(57)【要約】【課題】  高精度の自動操舵走行を実現すると同時に、システムを構築するのに必要な費用及び維持管理費用を低減すること。【解決手段】  車両には、自車両の現在位置を示す測位情報を高精度測位する測位情報検知手段１、走行レーン上に所定間隔で設定された多数の基準点のうち、当該車両の進行方向に位置する複数の基準点についての高精度の位置情報を含む走行経路情報を、路上機との路車間通信により取得する走行経路情報検知手段３などが搭載される。また、車両には、測位情報により示される車両現在位置と走行経路情報により示される複数の基準点との各間を補間した走行経路を演算し、その走行経路に沿って車両を自動操舵走行させる走行制御装置２が搭載される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行レーン上に所定間隔で設定された多数の基準点のうち車両の進行方向に位置する複数の基準点についての位置情報を提供するための情報提供手段を備え、
前記車両側には、
当該車両の現在位置を示す測位情報を取得する測位情報検知手段、
前記情報提供手段から前記位置情報を取得する位置情報検知手段、
前記測位情報により示される車両現在位置と前記位置情報により示される複数の基準点との各間を補間した経路を車両走行経路として決定すると共に、その車両走行経路に沿って車両を自動操舵走行させる走行制御装置、
が搭載されることを特徴とする車両用自動運転システム。
【請求項２】
前記情報提供手段は、前記走行レーンに沿って設置され当該走行レーンを走行する車両と路車間通信可能に構成された路上機により構成され、
前記位置情報検知手段は、前記路上機との間で路車間通信により前記位置情報を取得する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の車両用自動運転システム。
【請求項３】
前記情報提供手段は、前記複数の基準点についての位置情報を記憶した路上機を前記走行レーン上に所定間隔で設置することにより構成され、
前記位置検知手段は、前記路上機上を走行したときに前記位置情報を取得する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の車両用自動運転システム。
【請求項４】
前記情報提供手段は、提供する位置情報を外部からの信号により変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の車両用自動運転システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路側から取得した位置情報に基づいて決定した車両走行経路に沿って自動操舵走行を行う車両用自動運転システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、車両の自動操舵走行を行うシステムの一例として、道路上に設定された走行レーンに沿って磁気ネイルや光或いは電波ビーコンなどより成るマーカを埋設すると共に、車両側に、当該マーカを検出するセンサ及びこのセンサ出力に基づいて車両の走行レーン上での位置を算出する処理手段を搭載し、その算出結果に基づいて車両が走行レーンに沿って走行するように自動操舵する構成としたシステムが考えられている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平８−３１４５４１号公報
【特許文献２】特開２００２−２８６４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような従来構成のシステムでは、走行レーンに上に多数のマーカを数メートル間隔で埋設する必要があるため、システムの構築に膨大な工事費用が掛かるという問題点がある。また、マーカが埋設された道路の改修・整備を行う場合には、再度マーカの埋設工事が必要となり、システムの維持管理費用も膨大になるという問題点もあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精度の自動操舵走行を実現可能になると共に、システムを構築するのに必要な費用及び維持管理費用を低減できるようになる車両用自動運転システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１記載の手段によれば、車両が走行レーンを自動操舵走行する際には、当該車両に搭載された測位情報検知手段が、車両の現在位置を示す測位情報を取得すると共に、同じく車両に搭載された位置情報検知手段が、走行レーン上に所定間隔で設定された多数の基準点のうち車両の進行方向に位置する複数の基準点についての位置情報を情報提供手段から取得するようになる。また、車両に搭載された走行制御装置は、取得した測位情報及び位置情報により示される車両現在位置と複数の基準点との各間を補間した経路を車両走行経路として決定すると共に、その車両走行経路に沿って車両を走行させるという自動操舵制御を実行するようになる。
