JP3572977B2

JP3572977B2 - Travel control device for vehicles

Info

Publication number: JP3572977B2
Application number: JP835299A
Authority: JP
Inventors: 浩斎藤; 留美皆川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2019-01-14
Also published as: JP2000207692A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の自動的な操舵制御を行う車両用走行制御装置に関し、特に、分岐路や合流路のように、レーンマーカの分岐や合流が生じる場面においても、本線上のレーンマーカを安定して抽出可能することができる車両用走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用走行制御装置としては、例えば特開平９−９１４４０号公報に記載されたものが報告されている。
この発明は、図１２（ａ）に示すように、路面上の分岐部に描かれているレーンマーカ４１を自動的に認識して、車両の走行制御を行うものであり、車両の進行方向を特定しておき、路面上の複数の白線の中から進行方向に向かう白線を選択する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用走行制御装置にあっては、白線を１本のラインと想定して検出するように構成されているため、例えばゼブラゾーンのように不規則な描画が施された分岐路や合流路では、安定した白線検出性能を発揮させるのは難しい。
【０００４】
図１２（ｂ）に示すように、分岐部にレーンマーカが描かれていない場合、あるいは分岐部のレーンマーカに汚れやかすれがある場合には、操舵制御が分岐路側に振られてしまうことが考えられる。
また、安全を確保するためには、常に全ての白線を検出した後、操舵制御に必要な白線を選択する必要があるため、全ての白線を検出するのに要する計算処理の負担が大きいといった問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、その目的としては、計算機側に多大の負担をかけることなく、分合流位置での安全運転を確保することができ、操舵制御の信頼性を向上することができる車両用走行制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、走行路に表示されたレーンマーカを検出するレーンマーカ検出手段を備え、検出したレーンマーカに追随するように車両の進行方向を操舵制御する車両用走行制御装置において、道路の分合流位置を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、車両の現在位置及び進行方向を検出する現在位置検出手段と、この現在位置及び進行方向に基づいて、地図情報記憶手段から進行方向の分合流位置を読み出し、現在位置から当該分合流位置までの所要距離を算出する距離算出手段と、この所要距離が所定の基準距離に到達したか否かを判断する距離判断手段と、この所要距離が所定の基準距離に到達した場合には、地図情報記憶手段から進行方向に対する分合流路の存在方向を抽出する分合流位置方向抽出手段と、分合流位置で、かつ抽出した分合流路の存在方向とは逆方向のみを前記レーンマーカ検出手段に設定する観測方向設定手段とを備えることを要旨とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記進行方向の操舵制御に用いるレーンマーカの位置に関する情報を表示する表示手段を備えることを要旨とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記走行路に沿って設けられ、走行レーンを特定するための識別信号を発信する識別発信器から送信される識別信号を受信し、走行レーンを特定する走行レーン特定手段を備え、前記観測方向設定手段は、抽出された分合流路の存在方向と前記走行レーン特定手段が特定した走行レーン情報とに基づいて、前記検出すべきレーンマーカの存在方向を設定することを要旨とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、前記観測方向設定手段は、分合流路の存在方向が左側でありかつレーン情報が分合流側の左側レーンである場合は右側に存在するレーンマーカのみを、あるいは分合流路の存在方向が右でありかつレーン情報が分合流側の右側レーンである場合は左側に存在するレーンマーカのみを、検出すべきことを設定することを要旨とする。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、道路の分合流位置を含む地図情報を記憶しておき、車両の現在位置及び進行方向を検出して進行方向の分合流位置位置を読み出し、現在位置から当該分合流位置までの所要距離を算出する。ここで、この所要距離が所定の基準距離に到達した場合には、地図情報記憶手段から進行方向に対する分合流路の存在方向を抽出し、分合流位置で、かつ抽出した分合流路の存在方向とは逆方向のみを検出すべきレーンマーカの存在方向として設定することで、分合流路の存在方向とは逆方向に表示されたレーンマーカを検出して操舵制御するので、分合流位置での安全運転を確保することができ、操舵制御の信頼性を向上することができる。
【００１１】
請求項２記載の本発明によれば、進行方向の制御に利用しているレーンマーカの位置に関する情報を表示する。この結果、車両の運転が自動的な操舵制御であってもレーンマーカを確認でき、分合流位置での安全運転を確保することができ、操舵制御の信頼性を向上することができる。
【００１２】
請求項３記載の本発明によれば、走行路に沿って設けられ、走行レーンを特定するための識別信号を発信する識別発信器から送信される識別信号を受信し、走行レーンを特定するようにしておき、前記抽出された分合流路の存在方向とこの特定した走行レーン情報とに基づいて、検出すべきレーンマーカの存在方向を設定することで、分合流路の存在方向とは逆方向に表示されたレーンマーカを検出して操舵制御するので、分合流位置での安全運転を確保することができ、操舵制御の信頼性を向上することができる。
【００１３】
請求項４記載の本発明によれば、分合流路の存在方向が左でありかつレーンマーカ情報が分合流側の左側レーンである場合は右側に存在するレーンマーカのみを、あるいは分合流路の存在方向が右でありかつレーンマーカ情報が分合流側の右側レーンである場合は左側に存在するレーンマーカのみを、検出すべきレーンマーカとして設定することで、車両の運転が自動的な操舵制御であっても分合流位置での高度の安全運転を確保することができ、操舵制御の信頼性を向上することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用走行制御装置のブロック構成を示す図である。
操舵制御開始スイッチ１は、操舵制御の開始を指示するために車室内に設けられた機械式スイッチからなり、自動運転モード開始時にドライバの操作により車両用走行制御装置に入力される。
【００１５】
現在位置算出部３は、ＧＰＳ受信機１６を介して複数のＧＰＳ衛星から受信される時間情報に基づいて、車両の現在位置を表す緯度経度を算出するとともに、単位時間当たりの現在位置の変化量に基づいて進行方向を算出する。
また、現在位置算出部３は、走行中の道路リンクが後述する操舵制御可否情報を有していない道路の場合には、操舵制御を許可しないことを表す操舵制御不可情報Ｔを操舵制御解除報知部３７に出力する。
【００１６】
なお、現在位置算出部３では、現在位置から分合流位置までの所要距離を算出するために、ＧＰＳ受信機１６からの時間情報を用いたが、道路に設置された電波ビーコンや光ビーコン、道路に埋設された磁気ネイル等から前方の分合流位置までの距離情報を送信するようにしておき、車両側ではこれらの距離情報を受信して必要な情報を獲得するようにすれば、同様の機能を実現することができる。
【００１７】
地図データベース４は、地図データ内の道路リンクに、インターチェンジヘの出入口や高速バスのバス停出入口、非常停止ゾーンヘ出入口等の分流点の位置と方向、合流点の位置と方向を予め記憶している。また、地図データとして道路リンクやノード等の情報、道路区間毎に操舵制御を許可する高速道路や有料道路等の道路か否かを表す操舵制御可否情報、さらに操舵制御を許可する道路に関して分岐路Ｎや合流路Ｍがあるか否かを表す分岐合流路情報、道路上の分合流位置及び存在方向を表す分岐合流位置方向情報（緯度、経度、右または左）等が記録されている。
【００１８】
分合流位置方向抽出部５は、現在位置算出部３により検出された車両の現在位置及び進行方向に基づいて、地図データベース４から現在の道路リンクと進行方向の道路リンク上にある分合流位置方向情報を読み出し、現在位置からその分合流位置４３までの所要距離を算出し、分合流路の存在方向を抽出する。
【００１９】
レーンマーカ観測方向設定部７は、車両が追随すべきレーンマーカの観測方向（左のみ、右のみ、または左右双方）、すなわち、検出すべきレーンマーカの存在方向をレーンマーカ検出部１１に設定する。
