JPH10103968A - カーブ曲率推定装置 - Google Patents
カーブ曲率推定装置Info
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- JPH10103968A JPH10103968A JP8260034A JP26003496A JPH10103968A JP H10103968 A JPH10103968 A JP H10103968A JP 8260034 A JP8260034 A JP 8260034A JP 26003496 A JP26003496 A JP 26003496A JP H10103968 A JPH10103968 A JP H10103968A
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- center
- distance
- gravity
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両の重心スリップ角を考慮したカーブ曲率
推定装置に関し、重心スリップ角を考慮して精度よくカ
ーブ曲率を推定できるようにする。 【解決手段】車両に装備され該車両から前方の走行路の
画像を撮像する撮像手段２と、該画像を平面視画像に変
換する画像変換手段２Ａと、画像変換手段２Ａからの画
像情報に基づいて該車両の基準点から所定距離Ｌだけ前
方の該走行路の方向と該車体方向とのなす角θを求め、
該角θと該距離Ｌとから該走行路のカーブ曲率を算出す
る曲率算出手段３０とをそなえたカーブ曲率推定装置に
おいて、該カーブ曲率の算出にあたり該角θ又は該距離
Ｌの値を、該車両の旋回時に生じる重心スリップ角に応
じて補正する重心スリップ角対応補正手段３１を設ける
ように構成する。
推定装置に関し、重心スリップ角を考慮して精度よくカ
ーブ曲率を推定できるようにする。 【解決手段】車両に装備され該車両から前方の走行路の
画像を撮像する撮像手段２と、該画像を平面視画像に変
換する画像変換手段２Ａと、画像変換手段２Ａからの画
像情報に基づいて該車両の基準点から所定距離Ｌだけ前
方の該走行路の方向と該車体方向とのなす角θを求め、
該角θと該距離Ｌとから該走行路のカーブ曲率を算出す
る曲率算出手段３０とをそなえたカーブ曲率推定装置に
おいて、該カーブ曲率の算出にあたり該角θ又は該距離
Ｌの値を、該車両の旋回時に生じる重心スリップ角に応
じて補正する重心スリップ角対応補正手段３１を設ける
ように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カーブ曲率推定装
置に関し、特に、車両の低車速時や大曲率旋回時等の車
両の重心スリップ角が大きくなる場合にカーブ曲率算出
における重心スリップ角影響を低減するために用いて好
適の、カーブ曲率推定装置に関する。
置に関し、特に、車両の低車速時や大曲率旋回時等の車
両の重心スリップ角が大きくなる場合にカーブ曲率算出
における重心スリップ角影響を低減するために用いて好
適の、カーブ曲率推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車に関して、ナビゲータシス
テムをはじめとしたドライバをアシストするための種々
の技術が開発されており、さらには、ドライバに代わっ
て自動的に運転操作を行なう自動運転に関する技術開発
が進められている。ドライバによる運転操作は、道路状
況や車両の走行状況を把握しながら、これらの把握した
道路状況や走行状況に応じて車速を制御したり操舵を行
なったりしており、自動運転では、このような各種機能
をコンピュータ化したり機械化したりする必要がある。
テムをはじめとしたドライバをアシストするための種々
の技術が開発されており、さらには、ドライバに代わっ
て自動的に運転操作を行なう自動運転に関する技術開発
が進められている。ドライバによる運転操作は、道路状
況や車両の走行状況を把握しながら、これらの把握した
道路状況や走行状況に応じて車速を制御したり操舵を行
なったりしており、自動運転では、このような各種機能
をコンピュータ化したり機械化したりする必要がある。
【０００３】例えば車両の操舵を自動化するには、ドラ
イバに変わって操舵操作を行なう機械的な機能（即ち、
操舵アクチュエータ）が必要なことは勿論であるが、操
舵アクチュエータの作動を制御するための種々の機能が
必要になる。つまり、上述のように、車両が走行する道
路状況、即ち前方の走行路のカーブ状況等や、車両の走
行状況、即ち走行路に対する車両の相対位置や車速等を
把握する機能が必要であり、さらに、これらの把握した
道路状況や車両の走行状況に応じて、目標操舵角を設定
し、目標操舵角に基づいて操舵アクチュエータの作動を
制御する機能が必要となる。
イバに変わって操舵操作を行なう機械的な機能（即ち、
操舵アクチュエータ）が必要なことは勿論であるが、操
舵アクチュエータの作動を制御するための種々の機能が
必要になる。つまり、上述のように、車両が走行する道
