(57)【要約】【課題】ヘッドライトのような照明手段の照明方向を適切に制御することで、道路区画線の画像認識精度を向上させることができる車両走行補助装置の提供。【解決手段】本発明による車両走行補助装置は、車両前方の道路を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像画像から画像認識された道路区画線に基づいて、車両が車線を維持して走行するように制御するレーンキープ制御手段と、車両前方を照明する照明手段であって、照明方向を電子制御可能な照明手段と、前記レーンキープ制御手段によりレーンキープ制御が実行される場合に、車両の走行車線に係る道路区画線の位置に基づいて、前記照明手段の照明方向を制御する照明方向制御手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図３
2009179256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前方の道路を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像画像から画像認識された道路区画線に基づいて、車両が車線を維持して走行するように制御するレーンキープ制御手段と、
車両前方を照明する照明手段であって、照明方向を電子制御可能な照明手段と、
前記レーンキープ制御手段によりレーンキープ制御が実行される場合に、車両の走行車線に係る道路区画線の位置に基づいて、前記照明手段の照明方向を制御する照明方向制御手段とを備えることを特徴とする、車両走行補助装置。
【請求項２】
前記照明手段は、少なくとも左右方向に照明方向が電子制御可能であり、
前記照明方向制御手段は、車両前方にカーブ路が接近している場合には、該カーブ路における車両の走行車線に係る道路区画線が照明されるように前記照明手段の照明方向を制御する、請求項１に記載の車両走行補助装置。
【請求項３】
前記照明方向制御手段は、車両の走行車線を画成する左右両側の道路区画線間の左右方向の中間位置と、車両の進行方向との関係に基づいて、前記照明手段の照明方向を制御する、請求項２に記載の車両走行補助装置。
【請求項４】
前記照明方向制御手段は、車両前方所定距離における前記中間位置の車両進行方向に対する距離Ｌであって、車両進行方向に対して直角な方向の距離Ｌに基づいて、前記照明手段の照明方向を制御する、請求項３に記載の車両走行補助装置。
【請求項５】
前記照明方向制御手段は、車両前方所定距離における前記中間位置の方向に、前記照明手段の照明方向が向くように、前記照明手段の照明方向を制御する、請求項３に記載の車両走行補助装置。
【請求項６】
前記照明手段は、少なくとも上下方向に照明方向が電子制御可能であり、
前記照明方向制御手段は、車両前方にカーブ路が検出されない場合には、車両前方に接近するカーブ路が検出された場合に比べて前記照明手段の照明方向を上向きにする、請求項１に記載の車両走行補助装置。
【請求項７】
車両前方の先行車両から所定の位置関係で車両位置を維持する追従走行制御手段を更に備え、
前記照明手段は、少なくとも上下方向に照明方向が電子制御可能であり、
前記照明方向制御手段は、前記追従走行制御手段により追従走行制御が実行される場合であって、先行車両との車間が所定値以上である場合には、前記照明手段の照明方向を上向きにする、請求項１に記載の車両走行補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像手段の撮像画像から画像認識された道路区画線に基づいてレーンキープ制御を実行する車両走行補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レンズと撮像素子により撮像された画像に基づいて道路上の白線を認識する画像処理部と、前記画像処理部の認識結果を、通信部を介して他の制御装置に送信する制御部とを有する画像処理カメラ装置において、前記制御部は、前記ヘッドライトに対して上向き又は下向きの作動要求を送信する構成であり、前記画像処理部が道路上の白線を認識できない場合において、対向車を認識したときは前記ヘッドライトの制御装置に上向きの作動要求を送信し、対向車を認識しない場合には前記ヘッドライトの制御装置に下向きの作動要求を送信することを特徴とする画像処理カメラ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−７３０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、冒頭に述べた種の車両走行補助装置においては、夜間等のような周囲が暗い環境では、撮像手段の撮像画像中の道路区画線の特徴点を抽出し難くなり、画像認識精度が悪化する虞がある。特に車両前方にカーブ路が検出される状況下では、ヘッドライトがカーブ路の道路区画線を十分に照明できない虞がある。
