JPH1159459A - ステアリング制御装置 - Google Patents

ステアリング制御装置

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JPH1159459A
JPH1159459A JP9224750A JP22475097A JPH1159459A JP H1159459 A JPH1159459 A JP H1159459A JP 9224750 A JP9224750 A JP 9224750A JP 22475097 A JP22475097 A JP 22475097A JP H1159459 A JPH1159459 A JP H1159459A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ネイルから発せられる磁気信号を検出す
ることができない場合でもステアリング制御を適切に維
持することができるステアリング制御装置を提供する。 【解決手段】 道路に断続的に埋設された磁気ネイルか
ら発せられる磁気信号のレベルを検出する磁気検出手段
からの磁気検出信号に応じて車両のステアリングの操舵
を制御し、磁気検出手段によって磁気信号の検出がされ
ないときには自車位置及び姿勢角検出手段によって検出
された自車位置及び姿勢角に応じてステアリングの操舵
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、道路に断続的に埋
設された磁気ネイルから発せられる磁気信号を磁力を利
用して車両のステアリングの操舵を制御するステアリン
グ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】道路に断続的に埋設された磁気ネイルか
ら発せられる磁力を利用して車両のステアリングを制御
して自動走行を可能にしたステアリング制御装置が知ら
れている（例えば、特開平８−３１４５４１号公報）。
かかるステアリング制御装置は通常、磁気ネイルから発
せられる磁気信号を車両に設けられた磁気センサによっ
て検出し、その磁気信号のレベルが大となるようにステ
アリングの操舵量を算出し、算出操舵量に応じてステア
リングアクチュエータを駆動するのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のステアリング制御装置においては、磁気ネイルか
ら発せられる磁気信号レベルを磁気センサによって検出
してその磁気センサの出力信号にだけ依存してステアリ
ング制御量を算出しているので、磁気センサの動作不良
等の磁気センサ自体に不具合が生じた場合、磁気ネイル
の埋設間隔が不均一の場合、或いは車両が磁気ネイルの
埋設道路以外の道路に進入した場合等に、磁気センサの
出力信号に応じてステアリング制御量を正確に計算する
ことが困難となるという問題があった。
【０００４】そこで、本発明の目的は、磁気ネイルから
発せられる磁気信号を検出することができない場合でも
ステアリング制御を適切に維持することができるステア
リング制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のステアリング制
御装置は、車両に設けられ、道路に断続的に埋設された
磁気ネイルから発せられる磁気信号のレベルを検出する
磁気検出手段と、磁気検出手段による磁気検出信号に応
じて車両のステアリングの操舵を制御するステアリング
制御手段と、磁気検出手段によって磁気信号の検出がさ
れないとき無磁気検出信号を発生する無磁気検出手段
と、車両の現在の自車位置及び姿勢角を検出する自車位
置及び姿勢角検出手段とを備え、ステアリング制御手段
は無磁気検出信号に応答して自車位置及び姿勢角検出手
段によって検出された自車位置及び姿勢角に応じてステ
アリングの操舵を制御することを特徴としている。
【０００６】これにより、磁気ネイルから発せられる磁
気信号を検出することができない場合でも自車位置及び
