WO2016017297A1 - 自動二輪車のための情報提供装置及びプログラム - Google Patents

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WO2016017297A1
WO2016017297A1 PCT/JP2015/066993 JP2015066993W WO2016017297A1 WO 2016017297 A1 WO2016017297 A1 WO 2016017297A1 JP 2015066993 W JP2015066993 W JP 2015066993W WO 2016017297 A1 WO2016017297 A1 WO 2016017297A1
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lane
curvature
warning
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靖 油井
武仁 鳥居
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ボッシュ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an information providing apparatus and a program for a motorcycle.
  • Patent Document 1 receives road information transmitted from a DSRC antenna installed on the road side, recognizes the curvature radius R of the road from the information, and recognizes the recognized curvature radius R and the detected vehicle speed.
  • a technique for obtaining a bank angle ⁇ (tilt angle) of a motorcycle based on V and gravitational acceleration g is disclosed.
  • the bank angle ⁇ is equal to or greater than a certain value (10 °)
  • the lamp blinking interval and the warning sound are shortened and the volume of the warning sound is increased as the vehicle speed V increases. To alert the rider.
  • Patent Document 2 discloses a technique for acquiring the bank angle of the vehicle and displaying the bank angle along the traveling course.
  • the position of the vehicle is detected using GPS
  • the curvature radius R of the road at the current position is obtained from the map data of the navigation system
  • the bank angle ⁇ is determined from the vehicle speed V and the curvature radius R. Have acquired.
  • the bank angle ⁇ when the bank angle ⁇ is acquired, it relies on communication means and GPS installed on the road side, so it cannot cope with the case where communication becomes impossible. Further, the road information, GPS and navigation information sent from the road side do not include the position information of the vehicle in the width direction of the road, and it is difficult to accurately measure the bank angle.
  • Patent Document 2 (paragraph [0103]) describes another example in which a course or point is identified by a white line or a surrounding building recognized by an image recognition device, and coordinates are specified by the identification. Has been. However, Patent Document 2 does not disclose how to use the position of the vehicle recognized by the image recognition device.
  • the present invention has been made in view of the above facts, and by considering the lateral position of the vehicle without depending on external communication means, the radius of curvature of the vehicle track can be more accurately determined regardless of the communication status. It is an object of the present invention to provide an information providing device and a program for a motorcycle which can be obtained and thereby give an appropriate warning when turning.
  • an information providing apparatus includes an image acquisition unit for acquiring an image of a road on which the host vehicle is traveling, and an image of the road acquired by the image acquisition unit. Detecting at least one of the left lane and the right lane from the vehicle, and detecting the detected radius of curvature of the at least one lane or a first value related thereto and a lateral distance from the own vehicle to the at least one lane or A lane detector that detects a second value related to the vehicle, and a radius of curvature of the vehicle trajectory based on the first value and the second value in the at least one lane or related to the radius Based on the own vehicle trajectory curvature calculating unit, the vehicle speed obtaining unit for obtaining the vehicle speed of the own vehicle, the radius of curvature of the own vehicle locus or a value related thereto and the vehicle speed, A vehicle that calculates physical quantities related to turning A warning calculation unit, a warning determination unit that determines whether or not to generate a warning based
  • the vehicle trajectory curvature calculation unit detects the vehicle based on the first value and the second value in both the left lane and the right lane when both the left lane and the right lane are detected.
  • the radius of curvature of the trajectory or a value related thereto is calculated and one of the left lane and the right lane is detected, the first value and the second value in the one lane Based on the above, the radius of curvature of the vehicle trajectory or a value related thereto is calculated.
  • the physical quantity related to the turning is derived from the condition of balance between the centrifugal force and the weight of the vehicle at the time of turning.
  • the physical quantity related to the turn is an inclination angle of the own vehicle, and in this case, the warning determination unit, when the inclination angle of the own vehicle exceeds an inclination angle threshold set for each vehicle speed, Determine that a warning should be generated.
  • the physical quantity related to the turn is a safety speed indicating a criterion that the host vehicle can safely travel along the host vehicle track of the radius of curvature of the host vehicle track. In this case, the warning determination The unit determines that a warning should be generated when the vehicle speed of the host vehicle exceeds the safe speed.
  • a program for controlling an information providing apparatus is acquired by an image acquisition step of acquiring an image of a road on which the host vehicle is traveling, and the image acquisition step. Detecting at least one of a left lane and a right lane from an image of a road, a detected radius of curvature of at least one lane or a first value related thereto, and a lateral direction from the own vehicle to the at least one lane
  • a lane detection step for detecting a distance or a second value related thereto, and a radius of curvature of the vehicle trajectory based on the first value and the second value in the at least one lane, or Based on a vehicle trajectory curvature calculation step for calculating a value related thereto, a vehicle speed acquisition step for acquiring a vehicle speed of the vehicle, a curvature radius of the vehicle trajectory or a value related thereto and the vehicle speed.
  • a warning signal generation step for generating a warning signal is executed.
  • the lane is detected from the acquired road image, and the curvature radius of the own vehicle trajectory is obtained based on the detected curvature and lateral distance of the lane. Relevant physical quantities can be determined and more appropriate warnings can be given to the rider. Further, in the present invention, since it does not depend on road-side information providing equipment or GPS, the radius of curvature of the own vehicle trajectory can be obtained stably regardless of the presence or absence of equipment and radio wave conditions.
  • FIG. 1 is a side view of a motorcycle equipped with an information providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit block diagram of the information providing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the information providing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a process flow of the information providing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a flow of processing for calculating the radius of curvature Rego of the vehicle trajectory.
