JPH03286315A - 自動操舵装置 - 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】 に毀光見 本発明は、自動車などの車両の走行にともなう操舵を自
動的に行わせる自動操舵装置に関する。

凭」０４４ 従来、撮像装置やレーダ装置などの外界認識手段により
車両の進行方向における走行可能領域を認識しながら、
その認識された走行可能領域内を走行するように車両の
操舵の制御を行わせ、または道路に敷設された誘導手段
にしたがって車両の操舵の制御を行わせる自動操舵装置
が開発されている。

この種の自動操舵装置にあっては、全ての道路条件下に
おいて車両の自動操舵による走行が可能ではなく、運転
者による手動操舵が必要な場合があり、また車両の走行
状況によっては２手動操舵による運転者のわずられしい
ハンドル操作を自動操舵によって助勢させるなど、自動
操舵と手動操舵との両方の機能を両立させる必要がある
ものとなっている。

１〕ヴ 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、運転者の
意志を反映して、また運転者のわずられしいハンドル操
作の負担を軽減させるために、自動操舵と手動操舵との
切換えを適切に行わせることができるようにした自動操
舵装置を提供するものである。

璽］【 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。

第１図は本発明による自動操舵装置の一構成例を示すも
ので、基本的に、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
像をサンプリングし。

そのサンプリングされたドツト構成による画像のデータ
を処理して道路エツジなどの不連続な点列の抽出を行う
画像処理部２と、その抽出された点列にしたがって道路
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一
方向の角速度変化分であるヨーレートＴを検出するヨー
レートセンサ７および車両の舵角δを検出する舵角セン
サ８などの各センサと、それら各センサ出力に応じてそ
のとき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所定の演算処理によって
求めるとともに、この自動操舵装置全体の集中制御を行
わせる制御部５と、その求められた制御目標量にしたが
って車両の自動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
。

実際には１画像処理部２．走行可能領域Ｌｌｌｔ部３、
目標経ｌＩ８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
。

画像処理部２における道路エツジなどの点列の抽出は、
以下のようにして行われる。

まず、撮像部ｌ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ドツト構成による入力
画像を微分処理することによって画像エツジの検出を行
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ａ？Ａの程度
に応した最適しきい値を自動的に設定して、その二ノン
画像の２値化を行わせる。

なおその際、入力画像の２値化を先に行わせたうえで、
エツジ検出のための微分処理を行李）せるようにしても
よい。また、２値化を行李〕せる代ｉ）りに１画像のａ
淡を表現した多値化を行わせるようにしてもよい。

次いで、そのエツジ検出され、２値化または多値化され
た処理画像にもとづいて、Ｘ−Ｙ座標上の線分をρ−ｅ
座標上の、クエであられす座標変換を行わせる公知手法
であるＨｏｕｇｈ変換処理を行わせることにより、連続
性のある煮列を結合し、たり。

連続性のない孤立した点を除去したりして、例えば第２
図に示すような道路エツジの点列の情報を得る。

ここで、θはＸ−Ｙ座標上の直線からその座標のＲ照に
おろした垂線の角度であ１１．またρはその垂線の長さ
である。例えば、第８図に示すＸ−Ｙ座標上の線分りは
、第９図に示すようにρ−θ座標上における点０１とし
てあられされる。

なおその際、２値化された処理画像にもとづいて、エツ
ジ追跡の処理を行わせて連続性をもった点列による道路
エツジをわり出すようにしてもよい。また、道路エツジ
の連続性をもった点列を求めるためのＨｏ　ｕ　ｇ　ｈ
変換処理およびエツジ追跡処理などの複数の処理を並列
的に行わせ、それら各処理結果から総合的に判断するよ
うにすれば、より精度の高い道路エツジの情報を求める
ことができるようになる。

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ツジの
画像を、第３図に示すような遠近投影の影響をなくした
道路エツ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。

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。

そして、走行可能領域認識部３は、射影変換処理された
道路エツジの画像にもとづいて、例えば第４図に示すよ
うに、連続した点列による道路エツジＥｌ、Ｅ２間を、
撮像部１の撮像方向すなわち車両１３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。

なお、第４図において、Ｐ点は車両１３の現在位置を示
すもので、撮像部Ｉ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。

次に、走行可能領域Ｌ３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」二における
車両走行の目標経路が以下のようにして設定される。

