JPH0717299A

JPH0717299A - 車両の走行域認識装置及びそれを備えた自動車の安全装置

Info

Publication number: JPH0717299A
Application number: JP5167011A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Miyahiro; 栄一宮広; Manabu Arima; 学有馬; Toshifumi Ikeda; 利文池田; Hiroshi Somai; 浩史仙井
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1993-07-06
Publication date: 1995-01-20
Anticipated expiration: 2017-12-03
Also published as: JP3352157B2

Abstract

(57)【要約】【目的】白線検知に関して支障発生の有無を検出する
ことができる車両の走行域認識装置及びそれを備えた自
動車の安全装置を提供する。【構成】ＣＣＤカメラ２の画像データにより白線を検
知し自車の走行域を認識する走行域認識装置と、認識さ
れた走行域からの逸脱を防止するキープレーンシステム
とを備えてなる自動車の安全装置であって、上記走行域
認識装置には、画像の白線上に位置する任意の点を基準
点として設定し得る画像処理部４１と、舵角センサ９及
び車速センサ１０でなる自車走行状態検出手段と、基準
点の所定時間後における画像上の位置を予測する進行路
予測部４３と、基準点が所定時間後に得られた画像の白
線上に位置しているか否かを判定するフェイル判定部４
４とが設けられており、上記基準点が上記所定時間後の
画像の白線上に位置していない場合には、キープレーン
システムの作動が停止されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、道路を複数の走行レ
ーンに仕切る案内ラインを検知して自車の走行域を認識
する車両の走行域認識装置、及びかかる認識装置を備え
た自動車の安全装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の安全装置として、道路上
に記された案内ライン(白線)で仕切られた走行レーン内
を運行するに際して、例えば、運転者のわき見や居眠り
等の不注意によって運転者が意識しない不用意なステア
リング操作が行なわれ、車両が所定の走行レーンから逸
脱しそうになったときに、自動的にステアリング操作を
行って逸脱を防止する、あるいは警報を発して運転者に
注意を促すことにより、走行レーンからの車両の不用意
な逸脱を防止するようにした、所謂キープレーンシステ
ムを備えたものが知られている。例えば、特開昭６３−
２１４９００号公報では、白線等の線状標示の位置を検
出し、その位置が通常走行時における位置や移動速度と
異なっている場合に警報を発することにより、走行レー
ンからの逸脱を防止するようにしたものが開示されてい
る。また、例えば特開平２−２７０００５号公報では、
走行レーンの白線をカメラで撮像しながら、この白線に
沿って自律走行するようにした自律走行車両が開示され
ている。

【０００３】上記キープレーンシステムを備えた安全装
置では、道路上に記された白線を検知して自車の走行域
を認識するための走行域認識装置が設けられている。そ
して、このような走行域認識装置としては、例えばＣＣ
Ｄカメラ等のビデオカメラで車両前方の走行路を撮影し
て得られた画像を処理し、この画像処理データに基づい
て白線を検知するようにしたものが知られており、従
来、この白線検知の精度および信頼性を高めるための工
夫が種々なされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な走行域認識装置で白線検知を行う場合、道路環境等の
ために白線が見えにくくなって白線検知精度が低下し、
キープレーンシステム本来の機能を発揮させることがで
きなくなる場合が考えられる。例えば、路面が濡れてい
る場合や、特に水溜まりが多数ある場合などには、光が
反射し易くなるので画像上明るい部分が多くなり、白線
の識別が難しくなる。つまり、白線検知精度に大きな影
響を及ぼすことになる。また、装置自体に何等かの故障
が生じて白線検知精度が十分に確保できなくなる場合も
考えられる。このような場合には、白線の正確な検知に
支障が生じたことをできるだけ早期に発見し、キープレ
ーンシステムの作動を停止してドライバによるマニュア
ルでの運行操作に切り換える方が望ましい。

【０００５】そこで、この発明は、白線検知に関して支
障発生の有無を検出することができる車両の走行域認識
装置及びそれを備えた自動車の安全装置を提供すること
を目的としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本願の第１の
発明に係る車両の走行域認識装置は、自車前方の道路画
像を入力する画像入力手段を備え、該画像入力手段で得
られた道路画像に基づいて、道路上に記された走行レー
ンの案内ラインを検知して自車の走行域を認識する車両
の走行域認識装置であって、上記道路画像上において案
内ライン上に位置する任意の点を基準点として設定する
基準点設定手段と、自車の走行状態を検出する走行状態
検出手段と、該走行状態検出手段の検出値に基づいて上
記基準点の所定時間後における道路画像上の位置を予測
する予測手段と、該予測手段でその位置を予測された基
準点が上記所定時間後に得られた道路画像上の案内ライ
ン上に位置しているか否かを判定する判定手段とを備え
たことを特徴としたものである。

【０００７】また、本願の第２の発明に係る車両の走行
域認識装置は、上記第１の発明において、上記基準点設
定手段は、上記道路画像上に描かれた所定の仮想線と上
記案内ラインとの交点を基準点として設定することを特
徴としたものである。

【０００８】更に、本願の第３の発明に係る自動車の安
全装置は、自車前方の道路画像を入力する画像入力手段
を有し、該画像入力手段で得られた道路画像に基づいて
道路上に記された走行レーンの案内ラインを検知し自車
の走行域を認識する走行域認識手段と、該走行域認識手
段で認識された走行域からの逸脱を防止するための安全
機構とを備えてなる自動車の安全装置であって、上記走
行域認識装置には、上記道路画像上において案内ライン
上に位置する任意の点を基準点として設定する基準点設
定手段と、自車の走行状態を検出する走行状態検出手段
と、該走行状態検出手段の検出値に基づいて上記基準点
の所定時間後における道路画像上の位置を予測する予測
手段と、該予測手段でその位置を予測された基準点が上
記所定時間後に得られた道路画像上の案内ライン上に位
置しているか否かを判定する判定手段とが設けられてお
り、該判定手段が、上記基準点は上記所定時間後に得ら
れた道路画像上の案内ライン上に位置していないと判定
した際には、上記安全機構の作動が停止されることを特
徴としたものである。

