DE10030814A1

DE10030814A1 - Automatisches Folgebewegungssystem

Info

Publication number: DE10030814A1
Application number: DE10030814A
Authority: DE
Inventors: Kazuya Tamura
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2001-03-22
Also published as: US6301530B1

Abstract

Das automatische Folgebewegungssystem der vorliegenden Erfindung erlaubt eine Reihenbewegung mit einem führenden Fahrzeug (1') und einer Mehrzahl von nachfolgenden Fahrzeugen (1''), die dem führenden Fahrzeug automatisch folgen. Die Fahrzeuge umfassen jeweils: eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung (31) und einen Eigenpositionsdetektor (B2). Die nachfolgenden Fahrzeuge umfassen jeweils: einen Vorausfahrzeugpositionsdetektor (B3) zum Erfassen der Position eines vorausgehenden Fahrzeugs in dem Koordinatensystem des nachfolgenden Fahrzeugs; eine Folgefahrzeugposition-Transformationseinrichtung (B4, B5, B6, B104, B105) zum Transformieren der Folgefahrzeugpositionsinformationen in das Koordinatensystem des führenden Fahrzeugs, basierend auf durch den Vorausfahrzeugpositionsdetektor erfaßten Vorausfahrzeugpositionsinformationen, auf durch den Eigenpositionsdetektor erfaßten Folgefahrzeugpositionsinformationen auf mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung übertragenen Informationen, welche die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem des vorausgehenden Fahrzeugs und dem Koordinatensystem des führenden Fahrzeugs repräsentieren; eine Fahrzeugsteuereinrichtung (B71, B72, B81, B82, B83, B106, B107) für ein Antreiben des nachfolgenden Fahrzeugs in einer Weise, bei der es dem führenden Fahrzeug folgt, basierend auf der Transformation durch die Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeugposition-Koordinatensystem- DOLLAR A Transformationseinrichtung und auf der ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Folgebewegungs system, bei dem, unter einer Mehrzahl von gereihten Fahrzeugen, ein vorne angeordnetes führendes Fahrzeug durch eine Bedienungsperson bedient wird und die hinter dem führenden Fahrzeug angeordneten nachfolgenden Fahrzeuge dem führenden Fahrzeug automatisch folgen, um sich in einer "Prozession", d. h. einer Reihe, zu bewegen.

Diese Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen Nr. 11- 177530 und 11-177531, deren Inhalte hiermit durch Bezugnahme einbezogen werden.

Beschreibung der verwandten Technik

Wie es allgemein bekannt ist, wurden Systeme vorgeschlagen, bei denen kleine Elektrofahrzeuge gemeinsam von einer Mehrzahl von Benutzern in einer definierten Region verwendet werden und dadurch eine effiziente Nutzung der Fahrzeuge erreicht wird, und womit Probleme wie Stauungen und ungenügender Platz gemildert werden und Einsparungen bei Ressourcen und Energie, wie auch eine Verringerung von Umweltverschmutzung erreicht wird.

Mit anderen Worten werden zweckbestimmte Parkbereiche, auch bezeichnet als "Ports", an einer Anzahl von Stellen in einer begrenzten Region vorgesehen bzw. errichtet, und Benutzer können Fahrzeuge von diesen Ports frei ausleihen. Ferner können die Fahrzeuge, nach der Benutzung der Fahrzeuge, zu den Ports zurückgebracht werden. Dadurch sind die Benutzer in der Lage, die Fahrzeuge lediglich dann einzusetzen, wenn sie benötigt werden. Ferner, falls es eine große Anzahl von Ports gibt, so ist es nicht notwendig, Parkplätze zu suchen oder entlang der Seite der Straße zu parken, und es ist somit möglich, Stauungen zu vermindern.

Im Hinblick auf die Orte der Ports oder dergleichen gibt es bei einem derartigen System jedoch Bedenken dahingehend, daß Fahrzeuge an einigen Ports konzentriert werden, wohingegen Fahrzeuge an anderen Ports unzureichend verfügbar werden.

Es wurden Techniken zum effektiven Bewegen einer Mehrzahl von Fahrzeugen zwischen Ports vorgeschlagen, um diese Unausgewogenheit an Fahrzeugen zwischen Ports zu beseitigen (beispielsweise in der ersten Veröffentlichung der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. Hei 5-170008). Bei dieser Technik wird, unter einer Mehrzahl von gereihten Fahrzeugen, lediglich das vorne angeordnete, führende Fahrzeug durch eine Bedienungsperson manuell bedient, und der Betrieb der nachfolgenden Fahrzeuge wird automatisch gesteuert basierend auf Daten, welche die Fahroperationen des führenden Fahrzeugs betreffen, welche von dem führenden Fahrzeug übertragen werden. Damit wird das Fahren derart gesteuert, daß die nachfolgenden Fahrzeuge der gleichen Spur wie das führende Fahrzeug folgen und demzufolge ein Zustand realisiert wird, bei dem eine Reihe von Fahrzeugen sich derart bewegen, daß eine "Prozession" bzw. Reihe mit dem führenden Fahrzeug vorne gebildet wird (Prozessions bewegung bzw. Reihenbewegung). Da der Betrieb der nachfolgenden Fahrzeuge automatisch gesteuert wird, ist hierbei ein unbemannter Betrieb möglich, und es ist möglich, die Anzahl von beteiligten Personen zu verringern.

Bei einem Bewegen in einer Reihe kann jedes nachfolgende Fahrzeug seine Beschleunigungseinrichtung, Bremse und Lenkung derart steuern, daß der Spur des führenden Fahrzeugs einfach gefolgt wird. Selbst wenn das führende Fahrzeug und die nachfolgenden Fahrzeuge vom gleichen Fahrzeugtyp sind, können die Koordinaten zum Spezifizieren der Spur, die in den jeweiligen Fahrzeugen gespeichert sind, jedoch graduell voneinander abweichen oder sich graduell voneinander abweichend entwickeln, abhängig von den Straßenbedingungen, der Differenz in der zurückgelegten Wegstrecke und einem Fehler, der bei der Steuerung der Bewegung durch die Sensoren auftreten kann. Wenngleich die Steuerung zum Verfolgen der Spur des führenden Fahrzeugs genau ausgeführt wird, so besteht das Problem, daß die tatsächlichen Bewegungsspuren zwischen dem führenden Fahrzeug und den nachfolgenden Fahrzeugen aufgrund von Differenzen in den Koordinaten verschieden sein können.

Um dieses Problem zu lösen, wurden Techniken vorgeschlagen zum Steuern aller Fahrzeuge für eine Bewegung gemäß dem gleichen Koordinatensystem. Diese Technik umfaßt: Berechnen der Differenz der Koordinaten basierend auf den Spurinformationen des führenden Fahrzeugs, die durch eine Kommunikation zwischen den Fahrzeugen (nachfolgend als Fahrzeug-zu- Fahrzeug-Kommunikation bezeichnet) erhalten werden, und auf der durch ein Objektfahrzeug erhaltenen Radarinformation; und Transformieren der Spur (Position)-Informationen des Objektfahrzeugs in die Spurinformationen in dem Koordinatensystem, das im führenden Fahrzeug gesetzt ist.

Es folgt eine Beschreibung der Technik zum Transformieren der Spurinformationen des nachfolgenden Fahrzeugs (Folgefahrzeug) in die Spurinformationen im Koordinatensystem, das im führenden Fahrzeug (Führungsfahrzeug) gesetzt ist.

Das führende Fahrzeug und die nachfolgenden Fahrzeuge sind in Fig. 8 gezeigte Elektrofahrzeuge 1. Elektrische Energie von einer Batterie 2 wird durch eine Kraftübertragungs-ECU 3 gesteuert einem Motor 4 zugeführt und der Motor 4 dreht Räder 5, um das Fahrzeug anzutreiben.

Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, ist das Elektrofahrzeug 1 in der Mitte des vorderen Stoßfängers mit einem zum Weitwinkelscanning geeigneten Laserradar 6 und in der Mitte des hinteren Stoßfängers mit einem Reflektor 7 versehen, der eine Platte mit einer Spiegelschicht bzw. einem Spiegelfinish zum Reflektieren der durch einen Laserradar 6 eines nachfolgenden Fahrzeugs emittierten Radarwellen ist.

Wenn sich das Elektrofahrzeug 1 bewegt, kann das nachfolgende Fahrzeug den Ort des Reflektors 7 des vorausgehenden Fahrzeugs (Vorausfahrzeug) in Echtzeit unter Verwendung des Laserradars 6 des nachfolgenden Fahrzeugs aufnehmen und kann deshalb den Ort des vorausgehenden Fahrzeugs (die Distanz von dem vorausgehenden Fahrzeug) und dessen Richtung in Echtzeit erfassen.

Das Elektrofahrzeug 1 besitzt einen Geschwindigkeitssensor und einen Gierratensensor, die nicht gezeigt sind, und erkennt seine Bewegungs richtung und Bewegungsspur im Koordinatensystem, das in dem Elektrofahrzeug gesetzt ist.

Eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Antenne 8 zur Funkkommunikation zwischen den Elektrofahrzeugen 1 (Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation) ist an dem Dach des Elektrofahrzeugs 1 installiert. Die jeweiligen Fahrzeuge können die Positionen und Spuren der anderen Fahrzeuge mittels der Fahrzeug-zu- Fahrzeug-Kommunikation unter Verwendung der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Antenne 8 erkennen (die Positionen und Spuren der anderen Fahrzeuge in den Koordinatensystemen, die in den jeweiligen Fahrzeugen gespeichert sind). Die Koordinatensysteme in den jeweiligen Fahrzeugen werden derart initialisiert, daß die Ursprünge auf einen spezifizierten Port für die Elektrofahrzeuge 1 gesetzt werden.

In Fig. 9 bewegen sich zwei Elektrofahrzeuge 1 als das führende Fahrzeug 1' und das nachfolgende Fahrzeug 1". In Fig. 9 bezeichnen:
fB die Distanz von dem Schwerpunkt G2 des nachfolgenden Fahr zeugs 1" zu dem den Lasermeßpunkt darstellenden Laserradar 6,
bF die Distanz von dem Schwerpunkt G1 des führenden Fahrzeugs 1' zu dem Reflektor 7,
Lx(t1) die Komponente in der Bewegungsrichtung des nachfolgenden Fahrzeugs 1" zwischen dem Laserradar 6 des nachfolgenden Fahr zeugs 1" und dem Reflektor 7 des führenden Fahrzeugs 1' zu einer Zeit t1, und
Ly(t1) die Komponente in der Richtung orthogonal zu der Bewegungs richtung des nachfolgenden Fahrzeugs 1" zwischen dem Laserradar 6 des nachfolgenden Fahrzeugs 1" und dem Reflektor 7 des führenden Fahrzeugs 1' zu der Zeit t1.

Ferner sind Bezugszeichen wie folgt definiert:
GF ist das Koordinatensystem des führenden Fahrzeugs,
GB ist das Koordänatensystem des nachfolgenden Fahrzeugs,
XF(t1) ist die X-Koordinate des Schwerpunkts des führenden Fahr zeugs 1' in dem GF-Koordinatensystem zu der Zeit t1,
YF(t1) ist die Y-Koordinate des Schwerpunkts des führenden Fahr zeugs 1' in dem GF-Koordinatensystem zu der Zeit t1,
θF(t1) ist der Gierwinkel des führenden Fahrzeugs 1' in dem GF- Koordinatensystem zu der Zeit t1,
XB(t1) ist die X-Koordinate des Schwerpunkts des nachfolgenden Fahrzeugs 1" in dem GB-Koordinatensystem zu der Zeit t1,
YB(t1) ist die Y-Koordinate des Schwerpunkts des nachfolgenden Fahrzeugs 1" in dem GB-Koordinatensystem zu der Zeit t1, und
θB(t1) ist der Gierwinkel des nachfolgenden Fahrzeugs 1" in dem GB- Koordinatensystem zu der Zeit t1.

Die Koordinaten {X'F(t1), Y'F(t1)} des Radarmeßpunkts (Reflektor 7) des führenden Fahrzeugs 1' in dem GF-Koordinatensystem zu der Zeit t1 sind gegeben durch:

X'F(t1) = XF(t1) - bF × cosθF(t1)
Y'F(t1) = YF(t1) - bF × cosθF(t1).

In ähnlicher Weise sind die Koordinaten {X'FB(t1), Y'FB(t1)} des Lasermeßpunkts (Reflektor 7) des führenden Fahrzeugs 1' in dem GB- Koordinatensystem zu der Zeit t1 gegeben durch:

X'FB(t1) = XB(t1) + {Lx(t1) + fB} × cosθB(t1) - Ly(t1) × sinθB(t1),
Y'FB(t1) = YB(t1) + {Lx(t1) + fB} × sinθB(t1) - Ly(t1) × cosθB(t1).

Ferner sind die Koordinaten {X'F(t2), Y'F(t2)} in dem GF-Koordinatensystem und {X'FB(t2), Y'FB(t2)} in dem GB-Koordinatensystem des Radar meßpunkts (Reflektor 7) des führenden Fahrzeugs 1' zu der Zeit t2, nachdem eine vorbestimmte Zeit von der Zeit t1 an verstrichen ist (siehe Fig. 10), gegeben durch:

X'F(t2) = XF(t2) - bF × cosθF(t2),
Y'F(t2) = YF(t2) - bF × cosθF(t2),
X'FB(t2) = XB(t2) + {Lx(t2) + fB} × cosθB(t2) - Ly(t2) × sinθB(t2),
Y'FB(t2) = YF(t2) + {Lx(t2) + fB} × sinθB(t2) + Ly(t2) × cosB(t2).

Wie es in Fig. 10 gezeigt ist, wenn die Position A des Radarmeßpunkts (Reflektor 7) des führenden Fahrzeugs 1' zu der Zeit t1 durch eine gerade Linie L mit der Position B zu der Zeit t2 verbunden wird, so sind die Koordinaten der Position A in dem GF-Koordinatensystem {X'F(t1), Y'F(t1)} und die Koordinaten der Position B in dem GF-Koordinatensystem {X'F(t2), Y'F(t2)}. Dementsprechend ist der Winkel θ'F(t1, t2) zwischen der Geraden L und der XF-Achse gegeben durch:

θ'F(t1, t2) = arctan [{X'F(t2) - X'F(t1)}/{Y'F(t2) - Y'F(t1)}].