その目標経路は、後述するように、道路形状およびｒｔ
ｆ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２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
うにして一律に認定される。

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。

道路の左側の基準エツジから例えば１．５ｍ程度の所定
の隔離幅Ｗをもってその基準エツジに沿う目標経路ＯＣ
を設定する。

また、目標経路設定部４においで、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。

そしてその設定された目標経路のＸ−Ｙ座標上の位置が
２目標経路設定部４の内部メモリに、車両の走行が進む
にしたがって逐次更新されながら記憶される。その際、
Ｘ、−Ｙ座標上の尺度は、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。

第４図中、Ｐ点からＯ，ｒ、５．に至るまでの軌跡は、
後述するように、制御部５０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　焦にいる車両が目標経
路○Ｃに合流するまでの定行経路を示している。０点は
、そのときの車両の目標経路ＯＣへの合流位置となる。

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。

すな動ち、目標経路設定部４において１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、そのときの車速か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。

同様に、そのときの車速か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１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。

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合流させるための制
御目標量が、以下のように演算処理によって求められる
。

その際、ここでは、制御対象を車両の舵角に設定し、現
在検出されている車両の走行状態からこれから先の走行
経路を予測し、その車両の予測経路と目標経路との偏差
から車両がその目標経路上を走行するための舵角補正量
を求め、その舵角補正量を制御目標量として、その舵角
補正量にしたがって車両の走行制御を行わせるようにし
ている。

具体的には、例えば、車両の走行状態から現在の車両の
向きをＹ軸方向としたときのＹ軸方向の一定距離先にお
けるＸ軸上の車両到達位置を予測し、その予測位置とＹ
軸方向の一定距離先における目標経路上の前記同一のＸ
＠上にある目標位置との偏差に応じた舵角補正量を求め
るようにしている。

いま１例えば第６図に示すように、ｐ４にある車両１３
を目標経路○Ｃに合流させる場合を考えてみる。

まず２車速センサ６によって検出された車両の現在車速
ｖ（ｍ／ｓ）にもとづいて、Ｐ点にある車両のｔｍ　　
後後におけるＹ軸上の距離Ｌ（ｍ）（Ｌ＝ｖＸｔｆｆｌ
）が求められ、そのＹ軸上におけるＰ点から距離りだけ
離れたＣ、４と目標経路○Ｃとの間の偏差Ｘ２、すなわ
ちｔ□秒後における目標経路ＯＣ上の位置に比例した値
がわり出される。

同様に、ヨーレートセンサ７によって検出される車両の
ヨーレートＴ　（ｒａｄ／　ｓ　）にもとづいて車両の
予測経路ＡＣがわり出され、Ｙ軸上の６点からの予測経
路ＡＣの偏差ｘｍ、すなわちｔｍｍ後後おける予測経路
ＡＣ上の位置に比例した値が以下のようにして求められ
る。

いま、予測径路ＡＣが描く円弧の半径をＲとしたとき、
ｘ、ｎは次式によって与えられる。

ｘｍ＝Ｒ−（Ｒ”　−（ｖ　Ｘ　ｔｍ　）”　）　’＝
Ｒ−Ｒ（１−（ｖＸｔｍ　／Ｒ）’　　）’ここで、Ｒ
＞　Ｖ　Ｘ　ｔ　ｒｎとすると、ｘ　ｍ　＝Ｒ，Ｒ（１
（ｖ　Ｘ　ｔ　ｍ　／　Ｒ）　’　／　２　）＝ｖ’Ｘ
ｔ□′／２Ｒ ＝Ｌ’　／２Ｒ・（１） また、 Ｔ　＝　ｖ　／　Ｒ・・　（２） であるので、（１）、（２）式から２ ｘｌＴ、　＝Ｌ’　　・Ｔ／２ｖ　　　　　　−（３）
なお、ヨーレートＴの符号としては１例えば予測経路Ａ
Ｃが左曲りのときを正とする。

そして、各車められた偏差Ｘρとｘｍとの差ｅ（ｅ＝　
ｘ　２　　ｘ　ｍ　）に応じて車両の修正すべきヨーレ
ートΔＴが下記式にしたがって求められる。

ΔＴ＝ｅＸ２ｖ／Ｌ’　　　　　　−（４）次いで、舵
角センサ８によって検出されたＰ点における車両のタイ
ヤ角度δがとり込まれ、車両を目標経路○Ｃに合流させ
るためのタイヤ角度の制御目標量δ′が以下のようにし
て決定される。

