JPH08287395A - 自動走行誘導装置 - Google Patents

自動走行誘導装置

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JPH08287395A
JPH08287395A JP7127002A JP12700295A JPH08287395A JP H08287395 A JPH08287395 A JP H08287395A JP 7127002 A JP7127002 A JP 7127002A JP 12700295 A JP12700295 A JP 12700295A JP H08287395 A JPH08287395 A JP H08287395A
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利行 野坂
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ナビゲーション制御部と自動走行制御部とを
組み合せて、道路地図上に設定されている目標経路にし
たがう走行誘導の指示に応じて、自車の進行方向の実際
の道路状況をセンシングしながら自動走行の制御を行う
に際して、現在位置の精度と走行制御の精度とを相関的
に向上させて、自動走行の制御を高精度に行わせる。 【構成】 ナビゲーション制御部と自動走行制御部とを
組み合せた自動走行誘導装置において，センシングされ
た自車の進行方向の道路状況から自車が走行している道
路上における位置を判定して、対応する道路地図上の箇
所に自車の現在位置がくるように現在位置の修正を行わ
せる手段をとり、また、自車の現在位置に応じて地図情
報記憶媒体から読み出した道路データにもとづいて、セ
ンシングされた道路状況を修正する手段をとるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、道路地図上に設定され
た目標経路上をならうように自車の走行の制御を行う自
動走行誘導装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自車の進行方向の撮像画像から道
路成分を抽出し、その抽出された道路成分にもとづいて
２次平面上における道路のパターンを得て、その道路パ
ターン上を適正速度で走行するように制御する自動走行
装置に、道路地図上における自車の現在位置を求めなが
ら、その道路地図上に設定されている目標経路にしたが
って走行誘導を行わせるナビゲーション装置を組み込ん
で、ナビゲーション装置から与えられる右，左折などの
走行誘導の指示にしたがって、撮像画像から得られる道
路パターンのなかから自車の進むべき道路を認識して、
その認識された道路上をならうように自車の走行の制御
を行うようにした自動走行誘導装置が開発されている
（特開平３−２３１３１１号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来ではナビゲーション装置から自動走行装置に
走行誘導の指示を与えるだけの関係をもって両者を組み
合せるようにしており、自動走行誘導の精度を上げるた
めには、ナビゲーション装置において求められる道路地
図上における現在位置の精度と、自動走行装置におい
て、自車の進行方向を撮像するなどによってセンシング
される自車の進行方向の道路状況（例えば道路パター
ン）にしたがう走行制御の精度とをそれぞれ別途独立に
向上させる必要があることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、道路地図上に
おける現在位置の精度と、自車の進行方向をセンシング
することによって得られる道路状況にしたがう走行制御
の精度とを別途独立に向上させるようなことなく、ナビ
ゲーションおよび自動走行の各部における両者の特性を
有効に利用して、現在位置の精度と走行制御の精度とを
相関的に向上させることができるようにしている。
【０００５】そのため、本発明では、自動走行誘導装置
において、センシングされた自車の進行方向の道路状況
から自車が走行している道路上における位置を判定し
て、対応する道路地図上の箇所に自車の現在位置がくる
ように現在位置の修正を行わせる手段をとるようにして
いる。
【０００６】また、本発明では、自動走行誘導装置にお
いて、自車の現在位置に応じて地図情報記憶媒体から読
み出した道路データにもとづいて、センシングされた道
路状況を修正する手段をとるようにしている。
【０００７】
【実施例】本発明による自動走行誘導装置は、図１に示
すように、ナビゲーション制御部Ａと、自動走行制御部
Ｂとからなっている。
【０００８】ナビゲーション制御部Ａは、基本的に、車
両の走行距離を検出する距離検出器１と、車両の進行方