【０００４】
そこで、本発明は、ヘッドライトのような照明手段の照明方向を適切に制御することで、道路区画線の画像認識精度を向上させることができる車両走行補助装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第１の発明に係る車両走行補助装置は、車両前方の道路を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像画像から画像認識された道路区画線に基づいて、車両が車線を維持して走行するように制御するレーンキープ制御手段と、
車両前方を照明する照明手段であって、照明方向を電子制御可能な照明手段と、
前記レーンキープ制御手段によりレーンキープ制御が実行される場合に、車両の走行車線に係る道路区画線の位置に基づいて、前記照明手段の照明方向を制御する照明方向制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明に係る車両走行補助装置において、
前記照明手段は、少なくとも左右方向に照明方向が電子制御可能であり、
前記照明方向制御手段は、車両前方にカーブ路が接近している場合には、該カーブ路における車両の走行車線に係る道路区画線が照明されるように前記照明手段の照明方向を制御することを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は、第２の発明に係る車両走行補助装置において、
前記照明方向制御手段は、車両の走行車線を画成する左右両側の道路区画線間の左右方向の中間位置と、車両の進行方向との関係に基づいて、前記照明手段の照明方向を制御することを特徴とする。
【０００８】
第４の発明は、第３の発明に係る車両走行補助装置において、
前記照明方向制御手段は、車両前方所定距離における前記中間位置の車両進行方向に対する距離Ｌであって、車両進行方向に対して直角な方向の距離Ｌに基づいて、前記照明手段の照明方向を制御することを特徴とする。尚、車両前方所定距離とは、一定値であってもよいし、車速に応じて可変とされる可変値であってもよい。
【０００９】
第５の発明は、第３の発明に係る車両走行補助装置において、
前記照明方向制御手段は、車両前方所定距離における前記中間位置の方向に、前記照明手段の照明方向が向くように、前記照明手段の照明方向を制御することを特徴とする。尚、車両前方所定距離とは、一定値であってもよいし、車速に応じて可変とされる可変値であってもよい。
【００１０】
第６の発明は、第１の発明に係る車両走行補助装置において、
前記照明手段は、少なくとも上下方向に照明方向が電子制御可能であり、
前記照明方向制御手段は、車両前方にカーブ路が検出されない場合には、車両前方に接近するカーブ路が検出された場合に比べて前記照明手段の照明方向を上向きにすることを特徴とする。
【００１１】
第７の発明は、第１の発明に係る車両走行補助装置において、
車両前方の先行車両から所定の位置関係で車両位置を維持する追従走行制御手段を更に備え、
前記照明手段は、少なくとも上下方向に照明方向が電子制御可能であり、
前記照明方向制御手段は、前記追従走行制御手段により追従走行制御が実行される場合であって、先行車両との車間が所定値以上である場合には、前記照明手段の照明方向を上向きにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、本発明は、ヘッドライトのような照明手段の照明方向を適切に制御することで、道路区画線の画像認識精度を向上させることができる車両走行補助装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１４】
図１は、本発明による車両走行補助装置１０の一実施例を含むシステムの主要構成を示す図である。
【００１５】
本実施例の車両走行補助装置１０は、レーンキープアシスト（ＬＫＡ）用のカメラ１２、画像処理装置１４、ＡＦＳ・ＥＣＵ２０、ＡＦＳ・モータ２２、ヘッドライト２４、レーンキープＥＣＵ５０、ＥＰＳ・ＥＣＵ５２、車間制御ＥＣＵ７０、制駆動力装置７２、及び、レーダー７４を含む。各ＥＣＵ２０，５０，５２及び７０は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。
【００１６】
カメラ１２は、ＣＣＤ（charge-coupled  device）やＣＭＯＳ（complementary  metal  oxide  semiconductor）等の撮像素子により、車両前方の路面を含む前方環境画像を取得する。カメラ１２は、例えばルームミラーの裏側（車両前側の面）に取り付けられる。カメラ１２は、車両走行中にリアルタイムに前方環境画像を取得し、所定のフレーム周期のストリーム形式で画像処理装置１４に供給するものであってよい。
