(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路地図上における自車の現在位置を求めながら、その道路地図上に設定されている目標経路にしたがって走行誘導を行わせるとともに、自車の進行方向の道路状況をセンシングして、その得られた道路状況から走行誘導の指示にしたがう自車の進むべき道路を認識して、その認識された道路上をならうように自車の走行の制御を行う自動走行誘導装置において、自車の進行方向の道路上の移動する障害物を検知して徐行、一時停止の走行制御を行う手段と、自車の現在位置に応じて地図情報記憶媒体から読み出した道路上に既設の固有物のデータにもとづいて検知された静止物体がその固有物であるか否かを判別して、それ以外の静止物体を移動可能物体と判断して徐行、一時停止の走行制御を行う手段とをとるようにしたことを特徴とする自動走行誘導装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、道路地図上に設定された目標経路上をならうように自車の走行の制御を行う自動走行誘導装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自車の進行方向の撮像画像から道路成分を抽出し、その抽出された道路成分にもとづいて２次平面上における道路のパターンを得て、その道路パターン上を適正速度で走行するように制御する自動走行装置に、道路地図上における自車の現在位置を求めながら、その道路地図上に設定されている目標経路にしたがって走行誘導を行わせるナビゲーション装置を組み込んで、ナビゲーション装置から与えられる右，左折などの走行誘導の指示にしたがって、撮像画像から得られる道路パターンのなかから自車の進むべき道路を認識して、その認識された道路上をならうように自車の走行の制御を行うようにした自動走行誘導装置が開発されている（特開平３−２３１３１１号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、このような自動走行誘導装置にあって、認識された走行対象となる道路上に障害物があるときの適切な自動走行の制御を行わせる必要があることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、道路地図上における自車の現在位置を求めながら、その道路地図上に設定されている目標経路にしたがって走行誘導を行わせるとともに、自車の進行方向の道路状況をセンシングして、その得られた道路状況から走行誘導の指示にしたがう自車の進むべき道路を認識して、その認識された道路上をならうように自車の走行の制御を行う自動走行誘導装置において、自車の進行方向の道路上の移動する障害物を検知して徐行、一時停止の走行制御を行う手段と、自車の現在位置に応じて地図情報記憶媒体から読み出した道路上に既設の固有物のデータにもとづいて検知された静止物体がその固有物であるか否かを判別して、それ以外の静止物体を移動可能物体と判断して徐行、一時停止の走行制御を行う手段とをとるようにしている。
【０００５】
【実施例】
本発明による自動走行誘導装置は、図１に示すように、ナビゲーション制御部Ａと、自動走行制御部Ｂとからなっている。
【０００６】
ナビゲーション制御部Ａは、基本的に、車両の走行距離を検出する距離検出器１と、車両の進行方向を検出する方向検出器２と、ＧＰＳ受信機１５と、そのＧＰＳ受信機１５の受信信号により単位時間ごとに車両の位置を測定し、受信電波が途絶えたときに、検出された車両の走行距離と進行方向とから、車両のＸ−Ｙ座標上の位置を所定の演算処理によって逐次求めて道路地図上における現在位置をわり出すとともに、その求められた現在位置のデータを順次格納して走行軌跡情報としてそれを記憶保持し、また、予め道路地図上に設定された出発点から目的地に到るまでの経路にしたがう車両の走行誘導の制御およびその他全般の制御を行うコンピュータシステムからなるナビゲーション用の信号処理部３と、予めデジタル地図データによる道路地図情報が記憶されている地図情報記憶媒体４と、その記憶媒体４から必要なエリアの道路地図情報を選択的に読み出す記憶媒体再生部５と、その読み出された地図情報にもとづいて所定の道路地図を画面に写し出し、その画面に写し出された道路地図上に、車両の現在位置をその位置における車両の進行方向とともに車両の走行にしたがって更新的に表示する表示部６と、その表示部６に表示させる道路地図の選択指定、画面に表示される地図上における車両の出発点および目的地の設定、走行軌跡表示の選択指定、また表示縮尺率の選択などの表示形態の設定変更などの各種操作指令を信号処理部３に与えることのできる操作部７とによって構成されている。
【０００７】
