
【００１１】
画像処理部５Ａでは、ＣＣＤカメラ６で捉えた自車両２３前方の撮像画像から、例えば白線等の走路区分線２０，２１を検出して走行車線２２を検出すると共に、その走行車線２２に対する自車両２３の進行方向ＶＬの向きθＶ（ヨー角）、自車両２３の走行車線２２での横位置（道幅方向の位置）、走行車線２２の曲率、走行車線２２の幅等を算出することができるように構成されている。
【００１２】
符号７は、ウインカＳＷであって、運転者によるウインカの操作、つまり運転者の車線変更の意思の有無を検出し、その検出信号を逸脱回避コントローラ５に出力する。
符号８は、舵角センサであって、前輪１の操舵角を検出して、逸脱回避コントローラ５に出力する。
【００１３】
符号９は、車速センサであって、車両２３の走行速度を検出して、逸脱回避コントローラ５に出力する。
また、符号１０は、警報ブザーや警報ランプなどからなる、車線逸脱を運転者に通報する逸脱通報部であって、逸脱回避コントローラ５から警報信号を入力すると、音や光などによって車線逸脱の可能性がある旨を運転者に通報する。
【００１４】
上記逸脱回避コントローラ５は、上記画像処理部５Ａ、逸脱判定部５Ｂ、目標設定部５Ｃ、及び操舵制御部５Ｄを備える。
画像処理部５Ａは、上述のように、定期的にＣＣＤカメラ６が撮像した画像を入力し、入力した画像について画像処理を行うことで、走路区分線２０，２１及び、自車両２３の位置を検出して、逸脱判定部５Ｂ及び操舵制御部５Ｄに出力する。
【００１５】
自車両２３の位置検出は、例えば、得られた走路区分線２０，２１の位置座標を画像→走路座標変換することで、実際の走路区分線２０，２１の車両２３に対する位置座標を算出する。算出された実際の走路区分線２０，２１の位置座標を補間することで、自車両２３の位置での走路区分線２０，２１の位置座標を求め、その位置座標が自車両２３の横位置ＬＶ（近い側の走路区分線２０との距離）となる。また、算出された実際の走路区分線２０，２１の位置座標の傾きから自車両２３の進行方向ＶＬの向き（走行車線２２に対する自車両２３のヨー角）θＶを求める。
【００１６】
また、逸脱判定部５Ｂは、逸脱判定手段を構成し、画像処理部５Ａから走路区分線２０，２１などの情報を入力するたびに、図５に示す様な処理を実行する。すなわち、まず、ステップＳ９０にて、逸脱フラグＥ−ＦＬＧに基づき、逸脱回避の処理中か否かを判定し、逸脱フラグＥ−ＦＬＧがＯＮつまり逸脱回避の処理中と判定した場合には、処理を終了して復帰する。一方、逸脱フラグＥ−ＦＬＧがＯＦＦの場合には、ステップＳ１００に移行する。
【００１７】
ステップＳ１００では、上記画像処理部５Ａが求めた走路区分線２０，２１及び、自車両２３の位置、車速センサ９からの走行速度などの自車両２３の走行状態の情報に基づき、現在の走行状態で車線逸脱の可能性があるか否かを判定し、車線逸脱の可能性が無いと判定した場合には、処理を終了して復帰する。一方、車線逸脱の可能性があると判定した場合には、ステップＳ１１０に移行する。
【００１８】
車線逸脱の可能性の判定は、例えば、自車両２３の横位置ＬＶが設定閾値δＬＶよりも小さいか否かで判定する。設定閾値δＬＶは、例えば、ＴＴＬＣが０．５秒程度の距離とする。なお、ＴＴＬＣとは、ＴＩＭＥ ＴＯ ＬＩＮＥ ＣＲＯＳＳＩＮＧの略で走路区分線２０，２１を逸脱する時間である。もちろん、車線逸脱の可能性を自車両２３の進行方向ＶＬの向き（ヨー角）θＶや走行速度等を加味して判定しても良い。
【００１９】
ステップＳ１１０では、ウインカＳＷからの信号に基づき、ウインカの有無を判定し、ウインカが出ている場合には、車線逸脱の処理が不要と判定し処理を終了して復帰する。一方、ウインカが出ていない場合には、車線逸脱の可能性があると判定してステップＳ１２０に移行する。
ステップＳ１２０では、警報ブザー等の逸脱通報部１０に対して、警報信号を出力し、ステップＳ１３０にて、逸脱フラグＥ−ＦＬＧをＯＮにし、続けてステップＳ１４０にて目標設定部５Ｃに作動信号を出力した後、処理を終了する。なお、逸脱フラグＥ−ＦＬＧの初期値はＯＦＦである。
【００２０】
目標設定部５Ｃでは、運転者が運転時に目標としていると推定される前方走路位置及び目標の進路方向（目標点ＭＰ及び目標点ＭＰにおける目標進行方向ＭＬ）を算出した後に、操舵制御部５Ｄに作動信号を出力する。
ここで、上記目標の進路方向は、例えば、運転者は２秒前方の走路を目標にして走行していると仮定すると、自車両２３の走行速度から、２秒前方の距離Ｌｍを算出し、距離Ｌｍだけ前方の走行車線２２位置における走路区分線２０，２１の方向（走行車線方向）を目標進行方向ＭＬの向きθＴとする。また、目標点ＭＰの位置ＬＴは、距離Ｌｍにおける検出した走路区分線２０，２１の位置座標に想定道幅の半分を加えた値、つまり距離Ｌｍだけ前方の走行車線２２位置における道幅中央位置（車線中央位置）とする。
【００２１】
操舵制御部５Ｄは、操舵制御手段を構成し、図６に示すように、進行方向制御部５Ｄａ、横方向制御部５Ｄｂ、及び回避終了処理部５Ｄｃを備えて、進行方向制御部５Ｄａ→横方向制御部５Ｄｂ→回避終了処理部５Ｄｃの順に処理を行う。
進行方向制御部５Ｄａは、目標設定部５Ｃから作動信号を入力すると、図７に示すような処理を行う。
【００２２】
すなわち、まず、ステップＳ２００にて、目標進行方向ＭＬと自車両２３の進行方向ＶＬとの偏差Δθを求める。このΔθは、（目標進行方向ＭＬの向きθＴ）−（自車両２３の進行方向ＶＬの向きθＶ）であって、目標進行方向ＭＬと自車両２３の進行方向ＶＬとの交角に相当する値である。なお、上記向きθＴ及びθＶは、同一の基準方向に対する傾きで示されており、図２〜図４では、自車両２３の位置における走行車線方向（自車両位置における走路区分線の接線方向）を基準方向としたもので、図２では、θＴ＝０となる。
【００２３】
続けてステップＳ２１０にて、偏差Δθが設定値以下δθか否かを判定する。設定値δθ以下と判定した場合には、処理を終了して復帰する。一方、設定値δθより大きい場合には、ステップＳ２２０に移行する。上記設定値δθとは、例えば５度である。
ステップＳ２２０では、上記偏差Δθを小さくする方向（車線逸脱を回避する方向）への前輪操舵角及び後輪操舵角を求め、続けてステップＳ２３０にて、求めた前輪操舵角及び後輪操舵角に対応する前輪操舵角指令値及び後輪操舵角指令値を、それぞれ前輪操舵アクチュエータ２及び後輪操舵アクチュエータ４に出力して、ステップＳ２４０に移行する。ここで、上記前輪１の操舵と後輪３の操舵とが逆位相となるように各操舵角を算出する。
【００２４】
上記操舵角の算出は、例えば、想定される偏差Δθに応じた、前輪１と後輪３が逆位相となるような操舵の出力パターンをマップ等の形式で予め記憶しておき、算出された偏差Δθ及び上記出力パターンから各操舵角を算出する。
ステップＳ２４０では、画像処理部５Ａからの情報に基づき現在の自車両２３の進行方向ＶＬの向き（ヨー角）θＶを求め、ステップＳ２００に移行する。なお、ステップＳ２３０で、改めて現在の自車両２３の進行方向ＶＬの向き（ヨー角）θＶを求めることなく、走行速度などから上記偏差Δθが所定値δθ以下となる走行時間を推定し、当該走行時間だけ経過したら、上記偏差Δθが所定値δθ以下となったと判定して、進行方向制御部５Ｄａの処理を終了するようにしても良い。
