(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車線位置を検出する車線検出手段と、
検出された前記車線位置に基づいて車線位置と自車両との距離を検出する横方向距離検出手段と、
前記車線位置から離間した位置に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車線追従制御を行う制御手段と、
運転者による操舵行為の介入を検出する操舵介入検出手段と、
前記操舵介入後の経過時間を計測する計測手段と
を備え、
前記制御手段は、車線位置に対する前記走行目標点の離間量を、運転者による操舵行為の介入継続中および操舵介入終了後から規定時間が経過するまでの期間では、前記車線位置と自車両との距離の変動に合わせて更新し、前記規定時間が経過した後は、前記更新された離間量に固定することを特徴とする車線追従支援装置。
【請求項２】
前記制御手段は、道路の曲率に基づいて前記規定時間を変更することを特徴とする請求項１に記載の車線追従支援装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記道路の曲率に基づいて前記規定時間を短縮することを特徴とする請求項２に記載の車線追従支援装置。
【請求項４】
前記制御手段は、車速センサから入力される車速が所定の閾値より大きい場合には、前記車速が前記閾値以下である場合よりも前記規定時間を短縮することを特徴とする請求項１に記載の車線追従支援装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記更新された離間量が予め設定した規定距離よりも小さく前記走行目標点が左右の車線位置に接近している場合には、前記運転者による操舵行為の介入を検出していなければ、前記離間量を増大させて、前記走行目標点を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に記載の車線追従支援装置。
【請求項６】
前記走行目標点の移動は、前記離間量が前記規定距離に等しくなった時点または規定距離より大きくなった時点で終了することを特徴とする請求項５に記載の車線追従支援装置。
【請求項７】
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、前記規定距離を増大させることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の車線追従支援装置。
【請求項８】
前記操舵介入検出手段は、前記運転者による操舵行為の介入を、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検出することを特徴とする請求項１に記載の車線追従支援装置。
【請求項９】
前記横方向距離検出手段は、左右の車線位置のうち一方の側の車線位置を選択して、車線検出手段により検出された前記車線位置に基づいて車線位置と自車両との距離を検出し、
前記制御手段は、自車両の所定距離前方における前記横方向距離検出手段により選択された前記一方の車線位置から前記離間量だけ離間した位置に走行目標点を設定することを特徴とする請求項１に記載の車線追従支援装置。
【請求項１０】
前記横方向距離検出手段は、検出された前記車線位置に基づいて走行レーンの中央を算出し、前記走行レーンの中央と自車両との距離を検出し、
前記制御手段は、自車両の所定距離前方における前記車線位置に基づいて走行レーンの中央を算出し、前記走行レーンの中央から自車両までの前記距離だけ離間した位置に走行目標点を設定することを特徴とする請求項１に記載の車線追従支援装置。
【請求項１１】
前記横方向距離検出手段は、検出された前記車線位置に基づいて走行レーンの道幅を算出し、前記走行レーンの道幅に対する車線位置と自車両との距離の比率を検出し、
前記制御手段は、自車両の所定距離前方における前記走行レーンの道幅に前記比率を乗じて前記車線位置からの離間量を算出し、該算出した離間量だけ前記車線位置から離間した位置に走行目標点を設定することを特徴とする請求項１に記載の車線追従支援装置。
【請求項１２】
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前方の隣接する走行レーンに他の車両が存在することが検出された場合には、前記離間量の更新において、前記検出された他の車両に向かう方向には更新を行わないことを特徴とする請求項１に記載の車線追従支援装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記車線検出手段により車線位置が検出されない場合、自車両が右折または左折している場合、或いは自車両が車線変更により隣接する走行レーンに移動する場合には、前記車線追従制御の制御動作を中断することを特徴とする請求項１に記載の車線追従支援装置。
【請求項１４】
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、前記車線追従制御の制御動作を中断することを特徴とする請求項１に記載の車線追従支援装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、自車両が元の走行レーンまたは進入した走行レーンにおいて、自車両の端部と対応する車線位置との間隔が所定の間隔以上になった段階で車線追従制御の制御動作を再開することを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の車線追従支援装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、前記車線追従制御の制御動作が中断された場合には、車線追従制御の再開時に、前記離間量として前記横方向距離検出手段により検出された車線位置と自車両との距離を設定することを特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれか一項に記載の車線追従支援装置。
【請求項１７】
前記制御手段は、装置の起動時に、前記離間量として横方向距離検出手段により検出された車線位置と自車両との距離を設定することを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の車線追従支援装置。
【請求項１８】
前記制御手段は、ステアリングホイールの過大な操舵行為があった場合には、前記車線追従制御の制御動作を完全に中止することを特徴とする請求項１に記載の車線追従支援装置。
【請求項１９】
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、前記走行目標点を走行レーンの中央に固定することを特徴とする請求項１に記載の車線追従支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車線追従支援装置に係り、特に、自車両が車線に追従して走行するように自動的にステアリングホイールの操舵等を支援する車線追従支援装置に関する。
