車線逸脱警報装置
【課題】運転者が車線逸脱を回避する操作を行った場合などにおいて誤警報を極力発生させないようにできる車線逸脱警報装置を提供する。
【解決手段】舵角、ヨーレート、横Ｇ等の車両の挙動を表わすパラメータに基づいて自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量を推定することによって、運転者が車線逸脱を回避する操作（急操舵）を行って車両が車線中央方向へ旋回している状態を検出するようにされ、このように運転者が車線逸脱を回避する操作（急操舵）を行った場合は、前輪外側部から区画線までの距離Ｄ１又はＤ２がしきい値Ｄｓ未満であるか否かのみで車線逸脱可能性が大であるか否かを判定するようにされ、ＴＬＣとそのしきい値Ｔｓは用いないようにされる。
【解決手段】舵角、ヨーレート、横Ｇ等の車両の挙動を表わすパラメータに基づいて自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量を推定することによって、運転者が車線逸脱を回避する操作（急操舵）を行って車両が車線中央方向へ旋回している状態を検出するようにされ、このように運転者が車線逸脱を回避する操作（急操舵）を行った場合は、前輪外側部から区画線までの距離Ｄ１又はＤ２がしきい値Ｄｓ未満であるか否かのみで車線逸脱可能性が大であるか否かを判定するようにされ、ＴＬＣとそのしきい値Ｔｓは用いないようにされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車線逸脱警報装置に係り、例えば、撮像装置（車載カメラ）を用いて自車両が走行している車線（レーン）の区画線の位置を検出して、自車両が車線から逸脱する可能性を推測し、該逸脱可能性が大であるとき警報を発するようにされた車線逸脱警報装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載カメラにより車両の周囲を撮像し、撮像した画像中の物体（車両、歩行者など）や道路標示・標識（区画線などの路面ペイント、止まれなどの標識など）を認識するための技術が種々提案されている。例えば、道路上にペイントされている白線やボッツドッツ等の区画線を車載カメラで検出し、車線内の車両位置、すなわち区画線との相対位置を求めることができれば、車両が車線から逸脱する可能性の大小を推測することができ、該逸脱可能性が大であるとき、運転者に警報を発したりステアリングやブレーキを制御すれば、車線逸脱を未然に防いだり逸脱量を軽微にすることができる。
【０００３】
上記のように車両が車線を逸脱する可能性が大のときに警報を発するシステムとして、ＪＩＳ（日本工業規格）のＪＩＳ Ｄ０８０４とＩＳＯ（国際標準化機構）のＩＳＯ／ＤＩＳ １７３６１で規格化されている車線逸脱警報システム（ＬＤＷＳ：LaneDeparture Warning Systems）がある。
【０００４】
このようなシステムを実現するものとして、例えば、特許文献１には、撮像した画像に基づき車両周囲の区画線を認識して自車両端から区画線までの距離を算出し、該距離が所定距離未満の場合、もしくは、自車両が走行車線から逸脱するまでの時間ＴＬＣ（Timeto LineCrossing）を推定し、該ＴＬＣが所定時間未満の場合に車線逸脱警報を発する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９１８９３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている車線逸脱警報装置では、車両が逸脱傾向の状態から逸脱直前（区画線までの距離が所定値未満になる前）に急操舵で逸脱を回避しても、ＴＬＣが所定時間未満となって車線逸脱警報を発する場合がある。これは、一般的に車両挙動に対して画像認識の計算が遅れることが原因であり、運転者にとっては意図して逸脱を回避しているにもかかわらず警報が発せられてしまうことから、煩わしく感じてしまう。すなわち、このような場合は誤警報と分類される。なお、このような誤警報は、特に車両後方を撮像して車線逸脱警報を発するようにされた装置で顕著に発生するようである。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、その目的とするところは、運転者が車線逸脱を回避する操作を行った場合などにおいて誤警報を極力発生させないようにできる車線逸脱警報装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成すべく、本発明に係る車線逸脱警報装置は、自車両が走行している車線の区画線の位置を検出して自車両が車線から逸脱する可能性を推測し、該逸脱可能性が大であるとき警報を発生するようにされたもので、前記区画線の位置を自車両に搭載された撮像装置からの画像情報に基づいて検出する手段と、自車両の所定部位から前記区画線までの距離を推定する距離推定手段と、自車両が車線を逸脱するまでに要する時間を推定する所要時間推定手段と、舵角、ヨーレート、横Ｇの少なくとも一つの車両の挙動を表わすパラメータに基づいて自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量を推定する車両挙動推定手段と、前記距離推定手段により推定される自車両から区画線までの距離、前記所要時間推定手段により推定される自車両が車線を逸脱するまでに要する時間、及び、前記車両挙動推定手段により推定される旋回量もしくはそれに相関する量に基づいて、自車両が車線を逸脱する可能性が大であるか否かを判定する逸脱可能性判定手段と、該判定手段により自車両が車線を逸脱する可能性が大であると判定されたとき警報を発生する警報発生手段と、を具備して構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車線逸脱警報装置では、舵角、ヨーレート、横Ｇ等の車両の挙動を表わすパラメータに基づいて自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量を推定することによって、運転者が車線逸脱を回避する操作（急操舵）を行って車両が車線中央方向へ旋回している状態を検出するようにされ、このように運転者が車線逸脱を回避する操作（急操舵）を行った場合は、前輪外側部から区画線までの距離のみを用いて車線逸脱可能性が大であるか否かを判定するようにされ、ＴＬＣは用いないようにされるので、誤警報を極力発生させないようにでき、運転者への安心感、信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る車線逸脱警報装置の一実施形態（第１実施例）を示す概略構成図。
【図２】第１実施例の基本処理手順の説明に供されるフローチャート。
【図３】区画線検出の説明に供される図。
【図４】区画線までの距離の説明に供される図。
【図５】車両後方を撮像する撮像装置の計測結果を前輪位置に補正する方法の一例の説明に供される図。
【図６】第１実施例における車線逸脱可能性判定処理手順の一例の説明に供されるフローチャート。
【図７】第１実施例における各部の挙動・変化の一例の説明に供される図。
【図８】第１実施例における各部の挙動・変化の他の例の説明に供される図。。
【図９】本発明に係る車線逸脱警報装置の第２実施例を示す概略構成図。
【図１０】第２実施例における車線逸脱可能性判定処理手順の一例の説明に供されるフローチャート。
【図１１】第１実施例における各部の挙動・変化の一例の説明に供される図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る車線逸脱警報装置の一実施形態（第１実施例）を示す概略構成図である。
【００１２】
［第１実施例］
本第１実施例の車線逸脱警報装置１０は、図示のように、マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット１００を中枢部として持ち、該コントロールユニット１００は、機能ブロック図で示される如くに、区画線検出手段１３、距離推定手段１４、距離逸脱判定手段１５、逸脱時間推定手段１６、時間逸脱判定手段１７、車両挙動取得手段１８、及び車両挙動判定手段１９を有する逸脱可能性判定手段１２と、車速取得手段２０と、警報判定手段２１とを備えている。
【００１３】
また、車線逸脱警報装置１０は、撮像装置１１により撮像された画像を入力し、さらに、舵角やヨーレート、横加速度（横Ｇ）といった車両の旋回量を推定するためのセンサ値を車両挙動取得手段１８→車両挙動（旋回量）判定手段１９に入力するとともに、車速センサ値を車速取得部２０に入力し、警報判定手段２１において自車両が走行する車線を逸脱する可能性が大であると判定したとき、警報発生指令を警報音発生器２２や警報表示器２３に出力する構成となっている。
