車線逸脱防止支援装置
【課題】自車両の左右いずれか一方の側にしか車線区画線を検出できない場合であっても、車線逸脱防止支援を正確に行うことができる車線逸脱防止支援装置の提供。
【解決手段】自車両の斜め前方を含む前方を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された前方画像に基づき、車線区画線を検出する車線区画線検出手段と、車線区画線検出手段により検出された車線区画線と自車両の位置関係に基づき、自車両の車線逸脱防止を支援する支援手段と、車線区画線検出手段により左右いずれか一方にのみ車線区画線が検出された場合、検出された車線区画線と自車両との距離が所定値未満であるかどうかを判定する判定手段と、判定手段により距離が所定値未満であると判定された場合、支援手段を休止モードから支援可能モードに移行させ、距離が所定値以上であると判定された場合、支援手段を休止モードのまま維持するモード設定手段とを備える。
【解決手段】自車両の斜め前方を含む前方を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された前方画像に基づき、車線区画線を検出する車線区画線検出手段と、車線区画線検出手段により検出された車線区画線と自車両の位置関係に基づき、自車両の車線逸脱防止を支援する支援手段と、車線区画線検出手段により左右いずれか一方にのみ車線区画線が検出された場合、検出された車線区画線と自車両との距離が所定値未満であるかどうかを判定する判定手段と、判定手段により距離が所定値未満であると判定された場合、支援手段を休止モードから支援可能モードに移行させ、距離が所定値以上であると判定された場合、支援手段を休止モードのまま維持するモード設定手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車線逸脱防止支援装置に関し、より詳しくは、自車両の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合であっても、車線逸脱防止支援を正確に行うことができる車線逸脱防止支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の車線逸脱防止支援装置として、車線逸脱警報装置(Lane Departure Warning System)、車線維持支援装置(Lane Keeping Assist System)が開発されている。車線逸脱警報装置は、自車両が走行する車線をカメラによる撮像画像に基づいて認識し、自車両が当該車線を逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に、運転者に警報を報知して注意を促す装置である。車線維持支援装置は、自車両が走行する車線をカメラによる撮像画像に基づいて認識し、自車両が当該車線を逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に、自車両の位置を当該車線内に維持するためのハンドルに操舵補助トルクを付与する装置である。いずれの装置においても、白線に代表される車線区画線をカメラで撮像し、撮像した車線区画線と自車両の位置関係に基づいて、自車両が車線を逸脱するか否かが判定される。
【０００３】
従来の車線逸脱防止支援装置は、自車両の少なくとも左右いずれか一方側に車線区画線を検出し、車線区画線の検出結果に基づいて自車両の車線逸脱防止を支援する。左右両方の車線区画線が検出され、一方の側の車線区画線と他方側の車線区画線の距離が一般的な距離であれば、通常は、両方の車線区画線の検出結果は正しいので、特に問題はない。
【０００４】
しかしながら、従来の車線逸脱防止支援装置には、以下の課題があった。
自車両の左右いずれか一方の側に車線区画線が検出され、他方側に車線区画線が検出されなかった場合、従来は、検出された車線区画線からかなり離れている車線区画線であってもカメラの撮像領域内であれば他方側の車線区画線の検出動作（探索）がされ続けていた。このため、実際には車線区画線ではない線が、一方側に検出された車線区画線からかなり離れた位置に他方側の車線区画線として誤検出されることがあった。例えば、米国では車道側壁に車線に沿って黄線がペイントされていることがあり、欧州では車道側壁に車線に沿って溝が形成されていることがある。これら黄線や溝が、検出された車線区画線からかなり離れた位置で車線区画線として誤検出されることがあった。また、一方側に検出された車線区画線から他方の側でかなり離れた位置に車線に沿った路面の汚れがある場合、その汚れが他方側の車線区画線として誤検出されることがあった。車線区画線が誤検出されると、車線を的確に認識することができず、車線逸脱防止支援を正確に行うことができないという課題があった。
【０００５】
特許文献１には、撮像画像の一部で画像認識処理を行うことができず、自車両の一方側のレーンマーカ（車線区画線）しか検出できない場合でも、当該一方側のレーンマーカとレーン幅（車線幅）の規格値とに基づいて、車線逸脱警報を行う車載用走行環境認識装置が開示されている。
しかしながら、特許文献１の技術では、他方側でレーンマーカが誤検出されないようにする対策がなされておらず、上記した課題を解決することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１９７８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、自車両の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合であっても、車線逸脱防止支援を正確に行うことができる車線逸脱防止支援装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、
自車両の左右両側の車線区画線を検出し、車線区画線の検出結果に基づいて自車両の車線逸脱防止を支援する車線逸脱防止支援装置であって、
自車両の斜め前方を含む前方を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段により撮像された前方画像に基づき、車線区画線を検出する車線区画線検出手段と、
上記車線区画線検出手段により検出された車線区画線と自車両の位置関係に基づき、自車両の車線逸脱防止を支援する支援手段と、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、検出された車線区画線と自車両との距離が所定値未満であるかどうかを判定する判定手段と、
上記判定手段により上記距離が所定値未満であると判定された場合、上記支援手段を休止モードから支援可能モードに移行させ、上記距離が所定値以上であると判定された場合、上記支援手段を休止モードのまま維持するモード設定手段とを備えた、車線逸脱防止支援装置である。
【０００９】
第１の発明によれば、検出された車線区画線と自車両との距離が所定値未満であると判定された場合、支援手段を休止モードから支援可能モードに移行させ、上記距離が所定値以上であると判定された場合、支援手段を休止モードのまま維持する。
よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された後、他方の側に車線区画線が誤検出されることがあっても、支援手段は休止したままとなる。なお、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出され、判定手段により上記距離が所定値未満であると判定された場合、他方の車線区画線の検出動作をしないようにして、支援手段を休止したままとしてもよい。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、
上記車線区画線検出手段が自車両の左右両側の車線区画線を検出した場合、検出された左右両側の車線区画線の間隔を算出する車線幅算出手段と、
上記車線幅算出手段により算出された車線幅を記憶する記憶手段と、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、上記記憶手段により記憶された車線幅に基づき、上記所定値を設定する設定手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
第２の発明によれば、記憶された車線幅に基づいて所定値が設定される。例えば、広い幅の車線については所定値を大きく設定し、狭い幅の車線については所定値を小さく設定することができる。よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、他方の側に車線区画線が誤検出される可能性を低減することができる。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明において、
上記車線区画線検出手段は、検出された車線区画線の種類を検出し、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、上記車線区画線検出手段により検出された車線区画線の種類に基づき、上記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１３】
第３の発明によれば、検出された車線区画線の種類に基づき所定値が設定される。例えば、区画線検出のための情報量が多い通常の白線については所定値を大きく設定し、情報量の少ないボッツドッツ（主として米国で使用される）については所定値を小さく設定することができる。よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、他方の側で車線区画線が誤検出される可能性を低減することができる。
【００１４】
第４の発明は、第１の発明において、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、上記撮像手段の前方画像に発生するノイズに基づき、上記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】
第４の発明によれば、撮像手段の前方画像に発生するノイズに基づき所定値が設定される。例えば、ノイズが少ない場合については所定値を大きく設定し、ノイズが多い場合については所定値を小さく設定することができる。よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、他方の側に車線区画線が誤検出される可能性を低減することができる。なお、ノイズには、例えば、路面に汚れや模様が多い場合に発生する路面ノイズ、高温になる程増加する熱ノイズがある。
【００１６】
第５の発明は、第１の発明において、
自車両が走行する車線の曲率を検出する曲率検出手段と、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、上記曲率検出手段により検出された曲率に基づき、上記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１７】
第５の発明によれば、自車両が走行する車線の曲率に基づき所定値が設定される。本発明は主として車線維持支援装置に適用される。車線維持支援装置では、車線の所定位置に対する自車両のオフセット量および車線に対する自車両のヨー角に基づくフィードバック制御と、車線のカーブ曲率および自車両の車速に基づくフィードフォワード制御とが組み合わされた制御が行われるのが一般的である。上記第１の発明を車線維持支援装置に適用する利点は、フィードバック制御により急に操舵補助トルクが変動するのを抑制することである。フィードフォワード制御の出力が大きくなる走行状況では、フィードバック制御によるトルク変動に対して運転者は違和感を抱きにくい。つまり、自車両前方がカーブ路の場合、カーブ内側方向に加わる操舵補助トルクに対して運転者は違和感を抱きにくい傾向がある。このため、前方がカーブ路の場合には、フィードバック制御によるトルク変動の許容値が大きくなる。そこで、操舵補助トルクに対して抱く運転者の違和感を考慮して、所定値を設定することができる。これにより、運転者が違和感を抱きにくい車線維持支援を行うことができる。
