JPH09263200A - 車両の警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カ−ブ路への進入前にオ−バスピ−ドに起因す
る車線逸脱の可能性を予測して、適切に警報を発するこ
とを目的とする。 【解決手段】画像認識手段２７で車両前方の道路、交通
環境を三次元的に認識した画像デ−タを得て、カ−ブ路
検出手段４１で画像デ−タによりカ−ブ路をその進入前
に検出し、旋回車速検出手段４３でカ−ブ路を検出した
ときに画像デ−タの曲率半径、車線の幅に基づいて標準
的ドライバが旋回する際の旋回車速ＶC を演算し、急カ
−ブ判定手段４４で旋回車速ＶC とカ−ブ路進入前の実
際の車速ＶS とを比較して急カ−ブか否かを判定し、制
動状態判定手段４５で急カ−ブを判定したときに標準的
ドライバが減速操作する制動開始地点ＬB を過ぎても回
避操作しない場合にアラ−ムに信号を発する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両に
おいて、走行中にドライバの安全運転をアシストする警
報装置に関し、詳しくは、カ−ブ路での走行安全性を向
上する警報装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、交通事故の増大傾向に対して車の
安全性の飛躍的向上を図るため、積極的に運転操作をア
シストする総合的な運転支援システム（ＡＤＡ、Active
DriveAssist System）が開発されている。このシステ
ムでは車両の外部環境を認識することが必要不可欠であ
るが、複数のカメラにより捉えた車両前方の風景や物体
の画像情報を処理して、道路、交通環境を実用上十分な
精度と時間で三次元的に認識することが可能になってき
ている。そこでＡＤＡシステムとしては、この道路、交
通環境の画像デ−タを用いて、ドライバが操作ミスをし
たり、よそ見運転、単調な運転時の居眠り等を生じた場
合に、衝突や車線逸脱等の可能性の有無を予測して、安
全側に導くように種々の角度からアシストすることを目
指している。

【０００３】ここで運転支援のあり方としては、車はあ
くまで人間が操作するという考えに基づき、先ず予防安
全性（最初から危険な状態に陥らない）を図る。即ち、
衝突や車線逸脱等の可能性が予測される場合は、警報を
鳴らしてドライバの安全運転をアシストする。そして警
報を鳴らしてもドライバが適切に回避操作しない場合
は、ブレ−キ、スロットルまたはステアリングの運転操
作系を安全側に自動的に制御して、衝突や車線逸脱等を
回避したり、運転操作を一時的に代行するように直接ア
シストすることが提案されている。

【０００４】そこでＡＤＡシステムにおける警報は、種
々の可能性を予測して予防安全性を向上する上で非常に
重要である、このためいかなる状況での何に対する可能
性であるかを定め、画像デ−タの情報を有効に活用して
可能性を的確に予測し、ドライバによる回避操作が可能
な状態で警報を適正に発すること等が必要になる。ここ
で種々の可能性の１つとして、急カ−ブ等のカ−ブ路で
の道路や車線逸脱の可能性がある。特に、高速道路を出
た直後のインタ−チェンジ等の急カ−ブでは、速度感覚
がにぶってカ−ブへの進入速度が高く車線逸脱し易く、
これに対して適切に警報を与えることが望まれる。

【０００５】従来、上記カ−ブ路での車線逸脱防止の警
報装置に関しては、例えば実開平５−４６６１２号公報
の先行技術がある。この先行技術において、操舵角の範
囲毎の車速と横加速度から車両の状態を判断し、例えば
所定の操舵角による旋回時に車速と横加速度が共に大き
くなったことを判断すると、警報を発して、オ−バスピ
−ドによる車線逸脱等を防止することが示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、旋回走行中に横加速度を実際に生
じている状態で判断する方法であり、カ−ブ路に進入す
る際のオ−バスピ−ドに起因する車線逸脱を未然に防ぐ
ものではない。またカ−ブ路の実際の曲率半径、車線の
幅等の情報が無いので、判断の精度が低い等の問題があ
る。

