JPS63286912A - 無人車両の走行空間の変化を識別する方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１つの輸送系、特に操縦者のいない輸送系の走
行中に前方の走行空間内の変化を、非接触撮像器を用い
且つ測定値を処理することによって認識する方法に関す
る。

イギリス国特許第２０３７０１５号公報によって無人の
車両における１つの装置が公知になっており、この装置
は超音波を用いて作動しそしてこの装置では車両の運動
方向またはその反対の方向の道路に現れる障害物が認識
される。このことにより走行路に存在する対象物との衝
突を避けることが出来る。またこの装置によυ例えば１
つの車両を１つのリフトに載せるため、前以て対応する
マークを頴次に走査させることによって可能となる。

ドイツ国特許公開第３０５４５１１号公報により車両の
障害物発見器が公知になっており、この発見器は車両上
に配置された光送信器と光受信器を用いて、車両の前方
の実際上長方形の範囲を監視している。この長方形の大
きさは、その範囲に障害物が侵入した場合に、車両に向
き合っている車両の前面に平行な長方形の辺までに車両
を制動して丁度上める十分な時間が有る様に定められて
いる。

この様に公知の技術水準によっては、無人の車両の前方
の走行空間を、場合によっては車両の障害物となるもの
が総て認識され、これから丁度よい時間に方向変換又は
制動の信号が車両に与えられる様に監視することは不可
能である。

そこで本発明は、車両の前方の空間の実際の映像からそ
こに現れた空間の変化全体を確認しそしてこの認識から
操縦の命令を導き出すことを目的とする。上記の目的は
特許請求の範囲第１項に記載した特徴によシ達成される
。本発明により走行路の進行方向を格子投影によって照
明することによって、この際格子スクリーンは任意のも
のが使用可能であり、障害物が無い場合には投影された
格子スクリーンは受像器上で何等の変化も見られない。

しかし障害物が車両の前方の走行路上に存在する場合に
は、投射された格子スクリーンは障害物の空間的な広が
りのために攪乱され、従って光学的な受像が格子スクリ
ーンの変形を記録しそして格子スクリーンの乱れの図形
から既知の撮像装置の位置によって車両に対する障害物
の位置が認識可能になりそしてこの認識から方向変換又
は制動の命令が無人の車両の操縦装置又は制動装置に丁
度よい時間に伝えられる。この場合丁度よい時間とは、
継続して現れる２つの像の間に経過する時間を指してい
る。

特許請求の範囲第２項に記載した方法は、前同様に本発
明の目的を達成するものである。一定の時間経過内で生
起する同期的な像表示から及びそれに続いて行なわれる
像情報を１つの透視図で現すことによって、障害物は、
特に走行路に直角な位置にあるそれの構造が立体的に認
識される。このことにより特に動いている車両において
は周囲の環境の見掛けの運動は遮蔽され、それに反して
障害物の見掛けの運動は浮き彫ヤにされている。斯くし
て、この場合も障害物の緑の座標を車両と共に動く座標
軸の原点に関連させそして斯くして操縦情報を丁度よい
時間に方向変換可能な車輪に伝えることが可能である。

上記した２つの解決方法がその結果を丁度よい時間に無
人の車両の操縦装置に伝えた後で、一方ではその車両の
進行速度を増加させることが可能でありそして他方では
車両の前方の走行空間に姿を現す障害物を丁度よい時間
に認識することが可能となる。運転者が乗っている車両
ではこのことによって運転者の緊張は著しく緩和される
。

本発明により継続的に続く像と比較することによって、
動いている１つの車両が現在こちらの車両が進行してい
る道路を横切るか、或いは現在こちらの車両が進行して
いる道路を反対方向に走行しているか或いは現在こちら
の車両が走行している道路上を速い速度で遠がかってい
くのが認識される。さらにこの認識から、本発明により
方向変換車輪に操縦命令が伝えられ、他の車両を横切ら
せるか、方向変換を行わせるか或いは加速しまたは減速
し或いは停止させる。

本発明の対象の形成において提案された様に、投射され
た格子スクリーンを撮像の都度変化させることによって
、狭い対象物の認識可能性が増大する。本発明り対象の
さらに別の形成において提案された観察角度及び格子投
影角度を互いにそして又道路に対して変化させることに
よって、情況に適合した光学的情報の評価が得られる。

本発明の対象のさらに別の形成に於いて提案されたスペ
クトル感度の変化によって、別の光の影響又は汚れ又は
霧による可視性の障害が避けられる。同様にして本発明
により、空間を格子スクリーンを投射しながら及び格子
スクリーン無しで素早く撮像を繰り返すことによって別
の光線による障害の影響及び／又は、標識線や汚れの様
な道路の目立つ構造が実際に無視される。