【００２５】
次に、横方向制御部５Ｄｂでは、図８に示すような処理を行う。
すなわち、まず、ステップＳ３００にて、画像処理部５Ａからの情報に基づき走行車線２２内における自車両２３の横方向位置（道幅方向位置）ＬＶを求めステップＳ３１０に移行する。
ステップＳ３１０では、自車両２３の横方向位置ＬＶと目標点ＭＰの横方向位置ＬＴとの偏差ＬＤを算出してステップＳ３２０に移行する。
【００２６】
ステップＳ３２０では、偏差ＬＤが設定値δＤ以下か否かを判定し、設定値δＬＤ以下であれば、処理を終了して復帰する。一方設定値δＬＤよりも大きい場合には、ステップＳ３３０に移行する。上記設定値δＬＤは例えば２０ｃｍである。
ステップＳ３３０では、上記偏差ＬＤを小さくする、前輪操舵角及び後輪操舵角を求め、続けてステップＳ３４０にて、求めた前輪操舵角及び後輪操舵角に対応する前輪操舵角指令値及び後輪操舵角指令値を、それぞれ前輪操舵アクチュエータ２及び後輪操舵アクチュエータ４に出力して、ステップＳ３００に移行する。ここで、上記前輪１及び後輪３が同位相となるように操舵角を算出する。
【００２７】
上記操舵角の算出は、例えば、想定されるＬＤに応じた前輪１と後輪３が同位相となるような操舵の出力パターンを予め記憶しておき、算出されたＬＤ及び上記出力パターンから算出する。
また、回避終了処理部５Ｄｃでは、車線逸脱回避の終了として、逸脱フラグＥ−ＦＬＧをＯＦＦにすると共に、後輪操舵アクチュエータ４に操舵角がゼロとなる後輪操舵角指令値を出力した後に処理を終了する。なお、自車両２３の道幅方向の位置が目標点ＭＰの道幅方向の位置に近づくにつれて、後輪操舵角は小さくなると想定されるので、上記後輪操舵角をゼロに復帰する処理は必ずしも必要ではない。
【００２８】
ここで、走路区分線２０，２１の検出方法の例について、図９を参照しつつ補足説明する。
まず、ステップＳ４００で、検出された白線等の走路区分線２０，２１の位置のＸ座標値ｘ及びＹ座標値ｙに初期値を入力する。
初期値の決定方法は、カメラ６と走路のパラメータが図１０の場合（走路形状が直線で道幅がＭＷ（例えば３．６ｍ）、カメラ６位置が走路の中央でカメラ６の向きが走路と平行でカメラ６高さＨ（例えば１．２５ｍ）、ウインドウの設定位置をカメラ６から前方Ｌ（例えば１０ｍ）に左１個所に設定するとすると、
左のＬのウインドウ座標のＸ座標は、ｘ＝−ｆ×（ＭＷ／２）／Ｌ１
Ｙ座標は、ｙ＝−ｆ×（Ｈ／２）／Ｌ１
となる。なお、ＸＹ座標の原点は画像中央である。
【００２９】
また、走路区分線２０，２１が検出できていない状態を示すフラグｆＮＧに０を代入する。
ステップＳ４１０では、上記座標ｘとｙを使って走路区分線２０，２１検出ウインドウ位置を設定する。ウインドウの幅ＷＷ（例えば２０画素）、ウインドウの高さＷＨ（例えば１０画素）とすると、ウインドウの位置は、図１１に示すように設定される。
【００３０】
ステップＳ４２０では、ステップＳ４１０で設定したウインドウ内のエッジを検出するために、Ｓｏｂｅｌ演算子での縦エッジ検出を行う。
ステップＳ４３０では、ステップＳ４２０で検出した縦エッジ画像に対して、ハフ変換を行う。ハフ変換とは、ＸＹ座標のエッジ点を、曲座標系ρθ座標の線分に変換する処理であり、全エッジ点を変換した後のρθ座標での最大値をとる［ρ、θ］がウインドウ内の曲座標直線式を示す。また、最大値ｍａｘ−ｈが検出した直線に乗っているエッジ点数を示す（図１２参照）。
【００３１】
ステップＳ４４０では、検出されたｍａｘ−ｈが予め設定してある閾値ＴＨＯより大きい場合、検出した直線が道路の走路区分線２０，２１を示していると判断する。ＴＨＯの決め方としては、直線がＹ座標に平行な場合が直線に乗るエッジ数が一番少なくＷＨであるため、ＷＨの何割か（例えば５割）の値をＴＨＯとして置く。
ｍａｘ−ｈがＴＨＯよりも大きい場合、ステップＳ４５０に移行する。小さい場合はステップＳ４６０に移行する。
【００３２】
ステップＳ４５０では、ステップＳ４３０で算出された曲座標の直線式から、ウインドウ内での走路区分線２０，２１位置を算出する。
走路区分線２０，２１の関数をｙ＝ａ×ｘ＋ｂとすると、
ａ＝θ−π、ｂ＝ρ×ｃｏｓ（ａ）
となる。
上記式で、ｙ＝Ｙの場合のｘ座標値をｘ−ＳＴとし、
上記式で、ｙ＝Ｙ＋ＷＨの場合のｘ座標値をｘ−ＥＤとし、
走路区分線２０，２１の位置座標１（ｘ−ＳＴ、Ｙ）、走路区分線２０，２１の位置座標２（ｘ−ＥＤ、Ｙ＋２０）として記憶する。
【００３３】
ステップＳ４６０では、走路区分線２０，２１が検出できていない状態を示すフラグｆＮＧに１を代入する。
次に、上記車線逸脱防止装置を備えた車両２３の動作や効果などについて説明する。
自車両２３が何らかの理由で一方の走路区分線２０に寄りすぎて、自車両２３が一方の走路区分線２０側に車線逸脱の可能性があると判定すると、上記一方の走路区分線２０から離れる方向に自車両２３の進行方向ＶＬが向くように前後輪１，３の操舵方向を制御する。このとき、前後輪１，３の操舵方向を逆相とすることで車両２３の回頭性を高めている。さらに、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を逆位相に制御する時間を自車両２３の進行方向ＶＬが目標進行方向ＭＬ（本実施形態では目標点ＭＰ位置における走行車線２２の方向（走路区分線２０，２１と平行な方向））に一致するまでに制限することで、走行車線２２の中央ではなく、上記一方の走路区分線２０とは反対側の走路区分線２１に自車両２３が向かっているという違和感を運転者に与えることが防止される。
【００３４】
さらに、自車両２３の進行方向ＶＬが目標進行方向ＭＬに一致、若しくはも目標進行方向ＭＬに近づいた後、自車両２３の走行車線２２内の道幅方向の位置が目標点ＭＰの道幅方向の位置（本実施形態では道幅方向中央位置）に一致若しくは近づくまでは、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を同一位相とすることで、自車両２３を確実に走行車線２２の中央付近に戻すことが可能となる。
【００３５】
ここで、現在の走行車線２２がカーブ状の場合に、図３に示すように、自車両２３がカーブ外側に車線逸脱しそうになった場合には、逸脱防止制御の際に、自車両２３の進行方向ＶＬが、たとえ走行車線２２の方向によりもカーブ内側に向くように制御されても、逸脱防止制御終了後の車両２３の向きが、走行車線２２の方向に近いので、運転者に与える上述の違和感はさほど大きくない。
【００３６】
しかしながら、図４に示すように、カーブ内側に車線逸脱しそうになった場合には、逸脱防止制御の際に、自車両２３の進行方向ＶＬが、走行車線２２の方向によりもカーブ外側に向くように制御すると、逸脱防止制御終了後の車両２３の好ましい向き（走行車線２２に沿った方向）とは反対側となるので、運転者に大きな違和感を与えることとなる。この点、本実施形態では、車両２３前方の目標点ＭＰにおける走行車線２２の方向に向くように制御することで上記のような違和感を運転者に与えることがないと共に、車両２３の進行方向ＶＬが走行車線２２の方向に近い状態で、逸脱回避の制御を終了させることができる。
【００３７】