In ähnlicher Weise, wenn die Gerade L in dem GB-Koordinatensystem angeordnet wird, so sind die Koordinaten der Position A (siehe Fig. 10) {X'FB(t1), Y'FB(t1)} und die Koordinaten der Position B {X'FB(t2), Y'FB(t2)}. Dementsprechend ist der Winkel θ'FB(t1, t2) zwischen der Geraden L und der XB-Achse gegeben durch:

θ'FB(t1, t2) = arctan [{X'FB(t2) - X'FB(t1)}/{Y'FB(t2) - Y'FB(t1)}].

Da in zwei Koordinatensystemen die Gerade L identisch ist, ist der Drehwinkel ΔθFB des GF-Koordinatensystems bezüglich des GB- Koordinatensystems gegeben durch:

ΔθFB = θ'FB(t1, t2) - θ'F(t1, t2).

Ferner, wenn die Position-X-Koordinate des Ursprungs des GF- Kovrdinatensystems bezüglich des GB-Koordinatensystems ΔXFB ist, und die Position-Y-Koordinate des Ursprungs des GF-Koordinatensystems bezüglich des GB-Koordinatensystems ΔYFB ist, so sind ΔXFB und ΔYFB gegeben durch:

ΔXFB = X'FB(t2) - X'F(t2) × cosΔθFB - Y'F(t2) × sinΔθFB,
ΔYFB = Y'FB(t2) - X'F(t2) × sinΔθFB - Y'F(t2) × cosΔθFB.

Wie es oben beschrieben ist, kann die Differenz (Abweichung) {ΔXFB, ΔYFB, ΔθFB} zwischen den Koordinatensystemen des führenden Fahrzeugs 1' und des nachfolgenden Fahrzeugs 1" ausgedrückt werden durch die Position-Koordinaten (XF, YF, BF) des führenden Fahrzeugs 1' in dem Koordinatensystem, das in dem führenden Fahrzeug 1' gesetzt ist, die Position-Koordinaten (XB, YB, OB) des nachfolgenden Fahrzeugs 1" in dem Koordinatensystem, das in dem nachfolgenden Fahrzeug 1" gesetzt ist, sowie die Laserinformationen Lx und Ly. Somit berechnet das nachfolgende Fahrzeug 1" die Differenz zwischen den Koordinatensystemen des führenden Fahrzeugs 1' und des nachfolgenden Fahrzeugs 1" aus der Position und der Bewegungsrichtung des nachfolgenden Fahrzeugs in dem Koordinatensystem, das in dem nachfolgenden Fahrzeug gesetzt ist, die Position des führenden Fahrzeugs 1' in dem Koordinatensystem, das in dem führenden Fahrzeug 1' gesetzt ist, und die Distanz und Richtung des durch den Laserradar 6 erfaßten, führenden Fahrzeugs 1'. Durch Hinzufügen der Differenz zu der Spurinformation des nachfolgenden Fahrzeugs 1" kann die Spurinformation des nachfolgenden Fahrzeugs 1" in die Spurinformation in das Koordinatensystem transformiert werden, das in dem führenden Fahrzeug 1' gesetzt ist.

In dem oben beschriebenen Beispiel ist das führende Fahrzeug 1' einzig und ist das nachfolgende Fahrzeug 1" einzig. Selbst wenn es zwei oder mehr nachfolgende Fahrzeuge 1" gibt, kann jedes Fahrzeug die Differenz zwischen dem Koordinatensystem, das in dem Fahrzeug genau vor dem Fahrzeug gesetzt ist, und dem Koordinatensystem, das in dem Fahrzeug selbst gesetzt ist, berechnen. Durch Berechnen der Differenzen zwischen den Koordinatensystemen von dem führenden Fahrzeug 1' in angemessener Folge, können die Differenzen zwischen den Koordinatensystemen des führenden Fahrzeugs 1' und der jeweiligen nachfolgenden Fahrzeuge 1" berechnet werden. Unter Verwendung der berechneten Differenzen können die jeweiligen nachfolgenden Fahrzeuge 1" ihre Spur(Position)- Informationen in die Spurinformationen in dem Koordinatensystem transformieren, das in dem führenden Fahrzeug 1' gesetzt ist.

Gemäß der oben beschriebenen Technik kann die Differenz zwischen den Koordinatensystemen nur zwischen dem Fahrzeug und dem Fahrzeug unmittelbar vor diesem Fahrzeug direkt berechnet werden. Wenn es eine gewisse Anzahl "n" von Fahrzeugen vor dem nachfolgenden Fahrzeug 1" gibt, so ist deshalb die Anzahl der Differenzen, die direkt berechnet werden können, "n".

Fig. 11 zeigt schematisch die Reihenbewegung von vier Elektrofahrzeugen 1. In diesem Beispiel gibt es drei Differenzen zwischen den Koordinaten systemen, die durch die oben beschriebene Technik direkt berechnet werden können. Diese sind:

1. die Differenz (Δx, Δy, Δθ)₂ _→ ₁ zwischen den Koordinaten systemen des führenden Fahrzeugs 1' (nachfolgend als das erste Fahrzeug bezeichnet) und des nachfolgenden Fahrzeugs 1" (nachfolgend als das zweite Fahrzeug bezeichnet), das unmittelbar hinter dem führenden Fahrzeug ist,
2. die Differenz (Δx, Δy, Δθ)₃ _→ ₂ zwischen den Koordinaten systemen des zweiten Fahrzeugs und des nachfolgenden Fahrzeugs (nachfolgend als das dritte Fahrzeug bezeichnet), das unmittelbar hinter dem zweiten Fahrzeug ist,
3. die Differenz (Δx, Δy, Δθ)₄ _→ ₃ zwischen den Koordinaten systemen des dritten Fahrzeugs und des nachfolgenden Fahrzeugs (nachfolgend als das vierte Fahrzeug bezeichnet), das unmittelbar hinter dem dritten Fahrzeug ist,

wobei (Δx, Δy, Δθ)_m _→ _n

eine Differenz (x-Richtung, y-Richtung, Drehung) zwischen den Koordinatensystemen des M-Fahrzeugs und des N-Fahrzeugs ist.

Um die Differenz (Δx, Δy, Δθ)₄ _→ ₁ zwischen den Koordinatensystemen des vierten Fahrzeugs und des ersten Fahrzeugs zu erhalten, werden die Differenzen 1 bis 3 aufaddiert.

Um (Δx, Δy, Δθ)₄ _→ ₁ genau zu berechnen, müssen die Werte 1 bis 3 basierend auf den zur gleichen Zeit erhaltenen Daten berechnet werden. Dies bedeutet, da die Differenzen zwischen den Koordinatensystemen in den jeweiligen Fahrzeugen in jedem Augenblick variieren, daß die Werte 1 bis 3, die in die Differenz einzubeziehen sind, zu der Zeit t synchronisiert sein müssen, um die Differenz zwischen den Koordinatensystemen des vierten Fahrzeugs und des ersten Fahrzeugs zu der Zeit t genau zu bestimmen. Dies bedeutet, daß die Differenz auf den zu der gleichen Zeit t erhaltenen Daten basieren muß. Dies gilt auch für die Berechnung der Differenz (Δx, Δy, Δθ)₃ _→ ₁ zwischen den Koordinatensystemen des dritten Fahrzeugs und des ersten Fahrzeugs, und für die Berechnung der Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ zwischen den Koordinatensystemen des ersten Fahrzeugs und eines n-ten Fahrzeugs, welches hinter dem vierten Fahrzeug angeordnet ist.

Um das Problem der Asynchronität der Daten zu vermeiden, wenn die Differenz zwischen den Koordinatensystemen des ersten Fahrzeugs und des "n"-ten Fahrzeugs gemäß der herkömmlichen Technik berechnet wird, erhält das "n"-te Fahrzeug die Differenzen, welche das zweite, dritte,. . . "n-1"-te Fahrzeug dazu verwendet haben, die Differenz zwischen den Koordinaten- Systemen zu transformieren, von dem unmittelbar vorausgehenden Fahrzeug über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und addiert diese Differenzen zu der Differenz zwischen den Koordinatensystemen des "n-1"-ten Fahrzeugs und des "n"-ten Fahrzeugs. Somit kann die erforderliche Differenz (zwischen den Koordinatensystemen des ersten Fahrzeugs und des "n"-ten Fahrzeugs berechnet werden.

Im besonderen, wenn vier Fahrzeuge sich in einer Reihe bewegen, wie es in Fig. 11 dargestellt ist, berechnen die jeweiligen Fahrzeuge die gewünschten Differenzen. In den folgenden Formeln ist (x_n, y_n, θ_n)_m die Position und Bewegungsrichtung des "n"-ten Fahrzeugs, ausgedrückt in dem Koordinatensystem, das in dem "m"-ten Fahrzeug gesetzt ist.

Um den Wert (x2, y2, θ2)₁ der Positionskoordinaten des zweiten Fahrzeugs, umgewandelt in das Koordinatensystem des ersten Fahrzeugs, zu erhalten, berechnet das zweite Fahrzeug:

(x2, y2, θ2)₁ = (x2, y2, θ2)₂ + (Δx, Δy, Δθ)_2→1.

Durch diese Berechnung kann das zweite Fahrzeug seine Koordinaten in den Wert in dem Koordinatensystem wandeln, das in dem ersten Fahrzeug gesetzt ist, basierend lediglich auf den durch das zweite Fahrzeug selbst erhaltenen Informationen (d. h. die Position und Bewegungsrichtung in seinem eigenen Koordinatensystem, und die Differenz zwischen den Koordinatensystemen des zweiten Fahrzeugs und des vorausgehenden Fahrzeugs).

Um jedoch den Wert (x3, y3, θ3)₁ der Positionskoordinaten des dritten Fahrzeugs, gewandelt in das Koordinatensystem des ersten Fahrzeugs, zu erhalten, muß das dritte Fahrzeug berechnen:

(x3, y3, θ3)₁ = (x3, y3, θ3)₃ + (Δx, Δy, Δθ)_3→1.

Da in dieser Berechnung der Wert (Δx, Δy, Δθ)_3→1 nicht direkt basierend auf den Laserinformationen berechnet werden kann, addiert das dritte Fahrzeug seine Position und Bewegungsrichtung (x3, y3, θ)₃ in seinem eigenen Koordinatensystem zu der Differenz (Δx, Δy, Δθ)_3→2 zwischen den Koordinatensystemen des zweiten Fahrzeugs und des dritten Fahrzeugs, die durch das dritte Fahrzeug berechnet wurde, um dadurch die Position und Bewegungsrichtung (x3, y3, θ3)₂ des dritten Fahrzeugs in dem Koordinaten system zu erhalten, das in dem zweiten Fahrzeug gesetzt ist. Dann addiert das dritte Fahrzeug diesen erhaltenen Wert zu der Differenz zwischen den Koordinatensystemen des zweiten Fahrzeugs und des ersten Fahrzeugs, um dadurch (x3, y3, θ3)₁ zu erhalten.

Dies bedeutet:

(x3, y3, θ3)₂ = (x3, y3, θ3)₃ + (Δx, Δy, Δθ)_3→2.

Entsprechend:

(x3, y3, θ3)₁
= (x3, y3, θ3)₂ + (Δx, Δy, Δθ)_2→1
= (x3, y3, θ3)₃ + (Δx, Δy, Δθ)_3→2 + (Δx, Δy, Δθ)_2→1.

In ähnlicher Weise wird der Wert (x4, y4, θ4)₁ der Positionskoordinaten und Bewegungsrichtung des vierten Fahrzeugs, gewandelt in das Koordinaten system des ersten Fahrzeugs, berechnet durch:

(x4,y4,θ4)₁
= (x4,y4,θ4)₂ + (Δx,Δy,Δθ)_2→1,
= (x4,y4,θ4)₃ + (Δx,Δy,Δθ)_3→2 + (Δx,Δy,Δθ)_2→1
= (x4,y4,θ4)₄ + (Δx,Δy,Δθ)_4→3 + (Δx,Δy,Δθ)_3→2 + (Δx,Δy,Δθ)_2→1.

Es ist verständlich, daß, wenn sich das Fahrzeug dem Ende der Reihe nähert, die Terme, die für die Formel zum Umwandeln der Position des nachfolgenden Fahrzeugs 1" im Koordinatensystem in dem nachfolgenden Fahrzeug 1" in den Wert im Koordinatensystem des führenden Fahrzeugs 1' anwachsen. Deshalb steigt die Belastung aufgrund der Berechnung durch die hinteren Fahrzeuge signifikant.

Um das Problem der Asynchronität in den Daten zu vermeiden, sollten die Informationen betreffend die Differenzen zwischen den Koordinaten systemen, die bei der Transformation verwendet werden, identisch mit denjenigen sein, die durch die vorderen Fahrzeuge verwendet wurden, die ihre Position transformiert haben. Wenn die ganzen Informationen von den vorderen Fahrzeugen durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation geliefert werden, enthalten die von dem zweiten Fahrzeug zu dem dritten Fahrzeug zu übertragenden Informationen lediglich (Δx, Δy, Δθ)₂ _→ ₁, und die von dem zweiten Fahrzeug zu dem dritten Fahrzeug zu übertragenden Informationen müssen zwei Datenpunkte (Δx, Δy, Δθ)₂ _→ ₁ und (Δx, Δy, Δθ)₃ _→ ₂ enthalten. Ferner müssen Daten für n-1 Punkte zu dem "n"-ten Fahrzeug hinter diesen Fahrzeugen übertragen werden. Wenn eine Anzahl von Fahrzeugen sich in einer Reihe bewegt, müssen deshalb die Kommunikationspufferkapazitäten erhöht werden, die für die Fahrzeug-zu- Fahrzeug-Kommunikation benötigt werden, und die Belastungen an den CPUs in den jeweiligen Fahrzeugen werden auch vergrößert, und dadurch kann eine rasche Steuerung unmöglich werden.

KURZER ABRISS DER ERFINDUNG

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System bereitzustellen, welches die Berechnungsbelastungen in den jeweiligen Fahrzeugen reduziert, die Kommunikationspufferkapazitäten verringern kann, die Belastung an den CPUs verringern kann und eine rasche Steuerung ermöglicht.