路状況、即ち前方の走行路のカーブ状況等や、車両の走
行状況、即ち走行路に対する車両の相対位置や車速等を
把握する機能が必要であり、さらに、これらの把握した
道路状況や車両の走行状況に応じて、目標操舵角を設定
し、目標操舵角に基づいて操舵アクチュエータの作動を
制御する機能が必要となる。
【０００４】特に、前方の走行路のカーブ状況を把握す
るには、例えば図４に示すように、車両１に車両前方の
道路を撮影するテレビカメラ（一般にはＣＣＤカメラ）
２を設置して、このテレビカメラ２で撮影した画像情報
から、道路上の白線等の案内線を認識して、この認識し
た案内線から道路のカーブ曲率（又は半径）を求める手
法が考えられている。
るには、例えば図４に示すように、車両１に車両前方の
道路を撮影するテレビカメラ（一般にはＣＣＤカメラ）
２を設置して、このテレビカメラ２で撮影した画像情報
から、道路上の白線等の案内線を認識して、この認識し
た案内線から道路のカーブ曲率（又は半径）を求める手
法が考えられている。
【０００５】この場合、図５に示すように、テレビカメ
ラ２で撮影した原画像は斜視画像なので、これを一旦平
面視（上面視）画像に変換した上で、例えば案内線を
円でマッチングさせたり、車両方向等と案内線の接線
とのなす角から幾何学的に計算して、カーブ曲率を求め
ることになる。例えば特昭６３−３１４６１６号公報に
は、の手法、即ち、変換後の平面画像から認識した車
両前方の案内線のうちの２点を選んで、この２点におい
てそれぞれ案内線に対する接線を求め、これらの接線が
車両進行方向となす角度に基づいて案内線の曲率を検出
する技術が開示されている。
ラ２で撮影した原画像は斜視画像なので、これを一旦平
面視（上面視）画像に変換した上で、例えば案内線を
円でマッチングさせたり、車両方向等と案内線の接線
とのなす角から幾何学的に計算して、カーブ曲率を求め
ることになる。例えば特昭６３−３１４６１６号公報に
は、の手法、即ち、変換後の平面画像から認識した車
両前方の案内線のうちの２点を選んで、この２点におい
てそれぞれ案内線に対する接線を求め、これらの接線が
車両進行方向となす角度に基づいて案内線の曲率を検出
する技術が開示されている。
【０００６】このようなの手法では、例えば図６に示
すように、カーブ路において車両１から所定距離Ｌだけ
前方の地点Ｐ１での走行路（特に、走行路中心線等の目
標走行ライン）７の方向、即ち、走行路の接線方向Ａ２
と車両前方の方向Ａ１とのなす角θを求めて、次式
（１）から、カーブ路の曲率ρ（＝１／Ｒ）を求めてい
る。
すように、カーブ路において車両１から所定距離Ｌだけ
前方の地点Ｐ１での走行路（特に、走行路中心線等の目
標走行ライン）７の方向、即ち、走行路の接線方向Ａ２
と車両前方の方向Ａ１とのなす角θを求めて、次式
（１）から、カーブ路の曲率ρ（＝１／Ｒ）を求めてい
る。
【０００７】 １／Ｒ＝ρ＝ｓｉｎθ／Ｌ ・・・（１） これは、角θが、現車両地点から距離Ｌだけ前方の走行
路地点までカーブ路を進んだ場合の旋回中心角θｃに等
しく、この旋回中心角θｃが微小な場合には、次式
（２）が成り立つ。 ｓｉｎθｃ≒Ｌ／Ｒ ・・・（２） ここで、θｃ＝θとすると、次式（３）が成り立ち、式
（１）を導くことができる。
路地点までカーブ路を進んだ場合の旋回中心角θｃに等
しく、この旋回中心角θｃが微小な場合には、次式
（２）が成り立つ。 ｓｉｎθｃ≒Ｌ／Ｒ ・・・（２） ここで、θｃ＝θとすると、次式（３）が成り立ち、式
（１）を導くことができる。
【０００８】 ｓｉｎθ≒Ｌ／Ｒ ・・・（３） なお、案内線の認識については、一般に通常の道路面よ
りも明度が高いことから、例えば道路画像を走査線方向
に明度探索して明度の高い部分を案内線候補点とし、こ
の直前に得られた案内線認識情報と案内線候補点情報と
から、案内線の認識を行なうことができる。
りも明度が高いことから、例えば道路画像を走査線方向
に明度探索して明度の高い部分を案内線候補点とし、こ
の直前に得られた案内線認識情報と案内線候補点情報と
から、案内線の認識を行なうことができる。
【０００９】例えば特開平７−８５２４９号公報には、
画像情報に基づいて白線探索エリア内で横方向に明度変
化を探索して、明度変化が極めて少ない部分を道路部分
であると判断し、且つ、明度変化が極めて少ない道路部
分に隣接した明度変化が大きい部分について白線である
と認識する技術が開示されている。
画像情報に基づいて白線探索エリア内で横方向に明度変
化を探索して、明度変化が極めて少ない部分を道路部分
であると判断し、且つ、明度変化が極めて少ない道路部
分に隣接した明度変化が大きい部分について白線である
と認識する技術が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、車両方向等
と案内線の接線とのなす角から幾何学的に計算して、カ
ーブ曲率を求める場合、図６に示すように、車両の車体
姿勢、即ち、車両中心線方向Ａ１がカーブ路（目標走行
