JPH0344712A - 自律走行車 - 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】

Ａ、産業上の利用分野 本発明は、パスや乗用車などを予め設定したコースに沿
って無人で走行させる自律走行車に関する。 Ｂ、従来の技術 従来から、バスや乗用車などを無人で走行させる第６図
に示す自律走行車が知られている。この自律走行車は、
超音波距離計で自軍位置を測定しながら予め定められた
コースを走行するものであリ、第６図に示す自軍位置測
定装置を備えている。 すなわち、自車位置測定装置は、車両前部の左右の側面
に取付けた超音波センサ１と、前輪の操舵角を検出する
操舵角センサ２と、超音波センサ１の超音波発射方向（
距離検出方向）と操舵角を演算する制御回路３と、ごの
制御回路３の出力信号によって超音波センサｌの距離検
出方向を変えるアクチュエータ４と、同じく制御回路３
の出力信４によって操舵角を変更するアクチュエータ９
とから構成されている。 このような自律走行車においては、超音波センサ１から
発射し５た超音波が走行路側に沿って設置されたガード
レール５に１ｖ射し又戻って来るまでの時間によって車
両側面とガ・−トレール５までの距ＭＱを検出、Ｉ、、
その距離Ｑがほぼ−・定に保たれるように操舵角θを制
御１１、なから走行する。カーブ走行時はガードレール
５に対する車両の向きが傾くため、超音波センサｊ−の
距離検出方向を車両側面に対して鉛直方向に固定してお
くとガードレール５で反射した超音波信号が受信できな
いので、カーブ走行時は５第７図に矢印へ、Ｂｒ示１よ
うに超音波センサ１を操舵方向と同方向に回転してその
距離検出方向を−１）式で求められろ角度φに変更する
。ここで、角度φは、操舵角Ｕの過去のｍ回分の平均値
として次式から制御回路３で求められる。 φ２−（Σｔｉ　ｎ　）　　、ｒ”　ｍ　　　　　　　
　　　”’　　（Ｌ　）ｎｉｉ 超音波センサ１の向き　すなオ」ち距離検出力にｉＪは
、第８図の部分拡大図に示すように、ア・、′ノチュエ
ータ４で調節可能とされ−

【′１１律走車の（Ｊ、）式
で算出された角度φがφ＝Ｏのときは自律走行車の側面
に鉛ｍ方向とな０、φ〉０のときはφ：Ｏの方向から反
時計回り方向に回転した方向、となり、φ〈０のときは
φ＝０から時計［ｉｉり方向に回転した。方向となる。 したか−〉で、（１）式から、超音波センサ１は操舵角
θに応ｉ、′、て操舵方向と同−方向に回転されてその
距離検出方向が角度φとなる。その結果、ガードレール
５からの反射波を超音波センサ１が確実に受信して４；
鼎立を計測し・。 カーブ走行時においても直線走行時とほぼ同様な自律走
行が可能となる。 なお、どのような速度で走行させるか、どの位置で停止
させるかなどは図示しない他の制御装置によって制御さ
れる。 Ｃ０発明が解決しようとする課題 ところで、このような自律走行車では、車両高力の走行
路面上に人間または物体などの障害物が出現した場合、
これを回避する必要があり、車両前方の障害物を例えば
レーザレーダで検出して障害物回避操舵が行われる。例
えば９第９図に示すような位置関係で百律走行軍１０の
前方に障害物１］が出現した場合、レーザレーダでそれ
を検出して時計回り方向に操舵角０を変化させ、障害物
を回避する。 ところが、上述した従来の自律走行車では、カーブ走行
か障害物回避動作かを判定していないので、回避動作時
にも超音波センサ１が第９図の矢印Ａ、ｌ”（で示すよ
うに操舵方向と同一方向に操舵角θの変化分の角度だけ
回動してしまう。そのため、障害物回避動作時に超音波
センサＪから発射された超音波がガードレール５で車両
とは老く別の方向Ａ’、＋（’　に反射しでしまい、ガ
ートレール５までの距離を測定できず、自律走＜−ｊが
できなくなる。 本発明の技術的課題は、車１閾の操舵がカーブ走行によ
るものか障害物回避動作によるものかを判定して車両側
方に延設された誘４体までの距離を常に正確に測定する
