專利名稱：車輛姿態(tài)角算出裝置及使用了該裝置的車道偏離警報系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用車載相機來算出車輛相對于車輛所行駛的車道的姿態(tài)角的方法。
背景技術：
提出了各種利用車載相機對車輛的周圍進行拍攝，來用于識別拍攝到的圖像中的物體(車輛、行人等)或道路標志 標識(劃分線等路面涂漆、停等標識等)的技木。例如，若能夠利用車載相機來識別在道路上施行涂漆的劃分線，并求出車道內的車輛位置，則在車輛從車道偏離時能夠向駕駛員發(fā)出警報，或控制轉向器、制動器，從而抑制偏離。作為這樣在車輛偏離車道時發(fā)出警報的系統(tǒng)，存在按照JIS (日本エ業(yè)標準)的JIS D 0804 進行標準化的車道偏離警報系統(tǒng)(LDWS Lane Departure Warning Systems)。 尤其是使用拍攝車輛的后方并識別拍攝到的圖像中的劃分線的車載相機來實現(xiàn)該標準吋，需要將在車輛后方識別出的劃分線的信息修正成車輛前輪位置，因此作為在該修正時利用的信息，而需要準確地求出車輛相對于車道的橫擺角。例如，在專利文獻I中公開了ー種裝置，在利用車載相機拍攝的畫面內，求出兩條道路平行線相交而消失的點即道路消失點，基于這兩條道路平行線和道路消失點來算出車載相機的姿態(tài)參數(shù)(姿態(tài)角(橫擺角))。專利文獻I日本特開平7-147000號公報然而，在專利文獻I中，當行駛中的道路不是直線且平坦的情況時，難以求出道路消失點，而且，即便求出道路消失點，但由于車輛縱擺角的變化(乘車人數(shù)的變化或燃料消耗等)而道路消失點與道路平行線的關系改變，因此存在相對于車道的車輛橫擺角產(chǎn)生誤差的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種即便在車輛縱擺角發(fā)生變化的狀況下，也能夠不使用道路消失點的信息而穩(wěn)定地求出車輛相對于車道的橫擺角的車輛姿態(tài)角算出裝置。為了解決上述課題，本發(fā)明具有劃分線檢測部，其根據(jù)從車載用攝像裝置取入的拍攝車外而得到的圖像信息來檢測劃分線；距離算出部，其以每規(guī)定的處理周期算出劃分線與車載用攝像裝置的光軸間的距離；車輛角度算出部，其基于算出的劃分線與車載用攝像裝置的光軸間的距離、在規(guī)定的處理周期的期間內車輛行進的車輛行進距離，來算出劃分線的角度。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種即便在車輛縱擺角發(fā)生變化的狀況下，也能夠不使用道路消失點的信息而穩(wěn)定地求出車輛相對于車道的橫擺角的車輛姿態(tài)角算出裝置。


圖I是本發(fā)明的車輛姿態(tài)角算出裝置的第一實施方式的簡圖。
圖2是表示本發(fā)明的車輛姿態(tài)角算出裝置的處理內容的流程圖。圖3是表示本發(fā)明的劃分線檢測部的處理內容的簡圖。圖4是表示本發(fā)明的到劃分線的距離算出部的處理內容的簡圖。圖5是表示本發(fā)明的劃分線角度算出處理的處理內容的流程圖。圖6是表示本發(fā)明的算出劃分線的角度的方法的一例的圖。圖7是使用了本發(fā)明的車輛姿態(tài)角算出裝置的車道偏離警報系統(tǒng)的簡圖。圖8是說明本發(fā)明的到劃分線的距離修正部的簡圖。圖9是表示本發(fā)明的車道偏離警報系統(tǒng)的處理內容的具體例子的圖。·符號說明100車輛姿態(tài)角算出裝置301、302、401、402、802、803 劃分線303 306邊緣強度的峰值403攝像裝置的光軸404到劃分線的距離405,804 攝像裝置801、900 車輛901行駛軌跡