  • FIG. 6 is a functional block diagram of an information providing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a process flow of the information providing apparatus according to the second embodiment shown in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is an example of a motorcycle front image captured by the information providing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram for calculating the inclination angle ⁇ of the motorcycle.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram showing various parameters when calculating the radius of curvature Rego of the vehicle trajectory.
  • FIG. 1 shows a motorcycle 26 equipped with an information providing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the information providing apparatus 1 has an imaging function, and is attached to a position suitable for capturing a front image of the motorcycle 26.
  • the information providing apparatus 1 includes a CPU unit 2, a photographing lens 4, an image sensor 5 that detects light imaged by the photographing lens 4 and forms an image, and the information providing apparatus 1.
  • a data interface unit 7 for exchanging data with the outside of the device wirelessly or by wire, a display unit 8 for displaying a visual warning message, and a voice output unit 9 for outputting the warning message by voice.
  • These components are connected to the system bus 3 so that they can communicate bidirectionally.
  • the CPU unit 2 includes a CPU 2a, a RAM 2b, and a ROM 2c. These components are connected to be able to communicate bidirectionally via the internal bus 2d.
  • the internal bus 2d is connected to the system bus 3.
  • the CPU 2a executes the information providing process according to the embodiment of the present invention based on the information providing program stored in advance in the ROM 2c.
  • the ROM 2c may be a rewritable ROM, and may store programs and data downloaded from the Internet or a computer.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the information providing apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the information providing apparatus 1 according to the present embodiment detects an lane from an image acquisition unit 10 for acquiring an image of a road on which the motorcycle 26 is traveling, and an image of the road acquired by the image acquisition unit 10 to detect the lane.
  • a lane detection unit 12 that extracts information about the lane, a lane detected by the lane detection unit 12, and a vehicle track curvature calculation unit 14 that calculates the curvature Rego of the track of the motorcycle 26 (vehicle) from the information; Based on the vehicle speed acquisition unit 16 that acquires the vehicle speed V of the motorcycle 26, the curvature Rego of the own vehicle locus, the inclination angle calculation unit 18 that calculates the inclination angle ⁇ of the motorcycle 26, and the inclination angle for each vehicle speed V.
  • the threshold value memory 20 that stores the threshold value ⁇ th, the warning determination unit 22 that compares the inclination angle ⁇ of the motorcycle 26 with the threshold value ⁇ th to determine whether or not to generate a warning, and the warning determination unit 22 generates a warning. Warning if you think And a, a warning signal generator 24 that generates the issue.
  • the image acquisition unit 10 can be realized by using the imaging lens 4 and the imaging element 5 shown in FIG. Needless to say, the image acquisition unit 10 is not limited to this example, and the image acquisition unit 10 may be wirelessly or wired from a camera independent of the information providing device 1 (for example, a camera of a portable terminal attached to the motorcycle 26). Alternatively, the image data transmitted to the information providing apparatus 1 may be acquired.
  • the lane detection unit 12 can be realized by the CPU 2a executing an image analysis program stored in the ROM 2c.
  • an image analysis program a program known in the technical field can be used.
  • the vehicle speed detection unit 16 receives a vehicle speed pulse signal output from a vehicle speed sensor (not shown) attached to the motorcycle 26 via the data interface unit 7 of FIG. 2, and the CPU 2a counts the received pulse signal. This can be realized.
  • the threshold memory 20 can be realized as a predetermined storage area of the ROM 2c.
  • the vehicle trajectory curvature calculation unit 14, the inclination angle calculation unit 18, and the warning determination unit 22 can be realized by the CPU 2a executing a program stored in the ROM 2c.
  • the warning signal generator 24 can be realized as a CPU 2a that generates a warning signal (command) for generating a warning in the display unit 8 and the audio output unit 9 of FIG.
  • a warning signal command
  • the warning signal generator 24 can be realized as a CPU 2a that generates a warning signal (command) for generating a warning in the display unit 8 and the audio output unit 9 of FIG.
  • the image acquisition unit 10 acquires a front image of the host vehicle (step 100).
  • An example of this front image is shown in FIG.
  • the image in FIG. 8 is an image when the host vehicle is turning a right curve.
  • the right lane (right lane) and the left lane (left lane) are clear lines. As can be seen from the surroundings.
  • the lane detector 12 executes a process of detecting a lane from the acquired image (step 102).
  • the vehicle trajectory curvature calculation unit 14 executes a process of calculating the curvature radius Rego of the vehicle trajectory from the detected lane (step 104). Detailed processing in step 104 will be described later with reference to FIG.
  • step 102 If the lane is not detected in step 102 (No determination in step 103), the process returns to step 100 for acquiring the front image of the host vehicle, and the process of detecting the lane is executed for the newly acquired image (step 102). ).
  • the vehicle speed acquisition unit 16 acquires the vehicle speed of the host vehicle (step 106), and the tilt angle calculation unit 18 calculates the tilt angle ⁇ of the host vehicle based on the vehicle speed V and the curvature radius Rego (step 108).
  • the inclination angle ⁇ is obtained by the following equation.
  • the warning determination unit 22 reads the threshold value ⁇ th (V) corresponding to the vehicle speed V from the threshold value memory 20, and determines whether or not the inclination angle ⁇ calculated in step 108 exceeds the threshold value ⁇ th (step 112).
  • This threshold value ⁇ th is set as a limit inclination angle that enables safe turning at the vehicle speed V, and is, for example, 10 degrees @ 20 km / hour, 15 degrees @ 50 km / hour, 20 degrees @ 80 km / hour. is there.
  • the warning signal generator 24 When the inclination angle ⁇ exceeds the threshold value ⁇ th (affirmative determination in step 112), the warning signal generator 24 outputs a warning signal (step 120).
  • the output warning signal is transmitted to the display unit 8 and / or the audio output unit 9 of FIG. 2, and a visual display and / or audio is output. This alerts the rider.
