JPH10105232A - 自動運転道路システム用車線変更装置 - Google Patents
自動運転道路システム用車線変更装置Info
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- JPH10105232A JPH10105232A JP8260038A JP26003896A JPH10105232A JP H10105232 A JPH10105232 A JP H10105232A JP 8260038 A JP8260038 A JP 8260038A JP 26003896 A JP26003896 A JP 26003896A JP H10105232 A JPH10105232 A JP H10105232A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動運転道路システム用車線変更装置に関
し、磁気を利用して車両が車線内を走行するように車両
を案内する自動運転道路システムにおける道路上で、車
両の車線変更を確実に行なえるようにする。 【解決手段】道路上の車線内に車線方向に沿って設置さ
れた磁気発生器を、車両にそなえられた磁気検出手段の
検出した結果に基づいて車両が車線内を走行するように
操舵制御する制御制御手段３３をそなえた自動運転道路
システムにそなえられ、車線変更区間３０と、車線変更
区間３０の存在情報及び車線変更区間３０における車線
変更時の車両の走行目標地点３０Ｂ，３０Ｃに関する情
報を通知する車線変更情報通知手段３１と、車線変更情
報通知手段３１からの通知情報に基づいて車線変更区間
３０の走行目標地点まで車両を自律走行させる自律走行
手段３２とをそなえるように構成する。
し、磁気を利用して車両が車線内を走行するように車両
を案内する自動運転道路システムにおける道路上で、車
両の車線変更を確実に行なえるようにする。 【解決手段】道路上の車線内に車線方向に沿って設置さ
れた磁気発生器を、車両にそなえられた磁気検出手段の
検出した結果に基づいて車両が車線内を走行するように
操舵制御する制御制御手段３３をそなえた自動運転道路
システムにそなえられ、車線変更区間３０と、車線変更
区間３０の存在情報及び車線変更区間３０における車線
変更時の車両の走行目標地点３０Ｂ，３０Ｃに関する情
報を通知する車線変更情報通知手段３１と、車線変更情
報通知手段３１からの通知情報に基づいて車線変更区間
３０の走行目標地点まで車両を自律走行させる自律走行
手段３２とをそなえるように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ネイル等の磁
気発生器と磁気検出手段とを利用して車両が車線内を走
行するように制御する自動運転道路システムにおいて車
両の車線変更を行なうための、自動運転道路システム用
車線変更装置に関する。
気発生器と磁気検出手段とを利用して車両が車線内を走
行するように制御する自動運転道路システムにおいて車
両の車線変更を行なうための、自動運転道路システム用
車線変更装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車に関して、ナビゲーション
システムをはじめとしたドライバをアシストするための
種々の技術が開発されており、さらには、ドライバに代
わって自動的に運転操作を行なう自動運転に関する技術
開発が進められている。自動運転では、車両を道路上の
車線内で走行させる必要があるため、例えば、道路上の
白線の案内を認識できるようにして、この認識情報に基
づいて車両を操舵制御することが考えられている。
システムをはじめとしたドライバをアシストするための
種々の技術が開発されており、さらには、ドライバに代
わって自動的に運転操作を行なう自動運転に関する技術
開発が進められている。自動運転では、車両を道路上の
車線内で走行させる必要があるため、例えば、道路上の
白線の案内を認識できるようにして、この認識情報に基
づいて車両を操舵制御することが考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、道路上
の白線が汚れていたり、白線上に雪などが積もっていた
りすると、白線を認識することができないため、車両を
道路上の車線内で走行させることができない場合があ
る。このため、道路状況に左右されずに、車両を道路上
の車線内で確実に走行させるようにするために、例え
ば、図８に示すように、道路３上の車線内の略中央に車
線方向に沿って磁気ネイル５を埋設し、この磁気ネイル
５からの磁気を車両１に設けられた磁気センサ６によっ
て検出できるようにして、車両１が道路３上の車線内を
走行するように操舵制御することが考えられている。
の白線が汚れていたり、白線上に雪などが積もっていた
りすると、白線を認識することができないため、車両を
道路上の車線内で走行させることができない場合があ
る。このため、道路状況に左右されずに、車両を道路上
の車線内で確実に走行させるようにするために、例え
ば、図８に示すように、道路３上の車線内の略中央に車
線方向に沿って磁気ネイル５を埋設し、この磁気ネイル
５からの磁気を車両１に設けられた磁気センサ６によっ
て検出できるようにして、車両１が道路３上の車線内を
走行するように操舵制御することが考えられている。
【０００４】しかし、磁気ネイル５が出力する磁気はそ
れほど強くないため、この磁気ネイル５が出力する磁気
を検出する磁気センサ６は、磁気ネイル５のほぼ真上に
来ないと、磁気ネイル５が出力する磁気を検出すること
ができない。このため、磁気センサ６は、図８に示すよ
うに、車両１の車幅方向に複数個取り付けるようにし
て、複数個の磁気センサ６によって磁気ネイル５が出力
する磁気を検出するようにしている。
れほど強くないため、この磁気ネイル５が出力する磁気
を検出する磁気センサ６は、磁気ネイル５のほぼ真上に
来ないと、磁気ネイル５が出力する磁気を検出すること
ができない。このため、磁気センサ６は、図８に示すよ
うに、車両１の車幅方向に複数個取り付けるようにし
て、複数個の磁気センサ６によって磁気ネイル５が出力
