JP5503585B2 - 車両用運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、登坂且つ右カーブ、或いは降坂且つ左カーブを検出した場合は運転者に自車両を左側に寄せて走行させる旨のメッセージを発して注意を促す車両用運転支援装置に関する。

従来、自車両に搭載されているカメラ（車載カメラ）で進行方向前方を撮像し、当該画像に基づき、自車両の走行しているレーンの左右の車線を検出し、自車両が当該車線から逸脱する可能性が高いと判定したとき、警報を発して運転者に注意を促す運転支援装置が知られている。

ところで、カーブ路を走行するに際し、例えば、特許文献１（特開平５−１６６０９６号公報）、或いは特許文献２（特開平９−１６６２０５号公報）に開示されている運転支援装置には、車載カメラで撮像した画像に基づき、左右の白線と路面との境界を検出し、水平方向に等分割した画像中の左右の白線の長さを比較し、その差分が所定値内の時は直線路と判定し、右側の白線の長さが左側の白線の長さよりも所定以上長い場合は左カーブと判定し、左側白線の長さが右側白線の長さよりも所定以上長い場合、右カーブと判定する技術が開示されている。

更に、上述した特許文献２には、境界を検出する際にプロットした座標点の近似直線式の傾きから走行路の勾配を求める技術も開示されている。

特開平５−１６６０９６号公報 特開平９−１６６２０５号公報

しかし、上述した文献に開示されている技術では、単に道路の形状を認識し、カーブの開始地点から自車両までの距離を、カーブの見通しの程度に拘らず一律に報知するようにしているため、運転者に煩雑感を覚えさせてしまうことになる。

又、上述した文献では、単に見通しの悪い峠道等のカーブ路を運転者に報知するだけであり、例えば、カーブ路走行時において、対向車両或いは自車両がセンターラインを超えて対向車線にはみ出しやすい状況であっても、運転者に対して的確なアドバイスを報知することができない不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、カーブ路を走行するに際して、運転者に的確なアドバイスを報知することのできる車両用運転支援装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明による車両用運転支援装置は、運転者に対して警報を出力する警報手段と、車両に搭載されて該車両の走行環境を撮像する撮像手段と、前記車両の走行条件或いは前記撮像手段で撮像した画像に基づき登降坂路を判定する登降坂判定手段と、前記撮像手段で撮像した画像に基づいて車線と路面との境界を検出してカーブ路を判定するカーブ判定手段と、前記登降坂判定手段で登坂と判定し且つ前記カーブ判定手段で右カーブと判定し、或いは前記登降坂判定手段で降坂と判定し且つ前記カーブ判定手段で左カーブと判定した場合、前記警報手段から前記車両を左側へ寄せて走行させるメッセージを出力させる左寄り勧告手段とを備える。

本発明によれば、対向車或いは自車両がセンターラインを越えて対向車線側にはみ出し易いカーブ路を検出した場合は、運転者に対して左寄り走行を促すメッセージを報知するようにしたので、対向車との衝突を有効に回避することができる。

車両用運転支援装置を搭載する車両の概略構成図 車両用運転支援装置の構成図 カーブ路走行支援ルーチンを示すフローチャート 登降坂判定サブルーチンを示すフローチャート カーブ判定サブルーチンを示すフローチャート （ａ）は左カーブ判定を示す説明図、（ｂ）は右カーブ判定を示す説明図 （ａ）は降坂左カーブ路走行時に表示される誘導ラインの説明図、（ｂ）登坂右カーブ路走行時に表示される誘導ラインの説明図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１の符号１は車両であり、この車両１に、撮像手段としての車載カメラ２が搭載されている。この車載カメラ２はメインカメラ２ａとサブカメラ２ｂとを有するステレオカメラであり、この両カメラ２ａ，２ｂで走行方向前方の走行環境を撮像して監視する。そして、撮像した走行環境を示す画像が画像処理ユニット（ＩＰＵ）３にて所定に画像処理されて出力される。