具體實施例方式以下，使用附圖，詳細說明實施方式。圖I是第一實施方式的車輛姿態(tài)角算出裝置100的簡圖。首先，說明車輛姿態(tài)角算出裝置100的結構和處理內容。車輛姿態(tài)角算出裝置100包括劃分線檢測部3、到劃分線的距離算出部4、距離存儲部5、劃分線角度算出部6、角度存儲部7、角度變化率算出部8、劃分線未檢測次數(shù)計測部9、劃分線角度平均化部10、車輛橫擺角算出部11、橫擺角存儲部12、橫擺角變化率算出部13，在車輛姿態(tài)角算出裝置100的未圖示的計算機中進行程序設計，以預先確定的周期反復執(zhí)行。另外，車輛姿態(tài)角算出裝置100形成為如下這樣的結構輸入由攝像裝置I拍攝到的圖像，而且，輸入由車速檢測部2檢測到的車速，從而將車輛相對于車道的橫擺角等向外部輸出。攝像裝置I通過CO) (Charge Coupled Device)圖像傳感器和CMOS (Complementary MetalOxide Semiconductor)圖像傳感器等攝像兀件對本車外進行拍攝，并對得到的圖像進行數(shù)字處理而轉換成通過計算機能處理的圖像數(shù)據(jù)。車速檢測部2檢測車輛行進的速度，存在對通過安裝在車輛的前后左右各輪上的車輪速度傳感器得到的值進行平均來檢測車速的方法、對通過搭載于本車的加速度傳感器得到的本車的加速度的值進行積分來算出車速的方法等。劃分線檢測部3使用通過車載用的攝像裝置I取得的拍攝車外的圖像數(shù)據(jù)(圖像信息)來檢測涂漆在道路上的劃分線(位于本車的左右的ー對左右線等車道外側線等)。到劃分線的距離算出部4算出通過劃分線檢測部3檢測到的劃分線與攝像裝置I的光軸的距離(到劃分線的距離)。該算出在規(guī)定的處理周期內算出多次。距離存儲部5存儲過去多個通過到劃分線的距離算出部4算出的到劃分線的距離。需要說明的是，作為其存儲介質，通常是計算機內部的RAM (Random Access Memory)。劃分線角度算出部6包括角度存儲部7、角度變化率算出部8、劃分線未檢測次數(shù)計測部9，利用存儲在距離存儲部5中的過去多個到劃分線的距離、檢測到的車輛速度(或在根據(jù)車輛速度求出的運算周期內車輛行進的車輛行進距離)，來算出劃分線的角度。角度存儲部7是存儲過去多個通過劃分線角度算出部6算出的劃分線的角度的部分，作為其存儲介質，與距離存儲部5同樣，通常是計算機內部的RAM。角度變化率算出部8利用存儲在角度存儲部7中的過去多個劃分線的角度來算出劃分線的角度變化率。劃分線未檢測次數(shù)計測部9計測在到劃分線的距離算出部4中未能連續(xù)地算出到 劃分線的距離的次數(shù)(未檢測計數(shù))。在到劃分線的距離算出部4中算出了多個到劃分線的距離時，通過劃分線角度算出部6算出的劃分線的角度也成為多個，因此劃分線角度平均化部10對這多個劃分線的角度進行平均。需要說明的是，在到劃分線的距離算出部4中對于I條劃分線僅算出I個到劃分線的距離時，不進行基于劃分線角度平均化部10的平均處理而直接輸出該值。車輛橫擺角算出部11基于算出的劃分線的角度而算出車輛相對于劃分線的橫擺角。具體而言，將通過劃分線角度平均化部10平均后的劃分線的角度轉換成車輛相對于車道的橫擺角。而且，使用車輛的橫擺角的變化率來預測當前的車輛的橫擺角。橫擺角存儲部12是存儲過去多個通過車輛橫擺角算出部11算出的車輛的橫擺角的部分，作為其存儲介質，與距離存儲部5及角度存儲部7同樣，通常是計算機內部的RAM。橫擺角變化率算出部13使用存儲在橫擺角存儲部12中的過去多個車輛的橫擺角來算出車輛的橫擺角的變化率。需要說明的是，將劃分線角度算出部6、劃分線角度平均化部10及車輛橫擺角算出部11作為車輛角度算出部，車輛角度算出部的輸出為車輛的橫擺角。但是，根據(jù)條件的不同，存在通過劃分線角度算出部6算出的劃分線的角度與通過車輛橫擺角算出部11算出的車輛的橫擺角相同的情況。此時，將劃分線的角度直接作為車輛的橫擺角而從車輛角度算出部輸出。接著，說明車輛姿態(tài)角算出裝置整體的處理內容。圖2是表示車輛姿態(tài)角算出裝置100的處理內容的流程圖。首先，在處理201中，對通過攝像裝置I拍攝到的圖像進行數(shù)字處理而將其作為圖像數(shù)據(jù)取入。接著，在處理202中，根據(jù)在處理201中取入的圖像數(shù)據(jù)，通過劃分線檢測部3檢測涂漆在道路上的劃分線。使用圖3，說明對該劃分線進行檢測的處理的具體方法。圖3 (a)是在處理201中取入的圖像數(shù)據(jù)，存在兩條劃分線301及302。