Um die obige Aufgabe bei dem automatischen Folgebewegungssystem der vorliegenden Erfindung zu lösen, welches eine Reihenbewegung mit einem führenden Fahrzeug (1') und einer Mehrzahl von nachfolgenden Fahrzeugen (1") erlaubt, die dem führenden Fahrzeug automatisch folgen, umfassen die Fahrzeuge (Elektrofahrzeuge 1) jeweils: eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikationseinrichtung (z. B. 31) zum Kommunizieren mit den anderen Fahrzeugen sowie einen Eigenpositionsdetektor (z. B. der Prozeß in Block B2 oder B102, mittels der Automatikfahr-ECU 17) zum Erfassen der Position des Fahrzeugs, in welchem dieser angeordnet ist, in dem Eigenkoordinaten system, das in dem Fahrzeug gespeichert ist. Die nachfolgenden Fahrzeuge umfassen jeweils: einen Vorausfahrzeugpositionsdetektor (z. B. der Prozeß in Block B3 oder B103, mittels der Automatikfahr-ECU 17) zum Erfassen der Position eines in der Reihe vorausgehenden Fahrzeugs vor dem Folge fahrzeug in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem; eine Folgefahrzeug positionstransformationseinrichtung (z. B. die Prozesse in den Blöcken B4, B5 und B6, oder B104 und B105, mittels der Automatikfahr-ECU 17) zum Transformieren der Folgefahrzeugpositionsinformationen von dem Folge fahrzeugkoordinatensystem in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem, basierend auf Vorausfahrzeugpositionsinformationen in dem Folgefahrzeug koordinatensystem, die durch den Vorausfahrzeugpositionsdetektor erfaßt werden, auf den Folgefahrzeugpositionsinformationen in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem, die durch den Eigenpositionsdetektor erfaßt werden, sowie auf Informationen, die die Beziehung zwischen dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem und dem Führungsfahrzeugkoordinaten system repräsentieren und von dem Vorausfahrzeug mittels der Fahrzeug zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung übertragen werden; und eine Fahrzeugsteuereinrichtung (z. B. die Prozesse in den Blöcken B71, B72, B81, B82 und B83, oder B106 und B107, und die Lenk-ECU 16, die Kraft übertragungs-ECU 3 und die Brems-ECU 15 in der ersten Ausführungsform) für einen Betrieb des Folgefahrzeugs zum Folgen des Führungsfahrzeugs basierend auf der Transformation durch die Folgefahrzeugposition-zu- Führungsfahrzeugposition-Koordinatensystem-Transformationseinrichtung und auf der Position des Führungsfahrzeugs.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt die Folgefahrzeug positionstransformationseinrichtung: eine Folgefahrzeugposition-zu- Vorausfahrzeug-Koordinatensystem-Transformationseinrichtung (z. B. die Prozesse in den Blöcken B4 und B5, mittels der Automatikfahr-ECU 17 in der ersten Ausführungsform) zum Transformieren der Folgefahrzeug positionsinformationen von dem Folgefahrzeugkoordinatensystem in das Vorausfahrzeugkoordinatensystem basierend auf den Vorausfahrzeug positionsinformationen in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem, die durch den Vorausfahrzeugpositionsdetektor erfaßt werden, auf den Folgefahrzeug positionsinformationen in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem, die durch den Eigenpositionsdetektor erfaßt werden, und auf den Vorausfahrzeug positionsinformationen in dem Vorauskoordinatensystem, die durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung übertragen werden; und eine Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeug-Koordinatensystem- Transformationseinrichtung (z. B. der Prozeß in Block B6, mittels der Automatikfahr-ECU 17 in der ersten Ausführungsform) zum Transformieren der Folgefahrzeugpositionsinformationen, die in das Vorausfahrzeug koordinatensystem transformiert wurden, in das Führungsfahrzeug koordinatensystem, basierend auf der Transformation in dem Vorausfahrzeug in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem, übertragen mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung, wenn das Vorausfahrzeug nicht das Führungsfahrzeug ist.

Wenn das Führungsfahrzeug als das erste Fahrzeug bezeichnet wird, das Folgefahrzeug als das '"n"-te Fahrzeug bezeichnet wird (angeordnet an der "n"-ten Position vom Kopf der Reihe), und das Vorausfahrzeug als ein "n- 1"-tes Fahrzeug bezeichnet wird, so erhält das "n"-te Fahrzeug folgende Informationen:

1. die "n"-Fahrzeug-Positionsinformationen in dem "n"-Fahrzeug- Koordinatensystem: (x_n, y_n, θ_n)_n, und
2. die "n-1"-Fahrzeug-Positionsinformationen in dem "n"- Fahrzeug-Koordinatensystem: (x_n-1, y_n-1 θ_n-1)_n, die durch das "n"te Fahrzeug erfaßt werden, und
3. die "n-1"-Fahrzeug-Positionsinformationen in dem "n"- Fahrzeug-Koordinatensystem: (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)_n-1,
4. die Transformation durch das "n-1"te Fahrzeug in das Koordinatensystem des ersten Fahrzeugs: (Δx, Δy, Δθ)_n-1 _→ ₁, und
5. die Positionsinformationen des ersten Fahrzeugs in dem Koordinatensystem des ersten Fahrzeugs: (x₁, y₁, θ₁)₁.

In dem "n"-ten Fahrzeug, basierend auf den Informationen 1, 2 und 3 berechnet die Folgefahrzeugposition-zu-Vorausfahrzeug-Koordinatensystem- Transformationseinrichtung die "n"-Fahrzeug-Positionsinformationen (x_n, y_n, θ_n)_n-1. Basierend auf diesen Berechnungsergebnissen und den Informationen 4 berechnet die Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeug- Koordinatensystem-Transformationseinrichtung die "n"-Fahrzeug- Positionsinformationen (x_n, y_n, θ_n)₁ in dem Koordinatensystem des ersten Fahrzeugs. Basierend auf diesen Berechnungsergebnissen und den Informationen 5 erhält das "n"-te Fahrzeug das Ausmaß von Operationen, die erforderlich sind, um dem "n"-ten Fahrzeug zu ermöglichen, dem ersten Fahrzeug zu folgen.

Alle Prozesse, die das "'n"-te Fahrzeug ausführt, sind die Berechnung durch die Folgefahrzeugposition-zu-Vorausfahrzeug-Koordinatensystem- Transformationseinrichtung, nämlich:

(x_n,y_n,θ_n)_n-1 = (x_n,y_n,θ_n)_n + {(x_n-1y_n-1,θ_n-1)_n-1 - (x_n-1,y_n-1,θ_n-1)_n} (1)

sowie die Berechnung durch die Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeug- Koordinatensystem-Transformationseinrichtung, nämlich:

(x_n,y_n,θ_n)₁ = (x_n,y_n,θ_n)_n-1 + (Δx,Δy,Δθ)_n-1 _→ ₁ (2)

Somit kann die Berechnungsbelastung verglichen mit der vorherigen Technik reduziert werden.

Das "n"-te Fahrzeug erhält die Transformation (Δx, Δy, Δθ)_n-1→1 durch das "n-1"-te Fahrzeug in das Koordinatensystem des ersten Fahrzeugs mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung von dem "n-1"-ten Fahrzeug. Da es deshalb nicht notwendig ist, die Differenzen zwischen Paaren von sequentiellen Fahrzeugen (Δx, Δy, Δθ)_2→1, (Δx, Δy, Δθ)_3→2, (Δx, Δy, Δθ)_4→3, . . . (Δx, Δy, Δθ)_n-1→n-2 von dem vorausgehenden Fahrzeug zu erhalten, kann der benötigte Puffer reduziert werden. Ferner, da es nicht notwendig ist, alle Differenzen zwischen Paaren von Fahrzeugen aufzuaddieren, kann die Belastung an den CPUs für die Berechnungs prozesse reduziert werden und es ist eine rasche Steuerung möglich.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt die Folgefahrzeug positionstransformationseinrichtung: eine Differenzberechnungseinrichtung (z. B. Schritte S45 und S48) zum Berechnen von Differenzen in der Bewegungsrichtung und in den x- und y-Richtungen zwischen dem Folgefahrzeugkoordinatensystem und dem Vorausfahrzeugkoordinaten system; und eine erste Transformationseinrichtung (z. B. Schritte S51 bis S53) zum Transformieren der Folgefahrzeugpositionsinformationen von dem Folgekoordinatensystem in das Vorausfahrzeugkoordinatensystem, basierend auf den Differenzen zwischen dem Folgefahrzeug koordinatensystem und dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem, die durch die Differenzberechnungseinrichtung des Folgefahrzeugs berechnet werden; und eine zweite Transformationseinrichtung (z. B. Schritte S61 bis S63) zum Transformieren der Folgefahrzeugpositionsinformationen von dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem in das Führungsfahrzeug koordinatensystem, basierend auf den Differenzen zwischen dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem und dem Führungsfahrzeug koordinatensystem, die durch die Differenzberechnungseinrichtung des Vorausfahrzeugs berechnet und mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikationseinrichtung zu dem Folgefahrzeug übertragen werden.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt die Folgefahrzeug positionstransformationseinrichtung: eine Folgefahrzeugposition-zu- Führungsfahrzeug-Koordinatensystem-Transformationseinrichhtung (z. B. die Prozesse in den Blöcken B104 und B105, mittels der Automatikfahr-ECU 17 in der zweiten Ausführungsform) zum Transformieren der Folgefahrzeug positionsinformationen von dem Folgefahrzeugkoordinatensystem in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem, basierend auf den Vorausfahrzeug positionsinformationen, die in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem durch das Vorausfahrzeug transformiert wurden und mittels der Fahrzeug- zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung übertragen wurden, auf Vorausfahrzeugpositionsinformationen in dem Folgefahrzeug koordinatensystem, die durch den Vorausfahrzeugpositionsdetektor erfaßt werden, und auf den Folgefahrzeugpositionsinformationen in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem, die durch den Eigenpositionsdetektor erfaßt werden.

Wenn das Führungsfahrzeug als ein erstes Fahrzeug bezeichnet wird, das Folgefahrzeug als ein "n"-tes Fahrzeug bezeichnet wird (angeordnet an der "n"-ten Position vom Kopf der Reihe), und das Folgefahrzeug als ein "n-1"- tes Fahrzeug bezeichnet wird, so erhält das "n"-te Fahrzeug die folgenden Informationen:

1. die "n"-Fahrzeug-Positionsinformationen in dem "n"-Fahrzeug- Koordinatensystem: (x_n, y_n, θ_n)_n, und
2. die "n-1"'-Fahrzeug-Positionsinformationen in dem "n"- Fahrzeug-Koordinatensystem: (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)_n, die durch das "n"-te Fahrzeug erfaßt werden, und
3. die "n-1"-Fahrzeug-Positionsinformationen in dem Koordinaten system des ersten Fahrzeugs: (x_n-1, y_n-1,θ_n-1)_1, und
4. die Erste-Fahrzeug-Positionsinformationen in dem Koordinaten system des ersten Fahrzeugs: (x₁, y₁, θ₁)₁, die mittels der Fahrzeug-zu- Fahrzeug-Kommunikation erhalten werden.

In dem "n"-ten Fahrzeug, basierend auf den Informationen 1, 2 und 3 berechnet die Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeug- Koordinatensystem-Transformationseinrichtung die "n"-Fahrzeug- Positionsinformationen (x_n, y_n, θ_n)₁ in dem Koordinatensystem des ersten Fahrzeugs. Basierend auf diesen Berechnungsergebnissen und den Informationen 4 erhält das "n"-te Fahrzeug das Ausmaß von Operationen, die erforderlich sind, um es dem "n"-ten Fahrzeug zu erlauben, dem ersten Fahrzeug zu folgen.

Die Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeug-Koordinatensystem- Transformationseinrichtung berechnet direkt die Transformation von dem "n"-ten Koordinatensystem zu dem ersten Koordinatensystem, basierend auf den Informationen 2 und 3. Basierend auf diesen Ergebnissen und den Informationen 1 können die Positionsinformationen des "n"-ten Fahrzeugs in das Koordinatensystem des ersten Fahrzeugs transformiert werden.

Weil (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)_n und (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)₁ die Position des "n-1"-ten Fahrzeugs gemäß dem Koordinatensystem des "n"-ten Fahrzeugs und gemäß dem Koordinatensystem des ersten Fahrzeugs spezifizieren, kann die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n→1 zwischen dem Führungsfahrzeugkoordinatensystem und dem Folgefahrzeugkoordinatensystem direkt berechnet werden. Deshalb, wenn die Differenz berechnet wird, ist es nicht notwendig, alle Differenzen zwischen Paaren von sequentiellen Fahrzeugen (Δx, Δy, Δθ)_2→1, (Δx, Δy, Δθ)_3→2, (Δx, Δy, Δθ)_4→3, . . . (Δx, Δy, Δθ)_n-1→n-2 zu addieren, wodurch die Berechnungsbelastung reduziert wird.

Ferner sind die von dem "n-1"-ten Fahrzeug über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikationseinrichtung zu dem "n"-ten Fahrzeug zu übertragenden Informationen lediglich die Informationen 3 und 4. Deshalb ist es nicht notwendig, die Differenzen zwischen Paaren von sequentiellen Fahrzeugen (Δx, Δy, Δθ)_2→1, (Δx, Δy, Δθ)_3→2, (Δx, Δy, Δθ)_4→3, . . . (Δx, Δy, Δθ)_n-1→n-2 zu erhalten, wodurch die Belastung an der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikationseinrichtung und an den CPUs reduziert wird und eine rasche Steuerung ermöglicht wird.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt die Folgefahrzeug positionstransformationseinrichtung: eine Differenzberechnungseinrichtung (z. B. Schritte S145 und S148) zum Berechnen von Differenzen in der Bewegungsrichtung und in den x- und y-Richtungen zwischen dem Folgefahrzeugkoordinatensystem und dem Vorausfahrzeug koordinatensystem, die durch das Vorausfahrzeug in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem transformiert wurden; und eine Transformationseinrichtung (z. B. Schritte S151 bis S153) zum Transformieren der Folgefahrzeugpositionsinformationen von dem Folgekoordinatensystem in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem, basierend auf den Differenzen zwischen dem Folgefahrzeug koordinatensystem und dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem, die durch das Folgefahrzeug berechnet werden.

Die Differenzberechnungseinrichtung (z. B. Schritt S46 oder S146) verwendet einen gewissen Prozentsatz der Berechnungsergebnisse als die Differenzen in der Bewegungsrichtung. Ferner verwendet die Differenzberechnungseinrichtung (z. B. Schritt S49 oder S146) einen gewissen Prozentsatz der Berechnungsergebnisse als die Differenzen in den x- und y-Richtungen. Jedes der Fahrzeuge setzt vor dem Start als Ursprung seines Koordinatensystems die Stelle eines in den Boden eingegrabenen Magnetnagels. Wenn die Reihenbewegung beginnt, werden, wenn die Kommunikation durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung eröffnet wird, Zeitgeber in den jeweiligen Elektrofahrzeugen zurückgesetzt und synchronisiert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm, das schematisch die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das schematisch den Prozeß zeigt, der durch ein Folgefahrzeug der ersten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung ausgeführt wird.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das den Prozeß zeigt, der durch eine Automatikfahr-ECU des Folgefahrzeugs der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das den Prozeß im Block B4 von Fig. 3 zeigt.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das den Prozeß im Block B5 von Fig. 3 zeigt.

