JP2001039327A - 車線追従装置 - Google Patents
車線追従装置Info
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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- B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
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- 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
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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Abstract
の設定により、不必要に自動操舵制御のON/OFFが
繰り返される制御ハンチングを防止する車線追従装置を
提供すること。 【解決手段】 車両を前方車線に追従させる車線追従装
置において、車線情報検出手段cにより検出される車線
情報が取得可能か取得不可能かを判断する車線情報取得
判断手段fと、車線情報取得判断手段fによりもたらさ
れた情報取得モードを監視し、監視された情報取得モー
ドが制御ハンチングを起こしやすいモードであるかどう
かを判定する制御ハンチングモード判定手段gと、制御
ハンチングモードであると判定された場合、車線情報が
取得可能な状態が連続しても設定された待ち時間を経過
した後、自動操舵制御を開始する制御開始タイミング設
定手段hを設けた。
Description
み、操舵トルクを操舵力伝達系に与えることで前方車線
に自車を追従させる自動操舵を行う制御装置、もしく
は、操舵反力トルクを操舵力伝達系に与えることで前方
車線に自車を追従させるべくドライバー操舵をサポート
する制御装置として適用される車線追従装置の技術分野
に属する。
特開平9−66853号公報に記載のものが知られてい
る。
両前方の映像から、道路上の白線を検出し、この情報に
基づき、左右の白線の略中央を目標ラインとし、目標ラ
インと自車との偏差及び偏角をゼロにするように操舵制
御を行う技術が記載されている。
来の車線追従装置にあっては、自動操舵制御が開始され
るのは、画像情報の取得が可能であるという開始時点の
みの判断で制御が開始されるものであるため、制御開始
後、走行路面状況によっては不必要に自動操舵制御のO
N/OFFが繰り返される制御ハンチングが生じ、ドラ
イバーに煩わしさを感じさせてしまうという問題があ
る。
みで制御を開始すると、例えば、除雪後の路面で、道路
上の白線が短い間隔で認識可能な状態と認識不可能な状
態を繰り返す状況下においては、短時間のうちに操舵制
御の開始と終了が繰り返されることになる。
で、その目的とするところは、走行路面状態を把握した
制御開始タイミングの設定により、不必要に自動操舵制
御のON/OFFが繰り返される制御ハンチングを防止
する車線追従装置を提供することにある。
は、図1のクレーム対応図に示すように、操舵力伝達系
aに設けられ、操舵トルクもしくは操舵反力トルクを与
える自動操舵アクチュエータbと、前方道路の車線状態
を検出する車線情報検出手段cと、前記車線情報に基づ
いて車両を前方車線に追従させるために必要な制御量を
演算する制御量演算手段dと、自動操舵時、算出された
制御量を得る制御指令を前記自動操舵アクチュエータb
に対し出力する自動操舵制御手段eと、を備えた車線追
従装置において、前記車線情報検出手段cにより検出さ
れる車線情報が取得可能か取得不可能かを判断する車線
情報取得判断手段fと、前記車線情報取得判断手段fに
より制御ハンチングを起こしやすいモードであるかどう
かを判定する制御ハンチングモード判定手段gと、制御
ハンチングモードであると判定された場合、車線情報が
取得可能な状態が連続しても設定された待ち時間を経過
した後、自動操舵制御を開始する制御開始タイミング設
定手段hと、を設けたことを特徴とする。
車線追従装置において、前記制御ハンチングモード判定
手段gを、設定時間内で車線情報が取得可能な状態と車
線情報が取得不可能な状態を設定回数以上繰り返す情報
取得モードの場合、制御ハンチングモードであると判定
する手段としたことを特徴とする。
車線追従装置において、前記制御ハンチングモード判定
手段gを、車線情報が取得不可能な状態が設定時間以上
続いている情報取得モードの場合、制御ハンチングモー
ドであると判定する手段としたことを特徴とする。
動操舵時、車線情報検出手段cにおいて、前方道路の車