【００１８】
第６の発明は、第１の発明において、
自車両の車速を検出する車速検出手段と、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、上記車速検出手段により検出された車速に基づき、上記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１９】
第６の発明によれば、車速に基づき所定値が設定される。車線維持支援装置におけるフィードフォワード制御は、自車両の車速に基づいて目標操舵トルクを定めるのが一般的である。カーブを旋回するのに必要な操舵トルクは、車速の２乗に比例するからである。そこで、車速に基づいて所定値を適切に設定することにより、運転者が違和感を抱きにくい車線維持支援を行うことができる。
【００２０】
第７の発明は、第１の発明において、
上記支援手段は、自車両が車線内の所定位置を走行するように操舵機構に補助トルクを付与する操舵補助手段を含み、
上記操舵補助手段は、
自車両の走行車線のカーブ半径に基づいてフィードフォワード制御ゲインを算出するフィードフォワードゲイン算出手段と、
自車両が上記走行車線に対してなすヨー角と、上記走行車線の所定位置に対する自車両のオフセット量とに基づいてフィードバック制御ゲインを算出するフィードバックゲイン算出手段と、
上記フィードフォワード制御ゲインと、上記フィードバック制御ゲインとに基づいて、目標補助トルクを算出する補助トルク算出手段と、
上記補助トルク算出手段により算出された目標補助トルクに基づき、操舵機構に補助トルクを付与するトルク付与手段とを有し、
上記車線逸脱防止支援装置は、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、上記フィードフォワード制御ゲインに基づき、上記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００２１】
第７の発明によれば、フィードフォワード制御ゲインに基づき所定値が設定される。フィードフォワード制御ゲインは一定にすることもできるが、走行状況に基づいて可変にすることもできる。例えば、検出された車線区画線の種類に応じて、制御ゲインを変更することができる。フィードフォワード制御ゲインに基づいて所定値を適切に設定することにより、運転者が違和感を抱きにくい車線維持支援を行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
自車両の左右いずれか一方にしか車線区画線を検出できない場合であっても、車線逸脱防止支援を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【図２】車線区画線を自車両の左右いずれか一方の側にのみ検出した場合における車線区画線と自車両の間隔を示す図
【図３】車線区画線を自車両の左右両側に検出した場合における車線区画線と自車両の間隔を示す図
【図４】図１に示される車線逸脱防止支援装置の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の第２実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【図６】車線幅が狭い車線と広い車線における自車両と一方の車線との距離を示す図
【図７】本発明の第３実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【図８】本発明の第４実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【図９】ノイズ量と第１閾値の関係を示すグラフ
【図１０】本発明の第５実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【図１１】操舵力アシストの制御系統を示す図
【図１２】カーブ曲率と所定値との関係を示す図
【図１３】本発明の第６実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【図１４】本発明の第７実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（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、本発明の第１実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。図２は、車線区画線を自車両の左右両側に検出した場合における車線区画線と自車両の間隔を示す図である。図３は、車線区画線を自車両の左右いずれか一方の側にのみ検出した場合における車線区画線と自車両の間隔を示す図である。図４は、図１に示される車線逸脱防止支援装置の動作を示すフローチャートである。
【００２５】
第１実施形態に係る車線逸脱防止装置１は、自車両３の左右両側に車線区画線２を検出し、車線区画線２の検出結果に基づいて自車両３の車線逸脱防止を支援する装置である。車線逸脱防止支援装置１の概念には、車線逸脱警報装置と車線維持支援装置が含まれる。車線逸脱警報装置は、自車両が走行する車線をカメラの撮像画像に基づいて認識し、自車両が当該車線を逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に、運転者に警報を報知して注意を促す装置である。車線維持支援装置は、自車両が走行する車線をカメラの撮像画像に基づいて認識し、自車両が当該車線を逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に、自車両の位置を当該車線内に維持するための操舵補助トルクを電動パワーステアリング機構に付与する装置である。
【００２６】
車線逸脱防止装置１は、撮像手段４と、車線区画線検出手段５と、支援手段６と、判定手段７と、モード設定手段８とを備えている。車線区画線検出手段５と、判定手段７と、モード設定手段８は、ＥＣＵ１００に含まれる機能ブロックである。
【００２７】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等とから構成されている。ＣＰＵが、ＲＯＭに格納されるプログラムを実行することによって、図１に示される各機能ブロックが動作する。また、ＣＰＵは、プログラムの実行中、ＲＡＭを作業領域として使用する。
【００２８】
撮像手段４は、自車両３の斜め前方を含む前方路面を撮像する。撮像手段４は、例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラである。図２，３に示されるように、撮像手段４の撮像領域Ｗは、扇形状である。自車両３の左右両側に車線区画線２がある場合には、図２に示されるように、撮像領域Ｗに両側の車線区画線２が入る。撮像領域Ｗの幅は、両側の車線区画線２の間隔よりも大きく設定されている。
【００２９】
車線区画線検出手段５は、撮像手段４により撮像された前方画像に基づき、車線区画線２を検出する。本実施形態における「車線区画線」とは、路面上で車両の走行車線を規定する線であって、一般に車道中央線、車線境界線、車道外側線等と称されるものを含む。車線区画線の形態としては、例えば、白線、道路鋲、黄色線、石等で表された走行区画線を含む。白線にも複数の形態があり、例えば、長く連続する白線、１〜１０メートルにつれて度の線が断続的に続く白線、丸い点が点線状に続く白線（主として米国で用いられており、ボッツドッツと称される）がある。
【００３０】
支援手段６は、車線区画線検出手段５により検出された車線区画線２と自車両３の位置関係に基づき、自車両３の車線逸脱防止を支援する。支援の形態としては、上記したように、自車両３が走行車線を逸脱すると判定された場合に運転者に警報を報知して注意を促す形態の他、自車両３が走行車線を逸脱すると判定された場合に自車両３の位置を当該車線内に維持するための操舵補助トルクを電動パワーステアリング機構に付与する形態とがある。
【００３１】
判定手段７は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、検出された車線区画線２と自車両３との間隔が第１閾値α未満であるかどうかを判定する。第１閾値αは、特許請求の範囲における「所定値」に相当する。第１閾値αの値は、自車両３の他方側で車線区画線２の誤検出が起こりにくい値に設定される。第１閾値αの値は特に限定されるものではないが、例えば３．５ｍに設定される。また、判定手段７は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、検出された車線区画線２と自車両３との間隔が第２閾値β以上であるかどうかを判定する。第２閾値βは、運転者が方向指示器のＯＮ操作をしてから自車両３が車線区画線２に到達する前にＯＦＦ操作をした場合に、警報が鳴っても運転者が違和感を抱かないような値に設定される。また、第２閾値βは、運転者が方向指示器のＯＮ操作をしてから自車両３が車線区画線２に到達する前にＯＦＦ操作をした場合に、車線変更をしようとする方向とは反対方向に操舵補助トルクが付与されても運転者が違和感を抱かないような値に設定される。第２閾値βの値は特に限定されるものではないが、例えば０．２ｍに設定される。
また、判定手段７は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右両側に車線区画線２が検出された場合、検出された車線区画線２と自車両３との間隔が第２閾値β以上であるかどうかを判定する。
【００３２】
モード設定手段８は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、以下の動作を行う。すなわち、モード設定手段８は、検出された車線区画線２と自車両３との間隔Ｄ（ＤＬまたはＤＲ、図２参照）が判定手段７により第１閾値α未満であると判定され、かつ、間隔Ｄが判定手段７により第２閾値β以上であると判定された場合、支援手段６を休止モードから支援可能モードに移行させる。また、モード設定手段８は、検出された車線区画線２と自車両３との間隔Ｄ（ＤＬまたはＤＲ、図２参照）が判定手段７により第１閾値α以上であると判定され、または、距離Ｄが判定手段７により第２閾値β未満であると判定された場合、支援手段６を休止モードのまま維持する。
また、モード設定手段８は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右両側に車線区画線２が検出された場合、以下の動作を行う。すなわち、モード設定手段８は、左右両側の車線区画線２と自車両３の間隔Ｄ（ＤＬおよびＤＲ、図３参照）が第２閾値β以上であると判定された場合、支援手段６を休止モードから支援可能モードに移行させる。また、モード設定手段８は、左右少なくともいずれか一方側の車線区画線２と自車両３の間隔Ｄが第２閾値β未満であると判定された場合、支援手段６を休止モードのまま維持する。
【００３３】
次に、車線逸脱防止装置１の特徴的な動作について、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。
図４の処理フローに入る前の段階として、方向指示器のＯＮ操作によって運手者の車線変更の意思が確認された場合、車線逸脱防止支援装置は「休止モード」とされる。そして、自車両３が車線区画線２に到達する前に方向指示器のＯＦＦ操作がなされているものとする。方向指示器のＯＦＦ操作がなされたときの車両の状態に応じて、「休止モード」から「支援可能モード」に移行するか、或いは、「休止モード」が維持されるかが決まる。どのような場合にモードが変わるのかについて、以下に説明する。なお、自車両３が車線区画線２に到達してから方向指示器のＯＦＦ操作がなされた場合は、「休止モード」が維持される。
