JPH08202974A - 車線逸脱警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】車両ルーフに搭載されたラインカメラから得ら
れた画像信号を画像処理装置で２値化することにより路
面上の車線を検出し該車線から該車両の逸脱を検出した
とき警報を発する車線逸脱警報装置において、車両生産
ライン上のような環境下にあっても特別な装置を用いず
に短時間で簡単に調整が行えるようにする。 【構成】ラインカメラ取り付け後に車両の所定位置に設
定されたマーカを撮影して予め記憶しておき、この位置
情報を車両の側端位置情報として用いることにより警報
判断処理を行う。

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に関
し、特に車両の前方又は後方の路面状態をラインカメラ
（撮像カメラ）によって監視することにより車両の車線
（白線又は黄線）からの逸脱を検出して警報する装置に
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１０（ａ）
及び（ｂ）に示すように、ラインカメラ１を車両２０の
所定の前部中央に取り付け、路面３０上の車線ＷＬを検
出して２値化することにより車両２０と車線ＷＬとの位
置関係、即ち両者間の距離から車両２０の車線ＷＬに対
する逸脱の有無を判定し、逸脱していると判定したとき
に警報をドライバに発するものである。

【０００３】このよう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およ
び路面間の幾何学的位置関係を設定・固定することによ
り警報判定を行っている。

【０００４】したがって、ラインカメラの取り付け位置
が設計により設定された幾何学的条件からずれてしまう
と、ラインカメラと車両及び路面間の幾何学的位置関係
が崩れて車線逸脱警報判定のずれとなって表れてしま
う。

【０００５】すなわち、その幾何学的位置関係として例
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、
ラインカメラの取り付け位置がずれることによりライン
カメラで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、検出が早めになったり遅
めになったりしてしまう。言い換えれば、車両端部の位
置が左右対称ではないのに対称な位置にあると擬制して
いることになる。

【０００６】このため、ラインカメラの取り付け作業は
慎重に行う必要があるが、従来においてはラインカメラ
の取り付け状態がずれていないかどうかを確認するため
に、ラインカメラを搭載した後、実際に車両走行により
逸脱を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】しかしながら、このような調整方法ではラ
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
あり取り付け工程上大きな問題があった。

【０００８】そこで、本発明者は特願平５−３５３６３
号において、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
データとして初期設定しておき、調整時には、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上記の
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ことにより調整時の２値化
画像と基準データとが一致するようにしてラインカメラ
の検出範囲が左右対称となるようにラインカメラの取り
付け角度を調整する方法を提案している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな特願平５−３５３６３号においては、設計段階で規
定した幾何学的条件を満足するようにラインカメラの取
り付け角度を調整する方法となっており、車線逸脱警報
装置を搭載した車両を生産ライン上で検査・調整する場
合を考えると、特に工程上の時間制約から大きな問題と
なる。

【００１０】したがって本発明は、車両ルーフに搭載さ
れたラインカメラから得られた画像信号を画像処理装置
で２値化することにより路面上の車線を検出し該車線か
ら該車両の逸脱を検出したとき警報を発する車線逸脱警
報装置において、車両生産ライン上のような環境下にあ
っても特別な装置を用いずに短時間で簡単に調整が行え
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】（１）本発明の概要： 上記の目的を達成するため、本発
明においては、ラインカメラは特別な調整なしで車両前
部に取り付けることとし、ラインカメラの取り付け角度
の調整を不要にする。

【００１２】機械的に位置決めされるラインカメラは設
計段階で想定した取り付け角度に対して或る程度の角度
誤差を含むが、この角度誤差は従来のようにラインカメ
ラで調整せず、装置内で自動的に補正し最適な警報処理
を行うものである。

【００１３】すなわち、画像処理装置が、ラインカメラ
を車両の所定前部中央に設置して車両の左右側端のパン
方向許容誤差に相当する所定外側地点にマーカをおいて
撮影したときの該マーカの２値化画像の水平位置データ
を車両左右側端位置データとしてメモリに予め記憶して
おき、該検出した車両の水平位置データと該車両左右側
端位置データとの位置関係から警報を発生することによ
り、ラインカメラの取り付け誤差分を補正・吸収したも
のである。

