(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路上の車線位置を検出する車線検出手段と、
前記車線検出手段により検出された車線位置に基づいて自車両が車線を逸脱する可能性を判定し、車線逸脱の可能性があると判定した場合には、自車両が走行すべき走行目標点を設定して当該走行目標点を走行するように応動部に信号を送信して逸脱回避制御を行う制御手段と、
前記逸脱回避制御の制御動作時間の経過を計測する計測手段と
を備え、
前記制御手段は、前記計測手段により計測される前記制御動作時間の経過に従って走行レーンの中央に向かう方向に移動するように前記走行目標点を移動させることを特徴とする車線逸脱防止装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記逸脱回避制御の制御動作が開始された後、前記車線検出手段による車線位置の検出が行われなくなった場合には、それ以前に検出されていた車線の車線位置に基づいて前記走行目標点の移動を継続し前記逸脱回避制御の制御動作を続行することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項３】
前記制御手段は、最初に設定する前記走行目標点を、自車両の所定距離前方の地点上であって、自車両が逸脱する可能性がある車線から自車両の車幅の半分に相当する距離だけ離間した位置に設定することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項４】
前記制御手段は、最初に設定する前記走行目標点を、自車両の所定距離前方の地点上であって、自車両が逸脱する可能性がある車線と自車両との現在の距離だけ当該車線から離れた位置に設定することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項５】
前記制御手段は、最初に設定する前記走行目標点を、自車両の所定距離前方の地点上であって、少なくとも自車両のヨーレート、操舵トルクまたはステアリングホイールの操舵角のいずれかに所定の閾値以下の変化が生じる位置に設定することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項６】
前記制御手段は、最初に設定する前記走行目標点を、自車両の所定距離前方の地点上であって、少なくとも自車両のヨーレート、操舵トルクまたはステアリングホイールの操舵角のいずれかに所定の閾値より大きい変化が生じる位置に設定することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記走行目標点を単位時間あたり一定の距離ずつ前記走行レーンの中央に向かう方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記逸脱回避制御の制御動作終了時点における前記走行目標点の位置が前記車線検出手段により検出された自車両の左右の車線位置から算出される走行レーンの中央となるように前記走行目標点を移動させることを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記逸脱回避制御の制御動作終了時点における前記走行目標点の位置が自車両が逸脱する可能性がある車線から自車両の車幅の半分に相当する距離だけ離間した位置となるように前記走行目標点を移動させることを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記計測手段により計測される前記制御動作時間が予め設定された時間に達する前に前記走行目標点が所定の位置に到達した場合には、前記逸脱回避制御の制御動作を終了することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項１１】
前記所定の位置は、前記車線検出手段により検出された自車両の左右の車線位置から算出される走行レーンの中央であることを特徴とする請求項１０に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、ターンシグナル信号が入力された場合には、前記逸脱回避制御の制御動作を終了することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、自車両の車線を逸脱した側の端部が当該車線を外側に所定距離以上超えた場合には、前記逸脱回避制御の制御動作を終了することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記制御動作の終了後、自車両が車線から離れていく方向に推移している場合または自車両が車線を跨いだ状態のまま推移している場合には逸脱回避制御の制御動作を開始しないことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、運転者によるステアリングホイールの操舵が検出された場合には、前記逸脱回避制御の制御動作を終了することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項１６】
前記運転者によるステアリングホイールの操舵の検出は、少なくとも操舵トルクセンサから所定の閾値を超える操舵トルクが入力された場合、操舵トルクが所定の継続時間を超えて継続して入力された場合、或いは操舵角センサから入力されるステアリングホイールの操舵角の微分値が所定の閾値を超えた場合のいずれかが生じた場合に行われることを特徴とする請求項１５に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項１７】
道路を含む自車両の進行路を撮像した画像中から立体物を検出する立体物検出手段を備え、
前記制御手段は、前記立体物検出手段により自車両が逸脱する可能性がある車線側に立体物が検出されている場合には、前記計測手段に設定される制御動作時間を短縮し、前記走行目標点の単位時間あたりの移動距離を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項１８】
道路を含む自車両の進行路を撮像した画像中から立体物を検出する立体物検出手段を備え、
前記制御手段は、前記立体物検出手段により自車両が逸脱する可能性がある車線と反対側の車線上に立体物が検出されている場合には、自車両が前記立体物から所定距離離れる地点で前記走行目標点の移動を停止させ、或いは前記逸脱回避制御の制御動作を終了することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項１９】
前記制御手段は、接続された表示装置に逸脱回避制御が作動している旨の表示又は音声を出力することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項２０】
前記制御手段は、自車両が逸脱する可能性がある車線が連続線で標示されている場合には、車線が破線で標示されている場合に設定される逸脱回避制御の制御動作時間よりも短い制御動作時間を設定することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【請求項２１】
運転者の覚醒度を推定する覚醒度推定手段を備え、
前記制御手段は、前記覚醒度推定手段による推定結果により運転者の覚醒度が低下していると判断される場合には、前記計測手段に設定される制御動作時間を短縮し、前記走行目標点の単位時間あたりの移動距離を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車線逸脱防止装置に係り、特に、自車両が車線を逸脱する可能性を判定して逸脱回避制御を自動的に行う車線逸脱防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、乗用車等の車両が走行レーンの左右いずれかの車線を逸脱して隣接する走行レーン等にはみ出たり進入したりすることを防止するために、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等で車両前方を撮像して車線を検出し、車線逸脱の可能性を判定する車線逸脱防止技術の開発が進んでいる（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
