JP3054952B2 - Automatic traveling device - Google Patents

Automatic traveling device

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JP3054952B2
JP3054952B2 JP2183092A JP18309290A JP3054952B2 JP 3054952 B2 JP3054952 B2 JP 3054952B2 JP 2183092 A JP2183092 A JP 2183092A JP 18309290 A JP18309290 A JP 18309290A JP 3054952 B2 JP3054952 B2 JP 3054952B2
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JP
Japan
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vehicle
target
steering angle
yaw rate
target route
Prior art date
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JPH0469709A (en
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真之助 石田
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Honda Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、走行路を探索しながら車両の自動走行を行
わせる自動走行装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an automatic traveling device that allows a vehicle to travel automatically while searching for a traveling road.

従来技術 最近、自ら走行路を探索しながら、その走行路上に最
適な目標経路を設定して、車両がその目標経路上を走行
するべく車両の走行制御を行わせるようにした自動走行
装置が開発されている。
2. Description of the Related Art Recently, there has been developed an automatic traveling device that sets an optimal target route on a traveling route while searching for the traveling route by oneself and controls the traveling of the vehicle so that the vehicle travels on the target route. Have been.

従来、この種の自動走行装置にあっては、車両に取り
付けられた撮像装置により車両の進行方向の領域を撮像
し、その撮像された画像をデータ処理することによって
道路エッジなどの連続した線分の抽出を行い、その抽出
された線分にもとづいて車両の進行方向における走行可
能領域を認識し、その認識された走行可能領域内に車両
走行の目標経路を設定したうえで、現在検出されている
車両の走行状態にもとづき、X−Y座標面に設定された
目標経路上に適宜設定された目標点にX−Y座標上の原
点位置にある車両を合流させるのに必要な舵角の制御目
標量を所定の演算処理によって予測的に求め、その求め
られた舵角の制御目標量にしたがって目標経路に追従さ
せるような車両の走行制御を行わせるようにしている
(特願昭63−199610号参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an automatic traveling device of this type, a continuous line segment such as a road edge is obtained by imaging an area in a traveling direction of a vehicle by an imaging device attached to the vehicle and processing the captured image. Is extracted, a travelable area in the traveling direction of the vehicle is recognized based on the extracted line segment, a target route for vehicle travel is set in the recognized travelable area, and the current detected Control of a steering angle necessary for merging a vehicle at an origin position on the XY coordinate with a target point appropriately set on a target route set on the XY coordinate plane based on a traveling state of the vehicle in the vehicle The target amount is predictively obtained by a predetermined arithmetic processing, and the traveling control of the vehicle is performed such that the vehicle follows the target route according to the control target amount of the obtained steering angle (Japanese Patent Application No. 63-199610). No. ).

しかしこのような従来の自動走行装置では、目標経路
上の遠方に目標点を設定して、その目標点に車両を合流
させるための舵角の制御目標量を決定することにより目
標経路に追従させるような車両の走行制御を行わせるよ
うにしているので、その長期的な予測要因によって目標
経路に対する追従性が低下することが否めないものにな
っている。
However, in such a conventional automatic traveling device, a target point is set at a distance on a target route, and a control target amount of a steering angle for causing the vehicle to merge with the target point is determined so as to follow the target route. Since such vehicle running control is performed, it is inevitable that the followability to the target route is reduced due to the long-term prediction factor.

目的 本発明はこのようなものにあって、現時点近傍の目標
点に対してくり返し演算により操作量を求めて、目標経
路に追従させるための車両の走行制御を精度良く行わせ
ることができるようにした自動走行装置を提供するもの
である。
An object of the present invention is to provide an operation amount for a target point in the vicinity of the current time by repeatedly calculating an operation amount, so that the traveling control of a vehicle for following a target route can be accurately performed. It is intended to provide an automatic traveling device which is provided.

