車輛行駛輔助裝置、車輛、車輛行駛輔助程序的製作方法

2023-05-31 20:11:31 1

專利名稱：車輛行駛輔助裝置、車輛、車輛行駛輔助程序的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種輔助車輛行駛的裝置，該裝置基於配備在車輛上的攝像裝置所拍 攝的圖像對該車輛的行駛進行輔助控制。
背景技術：
現有技術中存在有這樣一種技術在車輛上配備相機，根據該相機所拍攝的圖像 來識別車輛的行駛道路上的行車線、道釘等行車路線標識(參照日本發明專利公開公報特 開2001-023094)。並且，還有這樣一種技術識別出分別配置在車輛行駛路線的左側及右 側的行車路線標識，對行駛轉向裝置等的動作進行控制，以使車輛不會駛出所識別出的左 側及右側行車路線標識之間的行駛區域(參照日本發明專利公開公報特開2006-264405)。然而，在降雨、降雪或相機逆光拍攝等外部影響的情況下，行車路線標識的識別精 度會降低，從而有可能需要使車輛行駛輔助裝置停止工作。

發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於，提供一種即使在行車路線標識的識別精度很低的 情況下也可繼續工作的車輛行駛輔助裝置。技術方案第1技術方案車輛行駛輔助裝置包括第1處理機構與第2處理機構。車輛上配 備有攝像裝置，通過該攝像裝置可得到表示所述車輛所行駛的道路的情況的圖像，第1處 理機構根據該圖像識別出行車路線標識在所述道路上的設置，進而識別出由所述行車路線 標識界定的行駛區域。第2處理機構控制配備在所述車輛上的轉向裝置及制動裝置中一方 或兩方的動作，以使該車輛不會駛出由所述第1處理機構識別出的所述行駛區域。第1處理 機構對行車路線標識的可靠度進行評價，由該第1處理機構評價出的該可靠度越高，則第2 處理機構對所述轉向裝置及所述制動裝置二者中一方或兩方的動作的控制程度階段性地 升高或連續地升高。若採用第1技術方案的車輛行駛輔助裝置，行車路線標識的可靠度越高，對轉向 裝置與制動裝置的一方或兩方的動作的控制程度也設定得越高。從而，在由行車路線標識 所界定的行駛區域的可靠度較高的情況下，對車輛實施使其不會駛出行駛區域的較強的或 積極的輔助控制。此外，行車路線標識的可靠度較低，則對轉向裝置等的動作的控制程度也 設定得較低。從而在由行車路線標識所界定的行駛區域的可靠度較低的情況下，對車輛實 施使其不會駛出行駛區域的較弱的或消極的輔助控制。即，防止出現在行車路線標識的可 靠度及行駛區域的可靠度較低時，車輛行駛輔助裝置停止工作的問題。另外，即使在行車路 線標識的可靠度及行駛區域的可靠度較低的情況下，也並不立即中斷對車輛的行駛的輔助 控制，雖然控制較弱但也進行輔助控制。所以，從對車輛的行駛進行輔助控制以使其不會駛 出行駛區域的觀點來看，能夠適當地控制轉向裝置等的動作。另外，本發明中所說的「識別」包括從外部接收信息；從資料庫中檢索信息；從存儲裝置中讀取信息；根據傳感器等部件的輸出信號測定、計算、推定、判斷信息；將通過測 定等得到的信息存儲在存儲裝置中；為了進一步處理該信息而進行的準備中所 必需的信息處理。第2技術方案第2技術方案是在第1技術方案的基礎上實現的，在技術方案1所 記載的車輛行駛輔助裝置的結構的基礎上，第1處理機構將以所述車輛為基準的所述行車 路線標識的可識別距離以及所述行車路線標識的的密度二者中的一方或兩方的函數作為 行車路線標識的可靠度進行評價。若採用第2技術方案所記載的車輛行駛輔助裝置，在以車輛為基準的較遠處的行 車路線標識也可被識別的情況下，或者在所識別出的行車路線標識的密度較高的情況下， 對行車路線標識的可靠度的評價也較高。與此相對，在以車輛為基準的較近處的行車路線 標識不能識別的情況下，或者在所識別出的行車路線標識的密度較低的情況下，對行車路 線標識的可靠度的評價也較低。