JP2011086304A

JP2011086304A - 意図的でない車線逸脱の検出

Info

Publication number: JP2011086304A
Application number: JP2010268629A
Authority: JP
Inventors: Fredrik Ling; リング、フレドリック; Fredrik Billberg; ビルベルク、フレドリック
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2011-04-28
Also published as: WO2005023588A1; EP1663711A1; US7479892B2; DE602004010685T3; DE602004010685T2; DE602004010685D1; EP1663711B1; US20070024430A1; JP2007504545A; EP1663711B2; DE10341366A1; ATE380712T1

Abstract

【課題】車両の意図的でない車線逸脱を自動的に検出するための方法および装置を提供する。
【解決手段】車輪逸脱警報装置は、車線逸脱認識ユニット（１０）、警報生成ユニット（１２）、および運転手活動監視ユニット（１４）を備える。運転手活動監視ユニット（１４）は、運転手の制御介入に応じて連続的に変化する舵取り角などの車両関係パラメータを監視するよう形成される。実際のまたは間近に迫った車線逸脱が検出されかつ運転手の活動が低いまたは活動的でないことを１つ以上のパラメータの評価が示す場合は、警報生成ユニット（１２）は警報を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は車両安全装置に関するものである。より特定すると、本発明はトラックや乗用車などの車両の意図的でない車線逸脱を防ぐことに関するものである。

意図的でない車線逸脱は大事故の主な要因の１つである。意図的でない車線逸脱には多くの原因がある。例えば、携帯電話で話していて気が散る、ラジオを切り替えている間に不注意になる、居眠り運転などである。

例えばＥＰ１，０７４，４３０Ａ１に記述されている従来の車線逸脱警報装置は、道路と道路上の車線区分線（ｌａｎｅｍａｒｋｉｎｇ）との違いを認識するよう形成される。かかる装置は目に見える車線区分線を追跡するカメラおよび映像プロセッサを含み、車線に対する車両の位置を判定する。車両が車線区分線を横切るかまたは横切ろうとすると、車線逸脱警報装置が自動的に車両の運転手に警報を与える。

本発明の目的は、車線逸脱が意図的か意図的でないかを確実に識別して、車線区分線を意識的に横切るときに誤警報を出さないようにすることのできる車線逸脱警報環境を提供することである。

本発明の１つの態様では、車両の意図的でない車線逸脱を自動的に検出する方法を提供する。この方法は、実際のまたは間近に迫った車線逸脱の発生を監視し、運転手の制御干渉に応じて連続的に変化する１つ以上の車両関係パラメータを監視し、実際のまたは間近に迫った車線逸脱が検出されかつ運転手の活動が低いかまたは活動的でないことを１つ以上のパラメータの評価が示す場合に警報信号を生成することを含む。

車線逸脱を検出したときに警報信号を生成するかどうかの決定は、このように運転者の活動を評価して行われる。運転者が活動的であることが分かった場合は、車線区分線を横切ってもまたは車線逸脱を示す任意の他の評価基準が満たされても、警報信号は生成されない。

運転手の活動の評価は、舵取り動作、ペダルストローク、または車両速度の変化（すなわち、車両の加速または減速）などの１つ以上の連続的に変化する車両関係パラメータに基づいて行われる。連続的に変化するパラメータを評価することにより、検出された車線逸脱が意図的かどうかを柔軟に、したがって一層確実に決定することができる。更に、連続的に変化するパラメータを評価することにより、適応機構を実現することが容易になる。本発明では、連続的に変化するパラメータという用語は擬似連続的な多値状態パラメータ（すなわち、複数の個別の状態をとることのできる非２値パラメータ）も含むことに注意すべきである。