作為用于檢測該劃分線的一種方法，存在計算圖像內的邊緣強度而抽出劃分線的方法。在此，邊緣是指圖像中的亮度值急劇變化的點。圖3(b)是圖3(a)的從A向B檢測出邊緣強度的結果，303及305的峰值分別是從道路變化成劃分線的點(亮度值從暗突然變化為明的點)，304及306的峰值分別是從劃分線變化成道路的點(亮度值從明突然變化為暗的點)。這樣，通過找到303與304的組合、305與306的組合而能夠進行劃分線的檢測。接著，在處理203中，通過到劃分線的距離算出部4算出在處理202中檢測到的劃分線與攝像裝置I的光軸的距離(到劃分線的距離)。使用圖4，說明算出該到劃分線的距離的處理的具體方法。圖4(a)與圖3(a)同樣，是在處理201中取入的圖像數(shù)據(jù)，圖4(b)是與圖4(a)相同狀況時的從上部觀察到的俯視圖。在此，存在兩條劃分線401及402，箭頭403是攝像裝置I的光軸、405是攝像裝置I。到劃分線402的距離例如箭頭404所示，是從光軸403到劃分線402的A點的距離，根據(jù)邊緣強度的峰值，求出圖4 (a)上的A點的坐標，并轉換成圖4(b)的實際的坐標系而算出距離。需要說明的是，到劃分線的距離也可以不使用劃分線內側的坐標，而使用劃分線外側或劃分線中心的坐標，只要自始至終為相同的定義即可。而且，到劃分線的距離也可以不是相對于圖像內的各劃分線一個個地算出，而是相對于各劃分線算出多個(例如，10個)。接著，在處理204中，通過距離存儲部5將在處理203中算出的到劃分線的距離、檢測到的車輛速度、運算周期內車輛行進的車輛行進距離存儲在計算機內部的RAM中。在 此，存儲過去多次(例如，過去10次)的處理結果。需要說明的是，在處理203中算出多個到劃分線的距離時，將這多個到劃分線的距離分別存儲過去多次的量。接著，在處理205中，通過劃分線角度算出部6，使用在處理204中存儲的過去多個到劃分線的距離，來算出劃分線的角度。使用圖5的流程圖來說明具體的處理內容。需要說明的是，在處理203中算出多個到劃分線的距離時，對于這多個到劃分線的距離分別算出劃分線的角度。首先，在處理501中，判定在處理204中存儲的過去多個到劃分線的距離中的最新的到劃分線的距離是否有效，即是否能夠算出最新的距離，在最新的到劃分線的距離有效時，向處理502前進，在最新的到劃分線的距離無效時，向處理506前進。在此，最新的到劃分線的距離有效是在處理203中能夠算出到劃分線的距離的情況，在劃分線的種類為虛線或點線等而中斷的情況下，存在無法算出到劃分線的距離的情況。在處理502中，判定在處理204中存儲的過去多個到劃分線的距離中的從最新值開始計數(shù)的M點中的N點以上(例如，8點中的4點以上)是否有效，即，是否能夠算出多個距離為預先確定的第一規(guī)定值以上，在M點中的N點以上有效時(判定為能夠算出預先確定的個數(shù)以上時)，向處理503前進，在M點中的N點以上無效時，向處理506前進。需要說明的是，M或N預先確定而存儲在存儲裝置等中。在處理503中，使用在處理502中判定出的到劃分線的距離的有效值來算出劃分線的角度。作為具體例子，如圖6所示，從到劃分線的距離的最新值開始計數(shù)，根據(jù)6點的過去的信息，通過最小二乘法，求出回歸直線601而算出劃分線的角度。需要說明的是，該圖形的橫軸為位置(運算周期內車輛行進的距離)，通過車輛速度和運算周期來求出。接著，在處理504中，通過角度存儲部7將在處理503中算出的劃分線的角度存儲在計算機內部的RAM中。接著，在處理505中，在通過處理203未能算出到劃分線的距離時，將增加的未檢測計數(shù)復位，在處理512中，將在處理503中計算出的劃分線的角度f代入到劃分線的角度前次值-Z中，并結束一系列的處理。在處理506中，在通過處理203未能算出到劃分線的距離時，使增加的未檢測計數(shù)增加。接著，在處理507中，判定未檢測計數(shù)是否為1，在未檢測計數(shù)為I時，向處理508前進，在未檢測計數(shù)不為I時，向處理510前進。在處理508中，判定在處理504中存儲的過去多個劃分線的角度中的從最新值開始計數(shù)的P點中的Q點以上(例如，6點中的3點以上)是否有效，即是否能夠算出過去算出的多個劃分線的角度為預先確定的數(shù)值以上，在P點中的Q點以上有效時(判定為能夠算出預先確定的第二規(guī)定值以上時)，向處理509前進，在P點中的Q點以上無效時，向處理511前進。需要說明的是，P和Q預先確定而存儲在存儲裝置等中。在處理509中，使用在處理508中判定的劃分線的角度的有效值來算出劃分線的角度變化率(以運算周期內車輛行進的距離對劃分線的角度進行微分而得到的值)。具體的方法與圖6中說明的方法同樣，將縱軸替換成劃分線的角度，通過最小二乘法等求出回歸直線，進而算出劃分線的角度變化率。