する磁気を検出するようにしている。
【０００５】ところで、車両１の行き先に近づいてきた
場合や道路３が合流又は分岐しているような場合等に
は、事前に車両１を他の車線へ車線変更させる必要が生
じる。また、車両１が走行している車線の前方で事故等
が起きた場合にも、車両１を走行中の車線から他の車線
へ車線変更させる必要がある。このように車両１を走行
中の車線から他の車線へ車線変更させる場合、図９に示
すように、車両１を一方の車線３Ａ（又は３Ｂ）から他
方の車線３Ｂ（又は３Ａ）へ車線変更させるのに必要な
軌跡に沿って磁気ネイル５を埋設することが考えられ
る。この場合、車線間で相互に車線変更を行なえるよう
にする必要があるため、車線変更を案内するための磁気
ネイル５は車線間で交差するように設けることになる。
場合や道路３が合流又は分岐しているような場合等に
は、事前に車両１を他の車線へ車線変更させる必要が生
じる。また、車両１が走行している車線の前方で事故等
が起きた場合にも、車両１を走行中の車線から他の車線
へ車線変更させる必要がある。このように車両１を走行
中の車線から他の車線へ車線変更させる場合、図９に示
すように、車両１を一方の車線３Ａ（又は３Ｂ）から他
方の車線３Ｂ（又は３Ａ）へ車線変更させるのに必要な
軌跡に沿って磁気ネイル５を埋設することが考えられ
る。この場合、車線間で相互に車線変更を行なえるよう
にする必要があるため、車線変更を案内するための磁気
ネイル５は車線間で交差するように設けることになる。
【０００６】このように磁気ネイル５を埋設した場合、
車両１に取り付けられた磁気センサ６が一度に多数の磁
気ネイル５からの磁気を検出してしまうことになるた
め、車両１を車線変更させる必要がある場合であって
も、適切に車両１を操舵制御することができないという
課題がある。本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、磁気ネイル等の磁気発生器と磁気検出手段と
を利用して車両が車線内を走行するように車両を案内す
る自動運転道路システムにおける道路上で、車両の車線
変更を確実に行なえるようにした、自動運転道路システ
ム用車線変更装置を提供することを目的とする。
車両１に取り付けられた磁気センサ６が一度に多数の磁
気ネイル５からの磁気を検出してしまうことになるた
め、車両１を車線変更させる必要がある場合であって
も、適切に車両１を操舵制御することができないという
課題がある。本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、磁気ネイル等の磁気発生器と磁気検出手段と
を利用して車両が車線内を走行するように車両を案内す
る自動運転道路システムにおける道路上で、車両の車線
変更を確実に行なえるようにした、自動運転道路システ
ム用車線変更装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の自動運転道路システム用車線変更装置は、道
路上の車線内に車線方向に沿って設置され該車線内を走
行する車両に向けて磁気を出力する磁気発生器と、該車
両にそなえられ該磁気発生器からの磁気を検出する磁気
検出手段と、該車両にそなえられ該磁気検出手段の検出
結果に基づいて該車両が該車線内を走行するように操舵
制御する操舵制御手段とをそなえた自動運転道路システ
ムにそなえられ、該道路において該磁気発生器を設置さ
れない車線変更区間と、該車両側に該車線変更区間の存
在情報及び該車線変更区間における車線変更時の車両の
走行目標地点に関する情報を通知する車線変更情報通知
手段と、該車線変更区間で該車線変更情報通知手段から
の通知情報に基づいて該車線変更区間の該走行目標地点
まで該車両を自律走行させる自律走行手段とをそなえて
いることを特徴としている。
の本発明の自動運転道路システム用車線変更装置は、道
路上の車線内に車線方向に沿って設置され該車線内を走
行する車両に向けて磁気を出力する磁気発生器と、該車
両にそなえられ該磁気発生器からの磁気を検出する磁気
検出手段と、該車両にそなえられ該磁気検出手段の検出
結果に基づいて該車両が該車線内を走行するように操舵
制御する操舵制御手段とをそなえた自動運転道路システ
ムにそなえられ、該道路において該磁気発生器を設置さ
れない車線変更区間と、該車両側に該車線変更区間の存
在情報及び該車線変更区間における車線変更時の車両の
走行目標地点に関する情報を通知する車線変更情報通知
手段と、該車線変更区間で該車線変更情報通知手段から
の通知情報に基づいて該車線変更区間の該走行目標地点
まで該車両を自律走行させる自律走行手段とをそなえて
いることを特徴としている。
【０００８】請求項２記載の本発明の自動運転道路シス
テム用車線変更装置は、請求項１記載の装置において、
該磁気発生器が磁気ネイルであって、該車線変更情報通
知手段が、該車線変更区間の直前の複数の該磁気ネイル
を予め設定されたＳ極，Ｎ極配列に設置することで、該
磁気検出手段を通じて該車両側に該車線変更区間を通知
するように構成されていることを特徴としている。
テム用車線変更装置は、請求項１記載の装置において、
該磁気発生器が磁気ネイルであって、該車線変更情報通
知手段が、該車線変更区間の直前の複数の該磁気ネイル
を予め設定されたＳ極，Ｎ極配列に設置することで、該
磁気検出手段を通じて該車両側に該車線変更区間を通知
するように構成されていることを特徴としている。
【０００９】請求項３記載の本発明の自動運転道路シス
テム用車線変更装置は、請求項１又は２記載の装置にお
いて、該車線変更情報通知手段が、該目標地点情報とし
て、車線変更区間の区間長と、該車線変更区間における
変更車線間での走行目標ラインの横偏差とを、該車両側
に通知するように構成されていることを特徴としてい
る。
テム用車線変更装置は、請求項１又は２記載の装置にお
いて、該車線変更情報通知手段が、該目標地点情報とし
て、車線変更区間の区間長と、該車線変更区間における
変更車線間での走行目標ラインの横偏差とを、該車両側
に通知するように構成されていることを特徴としてい
る。
【００１０】請求項４記載の本発明の自動運転道路シス
テム用車線変更装置は、請求項１〜３のいずれかに記載
