JP2679318B2 - 自律走行車両の走行データ処理装置 - Google Patents

自律走行車両の走行データ処理装置

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JP2679318B2
JP2679318B2 JP1329577A JP32957789A JP2679318B2 JP 2679318 B2 JP2679318 B2 JP 2679318B2 JP 1329577 A JP1329577 A JP 1329577A JP 32957789 A JP32957789 A JP 32957789A JP 2679318 B2 JP2679318 B2 JP 2679318B2
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、走行路に沿って設けられている、例えば
白線のような走行ガイド線に基づいて、車両の走行制御
を行うための、自律走行車両の走行データ処理装置に関
する。
(従来の技術) 自律走行車両としては、例えば第8図に示すように、
車両1に撮像手段であるCCDカメラ3を搭載し、このCCD
カメラ3によって撮像して得られた画像データに基づい
て車両1の走行制御を行うようにしたものがある。
上記車両1の走行路5上の両側には、第9図に示すよ
うに車両走行時のガイド線となる白線7,9が引かれてお
り、これを画像データに基づく走行ガイドデータとして
取込み、車両1の操舵制御が行われる。白線7,9を走行
ガイドデータとして取込むには、第9図のように、CCD
カメラ3を原点とするx−y座標を設定し、車両の移動
とともに変化する車両前方のy=L(m)におけるx軸
方向の直線lと2本の白線7,9との交点Ld,Rdを求める。
交点Ld,Rdは、x座標,y座標及び交点Ld,Rdにおける白線
7,9に対する接線の傾きにより表される。
(発明が解決しようとする課題) ところが、このような従来の自律走行車両における走
行データの処理については、CCDカメラによって得られ
る白線データのうち、車両前方のL(m)先の点Ld,Rd
のデータのみを利用して走行制御を行っているため、例
えば第11図のように、走行路5上の白線が曲線のものや
直線のものが入り組んだ交差路で車両1が直進する場
合、白線データがとぎれたり、指示された走行路とは関
係のない白線データが得られたりすることなどから、車
両が蛇行したり、指示された走行路以外に入り込むな
ど、正確な走行制御が行えない虞がでてくる。
そこでこの発明は、走行ガイド線が曲線のものや直線
のものが入り組んだ交差路などにおいても、走行に必要
な適切な走行データが得られ、正確な走行制御を行える
ようにすることを目的としている。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 前述した課題を解決するためにこの発明は、走行すべ
き走行路方向を指令する走行路指令手段25と、車両の走
行方向前方を撮像可能な撮像手段13と、撮像手段13によ
って撮像された画像データから走行ガイド線を検出する
ガイド線検出手段19と、ガイド線検出手段19により検出
されたガイド線データのうち複数の疎な点からなる疎デ
ータを抽出する疎データ抽出手段21aと、疎データ抽出
手段21aから抽出された複数の疎な点からなる疎データ
のうち、前記走行路指令手段25によって指令された走行
路方向のガイド線データに概ね一致する一点を選択する
疎データ選択手段21bと、疎データ選択手段21bによって
選択された一点の疎な点による疎データ周辺から複数の
密な点からなる密データを検出する密データ検出手段21
eと、密データ検出手段21eによって検出された密データ
の複数の密な点相互を結んで車両が走行する仮想ガイド
線を設定する設定手段21cと、設定手段21cにより設定さ
れた仮想ガイド線に基づいて車両の走行制御を行う走行
制御手段21dとを有する構成としたものである。
(作用) 走行路指令手段により車両の走行すべき走行路方向が
指令される。一方、車両の走行とともに撮像手段は走行
路上の走行ガイド線を撮像して画像データが得られ、こ
の画像データからガイド線検出手段が走行ガイド線を検
出する。疎データ抽出手段は、ガイド線データのうち複
数の疎な点からなる疎データを抽出し、疎データ選択手
段は、疎データ抽出手段から抽出された複数の疎な点か
らなる疎データのうち、前記指令された走行路方向のガ
イド線データに概ね一致する一点を選択する。密データ
検出手段は、疎データ選択手段によって選択された一点
の疎な点による疎データ周辺から複数の密な点からなる
密データを検出し、設定手段は、この検出した密データ
の複数の密な点相互を結んで車両走行時の基準となる仮
想ガイド線を設定し、この仮想ガイド線に基づいて走行
制御手段は車両の走行制御を行う。
(実施例) 以下、この発明の実施例を第1図ないし第7図に基づ
き説明する。
第2図は自律走行車両を示すもので、この車両11に
は、従来例同様前端側上部に撮像手段としてのCCDカメ
ラ13が取付けられている。このCCDカメラ13は走行路15
の両側に沿って引かれている白線17の車両前方部位を撮
像可能となっており、車両11はあらかじめ設定されてい
る指令走行路を、走行路15の両側の走行ガイド線である