姿勢角検出手段の検出出力に応じてステアリング制御を
維持することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の一実施例であ
るステアリング制御装置を示している。このステアリン
グ制御装置においては、道路の走行レーンの中心線上に
所定の間隔で埋設された磁気ネイル（図示せず）各々か
ら発せられる磁気信号のレベルを検出する磁気検出手段
である磁気センサ１が備えられている。この磁気センサ
１は図示しない車両の道路に面した部分に設けられ、磁
気信号のレベルを検出してその検出レベルに応じた磁気
検出信号を生成する。磁気センサ１にはステアリング制
御量算出部２が接続されている。
【０００８】磁気センサ１には更にネイル確認部３が接
続されている。ネイル確認部３は磁気センサ１が磁気検
出信号を所定時間（例えば、０.３sec）以上に亘って出
力しないとき無磁気検出信号を生成する。この無磁気検
出信号はステアリング制御手段であるステアリング制御
量算出部２に供給されるようになっている。このネイル
確認部３が無磁気検出手段に相当する。
【０００９】また、ステアリング制御装置においては、
撮影手段であるＣＣＤ(Charge Coupled Device:電荷結
合素子)カメラ５が車両の前部に設けられ、車両前方の
路面を撮影できるようにされている。ＣＣＤカメラ５に
よって得られた画像信号は画像処理部６に供給される。
画像処理部６は、ＣＣＤカメラ５からの画像信号に基づ
いて走行レーンを検出し、その走行レーン上の車両位置
を認識すると共に、走行レーンに対する車両の姿勢角
（走行レーン方向と車両の向きとの角度）を検出する。
【００１０】ＲＴＫ−ＧＰＳ(Real time Kinematic-Glo
bal Positioning System)装置７は、車両にて複数の人
工衛星からの電波を複数のアンテナで受信してその受信
電波から得られる緯度及び経度情報から車両の絶対的な
位置を検出するものである。慣性航法装置８はヨーレイ
トセンサ９、距離センサ１０、及びマップマッチング処
理部１１を備えている。
【００１１】ヨーレイトセンサ９は車両の角速度を検出
し、距離センサ１０は車両の走行距離を検出する。マッ
プマッチング処理部１１はヨーレイトセンサ９によって
検出された車両の角速度を積分してそれを加算して得た
方位と距離センサ１０によって検出された車両の走行距
離とに応じて走行軌跡を検出する。更に、マップマッチ
ング処理部１１は、その検出した走行軌跡に基づいて、
ＣＤ−ＲＯＭドライブ１２から得られる地図データから
自車位置及び車両の姿勢角を演算する。マップマッチン
グにより道路上の自車位置が得られると、地図データか
ら自車位置の道路の傾きが分かり、その自車位置におけ
るヨーレイトセンサ９の出力値と道路の傾きとの差から
道路上で車両が向いている角度が姿勢角として算出され
る。ＣＤ−ＲＯＭドライブ１２は上記の地図データを記
録したＣＤ−ＲＯＭ（図示せず）を駆動してその記録さ
れた地図データを読み出す。
【００１２】一方、ＲＴＫ−ＧＰＳ装置７には、複数の
３次元座標位置データ及びＣＤ−ＲＯＭドライブ１２の
出力地図データを用いて車両の自車位置及び姿勢角を演
算する演算処理部１３が設けられている。演算処理部１
３は自車位置及び車両の姿勢角を選択部１４に出力す
る。ＣＣＤカメラ５及び画像処理部６と、ＲＴＫ−ＧＰ
Ｓ装置７及び演算処理部１３と、慣性航法装置８とは自
車位置及び姿勢角検出手段に各々相当する。
【００１３】選択部１４には演算処理部１３の出力だけ
でなく、画像処理部６及びマップマッチング処理部１１
の出力も接続されている。選択部１４は画像処理部６、
マップマッチング処理部１１及び演算処理部１３から各
々順次供給される自車位置を受け入れて、その自車位置
に基づいてそれまでの走行軌跡を検出して、次の自車位
置を予想しておき、その予想位置と今回の実自車位置と
を比較する。選択部１４は今回の実自車位置が予想位置
を含む許容範囲内にならば、今回の実自車位置のデータ