運転者の活動についての手がかりを得るために種々の評価基準を査定してよい。例えば、もし１つ以上の連続的に変化するパラメータが、制御介入が非常に遅いことを示すかどうか、またはわずかであることを示すかどうか、あるいは制御介入が一切ないことを示すかどうかにより、運転者の活動性を推定することができる。したがって、車両速度が一定かまたは舵取り活動がごくわずかであれば、運転者は活動的でないことを示すであろう。舵取り動作については、舵取り角（ｓｔｅｅｒａｎｇｌｅ）、ハンドルの角速度、ハンドルの角速度の符号などを含む種々の連続的に変化するパラメータを監視して評価してよい。

実際のまたは間近に迫った車線逸脱を検出したときに警報信号を生成するかどうかの決定は単一のパラメータの評価に基づいて、または複数の異なるパラメータの評価に基づいて行ってよい。上に述べたように、複数の異なるパラメータは、制御介入に応じて連続的に変化する少なくとも１つのパラメータを含む。複数のパラメータを監視する場合は、個別のパラメータを別個に評価し、個別の評価の結果を組み合わせて査定して運転手の活動を判定してよい。査定の結果は非２値の活動の度合いでよい。

誤警報を避けるため、上に述べた連続的に変化するパラメータの他に１つ以上の追加のパラメータを監視して評価してよい。かかる追加のパラメータは、例えば、２つの状態だけを有するパラメータ（オンかオフである方向指示信号など）、または運転手の活動に全くまたは直接関係のないパラメータ（車両の横速度（ｌａｔｅｒａｌｖｅｌｏｃｉｔｙ）など）を含んでよい。車線逸脱の場合に警報信号を生成すべきかどうかを決定するために、上に述べた活動の程度と、制御介入に全くまたは直接関係のない別のパラメータの両方を査定してよい。

監視されるパラメータは種々の方法で評価してよい。例えば、監視されるパラメータが所定の条件（しきい値条件など）を満たすかどうか判定してよい。或る監視されるパラメータを評価した結果は、所定の条件が満たされているかあるいはそうでないかを示す２値でよい。

本発明では、評価プロセスを適応させることを含む機能性を提供してよい。評価プロセスは、例えば誤警報を減らす必要に応じて１つ以上の所定の条件を変えることにより適応させてよい。適応は、個別の運転スタイル、外部条件、および車両条件の少なくとも１つを考慮して行ってよい。

本発明は、ソフトウエアとして、１個以上のハードウエアとして、または両者の組合せとして実現してよい。したがって本発明の別の態様では、計算装置上で走らせたときに本発明の個別のステップを実行するプログラム・コード部を持つコンピュータ・プログラム製品を提供する。コンピュータ・プログラム製品はコンピュータが読み取ることができる記録媒体上に記憶される。

ハードウエア部としては、車両の車線逸脱警報装置を提供する。この装置は、実際のまたは間近に迫った車線逸脱を認識するための車線逸脱認識ユニットと、運転手の制御介入に応じて連続的に変化する１つ以上の車両関係パラメータを監視するための運転手活動監視ユニットと、警報ユニットと、実際のまたは間近に迫った車線逸脱が検出されかつ運転手の活動が低いかまたは活動的でないことを１つ以上のパラメータの評価が示す場合に警報ユニットを活動化するための警報制御ユニットとを備える。

運転手活動警報ユニットは、車両のハンドルに結合して運転手の舵取り動作を監視するためのセンサを含んでよい。追加してまたは代替して、速度センサや、１個以上のペダル・センサなどの別のセンサを設けてよい。

車線逸脱認識ユニットは種々の方法で形成してよい。例えば、ＥＰ１，０７４，４３０Ａ１に記述されているような画像処理機能を含む光学的装置で形成してよい。かかる光学的装置は車線区分線と、車線区分線に対する車両の位置とを検出する。しかし車線逸脱認識ユニットは必ずしも光学的装置で形成する必要はない。車両の横速度を評価するなどの他の機構に基づいてもよい。