の装置において、該自律走行手段が、該車両の自律走行
時に、該車線変更区間直前の複数の該磁気発生器の検出
情報から、該車線変更区間進入後の該車両の加速度，ヨ
ー角速度を時間積分して該車両の走行軌跡を推定し、該
走行軌跡に基づいて該車両を自律走行させることを特徴
としている。
テム用車線変更装置は、請求項１〜３のいずれかに記載
の装置において、該自律走行手段が、該車両の自律走行
時に、該車線変更区間直前の複数の該磁気発生器の検出
情報から、該車線変更区間進入後の該車両の加速度，ヨ
ー角速度を時間積分して該車両の走行軌跡を推定し、該
走行軌跡に基づいて該車両を自律走行させることを特徴
としている。
【００１１】
【発明の実施形態】以下、図面により、本発明の実施の
形態について説明すると、図１〜図７は本発明の一実施
形態としての自動運転道路システム用車線変更装置につ
いて示すものである。まず、本装置の前提となる自動運
転道路システムの設備について図３を参照しながら説明
する。
形態について説明すると、図１〜図７は本発明の一実施
形態としての自動運転道路システム用車線変更装置につ
いて示すものである。まず、本装置の前提となる自動運
転道路システムの設備について図３を参照しながら説明
する。
【００１２】つまり、図３に示すように、道路側の設備
としては、道路３の走行車線３Ａ上の車両の走行目標ラ
イン７に沿って磁気ネイル（磁気発生器）５が所定の間
隔で断続的に埋設されている。また、道路３の側部に
は、漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ：Leaky Coaxial Cable
）８が道路３に沿って延設されている。そして、漏洩
同軸ケーブル８は図示しない管制室側の処理装置との間
で通信（路車間通信）を行なえるようになっている。な
お、道路側のシステムをインフラストラクチャ側、略し
てインフラ側とも称する。
としては、道路３の走行車線３Ａ上の車両の走行目標ラ
イン７に沿って磁気ネイル（磁気発生器）５が所定の間
隔で断続的に埋設されている。また、道路３の側部に
は、漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ：Leaky Coaxial Cable
）８が道路３に沿って延設されている。そして、漏洩
同軸ケーブル８は図示しない管制室側の処理装置との間
で通信（路車間通信）を行なえるようになっている。な
お、道路側のシステムをインフラストラクチャ側、略し
てインフラ側とも称する。
【００１３】一方、このような道路設備を利用する車両
（自動車）１側には、車両前方の道路上の画像を撮影す
るテレビカメラ（ＣＣＤカメラ）２，磁気ネイル５から
の磁力を検出する磁気センサ（磁気検出手段）６（前部
設置の磁気センサを６Ａ，後部設置の磁気センサを６Ｂ
とする），前方の車両との車間距離を検出する車間距離
センサ１１，漏洩同軸ケーブル８を介して管制室内の処
理装置と通信するためのアンテナ９，このアンテナ９で
送受信する情報を処理するＬＣＸコントローラ１０，ス
テアリングアクチュエータ１２，スロットルアクチュエ
ータ１３，ブレーキアクチュエータ１４及び報知インタ
ーフェイス１５が備えられている。なお、この例では、
磁気センサは前部磁気センサ６Ａとして及び後部磁気セ
ンサ６Ｂとして、それぞれ複数設けられている。
（自動車）１側には、車両前方の道路上の画像を撮影す
るテレビカメラ（ＣＣＤカメラ）２，磁気ネイル５から
の磁力を検出する磁気センサ（磁気検出手段）６（前部
設置の磁気センサを６Ａ，後部設置の磁気センサを６Ｂ
とする），前方の車両との車間距離を検出する車間距離
センサ１１，漏洩同軸ケーブル８を介して管制室内の処
理装置と通信するためのアンテナ９，このアンテナ９で
送受信する情報を処理するＬＣＸコントローラ１０，ス
テアリングアクチュエータ１２，スロットルアクチュエ
ータ１３，ブレーキアクチュエータ１４及び報知インタ
ーフェイス１５が備えられている。なお、この例では、
磁気センサは前部磁気センサ６Ａとして及び後部磁気セ
ンサ６Ｂとして、それぞれ複数設けられている。
【００１４】また、車両１側には、このほかに、操舵セ
ンサ，車輪速センサ，エンジン回転数センサ，ヨーレイ
トセンサ等の各種センサ類が備えられている。さらに、
各センサの検出情報や漏洩同軸ケーブル８を介して管制
室側から送られた指令信号等に基づいて各アクチュエー
タ１２，１３，１４を制御し、報知インターフェイス１
５を通じて所要の情報をドライバ等に出力させるため
に、制御手段として図示しない電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）が設けられている。
ンサ，車輪速センサ，エンジン回転数センサ，ヨーレイ
トセンサ等の各種センサ類が備えられている。さらに、
各センサの検出情報や漏洩同軸ケーブル８を介して管制
室側から送られた指令信号等に基づいて各アクチュエー
タ１２，１３，１４を制御し、報知インターフェイス１
５を通じて所要の情報をドライバ等に出力させるため
に、制御手段として図示しない電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）が設けられている。
【００１５】これにより、管制室側の道路情報処理装置
には、各車両からの情報（例えば車両位置情報，車速情
報，車間距離情報，車両の行き先情報等）が漏洩同軸ケ
ーブル８を介して入力されるほか、例えば道路上の障害
物検出カメラ（図示略）でとらえた道路状況（例えば、
事故の状況）等も入力され、これらの入力情報から、各
車両に前方道路情報，車速情報（加減速情報）や操舵情
報等の運転指令が漏洩同軸ケーブル８を介して出力され
るようになっている。
には、各車両からの情報（例えば車両位置情報，車速情
報，車間距離情報，車両の行き先情報等）が漏洩同軸ケ
ーブル８を介して入力されるほか、例えば道路上の障害
物検出カメラ（図示略）でとらえた道路状況（例えば、
事故の状況）等も入力され、これらの入力情報から、各
車両に前方道路情報，車速情報（加減速情報）や操舵情
報等の運転指令が漏洩同軸ケーブル８を介して出力され
