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JPH0510685B2 - - Google Patents
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JPH0510685B2 - - Google Patents

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JPH0510685B2
JPH0510685B2 JP60283853A JP28385385A JPH0510685B2 JP H0510685 B2 JPH0510685 B2 JP H0510685B2 JP 60283853 A JP60283853 A JP 60283853A JP 28385385 A JP28385385 A JP 28385385A JP H0510685 B2 JPH0510685 B2 JP H0510685B2
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JP
Japan
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image
unmanned vehicle
travel
data
area
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Application number
JP60283853A
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Japanese (ja)
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JPS62241012A (en
Inventor
Kohei Nozaki
Akyoshi Ito
Eisaku Takinami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
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Publication date
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Priority to JP60283853A priority Critical patent/JPS62241012A/en
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 (産業上の利用分野) この発明は画像式無人車の操舵制御装置に係
り、詳しくは無人車の走行経路を指示する走行ラ
インを無人車に備えた撮像装置で撮り、その撮像
装置で撮つた走行ラインの画像を画像処理して決
定した走行経路を沿つて走行させる際の安全装置
に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] Purpose of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to an image-based steering control device for an unmanned vehicle, and more specifically, it relates to an image-based steering control device for an unmanned vehicle. The present invention relates to a safety device for driving along a travel route determined by image processing of an image of a travel line taken by an imaging device.

(従来技術) 近年、無人車の走行経路を指示する走行ライン
を無人車に備えた撮像装置で撮り、その撮像装置
で撮つた走行ラインの画像を画像処理して決定し
た走行経路に沿つて走行させる画像式無人車が提
案されている。そして、この種の画像式無人車に
おいては単に前方の走行ラインを撮像してその画
像を画像処理して画像中の走行ラインの偏位から
ステアリング角等を決定しようとするものであつ
た。
(Prior art) In recent years, unmanned vehicles have been using an imaging device equipped with an imaging device to capture a driving line that indicates the driving route of an unmanned vehicle, and then image-processing the image of the driving line taken by the imaging device to drive the vehicle along the determined driving route. Image-based unmanned vehicles have been proposed. In this type of image-based unmanned vehicle, the driving line in front of the vehicle is simply imaged, the image is processed, and the steering angle and the like are determined from the deviation of the driving line in the image.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、画像式無人車においては撮像装置がな
んらかの原因で正確に又は全く走行ラインを撮る
ことができない場合があり、その場合にも画像入
力したものとして通常の画像処理を行ないその処
理結果に基づいて操舵機構を作動させることにな
る。従つて、画像式無人車においてはなんらかの
安全対策が必要であつた。
(Problem to be solved by the invention) However, in image-based unmanned vehicles, the imaging device may not be able to capture the driving line accurately or at all for some reason. Image processing is performed and the steering mechanism is operated based on the processing results. Therefore, some kind of safety measures have been necessary for image-based unmanned vehicles.

この発明の目的は撮像装置がなんらかの原因で
正確に又は全く走行ラインを撮ることができない
場合でも無人車を安全に走行させることができる
画像式無人車の操舵制御装置における安全装置を
提供するにある。
An object of the present invention is to provide a safety device for an image-based steering control device for an unmanned vehicle that allows the unmanned vehicle to travel safely even when the imaging device cannot accurately or at all photograph the traveling line for some reason. .

発明の構成 (問題点を解決するための手段) この発明は上記目的を達成するために無人車に
搭載され走行しながら同無人車の走行経路を指示
する走行ラインを撮像する撮像装置と、前記撮像
装置が先に撮像した撮像位置に無人車が達するま
でに少なくとも2回前記撮像装置にて新たな撮像
位置を撮像させるために同撮像装置を制御する撮
像制御手段と、前記撮像装置が撮像した画像の各
画素信号を前記走行ラインか否かを判別し符号化
して画素データとする判別手段と、前記判別手段
が判別した撮像装置が撮像した画像の画素データ
群を予め割り当てられた記憶領域に記憶する記憶
手段と、前記記憶手段に新たに記憶された最新の
画像の画素データ群に基づいて走行経路を割り出
す割り出し手段と、前記割り出し手段が最新の画
像の画素データ群に基づいて最新の走行経路を割
り出しとき、その割り出した最新の走行経路のデ
ータに基づいて操舵機構を作動させる第1の操舵
制御手段と、前記割り出し手段が最新の画像の画
素データ群に基づいて最新の走行経路を割り出す
ことができなかつたとき、割り出し手段が先に割
り出した走行経路のデータに基づいて引き続き操
舵機構を作動させる第2の操舵制御手段とからな
る画像式無人車の操舵制御装置における安全装置
をその要旨とするものである。
Structure of the Invention (Means for Solving Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides an imaging device that is mounted on an unmanned vehicle and captures an image of a traveling line indicating the traveling route of the unmanned vehicle while traveling; an imaging control means for controlling the imaging device to cause the imaging device to capture a new imaging position at least twice before the unmanned vehicle reaches the imaging position previously captured by the imaging device; a discriminating means for discriminating each pixel signal of an image as to whether it is the traveling line or not and encoding it into pixel data; and a discriminating means for discriminating each pixel signal of an image as to whether it is the traveling line or not and encoding it into pixel data; a storage means for storing information, an determining means for calculating a travel route based on a group of pixel data of the latest image newly stored in the storage means, and a determining means for determining a travel route based on a group of pixel data of the latest image newly stored in the storage means; When determining a route, a first steering control means operates a steering mechanism based on data of the latest determined travel route, and the determining means determines the latest travel route based on a group of pixel data of the latest image. The present invention provides a safety device in a steering control device for an image-based unmanned vehicle, which comprises a second steering control device that continues to operate the steering mechanism based on the data of the travel route previously determined by the indexing device when the vehicle cannot be used. That is.