  • the rider who has received the warning can make a safe turn by decelerating.
  • the processing after step 100 is continued at any time.
  • step 112 when the inclination angle ⁇ does not exceed the threshold ⁇ th (negative determination in step 112), the processing from step 100 is repeated without generating a warning signal.
  • the flow of the subroutine processing for calculating the curvature radius Rego of the own vehicle locus in step 104 will be described using the flowchart of FIG. 5 with reference to FIG. FIG. 10 shows a state in which the host vehicle 30 is traveling in the arrow direction at the vehicle speed V on the road 28 having the left lane 32 and the right lane 33.
  • the vehicle trajectory curvature calculation unit 14 determines whether only the “left lane 32” is detected by the lane detection unit 12 from the image acquired by the image acquisition unit 10 (step 200).
  • step 200 affirmative determination
  • the curvature radius Rl of the left lane 32 and the lateral direction from the center of the host vehicle 30 of the left lane 32 The distance Ll is detected (step 202).
  • the curvature radius Rego in the trajectory 31 of the host vehicle 30 is calculated according to the following equation (step 204).
  • the curvature radius Rego of the own vehicle locus 31 is a value obtained by subtracting the lateral distance Ll from the curvature radius Rl of the left lane 32 (equation (2a)). Can be read easily.
  • the own vehicle trajectory 31 draws an arc with a radius larger than that of the left lane 32, and the own vehicle 30 turns. Therefore, the curvature radius Rego of the own vehicle trajectory 31 is equal to the curvature radius Rl of the left lane 32. It is clear that the value obtained by adding the direction distance Ll (equation (2b)) is obtained.
  • this subroutine is returned.
  • the vehicle trajectory curvature calculation unit 14 detects only the “right lane 33” by the lane detection unit 12 from the image acquired by the image acquisition unit 10. It is determined whether it has been done (step 206). When only the “right lane 33” is detected (Yes at step 206), the curvature radius Rr of the right lane 33 and the lateral direction from the center of the own vehicle 30 of the right lane 33 are detected from the detected image of the right lane 33. The distance Lr is detected (step 208). Next, from the curvature radius Rr of the right lane 33 and the lateral distance Lr, the curvature radius Rego in the trajectory 31 of the host vehicle 30 is calculated according to the following equation (step 210).
  • Rego Rr-Lr (when turning left) (3a)
  • Rego Rr + Lr (when turning right) (3b)
  • the example of FIG. 10 is when turning right, and the own vehicle trajectory 31 draws an arc with a radius larger than that of the right lane 33, and the own vehicle 30 turns. Therefore, the radius of curvature Rego of the own vehicle trajectory 31 is the right lane.
  • the value obtained by adding the curvature radius Rr of 33 and the lateral distance Lr (equation (3a)) can be easily read from the figure.
  • the radius of curvature Rego of the own vehicle locus 31 is a value obtained by subtracting the lateral distance Lr from the radius of curvature Rr of the right lane 33 (equation (3b)).
  • this subroutine is returned.
  • step 206 When it is determined in step 206 that only the right lane 33 is not detected, this corresponds to a case where both the left lane 32 and the right lane 33 are detected.
  • the radius of curvature (Rl, Rr) of the left and right lanes (32, 33) and the lateral distance (Ll, Lr) from the center of the host vehicle 30 of the left and right lanes (32, 33) are detected (step 212). ).
  • the curvature radius Rego of the vehicle trajectory 31 is calculated according to the following equation from the curvature radii of the left and right lanes and the lateral distance (step 214).
  • the lane is detected from the acquired road image, and the curvature radius of the own vehicle locus is obtained based on the detected curvature of the lane and the lateral distance.
  • the inclination angle ⁇ can be obtained, and a more appropriate warning can be given to the rider.
  • a warning is issued when the tilt angle ⁇ exceeds the threshold value in the flowchart of FIG. 4, but the action to be taken by the rider who has received the warning is to first reduce the vehicle speed. Therefore, it is considered more preferable to issue a warning based on the vehicle speed V instead of the inclination angle ⁇ .
  • FIG. 6 A functional block diagram of the second embodiment is shown in FIG.
  • the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • a safe speed calculation unit 21 is provided instead of the inclination angle calculation unit 18.
  • the safe speed calculation unit 21 calculates the following from the curvature radius Rego of the vehicle track 31 calculated by the vehicle track curvature calculation unit 14 and the inclination angle threshold ⁇ th at the current vehicle speed V obtained from the threshold memory 20.
  • the safe speed Vs is calculated according to the formula.
  • Vs (Rego ⁇ g ⁇ tan ⁇ th) -1/2 (5)
  • the equation (5) can be obtained by solving the equation (1) for V with the vehicle speed V at the inclination angle ⁇ th as the safe speed Vs.
  • the safe speed Vs indicates a standard with which the host vehicle can safely travel along the track of the radius of curvature of the host vehicle track.
  • the same steps 100 to 106 in FIG. 4 are executed.
  • the step 108 for calculating the inclination angle ⁇ is executed, but in FIG. 7, the step 108 is not executed after the step 106, and the reading step 110 of the inclination angle threshold ⁇ th is executed.
  • the safe speed calculation unit 21 performs safety according to the above equation (5) from the curvature radius Rego of the own vehicle locus 31 calculated in step 104 and the inclination angle threshold ⁇ th at the current vehicle speed V.
  • the speed Vs is calculated (step 114).
  • the warning determination unit 22 in FIG. 6 determines whether or not the vehicle speed V exceeds the safe speed Vs (step 116).
  • the warning signal generator 24 outputs a warning signal (step 120).
  • the output warning signal is transmitted to the display unit 8 and / or the audio output unit 9 of FIG. 2, and a visual display and / or audio is output. This alerts the rider.
