JP2014085805A - 車線逸脱防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】煩わしさがなくかつ安全な車線逸脱防止を行う車線逸脱防止装置を提供する。
【解決手段】走行車線３の白線４を検出する白線認識処理部５と、自車が走行する車線３や対向する車線上の複数の物体をターゲットとして検出するターゲット検出手段１２と、ターゲット検出手段１２で検出したターゲットの追跡処理を行ってそれぞれのターゲットにＩＤ情報や移動・停止・対向といった種別情報を付与すると共に全てのＩＤターゲットに対して衝突予測を行う衝突予測判断部１３と、白線認識処理部５の情報が入力され、自車２の白線４までの横変位６、車線幅７、走行車線３の曲率８、自車２の方位角９の推定を行うと共にこれらに基づいて逸脱までの閾値を設定し、かつ、衝突予測判断部１３からの情報に基づいて閾値を調整する閾値調整部１０と、前記閾値を超えたときに逸脱の虞れがあるとして警報等を行う逸脱判断部１１とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両が車線から逸脱するのを防止する車線逸脱防止装置に関するものである。

車線逸脱防止装置は、車両が車線を逸脱したとき、あるいは逸脱しそうになったときに警報や操舵制御等によりそれを防ぐが、車線逸脱防止装置が搭載される車両が商業車の場合、車幅が車線幅に対して余裕がなかったり、ホイールベース長によるオーバーハングの影響から、適切な警報や制御が出力されない場合がある。特に一般道では条件が厳しく、既に特許文献１で車線幅と車幅の相対関係から車線逸脱警報を禁止するなど、煩わしい警報や制御を抑止する発明が複数提案されている。

一方、正面衝突事故は常に商業車での事故要因における上位に挙げられ、乗員保護はもちろん加害軽減の観点からも、対向車がある場合には車線逸脱防止装置として有効に機能することが望まれている。

特開２００５−３４６２６９号公報 特開２０１０−９２４１６号公報 特開２０１０−３６７５７号公報

しかしながら、対向車線での適切な車線逸脱防止制御と、前述の煩わしい警報や制御の抑止はトレードオフの関係にあり、両立が難しい場合が多い。特許文献２や特許文献３では、対向車を検出することで対向車線と隣接する車線においてより適切な逸脱防止制御を提案しているが、片側一車線の道路は多く、煩わしい警報や制御の抑止が十分に行われない場合があり、個々の対向車に対しより適切な対応が求められる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、対向車に対して衝突予測を行い、その予測状態に応じて車線逸脱の制御タイミングを調整することにより、煩わしさがなくかつ安全な車線逸脱防止を行う車線逸脱防止装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、自車が走行する車線の両側の白線を検出する白線認識処理部と、自車が走行する車線や対向する車線上の複数の物体をターゲットとして検出するターゲット検出手段と、前記ターゲット検出手段で検出したターゲットの追跡処理を行ってそれぞれのターゲットにＩＤ情報や移動・停止・対向といった種別情報を付与すると共に全てのＩＤターゲットに対して衝突予測を行う衝突予測判断部と、前記白線認識処理部の情報が入力され、自車の白線までの横変位、車線幅、走行車線の曲率、自車の方位角の推定を行うと共にこれらに基づいて逸脱までの閾値を設定し、かつ、前記衝突予測判断部からの情報に基づいて前記閾値を調整する閾値調整部と、前記閾値調整部で設定された閾値を超えたときに逸脱の虞れがあるとして警報あるいは操舵制御を行う逸脱判断部とを備えたものである。

前記閾値調整部は、前記衝突予測判断部で、衝突が予測され、その衝突までの時間が所定値を以下のときに、衝突を回避するための閾値を調整すると共に逸脱制御部で警報出力し、かつ調整された閾値を、逸脱制御部に出力して衝突を回避するようにするのが好ましい。

前記閾値調整部は、前記衝突予測判断部で衝突が予測されないとき、又は衝突するまでの時間が所定値を超えているとき、調整した閾値で、走行するよう制御するのが好ましい。

前記ターゲット検出手段は、ミリ波レーダ、レーザレーダ又はカメラからなり、前記衝突予測判断部は、前記ターゲット検出手段からの相対速度情報を自車の速度情報と比較することで対向車を判別するのが好ましい。