【００１４】
撮像装置１１は、ＣＣＤ（ChargeCoupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子によって自車両外を撮像し、得られた画像をアナログデータのまま、もしくはデジタルステップしてコンピュータで扱える画像データに変換して専用線などを用いてコントロールユニット１００（の区画線検出手段１３）に出力する。
【００１５】
区画線検出手段１３は、車載撮像装置１１により取得した車外を撮像した画像データ（画像情報）を用いて、道路上に実線状、破線状、あるいは点列状にペイントされている白線やボッツドッツなどの区画線［車道中央線、車線境界線（一対の左車線及び右車線など）、車道外側線など］を検出する。
【００１６】
距離推定手段１４は、区画線検出手段１３で検出された区画線と撮像装置１１との距離を車両の所定部位（例えば前輪外側部）から区画線までの距離に補正する。
【００１７】
距離逸脱判定手段１５は、距離推定手段１４で推定された車両の所定部位から区画線までの距離が予め定められた距離判定用しきい値ｄｓ以下になった場合に逸脱する可能性が大と判定する。
【００１８】
逸脱時間推定手段１６は、車両が車線を逸脱するまでの時間（ＴＬＣ：Timeto LineCrossing）を推定する。
【００１９】
時間逸脱判定手段１７は、逸脱時間推定手段１６で推定された逸脱時間ＴＬＣが予め定められた時間判定用しきい値Ｔｓ以下になった場合に逸脱する可能性が大と判定する。
【００２０】
車両挙動取得手段１８は、車両に設けられた舵角センサ、ヨーレートセンサ、横Ｇセンサ等により検出される舵角、ヨーモーメント、横加速度等の車両挙動を表わすパラメータに基づいて自車両の旋回量もしくは該旋回量に相関する量を推定する。なお、上記センサ値等は、専用線や車内ＬＡＮ（LocalArea Network）などの通信手段を用いて取得する。
【００２１】
車両挙動判定手段１９は、車両挙動取得手段１８で取得した車両の旋回量もしくはそれに相関する量（例えば横Ｇの変化量、言い換えれば横Ｇを微分した横加加速度）が所定値以上か否かを判定する。
【００２２】
車速取得手段２０は、車速の情報を外手段から専用線や車内ＬＡＮ（LocalArea Network）などの通信手段を用いて取得する。
【００２３】
逸脱可能性判定手段１２は、車両が区画線を逸脱する可能性が大か否かの判定を行う。なお、ここでの車線逸脱判定は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｄ ０８０４）又はＩＳＯ規格（ＩＳＯ／ＤＩＳ １７３６１）に対応することを想定している。
【００２４】
警報判定手段２１は、逸脱可能性判定手段１２により車両が区画線を逸脱する可能性が大と判定され、かつ警報抑制条件がない場合に、警報発生指令を警報音発生器２２や警報表示器２３に車内ＬＡＮや専用線などの通信手段を用いて出力する。ここで、警報抑制条件とは、ウィンカー操作中、ウィンカー操作終了後所定時間内（例えば、２秒間）、車速が所定値以下（例えば、７０ｋｍ／ｈ以下）などがある。
【００２５】
警報音発生器２２は、警報判定手段２１の出力に基づいて運転手に音で伝えるスピーカーなどで構成される。
【００２６】
警報表示器２３は、警報判定手段２１の出力に基づいて運転手に視覚的に伝えるディスプレイ、メーターパネル、警告灯などで構成される。
【００２７】
次に、第１実施例の車線逸脱警報装置１０のステップ内容について説明する。
図２は、車線逸脱警報装置１０のコントロールユニット１００が実行するプログラム（処理手順）の一例を示すフローチャートである。
【００２８】
まず、ステップ２０１において、撮像装置１１により撮像した画像をデジタルステップして画像データとして取り込む。ただし、撮像装置１１がすでにデジタル処理している場合はその画像データを直接取り込む。
【００２９】
次に、ステップ２０２において、舵角と車速をそれぞれ舵角センサ、車速センサなどから車内ＬＡＮ等の通信手段を用いて取得し、コントロールユニット１００内部のＲＡＭなどに記憶する。なお、ここでは舵角を取得する方式を示したが、その他にヨーレートや横Ｇといった車両の旋回量に関するパラメータを取得してもよい。また、車速を直接取得するのではなく、車輪速等を取得して車速に変換する方式としてもよい。
【００３０】
次に、ステップ２０３において、ステップ２０１で取り込んだ画像データから道路上にペイントされている区画線を検出する。この区画線を検出する処理について具体的な方法を図３を用いて説明する。図３（ａ）は、ステップ２０１で取り込んだ画像データであり、２本の区画線３１及び３２が存在している。この区画線３１、３２を検出するための一手法として、画像内のエッジ強度を計算して区画線を抽出する方法がある。ここで、エッジとは画像中で輝度値が急激に変わる点である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＸ１からＸ２に向かってエッジ強度を検出した結果であり、３０３及び３０５のピークはそれぞれ道路から区画線に変わる点（輝度値が暗から明に急変する点）であり、３０４及び３０６のピークはそれぞれ区画線から道路に変わる点（輝度値が明から暗に急変する点）である。このように、３０３と３０４の組み合わせ、３０５と３０６の組み合わせを見つけることで区画線の検出が可能である。また、区画線と撮像装置１１の光軸との距離（区画線までの距離）を算出する。
【００３１】
この区画線までの距離を算出するステップについて具体的な方法を図４を用いて説明する。図４（ａ）は、図３（ａ）と同様に、ステップ２０１で取り込んだ画像データであり、図４（ｂ）は、図４（ａ）と同じ状況時の俯瞰図である。ここでは、２本の区画線３１及び３２が存在しており、矢印３３は撮像装置１１の光軸である。ここでは、区画線３２までの距離として、例えば、光軸３３から区画線３２のＡ点までの距離Ｌが用いられる。区画線までの距離Ｌは、図４（ａ）上でのＡ点の座標をエッジ強度のピークから求めて図４（ｂ）の実際の座標系に変換して算出する。なお、区画線までの距離として、上記のように区画線内側のＡ点の座標を用いるのではなく、区画線外側もしくは区画線中心の座標を用いてもよく、一貫して同じ定義であれば良い。また、区画線までの距離として、画像内の各区画線に対して１つずつではなく、各区画線に対して複数個（例えば、１０個）算出する構成としても良い。
【００３２】
次に、ステップ２０４において、ステップ２０３で検出された区画線及び撮像装置１１の光軸から区画線まで距離Ｌに基づいて自車両の所定部位から区画線までの距離を推定する。ここで、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｄ ０８０４）とＩＳＯ規格（ＩＳＯ／ＤＩＳ １７３６１）では、車両前輪の外側部と区画線までの距離に基づいて警報を発生するか否かを判定するため、撮像装置１１で撮像した車両後方の映像から検出した光軸から区画線までの距離を車両前輪の外側部から区画線までの距離に補正する必要がある。具体的には、図５を用いて説明する。
【００３３】
図５は、車両５が２本の区画線３１及び３２の存在する道路を走行している場合を想定している。
【００３４】
車両の後方に設置された撮像装置１１で算出された左区画線までの距離ｄ１を車両左前輪の外側部から左区画線までの距離Ｄ１（補正後の区画線までの距離）に補正するためには、左区画線までの距離ｄ１が算出された地点から車両前輪までの距離Ｋ、撮像装置１１から車両左前輪の外側部までの距離Ｃ１、及び車両ヨー角θを用いると（１）式で計算できる。
Ｄ１ ＝ ｄ１−Ｋ×ｔａｎθ−Ｃ１・・・・・・・・（１）
【００３５】
同様に、車両の後方に設置された撮像装置１１で算出された右区画線までの距離ｄ２を車両右前輪の外側から右区画線までの距離Ｄ２（補正後の区画線までの距離）に補正するためには、右区画線までの距離ｄ２が算出された地点から車両前輪までの距離Ｋ、撮像装置１１から車両右前輪の外側までの距離Ｃ２、及び車両ヨー角θを用いると（２）式で計算できる。
Ｄ２ ＝ ｄ２＋Ｋ×ｔａｎθ−Ｃ２・・・・・・・（２）
【００３６】
なお、車両ヨー角θの求め方としては、左右の区画線までの距離ｄ１、ｄ２の過去複数点の情報から最小二乗法により角度を求める方法や、１枚の撮像画像から直接区画線の角度を算出する方法がる。
【００３７】
次に、ステップ２０５において、ステップ２０４で推定した補正後の区画線までの距離に基づいて自車両の前輪外側部が区画線を逸脱するまでの時間を推定する。具体的には、自車両の左側の区画線に対する逸脱時間ＴＬＣ１は、車両左前輪の外側部から左区画線までの距離Ｄ１と車線に対して垂直方向の移動速度（横速度）ＬＶ１を用いると（３）式で計算できる。
