JP5338654B2 - 仮想白線設定方法、仮想白線設定装置及びそれを用いた針路変更支援装置 - Google Patents
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Description
白線検出工程は、自車両(70)の走行車線の白線を検出し、対象物検出工程は、走行車線の自車両(70)の走行を妨げる対象物(80)を検出する。
自車両(70)が走行車線を走行中に走行を妨げる対象物(80)が検出されたときに、検出した白線の内側の領域に仮想白線が設定される。このとき、仮想白線を対象物(80)と自車両(70)との間の距離、対象物(80)の速度及び自車両(70)の速度に基づいて曲率が変化する曲線状の仮想白線として設定される。
具体的に例示すると、図8に示すようになる。つまり、自車両(70)の走行方向に向かって左側白線に対象物(80)がある場合には、図8(a)に示すように、車両進行方向の左側白線に対し、自車両(70)の中心方向である左側白線の右側に仮想白線が設定される。
仮想白線位置=検出した白線位置+仮想白線曲げ量・・・式1
で設定し、
対象物80の白線からのはみ出し距離をXr、回避マージンをXm、衝突時間をttc、仮想白線曲げ開始時間をttcstart、仮想白線曲げ終了時間をttcend、自車両(70)位置より先の仮想白線を演算するための係数をαとした場合、前述の式1における仮想白線曲げ量を、
分検出工程により検出された、自車両(70)の速度の、白線検出工程で検出された白線方向の成分と、式2により算出された仮想白線曲げ量と、に基づき、仮想白線が白線検出工程で検出された白線となすヨー角(θ)を、
このようにすると、位置情報のみで仮想白線を設定するよりも、角度情報(ヨー角(θ))も含めて仮想白線を設定されるので、より滑らかな曲線の仮想白線となる。
距離検出手段(30)は、対象物検出手段(10)で検出した対象物(80)と自車両(70)との間の距離を検出し、対象物速度検出手段(30)は、対象物検出手段(10)で検出した対象物(80)の速度を検出し、自車速度検出手段(40)は、自車両(70)の速度を検出する。
仮想白線位置=検出した白線位置+仮想白線曲げ量・・・式1
で設定され、
対象物80の白線からのはみ出し距離をXr、回避マージンをXm、衝突時間をttc、仮想白線曲げ開始時間をttcstart、仮想白線曲げ終了時間をttcend、自車両(70)位置より先の仮想白線を演算するための係数をαとした場合、前述の式1における仮想白線曲げ量が、
その場合、請求項9に記載のように、自車両(70)を運転している運転者に対して警報を報知する報知手段(100)を備え、仮想白線演算手段(50)は、対象物検出手段(10)で検出した対象物(80)が、白線検出手段(10)で検出した走行車線のうち、自車両(70)の走行方向の左右両側の白線上に存在する場合で、かつ、左右両側の白線上に存在する車両に対して設定した2本の仮想白線の間の最短距離が自車両(70)の車幅に所定の余裕を付加した値以下の場合には、制御手段(60)は、自車両(70)のステアリング装置(110)のステアリング角を制御する代わりに、報知手段(100)で、運転者に警報を報知させるようにするとよい。
図1は、本発明が適用された針路変更支援装置1の概略の構成を示すブロック図である。
仮想白線設定装置5は、前方カメラ10、後方カメラ20、車載レーダ30、速度計40及び演算・設定部50を備えている。
車載レーダ30は、パルスドップラレーダ又はFMCWレーダ(Frequency Modulated Continuous Waveレーダの略)であり、自車両70の車体前部のボンネットやバンパーに埋め込まれた状態で設置されている。車載レーダ30は、パルスドップラレーダ又はFMCWレーダであるため、前方カメラ10で検出した対象物80と自車両70との間の距離を検出できるとともに、前方カメラ10で検出した対象物80の速度を検出することができる。
速度計40は、自車両70の速度を検出する装置であり、演算・設定部50は、図示しないCPU、ROM、RAM及びI/Oを備えており、ROMに格納されたプログラムにより、以下の(ア)〜(カ)に示す処理を実行する。
(イ)前方カメラ10により取得した画像から対象物80が検出されたか否かを判定する。
次に、図2及び図3に基づき、演算・設定部50において実行される演算・設定処理について説明する。図2及び図3は、演算・設定処理の流れを示すフローチャートである。
続くS115では、S110において対象物80が自車両70の走行方向に向かって左側の白線上に抽出されたか否か、つまり、走行車線上の自車両70の走行を妨げる対象物80が左側白線上に存在するか否かが判定される。
一方、図4(b)に示すように、自車両70の車線を形成する2本の白線のうち一方の白線(図4中、自車両70の進行方向に向かって左側の白線)に対し、0〜1.3[m]自車線内に飛び出している場合には対象物80と判定される。
