JPH0546241A - Steering controller for autonomously travelling vehicle - Google Patents

Steering controller for autonomously travelling vehicle

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JPH0546241A
JPH0546241A JP3222314A JP22231491A JPH0546241A JP H0546241 A JPH0546241 A JP H0546241A JP 3222314 A JP3222314 A JP 3222314A JP 22231491 A JP22231491 A JP 22231491A JP H0546241 A JPH0546241 A JP H0546241A
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JP
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vehicle
steering
traveling
steering control
white line
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Akira Hattori
彰 服部
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide the steering controller of an autonomously travelling vehicle which can perform the general purpose application to a real road having various curvatures. CONSTITUTION:By an image pick-up means (e) provided in the front part of a vehicle (a), the road surface in the forward direction of the vehicle (a) is photographed, and based on the road surface image, the position of reference lines (b) and (c) provided in the right and left is counted by an image processing means (f). Next, based on the position of the reference lines (b) and (c) obtained by the image processing means (f), a travelling channel in which at the time of the turning of the vehicle (a), the side part of the vehicle (a) becomes the tangent direction near an inside reference line (b) is obtained, a steering angle signal to travel the vehicle (a) along the travelling channel is counted by a steering control means (g) and in accordance with the steering angle signal obtained by the steering control means (g), the steering device of the vehicle is driven by a steering driving means (h).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、路面上に設けられた白
線(センターライン)等の基準線に沿って無人で自走す
る自律走行車両に係り、詳しくは、自律走行車両の操舵
制御を行う装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an autonomous vehicle which is self-propelled along a reference line such as a white line (center line) provided on a road surface, and more specifically, to steering control of the autonomous vehicle. Regarding the device to perform.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の自律走行車両としては、車両前方
の路面を撮像装置で撮影し、撮像装置の画像内から路面
上に設けられたセンターライン等の基準線を画像処理に
より抽出し、この基準線に沿った走行目標点を設定し、
この走行目標点に向って車両が走行するように操舵角を
決定するようなものがあった(特開平2−48708号
公報参照)。
2. Description of the Related Art As a conventional autonomous vehicle, a road surface in front of the vehicle is photographed by an image pickup device, and a reference line such as a center line provided on the road surface is extracted from an image of the image pickup device by image processing. Set the travel target point along the reference line,
There has been a technique in which the steering angle is determined so that the vehicle travels toward this traveling target point (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-48708).

【0003】特開平2−48708号公報に示す例で
は、左端の基準線から所定距離だけ内方に走行目標点を
設定し、あるいは道路の幅が狭い場合には道路の中央に
走行目標点を設定し、この走行目標点に向って車両が走
行するように操舵角を決定していた。さらに、車速が予
め設定された閾値を越える高速領域にあるときに曲りく
ねった道を走行する場合には、図10に示すように、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
うな穏やかな曲率をもった走行目標点OCを設定してい
た。
In the example disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-48708, the traveling target point is set inward by a predetermined distance from the reference line at the left end, or when the width of the road is narrow, the traveling target point is set at the center of the road. The steering angle is set so that the vehicle travels toward the travel target point. Furthermore, when traveling on a winding road when the vehicle speed is in a high speed region exceeding a preset threshold value, as shown in FIG. 10, the lateral acceleration acting on the vehicle is reduced as much as possible. The running target point OC with a gentle curvature was set.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の自律走行車両にあっては、曲りくねった道を高
速で走行する際に、車両に作用する横方向の加速度を軽
減することのみを考慮して穏やかな曲率をもった走行目
標点OCを設定しているので、実際に車両が走行する経
路がセンターラインや車道境界線等の基準線を越えてし
まう可能性があった。従って、従来の自律走行車両は、
種々の曲率を有する現実の道路への適用が困難であっ
た。
However, in the above-mentioned conventional autonomous vehicle, only the reduction of the lateral acceleration acting on the vehicle when traveling at a high speed on a winding road is taken into consideration. Since the travel target point OC having a gentle curvature is set, the route on which the vehicle actually travels may exceed the reference line such as the center line or the roadway boundary line. Therefore, the conventional autonomous vehicle is
It was difficult to apply to actual roads with various curvatures.

