JPH0777433A

JPH0777433A - 自動車の走行域認識装置

Info

Publication number: JPH0777433A
Application number: JP5161225A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kamiyama; 繁上山; Nobuhiro Totoki; 信弘十時; Hideki Nishitake; 秀樹西竹; Hiroshi Nakaue; 宏志中植; Tomohiko Adachi; 智彦足立
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】自車前方の道路画像に左右方向の「ずれ」が生
じた場合でも、自車の走行域認識の信頼性を十分に確保
できる自動車の走行域認識装置を提供する。【構成】ＣＣＤカメラ２で得られた道路画像に基づい
て、走行レーン２４の白線２１Ｌ,２１Ｒを検知して自
車１の走行域を認識する自動車の走行域認識装置であっ
て、上記道路画像上に表示された左右の白線のうち、よ
り多く画像上に表示されている白線を基準にして自車の
走行域を認識することを特徴とし、特に、車両旋回中
は、旋回外方の白線を基準にして自車の走行域を認識
し、また、スキャン開始ラインを旋回方向に応じて画面
に対し傾斜させるとともにスキャン領域を変更すること
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、自動車の走行域認識
装置、より詳しく言えば、自車前方の道路画像に基づい
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ようにした自動車の走行域
認識装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の走行中における安全性を
高める安全システムとして、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は周知である。
かかるシステムを備えた自動車では、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。

【０００３】このような走行域認識装置としては、例え
ばＣＣＤカメラ等のビデオカメラでなる画像入力手段を
備え、かかる画像入力手段で自車前方の走行路を撮影し
て得られた道路画像を処理し、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いる。
例えば、特開平４−１３７０１３号公報では、自車前方
の道路画像を画像処理して白線を検知し、自車の走行域
を認識するとともに、車線変更を行う際には、走行域認
識の基準とする白線を変更するようにしたものが開示さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記画像入
力手段(例えばＣＣＤカメラ)は、通常、自動車の車体前
上部(例えば車室ルーフの前端部)に取り付けられるが、
この取付時に発生する不可避的な誤差(組付誤差)によっ
て画像に「ずれ」が生じ、この画像の「ずれ」が白線認識精
度に悪影響を及ぼすという問題がある。特に、左右方向
について画像の「ずれ」が生じると、車両が走行レーンの
中央を直進している場合でも、自車前方の左右の白線は
画像上でその長さが不均一に映し出されることとなり、
画像上で短く映し出されている側の白線の認識精度はそ
れだけ低くなる。従って、この不均一がある程度以上ひ
どい場合、この短く映し出されている側の白線を基準に
して自車走行域の認識を行ったのでは、十分な信頼性を
確保し難くなるという問題があった。

【０００５】また、車両が道路形状に沿って曲折する際
など旋回動作を行う場合、その旋回中においては、カメ
ラの撮像方位と白線の方向との間に「ずれ」が生じるの
で、特に旋回内側の白線が映りにくくなる。従って、か
かる場合、この内側の白線を基準にして走行域の認識を
行ったのでは、やはり十分な信頼性を得ることは難しい
という問題があった。更に、ＣＣＤカメラで得られた道
路画像に基づいて走行レーンを認識する場合、通常、画
像内を所定の方向に走査して白線の検知が行なわれる
が、このとき、画像内をその左右方向における中央側か
ら端部側に向かって走査する走査方法を採用した場合、
車両旋回中においては、白線の方向とカメラの撮像方向
との間に傾きが生じる関係上、走査開始線の方向と白線
の方向との間に「ずれ」が生じ、例えば図１７から良く分
かるように、旋回外側の白線についても、特に走行レー
ンが急カーブしている場合には、走査領域内に位置する
部分が少なくなり、走査による検知精度が低下するとい
う問題があった。また、更に、このような画像内の走査
(スキャン)によって白線検知を行う場合、カメラで得ら
れた画像全体を走査すると、無駄な走査領域が多くなる
ので走査およびデータ処理に時間がかかり、しかも外乱
ノイズを拾い易くなるという問題があった。