ことにある。 ００課題を解決するための手段 クレーム対応図である第１図により本発明を説明すると
、本発明に係る１１律走行車は、車両側面に設けられ、
走行路に沿って延設されている車両側方の誘導体５まで
の距離を検出する距離検出手段１と、車両前方の障害物
を検出する障害物検出手段６と、車両を操舵する操舵手
段９と、この操舵手段９で操舵された車両の操舵角を検
出する操舵角検出手段７と、距離検出手段１で検出した
車両側方の誘導体５までの距離がほぼ一定に保たれるよ
うに自律走行のために操舵手段９を制御するとともに、
障害物検出手段で障害物が検出されるとそれを回避する
ように操舵手段９を制御する操舵制御手段８Ｂと、操舵
制御手段８８で操舵手段９を制御することによる操舵が
上記自律走行のための操舵か障害物回避のための操舵か
を判定する判定手段８Ａと、障害物回避の操舵と判定さ
れれば操舵角検出手段７で検出された操舵角に栽づいて
その操舵方向と反対方向にその操舵角に応じて距離検出
手段１による距離検出の方向を変えるとともに。自律走
行の操舵と判定されれば操舵角検出手段７で検出された
操舵角に基づいてその操舵方向と同方向に距離検出方向
玉による距離検、′ＩＩの方向を変える向き変更手段４
とを具備することにより、上述の技術的課題を解決する
。 Ｅ９作用 判定手段８Ａが障害物ｉＦ’ｌ　ｉｌｉ！のための操舵
と判定すると、その障害物［ｉ１避操舵の操舵方向と反
対方向にその操舵量に応じて距離検出手段１を回転して
その距離検出方向を変更する、判別手段８が自律走行に
おけるカーブ走行のための操舵と判定すると、その操舵
方向と同方向にその操舵量に応じて距離検出手段１を回
転してその距離検出方向を変更する。これにより、走行
路面ヒの障害物を回避する際にもカーブ走行時にも、車
両側方の誘導体５までの距離を正確に測定することが可
能となる。 なお１本発明の詳細な説明する上記り項およびＥ項では
、本発明を分かり易くするために実施例の符号を用いた
が、これにより本発明が実施例に限定されるものではな
い。 Ｆ、実施例 第２図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、従
来構成と同一・部分は同一記号で示し、以下では相違点
を主に説明する。 図において、６は、車両前方にレーザ光を発射するレー
ザレーダであり、レーザ光の反射波を受信するまでの時
間などから前方障害物のｆＩ魚や障害物までの距離を検
出する。７は左右の後輪の１１（軸に取付けられた車速
検出用のロータリエンコーダ、８はアクチュエ・−夕４
，９を制御する制御回路であり、超音波センサ１、レー
ザレーダ６、ロータリエンコーダ７かβ）の検出信号を
受け、後述の各挿演算を実行して操舵アクチュエータ９
やセンサアクチュエータ４を制御する。 以下、動作を説明する、 まず、超音波センサ■は従来と同様にして走行路側に設
置されたガードレール５に向ｉ′Ｊて超Ｉｆ波を発射し
その反射波を受信する、二、ハ発射と受信との時間間隔
から１１車とガードレール５とσ）間の距離αを検出し
、ガードレール５までの距離Ｑがほぼ一定に保たれるよ
うに操舵アｌｊ　＋−をエータ９により操舵角Ｒを制御
しながら銀画を走行させる。 第２図は、超音波センサ１の距離検Ｚ１１方向を変更す
る処理手順例であり　制御回路８で実行される。まず、
操舵角センサ２が検出（また現在の操舵角θを読込んだ
後、レーザレーダ６が車両前方に何等かの障害物を検出
しているか否かを調べる（ステップ８１．Ｓ２）。車両
前方に障害物が検出されていない場合は、前述した第（
１）式により回転角φを求め、超音波センサ】の距離検
出方向を回転角φとする信号をアクチュエータ４に入力
する（ステップＳ８）。これにより超音波センサ］−が
操舵方向と同一方向に同転してその同転角がφとされる
。 レーザレーダ６により障害物が検出されている場合、レ
ーザレーダ６がレーザ光を発射してから反射光を受光す
るまでの時間にまりでその障害物までの距離を測定する
と共に、ロータリエンコーダ７から出力されるパルス周
