JP4282678B2 - Lane departure warning device - Google Patents
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この発明は、車両の走行車線を監視し、車線逸脱に対して警報を発動させる車線逸脱警報装置に関するものである。 The present invention relates to a lane departure warning device that monitors a traveling lane of a vehicle and issues a warning for lane departure.
従来の車線逸脱警報装置は、隣接車線を走行する車両や対向車と接触する事態を未然に回避することを目的としており、その目的を実現するために、警報を発生させるタイミングや、運転者が気づきやすい警報方法について種々提案されている。
たとえば特許文献1では、走行車線をカメラで画像認識し、車両が走行車線から逸脱しそうになると、スピーカを通して警報音を発し、運転者に車線逸脱を気づかせる。また、特許文献2では、車両が走行車線から逸脱しそうになった際に、ステアリングホイールに内装された振動用アクチュエータによって、ステアリングホイールのスポーク部を直接加振することで警報を行う方法が提案されている。
The conventional lane departure warning device is intended to avoid a situation in which it is in contact with a vehicle traveling in an adjacent lane or an oncoming vehicle, and in order to achieve the purpose, Various alarm methods that are easy to notice have been proposed.
For example, in Patent Document 1, an image of a traveling lane is recognized by a camera, and when the vehicle is about to depart from the traveling lane, an alarm sound is emitted through a speaker to make the driver notice the lane departure.
しかし、これらの警報装置では、不必要なときに発せられる警報のため運転者や同乗者がわずらわしさを感じ、場合によっては装置自体の電源が切られてしまうなど、ユーザーへの受容性が低いという問題があった。 However, in these alarm devices, drivers and passengers feel annoyance due to alarms that are issued when they are not needed, and in some cases the power of the device itself is turned off, so the acceptability to the user is low There was a problem.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、車両が走行車線から逸脱する状況を運転者に報知するとともに、ユーザーへの受容性を高めることができる車線逸脱警報装置を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and informs the driver of a situation in which the vehicle deviates from the traveling lane, and can increase the acceptability to the user. The purpose is to obtain.
この発明に係わる車線逸脱警報装置においては、自車両の走行車線を認識する走行車線認識手段、この走行車線認識手段により認識された自車両の走行車線をもとに、走行車線を構成する2本の区切り線の自車両より所定距離前方の横位置を算出する区切り線横位置算出手段、この区切り線横位置算出手段により算出された2本の区切り線の横位置を基準にして、2本の区切り線の内側と外側にそれぞれ警報しきい値を、内側と外側の2本の警報しきい値の間が自車両の幅よりも狭くなるように設定する警報領域設定手段、警報しきい値と自車両幅を用いる計算式により、自車両の車輪が内側と外側の警報しきい値の間に存在する場合に、運転者に警報を発するように判定を行う警報出力判定手段、及びこの警報出力判定手段の判定結果に応じて運転者に警報を与える警報手段を備え、警報出力判定手段は、自車両の一方の車輪が外側の警報しきい値を超えて走行車線を逸脱し、再度走行車線に戻る過程で、逸脱した自車両の車輪が内側と外側の2本の警報しきい値の間に存在するときには、警報を発しないように判定するものである。 In the lane departure warning device according to the present invention, the traveling lane recognition means for recognizing the traveling lane of the own vehicle, and two lanes constituting the traveling lane based on the traveling lane of the own vehicle recognized by the traveling lane recognition means. The dividing line lateral position calculating means for calculating the lateral position ahead of the vehicle by a predetermined distance from the own vehicle, and the two lateral positions of the two dividing lines calculated by the dividing line lateral position calculating means An alarm area setting means for setting an alarm threshold value on the inside and outside of the dividing line, respectively, so that the interval between the two alarm threshold values on the inside and outside is narrower than the width of the own vehicle ; Warning output determination means for determining to issue a warning to the driver when a wheel of the own vehicle exists between the inner and outer warning thresholds by a calculation formula using the own vehicle width , and this alarm output Depending on the judgment result of the judgment means Warning means for giving a warning to the driver, the warning output judging means deviated in the process in which one wheel of the own vehicle exceeded the outside alarm threshold, departed the driving lane, and returned to the driving lane again. When the vehicle wheel exists between the two alarm threshold values on the inner side and the outer side, it is determined not to issue an alarm.
