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技術 車線区分線認識装置、車線維持支援装置、車線区分線認識方法

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 片岡寛暁
出願日 2008年3月10日 (12年8ヶ月経過) 出願番号 2008-059843
公開日 2009年9月24日 (11年1ヶ月経過) 公開番号 2009-217492
状態 未査定
技術分野 乗員・歩行者の保護 画像処理 交通制御システム 交通制御システム イメージ分析
主要キーワード Y座標 側方距離 車両中心位置 X座標 走行線 サイクル時間毎 認識距離 乖離量
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年9月24日)のものです。
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図面 (12)

課題

精度よく他車両が白線認識距離範囲進入することを予測して、車線区分線認識距離範囲を調整する車線区分線認識装置等を提供すること。

解決手段

走行レーン区分する車線区分線を撮影する撮影手段12と、撮影された画像データの認識距離範囲から車線区分線を認識する認識手段20と、を有する車線区分線認識装置100において、隣接した走行レーンを走行する他車両32の、自車両31に対する相対的な位置情報を検出する他車両位置検出手段14、15と、他車両32までの車長方向前方距離を検出する前方距離検出手段41と、撮影手段12の水平画角及び前方距離に基づき撮影範囲境界位置を算出する側方距離算出手段42と、境界位置と他車両32の車幅方向の移動速度Vxとから、所定時間後に境界位置に他車両等が到達するかを判定する判定手段と、認識距離範囲を変更する認識距離変更手段と、を有することを特徴とする。

概要

背景

走行レーンを維持して走行するよう車両の走行レーンに対する位置を検出し、目標走行線との乖離量オフセット量)に応じて操舵すべき方向にアシストトルクを付加する車線維持支援装置が知られている。車線維持支援装置は、路面標示された前方の車線区分線撮影してその画像データから走行レーンに対する位置を検出するので、車線区分線を認識するために定められている距離範囲(以下、白線認識距離範囲という)を他車両が走行していると車線区分線の認識が困難になる場合がある。そこで、他車両が白線認識距離範囲を走行する場合は、白線認識距離範囲を縮小する白線認識装置が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。特許文献1には、レーダ等で前方の他車両との車間距離を検出し、車間距離を車線区分線の認識範囲に設定する白線認識装置が記載されている。また、特許文献2には、前方の他車両が白線認識距離範囲を走行している場合は、他車両が撮影された領域を車線区分線の認識対象から除外する白線認識装置が記載されている。

しかしながら、特許文献1記載の白線認識装置は、他車両が自車両の走行レーンをすでに走行している場合に他車両との車間距離を検出するものであるし、特許文献2記載の白線認識装置は、他車両が実際に白線認識距離範囲に存在した場合に他車両の領域を車線区分線の認識対象から除外するものである。このため、例えば、他車両が自車レーン車線変更してきた場合や自車両が他車レーンに車線変更した場合などは、車線区分線の認識対象の調整が遅れ適切に車線区分線を認識できない場合がある。

この点、他車両が車線変更することを予測する技術が提案されている(例えば、特許文献3、4参照。)。特許文献3には、他車レーンの前方車両ウィンカ点灯又は他車両の自車レーンへの接近量を画像処理により検出したり、道路地図情報に基づいて隣接レーン幅員減少を検出した場合に、他車レーンの他車両が自車レーンに車線変更することを検出する走行制御装置が記載されている。また、特許文献4には、他車レーンの前方車両のウィンカの点灯情報を受信して、他車レーンの他車両が自車レーンに車線変更することを検出する走行制御装置が記載されている。
特開平9−311999号公報
特開平8−30770号公報
特開2001−171389号公報
特開2007−102577号公報

概要

精度よく他車両が白線認識距離範囲に進入することを予測して、車線区分線の認識距離範囲を調整する車線区分線認識装置等を提供すること。走行レーンを区分する車線区分線を撮影する撮影手段12と、撮影された画像データの認識距離範囲から車線区分線を認識する認識手段20と、を有する車線区分線認識装置100において、隣接した走行レーンを走行する他車両32の、自車両31に対する相対的な位置情報を検出する他車両位置検出手段14、15と、他車両32までの車長方向前方距離を検出する前方距離検出手段41と、撮影手段12の水平画角及び前方距離に基づき撮影範囲境界位置を算出する側方距離算出手段42と、境界位置と他車両32の車幅方向の移動速度Vxとから、所定時間後に境界位置に他車両等が到達するかを判定する判定手段と、認識距離範囲を変更する認識距離変更手段と、を有することを特徴とする。

目的

本発明は、上記課題に鑑み、精度よく他車両が白線認識距離範囲に進入することを予測して、車線区分線の認識距離範囲を調整する車線区分線認識装置、車線維持支援装置及び車線区分線認識方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

走行レーン区分する車線区分線撮影する撮影手段と、撮影された画像データの認識距離範囲から車線区分線を認識する認識手段と、を有する車線区分線認識装置において、隣接した走行レーンを走行する他車両の、自車両に対する相対的な位置情報を検出する他車両位置検出手段と、前記位置情報から、他車両までの車長方向前方距離を検出する前方距離検出手段と、前記撮影手段の水平画角及び前記前方距離に基づき、撮影範囲車幅方向の境界位置を算出する側方距離算出手段と、前記境界位置と、他車両の車幅方向の移動速度とから、所定時間後に前記境界位置に他車両又は自車両が到達するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により、所定時間後に他車両又は自車両が前記境界位置に到達すると判定された場合、前記認識距離範囲を変更する認識距離変更手段と、を有することを特徴とする車線区分線認識装置。

