(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前走車とこれを追走する追従車とを備え、
前記前走車は、
走行路上に任意の間隔で設置されたマーカーを検出するマーカー検出手段と、
検出した隣り合うマーカー間の距離を算出するマーカー間隔算出手段と、
算出したマーカー間隔データを前記追従車側に送信する送信機とを有し、
前記追従車は、
送信された前走車のマーカー間隔データを受信する受信機と、
走行路上に任意の間隔で設置されたマーカーを検出するマーカー検出手段と、
検出した隣り合うマーカー間の距離を算出するマーカー間隔算出手段と、
自車で算出したマーカー間隔を追従車マーカー間隔連続データとして記憶するとともに、前記前走車から送信されてきた前走車で算出したマーカー間隔を前走車マーカー間隔連続データとして記憶する記憶手段と、
前記追従車マーカー間隔連続データと前記前走車マーカー間隔連続データとの相互相関関数を計算して、算出結果に基づいて自車と前走車との間の車間距離を算出する車間距離算出手段とを有する
ことを特徴とする自動追従システム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記前走車は、最後に検出したマーカーからの走行距離データを算出する前走車最後検出マーカーからの走行距離算出手段を有し、算出した前記前走車最後検出マーカーからの走行距離データを前記送信機により前記追従車側に送信し、
前記追従車は、自車のマーカー検出手段により検出した最後のマーカーからの走行距離データを算出する自車最後検出マーカーからの走行距離算出手段を有し、
前記車間距離算出手段は、前記算出した車間距離に、前記前走車最後検出マーカーからの走行距離データを加え、さらに前記自車最後検出マーカーからの走行距離データを減じた距離を算出車間距離とすることを特徴とする自動追従システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行路上に配置された磁気ネイル（磁気くぎ）等のマーカー（位置マーカー、マーカともいう。）を検出しながら走行する自動運転車（自動操縦により運転される自動車であり、自動操縦車または自走車ともいう。）を前走車とし、この前走車の後側から同様にマーカーを検出しながら走行する自動運転車を追従車とする自動追従システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両を駐車場の所定箇所に自動的に収納する車両自動収納システムや車両により高速道路上を自動的に走行させる車両自動走行システムが考えられている。
【０００３】
この車両自動走行システムとしては、例えば、建設省が進めるＡＨＳ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｈｉｇｈｗａｙ  Ｓｙｓｔｅｍ）があり、このＡＨＳ自動運転は、着磁されたネイル、すなわち磁気ネイル（磁気くぎ）を所定間隔で敷設した自動運転用のコースを、自車の姿勢を検出しながら走行し、自動運転を行うものであり、自動運転道路システムとして知られている。
【０００４】
この自動運転道路システムに関連した技術が、例えば、特願平７−２８３９７３号明細書に記載されている。この技術は、走行路の中央に、走行方向に沿って一定間隔、例えば、１ｍで磁気情報源、具体的には、Ｎ極性の磁気ネイルが敷設された車両誘導用走行路上を、磁気センサを有する車両により磁気を検出して自動走行する技術である。
【０００５】
したがって、この技術においては、基本的には、一定時間毎に磁気情報源の数を数えることにより車両進行速度等の確認が可能となり、また、磁気センサを車両の前部と後部に配置することにより、２つの磁気センサの受ける磁界の強さから自車の磁気情報源に対する姿勢、換言すれば、走行路に対する姿勢、すなわちヨー角を検出することができる。
【０００６】
さらに、前記車両誘導用走行路（単に、コースともいう。）上には、所定距離、例えば、５００ｍ毎に、区間の先頭の情報（区間番号）を表すＮ極とＳ極の混在した区間情報用ＮＳビット列部が配されており、この区間情報用ＮＳビット列部を検出することにより、前記車両誘導用走行路上における自車の位置を検出する構成とされている。
【０００７】
例えば、区間番号が値０から始まっていて、値１、２、３、…と順次増加する構成とされているので、区間番号に前記所定距離（所定区間距離）を掛け、かつ区間番号所在位置から現在位置までの磁気ネイルの数を数えることで自車のコース上の位置を把握することができる。したがって、前走車から前走車のコース上の位置Ｘｂを受信し、この前走車のコース上の位置Ｘｂを表す次の（１）式から自車のコース上の位置Ｘａを表す次の（２）式を引くことにより、次の（３）式に示す車間距離（車々間距離ともいう。）Ｌｂａを求めることができる。
