JP6531726B2

JP6531726B2 - 走行支援装置

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Publication number: JP6531726B2
Application number: JP2016135155A
Authority: JP
Inventors: 郁佑松元
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2036-07-07
Also published as: CN109416888A; JP2018005776A; US11091197B2; US20190210643A1; CN109416888B; WO2018008564A1; DE112017004456T5

Description

本発明は、車両に搭載され、車線を区画する走行区画線を検出して、検出した走行区画線に基づいて車両に対して走行支援を実施させる走行支援装置に関する。

例えば、特許文献１に記載の車道形状認識装置は、カメラにより撮像された画像情報から自車両が走行する車線の白線を認識する。そして、白線情報に基づいて走行車線を推定し、自車両の走行軌跡を推定する。

特許第５７１１７２１号公報

車道の端としての車道端に壁やガードレールが存在する車道を自車両が走行する場合を想定する。この場合、カメラにより撮像された画像情報に車道端に存在する壁やガードレールが含まれていると、その壁の模様やガードレールの凹凸を車道の白線（外側線）として誤認識するおそれがある。特許文献１では、壁の模様やガードレールの凹凸を車道の白線として誤認識する問題について言及しておらず、また前記問題に対する対策の開示も示唆もしていない。したがって、特許文献１に記載の技術では、誤った白線情報に基づいて走行車線を不適切に推定するおそれがあり、適切な運転支援を実施できないおそれがある。具体的には、自車両が適切な位置よりも外側線側の位置で走行するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、車載カメラにより撮影された画像から自車両が走行する車線の走行区画線を検出する際に、車道端を外側線として誤検出したとしても、自車両が適切な位置よりも実際の外側線側の位置で走行することを抑制する事が可能な走行支援装置を提供することにある。

本発明は、走行支援装置であって、自車両の進行方向前方を撮影する車載カメラと、前記自車両の進行方向前方に探査波を送信し、反射された反射波を受信するレーダ装置と、前記レーダ装置により受信された前記反射波の情報から、前記自車両が走行する車道の端としての車道端を検出する車道端検出部と、前記車載カメラにより撮影された画像から、走行車線を区画する左右の走行区画線を検出する区画線検出部と、前記車道端検出部により検出された前記車道端と、前記区画線検出部により検出された前記車道端側の前記走行区画線との幅としての推定幅が所定幅よりも狭いか否かを判定する判定部と、車幅方向における前記自車両の横位置が、前記区画線検出部により検出される左右の前記走行区画線により推定される前記走行車線としての推定走行車線内において所定位置に維持されるように、前記自車両の走行支援を実施する走行支援部と、を備え、前記走行支援部は、前記判定部により前記推定幅が前記所定幅よりも狭いと判定された場合に、前記判定部により前記推定幅が前記所定幅よりも狭くないと判定された場合よりも、前記所定位置を、前記推定走行車線内において前記車道端側の前記走行区画線から離れた位置となるように設定することを特徴とする。

車載カメラにより撮影された画像から走行車線を区画する左右の走行区画線が区画線検出部により検出され、検出された左右の走行区画線により推定される推定走行車線内において自車両の横位置が所定位置に維持されるように、自車両の走行支援が実施される。このような車両では、車道端に壁やガードレールが存在すると、区画線検出部は壁の模様やガードレールの凹凸を走行区画線として誤認識するおそれがある。特に、車道の端としての車道端と、区画線検出部により検出される車道端側の走行区画線（以下、外側線と呼称）と、の幅が所定幅よりも狭い場合には、区画線検出部が車道端を外側線として誤検出しているおそれがある。この場合、誤った白線情報に基づいて推定走行車線が推定されることになり、適切な運転支援を実施できないおそれがある。具体的には、自車両が走行車線内を不適切な位置で走行するおそれがある。なお、道路の端としての道路端は、車道端よりも外側に存在する。

これに備え、車道端検出部が備わっており、レーダ装置により受信された反射波の情報から車道の車道端が検出される。これにより、車道端検出部により検出された車道端と区画線検出部により検出された車道端側の走行区画線との幅としての推定幅が所定幅よりも狭いことが判定部により判定された場合には、区画線検出部によって車道端が外側線として誤検出されている可能性があると認識することができる。