【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することを予め防止するためのキープレーン技術の開発が進んでいる。このようなキープレーン技術としては、車線逸脱の可能性を判定して逸脱回避制御を行う装置のほか、自車両が現在走行中の走行レーンに沿って走行し車線に追従して走行するように自動的に制御を行うための車線追従支援装置の開発も進められている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のシステムのように、初期の車線追従支援装置では、自車両が、走行レーンの中央、すなわち自車両の左右に表示された車線間の中心線に沿って走行するように自動的に車線追従支援制御を行うものがほとんどであった。
【０００４】
しかし、運転者が走行レーンの右寄りや左寄りを走行したいという好みを有する場合に、車線追従支援装置により自動的に走行レーンの中央に沿うように制御が行われると、違和感が生じ、煩わしく感じられる場合がある。
【０００５】
このような問題を解決することを目的として、特許文献２に記載の車線追従支援装置では、装置による車線追従支援制御が作動していない走行時に走行レーンの道幅方向における自車位置を示す横変位データを収集して運転者の好みに合った走行ラインの位置を習得する装置が提案されている。また、特許文献３に記載の車線追従支援装置では、この手法を利用して収集された横変位データに基づいて運転者の好みを反映した目標ラインを設定し目標ラインに自車両を追従させる車線追従支援装置が提案されている。
【特許文献１】特開平７−１０４８５０号公報
【特許文献２】特開２００１−３９３２６号公報
【特許文献３】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】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に記載の車線追従支援装置では、運転者がステアリングホイールの操舵を行って自車両の軌道を修正している際には目標ラインの変更は行えず、自車両の軌道を修正している間、自車両は引き続き以前の目標ラインに引きずられるため、運転者のステアリングホイールの操舵に違和感が生じてしまう場合がある。
【０００７】
このような違和感の発生を回避するために、運転者がステアリングホイールの操舵を行っている間は車線追従支援制御を一時的に停止することが考えられる。しかし、それでは車線追従支援制御の機能が発揮されず、例えば、走行レーンがカーブしている場合には自車両が車線を逸脱する可能性がある。
【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、車両の車線追従支援制御において、運転者に違和感を与えることがなく、一時的な停止を伴わずに的確に車線を追従して走行するように運転者を支援する車線追従支援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、
車線追従支援装置において、
車線位置を検出する車線検出手段と、
検出された前記車線位置に基づいて車線位置と自車両との距離を検出する横方向距離検出手段と、
前記車線位置から離間した位置に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車線追従制御を行う制御手段と、
運転者による操舵行為の介入を検出する操舵介入検出手段と、
前記操舵介入後の経過時間を計測する計測手段と
を備え、
前記制御手段は、車線位置に対する前記走行目標点の離間量を、運転者による操舵行為の介入継続中および操舵介入終了後から規定時間が経過するまでの期間では、前記車線位置と自車両との距離の変動に合わせて更新し、前記規定時間が経過した後は、前記更新された離間量に固定することを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の車線追従支援装置において、前記制御手段は、道路の曲率に基づいて前記規定時間を変更することを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明の車線追従支援装置において、前記制御手段は、前記道路の曲率に基づいて前記規定時間を短縮することを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明の車線追従支援装置において、前記制御手段は、車速センサから入力される車速が所定の閾値より大きい場合には、前記車速が前記閾値以下である場合よりも前記規定時間を短縮することを特徴とする。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明の車線追従支援装置において、前記制御手段は、前記更新された離間量が予め設定した規定距離よりも小さく前記走行目標点が左右の車線位置に接近している場合には、前記運転者による操舵行為の介入を検出していなければ、前記離間量を増大させて、前記走行目標点を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。
【００１４】
第６の発明は、第５の発明の車線追従支援装置において、前記走行目標点の移動は、前記離間量が前記規定距離に等しくなった時点または規定距離より大きくなった時点で終了することを特徴とする。
【００１５】
第７の発明は、第５または第６の発明の車線追従支援装置において、
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、前記規定距離を増大させることを特徴とする。
【００１６】
第８の発明は、第１の発明の車線追従支援装置において、前記操舵介入検出手段は、前記運転者による操舵行為の介入を、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検出することを特徴とする。
【００１７】
第９の発明は、第１の発明の車線追従支援装置において、
前記横方向距離検出手段は、左右の車線位置のうち一方の側の車線位置を選択して、車線検出手段により検出された前記車線位置に基づいて車線位置と自車両との距離を検出し、
前記制御手段は、自車両の所定距離前方における前記横方向距離検出手段により選択された前記一方の車線位置から前記離間量だけ離間した位置に走行目標点を設定することを特徴とする。
【００１８】
第１０の発明は、第１の発明の車線追従支援装置において、
前記横方向距離検出手段は、検出された前記車線位置に基づいて走行レーンの中央を算出し、前記走行レーンの中央と自車両との距離を検出し、
前記制御手段は、自車両の所定距離前方における前記車線位置に基づいて走行レーンの中央を算出し、前記走行レーンの中央から自車両までの前記距離だけ離間した位置に走行目標点を設定することを特徴とする。
【００１９】
第１１の発明は、第１の発明の車線追従支援装置において、
前記横方向距離検出手段は、検出された前記車線位置に基づいて走行レーンの道幅を算出し、前記走行レーンの道幅に対する車線位置と自車両との距離の比率を検出し、
