(57)【要約】【課題】車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置に関し、車線区分線とマーカ列の双方が存在する場合に車線内保持走行をより安全に行う。【解決手段】演算部５が、車線区分線検出部２が検出した路面上の車線区分線及びマーカ列検出部３が検出した道路に設置されたマーカ列の両車線情報を保持すると共に該マーカ列を優先して目標車線内位置を決定し、運転者が選択スイッチ４により該マーカ列から該車線区分線に切り換えても、該車線区分線の検出状況が不良の場合には、該切換を無効にする。【選択図】　図１
2004029912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面上の車線区分線を検出する車線区分線検出部と、
道路に設置されたマーカ列を検出するマーカ列検出部と、
車線情報として、該車線区分線検出部が検出した該車線区分線を採用するか該マーカ列検出部が検出した該マーカ列を採用するかを運転者が選択するための選択スイッチと、
両車線情報を保持すると共に該マーカ列を優先して目標車線内位置を決定し、該運転者が該選択スイッチにより該マーカ列から該車線区分線に切り換えても、該車線区分線の検出状況が不良の場合には、該切換を無効にする演算部と、
該目標車線内位置に基づいて操舵制御を行うアクチュエータと、
を備えたことを特徴とする自動操舵装置。
【請求項２】
請求項１において、
該選択スイッチが手動スイッチであることを特徴とする自動操舵装置。
【請求項３】
請求項１において、
該選択スイッチが音声指示装置であることを特徴とする自動操舵装置。
【請求項４】
請求項１において、
該車線区分線検出部が、該車線区分線を検出できないとき該検出状況が不良であることを示す情報を該演算部に与えることを特徴とする自動操舵装置。
【請求項５】
請求項１において、
該車線区分線検出部が、該検出状況を数値化した情報を該演算部に与え、該情報が閾値に満たないとき該演算部が該検出状況が不良であると判断することを特徴とする自動操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動操舵装置に関し、特に車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車線内保持走行を行う自動操舵装置が近年開発されており、このような自動操舵装置は、自車が走行する車線を検出する車線検出部、自動操舵に必要な情報を算出する演算部、演算部から入力される情報に基づいて操舵輪を操舵する操舵アクチュエータによって構成されている。
【０００３】
車線検出部としては、▲１▼車線区分線をカメラ等を用いて視覚的に検出するもの、▲２▼車線内に磁石や電波発信機から成るマーカ列を敷設し、このマーカ列を磁気センサや電波アンテナで検出するもの、などが一般的に知られている。
動作において、演算部は、車線検出部によって検出された車線と車両との相対位置（例えば、車線幅中央位置、区分車線位置又は車両基準位置）を求めると共に目標車線内位置を決定する。操舵アクチュエータは、この目標車線内位置に基づき、運転者に代わって操舵輪を操舵する。
【０００４】
通常は、車線内の中央を走行することが望ましいと考えられるので、上記の車線検出部▲１▼の場合には車線幅の中央を自動操舵の目標車線内位置として制御を行い、また、上記の車線検出部▲２▼の場合には、目標車線内位置としてマーカ列は車線幅の中央に敷設され、自動操舵装置はこれを目標車線内位置として制御を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の車線区分線を検出する車線検出部▲１▼と、マーカ列を検出する車線検出部▲２▼には、それぞれ以下のメリット、デメリットが有る。
・車線検出部▲１▼の場合
＜メリット＞
従来から車線区分線は整備されており普及しているため、自動操舵の為に新たに車線区分線を開発したり整備する必要が無い。
【０００６】
＜デメリット＞
車線区分線のカスレ、積雪等の気象条件、路面反射等により、車線区分線が検出できない、或いは検出できても検出装置側での複雑な処理が必要である場合は、自動操舵に支障をきたす。
・車線検出部▲２▼の場合
＜メリット＞
マーカ配列順序やマーカからの情報送出により、各種データの提供が可能。
【０００７】
積雪等の気象条件や路面反射等に拘らず検出が可能であるため、適正なマーカ列が道路に敷設されていれば検出精度が高い。
＜デメリット＞
現状ではマーカ列未敷設の道路が多く、車線区分線とは別に新たにマーカ列の設置が必要。
【０００８】