よって、前記推定幅が所定幅よりも狭いと判定部により判定された場合には、判定部により推定幅が所定幅よりも狭くないと判定された場合よりも、所定位置が、推定走行車線内において車道端側の走行区画線から離れた位置となるように設定される。これにより、車載カメラにより撮影された画像から車道を区画する外側線を検出する際に、車道端を外側線と誤検出することで推定走行車線が不適切に推定されたとしても、自車両が適切な位置よりも実際の外側線側の位置で走行することを抑制する事ができる。

本実施形態に係る先行車両追尾システムの概略構成図である。車道端に存在する静止物を外側線と誤検出する様子を示した図である。本実施形態に係る検出ＥＣＵが実施する制御フローチャートである。

図１を参照して、駆動輪２０が回転駆動することで走行する車両に適用される先行車両追尾システム１００を説明する。先行車両追尾システム１００は、検出ＥＣＵ１０と撮像装置（車載カメラに該当）１１とレーダ装置１２と電動式パワーステアリング１３とから構成されている。

撮像装置１１は、例えばＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳイメージセンサ、近赤外線カメラ等で構成されている。この場合、撮像装置１１は、自車両の車幅方向中央の所定高さに取り付けられることで、自車両前方へ向けて所定角度範囲で広がる領域を俯瞰視点から撮像し、撮像した画像情報を検出ＥＣＵ１０に出力する。なお、撮像装置１１は、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。

レーダ装置１２は、例えば、ミリ波帯の高周波信号を送信波とする公知のミリ波レーダであり、自車両の前端部に設けられ、所定の検知角に入る領域を物標を検知可能な検知範囲とし、検知範囲内の物標（レーダ検出物標と呼称）の位置を検出する。具体的には、所定周期で探査波を送信し、複数のアンテナにより反射波を受信する。この探査波の送信時刻と反射波の受信時刻とにより、レーダ検出物標との距離を算出する。また、レーダ検出物標に反射された反射波の、ドップラー効果により変化した周波数により、相対速度を算出する。加えて、複数のアンテナが受信した反射波の位相差により、レーダ検出物標の方位を算出する。なお、レーダ検出物標の位置及び方位が算出できれば、そのレーダ検出物標の、自車両に対する相対位置を特定することができる。レーダ装置１２は、所定周期毎に、探査波の送信、反射波の受信、相対位置、及び相対速度の算出を行い、算出した相対位置と相対速度とを検出ＥＣＵ１０に送信する。

検出ＥＣＵ１０には、撮像装置１１とレーダ装置１２とが接続されている。検出ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータであり、ＣＰＵが、ＲＯＭにインストールされているプログラムを実施することで、様々な機能を実現する。このため、検出ＥＣＵ１０は、車道端検出部と、区画線検出部と、判定部と、演算部と、走行支援中止部と、に該当する。

本実施形態において、ＲＯＭにインストールされているプログラムは複数存在し、具体的には白線検出プログラムと、レーンキーピングアシスト（ＬＫＡ）制御プログラムと、変更トルク量算出プログラムと、ＬＫＡキャンセルプログラムと、がある。

白線検出プログラムは、撮像装置１１が撮影した画像情報から、自車両が走行する車線（以降、自車線と呼称）を区画する走行区画線としての白線を検出する。

具体的には、撮像装置１１により撮影された画像の輝度に基づいて、車線を区切る白線と路面とのコントラスト（エッジ強度）の変化点をエッジ候補点として抽出する。そして、抽出したエッジ候補点の連なりから境界線の候補線を抽出する。より具体的には、撮像装置１１から取得した画像情報を所定のサンプリング周期で連続的に処理しており、画像の水平方向において、急激に輝度が変化する複数の点をエッジ候補点として抽出する。そして、抽出した複数のエッジ候補点にハフ変換を施してエッジ候補点の連なりを取得し、取得したエッジ候補点の連なりを左右の輪郭とする候補線を複数抽出する。