前記制御手段は、自車両の所定距離前方における前記走行レーンの道幅に前記比率を乗じて前記車線位置からの離間量を算出し、該算出した離間量だけ前記車線位置から離間した位置に走行目標点を設定することを特徴とする。
【００２０】
第１２の発明は、第１の発明の車線追従支援装置において、
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前方の隣接する走行レーンに他の車両が存在することが検出された場合には、前記離間量の更新において、前記検出された他の車両に向かう方向には更新を行わないことを特徴とする。
【００２１】
第１３の発明は、第１の発明の車線追従支援装置において、前記制御手段は、前記車線検出手段により車線位置が検出されない場合、自車両が右折または左折している場合、或いは自車両が車線変更により隣接する走行レーンに移動する場合には、前記車線追従制御の制御動作を中断することを特徴とする。
【００２２】
第１４の発明は、第１の発明の車線追従支援装置において、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、前記車線追従制御の制御動作を中断することを特徴とする。
【００２３】
第１５の発明は、第１３または第１４の発明の車線追従支援装置において、前記制御手段は、自車両が元の走行レーンまたは進入した走行レーンにおいて、自車両の端部と対応する車線位置との間隔が所定の間隔以上になった段階で車線追従制御の制御動作を再開することを特徴とする。
【００２４】
第１６の発明は、第１３から第１５のいずれかの発明の車線追従支援装置において、前記制御手段は、前記車線追従制御の制御動作が中断された場合には、車線追従制御の再開時に、前記離間量として前記横方向距離検出手段により検出された車線位置と自車両との距離を設定することを特徴とする。
【００２５】
第１７の発明は、第１から第１６のいずれかの発明の車線追従支援装置において、前記制御手段は、装置の起動時に、前記離間量として横方向距離検出手段により検出された車線位置と自車両との距離を設定することを特徴とする。
【００２６】
第１８の発明は、第１の発明の車線追従支援装置において、前記制御手段は、ステアリングホイールの過大な操舵行為があった場合には、前記車線追従制御の制御動作を完全に中止することを特徴とする。
【００２７】
第１９の発明は、第１の発明の車線追従支援装置において、
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、前記走行目標点を走行レーンの中央に固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
第１の発明によれば、運転者による操舵行為の介入が検出されない場合には、自車両の車線位置に対する距離が変動しても離間量を変動させずに走行目標点の車線位置からの距離を一定に保つ。そのため、自車両が走行目標点を目指して走行するように制御することで、確実に車線位置に追従して走行させることが可能となる。
【００２９】
また、走行レーン内での自車両の軌道を修正する等の目的で運転者により操舵行為の介入が行われると、運転者による操舵行為の介入継続中および操舵介入終了後も規定時間が経過するまでの間、離間量を車線位置と自車両との距離の変動に合わせて更新する。そのため、操舵行為の介入時にも車線追従制御の制御動作を一時停止することなく継続して行うことが可能となる。
【００３０】
また、離間量を車線位置と自車両との距離の変動に合わせて更新する。そのため、従来技術のような運転者がステアリングホイールの操舵の際に感じる違和感が軽減され、スムーズに自車両の軌道の修正等を行うことが可能となる。
【００３１】
第２の発明によれば、例えば、道路の曲率が設定された閾値より小さい場合には道路の曲率が閾値以上の場合よりも規定時間を短縮するようにして変更することで、走行レーンがカーブしている場合にも車線追従制御の制御動作を一時停止する必要がなく、また、運転者による操舵行為の介入が終了した時点で速やかに離間量が車線位置と自車両との距離に固定され、固定された走行目標点を走行するように車線追従制御が働く。そのため、前記発明の効果に加え、自車両がカーブしている車線を逸脱することを確実に防止することが可能となり、安定して車線追従制御を行うことが可能となる。
【００３２】
第３の発明によれば、走行レーンがカーブしている場合に、道路の曲率に基づいて規定時間を短縮し、車線位置に対する走行目標点の離間量を、運転者による操舵行為の介入の終了時点で速やかに車線位置と自車両との距離に固定することで、前記各発明の効果に加え、車線追従制御の制御動作を一時停止することがなく、かつ、自車両がカーブしている車線を逸脱することを確実に防止することが可能となる。
【００３３】
第４の発明によれば、自車両が車線を逸脱しそうな場合、車速が高いほど逸脱までの時間が短いため、前記規定時間を短縮して速やかに離間量を車線位置と自車両との距離に固定することで自車両を走行レーン内に引き戻す制御を迅速に働くため、前記各発明の効果をより有効に発揮させることができる。
【００３４】
第５の発明によれば、前記各発明の効果に加え、自車両が片側の車線位置に接近し或いは車線を跨いでいるような場合には、運転者による操舵行為の介入が終了した段階で自車両を走行レーン内に引き戻すことで、隣接する走行レーンを走行中の他の車両との接触や衝突を回避することが可能となる。
【００３５】
第６の発明によれば、前記第５の発明において、自車両が十分に走行レーン内に引き戻された段階で引き戻しを終了すれば、例えば、走行レーンの中央まで強制的に引き戻される場合と比較して、運転者が自らの好みに合わせて走行レーン内で軌道を修正できるため、前記各発明の効果をより効果的に発揮させることが可能となる。
【００３６】
第７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、規定距離を増大させることで、他の車両との接触や衝突を確実に回避することが可能となる。
【００３７】
第８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による操舵行為の介入があったと判断することで、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。
【００３８】
第９の発明によれば、左右の車線位置のうち、例えば、自車両の進行路との平行度が高い側や自車両に近い側、或いはより遠方まで位置が検出されている等の一方の側の車線位置を基準に車線位置と自車両との距離を検出し、その一方の側の車線位置から離間量だけ離間した位置に走行目標点を設定することで、道幅が拡大したり縮小する場合に自車両を前記一方の側の車線に確実に追従させることが可能となり、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。
【００３９】
