説明

車線逸脱警報装置

【課題】
ビデオカメラでの白線検出による簡易で正確な車線逸脱警報装置の提案。
【解決手段】
車両側辺に設置したビデオカメラの撮影画像から、車両側辺接地部と道路上に引かれた白線との道路横断方向距離を計測し、その計測結果の距離が一定値以下である場合には車両が白線に接近しすぎて走行しており車線逸脱の恐れがあるとして、また前記計測結果の距離が一定範囲内であって尚且つ車両走行方向の白線に対する傾きが白線に接近する方向に一定値以上である場合もまた、このまま走行を続けると車線逸脱の恐れがあるとして、各々警報を発する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両運転者の酒酔い、わき見、居眠り、疲労等によって車両が走行中の車線から逸脱する恐れがある場合それをいち早く検出して警報する車線逸脱警報装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ビデオカメラを用いて車両の車線逸脱を検知する装置としては、車両の前方あるいは後方撮影用に設置したビデオカメラの撮影画像から車両と道路上に引かれた車両左右白線の相対位置を検出して車線逸脱を判定する方法が最も一般的である。
しかしこの方法においては、天候あるいは車両の進行方向に対する太陽の位置等によって車両の前後方の左右白線の検知が困難になる、また曲線道路においては車線逸脱の判定を誤る、という問題があった。これら問題を解決するため画像処理等における複雑な処理も種々提案されているが、その結果得られる車線逸脱判定の信頼性はいまだ充分とは言いがたい。
【0003】
【特許文献1】特開平6−076200号公報
【特許文献2】特開平6−162398号公報
【特許文献3】特開2000−276697号公報
【特許文献4】特開2004−145852号公報
【特許文献5】特開2005−190375号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本願発明は上記従来の白線検知による車線逸脱検出の問題点を解決する方法を提供しようとするものである。
但し本願発明において検知する対象白線は車両右側のセンターラインあるいは車両左側の車線と路側帯・歩道との分離線等の連続した直線あるいは曲線のマーカ線とする。
これは、前記センターラインあるいは路側帯・歩道の分離線はいずれも車線分離線の如く断続していないことからその検知が安定して可能であることによる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
ビデオカメラを車両側辺に車両側辺から車両横方向一定距離の間を撮影できるように設置し、前記ビデオカメラの撮影画像から車両側辺−道路白線間の道路面上道路横方向距離を一定時間毎に計測し、前記計測した道路横方向距離の絶対値から車両が白線に接近しすぎて走行しているか否かの判定を行い接近しすぎて走行している場合は車線逸脱の恐れがあるとする、
また前記計測した道路横方向距離の時間的あるいは距離的な変化量、即ち同一ビデオカメラ画像から計測される道路横方向距離の一定計測時間差による道路横方向距離差、あるいは車両側辺に距離L隔てて設置された2台のビデオカメラ撮影画像から各々計測される道路横方向距離の差から得られる、車両走行の向きと白線の向きの傾き量、を算出し、前記傾き量から車両が白線に接近しつつ走行しているか否かを判別し、接近しつつあって白線への傾き量が一定値以上ある場合もまた車線逸脱の恐れがあると判定する。
【0006】
本願発明においてビデオカメラは、その撮影画像から車両とセンターライン間、あるいは車両と路側帯または歩道の分離線間、の道路横方向距離を検知できる車両位置にとりつける。
【0007】
本願発明におけるビデオカメラの取り付け位置の具体例を図1に示す。
図1(a)は、ビデオカメラCar を車両の右前方側辺部、例えば右前輪フェンダー外側側辺部、に車両の右側辺接地部、例えば右前輪の接地部、とそれに直交する車両右横方向の道路白線を含む一定距離Dmax 間、例えば1m間、を撮影可能な位置に装着した状態を示す。
【0008】
図1(a)におけるビデオカメラ撮影道路面範囲および車両右側辺からセンターラインまでの距離D、車両側辺から検知すべき最大横方向距離Dmax の関係を図2(a)に、またビデオカメラCar による具体的な撮影画像例を図2(b)に、各々示す。
【0009】
図1(b)は、車両の右前方側辺部、例えば右前輪フェンダー外側側辺部と、車両の右後方側辺部、例えば右後輪フェンダー外側側辺部、の距離(但し道路面および車両進行方向に平行な距離)L離れた位置にビデオカメラCar 、Cbr を各々装着した状態を示す。