また、車線逸脱の可能性ありと判定した場合に車両の自動操舵制御を作動させて自動的に車両を現在走行中の走行レーンに引き戻す車線逸脱防止装置が種々提案されている（例えば、特許文献２〜４等参照）。
【特許文献１】特開２００３−１６５９３号公報
【特許文献２】特開平７−１２９８９７号公報
【特許文献３】特開２００１−３９３２６号公報
【特許文献４】特開２００４−２３１０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車線逸脱防止技術では、通常、自車両の所定距離前方の車線に垂直方向に延びるライン上に走行目標点を設定し、その走行目標点に向かうように車両を自動操舵制御することにより車両を現在の走行レーンに引き戻す。
【０００５】
このような車線逸脱防止技術では、走行レーンの中央すなわち左右の車線から等距離の点を走行目標点として設定するものが多い。しかし、このように設定される走行目標点を追従するように自動操舵制御を行うと、図２０に示すように逸脱判定後に急にステアリングホイールが反対方向に転舵され、自車両のヨーレートや操舵トルクが大きく変化する。
【０００６】
そのため、強引に車両位置を引き戻されるような違和感を運転者に与えてしまう。また、車両が引き戻された後、オーバーシュートにより車両が走行レーンの中央を中心に左右に蛇行するという問題もあった。
【０００７】
また、従来の車線逸脱防止技術の中には、車線から逸脱しようとしている車両の進行方向を車線に平行に戻すだけであったり、車両の向きを回避方向にかえるだけであったり、或いは逸脱回避方向に徐々に力を加えることで車線逸脱までの時間を延長するだけのものもある。しかし、これらの手法では、図２１に示すように、車両が逸脱する側の車線付近を走行するにとどまり、十分に車線逸脱が回避できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車両の車線逸脱回避制御において運転者に強引に引き戻される違和感を与えることなく的確に車線逸脱を回避可能な車線逸脱防止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の問題を解決するために、第１の発明は、
車線逸脱防止装置において、
道路上の車線位置を検出する車線検出手段と、
前記車線検出手段により検出された車線位置に基づいて自車両が車線を逸脱する可能性を判定し、車線逸脱の可能性があると判定した場合には、自車両が走行すべき走行目標点を設定して当該走行目標点を走行するように応動部に信号を送信して逸脱回避制御を行う制御手段と、
前記逸脱回避制御の制御動作時間の経過を計測する計測手段と
を備え、
前記制御手段は、前記計測手段により計測される前記制御動作時間の経過に従って走行レーンの中央に向かう方向に移動するように前記走行目標点を移動させることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、前記逸脱回避制御の制御動作が開始された後、前記車線検出手段による車線位置の検出が行われなくなった場合には、それ以前に検出されていた車線の車線位置に基づいて前記走行目標点の移動を継続し前記逸脱回避制御の制御動作を続行することを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、最初に設定する前記走行目標点を、自車両の所定距離前方の地点上であって、自車両が逸脱する可能性がある車線から自車両の車幅の半分に相当する距離だけ離間した位置に設定することを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、最初に設定する前記走行目標点を、自車両の所定距離前方の地点上であって、自車両が逸脱する可能性がある車線と自車両との現在の距離だけ当該車線から離れた位置に設定することを特徴とする。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、最初に設定する前記走行目標点を、自車両の所定距離前方の地点上であって、少なくとも自車両のヨーレート、操舵トルクまたはステアリングホイールの操舵角のいずれかに所定の閾値以下の変化が生じる位置に設定することを特徴とする。
【００１４】
第６の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、最初に設定する前記走行目標点を、自車両の所定距離前方の地点上であって、少なくとも自車両のヨーレート、操舵トルクまたはステアリングホイールの操舵角のいずれかに所定の閾値より大きい変化が生じる位置に設定することを特徴とする。
【００１５】
第７の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、前記走行目標点を単位時間あたり一定の距離ずつ前記走行レーンの中央に向かう方向に移動させることを特徴とする。
【００１６】
第８の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、前記逸脱回避制御の制御動作終了時点における前記走行目標点の位置が前記車線検出手段により検出された自車両の左右の車線位置から算出される走行レーンの中央となるように前記走行目標点を移動させることを特徴とする。
【００１７】
第９の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、前記逸脱回避制御の制御動作終了時点における前記走行目標点の位置が自車両が逸脱する可能性がある車線から自車両の車幅の半分に相当する距離だけ離間した位置となるように前記走行目標点を移動させることを特徴とする。
【００１８】
第１０の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、前記計測手段により計測される前記制御動作時間が予め設定された時間に達する前に前記走行目標点が所定の位置に到達した場合には、前記逸脱回避制御の制御動作を終了することを特徴とする。
【００１９】
第１１の発明は、第１０の発明の車線逸脱防止装置において、前記所定の位置は、前記車線検出手段により検出された自車両の左右の車線位置から算出される走行レーンの中央であることを特徴とする。
【００２０】
第１２の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、ターンシグナル信号が入力された場合には、前記逸脱回避制御の制御動作を終了することを特徴とする。
【００２１】
第１３の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、自車両の車線を逸脱した側の端部が当該車線を外側に所定距離以上超えた場合には、前記逸脱回避制御の制御動作を終了することを特徴とする。
【００２２】
第１４の発明は、第１２または第１３の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、前記制御動作の終了後、自車両が車線から離れていく方向に推移している場合または自車両が車線を跨いだ状態のまま推移している場合には逸脱回避制御の制御動作を開始しないことを特徴とする。
【００２３】
第１５の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、運転者によるステアリングホイールの操舵が検出された場合には、前記逸脱回避制御の制御動作を終了することを特徴とする。
【００２４】