並且，如前所述，根據識別密度的高低來設定對轉向裝置等 的動作的控制程度的高低，因此，從對車輛的行駛進行輔助控制以使其不會駛出行駛區域 的觀點來看，能夠適當地控制轉向裝置等的動作。第3技術方案第3技術方案是在第1技術方案或第2技術方案的基礎上實現的， 在第1技術方案或第2技術方案所記載的車輛行駛輔助裝置的基礎上，基於由所述第1處 理機構評價出的所述行車路線標識的可靠度，第2處理機構根據增益係數與控制量數二者 中的一方或兩方的函數，來設定所述轉向裝置及所述制動裝置二者中一方或兩方的動作的 控制程度。若採用技術方案3所記載的車輛行駛輔助裝置，根據由行車路線標識所界定的行 駛區域的可靠度的高低，來調節增益係數的大小以及控制量的多少中的一方或兩方。從而， 在由行車路線標識所界定的行駛區域的可靠度較高的情況下，對車輛實施使其不會駛出行 駛區域的較強的或積極的輔助控制。此外，在由行車路線標識所界定的行駛區域的可靠度 較低的情況下，對車輛實施使其不會駛出行駛區域的較弱的或消極的輔助控制。所以，從對 車輛的行駛進行輔助控制以使其不會駛出行駛區域的觀點來看，能夠適當地控制轉向裝置 等的動作。第4技術方案第4技術方案的車輛包括攝像裝置、轉向裝置、制動裝置、以及第1 技術方案所記載的車輛行駛輔助裝置。若採用第4技術方案所記載的車輛，從由車輛行駛輔助裝置對車輛的行駛進行輔 助控制以使其不會駛出行駛區域的觀點來看，能夠適當地控制轉向裝置等的動作。第5技術方案第5技術方案的車輛行駛輔助程序，使配備在車輛上的計算機起到 第1技術方案所記載的車輛行駛輔助裝置的功能。若採用第5技術方案的車輛行駛輔助程序，可使車載計算機起到，從對車輛的行 駛進行輔助控制以使其不會駛出行駛區域的觀點來看能夠適當地控制轉向裝置等的動作 的車輛行駛輔助裝置的功能。


圖1為本發明中的車輛的結構示意圖；圖2為本發明中的車輛行駛輔助裝置的結構示意圖3為表示本發明車輛行駛輔助裝置的功能的流程圖；圖4為行車路線標識的識別結果說明圖之一；圖5為行車路線標識的識別結果說明圖之二 ；圖6為車輛行駛輔助控制的說明圖。
具體實施方式
下面參照附圖對本發明車輛行駛輔助裝置等的實施方式進行說明。圖1及圖2所示的車輛(四輪汽車)1配備有CXD照相機、例如CMOS圖像傳感器 或近紅外線照相機等的照相機(攝像裝置)12、車輛行駛輔助裝置10。照相機12安裝在車 廂內部空間，透過車前玻璃拍攝車輛1前方的景象。如圖2所示，車輛1還配備有車速傳感 器122、加速度傳感器124、偏航角速度傳感器126及扭矩傳感器等的傳感器、轉向裝置14、 制動裝置16。車速傳感器122、加速度傳感器124及偏航角速度傳感器126分別輸出與車 輛1的速度、加速度及偏航角速度分別相應的信號。在操作者轉動方向盤時，通過轉向軸 等與方向盤連接的齒輪上會產生轉向扭矩，如日本發明專利公開公報2003-154960中的記 載，扭矩傳感器128輸出與該轉向扭矩相應的信號。轉向裝置14通過驅動器對轉動方向盤 時所驅動的前輪轉向機構進行驅動。另外，轉向裝置14也可不驅動前輪轉向機構而是驅動 後輪轉向機構，或者既驅動前輪轉向機構又驅動後輪轉向機構。車輛行駛輔助裝置10由計算機或E⑶(電控單元，由CPU、R0M、RAM等構成)構成。 車輛行駛輔助裝置10接收從照相機12及速度傳感器122等輸出的信號。CPU從存儲機構 中讀取出「車輛行駛輔助程序」，並且，按照讀出的該程序進行下述的各種處理。另外，該程 序可由伺服器通過網絡或衛星隨時向車輛1發送或傳送，從而存儲在車載計算機的RAM等 存儲裝置中。車輛行駛輔助裝置10對轉向裝置14及制動裝置16中的一方或兩方進行控 制，從而執行「行駛輔助控制」，以使車輛1不會行駛到「行駛區域」之外。車輛行駛輔助裝置10具有第1處理機構110及第2處理機構120。根據通過照相 機12得到的表示車輛1的行駛道路的圖像，第1處理機構識別出該道路的行車路線標識， 進而識別出由該行車路線標識從左右兩側界定出的「行駛區域」。第1處理機構110對識別 到的行車路線標識的可靠度進行評價。