JP2008076178A

JP2008076178A - 車輪速パルス補正システム

Info

Publication number: JP2008076178A
Application number: JP2006254580A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Tamura; 雅信田村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2026-09-20
Also published as: JP4905016B2

Abstract

【課題】
従来の車輪速パルス補正システムに比べて迅速に車輪速パルスの誤差を補正することができる車輪速パルス補正システムを提供することを目的とする。
【解決手段】
インフラ装置１０から得られた特定区間の開始地点と終了地点の情報を元に、画像認識で道路に存在する特徴物を捕らえて認識する。通信により得られた情報および画像認識による情報から特定区間の距離を計算し、情報から計算された特定区間距離と車輪速パルスから計算した特定区間距離とを比較することで、車輪速パルスの誤差の補正を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、車輪速パルス補正システムに関するものである。

従来、車輪速センサから得られる車輪速パルスを補正する車輪速パルス補正システムとして、道路に設置された２つのインフラ装置で挟まれた区間の距離情報をインフラ装置から取得して、通信により得られた区間距離と２つのインフラ装置で挟まれた区間を走行して算出した距離とを比較することによって、車輪速パルスの誤差を補正する補正システムが知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００４−３０９３９９号公報

しかしながら、従来の車輪速パルス補正システムにあっては、２つのインフラ装置によって規定された区間の走行が完了しないと車輪速パルスの誤差を補正することができない。このため、２つのインフラ装置によって規定された区間の走行が完了するまで、車輪速パルスの誤差が生じた状態となり、迅速に車輪速パルスの誤差を補正することが困難である。さらに、エンジン始動後、走行制御などの介入制御を行う前に車輪速パルスの誤差を補正する必要があるため、エンジン始動後に２つのインフラ装置によって規定された区間の走行が完了しないと介入制御を行えない。

また、車輪速パルス補正システムを補正するためには、インフラ装置を少なくとも２箇所に設置する必要がある。よって、インフラ装置の設置場所がインフラ装置を２箇所以上設置できないような地形である場合などは、車輪速パルスの誤差を補正することができない。

そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、従来の車輪速パルス補正システムに比べて迅速に車輪速パルスの誤差を補正することができる車輪速パルス補正システムを提供することを目的とする。

すなわち本発明に係る車輪速パルス補正システムは、車両に設けられ、車輪の回転に応じて車輪速パルスを出力する車輪速センサと、道路に設置されたインフラ装置から発せられる情報によって、特徴物までの特定区間の距離を取得する距離取得手段と、前記特定区間の走行中に前記車輪速パルスを測定し、前記距離取得手段から得られた前記特定区間の距離と測定した車輪速パルスから算出される距離とを比較して車輪速パルスの誤差を補正する補正手段と、を備えて構成される。

この発明によれば、インフラ装置から得られた情報から特徴物までの特定区間の距離を算出し、その特定区間の距離と実際に走行して車輪速から算出した距離とを比較して車輪速パルスの誤差を補正する。このため、インフラ装置間を完走するまでに車輪速パルスの誤差の補正を行うことができ、迅速に車輪速パルスの補正を行うことができる。これにより、エンジン始動後、最初の介入制御も迅速に受けることができる。

さらに、この発明によれば、インフラ装置から得られた情報から特徴物までの特定区間の距離を算出し、その特定区間の距離情報と実際に走行して車輪速から算出した距離とを比較して補正するため、インフラ装置が１つであっても適切に車輪速パルスの誤差の補正を行うことができる。これによって、インフラ装置を複数台設置する必要がある場合に比べて、インフラ装置費、インフラ装置の設置費、インフラ設置場所費、ランニングコストなどが軽減され、コスト面で優れた効果を奏する。

また、本発明に係る車輪速パルス補正システムにおいて、前記距離取得手段は、前記特定区間の距離として前記インフラ装置の設置位置から道路に存在する特徴物までの区間の距離を取得することが好ましい。

また、本発明に係る車輪速パルス補正システムにおいて、前記距離取得手段は、前記特定区間の距離として道路に存在する２つの特徴物によって定まる区間の距離を取得することが好ましい。