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das den Prozeß im Block B6 von Fig. 3 zeigt.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das den Prozeß im Block B9 von Fig. 3 zeigt.

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau eines Elektro fahrzeugs zeigt.

Fig. 9 ist eine Draufsicht, die die Beziehung zwischen dem Laserradar des Folgefahrzeugs und dem Radarmeßpunkt des Voraus fahrzeugs zeigt, wenn die in Fig. 8 gezeigten Elektro fahrzeuge sich in einer Reihe bewegen.

Fig. 10 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Differenz zwischen dem Führungsfahrzeugkoordinatensystem und dem Folgefahrzeug koordinatensystem.

Fig. 11 ist eine Draufsicht, die die Reihenbewegung von vier Elektro fahrzeugen zeigt.

Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das schematisch den Prozeß zeigt, der durch das Folgefahrzeug der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.

Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das den Prozeß zeigt, der durch eine Automatikfahr-ECU des Folgefahrzeugs der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.

Fig. 14 ist ein Flußdiagramm, das den Prozeß in Block B104 von Fig. 13 zeigt.

Fig. 15 ist ein Flußdiagramm, das den Prozeß in Block B105 von Fig. 13 zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Erste Ausführungsform

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das das automatische Folgesystem 10 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das automatische Folgesystem 10 umfaßt eine Steuereinrichtung 11 und eine Mehrzahl von Elektrofahrzeugen 1. Zweckmäßigerweise wird lediglich die Struktur eines Elektrofahrzeugs 1 dargestellt.

Die Steuereinrichtung 11 umfaßt eine CPU und eine Speichereinrichtung und steuert und führt das Elektrofahrzeug 1, welches sich in einem geführten und gesteuerten Zustand befindet, über eine Kommunikationseinrichtung 12. Ferner zeigt die Steuereinrichtung 11 den Betriebszustand des Elektrofahrzeugs 1 an einer Anzeigeeinrichtung 13 an.

Das Elektrofahrzeug 1 besitzt die gleiche Struktur wie das in Fig. 8 gezeigte und umfaßt eine Kraftübertragungs-ECU 3, eine Brems-ECU 15, eine Lenk-ECU 16 und eine Automatikfahr-ECU 17. Die Automatikfahr-ECU 17 wird hauptsächlich dazu verwendet, das Elektrofahrzeug 1 in einem unbemannten Zustand zu fahren. Die Kraftübertragungs-ECU 3, die Brems- ECU 15 und die Lenk-ECU 16 werden sowohl beim automatischen Fahren als auch beim manuellen Fahren verwendet.

Ein Umschalten zwischen dem automatisch gesteuerten Fahren und dem manuellen Fahren wird in dem Elektrofahrzeug 1 basierend darauf entschieden, ob eine IC-Karte 20 in eine IC-Karteneinheit 18 eingeführt ist oder nicht. Hier umfaßt die IC-Karteneinheit 18 eine CPU und eine Speichereinrichtung und bestimmt mittels eines Schalters SW, ob die IC- Karte 20 eingeführt ist oder nicht. Die CPU der IC-Karteneinheit 18 bestimmt, ob das Elektrofahrzeug 1 ein automatisches Fahren oder ein manuelles Fahren wählen soll basierend auf einem Signal, das die Anwesenheit oder Abwesenheit der IC-Karte 20 von dem Schalter SW angibt, einem IG(Zündung)-Signal, das von einem durch einen Benutzer bedienten IG-Schalter 21 eingegeben wird, und einem IG(Zündung)- Befehlssignal, das in einem Befehlssignal für ein Instruieren der Fahrsteuerung enthalten ist und von der Steuereinrichtung 11 übertragen wird.

Die IC-Karteneinheit 18 gibt die Ergebnisse der Bestimmung dahingehend, ob das Elektrofahrzeug 1 ein automatisch gesteuertes Fahren oder ein manuelles Fahren wählen soll, zu der Kraftübertragungs-ECU 3, der Brems- ECU 15, der Lenk-ECU 16 und der Automatikfahr-ECU 17 aus. Wenn die Bestimmungsergebnisse, die ein Eintreten in die automatisch gesteuerte Fahrt instruieren, ausgegeben werden, steuert die Automatikfahr-ECU 17 die Kraftübertragungs-ECU 3, die Brems-ECU 15 und die Lenk-ECU 16 gemäß in der Speichereinrichtung 22 gespeicherten Programmen.

Die Kraftübertragungs-ECU 3 umfaßt eine CPU und eine Speicher einrichtung, treibt Räder (nicht gezeigt) durch Übertragen von Leistung, die durch einen Motor 4 erzeugt wird, an, und steuert die Kraftübertragung zum Antreiben des Elektrofahrzeugs 1. Die Kraftübertragungs-ECU 3 stellt die Anzahl von Pulsen ein, die von einem Umrichter 25 ausgegeben werden, um die Drehgeschwindigkeit R des Motors 4 zu steuern, während die Drehgeschwindigkeit R des Motors 4, die von einem Drehsensor (nicht gezeigt) eingegeben wird, überwacht wird basierend auf dem Öffnungszustand AP eines Beschleunigungspedals, der von einem Fahrpedalsensor (nicht gezeigt) eines Fahrpedals 23 eingegeben wird, und auf dem Zustand eines Schaltstellungsschalters 24.

Ferner stellt die Kraftübertragungs-ECU 3 in dem Automatiksteuerfahrmodus den Fahrpedalöffnungszustand AP ein, um die Drehgeschwindigkeit des Motors 4 zu steuern entsprechend dem Grad der Operation des Fahrpedals, der durch die Automatikfahr-ECU 17 berechnet wird.

In dem manuellen Fahrmodus steuert die Kraftübertragungs-ECU 3 die Drehgeschwindigkeit des Motors 4 gemäß dem Fahrpedalöffnungszustand AP, der dem Niederdrücken des Fahrpedals durch den Benutzer entspricht.

Der Schaltstellungsschalter 24 gibt ein Steuersignal SP zum Instruieren der Geschwindigkeit und Richtung der Drehung des Motors 4 zu der Kraftübertragungs-ECU 3 aus, welches der Stellung einer Gangschaltung entspricht, um dadurch die Vorwärtsgeschwindigkeit einzustellen und das Elektrofahrzeug 1 rückwärts zu fahren.

Ferner steuert die Automnatikfahr-ECU 17 bei dem automatisch gesteuerten Fahren die Stellung der Gangschaltung bei dem Schaltstellungsschalter 24 gemäß Programmen, die in der Speichereinrichtung 22 gespeichert sind. In einem manuellen Fahrmodus bedient der Benutzer die Gangschaltung bei dem Schaltungsstellungsschalter 24.

Der Umrichter 25 wandelt eine von der Batterie 2, die eine Gleichstrom quelle ist, ausgegebene Spannung in einen Drei-Phasen-Wechselstrom um und gibt diesen zu dem Motor 4 aus, um dadurch den Motor anzutreiben, der ein Drei-Phasen-Wechselstrommotor ist.

Die Brems-ECU 15 umfaßt eine CPU und eine Speichereinrichtung und steuert einen Modulator 27 zum Einstellen der Wirkungen der Ölhydraulikbremse der Bremseinrichtung 26. Die Brems-ECU 15 berechnet den Grad des Betriebs der Ölhydraulikbremse basierend auf dem Öldruck, der von der Bremse 26 eingegeben wird und durch einen nicht dargestellten Öldrucksensor des Modulators 27 erfaßt wird, und leitet diesen Grad des Betriebs als ein Signal BK zurück zu der Steuerung des Modulators 27.

Ferner steuert die Brems-ECU 15 in dem Automatiksteuerfahrmodus den Grad der Operation des Bremspedals basierend auf dem Grad der Operation der Ölhydraulikbremse, der durch die Automatikfahr-ECU 17 berechnet wird. In dem manuellen Fahrmodus steuert die Brems-ECU 15 die Wirkungen der Ölhydraulikbremse basierend auf dem Grad der Betätigung des Bremspedals, das durch den Benutzer niedergedrückt wird.

Die Lenk-ECU 16 umfaßt eine CPU und eine Speichereinrichtung und steuert, in einem geführten Fahrmodus, einen Lenkmotor 30 (Servolenkung) zum Einstellen der Bewegungsrichtung des Elektrofahrzeugs 1, d. h. den Winkel des Lenkrads 28, basierend auf einem Steuersignal, das von der Steuereinrichtung 1 eingegeben wird. Bei dem Lenkrad 28 wird der zu der Lenk-ECU 16 eingegebene Winkel unter Verwendung eines Winkelsensors (nicht gezeigt) gemessen und die Meßergebnisse als ein Signal ST ausgegeben. Ferner führt die Lenk-ECU 16 eine Rückkopplung zu der Steuerung des Lenkmotors 30 gemäß dem eingegebenen Signal ST durch.

Bei dem automatisch gesteuerten Fahren steuert die Lenk-ECU 16 den Winkel der Lenkung bezüglich der Bewegungsrichtung basierend auf dem Lenkwinkel, der durch die Automatikfahr-ECU 17 berechnet wird. In dem manuellen Fahrmodus steuert die Lenk-ECU 16 den Winkel der Lenkung, wenn die Bewegungsrichtung geändert wird, basierend auf dem Grad der Betätigung des Lenkrads (nicht gezeigt), das durch den Benutzer gedreht wird.

Die Kommunikationseinheit 31 führt die Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikation mit den anderen Elektrofahrzeugen 1 unter Verwendung der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Antenne 8 durch und sendet und empfängt Informationen zwischen der Automatikfahr-ECU 17 desjenigen Objektfahrzeugs, in welchem die Kommunikationseinheit 31 angebracht ist, und den Automatikfahr-ECUs 17 der anderen Elektrofahrzeuge 1.

Ferner besitzt die Kommunikationseinheit 31 einen GPS-Empfänger, der nicht dargestellt ist, welcher ein GPS-Signal von einem Satelliten empfängt und die empfangenen Ergebnisse zu der Automatikfahr-ECU 17 überträgt.

Ein Magnetnageldetektor 32 umfaßt einen nicht gezeigten Magnetsensor, erfaßt Wechselströme von Nägeln, die an Stoppbereichen für die Elektrofahrzeuge 1 in einem zweckbestimmten Port eingegraben sind (nicht gezeigt) und gibt die Erfassungsergebnisse zu der Automatikfahr-ECU 17 aus.

Die Automatikfahr-ECU 17 ist mit einem Geschwindigkeitssensor 35 sowie einem Gierratensensor 36 verbunden. Die CPU der Automatikfahr-ECU 17 tastet die Erfassungsergebnisse des Geschwindigkeitssensors 35 und des Gierratensensors 36 mit einem festen Intervall (z. B. 10 ms) unter Verwendung eines Zeitgebers, hier eines "watch dog"-Timers, ab, berechnet die Positionsinformationen des Objektfahrzeugs (den momentanen Ort und die momentane Bewegungsrichtung des Objektfahrzeugs) mit einem festen Intervall (z. B. 10 ms), basierend auf diesen Erfassungsergebnissen und der Fahrzeugposition, die aus dem GPS-Signal erhalten wird, und speichert die Berechnungsergebnisse als Spurdaten in der Speichereinrichtung 22, wobei deren Adressen als Zeit gesetzt werden.

Die Automatikfahr-ECU 17 berechnet die Position (Distanz) und Richtung von dem Objektfahrzeug zu dem vorderen Fahrzeug in Echtzeit basierend auf den Erfassungsergebnissen von dem Laserradar 6.

Außerdem kann die Automatikfahr-ECU 17 die Differenz der Koordinaten systeme des Objektfahrzeugs und des Fahrzeugs vor diesem Fahrzeug berechnen basierend auf den berechneten momentanen Orten des Objektfahrzeugs und des vorderen Fahrzeugs und auf dem momentanen Ort des vorderen Fahrzeugs, der durch das vordere Fahrzeug berechnet wurde und über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung erhalten wurde.

Das oben beschriebene automatische Bewegungssystem 10 startet eine Reihenbewegung einer Mehrzahl von Elektrofahrzeugen 1 wie folgt. Die Steuereinrichtung 11 bestimmt die Fahrzeuge, die in einer Reihe zu bewegen sind (nachfolgend als eine Fahrzeuggruppe bezeichnet), führt diese Elektrofahrzeuge 1 zu einer Bewegungsstartstelle in dem zweckbestimmten Port und hält diese in einer Linie an.

Dann erfassen die Automatikfahr-ECUs (die als Einstelleinrichtung für einen Koordinatenursprung arbeiten) der Elektrofahrzeuge 1 die Position des in dem zweckbestimmten Port vergrabenen Magnetnagels unter Verwendung der Magnetnageldetektoren 32 und setzen die Stelle als den Ursprung des Koordinatensystems in den jeweiligen Fahrzeugen.

Von den in einer Linie ausgerichteten Elektrofahrzeugen 1 erlaubt die Steuereinrichtung 11 dem Fahrzeug am Kopf der Linie, sich als das führende Fahrzeug 1' zu erkennen und erlaubt den Elektrofahrzeugen 1 hinter dem Führungsfahrzeug 1', sich als die nachfolgenden Fahrzeuge 1" zu erkennen.

Ein Fahrer steigt dann in das Führungsfahrzeug 1' der eine Linie bildenden Fahrzeuge ein, führt die IC-Karte 20 in die IC-Karteneinheit 18 ein und schaltet den IG-Schalter 21 ein, so daß das Führungsfahrzeug 1' in den manuellen Fahrmodus eintritt. Die Kommunikationseinrichtung 31 des Führungsfahrzeugs 1' öffnet einen Kommunikationskanal für die Fahrzeug- zu-Fahrzeug-Kommunikation mit den Folgefahrzeugen 1".

Wenn der Kommunikationskanal geöffnet ist, werden die Zeitgeber in den jeweiligen Elektrofahrzeugen 1 zurückgesetzt und mit dem Zeitgeber des Führungsfahrzeugs 1' synchronisiert.