ＴＬＣ１ ＝ Ｄ１÷ＬＶ１・・・・・・・・・（３）
【００３８】
同様に、自車両の右側の区画線に対する逸脱時間ＴＬＣ２は、車両右前輪の外側から右区画線までの距離Ｄ２と車線に対して垂直方向の移動速度（横速度）ＬＶ２を用いると（４）式で計算できる。
ＴＬＣ２ ＝ Ｄ２÷ＬＶ２・・・・・・・・・（４）
【００３９】
なお、横速度ＬＶ１、ＬＶ２の求め方としては、車両左前輪の外側部から左区画線までの距離Ｄ１及び車両右前輪の外側から右区画線までの距離Ｄ２の変化から求める方法や、車両ヨー角θから換算する方法などがある。
【００４０】
次に、ステップ２０６において、ステップ２０２で取得した舵角や車速の情報、ステップ２０４で推定した補正後の区画線までの距離、及びステップ２０５で推定した逸脱速度を用いて車両が車線を逸脱する可能性が大か否かを判定する。具体的な処理手順を図６のフローチャートを用いて説明する。
【００４１】
まず、ステップ６０１において、ステップ２０２で取得した舵角の情報から車両の旋回量を演算する。ここでは、舵角から横Ｇを演算し、横Ｇの変化量（横Ｇを微分した横加加速度）で車両の旋回を表現する。横Ｇの変化量ＬＧｄは、横Ｇの前回演算値ＬＧｚ１、車速ＶＳＰ、舵角ＳＴＲ、車両ホイールベースＷＢ、スタビリティファクタＳＦを用いて（５）式で計算できる。
ＬＧｄ ＝ ＬＧｚ１−ＶＳＰ２×ＳＴＲ÷ＷＢ÷(１＋ＳＦ×ＶＳＰ２)・・・・・・・（５）
【００４２】
なお、スタビリティファクタＳＦは車両毎に異なるパラメータである（詳細は「自動車の運動と制御」安手段正人著、山海堂を参照）。
【００４３】
次に、ステップ６０２において、ステップ６０１で演算した車線中央方向への旋回量（横Ｇの変化量）が所定値以上（例えば、０．２Ｇ／ｓ以上）か否かを判断し、旋回量（横Ｇの変化量）が所定値以下の場合はステップ６０５に進んでカウンタ（経過時間：最初は０）が所定値以下（例えば、０．５秒以下）か否かを判断し、カウンタが所定値以下の場合はステップ６０６に進んでカウンタをインクリメント（１加算＝α秒加算）してステップ６０８に進み、カウンタが所定値を越えている場合はステップ６０７に進んで旋回中フラグをＯＦＦしてステップ６０８に進む。
【００４４】
また、ステップ６０２において、旋回量（横Ｇの変化量）が所定値以上であると判断された場合はステップ６０３に進んで旋回中フラグをＯＮし、続くステップ６０４で前記カウンタをリセットし、ステップ６０８に進む。
【００４５】
ステップ６０８においては、旋回中フラグがＯＮか否かを判断し、旋回中フラグがＯＮの場合はステップ６０９に進み、ステップ２０４で推定された前輪外側部から区画線までの距離を用いて車線逸脱可能性が大であるか否かの判定を行う。具体的には、前輪外側部から区画線までの距離Ｄ２（又はＤ１）が予め定められた距離判定用しきい値Ｄｓ未満（Ｄ２＜Ｄｓ）であるか否かを判断し、Ｄ２＜Ｄｓであると判断された場合は車線逸脱可能性が大であるので、ステップ６１０に進み、警報発生指令を出力した後元に戻る。ステップ６０９において、Ｄ２＜Ｄｓではないと判断された場合は、車線逸脱可能性が小であるので、ステップ６１０をとばしてそのまま元に戻る。
【００４６】
一方、ステップ６０８において、旋回中フラグがＯＦＦと判断された場合（車線中央方向への旋回操作が行われていない場合等）はステップ６１１に進み、ステップ２０４で推定された前輪外側部から区画線までの距離Ｄ２（又はＤ１）としきい値Ｄｓを用いて、ステップ６０９と同様に、前輪外側部から区画線までの距離Ｄ２がしきい値Ｄｓ未満（Ｄ２＜Ｄｓ）であるか否かを判断し、Ｄ２＜Ｄｓであると判断された場合は車線逸脱可能性が大であるので、ステップ６１０に進み、警報発生指令を出力した後元に戻る。
【００４７】
ステップ６１１において、Ｄ２＜Ｄｓではないと判断された場合は、車線逸脱可能性が小であるので、ステップ６１２に進み、逸脱時間ＴＬＣが予め定められた時間判定用しきい値Ｔｓ未満であるか否かを判断する。ここでＴＬＣ＜Ｔｓであると判断された場合は車線逸脱可能性が大であるので、ステップ６１０に進み、警報発生指令を出力した後元に戻る。ステップ６１２において、ＴＬＣ＜Ｔｓではないと判断された場合は、車線逸脱可能性が小であるので、ステップ６１０をとばしてそのまま元に戻る。
【００４８】
なお、ステップ６０９とステップ６１１は同じ処理内容であり、具体的には、ステップ２０４で推定した前輪外側部から区画線までの距離Ｄ１又はＤ２がしきい値Ｄｓ以下（例えば、５ｃｍ以下）になった場合に逸脱可能性が大であると判定する。
【００４９】
また、ステップ６１２では、ステップ２０５で推定した逸脱までに要する時間ＴＬＣがしきい値Ｔｓ以下（例えば、０．５ｓ以下）になった場合に逸脱可能性が大であると判定する。
【００５０】
なお、上記のステップ６０１からステップ６１２に関しては、右側区画線、左側区画線のそれぞれについて行うようにされる。
【００５１】
最後に、ステップ２０７において、ステップ２０６で区画線を逸脱する可能性が大と判定されたときには、警報音発生器２２、警報表示器２３による警報発生処理を実行して、このルーチンを終了する。なお、警報を解除するタイミングは警報を発生して所定時間経過後（例えば、２秒後）とする。
【００５２】
なお、本実施例では車両の旋回量を推定するためのパラメータとして舵角を用いたが、車両の旋回量を推定するために用いるパラメータとしてヨーレートや横Ｇを用いてもよく、ヨーレートの情報はヨーレートセンサの出力値から、横Ｇの情報は横Ｇセンサの出力値から取得すればよい。
【００５３】
以上説明したように、本第１実施例の車線逸脱警報装置１０では、舵角、ヨーレート、横Ｇ等の車両の挙動を表わすパラメータに基づいて自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量を推定することによって、運転者が車線逸脱を回避する操作（急操舵）を行って車両が車線中央方向へ旋回している状態を検出するようにされ、このように運転者が車線逸脱を回避する操作（急操舵）を行った場合は、前輪外側部から区画線までの距離Ｄ１又はＤ２がしきい値Ｄｓ未満であるか否かのみで車線逸脱可能性が大であるか否かを判定するようにされ、時間ＴＬＣとそのしきい値Ｔｓは用いないようにされるので、誤警報を極力発生させないようにでき、運転者への安心感、信頼性を向上させることが可能となる。
【００５４】
次に、本第１実施例を実際の道路状況に当てはめて説明する。
図７（Ａ）は、直線路（車線）３０を車両５が軌跡４３を描いて走行したシーンを示し、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｆ）は、（Ａ）に示されるシーンにおける、右区画線までの距離Ｄ２、ＴＬＣ、舵角、横Ｇ変化量、旋回中フラグ、のそれぞれの変化を示している。
【００５５】
なお、図７（Ａ）において車両５の後方に広がる三角形状の領域４１は、車両５の後端部中央に取り付けられた撮像装置１１の撮像範囲を示している。
【００５６】
また、（Ｂ）中のＤｓは距離判定用しきい値、（Ｃ）中のＴｓは時間判定用しきい値、（Ｅ）中のＧｓは旋回量（横Ｇ変化量）判定用しきい値を示す。
【００５７】
まず、車両５が右側の区画線３２に近づきながら地点Ｍ１を通過していくと、右区画線までの距離Ｄ２が小さくなるとともにＴＬＣも小さくなっていく。その後、運転者が車線３０の中央に戻す方向に操舵すると舵角は（Ｄ）に示される如くにプラス側に変化し、舵角を用いて演算される横Ｇ変化量もプラス側に大きく変化する。
【００５８】
次に、車両５が地点Ｍ２に達すると、横Ｇ変化量がしきい値Ｇｓを超えるため（図６のステップ６０２でＹＥＳ）、旋回中フラグがＯＮになり、このフラグがＯＮの場合は区画線３２までの距離Ｄ２に基づいた逸脱判定結果のみが出力されることになる（ステップ６０８でＹＥＳ）。
【００５９】
次に、車両が地点Ｍ３に達すると、ＴＬＣがしきい値Ｔｓを下回るものの、このとき旋回中フラグがＯＮのため、無視される。
【００６０】
その後、車両が地点Ｍ５に到達すると、ステップ６０５の判定結果がＮＯとなり、旋回中フラグがＯＦＦになる。
【００６１】
以上のように、旋回量（横Ｇ変化量）から運転者の車線３０の中央へ戻ろうとする意図を汲み取り、逸脱時間ＴＬＣに基づいた逸脱可能性の大小判定を行わないことで、不要な警報の発生を抑えることが可能となる。
【００６２】
次に、図８を用いて図７とは異なるシーンでの状況を説明する。
図８（Ａ）は、図７（Ａ）と同様に直線路（車線）３０を車両５が走行した場合を示しているが、車両５が描く軌跡４４が図７（Ａ）に示されるシーンで描かれる軌跡４３より急峻である。
【００６３】
