JPH01193903A - 画像式無人車における運行異常検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、無人車の運行を指示するために路面上に離
散配置したマークを無人車に備えた撮像装置により撮像
し、その撮像画像中の画素信号を画像処理して無人車の
運行を決定するようにした画像式無人車に係わり、詳し
くはその運行状態の異常を検出する検出方法に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、画像式無人車としては、例えば路面上に連続的に
配設された走行ラインを撮像し、その撮像画像中の画素
信号を画像処理して決定した走行経路に沿って走行させ
るようにしたものが知られている。そして、この画像式
無人車においては、撮像画像中の前方の走行ラインの偏
位からステアリング角を決定し、無人車を操舵制御しよ
うとするものであった。

従って、この画像式無人車では、走行ラインの途中に欠
損部分があったり、走行ラインが汚損して不鮮明であっ
たりする場合には、正規の走行うインを画像処理して無
人車を走行させることができず、無人車の運行状態が異
常であると判定して停止制御を行う等の何らかの対策が
とられていた。

しかしながら、前記画像式無人車においては走行ライン
を途切れることなく連続的に設けなければならず、その
設置に手間がかかるという問題があった。そのため、設
置の手間を削減することが可能な離散配置式のマークを
撮像してその撮像画像を画像処理し、無人車の運行を決
定する画像式無人車が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、従前の離散配置式のマークを採用した画像式
無人車においても、マークの配置順序が間違っている場
合には正規の設定順序に従ってマークを撮像できなくな
る。又、マークに欠損部分や汚損部分があったり、マー
ク近傍の路面上に汚れやゴミ等があったりする場合には
正規のマークを画像処理して無人車の運行を決定するこ
とができなくなる。従って、これらの場合に無人車の運
行状態が異常であることを判定して無人車を停止制御さ
せる等、何らかの対策を講する必要があった。

この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって
、その目的は、離散配置式のマークを撮像してその撮像
画像中の画素信号を画像処理して無人車の運行を決定す
る画像式無人車において、マークの配置順序が間違って
いる場合、マークに欠損部分や汚損部分がある場合、更
にはマーク近傍の路面上に汚れやゴミがある場合に、無
人車の運行状態が異常であることを容易に検出し得る画
像式無人車における運行異常検出方法を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するためにこの発明においては、無人
車の運行を指示するために予め定めた設定順序に従って
所定間隔隔てて路面上に離散配置したマークを無人車に
備えた撮像装置により無人車の走行に伴って順次撮像し
、その撮像画像中の画素信号を画像処理して無人車の運
行を決定するようにした画像式無人車において、設定順
序に対応して配列した複数の運行情報を予め設け、各マ
ークを撮像するために撮像装置を撮像動作させたときに
、その撮像画像の画素信号を画像処理して認識した情報
と各運行情報のうち当該マークに対応する運行情報とを
比較し、それらが一致する場合にその運行情報に基いて
無人車の運行を決定し、それらが一致しない場合に無人
車の実際の運行状態が異常であると判定するようにして
いる。

［作用コ 従って、離散配置されたマークの配置順序が間違ってい
る場合、マークに欠損部分や汚損部分がある場合、更に
はマーク近傍の路面上に汚れやゴミ等がある場合には、
マークを撮像するために前記撮像装置を撮像動作させた
ときに、その撮像画像の画素信号を画像処理して認識し
た情報と、当該マークに相当する運行情報とが一致しな
くなり、無人車の実際の運行状態が異常であると判定さ
れる。

［実施例］ 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に基いて詳
細に説明する。

第２図は画像式無人車１の側面を示し、その無人車１の
前側上部中央位置に立設した支持フレーム２の上部中央
位置には撮像装置としてのＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ　　ｃ
ｏｕｐｌｅｄ　　ｄｅｖｉｃｅ）カメラ３が設けられて
いる。ＣＣＤカメラ３は無人車１の予め設定された前方
の路面４上の台形状のエリア４ａ（第３図参照）を撮像
するように支持フレーム２にセットされている。そして
、この実施例ではＣＣＤカメラ３で撮像される前記台形
状のエリア４ａを第４図に示すような四角形状の画像５
で捕らえている。又、この実施例ではＣＣＤカメラ３が
撮像したエリア４ａの画像５は２５６Ｘ２５６個の画素
で構成されている。