期に上って！（を両の走行速度を測定する（ステップＳ
２．Ｓ３）、。 ここで、前回の検出タイミングで４１１１定した障害物
までの距離をＱｏ、今回の検出タイミングで測定した距
離をＱ２２、今回の検出タイミングで測定した走行速度
を■、検出周期をδｔ、とする、レーザレーダ６が捉え
た障害物が走行路面Ｅに出現した人間や物体などの真の
障害物であれば、走行速度■に直線比例して障害物まで
の距離が短くなるため。 （Ｑｌｌ−Ｑｌ）／δｔ＝：ｖ　　　　　　　・−（２
）の関係が成立する。しかし、レーザレーダ６がカーブ
走行中のガードレール５を障害物として検出している場
合は、走行速度Ｖと距１（Ｒｏ−Ω、）の関係は非直線
関係となり、上記第（２）式は成立しない。 そこで、制御回路８は上記第（２〉式が成立するか否か
を判定しくステップＳ５）、成立しない場合はカーブ走
行中のガードレール５を障害物として検出しているもの
と判定する。すなわち、自律走行のための操舵と判定し
て、超音波センサ１の回転角を過去ｍ回分の操舵角θの
平均値で表される角度φにしてその距離検出方向を変え
る（ステップＳ８）、第（２）メが成立している場合は
走行路面上に真の障害物が検出されたものと判定する。 すなわち、障害物回避のための操舵と判定する。そして
、今回測定した距１’ｉ！　Ｑ　ｘが閾値以下に達した
時点で回避動作を行うように操舵角アクチュエータを後
述するように駆動すると共に、次の第（３）式によって
超音波センサ１の距離検出方向を示す角度φｎや、を求
め１．この角度φｎ０、に対応した信号をセンサアクチ
ュエータ４に入力し。 超音波センサ１の距離検出方向を操舵方向とは反対方向
に変える（ステップ８５〜５７）９φｎ＋１＝φｎ−（
ｖ／Ｌ）−ｏ−δｔ−（３）但し、φｎ、、：今回求め
た超音波センサ■の距離検出方向を示す角度 φｎ　：前回求めた超音波センサ１の距離検出方向を示
す角度 Ｖ　　二走行速度 Ｌ　　：ホイルベース θ　　：操舵角θ δｔ　：検出周期 これにより、走行路面上の真の障害物を回避する動作中
は、第４図に矢印Ａ、Ｂで示すように、超音波センサｌ
を操舵方向とは逆方向に回転してその回転角度はφｎ、
、とされる。この結果１回避動作中もガードレール５ま
での距離を正確に測定することが可能になる。 以上の実施例の構成において、超音波センサ１が距離検
出手段を、レーダレー・〜ザ６が障害物検出手段を、操
舵角センサ２が操舵角検出手段を、制御回路８が操舵制
御手段を、操舵角アクチュエータ９が操舵手段を、制御
回路８が判定手段を、制御回路８とセンサアクチュエー
タ４が向き変更手段をそれぞれ構成し、ガードレール５
が誘導体である。 ここで、障害物同道動作の具体例について説明する。 通常走行状態において車両は、走行速度、ガードレール
までの距離、走行中の操舵角、道路の長さを指示する走
行指令ＰＲに従って走行する。障害物検出時は次のよう
な回避動作が行われる。 第５図は、車両ＶＥと障害物ＯＢを示し、車両が一ヒ記
第３図のステップＳ５で障害物０８を検出したとき、超
音波センサ１からの出力信号に基づいてガードレールと
車両ＶＥまでの距離を検出し。 車両ＶＥが道路中心よりも左側を走行していれば右側に
、道路中心よりも右側を走行していれば左側に新たな走
行目標点ＯＰを設定する。そして。 車両ＶＥがその走行目標点ＯＰに向かうように操舵角を
制御する。回避動作してもなお障害物が検出されるとき
は車両ＶＥを停止する。障害物回避が終了すると再び走
行指令Ｐ　Ｒに基づいて１ド両が走行する。なお、障害
物回避動作時、ガードレールから車両ＶＥまでの距離は
障害物と反対側の超音波センサからの信号を用いる。 レーザーレーダによらずＴＶカメラにより障害物を検出
すればより高精度な回避動作が可能となる。 この場合、上下に２台のＴＶカメラを設はステレオ方式
で障害物を検出して、第６図のように障害物の左端座標
ＬＣ，右端右端座標１先端座標ＴＣが算出される。この
各座標から左端）￥標とガードレールまでの距′ｆ１Ｗ