いま、第７図に示す関係にあって。

Ｒ＞　Ｑのとき、 δ＝Ｑ／Ｒ−（５） となり、（２）、（５）式から δ＝　（Ｑ　／　ｖ）　Ｔ　　　　　　　　−（６）が
得られる。ここで、Ｑはホイールベースである。

したがって、（６）式の関係からして、車両の修正すべ
きヨーレートΔ丁に応したタイヤ角度の修正分Δδは２
次式によって与えられる。

△δ＝ＣＱ／ｖ）ΔＴ　　　　　　　（７）ここで、車
速Ｖに対する舵角の一般式であるＱ＝Ｑ（１＋Ｋｖ’）
を考慮すると、（７）式からΔδ＝ΔＴ　（１２０＋Ｋ
ｖ’　）／ｖ）　　−（８）となる。

Ｋは、タイヤ特性やホイールベースなどの車両特性によ
って決まる一定の係数である。

そして、車両を目標経路○Ｃに合流させるためのタイヤ
角度の制御目標量δ′は、 δ′＝δ＋Δδ　　　　　　　　・　（９）として求め
られる。

ステアリング制御部９は、制御部５から与えられる制御
目標量δ′に応じてステアリング駆動部ＩＯに駆動指令
を出し、それによりステアリング駆動部１０がステアリ
ングの駆動を適宜なして車両を目標経路ＯＣへ合流させ
るような操舵を行う。

以上の処理が予め設定された数秒オーダの所定の制御周
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○Ｃに対して、そ
れに追従して走行するような車両の操舵の制御が継続的
に行われていくことになる。

本発明は、このような自動操舵装置にあって、自動操舵
と手動操舵との切換えを任意に行わせることのできる操
舵モード切換スイッチ手段を設けたことを特徴としてい
る。

すなわち、第１図に示すように、操舵モード切換スイッ
チ１１を設け、そのスイッチ１１を切り換えることによ
って制御部５に自動操舵または手動操舵の切換指令を与
え、それにより制御部５がステアリング制御部９を介し
て、前述した自動操舵の実行、不実行を選択的に行わせ
るようにする４具体的には、例えば、第１０図に示すよ
うに、自動車における通常のハンドルによるステアリン
グ機構１４にモータによるステアリングアクチュエータ
１５を組み込むとともに、そのモータドライバ１６を設
け、制御部５０制御下において、ステアリング制御部９
を介して、前述のように制御目標量にしたがってモータ
ドライバ１６を通してステアリングアクチュエータ１５
を駆動するようにすれば、自動操舵となる。また、ステ
アリング制御部９によってステアリングアクチュエータ
１５を何ら駆動しなければ１手動操舵となる。

なお、この場合、ステアリングアクチュエータ１５およ
びモータドライバ１６によって前述のステアリング駆動
部１０が構成されている。

また、手動操舵時に、制御部５の制御下で、ステアリン
グ機構１４に取り付けられた操舵トルクセンサ１２によ
って操舵トルクＴを検出しながら、その検出されたトル
クの大きさにしたがってモータドライバ１６を介してス
テアリングアクチュエータＩ５を駆動するようにすれば
１通常のパワステアリングとなる。

第１０図中、６は車速センサ、７はヨー１ノートセンサ
、８ば舵角センサ、１１け操舵モード切換スイノーチ、
！７はマイクロコンビコータのボード、１８はハツチＩ
Ｊをそれぞれ示し、でいる。

また１本発明は１手動操舵による車両の走７５に際し、
て、例えば高速道路における一定ＴＩＬ線内を走行して
いるような場合における車両の道なり走行が、予め設定
された時間または距離のあいだ続いていることを検知す
る手段と、その検知時に自動操舵に自動的に切り換える
手段とをとるようにしたことを特徴としている。

具体的（二は、ミれらの手段は、制御部５において、以
下のようにして実行される。

すなわち、制御部５は、第１＋図に示すように、操舵ト
ルクセンサＩ２によって検出された現在のパン１−ル操
作による操舵トルクＴが走行可能＠域ＲＡ内を走ｆ−Ｙ
する方向に生しているか否かを判断する。