信号処理部３は、地図情報記憶媒体４から読み出したデジタル地図データにもとづいて、道路地図上に設定された出発点から目的地に到るまでの距離、所要時間などの経路コスト面で有利な最適な誘導経路を探索する。
【０００８】
そして、信号処理装置３は、その探索された誘導経路のデータを内部の経路記憶部に記憶したうえで、その探索された誘導経路を画面に写し出された道路地図上に特別な色で表示するなどして、出発点からの自車の走行に際して現在位置がその誘導経路上をならうように誘導する。
【０００９】
その際、信号処理装置３は、例えば、自車の現在位置が誘導経路上における右折すべき交差点の一定距離手前にさしかかったことを判断して、その交差点を右折する旨の走行誘導の指示を出力する。
【００１０】
なお、出発点から目的地に到るまでの最適な誘導経路の探索は、従来の手法がそのまま適用される。
【００１１】
その場合、受信機を設けて交通情報を受信するようにして、事故や工事などによって渋滞あるいは通行止めとなっている道路を避けるような誘導経路を探索するようにすることも可能である。
【００１２】
また、信号処理装置３において出発点から目的地に到るまでの最適経路を自動的に探索するかわりに、入力操作によって、その間における走行予定の通過の目標となる各交差点をそれぞれ指定して誘導経路を手動によって設定するようにしてもよい。
【００１３】
なお、車両の走行距離と進行方向とを検出しながら演算処理によって道路地図上の現在位置を求めて、それによりＧＰＳによる測定位置の誤差修正を行わせるようにしてもよい。また、ＧＰＳ単独で現在位置を求めるようにしてもよい。
【００１４】
また、自動走行制御部Ｂは、基本的に、道路状況をセンシングするために車両の進行方向の領域を撮像できるように車体に取り付けられたビデオカメラ８と、その撮像された画像のなかから、連続した線分の抽出や道路両端の白線の抽出などの画像処理によって道路成分を抽出する画像処理部９と、車両の進行方向の領域を探索するように車体に取り付けられたレーダ部１０と、そのレーダ部１０によって検知された障害物の２次平面上における位置をわり出す障害物検知部１１と、画像処理部９において抽出された遠近投影による道路成分を射影変換して実平面（２次平面）上における道路のパターンを得るとともに、障害物検知部１１からの障害物の位置のデータを受けとって、障害物を回避しながら、射影変換によって得られた道路のパターンの曲率からわり出した適正速度をもって、その道路のパターン上をならい走行するように車両走行の制御を行うコンピュータシステムからなる走行制御用の信号処理部１２と、その信号処理部１２から出される各種制御信号に応じて、車両のアクセル１４１、ブレーキ１４２およびステアリング１４３からなるアクチュエータの駆動を適宜行うアクチュエータ駆動部１３とによって構成されている。
【００１５】
また、信号処理部１２は、例えば、現在位置が分岐路の手前にさしかかったときなどに、ナビゲーション制御部Ａの信号処理部３から走行誘導の指示を受けとって、撮像画像から得られた道路パターンのなかから進むべき道路のパターンの認識を行い、その認識した道路のパターン上をならい走行するように車両走行の制御を行う。
【００１６】
そして、信号処理部１２は、現在位置に応じて地図情報記憶媒体４に予め記憶している現在走行中の道路の法定速度を読み出して、道路のパターンの曲率にしたがう適正速度を優先させながら、法定速度を維持するように速度制御を行う。
【００１７】
なお、信号処理部１２における車両の自動走行のための具体的な制御内容としては、従来と同じ手法がそのまま適用される。
【００１８】
このように構成されたものにあって、ここでは、センシングされた自車の進行方向の道路状況から自車が走行している道路上における位置を判定して、対応する道路地図上の箇所に自車の現在位置がくるように現在位置の修正を行わせる手段をとるようにしている。
【００１９】
その場合、例えば、走行制御用の信号処理部１２において、自車の進行方向の撮像画像から自車が走行している道路の状況を判断して、その判断結果をナビゲーション用の信号処理部３に与える。そして、信号処理部３において、その道路状況に応じた道路地図上の所定の位置に自車の現在位置がくるように、現在位置のデータを書き換える。
【００２０】
具体的には、道路状況として道路の分岐状態を判断して、その道路の分岐点に応じた道路地図上の所定の位置に自車の現在位置がくるように修正する。
【００２１】