構成 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について
詳述する。
Configuration Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明による自動走行装置にあっては、第1図に示す
ように、車両の進行方向の領域を撮像することができる
ように車両に取り付けられたビデオカメラなどによる撮
像部1と、その撮像部1によって撮像された画像をデー
タ処理して道路エッジなどの連続した線分の抽出を行う
画像処理部2と、その抽出された連続した線分にしたが
って道路などの車両の走行可能領域を認識する走行可能
領域認識部3と、その認識された走行可能領域内に車両
走行の目標経路を設定する目標経路設定部4と、車両の
走行速度vを検出する車速センサ6,車両の走行にともな
うヨー方向の角速度変化分であるヨーレートΥを検出す
るヨーレートセンサ7および車両の操舵によるタイヤ角
度δを検出する舵角センサ8などの各センサ出力に応じ
て現在の車両の走行状態を検出して、その検出された車
両の走行状態にもとづいて車両が目標経路上を走行する
のに必要な舵角の制御目標量を求める制御部5と、その
求められた制御目標量にしたがって車両の操舵を行わせ
るステアリング制御部9およびステアリング駆動部10と
によって構成されている。
In an automatic traveling apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 1, an imaging unit 1 such as a video camera attached to a vehicle so as to be able to image an area in the traveling direction of the vehicle, and the imaging unit 1. An image processing unit 2 that performs data processing on an image captured by 1 to extract a continuous line segment such as a road edge, and recognizes a travelable area of a vehicle such as a road according to the extracted continuous line segment. A travelable area recognition unit 3, a target route setting unit 4 for setting a target route for vehicle travel in the recognized travelable area, a vehicle speed sensor 6 for detecting a travel speed v of the vehicle, a yaw accompanying the travel of the vehicle The running state of the current vehicle according to the output of each sensor such as a yaw rate sensor 7 for detecting a yaw rate あ る, which is a change in angular velocity in the direction, and a steering angle sensor 8 for detecting a tire angle δ due to steering of the vehicle. And a control unit 5 for obtaining a control target amount of a steering angle required for the vehicle to travel on a target route based on the detected driving state of the vehicle. The vehicle includes a steering control unit 9 and a steering drive unit 10 for steering the vehicle.

実際には、画像処理部2,走行可能領域認識部3,目標経
路設定部4および制御部5はマイクロコンピュータによ
って置き換えられる。また、そのコンピュータにステア
リング制御部9をも含めることが可能である。
Actually, the image processing unit 2, the travelable area recognition unit 3, the target route setting unit 4, and the control unit 5 are replaced by a microcomputer. In addition, the steering control unit 9 can be included in the computer.

撮像部1におけるビデオカメラとしては、標準レンズ
によるもの以外に、車速や走行中の道路状況などに応じ
た適切な画像が得られるように望遠レンズや広角レンズ
によるものが設けられ、また夜間用などに赤外線カメラ
や超高感度カメラなどの特殊なビデオカメラが複数設け
られており、コンピュータの制御下において、それら複
数のビデオカメラが車速や撮像画像の状態などに応じて
適宜切り換えられて使用されるようになっている。
As a video camera in the imaging unit 1, a camera using a telephoto lens or a wide-angle lens is provided in addition to a camera using a standard lens so that an appropriate image can be obtained according to a vehicle speed or a road condition during traveling. Are provided with a plurality of special video cameras such as an infrared camera and an ultra-sensitive camera, and under control of a computer, the plurality of video cameras are appropriately switched and used according to a vehicle speed, a state of a captured image, and the like. It has become.

また、撮像特性が同一の2台のビデオカメラを並設し
て、2眼立体視による画像を得るようにすることも可能
である。
It is also possible to arrange two video cameras having the same imaging characteristics in parallel to obtain an image by binocular stereovision.

画像処理部2における道路エッジなどの連続した線分
の抽出は、以下のようにして行われる。
The extraction of continuous line segments such as road edges in the image processing unit 2 is performed as follows.

