JP3054952B2 - 自動走行装置 - Google Patents

自動走行装置

Info

Publication number
JP3054952B2
JP3054952B2 JP2183092A JP18309290A JP3054952B2 JP 3054952 B2 JP3054952 B2 JP 3054952B2 JP 2183092 A JP2183092 A JP 2183092A JP 18309290 A JP18309290 A JP 18309290A JP 3054952 B2 JP3054952 B2 JP 3054952B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
target
steering angle
yaw rate
target route
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2183092A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0469709A (ja
Inventor
真之助 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2183092A priority Critical patent/JP3054952B2/ja
Publication of JPH0469709A publication Critical patent/JPH0469709A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3054952B2 publication Critical patent/JP3054952B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Image Processing (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、走行路を探索しながら車両の自動走行を行
わせる自動走行装置に関する。
従来技術 最近、自ら走行路を探索しながら、その走行路上に最
適な目標経路を設定して、車両がその目標経路上を走行
するべく車両の走行制御を行わせるようにした自動走行
装置が開発されている。
従来、この種の自動走行装置にあっては、車両に取り
付けられた撮像装置により車両の進行方向の領域を撮像
し、その撮像された画像をデータ処理することによって
道路エッジなどの連続した線分の抽出を行い、その抽出
された線分にもとづいて車両の進行方向における走行可
能領域を認識し、その認識された走行可能領域内に車両
走行の目標経路を設定したうえで、現在検出されている
車両の走行状態にもとづき、X−Y座標面に設定された
目標経路上に適宜設定された目標点にX−Y座標上の原
点位置にある車両を合流させるのに必要な舵角の制御目
標量を所定の演算処理によって予測的に求め、その求め
られた舵角の制御目標量にしたがって目標経路に追従さ
せるような車両の走行制御を行わせるようにしている
(特願昭63−199610号参照)。
しかしこのような従来の自動走行装置では、目標経路
上の遠方に目標点を設定して、その目標点に車両を合流
させるための舵角の制御目標量を決定することにより目
標経路に追従させるような車両の走行制御を行わせるよ
うにしているので、その長期的な予測要因によって目標
経路に対する追従性が低下することが否めないものにな
っている。
目的 本発明はこのようなものにあって、現時点近傍の目標
点に対してくり返し演算により操作量を求めて、目標経
路に追従させるための車両の走行制御を精度良く行わせ
ることができるようにした自動走行装置を提供するもの
である。
構成 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について
詳述する。
本発明による自動走行装置にあっては、第1図に示す
ように、車両の進行方向の領域を撮像することができる
ように車両に取り付けられたビデオカメラなどによる撮
像部1と、その撮像部1によって撮像された画像をデー
タ処理して道路エッジなどの連続した線分の抽出を行う
画像処理部2と、その抽出された連続した線分にしたが
って道路などの車両の走行可能領域を認識する走行可能
領域認識部3と、その認識された走行可能領域内に車両
走行の目標経路を設定する目標経路設定部4と、車両の
走行速度vを検出する車速センサ6,車両の走行にともな
うヨー方向の角速度変化分であるヨーレートΥを検出す
るヨーレートセンサ7および車両の操舵によるタイヤ角
度δを検出する舵角センサ8などの各センサ出力に応じ
て現在の車両の走行状態を検出して、その検出された車
両の走行状態にもとづいて車両が目標経路上を走行する
のに必要な舵角の制御目標量を求める制御部5と、その
求められた制御目標量にしたがって車両の操舵を行わせ
るステアリング制御部9およびステアリング駆動部10と
によって構成されている。
実際には、画像処理部2,走行可能領域認識部3,目標経
路設定部4および制御部5はマイクロコンピュータによ
って置き換えられる。また、そのコンピュータにステア
リング制御部9をも含めることが可能である。
撮像部1におけるビデオカメラとしては、標準レンズ
によるもの以外に、車速や走行中の道路状況などに応じ
た適切な画像が得られるように望遠レンズや広角レンズ
によるものが設けられ、また夜間用などに赤外線カメラ
や超高感度カメラなどの特殊なビデオカメラが複数設け
られており、コンピュータの制御下において、それら複
数のビデオカメラが車速や撮像画像の状態などに応じて
適宜切り換えられて使用されるようになっている。
また、撮像特性が同一の2台のビデオカメラを並設し
て、2眼立体視による画像を得るようにすることも可能
である。
画像処理部2における道路エッジなどの連続した線分
の抽出は、以下のようにして行われる。