第２，３図に示すように、路面４には無人車１の運行を
指示するための複数のマーク６が、予め定められた設定
順序に従って所定間隔隔てて離散配置されている。

第５図（ａ）〜第５図（ｄ）に示すように、この実施例
においてマーク６は円形状をなし、その相対向する両側
部には先端尖頭形状の一対の角部６ａが延出形成されて
いる。そして、この一対の角部６ａを結ぶ線の延出方向
により、無人車１がマーク６に達するまでの無人車１の
進行方向が指示される。

又、この実施例においてマーク６の表面には、無人車１
の運行を指示する運行情報として白抜き若しくは黒塗り
の合計５個の多角形よりなる各種運行指示パターン（以
下、単に「指示パターン」という）６ｂが形成されてい
る。即ち、この実施例では第５図（ａ）に示すように白
抜きのみの多角形よりなる指示パターン６ｂは「直進」
を指示し、第５図（ｂ）に示すように白抜き及び黒塗り
の多角形よりなる指示パターン６ｂは「左折」を指示し
、第５図（ｃ）に示すように白抜き及び黒塗りの多角形
よりなる指示パターン６ｂは「右折」を指示し、第５図
（ｄ）に示すように白抜き及び黒塗りの多角形よりなる
指示パターン６ｂは「−旦停止」を指示している。

又、この実施例では、第３図に示すように第０番目（＃
０）〜第９番目（＃９）の予め定めた設定順序により、
上記４種類の指示パターン６ｂのうち「直進」、「右折
」、「−旦停止」の３種類の運行情報を備えた合計１０
個のマーク６が所定間隔βＯ−１９を隔てて離散配置さ
れている。

そして、無人車１が走行することにより、各マーク６が
ＣＣＤカメラ３により順次撮像されることになる。又、
この実施例において、各マーク６の表面は明るい白色を
なし、路面４は暗い色をなしている。従って、マーク６
の表面や指示パターン６ｂの白抜きの部分を撮像したＣ
ＣＤカメラ３からの信号（以下、「画素信号」という）
のレベルは高く、反対に路面４や指示パターン６ｂの黒
塗りの部分を撮像したＣＣＤカメラ３からの画素信号の
レベルは低くなる。

この実施例では、前記撮像された画像５の画素信号を所
定の画素データとした後に画像処理してマーク６の指示
パターン６ｂを認識し、その認識結果に基いて無人車１
の運行が決定され、第３図に示すように予め定めた四角
形状の走行経路りに沿って無人車１が走行制御される。

次に、無人車１に搭載された走行制御装置の電気的構成
を第１図に従って説明する。

マイクロコンピュータ−０は中央処理装置（以下、ｒｃ
ＰＵＪという）１１と、制御プログラムを記憶した読み
出し専用メモリ　（ＲＯＭ）よりなるプログラムメモリ
ー２と、ＣＰＵＩＩの演算処理結果及び画素データ等が
一時記憶される読み出し及び書き替え可能なメモリ　（
ＲＡＭ）よりなる作業用メモリー３と、タイマ１４等と
から構成されている。そして、ＣＰＵＩＩはプログラム
メモＵ　１２に記憶された制御プログラムに従ってＣＣ
Ｄカメラ３を撮像動作させ、その撮像画像を画像処理し
て無人車１の運行を割り出し決定し、走行及び操舵の制
御のための各種の演算処理動作を実行する。

又、この実施例のプログラムメモリー２には、前記第０
番目（＃０）〜第９番目（＃９）のマーク６の設定順序
に対応して配列された各マーク６の運行情報、即ち「直
進」、「右折」、「−旦停止」の情報と、各マーク６か
ら次のマーク６までの所定間隔β０〜β９に相当する複
数の距離情報との関係をまとめた、以下に示すような情
報テーブルがデータとして格納されている。

