(57)【要約】【課題】  自車両前方領域の画像から簡素な方法で先行車を判定し、車両操作機器の反力制御を行うことができる車両用運転操作補助装置を提供する。【解決手段】  車両用運転操作補助装置は、自車両の前方領域を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された前方領域の画像から、先行車候補を検出する先行車候補検出手段と、運転操作に関わる車両操作機器の操作反力を制御する操作反力制御手段とを有する。先行車候補検出手段は、画像の下端から延在する２本の垂直線が先行車候補の最下端位置と交わる交点までの２本の垂直線の長さを検出する最下端位置検出手段と、最下端位置検出手段によって検出される２本の垂直線の長さが所定値以下で、かつ略同一である場合に、先行車候補が先行車であると判定する先行車検出手段とからなり、操作反力制御手段は、先行車検出手段の判定結果に基づいて自車両の前後方向の運転操作に関わる車両操作機器の操作反力を制御する前後方向操作反力制御手段を備える。【選択図】  図１
2005041360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の前方領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された前記前方領域の画像から、先行車候補を検出する先行車候補検出手段と、
運転操作に関わる車両操作機器の操作反力を制御する操作反力制御手段とを有する車両用運転操作補助装置において、
前記先行車候補検出手段は、前記画像の下端から延在する２本の垂直線が前記先行車候補の最下端位置と交わる交点までの、前記２本の垂直線の長さを検出する最下端位置検出手段と、前記最下端位置検出手段によって検出される前記２本の垂直線の長さが所定値以下で、かつ略同一である場合に、前記先行車候補が先行車であると判定する先行車検出手段とからなり、
前記操作反力制御手段は、前記先行車検出手段の判定結果に基づいて前記自車両の前後方向の運転操作に関わる車両操作機器の操作反力を制御する前後方向操作反力制御手段を備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記画像を用いて、前記自車両から前記先行車候補までの距離を算出する先行車候補距離算出手段をさらに備え、
前記前後方向操作反力制御手段は、前記先行車候補距離算出手段によって算出される前記先行車候補までの前記距離に基づいて、前記前後方向の前記操作反力を制御することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記前後方向操作反力制御手段は、前記先行車検出手段によって前記先行車候補が前記先行車であると判定された場合に、前記先行車候補距離算出手段によって算出される前記先行車までの前記距離に基づいて、前記前後方向の前記操作反力を制御することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記操作反力制御手段は、前記先行車検出手段によって前記先行車候補が前記先行車ではないと判定された場合に、前記先行車候補距離算出手段によって算出される前記先行車候補までの前記距離に基づいて、前記自車両の左右方向の運転操作に関わる車両操作機器の操作反力を制御する左右方向操作反力制御手段をさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記先行車候補距離算出手段は、前記画像における水平線と前記先行車候補の前記最下端位置との位置関係から、前記先行車候補までの前記距離を算出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項６】
請求項２または請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記先行車候補距離算出手段によって算出される前記距離に基づいて、前記自車両が前記先行車に接触するまでの余裕時間を算出する先行車余裕時間算出手段をさらに備え、
前記前後方向操作反力制御手段は、前記余裕時間に基づいて前記前後方向の前記操作反力を制御することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項７】
請求項４に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記先行車候補距離算出手段によって算出される前記先行車候補上の２点までの距離に基づいて、前記自車両が前記先行車候補上の前記２点に接触するまでの余裕時間をそれぞれ算出する先行車候補余裕時間算出手段をさらに備え、
前記前後方向操作反力制御手段および前記左右方向操作反力制御手段は、前記先行車候補余裕時間算出手段で算出した２つの前記余裕時間に基づいて、前記前後方向の前記操作反力および前記左右方向の前記操作反力をそれぞれ制御することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項８】
請求項７に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記前後方向操作反力制御手段は、前記先行車候補余裕時間算出手段によって算出される前記２つの余裕時間が所定時間よりも小さい場合のみ、前記前後方向の前記操作反力を制御することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段による検出結果に応じて、前記画像における２つの前記最下端位置の水平方向位置をそれぞれ設定する最下端位置検出方向設定手段をさらに有することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記最下端位置検出方向設定手段は、前記走行状態検出手段によって検出される自車速に応じて、２つの前記水平方向位置の間隔を設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記最下端位置検出方向設定手段は、前記走行状態検出手段によって検出される自車速および操舵角の少なくともいずれかに応じて、２つの前記水平方向位置の中心を設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１２】
請求項２から請求項８のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記自車両の車両状態を検出する車両状態検出手段と、
前記車両状態検出手段によって検出される前記車両状態の変化による前記画像の状態から、前記先行車候補までの前記距離を補正する距離補正手段をさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記車両状態検出手段は、前記自車両に発生するロール角を検出し、
前記距離補正手段は、前記自車両の前記ロール角による前記画像の状態変化に基づいて前記距離を補正することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記車両状態検出手段は、自車線の道路勾配の変化を検出し、
前記距離補正手段は、前記車両状態検出手段によって検出される前記道路勾配の変化に応じて前記距離を補正することを特徴とする車両用運転操作補助装置。  
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置を備えることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の操作を補助する車両用運転操作補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用運転操作補助装置は、車両周囲の状況（障害物）を検出し、その時点における潜在的リスクポテンシャルを求めている（例えば、特許文献１参照）。この車両用運転操作補助装置は、算出したリスクポテンシャルに基づいて操舵補助トルクを制御することにより、不慮の事態に至ろうとする操舵操作を抑制する。
【０００３】
本願発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開平１０−２１１８８６号公報
【特許文献２】特開平１０−１６６８８９号公報
【特許文献３】特開平１０−１６６８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような車両用運転操作補助装置にあっては、どの障害物を反力制御の対象としているかを運転者が容易に理解できるようにしながら、自車両周囲のリスクポテンシャルを車両操作機器の操作反力として確実に運転者に伝達することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両の前方領域を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された前方領域の画像から、先行車候補を検出する先行車候補検出手段と、運転操作に関わる車両操作機器の操作反力を制御する操作反力制御手段とを有し、先行車候補検出手段は、画像の下端から延在する２本の垂直線が先行車候補の最下端位置と交わる交点までの２本の垂直線の長さを検出する最下端位置検出手段と、最下端位置検出手段によって検出される２本の垂直線の長さが所定値以下で、かつ略同一である場合に、先行車候補が先行車であると判定する先行車検出手段とからなり、操作反力制御手段は、先行車検出手段の判定結果に基づいて自車両の前後方向の運転操作に関わる車両操作機器の操作反力を制御する前後方向操作反力制御手段を備える。
【発明の効果】
【０００６】
撮像手段によって撮像される自車両前方領域の画像において、先行車候補の最下端位置までの２本の垂直線の長さを検出し、２本の垂直線の長さが所定値以下で、かつ略同一である場合に、先行車候補が先行車であると判定する。先行車検出手段の判定結果に距離に基づいて車両前後方向の操作反力制御を行うので、自車両前方領域の画像のみに基づいて簡素な手法で先行車に対する操作反力制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
《第１の実施の形態》
本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の構成を示すシステム図であり、図２は、車両用運転操作補助装置１を搭載する車両の構成図である。
【０００８】
まず、車両用運転操作補助装置１の構成を説明する。