【０００７】本発明は、このような点に鑑み、カ−ブ路
への進入前にオ−バスピ−ドに起因する車線逸脱の可能
性を予測して、適切に警報を発することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の請求項１に係る車両の警報装置は、図１に
示すように、車両前方の道路、交通環境を三次元的に認
識した画像デ−タを得る画像認識手段と、画像デ−タに
よりカ−ブ路をその進入前に検出するカ−ブ路検出手段
と、カ−ブ路を検出したときに画像デ−タの曲率半径、
車線の幅に基づいて標準的ドライバが旋回する際の旋回
車速ＶC を演算する旋回車速演算手段と、旋回車速ＶC
とカ−ブ路進入前の実際の車速ＶS とを比較して急カ−
ブか否かを判定する急カ−ブ判定手段と、急カ−ブを判
定したときに標準的ドライバが減速操作する制動開始地
点ＬB を過ぎても回避操作しない場合に警報を発する制
動状態判定手段とを備えることを特徴とする。

【０００９】請求項２に係る車両の警報装置は、標準的
ドライバが旋回する際の旋回車速ＶC を横加速度ＧC と
カ−ブ曲率半径ＲC を用いて、ＶC ＝√（ＧC ・ＲC ）
により推定したことを特徴とする。

【００１０】請求項３に係る車両の警報装置は、標準的
ドライバが減速操作する制動開始地点ＬB を標準的ドラ
イバが旋回する際の旋回車速ＶC と実際の車速ＶS を用
いてＬB＝（ＶS−ＶC ）／ｇ＊（ＶS＋ＶC）／２により
推定したことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図２において、車両とＡＤＡシス
テムの全体の概略について説明する。先ず、車両１はエ
ンジン２がクラッチ４、変速機５、プロペラ軸６、リヤ
ディファレンシャル装置７、リヤ車軸８等を介して後輪
１０に連結し、プロペラ軸６よりセンタ−ディファレン
シャル装置１７、フロントディファレンシャル装置１
８、フロント車軸１９等を介して前輪９に連結し、前後
輪９、１０を駆動して走行可能に構成される。車両１の
運転操作系として、アクセルペダル１１がエンジン２の
スロットル弁３を開閉してエンジン出力を変化するよう
に設けられる。またブレ−キ装置１２が、ブレ−キペダ
ル１３の操作でブレ−キ圧をブレ−キ管路１４により前
後輪９、１０のホイ−ルシリンダ側に導入して制動する
ように設けられる。更に、ステアリング装置１５が、ハ
ンドル１６の操作で前輪９を操舵するように設けられ
る。

【００１２】ＡＤＡシステム２０は、車両制御の種々の
アクチュエ−タとして、スロットル弁３にスロットルア
クチュエ−タ２１が、スロットル信号によりエンジン出
力を増減できるように設けられている。またブレ−キ装
置１２のブレ−キ管路１４中にブレ−キアクチュエ−タ
２２が、ブレ−キ信号によりブレ−キ圧を加減圧して自
動ブレ−キするように設けられている。更に、ステアリ
ング装置１５にステアリングアクチュエ−タ２３が、操
舵信号により自動操舵するように設けられている。

【００１３】電子制御系について説明する。画像認識手
段として車両１の例えば左右前方に配置される２台のＣ
ＣＤカメラ２５と、ステレオイメ−ジプロセッサの画像
認識ユニット２６を備える。２台のＣＣＤカメラ２５
は、車両前方の風景や物体をステレオ式に撮像して捉え
る。画像認識ユニット２６は、２台のＣＣＤカメラ２５
で撮像した画像信号を、ステレオ法による三角測量法で
処理して距離を算出し、画面全体が三次元の距離分布の
距離画像を作る。そして距離画像から車線、先行車、障
害物等を分離して検出し、車線からは左右の白線、道路
の三次元形状等を認識する。また前方の物体が何である
か、先行車や障害物との相対的な距離や速度等を認識す
るのであり、こうして道路、交通環境の画像デ−タを得
る。