るようになっている。
【００１６】そして、車両側では、ＥＣＵを通じて、管
制室側からの車速情報（加減速情報）や操舵情報、及び
車両側で検出したテレビカメラ２からの画像情報，磁気
ネイル５からの磁力検出に基づく車両の横ずれ情報，車
間距離センサ１１で検出された車間距離情報等の各種情
報に基づいて、ステアリングアクチュエータ１２，スロ
ットルアクチュエータ１３，ブレーキアクチュエータ１
４を適宜制御して、車両のハンドル操作やスロットル操
作やブレーキ操作を自動的に行なうようになっている。
制室側からの車速情報（加減速情報）や操舵情報、及び
車両側で検出したテレビカメラ２からの画像情報，磁気
ネイル５からの磁力検出に基づく車両の横ずれ情報，車
間距離センサ１１で検出された車間距離情報等の各種情
報に基づいて、ステアリングアクチュエータ１２，スロ
ットルアクチュエータ１３，ブレーキアクチュエータ１
４を適宜制御して、車両のハンドル操作やスロットル操
作やブレーキ操作を自動的に行なうようになっている。
【００１７】特に、操舵センサ，車輪速センサ，エンジ
ン回転数センサ等の検出結果をフィードバックしながら
ステアリングアクチュエータ１２，スロットルアクチュ
エータ１３，ブレーキアクチュエータ１４を適切に制御
しうるようになっている。ここで、本実施形態の自動運
転道路システム用車線変更装置の、特徴的な設備につい
て、図１を参照しながら説明する。
ン回転数センサ等の検出結果をフィードバックしながら
ステアリングアクチュエータ１２，スロットルアクチュ
エータ１３，ブレーキアクチュエータ１４を適切に制御
しうるようになっている。ここで、本実施形態の自動運
転道路システム用車線変更装置の、特徴的な設備につい
て、図１を参照しながら説明する。
【００１８】まず、道路側の設備としては、図１に示す
ように、例えば車線３Ａを走行中の車両１を、車線３Ａ
から他の車線３Ｂへ車線変更させることができる車線変
更区間３０が設けられている。この車線変更区間３０内
では、もちろん、逆に、車線３Ｂを走行中の車両１を、
車線３Ｂから他の車線３Ａへ車線変更させることもでき
る。また、図１には２車線の道路の場合を示している
が、３車線以上の道路の場合には、隣接する車線間を基
本に、場合によっては、２車線以上の飛び越し車線変更
も可能になっている。
ように、例えば車線３Ａを走行中の車両１を、車線３Ａ
から他の車線３Ｂへ車線変更させることができる車線変
更区間３０が設けられている。この車線変更区間３０内
では、もちろん、逆に、車線３Ｂを走行中の車両１を、
車線３Ｂから他の車線３Ａへ車線変更させることもでき
る。また、図１には２車線の道路の場合を示している
が、３車線以上の道路の場合には、隣接する車線間を基
本に、場合によっては、２車線以上の飛び越し車線変更
も可能になっている。
【００１９】そして、このような車線変更区間３０内だ
けは、磁気ネイル５が設置されていない。もちろん、こ
の車線変更区間３０内を除くと、図１中に示すように、
磁気ネイル５が、車線３Ａの左右中央の路面上に設定さ
れた走行目標ライン７に沿って断続的に埋設されてい
る。ところで、磁気ネイル５には永久磁石が内蔵されて
おり、磁気ネイル５の上方の路面上に磁界を形成する
が、この磁界は一般にそれほど強いものではないので、
磁気センサ６で磁気ネイル５からの磁力を検出しうるの
は磁気センサ６のほぼ直上付近に限定される。
けは、磁気ネイル５が設置されていない。もちろん、こ
の車線変更区間３０内を除くと、図１中に示すように、
磁気ネイル５が、車線３Ａの左右中央の路面上に設定さ
れた走行目標ライン７に沿って断続的に埋設されてい
る。ところで、磁気ネイル５には永久磁石が内蔵されて
おり、磁気ネイル５の上方の路面上に磁界を形成する
が、この磁界は一般にそれほど強いものではないので、
磁気センサ６で磁気ネイル５からの磁力を検出しうるの
は磁気センサ６のほぼ直上付近に限定される。
【００２０】これに対して、車両側では、車両の横ずれ
量を検出するために、図１，図３に示すように、例えば
車両の前端部に、複数（図１では５個）の磁気センサ６
を適当な間隔で車幅方向へ並設しており、いずれかの磁
気センサ６で磁気ネイル５からの磁力を検出したかによ
って、車両の横ずれ量（車幅方向のずれ量）を検出しう
るようになっている。
量を検出するために、図１，図３に示すように、例えば
車両の前端部に、複数（図１では５個）の磁気センサ６
を適当な間隔で車幅方向へ並設しており、いずれかの磁
気センサ６で磁気ネイル５からの磁力を検出したかによ
って、車両の横ずれ量（車幅方向のずれ量）を検出しう
るようになっている。
【００２１】そして、このように配設された多数の磁気
ネイル５のうち、車線変更区間３０直前の複数の磁気ネ
イル５は、予め設定されたＳ極，Ｎ極配列で設置されて
いる。例えば、通常の磁気ネイル５をＮ極とすると、こ
の車線変更区間３０直前の複数の磁気ネイル５について
は、例えば順番にＳ極−Ｎ極−Ｓ極とするなど、車線変
更区間３０直前ではない通常の車線部分（これは、常に
Ｎ極）とは区別できるようになっている。
ネイル５のうち、車線変更区間３０直前の複数の磁気ネ
イル５は、予め設定されたＳ極，Ｎ極配列で設置されて
いる。例えば、通常の磁気ネイル５をＮ極とすると、こ
の車線変更区間３０直前の複数の磁気ネイル５について
は、例えば順番にＳ極−Ｎ極−Ｓ極とするなど、車線変
更区間３０直前ではない通常の車線部分（これは、常に
Ｎ極）とは区別できるようになっている。
【００２２】さらに、このような車線変更区間３０直前
の磁気ネイル５のＳ極，Ｎ極配列は、このような車線変
更区間３０の存在情報だけでなく、個々の車線変更区間
３０に特有の情報、即ち、車線変更時の車線変更区間３
０の開始地点３０Ａに対する車両の走行目標地点（車両
が車線変更しない場合は現走行車線上の車線変更区間３
０の終了地点３０Ｂ，車両が車線変更する場合は車線変
更先の車線上の車線変更区間３０の終了地点３０Ｃ）の
位置情報も認識できるように組み合わされている。
の磁気ネイル５のＳ極，Ｎ極配列は、このような車線変
更区間３０の存在情報だけでなく、個々の車線変更区間
