(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0009】
図1に示す逸脱判定装置1は、自車両2の走行車線上を走行する先行車両が、走行車線を逸脱したか否かを判定する。逸脱判定装置1で行われた判定の結果は、一例として、先行車両との車間距離に応じて自車両2の速度を調整する先行車両追従制御(Adaptive Cruise Control)などに用いられる。判定結果を先行車両追従制御に用いる場合、例えば、自車両2は、先行車両が走行車線を逸脱した場合に先行車両追従制御を停止するなどがある。本実施形態では、逸脱判定装置1で行われた判定結果を、先行車両追従制御の制御に用いる。
【0010】
自車両2は、カメラ3、レーダ4、ECU(Electronic Control Unit)5、及び軌跡記憶部6を備えている。
【0011】
カメラ3は、自車両2の前方及び自車両2の側方の走行車線の白線を含む領域を撮像する。カメラ3は、複数台のカメラによって構成されていてもよい。走行車線の白線を検出することができれば、カメラ3の種類は限定されない。カメラ3は、撮像した画像データをECU5に入力する。
【0012】
レーダ4は、自車両2の前方の先行車両を検出するセンサである。レーダ4として、例えば、ミリ波レーダなどを用いることができる。先行車両を検出することができれば、ミリ波レーダ以外のセンサを用いてもよい。また、レーダ4に代えて、カメラを用いてもよい。カメラを用いた場合には、撮像された画像データに対して既存の画像処理などを行うことによって、先行車両を検出してもよい。例えば、レーダ4の検出結果には、自車両2に対する先行車両の位置情報が含まれている。レーダ4は、検出結果をECU5に入力する。
【0013】
ECU5は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有する電子制御ユニットである。ECU5では、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、CPUで実行することで、各種の処理を実行する。ECU5は、複数のECUから構成されていてもよい。
【0014】
ECU5は、白線検出部11、軌跡取得部12、精度判定部13、横方向距離算出部14、ヨー角算出部15、第一到達時間算出部16、移動時間算出部17、第二到達時間算出部18、判定部19、及び先行車両追従制御部20を備えている。
【0015】
白線検出部11は、カメラ3によって撮像された画像データに基づいて、自車両2の走行車線の白線の位置を検出する。白線検出部11が検出する白線には、自車両2の前方の白線、及び自車両2の側方の白線が含まれている。一例として、白線検出部11は、既存の画像処理方法などを用いて画像データの中から白線を検出する。そして、白線検出部11は、検出した画像データ上の白線と自車両2の位置情報とに基づいて、既存の座標変換方法などを用いて、実際の白線の位置を検出してもよい。なお、白線検出部11は、自車両2の位置情報を、例えばGPS(Global Positioning System)などを用いて取得してもよい。
【0016】
軌跡取得部12は、レーダ4によって検出された先行車両の検出結果を取得する。軌跡取得部12は、取得した検出結果に基づいて、先行車両の位置を算出する。一例として、軌跡取得部12は、レーダ4の検出結果と自車両2の位置情報とに基づいて、先行車両の位置を算出してもよい。先行車両の位置とは、一例として、先行車両の前後方向の中心位置、且つ車幅方向の中心位置であってもよい。軌跡取得部12は、先行車両についての時間的に異なる複数の位置の検出結果に基づいて、先行車両の走行軌跡を生成(取得)する。軌跡取得部12は、生成した走行軌跡を軌跡記憶部6に記憶させる。軌跡取得部12は、例えば、現在から過去所定時間分の先行車両の走行軌跡、又は過去所定距離分の先行車両の走行軌跡を軌跡記憶部6に記憶させてもよい。
【0017】
精度判定部13は、先行車両の側方の白線の検出精度を推定する。例えば、精度判定部13は、レーダ4によって検出された先行車両と自車両との距離が離れているほど、先行車両の側方の白線の検出精度が低いと推定してもよい。また、例えば、精度判定部13は、白線検出部11が画像処理によって白線を検出する場合、白線検出部11が白線を検出する際の精度(正確さ)が低いほど、先行車両の側方の白線の検出精度が低いと推定してもよい。精度判定部13は、推定した白線の検出精度が予め定められた精度閾値未満であるか否かを判定する。
【0018】
横方向距離算出部14は、軌跡取得部12で生成された走行軌跡に基づいて、自車両対応位置を走行していた時の先行車両の位置を算出する。自車両対応位置とは、第一の時刻における自車両2と走行車線の延在方向において対応する位置である。すなわち、第一の時刻における自車両2と、自車両対応位置を走行していた時の先行車両とは、走行車線の延在方向においては同じ位置であるものの、走行車線の幅方向においては位置が異なっている場合がある。なお、先行車両の走行軌跡上を自車両が走行している場合、第一の時刻における自車両2と、自車両対応位置を走行していた時の先行車両とは、走行車線の幅方向において同じ位置となる。
【0019】