【００１４】ＡＤＡ制御ユニット４０は、種々の可能性
を予測して警報を発する警報制御系、警報したにも拘ら
ずドライバが回避操作しない場合の車両制御系等を有す
る。車両制御系は、画像デ−タを他の種々のセンサ信号
により、例えば先行車や道路の障害物に対して安全な距
離を保つように加減速度を演算し、この加減速度に基づ
く適正なスロットル開度のスロットル信号をスロットル
アクチュエ−タ２１に出力してエンジン出力制御する。
また加減速度に基づく適正なブレ−キ圧のブレ−キ信号
をブレ−キアクチュエ−タ２２に出力して自動ブレ−キ
制御し、これによりドライバの操作ミスや回避操作しな
い場合に、安全車間距離に保ち、または衝突防止するこ
とが可能になっている。一方、画像上の所定距離位置の
目標軌跡を設定し、且つ車両が現在の走行状態のままで
所定距離位置に走行した場合の予測軌道を算出し、これ
ら目標軌道と予測軌道のずれに応じた操舵信号をステア
リングアクチュエ−タ２３に出力して自動操舵制御し、
ドライバの操作ミス等の場合に、衝突回避や車線の逸脱
防止することが可能になっている。

【００１５】警報装置の１つとしてカ−ブ路の車線逸脱
に対する警報制御系について説明する。先ず、カ−ブ路
に進入する前に、画像デ−タにおけるカ−ブ路の曲率半
径や車線の幅等の情報を取り出す。また車速を検出する
車速センサ３０を有し、ドライバの減速操作信号とし
て、アクセルＯＦＦを検出するアクセルセンサ３１、ブ
レ−キＯＮを検出するブレ−キスイッチ３２を有し、減
速信号として加速度を検出する加速度センサ３３を有す
る。そしてこれら情報、センサやスイッチの信号によ
り、カ−ブ路進入前にカ−ブ路の急カ−ブを判断して車
線逸脱の可能性を予測し、アラ−ム３４で警報を発する
ように構成される。

【００１６】次に、本発明による急カ−ブ判定方法と警
報制御を、図３の機能ブロック図と図４、図５のフロ−
チャ−トにより説明する。先ず、車両走行中に２台のＣ
ＣＤカメラ２５で撮像した画像信号を画像認識ユニット
２６で処理して、道路、交通環境の画像デ−タを得る
（ステップＳ１）。この画像デ−タはＡＤＡ制御ユニッ
ト４０のカ−ブ路検出手段４１に入力し、図６のように
車両前方にカ−ブ路Ｃが有る場合は、画像デ−タにより
そのカ−ブ路Ｃを検出する（ステップＳ２）。

【００１７】カ−ブ路Ｃを検出すると、そのカ−ブ路Ｃ
の手前の地点で画像デ−タにおけるカ−ブ路Ｃの最大の
曲率半径Ｒと車線の幅Ｗの情報を取り出し、車速センサ
３０によるカ−ブ路Ｃ手前の実際の車速ＶS 、急カ−ブ
迄の距離Ｌを読込む（ステップＳ３）。そしてカ−ブ曲
率半径演算手段４２で、画像デ−タによる曲率半径Ｒと
車線の幅Ｗにより、カ−ブ路Ｃの車線の幅を加味し、車
線の全幅を利用したアウト・イン・アウト走行によるカ
−ブ路Ｃにおける最大旋回半径であるカ−ブ曲率半径Ｒ
C を、ＲC ＝Ｒ＋Ｗにより演算する（ステップＳ４）。
その後、旋回車速演算手段４３で、そのカ−ブ路Ｃを標
準的なドライバが旋回する際の旋回車速ＶC を、横加速
度ＧC （例えば０．４Ｇ）とカ−ブ曲率半径ＲC を用い
て、ＶC＝√（ＧC・ＲC）により演算して推定する（ス
テップＳ５）。これにより実際のカ−ブ路Ｃが、曲率半
径Ｒが大きくても車線の幅が狭かったり、曲率半径Ｒが
小さくても車線の幅が広い等の種々の状況であっても、
車線逸脱を生じない旋回車速ＶC が予め正確に求まる。