一方、符号１１は車両用運転支援ユニットであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータにより構成されており、ＲＯＭにはシステム毎に設定されている動作を実現するための制御プログラム、及びマップデータやテーブルデータ等の各種固定データが記憶されている。

図２に示すように、この運転支援制御ユニット１１の入力側に、ＩＰＵ３、エンジン回転数Ｎｅ[rpm]を検出するエンジン回転数センサ４、運転者のアクセルペダルの踏込み量であるアクセル開度ＡＰ[％]を検出するアクセル開度センサ５、図示しない電子制御スロットルに設けられているスロットル弁の開度（スロットル開度）ＴＨ[%]を検出するスロットル開度センサ６等の各種センサ類が接続されている。

又、運転支援制御ユニット１１の出力側に、ブザー、ウォーニングランプ、スピーカ等の警報を出力する機能を有する警報手段８、及び表示手段としてのモニタ９が接続されている。尚、モニタ９はカーナビゲーションシステムのモニタを利用しても良く、後述するように、カーブ路を走行する際に、メインカメラ２ａで撮像した画像が表示されると共に、自車両１の走行方向前方に左右誘導ラインＬｌ，Ｌｒが表示される。

運転支援制御ユニット１１は、ＩＰＵ３から出力される自車両１の走行方向前方の走行環境を撮像した画像信号に基づきカーブ路、及び登降坂路を検出し、対応するメッセージを運転者に報知して注意を促す。更に、モニタ９に走行方向前方の画像を表示すると共に、この画像に左右誘導ラインＬｌ，Ｌｒをスーパーインポーズ処理によって表示させる。

上述した運転支援制御ユニット１１において実行されるカーブ路走行支援は、図３に示すカーブ路走行支援ルーチンに従って実行される。

このルーチンは、イグニッションスイッチをＯＮした後、所定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、車両１の走行条件に基づいて登降坂判定処理を実行し、自車両１が登坂路を走行しているか、降坂路を走行しているか、或いは平坦路を走行しているかが判定される。この登降坂判定処理は、図４に示す登降坂判定処理サブルーチンに従って実行される。尚、このサブルーチンでの処理が、本発明の登降坂判定手段に対応している。

このサブルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で、エンジン回転数センサ４で検出したエンジン回転数Ｎｅとスロットル開度センサ６で検出したスロットル開度ＴＨとを読込み、続く、ステップＳ１２で、このエンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＨとに基づき、演算式、或いはテーブル検索により、エンジン負荷の代用であるエンジントルクＴを設定する。

その後、ステップＳ１３へ進み、エンジントルクＴに基づき登降坂路走行時の重量勾配抵抗増加量ΔＲを設定する。重量勾配抵抗増加量ΔＲは駆動輪の発生駆動力Ｆｏと走行抵抗Ｒとに基づき次式から演算される。

ΔＲ＝Ｆｏ−Ｒａ−Ｒｒ−Ｒｈ
ここで、Ｒａは空気抵抗、Ｒｒは転がり抵抗、Ｒｈは加速抵抗であり、この各抵抗Ｒａ，Ｒｒ，Ｒｈの総和が車両の走行抵抗Ｒである。尚、本実施形態では、走行抵抗Ｒを、固定値として簡易的に設定している。

又、発生駆動力Ｆｏは、
Ｆｏ＝Ｔ・Ｇｅａｒ／ｒ
から求める。ここで、Ｇｅａｒは総減速比、ｒは駆動輪の半径であり、総減速比Ｇｅａｒは、
Ｇｅａｒ＝ｉａ・ｉｒ
から求める。ここで、ｉａは変速機のギヤ比であり、又、ｉｒは、減速歯車列、デファレンシャル装置等、変速機以降の減速比を示す定数（固定値）である。従って、重量勾配抵抗増加量ΔＲは、エンジントルクＴと走行抵抗Ｒとの差分から求めることができる。

次いで、ステップＳ１４へ進み、ステップＳ１４，Ｓ１５で、重量勾配抵抗増加量ΔＲに基づき、現在の走行路が登坂路か降坂路かを判定すべく、この重量勾配抵抗増加量ΔＲと、予め設定されている登坂路判定値Ｒｕ（≧０）、及び降坂路判定値Ｒｄ（０≦）を比較する。