このような点から、現在の走行車線２２がカーブ状の場合であって、車線逸脱方向がカーブ内側の場合にのみ、上記逸脱回避制御を行い、その他の場合には、従来例のような他の公知の逸脱回避制御を採用しても良い。
また、本実施形態では、自車両２３の進行方向ＶＬが目標進行方向ＭＬに一致、若しくはも目標進行方向ＭＬに近づいた後に、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を同一位相とすることで、自車両２３が走行中の車線内の道幅方向の位置が目標点ＭＰの道幅方向の位置（本実施形態では道幅方向中央位置）に一致若しくは近づくにつれて、少なくとも後輪３の操舵角はゼロに近づくので、必ずしも、逸脱防止制御が終了したときに、別途、後輪操舵角をゼロに復帰させる必要はない。
【００３８】
ここで、上記実施形態では、目標進行方向ＭＬを、目標点ＭＰにおける走行車線２２の方向（目標点ＭＰ位置での走路区分に対する接線方向）としているが、これに限定されない。例えば、上記目標進行方向ＭＬを、目標点ＭＰにおける走行車線２２の方向から、自車両２３の逸脱方向とは反対側に少しだけ傾けた方向などに設定しても良い。
【００３９】
また、本実施形態では、目標点ＭＰの走行車線２２内における道幅位置を走行車線２２中央位置となる場合で例示しているが、これに限定されない。例えば、走行車線２２中央位置よりも車線逸脱側に若干オフセットさせて設定しても良い。
また、目標点ＭＰの位置を、運転者が運転時に目標としていると推定される前方走路位置としているが、これに限定されない。たとえば、逸脱回避制御に通常掛かる時間だけ前方の走路位置に設定しても良い。
【００４０】
また、本実施形態では、逸脱回避の制御の際に前後輪１，３の両方の操舵を自動制御、つまり、前輪操舵も自動制御されるため、運転者のハンドル操作による操舵量が不充分であったり、遅れても安定した車線逸脱防止制御ができる。
もっとも、逸脱回避コントローラ５で、後輪３の操舵制御だけを行い、前輪１の操舵は運転者のハンドル操作で行うようにしても良い。この場合には、車線逸脱の可能性があることが警報ブザーなどの逸脱通報部１０で運転者に通報すると、運転者は、接近した走路区分線２０から離れる方向にハンドル操作を行うことを想定し、当該前輪１の操舵角を舵角センサで検出し、上記ステップＳ２２０において、現在の前輪操舵角及び偏差Δθに基づき後輪３の操舵角量（逆相）を演算する。また、ステップＳ３２０においても現在の前輪操舵角及び偏差ＬＤに基づき後輪３の操舵角量（同相）を演算する。
【００４１】
なお、上記車線逸脱するおそれある旨の通報後に運転者がウインカを出すことを想定し、通報後にもウインカＳＷ７がＯＮに切り替わったら上記逸脱回避の制御をしない若しくは中止するようにしても良い。
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記第１実施形態と同様な部品については、同一の符号を使用し説明を省略する。
【００４２】
本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様である。ただし、逸脱回避コントローラ５の構成ブロックのうち、目標設定部５Ｃ及び操舵制御部５Ｄの処理の一部が異なる。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
本実施形態の目標設定部５Ｃでは、運転者が運転時に目標としている目標点ＭＰの設定だけを行う。本実施形態では、走行車線２２の道幅方向中央位置（車線中央位置）と固定的に予め設定する。なお、本実施形態の目標点ＭＰは、走行車線２２の道幅方向での相対位置だけの情報でも良いし、運転者が運転時に目標としていると推定される前方位置の走行車線２２における目標点ＭＰでも良い。
【００４３】
次に、本実施形態の操舵制御部５Ｄの処理について説明する。
本操舵制御部５Ｄは、進行方向変更制御部５Ｄｄ、横方向制御部５Ｄｂ、及び回避終了処理部５Ｄｃを備えて、進行方向変更制御部→横方向制御部５Ｄｂ→回避終了処理部５Ｄｃの順に処理を行う。上記横方向制御部５Ｄｂ、及び回避終了処理部５Ｄｃの処理は、上記第１実施形態で説明した処理と同様である。
【００４４】
進行方向変更制御部５Ｄｄは、図１３に示すような処理を行う。
すなわち、まず、ステップＳ５００にて、現在の自車両２３の位置における走行車線２２の方向（自車両２３の横位置における当該自車両２３に近い側の走路区分線２０の接線方向：これを、以下の説明では、現行目標方向θＳと呼ぶ）を算出して、ステップＳ５１０に移行する。
【００４５】
ステップＳ５１０では、現行目標方向θＳと自車両２３の進行方向ＶＬとの偏差Δθ（現行目標方向θＳと進行方向ＬＶとの交角、−θＶに相当）を求め、続けてステップＳ５２０にて、偏差Δθが設定値δθ以下か否かを判定する。設定値δθ以下と判定した場合には、処理を終了して復帰する。一方、設定値δθより大きい場合には、ステップＳ５３０に移行する。
【００４６】
ステップＳ５３０では、上記偏差Δθを小さくする方向（車線逸脱を回避する方向）への前輪操舵角及び後輪操舵角を求め、続けてステップＳ５４０にて、求めた前輪操舵角及び後輪操舵角に対応する前輪操舵角指令値及び後輪操舵角指令値を、それぞれ前輪操舵アクチュエータ２及び後輪操舵アクチュエータ４に出力して、ステップＳ５５０に移行する。ここで、上記前輪１の操舵と後輪３の操舵とが逆位相となるように各操舵角を算出する。
【００４７】
上記操舵角の算出は、例えば、想定される偏差Δθに応じた、前輪１と後輪３が逆位相となるような操舵の出力パターンをマップ等の形式で予め記憶しておき、算出された偏差Δθ及び上記出力パターンから各操舵角を算出する。
ステップＳ５５０では、画像処理部５Ａからの情報に基づき現在の自車両２３の進行方向ＶＬの向き（ヨー角）θＶを求め、ステップＳ５００に移行する。なお、ステップＳ５５０で、改めて現在の自車両２３の進行方向ＶＬの向きθＶを求めることなく、走行速度などから上記偏差Δθが設定値δθ以下となる走行時間を推定し、当該走行時間だけ経過したら、上記偏差Δθが設定値δθ以下となったと判定して、進行方向制御部５Ｄａの処理を終了するようにしても良い。
【００４８】
次に、上記車線逸脱防止装置を備えた車両２３の動作や効果などについて説明する。
図１４のように、自車両２３が何らかの理由で一方の走路区分線２０に寄りすぎて、自車両２３が一方の走路区分線２０側に車線逸脱の可能性があると判定すると、まず、上記一方の走路区分線２０の延在方向に自車両２３の進行方向ＶＬが向くように前後輪１，３の操舵方向を制御する。このとき、前後輪１，３の操舵方向を逆相に制御することで車両２３の回頭性を高めている。さらに、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を逆位相とする時間を自車両２３の進行方向ＶＬが走行車線２２の方向に一致するまでに制限することで、上記一方の走路区分線２０とは反対側の走路区分線２１に自車両２３が向かっているという違和感を運転者に与えることが防止される。
【００４９】
