JPS63314620A - 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］ （産業上の利用分野） この発明は、車両を所定の経路において自律的に走行さ
せる自律走行車両制御装置に関し、特にカーブ走路を円
滑に走行できるように車速を制御する自律走行車両制御
装置に関する。

（従来技術） 従来、車両を所定の経路に沿って与えられた出発点から
目的地まで自律的に走行させるような自律走行車両ＩＩ
御装ｄがある。

、このような自律走行車両制御装置は、走行方向上の画
像を得るＴＶカメラ等の撮像装置によって、走行路のセ
ンターライン、路側帯、障害物等の位置を計測し、これ
らの情報と予め設定された所定の経路における経路情報
とを比較しながら自車両の位置を判断して、自車両の位
置に応じた速度で目的地まで自車両を走行させるように
したものである。

（発明が解決しようとする問題点） 以上説明したような、従来の自律走行車両制御装置にあ
っては、曲線路（カーブ）における車速の制御は、１Ｖ
カメラ等で撮像された画像から得られるカーブの曲率等
により行なわれていた。

すなわち、カーブに進入する時には、カーブの曲率等に
応じてブレーキ踏力を増加させることにより車速を減速
させ、一方、カーブから抜は出す時には、カーブの曲率
等に応じてストットル間度を増加させることにまり車速
を加速させるようにしていた。

しかしながら、このような小速制御にあっては、カーブ
走行時の円滑性、安全性が不充分であり、より一層のき
め細い円滑性、安全性が要望されていた。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは一カーブ走行時における車速
の加減速を滑らかにして、カーブ走行路を含む所定の経
路をより円滑にかつ安全に走行りることができる自律走
行車両制御装置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） 上記目的を達成づるために、この発明は、自車両の所定
の経路における走行方向の画像を４！する１１ｉ像手段
１と、前記！＠像手段によって得られる画像から自車両
の位置を検出するとともに、走行路の曲がりの度合を示
すカーブ係数を算出する画像処理手段２と、前記画像処
理手段によって与えられる自車両の位置に対応した目標
速痘を指令づる目標速度指令手段３と、自車両の車速を
検出する車速検出手段４と、現在の車速を目標速度に追
従させるべく前記カーブ係数にしたがって現在の車速に
対する加減速を指令する加減速指令手段５と、前記加減
速指令手段から与えられる指令にしたがって現在の車速
の増減を制御ｌｌザる速度増減１段６とから構成される
。

（作用） 上記構成において、走行路の画像データから得られるカ
ーブ係数にしたがって、現在の車速を自車両の位置に対
応した目標速度に追従させるべく自車両の車速を加減速
させるようにして−いる。

（実施例） 以下、図面を用いてこの発明の一実Ａ例を説明する。

第２図はこの発明の一実施例に係る自律走行車両ＩＩＩ
Ｊ１１］装置の構成を示１図である。同図に示す自律走
行車両１ｔｌＪ御装置は、走行路前方の画像を得るＴＶ
カメラ１１と、このＴＶカメラ１１で得られた画像を処
理する画像処理部１３と、自車両の位置に対応した最適
な［１標速度を指令する目標速度指令部１５と、自車両
の現在の車速を検出する車速センサ１７と、自車両の現
在の車速を目標速境に追従させるべく加減速を指令する
加減速指令部・　１９と、この加減速指令部１９から与
えられる指令にしたがって、スロットルの開度をｆｌ、
ＩＪＩＩＩするスロットルアクチュエータ２１．ブレー
キの踏力をυ制御するブレーキアクチュエータ２３．ト
ランスミッションを制御するトランスミッションアクヂ
ュエータ２５とを有している。

ＴＶカメラ１１は、車両の走行路前方の画像を得られる
ように設けられており、例えばステレオ両像が得られる
ように２台を１組とし、・走行路前方の画角を広くとる
ために数組設けられている。

