JP2845035B2 - 移動車両の運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動車両の適正な運転
制御量、とくにその操舵角を与える運転制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の移動車両の運転制御量、とくに操
舵角を与える運転制御装置として、ドライバの運転挙動
の解析などに利用されてきた運転操舵モデルを自動運転
車両のアルゴリズムに組み込んだものがある。その操舵
モデルとしては、前方注視モデル、２次予測モデルある
いはプログラムモデルなどが知られている。プログラム
モデルは、目標コースのパターンから決定されるプログ
ラム値と実際のコース誤差の補正量で操舵するものであ
る。 前方注視モデルは、車両の前方所定距離における
コース誤差から操舵量を決定するもので、直線や緩いカ
ーブ路では実際の制御動作によく近似する。 ２次予測
モデルも、τ秒後の車両軌跡を予測し、その点でのコー
ス誤差に基づいて操舵量を決め、高速走行や曲率の大き
いカーブでもドライバーの操舵に近い特性を持つ。これ
らのモデルは上記のようにそれぞれ限定された走行条件
の下では、ドライバーの操舵特性をよく表現する場合も
あるので、自動運転のみならずドライバーによる運転を
円滑なものとする運転支援システムとして利用すること
が考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の運転制御装置では、いずれも基本的に１個所
の注視点でのコース誤差だけで制御することになるた
め、注視点に関する情報が欠けたり計測誤差が発生した
りすると、制御が不安定になるという問題がある。ま
た、走行ラインの選定そのものは、未だドライバーの操
舵感覚と必ずしも合致していないのが実情である。した
がって、本発明は安定して適切な走行ラインをとる操舵
情報を与え、運転支援システムに好適な移動車両の運転
制御装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため請求項１に記載
の発明は、図１に示されるように、車両に取り付けられ
車両前方の道路を撮影する撮影手段１１と、該撮影手段
により求めた画像から、車両前方の複数注視点における
道路線形情報を抽出する画像処理手段１２と、車両の走
行場面を判断する走行場面判断手段１７と、ドライバー
の車両運転動作に対応させた各注視点毎における重みを
決定するための設定パラメータを含む運転ルールを記憶
させた運転ルール記憶手段１３と、前記の複数注視点に
おける道路線形情報を前記走行場面と運転ルールに基づ
いて重み付けして車両の操舵角を算出する操舵角算出手
段１４を備えるものとした。

【０００５】請求項５に記載の発明は、上記構成に加
え、さらに運転状態が運転ルールにそったものであるか
を判断する運転状態判断手段１５と、該運転状態判断手
段で運転ルールから逸脱するものと判断されたとき前記
の操舵角算出手段１４で算出された操舵角でステアリン
グを駆動する駆動手段１６とを備えるものとした。

【０００６】

【作用】請求項１のものでは、ドライバーの車両運転動
作に対応させた複数注視点のそれぞれにおける重み決定
のための設定パラメータを含む運転ルールを予め記憶さ
せるとともに、曲線路の曲率やあるいは交叉点など現在
の走行場面を判断し、複数注視点の道路線形情報をこの
走行場面と運転ルールに基づいて重み付けして車両の操
舵角を算出するようにしたから、白線などの道路線形情
報の部分的な欠測や計測誤差などがあっても、制御出力
が不安定になることなく、かつ走行場面に応じた熟練ド
ライバーの運転に相当する滑らかな指令操舵角信号が出
力される。そして、請求項５のものでは、運転状態判断
手段でドライバーの運転状態が監視され、車両の実際の
走行経路が上記運転ルールにそった走行ラインから逸脱
するときに、算出された指令操舵角によりステアリング
が駆動され、自動操舵が行なわれる。

【０００７】

【実施例】図２は、本発明を運転支援システムに適用し
た実施例の構成を示す。ここでは、車両の運転状況によ
って通常のドライバーの操舵によるマニュアル走行モー
ドとされるか、ドライバーによらず自動操舵制御される
運転支援走行モードにされるか自動的に判断選択され
る。この判断、および運転支援走行モードのときの制御
情報としての道路線形情報に、道路の両側端に引かれた
白線が用いられる。