３０に特有の情報、即ち、車線変更時の車線変更区間３
０の開始地点３０Ａに対する車両の走行目標地点（車両
が車線変更しない場合は現走行車線上の車線変更区間３
０の終了地点３０Ｂ，車両が車線変更する場合は車線変
更先の車線上の車線変更区間３０の終了地点３０Ｃ）の
位置情報も認識できるように組み合わされている。
【００２３】なお、走行目標地点３０Ｂは車線変更区間
の区間長Ｌにより規定でき、走行目標地点３０Ｃは車線
変更区間の区間長Ｌと、車線変更区間３０における変更
車線３Ａ，３Ｂ間の走行目標ライン７，７の横偏差ＤＹ
とにより規定できる。そこで、走行目標地点３０Ｂ，３
０Ｃの位置情報として、具体的には、このような車線変
更区間の区間長Ｌ，変更車線３Ａ，３Ｂ間での走行目標
ライン７，７の横偏差ＤＹの情報が磁気ネイル５のＳ
極，Ｎ極配列に盛り込まれ、これらの情報が車両側に通
知されるようになっている。
の区間長Ｌにより規定でき、走行目標地点３０Ｃは車線
変更区間の区間長Ｌと、車線変更区間３０における変更
車線３Ａ，３Ｂ間の走行目標ライン７，７の横偏差ＤＹ
とにより規定できる。そこで、走行目標地点３０Ｂ，３
０Ｃの位置情報として、具体的には、このような車線変
更区間の区間長Ｌ，変更車線３Ａ，３Ｂ間での走行目標
ライン７，７の横偏差ＤＹの情報が磁気ネイル５のＳ
極，Ｎ極配列に盛り込まれ、これらの情報が車両側に通
知されるようになっている。
【００２４】このように、磁気ネイル５のＳ極，Ｎ極配
列は、車両側に車線変更区間の存在情報と、車線変更区
間における車線変更時の車両の走行目標地点３０Ｂに関
する情報を通知する車線変更情報通知手段３１として構
成されている。なお、車線変更区間３０の開始地点３０
Ａは、車線変更区間３０直前の磁気ネイル５から検出す
ることができる。
列は、車両側に車線変更区間の存在情報と、車線変更区
間における車線変更時の車両の走行目標地点３０Ｂに関
する情報を通知する車線変更情報通知手段３１として構
成されている。なお、車線変更区間３０の開始地点３０
Ａは、車線変更区間３０直前の磁気ネイル５から検出す
ることができる。
【００２５】車両側では、このように車線変更情報通知
手段３１、即ち、車線変更区間３０直前の磁気ネイル５
のＳ極，Ｎ極配列により、車線変更区間３０に進入する
ことが通知されると、この車線変更区間３０で車線変更
をするかしないかを管制室側からの情報等に基づいて決
定し、車線変更をしない場合には、走行目標地点３０Ｂ
に向けて、車線変更をする場合には、走行目標地点３０
Ｃに向けて、それぞれ自律走行を行なうようになってい
る。
手段３１、即ち、車線変更区間３０直前の磁気ネイル５
のＳ極，Ｎ極配列により、車線変更区間３０に進入する
ことが通知されると、この車線変更区間３０で車線変更
をするかしないかを管制室側からの情報等に基づいて決
定し、車線変更をしない場合には、走行目標地点３０Ｂ
に向けて、車線変更をする場合には、走行目標地点３０
Ｃに向けて、それぞれ自律走行を行なうようになってい
る。
【００２６】このため、車両１には、自律走行手段３２
がそなえられている。ここでの自律走行は、操舵制御を
行なうものとなるため、この自律走行手段３２は、ステ
アリングアクチュエータ（操舵アクチュエータ）１２
と、このステアリングアクチュエータ１２の作動を制御
する機能（自律走行用操舵制御手段）３３とから構成さ
れている。なお、自律走行用操舵制御手段３３は前述の
ＥＣＵ内にそなえられる。また、この車線変更区間３０
内で加速情報や減速情報が送られた場合は、通常の自動
走行制御と同様に、スロットルアクチュエータ１３，ブ
レーキアクチュエータ１４を適宜制御することになる。
がそなえられている。ここでの自律走行は、操舵制御を
行なうものとなるため、この自律走行手段３２は、ステ
アリングアクチュエータ（操舵アクチュエータ）１２
と、このステアリングアクチュエータ１２の作動を制御
する機能（自律走行用操舵制御手段）３３とから構成さ
れている。なお、自律走行用操舵制御手段３３は前述の
ＥＣＵ内にそなえられる。また、この車線変更区間３０
内で加速情報や減速情報が送られた場合は、通常の自動
走行制御と同様に、スロットルアクチュエータ１３，ブ
レーキアクチュエータ１４を適宜制御することになる。
【００２７】ところで、自律走行による操舵制御を行な
うためには、自律走行用操舵制御手段３３では、走行し
ようとする走行目標ライン７を認識することと、この走
行目標ライン７に対する自車両の位置関係を認識するこ
とが必要になる。車線変更区間３０内の走行目標ライン
７を認識するには、走行目標ライン７の曲率を知る必要
がある。また、走行目標ライン７に対する自車両の位置
関係を認識するには、自車両の横ずれ，自車両の走行目
標ライン７に対する傾き（傾き角度）を知る必要があ
る。
うためには、自律走行用操舵制御手段３３では、走行し
ようとする走行目標ライン７を認識することと、この走
行目標ライン７に対する自車両の位置関係を認識するこ
とが必要になる。車線変更区間３０内の走行目標ライン
７を認識するには、走行目標ライン７の曲率を知る必要
がある。また、走行目標ライン７に対する自車両の位置
関係を認識するには、自車両の横ずれ，自車両の走行目
標ライン７に対する傾き（傾き角度）を知る必要があ
る。
【００２８】そこで、本装置では、以下のようにして、
走行目標ライン７の曲率ρを推定し、また、走行目標ラ
イン７に対する自車両の位置関係を認識するには、自車
両の横ずれｅ，自車両の走行目標ライン７に対する傾き
（傾き角度＝ヨー角）θを推定するようになっている。
ここでは、これらの走行目標ライン７の曲率ρ，自車両
の横ずれｅ，自車両の走行目標ライン７に対する傾きθ
を、車線変更区間３０直前の磁気ネイル５から検出され
た走行目標ライン７の位置情報（車両に対する相対位置
情報）に基づいて以下のような演算により、推定するよ
うになっている。
走行目標ライン７の曲率ρを推定し、また、走行目標ラ
イン７に対する自車両の位置関係を認識するには、自車
両の横ずれｅ，自車両の走行目標ライン７に対する傾き
（傾き角度＝ヨー角）θを推定するようになっている。
ここでは、これらの走行目標ライン７の曲率ρ，自車両