そして、複数の候補線のそれぞれについて、各エッジ候補点において、車線を区画する境界線（白線）としての特徴を備えている度合いを算出し、特徴を備えている度合いが最も大きい候補線を、車線を区画する白線であるとして検出する。検出した白線の内、自車両に近接し、且つ、自車両を含むように配置された左右の白線を、自車両が走行している車線（以降、自車線と呼称）を区画する白線として認識する。

ＬＫＡ制御プログラムは、車幅方向における自車両の横位置が、白線検出プログラムにより検出された白線により推定される自車線（以降、推定自車線と呼称）内において所定位置に維持されるように、自車両の進行方向を制御する操舵処理に該当する。本実施形態において、所定位置は、推定自車線内の中央を示す横位置に設定される。なお、所定位置は、推定自車線内の中央を示す横位置に限らず、推定自車線内の中央以外の横位置に設定されてもよい。

自車両には、ＬＫＡ制御プログラムからの操舵指令により駆動する安全装置として、電動式パワーステアリング１３が備えられている。検出ＥＣＵ１０及び電動式パワーステアリング１３は、走行支援部に該当する。

電動式パワーステアリング１３は、車両が有する駆動輪２０の操舵角を操作するステアリング１３ｂと、操舵用電動機（モータに該当）１３ａとを備えている。操舵用電動機１３ａは、ステアリング１３ｂの操作力を補助する操舵力（トルク）を発生する。このトルクが大きいほど、駆動輪２０の操舵角は大きくなる。また、操舵用電動機１３ａは、ＬＫＡ製御時にステアリング１３ｂを操作する操舵力（トルク）を発生する。

変更トルク量算出プログラムは、操舵用電動機１３ａの出力軸に生じた後述の変更トルク量を算出する。

ＬＫＡキャンセルプログラムは、ＬＫＡ制御が実施されている期間中に、自車両の進行方向を変更するトルク（以降、変更トルクと呼称）が操舵用電動機１３ａに生じるように、ドライバによりステアリング１３ｂが操作された場合に、ＬＫＡ制御プログラムにより実施されるＬＫＡ制御を中止（キャンセル）させる。具体的には、変更トルク量算出プログラムにより算出された操舵用電動機１３ａの出力軸に生じた変更トルク量が第一閾値よりも大きくなった場合に、ＬＫＡ制御プログラムによるＬＫＡ制御の実施を中止させる。

車両が走行可能な車道の端としての車道端に壁やガードレールが存在する車道を上記構成の自車両が走行している期間中に、ＬＫＡ制御プログラムにより自車両に対してＬＫＡ制御が実施される場合を想定する。この場合、撮像装置１１により撮像された画像情報に車道端に存在する壁やガードレールが含まれると、その壁の模様やガードレールの凹凸を車道の白線（外側線）として誤検出するおそれがある。図２には、壁の模様を外側線として誤検出した場合の一例が示されており、誤検出した外側線と、もう一方の白線とから、自車線を不適切に推測していることが分かる。この場合、不適切に推測された自車線に基づいてＬＫＡ制御が実施されるため、自車両が実際の自車線中央よりも車道端側で走行するおそれがある。なお、道路の端としての道路端は、車道端よりも外側に存在する。

この対策として、ＲＯＭには、更に車道端検出プログラムと幅算出プログラムと判定プログラムとが備わっている。

車道端情報取得プログラムは、車道端において自車両が走行する車線に沿って存在する静止物（例えば、ガードレールや壁など）に関する位置情報を、レーダ装置１２が受信した反射波の情報に基づいて取得する。

幅算出プログラムは、車道端情報取得プログラムにより取得された車道端に存在する静止物の位置情報と、白線検出プログラムにより検出された車道端側の白線（以降、外側線と呼称）の位置情報と、から車道端から外側線までの推定幅を算出する。

判定プログラムは、幅算出プログラムにより算出された車道端から外側線までの推定幅が、現存する外側線から車道端までの幅の内の最小幅よりも狭く設定された所定幅よりも狭いか否かを判定する。

