JPS63314617A - 自律走行車両制御装置 - 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１ （産業上の利用分野） 本発明は、車両を無人操縦により走行制御する自（１走
行車両制ｍ＋装置に関する。 （従来の技術）　・ 無人操縦により目的地まで車両を自律的に走行制御する
自律走行車両ｌ、ＩＩ　Ｈ装置においては、走行途中の
道路におけるセンターライン、路側帯等を検出し、これ
らと車両との位置的関係やこれらが存在して連続的に延
びている方向または軌跡の方向の変化等から例えば道路
の湾曲状態等を判断し、これにより車両がカーブする方
向、程度、すなわち曲率等を篩出し、この口出結果に基
づいて車両のハンドル、ブレーキ、アクセル等を自動的
に制御している。 （発明が解決しようとする問題点） 車両の走行動作を無人で自律的にｖ制御する自律走行車
両制御装置においては、例えばハンドル、ブレーキ、ア
クセル等が故障することを考えて、これらが故障しても
安全性も最大限に確保することが絶対必要条件であるが
、このような自律走行車両制御装置はまだ開発中の状態
にあり、決定的なものがなく、更にベストなものが要望
されている。 本発明は、上記に鑑みてなされた・ｂので、その目的と
するところは、更に高い安全性および信頼性をもって自
律走行ｉｔ、４１　ｆｌｕを適確に行ない得る自律走行
車両制御装；６を提供することにある。 し発明の構成］ （問題点を解決するための１段） 、１−記問題点を解決するため、本発明の自律走行車両
１−制御装置は、第１図に承りように、Ｔ両の走行系に
おりる異常状態を検出する異常状態検出手段１と、該異
常状態検出手段が異常状態を検出したとき、この検出し
た異常状態に応じた走１１制御を行なう走行制御手段３
とを右することを要旨とする。 （作用） 本発明の自ｔ１！走（１Φ両１１す御Ｓ４買では、車両
の走行系におｔ）る異常状態を検出したとき、この異常
状態に応゛じた走ｆｊ制御を行なう。 〈実施例） 以下、回向を用い−Ｃ本発明の詳細な説明覆る。 第２図は本発明の一実施例に係る自律走行車両制御装置
の全体構成を示すブロック図である。同図に示す自律走
行車両制御装置は、カメラやセン量す等で検知した進（
ｊ方向の道路状況を適宜判断しながら例えば設定された
目的地に向かった車両を無人で自ｉｐ的に走行させるた
めの制御を行なう装置であって、車両の進行方向の画像
を搬像して画像処理する画像情報処理部１００と、超音
波センサ、レーザレーダ等により車両の進１ｊ方向や側
方等の物体、例えば先行車、ガードレール、障害物等を
検知するとともに、車輪速等も検知し処理する検知処理
部２００と、車両を無人で走行さＵるために車両のステ
アリング、アクセル、プレー１：、ウィンカ等を作動さ
けるアクチュエータを右し、これらを制御するアクチュ
エータ制御部３００と、目的地までの地図情報を記憶し
ている地図情報記憶部４００と、各部からの情報により
車両を目的地に向けて障害物等に衝突しないように走（
ｊさせるべく前記アクチュエータ制御部３００Ｗをゐす
御する走行ＩＩＩ　１６１１部５００と、該走行制御部
５００に対して目的地に関する情報を入力するとともに
、前記画像情報処理部１００からの画像やその他の情報
を表示するマンマシンインタフェース部６００と、非常
ブレーキをかけたり、Ｒｉ１速度をｔｉｌｌ限する等の
機能を右ケる付帯ｆＪＪ御部７００と、例えば飛行機の
フライトレコーダ等のように衝突時や非常ブレーキ等の
場合の車両の各部の状況を記録するデータ収録部８００
と、画像情報処理部１００のｌｌ？ｉ害を検出する画像
処理部障害検出部１５０と、検知処理部２００の障害を
検出する検知部障害検出部２５０と、アクチュエータ制
御部３００の障害を検出するアクチュエータ障害検出部
３５０と、前記画像処理部障害検出ＦＪＳ　１５０、検
知部障害検出部２５０およびアクチュエータ障害検出ｒ
Ａ３５０から障害検出情報を受は取り、この障害情報、
すなわち各部の異常状態に応じて制＋１３動作等の安全
な走行υ制御を行なうべく走行ＩＩ　ｔｉｔ　ＦＡ　５
００を制御する障害時走行制御部９００とから構成され
ている。 第３図は、第２図に示す自律走行車両１−制御装置の中
の細線で示す基本的部分の構成を示す詳細プ［Ｊツク図
である。次に、この第３図を１照して、自律走行車両制
御装置の基本的部分の構成について説明する。 前記画像情報処理部１００は、２台からなる１組のカメ
ラ１０１．１０３を有する。このカメラ１０１．１０３
は車両の前部の例えば左右に設番）られ、これにより車
両の進行方向のスデレオ画像、すなわちステレオ斜視画
像を搬像する。このカメラ１０１．１０３で搬像された
斜視画像は画像処理用コンピュータ１０５に供給されて
画像処理を施され、これにより視差を求めて障害物の有
無を判断したり、障害物までの距離および方向を計測す