【００１４】（２）ラインカメラの取り付け角度誤差の
検討：図１はラインカメラの車両前部への取り付け状況
を示した図であり、ラインカメラ１は車両２０のキャブ
前部上端に下向きに取り付けられており、取り付け地上
高はＨであり、カメラ１の光軸が鉛直線と成す角度はθ
である。また、ラインカメラ１の光軸長（カメラ視野中
心線のカメラから路面３０までの距離）はＬである。

【００１５】このようなラインカメラ１の取り付け誤差
には図２に示すようにカメラ１のチルト方向（θ）とパ
ン方向（α）の２つの要素が考えられる。

【００１６】チルト方向の取り付け角度誤差による影
響 いま、図１に示したカメラの取り付け状態において具体
的な数値として、Ｈ＝２６００mm，θ＝１３°の場合に
ついて考えると、Ｈ及びθから、Ｌ＝Ｈ／ｃｏｓθ＝２
６６８mmとなる。

【００１７】この場合、チルト角誤差は角度θの誤差で
あり、これにより光軸長Ｌが変化する。

【００１８】光軸長Ｌが変化するとラインカメラ１の水
平視野角αは一定であるので、水平視野幅は相似則によ
り光軸長Ｌの変化割合と同じ割合で変化する。

【００１９】すなわち、図３に示すように、ラインカメ
ラ１の光軸中心からの水平距離に光軸長Ｌの変化割合を
乗じた値が変化後の水平距離となる。ラインカメラ１の
取り付けブラケット等の機械的位置決め精度をθ±３°
とした場合、光軸中心から左右約１４４mmの位置に設定
される車線逸脱判定用の車両側端設定値は、１４００×
（Ｌ−ΔＬ）／Ｌに変化することになる。

【００２０】この角度θの変化に伴う車両側端設定値の
変化が図４に示されている。

【００２１】パン方向の取り付け誤差の影響 パン方向の角度誤差はラインカメラ１の光軸の水平視野
方向の誤差であり、厳密には光軸長Ｌも変化するが、ラ
インカメラ１の取り付けブラケット等のパン方向の機械
的位置決め精度を±３°と仮定すると、光軸長Ｌの変化
ΔＬ≒０と近似でき、簡易的にカメラ視野が水平方向に
平行移動すると考えることができる。

【００２２】すなわち、図５から明らかなように、ライ
ンカメラ１のパン方向の誤差は、水平方向への平行移動
であるため、車線逸脱判定用の車両側端設定値そのもの
の誤差として表れる。

【００２３】したがって、パン方向の光軸誤差はＬｔａ
ｎ（誤差角）で求められ、この値が車両側端設定値の誤
差と近似できることになる。

【００２４】パン方向誤差による車両側端設定値の変化
が図６に示されている。

【００２５】以上の検討から得られる結論 ラインカメラ１の取り付け精度の影響は、チルト方向±
３°の精度を仮定した場合、チルト方向では±約２０mm
の車両逸脱判定用車両側端設定値の変化として表れる
が、車線逸脱警報機能への影響は殆ど無視することが可
能である。

【００２６】しかしながら、パン方向の取り付け精度±
３°の場合は±約１４０mmの車線逸脱判定用車両側端設
定値の変化となるので、車線逸脱判定用車両側端設定値
への影響が大きく、警報を発生するタイミングが固体毎
にバラツキを生じることとなり、ラインカメラ１を取り
付けた後の補正が必要となる。

【００２７】（３）解決手段：上記のように、ラインカ
メラ１を取り付けた場合の誤差はパン方向についてのみ
影響が大きいのでこれを考慮すれば良く、このような誤
差を補正・吸収するため、図７に示すように車両の左右
側端にパン方向の許容誤差に相当する所定外側地点（オ
フセット地点）にマーカＭ１及びＭ２を設置する。

【００２８】そして、ラインカメラ１は左右のマーカＭ
１，Ｍ２を撮影してその２値化画像の水平位置データを
車両２０の左右側端位置データとしてメモリに予め記憶
しておく。