白線17を走行ガイドデータとして取り込み走行するもの
とする。
上記車両11の走行制御を行うための走行データ処理装
置のブロック図を第3図に示す。CCDカメラ13は車両11
の走行方向前方の白線17を撮像して画像データを得る。
ガイド線検出手段としての画像処理部19は、得られた画
像データから白線17を検出してCCDカメラ13を原点とし
た前記従来例と同様なx−y座標系における白線17の位
置座標と、その点における白線17の接線の傾きを算出し
て、このデータを操舵制御部21に送る。
一方、地図情報部23には走行路に関する情報として、
ノード情報及びパス情報が記憶されている。ノード情報
は、走行路上の特定の地点をノードとして設定し、この
地点のx座標,y座標及びノード名が記憶されているもの
であり、このようなノードは走行路上に複数設定されて
いる。パス情報は上記ある1つのノードから次のノード
までの経路をパスとして設定したもので、ノード間の距
離や走行路の幅など種々の情報が含まれている。この地
図情報部23の情報は、走行路指令手段としての大局的走
行制御部25に送られる。大局的走行制御部25は、地図情
報部23によるノード情報及びパス情報に基づいて車両の
走行すべき走行路方向を決定しその指令信号を出力す
る。
操舵制御部21は、画像処理部19により検出された白線
データのうち複数の疎な点からなる疎データを抽出する
疎データ抽出手段21aと、疎データ抽出手段21aから抽出
された複数の疎な点からなる疎データのうち、前記大局
的走行制御部25によって指令された走行路方向の白線デ
ータに概ね一致する一点を選択する疎データ選択手段21
bと、疎データ選択手段21bによって選択された一点の疎
な点による疎データ周辺から複数の密な点からなる密デ
ータを検出する密データ検出手段21eと、密データ検出
手段21eによって検出された密データの複数の密な点相
互を結んで車両走行時の基準となる仮想ガイド線を設定
する設定手段21cと、設定手段21cにより設定された仮想
ガイド線に基づいて車両の操舵角を決定して走行制御を
行う走行制御手段21dとを含んでいる。ステアリング駆
動部27は、操舵制御部21から送られるデータにより車両
11のステアリングの操舵角を変化させるアクチュエータ
を作動させる。
次に、上記構成からなる自律走行車両の走行データ処
理装置の作用を第4図のフローチャートに基づき説明す
る。まず、車両11が走行すべき走行路が直線か、右へ曲
がる曲線か、あるいは左へ曲がる曲線かを、大局的走行
制御部25で指令走行路sとして決定する(ステップ40
1)。ここで、s=0のとき直線、s=1のとき右曲
線、s=2のとき左曲線とする。一方、CCDカメラ13及
び画像処理部19の視覚系においては、車両前方L(m)
における白線データ(車両前方のy方向の距離yi,y方向
と直交するx方向の距離xi,白線の接線の傾きθi)を
検出する(ステップ403)。次に、ステップ404で初期設
定を行う(n=0,pass=0フラグ)。
次に、画像処理部19で得られた白線データのうち複数
の疎な点からなる疎データを疎データ抽出手段21aによ
り抽出し、抽出した複数の疎な点からなる疎データのう
ち、大局的走行制御部25によって指令された走行路方向
の白線データに概ね一致する一点を疎データ選択手段21
bにより選択し、注目すべき白線データを得る(ステッ
プ405,407,409)。すなわち、これは、 s=0であれば、|θi+1−θi|≦t0を満足するか
どうか(ステップ405)、 s=1であれば、θi+1−θi≦t1>0を満足する
かどうか(ステップ407)、 s=2であれば、θi+1−θi≦t2<0を満足する
かどうか(ステップ409)、の条件文で、これによって
直線路,右曲線路,左曲線路が判断される。上記条件文
において、t0,t1,t2は、調整パラメータで白線データの
ばらつきなどにより任意に設定する。
上記ステップ405,407,409における動作は、i=2nな
る疎な白線データを順に処理し、満足したところで適宜
処理を中止して次のステップへ移行する。すなわち、こ
の処理動作は、注目すべき走行路を大局的に捜して計算
処理ロスを少くしている。なお、ここではi=2nなるデ
ータを用いたが、これは交差点などが多くて複雑かどう
かの判断基準となる。視覚系からの白線データ数及び走
行路状態によって、任意に選択してもよい。
次に、ステップ405,407,409によって得られたデータ
をl=iとして(ステップ411)、この一点の疎データ
であるl周辺から、複数の密な点からなる密データf0〜
fN,b0〜bNを密データ検出手段21eにより検出し、この検
出された密なデータf0〜fN,b0〜bNを設定手段21cにより
取込む(ステップ413,415)。ステップ405,407,409に
て、いずれの条件文をも満足しない場合、すなわち注目
すべきデータがなかった場合には、i=20となるまで
(n=n+1)処理が続けられたかどうかが判断され
(ステップ417)、i=20を満足しているときはpass=
1フラグとして操舵制御部21(走行制御手段21d)は、
前回にて得られた白線データを用いるなどする。一方、
i=20を満足していないときは、ステップ405に戻って
再度上記白線データ処理を行う。次に、前記ステップ41