【０００９】また、更に、本願の第４の発明に係る自動
車の安全装置は、上記第３の発明において、上記基準点
設定手段は、上記道路画像上に描かれた所定の仮想線と
上記案内ラインとの交点を基準点として設定することを
特徴としたものである。

【００１０】また、更に、本願の第５の発明に係る自動
車の安全装置は、上記第３の発明または第４の発明にお
いて、上記基準点設定手段による基準点の設定が所定以
上の間に渡ってできない場合には、上記安全機構の作動
が停止されることを特徴としたものである。

【００１１】また、更に、本願の第６の発明に係る自動
車の安全装置は、上記第４の発明において、上記交点が
所定以上の間に渡って略連続的に多数検出された場合に
は、上記安全機構の作動が停止されることを特徴とした
ものである。

【００１２】

【発明の効果】本願の第１の発明によれば、上記予測手
段と判定手段とを備えたので、上記走行状態検出手段の
検出値に基づいて上記基準点の所定時間後における道路
画像上の位置を予測するとともに、この所定時間後の位
置を予測された基準点が所定時間後に得られた道路画像
上の案内ライン上に実際に位置しているか否かを判定す
ることができ、実際に位置していないと判定された場合
については、走行域認識装置に何等かの故障が発生した
ものと判断することができる。すなわち、走行域認識装
置による白線の正確な検知に支障が生じたことを検出す
ることができる。

【００１３】また、本願の第２の発明によれば、基本的
には、上記第１の発明と同様の効果を奏することができ
る。特に、上記基準点を設定するに際して、上記仮想線
と案内ラインとの交点を基準点としたので、一定の簡単
な手法で容易に基準点の設定を行うことができる。

【００１４】更に、本願の第３の発明によれば、走行域
認識装置に上記予測手段と判定手段とを備えたので、上
記走行状態検出手段の検出値に基づいて上記基準点の所
定時間後における道路画像上の位置を予測するととも
に、この所定時間後の位置を予測された基準点が所定時
間後に得られた道路画像上の案内ライン上に実際に位置
しているか否かを判定することができ、実際に位置して
いないと判定された場合については、走行域認識装置に
何等かの故障が発生したものと判断することができる。
すなわち、走行認識装置による白線の正確な検知に支障
が生じたことを検出することができる。また、上記基準
点が所定時間後に得られた道路画像上の案内ライン上に
実際に位置していないと判定された場合には、上記安全
機構の作動が停止されるようにしたので、上記走行域認
識装置による白線の正確な検知に支障が生じ、安全機構
の本来の機能を発揮させることができなくなった場合に
は、速やかにドライバによるマニュアルでの運行操作に
切り換えることができる。

【００１５】また、更に、本願の第４の発明によれば、
基本的には、上記第３の発明と同様の効果を奏すること
ができる。特に、上記基準点を設定するに際して、上記
仮想線と案内ラインとの交点を基準点としたので、一定
の簡単な手法で容易に基準点の設定を行うことができ
る。

【００１６】また、更に、本願の第５の発明によれば、
基本的には、上記第３の発明または第４の発明と同様の
効果を奏することができる。しかも、その上、上記基準
点設定手段による基準点の設定が所定以上の間に渡って
できない場合には、上記安全機構の作動が停止されるよ
うにしたので、上記走行域認識装置に何等かの故障が生
じた場合、あるいは道路環境等のために白線が検知でき
ない場合、もしくは走行中の道路にもともと白線が記さ
れていない場合など、安全機構の本来の機能を発揮させ
ることができなくなった場合には、速やかにドライバに
よるマニュアルでの運行操作に切り換えることができ
る。

【００１７】また、更に、本願の第６の発明によれば、
基本的には、上記第４の発明と同様の効果を奏すること
ができる。しかも、その上、上記交点が所定以上の間に
渡って略連続的に多数検出された場合には、上記安全機
構の作動が停止されるようにしたので、例えば、路面が
濡れている場合や、特に水溜まりが多数ある場合など、
光の反射等によって白線の誤検知が生じ易く、白線検知
精度を十分に確保し難い場合には、速やかにドライバに
よるマニュアルでの運行操作に切り換えることができ
る。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の実施例を、添付図面に基づ
いて詳細に説明する。本実施例に係る自動車では、走行
レーンからの車両の不用意な逸脱防止を図るために所謂
キープレーンシステムが採用されており、このキープレ
ーン制御を行うために、図１に示す各手段によって構成
された安全装置を備えている。画像入力手段としてのＣ
ＣＤカメラ２は、図２に示すように、車両１の前側上部
(例えば車室ルーフの前端部)に取り付けられ、車両１が
走行している道路前方の各案内ライン(白線)２１,これ
ら白線２１,…,２１によって仕切られる各走行レーン２
４,走行レーン２４上における他の車両,歩道２５,中央
分離帯(図示せず)およびガードレール(図示せず)等を撮
像することができる。上記ＣＣＤカメラ２から出力され
た映像信号は、信号処理ユニット３によって演算ユニッ
ト４において処理可能な信号に処理された後、演算ユニ
ット４へ供給される。演算ユニット４は、信号処理ユニ
ット３からの入力信号に基づいて、後述のように、走行
レーン２４を走行する車両１の現在位置y₀、推定位置
y₁、目標位置y₂、横移動速度Ｖyおよび走行レーン幅b₀
等を演算するようになっている。さらに、演算ユニット
４は、道路における同一方向の走行レーン２４の数およ
び車両１が現在走行している走行レーン２４を認識する
とともに、車両１の逸脱方向を検出するようになってい
る。

