車道脫離判定裝置、車道脫離警報(bào)裝置以及使用它們的車輛控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】車道脫離判定裝置根據(jù)拍攝裝置拍攝車外而輸出的圖像信息檢測(cè)劃分線，根據(jù)車輛和劃分線之間的距離判定車輛是否脫離劃分線，該車道脫離判定裝置在車輛相對(duì)于檢測(cè)出的劃分線的角度相同，并且車輛在具有比預(yù)定的寬度寬的劃分線寬度的道路和具有比預(yù)定的寬度窄的劃分線寬度的道路上行駛的情況下，判定脫離時(shí)的車輛和劃分線之間的距離不同。
【專利說(shuō)明】車道脫離判定裝置、車道脫離警報(bào)裝置以及使用它們的車輛控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車道脫離判定裝置、車道脫離警報(bào)裝置以及使用它們的車輛控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]以前，已知通過(guò)車載照相機(jī)識(shí)別行駛路徑來(lái)報(bào)告車輛脫離行駛車道的車道脫離警報(bào)裝置。例如在專利文獻(xiàn)I中記載了一種車道脫離警報(bào)裝置，其使用攝影路面的行駛路徑識(shí)別照相機(jī)等預(yù)測(cè)本車輛從車道脫離的傾向，在判定為本車輛從車道脫離的可能性高的情況下，通過(guò)警報(bào)器進(jìn)行報(bào)告。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2004-268845號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0007]但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，例如像車道寬度窄的道路那樣，存在在成為車輛容易脫離道路的狀態(tài)的情況下，頻繁地發(fā)出脫離警報(bào)的問(wèn)題。本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的在于，即使在成為車輛容易脫離道路的狀態(tài)的情況下，也進(jìn)行恰當(dāng)?shù)拿撾x判定。
[0008]解決問(wèn)題的方案
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，車道脫離判定裝置根據(jù)拍攝裝置拍攝車外而輸出的圖像信息來(lái)檢測(cè)劃分線，根據(jù)車輛和劃分線之間的距離判定車輛是否脫離劃分線，該車道脫離判定裝置在車輛相對(duì)于檢測(cè)出的劃分線的角度相同，并且車輛在具有比預(yù)定的寬度寬的劃分線寬度的道路和具有比預(yù)定的寬度窄的劃分線寬度的道路上行駛的情況下，判定脫離時(shí)的車輛和劃分線之間的距離不同。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第二方式，優(yōu)選第一方式的車道脫離判定裝置在車輛相對(duì)于檢測(cè)出的劃分線的角度相同，并且車輛脫離劃分線的情況下，具有比預(yù)定的寬度寬的劃分線寬度的道路與具有比預(yù)定的寬度窄的劃分線寬度的道路相比，判定脫離的時(shí)間早。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的第三方式，優(yōu)選車道脫離判定裝置根據(jù)拍攝裝置拍攝車外而輸出的圖像信息來(lái)檢測(cè)劃分線，根據(jù)車輛和劃分線之間的距離判定車輛是否脫離劃分線，車道脫離判定裝置在車輛相對(duì)于檢測(cè)出的劃分線的角度相同，并且車輛在比預(yù)定的曲率半徑大的道路和比預(yù)定的曲率半徑小的道路上行駛的情況下，判定脫離時(shí)的車輛和劃分線之間的距離不同。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第四方式，優(yōu)選第三方式的車道脫離判定裝置在車輛相對(duì)于檢測(cè)出的劃分線的角度相同，并且車輛脫離劃分線的情況下，比預(yù)定的曲率半徑大的道路與比預(yù)定的曲率半徑小的道路相比，判定脫離的時(shí)間早。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第五方式，車道脫離判定裝置具備:劃分線檢測(cè)部，其根據(jù)拍攝裝置拍攝車外而輸出的圖像信息來(lái)檢測(cè)劃分線；距離運(yùn)算部，其在每個(gè)預(yù)定周期運(yùn)算從劃分線到拍攝裝置的光軸的距離；偏航角運(yùn)算部，其運(yùn)算車輛相對(duì)于劃分線的偏航角；以及脫離判定部，其根據(jù)表示車輛正在行駛的道路的特性的道路參數(shù)，修正由偏航角運(yùn)算部運(yùn)算出的偏航角，根據(jù)由距離運(yùn)算部運(yùn)算出的從劃分線到光軸的距離和修正后的偏航角，進(jìn)行車輛相對(duì)于劃分線的脫離判定。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第六方式，優(yōu)選在第五方式的車道脫離判定裝置中，脫離判定部根據(jù)道路的車道寬度、道路的曲率半徑中的至少一方的道路參數(shù)，修正偏航角。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第七方式，優(yōu)選第五或第六方式的車道脫離判定裝置還具備:擺動(dòng)量運(yùn)算部，其運(yùn)算由距離運(yùn)算部運(yùn)算出的從劃分線到光軸的距離的時(shí)間序列的離散的大小，脫離判定部根據(jù)由擺動(dòng)量運(yùn)算部運(yùn)算出的離散的大小和道路參數(shù)，修正由偏航角運(yùn)算部運(yùn)算出的偏航角，根據(jù)由距離運(yùn)算部運(yùn)算出的從劃分線到光軸的距離和修正后的偏航角，進(jìn)行脫離判定。