るために使用されたり、また斜視画像はこ、の画像処理
用コンピュータ１０５により平面画像に変換され、すな
わち逆斜視変換される。画像処理用コンピュータ１０５
はこの平面画像から例えば道路上に描かれている一対の
車両案内線である白線または路側帯、センタライン等を
検出して、その位置を計測する。 また、更に詳しくは、道路上の白ｌＱ＠を検出すること
により、道路と車両との相対関係、□ずなわち車両から
左側の白線までの距離Ｘし、右側の白線までの距ＭＸＲ
，７１両の進行方向と道路のなす角度θ等を算出し、こ
れらの値により道路のカーブの方向や曲率等を求める。 また、交差点の手前においては白線の切れ方等を計測す
ることにより交差点までの距離Ｙを求める。 このように画像処理用コンピュータ１０５で求められた
距１１Ｘ＋−、ＸＩ？　、角度θ、距１１　Ｙ　Ｗ　ハ
、ローカル自重位置推定部１０７に供給され、これによ
り道路と車両との位置関係、フなわらローカ゛ル自車位
置を推定できるのである。なお、ローカル自重位置とは
、このように画像処理用コンピュータ１０５における画
像処理によつ（局部的にｉｌｌく求めた自ｌｔ１位置を
称するｂのとする。また、このローカル自ｉＪ位置に対
して後述するようにおおまかに求めた自重位置をグロー
バル自重位置と称する。 なお、カメラは、画角を広く取るために、３組程麿設置
し、切り替えて使用することにより右前方、左前方、前
方の画像から上記パラメータを得ることができる。 検知処理部２００は、超合波廿ンリ、レープレーダ等を
使用し、車両の進行方向や側方等の物体、例えば先行車
、ガードレール、障害物等を検知するとともに、車輪速
等も検知するものであるが、これは例えば前記画像情報
処理部１００による画像情報がない場合にもある程度の
走行を可能にし、これによりフェイル瞼−）的役割も果
そうとするものである。− 検知処理部２００は車両の側方、前４１１／ｉｌ’右の
４ケ所にそれぞれ設けている４つの超音波センサ°２０
１．２０３．２０５．２０７を有し、これらの超ｎ波セ
ンサ２０１の出力はフェイルセーフローカル白州位置検
出部２１５に供給され、これらのセンサによって車両と
道路のガードレールとの間隔距離を測定し、これにより
前記画像情ｍ　ｌ　Ｊ！部１００で求めたと同様なパラ
メータ、すなわち距１１１１ＸＬ　、　ＸＲ、角度θ等
を計測することができる。 また、ガードレールの切れ目の判断を行なうことにより
例えば交差点の手前Ｙメートルの位置にガードレールの
切れ目を作っておくと、交差点までの距離も知ることが
できる。すなわら、これらの情報により前記画像情報処
理２１Ｓ１００で求めたと同じローカル自車位置情報を
得ることができるのである。 また、検知処理部２００は車両前部に設けられ、東西の
前方等に存在する障害物等を検出するレーザレーダ２０
９および前方超音波センサ２１０を右°し、これらの出
力はフェイルセーフＰ５古物判断ｒＪｓ　２１７に供給
され°

【いる。これらのレーザレーダ２０９および前方
超音波センサ２１０は障害物までの距離ら９出し、前記
画像情報処理部１００のカメラ１０１．１０３が確認で
きない場合にも、このレーザレーダ２０９が障害物を検
出した場合には車両の走行を一時的に停止または減速す
るようになっている。 更に、検知処理部２００は後輪の左右に設けられている
一対の車輪速センサ２１１．２１３を有し、これらのセ
ンサの出力は車輪速データ処理部２１８に供給され、更
にこの車輪速データ処理部２１８からグローバル車両位
置推定部２１９に供給されている。この車輪速センサ２
１１．２１３は車輪の回転を検出し、この回転に同ＩＷ
１シて車輪の１回転ｆｔｉに数予測（具体的には１００
０〜４０００）のパルスを左右の車輪毎に発生する。従
って、この左右の車輪毎に発生する両パルスの数の差を
取れば、走１１距離の差となり、この差から車両がカー
ブして走行しているか否かを判ｌｆｉすることができる
。また、左右の車輪の走行距離はそのまま車両の走行距
離となる。従って、これらの情報を時々刻々計算するこ
とにより車両の変位くΔＸ１ΔＹ、Δθ）を求めること
ができる。具体的には、ある時点の車両の姿勢、すなわ
ち位置を基準とした相対的な車両の位置情報、すなわち
相対的なＸ、Ｙ座標における位置およびθ等の情報を求
めることができ、これにより走行前の１１両の位置が既
知であるならば、車輪速処理を逐次行なうことにより走
行中の車輪の現在位置を常に検出することができる。但
し、誤差は累積されるので、走行距離が長くなると、計
測誤差が大きくなる。 このように求められるおおよその車両の位置がグローパ
ル車両位置（Ｘ、Ｙ）である。 アクチュエーターり部品３００は、車両を無人で走行さ
Ｕるために必要な種々のアクチュエータ、すなわちステ
アリングを操舵づる操舵アクチュエータ３０１、アクセ
