JP3588922B2

JP3588922B2 - 車両走行誘導システム

Info

Publication number: JP3588922B2
Application number: JP17764196A
Authority: JP
Inventors: 英作阿久津; 啓二青木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-07-08
Filing date: 1996-07-08
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2016-07-08
Also published as: US5987374A; DE19729008A1; DE19729008B4; JPH1021492A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両走行誘導システム、特に路面にデータ供給源を敷設した誘導システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両運転者の運転操作軽減を図るべく種々の誘導システムが提案されている。
【０００３】
例えば、特開平１−２５３００７号公報の無人搬送車の走行制御方法及びその装置では、走行経路上の定点に磁気マーカを設置し、この磁気マーカの磁界の強さを磁界検出装置で検出してずれ量を低減させる方向に車両を制御して無人搬送車を軌道に沿って走行させる技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、道路に対する車両のずれを精度良く検出するためには、磁気マーカの設置間隔を小さくして多数の磁気マーカを設置する必要があり、埋設工事が大変になるとともにコストが増大してしまう問題がある。
【０００５】
そこで、本願出願人は、先に特願平７−１５７８７８号にて、路面に磁気発生手段を敷設して路面の形状データを車両に供給する構成を提案した。これによれば、車両側では予め走行予定の路面形状を認識することができるので、従来のように磁気発生手段を小さな間隔で多数配置しなくても車両を確実に誘導することができる。
【０００６】
しかし、上記技術でも、磁気発生手段は基本的に路面の形状データの供給にとどまるので、時々刻々変化する交通状況に応じた適切な誘導データを車両に送信することは困難で、交通の流れを考慮したより円滑な誘導を行うには限度があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、路面（あるいは路側）に敷設されたデータ供給手段の一層の活用を図るとともに、交通状況に応じた適切な車両誘導を可能とする車両走行誘導システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、路面側に敷設されたデータ供給手段から送信されるデータに基づき車両の走行を制御する車両走行誘導システムであって、車両には、前記データ供給手段の近傍を通過する際に自車両の走行データとして車両ＩＤデータ、車速データ及び標準時で校正済みの通過時間データを前記データ供給手段に送信するデータ送信手段が設けられ、データ供給手段には、通過車両から送信された前記走行データを受信する受信手段と、受信した走行データを他の通過車両に送信する送信手段が設けられ、各車両は、データ供給手段から送信された走行データに基づいて自車両の走行を制御することを特徴とする。このように、データ供給手段は単に車両に路面の形状データを送信するだけでなく、通過車両の走行データを受信し、この走行データを他の通過車両に送信する。従って、通過車両は既にその地点を通過した車両の走行状態を把握できるので、交通の流れに合った走行が行える。
【０００９】
また、本発明は、路面側に敷設されたデータ供給手段から送信されるデータに基づき車両の走行を制御する車両走行誘導システムであって、データ供給手段には、その近傍を通過する車両の走行データとして車速及び車両から送信された標準時で校正された通過時間を検出する検出手段と、検出した走行データを他の通過車両に送信する送信手段が設けられ、各車両は、データ供給手段から送信された走行データに基づいて自車両の走行を制御することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について、データ供給源として路面に敷設された電波タグを例にとり説明する。
【００１７】
＜第１実施形態＞
図１及び図２には、本実施形態のシステム構成図が示されており、図１は車両側の構成ブロック図、図２は路面側に敷設された電波タグの構成ブロック図である。なお、路面側の基本的な構成は、既出願の特願平７−１５７８７８号と同様であり、所定間隔（例えば１００ｍ）で路面形状データを通過車両に送信する電波タグが路面に敷設され、電波タグの進行方向手前には磁気マーカがペアで敷設されている。車両は、磁気マーカの存在を検出して自車両の路面に対する相対位置（変位）を認識し、操舵制御を実行しつつ電波タグからの路面形状データを取得し、磁気マーカの存在しない領域でも路面形状に応じた操舵制御を行う。