前方カメラ２０は、フロントウィンドウ上部に取り付けられた小型のＣＣＤカメラ、またはＣＭＯＳカメラ等であり、前方道路の状況を画像として検出し、コントローラ５０へと出力する。前方カメラ２０による検知領域は自車両正面に対して水平方向に±３０deg程度であり、この領域に含まれる前方道路風景が画像として取り込まれる。
【０００９】
車速センサ３０は、車輪の回転数や変速機の出力側の回転数を計測することにより自車両の車速を検出し、検出した自車速をコントローラ５０に出力する。操舵角センサ４０は、ステアリングホイール６２の操舵角を検出する。検出された操舵角はコントローラ５０に出力される。
【００１０】
コントローラ５０は、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のＣＰＵ周辺部品とから構成されており、車両用運転操作補助装置１の全体の制御を行う。コントローラ５０は、車速センサ３０から入力される自車速と、前方カメラ２０から入力される車両周辺の画像情報とから、自車両周囲の障害物状況を検出する。なお、コントローラ５０は、前方カメラ２０から入力される画像情報を画像処理することにより、自車両周囲の障害物状況を検出する。
【００１１】
コントローラ５０は、検出した障害物状況に基づいて各障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを算出し、リスクポテンシャルに応じた車両操作機器の反力制御を行う。コントローラ５０において実行する画像処理および画像処理認識結果を用いた反力制御については、後述する。
【００１２】
操舵反力制御装置６０は、車両の操舵系に組み込まれ、コントローラ５０からの指令に応じてサーボモータ６１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ６１は、操舵反力制御装置６０からの指令値に応じて発生させるトルクを制御し、運転者がステアリングホイール６２を操作する際に発生する操舵反力を任意に制御することができる。
【００１３】
アクセルペダル反力制御装置８０は、コントローラ５０からの信号に応じてサーボモータ８１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ８１は、アクセルペダル操作反力制御装置８０からの指令値に応じて発生させるトルクおよび回転角を制御し、運転者がアクセルペダル８２を操作する際に発生する操作反力を任意に制御することができる。
【００１４】
アクセルペダル反力制御を行わない場合の、通常のアクセルペダル反力特性は、例えばアクセルペダル操作量が大きくなるほどアクセルペダル反力Ｆがリニアに増加するように設定されている。通常のアクセルペダル反力特性は、例えばアクセルペダル８２の回転中心に設けられたねじりバネ（不図示）のバネ力によって実現することができる。
【００１５】
ブレーキペダル反力制御装置９０は、コントローラ５０からの指令に応じて、ブレーキブースタ９１で発生させるブレーキアシスト力を制御する。ブレーキブースタ９１は、ブレーキペダル反力制御装置９０からの指令値に応じて発生させるブレーキアシスト力を制御し、運転者がブレーキペダル９２を操作する際に発生する踏力を任意に制御することができる。ブレーキアシスト力が大きいほどブレーキペダル操作反力は小さくなり、ブレーキペダル９２を踏み込みやすくなる。
【００１６】
次に第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の動作を説明する。その動作の概略を以下に述べる。
コントローラ５０は、自車両周囲に存在する障害物、例えば先行車およびレーンマーカに対するリスクポテンシャルを算出する。そして、リスクポテンシャルに応じて操舵反力、アクセルペダル反力およびブレーキペダル反力を制御し、車両前後方向および左右方向の反力制御を行う。
【００１７】
ここで、例えば自車両の周囲３６０°の範囲に存在する障害物に対してそれぞれリスクポテンシャルを算出する場合を考える。この場合、自車両周囲の全障害物に対するリスクポテンシャルを前後方向および左右方向の成分毎に積分することにより、前後方向および左右方向の総合的なリスクポテンシャルを算出できる。前後方向および左右方向の総合的なリスクポテンシャルに応じた反力制御量により、前後／左右の連続的な反力制御を行うことができる。
【００１８】
ただし、このように自車両周囲に存在する全ての障害物を検出し、各障害物に対するリスクポテンシャルを総合して前後／左右の反力制御を行った場合、実際に反力制御の対象となっている障害物が何であるかを、運転者が理解しづらくなってしまう。また、前後方向および左右方向の総合的なリスクポテンシャルを算出するための処理が複雑になるとともに、前後方向および左右方向における反力制御のバランスを適切に設定することが困難である。
【００１９】
そこで、本発明の第１の実施の形態においては、自車両の前方に障害物を検出するための２方向を設定し、設定した障害物検出方向上に存在する障害物に対するリスクポテンシャルをそれぞれ算出する。そして、２つの障害物に対するリスクポテンシャルを比較し、前後方向および左右方向の反力制御量のバランスを適切に設定する。
【００２０】
図３に、第１の実施の形態における操作反力制御の概要を示す。図３に示すように、第１の実施の形態においては、前方カメラ２０からの画像情報に基づいて２つの障害物検出方向で先行車を検出した場合、先行車に対するリスクポテンシャルに応じて車両前後方向の反力制御を行う。一方、２つの障害物検出方向でレーンマーカを検出した場合、またはレーンマーカと先行車をそれぞれ検出した場合は、２つの障害物検出方向上に存在するそれぞれの障害物に対するリスクポテンシャルに応じて、車両前後方向および左右方向の反力制御を行う。
【００２１】
以下に、第１の実施の形態において、どのように反力制御量、すなわち操舵反力制御、アクセルペダル反力制御およびブレーキペダル反力制御を行う際の反力制御指令値を決定するかについて、図４を用いて説明する。図４は、第１の実施の形態によるコントローラ５０における運転操作補助制御処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。
【００２２】
−コントローラ５０の処理フロー（図４）−
まず、ステップＳ１０１で走行状態を読み込む。ここでは、車速センサ３０によって検出される自車速Ｖ、および操舵角センサ４０によって検出される操舵角ＳＴＲを読み込む。ステップＳ１０２では、前方カメラ２０によって検出される自車両前方領域の画像情報を読み込む。
【００２３】
ステップＳ１０３では、前方カメラ２０の検出画像における水平エッジの検出位置、すなわち障害物検出方向を決定する。具体的には、図５に示すように、２つの障害物検出方向の中心線を決定する中心角θｃと、中心線と各検出方向とがなす開き角αとをそれぞれ算出する。具体的には、ステップＳ１０１で検出した自車速Ｖと操舵角ＳＴＲから自車両のおよその進行方向を推定し、自車両正面に対する進行方向にほぼ一致する角度を中心角θｃとする。自車両の進行方向は操舵角ＳＴＲに比例し、自車速Ｖにほぼ反比例するため、操舵角ＳＴＲが大きくなるほど中心角θｃは大きくなり、反対に自車速Ｖが大きくなるほど中心角θｃは小さくなる。
【００２４】
開き角αは、自車速Ｖに応じて決定する。図６に、自車速Ｖと開き角αの関係を示す。開き角αは、操舵角ＳＴＲが微小角度だけ変化したときに予測される自車両の進行方向の変化を示している。自車速Ｖが大きくなるほど操舵角ＳＴＲの変化に対する進行方向の変化は小さいため、図６に示すように、自車速Ｖが大きくなるほど開き角αは小さくなるよう設定される。
【００２５】
コントローラ５０は、算出した中心角θｃと開き角αとから、自車両正面に対する２つの障害物検出方向θＬ、θＲを決定する。図５に示す走行状況においては、右側の障害物検出方向θＲ＝θｃ＋α、左側の障害物検出方向θＬ＝α−θｃで表される。
【００２６】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で読み込んだ自車両前方領域の画像情報に画像処理を施し、画像中の水平方向成分、すなわち水平エッジを検出することにより障害物を検出する。図７は、前方カメラ２０によって検出される自車両前方領域の画像（カメラ画面）であり、自車両前方に先行車が存在する場合を例として示している。図７に示すカメラ画面において、水平方向にＸ軸、鉛直方向にＹ軸をとる。コントローラ５０は、カメラ画面上で、ステップＳ１０３で設定した２つの障害物検出方向θＬ、θＲに対応するＸ座標ＸＬ、ＸＲを決定する。
【００２７】
２つの車線境界検出方向θＬ、θＲに対応するＸ座標値ＸＬ、ＸＲは、以下の（式１）（式２）を用いて設定することができる。
ＸＬ＝ｋ・θＬ      ・・・（式１）
ＸＲ＝ｋ・θＲ      ・・・（式２）
（式１）（式２）において、ｋは角度θＬ、θＲをカメラ画面のＸ座標に変換するための定数である。
【００２８】
そして、コントローラ５０は、カメラ画面上のＸ座標値ＸＬ、ＸＲにおける水平エッジの画面下端からの上下位置、すなわち障害物のＹ座標値ＹＬ、ＹＲをそれぞれ検出する。なお、カメラ画面上の水平エッジとして、例えば図７に示すように先行車の影、またはレーンマーカといった画面上で水平方向成分を持つ障害物が検出される。
【００２９】
つづくステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で検出した２つの障害物検出方向に一致する検出位置の水平エッジのＹ座標値ＹＬ、ＹＲが、略同一であるか否かを判定する。水平エッジのＹ座標値ＹＬ、ＹＲが略同一である場合は（ＹＬ≒ＹＲ）、ステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６では、水平エッジのＹ座標値ＹＬ、ＹＲがともに所定値Ｙａ以下であるか否かを判定する。ステップＳ１０６が肯定判定され、カメラ画面における２つの水平エッジのＹ座標値ＹＬ、ＹＲが略同一、かつ所定値Ｙａ以下の場合は、カメラ画面上の水平エッジが先行車によるものであると判断する。すなわち、２つの障害物検出方向で先行車を検出していると判断し、先行車に対する操作反力制御を行うために、ステップＳ１２０へ進む。
【００３０】
