JP2989618B2 - 移動車の環境認識装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自律的に走行を制御する移動車のための環境
認識装置に関し、詳しくは、例えばカメラ等の画像入力
手段を複数備え、これを選択切り替えすることにより、
安定な走行計画を得ることを可能にした移動車の環境認
識装置に関し、特に、特定の走行レーンが決められてい
る走行路環境においても、より安定な走行計画の策定を
可能ならしめるように、画像入力手段の選択方法の改良
に関する。

（従来の技術） 近年において、障害物を自律的に回避して走行する移
動車が種々提案されている。

このような自律走行制御においては、先ず障害物の位
置、大きさ、形状等を認識し、これらの情報に基づい
て、個々の障害物に対応した回避行動を行なうようにな
っている。自律走行車の制御の技術として、例えば、特
開昭64−26913号がある。この技術は、ステレオカメラ
を備え、障害物を検出すると、障害物を含む領域を障害
物領域帯として走行路の一方の縁に沿って設定し、残り
の走行路を自車の仮想の走行路とし、この仮想走行路に
対して自車の走行制御を行なうというものである。この
ようにすると、実際の走行路から障害物領域帯を除いた
仮想走行路を走行するときに、障害物回避処理のための
処理面積が減少し、高速化に寄与するというものであ
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記従来技術においては、複数の撮像手段
を備えるものの、あくまでも、視差を発生させることに
より障害物までの距離を正確に算出するためのものであ
り、視界自体が広がるものではない。

自律走行を理想的に行なうためには、経路端が十分に
遠方まで認識可能であるように視界が広いことが望まし
い。ところが、例えば、前方車が自車に近接している場
合やカーブを走行している場合等は、従来の単眼のカメ
ラやステレオカメラでは、遠方の路端が視界から外れて
しまうために、安定でスムーズな視覚誘導を行なうこと
はできない。

本発明はこの課題に沿って提案されたものであり、そ
の目的は、特定の走行レーンが決められている走行路環
境において環境認識を行う環境認識装置であって、車両
の異なる位置に取り付けられた複数の画像入力手段を有
し、路端が確実に視野に含まれる撮像手段からの画像を
切り替え選択することにより、安定でスムーズな走行計
画を策定することを可能ならしめた移動車の環境認識装
置を提案するものである。

（課題を達成するための手段及び作用） 上記課題を達成するために、請求項１に記載の、 複数の画像入力手段が設けられた移動車において、走
行計画作成の基になる環境認識を前記画像入力手段から
得た画像に基づいて行う環境認識装置は、 環境認識のための、移動車の前方左側の画像と前方右
側の画像を夫々入力する複数の画像入力手段と、 これらの画像入力手段からの各々の画像について、移
動車の移動方向の路端に関する環境の認識結果をそれぞ
れ出力する認識手段と、 前記移動車の走行計画作成の為に使用する画像を、上
記複数の画像入力手段における入力画像の中から選択す
る為に、上記複数の画像入力手段におけるそれぞれの画
像の各認識結果に基づいて１つの画像入力手段を選択す
る選択手段であって、上記移動車の左側に設置された画
像入力手段及び上記移動車の右側に設置された画像入力
手段のそれぞれの入力画像において路端が認識されてい
るときは上記左側に設置された画像入力手段を選択し、
上記左側に設置された画像入力手段の入力画像に路端が
認識されず、上記右側に設置された画像入力手段の入力
画像の路端が認識されたときは上記右側に設置された画
像入力手段を選択する選択手段とを具備したことを特徴
とする。

即ち、例えば日本などのような左側走行環境では、移
動車の前方左側に路肩（即ち路端）があるので、選択手
段が、前方左側の画像を出力する画像入力手段からの画
像を優先して選択することにより、選択された前方左側
の画像には路端が含まれる頻度が向上する。よって、路
端が含まれる頻度がより高い画像に基づいて作成された
走行計画は、より安定なものとなる。