【０００８】
Ｘｂ＝所定距離×区間番号＋区間中現在位置までの磁気ネイル数  …（１）
Ｘａ＝所定距離×区間番号＋区間中現在位置までの磁気ネイル数  …（２）
Ｌｂａ＝Ｘｂ−Ｘａ                                          …（３）
具体的数値例で説明すると、例えば、図１０に示すように、走行路（走行経路、車両誘導路、走行コースまたは単にコースともいう。）ＲＤ上に連続的に所定間隔Ｌｕ（単位間隔であり、ここでは、Ｌｕ＝１ｍとする。）でライン状に配列されている符号○で表すＮ極磁気ネイル（以下、単にＮ極ネイルともいう。）Ｍｎの所定距離（所定区間）Ｌｐ（ここでは、Ｌｐ＝５００ｍとする。）毎に、その区間の先頭に、その区間の区切りを示す符号●で表すＳ極磁気ネイル（同様に、単に、Ｓ極ネイルともいう。）Ｍｓを配列し、それをその区間の先頭ビットａ１、ａ２とする。そして、その区間先頭ビットａ１、ａ２に連続させて、図示しない車両の進行方向（矢印方向）Ｑの下流側に区間番号を表す、例えば、４ビットの区間番号ｂ１、ｂ２を、配列する。この場合、第１区間の区間情報用ＮＳビット列Ａ１は、区間先頭ビットａ１と区間番号ｂ１とから構成され、第２区間の区間情報用ＮＳビット列Ａ２は、区間先頭ビットａ２と区間番号ｂ２とから構成される。
【０００９】
この、図１０例において、例えば、Ｎ極ネイルＭｎを２進数ビット「１」とし、Ｓ極ネイルＭｓを２進数ビット「０」とし、さらに区間番号ｂ１、ｂ２の進行方向Ｑの上流側のビットをＬＳＢとし、区間番号ｂ１、ｂ２の進行方向Ｑの下流側のビットをＭＳＢとする。このように定義すれば、区間番号ｂ１の検出順は、「１０００」であるが、区間番号は、それを逆から並べ変えた「０００１」となり、第１区間番号であることが意味有りコードとして読み取れる。同様に、区間番号ｂ２の検出順は、「０１００」であるが、区間番号は、それを逆から並べ変えた「００１０」となり、第２区間番号であることが意味有りコードとして読み取れる。
【００１０】
この場合、図示していない前走車が第２区間の、区間先頭ビットａ２から例えば、２５番目の磁気ネイルＭｎを通過した地点にあり、また、追従車が第１区間の、区間先頭ビットａ１から例えば、４１０番目の磁気ネイルを通過した地点にあるものとすれば、前走車のコース上の位置Ｘｂは、上述の（１）式によりＸｂ＝２（第２区間の２）×５００（ｍ）＋２５（２５番目の２５）×１（ｍ）＝１０２５（ｍ）と計算され、追従車のコース上の位置Ｘａは、同様に上述の（２）式によりＸａ＝１×５００＋４１０×１＝９１０（ｍ）と計算される。したがって、車間距離Ｌｂａは、これらの差であるから、Ｌｂａ＝１０２０−９１０＝１１０（ｍ）と計算することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述の技術では、追従車が前走車のコース上の位置を受信することにより、前走車のコース上位置から自車のコース上位置を引くという単純な処理により、自車と前走車との車間距離を求めることができる。
【００１２】
ところが、合流点等において、追従車が、区間の途中からコース上に進入した場合には、次の区間の先頭に表示されている区間番号を読み取るまでは、車間距離を算出することができないという課題がある。
【００１３】
また、区間の先頭に表示されている区間番号の読み取りミスが発生した場合にも車間距離を正しく算出することができないという課題がある。
【００１４】
この発明は、このような課題を考慮してなされたものであって、マーカーが配列された走行路の区間の途中から進入した場合においても、区間番号の読み取りにミスが発生した場合であっても、正確に車間距離を算出することを可能とする自動追従システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る自動追従システムは、
前走車とこれを追走する追従車とを備え、
前記前走車は、
走行路上に任意の間隔で設置されたマーカーを検出するマーカー検出手段と、
検出したマーカー間の距離を算出するマーカー間隔算出手段と、
算出したマーカー間隔データを前記追従車側に送信する送信機とを有し、
前記追従車は、
送信された前走車のマーカー間隔データを受信する受信機と、
受信されたマーカー間隔データを記憶する記憶手段と、
走行路上に任意の間隔で設置されたマーカーを検出するマーカー検出手段と、
検出したマーカー間の距離を算出するマーカー間隔算出手段と、
算出した自車のマーカー間隔データと、前記受信した前走車のマーカー間隔データとから自車と前走車との間の車間距離を算出する車間距離算出手段とを有する
ことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、追従車（自車）は、車間距離算出手段により、自車のマーカー間隔データと前走車のマーカー間隔データとを比較し、対応するマーカー間隔データの検出位置から前走車の走行位置と自車の走行位置間の車間距離を算出することができる。
【００１７】
この場合、自車で測定したマーカー間隔を連続データとして記憶しておき、前走車が測定したマーカー間隔のデータを車々間通信で受けて、双方のマーカー間隔連続データの相互相関関数を計算することにより類似するデータ列を検出して、前走車との距離差、すなわち車間距離を算出することができる。
【００１８】
なお、車間距離は、一層正確には、算出した車間距離に、前走車が最後に検出したマーカーからの走行距離データを加え、さらに自車が最後に検出したマーカーからの走行距離データを減じることで得られる。
【００１９】
上記の自動追従システムは、自動追従車に適用することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１０に示したものと対応するものには同一の符号を付ける。また、図面を重複して掲載する繁雑さを避けるために、その図１０をも必要に応じて参照する。
【００２１】
図１は、この発明の一実施の形態が適用された自動追従システム１００の概略的な構成を示している。この自動追従システム１００は、高速道路等の走行路ＲＤ（図１０も参照）上を矢印Ｑ方向に走行する前走車（車両であって、先導車）１１０と、これに追従して走行する（これを追走する）追従車（車両であって、追走車）１３０とを備える。
【００２２】
この実施の形態において、走行路ＲＤは、図１０に示したものと同等であり、再度簡単に説明すれば、走行路の中央に、走行方向Ｑに沿って略一定の所定間隔Ｌｕ、例えば、Ｌｕ＝１ｍで磁気情報源、具体的には、符号○で表すビット「１」に対応させるＮ極性の磁気ネイル（Ｎ極ネイル）Ｍｎがライン状に敷設された車両誘導用走行路である。この場合、走行路ＲＤ上には、所定距離（所定区間）Ｌｐ、例えば、Ｌｐ＝５００ｍ毎に、区間の先頭の情報（区間番号）を表すＮ極とＳ極の混在した区間情報用ＮＳビット列部Ａ１、Ａ２等が配されている。区間情報用ＮＳビット列部Ａ１、Ａ２等には、その区間の先頭に、その区間の区切りを示す符号●で表すビット「０」に対応させるＳ極ネイルＭｓが配列され、それをその区間の先頭ビットａ１、ａ２とする。そして、その区間先頭ビットａ１、ａ２に連続させて、進行方向（矢印方向）Ｑの下流側に区間番号を表す、例えば、４ビットの区間番号ｂ１、ｂ２を配列する。この場合、第１区間の区間情報用ＮＳビット列部Ａ１は、区間先頭ビットａ１と区間番号ｂ１とから構成され、第２区間の区間情報用ＮＳビット列部Ａ２は、区間先頭ビットａ２と区間番号ｂ２とから構成される。なお、区間番号ｂ１、ｂ２の上流側のビットをＬＳＢとし、区間番号ｂ１、ｂ２の進行方向Ｑの下流側のビットをＭＳＢとする。なお、以下の説明において、Ｎ極ネイルＭｎおよび（または）Ｓ極ネイルＭｓを単に磁気ネイルＭともいう。
【００２３】
なお、車両誘導用走行路ＲＤに略一定間隔で配される情報源、すなわちマーカーは、磁気情報源としての磁気ネイルＭｎ（Ｍｓ）に限らず、光学的情報源または電気的情報源に代替することができる。
【００２４】
図１において、前走車１１０と追従車１３０とは、基本的には同一の構成であり、前走車１１０として使用されるか、追従車１３０として使用されるかによって、選択するソフトウエアが異なる。したがって、以下の説明において、前走車１１０と追従車１３０において、対応する構成要素には同一の符号を付け、必要な場合には、「前走車１１０の」または「追従車１３０の」等の限定を付けて説明する。
【００２５】
前走車１１０および追従車１３０は、基本的に、各々通信モジュール１と制御計画モジュール２と横方向制御モジュール３と車速制御モジュール４とを有しており、制御計画モジュール２を中心として、他のモジュール１、３、４とデータの送受を行うように構成されている。この場合、制御計画モジュール２と車速制御モジュール４とは、前走車追従制御手段を構成する。
【００２６】
なお、この実施の形態において、モジュールとは、標準化されたユニットまたは部品であり、通常、その中に種々の定義された機能を有する構成要素をいい、この実施の形態において、モジュール中には、制御・判断手段等として機能するＣＰＵと、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ、およびカウンタ等の計数手段、タイマ等の計時手段が含まれる。なお、「モジュール」は、物であり、装置ともいう。
【００２７】
通信モジュール１には、路車間通信用の通信（送信アンテナまたは受信アンテナとして機能する。）アンテナ７と車々間通信用の通信アンテナ（送信アンテナまたは受信アンテナとして機能する。）１１が接続される。
【００２８】