着目レーン情報表示部９は、モニタからなり、レーンマーカ観測方向設定部７で設定した車両が追随すべきレーンマーカを画面に表示する。このモニタは、ナビゲーション装置に用いられるモニタと共通して用いてもよい。
【００２０】
レーンマーカ検出部１１には、車両前方を撮像するＣＣＤカメラ等からなる撮像部１０と、この撮像部１０により撮影された前方画像から例えば画像中のエッジ情報を抽出する画換処理部１２とが接続されている。また、レーンマーカ検出部１１は、レーンマーカ観測方向設定部７により設定された車両が追随すべきレーンマーカの観測方向（左のみ、右のみ、または左右双方）に対応する画像領域のレーンマーカを検出する。レーンマーカ検出部１１は、抽出されたエッジ画像の方向性に基づいて、レーンマーカらしさを評価し、確実性の高いエッジ点をレーンマーカ４１の構成点として検出する。
【００２１】
レーン曲率算出部１３は、レーンマーカの複数の構成点に基づいて、カメラパラメータ１４を参照しながら前方の道路のレーン曲率を算出する。
制御量算出部２１には、現在の車速を検出する車速検出部１５と、現在の操舵角を検出する操舵角検出部１７と、現在のスロットル開度を検出するスロットル開度検出部１９とが接続されている。この制御量算出部２１は、現在の車速と操舵角とスロットル開度及びレーン曲率に基づいて、車両の制御に必要な車両パラメータの制御量を算出する。
【００２２】
操舵部２３は、制御量算出部２１で算出された制御量に基づいてステアリング等を操舵制御する。スロットル開度調整部２５は、制御量算出部２１で算出された制御量に基づいてスロットル開度を調整する。
【００２３】
操舵制御解除判断部３３には、ドライバによる操舵介入を検出する操舵介入検出部２７と、ドライバによる加速意図を検出する加速意図検出部２９と、ドライバによる減速意図を検出する減速意図算出部３１とが接続されている。操舵制御解除判断部３３は、ドライバによる操舵介入、加速意図、減速意図等の割り込み信号に応じて操舵制御を解除することを判断する。
【００２４】
操舵制御解除部３５は、操舵制御の解除信号をスロットル開度調整部２５及び操舵部２３に出力してドライバに操舵を任せ、さらに、解除報知信号Ｒを操舵制御解除報知部３７に出力する。操舵制御解除報知部３７は、操舵制御を解除することを例えばインジケータやブザーやチャイムを用いてドライバに報知する。
【００２５】
ＣＰＵ２は、内部ＲＯＭ及びタイマを有し、上述した現在位置算出部３、分合流位置方向抽出部５、レーンマーカ観測方向設定部７、レーンマーカ検出部１１、画換処理部１２、レーン曲率算出部１３、カメラパラメータ１４、制御量算出部２１、操舵制御解除判断部３３等の内部ＲＯＭに記憶されているソフトウエアモジュールに従って装置を制御する。また、ＣＰＵ２には演算処理に用いるＲＡＭ８が接続されており、装置の制御状態を表す変数が変更可能に記憶されている。
【００２６】
次に、図２、５、６に示す説明図、図３、４、７に示すフローチャートを参照して車両用走行制御装置の動作を説明する。
図２に示すように、路面３９には白線のレーンマーカ４１が複数本レーン毎に表示されている。白線のレーンマーカ４１は路面３９の両側では連続した線であり、内部レーンでは連続した破線である。
【００２７】
分合流位置４３について図２（ａ）では分岐路Ｎを、図２（ｂ）には合流路Ｍをそれぞれ示し、これらを総称簡略して分合流路と称し、その位置を以下単に分合流位置ということとする。
なお、図５、図６は図２と同様に分合流位置４３を有する道路を示しており、路面３９には白いレーンマーカ４１が記されてる。
【００２８】
まず、図３においてステップＳ１０では、ＣＰＵ２は、ドライバにより操舵制御開始スイッチ１が操作され、操舵制御を開始するための指示を受け付けたか否かを判断する。
そして、操舵制御開始を表す指示を受け付けた場合には、ステップＳ２０では、現在位置算出部３は、車両の現在位置と進行方向を算出する。すなわち、現在位置算出部３は、ＧＰＳ受信機１６を介して検出した車両の現在位置での緯度経度情報と前回のサンプリング時での緯度経度情報とを参照して車両の進行方向情報を算出し、さらに、地図データベース４に記憶されている道路リンク情報とマップマッチングして車両の現在位置と進行方向を道路リンク上に補正して決定する。
【００２９】
決定された車両の現在位置は、図５に示すように、ナビゲーション装置と共通に使用可能な着目レーン情報表示部９の画面左側の地図上に表示される。
ここで、ステップＳ３０では、現在位置算出部３はマップマッチングした現在走行中の道路について、地図データベース４から操舵制御可否情報を読み出し、操舵制御が可能（許可）な道路か否かを判断するとともに、操舵制御可否情報Ｔを分合流位置方向抽出部５と操舵制御解除報知部３７に送る。
【００３０】
操舵制御不可情報Ｔは、分合流位置方向抽出部５では無視されるが操舵制御解除報知部３７では受け付けられる。操舵制御が不可能な道路の場合には、ステップＳ４０では、操舵制御解除報知部３７は、操舵制御を行えない旨（操舵解除）をドライバに報知し、ステップＳ１０に戻る。また操舵制御が不可能な道路は市街地や町村の一般道路であり、ドライバによる手動運転となる。
【００３１】
一方、操舵制御が可能な道路の場合には、操舵制御可情報、分岐路合流路情報（左、右）、分合流位置情報（緯度経度値）とが分合流位置方向抽出部５に送られ、以下のステップＳ５０〜Ｓ８０までの処理が行われる。
ここで、ステップＳ５０では、分合流位置情報（緯度経度値）と進行方向の道路リンクとに基づいて、前方に分合流位置があるか否かを判断する。
【００３２】
分合流位置方向抽出部５は現在位置算出部３を介して地図データベース４から得た道路リンク上の分合流位置を表す分合流位置情報（緯度経度値）を検索することによって、得られた情報に基づいて判断する。現在位置から目的地までの道路リンク間には複数の分合流位置が存在する可能性があり、複数ある場合はそのうち現在位置に最も近い分合流位置を算出し選定する。
【００３３】
進行方向前方に分合流位置がある場合には、ステップＳ６０では、分合流位置方向抽出部５は、さらに、ステップＳ２０で受信した現在位置情報（緯度経度値）と、ステップＳ５０で得た分合流位置情報（緯度経度値）に基づいて、現在位置から前方の分合流位置４３までの所要距離Ｄを算出する。そして、分合流位置方向抽出部５は、算出した分合流位置４３までの所要距離ＤをＲＡＭ８に格納する。
【００３４】
そして、ステップＳ７０では、分合流位置方向抽出部５は、分合流位置４３までの所要距離Ｄが予め記憶してある所定のしきい値Ｄｔｈよりも小さいか否かを判断する。なお、しきい値Ｄｔｈは、分合流位置におけるレーンマーカ検出処理に移行する距離しきい値で、例えば２００ｍが予めセットされている。ここで、所要距離Ｄがしきい値Ｄｔｈより小さい場合にはステップＳ８０に進み、分合流位置４３に接近していると判断され場合には、分合流位置方向抽出部５は再び地図データベース４から分合流方向を検出する。すなわち、分合流位置方向抽出部５は、分岐路や合流路の存在方向（進行路の右側にあるのか左側にあるのか）を検出する。
【００３５】
ステップＳ９０では、レーンマーカ観測方向設定部７は、ステップＳ５０、ステップＳ７０、ステップＳ８０での処理結果に基づいて、追随すべきレーンマーカが左右いずれか、または左右同時か等の検出すべきレーンマーカの存在方向をレーンマーカ検出部１１に設定する。
【００３６】
次に、図４を参照して、図３に示すステップＳ９０の動作を詳しく説明する。ここでは、ステップＳ８０又は、ステップＳ５０又は、ステップＳ７０での処理実行された後、ステップＳ９０に進む。
まず、ステップＳ８０からステップＳ２００に進むと、地図データベース４から読み出した前方の分合流方向が左側にある場合は、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、図２、図５、図６において分合流のために、左（分合流位置４３）側のレーンマーカ４１が間もなく消え、左側のレーンマーカ４１に追随すると走行目的路から外れるおそれがあるので、連続している右側のレーンマーカ４１のみを検出する（右側のレーンマーカ４１のみに追随して車両を走行させるため）ようにレーンマーカ検出部１１に設定する。
【００３７】
ステップＳ２００で、地図データベース４５から読み出した前方の分合流方向が（図示しないが）右側にある場合は、ステップＳ２２０に進み、分合流のために、同様に右（分合流位置４３）側のレーンマーカが間もなく消えるので、連続している左側のレーンマーカのみを検出する（左側のレーンマーカ４１のみに追随して車両を走行させるため）ようにレーンマーカ検出部１１に設定する。
【００３８】
一方、ステップＳ５０で前方に分合流点がないと判断された時、又はステップＳ７０で分合流点まで遠いと判断された時は、ステップＳ２３０に進み、分合流位置が遠くにあり、暫らく左右両側のレーンマーカ４１が安定して連続しており、連続している左右両側の双方のレーンマーカ４１を検出する（左右両側のレーンマーカ４１に追随して車両を走行させるため）ようにレーンマーカ検出部１１に設定する。
【００３９】
ステップＳ９０で検出すべきレーンマーカ４１の存在方向がレーンマーカ検出部１１に設定された後に、ステップＳ１００では、着目するレーンマーカ４１を着目レーン情報表示部９に表示する。これは、操舵制御システムが、どちら側のレーンマーカに着目して動作しているかをドライバに報知するためであるので、画面に図５、図６に示すように表示してドライバに視認させる。