ライン）７に対して常に接線方向に向いていることが前
提となる。
と案内線の接線とのなす角から幾何学的に計算して、カ
ーブ曲率を求める場合、図６に示すように、車両の車体
姿勢、即ち、車両中心線方向Ａ１がカーブ路（目標走行
ライン）７に対して常に接線方向に向いていることが前
提となる。
【００１１】しかしながら、旋回時の車両には、重心ス
リップ角βG が生じるので、旋回時の車両の中心線方向
Ａ１は、常に目標走行ライン７に対して接線方向に向い
ているとは限らない。すなわち、図７に示すように、車
速が中速域（例えば４０ｋｍ／ｈ程度）であれば旋回時
の車両の中心線方向Ａ１が目標走行ライン７に対してほ
ぼ接線方向に向く（車両１０１参照）が、車速が低速域
（例えば４０ｋｍ／ｈ程度よりも低速の領域）であれば
重心スリップ角βG が生じて旋回時の車両の中心線方向
Ａ１は目標走行ライン７に対する接線方向よりも外側を
向く特性があり（車両１０２参照）、また、車速が高速
域（例えば４０ｋｍ／ｈ程度よりも高速の領域）であれ
ば重心スリップ角βG が生じて旋回時の車両の中心線方
向Ａ１は目標走行ライン７に対する接線方向よりも内側
を向く特性がある（車両１０３参照）。
リップ角βG が生じるので、旋回時の車両の中心線方向
Ａ１は、常に目標走行ライン７に対して接線方向に向い
ているとは限らない。すなわち、図７に示すように、車
速が中速域（例えば４０ｋｍ／ｈ程度）であれば旋回時
の車両の中心線方向Ａ１が目標走行ライン７に対してほ
ぼ接線方向に向く（車両１０１参照）が、車速が低速域
（例えば４０ｋｍ／ｈ程度よりも低速の領域）であれば
重心スリップ角βG が生じて旋回時の車両の中心線方向
Ａ１は目標走行ライン７に対する接線方向よりも外側を
向く特性があり（車両１０２参照）、また、車速が高速
域（例えば４０ｋｍ／ｈ程度よりも高速の領域）であれ
ば重心スリップ角βG が生じて旋回時の車両の中心線方
向Ａ１は目標走行ライン７に対する接線方向よりも内側
を向く特性がある（車両１０３参照）。
【００１２】このようにの中心線方向Ａ１が目標走行ラ
イン７に対する接線方向と異なると、この車両に設置さ
れたカメラ２からとらえた画像に基づき算出されるきょ
りＬだけ前方の走行路の傾き、即ち、走行路の接線方向
Ａ２と車両前方の方向Ａ１とのなす角θは、車両が距離
Ｌだけ前方の走行路地点までカーブ路を進んだ場合の旋
回中心角θｃとは等しくならない。
イン７に対する接線方向と異なると、この車両に設置さ
れたカメラ２からとらえた画像に基づき算出されるきょ
りＬだけ前方の走行路の傾き、即ち、走行路の接線方向
Ａ２と車両前方の方向Ａ１とのなす角θは、車両が距離
Ｌだけ前方の走行路地点までカーブ路を進んだ場合の旋
回中心角θｃとは等しくならない。
【００１３】したがって、角θに基づいて算出されたカ
ーブ曲率ρには大きな誤差が生じてしまうおそれがあ
る。特に、低速時やカーブ曲率の大きい（即ち、カーブ
半径の小さい）カーブ路を走行している際に、この重心
スリップ角βG に起因したカーブ曲率ρの推定誤差が大
きくなる。
ーブ曲率ρには大きな誤差が生じてしまうおそれがあ
る。特に、低速時やカーブ曲率の大きい（即ち、カーブ
半径の小さい）カーブ路を走行している際に、この重心
スリップ角βG に起因したカーブ曲率ρの推定誤差が大
きくなる。
【００１４】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、重心スリップ角を考慮して精度よくカーブ曲率を
推定できるようにした、カーブ曲率推定装置を提供する
ことを目的とする。
ので、重心スリップ角を考慮して精度よくカーブ曲率を
推定できるようにした、カーブ曲率推定装置を提供する
ことを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明のカーブ曲率推定装置は、車両に装備され該車
両から前方の走行路の画像を撮像する撮像手段と、該画
像を平面視画像に変換する画像変換手段と、該画像変換
手段からの画像情報に基づいて該車両の基準点から所定
距離Ｌだけ前方の該走行路の方向と該車体方向とのなす
角θを求め、該角θと該距離Ｌとから該走行路のカーブ
曲率を算出する曲率算出手段とをそなえたカーブ曲率推
定装置において、該カーブ曲率の算出にあたり該角θ又
は該距離Ｌの値を、該車両の旋回時に生じる重心スリッ
プ角に応じて補正する重心スリップ角対応補正手段が設
けられていることを特徴としている。
の本発明のカーブ曲率推定装置は、車両に装備され該車
両から前方の走行路の画像を撮像する撮像手段と、該画
像を平面視画像に変換する画像変換手段と、該画像変換
手段からの画像情報に基づいて該車両の基準点から所定
距離Ｌだけ前方の該走行路の方向と該車体方向とのなす
角θを求め、該角θと該距離Ｌとから該走行路のカーブ
曲率を算出する曲率算出手段とをそなえたカーブ曲率推
定装置において、該カーブ曲率の算出にあたり該角θ又
は該距離Ｌの値を、該車両の旋回時に生じる重心スリッ
プ角に応じて補正する重心スリップ角対応補正手段が設
