JP2004078828A

JP2004078828A - 自動操舵装置

Info

Publication number: JP2004078828A
Application number: JP2002241914A
Authority: JP
Inventors: Toshibumi Koshizawa; 越沢　俊文; Hiromi Ino; 伊野　弘美
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置において、設定可能な許容範囲内の任意の目標車線内位置を運転者が容易な操作で設定できるようにする。
【解決手段】車線検出部１によって検出された車線と車両との相対位置を求めると共に、オフセット調整方向設定部２を運転者が１回操作する度に自車両の目標車線内位置が設定可能な所定の許容範囲内である限り、該運転者が設定した方向へ所定のキザミ量だけ該相対位置をオフセット調整して該車両の目標車線内位置を演算部３が決定し、該目標車線内位置に基づいて操舵アクチュエータ４を操舵制御する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動操舵装置に関し、特に車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような自動操舵装置には、自車が走行する車線を検出する車線検出部が設けられている。この車線検出部としては、▲１▼区分車線をカメラ等を用いて視覚的に検出するもの、▲２▼車線内に磁石や電波発信機から成るマーカ列を敷設し、このマーカ列を磁気センサや電波アンテナで検出するもの、などが一般的に知られている。
【０００３】
このような自動操舵装置による制御を図１（１）を用いて説明すると、通常は、車線内の中央を走行することが望ましいと考えられるので、上記の車線検出部▲１▼の場合には検出した左側区分車線ＬＬ及び右側区分車線ＲＬから求まる車線幅中央位置ＣＬを自動操舵装置の目標車線内位置として制御を行い、また、上記の車線検出部▲２▼の場合には、目標車線内位置としてマーカ列が車線幅中央位置ＣＬに敷設され、自動操舵装置はこれを目標車線内位置として制御を行っている。
【０００４】
従って、自動操舵制御が行われている車両１０は、自車左右方向の中心となる車両中心線ＣＣが車線内中央位置ＣＬに一致した状態（状態Ａ）になるように制御される。すなわち、状態Ｂのように車両中心線ＣＣが左側区分車線ＬＬ側に寄っている場合は右方向への転舵が自動的に行われる。逆に、状態Ｃのように車両中心線ＣＣが右側区分車線ＲＬ側に寄っている場合は左方向への転舵が自動的に行われる。
【０００５】
このように、上記の車線検出部▲１▼及び▲２▼の何れの場合でも、車線幅の中央を自動操舵装置の目標車線内位置として制御を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、常に車線内の中央を自動操舵装置の目標車線内位置として制御を行うと、以下のような問題が生ずる。
（１）自車線に隣接した路肩が狭い区間や、隣接車線が工事中等の区間では、運転者の心理として、路肩や隣接車線側に余裕がないと不安感を抱く。
【０００７】
（２）隣接車線の交通流の速度と自車の走行速度との差が或る程度以上あると、上記（１）同様に、運転者が不安感を抱く。
（３）道路維持作業車両の場合、自動操舵制御で車線端を走行することができない。
【０００８】
上記（１）〜（３）の問題は、特に車線幅に対して余裕の少ない大型車両では深刻な問題となる。
このような問題を解決するためには、運転者が目標車線内位置を任意に設定できるようにすることが望ましい。
【０００９】
この場合、同図に示した状態Ｂのように車両１０が左側区分車線ＬＬ寄りを走行するためには、車線幅中央位置ＣＬではなく、状態Ｂにおける車両中心線ＣＣの位置を目標車線内位置として設定し、状態Ｃのように車両１０が右側区分車線ＲＬ寄りを走行するためには、状態Ｃにおける車両中心線ＣＣの位置を目標車線内位置として設定すればよい。
【００１０】
しかしながら、例えば、車線検出部の検出範囲の端部で目標車線内位置を設定した場合、カーブ等で車線検出部が検出すべき車線を見失う危険性がある。
従って、設定可能な目標車線内位置には同図（２）に示す目標車線内位置設定可能範囲１００のような許容範囲があり、例えば、同図の状態Ｄのように車両中心線ＣＣが極端に右側区分車線ＲＬ寄りであるような許容範囲外の目標車線内位置を運転者が設定することを回避する必要がある。
【００１１】
