JP6920809B2 - Orbit setting device and method for moving objects - Google Patents
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Description
本発明は、車両の自動運転等を行う際の移動軌道を設定する移動体の軌道設定装置および方法に関する。 The present invention relates to a moving body track setting device and method for setting a moving track when automatically driving a vehicle or the like.
近年、車両の自動運転を実現する各種の技術が開発中であり、走行レーンを逸脱しないように車両の走行軌道を設定するレーンキープ機能もその一つである。このレーンキープ機能に対応するものとして、従来から、レーン内の走行を維持しつつ、カーブ区間のカットを可能にした技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この技術では、走行レーンのカーブ部分の情報を受信した後、このカーブ部分に対応する軌跡をクロソイドセグメント、円弧セグメント、直線セグメントに当てはめ、さらにこれらの軌跡からカーブカットした全体軌跡を求めている。 In recent years, various technologies for realizing automatic driving of a vehicle are under development, and one of them is a lane keeping function for setting a traveling track of a vehicle so as not to deviate from the traveling lane. As a device corresponding to this lane keeping function, a technique that enables cutting of a curved section while maintaining running in a lane has been conventionally known (see, for example, Patent Document 1). In this technique, after receiving the information of the curved portion of the traveling lane, the locus corresponding to this curved portion is applied to the clothoid segment, the arc segment, and the straight line segment, and the entire locus cut from these loci is obtained.
ところで、上述した特許文献1に開示された技術は、走行レーンの形状に合わせた走行軌跡に対してカーブカットした走行軌跡を得るためのものであるため、カーブを通過する際の位置の自由度が少ないという問題があった。例えば、路肩のある左側の走行レーンを走行中に左カーブに差し掛かる場合を考えると、短時間にカーブを抜ける場合にはカーブカットすることが望ましいが、道路の左端に歩行者や自転車がいるおそれがあるような道路を走行中の場合にはカーブカットせずに走行レーンの中央あるいは右寄りの位置を走行した方が望ましいこともある。このような場合には特許文献1に開示された技術では対処することはできない。 By the way, since the technique disclosed in Patent Document 1 described above is for obtaining a traveling locus in which a curve is cut with respect to a traveling locus that matches the shape of the traveling lane, the degree of freedom of the position when passing through the curve There was a problem that there were few. For example, considering the case of approaching a left curve while driving on the left side of the road shoulder, it is desirable to cut the curve when going through the curve in a short time, but there are pedestrians and bicycles on the left end of the road. When driving on a road where there is a risk, it may be desirable to drive in the center or to the right of the driving lane without cutting the curve. Such a case cannot be dealt with by the technique disclosed in Patent Document 1.
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、移動軌道設定においてカーブ通過時の位置の自由度が大きい移動体の軌道設定装置および方法を提供することにある。 The present invention has been created in view of these points, and an object of the present invention is to provide a trajectory setting device and method for a moving body having a large degree of freedom in position when passing a curve in moving trajectory setting. ..
上述した課題を解決するために、本発明の移動体の軌道設定装置は、移動体が移動するレーンを区画する白線形状を含むレーン情報を取得するレーン情報取得手段と、レーン情報に基づいて、白線形状に含まれる円弧形状とその前あるいは後に存在する直線形状を抽出する部分形状抽出手段と、円弧形状と同一の円心を有するとともに、第1の部分軌道を設定する第1の部分軌道設定手段と、一方の端部が第1の部分軌道の端部において同じ傾きとなり、他方の端部がレーン内において直線形状と平行となるように、第1の部分軌道の端部に接続されるクロソイド曲線形状を有する第2の部分軌道を設定する第2の部分軌道設定手段と、レーンに沿って移動体が移動する際のレーン内の移動軌道について、利用者の指示に応じて利用者の好みを入力する操作手段とを備え、第1の部分軌道設定手段は、操作手段による入力内容に応じて、第1の部分軌道の半径および/または第2の部分軌道側の端部位置を設定し、第2の部分軌道側の端部位置は、レーンの中央位置を挟んで円心側および円心の反対側の中で設定され、第2の部分軌道設定手段は、操作手段による入力内容に応じて、第2の部分軌道の他方の端部の位置を、レーンの中央位置を挟んで円心側および円心の反対側の中で設定している。 In order to solve the above-mentioned problems, the trajectory setting device of the moving body of the present invention is based on the lane information acquisition means for acquiring the lane information including the white line shape that divides the lane in which the moving body moves, and the lane information. A partial shape extracting means for extracting an arc shape included in a white line shape and a linear shape existing before or after the arc shape, and a first partial trajectory setting that has the same circular center as the arc shape and sets a first partial trajectory. The means and the end are connected to the end of the first partial orbit so that one end has the same inclination at the end of the first partial orbit and the other end is parallel to the linear shape in the lane. Regarding the second partial trajectory setting means for setting the second partial trajectory having a clothoid curve shape and the movement trajectory in the lane when the moving body moves along the lane, the user responds to the user's instruction. and an operating means for inputting a preference, the first portion trajectory setting means, in accordance with the input content by the operation means, setting the end position of the radius and / or the second part track side of the first part track and, the end position of the second part track side is set in the opposite side of the circle center side and the center of circle across the center of the lane, the second portion trajectory setting means, an input by the operation unit content The position of the other end of the second partial orbit is set on the concentric side and on the opposite side of the concentric with the central position of the lane in between.