(作用) 第1の操舵制御手段は割り出し手段が最新の画
像の画像データ群に基づいて最新の走行経路を割
り出したとき、その割り出した最新の走行経路の
データに基づいて操舵機構を作動させる。反対
に、前記割り出し手段が最新の画像の画素データ
群に基づいて最新の走行経路を割り出すことがで
きなかつたとき、第2の操舵制御手段は前記割り
出し手段が最新の画像の画素データ群より1つ前
に行なつた画像の画素データ群にて割り出した先
の走行経路のデータに基づいて引き続き操舵機構
を作動させる。
(Function) When the indexing means determines the latest travel route based on the image data group of the latest images, the first steering control means operates the steering mechanism based on the data of the determined latest travel route. On the other hand, when the determining means is unable to determine the latest travel route based on the pixel data group of the latest image, the second steering control means The steering mechanism is subsequently operated based on the data of the previous travel route determined from the pixel data group of the previous image.

(実施例) 以下、この発明を具体化した無人車
の操舵制御装置における安全装置の一実施例を図
面に従つて説明する。
(Example) Hereinafter, an example of a safety device in a steering control device for an unmanned vehicle embodying the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図において、無人車1の前側上部中央位置
には支持フレーム2が立設されていて、そのフレ
ーム2の上部中央位置には撮像装置としての
CCD(charge coupled device)カメラ3が設け
られている。CCDカメラ3は無人車1の前方数
メートル先の路面4上のエリア4aを撮るように
支持フレーム2にセツトされている。そして、
CCDカメラ3は第4図に示すエリア4aを第5
図に示す画像9で捕えている。又、本実施例では
そのエリア4aの画像9は256×256個の画素で撮
像されるものとする。
In FIG. 1, a support frame 2 is erected at the upper center position on the front side of the unmanned vehicle 1, and an image pickup device is installed at the upper center position of the frame 2.
A CCD (charge coupled device) camera 3 is provided. The CCD camera 3 is set on the support frame 2 so as to photograph an area 4a on the road surface 4 several meters ahead of the unmanned vehicle 1. and,
The CCD camera 3 covers the area 4a shown in FIG.
This is captured in image 9 shown in the figure. Further, in this embodiment, it is assumed that the image 9 of the area 4a is captured with 256×256 pixels.

CCDカメラ3の両側下方位置には照明ランプ
5が設置され、前記エリア4aを照すようにセツ
トされている。尚、前記実施例では撮像を容易に
するために照明ランプを使用したが、これを使用
しないで実施してもよい。前記路面4には第2図
に示すように無人車1の走行経路を指示する走行
ライン6が一定の線幅Dにて描かれていて、本実
施例では路面4の色と異なる白色の塗料にて描か
れている。そして、この一定の線幅Dを有した走
行ライン6を前記CCDカメラ3が撮ることにな
る。
Illumination lamps 5 are installed below both sides of the CCD camera 3, and are set to illuminate the area 4a. Incidentally, in the embodiment described above, an illumination lamp was used to facilitate imaging, but the present invention may be carried out without using this. On the road surface 4, as shown in FIG. 2, a travel line 6 indicating the travel route of the unmanned vehicle 1 is drawn with a constant line width D, and in this embodiment, a white paint different from the color of the road surface 4 is drawn. It is depicted in. Then, the CCD camera 3 photographs the traveling line 6 having the constant line width D.

尚、白色の走行ライン6を撮つたCCDカメラ
3からの信号(以下、画素信号という)のレベル
は高く、反対に暗い路面4を撮つたCCDカメラ
3からの画素信号のレベルは低くなる。
Note that the level of the signal (hereinafter referred to as a pixel signal) from the CCD camera 3 that photographed the white running line 6 is high, and on the contrary, the level of the pixel signal from the CCD camera 3 that photographed the dark road surface 4 is low.

次に、無人車1に搭載された操舵制御装置にお
ける安全装置の電気的構成を第3図に従つて説明
する。
Next, the electrical configuration of the safety device in the steering control device mounted on the unmanned vehicle 1 will be explained with reference to FIG.

マイクロコンピユータ10は中央処理装置(以
下、単にCPUという)11と制御プログラムを
記憶した読み出し専用のメモリ(ROM)よりな
るプログラムメモリ12とCPU11の演算処理
結果及び画素データ等が一時記憶される読み出し
及び書き替え可能なメモリ(RAM)よりなる作
業用メモリ13及びタイマ14等から構成され、
CPU11はプログラムメモリ12に記憶された
制御プログラムにて走行経路を割り出すとともに
操舵制御のための各種の演算処理動作を実行する
ようになつている。
The microcomputer 10 includes a central processing unit (hereinafter simply referred to as CPU) 11, a program memory 12 consisting of a read-only memory (ROM) that stores control programs, and a readout memory 12 that temporarily stores arithmetic processing results of the CPU 11, pixel data, etc. Consists of a working memory 13 made of rewritable memory (RAM), a timer 14, etc.
The CPU 11 determines a travel route using a control program stored in a program memory 12 and executes various arithmetic processing operations for steering control.