第一の時刻とは、現在の時刻以前の時刻である。本実施形態において、第一の時刻は、現在の時刻とする。なお、自車両対応位置は、走行車線の延在方向において、第一の時刻における自車両2の位置と一致している位置、及び第一の時刻における自車両2の位置と所定距離だけずれている位置を含んでいてもよい。
【0020】
横方向距離算出部14は、自車両対応位置を走行していた時の先行車両と、第一の時刻において検出された自車両2の側方の白線との横方向距離を算出する。
【0021】
ヨー角算出部15は、第一の時刻において白線検出部11によって検出された自車両2の側方の白線と、軌跡取得部12で生成された走行軌跡とに基づいて、自車両対応位置を走行していた時の先行車両の白線に対するヨー角を算出する。
【0022】
以下、
図2から
図4を用いて、横方向距離算出部14及びヨー角算出部15が行う処理を具体的に説明する。まず、横方向距離算出部14は、
図2に示すように、先行車両30の走行軌跡Wに基づいて、自車両対応位置を先行車両30が走行していた時の先行車両30の位置を算出する。
図2では、破線で示す四角枠によって、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30を示している(
図4及び
図5についても同様とする)。また、
図2では、実線で示す四角枠によって、現在の時刻における先行車両30を示している(
図4及び
図5についても同様とする)。
【0023】
横方向距離算出部14は、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30の位置と、自車両2の位置との距離L3を算出する。自車両2の位置とは、一例として、自車両2の前後方向の中心位置、且つ車幅方向の中心位置であってもよい。また、ヨー角算出部15は、まず、先行車両30の走行軌跡Wに基づいて、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30に対する自車両2のヨー角θ3を算出する。
【0024】
次に、横方向距離算出部14は、
図3に示すように、現在の時刻において白線検出部11によって検出された自車両2の側方の白線Kと、現在の時刻における自車両2の位置との距離L4を算出する。ヨー角算出部15は、現在の時刻において白線検出部11によって検出された自車両2の側方の白線Kに対する、現在の時刻における自車両2のヨー角θ4を算出する。
【0025】
次に、横方向距離算出部14は、距離L3から距離L4を減算して距離L5を算出する。すなわち距離L5は、
図4に示すように、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30の位置と、現在の時刻において検出された自車両の側方の白線Kとの横方向距離となる。ヨー角算出部15は、ヨー角θ3からヨー角θ4を減算してヨー角θ5を算出する。すなわちヨー角θ5は、現在の時刻において検出された自車両2の側方の白線Kに対する、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30のヨー角となる。
【0026】
図1及び
図5に示すように、第一到達時間算出部16は、距離L5、ヨー角θ5、及び先行車両30の車速に基づいて、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30が走行車線の白線Kを横切るまでの第一到達時間T1を算出する。具体的には、第一到達時間算出部16は、一例として、下記の式(1)に基づいて、第一到達時間T1を算出してもよい。
T1=L5/Vsinθ5 ・・・ (1)
ここで、車速Vは、先行車両30の車速である。車速Vは、一例として、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30の車速であってもよい。この場合、自車両2は、一例として、レーダ4によって検出される先行車両30の位置の時間変化に基づいて先行車両30の車速を算出してもよい。先行車両30の車速Vは、レーダ4以外の装置を用いて検出されてもよい。
【0027】
移動時間算出部17は、先行車両30の走行軌跡W及び先行車両30の車速Vに基づいて、先行車両30が自車両対応位置から現在走行している位置まで移動するための移動時間T2を算出する。具体的には、移動時間算出部17は、一例として、下記の式(2)に基づいて、移動時間T2を算出してもよい。
T2=先行車両30の移動距離/V ・・・ (2)
ここで、先行車両30の移動距離は、先行車両30が自車両対応位置から現在走行している位置まで移動した距離である。先行車両30の移動距離は、一例として、先行車両30の走行軌跡Wに基づいて算出されてもよい。先行車両30の車速Vは、一例として、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30の車速であってもよい。或いは、先行車両30の車速Vは、一例として、自車両対応位置から先行車両30が現在走行している位置までの平均の車速であってもよい。
【0028】
第二到達時間算出部18は、第一到達時間T1と移動時間T2とに基づいて、先行車両30が現在走行している位置から走行車線の白線Kを横切るまでの第二到達時間T3を算出する。具体的には、第二到達時間算出部18は、一例として、下記の式(3)に基づいて、第二到達時間T3を算出してもよい。