また、本発明の移動体の軌道設定方法は、移動体が移動するレーンの左右を区画する白線形状を含むレーン情報をレーン情報取得手段によって取得するステップと、レーン情報に基づいて、白線形状に含まれる円弧形状とその前あるいは後に存在する直線形状を部分形状抽出手段によって抽出するステップと、レーンの左右を区画する2つの円弧形状と同一の円心を有するとともに、これら2つの円弧形状の一方の半径よりも大きく他方の半径よりも小さい半径を有し、これら2つの円弧形状に挟まれる領域に存在する円弧形状からなる第1の部分軌道を第1の部分軌道設定手段によって設定するステップと、一方の端部が第1の部分軌道の端部において同じ傾きとなり、他方の端部が直線形状と平行となるように、第1の部分軌道の端部に接続されるクロソイド曲線形状を有する第2の部分軌道を第2の部分軌道設定手段によって設定するステップと、レーンに沿って移動体が移動する際のレーン内の移動軌道について、利用者の指示に応じて利用者の好みを操作手段によって入力するステップとを有し、第1の部分軌道設定手段は、操作手段による入力内容に応じて、第1の部分軌道の半径および/または第2の部分軌道側の端部位置を設定し、第2の部分軌道側の端部位置は、レーンの中央位置を挟んで円心側および円心の反対側の中で設定され、第2の部分軌道設定手段は、操作手段による入力内容に応じて、第2の部分軌道の他方の端部の位置を、レーンの中央位置を挟んで円心側および円心の反対側の中で設定している。 Further, the trajectory setting method of the moving body of the present invention has a step of acquiring lane information including a white line shape that divides the left and right sides of the lane in which the moving body moves by a lane information acquisition means, and a white line shape based on the lane information. It has the same circular center as the two arc shapes that partition the left and right sides of the lane, and one of these two arc shapes, as well as the step of extracting the included arc shape and the linear shape existing before or after it by the partial shape extraction means. A step of setting a first partial orbit consisting of an arc shape existing in a region sandwiched between these two arc shapes, which has a radius larger than the radius of and smaller than the other radius, by the first partial orbit setting means. , Has a crossoid curve shape connected to the end of the first partial orbit so that one end has the same inclination at the end of the first partial orbit and the other end is parallel to the linear shape. The user's preference is manipulated according to the user's instruction regarding the step of setting the second partial orbit by the second partial orbit setting means and the movement orbit in the lane when the moving body moves along the lane. and a step of inputting by means first portion trajectory setting means, in accordance with the input content by the operation means, setting the end position of the radius and / or the second part track side of the first part track and, the end position of the second part track side is set in the opposite side of the circle center side and the center of circle across the center of the lane, the second portion trajectory setting means, an input by the operation unit content The position of the other end of the second partial orbit is set on the center of the circle and on the opposite side of the center of the lane with the center position of the lane in between.
カーブを有するレーンを移動する際の移動軌道を設定する際に、カーブに対応する第1の部分軌道の半径方向の位置をレーン内で自由に設定することができるため、移動体がカーブを通過する際の位置の自由度を大きくすることが可能となる。 When setting the movement trajectory when moving in a lane having a curve, the radial position of the first partial orbit corresponding to the curve can be freely set in the lane, so that the moving body passes through the curve. It is possible to increase the degree of freedom of the position when doing so.