【０００６】この発明は、上記諸問題に鑑みてなされた
もので、道路画像に左右方向の「ずれ」が生じた場合にお
いても、自車の走行域認識の信頼性を十分に確保できる
自動車の走行域認識装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本願の第１の
発明に係る自動車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自
動車の走行域認識装置であって、上記道路画像上に表示
された複数の案内ラインのうち、より多く画像上に表示
されている案内ラインを基準にして自車の走行域を認識
することを特徴としたものである。

【０００８】また、本願の第２の発明に係る自動車の走
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自動車の走行域認識装置
であって、車両旋回中は、旋回外方の案内ラインを基準
にして自車の走行域を認識することを特徴としたもので
ある。

【０００９】更に、本願の第３の発明に係る自動車の走
行域認識装置は、自車前方の道路画像を入力する画像入
力手段と、画像の左右方向における中央側から端部側に
向かって画像内を走査する走査手段とを備え、上記画像
入力手段で得られた道路画像を上記走査手段で走査する
ことにより、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自動車の走行域認識
装置であって、車両旋回中は、上記走査手段の走査開始
ラインを、旋回方向に応じて画面に対し傾斜させること
を特徴としたものである。

【００１０】また、更に、本願の第４の発明は、上記第
３の発明に係る自動車の走行域認識装置において、車両
旋回中は、旋回方向に応じて上記走査手段による走査領
域が変更されることを特徴としたものである。

【００１１】

【発明の効果】本願の第１の発明によれば、より多く画
像上に表示されている案内ライン(白線)を基準にして自
車の走行域を認識するようにしたので、画像入力手段
(例えばＣＣＤカメラ)の車体への取付時の組付誤差や車
両の旋回動作等に起因して、道路画像に左右方向の「ず
れ」が生じ、自車前方の左右の白線について画像上でそ
の長さが不均一に映し出される場合でも、より多く(長
く)画像上に表示されている白線を基準とすることによ
り、基準とすべき白線をより確実かつ精度良く検知する
ことができる。すなわち、自車の走行域をより精度良く
認識し、その信頼性を十分に確保することができる。

【００１２】また、本願の第２の発明によれば、車両旋
回中は、内側の案内ライン(白線)に比べてより多く(長
く)表示される旋回外方の白線を基準にして自車の走行
域を認識するようにしたので、車両の旋回動作に起因し
て、道路画像に左右方向の「ずれ」が生じ、自車前方の左
右の白線について画像上でその長さが不均一に映し出さ
れる場合でも、基準とすべき白線をより確実かつ精度良
く検知することができる。すなわち、自車の走行域をよ
り精度良く認識し、その信頼性を十分に確保することが
できる。

【００１３】更に、本願の第３の発明によれば、車両旋
回中は、画像内を走査する際の走査開始ラインを、旋回
方向に応じて画面に対し傾斜させるようにしたので、車
両の旋回動作に伴って画像に左右方向の「ずれ」が生じ、
走査開始ラインの方向と案内ライン(白線)の方向との間
に「ずれ」が生じた場合でも、走査開始ラインを傾斜させ
ることにより、その「ずれ」が極力小さくなるようにする
ことができる。その結果、白線が画像上で傾いている場
合でもその検知精度を高めることができ、自車の走行域
をより精度良く認識してその信頼性を十分に確保するこ
とができる。

【００１４】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。しかも、その上、車両旋回中は、旋回方向に
応じて走査領域が変更されるようにしたので、この走査
領域を狭く限定するように変更することにより、画像内
を走査して白線検知を行うに際して、画像全体を走査す
る場合に比べ、無駄な走査領域を少なくして走査および
データ処理を短縮することができ、また、外乱ノイズを
少なくして検知精度を高めることができる。

【００１５】

【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。

【００１６】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。そして、上記ＣＣＤカメラ２,左右のレーダ
ヘッドユニット１１及び１２,信号処理ユニット３,１３
並びに演算ユニット４により走行域設定装置が構成され
ている。

【００１７】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。

【００１８】また、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、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。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。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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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)