本発明は、左右に画像入力手段が配置された場合のみ
ならず、上下に画像入力手段が配置された場合における
上記課題を達成するものである。而して、請求項２に記
載の、 複数の画像入力手段が設けられた移動車において、走
行計画作成の基になる環境認識を前記画像入力手段から
得た画像に基づいて行う環境認識装置は、 移動車の車体上部と車体下部とに設けられた、環境認
識の為の移動車の前方画像を入力する複数の画像入力手
段と、 これらの画像入力手段からの各々の画像について、移
動車の移動方向の路端に関する環境の認識結果をそれぞ
れ出力する認識手段と、 前記移動車の走行計画作成の為に使用する画像を、上
記複数の画像入力手段における入力画像の中から選択す
る為に、上記複数の画像入力手段におけるそれぞれの画
像の各認識結果に基づいて１つの画像入力手段を選択す
る選択手段であって、上記移動車の車体上部に設置され
た画像入力手段及び上記移動車の車体下部に設置された
画像入力手段のそれぞれの入力画像において路端が認識
されているときは上記車体上部に設置された画像入力手
段を選択し、上記車体上部に設置された画像入力手段の
入力画像に路端が認識されず、上記車体下部に設置され
た画像入力手段の入力画像に路端が認識されたときは上
記車体下部に設置された画像入力手段の入力画像に路端
が認識されたときは上記車体下部に設置された画像入力
手段を選択する選択手段とを具備したことを特徴とす
る。

本発明は、左右に画像入力手段が配置された場合のみ
ならず、上方に２つ、下方に１つの画像入力手段が配置
された場合における上記課題を達成するものである。而
して、請求項３に記載の、 複数の画像入力手段が設けられた移動車において、走
行計画作成の基になる環境認識を前記画像入力手段から
得た画像に基づいて行う環境認識装置は、 環境認識の為の、移動車の車体上部に設けられ移動車
の前方左側の画像を入力する第一画像入力手段と移動車
の車体上部に設けられ移動車の前方右側の画像を入力す
る第二画像入力手段と、移動車の車体下部に設けられ移
動車の前方の画像を入力する第三画像入力手段と、 これらの画像入力手段からの各々の画像について、移
動車の移動方向の路端に関する環境の認識結果をそれぞ
れ出力する認識手段と、 前記移動車の走行計画作成の為に使用する画像を、上
記複数の画像入力手段における入力画像の中から選択す
る為に、上記複数の画像入力手段におけるそれぞれの画
像の各認識結果に基づいて１つの画像入力手段を選択す
る選択手段であって、上記第一乃至第三画像入力手段の
すべての入力画像において路端が認識されているときは
上記第一画像入力手段を選択し、上記第一画像入力手段
の入力画像に路端が認識されず、上記第二、第三画像入
力手段の入力画像に路端が認識されたときは上記第二画
像入力手段を選択し、上記第一、第二画像入力手段の入
力画像において路端が認識されず、上記第三画像入力手
段の入力画像において路端が認識されたときは上記第三
画像入力手段を選択する選択手段とを具備したことを特
徴とする。

また、本発明の好適な一態様である請求項４に拠れ
ば、上記選択手段により上記第二画像入力手段が選択さ
れているときに、上記第一画像入力手段の入力画像で路
端が認識できるようになっても、上記第二画像入力手段
の選択を継続することを特徴とする。この請求項４の発
明により、画像入力手段に頻繁な切替が抑制される。

（実施例） 以下添付図面を参照して、本発明を、３台のCCDカメ
ラを積載した車両に適用した実施例を説明する。

第１図は本実施例のハードウエア構成を示すブロツク
図である。第2A図は３つのカメラの車両への取り付け位
置を説明する。第2B図はカメラの高さを説明する。

本実施例には、第2A図に示すように、車体上部の左右
位置に２つのカメラ（1a,1b）が、車体下部に１つのカ
メラ1cが取り付けられている。車体上部のカメラの視界
は、第2B図に示すように、高さＨからの視界であるため
に、遠方が見渡せるものである。第３図の（ａ）は、自
車の前方に他車が走行している際の、同一時刻において
取り込んで得た画像の例を示す。同図中、10に、上部左
カメラからの画像の例を示す。また、第３図の21に上部
右カメラからの画像の例を示す。車体下部のカメラは道
路から高さｈの位置にあり、前方車の車高に略一致す
る。そのために、このカメラから得た画像は第３図の22
として示すように、前方車の車体には隠されることはな
いものとなる。尚、下方に設置されたカメラ1cは、先行
車のボデイの下から道路を認識するようにするために、
取り付け高さ、ズームを調整してある。

