JP3846229B2 - 車線逸脱警告装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自車両が車線逸脱傾向にあることを警告する車線逸脱警告装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の技術としては、例えば、特開平８−１６９９８号公報に記載されている自車両の走行状態判定装置がある。この従来例にあっては、自車両が走行車線から逸脱しようとしたときに、運転者の注意を喚起する警報を出力することで、自車両が走行車線を逸脱し、隣接車線を走行する車両や車線外の障害物等と接触する事態を運転者に未然に回避させることができ、その結果、車両の走行安全性を向上できるようになっている。
【０００３】
また同様に、特開平６−７６２００号公報に記載されている車線逸脱警報装置もある。この従来例にあっては、自車両が走行車線から逸脱しようとしたときに、ステアリングホイールに内装された振動用アクチュエータによって、ステアリングホイールのスポーク部を振動させることで、ステアリングホイールが振動する感覚を与えることができ、自車両が走行車線から逸脱しようとする状況を速やかに運転者に認識させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術のうち後者のものにあっては、自車両が走行車線から逸脱しようとしていること、つまり、自車両に車線逸脱傾向があることを、ステアリングハンドルを振動させて運転者に知らせるようになっているため、運転者にとっては不意に操舵感が変化することになり、その結果、運転者に違和感を与えてしまう恐れがあった。
【０００６】
本発明は、上記従来の技術の未解決の課題に着目してなされたものであり、運転者に違和感を与えることを防ぐことができる車線逸脱警告装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明である車線逸脱警告装置は、自車両の車線逸脱傾向の大きさを検出する車線逸脱傾向検出手段と、その車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると警告音を発する第１の警告発生手段と、前記車線逸脱傾向検出手段で検出される車線逸脱傾向の大きさが、前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を超えると警告音を発生すると共にハンドルを振動させる第２の警告発生手段と、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、を備え、前記第１の警告発生手段は、前記操舵トルク検出手段で検出された操舵トルクが所定値よりも小さい場合には、前記車線逸脱傾向検出手段で検出された車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると、前記警告音を発生することに代えて、前記ハンドルを振動させることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明である車線逸脱警告装置は、自車両の車線逸脱傾向の大きさを検出する車線逸脱傾向検出手段と、その車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると警告音を発する第１の警告発生手段と、前記車線逸脱傾向検出手段で検出される車線逸脱傾向の大きさが、前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を超えると警告音を発生すると共にハンドルを振動させる第２の警告発生手段と、自車両前方の走行車線の曲率半径を検出する曲率半径検出手段と、を備え、前記第１の警告発生手段は、前記曲率半径検出手段で検出された曲率半径が所定値よりも大きい場合には、前記車線逸脱傾向検出手段で検出された車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると、前記警告音を発生することに代えて、前記ハンドルを振動させることを特徴とする。
さらに、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の車線逸脱警告装置において、運転者以外の乗員を検出する乗員検出手段を備え、前記第１の警告発生手段は、前記乗員検出手段で運転者以外の乗員が検出された場合には、前記車線逸脱傾向検出手段で検出された車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると、前記警告音を発生することに代えて、前記ハンドルを振動させることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
したがって、請求項１に係る発明である車線逸脱警告装置にあっては、通常、車線逸脱傾向が大きくなって、その大きさが第１のしきい値を越えたときに警告音を発して、運転者に車線逸脱傾向にあることを知らせるようになっている。次いで、さらに車線逸脱傾向が大きくなって、その大きさが、前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を越えたときに警告音を発生すると共にハンドルを振動させて（運転者に振動を与えて）、車線逸脱傾向が大きくなったことを知らせるようになっている。
【００１１】
このような構成によれば、警告が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をするため、車線逸脱傾向の大きさが前記第２のしきい値を越える前に小さくなり、運転者に振動によって違和感を与えてしまうことを防ぐことができる。また、運転者に振動が与えられたとしても、自車両が車線逸脱傾向にあることを警告音で知らせてから振動を与えるため、運転者には振動が与えられることを予期させることができ、その振動によって運転者に違和感を与えてしまうことを防ぐことができる。
また、運転者の操舵トルクが所定値よりも小さいときには、車線逸脱傾向が大きくなって、その大きさが第１のしきい値を越えたときに、ハンドルを振動させて車線逸脱傾向にあることを知らせるようになっている。次いで、車線逸脱傾向の大きさが第２のしきい値を越えたときに、警告音を発生すると共にハンドルを振動させて車線逸脱傾向が大きくなったことを知らせるようになっている。
このような構成によれば、運転者の操舵トルクが所定値よりも小さいときには、振動を与えても運転操作に影響を与えることがないので、振動が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をすることができ、車線逸脱傾向の大きさが第２のしきい値を越える前に小さくなり、乗員に警告音で煩わしい思いをさせてしまうことがない。
【００１２】
さらに、請求項２に係る発明である車線逸脱警告装置にあっては、自車両前方の走行車線の曲率半径が所定値よりも大きいときには、車線逸脱傾向が大きくなって、その大きさが第１のしきい値を越えたときに、まず、ハンドルを振動させて車線逸脱傾向にあることを知らせるようになっている。次いで、車線逸脱傾向の大きさが第２のしきい値を越えたときに、警告音を発生すると共にハンドルを振動させて車線逸脱傾向が大きくなったことを知らせるようになっている。
【００１３】
このような構成によれば、自車両前方の走行車線の曲率半径が大きいときには、振動を与えても運転操作に影響を与えることがないので、振動が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をすることができ、車線逸脱傾向の大きさが第２のしきい値を越える前に小さくなり、乗員に警告音で煩わしい思いをさせてしまうことがない。
また、請求項３に係る発明である車線逸脱警告装置にあっては、運転者以外の乗員を検出したときには、車線逸脱傾向が大きくなって、その大きさが第２のしきい値を越えたときに、まず、運転者に振動を与えて車線逸脱傾向にあることを知らせるようになっている。次いで、さらに車線逸脱傾向が大きくなって、その大きさが、前記第２のしきい値よりも大きい第１のしきい値を越えたときに、警告音を発生すると共にハンドルを振動させて車線逸脱傾向が大きくなったことを知らせるようになっている。
【００１４】
