JP3227870B2 - 車線逸脱警報装置の調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車線逸脱警報装置の調整
方法に関し、特に前方の路面状態を監視するラインカメ
ラを車両前部中央に設置したときの方向を調整する方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より知られている車線逸脱警報装置
（例えば特願平4-170593号) は、図１２(a) 及び(b) に
示すように、車両１０の所定の前部中央に車線センサと
してのラインカメラ２０を取り付け、路面３０上の車線
（白線）ＷＬを検出して２値化することにより、車両１
０と車線ＷＬとの位置関係、即ち両者間の距離から車線
逸脱を判定し、逸脱していると判断された時には警報を
ドライバに発するものである。

【０００３】この様な車線逸脱警報装置においては、車
両と車線との位置関係は予めラインカメラと車両との幾
何学的関係を設定・固定して警報判定している。

【０００４】一方、ラインカメラの取付位置がズレるこ
とによりラインカメラと車両との幾何学的関係がズレて
しまうと、そのまま逸脱警報判定のズレとなってしま
う。

【０００５】即ち、その幾何学的関係として例えば車線
逸脱警報装置のラインカメラの光軸と車両の中心線とが
一致していることを条件としていた場合には、ラインカ
メラの取付位置がズレることによりラインカメラにより
検出される路面上の範囲は左右非対称になり左側検出と
右側検出とでは車線逸脱したこと（例えば車線と車両端
部との距離が“０”になったこと）を検出するタイミン
グが異なってしまい、検出が早目になったり遅目になっ
たりしてしまう。言い換えれば、車両端部の位置が左右
対称では無いのに、対称な位置にあると擬制しているこ
とになる。

【０００６】従って、ラインカメラの取付作業は慎重に
行う必要があるが、従来においては、ラインカメラの取
付状態がズレていないかどうかを判定するために実際に
車両走行により再現したり、特別なモニタ装置をライン
カメラに接続してチェックを行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この様に従来の車線逸
脱警報装置の調整方法においては、ラインカメラの調整
に時間を要したり特別な準備が必要であり、取付工程上
大きな問題があった。

【０００８】従って本発明は、車両の前方を撮影するラ
インカメラから得られた画像信号を２値化することによ
り路面上の車線を抽出し、該車線と該車両との位置関係
から警報を発する車線逸脱警報装置の調整方法におい
て、特別な装置を用いずに短時間で簡単に調整を行うこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明に使用
される装置：図１は本発明に係る調整方法に使用される
車線逸脱警報装置の構成を示したもので、１は車線を検
出するためのラインカメラ、２はラインカメラ１の調整
を行う時に操作される調整モードスイッチ、３はブザー
等の警報装置、４は調整を実行する時の判断基準となる
調整モードランプ、そして５はラインカメラ１及び調整
モードスイッチ２の出力信号を受けて警報装置３及び調
整モードランプ４に出力信号を与えるＣＰＵ等で構成さ
れる信号処理手段である。

【００１０】調整方法の原理：上記のラインカメラ１
は、図２に示す様にその光軸と車両中心線とが完全に一
致し検出範囲が左右対称であり、以て車両端部を光軸か
ら均等に位置するようにして車線逸脱判定を行うことが
最良であるが、取付状態により光軸と車両中心線とは完
全には一致しないと考えるのが普通である。そこで、光
軸と車両中心線とが一致しない場合でも次のようにして
調整することが可能である。

【００１１】即ち、図３(a) に示す様に、ラインカメラ
１の視野の範囲２Ｗ内の左右対称のどの位置に車両端部
が有るかを知る必要があり、この車両端部よりラインカ
メラ１の光軸中心寄りに車線が検出されれば車線逸脱の
判定ができることとなる。

【００１２】上記の検出範囲２Ｗは図４に示す様にライ
ンカメラ１の中で像２Ｗ’として得られるので、車線逸
脱警報装置としては、この像２Ｗ’上でどこに車両端部
があるかを予め設定しておく必要がある。

【００１３】予め設定しておくためにはＷとＷ’の関
係、即ち図３(a) に示す視野半値角αと光軸長Ｌを規定
する必要がある。

【００１４】この場合、視野半値角αはラインカメラ１
に用いる光学系及び内蔵されるセンサ素子（図示せず）
の長さで決まるため、光学系及びセンサ素子を同一にす
れば規定することができる。

【００１５】また、光軸長Ｌを規定する必要があるが、
この光軸長Ｌを直接測定することは難しいので、次の式
（１）、 Ｌ＝Ｈ／ｃｏｓθ＝√（Ｈ² ＋Ｄ² ） 式（１） なる関係により、カメラ１の地上高Ｈ及びオフセット長
Ｄ（図３(b) 参照）から光軸長Ｌを規定することが出来
る。