請求項2

前記認識距離変更手段は、前記前方距離を前記認識距離範囲の一端に変更する、ことを特徴とする請求項1記載の車線区分線認識装置。

請求項3

走行レーンを区分する車線区分線を撮影する撮影手段と、撮影された画像データの認識距離範囲から車線区分線を認識する認識手段と、を有する車線区分線認識装置において、隣接した走行レーンを走行する他車両の、自車両に対する相対的な位置情報を検出する他車両位置検出手段と、前記位置情報から、他車両までの車長方向の前方距離を検出する前方距離検出手段と、他車両からウィンカ点灯有無及び点灯方向を含むウィンカ情報を受信する受信手段と、前記ウィンカ情報から、他車両が自車レーン車線変更するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により、他車両が自車レーンに車線変更する判定された場合、前記認識距離範囲を変更する認識距離変更手段と、を有することを特徴とする車線区分線認識装置。

請求項4

前記受信手段は、前記ウィンカ情報の代わりに、操舵方向及び操舵量を含む操舵情報を受信し、前記判定手段は、前記操舵情報から、他車両が自車レーンに車線変更するか否かを判定する、ことを特徴とする請求項3記載の車線区分線認識装置。

請求項5

前記受信手段は、前記ウィンカ情報の代わりに、ヨーレート又は横加速度を含む運動状態情報を受信し、前記判定手段は、前記運動状態情報から、他車両が自車レーンに車線変更するか否かを判定する、ことを特徴とする請求項3記載の車線区分線認識装置。

請求項6

請求項1〜5いずれか1項記載の車線区分線認識装置が認識した車線区分線の情報に基づき、走行レーンを走行するよう自車両の操舵支援する車線維持支援装置

請求項7

走行レーンを区分する車線区分線を撮影して、撮影された画像データの認識距離範囲から車線区分線を認識する車線区分線認識方法において、他車両位置検出手段が、隣接した走行レーンを走行する他車両の、自車両に対する相対的な位置情報を検出するステップと、前方距離検出手段が、前記位置情報から、他車両までの車長方向の前方距離を検出するステップと、前記前方距離が前記認識距離範囲以内の場合、側方距離算出手段が、前記撮影手段の水平画角及び前記前方距離に基づき、撮影範囲の車幅方向の境界位置を算出するステップと、判定手段が、前記境界位置と、他車両の車幅方向の移動速度とから、所定時間後に前記境界位置に他車両又は自車両が到達するか否かを判定するステップと、前記判定手段により所定時間後に他車両又は自車両が前記境界位置に到達すると判定された場合、認識距離変更手段が前記認識距離範囲を変更するステップと、を有することを特徴とする車線区分線認識方法。

技術分野

0001

本発明は、撮影された画像データから走行レーン区分する車線区分線を認識する車線区分線認識装置等に関し、特に、車線区分線の認識距離範囲を調整する車線区分線認識装置、車線維持支援装置及び車線区分線認識方法に関する。

背景技術

0002

走行レーンを維持して走行するよう車両の走行レーンに対する位置を検出し、目標走行線との乖離量オフセット量)に応じて操舵すべき方向にアシストトルクを付加する車線維持支援装置が知られている。車線維持支援装置は、路面標示された前方の車線区分線を撮影してその画像データから走行レーンに対する位置を検出するので、車線区分線を認識するために定められている距離範囲(以下、白線認識距離範囲という)を他車両が走行していると車線区分線の認識が困難になる場合がある。そこで、他車両が白線認識距離範囲を走行する場合は、白線認識距離範囲を縮小する白線認識装置が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。特許文献1には、レーダ等で前方の他車両との車間距離を検出し、車間距離を車線区分線の認識範囲に設定する白線認識装置が記載されている。また、特許文献2には、前方の他車両が白線認識距離範囲を走行している場合は、他車両が撮影された領域を車線区分線の認識対象から除外する白線認識装置が記載されている。

0003

しかしながら、特許文献1記載の白線認識装置は、他車両が自車両の走行レーンをすでに走行している場合に他車両との車間距離を検出するものであるし、特許文献2記載の白線認識装置は、他車両が実際に白線認識距離範囲に存在した場合に他車両の領域を車線区分線の認識対象から除外するものである。このため、例えば、他車両が自車レーン車線変更してきた場合や自車両が他車レーンに車線変更した場合などは、車線区分線の認識対象の調整が遅れ適切に車線区分線を認識できない場合がある。