このような構成によれば、振動が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をするため、車線逸脱傾向の大きさが前記第２のしきい値を越える前に小さくなり、運転に無関係な乗員に警告音で煩わしい思いをさせてしまうことがない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車線逸脱警告装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を示す概略構成図であり、図１において、１ＦＬ及び１ＦＲは前輪、１ＲＬ及び１ＲＲは後輪を示し、前輪１ＦＬ、１ＦＲには一般的なラックアンドピニオン式の操舵機構が配設されている。この操舵機構は、前輪１ＦＬ、１ＦＲの操舵軸（タイロッド）に接続されるラック２と、これに噛合するピニオン３と、このピニオン３をステアリングホイール４に与えられる操舵トルクで回転させるステアリングシャフト５とを備えている。
【００１８】
また、図示しない自動変速機の出力側には車速センサ６が取り付けられ、この車速センサ６で検出された車速検出値Ｖも制御コントローラ７に出力される。
さらに、車室内のインナーミラーステー等の固定部には、図２に示すように、レンズの光軸と車両中心線とがなすヨー角が「０」となり、ピッチ角がα度となるように、ＣＣＤカメラ等の単眼カメラ８が設置されて、車両前方の道路状況を撮像し、撮像した画像データを画像処理装置９に出力する。この画像処理装置９は、後述する道路白線検出処理を実行し、例えば特開平１１−１０２４９９号公報に記載されているように、単眼カメラ８の画像データに二値化等の処理を行い自車両近傍の白線を検出し、その検出結果を制御コントローラ７に出力する。
【００１９】
制御コントローラ７は、図示しないマイクロコンピュータ等の離散化されたディジタルシステムで構成され、車室内に警告音を発したり運転者に振動を与えたりするか判定する後述の作動警告判定処理を実行し、警告音を発する判定がされたときには、車速センサ６及び画像処理装置９からの入力に基づいて、車室内のスピーカ１０を制御する警報コントローラ１１に、自車両が車線から逸脱する傾向にあることを知らせる警告音を当該スピーカ１０から発生させる指令を送信する。
【００２０】
また、ステアリングホイール４には、ステアリングホイールを支持するスポーク部を覆っているホーンパットの中にアクチュエータ１２が設置されており、作動警告判定処理で運転者に振動を与える判定がされたときには、アクチュエータ１２を作動させてスポーク部を加振する。
次に、画像処理装置９で実行される道路白線検出処理を、図３のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
この道路白線検出処理は、例えば、特開平１１−２９６６６０号公報に記載されている方法で行われ、その処理が実行されると、まず、ステップＳ１００で、走行車線や車両挙動等を表すパラメータａ〜ｅ（以下、道路パラメータという。）を初期化して、ステップＳ１０１に移行する。
道路パラメータａ〜ｅは、図４に示すように、単眼カメラ８で撮影した画像の、横方向をＸ座標とし、上方向をＹ座標とする画面座標系Ｘ、Ｙ上の白線モデルを表す下記（１）式のパラメータである。
【００２２】
Ｘ＝（ａ＋ｅ）（Ｙ−ｄ）＋ｂ／（Ｙ−ｄ）＋ｃ …（１）
ここで、単眼カメラ８の路面からの高さが一定であるときには、各道路パラメータａ〜ｅは、それぞれ道路の形状、白線の形状又は車両の挙動を表す。すなわち、ａは走行車線の中央部からの自車両の横変位量を表し、ｂは道路の曲率を表し、ｃは自車両（単眼カメラ８の光軸）と走行車線とのヨー角を表し、ｄは自車両（単眼カメラ８の光軸）と走行車線とのピッチ角を表し、ｅは道路の車線幅を表す。
【００２３】
なお、初期状態においては道路の形状等は不明であるから、各道路パラメータａ〜ｅを初期化するときには、例えば各道路パラメータａ〜ｅの中央値に相当する値を初期値として設定する。つまり、例えば、自車両の横変位量ａとして車線中央での横変位量「０」を設定し、道路曲率ｂとして直線の曲率「０」を設定し、走行車線に対するヨー角ｃとして「０」度を設定し、走行車線に対するピッチ角ｄとして停止状態のときのピッチ角「α」度を設定し、車線幅ｅとして道路構造令に示される高速道路の車線幅を設定する。
【００２４】
前記ステップＳ１０１では、図５に示すように、後述の白線モデルの設定に利用する白線候補点を検出する白線候補点検出領域の大きさを設定してから、ステップＳ１０２に移行する。初期状態においては、道路パラメータａ〜ｅとして中央値が設定された白線モデルと、単眼カメラ８で撮影した実際の道路の白線と、の間には大きな開きがあると予想されるので、できる限り大きな領域を設定するのが望ましい。図５（ａ）に示す例では、走行車線の左右の白線に対して５個ずつ設定し、合計１０個の白線候補点検出領域を設定する。
【００２５】
また、この道路白線検出処理が実行されるのが２回目以降であって、すでに前回の処理までに道路の白線が検出されているときには、実際の道路の白線と白線モデルとの差は小さいと考えられるので、図５（ｂ）に示すように、なるべく小さい領域を設定する方が、白線以外のものを誤検出する可能性が低く、しかも処理速度を向上することができるため好ましい。
【００２６】
前記ステップＳ１０２では、単眼カメラ８で撮像された車両前方の道路状況を示す画像データを読み込み、ステップＳ１０３に移行する。
前記ステップＳ１０３では、図６に示すように、前記ステップＳ１００又は後述のステップＳ１０８で設定した道路パラメータａ〜ｅに基づく白線モデルが中心になるように、前記ステップＳ１０１で設定した大きさの白線候補点検出領域を設定し、ステップＳ１０４に移行する。このとき、図６に示す例では、白線候補点検出領域を、走行車線の左右の白線に対して５個ずつ設定し、合計１０個設定している。
【００２７】
前記ステップＳ１０４では、前記ステップＳ１０３で設定した白線候補点検出領域において白線候補点の検出を行ってから、ステップＳ１０５に移行する。
この白線候補点の検出方法としては、まず、前記ステップＳ１０２で読み込んだ画像データをｓｏｂｅｌフィルター等に通して微分画像を生成し、白線が撮像されている画素の濃度を高くする。次に、白線候補点検出領域の上辺の１点と下辺の１点とを結んでできる線分を複数作成し、図７に示すように、各線分上で微分画像の濃度が所定値以上となる画素の数を数える。そして、それらの線分のうちで、濃度が所定値以上の画素を最も多く含む線分を選択し、その線分の始点と終点とを白線候補点とする。
【００２８】
このとき、白線候補点検出領域のＹ軸方向への長さに対して、濃度が所定値以上となる画素の割合が、所定の割合よりも大きい線分がないときには、その白線候補点検出領域では白線候補点を検出できなかったものとみなす。例えば、白線候補点検出領域のＹ軸方向への長さが１５画素であって、濃度が所定値以上となる画素の割合が１／２よりも小さかったときに、白線候補点が検出されなかったものとみなすときには、選択された線分上に濃度が所定値以上となる画素が８以上あれば、その線分の始点と終点とを白線候補点とするが、７以下のときには、その白線候補点検出領域では白線候補点が検出されなかったものとする。
【００２９】
前記ステップＳ１０５では、前記ステップＳ１０４で検出された全ての白線候補点を合計した点数が所定値以上か否か判定し、所定値以上であるときには（「Ｙｅｓ」）ステップＳ１０６に移行し、そうでないときには（「Ｎｏ」）前記ステップＳ１０３で設定した白線候補点検出領域内に道路の白線が含まれていなかったとみなし、再び前記ステップＳ１０１に移行する。
【００３０】
前記ステップＳ１０６では、図８に示すように、前記ステップＳ１０４で検出した白線候補点と、この道路白線検出処理が前回実行されたときに設定した白線モデル上の点と、のＸ方向へのずれ量を各点毎に算出し、ステップＳ１０７に移行する。
前記ステップＳ１０７では、前記ステップＳ１０６で算出した各点のずれ量に基づいて道路パラメータの変動量△ａ〜△ｅを算出し、ステップＳ１０８に移行する。これらの道路パラメータの変動量△ａ〜△ｅは、例えば特開平８−５３８８号公報に示されているように最小二乗法により算出することができる。
【００３１】
前記ステップＳ１０８では、前記ステップＳ１０７で算出した道路パラメータの変動量△ａ〜△ｅに基づいて道路パラメータａ〜ｅを補正してから、再び前記ステップＳ１０２に移行する。このとき、例えば、白線モデルとして上記（１）式に示すものを用いたときには、下記（２）式に従って、道路パラメータａ〜ｅの補正を行う。
【００３２】
ａ＝ａ＋△ａ、ｂ＝ｂ＋△ｂ、
ｃ＝ｃ＋△ｃ、ｄ＝ｄ＋△ｄ、ｅ＝ｅ＋△ｅ …（２）
そして、このようにして補正した道路パラメータａ〜ｅを、新たな白線モデルの道路パラメータａ〜ｅとして所定の記憶領域に記憶する。
次に、制御コントローラ７で実行される作動警告判定処理を、図９のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００３３】