本発明によれば、煩わしさがなく、かつ安全な車線逸脱防止制御を行うことができる。

本実施の形態に係る車線逸脱防止装置のブロック図である。 白線認識処理部で取得する情報の説明図である。 衝突予測判断部による予測判断の説明図である。 対向車に対する予測判断の説明図である。 車線逸脱防止装置の処理の流れを示す流れ図である。

本発明に係る車線逸脱防止装置を添付図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示すように、車線逸脱防止装置１は、自車２が走行する車線３の両側の白線４を検出する白線認識処理部５と、自車２が走行する車線３や対向する車線（図示せず）上の複数の物体をターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３として検出するターゲット検出手段１２と、ターゲット検出手段１２で検出したターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３の追跡処理を行ってそれぞれのターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３にＩＤ情報や移動・停止・対向といった種別情報を付与すると共に全てのＩＤターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３に対して衝突予測を行う衝突予測判断部１３と、白線認識処理部５の情報が入力され、自車２の白線４までの横変位６、車線幅７、走行車線３の曲率８、自車２の方位角９の推定を行うと共にこれらに基づいて逸脱までの閾値を設定し、かつ、衝突予測判断部１３からの情報に基づいて閾値を調整する閾値調整部１０と、閾値調整部１０で設定された閾値を超えたときに逸脱の虞れがあるとして警報あるいは操舵制御を行う逸脱判断部１１とを備える。

白線認識処理部５は、自車２前方の映像を撮影するカメラに接続されている。白線認識処理部５は、カメラから取得した前方映像１４からノイズ除去、エッジ抽出及び２値化を行い、その結果をもとにハフ変換等により直線及び曲線成分を抽出し、自車２が走行する車線３に相当する白線４を絞り込むことで白線４を検出する。

ターゲット検出手段１２は、ミリ波レーダ、レーザレーダ又はカメラからなり、走行方向前方のターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３の相対速度及び自車２に対する距離と位置等を検出する。なお、カメラはステレオカメラであると、距離、位置等を容易に検出できる。

図３に示すように、衝突予測判断部１３は、ターゲット検出手段１２から取得した検出ターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３の相対速度情報を自車２の車速情報と比較することで検出ターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３が対向車であるかを判別すると共に、検出ターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３が自車に対して接近、追従又は離間する移動体であるか、駐停車車両等の停止物であるかを判別する。具体的には、衝突予測判断部１３は、検出ターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３が複数ある場合、ターゲット検出手段１２から得られる複数のターゲット情報をもとに、追跡処理を行い、ＩＤ情報や、移動体、停止物、対向車といった種別情報や、その他情報からなる属性をそれぞれの検出ターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３に付与し、全ての検出ターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３に対して属性情報に応じた衝突予測を行い、衝突の可能性の最も高い検出ターゲットを抽出する。

対向車に対する衝突予測は、ターゲット検出手段１２からの情報を基に全ての検出ターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３の将来走行軌跡を推定すると同時に、後述する閾値調整部１０からの車速１８、ヨーレート（傾き角）１９、操舵角２０を基に、推定した白線４に対する横変位６、自車２の方位角９、走行曲率８で自車２が走行する自車２の将来走行軌跡を推定し、検出ターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３の将来走行軌跡と自車２の将来走行軌跡との相対関係から衝突する／しないの判断を行う。また、衝突予測判断部１３は、衝突すると判断したとき、その衝突するまでの時間等を算出する。

閾値調整部１０は、絞り込まれた白線４の候補点を使い、車線幅７（右側白線４と左側白線４の間隔）を推定し、同時に、車速１８、ヨーレート１９、操舵角２０の情報から、白線認識処理部５で検出された白線４に対する横変位６、自車２の方位角９、走行曲率８の推定を行うと共に、これらの推定値に対して予め設定された閾値と比較する。この閾値は、自車２の車幅及びホイールベース等の車両諸元に適応する形で、車速１８、走行曲率８、及び車両幅によって、自動的に調整され、例えば、高速道路など車線幅７が広く、かつ、車速１８が高い場合には、より安全に制御が行われるよう閾値を調整し、一般道路など車線幅７が狭く、かつ、走行車線３の曲率８が一定以下の走行曲率の場合には、条件を絞って頻繁で煩わしい制御を行わないように閾値を調整する。また、閾値調整部１０は、対向車との衝突が予測されるとき、その衝突予測に応じて閾値を調整する。

