(57)【要約】【課題】車両の逸脱回避制御や車線追従制御において基準となる走行目標点を的確に設定可能で、しかも自車両が走行レーン内を滑らかに安定性良く走行できるように走行目標点を設定可能な走行目標点設定装置を提供する。【解決手段】走行目標点設定装置１は、自車両の左右に車線位置ＬＲ、ＬＬを検出する車線検出手段２と、車線位置ＬＲ、ＬＬからオフセット距離Ｒor、Ｒolだけ内側に離間した位置に左右のオフセット位置ＯＲ、ＯＬを設定し、両方のオフセット位置の間を走行目標点設定範囲ＬＩＭとして設定する範囲設定手段３と、自車両の挙動が所定の目標挙動になるように算出した走行目標点設定位置に走行目標点ＧＰを設定する走行目標点設定手段４とを備え、走行目標点設定手段４は、走行目標点設定位置が走行目標点設定範囲ＬＩＭ外に位置する場合は、走行目標点設定位置を走行目標点設定範囲内に補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路を含む自車両の進行路を撮像した画像中から自車両の左右に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左右の車線位置からそれぞれ所定のオフセット距離だけ内側に離間した位置に左右のオフセット位置を設定して、一方のオフセット位置から他方のオフセット位置までの範囲を走行目標点設定範囲として設定する範囲設定手段と、
自車両の挙動が所定の目標挙動になるように自車両が走行すべき走行目標点を設定するための走行目標点設定位置を算出し、算出した走行目標点設定位置に前記走行目標点を設定する走行目標点設定手段とを備え、
前記走行目標点設定手段は、前記算出した走行目標点設定位置が前記走行目標点設定範囲外に位置する場合は、前記算出した走行目標点設定位置を前記走行目標点設定範囲内に補正し、補正した走行目標点設定位置に前記走行目標点を設定することを特徴とする走行目標点設定装置。
【請求項２】
前記目標挙動は自車両の操舵角を現在の操舵角より大きくしない車両挙動とし、
前記走行目標点設定手段は、前記目標挙動を満たす前記走行目標点設定位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の走行目標点設定装置。
【請求項３】
前記走行目標点設定手段は、自車両から前方に延びる中心線からの前記走行目標点の偏差が、前回のサンプリングサイクルにおける偏差を維持する位置を前記走行目標点設定位置として算出することを特徴とする請求項２に記載の走行目標点設定装置。
【請求項４】
前記走行目標点設定手段は、前々回および前回のサンプリングサイクルにおけるそれぞれの自車両の実空間上の位置を結んだ直線上の位置を前記走行目標点設定位置として算出することを特徴とする請求項２に記載の走行目標点設定装置。
【請求項５】
前記走行目標点設定手段は、前回のサンプリングサイクルにおける自車両のヨーレートを維持する位置を前記走行目標点設定位置として算出することを特徴とする請求項２に記載の走行目標点設定装置。
【請求項６】
前記目標挙動は、自車両の操舵角が現在までの操舵角の変化率を維持する挙動とし、
前記走行目標点設定手段は、前記目標挙動を満たす前記走行目標点設定位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の走行目標点設定装置。
【請求項７】
前記走行目標点設定手段は、自車両から前方に延びる自車両の中心線からの前記走行目標点の偏差が前回以前の所定回数のサンプリングサイクルにおける偏差の変化率を維持する位置を前記走行目標点設定位置として算出することを特徴とする請求項６に記載の走行目標点設定装置。
【請求項８】
前記範囲設定手段は、装置の起動時または制御の再開時に設定した前記左右のオフセット距離をその後の前記走行目標点設定範囲の設定の基準として用いることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の走行目標点設定装置。
【請求項９】
前記範囲設定手段は、設定された条件に適合する走行目標点設定位置に走行目標点が設定されるように前記左右のオフセット距離をそれぞれ修正することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の走行目標点設定装置。
【請求項１０】
前記範囲設定手段は、所定期間連続して前記走行目標点設定範囲の幅が規定値以上となる場合、前記左右のオフセット距離を修正することを特徴とする請求項９に記載の走行目標点設定装置。
【請求項１１】
前記範囲設定手段は、前記左右のオフセット距離のいずれかが予め設定した規定距離よりも小さく前記車線位置に接近している場合には、前記規定距離以上になるように前記オフセット距離をそれぞれ修正することを特徴とする請求項９に記載の走行目標点設定装置。
【請求項１２】
前記範囲設定手段は、前記左右のオフセット距離をそれぞれ修正する際に、それぞれのオフセット位置が経過時間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修正することを特徴とする請求項１１に記載の走行目標点設定装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の走行目標点設定装置と、
前記走行目標点設定装置が設定した前記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装置とを備えることを特徴とする車線追従支援装置。
【請求項１４】
請求項９に記載の走行目標点設定装置と、
前記走行目標点設定装置が設定した前記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装置とを備え、
前記走行目標点設定装置の範囲設定手段は、左右のオフセット距離を互いに等しくなるように設定し、かつ、所定期間連続して前記走行目標点設定範囲の幅が規定値以上である場合にはそれぞれのオフセット距離を互いに等しくなるように修正することを特徴とする車線追従支援装置。
【請求項１５】
請求項９に記載の走行目標点設定装置と、
前記走行目標点設定装置が設定した前記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装置とを備え、
前記走行目標点設定装置の範囲設定手段は、運転者による操舵行為の介入から所定の期間中は前記走行目標点と車線位置との距離が当該車線位置と自車両との距離に一致するように左右のオフセット距離をそれぞれ修正することを特徴とする車線追従支援装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の走行目標点設定装置と、
前記走行目標点設定装置の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、前記走行目標点設定装置が設定した前記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装置とを備えることを特徴とする車線逸脱防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行目標点設定装置、車線追従支援装置および車線逸脱防止装置に係り、特に、車線追従制御や逸脱回避制御の基準となる走行目標点を設定する走行目標点設定装置に関する。
【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車線逸脱防止装置や、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１〜３等参照）。
【０００３】
初期の車線逸脱防止装置や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自動的に走行するように、或いは自車両前方の走行レーンの中央に設定された走行目標点に向かって自動的に走行するように制御が行われるものがほとんどであった。
【０００４】
また、特許文献４や特許文献５では、運転者の右寄りや左寄りを走行したいという好みに合わせるため、制御が作動していない走行時に走行レーンの車幅方向における自車位置を車線位置からの変位データとして収集して走行ラインの位置を習得する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】特開平７−１２９８９７号公報
【特許文献３】特開２００１−４８０３５号公報
【特許文献４】特開２００１−３９３２６号公報
【特許文献５】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】
【０００５】
これらのキープレーン技術においては、通常、自車両前方の進行路をＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等で撮像した撮像画像中から自車両の左右に車線を検出し、車線位置に基づいて車線逸脱の可能性を判定し或いはそれに追従するように制御を行っている。しかしながら、左右の車線位置は必ずしも滑らかな直線状或いは曲線状に得られるとは限らず、例えば、図２３に示すように、自車両ＭＣの左右に車線位置ＬＲ、ＬＬが不安定に検出される場合もある。
【０００６】
このような車線位置ＬＲ、ＬＬを基準として、例えば車線位置ＬＲ、ＬＬで区画された走行レーンＬ１の中央を走行するように車線追従制御を行った場合、自車両ＭＣの前方に設定される自車両が走行すべき走行目標点ＧＰの軌跡Ｌgpは、図２４に示すように蛇行する。また、例えば右車線位置ＬＲから一定距離隔てて走行するように車線追従制御を行った場合にも、図２５に示すように、やはり走行目標点ＧＰの軌跡Ｌgpは蛇行する。このように蛇行する走行目標点ＧＰを目標にして走行すると、自車両ＭＣの走行軌跡も左右に蛇行してしまい、走行の安定性が損なわれる。