本発明の更なる態様および利点は、添付の図面を参照して好ましい実施の形態の詳細な説明を学べば明らかになろう。
この図面は本発明に係る車線逸脱警報装置の略ブロック図を示す。

以下に、単一の図のブロック図を参照して本発明の或る好ましい実施の形態を説明する。
単一の図に示す車線逸脱警報装置は３つの個別のサブシステムを備える。すなわち、車線逸脱認識ユニットＬＤＲＵ１０、警報生成ユニットＡＧＵ１２、および運転手活動監視ユニットＤＡＭＵ１４である。この実施の形態では、ＬＤＲＵ１０はカメラ１６および画像プロセッサ１８を含む画像装置として形成される。カメラ１６は、フロントガラス、ダッシュボード、または車両の天井に取り付けられて、道路上の目に見える車線区分線を追跡する。カメラ１６により生成される画像情報は画像プロセッサ１８に与えられ、画像プロセッサ１８は車両が車線を横切る方向に移動するかどうか判定する。移動が起こると、画像プロセッサ１８はＡＧＵ１２に制御信号を出力する。

ＡＧＵ１２は警報制御ユニット２０および警報ユニット２２を備える。警報制御ユニット２０はＤＡＭＵ１４とＬＤＲＵ１０の両方から信号を受ける。ＬＤＲＵ１０からの実際のまたは間近に迫った車線逸脱を示す制御信号とＤＡＭＵ１４からの起動信号とを受けると、警報制御ユニット２０は警報ユニット２２を活動化する。活動化すると、警報ユニット２２は意図的でない車線逸脱を運転手に知らせる警報を出力する。警報ユニット２２は光学的に、音響的に、および/または触覚的に運転手に警報するよう形成してよい。

以下に、ＤＡＭＵ１４からＡＧＵ１２の警報制御ユニット２０に送られる起動信号の生成について詳細に説明する。
単一の図から明らかなように、ＤＡＭＵ１４は、個別に評価される種々の車両関係パラメータを監視するための複数のセンサ２４，２６，２８，３０を含む。詳しく述べると、ＤＡＭＵ１４は、車両のハンドルに結合して現在の舵取り角を示す信号を出力する舵取りセンサ（ｓｔｅｅｒｓｅｎｓｏｒ）２４を含む。更に、車両速度を監視して車両の現在の速度を示すセンサ信号を出力する速度センサ２６がある。更に、１個以上のペダル・センサ２８は運転手がペダルのどれかを作動させたかどうか監視して、ブレーキ、アクセル、および/またはクラッチなどのペダルを踏むとペダル作動信号を出力する。別のセンサ３０は車両の横速度を監視して、車両の横速度を示すセンサ信号を出力する。必要であれば、センサ２４，２６，２８，３０のどれかを省いてよいし、またはモータ状態センサなどの別のセンサを設けてもよい。また、監視して評価する追加のまたは代替のパラメータのための入力ポートを設けてよい。したがってＤＡＭＵ１４は、例えば方向指示信号の状態（オン／オフ）を示す信号のための入力ポート(図示しない)、時間情報を受けるための入力ポート(図示しない)などを含んでよい。

センサ３０により監視される横速度は運転手の制御介入に直接関係しないが、他のセンサ２４，２６，２８はかかる制御介入に応じて変化するパラメータを監視するために設けられる。特定して述べると、舵取りセンサ２４および速度センサ２６は運転手の制御介入に関連して連続的に変化するパラメータを監視し、この実施の形態のペダル・センサ２８は２つの離散的状態（ペダルを踏む／踏まない）だけを有する２値パラメータを監視する。または、ペダル・センサ２８はペダルのストローク（すなわち連続的に変化するパラメータ）を監視するセンサとして形成してよい。この場合は、ペダル・センサ２８の出力信号はペダルが踏まれた深さを示す。ペダルのストロークはパーセントで監視してよい。すなわち、１００％はペダルがフルに踏まれたこと、５０％はペダルが半分踏まれたこと、０％はペダルが踏まれないこと、などを表す。

