JP3692910B2

JP3692910B2 - 車線追従走行制御装置

Info

Publication number: JP3692910B2
Application number: JP2000192494A
Authority: JP
Inventors: 健木村; 真次松本; 琢高浜; 博充豊田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2020-06-27
Also published as: JP2002008199A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御用走路情報に基づいて車両を前方車線に追従させる制御を行う車線追従走行制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車線追従走行制御装置としては、例えば、特開平５−２９７９４１号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この公報には、白線画像から得られる道路の実測形状が複数ある場合であっても、ナビゲーションシステムによる地図データ等に基づく予想形状から道路形状を正確に検出できるようにすることを目的とし、自車の現在位置，走行方位及び地図データ等のナビゲーションデータに基づき、処理手段により道路の予想形状を導出し、複数ある実測形状のうち予想形状に近いものを選択して制御用走路情報とする技術が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車線追従走行制御装置にあっては、複数の道路実測形状が検出された場合には、ナビゲーションデータに基づき導出される道路の予想形状との比較に基づいて、制御用走路情報として適切なものを選択することが可能であるが、現実には撮影手段によって前方の道路形状を捉えるのが困難な状況は、複数の道路形状が検出される場合だけでなく、道路形状を算出するための白線が得られない場合、あるいは、画像から白線を抽出するのが困難な状況も考えられ、このような状況においては、白線画像から得られる走路情報を制御用走路情報とする上記従来技術では対処することができず、制御を中断せざるを得ないという問題がある。
【０００５】
これに対し、特開平１０−２７３０６２号公報には、前方走路の白線が得られない場合には、過去の道路の曲率半径を用いて現在の曲率半径を推定して操舵制御を行う構成が開示されており、特に、過去の道路の曲率半径を用いた推定方法に代えて、ナビゲーションシステムの地図情報から曲率半径を得ても良いとの示唆がある。しかしながら、ナビゲーションシステムの地図情報を用いるためには、現在の車両の位置が地図データ上で正確に認識されていること（マッチング処理）が必須となる。
【０００６】
ここで、特開平６−７４７７８号公報には、前方走路の白線が途切れたことをもって交差点と認識し、地図データの最寄りの交差点に現在位置をマッチングする構成が開示されている。しかしながら、高速道路のように白線の途切れる交差点の無い道路においては応用が困難である。
【０００７】
本発明は上述のような問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、画像情報により走路が認識されている間にナビゲーション手段とのマッチングを実施しておくことで、画像情報により走路が認識できない状況に陥ったとしても、ナビゲーション手段からの精度の高い走路情報を制御用走路情報とすることにより、車線追従走行制御をそのまま続行可能にする車線追従走行制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、制御用走路情報に基づいて車両を前方車線に追従させる制御を行う車線追従走行制御装置において、
画像情報に基づき自車前方の走路情報を検出する走路情報検出手段と、
地図情報及び衛星からの走行位置情報に基づき地図上の自車走行位置を決定すると共に、自車走行位置前後の走路情報を出力するナビゲーション手段と、
前記決定された自車走行位置を、車速による自車の進行距離を考慮して前記ナビゲーション手段内の地図情報を照らし合わせて地図における道路上に補正するマップマッチング処理手段と、
前記マップマッチング処理を行った後、前記走路情報検出手段により画像情報の正しい認識が行われていると判断した場合には、前記走路情報検出手段により得られた画像情報に基づく走路情報と、前記ナビゲーション手段から出力された走路情報とを比較する走路情報比較手段と、
