JP2001006100A - 自動追従走行システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各車両における計算処理負荷の軽減化および
通信バッファ容量の削減。 【解決手段】 後続車は、前走車の自車座標系における
位置情報を検出する前走車位置検出手段Ｃと、自車座標
系における前走車の位置情報、自車座標系における自車
位置情報と、車々間通信により送信された前走車座標系
における前走車位置情報Ｉ１とに基づいて、自車位置情
報を自車座標系から前走車座標系に補正する前走車座標
系自車位置補正手段Ｄと、前走車座標系に補正後の自車
位置情報を先導車座標系に補正する先導車座標系自車位
置補正手段Ｅと、先導車座標系自車位置補正手段による
補正結果及び先導車の位置情報Ｉ３に基づいて自車を先
導車に追従走行させる車両制御手段Ｆとを備え、先導車
座標系自車位置補正手段Ｅは、車々間通信により送信さ
れた前走車における先導車座標系への補正量Ｉ２に基づ
いて、前走車座標系における自車位置情報を先導車座標
系に補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、縦列させた複数の
車両のうち、先頭に位置する先導車を運転手により運転
させるとともに、先導車の後方に位置する後続車を、先
導車に対し自動追従させて隊列走行させる自動追従走行
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、一定地域内において小型
の電気自動車を複数の利用者により共有することによ
り、車両の効率的な利用を図り、これにより、渋滞や駐
車場不足等を解消するとともに、資源・エネルギーの節
約や大気汚染の改善等を図るシステムが提案されてい
る。

【０００３】すなわち、限られた地域内にポートと呼ば
れる専用パーキングを数カ所設置し、このポートから、
利用者が車両を自由に借り出せるようにし、さらに、車
両の使用後には、車両をこのポートに返却できるように
する。これにより、利用者が必要なときのみ車両を利用
することができるようになる。また、ポートの数が多け
れば、駐車場を探したり、路上駐車をする必要が無く、
渋滞を解消することができる。

【０００４】しかしながら、このようなシステムにおい
ては、ポートの設置場所などにより、一部のポートに車
両が集中し、他のポートにおいては、車両が過疎状態と
なることが懸念される。

【０００５】そこで、ポート間における車両の不均衡を
容易に解消することができるように、複数の車両を、ポ
ート間で効率的に移動させるための技術が提案されてい
る（例えば、特開平５−１７０００８号参照）。この技
術においては、縦列させた複数の車両のうち、先頭に位
置する先導車のみを運転手により有人運転し、後続車
を、先導車から送信された先導車の運転操作量データに
基づき自動運転制御するようにしている。これにより、
後続車は、先導車と同一の軌跡をトレースするように運
転制御され、結果として、一連の車両が先導車を先頭と
して隊列を形成しつつ走行する状態（隊列走行）が実現
される。このとき、後続車は、自動運転制御されるため
に、無人運転が可能となり、省人化を図ることができ
る。

【０００６】このように隊列走行を行う場合、後続車
は、単純に、その走行軌跡が先導車の走行軌跡と一致す
るように、自車のアクセル、ブレーキ、ステアリングを
制御すればよいように考えられる。しかし、たとえ、先
導車と後続車が、同一車種であっても、路面状況の違
い、走行性能のばらつき、走行制御を行う際に使用する
各種センサにおける誤差等により、それぞれの車両がそ
の走行軌跡を特定するために保有している座標系が、徐
々にずれていってしまうこととなる。このような場合、
先導車と同一軌跡をトレースする制御がいかに正確であ
っても、座標系のずれ量により実際の走行軌跡が、先導
車−後続車間で異なってしまうという問題が生じる。

【０００７】このような問題を解決するために、この座
標系のずれ量を、各車両間にオープンした通信回線（以
下、車車間通信という。）によって得られた先導車の軌
跡情報と、自身で得たレーダ情報とに基づいて算出し、
自車の軌跡（位置）情報を、先導車の保有する座標系に
おける軌跡情報として補正することにより、あたかも全
ての車両が、同一の座標系で走行しているように制御を
行う技術が提案されている。

【０００８】以下、後続車の軌跡情報を、先導車が保有
する座標系における軌跡情報として補正するための技術
を説明する。ここに、先導車および後続車は、図８にお
いて示されるような電動車両１によって構成されるもの
とする。すなわち、電動車両１は、バッテリ２からの電
力が、パワートレインＥＣＵ３により制御されるモータ
４に供給され、モータ４の回転により車輪５を回転させ
て走行するようになっている。