個別のセンサ２４，２６，２８，３０の出力信号の１つ以上を必要に応じて更に処理して、運転手の活動を実際に示すパラメータを得てよい。かかる更なる処理は、例えばセンサ信号の微分を含んでよい。単一の図に示す実施の形態では、速度センサ２６および舵取りセンサ２４の出力信号を微分して運転手の活動をより深くまたはより良く特徴付けるパラメータを得てよい。この文脈で注意すべきことは、車両の絶対速度は運転手の活動を示さないことである。なぜなら、絶対速度は単に車両の自動速度制御により特定の値に設定しているかも知れないからである。しかし車両速度の変化（すなわち、加速または減速）は明らかに運転手の活動を示す。したがって、速度センサ２６の信号は評価の前に微分される。他方で、舵取りセンサ２４の出力信号（すなわち、舵取り角自体）は運転手の行動が活動的であるかないかを示す。舵取り角が大きいほど運転手が活動的であることに明らかに関連する。

単一の図から明らかなように、個別のセンサ２４，２６，２８は制御介入を示す複数の異なるパラメータを監視する。かかるパラメータ、またはこれらから得られたパラメータは、監視されるパラメータに個別に割り当てられた評価ユニット３２，３４，３６，３８，４０により別個に評価される。個別の評価ユニット３２乃至４０はそれぞれ、監視されるパラメータの特定の１つを評価して、その監視されるパラメータが活動に関係する所定の条件を満たすかどうか判定する。この実施の形態では、評価の結果は２値（条件が満たされている／満たされていない）として査定ユニット４２に出力される。これについては後で詳細に説明する。

以下に、評価ユニット３２乃至４０によりチェックされる種々の条件を説明する。第１の評価ユニット３２は、舵取りセンサ２４により監視される舵取り角の時間微分（ｔｅｍｐｏｒａｌｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）を示す信号を受ける。言い換えると、第１の評価ユニット３２はハンドルの角速度の特徴を表す入力信号を受ける。第１の評価ユニット３２はハンドルの角速度の絶対値を評価して、ハンドルが静止して保持されているか、またはどちらかの方向に回転されているかを判定する。所定の期間Ｔ_p、ハンドルの角速度の絶対値が基準値ω_pより低い場合は、運転手は活動的でないと考えられる。このように、第１の評価ユニット３２はしきい値決定を適用して、運転手が活動的であるかないか判定する。しきい値条件が満たされる場合は(すなわち、運転手が活動的でないと考えられる場合は)、第１の評価ユニット３２の出力ポートはハイ（「１」）である。そうでない場合はロー（「０」）である。

第２の評価ユニット３４は第１の評価ユニット３２と同じ入力信号を受けるが、ハンドルの角速度の符号を評価して、ハンドルが回転されているのが１つの方向または逆の方向かを判定する。ハンドルの角速度が切り替わる２つの続く点の時間間隔が連続的に測定される。測定値は運転手の舵取り動作の頻度を示す。舵取り動作の頻度が所定の値ｆ_pより低い場合は、運転手は活動的でないと考えられる。このしきい値条件が満たされる場合は第２の評価ユニット３４の出力ポートはハイ（「１」）であり、運転手が活動的でないことを示す。望ましい別の事例では、制御介入が遅い（すなわち舵取り動作が活動的でない）ことを所定の回数の連続的な測定値が示す場合だけ、第２の評価ユニット３４の出力ポートはハイになる。

第３の評価ユニット３６は、舵取り角センサ２４により出力される舵取り角を直接評価する。舵取り角の絶対値が基準値Ｖ_aより低い場合は、運転手は活動的でないと考えられる。しきい値条件が満たされる場合は第３の評価ユニット３６の出力ポートはハイ（「１」）になり、運転手が活動的でないことを示す。