マーカ敷設間隔が粗いと制御性が悪いため、適切な間隔でマーカ列を敷設する必要があるが、マーカの数が多いほど敷設コストが高くなる。
上記のメリット及びデメリットを考慮すると、自動操舵を実現する際に、一方の車線検出部の搭載のみでは、信頼性、実用性の面で問題が有る。そこで上記の車線検出部▲１▼及び▲２▼の両方を搭載することが考えられるが、この場合、検出精度を考慮すると、マーカ列が敷設されている道路においては、車線検出部▲２▼が検出したマーカ列に基づく車線情報を用いて自動操舵を行うことが望ましい。
【０００９】
すなわち、マーカ列が検出できる道路を走行中は、マーカ列を用いて自動操舵を行い、マーカ列が検出できない道路を走行中は車線検出部▲１▼が検出した車線区分線に基づく車線情報を用いて自動操舵を行うよう、自動的に切換を行うことが考えられる。
【００１０】
しかしながら、上記の如く、マーカ列未敷設の道路が多いのが現状であり、マーカ列が敷設されている部分と未敷設の部分との境界部分においては、上記の切換時にステアリングホイールに少なからぬ衝撃を与えることが予測できる。
このような衝撃が予め予測できる場合に、運転者が専用のスイッチを操作することにより、マーカ列が検出できる道路を走行中であっても、車線区分線を用いて自動操舵を行うようにすることが可能である。
【００１１】
しかしながら、上記車線検出部▲１▼は、視覚的に車線区分線を検出する為に、逆光、路面反射、車線区分線のカスレ等により正常に車線区分線を検出できない場合が有る。
従って、マーカ列が敷設されている道路においてマーカ列を用いて自動操舵制御を行っているときに、車線区分線の検出状況が良好でないにもかかわらず、運転者が車線区分線を用いるように切換を行ってしまうと、自動操舵制御が正常に実行できなくなる可能性がある。最悪の場合は、車両の車線外逸脱の原因となるので大変危険である。
【００１２】
従って本発明は、車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置において、車線区分線とマーカ列の双方が存在する場合に車線内保持走行をより安全に行うことを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る自動操舵装置は、路面上の車線区分線を検出する車線区分線検出部と、道路に設置されたマーカ列を検出するマーカ列検出部と、車線情報として、該車線区分線検出部が検出した該車線区分線を採用するか該マーカ列検出部が検出した該マーカ列を採用するかを運転者が選択するための選択スイッチと、両車線情報を保持すると共に該マーカ列を優先して目標車線内位置を決定し、該運転者が該選択スイッチにより該マーカ列から該車線区分線に切り換えても、該車線区分線の検出状況が不良の場合には、該切換を無効にする演算部と、該目標車線内位置に基づいて操舵制御を行うアクチュエータと、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
すなわち、本発明においては、車線区分線検出部が検出した路面上の車線区分線及びマーカ列検出部が検出した道路に設置されたマーカ列のいずれかを車線情報として採用するように運転者が選択スイッチにより選択し、演算部は、両車線情報を保持すると共に該マーカ列を優先して目標車線内位置を決定し、運転者が該選択スイッチにより該マーカ列から該車線区分線に切り換えても、該車線区分線の検出状況が不良の場合には、該切換を無効にする。
【００１５】
また、アクチュエータは、演算部によって決定された目標車線内位置に基づいて操舵制御を行う。
従って、車線区分線とマーカ列の双方が存在する場合に、車線区分線の検出状況が良好でない場合には、運転者が選択スイッチを切換えても、マーカ列検出から車線区分線検出への切換が行わないため、より安全に自動操舵装置による車線内保持走行を行うことが可能となる。
【００１６】
上記の選択スイッチは、手動スイッチまたは音声指示装置のいずれであってもよい。
また、上記の車線区分線検出部は、該車線区分線を検出できないとき該検出状況が不良であることを示す情報を該演算部に与えてもよい。
【００１７】
すなわち、該演算部は、該検出状況が不良であることを、該車線区分検出部から与えられる情報に基づき判断することができる。
また、上記の車線区分線検出部は、該検出状況を数値化した情報を該演算部に与え、該情報が閾値に満たないとき該演算部が該検出状況が不良であると判断してもよい。
【００１８】