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第八方式，車道脫離警報(bào)裝置具備:第一至第7方式中的任意一方式的車道脫離判定裝置；以及警報(bào)輸出部，其根據(jù)車道脫離判定裝置的脫離判定的結(jié)果，輸出車道脫離的警報(bào)信號(hào)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第九方式，車輛控制系統(tǒng)具備:第八方式的車道脫離警報(bào)裝置；以及警報(bào)報(bào)告部，其根據(jù)車道脫離警報(bào)裝置的警報(bào)信號(hào)的輸出結(jié)果，報(bào)告警報(bào)。
[0018]發(fā)明效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明，在成為車輛容易脫離道路的狀態(tài)下，也能夠進(jìn)行恰當(dāng)?shù)拿撾x判定。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是表示第一實(shí)施方式的車道脫離判定裝置100的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0021]圖2是表示車道脫離判定裝置100的處理內(nèi)容的流程圖。
[0022]圖3是表示從拍攝裝置I取入的圖像數(shù)據(jù)和通過(guò)劃分線檢測(cè)部4檢測(cè)出的邊緣強(qiáng)度的圖。
[0023]圖4是表示從拍攝裝置I取入的圖像數(shù)據(jù)(a)、從上空看拍攝該圖像數(shù)據(jù)時(shí)的車輛和道路的平面圖(b)的圖。
[0024]圖5是示意地表示車輛501在存在2條劃分線502和503的道路上行駛的情況的平面圖。
[0025]圖6是表示道路參數(shù)和修正系數(shù)α 1、α 2的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖表。
[0026]圖7是表示第二實(shí)施方式的車道脫離判定裝置200的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0027]圖8是表示后方距離擺動(dòng)量和修正系數(shù)α 3的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖表。
[0028]圖9是使用本發(fā)明的車道脫離判定裝置構(gòu)成車道脫離警報(bào)裝置時(shí)的框圖。
[0029]圖10是使用本發(fā)明的車道脫離判定裝置構(gòu)成車輛控制系統(tǒng)時(shí)的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，使用附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0031](第一實(shí)施方式)
[0032]圖1是表示第一實(shí)施方式的車道脫離判定裝置100的結(jié)構(gòu)的框圖。車道脫離判定裝置100由劃分線檢測(cè)部4、道路參數(shù)運(yùn)算部5、修正系數(shù)設(shè)定部6、偏航角運(yùn)算部7、后方距離運(yùn)算部8、前方距離運(yùn)算部9以及脫離判定部10構(gòu)成。車道脫離判定裝置100通過(guò)使未圖示的計(jì)算機(jī)執(zhí)行預(yù)定的控制程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)這些各部的功能。
[0033]在車道脫離判定裝置100上連接有拍攝裝置1、偏航率檢測(cè)部2、車速檢測(cè)部3。車道脫離判定裝置100使用從拍攝裝置I輸入的圖像數(shù)據(jù)、從偏航率檢測(cè)部2輸入的車輛的偏航率、從車速檢測(cè)部3輸入的車輛的速度，判定車輛有無(wú)可能從正在行駛的車道脫離，將判定結(jié)果輸出到外部。即，車道脫離判定裝置100根據(jù)拍攝裝置拍攝車外而輸出的圖像信息檢測(cè)作為劃分線的車道，根據(jù)車輛和劃分線之間的距離判定車輛是否脫離劃分線。
[0034]本發(fā)明在車輛相對(duì)于該檢測(cè)出的劃分線的角度相同，并且車輛在具有比預(yù)定的寬度寬的劃分線寬度(車道寬度)的道路和具有比預(yù)定的寬度窄的劃分線寬度(車道寬度)的道路上行駛的情況下，判定為脫離時(shí)的車輛和劃分線之間的距離不同。另外，在車輛相對(duì)于檢測(cè)出的劃分線的角度相同，并且車輛脫離劃分線的情況下，具有比預(yù)定的寬度寬的劃分線寬度的道路與具有比預(yù)定的寬度窄的劃分線寬度的道路相比，判定脫離的時(shí)間早。另夕卜，在車輛相對(duì)于檢測(cè)出的劃分線的角度相同，并且車輛在比預(yù)定的曲率半徑大的道路和比預(yù)定的曲率半徑小的道路上行駛的情況下，判定為脫離時(shí)的車輛和劃分線之間的距離不同。另外，在車輛相對(duì)于檢測(cè)出的劃分線的角度相同，車輛脫離劃分線的情況下，比預(yù)定的曲率半徑大的道路與比預(yù)定的曲率半徑小的道路相比，判定脫離的時(shí)間早。
[0035]車載用拍攝裝置I通過(guò)CCD (Charge Coupled Device:電荷親合器件)圖像傳感器、CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor:互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器等拍攝元件拍攝本車外，將得到的圖像保持為模擬數(shù)據(jù)、或進(jìn)行數(shù)字處理變換為能夠在計(jì)算機(jī)中處理的圖像數(shù)據(jù)，使用專用線等輸出到車道脫離判定裝置100(的劃分線檢測(cè)部4)。拍攝裝置I被設(shè)置在車輛后方，使得車輛后方的路面包含在拍攝范圍內(nèi)。