線状態が検出され、制御量演算手段dにおいて、車線情
報に基づいて車両を前方車線に追従させるために必要な
制御量が演算され、自動操舵制御手段eにおいて、算出
された制御量を得る制御指令が、操舵力伝達系aに操舵
トルクもしくは操舵反力トルクを与える自動操舵アクチ
ュエータbに出力される。
て、車線情報検出手段cにより検出される車線情報が取
得可能か取得不可能かが判断され、制御ハンチングモー
ド判定手段gにおいて、車線情報取得判断手段fにより
もたらされた情報取得モードを監視し、監視された情報
取得モードが制御ハンチングを起こしやすいモードであ
るかどうかが判定され、制御開始タイミング設定手段h
において、制御ハンチングモードであると判定された場
合、車線情報が取得可能な状態が連続しても設定された
待ち時間を経過した後、自動操舵制御が開始される。
出される車線情報が取得可能か取得不可能かを判断する
車線情報取得判断手段fによりもたらされた情報取得モ
ードを監視することによって走行路面状態を把握するこ
とができる。
ハンチングを起こしやすいモードであると判定される
と、車線情報が取得可能な状態が連続しても設定された
待ち時間を経過した後、自動操舵制御を開始するように
しているため、車線情報が取得可能であれば直ちに制御
を開始し、取得不可能であれば直ちに制御を終了とする
場合のように、制御開始直後に制御終了となるようなこ
とがない。
走行路面状態を把握し、把握された走行路面状態に基づ
き制御ハンチングの可能性が高い時に制御開始タイミン
グを遅らせる設定とすることにより、白線が連続的に認
識可能な状態であると信頼できるまでの間、制御開始が
待たれることになり、不必要に自動操舵制御のON/O
FFが繰り返される制御ハンチングを防止することがで
きる。
モード判定手段gにおいて、設定時間内で車線情報が取
得可能な状態と車線情報が取得不可能な状態を設定回数
以上繰り返す情報取得モードの場合、制御ハンチングモ
ードであると判定される。
短い間隔で認識可能な状態と認識不可能な状態を繰り返
す状況下においては、制御ハンチングモードであると判
定されることになる。
道路を走行するときに、次に白線が認識されても、白線
が連続的に認識可能な状態であると信頼できるまでの
間、ディレイが入れられることになり、不必要に自動操
舵制御のON/OFFが繰り返される制御ハンチングが
防止され、ドライバーが感じる煩わしさを低減すること
ができる。
モード判定手段gにおいて、車線情報が取得不可能な状
態が設定時間以上続いている情報取得モードの場合、制
御ハンチングモードであると判定される。
が認識不可能な状態が連続する状況下においては、制御
ハンチングモードであると判定されることになる。
等の原因を含め、連続的に白線を認識できない道路を走
行するときに、次に白線が認識可能であっても、またす
ぐに白線認識不可能な状態となる可能性が高いと判断
し、この判断に基づいて、白線が連続的に認識可能な状
態と信頼できるまでの区間はディレイが入れられること
となり、不必要に自動操舵制御のON/OFFが繰り返
される制御ハンチングが防止され、ドライバーが感じる
煩わしさを低減することができる。
請求項1〜3に記載の発明に対応する車線追従装置であ
る。
された自動車用操舵系を示す全体システム図であり、図
2において、1はステアリングホイール、2はステアリ
ングシャフト(操舵力伝達系aに相当)、3は自在継
手、4はラックアンドピニオン式ステアリングギヤボッ
クス、5はサイドロッド、6はウォームホイールギヤ、
7はモータ(自動操舵アクチュエータbに相当)、8は
ウォームギヤ、9は電磁クラッチ、10は操舵角セン
サ、11はCCDカメラ(車線情報検出手段cに相
当)、12は自動操舵コントローラ、13は自動操舵ス
イッチ、14は操舵トルクセンサである。
ングホイール1と一体に回転するアッパーシャフト2a
と、アッパーシャフト2aとは自在継手3により連結さ
れたロアシャフト2bとで構成され、アッパーシャフト
2aの上端にステアリングホイール1が取り付けられ、
ロアシャフト2bの下端に設けられたピニオンがラック
アンドピニオン式ステアリングギヤボックス4内で車両
左右方向に延びるサイドロッド5の螺合されている。
ォームホイールギヤ6が設けられ、これに螺合するウォ
ームギヤ8がモータ7のモータ軸に設けられ、モータ駆
動によりアッパーシャフト2aにモータ操舵トルクが与
えられる。尚、モータ7には電磁クラッチ9が内蔵され
ている。
ト2aの上部に設けられていて、アッパーシャフト2a
の回転角θを検出し、その信号を自動操舵コントローラ
12に送る。そして、自動操舵コントローラ12の実操
舵角演算部では、回転角θとステアリングギヤ比を用い