第2處理機構120對轉向裝置14及制動裝置16中 的一方或兩方進行控制，以使車輛1不會行駛到「行駛區域」之外。第1處理機構110所評 價出的行車路線標識的可靠度越高，第2處理機構120對轉向裝置14及制動裝置16中的 一方或兩方的動作進行的控制程度(控制量)也設定得越高，並且，與行車路線標識的可靠 度相對應，所設定的控制程度階段性地變化或連續地改變。即，控制程度的設定方式可為， 隨著行車路線標識的可靠度的升高控制程度連續地升高；或者，一定數值範圍的行車路線 標識的可靠度對應於一個控制程度，但在整體上使得行車路線標識的可靠度越高控制程度 也越高。下面，對上述的車輛1及車輛行駛輔助裝置10的功能進行說明。首先，通過照相機12拍攝得到表示車輛1的前方或行駛方向的狀況的圖像(圖3/ S002)。從而得到例如圖4中(a)或圖5中(a)所示的車輛1前方的道路的圖像(數字圖 像)。另外，圖4中(b)為在沒有外部影響的情況下所拍攝到的圖像，可以看出，道路上設置 的距離車輛1較遠的行車路線標識也能夠被識別。圖5中(a)為在降雨、拍攝質量不好或逆光拍攝等情況即有外部幹擾的情況下所拍攝到的圖像，可以看出，在圖像中只能識別出 道路上設置的距車輛1較近的行車路線標識。由第1處理機構根據所得到的圖像識別出行車路線標識在車輛坐標系(以車輛 1為基準的坐標系)或自然空間坐標系中的設置位置(圖3/S004)。從而，如圖4中(b) 或圖5中(b)所示，在圖像中識別出行車路線標識所代表的邊界或者說邊界點(黑點)的 位置，並進行坐標變換，將該邊界或邊界點在圖像坐標系中的位置變換為在車輛坐標系中 的位置，從而識別出該邊界點在車輛坐標系中的位置。例如圖6所示，將車輛1前方定義 為+χ方向，將車輛1左方定義為+y方向。關於識別蟲點(Botts Dots)或行車線(白線) 的圖像處理方法採用的是現有技術，例如日本發明專利公開公報特開2006-269605、特開 2006-309499、特開2006-331193中的記載。之後，由第1處理機構110識別出由行車路線 標識所界定的行駛區域(圖3/S006)。另外，如果行車路線標識識別失敗的話，則不會進行 行駛區域的識別以及下述的車輛行駛輔助控制。之後，由第1處理機構110評價所識別的行車路線標識的可靠度(圖3/S008)。具 體為，分別如圖4中(b)及圖5中(b)所示，以圖像下邊緣為基準識別出圖像左側的邊界點 的最高位置k以及邊界點的個數 ，並且，以圖像下邊緣為基準識別出圖像右側的邊界點 的最高位置hK以及邊界點的個數IV在圖像中的邊界點的最高位置k及hK對應於，車輛行 駛輔助裝置10在自然空間中以車輛1為基準對行車路線標識的可識別距離。圖像左側的 邊界點的密度(rv\)以及圖像右側的邊界點的密度(nK/hK)分別對應於自然空間中車輛1 前方左側及右側的行車路線標識的密度。並且，邊界點的最高位置k、hK以及邊界點的密度 (nL/hL), (nE/hE)中的至少一個越高，對行車路線標識的可靠度的評價也階段性地或連續地 升高。例如，可以根據邊界點的最高位置k及&的平均值、最高值或最低值(以下將這三 者稱為「平均值等」)，或者是根據「平均值等」的函數來評價行車路線標識的可靠度P。另 夕卜，也可以根據邊界點的密度(rv\)及(nK/hK)的平均值等或者平均值等的函數來評價行 車路線標識的可靠度P。另外，如果車輛1前方左側與右側的行車路線標識的可識別距離或 密度的偏差較大，則也可將可靠度P評價得越低，且與該偏差的增大相對應，該可靠度P階 段性降低或連續降低。之後，由第2處理機構120判斷第1處理機構110所評價出的行車路線標識的可 靠度P的數值是否在第1可靠度範圍[Pl-，P1+]之內(圖3/S010)。可以將由圖像本身的高 度等原因決定的最高可靠度Pmax設定為第1可靠度範圍的上限值p1+。若判斷結果為可靠度 P不在第1可靠度範圍內(圖3/S010-N0)，則由第2處理機構判斷可靠度P的數值是否在 比第1可靠度範圍的可靠性低的第2可靠度範圍[p2_，p2+]之內(圖3/S012)。