このシーンでは、車両５が地点Ｍ３に到達するまでは図７で説明した状況と同様であるが、地点Ｍ３’に到達すると、右区画線までの距離Ｄ２がしきい値Ｄｓを下回るため、区画線までの距離Ｄ２に基づいた判定がなされて警報が発せられる。
【００６４】
その後、車両が地点Ｍ５に到達すると、ステップ６０５の判定結果がＮＯとなり、旋回中フラグがＯＦＦになる。
【００６５】
以上のように、逸脱時間ＴＬＣに基づいた早期の判定による警報は抑制するが、区画線までの距離Ｄ２に基づいた判定は通常通り動作させることで実際に車線を逸脱するシーンでの不要な警報も抑制可能となる。
【００６６】
なお、運転者の意図をさらに汲み取る方法として、図７及び図８で説明した区画線までの距離Ｄ２に基づいて逸脱判定を実施するためのしきい値Ｄｓを旋回中フラグがＯＮの場合に小さくする方法を取り入れてもよい。すなわち、ステップ６０９とステップ６１１は別のステップとして、ステップ６０９の場合のみしきい値Ｄｓを小さくする構成とする。これにより、図８で説明した状況で、例えばＤｓを小さくすれば右区画線までの距離Ｄ２がしきい値Ｄｓを下回らなくなるため、不要な警報を抑制可能となる。ただし、しきい値Ｄｓを小さくし過ぎてしまうと実際の逸脱時に警報されないため、設定には注意が必要である。
【００６７】
［第２実施例］
図９は第２実施例の車線逸脱警報装置１０’の概略図である。
図９は、第１の実施形態の構成（図１）において、ＴＬＣしきい値調整手段２４を追加した構成となっている。
【００６８】
ＴＬＣしきい値調整手段２４は、車両挙動判定手段１９で車両の旋回量に関するパラメータが所定値以上の場合に時間逸脱判定手段１７で逸脱判定に使用するしきい値を調整する。
【００６９】
次に、第２実施例の車線逸脱警報装置１０’の処理手順を図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００７０】
図１０において、前述した図６のフローチャートのステップと同じ処理内容のステップ（６０１〜６０８）については同じ符号を付して重複説明を省略し、それ以降のステップに関して詳細を説明する。
【００７１】
ステップ６０８において、旋回中フラグがＯＮか否かを判定し、旋回中フラグがＯＮの場合はステップ６０９に進み、旋回中フラグがＯＦＦの場合はステップ６１１に進む。
【００７２】
ステップ６０９では、ステップ２０４で推定した前輪外側部から区画線までの距離Ｄ２（又はＤ１）としきい値Ｄｓを用いて逸脱可能性が大であるか否かを判定し、ステップ１００１ではステップ６０１で演算した旋回量の大きさに基づいて逸脱時間ＴＬＣを用いた判定で使用するしきい値Ｔｓを調整してＴｓ’とする（旋回量が大きいほどしきい値Ｔｓ’を小さくする）。そして、ステップ１１０２において、ステップ１００１で調整したしきい値Ｔｓ’を用いてＴＬＣ＜Ｔｓ’であるか否か判定し、ステップ６１０へ進む。
【００７３】
ステップ６１０、６１１、６１２では、図６に示される第１実施例と同じ処理を行い元に戻る。
【００７４】
次に、本実施例を実際の道路状況に当てはめて説明する。
図１１は、図７と同様に、道路状況と各パラメータ（右区画線までの距離、ＴＬＣ、舵角、横Ｇ変化量、旋回中フラグ）の変化を示す。
【００７５】
図１１の（Ｅ）のＧｓは車両の旋回中（旋回量）を判定する際のしきい値、ＧｍはＴＬＣ用のしきい値Ｔｓ変更のための横Ｇ変化量の最大値である。
【００７６】
まず、車両５が右側の区画線３２に近づきながら地点Ｍ１を通過していくと、右区画線までの距離Ｄ２が小さくなるとともにＴＬＣも小さくなっていく。その後、運転者が車線の内側に戻る方向に操舵すると舵角が変化し始め、舵角を用いて演算した横Ｇ変化量も変化し始める。
【００７７】
次に、車両が地点Ｍ２に到達すると、横Ｇ変化量がしきい値Ｇｓを超えるため（ステップ６０２でＹＥＳ）、旋回中フラグがＯＮになり、このフラグがＯＮの場合はＴＬＣのしきい値Ｔｓが横Ｇ変化量の大きさに応じて変更される（ステップ６０８でＹＥＳ）。具体的には、横Ｇ変化量がしきい値Ｇｓ（例えば、０．１Ｇ／ｓ）からＧｍ（例えば、０．３Ｇ／ｓ）の間で線形的にＴＬＣのしきい値Ｔｓ’を減少させて、横Ｇ変化量がGｍを超えたら（車両５が地点Ｍ３に到達したら）ＴＬＣのしきい値Ｔｓ’を０として逸脱時間ＴＬＣを用いた逸脱判定ができない状態に遷移させる。
【００７８】
その後、車両５が地点Ｍ５に到達すると、ステップ６０５の判定結果がＮＯとなり、旋回中フラグがＯＦＦになるとともに、ＴＬＣのしきい値Ｔｓも元の値に復帰する。
【００７９】
以上のように、旋回量の大きさに基づいてＴＬＣのしきい値を動的に変更することで、逸脱時間に基づいた逸脱判定を残しつつ、区画線までの距離に基づいた逸脱判定も実施することができるため、様々な走行パターンへの対応が可能となる。
【００８０】
なお、本実施例においては、車両後方を撮像する撮像装置を用いた例を説明したが、車両前方を撮像する撮像装置でもよく、また、撮像装置の取付位置などが本実施例と異なっていてもよい。
【００８１】
以上のように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の様態で実施することができる。
【符号の説明】
【００８２】
５ 車両
１０ 車線逸脱警報装置
１１ 撮像装置
１２ 逸脱可能性判定手段
３０ 車線（レーン）
３１、３２ 区画線
１００ コントロールユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車線逸脱警報装置に係り、例えば、撮像装置（車載カメラ）を用いて自車両が走行している車線（レーン）の区画線の位置を検出して、自車両が車線から逸脱する可能性を推測し、該逸脱可能性が大であるとき警報を発するようにされた車線逸脱警報装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載カメラにより車両の周囲を撮像し、撮像した画像中の物体（車両、歩行者など）や道路標示・標識（区画線などの路面ペイント、止まれなどの標識など）を認識するための技術が種々提案されている。例えば、道路上にペイントされている白線やボッツドッツ等の区画線を車載カメラで検出し、車線内の車両位置、すなわち区画線との相対位置を求めることができれば、車両が車線から逸脱する可能性の大小を推測することができ、該逸脱可能性が大であるとき、運転者に警報を発したりステアリングやブレーキを制御すれば、車線逸脱を未然に防いだり逸脱量を軽微にすることができる。
【０００３】
上記のように車両が車線を逸脱する可能性が大のときに警報を発するシステムとして、ＪＩＳ（日本工業規格）のＪＩＳ Ｄ０８０４とＩＳＯ（国際標準化機構）のＩＳＯ／ＤＩＳ １７３６１で規格化されている車線逸脱警報システム（ＬＤＷＳ：LaneDeparture Warning Systems）がある。
【０００４】
このようなシステムを実現するものとして、例えば、特許文献１には、撮像した画像に基づき車両周囲の区画線を認識して自車両端から区画線までの距離を算出し、該距離が所定距離未満の場合、もしくは、自車両が走行車線から逸脱するまでの時間ＴＬＣ（Timeto LineCrossing）を推定し、該ＴＬＣが所定時間未満の場合に車線逸脱警報を発する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９１８９３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている車線逸脱警報装置では、車両が逸脱傾向の状態から逸脱直前（区画線までの距離が所定値未満になる前）に急操舵で逸脱を回避しても、ＴＬＣが所定時間未満となって車線逸脱警報を発する場合がある。これは、一般的に車両挙動に対して画像認識の計算が遅れることが原因であり、運転者にとっては意図して逸脱を回避しているにもかかわらず警報が発せられてしまうことから、煩わしく感じてしまう。すなわち、このような場合は誤警報と分類される。なお、このような誤警報は、特に車両後方を撮像して車線逸脱警報を発するようにされた装置で顕著に発生するようである。