【００１６】この場合、地上高Ｈはラインカメラ１の取
付設計時に決まる値であるが、オフセット長Ｄは、図５
に示す様に、設計上でＤ１は既知であるので、Ｄ２＝Ｄ
−Ｄ１を満足する長さＤ２（例えば車両バンパ前端から
の距離）を規定すれば良いことになる。

【００１７】この様にして光軸長Ｌが決まると、ライン
カメラ１の光学系及びセンサ素子長が既知であるので、
次式、 Ｗ’／Ｗ＝ｆ／Ｌ（ｆはレンズ焦点距離） 式（２） によりＷ及びＷのセンサ素子上の像Ｗ’が決定出来る。

【００１８】従って、Ｗ上での位置がＷ’上に幾何学的
に写像出来ることになる。

【００１９】この時、車両の中心線とラインカメラ１の
光軸について考えると、図６に示す様に両者のズレ量ｄ
もＷ，Ｗ’の関係においてセンサ素子上に写像されるこ
とになり、図７に示す様に、車両中心線上のＡ点はＮ画
素を有するセンサ素子上ではＮ／２画素の中心点から
ｄ’だけズレたＡ’点に写像されることとなる。

【００２０】同様にして、図６に示した車両端部もライ
ンカメラ１のセンサ素子の検出範囲２Ｗ’上のどの位置
に対応するかも算出することが出来、その車両端部位置
と検出した車線位置との相対関係から車線逸脱を判定す
ることが可能となる。

【００２１】基準データの設定：不特定のラインカメ
ラを不特定の車両の前部中央に設置して正しく方向調整
するには、基準となる状態が必要であり、本発明ではデ
ータとして予め初期設定している。

【００２２】即ち、ラインカメラ１は１次元であるので
その光軸調整はセンサ素子上の一点について実施すれば
よいので、図６に示したＡ点がセンサ素子上のＡ’点に
相当することから、このＡ’点（即ち車両の中心線上の
所定の前方地点）に何らかのマーカを置いた時のマーカ
検出信号が図８に示す様に検出された時、このマーカの
２値化画像の水平位置データを基準データとして予め信
号処理手段５に記憶しておく。

【００２３】カメラの方向調整：そして、別の車両に
ラインカメラを設置する時には、オペレータが調整モー
ドスイッチ２を操作することにより図６に示したＡ点に
設置したマーカをそのラインカメラ１が検出した時、信
号処理手段５は、このマーカの２値化画像の水平位置デ
ータと先に初期調整で求めておいた基準データとを比較
する。

【００２４】そして、信号処理手段５は、その差分に応
じて調整モードランプ４の出力を変化させることによ
り、オペレータがラインカメラ１の光軸（方向）を調整
すれば、図６に示したような初期設定状態に一致させる
ことが出来、ラインカメラ１は車両の左右の端部を正確
に認識することができる。

【００２５】従って、このようにして認識している車両
端部と検出した車線との位置関係により車線の逸脱警報
を正確に行うことが可能となる。

【００２６】

【実施例】図９は図１に示した信号処理手段としてのＣ
ＰＵ２に格納され且つ実行される初期調整の制御アルゴ
リズムの実施例を示したもので、まずラインカメラ１を
車両１０の所定の前部中央に設置する（ステップＳ
１）。

【００２７】そして、車両の中心線上の所定の地点にマ
ーカを設置する（同Ｓ２）。

【００２８】この所定の地点とは図６に示したＡ点であ
り、このＡ点を常に車両との関係で固定する必要がある
ので、この実施例では図１０(a) ，(b) に示す様に例え
ば車両１０のバンパナンバプレート取付穴を利用して治
具によって車両中心線上の距離Ｄ２だけ離れた位置にマ
ーカＭをセットする様にすれば、常にマーカＭは車両１
０の中心線上の一定距離Ｄ２の位置にバラツキ無く設置
出来ることとなる。

【００２９】この様にマーカを設置した後、ラインカメ
ラ１によりマーカＭを撮影してその出力信号を読み込む
（同Ｓ３）。

【００３０】そして、この読み込んだ信号を２値化し
（同Ｓ４）、この２値化画像の水平位置データを基準デ
ータとして記憶しておく（同Ｓ５）。

【００３１】この様に初期設定モードで基準データを記
憶した後、別の車両にラインカメラ１を取り付けた時の
調整モードを図１１に示す制御アルゴリズムの実施例に
より実行する。

【００３２】即ち、まず装置内においてＣＰＵ５等のイ
ニシャライズが行われ（ステップＳ１１）、図１０に示
した様にマーカＭを設置してラインカメラ１により映像
信号を読み込む（同Ｓ１２）。

【００３３】そしてこの読み込んだ信号の２値化を行い
（同Ｓ１３）、調整モードスイッチ２が操作されている
か否かを判定する（同Ｓ１４）。

【００３４】この時調整モードになっていない時には、
従来と同様の車線逸脱判定を行い（同Ｓ１５）、警報の
発生が必要ある時には警報装置３に対して警報出力を発
生させ（同Ｓ１７）、警報を発生させる必要がないとき
には警報装置３に対して警報出力をオフにする（同Ｓ１
８）。

