JPH02270005A - 自律走行車両 - Google Patents
自律走行車両Info
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- JPH02270005A JPH02270005A JP1090572A JP9057289A JPH02270005A JP H02270005 A JPH02270005 A JP H02270005A JP 1090572 A JP1090572 A JP 1090572A JP 9057289 A JP9057289 A JP 9057289A JP H02270005 A JPH02270005 A JP H02270005A
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 7
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- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 9
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
- G05D1/0246—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
- G05D1/0274—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S706/00—Data processing: artificial intelligence
- Y10S706/90—Fuzzy logic
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- Electromagnetism (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は自律走行車両に関する。
(従来の技術)
近年、車両にカメラを設置し、走行路の白線や路肩など
案内線を撮像することにより、車両を案内線に沿って走
行させる自律走行車両が提案されている。
案内線を撮像することにより、車両を案内線に沿って走
行させる自律走行車両が提案されている。
この−例を示すと、車両より一定距離だけ前方側の左右
の案内線を観察し、両案内線の中央部分を通過するよう
ステアリングを駆動する例がある。
の案内線を観察し、両案内線の中央部分を通過するよう
ステアリングを駆動する例がある。
又、観察すべき距離りを車速Vに応じてL=Lo (1
+a ・V) (LO、aは定数)の如く変化させ
るようにした例がある。
+a ・V) (LO、aは定数)の如く変化させ
るようにした例がある。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上記の如く提案された自律走行車両にあ
っては、車速によって観察すべき視点を変更することは
できるものの、この視点より手前部分が無視されるため
、8字路のような曲線路では中央位置を走行できず、又
相当速度を低下させなければならず、走行安定性が悪い
という問題点があった。
っては、車速によって観察すべき視点を変更することは
できるものの、この視点より手前部分が無視されるため
、8字路のような曲線路では中央位置を走行できず、又
相当速度を低下させなければならず、走行安定性が悪い
という問題点があった。
そこで、本発明は、8字路のような曲線路でも所望の位
置を走行でき、かつ不必要に減速させる必要がなく、走
行安定性が良好な自律走行車両を提供することを目的と
する。
置を走行でき、かつ不必要に減速させる必要がなく、走
行安定性が良好な自律走行車両を提供することを目的と
する。
[発明の構成コ
(課題を解決するための手段)
上記課題を解決する本発明の自律走行車両は、その概要
を第1図に示すように、走行路の白線など案内線を撮像
しつつこの案内線に沿って車両を自律走行させる自律走
行車両において、前記案内線を撮像する撮像手段1と、
該手段1の撮像信号を人力し複数視点でのずれ量を算出
するずれ量算出手段2と、車速に対する各視点の重要度
のメンバシップ関数を記憶するメンバシップ関数記憶手
段3と、前記ずれ量算出手段2で求めた各視点毎のずれ
量に前記メンバシップ関数で定まる各視点の重要度を乗
じその総和を求める総和算出手段4と、該手段で算出さ
れた総和に基いて操舵制御を行う操舵制御手段5を備え
たことを特徴とする。
を第1図に示すように、走行路の白線など案内線を撮像
しつつこの案内線に沿って車両を自律走行させる自律走
行車両において、前記案内線を撮像する撮像手段1と、
