JP5316713B2 - 車線逸脱防止支援装置、車線逸脱防止方法、記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、車線区分線を認識して、走行レーン内の自車位置に応じて車線からの逸脱防止を支援する車線逸脱防止支援装置に関し、特に、車線区分線の認識状態を表示する車線逸脱防止支援装置に関する。

車載されたカメラや画像処理装置が白線を認識することで、車線からの逸脱を予測して警報を吹鳴する車線逸脱警報装置（ＬＤＷ：Lane Departure Warning）や、車線の中央を走行するための操舵力を付加する車線維持支援装置（ＬＫＡ：Lane
Keeping Assist）が知られている。

LDW/LKAでは、現在の作動状況を運転者に通知することが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。すなわち、LDW/LKAのスイッチがオンでも例えば白線の認識状況によっては警報の吹鳴や車線維持支援が行われない場合があるからである。特許文献１には、表示装置に白線のアイコンを表示する車両用白線表示装置において、白線認識手段が白線を認識している場合には白線を塗り潰して表示し、白線認識手段が白線を認識していない場合には白線を中抜き表示する車両用白線表示装置が開示されている。

図１（ａ）は、LDW/LKAにおいて白線が認識されている場合の表示例と、白線が認識されていない場合の表示例をそれぞれ示す図の一例である。白線の認識状態は液晶などの表示装置に白線アイコンとして表示される。白線が認識されている場合は白線アイコンが太く表示され、白線が認識されていない場合は白線アイコンが細く表示されるなど、白線が認識されていないことを運転者が把握できるように白線アイコンが表示される。白線が認識されていなければ、LDW/LKAは走行レーンからの逸脱を予測して警報を吹鳴することができず、また、車線の中央を走行するために操舵力を付加することもできない。

白線が認識されない原因としては、路面標示がない、白線がかすれていたり激しい降雨などのため白線が不鮮明な場合、ワイパーが高速で作動している場合、又は、運転者が車線変更など所定の操作を行っている場合などがある。

図１（ａ）のように、LDW/LKAが作動しないことを運転者に通知することで、運転者がLDW/LKAを過信することを防止できる（LDW/LKAシステムに対し過剰な性能の期待を抱かせないようにして、白線が十分に認識されていない状態では支援に限界があることを伝えることができる）。また、車検証の貼付位置、ＥＴＣ（Electronic
Toll Collection）アンテナの取り付け位置が好ましくないため、カメラの視界が遮られているなどにより、LDW/LKAが正しく動作できない状況であることを伝えることもできる。

ところで、LDW/LKAでは、必ずしも左右の白線が認識されていなくても、車線逸脱警報や車線維持支援が可能になっている車両もある。片方の白線が認識されているだけである程度の運転支援が可能であることは、国によっては安全規格の適合に必要となる場合がある（例えば、米国の予防安全ＮＣＡＰ）。したがって、左右の白線の一方のみが認識されていない場合でも、表示装置による白線アイコンの表示により運転者に通知することが好ましいとされる。

図１（ｂ）は右側の白線のみが認識されている場合の白線アイコンの表示例を、図１（ｃ）は左の白線のみが認識されている場合の白線アイコンの表示例をそれぞれ示す。図示するように、認識されている側の白線アイコンのみを太く表示し、認識されていない側の白線アイコンを中抜きで表示することで、LDW/LKAは白線認識状態を運転者に伝えることができる。

しかしながら、図１（ｂ）（ｃ）のように、認識されている片方の白線アイコンを太く表示するだけでは、運転者の認識状態とのずれが生じてしまうという問題がある。すなわち、車両が右側や左側の白線に接近して走行すると、カメラの画角や白線認識領域（画像処理領域）の制限のため、白線認識領域から片方の白線（近づいた白線と反対側の白線）が外れてしてしまい、外れた片方の白線を認識できなくなる。しかし、この場合でも運転者の視界には左右両方の白線が入っているので、運転者はなぜ片方の白線が認識されないのか違和感を持つ可能性がある。

図２（ａ）はカメラの画角を説明する図の一例である。図のようにLDW/LKAは画角に入る車両の前方の所定範囲の白線だけ白線認識などの画像処理に使用している。遠方側については白線の認識精度が維持できるように車両から数十メートル先を遠端とし、手前側についてはボンネットなどに遮られず、かつ、画角に入る車両から十メートル程度を近端としている。画角をより広げることができればLDW/LKAは車両のより近い側から白線を認識できるので、車両が片側の白線に接近しても遠い側の白線だけが認識されないという状況を低減できる。

しかし、画角を広くしても、カメラの全体の画素数は変わらないので、画角を広くすると白線が映る（占める）画素の数が低下してしまい、遠方の画像処理精度が低下してしまう。この場合、特に車線のカーブ半径や曲率の算出精度が低下してしまう。

また、LDW/LKAのカメラは他の運転支援装置のカメラと共用されていることが多く、これらは遠方の風景の画像処理を必要とする。例えば、前照灯のハイビームとロービームを自動的に切り換えるオートハイビーム装置は、数百メートル先の先行車や対向車をカメラで検出してビーム方向を切り換える。このため、画角を広くすることで先行車や対向車の検出精度が低下することは好ましくない。また、歩行者を検出して運転者に注意喚起する歩行者検出装置では、遠方の歩行者を検出できないと注意喚起が遅れてしまうので、画角を広くすることで遠方の歩行者の検出精度が低下することは好ましくない。以上のような理由のため、LDW/LKAは遠方の画像処理精度を低下させない比較的狭い画角のカメラ（レンズ）を採用している。

図２（ｂ）は、白線認識領域の制約について説明する図の一例である。白線認識など画像処理の計算負荷は一般に高い。一方、白線が存在するのは画像の中央よりも右側と左側である。そこで、処理負荷を低減するため、LDW/LKAは必要最小限な所定領域（左白線認識領域と右白線認識領域）のみから白線を認識する。このように、白線認識領域に制限があるため、車両が右側や左側の白線に接近して走行すると、左白線認識領域又は右白線認識領域に白線が映っていない状況が生じてしまう。

