JPH04260106A - 自律走行車両 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、操縦者の操舵によら
ず、センサの検出値等に基づいて操舵角を制御すること
により走行する自律走行車両に関し、特に、走行路に描
かれたライン等の走行案内情報を撮影によって認識して
操舵角を制御する自律走行車両において、走行案内情報
の認識能力の向上を図ったものである。

【０００２】

【従来の技術】車両を自動的に走行させる従来の技術と
しては、例えば、特開昭６０−３７０１１号公報に記載
されたものがある。

【０００３】この従来の技術は、走行路に描かれた線を
カメラ等の撮影装置が撮影した画像から認識し、その認
識した線と車両との間の距離から走行路に対する車体の
角度偏差を演算し、そして、その演算した角度偏差を現
在の操舵角に加算して得られる目標舵角に一致するよう
に操舵角を制御することにより、車両を走行路に沿って
自動的に走行させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術にあっては、テレビカメラ等で撮影した画像の
中から走行レーンの境界を示すラインを認識するように
していたため、夕暮れや夜間のように低照度環境下にお
いては、車両の前照灯の照射範囲が限られていることか
ら、画像から得られる情報量が低下し、昼間に比べて走
行能力が著しく低下してしまうという欠点がある。

【０００５】特に、交差点での右左折時やカーブを走行
する際には、走行案内情報としての走行レーンの境界ラ
インが前照灯の照射範囲から外れてしまい、境界ライン
の認識能力が極端に低下して走行が不可能になってしま
う恐れもある。

【０００６】この発明は、このような従来の技術が有す
る解決すべき課題に着目してなされたものであって、走
行レーンの境界ライン等の走行案内情報の認識能力の向
上が図られ、低照度環境下であっても走行能力の低下が
避けられる自律走行車両を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、車両前方の走行路を撮影する撮影手段
と、この撮影手段が撮影した画像の中の走行案内情報を
認識する認識手段と、この認識手段が認識した前記走行
案内情報に基づいて車両の操舵角を制御する操舵角制御
手段と、を備えた自律走行車両において、前記車両の前
照灯の照射方向を変化させる照射方向可変手段と、前記
撮影手段の撮影方向及び前記走行案内情報の位置に応じ
て前記照射方向可変手段を制御する照射方向制御手段と
、を設けた。

【０００８】

【作用】本発明にあっては、照射方向制御手段が、撮影
手段の撮影方向及び走行案内情報の位置に基づいて照射
方向可変手段を制御すると、車両の前照灯の照射範囲が
狭く撮影手段が撮影した画像から得られる総情報量が少
なくても、前照灯によって走行案内情報が照らされるか
ら、撮影手段が撮影した画像の中における走行案内情報
が明確になって、認識手段における走行案内情報の認識
が容易になる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の一実施例の全体構成を示すブ
ロック図であり、先ず、図１に従って本実施例の構成を
説明する。

【００１０】即ち、演算処理装置２，記憶装置３及びイ
ンタフェース回路４，５を少なくとも備え且つ車両に搭
載された制御コンピュータ１は、後述する各センサ等か
ら供給される値に基づいて所定の演算処理を実行し、そ
の演算結果に応じて後述する各アクチュエータを駆動制
御することにより車両の走行状態（操舵角，車速）及び
前照灯の照射方向を調整して、車両の自律走行を実現し
ている。

【００１１】制御コンピュータ１には、車両の走行速度
を検出する車速センサ６，車両の向いている方向を検出
する方位センサ７及び車両前方の障害物を検出する障害
物センサ８が接続されていて、それらセンサ６，７及び
８の検出結果が、インタフェース回路４を介して制御コ
ンピュータ１に読み込まれている。