【００３４】
まず、左右両側の車線区画線２が検出されたか否かが判断される（ステップＳ１）。この時点で、支援手段６は休止モードになっている。ステップＳ１において左右両側の車線区画線２（２Ｌ，２Ｒ）が検出されたと判断された場合、右側の車線区画線２Ｒと自車両３間の距離ＤＲが第２閾値β以上であるか否かが判断される（ステップＳ２）。一方、ステップＳ１において左右両側の車線区画線２（２Ｌ，２Ｒ）が検出されなかったと判断された場合、つまり、左右いずれか一方の車線区画線２のみ検出されたか、或いは、左右いずれの車線区画線２も検出されなかった場合、ステップ７に移行する。
【００３５】
ステップＳ２において間隔ＤＲが第２閾値β未満であると判断された場合、右側の車線区画線２Ｒと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ２において間隔ＤＲが第２閾値β以上であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３間の間隔ＤＬが第２閾値β以上であるか否かが判断される（ステップＳ４）。
【００３６】
ステップＳ４において間隔ＤＲが第２閾値β未満であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ４において間隔ＤＬが第２閾値β以上であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切であると判断され（ステップＳ５）、休止モードから支援可能モードに移行する（ステップＳ６）。支援可能モードでは、自車両３が走行車線を逸脱するか否かが判定される。自車両３が走行車線を逸脱すると判定された場合、図示はしないが、支援手段６は、運転者に警報を報知して注意を促し、或いは、自車両３の位置を走行車線内に維持するための操舵補助トルクを付与する等の車線逸脱防止動作を行う。
【００３７】
ステップＳ１において左右両側の車線区画線２（２Ｌ，２Ｒ）は検出されなかった（つまり、左右いずれか一方側の車線区画線２のみが検出されたか、或いは、左右いずれの車線区画線２も検出されなかった）と判断された場合、左側の車線区画線２Ｌが検出されたか否かが判断される（ステップＳ７）。左側の車線区画線２Ｌが検出されたと判断されると、左側の車線区画線２Ｌと自車両３間の間隔ＤＬが第２閾値β以上であるか否かが判断される（ステップＳ８）。
【００３８】
ステップＳ８において間隔ＤＬが第２閾値β未満であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ８において間隔ＤＬが第２閾値β以上であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３間の間隔ＤＬが第１閾値α未満であるか否かが判断される（ステップＳ９）。
【００３９】
ステップＳ９において間隔ＤＬが第１閾値α以上であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ８において距離ＤＬが第１閾値α未満であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切であると判断され（ステップＳ５）、休止モードから支援可能モードに移行する（ステップＳ６）。
【００４０】
ステップＳ７において左側の車線区画線２Ｌが検出されなかったと判断された場合、右側の車線区画線２Ｒが検出されたか否かが判断される（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において右側の車線区画線２Ｒが検出されなかったと判断された場合、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ１０において右側の車線区画線２Ｒが検出されたと判断された場合、右側の車線区画線２Ｒと自車両３間の間隔ＤＲが第２閾値β以上であるか否かが判断される（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において距離ＤＲが第２閾値β未満であると判断された場合、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ１１において距離ＤＲが第２閾値β以上であると判断された場合、右側の車線区画線２Ｒと自車両３間の間隔ＤＲが第１閾値α未満であるか否かが判断される（ステップＳ１２）。
【００４１】
ステップＳ１２において間隔ＤＲが第１閾値α以上であると判断された場合、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ１２において間隔ＤＲが第１閾値α未満であると判断された場合、右側の車線区画線２Ｒと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切であると判断され（ステップＳ５）、休止モードから支援可能モードに移行する（ステップＳ６）。上記のように、支援可能モードでは、自車両３が走行車線を逸脱すると判定された場合、支援手段６は、運転者に警報を報知して注意を促し、或いは、自車両３の位置を走行車線内に維持するための操舵補助トルクを付与する等の車線逸脱防止動作を行う。以上が、車線逸脱防止装置１の特徴的な動作である。
【００４２】
車線逸脱防止支援装置１によれば、自車両３の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された状況において、車線区画線２と自車両３との間隔Ｄが第１閾値α未満であると判定された場合、支援手段６を休止モードから支援可能モードに移行させ、間隔Ｄが第１閾値α以上であると判定された場合、支援手段６を休止モードのまま維持する。
よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、他方の側に車線区画線２が誤認識されることがあっても、支援手段６は休止したままとなる。なお、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出され、判定手段７により間隔Ｄが第１閾値α未満であると判定された場合、他方の車線区画線２の検出動作をしないようにして、支援手段６を休止したままとしてもよい。
【００４３】
（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５は、第２実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
第２実施形態に係る車線逸脱防止支援装置９が、第１実施形態と異なる点は、車線幅算出手段１０と、記憶手段１１と、設定手段１２とを備えている点であり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４５】
車線幅算出手段１０は、車線区画線検出手段５が自車両３の左右両側の車線区画線２（２Ｌ，２Ｒ）を検出した場合、検出された左右両側の車線区画線２（２Ｌ，２Ｒ）の間隔を算出する。
【００４６】
記憶手段１１は、車線幅算出手段１０により算出された車線幅を記憶する。
【００４７】
設定手段１２は、車線区画線検出手段５により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、記憶手段１１により記憶された車線幅に基づき、第１閾値αを設定する。
【００４８】
図６は、車線幅が狭い車線と広い車線における、自車両３と一方側の車線区画線２との距離を示す図である。図６は、狭い幅の車線と広い幅の車線において、それぞれ、自車両３の左側の車線区画線２Ｌの一部が薄くなるなどの理由で消えてしまっている場合や、左側の車線区画線２Ｌの一部が初めから存在していない場合を想定している。
【００４９】
車線逸脱防止支援装置９によれば、記憶された車線幅に基づいて第１閾値αが設定される。例えば、図６に示されるように、狭い幅の車線（車線幅３．０ｍ）については第１閾値αが小さく設定され（α＝２．０（ｍ））、広い幅の車線（車線幅４．０ｍ）については第１閾値αが大きく設定される（α＝３．０（ｍ））。よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、他方の車線区画線２が誤検出される可能性を低減することができる。
【００５０】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図７は、第３実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
第３実施形態に係る車線逸脱防止支援装置１３における車線区画線検出手段１４は、車線区画線２の存在および位置を検出すると共に、当該車線区画線２の種類を検出する。
また、車線逸脱防止支援装置１３では、設定手段１５を備えている。設定手段１５は、車線区画線検出手段１４により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、検出された車線区画線２の種類に基づき、第１閾値αを設定する。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００５２】
車線区画線２には、実線、破線、ボッツドッツ、キャッツアイがある。これらの車線区画線２をカメラ画像から認識する際、認識出力の安定度は、高いものから順に、実線、破線、ボッツドッツおよびキャッツアイ、となる。これは、実線、破線、ボッツドッツおよびキャッツアイの順に車線区画線（レーンマーカ）の情報量が少なくなっていくためである。
【００５３】
車線逸脱防止支援装置１３によれば、検出された車線区画線２の種類に基づき第１閾値αが設定される。例えば、区画線検出（区画線認識）のための情報量が多い通常の白線については第１閾値αを大きく設定し（例えば、α＝４．５（ｍ））、情報量の少ないボッツドッツ（主として米国で使用される）については第１閾値αを小さく設定する（例えば、α＝３（ｍ））ことができる。よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、他方の側に車線区画線２が誤検出される可能性をより一層低減することができる。
【００５４】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図８は、第４実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。図９は、ノイズ量と第１閾値αの関係を示すグラフである。なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
第４実施形態に係る車線逸脱防止支援装置１６は、設定手段１７を備えている点が第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００５６】
設定手段１７は、車線区画線検出手段５により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、撮像手段４の前方画像に発生するノイズの量に基づき、第１閾値αを設定する。例えば、図９に示されるように、ノイズ量が少ない場合については第１閾値αを大きく設定し、ノイズ量が多い場合については第１閾値αを小さく設定する。なお、ノイズには、例えば、路面に汚れや模様が多い場合に発生する路面ノイズ、高温になる程増加する熱ノイズがある。
【００５７】