【０００８】車両１にはＴＶカメラ２０が取り付けられ
ており、走行経路としての車両前方道路を撮影する。画
像処理装置３０がＴＶカメラ２０からの画像信号をもと
に、車両前方のあらかじめ設定された注視点距離におけ
る白線の位置座標とその点における車両に対する白線の
傾きを白線情報として検出する。すなわちここでは、Ｔ
Ｖカメラ２０で得られる画像でカメラ座標系を示す図３
において、車両前方５ｍ〜２５ｍまでの１ｍ毎の複数の
注視点Ｌｉでの、左右白線Ｗｌ、Ｗｒの位置（ｘｒ
［ｉ］、ｘｌ［ｉ］）とその接線角（ｔｒ［ｉ］、ｔｌ
［ｉ］）がカメラ位置を原点として検出される。さらに
車両情報として実車速ｖ（ｋｍ／ｈ）を検出する車速セ
ンサ４０が設けられる。

【０００９】また、ＴＶカメラ２０にはカメラ首振り駆
動部２５が付設されており、後述する走行制御部７０に
ＴＶカメラ２０の撮影方向、すなわちカメラ首振り角度
の実角度φ（ｄｅｇ）の情報を送るとともに、走行制御
部７０からカメラ首振り指令を受けてＴＶカメラの撮影
角度を変える。一方、大局的走行制御部６０が設けら
れ、車両１の現在位置および目的地情報をもとに車両の
走行すべき経路などを決定する。この決定に際して、走
行経路上のノードやパスなどの地図情報を記憶している
地図情報部５０からの地図情報が参照される。

【００１０】画像処理装置３０からの白線情報と大局的
走行制御部６０からの経路情報、カメラ首振り駆動部２
５からのカメラ首振り角度並びに車速センサ４０からの
車速情報が走行制御部７０に入力され、これらの情報と
メモリ７５に記憶されている運転ルールを用いて、走行
制御部は操舵角Ｓｏｕｔを算出する。この操舵角の指令
信号は、信号切り替え部９０を経てステアリング駆動部
１００へ送出される。信号切り替え部９０は運転状態判
断手段としての走行モード判断部８０からの信号で制御
される。

【００１１】上記走行制御部７０はマイクロコンピュー
タによって形成されており、以下にその動作について説
明する。走行制御部７０における処理機能と関係する情
報は図４のように表わされる。すなわち、注視情報処理
７１０において、画像処理装置３０や車速センサ４０か
らの前方白線情報や車速からなる車両情報Ａ、また次の
交差点での旋回指示や指令車速を指示する認識・意思情
報Ｂ、さらに各注視点での重み付け係数や走行目標点を
決定するためのパラメータからなる運転ルールＣを入力
として、走行目標点や各注視点の重み付けを決定する演
算処理が行なわれる。なお、上記白線情報にはカメラ首
振り駆動部２５からのカメラ首振り角度情報φが含めら
れる。

【００１２】そしてこの演算結果をもとに、次に操舵角
算出処理７２０において各注視点での操舵角算出を行
い、道路両側端の左右白線Ｗｌ、Ｗｒにわたる重み付け
を経て最終的な指令操舵角Ｓｏｕｔの算出が行なわれ
る。注視情報処理７１０ではまた、ＴＶカメラ２０首振
りのための白線追従指令と交差点旋回方向指令が演算さ
れ首振り指令Ｄとされる。

【００１３】認識・意思情報Ｂは、車両前方の白線情報
から得られる走路形状を示す走路認識情報、および大局
的な走行指令情報として次の交差点で旋回すべき走行方
向や走行すべき速度などの、パス単位で決定された走行
方向情報、走行速度情報からなる。

【００１４】また運転ルールＣは、上記の大局的走行指
令情報、前方の白線情報および車両の実車速をもとに車
両の安定した走行を確保するために、予め設定されたパ
ラメータからなるナビゲーションルールである。これら
は、 Ｒｕｌｅ−ｉ：「走行目標点」を決定するための制御関
数の制御パラメータ、 Ｒｕｌｅ−ｊ：「注視点の重み」を決定するための重み
関数の設定パラメータ、 Ｒｕｌｅ−ｋ：「追従白線指示」を決定するための条件
式の調整パラメータらなっている。なお、これらのルー
ルはソフトウェア上タスク形式とされるから、運転制御
機能を追加したり改良するために、新たなＲｕｌｅを追
加することもできる。

