JP2008515070A - ドライバーサポート方法および装置 - Google Patents

Abstract

車線変更の際にドライバー状態および車線変更意図に依存して警告信号が出力される、ドライバーサポート方法および装置が提案される。

Description

本発明はドライバーサポート方法および装置に関する。

この形式の方法もしくは装置、いわゆるドライバーサポートシステムは種々様々な実施形態において知られている。この種のドライバーサポートシステムに対する一例は車線逸脱警告器（レーン・ディパーチャ・ウォーニング）である。これはドライバーに車線を逸脱したときにまたは車線を逸脱しそうになっているときに警告するものである。この種の車線逸脱警告器の一例はＥＰ１０７４４３０Ａ１に記載されている。その際車両が例えば走行路縁マークによって区切られている車線を逸脱しているもしくはまさに逸脱しようとしてるかどうかが検査される。そうであればドライバーは警告される。

発明の利点
ドライバー意図識別部とドライバー状態識別部とを、ドライバーサポートシステム、殊に車線逸脱警告器と接続されて結びつけることで、この種のドライバーサポートシステムの機能性および受け入れ度が高められる。このことは殊に、不必要な警告が殆ど行われないようにすることによって実現される。これは、車線逸脱警告器の機能性の拡張およびその警告頻度の改善に結び付いている。

車線変更意図識別のためおよびドライバー状態識別のためのモジュールの適当なパラメータ化により、２つのモジュール間の適当なインタフェースが定義されるという、システム特性の一層の最適化が実現される。

別の利点は実施例の説明もしくは従属請求項から明らかである。

図面
次に本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。その際図１は、車線変更識別およびドライバー状態識別が実施される処理ユニットの概観を示している。図２は、車線変更分類のための基本的な手法を車線逸脱警告との関連において示すフローチャートを示している。図３は、車線変更意図識別部およびドライバー状態識別部を備えている車線逸脱警告器の例に基づいた処理ユニットの個別要素の構成を示している。更に図４は、予め定めた信号が交換される、車線変更意図識別モジュールとドライバー状態識別モジュールとの間のインタフェースを示している。

実施例の説明
図１にはドライバーサポート（例えばドライバーが車線を逸脱するまたは逸脱しようとしている際に警告および／または車両に対抗措置を施すための調整操作エレメントのドライブ制御）システムの部分である装置が図示されている。少なくとも１つの入力回路１２、マイクロコンピュータ１４および出力回路１６を有している制御もしくは評価ユニット１０が図示されている。これらのエレメントは相互にデータ交換するためのバスシステム１８に接続されている。入力回路１２には種々の測定装置の入力線路が供給され、これら入力線路を介して測定信号もしくは測定情報が伝送される。第１の入力線路２０は入力回路１２を画像センサシステム２２に接続する。該画像センサシステムは車両前方のシーンを撮影する。相応の画像データは入力線路２０を介して伝送される。更に、これら入力線路は入力回路１２を測定装置３０ないし３４に接続する入力線路２４ないし２８が設けられている。これらの測定装置は例えば、車両速度を測定するため、操舵角および／またはヨーレートを捕捉検出するため、ドライバーの加速希望、例えばドライバーによる走行ペダル操作の程度を表す量を捕捉検出するため並びに以下に説明する手法と関連して意味がある車両の作動量を捕捉検出するための測定装置である。出力回路１６および出力線路３６を介して少なくとも１つの警告装置３８、例えば警告ランプおよび／または音響的な警告および／または音声出力のためのスピーカおよび／または画像の指示のためのディスプレイおよび／またはドライバーに車線逸脱（迫っている車線逸脱）を知らせる触覚的な指示のための調整操作素子がドライブ制御される。更にまたはこれらに対して択一的に、いくつかの実施例において、出力回路１６および出力線路４０を介して、自動的に例えば車両の操舵機構に介入操作して車両を再び車線に戻し（対抗措置を施し）かつこうして車線の逸脱を防止する調整操作システム４２をドライブ制御するようになっている。

画像解析のメソッドを用いて、画像センサから供給される、車両の前方のシーンの画像データに基づいている車線逸脱警告器の実施例において、車線の経過および大きさを表す車線データが求められる。こうして例えば車線縁マーク（左側および／または右側の車線縁）が捕捉検出されかつその都度の車線縁の経過が例えば多項式（３次のべき関数）として近似される。更に、車両の車線の経過が、例えば右側および／または左側の縁に対して、車両の幾何学的形状量、現時点および必要に応じて先行する車両速度量、操舵角またはヨーレートなどから計算されかつ同様に多項式として表示される。上述したデータからその他の車線データ、例えば車線縁マークと車両の軌跡との間の潜在距離（右側の縁に対する右側面および左側の縁に対する左側面）、車線の曲率、および／または走行軌跡と車線マークとの間の角度（右側の縁に対する右側の車線、左側の縁に対する左側の車線）が接線比較に基づいて計算される。そこから１形態においては必要に応じて、ラインを跨ぐまでに予測される時間（ラインクロッシングまでの時間＝time to line crossing）が計算される。警告は有利な実施例においては予め定めた潜在距離を上回るとまたは予め定めた時間値を下回ると行われる。

