(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行路に所定の間隔で設けられ、予め記憶設定された情報を高周波信号に変換して送信するマーカと、
上記各マーカに設けられ、各マーカ固有の情報と共にｎ点先マーカ位置情報を記憶してなる不揮発性メモリと、
上記車両に搭載され、上記マーカ設置部位を通過する際、当該マーカから送られてくる情報を受信する受信手段と、
上記受信手段により受信した情報に含まれるｎ点先マーカ位置情報を順次記憶し、１点先マーカ位置からｎ点先マーカ位置までのマーカ位置情報を生成するマーカ位置情報生成手段と、
上記受信手段により受信した上記マーカからの情報及び上記マーカ位置情報生成手段により生成した１点先マーカ位置からｎ点先マーカ位置までのマーカ位置情報に基づいて車両の走行制御を行なう車両制御手段と
を具備したことを特徴とする車両自動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両を自動運転制御する車両自動制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、道路交通制御システムとして、自動車や新物流用トラックなどの自動運転システムが研究開発されている。車両を自動運転制御するためには、その進行すべき道路の状態、走行位置等を知るために位置検出装置が必要である。位置検出には、（１）誘導ケーブルのように連続しているものと、（２）ある間隔でマーカが設置されるものがある。
【０００３】
上記（２）のように、ある間隔で設置されたマーカを検出して車両を運転制御する場合、従来では図５に示す方法が考えられている。すなわち、道路１の車線に沿ってマーカ例えば柱状の磁気ネイル２を所定の間隔で埋設すると共に、車両３の先頭位置、つまり、バンパ４の部分に横方向に３つの磁気センサ５ａ〜５ｃを一定間隔で設置する。そして、車両３の走行中、磁気センサ５ａ〜５ｃは、センシングエリアに入った磁気ネイル２の車線方向に対する横方向の相対位置を検出し、その相対位置情報を車両制御装置（上位機器）６へ入力する。車両制御装置６は、磁気センサ５ａ〜５ｃにより検出した磁気ネイル２の相対位置情報に基づいて、車両３の車線に対する変位量を算出し、変位を小さくするように車両３の操舵を行ない、車両３を磁気ネイル２に沿って走行させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記磁気ネイル２を用いた車両の運転制御では、磁気センサ５ａ〜５ｃのセンシングエリア内にある磁気ネイル２の相対位置情報しか得られず、走行ルートの先にあるカーブや勾配といった道路状況の変化を前もって検出することができない。このため現時点までに得られた走行情報から前方の道路状態を予測して運転制御を行なうことになるが、その誤差が大きく、円滑な運転操作を行なうことができない。すなわち、ある時刻に行なわれる運転制御の内容が、その一定時間後に行なわれることになる運転制御の内容を考慮できないため、人間が行なうような道路状況の変化を先読みし柔軟に対応した乗り心地の良い運転操作を実現するのが困難である。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、走行ルートの先にあるカーブや勾配といった走行路状況の変化を前もって検出でき、円滑な運転操作を行なうことができる車両自動制御システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車両自動制御システムは、車両の走行路に所定の間隔で設けられ、予め記憶設定された情報を高周波信号に変換して送信するマーカと、上記各マーカに設けられ、各マーカ固有の情報と共にｎ点先マーカ位置情報を記憶してなる不揮発性メモリと、上記車両に搭載され、上記マーカ設置部位を通過する際、当該マーカから送られてくる情報を受信する受信手段と、上記受信手段により受信した情報に含まれるｎ点先マーカ位置情報を順次記憶し、１点先マーカ位置からｎ点先マーカ位置までのマーカ位置情報を生成するマーカ位置情報生成手段と、上記受信手段により受信した上記マーカからの情報及び上記マーカ位置情報生成手段により生成した１点先マーカ位置からｎ点先マーカ位置までのマーカ位置情報に基づいて車両の走行制御を行なう車両制御手段とを具備したことを特徴とする。