路車間通信用の通信アンテナ７は、走行路ＲＤの路側に沿って連続して配されている漏洩同軸（ＬＣＸ）ケーブル１４０から、指令速度情報、道路曲率情報、渋滞情報、および緊急メッセージ等を受信する。なお、ＬＣＸケーブル１４０の端部は、情報送発信源である図示していない基地局に接続されている。前走車１１０、追従車１３０は、通信アンテナ７を通じて自車の識別（ＩＤ）番号をＬＣＸケーブル１４０を介して図示しない基地局または別の車両に送信する。
【００２９】
このＩＤ番号の検出位置により、基地局では、各車両１１０、１３０の走行位置を把握することができる。
【００３０】
車々間通信用の通信アンテナ１１を利用して、前走車１１０と追従車１３０とで、走行軌跡、走行距離、車速、前後加速度データ（車速計画データ）等が送受信される。
【００３１】
制御計画モジュール２には、車両の横方向の角速度を検出するヨーレートセンサ５、前記磁気ネイルＭｎ（Ｍｓ）を検出する磁気ネイルセンサ（マーカー検出手段）６および車輪１回転で１個のパルスを発生する車輪パルスセンサ８の出力と自動運転（自動走行）用のスタートスイッチ１２の出力とが供給される。実際上、磁気ネイルセンサ６は、図２に示すように、車両１１０、１３０の前後のバンパ部の下側の車軸Ｕ上に各々磁気センサ６ｆ、６ｒとして固定されている。磁気センサ６ｆ、６ｒは、各々車両の車幅方向Ｈの変位（車軸Ｕからの変位）をも検出する。制御計画モジュール２は、音声出力装置１７および表示装置１８に出力を供給する。
【００３２】
横方向制御（ステアリング制御）モジュール３には、ヨーレートセンサ５の出力が供給される。この横方向制御モジュール３は、ステアリング操作伝達系に設けられたＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ；電子式パワーステアリング）装置であるアクチュエータ（ＥＰＳともいう。）１４にフィードバック制御により出力を供給する。ここで、この横方向制御モジュール３によるステアリング制御について簡単に説明する。
【００３３】
図２に示すように、車幅方向Ｈの変位は、磁気ネイルＭｎの磁界分布（磁気ネイルＭｎの直上が最大で、周囲に向かって略釣り鐘状に減衰する磁界分布）を磁気センサ６ｆ、６ｒによって検出することで算出できる。したがって、車両１１０（１３０）のヨー角θ（車軸Ｕの方向と磁気ネイルの敷設方向Ｔ、すなわち走行路ＲＤとのなす角）がθ＝０°になるように横方向制御モジュール３は、ＥＰＳ１４をフィードバック制御する。なお、ヨー角θは、ヨーレートセンサ５の出力信号であるヨーレート（ｒａｄ／ｓｅｃ）を時間で積分することにより計算することもできる。
【００３４】
再び図１において、車速制御モジュール４には、車輪パルスセンサ８、前後加速度センサ９、レーザレーダ１０、ブレーキペダルスイッチ１３の各出力が供給される。この車速制御モジュール４は、スロットル系に設けられたスロットルＣＢＷ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｙ  Ｗｉｒｅ）であるアクチュエータ（スロットルＣＢＷともいう。）１５とブレーキ系に設けられたブースト圧制御ブレーキであるアクチュエータ（ブレーキ圧制御ブレーキともいう。）１６に出力を供給する。なお、スロットルＣＢＷ１５およびブレーキ圧制御ブレーキ１６も、ＥＰＳ１４と同様に電子式制御である。
【００３５】
次に、この実施の形態の自動追従システム１００の制御動作について図３に示すフローチャートをも参照しながら説明する。制御の主体はいずれかのモジュール１〜４である。
【００３６】
制御計画モジュール２は、自動走行スタートスイッチ１２がオン状態になっていることを確認して、自動追従走行のための情報の作成を開始する（ステップＳ１）。
【００３７】
次に、ブレーキペダルスイッチ１３がオフ状態になっているかどうかを確認する（ステップＳ２）。オン状態になっているとき、すなわち、ブレーキが人為的にかけられているときには、次のステップＳ３以降の制御処理は行わない。
【００３８】
ステップＳ１およびステップＳ２の条件が共に成立したとき、詳しく説明すれば、スタートスイッチ１２がオン状態であって、ブレーキペダルスイッチ１３がオフ状態になっているときに、ステップＳ３以降の処理を行う。
【００３９】
このステップＳ３の処理は、現時点での自車（この場合、追従車１３０である。）位置（現在位置座標ともいう。）Ｘａの算出処理、自車車速Ｖａの算出処理および、自車加速度Ａａの算出処理である。
【００４０】
自車位置Ｘａ、すなわち、コース上の位置Ｘａは、従来の技術の項で説明したように、磁気ネイルセンサ６を通じて制御計画モジュール２で区間番号ｂ１が読み取れているときには、上述の（２）式により容易に計算することができる。しかし、区間番号ｂ１等の読み取りにミスが発生した場合や、走行路ＲＤ中、区間番号ｂ１と区間番号ｂ２の間の、いわゆる区間の途中からその走行路ＲＤに進入（合流）した場合には、次の区間番号ｂ２等の位置に走行するまでは、区間番号が不明である。