なお、所定値Ｙａは、カメラ画面上で水平エッジを形成する先行車候補を、先行車に対する操作反力制御の対象とみなすかを判定するための値として、予め適切に設定しておく。例えば、水平エッジのＹ座標値ＹＬ、ＹＲが所定値Ｙａよりも大きいときは、Ｙ座標値ＹＬ、ＹＲが略同一でも、先行車が遠方に存在する場合や、先行車候補が自車両の両側のレーンマーカである場合がある。このような場合は、水平エッジを形成する先行車候補を先行車に対する操作反力制御の対象から除くように、水平エッジのＹ座標値ＹＬ、ＹＲを所定値Ｙａと比較する。
【００３１】
一方、ステップＳ１０５またはＳ１０６が否定判定された場合は、カメラ画面上の水平エッジが先行車によるものではないと判断する。すなわち、２つの障害物検出方向においてレーンマーカ、またはレーンマーカと先行車を検出していると判断する。そこで、レーンマーカに対する操作反力制御を行うために、ステップＳ１１０へ進む。
【００３２】
ステップＳ１１０では、２つの障害物検出方向上に存在する障害物に対する余裕時間ＴＴＣ（Time To Contact）をそれぞれ算出する。コントローラ５０は、障害物に対する余裕時間ＴＴＣを算出するために、まず、２つの障害物検出方向上の障害物までの距離Ｄをそれぞれ算出する。ここで、右側の障害物検出方向上の障害物までの距離Ｄおよび余裕時間ＴＴＣをそれぞれＤＲ、ＴＴＣＲとし、左側の障害物検出方向上の障害物までの距離Ｄおよび余裕時間ＴＴＣをそれぞれＤＬ、ＴＴＣＬとする。以下に、障害物までの距離ＤＬ、ＤＲを算出する方法について、図８，９を用いて詳細に説明する。ここでは、自車両前方のレーンマーカ位置６０までの距離Ｄを算出する場合を例として説明する。
【００３３】
図８は、自車両とレーンマーカ位置６０との位置関係を示す側面図である。図９は、前方カメラ２０のカメラ画面を示す。レーンマーカ位置６０は、図９に示すカメラ画面において座標値Ｘ０の垂直線とレーンマーカとの交点として表される。カメラ画面における座標値Ｘ０の垂直線の長さ、すなわちレーンマーカ位置６０のＹ座標値ＹＥを用いて、自車両からレーンマーカまでの実際の距離Ｄを算出することができる。
【００３４】
レーンマーカ位置６０までの距離Ｄを算出する際に用いるパラメータは、以下の通りである。
Ｈｃ：前方カメラ２０の取付高さ（ｍ、固定値）。
Ｄ０：車体の前端と前方カメラ２０の取付位置との前後方向距離（ｍ、固定値）。
ＤＣ：前方カメラ２０からレーンマーカ位置６０までの距離（ｍ）。
Ｙ０：カメラ画面内で無限遠点（水平方向）を示すＹ座標値（固定値）。
ＹＥ：カメラ画面内でのレーンマーカ位置６０のＹ座標値。
ｄＹ：カメラ画面内における、レーンマーカ位置６０の無限遠点に対する相対Ｙ座標値。
【００３５】
Ｈｃ、Ｄ０，Ｙ０は固定値であり、予めコントローラ５０のメモリに記憶されている。距離ＤＣ、およびＹ座標値ｄＹは、それぞれ以下の（式３）（式４）で表される。
ＤＣ＝Ｄ＋Ｄ０      ・・・（式３）
ｄＹ＝Ｙ０−ＹＥ      ・・・（式４）
【００３６】
ここで、前方カメラ２０のＹ座標値１当たりの角度分解能Δθ（rad）を用いると、図８および図９に示す幾何学的関係より、以下の（式５）が成立する。
ｄＹ＝Ｈｃ／ＤＣ／Δθ      ・・・（式５）
（式３）〜（式５）を整理すると、以下の（式６）を得る。
Ｄ＝ＨＣ／（Ｙ０−ＹＥ）／Δθ−Ｄ０      ・・・（式６）
【００３７】
カメラ画面から求められるＹ座標値Ｙ０，ＹＥを用いて、（式６）よりレーンマーカ位置６０までの距離Ｄを算出することができる。コントローラ５０は、２つの障害物検出方向に対応するＸ座標値ＸＬ、ＸＲについて、上述したように障害物までの距離ＤＬ、ＤＲをそれぞれ算出する。
【００３８】
さらにコントローラ５０は、算出した距離ＤＬ、ＤＲを用いて、２つの障害物検出方向上の障害物に対する余裕時間ＴＴＣをそれぞれ算出する。２つの障害物検出方向上にレーンマーカが存在する場合、コントローラ５０は、レーンマーカまでの距離Ｄ（ＤＬ、ＤＲ）を自車速Ｖで除することにより、以下の（式７）から余裕時間ＴＴＣ（ＴＴＣＬ、ＴＴＣＲ）を算出することができる。
ＴＴＣ＝Ｄ／Ｖ      ・・・（式７）
【００３９】
余裕時間ＴＴＣは、障害物に対する現在の自車両の接近度合を示す物理量であり、自車両が距離Ｄだけ離れた障害物に到達するまでの時間を示している。レーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣは、レーンマーカが道路に固定されているので、距離Ｄを自車速Ｖで除することにより算出できる。なお、先行車に対する余裕時間ＴＴＣを算出する際は、後述するように、自車速Ｖの代わりに自車両と先行車との相対速度Ｖｒを用いる。
【００４０】
ステップＳ１１１では、ステップＳ１１０で算出した左右の余裕時間ＴＴＣＲ、ＴＴＣＬを比較し、左右いずれのレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣが小さいかを判定する。右側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＲが左側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＬよりも小さい場合は、ステップＳ１１２へ進む。
【００４１】
ステップＳ１１２では、小さい方の右側の余裕時間ＴＴＣＲに基づいて、左右方向のリスクポテンシャルＲＰlateralを算出する。図１０に、余裕時間ＴＴＣと左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralとの関係を示す。図１０に示すように、余裕時間ＴＴＣが小さくなり自車両とレーンマーカとの接近度合が大きくなるほど、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralが大きくなる。余裕時間ＴＴＣが所定値ＴＴＣ１よりも小さいときは、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralは所定値ＲＰｍに固定される。
【００４２】
つづくステップＳ１１３では、大きい方の左側の余裕時間ＴＴＣＬが所定値Ｔ０よりも小さいか否かを判定する。左側の余裕時間ＴＴＣＬが所定値Ｔ０よりも小さい場合は、ステップＳ１１４へ進む。ステップＳ１１４では、左側の余裕時間ＴＴＣＬに基づいて前後方向のリスクポテンシャルＲＰlongitudinalを算出する。図１１に、余裕時間ＴＴＣと前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalとの関係を示す。図１１に示すように、余裕時間ＴＴＣが小さくなり自車両とレーンマーカとの接近度合が大きくなるほど、前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalが大きくなる。余裕時間ＴＴＣが所定値ＴＴＣ２よりも小さいときは、前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalは所定値ＲＰｎに固定される。
【００４３】
ステップＳ１１３が否定判定され、大きい方の左側の余裕時間ＴＴＣＬが所定値Ｔ０以上の場合は、前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalは算出しない。すなわち、余裕時間ＴＴＣが所定値Ｔ０以上の場合には自車両とレーンマーカとの接近度合が小さいと判断し、前後方向の反力制御は行わないこととする。ここで、所定値Ｔ０は例えば７秒程度に設定する。
【００４４】
一方、ステップＳ１１１で、左側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＬが右側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＲ以下であると判定されると、ステップＳ１１５へ進む。ステップＳ１１５では、小さい方の左側の余裕時間ＴＴＣＬに基づいて、左右方向のリスクポテンシャルＲＰlateralを算出する。ここでは、ステップＳ１１２と同様に図１０のマップを用いて、左側の余裕時間ＴＴＣＬに応じた左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralを算出する。
【００４５】
つづくステップＳ１１６では、大きい方の右側の余裕時間ＴＴＣＲが所定値Ｔ０よりも小さいか否かを判定する。右側の余裕時間ＴＴＣＲが所定値Ｔ０よりも小さい場合は、ステップＳ１１７へ進む。ステップＳ１１７では、右側の余裕時間ＴＴＣＲに基づいて前後方向のリスクポテンシャルＲＰlongitudinalを算出する。ここでは、ステップＳ１１４と同様に図１１を用いて、右側の余裕時間ＴＴＣＲに応じた前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalを算出する。ステップＳ１１６が否定判定され、大きい方の右側の余裕時間ＴＴＣＲが所定値Ｔ０以上の場合は、前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalは算出せず、前後方向の反力制御を行わないようにする。
【００４６】
ステップＳ１０６が肯定判定されてステップＳ１２０へ進むと、先行車に対する操作反力制御を行うために、先行車に対する余裕時間ＴＴＣを算出する。ここでは、上述したステップＳ１１０と同様に、余裕時間ＴＴＣを算出するために、まず先行車までの距離Ｄを算出する。コントローラ５０は、図７に示すようにカメラ画面上における先行車の最下端位置のＹ座標値ＹＬ、ＹＲを用いて、上述した（式６）より先行車までの距離Ｄを算出する。なお、２つの障害物検出方向上における水平エッジのＹ座標値ＹＬ、ＹＲは略等しいので、いずれか一方のＹ座標値を用いて先行車までの距離Ｄを算出することができる。また、コントローラ５０は、例えば算出した先行車までの距離Ｄの時間変化から、自車両と先行車との相対速度Ｖｒを算出する。
【００４７】
コントローラ５０は、算出した先行車までの距離Ｄおよび相対速度Ｖｒから、先行車に対する余裕時間ＴＴＣを算出する。上述したように、余裕時間ＴＴＣは障害物に対する現在の自車両の接近度合を表す物理量である。先行車に対する余裕時間ＴＴＣは、現在の走行状況が継続した場合、つまり相対車速Ｖｒが一定の場合に、何秒後に車間距離Ｄがゼロとなり自車両と先行車両とが接触するかを示す。先行車に対する余裕時間ＴＴＣは以下の（式８）により算出することができる。
ＴＴＣ＝Ｄ／Ｖｒ            ・・・（式８）
【００４８】
ステップＳ１２１では、ステップＳ１２０で算出した余裕時間ＴＴＣが所定値Ｔ０より小さいか否かを判定する。ステップＳ１２１が肯定判定され、余裕時間ＴＴＣが所定値未満の場合は、ステップＳ１２２へ進む。ステップＳ１２２では、上述したステップＳ１１４またはＳ１１７と同様に図１１のマップを用い、先行車に対する余裕時間ＴＴＣに基づいて前後方向のリスクポテンシャルＲＰlongitudinalを算出する。
