JPH0423106A - 自律走行車の位置推定装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は車載カメラで撮像される白線と、これに沿っ
て複数の車両位置リセット点が設けられた走行路をデッ
ドレコニング（推定航法）にて位置を推定して走行する
自律走行車の位置認識推定手法に関するものである。

（従来の技術） 従来提案されているデッドレコニングによる自律走行車
の位置推定手法としては、例えば、第３図に示すような
ものがある。

この図において、車両１は、走行路に沿って設置された
白線を積載のテレビカメラ（画像人力装置）で撮像し、
撮像した画像を二値画像処理方法で処理、数値化して白
線を画像として抽出し、この抽出した道路白線に基づい
て走行を自動的に制御する自律走行車を示す。さらに、
この自律走行車１は所定のリセット点毎に位置を推定リ
セットする装置を積載している。即ち、３個のレーザ光
線発射装置２から射出されるレーザ光線で走行路上に設
けられている車両位置リセット点としてのたとえば立体
状のラバーコーン等のコーナキューブを車両位置リセッ
ト装置３により検出し、この車両位置リセット装置３に
て現在の車両位置を算出し、算出された車両位置を信号
として車両位置推定装置４に出力する。車両位置推定装
置４は記憶装置７に記憶されている車両の左右車輪円周
。

横加速補正係数、トレッド幅を用い、左右の車輪回転数
検出装置（エンコーダ）５から入力される左右の車輪の
回転数を読みこみ、これを車両の出発時点から現在まで
を累積することにより、車両位置を推定する。もし、リ
セット装置３から現在位置の人力があれば、推定位置を
この入力値に置換え、後はこの入力値に累積を行ない位
置推定を行なう。推定された現在位置は走行車１の交差
点での右、左折判断や終点判断などの走行制御に用いら
れる。なお、図中、６は左右の車輪である。

そして、従来提案のものは、現在位置推定のとき使用す
べき記憶装置に記憶する設定値として、車両装着車輪の
規格値としての左右車輪円周長さの数値と、横加速度に
基づく車輪変形による走行距離補正のための横加速補正
係数の数値とを用いている。

従来のものは、このような手法によりリセット点ごとに
現在位置を推定し、自律的に目的地に到達できるように
措置している。

（発明が解決しようとする課８） しかしながら、このような従来提案の自律走行車両の位
置推定手法にあっては、車両位置リセット点で車両位置
の置き換えは行なうが、車両位置の推定に用いる初期設
定値の変更は行なわないようになっているため、車両位
置リセット点の間での車両位置の精度向上がなく、また
、初期設定値にズレが生した場合でもこれを考慮しない
ため、車両の走行距離が長距離におよぶと推定位置の精
度が低下するという問題点があった。

そこでこの発明は、初期設定値にズレ（誤差）が生して
も走行中に更正されリセット点間の精度を向上させるこ
とができる自律走行車の位置推定手法を提供することに
より前記問題点を解決することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は前記目的を達成するため、車両位置リセット
点における現在の車両の位置を検出し出力する車両位置
リセット手段と、車両の舵角を検出する舵角検出手段と
、舵角から車両の走行状態を判断する走行状態判断手段
と、車両のパラメータを記憶している記憶手段と、車両
の左右の車輪回転数を検出する車輪回転数検出手段と、
前記パラメータと車輪回転数と前記リセット手段により
検出された車両の位置とから現在の車両位置を推定する
車両位置推定手段と、前記パラメータと前記リセット手
段で検出された車両位置と前記車両推定位置と走行状態
とから車両の新パラメータを算出し記憶手段のパラメー
タを変更するパラメタ調整手段とを有するものであり、
また、上記パラメータ調整手段は、車両位置リセット点
の間の最大舵角と平均舵角により自律走行車の走行状態
が直線走行の時は、パラメータ調整装置が記憶装置の左
右車輪円周を調整し、直線走行以外の時は、記憶装置の
横加速補正係数を調整するものであるように構成した。

（作用） 今回の走行が舵角により直線走行と判断された場合は、
左右車輪円周がリセット手段の走行距離、方位変化量及
び回転数により適正な値として求められるので、これを
過去数回の設定値と平均し、これを新たな左右車輪円周
のパラメータ（設定値）として用いる。

又、直線走行以外と判断された場合は、予め、リセット
点間の横加速度と走行距離との積の総和が算出されてお
り、この算出値と方位変化量とにより横加速補正係数が
適正な値として求められるので、同様に過去数回の補正
係数と平均し、これを新たな補正係数として用いる。