前記CPU11は無人車1が一定の距離走行す
るたび毎に入出力インターフエイス15及びA/
D変換器16を介して前記CCDカメラ3を走査
制御するようになつていて、本実施例では第6図
に示すように、先のエリア4aが一部重なつた新
たなエリア4aが形成され、かつ無人車1がその
撮像されたエリア4aに達するまでに数回(本実
施例では2回)の撮像を行なうようになつてい
る。尚、説明の便宜上、本実施例ではこのCCD
カメラ3の走査制御は無人車1が常に一定速度で
走行するという前提でタイマ14が計時する時間
に基づいて一定時間ごとに制御を行なつている
が、無人車1の走行速度が一定ではない場合には
その走行速度と時間とで又は走行距離計にて制御
することになる。尚、CCDカメラ3の走査制御
は横方向(X軸方向)に走査し、その走査が画面
9の上から下方向(Y軸方向)に移る走査方式を
採用しているが、これに限定されるものではなく
その他の走査方式を採用して実施してもよい。
The CPU 11 connects the input/output interface 15 and the A/
The CCD camera 3 is scan-controlled via a D converter 16, and in this embodiment, as shown in FIG. 6, a new area 4a is formed in which the previous area 4a partially overlaps. , and the image is taken several times (twice in this embodiment) before the unmanned vehicle 1 reaches the imaged area 4a. For convenience of explanation, this CCD is used in this example.
The scanning control of the camera 3 is performed at fixed intervals based on the time measured by the timer 14 on the premise that the unmanned vehicle 1 always travels at a constant speed, but the traveling speed of the unmanned vehicle 1 is not constant. In some cases, it is controlled by the traveling speed and time or by an odometer. The scanning control of the CCD camera 3 uses a scanning method in which scanning is performed in the horizontal direction (X-axis direction) and the scanning moves from the top of the screen 9 to the bottom (Y-axis direction), but this is not limiting. However, other scanning methods may be used instead.

又、前記A/D変換器16はCCDカメラ3の
各撮像素子からの画素信号を画素データにしてバ
スコントローラ17を介して作業用メモリ13に
する。A/D変換器16はCCDカメラ3からの
画素信号をアナログ値からデジタル値に変換する
際、各画素信号が予め定めた設定値以上か否か判
別し、設定値以上の画素信号の場合には白色の走
行ライン6の部分の画素として「1」、反対に未
満の画素信号の場合には暗い色の路面4の部分の
画素として「0」とするようにして順次入力され
てくる各画素信号を2値化し画素データとして作
業用メモリ13の所定の記憶領域13aに記憶す
る。従つて、作業用メモリ13にはCCDカメラ
3が撮つた画像9が256×256個の画素データ群と
なつて記憶されていることなる。
Further, the A/D converter 16 converts pixel signals from each image sensor of the CCD camera 3 into pixel data, and stores the pixel data in the working memory 13 via the bus controller 17. When converting pixel signals from the CCD camera 3 from analog values to digital values, the A/D converter 16 determines whether each pixel signal is greater than or equal to a predetermined set value. Each pixel that is input sequentially is set to "1" as a pixel in the white driving line 6, and "0" as a pixel in the dark road surface 4 if the pixel signal is less than 1. The signal is binarized and stored as pixel data in a predetermined storage area 13a of the working memory 13. Therefore, the image 9 taken by the CCD camera 3 is stored in the working memory 13 as a 256×256 pixel data group.

そして、新しい画像9の画素データ群が入力さ
れるたびごとに先の画像9の画素データ群が最も
新しい画像9の画素データ群に書き替えられるよ
うになつている。
Each time a new image 9 pixel data group is input, the previous image 9 pixel data group is rewritten to the newest image 9 pixel data group.

2値化レベルコントローラ18は前記A/D変
換器16が2値化するための設定値のデータを前
記CPU11からの制御信号に基づいて同A/D
変換器16に出力する。ドライブコントローラ2
0は図示しない走行用の走行用モータ及び操舵機
構21を同じくCPU11からの制御信号に基づ
いて制御する。そして、操舵機構21はその制御
信号に基づいてステアリング角を制御する。又、
CPU11は無人車1の駆動系の回転速度を検出
する速度検出器22からの検出信号を入出力イン
ターフエイス15を介して入力し、その時々の無
人車1の走行速度Vを算出するようになつてい
る。
A binarization level controller 18 converts setting value data for binarization by the A/D converter 16 to the A/D converter 16 based on a control signal from the CPU 11.
Output to converter 16. Drive controller 2
0 controls a driving motor and a steering mechanism 21 (not shown) based on control signals from the CPU 11 as well. The steering mechanism 21 then controls the steering angle based on the control signal. or,
The CPU 11 inputs a detection signal from the speed detector 22 that detects the rotational speed of the drive system of the unmanned vehicle 1 via the input/output interface 15, and calculates the running speed V of the unmanned vehicle 1 at the time. ing.

次に、前記CPU11の処理動作について説明
する。
Next, the processing operation of the CPU 11 will be explained.

今、CPU11からの制御信号に基づいてCCD
カメラ3が走査制御されると、CCDカメラ3は
路面4に対して垂直ではなく一定の角度傾いて撮
像されていることから第4図に示す前方のエリア
4aを前方部分と手前部分とで縮尺が異なる第5
図に示すような画像9に撮像する。このCCDカ
メラ3が撮像した画像9は画素信号としてA/D
変換器16に出力され、そのA/D変換器16に
て各画素信号が走行ライン6の部分の画素信号か
路面4の部分の画素信号かが判別された画素デー
タとして作業用メモリ13に記憶される。
Now, based on the control signal from CPU11, the CCD
When the camera 3 is scan-controlled, the CCD camera 3 is not perpendicular to the road surface 4, but is tilted at a certain angle to capture an image, so the front area 4a shown in FIG. The fifth with different
An image 9 as shown in the figure is captured. The image 9 captured by this CCD camera 3 is converted into an A/D signal as a pixel signal.
It is output to the converter 16, and the A/D converter 16 determines whether each pixel signal is a pixel signal of the traveling line 6 or a pixel signal of the road surface 4 and stored in the working memory 13 as pixel data. be done.