図３（ａ）（ｂ）は、左の白線が左白線認識領域から外れた状況を説明する図の一例である。図３（ａ）に示すように車両が右側の白線に大きく接近すると、図３（ｂ）に示すように左白線認識領域から左の白線が外れてしてしまう。このように、従来技術を採用する限り、車両が左右の白線のいずれかに大きく接近した場合、図１（ｂ）（ｃ）のような白線アイコンが表示されるに過ぎず、運転者に違和感を感じさせるおそれがあった。
特開２００７−１２５９６８号公報

本発明は、上記課題に鑑み、片側の白線認識状態を運転者に的確に伝えることができる車線逸脱防止支援装置を提供することを目標とする。

本発明は、自車両が走行する車線を区分する車線区分標示を撮影する撮影手段と、撮影された画像データから車線区分標示を認識し、認識結果に応じて車線区分標示があるか否かを表示する表示手段と、車線区分内の自車両位置を検出する自車両位置検出手段と、を有し、自車両位置に応じて、車線区分標示からの逸脱を防止する車線逸脱防止装置において、前記表示手段は、自車両が、左右いずれか一方の車線区分標示に近い状態で認識されない車線区分標示がある場合、認識されない車線区分標示があることを表示する、ことを特徴とする。

本発明は、片側の白線認識状態を運転者に的確に伝えることができる車線逸脱防止支援装置を提供することができる。

LDW/LKAにおいて白線が認識されている場合の表示例と、白線が認識されていない場合の表示例をそれぞれ示す図である。 カメラの画角を説明する図の一例である。 左の白線が左白線認識領域から外れる状況を説明する図の一例である。 白線認識状態に応じた表示態様の一例を説明する図である。 車線逸脱防止支援装置の構成図の一例である。 白線の認識及び白線情報について説明する図の一例である 車線逸脱防止支援装置の機能ブロック部の一例である。 メータパネルの一例を示す図である。 特定未認識状態の表示態様について説明する図の一例である。 車線逸脱防止支援装置が白線認識状態を表示する手順を示すフローチャート図の一例である。 左の白線から自車位置までの距離が、閾値以上か否かを判定について説明する図の一例である。 車線逸脱防止支援装置が白線認識状態を表示する手順を示すフローチャート図の別の一例である。 認識中の白線が白線認識領域から外れたか否かの判定について説明する図の一例である。 白線アイコンの時間的な変化の一例を示す図である。 白線認識状態に応じた表示態様の一例を説明する図である。 特定未認識状態の表示態様を説明する図の一例である。 車線逸脱防止支援装置が白線認識状態を表示する手順を示すフローチャート図の一例である。 特定未認識状態のグレー表示の別の表示例を示す図の一例である。 特定未認識状態の表示態様と、認識状態及び未認識状態の表示態様において異なる白線アイコンの一例を示す図である。 特定未認識状態の表示態様と、認識状態及び未認識状態の表示態様において異なる白線アイコンの一例を示す図である。

１１ レーン認識カメラ
１２ 逸脱防止支援ＥＣＵ
１３ メータＥＣＵ
１４ パワステＥＣＵ
１５ カメラＥＣＵ
１６ メインＳＷ
１９ 車速センサ
２０ ブレーキＳＷ
２１ 情報表示部
４１ 未認識判定部
４２ 距離判定部
４３ 表示要求部
４４ 表示切替部
４５ 白線移動判定部
１００ 車線逸脱防止支援装置

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図４は、白線認識状態に応じた白線アイコンの表示態様の一例を説明する図である。本実施形態では主に以下の３つの白線認識状態の白線アイコンの表示態様について説明する。
・認識状態（左認識状態、右認識状態）
・特定未認識状態（左特定未認識状態、右特定未認識状態）
・未認識状態（左未認識状態、右未認識状態）
認識状態は白線が認識されている状態をいい、未認識状態は白線が認識されていない状態をいう。特定未認識状態は車両が右又は左の白線に接近したため車両から遠い側の白線が、画像データの白線認識領域から外れ、未認識状態となっている状態をいう。よって、特定未認識状態は未認識状態のうち特定の状態である。

なお、もう１つの白線アイコンの表示態様として警報作動状態の表示態様がある。
・警報作動状態
前の３つの白線認識状態（認識状態、特定未認識状態、未認識状態）が、カメラによる白線認識状態を識別するためのものであるのに対し、警報作動状態は、車両が車線を逸脱する状態をいう。なお、「車両が車線を逸脱する」とは、逸脱が予測される場合と実際に逸脱した場合の両方を含む。

図４（ａ）に示すように、認識状態では左右の白線が黒地に白の白線アイコンで表示される。また、図４（ｃ）に示すように、未認識状態では認識されていない側の白線の白線アイコンが白枠を残して中抜きで表示される。これらに対し、図４（ｂ）に示すように、特定未認識状態では認識状態と同じ表示態様で白線アイコンが表示される。すなわち、実際には認識されていない白線の白線アイコンが認識状態として表示される。運転者には車両が接近した側と反対側の白線が目視されているので、車線逸脱防止支援装置が白線を認識できなくても、特定未認識状態の白線アイコンを認識状態と同様に表示することで、運転者が感じる違和感を低減することができる。

また、警報作動状態では、図４（ｄ）に示すように、白線アイコンが点滅する。または、警報作動状態のアイコンは、白黒を反転させる、表示領域全体を点滅する、白線アイコンの色を短時間に切り換えて表示するなど、認識状態、特定未認識状態及び未認識状態のいずれの白線アイコンとも異なり、かつ、注意喚起性の高い表示態様であればよい。

図４（ｄ）では、車両が右の白線を逸脱する場合と、左の白線を逸脱する場合とで、同じ表示態様であるが、両者を異ならせることもできる。例えば、右の白線を逸脱する場合は右の白線アイコンのみを点滅させ、左の白線を逸脱する場合は左側の白線アイコンのみを点滅させる。