この作動警告判定処理は、所定時間ΔＴ（例えば、１０msec. ）毎に実行されて、第１及び第２の警告閾値Ｘｔｈｓ、Ｘｔｈｖ（ｔｈｓ＜ｔｈｖ）と走行予測前方変位Ｘｅｘｐとの関係に応じて、スピーカ１０から警告を発したりステアリングホイール４に振動を与えたりする処理であって、まず、ステップＳ２００では、上述の道路白線検出処理のステップＳ１０８で算出された最新の道路パラメータａ、ｃを所定の記憶領域から読み出し、ステップＳ２０１に移行する。
【００３４】
ステップＳ２０１では、前記ステップＳ２００で読み出した道路パラメータａ、ｃに基づき、下記（５）式に従って、走行予測前方変位Ｘｅｘｐを算出し、ステップＳ２０２に移行する。
Ｘｅｘｐ＝ａ＋ｌｓ・ｃ …（５）
ここで、走行予測前方変位Ｘｅｘｐは、図１０に示すように、自車両からｌｓ［ｍ］前方にある車両前方注視点の位置に自車両が到達したときの道路中心からの横変位を意味しており、道路が直線路であるときには、その値が大きいほど、逸脱傾向が大きいと判断できる。
【００３５】
前記ステップＳ２０２では、走行予測前方変位Ｘｅｘｐの絶対値が第１の警告閾値Ｘｔｈｓよりも小さいか否か判定し、小さいときには（「Ｙｅｓ」）ステップＳ２０３に移行し、そうでないときには（「Ｎｏ」）ステップＳ２０４に移行する。
前記ステップＳ２０３では、警報コントローラ１１に警告音を停止させる指令を送信するとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２を停止状態にしてから、この作動警告判定処理を終了する。
【００３６】
一方、前記ステップＳ２０４では、走行予測前方変位Ｘｅｘｐの絶対値が第２の警告閾値Ｘｔｈｖよりも小さいか否か判定し、小さいときには（「Ｙｅｓ」）ステップＳ２０５に移行し、そうでないときには（「Ｎｏ」）ステップＳ２０６に移行する。
前記ステップＳ２０５では、警報コントローラ１１に警告音を発生させる指令を送信するとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２を停止状態にしてから、この作動警告判定処理を終了する。
【００３７】
前記ステップＳ２０６では、警報コントローラ１１に警告音を発生させる指令を送信するとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２を作動状態にしてから、この作動警告判定処理を終了する。
次に、本実施形態の車線逸脱警告装置を搭載した車両で高速道路を走行する場合を例として、本実施形態の具体的な動作を詳細に説明する。
【００３８】
まず、天候が良く、道路の白線を単眼カメラ８で明確に撮像することができ、且つ、自車両が走行車線の中央部を正確に追従走行しているとする。すると、画像処理装置９で道路白線検出処理が実行されて、まずステップＳ１００で、道路パラメータａ〜ｅが初期化されて、ステップＳ１０１で、白線候補点を検出する白線候補点検出領域の大きさが設定され、ステップＳ１０２で、単眼カメラ８で撮像された車両前方の道路状況を示す画像データが読み込まれ、ステップＳ１０３で、前記ステップＳ１００で設定された道路パラメータａ〜ｅに基づく白線モデルが中心になるように、前記ステップＳ１０１で設定された大きさの白線候補点検出領域が設定され、ステップＳ１０４で、前記ステップＳ１０３で設定された白線候補点検出領域で白線候補点の検出が行われる。
【００３９】
ここで、道路の白線を明確に撮像することができたので、全ての白線候補点を検出することができたとする。すると、ステップＳ１０５の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ１０６で、図８に示すように、前記ステップＳ１０４で検出した白線候補点と、この道路白線検出処理が前回実行されたときに設定された白線モデル上の点とのＸ方向へのずれ量が各点毎に算出され、ステップＳ１０７で、それら各点のずれ量に基づいて道路パラメータの変動量△ａ〜△ｅが算出され、ステップＳ１０８で、それら道路パラメータの変動量△ａ〜△ｅに基づいて道路パラメータａ〜ｅが補正された後、再び上記フローが前記ステップＳ１０２から繰り返される。
【００４０】
一方、制御コントローラ７では作動警告判定処理が実行されて、まず、ステップＳ２００で、上述の道路白線検出処理のステップＳ１０８で算出された最新の道路パラメータａ、ｃが所定の記憶領域から読み出され、ステップＳ２０１で、前記ステップＳ２００で読み出した道路パラメータａ、ｃに基づいて、走行予測前方変位Ｘｅｘｐが算出され、また、自車両が走行車線の中央部を正確に追従走行しているため、ステップＳ２０２の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ２０３で、警報コントローラ１１に警告音を停止させる指令が送信されるとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２が停止状態にされた後、この作動警告判定処理が終了される。
【００４１】
警告音を停止させる指令が送信された警報コントローラ１１は、車室内のスピーカ１０から警告を発生することなく、また、アクチュエータ１２は停止状態を維持する。
自車両が走行車線の中央部を正確に追従走行して、上記フローが繰り返し実行されているうちに、運転者が脇見等をしてしまい、自車両が走行車線の中央部から外れて、作動警告判定処理のステップＳ２０１で算出される走行予測前方変位Ｘｅｘｐが第１の警告閾値Ｘｔｈｓよりも大きくなったとする。すると、その作動警告判定処理のステップＳ２０２の判定が「Ｎｏ」となり、また、ステップＳ２０４の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ２０５で、警報コントローラ１１に警告音を発生させる指令が送信されるとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２が停止状態にされた後、この作動警告判定処理が終了される。
【００４２】
警告音を発生させる指令が送信された警報コントローラ１１は、車室内のスピーカ１０から自車両が車線から逸脱する傾向にあることを知らせる警告音を発生し、また、アクチュエータ１２は停止状態を維持する。
このように、警告が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をするため、車線逸脱傾向の大きさが第２の警告閾値Ｘｔｈｖを越える前に小さくなり、ステアリングホイール４が振動されることなく、運転者に振動によって違和感を与えてしまうことを防ぐことができる。
【００４３】
また、車両の走行中に運転者が音楽を聴いており、警告音を認識するのが遅れてしまい、自車両が走行車線の中央部から大きく外れて、作動警告判定処理のステップＳ２０１で算出される走行予測前方変位Ｘｅｘｐが第２の警告閾値Ｘｔｈｖよりも大きくなったとする。すると、その作動警告判定処理のステップＳ２０２及びＳ２０４の判定が「Ｎｏ」となり、ステップＳ２０６で、警報コントローラ１１に警告音を発生させる指令が送信されるとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２が作動状態にされてから、この作動警告判定処理が終了される。
【００４４】
警告音を発生させる指令が送信された警報コントローラ１１は、車室内のスピーカ１０から自車両が車線から逸脱する傾向にあることを知らせる警告音を発生し、また、アクチュエータ１２を作動状態にし、ステアリングホイール４を介して運転者に振動を与える。
このように、運転者に振動が与えられたとしても、自車両が車線逸脱傾向にあることを警告音で知らせてから振動を与えるため、運転者には振動が与えられることを予期させることができ、その振動によって運転者に違和感を与えてしまうことを防ぐことができる。
【００４５】
次に、本発明の車線逸脱警告装置の第２の実施形態について説明する。この実施形態は、車室内に運転者以外の乗員がいるときには、まず、運転者に振動を与えて車線逸脱傾向にあることを知らせ、さらに車線逸脱傾向が大きくなったときに、警告音を発するようにした点が第１の実施形態と異なっている。
つまり、第２の実施形態では、制御コントローラ７で実行される作動警告判定処理のうち、図１１に示すように、前述した第１の実施形態の図９の処理の前記ステップＳ２０４の判定が「Ｎｏ」となった後に、シートの座面に設けた圧力センサや、シートベルトの留金具に設けたシートベルトスイッチ等の乗員検出手段で運転者以外の乗員がいるか否かを判定し、いないときには（Ｎｏ）前記ステップＳ２０２に移行するステップＳ３００と、前記ステップＳ３００で運転者以外の乗員がいる（Ｙｅｓ）と判定されたときに、警報コントローラ１１に警告音を停止させる指令を送信するとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２を作動状態にしてから、この作動警告判定処理を終了するステップＳ３０１と、が設けられていることを除いては第１の実施形態と同様の処理を行う。