CPU11は作業用メモリ13の所定の記憶領
域13aに記憶された画素データに基づいて走行
ライン6の画像認識を行なう。CPU11はこの
画像9において上側から順に走査方向(X軸方
向)の各画素データを読み出して一定の線幅Dを
有している走行ライン6があるか、そして、その
走査列のどの位置に位置するか割り出すととも
に、その走行ライン6と判断した範囲の中心位置
Cnがどの位置にあるかを求め作業用メモリ13
に記憶する。
The CPU 11 performs image recognition of the travel line 6 based on pixel data stored in a predetermined storage area 13a of the working memory 13. The CPU 11 sequentially reads out each pixel data in the scanning direction (X-axis direction) from the top of the image 9 and determines whether there is a running line 6 having a constant line width D and at which position in the scanning line it is located. The center position of the range determined to be the travel line 6.
Find the position of Cn and working memory 13
to be memorized.

この算出は第8図に示すように画像9を構成す
る各画素において左から数えて128番目にある縦
一列の画素列をy軸とし、上から数えて128番目
にある横一列の画素列をx軸と規定して画像9の
各画素をx,y座標で表わすようにして、走行ラ
イン6の位置及び中心位置Cnをx,y座標で求
めている。そして、画像9の最下側までの各走査
列の中心位置C0〜C255を求める。
As shown in Figure 8, in each pixel that makes up image 9, the 128th vertical pixel column counting from the left is taken as the y-axis, and the 128th horizontal pixel column counting from the top is used as the y-axis. The position and center position Cn of the running line 6 are determined by the x, y coordinates, with each pixel of the image 9 being expressed by the x, y coordinates, defined as the x axis. Then, the center positions C0 to C255 of each scanning line up to the bottom of the image 9 are determined.

次に、CPU11はその求めた中心位置C0〜
C225から複数個の中心位置を選定点として選
定する。本実施例では予め選定する走査列(y軸
方向)は決められていて、後記する画像9を射影
変換した時において隣接する選定点が全て進行方
向に対して等距離となるように4個の走査列La
〜Ldの中心位置Ca,Cb,Cc,Cdを第8図に示
すように選定点Z1〜Z4として規定している。
Next, the CPU 11 determines the center position C0~
A plurality of center positions are selected from C225 as selection points. In this embodiment, the scanning line (y-axis direction) to be selected is determined in advance, and four scanning lines are selected in advance so that when image 9, which will be described later, is projectively transformed, all adjacent selected points are equidistant with respect to the traveling direction. Scan line La
The center positions Ca, Cb, Cc, and Cd of ~Ld are defined as selection points Z1 to Z4, as shown in FIG.

CPU11はこの選定点Z1〜Z4を射影変換、
すなわち、画像9で求めた選定点Z1〜Z4が第
9図に示示す実際のエリア4a上のどの位置(以
下、基点という)Q1〜Q4にあるかを割り出す
演算処理を行なう。これは前記したようにCCD
カメラ3が路面4を垂直に撮像していないことか
ら画像9中の走行ライン6と実際のエリア4aに
おける走行ライン6と相違するのを一致させる処
理である。尚、この射影変換処理動作は予め設定
されているCCDカメラ3の焦点距離及び傾き、
高さ等の設置条件に基づいて射影変換、すなわ
ち、座標変換が行なわれる。そして、この射影変
換の一般式は以下の通りである。
The CPU 11 projects the selected points Z1 to Z4,
That is, calculation processing is performed to determine at which positions (hereinafter referred to as base points) Q1 to Q4 on the actual area 4a shown in FIG. 9 the selected points Z1 to Z4 found in the image 9 are located. This is a CCD as mentioned above.
This is a process to match the difference between the traveling line 6 in the image 9 and the actual traveling line 6 in the area 4a since the camera 3 does not image the road surface 4 vertically. Note that this projective transformation processing operation is performed based on the preset focal length and tilt of the CCD camera 3,
Projective transformation, ie, coordinate transformation, is performed based on installation conditions such as height. The general formula for this projective transformation is as follows.

CCDカメラ3の入力画像に示される選定点の
位置座標をx,yとし、実際のエリア4aに変換
させる基点の位置座標をCCDカメラ3の位置を
原点としたX,Y座標とする。また、CCDカメ
ラ3の高さをH、CCDカメラ3の傾きをθ、対
応位置の倍率を定める定数をFとする。
Let the position coordinates of the selected point shown in the input image of the CCD camera 3 be x, y, and let the position coordinates of the base point to be converted into the actual area 4a be the X, Y coordinates with the position of the CCD camera 3 as the origin. Furthermore, let H be the height of the CCD camera 3, θ be the inclination of the CCD camera 3, and F be a constant that determines the magnification of the corresponding position.

