JPH10302194A - 自動走行車 - Google Patents
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- JPH10302194A JPH10302194A JP9105554A JP10555497A JPH10302194A JP H10302194 A JPH10302194 A JP H10302194A JP 9105554 A JP9105554 A JP 9105554A JP 10555497 A JP10555497 A JP 10555497A JP H10302194 A JPH10302194 A JP H10302194A
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- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
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- G05B13/026—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system using a predictor
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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
- 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
- G05D1/0259—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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- 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
- G05D1/0289—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 with means for avoiding collisions between vehicles
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- Traffic Control Systems (AREA)
- Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御計画に則って車両を走行させる際に道路
の傾斜の影響を除去して正確な制御が行えるようにす
る。 【解決手段】 磁気ネイルの検出に基づいて推定した所
定時間後の自車の位置及び速度を第１処理部２４で推定
するとともに、漏洩同軸ケーブルから受信した情報に基
づいて自車の制御計画（自車の位置及び速度の相関関
係）を制御計画処理部２５で決定する。制御計画と推定
した自車の位置及び速度との偏差を算出し、更に制御計
画変換部２６で前記偏差にゲインＫｘ，Ｋｕを乗算して
目標加速度を算出し、その目標加速度に基づいてスロッ
トル及びブレーキを制御することにより自車を制御に則
って車両を走行させる。このとき、道路の傾斜の影響を
除去すべく補正手段４３が前記目標加速度を補正する。
の傾斜の影響を除去して正確な制御が行えるようにす
る。 【解決手段】 磁気ネイルの検出に基づいて推定した所
定時間後の自車の位置及び速度を第１処理部２４で推定
するとともに、漏洩同軸ケーブルから受信した情報に基
づいて自車の制御計画（自車の位置及び速度の相関関
係）を制御計画処理部２５で決定する。制御計画と推定
した自車の位置及び速度との偏差を算出し、更に制御計
画変換部２６で前記偏差にゲインＫｘ，Ｋｕを乗算して
目標加速度を算出し、その目標加速度に基づいてスロッ
トル及びブレーキを制御することにより自車を制御に則
って車両を走行させる。このとき、道路の傾斜の影響を
除去すべく補正手段４３が前記目標加速度を補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動走行車、特に道
路上に設けられた磁気情報源からの位置情報を利用して
車線内を自動走行する自動走行車に関するものである。
路上に設けられた磁気情報源からの位置情報を利用して
車線内を自動走行する自動走行車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】かかる自動走行車は、本出願人によって
既に提案されている（特願平７−２８３９７３号参
照）。
既に提案されている（特願平７−２８３９７３号参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来のも
のは、磁気ネイルの検出に基づいて推定した所定時間後
の自車の位置及び速度を、漏洩同軸ケーブルから受信し
た情報に基づいて設定した自車の位置及び速度に関する
制御計画と比較することにより、その偏差を減少させる
ようにスロットルやブレーキを制御して自車を前記制御
計画に則って走行させるようになっている。前記偏差の
大小に基づいて決定されるスロットルやブレーキの制御
量は、道路が平坦路であるとの前提で設定されているた
め、道路が傾斜していると自車を前記制御計画に則って
走行させるのが難しくなる。例えば、自車が制御計画よ
りも遅れた場合にはスロットルを開いて車速を増加させ
るが、その際のスロットルの開弁量は道路が平坦路であ
るとの前提で設定されているため、道路が上り坂である
と車速が予期したほど増加せずに前記偏差を減少させる
ことができなくなる。