該手段1の撮像信号を人力し複数視点でのずれ量を算出
するずれ量算出手段2と、車速に対する各視点の重要度
のメンバシップ関数を記憶するメンバシップ関数記憶手
段3と、前記ずれ量算出手段2で求めた各視点毎のずれ
量に前記メンバシップ関数で定まる各視点の重要度を乗
じその総和を求める総和算出手段4と、該手段で算出さ
れた総和に基いて操舵制御を行う操舵制御手段5を備え
たことを特徴とする。
(作用)
本発明の自律走行車両では、複数視点でのずれfidx
i(iは視点番号)を求め、次式で示すように各ずれ量
dxiに車速Vに対する視点重要度を定めるメンバシッ
プ関数により求めた重要度μiを乗じた総和Dxで操舵
制御を行う。
i(iは視点番号)を求め、次式で示すように各ずれ量
dxiに車速Vに対する視点重要度を定めるメンバシッ
プ関数により求めた重要度μiを乗じた総和Dxで操舵
制御を行う。
Dx=Σ(dxi・μ1)(i=0.1.2・・・)し
たがって、多視点に対するずれ量dxiにその重要度μ
iを乗じた総和Dxで操舵制御を行うので、8字路など
曲線路であってもその曲線状態を反映させることができ
る。
たがって、多視点に対するずれ量dxiにその重要度μ
iを乗じた総和Dxで操舵制御を行うので、8字路など
曲線路であってもその曲線状態を反映させることができ
る。
又、各視点の重要度を示すメンバシップ関数を各ずれ量
の時間変化量に応じて変形する場合には、操舵制御にず
れ量の時間変化量、すなわち曲線路の変化状態を反映さ
せることができる。
の時間変化量に応じて変形する場合には、操舵制御にず
れ量の時間変化量、すなわち曲線路の変化状態を反映さ
せることができる。
(実施例)
以下、本発明の詳細な説明する。
第2図を参照するに、本例の自律走行車両は、車両本体
6に走行路7上の路肩や白線など案内線8を撮像するカ
メラ9を備えて成る。
6に走行路7上の路肩や白線など案内線8を撮像するカ
メラ9を備えて成る。
第3図に示すように、制御装置は、前記カメラ9を含め
た撮像部10と、撮像信号を画像処理する画像処理部1
1と、地図情報部12と接続される大局的走行制御部1
3と、メンバシップ関数記憶部14と接続される操舵制
御部15と、ステアリング駆動部16を備えて成る。操
舵制御部15は、第1図に示すずれ量算出手段2及び総
和算出手段4並びに操舵制御手段5に相当する部材であ
る。
た撮像部10と、撮像信号を画像処理する画像処理部1
1と、地図情報部12と接続される大局的走行制御部1
3と、メンバシップ関数記憶部14と接続される操舵制
御部15と、ステアリング駆動部16を備えて成る。操
舵制御部15は、第1図に示すずれ量算出手段2及び総
和算出手段4並びに操舵制御手段5に相当する部材であ
る。
前記地図情報記憶部12には、走行すべき経路について
の地図データその他の地図に関する情報か記憶されてい
る。
の地図データその他の地図に関する情報か記憶されてい
る。
前記大局的走行制御部13は、前記地図情報記憶部によ
り得られる地図情報を参照し、予め設定された複数通過
点での目標姿勢、路肩や白線などの案内線に対する走行
条件などの経路データに基いて操舵に関する基本的な制
御量を設定する。
り得られる地図情報を参照し、予め設定された複数通過
点での目標姿勢、路肩や白線などの案内線に対する走行
条件などの経路データに基いて操舵に関する基本的な制
御量を設定する。
すなわち、大局的走行制御部13は、例えば直線路や単
純な円形の曲線路のように比較的単純な経路において区
間の始点及び終点を定め、この区間における舵角の変位
指令△ST (距離の関数)を基本的な操舵制御量とし
て設定する。
純な円形の曲線路のように比較的単純な経路において区
間の始点及び終点を定め、この区間における舵角の変位
指令△ST (距離の関数)を基本的な操舵制御量とし
て設定する。
前記操舵制御部15はメンバシップ関数記憶部14に記
憶される各種メンバシップ関数を用い、前記大局的走行
制御部13で設定された舵角の変位指令ΔSTとは別に
ファジィ−制御の舵角の変位指令△S、を求め、両変位
指令△S T r △S。
憶される各種メンバシップ関数を用い、前記大局的走行
制御部13で設定された舵角の変位指令ΔSTとは別に
ファジィ−制御の舵角の変位指令△S、を求め、両変位
指令△S T r △S。
の和△ST+△S1をステアリング駆動部16へ出力す
るものである。
るものである。
前記メンバシップ関数記憶部14には、重視点で、のフ
ァジィ−制御のためのメンバシップ関数と、本例で特に
設けた多視点でのファジィ−制御のためのメンバシップ
関数とが記憶されている。
ァジィ−制御のためのメンバシップ関数と、本例で特に
設けた多視点でのファジィ−制御のためのメンバシップ
関数とが記憶されている。