【００１９】左レーダヘッドユニット１１と右レーダヘ
ッドユニット１２は、車両１の例えば左右のドアミラー
１a,１b(図２参照)に取り付けられており、レーザレー
ダ波を発信部から車両１の後方あるいは側方へ向かって
送信するとともに、自車１の後方を走行する後方車両、
あるいは、道路側方において該道路に沿って配置された
リフレクタ,ガードレールあるいは路壁等の路側特徴物
などの障害物に当たって反射してくる反射波を受信部で
受信するものである。演算ユニット４は、これらレーダ
ヘッドユニット１１,１２からの信号を信号処理ユニッ
ト１３を介して入力し、例えば後方車両を検知するとと
もに、レーダ受信波の送信時点からの遅れ時間によって
後方車両との距離および相対速度等を演算するようにな
っている。

【００２０】上記の両レーダヘッドユニット１１,１２
によるレーザレーダ波の送受信方向は、例えばモータ１
５にて両レーダヘッドユニット１１,１２が駆動される
ことにより変化し、モータ１５の作動は演算ユニット４
により制御される。角度センサ１４は、モータ１５の回
転角からレーザレーダ波の送受信方向を検出するもので
あり、演算ユニット４は、角度センサ１４から得られる
レーザレーダ波の送受信方向を考慮して、後方車両との
距離および相対速度を演算するようになっている。尚、
上記モータ１５でレーダヘッドユニット１１,１２駆動
してレーザレーダ波の送受信方向を車幅方向に調整する
ことにより、上述の路側特徴物を検出し、自車との距離
や相対速度等を計測することができる。制御ユニット５
は、演算ユニット４から得られる演算結果,舵角センサ
９からの入力および方向指示器(ウインカ)７の作動に基
づいて、後述のように、ステアリングアクチュエータユ
ニット６および警報ブザー８の作動を制御するようにな
っている。

【００２１】舵角センサ９はステアリング操舵角を検出
するものであり、車速センサ１０は車両１の走行速度を
検出するものである。また、ステアリングアクチュエー
タユニット６は、その作動により操舵角を変化させるも
のである。更に、警報ブザー８は、車室内のインストル
メントパネルに設けられ、運転者に警報を発するもので
ある。そして、上記舵角センサ９と車速センサ１０と
で、車両１の走行状態を検出する走行状態検出手段が構
成され、この走行状態検出手段９,１０と上記ＣＣＤカ
メラ２および信号処理ユニット３と上記演算ユニット４
等により走行域設定装置が構成されている。そして、上
記演算ユニット４内には、後で詳しく説明するように、
信号処理ユニット３から供給されたＣＣＤカメラ２の映
像信号に基づいて画像処理を行う画像処理部４１と、白
線２１の正確な検知に支障が生じたことを検出するため
の診断部４２(図１０参照)とが設けられている。

【００２２】ここで、演算ユニット４は、車両１が白線
２１から逸脱することを検出する際に、先ず、車両１の
現在位置y₀と横移動速度Ｖyとを検出し、これら現在位
置y₀および横移動速度Ｖyに基づいて、車両１の推定位
置y₁を、y₁＝y₀＋Ｖy・Ｔ₁の演算によって求め、この推
定位置y₁によって車両１の白線２１からの逸脱を検出し
ている。そして、演算ユニット４にて車両１の白線２１
からの逸脱が検出されたとき、制御ユニット５は、白線
２１からの車両１の逸脱を回避するため、あるいは白線
２１からの逸脱した車両１を元の走行レーン２４に戻す
ための、ステアリングアクチュエータユニット６に対す
る修正操舵を行うようになっている。

【００２３】この場合、推定位置y₁は、上記の演算式に
おける設定値Ｔ₁によって変化し、設定値Ｔ₁が大きくな
ると、推定位置y₁は車両１がより逸脱方向へ移動する値
となり、制御ユニット５による修正操舵の作動タイミン
グが早くなる。従って、本実施例では、基本的に、車両
１が現在走行している走行レーン２４に応じて、設定値
Ｔ₁の値を個別に設定し、修正操舵の作動タイミングを
変更させている。

【００２４】次に、この設定値Ｔ₁の設定について説明
する。例えば、図３に示すように、同一走行方向に３本
の走行レーン２４a〜２４cが設けられている道路を車両
１が走行している場合、車両１が走行する走行レーン２
４a〜２４c、およびその走行レーン２４a〜２４cからの
車両１の逸脱方向によって修正操舵の緊急度が異なる。
従って、設定値Ｔ₁は、各場合に応じて、Ｔ₁₀、Ｔ₁₁お
よびＴ₁₂により以下のように設定される。

【００２５】車両１が、最も右側の走行レーン２４a
を走行中、白線２１である右側の中央線２１aから逸脱
しようとするとき→Ｔ₁₀ 車両１が、最も左側の走行レーン２４cを走行中、左
側の白線２１dから逸脱、即ち路肩へ逸脱しようとする
とき→Ｔ₁₁ 車両１が、上記のおよび以外の逸脱動作を行うと
き→Ｔ₁₂ 尚、Ｔ₁₀〜Ｔ₁₂の関係は、Ｔ₁₀＞Ｔ₁₂、Ｔ₁₁＞Ｔ₁₂であ
り、Ｔ₁₀とＴ₁₁との大小は、状況に応じて適宜変化す
る。