【００４１】
前走車１１０が存在しない場合には、磁気ネイルＭｎを検出しながら最初の区間情報用ＮＳビット列部Ａｎ（この場合Ａｎ＝Ａ２）を読み取るまで所定の速度で走行すればよい。
【００４２】
前走車１１０が存在する場合には、この発明の要部に係る前走車１１０との車間距離Ｌｂａの検出処理（算出処理）を開始する。
【００４３】
この車間距離Ｌｂａの算出処理について、図４に示す車々間距離算出手段１５０の機能ブロック図に基づいて説明する。なお、車々間距離算出手段１５０は、基本的には、磁気ネイルセンサ６と通信アンテナ１１と通信モジュール１と制御計画モジュール２と、モジュール１、２中にインストールされているソフトウェアで構成される。
【００４４】
この場合、追従車１３０は、マーカー間隔測定手段１５２で測定した隣り合う磁気ネイルＭｎ（Ｍｓ）の距離であるマーカー間隔Ｌｕ（図１０参照）を記憶手段１５４（例えば、制御計画モジュール２内のＲＡＭ）に最新測定値を先頭として連続データの自車測定データ列１６０として記憶する。
【００４５】
マーカー間隔測定手段１５２は、マーカー通過検出手段１５６と走行距離パルス出力手段１５８の出力に基づいて、マーカー間隔Ｌｕを連続的に測定する。マーカー通過検出手段１５６は、磁気ネイルセンサ６を用い、走行距離パルス出力手段１５８は、車輪パルスセンサ８を用いる。この場合、車輪パルスセンサ８のパルス間隔は、所定距離として換算可能であるので、この車輪パルスセンサ８の出力パルス間隔と磁気ネイルセンサ６の出力パルス間隔の比により、磁気ネイルＭｎ（Ｍｓ）の間隔Ｌｕを正確に測定することができる。さらに、マーカー間隔測定手段１５２は、最新測定値、言い換えれば、最後のマーカーの検出地点からの走行距離データΔＬａ、すなわち、正確な現在位置を計算して、調整手段１７０である加減算器の減算入力端子に供給する。この走行距離データΔＬａは、マーカー通過検出時点と、調整手段１７０での計算時点の間での主に相互相関関数（後述する）の計算時間を考慮した時間に対応する距離である。
【００４６】
なお、マーカーである磁気ネイルＭｎ（Ｍｓ）は、マクロ的には（仕様上は）、一定間隔（仕様距離または既定距離）、すなわち１ｍ毎に埋設されているが、その間隔は、正確には、１．００ｍではなく、±５ｃｍ程度の埋設ばらつきが存在する。したがって、ミクロ的には、磁気ネイル間隔Ｌｕは、任意の間隔になっている。この発明では、この任意の間隔に着目している。
【００４７】
同様に、車々間通信手段１６２により前走車１１０から随時送られてくる前走車１１０のマーカー間隔も最新測定値を先頭として連続データの前走車測定データ列１６１として記憶手段１５４に記憶する。また、そのときの前走車最後検出マーカーからの走行距離データΔＬｂを調整手段１７０の加算入力端子に供給しておく。また、そのときの前走車１１０のコース上の位置Ｘｂ｛（２）式参照｝を減算器である調整手段１７２の加算入力端子に供給しておく。
【００４８】
図５は、記憶手段１５４に記憶されている前走車測定データ列１６１の実際の測定例を示している。横軸はアドレスｉとしての時刻であり、縦軸はマーカー間隔測定値である。図５から、前走車測定データ列１６１は、ある特徴を有する波形形状になっていることが分かる。
【００４９】
次に、正規化手段１６４において、両方のデータ列１６０、１６１の平均値が一致するように次の（４）式により正規化処理を行う。
【００５０】
ｙ（ｊ）＝｛バーｘ（ｉ）／バーｙ′（ｊ）｝×ｙ′（ｊ）  …（４）
ここで、
ｊは、自車測定データ列１６０の測定点（アドレス）であって、ｊ＝１、２、…、Ｍ、
ｉは、前走車測定データ列１６１の測定点（アドレス）であって、ｉ＝１、２、…、Ｎ（ただしＭ＜Ｎ）、
ｘ（ｉ）は、観測波形であって、前走車測定データ列１６１、
バーｘ（ｉ）は、ｘ（ｉ）の平均、
ｙ′（ｊ）は、検索しようとする波形であって、自車測定データ列１６０、
バーｙ′（ｊ）は、ｙ′（ｊ）の平均、
ｙ（ｊ）は、正規化後の自車測定データ列である。
【００５１】
なお、この正規化処理は、マーカー間隔を測定する互いの距離センサ、すなわち、マーカー通過検出手段１５６と走行距離パルス出力手段１５８とマーカー間隔測定手段１５２の出力を一致させるように校正することを意味する。
【００５２】
ただし、予め何らかの手段で距離センサが校正されているのであれば、この正規化処理は不要であるが、通常の場合には、区間を過ぎないと区間番号を読み取れないので走行路ＲＤに合流する場合等には、この正規化処理が必要となる。
【００５３】
次に、相関関数計算・位相差検出手段１６６により両データ列ｙ（ｊ）、ｘ（ｉ）の相互相関関数Ｒｘｙ（ｉ）を計算し位相差を検出する。