Die Automatikfahr-ECUs 17 der Folgefahrzeuge 1" werden in den automatisch gesteuerten Fahrmodus umgestellt entsprechend dem IG- Befehlssignal von der Steuereinrichtung 11, beziehen sich auf die durch die Laserradare 6 erhaltenen Distanzen und Richtungen zu den vorderen Fahrzeugen, und beginnen die Steuerung der Kraftübertragungs-ECUs 3, der Brems-ECUs 15 und der Lenk-ECUs 16, um die Distanzen zu den vorderen Fahrzeugen beizubehalten.

Das Führungsfahrzeug 1' bezieht sich auf Ergebnisse von Fehlerdiagnosen, die durch die Kraftübertragungs-ECU 3, die Brems-ECU 15 und die Lenk- ECU 16 durchgeführt werden, und bestimmt, ob das Führungsfahrzeug 1' und die Folgefahrzeuge 1" eine Reihenbewegung als eine Gruppe beginnen können oder nicht. Wenn die Reihenbewegung möglich ist, wird die Starterlaubnis für die Reihenbewegung an einer Steuertafel (nicht gezeigt) des Führungsfahrzeugs angezeigt. Der Fahrer in dem Führungsfahrzeug 1' kann die Erlaubnis bestätigen und bedient das führende Fahrzeug 1' manuell. Die nachfolgenden Fahrzeuge 1" beginnen, sich nach dem führenden Fahrzeug 1' gemäß den Programmen zu bewegen, die in den Speichereinrichtungen 22 der Automatikfahr-ECUs 17 gespeichert sind, und die Reihenbewegung wird somit begonnen.

Während der Reihenbewegung führen die Folgefahrzeuge 1" Prozesse (später beschrieben) in einem festen Intervall (z. B. 10 ms) durch und steuern über die Lenk-ECUs 16 die Lenkmotoren 30.

Fig. 2 zeigt schematisch die in den Folgefahrzeugen 1" ausgeführten Prozesse.

Wie es in dieser Figur gezeigt ist, erhält ein Folgefahrzeug 1" Vorausfahrzeugpositionsinformationen 11 in dem Vorausfahrzeug koordinatensystem, eine Transformation 12 durch das Vorausfahrzeug in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem, und Positionsinformationen 13 des Führungsfahrzeugs 1' von dem Vorausfahrzeug über die Fahrzeug-zu- Fahrzeug-Kommunikation (Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung A). Diese Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung A entspricht der oben beschriebenen Kommunikationseinheit 31.

Das Folgefahrzeug (Objektfahrzeug) 1" erhält Folgefahrzeugpositions informationen in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem durch einen Folgefahrzeugpositionsdetektor (Eigenpositionsdetektor) B. Dieser Folgefahrzeugpositionsdetektor B entspricht den Prozessen, die durch die Automatikfahr-ECU 17 ausgeführt werden, die die Folgefahrzeug positionsinformationen berechnet, basierend auf den Erfassungsergebnissen des Geschwindigkeitssensors 35, des Gierratensensors 36 und dem GPS- Signal.

Ferner erhält das Folgefahrzeug 1" Vorausfahrzeugpositionsinformationen in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem durch einen Vorausfahrzeug positionsdetektor C. Dieser Vorausfahrzeugpositionsdetektor C entspricht dem Prozeß, der durch die Automatikfahr-ECU 17 zum Abschätzen der Position des vorausgehenden Fahrzeugs ausgeführt wird, basierend auf den Berechnungsergebnissen des Folgefahrzeugpositionsdetektors B und auf den Erfassungsergebnissen des Laserradars 6.

Dann berechnet das Folgefahrzeug 1" die Folgefahrzeugpositions informationen in dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem durch eine Folgefahrzeugposition-zu-Vorausfahrzeug-Koordinatensystem- Transformationseinrichtung D, basierend auf den Erfassungsergebnissen des Folgefahrzeugpositionsdetektors B, den Erfassungsergebnissen des Folgefahrzeugpositionsdetektors C, und den Vorausfahrzeugpositions informationen 11 in denn Vorausfahrzeugkoordinatensystem.

Das Folgefahrzeug 1" berechnet Folgefahrzeugpositionsinformationen in dem Führungsfahrzeugkoordinatensystem durch eine Folgefahrzeugposition zu-Führungsfahrzeug-Koordinatensystem-Transformationseinrichtung E, basierend auf den Berechnungsergebnissen der Folgefahrzeugposition-zu- Vorausfahrzeug-Koordinatensystem-Transformationseinrichtung D und auf der Transformation 12 durch das Vorausfahrzeug in das Führungsfahrzeug koordinatensystem.

Das Folgefahrzeug 1" folgt dem Führungsfahrzeug 1' durch eine Fahrzeugsteuuereinrichtung F basierend auf den Berechnungsergebnissen der Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeug-Koordinatensystem- Transformationseinrichtung E und auf den Positionsinformationen des Führungsfahrzeugs 1'.

Die in dem Folgefahrzeug 1" ausgeführten Prozesse, die in Fig. 2 gezeigt sind, werden nun detaillierter mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben.

Hier ist das Folgefahrzeug 1" ein Fahrzeug ("n"-tes Fahrzeug), das an der "n"-ten Position vom Kopf der sich bewegenden Reihe angeordnet ist. Das Fahrzeug unmittelbar vor dem n-ten Fahrzeug ist nicht das Führungs fahrzeug 1' (d. h. n < 2). Das Führungsfahrzeug ist das erste Fahrzeug und das Vorausfahrzeug ist das n-1-te Fahrzeug (das an der "n-1"-ten Position vom Kopf der Reihe angeordnet ist).

Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, verarbeitet die Automatikfahr-ECU 17 des Folgefahrzeugs 1" die Erfassungsergebnisse des Laserradars 6 (Block B1). Danach berechnet die Automatikfahr-ECU 17 die Folgefahrzeugpositions informationen (x_n, y_n, θ_n)_n (den momentanen Ort (Schwerpunkt) und die Bewegungsrichtung) in dem Koordinatensystem, das in dem Folgefahrzeug gesetzt ist, basierend auf den Erfassungsergebnissen des Geschwindigkeitssensors 35 und des Gierratensensors 36, und speichert diese Berechnungsergebnisse als Spurdaten in der Speichereinrichtung 22 (Block B2). Dieser Prozeß des Blocks B2 entspricht dem oben beschriebenen Folgefahrzeugpositionsdetektor B.

Die Folgefahrzeugpositionsinformationen, die im Block B2 berechnet werden, werden über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zu den anderen Elektrofahrzeugen 1 übertragen.

Als nächstes berechnet die Automatikfahr-ECU 17 die Positions informationen (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)_n des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) in dem Koordinatensystem des Folgefahrzeugs ("n"-Fahrzeug-Koordinaten system), basierend auf den Folgefahrzeugpositionsinformationen (x_n, y_n, θ_n)_n die im Block B2 berechnet werden, und auf den Verarbeitungsergebnissen der Ausgabe von dem Laserradar 6 im Block B1. Dieser Prozeß im Block B3 entspricht dem oben beschriebenen Vorausfahrzeugpositionsdetektor C.

Durch Vergleichen der Berechnungsergebnisse (x_n, y_n, θ_n)_n im Block B3 mit den Positionsinformationen (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)_n des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug), wird die benötigte Transformation von dem Folgefahrzeug koordinatensystem in das Vorausfahrzeugkoordinatensystem, d. h. die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ _n-1 zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs ("n"-te Fahrzeug) und des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) berechnet (Block B4). Diese Positionsinformationen des Vorausfahrzeugs (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)_n entsprechen den oben beschriebenen Vorausfahrzeugpositionsinformationen 11.

Die Automatikfahr-ECU 17 transformiert die Positionsinformationen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) von dem Folgefahrzeug koordinatensystem in das Vorausfahrzeug ("n-1"-tes Fahrzeug)- Koordinatensystem, basierend auf den Folgefahrzeugpositionsinformationen (x_n, y_n, θ_n)_n in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem und auf der Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n→n-1 zum Wandeln des Folgefahrzeugkoordinatensystems zu dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem (Block B5). Die Berechnung ist gegeben durch:

(x_n, y_n, θ_n)_n-1 = (x_n, y_n, θ_n)_n + (Δx, Δy, Δθ)_n→n-1 (1')

Die Prozesse in den Blöcken B4 und B5 entsprechen der oben beschriebenen Folgefahrzeugposition-zu-Vorausfahrzeug-Koordinatensystem- Transformationseinrichtung D.

Die Automatikfahr-ECU 17 transformiert Folgefahrzeugpositions informationen (x_n, y_n, θ_n)_n-1 zu denjenigen des Führungsfahrzeug koordinatensystems, basierend auf den in Block B5 erhaltenen Folgefahrzeugpositions(Position des n-ten Fahrzeugs)-Informationen (x_n, y_n, θ_n)_n-1 in dem Vorausfahrzeug("n-1"-tes Fahrzeug)-Koordinatensystem und auf der Transformation durch das Vorausfahrzeug, um die Informationen in diejenigen des Führungsfahrzeugkoordinatensystems zu wandeln, die über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erhalten wird, d. h. die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁, zwischen den Koordinatensystemen des Führungsfahrzeugs und des Vorausfahrzeugs. Dieser Prozeß im Block B6 entspricht der oben beschriebenen Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeug- Koordinatensystem-Transformationseinrichtung E.

Diese Berechnung ist gegeben durch:

(x_n, y_n, θ_n)₁ - (x_n, y_n, θ_n)_n-1 + (Δx, Δy, Δθ)_n-1→1 (2).

Die Transformation (Δx, Δy, Δθ)_n→1 durch das Vorausfahrzeug in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem wurde durch die Automatikfahr-ECU 17 des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) im Block B9 (später beschrieben) berechnet, als der in Fig. 2 gezeigte Prozeß durchgeführt wurde, und entspricht der Transformation 12 in das Führungsfahrzeug koordinatensystem.

Die Automatikfahr-ECU 17 berechnet den Versatz in der Position des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) aus der Spur des Führungsfahrzeugs 1' (das erste Fahrzeug), basierend auf den Folgefahrzeug positionsinformationen (x_n, y_n, θ_n)₁, die in das Führungsfahrzeug koordinatensystem transformiert sind, die im Block B6 erhalten werden, und den Spurdaten (x_n, y_n, θ_n)₁ des Führungsfahrzeugs 1', die durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erhalten, und in dessen Speichereinrichtung 22 gespeichert werden. In einem Block B71 werden der Versatz (Querversatz: ΔY) bezüglich der Richtung orthogonal zur Bewegungsrichtung des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und der Drehversatz (Winkelversatz: Δθ) in der Bewegungsrichtung des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) bezüglich der Bewegungsrichtung des Führungsfahrzeugs 1' berechnet. In einem Block B72 wird der Versatz (Längsversatz: ΔX) in der Bewegungsrichtung des Folgefahrzeugs berechnet. Die Bewegungsspurdaten (x₁, y₁, θ₁)₁ des Führungsfahrzeugs entsprechen den Positionskoordinaten 13 des oben beschriebenen Führungsfahrzeugs.

Die Automatikfahr-ECU 17 berechnet das Ausmaß der Lenkoperation basierend auf dem Querversatz ΔY und dem Winkelversatz Δθ, die im Block B71 berechnet wurden, gemäß dem in der Speichereinrichtung 22 berechneten Programm (Block B81). Gleichzeitig berechnet die Automatikfahr-ECU 17 die Ausmaße von Motor- und Brems-Operationen basierend auf dem Längsversatz ΔX, die Ausmaße von Operationen des Fahrpedals 23 und der Bremse 26, die über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikation erhalten werden, sowie die Geschwindigkeit und Beschleunigung des Führungsfahrzeugs 1' (Blöcke B82 und B83).

Die Automatikfahr-ECU 17 überträgt das Ausmaß der Lenkoperation, das im Block B81 berechnet wurde, zu der Lenk-ECU 16. Die Lenk-ECU 16 stellt das Lenkrad 28 durch Ansteuern des Lenkmotors 30 ein, basierend auf dem übertragenen Lenkgrad.

Die Automatikfahr-ECU 17 überträgt das Ausmaß des Motorbetriebs, das im Block B82 berechnet wurde, zu der Kraftübertragungs-ECU 3. Die Kraftübertragungs-ECU 3 steuert den Motor 4 basierend auf dem übertragenen Ausmaß der Motoroperation. Die Automatikfahr-ECU 17 überträgt das Ausmaß des Bremsens, das im Block B83 berechnet wurde, zu der Brems-ECU 15. Die Brems-ECU 15 steuert die Bremse 26 basierend auf dem übertragenen Bremsausmaß.

Die Prozesse in den Blöcken B71, B72, B81, B82 und B83, die Steuerung des Lenkmotors 30 durch die Lenk-ECU 16, die Steuerung des Motors 4 durch die Kraftübertragungs-ECU 3 und die Steuerung der Bremse 26 durch die Brems-ECU 15 entsprechen somit der oben beschriebenen Fahrzeug steuereinrichtung F.

Während der Prozesse in den Blöcken B71, B72, B81, B82 und B83 berechnet die Automatikfahr-ECU 17 die Transformation der Folgefahrzeugpositionsinformationen in das Führungsfahrzeug koordinatensystem, d. h. die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug). Bei dieser Berechnung (Block B9) werden die Koordinaten (x_n, y_n, θ_n)₁ des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) in dem Führungsfahrzeug(erstes Fahrzeug)-Koordinatensystem, die im Block B6 berechnet wurden, mit den Koordinaten (x_n, y_n, θ_n)_n des Folgefahrzeugs in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem verglichen, die im Block B2 erhalten wurden.

Die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug), die im Block B9 berechnet wurde, wird zu dem Folgefahrzeug 1" ("n+1"-tes Fahrzeug) unmittelbar hinter dem Folgefahrzeug durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation übertragen und wird verwendet beim Transformieren der Differenz in das Koordinatensystem des "n+1"-ten Fahrzeugs.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das im Detail den Prozeß im Block B4 zum Berechnen der Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ _1-1, zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) zeigt.

Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, wird, um die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ _1-1 zu erhalten, die hintere Mittenposition (die Mitte des Reflektors 7) des Vorausfahrzeugs in dem Koordinatensystem des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) berechnet, basierend auf der Position des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug), die durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erhalten wurde, und auf der Länge des Elektrofahrzeugs 1 (Schritt S41). Diese Berechnungsergebnisse stehen in Beziehung zu dem {X'F(t2), Y'F(t2)) in der früheren Technik.