また、制御部５は、舵角センサ８によって検出された現
在の舵角δが走行可能領域ＲＡ内を走行する方向に生し
ているか否かを判断する。

さらに、制御部５は、現在に至るまでの車両の走ｔ−Ｆ
軌跡Ｒ１，と、それまでの走行可能領域ＲＡとがほぼ一
致しでいるか否かを判断する。

そして、制御部５は、それら全ての条件が満足している
か否かを総合的に判断したうえで、全ての条件が満たさ
れている場合に限って自動操舵に自動的に切り換える。

車両の走行軌跡ＲＬとしては、それが制御部５において
、以下のようにして求められる。

制御部５は、車速センサ６によって検出された速度Ｖお
よびヨーレートセンサ７によって検出されたヨーレート
Ｔをそれぞれ時間積分することによって単位時間ごとに
おける車両の走行距離および進行方向の変化をそれぞれ
求めながら、Ｘ−Ｙ座標上における現在位置（ｘ、ｙ）
を所定の演算処理によって累積的に求めていき、車両の
走行にともない刻々変化する現在位置のデータを内部メ
モリに逐次記憶保持させていく、その内部メモリに蓄積
された連続した各位置のデータによって。

車両の走行軌跡ＲＬが得られる。

そして、その車両の走行軌跡ＲＬのデータと同一のＸ−
Ｙ座標上における走行可能領域ＲＡのデータとが比較さ
れて１両者がほぼ一致しているか否かの判断がなされる
ことになる。

なお、制御部５における各判断の手法として、各条件の
満足度というかたちで表現したファジィルールを用いた
ファジィ推論や、エキスパートシステムなどを用いるこ
とが可能である。

以下に、ファジィ推論を用いて手動操舵から自動操舵に
自動的に切り換える場合について説明する。

ここでは、ファジィルールの前件部に、走行可能領域Ｒ
Ａ、操舵トルクＴの方向、舵角δの方向、および走行可
能領域ＲＡと走行軌跡ＲＬとの適合度をあられすメンバ
ーシップ関数を用いる。また、その後件部に１手動操舵
から自動操舵への切換えの適合度をあられすメンバーシ
ップ関数を用いる。

そのファジィルールは、以下のとおりである。

■■Ｆ（前件部）　第１１１　（ａ）のメンバーシップ
関数で示す走行可能領域ＲＡ内に対する車両の走行状態
　ＡＮＤ　　同図（ｂ）のメンバーシップ関数で示す走
行可能領域ＲＡに対する操舵トルクＴの方向 ＴＨＥＮ　（後件部）　同図（ｃ）のメンバーシップ関
数で示す手動操舵から自動操舵への切換えの適合度 ■ＩＦ（前件部）　第１３図（ａ）のメンバーシップ間
数で示す走行可能領域ＲＡ内に対する車両の走行状＠　
　ＡＮＤ　　同図（ｂ）のメンバーシップ関数で示す走
行可能領域ＲＡに対する舵角δの方向 ＴＨＥＮ　（後件部）　同図（ｃ）のメンバーシップ関
数で示す手動操舵から自動操舵への切換えの適合度 ■ＩＦ（前件部）　第１４図（ａ）のメンバーシップ関
数で示す走行可能領域ＲＡ内に対する車両の走行状＠　
　ＡＮＤ　　同図（ｂ）のメンバーシップ関数で示す走
行可能領域ＲＡに対する走行軌跡ＲＬの位！！！誤差 ＴＩ−ＩＥＮ　（後件部）　同図（、＝）のメンバシッ
プ関数で示す手動操舵から自動操舵への切換えの適合度 なお、第１２図（ａ）、第１３図（ａ）お上σ第１４図
（ａ）にそれぞれ示す走行可能領域ＲＡ内に対する車両
の走行状態のメンバーシップ関数への入力値としては、
第１５図に示すように、走行可能領１＄：ＲＡ内に設定
された目標経路○Ｃに対する車両１３の現在位［Ｐの偏
差ｅをとる。

第１２図（ｂ）に示す走行可能領域ＲＡに対する操舵ト
ルクＴの方向のメンバーシップ関数への入力値としては
、第１６図に示すように、走行可能領ｆｌｉ：ＲＡ内に
設定された目標経路ＯＣに対する車両１３の進行方向Ｄ
Ｉと操舵トルクＴの方向Ｄ２との偏差をとる。