は連続性を有していると判断する。この判断は画像処理
部６、マップマッチング処理部１１及び演算処理部１３
で個別に行なわれる。更に、選択部１４はデータ連続性
の判断結果に基づいて画像処理部６、マップマッチング
処理部１１及び演算処理部１３のうちのいずれの出力デ
ータを用いるかを示すデータ選択指令信号を生成する。
【００１４】選択部１４の出力はステアリング制御量算
出部２に接続されている。ステアリング制御量算出部２
はネイル確認部３から無磁気検出信号が供給されないと
きには磁気センサ１の出力信号に応じて操舵量及び操舵
速度からなるステアリング制御量を算出する。一方、ネ
イル確認部３から無磁気検出信号が供給されているとき
には選択部１４からのデータ選択指令信号が示す画像処
理部６、マップマッチング処理部１１及び演算処理部１
３のうちの１の処理部からの出力データである自車位置
及び姿勢角に応じてステアリング制御量を算出する。ス
テアリング制御量算出部２は算出したステアリング制御
量に応じてステアリングアクチュエータ１５を駆動す
る。ステアリングアクチュエータ１５は車両の図示しな
いステアリングに対して機械的に回転力を与える。
【００１５】上記のステアリング制御量算出部２、ネイ
ル確認部３、画像処理部６、マップマッチング処理部１
１、演算処理部１３及び選択部１４は、単一のマイクロ
コンピュータ又は複数のマイクロコンピュータによって
構成され、図示しないクロック発生器からのクロック信
号に同期して動作する。かかるステアリング制御装置に
おいては、道路に埋設された磁気ネイルから発せられた
磁気信号のレベルを磁気センサ１が検出し、そのレベル
を示す磁気検出信号がステアリング制御量算出部２に供
給される。ステアリング制御量算出部２は磁気検出信号
のレベルが最大となるように目標操舵量を算出し、図示
しない操舵角センサによって検出された現在のステアリ
ングの実操舵量が目標操舵量に等しくなるようにステア
リング制御量を算出し、その制御量に応じてステアリン
グアクチュエータ１５を駆動する。
【００１６】ＣＣＤカメラ５から出力される路面画像を
示す画像信号は画像処理部６に供給される。画像処理部
６の白線検出部６ａでは、先ず、路面画像の白線の閾値
を設定し、撮影された路面画像の各水平ライン上で輝度
レベルがその閾値以下からそれを越えた画素の位置を白
線とする。白線の閾値は予め設定しておいても良いし、
画像信号によって形成される画像の同一水平ライン上の
各画素の輝度レベルの平均値でも良い。
【００１７】画像処理部６の車両位置及び姿勢検出部６
ｂにおいては、白線検出部６ａにて認識した白線で囲ま
れた走行レーンが検出されると、その走行レーン上の自
車位置が認識されると共に、走行レーンに対する車両の
姿勢角が検出される。その自車位置及び姿勢角は選択部
１４に供給される。マップマッチング処理部１１ではヨ
ーレイトセンサ９及び距離センサ１０の各センサ出力に
基づいて公知の方法により自車位置と直線道路上での姿
勢角が得られる。
【００１８】一方、演算処理部１３においては、ＲＴＫ
−ＧＰＳ装置７から車両の各アンテナ毎にその取り付け
位置を示す３次元座標データが供給される。ここでは、
図２に示すように、車両２１の進行方向をｙ軸、水平面
でｙ軸に垂直な方向をｘ軸とし、ｙ軸上の車両の前後に
アンテナ２２，２３が取り付けられているとする。ｘ，
ｙ軸に垂直な軸がｚ軸（図示せず）である。ＲＴＫ−Ｇ
ＰＳ装置７にてアンテナ２２から得られた３次元座標位
置データをｘ１，ｙ１，ｚ１とし、アンテナ２３から得
られた３次元座標位置データをｘ２，ｙ２，ｚ２とす
る。車両の自車位置（Ｘｖ，Ｙｖ，Ｚｖ）は、次式から
算出される。
【００１９】
【数１】(Ｘｖ，Ｙｖ，Ｚｖ)＝（(ｘ1＋ｘ2)／２，(ｙ1
＋ｙ2)／２，(ｚ1＋ｚ2)／２） また、車両の進行方向の姿勢角θ1は、次式から算出さ
れる。
【００２０】
【数２】θ1＝ＡＴＡＮ（(ｙ2−ｙ1)／(ｘ2 −ｘ1)） ここで、ＡＴＡＮはアークタンゼントである。なお、実