まず、撮像部1から送られてくる撮像画像をサンプリ
ングして、そのサンプリングされた入力画像を微分処理
することによって画像エッジの検出の処理を行わせたう
えで、画像処理部2内に設けられた自動しきい値設定回
路により、そのときの入力画像の濃淡の程度に応じた最
適しきい値を自動的に設定して、そのエッジ画像の2値
化を行わせる。
First, a sampled image sent from the image pickup unit 1 is sampled, and the sampled input image is differentiated to perform image edge detection processing. The automatic threshold value setting circuit automatically sets an optimum threshold value according to the density of the input image at that time, and binarizes the edge image.

なおその際、入力画像の2値化を先に行わせたうえ
で、エッジ検出のための微分処理を行わせるようにして
もよい。また、2値化を行わせる代わりに、画像の濃淡
を表現した多値化を行わせるようにしてもよい。
At that time, the binarization of the input image may be performed first, and then the differentiation processing for edge detection may be performed. Further, instead of performing binarization, multi-value conversion expressing the shading of an image may be performed.

次いで、そのエッジ検出され、2値化または多値化さ
れた処理画像にもとづいて、例えば第2図に示すような
道路エッジの連続した線分の情報を得る。
Next, based on the edge-detected and binarized or multi-valued processed image, information on a continuous line segment of a road edge as shown in FIG. 2, for example, is obtained.

その際、2値化された処理画像にもとづいて、エッジ
追跡の処理を行わせて連続性をもった画像のエッジ部分
をわり出すようにする。また、車両の走行にともなって
入力画像の領域成長を行いながら前述の連続性ある画像
エッジの抽出のための処理を行えば、より精度の高い道
路エッジの情報の抽出を行うことができるようになる。
At this time, based on the binarized processed image, an edge tracing process is performed to extract an edge portion of the image having continuity. Further, if the processing for extracting the above-described continuity image edge is performed while growing the area of the input image as the vehicle travels, more accurate road edge information can be extracted. Become.

走行可能領域認識部3は、撮像部1におけるビデオカ
メラによって撮像される画像が遠近投影によるものであ
るため、第2図に示すような遠近投影による道路エッジ
の画像を第3図に示すような遠近投影の影響をなくした
道路エッジの画像に変換する公知手法である射影変換処
理を行う。
Since the image captured by the video camera in the imaging unit 1 is based on the perspective projection, the travelable area recognition unit 3 uses the perspective projection road image shown in FIG. 2 as shown in FIG. A projection conversion process, which is a known method for converting the image into a road edge image in which the influence of the perspective projection is eliminated, is performed.

なお、その射影変換特性は、ビデオカメラの遠近投影
の特性にしたがって、予め走行可能領域認識部3に設定
されている。
The projection conversion characteristics are set in advance in the travelable area recognition unit 3 in accordance with the characteristics of the perspective projection of the video camera.

そして、走行可能領域認識部3は、射影変換処理され
た道路エッジの画像にもとづいて、例えば第4図に示す
ように、連続した道路エッジE1,E2間を、撮像部1の撮
像方向すなわち車両11の進行方向をY軸方向としたとき
のX−Y座標上における車両の走行可能領域RAとして認
識する。
Then, based on the image of the road edge subjected to the projective transformation processing, the travelable area recognition unit 3 connects the continuous road edges E1 and E2 between the continuous road edges E1 and E2 as shown in FIG. 11 is recognized as the vehicle travelable area RA on the XY coordinates when the traveling direction is the Y-axis direction.

なお、第4図において、P点は車両11の現在位置を示
すもので、撮像部1のビデオカメラによる撮像領域の下
端中央がP点としてX−Y座標上の原点の位置にくるよ
うに、予めビデオカメラの車両に対する搭載位置が設定
されている。
In FIG. 4, the point P indicates the current position of the vehicle 11, and the center of the lower end of the imaging area of the imaging unit 1 by the video camera is set as the point P at the position of the origin on the XY coordinates. The mounting position of the video camera with respect to the vehicle is set in advance.

次に、走行可能領域認識部3において認識された走行
可能領域である車両前方の道路が認識されると、目標経
路設定部4において、その認識された道路上における車
両の最適な走行経路となる目標経路が以下のようにして
設定される。
Next, when the road ahead of the vehicle, which is the driveable area recognized by the driveable area recognition unit 3, is recognized, the target route setting unit 4 becomes the optimal travel route of the vehicle on the recognized road. The target route is set as follows.