第１３図（ｂ）に示す走行可能領域ＲＡに対する舵角δ
の方向のメンバーシップ関数への入力値としては、第１
７図に示すように、走行可能領域ＲＡ内に設定さ、ｔし
た目漂経路［ＴＩ　ＣＬ二対する車両１３の進行方向Ｄ
ｌど舵角５の方向Ｄ３との偏差をとる。

第１・１図（ｂ）に、−ｆ、す走ｆ子可能唄Ｗｉ　Ｒ−
＼に社する走行軌跡ＲＩ、のｆヒロ誤差のメンバーノツ
プ関数への人力値としては、第１８図にｚｌすよ１：：
、走行可能ｆｉ域ＲＡ内に設定された１」標経路・′Ｃ
↓二吋する重両１３の走行軌跡Ｒ【、０偏１．Ｅを一定
ｏ、１間または一定の走行許離のあいだにオ）たって積
ンナした値をとる。

そして、前件部のメンパーンノブ関数のｉａｉ含度に対
しで後４／１部の適合度４求のたうえて、そぴノ求めら
れた適合度のｅ和か五゛）自動振１２　’％の切換えの
最終判断をする。

その最終判断としては２例えば、第１１しｊに２丁すよ
うに、重心底を用いて４それぞれ求められた手動操舵側
における適合度の重みの総和Ｗ　ｌと自動操舵側におけ
る適合度の重みの総和■ことの重心の位置における重み
Ｗから、自動操舵への切換えの判断を行う。

その際、重ｂ■の位績で手動操舵のままでいるか、自動
操舵に切り換えるかを、予め設定されたしきい値Ｓ（例
えば＋０．２）を用いて判断する。

また１本発明は、自動操舵による車両の走行に際して５
例えば車線変更などのための運転者が走行可能領域ＲＡ
内に設定された目標経路ＯＣから外れるように意識的に
ハンドルを切ったような場合、そのときのハンドル操作
による操舵トルクが自動操舵による操舵トルクから逸脱
していることを検知する手段と、その検知時に手動操舵
に自動的に切り換える手段とをとるようにしたことを特
徴としている。

具体的には、それらの手段は、制御部５において、以下
のようにして実行される。

すなわち、制御部５は、第２０図に示すように。

操舵トルクセンサ１２によって現在検出されているハン
ドル操作による操舵トルクＴが、走行可能領域ＲＡ内に
設定された目標経路ＯＣに追従する際の自動操舵による
予定の操舵トルクよりも大きいか否かを判断する。

また、制御部５は、検出された操舵トルクＴか予定の操
舵トルクよりも大きい場合、そのときの操舵トルク大と
なっている時間が予め設定された時間以上持続している
か否かを判断する。

また、制御部５は、自動操舵時にもかかわらず。

運転者が無意識にハンドルをこきざみに操作して自動操
舵に外乱を与える場合、その外乱となるハンドル操作に
よる操舵トルクＴの変動を監視して。

現在検出されている操舵トルクＴが外乱トルクより大き
いか否かを判断する。

さらに、制御部５は、現在検出されている操舵トルクＴ
の向きが走行可能領域ＲＡを外れる方向であるか否かを
判断する。

そして、制御部５は、それら全ての条件が満足している
か否かを総合的に判断したうえで、全ての条件が満たさ
れている場合に限って自動操舵に自動的に切り換える。

なお、制御部５における各判断の手法として。

各条件の満足度というかたちで表現し７たファジィルー
ルを用いたファジィ推論や、エキスパートシステムなど
を用いることが可能である。

以ドに、ファジィ推論を用いて自り操舵から手動操舵に
自動的に切り換える場合について説明する。

ここでは、ファジィルールの前件部に、ハンドル操作に
よる操舵トルクＴの大きさ、その操舵トルク′Ｙの白！
１３操舵による予定の操舵トルクに対する大きさ、操舵
トルク大の時間、操舵トルク１゛の外乱トルクに対する
大きさ、および走ｆ−テ可能領域Ｔｔ　Ａに対する操舵
トルクＴの向きをあられすメンバーシップ関数を用いる
。また、その後件部に、白ｔｌ］操舵から丁ｔ）＋Ｗｊ
ｈ舵への切換えのａ０度をあら才ノすメンバーシップ関
数を用いる。