【００４０】
図５は、着目しているレーン情報を、ナビゲーション装置による地図表示とともに、着目レーン情報表示部９に表示した例である。同図では左半分に地図を右半分に着目しているレーンマーカ４１をそれぞれ表示する。左分岐路手前であるため、右側のレーンマーカ４１に着目していることを、レーンマーカ検出部１１の撮像部１０で撮影した画像情報の右下部を特に網掛けすることによって表現している。
【００４１】
ステップＳ１１０では、レーンマーカ検出部１１は、道路上のレーンマーカ４１の位置を検出する。すなわち、車両前方に向けて設置された撮像部１０で撮像された前方風景を画像処理部１２に送り、画像処理部１２で入力画像に対してエッジ検出を行う。さらに、レーンマーカ検出部１１では、エッジの方向性を用いてレーンマーカらしさを評価し、確実性の高いエッジ点の集合をレーンマーカ４１として検出する。
【００４２】
ここで、図５、図６を参照して、車両前方より右側に位置するレーンマーカ４１を検出する方法について説明する。
図６に示すように、レーンマーカ４１を検出するための対象領域としては、レーンマーカ観測方向設定部７によりレーンマーカ検出部１１に前もって設定されているので、画面上でのレーンマーカ４１を明確に捕捉可能な線分Ｂ−Ｂより下部の画像領域に限定する。
【００４３】
車両前方より右側のレーンマーカ４１に着目するために、画面中央の線分Ａ−Ａから右側に向かって、レーンマーカ４１を構成するエッジ点を探索する。図６に示すように、右横方向の矢印で示す５個のエッジ点を検出しているので、これらをレーンマーカ４１の構成点とする。なお、車両前方より左側のレーンマーカも同様の手順で検出することができる。
【００４４】
そして、図２に移り、ステップＳ１２０では、レーン曲率算出部１３は、レーンマーカ検出部１１により検出したレーンマーカの構成点に基づいて、レーンマーカ４１の曲がり量を調べて道路前方の曲率を算出する。すなわち、検出されたレーンマーカ４１の画像上の構成点列に基づいて、実曲率に換算する処理を行う。この換算では、レーンマーカを撮像している撮像部１０のカメラパラメータ１４に依存するため、予め換算率を求めて変換テーブルを作成しておき、この変換テーブルに基づいて換算すればよい。
【００４５】
そして、ステップＳ１３０では、操舵制御を行うために必要な現在の車両状態として、速検出部１５、操舵角検出部１７及びスロットル開度検出部１９からそれぞれ速度、操舵角及びスロットル開度が制御量算出部２１に送られモニタされる。
そして、ステップＳ１４０では、制御量算出部２１は、現在の車両状態と道路前方のレーン曲率とに基づいて、変動させるべき操舵量とスロットル開度を周知の演算方法を用いて算出する。
【００４６】
ここで、ステップＳ１５０では、制御量算出部２１は、算出した各種制御量が所定の範囲内にあるか否かを判断する。制御範囲内である場合にはステップＳ１６０に進み、操舵部２３とスロットル開度調整部２５にそれぞれ制御信号を送る。この結果、操舵部２３とスロットル開度調整部２５では所定の操舵制御が行われる。
【００４７】
他方、ステップＳ１５０で制御量算出部２１により制御範囲外であると判断された場合にはステップＳ１７０に進み、操舵制御解除判断部３３に操舵制御を強制的に解除するための強制解除信号Ｙを出力する。この強制解除信号Ｙを受けた操舵制御解除判断部３３は、この先操舵制御を解除するための解除信号Ｑを操舵制御解除部３５に送る。そして、操舵制御解除部３５はスロットル開度調整部２５及び操舵部２３に解除信号を出力して操舵制御を解除しドライバに操舵を任せるとともに、解除報知信号Ｒを操舵制御解除報知部３７に出力する。この結果、操舵制御が解除され、続いてステップＳ４０で、操舵制御が解除された旨がドライバに報知される。
【００４８】
このようにして、車両の運転を連続しているレーンマーカ４１に従って自動的に追随させることができる。この結果、分合流位置４３での安全運転を確保することができ、操舵制御の信頼性を向上することができる。
【００４９】
ここで、図７を参照して、車両が高速道路や有料道路を自動制御で走行中に行われる割り込み処理について説明する。なお、これら割り込みは分岐路を離脱する時、レーンチェンジを行う時、加速、減速時に発生する。
なお、操舵介入検出部２７はステアリング回転軸から回動信号がある場合には操舵制御解除判断部３３に割り込み信号を送り、また、加速意図検出部２９はアクセルペダルから踏み込み信号ある場合には操舵制御解除判断部３３に割り込み信号を送り、さらに、減速意図算出部３１はブレーキペダルから踏み込み信号ある場合には操舵制御解除判断部３３に割り込み信号を送るようになっており、これらの割り込み信号が操舵制御解除判断部３３に受け付けられたときには、図７に示す割り込み処理ルーチンに進む。
【００５０】
まず、ステップＳ１８０では、操舵介入検出部２７から操舵制御解除判断部３３に操舵介入を表す割り込み信号が送られたか否かを判断する。操舵介入がある場合には、操舵制御解除判断部３３は操舵制御解除部３５に解除信号Ｑを送り、ステップＳ１７０に進み、操舵制御解除部３５はスロットル開度調整部２５及び操舵部２３に解除信号を出力して操舵制御を解除してドライバによる手動操作に移行する。
また、ステップＳ１９０では、加速意図検出部２９から操舵制御解除判断部３３に加速意図を表す割り込み信号が送られたか否かを判断する。加速意図がある場合には、操舵制御解除判断部３３は操舵制御解除部３５に解除信号Ｑを送り、ステップＳ１７０に進み、操舵制御解除部３５はスロットル開度調整部２５及び操舵部２３に解除信号を出力して操舵制御を解除してドライバによる手動操作に移行する。
【００５１】
さらに、ステップＳ２００では、減速意図算出部３１から操舵制御解除判断部３３に減速意図を表す割り込み信号が送られたか否かを判断する。減速意図がある場合には、操舵制御解除判断部３３は操舵制御解除部３５に解除信号Ｑを送り、ステップＳ１７０に進み、操舵制御解除部３５はスロットル開度調整部２５及び操舵部２３に解除信号を出力して操舵制御を解除してドライバによる手動操作に移行する。
また、減速意図を表す割り込み信号がない場合には、ステップＳ１８０に戻り割り込み信号を待つ。
【００５２】
（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態に係る車両用走行制御装置のブロック構成を示す図である。第１の実施の形態と同一構成となる部分には同一番号を付して説明は省略し、同じ動作のステップ部分の説明は簡略する。
【００５３】
図９（ａ）、（ｂ）には左からＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４レーンの道路を示し、路面３９には白線のレーンマーカ４０、４１、４２が複数本のレーン毎に表示されている。白線のレーンマーカ４０、４１は路面３９の両側では連続した幅のある帯線であり、内部レーンでは連続した幅のある帯破線である。
【００５４】
道路には、これらレーンマーカ４０、４１、４２に沿って電波ビーコン、光ビーコンや磁気ネイルを備え、各レーンマーカ固有の識別信号を発信する識別発信器が設けてある。
【００５５】
一方、車両側の車両用走行制御装置には、図８に示すように、電波ビーコン、光ビーコンや磁気ネイル等の走行路に沿って設けられた識別発信器から発信される識別信号を受信する走行レーン特定部６を設ける。
【００５６】
次に、図９、図５及び図６に示す説明図と、図１０及び図１１に示すフローチャートを参照して、車両用走行制御装置の動作を説明する。
まず、ステップＳ３００では、ＣＰＵ２は、ドライバにより操舵制御開始スイッチ１が操作されか否かを判断する。
【００５７】
そして、操舵制御開始を受け付けた場合には、ステップＳ３１０では、現在位置算出部３は、ＧＰＳ受信機１６を介して複数のＧＰＳ衛星から受信される時間情報に基づいて、車両の現在位置を表す緯度経度を算出するとともに、地図データベース４を参照して地図上の位置と、単位時間当たりの現在位置の変化量に基づいて進行方向を算出する。車両の現在位置は図５の左側に示すように、ナビゲーション装置の画面に地図上に表示される。
【００５８】
ここで、ステップＳ３２０では、現在位置算出部３は走行中の道路について、地図データベース４から操舵制御可否情報を読み出し、操舵制御が可能（許可）な道路か否かを判断するとともに、操舵制御可否情報Ｔを分合流位置方向抽出部５と操舵制御解除報知部３７に送る。
【００５９】
操舵制御不可情報Ｔは、操舵制御解除報知部３７では受け付けられ、ステップＳ３３０では、操舵制御解除報知部３７は、操舵制御を行えない旨をドライバに報知し、ステップＳ３００に戻る。
【００６０】
一方、操舵制御が可能な道路の場合には、操舵制御可情報、分岐路合流路情報（左、右）、分合流位置情報（緯度経度値）とが分合流位置方向抽出部５に送られ、以下のステップＳ３４０に進む。
【００６１】
ステップＳ３４０では、走行レーン特定部６は、図９において、レーンＡとレーンＢのうちどのレーン上を走行中であるかを特定する。レーンＡやレーンＢ等の頭上に一定間隔毎にそれぞれ設けた識別発信器から発信される電波ビーコンに走行レーン情報（レーン識別番号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等）を付加して送信するようにしておき、この走行レーン情報を走行レーン特定部６で受信し、その真下を通過した時、特定のレーン上を走行していると判断する。