第１図において、外界の画像は、３つのカメラにより
取り込まれ、夫々の画像は夫々の経路認識装置により経
路認識処理が行なわれる。第３図の（ｂ）に、夫々の認
識装置による経路認識処理結果を図示する。同図中、ハ
ッチング部分は前方車によって遮られない部分、白地部
分は前方車に遮られた部分である。30の例では、上方左
のカメラからの画像であるために、左方向の視界は良好
である。一方、31の例では、上方右のカメラからの画像
であるために、右方向の視界は良好である。また、32の
例では、前方車のタイヤにより遮られる部分を除いて視
界は広い範囲に亙っている。

第１図において、判断装置３は、後述のアルゴリズム
に従って最も適した経路認識装置を選択する。走行計画
部４は、選択された認識装置の認識結果に基づいて走行
計画の策定（軌道創成）を行なう。その後は操縦指令部
５がアクチュエータを駆動し、創成された軌道に従って
自車を誘導する。

次に判断部における判断のアルゴリズムについて説明
する。

本実施例では、走行計画を得るための判断材料とする
ときの優先順位として、主カメラを上部左のカメラ1aと
し、従のカメラを同右カメラ1b、最下位に下部カメラ1c
とした。主カメラを1aとしたのは、我が国では左側走行
であるために、左側の路端がみつかる可能性が高いから
である。下部のカメラを最下位としたのは、このカメラ
の光軸が他のカメラに比して道路により平行になってい
るために、認識精度が落ちるからである。

本実施例における走行計画は、一例として第４図に示
すように、認識された路端のうち、自車から距離Ｌにあ
る部分から道路の幅方向に距離ｄの点を目標として軌道
創成を行なう。尚、この距離Ｌは走行速度により異なる
が、通常、0.5〜１秒後に自車が到達する距離とする。
そこで、判断装置３における選択基準は、このような路
端が認識され得るか否かを、カメラ1a1b1cの順に判
断していく。上記のカメラについて、この選択基準が満
足されれば、そのカメラを選択するようにする。

このようにして、走行状況に応じて、最低限として路
端を認識できるカメラからの画像が選択され、その画像
に基づいて走行計画が策定される。また、路端が認識で
きるカメラが複数あった場合には、そのうち最適なもの
が選ばれるようになっている。

本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能
である。

例えば、上記実施例では、カメラを３台としたが、本
発明はこれに限定されず、カメラは４台以上あってもよ
い。しかし、道路幅や車両の大きさから考えれば、３〜
４台で十分である。例えば、４台の場合、下部カメラを
ステレオカメラとし、距離認識の精度を高めるようにし
てもよい。

また、次のような変形例を提案する。一般に、滑らか
な走行制御のためには、頻繁なカメラの切り替えは好ま
しくない。上記実施例では、優先順位として、カメラ1a
1b1cとしていたので、この優先順位に従って自動的
にカメラが切り替わる訳である。そこで、例えば、上方
右のカメラ1bでそれまで走行計画を作成していたとき
に、それより上位のカメラ1aでも路端認識が可能となっ
た場合には、上記実施例では、カメラ1aに切り替わる。
しかし、カメラ1bと1aとでは、認識精度にそれほど差異
はないから、それよりも不必要なカメラの切り替えを抑
制して、滑らかな走行制御を得ることを重視するため
に、上記の場合は、例えばカメラ1aで認識が可能となっ
ても、カメラ1bの使用を継続するのである。このような
変形例によれば、認識精度の低下は起こらずに、滑らか
な走行が可能となる。