【0005】本発明の目的は、車両の旋回時において内
側基準線を越えないような走行経路を設定することで現
実の道路への適用が可能となる自律走行車両の操舵制御
装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a steering control device for an autonomous traveling vehicle which can be applied to an actual road by setting a traveling route that does not exceed the inner reference line when the vehicle turns. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
1に対応付けて説明すると、本発明は、少なくとも左右
2本の基準線b、cで規定される走行路dに沿って走行
する自律走行車両aの操舵制御装置に適用される。そし
て、上述した目的は、前記車両a前方の路面を撮影する
撮像手段eと、前記撮像手段eで得られた画像に基づい
て、前記基準線b、cの位置を算出する画像処理手段f
と、前記画像処理手段fで得られた基準線b、cの位置
に基づいて、前記車両aの旋回時において車両aの側部
が内側基準線bの近傍でその接線方向になるような走行
経路を求め、この走行経路に沿って車両aを走行させる
操舵角信号を出力する操舵制御手段gと、前記操舵制御
手段gで得られた操舵角信号に応じてステアリング装置
を駆動するステアリング駆動手段hとを設けることによ
り達成される。
The invention will be described with reference to FIG. 1, which is a diagram corresponding to claims, in which the present invention is an autonomous vehicle that travels along a traveling path d defined by at least two reference lines b and c on the left and right. It is applied to the steering control device of the traveling vehicle a. Then, the above-mentioned purpose is to image capturing means e for capturing the road surface in front of the vehicle a, and image processing means f for calculating the positions of the reference lines b and c based on the image obtained by the image capturing means e.
Based on the positions of the reference lines b and c obtained by the image processing means f, the vehicle a travels such that the side portion of the vehicle a is in the tangential direction near the inner reference line b when the vehicle a turns. Steering control means g for obtaining a route and outputting a steering angle signal for causing the vehicle a to travel along the traveling route, and steering drive means for driving a steering device according to the steering angle signal obtained by the steering control means g. It is achieved by providing h and.

【0007】[0007]

【作用】撮像手段eは車両a前方の路面を撮影し、画像
処理手段fは、この路面画像に基づいてその左右に設け
られた基準線b、cの位置を算出する。操舵制御手段g
は、画像処理手段手段fで得られた基準線b、cの位置
に基づいて、車両aの旋回時において車両aの側部が内
側基準線bの近傍でその接線方向になるような走行経路
を求め、この走行経路に沿って車両aを走行させる操舵
角信号を出力し、ステアリング駆動手段hは、操舵制御
手段gで得られた操舵角信号に応じてステアリング装置
を駆動する。
The image pickup means e photographs the road surface in front of the vehicle a, and the image processing means f calculates the positions of the reference lines b and c provided on the left and right sides of the image based on the road surface image. Steering control means g
Based on the positions of the reference lines b and c obtained by the image processing means f, when the vehicle a turns, the side portion of the vehicle a is in the tangential direction in the vicinity of the inner reference line b. Then, a steering angle signal for causing the vehicle a to travel along this travel route is output, and the steering drive means h drives the steering device according to the steering angle signal obtained by the steering control means g.

【0008】[0008]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。図2は、本発明による自律走行車
両の操舵制御装置の一実施例を示すブロック図、図3は
自律走行車両の外観を示す概略図である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a steering control device for an autonomous traveling vehicle according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram showing an appearance of the autonomous traveling vehicle.

【0009】図3において、1は自律走行車両(以下、
単に車両と称する)であり、この車両1は、その前部に
設けられた撮像装置2により車両前方の路面を撮影して
この路面の両端に引かれた白線(基準線)3を検出し、
この白線3に沿って走行目標点を設定して操舵制御する
ことにより、白線3に沿った経路を自走するものであ
る。
In FIG. 3, reference numeral 1 is an autonomous vehicle (hereinafter,
This vehicle 1 captures an image of the road surface in front of the vehicle by an image pickup device 2 provided at the front of the vehicle 1 and detects white lines (reference lines) 3 drawn at both ends of the road surface.
By setting the traveling target point along the white line 3 and controlling the steering, the vehicle travels along the white line 3 by itself.

【0010】車両1は、図2に示すように、撮像装置1
0、画像処理装置11、地図情報装置12、走行制御装
置13、操舵制御装置14およびステアリング制御装置
15を備えている。
The vehicle 1 has an image pickup device 1 as shown in FIG.
0, an image processing device 11, a map information device 12, a travel control device 13, a steering control device 14, and a steering control device 15.