さらに、自車両２３の進行方向ＶＬが走行車線２２の方向に一致、若しくは走行車線２２の方向に近づいた後、自車両２３の走行車線２２内の道幅方向の位置が目標点ＭＰの道幅方向の位置（本実施形態では道幅方向中央位置）に一致若しくは近づくまでは、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を同一位相とすることで、自車両２３を確実に走行車線２２の中央付近に戻すことが可能となる。
【００５０】
ここで、上記進行方向変更制御部の処理において、自車両２３の進行方向ＶＬの目標とする現行目標方向θＳは、自車両２３の走行位置に応じて現在位置での走行車線２２の方向を採用しても良いし、制御開始時における走行車線２２の方向に上記現行目標方向θＳを固定しても良い。また、第１実施形態と同様に、走路前方の特定位置に目標点ＭＰを設定し、当該目標点ＭＰ位置における走行車線２２の方向を上記現行目標方向θＳとしても良い。
その他の構成及び効果は、上記第１実施形態と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る装置構成を説明する図である。
【図２】本発明に基づく第１実施形態に係る車線逸脱状態の一例を示す図である。
【図３】本発明に基づく第１実施形態に係る車線逸脱状態の一例を示す図である。
【図４】本発明に基づく第１実施形態に係る車線逸脱状態の一例を示す図である。
【図５】本発明に基づく第１実施形態に係る逸脱判定部の処理を示す図である。
【図６】本発明に基づく第１実施形態に係る操舵制御部の構成を示す図である。
【図７】本発明に基づく第１実施形態に係る進行方向制御部の処理を示す図である。
【図８】本発明に基づく第１実施形態に係る横位置制御部の処理を示す図である。
【図９】走路区分線の検出方法例を説明する図である。
【図１０】走路区分線の検出方法例を説明するための図である。
【図１１】ウインドウの状態を示す図である。
【図１２】ハフ変換を説明する図である。
【図１３】本発明に基づく第２実施形態に係る進行方向変更制御部の処理を説明する図である。
【図１４】本発明に基づく第２実施形態に係る車線逸脱状態例を示す図である。
【符号の説明】
１ 前輪
２ 前輪操舵アクチュエータ
３ 後輪
４ 後輪操舵アクチュエータ
５ 逸脱回避コントローラ
５Ａ 画像処理部
５Ｂ 逸脱判定部
５Ｃ 目標設定部
５Ｄ 操舵制御部
５Ｄａ 進行方向制御部
５Ｄｂ 横位置制御部
５Ｄｃ 回避終了処理部
６ カメラ
７ ウインカＳＷ
８ 舵角センサ
９ 車速センサ
１０ 逸脱通報部
２０，２１ 走路区分線
２２ 走行車線
２３ 車両
ＶＬ 進行方向
ＭＰ 目標点
ＭＬ 目標進行方向
θＶ 進行方向の向き
θＴ 目標進行方向の向き
Δθ 偏差（交角）
ＬＶ 車両の横位置
ＬＴ 目標点の横位置
Ｌｍ 目標点までの距離
ＬＤ 偏差（道幅方向での）
θＳ 現行目標方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中の自車両が走行車線から逸脱しそうになったときに、その逸脱を回避する方向に自車両を制御する車線逸脱防止方法及び車線逸脱防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車線逸脱防止装置としては、例えば特開平１０−１５７６４５号公報に記載されているものがある。
この装置では、前輪の操舵制御量が所定値を越えるのを防止しつつ、逸脱しそうな自車両を走行車線上の目標位置まで移動するのに必要な前輪操舵制御量と後輪操舵制御量とを算出し、当該算出した制御量となるように前輪及び後輪の操舵を制御する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の車線逸脱防止装置の場合には、運転者の許容できる前輪操舵角以上の操舵角が逸脱回避に必要な場合には、後輪操舵の操舵方向を前輪に対し逆位相としての車両の回頭性を高めることが可能となるものの、車線逸脱回避の際の車両の進行方向が、走行車線の中央ではなく、走行車線の逸脱を防止する側と反対側の走路区分線（白線など）側に向かっているという違和感を運転者に与えるおそれがあるといった問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、車線の逸脱を防止する側と反対側に向けて自車両が向かっているという違和感を与えることなく車線逸脱を防止可能な車線逸脱防止方法及び車線逸脱防止装置装置を提供することを課題としている。
【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、本発明は、自車両が走行車線から逸脱する可能性があると判定すると、自車両の進行方向が目標進行方向と平行となるまで若しくは上記自車両の進行方向と上記目標進行方向との交角が所定角度以下となるまで、前輪操舵と後輪操舵の操舵方向を逆相で走行した後に、走行車線内の自車両の道幅方向位置と走行車線内の目標点の道幅方向位置との偏差が小さくなるように、前輪操舵と後輪操舵の操舵方向を同相で走行することを特徴とする。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、自車両の車線逸脱を防止する際に、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を逆位相とする時間を自車両の進行方向が目標進行方向若しくはその近傍の方向に向くまでに制限することで、運転者に、車線の逸脱を防止する側と反対側へ自車両が向かっているという違和感を与えることが防止可能となる。
【０００７】
さらに、自車両の進行方向が目標進行方向に一致若しくは近づいた後、自車両が走行中の車線内の道幅方向の位置が目標点の道幅方向の位置に近づくように、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を同一位相とすることで、自車両を確実に目標点に一致若しくは近づけることが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る車線逸脱防止装置を説明するための構成図である。また、図２〜図４は、各走行車線における車両２３が逸脱する状態を示した図である。
本実施形態では、前輪１の操舵が前輪操舵アクチュエータ２によって駆動制御可能となっていると共に後輪３の操舵が後輪操舵アクチュエータ４によって駆動制御可能となっていて、前後輪１，３が独立して操舵可能な車両２３を例にして説明する。ここで各車輪１，３を所定の操舵角に転舵させる操舵アクチュエータ２，４は、例えば電動モータやステアリングギヤなどから構成される装置構成など、周知の装置構成を採用することができる。
【０００９】
前輪操舵アクチュエータ２は、車線逸脱回避の制御中では、逸脱回避コントローラ５から前輪操舵角指令値が入力され、また、非車線逸脱回避制御状態では、運転者が操作するステアリングホイール（不図示）の転舵角に応じた前輪操舵角指令値が入力され、入力された前輪操舵角指令値に応じた操舵角となるように、前輪１の操舵を調整する。
【００１０】
また、後輪操舵アクチュエータ４は、逸脱回避コントローラ５からの後輪操舵角指令値に応じた操舵角となるように後輪３の操舵を調整する。