この場合も図1(a)の場合と同様各々のビデオカメラCar 、Cbr で撮影した画像は、例えば右前輪接地部および右後輪接地部から道路白線を含む道路横断方向一定距離Dmax の範囲を各々撮影できる必要がある。
【0010】
また図1(c)および(d)は、各々車両の前部左側側辺あるいは車両の前後部左側側辺にも図1(a)あるいは(b)と同様な考え方でビデオカメラCal 、Cbl を各々装着した状態を示している。
【0011】
次に図1(a)に示す如くビデオカメラを装着した場合について、その車線逸脱警報の考え方を説明する。
車両走行中、ビデオカメラCar で車両の右前方側辺接地部および前記車両の右前方側辺接地部からそれに直交する車両横方向のセンターラインを含む一定距離Dmax 間を連続撮影し、前記撮影画像から一定時間To 毎に前記車両の右前方側辺接地部−センターライン間道路横方向距離 Dn (但し、n:1・・・na ) を計測する。
【0012】
ここで、前記撮影画像からの道路横方向距離 Dn の算出は、ビデオカメラCar の特性および設置位置を固定した状態においては車両側辺接地部位置は撮影画面上で固定できること、またビデオカメラ撮影画像上における車両側辺接地部−道路横方向距離から実際の車両側辺接地部−道路横方向距離の換算ができること、可能である。
【0013】
前記計測された車両右前方側辺接地部と道路センターライン間距離Dn の計測を時間To 毎にna 回行いその平均値Dm を(数1)より算出し記憶する。
【0014】
(数1)
Dm=(D1+D2+・・・Dna)/na
【0015】
(数1)においてDm の算出をDn の平均値とする理由は、車両の側辺に取り付けられたビデオカメラCar の車両走行振動等による撮影画像中の車両側辺接地部あるいはセンターライン画像のブレによる誤差を抑える為である。
【0016】
ここでDm が一定値 Dmin1 以下即ち(数2)を満足する場合は、車両がセンターラインに近づきすぎていると判定し警報を出力する。
【0017】
(数2)
Dm ≦ Dmin1
【0018】
またDm が(数2)を満足しないが一定値Dmin2以下である場合即ち(数3)を満足する場合は、車両はまだセンターラインに危険なほど接近してはいないが、車両走行の向きのセンターラインに対する傾きが一定値ΔDa 以上の場合、即ち(数4)を満足する場合、もまたセンターラインオーバーの恐れがあるとして警報を出力する。
【0019】
(数3)
Dmin1< Dm ≦ Dmin2 < Dmax
【0020】
(数4)
Dm-m' − Dm ≧ ΔDa
【0021】
ここでDm-m' は、Dm 算出前、Dm 算出時刻の時間(m'・na・To)前に算出された距離平均値である。
【0022】
上記ビデオカメラCar の撮影画像による車線逸脱判定は、センターライン側への車線逸脱に関しては上記の如く可能であるが、センターライン側とあわせて路側帯側・歩道側への車線逸脱判定に関しては図1(c)に示す如く車両左前方側辺部にビデオカメラCal を装着しその撮影画像によって上記と同様に路側帯あるいは歩道との分離線の検出・距離計測・車線逸脱判定を行うことによって可能である。
【0023】
また、センターライン側への車線逸脱に関し、上記の如くビデオカメラを車両の右前方側辺部に設置するだけでなく、図1(b)に示す如くビデオカメラCar 設置位置から一定距離L後方の右後方側辺、たとえば後輪フェンダー外側側辺部に装着し、道路進行方向に対する車両走行方向の傾きを図1(a)の場合の如く同一ビデオカメラCar の時間差を持たせた距離情報Dm およびDm-m'から知るのではなく、異なるビデオカメラCar 、Cbr 各々から一定時間To 毎に同期して計測した車両右側辺からセンターラインまでの距離Dan 、Dbn の nb 回計測平均値Da 、Db の差 Db − Da から同時に知ることもできる。
【0024】
この場合の上記(数1)、(数2)、(数3)、(数4)は各々下記(数5)、(数6)、(数7)、(数8)の如くなる。
【0025】
(数5)
Da=(Da1+Da2+・・・Danb)/nb
Db=(Db1+Db2+・・・Dbnb)/nb
【0026】
(数6)
Da ≦ Dmin1
【0027】
(数7)
Dmin1< Da ≦ Dmin2 < Dmax
【0028】
(数8)
Db − Da ≧ ΔDb
【0029】
即ち、前記ビデオカメラCar 、Cbr 撮影画像から時間To 毎に同期して計測されるの道路横方向距離 Dan 、Dbr から時間(nb・To)毎に(数5)によって道路横方向平均距離Da 、Db を算出し、
Da が(数6)を満足する場合は車両がセンターラインに近づきすぎている即ち車線逸脱の恐れがあると判定し警報を出力する。
【0030】