前記走路情報比較手段による比較において、２つの走路情報が一致するように前記ナビゲーション手段の地図上の自車位置情報を補正する自車位置情報補正手段と、
前記ナビゲーション手段上の自車位置情報補正が完了する前は、前記走路情報検出手段において得られた画像情報に基づく走路情報を制御用走路情報として選択し、前記ナビゲーション手段上の自車位置情報補正が完了した後であって、前記走路情報検出手段からの画像情報に基いて得られた走路情報が正しく認識されていないと判断した場合には、前記ナビゲーション手段から得られる走路情報を制御用走路情報として選択する制御用走路情報選択手段と、
を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の車線追従走行制御装置において、
前記走路情報比較手段を、前記走路情報検出手段と前記ナビゲーション手段から得られた走路情報のうち走路曲率情報に基づき比較を行う手段としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の車線追従走行制御装置において、
前記自車位置情報補正手段を、前記ナビゲーション手段上の自車位置情報のうち自車進行方向位置を補正する手段としたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の車線追従走行制御装置において、
前記制御用走路情報選択手段においてナビゲーション手段から得られる走路情報を制御用走路情報として選択し、かつ、その後、設定時間にわたって走路情報検出手段で画像情報の認識が正常に戻らない場合には車線追従走行制御を停止する制御停止手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明では、請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の車線追従走行制御装置において、
前記制御用走路情報選択手段を、ナビゲーション手段から道路分岐点に接近したとの情報が出力された場合、ナビゲーション手段から得られる走路情報を制御用走路情報として優先的に選択する手段としたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明では、請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の車線追従走行制御装置において、
前記ナビゲーション手段上の自車位置情報補正が完了した後は、前記走路情報比較手段におけるそれぞれの走路曲率情報が大きく異なる場合は、画像情報に基づく走路情報を異常とみなして車線追従走行制御を禁止する制御禁止手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の作用および効果】
請求項１記載の発明にあっては、走路情報検出手段において、画像情報に基づき自車前方の走路情報が検出され、ナビゲーション手段において、地図情報及び衛星からの走行位置情報に基づき地図上の自車走行位置が決定されると共に、自車走行位置前後の走路情報が出力され、マップマッチング処理手段において、決定された自車走行位置を、車速による自車の進行距離を考慮してナビゲーション手段内の地図情報を照らし合わせて地図における道路上に補正され、走路情報比較手段において、マップマッチング処理を行った後、走路情報検出手段により画像情報の正しい認識が行われていると判断した場合には、走路情報検出手段により得られた画像情報に基づく走路情報と、ナビゲーション手段から出力された走路情報とが比較され、自車位置情報補正手段において、走路情報比較手段による比較において、２つの走路情報が一致するようにナビゲーション手段上の自車位置情報が補正される。そして、制御用走路情報選択手段において、ナビゲーション手段上の自車位置情報補正が完了する前は、走路情報検出手段において得られた画像情報に基づく走路情報が制御用走路情報として選択され、ナビゲーション手段上の自車位置情報補正が完了した後であって、走路情報検出手段からの画像情報に基いて得られた走路情報が正しく認識されていないと判断した場合には、ナビゲーション手段から得られる走路情報が制御用走路情報として選択される。そして、選択された制御用走路情報に基づいて車両を前方車線に追従させる制御が行われる。
【００１８】
よって、画像情報により走路が認識されている間にナビゲーション手段とのマッチングが実施されることで、画像情報により走路が認識できない状況に陥ったとしても、ナビゲーション手段からの精度の高い走路情報を制御用走路情報とすることにより、車線追従走行制御をそのまま続行することが可能である。