【０００５】
この場合、情報提供手段から提供する位置情報の精度、並びに測位情報検知手段により取得する測位情報の精度を高めることにより、高精度の自動操舵走行を実現できるようになる。また、従来構成のように走行レーン上に設定された多数の基準点の各々にマーカを埋設する必要がなくなるから、システムを構築するのに必要な費用及び維持管理費用を低減できるようになる。
【０００６】
請求項２記載の手段によれば、情報提供手段が走行レーンに沿って設置された路上機により構成されているから、当該走行レーンを備えた道路の改修・整備を行う際に、従来構成のようにマーカを再度埋設する工事が不要となり、結果的にシステムの維持管理費用の低減を図り得るようになる。
【０００７】
請求項３記載の手段によれば、路上機には複数の基準点についての位置情報が記憶されているから、多数の基準点のそれぞれにマーカを埋設する必要がなくなり、従ってシステムの構築費用を抑制する上で有益になる。
【０００８】
請求項４記載の手段によれば、情報提供手段を通じて提供する位置情報を必要に応じて外部から容易に変更することが可能であり、これによりシステムとしての柔軟性を高め得るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
図１には、車両用自動運転システムの構成のうち車両側に搭載された部分のシステム構成が機能ブロックの組み合わせにより示されている。この図１において、測位情報検知手段１は、例えばＧＰＳ受信機（システムに専用のものでも良いが、カーナビゲーション装置用に設けられたものでも良い）により構成されるもので、受信したＧＰＳ信号に基づいてリアルタイムに取得した自車両の現在位置を示す測位情報（経緯度情報）を走行制御装置２に与えるようになっている。尚、上記測位情報検知手段１には、例えば、電子基準点を用いるＲＴＫ−ＧＰＳや、既知局からの補正データを用いるＤ−ＧＰＳのような高精度測位可能なものを用いる。
【００１０】
走行経路情報検知手段３（位置情報検知手段に相当）は、車両の走行レーンに沿った位置に所定間隔で設置された路上機（情報提供手段に相当）との間で電波などを媒体とした路車間通信を行うために設けられたもので、路上機側から発信された走行経路情報を受信して走行制御装置２に与えるようになっている。
この場合、路上機側から発信される上記走行経路情報には、例えば以下（ａ）〜（ｄ）のような各情報が含まれる。
【００１１】
（ａ）車両の自動操舵走行に供される走行レーン上に所定間隔で設定された多数の基準点のうち、当該車両の進行方向に位置する複数の基準点（つまり、車両が次に進むべき方向に並んだ複数の基準点）についての高精度の位置情報（例えば経緯度情報）、
（ｂ）走行レーンが設定された道路における車両の進行先に係る渋滞情報、
（ｃ）走行レーンが設定された道路における車両の進行先に存在する信号機の状態を示す信号機情報、
（ｄ）走行レーンが設定された道路についての制限速度情報及び交通規制情報。
【００１２】
周辺車両情報検知手段４は、自車両から所定距離の範囲内に位置している他車両との間で双方向通信を行うことにより、当該他車両の現在位置情報を取得すると共に、自車両の現在位置情報を他車両へ送信する機能を備えたもので、取得した他車両の現在位置情報を含む周辺車両情報を走行制御装置２に与えるようになっている。
周辺環境認識手段５は、例えばＣＣＤカメラ、ミリ波或いはレーザレーダ、超音波センサなどを利用した自立的手法（或いはそれらを組み合わせた自立的手法）により障害物を検知できるように構成されるもので、自車両周辺の環境や路面状況などの認識、路上の障害物の有無及び位置の認識などを行うと共に、その認識情報を周辺環境情報として走行制御装置２に与えるようになっている。尚、走行制御装置２には、自車両の情報、即ち、車速、操舵角、エンジン回転数、その他ダイアグ情報なども自車両情報収集手段６から与えられる構成となっている。
