JPH11180328A

JPH11180328A - 車線逸脱防止装置

Info

Publication number: JPH11180328A
Application number: JP9349834A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Miichi; 善紀見市; Yoshifusa Nakane; 吉英中根; Kazuya Hayafune; 一弥早舩; Takashi Ota; 貴志太田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-07-06
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: JP3201323B2

Abstract

(57)【要約】【課題】車線逸脱防止装置に関し、道路状況により白
線認識が不調になった場合でも制御の連続性を保てるよ
うにする。【解決手段】道路画像情報から道路上の白線を認識
し、認識された白線に基づいて車両の走行位置の横ずれ
量ΔＹ，車両に作用する横加速度Ｇを算出する。制御ト
ルク算出手段５は、上記の横ずれ量ΔＹ，横加速度Ｇに
基づいてそれぞれ横ずれ量対応制御トルクＴｙ，横加速
度対応制御トルクＴｇ１を算出し、これらから操舵用制
御トルクＴｃを算出する。制御手段は、算出された操舵
用制御トルクＴｃが車両の走行車線からの逸脱を防止す
る方向に発生するように操舵アクチュエータを制御す
る。白線認識が不調の場合は、横加速度検出手段により
車両に加わる実横加速度Ｇ′を検出し、制御トルク算出
手段５では、横加速度算出手段で算出される横加速度Ｇ
に代えてこの横加速度検出手段で検出される実横加速度
Ｇ′に基づいて横加速度対応制御トルクＴｇ２の算出を
行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車が走行車線
から逸脱しそうになるとこれを防止する方向にドライバ
の加える操舵トルクとは別にドライバが容易に打ち勝て
る程度の操舵用制御トルクを加えて車両の車線逸脱の防
止を案内する、車線逸脱防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、走行中の道路に対する車両の位置
や姿勢の把握を行ない、これに基づいて自動車の自動走
行制御を行なったり、ドライバの運転を案内したりする
技術（運転案内装置）が開発されている。自動走行制御
の場合、ドライバに何ら頼ることなく自動車を運転する
ことが必要であり、道路をはじめとした基本的施設（イ
ンフラ）を整備するなど、その実用化には様々な条件整
備が前提となる。

【０００３】一方、運転案内装置の場合、自動車を運転
するのはあくまでもドライバであり、運転案内装置はド
ライバの運転操作のミスをドライバに知らせたりミスを
解消する方向へ運転を補助したりするものである。した
がって、運転案内装置は、現在の道路環境においても実
現可能な技術が多く、より実用性の高い運転案内装置の
開発が望まれている。

【０００４】こうした運転案内装置の一つに車線逸脱防
止装置がある。この車線逸脱防止装置としては、自動車
が不注意で走行車線から逸脱しそうになると運転車に警
告を発する技術（特開昭６３−２１４９００号公報）が
ある。しかし、単に警告を発するだけでは居眠りをして
いるドライバには有効でない場合があるため、さらに積
極的に、自動車が走行車線内の一定位置（例えば中央位
置）を走行するように操舵制御を行なう技術（特開平７
−１０４８５０号公報）も提案されている。

【０００５】さらに、このように自動車が走行車線内の
一定位置を維持するように制御する場合、ドライバの不
用意な操舵など一時的な操舵異常により自動車が走行車
線内からはみ出そうとした際にこの制御がはたらくと他
車両との緩衝を招くことがある。このため、こうした場
合には自動車を走行車線内の一定位置まで戻すのではな
く、走行車線内であっても車両がはみ出そうとした側に
偏った位置を保持するように操舵制御を行なう技術（特
開平５−２９７９３９号公報）も提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車線逸脱防
止装置は、カメラ等による画像情報入力手段を通じて車
両前方の道路画像を取込み、この道路画像上の道路白線
をもとに走行車線を推定して、自車両がこの推定された
走行車線から逸脱しないように操舵制御又は警告するも
のが一般的である。これは、通常の路面は輝度が低く、
輝度変化も小さいのに対して、白線は通常の路面に比較
して輝度が非常に高いので、道路の明度差に着目するこ
とにより容易に白線を認識できるからである。

【０００７】ところが、道路状況により、例えば、路面
が濡れている場合や、多数の水溜まりが存在する場合
は、光が反射され易いため路面の輝度が高くなり、白線
との間の輝度差が小さくなってしまう。このような場
合、白線と通常の路面との識別が難しくなり、白線の認
識精度が低下して正確な車線逸脱防止が行なえない虞が
ある。

【０００８】このような場合の対策手段として、特開平
７−１７２９９号公報には、白線認識精度が十分に確保
できなくなった場合には車線逸脱防止制御を速やかに停
止する技術が開示されている。しかしながら、白線が途
中で断続的に破綻している場合等、白線認識が単発的に
不調になりすぐに回復するような場合は、その度に制御
が中断されて制御が不連続になってしまうため、ドライ
バに違和感を与えることになる。

【０００９】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、道路状況により白線認識が不調になった場合でも
制御の連続性を保てるようにした、車線逸脱防止装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の車線逸脱防止装置では、白線認識手段によ
り、画像情報入力手段により入力された車両の前方の道
路画像情報から道路上の白線を認識し、この認識された
白線に基づいて走行車線推定手段により自車両が走行す
る走行車線を推定する。

【００１１】そして、横ずれ量算出手段が、走行車線推
定手段で推定された走行車線の基準位置からの車両の走
行位置の横ずれ量を算出し、横加速度算出手段が、走行
車線の道路曲率から車両に作用する横加速度を算出す
る。制御トルク算出手段は、横ずれ量算出手段で算出さ
れた横ずれ量に基づいて横ずれ量対応制御トルクを算出
するとともに横加速度算出手段で算出された横加速度に
基づいて横加速度対応制御トルクを算出し、これらの算
出した横ずれ量対応制御トルクと横加速度対応制御トル
クとから操舵用制御トルクを算出する。制御手段は、算
出された操舵用制御トルクが車両の走行車線からの逸脱
を防止する方向に発生するように操舵アクチュエータを
制御する。

【００１２】一方、白線認識手段における白線認識が不
調の場合は、この白線に基づいて横加速度算出手段によ
り算出される横加速度の精度も不安定になるが、このと
きには、横加速度検出手段により車両に加わる実横加速
度を検出し、制御トルク算出手段では、横加速度算出手
段で算出される横加速度に代えてこの横加速度検出手段
で検出される実横加速度に基づいて横加速度対応制御ト
ルクの算出を行なうようにする。

【００１３】これにより、白線認識の不調の場合でも制
御の連続性が保たれ、ドライバに違和感を与えない。ま
た、請求項２記載の本発明の車線逸脱防止装置では、白
線認識手段における白線認識が不調になると、制御トル
ク算出手段は、横ずれ量算出手段で算出された横ずれ量
に基づく横ずれ量対応制御トルクの制御ゲインを徐々に
低下させていく。

【００１４】これにより、信頼性の低い白線情報に基づ
く不適切な横ずれ量対応制御トルクが付与されることが
防止されるとともに、突然制御が停止されることもな
く、ドライバに違和感を与えない。さらに、請求項３記
載の本発明の車線逸脱防止装置では、白線認識手段にお
ける白線認識の不調状態が所定時間以上継続すると、制
御トルク算出手段は、横加速度検出手段で検出された実
横加速度に基づく横加速度対応制御トルクの制御ゲイン
を徐々に低下させていく。

【００１５】これにより、単発的な白線認識の不調の場
合は、実横加速度に基づく横加速度対応制御トルクによ
り制御の連続性を保たれるとともに、長期間の白線認識
の不調に対しては、信頼性の低い実横加速度に基づく不
適切な横加速度対応制御トルクを長期間付与することが
防止され、突然制御が停止されることもなくドライバに
違和感を与えない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１〜図１２は本発明の一
実施形態としての車線逸脱防止装置を示すものである。
本車線逸脱防止装置（レーンガイダンスシステムとも言
う）は、自動車において自車両が走行車線から逸脱しそ
うになるとこれを防止するためのものであり、走行車線
に対する自車両の位置を認識して、車線逸脱のおそれが
生じると、図２に示すように、車両にそなえられた操舵
アクチュエータ２１によりドライバの加える操舵トルク
とは別の操舵トルク（この操舵トルクは、ドライバの加
える操舵トルクと区別するために操舵用制御トルクと呼
ぶ）を与えて、操舵中のドライバにステアリングホイー
ル（以下、ハンドルともいう）２０を通じて車線逸脱を
警告するものである。

