JPH0546241A - 自律走行車両の操舵制御装置 - Google Patents
自律走行車両の操舵制御装置Info
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- JPH0546241A JPH0546241A JP3222314A JP22231491A JPH0546241A JP H0546241 A JPH0546241 A JP H0546241A JP 3222314 A JP3222314 A JP 3222314A JP 22231491 A JP22231491 A JP 22231491A JP H0546241 A JPH0546241 A JP H0546241A
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- steering
- traveling
- steering control
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- Traffic Control Systems (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 様々な曲率を有する現実の道路への汎用的な
適用が可能となる自律走行車両の操舵制御装置を提供す
る。 【構成】 車両ａ前部に設けた撮像手段ｅにより車両ａ
前方の路面を撮影し、この路面画像に基づいて、画像処
理手段ｆによりその左右に設けられた基準線ｂ、ｃの位
置を算出する。次いで、画像処理手段手段ｆで得られた
基準線ｂ、ｃの位置に基づいて、車両ａの旋回時におい
て車両ａの側部が内側基準線ｂの近傍でその接線方向に
なるような走行経路を求め、この走行経路に沿って車両
ａを走行させる操舵角信号を操舵制御手段ｇにより算出
し、この操舵制御手段ｇで得られた操舵角信号に応じ
て、ステアリング駆動手段ｈにより車両のステアリング
装置を駆動する。
適用が可能となる自律走行車両の操舵制御装置を提供す
る。 【構成】 車両ａ前部に設けた撮像手段ｅにより車両ａ
前方の路面を撮影し、この路面画像に基づいて、画像処
理手段ｆによりその左右に設けられた基準線ｂ、ｃの位
置を算出する。次いで、画像処理手段手段ｆで得られた
基準線ｂ、ｃの位置に基づいて、車両ａの旋回時におい
て車両ａの側部が内側基準線ｂの近傍でその接線方向に
なるような走行経路を求め、この走行経路に沿って車両
ａを走行させる操舵角信号を操舵制御手段ｇにより算出
し、この操舵制御手段ｇで得られた操舵角信号に応じ
て、ステアリング駆動手段ｈにより車両のステアリング
装置を駆動する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、路面上に設けられた白
線（センターライン）等の基準線に沿って無人で自走す
る自律走行車両に係り、詳しくは、自律走行車両の操舵
制御を行う装置に関する。
線（センターライン）等の基準線に沿って無人で自走す
る自律走行車両に係り、詳しくは、自律走行車両の操舵
制御を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自律走行車両としては、車両前方
の路面を撮像装置で撮影し、撮像装置の画像内から路面
上に設けられたセンターライン等の基準線を画像処理に
より抽出し、この基準線に沿った走行目標点を設定し、
この走行目標点に向って車両が走行するように操舵角を
決定するようなものがあった（特開平２−４８７０８号
公報参照）。
の路面を撮像装置で撮影し、撮像装置の画像内から路面
上に設けられたセンターライン等の基準線を画像処理に
より抽出し、この基準線に沿った走行目標点を設定し、
この走行目標点に向って車両が走行するように操舵角を
決定するようなものがあった（特開平２−４８７０８号
公報参照）。
【０００３】特開平２−４８７０８号公報に示す例で
は、左端の基準線から所定距離だけ内方に走行目標点を
設定し、あるいは道路の幅が狭い場合には道路の中央に
走行目標点を設定し、この走行目標点に向って車両が走
行するように操舵角を決定していた。さらに、車速が予
め設定された閾値を越える高速領域にあるときに曲りく
ねった道を走行する場合には、図１０に示すように、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
うな穏やかな曲率をもった走行目標点ＯＣを設定してい
た。
は、左端の基準線から所定距離だけ内方に走行目標点を
設定し、あるいは道路の幅が狭い場合には道路の中央に
走行目標点を設定し、この走行目標点に向って車両が走
行するように操舵角を決定していた。さらに、車速が予