在處理511中，將劃分線的角度變化率設定為O。需要說明的是，處理509與處理511的區(qū)別由在處理508中判定出的劃分線的角度的有效值的個數(shù)來決定，這是由于在算出劃分線的角度變化率后，當沒有規(guī)定的個數(shù)以上(例如，3點以上)的劃分線的角度時，劃分線的角度變化率的計算結果的可靠度降低。接著，在處理510中，使用在處理509或處理511中算出的劃分線的角度變化率來預測劃分線的角度。具體而言，劃分線的角度f可以使用后述的劃分線的角度前次值9Z、劃分線的角度變化率a、運算周期At，通過(I)式計算。(數(shù)學式I)Cp=CpZ- U. ' At(I)最后，在處理512中，將在處理510中計算出的劃分線的角度f代入到劃分線的角
度前次值1Cpz中，并結束一系列的處理。接著，在處理206中，在處理205中算出多個劃分線的角度時，利用劃分線角度平均化部10對這多個劃分線的角度進行平均。作為其具體的方法的例子，存在(、)相加平均、(口)基于攝像裝置的距離分辨率的加權平均、(!、)基于信息的新近度(日語鮮度)的加權平均，也可以是它們的組合。以下，具體說明(4 ) (〃)。( ^ )相加平均例如，在算出的劃分線的角度為fI、(p2、Cp3、(p4這四個時，劃分線角度的平均值<pave可以通過⑵式進行計算。(數(shù)學式2)q>avc- (cpl + (p2+(p3+(p4) +4C 2 )( 口 )基于攝像裝置的距離分辨率的加權平均作為攝像裝置的特性，在圖像上距攝像裝置越遠而距離分辨率越下降。例如，在算出的劃分線的角度為fl、(p2> cp3、(p4這四個時,若分別算出的場所的水平方向的距離分辨率為lcm、2Cm、3Cm、4Cm，則將其倒數(shù)(I、1/2、1/3、1/4)作為加權而如(3)式那樣計算劃分線角度的平均值cpave。(數(shù)學式3)(pave= ( I x(pl+l/2x(p2+l/3x(p3+l/4x(p4 ) + ( 1+1/2+1/3+1/4 )
(3)(〃 )基于信息的新近度的加權平均在處理501及處理502的判定結果為否時，使用劃分線角度的變化率來預測當前的劃分線的角度，但是通過處理506增加的未檢測計數(shù)越增大，預測產(chǎn)生的誤差越蓄積。即，未檢測計數(shù)越大，信息的新近度越下降，因此基于未檢測計數(shù)的值的加權平均有效。例如，在算出的劃分線的角度為fl、cp2、(p3、(p4這四個時，若各自的未檢測計數(shù)為0、1、2、3，則將從規(guī)定的值(例如20)減去未檢測計數(shù)的值所得到的數(shù)值(20、19、18、17)作為加權，而如(4)式那樣計算劃分線角度的平均值講iVh其中，當加權為以下時，替換為I。(數(shù)學式4)(pave- ( 20.,.(|)1 U . .18... (p3 U 7 ... tp4 ) + ( 20. 19; 18 U 7 )
(4)另外，在將(口)與(〃)組合時，既可以將分別求出的加權相乘進行平均，也可以分別求出之后進行相加平均。最后，在處理207中，使用在處理206中算出的劃分線的角度，通過車輛橫擺角算出部11算出車輛相對于車道的橫擺角，并結束一系列的處理。當車輛在道路的車道內行駛中，通過處理202檢測出兩條劃分線，通過處理206來算出兩條劃分線的角度，因此，使用這兩條劃分線的角度，算出車輛相對于車道的橫擺角?；旧贤ㄟ^對兩條劃分線的角度進行平均來算出車輛的橫擺角，但也可以對兩條劃分線的角度進行加權平均。需要說明的是，在僅檢測出一條劃分線時，將該劃分線的角度作為車輛的橫擺角。