第１６の発明は、第１５の発明の車線逸脱防止装置において、前記運転者によるステアリングホイールの操舵の検出は、少なくとも操舵トルクセンサから所定の閾値を超える操舵トルクが入力された場合、操舵トルクが所定の継続時間を超えて継続して入力された場合、或いは操舵角センサから入力されるステアリングホイールの操舵角の微分値が所定の閾値を超えた場合のいずれかが生じた場合に行われることを特徴とする。
【００２５】
第１７の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、
道路を含む自車両の進行路を撮像した画像中から立体物を検出する立体物検出手段を備え、
前記制御手段は、前記立体物検出手段により自車両が逸脱する可能性がある車線側に立体物が検出されている場合には、前記計測手段に設定される制御動作時間を短縮し、前記走行目標点の単位時間あたりの移動距離を大きくすることを特徴とする。
【００２６】
第１８の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、
道路を含む自車両の進行路を撮像した画像中から立体物を検出する立体物検出手段を備え、
前記制御手段は、前記立体物検出手段により自車両が逸脱する可能性がある車線と反対側の車線上に立体物が検出されている場合には、自車両が前記立体物から所定距離離れる地点で前記走行目標点の移動を停止させ、或いは前記逸脱回避制御の制御動作を終了することを特徴とする。
【００２７】
第１９の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、接続された表示装置に逸脱回避制御が作動している旨の表示又は音声を出力することを特徴とする。
【００２８】
第２０の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、前記制御手段は、自車両が逸脱する可能性がある車線が連続線で標示されている場合には、車線が破線で標示されている場合に設定される逸脱回避制御の制御動作時間よりも短い制御動作時間を設定することを特徴とする。
【００２９】
第２１の発明は、第１の発明の車線逸脱防止装置において、
運転者の覚醒度を推定する覚醒度推定手段を備え、
前記制御手段は、前記覚醒度推定手段による推定結果により運転者の覚醒度が低下していると判断される場合には、前記計測手段に設定される制御動作時間を短縮し、前記走行目標点の単位時間あたりの移動距離を大きくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
第１の発明によれば、自車両が車線を逸脱する可能性があると判定された時点で最初に設定する走行目標点を、従来の車線逸脱防止装置のように自車両の走行レーンの中央に設定せず、より車線に近い位置に設定する。そのため、図２０と後述する図１８とを比較して分かるように、本発明では、ステアリングホイールが緩やかに転舵されるようになり、自車両のヨーレートや操舵トルクが緩やかに変化するため、運転者に対して強引に車両位置を引き戻されるような違和感を与えることなく車線逸脱を回避することが可能となる。
【００３１】
また、走行目標点を制御動作時間の経過に従って走行レーンの中央に向かう方向に移動するように移動させるため、図２０に示した従来の車線逸脱防止装置のようにオーバーシュートにより走行レーンの中央を中心に左右に蛇行することなく、自車両をスムーズに走行レーンの中央側に引き戻すことが可能となる。
【００３２】
さらに、このように走行目標点を自車両が逸脱する可能性がある車線から離れるように移動させることで、図２１に示した従来の車線逸脱防止装置のようにいつまでも車線付近にとどまることなく、自車両を走行レーンの中央側に引き戻すことができ、確実に車線逸脱を回避し、隣の走行レーンを走行する車両との接触等を防止することが可能となる。
【００３３】
第２の発明によれば、逸脱回避制御の制御動作の開始後、仮に車線位置が検出されなくなっても、その仮想的な車線位置に基づいて走行目標点の移動が継続され、逸脱回避制御の制御動作を続行することが可能となる。そのため、前記発明の効果を引き続き安定して発揮させることが可能となる。
【００３４】
第３の発明によれば、最初から走行目標点を走行レーンの中央に設定するのではなく、より自車両が逸脱する可能性がある車線に近い側に走行目標点が設定されるため、前記各発明の効果を的確に発揮させることが可能となる。また、万一何らかの原因で走行目標点が走行レーンの中央に向かう方向に移動しなくなっても制御動作終了時点で自車両の端部が逸脱する可能性があった車線の位置に一致する状態に引き戻されるから、少なくとも隣の走行レーンを走行する車両との接触や衝突を回避することができる。
【００３５】
第４の発明によれば、最初から走行目標点を走行レーンの中央に設定するのではなく、より自車両が逸脱する可能性がある車線に近い側に走行目標点が設定されるため、前記各発明の効果を的確に発揮させることが可能となる。
【００３６】
第５の発明によれば、逸脱回避制御の制御動作が開始されると、自車両にヨーレートや操舵トルクやステアリングホイールの操舵角に変化が生じて運転者が自車両に唐突に姿勢変化が生じたように感じることがあるが、ヨーレート等の変化の閾値を予め求めておき、その閾値以下の変化しか起こらないような位置に最初に設定される走行目標点を設定することで、前記各発明の効果に加え、運転者にそのような唐突な感じを抱かせないようにすることができる。
【００３７】
第６の発明によれば、運転者の居眠りや前方不注視等で自車両が車線を逸脱しようとしている場合に、予め求められた閾値より大きいヨーレート等の変化が生じるような位置に最初に設定される走行目標点を設定すれば、前記各発明の効果に加え、運転者を覚醒させ、警告を与えることが可能となる。
【００３８】
第７の発明によれば、走行目標点が一定の移動速度で走行レーンの中央に向かって移動するため、自車両をよりスムーズに走行レーンの中央側に引き戻すことが可能となり、前記各発明の効果をより的確に発揮させることが可能となる。また、設定された制御動作時間より短時間で逸脱回避制御の制御動作を終了させなくてはならなくなった場合に、簡単に新たな移動速度を算出することが可能となる。
【００３９】
第８の発明によれば、逸脱回避制御の制御動作の終了時には走行目標点が走行レーンの中央に位置されるため、前記各発明の効果に加え、自車両を確実に走行レーンに引き戻すことが可能となる。
【００４０】
第９の発明によれば、逸脱回避制御の制御動作の終了時には走行目標点が車線から自車両の車幅の半分に相当する距離だけ離間した位置に移動するため、前記各発明の効果に加え、自車両を走行レーンに有効に引き戻し、少なくとも隣の走行レーンを走行する車両との接触や衝突を回避することが可能となる。
【００４１】
第１０の発明によれば、逸脱回避制御のための計算負荷が軽減されるとともに、オーバーシュートによる蛇行を生じることが防止されるため、前記各発明の効果が有効に発揮される。
【００４２】
第１１の発明によれば、第１０の発明において制御動作時間が予め設定された時間に達する前に走行目標点が走行レーンの中央に到達した場合に逸脱回避制御の制御動作を終了することで、前記第１０の発明の効果に加え、自車両を確実に走行レーンに引き戻すことが可能となる。
【００４３】
第１２の発明によれば、前記各発明の効果に加え、運転者によりターンシグナル操作がなされれば、運転者が車線変更をしようとしていると判断されるから、その場合には逸脱回避制御の制御動作を終了することで、運転者が妨げられることなくスムーズに車線変更を行うことが可能となる。
【００４４】
第１３の発明によれば、前記各発明の効果に加え、自車両の逸脱の対象となる車線側の端部が当該車線を外側に所定距離以上超えた場合には、運転者が意図的に車線変更をしようとしていると判断されるから、逸脱回避制御の制御動作を終了することで、運転者が妨げられることなくスムーズに車線変更を行うことが可能となる。
【００４５】
