JP6930368B2 - Vehicle control unit - Google Patents
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Description
本発明は自車両の走行車線を検出する機能を備える車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device having a function of detecting a traveling lane of the own vehicle.
特許文献1には、自車両が走行している車線の区切りを検出する技術が記載されている。具体的に、特許文献1に記載の車線の区切り検出方法では、車両側方に設置された側方車載カメラと、車両前方に設置された前方車載カメラとのそれぞれから、自車両周辺の画像を取得する。そして側方車載カメラによる画像から、自車両の側方に存在する車線の区切りを検出し、前方車載カメラによる画像から、自車両前方に存在する車線の区切りを検出する。更に、自車両前方の車線の区切りの位置を、側方車載カメラと前方車載カメラとの撮影タイミングの時間差と、走行速度に基づいて修正する。そして、修正した自車両前方の車線の区切りの位置と、自車両側方の車線の区切りの位置とを照合して、両者が整合する場合に、側方の車線の区切りの位置の検出結果を車線の検出結果として出力する。 Patent Document 1 describes a technique for detecting a break in the lane in which the own vehicle is traveling. Specifically, in the lane division detection method described in Patent Document 1, an image of the vicinity of the own vehicle is obtained from each of the side in-vehicle camera installed on the side of the vehicle and the front in-vehicle camera installed in front of the vehicle. get. Then, the lane division existing on the side of the own vehicle is detected from the image taken by the side in-vehicle camera, and the lane division existing in front of the own vehicle is detected from the image taken by the front in-vehicle camera. Further, the position of the lane division in front of the own vehicle is corrected based on the time difference in the shooting timing between the side in-vehicle camera and the front in-vehicle camera and the traveling speed. Then, the corrected lane dividing position in front of the own vehicle is collated with the lane dividing position on the side of the own vehicle, and when the two match, the detection result of the lane dividing position on the side is obtained. Output as a lane detection result.
前方車載カメラによる画像認識精度は、車両走行中の逆光等の環境要因によって大きく低下する場合がある。このような場合、特許文献1に記載の前方車載カメラの画像を用いた車線の検出方法では、車線を検出することができなくなる。そして車線を検出できない状況下では、車両の自動運転を継続することは困難となる。自動運転による走行が困難となった場合、速やかにドライバに運転交代を促し、手動運転に切り替える必要がある。しかし自動運転状態では、ドライバの運転操作への意識が低下している状態となっていることが予想され、自動運転から手動運転に切り替えるハンドオーバーには、ある程度の時間を要すると考えられる。従って、前方車載カメラによる画像認識精度が低下する場合でも、自動運転によって、より長い時間、走行車線内で自動走行を続けることを可能とする手段の開発が望まれる。 The image recognition accuracy of the front in-vehicle camera may be significantly reduced due to environmental factors such as backlight while the vehicle is running. In such a case, the lane detection method using the image of the front vehicle-mounted camera described in Patent Document 1 cannot detect the lane. Then, in a situation where the lane cannot be detected, it becomes difficult to continue the automatic driving of the vehicle. When it becomes difficult to drive by automatic driving, it is necessary to promptly prompt the driver to change driving and switch to manual driving. However, in the automatic driving state, it is expected that the driver's awareness of the driving operation is lowered, and it is considered that a certain amount of time is required for the handover to switch from the automatic driving to the manual driving. Therefore, it is desired to develop a means capable of continuing automatic driving in the traveling lane for a longer period of time by automatic driving even when the image recognition accuracy by the front in-vehicle camera is lowered.
これについて、前方車載カメラが逆光による影響を受け、画像認識精度が低下した場合、側方車載カメラの一方のみを用いた車線の検出により自動走行を維持することも考えられる。しかし側方車載カメラのみでの車線の認識精度は低く、ドライバへの運転交代までの比較的長い時間を維持するための方法としては十分なものではない。 Regarding this, when the front in-vehicle camera is affected by the backlight and the image recognition accuracy is lowered, it is conceivable to maintain the automatic driving by detecting the lane using only one of the side in-vehicle cameras. However, the lane recognition accuracy is low only by the side in-vehicle camera, and it is not sufficient as a method for maintaining a relatively long time until the driver changes driving.
