(57)【要約】【課題】自動車専用道路や一般道の区別に関係なく、走行車線の認識状況に応じて最適な支援方法を選択することを目的とする。【解決手段】  本発明になる走行支援装置は、撮像手段によって得られた走行車線の画像データを用いてレーンマーキングを検出して走行車線を認識する走行車線認識手段と、認識した走行車線情報を基に自車両が走行車線から逸脱すると予測された場合に警報を発生する車線逸脱警報手段と、自車両が走行車線内を走行できるよう車両制御を行う車線維持制御手段と、前記車線逸脱警報手段を有効とし、かつ車線維持制御手段を無効とする第一のモードと、少なくとも車線維持制御手段を有効とする第二のモードとを有し、少なくともこれら２つのモードを含む動作モードから１つを選択する走行支援選択手段を備えたものである。【選択図】図１
2005149023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行車線を撮像する撮像手段と、撮像手段によって得られた画像データを用いてレーンマーキングを検出し、走行車線を認識する走行車線認識手段と、認識した走行車線情報を基に、自車両が走行車線から逸脱すると予測された場合に警報を発生する車線逸脱警報手段と、自車両が走行車線内を走行できるよう車両制御を行う車線維持制御手段と、前記車線逸脱警報手段を有効とし、かつ車線維持制御手段を無効とする第一のモードと、少なくとも車線維持制御手段を有効とする第二のモードとを有し、少なくともこれら２つのモードを含む動作モードから１つを選択する走行支援選択手段を備え、前記走行支援選択手段は、前記走行車線認識手段より求められる車線の認識信憑性を表す車線認識信憑性指標を基に、車線の認識信憑性が低いと判断されたときは前記第一のモードを選択し、車線の認識信憑性が高いと判断されたときは前記第二のモードを選択することを特徴とする走行支援装置。
【請求項２】
走行車線を撮像する撮像手段と、撮像手段によって得られた画像データを用いてレーンマーキングを検出し、走行車線を認識する走行車線認識手段と、認識した走行車線情報を基に、自車両が走行車線から逸脱すると予測された場合に警報を発生する車線逸脱警報手段と、自車両が走行車線内を走行できるよう車両制御を行う車線維持制御手段と、前記車線逸脱警報手段を有効とし、かつ車線維持制御手段を無効とする第一のモードと、少なくとも車線維持制御手段を有効とする第二のモードを有し、少なくともこれら２つのモードを含む動作モードから１つを選択する走行支援選択手段と、運転者が入力した設定を検出する運転者意志検出手段を備え、前記走行支援選択手段は、前記走行車線認識手段より求められる車線の認識信憑性を表す車線認識信憑性指標を基に、車線の認識信憑性が低いと判断されたときは前記第一のモードを選択し、車線の認識信憑性が高いと判断されたときは前記第二のモードを選択し、さらに前記第二のモードが選択され、前記運転者意志検出手段において、運転者による支援方法の選択が検出されたときは、運転者が入力した設定によって、少なくとも前記の２つのモードを含む動作モードから１つを選択可能とすることを特徴とする走行支援装置。
【請求項３】
前記車線認識信憑性指標として、左右レーンマーキングについて個別に認識信憑性を表すレーンマーキング認識信憑性指標を用い、前記走行支援選択手段において、左右いずれかのみレーンマーキング認識信憑性が高いと判断されたときは、前記車線の認識信憑性が低いとし、左右両方のレーンマーキング認識信憑性が高いと判断されたときは、前記車線の認識信憑性が高いとすることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の走行支援装置。
【請求項４】
前記レーンマーキング認識信憑性指標が、レーンマーキングの検出点数であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の走行支援装置。
【請求項５】
前記レーンマーキング認識信憑性指標が、レーンマーキングの近似モデル式の時間変動量であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の走行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置を備えた車両の走行支援装置に関するもので、特に走行状況に応じて運転者に対する支援方法を選択する装置についてのものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、運転者に対する走行支援方法を選択する装置としては、たとえば特開２００３−１４１６９４（特許文献１参照）のように画像処理あるいはナビゲーションシステムを用い、高速道路を含む自動車専用道路か一般道かを判定し、この判定結果により、一般道では車線逸脱警報を、自動車専用道路では車線維持制御を行い、一般道路でも安全運転走行を支援しているものがある。