【００４９】
ステップＳ１２１が否定判定され、先行車に対する余裕時間ＴＴＣが所定値Ｔ０以上の場合は前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalを算出せず、車両前後方向および左右方向の操作反力制御を行わない。
【００５０】
ステップＳ１３０では、ステップＳ１１４，Ｓ１１７またはＳ１２２で算出した前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalに基づいて、前後方向制御指令値、すなわちアクセルペダル反力制御装置８０へ出力する反力制御指令値ＦＡと、ブレーキペダル反力制御装置９０へ出力する反力制御指令値ＦＢとを算出する。前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalに応じて、リスクポテンシャルが大きいほど、アクセルペダル８２を戻す方向へ制御反力を発生させ、また、ブレーキペダル９２を踏み込みやすい方向へ制御反力を発生させる。これにより、運転者の操作をアクセルペダル操作からブレーキペダル操作へと促す。
【００５１】
図１２に、前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalとアクセルペダル反力制御指令値ＦＡとの関係を示す。図１２に示すように、前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalが大きくなるほど、アクセルペダル反力が大きくなるようにアクセルペダル反力制御指令値ＦＡが増加する。前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalが所定値ＲＰｍａｘ以上となると、最大のアクセルペダル反力を発生させるようにアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを最大値ＦＡｍａｘに固定する。
【００５２】
図１３に、前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalとブレーキペダル反力制御指令値ＦＢとの関係を示す。図１３に示すように、所定値ＲＰｍａｘ以上で前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalが大きくなるほど、ブレーキペダル反力を小さく、すなわちブレーキアシスト力を大きくするようにブレーキペダル反力制御指令値ＦＢが小さくなる。
【００５３】
なお、ステップＳ１１３，Ｓ１１６またはＳ１２１が否定判定された場合は前後方向の反力制御は行わず、アクセルペダル８２およびブレーキペダル９２にはそれぞれの操作量に応じた通常のペダル反力が発生する。
【００５４】
ステップＳ１３１では、ステップＳ１１２またはＳ１１５で算出した左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralから、左右方向制御指令値、すなわち操舵反力制御装置６０へ出力する操舵反力制御指令値ＦＳを算出する。左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralに応じて、リスクポテンシャルが大きいほどステアリングホイール６２を中立位置へと戻す方向へ大きな操舵反力を発生させる。
【００５５】
図１４に、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralと操舵反力制御指令値ＦＳとの関係を示す。図１４に示すように、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralが大きくなるほど操舵反力制御指令値ＦＳが大きくなり、ステアリングホイール６２を中立位置へ戻す方向の操舵反力が大きくなる。なお、図１４において、右側の障害物検出方向上に存在する障害物に対する左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralはプラスの領域に示し、左側の障害物検出方向上に存在する障害物に対する左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralはマイナスの領域に示している。
【００５６】
ステップＳ１３２では、ステップＳ１３０で算出した前後方向制御指令値ＦＡ、ＦＢをアクセルペダル反力制御装置８０およびブレーキペダル反力制御装置９０に出力し、ステップＳ１３１で算出した左右方向制御指令値ＦＳを操舵反力制御指令値６０に出力する。これにより、今回の処理を終了する。
【００５７】
図１５（ａ）（ｂ）に、第１の実施の形態の作用を説明するための図を示す。図１５（ａ）は自車両が直線路を走行している状態を示し、図１５（ｂ）は自車両がカーブ路を走行している状態を示している。図１５（ａ）（ｂ）はともに２つの障害物検出方向上に存在するレーンマーカを検出した場合を示している。
【００５８】
図１５（ａ）に示す走行状況において、自車両は自車線の左寄りを直進している。自車両の進行方向はほぼ自車両正面であるため、中心角θｃは０となり、開き角αは自車両正面に対して左右にα°である。中心角θｃと開き角αによって設定された２つの障害物検出方向上には、自車両右側および左側のレーンマーカが存在する。そこで、コントローラ５０はそれぞれのレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＲ、ＴＴＣＬを算出する。
【００５９】
図１５（ａ）に示すように自車両は自車線の左寄りを走行しているため、左側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＬが右側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＲよりも小さくなる。したがって、コントローラ５０は、左側の余裕時間ＴＴＣＬに基づいて左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralを算出し、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralに応じて操舵反力を制御する。また、右側の余裕時間ＴＴＣＲが所定値Ｔ０よりも小さい場合、コントローラ５０は、余裕時間ＴＴＣＲに基づいて前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalを算出し、前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalに応じてアクセルペダル反力制御およびブレーキペダル反力制御を行う。
【００６０】
これにより、左側のレーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰに応じた操舵反力が発生し、また、右側のレーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力およびブレーキペダル反力が発生する。このように前後および左右のバランスを適切に設定した操作反力が発生し、運転者の運転操作を適切な方向へ促す。なお、図１５（ａ）に示すような走行状況においては右側の余裕時間ＴＴＣＲが比較的大きいため、車両前後方向の反力制御量は小さくなる。したがって、反力制御を行うことによって運転者のアクセルペダル操作およびブレーキペダル操作を妨げるほどの操作反力は発生しない。
【００６１】
図１５（ｂ）に示す走行状況において、自車両はカーブ路走行中に自車線から逸脱しようとしている。自車両の進行方向はほぼ自車両正面であるため、中心角θｃは０となり、開き角αは自車両正面に対して左右にα°である。中心角θｃと開き角αによって設定された２つの障害物検出方向上には、自車線左側のレーンマーカが存在する。そこで、コントローラ５０は２つの障害物検出方向上のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＲ、ＴＴＣＬをそれぞれ算出する。
【００６２】
図１５（ｂ）に示すように自車両は右カーブから左側に逸脱しようとしているため、左側の余裕時間ＴＴＣＬが右側の余裕時間ＴＴＣＲよりも小さくなる。したがって、コントローラ５０は、左側の余裕時間ＴＴＣＬに基づいて左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralを算出し、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralに応じて操舵反力を制御する。また、右側の余裕時間ＴＴＣＲが所定値Ｔ０よりも小さい場合、コントローラ５０は、余裕時間ＴＴＣＲに基づいて前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalを算出し、前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalに応じてアクセルペダル反力制御およびブレーキペダル反力制御を行う。これにより、自車両に近い左側の障害物検出方向上のレーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰに応じた操舵反力が発生し、また、自車両から遠い右側の障害物検出方向上のレーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力およびブレーキペダル反力が発生する。
【００６３】
したがって、図１５（ｂ）に示すように自車両がカーブから逸脱しようとしている場合には、ステアリングホイール６２を戻す方向に操舵反力が発生し、運転者の運転操作を適切な方向へ促す。このとき、右側の余裕時間ＴＴＣＲが比較的大きい場合は車両前後方向の反力制御量は小さい。自車両が前進をつづけてレーンマーカに一層接近すると、左側の余裕時間ＴＴＣＬおよび右側の余裕時間ＴＴＣＲがともに小さくなり、車両左右方向および前後方向の反力制御量が大きくなる。これにより、自車両がカーブから逸脱しないように操舵反力を発生させるとともに、運転者による減速操作を促す。このように前後および左右の反力制御のバランスを適切に設定して反力制御を行う。
【００６４】