のは、磁気ネイルの検出に基づいて推定した所定時間後
の自車の位置及び速度を、漏洩同軸ケーブルから受信し
た情報に基づいて設定した自車の位置及び速度に関する
制御計画と比較することにより、その偏差を減少させる
ようにスロットルやブレーキを制御して自車を前記制御
計画に則って走行させるようになっている。前記偏差の
大小に基づいて決定されるスロットルやブレーキの制御
量は、道路が平坦路であるとの前提で設定されているた
め、道路が傾斜していると自車を前記制御計画に則って
走行させるのが難しくなる。例えば、自車が制御計画よ
りも遅れた場合にはスロットルを開いて車速を増加させ
るが、その際のスロットルの開弁量は道路が平坦路であ
るとの前提で設定されているため、道路が上り坂である
と車速が予期したほど増加せずに前記偏差を減少させる
ことができなくなる。
【０００４】本発明は前述に事情に鑑みてなされたもの
で、制御計画に則って車両を走行させる際に道路の傾斜
の影響を除去して正確な制御が行えるようにすることを
目的とする。
で、制御計画に則って車両を走行させる際に道路の傾斜
の影響を除去して正確な制御が行えるようにすることを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明は、道路上に設けられた
情報源からの情報に基づいて自車位置を検出する自車位
置検出手段と、前走車からの情報及び道路周辺に設けら
れた情報発信手段からの情報の少なくとも一方に基づい
て速度及び距離の相関データよりなる制御計画を作成す
る制御計画処理手段と、前記制御計画及び自車位置に基
づいて所定時間後の自車の予想到達点における距離偏差
及び速度偏差の少なくとも一方を算出する偏差算出手段
と、前記距離偏差及び速度偏差の少なくとも一方に基づ
いて加減速用アクチュエータを制御する車速制御手段と
を備えた自動走行車において、前記情報発信手段からの
道路勾配に関する情報に基づいて、該道路勾配に起因す
る偏差を補償すべく前記距離偏差及び速度偏差の少なく
とも一方を補正する補正手段を有することを特徴とす
る。
に、請求項１に記載された発明は、道路上に設けられた
情報源からの情報に基づいて自車位置を検出する自車位
置検出手段と、前走車からの情報及び道路周辺に設けら
れた情報発信手段からの情報の少なくとも一方に基づい
て速度及び距離の相関データよりなる制御計画を作成す
る制御計画処理手段と、前記制御計画及び自車位置に基
づいて所定時間後の自車の予想到達点における距離偏差
及び速度偏差の少なくとも一方を算出する偏差算出手段
と、前記距離偏差及び速度偏差の少なくとも一方に基づ
いて加減速用アクチュエータを制御する車速制御手段と
を備えた自動走行車において、前記情報発信手段からの
道路勾配に関する情報に基づいて、該道路勾配に起因す
る偏差を補償すべく前記距離偏差及び速度偏差の少なく
とも一方を補正する補正手段を有することを特徴とす
る。
【０００６】上記構成によれば、道路に勾配が存在する
と平坦路を走行する場合に比べて車速が増減するため、
制御計画に則した車速制御ができなくなるが、所定時間
後の自車の予想到達点における距離偏差或いは速度偏差
を道路勾配に基づいて補正することにより、道路勾配の
影響を補償して制御計画に則した制御を可能にすること
ができる。
と平坦路を走行する場合に比べて車速が増減するため、
制御計画に則した車速制御ができなくなるが、所定時間
後の自車の予想到達点における距離偏差或いは速度偏差
を道路勾配に基づいて補正することにより、道路勾配の
影響を補償して制御計画に則した制御を可能にすること
ができる。
【０００７】前記所定時間は、実施例では１．５秒に設
定されているが、演算装置の容量や要求される制御の精
度に応じて適宜変更可能である。
定されているが、演算装置の容量や要求される制御の精
度に応じて適宜変更可能である。
【０００８】また請求項２に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、自車位置と、自車位置の一階微分値
と、自車位置の二階微分値とに基づいて前記予想到達点
を算出することを特徴とする。
１の構成に加えて、自車位置と、自車位置の一階微分値
と、自車位置の二階微分値とに基づいて前記予想到達点
を算出することを特徴とする。
【０００９】上記構成によれば、簡単な演算を行うだけ
で予想到達点を正確に算出することができる。
で予想到達点を正確に算出することができる。
【００１０】また請求項３に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記情報発信手段からの情報が道路
上の位置に対する速度指示情報であることを特徴とす
る。
１の構成に加えて、前記情報発信手段からの情報が道路
上の位置に対する速度指示情報であることを特徴とす
る。
【００１１】上記構成によれば、車両を道路に沿って予
め設定した速度で走行させることができる。
め設定した速度で走行させることができる。
【００１２】また請求項４に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記偏差演算手段は、前記情報発信
手段から受信した位置及び速度の情報を、前記予想到達
点における自車の位置及び速度と比較して前記距離偏差
及び速度偏差を算出することを特徴とする。
１の構成に加えて、前記偏差演算手段は、前記情報発信
手段から受信した位置及び速度の情報を、前記予想到達
点における自車の位置及び速度と比較して前記距離偏差
及び速度偏差を算出することを特徴とする。
【００１３】上記構成によれば、制御計画すなわち目標
とする車両の走行状態と実際の車両の走行状態との偏差
を的確に算出することができる。