その際、例えば、図２に示すように、位置誤差が累積して道路地図上における自車の現在位置Ｐが道路上から外れた場合、現在位置Ｐを中心とした一定の距離範囲内にある全ての道路上に仮の現在位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を設定したうえで、現在位置Ｐと仮の現在位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３との各間の距離ｌ１，ｌ２，ｌ３の大小比較によって優先順位をつける。そして、まず、その間の距離が最も短い最優先順位にある仮の現在位置Ｐ２が存在する道路のデータを得て、仮の現在位置Ｐ２の先方の道路が分岐しているか否かを判定して、分岐している場合には、そのときの仮の現在位置Ｐ２が真の現在位置になるように現在位置Ｐのデータを書き換える。
【００２２】
なお、その場合、仮の現在位置Ｐ２の先方の道路が分岐していない場合には、次の優先順位にある仮の現在位置Ｐ１に着目し、その仮の現在位置Ｐ１が存在する道路のデータを得て、仮の現在位置Ｐ１の先方の道路が分岐している場合には現在位置Ｐの修正を行う。また、分岐していない場合には、さらに次の優先順位にある仮の現在位置Ｐ３に着目して同様の処理をくり返して行うことになる。
【００２３】
図３は、道路の分岐の判断によって現在位置を修正するときの処理のフローを示している。
【００２４】
または、予め道路地図情報に沿道の目標物のデータを含ませておき、センシングされた自車の進行方向の道路状況として、撮像画像から沿道の目標物を認識して、その認識された目標物に応じた道路地図上の所定位置に自車の現在位置がくるように修正する。
【００２５】
あるいはまた、センシングされた自車の進行方向の道路状況として、撮像画像から道路標識を認識して、その認識された道路標識が、その標識に記載されている最高速度表示、案内文字の色または標識板自体の色などから高速道路専用のものであるかによって自車が高速道路を走行しているか否かを判断して、その道路標識に応じた道路地図上における高速道路上かまたは一般道路上の位置に自車の現在位置の修正を行わせる。
【００２６】
その際、例えば、走行制御用の信号処理部１２においてセンシングされた道路状況から自車が高速道路を走行していると判断されたときに、ナビゲーション用の信号処理部１３は、地図情報から現在位置が存在している道路の種別を確認して、それが高速道路ではない場合に、現在位置を中心とした所定の範囲内に高速道路があるか否かをみて、高速道路がある場合にはその高速道路上の最近の位置に現在位置がくるように修正する。
【００２７】
しかして、実際の道路状況として、一般道路が高速道路の下を通っていたり、一般道路と高速道路とが並んでいるような場合に、その何れかの道路を走行しているかの判断がなされて、道路地図上における自車の現在位置が正確に求められるようになる。
【００２８】
また、ここでは、前述した自動走行誘導装置において、自車の現在位置に応じて地図情報記憶媒体から読み出した道路データにもとづいて、センシングされた道路状況のデータを修正する手段をとるようにしている。
【００２９】
例えば、道路状況のセンシングとして、自動走行制御部Ｂにおいて、ビデオカメラ８によって撮像された画像から抽出された道路成分（図４参照）を射影変換して２次平面上における道路のパターン（図５参照）を得るに際して、図６および図７に示すように、ビデオカメラ８が車体に俯角θｏ一定となるように固定して取り付けられているために、前方の道路が上っていたり下っていたりすると、射影変換によって得られる２次平面上における道路のパターンが実際とは異なり、その得られた道路パターンの曲率からわり出される適正速度に誤差を生じてしまうことになる。
【００３０】
その際、図６に示す道路が平坦な場合に比べて、図７に示すように前方の道路が下っていると、射影変換によって道路のパターンの曲率が緩く求められて、適正速度が実際よりも高めに設定されてしまう。
【００３１】
そのため、予め道路地図情報に各道路の上り、下りの傾斜角のデータを入れておき、ナビゲーション用の信号処理部３が地図情報記憶媒体４から自車の現在位置に応じて走行中の道路の傾斜角データと前方道路の傾斜角データとを読み出して、その差角データ（車両からみた前方の傾斜角のデータとなる）を走行制御用の信号処理部１２に与えるようにする。
【００３２】
そして、その信号処理部１２は、ビデオカメラ８の取付俯角θｏに差角θｓを加えて射影変換のための演算処理を行うことにより、差角θｓを考慮に入れない場合に比べて２次平面上における道路パターンの曲率を正しく求めることができるようになる。
【００３３】
なお、図６および図７において、Ｖはビデオカメラ８の撮像画角であり、Ｏはその中心線を示している。
【００３４】
いま、図８の関係において、Ｘｉ−Ｙｉを画像上の座標（図４参照）とし、Ｘｒ−Ｙｒを２次平面上の座標（図５参照）とする。そして、ビデオカメラ８の焦点距離をＦｃ、その取付俯角をθｏ、その道路面からの取付高さをＨｃとしたとき、次式が成立する。
【００３５】
【数１】
0003564547.tif 000002
【００３６】