そして、ΔＲ≧Ｒｕの登坂路と判定したときは、ステップＳ１７へ進み、登坂路判定フラグＦｕをセットして（Ｆｕ←１）、図３のステップＳ２へ進む。又、ΔＲ≦Ｒｄの降坂路と判定したときは、ステップＳ１８へ進み、降坂路判定フラグＦｄをセットして（Ｆｄ←１）、図３のステップＳ２へ進む。一方、Ｒｕ＞ΔＲ＞Ｒｄの場合は、平坦路と判定してステップＳ１６へ進み、両判定フラグＦｕ，Ｆｄをクリアして（Ｆｕ，Ｆｄ←０）、図３のステップＳ２へ進む。尚、登降坂路は、車載カメラ２で撮像した画像に基づいて判定するようにしてもよい。

その後、図３のステップＳ２へ進むと、自車両１がカーブ路を走行しているか否かの判定を行う。このカーブ路の判定は、図５に示すカーブ判定処理サブルーチンに従って実行される。尚、このサブルーチンでの処理が、本発明のカーブ判定手段に対応している。

このサブルーチンでは、先ず、ステップＳ２１で、車載カメラ２で撮像した自車両１の走行方向前方の画像を読込み、ステップＳ２２で、自車両１の左右の白線の内側と路面との輝度差により境界を検出し、この境界に車線候補点を所定間隔おきにプロットする。尚、図６（ａ），（ｂ）では、自車両１の左側車線の境界にプロットする車線候補点をＰｌ（ｎ）、右側車線の境界にプロットする車線候補点をＰｒ（ｎ）で示している。

次いで、ステップＳ２３で、左右の各車線の境界をプロットした車線候補点Ｐｌ，Ｐｒの点列から、最小自乗法により左右の白線を示す近似曲線を求める。尚、本実施形態では、左カーブを正値、右カーブを負値として求めている。

その後、ステップＳ２４へ進み、上述した近似曲線の曲率と設定値を比較して、進入する道路がカーブ路か直線路か、更に、カーブ路でも見通しが悪いか否かを調べる。そして、直線路と判定された場合は、そのまま、図３のステップＳ３へ進み、カーブ路で且つ見通しが悪いと判定した場合は、ステップＳ２５へ進む。

カーブ路の見通しが悪いか否かは、例えば見通しの悪いところに設置されている場合の多いカーブミラーを車載カメラ２で撮像した画像から認識したときに見通しが悪いと判定する。或いは、車載カメラで撮像した画像から検出した白線の長さと判定値とを比較し、境界の長さが判定値以下、すなわち、白線が途中で途切れているような場合、見通しが悪いと判定するようにしても良い。或いは、近似曲線の曲率と急カーブ設定値とを比較し、曲率が急カーブ設定値以下の場合、見通しが悪いと判定するようにしても良い。

ステップＳ２５では、近似曲線が右カーブか左カーブかを、曲率が正値を示しているか負値を示しているかで判定する。そして、左カーブと判定した場合は、ステップＳ２６へ進み、左カーブ判定フラグＦｌをセットし（Ｆｌ←１）、図３のステップＳ３へ進む。又、右カーブと判定した場合は、ステップＳ２７へ進み、右カーブ判定フラグＦｒをセットして（Ｆｒ←１）、図３のステップＳ３へ進む。

図３のステップＳ３へ進むと、このステップＳ３．Ｓ４で登坂路か降坂路かを判定し、ステップＳ５，Ｓ６で、右カーブか左カーブかを判定する。

そして、登坂路（Ｆｕ＝１）、且つ右カーブ（Ｆｒ＝１）の場合は、ステップＳ３，Ｓ５を経てステップＳ７へ進む。又、降坂路（Ｆｄ＝１）、且つ左カーブ（Ｆｌ＝１）の場合は、ステップＳ4，Ｓ6を経てステップＳ７へ進む。それ以外の場合は、そのままルーチンを抜ける。