【００１７】もちろん、この操舵用制御トルク自体も、
車両の挙動を修正する作用があるが、この操舵用制御ト
ルクは、あくまでも操舵系を通じてドライバに警告する
ことが主目的であり、車線を逸脱しそうな車両の位置を
修正するのは、この操舵用制御トルクが加えられたこと
で車線を逸脱しそうなことを認識したドライバの操舵操
作によって行なうべきものとしている。

【００１８】したがって、本車線逸脱防止装置は、図２
に示すように、走行車線に対する自車両の位置を認識す
るために、車両１の前方の道路状態を撮像する撮像手段
としてのカメラ（画像情報入力手段）２と、カメラ２か
らの画像情報を適宜処理して前方道路上の左右の白線位
置を認識する画像情報処理手段（白線認識手段）３と、
この画像情報処理手段３による白線位置画像情報から車
両の走行レーン（走行車線）の基準位置に対する所定時
間ｔ後における横ずれ量ΔＹを予測して算出する横ずれ
量算出手段４Ａと、車両に作用する横加速度Ｇを算出す
る横加速度算出手段７とをそなえている。

【００１９】なお、横ずれ量ΔＹは、車両１が車線を逸
脱しそうな度合いに関する判定パラメータに相当し、横
加速度Ｇはカーブ路におけるドライバの負担に関する判
定パラメータに相当する。また、横ずれ量算出手段４Ａ
は、横加速度Ｇの判定パラメータである道路曲率ρを算
出する道路曲率算出手段４Ｂとともに、自車両に対する
走行車線（走行レーン）の相対位置を推定する走行レー
ン推定手段（走行車線推定手段）４内の機能要素として
そなえられている。

【００２０】さらに、本車線逸脱防止装置は、横ずれ量
算出手段４Ａにより算出された横ずれ量（横偏差）Δ
Ｙ、即ち、車線を逸脱しそうな度合いと、横加速度算出
手段７により算出された横加速度Ｇ、即ち、カーブ路に
おけるドライバの負担とに基づいて、操舵用制御トルク
Ｔｃを算出する制御トルク算出手段５と、ドライバの加
える操舵トルクとは別に操舵用制御トルクを操舵系に付
与しうる操舵アクチュエータ２１と、この制御トルク算
出手段５で算出された操舵用制御トルクＴｃが横ずれ量
ΔＹを減らし、また、横加速度Ｇに対抗する方向に発生
するように操舵アクチュエータ２１を制御する制御手段
（コントローラ）６とをそなえている。

【００２１】また、本車線逸脱防止装置の作動を選択す
るスイッチ（ＳＷ）２３がそなえられている。したがっ
て、本装置を作動させたければスイッチ２３をオンに、
本装置を作動させたくなければスイッチ２３をオフに、
ドライバの好みに応じて選択できるようになっている。
さらに、例えばインパネ（インストルメントパネル）内
には、スイッチ２３がオンの場合、又は、車線逸脱防止
のための制御トルクが加えられている場合に、これを表
示する作動表示部２４が設けられている。

【００２２】なお、画像情報処理手段３，走行レーン推
定手段４（横ずれ量算出手段４Ａ，道路曲率算出手段４
Ｂ），横加速度算出手段７，制御トルク算出手段５，コ
ントローラ６は、ＣＰＵ，入出力インタフェース，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ等をそなえてなる電子制御ユニットとして構
成される。まず、走行車線に対する自車両の位置認識、
即ち、自車両の横ずれ量ΔＹの算出について説明する。

【００２３】画像情報処理手段３では、まず、図３に示
すように、カメラ２からの原画像３Ａを取り込み、この
原画像３Ａから道路白線を抽出して、抽出した道路白線
の画像を、鉛直上方から見たような平面視画像３Ｂに変
換する。次に、白線１２Ｌ，１２Ｒの認識について図４
を参照しながら説明する。なお、ここでは、走行レーン
左端の路側線としての白線１２Ｌの認識について説明す
るが、走行レーン右端の白線１２Ｒを基準とする場合に
ついても同様であるため、左端の白線１２Ｌについては
単に白線１２と称することにする。

【００２４】次に、画像情報認識手段３では、図４
（ａ）に示すように、車両１にそなえられたカメラ２に
より平地において車両前方の範囲（例えば５ｍ〜３０
ｍ）の白黒画像情報を取り込み、この画像情報から画面
上で縦方向の画像を一部省略する。そして、この画面上
で等間隔になるような複数の水平線１１を設定する。こ
の白黒画像情報の取り込みは、微小な制御周期毎に更新
されるようになっており、図４（ｂ）に示すように、そ
れぞれの水平線１１上において前回の画面での白線位置
の左右の所要の範囲（ここでは、左右５０画素〔ｄｏ
ｔ〕）を白線探査エリア（処理対象領域）１０として設
定する。また、初回の画面は、直線路における白線位置
を前回の画面データとして利用する。

【００２５】そして、図４（ｃ）に示すように、各水平
線の明度をそれぞれ左から横方向に微分する。また、図
中の符号１４はガードレールである。ところで、通常の
路面は輝度が低く、輝度変化も小さい。これに対して、
白線１２は通常の路面に比較して輝度が非常に高いの
で、このように道路の明度を微分すると、通常の路面か
ら白線１２への境界点で輝度変化がプラス、白線１２か
ら通常の路面への境界点で輝度変化がマイナスとなるよ
うな微分データが得られる。このような微分データの一
例を図４（ｄ）に示す。

【００２６】そして、各水平線１１のデータそれぞれに
ついて、微分値のピークが左からプラス，マイナスの順
に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線１２
として妥当と思われる程度（プラスのピークからマイナ
スのピークまでの間隔が例えば３０ｄｏｔ以内）に納ま
っている組み合わせを白線候補として抽出し、通常は、
図４（ｅ）に示すように、その中点Ｍを白線候補点１５
として保存する。

【００２７】そして、これらの白線候補点１５のうち、
画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
これは、例えば車両１が左側通行の場合、探索エリア１
０の中の右側が通常輝度変化の少ない道路面であり、こ
の通常の道路面に最も近い白線候補点１５が白線１２と
判断できる。したがって白線１２よりもさらに左側に、
ノイズの原因となる物体（例えばガードレール１４等）
が存在する場合であっても、カメラ２により撮像された
画像情報から白線１２を確実に認識することができる。

【００２８】そして、図４（ｆ）に示すように、最後に
各水平線データにおける白線候補点１５の上下方向の連
続性を画面の下方から順次検証していく。まず、事前に
前画面での白線１２の上下端間の傾きを計算しておく。
そして、最下点１５Ａを白線１２とすると、一本だけ上
の水平線１１上の候補点１５Ｂが、前回の白線１２の傾
き分±５０ｄｏｔの範囲内（誤差範囲内）に入っている
かを検証する。

【００２９】候補点１５Ｂがこの範囲内に入っていれば
これを白線とし、入っていないときは候補点１５Ｂは却
下されて、上述の傾きから補間計算した座標が白線位置
としてみなされる。そして、この検出を各水平線につい
て同様の作業を行なうことにより、連続した白線１２を
認識することができるのである。このような白線認識の
作業は、所要の周期で継続して行なわれ、その都度白線
１２の認識が更新されるようになっている。