また、車両２３には、車両２３の前方の走路を撮像して、白線などからなる走路区分線２０，２１を検出したり、走行車線２２内の自車両２３の位置を検出するための外界認識手段として、ＣＣＤカメラ６及び画像処理部５Ａを備えている。このＣＣＤカメラ６及び画像処理部５Ａは、走行状態検出手段を構成する。また、画像処理部５Ａは、後述の逸脱回避コントローラ５の一部を構成する。
【００１１】
画像処理部５Ａでは、ＣＣＤカメラ６で捉えた自車両２３前方の撮像画像から、例えば白線等の走路区分線２０，２１を検出して走行車線２２を検出すると共に、その走行車線２２に対する自車両２３の進行方向ＶＬの向きθＶ（ヨー角）、自車両２３の走行車線２２での横位置（道幅方向の位置）、走行車線２２の曲率、走行車線２２の幅等を算出することができるように構成されている。
【００１２】
符号７は、ウインカＳＷであって、運転者によるウインカの操作、つまり運転者の車線変更の意思の有無を検出し、その検出信号を逸脱回避コントローラ５に出力する。
符号８は、舵角センサであって、前輪１の操舵角を検出して、逸脱回避コントローラ５に出力する。
【００１３】
符号９は、車速センサであって、車両２３の走行速度を検出して、逸脱回避コントローラ５に出力する。
また、符号１０は、警報ブザーや警報ランプなどからなる、車線逸脱を運転者に通報する逸脱通報部であって、逸脱回避コントローラ５から警報信号を入力すると、音や光などによって車線逸脱の可能性がある旨を運転者に通報する。
【００１４】
上記逸脱回避コントローラ５は、上記画像処理部５Ａ、逸脱判定部５Ｂ、目標設定部５Ｃ、及び操舵制御部５Ｄを備える。
画像処理部５Ａは、上述のように、定期的にＣＣＤカメラ６が撮像した画像を入力し、入力した画像について画像処理を行うことで、走路区分線２０，２１及び、自車両２３の位置を検出して、逸脱判定部５Ｂ及び操舵制御部５Ｄに出力する。
【００１５】
自車両２３の位置検出は、例えば、得られた走路区分線２０，２１の位置座標を画像→走路座標変換することで、実際の走路区分線２０，２１の車両２３に対する位置座標を算出する。算出された実際の走路区分線２０，２１の位置座標を補間することで、自車両２３の位置での走路区分線２０，２１の位置座標を求め、その位置座標が自車両２３の横位置ＬＶ（近い側の走路区分線２０との距離）となる。また、算出された実際の走路区分線２０，２１の位置座標の傾きから自車両２３の進行方向ＶＬの向き（走行車線２２に対する自車両２３のヨー角）θＶを求める。
【００１６】
また、逸脱判定部５Ｂは、逸脱判定手段を構成し、画像処理部５Ａから走路区分線２０，２１などの情報を入力するたびに、図５に示す様な処理を実行する。すなわち、まず、ステップＳ９０にて、逸脱フラグＥ−ＦＬＧに基づき、逸脱回避の処理中か否かを判定し、逸脱フラグＥ−ＦＬＧがＯＮつまり逸脱回避の処理中と判定した場合には、処理を終了して復帰する。一方、逸脱フラグＥ−ＦＬＧがＯＦＦの場合には、ステップＳ１００に移行する。
【００１７】
ステップＳ１００では、上記画像処理部５Ａが求めた走路区分線２０，２１及び、自車両２３の位置、車速センサ９からの走行速度などの自車両２３の走行状態の情報に基づき、現在の走行状態で車線逸脱の可能性があるか否かを判定し、車線逸脱の可能性が無いと判定した場合には、処理を終了して復帰する。一方、車線逸脱の可能性があると判定した場合には、ステップＳ１１０に移行する。
【００１８】
車線逸脱の可能性の判定は、例えば、自車両２３の横位置ＬＶが設定閾値δＬＶよりも小さいか否かで判定する。設定閾値δＬＶは、例えば、ＴＴＬＣが０．５秒程度の距離とする。なお、ＴＴＬＣとは、ＴＩＭＥ ＴＯ ＬＩＮＥ ＣＲＯＳＳＩＮＧの略で走路区分線２０，２１を逸脱する時間である。もちろん、車線逸脱の可能性を自車両２３の進行方向ＶＬの向き（ヨー角）θＶや走行速度等を加味して判定しても良い。
【００１９】
ステップＳ１１０では、ウインカＳＷからの信号に基づき、ウインカの有無を判定し、ウインカが出ている場合には、車線逸脱の処理が不要と判定し処理を終了して復帰する。一方、ウインカが出ていない場合には、車線逸脱の可能性があると判定してステップＳ１２０に移行する。
ステップＳ１２０では、警報ブザー等の逸脱通報部１０に対して、警報信号を出力し、ステップＳ１３０にて、逸脱フラグＥ−ＦＬＧをＯＮにし、続けてステップＳ１４０にて目標設定部５Ｃに作動信号を出力した後、処理を終了する。なお、逸脱フラグＥ−ＦＬＧの初期値はＯＦＦである。
【００２０】
目標設定部５Ｃでは、運転者が運転時に目標としていると推定される前方走路位置及び目標の進路方向（目標点ＭＰ及び目標点ＭＰにおける目標進行方向ＭＬ）を算出した後に、操舵制御部５Ｄに作動信号を出力する。
ここで、上記目標の進路方向は、例えば、運転者は２秒前方の走路を目標にして走行していると仮定すると、自車両２３の走行速度から、２秒前方の距離Ｌｍを算出し、距離Ｌｍだけ前方の走行車線２２位置における走路区分線２０，２１の方向（走行車線方向）を目標進行方向ＭＬの向きθＴとする。また、目標点ＭＰの位置ＬＴは、距離Ｌｍにおける検出した走路区分線２０，２１の位置座標に想定道幅の半分を加えた値、つまり距離Ｌｍだけ前方の走行車線２２位置における道幅中央位置（車線中央位置）とする。
【００２１】
操舵制御部５Ｄは、操舵制御手段を構成し、図６に示すように、進行方向制御部５Ｄａ、横方向制御部５Ｄｂ、及び回避終了処理部５Ｄｃを備えて、進行方向制御部５Ｄａ→横方向制御部５Ｄｂ→回避終了処理部５Ｄｃの順に処理を行う。
進行方向制御部５Ｄａは、目標設定部５Ｃから作動信号を入力すると、図７に示すような処理を行う。
【００２２】
すなわち、まず、ステップＳ２００にて、目標進行方向ＭＬと自車両２３の進行方向ＶＬとの偏差Δθを求める。このΔθは、（目標進行方向ＭＬの向きθＴ）−（自車両２３の進行方向ＶＬの向きθＶ）であって、目標進行方向ＭＬと自車両２３の進行方向ＶＬとの交角に相当する値である。なお、上記向きθＴ及びθＶは、同一の基準方向に対する傾きで示されており、図２〜図４では、自車両２３の位置における走行車線方向（自車両位置における走路区分線の接線方向）を基準方向としたもので、図２では、θＴ＝０となる。
【００２３】
続けてステップＳ２１０にて、偏差Δθが設定値以下δθか否かを判定する。設定値δθ以下と判定した場合には、処理を終了して復帰する。一方、設定値δθより大きい場合には、ステップＳ２２０に移行する。上記設定値δθとは、例えば５度である。
ステップＳ２２０では、上記偏差Δθを小さくする方向（車線逸脱を回避する方向）への前輪操舵角及び後輪操舵角を求め、続けてステップＳ２３０にて、求めた前輪操舵角及び後輪操舵角に対応する前輪操舵角指令値及び後輪操舵角指令値を、それぞれ前輪操舵アクチュエータ２及び後輪操舵アクチュエータ４に出力して、ステップＳ２４０に移行する。ここで、上記前輪１の操舵と後輪３の操舵とが逆位相となるように各操舵角を算出する。
【００２４】
上記操舵角の算出は、例えば、想定される偏差Δθに応じた、前輪１と後輪３が逆位相となるような操舵の出力パターンをマップ等の形式で予め記憶しておき、算出された偏差Δθ及び上記出力パターンから各操舵角を算出する。
ステップＳ２４０では、画像処理部５Ａからの情報に基づき現在の自車両２３の進行方向ＶＬの向き（ヨー角）θＶを求め、ステップＳ２００に移行する。なお、ステップＳ２３０で、改めて現在の自車両２３の進行方向ＶＬの向き（ヨー角）θＶを求めることなく、走行速度などから上記偏差Δθが所定値δθ以下となる走行時間を推定し、当該走行時間だけ経過したら、上記偏差Δθが所定値δθ以下となったと判定して、進行方向制御部５Ｄａの処理を終了するようにしても良い。