制御用走路情報選択手段において、ナビゲーション手段上の自車位置情報補正が完了する前は、走路情報検出手段において得られた画像情報に基づく走路情報が制御用走路情報として選択されるため、ナビゲーション手段とのマッチングが完了を条件として２つの走路情報からの選択を許容することで、マッチング完了前後のいずれの時期においても精度の高い制御用走路情報を得ることができる。
制御用走路情報選択手段において、走路情報検出手段からの画像情報に基いて得られた走路情報が正しく認識されていないと判断した場合には、ナビゲーション手段から得られる走路情報が制御用走路情報として選択されるため、画像情報により走路が認識できない状況に陥った場合、ナビゲーション手段からの走路情報を制御用走路情報として車線追従走行制御をそのまま続行することができる。
走路情報比較手段において、走路情報検出手段により画像情報の正しい認識が行われていると判断した場合には、走路情報の比較処理が実行されるため、走路情報検出手段からの走路情報が正確である場合にのみ走路情報の比較処理が実行されることで、ナビゲーション手段上の自車位置情報を高い精度によりマッチングさせることができる。
【００１９】
請求項２記載の発明にあっては、走路情報比較手段において、走路情報検出手段とナビゲーション手段から得られた走路情報のうち走路曲率情報に基づき比較が行われる。
【００２０】
よって、走路情報比較を行うにあたって、走路情報のうち走路情報検出手段とナビゲーション手段の共通情報である走路曲率情報に基づき行われる。
【００２１】
請求項３記載の発明にあっては、自車位置情報補正手段において、ナビゲーション手段上の自車位置情報のうち自車進行方向位置が補正される。
【００２２】
よって、ナビゲーション手段とのマッチングを行うにあたって、走路情報の比較に基づき車線追従性を高める上で重要な自車進行方向位置が補正される。
【００２９】
請求項４記載の発明にあっては、制御停止手段において、制御用走路情報選択手段においてナビゲーション手段から得られる走路情報が制御用走路情報として選択され、かつ、その後、設定時間にわたって走路情報検出手段で画像情報の認識が正常に戻らない場合には、車線追従走行制御が停止される。
【００３０】
すなわち、走路情報検出手段で画像情報の認識が長時間にわたって正常に戻らない場合には、ナビゲーション手段における自車位置補正が行われないことによって徐々に位置精度が低下してしまう。
【００３１】
これに対し、設定時間を経過すると、車線追従走行制御を停止することで、不正確な情報に基づいて不適切な車線追従制御が実行されることを防止することができる。
【００３２】
請求項５記載の発明にあっては、制御用走路情報選択手段において、ナビゲーション手段から道路分岐点に接近したとの情報が出力された場合、ナビゲーション手段から得られる走路情報が制御用走路情報として優先的に選択される。
【００３３】
すなわち、道路分岐点を走行する時に画像情報に基づく走路情報が制御用走路情報として選択されたままであると、道路分岐点において誤った側の車線を認識して追従してしまうことがある。
【００３４】
これに対し、ナビゲーション手段により道路分岐点へ接近しているという情報が予め入ると、ナビゲーション手段から得られる走路情報を制御用走路情報とすることで、道路分岐点において誤った側の車線を認識して追従することを防止することができる。
【００３５】
請求項６記載の発明にあっては、制御禁止手段において、ナビゲーション手段上の自車位置情報補正が完了した後は、走路情報比較手段におけるそれぞれの走路曲率情報が大きく異なる場合は、画像情報に基づく走路情報を異常とみなして車線追従走行制御が禁止される。
【００３６】
すなわち、画像処理において、道路上の文字表示、汚れ、道路脇の物体等を誤って道路と認識してしまうような場合、誤って認識した車線に追従してしまう。
【００３７】
これに対し、画像情報に基づく走路情報の異常を、走路情報比較手段におけるそれぞれの走路曲率情報が大きく異なるかどうかで判断し、大きく異なる場合は画像情報に基づく走路情報を異常とみなして車線追従走行制御を禁止することで、誤って認識した車線に追従してしまうことを防止することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
まず、構成を説明する。
【００３９】