而且，在處理205中由于利用過去的信息來算出劃分線的角度，因此車輛的橫擺角可能會產(chǎn)生時間延遲。因此，還存在如下的方法通過橫擺角存儲部12追溯過去而存儲車輛的橫擺角，使用存儲的過去多個車輛的橫擺角，通過橫擺角變化率算出部13來算出車輛的橫擺角變化率,并使用該車輛的橫擺角變化率，以延遲時間量來預測未來的值。由此，能夠消除利用過去的信息引起的延遲時間。需要說明的是，在處理202中，在行駛規(guī)定的時間(例如，5秒鐘)或規(guī)定的距離(例如，20m)而無法檢測劃分線時，可以中止以后的處理203之后的運算，報知無法運算當前車輛的橫擺角的情況。如以上說明那樣，通過使用過去多個到劃分線的距離，而根據(jù)相對的距離變化能夠算出車輛相對于車道的橫擺角，因此即使在車輛縱擺角發(fā)生變化的狀況下，也能夠穩(wěn)定地求出車輛相對于車道的橫擺角。而且，通過算出多個到劃分線的距離，對于這多個到劃分線的距離分別算出劃分線的角度并進行平均，從而能夠更穩(wěn)定地求出車輛相對于車道的橫擺角。接著，說明將本發(fā)明的車輛姿態(tài)角算出裝置的輸出適用于其它系統(tǒng)時的實施方式。圖I是將第一實施方式的車輛姿態(tài)角算出裝置100的輸出適用于車道偏離警報裝置700時的車道偏離警報系統(tǒng)的簡圖。需要說明的是，本實施方式中的攝像裝置I的攝像方向為車輛的后方。首先，說明車道偏離警報裝置700的結構和處理內容。車道偏離警報裝置700由到劃分線的距離修正部701及車道偏離警報產(chǎn)生部702構成，在車道偏離警報裝置700的未圖示的計算機中進行程序設計，并以預先確定的周期反復執(zhí)行。需要說明的是，這里的車道偏離警報假定與JIS標準(JIS D 0804)對應。SP，車道偏離警報裝置700基于從車輛姿態(tài)角算出裝置100輸入的車輛的橫擺角、及劃分線與車載用攝像裝置的光軸間的距離，來判斷是否需要產(chǎn)生車道偏離的警報。到劃分線的距離修正部701中輸入車輛姿態(tài)角算出裝置100所算出的車輛橫擺角及到劃分線的距離，該到劃分線的距離修正部701對到劃分線的距離進行修正。在此，在JIS標準中，基于車輛前輪的外側和到劃分線的距離，來判定是否產(chǎn)生警報，因此需要將根據(jù)由攝像裝置I拍攝到的車輛后方的影像而檢測出的到劃分線的距離修正為從車輛前輪的外側到劃分線的距離。具體而言，使用圖8進行說明。圖8假定車輛801在存在有兩條劃分線802及803的道路上行駛的情況。為了將通過在車輛的后方設置的攝像裝置804算出的到左劃分線的距離dl修正為從車輛左前輪的外側到左劃分線的距離Dl (修正后的到劃分線的距離)，可以使用從算 出了到左劃分線的距離dl的地點至車輛前輪的距離L、從攝像裝置804到車輛左前輪的外側的距離Cl、及車輛橫擺角0，利用(5)式進行計算。(數(shù)學式5)Dl = dl-LXtan 0 -Cl(5)同樣，為了將通過在車輛的后方設置的攝像裝置804算出的到右劃分線的距離d2修正為從車輛右前輪的外側到右劃分線的距離D2(修正后的到劃分線的距離)，可以使用從算出了到右劃分線的距離d2的地點至車輛前輪的距離L、從攝像裝置804到車輛右前輪的外側的距離C2、及車輛橫擺角0，利用(6)式進行計算。(數(shù)學式6)D2 = d2+LXtan 0 _C2(6)車道偏離警報產(chǎn)生部702使用通過到劃分線的距離修正部701修正后的左右的到劃分線的距離D1、D2，在車輛偏離(或要偏離)車道時，對乘員產(chǎn)生警報。即，在從車輛前輪的外側到左車道的距離和從車輛前輪的外側到右車道的距離中的任一方成為預先確定的距離以下時，建立產(chǎn)生車道偏離警報的標志。需要說明的是，作為警報的方法，既可以是來自揚聲器的聲音，也可以是顯不在顯不器上的方式。作為具體的一個方法，在修正后的到劃分線的距離Dl或D2成為規(guī)定的范圍內(例如，5cm以內)時產(chǎn)生警報。需要說明的是，也存在解除警報的時間為產(chǎn)生警報而經(jīng)過規(guī)定時間后(例如，2秒后)的方法。接著，使用圖9，將車輛姿態(tài)角算出裝置100及車道偏離警報裝置700的一系列的處理內容應用于實際的道路狀況而進行說明。