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、その目的とするところは、運転者が車線逸脱を回避する操作を行った場合などにおいて誤警報を極力発生させないようにできる車線逸脱警報装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成すべく、本発明に係る車線逸脱警報装置は、自車両が走行している車線の区画線の位置を検出して自車両が車線から逸脱する可能性を推測し、該逸脱可能性が大であるとき警報を発生するようにされたもので、前記区画線の位置を自車両に搭載された撮像装置からの画像情報に基づいて検出する手段と、自車両の所定部位から前記区画線までの距離を推定する距離推定手段と、自車両が車線を逸脱するまでに要する時間を推定する所要時間推定手段と、舵角、ヨーレート、横Ｇの少なくとも一つの車両の挙動を表わすパラメータに基づいて自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量を推定する車両挙動推定手段と、前記距離推定手段により推定される自車両から区画線までの距離、前記所要時間推定手段により推定される自車両が車線を逸脱するまでに要する時間、及び、前記車両挙動推定手段により推定される旋回量もしくはそれに相関する量に基づいて、自車両が車線を逸脱する可能性が大であるか否かを判定する逸脱可能性判定手段と、該判定手段により自車両が車線を逸脱する可能性が大であると判定されたとき警報を発生する警報発生手段と、を具備して構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車線逸脱警報装置では、舵角、ヨーレート、横Ｇ等の車両の挙動を表わすパラメータに基づいて自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量を推定することによって、運転者が車線逸脱を回避する操作（急操舵）を行って車両が車線中央方向へ旋回している状態を検出するようにされ、このように運転者が車線逸脱を回避する操作（急操舵）を行った場合は、前輪外側部から区画線までの距離のみを用いて車線逸脱可能性が大であるか否かを判定するようにされ、ＴＬＣは用いないようにされるので、誤警報を極力発生させないようにでき、運転者への安心感、信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る車線逸脱警報装置の一実施形態（第１実施例）を示す概略構成図。
【図２】第１実施例の基本処理手順の説明に供されるフローチャート。
【図３】区画線検出の説明に供される図。
【図４】区画線までの距離の説明に供される図。
【図５】車両後方を撮像する撮像装置の計測結果を前輪位置に補正する方法の一例の説明に供される図。
【図６】第１実施例における車線逸脱可能性判定処理手順の一例の説明に供されるフローチャート。
【図７】第１実施例における各部の挙動・変化の一例の説明に供される図。
【図８】第１実施例における各部の挙動・変化の他の例の説明に供される図。。
【図９】本発明に係る車線逸脱警報装置の第２実施例を示す概略構成図。
【図１０】第２実施例における車線逸脱可能性判定処理手順の一例の説明に供されるフローチャート。
【図１１】第１実施例における各部の挙動・変化の一例の説明に供される図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る車線逸脱警報装置の一実施形態（第１実施例）を示す概略構成図である。
【００１２】
［第１実施例］
本第１実施例の車線逸脱警報装置１０は、図示のように、マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット１００を中枢部として持ち、該コントロールユニット１００は、機能ブロック図で示される如くに、区画線検出手段１３、距離推定手段１４、距離逸脱判定手段１５、逸脱時間推定手段１６、時間逸脱判定手段１７、車両挙動取得手段１８、及び車両挙動判定手段１９を有する逸脱可能性判定手段１２と、車速取得手段２０と、警報判定手段２１とを備えている。
【００１３】
また、車線逸脱警報装置１０は、撮像装置１１により撮像された画像を入力し、さらに、舵角やヨーレート、横加速度（横Ｇ）といった車両の旋回量を推定するためのセンサ値を車両挙動取得手段１８→車両挙動（旋回量）判定手段１９に入力するとともに、車速センサ値を車速取得部２０に入力し、警報判定手段２１において自車両が走行する車線を逸脱する可能性が大であると判定したとき、警報発生指令を警報音発生器２２や警報表示器２３に出力する構成となっている。
【００１４】
撮像装置１１は、ＣＣＤ（ChargeCoupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子によって自車両外を撮像し、得られた画像をアナログデータのまま、もしくはデジタルステップしてコンピュータで扱える画像データに変換して専用線などを用いてコントロールユニット１００（の区画線検出手段１３）に出力する。
【００１５】
区画線検出手段１３は、車載撮像装置１１により取得した車外を撮像した画像データ（画像情報）を用いて、道路上に実線状、破線状、あるいは点列状にペイントされている白線やボッツドッツなどの区画線［車道中央線、車線境界線（一対の左車線及び右車線など）、車道外側線など］を検出する。
【００１６】
距離推定手段１４は、区画線検出手段１３で検出された区画線と撮像装置１１との距離を車両の所定部位（例えば前輪外側部）から区画線までの距離に補正する。
【００１７】
距離逸脱判定手段１５は、距離推定手段１４で推定された車両の所定部位から区画線までの距離が予め定められた距離判定用しきい値ｄｓ以下になった場合に逸脱する可能性が大と判定する。
【００１８】
逸脱時間推定手段１６は、車両が車線を逸脱するまでの時間（ＴＬＣ：Timeto LineCrossing）を推定する。
【００１９】
時間逸脱判定手段１７は、逸脱時間推定手段１６で推定された逸脱時間ＴＬＣが予め定められた時間判定用しきい値Ｔｓ以下になった場合に逸脱する可能性が大と判定する。
【００２０】
車両挙動取得手段１８は、車両に設けられた舵角センサ、ヨーレートセンサ、横Ｇセンサ等により検出される舵角、ヨーモーメント、横加速度等の車両挙動を表わすパラメータに基づいて自車両の旋回量もしくは該旋回量に相関する量を推定する。なお、上記センサ値等は、専用線や車内ＬＡＮ（LocalArea Network）などの通信手段を用いて取得する。
【００２１】
車両挙動判定手段１９は、車両挙動取得手段１８で取得した車両の旋回量もしくはそれに相関する量（例えば横Ｇの変化量、言い換えれば横Ｇを微分した横加加速度）が所定値以上か否かを判定する。
【００２２】
車速取得手段２０は、車速の情報を外手段から専用線や車内ＬＡＮ（LocalArea Network）などの通信手段を用いて取得する。
【００２３】
逸脱可能性判定手段１２は、車両が区画線を逸脱する可能性が大か否かの判定を行う。なお、ここでの車線逸脱判定は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｄ ０８０４）又はＩＳＯ規格（ＩＳＯ／ＤＩＳ １７３６１）に対応することを想定している。
【００２４】
警報判定手段２１は、逸脱可能性判定手段１２により車両が区画線を逸脱する可能性が大と判定され、かつ警報抑制条件がない場合に、警報発生指令を警報音発生器２２や警報表示器２３に車内ＬＡＮや専用線などの通信手段を用いて出力する。ここで、警報抑制条件とは、ウィンカー操作中、ウィンカー操作終了後所定時間内（例えば、２秒間）、車速が所定値以下（例えば、７０ｋｍ／ｈ以下）などがある。
【００２５】
警報音発生器２２は、警報判定手段２１の出力に基づいて運転手に音で伝えるスピーカーなどで構成される。
【００２６】
警報表示器２３は、警報判定手段２１の出力に基づいて運転手に視覚的に伝えるディスプレイ、メーターパネル、警告灯などで構成される。
【００２７】
次に、第１実施例の車線逸脱警報装置１０のステップ内容について説明する。
図２は、車線逸脱警報装置１０のコントロールユニット１００が実行するプログラム（処理手順）の一例を示すフローチャートである。
【００２８】
まず、ステップ２０１において、撮像装置１１により撮像した画像をデジタルステップして画像データとして取り込む。ただし、撮像装置１１がすでにデジタル処理している場合はその画像データを直接取り込む。
【００２９】
次に、ステップ２０２において、舵角と車速をそれぞれ舵角センサ、車速センサなどから車内ＬＡＮ等の通信手段を用いて取得し、コントロールユニット１００内部のＲＡＭなどに記憶する。なお、ここでは舵角を取得する方式を示したが、その他にヨーレートや横Ｇといった車両の旋回量に関するパラメータを取得してもよい。また、車速を直接取得するのではなく、車輪速等を取得して車速に変換する方式としてもよい。
【００３０】