【０００７】
このような現象は、前記のように左右の車線位置が滑らかな直線状或いは曲線状に得られない場合だけでなく、撮像装置のサンプリングサイクルごとに検出される車線位置のばらつき、すなわちあるサンプリングサイクルで例えば急に左右の車線位置の間隔が狭くなるように検出されることなどが原因となって生じることもある。
【０００８】
しかし、このような現象の発生を回避するために、例えば走行目標点ＧＰを曖昧に設定したり、厳密には走行目標点ＧＰに向かわないような制御を行うと、走行の安定性が損なわれるのみならず、逸脱回避制御や車線追従制御を的確に行えなくなり、走行の安全性が失われかねない。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車両の逸脱回避制御や車線追従制御において基準となる走行目標点を的確に設定可能で、しかも自車両が走行レーン内を滑らかに安定性良く走行できるように走行目標点を設定可能な走行目標点設定装置を提供し、また、それを用いた車線追従支援装置および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】
【００１０】
前記の問題を解決するために、第１の発明は、
走行目標点設定装置において、
道路を含む自車両の進行路を撮像した画像中から自車両の左右に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左右の車線位置からそれぞれ所定のオフセット距離だけ内側に離間した位置に左右のオフセット位置を設定して、一方のオフセット位置から他方のオフセット位置までの範囲を走行目標点設定範囲として設定する範囲設定手段と、
自車両の挙動が所定の目標挙動になるように自車両が走行すべき走行目標点を設定するための走行目標点設定位置を算出し、算出した走行目標点設定位置に前記走行目標点を設定する走行目標点設定手段とを備え、
前記走行目標点設定手段は、前記算出した走行目標点設定位置が前記走行目標点設定範囲外に位置する場合は、前記算出した走行目標点設定位置を前記走行目標点設定範囲内に補正し、補正した走行目標点設定位置に前記走行目標点を設定することを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の走行目標点設定装置において、
前記目標挙動は自車両の操舵角を現在の操舵角より大きくしない車両挙動とし、
前記走行目標点設定手段は、前記目標挙動を満たす前記走行目標点設定位置を算出することを特徴とする。
【００１２】
第３の発明は、第２の発明の走行目標点設定装置において、前記走行目標点設定手段は、自車両から前方に延びる中心線からの前記走行目標点の偏差が、前回のサンプリングサイクルにおける偏差を維持する位置を前記走行目標点設定位置として算出することを特徴とする。
【００１３】
第４の発明は、第２の発明の走行目標点設定装置において、前記走行目標点設定手段は、前々回および前回のサンプリングサイクルにおけるそれぞれの自車両の実空間上の位置を結んだ直線上の位置を前記走行目標点設定位置として算出することを特徴とする。
【００１４】
第５の発明は、第２の発明の走行目標点設定装置において、前記走行目標点設定手段は、前回のサンプリングサイクルにおける自車両のヨーレートを維持する位置を前記走行目標点設定位置として算出することを特徴とする。
【００１５】
第６の発明は、第１の発明の走行目標点設定装置において、
前記目標挙動は、自車両の操舵角が現在までの操舵角の変化率を維持する挙動とし、
前記走行目標点設定手段は、前記目標挙動を満たす前記走行目標点設定位置を算出することを特徴とする
【００１６】
第７の発明は、第６の発明の走行目標点設定装置において、前記走行目標点設定手段は、自車両から前方に延びる自車両の中心線からの前記走行目標点の偏差が前回以前の所定回数のサンプリングサイクルにおける偏差の変化率を維持する位置を前記走行目標点設定位置として算出することを特徴とする。
【００１７】
第８の発明は、第１から第７のいずれかの発明の走行目標点設定装置において、前記範囲設定手段は、装置の起動時または制御の再開時に設定した前記左右のオフセット距離をその後の前記走行目標点設定範囲の設定の基準として用いることを特徴とする。
【００１８】
第９の発明は、第１から第８のいずれかの発明の走行目標点設定装置において、前記範囲設定手段は、設定された条件に適合する走行目標点設定位置に走行目標点が設定されるように前記左右のオフセット距離をそれぞれ修正することを特徴とする。
【００１９】
第１０の発明は、第９の発明の走行目標点設定装置において、前記範囲設定手段は、所定期間連続して前記走行目標点設定範囲の幅が規定値以上となる場合、前記左右のオフセット距離を修正することを特徴とする。
【００２０】
第１１の発明は、第９の発明の走行目標点設定装置において、前記範囲設定手段は、前記左右のオフセット距離のいずれかが予め設定した規定距離よりも小さく前記車線位置に接近している場合には、前記規定距離以上になるように前記オフセット距離をそれぞれ修正することを特徴とする。
【００２１】
第１２の発明は、第１１の発明の走行目標点設定装置において、前記範囲設定手段は、前記左右のオフセット距離をそれぞれ修正する際に、それぞれのオフセット位置が経過時間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修正することを特徴とする。
【００２２】
第１３の発明は、車線追従支援装置において、
第１から第１２のいずれかの発明の走行目標点設定装置と、
前記走行目標点設定装置が設定した前記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装置とを備えることを特徴とする。
【００２３】
第１４の発明は、車線追従支援装置において、
第９の発明の走行目標点設定装置と、
前記走行目標点設定装置が設定した前記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装置とを備え、
前記走行目標点設定装置の範囲設定手段は、左右のオフセット距離を互いに等しくなるように設定し、かつ、所定期間連続して前記走行目標点設定範囲の幅が規定値以上である場合にはそれぞれのオフセット距離を互いに等しくなるように修正することを特徴とする。
【００２４】
第１５の発明は、車線追従支援装置において、
第９の発明の走行目標点設定装置と、
前記走行目標点設定装置が設定した前記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装置とを備え、
前記走行目標点設定装置の範囲設定手段は、運転者による操舵行為の介入から所定の期間中は前記走行目標点と車線位置との距離が当該車線位置と自車両との距離に一致するように左右のオフセット距離をそれぞれ修正することを特徴とする。
【００２５】
第１６の発明は、車線逸脱防止装置において、
第１から第１２のいずれかの発明の走行目標点設定装置と、
前記走行目標点設定装置の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、前記走行目標点設定装置が設定した前記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装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
第１の発明によれば、従来例のように左右の車線位置等を基準として自車両前方のライン上に走行目標点を直接設定するのではなく、それらを基準として走行目標点を設定するための範囲である走行目標点設定範囲を設定する。また、走行目標点設定範囲は左右のオフセット距離を基準として設定される。
【００２７】
さらに、走行目標点は、自車両の挙動が目標となる挙動となる走行目標点設定位置を算出し、算出した走行目標点設定位置に設定される。そして、算出した走行目標点設定位置が走行目標点設定範囲の外に位置する場合は、走行目標点設定位置を走行目標点設定範囲内の位置に補正する。
【００２８】
このように、走行目標点が、自車両の挙動が目標挙動となるように設定されるとともにオフセット距離に厳格に区画された走行目標点設定範囲内に常に設定されるから、車両の逸脱回避制御や車線追従制御における基準を的確に設定することが可能となる。
【００２９】
また、従来例のように不安定に検出された車線位置や走行レーンの中央にそって走行目標点が左右に移動して自車両の走行が蛇行することを回避することが可能となり、自車両が走行レーン内を滑らかに安定性良く走行できるように制御することが可能となる。
【００３０】
第２の発明によれば、目標挙動を自車両の操舵角を現在の操舵角より大きくしない車両挙動とし、目標挙動を満たす走行目標点設定位置を算出することで、自車両が走行レーン内を滑らかに安定性良く走行できるように走行目標点を設定することが可能となり、前記発明の効果がより有効に発揮される。
【００３１】
第３の発明によれば、自車両から前方に延びる中心線からの走行目標点の偏差を維持する位置を走行目標点設定位置として算出することで、自車両の操舵角を現在の操舵角より大きくならない車両挙動となるため、自車両が走行レーン内を滑らかに安定性良く走行できるように走行目標点を設定することが可能となり、前記発明の効果がより有効に発揮される。
【００３２】
第４の発明によれば、前々回および前回のサンプリングサイクルにおけるそれぞれの自車両の実空間上の位置を結んだ直線上の位置を走行目標点設定位置として算出することで、自車両の操舵角を現在の操舵角より大きくならない車両挙動となり、前記発明と同様に、自車両が走行レーン内を滑らかに安定性良く走行できるように走行目標点を設定することが可能となる。