まず、撮像部1から送られてくる撮像画像をサンプリ
ングして、そのサンプリングされた入力画像を微分処理
することによって画像エッジの検出の処理を行わせたう
えで、画像処理部2内に設けられた自動しきい値設定回
路により、そのときの入力画像の濃淡の程度に応じた最
適しきい値を自動的に設定して、そのエッジ画像の2値
化を行わせる。
なおその際、入力画像の2値化を先に行わせたうえ
で、エッジ検出のための微分処理を行わせるようにして
もよい。また、2値化を行わせる代わりに、画像の濃淡
を表現した多値化を行わせるようにしてもよい。
次いで、そのエッジ検出され、2値化または多値化さ
れた処理画像にもとづいて、例えば第2図に示すような
道路エッジの連続した線分の情報を得る。
その際、2値化された処理画像にもとづいて、エッジ
追跡の処理を行わせて連続性をもった画像のエッジ部分
をわり出すようにする。また、車両の走行にともなって
入力画像の領域成長を行いながら前述の連続性ある画像
エッジの抽出のための処理を行えば、より精度の高い道
路エッジの情報の抽出を行うことができるようになる。
走行可能領域認識部3は、撮像部1におけるビデオカ
メラによって撮像される画像が遠近投影によるものであ
るため、第2図に示すような遠近投影による道路エッジ
の画像を第3図に示すような遠近投影の影響をなくした
道路エッジの画像に変換する公知手法である射影変換処
理を行う。
なお、その射影変換特性は、ビデオカメラの遠近投影
の特性にしたがって、予め走行可能領域認識部3に設定
されている。
そして、走行可能領域認識部3は、射影変換処理され
た道路エッジの画像にもとづいて、例えば第4図に示す
ように、連続した道路エッジE1,E2間を、撮像部1の撮
像方向すなわち車両11の進行方向をY軸方向としたとき
のX−Y座標上における車両の走行可能領域RAとして認
識する。
なお、第4図において、P点は車両11の現在位置を示
すもので、撮像部1のビデオカメラによる撮像領域の下
端中央がP点としてX−Y座標上の原点の位置にくるよ
うに、予めビデオカメラの車両に対する搭載位置が設定
されている。
次に、走行可能領域認識部3において認識された走行
可能領域である車両前方の道路が認識されると、目標経
路設定部4において、その認識された道路上における車
両の最適な走行経路となる目標経路が以下のようにして
設定される。
その目標経路は、後述するように、道路形状および車
速をも考慮したうえで、そのときの車両の走行状況に適
するように設定されるのが望ましいが、基本的には、認
識された道路が狭いかまたは広いかによって以下のよう
にして一律に設定される。
すなわち、目標経路設定部4において、道路幅が一定
以上の広軌道であると判断された場合には、例えば第4
図に示すように、左側通行路の場合、道路の左側の基準
となるエッジから例えば1.5m程度の所定の隔離幅wをも
ってその基準エッジに沿う目標経路OCを設定する。
また、目標経路設定部4において、道路幅が一定未満
の狭軌道であると判断された場合には、特に図示しない
が、その道路の中央に目標経路を設定する。
そしてその設定された目標経路のX−Y座標上におけ
る位置のデータが、目標経路設定部4の内部メモリに記
憶される。
なお、X−Y座標上における走行可能領域および目標
経路の尺度は、撮像部1におけるビデオカメラの倍率に
よって決定される。
第4図中、P点からO点に至るまでの軌跡は、後述す
るように、制御部5の制御下において車両の操舵制御が
なされることにより、P点にいる車両が目標経路OCに合
流するまでの走行経路を示している。O点は、そのとき
の車両の目標経路OCへの合流位置となる。
また本発明では、車両の走行状態を検出して、その検
出された走行状態にしたがい、以下のように道路におけ
る最適な車両の目標経路を設定するようにすることも可
能である。
すなわち、目標経路設定部4において、例えば、車速
センサ6によって検出される車両の走行速度を読み込ん
で、そのときの車速が予め設定されたしきい値以下の低
速域内にあれば、第5図(a)に示すように、道路の形
状に沿うように目標経路OCを設定する。
同様に、そのときの車速が予め設定されたしきい値を
越える高速域内にあれば、第5図(b)に示すように、
曲りくねった道路を走行する場合、車両に作用する横方
向の加速度ができるだけ軽減されるような緩い曲率をも
った目標経路OCを道路内に設定する。
次に、道路上における目標経路が設定されたら、制御
部5において、車両をその目標経路に追従して走行させ
るための舵角の制御目標量が、以下のように求められ
る。
すなわち、目標経路OCのデータと現在検出されている
車速vとから、車両11を目標経路OCに追従して走行させ
るのに必要なヨーレートの目標値Υsを所定の演算によ
って求め、次いで、その求められた目標値Υsと現在の
ヨーレートの検出値Υxとの偏差ΔΥにしたがって舵角
の補正量Δδをわり出し、そのわり出された補正量Δδ
と現在検出されている舵角δxとから制御目標量δs
(=δx+Δδ)を求めるようにしている。
いま、例えば第6図(a),(b)にそれぞれに示す
関係にあって、ヨーレートの目標値Υsを求める演算式
としては、それが次式によって与えられる。
Υs=v/R …(1) ここで、Rは目標経路のデータからわり出される目標
経路の曲率半径である。
図中、ACは、現在検出されているヨーレートΥxにし
たがって車両11が描く予想経路である。
また、例えば第7図に示す関係にあって、目標経路OC
にしたがう単位時間Δt当りにおける車両11の進行方向
の角度の変化分Δθから、ヨーレートの目標値Υsを次
式にしたがって求めるようにしてもよい。
Υs=Δθ/Δt …(2) なお、Δθは次式によって与えられる。
ここで、x,yは目標経路OC上の位置であり、 として求められる。
次いで、その演算によって理論的に求められたヨーレ
ートの目標値Υsと実際に検出されている現在のヨーレ
ートの検出値Υxとの偏差ΔΥにしたがって、舵角の補