X=x・secθ/1−(y/F)tanθ・H/F Y=y+F・tanθ/1−(y/F)tanθ・H/F 次に、CPU11はこの4個の基点Q1〜Q4
第9図に示すようにエリア4aをX軸方向に8個
に分割してなる分割領域B1〜B8のどの領域に
属するか割り出す。このいずれかに属するかの判
断は本実施例では予め各領域B1〜B8を仕切る
仕切り線及び前記各走査列La〜Ldに対応するエ
リア4a上のラインa〜d上の各領域の中心の位
置も予め設定し分つているので、例えば第10図
に示すように基点Q3についてその両側にある各
領域B3,B4の中心位置P3,P4までの距離
D3,D4をそれぞれ求め近い距離D4にある中
心位置P4側の領域B4を当該基点Q3の属する
領域と判断するようになつている。
X=x・secθ/1−(y/F)tanθ・H/F Y=y+F・tanθ/1−(y/F)tanθ・H/F Next, the CPU 11 selects these four base points Q1 to Q4.
As shown in FIG. 9, the area 4a is divided into eight areas in the X-axis direction, and it is determined which of the divided areas B1 to B8 the area belongs to. In this embodiment, the judgment as to whether it belongs to any of these is made in advance by the position of the center of each area on the partition line that partitions each area B1 to B8 and the lines a to d on the area 4a corresponding to each of the scanning lines La to Ld. For example, as shown in FIG. 10, the distances D3 and D4 to the center positions P3 and P4 of each region B3 and B4 on both sides of the base point Q3 are calculated, respectively, and the center located at the closest distance D4 is determined. The area B4 on the side of the position P4 is determined to be the area to which the base point Q3 belongs.

一方、基点Q1〜Q4が存在しない場合も含め
て前記4個の基点1〜Q4の各分割領域B1〜B
8の属する組合せ(パターン)は9の4乗(=
6561)通りであり、その6561通りのパターンに対
応する6561個の走行データが第11図に示すよう
にプログラムメモリ12の所定の記憶領域12a
に予め記憶されていて、CPU11はその割り出
した基点Q1〜Q4の配列と一致するパターンを
検索し、その一致するパターンの走行データを読
み出すようになつている。
On the other hand, each of the divided regions B1 to B of the four base points 1 to Q4, including the case where the base points Q1 to Q4 do not exist,
The combination (pattern) to which 8 belongs is 9 to the 4th power (=
6561), and 6561 travel data corresponding to the 6561 patterns are stored in a predetermined storage area 12a of the program memory 12 as shown in FIG.
The CPU 11 searches for a pattern that matches the determined arrangement of base points Q1 to Q4, and reads out travel data of the matching pattern.

尚、走行データはそのパターン、すなわち、各
基点Q1〜Q4の配列に基づく走行ライン6に対
して現位置からその撮像したエリア4aまで合理
的かつ効率よく走行させるためのその走行の時々
のステアリング角のデータで予め実験的に求めら
れたものであつて、このデータに基づいて操舵機
構19は作動される。又、6561個のパターン中に
は、例えば第12図に示すように基点Q2〜Q4
が領域B4,B5中に存在し基点Q1のみがどの
領域にも存在しない場合、第13図に示すように
内側の基点Q3が存在しない場合、又、第14図
及び第15図に示すように基点間の偏位置が大き
い場合等、実際にありえない走行ライン6のパタ
ーンを含み、そのパターンに対する走行データに
ついてはCCDカメラ3がなんらかの原因で正確
に走行ライン6を撮像できなかつたとして操舵制
御のためのデータではなく撮像ミスを指示するデ
ータにしている。
The travel data is the pattern, that is, the steering angle at times during the travel in order to rationally and efficiently travel from the current position to the imaged area 4a with respect to the travel line 6 based on the arrangement of the base points Q1 to Q4. The steering mechanism 19 is operated based on this data, which has been determined experimentally in advance. In addition, among the 6561 patterns, for example, as shown in FIG.
exists in regions B4 and B5 and only the base point Q1 does not exist in any region, when the inner base point Q3 does not exist as shown in FIG. 13, or as shown in FIGS. 14 and 15. This includes a pattern of the travel line 6 that is actually impossible, such as when the eccentric position between base points is large, and the travel data for that pattern is used for steering control assuming that the CCD camera 3 could not accurately image the travel line 6 for some reason. The data is used to indicate an imaging error, rather than the data indicating the imaging error.

今、CPU11がCCDカメラ3が撮像した最新
の画像9に基づく各基点Q1〜Q4の配列と一致
するパターンを検索し、そのパターンに対する走
行データをプログラムメモリ12から読み出し作
業用メモリ13の所定の記憶領域13bに記憶す
ると、同CPU11はこの作業用メモリ13に記
憶した最新の走行データに基づいて操舵機構21
を作動させる。すなわち、無人車1はこの時点で
最新の撮像エリア4aにおける走行経路がこの走
行データにて決定されたことになる。
Now, the CPU 11 searches for a pattern that matches the arrangement of the base points Q1 to Q4 based on the latest image 9 taken by the CCD camera 3, reads out travel data for that pattern from the program memory 12, and stores it in a predetermined storage in the working memory 13. When stored in the area 13b, the CPU 11 adjusts the steering mechanism 21 based on the latest travel data stored in the working memory 13.
Activate. That is, at this point, the travel route of the unmanned vehicle 1 in the latest imaging area 4a has been determined based on this travel data.

CPU11は無人車1をその最新の走行データ
に基づいてステアリング角を制御しながらその撮
像エリア4aに向つて走行させる。
The CPU 11 causes the unmanned vehicle 1 to travel toward its imaging area 4a while controlling the steering angle based on the latest travel data.