自車両と先行車との、より具体的な走行状況を示す図１６〜図２１を用いて、各走行状況における車両用運転操作補助装置１の作用を説明する。図１６〜図２１において、矢印は自車両に対する障害物検出方向を示し、矢印の長さはカメラ画面における水平エッジのＹ座標値ＹＬ、ＹＲに相当し、自車両から障害物検出方向上の障害物までの距離を示している。
【００６５】
図１６は、自車両が車間距離を短く保って先行車に追従走行しているシーンを示している。図１６に示す状況において、右側の障害物検出方向上の障害物までの距離と左側の障害物検出方向上の障害物までの距離、すなわちカメラ画面における水平エッジのＹ座標値ＹＲ、ＹＬは略同一で、かつＹ座標値ＹＲ、ＹＬは所定値Ｙａ以下である。従って、コントローラ５０は２つの障害物検出方向上に存在する障害物が先行車であると判断する。そこでコントローラ５０は、先行車までの距離Ｄに基づいて余裕時間ＴＴＣを算出し、先行車に対する余裕時間ＴＴＣに基づいて車両前後方向の反力制御を行う。このとき、車両左右方向の反力制御は行わない。これにより、アクセルペダル８２およびブレーキペダル９２には先行車に対するリスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力が発生し、運転者の減速操作を促すことができる。
【００６６】
図１７は、自車両が車間距離を長く保って先行車に追従走行しているシーンを示している。図１７に示す状況において、右側の障害物検出方向上の障害物までの距離と左側の障害物検出方向上の障害物までの距離、すなわちカメラ画面における水平エッジのＹ座標値ＹＲ、ＹＬは略同一であるが、Ｙ座標値ＹＲ、ＹＬは所定値Ｙａを上回る。従って、コントローラ５０は障害物検出方向上に存在する障害物は先行車ではないと判断する。そこでコントローラ５０は、レーンマーカまでの距離Ｄに基づいて余裕時間ＴＴＣを算出し、レーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣに基づいて車両前後方向および左右方向の反力制御を行う。
【００６７】
これにより、アクセルペダル８２またはブレーキペダル９２にはレーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰに応じた反力が発生する。ただし、図１６に示す走行状況に比べてレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣが大きいため、反力制御を行うことによって運転者の運転操作を妨げるほどのペダル反力は発生しない。また、レーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰに応じて操舵反力制御が行われるが、左右のリスクポテンシャルＲＰがバランスし、実質的な操舵反力制御量ＦＳは０となる。
【００６８】
図１８は、先行車との車間距離を長く保った状態で、自車両が自車線の左寄りを走行するシーンを示している。図１８に示すように、右側の障害物検出方向では自車線右側のレーンマーカを検出し、左側の障害物検出方向では自車線左側のレーンマーカを検出している。コントローラ５０は自車線右側および左側のレーンマーカまでの距離ＤＲ、ＤＬを算出し、算出した距離ＤＲ、ＤＬに基づいて余裕時間ＴＴＣＲ、ＴＴＣＬをそれぞれ算出する。そして、コントローラ５０は、大きい方の余裕時間ＴＴＣ、すなわち自車線右側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＲに基づいて車両前後方向の反力制御を行い、小さい方の余裕時間ＴＴＣ、すなわち自車線左側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＬに基づいて車両左右方向の反力制御を行う。
【００６９】
これにより、左側のレーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰに応じてステアリングホイール６２を中立位置に戻す方向に操舵反力が発生する。さらに、右側のレーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰに応じたペダル反力が発生する。
【００７０】
図１９は、図１８に示す走行状況から、自車両がさらに自車線の左側に寄って走行するシーンを示している。図１９に示すように、右側の障害物検出方向では先行車を検出し、左側の障害物検出方向では自車線左側のレーンマーカを検出している。コントローラ５０は、先行車までの距離ＤＲと、自車線左側のレーンマーカまでの距離ＤＬとを算出し、先行車に対する余裕時間ＴＴＣＲおよび左側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＬをそれぞれ算出する。そして、コントローラ５０は、大きい方の余裕時間ＴＴＣＲ、すなわち先行車に対する余裕時間ＴＴＣＲに基づいて車両前後方向の反力制御を行い、小さい方の余裕時間ＴＴＣＬ、すなわち左側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＬに基づいて車両左右方向の反力制御を行う。
【００７１】
これにより、左側のレーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰに応じて、ステアリングホイール６２を中立位置に戻す方向に操舵反力が発生する。さらに、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰに応じた反力が、アクセルペダル８２またはブレーキペダル９２に発生する。
【００７２】
図２０は、自車両と先行車との車間距離が短い状態で先行車が自車線の左側に寄ったシーンを示している。例えば、自車両前方の車両が自車線左端に駐停車している場合も、図２０に示すシーンに含まれる。図２０に示すように、右側の障害物検出方向では自車線右側のレーンマーカを検出し、左側の障害物検出方向では先行車を検出している。コントローラ５０は、自車線右側のレーンマーカまでの距離ＤＲと、先行車までの距離ＤＬを算出し、右側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＲおよび先行車に対する余裕時間ＴＴＣＬをそれぞれ算出する。そして、コントローラ５０は、大きい方の余裕時間ＴＴＣＲ、すなわち右側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＲに基づいて車両前後方向の反力制御を行い、小さい方の余裕時間ＴＴＣＬ、すなわち先行車に対する余裕時間ＴＴＣＬに基づいて車両左右方向の反力制御を行う。
【００７３】
これにより、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰに応じた操舵反力が発生し、先行車を回避する方向への操舵操作を促す。さらに、右側のレーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰに応じた反力が、アクセルペダル８２またはブレーキペダル９２に発生する。
【００７４】
図２１は、自車両と先行車との車間距離が短い状態で自車両が自車線の左側に寄ったシーンを示している。図２１に示すように、右側の障害物検出方向では先行車を検出し、左側の障害物検出方向では自車線左側のレーンマーカを検出している。コントローラ５０は、先行車までの距離ＤＲと、自車線左側のレーンマーカまでの距離ＤＬを算出し、先行車に対する余裕時間ＴＴＣＲおよび左側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＬをそれぞれ算出する。そして、コントローラ５０は、大きい方の余裕時間ＴＴＣＬ、すなわち左側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣＬに基づいて車両前後方向の反力制御を行い、小さい方の余裕時間ＴＴＣＲ、すなわち先行車に対する余裕時間ＴＴＣＲに基づいて車両左右方向の反力制御を行う。
【００７５】
これにより、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰに応じた操舵反力が発生し、先行車を回避する方向への操舵操作を促す。さらに、左側のレーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰに応じた反力が、アクセルペダル８２またはブレーキペダル９２に発生する。
【００７６】
図２２および図２３に、第１の実施の形態による他の作用を説明するための図を示す。ここでは、自車両が坂道を走行するときに、前方カメラ２０の画像から検出される障害物までの距離に基づいて前後方向反力制御を行う場合の作用について説明する。図２２および図２３は、自車両前方の障害物としてレーンマーカを検出している場合を例として示している。図２２（ａ）〜（ｅ）は、自車両が上り坂を走行する場合の前方カメラ２０のカメラ画面の変化および前後方向制御指令値の変化を示す。図２３（ａ）〜（ｅ）は、自車両が下り坂を走行する場合の前方カメラ２０のカメラ画面の変化および前後方向制御指令値の変化を示す。なお、図２２（ａ）〜（ｅ）および図２３（ａ）〜（ｅ）は、後述する第３および第４の実施の形態の作用についても示している。
【００７７】
図２２（ａ）に示すように、自車両が平坦な道路から上り坂に進入する場合、前方カメラ２０のカメラ画面における無限遠点（水平方向）は、矢印で示すようにカメラ画面の上方へ移動する。これにより、カメラ画面における障害物検出方向上の水平エッジ、ここではレーンマーカのＹ座標値が増加する。上述したように、レーンマーカのＹ座標値はカメラ画面の下端から算出され、カメラ画面における無限遠点のＹ座標値Ｙ０は固定値である。従って、レーンマーカのＹ座標値および無限遠点のＹ座標値を用いて算出される、自車両から障害物検出方向上のレーンマーカまでの距離Ｄが増加し、レーンマーカまでの余裕時間ＴＴＣも増加する。余裕時間ＴＴＣの増加により前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalが低下するため、前後方向制御指令値が減少する。
【００７８】
したがって、自車両が上り坂に進入する場合は、道路勾配に応じてカメラ画面の画像状態が変化し、前後方向制御指令値が自動的に減少する。これにより、アクセルペダル８２を操作する際に発生するアクセルペダル反力が減少し、自車両が上り坂に進入する際に加速を促すことができる。なお、上述したように、２つの障害物検出方向上の障害物に対する余裕時間ＴＴＣがともに所定値Ｔ０未満の場合のみ、前後方向反力制御を行う。