その目標経路は、後述するように、道路形状および車
速をも考慮したうえで、そのときの車両の走行状況に適
するように設定されるのが望ましいが、基本的には、認
識された道路が狭いかまたは広いかによって以下のよう
にして一律に設定される。
The target route is desirably set so as to be suitable for the running condition of the vehicle at that time, taking into account the road shape and the vehicle speed, as described later. It is set uniformly as follows depending on whether it is narrow or wide.

すなわち、目標経路設定部4において、道路幅が一定
以上の広軌道であると判断された場合には、例えば第4
図に示すように、左側通行路の場合、道路の左側の基準
となるエッジから例えば1.5m程度の所定の隔離幅wをも
ってその基準エッジに沿う目標経路OCを設定する。
That is, when the target route setting unit 4 determines that the road width is a wide orbit having a certain width or more, for example, the fourth
As shown in the figure, in the case of a left-hand traffic road, a target route OC is set along the reference edge with a predetermined separation width w of, for example, about 1.5 m from the reference edge on the left side of the road.

また、目標経路設定部4において、道路幅が一定未満
の狭軌道であると判断された場合には、特に図示しない
が、その道路の中央に目標経路を設定する。
When the target route setting unit 4 determines that the track is a narrow track with a road width smaller than a certain value, the target route is set at the center of the road, though not particularly shown.

そしてその設定された目標経路のX−Y座標上におけ
る位置のデータが、目標経路設定部4の内部メモリに記
憶される。
Then, data of the position of the set target route on the XY coordinates is stored in the internal memory of the target route setting unit 4.

なお、X−Y座標上における走行可能領域および目標
経路の尺度は、撮像部1におけるビデオカメラの倍率に
よって決定される。
Note that the scale of the travelable area and the target route on the XY coordinates is determined by the magnification of the video camera in the imaging unit 1.

第4図中、P点からO点に至るまでの軌跡は、後述す
るように、制御部5の制御下において車両の操舵制御が
なされることにより、P点にいる車両が目標経路OCに合
流するまでの走行経路を示している。O点は、そのとき
の車両の目標経路OCへの合流位置となる。
In FIG. 4, the trajectory from the point P to the point O indicates that the vehicle at the point P joins the target route OC by controlling the steering of the vehicle under the control of the control unit 5 as described later. It shows a traveling route up to the start. The point O is the position where the vehicle joins the target route OC at that time.

また本発明では、車両の走行状態を検出して、その検
出された走行状態にしたがい、以下のように道路におけ
る最適な車両の目標経路を設定するようにすることも可
能である。
In the present invention, it is also possible to detect the running state of the vehicle and set an optimal target path of the vehicle on the road as described below according to the detected running state.

すなわち、目標経路設定部4において、例えば、車速
センサ6によって検出される車両の走行速度を読み込ん
で、そのときの車速が予め設定されたしきい値以下の低
速域内にあれば、第5図(a)に示すように、道路の形
状に沿うように目標経路OCを設定する。
That is, the target route setting unit 4 reads, for example, the traveling speed of the vehicle detected by the vehicle speed sensor 6, and if the vehicle speed at that time is within a low speed range equal to or less than a preset threshold value, FIG. As shown in a), the target route OC is set so as to follow the shape of the road.

同様に、そのときの車速が予め設定されたしきい値を
越える高速域内にあれば、第5図(b)に示すように、
曲りくねった道路を走行する場合、車両に作用する横方
向の加速度ができるだけ軽減されるような緩い曲率をも
った目標経路OCを道路内に設定する。
Similarly, if the vehicle speed at that time is within a high-speed range exceeding a preset threshold value, as shown in FIG.
When traveling on a winding road, a target route OC having a gentle curvature is set in the road so that the lateral acceleration acting on the vehicle is reduced as much as possible.