際には、車両の姿勢角としてＹＺ方向のピッチング角度
及びＺＸ方向のロール角度も進行方向の姿勢角と同様に
して算出されることができる。
【００２１】マップマッチング処理部１１及び演算処理
部１３各々で算出された自車位置及び姿勢角は選択部１
４に供給される。選択部１４は、画像処理部６、マップ
マッチング処理部１１及び演算処理部１３から個別に供
給された自車位置及び姿勢角を保持し、画像処理部６、
マップマッチング処理部１１及び演算処理部１３毎に自
車位置から分かる走行軌跡に基づいて次の自車位置を予
測し、その予想位置と今回の実自車位置とを比較する。
選択部１４は今回の実自車位置が予想位置を含む許容範
囲内にならば、今回の実自車位置のデータは連続性を有
していると判断する。
【００２２】画像処理部６、マップマッチング処理部１
１及び演算処理部１３のうちでは、演算処理部１３、マ
ップマッチング処理部１１、そして画像処理部６の順番
で優先順位が付けられているので、演算処理部１３の出
力データに連続性があるならば、演算処理部１３、すな
わちＧＰＳを示すデータ選択指令信号が発生される。演
算処理部１３の出力データに連続性がなく、マップマッ
チング処理部１１の出力データに連続性があるならば、
マップマッチング処理部１１、すなわち慣性航法を示す
データ選択指令信号が発生される。演算処理部１３及び
マップマッチング処理部１１の各出力データに連続性が
なく、画像処理部６の出力データに連続性があるなら
ば、画像処理部６、すなわちカメラ画像を示すデータ選
択指令信号が発生される。
【００２３】なお、演算処理部１３からの演算出力であ
る自車位置及び車両の姿勢角は例えば、０．１秒毎に得
られるものであり、またトンネル内の走行時にはそれら
のデータは演算できない。よって、マップマッチング処
理部１１から得られる自車位置及び車両の姿勢角に比べ
て単位時間当たりにそれらデータが演算処理部１３から
得られる頻度が少ないので、選択部１４では演算処理部
１３から自車位置及び車両の姿勢角が演算出力されたと
きだけそれらのデータを採用し、それ以外ではマップマ
ッチング処理部１１から得られる自車位置及び車両の姿
勢角を採用する。
【００２４】例えば、磁気ネイルが埋設された道路以外
の道路に車両が進入した場合には、磁気センサ１は磁気
信号を検出することができなくなり磁気検出信号を生成
することができなくなる。ネイル確認部３は磁気検出信
号が所定時間以上に亘って磁気センサ１から出力されな
いと、無磁気検出信号を生成する。ステアリング制御量
算出部２は、図３に示すように、無磁気検出信号が発生
しているか否かを判別し（ステップＳ１）、ネイル確認
部３から無磁気検出信号が供給されると、ステアリング
制御量算出部２は選択部１４からのデータ選択指令信号
を読み取り（ステップＳ２）、そのデータ選択指令信号
が示す画像処理部６、マップマッチング処理部１１及び
演算処理部１３のうちのいずれか１からの出力データで
ある自車位置及び姿勢を読み取り（ステップＳ３）、そ
れらデータに応じてその自車位置での目標操舵量を算出
し、操舵角センサによって検出された現在のステアリン
グの実操舵量が目標操舵量に等しくなるようにステアリ
ング制御量を算出し（ステップＳ４）、その制御量に応
じてステアリングアクチュエータ１５を駆動する（ステ
ップＳ５）。ステアリングアクチュエータ１５が駆動さ
れることにより前車輪の向きが走行レーン内での走行を
可能にするのである。
【００２５】ステアリング制御量算出部２は、ネイル確
認部３から無磁気検出信号が発生されていない場合に
は、上記したように、磁気センサ１の磁気検出信号を読
み取り（ステップＳ６）、その読み取りレベルに応じて
ステアリング制御量を算出し（ステップＳ７）、そして
ステップＳ５に進んでステアリングアクチュエータ１５
を駆動する。
【００２６】なお、上記した実施例において、ネイル確
認部３は磁気検出信号が所定時間以上に亘って磁気セン
サ１から出力されないと、無磁気検出信号を生成する