【００３０】走行レーン右端の路側線としての白線１２
Ｒの認識についても、これと同様に行なわれる。ところ
で、上述のように誤差範囲内に収まらない候補点１５が
存在する場合でも、前画面での白線１２の上下端間の傾
きから補間計算することにより白線１２を認識できるよ
うになってはいるが、画面上の候補点１５の多数が誤差
範囲内に収まらずに却下されるような場合は、有効に路
面上の白線を認識できているとは言えず、このような白
線１２に基づいては正確な制御は期待できない。そこ
で、画像情報処理手段３では、一定数以上の候補点１５
が却下された場合は、白線認識が不調であるとして認識
ロスト信号を制御トルク算出手段５に出力するようにな
っている。ただし、左右の白線１２Ｌ，１２Ｒの何れか
一方が有効に認識できている場合は、その有効に認識さ
れている白線１２に基づいて制御が行なえるため、認識
ロスト信号は出力しない。

【００３１】なお、このように白線１２を認識できない
場合としては、路面が濡れている場合や、多数の水溜ま
りが存在する場合がある。このような場合は、光が反射
され易いため路面の輝度が高くなり、白線１２との間の
輝度差が小さくなってしまうため、白線１２と通常の路
面との識別が難しくなるのである。また、白線１２が途
中で破綻していたり不鮮明であったり、白線１２の近傍
に白色に近い表示や物体が存在する場合にも、当然なが
ら白線認識は行なえないことがある。

【００３２】走行レーン推定手段４では、このように各
認識周期で認識された原画像３Ａ上の白線１２Ｒ，１２
Ｌを平面視画像３Ｂに変換して、走行レーン左端の白線
１２Ｌから推定しうる道路中心線ＬＣ_Lと走行レーン右
端の白線１２Ｒから推定しうる道路中心線ＬＣ_Rとに基
づいて、道路中心線ＬＣの推定を行なうようになってい
る。そして、この道路中心線ＬＣに基づいて、横ずれ量
算出手段４Ａにより現時点における横ずれ量ΔＹ₀と偏
角βとを算出する。

【００３３】なお、偏角βとは、図５に示すように、屈
曲した道路中心線ＬＣの接線方向と車両進行方向とがな
す角である。道路中心線ＬＣの接線方向は、カメラ画像
で得られる画像情報のうち車両に最も近い検出レベルで
ある第１検出点（図中には近地点と示す）における道路
中心線位置（基準線位置）から、この近地点よりもさら
に車両１から所定距離Ｌだけ離れた第２検出点（図中に
は遠地点と示す）における道路中心線位置（基準線位
置）に向かう方向であり、各位置情報から算出すること
ができる。また、車両進行方向は、現在の車両位置か
ら、現在の操舵角を維持して所定距離Ｌだけ離れた時点
における車両位置に向かう方向であり、これらの２地点
の情報から算出することができる。

【００３４】そして、この例では、車両に最も近い地点
である第１検出点における自車両中心線（点Ｐ１参照）
と道路中心線ＬＣ（点ＬＣ１参照）との横方向距離（道
路幅方向、即ちカメラ画像の横方向の距離）を現時点に
おける横ずれ量（現時点横偏差）ΔＹ₀として算出す
る。また、第２検出点は、第１検出点から所定時間ｔ後
（例えば１．０秒後）に到達すると予測できる地点（Ｌ
Ｃ２，Ｐ２）、つまり、第１検出点から現時点での車速
Ｖに所定時間ｔを乗じて得られる距離Ｌ（＝Ｖｔ）だけ
離れた地点としており、これらの第１検出点（ＬＣ１）
と第２検出点（ＬＣ２）とを結んだ直線と、車両１の進
行方向線（Ｐ１Ｐ２）とがなす角を偏角βとして算出す
る。なお、所定時間ｔ後に到達すると予測できる車両位
置（Ｐ２）は、操舵角センサ２７で検出された操舵角α
をもとに算出する。

【００３５】横ずれ量算出手段４Ａは、上述のごとく算
出された偏角βに車速センサ３２で検出された車両の車
速Ｖと所定時間ｔとを乗算して所定時間ｔ後における横
ずれ変化量Δｙ（Δｙ＝β×Ｖ×ｔ）を算出し、これに
現時点における横ずれ量（横偏差）ΔＹ₀を加算して予
測横ずれ量（以下、単に横ずれ量という）ΔＹ（＝ΔＹ
₀＋β×Ｖ×ｔ）を算出する。なお、所定時間ｔは運転
手の一般的なハンドル２０の操作速度や、画像情報処理
手段３等による道路状況の認識速度を考慮して適宜の時
間に設定されている。また、車速Ｖに応じて可変にして
もよく、第１検出点から第２検出点までの距離Ｌが一定
となるように所定時間ｔを設定してもよい。

【００３６】一方、道路曲率算出手段４Ｂでは、道路中
心線の画像情報に基づいて走行レーンの曲率（道路曲
率）ρを推定するようになっている。まず、図６に示す
ように、例えば、上述の第１検出点（ＬＣ１）と第２検
出点（ＬＣ２）に対して、さらに第２検出点（ＬＣ２）
から距離Ｌだけ前方の第３検出点（ＬＣ３）を与えて、
第１検出点（ＬＣ１）から第２検出点（ＬＣ２）に至る
第１のベクトルＬＣ１ＬＣ２と、第２検出点（ＬＣ２）
から第３検出点（ＬＣ３）に至る第２のベクトルＬＣ２
ＬＣ３とのなす角度θを第２検出点（ＬＣ２）における
曲率指標（曲率特性）として算出する。

【００３７】そして、これらの距離Ｌと曲率指標θとか
ら走行レーンの曲率（道路曲率）ρを次式により算出す
る。 ρ＝２ｓｉｎ（θ／２）／Ｌ・・・・・・・・・・・・（１）つまり、この曲率指標θの値は、第２検出点（ＬＣ２）
におけるカーブの屈曲度を表す指標であり、曲率指標θ
が大きい程、第２検出点（ＬＣ２）におけるカーブの曲
率ρが大きく、カーブが急であることを示している。

【００３８】横加速度算出手段７では、このようにして
道路曲率算出手段４Ｂにより算出される走行レーンの曲
率ρを基に車両に作用する横加速度Ｇを算出する。つま
り、車速センサ３２で検出される車両の走行速度の大き
さをＶとすると、横加速度Ｇは次式で算出される。Ｇ＝ρ×Ｖ² ・・・・・・・・・・・・・（２）なお、車両１には横加速度センサ３１がそなえられてお
り、この横加速度センサ３１によっても、実際に車両１
に作用している横加速度を検出できるようになってい
る。

【００３９】制御トルク算出手段５では、このようにし
て算出される走行車線の基準位置（道路幅中央位置）に
対する車両の横ずれ量ΔＹと、車両１に作用する横加速
度Ｇとに基づいて操舵用制御トルクＴｃを設定する。す
なわち、図１に示すように、制御トルク算出手段５は、
横ずれ量ΔＹに対応して横ずれ防止トルク（横ずれ量対
応操舵用制御トルク）Ｔｙを算出する機能（横ずれ対応
操舵用制御トルク算出手段）５Ａと、この算出手段５Ａ
による横ずれ防止トルクＴｙに、横加速度Ｇに対応した
保舵補助トルク（横加速度対応操舵用制御トルク）Ｔｇ
１を加算補正する機能（操舵用制御トルク補正手段）５
Ｂとをそなえている。

【００４０】この横加速度Ｇに応じた保舵補助トルクＴ
ｇ１による補正は、車両に横加速度Ｇが加わる場合に
は、これに対向するような保舵力が必要となり、このよ
うな保舵力を補助することで、車線逸脱防止のための操
舵制御をカーブ路等でも違和感なく行なえるようにする
ためである。つまり、横ずれ量ΔＹに対応した横ずれ防
止トルクＴｙによる横ずれ防止制御に加え、横加速度Ｇ
に応じた保舵補助トルクＴｇ１による保舵制御をも行な
おうとするものである。

【００４１】一般に、車両がカーブ路を走行していると
きには、カーブの曲率や車両の走行速度に応じて車両の
横方向に作用する遠心力が旋回を妨げる方向に働くの
で、この遠心力による横加速度を横加速度算出手段７に
より算出し、この算出した横加速度Ｇの大きさに応じて
保舵補助トルクＴｇ１を加算し、操舵用制御トルクの補
正を行なっている。