【０００９】また、電動車両１は、図８に示すように、
そのフロントバンパーの中央に、広角操作可能なレーザ
ーレーダー６が取り付けられ、リアバンパーの中央に、
後続車のレーザーレーダー６から発射されるレーザー電
波を反射するために鏡面処理が施されたプレートからな
るリフレクタ７が取り付けられた構成となっている。

【００１０】この電動車両１を隊列走行させた場合、後
続車は、そのレーザーレーダー６により、直前に位置す
る車両のリフレクタ７をリアルタイムに捕捉することが
でき、これにより、後続車を基準とした当該後続車の直
前車両の位置（車間距離）と方位とをリアルタイムに検
出することができる。

【００１１】また、電動車両１には、図示しないスピー
ドセンサおよびヨーレートセンサが設けられており、こ
れらセンサの検出値に基づき、自車の保有する座標系内
における自車位置および自車の進行方向ならびに自車の
走行軌跡を把握できるようになっている。

【００１２】さらに、電動車両１のルーフには、電動車
両１同士の間において無線通信（車車間通信）を行うた
めの車車アンテナ８が設けられている。この車車アンテ
ナ８を用いて車車間通信を行うことにより、各車両は、
他車両の位置および走行軌跡（当該他車両が保有する座
標系内における当該他車両の位置および走行軌跡）を把
握できるようになっている。なお、各車両の座標系は、
例えば、電動車両１のポートうちの特定箇所を原点とす
るように、初期化されている。

【００１３】このような構成の電動車両１を、図９に示
すように、先導車１’と後続車１”との２台で隊列走行
させたとする。この場合、図９に示すように、 ｆＢ：後続車１”における重心位置Ｇ２からレーザーレ
ーダー６の取付位置まで の距離、ｂＦ：先行車１’における重心位置Ｇ１からレ
ーザー計測点であるリフレクタ７までの距離、 Ｌｘ（ｔ１）：時刻ｔ１での後続車１”のレーザレーダ
ー６と先行車１’のリフレクタ７との間の距離における
後続車１”の進行方向成分、 Ｌｙ（ｔ１）：時刻ｔ１での後続車１”のレーザレーダ
ー６と先行車１’のリフレクタ７との間の距離における
後続車１”の進行方向に直角な車幅方向の成分、と定義
し、さらに、各種符号を ＧＦ：先行車の座標系、 ＧＢ：後続車の座標系、 ＸＦ（ｔ１）：時刻ｔ１でのＧＦ座標系における先導車
１’の重心位置のＸ座標、 ＹＦ（ｔ１）：時刻ｔ１でのＧＦ座標系における先導車
１’の重心位置のＹ座標、 θＦ（ｔ１）：時刻ｔ１でのＧＦ座標系における先導車
１’のヨー角度、 ＸＢ（ｔ１）：時刻ｔ１でのＧＢ座標系における後続車
１”の重心位置のＸ座標、 ＹＢ（ｔ１）：時刻ｔ１でのＧＢ座標系における後続車
１”の重心位置のＹ座標、 θＢ（ｔ１）：時刻ｔ１でのＧＢ座標系における後続車
１”のヨー角度、と定義すると、時刻ｔ１でのＧＦ座標
系における先導車１’のレーダ計測点（リフレクタ７）
の座標｛Ｘ’Ｆ（ｔ１），Ｙ’Ｆ（ｔ１）｝は、これら
符号を用いて、 Ｘ’Ｆ（ｔ１）＝ＸＦ（ｔ１）−ｂＦ×ｃｏｓθＦ（ｔ
１） Ｙ’Ｆ（ｔ１）＝ＹＦ（ｔ１）−ｂＦ×ｃｏｓθＦ（ｔ
１） と表すことができる。また、同様に時刻ｔ１でのＧＢ座
標系における先導車１’のレーダ計測点（リフレクタ
７）の座標｛Ｘ’ＦＢ（ｔ１），Ｙ’ＦＢ（ｔ１）｝
は、 Ｘ’ＦＢ（ｔ１）＝ＸＢ（ｔ１）＋｛Ｌｘ（ｔ１）＋ｆ
Ｂ｝×ｃｏｓθＢ（ｔ１）−Ｌｙ（ｔ１）×ｓｉｎθＢ
（ｔ１） Ｙ’ＦＢ（ｔ１）＝ＹＢ（ｔ１）＋｛Ｌｘ（ｔ１）＋ｆ
Ｂ｝×ｓｉｎθＢ（ｔ１）＋Ｌｙ（ｔ１）×ｃｏｓθＢ
（ｔ１） と表すことができる。