【００１５】次に上記注視情報処理７１０の詳細につい
て説明する。ここでは、各注視点での走行目標点や重み
付けの決定が行なわれる。まず、走行目標点に関するル
ール（Ｒｕｌｅ−ｉ）では、走行目標点が基本的に車両
と前方白線との傾き度合いから決定される。すなわち、
図５に示される前方注視点Ｌｉでの道路の左白線Ｗｌと
の交点Ｐｌ［ｉ］と右白線Ｗｒとの交点Ｐｒ［ｉ］の座
標位置から、目標点Ｔｉ（Ｘ０［ｉ］，Ｌｉ）が算出さ
れる。これと併せ、目標ヨー角Ｔ０［ｉ］も算出され
る。

【００１６】ここで傾き度合いから算出した目標点のシ
フト量をｄｗ［ｉ］とすると、Ｘ０［ｉ］は、 Ｘ０［ｉ］＝ｄｗ［ｉ］ で表される。よって目標点Ｔｉにおける左右白線の目標
位置は、注視点Ｌｉでの道幅をｗ［ｉ］とすると、 Ｘｌ０［ｉ］＝−ｗ［ｉ］＊ｕ−Ｘ０［ｉ］ Ｘｒ０［ｉ］＝ｗ［ｉ］＊（１−ｕ）−Ｘ０［ｉ］ で表される。また、目標点Ｔｉでのヨー角のシフト量
を、 ｄｙ［ｉ］＝｜ａｖ＿ｔ｜＊ｔａｒｇｅｔ＿ｆ’ で表すとき、Ｘｌ０［ｉ］、Ｘｒ０［ｉ］での目標ヨー
角は、 Ｔｌ０［ｉ］＝Ｔｒ０［ｉ］＝ｄｙ［ｉ］＝Ｔ０［ｉ］ となる。

【００１７】ここで、 ０≦ｕ≦１ ｗ［ｉ］＝｜ｘｌ［ｉ］−ｘｒ［ｉ］｜ ｄｗ［ｉ］＝｜ａｖ＿ｔ｜＊ｔａｒｇｅｔ＿ｆ ａｖ＿ｔ＝（Ｔｌ＊ｋｌ０［ｉ］＋Ｔｒ＊ｋｒ０
［ｉ］）／（ｋｌ０［ｉ］＋ｋｒ０［ｉ］） Ｔｌ＝ｔｌ［ｉ］＋φ、 Ｔｒ＝ｔｒ［ｉ］＋φ である。ｕは基準走行目標点係数で、直線部において道
路中心に目標点を設定するときは、ｕ＝０．５とされ
る。

【００１８】ｔａｒｇｅｔ＿ｆとｔａｒｇｅｔ＿ｆ’
は、Ｒｕｌｅ−ｉで設定された制御パラメータで、これ
を調整することにより、各注視点で算出された走行目標
を結んだ走行目標ラインＴ＿１ｉｎｅを、任意に設定す
ることができる。図中、Ｔ＿１ｉｎｅ０は道路の中央走
行ラインで、ｔａｒｇｅｔ＿ｆ＝０に設定したときを示
す。ａｖ＿ｔは、車両と白線との傾き平均である。ま
た、ｋｌ０とｋｒ０は、車両と各白線Ｗｌ、Ｗｒの傾き
ＴｌとＴｒに対する重み付け係数で、後述するが、走行
場面による重み係数（ｋ＿ｓｈ）と白線欠測時の重み係
数（ｋ＿ｇｅｔ）を用いて、 ｋｌ０［ｉ］＝ｋ＿ｓｈｌ［ｉ］＊ｋ＿ｇｅｔｌ［ｉ］ ｋｒ０［ｉ］＝ｋ＿ｓｈｒ［ｉ］＊ｋ＿ｇｅｔｒ［ｉ］ で表される。