【０００３】
前記特許文献１において、支援方法を切り替える理由は、一般道では路駐車両や歩行者、車線が薄く検出しづらい道路などが存在し、車線維持支援装置によるステアリング制御が実際の走行には適正でない場合や、正確な操舵角を算出することが困難であるといったことからである。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２１５１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１では画像処理あるいはナビゲーションシステムを用い、高速道路を含む自動車専用道路か一般道かを判定し、この判定結果により、一般道では車線逸脱警報を、自動車専用道路では車線維持制御を選択することで支援方法を切り替えているが、高速道路を含む自動車専用道路においてもトンネル内、夜間、悪天候時など、走行車線の認識精度が十分に確保されない状況は存在し、運転者に対する走行支援方法として車線維持制御が適正でない場合がある。
【０００６】
一方、一般道においても路駐車両や歩行者がなく、画像処理による車線の認識率が高い状況は存在し、運転者に対する走行支援方法が車線逸脱警報では、運転者が常にステアリングを操作しなければならないので、運転負荷を軽減させる効果が少ないといった場合がある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、自動車専用道路や一般道の区別に関係なく、走行車線の認識状況に応じて最適な支援方法を選択することで、安全運転走行を提供し、運転負荷を軽減する装置を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明になる走行支援装置は、走行車線を撮像する撮像手段と、撮像手段によって得られた画像データを用いてレーンマーキングを検出し、走行車線を認識する走行車線認識手段と、認識した走行車線情報を基に、自車両が走行車線から逸脱すると予測された場合に警報を発生する車線逸脱警報手段と、自車両が走行車線内を走行できるよう車両制御を行う車線維持制御手段と、前記車線逸脱警報手段を有効とし、かつ車線維持制御手段を無効とする第一のモードと、少なくとも車線維持制御手段を有効とする第二のモードとを有し、少なくともこれら２つのモードを含む動作モードから１つを選択する走行支援選択手段を備え、前記走行支援選択手段において、走行車線認識手段より求められる車線の認識信憑性を表す車線認識信憑性指標を基に、車線の認識信憑性が低いと判断されたときは前記第一のモードを選択し、車線の認識信憑性が高いと判断されたときは前記第二のモードを選択するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、高速道路や一般道の区別に関係なく、走行車線の認識状況から支援方法を選択するので、トンネル内、夜間、悪天候時などにおいて誤制御をすることなく、信頼性の高い制御を行うことができ、幅広い状況に対応して適切に安全運転走行を支援することができる。また、ナビゲーションシステムを必要としないので、安価、かつ簡潔にシステムを構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面とともに詳述する。なお、図における同一番号は同一部分を示すものとする。
実施の形態１．
図１は、この発明の第１の実施形態における走行支援装置の構成図を示している。
図において、１０は車両に設置されたカメラ等の撮像手段、１１は走行車線認識手段で、後述する車線認識信憑性指標１１aを有している。１２は少なくとも二つの動作モードから一つを選択する走行支援選択手段、１３は車両が不用意に走行車線から逸脱しそうになると警報を発する車線逸脱警報手段、１４は車線逸脱が発生しないようにハンドルにトルクを加えて操舵制御を行う車線維持制御手段を示す。
走行車線認識手段１１に有する車線認識信憑性指標１１aは走行車線認識手段１１によって求められる車線の認識精度すなわち信憑性を表す指標であり、この実施形態ではレーンマーキングの検出点数に依存させている。
【００１０】
次に、図１の構成図を基に図２に示す本発明の第１の実施形態における処理の流れについて説明する。ステップ１０１（Ｓ１０１）では、車両に設置されたカメラ等の撮像手段１０から、走行車線を含む車両周辺の道路画像を取得する。たとえば図９のような前方画像である。ただし、本発明は前方画像を用いることを限定するものではない。