本発明の基本となって諭る問題は、１つの輸送系、特に
操縦者のいない輸送系の前方の走行空間内の変化を１、
方向を変化可能で且つその加速度を変化可能な車輪を備
えた輸送系を操縦するため、走行中に非接触的に作動す
る出射器及び受像器を用いて認識する装置により特許請
求の範囲第７項に記載した処置によって解決される。１
つのカメラによって撮像された車両の前方の光学的に可
視的な格子スクリーンを含む像を評価することによって
、障害物の位置を示すものとして格子スクリーンに現れ
る変化が走行空間で撮像され次の像が現れるまでにこの
認識が既に、加速度が変化可能な方向変換車輪に丁度よ
い時間に伝えられ、斯くして車両は障害物を方向変換運
動によって迂回することが可能であり或いは走行空間が
障害物によって封鎖されている場合には丁度よい時間に
停止することが可能である。

特許請求の範囲第８項に記載された装置は前同様に本発
明の基礎となっている問題を解決するものである。同一
の走行空間内で同時に撮像される２つの像を透視図的に
観察することによって、前同様に丁度よい時間にしかも
規定の速度の場合にも障害物が丁度よい時間に認識され
、防護運動が遅延することなく導入可能である。

出射器とビデオカメラとの間の間隔を変化することによ
って格子スクリーンを有する空間の評価が特殊な場合に
も適用される。

本発明の対象のさらに別の形成においては２つのビデオ
カメラの間隔も可変になっており、斯くして走行空間内
に障害物として存在している平らな対象物も明瞭に認識
可能である。

本発明により、障害物が影の中にあるため実際には走行
路に直角な障害物の面が識別不可能である様な光線状態
のもとでも、格子スクリーンを投射する方法を用いるこ
とによって或いは又２つのカメラを用いることによって
一義的にそして丁度よい時間に認識される。

本発明は添付略図を用いて次に詳細に説明される。

添付図の中の同一部材には同一の記号が付けられている
。

第１ａ図によれば運転者のいない輸送系１は矢印６に従
ってそれの走行路内に存在している障害物５に向かって
動いている。１つの出射器３から放射された格子スクリ
ーン７によって障害物５は出射器３の位置から見て走行
路８と同様に格子スクリーンで覆われる。このことによ
り、カメラ４が障害物の無い走行路を撮像した像と障害
物が有る走行路を撮像した像とを比較した場合に総て同
様な格子スクリーンを有することになる。しかしこの格
子スクリーンはカメラ４がその位置を移動させられると
障害物によって違った形になる。このことがら車両１と
共に移動する座標原点９に対して障害物の位置が定めら
れる。図の実施例では格子スクリーン７は直線格子スク
リーンとして形成されており、斯くしてこのスクリーン
はカメラ４の目標上に平行な縞として結像される。この
様に形成される平行な縞模様は本発明によりカメラに同
期している閃光によって形成され、特にクセノン閃光管
によって形成され、この縞は出射器（投影装置）３の中
に取シ付けられ、対応する図形が形成されている透明陽
画が投射される。この縞模様をカメラの目標に平行に配
置することによって、本発明により、円筒レンズを用い
ることによって光学的な低周波のみを通過させることが
達成される。この様な光学的な低周波のみをろ過する代
わりにこの結果は又容易に１つの計算器に導かれる。

さらに本発明により赤色フィルター１１をカメラの光路
に挿入することによって別の光による影響が非常に減殺
されるが、赤色フィルターを用いる代わシに使用してい
るカメラのスペクトル感度範囲にある総ての光学的フィ
ルターを用いることも可能である。投影装置３は同じス
ペクトル範囲の光を放射しなければならないことは明ら
かである。

第２ａ図は障害物が無い場合にカメラの目標上に結像さ
れる平行な縞模様を示している。

第２ｂ図には障害物５によって生じた縞模様の乱れが示
されている。

第２ｃ図は第２ｂ図と同じ光景を縞模様無しで示したも
のである。本発明による第２ｂ図と第２Ｃ図との違いは
第２ｄ図に示した縞模様においてのみ異なっている。第
２ａ図の乱されていない縞模様７と第２ｄ図の乱されて
いる縞模様とを比較すると、結局第２ｅ図に示した様な
乱れの部分が現れる。

第１ｂ図において間隔を隔てた２つのカメラ４及び４１
を用いて表現することが詳細に説明されている。カメラ
４及び４１は操縦者のいない輸送系１の前側面１０に位
置し、この輸送系は方向変換可能な車輪を介して１つの
道路８上を走行している。カメラ４もカメラ４１も同期
的に又は行を変えながら障害物５の像を撮影する。カメ
ラ４，４′が前側面１０に配置されていることによって
、２つのカメラのそれぞれは障害物５の車両の前面に向
き合っている面を撮影している。しかし操縦者のいない
輸送系１から遠く離れている障害物５の側面はその都度
それぞれ１つのカメラ４又は４′によって撮影される。