【００６２】
ステップＳ３５０では、分合流位置情報（緯度経度値）と進行方向の道路リンクとに基づいて、前方に分合流位置があるか否かを判断する。
【００６３】
進行方向前方に分合流位置がある場合には、ステップＳ３６０では、分合流位置方向抽出部５は、現在位置から前方の分合流位置４３までの所要距離Ｄを算出する。
【００６４】
そして、ステップＳ３７０では、分合流位置方向抽出部５は、分合流位置４３までの所要距離Ｄがしきい値Ｄｔｈよりも小さいか否かを判断する。
【００６５】
ここで、所要距離Ｄがしきい値Ｄｔｈより小さい場合にはステップＳ３８０に進み、分合流位置方向抽出部５は再び地図データベース４にアクセスし、分合流方向を抽出する。
すなわち、地図データベース４には高速道路や有料道路の分流・合流、サービスエリア、レーン数等の詳しい道路データが予め格納されており、当然分岐路や合流路の存在方向（進行路の右側にあるのか左側にあるのか）も格納されているので、現在位置の近傍の道路データを、全ファイルの中からデータベース検索の手法で抽出する。
【００６６】
ステップＳ３９０では、レーンマーカ観測方向設定部７は、ステップＳ３５０、ステップＳ３７０、ステップＳ３８０の結果に基づいて、追随すべきレーンマーカの存在方向（検出すべきレーンマーカはどれか）をレーンマーカ検出部１１に設定する。
【００６７】
図１１を参照して、ステップＳ３９０に示す動作を詳しく説明する。ここでは、図１０に示すステップＳ３８０又は、ステップＳ３５０又はステップＳ３７０での処理が実行された後、ステップＳ３９０に進む。
【００６８】
まず、ステップＳ３８０からステップＳ５００に進むと、地図データベース４から読み出した前方の分合流方向が左側にある場合は、ステップＳ５１０に進み、図９、図５において分合流側のレーンＡを走行中か分合流反対側のレーンＢを走行中か判断する。分合流側のレーンＡを走行中ならステップＳ５２０に進む。分合流のために、左側のレーンマーカが間もなく消えるので、レーンマーカ検出部１１は連続している右側のレーンマーカ４１のみを検出するようにレーンマーカ検出部１１に設定し、右側のレーンマーカ４１のみに追随して車両を走行させる。
【００６９】
ステップＳ５００で、地図データベース４５から読み出した前方の分合流方向が右にある場合は、ステップＳ５３０に進み、図示しないが容易に予想できるように右側の分合流側のレーンを走行中か、右側の分合流反対側のレーンを走行中か判断する。右側の分合流側のレーンを走行中の場合にはステップＳ５４０に進む。分合流のために右側のレーンマーカが間もなく消えるので、レーンマーカ検出部１１は連続している左側のレーンマーカ４１のみを検出するようにレーンマーカ検出部１１に設定し、左側のレーンマーカ４１のみに追随して車両を走行させる。
【００７０】
ステップＳ３５０及びステップＳ３７０からの継続と、ステップＳ５１０で図９、図５において左側の分合流反対側のレーンＢを走行中の場合と、ステップＳ５３０で右側の分合流反対側のレーンを走行中の場合には、ステップＳ５５０に進む。
【００７１】
分合流位置が遠くにあるか、または分合流反対側にある場合も左右のレーンマーカ４１が連続しており、レーンマーカ検出部１１は連続している左右の双方のレーンマーカ４１を検出し、左右のレーンマーカ４１に追随して車両を走行させる。
【００７２】
なお、３車線以上の道路について、図９（ａ）、（ｂ）に示すレーンＣやレーンＤ等中央レーンを走行中の時は、分合流位置にかかわらず左右両方のレーンマーカが連続するので、これらを検出対象とすればよい。
【００７３】
ステップＳ３９０で検出すべきレーンマーカ４１が選定された後のステップＳ４００〜Ｓ４７０までの動作、及び割り込み動作は第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００７４】
なお、第１または第２の実施の形態は、ナビゲーション装置でよく利用される経路誘導機能を併用して実施することも可能である。この場合、基本的な作用は第１または第２の実施の形態と共通であり、誘導経路が分岐賂に近づいた時、「そろそろ左（右）分岐です」という音声ガイドを出力し、ドライバに操舵を委ねる警告情報を報知することができる。
【００７５】
また、第１または第２の実施の形態に記載した現在位置算出部３は必ずしも必要でなく、例えば、走行レーン特定部６が利用した電波、光ビーコンや磁気ネイルから、前方の分岐合流情報を車両に送信し、車両側ではこれを受信して必要な情報を獲得すれば、同様の機能を実現できる。
【００７６】
以上説明したように、本発明によると、走行中に、進行方向前方のインターチェンジ出入口や高速バスのバス停への出入非常停止ゾーンヘの出入口等の分岐情報や合流情報を獲得して、分岐路や合流路付近では、ゼブラゾーン等によるレーンマーカを検出する際の画像ノイズに惑わされることなく、本線レーンマーカに沿った、安定した操舵制御が可能となる。また、分岐合流部分にレーンマーカが描かれていない場合や不鮮明であっても、本線レーンマーカに沿った、安定した操舵制御が可能となる。
【００７７】
さらに、第２の実施の形態によると、左右両側のレーンマーカ情報を利用して操舵制御を行わせることにより、より信頼性の高いレーントレースが可能となる。
さらにまた、常に必要な方向のレーンマーカの検出しか行わないため、計算処理に要する負荷低減に寄与することができる。また、現在の検出対象となるレーンマーカの存在方向を表示するため、操舵制御時の安心感の向上や、ドライバの介入判断がし易くなる。
【００７８】
この結果、分合流位置での安全運転を確保することができ、操舵制御の信頼性を向上することができる。特に、高速道路上のジャンクションでの安全運転を確保することができ、操舵制御の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る車両用走行制御装置のブロック構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係る車両用走行制御装置の分岐路での動作を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施の形態に係る車両用走行制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施の形態に係る車両用走行制御装置の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の車両用走行制御装置の分岐路で地図とレーンマーカー表示の様子を示す図である。
【図６】本発明の車両用走行制御装置のレーンマーカを認識する動作を説明するための図である。
【図７】本発明の車両用走行制御装置の割り込み動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施の形態に係る車両用走行制御装置のブロック構成を示す図である。
【図９】本発明の第２実施の形態に係る車両用走行制御装置の分岐路での動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２実施の形態に係る車両用走行制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施の形態に係る車両用走行制御装置の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】従来の車両用走行制御装置の分岐路での動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１操舵制御開始スイッチ
２ＣＰＵ
３現在位置算出部
４地図データベース
５分合流位置方向抽出部
６走行レーン特定部
７レーンマーカ観測方向設定部
８ＲＡＭ
９着目レーン情報表示部
１０ＣＣＤカメラ
１１レーンマーカ検出部
１２画像処理部
１３レーン曲率算出部
１４カメラパラメータ
１５車速検出部
１６ＧＰＳ受信機
１７操舵角検出部
１９スロットル開度合検出部
２１制御量算出部
２３操舵部
２４モニター
２５スロットル開度調整部
２７操舵介入検出部
２９加速意図検出部
３１減速意図検出部
３３操舵制御解除判断部
３５操舵制御解除部
３７操舵制御解除報知部
３９路面
４１、４２レーンマーカ
４３分合流位置
Ｄ所要距離
Ｄｔｈ所定値
Ｑ解除信号
Ｒ解除報知信号
Ｔ操舵制御不可信号[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicular travel control device that performs automatic steering control of a vehicle, and particularly, in a scene where a lane marker branches or merges, such as a branch road or a merging path, stably sets a lane marker on the main line. The present invention relates to a vehicle travel control device that can be extracted.