圖9假定在單側雙車道的道路上，車輛900在左車道上行駛中，以點線901所示的軌跡要向右車道偏離之后再次向左車道返回的情況。需要說明的是，道路邊界的劃分線以實線涂漆，車道邊界的劃分線以虛線涂漆，車輛的左側到劃分線的距離為dl、車輛的右側到劃分線的距離為d2、修正后的車輛左側到劃分線的距離為D1、修正后的車輛右側到劃分線的距離為D2。而且，搭載于車輛的攝像裝置拍攝車輛后方。首先，到劃分線的距離dl及d2分別如實線911及點線912那樣算出。在此，地點A B及地點D E由于車輛右側的劃分線為虛線而成為無法檢測的區(qū)間，因此點線912的到劃分線的距離d2的值不確定。
接著，劃分線的角度0 1(車輛左側的劃分線的角度)及0 2(車輛右側的劃分線的角度)分別使用到劃分線的距離dl及d2的時序數(shù)據(jù)，如實線913及點線914那樣算出。關于劃分線的角度9 1，由于到劃分線的距離dl能夠連續(xù)算出，因此使用預先存儲的過去多個點的到劃分線的距離dl來算出。另一方面，關于劃分線的角度9 2，由于到劃分線的距離d2成為不連續(xù)的值，因此算出能夠連續(xù)地算出到劃分線的距離的區(qū)間內的劃分線的角度變化率，預測不能算出到劃分線的距離的區(qū)間內的劃分線的角度。因此，無法算出到劃分線的距離的區(qū)間內的劃分線的角度會蓄積誤差，存在由915包圍的部分處值發(fā)生跳躍的情況。接著，車輛的橫擺角使用劃分線的角度0 I及0 2如實線916那樣算出。在此，車輛橫擺角的符號將左轉彎定義為正方向，因此對將劃分線的角度e I的符號正負反轉而得到的角度和劃分線的角度9 2進行平均而算出車輛橫擺角。需要說明的是，與由915包圍的部分同樣，在無法算出到劃分線的距離的區(qū)間內，劃分線的角度有時會產(chǎn)生誤差，因此如由917包圍的部分那樣，存在值發(fā)生跳躍的情況。接著，使用到劃分線的距離dl及d2和車輛橫擺角，分別通過(5)式及(6)式如實 線918及點線919那樣算出修正后的到劃分線的距離Dl及D2。接著，車道偏離警報標志在修正后的到劃分線的距離Dl或D2成為規(guī)定的值以下時設定為I (ON)。在此，修正后的到劃分線的距離D2在地點C處低于規(guī)定值時，使車道偏離警報標志為ON而在規(guī)定時間后設為0FF(設定為O)。只要以駕駛員認知警報的時間(例如，2秒鐘)使車道偏離警報標志為ON即可，在OFF時，即使修正后的到劃分線的距離D2低于規(guī)定值，也保持為OFF (這是因為，當警報持續(xù)時，駕駛員會感到厭煩)。車道偏離警報標志的一系列的值的變化如實線920那樣。如以上說明所示，可以根據(jù)拍攝車輛后方而得到的圖像，檢測劃分線，算出車輛橫擺角，并使用算出的車輛橫擺角對到劃分線的距離進行修正，從而設定車道偏離警報標志。需要說明的是，在本實施例中，使用拍攝車輛后方的攝像裝置進行了說明，但也可以是拍攝車輛前方的攝像裝置，而且，攝像裝置的安裝角度和安裝位置也可以與本實施例不同。另外，在本實施例中，在劃分線的角度的算出方法中使用了最小二乘法，但也可以使用最小二乘法以外的方法。此外，在本實施例中，說明了將通過攝像裝置算出的到劃分線的距離修正為從車輛前輪的外側到劃分線的距離的情況，但也可以修正為從車輛前方的角部到劃分線的距離等任意的場所處的到劃分線的距離。如以上那樣，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內，能夠以各種形態(tài)來實施。
權利要求
1.一種車輛姿態(tài)角算出裝置，其具有 劃分線檢測部，其根據(jù)從車載用攝像裝置取入的拍攝車外而得到的圖像信息，來檢測劃分線； 距離算出部，其以每規(guī)定的處理周期算出所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的距離； 車輛角度算出部，其基于算出的所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的距離、在規(guī)定的處理周期的期間內車輛行進的車輛行進距離，來算出劃分線的角度。