そして、この走行途中において、所定の時間が
経過してCPU11がCCDカメラ3を制御して先
の撮像エリア4aより前方の新たなエリア4aの
画像9の画素データ群を作業用メモリ13に記憶
すると、同CPU11はこの最新の画素データ群
に基づいて前記と同様に基点Q1〜Q4を求め一
致するパターンを検索し、その一致したパターン
に対応する走行データを読み出す。そして、読み
出した走行データが撮像ミスを指示するデータで
はなく操舵制御のためのデータであるとCPU1
1が判断すると、CPU11は作業用メモリ13
の内容を先の走行データからこの新たな走行デー
タに書き替え、この最新の走行データにて操舵機
構21を作動させる。すなわち、先の走行データ
に基づく無人車1の走行はその走行途中で最新の
撮像エリア4aに対する走行データに基づく走行
に変更される。
During this travel, when a predetermined period of time has elapsed, the CPU 11 controls the CCD camera 3 to store a group of pixel data of an image 9 of a new area 4a ahead of the previous imaging area 4a in the working memory 13. Based on this latest pixel data group, the CPU 11 determines base points Q1 to Q4 in the same manner as described above, searches for a matching pattern, and reads travel data corresponding to the matching pattern. Then, the CPU 1 determines that the read driving data is data for steering control, not data indicating an imaging error.
1 judges, the CPU 11 uses the working memory 13
The content of is rewritten from the previous traveling data to this new traveling data, and the steering mechanism 21 is operated using this latest traveling data. That is, the driving of the unmanned vehicle 1 based on the previous driving data is changed to driving based on the driving data for the latest imaging area 4a during the driving.

以後、これを繰り返すことによつてCPU11
はCCDカメラ3が新たなエリア4aを撮像する
たびごとにそのエリア4aの画像に基づく新たな
走行データを読み出し操舵機構21を作動させ、
無人車1を走行ライン6に沿つて走行させる。
After that, by repeating this, CPU11
Each time the CCD camera 3 images a new area 4a, it reads out new travel data based on the image of that area 4a and operates the steering mechanism 21.
An unmanned vehicle 1 is caused to travel along a travel line 6.

又、CPU11がパターン検索して読み出した
走行データが操舵制御のためのデータではなく撮
像ミスを指示する内容のデータの場合には、
CPU11は直ちに最新の撮像エリア4aにおけ
る画素データ群は正しいデータ群ではないと判断
し、先に読み出した走行データに基づく操舵制御
をそのまま引き続き実行させる。従つて、無人車
1は先の走行データに基づく走行することにな
る。
Furthermore, if the driving data read out by the CPU 11 through a pattern search is not data for steering control but data indicating an imaging error,
The CPU 11 immediately determines that the pixel data group in the latest imaging area 4a is not the correct data group, and continues to perform steering control based on the previously read travel data. Therefore, the unmanned vehicle 1 will travel based on the previous travel data.

この時、先の走行データは当該先の走行データ
に対応するエリア4aまでのデータで、かつ無人
車1がいまだ当該先の走行データに対応するエリ
ア4aまで達していないことから、その先の走行
データに基づいて走行しても同無人車1は同先の
走行データに対応するエリア4aまで安全に走行
できる。
At this time, the previous travel data is data up to area 4a corresponding to the previous travel data, and since the unmanned vehicle 1 has not yet reached area 4a corresponding to the previous travel data, the future travel data is Even when traveling based on the data, the unmanned vehicle 1 can safely travel to the area 4a corresponding to the destination travel data.

そして、無人車1が先の走行データに対応する
エリア4aまで達する途中において再びCCDカ
メラ3を制御して新たなエリア4aを撮像する
と、CPU11は前記と同様に対応するパターン
を検索し、その検索したパターンに対応する走行
データを読み出しその最新の走行データに基づい
て操舵制御を行なう。従つて、1つ前の画素デー
タ群が正しくなくても、これを補償して無人車1
を安全に走行ライン6に沿つて走行させることが
できる。尚、次の画素データ群も正しくなかつた
時には、CPU11は現位置より前方の走行デー
タはないとして走行を停止するようになつてい
る。
Then, when the unmanned vehicle 1 controls the CCD camera 3 again to image a new area 4a on the way to the area 4a corresponding to the previous travel data, the CPU 11 searches for a corresponding pattern in the same manner as described above, and The driving data corresponding to the pattern is read out and steering control is performed based on the latest driving data. Therefore, even if the previous pixel data group is incorrect, this can be compensated for and the unmanned vehicle 1
can be made to travel safely along the travel line 6. Note that when the next group of pixel data is also incorrect, the CPU 11 determines that there is no travel data ahead of the current position and stops the vehicle from traveling.

このように、本実施例においてはCCDカメラ
3が撮像したエリア4aに達する前までに2回新
たなエリア4aを撮像させその撮像した際の最新
の画素データ群に基づいて無人車1を走行させ、
その最新の走行データが正しくない時には1つ前
の画素データ群に基づく走行データに基づいて無
人車1を走行させるようにしたので、CCDカメ
ラ3が撮像したエリア4aにおける画素データ群
がなんらかの原因で正しくない場合があつても次
に撮像されるエリア4aの最新の画像データ群に
基づく走行データが読み出されるまで先の画素デ
ータ群に基づく走行データをそのまま使用でき、
安全に無人車1を走行させることができる。
In this way, in this embodiment, before reaching the area 4a imaged by the CCD camera 3, a new area 4a is imaged twice, and the unmanned vehicle 1 is driven based on the latest pixel data group at the time of image capture. ,
When the latest running data is incorrect, the unmanned vehicle 1 is made to run based on the running data based on the previous pixel data group, so if the pixel data group in the area 4a imaged by the CCD camera 3 is incorrect for some reason. Even if it is incorrect, the travel data based on the previous pixel data group can be used as is until the travel data based on the latest image data group of the area 4a to be imaged next is read out.
The unmanned vehicle 1 can be driven safely.