第１４の発明によれば、車線逸脱ではない状態で自車両が進入する側の走行レーンで逸脱回避制御が行われると、ステアリングホイールの操舵に余分な操舵トルクが加わり、操舵が安定しなくなる可能性がある。しかし、前記各発明の効果に加え、第１４の発明のように前記制御動作の終了後、そのような状態で自車両がその車線から離れていく方向に推移している場合や当該車線を跨いだ状態のまま推移している場合に逸脱回避制御の制御動作を開始しないことで、ステアリングホイールの操舵に余分な操舵トルクが加わることなく、運転者がスムーズに操舵を行うことが可能となる。
【００４６】
第１５の発明によれば、前記各発明の効果に加え、運転者による意図的なステアリングホイールの操舵が検出される場合には、運転者自身が車線逸脱に気づき回避措置を取っているか、或いは意図的に車線変更をしようとしていると推定されるから、そのような場合には逸脱回避制御の制御動作を終了することで、運転者がスムーズに車線変更を行うことが可能となる。
【００４７】
第１６の発明によれば、操舵トルクセンサから所定の閾値を超える操舵トルクが入力された場合や、操舵トルクが所定の継続時間を超えて継続して入力された場合、或いは操舵角センサから入力されるステアリングホイールの操舵角の微分値が所定の閾値を超えた場合に運転者自身が自ら車線逸脱を回避する意思或いは運転者による車線変更の意思があると判断することで、運転者の意思を的確に把握することが可能となり、前記第１５の発明の効果をより的確に発揮させることが可能となる。
【００４８】
第１７の発明によれば、前記各発明の効果に加え、立体物検出手段により自車両が逸脱する可能性がある車線側に立体物が検出されている場合に、計測手段に設定される制御動作時間を短縮し、走行目標点の単位時間あたりの移動距離を大きくすることで、自車両が素早く走行レーンに引き戻され、立体物との衝突を確実に回避することが可能となる。
【００４９】
第１８の発明によれば、前記各発明の効果に加え、立体物検出手段により自車両が逸脱する可能性がある車線と反対側の車線上に路上駐車等の立体物が検出されている場合に、自車両が立体物から例えば１ｍ離れる地点で走行目標点の移動を停止させることで、自車両が立体物の脇を通過する際に例えば１ｍ離間した状態で通過することが可能となり、立体物との衝突が避けられるとともに、例えば停車車両のドアが急に開かれた場合にもドアとの衝突を回避できる。
【００５０】
また、自車両が車線を逸脱する可能性があると判定された時点で最初に設定する走行目標点の位置が、すでに障害物から例えば１ｍ等の所定距離以内となる場合などには、逸脱回避制御の制御動作を終了することで、運転者が適宜判断してスムーズに前方の立体物を避けることが可能となる。
【００５１】
第１９の発明によれば、前記各発明の効果に加え、逸脱回避制御が作動している旨を表示等で知らせることで、運転者の注意を喚起することができるとともに、運転者に適切な対応と取らせることが可能となる。
【００５２】
第２０の発明によれば、自車両が逸脱する可能性がある車線が連続線の車線である場合に、破線の車線の場合に設定される逸脱回避制御の制御動作時間よりも短い制御動作時間を設定することで、前記各発明の効果に加え、はみ出し禁止の程度が破線の車線の場合よりも高い連続線の車線でより短時間で自車両を走行レーンに引き戻すことが可能となる。
【００５３】
第２１の発明によれば、前記各発明の効果に加え、覚醒度推定手段により運転者の覚醒度が低下していると判断された場合に、計測手段に設定される制御動作時間を短縮し、走行目標点の単位時間あたりの移動距離を大きくすることで、運転者を確実に覚醒させ、運転者の注意を喚起することができるとともに、運転者に適切な対応と取らせることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明に係る車線逸脱防止装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００５５】
本実施形態に係る車線逸脱防止装置１は、図１に示すように、車線検出手段２と、制御手段３とを備えている。また、制御手段３には、ステアリングサーボ機能を有する制御システムを含む応動部Ａが接続されており、制御手段３は、応動部Ａに信号を送信して逸脱回避制御を行うようになっている。
【００５６】
本実施形態では、車線検出手段２の検出手段２６および制御手段３は、図示しないＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等がバスに接続されたマイクロコンピュータで構成されている。
【００５７】
車線検出手段２は、道路を含む自車両の進行路を撮像して得られた撮像画像上から車線を検出できるものであればよく、車線検出の手法は特定の手法に限定されない。本実施形態では、車線検出手段２は、特開２００１−９２９７０号公報に記載の車線認識装置をベースに構成されている。詳細な構成の説明は同公報に委ねるが、以下、簡単にその構成を説明する。
【００５８】
なお、本発明で、車線とは、追い越し禁止線等の道路中央線や車両通行帯境界線、路側帯と車道とを区画する区画線等の道路面上に標示された連続線や破線をいう。また、走行レーンとは、車線と車線との間の車両が走行する車両通行帯をいう。
【００５９】
車線検出手段２は、図２に示すように、主に撮像手段２１と、変換手段２２と、画像処理手段２５と、検出手段２６とから構成されている。
【００６０】
撮像手段２１は、ステレオカメラが用いられており、道路を含む自車両の進行路を撮像して一対の画像を出力するように構成されている。本実施形態では、メインカメラ２１ａおよびサブカメラ２１ｂにはＣＣＤカメラが用いられている。メインカメラ２１ａとサブカメラ２１ｂは、例えばルームミラーに車幅方向に所定の間隔をあけて取り付けられている。運転者に近い方のカメラが図３に示すような基準画像Ｔを撮像するメインカメラ２１ａ、遠い方のカメラが図示しない比較画像を撮像するサブカメラ２１ｂとされている。
【００６１】
メインカメラ２１ａとサブカメラ２１ｂから出力されてきた一対のアナログ画像は、変換手段２２であるＡ／Ｄコンバータ２２ａ、２２ｂでそれぞれ画素ごとに２５６階調のグレースケールの輝度階調の輝度値を有するデジタル画像に変換されて画像補正部２３に出力される。画像補正部２３では、基準画像Ｔと比較画像に対してメインカメラ２１ａとサブカメラ２１ｂの取付位置の誤差に起因するずれやノイズの除去等を含む輝度値の補正等の画像補正が行われるようになっている。基準画像Ｔと比較画像は、画像データメモリ２４に格納され、同時に画像処理手段２５に送信されるようになっている。
【００６２】
画像処理手段２５のイメージプロセッサ２５ａでは、ステレオマッチング処理とフィルタリング処理により画像補正部２３から出力された基準画像Ｔおよび比較画像のデジタルデータに基づいて基準画像Ｔの各画素または複数画素から構成するブロックからなる各設定領域について実空間における距離を算出するための視差ｄｐを算出するようになっている。この視差ｄｐの算出については、本願出願人により先に提出された特開平５−１１４０９９号公報に詳述されている。以下、その要点を簡単に述べる。
【００６３】
イメージプロセッサ２５ａは、基準画像Ｔについて４×４画素の画素ブロックごとにその１６画素の輝度特性に基づいて１つの視差ｄｐを算出するようになっている。具体的には、比較画像を水平方向に延在する４画素幅の水平ラインに分割し、基準画像Ｔの１つの画素ブロックを取り出してそれに対応する比較画像の水平ライン上を１画素ずつ水平方向、すなわちｉ方向にシフトさせながら下記（１）式で求められるシティブロック距離ＣＢが最小となる水平ライン上の画素ブロック、すなわち基準画像Ｔの画素ブロックと似た輝度値特性を有する比較画像上の画素ブロックを探索するようになっている。
ＣＢ＝Σ｜ｐ１ij−ｐ２ij｜    …（１）
【００６４】
なお、ｐ１ijは基準画像Ｔ上の、ｐ２ijは比較画像上の座標（ｉ，ｊ）の画素の輝度値を表す。座標は、基準画像Ｔの画像平面の左下隅を原点とし、水平方向をｉ座標軸、垂直方向をｊ座標軸とした場合の画素ブロックの左下隅の画素のｉ座標およびｊ座標を表す。また、比較画像については基準画像Ｔの原点に予め対応付けられた画素を原点として同様にｉ座標、ｊ座標を取る。
