JPH03277916A - 車両の道路勾配検出装置 - 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） この発明は車両前方の道路勾配（傾斜）を検出する車両
の道路勾配検出装置に関する。

（従来の技術および 発明が解決しようとする課題） 近年においては、自律走行車両あるいは車速制御装置を
装着された車両が特開昭６４−４２７１２号公報あるい
は特開昭６３−１７３７２９号公報等で提案されている
。このような車両は車速を自動制御して定速走行等を行
うが、定速走行時に上りあるいは下りの坂道に進入する
と定速性が損なわれるという問題がある。

方、上述の問題の解決には車両前方の道路の勾配を検出
して予見制御を行うことが有効であると考えられるが、
従来、車両に搭載して前方の道路の勾配を検出する装置
は開発されていなかった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、車両に
搭載して車両前方の道路勾配を検出することができる道
路勾配検出装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明にかかる車両の道路勾配検出装置は、車幅方向
に所定路ｗ１離隔して車体に設けられ、それぞれが車体
前方の道路を撮影する一対の撮像手段と、これら撮像手
段の出力信号を基に撮像手段がともに撮影した道路上の
指標を識別して指標と撮像手段との距離および指標と撮
像手段とを結ぶ直線を成す角度を算出する指標認識手段
と、この指標認識手段により算出された距離および角度
と前記撮像手段の路面からの高さとから車体に対する指
標の高さを算出する指標高さ演算手段と、を備えること
が要旨である。

（作用） この発明にかかる車両の道路勾配検出装置は、車体に車
幅方向に離隔して所定の高さに設けられた一対の撮像手
段により車両前方の道路を撮影し、これら撮像手段がと
もに撮影した指標の車体に対する相対位置（距離、高さ
）を画像処理で算出するため、この指標位置から道路の
勾配を判別できる。したがって、この道路勾配検出装置
の出力を基に車速制御装置あるいはサスペンション制御
装置等の車両に付随する制御装置に予見制御を行なわせ
ることができる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図から第５図はこの発明の一実施例にかかる道路勾
配検出装置を表し、第１図が車速制御装置と組み合せた
状態の制御ブロック図、第２図が道路上の車両の模式平
面図、第３図が道路上の車両の模式側面図、第４図が要
部の模式図、第５図がフローチャートである。

第１図において、１１は道路勾配検出装置、１２は車速
制御装置である。道路勾配検出装置１１は一対のビデオ
カメラ（撮像手段）　１３Ｌ、１３Ｒおよび画像処理部
１４を有する。ビデオカメラ１３Ｌ、１３Ｒは、第２図
および第３図に示されるように、路面Ｇから所定の高さ
Ｈの位置で車体１５に車幅方向に所定距＊Ｗ離隔して車
両１５の前方に向けて配置され、それぞれが車体１５の
前方の道路（路面Ｇ）を撮影する。これらビデオカメラ
１３Ｌ、１：ＪＲは、第４図に示すように、被写体レン
ズ１６を通過した光線（被字体像）　　が固体撮像板（
ＣＣＤ）１７に入射して結像し、この被写体像ＣＣＤ１
７で電気信号に変換して映像信号として画像処理部１４
に出力する。

画像処理部１４は、ビデオカメラ１３Ｌ、１３Ｒの映像
信号を基にカメラ１３Ｌ、１３Ｒがともに撮影した道路
Ｇ上の指標（例えば、センターラインＭの端部等）を認
識し、以下に述べるように、指標Ｍの各カメラ１３Ｌ、
１３Ｒに対する相対位置を求めて指ｉＭの高さ、すなわ
ち前方道路Ｇの勾配を表す信号を出力する。すなわち、
第２図に示すように、左右のカメラ１３Ｌ、１３Ｒ間の
距１１Ｗ１左方のカメラ１３１と指標Ｍとの距ｌｉｔ　
ｘ　Ｌおよび右方のカメラ１３Ｒと指標Ｍとの距ｗｉＩ
ｌＲは下式（１）　、　（２）の関係が成立し、これら
式（１）　、　（２）より一方の距離（本実施例では左
方のカメラ１３Ｌと指標Ｍとの距！［）ＡＬが式（３）
に示すように求まる。

ｕ　　Ｌ　　−ｃｏｓα　し＋Ａ　　ＲＣＯＳαＲ−Ｗ
　　　　　　−（ｔ）Ｊ２Ｌ−５ｉｎａＬｌ！、　　・
ｓｉｒ＋ＣＬＲ”（２）ここで、第２図に示されるよう
に、角度αＬはカメラ１３Ｌ、１３Ｒ間を結ぶ線が左方
のカメラ１３Ｌと指標Ｍとを結ぶ線と成す角度、同様に
、角度α８はカメラ１３Ｌ、１３Ｒ間を結ぶ線が右方の
カメラ１３Ｒと指標Ｍとを結ぶ線と成す角度であるが、
第４図に示すように、これら角度α１．α３は第４図に
示すように指標Ｍの像のＣＣＤ１７への結像位置と中心
線との距離δおよびレンズ１６の焦点距１１ｆとから次
式（４）に示すように求められる。