ＴＶカメラ１１で得られた画像は画像処理部１３に与え
られる。

画像処理部１３は、ＴＶカメラ１３から与えられた画像
から前方走行路の曲がりの度・合（以下「カーブ係数」
と呼ぶ）αをｎ　ｊｔｉする。このカーブ係数αは、例
えば直線路では“１″として、走行路が右方向ヘカーブ
している場合を“１”より小さく、走行路が左方向ヘカ
ープしている場合を“１”より大きくとり、カーブの曲
がり度合が大きい程１１−α１の値が大きくなるように
設定される。算出されたカーブ係数αは加減速指令部１
９に与えられる。

また、画像処理部１３は、ＴＶカメラ１１から与えられ
る画像から得られる経路情報により、自車両が走行でい
る所定の経路における自車両の位置を検出する。検出さ
れた自車両の位置は、目標速度指令部１５に与えられる
。

目標速度指令部１５は、画像処理部１３から与えられる
自車両の位置に対応して予め設定された最適な自車両の
目標速度Ｖｉを加減速指令部１９に与えるものである。

加減速指令部１９は、車速センサ１７から与えられる自
車両の現在の車速υｉを目標速度指令部１５から与えら
れ目標速度Ｖ：に追従させるべく、車速の増減を制御す
る各々のスロットルアクチュ１−タ２１．ブレーキアク
ヂュエータ２３．トランスミッションアクチュエータ２
５に指令を与えるものである。

すなわら、加減速指令部１９は、走行路が直線の場合に
は、トランスミッションの高位への選択及びスロットル
の開度の増加により自車両を加速させ、目標速度Ｖ（と
現在の車速υＩとの差（■、−υ１）の積ｎ値Ｌ　＋　
とカーブの曲がり度合の判断基準となる所定の値ε１．
ε２どの比較結果にしたがって、トランスミッションの
低位への選択及びブレーキ踏力の増加により自車両を減
速さゼるように各々のアクチュエータに指令を与える。

一方、走行路がカーブの場合には、カーブ係数αから１
１−α１の値を算出し、この１１−α１の値とカーブの
曲がり度合の判断り準となる所定の値ａ、ｂとを比較す
ることによりカーブの曲がり程度を判別するとともに、
現在の車速υｉとカーブに進入する際の速度が高速であ
るか低速であるかの判断基準となる所定の植ＶＴＨを比
較することによりカーブ進入時の車速の判別を行ない、
これらの判別結果にしたがって自車両を加減法号べく各
々の７クチユエータに指令を与える。

以上説明したように、この発明の一実施例は構成されて
おり、次のこの実施例の作用を第３図乃至第５図を参照
して説明づる。

第３図は直線路を走行する際の加減速動作を示すフロー
チャート、第４図はカーブに進入する際の減速動作を示
すフローチャート、第５図はカーブから抜【ノ出る際の
加速動作を承りフローチャートである。

まずはじめに、直線走行の加減速について、第３図を参
照しながら説明する。ここで、自車両をＡＴ　（Ａｕｔ
ｏｍａｔｉｃ　　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　）串とし
て説明りるが、マニアルでシフトチェンジを行なう場合
にあっても同様である。

目標速度Ｖ＋と現在の車速υ１が加減速指令部１９に与
えられると、目標速度ｖ１と現在の車速υｉとの差（Ｖ
＋−υ１）を算出する（ステップ１００）。この差（Ｖ
＋−υ１）が“０”より大きい場合、すなわら現在の車
速■：が目標速度■１より小さい場合には加速を行なう
べく、まず、トランスミッションの現在のレンジを検出
し、現有のレンジを走行レンジ〈以下「Ｄレンジ」　（
マニアルトランスミッション車のトップギヤに相当）に
切換えるように加減速指令部１９からトランスミッショ
ンアクチュエータ２５に指令が与えられて、トランスミ
ッションのレンジがＤレンジに切換えられる（ステップ
１０１〜ステツプ１０３）。

さらに、それまでの目標速ａＶｉ−＋と現在の車速Ｖ＋
−＋の差（Ｖｉａ−υｌ−１）の積詐値Ｌｅ−１をＯに
するとともに、ブレーキ踏力ＰをＯにすべく加減速指令
部１９からブレーキアクチュエータ２３に指令が与えら
れる（ステップ１０４）。