図１は実施の形態１における車線追従走行制御装置を示す全体システム図で、１は進行方向前方を撮影するべく設けられたＣＣＤカメラ、２はＣＣＤカメラ１からの前方画像情報に基づいて走路情報を算出する画像処理装置、３は車速を計測するために駆動軸や車輪等に設けられた車速センサ、４は操舵機構５に設けられた操舵アクチュエータ、６は操舵角を計測する舵角センサ、７はＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳアンテナ（ＧＰＳとは、Global Positioning Systemの略称である。）、８はナビゲーションユニット、９はコントロールユニットである。
【００４０】
前記コントロールユニット９には、画像処理装置２と車速センサ３と舵角センサ６からの信号が入力され、これらの信号に基づいて演算された操舵指令を操舵アクチュエータ４に出力する。また、ナビゲーションユニット８には、ＧＰＳアンテナ７と車速センサ３からに信号が入力される。さらに、コントロールユニット９とナビゲーションユニット８とはデジタル通信により接続されており、相互のユニット８，９において演算されている情報を交換することが可能となっている。
【００４１】
図２は操舵アクチュエータ部分の詳細図で、操舵機構５は、ステアリングホイール５ａとステアリングシャフト５ｂとステアリングギア５ｃを有して構成され、操舵アクチュエータ４は、ウォームギア４ａと電磁クラッチ４ｂとモータ４ｃを有して構成されている。前記モータ４ｃはコントロールユニット９から出力される指令電流に従って制御トルクを発生し、電磁クラッチ４ｂはコントロールユニット９からの指令に従って接続／解放される。電磁クラッチ４ｂが解放された状態では、モータ４ｃによる制御トルクが操舵機構５に与えられないため、制御を加えない通常の操舵機構となり、電磁クラッチ４ｂが接続された状態において、コントロールユニット９からモータ４ｃへの指令電流により車線追従走行が行われる。
【００４２】
図３に画像処理装置２のブロック図を示す。
画像処理装置２は、ＣＣＤカメラ１により車両前方の画像情報を受け取り、画像情報から車線情報を抽出する車線抽出処理部２ａと、抽出された車線情報に基づき走路形状を推定する走路形状推定部２ｂと、推定された走路形状に基づいて車線中心に対する自車位置の偏差情報を算出する位置偏差算出部２ｃから構成され、走路形状推定部２ｂ及び位置偏差算出部２ｃにおける演算結果（横偏差、ヨー角偏差、道路曲率）を出力する。
【００４３】
また、車線抽出処理に２ａにおける抽出状態、走路形状推定部２ｂにおける推定状態に応じて画像によって走路形状を正しく認識できているか否かを判定する認識状態判定部２ｄを備え、ここで判定された認識状態情報を上記走路形状、演算結果と併せてコントロールユニット９へ出力する。
【００４４】
図４にナビゲーションユニット８のブロック図を示す。
ナビゲーションユニット８は、ＧＰＳアンテナ７から送られる衛星の位置・時間情報に基づき自車の緯度・経度を算出する緯度・経度算出部８ａと、地図情報が納められている地図情報格納部８ｂと、緯度・経度算出部８ａからの緯度・経度情報，地図情報格納部８ｂからの地図情報，車速センサ３からの車速情報，画像処理装置２からの道路曲率情報（走路形状情報）に基づきマップマッチングを行うマップマッチング処理部８ｃと、マップマッチングにより確定された地図上の自車位置を基に画面表示を行う画面表示部８ｄを備えていて、マップマッチング処理後の走路形状情報及びマップマッチング状態情報をコントロールユニット９へ出力する。
【００４５】
図５にコントロールユニット９のブロック図を示す。
コントロールユニット９は、舵角センサ６からの舵角情報、車速センサ３からの車速情報、ナビゲーションユニット８からの道路曲率情報（走路形状情報）及びマップマッチング状態情報、画像処理装置２からの道路曲率（走路形状）及び認識状態情報が入力される。そして、ナビゲーションユニット８からのマップマッチング状態情報と画像処理装置２からの認識状態情報に基づいて走路形状情報を選択する情報選択部９ａと、選択した情報と現在の舵角に基づいて目標舵角を算出する目標舵角算出部９ｂと、目標舵角値と現在の舵角に基づいて目標操舵トルクを算出する目標操舵トルク算出部９ｃと、操舵トルク算出値に基づきモータ制御電流を算出するモータドライバ９ｄにより構成される。
【００４６】
次に、作用を説明する。
【００４７】
［画像処理装置での処理］
図６は画像処理装置２における処理フローチャートを示す。このサブルーチンは、一定時間間隔のタイマ割り込みによって呼び出される。
【００４８】
ステップＳ６０では、ＣＣＤカメラ１により撮影した前方走路の画像の取り込みを行う。これは、例えば、図７に示されるような画像である。
【００４９】
ステップＳ６１では、前記走行画像に対してエッジ抽出処理を行う。
【００５０】
ステップＳ６２では、抽出されたエッジを多項式に近似し、走路の推定形状とする。