幅算出プログラムにより算出された車道端から外側線までの推定幅が所定幅よりも狭いと判定プログラムにより判定された場合には、白線検出プログラムは車道端に存在する静止物を外側線として誤検出している可能性がある。このため、ＬＫＡ制御プログラムは、幅算出プログラムにより算出された車道端から外側線までの推定幅が所定幅よりも狭いと判定プログラムにより判定された場合には、所定位置を、白線検出プログラムにより検出された白線により推定される推定自車線内の中央よりも外側線から離れた位置となるように設定する。

ところで、幅算出プログラムにより算出された車道端から外側線までの推定幅が所定幅よりも狭いと判定プログラムにより判定された状況（車道端に存在する静止物を外側線と認識しているおそれのある状況）において、白線検出プログラムにより検出された外側線の位置情報と実際の外側線の位置とに大きな差異がある場合を想定する。この場合、所定位置を推定自車線内において中央よりも外側線から離れた位置となるように設定しても、自車両は車幅方向における自車両の横位置が実際の自車線内の中央よりも外側線側を維持して走行する可能性がある。一方で、幅算出プログラムにより算出された車道端から外側線までの推定幅が所定幅よりも狭い状況において、白線検出プログラムにより検出された外側線の位置情報と実際の外側線の位置との差異が微小であった場合を想定する。この場合、所定位置を推定自車線内において中央よりも外側線から離れた位置となるように設定すると、自車両は車幅方向における自車両の横位置が実際の自車線の中央よりも外側線から離れた位置を維持して走行する可能性がある。

これらの状況では、車幅方向における自車両の横位置が自車線内において不適切な位置を維持して自車両が走行することになり、それを不服に感じたドライバにより、実際の自車線の中央側に自車両が移動する方向にステアリング１３ｂが操作されることが考えられる。このとき、操舵用電動機１３ａの出力軸に第一閾値よりも大きい変更トルクが生じるようにドライバによりステアリング１３ｂが操作される。つまり、幅算出プログラムにより算出された車道端から外側線までの推定幅が所定幅よりも狭い状況で、本ＬＫＡ制御が実施された場合、ＬＫＡキャンセルプログラムにより実施されるＬＫＡ制御がキャンセルされる可能性が高い。したがって、幅算出プログラムにより算出された車道端から外側線までの推定幅が所定幅よりも狭いと判定プログラムにより判定された状況では、第一閾値よりも低く設定された第二閾値よりも変更トルク量が大きくなった場合に、ＬＫＡキャンセルプログラムはＬＫＡ制御プログラムにより実施されるＬＫＡ制御をキャンセルする。これにより、白線検出プログラムが車道端を外側線として誤検出しているおそれのある状況では、ＬＫＡ制御プログラムによるＬＫＡ制御を中止し易くすることが可能となる。

本実施形態では、検出ＥＣＵ１０により後述する図３のＬＫＡ制御を実施する。図３に示す逸脱回避制御は、検出ＥＣＵ１０が電源オンしている期間中に検出ＥＣＵ１０によって所定周期で繰り返し実施される。

まず、ステップＳ１００にて、撮像装置１１により撮像された画像情報に基づいて、自車線を区画する白線の位置情報を取得する。ステップＳ１１０では、レーダ装置１２により車道端に存在する静止物の位置情報を取得する。

ステップＳ１２０では、ステップＳ１００にて取得された白線の内、外側線に該当する白線と、ステップＳ１１０にて取得された車道端に存在する静止物と、の推定幅が所定幅よりも狭いか否かを判定する。ステップＳ１２０の判定処理にてＹＥＳ判定だった場合には、ステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０では、所定位置を、ステップＳ１００にて検出された白線により推定される推定自車線内の中央よりも外側線から離れた位置となるように設定する。そして、車幅方向における自車両の横位置が設定された所定位置を維持して自車両が走行するように、操舵用電動機１３ａに発生させるべき目標トルク量（制御量）を演算する。ステップＳ１４０では、ＬＫＡ制御をキャンセルするか否かの判定に用いられるキャンセル閾値を第二閾値に設定する。ステップＳ１５０では、ステップＳ１３０又は後述するステップＳ１８０にて算出される目標トルク量を操舵用電動機１３ａに発生させることで、ＬＫＡ制御を実施する。

