(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記走行位置変更手段は、前回設定された目標位置に車両が移動してから所定時間が経過するまで、前記認識率が変化しても目標位置を変更せず、車両の走行位置を維持することを特徴とする請求項1に記載の車線維持制御装置。
左右両側の車線区画線の認識率が前記第1の閾値以上であるときは、前記走行位置変更手段は、前記目標位置を設定せず、車両が前記所定位置を走行するように車両を制御することを特徴とする、請求項1または2に記載の車線維持制御装置。
前記認識率が低い側の車線区画線の認識率が前記第1の閾値より低い第2の閾値以下であるときは、車線維持制御を行わないことを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の車線維持制御装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記した従来技術には、以下のような課題が存在した。
【0006】
すなわち、特許文献1に記載の技術では、仮想区画線を生成するので、複雑な演算処理が必要となり、制御が複雑化し、製造コストが増大するという問題がある。
【0007】
また、特許文献2に記載の技術では、突起物を検出する度に車両の走行ラインが変化するので、ドライバが走行ラインの変更を煩わしく感じるという問題がある。
【0008】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、製造コストを抑えつつ安全に車線維持制御を行うことができる車線維持制御装置(LAS:Lane-Keep Assist system)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】
上記の課題を解決するために、本発明は、車線区画線により区画された走行車線の幅方向所定位置を維持して走行するように車両を制御する車線維持制御装置であって、左右両側の車線区画線を認識する区画線認識手段と、区画線認識手段により認識された車線区画線の認識率を算出する区画線認識率算出手段と、区画線認識手段により認識された左右の車線区画線のうち、認識率が低い方の車線区画線の認識率が第1の閾値より低い場合に、走行車線内で走行を維持する目標位置を設定し、当該目標位置を維持して走行するように車両を制御する走行位置変更手段とを備え、走行位置変更手段は、区画線認識手段により認識された左右の車線区画線のうち、認識率が低い方の車線区画線の認識率が低いほど、目標位置が、認識率が高い方の車線区画線に近くなるように目標位置を設定することとしている。
【0010】
この構成によれば、走行位置変更手段は、区画線認識手段により認識された左右の車線区画線のうち、認識率が低い方の車線区画線の認識率が低いほど、目標位置が、認識率が高い方の車線区画線に近くなるように目標位置を設定する。これにより、走行を維持する位置(走行ライン)を認識率の算出といった比較的簡単な演算処理を行って変更し、コストの増大を抑えつつ安全に車線維持制御を行うことができる。すなわち、車線区画線の認識率が低いほど、車線区画線上に存在する障害物が大きい可能性があるので、車線区画線の認識率が低いほど、そのような大きな障害物と目標位置の距離(マージン)を大きくし、走行の安全性を高めることができる。
【0011】
また、本発明においては、好ましくは、走行位置変更手段は、前回設定された目標位置に車両が移動してから所定時間が経過するまで、認識率が変化しても目標位置を変更せず、車両の走行位置を維持する。
【0012】
この構成によれば、ドライバが走行ラインの変更を煩わしく感じるのを防ぐことができる。例えば、車線区画線上に反射ポールが一定間隔毎に設けられているような場合に、反射ポールに隠れて車線区画線の認識率が低下しても、反射ポール毎に逐一目標位置を変更することがなく、ドライバが走行ラインの変更を煩わしく感じるのを防ぐことができる。
【0013】
また、本発明においては、好ましくは、左右両側の車線区画線の認識率が第1の閾値以上であるときは、走行位置変更手段は、目標位置を設定せず、車両が所定位置を走行するように車両を制御する。
【0014】
この構成によれば、左右両側の車線区画線の認識率が高い場合に、左右両側の車線区画線上に障害物が存在しても自車両の走行に影響を及ぼさないものとして、走行を維持する位置を所定位置(例えば車線中央)から移動させずに車線維持制御を行うことができる。
【0015】
また、本発明においては、好ましくは、認識率が低い側の車線区画線の認識率が第1の閾値より低い第2の閾値以下であるときは、車線維持制御を行わない。
【0016】
この構成によれば、車線区画線の認識率が極端に低い場合に、安全性確保の観点から車線維持制御を行うのを禁止することができる。
【0017】
また、本発明においては、好ましくは、第1の閾値が80%である。
【0018】