撮像手段４の撮像画像上でノイズ量が多い程、車線区画線２の検出ロジック原理の都合により、誤検出が発生し易くなる。そこで、上記のように、ノイズ量が多い場合ほど第１閾値αを小さく設定することで、効果的に誤検出を抑制することができる。なお、検出ロジック原理について簡単に説明すると、路面の撮像画像上で輝度値が大きく変化する点をエッジ点として抽出した後、エッジ点を直線近似することにより白線を検出する。
【００５８】
車線逸脱防止支援装置１６によれば、撮像手段４の前方画像に発生するノイズの量に基づき第１閾値αが設定される。よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、他方の側に車線区画線２が誤検出される可能性を低減することができる。
【００５９】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１０は、本発明の第５実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。図１１は、操舵力アシストの制御系統を示す図である。図１２は、カーブ曲率と第１閾値αとの関係を示す図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
第５実施形態に係る車線逸脱防止支援装置１８は、曲率検出手段１９と、設定手段２０と、車速検出手段２２とを備えている点が第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様である。なお、車線逸脱防止支援装置１８は、主として車線維持支援装置として機能する。
【００６１】
曲率検出手段１９は、自車両３が走行する車線の曲率を検出する。
【００６２】
車速検出手段２２は、自車両３の車速を検出する。
【００６３】
設定手段２０は、車線区画線検出手段により左右いずれか一方にのみ車線区画線が検出された場合、曲率検出手段１９により検出された曲率に基づき、第１閾値αを設定する。
【００６４】
車線逸脱防止支援装置１８によれば、自車両３が走行する車線の曲率に基づき第１閾値αが設定される。一般に、図１１に示されるように、車線維持支援装置では、車線の所定位置に対する自車両のオフセット量および車線に基づく自車両のヨー角に対するフィードバック制御と、車線のカーブ曲率および自車両３の車速に基づくフィードフォワード制御とが組み合わされた制御が行われる。上記第１実施形態に係る発明を車線維持支援装置に適用した場合の利点の一つは、フィードバック制御による急な操舵補助トルク変動を抑制することである。フィードフォワード制御の出力が大きくなる走行状況、すなわち自車両前方がカーブ路の場合、フィードバック制御によるトルク変動の度合いが相対的に小さくなり、フィードバック制御によるトルク変動に対して運転者が違和感を抱きにくい。このため、前方がカーブ路の場合には、フィードバック制御によるトルク変動の許容値が大きくなる。そこで、操舵補助トルクに対して運転者が抱く違和感を考慮して、第１閾値αを設定することができる。具体的には、図１２に示されるように、走行車線のカーブ曲率が大きい場合には第１閾値αを大きく設定し、走行車線のカーブ曲率が小さい場合には第１閾値αを小さく設定する。これにより、運転者が違和感を抱きにくい車線維持支援を行うことができる。
【００６５】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１３は、本発明の第６実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００６６】
第６実施形態に係る車線逸脱防止支援装置２１は、車速検出手段２２と、設定手段２３とを備えた点が第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様である。なお、車線逸脱防止支援装置２１は、主として車線維持支援装置として機能する。
【００６７】
車速検出手段２２は、自車両３の車速を検出する。
【００６８】
設定手段２３は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、車速検出手段２２により検出された車速に基づき、第１閾値αを設定する。
【００６９】
車線逸脱防止支援装置２１によれば、車速に基づき第１閾値αが設定される。一般的に、車線維持支援装置におけるフィードフォワード制御は、自車両の車速に基づいて目標操舵トルクを定める。カーブを旋回するのに必要な操舵トルクは、車速の２乗に比例する。そこで、車速に基づいて第１閾値αを適切に設定することにより、運転者が違和感を抱きにくい車線維持支援を行うことができる。
【００７０】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１４は、本発明の第７実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。なお、車線逸脱防止支援装置２４は、主として車線維持支援装置として機能する。第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の参照符号を付してその説明を省略する。なお、操舵力アシストの制御系統を示す図として、図１１を参照する。
【００７１】
第７実施形態に係る車線逸脱防止支援装置２４では、支援手段６に代えて支援手段２５を備え、設定手段３２を備えている点が第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００７２】
支援手段２５は、自車両３が車線内の所定位置を走行するように操舵機構に補助トルクを付与する操舵補助手段２６を含む。
【００７３】
操舵補助手段２６は、図１１に示されるように、フィードフォワードゲイン算出手段２８と、フィードバックゲイン算出手段２９と、目標トルク算出手段３０と、トルク付与手段３１とを含む。
【００７４】
フィードフォワードゲイン算出手段２８は、自車両３の走行車線のカーブ半径と車速に基づいてフィードフォワード制御ゲインを算出する。
【００７５】
フィードバックゲイン算出手段２９は、自車両３が走行車線に対してなすヨー角と、走行車線の所定位置に対する自車両３のオフセット量とに基づいてフィードバック制御ゲインを算出する。
【００７６】
制御トルク算出手段３０は、算出されたフィードフォワード制御ゲインおよびフィードバック制御ゲインに基づいて、目標制御トルクを算出する。
【００７７】
トルク付与手段３１は、制御トルク算出手段３０により算出された目標トルクに基づき、操舵機構に操舵補助トルクを付与する。
【００７８】
設定手段３２は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、フィードフォワード制御ゲインに基づき、第１閾値αを設定する。
【００７９】
車線逸脱防止支援装置２４によれば、フィードフォワード制御ゲインに基づき第１閾値αが設定される。フィードフォワード制御ゲインは一定にすることもできるが、走行状況に基づいて可変にすることもできる。例えば、検出された車線区画線２の種類に応じて、フィードフォワード制御ゲインを変更することができる。フィードフォワード制御ゲインに基づいて第１閾値αを適切に設定することにより、運転者が違和感を抱きにくい車線維持支援を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、車線逸脱警報を行い、或いは、車線を維持して走行するように操舵力アシストを行う車線逸脱防止支援装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１、９、１３、１６、１８、２１、２４ 車線逸脱防止支援装置
２ 車線区画線
２Ａ 自車両に対して左側の車線区画線
２Ａ 自車両に対して右側の車線区画線
３ 自車両
４ 撮像手段
５、１４ 車線区画線検出手段
６、２５ 支援手段
７ 判定手段
８ モード設定手段
１０ 車線幅検出手段
１１ 記憶手段
１２、１５、１７、２０、２３、３２ 設定手段(閾値αの)
１９ 曲率検出手段
２２ 車速検出手段
２６ 操舵補助手段
２８ フィードフォワードゲイン算出手段
２９ フィードバックゲイン算出手段
３０ 制御トルク算出手段
３１ トルク付与手段
１００ ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車線逸脱防止支援装置に関し、より詳しくは、自車両の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合であっても、車線逸脱防止支援を正確に行うことができる車線逸脱防止支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の車線逸脱防止支援装置として、車線逸脱警報装置(Lane Departure Warning System)、車線維持支援装置(Lane Keeping Assist System)が開発されている。車線逸脱警報装置は、自車両が走行する車線をカメラによる撮像画像に基づいて認識し、自車両が当該車線を逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に、運転者に警報を報知して注意を促す装置である。車線維持支援装置は、自車両が走行する車線をカメラによる撮像画像に基づいて認識し、自車両が当該車線を逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に、自車両の位置を当該車線内に維持するためのハンドルに操舵補助トルクを付与する装置である。いずれの装置においても、白線に代表される車線区画線をカメラで撮像し、撮像した車線区画線と自車両の位置関係に基づいて、自車両が車線を逸脱するか否かが判定される。
【０００３】
従来の車線逸脱防止支援装置は、自車両の少なくとも左右いずれか一方側に車線区画線を検出し、車線区画線の検出結果に基づいて自車両の車線逸脱防止を支援する。左右両方の車線区画線が検出され、一方の側の車線区画線と他方側の車線区画線の距離が一般的な距離であれば、通常は、両方の車線区画線の検出結果は正しいので、特に問題はない。
【０００４】
しかしながら、従来の車線逸脱防止支援装置には、以下の課題があった。
自車両の左右いずれか一方の側に車線区画線が検出され、他方側に車線区画線が検出されなかった場合、従来は、検出された車線区画線からかなり離れている車線区画線であってもカメラの撮像領域内であれば他方側の車線区画線の検出動作（探索）がされ続けていた。このため、実際には車線区画線ではない線が、一方側に検出された車線区画線からかなり離れた位置に他方側の車線区画線として誤検出されることがあった。例えば、米国では車道側壁に車線に沿って黄線がペイントされていることがあり、欧州では車道側壁に車線に沿って溝が形成されていることがある。これら黄線や溝が、検出された車線区画線からかなり離れた位置で車線区画線として誤検出されることがあった。また、一方側に検出された車線区画線から他方の側でかなり離れた位置に車線に沿った路面の汚れがある場合、その汚れが他方側の車線区画線として誤検出されることがあった。車線区画線が誤検出されると、車線を的確に認識することができず、車線逸脱防止支援を正確に行うことができないという課題があった。
【０００５】
特許文献１には、撮像画像の一部で画像認識処理を行うことができず、自車両の一方側のレーンマーカ（車線区画線）しか検出できない場合でも、当該一方側のレーンマーカとレーン幅（車線幅）の規格値とに基づいて、車線逸脱警報を行う車載用走行環境認識装置が開示されている。