次に、道路上における目標経路が設定されたら、制御
部5において、車両をその目標経路に追従して走行させ
るための舵角の制御目標量が、以下のように求められ
る。
Next, when the target route on the road is set, the control unit 5 obtains the control target amount of the steering angle for causing the vehicle to travel following the target route as follows.

すなわち、目標経路OCのデータと現在検出されている
車速vとから、車両11を目標経路OCに追従して走行させ
るのに必要なヨーレートの目標値Υsを所定の演算によ
って求め、次いで、その求められた目標値Υsと現在の
ヨーレートの検出値Υxとの偏差ΔΥにしたがって舵角
の補正量Δδをわり出し、そのわり出された補正量Δδ
と現在検出されている舵角δxとから制御目標量δs
(=δx+Δδ)を求めるようにしている。
That is, from the data of the target route OC and the currently detected vehicle speed v, a target value Υs of the yaw rate required to cause the vehicle 11 to travel following the target route OC is determined by a predetermined calculation. The correction amount Δδ of the steering angle is calculated according to the deviation ΔΥ between the obtained target value Δs and the current yaw rate detection value Δx, and the calculated correction amount Δδ
And the currently detected steering angle δx, the control target amount δs
(= Δx + Δδ).

いま、例えば第6図(a),(b)にそれぞれに示す
関係にあって、ヨーレートの目標値Υsを求める演算式
としては、それが次式によって与えられる。
Now, for example, the relations shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), respectively, are given by the following equation as an arithmetic equation for calculating the target value Δs of the yaw rate.

Υs=v/R …(1) ここで、Rは目標経路のデータからわり出される目標
経路の曲率半径である。
Υs = v / R (1) Here, R is the radius of curvature of the target route derived from the data of the target route.

図中、ACは、現在検出されているヨーレートΥxにし
たがって車両11が描く予想経路である。
In the figure, AC is an expected route drawn by the vehicle 11 according to the currently detected yaw rate Δx.

また、例えば第7図に示す関係にあって、目標経路OC
にしたがう単位時間Δt当りにおける車両11の進行方向
の角度の変化分Δθから、ヨーレートの目標値Υsを次
式にしたがって求めるようにしてもよい。
Further, for example, in the relationship shown in FIG.
The target value Υs of the yaw rate may be obtained from the change Δθ in the angle of the traveling direction of the vehicle 11 per unit time Δt according to the following equation.

Υs=Δθ/Δt …(2) なお、Δθは次式によって与えられる。 Υs = Δθ / Δt (2) where Δθ is given by the following equation.

ここで、x,yは目標経路OC上の位置であり、 として求められる。 Here, x and y are positions on the target route OC, Is required.

次いで、その演算によって理論的に求められたヨーレ
ートの目標値Υsと実際に検出されている現在のヨーレ
ートの検出値Υxとの偏差ΔΥにしたがって、舵角の補
正値Δδが、例えばファジィ推論を用いることにより、
以下のようにしてわり出される。
Then, according to the deviation Δ の between the target value 例 え ば s of the yaw rate theoretically obtained by the calculation and the detected value Υx of the currently detected yaw rate, the correction value Δδ of the steering angle is calculated using, for example, fuzzy inference. By doing
It is derived as follows.

その際、ファジィコントローラを用いる場合、そのフ
ァジィコントローラへの入力は、ヨーレートの目標値Υ
sとその検出値Υsとの偏差ΔΥ、および制御周期の1
サンプリング時間における偏差ΔΥの変化分ΔEとな
り、その出力は推論出力Δuとなる。
At this time, when a fuzzy controller is used, the input to the fuzzy controller is the target value of the yaw rate Υ
deviation ΔΥ between s and its detection value Υs, and 1
The change ΔE of the deviation ΔΥ during the sampling time is ΔE, and the output is the inference output Δu.

第8図に、ファジィ推論の前件部に用いられるファジ
ィメンバーシップ関数を示している。
FIG. 8 shows a fuzzy membership function used in the antecedent part of fuzzy inference.