【００７９】
図２２（ｂ）に示すように自車両が上り坂に進入した後は、道路勾配に対して自車両の車体が平行になるため、カメラ画面における無限遠点は矢印で示すようにカメラ画面のほぼ中間に復帰する。これに伴って、上り坂進入時に増加したレーンマーカのＹ座標値が、道路勾配の影響を受けない値、すなわち通常の値に復帰する。これにより、上り坂進入時に減少していた前後方向制御指令値は、自車両が平坦な道路を走行する場合と同様な通常の値に復帰する。
【００８０】
したがって、図２２（ｂ）および図２２（ｃ）に示すように自車両が上り坂の途中を走行している場合は、道路勾配の影響を受けることなくレーンマーカのＹ座標値が算出される。これにより、自車両が平坦な道路を走行している場合と同様に、レーンマーカまでの正確な距離Ｄを用いて前後方向制御指令値が算出される。
【００８１】
図２２（ｄ）に示すように自車両が上り坂から抜け出す場合、前方カメラ２０のカメラ画面における無限遠点は矢印で示すようにカメラ画面の下方へ移動する。これに伴い、レーンマーカまでのＹ座標値が低下し、レーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣが減少する。このように、自車両が上り坂から抜け出す場合は、道路勾配の変化に応じてカメラ画面の画像状態が変化し、前後方向制御指令値が自動的に増加する。これにより、アクセルペダル８２を操作する際に発生するアクセルペダル反力が増加し、上り坂から平坦な道路へ移行する際に自車両の減速を促すことができる。
【００８２】
図２２（ｅ）に示すように自車両が上り坂を抜け出した後は、カメラ画面における無限遠点が矢印で示すようにカメラ画面のほぼ中間に復帰し、レーンマーカまでのＹ座標値が通常の値に復帰する。これにより、レーンマーカまでの正確な距離Ｄを用いて前後方向制御指令値が算出され、上り坂から抜け出すときに増加した前後方向制御指令値は通常の値に復帰する。
【００８３】
一方、図２３（ａ）に示すように自車両が平坦な道路から下り坂に進入する場合は、前方カメラ２０のカメラ画面における無限遠点が矢印で示すようにカメラ画面の下方へ移動する。これに伴ってレーンマーカのＹ座標値が低下し、レーンマーカまでの余裕時間ＴＴＣが減少して前後方向制御指令値が自動的に増加する。これにより、アクセルペダル反力が増加し、下り坂に進入する際に自車両の減速を促すことができる。
【００８４】
図２３（ｂ）に示すように自車両が下り坂に進入した後は、カメラ画面における無限遠点が矢印で示すようにほぼ中間に復帰する。これにより、レーンマーカのＹ座標値が通常の値に復帰し、下り坂進入時に増加した前後方向制御指令値は、レーンマーカまでの正確な距離Ｄから算出される通常の値に復帰する。
【００８５】
従って、図２３（ｂ）および図２３（ｃ）に示すように自車両が下り坂の途中を走行している場合は、道路勾配の影響を受けることなくレーンマーカのＹ座標値が算出される。これにより、平坦な道路を走行する場合と同様にレーンマーカまでの正確な距離Ｄを用いて前後方向制御指令値が算出される。
【００８６】
図２３（ｄ）に示すように自車両が下り坂から抜け出す場合は、カメラ画面における無限遠点が矢印で示すようにカメラ画面の上方へ移動する。これに伴って、レーンマーカまでのＹ座標値が増加し、レーンマーカまでの余裕時間ＴＴＣが増加して前後方向制御指令値が自動的に減少する。これによりアクセルペダル反力が減少し、下り坂から抜け出す際に自車両の加速を促すことができる。
【００８７】
図２３（ｅ）に示すように自車両が下り坂を抜け出した後は、カメラ画面における無限遠点が矢印で示すようにカメラ画面のほぼ中間に復帰し、レーンマーカまでのＹ座標値が通常の値に復帰する。これにより、レーンマーカまでの正確な距離Ｄを用いて前後方向制御指令値が算出され、下り坂から抜け出すときに減少した前後方向制御指令値は通常の値に復帰する。
【００８８】
なお、以上説明した道路勾配による反力制御指令値の変化は、自車両前方に先行車両が存在する場合も同様であり、また、前後方向だけでなく左右方向の反力制御指令値にも当てはまる。
【００８９】
このように、以上説明した第１の実施の形態においては、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）コントローラ５０は、前方カメラ２０の画像に画像処理を施して自車両前方に存在する障害物、すなわち先行車候補を認識し、図７に示すように前方画像において２本の垂直線が先行車候補の最下端位置とそれぞれ交わる交点までの２本の垂直線の長さＹＬ、ＹＲを検出する。そして、コントローラ５０は、２本の垂直線の長さＹＬ、ＹＲが略同一で、かつ所定値Ｙａ以下である場合には、カメラ画面上の先行車候補が先行車であると判定する。これにより、自車両前方の先行車候補が先行車であるか否かを、前方カメラ２０からの画像情報に基づいて簡素に判定することができる。さらに、コントローラ５０は２本の垂直線の長さＹＬ、ＹＲを用いた先行車判定結果に基づいて、自車両の前後方向の運転操作に関わる車両操作機器、例えばアクセルペダル８２およびブレーキペダル９２の操作反力を制御する。アクセルペダル反力制御装置８０およびブレーキペダル反力制御装置９０は、自車両前方の先行車候補までの距離Ｄに基づいて、車両前後方向の反力制御を行う。具体的には、先行車候補が先行車であると判定すると、先行車までの距離Ｄに基づいてアクセルペダル８２およびブレーキペダル９２の操作反力を制御する。これにより、運転者による運転操作を適切な方向へ促すことができる。２本の垂直線の長さＹＬ、ＹＲが所定値Ｙａ以下の場合に、カメラ画面上の先行車候補を先行車に対する操作反力制御の対象としてみなすので、前方カメラ２０の撮像画像から算出される先行車までの正確な距離Ｄに基づいて、車両前後方向の操作反力制御を行うことができる。
（２）コントローラ５０は、カメラ画面における２本の垂直線の長さＹＬ、ＹＲが異なる場合、または２本の垂直線の長さＹＬ、ＹＲが所定値Ｙａよりも大きい場合は、先行車候補が先行車ではないと判定する。このとき、自車両から先行車候補までの距離Ｄに基づいて、自車両の左右方向の運転操作に関わる車両操作機器、例えばステアリングホイール６２の操作反力を制御する。自車両前方の障害物が例えばレーンマーカである場合は、アクセルペダル反力制御およびブレーキペダル反力制御に加えて操舵反力制御を行うことにより、運転者の操作を適切な方向へ促すことができる。
（３）コントローラ５０は、図７および図９に示すようなカメラ画面における水平線（無限遠点）と先行車候補の最下端位置との位置関係とから、（式６）を用いて先行車候補までの距離Ｄを算出する。これにより、先行車候補との距離を検出するためのセンサ等を設けることなく、前方カメラ２０の撮像画像のみに基づいて距離Ｄを算出することができる。また、先行車候補が先行車であるかを判定するために用いた２本の垂直線の長さＹＬ、ＹＲから、距離Ｄを算出することができる。
（４）コントローラ５０は、先行車候補が先行車であると判定した場合に、先行車までの距離Ｄに基づいて自車両が先行車に接触するまでの余裕時間ＴＴＣを算出する。そして、先行車までの余裕時間ＴＴＣに基づいて車両前後方向の操作反力制御を行う。これにより、自車両と先行車との接近度合をアクセルペダル反力またはブレーキペダル反力として運転者に確実に伝達することができる。
（５）コントローラ５０は、先行車候補が先行車ではないと判定した場合、例えば先行車候補がレーンマーカの場合、または先行車候補が先行車とレーンマーカの場合には、２つの障害物検出方向上の障害物に接触するまでの余裕時間ＴＴＣＬ、ＴＴＣＲをそれぞれ算出する。そして、障害物までの余裕時間ＴＴＣＬ、ＴＴＣＲに基づいて車両前後方向および左右方向の操作反力制御を行う。これにより、車両前後方向および左右方向の操作反力制御を両立し、運転者による前後方向および左右方向の運転操作を適切な方向へ促すことができる。
（６）コントローラ５０は、２つの余裕時間ＴＴＣＬ、ＴＴＣＲがともに所定値Ｔ０よりも小さい場合に、車両前後方向の反力制御を行う。これにより、自車両と障害物との接近度合が大きい場合には、操舵角を戻すように操舵反力制御を行うとともに減速操作を促し、運転者の運転操作を適切な方向へ導くことができる。
（７）コントローラ５０は、自車両の走行状態に応じてカメラ画面における２つの最下端位置の水平方向位置、すなわち自車両前方の２つの障害物検出方向を設定するので、自車両周囲の先行車候補を適宜検出し、走行状況に応じた操作反力制御を行うことができる。なお、自車両正面に対する障害物検出方向のなす角度θＲ、θＬは、（式１）（式２）に表すように、前方カメラ２０のカメラ画面における水平方向位置、すなわちＸ座標値ＸＬ、ＸＲに対応する。
（８）コントローラ５０は、自車速Ｖに応じて自車両の進行方向に対する障害物検出方向の開き角α、すなわちカメラ画面におけるＸ座標値ＸＬ、ＸＲの間隔を設定する。これにより、自車速Ｖから予測される自車両の進行方向に応じてカメラ画面の２つの水平方向位置を設定し、自車両の走行に影響を与える先行車候補を適切に検出することができる。
（９）コントローラ５０は、自車速Ｖおよび操舵角ＳＴＲに基づいて自車両の概略の進行方向を推定し、進行方向に応じて２つの障害物検出方向の中心角θｃ、すなわちカメラ画面におけるＸ座標値ＸＬ、ＸＲの中心を設定する。これにより、先行車候補を検出するための障害物検出方向を適切に設定することができる。なお、上記実施の形態においては自車速Ｖおよび操舵角ＳＴＲに基づいて中心角θｃを設定したが、いずれか一方に基づいて中心角θｃを設定することもできる。ただし、自車速Ｖおよび操舵角ＳＴＲの両方を用いることにより、自車両の進行方向をより正確に推定することができる。
【００９０】
《第２の実施の形態》
つぎに、本発明の第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第２の実施の形態による車両運転操作補助装置の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と同様である。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００９１】
前方カメラ２０によって撮像される自車両前方領域の画像は、自車両の車両状態に応じて変化する。すなわち、前方カメラ２０は自車両に固定されているため、道路に対する自車両の姿勢が変化すると、前方カメラ２０によるカメラ画面の画像も自車両の姿勢に伴って変化する。
【００９２】