【００５４】
相互相関関数Ｒｘｙ（ｉ）は、データ数の少ない追従車１３０のデータ列ｙ（ｊ）の波形をデータ数の多い前走車１１０のデータ列ｘ（ｉ）に対して１アドレス毎に移動させながら対応する位置の積和をとる形で次の（５）式により計算することができる。なお、積和数の少ないデータ列ｘ（ｉ）の両端での相関値の計算は、（５）式とは異なる式であるが、信頼性が低下するために、この実施の形態では、使用していない。
【００５５】
Ｒｘｙ（ｉ）＝（１／Ｍ）Σ（ｊ＝１→Ｍ）｛ｘ（ｉ＋ｊ）・ｙ（ｊ）｝…（５）
ただし、
ｉ＝０，１，２，…，Ｎ−Ｍ、
Σ（ｊ＝１→Ｍ）は、ｊ＝１からｊ＝ＭまでのΣ演算、すなわち和演算を意味する。したがって、この場合は、｛ｘ（ｉ＋ｊ）・ｙ（ｊ）｝の積和演算を意味する。
【００５６】
この（５）式による相互相関関数Ｒｘｙ（ｉ）の計算結果では、データ数の少ない追従車１３０のデータ列ｙ（ｊ）の波形が、データ数の多い前走車１１０のデータ列ｘ（ｉ）の波形に一致した時点（地点）でピークがでるので、このピーク値ｐｅａｋ｛Ｒｘｙ（ｉｐ）｝が得られた測定点ｉｐ、すなわち位相差を検出することにより、次の（６）式で、この位相差ｉｐを距離、すなわち、車間距離データＬｂａに変換する。
【００５７】
Ｌｂａ＝Ｌｕ×ｉｐ                                  …（６）
Ｌｕは、マーカー間隔の規定値（仕様値）であり、この実施の形態では、Ｌｕ＝１ｍを使用すればよい。
【００５８】
（６）式に至るまでの相互相関処理を含む処理を、図６を参照してさらに分かり易く説明する。図６において、符号ｘ（ｉ）は、図５に示した前走車１１０のマーカー間隔測定値のデータ列１６１を描いており、符号ｙ（ｊ）は、正規化後の追従車１３０である自車測定データ列を描いている。また、符号Ｒｘｙ（ｉ）は、相互相関関数の計算結果を示している。
【００５９】
自車測定データ列ｙ（ｊ）の波形を右側にｉ＝１，２，…と移動していくことにより、ｉ＝ｉｐのときに、前走車測定データ列ｘ（ｉ）のうち、対応する区間Ｌｃｐで両波形が一致する。相互相関関数Ｒｘｙ（ｉ）は、データ数の少ない追従車１３０のデータ列ｙ（ｊ）の波形が、データ数の多い前走車１１０のデータ列ｘ（ｉ）の波形に一致した時点（地点）でピークがでるので、このピーク値ｐｅａｋ｛Ｒｘｙ（ｉｐ）｝がでた地点ｉ＝ｉｐまでの０，１，２…ｉｐまでの距離（位相差）が車間距離Ｌｂａ（Ｌｂａ＝Ｌｕ×ｉｐ）に対応する。
【００６０】
このようにして計算した車間距離Ｌｂａにより自車１３０のコース上の位置Ｘａ（Ｘａ＝Ｘｂ−Ｌｂａ）を算出することができるが、さらに正確な車間距離Ｌｂａ′を調整手段１７０で計算する。
【００６１】
すなわち、さらに正確な車間距離Ｌｂａ′は、図７を参照して、次の（７）式で求められることが容易に理解できる。
【００６２】
Ｌｂａ′＝Ｌｂａ＋ΔＬｂ−ΔＬａ                        …（７）
このときの追従車１３０の正確なコース上の位置Ｘａは、減算器である調整手段１７２により次の（８）式で計算することができる（図７参照）。
【００６３】
Ｘａ＝Ｘｂ−Ｌｂａ′                                    …（８）
以上の説明がステップＳ３における自車位置Ｘａの算出処理の説明である。なお、上述の相互相関関数を計算する処理は、コース上の区間番号を１度検出した後には、従来の技術の項で説明した（１）〜（３）式によりコース上の位置Ｘｂ、Ｘａおよび車間距離Ｌｂａを求める処理に変更してもよい。
【００６４】
次に、ステップＳ３の処理中、自車速度Ｖａの算出処理について説明する。
【００６５】
自動追従走行を行う場合には、前走車１１０のコース上の位置Ｘｂと前走車の速度Ｖｂと、自車（追従車）１３０のコース上の位置Ｘａと速度Ｖａおよび目標車間距離Ｌｏに基づき、Ｔ秒後の前走車１１０、追従車１３０の予測位置、速度が適切であるかどうかを判断して、現時点での自車（追従車）１３０の必要加速度を計画し、スロットルＣＢＷ１５またはブースト圧制御ブレーキ１６を駆動する必要があり、そのため、速度Ｖａ、Ｖｂの算出が必要となる。
【００６６】
図８は、速度計算手段１８０の構成例を示している。なお、速度計算手段１８０は、基本的には、磁気ネイルセンサ６と制御計画モジュール２とこの制御計画モジュール２中にインストールされているソフトウェアで構成される。
【００６７】
磁気ネイルセンサ６を用いるマーカー通過検出手段１５６の出力パルスが時間読取手段１８２に供給される毎に、時間読取手段１８２は、この出力パルスに同期してタイマ１８４の時刻を読み込み、最低２回分読取時刻を記憶できる記憶回路１８６に順次記憶する。
【００６８】
減算器１８８により前回の記憶時刻から今回の記憶時刻を引くことにより、その間の経過時間、すなわち隣り合うマーカー間の所要時間が計算される。