なお、本実施形態の白線とは、車両が走行する車線（走行レーン）の走行区分線をいい、運転者が肉眼で目視した場合に白である必要はなく、黄色やオレンジ色、その他の色の走行区分線も白線に含まれる。また、カメラが赤外線や紫外線などで撮影できれば、可視色である必要もない。また、左右の白線の一方又は両方が、実線でなく点線で路面に形成されていても単に白線という。

〔構成例〕
図５は、本実施形態の車線逸脱防止支援装置１００の構成図の一例を示す。車線逸脱防止支援装置１００は、逸脱防止支援ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２により制御される。逸脱防止支援ＥＣＵ１２には、レーン認識カメラ１１、メータＥＣＵ１３、及び、パワステＥＣＵ１４等がＣＡＮ（Controller
Area Network）やＦｌｅｘＲａｙ等の車載ネットワークを介して通信可能に（必要であればゲートウェイ装置を介して）接続されている。また、車速センサ１９、ブレーキＳＷ２０、ウィンカＳＷ１７及びワイパーＳＷ１８が図示されているが、これらは不図示のＥＣＵを介して接続されていることも多い。なお、車線逸脱防止支援装置はメインＳＷ１６がオンになると作動する。

レーン認識カメラ１１は、車幅方向の略中央の例えば室内ルームミラーの車両前方に、光軸を水平よりもやや下向きに向けて搭載され、車両前方の所定角範囲を撮影する。レーン認識カメラ１１は、ＣＭＯＳやＣＣＤの光電変換素子により、所定の輝度階調（例えば、２５６階調）の画像データを、サイクル時間（例えば、３０〜６０フレーム／秒）毎に出力する。夜間の白線認識を容易にするため、前照灯が照射して白線が反射した近赤外光に感度を有していることが好ましい。

レーン認識カメラ１１はカメラＥＣＵ１５と一体に構成され、カメラＥＣＵ１５は順次撮影された画像データに対し画像処理を行い、道路上に描かれた走行レーンを区切る左右の白線を認識する。以下、レーン認識カメラ１１とカメラＥＣＵ１５とは特に区別せずに説明する。

〔ＬＤＷ／ＬＫＡ〕
図６は、白線の認識及び白線情報について説明する図の一例である。白線の認識については種々の方法があるが、例えば、１本の白線の両端のエッジ成分を利用する方法が知られている。画像データの左右方向の輝度値を微分してエッジ強度を検出すると、白線の両端に閾値を超えるエッジが検出される。レーン認識カメラ１１は検出された両端のエッジ強度、検出された両端のエッジの距離が白線と見なせるかどうか等により白線の確度を検証して、白線を認識したか否かを判定する。白線としての十分な確度が得られない場合、未認識状態であると判定される。

白線としての十分な確度が得られた場合、左右のエッジのいずれか、又は、左右のエッジの中央を白線として検出する。

図では白線の内側（左の白線の右エッジ、右側の白線の左エッジ）のエッジを“＋”マークで示した。このように、レーン認識カメラ１１はエッジを画像データの上下方向に結ぶことで白線のエッジ線を推定する。なお、左右の白線をそれぞれ囲む直線は白線認識領域の左端と右端を示す。このような線は車載された状態では表示されないが、レーン認識カメラ１１は白線認識領域内の白線を認識するのでレーン認識カメラ１１は常時、白線認識領域の位置を使用して白線を認識している。

次に、レーン認識カメラ１１は、画像データのエッジ線の座標系を実空間を平面視した平面座標系に変換する。そして、エッジ線を上下方向にいくつかに区分して（図では２つ）区分された範囲毎にハフ変換する。または、最小二乗法により直線を求めてもよい。左右の白線がそれぞれ直線式で表されば、レーン認識カメラ１１は白線情報を算出できる。まず、左右の直線間の距離が車線幅Ｗである。また、左右の白線の中央を上下方向に結ぶ線が左右の白線の中央線である。予め既知のカメラの中心画素が中央線からずれている画素数により車線オフセット位置Ｏｓがえられる。また、左右のエッジ線の消失点が画像の中央からどのくらいずれているかによりヨー角φが得られる。さらに、いくつかに区分されたエッジ線にそれぞれ垂直な線を引き、複数の垂直な線の交点を求めると、エッジ線から交点までの距離が走行中の道路の道路半径Ｒになる。レーン認識カメラ１１は、このようにして求めた白線情報（左右の白線を認識していれば、車線幅Ｗ、オフセット位置Ｏｓ、ヨー角φ、道路半径Ｒ）を逸脱防止支援ＥＣＵ１２に送出する。また、左右のいずれかの白線又は全ての白線が認識できない場合、認識できない白線の識別情報と未認識情報を白線情報として逸脱防止支援ＥＣＵ１２に送出する。

なお、このような求め方は一例であって、エッジ線を道路形状を表すモデル式に近似して、モデル式の係数から白線情報を取得する方法もある。

また、後述するように、本実施例では車線幅Ｗとオフセット位置Ｏｓを自車位置の検出に用いるが、車線逸脱防止支援装置１００は自車位置や車線幅Ｗを別の方法で取得することもできる。例えば、自車位置としてナビゲーション装置が車速と走行方向を累積して検出する位置を利用することができ、また、車線幅Ｗはナビゲーション装置が道路地図情報や外部との通信により取得することができる。

また、車載されたレーザレーダが路面にレーザを照射して、白線と自車との相対位置を算出してもよい。白線はレーザを反射しやすいため、白線からの反射光を検出することで白線と自車間の相対角度や位置ズレを検出することができる。

図５に戻り、逸脱防止支援ＥＣＵ１２は、所定の条件下で、車線からの逸脱を予測して警報を吹鳴する車線逸脱警報の吹鳴（ＬＤＷ：Lane Departure Warning）、車線の中央を走行するための操舵力を付加する車線維持支援（ＬＫＡ：Lane Keeping
Assist）を行う。