１つのカメラの透視図又は単眼の透視図であるこれらの
２つの像を１つの共通な透視図として評価する場合に、
操縦者のいない輸送系１上の座標原点に対するこれらか
ら障害物の座標が確定される。

第３ａ及び３ｂ図は障害物５と道路に取り付けられた線
状の目印１２を有する光景をカメラ４及び４１の視点で
捉えたものである。

第３ａ図を本発明によってカメラ４′の透視図に変換す
ることによって第３Ｃ図が得られ、この際ハツチングを
ほどこした部分１３は双方のカメラによって撮影されな
かった部分である。

明らかに障害物５の変形が認められる。本発明により像
３ｂと８０とを比較した後で第３ｄ図は障害物５の構造
を示し、一方路面上の目印は消えている。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明の格子スクリーンを用いて障害物を探
知する方法を示す平面図及び正面図、第１ｂ図は２つの
ビデオカメラを用いて障害物を探知する方法を示す平面
図、第２　ａ　％　ｅ図は本発明による格子スクリーン
を用いて障害物を認識する方法を示し、第３ａ−ｄ図は
本発明により２つのビデオカメラに共通な透視図を用い
て障害物を認識する方法を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）非接触撮像器と、輸送系の制御用測定値を演算処理
   する装置で、走行中輸送系、特に走行できる輸送系前の
   走行空間の変化を識別する方法において、車両に間隔を
   置いて配設した二つの開口の少なくとも一方から、格子
   スクリーンの投影を進行方行の道路に出射し、少なくと
   も他の開口から格子スクリーンを投影し、また車両前方
   の空間から一連のフレーム画像を撮影し、リアルタイム
   演算処理した後の格子スクリーンの変化によって、特に
   無人輸送系の制御が行えるようにしたことを特徴とする
   識別方法。 ２）非接触撮像器と、輸送系の制御用測定値を演算処理
   する装置で、送行中輸送系、特に無人輸送系前の走行空
   間の変化を識別する方法において、間隔を置いた少なく
   ともこの開口のどちらからもカメラを用いて車両の前方
   空間の一連のフレーム画像を撮影し、撮影信号を共通の
   透視図に変換し、比較を行い、その時生じたリアルタイ
   ム演算処理後の画像間の変化によって特に無人輸送系の
   制御が行えるようにしたことを特徴とする識別方法。 ３）格子スクリーンの投影は、撮影の都度変更可能にす
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４）観察角度及び格子スクリーンの角度は互に、しかも
   道路に対して可変であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ５）格子スクリーン投影及び障害物を撮影する場合、非
   接触撮像器のスペクトル感度を変えることを特徴とする
   特許請求の範囲第１、３、４項のいずれか１項に記載の
   方法。 ６）格子スクリーンを用い、次いでこのスクリーンを用
   いないで空間を早く連続撮影する場合、格子スクリーン
   のある画像と無い画像間の引き算又は割算を実施するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１、３、４及び５項の
   うちのいずれか一つに記載の方法。 ７）駆動輪と加速度が変更可能な従輪を備えた輸送系の
   制御に対する非接触出射器と撮像器を用いて、走行中輸
   送系、特に無人輸送系の前方空間の変化を識別する装置
   において、少なくとも１個の出射器が、輸送系の前方空
   間に可視格子スクリーンを出射し、ビデオカメラが、所
   定の時間系列でこの空間と格子スクリーンの画像を撮影
   し、上記画像を記憶し、フレーム画像系列より短かい時
   間、撮影した格子スクリーン画像に関して計算ユニット
   中で演算処理し、格子スクリーンの変化に応じて、障害
   物の座標を車両と共に移動する座標の原点に関して決定
   し、それから走行輪に制御命令を印加し、出射器とビデ
   オカメラは一つの平面内で車両中に一定間隔で配設して
   あることを特徴とする識別装置。 ８）駆動輪と加速度が変更可能な従輪を備えた輸送系の
   制御に対する非接触出射器と撮像器を用いて、走行中輸
   送系、特に無人輸送系の前方空間の変化を識別する装置
   において、水平面内に間隔を設けて車両に設置した少な
   くとも二個のビデオカメラを配設し、両方の前記カメラ
   は同期して所定の時間系列で車両の前方空間の画像を撮
   影し、両方の画像を記憶し、フレーム画像周期より短か
   い時間で計算ユニット中で評価して、両画像中の対象物
   を共通の透視図に変換し、それから障害物の座標を車両
   と共に移動する座標原点に関して決定し、その決定値か
   ら従輪に制御命令を印加することを特徴とする識別方法
   。 ９）出射器とビデオカメラとの間の間隔は、可変でき、
   出射器とビデオカメラは、水平面内に配置されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の装置。 １０）両方のビデオカメラの間の間隔は可変できること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項記載の装置。