ルに対応するスロットルアクブユエータご３０３、ブレ
ーキアクチュエータ３０５、ウィンカ駆動部３０７を有
し、これらの各アクブユーし一タをアクヂ」エータ制御
部３０９が走行制御部５００からのａＩＩｊ御情報に）
ｊづいて１１す陣づるようになっている。なＪ３．３１
両がΔ−Ｆ車で前准走１′Ｊ′のみである場合には、上
述したアクチュエータのみでよいが、Ｍ４車や後進の制
御を行なう場合には、クシッヂやシフトレバ−等の操作
用アクチュエータ等も必要となる。アクチュ１−タυＩ
ｔｉ１部３０９は走行操舵制御部５０５からの加減速指
令または目標車速指令を受け、アクセルやブレーキ等を
制御ｌする。操舵制御は同様に右または左への回転指令
または「１標操舵角指令を受けて作動する。 地図情報記憶部４００は、目的地に関する地図情報、目
的地までの地図情報、例えば［１的地までの道路に存在
する交差点位置、交差点間距離等の地図情報を記憶して
いる地図データ記憶部４０１および該地図データ記憶部
４０１に対して走行ａｉ制御部５００からのアクセスを
ａｉｌｌ　Ｉｌｌする地図情報アクセス制御部４０３か
ら構成されている。 走行制ｔｌＩＩＰＩＳ５００は、前記画像情報処理８１
５１００および検知処理部２００で検出した進行方向の
道路情報を適１１判断するとと乙に地図情報記憶部４０
０からの地図情報を参照しながら、マンマシンインタフ
ェース部６００から入力される目的地に向けて車両を走
行させるべく前記アクチュエータａｉｌｌ　ａ　ｍ　３
００を駆動制御するしのであり、前記画像情報処理部１
００の画像処理用コンピュータ１０５から障害物データ
を供給され、この障害物データに基づいて障害物の回避
方向を決定する障害物回避方向決定部５０１と、地図情
報記憶部４００からの地図情報、検知処理部２００のグ
ローバル自重位置推定部２１９からのグローバル自車位
置情報（Ｘ、Ｙ）　、画像情報処理部１００のローカル
自車位置推定部１０７からの補正データ、マンマシンイ
ンタフェース部６００からの目的地情報等の情報を供給
され１、これらの情報により目的地までの経路等を含む
大局的な走１ｊｌｌＩＩｉ略情報を立案し、この情報に
従って直進、右左折、減速、加速、停、Ｉｌ：等の走行
動作に関する情報、交差点までの距離情報等のυ１１１
１情報を出力するプランナである走行指令部５０３と、
該走行指令１１１５０３からの制御情報、画像情報処理
部１００のローカル自重位置１「定ＰＩＳ１０７からの
道路端からの距離、角度等を含むローカル自重位置情報
、障害物回避方向決定部５０１からの障害物回避方向情
報、検知処理部２００の車輪速データ処理部２１８から
の車両の変位（△Ｘ１ΔＹ１△θ）を含む車両姿勢（位
置）情報、検知処理部２００の７エールセーフ０−カル
自車位置検出部２１５からの道路端からの距離、角度等
を含むローカル自重位置情報、フェイルセーフｌＩＯ害
物判断部２１７からの障害物までの距離情報、付帯制御
部７００からの情報等を供給され、これらの情報に基づ
いてアクチュエータｉ、ｌＪ部品３００の制御に必要な
６秤ｉｔ、ＩＩ　Ｉ２１１信号、例えば目標車速、目標
操舵角情報等をアクチュエータ制御部３００に供給し、
これにより操舵ｆｉｌｌ　ＩＩＩ等を行なう走行操舵制
御部５０５とを有する。 更に具体的には、走行指令部５０３はマンマシンインタ
フェース部６００から目的地情報が入力されると、地図
情報記憶部４００をアクセスしながら、目的地までの経
路を検索し、最短経路を決定する。そして、この決定し
た最短経路の情報と車輪速センサ２１１，２１３で検出
された情報に基づいてｎ出されたグローバル自重（Ｑ　
ｆ’Ｙ情報とを比較しながら走行制御情報を作成する。 例えば、交差点に近付いたときには、およその減速指令
を出力したり、「あと何メートルで左折する」というよ
うな情報を走行操舵Ｊ−制御ｒＪ５　ｂ　０５に出力す
る。 また、走行操舵制御部５０５におけるアクチュエータに
対する制御はＦｕｚｚｙ制御専の知能制御により行なわ
れる。なりわら、「１ｆ・・・・・・ｔｈｅｎ・・・・
・・］の形式で記述されたプロダクションルールに従っ
てａ１１御される。また、障害物の回避は画性情報処理
部１００による障害物までの距離と方向とに基づいてど
の方向に進めばよいかを決定する。 マンマシンインタフェース部６００は、目的地情報等を
入力する゛１−ボート６０１と、［１的地までの地図を
表示したり、その他種々の情報、例えば交差点までの情
報等を表示するＣ　ＲＴディスプレイ６０３とを有する
。なお、キーボード６０１は代りとしてディジタイ＋ｙ
等でもよい。また、マンマシンインタフ１−ス部６００
はマンマシンインタフェースとして高声確認や合成装置
等を有してもよい。 付帯制御部７００は、非常ブレーキアクチュエータ７０
１を有し、この非常ブレーキアクチュエータ７０１は通
常走行用のブレーキアクチュエータ３０５とパラレルに