又、本実施例ではCCDカメラ3が撮像した走
行ライン6の画像9をパターン化したそのパター
ンに対応する走行データを予め用意するようにし
たので、走行経路を決定する画像処理動作が非常
に速く行なえることになる。その結果、その分だ
け無人車1の高速化を図ることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the image 9 of the travel line 6 taken by the CCD camera 3 is patterned and travel data corresponding to the pattern is prepared in advance, the image processing operation for determining the travel route is extremely fast. It will be possible to do it. As a result, the speed of the unmanned vehicle 1 can be increased accordingly.

尚、この発明は前記実施例に限定されるもので
はなく、例えば前記実施例ではCCDカメラ3が
撮像したエリア4aに達する前までに2回新たな
エリア4aを撮像させるようにしたが、これをさ
らに増加して実施してもよい。この場合、CCD
カメラ3が撮像した画像9の画素データ群が2回
以上連続して正しくなくてもこれを補償すること
ができる。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, in the above-mentioned embodiment, the CCD camera 3 images a new area 4a twice before reaching the imaged area 4a. The number may be further increased. In this case, CCD
Even if the pixel data group of the image 9 captured by the camera 3 is incorrect two or more times in a row, this can be compensated for.

又、前記実施例ではラインa〜d上の基点Q1
〜Q4がどの領域B1〜B8に属するかに基づい
て走行ライン6をパターン化したが、これを例え
ば第16図に示すようにエリア4aを升目状に分
割し、X軸方向の列において最も走行ライン6が
占める面積が大きいブロツクBa〜Beを求めるよ
うにして走行ライン6をパターン化したり、第1
7図に示すように、前記実施例ではX軸方向のラ
インa〜d上の基点Q1〜Q4を求めたが、これ
をY軸方向に基点Q1〜Q5を規定するためのラ
インL1〜L7を設定しY軸方向に複数個分割領
域を設定して走行ライン6をパターン化するよう
にして実施してもよい。
Further, in the above embodiment, the base point Q1 on the lines a to d
The running line 6 was patterned based on which area B1 to B8 Q4 belongs to, and for example, the area 4a is divided into squares as shown in FIG. The traveling line 6 can be patterned by finding blocks Ba to Be in which the area occupied by the line 6 is large, or the first
As shown in FIG. 7, in the above example, base points Q1 to Q4 on lines a to d in the X-axis direction were obtained, but lines L1 to L7 for defining base points Q1 to Q5 in the Y-axis direction were determined. The running line 6 may be patterned by setting a plurality of divided regions in the Y-axis direction.

さらに、前記実施例ではパターンの判断を画像
9中で選定した選定点を射影変換し、実際のエリ
ア4a上に置き代えて基点とし、その時の各基点
の配列を検索するようにしたが、エリア4aと画
像とは一定の関係を有しているだけのことである
からこれを射影変換することなく画像9中の選定
点の配列を予めパターン化しその選定点の配列パ
ターンに基づいて走行データを決定するようにし
てもよい。又、前記実施例ではパターン化された
走行データに基づいて無人車1を操舵制御した
が、画素データ群から走行経路の関数を求めその
関数に基づいて無人車を操舵制御する操舵制御装
置や、単に画像中の走行ラインの偏位量に基づい
て無人車を操舵制御するようにした操舵制御装置
に応用してもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the pattern is determined by projectively transforming the selected point selected in the image 9, replacing it on the actual area 4a as a base point, and searching for the arrangement of each base point at that time. Since there is only a certain relationship between 4a and the image, the array of selected points in image 9 is patterned in advance without projective transformation, and the travel data is generated based on the array pattern of the selected points. It may be decided. Further, in the embodiment described above, the steering control of the unmanned vehicle 1 was performed based on the patterned driving data, but a steering control device that calculates a function of the driving route from a group of pixel data and controls the steering of the unmanned vehicle based on the function, The present invention may be applied to a steering control device that controls the steering of an unmanned vehicle simply based on the amount of deviation of a travel line in an image.

さらに又、前記実施例では路面4上に走行ライ
ン6を撮像したが、走行ラインを描いたパネル等
を無人車1より上方位置に配設したり、又は天井
に走行ラインを描き、その走行ラインを撮像して
走行するタイプの画像式無人車であつてもよい。
この場合、路面上の走行ラインに比べて走行ライ
ンの汚れが少なく、かつ走行ラインの近くにゴミ
が散乱するいつた虞もなく信頼性の高い走行ライ
ンの撮像が行なえる。
Furthermore, in the embodiment described above, the traveling line 6 was imaged on the road surface 4, but a panel or the like depicting the traveling line may be disposed above the unmanned vehicle 1, or the traveling line may be drawn on the ceiling, and the traveling line 6 may be imaged on the road surface 4. It may also be an image-based unmanned vehicle that drives by capturing images.
In this case, the traveling line is less dirty than the traveling line on the road surface, and the traveling line can be imaged with high reliability without the risk of dirt being scattered near the traveling line.

又、前記実施例では撮像装置としてCCDカメ
ラを用いたが、それ以外の撮像装置を用いて実施
してもよく、又、前記実施例ではCCDカメラ3
の画像の画素構成(分解能)は256×256画素であ
つたが、これに限定されるものではなく、例えば
512×512画素、1024×1024画素等、適宜変更して
実施してよいことは勿論である。
Further, although a CCD camera was used as the imaging device in the above embodiment, it may be implemented using other imaging devices, and in the above embodiment, the CCD camera 3
The pixel configuration (resolution) of the image was 256 x 256 pixels, but it is not limited to this, for example.
Of course, the pixels may be changed to 512 x 512 pixels, 1024 x 1024 pixels, etc. as appropriate.