【００３３】
第５の発明によれば、前回のサンプリングサイクルにおける自車両のヨーレートを維持する位置を走行目標点設定位置として算出することで、自車両の操舵角を現在の操舵角より大きくならない車両挙動となり、前記発明と同様に、自車両が走行レーン内を滑らかに安定性良く走行できるように走行目標点を設定することが可能となる。
【００３４】
第６の発明によれば、目標挙動を自車両の操舵角が現在までの操舵角の変化率を維持する挙動とし、目標挙動を満たす走行目標点設定位置を算出することで、自車両が走行レーン内を滑らかに安定性良く走行できるように走行目標点を設定することが可能となり、前記第１の発明の効果がより有効に発揮される。
【００３５】
第７の発明によれば、自車両から前方に延びる自車両の中心線からの走行目標点の偏差が前回以前の所定回数のサンプリングサイクルにおける偏差の変化率を維持する位置を走行目標点設定位置として算出することで、自車両の操舵角が現在までの操舵角の変化率を維持する挙動となるため、自車両が走行レーン内を滑らかに安定性良く走行できるように走行目標点を設定することが可能となり、前記発明の効果がより有効に発揮される。
【００３６】
第８の発明によれば、装置の起動時や制御の再開時に設定した左右のオフセット距離をその後の走行目標点設定範囲の設定の基準として用いることで、走行目標点設定範囲が安定して設定されるとともに、走行レーンの中央を走行する等の設定された条件に適合するように走行目標点設定範囲を設定し、走行目標点を設定することが可能となる。そのため、前記発明の効果をより的確に発揮することが可能となる。
【００３７】
第９の発明によれば、走行目標点設定範囲を区画する基準となるオフセット距離を修正できるように構成すれば、例えば走行レーンの道幅が拡大したり減少したりする場合にオフセット距離の修正を行うことで、設定された条件に適合するように走行目標点の設定位置を限定することが可能となり、より的確に走行目標点を設定することが可能となる。そのため、車両の逸脱回避制御や車線追従制御における基準をより的確に設定することが可能となり、前記各発明の効果がより有効に発揮される。
【００３８】
第１０の発明によれば、所定期間連続して走行目標点設定範囲の幅が規定値以上となる場合に左右のオフセット距離を修正することで、設定された条件に適合するように走行目標点の設定位置を限定することが可能となり、より的確に走行目標点を設定することが可能となる。そのため、車両の車線追従制御における基準をより的確に設定することが可能となり、前記各発明の効果がより有効に発揮される。
【００３９】
第１１の発明によれば、前記各発明の効果に加え、左右のオフセット距離のいずれかが予め設定した規定距離よりも小さく前記車線位置に接近している場合に規定距離以上になるようにオフセット距離をそれぞれ修正することで、自車両を車線位置の内側に移動させて隣接する走行レーンを走行する他の車両等との接触や衝突を確実に回避することが可能となり、走行の安全性が確保される。
【００４０】
第１２の発明によれば、左右のオフセット距離をそれぞれ修正する際にそれぞれのオフセット位置が経過時間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修正することで、スムーズに安定性良く自車両の挙動を修正することが可能となり、前記各発明の効果をより有効に発揮させることが可能となる。
【００４１】
第１３の発明によれば、車線追従支援装置において、前記各発明の走行目標点設定装置の作用によって左右のオフセット距離を基準として走行目標点設定範囲が設定され、自車両の挙動が目標挙動となるように走行目標点設定位置が算出されその走行目標点設定位置に走行目標点が設定されるとともにオフセット距離に区画された走行目標点設定範囲内に常に設定されるため、車線追従制御における基準が的確に設定され、自車両が走行レーン内を滑らかに安定性良く走行できるように制御することが可能となる。
【００４２】
第１４の発明によれば、走行目標点を走行レーンの中央に設定するように構成された車線追従支援装置において、前記の走行目標点設定装置の作用により走行目標点設定範囲の幅が規定値以上である状態が所定期間連続した場合には、左右のオフセット距離をそれぞれ道幅の半分になるように修正する。このように構成することで、設定された条件に適合するように走行目標点の設定位置を限定することが可能となり、より的確に走行目標点を設定することが可能となる。そのため、車両の車線追従制御における基準をより的確に設定することが可能となり、前記各発明の効果がより有効に発揮される。
【００４３】
第１５の発明によれば、前記各発明の効果に加え、自車両の軌道を修正すべく運転者により操舵行為の介入が行われた場合には、車線追従制御を継続しつつ、走行目標点の位置を自車両との距離の変動に合わせて更新する。そのため、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、スムーズに自分の好みにあわせて自車両の軌道の修正等を行うことが可能となる。
【００４４】
第１６の発明によれば、車線逸脱防止装置において、例えば、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車線に近い位置に設定し、徐々に走行レーンの中央側に移動させれば、ステアリングホイールが緩やかに転舵され、自車両のヨーレートや操舵トルクが緩やかに変化しながら自車両が走行レーンの中央側に引き戻されるようになる。そのため、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。
【００４５】
また、逸脱回避制御の制御動作中に例えば道幅が拡大、縮小するなどしても、前記走行目標点設定装置の作用によって自車両の挙動が目標挙動となるように設定されるとともにオフセット距離に厳格に区画された走行目標点設定範囲内に常に設定されるため、車両の逸脱回避制御における基準を的確に設定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】
【００４６】
以下、本発明に係る走行目標点設定装置、車線追従支援装置および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。
【００４７】
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態として本発明に係る走行目標点設定装置について説明する。
【００４８】
本実施形態に係る走行目標点設定装置１は、図１に示すように、車線検出手段２と、範囲設定手段３と、走行目標点設定手段４と、メモリ５とを備えている。また、範囲設定手段３と走行目標点設定手段４には、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Ａが接続されており、センサ類Ａ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。
【００４９】
また、本実施形態では、センサ類Ａ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、走行目標点設定手段４等にヨーレートγの推定値を送信するようになっている。なお、走行目標点設定手段４等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。
【００５０】
本実施形態では、範囲設定手段３、走行目標点設定手段４および後述する車線検出手段２の検出手段２６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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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）
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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の情報等をメモリ５に保存するとともに、範囲設定手段３に出力するようになっている。
【００６８】
範囲設定手段３は、設定された条件に適合するように自車両が走行すべき走行目標点を設定するための走行目標点設置範囲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。
【００６９】
範囲設定手段３は、走行目標点設置範囲の設定のための基準となるデータの取り込みを行うようになっている。
【００７０】
具体的には、範囲設定手段３は、図５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と自車両ＭＣを仮想的な実空間上に配置する。そして、自車両ＭＣ前方の自車両ＭＣから設定された距離だけ前方の車幅方向に延びるラインＰ上において、設定された条件に適合するように右車線位置ＬＲおよび左車線位置ＬＬからそれぞれ所定距離Ｒor、Ｒolだけ内側に離間した位置に左右のオフセット位置ＯＲ、ＯＬを設定するようになっている。また、範囲設定手段３は、左右の車線位置ＬＲ、ＬＬと自車両ＭＣの配置にあわせて自車両ＭＣと右車線位置ＬＲとの距離Ｒを検出するようになっている。
【００７１】
本実施形態では、自車両ＭＣからラインＰまでの距離として、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が設定されるようになっている。また、以下、前記所定距離Ｒor、Ｒolをオフセット距離Ｒor、Ｒolといい、範囲設定手段３は、これらのオフセット距離Ｒor、Ｒolを走行目標点設置範囲の設定のための基準となるデータとしてメモリ５に保存するようになっている。