けられていることを特徴としている。
【００１６】請求項２記載の本発明のカーブ曲率推定装
置は、請求項１記載の装置において、該車両の基準点が
車体の重心点であって、該重心スリップ角対応補正手段
が、該車両の旋回半径の中心から該車両の車体中心線に
下ろした垂線と該車体中心線との交点と該重心点との距
離Ｌβにより該距離Ｌの値を補正することを特徴として
いる。
置は、請求項１記載の装置において、該車両の基準点が
車体の重心点であって、該重心スリップ角対応補正手段
が、該車両の旋回半径の中心から該車両の車体中心線に
下ろした垂線と該車体中心線との交点と該重心点との距
離Ｌβにより該距離Ｌの値を補正することを特徴として
いる。
【００１７】請求項３記載の本発明のカーブ曲率推定装
置は、請求項２記載の装置において、該重心スリップ角
対応補正手段が、該補正に用いる上記の交点・重心点間
距離Ｌβを、該車両の車速Ｖ，該車両の車体重心点から
後輪軸迄の距離ｌｒ，定数ｂから、式Ｌβ＝ｌｒ（１−
ｂＶ2 ）によって、該車体重心点から車体後方向きを正
として算出し、該交点・重心点間距離Ｌβを該距離Ｌに
加算することで該補正を行なうように構成されて、該曲
率算出手段が、該走行路のカーブ曲率ρを、該角θ，該
距離Ｌ，該交点・重心点間距離Ｌβから、式ρ＝ｓｉｎ
θ／Ｌ＋Ｌβにより求めるように構成されていることを
特徴としている。
置は、請求項２記載の装置において、該重心スリップ角
対応補正手段が、該補正に用いる上記の交点・重心点間
距離Ｌβを、該車両の車速Ｖ，該車両の車体重心点から
後輪軸迄の距離ｌｒ，定数ｂから、式Ｌβ＝ｌｒ（１−
ｂＶ2 ）によって、該車体重心点から車体後方向きを正
として算出し、該交点・重心点間距離Ｌβを該距離Ｌに
加算することで該補正を行なうように構成されて、該曲
率算出手段が、該走行路のカーブ曲率ρを、該角θ，該
距離Ｌ，該交点・重心点間距離Ｌβから、式ρ＝ｓｉｎ
θ／Ｌ＋Ｌβにより求めるように構成されていることを
特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１〜図３は本発明の一実
施形態としてのカーブ曲率推定装置を示すものである。
本カーブ曲率推定装置は、図１に示すように、ＣＣＤカ
メラ（撮像手段）２と、画像処理装置（画像変換手段）
２Ａと、曲率算出手段３０とをそなえており、曲率算出
手段３０には、車両の旋回時に生じる重心スリップ角に
応じて補正する重心スリップ角対応補正手段３１が設け
られている。
の形態について説明すると、図１〜図３は本発明の一実
施形態としてのカーブ曲率推定装置を示すものである。
本カーブ曲率推定装置は、図１に示すように、ＣＣＤカ
メラ（撮像手段）２と、画像処理装置（画像変換手段）
２Ａと、曲率算出手段３０とをそなえており、曲率算出
手段３０には、車両の旋回時に生じる重心スリップ角に
応じて補正する重心スリップ角対応補正手段３１が設け
られている。
【００１９】ＣＣＤカメラ２は、車両１に固定されたテ
レビカメラ２（図４参照）であり、車両１から前方の走
行路を撮像して斜視画像を得る。また、画像処理装置２
Ａは、ＣＣＤカメラ２で撮影した斜視画像を平面視画像
に変換する。そして、曲率算出手段３０は、車両１の基
準点（重心）から、車両の走行状態により設定された所
定距離（前方注視距離）Ｌだけ前方の地点Ｐ１での走行
路（走行目標ライン）における走行路の方向（走行路の
接線方向）と車体方向（車体中心前方向）とのなす角θ
を求める機能（角度検出部）３２と、この角θと距離
（前方注視距離）Ｌとから走行路（走行目標ライン）の
カーブ曲率ρを算出する演算部３３とをそなえている。
レビカメラ２（図４参照）であり、車両１から前方の走
行路を撮像して斜視画像を得る。また、画像処理装置２
Ａは、ＣＣＤカメラ２で撮影した斜視画像を平面視画像
に変換する。そして、曲率算出手段３０は、車両１の基
準点（重心）から、車両の走行状態により設定された所
定距離（前方注視距離）Ｌだけ前方の地点Ｐ１での走行
路（走行目標ライン）における走行路の方向（走行路の
接線方向）と車体方向（車体中心前方向）とのなす角θ
を求める機能（角度検出部）３２と、この角θと距離
（前方注視距離）Ｌとから走行路（走行目標ライン）の
カーブ曲率ρを算出する演算部３３とをそなえている。
【００２０】角度検出部３２では、テレビカメラ２でと
らえた原画像を平面視画像に変換したもの（図５参照）
に基づいて、白線等の案内線を認識することで、幾何学
的に角θを求めることができる。なお、案内線を認識
は、公知の技術（例えば特開平７−８５２４９号公報）
を用いて行なうことができる。また、演算部３３では、
曲率算出手段３０に設けられた重心スリップ角対応補正
手段３１により補正された距離Ｌと角θとからカーブ曲
率を算出する。
らえた原画像を平面視画像に変換したもの（図５参照）
に基づいて、白線等の案内線を認識することで、幾何学
的に角θを求めることができる。なお、案内線を認識
は、公知の技術（例えば特開平７−８５２４９号公報）