正値Δδが、例えばファジィ推論を用いることにより、
以下のようにしてわり出される。
その際、ファジィコントローラを用いる場合、そのフ
ァジィコントローラへの入力は、ヨーレートの目標値Υ
sとその検出値Υsとの偏差ΔΥ、および制御周期の1
サンプリング時間における偏差ΔΥの変化分ΔEとな
り、その出力は推論出力Δuとなる。
第8図に、ファジィ推論の前件部に用いられるファジ
ィメンバーシップ関数を示している。
ここで、NB,NM,NSはネガティブ側の大,中,小の各部
を、ZOは零部を、PB,PM,PSはポジティブ側の大,中,小
の各部をそれぞれ示している。
下記の表1に、第8図に示したファジィメンバーシッ
プ関数を用いるときのファジィルール表を示している。
ここで、*印はファジィ推論が適用される箇所を示し
ている。
また、ファジィ推論の後件部としては、その推論方法
として、大きく分けて、重心型,直線型,線形式型があ
るが、ここでは制御処理時間を短くし、また微分特性を
利用したいなどの理由から、線形式型による推論方法を
用いることにする。
いま、表1のファジィルールにしたがって推論を行
う。
例えば、 このとき、 y=f(ΔΥ,ΔE) は、 y=a・ΔΥ+b・ΔE+c のような線形式であらわされる。a,b,cは常数である。
そして、前件部で求めた適合度ω12,…は ここで、重み付き平均値(y0)を次式のように求め
る。
y0={ω+f1(ΔΥ,ΔE1)+ω・f2 (ΔΥ2,ΔE2)+…}×1/(ω+ω+…) …(5) しかして、推論出力Δuは、 Δu=y0 …(6) となる。
したがって、舵角の補正量Δδは次式によって与えら
れる。
Δδ=Δu・K …(7) Kは、舵角比を決定する一定の係数であり、K=35程
度に設定される。
そして、車両を目標経路OCに合流させるための舵角の
制御目標量δsは、 δs=δx+Δδ …(8) として求められる。
ステアリング制御部9は、制御部5からの舵角の制御
目標量δsに応じてステアリング駆動部10に駆動指令を
出し、ステアリング駆動部10によりステアリングの駆動
を適宜なさしめて、車両を目標経路OCに追従して走行さ
せるような操舵を行わせる。
以上の処理が、予めその処理に要する時間を見込んだ
所定の制御周期をもってくり返し行われ、それにより車
両の走行が進むにしたがって、各制御周期ごとに逐次認
識された走行可能領域内に設定されていく目標経路OCに
追従する車両の走行制御が継続的に行われる。
本発明は、以上説明したように、ヨーレートによるこ
となく、車両の走行にともなって車体に加わる横荷重に
着目して、車両の走行制御を同様に行わせることが可能
である。
すなわち、この場合には、目標経路OCのデータと現在
検出されている車速vとから、車両を目標経路OCに追従
して走行させるのに必要な横荷重の目標値Gsを所定の演
算によって求め、次いで、車体に実際に加わる横荷重を
検出する横荷重センサ(図示せず)を用いて、現在検出
されている横荷重の検出値Gxとの偏差ΔGにしたがっ
て、前述と同様に、例えばファジィ推論を用いて舵角の
補正量Δδをわり出し、そのわり出された補正量Δδと
現在検出されている舵角δxとから制御目標量δsを求
めるようにする。
その際、横荷重の目標値Gsを求める演算式としては、
例えば、それが次式によって与えられる。
Gs=v2/R …(9) 効果 以上、本発明による自動走行装置にあっては、車両に
取り付けられた撮像装置により車両の進行方向の領域を
撮像して得られる画像情報から車両の走行可能領域を認
識する手段と、その認識された走行可能領域内に目標経
路を設定する手段と、車両の走行速度,ヨーレートまた
は横荷重,舵角を検出する手段と、前記目標経路と現在
検出されている車両の走行速度から車両を目標経路に追
従させるのに必要なヨーレートまたは横荷重の目標値を
算出する手段と、その算出された目標値と現在のヨーレ
ートまたは横荷重の検出値との偏差から舵角の補正量を
わり出す手段と、そのわり出された補正量と現在検出さ
れている舵角とから舵角の制御目標量を求める手段と、
その求められた舵角の制御目標量にしたがって車両の走
行制御を行わせる手段とによって構成したもので、従来
のように目標点を遠方に設定することなく、現時点近傍
に目標点を設定し、くり返し演算による操作量の決定に
より、目標経路に追従させるための車両の走行制御を精
度良く行わせることができるという優れた利点を有して
いる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による自動走行装置の一実施例を示すブ
ロック構成図、第2図はビデオカメラによって撮像され
た画像のデータ処理を行うことによって得られた道路の
線分を示す図、第3図は第2図の画像を射影変換するこ
とによって得られた画像を示す図、第4図は認識された
道路エッジ間の走行可能領域に設定された目標経路の一
例を示す図、第5図(a),(b)は車両の低速時およ
び高速時に道路上に設定される目標経路をそれぞれ示す
図、第6図(a),(b)は目標経路と車両との関係を
それぞれ示す図、第7図は目標経路と車両との関係を示
す図、第8図はファジィメンバーシップ関数の特性図で
ある。 1……撮像部、2……画像処理部、3……走行可能領域
認識部、4……目標経路設定部、5……制御部、6……
車速センサ、7……ヨーレートセンサ、8……舵角セン
サ、9……ステアリング制御部、10……ステアリング駆
動部、11……車両、RA……走行可能領域、OC……目標経
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−48704(JP,A) 特開 昭63−273917(JP,A) 特開 平1−260509(JP,A) 特開 平2−151572(JP,A) 特開 平2−14973(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 1/02 G06F 15/62