【００１８】
図１において、車両の後部には、電波タグからの電波を受信する電波受信器１１、電波受信器１１で受信した電波を復調する復調部１２、復調部１２で復調されたデータを記憶する受信データメモリ（ＲＡＭ）１３及び電波タグとともに路面に敷設されている磁気マーカを検出する磁気センサ１４が設けられている。ＲＡＭ１３に記憶された受信データ及び磁気センサ１４で検出された磁気データはマイクロコンピュータからなるコントローラ２１に供給される。
【００１９】
また、車両の前部には、コントローラ２１からのデータを記憶する送信データメモリ（ＲＡＭ）３１、送信データを変調する変調部３２、変調されたデータを電波タグに向けて送信する電波送信器３３、車両後部の磁気センサ１４と同様に路面の磁気マーカを検出する磁気センサ３４、電波タグの駆動電力として磁界を発生する磁界発生器３５、電波タグ通過時間を検出するための標準時時計４１及び標準時時計４１を校正するための基準時間を得るためのＧＰＳ受信機４２が設けられている。もちろん、ＪＪＹ等の標準周波数信号を受信する受信器で標準時を取得し、このデータで標準時時計４１を校正することも可能である。磁界発生器３５は、磁気センサ１４で路面の磁気マーカを検出した場合にコントローラ２１からの指令に基づいて励磁し、この磁界により電波タグは所望の電力を得る。従って、電波タグには特別の電源が不要であり、車両が通過する際だけ電波タグは起動することになる。また、ＧＰＳ受信機４２からの基準時で校正された標準時時間データは送信データメモリ３１に記憶され、車速や車両ＩＤ等の走行データとともに電波タグに送信される。データの送信は、磁気センサ１４で磁気マーカの存在を検出し、磁界発生器３５で磁界を発生した後または磁界発生と並行して実行される。
【００２０】
一方、図２は電波タグ６０の構成であり、通信系として、通過車両から送信された走行データ（車両ＩＤ、車速、通過時間）を受信する電波受信器６１、受信データを復調する復調部６２、復調データを記憶するデータメモリ（ＲＡＭ）６３、送信データを記憶する送信データＲＯＭ７１、データメモリ（ＲＡＭ）６３からの走行データ及び送信データＲＯＭ７１から出力されたデータを変調して送信用の走行データとする変調部７２、走行データを通過車両に対して送信する電波送信器７３及びこれらの送受信を制御するコントローラ８１が設けられている。また、電源系として、車両の磁界発生器３５で発生した磁界を検出する磁界検知器９１、検知磁界を電磁誘導により電力に変換するコイルを含む電力変換部９２、電力変換部９２に対して必要に応じ電力を供給するとともに電力を蓄積するバックアップ電源９３が設けられている。なお、必要に応じて太陽光や入射光を電気エネルギに変換する太陽電池９４を設けることもできる。そして、電力変換部９２で得られた電力はコントローラ８１に供給されて制御を開始し、車両から送信された走行データを受信してデータメモリ（ＲＡＭ）６３に記憶する。データを受信した後、その通過車両に対して既にＲＡＭに記憶されている先行通過車両の走行データを送信する。送信する走行データとしては、先行通過車両の車両ＩＤ、車速、通過時間の他、送信データＲＯＭ７１に記憶されている電波タグ情報（例えば地点データ）が含まれる。
【００２１】
以上のような構成において、車両が電波タグ近傍を通過する際のデータの送受は以下のように行われる。すなわち、車両の磁気センサ１４で電波タグ直前の磁気マーカを検知すると、コントローラ２１は、磁界発生器３５を起動させて電波タグに磁界を供給し、また自車のＩＤデータ、車速データ、時間データを電波送信器３３から電波タグに供給する。電波タグでは、磁界検知器９１で磁界を検知し、バックアップ電源からの補充電力と併せて各機器に供給する。コントローラでは、電力供給をトリガとして電波受信器６１からの車両ＩＤデータ、車速データ、通過時間データをＲＡＭに記憶する。また、データＲＡＭ６３に記憶されている前回の通過車両の車両ＩＤデータ、車速データ、通過時間データを電波送信器７３を介して車両に送信する。車両側では、電波タグから送信されたデータを電波受信器１１で受信し、コントローラ２１に供給する。
【００２２】
このように、電波タグを通過する車両は、前に通過した車両の車速データや通過時間データを受信できるので、前の車両の走行状態を認識することができ、このデータに基づいて自車が適切な走行を行っているか否かを判定することが可能となる。そして、これらのデータは特に悪天候やカーブ路において先行車を視認できない場合に有効であり、例えば先行車の通過時間からあまり経過しておらず、しかも先行車の車速が自車の車速よりも小さい場合には、車間距離が減少することが予想されるため自車を減速制御する等が考えられる。
【００２３】