【０００７】
（作用）
車両に搭載されている情報処理装置は、車両の走行によりマーカを通過する毎に該マーカから送られてくる情報を受信手段により受信する。マーカ位置情報生成手段は、マーカから送られてくる情報のうち、ｎ点先マーカ位置情報を順次記憶して１点先マーカ位置からｎ点先マーカ位置までのマーカ位置情報を生成する。車両制御手段は、マーカから送られてくる情報及び上記マーカ位置情報生成手段により生成した１点先マーカ位置からｎ点先マーカ位置までのマーカ位置情報に基づいて車両の走行制御を行なう。
【０００８】
従って、車両制御手段は、次のマーカ位置からｎ点先のマーカ位置情報を参照して車両の走行制御を行なうことが可能となり、走行ルートの先にあるカーブや勾配といった走行路状況の変化を先読みして柔軟に対応した乗り心地の良い運転操作を実現することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る車両自動制御システムの概略を示す外観構成図、図２は同側面図である。
【００１０】
図１及び図２に示すように道路１の車線に沿ってマーカ１１を所定の間隔で設置すると共に、車両３の先頭部位の下側に車載アンテナ１２を設け、この車載アンテナ１２を情報処理装置１３に接続する。この情報処理装置１３により処理された情報は、車両制御装置６へ送られる。
【００１１】
上記マーカ１１は、例えば図３に示すようにメモリ１５、制御部１６、変調部１７、情報送信用アンテナ１８、電源部１９、電力受信用アンテナ２０により構成される。上記メモリ１５は、例えばＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリを用いたもので、各マーカ１１固有の情報と共に、次のマーカ位置、及びｎ点先のマーカ位置の情報を予め記憶させる。各マーカ１１固有の情報としては、例えば次に示すように
（１）マーカＩＤ（連続性の分かる識別番号）
（２）絶対位置
（３）車線番号
（４）経路情報（道路形状、曲率）
（５）経路情報（勾配）
（６）分岐／合流情報
（７）車両運行情報（速度）
（８）車両運行情報（車間距離）
等がある。また、電源部１９は、例えば車両３側から送られてくる電力伝送用電波を電力受信用アンテナ２０で受信して整流し、直流電源としてメモリ１５、制御部１６、変調部１７に供給する。制御部１６は、電源部１９から電源が供給されると動作し、メモリ１５に記憶されている情報を読出し、変調部１７で変調し、アンテナ１８より外部へ送信する。車両３は、マーカ１１からアンテナ１８を介して送られてくる電波を車載アンテナ１２で受信し、情報処理装置１３へ入力する。この情報処理装置１３は、マーカ１１から送られてくる情報を処理し、特に次マーカ位置からｎ点先までのマーカ位置情報を記憶して車両制御装置６へ出力するもので、例えば図４に示すように構成されている。
【００１２】
図４において、２１は受信部で、車載アンテナ１２を介して受信した信号を復調し、出力端子ａよりマーカ位置情報、出力端子ｂよりマーカＩＤ、出力端子ｃよりｎ点先マーカ位置情報、出力端子ｄよりその他の情報を出力する。
また、２２は変位検出部で、例えば従来と同様に磁気センサによる方式、あるいは電波による方式を用いて車両の車線に対する横方向の変位量を検出する。電波による方式は、例えば車両３の先端下側に１つの送信アンテナ及び２つの受信アンテナを一定の間隔を保って設け、送信アンテナから道路に向けて放射した電波をマーカ１１に設けた反射アンテナで反射させ、その反射電波を上記２つの受信アンテナで受信し、その受信した電波の位相差から車両の車線に対する横方向の変位量を検出する。
【００１３】
上記変位検出部２２で検出された車両の変位量は、上記受信部２１の出力端子ａから出力されるマーカ位置情報と加算器２３で加算され、その加算結果が自車位置として車両制御装置６へ送られる。
また、受信部２１の出力端子ｂから出力されるマーカＩＤは、マーカＩＤ記憶部２４に記憶される。この際、マーカＩＤ記憶部２４に先に記憶されていたマーカＩＤは、前回マーカＩＤとして前回マーカＩＤ記憶部２５へシフトされる。上記マーカＩＤ記憶部２４及び前回マーカＩＤ記憶部２５に記憶された情報は、読取失敗検知部２６へ送られる。読取失敗検知部２６は、マーカＩＤ記憶部２４と前回マーカＩＤ記憶部２５に記憶されたマーカＩＤを比較し、その両情報の差をシフト量として出力する。各マーカ１１に設定されるマーカＩＤは、シーケンシャルに変化する番号であり、情報の読取りに失敗がなければ、そのシフト量は「１」である。