第１０の発明によれば、走行レーンの中央を基準に車線位置と自車両との距離を検出し、走行レーンの中央から自車両までの距離だけ離間した位置に走行目標点を設定することで、道幅が拡大したり縮小する場合でも自車両を車線に確実に追従させることが可能となり、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。
【００４０】
第１１の発明によれば、走行レーンの道幅に対する車線位置と自車両との距離の比率を検出し、前方位置における道幅に前記比率を乗じて得られる離間量だけ車線位置から離間した位置に走行目標点を設定することで、道幅が拡大したり縮小する場合でも自車両が確実に走行レーン内を走行する状態で車線に追従させることが可能となり、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。
【００４１】
第１２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前方の隣接する走行レーンに他の車両が存在することが検出された場合に、当該他の車両の方向には走行目標点の更新を行わないようにすることで、自車両が当該他の車両と衝突することを確実に回避することが可能となる。
【００４２】
第１３の発明によれば、前記各発明の効果に加え、例えば、車線検出手段が所定数のサンプリングサイクルで連続して車線位置が検出できなかった場合や自車両が右左折している場合、或いは自車両が車線変更により隣接する走行レーンに移動する場合に車線追従制御の制御動作を中断することで、不確実な走行目標点や誤った位置に設置された走行目標点に基づいて車線追従制御を行って誤った方向や元の走行レーンに引き戻すように自車両を導き、それを修正しようとする運転者のステアリングホイールの操舵を妨げるような事態の発生を防止し、運転者に適切な対応と取らせることが可能となる。
【００４３】
第１４の発明によれば、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、自車両が走行する走行レーンが確定するまで車線追従制御の制御動作を中断することで運転者の操舵行為を妨害することを回避できるため、前記各発明の効果をより的確に発揮させることができる。
【００４４】
第１５の発明によれば、自車両が元の走行レーンや隣接する走行レーンに十分入った状態で車線追従制御の制御動作を再開することで、運転者により走行することを選択された走行レーンで適切に車線追従制御の制御動作を再開することが可能となり、前記各発明の効果がより適切に発揮される。
【００４５】
第１６の発明によれば、車線追従制御の制御動作が中断された場合に車線追従制御の再開時に離間量として車線位置と自車両との距離を設定することで、走行目標点の位置が特定され車線追従制御が確実に行われるようになるとともに、現在の車線位置と自車両との距離がすでに運転者の好みの距離になっていれば改めて走行レーン内で軌道を修正する必要がないから、例えば走行目標点が走行レーンの中央等に強制的に設定される場合よりも前記各発明の効果をより効率良く発揮させることが可能となる。
【００４６】
第１７の発明によれば、装置の起動時に離間量として車線位置と自車両との距離を設定することで、走行目標点の位置が特定され車線追従制御が確実に行われるようになるとともに、現在の車線位置と自車両との距離がすでに運転者の好みの距離になっていれば改めて走行レーン内で軌道を修正する必要がないから、例えば走行目標点が走行レーンの中央等に強制的に設定される場合よりも前記各発明の効果をより効率良く発揮させることが可能となる。
【００４７】
第１８の発明によれば、前記各発明の効果に加え、ステアリングホイールの過大な操舵行為があった場合には運転者が危険回避等で急激なステアリングホイールの操舵を行ったと判断されるため、そのような場合には自車両を車線に追従させずに運転者に適切な対応と取らせることで事故等の発生を的確に回避し、運転者の安全を確保することが可能となる。
【００４８】
第１９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、走行目標点を走行レーンの中央に固定することで、フェールセーフの考え方に基づいて、自車両を走行レーンの中央まで引き戻して他の車両との接触や衝突を確実に回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明に係る車線追従支援装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００５０】
本実施形態に係る車線追従支援装置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に信号を送信して車線追従制御を行うようになっている。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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（Charge Coupled Device）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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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）
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
検出手段２６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。
【００６４】
具体的には、検出手段２６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。
【００６５】
検出手段２６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、検出手段２６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。
【００６６】
また、検出手段２６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。
【００６７】
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。
【００６８】
検出手段２６は、検出した右車線位置ＬＲおよび左車線位置ＬＬの情報等を制御手段３に出力するようになっている。
【００６９】
制御手段３は、図５に示すように、制御部３１と、走行目標点設定部３２と、演算部３３と、応動部制御部３４と、計測手段３５とを備えている。
【００７０】
また、制御手段３には、Ｉ／Ｏインターフェース３６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。
【００７１】
制御部３１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。
【００７２】