ＬＤＷ／ＬＫＡが作動する条件は以下のとおりである。
・メインＳＷがオンであること
・車速が所定範囲（速度範囲は法令等によって異なる）にあること
・少なくとも左右いずれかの白線が認識されていること
・ワイパーがある速度以上で作動していないこと
・ターンシグナルランプが点灯していないこと
・ブレーキペダルが操作されていないこと
逸脱防止支援ＥＣＵ１２は、メインＳＷ１６がオンになると、ウィンカＳＷ１７からターンシグナルランプが点灯していないこと、車速センサ１９から車速が所定範囲に入ること、ワイパーＳＷ１８からワイパーが高速で作動していないこと、ブレーキＳＷ２０からブレーキペダルが操作されていないこと、及び、レーン認識カメラ１１から少なくとも左右いずれかの白線が認識されていることを確認すると、ＬＤＷ／ＬＫＡ制御を実行する。また、逸脱防止支援ＥＣＵ１２は、例えば、１つでも条件が満たされないと、未認識状態の表示態様の白線アイコンの表示をメータＥＣＵ１３に要求する。また、白線の認識以外の条件が満たされている場合は白線認識状態を通知することで、白線認識状態に応じた白線アイコンの表示をメータＥＣＵ１３に要求する。白線認識状態は左右の白線で異なる場合があるので、左右それぞれの白線毎の白線認識状態がほぼ同じタイミングでメータＥＣＵ１３に通知される。

まず、ＬＤＷについて、逸脱防止支援ＥＣＵ１２は、車両のヨー角φ、左右いずれかの白線までの距離、及び、車速に基づき、白線に到達するまでの時間を算出する。そして、白線に到達するまでの時間が所定値（例えば１秒）以内になると、メータＥＣＵ１３又は不図示のブザー発生を受け持つＥＣＵにブザー要求を送信する。また、逸脱防止支援ＥＣＵ１２は、白線アイコンを点滅させるなどの視覚的な警告をメータＥＣＵ１３に要求する。

また、ＬＫＡについて、逸脱防止支援ＥＣＵ１２は、白線情報のうち車両のオフセット位置Ｏｓに応じた大きさかつオフセット位置とは反対方向の付加トルクを演算し、パワステＥＣＵ１４に送信する。パワステＥＣＵ１４は、受信した付加トルクをモータ２３に印加するので、走行レーンの中央付近を走行するようにステアリングホイールの操舵が支援される。付加トルクは例えば中央線を基準としたオフセット位置Ｏｓに比例した値である。なお、操舵に付加トルクを加えて走行レーンの維持を支援するのでなく、各車輪の制動力を個別に制御して、例えば内輪側と外輪側の制動力の左右差を利用して車両の進行方向を制御してもよい。各輪の制動力はブレーキＥＣＵにより制御される。

また、運転者の意志による車線変更に対してはトルクセンサ２２が運転者の操舵トルクを検出して、パワステＥＣＵ１４が付加トルクを低減することでオーバライドが容易になる。また、運転者の車線変更の意志はウィンカＳＷ１７によっても検出可能であり、この場合上記のように付加トルクは付加されない。

〔特定未認識状態の検出〕
図７（ａ）（ｂ）は、車線逸脱防止支援装置１００の機能ブロック部の一例を示す。図７（ａ）では、主に使用されるＥＣＵ等を図示した。図７（ｂ）は機能ブロック図の別の一例であり、図７（ｂ）の逸脱防止支援ＥＣＵ１２は白線移動判定部４５を有する。

逸脱防止支援ＥＣＵ１２やメータＥＣＵ１３等の各ＥＣＵは、マイコンと電源ＩＣや監視回路などの周辺回路を備えている。逸脱防止支援ＥＣＵ１２は、例えばＣＰＵ３１、ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３３、及び、ＣＡＮＣ（ＣＡＮ Controller）３４を有し、メータＥＣＵ１３は例えばＣＰＵ３５、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３８、Ｉ／Ｏ３９、及び、ＣＡＮＣ３７を有する。逸脱防止支援ＥＣＵ１２のＣＰＵ３１はＲＯＭ３３に記憶されたプログラムを実行すること及びハードウェアと協働することで、未認識判定部４１、距離判定部４２及び表示要求部４３を実現する。メータＥＣＵ１３のＣＰＵ３５はＲＯＭ３８に記憶されたプログラムを実行すること及びハードウェアと協働することで、表示切替部４４を実現する。

未認識判定部４１は、白線情報に基づき左右いずれかの白線のみが未認識状態になったか否かを判定する。距離判定部４２は、オフセット位置Ｏｓと車線幅Ｗを利用して、認識されていない側の白線までの距離を算出し、閾値と比較することで、車両が片方の白線から離れている（又は片方の白線に近づいている）ために特定未認識状態であるか否かを判定する。この判定の詳細は後述する。

図７（ｂ）の白線移動判定部４５は、認識中の白線が白線認識領域の外に移動したことを検出することで、白線情報を利用して特定未認識状態であるか否かを判定する。この判定の詳細は後述する。

表示要求部４３は、未認識判定部４１と距離判定部４２、又は、未認識判定部４１と白線移動判定部４５の判定結果に基づき、ＣＡＮＣ３４を介して白線認識状態又は白線アイコンの表示態様、をメータＥＣＵ１３に通知する。すなわち、表示要求部４３は、
・左の白線が認識されておらず、左の白線までの距離が閾値以上の場合（特定未認識状態の場合）、左の白線は認識状態であるとメータＥＣＵ１３に通知する。右の白線については認識結果に応じて白線認識状態を通知する。
・右の白線が認識されておらず、右の白線までの距離が閾値以上の場合（特定未認識状態の場合）、右の白線は認識状態であるとメータＥＣＵ１３に通知する。左の白線については認識結果に応じて白線認識状態を通知する。
・左の白線が認識されておらず、左の白線までの距離が閾値以上でない場合、左の白線は未認識状態であるとメータＥＣＵ１３に通知する。右の白線については認識結果に応じて白線認識状態を通知する。
・右の白線が認識されておらず、右の白線までの距離が閾値以上でない場合、右の白線は未認識状態であるとメータＥＣＵ１３に通知する。左の白線については認識結果に応じて白線認識状態を通知する。