【００４２】ここで、横ずれ防止トルクＴｙについて説
明すると、横ずれ対応操舵用制御トルク算出手段５Ａで
は、図７に示すように、横ずれ量ΔＹに比例するように
横ずれ防止トルクＴｙを設定する。なお、図７中、横ず
れ量ΔＹに関する横座標は、右方向が右側への横ずれ
を、左方向が左側への横ずれを示しており、横ずれ防止
トルクＴｙに関する縦座標は、上方向が車両を車線左側
へ導く左操舵を、下方向が車両を車線右側へ導く右操舵
を示している。

【００４３】つまり、図７に示すように、車両が道路中
心線から右側へずれれば、この横ずれ量ΔＹに応じて車
両を車線左側へ導く左操舵の横ずれ防止トルクＴｙを設
定し、車両が道路中心線から左側へずれれば、この横ず
れ量ΔＹに応じて車両を車線右側へ導く右操舵の横ずれ
防止トルクＴｙを設定する。ただし、いずれも、横ずれ
防止トルクＴｙの大きさは一定値Ｔｙｍで制限してい
る。ここでは、横ずれ量ΔＹの大きさがＹ１となったら
横ずれ防止トルクＴｙの大きさを一定値Ｔｙｍに制限し
ている。これは、横ずれ防止トルクＴｙは、自動操舵に
用いる操舵トルクとは異なり、ドライバに警告すること
が主目的であって、車両の位置を修正するのはドライバ
の操舵操作によるため、操舵用制御トルクＴｃは、ドラ
イバの操舵操作を妨げない程度の大きさに、つまり、ド
ライバが容易に打ち勝てる程度の大きさに制限している
のである。

【００４４】また、操舵用制御トルク補正手段５Ｂで
は、図９に示すように、横加速度Ｇに比例するように保
舵補助トルクＴｇ１を設定する。なお、図９中、横加速
度Ｇに関する横座標は、右方向が車両の右方向への横加
速度の作用を、左方向が車両の左方向への横加速度の作
用を示しており、保舵補助トルクＴｇ１に関する縦座標
は、上方向が車両を車線左側へ導く左操舵を、下方向が
車両を車線右側へ導く右操舵を示している。

【００４５】図９に示すように、車両に右方向への横加
速度が作用すれば、この横加速度Ｇに応じて車両を車線
左側へ導く左操舵の保舵補助トルクＴｇ１を設定し、車
両に左方向への横加速度が作用すれば、この横加速度Ｇ
に応じて車両を車線右側へ導く右操舵の保舵補助トルク
Ｔｇ１を設定する。ただし、いずれも、保舵補助トルク
Ｔｇ１の大きさは一定値Ｔｇｍで制限している。ここで
は、横加速度Ｇの大きさがＧ１となったら保舵補助トル
クＴｇ１の大きさを一定値Ｔｇｍに制限している。これ
は、上述のように、ドライバが容易に打ち勝てる程度の
大きさに制限しているのである。

【００４６】このようにして横ずれ量ΔＹ，横加速度Ｇ
に基づいてそれぞれ設定された横ずれ防止トルクＴｙ，
保舵補助トルクＴｇ１は、制御トルク算出手段５にそな
えられた制御トルク算定部５Ｄによりそれぞれ適宜の制
御ゲインＫｙ，Ｋｇを乗算された上でこれらの乗算値Ｋ
ｙ・Ｔｙ，Ｋｇ・Ｔｇ１を加算して、操舵用制御トルク
Ｔｃとしてコントローラ６へ出力されるようになってい
る。

【００４７】ところで、画像情報処理手段３による白線
認識が不調のときは、画像情報処理手段３から制御トル
ク算出手段５へ認識ロスト信号が入力されるが、この認
識ロスト信号が入力されている間は、横ずれ防止トルク
Ｔｙ，保舵補助トルクＴｇ１ともに精度の低い道路中心
線ＬＣの情報に基づいて算出されるため、このまま操舵
用制御トルクＴｃとしてコントローラ６へ出力しても有
効に車線逸脱防止の機能を発揮しない可能性が大きい。

【００４８】そこで、制御トルク算定部５Ｄは、画像情
報処理手段３から認識ロスト信号が入力されると、ま
ず、制御トルク算定部５Ｄの機能要素である切替手段５
ｄによって、操舵用制御トルク補正手段５Ｂによる横加
速度算出手段７で算出された横加速度Ｇに基づいた保舵
補助トルクの設定から、代用操舵用制御トルク補正手段
５Ｃによる実際に車両１に作用する横加速度（実横加速
度）Ｇ′に基づいた保舵補助トルクの設定へと切り替え
る。そして、この代用操舵用制御トルク補正手段５Ｃに
より設定された保舵補助トルクＴｇ２にゲインＫｇを乗
算し、この乗算値Ｋｇ・Ｔｇ２を横ずれ防止トルクＴｙ
に加算して操舵用制御トルクＴｃを得るようになってい
る。

【００４９】なお、実横加速度Ｇ′は、車両１にそなえ
られた横Ｇセンサ（横加速度検出手段）３１により検出
されるようになっており、代用操舵用制御トルク補正手
段５Ｃはこの実横加速度Ｇ′に基づいて操舵用制御トル
ク補正手段５Ｂと同様に図９に示すようなマップから保
舵補助トルクＴｇ２を設定するようになっている。ま
た、横加速度算出手段７で算出された横加速度Ｇと実横
加速度Ｇ′との誤差により、保舵補助トルクＴｇ１から
保舵補助トルクＴｇ２への切り替え時には急激なトルク
変動が生じる可能性があるが、これに対しては図２に示
すように、制御トルク算出手段５とコントローラ６との
間に介装されたローパスフィルタ２５により平滑化処理
することで対処している。

【００５０】このように、保舵補助トルクＴｇ１による
保舵制御に関しては、白線認識が不調のときには実横加
速度Ｇ′に基づく保舵補助トルクＴｇ２により代用する
ことが可能であるが、横ずれ防止トルクＴｙによる横ず
れ防止制御に関しては、横ずれ防止トルクＴｙの算出基
準となる横ずれ量ΔＹはカメラ２による画像情報によっ
てのみ得ることができるため、他の手段で代用すること
はできない。また、白線認識が不調のときには、このま
ま横ずれ防止トルクＴｙを付与したとしても有効に車線
逸脱防止の機能を発揮しない可能性が大きく、逆に不適
切なトルク付与によりドライバに違和感を与える可能性
もある。

【００５１】そこで、横ずれ防止トルクＴｙによる横ず
れ防止制御については、不適切なトルク付与を防止する
ため認識ロスト信号が入力されると制御を停止するよう
にする。ただし、突然横ずれ防止トルクＴｙの付与が停
止されたり白線認識が正常になり突然再び横ずれ防止ト
ルクＴｙが付与されたりするとドライバに違和感を感じ
させることになるので、突然付与を停止するのではな
く、認識ロスト信号が入力されると徐々にゲインＫｙを
小さくしていき、数秒間かけて停止するようにしてい
る。

【００５２】こうして、ゲインＫｙが０となり横ずれ防
止トルクＴｙの付与が停止されると、実横加速度Ｇ′に
基づく保舵補助トルクＴｇ２のみが操舵用制御トルクＴ
ｃとして付与されることになるが、実横加速度Ｇ′はカ
ーブ路のみならず車両の蛇行運転等の他の要因によって
も発生するため、この保舵補助トルクＴｇ２によっては
必ずしも正確な保舵制御を行うことはできず、不必要な
トルク付与によりドライバに違和感を与える可能性もあ
る。つまり、この実横加速度Ｇ′に基づく保舵補助トル
クＴｇ２は、白線認識が断続的に不調になり横加速度算
出手段７による横加速度Ｇの算出が正確に行なえなくな
ったような場合に、白線認識が正常に回復するまでの間
一時的に代用するには有効であるが、恒常的な使用には
不適当である。