【００１２】また、制御コンピュータ１には、例えば車
両操舵系に接続された電動モータ等から構成され且つ車
両の操舵角を調整可能なステアリングアクチュエータ１
０用の駆動回路１０ａと、スロットルバルブに連結され
た例えばステッピングモータ等から構成され且つエンジ
ンへの燃料供給量を調整可能なスロットルアクチュエー
タ１１用の駆動回路１１ａと、例えばブレーキ系統のマ
スタシリンダの圧力を調整するピストン等から構成され
且つブレーキの強さを調整可能なブレーキアクチュエー
タ１２用の駆動回路１２ａと、車体前面に配設された前
照灯のうち車体左側の前照灯の光軸を変更させる左前照
灯アクチュエータ１３用の駆動回路１３ａと、車体前面
に配設された前照灯のうち車体右側の前照灯の光軸を変
更させる右前照灯アクチュエータ１４用の駆動回路１４
ａとが、インタフェース回路５を介して接続されていて
、駆動回路１０ａに指令信号を出力することにより車両
の操舵角を制御し、駆動回路１１ａ，１２ａに指令信号
を出力することにより車速を制御し、駆動回路１３ａ，
１４ａに指令信号を出力することにより前照灯の照射方
向を制御する。

【００１３】そして、車両の前部分には、３台のテレビ
カメラ１５，１６及び１７が設置されていて、それぞれ
、車両の右前方を写し出す右テレビカメラ１５，車両の
中央前方を写し出す中央テレビカメラ１６及び車体の左
前方を写し出す左テレビカメラ１７となっている。

【００１４】各テレビカメラ１５，１６及び１７は、そ
れらが写し出した画像を２値化し、その画像の中から路
面に描かれている走行案内情報としての白線や黄線等を
抽出する画像処理装置１８に画像データを供給していて
、画像処理装置１８で処理された後の画像データは、制
御コンピュータ１からの指令信号に応じて作動する転送
装置１９を介して、制御コンピュータ１に転送される。

【００１５】また、制御コンピュータ１の記憶装置３に
は、走行路の路線長，路線幅，車線数，交差点形状及び
路線ネットワーク等の走行路情報と、車両の出発地点，
目的地点及び通過地点等からなる走行経路情報と、演算
処理装置２で実行される処理プログラムとが記憶され、
さらに、演算処理の過程で求められる種々の数値が記憶
される。

【００１６】次に、制御コンピュータ１で実行される処
理について説明する。図２は、制御コンピュータ１で実
行される処理の概要を示したフローチャートであり、こ
れは、テレビカメラ１５，１６，１７の切り換え処理及
び前照灯の照射方向の切り換え処理の内容を示している
。

【００１７】先ず、ステップ１００において、中央テレ
ビカメラ１６で撮影した画像データに基づいて、車両前
方の走行路形状を判別する。即ち、中央テレビカメラ１
６で撮影した画像データを画像処理装置１８で処理し、
走行案内情報として走行路に沿って描かれた白線（又は
黄線）ａ，ｂ，ｃ，ｄを抽出した画像データは、例えば
図３（１）に示すようなものであり、これを走行路に対
して水平なデータに変換すると、図３（２）に示すよう
になる。

【００１８】そして、車両左右方向をＸ軸、車両前後方
向をＹ軸とする走行路に水平なＸ−Ｙ座標系を考え、こ
の座標系における白線ａ，ｂ，ｃ，ｄ上の複数の点の座
標を求めるとともに、各点における接線方向（Ｙ軸との
なす角θ：図３（３）参照）を演算し、これらから、車
両前方の走行路形状（直線路、カーブ、交差点）を判別
する。

【００１９】ステップ１００で車両前方の走行路形状が
判別されたら、次いで、ステップ１０１で走行路形状が
カーブであるか否かを判定し、カーブでない場合には、
ステップ１０２で車両前方に交差点があるか否かを判定
する。

【００２０】また、ステップ１０２で交差点があると判
定された場合には、ステップ１０３に移行し、記憶装置
３に記憶されている走行経路情報に基づいて、その交差
点を直進するか否かを判定する。

【００２１】ステップ１０２で車両前方に交差点はない
と判定された場合及びステップ１０３で交差点を直進す
ると判定された場合には、直進走行状態を継続すればよ
いから、テレビカメラの切り換え及び前照灯の照射方向
の切り換えは不要であると判断して、この図２に示す処
理を終了する。