[0002]
[Prior art]
As a conventional vehicle travel control device, for example, a device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-91440 has been reported.
As shown in FIG. 12A, the present invention automatically recognizes a lane marker 41 drawn at a branch on a road surface and controls the traveling of the vehicle, and specifies the traveling direction of the vehicle. In addition, there is disclosed a technique of selecting a white line heading in the traveling direction from a plurality of white lines on a road surface.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional vehicle travel control device is configured to detect a white line as a single line, a branch road on which irregular drawing is performed, such as a zebra zone, is used. It is difficult to exhibit stable white line detection performance in a combined channel.
[0004]
As shown in FIG. 12B, when the lane marker is not drawn on the branch portion, or when the lane marker of the branch portion is dirty or blurred, the steering control may be shifted to the branch road side. .
In addition, in order to ensure safety, it is necessary to always select all white lines necessary for steering control after detecting all white lines, so that the load of calculation processing required to detect all white lines is large. There is.
[0005]
The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to ensure safe driving at a branching / joining position without imposing a great burden on a computer side, and to improve reliability of steering control. It is an object of the present invention to provide a traveling control device for a vehicle that can perform the driving.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 includes a lane marker detecting unit that detects a lane marker displayed on a traveling road, and controls the traveling direction of the vehicle so as to follow the detected lane marker. In the control device, map information storage means for storing map information including a road junction position, current position detection means for detecting the current position and traveling direction of the vehicle, and map information based on the current position and traveling direction. A distance calculating unit that reads a branching position in the traveling direction from the storage unit and calculates a required distance from the current position to the branching position; and a distance determination that determines whether the required distance has reached a predetermined reference distance. Means for extracting the direction of existence of the branch flow path with respect to the traveling direction from the map information storage means when the required distance reaches a predetermined reference distance. And the direction extracting means, At the junction and The direction opposite to the direction of the extracted branch channel only And an observation direction setting means for setting the observation direction in the lane marker detection means.
[0007]
In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 2 includes a display unit that displays information on a position of a lane marker used for steering control in the traveling direction.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in order to solve the above-described problem, the vehicle receives an identification signal transmitted from an identification transmitter that transmits an identification signal for identifying a traveling lane and is provided along the traveling path. A traveling lane identifying unit that identifies a lane, wherein the observation direction setting unit is configured to determine the lane marker to be detected based on the extracted direction of the branch channel and the traveling lane information identified by the traveling lane identifying unit. The point is to set the existence direction.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, the observation direction setting means exists on the right side when the direction in which the branch channel is present is on the left side and when the lane information is the left lane on the branch side. The gist is to set that only the lane marker or the lane marker existing on the left side should be detected if the direction of existence of the merging channel is right and the lane information is the right lane on the merging side.
[0010]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the map information including the road junction position is stored, the current position and the traveling direction of the vehicle are detected, and the junction position in the traveling direction is read out, and the current position is read from the current position. The required distance to the junction position is calculated. Here, when the required distance reaches a predetermined reference distance, the direction in which the branch flow path exists with respect to the traveling direction is extracted from the map information storage means, At the junction and The direction opposite to the direction of the extracted branch channel only Is set as the existing direction of the lane marker to be detected, the lane marker displayed in the opposite direction to the existing direction of the branch flow path is detected and steering control is performed, so that safe driving at the branch merge position can be ensured. It is possible to improve the reliability of the steering control.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, information on the position of the lane marker used for controlling the traveling direction is displayed. As a result, the lane marker can be confirmed even when the vehicle is driven by automatic steering control, safe driving at the branching / joining position can be ensured, and the reliability of the steering control can be improved.
[0012]
According to the third aspect of the present invention, the identification signal transmitted from the identification transmitter that is provided along the traveling path and transmits the identification signal for identifying the traveling lane is received, and the traveling lane is identified. By setting the direction of the lane marker to be detected based on the extracted direction of the combined flow path and the specified traveling lane information, the direction of the existing combined flow path is opposite to the direction of the presence of the combined flow path. Since the steering control is performed by detecting the displayed lane marker, safe driving at the merging position can be ensured, and the reliability of the steering control can be improved.
[0013]
According to the fourth aspect of the present invention, when the direction of the branch channel is left and the lane marker information is the left lane on the branch side, only the lane marker existing on the right side or the direction of the branch channel exists Is right and the lane marker information is the right lane on the merging side, only the lane marker existing on the left is set as the lane marker to be detected, so that even if the vehicle operation is automatic steering control, It is possible to ensure a high degree of safe driving at the merging position and improve the reliability of steering control.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a block configuration of a vehicle travel control device according to a first embodiment of the present invention.
The steering control start switch 1 is a mechanical switch provided in the vehicle interior for instructing the start of steering control, and is input to the vehicle travel control device by a driver's operation when the automatic driving mode is started.
[0015]
The current position calculation unit 3 calculates the latitude and longitude indicating the current position of the vehicle based on time information received from a plurality of GPS satellites via the GPS receiver 16, and calculates the amount of change in the current position per unit time. The traveling direction is calculated based on.
When the road link on which the vehicle is traveling does not have the steering control availability information described below, the current position calculation unit 3 sends the steering control disable information T indicating that the steering control is not permitted to the steering control release notification. Output to the unit 37.
[0016]
The current position calculation unit 3 uses the time information from the GPS receiver 16 to calculate the required distance from the current position to the junction position. However, the current position calculation unit 3 uses a radio beacon, an optical beacon installed on the road, If the distance information from the magnetic nail etc. buried in the vehicle to the front junction position is transmitted and the vehicle side receives these distance information and acquires the necessary information, the same function can be achieved. Can be realized.
[0017]
The map database 4 stores, in advance, the position and direction of the shunt point, such as the entrance to the interchange, the bus stop of the highway bus, and the entrance to the emergency stop zone, and the position and direction of the junction, in the road link in the map data. In addition, information such as road links and nodes as map data, steering control availability information indicating whether or not the road is a highway or a toll road where steering control is permitted for each road section, and a branch road for a road where steering control is permitted N and branch junction information indicating whether there is a junction M, branch junction position direction information (latitude, longitude, right or left) indicating the branch junction position and the existing direction on the road, and the like are recorded.
[0018]
Based on the current position and the traveling direction of the vehicle detected by the current position calculation unit 3, the branching position direction extracting unit 5 extracts the current road link and the branching position direction on the road link in the traveling direction from the map database 4. The information is read, the required distance from the current position to the branching position 43 is calculated, and the direction in which the branching channel exists is extracted.
[0019]
The lane marker observation direction setting unit 7 sets, in the lane marker detection unit 11, the observation direction of the lane marker to be followed by the vehicle (only left, only right, or both right and left), that is, the direction in which the lane marker to be detected exists.
The target lane information display unit 9 is composed of a monitor, and displays on the screen the lane markers that the vehicle set by the lane marker observation direction setting unit 7 should follow. This monitor may be used in common with a monitor used in a navigation device.
[0020]
The lane marker detection unit 11 is connected to an imaging unit 10 including a CCD camera or the like that images the front of the vehicle, and an image conversion processing unit 12 that extracts, for example, edge information in the image from the front image captured by the imaging unit 10. Have been. In addition, the lane marker detection unit 11 detects a lane marker in an image area corresponding to the lane marker observation direction (left only, right only, or both left and right) set by the lane marker observation direction setting unit 7 to follow. The lane marker detection unit 11 evaluates the likelihood of the lane marker based on the directionality of the extracted edge image, and detects a highly reliable edge point as a constituent point of the lane marker 41.