すなわち、該車線区分線検出部が該検出状況を数値化することにより、該演算部は、該車線区分線検出部から与えられる該検出状況を数値化した情報を閾値と比較して、該検出状況が不良であるか否かを判断することが出来る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る自動操舵装置の一実施例の構成が示されている。この実施例による自動操舵装置は、自動操舵スイッチ１と車線区分線検出部２とマーカ列検出部３と選択スイッチ４と演算部５と操舵アクチュエータ６とで構成されている。
【００２０】
自動操舵スイッチ１は、運転者が自動操舵制御の開始及び解除をスイッチのＯＮ／ＯＦＦにより指示するための専用のスイッチである。
車線区分線検出部２及びマーカ列検出部３は、自車を基準として検出した車線の相対位置に関する情報を出力するものであり、それぞれ、カメラと画像処理装置との組合せや、レーンマーカ・センサと信号処理装置との組合せなどにより構成することができる周知のものを用いればよい。
【００２１】
選択スイッチ４は、マーカ列検出が可能な道路において車線区分線検出部２及びマーカ列検出部３のいずれの出力情報を車線情報として採用すべきかを運転者が選択するための手動スイッチ又は音声指示装置である。
演算部５は、自動操舵スイッチ１からの自動操舵スイッチ信号、車線区分線検出部２からの車線情報、検出状況情報、及び装置故障信号、マーカ列検出部３からの車線情報及び装置故障信号、並びに選択スイッチ４からの選択信号を読み込む入力部５１と、この入力部５１の出力信号を用いて自動操舵制御に関する演算・判断を行うＣＰＵ５２と、演算などでＣＰＵ５２が使用するＲＡＭ５３と、制御プログラムや制御パラメータを格納しておくＲＯＭ５４と、ＣＰＵ５２で得られた出力データに従って操舵アクチュエータ６を駆動する出力部５５と、車両電源からこれらの各部に必要な電源を供給するための電源部５６とで構成されている。
【００２２】
また操舵アクチュエータ６は、出力部５５からの出力により車両の操舵輪（図示せず）を自動的に作動させる周知の装置を用いればよい。
図２は、図１に示した演算部５におけるＲＯＭ５４に格納されている制御プログラムの流れを示したものであり、以下、この図２を参照して図１の実施例の動作を説明する。なお、このフローチャートは所定時間間隔で開始されるものとし、制御装置の制御に係る部分のみを記述しているが、ＣＰＵなどのハードウエア起動時の初期処理などは省略されている。
【００２３】
まずＣＰＵ５２は、入力部５１を介して自動操舵スイッチ１からの自動操舵スイッチ信号、車線区分線検出部２からの車線情報、検出状況情報、及び装置故障信号、マーカ列検出部３からの車線情報及び装置故障信号、並びに選択スイッチ４からの選択スイッチ信号を読み込む（ステップＳ１）。
【００２４】
次にＣＰＵ５２は、ステップＳ１で読み込んだ自動操舵スイッチ信号により、自動操舵スイッチ１のＯＮ／ＯＦＦを確認する（同Ｓ２）。自動操舵スイッチ１がＯＦＦである場合、自動操舵制御を行わないため、操舵アクチュエータ６を操舵無制御（同Ｓ３）として処理を終了する。
【００２５】
ステップＳ２において自動操舵スイッチ１がＯＮである場合、ＣＰＵ５２は、マーカ列検出部３が正常であるか否かを確認し（同Ｓ４）、マーカ列検出部３が正常である場合はマーカ列の有無を確認する（同Ｓ５）。さらに、ＣＰＵ５２は、選択スイッチ信号を確認することにより、「マーカ列」及び「車線区分線」のいずれが選択されているかを確認する（同Ｓ６）。
【００２６】
ステップＳ６において「マーカ列」が選択されている場合、ＣＰＵ５２は、マーカ列検出部３からの車線情報（マーカ列）に基づき車線幅中央位置を算出する（同Ｓ７）。
この場合、マーカ列の位置をそのまま車線幅中央位置とする。
また、ステップＳ６において「車線区分線」が選択されている場合においても、ステップＳ８で車線区分線検出部２が故障している場合及びステップＳ９で車線区分線の検出状況が不良である場合には、上記ステップＳ７の処理を実施する。
【００２７】
上述のステップＳ４においてマーカ列検出部３が故障中である場合、及びステップＳ５においてマーカ列が無い場合は、ステップＳ１０に処理を進める。さらに、ステップＳ１０において車線区分線検出部２が正常であり、ステップＳ１１において車線区分線の検出状況が良好である場合は、車線区分検出部２からの車線情報（車線区分線）に基づき車線幅中央位置を算出する（同Ｓ１２）。この場合、左側区分車線と右側区分車線の中央を車線幅中央位置として算出すればよい。
【００２８】
また、上述のステップＳ６において「車線区分線」が選択されており、ステップＳ８において車線区分線検出部２が正常であり、ステップＳ９において車線区分線の検出状況が良好である場合（同図▲１▼参照）にも、上記ステップＳ１２の処理が実施される。
【００２９】
ステップＳ７又はＳ１２で車線幅中央位置を算出した後は、以下に説明するステップＳ１３以降の自動操舵制御を実施する。