この結果、初期設定値にズレか生じても走行中に更正さ
れ、リセット点間の位置の精度も走行中に次第に向上さ
れたものとなる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図及び第２図に示す図
面に基づいて説明する。第１図は、この発明の一実施例
を示す図である。まず構成を説明すると、第１図におい
て図は、従来のものと同一物は同一の符号を付してあり
、図示せさる走行路に沿って設置された白線を車載のテ
レビカメラ（画像入力装置）で撮像し、撮像した画像を
二値画像処理方法で処理、数値化して白線を画像として
抽出し、この抽出した道路白線に基いて走行を自動的に
制御する自律走行車（車両）１を示す。

さらに、この自律走行車１には、車両に積載されたレー
ザ光線発射装置２から射出されたレーザ光線で走行路に
沿って設置されている複数の車両位置リセット点たとえ
ばコーナキューブを検知し、この車両位置リセット点の
位置から現在の車両位置を算出しこれを出力する車両位
置リセット装置３が設けられる。

車両位置リセット装置３の出力はパラメータ調整装置８
と車両位置推定装置４に人力される。車両位置推定装置
４は記憶装置７に記憶されている車両の左右車輪円周と
横加速補正係数と車両のトレッド幅と車輪回転数検出装
置（エンコーダ）５からの左右車輪６の回転数を読み込
み車両の出発（スタート）の時点から現在までを累積計
算することにより現在の車両の位置を推定するものであ
る。もし、リセット装置３からの現在位置の人力があれ
ば推定位置をこの入力値に置換え、以後はこの入力値に
累積を行ない車両１とパラメータ調整装置８に出力する
。推定された現在位置は車両１の交差点での右左折判断
や終点判断なと走行制御に用いられる。

更に車両１は車両位置リセット点間の車両の舵角を検出
する舵角検出装置］０、舵角から車両の走行状態を判断
する走行状態判断装置９を有し、走行状態判断装置９の
出力によりパラメータ調整装Ｗ８は適正なパラメータに
調整するように記憶装置７に出力するようになっている
。

次に作用を説明する。

第１図で示される自律走行車１において、走行中のある
時点て、車両に積載されているレーザ光線発射装置２か
ら射出されたレーザ光線により走行路に沿って設置され
ている車両位置リセット点（コーナキューブ）の位置が
検知され、車両位置リセット装置３に車両の現在位置の
入力かあったと仮定すると、この時点での車両位置推定
値はそのまま基本人力値となる。この基本人力値は、パ
ラメータ調整装置８と車両位置推定装置４に出力される
。以後、この基本人力値に累積が行なわれ、次の時点で
の車両の現在位置推定が実施される。

ここで、推定された車両の現在位置は、自律走行車１の
交差点での右折・左折の判断や車両走行の終点判断など
車両の走行制御に用いられる。また、舵角検出装置１０
て検出された車両位置リセット点間の最大舵角と平均舵
角の信号を受けて走行状態判断装置９は、車両の走行状
態が直線走行状態であるかあるいは、それ以外の走行状
態であるかを判断しパラメータ調整装置８に信号として
出ツノする。パラメータ調整装置８は、ｉ上行状態判断
装置９の出力により調整するパラメータを選定して、車
両位置推定装置４から入力された車両位置と車両位置リ
セット装置３から入力された車両の現在位置および前回
の車両位置リセット点での車両位置と記憶装置７に記憶
されているパラメータ値とから、新しいパラメータ値を
算出して記憶装置７に出力する。記憶装置７には、車両
位置推定装置４で位置推定に用いるパラメータが記憶さ
れていてパラメータ調整装置８からの入力により、その
記憶パラメータを書き換えるようになっている。

第２図に本発明によるフローチャートを示す。

５ＴＡＲＴ　　自律走行車１が走行を始める。

５ＴＥＰ−１自律走行車１の初期位置がＸ。

ｙ、θとして入力される。

５ＴＥＰ〜２　第１図の車輪回転数検出袋Ｗ５からの検
出値として左車輪回転数ｒｏｕｎｃｊ　−１、右車輪回
転数ｒｏｕｄ−ｒが入力される。

５ＴＥＰ−３舵角検出装置１０から検出値として舵角δ
が入力される。

５ＴＥＰ−４自律走行車１の現在位置を推定する。ここ
で自律走行車１の左車輪円周をＩｅｎｇｔｈ斐、右車輪
円周を　ｌｅｎｇｔｈ−ｒに設定すると、走行距離△ｌ
　＝　（（ｒｏｕｎｄ−ｒ　ｘ　Ｉｅｒ＋ｇｔｈ−ｒ）
　＋（ｒｏｕｎｄ−４１ｘ　ｌｅｎｇｔｈ−１＞　）　
／　２で表わすことができる。