【0011】撮像装置10は例えばTVカメラであり、
上述したように車両1の前部に固定されてこの車両1の
前方にある路面画像を撮影する。撮影された路面画像デ
ータは、画像処理装置11に送出される。
The image pickup device 10 is, for example, a TV camera,
As described above, the road surface image that is fixed to the front part of the vehicle 1 and is in front of the vehicle 1 is captured. The photographed road surface image data is sent to the image processing apparatus 11.

【0012】画像処理装置11は、撮像装置10から送
出された路面画像データの中から、周知の画像処理方法
により路面の両端に引かれた白線3を抽出し、この画像
中の白線3の位置に基づいて、車両1の前方に設けられ
た所定の前方注視点から白線3までの距離、およびこの
前方注視点における車両1に対する白線3の傾きを算出
する。なお、白線3の抽出方法、および前方注視点から
白線3までの距離および傾きの測定方法は周知であり、
その説明を省略する。算出された白線距離データおよび
白線傾きデータは操舵制御手段14に送出される。
The image processing device 11 extracts the white lines 3 drawn at both ends of the road surface from the road surface image data sent from the image pickup device 10 by a known image processing method, and the position of the white line 3 in this image. Based on, the distance from a predetermined front gazing point provided in front of the vehicle 1 to the white line 3 and the inclination of the white line 3 with respect to the vehicle 1 at this front gazing point are calculated. The method of extracting the white line 3 and the method of measuring the distance and the inclination from the front gazing point to the white line 3 are well known,
The description is omitted. The calculated white line distance data and white line inclination data are sent to the steering control means 14.

【0013】地図情報装置12には、走行すべき経路に
ついての地図データ等のデータが格納されている。この
地図データには、例えば走行路のノードおよびパス等の
データが含まれる。なお、ノードとは道路の直線部と曲
線部との境界の点であり、パスとは隣り合うノード間の
距離である。
The map information device 12 stores data such as map data on routes to be traveled. This map data includes, for example, data such as nodes and paths on the road. A node is a boundary point between a straight line portion and a curved line portion of a road, and a path is a distance between adjacent nodes.

【0014】走行制御装置13は、地図情報装置12内
に格納されたデータに基づいて、指定された経路に従っ
た経路データを決定する。この経路データとしては、例
えば、走行車速、走行距離、進行経路(分岐点でどちら
に曲るか)、曲線部の回転半径等のデータがある。決定
された経路データは、操舵制御装置14に送出される。
The traveling control device 13 determines route data according to the designated route based on the data stored in the map information device 12. This route data includes, for example, traveling vehicle speed, traveling distance, traveling route (where to turn at a branch point), turning radius of a curved portion, and the like. The determined route data is sent to the steering control device 14.

【0015】操舵制御装置14は、走行制御装置13か
ら出力される経路データと、画像処理装置11から出力
される白線データとに基づいて、指定された経路に従っ
て走行する場合の操舵角を重回帰分析により算出する。
算出された操舵角指令値はステアリング駆動装置15に
送出される。
Based on the route data output from the traveling control device 13 and the white line data output from the image processing device 11, the steering control device 14 multiple regressions the steering angle when traveling along the designated route. Calculated by analysis.
The calculated steering angle command value is sent to the steering drive device 15.

【0016】ステアリング駆動装置15は、操舵制御装
置14で得られた操舵角指令値に応じてアクチュエータ
を作動させ、ステアリング装置を駆動する。
The steering drive device 15 operates the actuator in accordance with the steering angle command value obtained by the steering control device 14 to drive the steering device.

【0017】なお、実施例と請求の範囲との対応におい
て、白線3は基準線を、撮像装置10は撮像手段を、画
像処理装置11は画像処理手段を、操舵制御装置14は
操舵制御手段を、ステアリング駆動装置15はステアリ
ング駆動手段をそれぞれ構成している。
In the correspondence between the embodiment and the claims, the white line 3 is the reference line, the image pickup device 10 is the image pickup means, the image processing device 11 is the image processing means, and the steering control device 14 is the steering control means. The steering driving device 15 constitutes steering driving means.