S140では、S105において隣接車線のうち自車両70の進行方向に対して右側の車線に他車両90が抽出されたか、つまり、右側車線に他車両90が存在するか否かが判定される。
続くS175において、右側白線対象物存在フラグがセットされ、処理がS180へ移行される。また、S195においては、右側白線対象物存在フラグがリセットされる。
(a)左側白線上に対象物80が存在せず(左側白線対象物存在フラグ:リセット)、右側白線上にも対象物80が存在しない(右側白線対象物存在フラグ:リセット)場合、仮想白線を設定しない。
仮想白線Y1の設定は、白線位置に仮想曲げ量を加算することにより行われる。つまり、下記に示す式1に従って算出される。
また、仮想白線曲げ量は、図5に示すように、
Xr:対象物80の白線からのはみ出し距離
Xm:回避マージン
ttc:衝突時間(対象物80との距離÷対象物80との相対速度)
ttcstart:仮想白線曲げ開始地点
ttcend:仮想白線曲げ終了地点
α:自車両70位置より先の仮想白線を演算するための係数であり、具体的なアプリケーションに応じて設定される値である。
つまり、速度計40で検出した自車両70の速度と、S110において抽出した前方画像中の白線の位置に基づいて、単位時間当たりの自車両移動距離の白線方向成分を算出し、算出した単位時間当たりの自車両移動距離の白線方向成分と式2で算出した仮想白線の単位時間当たりの仮想白線曲げ量に基づいて、下記式3に従って算出されるのである。
S210では、S200において設定された左右両側の仮想白線の位置に基づいて、自車両70のステアリング角(φ)が設定される。
続くS215では、S200において設定された仮想白線の位置及びS210で設定されたステアリング角(φ)が制御部60へ出力された後、処理がS100へ移行され、本演算・設定処理が繰り返される。
なお、演算・設定処理は、自車両70のACCスイッチがオフされたときに処理が終了される。
[基本的作動]
次に、図6に基づき針路変更支援装置1の基本的作動の例について説明する。図6に示す場合、自車両70は、時速50[km/h]で走行車線を図6中上方向に走行している。対象物80は、自車両70の走行方向(自車両70の前方)の図6中左側の白線上に停車している。
そして、仮想白線曲げ終了地点(B点)に到達すると、自車両70の進行方向に15[m]の長さの直線の仮想白線を設定し、その後、前方カメラ10から取得した画像から抽出される白線に対し、仮想白線曲げ開始地点(A点)から仮想白線曲げ終了地点(B点)まで設定した仮想白線と逆の仮想白線を設定する。この式から得られる仮想白線を図6中に破線Y1で示す。
破線Y2は、図7中に示す破線Y1と平行に設定するが、この際、Y2の仮想曲げ量が、仮想白線Y1の仮想白線終了地点(B点)における仮想曲げ量に対し2.7[m]となった時点で仮想曲げ量を一定(2.7[m])とする。
[対象物80の位置による作動]
次に、図8に基づき、対象物80が自車両70に対してどの位置に存在するかによって、針路変更支援装置1がどのように作動するかについて説明する。
以上に説明した針路変更支援装置1では、自車両70が走行車線を走行中に走行を妨げる対象物80が検出されたときに、検出した白線の内側の領域に仮想白線が設定される。このとき、仮想白線を対象物80と自車両70との間の距離、対象物80の速度及び自車両70の速度に基づいて、式1に従って曲率が変化する曲線状の仮想白線として設定される。
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態における針路変更支援装置の構成は、第1実施形態における針路変更支援装置1の構成と同じであるので、その説明は省略する。
[その他の実施形態]
(1)上記実施形態では、設定された左右両側の仮想白線間の最短距離が自車両70の車幅に回避マージンを加えた値より小さい場合には、警報を報知しているが、その代わり又はそれに加えて、ブレーキ制御を行ってもよい。
Claims (9)
- 自車両の走行車線の白線を検出する白線検出工程と、
前記走行車線の前記自車両の走行を妨げる対象物を検出する対象物検出工程と、
前記対象物が検出されたときに、前記検出した白線の内側の領域に、前記対象物と前記自車両との間の距離、前記対象物の速度及び前記自車両の速度に基づいて曲率が変化する曲線状の仮想白線を演算し設定する白線設定工程と、
により仮想白線を設定する仮想白線設定方法において、
前記白線設定工程は、
前記対象物と前記自車両との間の距離、前記対象物の速度及び前記自車両の速度に基づいて、前記仮想白線を設定する区間を設定するとともに、該設定した区間において前記曲率が正弦波状に変化する仮想白線を設定し、
設定する仮想白線位置を、
仮想白線位置=検出した白線位置+仮想白線曲げ量・・・式1
で設定し、