Ａ／Ｄ変換器１６はＣＣＤカメラ３からの画素信号をア
ナログ値からデジタル値にＡ／Ｄ変換すると共に、その
Ａ／Ｄ変換の際に各画素信号が予め定めた設定値以上か
否かを判別し、設定値以上の画素信号の場合には白色の
部分の画素に対応する「１」とし、反対に設定値未満の
画素信号の場合には暗い色の部分の画素に対応する「０
」とするように、順次入力される各画素信号を２値化し
て画素データとし、ハスコントローラ１７を介して作業
用メモリ１３の所定記憶領域に記憶させる。

従って、作業用メモリ１３にはＣＣＤカメラ３が撮像し
た画像５が２５６Ｘ２５６個の２値化された画素データ
群となって記憶される。

尚、この実施例では、作業用メモリ１３に新たな画像の
画素データ群が入力されることにより、先の画素データ
群が所定記憶領域から消去され、同記憶領域に新たな画
像の画素データ群が記憶される。

又、この実施例では説明の便宜上、ＣＣＤカメラ３によ
り撮像された画像５の走査制御は横方向に走査し、その
走査が画像５の上から下方向に移る走査方式を採用する
が、その他の走査方式で実施してもよいことは勿論であ
る。

２４Ｍ化レベしコントローラ１８はＣＰＵＩＩからの制
御信号に基いてＡ／Ｄ変換器１６が２値化するための設
定値データをＡ／Ｄ変換器１６に出力する。

ドライブコントローラ１９は走行用モータ２０及び操舵
機構２１を同じ＜ＣＰＵＩＩからの制御信号に基いて制
御する。そして、走行用モータ２０はその制御信号に基
いて回転速度が制御され、操舵機構２１は制御信号に基
いてステアリング角が制御される。

車速検出器２２は無人車１の駆動系の回転速度を検出し
てその検出信号を入出力インターフェイス１５を介して
ＣＰＵＩＩへ出力する。ＣＰＵＩＩは車速検出器２２か
らの検出信号に基き無人車ｌの走行速度を算出すると共
に、その走行速度とタイマ１４が計時する時間とを積算
することにより無人車１の走行距離を割り出す。

又、ＣＰＵＩ　１はそのつど撮像されるマーク６の画像
を画像処理し、同マーク６に設けられた指示パターン６
ｂの運行情報を認識してその運行情報と、プログラムメ
モリ１２内に記憶された情報テーブルのなかの当該マー
ク６に対応する運行情報とを比較する。即ち、各マーク
６が指示する運行情報の認識順序と、情報テーブルの運
行情報の設定順序とを比較する。

そして、それらが一致する場合には、ＣＰＴＪＩＩはそ
の運行情報に基いて無人車ｌの運行を決定すると共に、
次のマーク６が撮像される撮像タイミングを設定するた
めに前記情報テーブルから当該マーク６から次のマーク
６までの距離情報を読み出す。

更に、ＣＰＵＩＩは前記運行の決定結果に基いて無人車
１を走行させるために走行用モータ２０及び操舵機構２
１を動作させると共に、無人車１の走行に伴ってその走
行距離を割り出すために車速検出器２２及びタイマ１４
からの検出信号を演算処理する。そして、ＣＰＵＩＩは
割り出された走行距離と前記情報テーブルから読み出さ
れた距離情報とを随時比較してそれらが一致したときに
ＣＣＤカメラ３を撮像動作させるように次の撮像タイミ
ングを設定する。

次いで、その撮像タイミングにおいてＣＰｔＪｌｌはＣ
ＣＤカメラ３を撮像動作させ、撮像されるマーク６の画
像を画像処理し、同マーク６に設けられた指示パターン
６ｂの運行情報を認識してその運行情報と、プログラム
メモリ１２内に記憶された情報テーブルのなかの当該マ
ーク６に対応する運行情報とを比較する。

そして、それらが一致しない場合には、ＣＰＵ１１は無
人車１の実際の運行状態が異常であると判定し、その判
定結果に基いて走行用モータ２０等を停止制御させて無
人車１を走行停止させる。