【００５３】そこで、認識ロスト信号が所定時間続いた
場合には、単発的な白線認識の不調ではないと判断し、
横ずれ防止制御と同様に徐々にゲインＫｇを小さくして
いき、数秒間かけて停止するようになっている。このよ
うに、認識ロスト信号が所定時間以上続いた場合は、ゲ
インＫｙ，Ｋｇともに０とされ操舵用制御トルクＴｃの
付与による車線逸脱防止制御は停止されることになる
が、白線認識が回復した場合には、再び操舵用制御トル
クＴｃの付与による車線逸脱防止制御が再開される。

【００５４】なお、このとき、切替手段５ｄは操舵用制
御トルク補正手段５Ｂ側へ切り替わり、横加速度算出手
段７により算出された横加速度Ｇに基づいて保舵補助ト
ルクＴｇ１が設定され、また、突然のトルク付与による
ドライバの違和感を防止するため、停止時と同様にゲイ
ンＫｙ，Ｋｇは徐々に大きくなるようになっている。同
様に、ゲインＫｙ又はゲインＫｇが徐々に低下している
ときに白線認識が回復した場合も、そこから徐々に大き
くしていき突然のトルク変動によるドライバの違和感を
防止している。

【００５５】例えば、図１１の（ａ），（ｂ），（ｃ）
は、それぞれ認識ロスト信号の入力と、それに対応し
た、ゲインＫｙ，ゲインＫｇの各時間変化を示すタイム
チャートであり、（ｃ）には合わせて保舵補助トルクＴ
ｇ１，Ｔｇ２の切替を示している。この図１１を用いて
制御トルク算出手段５の機能についてさらに具体的に説
明を行なう。

【００５６】なお、以下の説明は、制御トルク算出手段
５において、制御トルクの設定に関してゲインＫｙ，ゲ
インＫｇ以外のゲインが設けられていないか、又は、設
けられていても、このゲインがいずれも１であるものと
する。図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、認
識ロスト信号がＯＦＦの場合はゲインＫｙ，Ｋｇともに
１．０に設定されている。また、切替手段５ｄは操舵用
制御トルク補正手段５Ｂ側に設定され、横加速度算出手
段４Ｂで算出された横加速度Ｇに基づいた保舵補助トル
クＴｇ１による保舵制御が行なわれている。したがっ
て、この場合は操舵アクチュエータ２１からは、操舵用
制御トルクＴｃ（Ｔｃ＝Ｔｙ＋Ｔｇ１）が付与されるこ
とになる。

【００５７】ところが、認識ロスト信号が入力（ＯＮ）
されると（時点ｔ₁）、切替手段５ｄが代用操舵用制御
トルク補正手段５Ｃ側に切り替わり、横Ｇセンサ３１で
検出された実横加速度Ｇ′に基づいた代用保舵補助トル
クＴｇ２による保舵制御に切り替わるとともに、横ずれ
防止トルクＴｙのゲインＫｙも一定速度ｄＫｙ１で徐々
に低下していく。すなわち、操舵用制御トルクＴｃはＴ
ｃ＝Ｋｙ・Ｔｙ＋Ｔｇ２となる。やがて数秒後（時間ｔ
₁₂）にはゲインＫｙは０となり（時点ｔ₂）、横ずれ防
止トルクＴｙによる横ずれ防止制御は停止し、代用保舵
補助トルクＴｇ２による保舵制御のみが行なわれる。

【００５８】そして、白線認識の不調が一定時間（時間
ｔ₁₃）続いた場合はゲインＫｇを一定速度ｄＫｇ１で徐
々に低下させていき（時点ｔ₃）、数秒後（時間ｔ₃₄）
にはゲインＫｇも０として（時点ｔ₄）、代用保舵補助
トルクＴｇ２による保舵制御も停止する。一方、白線認
識が回復して認識ロスト信号がＯＦＦになると（時点ｔ
₅）、横ずれ防止制御，保舵制御ともに再開し、ゲイン
Ｋｙ，Ｋｇともにそれぞれ一定速度ｄＫｙ２，ｄＫｇ２
で増加させて行く。なお、認識ロスト信号がＯＦＦにな
った時点（時点ｔ₅）で、切替手段５ｄは操舵用制御ト
ルク補正手段５Ｂ側に切り替わり、横加速度算出手段７
で算出された横加速度Ｇに基づいた保舵補助トルクＴｇ
１による保舵制御に切り替わっている。したがって、白
線認識の回復に伴い、操舵アクチュエータ２１からは操
舵用制御トルクＴｃ（Ｔｃ＝Ｋｙ・Ｔｙ＋Ｋｇ・Ｔｇ
１）が付与される。

【００５９】やがて、ゲインＫｙ，ゲインＫｇともに
１．０となり（それぞれ時点ｔ₆，ｔ ₇）、操舵アクチ
ュエータ２１からは通常の操舵用制御トルクＴｃ（Ｔｃ
＝Ｔｙ＋Ｔｇ１）が付与される。なお、ここではゲイン
Ｋｙ，Ｋｇの通常設定を１．０とした場合について説明
したが、他の適宜の値に設定することももちろん可能で
あり、また、運転状況等に合わせて可変にしてもよい。
さらに、ゲインＫｙ，Ｋｇの低下速度ｄＫｙ１，ｄＫｇ
１，増加速度ｄＫｙ２，ｄＫｇ２はそれぞれ別個の設定
でもよく、また同一設定でもよく、ゲインＫｙ，Ｋｇが
最大値から０まで低下，上昇する時間が一定（例えば５
秒）となるように設定してもよい。

【００６０】ところで、操舵アクチュエータ２１は、ス
テアリングシャフトにトルクを加えうるアクチュエータ
であればよく、例えば、図１２に示すように、ステアリ
ングシャフト４０の図示しないトーションバーよりも下
方（パワーステアリング側）に設置した小型電動トルク
モータ４１により構成してもよい。この場合、モータ４
１からステアリングシャフト４０へのトルク伝達は、ウ
ォーム４２ａとウォームホイール４２ｂとからなるウォ
ームギヤ４２を介して行なうが、ウォームホイール４２
ｂとステアリングシャフト４０との間にはトルクリミッ
タ４３を介装する。このトルクリミッタ４０により、万
が一モータ４１が固着した場合でもドライバーは容易に
ハンドル２０の操作を行なうことができる。また、モー
タ４１は最大トルクを必要最小限に設定されており、例
えコントローラ６に故障が生じてもドライバーに過剰な
制御トルクが伝達されないようになっている。

【００６１】なお、制御トルク算出手段５とコントロー
ラ６との間には、実際に操舵アクチュエータ２１で発揮
される制御トルクが急変することなく滑らかに連続する
ように制御トルク算出信号の出力に対して平滑化処理す
るローパスフィルタ２５が介装されている。本発明の一
実施形態としての車線逸脱防止装置は、上述のように構
成されているので、制御スイッチ２３がオンされること
により、車線逸脱防止の処理が開始さる。

【００６２】まず、本車線逸脱防止装置（レーンガイダ
ンスシステム）では、画像情報処理手段３により、カメ
ラ２から入力される車両前方の画像情報を適宜処理して
前方道路上の左右の白線位置を認識し、この白線位置画
像情報を基に、走行レーン推定手段４により自車両に対
する走行車線の相対位置を推定する。そして、横ずれ量
算出手段４Ａにより、走行車線に対する自車両の所定時
間後における横ずれ量ΔＹを予測するとともに、横加速
度算出手段７により車両に作用する横加速度Ｇを算出す
る。制御トルク算出手段５はこれらの横ずれ量ΔＹ，横
加速度Ｇをもとに車線逸脱防止のための操舵用制御トル
クＴｃを算出する。

【００６３】ここで、操舵用制御トルクＴｃの算出につ
いて詳細に説明すると、まず、所定時間後において車両
が走行車線からどの程度逸脱するかの指標である、横ず
れ量ΔＹを算出する必要がある。本装置では、横ずれ量
算出手段４Ａにより、走行レーン推定手段４により推定
された自車両に対する走行車線の相対位置に基づいて現
時点での横ずれ量ΔＹ₀を算出する。ここでは、カメラ
２による画像情報に基づいて、車両に最も近い地点（第
１検出点）における自車両中心線と道路中心線ＬＣとの
横方向距離（道路幅方向，カメラ画像の横方向距離）を
横ずれ量（横偏差）ΔＹ₀として算出する。