メータＥＣＵ１３の表示切替部４４は、白線認識状態に応じて情報表示部２１に表示する白線アイコンの表示態様を切り換える。なお、図では逸脱防止支援ＥＣＵ１２が未認識判定部４１、距離判定部４２及び表示要求部４３を有するが、一部又は全部をメータＥＣＵ１３やその他のＥＣＵが有していてもよい。

〔表示装置〕
図８は、メータパネル５０の一例を示す図である。メータパネル５０には、スピードメータ５２、タコメータ５１、燃料計５４、水温計５３、シフトポジション表示部５５、及び、情報表示部２１等を有する。本実施形態では情報表示部２１に白線認識状態を示す白線アイコンで表示されるものとする。白線アイコンは、例えば、ＨＵＤ（Head Up Display）に表示してもよいし、センターコンソールの液晶表示部に表示してもよい。

情報表示部２１は、縦横に複数のドット（ピクセル）が配置された、ドットタイプのマルチインフォメーションディスプレイ（液晶ディスプレイ）である。情報表示部２１には、白線アイコンの他、オドメータ、トリップメータ、瞬間燃費、平均燃費、ＥＣＯドライブインジケータ、航続可能距離、外気温等、及び、各種の警告が表示される。情報表示部２１は、白黒表示のみ可能でもよいし、グレー表示が可能でもよいし、カラー表示が可能でもよい。

〔白線アイコンの例〕
図９を用いて、特定未認識状態の白線アイコンの表示態様について説明する。図９は特定未認識状態の白線アイコンのいくつかの例を説明する図の一例である。

本実施例の車線逸脱防止支援装置１００は、特定未認識状態の白線アイコンを、未認識状態の白線アイコンと異なった表示態様で表示する。

図９（ａ）では、認識状態の表示態様が黒地に白の白線アイコン、未認識状態の表示態様が黒地に中抜きの白線アイコンである。これに対し、特定未認識状態の表示態様は認識状態と同じ表示態様（黒地に白の白線アイコン）である。

また、図９（ｂ）に示すように、背景と白線アイコンの白黒を反転させてもよい。図９（ｂ）では、認識状態の表示態様が白地に黒の白線アイコン、未認識状態の表示態様が白地に中抜きの白線アイコンである。これに対し、特定未認識状態の表示態様は認識状態と同じ表示態様（白地に黒の白線アイコン）である。

特定未認識状態は白線が認識されていない状態だが、運転者の視界では認識されている状態である。これに対し、未認識状態は、白線の状態が悪かったり雨天などの場合のように、運転者からも白線が認識されていないことが把握されやすい状態である。したがって、逸脱防止支援ＥＣＵ１２が、特定未認識状態と未認識状態とを異なる表示態様、かつ、特定未認識状態と認識状態とを同じ表示態様で表示することで、運転者が自身の把握状態と同様であると判断でき運転者が感じる違和感を少なくすることができる。また、特定未認識状態の専用の白線アイコンがある場合よりも、運転者にとっては白線アイコンの意味を覚えやすいという効果も得られる。このように、本実施例では、レーン認識カメラ１１では認識されていない白線の白線アイコンを、認識状態の白線アイコンで表示することが特徴の1つとなっている。

〔動作手順〕
以下、二種類の特定未認識状態の判定手順について説明する。以下では、車両が右側の白線に接近した場合（左の白線が左白線認識領域から外れる）を例に説明するが、車両が左の白線に接近した場合も左右が逆になるだけで同じである。

図１０は、車線逸脱防止支援装置１００が白線認識状態を表示する手順を示すフローチャート図の一例である。図１０の手順は、例えばメインＳＷ１６がオンになると繰り返し実行される。

逸脱防止支援ＥＣＵ１２には１つの画像データが撮影される度に白線情報が送信される。未認識判定部４１は、白線情報に含まれる白線認識状態に基づき、左の白線が未認識状態となったか否かを判定する（Ｓ１０）。

左の白線が未認識状態でない場合（Ｓ１０のＮｏ）、表示要求部４３は左の白線の白線認識状態として認識状態をメータＥＣＵ１３に送信する。これにより、表示切替部４４は左の白線の白線アイコンを認識状態の表示態様で表示する（Ｓ３０）。

左の白線が未認識状態の場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、距離判定部４２は左の白線から自車位置までの距離が、閾値以上か否かを判定する（Ｓ２０）。

図１１はこの判定について説明する図の一例である。白線情報により、距離判定部４２には、車線幅Ｗとオフセット位置Ｏｓが得られている。オフセット位置Ｏｓは、中央線より右方向のオフセットを正、中心より左方向のオフセットを負とする。すると、自車位置（レーン認識カメラ１１の位置とするが自車位置は適宜設計できる）は、左の白線から「Ｗ／２＋Ｏｓ」である。距離判定部４２は、この値を閾値と比較して、左の白線から自車位置までの距離が、閾値以上か否かを判定する。

閾値は、左白線認識領域から左の白線が外れる際の距離である。左白線認識領域は固定なので、左の白線が左白線認識領域から外れるレーン認識カメラ１１の位置（＝閾値）を計算で求めることができる。左白線認識領域が固定であれば、閾値は車線幅や車幅に関係なく一定になる。具体的には、閾値は３．５〜４ｍ程度であるが、この値は適宜設計できる。

なお、演算対象の画像データではすでに白線が認識されていないので、左の白線が未認識になると白線情報に車線幅Ｗとオフセット位置Ｏｓが含まれていない可能性がある。この場合、距離判定部２４は１つ前の画像データから得られた白線情報を利用すればよい。

また、車両が左の白線に接近した場合、自車位置は右の白線から「Ｗ／２−Ｏｓ」である（Ｏｓは負のため）。距離判定部４２が、距離を算出する場合にＷ／２にＯｓを加算するか、減算するかは、未認識状態になった白線により判断できる。または、Ｏｓが正か負のいずれであるかにより、車両が接近した方向が判断できるのでＯｓが正か負により判断してもよい。