作動し、安全性を向上している。この非常ブレーキアク
チュエータ７０１はアンテナ７０５で受信した外部非常
ブレーキ信号を受信機７０７および制御部７０３を介し
て供給されたり、または車両内部に設けられている非常
ブレーキスイッチ７０９からの作動信号を制御部７０３
を介して供給されると走行制御部５００の制御に関係な
く作動し、車両を停止させる。また、付帯制御部７００
は最高車速リミッタ７１１、この最高中速リミッタ７１
１に対して最高車速を設定Ｊるための速度設定部７１３
および最高車速リミッタ７１１に重両の実際の車速情報
を供給する車速センサ７１４をイｉし、車速設定部７１
３で設定された最高車速で走行しくｑるようになってい
る。 この最高車速リミッタ７１１は車両の乗０がゆっくりと
走りたい場合に、そのｈｉ高車速を設定するための−ｂ
のであり、この設定された最高車速情報は走行操舵υｔ
ｉｌ１部５０５に供給され、走行操舵制御部５０５でこ
の速度を越えないようにｉ、ＩＩ　０１１される。なお
、最高中速は走行制御部５００によって道路毎に設定す
ることも可能である。また、万一、設定された最高車速
を越える車速か出た場合には、車速センサ７１４が感知
し、これにより走行ｆ１１制御部５ＱＯの異常を判断し
、非常ブレーキアクチュエータ７０１を＆１１１ｉｌｌ
シて非常ブレーキを作動させるようになっている。 データ収録部８００は、フライトレコーダ等のように衝
突時、非常ブレーキ作動時等に車両の各部の状況を記録
するためのメモリ等からなるデータ収録部８０１および
Ｇセンサ８０３を有する。 このデータ収録部８０１に記憶されたデータに基づいて
侵で原因等を解明するために使用するものである。 第４図は、画像情報処理部１００の障害を検出する画像
処理部障害検出８Ｉｓ１５０の作用を示す７０−ヂ１？
−トである。 この処理）［１−では、画像処理部Ｉｌｌｌ横書部１５
０で撮像した同じ画像が一定時間ＴＧ以上継続したどき
画像処理部障害検出ａｌｓ１５０の異常と１１１断して
いる。寸なわら、通常画像処理？Ｊ５障害検出部１５０
でｆｊｌ像する画像は常に変化していて、同じ画像が継
続することがないということに基づいて画像処理の異常
を判断しているのである。 まず、画像処理部障害検出部１５０がある画像を検出す
ると、この検出した画像信号により第４−〇 図（ａ　）の処理フローに割込みがかけられ、フラグＳ
が１にセットされる（ステップ８２１０）。 このフラグＳは、ある画像が検出され、これにより第４
図（ａ　）の処理フローに割込みがかけられて１にセッ
トされるようになっているものであるが、第４図（ａ　
）の処理フ０−はフラグＳを１にセットするのみで終了
する。 これに対して、第４図（ｂ　）の処理フローは一定周期
、例えば１ｍ秒毎にタイマ割込みがかけられ、これによ
って実行される。 第４図（ｂ）の処理フローでは、まず、フラグＳが１で
あるか否かがチェックされる（ステップ８２２０）。フ
ラグＳが１の場合には、ある画像が検出された始めであ
るので、まずフラグＳを０にリセットするとともに、タ
イマーＴｏもＯにリセットする（ステップＳ　２３０　
）。それから、タイマーＴＧを＋１インクレメントし、
タイマーＴＧの値が所定時間゛［以上になったか否かを
チェックするステップ８２４０．２５０＞。タイマーＴ
Ｏの値が所定時間−「未満の場合には、最初に戻つζ− て１”ｍ秒毎にタイマー−Ｉ　ａのカウントを継続する
。 この結果、タイマーＴ　Ｏの値が所定時間Ｔ以、Ｊ二と
なると、同じ画像が所定時間１以上継続したことである
ので、画像処理部障害検出部１５０の異常と判断する（
ステップ８２６０）。このように検出された画像処理の
貸常１ユ両像処理部障害検出部１５０から障害１，１走
行ｉ、ｌＩ陣部９００に供給され、これにより後述づる
ように異常状態に応じた制動動作等の走行υ制御が（ｊ
なわれる。 第５図ｔよ、アンチ」１−夕刊部品３００における各ア
クブ」エータの障害を検出するアクチュエータ障害検出
部３５０の要部を承り図である。同図において、アンチ
ュエータａ、ｌＩ制御Ｊ５３００からのアクセル踏込イ
を号Ｑａは機関吸気管ｔ１圧を作動力とするアクチュエ
ータ′３１３およびメカニカルリンケージ３１５を介し
てアクセルペダルこ３１１を作動するとともに、ス【コ
ツドル開度弁３１７を調整するように構成されている。 また、図示しないが、スロットル開度弁３１７には開度
角に応じた信号を出力する開度センサが設けられている
。 ごのよ゛）な構成で、アクチュエータ障害検出部３５０
は、前記アクセル踏込信号Ｑａと開ＪＱ　Ｉ？ンサから
のスロットル開度角信号Ｑｔｈとに基づいてアクヂュ１
−タ制御部３００に障害があるか否かを検出している。 第（３図は、アクチュエータ制Ｗ部３００の障害を検出
するアクチュエータ障害検出部３５０の作用を示す）ロ
ーチャートであるが、次にこのフ【１−ブ］シートを参