また本発明は、カメラの設定位置、画像入力手段の種
類には限定されない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の走行制御によれば、特定
の走行路が決められた環境において、例えば、前方車と
の車間距離が短い場合でも、あるいは、カーブ走行にお
いて路端が認識困難な場合でも、外界環境の最適な認識
が可能となり、それにより、滑らかな走行が確保され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の構成を示す図、 第2A図，第2B図は第１図実施例におけるカメラの取り付
け位置を説明する図、 第３図の（ａ）及び（ｂ）は３つのカメラからみた外界
の画像及び経路認識結果を示す図、 第４図は本実施例で用いられる走行計画の作成手法を説
明する図である。 図中、 1a,1b,1c……カメラ、2a,2b,2c……経路認識装置、３…
…判断装置、４……走行計画部、５……操縦指令部、６
……アクチュエータ、20〜22……外界画像、30〜32……
認識経路像である。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 1/02 G06T 1/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の画像入力手段が設けられた移動車に
   おいて、走行計画作成の基になる環境認識を前記画像入
   力手段から得た画像に基づいて行う環境認識装置であっ
   て、 環境認識のための、移動車の前方左側の画像と前方右側
   の画像を夫々入力する複数の画像入力手段と、 これらの画像入力手段からの各々の画像について、移動
   車の移動方向の路端に関する環境の認識結果をそれぞれ
   出力する認識手段と、 前記移動車の走行計画作成の為に使用する画像を、上記
   複数の画像入力手段における入力画像の中から選択する
   為に、上記複数の画像入力手段におけるそれぞれの画像
   の各認識結果に基づいて１つの画像入力手段を選択する
   選択手段であって、上記移動車の左側に設置された画像
   入力手段及び上記移動車の右側に設置された画像入力手
   段のそれぞれの入力画像において路端が認識されている
   ときは上記左側に設置された画像入力手段を選択し、上
   記左側に設置された画像入力手段の入力画像に路端が認
   識されず、上記右側に設置された画像入力手段の入力画
   像の路端が認識されたときは上記右側に設置された画像
   入力手段を選択する選択手段と、 を具備したことを特徴とする移動車の環境認識装置。
2. 【請求項２】複数の画像入力手段が設けられた移動車に
   おいて、走行計画作成の基になる環境認識を前記画像入
   力手段から得た画像に基づいて行う環境認識装置であっ
   て、 移動車の車体上部と車体下部とに設けられた、環境認識
   の為の移動車の前方画像を入力する複数の画像入力手段
   と、 これらの画像入力手段からの各々の画像について、移動
   車の移動方向の路端に関する環境の認識結果をそれぞれ
   出力する認識手段と、 前記移動車の走行計画作成の為に使用する画像を、上記
   複数の画像入力手段における入力画像の中から選択する
   為に、上記複数の画像入力手段におけるそれぞれの画像
   の各認識結果に基づいて１つの画像入力手段を選択する
   選択手段であって、上記移動車の車体上部に設置された
   画像入力手段及び上記移動車の車体下部に設置された画
   像入力手段のそれぞれの入力画像において路端が認識さ
   れているときは上記車体上部に設置された画像入力手段
   を選択し、上記車体上部に設置された画像入力手段の入
   力画像に路端が認識されず、上記車体下部に設置された
   画像入力手段の入力画像に路端が認識されたときは上記
   車体下部に設置された画像入力手段を選択する選択手段
   と、 を具備したことを特徴とする移動車の環境認識装置。
3. 【請求項３】複数の画像入力手段が設けられた移動車に
   おいて、走行計画作成の基になる環境認識を前記画像入
   力手段から得た画像に基づいて行う環境認識装置であっ
   て、 環境認識の為の、移動車の車体上部に設けられ移動車の
   前方左側の画像を入力する第一画像入力手段と移動車の
   車体上部に設けられ移動車の前方右側の画像を入力する
   第二画像入力手段と、移動車の車体下部に設けられ移動
   車の前方の画像を入力する第三画像入力手段と、 これらの画像入力手段からの各々の画像について、移動
   車の移動方向の路端に関する環境の認識結果をそれぞれ
   出力する認識手段と、 前記移動車の走行計画作成の為に使用する画像を、上記
   複数の画像入力手段における入力画像の中から選択する
   為に、上記複数の画像入力手段におけるそれぞれの画像
   の各認識結果に基づいて１つの画像入力手段を選択する
   選択手段であって、上記第一乃至第三画像入力手段のす
   べての入力画像において路端が認識されているときは上
   記第一画像入力手段を選択し、上記第一画像入力手段の
   入力画像に路端が認識されず、上記第二、第三画像入力
   手段の入力画像に路端が認識されたときは上記第二画像
   入力手段を選択し、上記第一、第二画像入力手段の入力
   画像において路端が認識されず、上記第三画像入力手段
   の入力画像において路端が認識されたときは上記第三画
   像入力手段を選択する選択手段と、 を具備したことを特徴とする移動車の環境認識装置。
4. 【請求項４】上記選択手段により上記第二画像入力手段
   が選択されているときに、上記第一画像入力手段の入力
   画像で路端が認識できるようになっても、上記第二画像
   入力手段の選択を継続することを特徴とする請求項３に
   記載の移動車の環境認識装置。