本発明は、以上の課題を解決することを目的として、車両の自動運転時に、前方カメラによる画像認識が難しい場合にも、確実に走行車線内で自動走行を維持できるように改良された車両制御装置を提供するものである。 An object of the present invention is to solve the above problems, and to solve the above problems, the vehicle control is improved so that the automatic driving can be reliably maintained in the traveling lane even when the image recognition by the front camera is difficult during the automatic driving of the vehicle. It provides a device.
本発明の車両制御装置は、上記課題を解決することを目的として、以下のように構成されている。即ち、車両制御装置は、車両の前方の画像を取得する前方カメラと、車両の左右それぞれの画像を取得するサイドカメラと、を備え、前方カメラ及びサイドカメラによる画像を解析して、走行車線を検出し、検出された走行車線内の車両の相対位置を算出可能に構成されている。また、車両の前方に搭載されたカメラの認識精度の低下が検出された場合には、前方カメラの画像取得を停止して、サイドカメラによる画像のみを解析して、走行車線内の車両の相対位置を検出し、車両に搭載されたレーザーレーダにより周辺の道路構造物と該道路構造物までの距離とを検出して、地図情報との照合により、車両の位置を算出する。そしてレーザーレーダを用いて算出された車両の位置に応じて、サイドカメラの画像の解析により算出された車両の相対位置を補正する。 The vehicle control device of the present invention is configured as follows for the purpose of solving the above problems. That is, the vehicle control device includes a front camera that acquires an image of the front of the vehicle and side cameras that acquire images of the left and right sides of the vehicle, and analyzes the images taken by the front camera and the side cameras to determine the traveling lane. It is configured so that it can be detected and the relative position of the vehicle in the detected traveling lane can be calculated. In addition, when a decrease in recognition accuracy of the camera mounted in front of the vehicle is detected, the image acquisition of the front camera is stopped, only the image taken by the side camera is analyzed, and the relative of the vehicle in the traveling lane is analyzed. The position is detected, the surrounding road structure and the distance to the road structure are detected by a laser radar mounted on the vehicle, and the position of the vehicle is calculated by collating with the map information. Then, the relative position of the vehicle calculated by analyzing the image of the side camera is corrected according to the position of the vehicle calculated by using the laser radar.
前方カメラによる認識精度が低下した場合には、レーザーレーダにより周辺の構造物を特定され地図情報との照合が行われる。これにより、前方カメラの認識精度が低下している状態においても、車両前後方向の車両の位置についても高い信頼性を確保して、確実に走行車線に対する車両の相対位置を検出することができる。 When the recognition accuracy by the front camera deteriorates, the surrounding structures are identified by the laser radar and collated with the map information. As a result, even when the recognition accuracy of the front camera is lowered, high reliability can be ensured for the position of the vehicle in the front-rear direction of the vehicle, and the relative position of the vehicle with respect to the traveling lane can be reliably detected.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals to simplify or omit the description.
図1は、本実施の形態における車両と、車載カメラの撮影範囲と、レーザーレーダによる構造物等の認識可能なエリアについて説明するための図である。本実施の形態において車両10の前方、左側方、及び、右側方には、それぞれ、前方カメラ1、左サイドカメラ2、及び、右サイドカメラ3が搭載されている。前方カメラ1、左サイドカメラ2、及び、右サイドカメラ3により、それぞれ、車両10の前方、左側方、及び、右側方の画像が取得される。図1における撮影範囲A、B、及び、Cは、それぞれ前方カメラ1、左サイドカメラ2、及び、右サイドカメラ3によって取得可能な画像範囲を図1の平面上に投影した範囲である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a vehicle according to the present embodiment, a shooting range of an in-vehicle camera, and a recognizable area such as a structure by a laser radar. In the present embodiment, the front camera 1, the left side camera 2, and the