2.根據(jù)權利要求I所述的車輛姿態(tài)角算出裝置，其中， 所述車輛角度算出部具有 劃分線角度算出部，其基于算出的所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的距離、在規(guī)定的處理周期的期間內車輛行進的車輛行進距離，來算出劃分線的角度； 車輛橫擺角算出部，其基于算出的劃分線的角度，來算出車輛相對于劃分線的橫擺角。
3.根據(jù)權利要求I所述的車輛姿態(tài)角算出裝置，其中， 所述車輛姿態(tài)角算出裝置具有存儲通過所述距離算出部算出的距離的距離存儲部，所述車輛角度算出部從所述距離存儲部取入多個距離，并基于所述多個距離和所述車輛行進距離，來算出劃分線的角度。
4.根據(jù)權利要求2所述的車輛姿態(tài)角算出裝置，其中， 所述劃分線角度算出部具有 角度存儲部，其存儲通過所述劃分線角度算出部算出的過去的劃分線的角度； 角度變化率算出部，其基于存儲在所述角度存儲部中的多個劃分線的角度，來算出劃分線的角度變化率。
5.根據(jù)權利要求I所述的車輛姿態(tài)角算出裝置，其中， 所述車輛角度算出部具有劃分線未檢測次數(shù)計測部，該劃分線未檢測次數(shù)計測部計測通過所述距離算出部未能連續(xù)地算出所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的距離的次數(shù)。
6.根據(jù)權利要求I所述的車輛姿態(tài)角算出裝置，其中， 所述車輛姿態(tài)角算出裝置具有劃分線角度平均化部，該劃分線角度平均化部對通過所述車輛角度算出部算出的多個劃分線的角度進行平均。
7.根據(jù)權利要求2所述的車輛姿態(tài)角算出裝置，其中， 所述車輛橫擺角算出部具有 橫擺角存儲部，其存儲通過車輛橫擺角算出部算出的過去的多個橫擺角； 橫擺角變化率算出部，其根據(jù)由所述橫擺角存儲部存儲的多個橫擺角，來算出車輛的橫擺角的變化率。
8.根據(jù)權利要求2所述的車輛姿態(tài)角算出裝置，其中， 所述劃分線角度算出部判定是否能夠算出由所述距離算出部算出的所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的最新的距離， 在判定為能夠算出最新的距離時，所述劃分線角度算出部判定是否能夠算出由所述距離算出部算出的所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的多個距離為預先確定的第一規(guī)定值以上，在判定為能夠算出所述第一規(guī)定值以上時，所述劃分線角度算出部根據(jù)能夠算出的多個距離，來算出劃分線的角度。
9.根據(jù)權利要求8所述的車輛姿態(tài)角算出裝置，其中， 所述劃分線角度算出部在判定為未能算出由所述距離算出部算出的所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的最新的距離時，或判定為未能算出由所述距離算出部算出的所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的多個距離為所述第一規(guī)定值以上時，判定是否能夠算出過去算出的多個劃分線的角度為預先確定的第二規(guī)定值以上， 在判定為能夠算出過去算出的多個劃分線的角度為所述第二規(guī)定值以上時，所述劃分線角度算出部根據(jù)能夠算出的多個劃分線的角度，來算出劃分線的角度變化率，并根據(jù)算出的劃分線的角度變化率，來預測劃分線的角度。
10.根據(jù)權利要求I所述的車輛姿態(tài)角算出裝置，其中， 所述劃分線是位于本車的左右的一對左右線， 所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的距離包括所述左線與所述車載用攝像裝置的光軸間的距離、所述右線與所述車載用攝像裝置的光軸間的距離。