この構成によれば、第1の閾値を適切な値に設定し、より安全に車線維持制御を行うことができる。
【発明の効果】
【0019】
以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単な演算処理で制御を行って、コストの増大を抑えつつ安全に車線維持制御を行う装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について詳述する。
【0022】
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1は、第1実施形態に係る車線維持制御装置の構成を機能的に示すブロック図である。
図2は、第1実施形態に係る車線維持制御装置によって車両制御が行われる様子を示す図である。
【0023】
第1実施形態に係る車線維持制御装置1は、
図2に示されるように、車線区画線9,10により区画された走行車線の幅方向所定位置(例えば車線中央)を維持して走行するように車両13を制御する装置である。なお、幅方向所定位置は、車線中央でなくてもよく、車線中央から左側または右側にずれた位置であってもよいが、以下の説明では、幅方向所定位置が車線中央であるものとして説明を行う。
【0024】
図1に示されるように、車線維持制御装置1は、主要な構成として、区画線認識手段4と、区画線認識率算出手段5と、走行位置変更手段6とを備えている。区画線認識手段4、区画線認識率算出手段5、走行位置変更手段6は、各々、ECU(Electronic Control Unit)3が有する機能部として構成されている。ECU3は、CPU、RAM、ROM等で構成されている。
【0025】
また、車線維持制御装置1は、さらに、カメラ2と、ディスプレイ7と、ステアリングアクチュエータ8と備えている。カメラ2、ディスプレイ7、ステアリングアクチュエータ8は、各々、ECU3に電気的に接続されている。
【0026】
以下、各構成要素について詳しく説明する。
【0027】
<カメラ2について>
カメラ2は、路面を含む車両前方の領域11(
図2参照)を撮像するものであり、車両13に対して左側の車線区画線9および右側の車線区画線10の撮像画像を取得する。
図2では、車両左側の撮像領域11のみを示している。車線区画線9,10は、走行車線を区画する線であり、白線や黄線、車線長さ方向に連続的に続く実線(例えば車線区画線9)や、車線長さ方向に断続的に続く破線(例えば車線区画線10)等が含まれる。以下の説明では、車線区画線9,10を左側白線9,右側白線10と称して説明を行う。
【0028】
<区画線認識手段4について>
区画線認識手段4は、カメラ2から取得した撮像画像に基づいて、左側白線9,右側白線10を認識する。白線認識の手法としては種々のものが公知であるが、本実施形態では、例えば、撮像画像の横方向に沿って、画像の輝度値を微分し、この微分値に基づいて、輝度値が急激に変化する点を見いだし、この点を白線として検出する。
【0029】
すなわち、白線が存在する画像が撮影された際に、横方向の走査線上のデータについて、輝度の微分値を求める。そして、微分値のピークが、左側からマイナス、プラスの順に並んで現れ、且つ、それぞれのピークの間隔が、白線の幅として妥当と思われる程度に納まっていれば、左右のピーク位置を白線のエッジであると判断し、両ピーク位置の中間点を白線位置として認識する。
【0030】
<区画線認識率算出手段5について>
区画線認識率算出手段5は、区画線認識手段4により認識された白線9,10の認識率を算出する。
図2に示されるように、車両8に対して白線は、左右一本ずつあるので、画像の左側から右側に向けて白線検出のための走査を行うと、1回の走査について白線は左側に1点、右側に1点検出されることになる。また、画像の画素数が、例えば縦方向に300個あった場合、画像の上から下まで白線が存在し且つ全ての走査線(300本)について白線検出ができたとすると、左側に300点、右側に300点の白線が認識されることになる。
【0031】
しかしながら、白線上に障害物が存在する等により、全ての白線を認識できないことがある。ここでは、認識された白線の点数を全走査線数で除算し、その割合を認識率とすることにする。例えば、車両の左側に150点の白線が認識され、車両の右側に270点の白線が認識され、全走査線数が300本であるとした場合、左側白線の認識率は150/300=50%、右側白線の認識率は270/300=90%となる。なお、ここで説明した算出方法は一例であり、他の方法で算出しても構わない。
【0032】
<走行位置変更手段6について>
図2に示す例では、車両8の走行車線において、一部の区間で左側白線9の上に複数の障害物12が存在しており、左側白線9の認識率は、障害物12が存在している区間において、右側白線10の認識率よりも低くなっている。なお、ここにいう「障害物」とは、白線を認識するのに障害となる物という意味であり、例えば、反射ポール、交通標識、コーン、駐車車両等を挙げることができる。また、白線の劣化によって白線自体が薄くなっていたり白線が汚れていて、白線の認識率が低下している状態を障害物12が存在する状態とみなしてもよい。