Nachfolgend wird die hintere Mittenposition (die Mitte des Reflektors 7) des Vorausfahrzeugs in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem berechnet, basierend auf der abgeschätzten Distanz und Richtung von dem Folgefahrzeug ("n"-tes Fahrzeug) zu dem Vorausfahrzeug ("n-1"-tes Fahrzeug), die aus der Ausgabe von dem Laserradar 6 im Block B3 berechnet wurden, auf dem momentanen Ort des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug), der im Block B2 berechnet wurde, und auf der Länge des Elektrofahrzeugs 1. Diese Berechnungsergebnisse stehen in Beziehung zu dem {X'FB(t2), Y'FB(t2)} in der früheren Technik.

Die Bewegungsrichtung des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) wird berechnet (Schritt S43) basierend auf den Daten der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikation, d. h. zwei chronologisch kontinuierlichen Daten, welche die Berechnungsergebnisse im Schritt S41 und die früheren Berechnungs ergebnisse im in Fig. 4 dargestellten Schritt S41 (10 ms früher) darstellen (entsprechend {X'F(t'1), Y'F(t1)} in der früheren Technik. Die Berechnungsergebnisse stehen in Beziehung zu θ'F(t1, t2) in der früheren Technik.

Die Bewegungsrichtung des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) wird berechnet (Schritt S44) basierend auf den mittels Radar erfaßten Daten, d. h. zwei chronologisch kontinuierlichen Daten, welche die Berechnungs ergebnisse in Schritt S42 und die früheren Berechnungsergebnisse in Schritt S42 (10 ms früher) darstellen (entsprechend {X'FB(t1), Y'FB(t1)} in der früheren Technik). Die Berechnungsergebnisse stehen in Beziehung zu θ'FB(t1,t2) in der früheren Technik.

Die Differenz zwischen den in den Schritten S43 und S44 erhaltenen Bewegungsrichtungen wird berechnet. Dieses Berechnungsergebnis ist für ΔθFB in der früheren Technik relevant (Schritt S45).

Ein gewisser Prozentsatz (z. B. 5%) des Berechnungsergebnisses in Schritt S45 wird verwendet als die Differenz in der Richtung (Δθ)_n _→ _n-1, zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) (Schritt S46). Das Berechnungs ergebnis im Schritt S45 wird nicht als solches verwendet, weil die Erfassungsergebnisse des Laserradars 6 Rauschkomponenten enthalten.

Basierend auf (Δθ)_n _→ _n-1, das als die Differenz im Schritt S46 verwendet wird, wird die im Schritt S42 berechnete hintere Mittenposition des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) (mittels Radar erfaßt) in dem Koordinatensystem des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug), transformiert (gedreht) (Schritt S47).

Die Differenzen in der x- und y-Richtung zwischen dem Vorausfahrzeug und dem Folgefahrzeug werden berechnet basierend auf den Berechnungs ergebnissen in Schritt S47, auf der hinteren Mittenposition des Vorausfahrzeugs in dem Koordinatensystem des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug), die von der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erhalten wird, und auf der hinteren Mittenposition des Vorausfahrzeugs in dem Koordinatensystem des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug), die aus den mittels Radar erfaßten Daten erhalten wird (Schritt S48). Diese Berechnungsergebnisse stehen in Beziehung zu ΔXFB und ΔYFB in der früheren Technik.

Ein gewisser Prozentsatz (z. B. 15%) der Berechnungsergebnisse im Schritt S48 werden als die Differenzen in der x- und y-Richtung (Δx, Δy)_n→n-1 zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) (Schritt S49) gesetzt, und die Verarbeitung kehrt zurück. Die Berechnungsergebnisse in Schritt S48 werden nicht als solche verwendet, weil die Daten Rauschkomponenten enthalten.

Gemäß der oben beschriebenen Prozedur wird die Berechnung der Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n-1→1 zwischen dem Folgefahrzeugkoordinatensystem und dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem im Block B4 beendet.

Fig. 5 zeigt die Details der Umwandlung von den Koordinaten des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) in die Werte im Koordinatensystem im Vorausfahrzeug ("n-1"-tes Fahrzeug).

Zunächst wird basierend auf (Δθ)_n→n-1, welches als die Differenz (Winkeltransformation) im Schritt S46 zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs und des Vorausfahrzeugs gesetzt wird, die Folgefahrzeugposition (x_n, y_n θ_n)_n im Folgefahrzeugkoordinatensystem transformiert (gedreht) (Schritt S51).

Basierend auf dem (Δx, Δy)_n→n-1, das als die Differenz in der x- und y- Richtung in Schritt S49 zwischen den Koordinatensystemen gesetzt wird, wird das Berechnungsergebnis im Schritt S51 transformiert (parallelverschoben) (Schritt S52).

Die Folgefahrzeugkoordinaten, die gedreht und parallelverschoben wurden, werden als die Koordinaten (x_n, y_n, θ_n)_n-1 des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) im Koordinatensystem des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) gesetzt (Schritt S53), und die Verarbeitung kehrt zurück.

Fig. 6 zeigt die Details der Umwandlung der Koordinaten des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) in das Koordinatensystem des Führungsfahrzeugs 1' (erstes Fahrzeug) im Block B6.

Unter Verwendung der Differenz in der Richtung (Δθ)_n-1→n zwischen den Koordinatensystemen des Vorausfahrzeugs und des Führungsfahrzeugs, welches das Vorausfahrzeug ("n-1"-tes Fahrzeug) verwendet hat, um die Koordinaten des Folgefahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) in das Koordinatensystem des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug) zu wandeln, wird der im Schritt S53 als die Koordinaten (Δx, Δy, Δθ)_n-1 des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) im Koordinatensystem des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) gesetzte Wert transformiert (gedreht) (Schritt S61).

Unter Verwendung der Differenzen in der x- und y-Richtung (Δx, Δy)_n-1→n zwischen den Koordinatensystemen des Vorausfahrzeugs und des Führungsfahrzeugs, welche das Vorausfahrzeug ("n-1"-tes Fahrzeug) verwendet hat, um die Koordinaten des Folgefahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) in das Koordinatensystem des Führungsfahrzeugs 1' (erstes Fahrzeug) zu wandeln, wird das Berechnungsergebnis im Schritt S61 transformiert (parallelverschoben) (Schritt S62).

Die transformierten Folgefahrzeugkoordinaten, die gedreht und parallelverschoben wurden, werden als die Koordinaten (x_n, y_n, θ_n)₁ des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) im Koordinatensystem des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug) 1' (Schritt S63) gesetzt.

Der im Schritt S63 gesetzte Wert (x_n, y_n, θ_n)₁ wird als die transformierte Folgefahrzeugkoordinate verwendet (Schritt S64).

Fig. 7 zeigt Details der Prozedur zum Berechnen der Differenz zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug) (Transformation von den Folgefahrzeugkoordinaten in die Führungsfahrzeugkoordinaten).

Gemäß dem (x_n, y_n, θ_n)₁, das als die transformierte Folgefahrzeugkoordinate im Schritt S64 gesetzt wurde, und gemäß den Folgefahrzeugkoordinaten (x_n, y_n, θ_n)_n, die im Block B2 im Folgefahrzeugkoordinatensystem erhalten wurden, wird die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n→1 zwischen den Koordinaten systemen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Führungs fahrzeugs 1' (erstes Fahrzeug) berechnet durch (Schritt S91):

(Δx, Δy, Δθ)_n→1 = (x_n, y_n, θ_n)₁ - (x_n, y_n, θ_n)_n (3)

Aus den Formeln (1') und (2):

(x_n, y_n θ_n)₁ = {(x_n, y_n, θ_n)_n + (Δx, Δy, Δθ)_n→n-1} + (Δx, Δy, Δθ)_n-1→1 (4)

Entsprechend ist die Formel (3) äquivalent zu:

(Δx, Δy, Δθ)_n→1 = (Δx, Δy, Δθ)_n→n-1 + (Δx, Δy, Δθ)_n-1→1 5)

Deshalb basiert die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n→1 zwischen den Koordinaten systemen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Führungs fahrzeugs (erstes Fahrzeug) auf der Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n-1→1 zwischen den Koordinatensystemen des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) und dem Führungsfahrzeug (erstes Fahrzeug).

Die berechneten Werte werden als die Transformation der Folgefahrzeug koordinaten in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem verwendet (Schritt S92), und die Verarbeitung kehrt zurück. Die im Schritt S92 gesetzten Werte werden durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zu dem Folgefahrzeug ("n+1"-tes Fahrzeug) übertragen.

Wie es oben beschrieben ist, bezieht sich das "n"-te Fahrzeug in dem automatischen Folgebewegungssystem 10, wenn die Position (x_n, y_n, θ_n)₁ des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) im Koordinatensystem des ersten Fahrzeugs (Führungsfahrzeug) berechnet wird, mittels der Fahrzeug-zu- Fahrzeug-Kommunikation auf die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n-1 _→ ₁ zwischen den Koordinatensystemen des ersten Fahrzeugs und des "n-1"-ten Fahrzeugs, die durch die Automatikfahr-ECU 17 des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) im Block B9 berechnet wurde. Dann berechnet das Vorausfahrzeug:

(x_n, y_n, θ_n)₁ = (x_n, y_n, θ_n)_n-1 + (Δx, Δy, Δθ)_n-1→1 (2)

Deshalb ist es beim Berechnen von (x_n, y_n, θ_n)₁ nicht notwendig, die Differenzen zwischen Paaren von sequentiellen Fahrzeugen (Δx, Δy, Δθ)_2→1, (Δx, Δy, Δθ)_3→2, (Δx, Δy, Δθ)_4→3, . . . (Δx, Δy, Δθ)_n-1→n-2 zu erhalten, wodurch die Kapazitäten der Puffer für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation reduziert werden. Ferner, weil es nicht notwendig ist, die Differenzen zwischen Paaren von sequentiellen Fahrzeugen (Δx, Δy, Δθ)₂ _→ ₁, (Δx, Δy, Δθ)_3→2, (Δx, Δy, Δθ)_4→3, . . . (Δx, Δy, Δθ)_n-1→n-2 aufzuaddieren, kann die Berechnungsbelastung reduziert werden. Diese Erfindung reduziert damit die Belastung an den CPUs und ermöglicht eine rasche Steuerung.

Ferner erzeugt das automatische Folgebewegungssystem 10 die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n→1 zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug), die im Block B9 berechnet wurde, basierend auf der Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n-1→1 zwischen den Koordinatensystemen des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) und des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug), die durch das Vorausfahrzeug ("n-1"-tes Fahrzeug) berechnet wurde.

Deshalb ist die Belastung aufgrund dieser Berechnung der (Δx, Δy, Δθ)_n→1 nicht hoch. Außerdem, weil diese Berechnungsmethode für alle Elektrofahrzeuge mit n < 2 verwendet wird, basiert die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ zwischen den Koordinatensystemen des "n"-ten Fahrzeugs und des ersten Fahrzeugs auf allen Differenzen (Δx, Δy, Δθ)₂ _→ ₁, (Δx, Δy, Δθ)₃ _→ ₂, (Δx, Δy, Δθ)₄ _→ ₃,. . . (Δx, Δy, Δθ)_n-1 _→ _n-2, die bei der Umwandlung der jeweiligen Fahrzeugpositionen in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem durch das zweite bis "n-1"-te Fahrzeug verwendet wurden. Das Problem der Asynchronität in den Daten kann deshalb vermieden werden.

Ferner, wenn in dem automatischen Folgebewegungssystem 10 die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug) berechnet wird, führt die Automatikfahr-ECU 17, basierend auf der Folgefahrzeugposition (x_n, y_n, θ_n)_n im Koordinatensystem des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug), die im Block B1 erhalten wird, und auf der Folgefahrzeugposition (x_n, y_n, θ_n)₁ im Koordinatensystem des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug), die im Block B6 erhalten wird, die folgende Berechnung durch:

(Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ = (x_n, y_n, θ_n)₁ - (x_n, y_n, θ_n)_n (3)

Deshalb ist die Berechnungsbelastung im Block B9 gering und die Belastung an den CPUs oder dergleichen kann reduziert werden.

Diese Erfindung kann in anderen Formen verwirklicht werden oder in anderen Weisen ausgeführt werden, ohne deren Erfindungsgedanken zu verlassen.

Wenngleich in der oben beschriebenen Ausführungsform die Automatikfahr- ECU 17 die Formel (3) verwendet, um die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ zu berechnen, so kann die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n→n-1 zwischen den Koordinatensystemen des Vorausfahrzeugs und des Folgefahrzeugs, die durch das Folgefahrzeug erhalten wird, direkt zu der Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n-1→1 zwischen den Koordinatensystemen des Vorausfahrzeugs und des Führungsfahrzeugs addiert werden, die von dem Vorausfahrzeug mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erhalten wird, um die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n→1 zu berechnen.

Zweite Ausführungsfonrn

Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun erläutert.

Das automatische Folgebewegungssystem der zweiten Ausführungsform besitzt die gleiche Struktur wie die in Fig. 1 gezeigte. Bei der Beschreibung der zweiten Ausführungsform werden die gleichen Bezugszahlen verwendet, um analoge Teile in Fig. 1 zu bezeichnen, und auf eine detaillierte Beschreibung wird daher verzichtet.

Fig. 12 zeigt schematisch den im Folgefahrzeug 1" ausgeführten Prozeß.

Wie es in dieser Figur gezeigt ist, erhält das Folgefahrzeug 1" eine Führungsfahrzeugpositionsinformation I101 im Führungsfahrzeug koordinatensystem sowie transformierte Vorausfahrzeugpositions informationen I102 im Führungsfahrzeugkoordinatensystem über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikationseinrichtung A') von dem Vorausfahrzeug. Diese Fahrzeug zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung A' entspricht der oben beschriebenen Kommunikationseinheit 31.

Das Folgefahrzeug 1" erhält Folgefahrzeugpositionsinformationen im Folgefahrzeugkoordinatensystem durch einen Folgefahrzeug positionsdetektor B'. Dieser Folgefahrzeugpositionsdetektor B' entspricht den durch die Automatikfahr-ECU 17 ausgeführten Prozessen, welche die Folgefahrzeugpositionsinformationen berechnen basierend auf den Erfassungsergebnissen des Geschwindigkeitssensors 35, des Gierratensensors 36 und dem GPS-Signal.