を用いて行なうことができる。また、演算部３３では、
曲率算出手段３０に設けられた重心スリップ角対応補正
手段３１により補正された距離Ｌと角θとからカーブ曲
率を算出する。
【００２１】ここで、重心スリップ角対応補正手段３１
について説明すると、この補正手段３１には、車速セン
サ４１で検出された車速Ｖ，車両の車体重心点から後輪
軸迄の距離ｌｒ，定数ｂから、次式（４）によって、車
体重心点ＣＧから車体後方向きを正とした交点・重心点
間距離（車両の旋回半径の中心Ｏから車両の車体中心線
ＣＬに下ろした垂線と車体中心線ＣＬとの交点Ｐと重心
点ＣＧとの距離）Ｌβを算出する機能（距離Ｌβ算出
部）３１Ａをそなえている。
について説明すると、この補正手段３１には、車速セン
サ４１で検出された車速Ｖ，車両の車体重心点から後輪
軸迄の距離ｌｒ，定数ｂから、次式（４）によって、車
体重心点ＣＧから車体後方向きを正とした交点・重心点
間距離（車両の旋回半径の中心Ｏから車両の車体中心線
ＣＬに下ろした垂線と車体中心線ＣＬとの交点Ｐと重心
点ＣＧとの距離）Ｌβを算出する機能（距離Ｌβ算出
部）３１Ａをそなえている。
【００２２】 Ｌβ＝ｌｒ（１−ｂＶ2 ） ・・・（４） なお、距離ｌｒ，定数ｂは予め記憶されている。さら
に、補正手段３１には、この距離Ｌβ算出部３１Ａで算
出した距離（重心スリップ角対応距離又は旋回中心補正
距離）Ｌβを、予め設定された所定距離（前方注視距
離）Ｌに加算する（Ｌ＋Ｌβ）ことで、距離Ｌを補正す
る機能（距離Ｌ補正部）３１Ｂをそなえている。
に、補正手段３１には、この距離Ｌβ算出部３１Ａで算
出した距離（重心スリップ角対応距離又は旋回中心補正
距離）Ｌβを、予め設定された所定距離（前方注視距
離）Ｌに加算する（Ｌ＋Ｌβ）ことで、距離Ｌを補正す
る機能（距離Ｌ補正部）３１Ｂをそなえている。
【００２３】ここで、この距離（前方注視距離）Ｌの補
正原理を説明する。図２は、低車速（例えば４０ｋｍ／
ｈ程度よりも低速）で且つ比較的曲率の大きいカーブを
走行している場合を示している。図２に示すように、低
車速時には、車両１は、車体中心線ＣＬで示すように、
その車体方向（車体前方の方向）を車両の走行方向（速
度Ｖのベクトル方向を参照）よりもカーブの外側へ傾斜
した姿勢で旋回する。この車両の進行方向Ｖと車体の方
向（中心線ＣＬ参照）とのなす角βG は、重心スリップ
角と呼ばれる。
正原理を説明する。図２は、低車速（例えば４０ｋｍ／
ｈ程度よりも低速）で且つ比較的曲率の大きいカーブを
走行している場合を示している。図２に示すように、低
車速時には、車両１は、車体中心線ＣＬで示すように、
その車体方向（車体前方の方向）を車両の走行方向（速
度Ｖのベクトル方向を参照）よりもカーブの外側へ傾斜
した姿勢で旋回する。この車両の進行方向Ｖと車体の方
向（中心線ＣＬ参照）とのなす角βG は、重心スリップ
角と呼ばれる。
【００２４】このため、車両１の車体に固定されたカメ
ラ２からの情報に基づくと、角度検出部３２では、この
車体の方向から見た走行路方向（走行路の接線方向）と
車体方向（車体中心前方向）とのなす角θを求めること
になり、図２に示す場合では、この角度θは、車両１が
カーブを距離Ｌだけ前方に進むまでの中心角度θｃより
も重心スリップ角βG だけ大きいもの（θ＝θｃ＋
βG ）になってしまい、正しい曲率ρを推定することが
できない。
ラ２からの情報に基づくと、角度検出部３２では、この
車体の方向から見た走行路方向（走行路の接線方向）と
車体方向（車体中心前方向）とのなす角θを求めること
になり、図２に示す場合では、この角度θは、車両１が
カーブを距離Ｌだけ前方に進むまでの中心角度θｃより
も重心スリップ角βG だけ大きいもの（θ＝θｃ＋
βG ）になってしまい、正しい曲率ρを推定することが
できない。
【００２５】そこで、車両１がカーブを中心角θ＝（θ
ｃ＋βG ）だけ前方に進んだ場合の車体前方（中心線Ｃ
Ｌ参照）への移動成分Ｌ′を考え、この距離Ｌ′と角度
θとから曲率ρを算出することが考えられる。距離Ｌ′
は、図２に示すように、旋回中心０から車体中心線ＣＬ
に下ろした垂線と車体中心線ＣＬとの交点Ｐ２から、車
両１の重心ＣＧから距離Ｌだけ前方の角度検出地点Ｐ１
までの車体中心線ＣＬ方向の距離であり、交点Ｐ２から
車両１の重心ＣＧまでの距離を旋回中心補正距離Ｌβと
すると、Ｌ′＝Ｌ＋Ｌβとなる。
ｃ＋βG ）だけ前方に進んだ場合の車体前方（中心線Ｃ
Ｌ参照）への移動成分Ｌ′を考え、この距離Ｌ′と角度
θとから曲率ρを算出することが考えられる。距離Ｌ′
は、図２に示すように、旋回中心０から車体中心線ＣＬ
に下ろした垂線と車体中心線ＣＬとの交点Ｐ２から、車
両１の重心ＣＧから距離Ｌだけ前方の角度検出地点Ｐ１
までの車体中心線ＣＬ方向の距離であり、交点Ｐ２から
車両１の重心ＣＧまでの距離を旋回中心補正距離Ｌβと
すると、Ｌ′＝Ｌ＋Ｌβとなる。
【００２６】前述のように、旋回中心補正距離Ｌβは車
両の運動方程式等から式（４）のように車速Ｖ，車体重
心点から後輪軸迄の距離ｌｒ，定数ｂで近似することが