図２４に、自車両が右カーブを走行しているときの前方カメラ２０のカメラ画面の画像を示す。図２４のカメラ画面において、自車両がロールした場合のレーンマーカおよび無限遠点（水平方向）を実線で示し、自車両がロールしていない場合のレーンマーカおよび無限遠点を点線で示す。
【００９３】
自車両が図２４に示すような右カーブを走行するとき、カーブに伴って自車両には左向きの横加速度が発生し、自車両は左、すなわち反時計回りにロールする。これによって、図２４に示すように前方カメラ２０のカメラ画面では、点線で示すロールしていないときの画像に対して、実線で示すように画像が時計回りに回転する。その結果、２つの障害物検出方向上のレーンマーカ位置のＹ座標値がそれぞれ変化する。具体的には、障害物検出方向に対応するＸ座標値ＸＬ、ＸＲにおけるレーンマーカ位置のＹ座標値ＹＬ、ＹＲが、それぞれ以下のように変化する。
・ＹＬ  →  ＹＬ’（増加）
・ＹＲ  →  ＹＲ’（減少）
【００９４】
自車両に発生するロール角に応じてレーンマーカの各検出座標値ＹＬ、ＹＲが変化すると、各障害物検出方向上のレーンマーカまでの距離ＤＬ、ＤＲが変化する。これにより、余裕時間ＴＴＣＬ、ＴＴＣＲが変化して、前後方向および左右方向の反力制御指令値も変化する。図２４に示すような状況においては、Ｙ座標値ＹＬの増加に伴ってアクセルペダル反力制御指令値ＦＡが減少する。また、Ｙ座標値ＹＲの減少に伴って操舵反力制御指令値ＦＳが増加する。
【００９５】
そこで第２の実施の形態においては、前方カメラ２０の画像情報から算出するレーンマーカまでの距離Ｄおよび余裕時間ＴＴＣを、カーブを走行する場合等に自車両に発生するロール角に応じて補正する。以下に、自車両がロールする場合の補正方法について詳細に説明する。
【００９６】
自車両に発生するロール角φを算出するために、まず、自車両に発生する横加速度ＹＧを算出する。自車両が旋回中の横加速度ＹＧは、操舵角ＳＴＲおよび自車速Ｖの２乗の積に比例する。従って、横加速度ＹＧは定数ｋ１を用いて以下の（式９）より推定することができる。
ＹＧ＝ｋ１・ＳＴＲ・Ｖ２      ・・・（式９）
【００９７】
自車両に発生するロール角φの大きさは、横加速度ＹＧの大きさにほぼ比例する。従って、ロール角φは定数ｋ２を用いて以下の（式１０）より算出することができる。
φ＝ｋ２・ＹＧ
＝ｋ２・ｋ１・ＳＴＲ・Ｖ２      ・・・（式１０）
【００９８】
（式１０）により算出したロール角φを用いて、カメラ画面から得られる各レーンマーカの検出座標値ＹＬ’、ＹＲ’を補正し、ロール角φの影響を排除したレーンマーカのＹ座標値ＹＬ、ＹＲを算出する。補正したレーンマーカのＹ座標値ＹＬ、ＹＲを以下の（式１１）（式１２）に示す。
ＹＬ＝ＹＬ’−ＸＬ・φ      ・・・（式１１）
ＹＲ＝ＹＲ’＋ＸＲ・φ      ・・・（式１２）
【００９９】
カメラ画面から検出したＹ座標値ＹＬ’、ＹＲ’を（式１１）（式１２）に代入し、補正したＹ座標値ＹＬ、ＹＲを用いて、上述した第１の実施の形態と同様に（式６）からレーンマーカまでの距離ＤＬ、ＤＲを算出することができる。
【０１００】
ここでは、自車両が反時計回りにロールすることによって左側の障害物検出方向上のレーンマーカのＹ座標値ＹＬ’が増加し、右側の障害物検出方向上のレーンマーカのＹ座標値ＹＲ’が減少する場合を例として説明した。ただし、反対に自車両が右、すなわち時計回りにロールする場合も同様に、レーンマーカのＹ座標値ＹＬ、ＹＲを補正することができる。また、自車両前方に先行車が存在する場合も同様にして先行車の下端に相当するＹ座標値ＹＬ、ＹＲを補正することができる。
すなわち、自車両に発生するロール角φによってカメラ画面上での水平エッジのＹ座標値が変動する場合は、カメラ画面における検出座標値Ｙ’にＸ座標値とロール角φとの積を加算あるいは減算することにより、障害物検出方向上の水平エッジののＹ座標値を補正することができる。
【０１０１】
このように、以上説明した第２の実施の形態においては以下のような作用効果を奏することができる。
（１）コントローラ５０は、自車両の車両状態の変化によるカメラ画面の画像状態から、先行車候補までの距離Ｄを補正する。具体的には、コントローラ５０は、自車速Ｖと操舵角ＳＴＲから自車両に発生するロール角φを算出し、ロール角φによるカメラ画面の画像状態の変化に基づいて先行車候補までの距離Ｄを補正する。これにより、車両状態によらず、正確な距離Ｄを算出することができる。
（２）コントローラ５０は、図２４に示すように自車両に発生するロール角φに応じて、カメラ画面の画像における２本の垂直線の長さＹＬ、ＹＲを補正することにより、先行車候補までの距離Ｄを補正する。これにより、ロール角φによらずに正確な距離Ｄを算出し、さらにはロール角φに影響を受けない正確な余裕時間ＴＴＣを算出することができる。
【０１０２】
《第３の実施の形態》
つぎに、本発明の第３の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第３の実施の形態による車両運転操作補助装置の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と同様である。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【０１０３】
第１の実施の形態において図２２（ａ）〜（ｅ）および図２３（ａ）〜（ｅ）を用いて説明したように、前方カメラ２０による画像を用いて障害物までの距離Ｄを算出する場合、道路勾配の変化によってカメラ画面における水平エッジのＹ座標値が変化し、前後方向制御指令値が自動的に変化する。
【０１０４】
第３の実施の形態においては、道路勾配の変化によって車両前後方向の反力制御指令値が変化しないようにする。具体的には、自車両が上り坂あるいは下り坂から抜け出すときに、道路勾配に応じて前後方向制御指令値が自動的に変化しないようにする。なお、自車両が上り坂あるいは下り坂に進入する場合は、道路勾配に応じて前後方向制御指令値を自動的に変化させる。
【０１０５】
自車線の道路勾配に応じて前後方向制御指令値が変化しないようにするために、コントローラ５０は前方カメラ２０による画像から算出する障害物までの距離Ｄを補正する。上述した第１の実施の形態においては、図９に示すカメラ画面における無限遠点のＹ座標値Ｙ０を固定値とした。第３の実施の形態においては、自車両が上り坂あるいは下り坂から抜け出す場合に、カメラ画面における無限遠点のＹ座標値Ｙ０を道路勾配に応じて変更する。なお、障害物までの距離Ｄの補正は、上述した図４のフローチャートのステップＳ１１０またはステップＳ１２０において障害物に対する余裕時間ＴＴＣを算出する際に、行われる。
【０１０６】
コントローラ５０は、前方カメラ２０による撮像画像に画像処理を施し、カメラ画面内の２本あるいは３本のレーンマーカ（車線境界）を検出する。そして、検出した道路境界が道路遠方で交差すると想定されるカメラ画面上の仮想点、すなわち消失点を算出し、消失点のＹ座標値をカメラ画面における無限遠点のＹ座標値Ｙ０とする。このように、コントローラ５０は道路勾配によるカメラ画像の画像状態の変化に応じて、無限遠点のＹ座標値を算出する。
【０１０７】
コントローラ５０は、算出した無限遠点のＹ座標値Ｙ０と障害物検出方向上の水平エッジのＹ座標値とから、（式６）により障害物までの距離Ｄを算出する。これにより、道路勾配の影響を受けない正確な距離Ｄを算出することができる。その結果、自車両が上り坂あるいは下り坂から抜け出す際に、図２２（ｄ）（ｅ）、図２３（ｄ）（ｅ）に示すように、前後方向制御指令値が道路勾配の変化の影響を受けない通常の値となる。
【０１０８】
このように、障害物までの距離Ｄを道路勾配に応じて補正することにより、道路勾配によらずに正確な距離Ｄを算出することができる。これにより、自車両が上り坂あるいは下り坂から抜け出す場合に自動的に前後方向制御指令値が変化しないようにすることができる。すなわち、自車両が上り坂から抜け出すときにアクセルペダル反力が自動的に増加して減速を促すことや、自車両が下り坂から抜け出すときにアクセルペダル反力が自動的に減少して加速を促すことがなく、運転者による運転操作を妨げることがない。
【０１０９】
一方、自車両が上り坂あるいは下り坂に進入する際には、道路勾配に応じて前後方向制御指令値が自動的に変化するので、上り坂に進入する場合は自車両の加速を促し、下り坂に進入する場合は自車両の減速を促すことができる。
【０１１０】
このように、以上説明した第３の実施の形態においては以下のような作用効果を奏することができる。
コントローラ５０は、自車線の道路勾配の変化を検出し、道路勾配の変化に応じて先行車候補までの距離Ｄを補正する。これにより、道路勾配によらず、先行車候補までの正確な距離Ｄを算出し、さらには道路勾配によらない正確な余裕時間ＴＴＣを算出して操作反力制御を行うことができる。なお、コントローラ５０は、前方カメラ２０のカメラ画面における画像状態の変化から自車線の道路勾配を推定することができる。
【０１１１】
《第４の実施の形態》
つぎに、本発明の第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。
上述した第３の実施の形態においては、自車両が上り坂あるいは下り坂から抜け出す際に、道路勾配に応じて前後方向制御指令値が自動的に変化しないように、障害物までの距離Ｄを補正した。第４の実施の形態では、自車両が上り坂あるいは下り坂に進入する場合も、前方カメラ２０の画像から算出する障害物までの距離Ｄを補正し、道路勾配に応じて前後方向制御指令値が自動的に変化しないようにする。
【０１１２】
コントローラ５０は、上述した第３の実施の形態と同様に、道路勾配に応じてカメラ画面の無限遠点のＹ座標値Ｙ０を変更する。そして、変更した無限遠点のＹ座標値Ｙ０と障害物検出方向上の水平エッジのＹ座標値とを用いて、（式６）より自車両から障害物までの距離Ｄを算出する。
【０１１３】
これにより、図２２（ａ）〜（ｅ）、図２３（ａ）〜（ｅ）に示すように、自車両が上り坂あるいは下り坂に進入する際、および上り坂あるいは下り坂から抜け出す際に、前後方向制御指令値が道路勾配の変化の影響を受けない通常の値となる。
【０１１４】
このように、障害物までの距離Ｄを道路勾配に応じて補正することにより、道路勾配によらずに正確な距離Ｄを算出することができる。これにより、自車両が上り坂あるいは下り坂に進入する場合、および抜け出す場合に、自動的に前後方向制御指令値が変化しないようにすることができる。すなわち、道路勾配が変化した場合でも、自車両が平坦な道路を走行している場合と同様に、障害物までの正確な距離Ｄに基づく前後方向制御指令値を発生させることができる。