【0033】
走行位置変更手段6は、
図2に示されるように、区画線認識手段4により認識された左右の白線9,10のうち、認識率が低い方の白線の認識率が第1の閾値th1より低い場合に、走行車線内で走行を維持する目標位置を設定し、当該目標位置を維持して走行するように車両13を制御する。具体的には、走行位置変更手段6は、目標位置を、車線中央から認識率が高い方の白線側にオフセットした位置に設定する。また、走行位置変更手段6は、区画線認識手段4により認識された左右の白線9,10のうち、認識率が低い方の白線9の認識率が低いほど、目標位置が、認識率が高い方の白線10に近くなるように目標位置を設定する。つまり、認識率が低い方の白線9の認識率が低いほど、車線中央からのオフセット量は大きくなる。
図2に示される例では、(A)→(B)→(C)の順に車両13の状態が遷移する。
図2に示す例では、障害物12の存在により、左側白線9の認識率が右側白線10の認識率よりも低くなっている。また、第1の閾値th1は、特に限定されるものではないが、予め、例えば80%に設定されている。
【0034】
図3は、白線認識率が低い方の白線の認識率と目標位置のオフセット量との関係の一例を示すグラフである。
図3に示す例においては、白線認識率が低下するにつれて、オフセット量は次第に増加している。また、白線認識率が低下するにつれて、オフセット量の増加率(グラフの傾き)は次第に小さくなっている。また、白線認識率が100%を下回ると同時にオフセット量が増加している。また、認識率がある程度低くなると(例えば20%以下)、車線維持制御を行わない。
【0035】
図4は、白線認識率が低い方の白線の認識率と目標位置のオフセット量との関係の他の例を示すグラフである。
図4に示す例では、白線認識率が低い方の白線の認識率が100〜80%の間は、オフセット量はゼロのままであり、白線認識率が80%を下回ると同時にオフセット量が増加している。すなわち、
図4に示す例では、白線認識率が低い方の白線の認識率が高い状態(80%以上)では、車両13は車線中央を走行するように車線維持制御される。
【0036】
図5は、白線認識率が低い方の白線の認識率と目標位置のオフセット量との関係のさらに他の例を示すマップである。
図5に示される例でも、白線認識率が低下するにつれて、オフセット量が次第に増加している。なお、
図5に示す数値は一例であり、数値を適宜変更しても構わない。
【0037】
<ディスプレイ7について>
ディスプレイ7は、車線維持制御の状態を表示する装置である。ディスプレイ7は、例えば、左側白線9の認識率NL、右側白線10の認識率NRを画面に表示する。また、ディスプレイ7は、走行を維持する目標位置が走行車線のどこに設定されているかを表示する。また、ディスプレイ7は、車線維持制御が行われているかどうかを表示する。
【0038】
<ステアリングアクチュエータ8について>
ステアリングアクチュエータ8は、走行位置変更手段6からの指示に基づいて、車両13が車線中央または車線中央からオフセットした目標位置を維持して走行するように車両13のステアリングシャフトに操舵トルクを付与する。
【0039】
次に、車線維持制御装置1の動作について、
図6を参照しつつ説明する。
図6は、車線維持制御装置1の動作を示すフローチャートである。
【0040】
まず、車線維持制御装置1の電源スイッチがオンになっているかどうかが判断される(ステップS1)。YESである場合、区画線認識手段4は、カメラ2から撮像画像を取得する(ステップS2)。一方、NOである場合、ステップS1に戻る。
【0041】
次いで、車両13の両側にある左側白線9,右側白線10が検出される(ステップS3)。次いで、左側白線9の認識率NL,右側白線10の認識率NRが算出される(ステップS4)。
【0042】
次いで、左側白線9の認識率NLが第1の閾値th1以上であり、かつ、右側白線10の認識率NRが第1の閾値th1以上であるかどうかが判定される(ステップS5)。第1の閾値th1は、例えば、予め80%に設定されている。YESである場合、車両の目標位置が車線中央となるように車両13の車線維持制御が行われる(ステップS6)。ステップS6では、車両13は
図2の状態(A)の如く走行する。
【0043】
ステップS6の次は、ステップS7に進む。ステップS7では、車線維持制御装置1の電源スイッチがオフになっているかどうかが判断される(ステップS7)。YESである場合、処理を終了する。一方、NOである場合、ステップS2に戻る。
【0044】