また、ビデオカメラ１３Ｌ、１３Ｒの高さＨおよび指標
Ｍの高さｈは第３図から理解されるように下式（５）の
関係が成立する。

ｈ　＝　Ｈ−Ｉｔ　１　−　　ｓｉｎβ　　　　−（５
）ただし、角度βは左方のカメラ１３Ｌと指１！ＪＭと
を結ぶ線が水平線と成す角度であり、この角度βも上述
の式（４）によって角度α１．α３と同様に求められる
。

そして、上式（３）　、　（５）から次式（６）が導か
れ、指標Ｍのカメラ１３Ｌ、１３Ｒに対する高さＨｌす
なわち車体１５に対する相対高さはこの式（６）により
求められる。

次に、車速制御装置１２を説明する。車速制御装置１２
は、車速計画部１Ｂ、目標車速追従部１９、スロットル
バルブ駆動用のスロットルアクチュエータ２０およびブ
レーキ液圧調節用のブレーキアクチュエータ２１を有す
る。車速計画部１８は、図示しない操作器等と接続され
て目標経路速度点列を表す信号が人力し、また、上述し
た道路勾配検出装置１１と接続されて指標Ｍの高さｈお
よび指標Ｍとカメラ１３Ｌとの間の距Ｉｌｌ　ｆｌ　Ｌ
を表す信号が入力する。この車速計画部１８は、目標経
路速度点列に基づき目標車速を算出して目標車速を表す
信号を出力し、また、道路Ｇの勾配θに応じて補正信号
を出力する。

目標車速追従部１９は、車速センサにより検出された現
車速と上述の目標車速との制御偏差を表す信号が入力し
、この制御偏差に基づき目標スロットルバルブ開度と目
標ブレーキ液圧とを算出する。この目標車速追従部１９
は目標スロットルバルブ開度を表す信号および目標ブレ
ーキ液圧を表す信号を出力し、目標スロットルバルブ開
度を表す信号はバルブ開度補正信号により補正されてス
ロットルアクチュエータ２０に、また同様に、目標ブレ
ーキ液圧を表す信号はブレーキ液圧補正信号により補正
されてブレーキアクチュエータ２１に入力する。例えば
、上述のバルブ開度補正信号は勾配θが正、すなわち道
路Ｇが上り坂であればスロットルバルブ開度を増大補正
する信号として、また同様に、ブレーキ液圧補正信号は
道路Ｇが下り坂であればブレーキ液圧を増大補正する信
号として規定される。スロットルアクチュエータ２０は
、スロットルバルブを駆動してそのバルブ開度を入力す
る信号によって表わされる目標スロットルバルブ開度に
制御し、同様に、ブレーキアクチュエータ２１はブレー
キ液圧を調節してブレーキ液圧を入力する信号によって
表わされる目標ブレーキ液圧に制御する。

なお、上述した各補正信号は、第１図におしＡでは基準
となる目標値を表す信号に対して加減算補正するものと
して表されるが、乗除算補正することも可能であること
は述べるまでもない。

この実施例の道路勾配検出装置１１は、一対のビデオカ
メラ１３Ｌ、１３Ｒで車両前方の道路Ｇを撮影し、これ
らビデオカメラ１３Ｌ、１３Ｒがともに撮影しん指標Ｍ
を認識して指標Ｍの車体１５に対する相対位置、すなわ
ち指標Ｍの高さｈおよび指標Ｍとの間の距離を前述した
ようにして算出し、この指＄Ｍの相対位置を表す信号を
車速制御装置１２に出力する。

そして、車速制御装置１２は、道路勾配検出装置１１の
出力信号を基に第５図のフローチャートに示す一連の処
理を繰り返し実行する。すなわち、同図に示すように、
ステップＰ１におり１て道路勾配検出装置１１の出力信
号から指標Ｍの高さｈおよび指標Ｍまでの距ＩＩＩ　Ｉ
ｌＬを読み込んで記憶し、ステップＰ２において指標Ｍ
の高さｈが所定高さＲより大きいか否かを判別する。そ
して、このステップＰ２で高さｈが所定高さＲより大き
いと判断されると、ステップＰ３において指標Ｍの手前
Ｋｌ−Ｖの距離に達した時に目標スロットル開度にに２
・ｈを加算して目標スロットル開度を増大補正する。す
なわち、前方の道路Ｇが上り坂であると判断されると、
上り坂の始点まで距１１１ｉＫｌ−Ｖの地点に到達した
時に目標スロットル開度を指標Ｍの高さｈに対応した開
度に２・ｈだけ増大させる。したがって、車両の応答性
の遅れを加味して上り坂による走行抵抗の増大を補償で
き、車速が一時的に低下することも無く、ショックが少
い滑らかな車速制御を行なえる。なお、上述したに１゜
に２は定数、■は現車速であり、同様に、後述するに３
．に４も定数、■も現車速である。