単視点でのファジィ−制御は、例えばしい先での横方向
の位置ずれ△Xと角度ずれ△θとを次式、1f△X1s
Xand△θISθthen△S=A (x、 θ)
で示すところの全ずれ量△X、△θに対する複数の制御
ルールに適用し、実際ずれ量△X、△θの大きさに対す
る各ルールの重要度を各ずれ量毎に設定したメンバシッ
プ関数のメンバシップ値で求め、全ルールの加重平均を
取ることにより舵角の変位指令△S2を算出するもであ
る。これら単視点でのファジィ−制御についてはこの能
様々に設計できるのでより詳細な説明は割愛する。
の位置ずれ△Xと角度ずれ△θとを次式、1f△X1s
Xand△θISθthen△S=A (x、 θ)
で示すところの全ずれ量△X、△θに対する複数の制御
ルールに適用し、実際ずれ量△X、△θの大きさに対す
る各ルールの重要度を各ずれ量毎に設定したメンバシッ
プ関数のメンバシップ値で求め、全ルールの加重平均を
取ることにより舵角の変位指令△S2を算出するもであ
る。これら単視点でのファジィ−制御についてはこの能
様々に設計できるのでより詳細な説明は割愛する。
前記操舵制御部15は、画像処理部11より得られた走
行路7の路面状況より、又は前記大局的走行制御部13
よりの指令により、−船釣には、直線路では単視点で、
曲線路では多視点で制御するよう制御方式を切換える。
行路7の路面状況より、又は前記大局的走行制御部13
よりの指令により、−船釣には、直線路では単視点で、
曲線路では多視点で制御するよう制御方式を切換える。
前記ステアリング駆動部16は操舵制御部15より出力
された舵角の変位指令ΔSに応じステアリングを指令の
量△Sだけ駆動するものである。
された舵角の変位指令ΔSに応じステアリングを指令の
量△Sだけ駆動するものである。
第4図は多視点での操舵制御方式を示すフローチャトで
ある。
ある。
ステップ401では、第5図に示すように左右の案内線
8L、8Rの画像データを入力する。
8L、8Rの画像データを入力する。
本例は、車両6の現在位置を基準と、して前方側にyi
(i=0. 1.2.3) m離れて4個の視点を設
けている。
(i=0. 1.2.3) m離れて4個の視点を設
けている。
次に、ステップ402では、車両進行方向を示す基準線
STDと各視点における走行路中心点Pi (i=0.
1,2.3)との間のずれ量(位置偏差)dxi (
i=o、1,2.3)を求め、次いで各偏差dxiを前
回の制御周期でのそれと比較し、その時間変化量d交i
(i=o、1,2゜3)を求める。この時間変化量
は、今回の偏差と前の制御周期の偏差との差であるので
、曲線路の曲率変化の状態を示すものとなる。
STDと各視点における走行路中心点Pi (i=0.
1,2.3)との間のずれ量(位置偏差)dxi (
i=o、1,2.3)を求め、次いで各偏差dxiを前
回の制御周期でのそれと比較し、その時間変化量d交i
(i=o、1,2゜3)を求める。この時間変化量
は、今回の偏差と前の制御周期の偏差との差であるので
、曲線路の曲率変化の状態を示すものとなる。
そこで、ステップ403では、各偏差dxiの時間変化
量cltiに応じて第6図に示すメンバシップ関数を第
7図に示す要領で変形する。
量cltiに応じて第6図に示すメンバシップ関数を第
7図に示す要領で変形する。
すなわち、第6図に示すメンバシップ関数は直線路など
に対する一般的なメンバシップ関数と区別されて前記メ
ンバシップ関数記憶部14に記憶されたものであり、車
速Vに対して各視点yiの重要度をメンバシップ値μi
(i=0.1,2゜3)で示している。
に対する一般的なメンバシップ関数と区別されて前記メ
ンバシップ関数記憶部14に記憶されたものであり、車
速Vに対して各視点yiの重要度をメンバシップ値μi
(i=0.1,2゜3)で示している。
又、第7図では、各メンバシップ関数DXiの幅1rj
lに対応する時間変化量dxiを乗じた量1ri−d;
c11だけその幅1rjlを変化させている。
lに対応する時間変化量dxiを乗じた量1ri−d;
c11だけその幅1rjlを変化させている。
したがって、ステップ403では、時間変化量d灸iに
応じて第6図に示すメンバシップ関数DXiを曲線路の
曲半変化に応じた形に変形するので、現在車速V1に応
じて視点重要度をメンバシップ値μiで与える準備が完
了する。例えば、第6図で現在車速がVlであれば視点
y1の重要度を示すメンバシップ値μmは0.2で、視
点y2の重要度を示すメンバシップ値μ2は0.8であ
るが如くである。又、第7図に示すようにメンバシップ
関数DX1に変形が与えられた場合には視点y1につい
ての重要度が0.3に変化するが如くである。
応じて第6図に示すメンバシップ関数DXiを曲線路の