【００２９】したがって、図７に示すように車両２０の
左右側端は実質的にマーカＭ１及びＭ２よって規定され
ることとなり、車両幅が拡張されたことと等価となる。

【００３０】この車両左右側端位置データが実際に検出
した車線の水平位置データとどのような位置関係にある
かを従来と同様にして判定すればラインカメラ１の取り
付け誤差を吸収した形で正確に警報を発生することが可
能となる。

【００３１】なお、上記のメモリとしては、電気的に消
去・書込が行えるＥＥＰＲＯＭを用いれば、電源ＯＦＦ
時にも記憶データを揮発させないようにすることができ
る。

【００３２】また、上記のマーカの２値化画像の水平位
置データを該メモリに予め記憶しておく調整動作を設定
スイッチのＯＮ／ＯＦＦに基づいて行うことができ、こ
の場合、該設定スイッチが左右のマーカに対応して２個
設けられており、各マーカに対する該調整動作を独立し
て行うことができる。

【００３３】例えば、一方を出荷調整時に用い、他方を
通常の走行時に車線を該マーカに見做して行わせるよう
にしてもよい。

【００３４】

【実施例】図８は本発明に係る車線逸脱警報装置の実施
例をブロック図で示したもので、１は車線を検出する為
のラインカメラ、２は設定スイッチ、３はラインカメラ
１や設定スイッチ２の各出力信号を処理するＣＰＵ等で
構成される画像処理装置、４は車線逸脱時に運転者に警
報を与えるブザー等の警報装置、５は設定スイッチ２の
信号を受けて起動する書込制御回路、６は設定スイッチ
２がＯＦＦのときには記憶されたデータを画像処理装置
へ出力し、設定スイッチ２がＯＮのときには画像処理装
置３からのデータを記憶するメモリでありＥＥＰＲＯＭ
等より構成されている。また７は、メモリ６にデータが
記憶されていない場合に点灯する警報ランプである。

【００３５】なお、設定スイッチ２はラインカメラ１で
後述するマーカを検出してそのデータをメモリ６に記憶
させる為のスイッチであり、書込制御回路５はメモリ６
にデータ書込を行うときに、メモリ６がＥＥＰＲＯＭを
用いているので所定の電圧を印加する必要が有りこの為
の回路である。

【００３６】このような車線逸脱警報装置の動作を図９
に示したフローチャートに従い以下に説明する。

【００３７】（１）装置の出荷調整等で、車線逸脱警報
判定用設定値をメモリに書き込む場合（設定スイッチ２
＝ＯＮ）：まず、図７について説明したように、車両２
０の前部のラインカメラ視野内の所定の位置に、車線
（白線）相当のマーカＭ１，Ｍ２を設置する。マーカＭ
１，Ｍ２の設置位置は、ラインカメラ１のパン方向許容
誤差（±３°）に相当する車両の所定外側地点（オフセ
ット位置）であり、実質的に車両２０の幅を拡張したこ
とと等価である。なお、これは、車両生産ライン等の出
荷調整では、所定オフセット量を満足する治具等を用い
て決定すればよく、またマーカＭ１，Ｍ２の長さはマー
カが確実にラインカメラ視野内に収まるようにチルト方
向取り付け角度の精度を考慮して必要最低長を確保すれ
ばよい。

【００３８】そして、車両２０の左右側端を図示のよう
に設置する。また、設定スイッチ２は、メモリ書き込み
の為にＯＮとしておく。

【００３９】この上記条件の下で、図９のフローチャー
トを実行すると、まずステップＳ１にて、画像処理装置
（ＣＰＵ）３はイニシャライズ処理を行い、装置を起動
する。