【００４６】
このように、本実施形態は、運転者以外の乗員がいるときには、まず、運転者に振動を与えて車線逸脱傾向にあることを知らせ、さらに車線逸脱傾向が大きくなったときに、警告音を発するようにしたため、振動が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をするので、車線逸脱傾向の大きさが第２の警告閾値Ｘｔｈｖを越える前に小さくなり、運転に無関係な乗員に警告音で煩わしい思いをさせてしまうことがない。
【００４７】
次に、本発明の車線逸脱警告装置の第３の実施形態について説明する。この実施形態は、操舵トルクが小さいときには、まず、運転者に振動を与えて車線逸脱傾向にあることを知らせ、さらに車線逸脱傾向が大きくなったときに、警告音を発するようにした点が第２の実施形態と異なっている。
つまり、第３の実施形態では、制御コントローラ７で実行される作動警告判定処理のうち、図１２に示すように、前記ステップＳ３００の代わりに、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段の検出結果が、予め定められた設定値αよりも小さいか否かを判定し、小さいときには（Ｙｅｓ）前記ステップＳ３０１に移行し、そうでないときには（Ｎｏ）ステップＳ２０５に移行するステップＳ４００が設けられていることを除いては第２の実施形態と同様の処理を行う。なお、設定値αは、それよりも小さい操舵トルクで車両を運転操作しているときには、ステアリングホイール４にアクチュエータ１２で振動を与えたとしても、運転者の運転操作に影響を与えないくらいに小さい値に設定されている。
【００４８】
このように、本実施形態は、運転者の操舵トルクが設定値αよりも小さいときには、振動を与えても運転操作に影響を与えることがないので、振動が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をすることができ、車線逸脱傾向の大きさが第２の警告閾値を越える前に小さくなり、乗員に警告音で煩わしい思いをさせてしまうことがない。
【００４９】
次に、本発明の車線逸脱警告装置の第４の実施形態について説明する。この実施形態は、自車両前方の走行車線の曲率半径が大きいときには、まず、運転者に振動を与えて車線逸脱傾向にあることを知らせ、さらに車線逸脱傾向が大きくなったときに、警告音を発するようにした点が第２の実施形態と異なっている。
つまり、第３の実施形態では、制御コントローラ７で実行される作動警告判定処理のうち、図１３に示すように、前記ステップＳ３００の代わりに、上述の道路白線検出処理のステップＳ１０８で算出された最新の道路パラメータｂ（道路の曲率）を所定の記憶領域から読み出して、予め定められた設定値βよりも大きいか否かを判定し、大きいときには（Ｙｅｓ）前記ステップＳ３０１に移行し、そうでないときには（Ｎｏ）ステップＳ２０５に移行するステップＳ４００が設けられていることを除いては第２の実施形態と同様の処理を行う。なお、設定値βは、それよりも大きい曲率半径を有する走行車線を車両が走行しているときには、ステアリングホイール４にアクチュエータ１２で振動を与えたとしても、運転者の運転操作に影響を与えないくらいに大きい値に設定されている。
【００５０】
このように、本実施形態は、走行車線の曲率半径が設定値βよりも大きいときには、振動を与えても運転操作に影響を与えることがないので、振動が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をすることができ、車線逸脱傾向の大きさが第２の警告閾値を越える前に小さくなり、乗員に警告音で煩わしい思いをさせてしまうことがない。
【００５１】
なお、上記実施の形態においては、走行車線検出手段は単眼カメラ８及び画像処理装置９に対応し、走行状態検出手段は、車速センサ６、単眼カメラ８及び画像処理装置９に対応し、車線逸脱傾向検出手段は制御コントローラ７に対応し、車線逸脱警告音発生手段はスピーカ１０及び警報コントローラ１１に対応し、車線逸脱警告振動発生手段はアクチュエータ１２に対応する。
【００５２】
また、上記実施の形態は本発明の車線逸脱警告装置の一例を示したものであり、装置の適用対象や構成等を限定するものではない。
例えば、上記実施の形態においては、制御コントローラ７や画像処理装置９をマイクロコンピュータ等の離散化されたディジタルシステムで構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、関数発生器、比較器、演算器等の電子回路を組み合わせて構成するようにしてもよい。
【００５３】
さらに、前回の白線モデルを中心として白線候補点検出領域を設定する例を示したが、白線候補点検出領域の設定方法は、これに限定されるものではなく、例えば、過去の白線モデルの変化の傾向を考慮して、白線モデルの変化方向にオフセットした位置を中心として白線候補点検出領域を設定するようにしてもよい。また、白線候補点検出領域のＹ軸方向への長さに対して、濃度が所定値以上となる画素の割合が、所定の割合よりも大きい線分がないときには、その白線候補点検出領域には、白線候補点が検出されなかったものとみなす例を示したが、前記所定の割合は、全ての白線候補点検出領域で同一のものに限られるものではなく、例えば、検出領域毎に設定するようにしてもよい。さらに、上記濃度の所定値も、全ての検出領域で同一のものに限られるものではなく、検出領域毎に変えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車線逸脱警告装置の第１の実施形態を示す車両の概略構成図である。
【図２】本発明の車線逸脱警告装置に用いられる単眼カメラの取り付け位置を説明するための説明図である。
【図３】画像処理装置で実行される道路白線検出処理のフローチャートである。
【図４】図３の道路白線検出処理で用いられる白線モデルを説明するための説明図である。
【図５】白線候補点検出領域の大きさの設定方法を説明するための説明図である。
【図６】撮像した画像データ上での白線候補点検出領域の設定方法を説明するための説明図である。
【図７】白線候補点の検出方法を説明するための説明図である。
【図８】今回検出した白線候補点と前回求めた白線モデル上の点とのずれ量を示す説明図である。
【図９】制御コントローラで実行される作動警告判定処理のフローチャートである。
【図１０】走行予測前方変位の設定方法を説明するための説明図である。
【図１１】第２の実施形態における、図９の作動警告判定処理に対応するフローチャートである。
【図１２】第３の実施形態における、図１１の作動警告判定処理に対応するフローチャートである。
【図１３】第４の実施形態における、図１１の作動警告判定処理に対応するフローチャートである。
【符号の説明】
１ＦＬ、１ＦＲは前輪
２はラック
３はピニオン
４はステアリングホイール
５はステアリングシャフト
６は車速センサ
７は制御コントローラ
８は単眼カメラ
９は画像処理装置
１０はスピーカ
１１は操舵角センサ
１２ アクチュエータ
【発明の属する技術分野】
この発明は、自車両が車線逸脱傾向にあることを警告する車線逸脱警告装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の技術としては、例えば、特開平８−１６９９８号公報に記載されている自車両の走行状態判定装置がある。この従来例にあっては、自車両が走行車線から逸脱しようとしたときに、運転者の注意を喚起する警報を出力することで、自車両が走行車線を逸脱し、隣接車線を走行する車両や車線外の障害物等と接触する事態を運転者に未然に回避させることができ、その結果、車両の走行安全性を向上できるようになっている。
【０００３】
また同様に、特開平６−７６２００号公報に記載されている車線逸脱警報装置もある。この従来例にあっては、自車両が走行車線から逸脱しようとしたときに、ステアリングホイールに内装された振動用アクチュエータによって、ステアリングホイールのスポーク部を振動させることで、ステアリングホイールが振動する感覚を与えることができ、自車両が走行車線から逸脱しようとする状況を速やかに運転者に認識させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術のうち後者のものにあっては、自車両が走行車線から逸脱しようとしていること、つまり、自車両に車線逸脱傾向があることを、ステアリングハンドルを振動させて運転者に知らせるようになっているため、運転者にとっては不意に操舵感が変化することになり、その結果、運転者に違和感を与えてしまう恐れがあった。