この種の機能で重要なのは、ドライバーが車線マークを乗り越えたことに実際に気づかないときにだけドライバーに警告されることである。

図２には、図示の車線逸脱警告器に、車両の作動量に基づいて車線変更状況を評価しかつ「意図しない車線変更」と「意図する車線変更」とを分類する分類器が補充されているフローチャートが示されている。その際図２のフローチャートは、図１に図示の装置のマイクロコンピュータにおいて予め定めた時間間隔において実行される相応のプログラムを示している。第１のステップ１００において（一度は一方の車両サイドに対して、別のサイクルでは他方の車両サイドに対して）上に挙げた車線データ、すなわち車線縁マークの経過、車両の実際走行軌跡の経過、車両と車線縁との間の潜在的な距離、車両軌跡と車線縁との間の角度量、その他の上に挙げた作動量などが読み込まれる。引き続くステップ１０２において、車線の逸脱が生じているかどうか、もしくはこの種の逸脱が迫っているかどうかが検査される。ノーであれば、プログラムは次の時点でステップ１００が続行される。逸脱もしくは逸脱しそうなことが識別されると、ステップ１０４において分類器により作動量に基づいて、車線変更が意図したものであるかあるいは意図していないものなのかが求められる。これに基づいてステップ１０６において、車線変更が意図したものなのか否かが検査される。意図したものであれば、警告もしくは対抗措置が行われずかつプログラムは１００を以て繰り返される。しかしそうでない場合で、車線の逸脱が意図したものでないことが識別されれば、ステップ１０８により光学的、音響的および／または触覚的に警告されもしくは車線保持リアクション、例えば操舵に影響を及ぼすための調整操作エレメントのドライブ制御が実施される。

分類のための種々の形態が公知である。分類のための基本的な手法は、これに基づいてドライバーの振る舞いを推定することができる車両の少なくとも２つの作動量の評価に基づいている。このために適している作動量は例えば操舵角（択一的にヨーレート）、車両の速度もしくは加速度または減速度、車両軌跡と車線縁との間の潜在的なオフセット、殊にその変化および／または車両軌跡の、走行路縁に対する角度である。その際操舵角に関連して、車線変更意図の際に顕著に識別される操舵特性がチェックされる。操舵角が予め定めた値より大きい、殊に操舵角の相応の時間的な変化は車線変更を示している。この場合曲線走行の間では、求められた走行路曲率が考慮されるべきである。更に、殊に左方向への車線変更意図では大抵は車両の加速が伴うので、予め定めたしきい値より大きい車両の加速もしくはドライバーの加速希望の場合には意図した車線変更から出発することができる。別の適当な量は車両の、車線マークに対する潜在的な距離、殊にその時間的な変化である、これは、車両が車線縁マークに近づく強さに対する尺度である。この尺度は所望の車線変更の場合には所望しない車線変更の場合より著しく大きい。相応のことは車線マークに対する角度にも当てはまり、これも所望の車線変更の場合には所望しない車線変更の場合より著しく大きい。

要約すると、車線変更過程の、所望する車線変更と所望しない車線変更との分類は殊に操舵角がしきい値を上回っているおよび／またはドライバーの加速希望がしきい値を上回っているおよび／または縁マークに対する潜在的な距離の時間的な経過がしきい値を上回っているおよび／または縁マークに対する角度がしきい値を上回っているとき、車両の作動量に基づいて行われる。これらの判断基準は、車線変更過程の、意図する車線変更と意図しない車線変更との分類のために重み付けて利用され、その際一般に上述した状況の少なくとも１つが存在する場合には意図した車線変更が識別され、存在しなければ意図しない車線変更が識別される。

ドライバー状態識別と関連して、従来技術から同様に、多数のアプローチが示されている。例えばＤＥ１００３９９９９７９５Ａ１は、ドライバー状態もしくはドライバーの注意力を表す信号を、車両に配置されている機器の１つが利用されるかどうかから導出することを示している。別の判断基準は、カメラによるドライバーの観察およびドライバーの視線方向、瞬きの頻度および／またはヘッドポジションの解析であってよい。更に、ドライバーの疲れ具合を、例えば体温および／または脈拍の測定を通して求めるセンサが記載されている。これらの量からドライバー状態を表す信号が求められ、その際例えば従来技術から公知の判断基準が使用される。

