JP3599150B2 - Automatic tracking system - Google Patents
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Description
【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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a self-driving vehicle (auto-driving vehicle, which is driven by detecting a marker (also referred to as a position marker or a marker) such as a magnetic nail (magnetic nail) disposed on a traveling path. Car or self-propelled car) is the front car, and the self-driving car that runs while detecting the marker from the rear side of the front car is also the following car. To Related.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an automatic vehicle storage system that automatically stores a vehicle at a predetermined location in a parking lot and an automatic vehicle travel system that automatically runs on a highway by a vehicle have been considered.
[0003]
As this vehicle automatic traveling system, for example, there is an AHS (Automated Highway System) advanced by the Ministry of Construction, and this AHS automatic operation is an automatic operation in which magnetized nails, that is, magnetic nails (magnetic nails) are laid at predetermined intervals. A self-driving road system is one in which the vehicle travels along a course for use while detecting the attitude of the vehicle and performs automatic driving.
[0004]
The technology related to this automatic driving road system is described in, for example, Japanese Patent Application No. 7-283973. In this technology, a magnetic sensor is provided at a center of a traveling path at a constant interval along a traveling direction, for example, at 1 m, on a traveling path for guiding a vehicle on which a magnetic nail of N polarity is laid, specifically, a magnetic sensor. This technology detects magnetism with a vehicle and automatically drives the vehicle.
[0005]
Therefore, in this technology, basically, it is possible to confirm the traveling speed of the vehicle by counting the number of magnetic information sources at regular intervals, and to arrange the magnetic sensors at the front and rear of the vehicle. Thus, the attitude of the own vehicle with respect to the magnetic information source, in other words, the attitude with respect to the traveling road, that is, the yaw angle can be detected from the strength of the magnetic fields received by the two magnetic sensors.
[0006]
Further, on the vehicle guidance traveling path (also simply referred to as a course), at predetermined distances, for example, every 500 m, section information in which N poles and S poles indicating the head information (section number) of the section are mixed. An NS bit string portion is provided for detecting the section information NS bit string portion to detect the position of the own vehicle on the vehicle guidance travel path.
[0007]
For example, since the section number starts from the
[0008]
Xb = predetermined distance × section number + number of magnetic nails up to the current position in the section (1)
Xa = predetermined distance × section number + number of magnetic nails up to the current position in the section (2)
Lba = Xb-Xa (3)
For example, as illustrated in FIG. 10, for example, as shown in FIG. 10, a predetermined interval Lu (a unit interval) is continuously provided on a traveling path (traveling path, vehicle guideway, traveling course or simply course) RD. , Where Lu = 1 m.) A predetermined distance (predetermined section) Lp (here, an N-pole magnetic nail) Mn indicated by a reference sign (hereinafter simply referred to as an N-pole nail) Mn arranged in a line. , Lp = 500 m). An S-pole magnetic nail Ms (also simply referred to as an S-pole nail) Ms is arranged at the beginning of the section at the beginning of the section and indicated by a symbol ● indicating a break of the section. Are the first bits a1 and a2 of the section. Then, successively to the section head bits a1 and a2, for example, section numbers b1 and b2 of 4 bits, which represent section numbers on the downstream side in the traveling direction (arrow direction) Q of the vehicle (not shown), are arranged. In this case, the section information NS bit string A1 of the first section is composed of the section head bit a1 and the section number b1, and the section information NS bit string A2 of the second section is composed of the section head bit a2 and the section number b2. Be composed.
[0009]
In the example of FIG. 10, for example, the N-pole nail Mn is set to a binary bit “1”, the S-pole nail Ms is set to a binary bit “0”, and the bits on the upstream side in the traveling direction Q of the section numbers b1 and b2. Is the LSB, and the bit on the downstream side in the traveling direction Q of the section numbers b1 and b2 is the MSB. With this definition, the detection order of the section number b1 is “1000”, but the section number is “0001”, which is the reverse of the section number, and the first section number is significant code. Can be read. Similarly, the detection order of the section number b2 is “0100”, but the section number is “0010” obtained by rearranging the section number in reverse order, and the second section number can be read as a meaningful code.