0004

この点、他車両が車線変更することを予測する技術が提案されている(例えば、特許文献3、4参照。)。特許文献3には、他車レーンの前方車両ウィンカ点灯又は他車両の自車レーンへの接近量を画像処理により検出したり、道路地図情報に基づいて隣接レーン幅員減少を検出した場合に、他車レーンの他車両が自車レーンに車線変更することを検出する走行制御装置が記載されている。また、特許文献4には、他車レーンの前方車両のウィンカの点灯情報を受信して、他車レーンの他車両が自車レーンに車線変更することを検出する走行制御装置が記載されている。
特開平9−311999号公報
特開平8−30770号公報
特開2001−171389号公報
特開2007−102577号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、ウィンカを点灯しないで車線変更する他車両も存在するので、特許文献3又は4記載の技術では、他車両の車線変更を検出できない場合がある。また、単にウィンカ情報を受信するだけでは、実際に他車両が自車レーンに進入するタイミングが検出できないので、白線認識距離範囲を適切なタイミングで調整できないという問題がかる。

0006

本発明は、上記課題に鑑み、精度よく他車両が白線認識距離範囲に進入することを予測して、車線区分線の認識距離範囲を調整する車線区分線認識装置、車線維持支援装置及び車線区分線認識方法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

0007

上記課題に鑑み、本発明は、走行レーンを区分する車線区分線を撮影する撮影手段と、撮影された画像データの認識距離範囲から車線区分線を認識する認識手段と、を有する車線区分線認識装置において、隣接した走行レーンを走行する他車両の、自車両に対する相対的な位置情報を検出する他車両位置検出手段と、位置情報から、他車両までの車長方向前方距離を検出する前方距離検出手段と、撮影手段の水平画角及び前方距離に基づき、撮影範囲車幅方向の境界位置を算出する側方距離算出手段と、境界位置と、他車両の車幅方向の移動速度とから、所定時間後に境界位置に他車両又は自車両が到達するか否かを判定する判定手段と、判定手段により、所定時間後に他車両又は自車両が境界位置に到達すると判定された場合、認識距離範囲を変更する認識距離変更手段と、を有することを特徴とする。

0008

本発明によれば、他車両が撮影範囲に入るか否かを予測して、予め白線認識距離範囲を短縮できるので、白線認識距離範囲の調整の遅れに起因して白線の認識が困難になることを確実に防止できる。

発明の効果

0009

精度よく他車両が白線認識距離範囲に進入することを予測して、車線区分線の認識距離範囲を調整する車線区分線認識装置、車線維持支援装置及び車線区分線認識方法を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0010

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら、実施例を挙げて説明する。

0011

本実施形態の白線認識装置は、他車両の将来位置を予測して、撮影された画像データのうち車線区分線の認識範囲(以下、白線認識距離範囲という)を短縮する。これにより、実際に白線認識距離範囲に他車両が進入する前に、他車両が撮影される領域を車線区分線の認識対象から除外できるので、白線認識距離範囲の調整の遅れを防止し他車両が車線変更しても適切な範囲の車線区分線を認識できるようになる。なお、車線区分線は、白線、黄線、実線破線等の種々の態様があるが、以下では車線区分線を単に白線という。

0012

また、本実施形態では、次の方法で他車両の将来位置を予測する。
1.レーダ又は車車間通信により検出した他車両の位置情報
2.他車両又は自車両のウィンカ情報
3.他車両又は自車両の操舵情報
4.他車両又は自車両の車両運動状態
以下、各方法について実施例を挙げて説明する。なお、将来位置を予測するとは、1点で位置を予測する場合と、単に車線変更を予測する場合の二つの意味で用いられる。

0013

本実施例では、レーダ又は車車間通信により他車両の位置情報を検出し、他車両の位置情報から他車両の将来位置を予測する白線認識装置100について説明する。

0014

図1は、白線認識装置100の概略構成図の一例を示す。白線認識装置100は、白線を認識する白線認識ECU(Electronic Control Unit)20により制御され、白線認識ECU20にはCAN(Controller Area Network)等の車内LAN及び専用線を介して、スイッチ11、前方カメラ12、車速センサ13、ミリ波レーダ装置14、通信装置15、電動パワステECU16、ブザー出力部17及び表示部18が接続されている。

0015

白線認識装置100による白線の認識結果(後述の白線情報)は、走行レーンを維持するようステアリングホイールの操舵を支援するLKAS(Lane KeepingAssist System)、及び、白線を逸脱するおそれがある場合に運転者に警告するLDW(Lane Departure Warning)のいずれにも適用できる。

0016

白線認識ECU20に接続されたスイッチ11が運転者によりオンに操作されると、車速が一定以上及び白線が認識されている等の所定の条件下でLKAS又はLDWが作動する。前方カメラ12は、例えば室内ルームミラーに搭載され車両前方へ向けて水平下向きに所定角範囲で広がる領域を撮影する。水平画角は例えば左右に各20度である。前方カメラ12は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やCCD(Charge Coupled Device)の光電変換素子により、所定の輝度階調(例えば、256階調)の画像データを出力する。

0017

白線認識ECU20は、前方カメラ12が所定のサイクル時間で順次撮影する画像データに対し画像処理を行い、映し出されている道路上に描かれた走行レーンを区切る左右の白線を検出する。

0018

図2は、白線認識距離範囲を模式的に示す図である。白線認識ECU20には、前方カメラ12が撮影した画像データのうち、自車両31よりも前方の例えば10〔m〕〜30〔m〕までがデフォルトの白線認識距離範囲として設定されている。本実施形態の白線認識装置100は白線認識距離範囲を他車両32の将来位置を予測して短縮する。