【００５１】
ステップＳ６３では、エッジ抽出処理において抽出されたエッジ数及び走路の推定形状の変化状況に応じて、認識状態の良否を判定する。
【００５２】
ステップＳ６４では、コントロールユニット９にデータ送信する。
【００５３】
例えば、図７に示す道路画像に対するエッジ抽出処理において、図８に示すように、道路形状を推定するために十分なエッジが検出される場合と、図９に示すように、道路形状を推定するにはエッジ数が不十分な場合とが考えられる。
【００５４】
また、推定後の道路形状については、図１０に示すように、道路形状の変化が少なく前回の推定形状との連続性が保たれていると考えられる場合と、図１１に示すように、道路形状の変化が大きく前回の推定形状との連続性が保たれていないと考えられる場合がある。
【００５５】
ステップＳ６３（認識状態判定部２ｄ）では、これらの状態に基づき、認識状態の総合的な判定を行う。図１２には、判定状態を３段階で区分する例を示す。ここで、３段階の区分とは、
状態Ａ：制御及びナビゲーションの補正の両方に使用可能。
状態Ｂ：制御に使用可能。ナビゲーションの補正に使用不可。
状態Ｃ：制御及びナビゲーションの補正の両方に使用不可。
をあらわす。
【００５６】
ステップＳ６４では、上記処理にて推定された走路の推定形状に基づく道路曲率、車線位置に対する自車の左右，ヨー角偏差，認識状態情報をコントロールユニット９に対し送信する。
【００５７】
［ナビゲーションユニットでの処理］
図１３はナビゲーションユニット８における処理フローチャートを示す。このサブルーチンは、一定時間間隔のタイマ割り込みによって呼び出される。
【００５８】
ステップＳ１３０で車速を取り込み、ステップＳ１３１でＧＰＳ衛星から送られる信号の受信を行い、次のステップＳ１３２で画像処理装置２において算出された道路曲率情報，画像処理装置２における認識状態情報をコントロールユニット９を経由して受信する。
【００５９】
ステップＳ１３３の緯度・経度算出処理においては，ＧＰＳ衛星から送られた送信時間情報とナビゲーションユニット８内の現在時間情報（図示していない）との比較を行うことによって衛星と自車との距離を計測し、複数の衛星からの距離情報を総合することで自車位置を算出する。
【００６０】
ステップＳ１３４のマップマッチング処理では、算出された自車位置を、車速による自車の進行距離を考慮してナビゲーションユニット８内の地図情報を照らし合わせて地図における道路上に補正することで、自車位置が道路から外れた場所となることを防止し、自車位置情報の精度を高める。
【００６１】
ステップＳ１３５では、マップマッチング処理を行った後、受信した画像処理装置２における認識状態情報に基づいて、曲率による補正処理を行うか否かの判断を行う。そして、認識状態が、前述の状態Ａである場合は，画像情報がナビゲーションの補正に使用可能であるため、次のステップＳ１３６へ進み、曲率情報に基づく補正処理を行い、状態Ｂ，Ｃの場合は、曲率に基づく補正処理を行わない。後者の状態が所定時間継続した場合、ステップＳ１４０において、補正完了フラグは０にクリアされる。
【００６２】
ステップＳ１３６の曲率情報に基づく補正処理では、画像処理装置２において算出された道路曲率情報を用いた位置補正を行う。これを図１４に示す。図１４において、マップマッチング処理の後には、自車位置は地図における道路上の位置として認識されている。地図における自車前後の道路形状（ａ）を、画像処理によって得られた道路曲率情報（ｂ）と比較し、これが一致するように自車位置を補正する（ｃ）。
【００６３】
この補正処理において、一致するような自車位置がマップマッチング後の自車位置近傍に発見された場合、ステップＳ１３８へ進み、補正完了フラグを１にセットし、発見されない状態が所定時間継続した場合には、ステップＳ１３９へ進み、補正完了フラグを０にクリアする。発見されなかった場合には、位置の補正は行わない。
【００６４】
以上の手順で求められた自車位置を元に、自車前方の道路形状情報を地図上から取得し、ステップＳ１４１において、補正完了フラグとともにコントロールユニット９へ送信することで本サブルーチンを終了する。
【００６５】
［コントロールユニットでの処理］
図１５はコントロールユニット９における処理フローチャートを示す。本サブルーチンは一定の時間間隔のタイマ割り込みによって呼び出される。
【００６６】
ステップＳ１５０では、舵角が読み込まれ、ステップＳ１５１では、画像処理装置２及びナビゲーションユニット８との通信処理を行う。画像処理装置２との通信では、道路曲率、車線位置に対する自車の左右，ヨー角偏差、認識状態情報を受信し、ナビゲーションユニット８との通信では、画像処理装置２から受信した道路曲率情報，認識状態情報を送信する一方、道路形状情報，補正完了フラグを受信する。