【００１９】次に、注視点の重みに関するルール（Ｒｕ
ｌｅ−ｊ）では、上記の走行目標点の決定に際して用い
られる重み付けや、各注視点の左右白線をもとに算出さ
れた操舵角に対しての重み付けが決定される。ここでＲ
ｕｌｅ−ｊは、図６（ａ）〜（ｄ）で表されるような、
種々の重み付け関数から構成される。関数ｋ＿ｓｔは、
各注視点情報から算出される操舵角に対し、白線に対す
る追従性や走行安定性を高くする注視点設定に用いられ
る。同図（ａ）のように前方注視点距離−重み係数ｋ＿
ｓｔ［ｉ］のメンバーシップ関数とされる。なお図６に
おいて、各重み係数は横軸パラメータの各ｉにおける値
に対してそれぞれ図の縦軸上で読まれる。また左右別を
示す添え字（ｌ、ｒ）は省略してある。

【００２０】関数ｋ＿ｄｔは、曲率の大きい曲線路や交
差点路において、操舵角を示す操舵制御式の白線に対す
る追従性や走行安定性が高くなるようにするため、例え
ば右カーブ路で、図７に示されるカメラ座標系における
各注視点での右白線Ｗｒの接線角の偏差角ｄｔ＿Ｒ
［ｉ］＝｜Ｔｒ０−ｔｒ［ｉ］｜の小さい注視点（ここ
ではＬ2 ）に重みをかけるものである。ここで、Ｔｒ０
は右白線Ｗｒの白線接線角ｔｒ［ｉ］に対する基準角度
で、通常はカメラ座標軸基準線から、Ｔｒ０＝０に設定
される。この重み付けによって、接線角の偏差量が大き
くなるほど操舵制御式の出力誤差が大きくなることに起
因して制御安定度が低下するのを補償する。これは図６
の（ｂ）のように、接線角偏差量−重み係数ｋ＿ｄｔ
［ｉ］のメンバーシップ関数とされ、注視点調整係数ｄ
ｔ＿ｍａｘで調整される。

【００２１】関数ｋ＿ｓｈは、走行指令情報と走路認識
情報から、走行場面に応じて設定された判断ルールを用
いて、注視点毎に白線情報に重み付けを行う。この判断
ルールは、例えば「交差点で右旋回ならば、左白線情報
の重みを０にする」、「交差点通過において交差点部の
白線情報の重みを０にする」などの形式で設定される。
この判断ルールに基づいて、前方注視点距離−重み係数
ｋ＿ｓｈｌ［ｉ］（およびｋ＿ｓｈｒ［ｉ］）の重み関
数が設定され、例えば、交差点通過では両側白線情報に
対し、図６の（ｃ）に示されるような関数となる。

【００２２】関数ｋ＿ｇｅｔは、白線情報が欠測された
際にその注視点での白線情報の重みを０にするもので、
図６の（ｄ）のように、白線距離情報−重み係数ｋ＿ｇ
ｅｔｌ［ｉ］（およびｋ＿ｇｅｔｒ［ｉ］）の重み関数
として設定されている。

【００２３】次に、追従白線に関するルール（Ｒｕｌｅ
−ｋ）は、なるべく大局的走行指令に頼らずに、前方の
白線状態からその出力指令を決定するようにするもので
ある。 単注視点だけであると、その白線情報に欠測や
誤差があった場合、的確な指令が送れないため、ここで
は前方白線のある注視領域での、平均化された傾き度合
Ｔ＿ｏｕｔの大きさにより、白線追従指令の変更のタイ
ミングを決定する。Ｔ＿ｏｕｔは、各注視点における白
線の接線角ｔｌ［ｉ］、ｔｒ［ｉ］に重みｋ＿ｌｔｌ
［ｉ］、ｋ＿ｌｔｒ［ｉ］をかけて、 ＴＬ＝Σ（ｔｌ［ｉ］＊ｋ＿ｌｔｌ［ｉ］）／Σｋ＿ｌ
ｔｌ［ｉ］ ＴＲ＝Σ（ｔｒ［ｉ］＊ｋ＿ｌｔｒ［ｉ］）／Σｋ＿ｌ
ｔｒ［ｉ］ Ｔ＿ｏｕｔ＝（ＴＬ＋ＴＲ）／２ で算出される。重み関数は、図８のような前方注視点距
離−重み係数ｋ−ｌｔｌ［ｉ］（およびｋ−ｌｔｒ
［ｉ］）のメンバーシップ関数で設定される。