【００４０】次にステップＳ２にて、ラインカメラ１の
出力信号の読み込みを行う。これにより、左右マーカＭ
１，Ｍ２が撮影される。

【００４１】ステップＳ３では、ステップＳ２で読み込
まれたラインカメラ１の出力信号（輝度信号）を２値化
処理する。これによりマーカＭ１，Ｍ２のみが抽出され
る。

【００４２】ステップＳ４では、ステップＳ３の結果か
らマーカＭ１，Ｍ２の２値化画像の水平位置データをカ
メラ１のセンサ上の座標として求める。

【００４３】ステップＳ５では設定スイッチ２の状態を
チェックするが、上記のように設定スイッチ２は予めＯ
Ｎにセットしたので、ステップＳ６へ進むことになる。

【００４４】ステップＳ６では、メモリ６へステップＳ
４で得られた座標データを書き込んで良いか否かをチェ
ックする。具体的には、ステップＳ４で得られたマーカ
Ｍ１，Ｍ２のデータが座標上異常な位置でないか、また
マーカ相当の線幅のデータであるかをチェックする。こ
れは、ラインカメラ１で得られた画像内のノイズ分（マ
ーカと紛らわしい輝度の汚れ等）により誤ったデータを
メモリ６に書き込まない様にするためである。

【００４５】ステップＳ６でのチェックの結果、データ
として適切と判断された場合には、ステップＳ７にて、
ステップＳ４の座標データをメモリ６に書き込む。この
際に既にデータが書き込まれている場合には、最新デー
タ書き込みの為に、旧データは一旦消去した後に書き込
むものとする。

【００４６】その後、ステップＳ１２に進んで警報装置
４を付勢せず警報出力をＯＦＦのままとして終了してス
テップＳ２に戻る。

【００４７】以上の一連の処理により、マーカ位置の撮
影結果を車線逸脱警報を発生するか否かの判定用データ
としてメモリ６に記憶する事が出来る。ここでは、設定
スイッチ２を１個としてマーカを左右同時に設置して左
右データを同時にメモリに書き込む場合を述べたが、左
右独立にメモリ書込が可能な様に構成する事により（例
えば設定スイッチを左側用、右側用と別々に設ける）、
出荷調整の場合以外にも例えば実際の道路を走行中に、
実際に道路上にペイントされている白線等を用いて、運
転者の好み等に合わせて任意に設定する事も可能とな
る。（運転者が希望する所に白線が来るように車線内を
走行して、該当する設定スイッチ２をＯＮするだけで良
い。）

【００４８】（２）通常の車線逸脱警報装置として作動
させる場合（設定スイッチ２＝ＯＦＦ）：まず、ステッ
プＳ１〜Ｓ４までの処理は上記の場合（１）と同様にし
て行われる。

【００４９】ステップＳ５では設定スイッチ２をチェッ
クするが、設定スイッチ２は通常の車線逸脱警報装置と
して作動させておく場合にはＯＦＦのままとしておくの
で、ステップＳ８へ進む。

【００５０】ステップＳ８にて、メモリ６に記憶されて
いるデータの有無をチェックする。上記のようにメモリ
６にデータが記憶されていない（メモリ記憶データが無
い）状態の場合には、車線逸脱警報判定が行えないの
で、ステップＳ１４にて警報ランプ７を点灯させ、装置
が作動できない状態である事を運転者に知らせ、ステッ
プＳ１２にて警報出力をＯＦＦのままとしてステップＳ
２へ戻る。

【００５１】ステップＳ８においてメモリ記憶データが
有る場合（即ち、メモリ６へデータ書込が既に行われて
いる場合）には、ステップＳ９にて警報ランプ７を消灯
させる。

【００５２】ステップＳ１０においては、ステップＳ４
で車線位置座標として求めた座標データとメモリ６に記
憶しているマーカＭ１，Ｍ２の座標データとを比較す
る。この比較の結果、車両が車線内に収まっていないと
判断された場合、ステップＳ１１にて警報必要と判断し
（ステップＳ１１）、ステップＳ１３にて警報装置４を
付勢して警報出力を発生させる。

【００５３】また、ステップＳ１０での比較の結果、車
両が車線内に収まっていると判断された場合、ステップ
Ｓ１１にて警報不要と判断し、ステップＳ１２にて警報
出力をＯＦＦする。