【００６９】
この経過時間をマーカー間の規定距離（仕様上の距離、既定距離）Ｌｕで割ることにより速度（車速）Ｖ（Ｖａ、Ｖｂ）を計算することができる。
【００７０】
この速度演算結果は、マーカーの敷設間隔のばらつきが問題になると思われるが、実際には、前走車１１０と追従車１３０の両者とも同一の走行路ＲＤ上を走行しているので同じばらつきが発生することになり、追従のときには、アルゴリズム的に短時間で打ち消し合うことになる。このため、追従性能はほとんど影響がない。
【００７１】
なお、車速の計算は、車輪パルスセンサ８から一定距離走行毎に出力されるパルスを一定時間計数して算出する方法あるいは、そのパルス間隔時間を測定して算出する方法もある。しかし、このようにして求めた車速を車々間通信により受信して追従車１３０を前走車１１０と同じ車速に制御しようとした場合に、車両相互間で走行パルスで求められる距離を補正して一致させておかなければ、同じ速度を算出していても速度差が生じていることとなり正確な追従が行えない。その上、たとえ、互いの走行距離を補正しても、車輪の空気圧の変動やスリップにより走行距離に誤差が発生することになる。図８の速度計算手段により計算した車速Ｖでは、このような問題が解消される。
【００７２】
以上の説明がステップＳ３の処理中、自車速度Ｖａの算出処理の説明である。
【００７３】
次に自車の加速度Ａａは、この自車速度Ｖａを時間微分することにより簡単に得られる。以上でステップＳ３の処理が終了する。
【００７４】
次に、一定時間（Ｔ秒とする。）経過後の自車位置Ｘａｔ、自車速度Ｖａｔ、および自車加速度Ａａｔを予測する（ステップＳ４）。この一定時間Ｔは、１〜２秒程度に選択することが、追従車１３０により前走車１１０を滑らかに追走できることが実験により確認され、ここでは、Ｔ＝１．５秒に選択している。
【００７５】
Ｔ秒後の自車位置Ｘａｔおよび自車速度Ｖａｔは、現在の自車位置Ｘａと速度Ｖａおよび加速度Ａａから、次の（９）式、および（１０）式で算出できることが容易に理解される。
【００７６】
Ｘａｔ＝Ｘａ＋Ｖａ・Ｔ＋（１／２）Ａａ・Ｔ２              …（９）
Ｖａｔ＝Ｖａ＋Ａａ・Ｔ                                  …（１０）
次に、前走車１１０から前走車１１０の位置情報、速度情報を受信する（ステップＳ５）。
【００７７】
制御計画モジュール２は、受信した前走車速度Ｖｂを微分して前走車加速度Ａｂを求める（ステップＳ６）。
【００７８】
ついで、Ｔ秒後の前走車１１０に係る前走車位置Ｘｂｔおよび前走車速度Ｖｂｔを上述の（９）式および（１０）式に対応する次の（１１）式および（１２）式により求める。
【００７９】
Ｘｂｔ＝Ｘｂ＋Ｖｂ・Ｔ＋（１／２）Ａｂ・Ｔ２              …（１１）
Ｖｂｔ＝Ｖｂ＋Ａｂ・Ｔ                                  …（１２）
車速制御モジュール４は、（９）式〜（１２）式で算出されたＴ秒後の自車位置Ｘａｔ、Ｔ秒後の自車速度Ｖａｔ、Ｔ秒後の前走車位置ＸｂｔおよびＴ秒後の前走車速度Ｖｂｔに基づいて、スロットルＣＢＷ１５を制御して、自車１３０の速度を上げるべきか、それともブースト圧ブレーキ１６を制御して、自車１３０の速度を下げるべきかを決定するための指示加速度Ａｐを算出する（ステップＳ８）。
【００８０】
図９は、指示加速度Ａｐを算出するためのサブルーチンの詳細なフローチャートを示している。そこでまず、Ｔ秒後の前走車１１０と自車１３０との間の予測位置差（予測車間距離）Ｄｐ（Ｄｐ＝Ｘｂｔ−Ｘａｔ）、すなわち、計算上の車間距離を求める（ステップＳ８ａ）。
【００８１】
次に、この位置差Ｄｐと目標車間距離Ｌとの差Ｌｐ（Ｌｐ＝Ｄｐ−Ｌ）を求める（ステップＳ８ｂ）。
【００８２】
この差Ｌｐに位置ゲイン定数Ｋｐをかけて、Ｌｐ・Ｋｐを求める（ステップＳ８ｃ）。
【００８３】
同様に、Ｔ秒後の前走車１１０と自車１３０との間の予測速度差Ｄｖ（Ｄｖ＝Ｖｂｔ−Ｖａｔ）を求める（ステップＳ８ｄ）。
【００８４】
求めたＴ秒後の速度差Ｄｖに速度ゲイン定数Ｋｖをかけて、Ｄｖ・Ｋｖを求める（ステップＳ８ｅ）。
【００８５】
ステップＳ８ｃとステップＳ８ｅの結果を合成して、指示加速度Ａｐを求める（ステップＳ８ｆ）。指示加速度Ａｐは、次の（１３）式で求めることができる。
【００８６】
Ａｐ＝Ｌｐ・Ｋｐ＋Ｄｖ・Ｋｖ                      …（１３）
次に、図３に示したメインルーチンにもどり、求めた指示加速度Ａｐがゼロ値（Ａｐ＝０）であるかどうかを判定する（ステップＳ９）。
【００８７】
Ａｐ＝０である場合には、現在のスロットル開度とブレーキ圧で走行を続けてよいので、何も処理をしないでステップＳ１の処理にもどる。