【００２４】上の結果を用いてここでのルールは次のよ
うに表現される。 ｉｆ［Ｔ＿ｏｕｔ＜０］ ｔｈｅｎ［Ｃｏｍｍａｎｄ
ｔｏ ｃａｍｅｒａ； Ｆｏｌｌｏｗ Ｒｉｇｈｔ ｌ
ｉｎｅ］ ｅｌｓｅ［Ｃｏｍｍａｎｄ ｔｏｃａｍｅｒ
ａ； ｓａｍｅ ］ ｉｆ［Ｔ＿ｏｕｔ＞０］ ｔｈｅｎ［Ｃｏｍｍａｎｄ
ｔｏ ｃａｍｅｒａ； Ｆｏｌｌｏｗ Ｌｅｆｔ ｌｉ
ｎｅ］ ｅｌｓｅ［Ｃｏｍｍａｎｄ ｔｏｃａｍｅｒ
ａ；ｓａｍｅ ］

【００２５】ここで重み関数を調整することにより、カ
ーブを走行中に次のカーブの傾き度合が予め捉えられ、
ＴＶカメラ２０の首振り制御が追従白線に遅れないよう
カメラ首振り指令を送ることができるから、左右カーブ
が連続的に続く一般路でも的確に追従白線を捉えること
ができる。

【００２６】次に、交差点や分岐路などで、追従白線が
左右白線の一方から他方へ移行する場合や両側白線から
片側白線に移行する場合のためのルールが設定され、追
従切り替えパラメータδが用いられる。例えば、右白線
Ｗｒ追従から左白線Ｗｌ追従へ移行しなければならない
場合、後述する左右の白線から得られる重み付け操舵角
ＳＬ、ＳＲをもとに、 ｉｆ［｜ＳＬ−ＳＲ｜＜δ］ ｔｈｅｎ［Ｆｏｌｌｏｗ
Ｌｉｎｅ；ｆｒｏｍ Ｒｉｇｈｔ ｔｏ Ｌｅｆｔ］
ｅｌｓｅ［Ｆｏｌｌｏｗ Ｌｉｎｅ；ｓａｍｅ ］ とされ、追従切り替えパラメータとしては、 δ＝２〜３ｄｅｇ とされる。これにより、操舵制御の安定度が保たれ、滑
らかな操舵角制御となる。

【００２７】操舵角算出処理７２０では、各注視点にお
いて前方白線の車両に対する傾きと白線までの距離に注
目して操舵角が決定される。前方注視点Ｌｉ（ｍ）での
左白線Ｗｌに基づく操舵角算出には、図９に示す該注視
点の白線までの横方向距離ｘｌ［ｉ］と目標横方向距離
Ｘｌ０［ｉ］との偏差ｄｘｌ［ｉ］（＝Ｘｌ０［ｉ］−
ｘｌ［ｉ］）、および注視点での白線の接線ｌｉの接線
角ｔｌ［ｉ］と目標点Ｔｉにおける接線ｌｉと平行な基
準線Ｌｃに対する目標ヨー角Ｔ０［ｉ］が用いられる。
すなわち、接線角ｔｌ［ｉ］と目標ヨー角Ｔ０［ｉ］か
らｄｔｌ［ｉ］＝Ｔ０［ｉ］＋｜ｔｌ［ｉ］｜を得て、
これと前記の偏差ｄｘｌ［ｉ］にそれぞれ比例ゲインｔ
ｇｉ、ｘｇｉを乗じて加え合わせたものに、舵角補正量
ｈｇｉを加えて、 ｓｌ［ｉ］＝ｘｇｉ＊ｄｘｌ［ｉ］＋ｔｇｉ＊ｄｔｌ
［ｉ］＋ｈｇｉ で操舵角が求められる。同様に、右の白線Ｗｒからも、 ｓｒ［ｉ］＝ｘｇｉ＊ｄｘｒ［ｉ］＋ｔｇｉ＊ｄｔｒ
［ｉ］＋ｈｇｉ で操舵角が求められる。