め設定された閾値を越える高速領域にあるときに曲りく
ねった道を走行する場合には、図１０に示すように、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
うな穏やかな曲率をもった走行目標点ＯＣを設定してい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の自律走行車両にあっては、曲りくねった道を高
速で走行する際に、車両に作用する横方向の加速度を軽
減することのみを考慮して穏やかな曲率をもった走行目
標点ＯＣを設定しているので、実際に車両が走行する経
路がセンターラインや車道境界線等の基準線を越えてし
まう可能性があった。従って、従来の自律走行車両は、
種々の曲率を有する現実の道路への適用が困難であっ
た。
た従来の自律走行車両にあっては、曲りくねった道を高
速で走行する際に、車両に作用する横方向の加速度を軽
減することのみを考慮して穏やかな曲率をもった走行目
標点ＯＣを設定しているので、実際に車両が走行する経
路がセンターラインや車道境界線等の基準線を越えてし
まう可能性があった。従って、従来の自律走行車両は、
種々の曲率を有する現実の道路への適用が困難であっ
た。
【０００５】本発明の目的は、車両の旋回時において内
側基準線を越えないような走行経路を設定することで現
実の道路への適用が可能となる自律走行車両の操舵制御
装置を提供することにある。
側基準線を越えないような走行経路を設定することで現
実の道路への適用が可能となる自律走行車両の操舵制御
装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１に対応付けて説明すると、本発明は、少なくとも左右
２本の基準線ｂ、ｃで規定される走行路ｄに沿って走行
する自律走行車両ａの操舵制御装置に適用される。そし
て、上述した目的は、前記車両ａ前方の路面を撮影する
撮像手段ｅと、前記撮像手段ｅで得られた画像に基づい
て、前記基準線ｂ、ｃの位置を算出する画像処理手段ｆ
と、前記画像処理手段ｆで得られた基準線ｂ、ｃの位置
に基づいて、前記車両ａの旋回時において車両ａの側部
が内側基準線ｂの近傍でその接線方向になるような走行
経路を求め、この走行経路に沿って車両ａを走行させる
操舵角信号を出力する操舵制御手段ｇと、前記操舵制御
手段ｇで得られた操舵角信号に応じてステアリング装置
を駆動するステアリング駆動手段ｈとを設けることによ
り達成される。
１に対応付けて説明すると、本発明は、少なくとも左右
２本の基準線ｂ、ｃで規定される走行路ｄに沿って走行
する自律走行車両ａの操舵制御装置に適用される。そし
て、上述した目的は、前記車両ａ前方の路面を撮影する
撮像手段ｅと、前記撮像手段ｅで得られた画像に基づい
て、前記基準線ｂ、ｃの位置を算出する画像処理手段ｆ
と、前記画像処理手段ｆで得られた基準線ｂ、ｃの位置
に基づいて、前記車両ａの旋回時において車両ａの側部
が内側基準線ｂの近傍でその接線方向になるような走行
経路を求め、この走行経路に沿って車両ａを走行させる
操舵角信号を出力する操舵制御手段ｇと、前記操舵制御
手段ｇで得られた操舵角信号に応じてステアリング装置
を駆動するステアリング駆動手段ｈとを設けることによ
り達成される。
【０００７】
【作用】撮像手段ｅは車両ａ前方の路面を撮影し、画像
処理手段ｆは、この路面画像に基づいてその左右に設け
られた基準線ｂ、ｃの位置を算出する。操舵制御手段ｇ
は、画像処理手段手段ｆで得られた基準線ｂ、ｃの位置
に基づいて、車両ａの旋回時において車両ａの側部が内
側基準線ｂの近傍でその接線方向になるような走行経路
を求め、この走行経路に沿って車両ａを走行させる操舵
角信号を出力し、ステアリング駆動手段ｈは、操舵制御
手段ｇで得られた操舵角信号に応じてステアリング装置
を駆動する。
処理手段ｆは、この路面画像に基づいてその左右に設け
られた基準線ｂ、ｃの位置を算出する。操舵制御手段ｇ
は、画像処理手段手段ｆで得られた基準線ｂ、ｃの位置
に基づいて、車両ａの旋回時において車両ａの側部が内
側基準線ｂの近傍でその接線方向になるような走行経路
を求め、この走行経路に沿って車両ａを走行させる操舵
角信号を出力し、ステアリング駆動手段ｈは、操舵制御
手段ｇで得られた操舵角信号に応じてステアリング装置
を駆動する。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。図２は、本発明による自律走行車
両の操舵制御装置の一実施例を示すブロック図、図３は
自律走行車両の外観を示す概略図である。
いて詳細に説明する。図２は、本発明による自律走行車
両の操舵制御装置の一実施例を示すブロック図、図３は