またDa が(数7)を満足する場合は、車両はまだセンターラインに危険なほど接近してはいないが、(数8)に示す車両走行の向きのセンターラインに対する傾きが一定値ΔDb 以上の場合はセンターラインオーバー即ち車線逸脱の恐れがあるとして警報を出力する。
【発明の効果】
【0031】
上記の如く、本装置によって比較的簡易な構成で安定した車両の車線逸脱防止警報を行うことができ、主として対向車線走行車両との衝突防止あるいは歩行者への衝突防止等車両の車線逸脱による交通事故防止に大きく寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0032】
一般車両においては図1(c)の構成が望ましい。但し装置を簡易化・低価格化するために図1(a)の構成にして、車線逸脱防止をセンターライン側のみに限定すること、あるいはバス専用路線を走行する路線バス用として歩道側のみのビデオカメラCal の装着とすること、もそれ相応の効果が期待できる。
【実施例1】
【0033】
実施例1としてビデオカメラを図1(a)の位置に装着した場合について図2、図3、図4を用いて説明する。
ビデオカメラを図1(a)のCar の位置に、カメラCar による撮影範囲が道路面上で図2(a)に示すカメラ撮影道路面上範囲になるように、即ち車両の右前方側辺部接地点から道路横方向Dmax の位置までカメラ撮影範囲に入るように、設置する。
【0034】
次に図3に示す車線逸脱警報装置構成例を説明する。
図2に示す如く車両に装着したビデオカメラCar 31の撮影画像において、予め画像上での車両右前方側辺接地点−道路面上道路横方向距離から実際の距離への換算を可能にしておく。
上記準備の上で、車両走行中ビデオカメラCar 31で連続撮影を行い、得られた画像からセンターライン検出手段32によりセンターラインの左縁位置を検出し、距離検出手段によって車両の右前方側辺接地点−センターライン左縁間距離を一定時間To 毎に計測する。
【0035】
上記計測に際し、計測のバラツキによるエラーを低減するため、前記距離計測は一定時間To 毎にna 回行い前記(数1)によりその平均値Dm を算出して以後の車線逸脱判定処理用の車両左側辺接地点−センターライン左縁間距離とする。
また、上記距離計測において、車両の右前方側辺接地点−センターライン左縁間距離を計測するとしたがこれに代えて車両の右前方側辺接地点−センターライン中央間距離を計測してもよい。前記車両の右前方側辺接地点−センターライン中央間距離は車両左側辺接地点−センターライン左縁間距離と車両左側辺接地点−センターライン右縁間距離の平均値から求められる。
【0036】
次いで、車線逸脱判定手段34において(数2)より距離Dm が一定距離Dmin1 以下か否かを判定し、一定距離Dmin1 以下である場合は車両右前輪接地部とセンターライン間距離が車線逸脱の恐れのある距離になっているとして警報手段35により警報を発する。
また、距離Dm が(数2)を満足していなくても(数3)を満足した場合には、今回計測・算出した距離Dm とm' (但しm':1、2、・・)回前に計測・算出した距離Dm-m'の関係が(数4)を満足した場合は、そのまま走行すると車線逸脱の恐れがあるとして警報手段35により警報を発する。
【0037】
次に前記距離検出手段33、車線逸脱判定手段34、および警報手段35における処理手順を図4を用いて説明する。
【0038】
401は本処理開始点、
402、403,404は各々初期設定処理であり、処理402においては距離Dn検出回数 n の初期設定、処理403は距離Dm の初期値D1 の設定、処理404は警報手段35における警報時間Tc の初期設定、を各々行う。
【0039】
405は、時間To 毎に計測を行う車両右前輪接地点−センターライン左縁間距離Dn 計測周期タイマーのタイマー値Td の初期設定処理、
406は、前記距離Dn計測タイマー値Td が一定値To に達したか否かを判定する距離Dn計測タイマー値判定処理、
【0040】
407は、前記距離Dn計測タイマー値Td が一定値To に達したとき距離Dn を計測・記憶する距離Dn 計測・記憶処理、
408は、前記距離Dn計測・記憶回数 n 値をインクレメントするn値インクレメント処理、
【0041】
409は、前記距離Dn計測・記憶回数 n 値が一定値 na に達したか否かを判定する距離Dn計測・記憶回数n値判定処理、
410は、距離Dm の順位計数 m をインクレメントするm 値インクレメント処理、
【0042】
411は、na 回の計測を行った距離Dn (n:1・・・na )値の平均値Dm を算出する距離Dm 算出処理、
412は、距離Dn 計測回数 n 値初期化処理、
【0043】