Ｌ、右端座標とガードレールまでの距離ＷＲを求める。 そして、いずれか大きい値が車両ＶＥの車幅よりも大き
いか否かを判定し、車幅が大きければ通り抜けられない
から車両ＶＥを停止する。車幅の方かが小さければ、Ｗ
ＬとＷＲの大きい方の幅中心に目標点Ｐ○を定めて車両
ＶＥがその目標点ＰＯに向かうように操舵角を制御する
。障害物回避が終了すると再び走行指令ＰＲで車両走行
が制御される。 なお、上記実施例において、車両側方のガードレール５
および前方の障害物をマイクロ波レーダを用いて検出し
てもよい。あるいは、ＴＶカメラなどで車両側方を撮像
し、その画像を処理してガードレールまでの距離を検出
するものにも本発明を適用でき、この場合、ＴＶカメラ
などの撮像手段の光軸をガードレールに直角に相対させ
るように回動させることになる。さらに、障害物回避操
舵か自律走行におけるカーブ走行の操舵かの判定を自軍
の速度と障害物までの距離とから行なうようにしたが、
これに限らず上述のＴＶカメラの画像に基づいて行なう
ことも可能である。 また、バスや乗用車の他、工場内等で荷物を無人で運搬
する自律走行車についても同様に本発明を適用できる。 Ｇ１発明の詳細 な説明したように本発明によれば障害物回避操舵中は、
誘導体までの距離を検出する距離検出手段による距離検
出の方向を操舵方向とは逆方向に回転して変更し、自律
走行によるカーブ走行時は操舵方向と同方向に距離検出
の方向を回転して変更するようにしたので、障害物回避
操舵中にも自律走行におけるカーブ走行時にも車両側方
の誘導体までの距離を正確に測定しながら自律走行させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図である。 第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、第３図は
超音波センサによる距離検出の方向を変える制御動作の
概要を示すフローチャート、第４図は実施例における障
害物回避操舵中の超行波センサによる距離検出の一例を
示す図、第５図（ａ）および（ｂ）は目標点ＰＯを説明
する図、第６図は従来の自律走行車の構成を示すブロッ
ク図、第７同は従来の自律走行車におけるカーブ走行時
の超音波センサによる距離検出の一例を示す図、第８図
は超音波センサの！ｌ！離検出方向の角度φを示す図、
第９図は従来の自車位置測定装置における障害物回避操
舵中の超音波センサの距離検出の一例を示す図である。 １：超音波センサ　　　２：操舵角センサ３．８：制御
回路 ４：センサアクチュエータ ５ニガートレール　　　６：レーザレーダ７二〇−タリ
エンコーダ ９：操舵アクチュエータ １０：自律走行車　　　１１：障害物

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両側面に設けられ、走行路に沿って延設されている車
   両側方の誘導体までの距離を検出する距離検出手段と、 車両前方の障害物を検出する障害物検出手段と、 車両を操舵する操舵手段と、 この操舵手段で操舵された車両の操舵角を検出する操舵
   角検出手段と、 前記距離検出手段で検出した車両側方の誘導体までの距
   離がほぼ一定に保たれるように自律走行のために操舵手
   段を制御するとともに、障害物検出手段で障害物が検出
   されるとそれを回避するように操舵手段を制御する操舵
   制御手段と、 この操舵制御手段で前記操舵手段を制御することによる
   操舵が前記自律走行のための操舵か前記障害物回避のた
   めの操舵かを判定する判定手段と、 障害物回避の操舵と判定されれば前記検出手段で検出さ
   れた操舵角に基づいてその操舵方向と反対方向にその操
   舵角に応じて前記距離検出手段による距離検出の方向を
   変えるとともに、自律走行の操舵と判定されれば前記検
   出手段で検出された操舵角に基づいてその操舵方向と同
   方向に前記距離検出手段による距離検出の方向を変える
   向き変更手段とを具備することを特徴とする自律走行車
   。