また、制御部３１は、操舵トルクセンサから入力される操舵トルクＴHを常時監視し、図６（Ａ）に示すように、操舵トルクＴHが予め設定された閾値を超えると、運転者による操舵行為の介入があったと判断するようになっている。つまり、本実施形態では、制御部３１が運転者による操舵行為の介入を検出する操舵介入検出手段に相当する。
【００７３】
なお、運転者による操舵行為の介入を、例えば、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、或いは一定値以上の操舵トルクＴHの継続時間等で判断するように構成することも可能である。また、操舵トルクＴHに対する閾値の設定を含めてそれらを組み合わせて判断するように構成することも可能である。
【００７４】
制御部３１は、運転者による操舵行為の介入があったと判断すると、計測手段３５であるカウンタに、予め設定された規定時間Ｔlap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。規定時間Ｔlapは適宜設定される。例えば、規定時間Ｔlapを３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３０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３００となる。
【００７５】
さらに、制御部３１は、規定時間Ｔlap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と、１サンプリングサイクルごとにカウンタ３５のカウントを１ずつ減算させて経過時間を計測させるようになっている。
【００７６】
しかし、制御部３１は、運転者による操舵行為の介入があると判断し続ける限り各サンプリングサイクルごとに規定時間Ｔlapに相当するサンプリングサイクル数のカウントをカウンタ３５にセットし続けるから、カウンタ３５のカウントは、図６（Ｂ）に示すように運転者の介入行為が継続する限り規定時間Ｔlapに相当するカウントが維持される。そして、操舵介入がなくなると減算が開始される。そのため、操舵介入がなくなった時点から規定時間Ｔlapの計測が開始されることになる。
【００７７】
すなわち、運転者による操舵行為の介入開始から介入が継続する継続時間Ｔcontiおよび操舵介入終了後から規定時間Ｔlapが経過するまでの期間Ｔtotalは、カウンタ３５には０より大きな値のカウントがセットされた状態となる。
【００７８】
一方、制御部３１は、図７に示すように、仮想的に実空間を設定し、その実空間上に自車両ＭＣと、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とを配置するようになっている。
【００７９】
そして、図７のように、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として自車両の進行方向にＺ軸、進行方向に垂直の左右方向にＸ軸を取り、車線位置を表す曲線を２次曲線すなわちｘ＝ａｚ2＋ｂｚ＋ｃの式で近似し、１／２ａを自車両の位置における道路の曲率として算出するようになっている。なお、２次曲線の近似方法は、例えば、右車線位置ＬＲ上の３点を抽出してその３点を通る２次曲線として求めてもよいし、右車線位置ＬＲ上の数点を抽出して最小自乗法により算出してもよい。
【００８０】
制御部３１は、算出した道路の曲率が予め設定した閾値より小さい場合すなわち走行レーンがカーブしている場合には、介入終了後の規定時間Ｔlapを短縮するようになっている。すなわち、図８（Ａ）に示すように、操舵トルクＴHが予め設定された閾値を超えていると運転者による操舵行為の介入があり操舵行為が継続していると判断して、図８（Ｂ）に示すように通常設定されるカウントをカウンタ３５にセットするが、運転者による操舵行為の介入がなくなったと判断するとカウンタ３５のカウントを大きく減少させて規定時間Ｔlapを短縮する。
【００８１】
本実施形態では、規定時間Ｔlapを０にするようになっており、この場合、図８（Ｃ）に示すように、運転者による操舵行為の介入がなくなるとカウンタ３５のカウントは即座に０になる。また、算出した道路の曲率が予め設定した閾値より小さい場合には、運転者による操舵行為の介入があったと判断しても、もともとカウンタ３５に０より大きい値のカウントをセットしないように構成することも可能である。
【００８２】
なお、算出した道路の曲率が予め設定した閾値以上の場合すなわち走行レーンが直線または直線に近い場合には、規定時間Ｔlapは短縮されない。
【００８３】
制御部３１は、車速センサから入力される車速Ｖが所定の閾値より小さい場合には、図６（Ｂ）に示した場合と同様に、通常どおり運転者による操舵行為の介入の終了後、カウンタ３５のカウントを１サンプリングサイクルごとに１ずつ減算させるが、車速センサから入力される車速Ｖが所定の閾値以上である場合には、図８（Ｂ）に示した場合と同様に、介入終了後の規定時間Ｔlapを短縮するようになっている。自車両ＭＣが車線を逸脱しそうな場合には、車速Ｖが高いほど逸脱までの時間が短いからである。
【００８４】
また、制御部３１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３１は、カウンタ３５のカウントが０より大きい場合には表示装置Ｃに信号を送信して後述する走行目標点の更新を行っ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。
【００８５】
走行目標点設定部３２は、制御部３１により仮想的な実空間に設定された自車両ＭＣと車線位置ＬＲ、ＬＬの配置に基づいて、図９に示すように、車線位置と自車両ＭＣとの距離Ｒを検出するようになっている。すなわち、本実施形態では、走行目標点設定部３２が横方向距離検出手段に相当する。また、本実施形態では、距離Ｒは右車線位置ＬＲを基準として検出されるようになっている。
【００８６】
また、走行目標点設定部３２は、自車両ＭＣ前方の自車両ＭＣから所定距離だけ離れた地点Ｐにおいて、車線位置から離間量Ｒgpだけ離間した位置に自車両ＭＣが走行すべき走行目標点ＧＰを設定するようになっている。本実施形態では、所定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一定距離を加算した距離だけ前方の地点が設定されるようになっている。
【００８７】
なお、図１０に示すように、検出された車線位置ＬＲ、ＬＬがカーブしている場合でも、同様に車線位置と車両ＭＣとの距離Ｒを検出し、地点Ｐにおいて車線位置からオフセット距離Ｒgpだけ離間した位置に走行目標点ＧＰを設定する。
【００８８】
走行目標点設定部３２は、装置の起動時や、後述するような何らかの原因で車線追従制御が中断された後に制御を再開する際には、離間量Ｒgpとして右車線位置ＬＲと自車両ＭＣとの現在の距離Ｒを設定するようになっている。すなわち、このような場合には、自車両ＭＣの前方の自車両ＭＣから所定距離だけ離れた地点Ｐにおいて、右車線位置ＬＲと自車両ＭＣとの現在の距離Ｒだけ離間した位置に走行目標点ＧＰが設定される。