この発明は、以上説明したように、自車両の走行車線を認識する走行車線認識手段、この走行車線認識手段により認識された自車両の走行車線をもとに、走行車線を構成する2本の区切り線の自車両より所定距離前方の横位置を算出する区切り線横位置算出手段、この区切り線横位置算出手段により算出された2本の区切り線の横位置を基準にして、2本の区切り線の内側と外側にそれぞれ警報しきい値を、内側と外側の2本の警報しきい値の間が自車両の幅よりも狭くなるように設定する警報領域設定手段、警報しきい値と自車両幅を用いる計算式により、自車両の車輪が内側と外側の警報しきい値の間に存在する場合に、運転者に警報を発するように判定を行う警報出力判定手段、及びこの警報出力判定手段の判定結果に応じて運転者に警報を与える警報手段を備え、警報出力判定手段は、自車両の一方の車輪が外側の警報しきい値を超えて走行車線を逸脱し、再度走行車線に戻る過程で、逸脱した自車両の車輪が内側と外側の2本の警報しきい値の間に存在するときには、警報を発しないように判定するので、車線逸脱するときのみタイミングよく警報が行われ、車線逸脱を回避しているときには警報を行わないため、運転者の不快感を低減させることができる。 As described above, the present invention is a travel lane recognition means for recognizing the travel lane of the host vehicle, and the two lanes constituting the travel lane based on the travel lane of the host vehicle recognized by the travel lane recognition means. A dividing line horizontal position calculating means for calculating a horizontal position ahead of the separation line by a predetermined distance from the host vehicle , and two dividing lines based on the horizontal position of the two dividing lines calculated by the dividing line horizontal position calculating means. each alarm threshold inside and outside the line, the warning area setting means is between the inner and outer two alarm threshold is set to be narrower than the width of the vehicle, the own and alarm threshold Warning output determination means for determining to issue a warning to the driver when the wheel of the host vehicle exists between the inner and outer warning thresholds, and the warning output determination by the calculation formula using the vehicle width Depending on the determination result of the means to the driver Warning means for providing a warning, and the warning output judging means deviates from the traveling vehicle in the process in which one wheel of the own vehicle exceeds the outside warning threshold value and deviates from the traveling lane and returns to the traveling lane again. When there is between two alarm thresholds on the inside and outside, it is determined not to issue an alarm, so an alarm is issued in a timely manner only when the vehicle departs from the lane, and an alarm is issued when avoiding the lane departure Therefore, the driver's discomfort can be reduced.
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態1について図を用いて説明する。
図1は、この発明の実施の形態1による車線逸脱警報装置を示す構成図である。
図1において、走行車線認識手段10は、自車両が進む走行車線に併設された車線を区分する白線や、鋲などの区切り線を認識することによって走行車線を認識する。区切り線横位置算出手段11は、走行車線認識手段10が出力する車線の区切り線の近似多項式をもとに、所定距離前方の区切り線の横位置を算出する。警報領域設定手段14は、区切り線横位置算出手段11から得られる所定距離前方の区切り線の横位置を基準にして、左右の区切り線に対してそれぞれ内側と外側に2つの警報しきい値を設け、その間を警報領域として左右それぞれに設定する。この警報領域は、自車両の幅よりも狭く設定される。警報出力判定手段12は、警報領域設定手段14から得られる内側と外側の2つの警報しきい値(すなわち、警報領域)をもとに、そこへの車輪の存在による警報出力の可否を判定する。警報手段13は、警報出力判定手段12により警報出力が判定された場合に、ステアリングに振動用アクチュエータを組込み、運転者の手に振動を与えたり、シートに振動用アクチュエータを組込み作動させることにより運転者に振動を与えることにより警報する。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a lane departure warning device according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the traveling lane recognition means 10 recognizes a traveling lane by recognizing a white line that separates a lane adjacent to the traveling lane along which the host vehicle travels, and a demarcation line such as a bag. The dividing line lateral position calculating unit 11 calculates the lateral position of the dividing line ahead of a predetermined distance based on the approximate polynomial of the dividing line of the lane output from the traveling
図2は、この発明の実施の形態1による車線逸脱警報装置の走行車線認識手段を示す説明図である。
図2において、車輪22を有する車両20のルームミラー付近に、車両前方を映すようにカメラ21が取り付けられている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a traveling lane recognition means of the lane departure warning device according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 2, a
図3は、この発明の実施の形態1による車線逸脱警報装置の振動発生器を示す図である。
図3において、ステアリング30に振動用アクチュエータ31を組込み、運転者の手に振動を与える。
FIG. 3 is a diagram showing a vibration generator of the lane departure warning device according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 3, a
図4は、この発明の実施の形態1による車線逸脱警報装置の別の振動発生器を示す図である。
図4において、シート40に振動用アクチュエータ41を組込み作動させることにより、運転者に振動を与えて警報する。
FIG. 4 is a diagram showing another vibration generator of the lane departure warning device according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 4, the
図5は、この発明の実施の形態1による車線逸脱警報装置の警報領域の設定方法を示す説明図である。
図5において、20、22は図2におけるものと同一のものである。図5では、区切り線50と警報領域51が示されている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method for setting a warning area of the lane departure warning device according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 5, 20 and 22 are the same as those in FIG. In FIG. 5, a
図6は、この発明の実施の形態1による車線逸脱警報装置の動作を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the lane departure warning device according to Embodiment 1 of the present invention.
