JPS62140114A - 画像式無人車の走行制御方法 - 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） この発明は無人車の走行制御方法に係り、詳しくは無人
車の走行経路を指示する走行ラインを無人車に備えた顕
像装置で撮り、その層像装置で蹟った走行ラインの画像
を画像処理してその＠像範囲における走行制御を決定す
る画像式無人車における走行制御方法に関するものであ
る。

（従来技術） 従来から電磁誘導方式による無人車においては走行指令
等を無人車に与える場合、種々に組合ねゼだ鉄板マーク
プレートを走行経路に載置することにより行われている
。

又、近年、撮像装置にて走行経路を指示する走行ライン
を撮り、画像認識してその走行方向を判断して走行する
画像式無人車が提案されており、このような画像式無人
車においても走行ラインが単に走行方向を指示するだけ
ではなく、電磁誘導方式の無人車における鉄板マークプ
レートと同様な他の走行制御情報も備え、無人車がその
情報を読み取って、その情報に基づいて自動的に走行制
御することが要望されている。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は電磁誘導方式のように種々の走行指令を走行
経路から無人車に付与するため、前記のような画像式無
人車において単に走行方向を指示する走行ラインではな
く、その走行ライン上に付与された走行指示に基づいて
無人車を走行制御することができる画像式無人車の走行
制御方法を提供することにある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明の画像式無人車の走行制御方法は幅を備えたラ
イン単位を点線状に配置して構成した走行ラインを無人
車に備えた搬像装置で撮り、その瞳像装置で躍った画像
を画像処理して、無人車が走行覆る一定のライン長さ内
に出現するライン単位の個数に基づいて走行ラインの固
有周波数を求め、その固有周波数に対応する走行制御デ
ータをあらかじめ記憶手段に記憶したデータの中から読
み出し、その走行制御データに基づいてその走行ライン
における走行制御を行うことをその要旨とするものであ
る。

（作用） 走行ラインを走行する無人車は走行ラインを搬像装置で
撮り、その撮像装置で躍った画像を画像処理して、無人
車が走行する一定のライン長さ内に出現するライン単位
の個数に基づいて走行ラインの固有周波数を求める。そ
して、その固有周波数に対応する走行制御データをあら
かじめ記憶手段に記憶したデータの中から読み出し、そ
の走行制御データに基づいてその走行ラインにおける走
行制御が行われる。

（実施例） 以下、この発明を具体化した無人車の走行制御装置の一
実施例を第１図〜第７図に従って説明する。

第１図において、無人車１の前側上部中央位置には支持
フレーム２が立設されていて、そのフレーム２の上部中
央位置には撮像装置としてのＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ　　
ｃｏｕｐｔｅｄ　　ｄｅｖｉｃｅ）カメラ３が設けられ
ている。ＣＣＤカメラ３は無人車１の前方の路面４上の
エリア４ａ＠？ｍるように支持フレーム２にセットされ
ている。そして、本実施例ではＣＣＤカメラ３が撮像し
た第２図に示す長さＬを有するエリア４ａの画像９は２
５６Ｘ２５６個の画素で構成されている。

なお、本実施例でははＣＣＤカメラ３の両側下方位置に
は同撮像カメラ３の撮像を容易にするために照明ランプ
５が設置されているが、照明ランプを使用しなくてもよ
い。

前記路面４には１ａの長さを有するライン単位Ｕが点線
状に描かれることにより、走行ラインＡが構成され、そ
のライン単位Ｕは第２図に示すように一定の線幅りにて
描かれていて、本実施例では路面４の色と異なる白色の
塗料にて描かれている。そして、前記ライン単位Ｕは一
定距ｆｆ１Ｌ内にｐａ個含まれるように互いに等間隔Δ
１ａ離間して配置されている。又、館記走行ラインＡと
共通コースαを有する走行ラインＢ、Ｃは第３図及び第
４図に示すようにそれぞれその走行ラインＢ。

Ｃを構成するライン単位Ｖ（長さｌｂ＞、Ｗ（長さＩｃ
）が一定距離り内にｐｂ、ｐｃ個含まれるように互いに
等間隔△＋ｂ、ΔＩＣ離間して路面４の色と異なる白色
の塗料にて描かれ、さらに前記共通コースαは連続した
白線が描かれている。