【００８８】
Ａｐ≠０である場合には、その指示加速度Ａｐをスロットル開度量に変換して前回のスロットル開度に加算する積分処理を行い（ステップＳ１０）、その積分結果の値によりスロットルＣＢＷ１５を制御して車速を上げたり下げたりする処理を行う。
【００８９】
一方、指示加速度Ａｐは、ブレーキ制御処理にも並列的に入力される。その指示加速度Ａｐをブレーキ圧に変換して前回のブレーキ圧に加算する積分処理を行い（ステップＳ１２）、その積分結果の値によりブースト圧制御ブレーキ１６を制御してブレーキをかけたり、ブレーキをリリースしたりする（ステップＳ１３）。
【００９０】
なお、スロットルＣＢＷ１５の制御およびブースト圧制御のため、通常は、制御パルスのデューティが計算される。
【００９１】
また、いずれの制御においても、積分処理（積分手段）を利用した制御にしているのは、データの欠落等による指示加速度Ａｐの急変を予め回避するためである。換言すれば、速度変化を緩やかにして滑らかに前走車１１０の追従制御を行うためである。
【００９２】
なお、ステップＳ１０、Ｓ１１の処理とステップＳ１２、Ｓ１３の処理は、処理速度向上のため並列処理で行うと好適である。
【００９３】
上述の車速制御処理を行うことにより、追従車１３０は、前走車１１０に対して、ほぼ目標車間距離（通常、一定の車間距離）Ｌｂａ’を保持して円滑に走行することができる。
【００９４】
なお、制御計画モジュール２の制御により、デフォルト条件に応じて、または搭乗者の指示に応じて、自車１３０の速度、前走車１１０の速度、自車と前走車の速度差、実際の車間距離、目標車間距離、実際の車間距離と目標車間距離との差等の中、必要なものを音声出力装置１７を介してスピーカから出力することが可能であり、さらに、表示装置１８の地図上に自車１３０と前走車１１０の位置を表示することもできる。
【００９５】
なお、この発明は上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、追従車（自車）は、車間距離算出手段により、自車のマーカー間隔データと前走車から通信で得た前走車のマーカー間隔データとを比較し、対応するマーカー間隔データの検出位置から前走車の走行位置と自車の走行位置間の車間距離を算出することができるという効果が達成される。
【００９７】
この場合、対応するマーカー間隔データは、双方のマーカー間隔データの相互相関関数を計算することで、より正確に算出することができ、結果として正確な車間距離を算出することができるという効果が達成される。
【００９８】
また、車間距離の計算の際に、算出した車間距離に、前走車が最後に検出したマーカーからの走行距離データを加え、さらに自車が最後に検出したマーカーからの走行距離データを減じることで、１マーカー区間内の計算誤差をも排除することができる。
【００９９】
さらに、区間番号に基づく車間距離の算出ではなく、マーカー間隔に基づいて車間距離を計算しているので、合流点等において、追従車が、区間の途中からコース上に進入した場合であって次の区間の先頭に表示されている区間番号を読み取る前でも、車間距離を算出することができるという効果が達成される。
【０１００】
さらにまた、車間距離を算出する際に、区間番号を使用していないので、区間の先頭に表示されている区間番号の読み取りミスが発生した場合にも車間距離を正しく算出することができるという効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】ステアリング角制御の説明に供される平面図である。
【図３】図１例の車速制御の説明に供されるメイルルーチンのフローチャートである。
【図４】車間距離算出手段の構成例を示す機能ブロック図である。
【図５】マーカー間隔の測定値を示すグラフである。
【図６】相互相関関数処理の説明に供されるグラフである。
【図７】より正確な車間距離算出の説明に供される説明図である。
【図８】速度計算手段の構成例を示す機能ブロック図である。
【図９】図２のフローチャート中、指示加速度算出処理に係るサブルーチンのフローチャートである。
【図１０】マーカー敷設例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…通信モジュール                ２…制御計画モジュール
３…横方向制御モジュール          ４…車速制御モジュール
１００…自動追従システム          １１０…前走車
１３０…追従車                    １５０…車々間距離算出手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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