JPH08314540A - 車両走行誘導システム - Google Patents
車両走行誘導システムInfo
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- JPH08314540A JPH08314540A JP7157878A JP15787895A JPH08314540A JP H08314540 A JPH08314540 A JP H08314540A JP 7157878 A JP7157878 A JP 7157878A JP 15787895 A JP15787895 A JP 15787895A JP H08314540 A JPH08314540 A JP H08314540A
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- JP
- Japan
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- vehicle
- shape data
- magnetic
- guidance system
- road surface
- Prior art date
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- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/22—Platooning, i.e. convoy of communicating vehicles
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
- G05D1/0238—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors
- G05D1/024—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors in combination with a laser
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0257—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using a radar
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- G—PHYSICS
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
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- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0259—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means
- G05D1/0261—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means using magnetic plots
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0287—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
- G05D1/0291—Fleet control
- G05D1/0293—Convoy travelling
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- G—PHYSICS
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
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-
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- Traffic Control Systems (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気マーカを用いた車両走行誘導システムに
おいて、路面に敷設される磁気マーカ数を低減する。 【構成】 磁気マーカとして磁気ネイル100を道路に
埋設する。また、電波タグ104を埋設する。電波タグ
104は、進行方向約100mの道路形状データを送信
する。電波タグ104の電力は、車両の磁界発生器14
から供給される。車両では、磁界センサ16で磁気ネイ
ル100との相対変位を検出するとともに、電波受信装
置15で電波タグ104からの道路形状データを受信す
る。コントローラ28は、磁気ネイル100に対する相
対変位及び形状データに基づきステアリング量を決定
し、アクチュエータ18に供給する。電波タグ104で
形状データを送信するので、磁気ネイル100の数を低
減できる。電波タグ104の代わりにビーコンも用いら
れる。
おいて、路面に敷設される磁気マーカ数を低減する。 【構成】 磁気マーカとして磁気ネイル100を道路に
埋設する。また、電波タグ104を埋設する。電波タグ
104は、進行方向約100mの道路形状データを送信
する。電波タグ104の電力は、車両の磁界発生器14
から供給される。車両では、磁界センサ16で磁気ネイ
ル100との相対変位を検出するとともに、電波受信装
置15で電波タグ104からの道路形状データを受信す
る。コントローラ28は、磁気ネイル100に対する相
対変位及び形状データに基づきステアリング量を決定
し、アクチュエータ18に供給する。電波タグ104で
形状データを送信するので、磁気ネイル100の数を低
減できる。電波タグ104の代わりにビーコンも用いら
れる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両走行誘導システム、
特に路面に敷設された磁気マーカを用いた誘導システム
に関する。
特に路面に敷設された磁気マーカを用いた誘導システム
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、高速道路走行などにおける車
両運転者の運転操作軽減を図るべく、種々の走行補助シ