できるので、距離Ｌ′をもとめることができる。なお、
高車速（例えば４０ｋｍ／ｈ程度よりも高速）では、図
２に示すものとば逆に、車両１の車体中心は、車両の走
行方向よりもカーブの内側へ傾斜した姿勢で旋回するた
め、画像から得られる角度θは車両が旋回する中心角θ
ｃよりも重心スリップ角βG 分だけ小さくなり（即ち、
θ＝θｃ−βG ）、この場合には、交点Ｐ２は車両１の
重心ＣＧの前方に位置するため、旋回中心補正距離Ｌβ
は負の値となり、距離Ｌ′は距離Ｌよりも小さくなる。
両の運動方程式等から式（４）のように車速Ｖ，車体重
心点から後輪軸迄の距離ｌｒ，定数ｂで近似することが
できるので、距離Ｌ′をもとめることができる。なお、
高車速（例えば４０ｋｍ／ｈ程度よりも高速）では、図
２に示すものとば逆に、車両１の車体中心は、車両の走
行方向よりもカーブの内側へ傾斜した姿勢で旋回するた
め、画像から得られる角度θは車両が旋回する中心角θ
ｃよりも重心スリップ角βG 分だけ小さくなり（即ち、
θ＝θｃ−βG ）、この場合には、交点Ｐ２は車両１の
重心ＣＧの前方に位置するため、旋回中心補正距離Ｌβ
は負の値となり、距離Ｌ′は距離Ｌよりも小さくなる。
【００２７】そして、演算部３３では、こうして重心ス
リップ角対応補正手段３１により補正された距離（＝Ｌ
＋Ｌβ）と角度θとから次式（５）によりカーブ曲率ρ
を算出する。 ρ＝ｓｉｎθ／（Ｌ＋Ｌβ） ・・・（５） 本発明の一実施形態としてのカーブ曲率推定装置は、上
述のように構成されているので、重心スリップ角に対応
して補正を施されたデータ（ここでは、補正された距離
Ｌ′＝Ｌ＋Ｌβ）に基づいてカーブ曲率ρが算出される
ので、重心スリップ角が生じても精度よくカーブ曲率を
推定できるようになる利点がある。
リップ角対応補正手段３１により補正された距離（＝Ｌ
＋Ｌβ）と角度θとから次式（５）によりカーブ曲率ρ
を算出する。 ρ＝ｓｉｎθ／（Ｌ＋Ｌβ） ・・・（５） 本発明の一実施形態としてのカーブ曲率推定装置は、上
述のように構成されているので、重心スリップ角に対応
して補正を施されたデータ（ここでは、補正された距離
Ｌ′＝Ｌ＋Ｌβ）に基づいてカーブ曲率ρが算出される
ので、重心スリップ角が生じても精度よくカーブ曲率を
推定できるようになる利点がある。
【００２８】したがってに、このカーブ曲率を用いた種
々の車両制御をより精度良く行なうことができるように
なる。特に、大曲率カーブを低車速で走行する際に特に
問題となりやすいカーブ曲率の推定誤差が低減されるた
め、カーブ曲率の推定に基づいた低車速時の種々の車両
制御を精度良く行なうことができるようになる。
々の車両制御をより精度良く行なうことができるように
なる。特に、大曲率カーブを低車速で走行する際に特に
問題となりやすいカーブ曲率の推定誤差が低減されるた
め、カーブ曲率の推定に基づいた低車速時の種々の車両
制御を精度良く行なうことができるようになる。
【００２９】例えば図３は本装置の効果を示す図であ
り、車速２５ｋｍ／ｈで半径２５ｍの急カーブへ進入し
た場合に本カーブ曲率推定装置により得られるカーブ曲
率に基づいて自動操舵を行なったシミュレーション結果
である。（Ａ）は重心横ずれ量、（Ｂ）はハンドル角、
（Ｃ）は横加速度、（Ｄ）は横ジャークをそれそれ示
し、実線はＬβ補正のある場合、破線はＬβ補正のない
場合を示す。図示するように、Ｌβ補正を行なった自動
操舵では重心横ずれ量が適切に修正されることがわか
る。
り、車速２５ｋｍ／ｈで半径２５ｍの急カーブへ進入し
た場合に本カーブ曲率推定装置により得られるカーブ曲
率に基づいて自動操舵を行なったシミュレーション結果
である。（Ａ）は重心横ずれ量、（Ｂ）はハンドル角、
（Ｃ）は横加速度、（Ｄ）は横ジャークをそれそれ示
し、実線はＬβ補正のある場合、破線はＬβ補正のない
場合を示す。図示するように、Ｌβ補正を行なった自動
操舵では重心横ずれ量が適切に修正されることがわか
る。
【００３０】なお、本実施形態では、特に限定していな
いが、上述の重心スリップ角に対応した補正を車速が低
車速時（例えば４０ｋｍ／ｈ以下の車速時）のみに限定
して行なうようにしてもよい。これにより、制御ロジッ
クを簡素化しながら重心スリップ角影響が最も大きい条
件下（低車速時）で重心スリップ角影響を低減すること
ができ、一定の効果を得ることができる。
いが、上述の重心スリップ角に対応した補正を車速が低
車速時（例えば４０ｋｍ／ｈ以下の車速時）のみに限定
して行なうようにしてもよい。これにより、制御ロジッ
クを簡素化しながら重心スリップ角影響が最も大きい条
件下（低車速時）で重心スリップ角影響を低減すること
ができ、一定の効果を得ることができる。
【００３１】また、本実施形態では、カメラでとらえた
画像に基づいた角度θについては補正せずに、この角度
θに対応するように、角度検出点Ｐ１までの車体方向距
離ＬをＬ′に補正しているが、角度θ自体を重心スリッ
プ角βG 分だけ補正し距離Ｌはそのまま使用することも
考えられる。