【0018】次に、本実施例の作用を説明する。図4
は、本実施例におけるデータの流れを示す図である。図
4において、画像処理手段11で算出された白線データ
(x,θ)は操舵制御装置14に送出され、この白線デ
ータに基づいて、標準目標点距離Tおよび限界目標点距
離Wが操舵制御装置14によって算出される。これら標
準目標点距離データTおよび限界目標点距離データW、
そして白線傾きデータθに基づいて、L[m]先の前方注
視点における走行目標点距離tが操舵制御装置14によ
って算出される。そして、この走行目標点距離tおよび
白線距離データxに基づいて、操舵角S(x,t)が操
舵制御装置14によって算出され、この操舵角データS
はステアリング駆動装置15に送出される。以下、この
算出手順についてそれぞれ説明を行うが、白線データ算
出方法については上述のごとくその説明を省略する。
Next, the operation of this embodiment will be described. Figure 4
FIG. 6 is a diagram showing a data flow in the present embodiment. In FIG. 4, the white line data (x, θ) calculated by the image processing means 11 is sent to the steering control device 14, and the standard target point distance T and the limit target point distance W are calculated based on the white line data. 14 is calculated. These standard target point distance data T and limit target point distance data W,
Then, based on the white line inclination data θ, the traveling target point distance t at the forward gazing point ahead of L [m] is calculated by the steering control device 14. Then, the steering angle S (x, t) is calculated by the steering control device 14 based on the travel target point distance t and the white line distance data x.
Is sent to the steering drive device 15. Hereinafter, each of the calculation procedures will be described, but the description of the white line data calculation method will be omitted as described above.

【0019】(1) 標準目標点、限界目標点 本実施例の特徴は、車両1の旋回時においてその内輪差
により車両1の側部が内側にある白線3を越えないよう
に操舵制御がなされる点である。そこで、車両1が旋回
時に内側白線3を越えないための条件について、図5を
参照して検討する。
(1) Standard target point, limit target point The present embodiment is characterized in that steering control is performed so that the side portion of the vehicle 1 does not cross the white line 3 on the inside when the vehicle 1 is turning due to the difference in the inner wheels. That is the point. Therefore, the conditions for the vehicle 1 not to cross the inner white line 3 when turning will be examined with reference to FIG.

【0020】図5(a)は白線3の曲線半径r1が小さい
場合、(b)は曲線半径r2が大きい場合を示す図であ
る。いま、車両の中心を前輪タイヤの中心としたとき、
図5に示すように車両1の側部が内側白線3との接線に
なるようにして走行する場合を仮定すると、前輪中心O
1、O2から白線3までの距離w1、w2は w1=(k/sinα)−r12=(k/sinβ)−r2 (k:前輪−後輪間のトレッド、α、β:操舵角) で表される(この場合、車両の最も内側部と曲線路の中
心とを結ぶ曲線半径がr2>r1であるからw1>w2とな
る)。ここで、前輪中心O1、O2と白線3の曲線中心O
とを結ぶ線(つまり白線3の半径)と白線3との交点P
1、P2における白線3の接線c1、c2のなす角(接線
角)は、図5に示すように操舵角α、βと等しいことが
幾何学的に証明できるので、この関係を用いて距離wを
一般式で表すと、 w=(k/sinΘ)−r ……(1) (Θは接線角、すなわち白線3の傾き) となる。この距離wを限界目標点距離Wとする。
FIG. 5A shows the case where the curve radius r 1 of the white line 3 is small, and FIG. 5B shows the case where the curve radius r 2 is large. Now, when the center of the vehicle is the center of the front tires,
As shown in FIG. 5, assuming that the side of the vehicle 1 travels along the tangent to the inner white line 3, the front wheel center O
1, the distance w 1 from O 2 to the white line 3, w 2 are w 1 = (k / sinα) -r 1 w 2 = (k / sinβ) -r 2 (k: front wheel - tread between the rear wheels, alpha , Β: steering angle) (in this case, w 1 > w 2 since the curve radius connecting the innermost portion of the vehicle and the center of the curved road is r 2> r 1 ). Here, the front wheel centers O 1 and O 2 and the curve center O of the white line 3
An intersection P of the line connecting the line (that is, the radius of the white line 3) and the white line 3
1, the tangent c 1, the angle between c 2 white lines 3 in P 2 (tangent angle), the steering angle as shown in FIG. 5 alpha, because equal and β is geometrically be demonstrated, using the relationship When the distance w is expressed by a general formula, w = (k / sin Θ) -r (1) (Θ is a tangent angle, that is, the inclination of the white line 3). This distance w is set as the limit target point distance W.