また、本発明に係る車輪速パルス補正システムは、車両周辺を撮像した画像に基づき、前記特徴物を画像認識して前記特定区間の開始地点または終了地点を判断する判断手段を備えて構成される。

この発明によれば、車輪速パルス補正システムは、画像認識で特徴物を捕らえることで、特定区間の開始地点および終了地点を把握することができる。

また、本発明に係る車輪速パルス補正システムは、前記インフラ装置が送信する前記特定区間の距離情報と共に、前記特徴物の画像上の位置情報と認識に使用するパターンマッチング情報のいずれか一方または双方の情報を取得する情報取得手段と、前記距離取得手段によって得られた情報に基づいて画像認識を行う画像認識手段と、前記画像認識手段によって得られた情報に基づいて、撮像した物体から車両までの距離を算出する第一距離算出手段と、前記撮像した物体までの距離情報に基づいて、前記インフラ装置から車両までの距離を算出する第二距離算出手段と、を備えて構成される。

この発明によれば、特徴物の画像上の位置またはパターン情報を事前にインフラ装置から入手できるため、特徴物を判断する画像認識処理を大きく低減することができる。

本発明によれば、従来の車輪速パルス補正システムに比べて迅速に車輪速パルスの誤差を補正することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は本発明の実施形態に係る車輪速パルス補正システムの構成概要図である。本発明の実施形態に係る車輪速パルス補正システムは、道路に存在する特徴物までの特定区間の距離情報をインフラ装置から取得し、取得した距離情報と実際に特定区間を走行して計算した距離情報とを比較して、車輪速パルスの誤差を補正するシステムである。ここで道路とは、路上、路肩およびその周辺を含むものである。

本実施形態に係る補正システムは、車輪速センサ２３、通信部２１、ＥＣＵ３０を備えて構成される。ここで、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とは、電子制御ユニットであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、および入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。

車輪速センサ２３は、車輪速を検出するセンサであり、車輪速パルスを出力するものである。例えば、車輪速センサ２３は、車両のシャフト付近に配置され、車輪の回転による磁束変化を検出することで車輪の回転を検知し、車輪速パルスをＥＣＵ３０へ出力する。

通信部２１は、車両に搭載され、道路に存在する特徴物までの距離情報を受信する機能を備えている。さらに、道路に存在する特徴物についての画像情報、パターン情報、車両２０を制御する命令を受信する機能を備えていてもよい。また、通信部２１は、受信した情報や命令をＥＣＵ３０へ出力する機能を備えている。

通信部２１と通信するのは、道路に存在するインフラ装置１０に備わる通信部１１である。通信部１１は、道路に存在する特徴物までの距離情報や、道路に存在する特徴物についての画像情報、パターン情報、車両２０を制御する命令を送信する機能を備えている。パターン情報は、道路に存在する特徴物が写る画像上の位置や特徴物の輪郭を含んだ情報である。車両２０を制御する命令には、車両２０の発進、停止、減速、加速といった走行制御命令が含まれている。

ＥＣＵ３０は、補正処理部３２を備えて構成されている。さらに画像処理部３１、介入制御部３３が備わっていてもよい。

補正処理部３２は、画像処理部３１によって得られた特徴物から自車両までの距離と、通信部１１で得られたインフラ装置から特徴物までの距離を用いて、特定区間距離を算出する機能を備えている。また、車輪速センサ２３から得られた車輪速パルスを基に、特定区間距離を算出する機能を備えている。さらに、２つの方法で算出された特定区間距離を比較して車輪速パルスの誤差を補正する機能を備えている。また、補正処理部３２は、算出した計算結果を介入制御部３３へ出力する機能を備えている。

画像処理部３１は、通信部２１および周辺監視カメラ２２の情報を入力として、特定区間の開始地点と終了地点の目印となる特徴物を認識する画像解析を行う。画像解析にはパターン情報を用いたマッチング方法が用いられる。マッチング方法については後述する。また、画像解析によって、道路上に存在する特徴物から自車両までの距離を算出する機能を備えている。さらに、得られた特徴物の情報を補正処理部３２へ出力する機能を備えている。