図7は、この発明の実施の形態1による車線逸脱警報装置の車線を逸脱してから復帰するまでの自車両の状態変化を示す説明図である。
図7において、20、22、50、51は図5におけるものと同一のものである。図7(A)のように車線の真中を走行中の車両が、図7(B)のように車線逸脱を開始し、図7(C)のように車線逸脱した後、図7(D)のように車線逸脱を回避している。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing changes in the state of the host vehicle from the departure from the lane of the lane departure warning device according to Embodiment 1 of the present invention until the vehicle returns.
7, 20, 22, 50 and 51 are the same as those in FIG. The vehicle traveling in the middle of the lane as shown in FIG. 7A starts to deviate from the lane as shown in FIG. 7B, departs from the lane as shown in FIG. This avoids lane departure.
図8は、この発明の実施の形態1による車線逸脱警報装置の自車両が隣接車線に移動していく状態を示す説明図である。
図8において、20、22、50、51は図5におけるものと同一のものである。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state in which the host vehicle of the lane departure warning device according to Embodiment 1 of the present invention moves to the adjacent lane.
In FIG. 8, 20, 22, 50 and 51 are the same as those in FIG.
次に、動作について説明する。
図1の走行車線認識手段10は、自車両が進む走行車線に併設された車線を区分する白線や、鋲などを認識するものである。具体的には、たとえば、図2に示すように、車両前方を映すように車両20のルームミラー付近に取り付けられたカメラ21を使って、走行車線を含む車両前方の道路画像を撮像し、その輝度分布から画像処理によって走行車線を認識する。そして、認識した走行車線を下記の数式(1)のように多項式で近似し、走行車線の形状を出力する。
近似式x=Ay2+By+C ・・・数式(1)
ここで、A、B、Cは定数。xは区切り線の横位置。yは前方距離である。
Next, the operation will be described.
The traveling lane recognition means 10 in FIG. 1 recognizes a white line, a saddle, or the like that separates a lane that is attached to the traveling lane along which the host vehicle travels. Specifically, for example, as shown in FIG. 2, a road image in front of the vehicle including the traveling lane is captured using a
Approximate expression x = Ay 2 + By + C Expression (1)
Here, A, B, and C are constants. x is the horizontal position of the separator line. y is the forward distance.
次いで、区切り線横位置算出手段11により、走行車線認識手段10が出力する車線の区切り線の近似多項式をもとに、所定距離前方の区切り線の横位置を算出する。この所定距離の設定については、たとえば自車速vと、警報手段13のON/OFFに必要な時間tを用いて、以下の数式(2)のように設定する。
所定距離y=v×t ・・・数式(2)
すなわち、車両が現在の進路を維持した場合のt秒後の白線位置を予測し、警報のON/OFFを判定することで、警報手段13のON/OFFにかかる時間に影響されることなく、好適なタイミングで警報のON/OFFができる。あるいは、あらかじめ設定した逸脱予測時間(TTLC:Time To Line
Crossing)を用いることで、車速に影響されることなく、好適なタイミングで警報することができる。
Next, the horizontal position of the dividing line ahead of the predetermined distance is calculated by the dividing line horizontal position calculating means 11 based on the approximate polynomial of the lane dividing line output from the traveling lane recognition means 10. The predetermined distance is set as shown in the following formula (2) using, for example, the host vehicle speed v and the time t required to turn on / off the alarm means 13.
Predetermined distance y = v × t Expression (2)
That is, by predicting the position of the white line after t seconds when the vehicle maintains the current course, and determining the alarm ON / OFF, without being affected by the time required for ON / OFF of the alarm means 13, The alarm can be turned ON / OFF at a suitable timing. Alternatively, a preset deviation prediction time (TTLC: Time To Line)
By using (Crossing), an alarm can be given at a suitable timing without being affected by the vehicle speed.