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両に取り付けられた撮像装置により車両
    の進行方向の領域を撮像して得られる画像情報から車両
    の走行可能領域を認識する手段と、その認識された走行
    可能領域内に目標経路を設定する手段と、車両の走行速
    度,ヨーレートまたは横荷重,舵角を検出する手段と、
    前記目標経路と現在検出されている車両の走行速度から
    車両を目標経路に追従させるのに必要なヨーレートまた
    は横荷重の目標値を算出する手段と、その算出された目
    標値と現在のヨーレートまたは横荷重の検出値との偏差
    から舵角の補正量をわり出す手段と、そのわり出された
    補正量と現在検出されている舵角とから舵角の制御目標
    量を求める手段と、その求められた舵角の制御目標量に
    したがって車両の走行制御を行わせる手段とによって構
    成された自動走行装置。
  2. 【請求項2】少なくとも現在のヨーレートの検出値とヨ
    ーレートの目標値との偏差およびその変化分をパラメー
    タとして、ファジイ推論によって舵角の補正量を求める
    ようにしたことを特徴とする請求項1の記載による自動
    走行装置。
JP2183092A 1990-07-11 1990-07-11 自動走行装置 Expired - Lifetime JP3054952B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2183092A JP3054952B2 (ja) 1990-07-11 1990-07-11 自動走行装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2183092A JP3054952B2 (ja) 1990-07-11 1990-07-11 自動走行装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0469709A JPH0469709A (ja) 1992-03-04
JP3054952B2 true JP3054952B2 (ja) 2000-06-19