【００１４】さらに、時刻ｔ１から一定時間経過後の時
刻ｔ２における先導車１’のレーダ計測点（リフレクタ
７）のＧＦ座標系およびＧＢ座標系における座標｛Ｘ’
Ｆ（ｔ２），Ｙ’Ｆ（ｔ２）｝および｛Ｘ’ＦＢ（ｔ
２），Ｙ’ＦＢ（ｔ２）｝（図１０参照）は、同様に、 Ｘ’Ｆ（ｔ２）＝ＸＦ（ｔ２）−ｂＦ×ｃｏｓθＦ（ｔ
２） Ｙ’Ｆ（ｔ２）＝ＹＦ（ｔ２）−ｂＦ×ｃｏｓθＦ（ｔ
２） Ｘ’ＦＢ（ｔ２）＝ＸＢ（ｔ２）＋｛Ｌｘ（ｔ２）＋ｆ
Ｂ｝×ｃｏｓθＢ（ｔ２）−Ｌｙ（ｔ２）×ｓｉｎθＢ
（ｔ２） Ｙ’ＦＢ（ｔ２）＝ＹＦ（ｔ２）＋｛Ｌｘ（ｔ２）＋ｆ
Ｂ｝×ｓｉｎθＢ（ｔ２）＋Ｌｙ（ｔ２）×ｃｏｓθＢ
（ｔ２） と表すことができる。

【００１５】今、図１０に示すように、先導車１’のレ
ーダ計測点（リフレクタ７）の時刻ｔ１における位置Ａ
と、時刻ｔ２における位置Ｂとを結ぶ直線Ｌを考える
と、位置ＡのＧＦ座標系における座標は｛Ｘ’Ｆ（ｔ
１），Ｙ’Ｆ（ｔ１）｝と、位置ＢのＧＦ座標系におけ
る座標は｛Ｘ’Ｆ（ｔ２），Ｙ’Ｆ（ｔ２）｝と表すこ
とができるので、直線ＬとＸＦ軸とのなす角をθ’Ｆ
（ｔ１，ｔ２）とすると、 θ’Ｆ（ｔ１，ｔ２）＝ａｒｃｔａｎ［｛Ｘ’Ｆ（ｔ
２）−Ｘ’Ｆ（ｔ１）｝／｛Ｙ’Ｆ（ｔ２）−Ｙ’Ｆ
（ｔ１）｝ と表すことができる。

【００１６】同様に、直線ＬをＧＢ座標系上において考
えた場合には、位置Ａ（図１０参照）の座標を、｛Ｘ’
ＦＢ（ｔ１），Ｙ’ＦＢ（ｔ１）｝と、位置Ｂの座標
を、｛Ｘ’ＦＢ（ｔ２），Ｙ’ＦＢ（ｔ２）｝と表すこ
とができるため、直線ＬとＸＢ軸とのなす角をθ’ＦＢ
（ｔ１，ｔ２）とすると、 θ’ＦＢ（ｔ１，ｔ２）＝ａｒｃｔａｎ［｛Ｘ’ＦＢ
（ｔ２）−Ｘ’ＦＢ（ｔ１）｝／｛Ｙ’ＦＢ（ｔ２）−
Ｙ’ＦＢ（ｔ１）｝］ と表すことができる。

【００１７】二つの座標系からみた直線Ｌは、元々同一
のものであるので、ＧＢ座標系から見たＧＦ座標系の回
転角をΔθＦＢとすると、 ΔθＦＢ＝θ’ＦＢ（ｔ１，ｔ２）−θ’Ｆ（ｔ１，ｔ
２） と表すことができる。また、ＧＢ座標系から見たＧＦ座
標系原点の位置Ｘ座標をΔＸＦＢ、ＧＢ座標系から見た
ＧＦ座標系原点の位置Ｙ座標をΔＹＦＢとおくと、 ΔＸＦＢ＝Ｘ’ＦＢ（ｔ２）−Ｘ’Ｆ（ｔ２）×ｃｏｓ
ΔθＦＢ−Ｙ’Ｆ（ｔ２）×ｓｉｎΔθＦＢ ΔＹＦＢ＝Ｙ’ＦＢ（ｔ２）−Ｘ’Ｆ（ｔ２）×ｓｉｎ
ΔθＦＢ−Ｙ’Ｆ（ｔ２）×ｃｏｓΔθＦＢ と表すことができる。