自律走行車両の外観を示す概略図である。
【０００９】図３において、１は自律走行車両（以下、
単に車両と称する）であり、この車両１は、その前部に
設けられた撮像装置２により車両前方の路面を撮影して
この路面の両端に引かれた白線（基準線）３を検出し、
この白線３に沿って走行目標点を設定して操舵制御する
ことにより、白線３に沿った経路を自走するものであ
る。
単に車両と称する）であり、この車両１は、その前部に
設けられた撮像装置２により車両前方の路面を撮影して
この路面の両端に引かれた白線（基準線）３を検出し、
この白線３に沿って走行目標点を設定して操舵制御する
ことにより、白線３に沿った経路を自走するものであ
る。
【００１０】車両１は、図２に示すように、撮像装置１
０、画像処理装置１１、地図情報装置１２、走行制御装
置１３、操舵制御装置１４およびステアリング制御装置
１５を備えている。
０、画像処理装置１１、地図情報装置１２、走行制御装
置１３、操舵制御装置１４およびステアリング制御装置
１５を備えている。
【００１１】撮像装置１０は例えばＴＶカメラであり、
上述したように車両１の前部に固定されてこの車両１の
前方にある路面画像を撮影する。撮影された路面画像デ
ータは、画像処理装置１１に送出される。
上述したように車両１の前部に固定されてこの車両１の
前方にある路面画像を撮影する。撮影された路面画像デ
ータは、画像処理装置１１に送出される。
【００１２】画像処理装置１１は、撮像装置１０から送
出された路面画像データの中から、周知の画像処理方法
により路面の両端に引かれた白線３を抽出し、この画像
中の白線３の位置に基づいて、車両１の前方に設けられ
た所定の前方注視点から白線３までの距離、およびこの
前方注視点における車両１に対する白線３の傾きを算出
する。なお、白線３の抽出方法、および前方注視点から
白線３までの距離および傾きの測定方法は周知であり、
その説明を省略する。算出された白線距離データおよび
白線傾きデータは操舵制御手段１４に送出される。
出された路面画像データの中から、周知の画像処理方法
により路面の両端に引かれた白線３を抽出し、この画像
中の白線３の位置に基づいて、車両１の前方に設けられ
た所定の前方注視点から白線３までの距離、およびこの
前方注視点における車両１に対する白線３の傾きを算出
する。なお、白線３の抽出方法、および前方注視点から
白線３までの距離および傾きの測定方法は周知であり、
その説明を省略する。算出された白線距離データおよび
白線傾きデータは操舵制御手段１４に送出される。
【００１３】地図情報装置１２には、走行すべき経路に
ついての地図データ等のデータが格納されている。この
地図データには、例えば走行路のノードおよびパス等の
データが含まれる。なお、ノードとは道路の直線部と曲
線部との境界の点であり、パスとは隣り合うノード間の
距離である。
ついての地図データ等のデータが格納されている。この
地図データには、例えば走行路のノードおよびパス等の
データが含まれる。なお、ノードとは道路の直線部と曲
線部との境界の点であり、パスとは隣り合うノード間の
距離である。
【００１４】走行制御装置１３は、地図情報装置１２内
に格納されたデータに基づいて、指定された経路に従っ
た経路データを決定する。この経路データとしては、例
えば、走行車速、走行距離、進行経路（分岐点でどちら
に曲るか）、曲線部の回転半径等のデータがある。決定
された経路データは、操舵制御装置１４に送出される。
に格納されたデータに基づいて、指定された経路に従っ
た経路データを決定する。この経路データとしては、例
えば、走行車速、走行距離、進行経路（分岐点でどちら
に曲るか）、曲線部の回転半径等のデータがある。決定
された経路データは、操舵制御装置１４に送出される。
【００１５】操舵制御装置１４は、走行制御装置１３か
ら出力される経路データと、画像処理装置１１から出力
される白線データとに基づいて、指定された経路に従っ
て走行する場合の操舵角を重回帰分析により算出する。
算出された操舵角指令値はステアリング駆動装置１５に
送出される。
ら出力される経路データと、画像処理装置１１から出力
される白線データとに基づいて、指定された経路に従っ
て走行する場合の操舵角を重回帰分析により算出する。
算出された操舵角指令値はステアリング駆動装置１５に
送出される。
【００１６】ステアリング駆動装置１５は、操舵制御装
置１４で得られた操舵角指令値に応じてアクチュエータ
を作動させ、ステアリング装置を駆動する。
置１４で得られた操舵角指令値に応じてアクチュエータ
を作動させ、ステアリング装置を駆動する。
【００１７】なお、実施例と請求の範囲との対応におい
て、白線３は基準線を、撮像装置１０は撮像手段を、画