【００７２】
前記図５では、設定された条件として自車両ＭＣが左右を車線位置ＬＲ、ＬＬで区画された走行レーンＬ１の中央を走行するという条件が設定された場合が示されている。この条件の場合、左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolは互いに等しくラインＰにおける道幅の半分の距離に設定され、左右のオフセット位置ＯＲ、ＯＬは走行レーンＬ１の中央の同一位置に設定される。
【００７３】
また、範囲設定手段３は、図６に示すように、車線検出手段２により検出された車線位置ＬＲ、ＬＬがカーブしている場合でも、同様にして左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolおよび左右のオフセット位置ＯＲ、ＯＬを設定し、オフセット距離Ｒor、Ｒolを走行目標点設置範囲の設定のための基準となるデータとしてメモリ５に保存するようになっている。
【００７４】
なお、図６では、設定された条件として自車両ＭＣが右車線位置ＬＲから特定距離離れた位置を走行するという条件が設定された場合を示している。この条件の場合、左右のオフセット位置ＯＲ、ＯＬは右車線位置ＬＲから前記特定距離だけ離れた同一位置に設定され、右オフセット距離Ｒorが前記特定距離に、また左オフセット距離ＲolはラインＰにおける道幅から前記特定距離を減じた差分の距離に設定される。
【００７５】
なお、本実施形態では、範囲設定手段３は、自車両の車線変更時や右左折時、或いは他の装置から中断指示があった場合などには走行目標点の設定が中断されるようになっている。そして、本装置による走行目標点の設定が再開された際に、前記と同様にして設定された条件に適合するようにオフセット距離Ｒor、Ｒol等が設定され、オフセット距離Ｒor、Ｒolが基準データとしてメモリ５に保存するようになっている。
【００７６】
範囲設定手段３は、各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左右の車線位置ＬＲ、ＬＬの情報に基づいて左右の車線位置ＬＲ、ＬＬと自車両ＭＣとを仮想的な実空間上に配置し、前記走行目標点設置範囲の設定のための基準となるデータであるオフセット距離Ｒor、Ｒolに基づいて自車両ＭＣ前方のラインＰ上において、右車線位置ＬＲおよび左車線位置ＬＬからそれぞれオフセット距離Ｒor、Ｒolだけ内側に離間した位置に左右のオフセット位置ＯＲ、ＯＬを設定するようになっている。
【００７７】
そして、範囲設定手段３は、このようにして各サンプリングサイクルごとに設定される右オフセット位置ＯＲから左オフセット位置ＯＬまでの範囲を走行目標点設定範囲として設定するようになっている。
【００７８】
装置の起動時や走行目標点設定の再開時などには、左右のオフセット位置ＯＲ、ＯＬは走行レーンＬ１上の同一位置に設定されるため、走行目標点設定範囲の幅は０になる。また、検出された左右の車線位置ＬＲ、ＬＬ間の道幅がずっと一定であるという理想的な状況においても走行目標点設定範囲の幅は０になる。
【００７９】
また、図７に示すように道幅が拡大する走行レーンＬ１において、範囲設定手段３が、図示しない自車両の前方のラインＰが図中Ｐ１で示される道幅が拡大する手前の領域にある段階で、ラインＰ１上に例えば道幅の半分の距離に等しい左右のオフセット距離Ｒor１、Ｒol１を基準データとして取り込んだとする。この段階では左右のオフセット位置ＯＲ１、ＯＬ１は走行レーンＬ１の中央の同一位置に設定され、走行目標点設定範囲の幅は０である。
【００８０】
さらに自車両が前進し、前方のラインＰが図中Ｐ２で示されるように道幅が拡大した領域に入ると、自車両前方のラインＰ２上で右車線位置ＬＲおよび左車線位置ＬＬからそれぞれ基準データとしてのオフセット距離Ｒor１、Ｒol１だけ内側に離間した位置に左右のオフセット位置ＯＲ１、ＯＬ１が設定される。そのため、左右のオフセット位置ＯＲ１、ＯＬ１はそれぞれ軌跡Ｌor１、Ｌol１をたどり、左右のオフセット位置ＯＲ１、ＯＬ１の間に幅が０より大きい走行目標点設定範囲ＬＩＭが設定される。
【００８１】
また、例えば図８に示すように走行レーンＬ１の道幅が減少する場合も同様である。すなわち、範囲設定手段３が図示しない自車両の前方のラインＰ３上で例えば道幅の半分の距離に等しい左右のオフセット距離Ｒor２、Ｒol２を基準データとして取り込んだとする。この段階では走行目標点設定範囲の幅は０である。
【００８２】
さらに自車両が前進して前方のラインＰが図中Ｐ４で示されるように道幅が縮小した領域に入ると、自車両前方のラインＰ４上で右車線位置ＬＲおよび左車線位置ＬＬからそれぞれ基準データとしてのオフセット距離Ｒor２、Ｒol２だけ内側に離間した位置に左右のオフセット位置ＯＲ２、ＯＬ２が設定される。そのため、左右のオフセット位置ＯＲ２、ＯＬ２はそれぞれ軌跡Ｌor２、Ｌol２をたどり、左右のオフセット位置ＯＲ２、ＯＬ２の間に幅が０より大きい走行目標点設定範囲ＬＩＭが設定される。なお、この場合、左右のオフセット位置ＯＲ２、ＯＬ２の左右の位置関係が逆転するが、処理上は何ら問題はない。
【００８３】
一方、本実施形態では、範囲設定手段３は、基準データである左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolをそれぞれ修正することができるようになっている。
【００８４】
本実施形態では、図７のラインＰ２上や図８のラインＰ４上のように、所定のサンプリングサイクルの期間中連続して走行目標点設定範囲ＬＩＭの幅が規定値以上であり、その期間中の走行目標点設定範囲ＬＩＭの幅のばらつきが所定の範囲内である場合には、自動的に基準データとしての左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolを設定された条件に適合するようにそれぞれ修正するようになっている。この他にも、例えば、他の装置から修正指示があった場合に基準データとしての左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolの修正を行うように構成することも可能である。
【００８５】
範囲設定手段３は、例えば、前記図７のラインＰ２上や図８のラインＰ４上に示したように、走行目標点設定範囲ＬＩＭの幅が規定値以上であり幅のばらつきが所定の範囲内である状態が所定期間連続した場合には、図９のラインＰ５上や図１０のラインＰ６上に示すように、設定された条件に適合するようにすなわち図９や図１０の場合には自車両が走行レーンＬ１の中央を走行するという条件に適合するように基準データである左右のオフセット距離Ｒor１、Ｒol１或いは図１０の場合は左右のオフセット距離Ｒor２、Ｒol２を修正する。
【００８６】
具体的には、新たな基準データとして拡大した道幅の半分の距離をそれぞれ左右のオフセット距離Ｒor３、Ｒol３を設定し、新たな左右のオフセット位置ＯＲ３、ＯＬ３を設定するようになっている。図１０の場合は新たな基準データとして拡大した道幅の半分の距離をそれぞれ左右のオフセット距離Ｒor４、Ｒol４を設定し、新たな左右のオフセット位置ＯＲ４、ＯＬ４を設定するようになっている。新たな左右のオフセット位置ＯＲ３、ＯＬ３やオフセット位置ＯＲ４、ＯＬ４はそれぞれ走行レーンＬ１上の同一位置に設定されるため、走行目標点設定範囲ＬＩＭの幅は再び０となる。
【００８７】
修正されて新たに設定された左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolは基準データとしてメモリ５に保存するようになっている。
【００８８】
なお、図７から図１０および後述する図１５では、左右の車線位置ＬＲ、ＬＬが位置固定された系内をサンプリングサイクルごとに自車両が前進してラインＰが移動するように表現されているが、範囲設定手段３が実際に設定する系は、自車両が原点に位置固定された系であり、サンプリングサイクルごとに左右の車線位置ＬＲ、ＬＬが自車両の後方に移動する。
【００８９】
本実施形態に係る範囲設定手段３は、さらに、基準データとしての左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolのいずれかが予め設定した規定距離よりも小さくなり、左右の車線位置ＬＲ、ＬＬのいずれかに接近している場合には、規定距離よりも小さいオフセット距離が規定距離以上になるようにオフセット距離を修正し、他方のオフセット距離も修正するようになっている。
【００９０】
具体的には、範囲設定手段３は、図１１（Ａ）に示すように、例えば右オフセット距離Ｒorが予め設定した規定距離Ｒboundよりも小さくなって右車線位置ＬＲに接近している場合には、図１１（Ｂ）に示すように、右オフセット距離Ｒorを規定距離Ｒbound以上になるように修正する。
【００９１】
一方、左オフセット距離Ｒolも修正するようになっている。この場合、左オフセット距離Ｒolは、例えば過去に検出している道幅から左オフセット距離Ｒolを減算した距離が一定距離未満になっている場合も同様に前記一定距離以上になるように修正される。
【００９２】
このようにして修正され新たに設定された左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolは基準データとしてメモリ５に保存するようになっている。また、このようにオフセット距離Ｒor、Ｒolを修正することで、後述するように走行目標点設定範囲ＬＩＭ内に設定される走行目標点を車線位置から規定距離Ｒbound以上内側に移動させることができ、走行目標点を基準に走行する自車両を車線位置の内側に移動させて隣接する走行レーンを走行する他の車両等との接触や衝突を確実に回避することが可能となる。