【００１４】
上記読取失敗検知部２６から出力されるシフト量は、ｎ個のマーカ位置レジスタ２７n 〜２７1 へシフト指令として送られる。マーカ位置レジスタ２７n には、上記受信部２１の出力端子ｃから出力されるｎ点先マーカ位置情報がセットされる。このマーカ位置レジスタ２７n にセットされたｎ点先マーカ位置情報は、読取失敗検知部２６から出力されるシフト指令に従って次のマーカ位置レジスタ２７n-1 へｎ−１点先マーカ位置情報としてシフトされる。以下、車両３の走行に伴ってｎ点先マーカ位置情報が順次シフトして各マーカ位置レジスタに書込まれ、マーカ位置レジスタ２７1 には１点先マーカ位置情報が書込まれる。
【００１５】
上記ｎ個のマーカ位置レジスタ２７n 〜２７1 に書込まれたｎ点先から１点先までの各マーカ位置情報は、車両制御装置６へ送られる。
また、受信部２１の出力端子ｄから出力される他のマーカ情報は、車両制御装置６へ送られる。車両制御装置６は、加算器２３から入力される自車位置情報、ｎ個のマーカ位置レジスタ２７n 〜２７1 から入力されるｎ点先〜１点先の各マーカ位置情報、受信部２１の出力端子ｄから出力される他のマーカ情報に基づいて操舵量、速度等を求め、車両３の走行制御を行なう。
【００１６】
次に上記実施形態の動作を説明する。
車両３に搭載されている情報処理装置１３は、車両３の走行によりマーカ１１を通過する毎に該マーカ１１から送られてくる情報を受信し、その受信情報を処理して車両制御装置６へ出力する。まず、車両３が最初のマーカ１１に達すると、マーカ１１の送信電波を情報処理装置１３の受信部２１が車載アンテナ１２を介して受信し、復調して各出力端子ａ〜ｄより、マーカ位置、マーカＩＤ、ｎ点先マーカ位置、及びその他の情報を出力する。
【００１７】
上記受信部２１の出力端子ａから出力されるマーカ位置情報は、変位検出部２２からの変位情報と加算器２３で加算されて車両制御装置６へ送られる。
受信部２１の出力端子ｂから出力されるマーカＩＤは、マーカＩＤ記憶部２４に書込まれる。
受信部２１の出力端子ｃから出力されるｎ点先マーカ位置情報は、マーカ位置レジスタ２７n へ書込まれる。
受信部２１の出力端子ｄから出力される次マーカ位置等の他の情報は、車両制御装置６へ直接送られる。
【００１８】
車両制御装置６は、車両３がｎ個のマーカ１１を通過するまでは、加算器２３から出力される自車位置情報及び受信部２１の出力端子ｄから出力される次マーカ位置等の他の情報に基づいて操舵制御、速度制御等を行なう。
【００１９】
そして、車両３が２番目のマーカ１１を通過する際に、該マーカ１１からの情報を受信部２１が受信すると、その出力端子ｂから出力されるマーカＩＤがマーカＩＤ記憶部２４に書込まれ、それまでマーカＩＤ記憶部２４に記憶されていたマーカＩＤが前回マーカＩＤとして前回マーカＩＤ記憶部２５にシフトされる。読取失敗検知部２６は、マーカＩＤ記憶部２４に書込まれた今回のマーカＩＤと前回マーカＩＤ記憶部２５にシフトされた前回マーカＩＤとを比較し、その差に応じてマーカ位置レジスタ２７n の記憶内容をシフトする。すなわち、通常では、マーカＩＤ記憶部２４と前回マーカＩＤ記憶部２５に記憶されたマーカＩＤの差は「１」であるので、マーカ位置レジスタ２７n の記憶内容を次のマーカ位置レジスタ２７n-1 にシフトし、このマーカ位置レジスタ２７n に受信部２１の出力端子ｃから出力されるｎ点先マーカ位置を書込む。
【００２０】