[0010]
In this case, the preceding vehicle (not shown) is located, for example, at the point where the 25th magnetic nail Mn has passed from the section head bit a2 in the second section, and the following vehicle is the section head bit a1 in the first section. For example, assuming that the vehicle is located at a point that has passed the 410th magnetic nail, the position Xb on the course of the preceding vehicle can be calculated as Xb = 2 (2 in the second section) × 500 ( m) +25 (25th 25th) × 1 (m) = 1,025 (m), and the position Xa of the following vehicle on the course is similarly Xa = 1 × 500 + 410 × 1 = from the above equation (2). 910 (m) is calculated. Therefore, since the inter-vehicle distance Lba is a difference between them, it can be calculated as Lba = 1020−910 = 110 (m).
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the above-described technology, the following vehicle receives the position of the preceding vehicle on the course, and subtracts the position of the own vehicle on the course from the position of the preceding vehicle on the course. The distance between the vehicle and the preceding vehicle can be determined.
[0012]
However, if the following vehicle enters the course from the middle of the section at the junction, etc., the inter-vehicle distance cannot be calculated until the section number displayed at the beginning of the next section is read. There are issues.
[0013]
Also, there is a problem that the inter-vehicle distance cannot be calculated correctly even when a reading error occurs in the section number displayed at the beginning of the section.
[0014]
The present invention has been made in consideration of such a problem, and is intended for a case in which an error occurs in reading a section number even when the vehicle enters from a middle of a section of a traveling road on which markers are arranged. Automatic tracking system that can accurately calculate the following distance Time The purpose is to provide.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The automatic tracking system according to the present invention includes:
Equipped with a preceding car and a following car that follows it,
The preceding vehicle is
Marker detection means for detecting markers installed at arbitrary intervals on the traveling path,
Marker interval calculation means for calculating the distance between the detected markers,
Having a transmitter to transmit the calculated marker interval data to the following vehicle side,
The following vehicle is
A receiver for receiving the transmitted marker interval data of the preceding vehicle,
Storage means for storing the received marker interval data;
Marker detection means for detecting markers installed at arbitrary intervals on the traveling path,
Marker interval calculation means for calculating the distance between the detected markers,
An inter-vehicle distance calculating unit that calculates an inter-vehicle distance between the host vehicle and the preceding vehicle from the calculated marker interval data of the own vehicle and the received marker interval data of the preceding vehicle.
It is characterized by the following.
[0016]
According to this invention, the following vehicle (own vehicle) compares the marker interval data of the own vehicle with the marker interval data of the preceding vehicle by the following distance calculation means, and moves forward from the detected position of the corresponding marker interval data. The inter-vehicle distance between the traveling position of the vehicle and the traveling position of the own vehicle can be calculated.
[0017]
In this case, the marker interval measured by the own vehicle is stored as continuous data, and the data of the marker interval measured by the preceding vehicle is received by inter-vehicle communication, and the cross-correlation function of both the marker interval continuous data is calculated. By detecting a data sequence that is more similar to the preceding vehicle, a distance difference from the preceding vehicle, that is, an inter-vehicle distance can be calculated.
[0018]
Note that the inter-vehicle distance is, more precisely, the calculated inter-vehicle distance plus the mileage data from the last marker detected by the preceding vehicle, and further subtracts the mileage data from the last marker detected by the own vehicle. It can be obtained by:
[0019]
The above-mentioned automatic following system can be applied to an automatic following vehicle.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Components corresponding to those shown in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals. In addition, FIG. 10 is also referred to as necessary in order to avoid the complexity of duplicating drawings.
