JPH04300781A - 移動車の走行制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動車の姿勢角や横位
置の変動を修正する移動車の走行制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子制御式のパワーステアリング
装置を搭載した車両において、車両に対する横風や道路
の凹凸等の外乱により車両の姿勢角や横位置が変動した
ときは、運転者が自分の視覚を通して得た車両前方経路
の状態をもとにその変動を認識し、直線走行時の所謂あ
て舵の如く、車両の姿勢を修正すべくステアリングの微
調整を行なつている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来の走行制御装置では、外乱による車両の姿勢変動
を運転者自らが判断して、それに対する修正操舵を行な
わなければならないという煩わしさがあり、また、それ
に伴い、車両を目的の方向に向かうようステアリングを
動かすという本来のステアリング操作へ悪影響を与える
ことがあるという問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決することを目的としてなされたもので、上述の課題を
解決するための手段として、以下の構成を備える。即ち
、外界を認識するための外界認識手段と、運転者による
ステアリング操作状態を検出する検出手段と、前記外界
認識手段による認識結果に基づいて走行経路を認識する
経路認識手段と、前記経路認識手段にて認識した走行経
路に対する車両位置のずれ量を算出する算出手段と、前
記検出手段にて検出したステアリング操作状態と、前記
算出手段にて算出したずれ量に基づいて車両の操舵を制
御する手段とを備える。

【０００５】

【作用】以上の構成において、外界認識の結果をもとに
走行経路が特定され、この特定された経路に対して車両
の姿勢変動が修正するよう機能する。

【０００６】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る好適
な実施例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施例に
係る移動車の走行制御装置（以下、装置という）の全体
の構成を示すブロツク図である。同図において、視覚装
置２は、車体１の前面上部に設置された、例えば、ＣＣ
Ｄカメラやテレビカメラであり、車両前方の道路状況を
捉え、その状況を画像データとして制御用マイクロプロ
セツサであるＣＰＵ３に送る。

【０００７】運転者によるステアリング８の操作は操舵
角センサー４にて検出され、検出結果は舵角信号として
ＣＰＵ３に送られる。また、ＣＰＵ３は、操舵角センサ
ー４から送られてくる舵角信号に応じて反力発生装置５
を制御し、運転者が行なうステアリング操作に対する反
力を発生させる。ＣＰＵ３は、視覚装置２から送られて
くる画像データをもとに走行経路を認識し、その認識結
果をもとに、後述する車両の姿勢変動を検知する。そし
て、舵角信号と姿勢変動の検知結果をもとに自動操舵ア
クチユエータ６を制御することで、自動操舵アクチユエ
ータ６がステアリングロツド７を作動させ、それに従い
ステアリングロツド７に直結した車輪９が駆動される。

【０００８】次に、本実施例の装置における走行制御に
ついて説明する。図２は本実施例に係る装置における走
行制御手順を示すフローチヤートである。同図において
、ステツプＳ１で、ＣＰＵ３は視覚装置２から車両前方
の道路状況に関する画像データを取り込み、ステツプＳ
２で前方経路を認識する。前方経路は、取り込んだ画像
をもとに画像中の白線を検出することで道路端を抽出し
、車両前方の道路状況を認識する。

【０００９】ステツプＳ３では、運転者によるステアリ
ング８の操作量を操舵角センサー４にて検出し、その検
出結果である舵角信号をもとに運転者の意図する進行方
向を特定する。そして、次のステツプＳ４では、ステツ
プＳ２で認識された前方経路とステツプＳ３で特定され
た進行方向とが相互に一致するか否かの判定を行なう。

【００１０】ステツプＳ４での判定がＮＯであれば、本
方向制御の作動を中断すべく処理をステツプＳ１に戻す
。しかし、ステツプＳ４での判定がＹＥＳであれば、目
標とする経路が特定できたとしてステツプＳ５に進み、
ステツプＳ１で取り込んだ画像データをもとに、後述す
る方法にて目標経路に対する車両の姿勢角のズレ（以下
、ズレ角という）を演算する。続くステツプＳ６では、
ステツプＳ５で求めた車両の姿勢角のズレを補正するた
め、以下に述べるズレ角と修正舵角との関係に基づいて
自動操舵アクチユエータ６を作動させる。

【００１１】一般に車両の方向変化は、車速とホイール
ベースの関数になり、今、舵角をθ、車速をｖ［ｋｍ／
時］、ホイールベースをＢ［ｍ］とすると、Ｔ秒間の車
両の方向変化量ωは、次式で与えられる。即ち、　　ω
＝（Ｔ・ｖ・θ）／３．６Ｂ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　…（１−１）となる
。何故ならば、車両はＴ秒間でＴ・ｖ・／３．６［ｍ］
進み、また、車両が１［ｍ］進んだときの姿勢変化角は
、θ／Ｂで表わされるからである。

【００１２】よつて、車両の修正方向角をωとした場合
、これをＴ秒間で修正するための舵角θは、上記式（１
−１）より、 　　θ＝３．６Ｂ・ω／Ｔ・ｖ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１−
２）となる。この式（１−２）から、時間Ｔを短くすれ
ば、それだけズレ補正の反応は早くなるが不安定となり
、逆にＴを長くすれば安定度は増しても反応が遅くなる
ことがわかる。そこで実際には、Ｔは実車に合わせて設
定する必要がある。

【００１３】尚、ここでの姿勢角のズレ補正値は、補正
角度として、例えば２〜３°に限定し、言うまでもなく
、走行方向を決める大局的なステアリング操作は運転者
が行なう。ステツプＳ７では、姿勢角のズレ補正が完了
したか否かを判定し、補正が完了していなければ再度ス
テツプＳ６に戻る。しかし、ステツプＳ７で補正が完了
していると判定されれば、本処理を終了する。尚、本処
理は、高速運転時にも適用できるよう、全体としての処
理サイクルは１／１０秒程度とする。