若判斷結果為可靠度ρ在第1可靠度範圍內(圖3/S010-YES)，則設定較高的控制 程度，並執行「第ι車輛行駛輔助控制」。具體為，對於轉向裝置14與制動裝置16(準確地 說應該是構成轉向裝置14等的驅動器)的一方或兩方的動作控制的增益係數，將其設定得 較大。而且，控制量也設定得比較多。例如，將第1車輛行駛輔助控制的控制量設定為2，從 而對車輛1的橫向位置及行進方位角度這兩個量進行控制。如圖6所示，車輛坐標系的y 軸與基準路線(點劃線)具有交點，將該交點與車輛1的位置之間的間隔定義為以基準路 線為基準的車輛1橫向的位置偏差\。將基準路線上在距車輛1的位置最近的點處的切 線與χ軸所成的角度，定義為以基準路線為基準 的車輛1行進方位角度的偏差δ 0。
在進行車輛行駛輔助控制時，根據車速傳感器122的輸出信號計算車輛1的速度 V，將該速度ν乘以特定的時間常數τ從而計算出注視點距離Lm。而且，如圖6所示，將基 準路線上的在車輛的前方(+χ方向)距車輛距離為Lm的點設定為目標位置P。關於基準 路線，例如，將由第1處理機構110識別出的行駛區域的路線或者從該路線向左或向右稍稍 偏離的路線定義為基準路線。將以一定的曲率從車輛1的當前位置向目標位置P變化的路 線設定為目標移動路線(如圖6中實線所示)。根據偏航角速度傳感器126的輸出信號計 算車輛1的偏航角速度，根據車速ν與該偏航角速度識別出車輛1的預測移動路線(如圖 6中虛線所示)。計算目標移動路線與預測移動路線在χ軸坐標等於注視點距離Lm處的偏 差(距離)Em。並且，基於車速ν、注視點距離Lm及該偏差Em，按照式(1)計算出橫向加速 度修正量Gcmp。Gcmp = 2Em · ν2/ (Lm2+Em2)......(1) 並且，控制轉向裝置14等的動作以使橫向加速度修正量Gcmp作用於車輛1。從而 使得車輛1不是按照預測移動路線(參照圖6中虛線)行駛，而是按照目標移動路線(參 照圖6中實線所示)行駛。如上所述，增益係數設定得比較大，所以，當車輛1的橫向位置 偏離基準路線時，或者當車輛1的行進方位角偏離基準路線的角度時，可以對轉向裝置14 等的動作實施比較有效的或積極的控制。從而，使較強的助力扭矩作用於車輛1，儘快地消 除橫向位置偏差\及角度偏差δ 0，以輔助車輛1的行駛，使其不會駛出行駛區域。另外， 也可以將第1車輛行駛輔助控制的控制量設定為3，從而對車輛1的橫向位置、行進方位角 度及行進方位角速度這三個量進行控制。若判斷結果為可靠度ρ在第2可靠度範圍內(圖3/S012-YES)，則將控制程度設 定得比較低，並執行「第2車輛行駛輔助控制」(圖3/S016)。具體為，將轉向裝置14與制 動裝置16—方或兩方的動作控制的增益係數設定得較小。而且，控制量也設定得比較少。 例如，將第2車輛行駛輔助控制的控制量設定為1，從而對車輛1的橫向位置這2個量進行 控制。因為增益係數設定得比較小，所以，當車輛1的橫向位置偏離設定在行駛區域內的基 準路線時，對轉向裝置14的動作實施較弱的或消極的控制。從而，使較弱的助力扭矩作用 於車輛1，從而緩慢地消除橫向位置偏差Sy及角度偏差δ 0，以輔助車輛1的行駛，使其不 會駛出行駛區域。另外，也可以將第1車輛行駛輔助控制的控制量設定為2，從而對車輛1 的橫向位置及行進方位角度這兩個量進行控制。另外，若判斷結果為行車路線標識的角度 P也不處在第2可靠度範圍內(圖3/S012-N0)，則不進行行駛輔助控制。根據如上所述的車輛1及車輛行駛輔助裝置10，行車路線標識的可靠度ρ越高， 對轉向裝置14與制動裝置16的一方或兩方的動作的控制程度也設定得越高(參照圖3/ S010-YES、S014)。從而，在由行車路線標識所界定的行駛區域的可靠度較高的情況下，對 車輛1實施使其不會駛出行駛區域的較強的或積極的輔助控制。此外，行車路線標識的可 靠度P較低，則對轉向裝置14等的動作的控制程度也設定得較低(參照圖3中S010-N0、 S012-YES、S016)。