ステムが提案されている。
両運転者の運転操作軽減を図るべく、種々の走行補助シ
ステムが提案されている。
【0003】例えば、特開平1−253007号公報の
無人搬送車の走行制御方法及びその装置では、走行経路
上の定点に磁石(磁気マーカ)を配設し、この磁石の磁
界の強さを磁界検出装置で検出してずれ量を低減させる
方向に車両を制御して無人搬送車を軌道に沿って走行さ
せる技術が開示されている。
無人搬送車の走行制御方法及びその装置では、走行経路
上の定点に磁石(磁気マーカ)を配設し、この磁石の磁
界の強さを磁界検出装置で検出してずれ量を低減させる
方向に車両を制御して無人搬送車を軌道に沿って走行さ
せる技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、道路に
対する車両のずれを精度良く検出するためには、磁気マ
ーカを配設する間隔を小さくして多数の磁気マーカを配
設する必要があり、埋設工事が大変になるとともに、コ
ストが増大してしまう問題がある。
対する車両のずれを精度良く検出するためには、磁気マ
ーカを配設する間隔を小さくして多数の磁気マーカを配
設する必要があり、埋設工事が大変になるとともに、コ
ストが増大してしまう問題がある。
【0005】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、磁気マーカの埋設数
を大幅に低減できる車両走行誘導システムを提供するこ
とにある。
なされたものであり、その目的は、磁気マーカの埋設数
を大幅に低減できる車両走行誘導システムを提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、路面側に磁気発生手段が敷設され、
車両側に、前記磁気発生手段からの磁気を検出する磁気
検出手段と、検出された磁気に基づいて路面に対する車
両の相対位置を算出する位置算出手段と、算出された相
対位置に基づき車両の走行を制御する制御手段が搭載さ
れた車両走行誘導システムにおいて、前記路面側には、
さらに、車両進行方向における路面形状データを送信す
る形状データ送信手段が敷設され、前記車両側には、さ
らに、前記形状データ送信手段からの路面形状データを
受信する受信手段が搭載され、前記制御手段は、前記相
対位置及び路面形状データに基づいて車両の走行を制御
することを特徴とする。
に、第1の発明は、路面側に磁気発生手段が敷設され、
車両側に、前記磁気発生手段からの磁気を検出する磁気
検出手段と、検出された磁気に基づいて路面に対する車
両の相対位置を算出する位置算出手段と、算出された相
対位置に基づき車両の走行を制御する制御手段が搭載さ
れた車両走行誘導システムにおいて、前記路面側には、
さらに、車両進行方向における路面形状データを送信す
る形状データ送信手段が敷設され、前記車両側には、さ
らに、前記形状データ送信手段からの路面形状データを
受信する受信手段が搭載され、前記制御手段は、前記相
対位置及び路面形状データに基づいて車両の走行を制御
することを特徴とする。
【0007】また、上記目的を達成するために、第2の
発明は、第1の発明において、前記形状データ送信手段
は、路面に埋設された電波発生タグであることを特徴と
する。
発明は、第1の発明において、前記形状データ送信手段
は、路面に埋設された電波発生タグであることを特徴と
する。
【0008】また、上記目的を達成するために、第3の
発明は、第1の発明において、前記形状データ送信手段
は、路側に設置されたビーコン手段であることを特徴と
する。
発明は、第1の発明において、前記形状データ送信手段
は、路側に設置されたビーコン手段であることを特徴と
する。
【0009】また、上記目的を達成するために、第4の
発明は、第3の発明において、前記ビーコン手段は、前
記磁気発生手段の敷設ピッチより大きいピッチで設置さ
れ、その信号送信エリア内に敷設された磁気発生手段の
位置情報も送信することを特徴とする。
発明は、第3の発明において、前記ビーコン手段は、前
記磁気発生手段の敷設ピッチより大きいピッチで設置さ
れ、その信号送信エリア内に敷設された磁気発生手段の
位置情報も送信することを特徴とする。
【0010】また、上記目的を達成するために、第5の
発明は、第1または第2の発明において、前記車両の前
部に励磁手段を設け、前記形状データ送信手段に前記励
磁手段の発生する磁界により誘導電圧を生じる誘導コイ
ルを設け、前記形状データ送信手段は、前記誘導コイル
に生じた電力で前記路面形状データを送信することを特
徴とする。
発明は、第1または第2の発明において、前記車両の前
部に励磁手段を設け、前記形状データ送信手段に前記励
磁手段の発生する磁界により誘導電圧を生じる誘導コイ
ルを設け、前記形状データ送信手段は、前記誘導コイル
に生じた電力で前記路面形状データを送信することを特
徴とする。
【0011】また、上記目的を達成するために、第6の
発明は、第1、第2、第3、第4、または第5の発明に
おいて、前記車両にヨー角検出手段を設け、前記磁気発
生手段は前記形状データ送信手段の近傍で車両進行方向
に所定距離だけ離間したペアを形成し、前記制御手段
は、前記磁気発生手段のペアを通過した際に前記ヨー角
検出手段で検出されたヨー角を初期値化することを特徴
とする。
発明は、第1、第2、第3、第4、または第5の発明に
おいて、前記車両にヨー角検出手段を設け、前記磁気発
生手段は前記形状データ送信手段の近傍で車両進行方向
に所定距離だけ離間したペアを形成し、前記制御手段
は、前記磁気発生手段のペアを通過した際に前記ヨー角
検出手段で検出されたヨー角を初期値化することを特徴
とする。
【0012】
【作用】第1の発明によれば、形状データ送信手段によ
り前方の路面形状が送信されるため、車両側では予め路
面形状を認識することができる。従って、磁気発生手段
が従来のように小さなピッチで多数敷設されていなくて
も、路面形状に沿って車両を誘導することができる。
り前方の路面形状が送信されるため、車両側では予め路
面形状を認識することができる。従って、磁気発生手段
が従来のように小さなピッチで多数敷設されていなくて
も、路面形状に沿って車両を誘導することができる。
【0013】ここで、磁気発生手段としては、望ましく
は第2の発明のように電波発生タグ、または第3の発明
のようにビーコン手段が用いられる。
は第2の発明のように電波発生タグ、または第3の発明