従って本発明は、車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置において、設定可能な許容範囲内の任意の目標車線内位置を運転者が容易な操作で設定できるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る自動操舵装置は、車線検出部と、自車両の目標車線内位置をオフセット調整する方向を運転者が設定するためのオフセット調整方向設定部と、該車線検出部によって検出された車線と自車両との相対位置を求めると共に、該オフセット調整方向設定部を該運転者が１回操作する度に該目標車線内位置が設定可能な所定の許容範囲内である限り、該運転手が設定した方向へ所定のキザミ量だけ該相対位置をオフセット調整して自車両の目標車線内位置を決定する演算部と、該目標車線内位置に基づいて操舵制御を行うアクチュエータと、を備えたことを特徴としている。
【００１３】
すなわち本発明においては、演算部が、車線検出部によって検出された車線と自車両との相対位置（例えば、自車両の所定位置を基準として相対的に求めた車線幅中央位置又は区分車線位置、或いは車線幅中央位置又は区分車線位置を基準として相対的に求めた自車両の所定位置）を求める。また、演算部は、該オフセット調整方向設定部を該運転者が１回操作する度に設定された方向へ所定のキザミ量だけ該相対位置をオフセット調整して該車両の目標車線内位置を決定する。但し、このオフセット調整は目標車線内位置が設定可能な所定の許容範囲内（例えば、図１（２）の目標車線内位置設定可能範囲１００内）である場合に限る。
【００１４】
アクチュエータは、演算部によって決定された目標車線内位置に基づいて操舵制御を行う。
このようにして、本発明では、運転者がオフセット調整方向設定部を希望する方向に操作する度に所定のキザミ量で指定された方向にオフセット調整される。
【００１５】
この場合、運転者は希望するオフセット調整量になるまでオフセット調整方向設定部の操作を繰り返せば良いが、所定の許容範囲外に目標車線内位置が設定されることがないように演算部が制御するため、運転者は許容範囲を特に意識して操作する必要がない。
【００１６】
従って、運転者は、設定可能な許容範囲内の任意の目標車線内位置を容易な操作で設定することができる。
また、本発明に係る自動操舵装置は、該所定のキザミ量を任意に設定するためのキザミ量設定部をさらに備えてもよい。
【００１７】
すなわち、運転者が１回オフセット調整方向設定部を操作する度にオフセット調整される所定のキザミ量を、キザミ量設定部から設定することができる。
また、上記のオフセット調整方向設定部は、左右の方向を設定するための２つの押しボタン方式のスイッチであってもよく、左右両方向に操作可能なレバー式のスイッチ又はトグルスイッチであってもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明に係る自動操舵装置の一実施例の構成が示されている。この実施例による自動操舵装置は、車線検出部１とオフセット調整方向設定部２と演算部３と操舵アクチュエータ４とで構成されている。
【００１９】
車線検出部１は、自車を基準として検出した車線の相対位置に関する情報を出力するものであり、カメラと画像処理装置との組合せや、レーンマーカ・センサと信号処理装置との組合せなどにより構成することができる周知のものを用いればよい。
【００２０】
オフセット調整方向設定部２は、右方向へのオフセット調整を設定するための右方向設定スイッチ２１と左方向へのオフセット調整を設定するための左方向設定スイッチ２２によって構成することができ、スイッチ２１及び２２は押しボタン方式のスイッチであればよい。
【００２１】
なお、上記のように２つのスイッチ２１及び２２を用いずに、左右両方向に操作可能なレバー式のスイッチ又はトグルスイッチ（共に図示せず）でオフセット調整方向設定部２を構成してもよい。
演算部３は、車線検出部１からの車線情報とオフセット調整方向設定部２からのスイッチ操作信号を読み込む入力部３１と、この入力部３１の出力信号を用いて自動操舵制御に関する演算・判断を行うＣＰＵ３２と、演算などでＣＰＵ３２が使用するＲＡＭ３３と、制御プログラムや制御パラメータを格納しておくＲＯＭ３４と、ＣＰＵ３２で得られた出力データに従って操舵アクチュエータ４を駆動する出力部３５と、車両電源からこれらの各部に必要な電源を供給するための電源部３６とで構成されている。
【００２２】
また操舵アクチュエータ４は、出力部３５からの出力により車両の操舵輪（図示せず）を自動的に作動させる周知の装置を用いればよい。