【００１８】以上のように、先導車１’と後続車１”と
の座標系の偏差である｛ΔＸＦＢ，ΔＹＦＢ，ΔθＦ
Ｂ｝を、先導車１’の保有する座標系における先導車
１’の位置座標：（ＸＦ，ＹＦ，θＦ）、後続車１”の
保有する座標系における後続車１”の位置座標（ＸＢ，
ＹＢ，θＢ）、およびレーザー情報であるＬｘ，Ｌｙに
基づいて表現することができる。これにより、後続車
１”は、自車の保有する座標系における自車位置および
進行方向、先導車１’の保有する座標系における先導車
１’の位置、ならびに、レーザーレーダー６により検出
された先導車１’の距離および方向に基づいて、先導車
１’と後続車１”との座標系の偏差を求め、さらに、後
続車１”の軌跡情報に、この偏差を加味することによ
り、後続車１”の軌跡情報を先導車１’が保有する座標
系における軌跡情報として補正することができる。

【００１９】また、以上の例は、先導車１’および後続
車１”が各１台ずつ存在する場合の例であるが、後続車
１”が複数台あるときには、同様の式により、各車両ご
とに直前の前走車の保有する座標系と自車の保有する座
標系との偏差を求めることができることから、これら座
標系間のずれ量を先導車１’側から順に累積していけ
ば、先導車１’と各後続車１”との間の座標系の偏差を
算出していくことができる。これにより、各後続車１”
は、算出された偏差を用いて、その軌跡（位置）情報
を、先導車１’の保有する座標系における軌跡情報とし
て補正することが可能となる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した技
術によれば、座標系同士の偏差（ずれ量）は、各車両と
その直前の前走車との関係においてのみ直接的に求めら
れるものであるから、ある後続車１”の前に前走車が例
えばｎ台存在するとすると、直接的に求めることのでき
る座標系同士のずれ量は、ｎ個となる。

【００２１】例えば、図１１は、４台の電動車両１が隊
列走行する場合を模式的に示したものであるが、この場
合に、上述の手法により直接的に求めることのできる座
標系同士のずれ量は、 先導車１’（以下、１号車という。）とその直後に
位置する後続車１”（以下、２号車という。）との座標
系のずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）₂→₁ ２号車とその直後に位置する後続車（以下、３号車
という）との座標系のずれ量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）₃
→₂ ３号車とその直後に位置する後続車（以下、４号車
という）との座標系のずれ量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）₄
→₃ の計３つとなる。ここに、（Δｘ，Δｙ，Δθ）_m→
_nは、ｍ号車とｎ号車との座標系のずれ量（ｘ方向、ｙ
方向、回転方向）を表す。

【００２２】したがって、４号車の保有する座標系と１
号車の保有する座標系とのずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）
₄→₁を求めるためには、上記からの３つの値を累積
させなければならない。

【００２３】このとき、正確に（Δｘ，Δｙ，Δθ）₄
→₁の値を求めるには、上記からの値が、同じタイ
ミングにおいて得られたデータに基づいて算出されてい
る必要がある。つまり、各車両間における座標系のずれ
量は時刻毎に変化しているので、ある時刻ｔにおける４
号車と１号車との座標系のずれ量を正確に特定するに
は、このずれ量に含まれる上記からの値が時刻ｔと
同期している、すなわち、同一時刻ｔにおいて得られた
データに基づいている必要があるわけである。なお、３
号車と１号車との座標系のずれ量：（Δｘ，Δｙ，Δ
θ）₃→₁を算出する場合、あるいは、４号車より後方に
さらにｎ号車が存在するときに１号車と各車両と座標系
のずれ量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁を算出する場合に
ついても、同様のことが言える。

【００２４】このようなデータの非同期性の問題を回避
するために、従来、１号車とｎ号車との座標系のずれ量
を算出する際に、ｎ号車は、ｎ号車の前方を走行する２
号車，３号車，…，ｎ−１号車において座標系のずれを
補正する際に用いたずれ量を車車間通信を介して直前の
前走車から受信し、これらずれ量を、自車において得ら
れたｎ−１号車〜ｎ号車間の座標系のずれ量とともに加
算生成し、これにより、所望のずれ量（１号車とｎ号車
との座標系のずれ量）を算出するようにしていた。

【００２５】具体的には、図１１に示すように４台の車
両が隊列走行する場合には、各車両は、以下のようにし
て所望のずれ量を算出するようにしていた。なお、以下
の式において、（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_mとは、ｎ号車の位置
座標および進行方位をｍ号車の保有する座標系において
表したことを示す。