ここで、NB,NM,NSはネガティブ側の大,中,小の各部
を、ZOは零部を、PB,PM,PSはポジティブ側の大,中,小
の各部をそれぞれ示している。
Here, NB, NM, and NS indicate large, medium, and small parts on the negative side, ZO indicates a zero part, and PB, PM, and PS indicate large, medium, and small parts on the positive side, respectively.

下記の表1に、第8図に示したファジィメンバーシッ
プ関数を用いるときのファジィルール表を示している。
Table 1 below shows a fuzzy rule table when the fuzzy membership function shown in FIG. 8 is used.

ここで、*印はファジィ推論が適用される箇所を示し
ている。
Here, the asterisks indicate places where fuzzy inference is applied.

また、ファジィ推論の後件部としては、その推論方法
として、大きく分けて、重心型,直線型,線形式型があ
るが、ここでは制御処理時間を短くし、また微分特性を
利用したいなどの理由から、線形式型による推論方法を
用いることにする。
As the consequent part of the fuzzy inference, there are roughly two types of inference methods: a centroid type, a linear type, and a linear type. Here, it is necessary to shorten the control processing time and use the differential characteristics. For this reason, a linear inference method will be used.

いま、表1のファジィルールにしたがって推論を行
う。
Now, inference is performed according to the fuzzy rules shown in Table 1.

例えば、 このとき、 y=f(ΔΥ,ΔE) は、 y=a・ΔΥ+b・ΔE+c のような線形式であらわされる。a,b,cは常数である。For example, At this time, y = f (ΔΥ, ΔE) is expressed in a linear form such as y = a · ΔΥ + b · ΔE + c. a, b, c are constants.

そして、前件部で求めた適合度ω12,…は ここで、重み付き平均値(y0)を次式のように求め
る。
Then, the fitness ω 1 , ω 2 ,… obtained in the antecedent part is Here, a weighted average value (y 0 ) is obtained as in the following equation.

y0={ω+f1(ΔΥ,ΔE1)+ω・f2 (ΔΥ2,ΔE2)+…}×1/(ω+ω+…) …(5) しかして、推論出力Δuは、 Δu=y0 …(6) となる。y 0 = {ω 1 + f 1 (ΔΥ, ΔE 1 ) + ω 2 · f 2 (ΔΥ 2 , ΔE 2 ) + ...} × 1 / (ω 1 + ω 2 + ...) (5) Then, the inference output Δu Is Δu = y 0 (6).

したがって、舵角の補正量Δδは次式によって与えら
れる。
Therefore, the steering angle correction amount Δδ is given by the following equation.

Δδ=Δu・K …(7) Kは、舵角比を決定する一定の係数であり、K=35程
度に設定される。
Δδ = Δu · K (7) K is a constant coefficient for determining the steering angle ratio, and is set to about K = 35.

そして、車両を目標経路OCに合流させるための舵角の
制御目標量δsは、 δs=δx+Δδ …(8) として求められる。
Then, the control target amount δs of the steering angle for joining the vehicle to the target route OC is obtained as δs = δx + Δδ (8).

ステアリング制御部9は、制御部5からの舵角の制御
目標量δsに応じてステアリング駆動部10に駆動指令を
出し、ステアリング駆動部10によりステアリングの駆動
を適宜なさしめて、車両を目標経路OCに追従して走行さ
せるような操舵を行わせる。
The steering control unit 9 issues a drive command to the steering drive unit 10 in accordance with the steering angle control target amount δs from the control unit 5 and appropriately drives the steering by the steering drive unit 10 to move the vehicle to the target route OC. The steering that follows the vehicle is performed.

以上の処理が、予めその処理に要する時間を見込んだ
所定の制御周期をもってくり返し行われ、それにより車
両の走行が進むにしたがって、各制御周期ごとに逐次認
識された走行可能領域内に設定されていく目標経路OCに
追従する車両の走行制御が継続的に行われる。
The above processing is repeatedly performed with a predetermined control cycle in consideration of the time required for the processing in advance, and as the traveling of the vehicle progresses, it is set in the travelable area sequentially recognized for each control cycle. The traveling control of the vehicle following the target route OC is continuously performed.