次に、ＣＰＵＩＩの処理動作について具体的に説明する
。

ＣＰＵＩＩの基本的動作はＣＣＤカメラ３を作動させる
撮像処理動作と、そのカメラ３が撮像した画像５に基い
て路面４に設けたマーク６を画像処理して指示パターン
６ｂの運行情報の認識を行う認識処理動作と、その認識
結果に基いて無人車１の運行を演算する演算処理動作と
、その演算結果に基いて走行用モータ２０及び操舵機構
２１を制御して無人車１を運行させる運行処理動作とか
ら構成されている。そして、ＣＰＵＩＩは撮像処理動作
−認識処理動作一演算処理動作一運行処理動作の順序で
制御を行い、その撮像処理動作の周期を予め設定してい
ると共に、各処理動作の時間も予め設定している。そし
て、一連の処理動作を順次繰り返すことにより無人車１
は走行経路りに沿って所定の運行゛が遂行される。尚、
撮像処理動作から演算処理動作までが終了し運行処理動
作が開始されるまでの間については、ＣＰＬＩＩ　１は
先の演算処理動作に基く運行処理動作によって無人車１
を運行制御している。

そして、今、無人車１が第３図に示す第０番目（＃０）
のマーク６の運行情報（この場合、「直進」）に基く運
行が決定されてその決定結果に基いて無人車１が運行制
御されている状態において、第１番目（＃１）のマーク
６を撮像するためにＣＰＵ１１からの制御信号に基きＣ
ＣＤカメラ３が撮像動作されると、ＣＣＤカメラ３が同
図に２点鎖線で示す前方のエリア４ａを撮像してその画
像５を走査する。

このＣＣＤカメラ３からの各画素に対応する画素信号は
Ａ／Ｄ変換器１６にてＡ／Ｄ変換されると共に２値化さ
れて、画素データとして作業用メモリ１３の所定記憶領
域に記憶される。

作業用メモリ１３に記憶された前記画素データはマーク
６に相当する部分の強度が大きくなり、路面４に相当す
る部分の強度が小さくなり、マーク６に相当する部分と
路面４に相当する部分とがそれぞれ判別されることにな
る。又、これと同時に、マーク６の指示パターン６ｂが
白抜きのみの複数の多角形よりなる「直進」を指示する
運行情報であることが判別されて認識される。

そして、ＣＰＵＩＩはその認識した運行情報と、プログ
ラムメモリ１２内の情報テーブルにおける当該マーク６
に対応する第１番目（＃ｌ）の運行情報とを比較する。

この場合、情報テーブルの第１番目（＃１）の運行情報
は「直進」であり、認識された運行情報も「直進」であ
るので比較結果は一致し、ＣＰＵ１１はその運行情報に
基いて無人車１の運行を決定すると共に、次のマーク６
が撮像される撮像タイミングを設定するために前記情報
テーブルの第１番目（＃１）に対応する距離情報（この
場合、β１）を読み出す。そして、ＣＰＵＩＩは前記運
行の決定結果に基いて無人車１を走行させるために、走
行用モータ２０及び操舵機構２１を動作させると共に、
無人車１の走行距離を割り出すために、無人車１の走行
に伴って車速検出器２２及びタイマ１４からの検出信号
を演算処理する。

その後、ＣＰＵ１１は割り出された走行距離と前記読み
出された距離情報（β１）とを比較してそれらが一致す
る撮像タイミングにおいてＣＣＤカメラ３を撮像動作さ
せる。

このときエリア４ａ内には撮像されるべき第２番目（＃
２）のマーク６が撮像されることになり・そのマーク６
を捕らえたＣＣＤカメラ３からの画素信号は前記と同様
に画素データとして作業用メモリ１３の所定記憶領域に
記憶された後、マーク６に相当する部分と路面４に相当
する部分とがそれぞれ判別されると共に、マーク６の指
示パターン６ｂが白抜き及び黒塗りの複数の多角形より
なりる「右折」の運行情報であることが判別されて認識
される。