【００８９】
また、走行目標点設定部３２は、前記カウンタ３５のカウントが０である場合、すなわち制御部３１が運転者による操舵行為の介入を検出していない場合には、設定されたオフセット距離Ｒgpを更新しないようになっている。すなわち、自車両ＭＣが左右に移動して距離Ｒが変化しても、運転者による操舵行為の介入が検出されない限り、離間量Ｒgpは設定された値に固定されたままで変化しない。
【００９０】
一方、走行目標点設定部３２は、前記カウンタ３５のカウントが０ではない場合、すなわち運転者による操舵行為の介入継続中および操舵介入終了後から規定時間が経過するまでの期間Ｔtotalにおいては、各サンプリングサイクルごとにそのサンプリングサイクルにおける車線位置と自車両ＭＣとの距離Ｒの値を離間量Ｒgpに設定するようになっている。すなわち、離間量Ｒgpは車線位置と自車両ＭＣとの距離Ｒの変動に合わせて更新される。
【００９１】
そして、前記期間Ｔtotalが経過すると、離間量Ｒgpは更新された離間量すなわち期間経過時の最後の車線位置と自車両ＭＣとの距離Ｒと同一の値に固定されるようになっている。
【００９２】
また、走行目標点設定部３２は、図１１に示すように、更新されたオフセット距離Ｒgpが予め設定した規定距離Ｒboundよりも小さく走行目標点ＧＰが左右の車線位置に接近している場合には、制御部３１が運転者による操舵行為の介入を検出していなければ、各サンプリングサイクルごとに離間量Ｒgpを一定の距離ずつ増大させ、図中矢印で示すように走行目標点ＧＰを走行レーンの中央に向かう方向に移動させるようになっている。
【００９３】
前記走行目標点ＧＰの移動は、離間量Ｒgpが規定距離Ｒboundに等しくなった時点または規定距離Ｒboundより大きくなった時点で終了するようになっている。各サンプリングサイクルごとに離間量Ｒgpを増大させる距離すなわち走行目標点ＧＰの各サンプリングサイクルごとの移動距離は適宜設定される。
【００９４】
演算部３３は、走行目標点設定部３２により走行目標点ＧＰが設定されると、図１２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。
【００９５】
また、演算部３３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。
【００９６】
応動部制御部３４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。
【００９７】
応動部制御部３４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。
【００９８】
さらに、応動部制御部３４は、操舵角センサで実測される実操舵角δreが、演算部３３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。
【００９９】
応動部制御部３４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。
【０１００】
なお、演算部３３による目標操舵角δestの算出および応動部制御部３４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。
【０１０１】
ここで、車線追従制御の制御動作が中断される場合について説明する。本実施形態では、車線追従制御の制御動作が中断される場合には、前記離間量Ｒgpは原則として未計算状態とされるようになっている。
【０１０２】
制御部３１は、車線検出手段２により車線位置ＬＲ、ＬＬが検出できず車線位置ＬＲ、ＬＬの情報が送信されてこないときは、車線追従制御の制御動作を中断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。
【０１０３】
ただし、車線検出手段２が何らかの原因で例えば１サンプリングサイクルだけ車線位置を検出できなかっただけであるにもかかわらず、制御部３１が車線追従制御の制御動作を中断させ、走行目標点設定部３２が次のサンプリングサイクルで検出された車線位置に基づいて離間量Ｒgpとして右車線位置ＬＲと自車両ＭＣとの現在の距離Ｒを設定すると、車線追従制御が十分に機能しなくなる可能性がある。そこで、例えば、車線検出手段２が所定数のサンプリングサイクルで連続して車線位置ＬＲ、ＬＬが検出できなかった場合に車線追従制御の制御動作を中断するように構成することも可能である。
【０１０４】
また、制御部３１は、自車両が右折または左折している場合には、車線追従制御の制御動作を中断するようになっている。自車両が右左折中であるか否かは、例えば、ターンシグナル信号ＴＳの入力により判断することができる。また、ターンシグナル信号ＴＳが入力されない場合でも、制御部３１は、例えば、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が９０°以上である状態が１秒以上継続され、かつその間の車速Ｖが時速４０ｋｍ以下である場合に自車両が右折または左折中であると判断することができる。
【０１０５】
このように車線追従制御の制御動作を中断するのは、交差点等では道路上に車線の標示がなかったり種々の標示を車線と誤検出して誤った位置に走行目標点ＧＰが設定されてステアリングホイールに不必要なトルクが加わり、操舵が安定しなくなるからである。
【０１０６】
さらに、制御部３１は、自車両が車線変更により隣接する走行レーンに移動する場合には、車線追従制御の制御動作を中断するようになっている。自車両の移動が車線変更であるか否かは、例えば、ターンシグナル信号ＴＳの入力により判断することができる。また、ターンシグナル信号ＴＳが入力されない場合でも、制御部３１は、例えば、運転者による操舵行為の介入を検出している状態で自車両が車線位置を超えた場合すなわち車線位置と自車両との距離Ｒが０になった場合には、車線変更と判断することができる。
【０１０７】
図１３に示すように、自車両が走行レーンＬ１から隣接する走行レーンＬ２に車線変更をしようとしている場合、元の走行レーンＬ１での車線追従制御が解除されないと、図１１に示した更新された離間量Ｒgpを規定距離Ｒboundよりも内側に引き戻す機能によって自車両が走行レーンＬ１に引き戻される方向に制御を受けるため、操舵が安定しなくなる可能性がある。
【０１０８】
そこで、制御部３１は、自車両が車線変更により元の走行レーンＬ１から隣接する走行レーンＬ２に移動する場合には、元の走行レーンＬ１での車線追従制御を中断して、自車両が隣接する走行レーンＬ２に移った時点で新たな走行レーンＬ２での車線追従制御の制御動作を再開するようになっている。
【０１０９】
また、制御部３１は、図１４に示すように、車線を逸脱した側の自車両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、車線追従制御の制御動作を中断するようになっている。運転者による操舵行為の介入によって車線を逸脱した場合には、運転者の操舵行為を妨害することを回避するために車線追従制御の制御動作を中断した方がよいからである。