0019

白線情報の検出について説明する。1本の白線は両端に高周波成分たるエッジを有するので、車両前方の画像データの輝度値を水平方向に微分すると、白線の両端にピークが得られそれを前後方向に結んだエッジ線推定できる。推定した複数のエッジ線から一対となる複数組白線候補線を抽出し、複数組の白線候補線のなかから、輝度や路面とのコントラストから定められる閾値や白線幅の閾値、線状の形状である等の特徴からマッチングなどの手法を適用して、白線と認められる1本の白線を選定する。

0020

決定した白線が有する複数エッジを抽出しハフ変換することで左右の白線の直線式が得られ、この直線をそれぞれモデル式表現する。前方カメラ12の路面からの高さ、及び、路面に対する光軸のなす角は既知であるので、画像データの各画素ピクセル)と路面上の位置との対応関係も既知となる。また、モデル式はその係数に、左右の白線の消失点道路曲率ヨー角、幅員、オフセット量等の情報を含むので、これから、道路曲率、ヨー角(白線に対する車長方向の傾き)、幅員W、オフセット量D(目標走行線に対する車両中心位置のずれ量)、標走行線(例えば中央線)O等の白線情報が得られる。

0021

画像データの各画素(ピクセル)と路面上の位置との対応関係が明らかなので、ミリ波レーダ装置14等から他車両32の位置が分かれば、画像データにおける他車両32の位置も確定できる。

0022

なお、LKASの場合、白線認識ECU20は、白線情報のうち自車両31のオフセット量Dに応じて反対方向のアシストトルクを電動パワステECU16に要求し、走行レーンの中央付近を走行するように操舵を支援する。このアシストトルクは例えば目標走行線を基準としたオフセット量Dに比例した値である。また、LDWの場合、白線認識ECU20は、車速センサ13が検出する車速と自車両31のヨー角から所定時間後(例えば1秒後)に自車両31が白線を逸脱するおそれがある場合、ブザー出力部17により警報音吹鳴して、運転者に走行レーンへの復帰を促す。なお、操舵にアシストトルクを加えて走行レーンの維持を支援するのでなく、各車輪制動力を個別に制御して、例えば内輪側外輪側の制動力の左右差を利用して自車両31の進行方向を制御してもよい。各輪の制動力はブレーキECUにより制御される。

0023

〔他車両32の位置情報〕
他車両32の位置情報を取得するには、ミリ波レーダ装置14を用いた方法と通信装置15を用いた方法がある。ミリ波レーダ装置14は、自車両31の例えばフロントグリル内に設置され車両前方に向けてミリ波を送信すると共に他車両32に反射したミリ波を受信し、送信したミリ波が受信されるまでの時間により他車両32との相対距離を、送信波受信波周波数との差に基づき相対速度を検出する。具体的は、例えば三角波FM変調した送信波をアンテナから出力し、他車両32に反射した反射波をアンテナで受信してミキシングすることでビート信号を取得する。ビート信号は、他車両32までの距離及び相対速度に応じて生じる干渉により波形が変化するので、波形から相対距離と相対速度が演算される。

0024

ミリ波レーダ装置14は、所定の水平走査角範囲(車長方向を中心に左右方向それぞれの所定角度範囲)を走査しながらレーザパルス照射する。照射方向に他車両32が存在すれば反射波が受信されるので、自車両31の前方に存在する他車両32の存在する方向と相対距離を検出することができる。ミリ波レーダ装置14ではこの方向と相対距離が位置情報となる。

0025

なお、一台の他車両32から複数の位置情報が検出されるが、白線認識ECU20は複数の位置情報を例えばグループ化して1台の他車両32と扱い、例えば、最接近部又は車幅中心後端を、他車両32の位置情報と定義する。図2では、車幅中心の後端を他車両32の位置としている。

0026

通信装置15は他車両32と車車間通信する。通信装置15は、例えば、数メートルから数100メートルの範囲でのみ通信可能な狭域通信DSRC;Dedicated Short Range Communication)方式により、1対1又は1対Nのアドホックネットワークを実現して自車両情報及び他車両情報送受信する。

0027

通信装置15は、自車両情報に宛先を付加し、プロトコル処理エラー符号処理等を施し所定の変調方式(例えばQPSK)で変調し、生成された変調波増幅してアンテナから送信する。接続手順は例えばCSMA(Carrier Sense Multiple Access)であって、他車両32から先に送信要求があった場合は所定時間をおいて送信する。

0028

自車両情報は、他車両32に他車両32の位置情報の送信を要求するものである。この位置情報は緯度経度標高からなる座標情報(以下、区別するため他車両32の位置情報は座標情報という)である。他車両32は、他車両情報に座標情報を含め自車両31を宛先にして同様に他車両情報を自車両31に送信する。なお、ブルートゥース登録商標)、無線USB、Zigbee(登録商標)など所定の通信規格を用いて車車間通信してもよい。

0029

なお、座標情報は他車両32の例えば中心位置一点の位置を示すものなので、座標情報に加え車長情報及び車幅情報を受信することが好ましい。これにより、他車両32の左後端又は右後端の位置を算出できる。一般的な車両の車長情報や車幅情報を用いてもよい。