【００２８】ここで、比例ゲインｘｇｉは、注視点距離
Ｌｉを変数にもつ２次関数ｘｇｉ＝ｘｇ（Ｌｉ）、比例
ゲインｔｇｉは、注視点距離Ｌｉと白線の傾きｔｌ
［ｉ］を変数にもつ２次関数ｔｇｉ＝ｔｇ（Ｌｉ，ｔｌ
［ｉ］）とされる。また舵角補正量ｈｇｉは、カメラ首
振りによって座標系が変化する入力白線情報による操舵
誤差を補正するもので、注視点距離Ｌｉとカメラ首振り
角度φを変数にもつ３次関数ｈｇｉ＝ｈｇ（Ｌｉ，φ）
としてある。これらの操舵制御式の各パラメータは、熟
練ドライバーが一定速度で種々の曲線路を運転したとき
の操舵角と、制御系の算出する出力操舵角が最も近似す
るように、重回帰同定させて設定される。

【００２９】また車速対応のため、車速ｖの２次関数か
らなるゲインε（ｖ）を上に求めたｓｌ［ｉ］、ｓｒ
［ｉ］に乗じて、各注視点での操舵角は、 Ｓｌ［ｉ］＝ｓｌ［ｉ］＊ε（ｖ） Ｓｒ［ｉ］＝ｓｒ［ｉ］＊ε（ｖ） となる。

【００３０】次に、Ｒｕｌｅ−ｊで設定された重みを利
用して、重み付け操舵角が算出される。いま、左白線基
礎として考えると、注視点Ｌｉでの重みＫｌ［ｉ］は、
Ｒｕｌｅ−ｊで設定された重み係数の積をとって、 Ｋｌ［ｉ］＝ｋ＿ｓｔ［ｉ］＊ｋ＿ｄｔ［ｉ］＊ｋ＿ｓ
ｈｌ［ｉ］＊ｋ＿ｇｅｔｌ［ｉ］ で表すことができる。したがって、左白線から算出され
る操舵角ＳＬは、 ＳＬ＝Σ（Ｓｌ［ｉ］＊Ｋｌ［ｉ］）／ΣＫｌ［ｉ］ で算出される。

【００３１】右白線からも同様に、注視点Ｌｉでの重み
Ｋｒ［ｉ］は、 Ｋｒ［ｉ］＝ｋ＿ｓｔ［ｉ］＊ｋ＿ｄｔ［ｉ］＊ｋ＿ｓ
ｈｒ［ｉ］＊ｋ＿ｇｅｔｒ［ｉ］ で表され、 ＳＲ＝Σ（Ｓｒ［ｉ］＊Ｋｒ［ｉ］）／ΣＫｒ［ｉ］ で算出される。以上から、最終的に出力される指令操舵
角Ｓｏｕｔは、 Ｓｏｕｔ＝（ＳＬ＋ＳＲ）／２ となる。

【００３２】上記走行制御部７０における注視情報処理
から操舵角算出処理にわたる処理の手順を整理して示す
と図１０のようになる。すなわち、図４に示された諸情
報を基に、ステップ１０００において、各注視点毎に走
行目標点がその位置Ｘｌ０［ｉ］、およびヨー角Ｔ０
［ｉ］として決定される。次いでステップ１１００で、
この走行目標点を基に各注視点における操舵角Ｓｌ
［ｉ］が演算される。ステップ１２００では、こうして
求められた各注視点の操舵角に運転ルールに基づく重み
付けがなされた重み付け操舵角ＳＬが求められる。以上
ステップ１０００から１２００までは左白線についてで
あるが、右白線についても同様にしてＳＲが求められ、
ステップ１３００において左右両白線の重み付け操舵角
の平均をとってＳｏｕｔが算出されることになる。

【００３３】一方、走行モード判断部８０においては、
ドライバーの運転により車両が走行車線を逸脱している
かどうかが判断される。ドライバーの通常の運転態様に
おいては、前方白線の形状などを視覚情報として得なが
ら、直線部では左右の路肩からの影響度、すなわち危険
度が最小となるように道路の中央に走行目標ラインを設
定し、曲線部ではさらにカーブ走行中の横加速度や横ジ
ャークを抑さえて乗り心地が向上するように、道路のカ
ーブ内側に走行目標ラインを設定している。走行制御部
７０では、前方白線情報から常時このようなドライバー
の運転態様に則った運転ルールに従って上述のような指
令操舵角Ｓｏｕｔが算出されている。