【００２６】さらに、上記の〜の各場合において、
設定値Ｔ₁は、各条件に応じて、下記のように設定され
る。 −a 対向車があるとき→Ｔ₁₃ −b 対向車がないとき→Ｔ₁₀ −c 中央分離帯があるとき→Ｔ₁₄ (Ｔ₁₃＞Ｔ₁₄＞Ｔ₁₀) −a ガードレール等の衝突する障害物があるとき→Ｔ
₁₅ −b ガードレール等の衝突する障害物がないとき→Ｔ
₁₁ −c 歩道があるとき→Ｔ₁₆ −e 交差点等、左分岐路があるとき→Ｔ₁₇ −f 交差点等、左分岐路がないとき→Ｔ₁₁ (Ｔ₁₅＞Ｔ₁₆＞Ｔ₁₀＞Ｔ₁₁＞Ｔ₁₇) −a 逸脱する方向の走行レーン２４a,２４cの後方に
他の車両があるとき→Ｔ₁₈ −b 逸脱する方向の走行レーン２４a,２４cの後方に
他の車両がないとき→Ｔ₁₂ (Ｔ₁₈＞Ｔ₁₂、Ｔ₁₈≒Ｔ₁₆)

【００２７】上記の構成において、本実施例に係る自動
車の安全装置によるキープレーン制御の一例を図４〜図
７のフローチャートを参照しながら説明する。先ず、自
車１の走行レーン２４の幅方向における現在位置y₀と横
移動速度Ｖyとを検出する(ステップ＃１)。この検出動
作においては、信号処理ユニット３を介して得られたＣ
ＣＤカメラ２の出力に基づいて、図２に示す白線２１,
２１の間の幅、即ち走行路幅b₀を読み取り、走行路幅b₀
方向における左側の白線２１を基準にして自車１の現在
位置y₀を検出し、また自車の位置の微分によって横移動
速度Ｖyを検出する。

【００２８】また、同一走行方向の走行レーン２４の数
と、自車が走行している走行レーン２４とを認識する
(ステップ＃２)。次に、走行レーン２４の数が１であれ
ば(ステップ＃３:ＹＥＳ)、自車が走行する走行レーン
２４を示す設定値iを、i＝０に設定するとともに、自車
がその走行レーン２４から右側へ逸脱するときの設定値
Ｔ₁である設定値Ｔ_1Rを、Ｔ_1R＝Ｔ₁₀に設定し、自車が
その走行レーン２４から左側へ逸脱するときの設定値Ｔ
₁である設定値Ｔ_1Lを、Ｔ_1L＝Ｔ₁₁に設定する(ステップ
＃４)。

【００２９】また、自車が走行する走行レーン２４が図
３に示す右端の走行レーン２４aであれば(ステップ＃
５:ＹＥＳ)、i＝１に設定するとともに、Ｔ_1R＝Ｔ₁₀、
Ｔ_1L＝Ｔ₁₂に設定する(ステップ＃６)。更に、自車走行
レーン２４が図３に示す左端の走行レーン２４cであれ
ば(ステップ＃７:ＹＥＳ)、i＝２に設定するとともに、
Ｔ_1R＝Ｔ₁₂、Ｔ_1L＝Ｔ₁₁に設定する(ステップ＃８)。ま
た、更に、自車走行レーン２４が図３に示す中央の走行
レーン２４bであれば、i＝３に設定するとともに、Ｔ_1R
＝Ｔ₁₂、Ｔ_1L＝Ｔ₁₂に設定する(ステップ＃９)。

【００３０】ステップ＃１０においては、i＝０またはi
＝１であるか否か、つまり自車走行レーン２４が、一走
行方向に１本のみ設定された走行レーン２４、または図
３に示す最も右端の走行路２４aであるか否かを判定
し、ＮＯであれば図５に示すステップ＃１５へ進む一
方、ＹＥＳであれば、走行路２４,２４aの右側における
中央分離帯の有無を判定する(ステップ＃１１)。そし
て、中央分離帯があれば、Ｔ_1R＝Ｔ₁₄に設定(ステップ
＃１２)してステップ＃１５へ進む一方、中央分離帯が
なければ、図３に示す中央線２１aを介して隣接する走
行レーンにおける対向車の有無を判定する(ステップ＃
１３)。そして、対向車がなければステップ＃１５へ進
む一方、対向車があれば、Ｔ_1R＝Ｔ₁₃に設定(ステップ
＃１４)してステップ＃１５に進む。

【００３１】ステップ＃１５においては、i＝０またはi
＝２であるか否か、つまり自車走行レーン２４が、一走
行方向に１本のみ設定された走行路２４、または図３に
示す最も左端の走行レーン２４cであるか否かを判定
し、ＮＯであればステップ＃２２へ進む一方、ＹＥＳで
あれば、走行レーン２４、２４cの左側におけるガード
レールの有無を判定する(ステップ＃１６)。そして、ガ
ードレールがなければステップ＃１８へ進む一方、ガー
ドレールがあれば、Ｔ_1L＝Ｔ₁₅に設定(ステップ＃１７)
してステップ＃１８へ進む。