曲半変化に応じた形に変形するので、現在車速V1に応
じて視点重要度をメンバシップ値μiで与える準備が完
了する。例えば、第6図で現在車速がVlであれば視点
y1の重要度を示すメンバシップ値μmは0.2で、視
点y2の重要度を示すメンバシップ値μ2は0.8であ
るが如くである。又、第7図に示すようにメンバシップ
関数DX1に変形が与えられた場合には視点y1につい
ての重要度が0.3に変化するが如くである。
これらメンバシップDXiの計算では、第8図に示すよ
うに分散データで表現しておけばよい。
うに分散データで表現しておけばよい。
すなわち、分散データの演算では、その最大値士rmを
変化するだけで変形することができ、しがち各種演算を
容易に行うことができる。
変化するだけで変形することができ、しがち各種演算を
容易に行うことができる。
次に、ステップ404では、各偏差dxiの総和Dxを
次式で演算する。
次式で演算する。
Dx=Σ(μi番d x t) (t −〇+ 1
1 2,3)次いで、ステップ405では、この総和D
xに定数Kを与え、ステップ406ではその積に−DX
を舵角の変位指令△S、とじて設定し、これをステップ
406で最終的な指令値△Sとしてステアリングを駆動
する。
1 2,3)次いで、ステップ405では、この総和D
xに定数Kを与え、ステップ406ではその積に−DX
を舵角の変位指令△S、とじて設定し、これをステップ
406で最終的な指令値△Sとしてステアリングを駆動
する。
△S=△SI+ △S□=0
以上により、本例の多視点y1での操舵制御方式では、
第9図に示すような8字路であっても多視点で総和的に
求めた偏差Dxで適正な操舵制御を行うことができ、曲
率の大きな曲線部分の視点重要度を高めるので8字に忠
実に沿うような自律走行が可能となる。
第9図に示すような8字路であっても多視点で総和的に
求めた偏差Dxで適正な操舵制御を行うことができ、曲
率の大きな曲線部分の視点重要度を高めるので8字に忠
実に沿うような自律走行が可能となる。
又、第6図に示すように速度に応じて視点重要度を変化
させるので、8字路であるからといって無闇に減速させ
る必要がない。
させるので、8字路であるからといって無闇に減速させ
る必要がない。
本実施例では、操舵制御量△Sをステップ405で示し
た偏差の総和Dxに定数Kを乗じた値K・Dxのみで設
定したが、前述のように大局的走行制御部13より入力
される基本的な操舵指令△STを加えた量としてもよい
。
た偏差の総和Dxに定数Kを乗じた値K・Dxのみで設
定したが、前述のように大局的走行制御部13より入力
される基本的な操舵指令△STを加えた量としてもよい
。
又、ファジィ−演算による舵角の変位指令△Sgを偏差
の総和Dxで求めたが、これに他の量、例えば位置偏差
の総和Dxを求めたと同様にして多視点y、上での舵角
の偏差dθの総和り、を求め、予め設定された ]fDxlsXand De IsθthenA (X
、 θ)なる形の制御ルールを適用し、階層的なフ
ァジィ−演算による変位指令△Sgを求めてもよい。
の総和Dxで求めたが、これに他の量、例えば位置偏差
の総和Dxを求めたと同様にして多視点y、上での舵角
の偏差dθの総和り、を求め、予め設定された ]fDxlsXand De IsθthenA (X
、 θ)なる形の制御ルールを適用し、階層的なフ
ァジィ−演算による変位指令△Sgを求めてもよい。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、適宜の
設計的変更を行うことにより、適宜の態様で実施し得る
ものである。
設計的変更を行うことにより、適宜の態様で実施し得る
ものである。
「発明の効果」
以上の通り、本発明は特許請求の範囲に記載の通りの自
律走行車両であるので、曲線路において曲率に応じた操
舵制御を為し得、無闇な減速を強いられることもなく、
走行安定性が良好である。
律走行車両であるので、曲線路において曲率に応じた操
舵制御を為し得、無闇な減速を強いられることもなく、
走行安定性が良好である。
第1図は本発明の概要を示すブロック図、第2図以下は
実施例を示し、第2図は自律走行車両の外観を示す説明
図、第3図は制御装置のブロック図、第4図は多視点で
の操舵制御方式のフローチャート、第5図は画像データ
の説明図、第6図は多視点制御に用いるメンバシップ関
数の説明図、第7図はメンバシップ関数の変形アルゴリ
ズムを示す説明図、第8図は分散データで表現したメン
バシップ関数の説明図、第9図は8字路の画像データの
説明図である。 1・・・撮像手段 2・・・ずれ量算出手段 3・・・メンバシップ関数記憶手段 4・・・総和算出手段 5・・・操舵制御手段 代理人 弁理士 三 好 秀 和 第1図 第2図 第3図 第 4 図 Y STD 第5図 第6図 s8J