の横ずれｅ，自車両の走行目標ライン７に対する傾きθ
を、車線変更区間３０直前の磁気ネイル５から検出され
た走行目標ライン７の位置情報（車両に対する相対位置
情報）に基づいて以下のような演算により、推定するよ
うになっている。
【００２９】つまり、ある２点の磁気ネイル５１，５２
間を車両が走行軌跡５３を描いて走行した場合、磁力セ
ンサ６の設置位置（車両前端部）における車両の左右中
央点（車体中心上の点）は、時刻ｔ１のとき磁気ネイル
５１に対して地点５４にあり、時刻ｔ２のとき磁気ネイ
ル５２に対して地点５５にあるものとする。この場合、
地点５４における自車両の走行目標ライン７に対する横
ずれをｅ1，自車両の走行目標ライン７に対する傾きを
θ1 、地点５５における自車両の走行目標ライン７に対
する横ずれをｅ2 、自車両の走行目標ライン７に対する
傾きをθ2 とすると、時刻ｔ１での車両の磁気検出点中
央位置５４から、時刻ｔ２での車両の磁気検出点中央位
置５５の前後方向距離（時刻ｔ１における車両の前方方
向に沿った距離）をｄｙ、時刻ｔ１での車両の磁気検出
点中央位置５４から、時刻ｔ２での車両の磁気検出点中
央位置５５の横方向距離（時刻ｔ１における車両の横方
向に沿った距離）をｄｘ、また、時刻ｔ１での車両の向
きに対する時刻ｔ２での車両の向きの偏差ｄθとする
と、次式（１）〜（３）のように示すことができる。
間を車両が走行軌跡５３を描いて走行した場合、磁力セ
ンサ６の設置位置（車両前端部）における車両の左右中
央点（車体中心上の点）は、時刻ｔ１のとき磁気ネイル
５１に対して地点５４にあり、時刻ｔ２のとき磁気ネイ
ル５２に対して地点５５にあるものとする。この場合、
地点５４における自車両の走行目標ライン７に対する横
ずれをｅ1，自車両の走行目標ライン７に対する傾きを
θ1 、地点５５における自車両の走行目標ライン７に対
する横ずれをｅ2 、自車両の走行目標ライン７に対する
傾きをθ2 とすると、時刻ｔ１での車両の磁気検出点中
央位置５４から、時刻ｔ２での車両の磁気検出点中央位
置５５の前後方向距離（時刻ｔ１における車両の前方方
向に沿った距離）をｄｙ、時刻ｔ１での車両の磁気検出
点中央位置５４から、時刻ｔ２での車両の磁気検出点中
央位置５５の横方向距離（時刻ｔ１における車両の横方
向に沿った距離）をｄｘ、また、時刻ｔ１での車両の向
きに対する時刻ｔ２での車両の向きの偏差ｄθとする
と、次式（１）〜（３）のように示すことができる。
【００３０】
【数１】
【００３１】上式（２）中のＬβは、図５に示すよう
に、車両の重心Ｇと、旋回中心Ｏから車両の中心線ＣＬ
へ下ろした垂線の車両の中心線ＣＬとの交点Ｐとの距離
（補正距離）であり、また、ＬS は、図７に示すよう
に、センサ設置点から車両の重心Ｇまでの距離である。
そして、式（２）中のＶｓｉｎθは、図６に示すよう
に、車速の横方向性分を示す。
に、車両の重心Ｇと、旋回中心Ｏから車両の中心線ＣＬ
へ下ろした垂線の車両の中心線ＣＬとの交点Ｐとの距離
（補正距離）であり、また、ＬS は、図７に示すよう
に、センサ設置点から車両の重心Ｇまでの距離である。
そして、式（２）中のＶｓｉｎθは、図６に示すよう
に、車速の横方向性分を示す。
【００３２】したがって、２点５１，５２の磁気ネイル
５１，５２に対して検出される横ずれｅ1 ，ｅ2 と上記
のｄθ，ｄｙ，ｄｘからヨー角θ1 ，θ2 を求めると、
次式（４），（５）のようになる。
５１，５２に対して検出される横ずれｅ1 ，ｅ2 と上記
のｄθ，ｄｙ，ｄｘからヨー角θ1 ，θ2 を求めると、
次式（４），（５）のようになる。
【００３３】
【数２】
【００３４】したがって、前回のヨー角θ2 ′と今回の
ヨー角θ1 とから次式（６）により、曲率ρを求めるこ
とができる。
ヨー角θ1 とから次式（６）により、曲率ρを求めるこ
とができる。
【００３５】
【数３】
【００３６】また、ネイル間の任意の地点での横ずれｅ
とヨー角θは、今回の横ずれｅ2 とヨー角θ2 とを初期
値として次式（７），（８）のように時間積分すること
で計算することができる。
とヨー角θは、今回の横ずれｅ2 とヨー角θ2 とを初期
値として次式（７），（８）のように時間積分すること
で計算することができる。
【００３７】
【数４】
【００３８】上式（７）中、γは車両の自転分にかかる
項であり、ρＶは車両に対して道路が逃げた分にかかる
項である。なお、上式（８）における積分項を、次式
（９）に示すように、車速Ｖに比例したゲインを掛けて
横ずれを積分した値ｅi としてもよい。
項であり、ρＶは車両に対して道路が逃げた分にかかる
項である。なお、上式（８）における積分項を、次式
（９）に示すように、車速Ｖに比例したゲインを掛けて
横ずれを積分した値ｅi としてもよい。
【００３９】
【数５】
【００４０】このように、車速Ｖを乗算して積分するこ
とで、停止時に積分項が増加しなくなる。そして、自律
走行用操舵制御手段３３では、図２に示すように、この
ように推定した横ずれｅ，ヨー角θ，曲率ρに対して、
それぞれに応じたゲインＫ1 ，Ｋ 2 ，Ｋ3 を乗算して、
これらを加算することで、操舵制御制御量を算出し、操
舵アクチュエータ１２を駆動するようになっている。
とで、停止時に積分項が増加しなくなる。そして、自律
走行用操舵制御手段３３では、図２に示すように、この
ように推定した横ずれｅ，ヨー角θ，曲率ρに対して、
それぞれに応じたゲインＫ1 ，Ｋ 2 ，Ｋ3 を乗算して、
これらを加算することで、操舵制御制御量を算出し、操
舵アクチュエータ１２を駆動するようになっている。
【００４１】本実施形態の自動運転道路システム用車線
変更装置は、上述のように構成されるため、直近の２つ
の磁気ネイル５，５を通過したときの磁気検出データと
ヨーレイトセンサや車速センサの検出データとネイル検
出時刻データとから、磁気ネイル５，５間の走行目標ラ
イン７の曲率ρを推定することができ、また、磁気ネイ
ル５，５間を走行中の車両の横ずれｅ，ヨー角θを推定
することができる。
変更装置は、上述のように構成されるため、直近の２つ
の磁気ネイル５，５を通過したときの磁気検出データと
ヨーレイトセンサや車速センサの検出データとネイル検