図３は、図２に示した演算部３におけるＲＯＭ３４に格納されている制御プログラムの流れを示したものであり、以下、この図３を参照して図２の実施例の動作を説明する。なお、このフローチャートは所定時間間隔で開始されるものとし、制御装置の制御に係る部分のみを記述しているが、ＣＰＵなどのハードウエア起動時の初期処理などは省略されている。
【００２３】
また、本フローチャートで使用する位置は、全て自車左右方向中心線を“０”として、車両右側を＋、車両左側を−として表現するものとする。車線検出部１も自車左右方向中心線を“０”として車線情報を表現しているものとする。
ＣＰＵ３２は、入力部３１を介して車線検出部１の車線情報とオフセット調整方向設定部２からのスイッチ操作信号を読み込む（ステップＳ１）。この場合、車線検出部１からの車線情報は、自車左右方向中心線を基準として検出した車線の相対位置に関する情報（区分車線検出の場合は、左右の区分車線の位置情報であり、マーカ列検出の場合は、マーカ列の位置情報）である。
【００２４】
また、オフセット調整方向設定部２からのスイッチ操作信号は、右方向設定スイッチ２１が操作されたか左方向設定スイッチ２２が操作されたかを示す信号である。
次にＣＰＵ３２は、ステップＳ１で読み込んだ車線情報に基いて車線幅中央位置を算出する（ステップＳ２）。この場合、車線検出部１の車線情報が、区分車線情報であれば、左側区分車線と右側区分車線の中央を車線幅中央位置とし、マーカ列情報を用いる場合はマーカ列の位置をそのまま車線幅中央位置とするのが通常である。
【００２５】
次にＣＰＵ３２は、ステップＳ１で読み込んだオフセット調整方向設定部２からのスイッチ操作信号に基づき、右方向設定スイッチ２１の操作の有無を確認し（同Ｓ３）、操作有りの場合は、さらに左方向設定スイッチ２２の操作の有無を確認する（同Ｓ４）。
ステップＳ４で左方向設定スイッチ２２の操作が無いことを確認すると、ＲＡＭ３３に設けられたデータ一時保管場所であるＴＥＭＰに前回周期で算出された調整量とキザミ量（オフセット調整方向設定部２を１回操作するときの調整量の変化量）との和を代入する（同Ｓ５）。さらに、ステップＳ５で求めたＴＥＭＰを右側限界値と比較し（同Ｓ６）、ＴＥＭＰ≦右側限界値である場合のみ調整量にＴＥＭＰの値を代入する（同Ｓ１１）。
【００２６】
ステップＳ３で右方向設定スイッチ２１の操作が無いと判定された場合は、左方向設定スイッチ２２の操作の有無を確認し（同Ｓ７）、左方向設定スイッチ２２の操作が有ることを確認すると、前回周期で算出された調整量からキザミ量を減じた値をＴＥＭＰに代入する（同Ｓ８）。さらに、ステップＳ８で求めたＴＥＭＰを左側限界値と比較し（同Ｓ９）、ＴＥＭＰ≧右側限界値である場合のみ調整量にＴＥＭＰの値を代入する（同Ｓ１１）。
【００２７】
ステップＳ３及びＳ４により、右方向設定スイッチ２１と左方向設定スイッチ２２の両方の操作が有ると確認される場合は、操作またはスイッチのエラーであるので、調整量を変更しないために、ＴＥＭＰには前回周期で算出された調整量を代入する（同Ｓ１０）。
【００２８】
また、ステップＳ３及びＳ７により、右方向設定スイッチ２１と左方向設定スイッチ２２の両方の操作が無いと確認される場合は、調整量の変更が必要ないので、図３の▲１▼に従い、ＴＥＭＰには前回周期で算出された調整量を代入する（同Ｓ１０）。
さらに、ステップＳ６においてＴＥＭＰ＞右側限界値である場合及びステップＳ９においてＴＥＭＰ＜左側限界値である場合においても、ＴＥＭＰには前回周期で算出された調整量を代入する（同Ｓ１０）。これらのステップは、目標車線内位置を設定可能範囲１００外にオフセット調整してしまうことを防止するためのものである。
【００２９】
次に、ステップＳ５で求めたＴＥＭＰを右側限界値と比較し（同Ｓ６）、ＴＥＭＰ≦右側限界値である場合のみ調整量にＴＥＭＰの値を代入する（同Ｓ１１）。
以上の説明において、キザミ量、右側限界値、及び左側限界値は予め設定し、ＲＯＭ３４内に記憶させておくものとする。
【００３０】
ステップＳ１１で調整量を求めた後、ＣＰＵ３２は、ステップＳ２で算出した車線幅中央位置とステップＳ１１において求めた調整量との和を目標車線内位置として決定する（同Ｓ１２）。この目標車線内位置は、自車左右方向中心線を基準としているので以下のようになる。
（ａ）目標車線内位置＝０：目標車線内位置が自車左右方向中心線上にある。
（ｂ）目標車線内位置＜０：目標車線内位置が自車左右方向中心線より左側にある。（ｃ）目標車線内位置＞０：目標車線内位置が自車左右方向中心線より右側にある。