[0036]偏航率檢測(cè)部2例如使用陀螺儀等的輸出來(lái)檢測(cè)車輛的偏航率(向旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)速)。
[0037]車速檢測(cè)部3例如對(duì)通過(guò)安裝在車輛的前后左右各輪的車輪速傳感器得到的值進(jìn)行平均，或者對(duì)通過(guò)安裝在本車上的加速度傳感器得到的本車的加速度的值進(jìn)行積分，由此檢測(cè)車輛行駛的速度。
[0038]劃分線檢測(cè)部4通過(guò)對(duì)拍攝裝置I拍攝車外而制作的圖像數(shù)據(jù)(圖像信息)進(jìn)行分析，在每個(gè)預(yù)定的處理周期檢測(cè)涂在道路上的劃分線(例如位于本車左右的一對(duì)左右線、車道外側(cè)線等)。
[0039]道路參數(shù)運(yùn)算部5運(yùn)算車道寬度或曲率半徑等表示行駛中的道路的特性的道路參數(shù)。根據(jù)通過(guò)劃分線檢測(cè)部4檢測(cè)出的劃分線的位置運(yùn)算車道寬度。另外，根據(jù)通過(guò)偏航率檢測(cè)部2檢測(cè)出的偏航率運(yùn)算行駛中的道路的曲率半徑。
[0040]修正系數(shù)設(shè)定部6根據(jù)通過(guò)道路參數(shù)運(yùn)算部5運(yùn)算出的道路參數(shù)，設(shè)定后述的修正系數(shù)。
[0041]偏航角運(yùn)算部7根據(jù)通過(guò)劃分線檢測(cè)部4檢測(cè)出的劃分線的位置、通過(guò)車速檢測(cè)部3檢測(cè)出的車速等，運(yùn)算車輛相對(duì)于劃分線的偏航角。
[0042]后方距離運(yùn)算部8對(duì)于車輛后方的預(yù)定位置，運(yùn)算通過(guò)劃分線檢測(cè)部4檢測(cè)出的劃分線和拍攝裝置I的光軸之間的距離(從光軸到劃分線的距離)。
[0043]前方距離運(yùn)算部9運(yùn)算通過(guò)劃分線檢測(cè)部4檢測(cè)出的劃分線和車輛的前輪之間的距離(從車輛的前輪到劃分線的距離)。
[0044]脫離判定部10根據(jù)由前方距離運(yùn)算部9運(yùn)算出的從前輪到劃分線的距離，判定車輛是否有可能從車道脫離。此外，假設(shè)在基于Jis標(biāo)準(zhǔn)(JIS D 0804)的車輛脫離警報(bào)中利用在此的車道脫離判定。即，脫離判定部10根據(jù)由偏航角運(yùn)算部7運(yùn)算出的車輛的偏航角、由前方距離運(yùn)算部9運(yùn)算出的劃分線和車輛前輪之間的距離，判斷是否有可能從車道脫離。
[0045]在上述JIS標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了根據(jù)從車輛前輪的外側(cè)到劃分線的距離判定是否需要車輛脫離警報(bào)。另一方面，設(shè)置拍攝裝置I使其拍攝車輛后方的影像。本實(shí)施方式的前方距離運(yùn)算部9為了對(duì)應(yīng)上述JIS標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)通過(guò)偏航角運(yùn)算部7運(yùn)算出的車輛的偏航角，將通過(guò)后方距離運(yùn)算部8運(yùn)算出的車輛后方的到劃分線為止的距離修正為從車輛前輪的外側(cè)到劃分線的距離。
[0046]接著，說(shuō)明車道脫離判定裝置100全體的處理內(nèi)容。
[0047]圖2是表示車道脫離判定裝置100的處理內(nèi)容的流程圖。在每個(gè)預(yù)定的處理周期重復(fù)執(zhí)行圖2所示的處理。
[0048]首先，在步驟SlOO中，劃分線檢測(cè)部4取入通過(guò)拍攝裝置I拍攝并實(shí)施了數(shù)字處理的圖像數(shù)據(jù)。
[0049]在接著的步驟SllO中，劃分線檢測(cè)部4根據(jù)在步驟SlOO中取入的圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)涂在道路上的劃分線。以下，例舉具體例子說(shuō)明步驟SllO中的劃分線的檢測(cè)處理。
[0050]圖3是表示從拍攝裝置I取入的圖像數(shù)據(jù)和通過(guò)劃分線檢測(cè)部4檢測(cè)出的邊緣強(qiáng)度的圖。現(xiàn)在考慮取入如圖3(a)那樣存在2條劃分線301和302的圖像數(shù)據(jù)的狀態(tài)。作為用于檢測(cè)這些劃分線的一個(gè)方法，本實(shí)施方式的劃分線檢測(cè)部4采用計(jì)算圖像內(nèi)的邊緣強(qiáng)度來(lái)抽出劃分線的方法。在此，邊緣是指在圖像中亮度值急劇變化的點(diǎn)。
[0051]圖3 (b)是從圖3 (a)的A點(diǎn)向B點(diǎn)抽出邊緣強(qiáng)度的結(jié)果。A點(diǎn)和B點(diǎn)是在拍攝范圍內(nèi)預(yù)先確定的點(diǎn)，劃分線檢測(cè)部4在將A點(diǎn)和B點(diǎn)連接起來(lái)的直線上檢測(cè)邊緣強(qiáng)度從而檢測(cè)劃分線。圖3(b)所示的邊緣檢測(cè)結(jié)果包含分別表示從道路變化為劃分線的點(diǎn)(亮度值從暗急劇變?yōu)榱恋狞c(diǎn))的峰值303、305、分別表示從劃分線變化為道路的點(diǎn)(亮度值從亮急劇變?yōu)榘档狞c(diǎn))的峰值304、306。劃分線檢測(cè)部4通過(guò)找出圖3(b)所示的峰值303和峰值304的組合以及峰值305和峰值306的組合，來(lái)檢測(cè)與各個(gè)組合對(duì)應(yīng)的劃分線301和劃分線302。