次に、ステップ２０３において、ステップ２０１で取り込んだ画像データから道路上にペイントされている区画線を検出する。この区画線を検出する処理について具体的な方法を図３を用いて説明する。図３（ａ）は、ステップ２０１で取り込んだ画像データであり、２本の区画線３１及び３２が存在している。この区画線３１、３２を検出するための一手法として、画像内のエッジ強度を計算して区画線を抽出する方法がある。ここで、エッジとは画像中で輝度値が急激に変わる点である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＸ１からＸ２に向かってエッジ強度を検出した結果であり、３０３及び３０５のピークはそれぞれ道路から区画線に変わる点（輝度値が暗から明に急変する点）であり、３０４及び３０６のピークはそれぞれ区画線から道路に変わる点（輝度値が明から暗に急変する点）である。このように、３０３と３０４の組み合わせ、３０５と３０６の組み合わせを見つけることで区画線の検出が可能である。また、区画線と撮像装置１１の光軸との距離（区画線までの距離）を算出する。
【００３１】
この区画線までの距離を算出するステップについて具体的な方法を図４を用いて説明する。図４（ａ）は、図３（ａ）と同様に、ステップ２０１で取り込んだ画像データであり、図４（ｂ）は、図４（ａ）と同じ状況時の俯瞰図である。ここでは、２本の区画線３１及び３２が存在しており、矢印３３は撮像装置１１の光軸である。ここでは、区画線３２までの距離として、例えば、光軸３３から区画線３２のＡ点までの距離Ｌが用いられる。区画線までの距離Ｌは、図４（ａ）上でのＡ点の座標をエッジ強度のピークから求めて図４（ｂ）の実際の座標系に変換して算出する。なお、区画線までの距離として、上記のように区画線内側のＡ点の座標を用いるのではなく、区画線外側もしくは区画線中心の座標を用いてもよく、一貫して同じ定義であれば良い。また、区画線までの距離として、画像内の各区画線に対して１つずつではなく、各区画線に対して複数個（例えば、１０個）算出する構成としても良い。
【００３２】
次に、ステップ２０４において、ステップ２０３で検出された区画線及び撮像装置１１の光軸から区画線まで距離Ｌに基づいて自車両の所定部位から区画線までの距離を推定する。ここで、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｄ ０８０４）とＩＳＯ規格（ＩＳＯ／ＤＩＳ １７３６１）では、車両前輪の外側部と区画線までの距離に基づいて警報を発生するか否かを判定するため、撮像装置１１で撮像した車両後方の映像から検出した光軸から区画線までの距離を車両前輪の外側部から区画線までの距離に補正する必要がある。具体的には、図５を用いて説明する。
【００３３】
図５は、車両５が２本の区画線３１及び３２の存在する道路を走行している場合を想定している。
【００３４】
車両の後方に設置された撮像装置１１で算出された左区画線までの距離ｄ１を車両左前輪の外側部から左区画線までの距離Ｄ１（補正後の区画線までの距離）に補正するためには、左区画線までの距離ｄ１が算出された地点から車両前輪までの距離Ｋ、撮像装置１１から車両左前輪の外側部までの距離Ｃ１、及び車両ヨー角θを用いると（１）式で計算できる。
Ｄ１ ＝ ｄ１−Ｋ×ｔａｎθ−Ｃ１・・・・・・・・（１）
【００３５】
同様に、車両の後方に設置された撮像装置１１で算出された右区画線までの距離ｄ２を車両右前輪の外側から右区画線までの距離Ｄ２（補正後の区画線までの距離）に補正するためには、右区画線までの距離ｄ２が算出された地点から車両前輪までの距離Ｋ、撮像装置１１から車両右前輪の外側までの距離Ｃ２、及び車両ヨー角θを用いると（２）式で計算できる。
Ｄ２ ＝ ｄ２＋Ｋ×ｔａｎθ−Ｃ２・・・・・・・（２）
【００３６】
なお、車両ヨー角θの求め方としては、左右の区画線までの距離ｄ１、ｄ２の過去複数点の情報から最小二乗法により角度を求める方法や、１枚の撮像画像から直接区画線の角度を算出する方法がる。
【００３７】
次に、ステップ２０５において、ステップ２０４で推定した補正後の区画線までの距離に基づいて自車両の前輪外側部が区画線を逸脱するまでの時間を推定する。具体的には、自車両の左側の区画線に対する逸脱時間ＴＬＣ１は、車両左前輪の外側部から左区画線までの距離Ｄ１と車線に対して垂直方向の移動速度（横速度）ＬＶ１を用いると（３）式で計算できる。
ＴＬＣ１ ＝ Ｄ１÷ＬＶ１・・・・・・・・・（３）
【００３８】
同様に、自車両の右側の区画線に対する逸脱時間ＴＬＣ２は、車両右前輪の外側から右区画線までの距離Ｄ２と車線に対して垂直方向の移動速度（横速度）ＬＶ２を用いると（４）式で計算できる。
ＴＬＣ２ ＝ Ｄ２÷ＬＶ２・・・・・・・・・（４）
【００３９】
なお、横速度ＬＶ１、ＬＶ２の求め方としては、車両左前輪の外側部から左区画線までの距離Ｄ１及び車両右前輪の外側から右区画線までの距離Ｄ２の変化から求める方法や、車両ヨー角θから換算する方法などがある。
【００４０】
次に、ステップ２０６において、ステップ２０２で取得した舵角や車速の情報、ステップ２０４で推定した補正後の区画線までの距離、及びステップ２０５で推定した逸脱速度を用いて車両が車線を逸脱する可能性が大か否かを判定する。具体的な処理手順を図６のフローチャートを用いて説明する。
【００４１】
まず、ステップ６０１において、ステップ２０２で取得した舵角の情報から車両の旋回量を演算する。ここでは、舵角から横Ｇを演算し、横Ｇの変化量（横Ｇを微分した横加加速度）で車両の旋回を表現する。横Ｇの変化量ＬＧｄは、横Ｇの前回演算値ＬＧｚ１、車速ＶＳＰ、舵角ＳＴＲ、車両ホイールベースＷＢ、スタビリティファクタＳＦを用いて（５）式で計算できる。
ＬＧｄ ＝ ＬＧｚ１−ＶＳＰ２×ＳＴＲ÷ＷＢ÷(１＋ＳＦ×ＶＳＰ２)・・・・・・・（５）
【００４２】
なお、スタビリティファクタＳＦは車両毎に異なるパラメータである（詳細は「自動車の運動と制御」安手段正人著、山海堂を参照）。
【００４３】
次に、ステップ６０２において、ステップ６０１で演算した車線中央方向への旋回量（横Ｇの変化量）が所定値以上（例えば、０．２Ｇ／ｓ以上）か否かを判断し、旋回量（横Ｇの変化量）が所定値以下の場合はステップ６０５に進んでカウンタ（経過時間：最初は０）が所定値以下（例えば、０．５秒以下）か否かを判断し、カウンタが所定値以下の場合はステップ６０６に進んでカウンタをインクリメント（１加算＝α秒加算）してステップ６０８に進み、カウンタが所定値を越えている場合はステップ６０７に進んで旋回中フラグをＯＦＦしてステップ６０８に進む。
【００４４】
また、ステップ６０２において、旋回量（横Ｇの変化量）が所定値以上であると判断された場合はステップ６０３に進んで旋回中フラグをＯＮし、続くステップ６０４で前記カウンタをリセットし、ステップ６０８に進む。
【００４５】
ステップ６０８においては、旋回中フラグがＯＮか否かを判断し、旋回中フラグがＯＮの場合はステップ６０９に進み、ステップ２０４で推定された前輪外側部から区画線までの距離を用いて車線逸脱可能性が大であるか否かの判定を行う。具体的には、前輪外側部から区画線までの距離Ｄ２（又はＤ１）が予め定められた距離判定用しきい値Ｄｓ未満（Ｄ２＜Ｄｓ）であるか否かを判断し、Ｄ２＜Ｄｓであると判断された場合は車線逸脱可能性が大であるので、ステップ６１０に進み、警報発生指令を出力した後元に戻る。ステップ６０９において、Ｄ２＜Ｄｓではないと判断された場合は、車線逸脱可能性が小であるので、ステップ６１０をとばしてそのまま元に戻る。
【００４６】
一方、ステップ６０８において、旋回中フラグがＯＦＦと判断された場合（車線中央方向への旋回操作が行われていない場合等）はステップ６１１に進み、ステップ２０４で推定された前輪外側部から区画線までの距離Ｄ２（又はＤ１）としきい値Ｄｓを用いて、ステップ６０９と同様に、前輪外側部から区画線までの距離Ｄ２がしきい値Ｄｓ未満（Ｄ２＜Ｄｓ）であるか否かを判断し、Ｄ２＜Ｄｓであると判断された場合は車線逸脱可能性が大であるので、ステップ６１０に進み、警報発生指令を出力した後元に戻る。
【００４７】
ステップ６１１において、Ｄ２＜Ｄｓではないと判断された場合は、車線逸脱可能性が小であるので、ステップ６１２に進み、逸脱時間ＴＬＣが予め定められた時間判定用しきい値Ｔｓ未満であるか否かを判断する。ここでＴＬＣ＜Ｔｓであると判断された場合は車線逸脱可能性が大であるので、ステップ６１０に進み、警報発生指令を出力した後元に戻る。ステップ６１２において、ＴＬＣ＜Ｔｓではないと判断された場合は、車線逸脱可能性が小であるので、ステップ６１０をとばしてそのまま元に戻る。
【００４８】
なお、ステップ６０９とステップ６１１は同じ処理内容であり、具体的には、ステップ２０４で推定した前輪外側部から区画線までの距離Ｄ１又はＤ２がしきい値Ｄｓ以下（例えば、５ｃｍ以下）になった場合に逸脱可能性が大であると判定する。
【００４９】
また、ステップ６１２では、ステップ２０５で推定した逸脱までに要する時間ＴＬＣがしきい値Ｔｓ以下（例えば、０．５ｓ以下）になった場合に逸脱可能性が大であると判定する。
【００５０】
なお、上記のステップ６０１からステップ６１２に関しては、右側区画線、左側区画線のそれぞれについて行うようにされる。
【００５１】