【００１７】
画像処理装置１４は、カメラ１２から得られる前方環境画像を画像処理して、道路区画線に関する道路区画線情報を生成する。道路区画線情報は、典型的には、道路区画線の位置や形状（曲率半径）、レーン数等の情報である。本例では、画像処理装置１４は、例えば上述のレーンキープＥＣＵ５０からのレーン認識指示に応答して動作し、カメラ１２の撮像画像を受信及び処理することにより、車両の走行道路における車両両側の道路区画線を検出・認識し、その位置や形状を認識する。この種の道路区画線の画像認識方法は、多種多様でありえ、任意の適切な方法が採用されてよい。例えば、撮像画像の所定領域を画像処理対象領域としてエッジ処理を行い、パターンマッチング等を用いて、道路区画線を認識してよい。画像処理装置１４によるレーンの検出結果（道路区画線情報）は、レーンキープＥＣＵ５０に供給される。
【００１８】
ＡＦＳ・ＥＣＵ２０は、ヘッドライト２４の光軸を制御する。即ち、ＡＦＳ・ＥＣＵ２０は、ヘッドライト２４の照明方向を制御する。この制御態様については、後に詳しく説明する。
【００１９】
ヘッドライト２４は、例えば車両前部両側に装着される。ヘッドライト２４は、車両前方領域に向けて可視光を照射するロービームヘッドランプを含む。以下では、ヘッドライト２４とは、特に言及しない限り、ロービームヘッドランプを指すものとする。ヘッドライト２４は、その光軸の可変機構がＡＦＳ・モータ２２の回転軸に機械的に接続され、ＡＦＳ・モータ２２の回転により光軸が左右・上下方向に変化されるように構成される。ＡＦＳ・モータ２２は、例えばＤＣモータやブラシレスモータのようなサーボモータであってよい。
【００２０】
レーンキープＥＣＵ５０は、画像処理装置１４から得られる道路区画線情報（特に道路区画線認識結果）に基づいて、車両が車線（レーン）を適切に維持できるように支援する制御（レーンキープアシスト）を実行する。例えば、レーンキープＥＣＵ５０は、画像処理装置１４から得られる道路区画線の位置等の道路区画線情報に基づいて、当該道路区画線に沿って車両が旋回するようにアシストする。尚、レーンキープアシストは、パワーステアリング装置を制御するＥＰＳ・ＥＣＵ５２を介して、操舵トルクを制御することで実現されてよいし、若しくは、舵角を制御することで実現されてもよい。或いは、レーンキープアシストは、ＥＰＳ・ＥＣＵ５２による介入制御を行わず走行レーンから車両がはみ出したとき又ははみ出そうになったときに警報を出力するものであってもよい。尚、レーンキープアシストの実行態様は、多種多様であり、他の適切な方法が用いられてもよい。
【００２１】
車間制御ＥＣＵ７０には、制駆動力装置７２及びレーダー７４が接続されている。レーダー７４は、車両前方の車両、即ち先行車に関する情報を収集する前方監視レーダーであってよい。この場合、レーダー７４は、検出波を放射し、その放射された検出波のうち、レーダー７４の検出ゾーン内の先行車によって反射した検出波を受けることにより、先行車の自車からの距離や、先行車の自車に対する相対的な方向や速度を算出する。レーダー７４が放射する検出波としては、光波（例えば、レーザ波）や電波（例えば、ミリ波）、音波（例えば、超音波）であってよい。
【００２２】
車間制御ＥＣＵ７０は、先行車に対して設定された車間（車間距離・車間時間）で追従走行する追従制御を行う。車間は、ユーザからの入力により可変設定可能とされてもよい。例えば、車間制御ＥＣＵ７０は、レーダー７４からの情報に基づいて、先行車に対する距離や相対速度から追従加速度（先行車に適切に追従するために必要な加速度）を算出し、当該追従加速度を目標加速度に設定し、当該設定した目標加速度が実現されるように、制駆動力装置７２（例えばブレーキ装置、エンジン及びトランスミッション）を介して走行速度を制御する。尚、追従制御の実行態様は、多種多様であり、他の適切な方法が用いられてもよい。
【００２３】
図２は、本実施例のＡＦＳ・ＥＣＵ２０により実行される主要処理の一例を示すフローチャートである。
【００２４】
ステップ１００では、ＡＦＳがオンであるか否かが判定される。ＡＦＳは、例えばユーザからの指示（例えばＡＦＳスイッチのオン操作）があった場合にオンされる。ＡＦＳがオンである場合には、ステップ１０２に進み、ＡＦＳがオフである場合には、今回周期の処理はそのまま終了する。
【００２５】
ステップ１０２では、レーンキープＥＣＵ５０によるレーンキープアシストが実行されているか否かが判定される。レーンキープアシストは、例えばユーザからの指示（例えばＬＫＡスイッチのオン操作）があった場合に開始される。レーンキープアシストがオフである場合には、ステップ１０４に進み、レーンキープアシストがオンである場合には、ステップ１０６に進む。
【００２６】