【０００６】
本発明は、上記従来の技術の未解決の課題に着目してなされたものであり、運転者に違和感を与えることを防ぐことができる車線逸脱警告装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明である車線逸脱警告装置は、自車両の車線逸脱傾向の大きさを検出する車線逸脱傾向検出手段と、その車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると警告音を発する第１の警告発生手段と、前記車線逸脱傾向検出手段で検出される車線逸脱傾向の大きさが、前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を超えると警告音を発生すると共にハンドルを振動させる第２の警告発生手段と、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、を備え、前記第１の警告発生手段は、前記操舵トルク検出手段で検出された操舵トルクが所定値よりも小さい場合には、前記車線逸脱傾向検出手段で検出された車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると、前記警告音を発生することに代えて、前記ハンドルを振動させることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明である車線逸脱警告装置は、自車両の車線逸脱傾向の大きさを検出する車線逸脱傾向検出手段と、その車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると警告音を発する第１の警告発生手段と、前記車線逸脱傾向検出手段で検出される車線逸脱傾向の大きさが、前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を超えると警告音を発生すると共にハンドルを振動させる第２の警告発生手段と、自車両前方の走行車線の曲率半径を検出する曲率半径検出手段と、を備え、前記第１の警告発生手段は、前記曲率半径検出手段で検出された曲率半径が所定値よりも大きい場合には、前記車線逸脱傾向検出手段で検出された車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると、前記警告音を発生することに代えて、前記ハンドルを振動させることを特徴とする。
さらに、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の車線逸脱警告装置において、運転者以外の乗員を検出する乗員検出手段を備え、前記第１の警告発生手段は、前記乗員検出手段で運転者以外の乗員が検出された場合には、前記車線逸脱傾向検出手段で検出された車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると、前記警告音を発生することに代えて、前記ハンドルを振動させることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
したがって、請求項１に係る発明である車線逸脱警告装置にあっては、通常、車線逸脱傾向が大きくなって、その大きさが第１のしきい値を越えたときに警告音を発して、運転者に車線逸脱傾向にあることを知らせるようになっている。次いで、さらに車線逸脱傾向が大きくなって、その大きさが、前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を越えたときに警告音を発生すると共にハンドルを振動させて（運転者に振動を与えて）、車線逸脱傾向が大きくなったことを知らせるようになっている。
【００１１】
このような構成によれば、警告が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をするため、車線逸脱傾向の大きさが前記第２のしきい値を越える前に小さくなり、運転者に振動によって違和感を与えてしまうことを防ぐことができる。また、運転者に振動が与えられたとしても、自車両が車線逸脱傾向にあることを警告音で知らせてから振動を与えるため、運転者には振動が与えられることを予期させることができ、その振動によって運転者に違和感を与えてしまうことを防ぐことができる。
また、運転者の操舵トルクが所定値よりも小さいときには、車線逸脱傾向が大きくなって、その大きさが第１のしきい値を越えたときに、ハンドルを振動させて車線逸脱傾向にあることを知らせるようになっている。次いで、車線逸脱傾向の大きさが第２のしきい値を越えたときに、警告音を発生すると共にハンドルを振動させて車線逸脱傾向が大きくなったことを知らせるようになっている。
このような構成によれば、運転者の操舵トルクが所定値よりも小さいときには、振動を与えても運転操作に影響を与えることがないので、振動が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をすることができ、車線逸脱傾向の大きさが第２のしきい値を越える前に小さくなり、乗員に警告音で煩わしい思いをさせてしまうことがない。
【００１２】
さらに、請求項２に係る発明である車線逸脱警告装置にあっては、自車両前方の走行車線の曲率半径が所定値よりも大きいときには、車線逸脱傾向が大きくなって、その大きさが第１のしきい値を越えたときに、まず、ハンドルを振動させて車線逸脱傾向にあることを知らせるようになっている。次いで、車線逸脱傾向の大きさが第２のしきい値を越えたときに、警告音を発生すると共にハンドルを振動させて車線逸脱傾向が大きくなったことを知らせるようになっている。
【００１３】
このような構成によれば、自車両前方の走行車線の曲率半径が大きいときには、振動を与えても運転操作に影響を与えることがないので、振動が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をすることができ、車線逸脱傾向の大きさが第２のしきい値を越える前に小さくなり、乗員に警告音で煩わしい思いをさせてしまうことがない。
また、請求項３に係る発明である車線逸脱警告装置にあっては、運転者以外の乗員を検出したときには、車線逸脱傾向が大きくなって、その大きさが第２のしきい値を越えたときに、まず、運転者に振動を与えて車線逸脱傾向にあることを知らせるようになっている。次いで、さらに車線逸脱傾向が大きくなって、その大きさが、前記第２のしきい値よりも大きい第１のしきい値を越えたときに、警告音を発生すると共にハンドルを振動させて車線逸脱傾向が大きくなったことを知らせるようになっている。
【００１４】
このような構成によれば、振動が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をするため、車線逸脱傾向の大きさが前記第２のしきい値を越える前に小さくなり、運転に無関係な乗員に警告音で煩わしい思いをさせてしまうことがない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車線逸脱警告装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を示す概略構成図であり、図１において、１ＦＬ及び１ＦＲは前輪、１ＲＬ及び１ＲＲは後輪を示し、前輪１ＦＬ、１ＦＲには一般的なラックアンドピニオン式の操舵機構が配設されている。この操舵機構は、前輪１ＦＬ、１ＦＲの操舵軸（タイロッド）に接続されるラック２と、これに噛合するピニオン３と、このピニオン３をステアリングホイール４に与えられる操舵トルクで回転させるステアリングシャフト５とを備えている。
【００１８】
また、図示しない自動変速機の出力側には車速センサ６が取り付けられ、この車速センサ６で検出された車速検出値Ｖも制御コントローラ７に出力される。
さらに、車室内のインナーミラーステー等の固定部には、図２に示すように、レンズの光軸と車両中心線とがなすヨー角が「０」となり、ピッチ角がα度となるように、ＣＣＤカメラ等の単眼カメラ８が設置されて、車両前方の道路状況を撮像し、撮像した画像データを画像処理装置９に出力する。この画像処理装置９は、後述する道路白線検出処理を実行し、例えば特開平１１−１０２４９９号公報に記載されているように、単眼カメラ８の画像データに二値化等の処理を行い自車両近傍の白線を検出し、その検出結果を制御コントローラ７に出力する。