本発明は、以上説明したように、ヨーレートによるこ
となく、車両の走行にともなって車体に加わる横荷重に
着目して、車両の走行制御を同様に行わせることが可能
である。
As described above, according to the present invention, it is possible to control the traveling of the vehicle in the same manner by focusing on the lateral load applied to the vehicle body as the vehicle travels, without depending on the yaw rate.

すなわち、この場合には、目標経路OCのデータと現在
検出されている車速vとから、車両を目標経路OCに追従
して走行させるのに必要な横荷重の目標値Gsを所定の演
算によって求め、次いで、車体に実際に加わる横荷重を
検出する横荷重センサ(図示せず)を用いて、現在検出
されている横荷重の検出値Gxとの偏差ΔGにしたがっ
て、前述と同様に、例えばファジィ推論を用いて舵角の
補正量Δδをわり出し、そのわり出された補正量Δδと
現在検出されている舵角δxとから制御目標量δsを求
めるようにする。
That is, in this case, the target value Gs of the lateral load necessary for causing the vehicle to travel following the target route OC is determined by a predetermined calculation from the data of the target route OC and the currently detected vehicle speed v. Then, using a lateral load sensor (not shown) for detecting a lateral load actually applied to the vehicle body, in accordance with the deviation ΔG from the currently detected lateral load detection value Gx, for example, a fuzzy The steering angle correction amount Δδ is calculated using inference, and the control target amount δs is determined from the calculated correction amount Δδ and the currently detected steering angle δx.

その際、横荷重の目標値Gsを求める演算式としては、
例えば、それが次式によって与えられる。
At that time, as an arithmetic expression for calculating the target value Gs of the lateral load,
For example, it is given by:

Gs=v2/R …(9) 効果 以上、本発明による自動走行装置にあっては、車両に
取り付けられた撮像装置により車両の進行方向の領域を
撮像して得られる画像情報から車両の走行可能領域を認
識する手段と、その認識された走行可能領域内に目標経
路を設定する手段と、車両の走行速度,ヨーレートまた
は横荷重,舵角を検出する手段と、前記目標経路と現在
検出されている車両の走行速度から車両を目標経路に追
従させるのに必要なヨーレートまたは横荷重の目標値を
算出する手段と、その算出された目標値と現在のヨーレ
ートまたは横荷重の検出値との偏差から舵角の補正量を
わり出す手段と、そのわり出された補正量と現在検出さ
れている舵角とから舵角の制御目標量を求める手段と、
その求められた舵角の制御目標量にしたがって車両の走
行制御を行わせる手段とによって構成したもので、従来
のように目標点を遠方に設定することなく、現時点近傍
に目標点を設定し、くり返し演算による操作量の決定に
より、目標経路に追従させるための車両の走行制御を精
度良く行わせることができるという優れた利点を有して
いる。
Gs = v 2 / R Effect (9) As described above, in the automatic traveling device according to the present invention, the vehicle travels from image information obtained by capturing an area in the traveling direction of the vehicle with the imaging device attached to the vehicle. Means for recognizing a feasible area, means for setting a target route in the recognized feasible area, means for detecting a traveling speed, a yaw rate or a lateral load, and a steering angle of the vehicle; Means for calculating a target value of the yaw rate or the lateral load required to cause the vehicle to follow the target route from the traveling speed of the vehicle, and a deviation between the calculated target value and the current yaw rate or the detected value of the lateral load. Means for calculating a correction amount of the steering angle from, a means for obtaining a control target amount of the steering angle from the calculated correction amount and the currently detected steering angle,
Means for controlling the running of the vehicle in accordance with the obtained control target amount of the steering angle, without setting the target point far away as in the past, setting the target point near the current time, There is an excellent advantage that the traveling control of the vehicle for following the target route can be accurately performed by determining the operation amount by the repeated calculation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明による自動走行装置の一実施例を示すブ
ロック構成図、第2図はビデオカメラによって撮像され
た画像のデータ処理を行うことによって得られた道路の
線分を示す図、第3図は第2図の画像を射影変換するこ
とによって得られた画像を示す図、第4図は認識された
道路エッジ間の走行可能領域に設定された目標経路の一
例を示す図、第5図(a),(b)は車両の低速時およ
び高速時に道路上に設定される目標経路をそれぞれ示す
図、第6図(a),(b)は目標経路と車両との関係を
それぞれ示す図、第7図は目標経路と車両との関係を示
す図、第8図はファジィメンバーシップ関数の特性図で
ある。 1……撮像部、2……画像処理部、3……走行可能領域
認識部、4……目標経路設定部、5……制御部、6……
車速センサ、7……ヨーレートセンサ、8……舵角セン
サ、9……ステアリング制御部、10……ステアリング駆
動部、11……車両、RA……走行可能領域、OC……目標経
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an automatic traveling apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a view showing road segments obtained by performing data processing on an image taken by a video camera. FIG. 3 is a diagram showing an image obtained by projectively transforming the image of FIG. 2, FIG. 4 is a diagram showing an example of a target route set in a travelable area between recognized road edges, and FIG. FIGS. 6A and 6B show the target routes set on the road at low and high speeds of the vehicle, respectively. FIGS. 6A and 6B show the relationship between the target route and the vehicle, respectively. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the target route and the vehicle, and FIG. 8 is a characteristic diagram of the fuzzy membership function. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image pick-up part, 2 ... Image processing part, 3 ... Drivable area | region recognition part, 4 ... Target route setting part, 5 ... Control part, 6 ...
Vehicle speed sensor 7, yaw rate sensor 8, steering angle sensor 9, steering control unit 10, steering drive unit 11, vehicle, RA, travelable area, OC, target route