0030

〔将来位置の予測〕
続いて、位置情報又は座標情報から予測する他車両32の将来位置について説明する。図3は、将来位置の予測を模式的に説明する図を示す。白線認識ECU20は、CPU、RAM、ROM、不揮発メモリ入出力インターフェイス及びECU間通信部を有するコンピュータであって、図1に示したように、CPUがプログラムを実行するか又はASIC(Application Specific IntegratedCircuit)等のハードウェアにより実現される、前方距離検出部41、側方距離予測部42、判定部43及び白線認識距離変更部44を有する。これらのブロックが他車両32の将来位置を予測し、白線認識距離範囲を変更する。

0031

図3に示すように、前方距離検出部41は自車両31を原点に右方向をX軸に前方方向をY軸に取る。なお、右方向及び前方方向が正である。他車両32の位置情報から相対距離及び方向は明らかなので、XY平面における他車両32の座標が明らかとなる。他車両32が存在する方向をX軸に対し反時計回り方向の角度で表した場合、前方距離検出部41は、「相対距離×Cos(方向)」からX座標を、「相対距離×Sin(方向)」からY座標を、それぞれ算出する。図3では、他車両32のX座標をXcar、Y座標をYcarとした。このうちXcar が側方距離となり、Ycarが前方距離となる。

0032

ところで、前方カメラ12の水平画角は予め定まっておりこれをθとすると、前方距離Ycarの時に他車両32が画角に入るためのX座標(以下、撮影範囲の境界位置Xlineという)は、図示するように次式で算出される。
Xline = Ycar ×tanθ
前方距離Ycarが白線認識距離範囲以内の場合、他車両32が画角にはいると、白線の認識が困難になるおそれがある。したがって、側方距離Xcarの他車両32が、将来位置を予測したいΔT秒の間に「Xcar−Xline」の距離を移動するか否かを判定すればよいことになる。

0033

他車両32のX方向の移動速度Vxは、側方距離Xcarを時間に対し微分することで算出される。側方距離予測部42は、ミリ波レーダ装置14がサイクル時間毎に検出した位置情報から算出された側方距離Xcarを時間微分して移動速度Vxを算出する。
以上から、他車両32のΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagは次式で算出される。側方距離予測部42はこの式を用いてΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagを予測する。

0034

Xcar_lag=Xcar + Vx×ΔT
なお、「Vx×ΔT」の符号はX軸の右側を正としたのでプラス「+」となるが、「Vx×ΔT」はマイナスなので「Xcar_lag<Xcar」である。

0035

したがって、判定部43は、
Xline ≧ Xcar_lag …(1)
成立する場合、ΔT秒後に他車両32が撮影範囲に入ると判定する。なお、ΔTは、白線認識処理や他車検出処理の遅れ時間、誤認識に対する安全マージンなどを考慮して設定される定数である。

0036

なお、時間と共に前方距離Ycarが変動するおそれがあるが、車線変更する短い時間であれば前方距離Ycarは一定(自車両31と他車両32の車速は等しい)としてよい。

0037

白線認識距離変更部44は、式(1)が成立する場合、白線認識距離範囲を変更する。変更後の白線認識距離範囲は、自車両31の前方、例えば10〔m〕〜前方距離Ycarまでとなる。

0038

なお、車車間通信して取得した座標情報により他車両32の将来位置を予測する場合も全く同様に算出できる。すなわち、自車両31及び他車両32の座標が明らかとなるので、図3に示したXY平面における相対的な位置、移動速度Vxは同様に算出できる。境界位置Xlineの算出方法は共通なので、式(1)からΔT秒後に他車両32が撮影範囲に入るか否かを判定できる。

0039

〔白線認識装置100の動作手順
白線認識装置100の動作手順について図4フローチャート図に基づき説明する。図4のフローチャート図は、例えば、スイッチ11がオンになり、車速が所定値以上かつ白線が正常に認識されるとスタートする。

0040

白線認識装置100は自車レーンへ接近する他車両32を検出する(S10)。他車両32はミリ波レーダ装置14により検出してもよいし、画像データを解析して検出してもよい。

0041

他車両32の自車レーンへの接近を検出すると、前方距離検出部41は前方距離Ycarを算出し、前方距離Ycarが白線認識距離範囲以内か否かを判定する(S20)。すなわち、前方距離検出部41は位置情報又は座標情報から前方距離Ycar及び側方距離Xcarを算出し、前方距離Ycarが白線認識距離範囲以内か否かを判定する。前方距離Ycarが白線認識距離範囲以内でない場合(S20のNo)、他車両32が自車レーンに車線変更しても白線認識距離範囲に入らないので、そのまま図4の処理は終了する。この場合、白線認識距離範囲は短縮されない。

0042

前方距離Ycarが白線認識距離範囲以内の場合(S20のYes)、判定部43はΔT秒後に他車両32が撮影範囲に入るか否かを判定する(S30)。すなわち、側方距離予測部42はXline、Xcar_lagを算出し、判定部43は式(1)が成立するか否かを判定する。

0043

式(1)が成立しない場合(S30のNo)、まだ撮影範囲に入るとは確定できないので、そのまま図4の処理は終了する。この場合、白線認識距離範囲は短縮されない。

0044

式(1)が成立する場合(S30のYes)、他車両32が撮影範囲に入り白線認識が困難になるおそれがあるので、白線認識距離変更部44は白線認識距離範囲を変更する(S40)。具体的には、前方距離Ycarまでを変更後の白線認識距離範囲に短縮する。