第４の評価ユニット３８は車両速度の変化（すなわち、車両の加速または減速）を評価する。速度変化の絶対値が基準値ａ_pを超える場合は、運転手は所定の時間活動的であると考えられる。この場合はこの所定の期間（すなわち、運転手が活動的であると考えられる場合）、第４の評価ユニット３８の出力ポートはロー（「０」）になる。そうでない場合は、出力ポートはハイ（「１」）である。

第５の評価ユニット４０は運転手がペダルのどれかを踏んだかどうか評価する。或るペダルが踏まれた場合は、第５の評価ユニット４０の出力ポートは所定の期間ロー（「０」）になり、運転手が制御干渉を行ったことを示す。より長い期間どのペダルも踏まれなかった場合は、第５の評価ユニット４０の出力ポートはハイ（「１」）である。代わりにペダルの動程が監視される場合は、第５の評価ユニット４０はしきい値決定を追加して行う。これは、例えば検出されたペダル動程が１つのペダルが半分以上踏まれたことを示す場合は、第５の評価ユニット４０の出力ポートは所定の期間ローになることを意味する。

個別の評価ユニット３２乃至４０の２値出力信号は査定ユニット４２に与えられる。査定ユニット４２は評価ユニット３２乃至４０から受けた個別の信号に必要に応じて重みをつけて、運転手の活動の程度を表す非２値信号（０−１００％）を出力する。

査定ユニット４２の出力信号は制御ユニット４４に与えられる。制御ユニット４４は更に第６の評価ユニット４６からの入力信号を受ける。第６の評価ユニット４６は横速度センサ３０の出力信号を評価して、対応する２値または非２値の出力信号を生成して制御ユニット４４に入力する。一方では運転手の制御介入に直接関係のない（すなわち、運転手の活動に直接関係のない）第６の評価ユニット４６の出力信号に基づいて、また他方では運転手の活動の程度を示す査定ユニット４２の出力信号に基づいて、制御ユニット４４は起動信号を生成するかどうか判定する。上に述べたように、実際のまたは間近に迫った車線逸脱をＬＤＲＵ１０により検出すると、起動信号は警報制御ユニット２０を制御して警報ユニット２２を活動化する。

査定ユニット４２からの信号がロー（すなわち、運転手が活動的でないことを示す）でかつ第６の評価ユニット４６から受けた信号がこの査定に矛盾しない場合は、制御ユニット４４は起動信号を生成する。かかる矛盾が起こるのは、例えば、横速度が非常に高いのに、査定ユニット４２により判定される活動の程度が低い場合である。

そうでない場合（すなわち、運転手の活動が高いと正しく見なされる場合）は、無効信号が警報生成ユニット１２に送られる。ＬＤＲＵ１０により実際のまたは間近に迫った車線逸脱が検出されても、無効信号は警報制御ユニット２０が警報ユニット２２を活動化しないようにする。これにより、誤警報を確実に防ぐことができる。

ＤＡＭＵが個別の運転スタイルまたは特定の条件に適応できるようにするため、個別の評価ユニット３２乃至４０および４６はそれぞれ、１つ以上の評価基準に適応することのできる入力ポートを更に含む。これにより、本発明に係る車線逸脱警報装置は、好ましい車両速度、路上でのふらつき、車線境界の意図的な横切りを含む個別の運転手スタイルに適応することができる。またこの装置は、時刻や車線幅などの外部環境に従って適応することができる。したがって、夜間には運転手の活動に関係する条件を変えて制御干渉を増やすようにすることができる。追加してまたは代替して、この装置は車両の重量や支持車軸の位置などの車両状態に適応することができる。

車線逸脱警報装置の好ましい実施の形態と、意図的でない車線逸脱を自動的に検出する方法とを説明したが、本発明の範囲と精神から逸れることなく種々の修正や適応や代替の実施の形態を行ってよいことは当業者に明らかであろう。本発明は更に特許請求の範囲により定義される。