【００３２】ステップ＃１８においては、走行レーン２
４,２４cの左側における歩道の有無を判定し、歩道がな
ければステップ＃２０へ進む一方、歩道があれば、Ｔ_1L
＝Ｔ₁₆に設定(ステップ＃１９)してステップ＃２０へ進
む。ステップ＃２０においては、走行レーン２４,２４c
の左側への分岐路となる交差点が近いか否かを判定し、
近くなければＳ２２へ進む一方、近ければ、Ｔ_1L＝Ｔ₁₇
に設定(ステップ＃２１)してステップ＃２２へ進む。ス
テップ＃２２においては、Ｔ_1R＝Ｔ₁₂であるか否かを判
定し、ＮＯであればステップ＃２５へ進む一方、ＹＥＳ
であれば、自車は中央の走行レーン２４bを走行してい
るから、右側の走行レーン２４aの後方における車両の
有無を判定する(ステップ＃２３)。そして、車両がなけ
ればステップ＃２５へ進む一方、車両があれば、Ｔ_1R＝
Ｔ₁₈に設定(ステップ＃２４)してステップ＃２５へ進
む。

【００３３】ステップ＃２５においては、Ｔ_1L＝Ｔ₁₂で
あるか否かを判定し、ＮＯであれば図６に示すステップ
＃２８へ進む一方、ＹＥＳであれば、自車は中央の走行
レーン２４bを走行しているから、左側の走行レーン２
４cの後方における車両の有無を判定する(ステップ＃２
６)。そして、車両がなければステップ＃２８へ進む一
方、車両があれば、Ｔ_1L＝Ｔ₁₈に設定(ステップ＃２７)
してステップ＃２８へ進む。

【００３４】ステップ＃２８においては、現在位置Ｙ₀
と横移動速度Ｖyとから、自車における右側逸脱方向の
推定位置y₁を、y₁＝y₀＋Ｔ_1R・Ｖyの演算によって求め
る。次に、図２に示す自車の車幅Ｗおよび走行路幅b₀に
より、推定位置y₁が、y₁＞(b₀−Ｗ／２)であるか否か、
即ち自車が走行レーン２４の右側へ逸脱するか否かを判
定し(ステップ＃２９)、ＹＥＳであれば自車が右側へ逸
脱するものと判定(ステップ＃３０)してステップ＃３４
へ進む。

【００３５】一方、ステップ＃２９においてＮＯであれ
ば、自車における左側逸脱方向の推定位置y₁を、y₁＝y₀
＋Ｔ_1L・Ｖyの演算によって求める。次に、この推定位
置y₁が、y₁＜Ｗ／２であるか否か、即ち自車が走行路２
４の左側へ逸脱するか否かを判定し(ステップ＃３２)、
ＹＥＳであれば自車が左側へ逸脱するものと判定(ステ
ップ＃３３)してステップ＃３４へ進む。一方、ＮＯで
あればステップ＃１へ戻る。

【００３６】次に、ステップ＃３０またはステップ＃３
３において、自車が走行レーン２４の右側または左側へ
逸脱するものとした場合、方向指示器７の操作の有無を
判定する(ステップ＃３４)。そして、方向指示器７が操
作されている場合には、この逸脱動作が運転者の意識的
なステアリング操作によるものとし、警報ブザー８を作
動させて警告音を発した後(ステップ＃３５)、ステップ
＃１へ戻る。尚、この場合、警告音は確認の意味のもの
である。一方、ステップ＃３４において、方向指示器７
が操作されていない場合には、上記の逸脱動作は運転者
の不用意なステアリング操作によるものとし、修正操舵
を行う(ステップ＃３６)。

【００３７】この修正操舵においては、図７に示すよう
に、走行レーン２４の右側方向への自車の逸脱を示すフ
ラグj_Rが１のとき(ステップ＃４１)、自車の目標位置y₂
を、y₂＝b₀−Ｗ／２に設定する(ステップ＃４２)。尚、
この目標位置y₂は、自車を、その右側の側面が白線２１
と一致する状態で走行させるものである。一方、走行レ
ーン２４の左側方向への自車の逸脱を示すフラグj_Lが１
のとき(ステップ＃４３)、自車の目標位置y₂を、y₂＝Ｗ
／２に設定する(ステップ＃４４)。尚、この目標位置y₂
は、自車を、その左側の側面が白線線２１と一致する状
態で走行させるものである。

【００３８】次に、偏差eを、e＝y₁−y₂によって求め、
さらに、補正舵角Δθを、Δθ＝kf・eによって求める
(ステップ＃４５)。尚、kfは偏差eから舵角を求めるた
めの適当な係数である。次に、上記の補正舵角Δθによ
って舵角が補正されるようにステアリングアクチュエー
タユニット６を制御する(ステップ＃４６)。その後、再
度、現在位置y₀および横移動速度Ｖyから推定位置y₁を
求め(ステップ＃４７)、偏差eの絶対値がしきい値e₀よ
り小さいか否か、即ち偏差eの絶対値が許容範囲内にあ
るか否かを判定し(ステップ＃４８)、許容範囲内でなけ
ればステップ＃４５へ戻る一方、許容範囲内であれば、
この修正操舵を終了して、ステップ＃１に戻る。

【００３９】本走行制御装置において、上記のような動
作を行うことにより、図８に示すように、右端の走行路
２４aの中央位置を走行していた車両１が運転者の不用
意なステアリング操作により、例えば中央線２１aを逸
脱しようとした場合には、車両１が、その逸脱しようと
した白線、即ち中央線２１aに沿って走行するように、
修正操舵を加えるようになっている。そして、修正操舵
の作動タイミングは、車両１が走行している各走行路２
４と、その走行路２４からの車両１の逸脱方向とによる
修正操舵の緊急度に応じて設定され、修正操舵の緊急度
が高い場合には早く修正操舵が作動するようになってい
る。