とする車両の走行状態と実際の車両の走行状態との偏差
を的確に算出することができる。
【００１４】また請求項５に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記偏差演算手段は、前走車から受
信した位置情報に基づいて算出した前記所定時間後の前
走車の位置及び速度を、前記予想到達点における自車の
位置及び速度と比較して前記距離偏差及び速度偏差を算
出することを特徴とする。
１の構成に加えて、前記偏差演算手段は、前走車から受
信した位置情報に基づいて算出した前記所定時間後の前
走車の位置及び速度を、前記予想到達点における自車の
位置及び速度と比較して前記距離偏差及び速度偏差を算
出することを特徴とする。
【００１５】上記構成によれば、自車を前走車に対して
追従走行させることができる。
追従走行させることができる。
【００１６】また請求項６に記載された発明は、請求項
５の構成に加えて、前記所定時間後の前走車の位置及び
速度を、前走車から受信した位置情報の一階微分値及び
二階微分値に基づいて算出することを特徴とする。
５の構成に加えて、前記所定時間後の前走車の位置及び
速度を、前走車から受信した位置情報の一階微分値及び
二階微分値に基づいて算出することを特徴とする。
【００１７】上記構成によれば、簡単な演算を行うだけ
で所定時間後の前走車の位置及び速度を正確に算出する
ことができる。
で所定時間後の前走車の位置及び速度を正確に算出する
ことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１９】図１〜図５は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は車両の全体構成図、図２は磁気ネイル及び磁
気センサの説明図、図３は制御系のブロック図、図４は
作用を説明するフローチャート、図５は道路の傾斜量マ
ップを示す図である。
で、図１は車両の全体構成図、図２は磁気ネイル及び磁
気センサの説明図、図３は制御系のブロック図、図４は
作用を説明するフローチャート、図５は道路の傾斜量マ
ップを示す図である。
【００２０】本実施例は、車線の中央に沿って所定間隔
で磁気情報源としての磁気ネイルが埋め込まれた自動走
行用道路上を自動走行する車両と、この車両を前走車と
して、該前走車に対して所定の車間距離を維持しながら
追従自動走行する車両に関するものである。
で磁気情報源としての磁気ネイルが埋め込まれた自動走
行用道路上を自動走行する車両と、この車両を前走車と
して、該前走車に対して所定の車間距離を維持しながら
追従自動走行する車両に関するものである。
【００２１】図１には、前走車Ｖ′及び自車Ｖの全体構
成が示される。前走車Ｖ′の構成及び自車Ｖの構成は実
質的に同一であるため、以下自車Ｖを例にとって説明を
行う。
成が示される。前走車Ｖ′の構成及び自車Ｖの構成は実
質的に同一であるため、以下自車Ｖを例にとって説明を
行う。
【００２２】自車Ｖは通信信号処理手段１と、制御計画
処理手段２と、操舵制御手段３と、車速制御手段４と
を、それぞれに信号処理装置（ＣＰＵ）を搭載したモジ
ュールとして有している。
処理手段２と、操舵制御手段３と、車速制御手段４と
を、それぞれに信号処理装置（ＣＰＵ）を搭載したモジ
ュールとして有している。
【００２３】通信信号処理手段１は、自車Ｖと前走車
Ｖ′との間の車車間通信と、道路に沿って設けられた漏
洩同軸ケーブルＣとの間の送受信と、道路データ上の自
車位置の算出を行うものである。尚、道路データは地図
上の磁気情報源列（走行ライン）のデータからなり、こ
れは予め記憶装置に記憶してもよいし、通信で外部から
所定走行区域ごとに受信してもよい。
Ｖ′との間の車車間通信と、道路に沿って設けられた漏
洩同軸ケーブルＣとの間の送受信と、道路データ上の自
車位置の算出を行うものである。尚、道路データは地図
上の磁気情報源列（走行ライン）のデータからなり、こ
れは予め記憶装置に記憶してもよいし、通信で外部から
所定走行区域ごとに受信してもよい。
【００２４】制御計画処理手段２は、自動走行スタート
スイッチ１２の操作により自動走行のための情報を作成
する。具体的には、漏洩同軸ケーブルＣから受信した速
度指令に基づき、磁気情報源列（走行ライン）に沿った
車速計画を作成し、自車Ｖ直下の磁気情報源に対する現
在位置偏差（誤差）と、方向偏差（誤差）と、所定時間
であるＴ秒後の予想到達点の磁気情報源に対する位置偏
差（誤差）及び方向偏差（誤差）とを算出する。この算
出結果は、自車Ｖの操舵制御に利用されるとともに、自
車Ｖの加減速度の修正に利用される。本実施例では所定
時間を１．５秒に設定しているが、１秒〜２秒の間で設
定することが好ましい。尚、前走車Ｖ′に追従する追従
車では自車のＴ秒後の予想到達点と、前走車Ｖ′のＴ秒
後の予想到達点の車間距離及び車間速度差も算出し、こ
の算出結果は自車Ｖの加減速度の修正に利用される。
スイッチ１２の操作により自動走行のための情報を作成
する。具体的には、漏洩同軸ケーブルＣから受信した速
度指令に基づき、磁気情報源列（走行ライン）に沿った
車速計画を作成し、自車Ｖ直下の磁気情報源に対する現
在位置偏差（誤差）と、方向偏差（誤差）と、所定時間
であるＴ秒後の予想到達点の磁気情報源に対する位置偏
差（誤差）及び方向偏差（誤差）とを算出する。この算
出結果は、自車Ｖの操舵制御に利用されるとともに、自
車Ｖの加減速度の修正に利用される。本実施例では所定
時間を１．５秒に設定しているが、１秒〜２秒の間で設
定することが好ましい。尚、前走車Ｖ′に追従する追従
車では自車のＴ秒後の予想到達点と、前走車Ｖ′のＴ秒
後の予想到達点の車間距離及び車間速度差も算出し、こ
の算出結果は自車Ｖの加減速度の修正に利用される。