【００６７】
次のステップＳ１５２では、制御開始ＳＷ（図示していない）が０Ｎされているか否かの判断を行い、０Ｎされている場合はクラッチ接続処理を行った後に、その後の制御指令演算を行い、ＯＮされていない場合には、ステップＳ１６１へ進み、制御停止処理を行う。制御停止処理においては、現在制御中である場合、急激に操舵トルクを０にするとドライバにとって違和感が生じるため、徐々に操舵トルクを減少させ、これが０になった後に電磁クラッチ４ｂを解放することで制御を停止させる。また、制御実行中でなく、電磁クラッチ４ｂが解放された状態の場合は、ここの処理では何も行わない。
【００６８】
以下，制御開始ＳＷが０Ｎされている場合の処理について説明する。
ステップＳ１５３のクラッチ接続処理では、制御開始ＳＷが０ＦＦ→０Ｎと変化した場合に、クラッチ接続指令が出力される。既に制御開始されている場合には、電磁クラッチ４ｂが接続されているため、ここでは何も行わない。
【００６９】
次のステップＳ１５４では、画像処理装置２における認識状態情報に基づく判断を行い、前述の状態Ａまたは状態Ｂである場合には、そのまま次の目標舵角算出処理を行い、状態Ｃの場合は、ステップＳ１５６へ進み、補正完了フラグの判断を行う。
【００７０】
ステップＳ１５５の目標舵角算出処理においては、舵角δおよび画像処理装置２により算出された横方向位置偏差Ｙ、ヨー角偏差ψ、前方路面の曲率ρに基づき、目標舵角δ０を算出する。目標舵角は、現在の舵角δに対して、横方向位置偏差およびその微分値，ヨー角偏差，路面曲率のそれぞれに比例した量の補正を与える方法により算出する。
【００７１】
δ０＝δ＋Ｋ１×Ｙ＋Ｋ２×（ｄＹ／ｄｔ）＋Ｋ３×ψ＋Ｋ４×ρ
ここで、Ｋ１〜Ｋ４はそれぞれ比例定数である。
【００７２】
ステップＳ１５９では、目標舵角を算出した後、舵角を目標値に一致させるための適切な目標操舵トルクＴを下記の式により演算する。
【００７３】
Ｔ＝Ｋ５×δ０＋Ｋ６×δ
ここで、Ｋ５，Ｋ６はそれぞれ比例定数である。
【００７４】
ステップＳ１６０では、算出された目標操舵トルクを制御指令として出力することにより処理を終了する。
【００７５】
ステップＳ１５４の判断で画像処理装置２における認識状態が状態Ｃであった場合は、ステップＳ１５６へ進み、ナビゲーションユニット８における補正完了フラグに基づく判断を行う。ここで、補正完了フラグがｌであった場合には、ステップＳ１５７へ進み、ナビゲーションユニット８から送信された道路形状情報に基づき目標舵角δ０を下記の式により算出する。
【００７６】
δ０＝δ＋Ｋ５×ρ
ここで、Ｋ５は比例定数である。
【００７７】
以下、画像処理装置２における横方向位置偏差等を用いた場合と同様に、ステップＳ１５９へ進み、目標操舵トルクを算出し、ステップＳ１６０へ進み、これを制御指令として出力する。
【００７８】
一方、ステップＳ１５６の判断で補正完了フラグが０であった場合には、ナビゲーションユニット８における道路形状情報についても精度が十分でないため、ステップＳ１５８へ進み、制御停止処理を行う。
【００７９】
この制御停止処理においては、現在制御中の場合、急激に操舵トルクを０にすると、ドライバにとって違和感が生じるため、徐々に操舵トルクを減少させ、これが０になった後に電磁クラッチ４ｂを解放することで制御を停止させる。
【００８０】
以上，本実施の形態１の処理によれば、画像処理装置２によって得られた道路曲率情報を用いて、ナビゲーションユニット８における自車位置情報が補正され、高精度の自車位置情報が得られるため、画像処理装置２における認識状態が良好でない場合には、ナビゲーションユニット８から得られる道路形状情報を用いて車線追従走行を行うことが可能になり、より広範な条件下で制御効果を得ることが可能となる。
【００８１】
また、画像処理装置２における認識状態が所定時間経過の後も良好に戻らない場合、ナビゲーションユニット８における自車位置補正が行われないため、徐々に位置精度が低下することになるが、この場合には補正完了フラグが０にクリアされることによってコントロールユニット９において制御停止処理が実行されるため、不正確な情報に基づいて不適切な制御が実行されることを防止することができる。
【００８２】
尚、本実施の形態１においては，認識状態を３段階とした例を示したが、これは最低２段階から、その判断方法に応じてより多くの段階に分類することも可能であり、このような場合にも、画像処理装置２において確実に認識が行われていると判断される場合において、曲率情報をナビゲーションユニット８における自車位置補正に使用するものである。