【００１３】
走行制御装置２は、コンピュータを主体に構成されたもので、上記測位情報検知手段１、走行経路情報検知手段３、周辺車両情報検知手段４、周辺環境認識手段５及び自車両情報収集手段６からの情報並びに予め設定されたプログラムなどに基づいて、車両を自動操舵走行させる際のアクセル開度、操舵角、ブレーキ踏み力についての各制御値を決定する機能を備えている。
【００１４】
この走行制御装置２は、決定した各制御値に基づいて、車両のためのアクセル開度制御装置７、操舵角制御装置８及びブレーキ制御装置９の駆動制御を実行することにより、当該車両の自動操舵走行を実現する構成となっている。
図２のフローチャートには、走行制御装置２による制御内容のうち本発明の要旨に関係した部分が示されており、以下これについて説明する。
【００１５】
図２において、走行制御装置２は、測位情報検知手段１から自車両の現在位置を示す測位情報をリアルタイムで常時収集するステップ２０１を実行すると同時に、路上機側から発信された走行経路情報を走行経路情報検知手段３により収集するステップ２０２、自車両から所定距離の範囲内に位置している他車両の現在位置情報を含む周辺車両情報を周辺車両情報検知手段４により収集するステップ２０３、路上の障害物の有無及び位置の認識情報などを含む周辺環境情報を周辺環境認識手段により収集するステップ２０４、自車両情報収集手段6から自車両情報を収集するステップ２０５も実行する。
【００１６】
次いで、走行制御装置２は、収集した測位情報、走行経路情報、周辺車両情報、周辺環境情報、自車両情報に基づいて、前方の走行レーン上に車両の走行の妨げとなる障害物の存在を検知し（ステップ２０６）、その検知結果に基づいて障害物の有無を判断する（ステップ２０７）。障害物がない場合には、通常走行処理ルーチン２０８を実行した後に情報収集ステップ２０１へ戻り、障害物がある場合には障害物回避処理ルーチン２０９を実行した後に情報収集ステップ２０１へ戻る。
【００１７】
上記通常走行処理ルーチン２０８では、車両を、測位情報により示される車両現在位置と走行経路情報により示される複数の基準点との各間を補間した走行経路に沿って車両を走行させる。図３には、このような走行制御の具体例について模式的に示されている。
即ち、図３において、自動操舵走行のための走行レーンが設定された道路上には、当該走行レーン上に所定間隔（屈曲部は狭い間隔、直線部は広い間隔）で多数の基準点Ｐが設定されている。道路に隣接して設置された路上機は、近接してきた車両に対して、その車両の進行方向に位置する次の路上機までの複数の基準点Ｐについての高精度の位置情報を含む走行経路情報を与える。走行制御装置２は、車両現在位置と上述のように与えられた複数の基準点との各間を１次及び２次曲線近似或いは多項式近似した補間曲線を演算し、その補間曲線に対応した経路を車両走行経路Ｒ（図３中に破線で示す）として決定する。このような車両走行経路Ｒの決定処理を、次の路上機から新たな走行経路情報が与えられる毎に実行することにより、車両を走行レーンに沿って自動操舵走行させ得るようになる。
【００１８】
前記障害物回避処理ルーチン２０９では、まず、車両の進行先に存在する障害物を避けて通過可能であるか否かを判断し、通過不能であると判断した場合には、当該車両を障害物の手前で停止させ、また、障害物を避けて通過可能であると判断した場合には、当該障害物を回避するように設定した走行経路に沿って車両を走行させる。図４には、このような障害物回避走行制御の具体例について模式的に示されている。
【００１９】
即ち、図４には、自動操舵走行のための走行レーンが２車線設定された道路が示されており、第１車線及び第２車線の各走行レーン上に所定間隔で多数の基準点Ｐが設定されている。この例では、第１車線を走行する車両の進行方向に他の車両が停止して障害物となっている例が示されている。走行制御装置２は、障害物回避走行制御時には、第１車線上の停止車両（障害物）の位置を、周辺環境情報（或いは周辺車両情報）に基づいて認識すると共に、第２車線に他の車両や障害物がないことを、周辺車両情報及び周辺環境情報に基づいて確認し、以て第２車線側に車線変更しても安全であるか否かを判断する。そして、安全であると判断した場合には、車両走行経路Ｒを第２車線に変更し、停止車両を通過したことを周辺環境情報に基づいて判断したときに、車両走行経路Ｒを第１車線に戻す制御を行う。尚、車両走行経路Ｒを第１車線に戻す際には、その前の時点で、当該第１車線に他の車両や障害物がないことを周辺車両情報及び周辺環境情報に基づいて確認するものである。