また、ステップＰ２において指１１１Ｍの高さｈが所定
高さＲ以下であると判断されると、ステップＰ４で指＄
１！Ｍの高さｈが所定高さ−ｈより小さいか否かを判断
する。そして、このステップＰ４で指標Ｍの高さｈが所
定高さ−Ｒより小さいと判断されると、ステップＰ５に
おいて指標Ｍの手前に３・Ｖの距離に到達した時に目標
ブレーキ液圧にに４・ｈを加算して目標ブレーキ液圧を
増大補正する。すなわち、前方の道路Ｇが下り坂である
と判断されると、下り坂の始点まで距１１に３・■の距
離の地点に到達した時に目標ブレーキ液圧を指標Ｍの高
さＲに対応した圧力に４・Ｒだけ増大させる。

したがって、応答性の遅れを加味して下り坂による車速
の増大を補償でき、滑らかな車速制御を行なえる。

なお、上述した実施例では、上り坂でスロットルバルブ
のバルブ開度を増大する補正のみを行うが併せてブレー
キ液圧を減少する補正を行うことも可能であり、同様に
、下り坂ではスロットルｉ＜ルブのバルブ開度を減少す
る補正とブレーキ液圧を増大させる補正との双方を行う
ことも可能である。

第６図には、道路勾配検出装置をサスペンション制御装
置と組み付けた実施例を示す。なお、以下、前述した実
施例と同一の部分については説明を省略し、前述の実施
例で用いた符号を用いて説明する。

この実施例においても、道路勾配検出装置１１は一対の
ビデオカメラ１３Ｌ、１３Ｒにより前方の指標Ｍを認識
して指標Ｍの高さｈおよび指標Ｍまでの距１［ＡＬを表
す信号をサスペンション制御装置に出力する。サスペン
ション制御装置は、図示しないが、マイクロコンピュー
タ等から成り１、前後左右の車輪のショックアブソーバ
等に設けられた車高調節機構を道路勾配検出装置１１の
出力信号に基づき駆動制御する。車高調節機構は、周知
のショックアブソーバに対して直列に空気室を設けるも
の、あるいはボンピング作用を持たせたセルフレベリン
グ機構を有するものが用いられる。

このサスペンション制御装置は、第６図のフローチャー
トに示す一連の処理を繰り返し実行して車体の姿勢制御
を行う。なお、このフローチャートはステップＰ、、Ｐ
、、Ｐ、がそれぞれ前述した第５図のフローチャートの
ステップｐ　ｒ　、　　Ｐ２　、　Ｐａと同一であるた
め説明を省略する。

ステップＰ３においては、前輪が指標Ｍの地点を通過す
る時に前輪側の車高をに１・ｈだけ低くし、後輪が指標
Ｍの地点を通過する時に後輪側の車高をに２・ｈだけ低
くする。すなわち、ステップＰ３においては、前方道路
が上り坂あるいは前方道路上に凸部があると判断される
と、前後輪がそれぞれその地点を通過する際に前後の車
高を低くする。したがりて、車体の姿勢を一定に保持で
き、良好な乗心地が得られる。

また、ステップＰ、においては、前輪が指標Ｍの地点を
通過する時に前輪側の車高をに３・ｈだけ高くし、後輪
が指標Ｍの地点を通過する時に後輪側の車高を高くする
。すなわち、前方道路が下り坂あるいは道路上に凹部が
あると判断されると、前後輪がそれぞれその地点を通過
する際に前後の車高を高くするため車体の姿勢の変化が
抑制されて良好な乗心地を得られる。

なお、上述の実施例では、ショックアブソーバの減衰力
制御を行うことも可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明にかかる車両の道路勾配
検出装置によれば、車幅方向に離隔して設けられた一対
のビデオカメラが撮影した画像を処理して前方道路の勾
配を検出することができる。そして、この道路勾配検出
装置を車速制御装置あるいはサスペンション制御装置と
組み合せれば道路状況に応じた予見制御を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図はこの発明の一実施例にかかる車両の
道路勾配検出装置を車速制御装置と組み合せたものを示
し、第１図が制御ブロック図、第２図が道路上の車両の
模式平面図、第３図が道路上の車両の模式側面図、第４
図が一部の模式図、第５図が制御処理のフローチャート
である。 第６図はこの発明の一実施例にかかる車両の道路勾配検
出装置が組み付けられたサスペンション制御装置の制御
処理のフローチャートである。 １１・・・道路勾配検出装置 １２・・・車速制御装置 １３Ｌ、１３Ｒ・・・ビデオカメラ（撮影手段）１４・
・・画像処理部　　　１５・・・車体Ｍ・・・指標

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車幅方向に所定距離離隔して車体に設けられ、それぞれ
   が車体前方の道路を撮影する一対の撮像手段と、 これら撮像手段の出力信号を基に撮像手段がともに撮影
   した道路上の指標を識別して指標と撮像手段との距離お
   よび指標と撮像手段とを結ぶ直線を成す角度を算出する
   指標認識手段と、 この指標認識手段により算出された距離および角度と前
   記撮像手段の路面からの高さとから車体に対する指標の
   高さを算出する指標高さ演算手段と、 を備えることを特徴とする車両の道路勾配検出装置。