ステップ１０４では、ＡＦＳ・ＥＣＵ２０は、通常の態様でヘッドライト２４の光軸を制御する。ＡＦＳ・ＥＣＵ２０は、例えば舵角センサ（図示せず）から得られる操舵態様に基づいて、ヘッドライト２４の光軸が操舵方向に向くようにヘッドライト２４の照明方向を制御する。
【００２７】
ステップ１０６では、ＡＦＳ・ＥＣＵ２０は、レーンキープアシストで用いられる道路区画線を追従するようにヘッドライト２４の光軸を制御する。例えば、所定時間Δｔ（例えば１．５秒）後の道路区画線の位置（左右方向の位置）に基づいてレーンキープアシストが実行されている場合には、当該所定時間Δｔ後の道路区画線の位置（左右方向の位置）に基づいて、ヘッドライト２４の光軸を制御する。
【００２８】
図３は、上記のステップ１０６で実行される制御（以下、「道路区画線追従制御」という）の概要を図式的に示す図であり、図３（Ａ）は、車両前方にカーブ路が存在しない状況下のヘッドライト２４の照明範囲をハッチングにより模式的に示し、図３（Ｂ）は、車両前方にカーブ路が存在する状況下のヘッドライト２４の照明範囲をハッチングにより模式的に示す。
【００２９】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、車両前方にカーブ路が存在しない状況下では、ヘッドライト２４の光軸は車両の進行方向に対して略平行になるように制御されるのに対して、車両前方にカーブ路が存在する状況下では、ヘッドライト２４の光軸は、カーブ路における車両の走行車線に係る道路区画線が照明されるように制御される。即ち、車両前方にカーブ路が存在する状況下では、ヘッドライト２４の光軸は、カーブ路の道路区画線の方向（車両進行方向に対する方向）に向けられる。これにより、夜間等の周辺が暗い環境下でも、レーンキープアシストで用いられる道路区画線がヘッドライト２４により適切に照明されるので、当該道路区画線の認識精度が向上し、レーンキープアシストの信頼性が向上する。
【００３０】
ここで、道路区画線追従制御を実現するための好ましい制御ロジックの具体例を図４及び図５を参照して説明する。図４は、車両前方にカーブ路が存在する状況下でのカメラ１２の撮像画像の一例を模式的に示す図である。図５は、ヘッドライト２４の光軸と車両の進行方向とのなす角度θを示す図である。
【００３１】
図４に示す例では、画像処理装置１４は、カメラ１２の撮像画像から車両の走行レーンに係る道路区画線のエッジを抽出し、所定時間Δｔ先の道路区画線のエッジ部分Ａ１，Ａ２の位置を特定する。所定時間Δｔ先の位置は、例えば撮像画像の縦方向の距離ｈに対応させてよく、車速に応じて可変となる。エッジ部分Ａ１，Ａ２の位置を特定すると、エッジ部分Ａ１，Ａ２の中間点Ａ３と、撮像画像の左右方向の中心線Ｔ（車両の進行方向に相当）との横方向の距離Ｌを算出する。この場合、ＡＦＳ・ＥＣＵ２０は、画像処理装置１４から得られるパラメータｈ及びＬに基づいて、ヘッドライト２４の光軸の向きを決定する。即ち、ＡＦＳ・ＥＣＵ２０は、パラメータｈの値に応じてヘッドライト２４の光軸の上下方向の向きを制御すると共に、パラメータＬの値に応じてヘッドライト２４の光軸の左右方向の向きθ（図５参照）を制御する。尚、パラメータｈ及びＬとθとの関係は予め試験や計算により導出しておき、マップ形式でＡＦＳ・ＥＣＵ２０がアクセス可能なメモリに記憶されてもよい。
【００３２】
以上説明した本実施例の車両走行補助装置１０によれば、とりわけ、以下のような優れた効果が奏される。
【００３３】
上述の如く、ヘッドライト２４の光軸が、車両の走行車線に係る道路区画線を追従するように制御されるので、夜間等の周辺が暗い環境下でも、レーンキープアシストで用いられる道路区画線がヘッドライト２４により十分な照明量で照明される。これにより、画像処理装置１４による道路区画線の認識精度が向上し、レーンキープＥＣＵ５０によるレーンキープアシストの信頼性が向上する。
【００３４】
尚、上述の実施例では、所定時間Δｔ先の位置を基準としてヘッドライト２４の前後方向の照明位置（上下方向の向き）が決定されているが、ヘッドライト２４の前後方向の照明位置は、他の態様で決定されてもよい。例えば図６に示すフローチャートでは、車両前方にカーブ路が検出された場合には（ステップ１５４で肯定判定）、ヘッドライト２４の上下方向の光軸の向きは、通常通りの態様で制御される（ステップ１５６）。例えば、上述の如く所定時間Δｔ先の位置を基準としてヘッドライト２４の前後方向の照明位置が決定されてよい。他方、車両前方にカーブ路が検出されない場合には（ステップ１５４で否定判定）、ヘッドライト２４の上下方向の光軸の向きは上向きに変化される（ステップ１５８）。例えばステップ１５８では、所定時間Δｔを上方修正することで、より遠くの領域が照明されるようにヘッドライト２４の上下方向の光軸の向きが調整される。これにより、車両前方にカーブ路が存在しない場合（直線路が継続する場合）、より遠くの領域が照明されるので運転者の視界も広がり安全性が向上する。或いは、車両前方にカーブ路が検出された場合であっても、車両前方の十分な車間が存在する場合（車両前方所定距離内に先行車が存在しない場合）には、図７に模式的に示すように、所定時間Δｔを上方修正することで、より遠くの領域が照明されるようにヘッドライト２４の光軸が上向きに変化されてもよい。