て実操舵角θdが算出される。
道路を撮影し、その映像信号を自動操舵コントローラ1
2に送る。そして、自動操舵コントローラ12の画像処
理部では、CCDカメラ11からの信号に基づく前方映
像を画像処理し、白線あるいはセンターラインなどの前
方車線の境界線が抽出識別され、自車走行状態情報が作
成される。
操舵モード選択時、自車走行状態情報と設定された目標
ライン情報に基づいて、目標ラインに自車を追従させる
ために必要な目標操舵トルクTrまたは目標操舵角Top
tが算出され、実操舵トルクTdが目標操舵トルクTr
に一致するように、または、実操舵角θdが目標操舵角
Toptに一致するように、前記モータ7に対し制御指令
(モータ電流)を出力する自動操舵制御が基本的に行わ
れる。
ライバーが操作可能な位置に設けられ、スイッチON操
作により自動操舵モードに入る。
ャフト2aの上部に操舵角センサ10と隣接して設けら
れていて、ステアリングホイール1からのドライバー入
力トルクに応じた捩れ角φを検出し、その信号を自動操
舵コントローラ12に送る。そして、自動操舵コントロ
ーラ12の実操舵トルク演算部では、捩れ角φを用いて
実操舵トルクTdが算出される。
ッチ13のON時に自動操舵コントローラ12の自動操
舵制御部(自動操舵制御手段eに相当)で行われる自動
操舵制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各
ステップについて説明する。
と1つのカウンタを設ける。これらのタイマとカウンタ
の働きは次の通りである。
状況を記憶しておく所定時間t1の計測を行うものであ
る。
ている時間を計測するタイマである。
ない時間を計測するタイマである。
計測される所定時間t1内に、画像が認識可能な状況と
認識不可能な状況の切り換えが起こった回数を計測する
ものである。
うかが判断される(車線情報取得判断手段fに相当)。
OKの場合はステップ31へ進み、NGの場合はステッ
プ50へ進む。
判断された場合、タイマ1が過去の画像認識状況を記憶
しておく所定時間t1以上かどうかが判断される。YE
Sの場合はステップ32へ進み、NOの場合はステップ
33へ進む。
ットされると共に、タイマ1によるカウント(計測)が
開始され、ステップ33へ進む。
ットされると共に、タイマ2によるカウント(計測)が
開始され、ステップ34へ進む。
うかが判断される(車線情報取得判断手段fに相当)。
OKの場合はステップ35へ進み、NGの場合はステッ
プ43へ進む。
かどうかが判断される。YESの場合はステップ36へ
進み、NOの場合はステップ38へ進む。
間、操舵制御開始が待たれ、ステップ37へ進む。
Fにセットされ、ステップ38へ進む。
れ、ステップ39へ進む。
ップ37及びステップ38は、制御開始タイミング設定
手段hに相当する。
うかが判断される。OKの場合はステップ40へ進み、
NGの場合はステップ42へ進む。
1以上かどうかが判断される。YESの場合はステップ
41へ進み、NOの場合はステップ39へ戻る。
セットされ、タイマ1がゼロにリセットされ、ステップ
39に戻る。
白線認識がNGとなったら自動操舵制御を終了し、ステ
ップ43へ進む。
トが停止され、ステップ44へ進む。
1以上かどうかが判断される。YESの場合はステップ
45へ進み、NOの場合はステップ46へ進む。
セットされ、タイマ1がゼロにリセットされ、ステップ
46へ進む。
設定時間t2以下で、かつ、タイマ1がゼロでないこと
が判断される。YESの場合はステップ47へ進み、N
Oの場合はSTARTへ戻る。
カウントアップされ、ステップ48へ進む。
n(例えば、n=3)かどうかが判断される(制御ハン
チングモード判定手段gに相当)。YESの場合はステ
ップ49へ進み、NOの場合はSTARTへ戻る。
とされ、STARTへ戻る。
ットされると共に、タイマ3によるカウント(計測)が
開始され、ステップ51へ進む。
うかが判断される(車線情報取得判断手段fに相当)。
OKの場合はステップ52へ進み、NGの場合はステッ
プ51での白線認識判断がOKとなるまで繰り返され
る。
トが停止され、ステップ53へ進む。
間T3が設定時間t3以上かどうかが判断される(制御
ハンチングモード判定手段gに相当)。YESの場合は
ステップ54へ進み、NOの場合はステップ55へ進
む。
とされ、ステップ55へ進む。
1以上かどうかが判断される。YESの場合はステップ
56へ進み、NOの場合はSTARTへ戻る。
セットされ、タイマ1がゼロにリセットされ、STAR
Tへ戻る。
操舵スイッチ13をONにしての自動操舵モード時であ
って、白線認識が連続的にOKであるときには、図3の
フローチャートにおいて、ステップ30→ステップ31