【００６５】
イメージプロセッサ２５ａは、このようにして特定した比較画像上の画素ブロックともとの基準画像Ｔ上の画素ブロックとのずれ量を算出し、そのずれ量を視差ｄｐとして基準画像Ｔ上の画素ブロックに割り付けるようになっている。
【００６６】
この視差ｄｐは、前記メインカメラ２１ａおよびサブカメラ２１ｂの一定距離の離間に由来する基準画像Ｔおよび比較画像における同一物体の写像位置に関する水平方向の相対的なずれ量であり、メインカメラ２１ａおよびサブカメラ２１ｂの中央位置から物体までの距離Ｌと視差ｄｐとを三角測量の原理に基づいて一義的に対応付けることができる。
【００６７】
イメージプロセッサ２５ａで算出された基準画像Ｔの各画素ブロックの視差ｄｐに基づく距離Ｌは画像処理手段２５の距離データメモリ２５ｂに格納されるようになっている。以下の検出手段２６における処理では、もともと１つの画素ブロックであった１６個の画素が独立のものとして扱われ、各画素はそれぞれ距離Ｌの情報を有するものとして処理されるようになっている。また、距離データメモリ２５ｂに保存されている各画素（ｉ，ｊ）に距離Ｌijが割り付けられた画像を距離画像という。なお、以下の検出手段２６における処理で、画素ブロックを１６個の独立した画素として扱わず、画素ブロックのまま扱うように構成することも可能である。
【００６８】
検出手段２６は、本実施形態では、車線検出部２６ａと、立体物検出部２６ｂとを備えている。
【００６９】
車線検出部２６ａは、画像データメモリ２４から基準画像Ｔの各画素の輝度値ｐ１ijの情報を読み出し、また、距離データメモリ２５ｂから距離画像の各画素の距離Ｌijの情報を読み出してそれらに基づいて画像上に車線を検出するようになっている。
【００７０】
具体的には、車線検出部２６ａは、基準画像Ｔ上の１画素幅の水平ライン上を１画素ずつオフセットしながら探索し、基準画像Ｔの各画素の輝度値ｐ１ijに基づいて各画素の輝度微分値すなわちエッジ強度が閾値以上に大きく変化する等の条件を満たす画素を検出する。その際、基準画像Ｔに対応する距離画像に割り付けられた各画素の距離Ｌijの情報に基づいて検出された画素が道路面上にない場合は除外するようになっている。
【００７１】
車線検出部２６ａは、探索を行う水平ラインを基準画像Ｔの下側から上向きに１画素幅ずつオフセットさせながら順次画素の検出を行う。このようにして、車線検出部２６ａは、図４に示すように、基準画像Ｔ上で自車両の右側に右車線位置ＬＲを、左側に左車線位置ＬＬをそれぞれ検出し、さらに基準画像Ｔ上のそれぞれの車線を変換して実空間におけるそれらの位置を認識するようになっている。
【００７２】
また、車線検出部２６ａは、検出された画素を画素間の間隔や方向性からグループ化して、車線が追い越し禁止線や路側帯と車道とを区画する区画線等のような連続線で表された標示であるか、車線変更可能を表す車両通行帯境界線等のような破線で表された標示であるかを区別して検出することができるようになっている。
【００７３】
なお、画素の探索は、基準画像Ｔ上に探索エリアを設定して行われるようになっている。すなわち、今回の検出処理では、前回の検出処理で検出された車線位置に基づいてその車線位置を含む基準画像Ｔ上の一定の範囲に探索エリアを設定する。また、今回の検出で基準画像Ｔの下側から上向きに水平ラインを１画素幅ずつオフセットさせながら順次画素の検出を行う際に、ある水平ラインで前記条件を満たす画素が検出されなかった場合には、次の水平ラインでは探索エリアを拡大して探索を行うようになっている。
【００７４】
立体物検出部２６ｂは、道路面上の立体物を検出するための手段である。立体物検出部２６ｂは、道路面上にある立体物を精度良く検出できるものであればよく、検出の手法は特定の手法に限定されない。本実施形態では、立体物検出部２６ａは、特開平１０−２８３４７７号公報等に記載の車外監視装置をベースに構成されている。詳細な構成の説明は同公報に委ねるが、以下、簡単にその構成を説明する。
【００７５】
立体物検出部２６ｂは、まず、距離データメモリ２５ｂから読み出した距離画像を所定の画素幅で垂直方向に延びる短冊状の区分に分割する。そして、短冊状の各区分に属する各画素についてその距離Ｌに関するヒストグラムを作成し、度数が最大の区間までの距離をその短冊状の区分の距離とする。これを全区分について行う。
【００７６】
例えば、図３に示した基準画像Ｔに対応する距離画像を短冊状の区分に分割して得られた各区分の距離を実空間上の点に変換すると、図５に示すように、立体物の自車両に面した部分に対応する部分に多少バラツキを持って各点がプロットされる。
【００７７】
立体物検出部２６ｂは、図６に示すように、各点の距離や方向性に基づいて各点をグループＧ１〜Ｇ７にグループ化し、図７に示すように、各点が略Ｘ軸方向に並ぶグループには物体Ｏ１〜Ｏ３とラベルし、各点が略Ｚ軸方向に並ぶグループには側壁Ｗ１〜Ｗ４とラベルして、立体物を“物体”および“側壁”として検出するようになっている。
【００７８】
ここで、Ｘ軸方向とは自車両の進行方向に向かって垂直の車幅方向すなわち左右方向、Ｚ軸方向とは車長方向すなわち前後方向といい、原点はメインカメラ２ａおよびサブカメラ２ｂの中央位置の真下の道路面上の点にとられる。なお、Ｙ軸方向は車高方向すなわち上下方向をいう。
【００７９】
立体物検出部２６ｂは、図７中の物体Ｏ１と側壁Ｗ１のように、“物体”と“側壁”とがそれぞれ１つの立体物に属する場合には、“物体”と“側壁”との組み合わせを立体物Ｓとして認識し、物体Ｏ１と側壁Ｗ１との境目のような立体物の角部をコーナー点Ｃｏとして算出するように構成されている。
【００８０】
このようにして検出された物体Ｏ、側壁Ｗおよび立体物Ｓを枠線で囲うようにして基準画像Ｔに重ねて表示させた場合には、図８に示すような画像として表示される。
【００８１】
検出手段２６は、車線検出部２６ａで検出された右車線位置ＬＲおよび左車線位置ＬＬの情報等や立体物検出部２６ｂで検出された立体物Ｓや物体Ｏ、側壁Ｗの位置情報等を制御手段３に出力するようになっている。
【００８２】
制御手段３は、図９に示すように、走行軌跡推定部３１と、逸脱判定部３２と、走行目標点設定部３３と、演算部３４と、応動部制御部３５と、制御部３６と、計測手段３７とを備えている。
【００８３】
また、制御手段３には、Ｉ／Ｏインターフェース３８を介して車速センサや操舵角センサ、操舵トルクセンサ、ターンシグナル等のセンサ類Ｂが接続されており、センサ類Ｂから車速Ｖやステアリングホイールの操舵角δ、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクＴH、ターンシグナル信号ＴＳ等が入力されるようになっている。
【００８４】
また、本実施形態では、センサ類Ｂには、特開２００４−２４９８１２号公報に記載の車両運動モデル生成装置をベースに構成されたヨーレート推定装置が含まれる。ヨーレート推定装置は、車速Ｖや操舵角δ等からヨーレートγを推定し、制御手段３にヨーレートγの推定値を送信するようになっている。なお、制御手段３にヨーレートセンサを接続してヨーレートγの実測値を入力するように構成することも可能である。
【００８５】
走行軌跡推定部３１は、仮想的に実空間を設定し、センサ類Ｂから入力される自車両の現在の車速Ｖとヨーレートγ或いは車速Ｖと操舵角δに基づいて自車両の旋回曲率から走行軌跡Ｌestを算出するようになっている。
【００８６】
逸脱判定部３２は、走行軌跡Ｌestと、自車両の車幅と、前記車線検出手段２により検出された右車線位置ＬＲおよび左車線位置ＬＬに基づいて自車両が車線を逸脱する可能性があるかないかを判定するようになっている。
【００８７】