T3=T1−T2 ・・・ (3)
【0029】
上述した、横方向距離算出部14、ヨー角算出部15、第一到達時間算出部16、移動時間算出部17、及び第二到達時間算出部18が行う各処理は、精度判定部13によって先行車両の側方の白線の検出精度が閾値未満であると判定された場合に行われる。
【0030】
判定部19は、先行車両30が走行車線を逸脱したか否かを判定する。まず、精度判定部13によって白線の検出精度が精度閾値以上であると判定された場合における判定部19の判定処理について説明する。判定部19は、
図6に示すように、カメラ3によって撮像された現在の時刻における画像データGに基づいて、先行車両30と白線Kとの距離L1を算出する。距離L1は、先行車両30と白線Kとの実際の距離であってもよい。この場合、判定部19は、白線Kとして白線検出部11によって検出された白線を用いることができる。判定部19は、既存の画像処理方法等を用いて画像データGの中から先行車両30を検出することができる。判定部19は、画像データG上における先行車両30と白線Kとの距離から、既存の座標変換方法などを用いて、先行車両30と白線Kとの実際の距離L1を求めてもよい。また、距離L1は、先行車両30と白線Kとの画像データG上における距離であってもよい。
【0031】
距離L1は、先行車両30の側部と白線Kとの距離であってもよい。或いは、距離L1は、先行車両30の車幅方向の中心位置と白線Kとの距離であってもよい。
【0032】
判定部19は、算出した距離L1が、逸脱判定距離閾値L2未満であるか否かを判定する。距離L1が逸脱判定距離閾値L2未満でない場合、判定部19は、先行車両30が走行車線を逸脱していないと判定する。距離L1が逸脱判定距離閾値L2未満である場合、判定部19は、先行車両30が走行車線を逸脱したと判定する。なお、走行車線を逸脱した場合とは、例えば、先行車両30の車輪が走行車線内から白線を横切った場合であってもよい。或いは、走行車線を逸脱した場合とは、例えば、先行車両30の前後方向の中心位置且つ車幅方向の中心位置が、走行車線内から白線を横切った場合であってもよい。或いは、走行車線を逸脱した場合とは、例えば、先行車両30の車輪が走行車線内から白線に近づき、車輪と白線との間隔が所定間隔以下となった場合(すなわち、車輪はまだ白線を横切っていない場合)であってもよい。或いは、走行車線を逸脱した場合とは、例えば、先行車両30が走行車線内から白線に近づき、先行車両30の前後方向の中心位置且つ車幅方向の中心位置と白線との間隔が所定間隔以下となった場合(すなわち、先行車両30の前後方向の中心位置且つ車幅方向の中心位置はまだ白線を横切っていない場合)であってもよい。これらの走行車線を逸脱したと判定する場合の条件に応じて、逸脱判定距離閾値L2が予め設定される。
【0033】
次に、精度判定部13によって白線の検出精度が精度閾値未満であると判定された場合における判定部19の判定処理について説明する。白線の検出精度が精度閾値未満である場合、判定部19は、カメラ3によって撮像された画像データに基づいて、先行車両30が走行車線を逸脱したか否かを判定することは困難となる。このため、判定部19は、検出精度の高い自車両2の側方の白線の検出結果を利用して算出された第二到達時間T3に基づいて、先行車両30が走行車線を逸脱したか否かを判定する。具体的には、判定部19は、第二到達時間T3が、逸脱判定時間閾値(閾値)T4未満であるか否かを判定する。第二到達時間T3が逸脱判定時間閾値T4未満でない場合、判定部19は、先行車両30が走行車線を逸脱していないと判定する。第二到達時間T3が逸脱判定時間閾値T4未満の場合、判定部19は、先行車両30が走行車線を逸脱したと判定する。
【0034】
なお、逸脱判定距離閾値L2の場合と同様に、走行車線を逸脱したと判定する場合の条件に応じて、判定部19で用いられる逸脱判定時間閾値T4が設定される。
【0035】
先行車両追従制御部20は、先行車両追従制御を実行し、先行車両30との車間距離に応じて自車両2の速度を調整する。先行車両追従制御部20は、ドライバ等からの指示に基づいて、先行車両追従制御を実行する。また、先行車両追従制御部20は、判定部19によって先行車両30が走行車線を逸脱したと判定された場合、先行車両追従制御を停止する。
【0036】
逸脱判定装置1は、上述した、白線検出部11、軌跡取得部12、横方向距離算出部14、ヨー角算出部15、第一到達時間算出部16、移動時間算出部17、第二到達時間算出部18、及び判定部19を備えて構成されている。
【0037】
次に、ECU5によって実行される、先行車両30が走行車線を逸脱するか否かの判定処理の流れを説明する。先行車両30が走行車線を逸脱するか否かの判定処理は、先行車両追従制御部20によって先行車両追従制御が行われている場合に実行される。
図7に示すように、白線検出部11は、カメラ3によって撮像された画像データに基づいて、自車両2の走行車線の白線Kの位置を検出する(ステップS101)。軌跡取得部12は、レーダ4によって検出された先行車両30の検出結果に基づいて、先行車両30の走行軌跡Wを生成する(ステップS102)。