そのファジィルールは、以下のとおりである。

工ＩＦ（前件部）　第２１図（ａ）のメンバシップ関数
で示す操舵トルクＴの大きさ　ＡＮＤ同図（ｂ）のメン
バーシップ関数で示す操舵トルクＴの自動操舵による予
定の操舵トルクに対する大きさ、 Ｔ’ＨＥ　Ｎ　（後件部）　同図（Ｃ）のメンバシップ
関数で示す自動操舵から手動操舵への切換えの適合度 ：ＩＦ（前件部）　第２２図（ａ）のメンバーシップ関
数で示す操舵トルクＴの大きさ　ＡＮＤ同図（ｂ）のメ
ンバーシップ関数で示すトルク大の時間 ＴＨＥＮ（ｔｊ１件部）　同図（ｃ）のメンバシップ関
数で示す自！ｌ］操舵から手Ｉｌｌ操舵への切換えの適
合度 （！、　Ｉ　Ｆ　（前件部）　第２３図（ａ）のメンバ
ーシップ関数で示す操舵トルクＴの大きさ　ＡＮＤ同図
（ｂ）のメンバーシップ関数で示す操舵トルクＴの外乱
トルクに対する大きさ ＴＩ−（ＥＮ（後件部）　同図（ｃ）のメンバーシップ
関数で示す自動操舵から手動操舵への切換えの適合度 ＋ＩＩＦ（前件部）　第２４図（ａ）のメンバシップ関
数で示す操舵トルクＴの大きさ　ＡＮＤ同図（ｂ）のメ
ンバーシップ関数で示す走行可能領域ＲＡに対する操舵
トルクＴの向きＴＨＥＮ　（後件部）　同図（Ｃ）のメ
ンバーシップ関数で示す自動操舵から手動操舵への切換
えの適合度 そして、前件部のメンバーシップ関数の適合度に対して
後件部の適合度を求めたうえで、前述の場合と同様に、
その求められた適合度の総和の重み付き平均値から手動
操舵への切換えの最終判断をする。

さらに１本発明は、自動操舵による車両の走行に際し、
第２５図に示すようなステアリング機構を用いて、制御
部５において、運転者のハンドル操作による修正が可能
となるように、自動操舵による舵角量にハンドル操作に
よる舵角量を加味したアシスト制御を行わせるようにし
ている。

この場合におけるステアリング機構としては。

第２５図に示すように、ハンドル部１９がタイヤ駆動機
構部２０から切り離されて、タイヤ駆動機構部２０がス
テアリングアクチュエータ１５のみによって駆動される
ようになっている。また、ハンドル部１９には、運転者
のハンドル操作によって指示された舵角量を検出する舵
角センサ２１が別途設けられてる。

そのアシスト制御としては、第２６図に示すように、車
両が自動操舵状態にあるか手動操舵状態にあるかの判断
がなされ、現在、自動操舵状態にあると判断された場合
、まず、その自動操舵による目標舵角量δＡとハンドル
操作によって指示された舵角量δ８との偏差δｃ　　（
”δ、−δ８）が求められる０次いで、その偏差δＣに
ハンドル操作によって指示された舵角量δ８が加えられ
て、トータル目標舵角が求められる。

そして、その求められたトータル目標舵角がステアリン
グ機構におけるモータドライバ１６に与えられて、ステ
アリングアクチュエータ１５を介して所定の操舵が実行
される。

また、現在１手動操舵状態にあると判断された場合、制
御部５は、アシスト制御を中止して、ハンドル操作によ
って指示された舵角Ｉδ８を目標舵角として、モータド
ライバ１６を介してステアリングアクチュエータ１５を
適宜駆動する。

なお１本発明にあっては、自動操舵と手動ｔ％！舵との
切り換えを行わせるときの不快感をなくすようにするた
め１例えば、第２７図に示すようなヒステリシス特性を
もって、その切換えを行わせるようにしたことを特徴と
している。