[0021]
The lane curvature calculation unit 13 calculates the lane curvature of the road ahead based on the plurality of configuration points of the lane marker while referring to the camera parameters 14.
The control amount calculation unit 21 includes a vehicle speed detection unit 15 that detects a current vehicle speed, a steering angle detection unit 17 that detects a current steering angle, and a throttle opening detection unit 19 that detects a current throttle opening. It is connected. The control amount calculation unit 21 calculates a control amount of a vehicle parameter required for controlling the vehicle based on the current vehicle speed, steering angle, throttle opening, and lane curvature.
[0022]
The steering unit 23 controls the steering and the like based on the control amount calculated by the control amount calculation unit 21. The throttle opening adjuster 25 adjusts the throttle opening based on the control amount calculated by the control amount calculator 21.
[0023]
The steering control cancellation determination unit 33 includes a steering intervention detection unit 27 that detects a driver's steering intervention, an acceleration intention detection unit 29 that detects a driver's acceleration intention, and a deceleration intention calculation unit 31 that detects a driver's deceleration intention. Is connected. The steering control release determination unit 33 determines that the steering control is released in response to an interrupt signal such as steering intervention, acceleration intention, and deceleration intention by the driver.
[0024]
The steering control canceling unit 35 outputs a steering control canceling signal to the throttle opening adjusting unit 25 and the steering unit 23 to allow the driver to perform steering, and further outputs a canceling notification signal R to the steering control canceling notifying unit 37. The steering control release notifying unit 37 notifies the driver of the release of the steering control using, for example, an indicator, a buzzer, or a chime.
[0025]
The CPU 2 has an internal ROM and a timer, and has the above-described current position calculation unit 3, branch / merge position direction extraction unit 5, lane marker observation direction setting unit 7, lane marker detection unit 11, image change processing unit 12, lane curvature calculation unit 13 The apparatus is controlled according to software modules stored in the internal ROM, such as the camera parameters 14, the control amount calculation unit 21, the steering control release determination unit 33, and the like. The CPU 2 is connected to a RAM 8 used for arithmetic processing, and a variable representing a control state of the apparatus is stored so as to be changeable.
[0026]
Next, the operation of the vehicle travel control device will be described with reference to the explanatory diagrams shown in FIGS. 2, 5, and 6 and the flowcharts shown in FIGS.
As shown in FIG. 2, a lane marker 41 of a white line is displayed on the road surface 39 for each of a plurality of lanes. The lane marker 41 of the white line is a continuous line on both sides of the road surface 39, and is a continuous broken line on the inner lane.
[0027]
2 (a) shows the branch path N and FIG. 2 (b) shows the branch path M, respectively, and these are collectively simplified and referred to as a branch path. It is assumed that.
FIGS. 5 and 6 show a road having a junction 43 as in FIG. 2, and a white lane marker 41 is marked on the road surface 39.
[0028]
First, in step S10 in FIG. 3, the CPU 2 determines whether or not the driver operates the steering control start switch 1 and receives an instruction to start the steering control.
Then, when receiving the instruction indicating the start of the steering control, in step S20, the current position calculation unit 3 calculates the current position and the traveling direction of the vehicle. That is, the current position calculation unit 3 calculates the traveling direction information of the vehicle with reference to the latitude and longitude information at the current position of the vehicle detected via the GPS receiver 16 and the latitude and longitude information at the time of the previous sampling. Further, the current position and the traveling direction of the vehicle are corrected and determined on the road link by performing a map matching with the road link information stored in the map database 4.
[0029]
As shown in FIG. 5, the determined current position of the vehicle is displayed on a map on the left side of the screen of the target lane information display unit 9 that can be used in common with the navigation device.
Here, in step S30, the current position calculation unit 3 reads the steering control availability information from the map database 4 for the map-matching currently traveling road, and determines whether the road is a road on which steering control is possible (permitted). , And sends the steering control availability information T to the branching position direction extraction unit 5 and the steering control release notification unit 37.
[0030]
The steering control disabling information T is ignored by the branching / joining position direction extracting unit 5 but is accepted by the steering control release notifying unit 37. In the case of a road on which steering control cannot be performed, in step S40, the steering control cancellation notification unit 37 notifies the driver that steering control cannot be performed (steering cancellation), and returns to step S10. Roads on which steering control cannot be performed are general roads in urban areas and towns and villages, and are manually driven by a driver.
[0031]
On the other hand, in the case of a road on which steering control can be performed, steering control enablement information, branch junction information (left, right), and junction position information (latitude and longitude values) are sent to the junction position direction extraction unit 5. , The following steps S50 to S80 are performed.
Here, in step S50, it is determined whether or not there is a branch junction position ahead based on the branch junction position information (latitude / longitude value) and the road link in the traveling direction.
[0032]
The branching position direction extraction unit 5 retrieves the branching position information (latitude and longitude value) indicating the branching position on the road link obtained from the map database 4 via the current position calculation unit 3 and obtained. Judgment based on. There may be a plurality of merging positions between the road links from the current position to the destination. If there are a plurality of merging positions, the closest merging position to the current position is calculated and selected.
[0033]
If there is a branching position ahead in the traveling direction, in step S60, the branching position direction extracting unit 5 further performs the current position information (latitude and longitude value) received in step S20 and the branching position obtained in step S50. Based on the position information (latitude and longitude values), the required distance D from the current position to the front junction 43 is calculated. Then, the branching position direction extraction unit 5 stores the calculated required distance D to the branching position 43 in the RAM 8.
[0034]
Then, in step S70, the branch / merge position direction extracting unit 5 determines whether the required distance D to the branch / merge position 43 is smaller than a predetermined threshold Dth stored in advance. The threshold value Dth is a distance threshold value for shifting to the lane marker detection process at the branching / joining position, and is set to 200 m in advance, for example. Here, if the required distance D is smaller than the threshold value Dth, the process proceeds to step S80. If it is determined that the required distance D is approaching the branching position 43, the branching position direction extracting unit 5 returns from the map database 4 again. Detect the branching direction. That is, the branching position direction extraction unit 5 detects the direction of existence of the branch road or the merging path (whether it is on the right side or the left side of the traveling path).
[0035]
In step S90, based on the processing results in steps S50, S70, and S80, the lane marker observation direction setting unit 7 determines the direction of the lane marker to be detected, such as whether the lane marker to be tracked is left or right or simultaneous left and right. Is set in the lane marker detection unit 11.
[0036]
Next, the operation of step S90 shown in FIG. 3 will be described in detail with reference to FIG. Here, after the processing in step S80, step S50, or step S70 is executed, the process proceeds to step S90.
First, when the process proceeds from step S80 to step S200, if the forward branching direction read from the map database 4 is on the left side, the process proceeds to step S210. In step S210, the lane marker 41 on the left side (branch position 43) will soon disappear due to the merging in FIGS. 2, 5, and 6, and if following the lane marker 41 on the left side, there is a possibility that the vehicle will deviate from the travel destination. The lane marker detection unit 11 is set so as to detect only the continuous right lane marker 41 (to allow the vehicle to run following only the right lane marker 41).
[0037]
In step S200, if the forward branching direction read from the map database 45 is on the right side (not shown), the process proceeds to step S220, and for the branching, the lane marker on the right side (branch position 43) is likewise set. Disappears soon, so that the lane marker detection unit 11 is set to detect only the continuous left lane marker (to cause the vehicle to run following only the left lane marker 41).
[0038]
On the other hand, if it is determined in step S50 that there is no forward junction, or if it is determined in step S70 that it is far from the junction, the process proceeds to step S230, where the junction is located far away, and left and right for a while. The lane markers 41 on both sides are stably continuous, and the lane marker detecting unit 11 detects the continuous lane markers 41 on both the left and right sides (to allow the vehicle to run following the left and right lane markers 41). Set.
[0039]
After the existence direction of the lane marker 41 to be detected is set in the lane marker detection unit 11 in step S90, the lane marker 41 of interest is displayed on the lane of interest information display unit 9 in step S100. This is for notifying the driver which lane marker the steering control system is operating on, so that it is displayed on the screen as shown in FIGS.