例えば、見通しの悪い峠道の登坂路において右カーブ路を走行している場合、対向車は降坂左カーブを走行しているため、減速が不十分な場合、センターラインを超えて対向車線にはみ出しやすい。逆に、自車両１が見通しの悪い峠道の降坂左カーブ路を減速不十分な状態で走行する場合、自車両１がセンターラインを超えて対向車線にはみ出しやすい。従って、登坂右カーブを走行している自車両１は対向車に注意する必要があり、逆に降坂左カーブを走行している自車両１は、自車両１が対向車線にはみ出しやすいことを認識する必要がある。

そのため、ステップＳ５或いはステップＳ６からステップＳ７へ進むと、警報手段８から、自車両１を左寄りに走行させる旨のメッセージを出力する。このメッセージの報知により、当該運転者に対し、登坂右カーブ路、或いは降坂左カーブ路を走行するに際して、対向車との衝突を回避するように注意を喚起することができる。尚、このステップＳ７での処理が本発明の左寄り勧告手段に対応している。

次いで、ステップＳ８へ進み、メインカメラ２ａで撮像した走行方向前方の画像をモニタ９に表示すると共に、自車両１の進行方向前方に左右誘導ラインＬｌ，Ｌｒをスーパーインポーズ処理によって表示させた後、ルーチンを抜ける。尚、このステップＳ８での処理が、本発明の誘導ライン表示手段に対応している。

図７（ａ）に左カーブ路を走行する際のモニタ９の表示例を示し、同図（ｂ）に右カーブ路を走行する際のモニタ９の表示例を示す。同図に示すように、運転支援制御ユニット１１が登坂右カーブ路、或いは降坂左カーブ路の進入を検出すると、モニタ９に自車両１を誘導する誘導ラインＬｌ，Ｌｒが表示されるので、運転者は表示された誘導ラインＬｌ，Ｌｒに従い、自車両１を左側に寄せながら走行させることができ、対向車との衝突を有効に回避することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば運転支援制御ユニット１１が、登坂右カーブ路、或いは降坂左カーブ路への進入を検出して、警報を発した際に運転者がハンドル操作を行わない場合は、電子制御スロットルに設けられているスロットル弁を閉じて、強制的に減速させる等の走行制御を行うようにしても良い。

１ 車両
２…車載カメラ
８…警報手段
９…モニタ
１１…運転支援制御ユニット
Ｆｄ…降坂路判定フラグ
Ｆｌ…左カーブ判定フラグ
Ｆｒ…右カーブ判定フラグ
Ｆｕ…登坂路判定フラグ
Ｌｌ，Ｌｒ…誘導ライン
Ｒｄ…降坂路判定値
Ｒｕ…登坂路判定値

Claims (2)

1. 運転者に対して警報を出力する警報手段と、
   車両に搭載されて該車両の走行環境を撮像する撮像手段と、
   前記車両の走行条件或いは前記撮像手段で撮像した画像に基づいて登降坂路を判定する登降坂判定手段と、
   前記撮像手段で撮像した画像に基づき車線と路面との境界を検出してカーブ路を判定するカーブ判定手段と、
   前記登降坂判定手段で登坂と判定し且つ前記カーブ判定手段で右カーブと判定し、或いは前記登降坂判定手段で降坂と判定し且つ前記カーブ判定手段で左カーブと判定した場合、前記警報手段から前記車両を左側へ寄せて走行させるメッセージを出力させる左寄り勧告手段と
   を備えることを特徴とする車両用運転支援装置。
2. 前記撮像手段で撮像した画像を表示する表示手段を有し、
   前記登降坂判定手段で登坂と判定し且つ前記カーブ判定手段で右カーブと判定し、或いは前記登降坂判定手段で降坂と判定し且つ前記カーブ判定手段で左カーブと判定した場合、前記表示手段に前記車載カメラで撮像した画像と前記車両を誘導する誘導ラインとを表示させる誘導ライン表示手段を備える
   ことを特徴とする請求項1記載の車両用運転支援装置。

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