この警報は、警報手段13により、たとえば、図3のように、ステアリング30に振動用アクチュエータ31を組込み、運転者の手に振動を与える方法や、図4のように、シート40に振動用アクチュエータ41を組込み作動させて運転者に振動を与える方法によって、警報が行われる。
This alarm is generated by the alarm means 13 by, for example, incorporating a
また、警報領域設定手段14は、区切り線横位置算出手段11から得られる所定距離前方の区切り線の横位置Xi(i=R,L)を基準にして、下記の数式(3)、数式(4)のように左右の区切り線に対してそれぞれ内側と外側に2つの警報しきい値XiN,XiF(i=R,L)を設け、図5のように、自車両の幅Wよりも狭い警報領域51を設定する。
XiF=Xi+ZiF(i=R,L) ・・・数式(3)
XiN=Xi+ZiN(i=R,L) ・・・数式(4)
ここで、ZiFは、車線外側の警報位置を設定する定数、ZiNは車線内側の警報位置を設定する定数であり、たとえば、ZiN=0(i=R,L)、ZiF=区切り線の幅(i=R,L)とすることで、走行車線の区切り線50上に警報領域51を設定することができる。
あるいは、あらかじめ設定した逸脱予測時間(TTLC:Time To Line Crossing)に応じて値を変更することで、車速に影響されることなく好適なタイミングで警報のON/OFFができる。
Further, the warning
X iF = X i + Z iF (i = R, L) (3)
X iN = X i + Z iN (i = R, L) (4)
Here, Z iF is a constant for setting the alarm position outside the lane, and Z iN is a constant for setting the alarm position inside the lane. For example, Z iN = 0 (i = R, L), Z iF = separation By setting the width of the line (i = R, L), the
Alternatively, the alarm can be turned ON / OFF at a suitable timing without being affected by the vehicle speed by changing the value in accordance with a preset departure prediction time (TTLC: Time To Line Crossing).
警報出力判定手段12では、警報領域設定手段14から得られる2つの警報しきい値XiN、XiF(i=R,L)をもとに、図6に示すフローチャートに従って警報出力の可否を判定する。 The alarm output determination means 12 determines whether or not alarm output is possible according to the flowchart shown in FIG. 6 based on the two alarm threshold values X iN and X iF (i = R, L) obtained from the alarm area setting means 14. To do.
以下、車線逸脱警報装置の具体的な処理の流れを図6のフローチャートを用いて説明する。
なお、図6に示す処理は、走行車線を構成する2本の区切り線、各々に対して実施される。
Hereinafter, the specific processing flow of the lane departure warning device will be described with reference to the flowchart of FIG.
Note that the processing shown in FIG. 6 is performed for each of the two separation lines constituting the travel lane.
まず、図6のステップS100において、走行車線認識手段10を用いて走行車線を認識する。次にステップS101において、区切り線横位置算出手段11により、ステップS100から得られる走行車線の区切り線の近似多項式をもとに、所定距離前方における車線の区切り線の横位置Xi(i=R,L)を算出し、ステップS102へ進む。 First, in step S100 of FIG. 6, the travel lane is recognized using the travel lane recognition means 10. Next, in step S101, the horizontal position X i (i = R) of the lane dividing line ahead of a predetermined distance is calculated by the dividing line horizontal position calculating means 11 based on the approximate polynomial of the lane dividing line obtained from step S100. , L) and proceeds to step S102.