Claims

車両の意図的でない車線逸脱を自動的に検出する方法であって、
実際のまたは間近に迫った車線逸脱の発生を監視し、
運転手の制御介入に応じて連続的に変化する車両関係パラメータを監視し、該車両関係パラメータは、舵取り角の角速度と、運転手による舵取り動作の頻度と、舵取り角とを含む舵取り動作を示すものであって、
ａ）実際のまたは間近に迫った車線逸脱が検出されかつ
ｂ）運転手の活動が低いかまたは活動的でないことを１つ以上のパラメータ
の評価が示す場合に
警報信号を生成する、
ことを含む車線逸脱を自動的に検出する方法。
前記１つ以上のパラメータが、制御介入が非常に遅いかまたはわずかであることを示した場合、運転手の活動が低いと想定される、
請求項１記載の車線逸脱を自動的に検出する方法。
前記１つ以上のパラメータは、前記舵取り動作に加えて、少なくともペダルの動程、および車両速度の変化を示すものを含む、
請求項１または２記載の車線逸脱を自動的に検出する方法。
複数のパラメータを監視し、別個に評価し、評価の個別の結果を組み合わせて査定して運転手の活動が低いかどうか判定する、
請求項１乃至３のどれか記載の車線逸脱を自動的に検出する方法。
前記査定の結果は非２値の活動の度合いである、
請求項４記載の車線逸脱を自動的に検出する方法。
運転手の活動に全くまたは直接関係のない１つ以上のさらなる車両関係パラメータを監視して評価する、
ことを更に含む、請求項１乃至４のどれか記載の車線逸脱を自動的に検出する方法。
車線逸脱または間近に迫った車線逸脱の場合に警報信号を生成すべきかどうか判定するために、前記活動の度合いと、運転手の活動に関係のない前記別のパラメータとを査定する、
請求項６記載の車線逸脱を自動的に検出する方法。
運転手の活動に全くまたは直接関係のない前記１つ以上のパラメータは前記車両の横速度を含む、
請求項６または７のどれか記載の車線逸脱を自動的に検出する方法。
監視されるパラメータの前記評価は所定の条件が満たされているかどうか判定することを含む、
請求項１乃至８のどれか記載の車線逸脱を自動的に検出する方法。
個々の運転スタイル、外部条件、および車両条件の少なくとも１つに従って前記評価を適応させる、
ことを更に含む、請求項１乃至９のどれか記載の車線逸脱を自動的に検出する方法。
コンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム製品を計算装置上で走らせたときに請求項１乃至１０のどれか記載のステップを実行するためのプログラム・コード部を含むコンピュータ・プログラム製品。
コンピュータが読み取ることができる記録媒体上に記憶される、
請求項１１記載のコンピュータ・プログラム製品。
車両の車線逸脱警報装置であって、
実際のまたは間近に迫った車線逸脱を認識するための車線逸脱認識ユニット（１０）と、
警報ユニット（２２）と、
運転手の制御介入に応じて連続的に変化する車両関係パラメータを監視するための運転手活動監視ユニット（１４）とを備え、前記車両関係パラメータは、舵取り角の角速度と、運転手による舵取り動作の頻度と、舵取り角とを含む舵取り動作を示すものであって、
前記車線逸脱警報装置はさらに、
実際のまたは間近に迫った車線逸脱が検出されかつ運転手の活動が低いかまたは活動的でないことを１つ以上のパラメータの評価が示す場合に警報ユニット（２２）を活動化するための警報制御ユニット（２０）
を備える車両の車線逸脱警報装置。
前記運転手活動監視ユニット（１４）は前記車両のハンドルに結合するセンサ（２４）を含む、
請求項１３記載の車両の車線逸脱警報装置。
前記車線逸脱認識ユニット（１０）は画像プロセッサ（１８）を含む、
請求項１３または１４記載の車両の車線逸脱警報装置。