像処理装置１１は画像処理手段を、操舵制御装置１４は
操舵制御手段を、ステアリング駆動装置１５はステアリ
ング駆動手段をそれぞれ構成している。
て、白線３は基準線を、撮像装置１０は撮像手段を、画
像処理装置１１は画像処理手段を、操舵制御装置１４は
操舵制御手段を、ステアリング駆動装置１５はステアリ
ング駆動手段をそれぞれ構成している。
【００１８】次に、本実施例の作用を説明する。図４
は、本実施例におけるデータの流れを示す図である。図
４において、画像処理手段１１で算出された白線データ
（ｘ，θ）は操舵制御装置１４に送出され、この白線デ
ータに基づいて、標準目標点距離Ｔおよび限界目標点距
離Ｗが操舵制御装置１４によって算出される。これら標
準目標点距離データＴおよび限界目標点距離データＷ、
そして白線傾きデータθに基づいて、Ｌ[ｍ]先の前方注
視点における走行目標点距離ｔが操舵制御装置１４によ
って算出される。そして、この走行目標点距離ｔおよび
白線距離データｘに基づいて、操舵角Ｓ（ｘ，ｔ）が操
舵制御装置１４によって算出され、この操舵角データＳ
はステアリング駆動装置１５に送出される。以下、この
算出手順についてそれぞれ説明を行うが、白線データ算
出方法については上述のごとくその説明を省略する。
は、本実施例におけるデータの流れを示す図である。図
４において、画像処理手段１１で算出された白線データ
（ｘ，θ）は操舵制御装置１４に送出され、この白線デ
ータに基づいて、標準目標点距離Ｔおよび限界目標点距
離Ｗが操舵制御装置１４によって算出される。これら標
準目標点距離データＴおよび限界目標点距離データＷ、
そして白線傾きデータθに基づいて、Ｌ[ｍ]先の前方注
視点における走行目標点距離ｔが操舵制御装置１４によ
って算出される。そして、この走行目標点距離ｔおよび
白線距離データｘに基づいて、操舵角Ｓ（ｘ，ｔ）が操
舵制御装置１４によって算出され、この操舵角データＳ
はステアリング駆動装置１５に送出される。以下、この
算出手順についてそれぞれ説明を行うが、白線データ算
出方法については上述のごとくその説明を省略する。
【００１９】(１) 標準目標点、限界目標点 本実施例の特徴は、車両１の旋回時においてその内輪差
により車両１の側部が内側にある白線３を越えないよう
に操舵制御がなされる点である。そこで、車両１が旋回
時に内側白線３を越えないための条件について、図５を
参照して検討する。
により車両１の側部が内側にある白線３を越えないよう
に操舵制御がなされる点である。そこで、車両１が旋回
時に内側白線３を越えないための条件について、図５を
参照して検討する。
【００２０】図５(ａ)は白線３の曲線半径ｒ1が小さい
場合、(ｂ)は曲線半径ｒ2が大きい場合を示す図であ
る。いま、車両の中心を前輪タイヤの中心としたとき、
図５に示すように車両１の側部が内側白線３との接線に
なるようにして走行する場合を仮定すると、前輪中心Ｏ
1、Ｏ2から白線３までの距離ｗ1、ｗ2は ｗ1＝（ｋ／sinα）−ｒ1 ｗ2＝（ｋ／sinβ）−ｒ2 （ｋ：前輪−後輪間のトレッド、α、β：操舵角） で表される（この場合、車両の最も内側部と曲線路の中
心とを結ぶ曲線半径がｒ2＞ｒ1であるからｗ1＞ｗ2とな
る）。ここで、前輪中心Ｏ1、Ｏ2と白線３の曲線中心Ｏ
とを結ぶ線（つまり白線３の半径）と白線３との交点Ｐ
1、Ｐ2における白線３の接線ｃ1、ｃ2のなす角（接線
角）は、図５に示すように操舵角α、βと等しいことが
幾何学的に証明できるので、この関係を用いて距離ｗを
一般式で表すと、 ｗ＝（ｋ／sinΘ）−ｒ ……(１) （Θは接線角、すなわち白線３の傾き） となる。この距離ｗを限界目標点距離Ｗとする。
場合、(ｂ)は曲線半径ｒ2が大きい場合を示す図であ
る。いま、車両の中心を前輪タイヤの中心としたとき、
図５に示すように車両１の側部が内側白線３との接線に
なるようにして走行する場合を仮定すると、前輪中心Ｏ
1、Ｏ2から白線３までの距離ｗ1、ｗ2は ｗ1＝（ｋ／sinα）−ｒ1 ｗ2＝（ｋ／sinβ）−ｒ2 （ｋ：前輪−後輪間のトレッド、α、β：操舵角） で表される（この場合、車両の最も内側部と曲線路の中
心とを結ぶ曲線半径がｒ2＞ｒ1であるからｗ1＞ｗ2とな
る）。ここで、前輪中心Ｏ1、Ｏ2と白線３の曲線中心Ｏ
とを結ぶ線（つまり白線３の半径）と白線３との交点Ｐ
1、Ｐ2における白線３の接線ｃ1、ｃ2のなす角（接線
角）は、図５に示すように操舵角α、βと等しいことが
幾何学的に証明できるので、この関係を用いて距離ｗを
一般式で表すと、 ｗ＝（ｋ／sinΘ）−ｒ ……(１) （Θは接線角、すなわち白線３の傾き） となる。この距離ｗを限界目標点距離Ｗとする。
【００２１】一方、車両１の直進時には走行路の中央を