Family

ID=16129625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2183092A Expired - Lifetime JP3054952B2 (ja) 1990-07-11 1990-07-11 自動走行装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3054952B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0823232B2 (ja) * 1993-12-28 1996-03-06 株式会社総合駐車場コンサルタント 自走式立体駐車場

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0469709A (ja) 1992-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2844240B2 (ja) 自動走行装置
JP2844242B2 (ja) 自動走行装置
JP2835764B2 (ja) 自動走行装置
JP2669031B2 (ja) 自律走行車両
Tsugawa Vision-based vehicles in Japan: Machine vision systems and driving control systems
JP2660727B2 (ja) 自動走行装置
JP2844243B2 (ja) 自動走行装置
JPH03113513A (ja) 自律走行車両の車速感応操舵制御装置
JP2923670B2 (ja) 自動操舵装置
JP2707546B2 (ja) 車両の操舵制御装置
JP3054952B2 (ja) 自動走行装置
JP2603523B2 (ja) 自動走行装置
JP2844236B2 (ja) 自動走行装置
JP2835766B2 (ja) 自動走行装置
JP2835765B2 (ja) 自動走行装置
JP3296208B2 (ja) カーブ曲率推定装置
JPH03268108A (ja) 自動走行装置
JP2923668B2 (ja) 自動走行装置
JP2003276542A (ja) 車両用後方監視装置
JP2923667B2 (ja) 自動走行装置
JP2923664B2 (ja) 自動走行装置
JP2514405B2 (ja) 自動走行装置
JP2720630B2 (ja) 自律走行車の操舵制御装置
JP2993992B2 (ja) 移動車の環境認識装置
JPH01251209A (ja) 無人車走行装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080414

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090414

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090414

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100414

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110414

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110414

Year of fee payment: 11