具体的には、逸脱判定部３２は、図１０に示すように、車線検出手段２から送信されてきた右車線位置ＬＲおよび左車線位置ＬＬの情報に基づいて右車線位置ＬＲおよび左車線位置ＬＬを仮想的な実空間上に配置し、走行軌跡推定部３１が算出した自車両ＭＣの走行軌跡Ｌestを当てはめる。また、自車両の車幅を考慮して走行軌跡Ｌestを中心とした自車両の右端および左端の軌跡ＬestＲ、ＬestＬを特定するようになっている。
【００８８】
さらに、自車両前方の第１の距離、すなわち例えば前方約１０ｍに自車両の車幅方向と平行にすなわちＸ軸方向に第１の判断ラインＰＫを設定し、自車両前方の第２の距離、すなわち例えば前方約１８ｍに自車両の車幅方向と平行に第２の判断ラインＰＥを設定する。
【００８９】
この状態で、逸脱判定部３２は、まず、第１の判断ラインＰＫの地点で自車両ＭＣから見て自車両の右端の軌跡ＬestＲが右車線位置ＬＲより外側にあるか或いは自車両の左端の軌跡ＬestＬが左車線位置ＬＬより外側にある場合には、車線逸脱の可能性があると判定する。逸脱判定部３２は、続いて、第２の判断ラインＰＥの地点で自車両の右端の軌跡ＬestＲが右車線位置ＬＲより外側或いは左端の軌跡ＬestＬが左車線位置ＬＬより外側にある場合には、車線逸脱の可能性があると判定する。
【００９０】
そして、逸脱判定部３２は、これら２つの判断結果が共に車線逸脱の可能性有りと判定された場合に、最終的に自車両ＭＣが車線を逸脱する可能性があると判定するようになっている。
【００９１】
なお、以上の前記走行軌跡推定部３１と逸脱判定部３２は、前記特許文献１に記載の車両用運転支援装置をベースに構成されている。
【００９２】
走行目標点設定部３３は、逸脱判定部３２で自車両が車線を逸脱する可能性があると判定されると、自車両が走行すべき走行目標点を設定するようになっている。なお、走行目標点とは、自車両前方の自車両から目標距離だけ離れた地点に定められる自車両が走行すべき点をいう。また、走行目標点設定部３３は、逸脱判定部３２で自車両が車線を逸脱する可能性があると判定されない限り、走行目標点を設定しない。
【００９３】
本実施形態では、走行目標点設定部３３は、図１１に示すように、目標距離だけ離れた地点Ｐとして、自車両ＭＣが現在の車速Ｖで所定時間走行した場合の走行距離に所定距離を加算した距離だけ前方の地点を設定するようになっている。
【００９４】
また、走行目標点設定部３３は、逸脱判定部３２で自車両が車線を逸脱する可能性があると判定された時点で最初に設定する走行目標点ＧＰを、その自車両が逸脱する方の車線位置から自車両の車幅の半分に相当する距離だけ離間した位置に設定するように構成されている。図１１で言えば、仮にこの走行目標点ＧＰに合うように自車両ＭＣを置いた場合、自車両の右端が右車線位置ＬＲの位置に一致する。
【００９５】
なお、逸脱判定部３２で自車両が車線を逸脱する可能性があると判定された時点で最初に設定する走行目標点ＧＰを、自車両の目標距離だけ前方の地点Ｐ上であって、逸脱する可能性がある車線と自車両との現在の距離だけ当該車線から離れた位置に設定するように構成することも可能である。すなわち、図１２に示すように、車線方向に沿った自車両の中心のいわば真正面の位置に走行目標点ＧＰを設定してもよい。
【００９６】
以後のサンプリングサイクルでは、走行目標点設定部３３は、サンプリングサイクルごとに車線検出手段２から送信されてくる右車線位置ＬＲおよび左車線位置ＬＬの情報に基づいて各サンプリングサイクルごとに実空間における右車線位置ＬＲおよび左車線位置ＬＬを特定し、前記と同様の要領で自車両の目標距離だけ前方の地点Ｐを設定するようになっている。
【００９７】
そして、当該サンプリングサイクルでは、前サンプリングサイクルで設定された走行目標点ＧＰから自車両の走行レーンの中央に向かう方向に所定距離だけ移動した点に走行目標点ＧＰを設定するようになっている。この場合、本実施形態では、走行目標点ＧＰの１サンプリングサイクルあたりの移動距離が一定値になるように設定されている。
【００９８】
すなわち、逸脱判定部３２で自車両が車線を逸脱する可能性があると判定された時点で走行目標点ＧＰを最初に設定する場合を１サイクル目とすると、ｎサイクル目の走行目標点ＧＰの位置は、最初に設定した走行目標点ＧＰから（１サンプリングサイクルあたりの移動距離）×（ｎ−１）だけ離れた位置に設定される。
【００９９】
なお、前記１サンプリングサイクルあたりの移動距離をサンプリングサイクルごとに変化させることも可能である。また、逸脱回避制御の制御動作終了時点で走行目標点ＧＰの位置が左右の車線位置ＬＲ、ＬＬから算出される走行レーンの中央となるように走行目標点ＧＰの１サンプリングサイクルあたりの移動距離を設定することも可能である。
【０１００】
走行目標点設定部３３は、以上の作業を各サンプリングサイクルごとに繰り返すようになっている。そのため、図１１のように走行目標点ＧＰを設定した場合には、図１３に示すように走行目標点ＧＰは各サンプリングサイクルごとに右車線位置ＬＲから離れ、走行レーンの中央ＣＰに向かう方向に徐々に移動する。
【０１０１】
演算部３４は、走行目標点設定部３３により走行目標点ＧＰが設定されると、図１４に示すように自車両ＭＣが走行目標点ＧＰに向かう経路を円弧と仮定して自車両の走行ラインＬを決定するようになっている。そして、図中矢印で示される自車両ＭＣの進行方向と地点Ｐ上の走行目標点ＧＰの位置から目標半径ｒとして走行ラインＬの曲率半径を算出するようになっている。なお、前記円弧には目標半径ｒが無限大すなわち直線である場合も含まれる。
【０１０２】
また、演算部３４は、算出した走行ラインＬの目標半径ｒと車速Ｖと自車両の車両特性パラメータに基づいて目標半径ｒを実現するための目標操舵角δestを算出するようになっている。
【０１０３】
応動部制御部３５は、例えば二輪モデルに基づいて操舵角センサにより実測される操舵角の実測値δreすなわち実操舵角δreと車速Ｖと自車両の車両特性パラメータから車体すべり角βを算出するようになっている。
【０１０４】
応動部制御部３５は、続いて、ヨーレート推定装置やヨーレートセンサにより推定または実測されるヨーレートγ、前記車体すべり角β、実操舵角δre、車速Ｖおよび車両特性パラメータに基づいてセルフアライニングトルクＴsaを算出する。そして、算出したセルフアライニングトルクＴsaにゲイン値を乗算し、第１電動パワステ指示トルク電流Ｉｔ１を算出するようになっている。
【０１０５】
さらに、応動部制御部３５は、操舵角センサで実測される実操舵角δreが、演算部３４により算出された目標操舵角δestになるようにＰＤ制御により第２電動パワステ指示トルク電流Ｉｔ２を算出して、前記第１電動パワステ指示トルク電流Ｉｔ１に加算し、制御指示トルク電流Ｉｔを算出するようになっている。
【０１０６】
応動部制御部３５は、このようにして自車両が走行ラインＬを走行するように算出した制御指示トルク電流Ｉｔの値を応動部Ａであるステアリングサーボ機能を有する制御システムに信号として送信するようになっている。ステアリングサーボ機能を有する制御システムは、送信されてきた制御指示トルク電流Ｉｔの値に基づいて制御指示トルク電流を発生させ、電動パワーステアリングを自動操舵するようになっている。
【０１０７】
なお、演算部３４による目標操舵角δestの算出および応動部制御部３５による制御指示トルク電流Ｉｔの算出は、各サンプリングサイクルごとに行われる。
【０１０８】
制御部３６は、制御手段３の前記各部の動作タイミングや各部間の情報の流れを制御するようになっている。また、制御部３６には、モニタ画面やスピーカ等を備えた表示装置Ｃが接続されており、制御部３６は、逸脱回避制御の制御動作中には表示装置Ｃに信号を送信して逸脱回避制御が作動している旨を画面に表示させ、音声によって運転者に知らせるようになっている。
【０１０９】
また、制御部３６は、逸脱判定部３２で自車両が車線を逸脱する可能性があると判定されると、計測手段３７であるカウンタに、設定された制御動作時間に相当するサンプリングサイクル数のカウントをセットするようになっている。制御動作時間は適宜設定される。例えば、制御動作時間を６秒に設定した場合、１サンプリングサイクルの所要時間が１００ミリ秒であればセットされるカウントは６０となり、１サンプリングサイクルの所要時間が１０ミリ秒であればセットされるカウントは６００となる。