  • the rider who has received the warning can make a safe turn by decelerating.
  • the processing after step 100 is continued at any time.
  • the warning signal generation unit 24 repeats the processing from step 100 without generating a warning signal.
  • the curvature radii Rl and Rr of the left and right lanes are derived, but other values, for example, the curvature itself may be used as long as it represents the curvature of the lane.
  • the distances Ll and Lr from the own vehicle to the left and right lanes are derived, but other values can be used as long as the distance from the own vehicle to the lane is expressed.
  • the expressions in the above equations are appropriately changed according to the types of variables used. *
  • the tilt angle ⁇ of the own vehicle and the safe speed Vs of the own vehicle are used.
  • Other physical quantities can be used as long as they can be derived from the condition of balance with weight. That is, any quantity can be used as long as it is a physical quantity obtained by modifying Formula (1) or Formula (5).

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Abstract

外部の通信手段に依存せず自車の横方向位置を考慮することで通信状況によらず自車軌跡の曲率半径をより正確に求め、旋回時に適切な警告を出す。自動二輪車の情報提供装置（１）は、道路の画像を取得する画像取得部（１０）と、該画像から車線を検出し、検出された車線の曲率半径と、自車から車線までの横方向距離とを検出する、車線検出部（１２）と、車線の曲率半径と横方向距離とに基づいて、自車軌跡の曲率半径を計算する、自車軌跡曲率計算部（１４）と、自車の車速を取得する車速取得部（１６）と、自車軌跡の曲率半径と車速とに基づいて自車の傾き角を計算する傾き角計算部（１８）と、車速毎の傾き角閾値を記憶する閾値メモリ（２０）と、計算された傾き角が車速に応じた傾き角閾値を超えた場合に警告を発生するべきと判断する警告判断部（２２）と、警告を発生するべきと判断された場合、警告信号を発生する警告信号発生部（１４）と、を備える。

Description

自動二輪車のための情報提供装置及びプログラム
　本発明は、自動二輪車のための情報提供装置及びプログラムに関する。
　従来、自動二輪車において、走行状態と道路状況とに応じて必要な警告をライダーに与える技術が開発されている。
　例えば、特許文献１には、道路側に設置されたDSRCアンテナから送信されてきた道路情報を受信し、当該情報から道路の曲率半径Ｒを認識し、認識された曲率半径Ｒと検出された車速Ｖと重力加速度ｇとに基づいて、自動二輪車のバンク角θ（傾き角度）を求める技術が開示されている。特許文献１の技術によれば、バンク角θが一定値（１０°）以上になったとき、車速Vが大きくなる程、ランプの点滅間隔と警告音声を短くするとともに、警告音声の音量を大きくして、ライダーに注意を喚起する。
　また、特許文献２には、自車のバンク角を取得し、走行コースに沿って当該バンク角を表示する技術が開示されている。特許文献２の一実施例では、GPSを用いて自車の位置を検出し、ナビゲーションシステムの地図データから現在位置における道路の曲率半径Rを求め、車速Vと曲率半径Rとからバンク角θを取得している。
　しかし、上記従来技術では、バンク角θを取得する際に、道路側に設置された通信手段やGPSに頼っているため、通信が不能となった場合に対応することができなかった。また、道路側から送られてくる道路情報や、GPS及びナビゲーション情報は、道路の幅方向における自車の位置情報が含まれておらず、正確なバンク角の測定が困難であった。
　なお、特許文献２（段落[0103]）には、画像認識装置により認識された、白線や周囲の建物などでコースまたはポイントを識別して、その識別により座標を特定する別の実施例が記載されている。しかし、特許文献２には、画像認識装置によって認識された自車の位置をどのように用いるかに関しては開示されていない。
特開２００２－１４０８００号公報 特開２００９－２３６５５号公報
　本発明は、上記事実に鑑みなされたもので、外部の通信手段に依存することなく、自車の横方向位置を考慮することによって、通信状況によらず自車軌跡の曲率半径をより正確に求め、これによって旋回時に適切な警告を出すことを可能にした、自動二輪車のための情報提供装置及びプログラムを提供することをその目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る情報提供装置は、自車が走行している道路の画像を取得するための画像取得部と、前記画像取得部によって取得された道路の画像から左車線及び右車線の少なくとも１つを検出し、検出された少なくとも１つの車線の曲率半径又はこれに関連する第１の値と、自車から前記少なくとも１つの車線までの横方向距離又はこれに関連する第２の値とを検出する、車線検出部と、前記少なくとも１つの車線における、前記第１の値と前記第２の値とに基づいて、自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値を計算する、自車軌跡曲率計算部と、自車の車速を取得する車速取得部と、前記自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値と前記車速とに基づいて、自車の旋回に関連する物理量を計算する自車物理量計算部と、前記自車の旋回に関連する物理量に基づいて警告を発生するべきか否かを判断する警告判断部と、前記警告判断部が警告を発生するべきと判断した場合、警告信号を発生する警告信号発生部と、を備えて構成したものである。