【0021】一方、車両1の直進時には走行路の中央を
走行するものとして設定し、車両1の左右にある白線の
距離データの平均値を車両1の目標点距離とする。この
距離を標準目標点距離Tとする。
On the other hand, when the vehicle 1 travels straight, it is set to travel in the center of the traveling path, and the average value of the distance data of the white lines on the left and right of the vehicle 1 is set as the target point distance of the vehicle 1. Let this distance be the standard target point distance T.

【0022】(2) 走行目標点 図6は、車両1の旋回時における走行目標点の設定手順
を説明するための図である。図6において、上述の標準
目標点距離Tを走行目標点距離tとするならば、車両1
は図中の点線に示す経路上に走行目標点が設定されて走
行することになるが、本実施例では、車両1の旋回時に
おいて徐々に内側白線3に近付き、曲線部の中間点を境
にして今度は内側白線3から徐々に遠ざかるような経路
(図中の1点鎖線)上に走行目標点が設定されている。
(2) Travel Target Point FIG. 6 is a diagram for explaining the procedure for setting the travel target point when the vehicle 1 is turning. In FIG. 6, if the standard target point distance T is the traveling target point distance t, the vehicle 1
Indicates that the vehicle travels with the traveling target point set on the route indicated by the dotted line in the figure, but in the present embodiment, when the vehicle 1 turns, the vehicle approaches the inner white line 3 gradually and demarcates the middle point of the curved portion. Then, this time, the traveling target point is set on a route (one-dot chain line in the figure) that gradually moves away from the inner white line 3.

【0023】いま、車両1が図6に示すように走行路の
直線部から曲線部に向って走行している場合を考える。
車両1の進行方向前方に複数の前方注視点、例えばd
i-1、di、di+1を設定し、前方注視点diにおいてその
横方向に走行目標点Tgを設けたとすれば、この走行目
標点Tgから内側白線3までの距離(以下、走行目標点
距離と称する)t(n)を次式で与える。 t(n)=T-|[{θ(i)-θ(i-1)}+{θ(i+1)-θ(i)}]/2|×ε (t(n)>W+γ) …(2) t(n)=W+γ (t(n)≦W+γ) ……(3) (ただし|X|はXの絶対値を表す) ここに、θ(i-1)、θ(i)、θ(i+1)はそれぞれの前方注
視点における白線3の接線角、γはオフセット値、εは
比例定数である。
Now, let us consider a case where the vehicle 1 is traveling from a straight portion to a curved portion of a traveling path as shown in FIG.
A plurality of forward gaze points, for example, d in front of the traveling direction of the vehicle 1.
If i−1 , d i , and d i + 1 are set and the traveling target point T g is provided in the lateral direction at the front gazing point d i , the distance from the traveling target point T g to the inner white line 3 ( Hereinafter, the running target point distance) t (n) is given by the following equation. t (n) = T- | [{θ (i) -θ (i-1)} + {θ (i + 1) -θ (i)}] / 2 | × ε (t (n)> W + γ) (2) t (n) = W + γ (t (n) ≦ W + γ) (3) (where | X | represents the absolute value of X) where θ (i-1 ), Θ (i), and θ (i + 1) are tangent angles of the white line 3 at the respective forward gaze points, γ is an offset value, and ε is a proportional constant.

【0024】(2)式は差分(微分)式であり、走行路が
直線部である場合は白線3の接線角(つまり傾き)の微
分値は0であるためt(n)=Tであるが、曲線部の入口に
近付くにつれてt(n)<Tとなり、走行目標点Tgは内側
白線3に向って徐々に近付く。また、曲線の曲率によっ
て白線3の接線角の微分値が定まるので、曲線の曲率が
変化すればそれに従ってt(n)も変化する。そして、曲線
部の中間点を境として、走行路が曲線部の出口に近付く
につれてt(n)は増加し、走行目標点Tgは内側曲線3か
ら徐々に離れて直線部において再度t(n)=Tとなる。
The equation (2) is a difference (differential) equation, and when the traveling road is a straight line portion, the differential value of the tangent angle (that is, the inclination) of the white line 3 is 0, so t (n) = T. However, t (n) <T becomes closer to the entrance of the curved portion, and the traveling target point T g gradually approaches the inner white line 3. Further, since the differential value of the tangent angle of the white line 3 is determined by the curvature of the curve, if the curvature of the curve changes, t (n) also changes accordingly. Then, t (n) increases as the traveling road approaches the exit of the curved portion with the middle point of the curved portion as a boundary, and the traveling target point T g gradually deviates from the inner curve 3 and again t (n) in the straight portion. ) = T.