【００２６】まず、２号車の位置座標を１号車の座標系
に変換した値：（ｘ₂，ｙ₂，θ₂）₁を求めるには、２号
車は、 （ｘ₂，ｙ₂，θ₂）₁＝（ｘ₂，ｙ₂，θ₂）₂＋（Δｘ，Δ
ｙ，Δθ）₂→₁ を計算すればよい。この場合には、２号車は、自車にお
いて得られた情報（すなわち、自車の保有する座標系に
おける自車位置および進行方位、ならびに、自車と前走
車との間の座標系のずれ量）のみに基づいて、自車座標
を１号車の保有する座標系における値に変換することが
できる。

【００２７】ところが、３号車の位置座標を１号車の座
標系に変換した値：（ｘ₃，ｙ₃，θ ₃）₁を求めるには、
３号車は、 （ｘ₃，ｙ₃，θ₃）₁＝（ｘ₃，ｙ₃，θ₃）₃＋（Δｘ，Δ
ｙ，Δθ）₃→₁ を計算しなければならない。

【００２８】この場合、（Δｘ，Δｙ，Δθ）₃→₁の値
は、レーザ情報等に基づいて直接的に算出することがで
きないため、３号車は、自車座標における自車位置およ
び進行方位：（ｘ₃，ｙ₃，θ₃）₃に、自車において算出
した２号車と３号車との座標系のずれ量：（Δｘ，Δ
ｙ，Δθ）₃→₂を加算して、２号車の保有する座標系に
おける自車（３号車）の位置および進行方位：（ｘ₃，
ｙ₃，θ₃）₂をいったん算出し、さらに、その算出され
た値に、２号車と１号車との座標系のずれ量を加算して
（ｘ₃，ｙ₃，θ₃）₁の値を求めるようにしている。すな
わち、 （ｘ₃，ｙ₃，θ₃）₂＝（ｘ₃，ｙ₃，θ₃）₃＋（Δｘ，Δｙ，Δθ）₃→₂ これにより、 （ｘ₃，ｙ₃，θ₃）₁＝（ｘ₃，ｙ₃，θ₃）₂＋（Δｘ，Δｙ，Δθ）₂→₁ ＝（ｘ₃，ｙ₃，θ₃）₃＋（Δｘ，Δｙ，Δθ）₃→₂＋（Δ ｘ，Δｙ，Δθ）₂→₁

【００２９】同様に、４号車の位置座標および進行方位
を１号車の座標系に変換した値：（ｘ₄，ｙ₄，θ₄）₁を
求めるには、 （ｘ₄，ｙ₄，θ₄）₁＝（ｘ₄，ｙ₄，θ₄）₂＋（Δｘ，Δｙ，Δθ）₂→₁ ＝（ｘ₄，ｙ₄，θ₄）₃＋（Δｘ，Δｙ，Δθ）₃→₂＋（Δ ｘ，Δｙ，Δθ）₂→₁ ＝（ｘ₄，ｙ₄，θ₄）₄＋（Δｘ，Δｙ，Δθ）₄→₃＋（Δ ｘ，Δｙ，Δθ）₃→₂＋（Δｘ，Δｙ，Δθ）₂→₁

【００３０】これらの式から理解されるように、後ろに
行けば行くほど、各後続車１”の保有する座標系におけ
る当該後続車１”の現在位置を先導車１’の座標系にお
ける値に変換するための式は、項数が多くなり、このた
め、後方の後続車１”においては、計算処理負荷が著し
く増大することとなる。

【００３１】また、上述したようなデータの非同期性の
問題を回避するためには、各後続車１”において補正の
際に利用する座標系間のずれ量に関する情報は、なるべ
く前走車が自車の現在位置を補正する際に使用したもの
と同一のものを使用したいが、このような情報をすべて
車車間通信によって前走車から得るとすると、２号車か
ら３号車へ送信すべき情報は、（Δｘ，Δｙ，Δθ）₂
→₁のみであるのに対し、３号車から４号車へ送信すべ
き情報は、（Δｘ，Δｙ，Δθ）₂→₁，および（Δｘ，
Δｙ，Δθ）₃→₂の二つとなり、さらに後方のｎ号車に
おいては、ｎ−１個の情報を車車間通信により送信しな
ければならなくなる。したがって、多数の車両を用いて
隊列走行を行う場合には、車車間通信の通信バッファ容
量を著しく大きくしなければならず、各車両に搭載され
たＣＰＵの負担が増大するとともに、迅速な制御が困難
なものとなってしまう。