のようにビーコン手段が用いられる。
【0014】第4の発明によれば、ビーコン手段は、路
面形状データに加え、その信号送信エリア内の磁気発生
手段の位置情報をも送信する。これにより、車両側では
路面に対する自車両の位置をより容易に認識することが
可能となる。
面形状データに加え、その信号送信エリア内の磁気発生
手段の位置情報をも送信する。これにより、車両側では
路面に対する自車両の位置をより容易に認識することが
可能となる。
【0015】第5の発明によれば、形状データ送信手段
は、自身で電力源を有さず、車両に設けられた励磁手段
で発生する磁界による電磁誘導で電力を供給され、デー
タを送信する。これにより、車両が存在しない状況でも
データを送信する無駄を省き、省エネルギー化を図るこ
とができるとともに、確実に車両に形状データを送信で
きる。
は、自身で電力源を有さず、車両に設けられた励磁手段
で発生する磁界による電磁誘導で電力を供給され、デー
タを送信する。これにより、車両が存在しない状況でも
データを送信する無駄を省き、省エネルギー化を図るこ
とができるとともに、確実に車両に形状データを送信で
きる。
【0016】第6の発明によれば、形状データ送信手段
の近傍(例えば直前)で磁気発生手段がペアを形成し、
これにより車両のヨー角が初期値化される。すなわち、
この磁気発生手段のペアが存在しない領域では、例えば
ヨーレートの積算値でヨー角が算出され、誤差が累積し
て正確なヨー角が得られない可能性があるが、このよう
に形状データ送信手段の近傍でヨー角を初期値化するこ
とにより、正確な相対変位、ヨー角及び形状データを得
ることができ、以後の誘導の精度を上げることができ
る。
の近傍(例えば直前)で磁気発生手段がペアを形成し、
これにより車両のヨー角が初期値化される。すなわち、
この磁気発生手段のペアが存在しない領域では、例えば
ヨーレートの積算値でヨー角が算出され、誤差が累積し
て正確なヨー角が得られない可能性があるが、このよう
に形状データ送信手段の近傍でヨー角を初期値化するこ
とにより、正確な相対変位、ヨー角及び形状データを得
ることができ、以後の誘導の精度を上げることができ
る。
【0017】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例について
説明する。
説明する。
【0018】第1実施例 図1には本実施例のシステム構成図が示されている。自
動車専用道路の路面のレーン中央には、磁気マーカとし
ての磁気ネイル100が埋設されている。また、形状デ
ータ送信手段としての電波タグ104が磁気ネイル10
0に近接して設けられている。磁気ネイル100は、ほ
ぼ25mピッチで埋設されているのに対し、電波タグ1
04はほぼ100mピッチで設けられている。この電波
タグ104からは、車両進行方向の道路形状データが送
信される。但し、図2に示すように、磁気ネイル100
は、電波タグ104の直前では車両前後の磁気センサで
同時に検出できる位置にペア100aとなって埋設され
ている。このペア100aの意義は、後述する。
動車専用道路の路面のレーン中央には、磁気マーカとし
ての磁気ネイル100が埋設されている。また、形状デ
ータ送信手段としての電波タグ104が磁気ネイル10
0に近接して設けられている。磁気ネイル100は、ほ
ぼ25mピッチで埋設されているのに対し、電波タグ1
04はほぼ100mピッチで設けられている。この電波
タグ104からは、車両進行方向の道路形状データが送
信される。但し、図2に示すように、磁気ネイル100
は、電波タグ104の直前では車両前後の磁気センサで
同時に検出できる位置にペア100aとなって埋設され
ている。このペア100aの意義は、後述する。
【0019】一方、車両には、図1に示すように、前方
車両との車間距離を計測する短距離用レーザレーダ1
0、前方の障害物などを検知する長距離用ミリ波レーダ
12、車両前部に設けられ電波タグ104に電力を供給
する磁界発生器14、車両後部に設けられ電波タグ10
4から送信されたデータを受信する電波受信装置15、
車両の前後に設けられて磁気ネイル100の磁気を検出
する磁気センサ16、スロットルやステアリングを制御
するアクチュエータ18、前方障害物を検知するととも
に前方車両との車−車間通信を行うための前方監視CC
Dカメラ20、前方車両及び後方車両との車−車間通信
を行うための赤外光LED22、側方監視CCDカメラ
24、ヨーレートを検出するヨーレートセンサ26、各
検出センサからの信号を入力し、アクチュエータ18を
駆動して車両のステアリングや車速を制御するととも
に、車−車間通信を制御するコントローラ28、後方障
害物を検知するとともに後方車両との車−車間通信を行
うための後方監視CCDカメラ30が搭載される。
車両との車間距離を計測する短距離用レーザレーダ1
0、前方の障害物などを検知する長距離用ミリ波レーダ
12、車両前部に設けられ電波タグ104に電力を供給
する磁界発生器14、車両後部に設けられ電波タグ10
4から送信されたデータを受信する電波受信装置15、
車両の前後に設けられて磁気ネイル100の磁気を検出
する磁気センサ16、スロットルやステアリングを制御
するアクチュエータ18、前方障害物を検知するととも
に前方車両との車−車間通信を行うための前方監視CC
Dカメラ20、前方車両及び後方車両との車−車間通信
を行うための赤外光LED22、側方監視CCDカメラ
24、ヨーレートを検出するヨーレートセンサ26、各
検出センサからの信号を入力し、アクチュエータ18を
駆動して車両のステアリングや車速を制御するととも
に、車−車間通信を制御するコントローラ28、後方障
害物を検知するとともに後方車両との車−車間通信を行
うための後方監視CCDカメラ30が搭載される。
【0020】このようなシステム構成において、磁気ネ
イル100の磁気は、車両前後に設けられた磁気検出セ
ンサ16で検出され、磁界強度に基づいてコントローラ
28が車両の路面に対する相対位置、すなわちレーン中
央からのずれ量を算出する。なお、前後各磁気検出セン
サ16は、それぞれ車両の中心線に対して左右一対に配
置された磁気センサから構成され、左右一対の磁気セン
サで検出された磁界強度の相違に基づいて相対変位が算
出される。
イル100の磁気は、車両前後に設けられた磁気検出セ
ンサ16で検出され、磁界強度に基づいてコントローラ