ステップＳ１６０では、操舵用電動機１３ａに生じた変更トルク量を算出する。ステップＳ１７０では、ステップＳ１６０にて算出された変更トルク量がステップＳ１４０又は後述のステップＳ１９０にて設定されたキャンセル閾値よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１７０の判定処理にてＮＯ判定だった場合には、本制御を終了する。ステップＳ１７０の判定処理にてＹＥＳ判定だった場合には、ステップＳ２００に進み、実施していたＬＫＡ制御を中止し、本制御を終了する。

一方で、ステップＳ１２０の判定処理にてＮＯ判定だった場合には、ステップＳ１８０に進む。ステップＳ１８０では、所定位置を、ステップＳ１００にて取得された白線により推定される推定自車線内の中央を示す横位置に設定する。そして、車幅方向における自車両の横位置が設定された所定位置を維持して自車両が走行するように、操舵用電動機１３ａに発生させるべき目標トルク量を演算する。ステップＳ１９０では、キャンセル閾値を第一閾値に設定し、その後、ステップＳ１５０に進む。

上記構成により、本実施形態は、以下の効果を奏する。

・レーダ装置１２により車道端に存在する静止物の位置情報が検出される。したがって、幅算出プログラムにより算出された車道端から外側線までの推定幅が所定幅よりも狭いと判定プログラムにより判定された場合には、白線検出プログラムによって車道端に存在する静止物が外側線として誤検出されている可能性があると認識することができる。

よって幅算出プログラムにより算出された車道端から外側線までの推定幅が所定幅よりも狭くないと判定プログラムにより判定された場合には、白線検出プログラムにより検出された白線により推定される推定自車線内の中央よりも外側線から離れた位置となるように所定位置が設定される。これにより、自車両が車道端に近い位置を走行することを抑制する事が可能となる。

上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。

・上記実施形態では、検出ＥＣＵ１０に備わるＲＯＭにＬＫＡキャンセルプログラムがインストールされていた。このことについて、ＬＫＡキャンセルプログラムがインストールされていないＲＯＭを備えた検出ＥＣＵ１０であってもよい。この場合でも、本ＬＫＡ制御を実施できるため、上記実施形態に準じた作用及び効果が奏される。

・上記実施形態において、ＬＫＡ制御プログラムは、ＬＫＡ制御の実施中において、幅算出プログラムにより算出された車道端から外側線までの推定幅が所定幅よりも狭いと判定プログラムにより判定された場合、所定位置を、推定自車線内の中央よりも外側線から離れた位置となるように設定していた。このことについて、ＬＫＡ制御プログラムは、幅算出プログラムにより算出された車道端から外側線までの推定幅が所定幅よりも狭いと判定プログラムにより判定された場合、所定位置を、推定走行車線内において外側線とは反対に位置する白線に近い位置となるように設定してもよい。かかる構成によっても、上記実施形態と同様の作用・効果が奏される。