【００３４】ここでは、上記指令操舵角Ｓｏｕｔとドラ
イバーの操舵によるステアリングホイール角Ｓｄｒとの
比較により判断が行なわれる。すなわち、判断ルールと
して、 Ｓｏｕｔ−α（ｖ，γ）＜Ｓｄｒ＜Ｓｏｕｔ＋α（ｖ，
γ） が設定される。αは不感帯領域係数で、車速ｖ、前方走
行白線曲率γによって変化する関数であり、ｖが大、ま
たはγが大のとき、αが小となるものとされる。

【００３５】このルールを満たさないＳｄｒの場合、マ
ニュアル走行モードから運転支援走行モードへの切り換
え指令を信号切り替え部９０に発し、ドライバー側の原
因によっておこる不安定なステアリング動作に代え、自
動操舵制御とする。上記判断ルールを満たしているとき
には、指令操舵角Ｓｏｕｔのステアリング駆動部１００
への伝達は遮断され、マニュアル走行モードとされる。
これにより、ドライバーの疲労や操作ミスなどによっ
て、上記の走行目標ラインから車両の実際の走行経路が
所定量逸脱するようなときには、Ｒｕｌｅ−ｉ、Ｒｕｌ
ｅ−ｊ，Ｒｕｌｅ−ｋなどのルールに基づく指令操舵角
Ｓｏｕｔによって、路肩の危険度や乗り心地を考慮し
た、熟練ドライバーの運転に相当する滑らかな操舵制御
が行われる。

【００３６】本実施例は以上のように構成され、ＴＶカ
メラによって複数注視点の白線情報を採るとともに、ド
ライバーの通常の運転動作をルール化して運転ルールと
して記憶しておき、この運転ルールに基づいてそれぞれ
の注視点に重み付けを行ない、走行目標点を変化させる
ようにしたから、白線情報の部分的な欠測や計測誤差な
どがあっても、安定した指令操舵角信号を出力すること
ができる。そして、車両の実際の走行経路がこの指令操
舵角に基づくラインから逸脱するときには、指令操舵角
により熟練ドライバーの運転に相当する滑らかな自動操
舵が行なわれる。

【００３７】また、上記の運転ルールは増減可能である
から、メモリの容量に応じて追加することができ、さら
に新しく発生する多くの走行場面に対応した運転ルール
を逐次追加することができるという利点がある。また重
み付けのための運転ルールがメンバーシップ関数で表わ
したものとしてあるから、言語的に制御調整が可能とな
っている。

【００３８】なお、実施例はドライバーによる運転を基
本とする車両の運転支援システムに適用したものを示し
たが、本発明はこれに限定されることなく、無人の自律
走行車両に適用することもでき、あるいはまた、運転支
援システムの他の態様として、操舵角算出手段で算出さ
れた指令操舵角とドライバーによる実際の操舵状況との
比較に基づいて、適正な走行経路からの逸脱をドライバ
ーに報知するようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上のとおり、本発明はドライバーの車
両運転動作に対応させた複数注視点のそれぞれにおける
重み決定のための設定パラメータを含む運転ルールを記
憶手段に予め記憶させるとともに、現在の走行場面を判
断し、画像処理手段から得た道路線形情報をこの走行場
面と運転ルールに基づいて重み付けして車両の操舵角を
算出するようにしたから、道路側端の白線などの道路線
形情報の部分的な欠測や計測誤差などがあっても、制御
出力が不安定になることなく、しかも曲線路の曲率やあ
るいは交叉点など走行場面に応じた熟練ドライバーの運
転に相当する滑らかな指令操舵角信号が得られる効果が
ある。そして、運転状態判断手段を設けてドライバーの
運転状態を監視することにより、車両の実際の走行経路
が運転ルールにそった走行ラインから逸脱するときに
は、上に算出された指令操舵角によりステアリングが駆
動されるようにしたから、ドライバーの疲労や操作ミス
などによる適正走行経路からの逸脱が、自動的に自動操
舵に切り替えられ、路肩の危険度や乗り心地を考慮し
た、熟練ドライバーの運転に相当する滑らかな運航が確
保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】発明の実施例の構成を示すブロック図である。