向を検出する方向検出器２と、ＧＰＳ受信機１５と、そ
のＧＰＳ受信機１５の受信信号により単位時間ごとに車
両の位置を測定し、受信電波が途絶えたときに、検出さ
れた車両の走行距離と進行方向とから、車両のＸ−Ｙ座
標上の位置を所定の演算処理によって逐次求めて道路地
図上における現在位置をわり出すとともに、その求めら
れた現在位置のデータを順次格納して走行軌跡情報とし
てそれを記憶保持し、また、予め道路地図上に設定され
た出発点から目的地に到るまでの経路にしたがう車両の
走行誘導の制御およびその他全般の制御を行うコンピュ
ータシステムからなるナビゲーション用の信号処理部３
と、予めデジタル地図データによる道路地図情報が記憶
されている地図情報記憶媒体４と、その記憶媒体４から
必要なエリアの道路地図情報を選択的に読み出す記憶媒
体再生部５と、その読み出された地図情報にもとづいて
所定の道路地図を画面に写し出し、その画面に写し出さ
れた道路地図上に、車両の現在位置をその位置における
車両の進行方向とともに車両の走行にしたがって更新的
に表示する表示部６と、その表示部６に表示させる道路
地図の選択指定、画面に表示される地図上における車両
の出発点および目的地の設定、走行軌跡表示の選択指
定、また表示縮尺率の選択などの表示形態の設定変更な
どの各種操作指令を信号処理部３に与えることのできる
操作部７とによって構成されている。
【０００９】信号処理部３は、地図情報記憶媒体４から
読み出したデジタル地図データにもとづいて、道路地図
上に設定された出発点から目的地に到るまでの距離、所
要時間などの経路コスト面で有利な最適な誘導経路を探
索する。
【００１０】そして、信号処理装置３は、その探索され
た誘導経路のデータを内部の経路記憶部に記憶したうえ
で、その探索された誘導経路を画面に写し出された道路
地図上に特別な色で表示するなどして、出発点からの自
車の走行に際して現在位置がその誘導経路上をならうよ
うに誘導する。
【００１１】その際、信号処理装置３は、例えば、自車
の現在位置が誘導経路上における右折すべき交差点の一
定距離手前にさしかかったことを判断して、その交差点
を右折する旨の走行誘導の指示を出力する。
【００１２】なお、出発点から目的地に到るまでの最適
な誘導経路の探索は、従来の手法がそのまま適用され
る。
【００１３】その場合、受信機を設けて交通情報を受信
するようにして、事故や工事などによって渋滞あるいは
通行止めとなっている道路を避けるような誘導経路を探
索するようにすることも可能である。
【００１４】また、信号処理装置３において出発点から
目的地に到るまでの最適経路を自動的に探索するかわり
に、入力操作によって、その間における走行予定の通過
の目標となる各交差点をそれぞれ指定して誘導経路を手
動によって設定するようにしてもよい。
【００１５】なお、車両の走行距離と進行方向とを検出
しながら演算処理によって道路地図上の現在位置を求め
て、それによりＧＰＳによる測定位置の誤差修正を行わ
せるようにしてもよい。また、ＧＰＳ単独で現在位置を
求めるようにしてもよい。
【００１６】また、自動走行制御部Ｂは、基本的に、道
路状況をセンシングするために車両の進行方向の領域を
撮像できるように車体に取り付けられたビデオカメラ８
と、その撮像された画像のなかから、連続した線分の抽
出や道路両端の白線の抽出などの画像処理によって道路
成分を抽出する画像処理部９と、車両の進行方向の領域
を探索するように車体に取り付けられたレーダ部１０
と、そのレーダ部１０によって検知された障害物の２次
平面上における位置をわり出す障害物検知部１１と、画
像処理部９において抽出された遠近投影による道路成分
を射影変換して実平面（２次平面）上における道路のパ
ターンを得るとともに、障害物検知部１１からの障害物
の位置のデータを受けとって、障害物を回避しながら、
射影変換によって得られた道路のパターンの曲率からわ
り出した適正速度をもって、その道路のパターン上をな
らい走行するように車両走行の制御を行うコンピュータ
システムからなる走行制御用の信号処理部１２と、その
信号処理部１２から出される各種制御信号に応じて、車
両のアクセル１４１、ブレーキ１４２およびステアリン
グ１４３からなるアクチュエータの駆動を適宜行うアク
チュエータ駆動部１３とによって構成されている。
【００１７】また、信号処理部１２は、例えば、現在位
置が分岐路の手前にさしかかったときなどに、ナビゲー
ション制御部Ａの信号処理部３から走行誘導の指示を受
けとって、撮像画像から得られた道路パターンのなかか
ら進むべき道路のパターンの認識を行い、その認識した
道路のパターン上をならい走行するように車両走行の制
御を行う。
【００１８】そして、信号処理部１２は、現在位置に応
じて地図情報記憶媒体４に予め記憶している現在走行中