画像処理部３１に画像を出力する周辺監視カメラ２２は、車両周辺を監視し、画像を信号に変換してＥＣＵ３０へ出力する機能を備えている。周辺監視カメラ２２は、例えば単眼カメラやステレオカメラが用いられる。

介入制御部３３は、通信部２１から入力した制御命令と補正処理部３２から入力した補正済みの車輪速を用いて、車両制御を行う。

ＥＣＵ３内部で実現される機能は、必ずしもハードウェアで実現する必要も無く、ソフトウェアでも実現可能である。

次に本実施形態に係る車輪速パルス補正システムの動作について説明する。

図２は、本実施形態に係る車輪速パルス補正システムの動作を示すフローチャートである。図３は、本実施形態に係る車輪速パルス補正システムにおける走行距離算出の説明図である。図４は画像認識処理における画像位置情報の説明図とマッチングパターンの説明図である。

図２の制御処理は、ＥＣＵ３０により実行され、例えば、イグニッションオンにより開始される。処理が開始されると、図２のステップＳ１０の処理で、情報受信処理が行われる。情報受信処理は、介入制御処理に必要な命令に加えて、特定区間の開始地点や終了地点を決定するための目印となる特徴物のパターン情報と、インフラ装置１０から特徴物までの距離をインフラ装置１０から受け取る処理である。特徴物は、道路に設置され輪郭などの特徴が明確で、対象までの距離を把握しているものが選ばれる。例えば、交通標識や補助標識、カーブミラーである。パターン情報は、図４で示すように、例えば特徴物の輪郭を示す情報である。ステップＳ１０の処理が終了すると、特定区間の開始地点判断処理へ移行する（Ｓ１２）。

ステップＳ１２の処理は、ステップＳ１０の処理で得られたパターン情報を基に、特定区間の開始地点を判断する処理である。ここで、特定区間の開始地点は、周辺監視カメラ２２で特徴物を認識した地点である。特徴物を認識する方法としては、図４に示すように、例えば特徴物の輪郭を示したパターン情報をマッチングする方法が用いられる。パターン情報と走行中に周辺監視用カメラ２２から取得する画像情報とをマッチングさせて、特徴物の輪郭と画像の一部が一致した場合、インフラ装置１０から送られた特徴物であると認識する。このように、パターン情報を用いて画像認識を行うことで、認識に必要な情報量を少なくすることができるため、リソースの効率化と画像処理の負荷軽減という効果を得ることができる。また、特徴物が画像上のどこにあるかという情報、例えば図４の０≦ｘ≦Ｄの範囲であるという情報をインフラ装置１０から車両２０へ予め送信しておくことで、画像の全範囲を対象としてマッチングする場合に比べて、マッチングする対象画像の範囲を小さくすることができる。このため、全範囲を対象とするマッチング処理に比べ、リソースの効率化と画像処理の負荷軽減を実現できる。ステップＳ１２の処理が終了すると、特定区間の開始地点の距離把握処理へ移行する（Ｓ１４）。

ステップＳ１４の処理は、ステップＳ１２で得られた画像情報を入力として、自車両から特徴物までの距離を算出し、特定区間の開始位置を把握する処理である。自車両から特徴物までの距離は、例えば、ステレオカメラを用いて両カメラに写りこむ画像の視差を解析する事により距離を計測すればよい。ステップＳ１４の処理が終了すると、車輪速パルスカウント開始処理へ移行する（Ｓ１６）。

ステップＳ１６の処理は、車輪速パルスのカウントを開始する処理である。ステップＳ１６の処理が終了すると、終了地点判断処理へ移行する（Ｓ１８）。

ステップＳ１８の処理は、ステップＳ１０の処理で得られたパターン情報を基に、特定区間の終了地点を判断する処理である。ここで、特定区間の終了地点は、周辺監視カメラ２２で終了地点の特徴物を認識した地点である。認識する方法はステップＳ１２と同様の処理となる。ステップＳ１８の処理が終了すると、車輪速パルスカウント終了処理へ移行する（Ｓ２０）。

ステップＳ２０の処理は、車輪速パルスのカウント処理を終了する処理である。ステップＳ２０の処理が終了すると、自車両から終了地点までの距離を把握する処理へ移行する（Ｓ２２）。