実施例を示し、第2図は自律走行車両の外観を示す説明
図、第3図は制御装置のブロック図、第4図は多視点で
の操舵制御方式のフローチャート、第5図は画像データ
の説明図、第6図は多視点制御に用いるメンバシップ関
数の説明図、第7図はメンバシップ関数の変形アルゴリ
ズムを示す説明図、第8図は分散データで表現したメン
バシップ関数の説明図、第9図は8字路の画像データの
説明図である。 1・・・撮像手段 2・・・ずれ量算出手段 3・・・メンバシップ関数記憶手段 4・・・総和算出手段 5・・・操舵制御手段 代理人 弁理士 三 好 秀 和 第1図 第2図 第3図 第 4 図 Y STD 第5図 第6図 s8J
Claims (2)
- (1)走行路の白線など案内線を撮像しつつこの案内線
に沿って車両を自律走行させる自律走行車両において、
前記案内線を撮像する撮像手段と、該手段の撮像信号を
入力し複数視点でのずれ量を算出するずれ量算出手段と
、車速に対する各視点の重要度のメンバシップ関数を記
憶するメンバシップ関数記憶手段と、前記ずれ量算出手
段で求めた各視点毎のずれ量に前記メンバシップ関数で
定まる各視点の重要度を乗じその総和を求める総和算出
手段と、該手段で算出された総和に基いて操舵制御を行
う操舵制御手段を備えたことを特徴とする自律走行車両
。 - (2)請求項(1)に記載の自律走行車両において、前
記総和算出手段は、前記ずれ量算出手段で求めた各ずれ
量を過去の対応するずれ量と比較することにより各ずれ
量の時間変化量を算出する手段と、該手段で求めた各ず
れ量の時間変化量に応じて対応するメンバシップ関数を
変形する手段とを有し、前記ずれ量算出手段で求めた各
視点毎のずれ量に変形されたメンバシップ関数により求
めたメンバシップ値を乗じてその総和を求めることを特
徴とする自律走行車両。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1090572A JP2669043B2 (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 自律走行車両 |
US07/507,572 US5101351A (en) | 1989-04-12 | 1990-04-11 | Autonomous vehicle using fuzzy control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1090572A JP2669043B2 (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 自律走行車両 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02270005A true JPH02270005A (ja) | 1990-11-05 |
JP2669043B2 JP2669043B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=14002140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1090572A Expired - Lifetime JP2669043B2 (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 自律走行車両 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5101351A (ja) |
JP (1) | JP2669043B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5483453A (en) * | 1992-04-20 | 1996-01-09 | Mazda Motor Corporation | Navigation control system with adaptive characteristics |
Families Citing this family (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2844240B2 (ja) * | 1990-03-15 | 1999-01-06 | 本田技研工業株式会社 | 自動走行装置 |
JP2844242B2 (ja) * | 1990-03-19 | 1999-01-06 | 本田技研工業株式会社 | 自動走行装置 |
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