【0025】t(n)=W+γにおいて車両1の上方から平
面的に見ると、その側部は内側白線3に接する。そこ
で、(2)式においてt(n)がW+γより小さくなると、
(3)式によって走行目標点Tgがそれ以上内側白線3に
近付かないように制限がかけられる。
When t (n) = W + γ, when viewed in plan from above the vehicle 1, its side portion contacts the inner white line 3. Therefore, if t (n) becomes smaller than W + γ in equation (2),
(3) limit is applied to the travel target point T g is not approach more inward white line 3 by formula.

【0026】なお、(1)式における白線3の曲線半径r
は、前方注視点di-1、di+1における白線3の距離デー
タx(i-1)、x(i+1)および傾きデータθ(i-1)、θ(i+1)
から求められるが、その算出手順は省略する。
The curve radius r of the white line 3 in the equation (1) is
Is distance data x (i-1), x (i + 1) and inclination data θ (i-1), θ (i + 1) of the white line 3 at the forward gazing points d i-1 , d i + 1 .
However, the calculation procedure is omitted.

【0027】(3) 操舵角 本実施例では、重回帰分析により操舵角Sの演算を行っ
ている。本発明者は、その詳細について既に出願を行っ
ているので(特願平3−68571号明細書)、本実施
例ではその概略についてのみ説明する。
(3) Steering Angle In this embodiment, the steering angle S is calculated by multiple regression analysis. Since the present inventor has already applied for the details (Japanese Patent Application No. 3-68571), only the outline thereof will be described in the present embodiment.

【0028】走行路の曲線部においては、車両前方の白
線3の距離データの変化に遅れて操舵角の変化が同じよ
うな変化として現れる。そこで、所定時間後における操
舵角Sを、そのときの白線3の距離データの変化によっ
て重回帰分析により推定すれば適切な値が得られる。重
回帰式の中ではこのデータを無数に定義できるが、実験
の結果、現在、過去(1)、およびさらに手前の過去(2)
で十分であることが確認されている。従って、入力すべ
き値としては、現在の白線距離データx(n)、1制御周
期前のデータx(n-1)および2制御周期前のデータx(n-
2)である。この場合、所定時間後における操舵角Sを示
す関係式(回帰関数式f)は、 S=k1×(x(n)-t)+k2×(x(n-1)-t)+k3×(x(n-2)-t) =k1×x(n)+k2×x(n-1)+k3×x(n-2)+d ……(4) (但し、k1、k2、k3、dは定数、nは離散的な時刻) で表される。これら定数は、実際の白線距離データおよ
び実操舵角に基づいて重回帰分析法により導出される。
In the curved portion of the traveling road, the change in the steering angle appears as a similar change after the change in the distance data of the white line 3 in front of the vehicle. Therefore, an appropriate value can be obtained by estimating the steering angle S after a predetermined time by the multiple regression analysis based on the change in the distance data of the white line 3 at that time. This data can be defined infinitely in the multiple regression equation, but as a result of the experiment, present, past (1), and past (2)
Has been confirmed to be sufficient. Therefore, the values to be input are the current white line distance data x (n), the data x (n-1) one control cycle before and the data x (n-two control cycle before.
2). In this case, the relational expression (regression function expression f) indicating the steering angle S after a predetermined time is: S = k 1 × (x (n) -t) + k 2 × (x (n-1) -t) + k 3 × (x (n-2) -t) = k 1 × x (n) + k 2 × x (n-1) + k 3 × x (n-2) + d ...... (4) ( where, k 1, k 2 , k 3 , d are constants, and n is a discrete time). These constants are derived by the multiple regression analysis method based on the actual white line distance data and the actual steering angle.

【0029】図7〜図9は、本発明者による操舵制御の
シミュレーション結果を示す図である。条件としては、
道路幅が4[m]、曲線部の曲率半径r=15[m]、車速10
[km/h]であり、t=2、4、0[m]の3種類について
シミュレーションを行った。これら図に示すように、t
の値を変化させるだけで忠実に指定されたtの位置で車
両が走行していることが理解できる。
7 to 9 are diagrams showing simulation results of steering control by the present inventor. As a condition,
Road width is 4 [m], radius of curvature r = 15 [m], vehicle speed is 10
[km / h], and simulations were performed for three types of t = 2, 4, 0 [m]. As shown in these figures, t
It can be understood that the vehicle is running faithfully at the designated position of t simply by changing the value of.