【０１１５】
このように、以上説明した第４の実施の形態においては以下のような作用効果を奏することができる。
コントローラ５０は、自車線の道路勾配の変化を検出し、道路勾配の変化に応じて先行車候補までの距離Ｄを補正する。これにより、道路勾配によらず、先行車候補までの正確な距離Ｄを算出し、さらには道路勾配によらない正確な余裕時間ＴＴＣを算出して操作反力制御を行うことができる。なお、コントローラ５０は、前方カメラ２０のカメラ画面における画像状態の変化から自車線の道路勾配を推定することができる。
【０１１６】
上述した第１から第４の実施の形態においては、カメラ画面上で２つの障害物検出方向に対応する水平位置における水平エッジのＹ座標値ＹＬ、ＹＲが略同一、かつ所定値Ｙａ以下の場合に、検出した水平エッジが先行車によるものであると判定した。そして、図３に示したように２つの障害物検出方向上で先行車を検出する場合に、先行車に対する反力制御、すなわち車両前後方向の反力制御を行った。従って、図３に示すように一方の障害物検出方向上で先行車を検出し、他方の障害物検出方向上でレーンマーカを検出する場合は、レーンマーカに対する反力制御、すなわち車両前後方向および左右方向の反力制御を行った。しかし、本発明による車両用運転操作補助装置の実施の形態はこれには限定されない。
【０１１７】
例えば、図２５に示すように、２つの障害物検出方向でともにレーンマーカを検出した場合は、レーンマーカに対して車両前後方向および左右方向の反力制御を行う。一方、２つの障害物検出方向でともに先行車を検出した場合、または一方の障害物検出方向で先行車を検出し、他方の障害物検出方向でレーンマーカを検出した場合は、先行車に対する車両前後方向の反力制御のみを行うこともできる。
【０１１８】
このように、いずれか一方の障害物検出方向上に存在する先行車を検出し、先行車に対して前後方向の反力制御を行う場合は、周知の画像処理の手法を用いて２つの障害物検出方向上に存在する障害物の種別を判別する。すなわち、カメラ画面での２つの水平エッジが先行車によるものか、またはレーンマーカによるものかを周知の画像処理技術により個別に判定し、先行車による水平エッジを検出している場合は、先行車に対する前後方向の反力制御を行うようにする。
【０１１９】
また、上述した第１の実施の形態においては、図９に示すようにカメラ画面における水平エッジのＹ座標値ＹＥと無限遠点（水平方向）のＹ座標値Ｙ０とを用い、（式６）より自車両と障害物との距離Ｄを算出した。しかし、本発明による実施の形態はこれには限定されない。例えば、先行車の車幅を用いて自車両と先行車との距離Ｄを算出することもできる。
【０１２０】
具体的には、カメラ画面における先行車の幅を計測し、先行車の実際の車幅とカメラ画面上での先行車の幅とから、先行車までの距離Ｄを算出する。通常、カメラ画面において垂直方向成分、すなわち垂直エッジが最も安定して発生する２つのタイヤ間の距離を用いて、先行車の幅を検出する。この場合、カメラ画面における垂直エッジの幅の変化が自車両と先行車との距離Ｄの変化に対応する。先行車の車幅から車間距離Ｄを算出するためには、予め先行車の実際の車幅を計測しておく必要がある。そこで、例えば、自車両が一定速度で先行車に追従走行するような定常状態において、上述した（式６）より先行車までの車間距離Ｄを算出し、算出した車間距離Ｄとその時点でのカメラ画面上の先行車の車幅、すなわちタイヤ間の幅を記憶する。そして、カメラ画面における先行車の車幅の変化から車間距離Ｄの変化を算出し、各時点での先行車までの車間距離Ｄを算出する。
【０１２１】
上記第２の実施の形態においては、自車両に発生するロール角φに応じて、前方カメラ２０の画像から得られる先行車候補までの距離Ｄを補正した。また、上記第３および第４の実施の形態においては、自車線の道路勾配に応じて前方カメラ２０の画像から得られる先行車候補までの距離Ｄを補正した。自車両に発生するロール角φに応じた補正方法、および自車線の道路勾配に応じた補正方法を組み合わせて、前方カメラ２０の画像から得られる先行車候補までの距離Ｄを補正することもできる。
【０１２２】
すなわち、コントローラ５０は、前方カメラ２０の画像から得られる先行車候補までの距離Ｄ、さらには余裕時間ＴＴＣを、車両状態によって変化する画像の状態に基づいて補正する。これにより、先行車候補までの距離Ｄを車両状態によらずに算出し、また、車両操作機器の反力制御により運転者による運転操作をより適切な方向へ促すことができる。
【０１２３】
上記第１から第４の実施の形態においては、アクセルペダル反力制御装置８０およびブレーキペダル反力制御装置９０を用いて車両の前後方向の運動を制御するように構成したが、これには限定されず、例えばいずれか一方のみを用いることもできる。また、上記第１から第４の実施の形態では、ブレーキブースタ９１によってエンジンの負圧を利用してブレーキアシスト力を発生させているが、これには限定されず、例えばコンピュータ制御による油圧力を用いてブレーキアシスト力を発生させることもできる。
【０１２４】
本発明による車両用運転操作補助装置を備える車両は、図２に示す構成には限定されない。
【０１２５】
以上説明した第１から第４の実施の形態においては、撮像手段として前方カメラ２０を用いた。また、先行車候補検出手段、最下端位置検出手段、先行車候補距離算出手段、先行車検出手段、先行車余裕時間算出手段、先行車候補余裕時間算出手段、最下端位置検出方向設定手段、および距離補正手段としてコントローラ５０を用いた。左右方向操作反力制御手段として操舵反力制御装置６０を用い、前後方向操作反力制御手段としてアクセルペダル反力制御装置８０およびブレーキペダル反力制御装置９０を用いた。また、車両状態検出手段として車速センサ３０，操舵角センサ４０およびコントローラ５０を用い、走行状態検出手段として車速センサ３０および操舵角センサ４０を用いた。ただし、これらには限定されず、前方カメラ２０からの画像信号に画像処理を施す装置をコントローラ５０とは独立して設けることもできる。また、車両状態、例えば自車両に発生するロール角φや自車線の道路勾配を直接検出するセンサを設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。
【図２】図１に示す車両用運転操作補助装置を搭載した車両の構成図。
【図３】第１の実施の形態における操作反力制御の概要を示す図。
【図４】第１の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【図５】自車両に対する障害物検出方向を示す図。
【図６】自車速と障害物検出方向の開き角との関係を示す図。
【図７】前方カメラによって得られる自車両前方領域のカメラ画面を示す図。
【図８】自車両からレーンマーカ検出位置までの位置関係を示す側面図。
【図９】カメラ画面におけるレーンマーカ検出位置を示す図。
【図１０】小さい方の余裕時間と左右方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図１１】大きい方の余裕時間と前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図１２】前後方向リスクポテンシャルに対するアクセルペダル反力制御指令値の特性を示す図。
【図１３】前後方向リスクポテンシャルに対するブレーキペダル反力制御指令値の特性を示す図。
【図１４】左右方向リスクポテンシャルに対する操舵反力制御指令値の特性を示す図。
【図１５】（ａ）（ｂ）第１の実施の形態の車両用運転操作補助装置による作用を説明するための図。
【図１６】第１の実施の形態における自車両と先行車との具体的な走行状況を示す図。
【図１７】第１の実施の形態における自車両と先行車との具体的な走行状況を示す図。
【図１８】第１の実施の形態における自車両と先行車との具体的な走行状況を示す図。
【図１９】第１の実施の形態における自車両と先行車との具体的な走行状況を示す図。
【図２０】第１の実施の形態における自車両と先行車との具体的な走行状況を示す図。
【図２１】第１の実施の形態における自車両と先行車との具体的な走行状況を示す図。
【図２２】（ａ）〜（ｅ）車両用運転操作補助装置の他の作用を説明するための図。
【図２３】（ａ）〜（ｅ）車両用運転操作補助装置の他の作用を説明するための図。
【図２４】自車両にロールが発生する前後におけるカメラ画面の画像状態を示す図。
【図２５】車両用運転操作補助装置における操作反力制御の概要の別の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１２７】
２０：前方カメラ
３０：車速センサ
４０：操舵角センサ
５０：コントローラ
６０：操舵反力制御装置
８０：アクセルペダル反力制御装置
９０：ブレーキペダル反力制御装置
【図１】
2005041360.tif 000003
【図２】
2005041360.tif 000004
【図３】
2005041360.tif 000005
【図４】
2005041360.tif 000006
【図５】
2005041360.tif 000007
【図６】
2005041360.tif 000008
【図７】
2005041360.tif 000009
【図８】
2005041360.tif 000010
【図９】
2005041360.tif 000011
【図１０】
2005041360.tif 000012
【図１１】
2005041360.tif 000013
【図１２】
2005041360.tif 000014
【図１３】
2005041360.tif 000015
【図１４】
2005041360.tif 000016
【図１５】
2005041360.tif 000017
【図１６】
2005041360.tif 000018
【図１７】
2005041360.tif 000019
【図１８】
2005041360.tif 000020
【図１９】
2005041360.tif 000021
【図２０】
2005041360.tif 000022
【図２１】
2005041360.tif 000023
【図２２】
2005041360.tif 000024
【図２３】
2005041360.tif 000025
【図２４】
2005041360.tif 000026
【図２５】
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