28が車両の路面に対する相対位置、すなわちレーン中
央からのずれ量を算出する。なお、前後各磁気検出セン
サ16は、それぞれ車両の中心線に対して左右一対に配
置された磁気センサから構成され、左右一対の磁気セン
サで検出された磁界強度の相違に基づいて相対変位が算
出される。
【0021】また、電波タグ104からは、図3に示す
ように、道路形状データとして前方100mまでの、つ
まり次の電波タグが存在する位置までの形状データが送
信される。具体的には、形状データは電波タグ104が
存在する位置の接線方向からの横方向のオフセットとし
て表現される。具体的には、電波タグ104の存在位置
から10m毎にオフセットが0m、5m、10m・・・
の如くである(カーブ路の場合)。そして、この道路形
状データが車両の電波受信装置15で受信され、コント
ローラ28に供給される。コントローラ28は、算出し
た相対変位(ずれ量)及び道路形状データに基づいて車
両をレーン中央に誘導するように最適なステアリングを
決定し、アクチュエータ18に制御信号を供給する。こ
れにより、磁気ネイル100が存在しない区間において
も、その区間における道路形状データに基づいて車両を
誘導できる。誘導方法としては、例えば現在の相対位置
及び道路形状データに基づいてレーン中央(道路形状デ
ータに基づいて想定されるレーン中央)に収束するため
に走行すべき進行予定コースを演算により算出し、この
進行コースに沿ってステアリングを制御することが考え
られる。すなわち、本システムでは、1個の電波タグ1
04が、あたかも従来における所定間隔で埋設された複
数個の磁気マーカの如く機能するので、磁気ネイル数を
大幅に低減できる。なお、この考えによれば、原理的に
は電波タグ104の間の区間では、磁気ネイル100は
不要となるが、本実施例では、図2に示すように電波タ
グ104の間の区間でも25m間隔で磁気ネイル100
を埋設している。これは、道路形状データに基づいて車
両を誘導する際の誘導精度の確認用として埋設されてい
るものである。従来においては、道路形状が不明である
ため、磁気ネイルはより細かいピッチで埋設する必要が
あるが、本実施例では、単に誘導精度の確認用に過ぎな
いので、従来より粗いピッチで埋設することができ、磁
気ネイル100の埋設数を低減することができる。
ように、道路形状データとして前方100mまでの、つ
まり次の電波タグが存在する位置までの形状データが送
信される。具体的には、形状データは電波タグ104が
存在する位置の接線方向からの横方向のオフセットとし
て表現される。具体的には、電波タグ104の存在位置
から10m毎にオフセットが0m、5m、10m・・・
の如くである(カーブ路の場合)。そして、この道路形
状データが車両の電波受信装置15で受信され、コント
ローラ28に供給される。コントローラ28は、算出し
た相対変位(ずれ量)及び道路形状データに基づいて車
両をレーン中央に誘導するように最適なステアリングを
決定し、アクチュエータ18に制御信号を供給する。こ
れにより、磁気ネイル100が存在しない区間において
も、その区間における道路形状データに基づいて車両を
誘導できる。誘導方法としては、例えば現在の相対位置
及び道路形状データに基づいてレーン中央(道路形状デ
ータに基づいて想定されるレーン中央)に収束するため
に走行すべき進行予定コースを演算により算出し、この
進行コースに沿ってステアリングを制御することが考え
られる。すなわち、本システムでは、1個の電波タグ1
04が、あたかも従来における所定間隔で埋設された複
数個の磁気マーカの如く機能するので、磁気ネイル数を
大幅に低減できる。なお、この考えによれば、原理的に
は電波タグ104の間の区間では、磁気ネイル100は
不要となるが、本実施例では、図2に示すように電波タ
グ104の間の区間でも25m間隔で磁気ネイル100
を埋設している。これは、道路形状データに基づいて車
両を誘導する際の誘導精度の確認用として埋設されてい
るものである。従来においては、道路形状が不明である
ため、磁気ネイルはより細かいピッチで埋設する必要が
あるが、本実施例では、単に誘導精度の確認用に過ぎな
いので、従来より粗いピッチで埋設することができ、磁
気ネイル100の埋設数を低減することができる。
【0022】一方、図4には本実施例における電波タグ
104の構成が示されている。電波タグ104は、誘導
コイルを内蔵する電力源104a、図3に示した道路形
状データが記憶されたROMを有するマイクロプロセッ
サ104b、この道路形状データを変調してマイクロア
ンテナに出力するための変調器を有するマイクロ波モジ
ュール104cを含んで構成される。マイクロプロセッ
サ104bを起動するための電力は電力源104aから
供給されるが、電力源104aは自身で電力を発生する
のではなく、車両前部に搭載された磁界発生器14の磁
界による電磁誘導で電力を発生する。従って、電波タグ
104は、車両が通過しないときには全く動作せず、車
両が通過する際にのみ動作を開始して道路形状データを
車両に送信することになる。なお、電波タグ104のサ
イズとしては、例えば10×6×1.0cm、パワー5
0mWであり、形状データは10kbpsで送信し、マ
イクロ波モジュール104cの消費電力は5mWで1〜
2GHzのマイクロ波を出力するように構成することが
考えられる。
104の構成が示されている。電波タグ104は、誘導
コイルを内蔵する電力源104a、図3に示した道路形
状データが記憶されたROMを有するマイクロプロセッ
サ104b、この道路形状データを変調してマイクロア
ンテナに出力するための変調器を有するマイクロ波モジ
ュール104cを含んで構成される。マイクロプロセッ
サ104bを起動するための電力は電力源104aから
供給されるが、電力源104aは自身で電力を発生する
のではなく、車両前部に搭載された磁界発生器14の磁
界による電磁誘導で電力を発生する。従って、電波タグ
104は、車両が通過しないときには全く動作せず、車
両が通過する際にのみ動作を開始して道路形状データを
車両に送信することになる。なお、電波タグ104のサ
イズとしては、例えば10×6×1.0cm、パワー5
0mWであり、形状データは10kbpsで送信し、マ
イクロ波モジュール104cの消費電力は5mWで1〜
2GHzのマイクロ波を出力するように構成することが
考えられる。
【0023】図5には、車両と電波タグ104の位置関