　好ましくは、前記自車軌跡曲率計算部は、左車線及び右車線の両方を検出した場合には、左車線及び右車線の両方における前記第１の値及び前記第２の値に基づいて自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値を計算し、左車線及び右車線のいずれか１つの車線を検出した場合には、前記いずれか１つの車線における前記第１の値及び前記第２の値に基づいて自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値を計算する。
　前記旋回に関連する物理量は、旋回時における自車の遠心力と重さとの釣り合いの条件から導き出される。一例として、前記旋回に関連する物理量は、自車の傾き角であり、この場合、前記警告判断部は、前記自車の傾き角が車速毎に設定された傾き角閾値を超えた場合に、警告を発生するべきと判断する。他の例では、前記旋回に関連する物理量は、前記自車軌跡の曲率半径の自車軌跡に沿って自車が安全に走行可能である基準を示す安全速度であり、この場合、前記警告判断部は、前記自車の車速が前記安全速度を超えた場合に、警告を発生するべきと判断する。
　本発明の別の態様に係る情報提供装置を制御するプログラムは、該情報提供装置に対し、自車が走行している道路の画像を取得する画像取得ステップと、前記画像取得ステップによって取得された道路の画像から左車線及び右車線の少なくとも１つを検出し、検出された少なくとも１つの車線の曲率半径又はこれに関連する第１の値と、自車から前記少なくとも１つの車線までの横方向距離又はこれに関連する第２の値とを検出する、車線検出ステップと、前記少なくとも１つの車線における、前記第１の値と前記第２の値とに基づいて、自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値を計算する、自車軌跡曲率計算ステップと、自車の車速を取得する車速取得ステップと、前記自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値と前記車速とに基づいて、自車の旋回に関連する物理量を計算する自車物理量計算ステップと、前記自車の旋回に関連する物理量に基づいて警告を発生するべきか否かを判断する警告判断ステップと、前記警告判断ステップが警告を発生するべきと判断した場合、警告信号を発生する警告信号発生ステップと、を実行させる。
　本発明によれば、取得された道路の画像から車線を検出し、検出された車線の曲率及び横方向距離に基づいて自車軌跡の曲率半径を求めるので、非常に正確に自車の旋回に関連する物理量を求めることができ、ライダーに対してより適切な警告を出すことができる。また、本発明では、道路側の情報提供設備やＧＰＳに依存することがないため、設備の有無や電波状況に依らず、安定して自車軌跡の曲率半径を求めることができる。
図１は、本発明の実施形態に係る情報提供装置を装備した自動二輪車の側面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る情報提供装置の回路ブロック図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係る情報提供装置の機能ブロック図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係る情報提供装置の処理の流れを示すフローチャートである。 図５は、自車軌跡の曲率半径Regoを計算する処理の流れを示すフローチャートである。 図６は、本発明の第２の実施形態に係る情報提供装置の機能ブロック図である。 図７は、図６に示す第２の実施形態に係る情報提供装置の処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、本発明の実施形態に係る情報提供装置によって撮像された、自動二輪車の前方画像の一例である。 図９は、自動二輪車の傾き角θを算出するための説明図である。 図１０は、車軌跡の曲率半径Regoを計算する際の各種パラメータを示す概念図である。
　図１には、本発明の実施形態に係る情報提供装置１を装備した自動二輪車２６が示されている。情報提供装置１は、後述するように撮像機能を備えており、自動二輪車２６の前方画像を撮像する上で適した位置に取り付けられている。
　図２に示されるように、情報提供装置１は、ＣＰＵユニット２と、撮影レンズ４と、撮影レンズ４により結像された光を検出して画像を形成する撮像素子５と、情報提供装置１の外部と無線又は有線でデータのやりとりを行うデータインターフェース部７と、視覚的な警告メッセージを表示する表示部８と、音声で警告メッセージを出力する音声出力部９と、を備えている。これらの構成要素は、双方向に通信可能にシステムバス３に接続されている。
　ＣＰＵユニット２は、ＣＰＵ２ａ、ＲＡＭ２ｂ及びＲＯＭ２ｃを備えている。これらの構成要素は、内部バス２ｄを介して双方向に通信可能に接続されている。内部バス２ｄは、システムバス３に接続されている。ＣＰＵ２ａは、ＲＯＭ２ｃに予め格納されている情報提供プログラムに基づいて、本発明の実施形態に係る情報提供処理を実行する。なお、ＲＯＭ２ｃは、書き換え可能なＲＯＭであってもよく、インターネットやコンピュータからダウンロートされたプログラムやデータを格納するようにしてもよい。
　ＣＰＵ２ａは、内部バス２ｄ及びシステムバス３を介して他の構成要素にコマンドを送信することによって、当該他の構成要素を制御する。また、当該他の構成要素からのデータ、例えば撮像素子５から送信された画像データは、システムバス３及び内部バス２ｄを介してＲＡＭ２ｂに転送される。ＣＰＵ２ａは、ＲＡＭ２ｂに記憶された画像データに対して、各種の演算、認識処理を実行する。