【0030】従って、本実施例によれば、車両1の旋回
時にその側部が内側白線3に接するような操舵制御を行
ったので、従来のように曲りくねった道を走行する場合
にも実際に車両が走行する経路がセンターラインや車道
境界線等の基準線を越えることがなく、従って、曲率が
様々に変化する現実の道路等にも適用が可能となる。
Therefore, according to the present embodiment, when the vehicle 1 is turning, the steering control is performed so that the side portion of the vehicle 1 contacts the inner white line 3. Therefore, even when the vehicle 1 is traveling on a winding road as in the conventional case. Moreover, the route on which the vehicle travels does not exceed a reference line such as a center line or a roadway boundary line, and therefore, the present invention can be applied to an actual road or the like in which the curvature changes variously.

【0031】しかも、単純に道の真ん中を走行させる場
合に比較して、曲線部内における経路がより直線に近く
なり、この曲線部内において操舵角を大きくとる必要が
ないため、車両旋回時の操舵保持力を低くすることがで
きる。このため、旋回時における車両1の横方向に作用
する加速度を減少することができ、旋回時の走行速度を
車両安定域の限界まで上昇させることが可能となる。さ
らに、道の真ん中を走行させる場合に比較して走行距離
の短縮化を図ることができ、省エネ走行にも効果的であ
る。
Moreover, as compared with the case where the vehicle is simply driven in the middle of the road, the route in the curved portion becomes closer to a straight line, and it is not necessary to set a large steering angle in the curved portion. Power can be lowered. Therefore, the lateral acceleration of the vehicle 1 at the time of turning can be reduced, and the traveling speed at the time of turning can be increased to the limit of the vehicle stability range. Further, the traveling distance can be shortened as compared with the case of traveling in the middle of the road, which is also effective for energy-saving traveling.

【0032】なお、本発明の自律走行車両の操舵制御装
置は、その細部が上述の一実施例に限定されず、種々の
変形例が可能である。一例として、上述の一実施例では
ステアリング装置の操舵角の制御のみを行っていたが、
白線の傾きデータを用いて車速を制御することも可能で
ある。たとえば、車速をv、標準車速をVとすれば、 v=V-|[{θ(i)-θ(i-1)}+{θ(i+1)-θ(i)}/2]|×ε´ (v>0)……(5) (但しε´は比例定数) なる式で車速vを制御することができる。(5)式からも
明らかなように、車速vは車両1が直線部を走行してい
る場合にv=Vであり、曲線部の入口に近くなるにつれ
て徐々に減速し、曲線部の出口に近くなると再度加速し
てv=Vとなる。
The details of the steering control device for an autonomous vehicle according to the present invention are not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. As an example, in the above-described embodiment, only the steering angle of the steering device is controlled,
It is also possible to control the vehicle speed by using the inclination data of the white line. For example, if the vehicle speed is v and the standard vehicle speed is V, then v = V- | [{θ (i) -θ (i-1)} + {θ (i + 1) -θ (i)} / 2] | × ε ′ (v> 0) (5) (where ε ′ is a proportional constant), the vehicle speed v can be controlled. As is apparent from the equation (5), the vehicle speed v is v = V when the vehicle 1 is traveling on a straight line portion, and the vehicle speed decelerates gradually as it gets closer to the curved line entrance, When approaching, it accelerates again and becomes v = V.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、車両の旋回時に車両側部が内側基準線の近傍でそ
の接線方向になるような走行経路に沿ってこの車両を走
行させるような操舵制御を行ったので、曲率が様々に変
化する現実の道路等にも適用が可能となる。しかも、単
純に道の真ん中を走行させる場合に比較して旋回時にお
ける経路がより直線に近くなり、操舵角を大きくとる必
要がないため、車両旋回時の操舵保持力を低くすること
ができる。このため、旋回時における車両の横方向に作
用する加速度を減少することができ、旋回時の走行速度
を車両安定域の限界まで上昇させることが可能となる。
さらに、道の真ん中を走行させる場合に比較して走行距
離の短縮化を図ることができ、省エネ走行にも効果的で
ある。
As described in detail above, according to the present invention, when the vehicle turns, the vehicle is caused to travel along a traveling route in which the vehicle side portion is in the tangential direction in the vicinity of the inner reference line. Since such steering control is performed, it can be applied to an actual road or the like whose curvature changes variously. Moreover, as compared with the case of simply traveling in the middle of the road, the route at the time of turning becomes closer to a straight line, and it is not necessary to set a large steering angle, so that the steering holding force at the time of turning of the vehicle can be reduced. Therefore, the acceleration acting in the lateral direction of the vehicle at the time of turning can be reduced, and the traveling speed at the time of turning can be increased to the limit of the vehicle stable range.
Further, the traveling distance can be shortened as compared with the case of traveling in the middle of the road, which is also effective for energy-saving traveling.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のクレーム対応図である。FIG. 1 is a diagram corresponding to a claim of the present invention.