【００２５】
次に、横方向制御部５Ｄｂでは、図８に示すような処理を行う。
すなわち、まず、ステップＳ３００にて、画像処理部５Ａからの情報に基づき走行車線２２内における自車両２３の横方向位置（道幅方向位置）ＬＶを求めステップＳ３１０に移行する。
ステップＳ３１０では、自車両２３の横方向位置ＬＶと目標点ＭＰの横方向位置ＬＴとの偏差ＬＤを算出してステップＳ３２０に移行する。
【００２６】
ステップＳ３２０では、偏差ＬＤが設定値δＤ以下か否かを判定し、設定値δＬＤ以下であれば、処理を終了して復帰する。一方設定値δＬＤよりも大きい場合には、ステップＳ３３０に移行する。上記設定値δＬＤは例えば２０ｃｍである。
ステップＳ３３０では、上記偏差ＬＤを小さくする、前輪操舵角及び後輪操舵角を求め、続けてステップＳ３４０にて、求めた前輪操舵角及び後輪操舵角に対応する前輪操舵角指令値及び後輪操舵角指令値を、それぞれ前輪操舵アクチュエータ２及び後輪操舵アクチュエータ４に出力して、ステップＳ３００に移行する。ここで、上記前輪１及び後輪３が同位相となるように操舵角を算出する。
【００２７】
上記操舵角の算出は、例えば、想定されるＬＤに応じた前輪１と後輪３が同位相となるような操舵の出力パターンを予め記憶しておき、算出されたＬＤ及び上記出力パターンから算出する。
また、回避終了処理部５Ｄｃでは、車線逸脱回避の終了として、逸脱フラグＥ−ＦＬＧをＯＦＦにすると共に、後輪操舵アクチュエータ４に操舵角がゼロとなる後輪操舵角指令値を出力した後に処理を終了する。なお、自車両２３の道幅方向の位置が目標点ＭＰの道幅方向の位置に近づくにつれて、後輪操舵角は小さくなると想定されるので、上記後輪操舵角をゼロに復帰する処理は必ずしも必要ではない。
【００２８】
ここで、走路区分線２０，２１の検出方法の例について、図９を参照しつつ補足説明する。
まず、ステップＳ４００で、検出された白線等の走路区分線２０，２１の位置のＸ座標値ｘ及びＹ座標値ｙに初期値を入力する。
初期値の決定方法は、カメラ６と走路のパラメータが図１０の場合（走路形状が直線で道幅がＭＷ（例えば３．６ｍ）、カメラ６位置が走路の中央でカメラ６の向きが走路と平行でカメラ６高さＨ（例えば１．２５ｍ）、ウインドウの設定位置をカメラ６から前方Ｌ（例えば１０ｍ）に左１個所に設定するとすると、
左のＬのウインドウ座標のＸ座標は、ｘ＝−ｆ×（ＭＷ／２）／Ｌ１
Ｙ座標は、ｙ＝−ｆ×（Ｈ／２）／Ｌ１
となる。なお、ＸＹ座標の原点は画像中央である。
【００２９】
また、走路区分線２０，２１が検出できていない状態を示すフラグｆＮＧに０を代入する。
ステップＳ４１０では、上記座標ｘとｙを使って走路区分線２０，２１検出ウインドウ位置を設定する。ウインドウの幅ＷＷ（例えば２０画素）、ウインドウの高さＷＨ（例えば１０画素）とすると、ウインドウの位置は、図１１に示すように設定される。
【００３０】
ステップＳ４２０では、ステップＳ４１０で設定したウインドウ内のエッジを検出するために、Ｓｏｂｅｌ演算子での縦エッジ検出を行う。
ステップＳ４３０では、ステップＳ４２０で検出した縦エッジ画像に対して、ハフ変換を行う。ハフ変換とは、ＸＹ座標のエッジ点を、曲座標系ρθ座標の線分に変換する処理であり、全エッジ点を変換した後のρθ座標での最大値をとる［ρ、θ］がウインドウ内の曲座標直線式を示す。また、最大値ｍａｘ−ｈが検出した直線に乗っているエッジ点数を示す（図１２参照）。
【００３１】
ステップＳ４４０では、検出されたｍａｘ−ｈが予め設定してある閾値ＴＨＯより大きい場合、検出した直線が道路の走路区分線２０，２１を示していると判断する。ＴＨＯの決め方としては、直線がＹ座標に平行な場合が直線に乗るエッジ数が一番少なくＷＨであるため、ＷＨの何割か（例えば５割）の値をＴＨＯとして置く。
ｍａｘ−ｈがＴＨＯよりも大きい場合、ステップＳ４５０に移行する。小さい場合はステップＳ４６０に移行する。
【００３２】
ステップＳ４５０では、ステップＳ４３０で算出された曲座標の直線式から、ウインドウ内での走路区分線２０，２１位置を算出する。
走路区分線２０，２１の関数をｙ＝ａ×ｘ＋ｂとすると、
ａ＝θ−π、ｂ＝ρ×ｃｏｓ（ａ）
となる。
上記式で、ｙ＝Ｙの場合のｘ座標値をｘ−ＳＴとし、
上記式で、ｙ＝Ｙ＋ＷＨの場合のｘ座標値をｘ−ＥＤとし、
走路区分線２０，２１の位置座標１（ｘ−ＳＴ、Ｙ）、走路区分線２０，２１の位置座標２（ｘ−ＥＤ、Ｙ＋２０）として記憶する。
【００３３】
ステップＳ４６０では、走路区分線２０，２１が検出できていない状態を示すフラグｆＮＧに１を代入する。
次に、上記車線逸脱防止装置を備えた車両２３の動作や効果などについて説明する。
自車両２３が何らかの理由で一方の走路区分線２０に寄りすぎて、自車両２３が一方の走路区分線２０側に車線逸脱の可能性があると判定すると、上記一方の走路区分線２０から離れる方向に自車両２３の進行方向ＶＬが向くように前後輪１，３の操舵方向を制御する。このとき、前後輪１，３の操舵方向を逆相とすることで車両２３の回頭性を高めている。さらに、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を逆位相に制御する時間を自車両２３の進行方向ＶＬが目標進行方向ＭＬ（本実施形態では目標点ＭＰ位置における走行車線２２の方向（走路区分線２０，２１と平行な方向））に一致するまでに制限することで、走行車線２２の中央ではなく、上記一方の走路区分線２０とは反対側の走路区分線２１に自車両２３が向かっているという違和感を運転者に与えることが防止される。
【００３４】
さらに、自車両２３の進行方向ＶＬが目標進行方向ＭＬに一致、若しくはも目標進行方向ＭＬに近づいた後、自車両２３の走行車線２２内の道幅方向の位置が目標点ＭＰの道幅方向の位置（本実施形態では道幅方向中央位置）に一致若しくは近づくまでは、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を同一位相とすることで、自車両２３を確実に走行車線２２の中央付近に戻すことが可能となる。
【００３５】
ここで、現在の走行車線２２がカーブ状の場合に、図３に示すように、自車両２３がカーブ外側に車線逸脱しそうになった場合には、逸脱防止制御の際に、自車両２３の進行方向ＶＬが、たとえ走行車線２２の方向によりもカーブ内側に向くように制御されても、逸脱防止制御終了後の車両２３の向きが、走行車線２２の方向に近いので、運転者に与える上述の違和感はさほど大きくない。
【００３６】
しかしながら、図４に示すように、カーブ内側に車線逸脱しそうになった場合には、逸脱防止制御の際に、自車両２３の進行方向ＶＬが、走行車線２２の方向によりもカーブ外側に向くように制御すると、逸脱防止制御終了後の車両２３の好ましい向き（走行車線２２に沿った方向）とは反対側となるので、運転者に大きな違和感を与えることとなる。この点、本実施形態では、車両２３前方の目標点ＭＰにおける走行車線２２の方向に向くように制御することで上記のような違和感を運転者に与えることがないと共に、車両２３の進行方向ＶＬが走行車線２２の方向に近い状態で、逸脱回避の制御を終了させることができる。