【図３】カメラ座標系における道路白線を示す図であ
る。

【図４】走行制御部における処理を示すブロック図であ
る。

【図５】走行目標ライン設定の説明図である。

【図６】注視点の重み付け関数の例を示す図である。

【図７】接線角偏差量に対する重み付けの説明図であ
る。

【図８】追従白線に関する重み付け関数の例を示す図で
ある。

【図９】操舵角算出の説明図である。

【図１０】操舵角算出の流れを示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 車両 １１ 撮影手段 １２ 画像処理手段 １３ 運転ルール記憶手段 １４ 操舵角算出手段 １５ 運転状態判断手段 １６ 駆動手段 ２０ ＴＶカメラ ２５ カメラ首振り駆動部 ３０ 画像処理装置 ４０ 車速センサ ５０ 地図情報部 ６０ 大局的走行制御部 ７０ 走行制御部 ７５ メモリ ８０ 走行モード判断部 ９０ 信号切り替え部 １００ ステアリング駆動部 Ａ 車両情報Ａ、 Ｂ 認識・意思情報 Ｃ 運転ルール Ｄ 首振り指令 Ｓｏｕｔ 指令操舵角 Ｌｉ 注視点 Ｗｌ 左白線 Ｗｒ 右白線 Ｔ＿１ｉｎｅ 走行目標ライン Ｔ＿１ｉｎｅ０ 中央走行ライン ｔｒ［ｉ］、ｔｌ［ｉ］ 接線角 φ 首振り角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−23013（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−265309（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−246322（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−231778（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−279302（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−218483（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−302900（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−8985（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 1/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に取り付けられ車両前方の道路を撮
   影する撮影手段と、該撮影手段により求めた画像から、
   車両前方の複数注視点における道路線形情報を抽出する
   画像処理手段と、車両の走行場面を判断する走行場面判断手段と、 ドライバーの車両運転動作に対応させた各注視点毎にお
   ける重みを決定するための設定パラメータを含む運転ル
   ールを記憶させた運転ルール記憶手段と、 前記複数注視点における道路線形情報を前記走行場面と
   運転ルールに基づいて重み付けして前記車両の操舵角を
   算出する操舵角算出手段を備えることを特徴とする移動
   車両の運転制御装置。
2. 【請求項２】 前記走行場面判断手段は、走行場面とし
   て交叉点、直線路および曲率で表わされる曲線路を識別
   することを特徴とする請求項１記載の移動車両の運転制
   御装置。
3. 【請求項３】 前記設定パラメータが、重みをメンバー
   シップ関数で表していることを特徴とする請求項１また
   は２記載の移動車両の運転制御装置。
4. 【請求項４】 前記運転ルールは前記複数注視点毎の走
   行目標点を決定するための制御パラメータを含み、前記
   操舵角算出手段は各注視点における前記道路線形情報か
   ら走行目標点を求めて前記操舵角を算出するものである
   ことを特徴とする請求項１記載の移動車両の運転制御装
   置。
5. 【請求項５】 車両に取り付けられ車両前方の道路を撮
   影する撮影手段と、該撮影手段により求めた画像から、
   車両前方の複数注視点における道路線形情報を抽出する
   画像処理手段と、車両の走行場面を判断する走行場面判断手段と、 ドライバーの車両運転動作に対応させた各注視点毎にお
   ける重みを決定するための設定パラメータを含む運転ル
   ールを記憶させた運転ルール記憶手段と、 前記複数注視点における道路線形情報を前記走行場面と
   運転ルールに基づいて重み付けして前記車両の操舵角を
   算出する操舵角算出手段と、 運転状態が前記運転ルールにそったものであるかを判断
   する運転状態判断手段と、該運転状態判断手段で運転ル
   ールから逸脱するものと判断されたとき前記操舵角算出
   手段で算出された操舵角でステアリングを駆動する駆動
   手段とを備えることを特徴とする移動車両の運転制御装
   置。