[0052]返回圖2的流程圖的說(shuō)明，在步驟S120中，后方距離運(yùn)算部8運(yùn)算從拍攝裝置I的光軸到在步驟SllO中檢測(cè)出的劃分線的距離。以下，例舉具體例子說(shuō)明步驟S120中的該距離的運(yùn)算處理。
[0053]圖4是表示從拍攝裝置I取入的圖像數(shù)據(jù)(a)、從上空看拍攝該圖像數(shù)據(jù)時(shí)的車輛和道路的平面圖(b)的圖。在圖4中，表示了在存在右劃分線401和左劃分線402的道路上行駛的情況。另外，箭頭403是拍攝裝置I的光軸。此外，將拍攝裝置I設(shè)置在車輛的后方，因此在圖4的左側(cè)能夠看到的劃分線401是相對(duì)于車輛的行駛方向存在于右側(cè)的右劃分線，在圖4的右側(cè)能夠看到的劃分線402是相對(duì)于車輛的行駛方向存在于左側(cè)的左劃分線。
[0054]在圖4(a)中，能夠根據(jù)由劃分線檢測(cè)部4檢測(cè)出的左劃分線402的位置，運(yùn)算從光軸403到左劃分線402的距離dl (以下稱為左后方距離dl)。后方距離運(yùn)算部8根據(jù)由劃分線檢測(cè)部4檢測(cè)出的邊緣強(qiáng)度的峰值，求出將A點(diǎn)和B點(diǎn)連接起來(lái)的直線與左劃分線402的內(nèi)側(cè)的邊緣交叉的點(diǎn)即C點(diǎn)的坐標(biāo)。然后，通過(guò)將該坐標(biāo)變換為圖4(b)的實(shí)際的坐標(biāo)系，運(yùn)算左后方距離dl。劃分線檢測(cè)部4還進(jìn)行同樣的運(yùn)算，運(yùn)算從光軸403到右劃分線401的距離d2(以下稱為右后方距離d2)。
[0055]此外，在上述說(shuō)明中，將左后方距離dl設(shè)為從光軸403到左劃分線402的內(nèi)側(cè)的距離，使用左劃分線402的內(nèi)側(cè)的邊緣上的C點(diǎn)的坐標(biāo)運(yùn)算左后方距離dl，但也可以將其設(shè)為到左劃分線402的外側(cè)或中心的距離，只要是一貫相同的定義即可。另外，對(duì)于到劃分線為止的距離(左后方距離dl、右后方距離d2)，也可以不針對(duì)圖像內(nèi)的各劃分線(左劃分線402、右劃分線401)逐一地計(jì)算，而是針對(duì)各劃分線計(jì)算多個(gè)(例如10個(gè))。例如，也可以與A點(diǎn)和B的組同樣地，在拍攝范圍內(nèi)設(shè)置多個(gè)一對(duì)的點(diǎn)，針對(duì)它們的各個(gè)組進(jìn)行邊緣檢測(cè)，運(yùn)算光軸403和該邊緣之間的距離。
[0056]在接著的步驟S130中，道路參數(shù)運(yùn)算部5取得由偏航率檢測(cè)部2檢測(cè)出的車輛的偏航率。如上所述，車輛的偏航率是車輛向旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)速，例如通過(guò)陀螺儀等公知技術(shù)來(lái)檢測(cè)。
[0057]在接著的步驟S140中，道路參數(shù)運(yùn)算部5根據(jù)由劃分線檢測(cè)部4檢測(cè)出的劃分線、由偏航率檢測(cè)部2檢測(cè)出的車輛的偏航率，運(yùn)算行駛中的道路的道路參數(shù)。本實(shí)施方式的道路參數(shù)是車道寬度和道路的曲率半徑這2個(gè)。
[0058]例如，在圖3中，道路參數(shù)運(yùn)算部5運(yùn)算峰值304和峰值305之間的距離(由劃分線檢測(cè)部4檢測(cè)出的2個(gè)劃分線之間的距離)來(lái)作為車道寬度。具體的運(yùn)算方法與在步驟S120中說(shuō)明的相同。
[0059]另外，本實(shí)施方式的道路參數(shù)運(yùn)算部5根據(jù)從偏航率檢測(cè)部2輸入的偏航率，運(yùn)算道路的曲率半徑。具體地說(shuō)，假定N度/秒的偏航率與M米的曲率半徑對(duì)應(yīng)(M、N分別是預(yù)定的數(shù)值)，將檢測(cè)出的偏航率乘以M/N來(lái)運(yùn)算曲率半徑。此外，即使在筆直的道路上行駛，如果扭轉(zhuǎn)車輛的方向盤則作為偏航率也檢測(cè)出固定的值，但在這樣的情況下，將上述運(yùn)算結(jié)果看作道路的曲率半徑也沒(méi)有問(wèn)題。
[0060]在接著的步驟S150中，修正系數(shù)設(shè)定部6根據(jù)由道路參數(shù)運(yùn)算部5運(yùn)算出的道路參數(shù)，設(shè)定修正系數(shù)。將在后面詳細(xì)說(shuō)明修正系數(shù)的定義、修正系數(shù)設(shè)定部6的修正系數(shù)的設(shè)定方法。
[0061]在接著的步驟S160中，偏航角運(yùn)算部7根據(jù)由后方距離運(yùn)算部8運(yùn)算出的左后方距離dl、右后方距離d2以及由車速檢測(cè)部3檢測(cè)出的車輛速度，運(yùn)算車輛的偏航角。例如，根據(jù)在時(shí)刻tl運(yùn)算出的左后方距離dl、在時(shí)刻t2運(yùn)算出的左后方距離dl、從時(shí)刻tl到時(shí)刻t2之間的車輛的行駛距離，運(yùn)算車輛的偏航角。在此，時(shí)刻t2是最后運(yùn)算出左后方距離dl的時(shí)刻，時(shí)刻tl是比時(shí)刻t2早的時(shí)刻。另外，根據(jù)由車速檢測(cè)部3檢測(cè)出的車輛速度求出從時(shí)刻tl到時(shí)刻t2之間的車輛的行駛距離。