図３には、実質的にソフトウェアモジュールとして実現されている、種々のモジュールから成る処理ユニットの構成の有利な実施例が示されている。第１のモジュール３００は車両内部のバスシステム３０２、例えばＣＡＮバスに結合されている。バスシステムを介して処理ユニットに、例えば操舵角、走行ペダル位置、ブレーキ操作、ヨーレートなどのような種々の作動量が供給される。供給される量は場合によっては調製されて処理ユニットの別のモジュールに転送され、そこで相応の量が評価される。

第２のモジュール３０４は車線識別のためのアルゴリズムを有している。このアルゴリズムには、車両前方のシーンを撮影するカメラ３０６の画像を表しているデータが供給される。車線識別アルゴリズムはカメラ画像から、車両の、縁マークに対する潜在距離、車両の、縁マークに対する角度並びに車線の曲率のような上述した量を求める。求められた量は以下に説明するように処理ユニットの別のモジュールが使用することができる。

別の形態において、求められた量（車線データ）に対して択一的にまたは補充として、車線変更もしくは行われようとする車線変更を指示する情報が伝送される。これは上述したように、例えば潜在距離および／または「タイム・ツー・ライン・クロッシング」の値に基づいて求められる。

別のモジュールは車線変更意図識別のためのモジュール３０８である。このモジュールは車線変更が意図的にまたは意図せずに行われるかどうかを区別するアルゴリズムを有している。実現のための手法は上に説明した通りである。このためにモジュール３０８には必要な作動量が供給される。これら作動量は車両内部のバスを介して供給され、例えば操舵角またはヨーレート、車両速度、加速度および／または例えば走行路縁マークに対する潜在距離、その変化および／または走行路縁に対する角度のような、車線検出アルゴリズム（モジュール３０４）が使用することができるようなものである。公知の仕方においてモジュール３０８はこの作動量に基づいて、車線変更が意図的に行われるのか意図せずに行われるのかの情報を求める。これらの情報は以下に説明するように更に、ドライバー状態の結果によって重み付けられる。

このことはモジュール３１０において行われる。このモジュールは更に相応の捕捉検出装置３１８ないし３２２からドライバー状態識別のために評価される量が供給される。これらの量は上述したように例えば機器の操作に関する情報、瞬きの頻度、ヘッド保持情報のような生理学的な情報である。これらの情報に基づいてモジュール３１０はドライバーの注意力（ドライバーの覚醒状態）の程度を求める。これは有利な実施例においてドライバーに情報エレメント３１２、例えばスケールを介して指示される。

更に、警告アルゴリズムを有しているモジュール３１４が設けられている。このモジュールにおいて、該モジュールに供給される情報（モジュール３０４からの車線データもしくは車線変更信号、モジュール３０８からのドライバー意図識別およびモジュール３１０からのドライバー状態）が供給される。それから車線データもしくは車線変更データからモジュール３１４は車線変更意図およびドライバー状態のための情報を考慮して警告を発し、これは警告エレメント３１６を介してドライバーに指示される。その際警告エレメント３１６は実施形態に応じてドライバーの光学的、音響的および／または触覚的な警告のためのアクチュエータを有している。その際モジュール３１４は、意図しない車線変更および／または非常に低くなっているドライバーの覚醒状態が生じているとき、警告信号を生成する。

更にドライバー状態識別のためのモジュール３１０と車線変更意図識別のためのモジュール３０８との間で情報が交換されかつ交換された情報に依存してそれぞれのモジュールにおいて措置がとられる。その際２つのモジュール間のインタフェースは、モジュール３１０からモジュール３０８にドライバーの覚醒状態（ドライバー状態）に関する状態が伝送され、一方モジュール３０８からモジュール３１０に車線変更意図に関する状態が伝送されるように定義されている。

有利な実施例において、意図しない車線踏み越えの、有利には単位時間当たりの頻度を表す量が伝送される。

意図しない車線逸脱の頻度に関する情報に対して補充的にまたはそれに代わって、モジュール３０８からモジュール３１０に少なくとも１つのしきい値、殊に車線境界に対する潜在距離に関するしきい値を意図せずに上回る発生頻度および／または「タイム・ツー・ライン・クロッシング」に対するしきい値を下回る頻度が伝送される。

図４には２つのモジュールの上に説明したパラメータ化の例が示されている。その際上述した信号が交換される。個々のモジュールにおいて次の推論がなされる。

モジュール３１０から得られる、ドライバーの覚醒状態もしくはドライバー状態に関する情報に基づいて、車線変更意図識別の機能が遮断される。殊に、よくないドライバー状態（著しく落ちている覚醒状態）において基本的に意図しない車線変更から出発し、こうしてモジュール３１４によって車線変更の都度警告される。この場合モジュール３０８はモジュール３１４に意図しない車線変更の情報をデフォルト値として伝送する。別の実施例において車線変更意図識別の警告しきい値は適応整合される。その際有利な実施例において車線変更意図識別のために使用されるしきい値が低減されて、警告の頻度に影響を及ぼすようにする。