係及び電波タグ104の動作タイミングが示されてい
る。上述したように、電波タグ104の直前には磁気ネ
イルのペア100aが埋設されており、車両の磁気セン
サ16が同時にこの磁気ネイルペア100aを検出する
と、コントローラ28は、磁界発生器14を駆動して高
周波磁界を発生させる(図5(A))。この高周波磁界
により、電波タグ104の電力源104aには誘導電圧
が発生する。この電力により電波タグ104のマイクロ
プロセッサ104bが起動して、装置の初期化やROM
104bに記憶されている道路形状データの読み出し
等、送信の準備を行う(図5(B))。そして、マイク
ロアンテナから道路形状データを送信し(送信角度約3
0度)、車両では、この電波を車両後部の電波受信装置
15で受信する(図5(C))。
係及び電波タグ104の動作タイミングが示されてい
る。上述したように、電波タグ104の直前には磁気ネ
イルのペア100aが埋設されており、車両の磁気セン
サ16が同時にこの磁気ネイルペア100aを検出する
と、コントローラ28は、磁界発生器14を駆動して高
周波磁界を発生させる(図5(A))。この高周波磁界
により、電波タグ104の電力源104aには誘導電圧
が発生する。この電力により電波タグ104のマイクロ
プロセッサ104bが起動して、装置の初期化やROM
104bに記憶されている道路形状データの読み出し
等、送信の準備を行う(図5(B))。そして、マイク
ロアンテナから道路形状データを送信し(送信角度約3
0度)、車両では、この電波を車両後部の電波受信装置
15で受信する(図5(C))。
【0024】図6には、以上述べた処理の車両側のフロ
ーチャートが示されている。なお、磁界発生器14は、
基本的に磁気ネイルペア100aを検出した場合に作動
させる、すなわち磁気ネイルペア100aを磁界発生の
トリガとして用いているが、単に磁気ネイル100を検
出した場合にその都度磁界発生器14を作動させること
も可能である(路面形状などにより電波タグ104の直
前に磁気ネイルペアを形成できない場合などに有効であ
ろう)。本フローチャートでは、この場合の例を示す。
まず、コントローラ28は、磁気センサ16で磁気ネイ
ル100の磁界を検出したか否かを判定する(S10
1)。磁気ネイル100を検出した場合には、磁界発生
器(発振器)14を作動させて高周波磁界を発生させる
(S102)。電波タグ104から道路形状データが送
信された場合にはそれを受信し(S103)、そのデー
タをRAMに格納する(S104)。そして、磁気ネイ
ル100からの相対変位を算出する(S105)。この
相対変位と車両の姿勢角(ヨー角)により、磁気ネイル
に対する車両の相対位置が決定される。なお、ヨー角は
ヨーレートセンサ26の値を積分して得ることができ
る。一方、磁気ネイル100を検出しない場合には、前
回の位置、車速、操舵角及び前回電波タグ104から受
信した道路形状データより自車両位置を推定する(S1
08)。そして、算出した自車両位置に基づいてレーン
中央に誘導すべく目標操舵角を演算する(S106)。
この目標操舵角は、道路形状データから演算されたレー
ン中央に収束するために走行すべき進行コースを、位置
の関数としての操舵角データとして算出し、検出され
た、あるいは演算により推定された自車位置における目
標操舵角を演算することで行われる。目標操舵角が算出
された後、コントローラ28はステアリングアクチュエ
ータ18を制御して進行コースに沿った走行を実現する
(S107)。
ーチャートが示されている。なお、磁界発生器14は、
基本的に磁気ネイルペア100aを検出した場合に作動
させる、すなわち磁気ネイルペア100aを磁界発生の
トリガとして用いているが、単に磁気ネイル100を検
出した場合にその都度磁界発生器14を作動させること
も可能である(路面形状などにより電波タグ104の直
前に磁気ネイルペアを形成できない場合などに有効であ
ろう)。本フローチャートでは、この場合の例を示す。
まず、コントローラ28は、磁気センサ16で磁気ネイ
ル100の磁界を検出したか否かを判定する(S10
1)。磁気ネイル100を検出した場合には、磁界発生
器(発振器)14を作動させて高周波磁界を発生させる
(S102)。電波タグ104から道路形状データが送
信された場合にはそれを受信し(S103)、そのデー
タをRAMに格納する(S104)。そして、磁気ネイ
ル100からの相対変位を算出する(S105)。この
相対変位と車両の姿勢角(ヨー角)により、磁気ネイル
に対する車両の相対位置が決定される。なお、ヨー角は
ヨーレートセンサ26の値を積分して得ることができ
る。一方、磁気ネイル100を検出しない場合には、前
回の位置、車速、操舵角及び前回電波タグ104から受
信した道路形状データより自車両位置を推定する(S1
08)。そして、算出した自車両位置に基づいてレーン
中央に誘導すべく目標操舵角を演算する(S106)。
この目標操舵角は、道路形状データから演算されたレー
ン中央に収束するために走行すべき進行コースを、位置
の関数としての操舵角データとして算出し、検出され
た、あるいは演算により推定された自車位置における目
標操舵角を演算することで行われる。目標操舵角が算出
された後、コントローラ28はステアリングアクチュエ
ータ18を制御して進行コースに沿った走行を実現する
(S107)。
【0025】このように、本実施例では電波タグ104
により道路形状データを送信するので、磁気ネイル数を
大幅に低減できるとともに、電波タグを駆動する電力も
車両から供給するので、電波タグの構成を簡易なものと
し、サイズの縮小化を図ることができる。
により道路形状データを送信するので、磁気ネイル数を
大幅に低減できるとともに、電波タグを駆動する電力も
車両から供給するので、電波タグの構成を簡易なものと
し、サイズの縮小化を図ることができる。
【0026】第2実施例 上述した第1実施例では、基本的に電波タグ104の直
前で形成される磁気ネイルペア100aを検出して電波
タグ104の存在を車両が認識しているが(すなわち、
磁気ネイルペア100aを前後の磁気センサ16で検出
すると磁界発生器14を作動させる)、この磁気ネイル
ペア100aをヨーレートセンサ26の検出値を積分し
て得られるヨー角のリセットタイミングとして用いるこ
とも可能である。本実施例では、このようにヨー角を正
確に検出するために磁気ネイルペアを利用する例を示
す。