の道路の法定速度を読み出して、道路のパターンの曲率
にしたがう適正速度を優先させながら、法定速度を維持
するように速度制御を行う。
【００１９】なお、信号処理部１２における車両の自動
走行のための具体的な制御内容としては、従来と同じ手
法がそのまま適用される。
【００２０】このように構成されたものにあって、特に
本発明では、センシングされた自車の進行方向の道路状
況から自車が走行している道路上における位置を判定し
て、対応する道路地図上の箇所に自車の現在位置がくる
ように現在位置の修正を行わせる手段をとるようにして
いる。
【００２１】その場合、例えば、走行制御用の信号処理
部１２において、自車の進行方向の撮像画像から自車が
走行している道路の状況を判断して、その判断結果をナ
ビゲーション用の信号処理部３に与える。そして、信号
処理部３において、その道路状況に応じた道路地図上の
所定の位置に自車の現在位置がくるように、現在位置の
データを書き換える。
【００２２】具体的には、道路状況として道路の分岐状
態を判断して、その道路の分岐点に応じた道路地図上の
所定の位置に自車の現在位置がくるように修正する。
【００２３】その際、例えば、図２に示すように、位置
誤差が累積して道路地図上における自車の現在位置Ｐが
道路上から外れた場合、現在位置Ｐを中心とした一定の
距離範囲内にある全ての道路上に仮の現在位置Ｐ１，Ｐ
２，Ｐ３を設定したうえで、現在位置Ｐと仮の現在位置
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３との各間の距離ｌ１，ｌ２，ｌ３の大
小比較によって優先順位をつける。そして、まず、その
間の距離が最も短い最優先順位にある仮の現在位置Ｐ２
が存在する道路のデータを得て、仮の現在位置Ｐ２の先
方の道路が分岐しているか否かを判定して、分岐してい
る場合には、そのときの仮の現在位置Ｐ２が真の現在位
置になるように現在位置Ｐのデータを書き換える。
【００２４】なお、その場合、仮の現在位置Ｐ２の先方
の道路が分岐していない場合には、次の優先順位にある
仮の現在位置Ｐ１に着目し、その仮の現在位置Ｐ１が存
在する道路のデータを得て、仮の現在位置Ｐ１の先方の
道路が分岐している場合には現在位置Ｐの修正を行う。
また、分岐していない場合には、さらに次の優先順位に
ある仮の現在位置Ｐ３に着目して同様の処理をくり返し
て行うことになる。
【００２５】図３は、道路の分岐の判断によって現在位
置を修正するときの処理のフローを示している。
【００２６】または、予め道路地図情報に沿道の目標物
のデータを含ませておき、センシングされた自車の進行
方向の道路状況として、撮像画像から沿道の目標物を認
識して、その認識された目標物に応じた道路地図上の所
定位置に自車の現在位置がくるように修正する。
【００２７】あるいはまた、センシングされた自車の進
行方向の道路状況として、撮像画像から道路標識を認識
して、その認識された道路標識が、その標識に記載され
ている最高速度表示、案内文字の色または標識板自体の
色などから高速道路専用のものであるかによって自車が
高速道路を走行しているか否かを判断して、その道路標
識に応じた道路地図上における高速道路上かまたは一般
道路上の位置に自車の現在位置の修正を行わせる。
【００２８】その際、例えば、走行制御用の信号処理部
１２においてセンシングされた道路状況から自車が高速
道路を走行していると判断されたときに、ナビゲーショ
ン用の信号処理部１２は、地図情報から現在位置が存在
している道路の種別を確認して、それが高速道路ではな
い場合に、現在位置を中心とした所定の範囲内に高速道
路があるか否かをみて、高速道路がある場合にはその高
速道路上の最近の位置に現在位置がくるように修正す
る。
【００２９】しかして、実際の道路状況として、一般道
路が高速道路の下を通っていたり、一般道路と高速道路
とが並んでいるような場合に、その何れかの道路を走行
しているかの判断がなされて、道路地図上における自車
の現在位置が正確に求められるようになる。
【００３０】また、本発明は、前述した自動走行誘導装
置において、自車の現在位置に応じて地図情報記憶媒体
から読み出した道路データにもとづいて、センシングさ
れた道路状況のデータを修正する手段をとるようにして
いる。
【００３１】例えば、道路状況のセンシングとして、自
動走行制御部Ｂにおいて、ビデオカメラ８によって撮像
された画像から抽出された道路成分（図４参照）を射影
変換して２次平面上における道路のパターン（図５参
照）を得るに際して、図６および図７に示すように、ビ
デオカメラ８が車体に俯角θＯ一定となるように固定し
て取り付けられているために、前方の道路が上っていた
り下っていたりすると、射影変換によって得られる２次
平面上における道路のパターンが実際とは異なり、その