[0021]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an
[0022]
In this embodiment, the travel path RD is the same as that shown in FIG. 10, and if briefly described again, a substantially constant predetermined distance Lu along the travel direction Q at the center of the travel path, for example, This is a vehicle guidance runway in which a magnetic information source with Lu = 1 m, specifically, a magnetic nail (N-pole nail) Mn of N polarity corresponding to the bit “1” represented by the symbol ○ is laid in a line. In this case, an NS bit string for section information in which N poles and S poles coexist at the beginning of the section (section number) at every predetermined distance (predetermined section) Lp, for example, Lp = 500 m, on the traveling path RD. Parts A1, A2 and the like are arranged. In the section information NS bit string sections A1, A2, etc., at the beginning of the section, an S pole nail Ms corresponding to a bit “0” represented by a symbol ● indicating a delimiter of the section is arranged. The bits are a1 and a2. Then, successively to the section head bits a1 and a2, for example, section numbers b1 and b2 of 4 bits indicating the section number are arranged downstream of the traveling direction (arrow direction) Q. In this case, the section information NS bit string portion A1 of the first section is composed of a section head bit a1 and a section number b1, and the section information NS bit string section A2 of the second section is a section head bit a2 and a section number b2. It is composed of The bits on the upstream side of the section numbers b1 and b2 are LSB, and the bits on the downstream side in the traveling direction Q of the section numbers b1 and b2 are MSB. In the following description, the N-pole nail Mn and / or the S-pole nail Ms are also simply referred to as magnetic nails M.
[0023]
It should be noted that the information sources, that is, markers, arranged at substantially constant intervals on the vehicle guidance driving path RD are not limited to magnetic nails Mn (Ms) as magnetic information sources, but may be replaced with optical information sources or electrical information sources. be able to.
[0024]
In FIG. 1, the leading
[0025]
The leading
[0026]
In this embodiment, a module is a standardized unit or component, and usually refers to a component having various defined functions therein. In this embodiment, a module includes It includes a CPU functioning as control / judgment means, a ROM, a RAM as storage means, a counting means such as a counter, and a timing means such as a timer. The “module” is an object and is also called an apparatus.
[0027]
The
[0028]
The communication antenna 7 for road-to-vehicle communication transmits command speed information, road curvature information, traffic congestion information, an emergency message, and the like from a leaky coaxial (LCX) cable 140 that is continuously arranged along the road side of the traveling road RD. Receive. The end of the LCX cable 140 is connected to a base station (not shown), which is an information transmission and transmission source. The leading
[0029]
Based on the detected position of the ID number, the base station can grasp the traveling position of each of the
[0030]
Using the
[0031]
The
[0032]
The output of the
[0033]
As shown in FIG. 2, the displacement in the vehicle width direction H is based on the magnetic field distribution of the magnetic nail Mn (the magnetic field distribution which is the maximum just above the magnetic nail Mn and attenuates substantially in a bell shape toward the periphery) by the
[0034]
In FIG. 1 again, the output of the
[0035]
Next, a control operation of the
[0036]
The
[0037]
Next, it is confirmed whether or not the
[0038]
When both the conditions of step S1 and step S2 are satisfied, specifically, when the
[0039]
The process of step S3 includes a process of calculating the position of the current vehicle (in this case, the following vehicle 130) (also referred to as current position coordinates) Xa, a process of calculating the own vehicle speed Va, and the own vehicle acceleration Aa. Is a calculation process.
[0040]
When the section number b1 is read by the
[0041]
When the preceding
[0042]
When the preceding
[0043]
The calculation process of the inter-vehicle distance Lba will be described based on a functional block diagram of the inter-vehicle distance calculation means 150 shown in FIG. The vehicle-to-vehicle distance calculating means 150 is basically composed of the magnetic nail sensor 6, the
[0044]
In this case, the following
[0045]
The marker interval measuring means 152 continuously measures the marker interval Lu based on the outputs of the marker
[0046]
Note that the magnetic nail Mn (Ms) as a marker is buried at regular intervals (specification distance or predetermined distance), that is, at every 1 m, macroscopically (in terms of specifications). , 1.00 m, but a burial variation of about ± 5 cm exists. Therefore, microscopically, the magnetic nail interval Lu is an arbitrary interval. The present invention focuses on this arbitrary interval.