[0062]此外，通過(guò)使用過(guò)去運(yùn)算出的2個(gè)以上的左后方距離dl，能夠更精細(xì)地運(yùn)算車輛的偏航角。具體地說(shuō)，對(duì)這些多個(gè)左后方距離dl通過(guò)最小二乘法求出回歸直線，根據(jù)該回歸直線和車輛的行駛距離運(yùn)算車輛的偏航角即可。運(yùn)算車輛的偏航角的方法并不限于這些方法，能夠使用任意的方法。
[0063]在接著的步驟S170中，前方距離運(yùn)算部9根據(jù)左后方距離dl、右后方距離d2以及車輛偏航角Θ，運(yùn)算從車輛前輪到劃分線的距離。以下，例舉具體例子說(shuō)明步驟S170中的從車輛前輪到劃分線的距離的運(yùn)算處理。
[0064]圖5是示意地表示車輛501在存在2條劃分線502和503的道路上行駛的情況的平面圖。在圖5中，偏航角Θ由偏航角運(yùn)算部7進(jìn)行運(yùn)算，是已知的。另外，左后方距離dl和右后方距離d2由后方距離運(yùn)算部8進(jìn)行運(yùn)算，是已知的。并且，根據(jù)拍攝裝置I的設(shè)置位置，預(yù)先對(duì)車道脫離判定裝置100輸入了從拍攝裝置I到車輛的左前輪的外側(cè)的距離Cl、從拍攝裝置I到車輛的右前輪的外側(cè)的距離C2、從運(yùn)算出左后方距離dl的地點(diǎn)(將圖4的點(diǎn)A和點(diǎn)B連接起來(lái)的直線)到車輛前輪的距離L。
[0065]前方距離運(yùn)算部9使用左后方距離dl、從運(yùn)算出左后方距離dl的地點(diǎn)到車輛前輪的距離L、從拍攝裝置I到車輛左前輪的外側(cè)的距離Cl、車輛偏航角Θ，通過(guò)下述公式(I)運(yùn)算從車輛左前輪的外側(cè)到左劃分線的距離Dl (以下稱為左前方距離Dl)。
[0066]Dl = dl — LXtan(a Θ ) — Cl......(I)
[0067]在此，α是由修正系數(shù)設(shè)定部6設(shè)定的修正系數(shù)。通過(guò)修正系數(shù)設(shè)定部6將修正系數(shù)α設(shè)定為O以上I以下的值。在修正系數(shù)α為I時(shí)，通過(guò)上述公式(I)運(yùn)算的左前方距離Dl與在圖5中用箭頭表示的距離Dl的幾何長(zhǎng)度一致。另外，在修正系數(shù)α為O時(shí)，忽略實(shí)際的車輛偏航角Θ的值，假定車輛朝向與道路相同的方向的狀態(tài)，運(yùn)算左前方距離Dlo即，由修正系數(shù)設(shè)定部6設(shè)定的修正系數(shù)α是用于在左前方距離Dl的運(yùn)算中，將車輛偏航角Θ修正得比實(shí)際的角度小來(lái)處理的系數(shù)。
[0068]前方距離運(yùn)算部9同樣地通過(guò)下述公式(2)運(yùn)算從車輛右前輪的外側(cè)到右劃分線的距離D2 (以下稱為右前方距離D2)。
[0069]D2 = d2+LXtan(a Θ ) - C2......(2)
[0070]返回到圖2的流程圖的說(shuō)明，在接著的步驟S180中，脫離判定部10使用在步驟S170中運(yùn)算出的左前方距離Dl和右前方距離D2，判定車輛是否有可能脫離車道。具體地說(shuō)，在左前方距離Dl和右前方距離D2中的任意一方成為預(yù)先確定的距離以下時(shí)，脫離判定部10判定為有可能脫離車道。
[0071]通過(guò)以上說(shuō)明的處理，從車道脫離判定裝置100輸出判定車輛是否有可能脫離車道的結(jié)果。通過(guò)使用該車道脫離判定裝置100，能夠?qū)崿F(xiàn)與JIS標(biāo)準(zhǔn)(JIS D 0804)對(duì)應(yīng)的車道脫離警報(bào)裝置。具體地說(shuō)，在左前方距離Dl或右前方距離D2在預(yù)定的范圍內(nèi)(例如5cm以內(nèi))的情況下，通過(guò)從揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音、在顯示器上顯示的消息等來(lái)產(chǎn)生警報(bào)。解除警報(bào)的定時(shí)為產(chǎn)生警報(bào)后經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后(例如2秒后)即可。
[0072]接著，說(shuō)明修正系數(shù)設(shè)定部6的修正系數(shù)的設(shè)定方法。
[0073]在通過(guò)不存在修正系數(shù)α的公式(I)和公式(2)運(yùn)算左前方距離Dl和右前方距離D2的情況下，根據(jù)行駛中的道路的特性，有時(shí)頻繁地判定為車輛有可能脫離車道。例如在行駛中的車道的寬度窄的情況下，由于車輛和劃分線之間的余裕少，所以車輛偏航角Θ的變化使脫離判定的結(jié)果頻繁地變動(dòng)。另外，在行駛中的道路的曲率半徑小的情況(正在急彎行駛的情況)下，車輛和劃分線之間的余裕也少，因此產(chǎn)生同樣的結(jié)果。修正系數(shù)a是為了抑制這樣的脫離判定結(jié)果的振動(dòng)而在左前方距離Dl和右前方距離D2的運(yùn)算中將車輛偏航角Θ修正為比實(shí)際小的值的系數(shù)。
[0074]本實(shí)施方式的修正系數(shù)設(shè)定部6首先針對(duì)車道寬度和曲率半徑這2個(gè)道路參數(shù)，分別運(yùn)算對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)α 1、α 2。然后，通過(guò)運(yùn)算這些多個(gè)修正系數(shù)α 1、α 2的算術(shù)平均，來(lái)設(shè)定最終的修正系數(shù)α。
[0075]圖6是表示道路參數(shù)和修正系數(shù)α 1、α 2之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖表。