【００１８】そして急カ−ブ判定手段４４で、カ−ブ路
Ｃの進入前の実際の車速ＶS と旋回車速ＶC を比較して
急カ−ブか否かを判断する（ステップＳ６）。そして旋
回車速ＶC より車速ＶS の方が小さい場合は、急カ−ブ
でないことを判断して終了する。一方、旋回車速ＶC よ
り車速ＶS の方が大きい場合は、このままの車速ＶSで
カ−ブ路Ｃに進入した場合に車線逸脱する可能性が有る
急カ−ブと判定する（ステップＳ７）。そこでドライバ
が目の前のカ−ブ路Ｃと車両１の現在の車速ＶS の状態
を認識し、車速ＶS が充分に低く保持されていたり、ま
たは車速ＶS がカ−ブ路Ｃの曲率半径や車線の幅から推
定した旋回車速ＶC より大きいと判断して早めに減速す
ると、車線逸脱する可能性が低下するため警報を鳴らさ
ない。そして車両１は、この車速ＶS でカ−ブ路Ｃに進
入して正常に旋回する。

【００１９】急カ−ブを判定した場合は、車線逸脱判定
手段４５でアクセルセンサ３１やブレ−キスイッチ３２
の減速操作信号をチェックして、ドライバが回避操作し
たか否かを判断する（ステップＳ８）。そして減速操作
信号が入力すると、ドライバが回避操作したことを判定
して終了する。一方、減速操作信号が入力しない場合
は、ドライバが回避操作しないことを判定して、警報サ
ブル−チンに移行する（ステップＳ９）。

【００２０】警報サブル−チンは図５に示すように、先
ず車両前方の急カ−ブ進入に際して標準的なドライバが
制動を開始する制動開始地点ＬB を算出する（ステップ
Ｓ１１）このステップＳ１１での演算は、ＬB＝（ＶS−
ＶC）／ｇ＊（ＶS＋ＶC）／２とする。ここで、ＶCは標
準的ドライバの旋回速度を表し、例えば旋回横Ｇを０．
２としてＶC＝√（Ｒ＊０．２＊９．８）として算出す
る。そしてステップＳ３で読み込んだ急カ−ブまでの距
離Ｌと制動開始地点ＬB とを比較する（ステップＳ１
２）。仮にＬ＞ＬB の場合には、急カ−ブまでの距離に
余裕があるため警報を鳴らさない。一方、Ｌ≦ＬB の場
合には、標準的なドライバが制動を掛けるべき地点を通
り過ぎているためカ−ブ路Ｃでの車両１の車線逸脱の可
能性を予測してアラ−ム３４で警報を鳴らす（ステップ
Ｓ１３）。これにより、カ−ブ路Ｃの進入前に警報が鳴
り、ドライバが警報に気付いて減速するように回避操作
しても充分に間に合い、この回避操作により車両１は減
速した状態でカ−ブ路Ｃに進入して、車線逸脱を未然に
防止するようにドライバの安全運転がアシストされる。