照してアクチュエータ障害検出部３５０におけるｒ４害
検出動作について説明する。 第６図においては、まず、スロットル間度角イア、＠Ｑ
ｔｈが読み込まれ、このスロットル開度角イ５号Ｑｔｈ
（７）前＋７）［Ｑｔｈ（ｏｌｄ　）　ト１７１￥５）
ΔＱｔｈカｎ出される（ステップ８１１０．１２０＞。 次に、アクセル踏込みＩ　ＲＱ　ａ　／）’読み込まれ
、このアクセル踏込信号Ｑａの前の値Ｑａ　　（ｏｌｄ
　）との差分ΔＱａが算出される（ステップ８１３０．
１４０）。 それから、スロットル開度角信号Ｑｔｈの差分△Ｑｔｈ
とアクセル踏込信号Ｑａの差分ΔＱａの符号をチェック
する（ステップ３１５０）。そして両符号が等しいとき
には、異常状態を計数する変数ＥをＯに設定しくステッ
プ８１６０）、スロットルｎ度角０８：号Ｑｔｈおよび
アクセル踏込み信号Ｑａを更新する（ステップ８１７０
）という動作を所定の時間間隔１ｒｉに実すｊしている
。 また、両芹分の符号が等しくないときには、異常と考え
られるが、すでに異常処理をせずに異常状態が本当に発
生したのかを確認するために変数にを−１１だけインク
レメントし、この変数Ｅが所定回数εになるまで継続し
ているか否かをチェックしている（ステップ８１８０．
１９０）。そし−（、異常状態が所定回数ε継続した場
合に異常処理を行なっている（ステップＳ　２００　）
。なお、このように検出された異常状態はアクチュエー
タ障害検出部３５０から陣古時走行！１ＩＩＩＩ１部９
００に伝達され、障害時走行！、＋１　Ｉａ１１部９０
０から走行制御部５００を制御して、後述するように異
常状態に応じた適切な処理が行なわれるのである。 上記説明では、７クチユエータ制御、ｆＳＩＳ　３００
におけるアクセルの異常および画像情報処理部１００に
おける異常の検出について説明し、アクチュエータ１１
１制御ｒＡ３００におけるブレーキおよびステアリング
の異常検出および検知処理部２００における異常検出等
については説明していないが、種々の方法により同様に
検出できるものである。 そして、異常検出についての上述した説明を含んで、検
知部障害検出部２５０、アクチュエータＲ１害検出部３
５０等によって検出０れるＳ？常状態としては、画像情
報処理部１００の障害である画像処Ｆｌ！陣古、アクチ
：ｌエータ詞Ｏ１１部３００にお番ノるブレーキｇ１害
、アクセル障害、ステアリング障害等が考えられるとと
もに、これらの障害に加えて本自律走行車両ｔｊｊｉｌ
ｌ装置で処１ｇ！するものとして異常スイッチがオンと
なったときも考慮し、これらを整理すると、次表１に示
すように５つの障害パターンＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、−Ｅが発
生する。表１において、０は正常状態を示し、×は異常
状態を示す。すなわち、表１において、障害パターン八
はブレーキが異常になった場合であり、障害パターンＢ
はアクセルが異常状態になった場合でり、障害パターン
Ｃはステアリングが異常状態になった場合であり、障害
パターンＤは画像情報処理部１００が障害となった画像
処理障害であり、障害パターンＥは異常スイッチがオン
となった場合である。 表　　　　１ 表１で承りように、障害個所に応じて５つの障害パター
ンが一例として発生ずるが、本発明においてはこれらの
各障害パターンの異常状態に応じて乗員および道路上の
安全性を最も考慮してｖ１動動作等の走行１，１１１１
１を行なうようにしている。 第７図は表１に示す障害パターンに対する走行υ制御動
作を全体的に示Ｊフ１コーチヤードである。 このフローでは、各ｙ４常状態に対して極力乗客に４担
がかからない安全な停止がでさるような走？１１．１１
動動作が行なわれている。 寸なわら、各障害検出部で異常状態を検出した場合には
、何が異常状態であるかが′ｆ−ニックされ（ステップ
８３００．３１０）、この異常状態に応じて５つのルー
ト、づなわらステップ５３２０゜３３０．３４０．３５
０のいずれかに進む５つの動作が行なわれるようになっ
ている。 まず、障害パターンへおよびＣの場合、すなわちブレー
キまたはステアリングが異常となった場合には、ステラ
ブ５３３０に准み、まず警報が発せられる。この状態で
は、曲がったり、または止まることができないので、周
囲の状況から安全であると判断されたときにはゆっくり
と減速しながら停止する（ステップ３３３２．３３４）
。しかしながら、その他の場合、すなわち周囲の状況か
ら安全であると判断されないときには、急ブレーキをか
りて停止する（ステップ５３３６）。 障害パターンＢの場合、すなわちアクセルが異常となっ
た場合には、ステップＳ　３２０に進み、警報を発生す
る。この場合には、曲ることも、止ることも、また見る
こと、すなわら画像処理も可能であるので、そのままの
状態でできるだけ目的地に向かって進む（ステップ８３
