JP2004326730A - 高速道路自律走行システム及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】近距離通信やＧＰＳなどの要素を使用せずにＣＣＤカメラを利用して始発点、分岐点などの道路の情報を習得して判別し、それによって自動走行をできるようにするシステム及び制御方法を提供する。
【解決手段】高速道路に設けられる複数の路辺記号標識板と；路辺記号標識板を撮影するＣＣＤカメラと；前記ＣＣＤカメラから入力される映像を分析して標識板を判別し、標識板内の記号内容を解釈するイメージ処理手段と；高速道路の地図情報を保存している保存手段と；前記地図情報とイメージ処理手段の路辺記号標識板の解釈による情報とを対比して現位置と道路の状況を判別する判別手段；及び前記判別手段から入力される判別結果によって操向、減／加速などの自律走行に関するすべての制御を担当する制御手段とから構成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は高速道路自律走行システム及びその制御方法に関し、特に、高速道路など自動車専用道路で道路のインフラと映像認識技術を利用して始発点、分岐点などの道路情報を自動車が判別して自律走行を具現するようにするシステム及び方法に関する。
最近になって車両には運転者及び搭乗者保護と運行補助及び乗り心地の向上のための多様なシステムが搭載、内臓されており、このようなシステムは急速に改良発展されている。
なかでもビジョンセンサ（カメラ）を利用して車線を認識し自動操向を行う技術が実用化されているが、一般に自動車に備えられる映像認識処理装置は運行する道路の車線の映像情報と、後続走行する自動車に関する映像情報、及び左右車線の映像情報を検出した後、表示手段を通じてディスプレーして運転者に便利な車線の認識と運行する道路の状況及び周辺車両の運行情報を提供するものである。
しかしながら、高速道路始発点、経路判断及び分岐点判断などは自動車が今よりさらに高度で発展した人工知能を持たない限り成り立ちにくいため、これを補うためにＧＰＳ（衛星航法装置）と近距離通信を利用した路車間通信及びテレマティックス（Ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ）機能を自動走行と結びつける研究が進行中であるが、誤差などの問題で１００％の信頼性を確保することができない問題点があった。
特開２０００−２３５４１４号公報
本発明は上記のような従来の問題点を解決するために創案されたものであり、近距離通信やＧＰＳなどの要素を使用せずにＣＣＤ（固体撮像素子）カメラを利用して始発点、分岐点などの道路の情報を習得して判別し、それによって自動走行をできるようにするシステム及び制御方法を提供することにその目的がある。
上記のような目的を達成するための本発明高速道路自律走行システムは、 高速道路の左側あるいは右側路辺に連続的に設けられる複数の路辺記号標識板と；進行する方向に位置した路辺記号標識板を撮影するＣＣＤカメラと；
前記ＣＣＤカメラから入力される映像を分析して標識板を判別し、標識板内の記号内容を解釈するイメージ処理手段と；高速道路の地図情報を保存している保存手段と；前記保存手段の地図情報とイメージ処理手段の路辺記号標識板の解釈による情報とを対比して現位置と道路の状況を判別する判別手段；及び前記判別手段から入力される判別結果によって操向、減／加速などの自律走行に関するすべての制御を担当する制御手段とから構成したことを特徴とする。
そして、制御方法においては、ＣＣＤカメラから入力される映像中に自動走行開始可能時点を知らせる情報が含まれているかを判断する時点判断段階と；前記時点判断段階の判断結果による自動運転命令があるかを判断して手動運転モードから自動運転モードに切り替え、目的地（到着地）を入力するようにしながら自律走行を始めるモード切り替え段階と；前記モード切り替え段階による自動走行開始時に入力される目的地情報が入力されるとそれによる該当地図情報を検索した後、検索情報に分岐点が存在するかを判断してそれによる自動走行動作を遂行する自動走行段階と；前記自動走行段階の走行動作中に前記入力される映像中に分岐点の情報が入力されるかを判断する分岐点判断段階と；前記分岐点判断段階の判断結果によって自動分岐制御を遂行するか、または終了点に到達したかを判断する終了点判断段階；及び
前記終了点判断段階の判断結果によって自動運転モードから手動運転モードに切り替えて自動運転を終了する走行切り替え段階からなることを特徴とする。