また、移動体がカーブを移動する際の最内径側の移動軌道の位置や、直線状の移動軌道から離脱してカーブへの進入を開始する位置を、利用者の指示に応じて設定することができ、利用者の好みを反映した移動軌道の設定が可能となる。 In addition, the position of the moving trajectory on the innermost inner diameter side when the moving body moves on the curve and the position where the moving body departs from the linear moving trajectory and starts entering the curve should be set according to the user's instruction. It is possible to set the movement trajectory that reflects the user's preference.
また、上述したレーン情報取得手段は、移動体の移動方向前方を撮像するカメラを含んで構成され、部分形状抽出手段は、カメラによって撮像された画像の中から円弧形状と直線形状を抽出することが望ましい。これにより、レーン上に存在する実際のカーブ形状に対応した移動軌道の設定が可能となる。 Further, the lane information acquisition means described above includes a camera that captures an image of the front of the moving body in the moving direction, and the partial shape extracting means extracts an arc shape and a linear shape from the image captured by the camera. Is desirable. This makes it possible to set a moving trajectory corresponding to the actual curve shape existing on the lane.
また、上述した第1および第2の部分軌道は、自車両を自動運転する際の走行軌道として用いられることが望ましい。これにより、自車両を自動運転する際に、レーン上の実際のカーブ形状に対応した自由度の大きな軌道設定を行うことができる。 Further, it is desirable that the above-mentioned first and second partial tracks are used as traveling tracks when the own vehicle is automatically driven. As a result, when the own vehicle is automatically driven, it is possible to set a trajectory with a large degree of freedom corresponding to the actual curve shape on the lane.
以下、本発明を適用した一実施形態の車載システムについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an in-vehicle system according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
図1は、一実施形態の車載システムの構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態の車載システムは、ナビゲーション装置100、軌道設定装置200、カメラ210、自動運転装置300を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an in-vehicle system of one embodiment. As shown in FIG. 1, the in-vehicle system of the present embodiment includes a
ナビゲーション装置100は、格納している(あるいは、通信によって外部から取得した)地図情報を用いて、このナビゲーション装置100が搭載された車両(自車両)の走行を案内するナビゲーション動作を行う。このナビゲーション動作には、利用者によって指定された目的地までの最適な走行経路を設定する経路探索動作が含まれている。設定された走行経路のデータは自動運転装置300に入力される。
The
軌道設定装置200は、カメラ210による撮像によって得られた自車両の進行方向前方の画像に基づいて、自車両が走行するレーン内の軌道を設定する。自動運転装置300は、ナビゲーション装置100から入力される走行経路に沿って、軌道設定装置200によって設定された軌道上を走行する自車両の自動運転を行う。本実施形態では、レベル3あるいはレベル4の自動運転を想定している。また、自動運転を実現する技術的な手法については本発明の内容と直接関係がないため、具体的な説明は省略するが、現時点あるいは今後実現される各種の技術を用いた自動運転に本発明を適用することができる。
The
図2は、軌道設定装置200の構成を示す図である。図2に示すように、軌道設定装置200は、レーン情報取得部220、部分形状抽出部230、第1の部分軌道設定部240、第2の部分軌道設定部250、操作部260、軌道出力部270を備えている。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
レーン情報取得部220は、自車両が走行する走行レーンを区画する白線形状を含むレーン情報を取得する。具体的には、レーン情報取得部220は、自車両の走行方向前方を撮像するカメラ210から出力される前方画像をレーン情報として取得する。自車両の前部中央であって路面からh(例えば50cm)の高さの位置にカメラ210が設置されているものとすると、このカメラ位置から路面を見下ろした前方画像がカメラ210から出力される。レーン情報取得部220は、この前方画像をレーン情報として取得した後、この前方画像に対して視点変換処理を行うことにより、自車両前方の路面を上空から見下ろした平面画像に変換する。
The lane
部分形状抽出部230は、レーン情報取得部220によって取得したレーン情報に基づいて、具体的には、取得した前方画像に対して視点変換処理が行われた後の平面画像に基づいて、走行レーンを区画する白線形状に含まれる円弧形状とその前あるいは後に存在する直線形状を抽出する。例えば、最近の設計による道路についてカーブとその前後の道路形状に着目すると、カーブ部分が円弧形状を有し、その前後の少し離れた位置において直線形状となり、これら円弧形状と直線形状の間がクロソイド曲線形状となっている場合が多い。ここで、「クロソイド曲線」は、車両の速度を一定にした状態でハンドルを一定の角速度で回したときに描かれる車両の走行軌跡に対応している。
The partial
なお、自然の地形を利用した道路などでは、必ずしもクロソイド曲線部分が含まれているわけではない。また、本実施形態では、走行経路として設定された道路(走行レーン)の形状としてクロソイド曲線部分が含まれることは必ずしも必要ではない。 It should be noted that roads that utilize natural terrain do not necessarily include the clothoid curve portion. Further, in the present embodiment, it is not always necessary that the clothoid curved portion is included as the shape of the road (traveling lane) set as the traveling route.