【０１１０】
また、前記のように車線追従制御の制御動作が中断された場合には、自車両が元の走行レーンや隣接する走行レーンに十分に入った段階、すなわち、自車両の端部と対応する車線位置との間隔が予め設定された間隔以上になった段階で車線追従制御の制御動作が再開されるようになっている。本実施形態では、例えばタイヤ１個分に相当する２０ｃｍ程度自車両が車線位置の内側に入った段階で車線追従制御の制御動作が再開されるようになっている。
【０１１１】
さらに、制御部３１は、ステアリングホイールの過大な操舵行為があった場合、すなわち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の微分値や操舵トルクセンサから入力されるステアリングホイールに加えられる操舵トルクＴHがそれぞれ設定された閾値を超えた場合には、車線追従制御の制御動作を完全に中止して初期状態に戻すようになっている。運転者が危険回避等で急激なステアリングホイールの操舵を行う場合には、車線追従制御を行わない方がよいからである。なお、過大な操舵行為を判定するための閾値は、運転者による操舵行為の介入を判定するための閾値より大きく設定されている。
【０１１２】
次に、本実施形態に係る車線追従支援装置１の作用について説明する。
【０１１３】
車線追従支援装置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。
【０１１４】
車線追従支援装置１の制御手段３では、各サンプリングサイクルごとに、制御部３１で車線検出手段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と自車両が仮想的な実空間上に配置される。走行目標点設定部３２で車線位置と離間量Ｒgpに基づいて走行目標点ＧＰが設定される。
【０１１５】
また、演算部３３で、各サンプリングサイクルごとに走行目標点ＧＰと自車両の進行方向とから自車両の走行ラインＬが決定され、応動部制御部３４により制御指示トルク電流Ｉｔが算出され、それに基づいて応動部Ａが電動パワーステアリングの自動操舵を行う。
【０１１６】
そのため、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走行ラインＬ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新たに算出された走行ラインＬ上を走行する。このようにして、自車両は絶えず走行目標点ＧPを追いかけるようにして滑らかな軌跡をたどり、車線追従制御が行われる。
【０１１７】
その際、走行目標点設定部３２は、操舵介入検出手段としての制御部３１が運転者による操舵行為の介入を検出しない限り、離間量Ｒgpを更新せずに固定された値とし、走行目標点ＧＰの車線位置からの距離を一定に保つ。従って、各サンプリングサイクルごとに車線位置が変動すると、それに伴って走行目標点ＧＰも位置が変動するが、車線位置からの離間量Ｒgpは一定に保たれるから、自車両は基準となる車線位置に追従して走行する。
【０１１８】
一方、走行レーン内での自車両の軌道を修正したりする目的で運転者がステアリングホイールの操作を行い、運転者の操舵介入を判定するための閾値以上の操舵トルクＴHが操舵トルクセンサによって検出されると、制御部３１が運転者による操舵行為の介入があったと判断し、計測手段３５であるカウンタに予め設定された規定時間Ｔlap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。
【０１１９】
この場合、走行目標点設定部３２は、運転者による操舵行為の介入継続中の間、走行目標点ＧＰの車線位置からの離間量Ｒgpを各サンプリングサイクルごとに車線位置と自車両との距離Ｒの変動に合わせて更新する。そして、この間も、演算部３３で各サンプリングサイクルごとに自車両の走行ラインＬが決定され、応動部制御部３４により制御指示トルク電流Ｉｔが算出され、それに基づいて応動部Ａで電動パワーステアリングの自動操舵が行われる。
【０１２０】
車線追従制御は、操舵介入終了後も規定時間Ｔlapが経過するまでは引き続き行われ、その間も前記と同様にして離間量Ｒgpが更新される。運転者による操舵行為の介入による外乱が収まり運転者が走行レーン内での好みの位置を運転し始める時点で規定時間Ｔlapが経過すると、離間量Ｒgpが規定時間Ｔlapの経過時における車線位置と自車両との最後の距離Ｒに固定される。
【０１２１】
このように、運転者による操舵行為の介入継続中および操舵介入終了後から規定時間が経過するまでの期間Ｔtotalの間、離間量Ｒgpは車線位置と自車両との距離Ｒの変動に合わせて変動する。そのため、走行レーンがカーブしている場合に操舵介入終了後の規定時間Ｔlapを長く取ると、運転者がステアリングホイールから手を離すと直進するという車両の運動特性により、自車両がカーブを外側に逸脱する可能性が生じる。
【０１２２】
そのため、走行レーンがカーブしている場合には、介入終了後の規定時間Ｔlapを０にするなど短縮することにより、自車両が車線を逸脱する前に離間量Ｒgpを固定することができ、自車両の車線逸脱を防止することが可能となる。
【０１２３】
また、走行目標点設定部３２は、図１１に示したように、運転者による操舵行為の介入により更新された離間量Ｒgpが規定距離Ｒboundよりも左右の車線位置に接近している場合には、操舵行為の介入がなくなった際に各サンプリングサイクルごとに離間量Ｒgpを徐々に増大させ、走行目標点ＧＰを走行レーンの中央に向かう方向に移動させて自車両を走行レーン内に引き戻す。このように自車両を自動的に走行レーン内に引き戻すことで、隣接する走行レーンを走行中の他の車両との接触や衝突を回避することが可能となる。
【０１２４】
以上のように、本実施形態に係る車線追従支援装置１によれば、運転者による操舵行為の介入が検出されない場合には、自車両の車線位置に対する距離Ｒが変動しても離間量Ｒgpを変動させずに走行目標点ＧＰの車線位置からの距離を一定に保つ。そのため、自車両が走行目標点ＧＰを目指して走行するように制御することで、確実に車線位置に追従して走行させることが可能となる。
【０１２５】
また、走行レーン内での自車両の軌道を修正する等の目的で運転者により操舵行為の介入が行われると、運転者による操舵行為の介入継続中および操舵介入終了後も規定時間Ｔlapが経過するまでの間、離間量Ｒgpを車線位置と自車両との距離Ｒの変動に合わせて更新する。そのため、操舵行為の介入時にも車線追従制御の制御動作を一時停止することなく継続して行うことが可能となる。
【０１２６】
また、離間量Ｒgpを車線位置と自車両との距離Ｒの変動に合わせて更新するため、自車両の車幅方向への移動に伴って走行ラインＬが移動する。そのため、従来技術のような運転者がステアリングホイールの操舵の際に感じる違和感が軽減され、スムーズに自車両の軌道の修正等を行うことが可能となる。
【０１２７】