從而在由行車路線標識所界定的行駛區域的可靠度較低的情況下，對車 輛1實施使其不會駛出行駛區域的較弱的或消極的輔助控制。即，防止出現在行車路線標 識的可靠度及行駛區域的可靠度較低時，車輛行駛輔助裝置停止工作的問題。另外，即使在 行車路線標識的可靠度及行駛區域的可靠度較低的情況下，也並不立即中斷對車輛1的行 駛的輔助控制，雖然控制較弱但也進行輔助控制。所以，從對車輛1的行駛進行輔助控制以使其不會駛出行駛區域的觀點來看，能夠適當地控制轉向裝置14等的動作。
在上述實施方式中，對應於行車路線標識的可靠度ρ的高低，對轉向裝置14等的 控制程度分為兩個階段，在該兩個階段中分別執行「第1車輛行駛輔助控制」與「第2車輛 行駛輔助控制」(參照圖3中S010、S012、S014、S016)。然而，作為其他實施方式，也可根據 行車路線標識的可靠度P的高低，對轉向裝置14等實施三個階段以上的控制。而且，關於 轉向裝置14的控制程度，還可以不分成幾個階段，而是採用連續可調節的方式。另外，還可 以不對增益係數進行調節，而是對決定注視點距離Lm長短的時間常數的大小進行調節(參 照圖6)。另外，在執行「第1車輛行駛輔助控制」時，如果扭矩傳感器128的輸出所表示的 操作扭矩超出第1扭矩閾值，則可以中斷該「第1車輛行駛輔助控制」的執行；在執行「第2 車輛行駛輔助控制」時，如果扭矩傳感器128的輸出所表示的操作扭矩超出比第1扭矩閾值 小的第2扭矩閾值，則可以中斷該「第2車輛行駛輔助控制」的執行。
權利要求
一種車輛行駛輔助裝置，包括第1處理機構與第2處理機構，車輛上配備有攝像裝置，通過該攝像裝置可得到表示所述車輛所行駛的道路的情況的圖像，第1處理機構根據該圖像識別出行車路線標識在所述道路上的設置，進而識別出由所述行車路線標識界定的行駛區域，第2處理機構控制配備在所述車輛上的轉向裝置及制動裝置中一方或兩方的動作，以使該車輛不會駛出由所述第1處理機構識別出的所述行駛區域，其特徵在於，所述第1處理機構對所述行車路線標識的可靠度進行評價，由該第1處理機構評價出的該可靠度越高，則第2處理機構對所述轉向裝置及所述制動裝置二者中一方或兩方的動作的控制程度階段性地升高或連續地升高。
2.根據權利要求1所述的車輛行駛輔助裝置，其特徵在於，所述第1處理機構將以所述 車輛為基準的所述行車路線標識的可識別距離以及所述行車路線標識的的密度二者中的 一方或兩方的函數作為所述行車路線標識的可靠度進行評價。
3.根據權利要求1或2所述的車輛行駛輔助裝置，其特徵在於，基於由所述第1處理機 構評價出的所述行車路線標識的可靠度，第2處理機構根據增益係數與控制量數二者中的 一方或兩方的函數，來設定所述轉向裝置及所述制動裝置二者中一方或兩方的動作的控制 程度。
4.一種車輛，其特徵在於，包括攝像裝置、轉向裝置、制動裝置、權利要求1所述的車輛 行駛輔助裝置。
5.一種車輛行駛輔助程序，其特徵在於，使配備在車輛上的計算機起到權利要求1所 述的車輛行駛輔助裝置的功能。
全文摘要
本發明的目的在於，提供一種即使在行車路線標識的識別精度很低的情況下也可繼續工作的車輛行駛輔助裝置。根據本發明的車輛行駛輔助裝置(10)，行車路線標識的可靠度越高，對轉向裝置(14)與制動裝置(16)的一方或兩方的動作的控制程度也設定得越高。從而，在由行車路線標識所界定的行駛區域的可靠度較高的情況下，對車輛(1)實施使其不會駛出行駛區域的較強的或積極的輔助控制。此外，行車路線標識的可靠度較低，則對轉向裝置(14)等的動作的控制程度也設定得較低。從而在由行車路線標識所界定的行駛區域的可靠度較低的情況下，對車輛(1)實施使其不會駛出行駛區域的較弱的或消極的輔助控制。
文檔編號B60T8/17GK101959739SQ20098010716
公開日2011年1月26日 申請日期2009年1月9日 優先權日2008年3月12日
發明者小林幸男 申請人:本田技研工業株式會社