２２．３２４）。 障害パターンＤの場合、すなわち画像処理に障害がある
場合には、ス°ｊツブ５３５０に進み、警報を発生する
。この場合には、見ることができないので、りなわち画
像処理ができないので、すぐに急ブレーキをかけて停止
する（ステップ８３５２．３３６）。 障害パターン［の場合、１なわち異常スイッチがオンと
なった場合には、ステップ５３４０に進み、警報を発生
し、周囲の状況から安全であると判断されたときにはゆ
っくりと減速しながら停止する（ステップ８３４３．３
３４）。しかしながら、その他の場合、すなわら周囲の
状況から安全であると判断されないときには、急ブレー
キをかけて停止する（ステップ８３３６）。 異常発生時の基本的考え方は以上のように乗員および周
囲の安全性を最大限に考え、かつ乗員に負担がかからな
いように安全な停止を行なう等の走行！、ＩＩ御を行な
うことであるが、更に具体的な制御動作を各異常状態に
対応して説明する。 まず最初に、第８図を参照して、障害パターンＡの場合
、すなわらブレーキに異常が発生した場合の走行１．Ｉ
Ｉ制御動作ついて説明する。 第８図（ａ）において、アクチ１エータ１ｌＮ１１部３
００におけるブレーキの異常がアク１１工−タＰＪ害検
出部３５０によって検出されると（ステップ５４００）
、まず［ブレーキに異常あり」という警報が例えばマン
マシンインタフェース部６００から発せられ、アクセル
の踏込みが解除される（ステップ８４０３．４０６＞。 そして、この状態で、画像情報処理部！部１００で賑像
した画像情報に基づいてステアリング制御が走行制御部
５００から７クチユ工−タ制御部３００を制御すること
で行なわれる（ステップ３４０９）。 それから、ステップ５４１２において、車速Ｖが安全車
速Ｖ　５ａｆｅｉ満であるか否かがチェックされる。車
速Ｖが安全車速ｙｓａｒｅ以」−の場合には、フラグＦ
Ｗが１であるか否かがチェックされる。 このフラグＦＷは１０達するように一石非常プレー１が
かけられると、１にヒツトされるものであるが、最初は
Ｏであるとすると、ステップ３４４０に進み、車速Ｖが
加速状態にあるか減速状態にあるかがチェックされる。 このため、まずステップ５４４０では、タイマー■がイ
ンクレメントされる。このタイマー「はブレーキ異常が
検出されｌことさからのＩｔ５間を計数りるためのタイ
マー〇あるが、本処理動作ではブレーキ異常が検出され
た時の初期車速Ｖｉｎｔが検出され、この初期車速Ｖｉ
ｎｔに対づる時ｔｊｌＴ　（ｖｉｎｔ）が第８図（ｂ）
に示すように決定公れている。そして、１−述したよう
に、アクセルを解除して減速動作をした場合に、このタ
イマー１で減速動作の時間を計数し、この計数値が初Ｉ
’ｌｊ記小速Ｖ１０【に対応りる時間Ｔ　（Ｖｉｎｔ）
に達したとき非常ブレーキをかけて停！トさせるように
している。寸なわら、ブレーキの１￥常を検出した場合
にすぐに非常ブレーキをかけると乗員に大きな衝撃がか
かるので時間−［（ｖｉｎｔ）の経過侵に非常ブレーキ
をかけているのである。このために、ステップ５４４０
ではタイマー１−で時間をい１敗している。 それから、車速Ｖから前の車速Ｖｏｉｄを引いて、加速
度△Δをｎ出しくステップ５４４３）、この加速度△Ａ
が０以下であるか占かをブー【ツクづる（ステップ８４
４６）。加速度ΔＡがＯ以下の場合、すなわち車両が減
速されている場合には、後述する変数Ｅを０にリセット
しくステップ５４５５）、タイマー王が時間Ｔ（ｖｉｎ
ｔ）以上になっているか否かをチェックする（ステップ
８４５７）。 タイマー１が時間Ｔ　（ｖｉｎｔ）以上の場合には、［
非常ブレーキをかける」旨の警報を発生して非常ブレー
キをかけ、フラグＩτＷを１にセットし、更にタイマー
Ｔ　Ｗを０にリセットする（ステップ５４６０．４６３
．４６６）。 また、ステップ５４４６のチェックで、加速度ΔＡが０
以下でない場合、すなわち車両が加速されている場合、
これは例えば坂道等ぐ発生するものであるが、変数Ｅを
インクレメントし、この変数Ｅが指定値ε以」−になる
ことをｂＪ５（ステップ８４４９．４５２）、変数Ｅが
所定値ε以上になると、前述したようにに報を発し、非
常ブレーキをかけ、フラグＦ　Ｗを１にセットし、タイ
マーＴＷ＠Ｏにリセットづる（ス゛ｊツブ５４６０．４
６３．４６６）。また、ステップ５４５２で変数Ｅが所
定値ε以上でない場合には、初１１車速Ｖｉｎｔに対応
する時間Ｔ　（ｖｉｎｔ）の経過をみて（ステップ５４
５７）、Ｎ報を発し、非常ブレーキをかけ、フラグＦＷ
を１におよびタイマーＴＷを０にセットする（ステップ
８４６０．４６３．４６６＞。 更に、ステップ５４１２のチェックの結果、車速■が安
全車速ｖ　５ａｒｅ以下でないが、ステップ５４３０の
チェックの結果、フラグＦＷが１である場合には、すで
に非常ブレーキがかけられたものであるが、ステップ５
４３３でタイマー−「Ｗをインクレメントし、タイマー