11.一種車道偏離警報系統(tǒng)，其具有 車輛姿態(tài)角算出裝置，其具有劃分線檢測部、距離算出部、車輛角度算出部，該劃分線檢測部根據(jù)從車載用攝像裝置取入的拍攝車外而得到的圖像信息，來檢測劃分線，該距離算出部以每規(guī)定的處理周期算出所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的距離，該車輛角度算出部基于算出的所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的距離、在規(guī)定的處理周期的期間內車輛行進的車輛行進距離，來算出劃分線的角度， 車道偏離警報裝置，其基于從所述車輛姿態(tài)角算出裝置輸入的所述劃分線的角度、所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的所述距離，來判斷是否需要產(chǎn)生車道偏離的警報。
12.根據(jù)權利要求11所述的車道偏離警報系統(tǒng)，其中， 所述車輛姿態(tài)角算出裝置的所述車輛角度算出部具有劃分線角度算出部，其基于算出的所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的距離、在規(guī)定的處理周期的期間內車輛行進的車輛行進距離，來算出劃分線的角度；車輛橫擺角算出部，其基于算出的劃分線的角度，來算出車輛相對于劃分線的橫擺角， 所述車道偏離警報裝置基于從所述車輛姿態(tài)角算出裝置輸入的所述車輛的橫擺角、所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的所述距離，來判斷是否需要產(chǎn)生車道偏離的警報。
13.根據(jù)權利要求12所述的車道偏離警報系統(tǒng)，其中， 所述車道偏離警報裝置具有 到劃分線的距離修正部，其基于所述車輛的橫擺角，將所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的所述距離修正為從車輛前輪的外側到劃分線的距離； 車道偏離警報產(chǎn)生部，其基于修正后的所述到劃分線的距離，來判斷是否需要產(chǎn)生車道偏離的警報。
14.根據(jù)權利要求13所述的車道偏離警報系統(tǒng)，其中， 根據(jù)所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的所述距離、所述車輛的橫擺角、從算出了所述劃分線與所述車載用攝像裝置的光軸間的所述距離的地點到車輛前輪的距離、從所述車載用攝像裝置到車輛前輪的外側的距離，來算出通過所述到劃分線的距離修正部進行修正的從所述車輛前輪的外側到劃分線的距離。
15.根據(jù)權利要求13所述的車道偏離警報系統(tǒng)，其中， 所述劃分線是位于本車的左右的一對左右線， 從所述車輛前輪的外側到劃分線的距離包括從左側的所述車輛前輪的外側到所述左線的距離；從右側的所述車輛前輪的外側到所述右線的距離。
16.根據(jù)權利要求15所述的車道偏離警報系統(tǒng)，其中， 所述車道偏離警報產(chǎn)生部在從所述車輛前輪的外側到所述左線的距離和從所述車輛前輪的外側到所述右線的距離中的任一方成為預先確定的距離以下時，產(chǎn)生車道偏離警報。
17.根據(jù)權利要求11所述的車道偏離警報系統(tǒng)，其中， 從所述車載用攝像裝置取入的所述圖像信息為車輛后方的圖像信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在車輛縱擺角發(fā)生變化的狀況下，也能夠不使用道路消失點的信息而穩(wěn)定地求出車輛相對于車道的橫擺角的車輛姿態(tài)角算出裝置。車輛姿態(tài)角算出裝置具有劃分線檢測部，其根據(jù)從車載用攝像裝置取入的拍攝車外而得到的圖像信息來檢測劃分線；距離算出部，其以每規(guī)定的處理周期算出劃分線與車載用攝像裝置的光軸間的距離；車輛角度算出部，其基于算出的劃分線與車載用攝像裝置的光軸間的距離、在規(guī)定的處理周期的期間內車輛行進的車輛行進距離，來算出劃分線的角度。
文檔編號G08G1/16GK102754139SQ201180008700
公開日2012年10月24日 申請日期2011年2月9日 優(yōu)先權日2010年3月17日
發(fā)明者今井正人, 坂本博史, 坂田雅男 申請人:歌樂株式會社