発明の効果 以上詳述したように、この発明によれば撮像装
置がなんらかの原因で正確に又は全く走行ライン
を撮ることができない場合でも無人車を安全に走
行させることができる画像式無人車の操舵制御装
置における安全装置として優れた効果を有する。
Effects of the Invention As detailed above, according to the present invention, image-based unmanned vehicle steering allows the unmanned vehicle to travel safely even when the imaging device cannot accurately or at all photograph the traveling line for some reason. It has excellent effects as a safety device in control equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明を具体化した無人車の側面
図、第2図は同じく平面図、第3図は安全装置の
電気ブロツク回路図、第4図はCCDカメラが撮
像するエリアを示す図、第5図はCCDカメラが
撮らえた画像を説明するための説明図、第6図は
CCDカメラの撮像回数とそのエリアとの関係を
説明するための図、第7図は作業用メモリの内容
を説明するための図、第8図は画像の座標を説明
するための図、第9図は選定点を実際のエリアに
射影変換した時の各基点を示す図、第10図は基
点の属する領域を説明するための図、第11図は
プログラムメモリの内容を説明するための図、第
12図〜第15図はありえない走行ラインのパタ
ーンを説明するための図、第16図及び第17図
は走行ラインのその他のパターン化の手法を説明
するための図である。 図中、1は無人車、3はCCDカメラ、4は路
面、4aはエリア、5は照明ランプ、6は走行ラ
イン、9は画像、10はマイクロコンピユータ、
11は中央処理装置(CPU)、12はプログラム
メモリ、13は作業用メモリ、14はタイマ、1
6はA/D変換器、18は2値化レベルコントロ
ーラ、20はドライブコントローラ、21は操舵
機構、Q1〜Q4は基点である。
Figure 1 is a side view of an unmanned vehicle embodying this invention, Figure 2 is a plan view, Figure 3 is an electric block circuit diagram of the safety device, Figure 4 is a diagram showing the area imaged by the CCD camera, Figure 5 is an explanatory diagram to explain the image taken by the CCD camera, and Figure 6 is
Figure 7 is a diagram to explain the relationship between the number of images taken by the CCD camera and its area, Figure 7 is a diagram to explain the contents of the working memory, Figure 8 is a diagram to explain the coordinates of the image, and Figure 9 is a diagram to explain the image coordinates. The figure shows each base point when the selected point is projectively transformed into the actual area, Figure 10 is a diagram to explain the area to which the base point belongs, Figure 11 is a diagram to explain the contents of the program memory, FIGS. 12 to 15 are diagrams for explaining impossible travel line patterns, and FIGS. 16 and 17 are diagrams for explaining other patterns of travel lines. In the figure, 1 is an unmanned vehicle, 3 is a CCD camera, 4 is a road surface, 4a is an area, 5 is a lighting lamp, 6 is a running line, 9 is an image, 10 is a microcomputer,
11 is a central processing unit (CPU), 12 is a program memory, 13 is a working memory, 14 is a timer, 1
6 is an A/D converter, 18 is a binary level controller, 20 is a drive controller, 21 is a steering mechanism, and Q1 to Q4 are reference points.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 無人車に搭載され走行しながら同無人車の走
行経路を指示する走行ラインを撮像する撮像装置
と、 前記撮像装置が先に撮像した撮像位置に無人車
が達するまでに少なくとも2回前記撮像装置にて
新たな撮像位置を撮像させるために同撮像装置を
制御する撮像制御手段と、 前記撮像装置が撮像した画像の各画素信号を前
記走行ラインか否かを判別し符号化して画素デー
タとする判別手段と、 前記判別手段が判別した撮像装置が撮像した画
像の画素データ群を予め割り当てられた記憶領域
に記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に新たに記憶された最新の画像の
画素データ群に基づいて走行経路を割り出す割り
出し手段と、 前記割り出し手段が最新の画像の画素データ群
に基づいて最新の走行経路を割り出しとき、その
割り出した最新の走行経路のデータに基づいて操
舵機構を作動させる第1の操舵制御手段と、 前記割り出し手段が最新の画像の画素データ群
に基づいて最新の走行経路を割り出すことができ
なかつたとき、割り出し手段が先に割り出した走
行経路のデータに基づいて引き続き操舵機構を作
動させる第2の操舵制御手段と からなる画像式無人車の操舵制御装置における安
全装置。
[Scope of Claims] 1. An imaging device that is mounted on an unmanned vehicle and captures an image of a traveling line that indicates the traveling route of the unmanned vehicle while the vehicle is traveling; and until the unmanned vehicle reaches the imaging position previously captured by the imaging device. an image capturing control means for controlling the image capturing apparatus to cause the image capturing apparatus to image a new image capturing position at least twice; and a code for determining whether each pixel signal of an image captured by the image capturing apparatus is on the traveling line or not. discriminating means for converting the pixel data into pixel data; storage means for storing the pixel data group of the image captured by the imaging device, determined by the discriminating means, in a pre-allocated storage area; determining means for determining a travel route based on a group of pixel data of an image; a first steering control means for operating the steering mechanism; and when the determining means is unable to determine the latest travel route based on the pixel data group of the latest image, the travel route previously determined by the determining means; and a second steering control means that continuously operates a steering mechanism based on the data.
JP60283853A 1985-12-16 1985-12-16 Safety device for steering controller of picture type unmanned vehicle Granted JPS62241012A (en)

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