そして、前記走行ラインＡはこの無人車のＣＣＤカメラ
３が躍ることになる。

なお、白色の走行ラインＵ８躍った搬像素子からの信号
く以下、画素信号という）のレベルは高く、反対に暗い
路面４を撮った搬像素子からの画素信号のレベルは低く
なる。

次に、無人車１に搭載された走行路決定装置の電気的構
成を第６図に従って説明する。

マイクロコンピュータ１０は中央処理装置（Ｊ′ｌ。

下、単にＣＰＵという）１１と制御プログラムを記憶し
た読み出し専用のメモリ（ＲＯＭ＞よりなるプログラム
メモリ１２とＣＰｔＪｌｌの演算処理結果等が一時記憶
される読み出し及び古き替え可能なメモリ（ＲＡＭ）よ
りなる作業用メモリ１３及びタイマ１４等から構成され
、ＣＰＵ１１はプログラムメモリ１２に記憶された制御
プログラムにて走行ラインＡの軌跡をυｊり出すととも
に操舵制御及び走行制御のための各種の演算処理動作を
実行するようになっている。

又、前記プログラムメモリ１２には走行制御データとし
てのこの無人車１が走行すべき走行ラインの走行ライン
データ（固有周波数ｆａと、走行停止すべき走行ライン
データ以外の他の固有周波数）が記憶されるとともに、
走行制御データとしての走行停止すべき走行ラインデー
タ（固有周波数ｆｂ及びｆｃ　）が記憶されている。

なお、各走行ラインデータは次のように表わされる。

ｆａ−１ａ／Ｌ ｆｂ　＝ｐｂ　／Ｌ ｆｃ　＝ｐｃ　／Ｌ 前記ＣＰＵ１１は前記タイマ１４が計時する時間に基づ
いて一定時間ごとに入出力インタフェース］５及びＡ／
Ｄ変換器１６を介して前記ＣＯＤカメラ３を操作制御す
るとともにそのＣＣＤカメラ３からの画素信号をＡ／Ｄ
変換器１６、バスコントローラ１７を介して画素データ
にして作業用メモリ１３に記憶する。Ａ／Ｄ変換器１６
はＣＣＤカメラ３からの画素信号をアナログ値からデジ
タル値に変換する際、各画素信号が予め定めた設定値以
上か否かを判別し、２値化レベルコントローラ設定値以
上の画素信号の場合には白色の走行ライン６の部分の画
素として「１コ、反対に未満の画素信号の場合には暗い
色の路面４の部分の画素としてｒＯＪとするようにして
順次入力されてくる各画素信号を２値化して画素データ
としてバスコントローラ１７を介して作業用メモリ１３
に記憶する。

従って、作業用メモリ１３にはＣＣＤカメラ３が搬った
画像９が２５６Ｘ２５６個の画素データにして記憶され
ていることなる。

なお、前記したように本実施例では前記ＣＯＤカメラ３
は予め定めた時間ごとに間をおいて＠像動作が行なわれ
るように制御されていて、その時々の画像の画素データ
が作業用メモリ１３に記憶されるが、新たな画像の画像
データ群が入力されると、先の画像データ群が消去され
て、その領域に新たな画像の画素データ群が記憶される
ようになっている。

又、本実施例では説明の便宜上ＣＯＤカメラ３の走査制
御は横方向（Ｘ軸方向）に走査し、その走査が画面の上
から下方向（ｙ軸方向）に移る走査方式を採用するが、
その他の走査方式で実施してもよいことは勿論である。

２値化レベルコントローラ１８は前記ＣＰｔＪ　１１か
らの制御信号に基づいて前記Ａ／Ｄ変換器１６が２値化
するための設定値のデータを同Ａ／Ｄ変換器１６に出力
するようになっている。

ドライブコントローラ２０は図示しない走行用の走行用
モータ、操舵機構１９及び制動機構２１を同じ＜ＣＰＵ
１１からの制御信号に基づいて制御する。

次に、前記ＣＰＵ１１の処理動作について説明する。

今、ＣＰＵ１１からの制御信号に基づいてＣＣＤカメラ
３が走査制御されると、ＣＣＤカメラ３は路面４に対し
て垂直ではなく一定の角度傾いて瞳像されていることか
ら第２図に示す前方の長さＬ（一定のライン長さ〉を有
するエリア４ａを第７図に示すような画像９に搬像する
。このＣＣＤカメラ３がＲ像した画像９は画素信号とし
てＡ／Ｄ変換器１６に出力され、そのＡ／Ｄ変換器１６
にて各画素信号が走行ラインＡのライン単位Ｕ部分の画
素信号か路面４の部分の画素信号かが判別されて画素デ
ータとして作業用メモリ１３に記゛はする。