【００９３】
なお、このように左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolを１回のサンプリングサイクルで修正する代わりに、例えば、図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示すように、規定距離Ｒboundよりも小さくなっているオフセット距離を各サンプリングサイクルごとに除々に拡大し、他方のオフセット距離も除々に短縮して、走行目標点を走行レーンＬ１の中央に向かう方向に移動させるように修正することも可能である。この場合、各サンプリングサイクルごとの各オフセット距離の移動量は、固定値とすることも可変値とすることも可能である。
【００９４】
このようにオフセット距離Ｒor、Ｒolを修正すれば、走行目標点設定範囲ＬＩＭ内に設定される走行目標点を徐々に走行レーンＬ１の中央に向かう方向に移動させることができ、運転者に自車両が急激に走行レーンに引き戻されるような違和感を与えることを防止することが可能となる。
【００９５】
走行目標点設定手段４は、自車両の挙動が所定の目標挙動になるように自車両が走行すべき走行目標点を設定するための走行目標点設定位置を算出し、算出した走行目標点設定位置に走行目標点を設定するようになっている。また、走行目標点設定手段４は、算出した走行目標点設定位置が走行目標点設定範囲ＬＩＭの外に位置する場合は、算出した走行目標点設定位置を走行目標点設定範囲ＬＩＭ内に補正するようになっている。
【００９６】
本実施形態では、自車両の操舵角を現在の操舵角より大きくしないことを自車両の目標挙動とし、さらに、自車両から前方に延びる自車両の中心線と自車両前方のラインＰとの交点からの走行目標点の偏差が前回のサンプリングサイクルにおける偏差を維持する位置を走行目標点設定位置として算出するようになっている。
【００９７】
具体的には、走行目標点設定手段４は、図１３に示すように、各サンプリングサイクルごとに、通常Ｚ軸で示される自車両の中心線ＬｃとラインＰとの交点Ｐｉの座標を算出する。そして、そのサンプリングサイクルで設定した走行目標点ＧＰの座標を算出して、交点Ｐｉと走行目標点ＧＰとの偏差Ｒp-gを算出しメモリ５に記憶させる。この作業をサンプリングサイクルごとに行う。
【００９８】
そして、走行目標点設定手段４は、今回のサンプリングサイクルにおいては、メモリ５から前回のサンプリングサイクルにおける偏差Ｒp-gを読み出して、今回のラインＰと自車両の中心線Ｌｃとの交点Ｐｉから前回の偏差Ｒp-g分だけ離間した位置を走行目標点設定位置として算出し、走行目標点設置位置に走行目標点ＧＰを設定するようになっている。
【００９９】
このようにして走行目標点ＧＰを算出することで、自車両の操舵角が維持されるようになり、自車両の操舵角を現在の操舵角より大きくしないことの目標挙動が満たされる。
【０１００】
また、図１４の拡大図に示すように、今回のラインＰと自車両の中心線Ｌｃとの交点Ｐｉから前回の偏差Ｒp-g分だけ離間した位置Ｐerrが走行目標点設定範囲ＬＩＭの範囲外となる場合には、走行目標点設定手段４は、走行目標点設置範囲ＬＩＭ内の点で位置Ｐerrに最も近い点、すなわち図１４の場合には右オフセット位置ＯＲを走行目標点設定位置とするように、算出した走行目標点設定位置を補正し、補正した走行目標点設置位置に走行目標点ＧＰを設定するようになっている。
【０１０１】
このように、算出した走行目標点設定位置が走行目標点設定範囲ＬＩＭの外に位置する場合には、走行目標点設定範囲内で、自車両の挙動すなわち操舵角の変化が最も小さくなる位置に走行目標点ＧＰが設定される。
【０１０２】
なお、自車両の操舵角を現在の操舵角より大きくしないことの目標挙動としては、この他にも、例えば、今回のサンプリングサイクルにおける自車両の位置が、前々回および前回のサンプリングサイクルにおけるそれぞれの自車両の実空間上の位置を結んだ直線上になるように走行目標点設定位置を算出するようにしても満たされる。この場合には、自車両の操舵角が現在の操舵角より小さくなるように変化する。
【０１０３】
また、今回のサンプリングサイクルにおける自車両のヨーレートが、前回のサンプリングサイクルにおけるヨーレートに等しくなるように走行目標点設定位置を算出するようにしても良い。さらに、前回以前のサンプリングサイクルにて設定した各走行目標点ＧＰの位置から近似曲線を算出し、算出した近似曲線の延長線と今回のラインＰとの交点を走行目標点設定位置として算出しても良い。
【０１０４】
また、自車両の操舵角が現在までの操舵角の変化率を維持することを目標挙動とするようにしても良い。
【０１０５】
この場合、本実施形態のように各サンプリングサイクルごとに算出した偏差Ｒp-gをメモリ５に保存しておき、メモリ５から読み出した偏差Ｒp-gに基づいて前回以前の所定回数の偏差Ｒp-gの変化率を算出し、前回のサンプリングサイクルにおける偏差Ｒp-gからその変化率分拡大し或いは減少させて今回のサンプリングサイクルにおける偏差Ｒp-gを算出するように構成する。
【０１０６】
なお、前記のいずれの場合も、図１４に示した本実施形態の場合と同様に、算出した走行目標点設定位置が走行目標点設定範囲ＬＩＭの範囲外となる場合には、走行目標点設置範囲ＬＩＭ内の点で算出した走行目標点位置に最も近い点が正しい走行目標点設定位置として補正され、その補正した走行目標点設置位置に走行目標点ＧＰが設定される。
【０１０７】
また、走行目標点設定手段４は、車線検出手段２が左右の車線位置ＬＲ、ＬＬのうち片側の車線位置しか検出できなかった場合には、前記基準となるオフセット距離Ｒor、Ｒolのうち検出できた方の車線位置に対応するオフセット距離を用いて走行目標点ＧＰを設定するようになっている。
【０１０８】
すなわち、走行目標点設定手段４は、前方のラインＰ上の検出できた車線位置からオフセット距離離間した位置を走行目標点設定位置として算出し、そこに走行目標点ＧＰを設定するようになっている。
【０１０９】
走行目標点設定手段４は、以上のようにして設定した走行目標点ＧＰの座標等の情報を出力するようになっている。
【０１１０】
次に、本実施形態に係る走行目標点設定装置１の作用について説明する。
【０１１１】
以下、車線検出手段２により、前記従来例で示した図２３のような右車線位置ＬＲおよび左車線位置ＬＬが検出された場合について説明する。
【０１１２】
走行目標点設定装置１の範囲設定手段３は、図１５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と自車両ＭＣを仮想的な実空間上に配置する。
【０１１３】
そして、自車両ＭＣ前方のラインＰ７上において、設定された条件に適合するようにオフセット距離Ｒor、Ｒolを設定し、右車線位置ＬＲおよび左車線位置ＬＬからそれぞれオフセット距離Ｒor、Ｒolだけ内側に離間した位置に左右のオフセット位置ＯＲ、ＯＬを設定する。オフセット距離Ｒor、Ｒolはそれぞれ基準データとしてメモリ５に保存される。
【０１１４】
ラインＰ７上では左右のオフセット位置ＯＲ、ＯＬは例えば走行レーンＬ１の中央の同一位置に設定される。この場合、走行目標点設定手段４は、ラインＰ７上では、算出した走行目標点設定位置が走行目標点設定範囲ＬＩＭ外に位置する場合には走行目標点設定位置を幅０の走行目標点設定範囲ＬＩＭ内に補正するから、結局、オフセット位置ＯＲ、ＯＬと同一の位置に走行目標点ＧＰを設定する。
【０１１５】
自車両ＭＣがさらに前進し、前方のラインＰが図中Ｐ８で示される左車線位置ＬＬが左側に膨らんで検出されている領域に入ると、左車線位置ＬＬから左オフセット距離Ｒolだけ離間した左オフセット位置ＯＬが左側に移動した位置に設定される。一方、右車線ＬＲは真っ直ぐのままであるから右オフセット位置ＯＲは左右方向には移動しない。そのため、左オフセット位置ＯＬと右オフセット位置ＯＲとの間に幅が０ではない走行目標点設定範囲ＬＩＭが設定される。
【０１１６】
走行目標点設定手段４は、本実施形態の場合は自車両の操舵角を現在の操舵角より大きくしないように、メモリ５から前回のサンプリングサイクルにおける偏差Ｒp-gを読み出して、今回のラインＰ８と自車両の中心線Ｌｃとの交点Ｐｉから前回の偏差Ｒp-g分だけ離間した位置を走行目標点設定位置として算出する。
【０１１７】
図１５の場合、前回のサンプリングサイクルでは走行目標点ＧＰは自車両ＭＣの中心線の真正面にあったから偏差Ｒp-gは０である。そのため、今回のラインＰ８と自車両の中心線の交点の位置が走行目標点設定位置として算出される。ラインＰ８と自車両の中心線の交点の位置は右オフセット位置ＯＲであり走行目標点設定範囲ＬＩＭ内である。
【０１１８】
従って、右オフセット位置ＯＲと同一の位置に走行目標点ＧＰが設定される。すなわち、走行目標点ＧＰはそれまでの走行目標点ＧＰの軌跡であるラインＬgpの延長線上に設定される。以後も、走行目標点ＧＰは軌跡ラインＬgpの延長線上に設定され続ける。
【０１１９】
続いて、自車両ＭＣがさらに前進し、前方のラインＰが図中Ｐ９で示される左車線位置ＬＬが元の位置に戻り右車線位置ＬＲが右側に膨らんで検出されている領域に入ると、今度は左オフセット位置ＯＬはラインＰ７上における位置に戻り、右車線位置ＬＲから右オフセット距離Ｒorだけ離間した右オフセット位置ＯＲが右側に移動した位置に設定される。そのため、左オフセット位置ＯＬと右オフセット位置ＯＲとの間に幅が０ではない走行目標点設定範囲ＬＩＭが設定される。
【０１２０】