前で形成される磁気ネイルペア100aを検出して電波
タグ104の存在を車両が認識しているが(すなわち、
磁気ネイルペア100aを前後の磁気センサ16で検出
すると磁界発生器14を作動させる)、この磁気ネイル
ペア100aをヨーレートセンサ26の検出値を積分し
て得られるヨー角のリセットタイミングとして用いるこ
とも可能である。本実施例では、このようにヨー角を正
確に検出するために磁気ネイルペアを利用する例を示
す。
【0027】本実施例におけるシステム構成は、図1及
び図2に示された第1実施例のシステム構成と同様であ
り、電波タグ104の直前に車両前後の磁気センサ16
で同時に検出できる位置に磁気ネイルペア100aが形
成されている。ヨーレートセンサ26は、所定のタイミ
ングでヨーレートを検出してコントローラ28に出力
し、コントローラ28ではその値を積分してヨー角を算
出しているが、ヨーレートに誤差が生じている場合に
は、その誤差が累積されて正確なヨー角が得られない可
能性がある。そこで、磁気ネイルペア100aの磁界を
車両前後の磁気センサ16で同時に検出したときは、車
両のヨー角は一義的に決定できることに着目し、このタ
イミングでヨー角の値を初期値化する、すなわち、磁気
ネイルペア100aを同時に検出したときのヨー角の値
φ0 を以後算出されるヨー角の初期値とすれば、誤差の
影響を除去して以後のヨー角の精度を上げることができ
る。
び図2に示された第1実施例のシステム構成と同様であ
り、電波タグ104の直前に車両前後の磁気センサ16
で同時に検出できる位置に磁気ネイルペア100aが形
成されている。ヨーレートセンサ26は、所定のタイミ
ングでヨーレートを検出してコントローラ28に出力
し、コントローラ28ではその値を積分してヨー角を算
出しているが、ヨーレートに誤差が生じている場合に
は、その誤差が累積されて正確なヨー角が得られない可
能性がある。そこで、磁気ネイルペア100aの磁界を
車両前後の磁気センサ16で同時に検出したときは、車
両のヨー角は一義的に決定できることに着目し、このタ
イミングでヨー角の値を初期値化する、すなわち、磁気
ネイルペア100aを同時に検出したときのヨー角の値
φ0 を以後算出されるヨー角の初期値とすれば、誤差の
影響を除去して以後のヨー角の精度を上げることができ
る。
【0028】図7には本実施例の処理フローチャートが
示されている。まず、コントローラ28は、車両前後の
磁界センサ16からの出力信号を入力するとともに、現
在の車速v、操舵角θ、ヨーレートdφ/dtを入力す
る(S201)。そして、前後の磁界センサ(仮にMP
U1,MPU2とする)で同時に磁界を検出したか否か
を判定し(S202)、同時に検出した場合には、第1
実施例で詳述したように磁界発生器14を作動させて励
磁する(S203)。また、コントローラ28は、MP
U1とMPU2の出力から、それぞれの偏差を検出し各
偏差から車両の姿勢角であるヨー角φ0 を算出する(S
204)。初期ヨー角φ0 が算出された後、コントロー
ラ28は電波タグ104から道路形状データを入力し
(S205)、磁気ネイルからの偏差(相対変位)eと
車両ヨー角φ0 、及び受信した道路形状データからレー
ン中央に収束するための車両の進行コースを演算して決
定する(S206)。進行コースは、例えば位置p及び
そのときのヨー角φの関数として、
示されている。まず、コントローラ28は、車両前後の
磁界センサ16からの出力信号を入力するとともに、現
在の車速v、操舵角θ、ヨーレートdφ/dtを入力す
る(S201)。そして、前後の磁界センサ(仮にMP
U1,MPU2とする)で同時に磁界を検出したか否か
を判定し(S202)、同時に検出した場合には、第1
実施例で詳述したように磁界発生器14を作動させて励
磁する(S203)。また、コントローラ28は、MP
U1とMPU2の出力から、それぞれの偏差を検出し各
偏差から車両の姿勢角であるヨー角φ0 を算出する(S
204)。初期ヨー角φ0 が算出された後、コントロー
ラ28は電波タグ104から道路形状データを入力し
(S205)、磁気ネイルからの偏差(相対変位)eと
車両ヨー角φ0 、及び受信した道路形状データからレー
ン中央に収束するための車両の進行コースを演算して決
定する(S206)。進行コースは、例えば位置p及び
そのときのヨー角φの関数として、
【数1】θ=F(p, φ) で与えられる。なお、このように電波タグ104の地点
を通過し、初期ヨー角φ0 及び車両の進行方向が決定さ
れる時刻を便宜上時刻T=0とする。
を通過し、初期ヨー角φ0 及び車両の進行方向が決定さ
れる時刻を便宜上時刻T=0とする。
【0029】そして、時刻T(T>0)において、現在
の車速及びヨーレートに基づいて基準点(すなわち電波
タグ104が存在する地点)からの車両の推定位置pT
を算出するとともに、基準点に対する車両のヨー角φT
を算出する(S207)。このヨー角φT は、
の車速及びヨーレートに基づいて基準点(すなわち電波
タグ104が存在する地点)からの車両の推定位置pT
を算出するとともに、基準点に対する車両のヨー角φT
を算出する(S207)。このヨー角φT は、
【数2】φT =φT-1 +Tdφ/dt により算出され、時刻T=0における値は言うまでもな
く、一義的に正確に決定されたヨー角φ0 である。時刻
Tにおける車両の推定位置pT 及びヨー角φT が決定さ
れた後、S206で決定された車両の進行コースに沿っ
た走行を実現すべく、その位置における目標操舵角θT
を、
く、一義的に正確に決定されたヨー角φ0 である。時刻
Tにおける車両の推定位置pT 及びヨー角φT が決定さ
れた後、S206で決定された車両の進行コースに沿っ
た走行を実現すべく、その位置における目標操舵角θT
を、
【数3】θT =F(pT , φT ) により算出する(S208)。そして、この目標操舵角
となるようにアクチュエータ18を制御して進行コース
に沿って走行する(S209)。
となるようにアクチュエータ18を制御して進行コース
に沿って走行する(S209)。
【0030】図8には、電波タグ104から道路形状デ
ータとしてカーブ路データが送信されたときの電波タグ
104の位置(基準点)における車両の偏差(相対変
位)とそのときのヨー角及び進行コースの一例が示され
ている。電波タグ104の前方にカーブ路が存在する場
合には、コントローラ28はこのカーブ半径を考慮して