[0047]
Similarly, the marker interval of the leading
[0048]
FIG. 5 shows an actual measurement example of the preceding vehicle
[0049]
Next, the normalization means 164 performs a normalization process using the following equation (4) so that the average values of both
[0050]
y (j) = {bar x (i) / bar y ′ (j)} × y ′ (j) (4)
here,
j is a measurement point (address) of the own vehicle
i is a measurement point (address) of the preceding vehicle
x (i) is an observation waveform, and the preceding vehicle
Bar x (i) is the average of x (i),
y ′ (j) is a waveform to be searched, and the vehicle
The bar y '(j) is the average of y' (j),
y (j) is the normalized vehicle measurement data sequence.
[0051]
Note that this normalization processing means that calibration is performed so that the outputs of the distance sensors that measure the marker interval, that is, the outputs of the marker
[0052]
However, if the distance sensor has been calibrated in advance by some means, this normalization processing is unnecessary. However, in the normal case, the section number cannot be read until after the section, so that the section merges with the travel path RD. In some cases, this normalization processing is required.
[0053]
Next, the cross-correlation function Rxy (i) of both data strings y (j) and x (i) is calculated by the correlation function calculation / phase difference detection means 166 to detect the phase difference.
[0054]
The cross-correlation function Rxy (i) moves the waveform of the data sequence y (j) of the following
[0055]
Rxy (i) = (1 / M) Σ (j = 1 → M) {x (i + j) · y (j)} (5)
However,
i = 0, 1, 2,..., NM,
Σ (j = 1 → M) means a Σ operation from j = 1 to j = M, that is, a sum operation. Therefore, in this case, it means a product-sum operation of {x (i + j) .y (j)}.
[0056]
According to the calculation result of the cross-correlation function Rxy (i) according to the equation (5), the waveform of the data sequence y (j) of the following
[0057]
Lba = Lu × ip (6)
Lu is a specified value (specified value) of the marker interval. In this embodiment, Lu = 1 m may be used.
[0058]
The processing including the cross-correlation processing up to the expression (6) will be described in more detail with reference to FIG. 6, the symbol x (i) depicts the
[0059]
By moving the waveform of the own vehicle measurement data sequence y (j) to the right side with i = 1, 2,..., When i = ip, the correspondence of the preceding vehicle measurement data sequence x (i) Both waveforms coincide in the section Lcp. The cross-correlation function Rxy (i) is obtained when the waveform of the data sequence y (j) of the following
[0060]
The position Xa (Xa = Xb−Lba) of the
[0061]
That is, it can be easily understood that the more accurate inter-vehicle distance Lba 'can be obtained by the following equation (7) with reference to FIG.
[0062]
Lba ′ = Lba + ΔLb−ΔLa (7)
The accurate position Xa of the following
[0063]
Xa = Xb-Lba '(8)
The above is the description of the calculation process of the vehicle position Xa in step S3. In the process of calculating the cross-correlation function described above, after detecting the section number on the course once, the positions Xb and Xa on the course are calculated by the equations (1) to (3) described in the section of the related art. Alternatively, the process may be changed to a process for obtaining the inter-vehicle distance Lba.
[0064]
Next, the process of calculating the own vehicle speed Va during the process of step S3 will be described.
[0065]
In the case of performing the auto-following traveling, the position Xb of the preceding
[0066]
FIG. 8 shows a configuration example of the speed calculation means 180. The speed calculating means 180 is basically composed of the magnetic nail sensor 6, the
[0067]
Each time the output pulse of the marker passage detecting means 156 using the magnetic nail sensor 6 is supplied to the time reading means 182, the time reading means 182 reads the time of the
[0068]
By subtracting the current storage time from the previous storage time by the
[0069]
The speed (vehicle speed) V (Va, Vb) can be calculated by dividing the elapsed time by a specified distance (distance on specification, predetermined distance) Lu between the markers.