ステップ１０２（Ｓ１０２）では、前記走行車線認識手段１１において、図７に示すように撮像手段１０より得られた画像データから所定の垂直方向位置yi(i=0〜N‐1)のライン３０につき、水平方向に走査し、輝度分布を基に○で表すレーンマーキング検出点３１、３２を得る。
【００１１】
ステップ１０３（Ｓ１０３）では、左右いずれかのレーンマーキング検出点数が、閾値（たとえば１０個）以上であった場合は、左右いずれかのレーンマーキングを認識したとして、ステップ１０４（Ｓ１０４）へ移行し、レーンマーキング検出点数が左右いずれも前記閾値に満たない場合はレーンマーキングが未検出、あるいはレーンマーキングが存在しないとして処理を終了し、走行支援を行わない。ステップ１０４（Ｓ１０４）では、レーンマーキング検出点数が左右両方とも、閾値（たとえば３０個）以上であった場合は、左右両方のレーンマーキングを認識したとして、ステップ１０５（Ｓ１０５）の車線維持制御処理へ移行し、そうでなければ、左右いずれかのレーンマーキングのみ認識した場合であるとして、ステップ１０６（Ｓ１０６）の車線逸脱警報処理へ移行する。
【００１２】
ステップ１０５（Ｓ１０５）では、認識した走行車線情報を基に、車線維持制御手段１４において自車両が走行車線内を走行できるよう車両制御処理を行い、ステップ１０６（Ｓ１０６）の車線逸脱警報処理へ移行する。ステップ１０６（Ｓ１０６）では、認識した走行車線情報を基に、車線逸脱警報手段１３において自車両が走行車線から逸脱すると予測された場合は警報を発生する。
本実施の形態によれば、以上のように構成することにより、高速道路や一般道の区別に関係なく、走行車線の認識状況から支援方法を選択するので、トンネル内、夜間、悪天候時などにおいて誤制御をすることなく、信頼性の高い制御を行うことができると共に、幅広い状況に対応して適切に安全運転走行を支援することができる。また、ナビゲーションシステムを必要としないので、安価、かつ簡潔にシステムを構成することができるものである。
【００１３】
実施の形態２．
図３は実施の形態２による走行支援装置の構成図であり、上記の実施の形態１の変形例を示している。上記の実施形態１では、ステップ１０５の次にステップ１０６へ移行しているが、図３に示すようにステップ１０５の車線維持制御処理を実行した場合は、ステップ１０６の車線逸脱警報処理を実行せずに終了させるようにしたものである。
【００１４】
実施の形態３．
この発明の第３の実施形態における構成図を図４に示す。図中、第１の実施形態（図１）と異なる点は運転者意志検出手段２０を設けたことである。図４の構成図を基に図５に示す本発明の第３の実施形態における処理の流れについて説明する。なお、図４の１０〜１４、および図５のS１０１〜S１０３、Ｓ１０５、Ｓ１０６については、この発明の第１の実施形態における走行支援装置と同じである。
ステップ１０４（Ｓ１０４）では、レーンマーキング検出点数が左右両方とも、閾値（たとえば３０個）以上であった場合は、左右両方のレーンマーキングを認識したとして、ステップ１０７（Ｓ１０７）の運転者の設定検出処理へ移行し、そうでなければ、左右いずれかのレーンマーキングのみ認識した場合であるとして、Ｓ１０６の車線逸脱警報処理へ移行する。
【００１５】
ステップ１０７（Ｓ１０７）では、運転者意志検出手段２０において、運転者による支援方法の選択の有無を検出し、ステップ１０８（Ｓ１０８）へ移行する。
ステップ１０８（Ｓ１０８）では、運転者意志検出手段２０において、運転者による支援方法の選択があったことを検出したときは、ステップ１０９（Ｓ１０９）へ移行し、運転者が設定した支援方法を選択する。運転者による支援方法の選択が無かったときは、第１の実施形態と同様にステップ１０５の車線維持制御処理へ移行する。
【００１６】
ステップ１０９（Ｓ１０９）では、運転者が選択した支援方法が第二のモードであったときはステップ１０５（Ｓ１０５）の車線維持制御処理へ移行する。運転者が選択した支援方法が第一のモードであったときはステップ１０６（Ｓ１０６）の車線逸脱警報処理へ移行する。
本実施の形態によれば、以上のように構成することにより、前記第１の実施形態の効果に加え、運転者の意志や好みに応じて支援方法を選択することができる効果を有する。
【００１７】
実施の形態４．
図６は実施の形態４による走行支援装置の構成図であり、上記の実施の形態３の変形例を示している。前記実施形態３では、ステップ１０５の次にステップ１０６へ移行しているが、本実施形態４は、図６に示すようにステップ１０５の車線維持制御処理を実行した場合は、ステップ１０６の車線逸脱警報処理を実行せずに終了するようにしたものである。