413は、距離Dm が一定値Dmin1 以下になっているか否かを判定し、以下になっている場合は車両がセンターラインに接近しすぎているとして処理416経由処理417で警報を開始するDmin1 判定処理、
【0044】
414は、前記処理413において距離Dm が一定値Dmin1 以下になっていない場合でも車両走行の向きのセンターラインに対する傾きを判定する必要がある範囲即ち距離Dm がDmin2 以下になっているか否かを判定するDmin2 判定処理、
【0045】
415は、前記処理413、414において距離Dmが Dmin1< Dm ≦ Dmin2 を満足した場合、距離Dm の現在値とm' 回前の値Dm-m' を比較して、前記(数4)を満足した場合は、車両走行のセンターラインに対する傾きが車線逸脱を引き起こす恐れがある状態にあると判定する車両走行傾き判定処理、
【0046】
416は、既に車線逸脱警報中であるか否かを判定する車線逸脱警報中判定処理、
417は、車線逸脱の警報開始処理、
418は、車線逸脱の警報時間計数開始のための車線逸脱警報用タイマーリセット処理、
【0047】
419は、車線逸脱警報用タイマー計数値が一定値Tco に達したか否かを判定する車線逸脱警報用タイマー値判定処理、
420は、処理419において車線逸脱警報用タイマー値が一定値Tco に達したとき警報を停止する警報停止処理、
である。
【0048】
以上の如く車線逸脱警報装置を構成・設置・動作させることにより、車両のセンターライン逸脱警報は比較的簡易に且つ高信頼に行うことができる。
【実施例2】
【0049】
次に、図1(b)の構成の実施例2について図5、図6を用いて説明する。
図5において、撮像手段A51A、撮像手段B51Bは各々、図1(b)のCar 、Cbr の位置に取り付けられたビデオカメラであり、これらビデオカメラ51A、51Bの画像からセンターライン検出手段52A、52Bによって各々センターラインを検出し、距離検出手段53A、53Bによって各々距離Da 、Db を検出する。
【0050】
その後、車線逸脱判定手段54において(数6)により距離Da が一定距離Dmin1 以下か否かを判定し、一定距離Dmin1 以下である場合は、実施例1の場合と同様、車両右前輪接地部とセンターライン間距離が車線逸脱の恐れのある距離になっているとして警報手段55により警報を発する。
また、距離Da が(数6)を満足していなくても(数7)を満足し且つ距離Da と距離Dbの関係が(数8)を満足した場合は、そのまま走行を継続すると車線逸脱の恐れがあるとして警報手段55により警報を発する。
【0051】
次に前記距離検出手段53A、53B、車線逸脱判定手段54、および警報手段55における処理手順を図6を用いて説明する。
601は本処理開始点、
602、604は各々初期設定処理であり、処理602においては距離Dan および距離Dbn 計測回数 n の初期設定、処理604は警報手段55における警報時間Tc の初期設定、を各々行う。
【0052】
605は、時間To 毎に計測を行う車両右前輪接地点−センターライン左縁間距離Dan 、および車両右後輪接地点−センターライン左縁間距離Dbn計測周期タイマーのタイマー値Td の初期設定処理、
606は、前記距離DanおよびDbn計測タイマー値Td が一定値To に達したか否かを判定する距離DanおよびDbn計測タイマー値判定処理、
【0053】
607は、前記距離DanおよびDbn計測タイマー値Td が一定値To に達したとき距離Danおよび距離Dbn を計測・記憶する距離Dan・Dbn 計測・記憶処理、
608は、前記距離DanおよびDbn計測・記憶回数 n 値をインクレメントする n 値インクレメント処理、
【0054】
609は、前記距離DanおよびDbn計測・記憶回数 n 値が一定値 nb に達したか否かを判定する距離DanおよびDbn計測・記憶回数n値判定処理、
610、611は各々nb 開の計測を行った距離Dan 、Dbn (但しn:1・・・nb )の平均値Da 、Db を算出する距離Da 算出処理および距離Db 算出処理、
612は、距離Dan・Dbn 検出回数 n 値初期化処理、
【0055】
613は、距離Da が一定値Dmin1 以下になっているか否かを判定し、以下になっている場合は車両がセンターラインに接近しすぎているとして処理616経由処理617で警報を開始するDmin1 判定処理、
【0056】
614は、前記処理613において距離Da が一定値Dmin1 以下になっていない場合でも車両走行の向きのセンターラインに対する傾きを判定する必要がある範囲即ち距離Da がDmin2 以下になっているか否かを判定するDmin2 判定処理、
【0057】