また、距離判定部４２は認識されない側（自車から遠い方の白線）の白線と自車位置までの距離でなく、認識されている側の白線と自車位置までの距離に基づき、他方の白線に接近しているため一方の白線が特定未認識状態になっていることを検出することができる。図示するように、認識されない左の白線と自車位置の距離が閾値と同程度の時、右側の白線と自車位置の距離は、「車線幅Ｗ−閾値」程度である。したがって、車線幅Ｗが検出されればそれと固定の閾値を用いて、距離判定部４２は右側の白線に接近しすぎたと判定できる。すなわち、右側の白線と自車位置の距離が「車線幅Ｗ−閾値」未満の場合、左の白線が白線認識領域から特定未認識状態であると判定する。

また、Ｓ２０では、「左の白線から自車位置までの距離が閾値以上」の代わりに、「オフセット位置Ｏｓが閾値以上」という判定基準を使用することができる。オフセット位置Ｏｓの絶対値が大きいほど左右のいずれかの白線に接近している可能性が高いためである。この場合、認識されている側の白線と自車位置までの距離と同様に、車線幅Ｗによって白線認識領域から白線が外れるか否かが異なる。このため、距離判定部４２は「閾値−Ｗ／２≦｜Ｏｓ｜」の場合に、片方の白線が特定未認識状態であると判定する。

また、図１１（ｂ）に示すように、道路がカーブしている場合、カーブと反対方向に車両が接近して走行すると、より早期に白線認識状態が特定未認識状態になる。このため、閾値をカーブの有無又は半径Ｒによって可変とすることが好適である。例えば、距離判定部４２は、「Ｏｓが正（右に接近している）かつ左カーブの場合」又は「Ｏｓが負（左に接近している）かつ右カーブの場合」、閾値を補正する。半径Ｒが小さいほど（カーブが急なほど）閾値を小さくすればよい。補正式は、例えば「閾値＝閾値×ｋ×Ｒ」である。ｋは半径Ｒを閾値に反映させるための係数である。こうすることで、前方がカーブしていても、適切なタイミングで特定未認識状態を検出することができる。

図１０に戻り、左の白線から自車位置までの距離が閾値以上の場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、表示要求部４３は左の白線の白線認識状態として認識状態をメータＥＣＵ１３に送信する。これにより、表示切替部４４は左の白線の白線アイコンを認識状態の表示態様で表示する（Ｓ３０）。したがって、運転者は左の白線の白線アイコン（認識状態）を見て、目視したとおりに白線が認識されていると判断するので違和感を感じることが少なくなる。

左の白線から自車位置までの距離が閾値以上でない場合（Ｓ２０のＮｏ）、表示要求部４３は左の白線の白線認識状態として未認識状態をメータＥＣＵ１３に送信する。これにより、表示切替部４４は左の白線の白線アイコンを未認識状態の表示態様で表示する（Ｓ４０）。

なお、車両が右側の白線を逸脱すると車線逸脱防止支援装置１００が予測した場合、または、実際に右側の白線を逸脱した場合、白線アイコンは警報作動状態の表示態様で表示される。警報作動状態の白線アイコンは、警報作動状態が解消すると認識状態、特定未認識状態又は未認識状態に戻る。

次に、白線移動判定部４５による、白線の特定未認識状態の判定について説明する。図１２は、車線逸脱防止支援装置１００が白線認識状態を表示する手順を示すフローチャート図の別の一例である。図１２において図１１と同一ステップについては、説明を省略する。図１２では、左の白線が未認識状態の場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、距離判定部４２が左の白線から自車位置までの距離が閾値以上か否かを判定するのでなく、白線移動判定部４５が認識中の白線が白線認識領域の外に移動したか否かを判定する（Ｓ２２）。

図１３はこの判定について説明する図の一例である。上記のように、レーン認識カメラ１１は、左右のそれぞれの白線認識領域を使用して白線を認識している。図１３の補助線ａ、ｂが左白線認識領域の左端を、補助線ｃ、ｄが左白線認識領域の右端を、それぞれ示す。図１３（ａ）に示すように、車両が走行レーンの中央付近を走行中、左の白線は補助線ａ〜ｄ内にある。しかし図１３（ｂ）に示すように、車両が右側の白線に接近して走行すると左の白線は補助線ａ、ｂよりも左側に移動する。また、図１３（ａ）の状態から図１３（ｂ）の状態に遷移する過程で、左の白線は補助線ａ、ｂを左方向に横切る。

本実施例の白線移動判定部４５は、左の白線が補助線ａ、ｂを左方向に横切ることを検出して、特定未認識状態になったことを判定する。具体的には、過去の白線情報に含まれるオフセット量Ｏｓと白線認識状態を使用する。車両が右方向に移動する過程では、オフセット量Ｏｓ（正）が徐々に大きくなる。また、特定未認識状態になるまでは、左の白線は認識状態である。したがって、左の白線が未認識状態になった直後、過去の数個のオフセット量Ｏｓが増加傾向にあることから、左の白線が補助線ａ、ｂを左方向に横切ったことを検出できる。また、さらにオフセット量Ｏｓが所定値を超えたことを左の白線が補助線ａ、ｂを左方向に横切ったことの判定条件に加えてもよい。

また、図１０のＳ２０の判定と図１２のＳ２２の判定は組み合わせることもできる。例えば、Ｓ２０とＳ２２のいずれかを満たした場合に特定未認識状態であると判定してもよいし、Ｓ２０とＳ２２の両方を満たした場合に特定未認識状態であると判定してもよい。

以降の処理は図１０と同じである。したがって、運転者は認識状態の白線アイコンを見て、目視したとおりに白線が認識されていると判断するので違和感を感じることが少なくなる。

〔特定未認識状態の表示態様の補足〕
認識状態と特定未認識状態が同じ表示態様の白線アイコンだと、特定未認識状態のまま、たまたま白線が未認識状態になった場合、運転者が、白線が認識されていると誤解するおそれがある。しかし、実際にはこのような誤解が問題になる場面は極めて少ないとしてよい。