【００４０】例えば、図８に示すように、車両１が、右
側の走行レーン２４aを走行し、中央線２１aを逸脱しよ
うとする場合には、対向車と接触するおそれがあるの
で、修正操舵の緊急度が高く、早い時点で修正操舵が作
動する。これに対し、図９に示すように、車両１が、左
側の走行レーン２４cを走行し、白線２１eから逸脱しよ
うとする場合には、上記の場合よりも修正操舵の緊急度
が低く、比較的遅い時点で修正操舵が作動する。その後
の車両１が白線２１に沿って走行している状態から走行
レーン２４の中央位置に戻る動作は、安全確認がなされ
た上での運転者のステアリング操作によって行われるよ
うになっている。

【００４１】尚、本実施例においては、修正操舵の作動
タイミングが、車両１が走行している各走行レーン２４
と、その走行レーン２４からの車両１の逸脱方向とによ
る修正操舵の緊急度に応じて設定されているが、逸脱方
向を考慮せず、車両１が走行している走行レーン２４に
応じて一律に設定するようにしても良い。また、本実施
例においては、ステアリングアクチュエータユニット６
の作動によって車両１の逸脱を抑制するようにしていた
が、これに限定されることなく、逸脱を防止するため
に、警報ブザー８等、走行中の走行レーンからの車両の
逸脱動作を運転者に報知し、運転者に逸脱動作を回避す
る操舵を行わせるようにしても良い。この場合、例えば
逸脱防止のための手段を警報ブザー８とすると、図６に
示すステップ＃３６において警報ブザー８が作動するこ
とになる。

【００４２】本実施例に係る自動車の安全装置では、前
述のように上記走行域認識装置の演算ユニット４内に、
白線２１の正確な検知に関して支障発生の有無を検出す
る診断部４２が設けられ、支障が発生した場合には、速
やかにキープレーンシステムの作動が停止されるように
なっている。すなわち、図１０に示すように、上記演算
ユニット４内には、信号処理ユニット３から供給された
ＣＣＤカメラ２の映像信号に基づいて画像処理を行う画
像処理部４１が設けられるとともに、進行路予測部４３
とフェイル判定部４４とで構成された上記診断部４２が
設けられている。

【００４３】上記画像処理部４１では、ＣＣＤカメラ２
で得られた自車前方の道路画像上において白線２１上に
位置する任意の点が基準点として設定される。また、上
記進行路予測部４３では、自車１の走行状態を検出する
走行状態検出手段としての舵角センサ９と車速センサ１
０の検出値に基づいて、上記基準点の所定時間後におけ
る道路画像上の位置が予測される。更に、上記フェイル
判定部４４では、進行路予測部４３で所定時間後の位置
を予測された基準点が、上記所定時間後に得られた道路
画像上の白線２１上に実際に位置しているか否かが判定
される。

【００４４】このとき、上記基準点が所定時間後に得ら
れた道路画像上の白線２１上に実際に位置していれば、
白線２１の検知に何等支障はなく、正確な白線検知が行
なわれていることになる。しかし、そうでない場合に
は、画像処理部４１または走行状態検出手段(舵角セン
サ９および車速センサ１０)の少なくともいずれかに、
何等かの故障が発生していることが考えられるので、キ
ープレーンシステムの作動が停止される。また、走行域
認識装置に何等かの故障が生じた場合だけでなく、道路
環境等のために白線２１が検知できない場合、もしくは
走行中の道路にもともと白線が記されていない場合な
ど、キープレーンシステムの本来の機能を発揮させるこ
とができなくなった場合にも、その作動が停止されるよ
うになっている。

【００４５】以下、上記車両１の走行域認識装置及びそ
れを備えた自動車の安全装置の作動の具体例について説
明する。まず、上記進行路予測部４３による自車１の進
行路の予測が、例えば図１１のフローチャートに従って
行なわれる。システムがスタートすると、まずステップ
＃５１で、舵角センサ９および車速センサ１０からそれ
ぞれの検出信号が入力され、次いでステップ＃５２で、
舵角信号および車速信号に基づいて自車１の進行路が推
定(予測)される。この進行路の予測は、舵角信号および
車速信号から、車両１の横すべり角を考慮した上で行な
われる。そして、ステップ＃５３で、この予測された自
車１の進行路についてのデータが出力される。

【００４６】また、フェイル判定部４４によるフェイル
の判定は、例えば図１２のフローチャートに従って行な
われる。尚、このフェイル判定処理は、キープレーン走
行中においては、所定間隔(例えば１分間隔)毎に実行さ
れる。まず、ステップ＃６１で、フェイル判定のための
基本的なデータ信号が入力される。すなわち、自車前方
の道路画像の映像信号が画像処理部４１に入力されると
とともに、舵角信号および車速信号が進行路予測部４３
に入力され、また、自車１の進行路についてのデータ信
号が進行路予測部４３からフェイル判定部４４に入力さ
れる。

【００４７】次に、ステップ＃６２で、自車１の走行状
態が安定しているか否かが判定される。この判定は、車
速信号と舵角信号とに基づいて行なわれ、車速が所定値
以下で、かつ、舵角の変化率がほぼ０(零)に等しい場合
に、走行状態が安定していると判定される。この判定結
果がＮＯの場合には、それ以降のステップは実行され
ず、判定結果がＹＥＳとなるまで(走行状態が安定する
まで)、ステップ＃６２の判定処理ステップが継続して
行なわれる。つまり、フェイル判定は、走行状態が安定
している場合にのみ実行される。

【００４８】一方、上記ステップ＃６２での判定結果が
ＹＥＳの場合には、現在得られている道路画像上に、例
えば水平な仮想線を描き(ステップ＃６３)、この仮想線
と白線２１との交点を、白線２１上に位置する基準点と
して設定する(ステップ＃６４)。この仮想線および基準
点を示す画像の一例を図１３に示す。この図１３の例で
は、走行レーン２４はカーブしているが、仮想線Ｌhは
と左右両方の白線２１に交差しており、交点は２個存在
する。そして、この２個の交点Ａ,Ｂが基準点として設
定される。このように、上記基準点を設定するに際し
て、画像上に描いた仮想線Ｌhと白線２１,２１との交点
Ａ,Ｂを基準点としたので、一定の簡単な手法で容易に
基準点の設定を行うことができる。