【0038】
精度判定部13は、先行車両30の側方の白線Kの検出精度が、精度閾値未満であるか否かを判定する(ステップS103)。白線Kの検出精度が精度閾値未満である場合(ステップS103:YES)、横方向距離算出部14は、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30の位置と、自車両2の位置との距離L3を算出する。ヨー角算出部15は、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30に対する自車両2のヨー角θ3を算出する(ステップS104)。
【0039】
次に、横方向距離算出部14は、現在の時刻において白線検出部11によって検出された自車両2の側方の白線Kと、現在の時刻における自車両2の位置との距離L4を算出する。ヨー角算出部15は、現在の時刻において白線検出部11によって検出された自車両2の側方の白線Kに対する、現在の時刻における自車両2のヨー角θ4を算出する(ステップS105)。
【0040】
次に、横方向距離算出部14は、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30の位置と、現在の時刻において検出された自車両の側方の白線Kとの横方向距離である距離L5を算出する。ヨー角算出部15は、現在の時刻において検出された自車両の側方の白線Kに対する、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30のヨー角であるヨー角θ5を算出する(ステップS106)。
【0041】
第一到達時間算出部16は、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30が走行車線の白線Kを横切るまでの第一到達時間T1を算出する(ステップS107)。移動時間算出部17は、先行車両30が自車両対応位置から現在走行している位置まで移動するための移動時間T2を算出する(ステップS108)。第二到達時間算出部18は、第一到達時間T1と移動時間T2とに基づいて、先行車両30が現在走行している位置から走行車線の白線Kを横切るまでの第二到達時間T3を算出する(ステップS109)。
【0042】
判定部19は、第二到達時間T3が、逸脱判定時間閾値T4未満であるか否かを判定する(ステップS110)。第二到達時間T3が逸脱判定時間閾値T4未満でない場合(ステップS110:NO)、判定部19は、先行車両30が走行車線を逸脱していないと判定する。判定部19の判定後、ECU5は、ステップS101以降の処理を再び行う。第二到達時間T3が逸脱判定時間閾値T4未満の場合(ステップS110:YES)、判定部19は、先行車両30が走行車線を逸脱したと判定する(ステップS111)。判定部19によって先行車両30が走行車線を逸脱したと判定されると、先行車両追従制御部20は、先行車両追従制御を停止する。ステップS111の処理の終了後、ECU5は、先行車両追従制御部20によって先行車両追従制御が行われている場合に、再びステップS101の処理を開始する。
【0043】
ステップS103の処理において、白線の検出精度が精度閾値未満でないと精度判定部13によって判定された場合(ステップS103:NO)、判定部19は、カメラ3によって撮像された現在の時刻における画像データGに基づいて、先行車両30と白線Kとの距離L1を算出する(ステップS112)。判定部19は、算出した距離L1が、逸脱判定距離閾値L2未満であるか否かを判定する(ステップS113)。距離L1が逸脱判定距離閾値L2未満である場合(ステップS113:YES)、判定部19は、上述のステップS111の処理を行う。一方、距離L1が逸脱判定距離閾値L2未満でない場合(ステップS113:NO)、判定部19は、先行車両30が走行車線を逸脱していないと判定する。判定部19の判定後、ECU5は、ステップS101以降の処理を再び行う。
【0044】
本実施形態は以上のように構成され、先行車両30の側方の白線Kの検出精度が精度閾値未満の場合、横方向距離算出部14は、自車両対応位置における先行車両30と、現在の時刻において白線検出部11によって検出された自車両2の側方の白線Kとの距離L5を算出する。ヨー角算出部15は、現在の時刻において白線検出部11によって検出された自車両2の側方の白線K等に基づいて、自車両対応位置を走行していた時の先行車両30の白線Kに対するヨー角θ5を算出する。判定部19は、距離L5及びヨー角θ5を利用して算出された第二到達時間T3に基づいて、先行車両30が走行車線を逸脱したか否かを判定する。すなわち、判定部19は、先行車両30の側方の白線Kの検出精度が精度閾値未満の場合、検出精度が低い先行車両30の側方の白線ではなく、検出精度が高い自車両2の側方の白線を利用して、先行車両30における走行車線の逸脱の判定を行う。従って、逸脱判定装置1は、先行車両の走行車線の逸脱を精度良く判定することができる。
【0045】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、逸脱判定装置1によって判定された先行車両30の走行車線の逸脱の判定結果は、先行車両追従制御部20の先行車両追従制御以外の制御に用いられてもよい。