【００６４】こうして現時点での横ずれ量ΔＹ₀の算出
が行なわれると、さらに、車両から所定距離だけ離れた
第１検出点における基準線位置情報と、この近地点より
もさらに車両１から距離Ｌだけ離れた第２検出点におけ
る基準線位置情報とから、屈曲した道路中心線ＬＣの接
線方向を算出する。また、現在の車両位置情報と、現在
の操舵角を維持して距離Ｌだけ離れた時点における車両
位置情報とから車両進行方向を算出し、この車両進行方
向と道路中心線ＬＣの接線方向とがなす偏角βを算出す
る。

【００６５】ここでは、図５に示すように、第２検出点
（ＬＣ２）を、第１検出点（ＬＣ１）から所定時間ｔ後
に到達すると予測できる地点、つまり、第１検出点（Ｌ
Ｃ１）から現時点での車速Ｖに所定時間ｔを乗じて得ら
れる距離Ｌにある地点として、これらの第１検出点（Ｌ
Ｃ１）と第２検出点（ＬＣ２）とを結んだ直線と、車両
１の進行方向線とがなす角を偏角βとして算出する。

【００６６】このようにして、現時点での横ずれ量ΔＹ
₀と偏角βが算出されると、横ずれ量算出手段４Ａは、
さらに偏角βに車速センサ３２で検出された車両の車速
Ｖと所定時間ｔとを乗じて横ずれ変化量Δｙ（Δｙ＝β
×Ｖ×ｔ）を算出し、これに現時点における横ずれ量
（横偏差）ΔＹ₀を加算して所定時間ｔ後における予測
横ずれ量ΔＹ（＝ΔＹ₀＋β×Ｖ×ｔ）を算出する。

【００６７】一方、カーブ路において車両の旋回を妨げ
るように作用する遠心力の大きさの指標である横加速度
Ｇは、横加速度算出手段７により算出されるが、まず、
走行レーン推定手段４の機能要素である道路曲率算出手
段４Ｂにより、道路中心線ＬＣの画像情報に基づいて走
行レーンの曲率（道路曲率）ρを推定し、この道路曲率
ρに基づき横加速度Ｇを算出する。

【００６８】つまり、図６に示すように、車両から所定
距離だけ離れた第１検出点（ＬＣ１）と第２検出点（Ｌ
Ｃ２）に対して、さらに第２検出点（ＬＣ２）から距離
Ｌだけ前方に第３検出点（ＬＣ３）を取り、第１検出点
（ＬＣ１）から第２検出点（ＬＣ２）に至る第１のベク
トルＬＣ１ＬＣ２と、第２検出点（ＬＣ２）から第３検
出点（ＬＣ３）に至る第２のベクトルＬＣ２ＬＣ３との
なす角度θを第２検出点（ＬＣ２）における曲率指標
（曲率特性）として算出する。そして、これらの距離Ｌ
と曲率指標θとから第２検出点（ＬＣ２）における走行
レーンの曲率（道路曲率）ρを（１）式を用いて算出
し、さらに、車速センサ３２で検出される車両の走行速
度Ｖを用いて（２）式から横加速度Ｇを算出する。

【００６９】このようにして、横ずれ量ΔＹと横加速度
Ｇとが算出されると、制御トルク算出手段５は、まず、
横ずれ対応操舵用制御トルク算出手段５Ａにより、図７
に示すようなマップやテーブル又は演算式を用いて横ず
れ防止トルクＴｙを算出する。横ずれ防止トルクＴｙ
は、横ずれ量ΔＹに比例し、且つ、その大きさを一定値
で制限される。つまり、図７に示すように、車両が道路
中心線から右側へずれれば、この横ずれ量ΔＹに応じて
車両を車線左側へ導く左操舵の横ずれ防止トルクＴｙを
設定し、車両が道路中心線から左側へずれれば、この横
ずれ量ΔＹに応じ−車両を車線右側へ導く右操舵の横ず
れ防止トルクＴｙを設定するが、いずれも、横ずれ防止
トルクＴｙの大きさは一定値Ｔｙｍで制限される。

【００７０】このように横ずれ防止トルクＴｙを制限す
ることで、横ずれ防止トルクＴｙが過大になることはな
く、横ずれ防止トルクＴｙの大きさはドライバが容易に
打ち勝てる程度に保たれることになる。この横ずれ防止
トルクＴｙが付与されると、ドライバは車線逸脱（道路
中心線からの外れ）とその修正方向をハンドル２０の保
舵感等から感じ取り、車両位置の修正が、ドライバの操
舵操作によって速やかに行なわれるようになる。この横
ずれ防止トルクＴｙ自体もドライバへの警告の意味だけ
でなく車両位置の修正のためにも有効となる。また、横
ずれ防止トルクＴｙによる警告は、例えば脇見運転のド
ライバに対しても有効であり、この場合、車線からの逸
脱を未然に防ぎながら、ドライバへ脇見運転の防止を促
すことにもなる。

【００７１】そして、この横ずれ防止トルクＴｙは、現
時点における横ずれ量ΔＹ₀のみならず、現時点におけ
る横ずれ量ΔＹ₀に車速Ｖと偏角βとから予測される所
定時間ｔ後における横ずれ変化量Δｙを加算して得られ
る予測横ずれ量ΔＹをもとに決定されるため、車両が逸
脱しようとしている度合いを前もって推定して制御遅れ
が生じないように車両の逸脱防止の制御を行なうことが
でき、車線逸脱防止の案内を状況に応じて的確に行なう
ことができる。

【００７２】なお、横ずれ操舵用制御トルク算出手段５
Ａによる横ずれ防止トルクＴｙの算出は、横ずれ量ΔＹ
に対して図７に示すような特性に限定されない。つま
り、横ずれ防止トルクＴｙは、横ずれ量ΔＹが大きくな
ればこれを小さくするように作用するものであればよ
く、特に、横ずれ量ΔＹが小さい領域では横ずれ防止ト
ルクＴｙを０として、この領域（不感帯）よりも横ずれ
量ΔＹの大きさが大きくなれば、横ずれ防止トルクＴｙ
を横ずれ量ΔＹに応じて設定するようにしてもよい。こ
の場合、横ずれ防止トルクＴｙを横ずれ量ΔＹに対して
線型に増加させてもよく、また、ステップ状に増加させ
てもよい。

【００７３】さらに、図８に示すように、不感帯領域よ
りも横ずれ量ΔＹの大きさが大きくなれば、横ずれ量Δ
Ｙが減少する方向に一定の大きさの横ずれ防止トルクＴ
ｙｍを設定するようにしてもよい。次いで、制御トルク
算出手段５は、操舵用制御トルク補正手段５Ｂにより、
図９に示すようなマップやテーブル又は演算式を用いて
保舵補助トルクＴｇ１の算出を行なう。つまり、図９に
示すように、走行レーンが左方向にカーブしている場
合、車両に作用する横加速度Ｇは車両の旋回を妨げる右
方向に働くので、横加速度Ｇの大きさに応じて車両を左
側へ旋回させる左操舵の保舵補助トルクＴｇ１を設定
し、走行レーンが右方向にカーブしている場合は、横加
速度Ｇの大きさに応じて車両を右側へ旋回させる右操舵
の保舵補助トルクＴｇ１を設定する。ただし、ドライバ
が容易に打ち勝てる程度に保舵補助トルクＴｇ１の大き
さを保つため、横加速度Ｇの大きさがＧ１以上の場合は
保舵補助トルクＴｇ１の大きさを一定値Ｔｇｍに制限す
る。

【００７４】この保舵補助トルクＴｇ１が付与される
と、ドライバはカーブ路におけるハンドル２０の保舵力
を軽減され、大きな横加速度Ｇが作用するような場合で
も容易に操舵操作が行なわれるようになる。また、この
保舵補助トルクＴｇ１は、車両がこれから進入するカー
ブにおいて作用するであろう横加速度Ｇを前もって予測
し、この予測された横加速度Ｇをもとに決定されるた
め、ドライバにカーブに沿ったハンドル操舵を促すよう
に保舵補助トルクＴｇ１を付加することができる。この
ため、この保舵補助トルクＴｇ１は車両がカーブにさし
かかったことをドライバに警告する効果もあり、例えば
脇見運転のドライバに対して有効である。