進行コースを決定する。ヨー角φ0 は、ヨーレートの積
分値で算出されるのではなく、磁気ネイルペア100a
の同時検出時における測定値であるので、累積誤差の影
響を受けることなく高精度に決定でき、従って、このヨ
ー角に基づいて決定される進行コースも高精度に決定で
きる。
ータとしてカーブ路データが送信されたときの電波タグ
104の位置(基準点)における車両の偏差(相対変
位)とそのときのヨー角及び進行コースの一例が示され
ている。電波タグ104の前方にカーブ路が存在する場
合には、コントローラ28はこのカーブ半径を考慮して
進行コースを決定する。ヨー角φ0 は、ヨーレートの積
分値で算出されるのではなく、磁気ネイルペア100a
の同時検出時における測定値であるので、累積誤差の影
響を受けることなく高精度に決定でき、従って、このヨ
ー角に基づいて決定される進行コースも高精度に決定で
きる。
【0031】第3実施例 上述した第1及び第2実施例では、形状データ送信手段
として路面に埋設された電波タグを示したが、この電波
タグの代わりに、路側に設けられたビーコン(光ビーコ
ンあるいは電波ビーコン)から道路形状データを送信す
るようにしてもよい。
として路面に埋設された電波タグを示したが、この電波
タグの代わりに、路側に設けられたビーコン(光ビーコ
ンあるいは電波ビーコン)から道路形状データを送信す
るようにしてもよい。
【0032】図9には本実施例におけるシステム構成図
が示されている。路面には磁気マーカとして磁気ネイル
100が埋設され、路側には道路形状データを送信する
光ビーコン200が設けられている。磁気ネイル100
は約25mピッチで埋設され、光ビーコン200は約1
00mピッチで設置されている。光ビーコン200から
は、道路形状データのみならず、各種交通情報(例えば
渋滞情報や、合流部における合流予定車両の存在)も車
両に送信する。
が示されている。路面には磁気マーカとして磁気ネイル
100が埋設され、路側には道路形状データを送信する
光ビーコン200が設けられている。磁気ネイル100
は約25mピッチで埋設され、光ビーコン200は約1
00mピッチで設置されている。光ビーコン200から
は、道路形状データのみならず、各種交通情報(例えば
渋滞情報や、合流部における合流予定車両の存在)も車
両に送信する。
【0033】ここで、電波タグの場合には、磁気ネイル
100と異なる位置に埋設する必要があるが、光ビーコ
ンの場合には、その照射領域と磁気ネイル100が重畳
するように設置することができる。図9においては、光
ビーコンと共にその照射領域も図示されており、照射領
域内に磁気ネイル100が存在する様子が示されてい
る。このように、磁気ネイル100の位置と同一位置に
照射領域を設定できるので、本実施例では、光ビーコン
200からは道路形状データの他に、その照射領域内の
磁気ネイル100の進行方向における絶対位置情報も送
信している。すると、車両では、磁気ネイル100から
の相対変位が検出され、さらに光ビーコンから磁気ネイ
ル100の絶対位置が受信できるので、路面に対する自
車両の位置をより容易に認識することが可能となる。
100と異なる位置に埋設する必要があるが、光ビーコ
ンの場合には、その照射領域と磁気ネイル100が重畳
するように設置することができる。図9においては、光
ビーコンと共にその照射領域も図示されており、照射領
域内に磁気ネイル100が存在する様子が示されてい
る。このように、磁気ネイル100の位置と同一位置に
照射領域を設定できるので、本実施例では、光ビーコン
200からは道路形状データの他に、その照射領域内の
磁気ネイル100の進行方向における絶対位置情報も送
信している。すると、車両では、磁気ネイル100から
の相対変位が検出され、さらに光ビーコンから磁気ネイ
ル100の絶対位置が受信できるので、路面に対する自
車両の位置をより容易に認識することが可能となる。
【0034】図10には本実施例における車両側の構成
ブロック図が示されている。ステアリングセンサ(ハン
ドル舵角センサ)51、車速センサ52、ヨーレートセ
ンサ26、ビーコン受信部53及び磁界センサ16から
の検出信号は、コントローラ28に供給される。コント
ローラ28の自車進行方向予測部28aでは、第2実施
例で述べたように車速及びヨーレートに基づき時刻Tに
おける自車両の推定位置を算出する。また、ビーコン受
信部53から出力された道路形状データは道路形状デー
タ記憶部28bに入力されて記憶され、磁界センサ16
からの信号は偏差演算部28に入力されて偏差、すなわ
ち相対変位が算出される。道路形状データ及び偏差(相
対変位)は共に進行コース決定部28dに入力され、レ
ーン中央に収束するための車両の進行コースが決定され
る。ハンドル舵角センサ51の出力、自車進行方向予測
部28aからの自車推定位置、及び進行コース決定部2
8dからの進行コースデータに基づいて、車速及び操舵
角演算部28eが第2実施例と同様の処理で目標操舵角
及び車速を決定する。目標操舵角はアクチュエータ18
に出力され、車速はエンジン出力ブレーキ調整部19に
出力される。なお、自車進行方向予測部28a、偏差演
算部28c、進行コース決定部28d、車速及び操舵角
演算部28eはCPUで構成することができ、道路形状
データ記憶部28bはRAMで構成することができる。
ブロック図が示されている。ステアリングセンサ(ハン
ドル舵角センサ)51、車速センサ52、ヨーレートセ
ンサ26、ビーコン受信部53及び磁界センサ16から
の検出信号は、コントローラ28に供給される。コント
ローラ28の自車進行方向予測部28aでは、第2実施
例で述べたように車速及びヨーレートに基づき時刻Tに
おける自車両の推定位置を算出する。また、ビーコン受
信部53から出力された道路形状データは道路形状デー
タ記憶部28bに入力されて記憶され、磁界センサ16
からの信号は偏差演算部28に入力されて偏差、すなわ
ち相対変位が算出される。道路形状データ及び偏差(相
対変位)は共に進行コース決定部28dに入力され、レ
ーン中央に収束するための車両の進行コースが決定され
る。ハンドル舵角センサ51の出力、自車進行方向予測
部28aからの自車推定位置、及び進行コース決定部2
8dからの進行コースデータに基づいて、車速及び操舵
角演算部28eが第2実施例と同様の処理で目標操舵角
及び車速を決定する。目標操舵角はアクチュエータ18