ＣＰＵＩＩはその画素データに基づいて走行ラインへの
画像認識を行なう。ＣＰＵ１１はこの画＠９において上
側から順に走査方向（Ｘ軸方向）の各画素データを読み
出して線幅りを有している走行ラインへのライン単位Ｕ
がおるか、そして、その走査列のどの位置に位置するか
を割り出方とともに、その割り出した結果を射影変換す
なわち画像９で求めたライン単位Ｕが実際のエリア４ａ
上のどの位置にあるか割り出す処理を行う。

これは前記のようにＣＣＤカメラ３が路面４を垂直に＠
像していないことから画像中の走行ラインＡと実際のエ
リア４ａにおける走行ライン八とを相違するのを一致さ
せる処理である。なお、この射影変換処理動作は予め設
定されているＣＣＤカメラ３の焦点距離２倍率等の規格
及び傾き、高さ等の設置条件に基づいて座標変換により
行われる。

前記射影変換を行った後、ＣＰＵＩＩは走行ラインＡの
ライン単位Ｕの個数を数え、その個数を作業用メモリ１
３に記憶する。

次に、ＣＰＵ１１はエリア４ａの長さしと、エリア４ａ
中のライン単位Ｕの個数とに基づいて現在無人車１が走
行している走行ラインＡの固有周波数を演算する。

この演算結果に基づいてＣＰｔＪｌｌは現在走行してい
る走行ラインＡが予め制御プログラムに指示された通り
の走行ラインか否かをプログラムメモリ１２に記憶した
走行ラインデータと比較して判断する。そして、ＣＰＵ
１１は演算した固有周波数とプログラムメモリ１２に記
憶した走行すべき走行ラインデータ「ａとが一致したと
き現在走行している走行ラインＡは走行すべき走行ライ
ンと判断してそのまま走行を継続する。

又、無人車１が走行ラインＡ、Ｂ、Ｃの共通コースαを
走行しているときには同走行ラインは連続して白線で描
かれているため、ライン単位の個数を１と数える。この
結果、ＣＰＵ１１は前記エリア４ａの長ざＬと、ライン
単位の個数１とに基づいて現在無人車１が走行している
走行ラインの固有周波数ｆ　（ｆ＝ｐ／Ｌ）を演算する
が、このとぎ演算結果は走行コースＢ、Ｃのいずれの固
有周波数とならないため、ＣＰＵ１１は共通経路αと判
断して走行を継続させる。

又、無人車１が前記のように共通経路αを走行し、走行
コースＡ、Ｂ、Ｃが分岐している箇所で万一走行ライン
Ａ以外の走行ライン例えば走行ラインＢをＣＣＤカメラ
３にて搬像した場合にはＣＰｕ１ｌは固有周波数ｆ１を
演算するため、ＣＰＵ１１はドライブコントローラ１８
を介して制動機構２１を作動させ走行を停止させる。同
様に走行ラインＣをＣＣＤカメラ３にてＲ像した場合に
はＣＰＵ１１は固有周波数ｆ２を演算するため、ＣＰＵ
１１はドライブコントローラ２０を介して制動機構２１
を作動させ走行を停止させる。

このように、本実施例では予めプログラムメモリ１２に
記憶された走行データに基づいて走行ラインが走行すべ
き走行ラインか否かを判断し走行させることができる。

第２実施例を説明すると、この実施例では第８図に示ず
ように走行ラインを構成するライン単位Ｕの一部に走行
指令情報として黒色及び白色で描き分けた３ｂｉｔ分割
のパターンを施している。

従って、このライン単位ＵにおいてはＣＣＤカメラ３に
て＠像したとき白色が施されたところは画素として「１
」、白色のところは画素としてｒＯＪとしてＡ／Ｄ変換
器１６が判別するようになっている。