出時刻データとから、磁気ネイル５，５間の走行目標ラ
イン７の曲率ρを推定することができ、また、磁気ネイ
ル５，５間を走行中の車両の横ずれｅ，ヨー角θを推定
することができる。
【００４２】そして、車線変更情報通知手段３１から通
知された車線変更区間の区間長Ｌ，走行目標ライン７，
７の横偏差ＤＹと、曲率ρの推定結果とにより、自律走
行による操舵制御を行なうために必要な車線変更区間３
０内の走行目標ライン７Ａ，７Ｂ，７Ｃ等を認識するこ
とができる。また、横ずれｅ，ヨー角θの推定結果か
ら、走行目標ライン７Ａ，７Ｂ，７Ｃ等に対する自車両
の位置関係を認識することができる。
知された車線変更区間の区間長Ｌ，走行目標ライン７，
７の横偏差ＤＹと、曲率ρの推定結果とにより、自律走
行による操舵制御を行なうために必要な車線変更区間３
０内の走行目標ライン７Ａ，７Ｂ，７Ｃ等を認識するこ
とができる。また、横ずれｅ，ヨー角θの推定結果か
ら、走行目標ライン７Ａ，７Ｂ，７Ｃ等に対する自車両
の位置関係を認識することができる。
【００４３】したがって、図２に示すように、このよう
な走行目標ライン７Ａ，７Ｂ，７Ｃ等に対する自車両の
位置関係の認識により、自律走行による適切な操舵制御
を行なうことで、車両の走行軌跡を走行目標ライン７
Ａ，７Ｂ，７Ｃ等に沿わせることができ、磁気ネイル５
を用いずに、斜線変更にかかる車両の走行を確実に制御
することができるのである。
な走行目標ライン７Ａ，７Ｂ，７Ｃ等に対する自車両の
位置関係の認識により、自律走行による適切な操舵制御
を行なうことで、車両の走行軌跡を走行目標ライン７
Ａ，７Ｂ，７Ｃ等に沿わせることができ、磁気ネイル５
を用いずに、斜線変更にかかる車両の走行を確実に制御
することができるのである。
【００４４】また、車線変更区間内への進入直前に、車
線変更情報通知手段３１として電磁式磁気ネイル５に特
殊な極性を持たせているため、車線変更区間の存在情報
及び斜線変更区間における車線変更時等の車両の走行目
標地点に関する情報も確実に得ることができ、車線変更
区間内への進入制御を確実に開始し且つ適切に斜線変更
等を行なうことができるという利点もある。
線変更情報通知手段３１として電磁式磁気ネイル５に特
殊な極性を持たせているため、車線変更区間の存在情報
及び斜線変更区間における車線変更時等の車両の走行目
標地点に関する情報も確実に得ることができ、車線変更
区間内への進入制御を確実に開始し且つ適切に斜線変更
等を行なうことができるという利点もある。
【００４５】なお、本実施形態の自動運転道路システム
用車線変更装置では、車線変更区間内における自律走行
を、磁気検出データやヨーレイト検出データや車速セン
サ検出データ等に基づいた自車両の位置の推定により行
なっているが、例えば道路白線等により自車両の道路
（走行目標ライン）に対する位置を推定して、車線変更
区間内における自律走行を行なってもよい。
用車線変更装置では、車線変更区間内における自律走行
を、磁気検出データやヨーレイト検出データや車速セン
サ検出データ等に基づいた自車両の位置の推定により行
なっているが、例えば道路白線等により自車両の道路
（走行目標ライン）に対する位置を推定して、車線変更
区間内における自律走行を行なってもよい。
【００４６】また、車線変更情報通知手段３１は、管制
室から車両への路車間通信を利用してもよい。
室から車両への路車間通信を利用してもよい。
【００４７】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の自動運転道路システム用車線変更装置によれば、
自律走行による適切な操舵制御を行なうことができ、自
動運転道路システムにおける車線変更を容易にしかも確
実に行なうことができる利点がある。
発明の自動運転道路システム用車線変更装置によれば、
自律走行による適切な操舵制御を行なうことができ、自
動運転道路システムにおける車線変更を容易にしかも確
実に行なうことができる利点がある。
【００４８】請求項２記載の本発明の自動運転道路シス
テム用車線変更装置によれば、車線変更情報を簡素な構
成で容易に通知することができ、低コストで本装置を構
成しうる利点がある。請求項３記載の本発明の自動運転
道路システム用車線変更装置によれば、車線変更情報を
的確に通知することができ、自動運転道路システムにお
ける車線変更を確実に行なうことができる利点がある。
テム用車線変更装置によれば、車線変更情報を簡素な構
成で容易に通知することができ、低コストで本装置を構
成しうる利点がある。請求項３記載の本発明の自動運転
道路システム用車線変更装置によれば、車線変更情報を
的確に通知することができ、自動運転道路システムにお
ける車線変更を確実に行なうことができる利点がある。
【００４９】請求項４記載の本発明の自動運転道路シス
テム用車線変更装置によれば、道路白線認識等の特別な
検出装置を要することなく、車線変更区間内での適切な
自律走行を行なうことができる利点がある。
テム用車線変更装置によれば、道路白線認識等の特別な
検出装置を要することなく、車線変更区間内での適切な
自律走行を行なうことができる利点がある。
【図１】本発明の一実施形態としての自動運転道路シス
テム用車線変更装置の構成を示す模式図である。
テム用車線変更装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態としての自動運転道路シス
テム用車線変更装置の制御系を示すブロック図である。
テム用車線変更装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる自動運転道路シス
テムの構成を示す斜視図である。
テムの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態としての自動運転道路シス
テム用車線変更装置における自車両位置等の推定を説明
するための図である。
テム用車線変更装置における自車両位置等の推定を説明
するための図である。
【図５】本発明の一実施形態としての自動運転道路シス
テム用車線変更装置における自車両位置等の推定にかか
る距離を説明するための図である。