【００２３】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。

【００２４】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)。

【００２５】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)。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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、ＹＳＥ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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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)。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】本実施例に係る自動車１では、前述したよ
うに、画像入力手段としてのＣＣＤカメラ２は、例えば
車室ルーフの前端部に取り付けられている。そして、こ
の場合、カメラ２は、側面視において長手方向の軸線が
路面に対して予め設定された所定の角度をなすように、
また、平面視において上記長手方向の軸線が車両１の長
手方向中心線と一致するように、車体の上記部分に組み
付けられている。このＣＣＤカメラ２を車体１に取り付
ける際、組付誤差等のために、例えば図１１に示すよう
に、その長手方向の軸線Ｌcが車両１の長手方向中心線
に対し傾斜して取り付けられた場合、入力画像には左右
方向の「ずれ」が発生し、車両１が走行レーン２４の中央
を白線２１Ｌ,２１Ｒに沿って直進している場合でも、
例えば図１２に示すように、自車前方の左右の白線２１
Ｌ,２１Ｒは、画像上でその長さが不均一に映し出され
ることになる。従って、この左右が不均一に表示された
画像上で短く映っている側の白線を基準にして自車走行
域の認識を行ったのでは、十分な信頼性を確保すること
が難しくなる。本実施例では、このような場合でもより
信頼性の高い走行域の認識結果が得られるように、道路
画像に左右方向の「ずれ」が生じた場合には、左右の白線
２１Ｌ,２１Ｒのうちより多く映っている側の白線を基
準にして自車１の走行域を認識するようにしている。

【００３９】以下、上記自動車１の走行域認識装置の作
動について、図１０のフローチャート等を参照しながら
説明する。キープレーンシステムがスタートすると、ま
ず、ステップ＃５１で、ＣＣＤカメラ２で撮像された自
車前方の道路情景の画像が入力される。そして、ステッ
プ＃５２で、この入力画像から道路上に記された走行レ
ーン２４の白線検知が行なわれる。この場合、自車１
は、例えば上記図１１に示すように、左側白線２１Ｌと
右側白線２１Ｒとで仕切られた走行レーン２４内を走行
している。この白線検知は、入力画像をいわゆる画像処
理技術を用いて処理することによって行なわれる。すな
わち、入力画像を各画素の輝度について所定の閾値によ
って明暗二値化し、この二値化データに基づき(つま
り、明＝白として)白線２１(２１Ｌ,２１Ｒ)を検知す
る。尚、この画像処理については、従来より良く知られ
ているものと同様の処理技術であるので、これ以上の説
明は省略する。

【００４０】次に、車両１のステアリング状態が判定さ
れる。すなわち、ステップ＃５３で、ステアリングが直
進状態か否かが判定され、これがＹＥＳの場合には、ス
テップ＃５４で、入力画像に左右方向の「ずれ」が生じて
いるか否か、つまり、例えば左側の白線２１Ｌに対して
画像が傾いている角度α(以下、これを偏差角という)が
０(零)でないか否かが判定される。この判定結果がＹＥ
Ｓの場合には、ステップ＃５５で、偏差角αが現在変化
しているか否かが判定される。この判定結果がＹＥＳの
場合には、ステアリングが直進状態で(ステップ＃５３:
ＹＥＳ)、かつ入力画像が左右方向にずれており(ステッ
プ＃５４:ＹＥＳ)、しかも偏差角αが一定であるので、
ステップ＃５６でＣＣＤカメラ２の車体への組付に誤差
があると判断する。そして、ステップ＃５７で、車両直
進の認識を上記偏差角αだけ補正する。すなわち、画像
上で白線２１Ｌに対して角度αだけ左右方向(本実施例
では左方向)に「ずれ」が生じていても、実際には、車両
１は白線２１Ｌに対して平行に走行(つまり直進)してい
るので、この左右方向の「ずれ」が補正される。