【００２２】なお、この図２に示す処理を終了した後は
、操舵角制御及び車速制御を実行するが、これらの制御
については、例えば本出願人が先に提案した特願平２−
８９７６７号明細書に記載された内容と同様でよい。

【００２３】ステップ１０１で車両前方の走行路がカー
ブであると判定された場合及びステップ１０３で交差点
を直進しないと判定された場合は、ステップ１０４に移
行し、カーブであれば右カーブであるか否か、交差点で
あれば走行経路情報から右折するか否かを判定する。

【００２４】ここで、右カーブ若しくは右折であると判
定された場合は、車両右側にある白線を利用して自律走
行を行う一方、左カーブ若しくは左折であると判定され
た場合は、車両左側にある白線を利用して自律走行を行
うものであり、利用する白線が異なるだけで、処理の内
容は同じである。

【００２５】そこで、以下の説明は、右カーブに差し掛
かった場合若しくは交差点を右折する場合について説明
し、左カーブに差し掛かった場合若しくは左折する場合
については、処理の概要を図２に示し、その説明は省略
する。

【００２６】即ち、ステップ１０４で右カーブに差し掛
かった若しくは交差点を右折すると判定された場合には
、ステップ１０５に移行し、走行路形状を判定した際に
求めたθが、増加（又は減少）し始める地点（図３（２
）では、ｂ６）までの距離Ｌを求める。

【００２７】次いで、ステップ１０６に移行し、距離Ｌ
を現在の車速Ｖで割った値が、所定値Ａよりも大きいか
否かを判定し、大きいと判定された場合には、右カーブ
若しくは交差点までは遠いと判断し、図２に示す処理を
終了する。

【００２８】一方、ステップ１０６の判定が「ＮＯ」の
場合は、右カーブ若しくは交差点に近づいており、テレ
ビカメラの切り換え及び前照灯の照射方向の切り換えが
必要であると判断して、ステップ１０７〜１１０の処理
を実行する。

【００２９】即ち、ステップ１０７において中央テレビ
カメラ１６から右テレビカメラ１５に切り換え、ステッ
プ１０８において左前照灯の照射点を求め、ステップ１
０９において右前照灯の照射点を求め、そして、ステッ
プ１１０において、それらステップ１０８及び１０９で
求めた照射点が照射されるように、駆動回路１３ａ及び
１４ａに指令信号を出力して、左前照灯アクチュエータ
１３及び右前照灯アクチュエータ１４を駆動させる。ス
テップ１１０の処理を実行したら、図２に示す処理を終
了する。

【００３０】ここで、図４に示すように、ステップ１０
８で求める左前照灯２１の照射点は、カーブ若しくは交
差点の開始点（ｂ４　）の次の点（ｂ５　）とし、ステ
ップ１０９で求める右前照灯２２の照射点は、左前照灯
２１の照射点（ｂ５　）からさらに２ポイント先の点（
ｂ７　）にする。

【００３１】左前照灯２１及び右前照灯２２の照射方向
を適宜変更させたら、この図２に示す処理を終了する。 次に、本実施例の具体的な動作について説明する。

【００３２】今、図５に示すように、夕暮れや夜間等の
ように低照度環境下において車両２５が直線路を直進し
ているものとすると、この時の左前照灯２１の光軸ＬＬ
　及び右前照灯２２の光軸ＬＲ　が車両２５に対して略
真っ直ぐ前を向いていることから、左前照灯２１の照射
範囲２６内に車体左側の白線ｂが入り、右前照灯の照射
範囲２７内に車体右側の白線ａが入る。

【００３３】従って、中央テレビカメラ１６が撮影した
画像の中には、白線ａ及びｂが鮮明に写し出されること
になるから、それら白線ａ及びｂの認識が容易であり、
自律走行が正確に行える。

【００３４】そして、この直進走行状態から交差点に差
し掛かった場合を考える。まだ、交差点までの距離が十
分あると、図２のステップ１０６の判定が「ＹＥＳ」と
なるから、中央テレビカメラ１６の使用が継続され、且
つ、左右の前照灯２１及び２２の照射方向はそのままで
あるので、中央テレビカメラ１６が撮影した画像は、図
６に示すようになる。