しかしながら、特許文献１の技術では、他方側でレーンマーカが誤検出されないようにする対策がなされておらず、上記した課題を解決することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１９７８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、自車両の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合であっても、車線逸脱防止支援を正確に行うことができる車線逸脱防止支援装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、
自車両の左右両側の車線区画線を検出し、車線区画線の検出結果に基づいて自車両の車線逸脱防止を支援する車線逸脱防止支援装置であって、
自車両の斜め前方を含む前方を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段により撮像された前方画像に基づき、車線区画線を検出する車線区画線検出手段と、
上記車線区画線検出手段により検出された車線区画線と自車両の位置関係に基づき、自車両の車線逸脱防止を支援する支援手段と、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、検出された車線区画線と自車両との距離が所定値未満であるかどうかを判定する判定手段と、
上記判定手段により上記距離が所定値未満であると判定された場合、上記支援手段を休止モードから支援可能モードに移行させ、上記距離が所定値以上であると判定された場合、上記支援手段を休止モードのまま維持するモード設定手段とを備えた、車線逸脱防止支援装置である。
【０００９】
第１の発明によれば、検出された車線区画線と自車両との距離が所定値未満であると判定された場合、支援手段を休止モードから支援可能モードに移行させ、上記距離が所定値以上であると判定された場合、支援手段を休止モードのまま維持する。
よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された後、他方の側に車線区画線が誤検出されることがあっても、支援手段は休止したままとなる。なお、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出され、判定手段により上記距離が所定値未満であると判定された場合、他方の車線区画線の検出動作をしないようにして、支援手段を休止したままとしてもよい。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、
上記車線区画線検出手段が自車両の左右両側の車線区画線を検出した場合、検出された左右両側の車線区画線の間隔を算出する車線幅算出手段と、
上記車線幅算出手段により算出された車線幅を記憶する記憶手段と、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、上記記憶手段により記憶された車線幅に基づき、上記所定値を設定する設定手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
第２の発明によれば、記憶された車線幅に基づいて所定値が設定される。例えば、広い幅の車線については所定値を大きく設定し、狭い幅の車線については所定値を小さく設定することができる。よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、他方の側に車線区画線が誤検出される可能性を低減することができる。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明において、
上記車線区画線検出手段は、検出された車線区画線の種類を検出し、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、上記車線区画線検出手段により検出された車線区画線の種類に基づき、上記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１３】
第３の発明によれば、検出された車線区画線の種類に基づき所定値が設定される。例えば、区画線検出のための情報量が多い通常の白線については所定値を大きく設定し、情報量の少ないボッツドッツ（主として米国で使用される）については所定値を小さく設定することができる。よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、他方の側で車線区画線が誤検出される可能性を低減することができる。
【００１４】
第４の発明は、第１の発明において、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、上記撮像手段の前方画像に発生するノイズに基づき、上記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】
第４の発明によれば、撮像手段の前方画像に発生するノイズに基づき所定値が設定される。例えば、ノイズが少ない場合については所定値を大きく設定し、ノイズが多い場合については所定値を小さく設定することができる。よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、他方の側に車線区画線が誤検出される可能性を低減することができる。なお、ノイズには、例えば、路面に汚れや模様が多い場合に発生する路面ノイズ、高温になる程増加する熱ノイズがある。
【００１６】
第５の発明は、第１の発明において、
自車両が走行する車線の曲率を検出する曲率検出手段と、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、上記曲率検出手段により検出された曲率に基づき、上記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１７】
第５の発明によれば、自車両が走行する車線の曲率に基づき所定値が設定される。本発明は主として車線維持支援装置に適用される。車線維持支援装置では、車線の所定位置に対する自車両のオフセット量および車線に対する自車両のヨー角に基づくフィードバック制御と、車線のカーブ曲率および自車両の車速に基づくフィードフォワード制御とが組み合わされた制御が行われるのが一般的である。上記第１の発明を車線維持支援装置に適用する利点は、フィードバック制御により急に操舵補助トルクが変動するのを抑制することである。フィードフォワード制御の出力が大きくなる走行状況では、フィードバック制御によるトルク変動に対して運転者は違和感を抱きにくい。つまり、自車両前方がカーブ路の場合、カーブ内側方向に加わる操舵補助トルクに対して運転者は違和感を抱きにくい傾向がある。このため、前方がカーブ路の場合には、フィードバック制御によるトルク変動の許容値が大きくなる。そこで、操舵補助トルクに対して抱く運転者の違和感を考慮して、所定値を設定することができる。これにより、運転者が違和感を抱きにくい車線維持支援を行うことができる。
【００１８】
第６の発明は、第１の発明において、
自車両の車速を検出する車速検出手段と、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、上記車速検出手段により検出された車速に基づき、上記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１９】
第６の発明によれば、車速に基づき所定値が設定される。車線維持支援装置におけるフィードフォワード制御は、自車両の車速に基づいて目標操舵トルクを定めるのが一般的である。カーブを旋回するのに必要な操舵トルクは、車速の２乗に比例するからである。そこで、車速に基づいて所定値を適切に設定することにより、運転者が違和感を抱きにくい車線維持支援を行うことができる。
【００２０】
第７の発明は、第１の発明において、
上記支援手段は、自車両が車線内の所定位置を走行するように操舵機構に補助トルクを付与する操舵補助手段を含み、
上記操舵補助手段は、
自車両の走行車線のカーブ半径に基づいてフィードフォワード制御ゲインを算出するフィードフォワードゲイン算出手段と、
自車両が上記走行車線に対してなすヨー角と、上記走行車線の所定位置に対する自車両のオフセット量とに基づいてフィードバック制御ゲインを算出するフィードバックゲイン算出手段と、
上記フィードフォワード制御ゲインと、上記フィードバック制御ゲインとに基づいて、目標補助トルクを算出する補助トルク算出手段と、
上記補助トルク算出手段により算出された目標補助トルクに基づき、操舵機構に補助トルクを付与するトルク付与手段とを有し、
上記車線逸脱防止支援装置は、
上記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、上記フィードフォワード制御ゲインに基づき、上記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００２１】
第７の発明によれば、フィードフォワード制御ゲインに基づき所定値が設定される。フィードフォワード制御ゲインは一定にすることもできるが、走行状況に基づいて可変にすることもできる。例えば、検出された車線区画線の種類に応じて、制御ゲインを変更することができる。フィードフォワード制御ゲインに基づいて所定値を適切に設定することにより、運転者が違和感を抱きにくい車線維持支援を行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
自車両の左右いずれか一方にしか車線区画線を検出できない場合であっても、車線逸脱防止支援を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【図２】車線区画線を自車両の左右いずれか一方の側にのみ検出した場合における車線区画線と自車両の間隔を示す図
【図３】車線区画線を自車両の左右両側に検出した場合における車線区画線と自車両の間隔を示す図
【図４】図１に示される車線逸脱防止支援装置の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の第２実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【図６】車線幅が狭い車線と広い車線における自車両と一方の車線との距離を示す図
【図７】本発明の第３実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【図８】本発明の第４実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【図９】ノイズ量と第１閾値の関係を示すグラフ
【図１０】本発明の第５実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【図１１】操舵力アシストの制御系統を示す図
【図１２】カーブ曲率と所定値との関係を示す図
【図１３】本発明の第６実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【図１４】本発明の第７実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（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、本発明の第１実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。図２は、車線区画線を自車両の左右両側に検出した場合における車線区画線と自車両の間隔を示す図である。図３は、車線区画線を自車両の左右いずれか一方の側にのみ検出した場合における車線区画線と自車両の間隔を示す図である。図４は、図１に示される車線逸脱防止支援装置の動作を示すフローチャートである。
【００２５】