[0076]如圖6(a)所示，修正系數(shù)設(shè)定部6在車道寬度不滿2.5米的情況下，將修正系數(shù)α I設(shè)定為O，在車道寬度比3米大的情況下，將修正系數(shù)α I設(shè)定為I。另外，在車道寬度為2.5米以上3米以下的情況下，根據(jù)具有O?I的值域的一次函數(shù)來(lái)設(shè)定修正系數(shù)a 1
[0077]另外，如圖6 (b)所示，修正系數(shù)設(shè)定部6在曲率半徑不滿400米的情況下，將修正系數(shù)α 2設(shè)定為0，在曲率半徑比800米大的情況下，將修正系數(shù)α 2設(shè)定為I。另外，在曲率半徑為400米以上800米以下的情況下，根據(jù)具有O?I的值域的一次函數(shù)來(lái)設(shè)定修正系數(shù)α 2。
[0078]根據(jù)上述第一實(shí)施方式的車道脫離判定裝置，能夠得到以下的作用效果。
[0079](I)劃分線檢測(cè)部4根據(jù)拍攝裝置I拍攝車外而輸出的圖像信息檢測(cè)劃分線。后方距離運(yùn)算部8在每個(gè)預(yù)定周期運(yùn)算從劃分線到拍攝裝置I的光軸403的距離。偏航角運(yùn)算部7根據(jù)由后方距離運(yùn)算部8運(yùn)算出的距離和在預(yù)定期間中車輛行駛的車輛行駛距離，運(yùn)算車輛相對(duì)于劃分線的偏航角。修正系數(shù)設(shè)定部6根據(jù)由道路參數(shù)運(yùn)算部5運(yùn)算出的表示車輛正在行駛的道路的特性的道路參數(shù)，設(shè)定修正系數(shù)。前方距離運(yùn)算部9根據(jù)設(shè)定的修正系數(shù)對(duì)由偏航角運(yùn)算部7運(yùn)算出的偏航角進(jìn)行修正，根據(jù)由后方距離運(yùn)算部8運(yùn)算出的從劃分線到光軸403的距離以及修正后的偏航角，運(yùn)算從車輛前輪到劃分線的距離。脫離判定部10根據(jù)由前方距離運(yùn)算部9運(yùn)算出的從車輛前輪到劃分線的距離，進(jìn)行車輛相對(duì)于劃分線的脫離判定。由此，在成為車輛容易脫離道路的狀態(tài)的情況下，也能夠進(jìn)行恰當(dāng)?shù)拿撾x判定。
[0080](2)脫離判定部10根據(jù)道路的車道寬度、道路的曲率半徑這樣的道路參數(shù)進(jìn)行脫離判定。由此，能夠進(jìn)行與道路的特性對(duì)應(yīng)的恰當(dāng)?shù)拿撾x判定。
[0081](第二實(shí)施方式)
[0082]圖7是表示第二實(shí)施方式的車道脫離判定裝置200的結(jié)構(gòu)的框圖。車道脫離判定裝置200除了構(gòu)成第一實(shí)施方式的車道脫離判定裝置100的各部以外，還具備后方距離擺動(dòng)量運(yùn)算部11。
[0083]后方距離擺動(dòng)量運(yùn)算部11運(yùn)算由后方距離運(yùn)算部8運(yùn)算出的左后方距離dl和右后方距離d2的時(shí)間序列的擺動(dòng)量(后方距離擺動(dòng)量)。修正系數(shù)設(shè)定部6運(yùn)算與該擺動(dòng)量的大小對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)α 3，根據(jù)與第一實(shí)施方式中說(shuō)明的修正系數(shù)α 1、α 2合并后的3個(gè)值，設(shè)定修正系數(shù)α。
[0084]后方距離擺動(dòng)量大就是指在通過(guò)劃分線檢測(cè)部4檢測(cè)出的劃分線的位置有大的離散。換言之，是指劃分線檢測(cè)部4的檢測(cè)結(jié)果有大的離散，表示劃分線檢測(cè)部4對(duì)劃分線的檢測(cè)如此地不穩(wěn)定(不正確)。后方距離擺動(dòng)量越大，即劃分線檢測(cè)部4對(duì)劃分線的檢測(cè)越是不穩(wěn)定，修正系數(shù)設(shè)定部6越是將修正系數(shù)α 3運(yùn)算得小。
[0085]圖8是表示后方距離擺動(dòng)量和修正系數(shù)α 3之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖表的一個(gè)例子。
[0086]本實(shí)施方式的后方距離擺動(dòng)量運(yùn)算部11運(yùn)算在預(yù)定的期間中檢測(cè)出的劃分線的位置(或連續(xù)預(yù)定的次數(shù)檢測(cè)出的劃分線的位置)的標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)作為上述后方距離擺動(dòng)量。然后，將與后方距離擺動(dòng)量的大小對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)水平輸出到修正系數(shù)設(shè)定部6。擺動(dòng)水平是表示后方距離擺動(dòng)量的大小的O以上的整數(shù)，后方距離擺動(dòng)量越大就越采用大的值。修正系數(shù)設(shè)定部6在從后方距離擺動(dòng)量運(yùn)算部11輸出的擺動(dòng)水平為O的情況下，將修正系數(shù)α 3設(shè)定為I。另外，在擺動(dòng)水平為I的情況下，將修正系數(shù)α 3設(shè)定為0.5，在2以上的情況下設(shè)定為O。
[0087]此外，也可以代替與后方距離擺動(dòng)量對(duì)應(yīng)的離散的值即擺動(dòng)水平，而使用作為連續(xù)的值的擺動(dòng)指標(biāo)來(lái)設(shè)定修正系數(shù)。例如，可以代替上述的修正系數(shù)α 3，而運(yùn)算圖8(b)所示的基于擺動(dòng)指標(biāo)的修正系數(shù)α 4，根據(jù)修正系數(shù)α 1、α 2、α 4設(shè)定修正系數(shù)α。