実施の形態５．
【００１８】
以上、第１乃至第４の実施形態では、レーンマーキング認識信憑性指標を左右のレーンマーキングの検出点数とし、これに応じて運転者を支援する方法を選択する手段について説明したが、実施の形態５では、レーンマーキング認識信憑性指標として、レーンマーキングの近似モデル式の時間変動量を使用した例を示している。第１乃至第４の実施形態において、ステップ１０２〜ステップ１０４の処理がレーンマーキングの近似モデル式の時間変動量に基づいて行われる。
【００１９】
すなわち、ステップ１０２（Ｓ１０２）では、走行車線認識手段１１において、図７に示すように撮像手段１０より得られた画像データから所定の垂直方向位置yi(i=0〜N‐1)のライン３０につき、水平方向に走査し、輝度分布を基に○で表すレーンマーキング検出点３１、３２を得る。  得られたレーンマーキング検出点３１、３２の集合を数学的モデル式、たとえば２次式x=ay2+by+cで近似すると、図８に示すように車線を表すレーンマーキングモデル３５、３６が得られる。
【００２０】
なお、時間変動量とは単位時間あたりの係数の変化量
Δa=|a1−a0|、Δb=|b1−b0|、Δc=|c1−c0|
ここで a1， b1， c1は時刻1における近似モデル式x=a1y2+b1y+c1の係数、
a0， b0， c0は時刻0における近似モデル式x=a0y2+b0y+c0の係数
あるいは、ローパスフィルタ値に対する係数の変化量
Δa=|aｔ−aLPF|、Δb=|bｔ−bLPF|、Δc=|ct−cLPF|
ここで  at， bt， ct は時刻t における近似モデル式 x=aty2+bty+ctの係数、
aLPF， bLPF， cLPFはローパスフィルタ値を表し、各係数について閾値ath  ，bth  ，  cthを設ける。
【００２１】
時間変動量として以上のものが挙げられるが、本発明はこれに限定するものではない。前回までの結果を基に今回の係数との変化をモニタできるものなら何でもよい。
ステップ１０３（Ｓ１０３）では、左右いずれかのレーンマーキングモデル式の時間変動量が閾値以下であった場合は、左右いずれかのレーンマーキングを認識しているとして、ステップ１０４へ移行し、レーンマーキングモデル式の時間変動量が左右いずれも閾値以上であった場合はレーンマーキングを誤検出しているとして、処理を終了し、走行支援を行わない。
【００２２】
ステップ１０４（Ｓ１０４）では、レーンマーキングモデル式の時間変動量が左右両方とも閾値以下であった場合は、左右両方のレーンマーキングを認識しているとして、第１の実施形態におけるステップ１０５（Ｓ１０５）の車線維持制御処理、または第２の実施形態におけるステップ１０７（Ｓ１０７）の運転者の設定検出処理へ移行する。レーンマーキングモデル式の時間変動量が左右両方とも閾値以下でなければ、左右いずれかのレーンマーキングのみ認識している場合であるとして、ステップ１０６（Ｓ１０６）の車線逸脱警報処理へ移行する。
【００２３】
以上のように、第５の実施形態では、車線を誤認識あるいは認識が不安定である場合は、最終的にレーンマーキングの近似モデル式の急変として現れるため、前記車線認識信憑性指標、および前記レーンマーキング信憑性指標により除外できなかった誤認識に対しても有効なレーンマーキング認識信憑性指標となる。従ってこれにより、前記第二のモードを誤り無く選択することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第４の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図７】走行車線の含む道路画像データからレーンマーキングを検出する処理を示した説明図である。
【図８】レーンマーキング検出点から推定したレーンマーキングモデル式を図示した例である。
【図９】車両前方を撮影したカメラ出力画像の例である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  撮像手段
１１  走行車線認識手段
１２  走行支援選択手段
１３  車線逸脱警報手段
１４  車線維持制御手段
２０  運転者意志検出手段
３０  レーンマーキング探索ライン
３１  左レーンマーキング検出点
３２  右レーンマーキング検出点
３３  左レーンマーキング
３４  右レーンマーキング
３５  左レーンマーキングモデル
３６  右レーンマーキングモデル
【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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