走行するものとして設定し、車両１の左右にある白線の
距離データの平均値を車両１の目標点距離とする。この
距離を標準目標点距離Ｔとする。
走行するものとして設定し、車両１の左右にある白線の
距離データの平均値を車両１の目標点距離とする。この
距離を標準目標点距離Ｔとする。
【００２２】(２) 走行目標点 図６は、車両１の旋回時における走行目標点の設定手順
を説明するための図である。図６において、上述の標準
目標点距離Ｔを走行目標点距離ｔとするならば、車両１
は図中の点線に示す経路上に走行目標点が設定されて走
行することになるが、本実施例では、車両１の旋回時に
おいて徐々に内側白線３に近付き、曲線部の中間点を境
にして今度は内側白線３から徐々に遠ざかるような経路
（図中の１点鎖線）上に走行目標点が設定されている。
を説明するための図である。図６において、上述の標準
目標点距離Ｔを走行目標点距離ｔとするならば、車両１
は図中の点線に示す経路上に走行目標点が設定されて走
行することになるが、本実施例では、車両１の旋回時に
おいて徐々に内側白線３に近付き、曲線部の中間点を境
にして今度は内側白線３から徐々に遠ざかるような経路
（図中の１点鎖線）上に走行目標点が設定されている。
【００２３】いま、車両１が図６に示すように走行路の
直線部から曲線部に向って走行している場合を考える。
車両１の進行方向前方に複数の前方注視点、例えばｄ
i-1、ｄi、ｄi+1を設定し、前方注視点ｄiにおいてその
横方向に走行目標点Ｔgを設けたとすれば、この走行目
標点Ｔgから内側白線３までの距離（以下、走行目標点
距離と称する）t(n)を次式で与える。 t(n)＝Ｔ-｜[{θ(i)-θ(i-1)}+{θ(i+1)-θ(i)}]/2｜×ε (t(n)＞W+γ) …(２) t(n)＝W+γ (t(n)≦W+γ) ……(３) （ただし｜Ｘ｜はＸの絶対値を表す） ここに、θ(i-1)、θ(i)、θ(i+1)はそれぞれの前方注
視点における白線３の接線角、γはオフセット値、εは
比例定数である。
直線部から曲線部に向って走行している場合を考える。
車両１の進行方向前方に複数の前方注視点、例えばｄ
i-1、ｄi、ｄi+1を設定し、前方注視点ｄiにおいてその
横方向に走行目標点Ｔgを設けたとすれば、この走行目
標点Ｔgから内側白線３までの距離（以下、走行目標点
距離と称する）t(n)を次式で与える。 t(n)＝Ｔ-｜[{θ(i)-θ(i-1)}+{θ(i+1)-θ(i)}]/2｜×ε (t(n)＞W+γ) …(２) t(n)＝W+γ (t(n)≦W+γ) ……(３) （ただし｜Ｘ｜はＸの絶対値を表す） ここに、θ(i-1)、θ(i)、θ(i+1)はそれぞれの前方注
視点における白線３の接線角、γはオフセット値、εは
比例定数である。
【００２４】(２)式は差分（微分）式であり、走行路が
直線部である場合は白線３の接線角（つまり傾き）の微
分値は０であるためt(n)＝Ｔであるが、曲線部の入口に
近付くにつれてt(n)＜Ｔとなり、走行目標点Ｔgは内側
白線３に向って徐々に近付く。また、曲線の曲率によっ
て白線３の接線角の微分値が定まるので、曲線の曲率が
変化すればそれに従ってt(n)も変化する。そして、曲線
部の中間点を境として、走行路が曲線部の出口に近付く
につれてt(n)は増加し、走行目標点Ｔgは内側曲線３か
ら徐々に離れて直線部において再度t(n)＝Ｔとなる。
直線部である場合は白線３の接線角（つまり傾き）の微
分値は０であるためt(n)＝Ｔであるが、曲線部の入口に
近付くにつれてt(n)＜Ｔとなり、走行目標点Ｔgは内側
白線３に向って徐々に近付く。また、曲線の曲率によっ
て白線３の接線角の微分値が定まるので、曲線の曲率が
変化すればそれに従ってt(n)も変化する。そして、曲線
部の中間点を境として、走行路が曲線部の出口に近付く
につれてt(n)は増加し、走行目標点Ｔgは内側曲線３か
ら徐々に離れて直線部において再度t(n)＝Ｔとなる。
【００２５】t(n)＝Ｗ＋γにおいて車両１の上方から平
面的に見ると、その側部は内側白線３に接する。そこ
で、(２)式においてt(n)がＷ＋γより小さくなると、
(３)式によって走行目標点Ｔgがそれ以上内側白線３に
近付かないように制限がかけられる。
面的に見ると、その側部は内側白線３に接する。そこ
で、(２)式においてt(n)がＷ＋γより小さくなると、
(３)式によって走行目標点Ｔgがそれ以上内側白線３に
近付かないように制限がかけられる。
【００２６】なお、(１)式における白線３の曲線半径ｒ
は、前方注視点ｄi-1、ｄi+1における白線３の距離デー
タｘ(i-1)、ｘ(i+1)および傾きデータθ(i-1)、θ(i+1)
から求められるが、その算出手順は省略する。