本発明の高速道路自律走行システム及びその制御方法は、運転者の便宜性を向上させることによって、高速道路での運転疲れを大きく減らすとともに自動運転の信頼性を向上させるなどの効果がある。
以下、本発明の実施例を添付図によって詳述する。
図１は本発明の高速道路自律走行システムの構成を示した例示図である。
高速道路の左側あるいは右側路辺に連続的に設けられる複数の路辺記号標識板１００と；ルームミラーの内側に備えられて、進行する方向に位置した路辺記号標識板１００を撮影するＣＣＤカメラ２００と；ＣＣＤカメラ２００から入力される映像を分析して路辺記号標識板を判別し、標識板内の記号内容を解釈するイメージプロセッサ３００と；高速道路の地図情報を保存しているナビゲーションデータベース４００と；ナビゲーションデータベース４００の地図情報とイメージプロセッサ３００の路辺記号標識板の解釈による情報とを対比して現位置と道路の状況を判別するＡＩ ＥＣＵ（人工知能電子制御装置）５００；及びＡＩ ＥＣＵ５００から入力される判別結果によって操向コントローラ６０１、スロットルコントローラ６０２、ブレーキコントローラ６０３及びトランスミッションコントローラ６０４を制御して操向、減／加速及び制動などの自律走行に関するすべての制御を担当する統合ＥＣＵ６００とから構成する。
さらに、路辺記号標識板１００はイメージプロセッサ３００で容易に解釈されるように単純化された現在の道路の状況を示す特定記号の組合からなる図形を含むが、ここには高速道路の開始点、終了点及び分岐点の情報と、現位置での曲率、速度、車線数などの情報も含む。
次に、本発明による一実施例の動作過程を説明する。
図２は本発明による各構成要素の作動を示したブロック図で、図３は本発明によるシステム制御動作のフローチャートである。
図２及び図３を参照すれば、手動運転で走行中に高速道路トールゲートを通過しながらイメージプロセッサ３００はＣＣＤカメラ２００から入力される映像中に路辺記号標識板１００の標識映像が入力されれば、この標識映像に自動走行開始可能時点を知らせる情報が含まれているかを判断する（Ｓ１００）。
その結果が、入力される映像中に自動走行開始可能時点を知らせる情報が含まれている場合にはＡＩ ＥＣＵ５００で運転者に自動運転が可能であることを知らせ、これに従って自動運転命令があるかを判断する（Ｓ１０１〜Ｓ１０２）。もし、所定時間（例えば１０秒）、運転者から自動運転命令が入力されなければ手動運転の維持と判断する（Ｓ１０３）。
段階（Ｓ１０２）の判断結果自動運転命令が入力されれば、ＡＩ ＥＣＵ５００は手動運転モードから自動運転モードへ切り替えと同時に運転者に目的地を入力するようにしながら自律走行を始める（Ｓ１０４）。
段階（Ｓ１０４）で運転者から目的地が入力されれば、ＡＩ ＥＣＵ５００はそれに関する地図情報をナビゲーションデータベース４００から読み取って検索した後、この検索情報に分岐点があるかを判断する（Ｓ１０５）。
段階（Ｓ１０５）の判断結果、分岐点がある場合にはＡＩ ＥＣＵ５００は入力される映像と対比して自律走行を遂行し、走行動作中に入力される映像中に分岐点の情報が入力されるかを判断する（Ｓ１０６）。
判断結果分岐点に到達する場合に、ＡＩ ＥＣＵ５００はこれを統合ＥＣＵ６００に通報して、これに従って統合ＥＣＵ６００は操向コントローラ６０１などを制御して自動操向を遂行して分岐点に走行経路を変更する（Ｓ１０７）。
段階（Ｓ１０７）の遂行完了後、イメージプロセッサ３００の入力される標識映像の解釈によってＡＩ ＥＣＵ５００は目的地に近くなれば自動走行区間が終わりに近いことを予め運転者に通報し、イメージプロセッサ３００を通じて入力される映像情報に終了点を示す標識映像があるかを判断する（Ｓ１０８）。さらに、段階（Ｓ１０５）の判断結果、分岐点がない場合にも段階（Ｓ１０８）の動作を遂行する。
段階（Ｓ１０８）の判断結果、終了点に到達すれば自動運転モードから手動運転モードに切り替えて自動運転を終了して運転者に知らせるが、モード切替時点は終了地点トールゲートに到達して停車する時点で自動走行モードから手動走行モードに切り替える（Ｓ１０９）。
将来の無人運転にも適用の可能性がある。
本発明の高速道路自律走行システムの構成を示した例示図である。 本発明による各構成要素の作動を示したブロック図である。 本発明によるシステム制御動作のフローチャートである。
符号の説明
１００ 路辺記号標識板
２００ ＣＣＤカメラ
３００ イメージプロセッサ
４００ ナビゲーションデータベース
５００ ＡＩ ＥＣＵ
６００ 統合ＥＣＵ

Claims (10)

  1. 高速道路の左側あるいは右側路辺に連続的に設けられる複数の路辺記号標識板と；