【００３１】
このようにして決定した目標車線内位置を上記の何れの場合に該当するか否かを判定する（ステップＳ１３）。
すなわち、目標車線内位置＝０の場合（ａ）には、自車左右方向中心線上に目標車線内位置が存在するので、ステップＳ１４において、操舵アクチュエータ４を中立保持するように制御する。
【００３２】
また、目標車線内位置＜０の場合（ｂ）には、目標車線内位置が自車左右方向中心線より左側にあるので、ステップＳ１５において、操舵アクチュエータ４を左転舵制御する。
さらに目標車線内位置＞０の場合（ｃ）には、目標車線内位置が自車左右方向中心線より右側にあるので、ステップＳ１６において、操舵アクチュエータ４を右転舵制御する。
【００３３】
なお、上記の実施例においては、自車左右方向中心線を基準として相対的に求めた車線幅中央位置に調整量を加味して車両の目標車線内位置を求めている。この場合、車両と車線との相対位置は、車両を基準とする車線（車線幅中央位置）の相対位置である。
【００３４】
これとは逆に、車線を基準とする車両の相対位置を車両と車線との相対位置として使用することも可能である。すなわち、車線（区分車線位置又は車線幅中央位置）を基準として相対的に求めた自車の特定位置に調整量を加味して車両の目標車線内位置を求めても上記と同様の動作を実現することができる。
【００３５】
また、上記の実施例では、キザミ量は予め設定しＲＯＭ３４内に記憶させておくものとして説明したが、図２に点線で示す如く、キザミ量設定部５を設けキザミ量を任意に設定できるようにし、図３のステップＳ１においてキザミ量設定部５からのキザミ量設定値を読み込むようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る自動操舵装置によれば、演算部が、車線検出部によって検出された車線と車両との相対位置を求めると共に、オフセット調整方向設定部を運転者が１回操作する度に自車両の目標車線内位置が設定可能な所定の許容範囲内である限り、該運転者が設定した方向へ所定のキザミ量だけ該相対位置をオフセット調整して該車両の目標車線内位置を決定するように構成したので、設定可能な許容範囲内の任意の目標車線内位置を運転者が容易な操作で設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動操舵制御における目標車線内位置を説明するための図である。
【図２】本発明に係る自動操舵装置の一実施例を示したブロック図である。
【図３】図２に示した本発明に係る自動操舵装置の実施例に用いられる制御プログラムを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
１　　車線検出部
２　　オフセット調整方向設定部
３　　演算部
４　　操舵アクチュエータ
５　　キザミ量設定部
１０　　車両
２１　　右方向設定スイッチ
２２　　左方向設定スイッチ
１００　　目標車線内位置設定可能範囲
ＣＣ　車両中心線
ＣＬ　車線幅中央位置
ＲＬ　右側区分車線
ＬＬ　左側区分車線
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

車線検出部と、
自車両の目標車線内位置をオフセット調整する方向を運転者が設定するためのオフセット調整方向設定部と、
該車線検出部によって検出された車線と自車両との相対位置を求めると共に、該オフセット調整方向設定部を該運転者が１回操作する度に該目標車線内位置が設定可能な所定の許容範囲内である限り、該運転手が設定した方向へ所定のキザミ量だけ該相対位置をオフセット調整して自車両の目標車線内位置を決定する演算部と、
該目標車線内位置に基づいて操舵制御を行うアクチュエータと、
を備えたことを特徴とする自動操舵装置。
請求項１において、
該所定のキザミ量を任意に設定するためのキザミ量設定部をさらに備えたことを特徴とした自動操舵装置。
請求項１において、
該オフセット調整方向設定部が、左右方向を設定するための２つの押しボタン方式のスイッチであることを特徴とした自動操舵装置。
請求項１において、
該オフセット調整方向設定部が、左右両方向に操作可能なレバー式のスイッチ又はトグルスイッチであることを特徴とした自動操舵装置。
請求項１から４のいずれかにおいて、
該相対位置は、自車両の所定位置を基準として相対的に求めた車線幅中央位置又は区分車線位置、或いは車線幅中央位置又は区分車線位置を基準として相対的に求めた自車両の所定位置であることを特徴とした自動操舵装置。