【００４１】次に、ステップ＃５８で、左右の白線２１
Ｌ,２１Ｒのうちで画像上より多く表示されている側の
白線(本実施例では左側の白線２１Ｌ)を、自車１の走行
域を認識する際の基準白線に設定する。このように、常
に、画像上より多く(長く)映っている白線を基準とする
ことにより、基準白線をより確実かつ精度良く検知する
ことができ、走行域の認識精度を高めその信頼性を十分
に確保することができるようになる。そして、ステップ
＃５９で走行域の設定が行なわれ、この設定された走行
域に基づいて、キープレーン制御(ステップ＃６０)が実
行されるようになっている。

【００４２】一方、ステアリングが旋回操舵状態(ステ
ップ＃５３:ＮＯ)である場合には、車両１の旋回動作に
伴って画像に左右方向の「ずれ」が生じるので、ステップ
＃５４〜＃５７をスキップしてステップ＃５８が実行さ
れる。また、ステアリングが直進状態でかつ画像に「ず
れ」がない(ステップ＃５４:ＮＯ)場合には、正常である
ので、ステップ＃５５〜＃５７をスキップしてステップ
＃５８が実行される。尚、この場合には、走行域を設定
する上で問題となるような画像の「ずれ」はないので、こ
のステップ＃５８もスキップして直接にステップ＃５９
を実行するようにしても良い。更に、ステアリングが直
進状態で、かつ画像に「ずれ」が無く、しかも画像の偏差
角αが時間的に一定でなく現在変化中である(ステップ
＃５５:ＹＥＳ)場合、例えば車両１の進行方向に対して
白線がカーブしている場合などには、ステップ＃５６及
び＃５７をスキップしてステップ＃５８が実行される。

【００４３】以上、説明したように、本実施例によれ
ば、より多く画像上に表示されている白線２１Ｌを基準
にして自車１の走行域を認識するようにしたので、ＣＣ
Ｄカメラ２の車体１への取付時の組付誤差等に起因して
道路画像に左右方向の「ずれ」が生じ、自車前方の左右の
白線２１Ｌ,２１Ｒについて画像上でその長さが不均一
に映し出される場合でも、より多く(長く)画像上に表示
されている白線２１Ｌを基準とすることにより、基準と
すべき白線２１Ｌをより確実かつ精度良く検知すること
ができる。すなわち、自車１の走行域をより精度良く認
識し、その信頼性を十分に確保することができるのであ
る。

【００４４】尚、上記実施例(以下、これを第１実施例
という)は、ＣＣＤカメラ２の車体１への組付誤差等に
起因する画像の左右方向の「ずれ」についてのものであっ
たが、車両が道路形状に沿って曲折する際など旋回動作
を行う場合、その旋回中においては、カメラの撮像方位
と白線の方向との間に「ずれ」が生じるので、特に旋回内
側の白線が映りにくくなる。従って、かかる場合、この
内側の白線を基準にして走行域の認識を行ったのでは、
やはり十分な信頼性を得ることは難しくなる。次に、車
両旋回中における自車走行域の認識精度を高めるように
した本発明の第２実施例について、図１３のフローチャ
ート等を参照しながら説明する。尚、以下の説明におい
て、第１実施例における場合と同じものには同一の符号
を付し、それ以上の説明は省略する。

【００４５】ＣＣＤカメラ２で撮像された自車前方の道
路情景の画像が入力されると、白線２１の検知が開始さ
れ、まずステップ＃８１で、路面輝度の測定が行なわれ
る。この路面輝度測定は、予め設定された自車前方の路
面における基準エリアの輝度を測定するものである。こ
の基準エリアは、例えば図１４において斜線部分Ａで示
されるように、自車前方の路面において自車１の車幅方
向における略中央部に設定されており、このエリアの輝
度を測定することにより、路面の白線を除いた部分の平
均的な輝度の目安を知ることができる。尚、この場合、
道路上に記された白線部分２１(２１Ｌ,２１Ｒ)につい
ては、画面上明るく表れるので、他の路面部分にくらべ
て輝度は高くなる。次に、ステップ＃８２で入力画像を
二値化する際の閾値を設定する。この閾値は、例えば、
ＣＣＤカメラ自体の特性で定まる最高輝度と上記路面輝
度との加算平均として次式で演算され、この値が閾値と
して設定される。閾値＝(最高輝度＋路面輝度)／２そして、この閾値により入力画像が二値化される。