→ステップ33→ステップ34→ステップ35→ステッ
プ38へと進む流れとなり、ステップ38では、直ちに
自動操舵制御が開始される。
が開始されると、実操舵トルクTdが目標操舵トルクT
rに一致するように、または、実操舵角θdが目標操舵
角Toptに一致するように、モータ7に対しモータ電流
が出力され、設定された目標ラインに沿って自車を追従
させる自動操舵制御が行われる。
の開始後、ステップ39の白線の認識不能という制御終
了条件を満足すると、ステップ42へ進み、自動操舵制
御は終了する。この制御上の終了原因以外に、ドライバ
ー意志により自動操舵スイッチ13をOFFにする場合
も制御が終了する。
白線認識が連続的にOKであるときには、自動操舵スイ
ッチ13をONにすると、応答良く直ちに自動操舵制御
が開始されることになる。
作用]まず、図3のステップ30やステップ34やステ
ップ51では、白線認識がOKかどうか、つまり、検出
される車線情報が取得可能か取得不可能かが判断され
る。そして、ステップ31〜ステップ33及びステップ
43〜ステップ48と、ステップ50〜ステップ53に
おいて、どのように白線が認識されているかその白線認
識モード(情報取得モード)が監視され、ステップ48
とステップ53において、監視された白線認識モードが
制御ハンチングを起こしやすいモードであると判定され
ると、ステップ49とステップ54において、ディレイ
フラグがONとされ、その後、ステップ30→ステップ
31→ステップ33→ステップ34へと進み、白線認識
OKの状態が連続すると、ステップ34からステップ3
5→ステップ36→ステップ37→ステップ38へと進
み、設定されたディレイ時間t0を経過した後、自動操
舵制御が開始される。
される白線が認識可能か認識不可能かを判断するステッ
プ30やステップ34やステップ51によりもたらされ
た白線認識モードを監視することによって走行路面状態
を把握することができる。
ハンチングを起こしやすいモードであると判定される
と、白線認識OKな状態が連続しても設定されたディレ
イ時間t0を経過した後、自動操舵制御を開始するよう
にしているため、車線情報が取得可能であれば直ちに制
御を開始し、取得不可能であれば直ちに制御を終了とす
る場合のように、制御開始直後に制御終了となるような
ことがない。
路面状態を把握し、把握された走行路面状態に基づき制
御ハンチングの可能性が高いと判断された時に制御開始
タイミングを遅らせる設定とすることにより、不必要に
自動操舵制御のON/OFFが繰り返される制御ハンチ
ングを防止することができ、ドライバーが感じる煩わし
さが低減される。
えば、除雪後の路面で、道路上の白線が短い間隔で認識
可能な状態と認識不可能な状態を繰り返す状況下におい
て、白線認識OKで制御を開始し、白線認識NGで制御
を終了すると、制御開始と制御終了が繰り返される制御
ハンチングモードとなる。よって、このような走行状況
下では、制御ハンチングモードであると判定する必要が
ある。
合、制御ハンチングモードであると判定するようにして
いる。これを図4に基づいて説明する。
態に移行する(図4のイ)と、タイマ1及びタイマ2が
計測を始める。このとき、タイマ1によって計測される
設定時間t1内に、タイマ2によって計測される白線認
識OK時間(図4のA,B,C)が設定時間t2よりも
短い時間で所定回数n以上繰り返された場合(図4の
ロ)には、次に、白線認識OKとなっても(図4の
ハ)、制御ディレイを入れて、ディレイ時間t0だけ操
舵制御を開始させないものとする(図4のニ)。本例で
は繰り返しの所定回数nを3回として示している。
にしか可能でない場合には、次に白線が認識されても、
白線が連続的に認識可能な状態であると信頼できるまで
の間、ディレイを入れることとなり、除雪後の路面等で
も、操舵制御のON/OFFの回数が減少することとな
って、ドライバーが感じる煩わしさが低減される。
のある路面で、道路上の白線が認識不可能な状態が連続
する状況下において、白線認識OKで制御を開始し、白
線認識NGで制御を終了すると、一時的な白線認識によ
り制御が開始されてもすぐに制御が終了し、これが繰り
返される制御ハンチングモードとなる。また、CCDカ
メラ11の誤認識により白線認識NG状態が連続しなが
らも時々白線認識OK状態となるような場合も制御ハン
チングモードとなる。よって、このような走行状況下で
は、制御ハンチングモードであると判定する必要があ
る。
場合、制御ハンチングモードであると判定するようにし
ている。これを図5に基づいて説明する。
態に移行する(図5のホ)と、タイマ3が計測を始め
る。次に白線認識OKとなったとき(図5のト)、タイ
マ3によって計測された時間が設定時間t3よりも長い