図示を省略するが、車両10の前方、左側方、右側方、後方のそれぞれには、レーザーレーダ(即ち、LIDAR(Light Detection and Ranging 又は Laser Imaging Detection and Ranging))が搭載されている。レーザーレーダは、レーザー照射に対する散乱光を測定することで、対象物までの距離や対象の形状を分析するものである。車両10に搭載された前方、左右側方、後方のレーザーレーダにより、車両10の前方、左右側方、後方にある、ガードレール、樹木、信号等の道路構造物の形状や相対位置等が特定される。図1に示した認識エリアD、E、F、及び、Gのそれぞれは、前方、左側方、後方、及び、右側方のレーザーレーダそれぞれにより認識可能な範囲を、図1平面上に投影した範囲である。なお、前方、左側方、及び、右側方の認識エリアD、E、及び、Gのそれぞれは、前方カメラ1、左サイドカメラ2、及び、右サイドカメラ3それぞれによる撮影範囲A、B、及び、Cよりも広範囲である。
Although not shown, laser radars (that is, LIDAR (Light Detection and Ranging or Laser Imaging Detection and Ranging)) are mounted on the front, left side, right side, and rear of the vehicle 10. The laser radar analyzes the distance to the object and the shape of the object by measuring the scattered light with respect to the laser irradiation. The front, left, right, and rear laser radars mounted on the vehicle 10 identify the shape and relative position of road structures such as guardrails, trees, and traffic lights in front, left, right, and rear of the vehicle 10. NS. Each of the recognition areas D, E, F, and G shown in FIG. 1 is a range projected on the plane of FIG. 1 by projecting a range recognizable by each of the front, left, rear, and right laser radars. Is. The front, left, and right recognition areas D, E, and G are the shooting ranges A, B, and the shooting ranges A, B, and each of the front camera 1, the left side camera 2, and the
本実施の形態において、車両10には車両制御装置としてのECU20が搭載されている。ECU20は、車両10に搭載された種々のアクチュエータと電気的に接続されている。ECU20は、自動運転機能に従った内容の制御信号を各アクチュエータに出力することで、車両10の加減速や操舵を制御して、車両10の自動走行を実行する機能を有している。また、ECU20は、自動運転を停止して、ドライバによる入力された運転操作等に従った内容の制御信号を各アクチュエータに出力することで、車両10の加減速や操舵を制御する機能も有している。
In the present embodiment, the vehicle 10 is equipped with an
更に、ECU20は、前方カメラ1の画像認識精度が正常である場合に、前方カメラ1により車両前方の画像を取得して分析すると共に、左右のサイドカメラ2、3からの画像を取得して分析する。これにより車両10の左右側方に存在する白線等の車線の区切りの位置を検出して走行車線を検出する機能を有している。ECU20は、自動運転中、検出された走行車線情報に基づいて、車両10が走行車線内を走行するように自動走行を制御する。
Further, when the image recognition accuracy of the front camera 1 is normal, the
ここで、左右のサイドカメラ2、3の画像中の白線等は大きく移動しやすいため、サイドカメラ2、3のみによる白線等の追跡は困難である。また、左右のサイドカメラ2、3の画像には白線等と並行に路面の継ぎ目等が写る事があるため、左右のサイドカメラ2、3の画像のみによる白線等の検出精度は高くない。このため、本実施の形態においてECU20は、走行車線の検出に際して、前方カメラ1の画像と左右のサイドカメラ2、3の画像との両者を用いて白線等を特定するように構成されている。
Here, since the white lines and the like in the images of the left and
また、ECU20は、逆光等の要因によって前方カメラ1の画像認識精度が低下した場合、即ち、前方カメラ1の不調が検出された場合には、前方カメラ1の画像取得を停止して、左右のサイドカメラ2、3から画像を取得して分析することで白線等を検出する。そして前方、左右側方、及び、後方のレーザーレーダからのデータを取得して分析することで、走行中の車両10の相対位置を確認し、左右サイドカメラ2、3により取得された白線等に対する車両10の相対位置を補正する制御を実行する。以下、具体的に説明する。
Further, when the image recognition accuracy of the front camera 1 is lowered due to a factor such as backlight, that is, when a malfunction of the front camera 1 is detected, the
図2は、ECU20が有する機能のうち、前方カメラ1の不調が検出された際の走行車線検出の機能について説明するためのブロック図である。図示されるように、ECU20には、前方カメラ1、左サイドカメラ2、右サイドカメラ3、前方レーザーレーダ4、左側方レーザーレーダ5、右側方レーザーレーダ6、及び、後方レーザーレーダ7が接続されている。
FIG. 2 is a block diagram for explaining a function of detecting a traveling lane when a malfunction of the front camera 1 is detected among the functions of the
側方画像検出部22は、左サイドカメラ2及び右サイドカメラ3により、車両10の左右側方の画像を取得すると共に、取得した画像を解析して、白線等を検出し、これにより走行車線内の車両10の相対位置を算出する。
The side