ＴＷが時間Ｔｗａｉｔ以下であるか否かがチェックされ
る（ステップ８４３６）。タイマーＴＷが時間ＴＷａｉ
ｔ以下の場合には、フラグＦＷｔｒＯにリセットし、ブ
レーキを解除し、ステップ３４０９に戻る（ステップ８
４３８）。 この結果、前記処理が繰返される。また、タイマーＴＷ
が時間■ｗａｔｔ以下でない場合、づなわち時間ＴＷａ
ｉｔより大きい場合には、同様にステップ８４０９に戻
り、同じ処理が繰返される。 以上のような処理を繰返して車速■が安全車速Ｖ　５ａ
ｆｅより小さくなると（ステップ８４１２）、警報が発
せられ、非常ブレーキがかけられ、処理は完了する（ス
テップ８４１５．４１８）。 すなわち、上記処理フ０−では、車速Ｖが安全車速ｖｓ
ａｒｅ以上の場合、加速度Δ△が正となって加速してい
ないかをチェックし、加速している場合には、この加速
状態が所定の６回継続したとき、非常ブレーキをかけて
いる。また史に、初１ツ１車速Ｖ　ｉｎｔに応じた時間
Ｔ　（ｖｉｎｔ）経過したとぎも非常ブレーキを強ｉ、
ＩＩ的にか番プている。この強ｉｌｌ的にブレーキをか
ける時間は車速■によって決められるもので、時間Ｔｗ
ａｉｔの間エンジンストップにより減速される。また、
時間−「ｗａｉｔ＄￥過した後に別のブレーキアクヂュ
エータによりブレーキをかけることも可能である。、こ
のような二重系はブレーキにＪ３いて非常に重要である
。そして、このように構成することで、乗員に対する急
ブレーキの種ｉ撃をできる限り低減し、かつ乗０が予想
もしないｉｔ、ＩＩ初切動作低減してｉｆ　＋１：さぼ
ることが（・きるのである。 なお、第８図（Ｃ）は上記処理フローによる車速Ｖの変
化を時間Ｔに対して示づ゛グラフである。 １６１図において、首弓△で示す変化は車速■が最初加
速状態にあったものを非常ブレーキを何回かかけて減速
する状態を示し、？ｌ’１号Ｂで示す変化はｚｌ速■が
アクセルの解除で徐々に低−トし、安全車速ＶＳａｆｅ
以下になったとき、非常ブレーキがかけられて停止する
状態を示し、首号Ｃで示す変化各ま車速Ｖがアクヒルの
解除で徐々に低下覆るも、その低下の程度が符号Ｂの場
合よりも少ないため、時間丁（ｖｉｎｔ）に達すると、
非常ブレーキがかけられ（更に減速される状態が示され
ている。 次に第９図を参照して障害パターンＢの場合、すなわち
アクセルが以Ｆとなった場合の走行制御について説明す
る。 第９図（ａ　）において、アクヂｌエータｆｉｌ＋部品
３００におけるアクセルの異常がアクチュエータ障害検
出部３５０によって検出されるとくステップ５５００）
、まず、「アクセルに異常あり」という警報が例えばマ
ンマシンインタフェース部６００に発せられ、アクセル
の踏込みが解除されるとともに、この時の車速Ｖに応じ
た「１標車速■旧ｍが第９図（ｂ）から求めて与えられ
る（ステップ５５０５，５１０）、この目標車速■ａｉ
ｉは中速Ｖに対して該車速■よりも低い値に設定されて
いるものである。なＪ３、人体に加わる加速度は（Ｖ−
Ｖａｉｎ）で求められるが、第９図（ｂ、）の目標車速
■ａｉ−のパターンは乗客に対して危険でない減速をも
たらすようなパターンとして設定することができる。 この状態で、画像情報処理部１００からの画像情報に基
づいた走行制御部５００の走行制御動作により車両はス
テアリング制御が行なわれ、極力［Ｊ内地に近づくよう
に動作する（ステップ８５１５）。 しかしながら、このようなアクセルが異常となった場合
において、アクセルがフルスロットル側になった状態で
異常になる場合のことを考え、次のステップ５５２０で
は、車速■と目標車速Ｖａｉｌとの差αを停出し、この
差αと前の差αｏｌｄとの差へが正であるか否かをヂエ
ックし、この正の状態を変数１によって計数し、変数′
Ｆが所定数ε以上になると、すなわちこの正の状態が所
定時間以上継続すると、非常ブレーキをかけて非常停止
するようにしている（ステップ８５２０〜５５５）次に
、第１０図を参照して障害パターンＣの場合、すなわら
ステアリングが異常となった場合の走１１制陣についで
説明する。 第１０図（＆）において、アクチュエータ制御部３００
におけるステアリングの異常がアクチュエータ障害検出
部３５０によって検出されると（ステップ５６００）、
まず「ステアリングに異常あり」という警報が例えばマ
ンマシンインタフェース部６００から発せられ、アクセ
ルの踏込みが解除される（ステップ５６０３，６０６）
。 それから、両像情報処理部１００により車両の走行方向
の障害物までの距離りがわ出され、この距離りと車速Ｖ
に応じた走行パターンが決定される（ステップ８６０９
）。この走行パターンは第１０図（ｂ）に示すように障
害物までの距離し、すなわち空走外Ｉｌｌおよび車速Ｖ
に応じてパターンＡ、８．Ｃ，・・・・・・２のような
決定されている。 そして、この各パターンＡ、Ｂ、・・・・・・に対して