画像に基づいた角度θについては補正せずに、この角度
θに対応するように、角度検出点Ｐ１までの車体方向距
離ＬをＬ′に補正しているが、角度θ自体を重心スリッ
プ角βG 分だけ補正し距離Ｌはそのまま使用することも
考えられる。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明のカーブ曲率推定装置によれば、カーブ曲率推定装
置において、カーブ曲率の算出にあたり、角θ又は距離
Ｌの値を車両の旋回時に生じる重心スリップ角に応じて
補正するので、重心スリップ角が生じても精度よくカー
ブ曲率を推定できるようになる利点がある。
発明のカーブ曲率推定装置によれば、カーブ曲率推定装
置において、カーブ曲率の算出にあたり、角θ又は距離
Ｌの値を車両の旋回時に生じる重心スリップ角に応じて
補正するので、重心スリップ角が生じても精度よくカー
ブ曲率を推定できるようになる利点がある。
【００３３】請求項２記載の本発明のカーブ曲率推定装
置によれば、重心スリップ角に応じた補正を確実に行な
うことができ、容易にカーブ曲率の推定精度を向上させ
ることができる。請求項３記載の本発明のカーブ曲率推
定装置によれば、重心スリップ角に応じた補正を検出し
やすい情報から容易にしかも確実に行なうことができ、
カーブ曲率の推定精度を容易且つ確実に向上させること
ができる。
置によれば、重心スリップ角に応じた補正を確実に行な
うことができ、容易にカーブ曲率の推定精度を向上させ
ることができる。請求項３記載の本発明のカーブ曲率推
定装置によれば、重心スリップ角に応じた補正を検出し
やすい情報から容易にしかも確実に行なうことができ、
カーブ曲率の推定精度を容易且つ確実に向上させること
ができる。
【図１】本発明の一実施形態としてのカーブ曲率推定装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態としてのカーブ曲率推定装
置における重心スリップ角対応補正を説明する図であ
る。
置における重心スリップ角対応補正を説明する図であ
る。
【図３】本発明の一実施形態としてのカーブ曲率推定装
置による推定精度の向上を示すタイムチャート（計算
例）であり、（Ａ）は重心横ずれ量、（Ｂ）はハンドル
角、（Ｃ）は横加速度、（Ｄ）は横ジャークに関してい
る。
置による推定精度の向上を示すタイムチャート（計算
例）であり、（Ａ）は重心横ずれ量、（Ｂ）はハンドル
角、（Ｃ）は横加速度、（Ｄ）は横ジャークに関してい
る。
【図４】従来のカーブ曲率推定装置を説明する車両の模
式的側面図である。
式的側面図である。
【図５】従来のカーブ曲率推定装置を説明する図であ
る。
る。
【図６】従来のカーブ曲率推定装置の曲率推定手法を説
明する図である。
明する図である。
【図７】従来のカーブ曲率推定装置の課題について説明
する図である。
する図である。
２ ＣＣＤカメラ（撮像手段） ２Ａ 画像処理装置（画像変換手段） ３０ 曲率算出手段 ３１ 重心スリップ角対応補正手段 ３２ 角度検出部 ３３ 演算部 ４１ 車速センサ ３１Ａ 距離Ｌβ算出部 ３１Ｂ 距離Ｌ補正部
Claims (3)
- 【請求項１】 車両に装備され該車両から前方の走行路
の画像を撮像する撮像手段と、 該画像を平面視画像に変換する画像変換手段と、 該画像変換手段からの画像情報に基づいて該車両の基準
点から所定距離Ｌだけ前方の該走行路の方向と該車体方
向とのなす角θを求め、該角θと該距離Ｌとから該走行
路のカーブ曲率を算出する曲率算出手段とをそなえたカ
ーブ曲率推定装置において、 該カーブ曲率の算出にあたり該角θ又は該距離Ｌの値
を、該車両の旋回時に生じる重心スリップ角に応じて補
正する重心スリップ角対応補正手段が設けられているこ
とを特徴とする、カーブ曲率推定装置。 - 【請求項２】 該車両の基準点が車体の重心点であっ
て、該重心スリップ角対応補正手段が、該車両の旋回半
径の中心から該車両の車体中心線に下ろした垂線と該車
体中心線との交点と該重心点との距離Ｌβにより該距離
Ｌの値を補正することを特徴とする、請求項１記載のカ
ーブ曲率推定装置。 - 【請求項３】 該重心スリップ角対応補正手段が、該補
正に用いる上記の交点・重心点間距離Ｌβを、該車両の
車速Ｖ，該車両の車体重心点から後輪軸迄の距離ｌｒ，
定数ｂから、式 Ｌβ＝ｌｒ（１−ｂＶ2 ）によって、
該車体重心点から車体後方向きを正として算出し、該交
点・重心点間距離Ｌβを該距離Ｌに加算することで該補
正を行なうように構成されて、 該曲率算出手段が、該走行路のカーブ曲率ρを、該角
θ，該距離Ｌ，該交点・重心点間距離Ｌβから、式 ρ
＝ｓｉｎθ／Ｌ＋Ｌβにより求めるように構成されてい