【数２】
0003564547.tif 000003
【００３７】
したがって、（１），（２）式から、下記の（３）式が求まる。
【００３８】
【数３】
0003564547.tif 000004
【００３９】
また、ｙｒは下記の（４）式から求められることになる。
【００４０】
【数４】
0003564547.tif 000005
【００４１】
この（３）、（４）式が射影変換式となる。
【００４２】
したがって、現在走行中の道路に対して前方の道路が差角θｓだけ傾斜していると、そのときの正しい俯角θｏ′は、θｏ′＝θｏ−θｓとなり、（３）式におけるθｏの代わりにθｏ′を用いることによって、射影変換される２次平面Ｘｒ−Ｙｒ上に得られる道路のパターンの修正を行わせることができる。
【００４３】
また、道路地図情報に予め各道路の曲率のデータを入れておき、ナビゲーション用の信号処理部３が地図情報記憶媒体４から自車の現在位置に応じて走行中の道路の曲率データと前方道路の曲率データとを読み出して、その差の曲率データ（車両からみた前方の道路の曲率データとなる）を走行制御用の信号処理部１２に与えて、その信号処理装置１２において、射影変換によって得られた道路パターンの修正を行わせるようにしてもよい。
【００４４】
このような自動走行誘導装置にあって、本発明では、ビデオカメラ８およびレーダ部１０によって車両の進行方向の道路状況をセンシングして、走行制御用の信号処理部１２において、ナビゲーション用の信号処理部３から与えられる走行誘導の指示にしたがって認識された走行対象となる道路上に移動する障害物があるか否かを判断し、移動する障害物がある場合には徐行または一時停止するなどの安全確保のための走行制御を行わせるようにしている。
【００４５】
この場合、道路地図情報に予め標識やガードレールなどの道路上に既設の固有物のデータを入れておき、ナビゲーション用の信号処理部３が地図情報記憶媒体４から自車の現在位置に応じてその道路上の固有物のデータを読み出してレーダ部１０によって検知された静止物体が道路上の固有物であるか否かを判別して、それ以外の静止物体を移動可能性のある障害物と判断して、移動する障害物がある場合と同様に、徐行または一時停止するなどの走行制御を行わせる。
【００４６】
【効果】
以上、本発明による自動走行誘導装置によれば、ナビゲーション制御部と自動走行制御部とを組み合せて、道路地図上に設定されている目標経路にしたがう走行誘導の指示に応じて、自車の進行方向の実際の道路状況をセンシングしながら走行の制御を行うに際して、自車の進行方向の道路上を移動する障害物を検知し、そして静止している移動可能物体が存在するときには徐行、一時停止を行わせることによって、車両の自動走行を適切に行わせることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動走行誘導装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】地図上の道路から外れて表示されている自車の現在位置と道路上に設定された仮の現在位置との関係を示す図である。
【図３】道路の分岐の判断によって現在位置を修正するときの処理のフローを示す図である。
【図４】撮像画像から抽出された道路成分の一例を示す図である。
【図５】撮像画像から抽出された道路成分を射影変換して得た２次平面上における道路パターンの一例を示す図である。
【図６】道路が平坦な場合における車体に取り付けられたビデオカメラによる前方の道路上の撮像状態を示す図である。
【図７】道路が傾斜している場合における車体に取り付けられたビデオカメラによる前方の道路上の撮像状態を示す図である。
【図８】ビデオカメラによる撮像画像の座標と射影変換される２次平面の座標との関係を示す図である。
【符号の説明】
Ａ  ナビゲーション制御部
Ｂ  自動走行制御部
１  距離検出器
２  方向検出器
３  ナビゲーション用の信号処理部
４  地図情報記憶媒体
５  記憶媒体再生部
６  表示部
７  操作部
８  ビデオカメラ
９  画像処理部
１０  レーダ部
１１  障害物検知部
１２  走行制御用の信号処理部
１３  アクチュエータ駆動部
１４１  アクセル
１４２  ブレーキ
１４３  ステアリング
１５  ＧＰＳ受信機
【図１】
0003564547.tif 000006
【図２】
0003564547.tif 000007
【図３】
0003564547.tif 000008
【図４】
0003564547.tif 000009
【図５】
0003564547.tif 000010
【図６】
0003564547.tif 000011
【図７】
0003564547.tif 000012
【図８】
0003564547.tif 000013