前方カメラ1の不調が検出された場合、レーザーレーダ情報検出部24は、前方レーザーレーダ4、左側方レーザーレーダ5、右側方レーザーレーダ6、及び、後方レーザーレーダ7により、車両10周辺の道路構造物の形状と位置情報を取得する。
When a malfunction of the front camera 1 is detected, the laser radar
照合部26は、地図データベース8から、車両10の現在位置周辺の道路構造物の情報を取得して、取得した情報と、レーザーレーダ情報検出部24により取得された道路構造物の形状及び位置情報とを照合することで、車両10の地図データ上における位置を特定し、車両前後方向における車両10の位置を算出する。なお、レーザーレーダによる道路構造物の情報取得と照合部26における照合、即ち、ローカライズは、正常時のローカライズでは利用しないような道路構造物等も積極的に利用することで、普段以上の頻度で行い、その頻度を担保することとする。
The
自車位置補正部28は、側方画像検出部22により取得された走行車線内の車両10の相対位置を、照合部26により算出された車両10の位置に基づいて補正する。即ち、レーザーレーダを用いた照合により車両10の前後方向の位置は正しく特定されるため、これに基づいて、両サイドカメラ2、3の画像解析により算出された走行車線に対する車両の相対位置を正しく補正する。
The own vehicle
出力部30は、自車位置補正部28により補正された車両10の位置に基づいて、車両10に対する加減速度及び操舵力を演算し、各アクチュエータ32に対して、その演算結果に基づく信号を出力する。これにより車両10は確実に走行車線内に位置するように制御される。
The
以上説明したように、本実施の形態によれば、前方カメラ1の画像認識精度が低下した場合にも、レーザーレーダ4〜7による位置情報に基づいて、左右のサイドカメラ2、3の画像により取得された相対位置が補正される。これにより、前方カメラ1の画像なしでも、車両10の前後方向の位置を正確に特定することができるため、左右のサイドカメラ2、3による画像のずれを補正して、正しく走行車線内の車両10の相対位置を特定することができる。これにより、前方カメラ1の画像が利用できない場合にも、車両10の自動走行を維持することができる。
As described above, according to the present embodiment, even when the image recognition accuracy of the front camera 1 is lowered, the images of the left and
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。 It should be noted that when the number, quantity, quantity, range, etc. of each element is referred to in the above-described embodiment, the reference is made except when explicitly stated or when the number is clearly specified in principle. The invention is not limited in number. Further, the structure and the like described in this embodiment are not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified or clearly specified in principle.
1 前方カメラ
2 左サイドカメラ
3 右サイドカメラ
4 前方レーザーレーダ
5 左側方レーザーレーダ
6 右側方レーザーレーダ
7 後方レーザーレーダ
8 地図データベース
10 車両
22 側方画像検出部
24 レーザーレーダ情報検出部
26 照合部
28 自車位置補正部
30 出力部
32 各アクチュエータ
1 Front camera 2
Claims (1)
前記車両の前方に設置されたカメラの認識精度の低下が検出された場合、
前記前方カメラの画像取得を停止して、前記サイドカメラによる画像のみを解析して、前記走行車線内の前記車両の相対位置を検出し、
前記車両に搭載されたレーザーレーダにより前記車両の周辺の道路構造物と該道路構造物までの距離とを検出して、地図情報との照合により、前記車両の位置を算出し、
前記レーザーレーダを用いて算出された前記車両の位置に応じて、前記サイドカメラの画像の解析により算出された前記車両の相対位置を補正する、
ように構成されたことを特徴とする車両制御装置。 A front camera that acquires an image of the front of the vehicle and a side camera that acquires images of the left and right sides of the vehicle are provided, and images taken by the front camera and the side cameras are analyzed to detect and detect a traveling lane. A vehicle control device capable of calculating the relative position of the vehicle in the traveling lane.
When a decrease in recognition accuracy of the camera installed in front of the vehicle is detected,
The image acquisition of the front camera is stopped, only the image taken by the side camera is analyzed, and the relative position of the vehicle in the traveling lane is detected.
The laser radar mounted on the vehicle detects the road structure around the vehicle and the distance to the road structure, and the position of the vehicle is calculated by collating with the map information.
The relative position of the vehicle calculated by analyzing the image of the side camera is corrected according to the position of the vehicle calculated by using the laser radar.
A vehicle control device characterized in that it is configured as such.
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