第１実施形態に係る車線逸脱防止装置１は、自車両３の左右両側に車線区画線２を検出し、車線区画線２の検出結果に基づいて自車両３の車線逸脱防止を支援する装置である。車線逸脱防止支援装置１の概念には、車線逸脱警報装置と車線維持支援装置が含まれる。車線逸脱警報装置は、自車両が走行する車線をカメラの撮像画像に基づいて認識し、自車両が当該車線を逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に、運転者に警報を報知して注意を促す装置である。車線維持支援装置は、自車両が走行する車線をカメラの撮像画像に基づいて認識し、自車両が当該車線を逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に、自車両の位置を当該車線内に維持するための操舵補助トルクを電動パワーステアリング機構に付与する装置である。
【００２６】
車線逸脱防止装置１は、撮像手段４と、車線区画線検出手段５と、支援手段６と、判定手段７と、モード設定手段８とを備えている。車線区画線検出手段５と、判定手段７と、モード設定手段８は、ＥＣＵ１００に含まれる機能ブロックである。
【００２７】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等とから構成されている。ＣＰＵが、ＲＯＭに格納されるプログラムを実行することによって、図１に示される各機能ブロックが動作する。また、ＣＰＵは、プログラムの実行中、ＲＡＭを作業領域として使用する。
【００２８】
撮像手段４は、自車両３の斜め前方を含む前方路面を撮像する。撮像手段４は、例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラである。図２，３に示されるように、撮像手段４の撮像領域Ｗは、扇形状である。自車両３の左右両側に車線区画線２がある場合には、図２に示されるように、撮像領域Ｗに両側の車線区画線２が入る。撮像領域Ｗの幅は、両側の車線区画線２の間隔よりも大きく設定されている。
【００２９】
車線区画線検出手段５は、撮像手段４により撮像された前方画像に基づき、車線区画線２を検出する。本実施形態における「車線区画線」とは、路面上で車両の走行車線を規定する線であって、一般に車道中央線、車線境界線、車道外側線等と称されるものを含む。車線区画線の形態としては、例えば、白線、道路鋲、黄色線、石等で表された走行区画線を含む。白線にも複数の形態があり、例えば、長く連続する白線、１〜１０メートルにつれて度の線が断続的に続く白線、丸い点が点線状に続く白線（主として米国で用いられており、ボッツドッツと称される）がある。
【００３０】
支援手段６は、車線区画線検出手段５により検出された車線区画線２と自車両３の位置関係に基づき、自車両３の車線逸脱防止を支援する。支援の形態としては、上記したように、自車両３が走行車線を逸脱すると判定された場合に運転者に警報を報知して注意を促す形態の他、自車両３が走行車線を逸脱すると判定された場合に自車両３の位置を当該車線内に維持するための操舵補助トルクを電動パワーステアリング機構に付与する形態とがある。
【００３１】
判定手段７は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、検出された車線区画線２と自車両３との間隔が第１閾値α未満であるかどうかを判定する。第１閾値αは、特許請求の範囲における「所定値」に相当する。第１閾値αの値は、自車両３の他方側で車線区画線２の誤検出が起こりにくい値に設定される。第１閾値αの値は特に限定されるものではないが、例えば３．５ｍに設定される。また、判定手段７は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、検出された車線区画線２と自車両３との間隔が第２閾値β以上であるかどうかを判定する。第２閾値βは、運転者が方向指示器のＯＮ操作をしてから自車両３が車線区画線２に到達する前にＯＦＦ操作をした場合に、警報が鳴っても運転者が違和感を抱かないような値に設定される。また、第２閾値βは、運転者が方向指示器のＯＮ操作をしてから自車両３が車線区画線２に到達する前にＯＦＦ操作をした場合に、車線変更をしようとする方向とは反対方向に操舵補助トルクが付与されても運転者が違和感を抱かないような値に設定される。第２閾値βの値は特に限定されるものではないが、例えば０．２ｍに設定される。
また、判定手段７は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右両側に車線区画線２が検出された場合、検出された車線区画線２と自車両３との間隔が第２閾値β以上であるかどうかを判定する。
【００３２】
モード設定手段８は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、以下の動作を行う。すなわち、モード設定手段８は、検出された車線区画線２と自車両３との間隔Ｄ（ＤＬまたはＤＲ、図２参照）が判定手段７により第１閾値α未満であると判定され、かつ、間隔Ｄが判定手段７により第２閾値β以上であると判定された場合、支援手段６を休止モードから支援可能モードに移行させる。また、モード設定手段８は、検出された車線区画線２と自車両３との間隔Ｄ（ＤＬまたはＤＲ、図２参照）が判定手段７により第１閾値α以上であると判定され、または、距離Ｄが判定手段７により第２閾値β未満であると判定された場合、支援手段６を休止モードのまま維持する。
また、モード設定手段８は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右両側に車線区画線２が検出された場合、以下の動作を行う。すなわち、モード設定手段８は、左右両側の車線区画線２と自車両３の間隔Ｄ（ＤＬおよびＤＲ、図３参照）が第２閾値β以上であると判定された場合、支援手段６を休止モードから支援可能モードに移行させる。また、モード設定手段８は、左右少なくともいずれか一方側の車線区画線２と自車両３の間隔Ｄが第２閾値β未満であると判定された場合、支援手段６を休止モードのまま維持する。
【００３３】
次に、車線逸脱防止装置１の特徴的な動作について、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。
図４の処理フローに入る前の段階として、方向指示器のＯＮ操作によって運手者の車線変更の意思が確認された場合、車線逸脱防止支援装置は「休止モード」とされる。そして、自車両３が車線区画線２に到達する前に方向指示器のＯＦＦ操作がなされているものとする。方向指示器のＯＦＦ操作がなされたときの車両の状態に応じて、「休止モード」から「支援可能モード」に移行するか、或いは、「休止モード」が維持されるかが決まる。どのような場合にモードが変わるのかについて、以下に説明する。なお、自車両３が車線区画線２に到達してから方向指示器のＯＦＦ操作がなされた場合は、「休止モード」が維持される。
【００３４】
まず、左右両側の車線区画線２が検出されたか否かが判断される（ステップＳ１）。この時点で、支援手段６は休止モードになっている。ステップＳ１において左右両側の車線区画線２（２Ｌ，２Ｒ）が検出されたと判断された場合、右側の車線区画線２Ｒと自車両３間の距離ＤＲが第２閾値β以上であるか否かが判断される（ステップＳ２）。一方、ステップＳ１において左右両側の車線区画線２（２Ｌ，２Ｒ）が検出されなかったと判断された場合、つまり、左右いずれか一方の車線区画線２のみ検出されたか、或いは、左右いずれの車線区画線２も検出されなかった場合、ステップ７に移行する。
【００３５】
ステップＳ２において間隔ＤＲが第２閾値β未満であると判断された場合、右側の車線区画線２Ｒと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ２において間隔ＤＲが第２閾値β以上であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３間の間隔ＤＬが第２閾値β以上であるか否かが判断される（ステップＳ４）。
【００３６】
ステップＳ４において間隔ＤＲが第２閾値β未満であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ４において間隔ＤＬが第２閾値β以上であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切であると判断され（ステップＳ５）、休止モードから支援可能モードに移行する（ステップＳ６）。支援可能モードでは、自車両３が走行車線を逸脱するか否かが判定される。自車両３が走行車線を逸脱すると判定された場合、図示はしないが、支援手段６は、運転者に警報を報知して注意を促し、或いは、自車両３の位置を走行車線内に維持するための操舵補助トルクを付与する等の車線逸脱防止動作を行う。
【００３７】
ステップＳ１において左右両側の車線区画線２（２Ｌ，２Ｒ）は検出されなかった（つまり、左右いずれか一方側の車線区画線２のみが検出されたか、或いは、左右いずれの車線区画線２も検出されなかった）と判断された場合、左側の車線区画線２Ｌが検出されたか否かが判断される（ステップＳ７）。左側の車線区画線２Ｌが検出されたと判断されると、左側の車線区画線２Ｌと自車両３間の間隔ＤＬが第２閾値β以上であるか否かが判断される（ステップＳ８）。
【００３８】
ステップＳ８において間隔ＤＬが第２閾値β未満であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ８において間隔ＤＬが第２閾値β以上であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３間の間隔ＤＬが第１閾値α未満であるか否かが判断される（ステップＳ９）。
【００３９】
ステップＳ９において間隔ＤＬが第１閾値α以上であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ８において距離ＤＬが第１閾値α未満であると判断された場合、左側の車線区画線２Ｌと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切であると判断され（ステップＳ５）、休止モードから支援可能モードに移行する（ステップＳ６）。
【００４０】
ステップＳ７において左側の車線区画線２Ｌが検出されなかったと判断された場合、右側の車線区画線２Ｒが検出されたか否かが判断される（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において右側の車線区画線２Ｒが検出されなかったと判断された場合、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ１０において右側の車線区画線２Ｒが検出されたと判断された場合、右側の車線区画線２Ｒと自車両３間の間隔ＤＲが第２閾値β以上であるか否かが判断される（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において距離ＤＲが第２閾値β未満であると判断された場合、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ１１において距離ＤＲが第２閾値β以上であると判断された場合、右側の車線区画線２Ｒと自車両３間の間隔ＤＲが第１閾値α未満であるか否かが判断される（ステップＳ１２）。
【００４１】
ステップＳ１２において間隔ＤＲが第１閾値α以上であると判断された場合、車線逸脱防止支援には適切ではないと判断され、休止モードが維持される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ１２において間隔ＤＲが第１閾値α未満であると判断された場合、右側の車線区画線２Ｒと自車両３との位置関係は、車線逸脱防止支援には適切であると判断され（ステップＳ５）、休止モードから支援可能モードに移行する（ステップＳ６）。上記のように、支援可能モードでは、自車両３が走行車線を逸脱すると判定された場合、支援手段６は、運転者に警報を報知して注意を促し、或いは、自車両３の位置を走行車線内に維持するための操舵補助トルクを付与する等の車線逸脱防止動作を行う。以上が、車線逸脱防止装置１の特徴的な動作である。