最後に、ステップ２０７において、ステップ２０６で区画線を逸脱する可能性が大と判定されたときには、警報音発生器２２、警報表示器２３による警報発生処理を実行して、このルーチンを終了する。なお、警報を解除するタイミングは警報を発生して所定時間経過後（例えば、２秒後）とする。
【００５２】
なお、本実施例では車両の旋回量を推定するためのパラメータとして舵角を用いたが、車両の旋回量を推定するために用いるパラメータとしてヨーレートや横Ｇを用いてもよく、ヨーレートの情報はヨーレートセンサの出力値から、横Ｇの情報は横Ｇセンサの出力値から取得すればよい。
【００５３】
以上説明したように、本第１実施例の車線逸脱警報装置１０では、舵角、ヨーレート、横Ｇ等の車両の挙動を表わすパラメータに基づいて自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量を推定することによって、運転者が車線逸脱を回避する操作（急操舵）を行って車両が車線中央方向へ旋回している状態を検出するようにされ、このように運転者が車線逸脱を回避する操作（急操舵）を行った場合は、前輪外側部から区画線までの距離Ｄ１又はＤ２がしきい値Ｄｓ未満であるか否かのみで車線逸脱可能性が大であるか否かを判定するようにされ、時間ＴＬＣとそのしきい値Ｔｓは用いないようにされるので、誤警報を極力発生させないようにでき、運転者への安心感、信頼性を向上させることが可能となる。
【００５４】
次に、本第１実施例を実際の道路状況に当てはめて説明する。
図７（Ａ）は、直線路（車線）３０を車両５が軌跡４３を描いて走行したシーンを示し、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｆ）は、（Ａ）に示されるシーンにおける、右区画線までの距離Ｄ２、ＴＬＣ、舵角、横Ｇ変化量、旋回中フラグ、のそれぞれの変化を示している。
【００５５】
なお、図７（Ａ）において車両５の後方に広がる三角形状の領域４１は、車両５の後端部中央に取り付けられた撮像装置１１の撮像範囲を示している。
【００５６】
また、（Ｂ）中のＤｓは距離判定用しきい値、（Ｃ）中のＴｓは時間判定用しきい値、（Ｅ）中のＧｓは旋回量（横Ｇ変化量）判定用しきい値を示す。
【００５７】
まず、車両５が右側の区画線３２に近づきながら地点Ｍ１を通過していくと、右区画線までの距離Ｄ２が小さくなるとともにＴＬＣも小さくなっていく。その後、運転者が車線３０の中央に戻す方向に操舵すると舵角は（Ｄ）に示される如くにプラス側に変化し、舵角を用いて演算される横Ｇ変化量もプラス側に大きく変化する。
【００５８】
次に、車両５が地点Ｍ２に達すると、横Ｇ変化量がしきい値Ｇｓを超えるため（図６のステップ６０２でＹＥＳ）、旋回中フラグがＯＮになり、このフラグがＯＮの場合は区画線３２までの距離Ｄ２に基づいた逸脱判定結果のみが出力されることになる（ステップ６０８でＹＥＳ）。
【００５９】
次に、車両が地点Ｍ３に達すると、ＴＬＣがしきい値Ｔｓを下回るものの、このとき旋回中フラグがＯＮのため、無視される。
【００６０】
その後、車両が地点Ｍ５に到達すると、ステップ６０５の判定結果がＮＯとなり、旋回中フラグがＯＦＦになる。
【００６１】
以上のように、旋回量（横Ｇ変化量）から運転者の車線３０の中央へ戻ろうとする意図を汲み取り、逸脱時間ＴＬＣに基づいた逸脱可能性の大小判定を行わないことで、不要な警報の発生を抑えることが可能となる。
【００６２】
次に、図８を用いて図７とは異なるシーンでの状況を説明する。
図８（Ａ）は、図７（Ａ）と同様に直線路（車線）３０を車両５が走行した場合を示しているが、車両５が描く軌跡４４が図７（Ａ）に示されるシーンで描かれる軌跡４３より急峻である。
【００６３】
このシーンでは、車両５が地点Ｍ３に到達するまでは図７で説明した状況と同様であるが、地点Ｍ３’に到達すると、右区画線までの距離Ｄ２がしきい値Ｄｓを下回るため、区画線までの距離Ｄ２に基づいた判定がなされて警報が発せられる。
【００６４】
その後、車両が地点Ｍ５に到達すると、ステップ６０５の判定結果がＮＯとなり、旋回中フラグがＯＦＦになる。
【００６５】
以上のように、逸脱時間ＴＬＣに基づいた早期の判定による警報は抑制するが、区画線までの距離Ｄ２に基づいた判定は通常通り動作させることで実際に車線を逸脱するシーンでの不要な警報も抑制可能となる。
【００６６】
なお、運転者の意図をさらに汲み取る方法として、図７及び図８で説明した区画線までの距離Ｄ２に基づいて逸脱判定を実施するためのしきい値Ｄｓを旋回中フラグがＯＮの場合に小さくする方法を取り入れてもよい。すなわち、ステップ６０９とステップ６１１は別のステップとして、ステップ６０９の場合のみしきい値Ｄｓを小さくする構成とする。これにより、図８で説明した状況で、例えばＤｓを小さくすれば右区画線までの距離Ｄ２がしきい値Ｄｓを下回らなくなるため、不要な警報を抑制可能となる。ただし、しきい値Ｄｓを小さくし過ぎてしまうと実際の逸脱時に警報されないため、設定には注意が必要である。
【００６７】
［第２実施例］
図９は第２実施例の車線逸脱警報装置１０’の概略図である。
図９は、第１の実施形態の構成（図１）において、ＴＬＣしきい値調整手段２４を追加した構成となっている。
【００６８】
ＴＬＣしきい値調整手段２４は、車両挙動判定手段１９で車両の旋回量に関するパラメータが所定値以上の場合に時間逸脱判定手段１７で逸脱判定に使用するしきい値を調整する。
【００６９】
次に、第２実施例の車線逸脱警報装置１０’の処理手順を図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００７０】
図１０において、前述した図６のフローチャートのステップと同じ処理内容のステップ（６０１〜６０８）については同じ符号を付して重複説明を省略し、それ以降のステップに関して詳細を説明する。
【００７１】
ステップ６０８において、旋回中フラグがＯＮか否かを判定し、旋回中フラグがＯＮの場合はステップ６０９に進み、旋回中フラグがＯＦＦの場合はステップ６１１に進む。
【００７２】
ステップ６０９では、ステップ２０４で推定した前輪外側部から区画線までの距離Ｄ２（又はＤ１）としきい値Ｄｓを用いて逸脱可能性が大であるか否かを判定し、ステップ１００１ではステップ６０１で演算した旋回量の大きさに基づいて逸脱時間ＴＬＣを用いた判定で使用するしきい値Ｔｓを調整してＴｓ’とする（旋回量が大きいほどしきい値Ｔｓ’を小さくする）。そして、ステップ１１０２において、ステップ１００１で調整したしきい値Ｔｓ’を用いてＴＬＣ＜Ｔｓ’であるか否か判定し、ステップ６１０へ進む。
【００７３】
ステップ６１０、６１１、６１２では、図６に示される第１実施例と同じ処理を行い元に戻る。
【００７４】
次に、本実施例を実際の道路状況に当てはめて説明する。
図１１は、図７と同様に、道路状況と各パラメータ（右区画線までの距離、ＴＬＣ、舵角、横Ｇ変化量、旋回中フラグ）の変化を示す。
【００７５】
図１１の（Ｅ）のＧｓは車両の旋回中（旋回量）を判定する際のしきい値、ＧｍはＴＬＣ用のしきい値Ｔｓ変更のための横Ｇ変化量の最大値である。
【００７６】
まず、車両５が右側の区画線３２に近づきながら地点Ｍ１を通過していくと、右区画線までの距離Ｄ２が小さくなるとともにＴＬＣも小さくなっていく。その後、運転者が車線の内側に戻る方向に操舵すると舵角が変化し始め、舵角を用いて演算した横Ｇ変化量も変化し始める。
【００７７】
次に、車両が地点Ｍ２に到達すると、横Ｇ変化量がしきい値Ｇｓを超えるため（ステップ６０２でＹＥＳ）、旋回中フラグがＯＮになり、このフラグがＯＮの場合はＴＬＣのしきい値Ｔｓが横Ｇ変化量の大きさに応じて変更される（ステップ６０８でＹＥＳ）。具体的には、横Ｇ変化量がしきい値Ｇｓ（例えば、０．１Ｇ／ｓ）からＧｍ（例えば、０．３Ｇ／ｓ）の間で線形的にＴＬＣのしきい値Ｔｓ’を減少させて、横Ｇ変化量がGｍを超えたら（車両５が地点Ｍ３に到達したら）ＴＬＣのしきい値Ｔｓ’を０として逸脱時間ＴＬＣを用いた逸脱判定ができない状態に遷移させる。
【００７８】
その後、車両５が地点Ｍ５に到達すると、ステップ６０５の判定結果がＮＯとなり、旋回中フラグがＯＦＦになるとともに、ＴＬＣのしきい値Ｔｓも元の値に復帰する。
【００７９】
以上のように、旋回量の大きさに基づいてＴＬＣのしきい値を動的に変更することで、逸脱時間に基づいた逸脱判定を残しつつ、区画線までの距離に基づいた逸脱判定も実施することができるため、様々な走行パターンへの対応が可能となる。
【００８０】
なお、本実施例においては、車両後方を撮像する撮像装置を用いた例を説明したが、車両前方を撮像する撮像装置でもよく、また、撮像装置の取付位置などが本実施例と異なっていてもよい。
【００８１】