得られた道路パターンの曲率からわり出される適正速度
に誤差を生じてしまうことになる。
【００３２】その際、図６に示す道路が平坦な場合に比
べて、図７に示すように前方の道路が下っていると、射
影変換によって道路のパターンの曲率が緩く求められ
て、適正速度が実際よりも高めに設定されてしまう。
【００３３】そのため、予め道路地図情報に各道路の上
り、下りの傾斜角のデータを入れておき、ナビゲーショ
ン用の信号処理部３が地図情報記憶媒体４から自車の現
在位置に応じて走行中の道路の傾斜角データと前方道路
の傾斜角データとを読み出して、その差角データ（車両
からみた前方の傾斜角のデータとなる）を走行制御用の
信号処理部１２に与えるようにする。
【００３４】そして、その信号処理部１２は、ビデオカ
メラ８の取付俯角θＯに差角θＳを加えて射影変換のた
めの演算処理を行うことにより、差角θＳを考慮に入れ
ない場合に比べて２次平面上における道路パターンの曲
率を正しく求めることができるようになる。
【００３５】なお、図６および図７において、Ｖはビデ
オカメラ８の撮像画角であり、Ｏはその中心線を示して
いる。
【００３６】いま、図８の関係において、Ｘｉ−Ｙｉを
画像上の座標（図４参照）とし、Ｘｒ−Ｙｒを２次平面
上の座標（図５参照）とする。そして、ビデオカメラ８
の焦点距離をＦｃ、その取付俯角をθＯ、その道路面か
らの取付高さをＨｃとしたとき、次式が成立する。
【００３７】
【数１】
【００３８】
【数２】
【００３９】したがって、（１），（２）式から、下記
の（３）式が求まる。
【００４０】
【数３】
【００４１】また、ｙｒは下記の（４）式から求められ
ることになる。
【００４２】
【数４】
【００４３】この（３）、（４）式が射影変換式とな
る。
【００４４】したがって、現在走行中の道路に対して前
方の道路が差角６Ｓだけ傾斜していると、そのときの正
しい俯角θＯ′は、θＯ′＝θＯ−θＳとなり、（３）
式におけるθＯの代わりにθＯ′を用いることによっ
て、射影変換される２次平面Ｘｒ−Ｙｒ上に得られる道
路のパターンの修正を行わせることができる。
【００４５】また、道路地図情報に予め各道路の曲率の
データを入れておき、ナビゲーション用の信号処理部３
が地図情報記憶媒体４から自車の現在位置に応じて走行
中の道路の曲率データと前方道路の曲率データとを読み
出して、その差の曲率データ（車両からみた前方の道路
の曲率データとなる）を走行制御用の信号処理部１２に
与えて、その信号処理装置１２において、射影変換によ
って得られた道路パターンの修正を行わせるようにして
もよい。
【００４６】さらに本発明は、ビデオカメラ８およびレ
ーダ部１０によって車両の進行方向の道路状況をセンシ
ングして、走行制御用の信号処理部１２において、ナビ
ゲーション用の信号処理部３から与えられる走行誘導の
指示にしたがって認識された走行対象となる道路上に移
動する障害物があるか否かを判断し、移動する障害物が
ある場合には徐行または一時停止するなどの安全確保の
ための走行制御を行わせる。
【００４７】この場合、道路地図情報に予め標識やガー
ドレールなどの道路上に既設の固有物のデータを入れて
おき、ナビゲーション用の信号処理部３が地図情報記憶
媒体４から自車の現在位置に応じてその道路上の固有物
のデータを読み出してレーダ部１０によって検知された
静止物体が道路上の固有物であるか否かを判別して、そ
れ以外の静止物体を移動可能性のある障害物と判断し
て、移動する障害物がある場合と同様に、徐行または一
時停止するなどの走行制御を行わせる。
【００４８】
【効果】以上、本発明による自動走行誘導装置によれ
ば、ナビゲーション制御部と自動走行制御部とを組み合
せて、道路地図上に設定されている目標経路にしたがう
走行誘導の指示に応じて、自車の進行方向の実際の道路
状況をセンシングしながら走行の制御を行うに際して、
センシングされた自車の進行方向の道路状況から自車が
走行している道路上における位置を判定して、対応する
道路地図上の箇所に自車の現在位置がくるように現在位
置の修正を行わせる手段をとり、また、自車の現在位置
に応じて地図情報記憶媒体から読み出した道路データに
もとづいて、センシングされた道路状況を修正する手段
をとることにより、ナビゲーション制御部および自動走
行制御部における両者の特性を有効に利用して、現在位
置の精度と走行制御の精度とを相関的に向上させること
ができ、自動走行誘導を高精度に行わせることができる
ようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動走行誘導装置の構成例を示す
ブロック図である。
【図２】地図上の道路から外れて表示されている自車の
現在位置と道路上に設定された仮の現在位置との関係を
示す図である。