[0088]根據(jù)上述的第二實(shí)施方式的車道脫離判定裝置，能夠得到以下的作用效果。
[0089](I)車道脫離判定裝置200具備后方距離擺動(dòng)量運(yùn)算部11，其運(yùn)算從后方距離運(yùn)算部8運(yùn)算出的劃分線到光軸403的距離的時(shí)間序列的離散的大小。修正系數(shù)設(shè)定部6根據(jù)由后方距離擺動(dòng)量運(yùn)算部11運(yùn)算出的離散的大小和道路參數(shù)設(shè)定修正系數(shù)α。前方距離運(yùn)算部9根據(jù)修正系數(shù)α修正偏航角，并根據(jù)修正后的偏航角運(yùn)算從車輛前輪到劃分線的距離。脫離判定部10根據(jù)運(yùn)算出的該距離進(jìn)行脫離判定。由此，能夠與劃分線的檢測(cè)精度無(wú)關(guān)地進(jìn)行恰當(dāng)?shù)拿撾x判定。
[0090]以下這樣的變形也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，能夠?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)變形例與上述實(shí)施方式進(jìn)行組合。
[0091](變形例I)
[0092]修正系數(shù)設(shè)定部6對(duì)修正系數(shù)α的設(shè)定方法并不限于上述方法。例如，也可以根據(jù)從車道寬度減去車輛寬度所得到的值設(shè)定修正系數(shù)。另外，基于根據(jù)各個(gè)道路參數(shù)運(yùn)算出的修正系數(shù)α 1、α 2運(yùn)算修正系數(shù)α的方法也可以不是算術(shù)平均，而例如是基于預(yù)定的權(quán)重的加權(quán)平均等。并且，也可以不是在對(duì)每個(gè)道路參數(shù)單獨(dú)地運(yùn)算出修正系數(shù)α?、α2后設(shè)定修正系數(shù)α，而是根據(jù)多個(gè)道路參數(shù)直接運(yùn)算修正系數(shù)α。并且，也可以從根據(jù)各個(gè)道路參數(shù)運(yùn)算出的修正系數(shù)α 1、α 2中選擇小的值來(lái)作為修正系數(shù)α。
[0093](變形例2)
[0094]在上述各實(shí)施例中，使用拍攝車輛后方的拍攝裝置I進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以是拍攝車輛前方的拍攝裝置1，另外拍攝裝置I的安裝角度、安裝位置也可以與各實(shí)施例不同。
[0095](變形例3)
[0096]在上述各實(shí)施例中，根據(jù)由后方距離運(yùn)算部8運(yùn)算出的到劃分線的距離，由前方距離運(yùn)算部9運(yùn)算從車輛前輪的外側(cè)到劃分線的距離。也可以將其構(gòu)成為例如運(yùn)算從車輛前方的角到劃分線的距離等任意位置到劃分線的距離。
[0097](變形例4)
[0098]道路參數(shù)并不限于上述的道路的車道寬度和曲率半徑。另外，也可以不一定使用2個(gè)道路參數(shù)。例如，也可以只使用道路的車道寬度設(shè)定修正系數(shù)α。并且，也可以由道路參數(shù)運(yùn)算部5根據(jù)由劃分線檢測(cè)部4運(yùn)算出的車道寬度以外的信息運(yùn)算道路的車道寬度，另外還可以根據(jù)由偏航率檢測(cè)部2檢測(cè)出的偏航率以外的信息運(yùn)算道路的曲率半徑。例如，可以根據(jù)GPS接收機(jī)等檢測(cè)出的車輛的當(dāng)前位置、存儲(chǔ)在HDD等存儲(chǔ)裝置中的道路信息，運(yùn)算當(dāng)前正在行駛的道路的車道寬度、曲率半徑。
[0099]另外，也可以使用本發(fā)明的車道脫離判定裝置構(gòu)成向外部輸出車道脫離時(shí)的警報(bào)信號(hào)的車道脫離警報(bào)裝置。具體地說(shuō)，如圖9所示，車道脫離警報(bào)裝置900由第一實(shí)施方式的車道脫離判定裝置100或第二實(shí)施方式的車道脫離判定裝置200、警報(bào)輸出部20構(gòu)成。
[0100]車道脫離警報(bào)裝置900通過(guò)車道脫離判定裝置100或200判定車輛是否脫離劃分線，在判定為車輛要脫離劃分線的情況下，通過(guò)警報(bào)輸出部20向外部輸出車道脫離警報(bào)信號(hào)。此外，在警報(bào)輸出部20中，在警報(bào)抑制條件成立的情況下，不向外部輸出車道脫離警報(bào)信號(hào)。在此，警報(bào)抑制條件有方向燈操作中、方向燈操作結(jié)束后預(yù)定時(shí)間內(nèi)(例如2秒鐘)、車速為預(yù)定值以下(例如70km/h以下)、道路曲率半徑為預(yù)定值以下(例如200m以下)等。
[0101]并且，也可以使用車道脫離警報(bào)裝置900構(gòu)成車輛控制系統(tǒng)。具體地說(shuō)，如圖10所示，車輛控制系統(tǒng)1000至少由拍攝裝置1、車道脫離警報(bào)裝置900、警報(bào)報(bào)告部30構(gòu)成。
[0102]車輛控制系統(tǒng)1000在通過(guò)車道脫離警報(bào)裝置900輸出了車道脫離警報(bào)信號(hào)的情況下，通過(guò)警報(bào)報(bào)告部30向駕駛員、乘員報(bào)告車道脫離警報(bào)。警報(bào)報(bào)告部30由用聲音傳達(dá)信息的揚(yáng)聲器、視覺(jué)地傳達(dá)信息的顯示器、儀表板、警告燈等構(gòu)成。
[0103]如以上說(shuō)明的那樣，使用本發(fā)明的車道脫離判定裝置構(gòu)成車道脫離警報(bào)裝置，進(jìn)而，構(gòu)成使用它們的車輛控制系統(tǒng)，由此能夠基于車道脫離判定裝置的恰當(dāng)?shù)能嚨烂撾x判定來(lái)報(bào)告車道脫離警報(bào)，因此能夠使駕駛員、乘員提高安全感、可靠性。