[0040]
FIG. 5 shows an example in which the focused lane information is displayed on the focused lane information display section 9 together with the map display by the navigation device. In the figure, a lane marker 41 that focuses on the map and the right half is displayed on the left half. Since the vehicle is located on the left branch road, attention to the right lane marker 41 is expressed by particularly shading the lower right portion of the image information captured by the imaging unit 10 of the lane marker detection unit 11.
[0041]
In step S110, the lane marker detection unit 11 detects the position of the lane marker 41 on the road. That is, the front scene captured by the image capturing unit 10 installed toward the front of the vehicle is sent to the image processing unit 12, and the image processing unit 12 performs edge detection on the input image. Further, the lane marker detection unit 11 evaluates the likelihood of the lane marker using the directionality of the edge, and detects a set of highly reliable edge points as the lane marker 41.
[0042]
Here, a method of detecting the lane marker 41 located on the right side from the front of the vehicle will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 6, the target area for detecting the lane marker 41 is set in advance in the lane marker detection unit 11 by the lane marker observation direction setting unit 7, so that the lane marker 41 on the screen can be clearly captured. It is limited to the image area below line segment BB.
[0043]
In order to focus on the lane marker 41 on the right side from the front of the vehicle, an edge point constituting the lane marker 41 is searched from the line segment AA at the center of the screen to the right. As shown in FIG. 6, five edge points indicated by rightward horizontal arrows are detected, and these are set as constituent points of the lane marker 41. The lane marker on the left side of the front of the vehicle can be detected in the same procedure.
[0044]
Then, referring to FIG. 2, in step S <b> 120, the lane curvature calculator 13 checks the amount of bend of the lane marker 41 based on the constituent points of the lane marker detected by the lane marker detector 11 and calculates the curvature ahead of the road. That is, a process of converting the lane marker 41 into the actual curvature is performed based on the sequence of the constituent points on the image. Since this conversion depends on the camera parameter 14 of the imaging unit 10 that images the lane marker, the conversion ratio may be obtained in advance to create a conversion table, and the conversion may be performed based on this conversion table.
[0045]
In step S130, the speed, the steering angle, and the throttle opening are controlled by the speed detection unit 15, the steering angle detection unit 17, and the throttle opening detection unit 19, respectively, as the current vehicle state necessary for performing the steering control. The data is sent to the calculation unit 21 and monitored.
Then, in step S140, the control amount calculation unit 21 calculates the steering amount and the throttle opening to be changed using a known calculation method based on the current vehicle state and the curvature of the lane ahead of the road.
[0046]
Here, in step S150, the control amount calculation unit 21 determines whether the calculated various control amounts are within a predetermined range. If it is within the control range, the process proceeds to step S160, where control signals are sent to the steering unit 23 and the throttle opening adjustment unit 25, respectively. As a result, the steering unit 23 and the throttle opening adjustment unit 25 perform predetermined steering control.
[0047]
On the other hand, if it is determined in step S150 that the control amount is outside the control range by the control amount calculation unit 21, the process proceeds to step S170, and the steering control release determination unit 33 outputs a forced release signal Y for forcibly releasing the steering control. Output. The steering control release determination unit 33 that has received the forcible release signal Y sends a release signal Q for releasing the preceding steering control to the steering control release unit 35. Then, the steering control canceling unit 35 outputs a canceling signal to the throttle opening adjusting unit 25 and the steering unit 23 to cancel the steering control and leave the steering to the driver, and outputs a cancellation notification signal R to the steering control cancellation notifying unit 37. I do. As a result, the steering control is released, and subsequently, in step S40, the driver is notified that the steering control has been released.
[0048]
In this way, it is possible to automatically follow the driving of the vehicle according to the continuous lane marker 41. As a result, safe driving at the junction 43 can be ensured, and the reliability of the steering control can be improved.
[0049]
Here, with reference to FIG. 7, an interrupt process performed while the vehicle is traveling on a highway or a toll road by automatic control will be described. These interrupts are generated when leaving a branch road, when changing lanes, and when accelerating or decelerating.
It should be noted that the steering intervention detecting section 27 sends an interrupt signal to the steering control release determining section 33 when there is a rotation signal from the steering rotary shaft, and the acceleration intention detecting section 29 performs steering when there is a stepping signal from the accelerator pedal. An interrupt signal is sent to the control release determination unit 33. Further, when there is a stepping signal from the brake pedal, the deceleration intention calculation unit 31 sends an interrupt signal to the steering control release determination unit 33. When it is received by the steering control release determination unit 33, the process proceeds to an interrupt processing routine shown in FIG.
[0050]
First, in step S180, it is determined whether or not an interrupt signal indicating steering intervention has been sent from the steering intervention detection unit 27 to the steering control cancellation determination unit 33. If there is a steering intervention, the steering control release determination unit 33 sends a release signal Q to the steering control release unit 35, and proceeds to step S170, where the steering control release unit 35 releases the release to the throttle opening adjustment unit 25 and the steering unit 23. A signal is output to release the steering control, and the operation shifts to manual operation by the driver.
In step S190, it is determined whether or not an interrupt signal indicating the acceleration intention has been sent from the acceleration intention detection unit 29 to the steering control cancellation determination unit 33. If there is an intention to accelerate, the steering control release determination unit 33 sends a release signal Q to the steering control release unit 35, and proceeds to step S170, where the steering control release unit 35 releases the signal to the throttle opening adjustment unit 25 and the steering unit 23. A signal is output to release the steering control, and the operation shifts to manual operation by the driver.
[0051]
Further, in step S200, it is determined whether or not an interrupt signal indicating a deceleration intention has been sent from the deceleration intention calculation unit 31 to the steering control cancellation determination unit 33. If there is an intention to decelerate, the steering control release determination unit 33 sends a release signal Q to the steering control release unit 35, and proceeds to step S170, where the steering control release unit 35 releases the signal to the throttle opening adjustment unit 25 and the steering unit 23. A signal is output to release the steering control, and the operation shifts to manual operation by the driver.
If there is no interrupt signal indicating the intention of deceleration, the process returns to step S180 and waits for an interrupt signal.
[0052]
(Second embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating a block configuration of a vehicle travel control device according to the second embodiment. Portions having the same configuration as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and description of step portions of the same operation will be simplified.
[0053]
9A and 9B show four lanes of roads A, B, C, and D from the left, and lane markers 40, 41, and 42 of white lines are displayed on the road surface 39 for each of a plurality of lanes. I have. The lane markers 40 and 41 indicated by white lines are strips having a continuous width on both sides of the road surface 39, and are indicated by broken lines having a continuous width on the inner lanes.
[0054]
The road is provided with a radio beacon, an optical beacon, and a magnetic nail along these lane markers 40, 41, and 42, and an identification transmitter for transmitting an identification signal unique to each lane marker is provided.
[0055]
On the other hand, as shown in FIG. 8, the vehicle traveling control device on the vehicle side receives an identification signal transmitted from an identification transmitter provided along the traveling path such as a radio beacon, an optical beacon, or a magnetic nail. A traveling lane specifying unit 6 is provided.
[0056]
Next, the operation of the vehicle travel control device will be described with reference to the explanatory diagrams shown in FIGS. 9, 5, and 6, and the flowcharts shown in FIGS.
First, in step S300, the CPU 2 determines whether or not the driver has operated the steering control start switch 1.
[0057]
When the start of the steering control is received, in step S310, the current position calculation unit 3 represents the current position of the vehicle based on time information received from a plurality of GPS satellites via the GPS receiver 16. In addition to calculating the latitude and longitude, the traveling direction is calculated based on the position on the map with reference to the map database 4 and the amount of change in the current position per unit time. The current position of the vehicle is displayed on a map on the screen of the navigation device as shown on the left side of FIG.
[0058]
Here, in step S320, the current position calculation unit 3 reads the steering control availability information from the map database 4 for the traveling road, determines whether or not the road is one on which steering control is possible (permitted), and determines whether the steering control is available. The information T is sent to the branching / joining position direction extracting section 5 and the steering control release notifying section 37.
[0059]
The steering control disabling information T is received by the steering control release notifying unit 37, and in step S330, the steering control release notifying unit 37 notifies the driver that steering control cannot be performed, and returns to step S300.
[0060]
On the other hand, in the case of a road on which steering control can be performed, steering control enablement information, branch junction information (left, right), and junction position information (latitude and longitude values) are sent to the junction position direction extraction unit 5. The process proceeds to the following step S340.