が、これは、磁気センサ１から磁気検出信号が一瞬だけ
生成されないときにも無磁気信号が発生されてステアリ
ング制御量算出部２の制御量算出方法が変わってしまう
ことを防止するためである。
【００２７】また、ネイル確認部３は所定時間に代え
て、磁気検出信号が所定距離（例えば、５ｍ）以上走行
しても磁気センサ１から出力されないと、無磁気検出信
号を生成するようにしても良い。上記した実施例におい
ては、車両の現在の自車位置及び姿勢角を検出する自車
位置及び姿勢角検出手段として、ＣＣＤカメラ５及び画
像処理部６と、ＲＴＫ−ＧＰＳ装置７及び演算処理部１
３と、慣性航法装置８とを用いているが、これらのうち
のいずれか１つだけでも良い。更に、これら以外の自車
位置及び姿勢角検出手段を用いても良いことは勿論であ
る。
【００２８】更に、上記した実施例においては、選択部
１４でデータ選択するために付けられている優先順位が
演算処理部１３、マップマッチング処理部１１、そして
画像処理部６の順番であるが、これに限定されることは
ない。
【００２９】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、道路に断
続的に埋設された磁気ネイルから発せられる磁気信号の
レベルを検出する磁気検出手段からの磁気検出信号に応
じて車両のステアリングの操舵を制御し、磁気検出手段
によって磁気信号の検出がされないときには自車位置及
び姿勢角検出手段によって検出された自車位置及び姿勢
角に応じてステアリングの操舵を制御するので、磁気ネ
イルから発せられる磁気信号を検出することができない
場合でも自車位置及び姿勢角検出手段の検出出力に応じ
てステアリング制御を維持することができる。よって、
磁気センサの動作不良等の磁気センサ自体に不具合が生
じた場合、磁気ネイルの埋設間隔が不均一の場合、或い
は車両が磁気ネイルの埋設道路以外の道路に進入した場
合等に、本発明は極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】ＲＴＫ−ＧＰＳ装置のアンテナの取り付け位置
を示す図である。
【図３】ステアリング制御量算出部の動作を示すフロー
チャートである。
【主要部分の符号の説明】
１ 磁気センサ ２ ステアリング制御量算出部 ３ ネイル確認部 ５ ＣＣＤカメラ ６ 画像処理部 ７ ＲＴＫ−ＧＰＳ装置 ８ 慣性航法装置 ９ ヨーレイトセンサ １０ 距離センサ １１ マップマッチング処理部 １４ 選択部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両に設けられ、道路に断続的に埋設さ
    れた磁気ネイルから発せられる磁気信号のレベルを検出
    する磁気検出手段と、 前記磁気検出手段による磁気検出信号に応じて前記車両
    のステアリングの操舵を制御するステアリング制御手段
    と、 前記磁気検出手段によって磁気信号の検出がされないと
    き無磁気検出信号を発生する無磁気検出手段と、 前記車両の現在の自車位置及び姿勢角を検出する自車位
    置及び姿勢角検出手段とを備え、 前記ステアリング制御手段は前記無磁気検出信号に応答
    して前記自車位置及び姿勢角検出手段によって検出され
    た自車位置及び姿勢角に応じて前記ステアリングの操舵
    を制御することを特徴とするステアリング制御装置。
JP22475097A 1997-08-21 1997-08-21 ステアリング制御装置 Expired - Fee Related JP4028033B2 (ja)

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JP2008013069A (ja) * 2006-07-06 2008-01-24 Toyota Motor Corp 車両用走行支援装置
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