【図2】本発明の一実施例である自律走行車両の操舵制
御装置の回路構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a steering control device for an autonomous traveling vehicle that is an embodiment of the present invention.

【図3】自律走行車両の外観を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing an appearance of an autonomous vehicle.

【図4】一実施例のデータの流れを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a data flow of one embodiment.

【図5】限界目標点距離の算出方法を説明するための図
である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of calculating a limit target point distance.

【図6】走行目標点距離の算出方法を説明するための図
である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of calculating a travel target point distance.

【図7】一実施例による車両の操舵制御のシミュレーシ
ョン結果を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a simulation result of vehicle steering control according to an embodiment.

【図8】図7と同様の図である。FIG. 8 is a view similar to FIG. 7.

【図9】図7と同様の図である。9 is a view similar to FIG. 7. FIG.

【図10】従来の自律走行車両における目標走行点の設
定位置の一例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of setting positions of target traveling points in a conventional autonomous vehicle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

a 車両 b、c 基準線 d 走行路 e 撮像手段 f 画像処理手段 g 操舵制御手段 h ステアリング駆動手段 1 自律走行車両 2、10 撮像装置 3 白線 11 画像処理装置 12 地図情報装置 13 走行制御装置 14 操舵制御装置 15 ステアリング駆動装置 a vehicle b, c reference line d traveling path e imaging means f image processing means g steering control means h steering driving means 1 autonomous traveling vehicle 2, 10 imaging device 3 white line 11 image processing device 12 map information device 13 traveling control device 14 steering Control device 15 Steering drive device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも左右2本の基準線で規定され
る走行路に沿って走行する自律走行車両の操舵制御装置
において、 前記車両の前方の路面を撮影する撮像手段と、 前記撮像手段で得られた画像に基づいて、前記基準線の
位置を算出する画像処理手段と、 前記画像処理手段で得られた基準線の位置に基づいて、
前記車両の旋回時において車両側部が内側基準線の近傍
でその接線方向になるような走行経路を求め、この走行
経路に沿って車両を走行させる操舵角信号を出力する操
舵制御手段と、 前記操舵制御手段で得られた操舵角信号に応じてステア
リング装置を駆動するステアリング駆動手段とを備えた
ことを特徴とする自律走行車両の操舵制御装置。
1. A steering control device for an autonomously traveling vehicle that travels along a traveling path defined by at least two left and right reference lines, the imaging means capturing an image of a road surface in front of the vehicle, and the image capturing means. Based on the image obtained, based on the position of the reference line obtained by the image processing means for calculating the position of the reference line, the image processing means,
Steering control means for determining a traveling route such that the vehicle side portion is in the tangential direction in the vicinity of the inner reference line when the vehicle is turning and outputting a steering angle signal for traveling the vehicle along the traveling route; A steering control device for an autonomous traveling vehicle, comprising: a steering drive device that drives a steering device according to a steering angle signal obtained by the steering control device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8737537B2 (en) 2006-03-29 2014-05-27 Thomson Licensing Frequency translation module frequency limiting amplifier
WO2023085093A1 (en) * 2021-11-12 2023-05-19 Jfeスチール株式会社 Guide device, guidance method, measurement device, product production equipment, measurement method, product production method, and product quality management method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8737537B2 (en) 2006-03-29 2014-05-27 Thomson Licensing Frequency translation module frequency limiting amplifier
WO2023085093A1 (en) * 2021-11-12 2023-05-19 Jfeスチール株式会社 Guide device, guidance method, measurement device, product production equipment, measurement method, product production method, and product quality management method

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