【００４９】尚、本実施例では、ＣＣＤカメラ２で自車
前方の道路画像を撮像する場合、例えば、車両が直進状
態において自車の走行レーンを区切る左右の白線に加え
て隣の走行レーンの白線までが映るように、つまり最大
限３本の白線が映るように撮像範囲が設定されている。
従って、画像上に水平な仮想線を描いた場合、この仮想
線と白線との交点の数(つまり基準点の数)は、車両が直
進状態であれば３個、また走行レーン沿って旋回中であ
れば２個もしくは１個となる。次に、ステップ＃６５
で、こうして設定された基準点の数が、１以上でかつ３
以下の範囲にあるか否かが判定される。この判定結果が
ＮＯの場合、つまり、上記仮想線Ｌhと白線２１との交
点が見付からない場合(基準点の数＝０)、または交点が
４以上ある場合(基準点の数＞３)には、ステップ＃６６
で、タイマのカウントが開始され、カウント値Ｔが１ず
つインクリメントされる(Ｔ＝Ｔ＋１)。基準点の数が０
の場合としては、走行域認識装置の故障以外では、走行
中の道路にもともと白線が記されていない場合が考えら
れる。また、基準点の数が４以上の場合としては、走行
域認識装置の故障以外では、例えば、路面が濡れている
場合、特に水溜まりが多数あって光の反射等による白線
の誤検知が生じ易い場合が考えられ、この場合には、多
数(４個以上)の略連続した点が仮想線との交点として誤
って検出されることがある。

【００５０】そして、ステップ＃６７で、タイマのカウ
ント値Ｔが所定値を越えたか否かが判定され、これがＮ
Ｏの場合には、ステップ＃６１以降の各ステップが繰り
返される。また、上記ステップ＃６７での判定結果がＹ
ＥＳの場合には、所定時間以上経過しても、基準点の数
が１以上でかつ３以下の範囲にならず、基準点の設定が
できないので、走行認識装置に何等かの故障が生じた
か、もしくは道路環境等のために白線が少なくとも正確
に検知できないものと判断される。そして、ステップ＃
６８で、キープレーン制御が中止され、ドライバによる
マニュアルでの運行操作に切り換えられるようになって
いる。尚、本実施例では、基準点の設定ができない場合
に、ステップ＃６７で所定時間が経過した後にキープレ
ーン制御中止の判断を行っていたが、この判断を所定距
離走行した後に行うようにしても良い。

【００５１】一方、上記ステップ＃６５での判定結果が
ＹＥＳの場合には、ステップ＃６９でタイマはリセット
され、次いで、ステップ＃７０で、進行路予測部４３に
よって予測された進行路データに基づいて、上記基準点
Ａ,Ｂの所定時間Δt後における道路画像上の位置Ａ',
Ｂ'が算出される。そして、ステップ＃７１で、上記基
準点Ａ,Ｂの所定時間Δt後におけるポイントＡ',Ｂ'の
少なくともいずれか一方の上に、所定時間Δt後に得ら
れた画像上における白線２１が実際に存在しているか否
かが判定される。この所定時間Δt後に得られた道路画
像の一例を図１４に示す。同図において点Ｃは、Δt後
に新たに描かれた仮想線Ｌh(Δt)と白線２１との交点で
あり、Δt後に新たに設定された基準点を示している。
上記ステップ＃７１での判定結果がＹＥＳの場合には、
車両１の走行状態検出手段(舵角センサ９および車速セ
ンサ１０)に基づいて予測された所定時間Δt後における
基準点Ａ,Ｂの位置データＡ',Ｂ'と、所定時間Δt後に
実際に得られた画像データとが一致しているので、走行
域認識装置による白線２１の検知は正確に行なわれてい
ることになり、該装置の作動は正常であると判断され
(ステップ＃７２)、キープレーン制御がそのまま継続さ
れる(ステップ＃７３)。また、上記ステップ＃７１での
判定結果がＮＯの場合には、走行域認識装置に何等かの
支障が生じているのでフェイルと判断され(ステップ＃
７４)、キープレーン制御は中止されるようになってい
る(ステップ＃７５)。

【００５２】このように、本実施例では、走行域認識装
置に上記進行路予測部４３とフェイル判定部４４とを設
けたので、上記走行状態検出手段(舵角センサ９および
車速センサ１０)の検出値に基づいて基準点Ａ,Ｂの所定
時間Δt後における道路画像上の位置Ａ',Ｂ'を予測する
とともに、この予測された所定時間Δt後の位置Ａ',Ｂ'
の少なくともいずれか一方上に、所定時間Δt後に得ら
れた道路画像上の白線２１上に実際に存在しているか否
かを判定することができ、実際に位置していないと判定
された場合については、走行域認識装置に何等かの故障
が発生したものと判断することができる。すなわち、走
行認識装置による白線２１の正確な検知に支障が生じた
ことを検出することができる。

【００５３】また、上記基準点Ａ,Ｂの予測された位置
Ａ',Ｂ'上に所定時間Δt後に得られた道路画像上の白線
２１上に実際に位置していないと判定された場合には、
上記キープレーンシステムの作動が停止されるようにし
たので、上記走行域認識装置による白線２１の正確な検
知に支障が生じ、キープレーンシステム本来の機能を発
揮させることができなくなった場合には、速やかにドラ
イバによるマニュアルでの運行操作に切り換えることが
できるのである。