そして、ＣＰＵＩＩはその認識した運行情報と、プログ
ラムメモリ１２内の情報テーブルにおける当該マーク６
に対応する第２番目（＃２）の運行情報とを比較する。

この場合、情報テーブルの第２番目（＃２）の運行情報
は「右折」であり、認識された運行情報も「右折」であ
るので比較結果は一致し、ｃｐｕｌｌはその運行情報に
基いて無人車１の運行を決定すると共に、次のマーク６
が撮像される撮像タイミングを設定するために前記情報
テーブルの第２番目（＃２）に対応する距離情報（この
場合、Ｚ２）を読み出す。

そして、ｃｐｕｉｔは前記運行の決定結果に基いて無人
車１を走行させるために、走行用モータ２０及び操舵機
構２１を動作させる。この場合、走行用モータ２０及び
操舵機構２１の動作に基き、無人車１は第２番目（＃２
）のマーク６上まで直進走行され、そのマーク６上にて
その場で右へ９０度旋回され、更にそのマーク６から第
３番目（＃３）のマーク６へ向けて直進走行される。又
、ＣＰＵ１１は無人車ｌの走行距離を割り出すために、
無人車１の走行に伴って車速検出器２２及びタイマ１４
からの検出信号を演算処理する。

その後、ＣＰＵＩ　１は割り出された走行距離と前記読
み出した距離情報（β２）とを比較し、それらが一致す
る撮像タイミングにおいてＣＣＤカメラ３を撮像動作さ
せる。

このときエリア４ａ内には↑最像されるべき第３番目（
＃３）のマーク６が撮像されることになり、そのマーク
６を捕らえたＣＣＤカメラ３からの画素信号は前記と同
様に画素データとして作業用メモリ１３０所定記憶領域
に記憶された後、マーク６に相当する部分と路面４に相
当する部分とがそれぞれ判別されると共に、マーク６の
指示パターン６ｂが白抜きのみの複数の多角形よりなる
「直進」の運行情報であることが判別されて認識される
。

そして、ＣＰＵＩＩはその認識した運行情報と、プログ
ラムメモリ１２内の情報テーブルにおける当該マーク６
に対応する第３番目（＃３）の運行情報とを比較する。

そして、それらが一致する場合には、ＣＰ　Ｕｌｌは次
の第４番目（＃４）のマーク６が撮像される撮像タイミ
ングを設定するためにプログラムメモリ１２内の情報テ
ーブルの距離情報（この場合、β３）を読み出し、前記
運行情報に基いて走行用モータ２０及び操舵機構２１を
動作させて無人車１を走行させると共に、その走行に伴
って割り出された走行距離と前記読み出された距離情報
とを随時比較する。

以下、同様にＣＣＤカメラ３を撮像動作させ、各マーク
６を順次撮像して画像処理すると共に、各マーク６の運
行情報に基いて無人車１を走行させることにより、第３
図に示すように各マーク６上を順次通過する四角形状の
走行経路りに沿って無人車１が周回走行される。

一方、万−何らかの原因により撮像されるべきマーク６
の一部が欠落したり、予め定められた走行経路りから逸
脱して無人車１が走行したりした場合には、先に設定さ
れた撮像タイミングに対応して撮像されるべき次のマー
ク６が撮像されないことになる。この結果、ＣＣＤカメ
ラ３により撮像された撮像画像から所定の運行情報を認
識することができなくなり、画像処理して認識された情
報と情報テーブルにおける運行情報とが一致しなくなり
、よってＣＰＵＩＩは実際の運行状態が異常であると判
定し、その判定結果に基いて走行用モータ２０等を停止
制御させて無人車１を走行停止させる。

又、路面４上に配置された各マーク６の配置順序が間違
っていた場合には、その撮像画像を画像処理して認識さ
れるマーク６の運行情報と、情報テーブルにおける運行
情報とが一致しなくなり、即ち画像処理して認識される
マークの運行情報が正規の設定順序に従って認識されな
くなり、ＣＰＵ１ｌは前記と同様に実際の運行状態が異
常であると判定して走行用モータ２０等を停止制御させ
て無人車１を走行停止させる。