【００３２】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、各車両における計算処理負荷を軽減すると
ともに、通信バッファ容量を削減し、これにより、ＣＰ
Ｕ等の負担を軽減して、迅速な制御を行いうるようなシ
ステムを提供することを課題とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては以下の手段を採用した。すなわち、
請求項１記載の自動追従走行システムは、縦列させた複
数の車両（例えば、実施の形態における電動車両１，
…）のうち、先頭に位置する先導車（例えば、実施の形
態における先導車１’）に対して後続車（例えば、実施
の形態における後続車１”）を自動追従させて隊列走行
させる自動追従走行システム（例えば、実施の形態にお
ける自動追従走行システム１０）であって、前記各車両
は、他の車両と通信を行うための車々間通信手段（例え
ば、実施の形態における通信ユニット３１）と、自車の
保有する自車座標系における自車位置情報を検出する自
車位置検出手段（例えば、実施の形態での自動運転ＥＣ
Ｕ１７によるブロックＢ２の処理）とを有するととも
に、前記後続車は、隊列走行時に直前を走行する前走車
の自車座標系における位置情報を検出する前走車位置検
出手段（例えば、実施の形態での自動運転ＥＣＵ１７に
よるブロックＢ３の処理）と、該前走車位置検出手段に
よって検出された自車座標系における前走車の位置情報
と、前記自車位置検出手段によって検出された自車座標
系における自車位置情報と、車々間通信により送信され
た前走車座標系における前走車位置情報とに基づいて、
自車位置情報を自車座標系から前走車座標系に補正する
前走車座標系自車位置補正手段（例えば、実施の形態で
の自動運転ＥＣＵ１７によるブロックＢ４およびＢ５の
処理）と、前走車が先導車でない場合に、前走車座標系
に補正後の自車位置情報を先導車座標系に補正する先導
車座標系自車位置補正手段（例えば、実施の形態での自
動運転ＥＣＵ１７によるブロックＢ６の処理）と、該先
導車座標系自車位置補正手段による補正結果及び先導車
の位置情報に基づいて自車を先導車に追従走行させる車
両制御手段（例えば、実施の形態での自動運転ＥＣＵ１
７によるブロックＢ７１，Ｂ７２，Ｂ８１，Ｂ８２，Ｂ
８３の処理およびステアリングＥＣＵ１６，パワートレ
インＥＣＵ３，ブレーキＥＣＵ１５）とを備え、前記先
導車座標系自車位置補正手段は、車々間通信により送信
された前走車における先導車座標系への補正量に基づい
て、前記前走車座標系における自車位置情報を先導車座
標系に補正するものであることを特徴としている。

【００３４】この発明においては、例えば、先導車を１
号車、自車をｎ号車（先頭から数えてｎ台目の車両）、
前走車をｎ−１号車（先頭から数えてｎ−１台目の車
両）とすると、ｎ号車において得られる情報は、ｎ号車
自身において検出される ｎ号車座標系におけるｎ号車位置情報：（ｘ_n，
ｙ_n，θ_n）_n ｎ号車座標系におけるｎ−１号車位置情報：（ｘ
_n-1，ｙ_n-1，θ_n-1）_nと、車車間通信により得られる ｎ−１号車座標系におけるｎ−１号車位置情報：
（ｘ_n-1，ｙ_n-1，θ_n-1）_{n -1} ｎ−１号車における１号車座標系への補正量：（Δ
ｘ，Δｙ，Δθ）_n-1→₁ １号車座標系における１号車位置情報：（ｘ₁，
ｙ₁，θ₁）₁ となる。

【００３５】そして、ｎ号車においては、前走車座標系
自車位置補正手段により、上記，，の情報を用い
て、ｎ−１号車座標系におけるｎ号車位置情報：
（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_n-1が演算され、この演算結果と、上
記の情報とにより、先導車座標系自車位置補正手段に
おいて、１号車座標系におけるｎ号車位置情報：
（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）₁が演算され、さらに、この演算結果
と上記の情報とからｎ号車が１号車へ追従走行するた
めの操作量が求められる。

【００３６】この場合、ｎ号車が、上記ないしの情
報から、（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）₁を算出するために行うべき
演算処理は、前走車座標系現在位置補正手段による （ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_n-1＝（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_n＋｛（ｘ_n-1，ｙ_n-1，θ_n-1）_n-1− （ｘ_n-1，ｙ_n-1，θ_n-1）_n｝ …（１） の演算処理と、先導車座標系現在位置補正手段による （ｘ_n，ｙ_n，θ_n）₁＝（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_n-1＋（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n-1→₁ …（２） の演算処理のみであり、従来に比較して計算処理負荷の
軽減化が図られる。