に出力され、車速はエンジン出力ブレーキ調整部19に
出力される。なお、自車進行方向予測部28a、偏差演
算部28c、進行コース決定部28d、車速及び操舵角
演算部28eはCPUで構成することができ、道路形状
データ記憶部28bはRAMで構成することができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、第1、第2及び第
3の発明によれば、形状データ送信手段により前方の路
面形状を認識することができるので、従来のように小さ
いピッチで磁気発生手段を敷設する必要が無く、システ
ムの簡素化を図ることができる。なお、形状データ送信
手段間の路面には原則として磁気発生手段は不必要であ
るが、従来より大きなピッチで敷設して車両誘導の確認
用に用いることも可能であり、この場合には一層誘導精
度が向上する。
3の発明によれば、形状データ送信手段により前方の路
面形状を認識することができるので、従来のように小さ
いピッチで磁気発生手段を敷設する必要が無く、システ
ムの簡素化を図ることができる。なお、形状データ送信
手段間の路面には原則として磁気発生手段は不必要であ
るが、従来より大きなピッチで敷設して車両誘導の確認
用に用いることも可能であり、この場合には一層誘導精
度が向上する。
【0036】また、第4の発明によれば、ビーコン手段
で磁気発生手段の位置も送信できるので、車両側ではよ
り正確に路面に対する自車両位置を検出することがで
き、また、磁気検出手段が何らかの原因により機能しな
い状態に陥った場合でも、この位置情報に基づいて誘導
を行うことができる。
で磁気発生手段の位置も送信できるので、車両側ではよ
り正確に路面に対する自車両位置を検出することがで
き、また、磁気検出手段が何らかの原因により機能しな
い状態に陥った場合でも、この位置情報に基づいて誘導
を行うことができる。
【0037】また、第5の発明によれば、車両側から形
状データ送信手段に電力を供給するので、形状データ送
信手段の構成を簡略化することができるとともに、車両
が通過しない場合に不要な送信を行うことを防ぐことが
できる。
状データ送信手段に電力を供給するので、形状データ送
信手段の構成を簡略化することができるとともに、車両
が通過しない場合に不要な送信を行うことを防ぐことが
できる。
【0038】また、第6の発明によれば、磁気発生手段
ペアにより車両のヨー角を初期値化できるので、累積誤
差が生じるのを防ぎ、以後の誘導の精度を上げることが
できる。
ペアにより車両のヨー角を初期値化できるので、累積誤
差が生じるのを防ぎ、以後の誘導の精度を上げることが
できる。
【図1】 本発明の実施例のシステム構成図である。
【図2】 本発明の実施例の磁気ネイルと電波タグの位
置関係を示す説明図である。
置関係を示す説明図である。
【図3】 本発明の実施例の形状データの説明図であ
る。
る。
【図4】 本発明の実施例の電波タグの構成図である。
【図5】 本発明の実施例の車両からの電力供給及びデ
ータ受信のタイミング説明図である。
ータ受信のタイミング説明図である。
【図6】 本発明の実施例の処理フローチャートであ
る。
る。
【図7】 本発明の実施例のヨー角初期値化を用いた処
理フローチャートである。
理フローチャートである。
【図8】 本発明の実施例の車両進行コースの説明図で
ある。
ある。
【図9】 本発明の実施例のビーコンを用いたシステム
概念図である。
概念図である。
【図10】 本発明の実施例の車両の構成ブロック図で
ある。
ある。
14 磁界発生器、15 電波受信装置、16 磁界セ
ンサ、28 コントローラ、100 磁気ネイル、10
4 電波タグ、200 光ビーコン。
ンサ、28 コントローラ、100 磁気ネイル、10
4 電波タグ、200 光ビーコン。
Claims (6)
- 【請求項1】 路面側に磁気発生手段が敷設され、 車両側に、 前記磁気発生手段からの磁気を検出する磁気検出手段
と、 検出された磁気に基づいて路面に対する車両の相対位置
を算出する位置算出手段と、 算出された相対位置に基づき車両の走行を制御する制御
手段が搭載された車両走行誘導システムにおいて、 前記路面側には、さらに、 車両進行方向における路面形状データを送信する形状デ
ータ送信手段が敷設され、 前記車両側には、さらに、 前記形状データ送信手段からの路面形状データを受信す
る受信手段が搭載され、前記制御手段は、前記相対位置
及び路面形状データに基づいて車両の走行を制御するこ
とを特徴とする車両走行誘導システム。 - 【請求項2】 請求項1記載の車両走行誘導システムに
おいて、 前記形状データ送信手段は、路面に埋設された電波発生
タグであることを特徴とする車両走行誘導システム。 - 【請求項3】 請求項1記載の車両走行誘導システムに
おいて、 前記形状データ送信手段は、路側に設置されたビーコン
手段であることを特徴とする車両走行誘導システム。 - 【請求項4】 請求項3記載の車両走行誘導システムに
おいて、 前記ビーコン手段は、前記磁気発生手段の敷設ピッチよ
り大きいピッチで設置され、その信号送信エリア内に敷
設された磁気発生手段の位置情報も送信することを特徴
とする車両走行誘導システム。 - 【請求項5】 請求項1または請求項2記載の車両走行
誘導システムにおいて、 前記車両の前部に励磁手段を設け、 前記形状データ送信手段に前記励磁手段の発生する磁界
により誘導電圧を生じる誘導コイルを設け、 前記形状データ送信手段は、前記誘導コイルに生じた電
力で前記路面形状データを送信することを特徴とする車
両走行誘導システム。 - 【請求項6】 請求項1または請求項2または請求項3
または請求項4または請求項5記載の車両走行誘導シス
テムにおいて、 前記車両にヨー角検出手段を設け、 前記磁気発生手段は前記形状データ送信手段の近傍で車
両進行方向に所定距離だけ離間したペアを形成し、 前記制御手段は、前記磁気発生手段のペアを通過した際
に前記ヨー角検出手段で検出されたヨー角を初期値化す
ることを特徴とする車両走行誘導システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7157878A JPH08314540A (ja) | 1995-03-14 | 1995-06-23 | 車両走行誘導システム |
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