次に、現在の車速０番に対するスロットル角度Ｕ番を係
数ＫＡを用いて次式により算出して、スロットル角度を
算出された値とすべく加減速指令部１９からスロットル
アクチュエータ２１に指令が与えられ、スロットルアク
チュエータ２１はこの指令を受けてスロットル角度を算
出された値Ｕ１とするように制御を行ない、算出された
スロットル角度Ｕ＋をそれまでのスロットル角ｒｑＵ＋
ａとする（ステップ１０５〜ステツプ１０７）Ｕ＋　　
＝ＫＡ　　　（Ｖ＋　　−υ　１　　）　＋　（）　ｔ
　　ａこのような動作を繰り返し行なうことにより、現
在の車速を加速させて目標速Ｆａ　Ｖ　＋に追従させる
。

一方、現在の車速■１よりも大きい場合には、現在の車
速υ１を減速すべく、まず、スロットル角度Ｕ：を０に
する（ステップ１０８）。

そして、（Ｖ＋　−１）＋　）（７）積算ｆｉＩｌ−ｉ
ヲ次式より算出する。（ステップ１０９）。

１＋　　　＝１−＋　　　−＋　　＋　　（Ｖ＋　　　
−υ　會　　）算出された積詐＆ｔ　ｌ−ｔが一ε２　
＜Ｌｉ　＜−ε１の範囲内である場合は、トランスミッ
ションのレンジをＤ２レンジとしてシフトダウンを行な
うべく加減速指令部１９からトランスミッションアクチ
ュエータ２５に指令が与えられて減速が１ｊムわれる（
ステップ１１０〜ステツプ１１１）。

積ｔ）偵Ｌ　＋が上記の範囲外でｌ−４＜−８２の範囲
内である場合には、ブレーキ踏力Ｐ１が係数Ｋｏを用い
て次式により算出され、ブレーキ踏力Ｐを算出されたブ
レーキ踏力Ｐ　＋　とずべく加減速指令部１９からブレ
ーキアクチュエータ２３に指令が与えられ、ブレーキア
クチュエータ２３はこの指令を受けてブレーキ踏力Ｐを
算出された値Ｐｔ　とするように＆１ｌｔｉｌＬ、、て
、減速が行なわれる（ステップ１１２〜ステツプ１１４
）。

Ｐ＝−（Ｌ＋＋ε２）ＸＫＤ 積算値１．１が−ε２　＜Ｌ＋　＜−ε１及びｉ−１＜
−ε２の範囲外の場合には、減速は行なわれない。

このような動作を繰り返すことにより、現在の車速を減
速させて目標速度ｖ１に追従させるようにする。

次に、カーブ走路への進入する際の減速動作について、
第４図を参照しながら説明する。

自車両がカーブへ進入しようとする時に、前方のカーブ
のカーブ係数αが画像処理部１３から加減速指令部１９
にうえられると、１１−α１の値が加減速指令部１９に
おいて算出される。

この算出された１１−α１の値がａよりｂ小さく、かつ
車速センサ１７から加減速指令部１つに与えられる現在
の車速υ１がＶＴＩＩより６小さい場合には、カーブの
曲り度合が緩くかつ車速が低速であると判断して、まず
、ブレーキを作動させるべく加減速指令部１９からブレ
ーキアクチュエータ２３に指令が与えられて、ブレーキ
が作動し減速が行なわれる（ステップ１２０〜ステツプ
１２１）。

ブレーキが作動して、ブレーキの作動時間が所定の時間
Ｔ１８以上になった場合には、所定の時開ＴＴＨ以上の
プレー↑動作はブレーキの焼損の原因となるため、トラ
ンスミッションのレンジを低速側に切換えてシフトダウ
ンを行なう（ステップ１２２〜ステツプ１２３）。

一方１１−α１の値がａよりも大きく、あるいは現在の
車速υ１がＶＴＩＩよりも大きい場合には、カーブの曲
がり度合が急峻あるいは現在の車速υ１が高速であると
判断して、ますはじめに、シフトダウンを行い、その優
にブレーキを作動させる（ステップ１２４〜ステツプ１
２５）。