【００３７】さらに、ｎ号車は、ｎ−１号車における１
号車座標系への補正量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n-1→
₁を、車車間通信によりｎ−１号車から得るので、従来
と異なり、車車間通信により、連続する２台の車両の座
標系のずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）₂→₁，（Δｘ，Δ
ｙ，Δθ）₃→₂，（Δｘ，Δｙ，Δθ）₄→₃，…，（Δ
ｘ，Δｙ，Δθ）_n-1→_n-2を全て前走車から得る必要が
なく、車車間通信の通信バッファ容量が過大なものとな
ることがない。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。なお、この実施の形態において
上記従来の技術と共通する構成については、同符号を付
し、その説明を省略する。

【００３９】図１は、本発明の一実施の形態である自動
追従走行システム１０のブロック図である。図中に示す
ように、自動追従走行システム１０は、管制制御装置１
１および複数の電動車両１，…により概略構成されてい
る。なお、ここでは、簡単のために一の電動車両１のみ
の構成を示している。

【００４０】管制制御装置１１は、ＣＰＵおよび記憶装
置を備えた構成とされており、通信ユニット１２を介し
て、誘導制御状態にある電動車両１の誘導制御を行う。
また、管制制御装置１１は、表示器１３に、電動車両
１，…の稼働状態を表示する。

【００４１】電動車両１は、先に図８において示した構
成と同一の構成を有するとともに、パワートレインＥＣ
Ｕ３、ブレーキＥＣＵ１５、ステアリングＥＣＵ１６、
および自動運転ＥＣＵ１７を搭載した構成とされてい
る。これらのうち、自動運転ＥＣＵ１７は、電動車両１
を無人で自動制御運転させる際に主に用いられる。ま
た、パワートレインＥＣＵ３、ブレーキＥＣＵ１５、お
よび、ステアリングＥＣＵ１６は、電動車両１が自動制
御運転および手動制御運転される際の双方において用い
られる。

【００４２】電動車両１における自動制御運転および手
動制御運転のモード切替は、ＩＣカードユニット１８に
ＩＣカード２０が差し込まれた否かを参照して判定され
る。すなわち、ＩＣカードユニット１８は、ＣＰＵおよ
び記憶部を備えた構成とされるとともに、そのスイッチ
ＳＷにより、ＩＣカード２０が挿入された否かを判定す
る。ＩＣカードユニット１８のＣＰＵは、スイッチＳＷ
によるＩＣカード２０の有無信号と、利用者により操作
されるＩＧ（イグニッション）スイッチ部２１から入力
されるＩＧ信号、または管制制御装置１１から送信され
る、運転制御を指令する指令信号に含まれるＩＧ（イグ
ニッション）指令信号とにより、電動車両１が自動制御
運転または手動制御運転のいずれのモードとされるべき
かについての判定を行う。

【００４３】さらに、ＩＣカードユニット１８は、電動
車両１が自動制御運転または手動制御運転のいずれのモ
ードとされるべきかについての判定結果を、パワートレ
インＥＣＵ３、ブレーキＥＣＵ１５、ステアリングＥＣ
Ｕ１６、および自動運転ＥＣＵ１７に出力する。この場
合、自動制御運転のモードとされるべきとの判定結果が
出力された際には、自動運転ＥＣＵ１７は、その記憶部
２２に記憶されたプログラムに従い、パワートレインＥ
ＣＵ３、ブレーキＥＣＵ１５、ステアリングＥＣＵ１６
の制御を行う。

【００４４】パワートレインＥＣＵ３は、ＣＰＵと記憶
部とから成り、モータ４で発生したパワーを車輪（図示
せず）に伝達させて駆動し、電動車両１を走行させるた
めのパワー伝達系を制御する。また、パワートレインＥ
ＣＵ３は、モータ４から入力される回転センサ（図示せ
ず）からのモータ４の回転数Ｒ、アクセルペダル部２３
のアクセルセンサ（図示せず）から入力されるアクセル
ペダル開度ＡＰ、及びシフトポジションＳＷ（スイッ
チ）２４により、インバータ２５の出力するパルス数等
を制御し、モータ４の回転数Ｒを制御する。

【００４５】また、さらに、パワートレインＥＣＵ３
は、自動制御運転のモードの場合、自動運転ＥＣＵ１７
により演算されたアクセルの操作量により、アクセルペ
ダル開度ＡＰを調整し、これにより、モータ４の回転数
を制御する。