有利な実施例において車線変更意図識別部には種々の入力パラメータ（操舵角、ヨーレート）が供給される。これらの入力は重み付けられる。重み付けられた入力値は所定のしきい値（しきい値は〔０，１〕間にある実数、通例は０．６である）を上回っているかについて検査される。入力値がこのしきい値を上回ると、ドライバー意図が推定される。つまり入力信号（重み付けられている）＞０．５であれば、ドライバー意図が存在し、０．５より小さいまたはそれに等しければ意図しない車線逸脱が存在する。このしきい値を高めると（例えば０．９に）、系全体の警告数が高められ、比較的小さなしきい値では（例えば０．１）系の警告の数を低減することができる。（付記：０．０の場合警告は行われず、１．０の場合は車線逸脱の都度警告される）。この手法は有利な実施例において警告の頻度に影響を及ぼすために実施される。

つまり著しく落ちている覚醒状態が識別されると、意図識別のしきい値は連続的に高められて、より頻繁に警告が行われるようにされる。

覚醒しているドライバー（高い覚醒度）の場合、低減される警告頻度が生じるようにされる、すなわちそこからは意図しない車線変更があるものとする判断基準が高められる。眠気のあるドライバー（低い覚醒度）の場合、警告頻度のしきい値は高められるので、ドライバーはより頻繁に警告される。有利な実施例においてこのことは、意図しない車線変更ありと識別する判断基準を下げることによって行われる。覚醒状態が著しく低下していることが検出されると、車線変更意図識別部は上述したように遮断される。

上に述べたように、モジュール３１０にはモジュール３０８から車線変更意図もしくは意図しない車線変更に関する情報が供給される。殊に、予め定めた時間期間内の意図しない車線変更の頻度または種々のしきい値、例えば車線境界までの潜在距離または縁マークに達するまでの時間を下回る事態の発生等を表している値が伝送される。モジュール３１０はこれらの情報を、少なくとも１つのしきい値を意図せずに越えるという発生頻度が上昇する場合もしくは意図しない車線変更の頻度が上昇する場合ドライバー状態は悪い方向に変化している、すなわちドライバーの覚醒度値は低減しているものと評価する。

車線変更識別およびドライバー状態識別が実施される処理ユニットの概観を示す略図 車線変更分類のための基本的な手法を車線逸脱警告との関連において示すフローチャート 車線変更意図識別部およびドライバー状態識別部を備えている車線逸脱警告器の例に基づいた処理ユニットの個別要素の構成を示す略図 予め定めた信号が交換される、車線変更意図識別モジュールとドライバー状態識別モジュールとの間のインタフェースの略図

Claims (9)

1. 車線変更の際に警告信号が出力されるドライバーサポート方法において、
   警告信号の出力は車線変更意図およびドライバー状態に依存している
   ことを特徴とする方法。
2. 警告信号は意図しない車線変更の際に生成される
   請求項１記載の方法。
3. 警告信号はドライバー状態がよくない場合もしくはドライバーの覚醒状態が低下している際に出力される
   請求項１または２記載の方法。
4. ドライバーの覚醒状態が低下している場合には、意図したまたは意図していない車線変更が存在しているか否かに無関係に、警告信号が出力される
   請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. ドライバー状態は車線変更の頻度および形式に関する情報に依存して求められる
   請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. ドライバー状態は意図しない車線変更の頻度に依存しておよび／または少なくとも１つの量の少なくとも１つのしきい値を意図せずに上回るという発生頻度に依存して決定される
   請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. ドライバーの覚醒状態が高い場合警告信号の生成の頻度は低減されるようにし、覚醒状態が下がっているドライバーの場合には高められかつドライバーの覚醒状態が著しく下がっている場合には原則として車線変更の都度警告が行われる
   請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 車線変更が生じると警告信号を出力するように構成されている処理ユニットを備えているドライバーサポート装置において、
   処理ユニットは、警告信号の出力の際に車線変更意図およびドライバー状態が考慮されるように構成されている
   ことを特徴とする装置。
9. 処理ユニットはドライバー状態を決定するための第１のモジュールと車線変更意図を求めるための第２のモジュールとを有しており、ここで２つのモジュールの間で情報が交換され、殊に車線変更意図識別モジュールはドライバー状態のモジュールからドライバー状態もしくはドライバーの覚醒状態に対する尺度を得かつドライバー状態識別モジュールは車線変更意図識別モジュールから意図しない車線変更の頻度に対する尺度もしくは少なくとも１つの量、有利には車線縁マークに対する潜在距離および／または車線マークと交差するまでの時間のしきい値を超える発生頻度に対する尺度を得る
   請求項８記載の装置。

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