図１４は白線アイコンの時間的な変化の一例を示す図である。図１４（ａ）において車両は走行レーンの中央付近を走行しているので、左右いずれの白線の白線アイコンも認識状態で表示される。
図１４（ｂ）において車両が右側の白線に接近すると、車線逸脱防止支援装置１００は左の白線の特定未認識状態を検出するが、特定未認識状態のアイコンは認識状態と同じである。そして、特定未認識状態において左の白線が不鮮明に形成されていたとしても（車両が不鮮明な領域に進入しても）、車両が右側の白線に接近しているので白線アイコンは認識状態のままである。
図１４（ｃ）において、車両が走行レーンの中央付近に戻ったとする。この場合、車線逸脱防止支援装置１００は左の白線が左白線認識領域に入り次第、左の白線の認識を再開するが、左の白線は不鮮明なので未認識であると判定される。しかし、車両は走行レーンの中央付近を走行しているので、左の白線の白線認識状態は特定未認識状態とはならない。よって、車線逸脱防止支援装置１００は左の白線の白線アイコンを未認識状態にて表示する。

したがって、運転者が、不鮮明な白線が認識されていると誤解したとしてもわずかな時間内に収めることができる。

本実施例では、特定未認識状態を実施例１と異なった態様で表示する車線逸脱防止支援装置１００について説明する。

図１５は、白線認識状態に応じた白線アイコンの表示態様の一例を説明する図である。図１５（ａ）に示すように、認識状態では左右の白線が黒地に白の白線アイコンで表示される。また、図１５（ｃ）に示すように、未認識状態では認識されていない側の白線が黒地に中抜きで表示される。これらに対し、図１５（ｂ）に示すように、特定未認識状態では認識されていない側の白線が黒と白の中間輝度（以下、単にグレー表示という）にて表示される。警報作動状態については実施例１と同様である。

このように、認識状態や未認識状態のいずれとも異なる表示態様で特定未認識状態の白線アイコンを表示することで、車線逸脱防止支援装置１００は車両が右又は左の白線に接近しているため白線が認識されていないことを運転者に的確に伝えることができる。

図１６を用いて、特定未認識状態の表示態様について説明する。図１６は特定未認識状態の表示態様のいくつかの例を説明する図の一例である。図１６（ａ）の認識状態と未認識状態の白線アイコンの表示態様は図９（ａ）と同じである。これに対し、特定未認識状態の白線アイコンは、完全に白（画素値＝２５５）又は黒（画素値＝０）でない、いわゆるグレー表示になっている
グレー表示の実現には以下のような表示方法がある。
・白画素値（例えば２５５）の数：黒画素値（０）の数の比を、０％より大きく１００％未満とする。つまり、白画素と黒画素を混在させて白線アイコンを形成する表示態様
・０より大きく例えば２５５より小さい画素値の画素で白線アイコンを塗り潰す表示態様
また、図１６（ｂ）に示すように、背景と白線アイコンの白黒を反転させてもよい。図１６（ｂ）では特定未認識状態の表示態様は、白（画素値＝２５５）と黒（画素値＝０）の間のいわゆるグレー表示になっている。グレー表示を実現するための表示方法は図１６（ａ）と同様である。

なお、図１６（ａ）（ｂ）のいずれの場合も、グレーの濃度（どのくらい黒又は白に近いか）は設計できる。また、図１６（ａ）と（ｂ）で、グレーの濃度を変えてもよい。

図１７は、車線逸脱防止支援装置１００が白線認識状態を表示する手順を示すフローチャート図の一例である。図１７の手順は、例えばメインＳＷ１６がオンになると繰り返し実行される。本実施例においても、車両が右側の白線に接近した場合（左の白線が左白線認識領域から外れる）を例に説明するが、車両が左の白線に接近した場合も左右が逆になるだけで同じである。

図１７の手順では、ステップＳ２０において左の白線から自車位置までの距離が閾値以上の場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、表示要求部４３は左の白線の白線認識状態として特定未認識状態をメータＥＣＵ１３に送信する。これにより、表示切替部４４は左の白線の白線アイコンを図１６のようにグレー表示する（Ｓ２５）。

認識状態の場合（Ｓ３０）、及び、未認識状態の場合（Ｓ４０）、白線アイコンの表示態様は実施例１と同じである。また、ステップＳ２０の判定は図１２のＳ２２の判定に置き換えてもよいし、Ｓ２２の判定と組み合わせてもよい。

認識状態、特定未認識状態、及び、未認識状態をそれぞれ異なる表示態様で表示することで、運転者は、目視されている左の白線が白線認識領域から外れたために認識されていないことを的確に認識することができる。

〔グレー表示の表示例〕
特定未認識状態を表す白線アイコンのグレー表示は、認識状態及び未認識状態と異なればよいので、種々の表示例が存在する。
図１８は、図１６（ｂ）の特定未認識状態のグレー表示の別の表示例を示す。図１８（ａ）ではグレー表示を斜線で描画された白線アイコンで表示しており、図１８（ｂ）ではグレー表示を縦縞が描画された白線アイコンで表示しており、図１８（ｃ）ではグレー表示を格子が描画された白線アイコンで表示している。

また、情報表示部２１がカラー表示可能な場合、輝度だけでなく彩度を用いて、特定未認識状態の白線アイコンと、認識状態及び未認識状態の白線アイコンの表示態様を異ならせることができる。

図１９は特定未認識状態と、認識状態及び未認識状態とで色が異なる白線アイコンの一例を示す。図１９（ａ）に示すように、認識状態の白線アイコンは例えば青又は緑により表示される。また、図１９（ｂ）に示すように、特定未認識状態の白線アイコンは例えば黄により表示される。また、図１９（ｃ）に示すように、未認識状態の白線アイコンは例えば赤により表示される。なお、地肌色は、例えば白、黒、グレー又はクリーム色など、白線アイコンと同じ色でなければどのような色でもよい。

また、特定未認識状態と、認識状態及び未認識状態とで線の太さが異なる白線アイコンを表示してもよい。図１９（ｄ）に示すように、認識状態の白線アイコンは例えば太い白線により表示される。また、図１９（e）に示すように、特定未認識状態の白線アイコンは例えば中間の太さの白線により表示される。また、図１９（ｆ）に示すように、未認識状態の白線アイコンは例えば細い白線により表示される。