また、自律走行車１の進行方位を平面座標で、Ｘ軸の正
方向を零、左回り（平面座標の第１象限）を正、右回り
（平面座標の第４象限）を負で表わすと方位変化量△θ
−（（ｒｏｕｎｄ−ｒｘ　　ｌｅｎｇｔｈ−ｒ　）（ｒ
ｏｕｎｄ−Ｉ　Ｘ　　ｔｅｎｇｔｈ−ｆｆｉ）　ｌ　／
　Ｔとなる。ここでＴ−４レッド幅。したがって車両の
位置座標は、θ−θＱｌｄ＋△θＣ、Ｘ　−Ｘ　０１ｄ
＋△ｌ　ｃｃｏｓθ。

Ｙ　＝　Ｙ　ｏｖｄ　　＋△ＩＬ’ｓｉｎ　　θとなる
。ココテ（Ｘｏｚａ　＋　　Ｙｏ＊ａ　＋　　θｏｘｄ
）　＝　１回前の車両位置座標。

横加速度γ−△愛×△θ／ｌなんとなれば、愛。

−（ｒｏｕｎｄ−ｒｘｌｅｎｇｔｈ−ｒ）　　（１−Ａ
Ｘ　７）　、　　（ｉｔ−（ｒｏｕｎｄ−、ｌ　Ｘ　　
ｌｅｎｇｔｈ−ｕ　）（１＋　Ａ　Ｘ　７　）△θ’　
＝（１１％　　−更’、）／Ｔ、　　△斐Ｃ（菫、１１
）／２．ｔ＝処理周期、Ａ一定数で横加速補正計数△θ
０、△ｌＣｌ、　　Ｌ＊は座標変換後の方位偏位置位置
偏位置右側車輪走行距離及び左側車輪走行距離をそれぞ
れ表わす。

さらに、横加速補正係数の変更に用いる変数Ｂを算出す
るとＢ−Σ２ＸγＸ△愛これは車両位置リセット点間の
総和を取る。したがって後述する５ＴＥＰ−８あるいは
５ＴＥＰ−９の処理が終了するとＢ−０となりまた累積
が始まる。ここで推定された車両位置は、車両の地図表
示器に表示されたり目的地までの残り距離算出などに使
われる。

５ＴＥＰ−５車両位置リセット装置３の車両位置リセッ
ト点検知入力の有無を調べる。車両位置リセット点検知
の人力が無ければ、プログラムは５ＴＥＰ−２に戻る。

車両位置リセット点検知の入力があれば、次の５ＴＥＰ
−６へ進む。

５ＴＥＰ−６自律走行車１の現在位置を置き換える。す
なわち、リセット点検知の結果、そのリセット点の位置
座標（ＸＲ＋ＹＲ＋　　θＲ）かリセット装置３から入
力されれば、ｘ−ｘ、ｌ、ｙ−ＹＲＩ　　θ−θ３の置
き換えを行なう。

５ＴＥＰ−７５ＴＥＰ−６の置き換えの結果から車両の
走行状態を判断する走行状態判断装置９において、前回
リセットが行なわれてから今回リセットが行なわれるま
での舵角を記憶しておき、最大舵角の絶対値δＩＩａｘ
と平均舵角の絶対値δＩＩｅａｎがδｗａｘ　＜α、δ
ｍｅａｎ＜β（α、β露実験により求める定数）を満た
す場合、車両位置リセット点間の走行は、はぼ直線走行
とみなされ５ＴＥＰ−８にプログラムは進む。ここで、
実験上αは約１０６βは約２″とする事が好ましい。

５ＴＥＰ−８５ＴＥＰ−７て直線走行と判断された場合
には、前回のリセット点における車両の位置（Ｘ＋　、
Ｖ＋　、　　θ１）より車両の走行距離Δ愛は、 △θ−θ３−θ１ここてｌｅｎｇｔｈ−ｒ　＝　ｌｅｎ
ｇｈ−９＋ａとすると ａ　−ｆ　ｌｅｎｇｔｈ−１（ｒｏｕｎｄ−ｒ　　＋　
ｒｏｕｎｄｌｌ　）−２△ｌ）　／　　ｒｏｕｎｄ−ｒ となり、適正なｌ　ｅｎｇｔｈ−１とｌ　ｅｎｇｔｈ−
ｒとが求まる。この処理は、車両がスタートしてからｎ
回目の処理であったとすると、今後用いるＩｅｎｇｔｈ
−１とｌｅｎｇｔｈ−ｒは、今まで用いたｎ個のＩｅｎ
ｇｔｈ−ｖ。