走行目標点設定手段４は、自車両の操舵角を現在の操舵角より大きくしないようにメモリ５から前回のサンプリングサイクルにおける偏差Ｒp-gを読み出すが、この場合も、前回のサンプリングサイクルでは走行目標点ＧＰは自車両ＭＣの中心線の真正面にあったから偏差Ｒp-gは０である。そのため、今回のラインＰ９と自車両の中心線の交点の位置が走行目標点設定位置として算出される。
【０１２１】
ラインＰ９と自車両の中心線の交点の位置は左オフセット位置ＯＬであり走行目標点設定範囲ＬＩＭ内である。従って、今度は左オフセット位置ＯＬと同一の位置に走行目標点ＧＰが設定される。すなわち、走行目標点ＧＰはやはりそれまでの走行目標点ＧＰの軌跡であるラインＬgpの延長線上に設定される。
【０１２２】
以下、同様にして、ラインＰ１０では走行目標点設定範囲ＬＩＭ内の右オフセット位置ＯＲの同一の位置、ラインＰ１１では走行目標点設定範囲ＬＩＭ内の左オフセット位置ＯＬの同一の位置、ラインＰ１２では幅０の走行目標点設定範囲ＬＩＭ内の同一の位置にある左右のオフセット位置ＯＲ、ＯＬの位置にそれぞれ走行目標点ＧＰが設定される。そして、それらの走行目標点ＧＰは、すべて滑らかなラインＬgp上に設定される。
【０１２３】
以上のように、本実施形態に係る走行目標点設定装置１によれば、従来例のように左右の車線位置等を基準として自車両前方のライン上に走行目標点を直接設定するのではなく、それらを基準として走行目標点を設定するための範囲である走行目標点設定範囲を設定する。また、走行目標点設定範囲は左右のオフセット距離を基準として設定される。
【０１２４】
さらに、走行目標点は、自車両の挙動が目標となる挙動となる走行目標点設定位置を算出し、算出した走行目標点設定位置に設定される。そして、算出した走行目標点設定位置が走行目標点設定範囲の外に位置する場合は、走行目標点設定位置を走行目標点設定範囲内の位置に補正する。
【０１２５】
このように、走行目標点が、自車両の挙動が目標挙動となるように設定されるとともにオフセット距離に厳格に区画された走行目標点設定範囲内に常に設定されるから、車両の逸脱回避制御や車線追従制御における基準を的確に設定することが可能となる。
【０１２６】
また、従来例のように不安定に検出された車線位置や走行レーンの中央にそって走行目標点が左右に移動して自車両の走行が蛇行することを回避することが可能となり、自車両が走行レーン内を滑らかに安定性良く走行できるように制御することが可能となる。
【０１２７】
また、走行目標点設定範囲を区画する基準となるオフセット距離を修正できるように構成すれば、例えば走行レーンの道幅が拡大したり減少したりする場合にオフセット距離の修正を行うことで、設定された条件に適合するように走行目標点の設定位置を限定することが可能となり、より的確に走行目標点を設定することが可能となる。
【０１２８】
さらに、オフセット距離が小さく一方の車線位置に接近した位置に走行目標点が設定されてしまう場合に、走行レーンの中央に向かう方向にオフセット距離を修正することで、自車両を車線位置の内側に移動させて隣接する走行レーンを走行する他の車両等との接触や衝突を確実に回避することが可能となり、走行の安全性が確保される。
【０１２９】
［第２の実施の形態］
第２の実施形態では、前記第１の実施形態に係る走行目標点設定装置１を用いた車線追従支援装置について説明する。本実施形態に係る車線追従支援装置は、車線追従制御を常時行いながら運転者の好みに合わせて走行レーン内での走行位置を変更可能とするものである。
【０１３０】
車線追従支援装置１０は、図１６に示すように、前記走行目標点設定装置１と制御装置１１とを備えている。走行目標点設定装置１は、検出した左右の車線位置ＬＲ、ＬＬの座標や設定した走行目標点の座標等の情報を制御装置１１に送信するようになっている。また、制御装置１１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Ｂが接続されており、制御装置１１は、応動部Ｂ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。
【０１３１】
走行目標点設定装置１は、装置の起動時や走行目標点設定の中断後の再開時等には、第１の実施形態で述べたように、設定された条件に適合するようにオフセット距離Ｒor、Ｒolを基準データとして取り込み、それに基づいて走行目標点ＧＰを設定するようになっている。
【０１３２】
また、自車両の操舵角を現在の操舵角より大きくしないことを自車両の目標挙動とし、自車両から前方に延びる自車両の中心線と自車両前方のラインＰとの交点からの走行目標点の偏差が前回のサンプリングサイクルにおける偏差を維持する位置を走行目標点設定位置として算出し、走行目標点ＧＰを設定することは前記第１の実施形態の場合と同様である。
【０１３３】
制御装置１１は、制御手段１２と、演算手段１３と、応動部制御手段１４と、計測手段１５とを備えている。また、制御装置１１には、前記第１の実施形態で述べたセンサ類Ａが図示しないＩ／Ｏインターフェースを介して接続されており、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、ヨーレートγ等が入力されるようになっている。
【０１３４】
制御手段１２は、制御装置１１の前記各手段の動作タイミングや各部間の情報の流れを制御するとともに、走行目標点設定装置１の動作を制御するようになっている。
【０１３５】
また、制御手段１２は、装置の起動時や走行目標点設定の中断後の再開時等に、走行目標点設定装置１が設定された条件に適合するようにオフセット距離Ｒor、Ｒolを基準データとして取り込み、それに基づいて走行目標点ＧＰを設定することを許容する。そして、通常の走行時には基準データとしてのオフセット距離Ｒor、Ｒolに基づいて設定され送信されてきた走行目標点ＧＰの情報に基づいて演算手段１３や応動部制御手段１４の動作を制御するようになっている。
【０１３６】
また、制御手段１２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、運転者による操舵行為の介入があった場合には、操舵行為が継続している間およびその後の所定の期間については、運転者の操舵に合わせて走行目標点ＧＰの設定位置を更新するように走行目標点設定装置１に更新信号を送信するようになっている。
【０１３７】
具体的には、制御手段１２は、操舵トルクセンサから入力される操舵トルクＴHが、図１７（Ａ）に示すように予め設定された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ようになっている。制御手段１２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１５であるカウンタに、前記所定の期間すなわち規定時間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。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ミリ秒であればカウント３０がセットされ、１サンプリングサイクルの所要時間が１０ミリ秒であればカウント３００セットされるカウントは３００となる。
【０１３８】
さらに、制御手段１２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１５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。しかし、制御手段１２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１５にセットし続けるから、カウンタ１５のカウントは、図１７（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。
【０１３９】
制御手段１２は、運転者による操舵行為の介入があったと判断すると、走行目標点設定装置１に更新信号を送信し、カウンタ１５のカウントが０になるまで、すなわち運転者による操舵行為の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の間、走行目標点設定装置１に更新信号を送信し続けるようになっている。
【０１４０】
走行目標点設定装置１の範囲設定手段３は、制御装置１１の制御手段１２から更新信号を受信する間、基準データとしての左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolの設定を解除し、検出される自車両ＭＣと右車線位置ＬＲとの距離Ｒと一致するように右オフセット距離Ｒorを修正し、自車両ＭＣ前方のラインＰにおける道幅から右オフセット距離Ｒorを減じた差分を左オフセット距離Ｒolとして設定するようになっている。
【０１４１】
つまり、制御装置１１の制御手段１２から更新信号を受信する間、すなわち運転者による操舵行為の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の間は、走行目標点ＧＰは、自車両前方のラインＰ上で右車線位置ＬＲから距離Ｒだけ離れた位置に設定されるようにオフセット距離Ｒor、Ｒolが修正される。そして、自車両ＭＣと右車線位置ＬＲとの距離Ｒが変わると走行目標点ＧＰの左右方向の位置も変わる。
【０１４２】
走行目標点設定装置１は、制御装置１１の制御手段１２から更新信号が送信されている間も各サンプリングサイクルごとに走行目標点ＧＰの設定を続行し、その座標を各サンプリングサイクルごとに制御装置１１に送信し続ける。また、走行目標点設定装置１は、制御装置１１の制御手段１２からの更新信号の送信がなくなると、その直前のサンプリングサイクルにおける左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolを基準データとして設定して保存し、以後は、制御装置１１から後述する修正信号が送信されるまで、その左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolを修正せずに基準データとして用いるようになっている。