第1の部分軌道設定部240は、部分形状抽出部230によって抽出された円弧形状と同一の円心を有するとともに、円弧形状の第1の部分軌道を設定する。また、第2の部分軌道設定部250は、一方の端部が第1の部分軌道(円弧形状)の端部において同じ傾きとなり、他方の端部が走行レーン内において、部分形状抽出部230によって抽出された直線形状と平行となるように、第1の部分軌道の端部に接続されるクロソイド曲線形状を有する第2の部分軌道を設定する。
The first partial
図3は、第1および第2の部分軌道を含む軌道の説明図である。図3において、Sは走行レーン、W1はこの走行レーンSの左端を区画する白線を、W2はこの走行レーンSの右端を区画する白線を、Rは自車両がこれから走行しようとしている軌道をそれぞれ示している。 FIG. 3 is an explanatory diagram of an orbit including the first and second partial orbits. In FIG. 3, S is a traveling lane, W1 is a white line dividing the left end of the traveling lane S, W2 is a white line dividing the right end of the traveling lane S, and R is a track on which the own vehicle is about to travel. Shown.
一方の白線W1には、円弧形状部分W13と、直線形状部分W11と、これらを間をつなぐ部分W12とが含まれる。また、他方の白線W2には、円弧形状部分W23と、直線形状部分W21と、これらを間をつなぐ部分W22とが含まれる。 On the other hand, the white line W1 includes an arc-shaped portion W13, a linear-shaped portion W11, and a portion W12 connecting them. The other white line W2 includes an arc-shaped portion W23, a linear-shaped portion W21, and a portion W22 connecting them.
第1の部分軌道設定部240は、2つの円弧形状部分W13、W23と同一の円心Oを有するとともに、これら2つの円弧形状部分W13、W23に挟まれた領域に存在する円弧形状部分R3からなる第1の部分軌道を設定する。
The first partial
また、第2の部分軌道設定部250は、一方の端部が第1の部分軌道としての円弧形状部分R3の端部においてこの円弧形状部分R3と同じ傾きとなり、他方の端部が走行レーン内において上述した直線形状部分W11、W21と平行となるように、円弧形状部分R3の端部に接続されるクロソイド曲線形状部分R2からなる第2の部分軌道を設定する。この第2の部分軌道の他方の端部には、直線形状部分R1からなる部分軌道が配置されている。
Further, in the second partial
ところで、上述した円弧形状部分R3の端部位置P1(図3)は、円心Oからこの端部位置P1までの距離や、周方向の位置を変更することにより、設定可能な位置が無数に存在する。同様に、上述したクロソイド曲線形状部分R2の端部位置P2(図3)も、直線形状部分R1の道路幅方向の位置を変更することにより、設定可能な位置が無数に存在する。そこで、本実施形態では、操作部260を用いた利用者の指示に応じて、これらの位置を設定するようになっている。
By the way, the end position P1 (FIG. 3) of the arc-shaped portion R3 described above can be set to an infinite number of positions by changing the distance from the center O to the end position P1 and the position in the circumferential direction. exist. Similarly, the end position P2 (FIG. 3) of the clothoid curve-shaped portion R2 described above also has innumerable positions that can be set by changing the position of the linear shape portion R1 in the road width direction. Therefore, in the present embodiment, these positions are set according to the instruction of the user using the
例えば、走行レーンの中央位置を基準にしたときに、直線形状部分R1が外側(円心Oと反対側)に、円弧形状部分R3が内側(円心O側)にある場合を「アウト−イン」、反対に、直線形状部分R1が内側(円心O側)に、円弧形状部分R3が外側(円心Oと反対側)にある場合を「イン−アウト」と表現するものとする。利用者は、操作部260を操作することにより、「アウト−イン」と「イン−アウト」のいずれか一方を選択することができる。このような場合に、「アウト−イン」と「イン−アウト」のそれぞれに対応して、上述した端部位置P1、P2(図3)が一意に決まるようにしておけばよい。例えば、「アウト」に対応する端部位置P1、P2を道路幅方向に沿って内側から3/5の位置に、「イン」に対応する端部位置P1、P2を道路幅方向に沿って内側から2/5の位置に設定するとともに、端部位置P1を円弧形状部分W13、W23の開始位置からα(例えば10°)ずれた位置に設定する。このように利用者の指示に応じた設定を行うことにより、走行時の利用者の好みを反映させることができる。