ステップＳ２２の処理は、特定区間の終了地点の距離把握処理であり、ステップＳ１４と同様の処理が行われる。ステップＳ２２が終了すると車速パルスから走行距離を算出する処理へ移行する（Ｓ２４）。

ステップＳ２４の処理は、測定した車輪速パルスを基に特定区間の距離を算出する処理である。ここで、ある経過時間ｔにおいてカウントされた車輪速パルスのカウント値をｋ、車輪一周の長さをｌ_ｈ、車輪一周を回った際に発生するパルスのカウント値をＫとすると、特定区間の距離Ｌ_ｐは、式（１）で表される。

Ｌ_ｐ＝（ｋ／Ｋ）・ｌ_ｈ …（１）
ステップＳ２４の処理が終了すると、特徴物の距離情報と周辺監視カメラ２２を用いて走行距離を算出する処理へ移行する（Ｓ２６）。

ステップＳ２６の処理は、特徴物の距離情報と周辺監視カメラ２２から特定区間の距離を算出する処理である。ここで、図３を用いて特定区間の距離の算出方法を説明する。まず、インフラ装置１０がＡ地点に配置されており、車両２０の通信部がインフラ装置１０からＬ（ｍ）先の一時停止標識で停止する命令を運転支援情報と併せて受信したとする。そして、特定区間の開始地点の目印となる特徴物がインフラ装置１０からＬ_１（ｍ）先の交通標識Ｂ_１で、特定区間の終了地点の目印となる特徴物がインフラ装置１０からＬ_２（ｍ）先のカーブミラーＢ_２とする。また、周辺監視カメラによって車両２０が交通標識Ｂ_１を認識した地点は、車両２０から交通標識Ｂ_１までＬ_１´（ｍ）離れた地点であり、カーブミラーＢ₂を認識した地点は、車両２０から交通標識Ｂ_２までＬ_２´（ｍ）離れた地点であるとする。すると特定区間の距離Ｌ_ａは、式（２）で表される。

Ｌ_ａ＝（Ｌ_２−Ｌ_２´）−（Ｌ₁−Ｌ₁´） …（２）
ステップＳ２６の処理が終了すると、特徴物の情報および周辺監視カメラ２２から求まる走行距離と車輪速パルスから求まる走行距離を比較する処理へ移行する（Ｓ２８）。

ステップＳ２８の処理は、ステップＳ２４で求めた特定区間の距離Ｌ_ｐと、ステップＳ２６で求めた特定区間の距離Ｌ_ａと比較する処理である。比較方法は、Ｌ_ｐとＬ_ａの差分値（Ｌ_ｐ−Ｌ_ａ）が所定値以下か否かを判断すればよい。Ｌ_ｐとＬ_ａの差分値が所定値以下の場合は、介入制御処理へ移行する（Ｓ３２）。Ｌ_ｐとＬ_ａの差分値が所定値以下でない場合は、車輪速を補正する処理へ移行する（Ｓ３０）。

ステップＳ３０の処理は、車輪速パルスの誤差を補正する処理である。この処理では、ステップＳ２８で求めた差分値が所定値以下になるように補正する。一例として、所定値をゼロ、車輪一周の長さ変更後の距離をＬ_ｐ´とし、Ｌ_ｐ´−Ｌ_ａの値がＸであった場合を考える。このとき、変更後の車輪一周の長さｌ_ｈ´をｌ_ｈ´＝α・ｌ_ｈのように表すと、（１）式より、Ｌ_ｐ´は（２）式のように表すことができる。

Ｌ_ｐ´＝α・Ｌ_ｐ …（２）
よって、（２）式より、Ｌ_ｐ＝Ｌ_ａとなるように補正すると、αは（３）式のようになる。

α＝（Ｘ＋Ｌ_ａ）／Ｌ_ａ …（３）
よって車輪速パルスから求めた車輪速をＶとすると、本来の車輪速Ｖ´は式（４）で表される。

Ｖ´＝Ｌ_ｐ´／ｔ＝（α・Ｌ_ｐ）／ｔ＝α・Ｖ …（４）
このようにして、車輪速パルスの誤差を補正し、本来の車輪速Ｖ´を求めることができる。ステップＳ３０の処理が終了すると、介入制御処理へ移行する（Ｓ３２）。