[0070]
This speed calculation result seems to have a problem with the dispersion of the marker laying intervals. However, in practice, both the leading
[0071]
The vehicle speed may be calculated by counting pulses output from the
[0072]
The above is the description of the process of calculating the own vehicle speed Va during the process of step S3.
[0073]
Next, the acceleration Aa of the own vehicle can be easily obtained by differentiating the own vehicle speed Va with respect to time. Thus, the process of step S3 ends.
[0074]
Next, the vehicle position Xat, the vehicle speed Vat, and the vehicle acceleration Aat after a lapse of a predetermined time (T seconds) are predicted (step S4). It has been confirmed by experiments that the fixed time T is selected to be about 1 to 2 seconds so that the following
[0075]
It is easily understood that the own vehicle position Xat and the own vehicle speed Vat after T seconds can be calculated from the present own vehicle position Xa, the speed Va, and the acceleration Aa by the following expressions (9) and (10). .
[0076]
Xat = Xa + Va · T + (1/2) Aa · T 2 … (9)
Vat = Va + Aa · T (10)
Next, position information and speed information of the preceding
[0077]
The
[0078]
Next, the leading vehicle position Xbt and the leading vehicle speed Vbt of the leading
[0079]
Xbt = Xb + Vb.T + (1/2) Ab.T 2 … (11)
Vbt = Vb + Ab · T (12)
The vehicle
[0080]
FIG. 9 shows a detailed flowchart of a subroutine for calculating the designated acceleration Ap. Therefore, first, a predicted position difference (predicted inter-vehicle distance) Dp (Dp = Xbt-Xat) between the preceding
[0081]
Next, a difference Lp (Lp = Dp-L) between the position difference Dp and the target inter-vehicle distance L is determined (step S8b).
[0082]
The difference Lp is multiplied by the position gain constant Kp to obtain Lp · Kp (step S8c).
[0083]
Similarly, a predicted speed difference Dv (Dv = Vbt-Vat) between the preceding
[0084]
Dv · Kv is obtained by multiplying the obtained speed difference Dv after T seconds by the speed gain constant Kv (step S8e).
[0085]
The command acceleration Ap is obtained by combining the results of step S8c and step S8e (step S8f). The designated acceleration Ap can be obtained by the following equation (13).
[0086]
Ap = Lp · Kp + Dv · Kv (13)
Next, returning to the main routine shown in FIG. 3, it is determined whether or not the obtained designated acceleration Ap is a zero value (Ap = 0) (step S9).
[0087]
If Ap = 0, the vehicle may continue running at the current throttle opening and brake pressure, and the process returns to step S1 without performing any processing.
[0088]
If Ap ≠ 0, an integration process of converting the indicated acceleration Ap into a throttle opening and adding it to the previous throttle opening is performed (step S10), and the
[0089]
On the other hand, the command acceleration Ap is also input in parallel to the brake control processing. An integral process of converting the commanded acceleration Ap into a brake pressure and adding the same to the previous brake pressure is performed (step S12), and the boost pressure control brake 16 is controlled based on the integration result to apply a brake or release the brake. (Step S13).
[0090]
Note that the duty of the control pulse is normally calculated for controlling the
[0091]
In addition, in any control, the control using the integration process (integration means) is performed in order to avoid a sudden change in the designated acceleration Ap due to a missing data or the like in advance. In other words, this is because the following control of the preceding
[0092]
Note that the processing of steps S10 and S11 and the processing of steps S12 and S13 are preferably performed in parallel to improve processing speed.
[0093]
By performing the above-described vehicle speed control processing, the following
[0094]
Note that, under the control of the
[0095]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.