3,415での処理において、疎な白線データl前後の密な
白線データとして、f1,b1の2点を取込んだ例を示す。
例えば、いま車両11が指令走行路として直線路を走行し
ようとしているときで(s=0)、走行路上の左側の白
線データを捜したときに、第5図のように直線及び曲線
が入り組んだ白線を備えた走行路では、まず疎な白線デ
ータであるlについては、l=8が得られ、次にl=8
前後の密な白線データであるf1=9,b1=7が得られる
(第6図)。これにより、走行すべき走行路方向、すな
わちここでは直線方向に向けて走行するのに必要な適切
な白線データが、f1=9,b1=7として2点得られ、この
2点を結ぶ線が走行路方向に概ね一致する仮想ガイド線
となる。したがって、走行路に沿って設けられている白
線が、曲線のものや直線のものが入り組んだ交差路など
においても、車両が蛇行したり指示された走行路以外に
入り込むようなことはなくなり、正確な走行制御が行わ
れる。
上記算出された白線データf1,b1は、第7図に示すよ
うに、仮想の白線の方程式y=f(x)を設定手段21c
により算出し設定するためのデータとして用いられる。
この方程式y=f(x)は、車両11の前方L(m)の左
側の白線データLdを算出するために用いられる。
ここで、y=f(x)が曲線の場合の方程式は、曲線
を含む円の中心を(x0,y0)とすると、 (x−x0+(y−y0=r2 となり、 直線の場合の方程式は、 y={tan(90゜−θ)}・(x−x1)+y1 となる。
但し、 x0={(y2−m2・x2)−(y2−m1・x1)}/(m1−m2) y0={m1・(y2−m2・x2)−m2・(y1−m1・x1)}/(m1−m2) r=|(y2−y1)−m2・(x2−x1)|・{(1+m11/2/|m1−m2|} m1=−1/tan(90゜−θ) m2=−1/tan(90゜−θ) [θ≠90゜,θ≠90゜] 上記仮想の白線の方程式y=f(x)が算出された
ら、これに基づき操舵制御部21(走行制御手段21d)は
ステアリング駆動部27を作動させて車両のステアリング
を所望の角度変化させる。
[発明の効果] 以上説明してきたようにこの発明によれば、走行路に
沿って設けられる走行ガイド線を撮像手段により撮像し
て走行制御のためのガイド線データとして込む際、ガイ
ド線データのうちまず複数の疎な点からなる疎データを
抽出し、この複数の疎データから、指令された走行路方
向に概ね一致する一点を選択し、さらにこの選択された
一点の疎データ周辺から複数の密な点からなる密データ
を取込むことによって仮想のガイド線を得、これを基に
走行制御を行うようにしたため、走行ガイド線が曲線の
ものや直線のものが入り組んだ交差路などにおいても、
走行制御に必要な適切なガイド線データが得られ、正確
な走行制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のクレーム対応図、第2図ないし第7
図はこの発明の一実施例に係わり、第2図は自律走行車
両の側面図、第3図はブロック図、第4図は動作を示す
フローチャート、第5図ないし第7図はデータ取込みの
際の説明図、第8図は従来の自律走行車両の側面図、第
9図ないし第11図は従来の白線データを取込む際の説明
図である。 13……撮像手段(CCDカメラ) 19……ガイド線検出手段(画像処理部) 21……操舵制御部 21a……疎データ抽出手段 21b……疎データ選択手段 21e……密データ検出手段 21c……設定手段 21d……走行制御手段 25……走行路指令手段(大局的走行制御部)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】走行すべき走行路方向を指令する走行路指
    令手段と、車両の走行方向前方を撮像可能な撮像手段
    と、撮像手段によって撮像された画像データから走行ガ
    イド線を検出するガイド線検出手段と、ガイド線検出手
    段により検出されたガイド線データのうち複数の疎な点
    からなる疎データを抽出する疎データ抽出手段と、疎デ
    ータ抽出手段から抽出された複数の疎な点からなる疎デ
    ータのうち、前記走行路指令手段によって指令された走
    行路方向のガイド線データに概ね一致する一点を選択す
    る疎データ選択手段と、疎データ選択手段によって選択
    された一点の疎な点による疎データ周辺から複数の密な
    点からなる密データを検出する密データ検出手段と、密
    データ検出手段によって検出された密データの複数の密
    な点相互を結んで車両走行時の基準となる仮想ガイド線
    を設定する設定手段と、設定手段により設定された仮想
    ガイド線に基づいて車両の走行制御を行う走行制御手段
    とを有することを特徴とする自律走行車両の走行データ
    処理装置。
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JPH01211410A (ja) * 1988-02-18 1989-08-24 Yanmar Agricult Equip Co Ltd 農作業機における作物列検出装置

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