0045

なお、左右の白線の白線認識距離範囲を同時に短縮するのでなく、他車両32が進入して来る方向の白線の白線認識距離範囲を短縮し、所定時間経過してから反対方向の白線の白線認識距離範囲を短縮してもよい。この場合、他方の白線の白線認識距離範囲を短縮しない間は白線の認識精度が低下しにくくなり、その間に車間距離を白線認識距離範囲以上に確保できれば、同時期に左右の白線の白線認識距離範囲を短縮する状況がなくなるので、白線の認識精度の低下を最小限に抑制できる。

0046

本実施例の白線認識装置100によれば、他車両32が自車両31の前方に車線変更する場合、他車両32が予め撮影範囲に入るか否かを予測して、予め白線認識距離範囲を短縮できるので、白線認識距離範囲の調整の遅れに起因して白線の認識が困難になることを確実に防止できる。また、ΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagを予測するので、適切なタイミングで白線認識距離範囲を短縮することが可能となる。

0047

なお、図4では他車両32が自車レーンに車線変更する態様を例に説明したが、自車両31が他車レーンに車線変更する場合にも同様に適用できる。しかしながら、一般的な車線維持支援制御では自車両31の車線変更の際、白線認識又は白線情報に基づくLKAS又はLDWの作動を停止することが多い。これは、運転者の意志による車線変更に対してはオーバライドを容易にしたり、不要なアシストトルク及び不要警報を出力しないためである。運転者の車線変更の意志は例えば操舵トルクウィンカスイッチにより検出される。

0048

したがって、運転者の意志に基づき自車両31が車線変更する場合でも、少なくとも白線認識する白線認識装置100という条件の下では、自車両31が他車レーンに車線変更する場合、白線認識距離範囲を変更することができる。この場合、自車両31と他車両32が相対的に接近するという点で他車両32が自車レーンに車線変更する場合と同じなので、図4と同様の手順により白線認識距離範囲を短縮することができる。

0049

本実施例では、他車両32又は自車両31のウィンカ情報から他車両32の将来位置を予測する白線認識装置100について説明する。図5は、自車両31が他車両32のウィンカ情報から他車両32の将来位置を予測する様子を模式的に示す図である。他車両32は車線変更の数秒前に左ウィンカ51を点灯し、左ウィンカ51が点灯したことを示すウィンカ情報を自車両31に送信する。ウィンカ情報は、ウィンカの点灯有無及び点灯方向を示す情報を含む。したがって、自車両31はウィンカ情報から他車両32が車線変更することを検出できる。他車両32の位置は座標情報から明らかとなるので、他車両32が白線認識距離範囲に進入するか否か判定でき、進入する場合には前方距離Ycar までを白線認識距離範囲に短縮することができる。

0050

本実施例の白線認識装置100の機能ブロック図は図1と同様であるが、本実施例では他車両32の側方距離Xcar を予測しないので側方距離予測部42がなくてもよく、また、判定部43はウィンカ情報から他車両32が白線認識距離範囲に進入するか否かを判定する。

0051

〔白線認識装置100の動作手順(ウィンカ情報から判定)〕
図6は、白線認識装置100の動作手順を示すフローチャート図である。図6のフローチャート図は、例えば、スイッチ11がオンになり、車速が所定値以上かつ白線が正常に認識されるとスタートする。

0052

例えば、自車両31は定期的に自車両情報と他車両情報を車車間通信で送受信して、他車両32の座標情報を受信する(S110)。この座標情報から自車レーンに隣接する走行レーンの通信可能範囲又は所定の前方距離内(例えば、50〜100メートル)に他車両32が存在することを検出する。なお、ミリ波レーダ装置14により他車両32の位置情報を検出してもよい。

0053

隣接するレーンに他車両32が存在しない場合(S120のNo)、白線認識距離範囲に他車両32が進入するおそれはないので図6の処理は終了する。この場合、白線認識距離範囲は短縮しない。

0054

隣接するレーンに他車両32が存在する場合(S120のYes)、前方距離検出部41は座標情報から他車両32の前方距離Ycarを算出し、前方距離Ycarが白線認識距離範囲以内か否かを判定する(S130)。前方距離Ycarが白線認識距離範囲以内でなければ、他車両32が車線変更しても白線認識距離範囲に進入しないので図6の処理は終了する。この場合、白線認識距離範囲は短縮しない。

0055

前方距離Ycarが白線認識距離範囲以内の場合(S130のYes)、自車両31は他車両32からウィンカ情報を受信する(S140)。自車両31がウィンカ情報を要求してもよいし、他車両32がウィンカの操作に連動してウィンカ情報を送信してもよい。なお、自車両31はウィンカの点滅を例えば画像処理により検出してもよい。

0056

判定部43は、ウィンカ情報に基づき自車レーンの方向に車線変更するか否かを判定する(S150)。他車両32が自車レーンと逆方向の走行レーンに車線変更する場合、図6の処理は終了する。この場合、白線認識距離範囲は短縮しない。

0057

他車両32が自車レーンに車線変更する場合(S150のYes)、白線認識距離変更部44は白線認識距離範囲を変更する(S160)。具体的には、前方距離Ycarまでを変更後の白線認識距離範囲に短縮する。