また、特定未認識状態と、認識状態及び未認識状態とで線の態様が異なる白線アイコンを表示してもよい。図２０（ａ）に示すように、認識状態の白線アイコンは例えば太い白線により表示される。また、図２０（ｂ）に示すように、特定未認識状態の白線アイコンは例えば細い白線により表示される。また、図２０（ｃ）に示すように、未認識状態の白線アイコンは例えば白い点線により表示される。また、特定未認識状態と未認識状態の白線アイコンの表示態様を、例えば細い白線の数により異ならせることもできる（未認識状態の白線アイコンは線の数が特定未認識状態よりも少ない）。

また、図２０（ｄ）に示すように、認識状態の白線アイコンは例えば太い白線により表示してもよい。また、図２０（ｅ）に示すように、特定未認識状態の白線アイコンは例えば細い白線により表示してもよい。また、図２０（ｆ）に示すように、未認識状態の白線アイコンを表示しなくてもよい。

また、特定未認識状態と未認識状態の白線アイコンの表示態様を同じにし、特定未認識状態又は未認識状態いずれかの白線アイコンを点滅させることで、特定未認識状態と未認識状態の表示態様を異ならせてもよい。

以上説明したように、本実施形態の車線逸脱防止支援装置は、片方の白線を認識できなくても、特定未認識状態の白線アイコンを未認識状態と異なる認識状態と同じにする、又は、未認識状態、認識状態のどちらとも異なる白線アイコンにすることで、運転者が感じる違和感を低減することができる。

Claims (12)

1. 自車両が走行する車線を区分する車線区分標示を撮影する撮影手段と、
   撮影された画像データから車線区分標示を認識し、認識結果に応じて車線区分標示があるか否かを表示する表示手段と、
   車線区分内の自車両位置を検出する自車両位置検出手段と、を有し、
   自車両位置に応じて、車線区分標示からの逸脱を防止する車線逸脱防止装置において、
   前記表示手段は、自車両が、左右いずれか一方の車線区分標示に近い状態で認識されない車線区分標示がある場合、認識されない車線区分標示があることを表示する、
   ことを特徴とする車線逸脱防止装置。
2. 前記表示手段は、前記自車両位置検出手段が特定した自車両位置から遠い方の車線区分標示が認識されていない場合、自車両位置から遠い方の車線区分標示が認識されていないことを表示する、
   ことを特徴とする請求項１記載の車線逸脱防止支援装置。
3. 前記自車両位置検出手段が検出した自車両位置及び車線区分の車線幅から、自車両位置から遠い方の車線区分標示から自車両位置までの第１の距離を検出する距離検出手段を有し、
   前記第１の距離が閾値以上の場合、前記表示手段は、車線区分標示が認識されていないことを表示する、
   ことを特徴とする請求項２記載の車線逸脱防止支援装置。
4. 前記距離検出手段は、前記自車両位置検出手段が検出した自車両位置及び車線区分の車線幅から、自車両位置から近い方の車線区分標示から自車両位置までの第２の距離、又は、車線区分の中央線からの自車両位置のずれ量を検出し、
   前記第２の距離が「車線幅−前記閾値」未満の場合、又は、前記ずれ量が「前記閾値−車線幅／２」以上の場合、
   前記表示手段は、車線区分標示が認識されていないことを表示する、
   ことを特徴とする請求項２又は３記載の車線逸脱防止支援装置。
5. 前記表示手段が、画像データに設定した車線区分標示を認識するための認識領域から、認識されていた車線区分標示が前記認識領域の外に右端又は左端から移動したことを検出した場合、
   移動した車線区分標示が前記自車位置から遠い方の車線区分標示であると特定する、
   ことを特徴とする請求項２〜４いずれか１項記載の車線逸脱防止支援装置。
6. 前記表示手段は、認識されていない車線区分標示を、認識されている車線区分標示として表示する、
   ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の車線逸脱防止支援装置。
7. 前記表示手段は、認識されていない車線区分標示を、認識されている車線区分標示と異なる表示態様で表示する、
   ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の車線逸脱防止支援装置。
8. 前記表示手段は、認識されていない車線区分標示を、前記撮影手段による車線区分標示の撮影結果が不鮮明であるか又は路面標示がないために認識されていない車線区分標示及び認識されている車線区分標示と異なる色で表示する、
   ことを特徴とする請求項７記載の車線逸脱防止支援装置。
9. 前記表示手段は、自車両がいずれか一方の車線区分標示に閾値以上接近している場合、接近していない側の車線区分標示があることを表示する、
   ことを特徴とする請求項１記載の車線逸脱防止支援装置。
10. 前記表示手段は、自車両がいずれか一方の車線区分標示から閾値以上離れている場合、離れている側の車線区分標示があることを表示する、
    ことを特徴とする請求項１記載の車線逸脱防止支援装置。
11. 自車両が走行する車線を区分する車線区分標示を撮影する撮影ステップと、
    撮影された画像データから車線区分標示を認識するステップと、
    車線区分内の自車両位置を検出する自車両位置検出ステップと、
    自車両が、いずれか一方の車線区分標示に近い状態で認識されない車線区分標示がある場合、認識されない車線区分標示があることを表示するステップと、
    自車両位置に応じて、車線区分標示からの逸脱を防止するステップと、を有する車線逸脱防止方法。
12. コンピュータに、
    自車両が走行する車線を区分する車線区分標示を撮影する撮影ステップと、
    撮影された画像データから車線区分標示を認識するステップと、
    車線区分内の自車両位置を検出する自車両位置検出ステップと、
    自車両が、いずれか一方の車線区分標示に近い状態で認識されない車線区分標示がある場合、認識されない車線区分標示があることを表示するステップと、
    自車両位置に応じて、車線区分標示からの逸脱を防止するステップと、を実行させるコンピュータ読み取り可能なプログラムが記憶された記憶媒体。
    

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