【００７５】なお、操舵用制御トルク補正手段５Ｂによ
る保舵補助トルクＴｇ１の算出は、横加速度Ｇに対して
図９に示すような特性に限定されない。つまり、保舵補
助トルクＴｇ１も、横加速度Ｇが大きいほどこの影響を
解消するような傾向のものであればよく、例えば、図１
０に示すように、横加速度Ｇが小さい領域では保舵補助
トルクＴｇ１を０として、この領域（不感帯）よりも横
加速度Ｇの大きさが大きくなれば、保舵補助トルクＴｇ
１を横加速度Ｇに応じて設定するようにしてもよい。

【００７６】このようにして横ずれ対応操舵用制御トル
ク算出手段５Ａ，操舵用制御トルク補正手段５Ｂにより
それぞれ設定された横ずれ防止トルクＴｙ，保舵補助ト
ルクＴｇ１は、制御トルク算定部５Ｄにおいてそれぞれ
適宜のゲインＫｙ，Ｋｇを乗算された上で足し合わされ
操舵用制御トルクＴｃが算出される。コントローラ６
は、こうして得られた操舵用制御トルクＴｃに基づいて
操舵アクチュエータ２１を作動させ、これにより、ドラ
イバの操舵トルクと操舵アクチュエータ２１による操舵
用制御トルクＴｃとが加算された状態となって、パワー
ステアリング装置を経て操舵輪２２側へ伝達され、操舵
輪２２を転舵するのである。

【００７７】ところで、路面が濡れている場合や、路面
上に多数の水溜まりが存在する場合は、光が反射され易
いため路面の輝度が高くなり、白線との間の輝度差が小
さくなってしまうため、白線と通常の路面との識別が難
しくなる。また、白線が途中で破綻していたり不鮮明で
あったり、白線の近傍に白色に近い表示や物体が存在す
る場合には、白線認識を行うことはできない。このよう
な場合、画像情報処理手段３における白線認識処理にお
いては、白線１２の候補点１５の多数がその誤差範囲内
に収まらない状態となり、候補点１５からの白線１２の
認識が行なえず、前画面での白線１２の上下端間の傾き
から補間計算することにより白線１２の認識を行なう。

【００７８】しかしながら、このように画面上の候補点
１５の多数が誤差範囲内に収まらずに却下されるような
場合は、有効に路面上の白線を認識できているとは言え
ず、このような精度の低い白線情報に基づいて横ずれ防
止トルクＴｙ，保舵補助トルクＴｇ１を算出したとして
も有効に車線逸脱防止の機能を発揮しない可能性が大き
い。

【００７９】そこで、一定数以上の候補点１５が却下さ
れた場合は、白線認識が不調であるとして認識ロスト信
号を制御トルク算出手段５に出力する。ただし、左右の
白線１２Ｌ，１２Ｒの何れか一方が有効に認識できてい
る場合は、その有効に認識されている白線１２に基づい
て制御が行なえるため認識ロスト信号は出力せず、左右
の白線１２Ｌ，１２Ｒの両方が認識できないときのみ認
識ロスト信号を出力する。

【００８０】制御トルク算出手段５は、画像情報処理手
段３から認識ロスト信号が入力されると、まず、制御ト
ルク算定部５Ｄの機能要素である切替手段５ｄにより、
操舵用制御トルク補正手段５Ｂから代用操舵用制御トル
ク補正手段５Ｃへ保舵補助トルクの設定にかかる手段を
切り替える。この代用操舵用制御トルク補正手段５Ｃ
は、操舵用制御トルク補正手段５Ｂが横加速度算出手段
７で算出された横加速度Ｇに基づいて保舵補助トルクＴ
ｇ１を設定するのに対し、実際に車両１に作用する横加
速度を横Ｇセンサで検出し、検出された実横加速度Ｇ′
に基づいて保舵補助トルクＴｇ２を設定するので、画像
情報処理手段３の白線認識の状態に関係なく保舵制御を
行なうことができる。このため、画像情報処理手段３の
白線認識が単発的に不調になるような場合に、代用操舵
用制御トルク補正手段５Ｃに切り替えて保舵補助トルク
Ｔｇ２を設定することにより、道路状態により保舵制御
が不安定になることを防止することができる。

【００８１】なお、制御トルク算出手段５とコントロー
ラ６との間には、ローパスフィルタ２５が介装されてい
るので、保舵補助トルクＴｇ１から保舵補助トルクＴｇ
２への切り替え時におけるトルク変動を平滑化処理する
ことができ、これにより保舵補助トルクは滑らかに連続
するようになり、さらに保舵制御を安定させることがで
きる。

【００８２】また、代用操舵用制御トルク補正手段５Ｃ
は、操舵用制御トルク補正手段５Ｂと同様に図９に示す
ようなマップから保舵補助トルクＴｇ２を設定するよう
になっているので、保舵補助トルクＴｇ２は実横加速度
Ｇ′の大きさに応じて大きくなるよう設定され、ドライ
バは保舵補助トルクＴｇ１による保舵制御に比較して違
和感を感じることはない。

【００８３】一方、横ずれ防止トルクＴｙによる横ずれ
防止制御に関しては、横ずれ防止トルクＴｙの算出基準
となる横ずれ量ΔＹはカメラ２による画像情報によって
のみ得ることができるため、他の手段で代用することは
できない。そこで、認識ロスト信号が入力されるとゲイ
ンＫｙを一定速度ｄＫｙ１で徐々に低下させる。このよ
うに認識ロスト信号に応じて横ずれ防止制御を停止する
ことにより、信頼性の低い白線情報に基づく不適切なト
ルク付与によりドライバに違和感を与えることを防止す
るとともに、徐々にゲインＫｙを低下させることによ
り、突然横ずれ防止トルクＴｙの付与が停止されたり白
線認識が正常になり突然再び横ずれ防止トルクＴｙが付
与されたりしてドライバが違和感を感じることを防止す
ることができる。

【００８４】こうして、ゲインＫｙが０となり横ずれ防
止トルクＴｙの付与が停止されると、実横加速度Ｇ′に
基づく保舵補助トルクＴｇ２のみが操舵用制御トルクＴ
ｃとして付与されることになるが、実横加速度Ｇ′はカ
ーブ路のみならず車両の蛇行運転等の他の要因によって
も発生するため、この保舵補助トルクＴｇ２によっては
必ずしも正確な保舵制御を行うことはできず、不必要な
トルク付与によりドライバに違和感を与える可能性もあ
る。つまり、この実横加速度Ｇ′に基づく保舵補助トル
クＴｇ２は、白線認識が断続的に不調になり横加速度算
出手段７による横加速度Ｇの算出が正確に行なえなくな
ったような場合に、白線認識が正常に回復するまでの間
一時的に代用するには有効であるが、恒常的な使用には
不適当である。

【００８５】そこで、認識ロスト信号が所定時間続いた
場合には、単発的な白線認識の不調ではないと判断し、
横ずれ防止制御と同様に一定速度ｄＫｇ１で徐々にゲイ
ンＫｇを小さくしていき、数秒間かけて停止する。この
ように認識ロスト信号の入力後所定時間経過した後に保
舵補助トルクＴｇ２による保舵制御を停止することによ
り、単発的な白線認識の不調の場合は保舵制御の連続性
を保つとともに、横加速度算出手段７による横加速度Ｇ
に比べて信頼性の低い実横加速度Ｇ′に基づく不適切な
トルク付与が長期間続けられることによるドライバの違
和感を防止することができ、さらに、徐々にゲインＫｇ
を低下させることにより、突然保舵補助トルクＴｇ２の
付与が停止されてドライバが違和感を感じることを防止
することができる。