以上のように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の様態で実施することができる。
【符号の説明】
【００８２】
５ 車両
１０ 車線逸脱警報装置
１１ 撮像装置
１２ 逸脱可能性判定手段
３０ 車線（レーン）
３１、３２ 区画線
１００ コントロールユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両が走行している車線の区画線の位置を検出して自車両が車線から逸脱する可能性を推測し、該逸脱可能性が大であるとき警報を発生する車線逸脱警報装置であって、
前記区画線の位置を自車両に搭載された撮像装置からの画像情報に基づいて検出する手段と、自車両の所定部位から前記区画線までの距離を推定する距離推定手段と、自車両が車線を逸脱するまでに要する時間を推定する所要時間推定手段と、舵角、ヨーレート、横Ｇの少なくとも一つの車両の挙動を表わすパラメータに基づいて自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量を推定する車両挙動推定手段と、前記距離推定手段により推定される自車両から区画線までの距離、前記所要時間推定手段により推定される自車両が車線を逸脱するまでに要する時間、及び、前記車両挙動推定手段により推定される旋回量もしくはそれに相関する量に基づいて、自車両が車線を逸脱する可能性が大であるか否かを判定する逸脱可能性判定手段と、該判定手段により自車両が車線を逸脱する可能性が大であると判定されたとき警報を発生する警報発生手段と、を具備して構成された車線逸脱警報装置。
【請求項２】
前記逸脱可能性判定手段は、前記車両挙動推定手段により推定される自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量が予め定められた旋回量判定用しきい値以上と推定された場合は、前記距離推定手段により推定される自車両から区画線までの距離と該距離について予め定められた距離判定用しきい値とを比較することにより、自車両が車線を逸脱する可能性が大であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱警報装置。
【請求項３】
前記逸脱可能性判定手段は、前記車両挙動判定手段により推定される自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量が予め定められた旋回量判定用しきい値以上と推定された場合は、前記所要時間推定手段により推定される自車両が車線を逸脱するまでに要する時間について予め定められた時間判定用しきい値を前記旋回量もしくはそれに相関する量に応じて変更し、該変更された時間判定用しきい値と前記逸脱するまでに要する時間とを比較することにより、自車両が車線を逸脱する可能性が大であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱警報装置。
【請求項４】
前記逸脱可能性判定手段は、前記車両挙動判定手段により推定される自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量が予め定められた旋回量判定用しきい値以下と推定された場合は、前記距離推定手段により推定される自車両から区画線までの距離と該距離について予め定められた距離判定用しきい値とを比較することにより、自車両が車線を逸脱する可能性が大であるか否かを判定するとともに、前記所要時間推定手段により推定される自車両が車線を逸脱するまでに要する時間と該時間について予め定められた時間判定用しきい値とを比較することにより、自車両が車線を逸脱する可能性が大であるか否かを判定することを特徴とする請求項２又は３に記載の車線逸脱警報装置。
【請求項５】
前記車両挙動推定手段は、舵角、ヨーレート、横Ｇの少なくとも一つの車両の挙動を表わすパラメータを微分することにより前記旋回量もしくはそれに相関する量を求めることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車線逸脱警報装置。
【請求項６】
前記撮像装置は、自車両の後部に設置されて自車両後方を撮像するようにされていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車線逸脱警報装置。
【請求項１】
自車両が走行している車線の区画線の位置を検出して自車両が車線から逸脱する可能性を推測し、該逸脱可能性が大であるとき警報を発生する車線逸脱警報装置であって、
前記区画線の位置を自車両に搭載された撮像装置からの画像情報に基づいて検出する手段と、自車両の所定部位から前記区画線までの距離を推定する距離推定手段と、自車両が車線を逸脱するまでに要する時間を推定する所要時間推定手段と、舵角、ヨーレート、横Ｇの少なくとも一つの車両の挙動を表わすパラメータに基づいて自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量を推定する車両挙動推定手段と、前記距離推定手段により推定される自車両から区画線までの距離、前記所要時間推定手段により推定される自車両が車線を逸脱するまでに要する時間、及び、前記車両挙動推定手段により推定される旋回量もしくはそれに相関する量に基づいて、自車両が車線を逸脱する可能性が大であるか否かを判定する逸脱可能性判定手段と、該判定手段により自車両が車線を逸脱する可能性が大であると判定されたとき警報を発生する警報発生手段と、を具備して構成された車線逸脱警報装置。
【請求項２】
前記逸脱可能性判定手段は、前記車両挙動推定手段により推定される自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量が予め定められた旋回量判定用しきい値以上と推定された場合は、前記距離推定手段により推定される自車両から区画線までの距離と該距離について予め定められた距離判定用しきい値とを比較することにより、自車両が車線を逸脱する可能性が大であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱警報装置。
【請求項３】
前記逸脱可能性判定手段は、前記車両挙動判定手段により推定される自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量が予め定められた旋回量判定用しきい値以上と推定された場合は、前記所要時間推定手段により推定される自車両が車線を逸脱するまでに要する時間について予め定められた時間判定用しきい値を前記旋回量もしくはそれに相関する量に応じて変更し、該変更された時間判定用しきい値と前記逸脱するまでに要する時間とを比較することにより、自車両が車線を逸脱する可能性が大であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱警報装置。
【請求項４】
前記逸脱可能性判定手段は、前記車両挙動判定手段により推定される自車両の車線中央方向への旋回量もしくはそれに相関する量が予め定められた旋回量判定用しきい値以下と推定された場合は、前記距離推定手段により推定される自車両から区画線までの距離と該距離について予め定められた距離判定用しきい値とを比較することにより、自車両が車線を逸脱する可能性が大であるか否かを判定するとともに、前記所要時間推定手段により推定される自車両が車線を逸脱するまでに要する時間と該時間について予め定められた時間判定用しきい値とを比較することにより、自車両が車線を逸脱する可能性が大であるか否かを判定することを特徴とする請求項２又は３に記載の車線逸脱警報装置。
【請求項５】
前記車両挙動推定手段は、舵角、ヨーレート、横Ｇの少なくとも一つの車両の挙動を表わすパラメータを微分することにより前記旋回量もしくはそれに相関する量を求めることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車線逸脱警報装置。
【請求項６】
前記撮像装置は、自車両の後部に設置されて自車両後方を撮像するようにされていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車線逸脱警報装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−３９１３（Ｐ２０１３−３９１３Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５４８２（Ｐ２０１１−１３５４８２）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
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