For example, when the linear portion R1 is on the outside (opposite to the center O) and the arcuate portion R3 is on the inside (opposite the center O) when the center position of the traveling lane is used as a reference, "out-in" is performed. On the contrary, the case where the linear portion R1 is on the inside (on the side of the circle center O) and the arc-shaped portion R3 is on the outside (on the side opposite to the circle center O) is expressed as "in-out". The user can select either "out-in" or "in-out" by operating the
なお、上述した「アウト−イン」と「イン−アウト」は分かりやすい例を示したものであって、それ以外に「アウト−アウト」や「イン−イン」を選択肢に加えたり、「アウト−イン」においてさらに複数種類に再分類したりしてもよい。あるいは、「アウト−イン」の場合を「コーナーを攻める」という名称に置き換えるなどして選択肢の内容が利用者に理解しやすいようにした上で、利用者に選択させるようにしてもよい。 The above-mentioned "out-in" and "in-out" are easy-to-understand examples, and other than that, "out-out" and "in-in" can be added to the options, and "out-out" can be added. In "in", it may be reclassified into a plurality of types. Alternatively, the case of "out-in" may be replaced with the name "attack a corner" to make it easier for the user to understand the contents of the options, and then the user may be allowed to make a selection.
軌道出力部270は、図3に示す直線形状部分R1、クロソイド曲線形状部分R2(第2の部分軌道)、円弧形状部分R3(第1の部分軌道)を、自車両が走行する軌道として、自動運転装置300に向けて出力する。
The
上述したレーン情報取得部220がレーン情報取得手段に、部分形状抽出部230が部分形状抽出手段に、第1の部分軌道設定部240が第1の部分軌道設定手段に、第2の部分軌道設定部250が第2の部分軌道設定手段に、操作部260が操作手段にそれぞれ対応する。
The lane
本実施形態の車載システムおよび軌道設定装置200はこのような構成を有しており、次に、軌道設定の詳細動作について説明する。
The vehicle-mounted system and the
図4は、軌道設定装置200によって軌道設定を行う動作手順を示す流れ図である。カメラ210によって自車両の走行方向前方が撮像されて前方画像が出力されると、レーン情報取得部220は、この前方画像をレーン情報として取得し(ステップ100)、平面画像に変換する(ステップ102)。
FIG. 4 is a flow chart showing an operation procedure for setting the track by the
次に、部分形状抽出部230は、変換後の平面画像に含まれる白線W1、W2(図3)を抽出した後(ステップ104)、これら白線W1、W2のそれぞれについて、例えば最小二乗法を用いて、直線とみなせる範囲を特定することにより、直線形状部分W11、W21を抽出する(ステップ106)。また、部分形状抽出部230は、抽出済みの直線形状部分W11、W21を除いた白線W1、W2のそれぞれについて、例えば最小二乗法を用いて、円弧とみなせる範囲を特定することにより、円弧形状部分W13、W23を抽出する(ステップ108)。
Next, the partial
次に、第1の部分軌道設定部240は、操作部260を用いた利用者の指示に応じて、円弧形状部分R3(図3)からなる第1の部分軌道を設定する(ステップ110)。また、第2の部分軌道設定部250は、第1の部分軌道の一方端に接続されるクロソイド形状部分R2(図3)からなる第2の部分軌道を設定する(ステップ112)。その後、軌道出力部270は、直線形状部分R1、クロソイド曲線形状部分R2、円弧形状部分R3からなる軌道を自動運転装置300に向けて出力する(ステップ114)。
Next, the first partial
このようにして、カメラ210によって撮像された前方画像を用いた一連の軌道設定動作が終了する。この軌道設定動作は、前方画像が撮像される毎、あるいは、所定の時間間隔で繰り返される。
In this way, a series of trajectory setting operations using the front image captured by the