[0104]只要不損害本發(fā)明的特征，則本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，對(duì)于在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)能夠考慮的其他形式，也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0105]將以下的優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容作為引用文獻(xiàn)組合于此。
[0106]日本專利申請(qǐng)2012年第149863號(hào)(2012年7月3日申請(qǐng))
[0107]符號(hào)說(shuō)明
[0108]1:拍攝裝置；2:偏航率檢測(cè)部；3:車速檢測(cè)部；4:劃分線檢測(cè)部；5:道路參數(shù)運(yùn)算部；6:修正系數(shù)設(shè)定部；7:偏航角運(yùn)算部；8:后方距離運(yùn)算部；9:前方距離運(yùn)算部；10:脫離判定部；100、200:車道脫離判定裝置；1000:車輛控制系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種車道脫離判定裝置，其根據(jù)拍攝裝置拍攝車外而輸出的圖像信息來(lái)檢測(cè)劃分線，根據(jù)上述車輛和上述劃分線之間的距離判定上述車輛是否脫離上述劃分線，其特征在于， 在上述車輛相對(duì)于檢測(cè)出的上述劃分線的角度相同，并且上述車輛在具有比預(yù)定的寬度寬的劃分線寬度的道路和具有比預(yù)定的寬度窄的劃分線寬度的道路上行駛的情況下，判定脫離時(shí)的上述車輛和上述劃分線之間的距離不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車道脫離判定裝置，其特征在于， 在上述車輛相對(duì)于檢測(cè)出的上述劃分線的角度相同，并且上述車輛脫離上述劃分線的情況下，具有比預(yù)定的寬度寬的劃分線寬度的道路與具有比預(yù)定的寬度窄的劃分線寬度的道路相比，判定脫離的時(shí)間早。
3.—種車道脫離判定裝置，其根據(jù)拍攝裝置拍攝車外而輸出的圖像信息來(lái)檢測(cè)劃分線，根據(jù)上述車輛和上述劃分線之間的距離判定上述車輛是否脫離上述劃分線，其特征在于， 在上述車輛相對(duì)于檢測(cè)出的上述劃分線的角度相同，并且上述車輛在比預(yù)定的曲率半徑大的道路和比預(yù)定的曲率半徑小的道路上行駛的情況下，判定脫離時(shí)的上述車輛和上述劃分線之間的距離不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車道脫離判定裝置，其特征在于， 在上述車輛相對(duì)于檢測(cè)出的上述劃分線的角度相同，并且上述車輛脫離上述劃分線的情況下，比預(yù)定的曲率半徑大的道路與比預(yù)定的曲率半徑小的道路相比，判定脫離的時(shí)間早。
5.一種車道脫離判定裝置，其特征在于，具備: 劃分線檢測(cè)部，其根據(jù)拍攝裝置拍攝車外而輸出的圖像信息來(lái)檢測(cè)劃分線； 距離運(yùn)算部，其在每個(gè)預(yù)定周期運(yùn)算從上述劃分線到上述拍攝裝置的光軸的距離； 偏航角運(yùn)算部，其運(yùn)算上述車輛相對(duì)于上述劃分線的偏航角；以及 脫離判定部，其根據(jù)表示上述車輛正在行駛的道路的特性的道路參數(shù)，修正由上述偏航角運(yùn)算部運(yùn)算出的上述偏航角，根據(jù)由上述距離運(yùn)算部運(yùn)算出的從上述劃分線到上述光軸的距離和修正后的上述偏航角，進(jìn)行上述車輛相對(duì)于上述劃分線的脫離判定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車道脫離判定裝置，其特征在于， 上述脫離判定部根據(jù)上述道路的車道寬度、上述道路的曲率半徑中的至少一方的上述道路參數(shù)，修正上述偏航角。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的車道脫離判定裝置，其特征在于， 還具備:擺動(dòng)量運(yùn)算部，其運(yùn)算由上述距離運(yùn)算部運(yùn)算出的從上述劃分線到上述光軸的距離的時(shí)間序列的離散的大小， 上述脫離判定部根據(jù)由上述擺動(dòng)量運(yùn)算部運(yùn)算出的上述離散的大小和上述道路參數(shù)，修正由上述偏航角運(yùn)算部運(yùn)算出的上述偏航角，根據(jù)由上述距離運(yùn)算部運(yùn)算出的從上述劃分線到上述光軸的距離和修正后的上述偏航角，進(jìn)行上述脫離判定。
8.—種車道脫離警報(bào)裝置，其特征在于，具備: 權(quán)利要求1?7中的任意一項(xiàng)所述的車道脫離判定裝置；以及 警報(bào)輸出部，其根據(jù)上述車道脫離判定裝置的脫離判定的結(jié)果，輸出車道脫離的警報(bào)信號(hào)。
9.一種車輛控制系統(tǒng)，其特征在于，具備: 權(quán)利要求8所述的車道脫離警報(bào)裝置；以及 警報(bào)報(bào)告部，其根據(jù)上述車道脫離警報(bào)裝置的警報(bào)信號(hào)的輸出結(jié)果，報(bào)告警報(bào)。
【文檔編號(hào)】G06T1/00GK104471626SQ201380035252
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月3日
【發(fā)明者】今井正人, 竹村雅幸, 村松彰二 申請(qǐng)人:歌樂(lè)株式會(huì)社