対象物の白線からのはみ出し距離をX r 、回避マージンをX m 、衝突時間をttc、仮想白線曲げ開始時間をttc start 、仮想白線曲げ終了時間をttc end 、自車両位置より先の仮想白線を演算するための係数をαとした場合、前記式1における仮想白線曲げ量を、
- 請求項1に記載の仮想白線設定方法において、
前記自車両の速度の、前記白線検出工程で検出された白線方向の成分を検出する自車速度成分検出工程を有し、
前記白線設定工程は、
前記自車速度成分検出工程により検出された、前記自車両の速度の白線方向の成分と、
前記式2により算出された仮想白線曲げ量と、
に基づき、
仮想白線が前記白線検出工程で検出された白線となすヨー角を、
- 請求項1又は請求項2に記載の仮想白線設定方法において、
前記白線設定工程は、
前記白線検出工程で2本の走行車線が検出された場合には、検出された走行車線の2本の白線に対し、それぞれ独立して仮想白線を設定することを特徴とする仮想白線設定方法。 - 自車両の走行車線の白線を検出する白線検出手段と、
前記走行車線上の前記自車両の走行を妨げる対象物を検出する対象物検出手段と、
前記対象物検出手段で検出した前記対象物と前記自車両との間の距離を検出する距離検出手段と、
前記対象物検出手段で検出した対象物の速度を検出する対象物速度検出手段と、
前記自車両の速度を検出する自車速度検出手段と、
前記対象物検出手段により前記対象物が検出されたときに、前記白線検出手段により検出した白線の内側の領域に、前記距離検出手段で検出した前記対象物と前記自車両との間の距離、前記対象物速度検出手段で検出した前記対象物の速度及び前記自車速度検出手段で検出した前記自車両の速度に基づいて曲率が変化する曲線状の仮想白線を設定する仮想白線演算手段と、
を備え、
前記仮想白線演算手段は、
前記距離検出手段で検出した前記対象物と前記自車両との間の距離、前記対象物速度検出手段で検出した前記対象物の速度及び前記自車速度検出手段で検出した前記自車両の速度に基づいて、前記仮想白線を設定する区間を設定するとともに、該設定した区間において前記曲率が正弦波状に変化する仮想白線を設定し、
設定する仮想白線位置が、
仮想白線位置=検出した白線位置+仮想白線曲げ量・・・式1
で設定され、
対象物の白線からのはみ出し距離をX r 、回避マージンをX m 、衝突時間をttc、仮想白線曲げ開始時間をttc start 、仮想白線曲げ終了時間をttc end 、自車両位置より先の仮想白線を演算するための係数をαとした場合、前記式1における仮想白線曲げ量が、
- 請求項4に記載の仮想白線設定装置において、
前記自車速度検出手段で検出した自車両の速度の、前記白線検出手段で検出された白線方向の成分を検出する自車速度成分検出手段を有し、
前記仮想白線演算手段は、
前記自車速度成分検出手段により検出された、前記自車両の速度の白線方向の成分と、
前記式2により算出された仮想白線曲げ量と、
に基づき、
仮想白線が前記白線検出手段で検出された白線となすヨー角を、
- 請求項4又は請求項5に記載の仮想白線設定装置において、
前記仮想白線演算手段は、
前記白線検出手段で2本の走行車線が検出された場合には、検出された走行車線の2本の白線に対し、それぞれ独立して仮想白線を設定することを特徴とする仮想白線設定装置。 - 請求項4〜請求項6の何れか1項に記載の仮想白線設定装置と、
自車両の走行位置が、前記仮想白線設定装置において設定された仮想白線から所定の範囲内となるように、前記自車両に備えられたステアリング装置のステアリング角を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする針路変更支援装置 - 請求項7に記載の針路変更支援装置において、
前記自車両が走行している車線に隣接する車線を走行する他車両を検出する他車両検出手段を備え、
前記仮想白線演算手段は、
前記他車両検出手段によって前記自車両が走行している車線に隣接する車線に前記他車両を検出した場合には、前記他車両が走行している車線側にはみ出さないように前記仮想白線を設定することを特徴とする針路変更支援装置。 - 請求項7又は請求項8に記載の針路変更支援装置において、
前記自車両を運転している運転者に対して警報を報知する報知手段を備え、
前記仮想白線演算手段は、
前記対象物検出手段で検出した対象物が、前記白線検出手段で検出した前記走行車線のうち、前記自車両の走行方向の左右両側の白線上に存在する場合で、かつ、前記左右両側の白線上に存在する車両に対して設定した2本の仮想白線の間の最短距離が前記自車両の車幅の所定の余裕を付加した値以下の場合には、
前記制御手段は、前記自車両のステアリング装置のステアリング角を制御する代わり又はそれに加えて、前記報知手段で、前記運転者に警報を報知させることを特徴とする針路変更支援装置。
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