【００８３】
また、画像処理装置２における認識状態の判断に、抽出されるエッジの数，道路形状の変化状態を挙げたが、判断方法はこれに限ったものではなく、エッジの強度，白線位置の色情報，左右白線方向の一致度等を用いることも可能である。
【００８４】
また、車速，舵角情報を用いて自車の進行方向を予測しつつ、道路形状変化が適切であるか判断することで、より判断精度を高めることが可能である。
【００８５】
さらに、本実施の形態１では、アクチュエータとして、モータ４ｃと電磁クラッチ４ｂを備えた操舵アクチュエータ４を操舵機構５に付加した例を示したが、電動式のパワーステアリングをアクチュエータとして用いることも可能である。
【００８６】
（実施の形態２）
図１６に実施の形態２のコントロールユニット９における処理フローチャートを示す。
【００８７】
本実施の形態２は、ナビゲーションユニット８とコントロールユニット９の通信処理において、実施の形態１における情報に加えて、道路分岐点が接近しているとの情報をナビゲーションユニット８からコントロールユニット９に送信し、これをコントロールユニット９内の演算処理における判断に用いるものである。
【００８８】
本実施の形態２では、実施例１と同様の手順にて、クラッチ接続処理を行った後、補正完了フラグおよび分岐点接近情報に基づく判断を行う。
【００８９】
すなわち、ステップＳ１６２において、補正完了フラグ＝１、かつ、分岐点が接近していると判断された場合には、ステップＳ１６３へ進み、画像処理装置の認識状態に関わらず、ナビゲーションユニット８から送信された道路形状情報に基づき目標舵角δ０を下記の式で算出する。
【００９０】
δ０＝δ＋Ｋ５×ρ
ここで、Ｋ５は比例定数である。
【００９１】
一方、ステップＳ１６２で上記の判断が成立しない場合には、実施の形態１と同様に、ステップＳ１５４へ進む手順に基づいて処理を行う。
【００９２】
以上、本実施の形態２によれば、ナビゲーションユニット８における自車位置が補正された状態であり、かつ、分岐点が接近している場合には、無条件で道路形状情報に基づいて目標舵角を算出するため、分岐点で誤った側の車線を認識して追従を行ってしまうことがない。
【００９３】
（実施の形態３）
図１７に実施の形態３の画像処理装置２における処理フローチャートを示す。
【００９４】
本実施の形態３は、画像処理装置２の処理において、自車前方の道路形状情報および補正完了フラグをナビゲーションユニット８から受信し、この道路形状情報と画像処理に基づく道路形状情報が大きく異なる場合に、画像処理情報が不適切であると判断するものである。
【００９５】
本実施の形態３では，実施の形態１に示したものと同様に、図１７のステップＳ６０→ステップＳ６１→ステップＳ６２へと進み、走路形状の推定を行う。
【００９６】
その後、ステップＳ６５において、認識状態の判定を行うに先だって、ナビゲーションユニット８より道路形状情報を受信し、ステップＳ６６で補正完了フラグが１かどうかを判断し、補正完了フラグが１の場合には、ステップＳ６７へ進み、ナビゲーションユニット８より得られた道路形状と画像処理に基づく道路情報が一致するか否かを判定し、大きく異なる場合には、ステップＳ６８へと進み、状態Ｃと判定する。
【００９７】
一方、ステップＳ６６で補正完了フラグが０の場合、および、ステップＳ６７でナビゲーションユニット８より得られた道路形状と画像処理に基づく道路情報がほぼ一致する場合には、実施の形態１と同様に、ステップＳ６３の認識状態判定以降の処理を行う。
【００９８】
ステップＳ６１のエッジ抽出処理においては、道路の白線以外に、道路上の文字表示，汚れ，道路脇の物体などを誤って抽出し、実際の道路形状と異なった道路形状を推定してしまうことがある。
【００９９】
しかし、本実施の形態３によれば、ナビゲーションユニット８における自車位置が補正された状態において、ナビゲーションユニット８から得られる道路形状と画像処理に基づく道路形状を比較し、大きく異なっている場合には制御に用いられない画像と判断するため、このような場合においても誤った追従をすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における車線追従走行制御装置を示す全体システム図である。
【図２】実施の形態１における操舵アクチュエータを示す詳細図である。
【図３】実施の形態１における画像処理装置を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１におけるナビゲーションユニットを示すブロック図である。