【００５４】また、上記基準点の設定が所定時間以上経
過してもできない場合(ステップ＃６７:ＮＯ)には、上
記キープレーン制御が停止されるようにしたので、上記
走行域認識装置に何等かの故障が生じた場合、あるいは
道路環境等のために白線が検知できない場合、もしくは
走行中の道路にもともと白線が記されていない場合な
ど、安全機構の本来の機能を発揮させることができなく
なった場合には、速やかにドライバによるマニュアルで
の運行操作に切り換えることができる。

【００５５】更に、上記仮想線Ｌhと白線２１との交点
が所定時間以上経過しても略連続的に多数検出された場
合には、上記キープレーン制御が停止されるようにした
ので、例えば、路面が濡れている場合や、特に水溜まり
が多数ある場合など、光の反射等によって白線の誤検知
が生じ易く、白線検知精度を十分に確保し難い場合に
は、速やかにドライバによるマニュアルでの運行操作に
切り換えることができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る走行域認識装置を備え
た自動車の安全装置の全体構成を概略的に示すブロック
構成図である。

【図２】上記安全装置を備えた車両とこの車両が走行
する道路とを示す平面説明図である。

【図３】上記安全装置を備えた車両の走行レーンから
の逸脱動作例を示す平面説明図である。

【図４】上記安全装置によるキープレーン制御の一例
を示すフローチャートの一部である。

【図５】上記安全装置によるキープレーン制御の一例
を示すフローチャートの一部である。

【図６】上記安全装置によるキープレーン制御の一例
を示すフローチャートの一部である。

【図７】上記キープレーン制御における修正操舵を説
明するフローチャートである。

【図８】上記修正操舵の一例を示す平面説明図であ
る。

【図９】上記修正操舵の一例を示す平面説明図であ
る。

【図１０】上記走行域認識装置の画像処理部および診
断部を示すブロック構成図である。

【図１１】上記診断部の進行路予測部による自車進行
路の予測処理を説明するフローチャートである。

【図１２】上記診断部のフェイル判定部によるフェイ
ル判定処理を説明するフローチャートである。

【図１３】仮想線および基準点を示す自車前方の道路
画像の一例を示す説明図である。

【図１４】所定時間後に得られた自車前方の道路画像
の一例示す説明図である。

【符号の説明】

１…自動車２…ＣＣＤカメラ３,１３…信号処理ユニット４…演算ユニット５…制御ユニット６…ステアリングアクチュエータユニット８…警報ブザー９…舵角センサ１０…車速センサ１１,１２…レーダヘッドユニット２１,２１Ｌ,２１Ｒ…案内ライン(白線) ２４…走行レーン４１…画像処理部４２…診断部４３…進行路予測部４４…フェイル判定部Ａ,Ｂ…基準点Ａ',Ｂ'…基準点の予測位置Ｌh…仮想線

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｔ 1/00 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｄ 7531−3Ｈ (72)発明者仙井浩史広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車前方の道路画像を入力する画像入力
手段を備え、該画像入力手段で得られた道路画像に基づ
いて、道路上に記された走行レーンの案内ラインを検知
して自車の走行域を認識する車両の走行域認識装置であ
って、上記道路画像上において案内ライン上に位置する任意の
点を基準点として設定する基準点設定手段と、自車の走
行状態を検出する走行状態検出手段と、該走行状態検出
手段の検出値に基づいて上記基準点の所定時間後におけ
る道路画像上の位置を予測する予測手段と、該予測手段
でその位置を予測された基準点が上記所定時間後に得ら
れた道路画像上の案内ライン上に位置しているか否かを
判定する判定手段とを備えたことを特徴とする車両の走
行域認識装置。
【請求項２】請求項１に記載された車両の走行域認識
装置において、上記基準点設定手段は、上記道路画像上
に描かれた所定の仮想線と上記案内ラインとの交点を基
準点として設定することを特徴とする車両の走行域認識
装置。
【請求項３】自車前方の道路画像を入力する画像入力
手段を有し、該画像入力手段で得られた道路画像に基づ
いて道路上に記された走行レーンの案内ラインを検知し
自車の走行域を認識する走行域認識手段と、該走行域認
識手段で認識された走行域からの逸脱を防止するための
安全機構とを備えてなる自動車の安全装置であって、上記走行域認識装置には、上記道路画像上において案内
ライン上に位置する任意の点を基準点として設定する基
準点設定手段と、自車の走行状態を検出する走行状態検
出手段と、該走行状態検出手段の検出値に基づいて上記
基準点の所定時間後における道路画像上の位置を予測す
る予測手段と、該予測手段でその位置を予測された基準
点が上記所定時間後に得られた道路画像上の案内ライン
上に位置しているか否かを判定する判定手段とが設けら
れており、該判定手段が、上記基準点は上記所定時間後
に得られた道路画像上の案内ライン上に位置していない
と判定した際には、上記安全機構の作動が停止されるこ
とを特徴とする自動車の安全装置。
【請求項４】請求項３に記載された自動車の安全装置
において、上記基準点設定手段は、上記道路画像上に描
かれた所定の仮想線と上記案内ラインとの交点を基準点
として設定することを特徴とする自動車の安全装置。
【請求項５】請求項３または請求項４に記載された自
動車の安全装置において、上記基準点設定手段による基
準点の設定が所定以上の間に渡ってできない場合には、
上記安全機構の作動が停止されることを特徴とする自動
車の安全装置。
【請求項６】請求項４に記載された自動車の安全装置
において、上記交点が所定以上の間に渡って略連続的に
多数検出された場合には、上記安全機構の作動が停止さ
れることを特徴とする自動車の安全装置。