【００２５】更に、制御計画処理手段２は、追従車の場
合は自車の速度及び前走車の速度、前走車までの車間距
離、前方道路形状や車線形状等のデータをディスプレイ
１８及びスピーカ１７に出力する。また前走車の場合は
自車の速度及び追従車の速度、追従車までの車間距離、
前方道路形状や車線形状等のデータをディスプレイ１８
及びスピーカ１７に出力する。
合は自車の速度及び前走車の速度、前走車までの車間距
離、前方道路形状や車線形状等のデータをディスプレイ
１８及びスピーカ１７に出力する。また前走車の場合は
自車の速度及び追従車の速度、追従車までの車間距離、
前方道路形状や車線形状等のデータをディスプレイ１８
及びスピーカ１７に出力する。
【００２６】操舵制御手段３は、制御計画処理手段２の
出力結果に基づいて、操舵角の指示信号を算出し、ステ
アリング操作伝達系に設けられたアクチュエータ１４を
制御する。このアクチュエータ１４により、ステアリン
グが自動制御され磁気情報源列（走行ライン）に沿った
走行が行われる。
出力結果に基づいて、操舵角の指示信号を算出し、ステ
アリング操作伝達系に設けられたアクチュエータ１４を
制御する。このアクチュエータ１４により、ステアリン
グが自動制御され磁気情報源列（走行ライン）に沿った
走行が行われる。
【００２７】車速制御手段４は、制御計画処理手段２の
車速計画及び補正データ、後述するセンサ信号に基づい
て加速度指示信号を算出し、スロットルに設けられたア
クチュエータ１５とブレーキに設けられたアクチュエー
タ１６とを制御する。これら両アクチュエータ１５，１
６により、スロットル及びブレーキが駆動されて自車Ｖ
の加減速が行われる。車速制御手段４にはブレーキペダ
ルスイッチ１３が接続されており、このブレーキペダル
１３が踏まれたことが検出されると車速制御は解除され
る。
車速計画及び補正データ、後述するセンサ信号に基づい
て加速度指示信号を算出し、スロットルに設けられたア
クチュエータ１５とブレーキに設けられたアクチュエー
タ１６とを制御する。これら両アクチュエータ１５，１
６により、スロットル及びブレーキが駆動されて自車Ｖ
の加減速が行われる。車速制御手段４にはブレーキペダ
ルスイッチ１３が接続されており、このブレーキペダル
１３が踏まれたことが検出されると車速制御は解除され
る。
【００２８】また、自車Ｖには、ヨーレイトセンサ５
と、道路表面に埋め込まれた磁気情報源を検出する磁気
センサ６と、車輪パルスセンサ８と、前後加速度センサ
９と、レーザレーダ１０と、漏洩同軸ケーブルＣとの送
受信を行う通信手段７と、車車間通信手段１１とが搭載
されている。
と、道路表面に埋め込まれた磁気情報源を検出する磁気
センサ６と、車輪パルスセンサ８と、前後加速度センサ
９と、レーザレーダ１０と、漏洩同軸ケーブルＣとの送
受信を行う通信手段７と、車車間通信手段１１とが搭載
されている。
【００２９】前述の漏洩同軸ケーブルＣからは、速度指
令情報、道路曲率情報、渋滞情報及び緊急メッセージ等
が受信され、自車Ｖ側からは自車ＶのＩＤナンバーが送
信される。このＩＤナンバーにより、漏洩同軸ケーブル
Ｃ側では各車両の走行位置が把握される。
令情報、道路曲率情報、渋滞情報及び緊急メッセージ等
が受信され、自車Ｖ側からは自車ＶのＩＤナンバーが送
信される。このＩＤナンバーにより、漏洩同軸ケーブル
Ｃ側では各車両の走行位置が把握される。
【００３０】車車間通信では、走行距離、車速、前後加
速度データ（制御計画データ）が送受信される。追従車
の場合、この車車間通信により前走車の位置、走行状況
（速度や加速度）が検出され、追従制御の修正データ作
成に利用される。
速度データ（制御計画データ）が送受信される。追従車
の場合、この車車間通信により前走車の位置、走行状況
（速度や加速度）が検出され、追従制御の修正データ作
成に利用される。
【００３１】ヨーレイトセンサ５は、車両の横方向の角
速度を検出し、この検出信号を通信信号処理手段１、制
御計画処理手段２及び操舵制御手段３に出力する。
速度を検出し、この検出信号を通信信号処理手段１、制
御計画処理手段２及び操舵制御手段３に出力する。
【００３２】磁気センサ６は、車両の前方バンパ下部及
び、後方バンパ下部に設けられ、道路の車線に１ｍ間隔
で設けられた磁気情報源としての磁気ネイルに対するセ
ンサ位置（車両位置）を、この磁気情報源の中心から左
右約４５cmの範囲で測定するものである。本実施例で
は、図２に示すように、車両の前方バンパ下部及び後方
バンパ下部に磁気センサ６が設けられており、これらセ
ンサ６で検出された横方向位置データにより、磁気情報
源列（走行ライン）と自車Ｖとのなす角度（誤差角度）
も検出している。また、磁気センサ６からの出力は走行
中にカウントさ、走行距離算出に用いられる。尚、本実
施例においては、磁気情報源列の５００ｍ毎に、磁気情
報源の極性反転によるビット情報が設けられており、こ
のビット情報により、位置修正を行っている。
び、後方バンパ下部に設けられ、道路の車線に１ｍ間隔
で設けられた磁気情報源としての磁気ネイルに対するセ
ンサ位置（車両位置）を、この磁気情報源の中心から左
右約４５cmの範囲で測定するものである。本実施例で
は、図２に示すように、車両の前方バンパ下部及び後方
バンパ下部に磁気センサ６が設けられており、これらセ
ンサ６で検出された横方向位置データにより、磁気情報
源列（走行ライン）と自車Ｖとのなす角度（誤差角度）
も検出している。また、磁気センサ６からの出力は走行
中にカウントさ、走行距離算出に用いられる。尚、本実
施例においては、磁気情報源列の５００ｍ毎に、磁気情
報源の極性反転によるビット情報が設けられており、こ
のビット情報により、位置修正を行っている。