（第１の実施形態）
　図３には、第１の実施形態に係る情報提供装置１の機能ブロック図が示されている。本実施形態の情報提供装置１は、自動二輪車２６が走行している道路の画像を取得するための画像取得部１０と、画像取得部１０によって取得された道路の画像から車線を検出して該車線に関する情報を抽出する車線検出部１２と、車線検出部１２によって検出された車線とその情報から、自動二輪車２６（自車）の軌跡の曲率Regoを計算する自車軌跡曲率計算部１４と、自動二輪車２６の車速Ｖを取得する車速取得部１６と、自車軌跡の曲率Regoとに基づいて、自動二輪車２６の傾き角θを計算する傾き角計算部１８と、車速Ｖ毎に傾き角の閾値θthを記憶する閾値メモリ２０と、自動二輪車２６の傾き角θと閾値θthとを比較して警告を発生するか否かを判断する警告判断部２２と、警告判断部２２が警告を発生するべきと判断した場合、警告信号を発生する警告信号発生部２４と、を備えている。
　画像取得部１０は、情報提供装置１に備えられた、図２に示す撮影レンズ４及び撮像素子５を用いて実現することができる。勿論、この例に限らず、画像取得部１０は、情報提供装置１から独立したカメラ（例えば、自動二輪車２６に取り付けられた携帯型端末のカメラ）から無線或いは有線で図２のデータインターフェース部７を介して情報提供装置１に伝達されてきた画像データを取得してもよい。
　車線検出部１２は、ＲＯＭ２ｃに格納されている画像解析プログラムをＣＰＵ２ａが実行することによって実現することができる。画像解析プログラムは、当該技術分野で知られているプログラムを用いることができる。
　車速検出部１６は、自動二輪車２６に取り付けられた車速センサ（図示せず）から出力された車速パルス信号を、図２のデータインターフェース部７を介して受信し、受信したパルス信号をＣＰＵ２ａがカウントすることによって、実現することができる。
　閾値メモリ２０は、ＲＯＭ２ｃの所定の記憶領域として実現することができる。
　自車軌跡曲率計算部１４、傾き角計算部１８及び警告判断部２２は、ＲＯＭ２ｃに格納されているプログラムをＣＰＵ２ａが実行することによって実現することができる。
　警告信号発生部２４は、図２の表示部８及び音声出力部９に警告を発生させるための警告信号（コマンド）を発生するＣＰＵ２ａとして実現することができる。
　次に、本発明の実施形態に係る情報提供の処理の流れを図４のフローチャートを用いて説明する。この処理の流れは、ＣＰＵ２ａがＲＯＭ２ｃに格納されている本発明の実施形態に係る情報提供プログラムを実行することによって行われる。
　図４に示すように、画像取得部１０が、自車の前方画像を取得する（ステップ１００）。この前方画像の一例を図８に示す。図８の画像は、自車が右カーブを曲がっているときの画像であり、当該画像において、自車より右側の車線（右車線）と、左側の車線（左車線）とが、明確なラインとして周囲から識別可能であることが分かる。
　次に、車線検出部１２が、取得された画像から車線を検出する処理を実行する（ステップ１０２）。車線が検出された場合（ステップ１０３の肯定判定）、自車軌跡曲率計算部１４が、検出された車線から自車軌跡の曲率半径Regoを計算する処理を実行する（ステップ１０４）。ステップ１０４の詳細な処理に関しては、図５を用いて後述する。
　ステップ１０２で車線が検出されなかった場合（ステップ１０３の否定判定）、自車の前方画像を取得するステップ１００に戻り、新たな取得した画像に対して車線を検出する処理を実行する（ステップ１０２）。
　次に、車速取得部１６が自車の車速を取得し（ステップ１０６）、傾き角計算部１８が車速Ｖと曲率半径Regoとに基づいて自車の傾き角θを計算する（ステップ１０８）。傾き角θは、次式によって求められる。
        θ＝tan-1(V2/(g・Rego))          （１）
ここで、gは重力加速度である。
　なお、（１）式は、図９に示すように、自車の質量をＭとすると、その重さＭｇの正接（Mg・tanθ）が旋回時に発生する遠心力ＭV2/Regoと釣り合う条件（Mg・tanθ＝ＭV2/Rego）から導出される。
　次に、警告判断部２２が閾値メモリ２０から車速Ｖに応じた閾値θth（Ｖ）を読み込み、ステップ１０８で計算された傾き角θが閾値θthを超えたか否かを判定する（ステップ１１２）。この閾値θthは、車速Ｖで安全な旋回を可能とする限界の傾き角として設定されたものであり、例えば、１０度＠２０ｋｍ／時、１５度＠５０ｋｍ／時、２０度＠８０ｋｍ／時である。
　傾き角θが閾値θthを超えた場合（ステップ１１２の肯定判定）、警告信号発生部２４が警告信号を出力する（ステップ１２０）。出力された警告信号は、図２の表示部８及び／又は音声出力部９に伝達され、視覚的表示及び／又は音声が出力される。これによってライダーに注意を喚起する。警告を受けたライダーは、減速することによって安全な旋回走行を行うことができる。ステップ１００以降の処理は、随時継続される。
　一方、傾き角θが閾値θthを超えていない場合（ステップ１１２の否定判定）、警告信号を発生させることなく、ステップ１００以降の処理を繰り返す。
　ステップ１０４の自車軌跡の曲率半径Regoを計算するためのサブルーチン処理の流れを、図１０を参照しつつ図５のフローチャートを用いて説明する。なお、図１０では、自車３０が左車線３２及び右車線３３を有する道路２８上を車速Ｖで矢印方向に走行している状態が示されている。
　図５に示されるように、自車軌跡曲率計算部１４は、画像取得部１０によって取得された画像から車線検出部１２によって「左車線３２」のみが検出されたかを判定する（ステップ２００）。「左車線３２」のみが検出された場合（ステップ２００肯定判定）、検出された左車線３２の画像から、左車線３２の曲率半径Ｒｌと、左車線３２の自車３０の中心からの横方向距離Ｌｌを検出する（ステップ２０２）。次に、左車線３２の曲率半径Ｒｌと横方向距離Ｌｌとから、次式に従って自車３０の軌跡３１における曲率半径Regoを計算する(ステップ２０４)。
        Rego=Ｒｌ＋Ｌｌ（左旋回時）　　　　　　　　　　　　　（２ａ）
        Rego=Ｒｌ－Ｌｌ（右旋回時）　　　　　 　　　 　　　　（２ｂ）