【００２０】
一方、図２中には示さなかったが、走行制御装置２は、路上機側から受信した走行経路情報中の信号機情報に基づいて、信号交差点或いは信号付横断歩道などでの車両停止制御も行う構成となっている。即ち、図５に模式的に示すように、走行制御装置２は、車両の進行方向に存在する信号機の状態を示す信号機情報を受信したときには、その信号機情報と現在の車速情報とに基づいて信号機をそのまま通過可能であるか否かを判断し、通過可能であると判断した場合には、そのまま走行を継続し、通過不能であると判断した場合には、車両を信号機の手前から減速し、その信号機に対応した停止線で停止させる制御を行う。尚、信号機情報は、信号機の近傍に設置された道路情報報知手段から発信する構成としても良い。
【００２１】
要するに、上記した本実施例によれば、車両の自動操舵走行時には、当該車両に搭載された測位情報検知手段１が、車両の現在位置を示す測位情報を取得すると共に、同じく車両に搭載された走行経路情報検知手段３が、走行レーン上に所定間隔で設定された多数の基準点のうち車両の進行方向に位置する複数の基準点についての位置情報を含む走行経路路上機との路車間通信により取得するようになる。また、車両に搭載された走行制御装置２は、取得した測位情報及び位置情報により示される車両現在位置と複数の基準点との各間を１次及び２次曲線近似或いは多項式近似した補間曲線を演算し、その補間曲線に対応した経路を車両走行経路として決定すると共に、その車両走行経路に沿って車両を走行させるという自動操舵制御を実行するようになる。
【００２２】
この場合、路上機から車両側に提供される位置情報は、複数の基準点Ｐを例えば経緯度情報で表現した高精度の情報であり、且つ、測位情報検知手段１により取得する測位情報は、ＲＴＫ−ＧＰＳなどを利用して得た高精度の情報であるから、結果的に高い精度の自動操舵走行を実現できるようになる。
また、従来構成のように走行レーン上に設定された多数の基準点の各々にマーカを埋設する必要がなくなるから、システムを構築するのに必要な費用及び維持管理費用を低減できるようになる。しかも、車両側に前記位置情報を含む走行経路情報を提供する情報提供手段は、走行レーンに沿って設置された路上機により構成されているから、当該走行レーンを備えた道路の改修・整備を行う際に、従来構成のようにマーカを再度埋設する工事が不要となり、結果的にシステムの維持管理費用の低減を図り得るようになる。
【００２３】
（その他の実施の形態）
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば、以下に述べるような変形或いは拡大が可能である。
情報提供手段を、車両の走行レーン上に所定間隔で設定された複数の基準点についての位置情報を記憶したマーカ（路上機に相当）として構成すると共に、このマーカを走行レーン上に上記基準点の間隔より大きい間隔（記憶されている位置情報に対応した複数の基準点を含む間隔）で埋設し、車両側側に、マーカ上を走行したときに当該マーカから位置情報を取得する位置検知手段を設ける構成としても良い。この構成によれば、マーカには複数の基準点についての位置情報が記憶されているから、多数の基準点のそれぞれにマーカを埋設する必要がなくなり、従ってシステムの構築費用を抑制する上で有益になる。
【００２４】
情報提供手段（路上機、マーカ）を通じて提供する位置情報を外部からの信号により変更可能に構成しても良く、この構成によれば、位置情報を容易に変更することが可能になるから、システムとしての柔軟性を高め得るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例を示す車両側システムの構成図
【図２】走行制御装置による制御内容を示すフローチャート
【図３】制御内容を説明するための模式図その１
【図４】制御内容を説明するための模式図その２
【図５】制御内容を説明するための模式図その３
【符号の説明】
【００２６】
１は測位情報検知手段、２は走行制御装置、３は走行経路情報検知手段（位置情報検知手段）、４は周辺車両情報検知手段、５は周辺環境認識手段を示す。
【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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