【０１１０】
さらに、制御部３６は、応動部制御部３５が制御指示トルク電流Ｉｔの値を応動部Ａに出力すると、カウンタ３７にカウントを１減算させるようになっている。すなわち、カウンタである計測手段３７は、カウントをサンプリングサイクルごとに１ずつ減算して逸脱回避制御の制御動作時間の経過を計測するようになっている。
【０１１１】
一方、制御部３６は、前記車線検出手段２の検出手段２６の立体物検出部２６ｂにより自車両が逸脱する可能性がある車線側に立体物Ｓや物体Ｏ、側壁Ｗ等の障害物が検出されている場合には、走行目標点設定部３３がカウンタ３７に設定する制御動作時間を短縮してカウンタ３７のカウントを所定量にまで減らしてカウントをスタートさせるようになっている。
【０１１２】
制御部３６は、同時に、新たに設定したカウントで走行目標点ＧＰが到達すべき最終目標位置すなわち制御動作終了時点での走行目標点ＧＰの位置に到達するように、走行目標点設定部３３における走行目標点ＧＰの１サンプリングサイクルあたりの移動距離を修正して走行目標点設定部３３に送信するようになっている。障害物との衝突を避けるために自車両を素早く自分の走行レーンに引き戻す必要があるからである。
【０１１３】
制御部３６は、逸脱回避制御がすでに開始された後に自車両が逸脱する可能性がある車線側に立体物Ｓ等の障害物が検出された場合にも、車線逸脱が回避されるまでの時間を計算してそれに相当するようにカウントを減らし、走行目標点ＧＰの１サンプリングサイクルあたりの移動距離が大きくなるように修正して走行目標点設定部３３に送信するようになっている。
【０１１４】
さらに、図１５に示すように、路上駐車等で、前記車線検出手段２の検出手段２６の立体物検出部２６ｂにより自車両ＭＣが逸脱する可能性がある車線とは反対側の車線内に車両Ｖah等の障害物が立体物Ｓ等として検出されている場合には、制御部３６は、障害物に対向する右側または左側の端部が障害物から例えば１ｍ離れるような位置関係になる地点で、走行目標点ＧＰのサンプリングサイクルごとの移動を停止させるようになっている。
【０１１５】
また、制御部３６は、逸脱判定部３２で自車両が車線を逸脱する可能性があると判定された時点で最初に設定する走行目標点ＧＰの位置がすでに障害物から例えば１ｍ等の所定距離以内となる場合などには、逸脱回避制御の制御動作を終了するように構成されている。
【０１１６】
さらに、制御部３６は、自車両が逸脱する可能性がある車線が前記車線検出手段２の検出手段２６の車線検出部２６ａにより連続線で標示された車線として検出されている場合には、破線で標示された車線として検出されている場合に設定されるカウンタ３７のカウントよりもすくないカウントを設定して、逸脱回避制御の制御動作時間を短くするようになっている。
【０１１７】
同時に、制御部３６は、走行目標点ＧＰの１サンプリングサイクルあたりの移動距離が大きくなるように修正して走行目標点設定部３３に送信するようになっている。連続線で標示された車線ははみ出し禁止の程度が破線の場合よりも高いからである。
【０１１８】
なお、制御手段３で逸脱回避制御の制御動作が開始された後、前記車線検出手段２の検出手段２６の車線検出部２６ａで車線位置が検出されなくなることがある。そのような場合、制御部３６は、それ以前に検出されていた車線がなおも存在するものとして、その仮想的な車線位置に基づいて所定時間走行目標点ＧＰのサンプリングサイクルごとの移動を継続するようになっている。フェイルセイフの考え方に基づくものである。
【０１１９】
ここで、逸脱回避制御の制御動作が終了される場合について説明する。本実施形態では、原則としてカウンタ３７のカウントが０になると走行目標点設置部３３における走行目標点ＧＰの設定が終了されるようになっている。また、走行目標点設置部３３における走行目標点ＧＰの設定の終了により制御手段３による逸脱回避制御が終了するようになっている。
【０１２０】
また、走行目標点設定部３３は、カウンタ３７のカウントが０になる前に、すなわち逸脱回避制御の制御動作開始から設定された制御動作時間が経過する前に、走行目標点ＧＰが予め設定された所定の位置に到達した場合にも、走行目標点ＧＰの設定を終了するようになっている。走行目標点ＧＰが到達した時点で走行目標点の設定が終了される前記所定の位置は、例えば、前記走行レーンの中央ＣＰに設定することが可能である。自車両が走行レーンの中央ＣＰまで戻れば車線逸脱の危険性は十分に回避されるからである。
【０１２１】
さらに、走行目標点設定部３３は、自車両の車線を逸脱した側の端部が当該車線を外側に所定距離以上超えた場合にも、前記逸脱回避制御の制御動作を終了するように構成されている。この場合、運転者が意図的に車線変更をしようとしていると判断されるためである。
【０１２２】
また、制御部３６は、運転者によりターンシグナル操作がなされ、ターンシグナル信号ＴＳが入力されると、逸脱回避制御の制御動作が行われていれば制御動作を強制的に終了させるようになっている。運転者が車線変更をしようとしていると判断され、逸脱回避制御を行う必要がないからである。
【０１２３】
また、制御部３６は、運転者によるステアリングホイールの操舵により操舵トルクセンサから所定の閾値を超える大きな操舵トルクＴHが入力された場合や、操舵トルクＴHが所定の継続時間を超えて継続して入力された場合、或いは操舵角センサから入力されるステアリングホイールの操舵角δの微分値すなわち操舵速度が所定の閾値を超えて操舵角δが大きく変化した場合には、逸脱回避制御の制御動作が行われていれば制御動作を終了させるようになっている。このような場合、運転者自身が車線逸脱に気づき回避措置を取っているか、或いは意図的に車線変更をしようとしている場合であり、逸脱回避制御を行う必要がないからである。
【０１２４】
前記のように運転者が車線変更をしようとしている場合、図１６に示すように、現在走行中の走行レーンＬＰ１では逸脱回避制御の制御動作が終了されても、進入する側の隣の走行レーンＬＰ２で逸脱回避制御が行われると、ステアリングホイールの操舵に余分な操舵トルクが加わり、操舵が安定しなくなる可能性がある。
【０１２５】
そこで、制御部３６は、自車両ＭＣが車線に対して接近する方向に推移している場合にのみ逸脱回避制御の制御動作の開始を許可し、車線変更と判断して逸脱回避制御の制御動作を終了した場合のように車線逸脱ではない状態で自車両ＭＣがその車線から離れていく方向に推移している場合には逸脱回避制御の制御動作を開始しないようになっている。なお、逸脱回避制御の制御動作の継続中に自車両の進行方向が推移する中で自車両がその車線から離れていく方向に推移している場合には引き続き逸脱回避制御の制御動作が継続されることは言うまでもない。
【０１２６】
また、図１７に示すように、車線変更と判断して逸脱回避制御の制御動作を終了した後に自車両ＭＣが車線を跨いだ状態のまま推移している場合にも、制御部３６は、逸脱回避制御の制御動作を開始しないようになっている。
【０１２７】
制御部３６は、逸脱回避制御の制御動作が終了される際には、前記いずれの場合もカウンタ３７のカウントを０にリセットするようになっている。
【０１２８】
次に、本実施形態に係る車線逸脱防止装置１の作用について説明する。
【０１２９】
車線逸脱防止装置１を構成する車線検出手段２の機能については前記構成の中で述べたとおりであり、説明を省略する。
【０１３０】
車線逸脱防止装置１の制御手段３では、各サンプリングサイクルごとに、走行軌跡推定部３１で自車両の走行軌跡Ｌestが算出され、逸脱判定部３２では図１０に示した要領で自車両が車線を逸脱する可能性があるかないかが判定される。
【０１３１】
逸脱判定部３２で自車両が車線を逸脱する可能性があると判定されると、走行目標点設定部３３で、自車両前方の自車両から目標距離だけ離れた地点Ｐに走行目標点ＧＰが設定される。