ステップS102では、警報領域設定手段14により、ステップS101から得られるXi(i=R,L)を基準に、図5に示すように警報領域51を設定し、ステップS103へと進む。
In step S102, the warning
以下は、警報出力判定手段12の処理である。
ステップS103では、ステップS102から得られる警報しきい値XiN(i=R,L)と、自車両幅Wを比較し、
|XiN| ≦ W/2(i=R,L) ・・・数式(5)
であるならば、ステップS104へと進み、警報出力の可否を判定する。一方、ステップS103において、数式(5)を満たさない場合は、自車両20が警報領域51にないと判定し、ステップS111へ進み、ステップS111において警報禁止フラグをOFFにする。ここで、警報禁止フラグとは、不要な警報をマスクするために設定するものであり、自車両が車線を逸脱したあと、逸脱を回避するため走行車線内へ戻る場合(図7(C)から図7(D)に相当)や、図8のように、自車両が車線を逸脱したあと、そのまま隣接する車線へ移動する場合において、警報が発せられ続けることを抑制する。なお、警報禁止フラグのON/OFF条件については後述する。
The following is processing of the alarm
In step S103, the alarm threshold value X iN (i = R, L) obtained from step S102 is compared with the vehicle width W,
| X iN | ≦ W / 2 (i = R, L) (5)
If so, the process proceeds to step S104 to determine whether alarm output is possible. On the other hand, if the mathematical expression (5) is not satisfied in step S103, it is determined that the
そして、ステップS111の後は、ステップS112へと移行し、ステップS112において、警報手段13を停止させ、再びステップS100から始まる自車両の車線逸脱を監視する処理を続ける。
After step S111, the process proceeds to step S112. In step S112, the
ステップS104では、ウィンカ・スイッチのON/OFFによって警報出力の可否判定を行う。すなわち、ステップS104において、ウィンカ・スイッチがONである場合は、車線変更などのため自車両20が警報領域51にあると判断し、ステップS111へと移行し、ステップS111において、警報禁止フラグをOFFにするとともに、ステップS112において警報手段13を停止する。しかし、ステップS104において、ウィンカ・スイッチがOFFである場合は、ステップS105へと進む。
In step S104, whether or not alarm output is possible is determined by turning on / off the blinker switch. That is, if the winker switch is ON in step S104, it is determined that the
ステップS105では、ステップS102から得られる警報しきい値XiF(i=R,L)と、自車両幅Wと、自車両の車輪幅Twが下記の数式(6)を満たすか否かを判定する。
|XiF| ≦ W/2−Tw(i=R,L) ・・・ 数式(6)
この数式(6)を満たす場合は、図7(C)のように、すでに自車両20が車線50を逸脱したあと、さらに車線50をまたいでいる状態であり、ステップS113へ進み、警報禁止フラグをONにすると共に、警報手段13を停止させ、再びステップS100から始まる自車両の車線逸脱を監視する処理を続ける。
一方、ステップS105において数式(6)を満たさない場合は、ステップS106に進む。
In step S105, it is determined whether or not the alarm threshold value X iF (i = R, L) obtained from step S102, the host vehicle width W, and the wheel width Tw of the host vehicle satisfy the following formula (6). To do.
| X iF | ≦ W / 2−Tw (i = R, L) (6)
When the mathematical formula (6) is satisfied, as shown in FIG. 7C, the
On the other hand, when the mathematical formula (6) is not satisfied in step S105, the process proceeds to step S106.
ステップS106において、警報禁止フラグがOFFである場合は、自車両が車線を逸脱し始めるタイミング(図7(A)から図7(B)に相当)であるため、ステップS107へ進み、警報手段13を発動させる。一方、ステップS106において、警報禁止フラグがONである場合は、自車両20が車線を逸脱したあと、逸脱を回避するため、走行車線内へ戻るタイミング(図7(D)に相当)や、図8のように自車両が車線を逸脱したあと、そのまま隣接する車線へ移動するタイミングであり、すでに1度車線を逸脱したことを警報し終わっているため、警報手段13を発動させることなく、ステップS100へと戻り、自車両20の車線逸脱を監視する処理を続ける。
If the warning prohibition flag is OFF in step S106, it is the timing at which the host vehicle starts to depart from the lane (corresponding to FIG. 7 (B) from FIG. 7A). Activate. On the other hand, when the warning prohibition flag is ON in step S106, the timing of returning to the travel lane (corresponding to FIG. 7D) in order to avoid the departure after the
このように、実施の形態1によれば、車線逸脱するときのみ、警報手段が発動され、車線逸脱を回避しているときや、隣接車線に移動するときの逸脱方向と反対側の車輪に対しては不要な警報をマスクするので、運転者の不快感を低減させることができる。
また、警報手段として運転者への振動を用いているので、同乗者への不快感も低減することができ、さらに運転者にとっては、すでに実用化されている車線の区切り線上の凹凸を走行しているような感覚となるので、認識しやすく、受容性が高い。
As described above, according to the first embodiment, only when the vehicle departs from the lane, the warning means is activated to avoid the lane departure or to the wheel on the side opposite to the departure direction when moving to the adjacent lane. Since unnecessary alarms are masked, driver discomfort can be reduced.
In addition, because vibration to the driver is used as a warning means, it is possible to reduce discomfort to the passengers, and for the driver to travel on the unevenness on the lane line that has already been put to practical use. It is easy to recognize and has high acceptability.
10 走行車線認識手段
11 区切り線横位置算出手段
12 警報出力判定手段
13 警報手段
14 警報領域設定手段
20 車両
21 カメラ
22 車輪
30 ステアリングホイール
31 振動用アクチュエータ
40 シート
41 振動用アクチュエータ
50 区切り線
51 警報領域
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