ここでは、自動操舵と手動操舵との切り換えを行わせる
ときの重みＷによるヒステリシス特性を示している。

０果 以上１本発明による自動操舵装置にあっては。

車両の自動操舵と手動操舵との両方の機能を両立させて
、操舵モード切換スイッチにより自動操舵と手動操舵と
の切換えを任意に行わせることができるようにし、自動
操舵中のハンドル操作によって自動操舵による操舵トル
クを逸脱する大きな操舵トルクが発生したときには手動
操舵に自動的に切り換え、また、手動操舵中に車両の道
なり走行が所定のあいだ続いているときには自動操舵に
自動的に切り換えるようにしたもので、自動操舵と手動
操舵との切換えを、運転者の意志を反映しながら、また
車両の走行状況に応して適切に行わせることができると
いう優れたｆす点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動操舵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愉され
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ＬＨ３ｇさ
れた道路エツ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図は目標経路と車両の予測経路との関係を
示す図、第７図は車両の舵角とその回転半径との関係を
示す図、第８図はｘ　−ｙ　ｆ！Ｉｌ標上の線分を示す
図、第９図は第８図の線分をＨｏｕｇｈ変換したときの
ρ−θ座標上の点を示す図、第１○図は自動車のステア
リング機構に本発明による自動操舵装置を組み込んだ状
態の一例を示す斜視図。 第１１図は手ｔｊＪ操舵から自ＩＪｙ操舵に自動的に切
り換えるときの判断のフロー−を示す図、第１２図ない
し第１４図は手動操舵から自動操舵に自動的に切り換え
るときのファジィ制御によるルールのメンバーシップ関
数をそれぞれ示す特性図、第１５図ないし第１８図は走
行可能領域内における車両の走行状態に応じたメンバー
シップ関数への入力状態をそれぞれ示す図、第１９図は
メンバーシップ関数の適合度に応した手動操舵−自動操
舵の切換えの特性を示す図、第２０図は手動操舵から自
動操舵に自動的に切り換えるときの判断のフローを示す
図、第２１図ないし第２４図は自動操舵から手動操舵に
自動的に切り換えるときのファジィ制御によるルールの
メンバーシップ関数をそれぞれ示す特性図、第２５図は
自動車のステアリング機構に本発明による自動操舵装置
を組み込んだ状態の一例を示す斜視図、第２６図は自動
操舵時のアシスト制御のフローを示す図、第２７図は自
動操舵と手動操舵との切り換えを行わせるときのヒステ
リシス特性を示す図である１、 １　撮像部　２・−画像処理部　３　走ｆ−テ可能領域
認識部　４・目標経路設定部　５・制御部　６車速セン
サ　７・・ヨーレー用−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・・・操舵モード切換スイッチ　１２・・・操舵
トルクセンサ　１３・・車両　１５　ステアリングアク
チュエータ　１６・・モータトライバ２１・・・舵角セ
ンサ　Ｒ，Ａ・・走行可能領域　ＯＣ目標経路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、撮像手段やレーダ手段などにより車両の進行方向に
   おける走行可能領域を認識しながら、その認識された走
   行可能領域内を走行するように車両の操舵の制御を行わ
   せ、または道路に敷設された誘導手段にしたがって車両
   の操舵の制御を行わせる自動操舵装置において、車両の
   自動操舵と通常のハンドル操作による手動操舵との切り
   換えを任意に行わせる操舵モード切換スイッチ手段を設
   けたことを特徴とする自動操舵装置。 ２、撮像手段やレーダ手段などにより車両の進行方向に
   おける走行可能領域を認識しながら、その認識された走
   行可能領域内を走行するように車両の操舵の制御を行わ
   せ、または道路に敷設された誘導手段にしたがって車両
   の操舵の制御を行わせる自動操舵装置において、自動操
   舵による車両の走行に際して、ハンドル操作による操舵
   トルクが自動操舵による操舵トルクから逸脱しているこ
   とを検知する手段と、その検知時に通常のハンドル操作
   による手動操舵に自動的に切り換える手段とをとるよう
   にしたことを特徴とする自動操舵装置。 ３、手動操舵による車両の走行に際して、車両の道なり
   走行が予め設定された時間または距離のあいだ続いてい
   ることを検知する手段と、その検知時に自動操舵に自動
   的に切り換える手段とをとるようにしたことを特徴とす
   る前記第２項の記載による自動操舵装置。 ４、車両の自動操舵と手動操舵との切り換えを、ヒステ
   リシス特性をもって行わせるようにしたことを特徴とす
   る前記第１項ないし第３項の何れかの記載による自動操
   舵装置。