なお、バックアップ電源９３は二次電池又はスパーキャパシタ（小型大容量コンデンサ）により構成することで、複数台の車両が通過するまでのデータＲＡＭ６３の保持駆動電源として機能することができる。もちろん、太陽電池９４を電力変換部９２に接続することで、太陽光または相当の光源からの照射光が得られる間は電力供給が途絶えることがない。太陽電池９４からの電力供給も途絶え、バックアップ電源９３に蓄積してあった電力を使い果たす程度の長時間の間車両が通過しなかった場合には、とりもなおさず通行量が極めて少ないことを意味するから車間距離を考慮した車両誘導の必要がないことになり、本システムの有効性は些かも減じられない。この時は、コントローラ８１は送信データＲＯＭ７１に記憶されているデータのみを通過車両に送信すればよい。
【００２４】
また、本実施形態では、車両と電波タグ間のデータ送受信を電波で行う構成としたが、光通信器を設けて赤外線等の光信号でデータの送受信を行うようにしてもよい。
【００２５】
さらに、本実施形態では、車両側の磁界発生器３５で磁界を発生させて電波タグに電力を供給する構成としたが、車両側に投光器を設け電波タグ側に光電変換素子を設けて光で電力を供給する構成でもよい。
【００２６】
＜第２実施形態＞
図３には、本実施形態の構成図が開示されている。上述した第１実施形態では車両側にその走行データを電波タグに供給する送信手段が搭載されていることを前提としているが、一般的な交通を考慮すると、送信手段を搭載した車両と搭載していない車両が混在することが考えられる。そこで、本実施形態では、送信手段を搭載していない車両に対しても確実に交通データを供給できる構成を示す。
【００２７】
図３において、通行帯表示１０１、１０２内を走行する車両１００には図１に示す電波送信器３３が設けられていない。
【００２８】
一方、電波タグには、図２と同様に電波送受信器が設けられているが、本実施形態の電波送信器１７３は車両１００の速度を検出するためのレーダ電波も送信する。レーダ電波は常に送信してもよく、何らかの方法で車両の通過を検知した場合のみ送信してもよい。電波受信器１９１は車両１００から反射したレーダ電波を受信する。電波受信器１９１で受信された反射レーダ電波は復調部１９２で復調され、コントローラ１８１に供給されて通過車両の速度を検出する。速度検出には、例えばドップラ効果を利用すればよい。また、電波タグには内蔵時計（不図示）が設けられており、反射レーダ電波受信時の時間を計測する。この時間が車両の通過時間となる。もちろん、通過時間の代わりに、以前に車両が通過してからの経過時間であってもよい。検出された速度データ及び通過時間データはデータＲＡＭ１６３に記憶される。そして、現在通過中の車両に対しては既にデータＲＡＭ１６３に記憶されている先行車（前に通過した車両）の走行データを変調部１７２で変調した後電波送信器１７３から送信する。データＲＡＭ１６３に新たに記憶された現在通過中の車両の走行データは、後続車両（次に通過した車両）に送信される。
【００２９】
このように、本実施形態では車両に送信手段が搭載されていなくても、電波タグ自身でその通過車両の車速データと通過時間データを得ることで後続車両にこれらのデータを供給できるので、種々の車両が混在する一般交通でも円滑な車両誘導が実現できる。
【００３０】
なお、電波タグの内蔵時計は、送信手段を搭載した車両通過時に車両から送信された通過時間データを用いてその都度校正することも可能であり、これにより一層の精度向上を図ることができる。
【００３１】
＜第３実施形態＞
図４及び図５には、本実施形態のシステム構成が示されている。図４は、先行車両２１０が電波タグ２００の近傍を通過する際の図であり、図５は後続車両２２０が同じ地点に到達した際の図である。両図において、路側にはビーコン等や通信アンテナ等の路側通信手段３００が設けられており、電波タグ２００からの電波を受信する。路側通信手段３００には有線あるいは無線で管制センタ（監視センタ）３１０が接続されており、各電波タグ２００から送られた通過車両の車両ＩＤ、車速データ及び通過時間データを収集する。すなわち、本実施形態では、電波タグ２００は、単に通過車両の走行データを次に通過する車両に送信するのではなく、路側通信手段３００に対しても送信する機能を有しており（図２あるいは図３の電波発信器にこの機能を持たせることができる）、管制センタ３１０側で電波タグ２００から収集したデータを一括して処理する事が可能である。
【００３２】