次に、ステップ112において第2の部分軌道設定部250によって行われるクロソイド形状部分R2の算出動作について説明する。
Next, the calculation operation of the clothoid-shaped portion R2 performed by the second partial
クロソイド曲線の始点(図3ではP2)を座標原点とし、x軸をこの座標原点におけるクロソイド曲線の接線方向にとると、無次元化された座標(x,y)は、以下の(K−1)式で表される。 When the start point of the clothoid curve (P2 in FIG. 3) is set as the coordinate origin and the x-axis is taken in the tangential direction of the clothoid curve at this coordinate origin, the dimensionless coordinates (x, y) are as follows (K-1). ) Is expressed by the formula.
但し、比(yl/xl)が決まっても、実際の軌道は、スケールファクAによって無数に存在することになる。例えば、図5において、2つのクロソイド曲線C1、C2は同じ比(yl/xl)を有するが、それぞれの始点K1、K2は異なっている。しかし、本実施形態では、第2の部分軌道設定部250は、操作部260を用いた利用者の指示に応じて直線形状部分R1の道路幅方向の位置を設定することにより、クロソイド曲線の始点位置を決定することができる。
However, even if the ratio (y l / x l ) is determined, the actual orbits will exist innumerably due to the scale fact A. For example, in FIG. 5, the two clothoid curves C1 and C2 have the same ratio (y l / x l ), but their starting points K1 and K2 are different. However, in the present embodiment, the second partial
なお、上述した説明では、(K−4)式を用いて比(yl/xl)を計算する場合について説明したが、例えば、スケールファクタA=1としたときの複数のθ(=l(エル))の値についてx0、y0、RA、mlなどや(yl/xl)の値をあらかじめ計算した結果をテーブルの形式で格納しておいて、このテーブルを用いることにより、ステップ110において設定した円弧形状部分R3に対応する比(yl/xl)を特定するようにしてもよい。 In the above description, the case where the ratio (y l / x l ) is calculated using the equation (K-4) has been described. For example, when the scale factor A = 1, a plurality of θ (= l) are described. (L)) values x 0 , y 0 , RA , ml, etc. and the results of pre-calculating the values of (y l / x l ) are stored in the form of a table, and this table is used. Therefore, the ratio (y l / x l ) corresponding to the arc-shaped portion R3 set in step 110 may be specified.
このように、本実施形態の軌道設定装置200では、カーブを有する走行レーンを走行するときの移動軌道を設定する際に、カーブに対応する第1の部分軌道の半径方向の位置を走行レーン内で自由に設定することができるため、自車両がカーブを通過する際の位置の自由度を大きくすることが可能となる。
As described above, in the
また、利用者の指示に応じて第1の部分軌道の半径や第2の部分軌道側の端部位置などを設定することにより、自車両がカーブを走行する際の最内径側の軌道の位置や、直線状の軌道から離脱してカーブへの進入を開始する位置を、利用者の指示に応じて設定することができ、利用者の好みを反映した軌道の設定が可能となる。 In addition, by setting the radius of the first partial track and the end position on the second partial track side according to the user's instruction, the position of the track on the innermost inner diameter side when the own vehicle travels on a curve. Alternatively, the position at which the vehicle departs from the straight track and starts entering the curve can be set according to the user's instruction, and the track can be set to reflect the user's preference.