[0096]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following vehicle (own vehicle) uses the inter-vehicle distance calculating means to calculate the marker interval data of the own vehicle and the marker interval data of the preceding vehicle obtained by communication from the preceding vehicle. As a result, the effect that the inter-vehicle distance between the traveling position of the preceding vehicle and the traveling position of the own vehicle can be calculated from the detected position of the corresponding marker interval data.
[0097]
In this case, the corresponding marker interval data can be calculated more accurately by calculating the cross-correlation function of both the marker interval data, and as a result, the effect that the accurate inter-vehicle distance can be calculated is achieved. Is done.
[0098]
Also, when calculating the inter-vehicle distance, add the mileage data from the last detected marker of the preceding vehicle to the calculated inter-vehicle distance and further reduce the mileage data from the last detected marker of the own vehicle. Thus, it is possible to eliminate a calculation error in one marker section.
[0099]
Furthermore, since the inter-vehicle distance is calculated based on the marker interval instead of the inter-vehicle distance based on the section number, when the following vehicle enters the course from the middle of the section at the junction, etc. The effect that the inter-vehicle distance can be calculated even before the section number displayed at the head of the section is read is achieved.
[0100]
Furthermore, since the section number is not used when calculating the inter-vehicle distance, the effect that the inter-vehicle distance can be correctly calculated even when a reading error of the section number displayed at the head of the section occurs. Is achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view used for explaining steering angle control.
FIG. 3 is a flowchart of a mail routine used for explaining the vehicle speed control in the example of FIG. 1;
FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a configuration example of an inter-vehicle distance calculation unit;
FIG. 5 is a graph showing measured values of marker intervals.
FIG. 6 is a graph used for explaining a cross-correlation function process.
FIG. 7 is an explanatory diagram provided for explaining more accurate inter-vehicle distance calculation.
FIG. 8 is a functional block diagram illustrating a configuration example of a speed calculation unit.
FIG. 9 is a flowchart of a subroutine relating to an instruction acceleration calculation process in the flowchart of FIG. 2;
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of laying a marker.
[Explanation of symbols]
1.
3: lateral control module 4: vehicle speed control module
100: Automatic tracking system 110: Car in front
130: Following vehicle 150: Inter-vehicle distance calculating means
Claims (2)
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。Equipped with a preceding car and a following car that follows it,
The preceding vehicle is
Marker detection means for detecting markers installed at arbitrary intervals on the traveling path,
Marker interval calculation means for calculating the distance between the detected adjacent markers,
Having a transmitter to transmit the calculated marker interval data to the following vehicle side,
The following vehicle is
A receiver for receiving the transmitted marker interval data of the preceding vehicle ,
A marker detection means for detecting an installed markers at arbitrary intervals on the run path,
Marker interval calculation means for calculating the distance between the detected adjacent markers,
Storage means for storing the marker interval calculated for the own vehicle as continuous vehicle marker interval continuous data, and for storing the marker interval calculated for the preceding vehicle transmitted from the preceding vehicle as preceding vehicle marker interval continuous data; and ,
An inter-vehicle distance calculating means for calculating a cross-correlation function between the following vehicle marker interval continuous data and the preceding vehicle marker interval continuous data, and calculating an inter-vehicle distance between the own vehicle and the preceding vehicle based on the calculation result. And an automatic following system.
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。In claim 1 Symbol mounting system,
The preceding vehicle has a traveling distance calculation unit from a preceding vehicle last detection marker for calculating traveling distance data from a last detected marker, and calculates the traveling distance data from the preceding vehicle last detection marker. Transmit to the following vehicle side by the transmitter,
The following vehicle has a traveling distance calculation unit from the own vehicle last detection marker for calculating the traveling distance data from the last marker detected by the marker detection unit of the own vehicle,
The inter-vehicle distance calculating means adds the traveling distance data from the preceding vehicle last detection marker to the calculated inter-vehicle distance, and further calculates a distance obtained by subtracting the traveling distance data from the own vehicle last detection marker with the calculated inter-vehicle distance. An automatic tracking system characterized by:
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