【００５４】ステップＳ１３またはステップＳ１２の後
は、ステップＳ２に戻り、上記一連の処理を繰り返す。

【００５５】以上に於いて、メモリ６としてＥＥＰＲＯ
Ｍを使用しておくと、装置電源をＯＦＦにしても記憶デ
ータが消失しない為、車両生産ラインの出荷段階でマー
カのデータをメモリに書き込んでおけば、その後は装置
電源のＯＮ／ＯＦＦや、点検等によりバッテリ端子を取
り外してもメモリ書込操作を一々実施する必要は無くな
る。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る車線逸
脱警報装置によれば、ラインカメラ取り付け後に車両の
所定位置に設定されたマーカを撮影して予め記憶してお
き、この位置情報を車両の側端位置情報として用いるこ
とにより警報判断処理を行うように構成したので、複雑
且つ微妙なラインカメラ取り付け角度の調整を行うこと
無しに短時間で簡単に調整を行うことが可能となる。

【００５７】また本発明により、車線逸脱警報装置を搭
載した車両の出荷調整において出荷製品性能の均一化を
図ることが可能となり、また市場出荷後においてはユー
ザの好み等に合わせてディーラ等で簡単に設定値の変更
も可能であり実際の走行中に警報設定値を変更すること
も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ラインカメラの車両前部への取り付け状態を示
した概略側面図である。

【図２】ラインカメラのチルト及びパン方向の角度を示
した斜視図である。

【図３】チルト方向角度（θ）の変化によるラインカメ
ラの水平視野幅の変化を示した平面図である。

【図４】チルト方向角度（θ）の変化に伴う車両側端設
定値の変化（チルト方向誤差による警報発生位置のず
れ）を示した特性グラフ図である。

【図５】パン方向の取り付け変化によるラインカメラ視
野の変化を模式的に示した平面図である。

【図６】ラインカメラのパン方向誤差により車両側端設
定値の変化（パン方向誤差による警報発生位置のずれ）
を示した特性グラフ図である。

【図７】本発明に係る車線逸脱警報装置のマーカ設定例
を示した平面図である。

【図８】本発明に係る車線逸脱警報装置の実施例を示し
たブロック図である。

【図９】図８に示した画像処理装置（ＣＰＵ）に格納さ
れ且つ実行される制御プログラムのフローチャート図で
ある。

【図１０】車両とラインカメラとの一般的な位置関係を
示した概略図である。

【符号の説明】

１ ラインカメラ ２ 設定スイッチ ３ 画像処理装置（ＣＰＵ） ４ 警報装置 ５ 書込制御回路 ６ メモリ（ＥＥＰＲＯＭ） ７ 警報ランプ ２０ 車両 ３０ 路面 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両ルーフに搭載されたラインカメラから
   得られた画像信号を画像処理装置で２値化することによ
   り路面上の車線を検出し該車線から該車両の逸脱を検出
   したとき警報を発生する車線逸脱警報装置において、 該画像処理装置が、該ラインカメラを該車両の所定前部
   中央に設置して該車両の左右側端のパン方向許容誤差に
   相当する所定外側地点にマーカを置いて撮影したときの
   該マーカの２値化画像の水平位置データを車両左右側端
   位置データとしてメモリに予め記憶しておき、該検出し
   た車線の水平位置データと該車両左右側端位置データと
   の位置関係から該警報を発生することを特徴とした車線
   逸脱警報装置。
2. 【請求項２】該メモリが、電気的に消去・書込が行える
   ＥＥＰＲＯＭであることを特徴とした請求項１に記載の
   車線逸脱警報装置。
3. 【請求項３】該マーカの２値化画像の水平位置データを
   該メモリに予め記憶しておく調整動作を設定スイッチの
   ＯＮ／ＯＦＦに基づいて行うことを特徴とした請求項１
   又は２に記載の車線逸脱警報装置。
4. 【請求項４】該設定スイッチが左右のマーカに対応して
   ２個設けられており、各マーカに対する該調整動作を独
   立して行わせることを特徴とした請求項３に記載の車線
   逸脱警報装置。
5. 【請求項５】該調整動作において、該マーカとして実際
   に走行しているときの車線を用いることを特徴とした請
   求項４に記載の車線逸脱警報装置。