【００２１】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、ドライバの減速信号として加速度センサ３３の信
号を用いることもできる。また、本発明の実施の形態に
おいて、警報手段をアラ−ム３４を使用した例を説明し
たが、ドライバの覚醒度を高められるものであればドラ
イバの視野内に設けた表示装置やシ−トクッション、ま
たはシ−トバックに内装された振動を発する振動装置等
でも良い。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の請求項
１に係る車両の警報装置では、車両前方の道路、交通環
境を三次元的に認識した画像デ−タを得る画像認識手段
と、画像デ−タによりカ−ブ路をその進入前に検出する
カ−ブ路検出手段と、カ−ブ路を検出したときに画像デ
−タの曲率半径、車線の幅に基づいて標準的ドライバが
旋回する際の旋回車速ＶC を演算する旋回車速演算手段
と、旋回車速ＶC とカ−ブ路進入前の実際の車速ＶS と
を比較して急カ−ブか否かを判定する急カ−ブ判定手段
と、急カ−ブを判定したときに標準的ドライバが減速操
作する制動開始地点ＬB を過ぎても回避操作しない場合
に警報を発する制動状態判定手段とを備える構成である
から、カ−ブ路進入に際し制動を開始すべき地点に車両
が到達しても減速操作されない場合に警報を発するもの
であり、不必要な警報を発することなくカ−ブ路でのド
ライバの安全運転を確実のアシストすることができる。

【００２３】請求項２に係る車両の警報装置では、標準
的ドライバが旋回する際の旋回車速ＶC を横加速度ＧC
とカ−ブ曲率半径ＲC 及び車線幅を用いて、ＶC ＝√
（ＧC・ＲC ）により推定したことにより、画像情報を
元に高い精度の旋回車速の推定が行える。

【００２４】請求項３に係る車両の警報装置では、標準
的ドライバが減速操作する減速開始地点ＬB を、標準的
ドライバが旋回する際の旋回車速ＶC と実際の車速ＶS
を用いて、ＬB＝（ＶS −ＶC）／ｇ＊（ＶS＋ＶC）／２
により推定したことで、カ−ブ進入に際して違和感のな
い制動が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両の警報装置の構成を示すクレ
−ム対応図。

【図２】車両とＡＤＡシステムの全体の概略を示す説明
図である。

【図３】本発明の警報装置の機能ブロック図である。

【図４】本発明の全体制御を表すフロ−チャ−トであ
る。

【図５】本発明の制動状態判定手段での制御を表すフロ
−チャ−トである。

【図６】カ−ブ路の状態を示す説明図である。

【符号の説明】

２７ 画像認識手段 ４１ カ−ブ路検出手段 ４３ 旋回車速演算手段 ４４ 急カ−ブ判定手段 ４５ 制動状態判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 111:00 113:00 137:00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両前方の道路、交通環境を三次元的に
   認識した画像デ−タを得る画像認識手段と、画像デ−タ
   によりカ−ブ路をその進入前に検出するカ−ブ路検出手
   段と、カ−ブ路を検出したときに画像デ−タの曲率半
   径、車線の幅に基づいて標準的ドライバが旋回する際の
   旋回車速ＶC を演算する旋回車速演算手段と、旋回車速
   ＶC とカ−ブ路進入前の実際の車速ＶS とを比較して急
   カ−ブか否かを判定する急カ−ブ判定手段と、急カ−ブ
   を判定したときに標準的ドライバが減速操作する制動開
   始地点ＬB を過ぎても回避操作しない場合に警報を発す
   る制動状態判定手段とを備えることを特徴とする車両の
   警報装置。
2. 【請求項２】 標準的ドライバが旋回する際の旋回車速
   ＶC は、横加速度ＧC とカ−ブ曲率半径ＲC を用いて、
   ＶC ＝√（ＧC ・ＲC ）により推定したことを特徴とす
   る請求項１記載の車両の警報装置。
3. 【請求項３】 標準的ドライバが減速操作する制動開始
   地点ＬB は、標準的ドライバが旋回する際の旋回車速Ｖ
   C と実際の車速ＶS を用いて、ＬB＝（ＶS−ＶC）／ｇ
   ＊（ＶS ＋ＶC）／２ により推定したことを特徴とする
   請求項１または２記載の車両の警報装置。