【００４２】
車線逸脱防止支援装置１によれば、自車両３の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された状況において、車線区画線２と自車両３との間隔Ｄが第１閾値α未満であると判定された場合、支援手段６を休止モードから支援可能モードに移行させ、間隔Ｄが第１閾値α以上であると判定された場合、支援手段６を休止モードのまま維持する。
よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、他方の側に車線区画線２が誤認識されることがあっても、支援手段６は休止したままとなる。なお、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出され、判定手段７により間隔Ｄが第１閾値α未満であると判定された場合、他方の車線区画線２の検出動作をしないようにして、支援手段６を休止したままとしてもよい。
【００４３】
（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５は、第２実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
第２実施形態に係る車線逸脱防止支援装置９が、第１実施形態と異なる点は、車線幅算出手段１０と、記憶手段１１と、設定手段１２とを備えている点であり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４５】
車線幅算出手段１０は、車線区画線検出手段５が自車両３の左右両側の車線区画線２（２Ｌ，２Ｒ）を検出した場合、検出された左右両側の車線区画線２（２Ｌ，２Ｒ）の間隔を算出する。
【００４６】
記憶手段１１は、車線幅算出手段１０により算出された車線幅を記憶する。
【００４７】
設定手段１２は、車線区画線検出手段５により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、記憶手段１１により記憶された車線幅に基づき、第１閾値αを設定する。
【００４８】
図６は、車線幅が狭い車線と広い車線における、自車両３と一方側の車線区画線２との距離を示す図である。図６は、狭い幅の車線と広い幅の車線において、それぞれ、自車両３の左側の車線区画線２Ｌの一部が薄くなるなどの理由で消えてしまっている場合や、左側の車線区画線２Ｌの一部が初めから存在していない場合を想定している。
【００４９】
車線逸脱防止支援装置９によれば、記憶された車線幅に基づいて第１閾値αが設定される。例えば、図６に示されるように、狭い幅の車線（車線幅３．０ｍ）については第１閾値αが小さく設定され（α＝２．０（ｍ））、広い幅の車線（車線幅４．０ｍ）については第１閾値αが大きく設定される（α＝３．０（ｍ））。よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、他方の車線区画線２が誤検出される可能性を低減することができる。
【００５０】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図７は、第３実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
第３実施形態に係る車線逸脱防止支援装置１３における車線区画線検出手段１４は、車線区画線２の存在および位置を検出すると共に、当該車線区画線２の種類を検出する。
また、車線逸脱防止支援装置１３では、設定手段１５を備えている。設定手段１５は、車線区画線検出手段１４により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、検出された車線区画線２の種類に基づき、第１閾値αを設定する。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００５２】
車線区画線２には、実線、破線、ボッツドッツ、キャッツアイがある。これらの車線区画線２をカメラ画像から認識する際、認識出力の安定度は、高いものから順に、実線、破線、ボッツドッツおよびキャッツアイ、となる。これは、実線、破線、ボッツドッツおよびキャッツアイの順に車線区画線（レーンマーカ）の情報量が少なくなっていくためである。
【００５３】
車線逸脱防止支援装置１３によれば、検出された車線区画線２の種類に基づき第１閾値αが設定される。例えば、区画線検出（区画線認識）のための情報量が多い通常の白線については第１閾値αを大きく設定し（例えば、α＝４．５（ｍ））、情報量の少ないボッツドッツ（主として米国で使用される）については第１閾値αを小さく設定する（例えば、α＝３（ｍ））ことができる。よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、他方の側に車線区画線２が誤検出される可能性をより一層低減することができる。
【００５４】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図８は、第４実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。図９は、ノイズ量と第１閾値αの関係を示すグラフである。なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
第４実施形態に係る車線逸脱防止支援装置１６は、設定手段１７を備えている点が第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００５６】
設定手段１７は、車線区画線検出手段５により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、撮像手段４の前方画像に発生するノイズの量に基づき、第１閾値αを設定する。例えば、図９に示されるように、ノイズ量が少ない場合については第１閾値αを大きく設定し、ノイズ量が多い場合については第１閾値αを小さく設定する。なお、ノイズには、例えば、路面に汚れや模様が多い場合に発生する路面ノイズ、高温になる程増加する熱ノイズがある。
【００５７】
撮像手段４の撮像画像上でノイズ量が多い程、車線区画線２の検出ロジック原理の都合により、誤検出が発生し易くなる。そこで、上記のように、ノイズ量が多い場合ほど第１閾値αを小さく設定することで、効果的に誤検出を抑制することができる。なお、検出ロジック原理について簡単に説明すると、路面の撮像画像上で輝度値が大きく変化する点をエッジ点として抽出した後、エッジ点を直線近似することにより白線を検出する。
【００５８】
車線逸脱防止支援装置１６によれば、撮像手段４の前方画像に発生するノイズの量に基づき第１閾値αが設定される。よって、左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、他方の側に車線区画線２が誤検出される可能性を低減することができる。
【００５９】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１０は、本発明の第５実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。図１１は、操舵力アシストの制御系統を示す図である。図１２は、カーブ曲率と第１閾値αとの関係を示す図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
第５実施形態に係る車線逸脱防止支援装置１８は、曲率検出手段１９と、設定手段２０と、車速検出手段２２とを備えている点が第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様である。なお、車線逸脱防止支援装置１８は、主として車線維持支援装置として機能する。
【００６１】
曲率検出手段１９は、自車両３が走行する車線の曲率を検出する。
【００６２】
車速検出手段２２は、自車両３の車速を検出する。
【００６３】
設定手段２０は、車線区画線検出手段により左右いずれか一方にのみ車線区画線が検出された場合、曲率検出手段１９により検出された曲率に基づき、第１閾値αを設定する。
【００６４】
車線逸脱防止支援装置１８によれば、自車両３が走行する車線の曲率に基づき第１閾値αが設定される。一般に、図１１に示されるように、車線維持支援装置では、車線の所定位置に対する自車両のオフセット量および車線に基づく自車両のヨー角に対するフィードバック制御と、車線のカーブ曲率および自車両３の車速に基づくフィードフォワード制御とが組み合わされた制御が行われる。上記第１実施形態に係る発明を車線維持支援装置に適用した場合の利点の一つは、フィードバック制御による急な操舵補助トルク変動を抑制することである。フィードフォワード制御の出力が大きくなる走行状況、すなわち自車両前方がカーブ路の場合、フィードバック制御によるトルク変動の度合いが相対的に小さくなり、フィードバック制御によるトルク変動に対して運転者が違和感を抱きにくい。このため、前方がカーブ路の場合には、フィードバック制御によるトルク変動の許容値が大きくなる。そこで、操舵補助トルクに対して運転者が抱く違和感を考慮して、第１閾値αを設定することができる。具体的には、図１２に示されるように、走行車線のカーブ曲率が大きい場合には第１閾値αを大きく設定し、走行車線のカーブ曲率が小さい場合には第１閾値αを小さく設定する。これにより、運転者が違和感を抱きにくい車線維持支援を行うことができる。
【００６５】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１３は、本発明の第６実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００６６】
第６実施形態に係る車線逸脱防止支援装置２１は、車速検出手段２２と、設定手段２３とを備えた点が第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様である。なお、車線逸脱防止支援装置２１は、主として車線維持支援装置として機能する。
【００６７】
車速検出手段２２は、自車両３の車速を検出する。
【００６８】
設定手段２３は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、車速検出手段２２により検出された車速に基づき、第１閾値αを設定する。
【００６９】
車線逸脱防止支援装置２１によれば、車速に基づき第１閾値αが設定される。一般的に、車線維持支援装置におけるフィードフォワード制御は、自車両の車速に基づいて目標操舵トルクを定める。カーブを旋回するのに必要な操舵トルクは、車速の２乗に比例する。そこで、車速に基づいて第１閾値αを適切に設定することにより、運転者が違和感を抱きにくい車線維持支援を行うことができる。
【００７０】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１４は、本発明の第７実施形態に係る車線逸脱防止支援装置を示すブロック図である。なお、車線逸脱防止支援装置２４は、主として車線維持支援装置として機能する。第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の参照符号を付してその説明を省略する。なお、操舵力アシストの制御系統を示す図として、図１１を参照する。
【００７１】
第７実施形態に係る車線逸脱防止支援装置２４では、支援手段６に代えて支援手段２５を備え、設定手段３２を備えている点が第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００７２】