ステップＳ３２の処理は、介入制御処理であり、ステップＳ１０で受け取った命令を実施する処理である。ステップＳ３２が終了すると、図２の制御処理は終了する。

以上のように、本実施形態に係る補正システムによれば、インフラ装置１０から得られた情報から特徴物までの特定区間の距離を算出し、その特定区間の距離情報と実際に走行して車輪速から算出した距離とを比較して車輪速パルスの誤差を補正する。このため、２つのインフラ装置１０の間を完走するまでに車輪速パルスの誤差の補正を行うことができ、迅速に車輪速パルスの補正を行うことができる。これにより、エンジン始動後、最初の介入制御も迅速に受けることができる。

さらに、本実施形態に係る補正システムによれば、インフラ装置から得られた情報から特徴物までの特定区間の距離を算出し、その特定区間の距離情報と実際に走行して車輪速から算出した距離とを比較して補正するため、インフラ装置１０が１つであっても適切に車輪速パルスの誤差の補正を行うことができる。これによって、インフラ装置１０を複数台設置する必要がある場合に比べて、インフラ装置費、インフラ装置の設置費、インフラ設置場所費、ランニングコストなどが軽減され、コスト面で優れた効果を奏する。

また、本実施形態に係る補正システムによれば、画像認識で特徴物を捕らえることで、特定区間の開始地点および終了地点を把握することができる。

また、本実施形態に係る補正システムによれば、特徴物の画像上の位置またはパターン情報を事前にインフラ装置１０から入手できるため、特徴物を判断する画像認識処理を大きく低減することができる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る車輪速パルス補正システムの一例を示すものである。本発明に係る車輪速パルス補正システムは、これらの実施形態に係る車輪速パルス補正システムに限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る車輪速パルス補正システムを変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

本発明の実施形態に係る車輪速パルス補正システムの補正システムの構成概要を示すブロック図である。図１の車輪速パルス補正システムの補正システムの動作を示すフローチャートである。本実施形態に係る車輪速パルス補正システムにおける走行距離算出の説明図である。画像処理における画像位置情報の説明図とマッチングパターンの説明図である。

符号の説明

１０…インフラ装置、２０…車両、２１…通信部、２２…周辺監視カメラ、２３…車輪速センサ、３０…ＥＣＵ、３１…画像処理部、３２…補正処理部、３３…介入制御部。

Claims

車両に設けられ、車輪の回転に応じて車輪速パルスを出力する車輪速センサと、
道路に設置されたインフラ装置から発せられる情報によって、特徴物までの特定区間の距離を取得する距離取得手段と、
前記特定区間の走行中に前記車輪速パルスを測定し、前記距離取得手段から得られた前記特定区間の距離と測定した前記車輪速パルスから算出される距離とを比較して車輪速パルスの誤差を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする車輪速パルス補正システム。
前記距離取得手段は、前記特定区間の距離として前記インフラ装置の設置位置から道路に存在する特徴物までの区間の距離を取得すること、
を特徴とする請求項１に記載の車輪速パルス補正システム。
前記距離取得手段は、前記特定区間の距離として道路に存在する２つの特徴物によって定まる区間の距離を取得すること、
を特徴とする請求項１に記載の車輪速パルス補正システム。
車両周辺を撮像した画像に基づき、前記特徴物を画像認識して前記特定区間の開始地点または終了地点を判断する判断手段を備えたこと、
を特徴とする請求項２または３に記載の車輪速パルス補正システム。
前記インフラ装置が送信する前記特定区間の距離情報と共に、前記特徴物の画像上の位置情報と認識に使用するパターンマッチング情報のいずれか一方または双方の情報を取得する情報取得手段と、
前記距離取得手段によって得られた情報に基づいて画像認識を行う画像認識手段と、
前記画像認識手段によって得られた情報に基づいて、撮像した物体から車両までの距離を算出する第一距離算出手段と、
前記撮像した物体までの距離情報に基づいて、前記インフラ装置から車両までの距離を算出する第二距離算出手段と、
を備えた請求項４に記載の車輪速パルス補正システム。