更に、ＣＣＤカメラ３により撮像されるマーク６に欠損
部分や汚損部分があったり、ＣＣＤカメラ３により撮像
されるマーク６の近傍の路面４上に汚れやゴミ等があっ
たりしてその撮像画像から正規の運行情報が認識できな
い場合には、その撮像画像を画像処理して認識される情
報と、情報テーブルにおける運行情報とが一致しなくな
り、ＣＰＵＬＬは前記と同様に実際の運行状態が異常で
あると判定して走行用モータ２０等を停止制御させて無
人車１を走行停止させる。

上記のようにこの実施例では、各マーク６を撮像するた
めにＣＣＤカメラ３を撮像動作させたときに、その撮像
画像の画素信号を画像処理して認識した情報と、当該マ
ーク６の第０番目（＃０）〜第９番目（＃９）の設定順
序に対応する情報テーブルの運行情報、即ち「直進」、
「右折」。

「−旦停止」等の情報とを比較し、それらが一致する場
合にその運行情報に基いて無人車の運行を決定し、それ
らが一致しない場合に無人車１の実際の連行状態が異常
であると判定している。

このため、離散配置式のマーク６を採用した前記画像式
無人車においても、マーク６の欠落や無人車１の走行経
路逸脱等の場合、マークの配置順序が間違っている場合
、各マーク６に欠損部分や汚損部分がある場合、更には
各マーク６の近傍の路面４上に汚れやゴミ等がある場合
に、実際の運行状態が異常であることを容易に検出して
無人車１を停止制御させることができる。

又、この実施例では、各マーク６を撮像することができ
る位置に無人車１が達したときにＣＣＤカメラ３を撮像
動作させ、それ以外の位置ではＣＣＤカメラ３を撮像動
作させないように撮像タイミングを設定しているので、
各マーク６間において不必要な画像処理を省略すること
ができ、間隔１Ｏ〜！９を一定に設ける必要がない。

尚、この発明は前記実施例に限定されるものではなく、
発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜
に変更して次のように実施することもできる。

（１）前記実施例ではＣＣＤカメラ３の撮像タイミング
を設定するために、情報テーブルに各マーク６間の距離
情報を設け、その距離情報と無人車１の実際の距離情報
とを比較するようにしていたが、情報テーブルの距離情
報を省略し、ＣＣＤカメラ３を常時撮像動作させるよう
に構成すること。

（２）前記実施例では撮像装置としてＣＣＤカメラ３を
用いたが、それ以外の撮像装置を用いて実施すること。

（３）前記実施例ではＣＣＤカメラ３における画像の画
素構成（分解能）を２５６Ｘ２５６画素としたが、これ
に限定されるものではなく、例えば５１２Ｘ５１２画素
、１０２４Ｘ１０２４画素等、適宜に変更して実施する
こと。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、離散配置式のマ
ークを撮像してその撮像画像中の画素信号を画像処理し
て無人車の運行を決定する画像式無人車において、マー
クの配置順序が間違っている場合、マークに欠損部分や
汚損部分がある場合、更にはマーク近傍の路面上に汚れ
やゴミがある場合に、実際の運行状態が異常であること
を容易に検出することができるという優れた効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した一実施例を示す走行制御
装置の電気ブロック回路図、第２図は同じく無人車等の
側面図、第３図は無人車等の平面図、第４図はＣＣＤカ
メラが撮像した画像を説明するための説明図、第５図（
ａ）〜第５図（ｄ）は各種の指示パターンを説明するマ
ークの平面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　無人車の運行を指示するために予め定めた設定順序
   に従って所定間隔隔てて路面上に離散配置したマークを
   無人車に備えた撮像装置により無人車の走行に伴って順
   次撮像し、その撮像画像中の画素信号を画像処理して無
   人車の運行を決定するようにした画像式無人車において
   、 前記設定順序に対応して配列した複数の運行情報を予め
   設け、各マークを撮像するために前記撮像装置を撮像動
   作させたときに、その撮像画像の画素信号を画像処理し
   て認識した情報と前記各運行情報のうち当該マークに対
   応する運行情報とを比較し、それらが一致する場合にそ
   の運行情報に基いて無人車の運行を決定し、それらが一
   致しない場合に無人車の実際の運行状態が異常であると
   判定するようにした画像式無人車における運行異常検出
   方法。