【０１３２】
本実施形態では、走行目標点ＧＰは、計測手段３７であるカウンタのカウントが０になるまで各サンプリングサイクルごとに一定の移動距離だけ自車両の走行レーンの中央に向かう方向に移動していく。
【０１３３】
そして、自車両は、あるサンプリングサイクルにおける走行目標点ＧＰと自車両の進行方向から算出される目標半径ｒの円弧上をそのサンプリングサイクル分走行し、次のサンプリングサイクルでは一定の移動距離だけ走行レーンの中央に向かう方向に移動した走行目標点ＧＰと当該サンプリングサイクルにおける自車両の進行方向から算出される新たな目標半径ｒの円弧上をそのサンプリングサイクル分走行する。
【０１３４】
このようにして、自車両は、図１８に示されるような実際には滑らかな軌跡をたどって現在走行中の走行レーンに引き戻される。
【０１３５】
以上のように、本実施形態に係る車線逸脱防止装置１によれば、自車両が車線を逸脱する可能性があると判定された時点で最初に設定する走行目標点ＧＰを、従来の車線逸脱防止装置のように自車両の走行レーンの中央に設定せず、より車線に近い位置に設定する。そのため、図１８と図２０とを比較して分かるように、本実施形態に係る車線逸脱防止装置１では、ステアリングホイールが緩やかに転舵されるようになり、自車両のヨーレートや操舵トルクが緩やかに変化するため、運転者に対して強引に車両位置を引き戻されるような違和感を与えることなく車線逸脱を回避することが可能となる。
【０１３６】
また、走行目標点ＧＰを制御動作時間の経過に従って走行レーンの中央に向かう方向に移動するように移動させるため、図２０に示した従来の車線逸脱防止装置のようにオーバーシュートにより走行レーンの中央を中心に左右に蛇行することなく、自車両をスムーズに走行レーンの中央側に引き戻すことが可能となる。
【０１３７】
さらに、このように走行目標点ＧＰを自車両が逸脱する可能性がある車線から離れるように移動させることで、図２１に示した従来の車線逸脱防止装置のようにいつまでも車線付近にとどまることなく、自車両を走行レーンの中央側に引き戻すことができ、確実に車線逸脱を回避し、隣の走行レーンを走行する車両との接触等を防止することが可能となる。
【０１３８】
なお、以下、本実施形態に係る車線逸脱防止装置１の制御手段３の走行目標点設定部３３において、自車両が車線を逸脱する可能性があると判定された時点で最初に設定される走行目標点ＧＰの設定の仕方等に関する変形例について述べる。
【０１３９】
走行目標点設置部３３で、自車両が車線を逸脱する可能性があると判定された時点で最初に設定する走行目標点ＧＰを、図１９に示すように、自車両ＭＣが逸脱する可能性がある車線の外側に設定するように構成することも可能である。
【０１４０】
また、逸脱回避制御の制御動作が開始されると、自車両にヨーレートγやステアリングホイールに加えられる操舵トルクＴHや操舵角δに変化が生じて運転者が自車両に唐突に姿勢変化が生じたように感じることがある。そこで、運転者に唐突な感じを抱かせないようなヨーレートγ等の変化の閾値を予め求め、その閾値以下の変化しか起こらないような位置に最初に設定される走行目標点ＧＰを設定するように構成することが可能である。
【０１４１】
さらに、運転者の居眠りや前方不注視等で自車両が車線を逸脱しようとしている場合には、運転者に警告するために逸脱回避制御の制御動作の開始を気づかせた方がよい場合もある。そのような場合には、前記とは逆に、運転者に逸脱回避制御の制御動作の開始を気づかせる程度のヨーレートγ等の変化の閾値を予め求め、その閾値より大きい変化を生じさせるような位置に最初に設定される走行目標点ＧＰを設定するように構成することも可能である。
【０１４２】
なお、前記閾値は、車両特性により異なるから、車種ごとに適宜決定される。また、図１９に示すように、そのような閾値に該当する地点Ｐにおける走行軌跡Ｌestからのオフセット量Ｒを予め設定しておくことも可能である。
【０１４３】
また、本実施形態に係る車線逸脱防止装置１が、例えば、特開２００５−４１３０８号公報に記載の車両用走行支援装置や特開２００５−７１１８５号公報に記載の運転者の覚醒度推定装置を運転者の覚醒度を推定する覚醒度推定手段として備えるように構成することも可能である。
【０１４４】
このように構成し、制御手段３が、前記覚醒度推定手段により運転者の覚醒度が低下していると判断された場合には、計測手段３７であるカウンタに設定される制御動作時間を短縮し、走行目標点ＧＰの１サンプリングサイクルあたりの移動距離を大きくするように修正するように構成すれば、逸脱回避制御の制御動作開始時に比較的大きなヨーレートγ等の変化が生じるため、運転者を覚醒させることが可能となる。
【０１４５】
一方、最初に設定する走行目標点ＧＰを自車両が逸脱する可能性がある車線の外側に設定するような場合には、制御動作終了時点での走行目標点ＧＰの位置を、例えば、自車両が逸脱する可能性がある車線から自車両の車幅の半分に相当する距離だけ車線の内側に離間した位置となるように設定することが可能である。このように設定すれば、制御動作終了時点で自車両の端部が逸脱する可能性があった車線の位置に一致するから、少なくとも隣の走行レーンを走行する車両との接触や衝突を回避できるからである。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本実施形態に係る車線逸脱防止装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る車線検出手段の構成を示すブロック図である。
【図３】基準画像の一例を示す図である。
【図４】基準画像上に検出された右車線および左車線を示す図である。
【図５】距離画像の各区分の距離を実空間上の点としてプロットした図である。
【図６】図５の各点をグループ化して形成された各グループを示す図である。
【図７】図６の各グループをラベルして検出された物体と側壁を示す図である。
【図８】物体や側壁を示す枠線を重ね合わせて表示した基準画像を示す図である。
【図９】本実施形態に係る制御手段の構成を示すブロック図である。
【図１０】実空間上に特定される走行軌跡、左右の車線位置および第１、第２の判断ラインを説明する図である。
【図１１】逸脱回避制御の制御動作開始時に車線上に設定された走行目標点を示す図である。
【図１２】逸脱回避制御の制御動作開始時に自車両の真正面に設定された走行目標点を示す図である。
【図１３】各サンプリングサイクルごとに走行レーンの中央方向に移動する走行目標点を表す図である。
【図１４】決定された走行ラインを表す図である。
【図１５】路上駐車等で車線内に障害物が検出された状態を説明する図である。
【図１６】車線変更により隣の走行レーンに進入する自車両を表す図である。
【図１７】車線を跨いで走行している自車両を表す図である。
【図１８】本実施形態に係る車線逸脱防止装置により実現される自車両の軌跡を表す図である。
【図１９】自車両が逸脱する可能性がある車線の外側に設定された走行目標点を表す図である。
【図２０】従来の車線逸脱防止装置により実現される自車両の軌跡を表す図である。
【図２１】従来の車線逸脱防止装置により実現される自車両の軌跡を表す図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１  車線逸脱防止装置
２  車線検出手段
２６ｂ  立体物検出部
３  制御手段
３７  計測手段
Ａ  応動部
Ｂ  センサ類
Ｃ  表示装置
ＭＣ  自車両
Ｔ  基準画像
ＬＲ  右車線位置
ＬＬ  左車線位置
ＬＰ１  走行レーン
Ｓ  立体物
δ  操舵角
ＴH  操舵トルク
ＴＳ  ターンシグナル信号
γ  ヨーレート
ＧＰ  走行目標点
Ｐ  地点
ＣＰ  走行レーンの中央
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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