衝突の可能性の最も高い検出ターゲットが対向車であるときの閾値調整を図４により説明する。

衝突予測判断部１３は、閾値調整部１０を介して入力される自車２の情報と衝突予測判断部１３からの検出ターゲット（対向車１６）Ｔ１の情報を基に、図４で示したように自車２の幅方向の距離をｘ、走行方向の距離をｙとしたとき、自車２の現在位置ｘ、ｙ（０，０）とし、検出ターゲットＴ１の現在位置（ｘ、ｙ）とを基に、自車２と対向車１６とがすれ違う位置とその時間（衝突するまでの時間）を予測し、すれ違うときの距離をオフセット量２１として算出する。

衝突予測判断部１３は、オフセット量２１が充分にあり、衝突しないときには、車線幅７、車速１８及び走行車線３の曲率８等に基づいて閾値調整部１０で設定した閾値で自車２がそのまま走行するようになし、自車２の将来走行軌跡と対向車１６毎の将来走行軌跡とが衝突するとき、すなわちオフセット量２１がマイナスである場合には、衝突するとして閾値調整部１０に出力し、逸脱判断部１１を介して逸脱防止制御部２２に衝突を回避すべく警報出力又は操舵制御する。

この際、衝突が予測されるときの衝突までの時間が所定値を超えている場合には、閾値調整部１０は、横変位６の変化量、方位角９、曲率８などの各要素の閾値をそのまま維持して走行するようにし、衝突までの時間が所定値以下の対向車が存在する場合には、衝突を回避できるように閾値条件をより安全側に自動的に調整する。この所定値の設定は、車速１８に基づいて、対向車１６がその将来走行軌跡のまま走行したときに、自車２が衝突を回避できる充分な時間に設定される。

図１に示すように、逸脱判断部１１は、自車２の将来走行軌跡と閾値により、白線４に対して自車２が逸脱するまでの時間等を使い、各要素が閾値調整部１０で調整した閾値を超えたとき、逸脱の虞れがあるとして警報あるいは操舵制御のいずれか一方又は双方を行う。

この際、衝突予測判断部１３の情報から、閾値調整部１０で閾値が調整され、前述の一般道で走行環境において閾値の条件が絞られていても、衝突するまでの時間が所定値以下の対向車があれば、上記条件で設定された閾値により条件が安全方向に調整される。

なお、逸脱判断部１１は、ウィンカーや車線逸脱防止装置１のＯＮ／ＯＦＦスイッチ、あるいは白線４までの横変位６の変化量が一定以上など、ドライバーの意図による操舵操作が行われているとき、閾値に基づく警報出力又は操舵制御を抑止する判断も行う。

次に図５に示すフローチャートを用いて説明する。

衝突予測判断部１３は、ターゲット検出手段１２からの情報に基づいて自車２が走行する車線３や対向する車線（図示せず）上の複数の物体をターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３として検出する（ステップＳ１）。

白線認識処理部５はカメラから入力される前方映像１４から白線４を検出し、その白線４の情報を閾値調整部１０に出力し、閾値調整部１０は、入力された白線４の情報に基づいて自車２の白線４までの横変位６、車線幅７、走行車線３の曲率８、自車２の方位角９等を算出して自車の走行環境を認識し（ステップＳ２）、走行環境情報を衝突予測判断部１３に出力する。

また、閾値調整部１０は、車速１８、ヨーレート（傾き角）１９、操舵角２０等の車両情報を取得し（ステップＳ３）、これら車両情報を衝突予測判断部１３に出力する。

衝突予測判断部１３は、ターゲット検出手段１２で検出した複数のターゲット情報をもとに、追跡処理を行い、検出ターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３を識別するためのＩＤ情報や、移動・停止・対向といった種別情報をそれぞれのターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３に属性として付与する（ステップＳ４）。