【００１９】
制御コントローラ７は、図示しないマイクロコンピュータ等の離散化されたディジタルシステムで構成され、車室内に警告音を発したり運転者に振動を与えたりするか判定する後述の作動警告判定処理を実行し、警告音を発する判定がされたときには、車速センサ６及び画像処理装置９からの入力に基づいて、車室内のスピーカ１０を制御する警報コントローラ１１に、自車両が車線から逸脱する傾向にあることを知らせる警告音を当該スピーカ１０から発生させる指令を送信する。
【００２０】
また、ステアリングホイール４には、ステアリングホイールを支持するスポーク部を覆っているホーンパットの中にアクチュエータ１２が設置されており、作動警告判定処理で運転者に振動を与える判定がされたときには、アクチュエータ１２を作動させてスポーク部を加振する。
次に、画像処理装置９で実行される道路白線検出処理を、図３のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
この道路白線検出処理は、例えば、特開平１１−２９６６６０号公報に記載されている方法で行われ、その処理が実行されると、まず、ステップＳ１００で、走行車線や車両挙動等を表すパラメータａ〜ｅ（以下、道路パラメータという。）を初期化して、ステップＳ１０１に移行する。
道路パラメータａ〜ｅは、図４に示すように、単眼カメラ８で撮影した画像の、横方向をＸ座標とし、上方向をＹ座標とする画面座標系Ｘ、Ｙ上の白線モデルを表す下記（１）式のパラメータである。
【００２２】
Ｘ＝（ａ＋ｅ）（Ｙ−ｄ）＋ｂ／（Ｙ−ｄ）＋ｃ …（１）
ここで、単眼カメラ８の路面からの高さが一定であるときには、各道路パラメータａ〜ｅは、それぞれ道路の形状、白線の形状又は車両の挙動を表す。すなわち、ａは走行車線の中央部からの自車両の横変位量を表し、ｂは道路の曲率を表し、ｃは自車両（単眼カメラ８の光軸）と走行車線とのヨー角を表し、ｄは自車両（単眼カメラ８の光軸）と走行車線とのピッチ角を表し、ｅは道路の車線幅を表す。
【００２３】
なお、初期状態においては道路の形状等は不明であるから、各道路パラメータａ〜ｅを初期化するときには、例えば各道路パラメータａ〜ｅの中央値に相当する値を初期値として設定する。つまり、例えば、自車両の横変位量ａとして車線中央での横変位量「０」を設定し、道路曲率ｂとして直線の曲率「０」を設定し、走行車線に対するヨー角ｃとして「０」度を設定し、走行車線に対するピッチ角ｄとして停止状態のときのピッチ角「α」度を設定し、車線幅ｅとして道路構造令に示される高速道路の車線幅を設定する。
【００２４】
前記ステップＳ１０１では、図５に示すように、後述の白線モデルの設定に利用する白線候補点を検出する白線候補点検出領域の大きさを設定してから、ステップＳ１０２に移行する。初期状態においては、道路パラメータａ〜ｅとして中央値が設定された白線モデルと、単眼カメラ８で撮影した実際の道路の白線と、の間には大きな開きがあると予想されるので、できる限り大きな領域を設定するのが望ましい。図５（ａ）に示す例では、走行車線の左右の白線に対して５個ずつ設定し、合計１０個の白線候補点検出領域を設定する。
【００２５】
また、この道路白線検出処理が実行されるのが２回目以降であって、すでに前回の処理までに道路の白線が検出されているときには、実際の道路の白線と白線モデルとの差は小さいと考えられるので、図５（ｂ）に示すように、なるべく小さい領域を設定する方が、白線以外のものを誤検出する可能性が低く、しかも処理速度を向上することができるため好ましい。
【００２６】
前記ステップＳ１０２では、単眼カメラ８で撮像された車両前方の道路状況を示す画像データを読み込み、ステップＳ１０３に移行する。
前記ステップＳ１０３では、図６に示すように、前記ステップＳ１００又は後述のステップＳ１０８で設定した道路パラメータａ〜ｅに基づく白線モデルが中心になるように、前記ステップＳ１０１で設定した大きさの白線候補点検出領域を設定し、ステップＳ１０４に移行する。このとき、図６に示す例では、白線候補点検出領域を、走行車線の左右の白線に対して５個ずつ設定し、合計１０個設定している。
【００２７】
前記ステップＳ１０４では、前記ステップＳ１０３で設定した白線候補点検出領域において白線候補点の検出を行ってから、ステップＳ１０５に移行する。
この白線候補点の検出方法としては、まず、前記ステップＳ１０２で読み込んだ画像データをｓｏｂｅｌフィルター等に通して微分画像を生成し、白線が撮像されている画素の濃度を高くする。次に、白線候補点検出領域の上辺の１点と下辺の１点とを結んでできる線分を複数作成し、図７に示すように、各線分上で微分画像の濃度が所定値以上となる画素の数を数える。そして、それらの線分のうちで、濃度が所定値以上の画素を最も多く含む線分を選択し、その線分の始点と終点とを白線候補点とする。
【００２８】
このとき、白線候補点検出領域のＹ軸方向への長さに対して、濃度が所定値以上となる画素の割合が、所定の割合よりも大きい線分がないときには、その白線候補点検出領域では白線候補点を検出できなかったものとみなす。例えば、白線候補点検出領域のＹ軸方向への長さが１５画素であって、濃度が所定値以上となる画素の割合が１／２よりも小さかったときに、白線候補点が検出されなかったものとみなすときには、選択された線分上に濃度が所定値以上となる画素が８以上あれば、その線分の始点と終点とを白線候補点とするが、７以下のときには、その白線候補点検出領域では白線候補点が検出されなかったものとする。
【００２９】
前記ステップＳ１０５では、前記ステップＳ１０４で検出された全ての白線候補点を合計した点数が所定値以上か否か判定し、所定値以上であるときには（「Ｙｅｓ」）ステップＳ１０６に移行し、そうでないときには（「Ｎｏ」）前記ステップＳ１０３で設定した白線候補点検出領域内に道路の白線が含まれていなかったとみなし、再び前記ステップＳ１０１に移行する。
【００３０】
前記ステップＳ１０６では、図８に示すように、前記ステップＳ１０４で検出した白線候補点と、この道路白線検出処理が前回実行されたときに設定した白線モデル上の点と、のＸ方向へのずれ量を各点毎に算出し、ステップＳ１０７に移行する。
前記ステップＳ１０７では、前記ステップＳ１０６で算出した各点のずれ量に基づいて道路パラメータの変動量△ａ〜△ｅを算出し、ステップＳ１０８に移行する。これらの道路パラメータの変動量△ａ〜△ｅは、例えば特開平８−５３８８号公報に示されているように最小二乗法により算出することができる。
【００３１】
前記ステップＳ１０８では、前記ステップＳ１０７で算出した道路パラメータの変動量△ａ〜△ｅに基づいて道路パラメータａ〜ｅを補正してから、再び前記ステップＳ１０２に移行する。このとき、例えば、白線モデルとして上記（１）式に示すものを用いたときには、下記（２）式に従って、道路パラメータａ〜ｅの補正を行う。
【００３２】
ａ＝ａ＋△ａ、ｂ＝ｂ＋△ｂ、
ｃ＝ｃ＋△ｃ、ｄ＝ｄ＋△ｄ、ｅ＝ｅ＋△ｅ …（２）
そして、このようにして補正した道路パラメータａ〜ｅを、新たな白線モデルの道路パラメータａ〜ｅとして所定の記憶領域に記憶する。
次に、制御コントローラ７で実行される作動警告判定処理を、図９のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００３３】
この作動警告判定処理は、所定時間ΔＴ（例えば、１０msec. ）毎に実行されて、第１及び第２の警告閾値Ｘｔｈｓ、Ｘｔｈｖ（ｔｈｓ＜ｔｈｖ）と走行予測前方変位Ｘｅｘｐとの関係に応じて、スピーカ１０から警告を発したりステアリングホイール４に振動を与えたりする処理であって、まず、ステップＳ２００では、上述の道路白線検出処理のステップＳ１０８で算出された最新の道路パラメータａ、ｃを所定の記憶領域から読み出し、ステップＳ２０１に移行する。
【００３４】
ステップＳ２０１では、前記ステップＳ２００で読み出した道路パラメータａ、ｃに基づき、下記（５）式に従って、走行予測前方変位Ｘｅｘｐを算出し、ステップＳ２０２に移行する。
Ｘｅｘｐ＝ａ＋ｌｓ・ｃ …（５）
ここで、走行予測前方変位Ｘｅｘｐは、図１０に示すように、自車両からｌｓ［ｍ］前方にある車両前方注視点の位置に自車両が到達したときの道路中心からの横変位を意味しており、道路が直線路であるときには、その値が大きいほど、逸脱傾向が大きいと判断できる。
【００３５】
前記ステップＳ２０２では、走行予測前方変位Ｘｅｘｐの絶対値が第１の警告閾値Ｘｔｈｓよりも小さいか否か判定し、小さいときには（「Ｙｅｓ」）ステップＳ２０３に移行し、そうでないときには（「Ｎｏ」）ステップＳ２０４に移行する。