１０…検出ＥＣＵ、１１…撮像装置、１２…レーダ装置、１３…電動式パワーステアリング１３。

Claims

自車両の進行方向前方を撮影する車載カメラ（１１）と、
前記自車両の進行方向前方に探査波を送信し、反射された反射波を受信するレーダ装置（１２）と、
前記レーダ装置により受信された前記反射波の情報から、前記自車両が走行する車道の端としての車道端を検出する車道端検出部（１０）と、
前記車載カメラにより撮影された画像から、走行車線を区画する左右の走行区画線を検出する区画線検出部（１０）と、
前記車道端検出部により検出された前記車道端と、前記区画線検出部により検出された前記車道端側の前記走行区画線との幅としての推定幅が所定幅よりも狭いか否かを判定する判定部（１０）と、
車幅方向における前記自車両の横位置が、前記区画線検出部により検出される左右の前記走行区画線により推定される前記走行車線としての推定走行車線内において所定位置に維持されるように、前記自車両の走行支援を実施する走行支援部（１０，１３）と、
を備え、
前記走行支援部は、前記判定部により前記推定幅が前記所定幅よりも狭いと判定された場合に、前記判定部により前記推定幅が前記所定幅よりも狭くないと判定された場合よりも、前記所定位置を、前記推定走行車線内において前記車道端側の前記走行区画線から離れた位置となるように設定し、
前記自車両は、モータ（１３ａ）の出力トルクに応じて、前記自車両の進行方向を制御する電動式パワーステアリング（１３）を備え、
前記走行支援は、前記電動式パワーステアリングにより、前記自車両が前記所定位置を維持して前記自車両が走行するように制御されるものであり、
ドライバが、前記自車両の進行方向を変更する変更トルクが生じるように前記電動式パワーステアリングを操作した場合の変更トルク量を演算する演算部（１０）と、
前記走行支援部により前記走行支援が実施されており、且つ、前記推定幅が前記所定幅よりも狭くない状態で、前記演算部により演算された前記変更トルク量が第一閾値よりも大きくなった場合に、前記走行支援部による前記走行支援を中止させる走行支援中止部（１０）と、
を更に備え、
前記走行支援中止部は、前記走行支援部により前記走行支援が実施されており、且つ、前記推定幅が前記所定幅よりも狭い状態で、前記演算部により演算された前記変更トルク量が前記第一閾値よりも小さく設定された第二閾値よりも大きくなった場合に、前記走行支援部による前記走行支援を中止させることを特徴とする走行支援装置。
自車両の進行方向前方を撮影する車載カメラ（１１）と、
前記自車両の進行方向前方に探査波を送信し、反射された反射波を受信するレーダ装置（１２）と、
前記レーダ装置により受信された前記反射波の情報から、前記自車両が走行する車道の端としての車道端を検出する車道端検出部（１０）と、
前記車載カメラにより撮影された画像から、走行車線を区画する左右の走行区画線を検出する区画線検出部（１０）と、
前記車道端検出部により検出された前記車道端と、前記区画線検出部により検出された前記車道端側の前記走行区画線との幅としての推定幅が所定幅よりも狭いか否かを判定する判定部（１０）と、
車幅方向における前記自車両の横位置が、前記区画線検出部により検出される左右の前記走行区画線により推定される前記走行車線としての推定走行車線内において所定位置に維持されるように、前記自車両の走行支援を実施する走行支援部（１０，１３）と、
を備え、
前記走行支援部は、前記判定部により前記推定幅が前記所定幅よりも狭いと判定された場合に、前記判定部により前記推定幅が前記所定幅よりも狭くないと判定された場合よりも、前記所定位置を、前記推定走行車線内において前記車道端側の前記走行区画線とは反対に位置する前記走行区画線に近い位置となるように設定し、
前記自車両は、モータ（１３ａ）の出力トルクに応じて、前記自車両の進行方向を制御する電動式パワーステアリング（１３）を備え、
前記走行支援は、前記電動式パワーステアリングにより、前記自車両が前記所定位置を維持して前記自車両が走行するように制御されるものであり、
ドライバが、前記自車両の進行方向を変更する変更トルクが生じるように前記電動式パワーステアリングを操作した場合の変更トルク量を演算する演算部（１０）と、
前記走行支援部により前記走行支援が実施されており、且つ、前記推定幅が前記所定幅よりも狭くない状態で、前記演算部により演算された前記変更トルク量が第一閾値よりも大きくなった場合に、前記走行支援部による前記走行支援を中止させる走行支援中止部（１０）と、
を更に備え、
前記走行支援中止部は、前記走行支援部により前記走行支援が実施されており、且つ、前記推定幅が前記所定幅よりも狭い状態で、前記演算部により演算された前記変更トルク量が前記第一閾値よりも小さく設定された第二閾値よりも大きくなった場合に、前記走行支援部による前記走行支援を中止させることを特徴とする走行支援装置。
前記判定部により前記推定幅が前記所定幅よりも狭くないと判定された場合の前記所定位置は、前記推定走行車線内の中央を示す前記横位置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行支援装置。