    進行する方向に位置した路辺記号標識板を撮影するＣＣＤカメラと；
    前記ＣＣＤカメラから入力される映像を分析して標識板を判別し、標識板内の記号内容を解釈するイメージ処理手段と；
    高速道路の地図情報を保存している保存手段と；
    前記保存手段の地図情報とイメージ処理手段の路辺記号標識板の解釈による情報とを対比して現位置と道路の状況を判別する判別手段；及び
    前記判別手段から入力される判別結果によって操向、減／加速などの自律走行に関するすべての制御を担当する制御手段とから構成したことを特徴とする高速道路自律走行システム。
  2. 前記路辺記号標識板は前記イメージ処理手段で容易に解釈されるように単純化された現在の道路の状況を示す特定記号の組合わせからなる図形を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の高速道路自律走行システム。
  3. 前記路辺記号標識板は高速道路の開始点、終了点及び分岐点の情報を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高速道路自律走行システム。
  4. 前記路辺記号標識板は現位置での曲率、制限速度、車線数などの情報を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の高速道路自律走行システム。
  5. 前記ＣＣＤカメラはルームミラーの内側に備えられることを特徴とする請求項１に記載の高速道路自律走行システム。
  6. ＣＣＤカメラから入力される映像中に自動走行開始可能時点を知らせる情報が含まれているかを判断する時点判断段階と；
    前記時点判断段階の判断結果による自動運転命令があるかを判断して手動運転モードから自動運転モードに切り替え、目的地（到着地）を入力するようにしながら自律走行を始めるモード切り替え段階と；
    前記モード切り替え段階による自動走行開始時に入力される目的地情報が入力されるとそれによる該当地図情報を検索した後、検索情報に分岐点が存在するかを判断してそれによる自動走行動作を遂行する自動走行段階と；
    前記自動走行段階の走行動作中に前記入力される映像中に分岐点の情報が入力されるかを判断する分岐点判断段階と；
    前記分岐点判断段階の判断結果によって自動分岐制御を遂行するか、または終了点に到達したかを判断する終了点判断段階；及び
    前記終了点判断段階の判断結果によって自動運転モードから手動運転モードに切り替えて自動運転を終了する走行切り替え段階からなることを特徴とする高速道路自律走行システムの制御方法。
  7. 前記モード切り替え段階は、入力される映像中に自動走行開始可能時点を知らせる情報が含まれている場合、運転者に自動運転が可能であることを知らせる第１段階と；
    前記第１段階によって自動運転命令があるかを判断する第２段階と；
    前記第２段階の判断結果、自動運転命令が入力されれば手動運転モードから自動運転モードに切り替えすると同時に運転者に目的地を入力するようにさせながら自律走行を始める第３段階と、
    からなることを特徴とする請求項６に記載の高速道路自律走行システムの制御方法。
  8. 前記自動走行段階は、運転者から目的地が入力されればそれに関する情報を検索した後この検索情報に分岐点があるかを判断する第１段階と；
    前記第１段階の判断結果分岐点がある場合には入力される映像と対比して自律走行を遂行しながら分岐点判断段階の遂行手続きに移動する第２段階と；
    前記第１段階の判断結果分岐点がない場合には入力される映像と対比して自律走行を遂行しながら終了点判断段階の遂行手続きに移動する第３段階と、
    からなることを特徴とする請求項６に記載の高速道路自律走行システムの制御方法。
  9. 前記終了点判断段階は、分岐点で到達する場合に自動操向を遂行して分岐点で走行経路を変更する第１段階と；
    前記第１段階の遂行が完了した後地図情報の検索中に目的地に近くなれば自動走行区間が終わりに近いことを運転者に知らせる第２段階と；
    前記第２段階の遂行後に入力される映像情報に終了点を示す標識映像があるかを判断する第３段階と、
    からなることを特徴とする請求項６に記載の高速道路自律走行システムの制御方法。
  10. 前記走行切り替え段階は、終了地点トールゲートに到達して停車する時点に自動走行モードから手動走行モードに切り替えることを特徴とする請求項６に記載の高速道路自律走行システムの制御方法。
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