まずＣＰＵ５２は、ステップＳ７又はＳ１２で算出された車線幅中央位置から目標車線内位置を算出する（ステップＳ１３）。この場合、ステップＳ７又はＳ１２で求めた車線幅中央位置をそのまま目標車線内位置としてもよいが、左右方向に若干オフセットするように設定してもよい。
【００３０】
ステップＳ１３で求められる目標車線内位置は、自車左右方向中心線を基準としているので以下のようになる。
（ａ）目標車線内位置＝０：目標車線内位置が自車左右方向中心線上にある。
（ｂ）　目標車線内位置＜０：目標車線内位置が自車左右方向中心線より左側にある。
【００３１】
（ｃ）　目標車線内位置＞０：目標車線内位置が自車左右方向中心線より右側にある。
このようにして決定した目標車線内位置を上記の何れの場合に該当するか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００３２】
すなわち、目標車線内位置＝０の場合（ａ）には、自車左右方向中心線上に目標車線内位置が存在するので、ステップＳ１５において、操舵アクチュエータ６を中立保持するように制御する。
また、目標車線内位置＜０の場合（ｂ）には、目標車線内位置が自車左右方向中心線より左側にあるので、ステップＳ１６において、操舵アクチュエータ６を左転舵制御する。
【００３３】
さらに目標車線内位置＞０の場合（ｃ）には、目標車線内位置が自車左右方向中心線より右側にあるので、ステップＳ１７において、操舵アクチュエータ６を右転舵制御を行う。
なお、上述の如く、同図のフローチャートは所定時間間隔で開始されるものであり、図１に示した電源部５６を介して演算部５に車両電源が供給されている間は、自動操舵スイッチ１がＯＦＦの状態であっても処理が開始される。すなわち、自動操舵スイッチ１がＯＦＦである間は、ステップＳ１〜Ｓ３の処理が繰り返される。
【００３４】
また、ステップ２において、自動操舵スイッチ１がＯＮであっても上述のステップＳ４においてマーカ列検出部３が故障中である場合、及びステップＳ５においてマーカ列が無い場合に、ステップＳ１０において車線区分線検出部２が故障中であると判断された場合及びステップＳ１１において車線区分線検出状況が不良である場合には、自動操舵制御を行うことができないため、操舵アクチュエータ６を操舵無制御（同Ｓ３）として処理を終了する。
【００３５】
上記のステップＳ９及びＳ１１において、車線区分線検出状況が良好であるか否かの判断は、ステップ１で読み込んだ車線区分線検出部２からの検出状況情報を用いればよい。
検出状況情報としては、左右車線区分線が検出可能か否かを示す情報を使用することが出来、この場合、検出可能でないときには車線区分線の検出状況が不良であると判断できる。
【００３６】
また、検出状況情報として、検出状況を数値化した情報を使用しても良い。例えば、検出状況のレベルを検出視野（カメラの視野）内の車線区分線検出ポイントに占める検出可能ポイントの数で表すようにすれば、予め検出状況の良不良を判断するための閾値として定めたポイント数に満たない場合は検出状況が不良であると判断できる。
また、上記の様な左右車線区分線が検出可能でない状態又は検出状況のレベルが閾値に達しない状態が一定時間継続したときに検出状況が不良であると判断するような応用も可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る自動操舵装置によれば、演算部が、車線区分線検出部が検出した路面上の車線区分線及びマーカ列検出部が検出した道路に設置されたマーカ列の両車線情報を保持すると共に該マーカ列を優先して目標車線内位置を決定し、運転者が選択スイッチにより該マーカ列から該車線区分線に切り換えても、該車線区分線の検出状況が不良の場合には、該切換を無効にするように構成したので、車線区分線とマーカ列の双方が存在する場合に車線内保持走行をより安全に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動操舵装置の一実施例を示したブロック図である。
【図２】図１に示した本発明に係る自動操舵装置の実施例に用いられる制御プログラムを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
１　　自動操舵スイッチ
２　　車線区分線検出部
３　　マーカ列検出部
４　　選択スイッチ
５　　演算部
６　　操舵アクチュエータ
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【図１】
2004029912.tif 000003
【図２】
2004029912.tif 000004