【００３３】車輪パルスセンサ８は車両の走行距離算出
に用いられる。磁気センサ６による走行距離検出だけで
は、例えば走行予定レーンから大きく逸脱し磁気検出が
出来ないことが想定され、このような場合に車輪パルス
センサ８が用いられる。
に用いられる。磁気センサ６による走行距離検出だけで
は、例えば走行予定レーンから大きく逸脱し磁気検出が
出来ないことが想定され、このような場合に車輪パルス
センサ８が用いられる。
【００３４】前後加速度センサ９は、車両の現在加速度
を検出するものであり、車速制御に利用される。車両加
速度は磁気センサ６の出力信号からも得られるが、前述
と同様、例えば走行予定レーンから大きく逸脱し、磁気
検出ができない場合の加速度算出に用いられる。
を検出するものであり、車速制御に利用される。車両加
速度は磁気センサ６の出力信号からも得られるが、前述
と同様、例えば走行予定レーンから大きく逸脱し、磁気
検出ができない場合の加速度算出に用いられる。
【００３５】レーザレーダ１０は、前走車Ｖ′や前方障
害物の検出、及びそれらの物体までの距離を算出し、車
速制御手段４に出力する。この出力に基づいて、車速制
御手段４により状況に応じてブレーキ量の制御が行われ
る。前走車Ｖ′の位置は車車間情報によって得られる
が、このレーザレーダ１０の搭載により、前走車Ｖ′の
検出及び車間距離の算出を一層確実に行うことができ
る。
害物の検出、及びそれらの物体までの距離を算出し、車
速制御手段４に出力する。この出力に基づいて、車速制
御手段４により状況に応じてブレーキ量の制御が行われ
る。前走車Ｖ′の位置は車車間情報によって得られる
が、このレーザレーダ１０の搭載により、前走車Ｖ′の
検出及び車間距離の算出を一層確実に行うことができ
る。
【００３６】次に、本発明の実施例の作用を、図３のブ
ロック線図及び図４のフローチャートを参照して説明す
る。
ロック線図及び図４のフローチャートを参照して説明す
る。
【００３７】先ず、ステップＳ１で通信手段７が漏洩同
軸ケーブルＣから道路の傾斜量ΔＳを含むデータを受信
し、続くステップＳ２でそれぞれの磁気情報源に対する
傾斜量ΔＳのマップデータ（図５参照）を作成する。次
のステップＳ３で前後加速度センサ９から自車Ｖの前後
加速度を読み込み、続くステップＳ４で前後加速度を前
記マップデータから検索した自車位置での傾斜量ΔＳに
よって補正する。前後加速度センサ９で検出した前後加
速度をＡi （０）とすると、その補正値は補正係数ａ及
び傾斜量ΔＳを用いてＡi （０）←Ａi （０）−ａΔＳ
のように算出される。これにより、前後加速度センサ９
の出力が道路の傾斜による重力加速度の路面方向成分の
影響を受けても、その影響を補償して正しい前後加速度
を算出することが可能となり、自車Ｖが走行予定レーン
から大きく逸脱して磁気検出ができない場合にも正確な
前後加速度を算出することができる。
軸ケーブルＣから道路の傾斜量ΔＳを含むデータを受信
し、続くステップＳ２でそれぞれの磁気情報源に対する
傾斜量ΔＳのマップデータ（図５参照）を作成する。次
のステップＳ３で前後加速度センサ９から自車Ｖの前後
加速度を読み込み、続くステップＳ４で前後加速度を前
記マップデータから検索した自車位置での傾斜量ΔＳに
よって補正する。前後加速度センサ９で検出した前後加
速度をＡi （０）とすると、その補正値は補正係数ａ及
び傾斜量ΔＳを用いてＡi （０）←Ａi （０）−ａΔＳ
のように算出される。これにより、前後加速度センサ９
の出力が道路の傾斜による重力加速度の路面方向成分の
影響を受けても、その影響を補償して正しい前後加速度
を算出することが可能となり、自車Ｖが走行予定レーン
から大きく逸脱して磁気検出ができない場合にも正確な
前後加速度を算出することができる。
【００３８】続くステップＳ５では、目標加速度が以下
のようにして算出される。先ず、制御計画処理手段２に
より、磁気センサ６による検出信号に基づいた自車位置
Ｘi（０）２１と、自車速度（自車位置の一階微分値）
Ｖi （０）２２と、自車加速度（自車位置の二階微分
値）Ａi （０）２３とが算出され、自車ＶのＴ秒後の状
態を予測する車速制御手段４の第１処理部２４に出力さ
れる。
のようにして算出される。先ず、制御計画処理手段２に
より、磁気センサ６による検出信号に基づいた自車位置
Ｘi（０）２１と、自車速度（自車位置の一階微分値）
Ｖi （０）２２と、自車加速度（自車位置の二階微分
値）Ａi （０）２３とが算出され、自車ＶのＴ秒後の状
態を予測する車速制御手段４の第１処理部２４に出力さ
れる。
【００３９】この第１処理部２４では、Ｔ秒後の予測位
置Ｘi （Ｔ）と、Ｔ秒後の予測速度Ｖi （Ｔ）とを、次
式により算出する。
置Ｘi （Ｔ）と、Ｔ秒後の予測速度Ｖi （Ｔ）とを、次
式により算出する。
【００４０】Ｘi （Ｔ）＝Ｘi （０）＋Ｖi （０）×Ｔ
＋１／２×Ａi （０）×Ｔ2 Ｖi （Ｔ）＝Ｖi （０）＋Ａi （０）×Ｔ 一方、制御計画処理手段２の制御計画処理部２５では、
漏洩同軸ケーブルＣからの速度指令に基づき、磁気情報
源列（走行ライン）に沿った車速計画を作成し、Ｔ秒後
の目標位置Ｘi ′（Ｔ）及び目標速度Ｖi ′（Ｔ）と共
に出力する。
＋１／２×Ａi （０）×Ｔ2 Ｖi （Ｔ）＝Ｖi （０）＋Ａi （０）×Ｔ 一方、制御計画処理手段２の制御計画処理部２５では、
漏洩同軸ケーブルＣからの速度指令に基づき、磁気情報
源列（走行ライン）に沿った車速計画を作成し、Ｔ秒後
の目標位置Ｘi ′（Ｔ）及び目標速度Ｖi ′（Ｔ）と共
に出力する。
【００４１】偏差算出手段５０では、制御計画処理部２
５で算出した目標位置Ｘi ′（Ｔ）及び目標速度Ｖi ′
（Ｔ）から、前記距離Ｘi （Ｔ）及び速度Ｖi （Ｔ）を