【図５】実施の形態１におけるコントロールユニットを示すブロック図である。
【図６】実施の形態１の画像処理装置における処理フローチャートを示す図である。
【図７】道路画像の一例図である。
【図８】道路画像におけるエッジ抽出状態を示す一例図である。
【図９】道路画像におけるエッジ抽出状態を示す他の一例図である。
【図１０】認識道路形状の一例図である。
【図１１】認識道路形状の他の一例図である。
【図１２】認識状態判断の一例図である。
【図１３】実施の形態１のナビゲーションユニットにおける処理フローチャートを示す図である。
【図１４】曲率情報に基づく位置補正の一例図である。
【図１５】実施の形態１のコントロールユニットにおける処理フローチャートを示す図である。
【図１６】実施の形態２のコントロールユニットにおける処理フローチャートを示す図である。
【図１７】実施の形態３の画像処理装置における処理フローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ＣＣＤカメラ
２画像処理装置
３車速センサ
４操舵アクチュエータ
５操舵機構
６舵角センサ
７ＧＰＳアンテナ
８ナビゲーションユニット
９コントロールユニット

Claims

制御用走路情報に基づいて車両を前方車線に追従させる制御を行う車線追従走行制御装置において、
画像情報に基づき自車前方の走路情報を検出する走路情報検出手段と、
地図情報及び衛星からの走行位置情報に基づき地図上の自車走行位置を決定すると共に、自車走行位置前後の走路情報を出力するナビゲーション手段と、
前記決定された自車走行位置を、車速による自車の進行距離を考慮して前記ナビゲーション手段内の地図情報を照らし合わせて地図における道路上に補正するマップマッチング処理手段と、
前記マップマッチング処理を行った後、前記走路情報検出手段により画像情報の正しい認識が行われていると判断した場合には、前記走路情報検出手段により得られた画像情報に基づく走路情報と、前記ナビゲーション手段から出力された走路情報とを比較する走路情報比較手段と、
前記走路情報比較手段による比較において、２つの走路情報が一致するように前記ナビゲーション手段の地図上の自車位置情報を補正する自車位置情報補正手段と、
前記ナビゲーション手段上の自車位置情報補正が完了する前は、前記走路情報検出手段において得られた画像情報に基づく走路情報を制御用走路情報として選択し、前記ナビゲーション手段上の自車位置情報補正が完了した後であって、前記走路情報検出手段からの画像情報に基いて得られた走路情報が正しく認識されていないと判断した場合には、前記ナビゲーション手段から得られる走路情報を制御用走路情報として選択する制御用走路情報選択手段と、
を備えていることを特徴とする車線追従走行制御装置。
請求項１に記載の車線追従走行制御装置において、
前記走路情報比較手段を、前記走路情報検出手段と前記ナビゲーション手段から得られた走路情報のうち走路曲率情報に基づき比較を行う手段としたことを特徴とする車線追従走行制御装置。
請求項１または請求項２に記載の車線追従走行制御装置において、
前記自車位置情報補正手段を、前記ナビゲーション手段上の自車位置情報のうち自車進行方向位置を補正する手段としたことを特徴とする。
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の車線追従走行制御装置において、
前記制御用走路情報選択手段においてナビゲーション手段から得られる走路情報を制御用走路情報として選択し、かつ、その後、設定時間にわたって走路情報検出手段で画像情報の認識が正常に戻らない場合には車線追従走行制御を停止する制御停止手段を設けたことを特徴とする車線追従走行制御装置。
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の車線追従走行制御装置において、
前記制御用走路情報選択手段を、ナビゲーション手段から道路分岐点に接近したとの情報が出力された場合、ナビゲーション手段から得られる走路情報を制御用走路情報として優先的に選択する手段としたことを特徴とする車線追従走行制御装置。
請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の車線追従走行制御装置において、
前記ナビゲーション手段上の自車位置情報補正が完了した後は、前記走路情報比較手段におけるそれぞれの走路曲率情報が大きく異なる場合は、画像情報に基づく走路情報を異常とみなして車線追従走行制御を禁止する制御禁止手段を設けたことを特徴とする車線追従走行制御装置。