【図３】道路の分岐の判断によって現在位置を修正する
ときの処理のフローを示す図である。
【図４】撮像画像から抽出された道路成分の一例を示す
図である。
【図５】撮像画像から抽出された道路成分を射影変換し
て得た２次平面上における道路パターンの一例を示す図
である。
【図６】道路が平坦な場合における車体に取り付けられ
たビデオカメラによる前方の道路上の撮像状態を示す図
である。
【図７】道路が傾斜している場合における車体に取り付
けられたビデオカメラによる前方の道路上の撮像状態を
示す図である。
【図８】ビデオカメラによる撮像画像の座標と射影変換
される２次平面の座標との関係を示す図である。
【符号の説明】
Ａ ナビゲーション制御部 Ｂ 自動走行制御部 １ 距離検出器 ２ 方向検出器 ３ ナビゲーション用の信号処理部 ４ 地図情報記憶媒体 ５ 記憶媒体再生部 ６ 表示部 ７ 操作部 ８ ビデオカメラ ９ 画像処理部 １０ レーダ部 １１ 障害物検知部 １２ 走行制御用の信号処理部 １３ アクチュエータ駆動部 １４１ アクセル １４２ ブレーキ １４３ ステアリング １５ ＧＰＳ受信機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 健志郎 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 道路地図上における自車の現在位置を求
    めながら、その道路地図上に設定されている目標経路に
    したがって走行誘導を行わせるとともに、道路状況をセ
    ンシングして、その得られた道路状況から走行誘導の指
    示にしたがう自車の進むべき道路を認識して、その認識
    された道路上をならうように自車の走行の制御を行う自
    動走行誘導装置において、センシングされた道路状況か
    ら自車が走行している道路上における位置を判定して、
    対応する道路地図上の箇所に自車の現在位置がくるよう
    に現在位置の修正を行わせる手段をとるようにしたこと
    を特徴とする自動走行誘導装置。
  2. 【請求項２】 道路状況として道路の分岐点をセンシン
    グして、その道路の分岐点に応じた道路地図上の位置に
    自車の現在位置の修正を行わせるようにしたことを特徴
    とする前記第１項の記載による自動走行誘導装置。
  3. 【請求項３】 道路状況として道路標識をセンシングし
    て、その道路標識が高速道路専用のものであるか否かを
    認識し、その認識された道路標識に応じた道路地図上の
    位置に自車の現在位置の修正を行わせるようにしたこと
    を特徴とする前記第１項
  4. 【請求項４】 道路地図上における自車の現在位置を求
    めながら、その道路地図上に設定されている目標経路に
    したがって走行誘導を行わせるとともに、自車の進行方
    向の道路状況をセンシングして、その得られた道路状況
    から走行誘導の指示にしたがう自車の進むべき道路を認
    識して、その認識された道路上をならうように自車の走
    行の制御を行う自動走行誘導装置において、自車の現在
    位置に応じて地図情報記憶媒体から読み出した道路デー
    タにもとづいて、センシングされた道路状況を修正する
    手段をとるようにしたことを特徴とする自動走行誘導装
    置。
  5. 【請求項５】 道路データが道路の上り、下りの傾斜角
    のデータであることを特徴とする前記第４項の記載によ
    る自動走行誘導装置。
  6. 【請求項６】 道路データが道路の曲率のデータあるこ
    とを特徴とする前記第４項の記載による自動走行誘導装
    置。
  7. 【請求項７】 道路地図上における自車の現在位置を求
    めながら、その道路地図上に設定されている目標経路に
    したがって走行誘導を行わせるとともに、自車の進行方
    向の道路状況をセンシングして、その得られた道路状況
    から走行誘導の指示にしたがう自車の進むべき道路を認
    識して、その認識された道路上をならうように自車の走
    行の制御を行う自動走行誘導装置において、自車の進行
    方向の道路上の移動する障害物を検知して徐行、一時停
    止の走行制御を行う手段と、自車の現在位置に応じて地
    図情報記憶媒体から読み出した道路上に既設の固有物の
    データにもとづいて検知された静止物体がその固有物で
    あるか否かを判別して、それ以外の静止物体を移動可能
    物体と判断して徐行、一時停止の走行制御を行う手段と
    をとるようにしたことを特徴とする自動走行誘導装置。
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