テム用車線変更装置における自車両位置等の推定にかか
る距離を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態としての自動運転道路シス
テム用車線変更装置における自車両位置等の推定を説明
するための図である。
テム用車線変更装置における自車両位置等の推定を説明
するための図である。
【図７】本発明の一実施形態としての自動運転道路シス
テム用車線変更装置における自車両位置等の推定を説明
するための図である。
テム用車線変更装置における自車両位置等の推定を説明
するための図である。
【図８】従来の自動運転道路システムにおける自動走行
のための操舵制御を説明するための模式図である。
のための操舵制御を説明するための模式図である。
【図９】本発明の課題を説明するための模式図である。
１ 車両 ２ テレビカメラ（ＣＣＤカメラ） ３ 道路 ３Ａ，３Ｂ 車線 ５ 磁気ネイル（磁気発生器） ６ 磁気センサ（磁気検出手段） ７ 走行目標ライン ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 車線変更区間３０内の走行目標ライ
ン ８ 漏洩同軸ケーブル ９ アンテナ １０ ＬＣＸコントローラ １１ 車間距離センサ １２ ステアリングアクチュエータ １３ スロットルアクチュエータ １４ ブレーキアクチュエータ １５ 報知インターフェイス ３０ 車線変更区間 ３０Ａ 車線変更区間３０の開始地点 ３０Ｂ，３０Ｃ 車線変更区間３０の終了地点（走行目
標地点） ３１ 車線変更情報通知手段 ３２ 自律走行手段 ３３ 自律走行用操舵制御手段
ン ８ 漏洩同軸ケーブル ９ アンテナ １０ ＬＣＸコントローラ １１ 車間距離センサ １２ ステアリングアクチュエータ １３ スロットルアクチュエータ １４ ブレーキアクチュエータ １５ 報知インターフェイス ３０ 車線変更区間 ３０Ａ 車線変更区間３０の開始地点 ３０Ｂ，３０Ｃ 車線変更区間３０の終了地点（走行目
標地点） ３１ 車線変更情報通知手段 ３２ 自律走行手段 ３３ 自律走行用操舵制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 113:00 127:00 137:00
Claims (4)
- 【請求項１】 道路上の車線内に車線方向に沿って設置
され該車線内を走行する車両に向けて磁気を出力する磁
気発生器と、該車両にそなえられ該磁気発生器からの磁
気を検出する磁気検出手段と、該車両にそなえられ該磁
気検出手段の検出結果に基づいて該車両が該車線内を走
行するように操舵制御する操舵制御手段とをそなえた自
動運転道路システムにそなえられ、 該道路において該磁気発生器を設置されない車線変更区
間と、 該車両側に該車線変更区間の存在情報及び該車線変更区
間における車線変更時の車両の走行目標地点に関する情
報を通知する車線変更情報通知手段と、 該車線変更区間で該車線変更情報通知手段からの通知情
報に基づいて該車線変更区間の該走行目標地点まで該車
両を自律走行させる自律走行手段とをそなえていること
を特徴とする、自動運転道路システム用車線変更装置。 - 【請求項２】 該磁気発生器が磁気ネイルであって、 該車線変更情報通知手段が、該車線変更区間の直前の複
数の該磁気ネイルを予め設定されたＳ極，Ｎ極配列に設
置することで、該磁気検出手段を通じて該車両側に該車
線変更区間の存在を通知するように構成されていること
を特徴とする、請求項１記載の自動運転道路システム用
車線変更装置。 - 【請求項３】 該車線変更情報通知手段が、該目標地点
情報として、車線変更区間の区間長と、該車線変更区間
における変更車線間での走行目標ラインの横偏差とを、
該車両側に通知するように構成されていることを特徴と
する、請求項１又は２記載の自動運転道路システム用車
線変更装置。 - 【請求項４】 該自律走行手段が、該車両の自律走行時
に、該車線変更区間直前の複数の該磁気発生器の検出情
報から、該車線変更区間進入後の該車両の加速度，ヨー
角速度を時間積分して該車両の走行軌跡を推定し、該走
行軌跡に基づいて該車両を自律走行させることを特徴と
する、請求項１〜３のいずれかに記載の自動運転道路シ
ステム用車線変更装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8260038A JPH10105232A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 自動運転道路システム用車線変更装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8260038A JPH10105232A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 自動運転道路システム用車線変更装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10105232A true JPH10105232A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17342445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8260038A Pending JPH10105232A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 自動運転道路システム用車線変更装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10105232A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-09-30 JP JP8260038A patent/JPH10105232A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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