【００８６】そして、認識ロスト信号が所定時間以上続
いた場合は、ゲインＫｙ，Ｋｇともに０となり操舵用制
御トルクＴｃの付与による車線逸脱防止制御は停止され
るが、白線認識が回復した場合には、再び操舵用制御ト
ルクＴｃの付与による車線逸脱防止制御が再開される。
なお、このとき、切替手段５ｄは操舵用制御トルク補正
手段５Ｂ側へ切り替わり、横加速度算出手段７により算
出された横加速度Ｇに基づいて保舵補助トルクＴｇ１が
設定されるので、安定した保舵制御を行なうことができ
る。

【００８７】また、車線逸脱防止制御の再開にあたりゲ
インＫｙ，Ｋｇはともに一定速度ｄＫｙ２，ｄＫｇ２で
徐々に増加していくので、突然のトルク付与によるドラ
イバの違和感を防止することができる。このように、本
車線逸脱防止装置によれば、道路状況により画像情報処
理手段３による白線認識が不調になった場合には、保舵
制御に関しては白線認識が正常になるまで実横加速度
Ｇ′を代用し、不調状態が長時間続く場合にはゲインＫ
ｙ，Ｋｇを徐々に低下させて制御を停止するので、制御
が不連続になりドライバに違和感を与えることを防止で
きるのである。

【００８８】また、ローパスフィルタ２５により、操舵
用制御トルクＴｃが平滑化処理されて出力されるので、
操舵アクチュエータ２１で発生する操舵用制御トルクが
急変することなく滑らかに連続するようになり、車線逸
脱防止の制御を安定させることができる利点もある。

【００８９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の車線逸脱防止装置によれば、白線認識手段で認識
された道路上の白線から走行車線を推定し、自車両がこ
の走行車線から逸脱しそうになるとこれを防止する方向
にドライバの操舵力とは別に操舵用制御トルクが操舵ア
クチュエータにより付与され、しかも、操舵用制御トル
クは車両の横ずれ量や横加速度に応じた大きさに設定さ
れるので、車両が逸脱しようとしている度合いに応じて
且つ路面のカーブ状況を考慮しながら適切な大きさの操
舵用制御トルクを付与することができるようになり、車
線逸脱防止の案内を状況に応じて的確に行なうことがで
きるとともに、白線認識手段の白線認識が不調のときに
は、横加速度算出手段で算出される横加速度に代えて横
加速度検出手段で検出される実横加速度を横加速度対応
制御トルクの算出に代用するので、白線認識の不調によ
り制御が不連続になりドライバが違和感を感じることを
防止することができる。

【００９０】請求項２記載の本発明の車線逸脱防止装置
によれば、白線認識手段における白線認識が不調になる
と、制御ゲインを徐々に低下させていくことにより横ず
れ量対応制御トルクの付与を停止するので、信頼性の低
い白線情報に基づく不適切なトルク付与によりドライバ
に違和感を与えることを防止することができるととも
に、突然横ずれ量対応制御トルクの付与が停止されてド
ライバが違和感を感じることも防止することができる。

【００９１】さらに、請求項３記載の本発明の車線逸脱
防止装置によれば、白線認識手段における白線認識の不
調状態が所定時間以上継続したときには、制御ゲインを
徐々に低下させていくことにより実横加速度に基づく横
加速度対応制御トルクの付与を停止するので、単発的な
白線認識の不調の場合は実横加速度に基づく横加速度対
応制御トルクにより制御の連続性を保つことができると
ともに、信頼性の低い実横加速度に基づく不適切なトル
ク付与が長期間続けられることによるドライバの違和感
を防止することができ、さらに、徐々に制御ゲインを低
下させることにより制御が滑らかになり、突然横加速度
対応制御トルクの付与が停止されてドライバが違和感を
感じることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
にかかる制御トルク算出手段の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
の構成を模式的に示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識の
ための画像処理を説明する図である。

【図４】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識を
（ａ）〜（ｆ）の順で説明する模式図である。

【図５】走行レーン認識を説明する模式的な平面図であ
る。

【図６】走行レーンの曲率の算出について説明するため
の説明図である。

【図７】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
にかかる横ずれ防止トルクの設定マップの一例を示す図
である。

【図８】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
にかかる横ずれ防止トルクの設定マップの他の例を示す
図である。

【図９】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
にかかる保舵補助トルクの設定マップの一例を示す図で
ある。

【図１０】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装
置にかかる保舵補助トルクの設定マップの他の例を示す
図である。

【図１１】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装
置にかかる制御ゲインの認識ロスト信号の入力に対応し
た時間変化を示す図であり、（ａ）は認識ロスト信号の
入力を示す図、（ｂ）はゲインＫｙの時間変化を示す
図、（ｃ）はゲインＫｇの時間変化と保舵トルクの切替
を示す図であり、時間軸は一致している。

【図１２】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装
置にそなえられる操舵アクチュエータの構成の一例を示
す図である。

【符号の説明】

１車両２カメラ（画像情報入力手段）３画像情報処理手段（白線認識手段）４走行レーン推定手段（走行車線推定手段）４Ａ横ずれ量算出手段４Ｂ道路曲率算出手段５制御トルク算出手段５Ａ横ずれ対応操舵用制御トルク算出手段５Ｂ保舵用制御トルク算出手段５Ｃ代用保舵用制御トルク算出手段５Ｄ制御トルク算定部５ｄ切替手段６制御手段（コントローラ）７横加速度算出手段２１操舵アクチュエータ２５ローパスフィルタ２７操舵角センサ３１横Ｇセンサ（横加速度検出手段）３２車速センサＬＣ道路中心線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０５Ｄ 1/02 Ｇ０６Ｆ 15/62 ３８０Ｇ０８Ｇ 1/16 15/70 ３３０ＧＢ６２Ｄ 101:00 111:00 (72)発明者太田貴志東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車両が走行車線から逸脱しそうになる
とこれを防止する方向にドライバの加える操舵トルクと
は別にドライバが容易に打ち勝てる程度の操舵用制御ト
ルクを該車両の操舵アクチュエータにより付与させて該
車両の車線逸脱の防止を案内する車線逸脱防止装置であ
って、該車両の前方の道路画像を入力する画像情報入力手段
と、該画像情報入力手段で得られた道路画像情報から該道路
上の白線を認識する白線認識手段と、該白線認識手段で認識された該白線から該走行車線を推
定する走行車線推定手段と、該走行車線推定手段で推定された該走行車線の基準位置
からの該車両の走行位置の横ずれ量を算出する横ずれ量
算出手段と、該走行車線推定手段で推定された該走行車線の道路曲率
から該車両に作用する横加速度を算出する横加速度算出
手段と、該横ずれ量算出手段で算出された該横ずれ量に基づいて
横ずれ量対応制御トルクを算出するとともに該横加速度
算出手段で算出された該横加速度に基づいて横加速度対
応制御トルクを算出し、該横ずれ量対応制御トルクと該
横加速度対応制御トルクとから該操舵用制御トルクを算
出する制御トルク算出手段と、該制御トルク算出手段で算出された該操舵用制御トルク
が該車両の該走行車線からの逸脱を防止する方向に発生
するように該操舵アクチュエータを制御する制御手段と
をそなえるとともに、該車両に加わる実横加速度を検出する横加速度検出手段
とをそなえ、該制御トルク算出手段は、該白線認識手段における該白
線認識が不調のときは、該横加速度算出手段で算出され
る該横加速度に代えて該横加速度検出手段で検出される
該実横加速度に基づいて該横加速度対応制御トルクを算
出することを特徴とする、車線逸脱防止装置。
【請求項２】該制御トルク算出手段は、該白線認識手
段における該白線認識が不調になると、該横ずれ量算出
手段で算出された該横ずれ量に基づく該横ずれ量対応制
御トルクの制御ゲインを徐々に低下させていくことを特
徴とする、請求項１記載の車線逸脱防止装置。
【請求項３】該制御トルク算出手段は、該白線認識手
段における該白線認識の不調状態が所定時間以上継続す
ると、該横加速度検出手段で検出された該実横加速度に
基づく該横加速度対応制御トルクの制御ゲインを徐々に
低下させていくことを特徴とする、請求項１又は２記載
の車線逸脱防止装置。