　図１０の例は、右旋回時なので、自車軌跡３１の曲率半径Regoが、左車線３２の曲率半径Ｒｌから横方向距離Ｌｌを引いた値（（２ａ）式）となることは、図から容易に読み取ることができる。一方、左旋回時には、自車軌跡３１が左車線３２よりも大きな半径の弧を描いて自車３０が旋回するため、自車軌跡３１の曲率半径Regoが、左車線３２の曲率半径Ｒｌと横方向距離Ｌｌとを足し合わせた値（（２ｂ）式）となることは、明らかである。自車軌跡３１の曲率半径Regoが計算されると、本サブルーチンをリターンする。
　左車線３２のみが検出されていない場合（ステップ２００の否定判定）、自車軌跡曲率計算部１４は、画像取得部１０によって取得された画像から車線検出部１２によって「右車線３３」のみが検出されたかを判定する（ステップ２０６）。「右車線３３」のみが検出された場合（ステップ２０６肯定判定）、検出された右車線３３の画像から、右車線３３の曲率半径Ｒｒと、右車線３３の自車３０の中心からの横方向距離Ｌｒを検出する（ステップ２０８）。次に、右車線３３の曲率半径Ｒｒと横方向距離Ｌｒとから、次式に従って自車３０の軌跡３１における曲率半径Regoを計算する(ステップ２１０)。
        Rego=Ｒｒ－Ｌｒ（左旋回時）　　　　　　　　　　　　　（３ａ）
        Rego=Ｒｒ＋Ｌｒ（右旋回時）　　　　　 　　　 　　　　（３ｂ）
　図１０の例は、右旋回時であり、自車軌跡３１が右車線３３よりも大きな半径の弧を描いて自車３０が旋回するため、自車軌跡３１の曲率半径Regoが、右車線３３の曲率半径Ｒｒと横方向距離Ｌｒとを足し合わせた値（（３ａ）式）となることは、図から容易に読み取ることができる。一方、左旋回時には、自車軌跡３１の曲率半径Regoが、右車線３３の曲率半径Ｒｒから横方向距離Ｌｒを引いた値（（３ｂ）式）となることは、明らかである。自車軌跡３１の曲率半径Regoが計算されると、本サブルーチンをリターンする。
　ステップ２０６で右車線３３のみが検出されていないと判定された場合は、左車線３２及び右車線３３の両方が検出された場合に相当している。この場合、左右車線（３２、３３）の曲率半径（Ｒｌ，Ｒｒ）と、左右車線（３２、３３）の自車３０の中心からの横方向距離（Ｌｌ、Ｌｒ）とを検出する（ステップ２１２）。次に、左右車線の曲率半径と横方向距離とから自車軌跡３１の曲率半径Regoを次式に従って計算する（ステップ２１４）。
        Rego=（Ｌｌ・Ｒｒ＋Ｌｒ・Ｌｒ）／（Ｌｌ＋Ｌｒ）　　　　　（４）
　自車軌跡３１の曲率半径Regoが計算されると、本サブルーチンをリターンし、図４のメインルーチンに戻る。
　以上のように本実施形態によれば、取得された道路の画像から車線を検出し、検出された車線の曲率や横方向距離に基づいて自車軌跡の曲率半径を求めるので、非常に正確に傾き角θを求めることができ、ライダーに対してより適切な警告を出すことができる。また、本実施形態では、道路側の情報提供設備やＧＰＳに依存することがないため、設備の有無や電波状況に依らず、安定して自車の正確な位置を検出することができる。
（第２の実施形態）
　第１の実施形態では、図４のフローチャートにおいて傾き角θが閾値を超えた場合に、警告を発していたが、警告を受けたライダーが取るべき措置は、先ず車速を低減することである。従って、傾き角θではなく、車速Ｖを基準として警告を出すのがより好ましいと考えられる。
　第２の実施形態の機能ブロック図を図６に示す。なお、図６では、図３と同様の構成要件については同じ符号を用いてその詳細な説明を省略する。
　図６に示されるように、第２の実施形態では、傾き角計算部１８の代わりに、安全速度計算部２１が設けられている。安全速度計算部２１は、自車軌跡曲率計算部１４により計算された、自車軌跡３１の曲率半径Ｒegoと、閾値メモリ２０から得られた現在の車速Ｖでの傾き角閾値θthとから、次式に従って安全速度Ｖｓを計算する。
　　　Ｖｓ＝(Rego・ｇ・tanθth)-1/2                       （５）
（５）式は、傾き角θthのときの車速Ｖを安全速度Ｖｓとして、（１）式をＶについて解くことによって求めることができる。安全速度Ｖｓは、自車軌跡の曲率半径の自車軌跡に沿って自車が安全に走行可能である基準を示す。
　次に、第２の実施形態の処理の流れを図７のフローチャートを用いて説明する。なお、図７のフローチャートでは、図４のフローチャートと同様のステップについては同じ番号を付与し、その詳細な説明を省略する。
　図７に示されるように、図４の同様のステップ１００から１０６が実行される。図４では、傾き角θを計算するステップ１０８が実行されたが、図７では、ステップ１０６の次に、ステップ１０８は実行されず、傾き角閾値θthの読み込みステップ１１０が実行される。次に、図７では、安全速度計算部２１が、ステップ１０４で計算された自車軌跡３１の曲率半径Ｒegoと、現在の車速Ｖでの傾き角閾値θthとから、上記（５）式に従って安全速度Ｖｓを計算する（ステップ１１４）。
　次に、図６の警告判断部２２が、車速Ｖが安全速度Ｖｓを超えたか否かを判定する（ステップ１１６）。車速Ｖが安全速度Ｖｓを超えた場合（ステップ１１６肯定判定）、警告信号発生部２４が警告信号を出力する（ステップ１２０）。出力された警告信号は、図２の表示部８及び／又は音声出力部９に伝達され、視覚的表示及び／又は音声が出力される。これによってライダーに注意を喚起する。警告を受けたライダーは、減速することによって安全な旋回走行を行うことができる。ステップ１００以降の処理は、随時継続される。
　一方、車速Ｖが安全速度Ｖｓを超えていない場合（ステップ１１６否定判定）、警告信号発生部２４が警告信号を発生させることなく、ステップ１００以降の処理を繰り返す。
　以上が本願発明の各実施形態であるが、本発明は上記例にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で、任意好適に変更可能である。
　例えば、上記実施形態では、左右車線の曲率半径Ｒｌ、Ｒｒを導いていたが、車線の曲率を表す限り、他の値、例えば、曲率そのものを用いてもよい。自車軌跡の曲率半径についても同様である。また、上記実施形態では、自車から左右車線までの距離Ｌｌ、Ｌｒを導いていたが、自車から車線までの距離を表す限り、他の値を用いることができる。勿論、用いる変数の種類に応じて上記各式の表現は適宜変更される。　