Ferner erhält das Folgefahrzeug 1" Vorausfahrzeugpositionsinformationen im Folgefahrzeugkoordinatensystem durch einen Vorausfahrzeugpositions detektor C'. Dieser Vorausfahrzeugpositionsdetektor C' entspricht dem durch die Automatikfahr-ECU 17 zum Abschätzen der Position des Vorausfahrzeugs basierend auf den Berechnungsergebnissen des Folgefahrzeugpositionsdetektors B' und auf den Erfassungsergebnissen des Laserradars 6 ausgeführten Prozeß.

Dann transformiert das Folgefahrzeug 1" die Folgefahrzeugpositions informationen in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem durch eine Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeug-Koordinatensystem- Transformationseinrichtung D', basierend auf den Erfassungsergebnissen des Folgefahrzeugpositionsdetektors B', den Erfassungsergebnissen des Vorausfahrzeugpositionsdetektors C' und den Vorausfahrzeugpositions informationen I102 im Führungsfahrzeugkoordinatensystem.

Das Folgefahrzeug 1" folgt dem führenden Fahrzeug 1' durch eine Fahrzeugsteuereinrichtung E' basierend auf den Berechnunsgergebnissen der Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeug-Koordinatensystem- Transformationseinrichtung D' und auf den Positionsinformationen E101 des Führungsfahrzeugs 1', die mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erhalten werden.

Der in dem Folgefahrzeug 1" ausgeführte Prozeß, der in Fig. 12 gezeigt ist, wird mit Bezug auf Fig. 13 detaillierter beschrieben.

Das Folgefahrzeug 1" ist hierbei ein Fahrzeug (das "n"-te Fahrzeug), welches an der "n"-ten Position vom Kopf der sich bewegenden Reihe angeordnet ist. Das Fahrzeug unmittelbar vor dem "n"-ten Fahrzeug ist nicht das Führungsfahrzeug 1' (d. h. n < 2). Das Führungsfahrzeug ist das erste Fahrzeug und das Vorausfahrzeug istdas "n-1"-te Fahrzeug (welches an der "n-1"-ten Position vom Kopf der Reihe angeordnet ist).

Wie es in Fig. 13 gezeigt ist, verarbeitet die Automatikfahr-ECU 17 die Erfassungsergebnisse des Laserradars 6 und berechnet die abgeschätzte Distanz und Richtung von dem Folgefahrzeug zu dem Fahrzeug genau vor diesem Fahrzeug ("n-1"-tes Fahrzeug).

Danach berechnet die Automatikfahr-ECU 17 die Folgefahrzeug positionsinformationen (x_n, y_n, θ_n)_n (den momentanen Ort (Schwerpunkt) und Bewegungsrichtung) in dem Koordinatensystem, das im Folgefahrzeug gesetzt ist, basierend auf den Erfassungsergebnissen des Geschwindigkeitssensors 35 und des Gierratensensors 36, und speichert diese Berechnungsergebnisse als erste Spurdaten T1 in der Speichereinrichtung 22 (Block B102). Dieser Prozeß des Blocks B102 entspricht dem oben beschriebenen Folgefahrzeugpositionsdetektor B'.

Als nächstes berechnet die Automatikfahr-ECU 17 die Positionsinformationen (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)_n des Vorausfahrzeugs (das "n-1"-te Fahrzeug) in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem (das Koordinatensystem des "n"-ten Fahrzeugs), basierend auf den Folgefahrzeug positionsinformationen (x_n, y_n, θ_n)_n, die im Block B102 berechnet werden, und auf den Verarbeitungsergebnissen der Ausgabe von dem Laserradar 6 im Block B101 (Block B103). Dieser Prozeß im Block B103 entspricht dem oben beschriebenen Vorausfahrzeugpositionsdetektor C'.

Nachfolgend berechnet die Automatikfahr-ECU 17 eine Transformation von dem Folgefahrzeugkoordinatensystem in das Führungsfahrzeugkoordinaten system, d. h. die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ zwischen dem Folgefahrzeug koordinatensystem und dem Führungsfahrzeugkoordinatensystem, basierend auf einem Vergleich des Berechnungsergebnisses im Block B103 mit den zweiten Spurdaten T2, die in der Speichereinrichtung 22 des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) gespeichert sind und über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erhalten werden (Block B104). Diese zweiten Spurdaten T2 des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) wurden im Block B105 (später beschrieben) durch die Automatikfahr-ECU 17 des Vorausfahrzeugs in dem in Fig. 12 gezeigten Prozeß berechnet und wurden in der Speichereinrichtung 22 des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) gespeichert. Die zweiten Spurdaten sind die Positionsinformationen (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)₁ des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug), transformiert in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem. Durch Vergleichen dieser zweiten Spurdaten mit dem Berechnungsergebnis (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)_n im Block B103 kann deshalb die Transformation (Δx, Δy, _Δθ)_n _→ ₁ von dem Koordinaten system des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) in das Koordinatensystem des Führungsfahrzeugs im Block B104 erhalten werden. Diese zweiten Spurdaten des Vorausfahrzeugs 19073 00070 552 001000280000000200012000285911896200040 0002010030814 00004 18954 entsprechen den oben beschriebenen Vorausfahrzeugpositionsinformationen I102.

Dann transformiert die Automatikfahr-ECU 17 die Folgefahrzeugposition (x_n, y_n, θ_n)_n im Koordinatensystem des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug), die im Block B102 erhalten wird, zu (x_n, y_n, θ_n)₁ im Koordinatensystem des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug), basierend auf den Berechnungs ergebnissen (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ im Block B104.

Diese Berechnung (Block B105) ist:

(x_n, y_n, θ_n)₁ = (x_n, y_n, θ_n)_n + (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ (2-4)

Ferner speichert die Automatikfahr-ECU 17 die transformierte Folgefahrzeugposition (x_n, y_n, θ_n)₁ im Koordinatensystem des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug) als die zweiten Spurdaten T2 in der Speichereinrichtung 22. Die zweiten Spurdaten T2 werden zu dem nachfolgenden "n + 1"-ten Fahrzeug durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikation übertragen und in dem Prozeß in Block B104 durch die Automatikfahr-ECU 17 des "n+1"-ten Fahrzeugs verwendet.

Die Prozesse in den Blöcken B104 und B105 entsprechen der oben beschriebenen Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeug- Transformationseinrichtung D'.

Die Automatikfahr-ECU 17 berechnet den Versatz der Position des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) von der Spur des Führungsfahrzeugs 1' (erstes Fahrzeug), basierend auf der im Block B105 erhaltenen, in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem transformierten Folgefahrzeugposition (x_n, y_n, θ_n)₁ und den mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erhaltenen ersten Spurdaten T1 (x₁, y₁, θ₁)₁ des Führungsfahrzeugs 1'. Im Block B161 werden der Versatz (Querversatz: ΔY) bezüglich der Richtung orthogonal zur Bewegungsrichtung des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) sowie der Drehversatz (Winkelversatz: Δθ) in der Bewegungsrichtung des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) bezüglich der Bewegungsrichtung des Führungsfahrzeugs 1' berechnet. Im Block B162 wird der Versatz (Längsversatz: ΔX) in der Bewegungsrichtung des Folgefahrzeugs berechnet. Die Bewegungsspurdaten (x₁, y₁, θ₁)₁ des Führungsfahrzeugs entsprechen den Positionskoordinaten I101 des oben beschriebenen Führungsfahrzeugs.

Die Automatikfahr-ECU 17 berechnet den Grad des Lenkens basierend auf dem Querversatz ΔY und dem Winkelversatz Δθ, die im Block B161 berechnet wurden, gemäß dem in der Speichereinrichtung 22 gespeicherten Programm (Block B171). Gleichzeitig berechnet die Automatikfahr-ECU 17 die erforderlichen Ausmaße von Motor- und Bremsoperationen basierend auf dem Längsversatz ΔX, den Graden von Operationen des Fahrpedals 23 und der Bremse 26, die mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erhalten werden, sowie der Geschwindigkeit und Beschleunigung des Führungsfahrzeugs 1' (Blöcke B172 und B173).

Die Automatikfahr-ECU 17 überträgt den im Block B171 berechneten Grad des Lenkens zu der Lenk-ECU 16. Die Lenk-ECU 16 stellt das Lenkrad 28 durch Ansteuern des Lenkmotors 30 basierend auf dem übertragenen Grad des Lenkens ein.

Die Automatikfahr-ECU 17 überträgt das im Block B172 berechnete Ausmaß an Motoroperation zu der Kraftübertragungs-ECU 3. Die Kraftübertragungs- ECU 3 steuert den Motor 4 basierend auf dem übertragenen Grad an Motoroperation an. Die Automatikfahr-ECU 17 überträgt das im Block B173 berechnete Ausmaß des Bremsens zu der Brems-ECU 15. Die Brems-ECU 15 steuert die Bremse 26 basierend auf dem übertragenen Bremsausmaß.

Die Prozesse in den Blöcken B161, B162, B171, B172 und B173, die Steuerung des Lenkmotors 30 durch die Lenk-ECU 16, die Steuerung des Motors 4 durch die Kraftübertragungs-ECU 3 sowie die Steuerung der Bremse 26 durch die Brems-ECU 15 entsprechen daher der oben beschriebenen Fahrzeugsteuereinrichtung E'.

Fig. 14 ist ein Flußdiagramm, das im Detail den Prozeß im Block B104 zum Berechnen der Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug) zeigt.

Wie es in Fig. 14 gezeigt ist, wird basierend auf den mittels der Fahrzeug zu-Fahrzeug-Kommunikation erhaltenen zweiten Spurdaten T2 des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) sowie auf der Länge des Elektrofahrzeugs 1 die hintere Mittenposition (die Mitte des Reflektors 7) des vorausgehenden Fahrzeugs im Koordinatensystem des führenden Fahrzeugs (erstes Fahrzeug) berechnet, um die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ zu erhalten (Schritt S141). Diese Berechnungsergebnisse stehen in Beziehung zu dem {X'F(t2), Y'F(t2')} in der früheren Technik.

Nachfolgend wird die hintere Mittenposition (die Mitte des Reflektors 7) des Vorausfahrzeugs in dem Koordinatensystem des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) berechnet, basierend auf der im Block B103 berechneten Position (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)_n des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug), und auf der Länge des Elektrofahrzeugs 1. Diese Berechnungsergebnisse stehen in Beziehung zu dem {X'FB(t2), Y'FB(t2)} in der früheren Technik.

Basierend auf den mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erhaltenen Daten wird die Bewegungsrichtung des Vorausfahrzeugs ("n-1"- tes Fahrzeug) in dem in Fig. 14 gezeigten Prozeß berechnet, d. h. basierend auf zwei chronologisch kontinuierlichen Daten, welche die Berechnungs ergebnisse im Schritt S141 und die früheren Berechnungsergebnisse im Schritt S141 (10 ms früher) darstellen (entsprechend {X'F(t1), Y'F(t1)} in der früheren Technik) (Schritt S143). Die Berechnungsergebnisse stehen in Beziehung zu θ'F(t1,t2) in der früheren Technik.

Die Bewegungsrichtung des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) wird in dem in Fig. 13 gezeigten Prozeß berechnet basierend auf den mittels Radar erfaßten Daten, d. h. zwei chronologisch kontinuierlichen Daten, die die Berechnungsergebnisse im Schritt S142 und die früheren Berechnungs ergebnisse im Schritt S142 (10 ms früher) darstellen (entsprechend {X'FB(t1), Y'FB(t1)} in der früheren Technik) (Schritt S144). Die Berechnungsergebnisse stehen in Beziehung zu θ'FB(t1,t2) in der früheren Technik.

Die Differenz zwischen den in den Schritten S143 und S144 erhaltenen Bewegungsrichtungen wird berechnet. Dieses Berechnungsergebnis ist relevant für ΔθFB in der früheren Technik (Schritt S145).

Ein gewisser Prozentsatz (z. B. 5%) der Berechnungsergebnisse im Schritt S145 wird als die Differenz in der Richtung (Δθ)_n _→ _n-1 zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) verwendet (Schritt S146). Das Berechnungsergebnis im Schritt S145 wird nicht als solches verwendet, weil die Erfassungsergebnisse des Laserradars 6 Rauschkomponenten enthalten.

Basierend auf dem (Δθ)_n _→ _n-1 das in Schritt S146 als die Differenz verwendet wird, wird die hintere Mittenposition des Vorausfahrzeugs ("n-1"-Fahrzeug) (durch Radar erfaßt) in dem Koordinatensystem des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug), die im Schritt S142 berechnet wird, transformiert (gedreht) (Schritt S147).

Die Differenzen in der x- und y-Richtung zwischen dem Führungsfahrzeug und dem Folgefahrzeug werden berechnet basierend auf den Berechnungs ergebnissen im Schritt S147, auf der von der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikation erhaltenen hinteren Mittenposition des Vorausfahrzeugs im Koordinatensystem des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug) und auf der aus den mittels Radar erfaßten Daten erhaltenen hinteren Mittenposition des Vorausfahrzeugs im Koordinatensystem des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) (Schritt S148). Diese Berechnungsergebnissestehen in Beziehung zu dem ΔXFB und ΔYFB in der früheren Technik.

Ein gewisser Prozentsatz (z. B. 15%) der Berechnungsergebnisse im Schritt S148 werden als die Differenzen in der x- und y-Richtung (Δx, Δy)_n _→ _n-1 zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) verwendet (Schritt S149), und die Verarbeitung kehrt zurück. Die Berechnungsergebnisse in Schritt S148 werden nicht als solche verwendet, weil die Daten Rausch komponenten enthalten.

Gemäß der oben beschriebenen Prozedur wird die Berechnung der Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ _n-1 ((Δx, Δy, Δθ)_n-1 _→ ₁) zwischen dem Folgefahrzeug koordinatensystem und dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem im Block B104 beendet.

Fig. 15 zeigt Details der Umwandlung der Koordinaten des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) in die Werte im Koordinatensystem des Führungs fahrzeugs (erstes Fahrzeug).

Zunächst wird basierend auf dem (Δθ)_n _→ _n-1, das als die Differenz (Winkeltransformation) im Schritt S146 zwischen den Koordinatensystemen des Folgefahrzeugs und des Vorausfahrzeugs gesetzt wurde, die Folgefahrzeugposition (x_n, y_n, θ_n)_n im Folgefahrzeugkoordinatensystem transformiert (gedreht) (Schritt S151).

Basierend auf dem (Δx, Δy)_n _→ _n-1, das als die Differenz in der x- und y- Richtung in Schritt S149 zwischen den Koordinatensystemen gesetzt wurde, wird das Berechnungsergebnis in Schritt S151 transformiert (parallelverschoben) (Schritt S152).