この後、衝突予測判断部１３は、全てのＩＤターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３に対して属性情報に応じた衝突予測を行い（ステップＳ５）、衝突の可能性の最も高いＩＤターゲットを抽出し、そのＩＤターゲットの情報を閾値調整部１０等に出力する。このとき、対向車に対する衝突予測は、自車２の将来走行軌跡と対向車１６の将来走行軌跡との相対関係から自車２と対向車１６が衝突するか否かを判断する。衝突する場合、衝突するまでの時間を算出する。また、衝突予測判断部１３で抽出されるＩＤターゲットは、基本的には、衝突の可能性のあるＩＤターゲットのうち最短時間での衝突が予測されるものとなる。

この後、衝突予測判断部１３及び閾値調整部１０からの情報に基づいて種別に応じた衝突防止制御を行う（ステップＳ６）と共に、車線逸脱防止制御を行う（ステップＳ７）。

具体的には、衝突予測判断部１３で抽出されたＩＤターゲットが対向車であった場合、衝突するまでの時間が所定値以下であるか否かを判断し、衝突するまでの時間が所定値を超えるときには、車線幅、車速、車線曲率等に基づいて自動調整された閾値に基づいて走行する。また、衝突までの時間が所定値以下のとき、閾値調整部１０で設定された閾値条件で、衝突防止制御を行うと共に、車線逸脱防止制御としての警報出力又は操舵制御を行う。

このように、自車の将来の走行軌跡と対向車の将来の走行軌跡を比較し、これら軌跡で衝突が予測されるとき、その衝突までの時間を算出し、衝突を回避できる充分な時間（所定値）を設定しておき、所定値に達するまでは、調整された閾値で走行することで、警報などを頻繁にならすことがなく、所定値以下となり、現在の自車の将来の走行軌跡で衝突が避けられないときに、警報を鳴らすと共により安全に設定された閾値を基に衝突防止制御の操舵を行うことで、適切に警報や制御を行うことが可能になり、より安全で、信頼性の高い車線逸脱防止装置を提供できる。

１ 車線逸脱防止装置
５ 白線認識処理部
１０ 閾値調整部
１１ 逸脱判断部
１２ ターゲット検出手段
１３ 衝突予測判断部

Claims (4)

1. 自車が走行する車線の両側の白線を検出する白線認識処理部と、自車が走行する車線や対向する車線上の複数の物体をターゲットとして検出するターゲット検出手段と、前記ターゲット検出手段で検出したターゲットの追跡処理を行ってそれぞれのターゲットにＩＤ情報や移動・停止・対向といった種別情報を付与すると共に全てのＩＤターゲットに対して衝突予測を行う衝突予測判断部と、前記白線認識処理部の情報が入力され、自車の白線までの横変位、車線幅、走行車線の曲率、自車の方位角の推定を行うと共にこれらに基づいて逸脱までの閾値を設定し、かつ、前記衝突予測判断部からの情報に基づいて前記閾値を調整する閾値調整部と、前記閾値調整部で設定された閾値を超えたときに逸脱の虞れがあるとして警報あるいは操舵制御を行う逸脱判断部とを備えたことを特徴とする車線逸脱防止装置。
2. 前記閾値調整部は、前記衝突予測判断部で、衝突が予測され、その衝突までの時間が所定値を以下のときに、衝突を回避するための閾値を調整すると共に逸脱制御部で警報出力し、かつ調整された閾値を、逸脱制御部に出力して衝突を回避する請求項１記載の車線逸脱防止装置。
3. 前記閾値調整部は、前記衝突予測判断部で衝突が予測されないとき、又は衝突するまでの時間が所定値を超えているとき、調整した閾値で、走行するよう制御する請求項１記載の車線逸脱防止装置。
4. 前記ターゲット検出手段は、ミリ波レーダ、レーザレーダ又はカメラからなり、前記衝突予測判断部は、前記ターゲット検出手段からの相対速度情報を自車の速度情報と比較することで対向車を判別する請求項１又は２記載の車線逸脱防止装置。

Images