【００３５】さらに、交差点に近づき、照射範囲２６及
び２７が交差点に達すると、白線ａ及びｂが左右に曲が
ることから、それら照射範囲２６及び２７内から白線ａ
及びｂが外れてしまうが、本実施例では、例えば交差点
を右折する場合（右カーブを走行する場合も同様である
。）には、ステップ１０７乃至１１０の処理が実行され
、中央テレビカメラ１６から右テレビカメラ１５に切り
換えられるとともに、左右の前照灯２１及び２２の照射
方向が上述のように切り換えられる。

【００３６】すると、図８に示すように、操舵方向とは
逆側の前照灯である左前照灯２１は交差点開始点近傍の
白線ｂを照射し、操舵方向と同じ側の前照灯である右前
照灯２２は交差点開始点よりも少し先の白線ｂを照射す
るので、図９に示すように、白線ｂの比較的広い範囲が
照射されることになり、その結果、白線ｂの認識が容易
となり、交差点の右折に際しての自律走行が正確に行え
る。

【００３７】さらに、図１０に示すように、左カーブを
走行する場合（交差点を左折する場合も同様である。）
には、カーブに近づいた時点で、左テレビカメラ１７に
切り換えられるとともに、右前照灯２２がカーブ開始点
近傍の白線ａを照射し、左前照灯２１がそれよりも少し
先の白線ａを照射するので、比較的広い範囲の白線ａが
照射され、白線ａの認識が容易となって走行能力の向上
が図られる。

【００３８】ここで、上記実施例では、テレビカメラ１
５，１６及び１７が撮影手段に対応し、画像処理装置１
８及びステップ１００の処理が認識手段に対応し、ステ
アリングアクチュエータ１０，駆動回路１０ａ及び制御
コンピュータ１内における操舵角制御の処理が操舵角制
御手段に対応し、左前照灯アクチュエータ１３，右前照
灯アクチュエータ１４及びこれらの駆動回路１３ａ，１
４ａが照射方向可変手段に対応し、ステップ１０８乃至
ステップ１１０の処理が照射方向制御手段に対応する。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮影手段の撮影方向及び白線等の走行案内情報の位置に
応じて、前照灯の照射方向を切り換えるようにしたため
、低照度環境下においても走行案内情報の認識能力が高
くなり、自律走行車両の走行能力が向上するという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本実施例の制御コンピュータ内で実行される処
理の概要を示したフローチャートである。

【図３】画像データの説明図である。

【図４】交差点右折時の前照灯の照射方向の説明図であ
る。

【図５】車両の直進状態の説明図である。

【図６】車両の直進状態における画像データを示す図で
ある。

【図７】交差点に差し掛かった状態における画像データ
を示す図である。

【図８】車両が交差点に差し掛かった時の制御状況の説
明図である。

【図９】交差点を右折する際の画像データを示す図であ
る。

【図１０】車両が左カーブを走行する際の制御状況の説
明図である。

【符号の説明】

１　　　　　　制御コンピュータ １０　　　　ステアリングアクチュエータ１３　　　　
左前照灯アクチュエータ １４　　　　右前照灯アクチュエータ １５　　　　右テレビカメラ １６　　　　中央テレビカメラ １７　　　　左テレビカメラ １８　　　　画像処理装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車両前方の走行路を撮影する撮影手段
   と、この撮影手段が撮影した画像の中の走行案内情報を
   認識する認識手段と、この認識手段が認識した前記走行
   案内情報に基づいて車両の操舵角を制御する操舵角制御
   手段と、を備えた自律走行車両において、前記車両の前
   照灯の照射方向を変化させる照射方向可変手段と、前記
   撮影手段の撮影方向及び前記走行案内情報の位置に応じ
   て前記照射方向可変手段を制御する照射方向制御手段と
   、を設けたことを特徴とする自律走行車両。