は、前方注視点ｄi-1、ｄi+1における白線３の距離デー
タｘ(i-1)、ｘ(i+1)および傾きデータθ(i-1)、θ(i+1)
から求められるが、その算出手順は省略する。
【００２７】(３) 操舵角 本実施例では、重回帰分析により操舵角Ｓの演算を行っ
ている。本発明者は、その詳細について既に出願を行っ
ているので（特願平３−６８５７１号明細書）、本実施
例ではその概略についてのみ説明する。
ている。本発明者は、その詳細について既に出願を行っ
ているので（特願平３−６８５７１号明細書）、本実施
例ではその概略についてのみ説明する。
【００２８】走行路の曲線部においては、車両前方の白
線３の距離データの変化に遅れて操舵角の変化が同じよ
うな変化として現れる。そこで、所定時間後における操
舵角Ｓを、そのときの白線３の距離データの変化によっ
て重回帰分析により推定すれば適切な値が得られる。重
回帰式の中ではこのデータを無数に定義できるが、実験
の結果、現在、過去(１)、およびさらに手前の過去(２)
で十分であることが確認されている。従って、入力すべ
き値としては、現在の白線距離データｘ(n)、１制御周
期前のデータｘ(n-1)および２制御周期前のデータｘ(n-
2)である。この場合、所定時間後における操舵角Ｓを示
す関係式（回帰関数式ｆ）は、 Ｓ＝k1×(ｘ(n)-ｔ)＋k2×(ｘ(n-1)-ｔ)＋k3×(ｘ(n-2)-ｔ) ＝k1×ｘ(n)＋k2×ｘ(n-1)＋k3×ｘ(n-2)＋ｄ ……(４) （但し、k1、k2、k3、ｄは定数、ｎは離散的な時刻） で表される。これら定数は、実際の白線距離データおよ
び実操舵角に基づいて重回帰分析法により導出される。
線３の距離データの変化に遅れて操舵角の変化が同じよ
うな変化として現れる。そこで、所定時間後における操
舵角Ｓを、そのときの白線３の距離データの変化によっ
て重回帰分析により推定すれば適切な値が得られる。重
回帰式の中ではこのデータを無数に定義できるが、実験
の結果、現在、過去(１)、およびさらに手前の過去(２)
で十分であることが確認されている。従って、入力すべ
き値としては、現在の白線距離データｘ(n)、１制御周
期前のデータｘ(n-1)および２制御周期前のデータｘ(n-
2)である。この場合、所定時間後における操舵角Ｓを示
す関係式（回帰関数式ｆ）は、 Ｓ＝k1×(ｘ(n)-ｔ)＋k2×(ｘ(n-1)-ｔ)＋k3×(ｘ(n-2)-ｔ) ＝k1×ｘ(n)＋k2×ｘ(n-1)＋k3×ｘ(n-2)＋ｄ ……(４) （但し、k1、k2、k3、ｄは定数、ｎは離散的な時刻） で表される。これら定数は、実際の白線距離データおよ
び実操舵角に基づいて重回帰分析法により導出される。
【００２９】図７〜図９は、本発明者による操舵制御の
シミュレーション結果を示す図である。条件としては、
道路幅が４[ｍ]、曲線部の曲率半径ｒ＝15[ｍ]、車速10
[km／ｈ]であり、ｔ＝２、４、０[ｍ]の３種類について
シミュレーションを行った。これら図に示すように、ｔ
の値を変化させるだけで忠実に指定されたｔの位置で車
両が走行していることが理解できる。
シミュレーション結果を示す図である。条件としては、
道路幅が４[ｍ]、曲線部の曲率半径ｒ＝15[ｍ]、車速10
[km／ｈ]であり、ｔ＝２、４、０[ｍ]の３種類について
シミュレーションを行った。これら図に示すように、ｔ
の値を変化させるだけで忠実に指定されたｔの位置で車
両が走行していることが理解できる。
【００３０】従って、本実施例によれば、車両１の旋回
時にその側部が内側白線３に接するような操舵制御を行
ったので、従来のように曲りくねった道を走行する場合
にも実際に車両が走行する経路がセンターラインや車道
境界線等の基準線を越えることがなく、従って、曲率が
様々に変化する現実の道路等にも適用が可能となる。
時にその側部が内側白線３に接するような操舵制御を行
ったので、従来のように曲りくねった道を走行する場合
にも実際に車両が走行する経路がセンターラインや車道
境界線等の基準線を越えることがなく、従って、曲率が
様々に変化する現実の道路等にも適用が可能となる。
【００３１】しかも、単純に道の真ん中を走行させる場
合に比較して、曲線部内における経路がより直線に近く
なり、この曲線部内において操舵角を大きくとる必要が
ないため、車両旋回時の操舵保持力を低くすることがで
きる。このため、旋回時における車両１の横方向に作用
する加速度を減少することができ、旋回時の走行速度を
車両安定域の限界まで上昇させることが可能となる。さ
らに、道の真ん中を走行させる場合に比較して走行距離
の短縮化を図ることができ、省エネ走行にも効果的であ
る。
合に比較して、曲線部内における経路がより直線に近く
なり、この曲線部内において操舵角を大きくとる必要が