また、カメラによる撮像で得られた前方画像に基づいて、走行レーンを区画する白線に含まれる円弧形状や直線形状を抽出することにより、走行レーン上に存在する実際のカーブ形状に対応した軌道の設定が可能となる。 In addition, by extracting the arc shape and the straight line shape included in the white line that divides the traveling lane based on the front image obtained by the image taken by the camera, the trajectory corresponding to the actual curve shape existing on the traveling lane is obtained. It can be set.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、利用者の指示に応じて、円弧形状部分R3の端部位置P1やクロソイド曲線形状部分R2の端部位置P2を設定するようにしたが、軌道設定装置200が一定の設定基準に従って自動的に設定するようにしてもよい。例えば、自車両の速度が基準速度よりも遅い場合には走行レーンの中央よりに軌道を設定し、速い場合には「アウト−イン」の軌道を設定したり、歩道の有無や都市部か否か等に応じて(これらの判断は、カメラ210による撮像によって得られる前方画像やナビゲーション装置100から取得する情報等に基づいて行うことができる)、路肩から遠ざかるように円弧形状部分や直線形状部分を含む軌道を設定したりする場合などが考えられる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. In the above-described embodiment, the end position P1 of the arc-shaped portion R3 and the end position P2 of the clothoid curved portion R2 are set according to the instruction of the user, but the
また、上述した実施形態では、自車両が走行する軌道に沿ってカーブに進入する場合を想定したが、カーブから脱出する場合についても同様に考えることができる。この場合には、直線形状部分と円弧形状部分の順番が反対になるだけであり、円弧形状の終点側にクロソイド形状部分を配置すればよい。 Further, in the above-described embodiment, the case of entering the curve along the track on which the own vehicle travels is assumed, but the case of escaping from the curve can also be considered in the same manner. In this case, the order of the linear shape portion and the arc shape portion is only reversed, and the clothoid shape portion may be arranged on the end point side of the arc shape.
また、上述した実施形態では、車両に搭載される場合について説明したが、車道あるいは歩道を走行する電動車イス等において軌道を設定する場合など、車両以外の移動体の軌道を設定する場合について本発明を適用してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the vehicle is mounted on a vehicle has been described. The invention may be applied.
上述したように、本発明によれば、カーブを有するレーンを移動する際の移動軌道を設定する際に、カーブに対応する第1の部分軌道の半径方向の位置をレーン内で自由に設定することができるため、移動体がカーブを通過する際の位置の自由度を大きくすることが可能となる。 As described above, according to the present invention, when setting a moving trajectory when moving a lane having a curve, the radial position of the first partial orbit corresponding to the curve is freely set in the lane. Therefore, it is possible to increase the degree of freedom of the position when the moving body passes through the curve.
100 ナビゲーション装置
200 軌道設定装置
210 カメラ
220 レーン情報取得部
230 部分形状抽出部
240 第1の部分軌道設定部
250 第2の部分軌道設定部
260 操作部
270 軌道出力部
300 自動運転装置
100
Claims (4)
前記レーン情報に基づいて、前記白線形状に含まれる円弧形状とその前あるいは後に存在する直線形状を抽出する部分形状抽出手段と、
前記円弧形状と同一の円心を有するとともに、前記円弧形状に対応する前記レーン内に存在する円弧形状からなる第1の部分軌道を設定する第1の部分軌道設定手段と、
一方の端部が前記第1の部分軌道の端部において同じ傾きとなり、他方の端部が前記レーン内において前記直線形状と平行となるように、前記第1の部分軌道の端部に接続されるクロソイド曲線形状を有する第2の部分軌道を設定する第2の部分軌道設定手段と、
前記レーンに沿って移動体が移動する際の前記レーン内の移動軌道について、利用者の指示に応じて利用者の好みを入力する操作手段と、
を備え、前記第1の部分軌道設定手段は、前記操作手段による入力内容に応じて、前記第1の部分軌道の半径および/または前記第2の部分軌道側の端部位置を設定し、前記第2の部分軌道側の端部位置は、前記レーンの中央位置を挟んで前記円心側および前記円心の反対側の中で設定され、前記第2の部分軌道設定手段は、前記操作手段による入力内容に応じて、前記第2の部分軌道の前記他方の端部の位置を、前記レーンの中央位置を挟んで前記円心側および前記円心の反対側の中で設定することを特徴とする移動体の軌道設定装置。 A lane information acquisition means for acquiring lane information including a white line shape that divides a lane in which a moving body moves, and a lane information acquisition means.
A partial shape extracting means for extracting an arc shape included in the white line shape and a linear shape existing before or after the arc shape based on the lane information.