【０１４３】
なお、前記図１１や図１２に示した走行目標点設定装置１におけるオフセット距離の修正、すなわち左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolのいずれかが規定距離Ｒboundよりも小さくなり走行目標点ＧＰが車線位置ＬＲ、ＬＬに接近している場合のオフセット距離の修正は随時行われる。
【０１４４】
また、制御装置１１の制御手段１２は、前記図９や図１０に示したように、走行目標点設定範囲ＬＩＭの幅が規定値以上であり幅のばらつきが所定の範囲内である状態が所定期間連続した場合には、走行目標点設定装置１に修正信号を送信するようになっている。
【０１４５】
走行目標点設定装置１の範囲設定手段３は、制御装置１の制御手段１２から修正信号を受信すると、図９や図１０に示したように、設定された条件に適合するように基準データである左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolを修正するようになっている。
【０１４６】
演算手段１３は、走行目標点設定装置１により走行目標点ＧＰが設定されると、図１８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。
【０１４７】
また、演算手段１３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。
【０１４８】
応動部制御手段１４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。そして、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。
【０１４９】
さらに、応動部制御手段１４は、操舵角センサで実測される実操舵角δreが、演算手段１３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。
【０１５０】
応動部制御手段１４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Ｂ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。
【０１５１】
演算手段１３による目標操舵角δestの算出および応動部制御手段１４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。
【０１５２】
なお、制御手段１２は、走行目標点設定装置１から車線位置ＬＲ、ＬＬの情報が送信されてこない場合や自車両が右左折や車線変更をする場合、自車両が車線を跨ぐ状態が継続される場合、ステアリングホイールの過大な操舵行為があった場合等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。この場合、制御手段１２は、制御装置１１の各手段の動作を停止するとともに、走行目標点設定装置１に中断信号を送信して、範囲設定や走行目標点設定を中断させる。
【０１５３】
以上のように、本実施形態に係る車線追従支援装置１０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、走行目標点設定装置１の作用によって左右のオフセット距離を基準として走行目標点設定範囲が設定され、自車両の挙動が目標挙動となるように設定されるとともにオフセット距離に区画された走行目標点設定範囲内に常に設定されるため、車線追従制御における基準が的確に設定され、自車両が走行レーン内を滑らかに安定性良く走行できるように制御することが可能となる。
【０１５４】
また、自車両の軌道を修正すべく運転者により操舵行為の介入が行われた場合には、車線追従制御を継続しつつ、走行目標点の位置を自車両との距離Ｒの変動に合わせて更新する。そのため、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、スムーズに自分の好みにあわせて自車両の軌道の修正等を行うことが可能となる。
【０１５５】
なお、前記第１の実施形態に係る走行目標点設定装置１を用いた車線追従支援装置を、本実施形態のように運転者の好みに合わせて走行レーン内での走行位置を変更可能とするものではなく、例えば、走行レーンの中央に固定された位置を走行する車線追従支援装置とすることも可能である。この場合、車線追従支援装置を構成する走行目標点設定装置１では、基準データとしての左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolは取り込みの段階から互いに等しい値になるように設定され、修正される際にも互いに等しい値になるように修正される。
【０１５６】
また、前記図９や図１０に示したように、走行目標点設定範囲ＬＩＭの幅が規定値以上であり幅のばらつきが所定の範囲内である状態が所定期間連続した場合に、車線追従支援装置を構成する制御装置から走行目標点設定装置１に修正信号を送信し、走行目標点設定装置１が修正信号を受信すると、図９や図１０に示したように、設定された条件に適合するように基準データである左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolを修正することは前記第２の実施形態と同様に行われる。
【０１５７】
［第３の実施の形態］
第３の実施形態では、前記第１の実施形態に係る走行目標点設定装置１を用いた車線逸脱防止装置について説明する。本実施形態に係る車線逸脱防止装置は、自車両が車線を逸脱する可能性があると判定した場合に、逸脱回避制御を作動させて自動的に車両を走行中の走行レーンに引き戻すものである。
【０１５８】
車線逸脱防止装置２０は、図１９に示すように、前記走行目標点設定装置１と制御装置２１とを備えている。走行目標点設定装置１は、検出した左右の車線位置ＬＲ、ＬＬの座標や設定した走行目標点の座標等の情報を制御装置２１に送信するようになっている。また、制御装置２１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Ｂが接続されており、制御装置２１は、応動部Ｂ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。
【０１５９】
制御装置２１は、制御手段２２と、走行軌跡推定手段２３と、逸脱判定手段２４と、演算手段２５と、応動部制御手段２６と、計測手段２７とを備えている。また、制御装置２１には、前記第１の実施形態で述べたセンサ類Ａが図示しないＩ／Ｏインターフェースを介して接続されており、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、ヨーレートγ等が入力されるようになっている。
【０１６０】
制御手段２２は、制御装置２１の前記各手段の動作タイミングや各部間の情報の流れを制御するとともに、走行目標点設定装置１の動作を制御するようになっている。なお、本実施形態に係る車線逸脱防止装置２０では、制御手段２２は、走行目標点設定装置１の車線検出手段２は常時作動させるが、範囲設定手段３および走行目標点設定手段４については自車両が車線を逸脱する可能性があると判定した場合に限り作動させるようになっている。
【０１６１】
走行軌跡推定手段２３は、仮想的に実空間を設定し、走行目標点設定装置１から常時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左右の車線位置ＬＲ、ＬＬと自車両ＭＣを実空間上に配置するようになっている。また、走行軌跡推定手段２３は、センサ類Ａ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。
【０１６２】
逸脱判定手段２４は、走行軌跡推定手段２３により算出された走行軌跡Ｌestと、自車両の車幅と、左右の車線位置ＬＲ、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。
【０１６３】
具体的には、逸脱判定手段２４は、図２０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、走行軌跡推定手段２３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。
【０１６４】
また、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。
【０１６５】
この状態で、逸脱判定手段２４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。逸脱判定手段２４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。
【０１６６】
そして、逸脱判定手段２４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。逸脱判定手段２４は、以上のようにして自車両ＭＣが車線を逸脱する可能性があると判定すると、回避信号を制御手段２２に送信する。
【０１６７】
制御手段２２は、逸脱判定手段２４から回避信号を受信すると、走行目標点設定装置１に回避信号を送信して範囲設定手段２と走行目標点設定手段３を起動させる。また、計測手段２７であるカウンタに予め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。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。