ないため、車両旋回時の操舵保持力を低くすることがで
きる。このため、旋回時における車両１の横方向に作用
する加速度を減少することができ、旋回時の走行速度を
車両安定域の限界まで上昇させることが可能となる。さ
らに、道の真ん中を走行させる場合に比較して走行距離
の短縮化を図ることができ、省エネ走行にも効果的であ
る。
【００３２】なお、本発明の自律走行車両の操舵制御装
置は、その細部が上述の一実施例に限定されず、種々の
変形例が可能である。一例として、上述の一実施例では
ステアリング装置の操舵角の制御のみを行っていたが、
白線の傾きデータを用いて車速を制御することも可能で
ある。たとえば、車速をｖ、標準車速をＶとすれば、 v＝V-｜[{θ(i)-θ(i-1)}+{θ(i+1)-θ(i)}/2]｜×ε´ （ｖ＞０）……(５) （但しε´は比例定数） なる式で車速ｖを制御することができる。(５)式からも
明らかなように、車速ｖは車両１が直線部を走行してい
る場合にｖ＝Ｖであり、曲線部の入口に近くなるにつれ
て徐々に減速し、曲線部の出口に近くなると再度加速し
てｖ＝Ｖとなる。
置は、その細部が上述の一実施例に限定されず、種々の
変形例が可能である。一例として、上述の一実施例では
ステアリング装置の操舵角の制御のみを行っていたが、
白線の傾きデータを用いて車速を制御することも可能で
ある。たとえば、車速をｖ、標準車速をＶとすれば、 v＝V-｜[{θ(i)-θ(i-1)}+{θ(i+1)-θ(i)}/2]｜×ε´ （ｖ＞０）……(５) （但しε´は比例定数） なる式で車速ｖを制御することができる。(５)式からも
明らかなように、車速ｖは車両１が直線部を走行してい
る場合にｖ＝Ｖであり、曲線部の入口に近くなるにつれ
て徐々に減速し、曲線部の出口に近くなると再度加速し
てｖ＝Ｖとなる。
【００３３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、車両の旋回時に車両側部が内側基準線の近傍でそ
の接線方向になるような走行経路に沿ってこの車両を走
行させるような操舵制御を行ったので、曲率が様々に変
化する現実の道路等にも適用が可能となる。しかも、単
純に道の真ん中を走行させる場合に比較して旋回時にお
ける経路がより直線に近くなり、操舵角を大きくとる必
要がないため、車両旋回時の操舵保持力を低くすること
ができる。このため、旋回時における車両の横方向に作
用する加速度を減少することができ、旋回時の走行速度
を車両安定域の限界まで上昇させることが可能となる。
さらに、道の真ん中を走行させる場合に比較して走行距
離の短縮化を図ることができ、省エネ走行にも効果的で
ある。
れば、車両の旋回時に車両側部が内側基準線の近傍でそ
の接線方向になるような走行経路に沿ってこの車両を走
行させるような操舵制御を行ったので、曲率が様々に変
化する現実の道路等にも適用が可能となる。しかも、単
純に道の真ん中を走行させる場合に比較して旋回時にお
ける経路がより直線に近くなり、操舵角を大きくとる必
要がないため、車両旋回時の操舵保持力を低くすること
ができる。このため、旋回時における車両の横方向に作
用する加速度を減少することができ、旋回時の走行速度
を車両安定域の限界まで上昇させることが可能となる。
さらに、道の真ん中を走行させる場合に比較して走行距
離の短縮化を図ることができ、省エネ走行にも効果的で
ある。
【図１】本発明のクレーム対応図である。
【図２】本発明の一実施例である自律走行車両の操舵制
御装置の回路構成を示すブロック図である。
御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】自律走行車両の外観を示す概略図である。
【図４】一実施例のデータの流れを示す図である。
【図５】限界目標点距離の算出方法を説明するための図
である。
である。
【図６】走行目標点距離の算出方法を説明するための図
である。
である。
【図７】一実施例による車両の操舵制御のシミュレーシ
ョン結果を示す図である。
ョン結果を示す図である。
【図８】図７と同様の図である。
【図９】図７と同様の図である。
【図１０】従来の自律走行車両における目標走行点の設
定位置の一例を示す図である。
定位置の一例を示す図である。
ａ 車両 ｂ、ｃ 基準線 ｄ 走行路 ｅ 撮像手段 ｆ 画像処理手段 ｇ 操舵制御手段 ｈ ステアリング駆動手段 １ 自律走行車両 ２、１０ 撮像装置 ３ 白線 １１ 画像処理装置 １２ 地図情報装置 １３ 走行制御装置 １４ 操舵制御装置 １５ ステアリング駆動装置
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくとも左右２本の基準線で規定され