減算することにより、位置誤差及び速度誤差をそれぞれ
算出する。
５で算出した目標位置Ｘi ′（Ｔ）及び目標速度Ｖi ′
（Ｔ）から、前記距離Ｘi （Ｔ）及び速度Ｖi （Ｔ）を
減算することにより、位置誤差及び速度誤差をそれぞれ
算出する。
【００４２】この位置誤差及び速度誤差は、制御計画デ
ータ変換部２６で加速度制御ゲインＫｘ，Ｋｕを乗算さ
れた後に加算され、目標加速度として補正手段４３に出
力される。即ち、目標加速度は次式で与えられる。
ータ変換部２６で加速度制御ゲインＫｘ，Ｋｕを乗算さ
れた後に加算され、目標加速度として補正手段４３に出
力される。即ち、目標加速度は次式で与えられる。
【００４３】目標加速度＝Ｋｘ×｛Ｘi ′（Ｔ）−Ｘi
（Ｔ）｝＋Ｋｕ×｛Ｖi ′（Ｔ）−Ｖi （Ｔ）｝ ところで、制御計画データ変換部２６で加速度制御ゲイ
ンＫｘ，Ｋｕを乗算するとき、その加速度制御ゲインＫ
ｘ，Ｋｕは自車Ｖが平坦な道路を走行しているとの前提
で設定されている。一方、自車Ｖの実際の加速度は道路
の傾斜による重力加速度の影響を受け、上り坂では加速
度が小さくなり、下り坂では加速度が大きくなる。そこ
で、ステップＳ６で補正手段４３は道路の傾斜による重
力加速度の影響を補償すべく、傾斜マップから検索した
傾斜量ΔＳに基づいて目標加速度を補正する。即ち、目
標加速度を、補正係数ｂ及び傾斜量ΔＳを用いて目標加
速度←目標加速度＋ｂΔＳのように補正する。これによ
り、道路の傾斜の影響を補償して、自車Ｖの速度が漏洩
同軸ケーブルＣからの速度指令に正しく合致するように
制御を行うことが可能となる。
（Ｔ）｝＋Ｋｕ×｛Ｖi ′（Ｔ）−Ｖi （Ｔ）｝ ところで、制御計画データ変換部２６で加速度制御ゲイ
ンＫｘ，Ｋｕを乗算するとき、その加速度制御ゲインＫ
ｘ，Ｋｕは自車Ｖが平坦な道路を走行しているとの前提
で設定されている。一方、自車Ｖの実際の加速度は道路
の傾斜による重力加速度の影響を受け、上り坂では加速
度が小さくなり、下り坂では加速度が大きくなる。そこ
で、ステップＳ６で補正手段４３は道路の傾斜による重
力加速度の影響を補償すべく、傾斜マップから検索した
傾斜量ΔＳに基づいて目標加速度を補正する。即ち、目
標加速度を、補正係数ｂ及び傾斜量ΔＳを用いて目標加
速度←目標加速度＋ｂΔＳのように補正する。これによ
り、道路の傾斜の影響を補償して、自車Ｖの速度が漏洩
同軸ケーブルＣからの速度指令に正しく合致するように
制御を行うことが可能となる。
【００４４】一方、車車間通信による前走車Ｖ′の位置
データＸi-1 （０）２８、速度データ（前走車位置の微
分値）Ｖi-1 （０）２９及び加速度データ（前走車位置
の二階微分値）Ａi-1 （０）３０は、前走車Ｖ′のＴ秒
後の状態を予測する第２処理部３１へ出力される。
データＸi-1 （０）２８、速度データ（前走車位置の微
分値）Ｖi-1 （０）２９及び加速度データ（前走車位置
の二階微分値）Ａi-1 （０）３０は、前走車Ｖ′のＴ秒
後の状態を予測する第２処理部３１へ出力される。
【００４５】第２処理部３１では、前述の第１処理部２
４と同様の計算により、Ｔ秒後における前走車Ｖ′の予
測位置Ｘi-1 （Ｔ）及びＴ秒後の予測速度Ｖi-1 （Ｔ）
を算出する。偏差算出手段４０は、この前走車Ｖ′のＴ
秒後の予測位置Ｘi-1 （Ｔ）及び予測速度Ｖi-1 （Ｔ）
から、自車ＶのＴ秒後の予測位置Ｘi （Ｔ）及び予測速
度Ｖi （Ｔ）を減算することにより、距離偏差としての
車間距離及び速度偏差としての車間速度を算出する。
４と同様の計算により、Ｔ秒後における前走車Ｖ′の予
測位置Ｘi-1 （Ｔ）及びＴ秒後の予測速度Ｖi-1 （Ｔ）
を算出する。偏差算出手段４０は、この前走車Ｖ′のＴ
秒後の予測位置Ｘi-1 （Ｔ）及び予測速度Ｖi-1 （Ｔ）
から、自車ＶのＴ秒後の予測位置Ｘi （Ｔ）及び予測速
度Ｖi （Ｔ）を減算することにより、距離偏差としての
車間距離及び速度偏差としての車間速度を算出する。
【００４６】尚、自車速度Ｖi （０）２２に応じて車間
距離の修正を行うべく、目標車間距離調整手段３２が設
けられている。これは、走行初期間や走行終了期間に速
度を調整するために用られるものであり、車間距離を速
度の比例値に設定した場合、低速時の接近し過ぎに対し
補正するものである。車間距離の設定方法によっては、
この目標車間距離調整手段３２は不要となる。
距離の修正を行うべく、目標車間距離調整手段３２が設
けられている。これは、走行初期間や走行終了期間に速
度を調整するために用られるものであり、車間距離を速
度の比例値に設定した場合、低速時の接近し過ぎに対し
補正するものである。車間距離の設定方法によっては、
この目標車間距離調整手段３２は不要となる。
【００４７】算出された車間距離及び車間速度は、変換
部３３においてそれぞれ加速度制御ゲインＫｘ1 ，Ｋｕ
1 を乗算された後に加算され、次式のように目標加速度
が算出される。
部３３においてそれぞれ加速度制御ゲインＫｘ1 ，Ｋｕ
1 を乗算された後に加算され、次式のように目標加速度
が算出される。
【００４８】目標加速度＝Ｋｘ1 ×｛Ｘi-1 （Ｔ）−Ｘ
i （Ｔ）｝＋Ｋｕ1 ×｛Ｖi-1 （Ｔ）−Ｖi （Ｔ）｝ この目標加速度は、前述と同様に道路の傾斜の影響を補
償すべく補正手段４０において補正された後に比較部２
７に出力される。比較部２７では、前述の自車ＶのＴ秒
後の予測偏差に基づく目標加速度と、前述の前走車Ｖ′
との車間距離及び車間速度に基づく目標加速度とを比較
し、より大きな修正が必要な方を選択し、スロットル側
積分器４１及びブレーキ側積分器４２に修正データとし
て出力する。この修正データの積分値がスロットル制御
量換算手段３４及びブレーキ制御量換算手段３５に出力