以下、同様にして車両３が各マーカ１１を通過する毎に、各マーカ位置レジスタ２７n 〜２７1 の記憶内容がシフトされ、マーカ位置レジスタ２７n には受信部２１の出力端子ｃから出力されるｎ点先マーカ位置が書込まれる。なお、受信部２１がマーカ１１からの情報の読取りに失敗した場合には、読取失敗検知部２６からシフト信号が出力されず、マーカ位置レジスタ２７n 〜２７1 のシフト動作は行なわれない。そして、次に受信部２１がマーカ１１からの情報を正常に読取った際、読取失敗検知部２６はマーカＩＤ記憶部２４に書込まれた今回のマーカＩＤと前回マーカＩＤ記憶部２５に記憶されている前回マーカＩＤとの差がシフト量として出力され、それに応じてマーカ位置レジスタ２７n 〜２７1 の記憶内容がシフトされる。例えばマーカ１１からの情報読取りに１回失敗した場合は、次の情報読取り時に読取失敗検知部２６からレジスタを１つ余分にシフトするように指令が出力され、２回失敗した場合は、レジスタを２つ余分にシフトするように指令が出力される。このようにマーカ位置レジスタを余分にシフトした場合において、情報の書込まれなかったマーカ位置レジスタについては、車両制御装置６がその前後のマーカ位置レジスタの情報から補間によりマーカ位置情報を求めて書込みを行なう。
【００２１】
上記のようにして車両３がｎ個のマーカ１１を通過すると、マーカ位置レジスタ２７n 〜２７1 の全てにマーカ位置情報が書込まれるので、車両制御装置６は、その後はマーカ位置レジスタ２７n 〜２７1 に記憶されたｎ個のマーカ位置情報、加算器２３から出力される自車位置情報、受信部２１の出力端子ｄから出力される他の情報等に基づいて操舵量、速度等を求めて車両３の走行制御を行なう。この結果、車両制御装置６は、次のマーカ位置からｎ点先のマーカ位置情報を参照して車両３の走行制御を行なうことが可能となり、道路状況の変化を先読みして柔軟に対応した乗り心地の良い運転操作を実現することができる。
【００２２】
なお、上記実施形態では、車両３に搭載される情報処理装置１３は、マーカ１１から送られてくる情報をマーカ位置レジスタに記憶するようにしたが、レジスタの代わりにメモリを用いて記憶するようにしてもよい。
【００２３】
また、上記実施形態では、車両３がｎ点を通過するまでは、次マーカ位置の情報に基づいて走行制御を行なうようにしたが、その他、例えばｎ点までの区間は直線部などに選び、得られている情報だけで道路状態を充分予測できるようにし、例えばｎ点先マーカ位置情報に基づいて各マーカ位置情報を作成するようにしてもよい。
【００２４】
また、前記実施形態では、マーカ１１に次マーカ位置、ｎ点先のマーカ位置情報を持たせるようにしたが、更に、ｎ点先マーカ位置からｍ点のマーカ位置情報を持たせるようにすれば、マーカ情報の読取りに失敗した場合でも、マーカ位置情報を復元できる確率を更に向上することができる。また、マーカ情報の読取りに失敗した場合でも、自立航行を組み合わせることにより、自車位置を把握することができる。
また、本発明は、上記実施形態で示した自動車の運転制御の他、列車、ＡＧＶ等の運転制御を行なう場合においても同様にして実施し得るものである。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、走行路に所定の間隔で設置する各マーカに、固有の情報と共にｎ点先のマーカ位置情報を記憶させ、車両に搭載した情報処理装置により各マーカから送られてくるｎ点先マーカ位置情報を受信して順次記憶し、これらの１点先からｎ点先までのマーカ位置情報に基づいて車両の走行制御を行なうようにしたので、走行ルートの先にあるカーブや勾配といった走行路状況の変化を前もって検出でき、走行路状況の変化を先読みして柔軟に対応した乗り心地の良い運転操作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両自動制御システムの概略を示す外観構成図。
【図２】同実施形態における側面図。
【図３】同実施形態におけるマーカの概略構成を示すブロック図。
【図４】同実施形態における情報処理装置の構成を示すブロック図。
【図５】従来の車両自動制御システムの概略を示す外観構成図。
【符号の説明】
１  道路
３  車両
６  車両制御装置
１１  マーカ
１２  車載アンテナ
１３  情報処理装置
１５  メモリ
１６  制御部
１７  変調部
１８  アンテナ
２１  受信部
２２  変位検出部
２３  加算器
２４  マーカＩＤ記憶部
２５  前回マーカＩＤ記憶部
２６  読取失敗検知部
２７n-1 〜２７1   マーカ位置レジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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