A first partial orbit setting means for setting a first partial orbit having the same circular center as the arc shape and having an arc shape existing in the lane corresponding to the arc shape.
One end is connected to the end of the first partial orbit so that it has the same slope at the end of the first partial orbit and the other end is parallel to the linear shape in the lane. A second partial orbit setting means for setting a second partial orbit having a clothoid curve shape,
An operating means for inputting a user's preference in response to a user's instruction regarding a moving trajectory in the lane when the moving body moves along the lane.
Wherein the first portion trajectory setting means, in accordance with the input content by the operation means, setting the end position of the radius and / or the second part track side of said first portion trajectory, wherein end position of the second part track side is set in the opposite side of the circle center side and the center of circle across the center of the lane, the second portion trajectory setting means, said operation means The position of the other end of the second partial orbit is set on the concentric side and the opposite side of the concentric with the central position of the lane in between, according to the input content by. Orbit setting device for moving objects.
前記部分形状抽出手段は、前記カメラによって撮像された画像の中から前記円弧形状と前記直線形状を抽出することを特徴とする請求項1に記載の移動体の軌道設定装置。 The lane information acquisition means includes a camera that captures an image of the front of the moving body in the moving direction.
The orbit setting device for a moving body according to claim 1, wherein the partial shape extracting means extracts the arc shape and the linear shape from an image captured by the camera.
前記レーン情報に基づいて、前記白線形状に含まれる円弧形状とその前あるいは後に存在する直線形状を部分形状抽出手段によって抽出するステップと、
前記レーンの左右を区画する2つの前記円弧形状と同一の円心を有するとともに、これら2つの前記円弧形状の一方の半径よりも大きく他方の半径よりも小さい半径を有し、これら2つの前記円弧形状に挟まれる領域に存在する円弧形状からなる第1の部分軌道を第1の部分軌道設定手段によって設定するステップと、
一方の端部が前記第1の部分軌道の端部において同じ傾きとなり、他方の端部が前記直線形状と平行となるように、前記第1の部分軌道の端部に接続されるクロソイド曲線形状を有する第2の部分軌道を第2の部分軌道設定手段によって設定するステップと、
前記レーンに沿って移動体が移動する際の前記レーン内の移動軌道について、利用者の指示に応じて利用者の好みを操作手段によって入力するステップと、
を有し、前記第1の部分軌道設定手段は、前記操作手段による入力内容に応じて、前記第1の部分軌道の半径および/または前記第2の部分軌道側の端部位置を設定し、前記第2の部分軌道側の端部位置は、前記レーンの中央位置を挟んで前記円心側および前記円心の反対側の中で設定され、前記第2の部分軌道設定手段は、前記操作手段による入力内容に応じて、前記第2の部分軌道の前記他方の端部の位置を、前記レーンの中央位置を挟んで前記円心側および前記円心の反対側の中で設定していることを特徴とする移動体の軌道設定方法。 A step of acquiring lane information including a white line shape that divides the left and right of the lane in which the moving body moves by the lane information acquisition means, and
Based on the lane information, a step of extracting the arc shape included in the white line shape and the linear shape existing before or after the arc shape by the partial shape extraction means, and
It has the same circular center as the two arc shapes that partition the left and right sides of the lane, and has a radius that is larger than the radius of one of the two arc shapes and smaller than the radius of the other, and these two arcs. A step of setting a first partial orbit consisting of an arc shape existing in a region sandwiched between shapes by a first partial orbit setting means, and
A clothoid curve shape connected to the end of the first partial orbit so that one end has the same inclination at the end of the first partial orbit and the other end is parallel to the linear shape. The step of setting the second partial orbit with the second partial orbit setting means, and
A step of inputting a user's preference by an operating means according to a user's instruction regarding a moving trajectory in the lane when the moving body moves along the lane.
Has the first portion trajectory setting means, in accordance with the input content by the operation means, setting the end position of the radius and / or the second part track side of said first portion trajectory, the end position of the second part track side is set in the opposite side of the circle center side and the center of circle across the center of the lane, the second portion trajectory setting means, the operation The position of the other end of the second partial orbit is set on the concentric side and the opposite side of the concentric with the central position of the lane in between, depending on the input content by the means. A method of setting the trajectory of a moving body, which is characterized in that.
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