615は、前記処理613、614において距離Daが Dmin1< Da ≦ Dmin2 を満足した場合、距離Da 値と距離Db 値を比較して、前記(数8)を満足した場合は、車両走行のセンターラインに対する傾きが車線逸脱を引き起こす恐れがある状態にあると判定する車両走行傾き判定処理、
【0058】
616は、既に車線逸脱警報中であるか否かを判定する車線逸脱警報中判定処理、
617は、車線逸脱の警報開始処理、
618は、車線逸脱の警報時間計数開始のための車線逸脱警報用タイマーリセット処理、
【0059】
619は、車線逸脱警報用タイマー計数値が一定値Tco に達したか否かを判定する車線逸脱警報用タイマー値判定処理、
620は、処理619において車線逸脱警報用タイマー値が一定値Tco に達したとき警報を停止する警報停止処理、
である。
【0060】
本実施例においては実施例1の場合と異なり、車両走行のセンターラインに対する傾きを、時間差をもったDm 値、即ちDm 値とDm-m' 値からではなく、2台のビデオカメラ装着点間にLの車両走行方向距離差を持った測定値Da とDb から検知することが特徴である。

【産業上の利用可能性】
【0061】
上記の如く本願発明によって車両走行中の車線逸脱は比較的簡易に且つ正確に検知することができ車線逸脱による事故防止に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【0062】
【図1】本願発明によるビデオカメラ設置位置の説明図、
【図2】図1(a)のビデオカメラ設置例におけるビデオカメラの撮影領域およびその結果の撮影画像具体例説明図、
【図3】図1(a)のビデオカメラ設置例における車線逸脱警報装置の構成例、
【図4】図3に示す本願発明構成例の機能・動作を説明するためのフローチャート、
【0063】
【図5】図1(b)のビデオカメラ設置例における車線逸脱警報装置の構成例、
【図6】図5に示す本願発明構成例の機能・動作を説明するためのフローチャート、 である。
【符号の説明】
【0064】
図1、図2において、
Car:車両右前方側辺に設置されたビデオカメラ、
Cbr:車両右前方側辺から距離L後方に設置されたビデオカメラ、
Cal:車両左前方側辺に設置されたビデオカメラ、
Cbl:車両左前方側辺から距離L後方に設置されたビデオカメラ、
【0065】
図2において、
D:車両側辺接地部からセンターラインまでの道路面上距離、
Dmax:ビデオカメラにおいて車両側辺接地部からセンターライン方向への撮影すべき最大距離、
である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両側辺に車両側辺から車両横方向一定距離の間を撮影できるようにビデオカメラを設置し、前記ビデオカメラの撮影画像から一定周期で車両側辺−道路白線間の道路面上道路横方向距離を計測し、前記計測した道路横方向距離および前記計測した道路横方向距離の時間的あるいは距離的な変化量、即ち車両走行の向きと白線の向きの傾き量、から、車線逸脱の判定を行うことを特徴とする車線逸脱警報装置。
【請求項2】
車両の前部側辺に、車両の前部側辺接地部とそれに直交する車両横方向一定距離Dmax 間を撮影可能なビデオカメラを装着し、
前記ビデオカメラで撮影した画像から一定周期で車両前部側辺接地部と道路白線間距離Dを計測し、前記車両前部側辺接地部と道路白線間距離Dが一定値Dmin1 以下のとき、
あるいは前記車両前部側辺接地部と道路白線間距離Dが Dmin1<D≦Dmin2 <Dmax で且つ車両走行方向の道路白線に対する傾き、即ちDm-m'− Dm (但しDm-m':距離Dm 計測から一定回数m'前に計測した距離値)が一定値ΔDa 以上のとき、
各々車両が車線逸脱の恐れがあるとして警報を出力することを特徴とする車線逸脱警報装置。
【請求項3】
車両の側辺に、車両進行方向に一定距離L離して、車両の側辺接地部とそれに直交する車両横方向一定距離Dmax 間を撮影可能なビデオカメラをCa、Cb (但しCaを前方設置カメラ、Cbを後方設置カメラ )を装着し、
前記カメラ Ca、Cb で撮影した画像から一定周期で且つ時間的に同期して車両側辺接地部と道路白線間距離Da、Db を計測し、前記車両側辺接地部と道路白線間距離Daが一定値Dmin1 以下のとき、
あるいは前記車両側辺接地部と道路白線間距離Da が Dmin1<Da≦Dmin2 <Dmax で且つ車両走行方向の道路白線に対する傾き、即ち Db − Da が一定値ΔDb 以上のとき のとき、
各々車両が車線逸脱の恐れがあるとして警報を出力することを特徴とする車線逸脱警報装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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