ステップS5においてNOである場合、左側白線9の認識率NLまたは右側白線10の認識率NRの少なくともいずれか一方が第2の閾値th2以下であるかどうかが判定される(ステップS8)。第2の閾値th2は、第1の閾値th1よりも低い値であり、例えば、予め20%に設定されている。YESである場合、ステップS2に戻る。一方、NOである場合、左側白線9の認識率NLが右側白線10の認識率NRより大きいかどうかが判定される(ステップS9)。YESである場合、車両13の目標位置が車線中央から左側にL(m)オフセットした位置に設定され、設定された目標位置を走行するように車両13が車線維持制御される(ステップS10)。オフセット量L(m)は、例えば、
図3〜4いずれかのグラフ、または
図5のマップに基づいて設定される。一方、NOである場合、左側白線9の認識率NLが右側白線10の認識率NRより小さいかどうかが判定される(ステップS11)。YESである場合、車両13の目標位置が車線中央から右側にL(m)オフセットした位置に設定され、設定された目標位置を走行するように車両13が車線維持制御される(ステップS12)。ステップS12では、車両13は
図2の状態(C)の如く走行する。一方、NOである場合、白線9の認識率NLが右側白線10の認識率NRと等しく、ステップS6に進む。ステップS10、ステップS12の次は、ステップS7に進む。以上が、車線維持制御装置1の動作である。
【0045】
車線維持制御装置1によれば、走行位置変更手段6は、区画線認識手段4により認識された左右の白線9,10のうち、認識率が低い方の白線9の認識率が低いほど、目標位置が、認識率が高い方の白線10に近くなるように目標位置を設定する。これにより、走行を維持する位置を認識率の算出といった比較的簡単な演算処理を行って変更することができ、コストの増大を抑えつつ安全に車線維持制御を行うことができる。白線9の認識率が低いほど、白線9上に存在する障害物が大きい可能性がある。車線維持制御装置1によれば、車線区画線の認識率が低いほど、そのような大きな障害物12と目標位置の距離(マージン)を大きくし、走行の安全性を高めることができる。
【0046】
なお、
図2に示される例では、白線9とほぼ同じ幅の障害物12が示されているが、障害物12が白線9よりも大きな幅を有する駐車車両や砂溜り等である場合に、安全面でより大きな効果が奏される。
【0047】
また、車線維持制御装置1によれば、左右両側の白線9,10の認識率が高い場合(例えば80%以上)に、車両13の走行に影響を及ぼす障害物が左右両側の白線9,10上に存在しないものとして、走行を維持する位置を車線中央から移動させずに車線維持制御を行うことができる。
【0048】
また、車線維持制御装置1によれば、白線9の認識率が極端に低い場合(例えば20%以下)に、安全性確保の観点から車線維持制御を行うのを禁止することができる。
【0049】
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図7は、第2実施形態に係る車線維持制御装置によって車両制御が行われる様子を示す図である。
【0050】
第2実施形態に係る車線維持制御装置が第1実施形態と異なる点は、認識率が低い方の白線の認識率が回復した後であっても、前回のオフセットから所定時間が経過するまで、車両の走行位置を維持するようにした点であり、その他の構成は第1実施形態と同様である。
【0051】
具体的には、
図7に示されるように、左側白線9の認識率が回復しても、前回設定された目標位置に車両13が移動してから所定時間が経過するまで目標位置を変更せず、車両13の走行位置を維持する(状態(D))。
【0052】
図8を用いて説明する。
図8は、本発明の第2実施形態に係る車線維持制御装置の動作を示すフローチャートである。
図6と異なる処理について説明し、
図6と同じ処理については説明を省略する。
【0053】
図8に示されるように、第2実施形態では、ステップS8とステップS9の間にステップS13が介挿されている。ステップS13では、前回設定された目標位置への車両の移動(ステップS10またはステップS12)から所定時間が経過しているかどうかが判断される。但し、ステップS1でスイッチオンと判断されてから最初のステップS13では、この処理は省略され、ステップS8からステップS9に直接移行する。つまり、ステップS10またはステップS12の処理が少なくとも1回行われた後、ステップS13の処理が行われる。所定時間は、特に限定されるものではなく、予め適切な値に設定される。ステップS13でYESと判定された場合、車両13の目標位置が
図3〜4いずれかのグラフ、または
図5のマップに基づいて変更され、変更後の目標位置を走行するように車両13が車線維持制御される(ステップS10、S12)。一方、ステップS13でNOと判定された場合、ステップS2に戻る。
【0054】
第2実施形態によれば、ドライバがオフセットによる走行ラインの変更を煩わしく感じるのを防ぐことができる。例えば、白線9上に反射ポールが一定間隔毎に設けられているような場合に、反射ポールに隠れて白線9の認識率が低下しても、反射ポール毎に逐一目標位置を変更することがなく、ドライバが目標位置の変更を煩わしく感じるのを防ぐことができる。