前記ステップＳ２０３では、警報コントローラ１１に警告音を停止させる指令を送信するとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２を停止状態にしてから、この作動警告判定処理を終了する。
【００３６】
一方、前記ステップＳ２０４では、走行予測前方変位Ｘｅｘｐの絶対値が第２の警告閾値Ｘｔｈｖよりも小さいか否か判定し、小さいときには（「Ｙｅｓ」）ステップＳ２０５に移行し、そうでないときには（「Ｎｏ」）ステップＳ２０６に移行する。
前記ステップＳ２０５では、警報コントローラ１１に警告音を発生させる指令を送信するとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２を停止状態にしてから、この作動警告判定処理を終了する。
【００３７】
前記ステップＳ２０６では、警報コントローラ１１に警告音を発生させる指令を送信するとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２を作動状態にしてから、この作動警告判定処理を終了する。
次に、本実施形態の車線逸脱警告装置を搭載した車両で高速道路を走行する場合を例として、本実施形態の具体的な動作を詳細に説明する。
【００３８】
まず、天候が良く、道路の白線を単眼カメラ８で明確に撮像することができ、且つ、自車両が走行車線の中央部を正確に追従走行しているとする。すると、画像処理装置９で道路白線検出処理が実行されて、まずステップＳ１００で、道路パラメータａ〜ｅが初期化されて、ステップＳ１０１で、白線候補点を検出する白線候補点検出領域の大きさが設定され、ステップＳ１０２で、単眼カメラ８で撮像された車両前方の道路状況を示す画像データが読み込まれ、ステップＳ１０３で、前記ステップＳ１００で設定された道路パラメータａ〜ｅに基づく白線モデルが中心になるように、前記ステップＳ１０１で設定された大きさの白線候補点検出領域が設定され、ステップＳ１０４で、前記ステップＳ１０３で設定された白線候補点検出領域で白線候補点の検出が行われる。
【００３９】
ここで、道路の白線を明確に撮像することができたので、全ての白線候補点を検出することができたとする。すると、ステップＳ１０５の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ１０６で、図８に示すように、前記ステップＳ１０４で検出した白線候補点と、この道路白線検出処理が前回実行されたときに設定された白線モデル上の点とのＸ方向へのずれ量が各点毎に算出され、ステップＳ１０７で、それら各点のずれ量に基づいて道路パラメータの変動量△ａ〜△ｅが算出され、ステップＳ１０８で、それら道路パラメータの変動量△ａ〜△ｅに基づいて道路パラメータａ〜ｅが補正された後、再び上記フローが前記ステップＳ１０２から繰り返される。
【００４０】
一方、制御コントローラ７では作動警告判定処理が実行されて、まず、ステップＳ２００で、上述の道路白線検出処理のステップＳ１０８で算出された最新の道路パラメータａ、ｃが所定の記憶領域から読み出され、ステップＳ２０１で、前記ステップＳ２００で読み出した道路パラメータａ、ｃに基づいて、走行予測前方変位Ｘｅｘｐが算出され、また、自車両が走行車線の中央部を正確に追従走行しているため、ステップＳ２０２の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ２０３で、警報コントローラ１１に警告音を停止させる指令が送信されるとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２が停止状態にされた後、この作動警告判定処理が終了される。
【００４１】
警告音を停止させる指令が送信された警報コントローラ１１は、車室内のスピーカ１０から警告を発生することなく、また、アクチュエータ１２は停止状態を維持する。
自車両が走行車線の中央部を正確に追従走行して、上記フローが繰り返し実行されているうちに、運転者が脇見等をしてしまい、自車両が走行車線の中央部から外れて、作動警告判定処理のステップＳ２０１で算出される走行予測前方変位Ｘｅｘｐが第１の警告閾値Ｘｔｈｓよりも大きくなったとする。すると、その作動警告判定処理のステップＳ２０２の判定が「Ｎｏ」となり、また、ステップＳ２０４の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ２０５で、警報コントローラ１１に警告音を発生させる指令が送信されるとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２が停止状態にされた後、この作動警告判定処理が終了される。
【００４２】
警告音を発生させる指令が送信された警報コントローラ１１は、車室内のスピーカ１０から自車両が車線から逸脱する傾向にあることを知らせる警告音を発生し、また、アクチュエータ１２は停止状態を維持する。
このように、警告が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をするため、車線逸脱傾向の大きさが第２の警告閾値Ｘｔｈｖを越える前に小さくなり、ステアリングホイール４が振動されることなく、運転者に振動によって違和感を与えてしまうことを防ぐことができる。
【００４３】
また、車両の走行中に運転者が音楽を聴いており、警告音を認識するのが遅れてしまい、自車両が走行車線の中央部から大きく外れて、作動警告判定処理のステップＳ２０１で算出される走行予測前方変位Ｘｅｘｐが第２の警告閾値Ｘｔｈｖよりも大きくなったとする。すると、その作動警告判定処理のステップＳ２０２及びＳ２０４の判定が「Ｎｏ」となり、ステップＳ２０６で、警報コントローラ１１に警告音を発生させる指令が送信されるとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２が作動状態にされてから、この作動警告判定処理が終了される。
【００４４】
警告音を発生させる指令が送信された警報コントローラ１１は、車室内のスピーカ１０から自車両が車線から逸脱する傾向にあることを知らせる警告音を発生し、また、アクチュエータ１２を作動状態にし、ステアリングホイール４を介して運転者に振動を与える。
このように、運転者に振動が与えられたとしても、自車両が車線逸脱傾向にあることを警告音で知らせてから振動を与えるため、運転者には振動が与えられることを予期させることができ、その振動によって運転者に違和感を与えてしまうことを防ぐことができる。
【００４５】
次に、本発明の車線逸脱警告装置の第２の実施形態について説明する。この実施形態は、車室内に運転者以外の乗員がいるときには、まず、運転者に振動を与えて車線逸脱傾向にあることを知らせ、さらに車線逸脱傾向が大きくなったときに、警告音を発するようにした点が第１の実施形態と異なっている。
つまり、第２の実施形態では、制御コントローラ７で実行される作動警告判定処理のうち、図１１に示すように、前述した第１の実施形態の図９の処理の前記ステップＳ２０４の判定が「Ｎｏ」となった後に、シートの座面に設けた圧力センサや、シートベルトの留金具に設けたシートベルトスイッチ等の乗員検出手段で運転者以外の乗員がいるか否かを判定し、いないときには（Ｎｏ）前記ステップＳ２０２に移行するステップＳ３００と、前記ステップＳ３００で運転者以外の乗員がいる（Ｙｅｓ）と判定されたときに、警報コントローラ１１に警告音を停止させる指令を送信するとともに、ステアリングホイール４のアクチュエータ１２を作動状態にしてから、この作動警告判定処理を終了するステップＳ３０１と、が設けられていることを除いては第１の実施形態と同様の処理を行う。
【００４６】
このように、本実施形態は、運転者以外の乗員がいるときには、まず、運転者に振動を与えて車線逸脱傾向にあることを知らせ、さらに車線逸脱傾向が大きくなったときに、警告音を発するようにしたため、振動が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をするので、車線逸脱傾向の大きさが第２の警告閾値Ｘｔｈｖを越える前に小さくなり、運転に無関係な乗員に警告音で煩わしい思いをさせてしまうことがない。
【００４７】
次に、本発明の車線逸脱警告装置の第３の実施形態について説明する。この実施形態は、操舵トルクが小さいときには、まず、運転者に振動を与えて車線逸脱傾向にあることを知らせ、さらに車線逸脱傾向が大きくなったときに、警告音を発するようにした点が第２の実施形態と異なっている。