【００３７】
このような点から、現在の走行車線２２がカーブ状の場合であって、車線逸脱方向がカーブ内側の場合にのみ、上記逸脱回避制御を行い、その他の場合には、従来例のような他の公知の逸脱回避制御を採用しても良い。
また、本実施形態では、自車両２３の進行方向ＶＬが目標進行方向ＭＬに一致、若しくはも目標進行方向ＭＬに近づいた後に、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を同一位相とすることで、自車両２３が走行中の車線内の道幅方向の位置が目標点ＭＰの道幅方向の位置（本実施形態では道幅方向中央位置）に一致若しくは近づくにつれて、少なくとも後輪３の操舵角はゼロに近づくので、必ずしも、逸脱防止制御が終了したときに、別途、後輪操舵角をゼロに復帰させる必要はない。
【００３８】
ここで、上記実施形態では、目標進行方向ＭＬを、目標点ＭＰにおける走行車線２２の方向（目標点ＭＰ位置での走路区分に対する接線方向）としているが、これに限定されない。例えば、上記目標進行方向ＭＬを、目標点ＭＰにおける走行車線２２の方向から、自車両２３の逸脱方向とは反対側に少しだけ傾けた方向などに設定しても良い。
【００３９】
また、本実施形態では、目標点ＭＰの走行車線２２内における道幅位置を走行車線２２中央位置となる場合で例示しているが、これに限定されない。例えば、走行車線２２中央位置よりも車線逸脱側に若干オフセットさせて設定しても良い。
また、目標点ＭＰの位置を、運転者が運転時に目標としていると推定される前方走路位置としているが、これに限定されない。たとえば、逸脱回避制御に通常掛かる時間だけ前方の走路位置に設定しても良い。
【００４０】
また、本実施形態では、逸脱回避の制御の際に前後輪１，３の両方の操舵を自動制御、つまり、前輪操舵も自動制御されるため、運転者のハンドル操作による操舵量が不充分であったり、遅れても安定した車線逸脱防止制御ができる。
もっとも、逸脱回避コントローラ５で、後輪３の操舵制御だけを行い、前輪１の操舵は運転者のハンドル操作で行うようにしても良い。この場合には、車線逸脱の可能性があることが警報ブザーなどの逸脱通報部１０で運転者に通報すると、運転者は、接近した走路区分線２０から離れる方向にハンドル操作を行うことを想定し、当該前輪１の操舵角を舵角センサで検出し、上記ステップＳ２２０において、現在の前輪操舵角及び偏差Δθに基づき後輪３の操舵角量（逆相）を演算する。また、ステップＳ３２０においても現在の前輪操舵角及び偏差ＬＤに基づき後輪３の操舵角量（同相）を演算する。
【００４１】
なお、上記車線逸脱するおそれある旨の通報後に運転者がウインカを出すことを想定し、通報後にもウインカＳＷ７がＯＮに切り替わったら上記逸脱回避の制御をしない若しくは中止するようにしても良い。
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記第１実施形態と同様な部品については、同一の符号を使用し説明を省略する。
【００４２】
本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様である。ただし、逸脱回避コントローラ５の構成ブロックのうち、目標設定部５Ｃ及び操舵制御部５Ｄの処理の一部が異なる。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
本実施形態の目標設定部５Ｃでは、運転者が運転時に目標としている目標点ＭＰの設定だけを行う。本実施形態では、走行車線２２の道幅方向中央位置（車線中央位置）と固定的に予め設定する。なお、本実施形態の目標点ＭＰは、走行車線２２の道幅方向での相対位置だけの情報でも良いし、運転者が運転時に目標としていると推定される前方位置の走行車線２２における目標点ＭＰでも良い。
【００４３】
次に、本実施形態の操舵制御部５Ｄの処理について説明する。
本操舵制御部５Ｄは、進行方向変更制御部５Ｄｄ、横方向制御部５Ｄｂ、及び回避終了処理部５Ｄｃを備えて、進行方向変更制御部→横方向制御部５Ｄｂ→回避終了処理部５Ｄｃの順に処理を行う。上記横方向制御部５Ｄｂ、及び回避終了処理部５Ｄｃの処理は、上記第１実施形態で説明した処理と同様である。
【００４４】
進行方向変更制御部５Ｄｄは、図１３に示すような処理を行う。
すなわち、まず、ステップＳ５００にて、現在の自車両２３の位置における走行車線２２の方向（自車両２３の横位置における当該自車両２３に近い側の走路区分線２０の接線方向：これを、以下の説明では、現行目標方向θＳと呼ぶ）を算出して、ステップＳ５１０に移行する。
【００４５】
ステップＳ５１０では、現行目標方向θＳと自車両２３の進行方向ＶＬとの偏差Δθ（現行目標方向θＳと進行方向ＬＶとの交角、−θＶに相当）を求め、続けてステップＳ５２０にて、偏差Δθが設定値δθ以下か否かを判定する。設定値δθ以下と判定した場合には、処理を終了して復帰する。一方、設定値δθより大きい場合には、ステップＳ５３０に移行する。
【００４６】
ステップＳ５３０では、上記偏差Δθを小さくする方向（車線逸脱を回避する方向）への前輪操舵角及び後輪操舵角を求め、続けてステップＳ５４０にて、求めた前輪操舵角及び後輪操舵角に対応する前輪操舵角指令値及び後輪操舵角指令値を、それぞれ前輪操舵アクチュエータ２及び後輪操舵アクチュエータ４に出力して、ステップＳ５５０に移行する。ここで、上記前輪１の操舵と後輪３の操舵とが逆位相となるように各操舵角を算出する。
【００４７】
上記操舵角の算出は、例えば、想定される偏差Δθに応じた、前輪１と後輪３が逆位相となるような操舵の出力パターンをマップ等の形式で予め記憶しておき、算出された偏差Δθ及び上記出力パターンから各操舵角を算出する。
ステップＳ５５０では、画像処理部５Ａからの情報に基づき現在の自車両２３の進行方向ＶＬの向き（ヨー角）θＶを求め、ステップＳ５００に移行する。なお、ステップＳ５５０で、改めて現在の自車両２３の進行方向ＶＬの向きθＶを求めることなく、走行速度などから上記偏差Δθが設定値δθ以下となる走行時間を推定し、当該走行時間だけ経過したら、上記偏差Δθが設定値δθ以下となったと判定して、進行方向制御部５Ｄａの処理を終了するようにしても良い。
【００４８】
次に、上記車線逸脱防止装置を備えた車両２３の動作や効果などについて説明する。
図１４のように、自車両２３が何らかの理由で一方の走路区分線２０に寄りすぎて、自車両２３が一方の走路区分線２０側に車線逸脱の可能性があると判定すると、まず、上記一方の走路区分線２０の延在方向に自車両２３の進行方向ＶＬが向くように前後輪１，３の操舵方向を制御する。このとき、前後輪１，３の操舵方向を逆相に制御することで車両２３の回頭性を高めている。さらに、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を逆位相とする時間を自車両２３の進行方向ＶＬが走行車線２２の方向に一致するまでに制限することで、上記一方の走路区分線２０とは反対側の走路区分線２１に自車両２３が向かっているという違和感を運転者に与えることが防止される。
【００４９】