る走行路に沿って走行する自律走行車両の操舵制御装置
において、 前記車両の前方の路面を撮影する撮像手段と、 前記撮像手段で得られた画像に基づいて、前記基準線の
位置を算出する画像処理手段と、 前記画像処理手段で得られた基準線の位置に基づいて、
前記車両の旋回時において車両側部が内側基準線の近傍
でその接線方向になるような走行経路を求め、この走行
経路に沿って車両を走行させる操舵角信号を出力する操
舵制御手段と、 前記操舵制御手段で得られた操舵角信号に応じてステア
リング装置を駆動するステアリング駆動手段とを備えた
ことを特徴とする自律走行車両の操舵制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222314A JP2803404B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 自律走行車両の操舵制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222314A JP2803404B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 自律走行車両の操舵制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0546241A true JPH0546241A (ja) | 1993-02-26 |
| JP2803404B2 JP2803404B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=16780420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3222314A Expired - Fee Related JP2803404B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 自律走行車両の操舵制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803404B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8737537B2 (en) | 2006-03-29 | 2014-05-27 | Thomson Licensing | Frequency translation module frequency limiting amplifier |
| WO2023085093A1 (ja) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 案内装置、案内方法、計測装置、物体の製造設備、計測方法、物体の製造方法、及び物体の品質管理方法 |
-
1991
- 1991-08-07 JP JP3222314A patent/JP2803404B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8737537B2 (en) | 2006-03-29 | 2014-05-27 | Thomson Licensing | Frequency translation module frequency limiting amplifier |
| WO2023085093A1 (ja) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 案内装置、案内方法、計測装置、物体の製造設備、計測方法、物体の製造方法、及び物体の品質管理方法 |
| JPWO2023085093A1 (ja) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | ||
| EP4414668A4 (en) * | 2021-11-12 | 2025-01-29 | JFE Steel Corporation | GUIDING DEVICE, GUIDING METHOD, MEASURING DEVICE, PRODUCT MANUFACTURING EQUIPMENT, MEASURING METHOD, PRODUCT MANUFACTURING METHOD AND PRODUCT QUALITY MANAGEMENT METHOD |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2803404B2 (ja) | 1998-09-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |