JPH09304083A - 車両用警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 進路外れなどについて、適切な警報を発生す
る。 【解決手段】 ＤＧＰＳ装置１２、ＣＣＤ画像センサ２
０等の出力より、ナビゲーション装置１０が、走行道路
内の横方向位置を検出する。また、ナビゲーション装置
１０は、各種車両センサ１６から得られる車両の走行状
況から、これからの走行予定ラインを推定する。そし
て、道路形状Ｄ／Ｂ２４から得られるこの先の道路形状
と走行予定ラインを比較することによって、道路からの
逸脱等を適切に予測し、警報を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の走行状況か
ら走行予定ラインを推定し、この走行予定ラインとこれ
から走行する道路の形状を比較し、比較結果に基づき警
報を発生する車両用警報装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ドライバの運転を補助する装
置として、各種の警報装置が提案されており、その中に
車両の走行方向に対する警報装置がある。例えば、居眠
り運転や脇見運転、さらにはカーブに進入する際のスピ
ードの出しすぎ等を検出し、道路形状に合った車両走行
方向が維持しがたいと認識されたときに、警報を発する
警報装置が提案されている。

【０００３】例えば、特開平５−１２６５９１号公報に
は、道路形状データにより得られる道路の実曲率と、自
車の速度、横Ｇ（加速度）から求められる走行曲率を比
較し、両者の相関に応じて運転者に対する警報を行うも
のが示されている。この装置によれば、車両の走行状況
が、道路形状に合わない、すなわち両者の相関が低く運
転が正しくないと考えられる場合に、警報を発生するこ
とができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、道路形状の曲率と走行状況により計算される走行曲
率を比較する。従って、この比較は基本的に線と線の比
較である。一方、実際の道路は、ある程度の幅があり、
特に走行レーンが複数ある場合には、道路幅はかなり大
きい。そこで、警報の条件が成立し、警報が発せられた
場合においても、路肩まではまだ十分な余裕があったり
し、警報の信頼度が十分でないという問題点があった。
特に、警報装置では、不要な警報が発せられるとドライ
バの警報への信頼が薄れ、警報の意味がなくなってしま
う。そこで、警報装置では、発生する警報の信頼度を十
分高いものにしなければならないという課題がある。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、道路幅を考慮し、信頼度の高い警報を発すること
ができる車両用警報装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両の走行状
況データから当該車両の走行予定ラインを推定する走行
予定ライン推定手段と、走行中の道路形状データを取得
する道路形状データ取得手段と、車両の現在走行してい
る道路上での横方向位置を検出する横方向位置検出手段
と、検出された道路上での横方向位置を加味して、前記
走行予定ラインと道路形状の比較を行い、この比較結果
に基づき、警報を発生する警報手段と、を具備すること
を特徴とする。

【０００７】このように、本発明では、道路上での横方
向位置を加味して、走行予定ラインと道路形状の比較を
行う。そこで、現在の道路上の位置に応じて、道路から
逸脱するかなどの判定を行うことができる。従って、ド
ライバの信頼度の高い適切な警報を発することができ
る。

【０００８】また、本発明は、前記横方向位置検出手段
は、走行している道路が複数レーンある場合に、複数レ
ーン中での横方向位置を検出し、前記警報手段は、車両
の走行予定ラインが他レーンへの進入が予想されるとき
と、複数レーンから構成される道路からの逸脱が予想さ
れるときとで、警報内容を変更することを特徴とする。

【０００９】このように、単にレーンを逸脱する場合
と、道路から逸脱する時とで、警報の程度を変更する。
例えば、レーン逸脱（他レーンへの進入）の場合には、
後方に注意せよ等の軽い警報にし、道路からの逸脱の際
には、強い警報にする。これによって、ドライバのフィ
ーリングに合った適切な警告が行われ、警報への信頼度
が上昇し、好適な警告が行える。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に好適な実施の形態
（以下、実施形態という）について、図面に基づいて説
明する。図１は、本実施形態に係る車両用警報装置の全
体構成を示すブロック図であり、各種処理を行うナビゲ
ーション装置１０を有している。このナビゲーション装
置１０は、入力される各種のデータを処理し、警報の出
力を制御する。なお、ナビゲーション装置１０は、経路
案内など通常のナビゲーションの機能も有している。

【００１１】そして、本車両用警報装置は、各種のセン
サや出力装置を有しており、これらがナビゲーション装
置１０に接続されている。

【００１２】まず、ナビゲーション装置１０には、以下
に示すような位置検出用のセンサが接続されている。Ｄ
ＧＰＳ（デファレンシャル・グローバル・ポジショニン
グ・システム）装置１２は、車両の絶対位置を検出す
る。すなわち、ＤＧＰＳ装置１２は、通常の人工衛星か
らの電波に応じたＧＰＳ装置の検出結果をＦＭ多重放送
などで送られてくる誤差補正データによって補正し、よ
り正確な絶対位置検出を行う。通常のＧＰＳ装置におけ
る位置検出の誤差は１００ｍ程度であるが、ＤＧＰＳ装
置１２では、１ｍ程度の誤差で車両の絶対位置を検出で
きる。

【００１３】また、ビーコンセンサ１４は、道路上の各
所に設置されている路側ビーコンから送られてくる位置
情報等を受信する。さらに、各種車両センサ１６は、操
舵センサ、車速センサ、方位センサ、横加速度センサ等
からなっている。例えば、車速センサ及び方位センサに
より、どの方向にどの位走行したかが分かるため、これ
により推測航法による位置検出が行え、ＤＧＰＳ装置１
２による位置検出を補助することができる。なお、ＤＧ
ＰＳ装置１２は、絶対位置を検出するため、これを道路
内の横方向位置の検出にも利用できる。

【００１４】このように、ＤＧＰＳ装置１２、ビーコン
センサ１４、各種車両センサ１６の検出結果により、正
しい現在地の認識ができる。

【００１５】また、路肩センサ１８は、道路の路肩から
車両までの位置を検出する。これは、ガードレールや路
壁等の位置を検出することによって行われ、光、ミリ
波、超音波等の反射を検出することによって行う。ＣＣ
Ｄ画像センサ２０は、車両の前方の画像を取得し、画像
処理によって白線（レーンマーカ）を検出する。従っ
て、路肩センサ１８及びＣＣＤ画像センサ２０により、
道路内の横方向位置を検出することができる。さらに、
磁気マーカ検出センサ２２は、道路に埋め込まれている
磁気マーカを検出する。磁気マーカは、車両の自動操縦
などの目的で所定の道路の走行レーン内に埋め込まれて
おり、この磁気マーカの検出で車両のレーン内横方向位
置を検出することができる。

【００１６】また、ナビゲーション装置１０には、道路
形状Ｄ／Ｂ２４が、接続されている。この道路形状Ｄ／
Ｂ２４は、通常の地図Ｄ／Ｂと同様の地図データととも
に、連続幅員データ、路肩情報データ、道路の３次元構
造データなども記憶している。すなわち、各道路の幅、
レーン数の他、路肩が崖などの３次元データや、路肩に
ガードレスが存在するか否か、路肩に凸条が存在するか
否かなどの路肩情報も記憶している。

【００１７】さらに、ナビゲーション装置１０には、各
種の制御対象の装置が接続されている。まず、音声出力
装置２６は、スピーカ等からなり、警報用の音声などを
出力する。ディスプレイ２８は、各種の表示を行うが、
警報用の表示も行う。レーザビーム装置３０は、前方に
可視光を照射するものであり、ビームを路上にスキャン
することによって、白線位置を模擬する。ステアリング
アクチュエータ３２は、ステアリングを操作して操舵制
御し、ブレーキアクチュエータ３４はブレーキを操作
し、制動制御する。このような装置により、必要なとき
に警報を出力したり、車両の走行が制御される。

【００１８】このような装置において、ナビゲーション
装置１０は、基本的にＤＧＰＳ装置１２により、自車位
置を検出する。なお、上述のように、推測航法及びビー
コンからの情報などで位置情報を補完する。また、車両
の道路内の横方向位置（横変位）を検出するとともに、
車両の走行状況に応じて、走行予定ラインを推定する。
そして、推定された走行予定ラインと、道路形状Ｄ／Ｂ
２４から読み出された先の道路形状の比較に応じて、車
両のレーン逸脱などを推定し、形状を発する。そこで、
このような制御について、以下に説明する。

【００１９】「横変位の検出」まず、道路の白線（レー
ンマーカ）をＣＣＤ画像センサ２０の前方画像を画像処
理して検出する。この際に、ＤＧＰＳ装置１２の出力を
参照すると共に、道路形状Ｄ／Ｂ２４から読み出した前
方のレーン曲率なども参照する。すなわち、ＣＣＤ画像
センサ２０によって前方画像から白線を検出し、自車位
置を検出するが、白線はレーン曲率に応じて曲がって見
えるので、これを参考にして白線の認識率の向上を図
る。なお、雪や白線の摩耗などの原因で白線が認識でき
ないときに、次に白線が検出できるまで、道路形状Ｄ／
Ｂ２４のデータと走行データから、白線の位置の推定を
行っておくことも好適である。さらに、白線検出状態
と、道路形状Ｄ／Ｂ２４から読み出された道路形状を合
わせれば、道路内において、自車がどこに位置するかと
いう横変位ｄｘも算出可能である。

【００２０】さらに、路肩センサ１８は、路肩に向けて
ビームをステアし自車と路肩の距離を算出する。路肩セ
ンサ１８により、路肩までの距離が検出でき、横変位が
検出できれば、路肩の幅が算出できる。また、路肩幅が
道路形状Ｄ／Ｂ２４に記憶されていれば、路肩センサ１
８により検出した路肩までの距離から横変位ｄｘを検出
することもできる。また、磁気マーカ検出センサ２２に
より、磁気マーカを検出できている場合には、これによ
ってレーン内の自車位置が正確に分かり、これとＣＣＤ
画像センサで得たレーンマーカ位置を組み合わせること
によって、自車の横変位ｄｘを検出することもできる。

【００２１】ここで、ナビゲーション装置１０における
横変位（走行レーンの左端からの距離）ｄｘ、路肩幅
（路肩からの距離）ｄの算出の一例について、図２のフ
ローチャートに基づいて説明する。

【００２２】まず、ＤＧＰＳ装置１２から現在地を取得
する（Ｓ１１）。この現在地の取得は、ナビゲーション
装置１０において、常に行われている。次に、ＣＣＤ画
像センサ２０の画像処理結果から、レーンマーカ（白
線）が検出できているかを判定する（Ｓ１２）。検出で
きている場合には、磁気マーカ検出センサ２２の出力か
ら磁気マーカが検出できているかを判定する（Ｓ１
３）。磁気マーカも検出できていれば、ＣＣＤ画像セン
サ２０の出力によりどのレーン内にいるかを検出し、磁
気マーカ検出センサ２２の出力に応じて、レーン内の位
置を検出する。そして、ＣＣＤ画像センサ２０の出力画
像の処理結果による自車の横方向位置と、磁気マーカか
らのレーン内位置の両方を基に、道路の左側端（左側レ
ーンマーカ）からの距離である横変位ｄｘを検出する
（Ｓ１４）。

【００２３】さらに、路肩センサ１８からの出力がある
かを判定し（Ｓ１５）、出力があった場合には、その出
力から路肩幅ｄを算出する（Ｓ１６）。すなわち、路肩
センサ１８の出力は、路肩の端にあるガードレール等か
ら自車までの距離であるため、横変位ｄｘを減算するこ
とによって路肩幅ｄが算出される。Ｓ１５において、出
力がなければ、路肩幅ｄは、算出しない。

【００２４】Ｓ１２において、レーンが認識できていな
かった時には、ＤＧＰＳ装置１２における現在地認識精
度を検出し、これが所定値（例えば１ｍ）かを判定する
（Ｓ１７）。なお、認識精度は、送られてきた情報によ
って判定すればよく、また誤差補正情報が得られない場
合には、精度は１００ｍ程度と認識される。

【００２５】そして、Ｓ１７において、所定以上の精度
があると判定された場合及びＳ１３において磁気マーカ
が検出されていなかった時には、道路形状Ｄ／Ｂ２４を
参照し、現在地の道路形状（路幅Ｗ等）を得る（Ｓ１
８）。そして、Ｓ１４に移り横変位ｄｘを算出するが、
この場合は、ＣＣＤ画像センサ２０またはＤＧＰＳの検
出値と道路形状から横変位ｄｘを算出する。

【００２６】さらに、Ｓ１７において、ＤＧＰＳの精度
が十分でなかった場合には、横変位ｄｘ等を算出するだ
けの精度の良いデータがないため、警告ランプを点灯し
（Ｓ１９）、処理を終了する。すなわち、この場合に
は、横変位ｄｘの算出は行わない。

【００２７】以上のようにして、横変位ｄｘ及び路肩幅
ｄを検出するが、道路形状Ｄ／Ｂ２４のデータの内容や
各センサの検出値を組み合わせ総合的に判断して、最も
確からしい横変位ｄｘを検出することが好ましい。

【００２８】「警報制御」このようにして、横変位ｄｘ
（及び路肩幅ｄ）が検出できた場合には、このデータを
参考にして、警報処理を行う。この警報処理は、現在の
走行状態から走行予定ラインを予測し、走行予定ライン
と、道路形状Ｄ／Ｂ２４から読み出されたその位置の道
路形状とを比較して、走行予定ラインが適当であるか否
かの判定により行う。この制御について、図３のフロー
チャートに基づいて説明する。

【００２９】まず、ナビゲーション装置１０は、各種セ
ンサの出力から横変位ｄｘを算出すると共に、ステアリ
ング角θ、車速ｖ、曲率、幅員、車線数等の道路データ
等の走行状況データを取得する（Ｓ３１）。このとき、
路面のすべり難さについての路面係数μも取り込む。こ
の路面係数μは、特別の路面センサで検出してもよい
し、道路形状Ｄ／Ｂ２４の記憶するデータを含めておい
てもよい。路面センサとしては、例えば光の反射状態等
を検出するセンサが採用できる。

【００３０】次に、これら取り込んだデータに基づい
て、走行予定ラインを推定して、ｔ秒後の横変位Ｄ
（ｔ）を算出する（Ｓ３２）。この算出は、現在の操作
が維持された場合のｔ秒間の車両走行軌跡を推定するこ
とによって行われる。

【００３１】そして、この推定結果に基づいて、図４に
示すような ｔ０：左側ラインをまたぐ時間 ｔ１：左側路肩をまたぐ時間 ｔ２：右側ラインをまたぐ時間 ｔ４：センターラインをまたぐ時間 を算出する（Ｓ３３）。なお、実際に推定される走行軌
跡は、１本であり、ｔ０，ｔ１またはｔ２，ｔ４のいず
れかが得られる。

【００３２】そして、ｔ１が所定時間α（１秒程度）よ
り小さいかを判定する（Ｓ３４）。ＹＥＳであれば、車
両が直ぐに路肩を通過してしまうことを意味している。
そこで、強い警告音による警告と、ブレーキによる制
動、ステアリングの操作による起動の右側への修正を行
う（Ｓ３５）。

【００３３】Ｓ３４において、ＮＯであれば、次にｔ０
がαより小さいかを判定する（Ｓ３６）。ＹＥＳであれ
ば、所定時間αで走行レーンから路肩に入ってしまうた
め、中程度の警告と、緩いブレーキによる制動を行う
（Ｓ３７）。これによって、レーンからの逸脱を防止す
ると共に、ドライバにこの警告を行う。

【００３４】Ｓ３６において、ＮＯであれば、ｔ０が所
定時間β以下であるかを判定する（Ｓ３８）。このβ
は、数秒程度に設定されている。そして、Ｓ３８におい
て、ＹＥＳであれば、β（数秒）後にレーンを逸脱する
可能性があるため、その情報をドライバに提供する（Ｓ
３９）。例えば、道路が右にカーブしており、このよう
な左側へのレーン逸脱が判定されたのであれば、「この
先右カーブです。」という警告音声、直線走行において
このようなレーン逸脱が判定されたのであれば、「前方
にご注意下さい。」という警告音声などを出力する。

【００３５】Ｓ３８においてＮＯであり、左側にはβ以
内に逸脱がない場合には、次にｔ４がαより小さいかを
判定する（Ｓ４０）。ＹＥＳであれば、α後にセンター
ラインをまたぐことになるため、Ｓ３５と同様に強い警
告、ブレーキ制動、ステアリング操作を行う（Ｓ４
１）。Ｓ４０において、ＮＯであれば、ｔ２がαより小
さい、またはｔ４がβより小さいという条件のいずれか
が満足されるかを判定する（Ｓ４２）。ＹＥＳであれ
ば、α後に右側レーンに進入するか、β後にセンターラ
インをまたぐことになる。そこで、右側レーンがありこ
こに進入する場合には、「右後方に注意してくださ
い。」という音声を出力する（Ｓ４３）。また、右側レ
ーンがない場合であって、左カーブの場合には、「この
先左カーブです。」という音声、直線の場合には、「前
方にご注意下さい。」との音声を出力する。

【００３６】Ｓ４２において、ＮＯの場合には、ｔ２が
βより小さいかを判定する（Ｓ４４）。ＹＥＳであれ
ば、β後に右側レーンに進入する可能性があるため、
「右後方にご注意下さい。」という音声を出力したり、
この先に左カーブがあれば、この先左カーブです。」等
の情報提供を行う。

【００３７】このように、本実施形態によれば、道路内
の横変位を考慮する。従って、走行レーン数や、路肩の
幅などを考慮して、実際の走行に即した警報を発するこ
とができる。そこで、ドライバの警報に対する信頼度が
高くなり、警報が運転に有効に作用する。さらに、走行
の状況に合わせて警報の程度を変更するため、より適し
た警報が発生される。

【００３８】さらに、夜間や着雪路における吹雪時等路
肩の認識が困難な場合には、車両前方に可視光のレーザ
ビーム装置３０を用いて、道路車線をスキャン照射しド
ライバの視野の支援をしてもよい。この場合、道路形状
Ｄ／Ｂ２４のデータや、横変位、磁気マーカによるレー
ン内位置からレーンの位置を算出し、そこを照射すると
よい。

【００３９】「その他」本実施形態では、横変位を常に
認識している。そこで、この横変位ｄｘの現在から所定
時間前までのデータを抽出し、この分散を算出するとよ
い。そして、この分散が一定値を越える場合には、ドラ
イバの走行レーンのトレース率が下がったと判断し、こ
のときには警告を発生することが考えられる。

【００４０】また、横変位ｄｘの周波数特性を分析し、
低い周期性が認められることで、居眠り運転を検出する
ことも好適である。この場合には、覚醒効果の高い警告
を発生するとよい。

【００４１】さらに、運転者におけるより安定した運転
の動機付けのために、一定走行時間毎もしくは運転終了
時に分散の度合いを表示してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 全体構成を示すブロック図である。

【図２】 横変位検出動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】 警報動作を示すフローチャートである。

【図４】 車両の走行状況を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ ナビゲーション装置、１２ ＤＧＰＳ装置、１４
ビーコンセンサ、１６ 各種車両センサ、１８ 路肩
センサ、２０ ＣＣＤ画像センサ、２２ 磁気マーカ検
出センサ、２４ 道路形状Ｄ／Ｂ、２６ 音声出力装
置、２８ ディスプレイ、３０ レーザビーム装置、３
２ ステアリングアクチュエータ、３４ブレーキアクチ
ュエータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の走行状況データから当該車両の走
   行予定ラインを推定する走行予定ライン推定手段と、 走行中の道路形状データを取得する道路形状データ取得
   手段と、 車両の現在走行している道路上での横方向位置を検出す
   る横方向位置検出手段と、 検出された道路上での横方向位置を加味して、前記走行
   予定ラインと道路形状の比較を行い、この比較結果に基
   づき、警報を発生する警報手段と、 を具備することを特徴とする車両用警報装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、 前記横方向位置検出手段は、走行している道路が複数レ
   ーンある場合に、複数レーン中での横方向位置を検出
   し、 前記警報手段は、車両の走行予定ラインが他レーンへの
   進入が予想されるときと、複数レーンから構成される道
   路からの逸脱が予想されるときとで、警報内容を変更す
   ることを特徴とする車両用警報装置。