【００３５】
次に、図８以降を参照して、車両走行補助装置１０により実行されてよいその他の制御例について説明する。
【００３６】
図８に示すフローチャートでは、ＡＦＳがオンであり（ステップ２００で肯定判定）、レーンキープアシスト（ＬＫＡ）がオンであり（ステップ２０２で肯定判定）、且つ、車両前方所定距離内に先行車が存在しない場合（ステップ２０４で否定判定）、図９に模式的に示すように、ヘッドライト２４の上下方向の光軸の向きは上向きに変化される（ステップ２１２）。例えばステップ２１２では、所定時間Δｔを上方修正することで、より遠くの領域が照明されるようにヘッドライト２４の光軸が上向きに調整される。
【００３７】
また、ＡＦＳがオンであり（ステップ２００で肯定判定）、レーンキープアシスト（ＬＫＡ）がオンであり（ステップ２０２で肯定判定）、車両前方所定距離内に先行車が存在し（ステップ２０４で肯定判定）、且つ、車間制御ＥＣＵ７０により車間制御が実行されている場合（ステップ２０６で肯定判定）、図１０に模式的に示すように、車間制御ＥＣＵ７０に対して車間をあけるように指示を送り（ステップ２１０）、ヘッドライト２４の上下方向の光軸の向きは上向きに変化される（ステップ２１２）。例えばステップ２１２では、所定時間Δｔを上方修正することで、より遠くの領域が照明されるようにヘッドライト２４の上下方向の光軸の向きが調整される。
【００３８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３９】
例えば、上述した実施例において、道路区画線追従制御は、ＡＦＳがオンされている場合に実行されているが、ＡＦＳがオフされている場合でも、ヘッドライト２４がオンされており且つＬＫＡがオンされている場合には、道路区画線追従制御が実行されることとしてもよい。
【００４０】
また、上述した実施例において、図２に示す処理では、所定時間Δｔ先の道路区画線を追従するように構成されているが、車速に依存しない所定距離先の道路区画線を追従するように構成されてもよい。この場合、図４では、縦方向の距離ｈを一定として、パラメータＬだけが角度θを決定するために用いられることとしてもよい。また、この場合、ヘッドライト２４の光軸の上下方向の可動機構を不要としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による車両走行補助装置１０の一実施例を含むシステムの主要構成を示す図である。
【図２】本実施例のＡＦＳ・ＥＣＵ２０により実行される主要処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】本実施例における道路区画線追従制御の概要を図式的に示す図である。
【図４】車両前方にカーブ路が存在する状況下でのカメラ１２の撮像画像の一例を模式的に示す図である。
【図５】ヘッドライト２４の光軸と車両の進行方向とのなす角度θを示す図である。
【図６】ヘッドライト２４の光軸の上下方向の制御態様の一例を示すフローチャートである。
【図７】カーブ路におけるヘッドライト２４の光軸の上下方向の制御態様を模式的に示す図である。
【図８】その他の制御態様の一例を示すフローチャートである。
【図９】先行車が存在しない状況下でのヘッドライト２４の光軸の上下方向の制御態様を模式的に示す図である。
【図１０】先行車が存在し且つＡＣＣがオンである状況下でのヘッドライト２４の光軸の上下方向の制御態様を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０    車両走行補助装置
１２    カメラ
１４    画像処理装置
２０    ＡＦＳ・ＥＣＵ
２２    ＡＦＳ・モータ
２４    ヘッドライト
５０    レーンキープＥＣＵ
５２    ＥＰＳ・ＥＣＵ
７０    車間制御ＥＣＵ
７２    制駆動力装置
７４    レーダー
【図１】
2009179256.tif 000003
【図２】
2009179256.tif 000004
【図３】
2009179256.tif 000005
【図４】
2009179256.tif 000006
【図５】
2009179256.tif 000007
【図６】
2009179256.tif 000008
【図７】
2009179256.tif 000009
【図８】
2009179256.tif 000010
【図９】
2009179256.tif 000011
【図１０】
2009179256.tif 000012