つまり、第３の実施形態では、制御コントローラ７で実行される作動警告判定処理のうち、図１２に示すように、前記ステップＳ３００の代わりに、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段の検出結果が、予め定められた設定値αよりも小さいか否かを判定し、小さいときには（Ｙｅｓ）前記ステップＳ３０１に移行し、そうでないときには（Ｎｏ）ステップＳ２０５に移行するステップＳ４００が設けられていることを除いては第２の実施形態と同様の処理を行う。なお、設定値αは、それよりも小さい操舵トルクで車両を運転操作しているときには、ステアリングホイール４にアクチュエータ１２で振動を与えたとしても、運転者の運転操作に影響を与えないくらいに小さい値に設定されている。
【００４８】
このように、本実施形態は、運転者の操舵トルクが設定値αよりも小さいときには、振動を与えても運転操作に影響を与えることがないので、振動が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をすることができ、車線逸脱傾向の大きさが第２の警告閾値を越える前に小さくなり、乗員に警告音で煩わしい思いをさせてしまうことがない。
【００４９】
次に、本発明の車線逸脱警告装置の第４の実施形態について説明する。この実施形態は、自車両前方の走行車線の曲率半径が大きいときには、まず、運転者に振動を与えて車線逸脱傾向にあることを知らせ、さらに車線逸脱傾向が大きくなったときに、警告音を発するようにした点が第２の実施形態と異なっている。
つまり、第３の実施形態では、制御コントローラ７で実行される作動警告判定処理のうち、図１３に示すように、前記ステップＳ３００の代わりに、上述の道路白線検出処理のステップＳ１０８で算出された最新の道路パラメータｂ（道路の曲率）を所定の記憶領域から読み出して、予め定められた設定値βよりも大きいか否かを判定し、大きいときには（Ｙｅｓ）前記ステップＳ３０１に移行し、そうでないときには（Ｎｏ）ステップＳ２０５に移行するステップＳ４００が設けられていることを除いては第２の実施形態と同様の処理を行う。なお、設定値βは、それよりも大きい曲率半径を有する走行車線を車両が走行しているときには、ステアリングホイール４にアクチュエータ１２で振動を与えたとしても、運転者の運転操作に影響を与えないくらいに大きい値に設定されている。
【００５０】
このように、本実施形態は、走行車線の曲率半径が設定値βよりも大きいときには、振動を与えても運転操作に影響を与えることがないので、振動が与えられて、自車両が車線逸脱傾向にあることを知らされた運転者は、自車両の車線逸脱傾向が小さくなるように運転操作をすることができ、車線逸脱傾向の大きさが第２の警告閾値を越える前に小さくなり、乗員に警告音で煩わしい思いをさせてしまうことがない。
【００５１】
なお、上記実施の形態においては、走行車線検出手段は単眼カメラ８及び画像処理装置９に対応し、走行状態検出手段は、車速センサ６、単眼カメラ８及び画像処理装置９に対応し、車線逸脱傾向検出手段は制御コントローラ７に対応し、車線逸脱警告音発生手段はスピーカ１０及び警報コントローラ１１に対応し、車線逸脱警告振動発生手段はアクチュエータ１２に対応する。
【００５２】
また、上記実施の形態は本発明の車線逸脱警告装置の一例を示したものであり、装置の適用対象や構成等を限定するものではない。
例えば、上記実施の形態においては、制御コントローラ７や画像処理装置９をマイクロコンピュータ等の離散化されたディジタルシステムで構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、関数発生器、比較器、演算器等の電子回路を組み合わせて構成するようにしてもよい。
【００５３】
さらに、前回の白線モデルを中心として白線候補点検出領域を設定する例を示したが、白線候補点検出領域の設定方法は、これに限定されるものではなく、例えば、過去の白線モデルの変化の傾向を考慮して、白線モデルの変化方向にオフセットした位置を中心として白線候補点検出領域を設定するようにしてもよい。また、白線候補点検出領域のＹ軸方向への長さに対して、濃度が所定値以上となる画素の割合が、所定の割合よりも大きい線分がないときには、その白線候補点検出領域には、白線候補点が検出されなかったものとみなす例を示したが、前記所定の割合は、全ての白線候補点検出領域で同一のものに限られるものではなく、例えば、検出領域毎に設定するようにしてもよい。さらに、上記濃度の所定値も、全ての検出領域で同一のものに限られるものではなく、検出領域毎に変えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車線逸脱警告装置の第１の実施形態を示す車両の概略構成図である。
【図２】本発明の車線逸脱警告装置に用いられる単眼カメラの取り付け位置を説明するための説明図である。
【図３】画像処理装置で実行される道路白線検出処理のフローチャートである。
【図４】図３の道路白線検出処理で用いられる白線モデルを説明するための説明図である。
【図５】白線候補点検出領域の大きさの設定方法を説明するための説明図である。
【図６】撮像した画像データ上での白線候補点検出領域の設定方法を説明するための説明図である。
【図７】白線候補点の検出方法を説明するための説明図である。
【図８】今回検出した白線候補点と前回求めた白線モデル上の点とのずれ量を示す説明図である。
【図９】制御コントローラで実行される作動警告判定処理のフローチャートである。
【図１０】走行予測前方変位の設定方法を説明するための説明図である。
【図１１】第２の実施形態における、図９の作動警告判定処理に対応するフローチャートである。
【図１２】第３の実施形態における、図１１の作動警告判定処理に対応するフローチャートである。
【図１３】第４の実施形態における、図１１の作動警告判定処理に対応するフローチャートである。
【符号の説明】
１ＦＬ、１ＦＲは前輪
２はラック
３はピニオン
４はステアリングホイール
５はステアリングシャフト
６は車速センサ
７は制御コントローラ
８は単眼カメラ
９は画像処理装置
１０はスピーカ
１１は操舵角センサ
１２ アクチュエータ
Claims (3)
- 自車両の車線逸脱傾向の大きさを検出する車線逸脱傾向検出手段と、その車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると警告音を発する第１の警告発生手段と、前記車線逸脱傾向検出手段で検出される車線逸脱傾向の大きさが、前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を超えると警告音を発生すると共にハンドルを振動させる第２の警告発生手段と、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、を備え、
前記第１の警告発生手段は、前記操舵トルク検出手段で検出された操舵トルクが所定値よりも小さい場合には、前記車線逸脱傾向検出手段で検出された車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると、前記警告音を発生することに代えて、前記ハンドルを振動させることを特徴とする車線逸脱警告装置。 - 自車両の車線逸脱傾向の大きさを検出する車線逸脱傾向検出手段と、その車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると警告音を発する第１の警告発生手段と、前記車線逸脱傾向検出手段で検出される車線逸脱傾向の大きさが、前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を超えると警告音を発生すると共にハンドルを振動させる第２の警告発生手段と、自車両前方の走行車線の曲率半径を検出する曲率半径検出手段と、を備え、
前記第１の警告発生手段は、前記曲率半径検出手段で検出された曲率半径が所定値よりも大きい場合には、前記車線逸脱傾向検出手段で検出された車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると、前記警告音を発生することに代えて、前記ハンドルを振動させることを特徴とする車線逸脱警告装置。 - 運転者以外の乗員を検出する乗員検出手段を備え、
前記第１の警告発生手段は、前記乗員検出手段で運転者以外の乗員が検出された場合には、前記車線逸脱傾向検出手段で検出された車線逸脱傾向の大きさが第１のしきい値を超えると、前記警告音を発生することに代えて、前記ハンドルを振動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車線逸脱警告装置。
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