図４において、先行車両２１０が電波タグ２００の直前に到達すると、第１実施形態で示したように、先行車両２１０からその走行データが電波タグ２００に送信される。電波タグ２００は、走行データを受信するとデータＲＡＭに記憶し、図５に示すように後続車両２２０に先行車両２１０の走行データを送信する。一方、電波タグ２００は先行車両２１０の走行データを路側通信手段３００に送信し、路側通信手段３００はさらにその走行データを管制センタ３１０に送信する。管制センタ３１０では、各電波タグからの車速データや通過時間データに基づいて各地点の交通の流れを認識し、各電波タグにその交通情報データを送信する。管制センタ３１０から交通情報データを受信した電波タグ２００は、そのデータを走行データとともに通過車両に送信する。交通情報データとしては、故障車の存在や事故の発生、渋滞情報の他、これから渋滞が発生すると予想される地点のデータも含まれる。渋滞の予測は、例えば以下のように行われる。すなわち、管制センタ３１０には、電波タグが存在する各地点の車速データ及び通過時間データが集まるので、ある時刻には順調に流れていたにもかかわらず、ある時刻以降から車速が減少し、かつ、通過時間の間隔も短くなる傾向にある地点が特定できる。このような地点は、実際には渋滞が発生していなくても、やがて渋滞が発生すると予想されるので、その地点より進行方向手前の電波タグ２００に対して渋滞予想データを供給する。そして、これを受信した電波タグ２００は通過車両に対して送信することにより、各通過車両は渋滞の発生を予想し、迂回路を選択する、あるいは車速を減じる等の対策を採ることができる。
【００３３】
また、交通情報データとしては、より局所的なデータであってもよい。例えば、複数台（例えば３台）が連なって走行している場合に、３台目の速度が１台目あるいは２台目よりも大きくなった場合には、３台目の車両が２台目を追い越すことが予想されるため、２台目の車両がこれから通過するであろう電波タグ２００にその旨のデータを供給することで、２台目の車両に後続車両が追い越しを行うことを認識させることもできる。さらに、交通情報データとしては、路側に別途設けられた通行帯逸脱検知器からの検出信号に基づいた車線変更情報や割り込み情報を付加することもできる。
【００３４】
なお、従来より管制センタから車両に対して各種のデータを報知するシステムが知られているが、本実施形態では電波タグが設けられた各地点の通過車両の車速データと通過時間に基づいて交通の流れを把握するものであり、各地点の車間距離及びその時間変化が認識できる点で従来と大きく異なる。車速が減じても、車間距離が十分ある場合には渋滞は発生しないので、本実施形態のように車速と通過時間を共に考慮することで高精度の渋滞予測が可能となるのである。
【００３５】
以上、本発明の実施形態を路面に設置された電波タグを用いる場合を例にとり説明したが、電波タグ以外のデータ送受信手段を路面あるいは路側に設けることができるのは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、路面を走行する各車両に時々刻々変化する交通情報をより的確に供給できるので、この交通情報に基づいた走行を行うことで一層円滑な走行が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の車両側の構成ブロック図である。
【図２】同実施形態の電波タグ側の構成ブロック図である。
【図３】本発明の第２実施形態の電波タグ側の構成ブロック図である。
【図４】本発明の第３実施形態の構成図である。
【図５】同実施形態の構成図であり、図４の状態からある時間経過後の状態を示す図である。
【符号の説明】
１１電波受信器（車載）、３３電波送信器（車載）、６１電波受信器（電波タグ側）、７３電波送信器（電波タグ側）、１００車両、１７３電波送信器（電波タグ側）、１９１電波受信器（電波タグ側）、２００電波タグ、３１０管制センタ。

Claims

路面側に敷設されたデータ供給手段から送信されるデータに基づき車両の走行を制御する車両走行誘導システムであって、
車両には、前記データ供給手段の近傍を通過する際に自車両の走行データとして車両ＩＤデータ、車速データ及び標準時で校正済みの通過時間データを前記データ供給手段に送信するデータ送信手段が設けられ、
データ供給手段には、通過車両から送信された前記走行データを受信する受信手段と、受信した走行データを他の通過車両に送信する送信手段が設けられ、
各車両は、データ供給手段から送信された走行データに基づいて自車両の走行を制御することを特徴とする車両走行誘導システム。
前記データ供給手段は、路面に埋設された電波タグであることを特徴とする請求項１記載の車両走行誘導システム。
路面側に敷設されたデータ供給手段から送信されるデータに基づき車両の走行を制御する車両走行誘導システムであって、
データ供給手段には、その近傍を通過する車両の走行データとして車速及び車両から送信された標準時で校正された通過時間を検出する検出手段と、検出した走行データを他の通過車両に送信する送信手段が設けられ、
各車両は、データ供給手段から送信された走行データに基づいて自車両の走行を制御することを特徴とする車両走行誘導システム。
前記データ供給手段は路面に複数敷設され、かつ、各データ供給手段から送信された走行データを受信し、これらの走行データに基づいて各車両に交通データを報知する監視センタをさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両走行誘導システム。
前記監視センタは、受信した走行データに含まれる車両の車速データ及び通過時間データに基づいて渋滞の発生を推定し、各車両に報知することを特徴とする請求項４記載の車両走行誘導システム。