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−48704(JP,A) 特開 昭63−273917(JP,A) 特開 平1−260509(JP,A) 特開 平2−151572(JP,A) 特開 平2−14973(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 1/02 G06F 15/62 Continuation of the front page (56) References JP-A-2-48704 (JP, A) JP-A-63-273917 (JP, A) JP-A-1-260509 (JP, A) JP-A-2-151572 (JP) , A) JP-A-2-14973 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G05D 1/02 G06F 15/62

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】車両に取り付けられた撮像装置により車両
の進行方向の領域を撮像して得られる画像情報から車両
の走行可能領域を認識する手段と、その認識された走行
可能領域内に目標経路を設定する手段と、車両の走行速
度,ヨーレートまたは横荷重,舵角を検出する手段と、
前記目標経路と現在検出されている車両の走行速度から
車両を目標経路に追従させるのに必要なヨーレートまた
は横荷重の目標値を算出する手段と、その算出された目
標値と現在のヨーレートまたは横荷重の検出値との偏差
から舵角の補正量をわり出す手段と、そのわり出された
補正量と現在検出されている舵角とから舵角の制御目標
量を求める手段と、その求められた舵角の制御目標量に
したがって車両の走行制御を行わせる手段とによって構
成された自動走行装置。
1. A means for recognizing a travelable area of a vehicle from image information obtained by capturing an area in a traveling direction of a vehicle by an imaging device attached to the vehicle, and a target route in the recognized travelable area. Means for setting the vehicle speed, yaw rate or lateral load, and steering angle,
Means for calculating a target value of a yaw rate or a lateral load necessary for causing the vehicle to follow the target path from the target path and the currently detected traveling speed of the vehicle, and a calculated target value and a current yaw rate or a lateral load. A means for calculating a steering angle correction amount from a deviation from a detected load value; a means for obtaining a steering angle control target amount from the calculated correction amount and a currently detected steering angle; Means for controlling the running of the vehicle according to the control target amount of the steering angle.
【請求項2】少なくとも現在のヨーレートの検出値とヨ
ーレートの目標値との偏差およびその変化分をパラメー
タとして、ファジイ推論によって舵角の補正量を求める
ようにしたことを特徴とする請求項1の記載による自動
走行装置。
2. A steering angle correction amount is obtained by fuzzy inference using at least a deviation between a present detected value of the yaw rate and a target value of the yaw rate and a change thereof as a parameter. Automatic traveling device as described.
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