さらに、自車両２３の進行方向ＶＬが走行車線２２の方向に一致、若しくは走行車線２２の方向に近づいた後、自車両２３の走行車線２２内の道幅方向の位置が目標点ＭＰの道幅方向の位置（本実施形態では道幅方向中央位置）に一致若しくは近づくまでは、後輪操舵と前輪操舵の操舵方向を同一位相とすることで、自車両２３を確実に走行車線２２の中央付近に戻すことが可能となる。
【００５０】
ここで、上記進行方向変更制御部の処理において、自車両２３の進行方向ＶＬの目標とする現行目標方向θＳは、自車両２３の走行位置に応じて現在位置での走行車線２２の方向を採用しても良いし、制御開始時における走行車線２２の方向に上記現行目標方向θＳを固定しても良い。また、第１実施形態と同様に、走路前方の特定位置に目標点ＭＰを設定し、当該目標点ＭＰ位置における走行車線２２の方向を上記現行目標方向θＳとしても良い。
その他の構成及び効果は、上記第１実施形態と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る装置構成を説明する図である。
【図２】本発明に基づく第１実施形態に係る車線逸脱状態の一例を示す図である。
【図３】本発明に基づく第１実施形態に係る車線逸脱状態の一例を示す図である。
【図４】本発明に基づく第１実施形態に係る車線逸脱状態の一例を示す図である。
【図５】本発明に基づく第１実施形態に係る逸脱判定部の処理を示す図である。
【図６】本発明に基づく第１実施形態に係る操舵制御部の構成を示す図である。
【図７】本発明に基づく第１実施形態に係る進行方向制御部の処理を示す図である。
【図８】本発明に基づく第１実施形態に係る横位置制御部の処理を示す図である。
【図９】走路区分線の検出方法例を説明する図である。
【図１０】走路区分線の検出方法例を説明するための図である。
【図１１】ウインドウの状態を示す図である。
【図１２】ハフ変換を説明する図である。
【図１３】本発明に基づく第２実施形態に係る進行方向変更制御部の処理を説明する図である。
【図１４】本発明に基づく第２実施形態に係る車線逸脱状態例を示す図である。
【符号の説明】
１ 前輪
２ 前輪操舵アクチュエータ
３ 後輪
４ 後輪操舵アクチュエータ
５ 逸脱回避コントローラ
５Ａ 画像処理部
５Ｂ 逸脱判定部
５Ｃ 目標設定部
５Ｄ 操舵制御部
５Ｄａ 進行方向制御部
５Ｄｂ 横位置制御部
５Ｄｃ 回避終了処理部
６ カメラ
７ ウインカＳＷ
８ 舵角センサ
９ 車速センサ
１０ 逸脱通報部
２０，２１ 走路区分線
２２ 走行車線
２３ 車両
ＶＬ 進行方向
ＭＰ 目標点
ＭＬ 目標進行方向
θＶ 進行方向の向き
θＴ 目標進行方向の向き
Δθ 偏差（交角）
ＬＶ 車両の横位置
ＬＴ 目標点の横位置
Ｌｍ 目標点までの距離
ＬＤ 偏差（道幅方向での）
θＳ 現行目標方向
Claims (4)
- 後輪の操舵状態を制御可能な後輪操舵アクチュエータを備えた車両に対する車線逸脱防止装置であって、
自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、走行状態検出手段で検出された走行状態から自車両が走行車線から逸脱する可能性があることを検出する逸脱判定手段と、走行方向前方に自車両の到達が目標となる目標点及び該目標点での自車両の目標進行方向を設定する目標設定手段と、逸脱判定手段で自車両が走行車線から逸脱する可能性があることを検出すると、少なくとも上記後輪操舵アクチュエータを介して後輪の操舵状態を制御して走行車線からの逸脱を回避する方向に自車両を制御する操舵制御手段とを備え、
上記操舵制御手段は、逸脱判定手段で自車両が走行車線から逸脱する可能性があることを検出すると、自車両の進行方向が上記目標進行方向と平行となる方向に若しくは上記自車両の進行方向と上記目標進行方向との交角が所定角度以下となる方向に、前輪操舵と後輪操舵の操舵方向を逆相に制御し、自車両の進行方向が上記目標進行方向と平行若しくは上記自車両の進行方向と上記目標進行方向との交角が所定角度以下になったと判定すると、走行車線内の自車両の道幅方向位置と走行車線内の上記目標点の道幅方向位置との偏差が小さくなる方向に、前輪操舵と後輪操舵の操舵方向を同相に制御することを特徴とする車線逸脱防止装置。 - 前輪及び後輪の操舵状態を個別に制御可能な前後輪操舵アクチュエータを備えた車両に対する車線逸脱防止装置であって、
自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、走行状態検出手段で検出された走行状態から自車両が走行車線から逸脱する可能性があることを検出する逸脱判定手段と、走行方向前方に自車両の到達が目標となる目標点及び該目標点での自車両の目標進行方向を設定する目標設定手段と、逸脱判定手段で自車両が走行車線から逸脱する可能性があることを検出すると、上記前後輪操舵アクチュエータを介して前輪及び後輪の操舵状態を制御して走行車線からの逸脱を回避する方向に自車両を制御する操舵制御手段とを備え、
上記操舵制御手段は、逸脱判定手段で自車両が走行車線から逸脱する可能性があることを検出すると、自車両の進行方向が上記目標進行方向と平行となる方向に若しくは上記自車両の進行方向と上記目標進行方向との交角が所定角度以下となる方向に、前輪操舵と後輪操舵の操舵方向を逆相に制御し、自車両の進行方向が上記目標進行方向と平行若しくは上記自車両の進行方向と上記目標進行方向との交角が所定角度以下になったと判定すると、走行車線内の自車両の道幅方向位置と走行車線内の上記目標点の道幅方向位置との偏差が小さくなる方向に、前輪操舵と後輪操舵の操舵方向を同相に制御することを特徴とする車線逸脱防止装置。 - 自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、走行状態検出手段で検出された走行状態から自車両が走行車線から逸脱する可能性があることを検出する逸脱判定手段と、自車両の到達が目標となる目標点を設定する目標設定手段と、逸脱判定手段で自車両が走行車線から逸脱する可能性があることを検出すると、前輪及び後輪の少なくとも一方の操舵状態を制御して走行車線からの逸脱を回避する方向に自車両を制御する操舵制御手段とを備え、
上記操舵制御手段は、逸脱判定手段で自車両が走行車線から逸脱する可能性があることを検出すると、自車両の進行方向が走路区分線と平行となる方向に若しくは上記自車両の進行方向と上記走路区分線との交角が所定角度以下となる方向に、前輪操舵と後輪操舵の操舵方向を逆相に制御し、自車両の進行方向が走路区分線と平行若しくは上記自車両の進行方向と上記走路区分線との交角が所定角度以下になったと判定すると、走行車線内の自車両の道幅方向位置と走行車線内の上記目標点の道幅方向位置との偏差が小さくなる方向に、前輪操舵と後輪操舵の操舵方向を同相に制御することを特徴とする車線逸脱防止装置。 - 上記逸脱判定手段は、自車両の走行車線がカーブ状態であり、且つ自車両がカーブ内側方向に走行車線から逸脱する可能性があることを検出することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した車線逸脱防止装置。
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