さらに、走行レーンがカーブしている場合にも車線追従制御の制御動作を一時停止する必要はなく、例えば、運転者による操舵行為の介入が終了した時点における車線位置と自車両との距離Ｒを離間量Ｒgpに設定すれば、前記のように自動的に走行ラインＬが算出され、それに沿って走行するように車線追従制御が働く。そのため、自車両がカーブしている車線を逸脱することを確実に防止することが可能となり、安定して車線追従制御を行うことが可能となる。
【０１２８】
なお、以下、本実施形態に係る車線追従支援装置１の制御手段３の各部における変形例について述べる。
【０１２９】
本実施形態では、制御部３１における自車両と車線位置との距離Ｒの算出および走行目標点設定部３２における離間量Ｒgpの設定を、右車線位置ＬＲを基準として行う場合について述べた。これを左車線位置ＬＬを基準として行うことが可能であることは言うまでもないが、その他にも以下に述べる種々の要領で行うことが可能である。
【０１３０】
例えば、左右の車線位置ＬＲ、ＬＬのうち、自車両の進行路との平行度が高い側の車線位置や自車両に近い側の車線位置、或いはより遠方まで位置が検出されている等の一方の側の車線位置を選択し、それを基準として制御部３１における自車両と車線位置との距離Ｒの算出および走行目標点設定部３２における離間量Ｒgpの設定を行うように構成することが可能である。
【０１３１】
また、例えば、左右の車線位置ＬＲ、ＬＬから算出される走行レーンの中央を基準とし、距離Ｒを自車両と走行レーンの中央との距離として算出し、離間量Ｒgpを走行目標点ＧＰの走行レーンの中央からの距離として設定するように構成することが可能である。
【０１３２】
また、例えば、左右の車線位置ＬＲ、ＬＬから算出される走行レーンの道幅に対する左右いずれかの車線位置からの自車両の距離の比率を算出し、地点Ｐにおける走行レーンの道幅にこの比率を乗じて車線位置からの走行目標点ＧＰの距離を算出し、その距離を離間量Ｒgpとして設定するように構成することも可能である。
【０１３３】
一方、制御部３１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。
【０１３４】
このように構成し、さらに、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、図１１に示し更新された規定距離Ｒboundをより大きく設定するようにして離間量Ｒgpをより内側にすなわち走行レーンの中央に近い位置まで引き戻すように構成することも可能である。このように構成すれば、確実に自車両が走行レーンの中央に引き戻されて、自車両が隣接する走行レーンを走行する他の車両に接触したり衝突したりする事態を回避することが可能となる。
【０１３５】
また、運転者の覚醒度が低下していると判断された場合には、走行目標点ＧＰを走行レーンの中央に固定するように構成することも可能である。このように構成すれば、上記と同様に、確実に自車両が走行レーンの中央に引き戻されて自車両が隣接する走行レーンを走行する他の車両に接触したり衝突したりする事態を回避することが可能となる。この走行目標点ＧＰの走行レーンの中央への固定は、本発明におけるフェールセーフの機能を果たすものである。
【０１３６】
なお、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、離間量Ｒgpの単位時間あたりの移動量を大きくし、自車両ＭＣが走行レーンの中央に向かう方向に大きく引き戻されるようにすることが可能である。運転者を覚醒させることが可能となる。
【０１３７】
さらに、制御部３１が、例えば、特開平１０−２８３４７７号公報等に記載の車外監視装置を立体物検出手段として備えるように構成することも可能である。この装置によれば、図１５に示すように、基準画像Ｔの中から物体Ｏ１〜Ｏ３、側壁Ｗ１〜Ｗ４および立体物Ｓを検出することができる。
【０１３８】
このように構成し、さらに、前記立体物検出手段が自車両前方の隣接する走行レーンに他の車両が存在することを検出した場合には、前記離間量Ｒgpの更新において検出された他の車両に向かう方向には更新を行わないように構成することが可能である。このように構成すれば、少なくとも自車両が他の車両に近づく方向には走行目標点ＧＰが移動しないから、他の車両に接触したり衝突したりする事態を回避することが可能となる。
【０１３９】
また、自車両が直線路を走行する場合には、カーブ路の走行時に比べて、自車両が車線を逸脱する可能性が低くなることから、道路の曲率が所定の閾値を超える場合には、運転者の操舵行為を検出した際に車線追従制御の制御動作を中断するように構成にしても良い。このように構成すれば、直線路とみなせる走行レーンを自車両が走行する際には、運転者の操舵行為と車線追従制御との干渉を防止でき、カーブ路の走行時には、車線追従制御の一時的な停止を伴わずに車線に追従して走行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本実施形態に係る車線追従支援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】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６】（Ａ）は操舵トルクの例を示すグラフであり、（Ｂ）は計測手段のカウントの時間変化を表すグラフである。
【図７】仮想的な実空間上に配置された自車両と車線位置を表す図である。
【図８】（Ａ）は操舵トルクの例を示すグラフであり、（Ｂ）は規定時間を短縮した計測手段のカウントを表すグラフであり、（Ｃ）は規定時間を０とした場合の計測手段のカウントを表すグラフである。
【図９】検出された車線位置と自車両の距離と設定される離間量を表す図である。
【図１０】走行レーンがカーブしている場合の検出された車線位置と自車両の距離と設定される離間量を表す図である。
【図１１】離間量が規定距離よりも小さい場合を説明する図である。
【図１２】決定された走行ラインを表す図である。
【図１３】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１４】車線を跨いで走行している自車両を表す図である。
【図１５】基準画像中から検出された立体物や物体、側壁を表す図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１  車線追従支援装置
２  車線検出手段
３  制御手段
３１  制御部
３２  走行目標点設定部
３５  計測手段
Ａ  応動部
Ｂ  センサ類
Ｃ  表示装置
Ｔ  基準画像
ＬＲ、ＬＬ  車線位置
Ｖ  車速
δ  操舵角
ＴH  操舵トルク
ＴＳ  ターンシグナル信号
Ｔlap  規定時間
Ｔtotal  期間
ＭＣ  自車両
Ｒ  距離
ＧＰ  走行目標点
Ｒgp  離間量
Ｒbound  規定距離
Ｌ１、Ｌ２  走行レーン
Ｓ  立体物
【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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