0058

本実施例の白線認識装置100によれば、他車両32が自車両31の前方に車線変更する場合、他車両32が予め撮影範囲に入るか否かを予測して、予め白線認識距離範囲を短縮できるので、白線認識距離範囲の調整の遅れに起因して白線の認識が困難になることを確実に防止できる。

0059

〔白線認識装置100の動作手順(ウィンカ情報、ΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagから判定)〕
ウィンカ情報だけでなく、実施例1のΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagを用いて他車両32が白線認識距離範囲に進入するか否かを判定してもよい。これにより他車両32が白線認識距離範囲に進入することをより確実に判定できる。

0060

図7は、白線認識装置100の動作手順を示すフローチャート図である。なお、図7において図6と同一ステップには同一の符号を付しその説明は省略する。図7のフローチャート図では、前方距離Ycarが白線認識距離範囲以内の場合(S130のYes)、判定部43が、ΔT秒後に他車両32が撮影範囲に入るか否かを判定する(S30)。すなわち、実施例1と同様に、側方距離予測部42がXline、Xcar_lagを算出し、判定部43は式(1)が成立するか否かを判定する。

0061

そして、式(1)が成立する場合に、ウィンカ情報を受信して自車レーンの方向に車線変更するか否かを判定するので、ΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagとウィンカ情報の両方から他車両32が白線認識距離範囲に進入することをより確実に判定できる。また、ΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagを予測するので、適切なタイミングで白線認識距離範囲を短縮することが可能となる。

0062

なお、本実施例の白線認識装置100は、実施例1と同様に、自車両31が他車レーンに車線変更する場合にも適用できる。この場合、隣接した走行レーンのやや前方に他車両32が存在する場合にのみ白線認識距離範囲を短縮してもよいし、他車両32の存在有無に関わらず白線認識距離範囲を短縮してもよい。

0063

本実施例では、他車両32又は自車両31の操舵情報から他車両32の将来位置を予測する白線認識装置100について説明する。図8は自車両31が他車両32の操舵情報から他車両32の将来位置を予測する様子を模式的に示す図である。操舵情報は、例えば、操舵角及び操舵方向である。操舵角から他車両32が車線変更するか否かを判定でき、操舵方向から自車レーンへ車線変更するか否かを判定できる。なお、さらに車速情報を受信すれば、車速情報から進入時の移動速度(Vx)を検出することができ、ΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagが予測可能となる。

0064

本実施例の白線認識装置100の機能ブロック図は図1と同様である。他車両32の側方距離Xcar を予測しない場合、側方距離予測部42がなくてもよく、また、判定部43は操舵角と操舵方向から他車両32が白線認識距離範囲に進入するか否かを判定する。

0065

ΔT秒後のX方向の位置Xcar_lag を予測する場合、側方距離予測部42は、他車両32の操舵角からヨー角を算出し、ヨー角に基づき車速をX方向に分解(車速×Sin(ヨー角))して、他車両32のX方向の移動速度Vxを算出する。したがって、実施例1と同様に、側方距離Xcar 及び移動速度VxからΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagを算出できる。

0066

図9は、白線認識装置100の動作手順を示すフローチャート図である。なお、図8はΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagを予測しない場合の手順を示す。図9のフローチャート図において、図6と同一ステップには同一の符号を付しその説明は簡単に行う。図9のフローチャート図は、ステップS110〜S130、S150〜S160において図6と同様である。

0067

すなわち、自車両31は他車両32の座標情報を受信し(S110)、隣接するレーンに他車両32が存在するか否かを判定し(S120)、隣接するレーンに他車両32が存在する場合(S120のYes)、前方距離検出部41は座標情報から他車両32の前方距離Ycarを算出し、前方距離Ycarが白線認識距離範囲以内か否かを判定する(S130)。

0068

前方距離Ycarが白線認識距離範囲以内の場合(S130のYes)、自車両31は他車両32から操舵情報を受信する(S141)。自車両31が操舵情報を要求してもよいし、他車両32が所定以上の操舵角又は操舵トルクに応じて自動的に操舵情報を送信してもよい。

0069

判定部43は、操舵情報に基づき自車レーンの方向に車線変更するか否かを判定する(S150)。この判定は、例えば、操舵方向が自車レーンの方向であって、かつ、所定角(車線変更時の一般的な操舵角)以上の操舵角の場合にYesとなる。

0070

他車両32が自車レーンに車線変更する場合(S150のYes)、白線認識距離変更部44は白線認識距離範囲を変更する(S160)。具体的には、前方距離Ycarまでを変更後の白線認識距離範囲に短縮する。

0071

本実施例の白線認識装置100によれば、他車両32が自車両31の前方に車線変更する場合、他車両32が予め撮影範囲に入るか否かを予測して、予め白線認識距離範囲を短縮できるので、白線認識距離範囲の調整の遅れに起因して白線の認識が困難になることを確実に防止できる。

0072

本実施例の白線認識装置100においても、操舵情報だけでなく、ΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagを用いて他車両32が白線認識距離範囲に進入するか否かを判定してもよい。これにより、他車両32が白線認識距離範囲に進入することをより確実に判定できる。