【００３５】また、調整モードスイッチ２が投入されて
いる時には、上記で求めた２値化データと初期設定モー
ドで求めた基準データとの水平座標上のズレ量ｅを求め
る（同Ｓ１９）。

【００３６】そして、このズレ量ｅに応じて調整モード
ランプ４の出力状態を次の様に変化させる。

【００３７】即ち、ズレ量ｅが設定値以下である時に
は許容出来る範囲内に現在のラインカメラ１の方向（光
軸）が設定されているので調整モードランプ４を点灯さ
せ、オペレータに対して「ＯＫ」である旨知らせる。

【００３８】また、ズレ量ｅが設定値とこれより大き
い設定値との間に存在する時には調整が必要である旨
をオペレータに知らせるためＣＰＵ５は調整モードラン
プ４に対して点滅動作を行わせるための制御信号を与え
る。

【００３９】更に、ズレ量ｅが設定値より大きい時に
はＣＰＵ５はマーカＭが検出されない状態であるので調
整モードランプ４を消灯させる制御信号を与える（同Ｓ
１０）。

【００４０】この様に、ラインカメラ１の方向が合って
いる時には調整モードランプ４を点灯状態とさせ、調整
不足の場合には点滅させ、更にマーカが発見出来ない様
な時には消灯状態にさせているので、このマーカＭが左
右方向だけでなく、車両の前後方向に対してもズレてい
る様な場合にはズレ量ｅは設定値より大きくなるので
消灯状態であり、この状態からラインカメラ１の方向を
前後方向に動かすことによりズレ量ｅが設定値とと
の間に存在する様になって調整モードランプ４は点滅状
態となるので、これを更に設定値より小さくなる様に
左右方向に調整すれば、ラインカメラ１に対して前後方
向と左右方向の両方向において調整を行うことが出来
る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る車線
逸脱警報装置の調整方法によれば、ラインカメラを車両
の所定の前部中央に設置して車両の中心線上の所定の前
方地点にマーカをおいた時の２値化画像の水平位置デー
タを基準データとして記憶しておき、調整時にそのマー
カを撮影した時の２値化画像データと基準データとを比
較してその差分に応じて調整モードランプの出力状態を
変化させる様に構成したので、絶えず自車の端部を認識
することができ、特別な装置を用いずに且つ実際に車線
逸脱状態を再現したりすることなしに短時間で簡単に調
整を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の調整方法に用いられる車線逸脱警報装
置を概略的に示したブロック図である。

【図２】車両を前方から見た時のラインカメラの検出範
囲を幾何学的に示した図である。

【図３】ラインカメラの検出範囲を平面及び側面から示
した図である。

【図４】ラインカメラによる検出範囲とラインカメラに
内蔵されたセンサ素子上の像との関係を説明するための
図である。

【図５】マーカとラインカメラとの位置関係を説明した
側面概略図である。

【図６】車両中心線とラインカメラの光軸とがズレてい
る場合の幾何学的な関係を示した図である。

【図７】図６における車両中心線とラインカメラの光軸
とのズレをラインカメラにおけるセンサ素子上に示した
図である。

【図８】図７によって示された車両中心線のズレ量をマ
ーカを置いた場合について示した図である。

【図９】本発明に用いられるＣＰＵに格納され且つ実行
される初期設定モードの制御アルゴリズムの実施例を示
したフローチャート図である。

【図１０】マーカを車両前方の所定地点に固定する場合
の実施例を説明した図である。

【図１１】初期設定後、別の車両にラインカメラを設置
する場合の本発明による調整モード時の制御アルゴリズ
ムの実施例を示したフローチャート図である。

【図１２】車両とラインカメラとの位置関係を説明した
概略図である。

【符号の説明】

１ ラインカメラ ２ 調整モードスイッチ ３ 警報装置 ４ 調整モードランプ ５ 信号処理手段（ＣＰＵ） １０ 車両 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の前方を撮影するラインカメラから
   得られた画像信号を信号処理手段で２値化することによ
   り路面上の車線を抽出し該車線と該車両との位置関係か
   ら警報を発生する車線逸脱警報装置の調整方法におい
   て、 該ラインカメラを該車両の所定の前部中央に設置して該
   車両の中心線上の所定の前方地点にマーカを置いたとき
   の該マーカの２値化画像の水平位置データを基準データ
   として該信号処理手段に初期設定しておき、 調整時に該ラインカメラを該車両の所定の前部中央に設
   置して該マーカを撮影したときの２値化画像の水平位置
   データと該基準データとを該信号処理手段が比較してそ
   の差分に応じて調整モードランプの出力状態を変化させ
   ることにより該ラインカメラの検出範囲が左右対称とな
   るように方向調整する、 ことを特徴とした車線逸脱警報装置の調整方法。