【０１６８】
また、制御手段２２は、各サンプリングサイクルごとにカウンタ２７のカウントを１ずつ減算させるようになっており、カウントが０になるまで走行目標点設定装置１に回避信号を送信し続けるようになっている。
【０１６９】
走行目標点設定装置１は、制御手段２２から回避信号を受信すると、その間、範囲設定手段３と走行目標点設定手段４を起動させる。
【０１７０】
範囲設定手段３は、設定された条件に適合するようにオフセット距離Ｒor、Ｒolを基準データとして取り込む。本実施形態では、前記条件として、図２１に示すように、起動時には自車両ＭＣが逸脱する可能性があ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左右のオフセット位置ＯＲ、ＯＬが設定されるようにオフセット距離Ｒor、Ｒolを設定する。また、各サンプリングサイクルごとに自車両ＭＣが逸脱する可能性がある方の車線位置に対応するオフセット距離を一定量ずつ増大させ、他方のオフセット距離を同じ量ずつ減少させるように設定されている。
【０１７１】
図２１に示した例では、自車両ＭＣが逸脱する可能性がある方の車線位置とは右車線位置ＬＲであり、各サンプリングサイクルごとにオフセット距離Ｒorを一定量ずつ増大させ、オフセット距離Ｒolを同じ量ずつ減少させる。
【０１７２】
走行目標点設定手段４は、自車両が走行すべき走行目標点ＧＰを設定するための走行目標点設定位置を算出し、算出した走行目標点設定位置に走行目標点ＧＰを設定する。そして、算出した走行目標点設定位置が走行目標点設定範囲ＬＩＭ外に位置する場合は、算出した走行目標点設定位置を走行目標点設定範囲ＬＩＭ内に補正し、補正した走行目標点設定位置に走行目標点ＧＰを設定する。
【０１７３】
前記条件の場合、起動時には左右のオフセット位置ＯＲ、ＯＬは同一の位置に設定されるから走行目標点設定範囲ＬＩＭの幅は０であり、走行目標点ＧＰはオフセット位置ＯＲ、ＯＬは同一の位置に設定される。また、各サンプリングサイクルごとのオフセット距離Ｒor、Ｒolの増加、減少の際、道幅が一定であればオフセット位置ＯＲ、ＯＬは同一の位置に設定されるから同様に走行目標点ＧＰはオフセット位置ＯＲ、ＯＬは同一の位置に設定される。
【０１７４】
しかし、道幅の拡大、縮小等で走行目標点設定範囲ＬＩＭの幅が０より大きくなる場合には、走行目標点設定範囲ＬＩＭ内の自車両の操舵角が現在の操舵角より大きく変化しない位置に走行目標点設定位置が算出され、走行目標点ＧＰが設定されることは前記第１の実施形態の場合と同様である。
【０１７５】
また、各サンプリングサイクルごとのオフセット距離Ｒor、Ｒolの増加、減少の際、走行目標点設定範囲ＬＩＭの幅が規定値以上であり幅のばらつきが所定の範囲内である状態が所定期間連続した場合には、左右のオフセット距離Ｒor、Ｒolが修正される。
【０１７６】
このようにして、設定された走行目標点ＧＰの情報は制御装置２１に各サンプリングサイクルごとに送信される。
【０１７７】
演算手段２５が設定された走行目標点ＧＰに基づいて各サンプリングサイクルごとに走行ラインＬを決定し、応動部制御手段２６がそれに基づいて制御指示トルク電流Ｉｔを算出して、応動部Ｂ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ことは、第２の実施形態の場合と同様である。
【０１７８】
以上のように、本実施形態に係る車線逸脱防止装置２０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を車線に近い位置に設定し、徐々に走行レーンの中央側に移動させるため、図２２に示すように、ステアリングホイールが緩やかに転舵され、自車両のヨーレートや操舵トルクが緩やかに変化しながら自車両が走行レーンの中央側に引き戻されるようになる。そのため、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。
【０１７９】
また、逸脱回避制御の制御動作中に例えば道幅が拡大、縮小するなどして、走行目標点設定範囲の幅が０より大きくなっても、走行目標点設定装置の作用によって自車両の挙動が目標挙動となるように走行目標点が設定されるとともにオフセット距離に区画された走行目標点設定範囲内に常に設定されるため、自車両が走行レーン内を滑らかに安定性良く走行できるように制御することが可能となる。
【０１８０】
なお、前記第２の実施形態に係る車線追従支援装置と第３の実施形態に係る車線逸脱防止装置とを組み合わせて実施することも可能である。また、車線追従制御や逸脱回避制御を行っている旨を表示させ、或いは音声によって運転者に知らせるための表示装置を設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】第１の実施形態に係る走行目標点設定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の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】実空間上に特定される車線位置、自車両、オフセット距離およびオフセット位置を表す図である。
【図６】実空間上に特定される車線位置、自車両、オフセット距離およびオフセット位置を表す図である。
【図７】道幅が拡大する走行レーンにおけるオフセット距離、オフセット位置および走行目標点設定範囲を表す図である。
【図８】道幅が減少する走行レーンにおけるオフセット距離、オフセット位置および走行目標点設定範囲を表す図である。
【図９】道幅が拡大する走行レーンにおけるオフセット距離の修正を説明する図である。
【図１０】道幅が減少する走行レーンにおけるオフセット距離の修正を説明する図である。
【図１１】オフセット距離が規定距離より小さくなった場合のオフセット距離の修正を説明する図であり（Ａ）は修正前、（Ｂ）は修正後を表す。
【図１２】オフセット距離が規定距離より小さくなった場合のオフセット距離の修正を説明する図であり（Ａ）は修正前、（Ｂ）は修正途中、（Ｃ）は修正後を表す。
【図１３】走行目標点設定範囲内に設定される走行目標点を表す図である。
【図１４】走行目標点設定範囲内に設定される走行目標点を表す図である。
【図１５】不安定に検出された走行レーン内に設定される走行目標点の軌跡を表す図である。
【図１６】第２の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１７】（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１８】決定された走行ラインを表す図である。
【図１９】第３の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２０】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２１】走行目標点設定装置の範囲設定手段の起動時に設定されるオフセット距離を表す図である。
【図２２】第３の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２３】不安定に検出された左右の車線位置を表す図である。
【図２４】図２３の車線位置の中央を走行する場合に設定される走行目標点の軌跡を表す図である。
【図２５】図２３の右車線位置に沿って走行する場合に設定される走行目標点の軌跡を表す図である。
【符号の説明】
【０１８２】
１  走行目標点設定装置
２  車線検出手段
３  範囲設定手段
４  走行目標点設定手段
１０  車線追従支援装置
１１  制御装置
２０  車線逸脱防止装置
２１  制御装置
γ  ヨーレート
Ｔ  基準画像
ＬＲ、ＬＬ  車線位置
ＭＣ  自車両
ＧＰ  走行目標点
Ｒ  距離
Ｒor、Ｒol  オフセット距離
ＯＲ、ＯＬ  オフセット位置
Ｌ１  走行レーン
ＬＩＭ  走行目標点設定範囲
Ｒbound  規定距離
Ｌｃ  自車両の中心線
Ｐｉ  交点
Ｒp-g  偏差
Ｂ  応動部
Ｔtotal  期間
【図１】
2007261449.tif 000003
【図２】
2007261449.tif 000004
【図３】
2007261449.tif 000005
【図４】
2007261449.tif 000006
【図５】
2007261449.tif 000007
【図６】
2007261449.tif 000008
【図７】
2007261449.tif 000009
【図８】
2007261449.tif 000010
【図９】
2007261449.tif 000011
【図１０】
2007261449.tif 000012
【図１１】
2007261449.tif 000013
【図１２】
2007261449.tif 000014
【図１３】
2007261449.tif 000015
【図１４】
2007261449.tif 000016
【図１５】
2007261449.tif 000017
【図１６】
2007261449.tif 000018
【図１７】
2007261449.tif 000019
【図１８】
2007261449.tif 000020
【図１９】
2007261449.tif 000021
【図２０】
2007261449.tif 000022
【図２１】
2007261449.tif 000023
【図２２】
2007261449.tif 000024
【図２３】
2007261449.tif 000025
【図２４】
2007261449.tif 000026
【図２５】
2007261449.tif 000027