され、スロットル制御部３６及びブレーキ制御部３７は
スロットルのアクチュエータ１５及びブレーキのアクチ
ュエータ１６にそれぞれ指示デューティを出力してフィ
ードフォワード制御を行う（ステップＳ７，Ｓ８参
照）。
i （Ｔ）｝＋Ｋｕ1 ×｛Ｖi-1 （Ｔ）−Ｖi （Ｔ）｝ この目標加速度は、前述と同様に道路の傾斜の影響を補
償すべく補正手段４０において補正された後に比較部２
７に出力される。比較部２７では、前述の自車ＶのＴ秒
後の予測偏差に基づく目標加速度と、前述の前走車Ｖ′
との車間距離及び車間速度に基づく目標加速度とを比較
し、より大きな修正が必要な方を選択し、スロットル側
積分器４１及びブレーキ側積分器４２に修正データとし
て出力する。この修正データの積分値がスロットル制御
量換算手段３４及びブレーキ制御量換算手段３５に出力
され、スロットル制御部３６及びブレーキ制御部３７は
スロットルのアクチュエータ１５及びブレーキのアクチ
ュエータ１６にそれぞれ指示デューティを出力してフィ
ードフォワード制御を行う（ステップＳ７，Ｓ８参
照）。
【００４９】比較部２７では、例えば前走車Ｖ′側では
変換手段２６側の修正データを出力し、自車（追従車）
Ｖ側では変換手段３３側の修正データを出力するように
してもよい。
変換手段２６側の修正データを出力し、自車（追従車）
Ｖ側では変換手段３３側の修正データを出力するように
してもよい。
【００５０】操舵制御手段３（図１参照）では、磁気情
報源からの車両位置の変位量と、漏洩同軸ケーブルＣか
らの現在位置受信曲率信号による走行予定ラインの接線
に対する車両進行方向変位角とを算出するとともに、前
述の経路データの前方道路形状（道路曲率）データによ
り算出した所定距離先の目標点及び予想到達点間の位置
誤差と、走行予定ラインからの車両進行方向変位角とを
算出し、それらに基づいて自車Ｖを磁気情報源列（走行
ライン）に沿って走行させるべくステアリング装置のア
クチュエータ１４を駆動する。
報源からの車両位置の変位量と、漏洩同軸ケーブルＣか
らの現在位置受信曲率信号による走行予定ラインの接線
に対する車両進行方向変位角とを算出するとともに、前
述の経路データの前方道路形状（道路曲率）データによ
り算出した所定距離先の目標点及び予想到達点間の位置
誤差と、走行予定ラインからの車両進行方向変位角とを
算出し、それらに基づいて自車Ｖを磁気情報源列（走行
ライン）に沿って走行させるべくステアリング装置のア
クチュエータ１４を駆動する。
【００５１】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
【００５２】例えば、実施例では所定時間後の自車位置
における距離偏差及び速度偏差に基づいて制御を行って
いるが、距離偏差及び速度偏差の何れか一方に基づいて
制御を行うことも可能である。
における距離偏差及び速度偏差に基づいて制御を行って
いるが、距離偏差及び速度偏差の何れか一方に基づいて
制御を行うことも可能である。
【００５３】
【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、情報発信手段からの道路勾配に関する情報に
基づいて、該道路勾配に起因する偏差を補償すべく距離
偏差及び速度偏差の少なくとも一方を補正する補正手段
を有するので、道路勾配の影響を補償して制御計画に則
した制御を可能にすることができる。
によれば、情報発信手段からの道路勾配に関する情報に
基づいて、該道路勾配に起因する偏差を補償すべく距離
偏差及び速度偏差の少なくとも一方を補正する補正手段
を有するので、道路勾配の影響を補償して制御計画に則
した制御を可能にすることができる。
【００５４】また請求項２に記載された発明によれば、
自車位置と、自車位置の一階微分値と、自車位置の二階
微分値とに基づいて前記予想到達点を算出するので、簡
単な演算を行うだけで予想到達点を正確に算出すること
ができる。
自車位置と、自車位置の一階微分値と、自車位置の二階
微分値とに基づいて前記予想到達点を算出するので、簡
単な演算を行うだけで予想到達点を正確に算出すること
ができる。
【００５５】また請求項３に記載された発明によれば、
情報発信手段からの情報が道路上の位置に対する速度指
示情報であるので、車両を道路に沿って予め設定した速
度で走行させることができる。
情報発信手段からの情報が道路上の位置に対する速度指
示情報であるので、車両を道路に沿って予め設定した速
度で走行させることができる。
【００５６】また請求項４に記載された発明によれば、
偏差演算手段は、情報発信手段から受信した位置及び速
度の情報を、予想到達点における自車の位置及び速度と
比較して距離偏差及び速度偏差を算出するので、制御計
画すなわち目標とする車両の走行状態と実際の車両の走
行状態との偏差を的確に算出することができる。
偏差演算手段は、情報発信手段から受信した位置及び速
度の情報を、予想到達点における自車の位置及び速度と
比較して距離偏差及び速度偏差を算出するので、制御計
画すなわち目標とする車両の走行状態と実際の車両の走
行状態との偏差を的確に算出することができる。
【００５７】また請求項５に記載された発明によれば、
偏差演算手段は、前走車から受信した位置情報に基づい
て算出した前記所定時間後の前走車の位置及び速度を、
前記予想到達点における自車の位置及び速度と比較して
前記距離偏差及び速度偏差を算出するので、自車を前走
車に対して追従走行させることができる。
偏差演算手段は、前走車から受信した位置情報に基づい
て算出した前記所定時間後の前走車の位置及び速度を、
前記予想到達点における自車の位置及び速度と比較して
前記距離偏差及び速度偏差を算出するので、自車を前走
車に対して追従走行させることができる。