Die gedrehten und parallelverschobenen Folgefahrzeugkoordinaten werden als die Koordinaten (x_n, y_n, θ_n)₁ des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) im Koordinatensystem des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug) gesetzt (Schritt S153), und die Verarbeitung kehrt zurück.

Wie es oben beschrieben ist, wenn das "n"-te Fahrzeug, welches das Folgefahrzeug 1" ist, das (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ im Block B104 berechnet, verwendet das automatische Folgebewegungssystem 10 (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)_n, welches durch die Automatikfahr-ECU 17 des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) berechnet wurde, sowie das (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)₁, welches in der Speichereinrichtung 22 des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) als die zweiten Spurdaten T2 gespeichert wurde. Da (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)_n und (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)₁ die Position des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) gemäß dem Koordinatensystem des "n"-ten Fahrzeugs und dem Koordinatensystem des ersten Fahrzeugs spezifizieren, kann durch Vergleichen dieser Werte die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ zwischen dem Führungsfahrzeug koordinatensystem und dem Folgefahrzeugkoordinatensystem direkt berechnet werden. Wenn die Differenz berechnet wird, ist es deshalb nicht notwendig, alle Differenzen zwischen Paaren von sequentiellen Fahrzeugen (Δx, Δy, Δθ)₂ _→ ₁, (Δx, Δy, Δθ)₃ _→ ₂, (Δx, Δy, Δθ)₄ _→ ₃,. . . (Δx, Δy, Δθ)_n-1 _→ _n-2 zu addieren, wodurch die Berechnungsbelastung reduziert wird.

Außerdem sind die von dem vorausgehenden Fahrzeug ("n-1"-tes Fahrzeug) zu dem nachfolgenden Fahrzeug ("n"-tes Fahrzeug) durch die Fahrzeug-zu- Fahrzeug-Kommunikation zu übertragenden Informationen lediglich das (x_n-1, y_n-1, θ_n-1)₁ in den zweiten Spurdaten T2 des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug). Deshalb ist es nicht notwendig, die Differenzen zwischen Paaren von sequentiellen Fahrzeugen (Δx, Δy, Δθ)₂ _→ ₁, (Δx, Δy, Δθ)₃ _→ ₂, (Δx, Δy, Δθ)₄ _→ ₃, . . . (Δx, Δy, Δθ)_n-1 _→ _n-2 zu erhalten, wodurch die Belastung für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und für die CPUs reduziert wird und eine rasche Steuerung ermöglicht wird.

Zudem wird die Position des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) im Koordinatensystem des führenden Fahrzeugs (erstes Fahrzeug), die zum Berechnen der Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ im Block B104 verwendet wird, basierend auf der Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n-1 _→ ₁ erzeugt, die durch das vorausgehende Fahrzeug ("n-1"-tes Fahrzeug) im Block B105 berechnet wurde.

Wenn der Prozeß im Block B104 durch eine Funktion "f" repräsentiert wird, so läßt sich die Berechnung ausdrücken durch:

(Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ = f {(x_n-1, y_n-1, θ_n-1)₁} (2-1)

Wenn der Prozeß im Block B105 durch eine Funktion "g" repräsentiert wird, so wird im Vorausfahrzeug ("n-1"-tes Fahrzeug) im Block B105 die folgende Berechnung durchgeführt:

(x_n-1, y_n-1, y_n-1, θ_n-1)₁ = g{(Δx, Δy, Δθ)_n-1 _→ ₁} (2-2)

Aus den Formeln (2-1) und (2-2) folgen die folgenden Formeln:

(Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ = g.f{(Δx, Δy, Δθ)_n-1 _→ ₁} (2-3)

Gemäß der Formel (2-3) wird die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ zwischen dem Koordinatensystem des Folgefahrzeugs ("n"-tes Fahrzeug) und des Koordinatensystems des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug) erzeugt basierend auf der Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n-1 _→ ₁ zwischen dem Koordinatensystem des Vorausfahrzeugs ("n-1"-tes Fahrzeug) und dem Koordinatensystem des Führungsfahrzeugs (erstes Fahrzeug). Entsprechend, da die Formel (2-3) sukzessive durch die vorderen Fahrzeuge gerechnet wird, basiert die Differenz (Δx, Δy, Δθ)_n _→ ₁ auf den Differenzen (Δx, Δy, Δθ)₂ _→ ₁, (Δx, Δy, Δθ)₃ _→ ₁, (Δx, Δy, Δθ)₄ _→ ₁,. . . (Δx, Δy, Δθ)_n-1 _→ ₁, die bei der Umwandlung der jeweiligen Fahrzeugpositionen in das Koordinatensystem des Führungsfahrzeugs durch das Folgefahrzeug und die Fahrzeuge vor dem Folgefahrzeug verwendet wurden. Gemäß dem automatischen Folgebewegungssystem 10 sind die Differenzen, welche die jeweiligen Fahrzeuge zum Umwandeln ihrer Positionen in die Koordinaten des Führungsfahrzeugkoordinatensystems verwenden, nicht asynchron, und die Transformationen durch die jeweiligen Fahrzeuge sind deshalb genau.

Zusammenfassend erlaubt das automatische Folgebewegungssystem der vorliegenden Erfindung eine Reihenbewegung mit einem führenden Fahrzeug und einer Mehrzahl von nachfolgenden Fahrzeugen, die dem führenden Fahrzeug automatisch folgen. Die Fahrzeuge umfassen jeweils: eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung zum Kommunizieren mit den anderen Fahrzeugen und einen Eigenpositionsdetektor zum Erfassen der Position desjenigen Fahrzeugs, an welchem dieser vorgesehen ist, im Eigenkoordinatensystem, welches in dem Fahrzeug gespeichert ist. Die nachfolgenden Fahrzeuge umfassen jeweils: einen Vorausfahrzeug positionsdetektor zum Erfassen der Position eines vorausgehenden Fahrzeugs vor dem in der Reihe nachfolgenden Fahrzeug in dem Koordinatensystem des nachfolgenden Fahrzeugs; eine Folgefahrzeug position-Transformationseinrichtung zum Transformieren der Folgefahrzeugpositionsinformationen von dem Koordinatensystem des nachfolgenden Fahrzeugs in das Koordinatensystem des führenden Fahrzeugs, basierend auf durch den Vorausfahrzeugpositionsdetektor erfaßten Vorausfahrzeugpositionsinformationen in dem Koordinatensystem des nachfolgenden Fahrzeugs, auf durch den Eigenpositionsdetektor erfaßten Folgefahrzeugpositionsinformationen in dem Koordinatensystem des nachfolgenden Fahrzeugs und auf mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikationseinrichtung übertragenen Informationen, welche die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem des vorausgehenden Fahrzeugs und dem Koordinatensystem des führenden Fahrzeugs repräsentieren; eine Fahrzeugsteuereinrichtung für ein Antreiben des nachfolgenden Fahrzeugs in einer Weise, bei der es dem führenden Fahrzeug folgt, basierend auf der Transformation durch die Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeugposition-Koordinatensystem- Transformationseinrichtung und auf der Position des führenden Fahrzeugs.

Diese Erfindung kann in anderen Formen verwirklicht oder in anderen Weisen ausgeführt werden, ohne deren Erfindungsgedanken zu verlassen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind deshalb in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht einschränkend zu betrachten, wobei der Rahmen der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche angegeben wird und alle Modifikationen davon umfaßt sein sollen, die in die Bedeutung und den Äquivalenzbereich davon fallen.

Claims

1. Automatisches Folgebewegungssystem, welches eine Reihen bewegung mit einem führenden Fahrzeug (1') und einer Mehrzahl von nachfolgenden Fahrzeugen (1") erlaubt, die dem führenden Fahrzeug automatisch folgen, wobei die Fahrzeuge jeweils umfassen:
eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung (31) zum Kommunizieren mit den anderen Fahrzeugen; und
einen Eigenpositionsdetektor (B2) zum Erfassen der Position des Fahrzeugs, an welchem dieser vorgesehen ist, in dem Eigenkoordinatensystem, das in dem Fahrzeug gespeichert ist,
und wobei die nachfolgenden Fahrzeuge jeweils umfassen:
einen Vorausfahrzeugpositionsdetektor (B3) zum Erfassen der Position eines vorausgehenden Fahrzeugs in der Reihe vor dem nachfolgenden Fahrzeug in dem Koordinatensystem des nach folgenden Fahrzeugs;
eine Folgefahrzeugpositionstransformationseinrichtung (B4, B5, B6, B104, B105) zum Transformieren der Folgefahrzeugpositions informationen von dem Folgefahrzeugkoordinatensystem in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem, basierend auf durch den Vorausfahrzeugpositionsdetektor erfaßten Vorausfahrzeugpositions informationen in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem, auf durch den Eigenpositionsdetektor erfaßten Folgefahrzeugpositionsinformationen in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem, und auf von dem vorausgehenden Fahrzeug mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikationseinrichtung übertragenen Informationen, welche die Beziehung zwischen dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem und dem Führungsfahrzeugkoordinatensystem repräsentieren;
eine Fahrzeugsteuereinrichtung (B71, B72, B81, B82, B83, B 106, B107) zum Betreiben des nachfolgenden Fahrzeugs derart, daß es dem führenden Fahrzeug folgt, basierend auf der Transformation durch die Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeugposition- Koordinatensystem-Transformationseinrichtung und auf der Position des führenden Fahrzeugs.

2. Automatisches Folgebewegungssystem nach Anspruch 1, wobei die Folgefahrzeugpositionstransformationseinrichtung umfaßt:
eine Folgefahrzeugposition-zu-Vorausfahrzeug-Koordinatensystem- Transformationseinrichtung (B4, B5) zum Transformieren der Folgefahrzeugpositionsinformationen von dem Folgefahrzeug koordinatensystem in das Vorausfahrzeugkoordinatensystem, basierend auf durch den Vorausfahrzeugpositionsdetektor erfaßten Vorausfahrzeugpositionsinformationen in dem Folgefahrzeug koordinatensystem, auf durch den Eigenpositionsdetektor erfaßten Folgefahrzeugpositionsinformationen in dem Folgefahrzeug koordinatensystem und auf durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikationseinrichtung übertragenen Vorausfahrzeug positionsinformationen in dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem; und
eine Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeug-Koordinatensystem- Transformationseinrichtung (B6) zum Transformieren der Folgefahrzeugpositionsinformationen, die in das Vorausfahrzeug koordinatensystem transformiert wurden, in das Führungsfahrzeug koordinatensystem, basierend auf der durch die Fahrzeug-zu- Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung übertragenen Transformation in dem vorausgehenden Fahrzeug in das Führungsfahrzeug koordinatensystem, wenn das vorausgehende Fahrzeug nicht das führende Fahrzeug ist.

3. Automatisches Folgebewegungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Folgefahrzeugpositionstransformationseinrichtung umfaßt:
eine Differenzberechnungseinrichtung (S45, S48) zum Berechnen von Differenzen in der Bewegungsrichtung und in der x- und y-Richtung zwischen dem Folgefahrzeugkoordinatensystem und dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem; und
eine erste Transformationseinrichtung (S51 bis S53) zum Transformieren der Folgefahrzeugpositionsinformationen von dem Folgefahrzeugkoordinatensystem in das Vorausfahrzeug koordinatensystem, basierend auf den Differenzen zwischen dem Folgefahrzeugkoordinatensystem und dem Vorausfahrzeug koordinatensystem, die durch die Differenzberechnungseinrichtung des nachfolgenden Fahrzeugs berechnet werden; und
eine zweite Transformationseinrichtung (S61 bis S63) zum Transformieren der Folgefahrzeugpositionsinformationen von dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem in das Führungsfahrzeug koordinatensystem, basierend auf den Differenzen zwischen dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem und dem Führungsfahrzeug koordinatensystem, die durch die Differenzberechnungseinrichtung des vorausgehenden Fahrzeugs berechnet und mittels der Fahrzeug- zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung zu dem nachfolgenden Fahrzeug übertragen wurden.

4. Automatisches Folgebewegungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Folgefahrzeugpositionstransformationseinrichtung umfaßt:
eine Folgefahrzeugposition-zu-Führungsfahrzeug-Koordinatensystem- Transformationseinrichtung (B104, B105) zum Transformieren der Folgefahrzeugpositionsinformationen von dem Folgefahrzeug koordinatensystem in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem, basierend auf Vorausfahrzeugpositionsinformationen, welche durch das vorausgehende Fahrzeug in das Führungsfahrzeug koordinatensystem transformiert und durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikationseinrichtung übertragen wurden, auf durch den Vorausfahrzeugpositionsdetektor erfaßten Vorausfahrzeug positionsinformationen in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem und auf durch den Eigenpositionsdetektor erfaßten Folgefahrzeug positionsinformationen in dem Folgefahrzeugkoordinatensystem.

5. Automatisches Folgebewegungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Folgefahrzeugpositionstransformationseinrichtung umfaßt:
eine Differenzberechnungseinrichtung (S145, S148) zum Berechnen von Differenzen in der Bewegungsrichtung und in der x- und y- Richtung zwischen dem Folgefahrzeugkoordinatensystem und dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem, welche durch das vorausgehende Fahrzeug in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem transformiert wurden; und
eine Transformationseinrichtung (S151 bis S153) zum Transformieren der Folgefahrzeugpositionsinformationen von dem Folgefahrzeug koordinatensystem in das Führungsfahrzeugkoordinatensystem basierend auf den durch das nachfolgende Fahrzeug berechneten Differenzen zwischen dem Folgefahrzeugkoordinatensystem und dem Vorausfahrzeugkoordinatensystem.

6. Automatisches Folgebewegungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Differenzberechnungseinrichtung (S46, S49, S146, S149) einen gewissen Prozentsatz der Berechnungsergebnisse als die Differenzen in der Bewegungsrichtung verwendet.

7. Automatisches Folgebewegungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Differenzberechnungseinrichtung (S46, S49, S146, S149) einen gewissen Prozentsatz der Berechnungsergebnisse als die Differenzen in der x- und y-Richtung verwendet.

8. Automatisches Folgebewegungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jedes der Fahrzeuge (1) die Stelle eines im Boden eingegrabenen Magnetnagels vor dem Starten als Ursprung seines Koordinatensystems setzt.

9. Automatisches Folgebewegungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Zeitgeber in den jeweiligen Elektrofahrzeugen zurück gesetzt und synchronisiert werden, wenn die Kommunikation durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung eröffnet wird.