【００１４】次に、本実施例において、視覚装置２から
取り込んだ車両前方の道路状況に関する画像データをも
とに前方経路を認識する方法、及びズレ角を演算する方
法について具体的に説明する。 ＜直線道路における前方経路認識＞図３は、直線道路を
走行する車両における操舵角の時間的変化を示し、図３
の（ａ）は、舵角修正機能を有しない従来の車両におけ
る操舵角の変化であり、所謂あて舵が行なわれているこ
とを示している。また、図３の（ｂ）は、本発明の舵角
修正機能を作動させた場合の操舵角変化を示しており、
上述のズレ角（図３の（ｂ）でδにて示す）が修正され
た様子がわかる。

【００１５】図４は、直線道路に対する前方経路の認識
方法、及びズレ角の演算を説明するための図であり、同
図において、直線１１は取り込んだ画像データから抽出
した白線をもとに認識した道路端である。ＣＰＵ３は、
直線１１が正規の直線を成しているか否かで走行路が直
線道路であるかどうかを認識し、また、道路消失点Ａが
画面１３上での所定の範囲Ｓ１内にあるとき、車両のズ
レ角は略零であると判断する。

【００１６】しかし、画像データをもとに認識した道路
端を示す線が、図４の破線１２にて示したように直線を
成すが、その消失点Ａ′が所定範囲Ｓ１を逸脱している
ときは、前方経路に対して車両の姿勢角にズレがあると
して、そのズレ度合いΔを計測する。そして、そのΔの
値をもとに、後述する演算式に従つて実際のズレ角δを
演算する。 ＜曲線道路における前方経路認識＞図５は、曲線道路を
走行する車両での操舵角の時間的変化を示し、図５の（
ａ）は、舵角修正機能を有しない従来の車両における操
舵角の変化を示し、直線道路における場合と同様、あて
舵が行なわれている。また、図５の（ｂ）は、舵角修正
機能を作動させた場合の操舵角変化を示しており、δに
て示されるズレ角が修正されて走行している様子がわか
る。

【００１７】図６は、曲線道路での前方経路の認識方法
、及びズレ角の演算を説明するための図である。同図に
おいて、曲線１４は取り込んだ画像データから抽出した
白線をもとに認識した道路端である。ＣＰＵ３は、曲線
１４が曲線を成し、かつその曲線に対する接線同士（図
中の一点鎖線１６）が交わる点Ｂ２が、画面２０上での
所定の範囲Ｓ２内にあるとき、道路は曲線道路であり車
両のズレ角は略零であると判断する。

【００１８】一方、画像データをもとに認識した道路端
を示す線が、図６の破線１５にて示したように曲線を成
してはいるが、その接線同士の交点Ｂ２′が所定範囲Ｓ
２を逸脱しているときは、前方経路に対して車両の姿勢
角にズレがあるとして、そのズレ度合いΔを計測する。 そして、そのΔの値をもとに、後述する演算式に従つて
実際のズレ角δを演算する。 ＜ズレ角の演算方法の説明＞図７に示すように、上述の
方法にて前方経路に対する車両の姿勢角のズレによるズ
レ度合いΔが計測された場合、画面の横方向の長さをｘ
、観測点Ｄを基点としたときの画面の画角をΦとすると
、ズレ角δは、 　　δ＝Δ・Φ／ｘ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　…（２）にて求めることができる。

【００１９】以上説明したように、本実施例によれば、
視覚装置にて認識した前方経路より走行経路に対する車
両の姿勢角の変動を判断し、運転者によるステアリング
操作と認識した前方経路との一致、不一致を判定して姿
勢角の修正をすることで、道路面の不整等による車両の
姿勢変動に対処するための細かな修正操舵に煩わされる
ことなく、容易かつ高度な運転が可能となるという効果
がある。

【００２０】尚、上記実施例では、車両の走行経路に対
するズレを姿勢角をもとに評価しているが、その他、横
位置、あるいは前方予測偏差等を用いて評価してもよい
。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
道路面の不整等による車両の目標経路に対する姿勢変動
が修正され、運転者にとつて容易、かつ高度な運転を実
現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る移動車の走行制御装置全
体の構成を示すブロツク図、

【図２】実施例に係る装置における走行制御手順を示す
フローチヤート、

【図３】直線道路を走行する車両の操舵角の時間的変化
を示す図、

【図４】直線道路に対する前方経路の認識方法を説明す
るための図、

【図５】曲線道路を走行する車両での操舵角の時間的変
化を示す図、

【図６】曲線道路での前方経路の認識方法を説明するた
めの図、

【図７】ズレ角の演算方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１　　　　車体 ２　　　　視覚装置 ３　　　　ＣＰＵ ４　　　　操舵角センサー ５　　　　反力発生装置 ６　　　　自動操舵アクチユエータ ７　　　　ステアリングロツド ８　　　　ステアリング ９　　　　車輪

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　外界を認識するための外界認識手段と
   、運転者によるステアリング操作状態を検出する検出手
   段と、前記外界認識手段による認識結果に基づいて走行
   経路を認識する経路認識手段と、前記経路認識手段にて
   認識した走行経路に対する車両位置のずれ量を算出する
   算出手段と、前記検出手段にて検出したステアリング操
   作状態と、前記算出手段にて算出したずれ量に基づいて
   車両の操舵を制御する手段とを備えることを特徴とする
   移動車の走行制御装置。