支援手段２５は、自車両３が車線内の所定位置を走行するように操舵機構に補助トルクを付与する操舵補助手段２６を含む。
【００７３】
操舵補助手段２６は、図１１に示されるように、フィードフォワードゲイン算出手段２８と、フィードバックゲイン算出手段２９と、目標トルク算出手段３０と、トルク付与手段３１とを含む。
【００７４】
フィードフォワードゲイン算出手段２８は、自車両３の走行車線のカーブ半径と車速に基づいてフィードフォワード制御ゲインを算出する。
【００７５】
フィードバックゲイン算出手段２９は、自車両３が走行車線に対してなすヨー角と、走行車線の所定位置に対する自車両３のオフセット量とに基づいてフィードバック制御ゲインを算出する。
【００７６】
制御トルク算出手段３０は、算出されたフィードフォワード制御ゲインおよびフィードバック制御ゲインに基づいて、目標制御トルクを算出する。
【００７７】
トルク付与手段３１は、制御トルク算出手段３０により算出された目標トルクに基づき、操舵機構に操舵補助トルクを付与する。
【００７８】
設定手段３２は、車線区画線検出手段５により自車両３の左右いずれか一方の側にのみ車線区画線２が検出された場合、フィードフォワード制御ゲインに基づき、第１閾値αを設定する。
【００７９】
車線逸脱防止支援装置２４によれば、フィードフォワード制御ゲインに基づき第１閾値αが設定される。フィードフォワード制御ゲインは一定にすることもできるが、走行状況に基づいて可変にすることもできる。例えば、検出された車線区画線２の種類に応じて、フィードフォワード制御ゲインを変更することができる。フィードフォワード制御ゲインに基づいて第１閾値αを適切に設定することにより、運転者が違和感を抱きにくい車線維持支援を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、車線逸脱警報を行い、或いは、車線を維持して走行するように操舵力アシストを行う車線逸脱防止支援装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１、９、１３、１６、１８、２１、２４ 車線逸脱防止支援装置
２ 車線区画線
２Ａ 自車両に対して左側の車線区画線
２Ａ 自車両に対して右側の車線区画線
３ 自車両
４ 撮像手段
５、１４ 車線区画線検出手段
６、２５ 支援手段
７ 判定手段
８ モード設定手段
１０ 車線幅検出手段
１１ 記憶手段
１２、１５、１７、２０、２３、３２ 設定手段(閾値αの)
１９ 曲率検出手段
２２ 車速検出手段
２６ 操舵補助手段
２８ フィードフォワードゲイン算出手段
２９ フィードバックゲイン算出手段
３０ 制御トルク算出手段
３１ トルク付与手段
１００ ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の左右両側の車線区画線を検出し、車線区画線の検出結果に基づいて自車両の車線逸脱防止を支援する車線逸脱防止支援装置であって、
自車両の斜め前方を含む前方を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された前方画像に基づき、車線区画線を検出する車線区画線検出手段と、
前記車線区画線検出手段により検出された車線区画線と自車両の位置関係に基づき、自車両の車線逸脱防止を支援する支援手段と、
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、検出された車線区画線と自車両との距離が所定値未満であるかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記距離が所定値未満であると判定された場合、前記支援手段を休止モードから支援可能モードに移行させ、前記距離が所定値以上であると判定された場合、前記支援手段を休止モードのまま維持するモード設定手段とを備えた、車線逸脱防止支援装置。
【請求項２】
前記車線区画線検出手段が自車両の左右両側の車線区画線を検出した場合、検出された左右両側の車線区画線の間隔を算出する車線幅算出手段と、
前記車線幅算出手段により算出された車線幅を記憶する記憶手段と、
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、前記記憶手段により記憶された車線幅に基づき、前記所定値を設定する設定手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止支援装置。
【請求項３】
前記車線区画線検出手段は、検出された車線区画線の種類を検出し、
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、前記車線区画線検出手段により検出された車線区画線の種類に基づき、前記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止支援装置。
【請求項４】
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、前記撮像手段の前方画像に発生するノイズに基づき、前記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止支援装置。
【請求項５】
自車両が走行する車線の曲率を検出する曲率検出手段と、
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、前記曲率検出手段により検出された曲率に基づき、前記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止支援装置。
【請求項６】
自車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、前記車速検出手段により検出された車速に基づき、前記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止支援装置。
【請求項７】
前記支援手段は、自車両が車線内の所定位置を走行するように操舵機構に補助トルクを付与する操舵補助手段を含み、
前記操舵補助手段は、
自車両の走行車線のカーブ半径に基づいてフィードフォワード制御ゲインを算出するフィードフォワードゲイン算出手段と、
自車両が前記走行車線に対してなすヨー角と、前記走行車線の所定位置に対する自車両のオフセット量とに基づいてフィードバック制御ゲインを算出するフィードバックゲイン算出手段と、
前記フィードフォワード制御ゲインと、前記フィードバック制御ゲインとに基づいて、目標補助トルクを算出する補助トルク算出手段と、
前記補助トルク算出手段により算出された目標補助トルクに基づき、操舵機構に補助トルクを付与するトルク付与手段とを有し、
前記車線逸脱防止支援装置は、
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、前記フィードフォワード制御ゲインに基づき、前記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止支援装置。
【請求項１】
自車両の左右両側の車線区画線を検出し、車線区画線の検出結果に基づいて自車両の車線逸脱防止を支援する車線逸脱防止支援装置であって、
自車両の斜め前方を含む前方を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された前方画像に基づき、車線区画線を検出する車線区画線検出手段と、
前記車線区画線検出手段により検出された車線区画線と自車両の位置関係に基づき、自車両の車線逸脱防止を支援する支援手段と、
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、検出された車線区画線と自車両との距離が所定値未満であるかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記距離が所定値未満であると判定された場合、前記支援手段を休止モードから支援可能モードに移行させ、前記距離が所定値以上であると判定された場合、前記支援手段を休止モードのまま維持するモード設定手段とを備えた、車線逸脱防止支援装置。
【請求項２】
前記車線区画線検出手段が自車両の左右両側の車線区画線を検出した場合、検出された左右両側の車線区画線の間隔を算出する車線幅算出手段と、
前記車線幅算出手段により算出された車線幅を記憶する記憶手段と、
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、前記記憶手段により記憶された車線幅に基づき、前記所定値を設定する設定手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止支援装置。
【請求項３】
前記車線区画線検出手段は、検出された車線区画線の種類を検出し、
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、前記車線区画線検出手段により検出された車線区画線の種類に基づき、前記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止支援装置。
【請求項４】
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、前記撮像手段の前方画像に発生するノイズに基づき、前記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止支援装置。
【請求項５】
自車両が走行する車線の曲率を検出する曲率検出手段と、
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、前記曲率検出手段により検出された曲率に基づき、前記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止支援装置。
【請求項６】
自車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、前記車速検出手段により検出された車速に基づき、前記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止支援装置。
【請求項７】
前記支援手段は、自車両が車線内の所定位置を走行するように操舵機構に補助トルクを付与する操舵補助手段を含み、
前記操舵補助手段は、
自車両の走行車線のカーブ半径に基づいてフィードフォワード制御ゲインを算出するフィードフォワードゲイン算出手段と、
自車両が前記走行車線に対してなすヨー角と、前記走行車線の所定位置に対する自車両のオフセット量とに基づいてフィードバック制御ゲインを算出するフィードバックゲイン算出手段と、
前記フィードフォワード制御ゲインと、前記フィードバック制御ゲインとに基づいて、目標補助トルクを算出する補助トルク算出手段と、
前記補助トルク算出手段により算出された目標補助トルクに基づき、操舵機構に補助トルクを付与するトルク付与手段とを有し、
前記車線逸脱防止支援装置は、
前記車線区画線検出手段により左右いずれか一方の側にのみ車線区画線が検出された場合、前記フィードフォワード制御ゲインに基づき、前記所定値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１１８８２８（Ｐ２０１１−１１８８２８Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７７７８０（Ｐ２００９−２７７７８０）
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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