このように、カーブの曲がり度合が緩くかつ車速が低速
の場合には、まず、ブレーキを作動させ、その後、適宜
シフトダウンさせて減速を行ない、ＩＪ−ブの曲がり麿
含が急峻あるいは車速が１：ＩＪ速の場合には、まず、
シフトダウンを行ない、その後、ブレーキを作動させて
、現在の車速υ：をカーブの曲がり瓜合に最適な目標速
度Ｖ、に追従させるようにしている。

次に、カーブ走路から抜ｉノ出１Ｊ際の加速０作につい
て第５図を参照しながら説明−４る。

自車両がカーブ走路から抜り出そうとする時は、カーブ
係数αから算出される１１−α１の値とｂの値を比較し
て、第６図に示すように自車両がまだカーブを走行して
いるか、あるいは前方に直線路が見え始める位打を走行
しているかを判別する。すなわち、１１−α１の値がｂ
よりも大きい場合は自車両がまだカーブを走行している
（Ａ点）と判断し、１１−α１の値がｂよりも小さい場
合には自車両が直線路に進入しようとしている（８点）
と判断する（ステップ１３０）。

自車両がカーブから直線路に進入して、１１−α１≦ｂ
になると、トランスミッションをシフトダウンした状態
でスロットル開麿を増加させるべく加減速指令部１９か
らスロットルアクチュエータ２１に指令が与えられて加
速が行なわれる（ステップ１３１）。自車両が加速して
車速が増加すると、現在の車速に対してトランスミッシ
ョンの高速側への切換えが行なえるか否かの判別がなさ
れ、現在の車速が切換えを行なえる車速に達している場
合にはトランスミッションを高速側に切換えてシフトア
ップを行ない、ストロットル開度を増加させて更に加速
を行なう（ステップ１３２〜ステツプ１３４）。

このように、カーブから後は出して直線路へ進入する際
には、まずシフトダウンした状態でスロットル制御によ
り加速を行ない、車速がシフトアップの可能な速度に達
した後シフトアップを行ない、更にスロットル制御によ
り加速を行なうようにしている。

このように、この実施例にあっては、カーブ係数１１−
α１の値を算出して、この値とカーブの曲がり度合の判
断基準となる所定の値ａ、ｂとを比較し、この比較結果
にしたがっでカーブへ進入する際の減速及びカーブから
抜は出づ際の加速を行なうようにしているために、カー
１へ進入して抜は出す一連の走行をスムーズにかつオー
バースピードを沼くことなく安全に行なうことができる
ようになる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、走行路の画像
データから得られるカーブ係数にしだがっで、現在の車
速を自車両の位置に対応した目標速度に追従さけるべく
自車両の車速を加減速させるようにしたので、カーブ走
行路における車速の加減速を滑かにすることが可能とな
り、ψ両をカーブ走行路を含む所定の経路においてより
円滑にかつ安全に走行させる自律走行車両制御装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクレーム対応図、第２図はこの発明
の一実施例に係る自律走行車両制御装置の構成図、第３
図乃至第５図（４１第２図に示す自律走行車両制御装置
の作用を説明するためのフローチャート、第６図は自車
両のカーブ走路１．：おける位置を示ず図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 自車両の所定の経路における走行方向の画像を得る撮像
   手段と、 前記撮像手段によって得られる画像から自車両の位置を
   検出するとともに、走行路の曲がりの度合を示すカーブ
   係数を算出する画像処理手段と、前記画像処理手段によ
   って与えられる自車両の位置に対応した目標速度を指令
   する目標速度指令手段と、 自車両の車速を検出する車速検出手段と、 現在の車速を目標速度に追従させるべく前記カーブ係数
   にしたがつて現在の車速に対する加減速を指令する加減
   速指令手段と、 前記加減速指令手段から与えられる指令にしたがつて現
   在の車速の増減を制御する速度増減手段と、 を有することを特徴とする自律走行車両制御装置。