そして、一方プログラムメモリ１２には前記実施例の制
御プログラムの他に前記８ｂｉｔ分割のパターンに対応
する種々の走行制御データ、例えば１ノロ速、減速、停
止、逆行等を指示するデータを記憶するとともにその走
行制御データに基づく制御プログラムが記憶されている
。そして、ＣＣＤカメラ３にて前記パターンを含んだ走
行ラインＡを撮像すると、Ａ／Ｄ変換器１６に出力され
、Ａ／Ｄ変換器１６にて走行ラインＡ及び走行ラインの
ライン単位Ｕ部分において８ｂｉｔ分割のパターンの画
素信号を判別し画素データとして作業用メモリ１３に８
ｂｉｔ分割のパターンも含めた各画素データを記憶する
。

すると、ＣＰＵ１１はその画素データに基づいて走行ラ
インＡの画像認識を行ない、前記と同様に現在無人車１
が走行している走行ラインＡの固有周波数を演算し、走
行ラインデータとその演算結果との比較判断を行なう。

さらに、ＣＰＵ１１は演算した固有周波数とプログラム
メモリ１２に記憶した走行すべき走行ラインデータｆａ
とが一致したとき現在走行している走行ラインＡは走行
すべき走行ラインと判断してそのまま走行を継続する。

その後、ＣＰＵ１１は走行ラインへのライン単位Ｕにお
ける８ｂｉｔ分割のパターンの画素データに対応する走
行制御データをプログラムメモリ１３から読み出しその
走行制御データに基づいて走行制御する。

従って、この実施例では走行ラインへのライン単位内に
付与された８ｂｉｔ分割パターンにより各種の動作指令
を無人車１に与えることができる。

なお、この発明は前記各実施例に限定されるものではな
く、例えば前記第２実施例において走行ラインのライン
単位に８ｂｉｔ分割のパターンの代わりに第９図に示す
ようにバーコード方式にて走行指令情報を与えたり、第
１０図に示すように走行ラインのライン単位の一つを他
のライン単位と異なる面積を与えることにより走行指令
情報を与えたり、又、前記実施例では撮像装置としてＣ
ＯＤカメラを用いたが、それ以外の撮像装置を用いて実
施してもよい。

又、前記実施例ではＣＯＤカメラ３における画像の画素
構成（分解能）を２５６Ｘ２５６画素としたが、これに
限定されるものではなく、例えば５’１２Ｘ５１２画素
、１０２４Ｘ’１０２４画素等、適宜変更してもよい。

発明の効果 以上詳述したように、この発明によれば走行ラインに付
与された走行指令情報に基づいて無人車を走行制御する
ことができる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した無人車の側面図、第２図
は同じく平面図、第３図及び第４図はそれぞれ走行ライ
ンの部分平面図、第５図は各走行ラインの共通経路を示
す平面図、第６図は電気ブロック回路図、第７図はＣＯ
Ｄカメラが瞳らえた画像を説明するための説明図、第８
図は第２実施例の走行ラインのライン単位の平面図、第
９図はその他の実施例のライン単位の平面図、第１０図
はさらに他の実施例の走行ラインの平面図である。 図中、１は無人車、３はＣＯＤカメラ、４は路面、４ａ
はエリア、５は照明ランプ、６は走行ライン、９は画像
、１０はマイクロコンピユ一台、１１は中央処理装置（
ＣＰＵ）、１２はプログラムメモリ、１３は作業用メモ
リ、１４はタイマ、１６はＡ／Ｄ変換器、１８は２値化
レベルコントローラ、１９は操舵機構、２０はドライブ
コントローラ、２１は制動機構、Ａ、Ｂ、Ｃは共通コー
ス、Ｕ、Ｖ、Ｗはライン単位である。 特許出願人　　株式会社　豊田自動織機製作折代　理　
人　　弁理士　　恩１）博宣 第８図 第９図 第１０図 第５図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　幅を備えたライン単位を点線状に配置して構成し
   た走行ラインを無人車に備えた撮像装置で撮り、その撮
   像装置で撮った画像を画像処理して、無人車が走行する
   一定のライン長さ内に出現するライン単位の個数に基づ
   いて走行ラインの固有周波数を求め、その固有周波数に
   対応する走行制御データをあらかじめ記憶手段に記憶し
   たデータの中から読み出し、その走行制御データに基づ
   いてその走行ラインにおける走行制御を行う画像式無人
   車の走行制御方法。