、−例として第１０図（ｃ’）、（ｄ）にパターンＡ。 Ｂ＆：＠合について示されているが、車速■に対する目
標車速Ｖａｉｌが決定されるようになっている。 この結果、この決定した走行パターンにおける目標車速
Ｖａｉｎが決定され、この目標重速Ｖａｉｎに応じたブ
レーキングが車速が０になるまで行なわれる（ステップ
８６１２．６１５）。 なお、ステップ５６０９においてパターンＺが決定され
たどさ、寸なわら衝突のｉ＋Ｊ能性がありそうな走行パ
ターンであるときには、警報を発生して、最大ブレーキ
をかけて非常停止する（ステップ８６１８．６２１）。 以上のように走行υ制御することにより、障害物の有無
を判断し、障害物が遠くにある場合には東ｔ】に対する
衝撃が少ないように減速しなから停止［することができ
るのである。 次に、第１１図を参照して、１ｇ５害パターン［）の場
合、すなわち画像情報が異常の場合の走行制御について
説明する。 第１１図（ａ　）においで、画像情報処理部１００の異
常が画像処理ＰＩＳ陣害検出部１５ｏにより検出される
とくステップ５７００）、まず警報が例えばマンマシン
インタフェースｒＪＳ６００から発せられ、アクセルの
踏込みが解除される（ステップ３７１０．７２０＞。そ
して、車速■に応じた最大ブレーキがかけられて停止す
る（ステップ５７３０）。この最大ブレーキは第１１図
（ｂ）に示ずように時間Ｔに従ってＩレーキ力が強く＜
１６ように変化するパターンを有している。 次に第１２図を参照して、障害パターンＥの場合、すな
わち異常スイッチがオンの場合の走行制御についで説明
りる。。 第１２図において、異常スイッチがオンとなると（ステ
ップ５８００）、まず警報が例えばマンマシンインタフ
ェース部６００から発せられ、アクセルの踏込みが解除
される（ステップ８８１０゜８２０）。それから、第１
１図に示した障害パターンＥの場合とｌ１ｉ１様に車速
Ｖに応じて東口が対する衝撃が少なく、かつ停止時間す
早くなるような目標中速■旧■がりえられるようなブレ
ーキがかけられ、更に走行制御部５００が画像情報処理
部１００からの画像情報に基づくステアリング制御を行
ないながら、安全に緊急停止する（ステップ５８３０，
８４０）。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、車両の走行系に
おける異常状態を検出したとき、この異常状態に応じた
走行ｔ、ＩＩ　１１を行なうので、乗員および周囲の安
全を確保した走行制御が可能となり、無人走行制−郭の
信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図番よ本発明の
一実施例に係る自律走行車両ｆＩｌＩＩＩｌｉＡ直の全
体構成を示すブロック図、第３図は第２図の自律走行車
８自制１１１１装訂の基本構成部のブロック図、第４図
は第２図の画像情報処理部１００における異常状態を検
出する作用を示すフローチャート、第５図は第２図のア
クチユエータｉ、ＩＩ　１部３００におけるアクセルの
異常・を検出する部分の構成図、第６図は第５図におけ
るアクセルの異常を検出する作用を承りフローチャート
、第７図は第２図の自律走行車両１，１１御装置の異常
発生時の全体的処理動作を示すノローチＶ−ト、第８図
は第２図の自律走行車両１ｊｌｔｌｌ￥Ｒ置のブレーキ
異常時の作用を示す７０−チ１！−トおよび説明図、第
９図は第２図の自律走行車両ｉＪＩ　ｍ装置のアクセル
異常時の作用を示すフローチャートおよび説明図、第１
０図は第２図の自律走行車両制御＠置のステアリング異
常時の作用を示すフローチャートおよび説明図、第１１
図は第２図の自律走行車両制御装置の画像情報異常時の
作用を示すフローチャートおよび説明図、第１２図は第
２図の自律走行車両υ制御装置の異常スイッチ１２時の
作用を示すフローチャートである。 １・・・異常状態検出手段 ３・・・走行制御手段 １５０・・・画像処理部障害検出部 ２５０・・・検知部障害検出部 ３５０・・・アクチュエータ障害検出部９０００・・・
障害時走行制御部 代理人　弁理士　　三　好　保　男 第１　図 箆２図 タイマ　インタラブド ＜１ｍ５ｅｃ） 第４図（ｂン 蕗１１図（−ａ） 纂］２図 ブレーキパターン　Ｔ 尾１１図Ｃ））

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の走行系における異常状態を検出する異常状
   態検出手段と、該異常状態検出手段が異常状態を検出し
   たとき、この検出した異常状態に応じた走行制御を行な
   う走行制御手段とを有することを特徴とする自律走行車
   両制御装置。
2. （２）前記走行制御手段は、前記検出した異常状態に応
   じた制動動作を行なう制動制御手段を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の自律走行車両制御装
   置。