ｅｎｇｔｈ−ｒと今回の算出値の平均値とする。すなわ
ち、ｌｅｎｇｔｈ−１−ｎ　Ｘ　！ｅｎｇｔｈ−１ｏｌ
ｄ＋　　ｌｅｎｇｔｈ−ｌｎｅｖ／　ｎ　＋　１ １ｅｎｇｔｈ−ｒ　−ｎ　ｘ　　ｌｅｎｇｔｈ−ｒｏｌ
ｄ＋　ｌｅｎｇｔｈ−ｒｎｅｗ　／ｎ＋１ となる。

ここで、Ｉｅｎｇｔｈ−ｆｏｌｄ　、　ｌｅｎｇｔｈ−
ｒｏｌｄは今マで使ッテイた車輪円周、　ｌｅｎｇｔｈ
−１ｎｅｗ　、　　ｌｅｎｇｔｈｒ　ｎｅｗは今回算出
した車輪円周である。

５ＴＥＰ−９５ＴＥＰ−７で直線走行でないと判断され
た場合には、横加速補正係数Ａの算出をする。ここで、
リセット点て５ＴＥＰ−６の自律走行車１の現在位置の
置き換えを行う前の車両方位が０２であるとすると　Ａ
−−Ｔ　（θ３θ２）／Ｂ また、この処理か、車両かスタートしてからｍ回目の処
理であったとすると、今後用いるＡは、今まで用いたｍ
個のＡと今回の算出値の平均値となる。すなわちＡ　−
（ｍＸＡｏｌｄ　＋Ａｎｅｖ　）　／（ｍ＋１）である
。ここで、Ａｏｌｄは今まで使用していた補正係数、Ａ
ｎｅｗは今回算出した補正係数である。

この後プログラムは、５ＴＥＰ−２に戻る。

以上の処理は、自律走行車両］が停止するまで繰り返さ
れる。かくして車両１は正しい位置推定のもとに自律的
に目的地まで走行することかできる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明によれば、車両位置
リセット点間の自律走行車の走行状態を舵角から判断し
、直線走行とみなされた場合には、主としてリセット点
間の距離により設定値である左右車輪円周を適正値に変
更し、直線走行以外とみなされた場合には、主としてリ
セット点間の方位変化量により設定値である横加速補正
係数を変更するようにしたため、初期設定値に誤差か牛
した場合でも自律走行車の走行中に誤差が更正され、車
両位置リセット点間の車両位置精度も、車両の走行に伴
ない向上するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による自律走行車位置推定手法の構成
ブロック図、第２図は、第１図に示した自律走行車位置
推定手法のフローチャート、第３図は、従来の自律走行
車における位置推定１法の構成ブロック図を示す。 １・・・自律走行車　２・・レーサ光線発射装置３・・
・車両位置リセット装置 ４・・・車両位置推定装置 ５・・・車輪回転数検出装置 ６・・・車輪　７・・記憶装置 ８・・・パラメータ調整装置 ９・・走行状態判断装置 ０・・・舵角検出装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の車両位置リセット点が設けられた走行路に
   沿って走行する自律走行車において、前記リセット点に
   より現在の車両の位置を検出し出力する車両位置リセッ
   ト手段と、車両の舵角を検出する舵角検出手段と、舵角
   から車両の走行状態を判断する走行状態判断手段と、車
   両のパラメータを記憶している記憶手段と、車両の左右
   の車輪回転数を検出する車輪回転数検出手段と、前記パ
   ラメータと車輪回転数と前記リセット手段により検出さ
   れた車両の位置とから現在の車両位置を推定する車両位
   置推定手段と、前記パラメータと前記リセット手段で検
   出された車両位置と前記車両推定位置と前記走行状態と
   から車両の新パラメータを算出し前記記憶装置に記憶さ
   れたパラメータを変更するパラメータ調整手段とを有す
   ることを特徴とする自律走行車の位置推定装置。
2. （２）上記パラメータ調整手段は車両位置リセット点の
   間の最大舵角と平均舵角により自律走行車の走行状態が
   直線走行であると判断された時には、記憶装置の左右車
   輪円周を、直線走行以外であると判断された時には、記
   憶装置の横加速補正係数を、それぞれ調整するものであ
   ることを特徴とする請求項（１）記載の自律走行車の位
   置推定装置。