ることを特徴とする、請求項２記載のカーブ曲率推定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26003496A JP3296208B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | カーブ曲率推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26003496A JP3296208B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | カーブ曲率推定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10103968A true JPH10103968A (ja) | 1998-04-24 |
| JP3296208B2 JP3296208B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=17342390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26003496A Expired - Fee Related JP3296208B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | カーブ曲率推定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3296208B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002193055A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-10 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の車線逸脱警報装置 |
| JP2002230530A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-08-16 | Hyundai Motor Co Ltd | 車線離脱防止方法 |
| JP2013111985A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-10 | Jtekt Corp | 車両姿勢制御装置 |
| JP2015058803A (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-30 | いすゞ自動車株式会社 | 障害物検知装置 |
| CN109353342A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-02-19 | 南京航空航天大学 | 一种车辆弯道安全速度控制系统及方法 |
| CN114518123A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-20 | 高德软件有限公司 | 信息处理方法 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP26003496A patent/JP3296208B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002193055A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-10 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の車線逸脱警報装置 |
| JP2002230530A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-08-16 | Hyundai Motor Co Ltd | 車線離脱防止方法 |
| JP2013111985A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-10 | Jtekt Corp | 車両姿勢制御装置 |
| JP2015058803A (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-30 | いすゞ自動車株式会社 | 障害物検知装置 |
| CN109353342A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-02-19 | 南京航空航天大学 | 一种车辆弯道安全速度控制系统及方法 |
| CN109353342B (zh) * | 2018-11-14 | 2023-09-26 | 南京航空航天大学 | 一种车辆弯道安全速度控制系统及方法 |
| CN114518123A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-20 | 高德软件有限公司 | 信息处理方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3296208B2 (ja) | 2002-06-24 |
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