[0061]
In step S340, the traveling lane identification unit 6 identifies which lane of the lane A or the lane B is traveling in FIG. Travel lane information (lane identification numbers A, B, C, D, etc.) is added to radio beacons transmitted from identification transmitters provided at regular intervals above the lane A, lane B, etc., and transmitted. In advance, the traveling lane information is received by the traveling lane identification unit 6, and when the traveling lane passes immediately below, it is determined that the vehicle is traveling on a specific lane.
[0062]
In step S350, it is determined whether or not there is a branching position ahead based on the branching position information (latitude and longitude value) and the road link in the traveling direction.
[0063]
If there is a branching position ahead in the traveling direction, in step S360, the branching position direction extraction unit 5 calculates a required distance D from the current position to the front branching position 43.
[0064]
Then, in step S370, the branch / merge position direction extracting unit 5 determines whether the required distance D to the branch / merge position 43 is smaller than the threshold value Dth.
[0065]
Here, if the required distance D is smaller than the threshold value Dth, the process proceeds to step S380, and the branching position direction extracting unit 5 accesses the map database 4 again and extracts the branching direction.
That is, detailed road data such as branching / merging of expressways and toll roads, service areas, and the number of lanes are stored in the map database 4 in advance. Is stored, and the road data near the current position is extracted from all the files by a database search method.
[0066]
In step S390, the lane marker observation direction setting unit 7 sets, in the lane marker detection unit 11, the direction of the lane marker to be followed (which lane marker to detect) based on the results of steps S350, S370, and S380. .
[0067]
The operation shown in step S390 will be described in detail with reference to FIG. Here, after the processing in step S380, step S350, or step S370 shown in FIG. 10 is executed, the process proceeds to step S390.
[0068]
First, when the process proceeds from step S380 to step S500, if the forward branching direction read from the map database 4 is on the left side, the process proceeds to step S510, and whether the vehicle is traveling on lane A on the branching side in FIGS. It is determined whether the vehicle is traveling on lane B on the opposite side of the junction. If the vehicle is traveling on lane A on the merging side, the process proceeds to step S520. Because of the merging, the left lane marker will soon disappear, so the lane marker detection unit 11 sets the lane marker detection unit 11 to detect only the continuous right lane marker 41, and follows only the right lane marker 41. Run the vehicle.
[0069]
In step S500, if the forward branching direction read from the map database 45 is on the right, the process proceeds to step S530. Although not shown, the vehicle is traveling on the right lane on the right side merging side or can be easily predicted. It is determined whether the vehicle is traveling in the lane on the opposite side of the junction. If the vehicle is traveling on the right lane on the merging side, the process proceeds to step S540. Since the right lane marker will soon disappear due to merging, the lane marker detecting unit 11 sets the lane marker detecting unit 11 to detect only the continuous left lane marker 41, and the vehicle follows the left lane marker 41 only. To run.
[0070]
The continuation from step S350 and step S370, the case where the vehicle is traveling on the lane B on the opposite side of the left branch in FIGS. 9 and 5 in step S510, and the case where the vehicle is traveling on the lane on the right opposite side of the branch in step S530 In this case, the process proceeds to step S550.
[0071]
The left and right lane markers 41 are continuous even when the branching junction position is far or on the opposite side of the branching junction, and the lane marker detection unit 11 detects both the left and right lane markers 41 that are continuous and outputs the left and right lane markers. The vehicle is driven to follow 41.
[0072]
In addition, on a road with three or more lanes, when traveling on the center lane such as the lane C or the lane D shown in FIGS. 9A and 9B, both left and right lane markers are continuous regardless of the junction position. These may be detected.
[0073]
The operations in steps S400 to S470 and the interrupt operation after the lane marker 41 to be detected in step S390 is selected are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0074]
Note that the first or second embodiment can also be implemented using a route guidance function often used in a navigation device. In this case, the basic operation is the same as that of the first or second embodiment. When the guidance route approaches the fork, a voice guide saying “It is about a left (right) branch” is output to the driver. Warning information entrusting steering can be notified.
[0075]
In addition, the current position calculation unit 3 described in the first or second embodiment is not always necessary. For example, information on the forward branching junction is obtained from radio waves, optical beacons, and magnetic nails used by the traveling lane identification unit 6. The same function can be realized by transmitting the information to the vehicle and receiving the necessary information to obtain the necessary information.
[0076]
As described above, according to the present invention, during traveling, branch information and merging information such as an entrance / exit at an interchange entrance in front of the traveling direction or an entrance / exit to an emergency stop zone of a highway bus stop are acquired, and a branch road or a junction is obtained. Near the road, stable steering control along the main lane marker can be performed without being disturbed by image noise when detecting a lane marker due to a zebra zone or the like. Further, even when the lane marker is not drawn at the branching junction or is unclear, stable steering control along the main lane marker can be performed.
[0077]
Further, according to the second embodiment, a more reliable lane trace can be performed by performing the steering control using the lane marker information on both the left and right sides.
Furthermore, since only the lane marker in the necessary direction is always detected, it is possible to contribute to the reduction of the load required for the calculation processing. In addition, since the present direction of the lane marker to be detected is displayed, the sense of security at the time of steering control can be improved, and the driver's intervention can be easily determined.
[0078]
As a result, safe driving at the junction position can be ensured, and the reliability of steering control can be improved. In particular, safe driving at the junction on the highway can be ensured, and the reliability of steering control can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a block configuration of a vehicle travel control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an operation of the vehicle travel control device according to the first embodiment of the present invention on a branch road.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of the vehicle travel control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a detailed operation of the vehicle travel control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing how a map and a lane marker are displayed on a forked road of the vehicle travel control device of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining an operation of recognizing a lane marker of the vehicle travel control device of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an interrupt operation of the vehicle travel control device of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a block configuration of a vehicle travel control device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining an operation of a vehicle travel control device according to a second embodiment of the present invention on a branch road.
FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of the vehicle travel control device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a detailed operation of the vehicle travel control device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram for explaining an operation of a conventional vehicle travel control device on a branch road.
[Explanation of symbols]
1 Steering control start switch
2 CPU
3 Current position calculator
4 Map database
5 Branch junction position direction extraction unit
6 driving lane identification section
7 Lane marker observation direction setting section
8 RAM
9 Attention lane information display section
10 CCD camera
11 Lane marker detector
12 Image processing unit
13 Lane curvature calculator
14 Camera parameters
15 Vehicle speed detector
16 GPS receiver
17 Steering angle detector
19 Throttle opening detector
21 Control amount calculation unit
23 Steering unit
24 monitors
25 Throttle opening adjuster
27 Steering intervention detector
29 Acceleration intention detector
31 Deceleration intention detection section
33 Steering control release judgment unit
35 Steering control release section
37 Steering control release notification unit
39 Road surface
41, 42 Lane marker
43 junction position
D Required distance
Dth predetermined value
Q release signal
R release notification signal
T Steering control disable signal

Claims

A vehicle travel control device that includes a lane marker detection unit that detects a lane marker displayed on a traveling path, and that controls a steering direction of the vehicle so as to follow the detected lane marker.
Map information storage means for storing map information including a road junction position;
Current position detecting means for detecting the current position and the traveling direction of the vehicle,
Based on the current position and the traveling direction, a distance calculating unit that reads a branching position in the traveling direction from the map information storage unit and calculates a required distance from the current position to the branching position;
Distance determining means for determining whether the required distance has reached a predetermined reference distance,
When the required distance reaches a predetermined reference distance, a branching position direction extracting unit that extracts a direction of existence of a branching channel with respect to the traveling direction from the map information storage unit,
A traveling control device for a vehicle, comprising: an observation direction setting unit that sets only the direction opposite to the direction of the extracted branch channel at the branch junction position to the lane marker detecting unit.

The travel control device for a vehicle according to claim 1, further comprising a display unit that displays information on a position of a lane marker used for steering control in the traveling direction.

It is provided along the traveling path, receives an identification signal transmitted from an identification transmitter that transmits an identification signal for identifying the traveling lane, and includes traveling lane identification means for identifying the traveling lane,
The observation direction setting means,
2. The vehicle traveling system according to claim 1, wherein an existence direction of the lane marker to be detected is set based on the extracted existence direction of the branch flow path and the traveling lane information identified by the traveling lane identification unit. Control device.

The observation direction setting means,
If the direction of the branch channel is on the left side and the lane information is the left lane on the branch side, only the lane marker existing on the right side, or the direction of the branch channel is on the right and the lane information is on the branch side 4. The vehicular travel control device according to claim 3, wherein when the lane is a right lane, only the lane marker existing on the left side is set to be detected.