【００５８】また請求項６に記載された発明によれば、
所定時間後の前走車の位置及び速度を、前走車から受信
した位置情報の一階微分値及び二階微分値に基づいて算
出するので、簡単な演算を行うだけで所定時間後の前走
車の位置及び速度を正確に算出することができる。
所定時間後の前走車の位置及び速度を、前走車から受信
した位置情報の一階微分値及び二階微分値に基づいて算
出するので、簡単な演算を行うだけで所定時間後の前走
車の位置及び速度を正確に算出することができる。
【図１】車両の全体構成図
【図２】磁気ネイル及び磁気センサの説明図
【図３】制御系のブロック図
【図４】作用を説明するフローチャート
【図５】道路の傾斜量マップを示す図
【符号の説明】 ２ 制御計画処理手段 ４ 車速制御手段 ６ 磁気センサ（自車位置検出手段） １５ スロットルのアクチュエータ（加減速用ア
クチュエータ） １６ ブレーキのアクチュエータ（加減速用アク
チュエータ） ４３ 補正手段 ４４ 補正手段 ４０ 偏差算出手段 ５０ 偏差算出手段 Ｃ 漏洩同軸ケーブル（情報発信手段） Ｖ 自車 Ｖ′ 前走車
クチュエータ） １６ ブレーキのアクチュエータ（加減速用アク
チュエータ） ４３ 補正手段 ４４ 補正手段 ４０ 偏差算出手段 ５０ 偏差算出手段 Ｃ 漏洩同軸ケーブル（情報発信手段） Ｖ 自車 Ｖ′ 前走車
Claims (6)
- 【請求項１】 道路上に設けられた情報源からの情報に
基づいて自車位置を検出する自車位置検出手段（６）
と、 前走車（Ｖ′）からの情報及び道路周辺に設けられた情
報発信手段（Ｃ）からの情報の少なくとも一方に基づい
て速度及び距離の相関データよりなる制御計画を作成す
る制御計画処理手段（２）と、 前記制御計画及び自車位置に基づいて所定時間後の自車
の予想到達点における距離偏差及び速度偏差の少なくと
も一方を算出する偏差算出手段（４０，５０）と、 前記距離偏差及び速度偏差の少なくとも一方に基づいて
加減速用アクチュエータ（１５，１６）を制御する車速
制御手段（４）と、を備えた自動走行車において、 前記情報発信手段（Ｃ）からの道路勾配に関する情報に
基づいて、該道路勾配に起因する偏差を補償すべく前記
距離偏差及び速度偏差の少なくとも一方を補正する補正
手段（４３，４４）を有することを特徴とする自動走行
車。 - 【請求項２】 自車位置と、自車位置の一階微分値と、
自車位置の二階微分値とに基づいて前記予想到達点を算
出することを特徴とする、請求項１に記載の自動走行
車。 - 【請求項３】 前記情報発信手段（Ｃ）からの情報が道
路上の位置に対する速度指示情報であることを特徴とす
る、請求項１に記載の自動走行車。 - 【請求項４】 前記偏差演算手段（５０）は、前記情報
発信手段（Ｃ）から受信した位置及び速度の情報を、前
記予想到達点における自車（Ｖ）の位置及び速度と比較
して前記距離偏差及び速度偏差を算出することを特徴と
する、請求項１に記載の自動走行車。 - 【請求項５】 前記偏差演算手段（４０）は、前走車
（Ｖ′）から受信した位置情報に基づいて算出した前記
所定時間後の前走車（Ｖ′）の位置及び速度を、前記予
想到達点における自車（Ｖ）の位置及び速度と比較して
前記距離偏差及び速度偏差を算出することを特徴とす
る、請求項１に記載の自動走行車。 - 【請求項６】 前記所定時間後の前走車（Ｖ′）の位置
及び速度を、前走車（Ｖ′）から受信した位置情報の一
階微分値及び二階微分値に基づいて算出することを特徴
とする、請求項５に記載の自動走行車。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10555497A JP3759282B2 (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 自動走行車 |
| DE19818328A DE19818328B4 (de) | 1997-04-23 | 1998-04-23 | Selbständig fahrendes Fahrzeug |
| US09/525,132 US6236915B1 (en) | 1997-04-23 | 2000-03-14 | Autonomous traveling vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10555497A JP3759282B2 (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 自動走行車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10302194A true JPH10302194A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3759282B2 JP3759282B2 (ja) | 2006-03-22 |
Family
ID=14410787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10555497A Expired - Fee Related JP3759282B2 (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 自動走行車 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6236915B1 (ja) |
| JP (1) | JP3759282B2 (ja) |
| DE (1) | DE19818328B4 (ja) |
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