0073

また、自車両31が他車レーンに車線変更する場合にも適用できる。この場合、隣接した走行レーンのやや前方に他車両32が存在する場合にのみ白線認識距離範囲を短縮してもよいし、他車両32の存在有無に関わらず白線認識距離範囲を短縮してもよい。自車両31の移動速度Vxは車速と操舵角から同様に算出できる。

0074

本実施例では、他車両32又は自車両31の運動状態情報から他車両32の将来位置を予測する白線認識装置100について説明する。図10は自車両31が他車両32の運動状態情報から他車両32の将来位置を予測する様子を模式的に示す図である。運動状態情報は、例えば、ヨーレート又は横加速度である。ヨーレート又は横加速度が所定値以上の場合、他車両32が車線変更すると予測できる。なお、他車両32が移動する方向はヨーレート又は横加速の例えば正負の符号から判定される。また、本実施例においても、ヨーレート又は横加速度から進入時の車速(Vx)を検出することができ、ΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagが予測可能である。ヨーレートは、例えばヨーレートセンサ又はジャイロセンサにより検出でき、横加速度は横Gセンサ等により検出できる。

0075

本実施例の白線認識装置100の機能ブロック図は図1と同様である。他車両32の側方距離Xcar を予測しない場合、側方距離予測部42がなくてもよく、また、判定部43は操舵角と操舵方向から他車両32が白線認識距離範囲に進入するか否かを判定する。

0076

ΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagを予測する場合、側方距離予測部42は、他車両32の複数のヨーレートを積分し(時間的に累積し)ヨー角を求め、実施例3と同様に他車両32のX方向の移動速度Vxを算出する。また、横加速度を受信した場合、複数の横加速度を積分し(時間的に累積し)移動速度Vxを求める。したがって、実施例1と同様に、側方距離Xcar 及び移動速度VxからΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagを算出できる。

0077

図11は、白線認識装置100の動作手順を示すフローチャート図である。なお、図11はΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagを予測しない場合の手順を示す。図11のフローチャート図において、図6と同一ステップには同一の符号を付しその説明は簡単に行う。図11のフローチャート図は、ステップS110〜S130、S150〜S160において図6と同様である。

0078

すなわち、自車両31は他車両32の座標情報を受信し(S110)、隣接するレーンに他車両32が存在するか否かを判定し(S120)、隣接するレーンに他車両32が存在する場合(S120のYes)、前方距離検出部41は座標情報から他車両32の前方距離Ycarを算出し、前方距離Ycarが白線認識距離範囲以内か否かを判定する(S130)。

0079

前方距離Ycarが白線認識距離範囲以内の場合(S130のYes)、自車両31は他車両32から運動状態情報を受信する(S142)。自車両31が運動状態情報を要求してもよいし、他車両32が所定以上の操舵角又は操舵トルクに応じて自動的に運動状態情報を送信してもよい。

0080

判定部43は、運動状態情報に基づき自車レーンの方向に車線変更するか否かを判定する(S150)。この判定は、例えば、自車レーンの方向に、ヨーレート又横加速度が所定値以上の場合にYesとなる。

0081

他車両32が自車レーンに車線変更する場合(S150のYes)、白線認識距離変更部44は白線認識距離範囲を変更する(S160)。具体的には、自車両31から前方距離Ycarまでを変更後の白線認識距離範囲に短縮する。

0082

本実施例の白線認識装置100によれば、他車両32が自車両31の前方に車線変更する場合、他車両32が予め撮影範囲に入るか否かを予測して、予め白線認識距離範囲を短縮できるので、白線認識距離範囲の調整が遅れに起因して白線の認識が困難になることを確実に防止できる。

0083

本実施例の白線認識装置100においても、運動状態情報だけでなく、ΔT秒後のX方向の位置Xcar_lagを用いて他車両32が白線認識距離範囲に進入するか否かを判定してもよい。これにより、他車両32が白線認識距離範囲に進入することをより確実に判定できる。

0084

また、本実施例の白線認識装置100は、自車両31が他車レーンに車線変更する場合にも適用できる。この場合、隣接した走行レーンのやや前方に他車両32が存在する場合にのみ白線認識距離範囲を短縮してもよいし、他車両32の存在有無に関わらず白線認識距離範囲を短縮してもよい。自車両31の移動速度Vxは自車両31のヨーレート又は横加速度から同様に算出できる。

図面の簡単な説明

0085

白線認識装置の概略構成図の一例である。
白線認識距離範囲を模式的に示す図である。
将来位置の予測を模式的に説明する図である。
白線認識装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である(実施例1)。
自車両が他車両のウィンカ情報から他車両の将来位置を予測する様子を模式的に示す図である。
白線認識装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である(実施例2)。
白線認識装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である(実施例2)。
自車両が他車両の操舵情報から他車両の将来位置を予測する様子を模式的に示す図である。
白線認識装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である(実施例3)。
自車両が他車両の運動状態情報から他車両の将来位置を予測する様子を模式的に示す図である。
白線認識装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である(実施例4)。

符号の説明

0086

12前方カメラ
13車速センサ
14ミリ波レーダ装置
15通信装置
20白線認識ECU
31 自車両
32他車両
41前方距離検出部
42側方距離予測部
43 判定部
44白線認識距離変更部

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