　また、上記実施形態では、旋回時に安全に走行しているか否かを判定するため、自車の傾き角θや自車の安全速度Ｖｓを用いていたが、旋回時における自車の遠心力と重さとの釣り合いの条件から導き出すことができる限り、他の物理量を用いることもできる。すなわち、（１）式や（５）式を変形して得られる物理量であれば、任意の量を用いることができる。
　さらに、各種フローチャートの流れに関しても任意好適に変更可能である。例えば図５の流れでは、左車線のみ検出されたことを最初に判断しているが、最初に右車線のみ検出されることを判断してもよいし、最初に左右車線の両方が検出されたことを判断し、両方検出でない場合は、左右のいずれの車線が検出されたかを判断してもよい。

Claims (10)

  1. 　自動二輪車のための情報提供装置であって、
    　自車が走行している道路の画像を取得するための画像取得部と、
    　前記画像取得部によって取得された道路の画像から左車線及び右車線の少なくとも１つを検出し、検出された少なくとも１つの車線の曲率半径又はこれに関連する第１の値と、自車から前記少なくとも１つの車線までの横方向距離又はこれに関連する第２の値とを検出する、車線検出部と、
    　前記少なくとも１つの車線における、前記第１の値と前記第２の値とに基づいて、自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値を計算する、自車軌跡曲率計算部と、
    　自車の車速を取得する車速取得部と、
    　前記自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値と前記車速とに基づいて、自車の旋回に関連する物理量を計算する自車物理量計算部と、
    　前記自車の旋回に関連する物理量に基づいて警告を発生するべきか否かを判断する警告判断部と、
    　前記警告判断部が警告を発生するべきと判断した場合、警告信号を発生する警告信号発生部と、
    を備える、情報提供装置。
  2. 　前記自車軌跡曲率計算部は、左車線及び右車線の両方を検出した場合には、左車線及び右車線の両方における前記第１の値及び前記第２の値に基づいて自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値を計算し、
    　左車線及び右車線のいずれか１つの車線を検出した場合には、前記いずれか１つの車線における前記第１の値及び前記第２の値に基づいて自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値を計算する、請求項１に記載の情報提供装置。
  3. 　前記旋回に関連する物理量は、旋回時における自車の遠心力と重さとの釣り合いの条件から導き出される、請求項１又は２に記載の情報提供装置。
  4. 　前記旋回に関連する物理量は、自車の傾き角であり、
    　前記警告判断部は、前記自車の傾き角が車速毎に設定された傾き角閾値を超えた場合に、警告を発生するべきと判断する、請求項３に記載の情報提供装置。
  5. 　前記旋回に関連する物理量は、前記自車軌跡の曲率半径の自車軌跡に沿って自車が安全に走行可能である基準を示す安全速度であり、
    　前記警告判断部は、前記自車の車速が前記安全速度を超えた場合に、警告を発生するべきと判断する、請求項３に記載の情報提供装置。
  6. 　自動二輪車のための情報提供装置を制御するプログラムであって、
    　前記プログラムは、前記情報提供装置に対し、
    　自車が走行している道路の画像を取得する画像取得ステップと、
    　前記画像取得ステップによって取得された道路の画像から左車線及び右車線の少なくとも１つを検出し、検出された少なくとも１つの車線の曲率半径又はこれに関連する第１の値と、自車から前記少なくとも１つの車線までの横方向距離又はこれに関連する第２の値とを検出する、車線検出ステップと、
    　前記少なくとも１つの車線における、前記第１の値と前記第２の値とに基づいて、自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値を計算する、自車軌跡曲率計算ステップと、
    　自車の車速を取得する車速取得ステップと、
    　前記自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値と前記車速とに基づいて、自車の旋回に関連する物理量を計算する自車物理量計算ステップと、
    　前記自車の旋回に関連する物理量に基づいて警告を発生するべきか否かを判断する警告判断ステップと、
    　前記警告判断ステップが警告を発生するべきと判断した場合、警告信号を発生する警告信号発生ステップと、
    を実行させる、プログラム。
  7. 　前記自車軌跡曲率計算ステップは、左車線及び右車線の両方を検出した場合には、左車線及び右車線の両方における前記第１の値及び前記第２の値に基づいて自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値を計算し、
    　左車線及び右車線のいずれか１つの車線を検出した場合には、前記いずれか１つの車線における前記第１の値及び前記第２の値に基づいて自車軌跡の曲率半径又はこれに関連する値を計算する、請求項６に記載のプログラム。
  8. 　前記旋回に関連する物理量は、旋回時における自車の遠心力と重さとの釣り合いの条件から導き出される、請求項６又は７に記載のプログラム。
  9. 　前記旋回に関連する物理量は、自車の傾き角であり、
    　前記警告判断部は、前記自車の傾き角が車速毎に設定された傾き角閾値を超えた場合に、警告を発生するべきと判断する、請求項８に記載のプログラム。
  10. 　前記旋回に関連する物理量は、前記自車軌跡の曲率半径の自車軌跡に沿って自車が安全に走行可能である基準を示す安全速度であり、
    　前記警告判断部は、前記自車の車速が前記安全速度を超えた場合に、警告を発生するべきと判断する、請求項８に記載のプログラム。
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