場合(図5のヘ)には、次に、白線認識OKとなっても
(図5のト)、制御ディレイを入れて、ディレイ時間t
0だけ操舵制御を開始させないものとする(図5の
チ)。
3以上認識不可能であった場合には、次に白線が認識可
能であっても、またすぐに白線認識不可能な状態となる
可能性が高いと判断する。これは、道路状況によるもの
である場合もあるし、CCDカメラ11の誤認識の場合
も含まれる。この判断に基づいて、白線が連続的に認識
可能な状態と信頼できるまでの区間はディレイを入れる
こととなり、操舵制御のON/OFFの回数が減少し、
ドライバーが感じる煩わしさが低減される。
状態を把握し、把握された走行路面状態に基づき制御ハ
ンチングの可能性が高いと判断された時に制御開始タイ
ミングを遅らせる設定としたため、不必要に自動操舵制
御のON/OFFが繰り返される制御ハンチングを防止
することができる。
御ハンチングモードであると判定し、次に、白線認識O
Kとなっても、制御ディレイを入れて、ディレイ時間t
0だけ操舵制御を開始させないものとしたため、除雪後
の路面等で白線認識が断続的に発生する場合、操舵制御
のON/OFFの回数が減少することとなって、ドライ
バーが感じる煩わしさを低減させることができる。
合、制御ハンチングモードであると判定し、次に、白線
認識OKとなっても、制御ディレイを入れて、ディレイ
時間t0だけ操舵制御を開始させないものとしたため、
道路状況によるものである場合もCCDカメラ11の誤
認識の場合も含んで、白線認識不能が連続的に発生する
ような場合、操舵制御のON/OFFの回数が減少する
ことととなって、ドライバーが感じる煩わしさを低減さ
せることができる。
は、設定時間t0,t1,t2,t3及び所定回数n
は、一定であるとする例を示したが、例えば、車速に応
じてこれらの値を変更するようにしても良い。また、値
の変更は車両の走行中に行っても良い。
能かでの制御開始及び制御終了の判断フロー例を示した
が、開始判断に車両の現在の状態やドライバーの操舵状
態を加えて総合的に判断するようにしても良い。
クを付与する制御装置への適用例を示したが、自動操舵
時に操舵反力トルクを付与する制御装置へ適用しても良
い。この場合、ドライバーの介入度合いが大きいほど操
舵反力トルクが小さくなる制御が行われる。
ある。
車用ステアリング系を示す全体システム図である。
自動操舵制御部で行われる自動操舵制御処理の流れを示
すフローチャートである。
不可能の断続的に発生するモード時の動作を示すタイム
チャートである。
が連続的に発生するモード時の動作を示すタイムチャー
トである。
Claims (3)
- 【請求項1】 操舵力伝達系に設けられ、操舵トルクも
しくは操舵反力トルクを与える自動操舵アクチュエータ
と、 前方道路の車線状態を検出する車線情報検出手段と、 前記車線情報に基づいて車両を前方車線に追従させるた
めに必要な制御量を演算する制御量演算手段と、 自動操舵時、算出された制御量を得る制御指令を前記自
動操舵アクチュエータに対し出力する自動操舵制御手段
と、 を備えた車線追従装置において、 前記車線情報検出手段により検出される車線情報が取得
可能か取得不可能かを判断する車線情報取得判断手段
と、 前記車線情報取得判断手段により制御ハンチングを起こ
しやすいモードであるかどうかを判定する制御ハンチン
グモード判定手段と、 制御ハンチングモードであると判定された場合、車線情
報が取得可能な状態が連続しても設定された待ち時間を
経過した後、自動操舵制御を開始する制御開始タイミン
グ設定手段と、 を設けたことを特徴とする車線追従装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の車線追従装置において、 前記制御ハンチングモード判定手段を、設定時間内で車
線情報が取得可能な状態と車線情報が取得不可能な状態
を設定回数以上繰り返す情報取得モードの場合、制御ハ
ンチングモードであると判定する手段としたことを特徴
とする車線追従装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の車線追従装置において、 前記制御ハンチングモード判定手段を、車線情報が取得
不可能な状態が設定時間以上続いている場合、制御ハン
チングモードであると判定する手段としたことを特徴と
する車線追従装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21917299A JP3575343B2 (ja) | 1999-08-02 | 1999-08-02 | 車線追従装置 |
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