【００４６】次に、ステップ＃８３で、ステアリング舵
角が、左旋回方向を正として、予め設定された所定値を
越えているか否かが判定される。この判定は、例えば舵
角センサ９の検出信号に基づいて行なわれる。そして、
この判定結果がＹＥＳの場合、つまり車両１が一定以上
の旋回半径で左旋回を行っている場合には、ステップ＃
８４で、後述する白線候補点を検出する際における入力
画像の走査(スキャン)方向を、図１５に示すように、画
面中央側から右側に向かって走査するように設定する。
本実施例では、通常は、上記図１４に示されるように、
画面の上下方向におけるセンタラインよりも若干上方に
地平線Ｌgが位置するように画像を設定し、このように
設定された画面の左右方向(車幅方向)におけるセンタラ
インを基準線(走査開始線Ｌs)とし、この開始線から例
えば左側に向かって所定の間隔にてスキャンが行なわれ
る。つまり、通常状態では、左側の白線２１Ｌを走行域
認識のための基準白線とし、この基準白線２１Ｌを検知
するために、走査(スキャン)方向は画面中央側から左側
に向かってスキャンするように設定されている。

【００４７】従って、ステップ＃８４における設定は、
通常状態からスキャン方向を変更するものである。すな
わち、車両１が左旋回する場合には、通常の基準白線で
ある左側白線２１Ｌは内側となるので画像内に映りにく
くなるが、スキャン方向を中央側から右側に向かってス
キャンするように変更することにより、基準白線を右側
白線２１Ｒに切り換えることができる。この結果、車両
１が左旋回中は、左側(内側)の白線２１Ｌに比べてより
多く(長く)表示される右側(旋回外方)の白線２１Ｒを基
準にして自車の走行域を認識することができ、車両１の
旋回動作に起因して、道路画像に左右方向の「ずれ」が生
じ、自車前方の左右の白線２１Ｌ,２１Ｒについて画像
上でその長さが不均一に映し出される場合でも、基準と
すべき白線２１Ｒをより確実かつ精度良く検知すること
ができる。すなわち、自車１の走行域をより精度良く認
識し、その信頼性を十分に確保することができるのであ
る。

【００４８】次に、ステップ＃８５で、走査(スキャン)
開始線Ｌsの修正が行なわれる。すなわち、例えば図１
７から良く分かるように、車両旋回中においては、ＣＣ
Ｄカメラ２による撮像方向と白線２１Ｌ,２１Ｒの方向
との間に傾きが生じる関係上、スキャン開始線Ｌs'の方
向と白線２１Ｌ,２１Ｒの方向との間に「ずれ」が生じ、
旋回外側の白線２１Ｒについても、特に走行レーンが急
カーブしている場合には、スキャン領域内に位置する部
分が少なくなり、スキャンによる検知精度が低下する。
このスキャン開始線Ｌs'の修正は、かかる白線検知精度
の低下を緩和すべく、図１６に示すように、スキャン開
始線Ｌsを、旋回方向に応じて画面に対し傾斜させるこ
とにより、白線２１Ｌ,２１Ｒのスキャン領域内に位置
する部分を多く(長く)するものである。

【００４９】このように、車両旋回中については、画像
内をスキャンする際のスキャン開始線Ｌsを、旋回方向
に応じて画面に対し傾斜させることにより、車両１の旋
回動作に伴って走査開始ラインＬsの方向と白線２１Ｌ,
２１Ｒの方向との間に「ずれ」が生じた場合でも、その
「ずれ」を極力小さくなるようにすることができる。その
結果、白線(基準白線２１Ｒ)の検知精度をより高めるこ
とができ、自車１の走行域をより精度良く認識してその
信頼性を十分に確保することができるのである。

【００５０】尚、上記ステップ＃８５では、スキャン開
始線Ｌsの修正とともに、旋回方向に応じてスキャン領
域(スキャンウインドウ)を狭く限定するスキャンウイン
ドウの設定が行なわれる。すなわち、このような画像内
のスキャンによって白線検知を行う場合、ＣＣＤカメラ
２で得られた画像全体を走査すると、無駄な走査領域が
多くなるので走査およびデータ処理に時間がかかり、し
かも外乱ノイズを拾い易くなる。例えば、特に、図１９
に示すように、検知すべき白線２１Ｒに切れ目があった
場合などには、この部分ではスキャン途中で後述する白
線候補点を検出できないので、画面の末端部までスキャ
ンする必要があり、上記の問題がより顕著に表れること
となる。

【００５１】そこで、例えば図１８に示すように、画面
全領域Ｓo中に、スキャン開始線Ｌsからスキャン長さが
白線２１Ｒを含む適当な長さとなるようにスキャンウイ
ンドウＳwを設定し、この狭く限定されたスキャンウイ
ンドウＳw内のみについてスキャンを行うようにした。
このように、車両旋回中は、その旋回方向に応じてスキ
ャンすべき領域を狭く限定することにより、画像内を走
査して白線検知を行うに際して、全領域Ｓoをスキャン
する場合に比べ、無駄な走査領域を少なくして走査およ
びデータ処理を短縮することができ、また、外乱ノイズ
を少なくして検知精度を高めることができるのである。

【００５２】一方、ステップ＃８３での判定結果がＮＯ
の場合、つまり車両が左旋回しない場合には、直進かも
しくは右旋回であるので、ステップ＃８６で、入力画像
の走査(スキャン)方向を、通常どうり画面中央側から左
側に向かって走査するように設定する。尚、右旋回の場
合には、通常状態における基準白線である左側白線２１
Ｌが旋回外側に位置するので、スキャン方向(つまり基
準白線)を切り換える必要はない。そして、ステップ＃
８７で、スキャン開始線Ｌsを車両旋回方向に応じて修
正するとともに、スキャン領域を車両旋回方向に応じて
狭く限定するように変更する。このステップ＃８７は、
上述のステップ＃８５と同一の内容を実行するものであ
る。

【００５３】その後、ステップ＃８８で白線候補点の検
出が行なわれる。この白線候補点とは、入力画像の二値
化データ上、上記閾値を越える輝度を有する明るい点で
あり、特に、図２０に示すように、自車の進行方向に略
沿って並んだ一群の明るい点Ｐwは、実際に白線上に位
置する可能性が多分に有り、有力な白線候補点となる。
この白線候補点Ｐwの検出は、入力画像をスキャンしな
がら行なわれる。そして、ステップ＃８９で、このよう
にして検出された多数の白線候補点Ｐwに基づいて、白
線(ライン)が推定される。次に、ステップ＃９０で、推
定された白線２１'を含む所定幅の領域内に存在する白
線候補点Ｐwの数が所定以上であるか否かが判定され
る。この判定は、要するに、推定された白線２１'およ
びその近辺における白線候補点Ｐwの密度により、推定
されたライン２１'が実際の白線であるか否かを調べる
ものである。この判定結果がＮＯの場合には、推定され
たライン２１'は実際には白線でないものと見なされ、
ステップ＃８３に戻ってそれ以降のステップが再び実行
される。

【００５４】一方、ステップ＃９０の判定結果がＹＥＳ
の場合には、ステップ＃９１で、スキャンを行うべき領
域(スキャンウインドウ)を狭くするスキャンウインドウ
の設定が行なわれる。これは、ステップ＃８９で推定さ
れた後ステップ＃９０で一応確かめられたライン２１'
について、より精確な判定を行うために、例えば図２１
に示すように、スキャンウインドウ３３を、当該推定ラ
イン２１'およびその近傍に限定するものである。尚、
このステップ＃９１で設定されるスキャンウインドウ３
３は、上述のステップ＃８５あるいはステップ＃８７で
設定されるスキャンウインドウＳwよりも、更に狭く限
定されたものである。その後、この限定されたスキャン
ウインドウ３３内でのスキャンに基づいて、上記ステッ
プ＃８８及びステップ＃８９と同様にして、白線候補点
Ｐwの検出およびこれに基づいた白線ラインの推定が行
なわれる(ステップ＃９２及びステップ＃９３)。

【００５５】そして、この新しく推定されたラインに対
して、ステップ＃９０と同様にして、推定された白線ラ
インを含む所定幅の領域内に存在する白線候補点Ｐwの
数が所定以上であるか否かが判定され(ステップ＃９
４)、この判定結果がＮＯの場合には、白線２１を見失
ったものとして、ステップ＃８３に戻ってそれ以降のス
テップを繰り返す。一方、ステップ＃９４での判定結果
がＹＥＳの場合には、ステップ＃９１に戻って、スキャ
ンすべき領域を更に狭く限定したスキャンウインドウの
設定を行い、この更に限定したスキャンウインドウにつ
いて、ステップ＃９２〜ステップ＃９４の各ステップを
繰り返して実行する。このステップ＃９１〜ステップ＃
９４をより多く繰り返して行うほど、より精度の高い白
線検知を行うことができるようになっている。

【００５６】尚、上記第２実施例では、車両の旋回方向
をステアリング舵角によって判定していたが、この代わ
りに、例えば、レーダヘッドユニット１１,１２で路側
のリフレクタ,ガードレールあるいは路壁等を検出し、
この検出データから道路形状を判断することにより、車
両１の旋回方向を判定するようにしても良い。また、そ
の他、例えば、所謂ナビゲーションシステムを搭載した
車両では、このナビゲーションシステムを利用して道路
形状を判断し、車両の旋回方向を判定することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１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】上記第１実施例に係る走行域認識装置の作
動を説明するためのフローチャートである。

【図１１】第１実施例に係る自動車に組み付けたＣＣ
Ｄカメラの組付方向と白線の傾きを示す平面説明図であ
る。

【図１２】上記ＣＣＤカメラによる入力画像の一例を
模式的に示す説明図である。

【図１３】本発明の第２実施例に係る自動車の走行域
認識装置の作動を説明するためのフローチャートであ
る。

【図１４】上記第２実施例に係る走行域認識装置にお
ける入力画像の一例を模式的に示す説明図である。

【図１５】第２実施例に係る走行域認識装置における
左旋回時の入力画像の一例を模式的に示す説明図であ
る。

【図１６】第２実施例に係る走行域認識装置における
スキャン開始線と道路形状を模式的に示す平面説明図で
ある。

【図１７】従来例に係る走行域認識装置におけるスキ
ャン開始線と道路形状の一例を模式的に示す平面説明図
である。

【図１８】第２実施例に係る走行域認識装置における
スキャンウインドウを示す平面説明図である。

【図１９】スキャンウインドウを限定しない場合にお
けるスキャン領域を示す平面説明図である。

【図２０】第２実施例における推定白線ラインと白線
候補点を示す平面説明図である。

【図２１】第２実施例における推定白線ラインとスキ
ャンウインドウを示す平面説明図である。

【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９…舵角センサ２１,２１Ｌ,２１Ｒ…案内ライン(白線) ２４…走行レーンＬs…走査(スキャン)開始線Ｓw…スキャンウインドウ

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｇ (72)発明者中植宏志広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者足立智彦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自動車の走行域認識装置で
あって、上記道路画像上に表示された複数の案内ラインのうち、
より多く画像上に表示されている案内ラインを基準にし
て自車の走行域を認識することを特徴とする自動車の走
行域認識装置。
【請求項２】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自動車の走行域認識装置で
あって、車両旋回中は、旋回外方の案内ラインを基準にして自車
の走行域を認識することを特徴とする自動車の走行域認
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
手段と、画像の左右方向における中央側から端部側に向
かって画像内を走査する走査手段とを備え、上記画像入
力手段で得られた道路画像を上記走査手段で走査するこ
とにより、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自動車の走行域認識装
置であって、車両旋回中は、上記走査手段の走査開始ラインを、旋回
方向に応じて画面に対し傾斜させることを特徴とする自
動車の走行域認識装置。
【請求項４】請求項３に記載された自動車の走行域認
識装置において、車両旋回中は、旋回方向に応じて上記
走査手段による走査領域が変更されることを特徴とする
自動車の走行域認識装置。