【００４６】一方、パワートレインＥＣＵ３は、手動制
御運転のモードの場合、利用者の踏むアクセルの操作量
に応じたアクセルペダル開度ＡＰにより、モータ４の回
転数を制御する。

【００４７】シフトポジションＳＷ２４は、電動車両１
に対して前進速度調節及び後進を行わせるため、シフト
位置に対応してモータ４の回転数及び回転方向を指令す
る制御信号ＳＰをパワートレインＥＣＵ３へ出力する。

【００４８】また、シフトポジションＳＷ２４は、自動
制御運転のモードの場合に、記憶部２２に記憶されるプ
ログラムに従い、自動運転ＥＣＵ１７によりシフト位置
が制御される構成となっている。また、シフトポジショ
ンＳＷ２４は、手動制御運転のモードの場合に、利用者
により、そのシフト位置が移動させられる。

【００４９】インバータ２５は、３相交流モータである
モータ１０を駆動させるため、ＤＣ電源であるバッテリ
２の出力する電圧を３相交流に変換してモータ４へ出力
する。

【００５０】ブレーキＥＣＵ１５は、ＣＰＵと記憶部と
から成り、ブレーキ部２６の油圧ブレーキ（図示せず）
の利きの度合いを調整するモジュレータ２７の制御を行
う。また、ブレーキＥＣＵ１５は、ブレーキ部２６から
入力される、モジュレータ２７に設けられた図示しない
油圧センサにより検出される油圧の値から油圧ブレーキ
の操作量を求め、この操作量をＢＫ信号として、モジュ
レータ２７の制御にフィードバックする。

【００５１】また、ブレーキＥＣＵ１５は、自動制御運
転のモードの場合、自動運転ＥＣＵ１７により演算され
た油圧ブレーキの操作量に基づいて、ブレーキペダルの
操作量を制御する。さらに、ブレーキＥＣＵ１５は、手
動制御運転のモードの場合、利用者の踏むブレーキペダ
ルの操作量に基づいて、油圧ブレーキの制動の強度を制
御する。

【００５２】ステアリングＥＣＵ１６は、ＣＰＵと記憶
部とから成り、誘導運転状態のモード時に、管制制御装
置１から入力される制御信号に基づき、電動車両１の進
行方向の制御、すなわちステアリング部２８の角度を調
整するステアリングモータ３０（パワーステアリング）
の制御を行う。ステアリング部２８は、ステアリングＥ
ＣＵ１６へ操作した角度を角度センサ（図示せず）によ
り計測し、計測結果としてＳＴ信号を出力する。また、
ステアリングＥＣＵ１６は、入力されるＳＴ信号によ
り、ステアリングモータ３０の制御にフィードバックを
かける。

【００５３】さらに、ステアリングＥＣＵ１６は、自動
制御運転のモードの場合、自動運転ＥＣＵ１７により演
算されたステアリング角度に基づいて、走行方向に対す
るステアリング角度の操作量を制御する。一方、ステア
リングＥＣＵ１６は、手動制御運転のモードの場合、利
用者の回転させるハンドル（図示せず）の操作量に基づ
いて、走行方向変更に対するステアリング角度の操作量
を制御する。

【００５４】通信ユニット３１は、車車アンテナ８を用
いて、他の電動車両１との間において車車間通信を行う
とともに、オープンされた通信回線を介して、自車の自
動運転ＥＣＵ１７と他の電動車両１における自動運転Ｅ
ＣＵ１７との間に情報のやりとりを行わせる。また、通
信ユニット３１は、図示略のＧＰＳレシーバを備えてお
り、人工衛星からのＧＰＳ信号を受信して、その受信結
果を自動運転ＥＣＵ１７に送信できるようになってい
る。

【００５５】磁気ネイル検出部３２は、図示しない磁気
センサーを備えた構成とされており、図示略の車両専用
ポート内における電動車両１の停止位置に埋設されたネ
イル（磁気くぎ）による交流磁界を検出し、この検出結
果を自動運転ＥＣＵ１７に出力する。

【００５６】また、自動運転ＥＣＵ１７には、スピード
センサー３５およびヨーレートセンサー３６が接続され
ている。自動運転ＥＣＵ１７は、その内部ＣＰＵが、ウ
ォッチドッグタイマなどを用いて、一定時間（例えば、
１０ms）ごとに、スピードセンサー３５およびヨーレー
トセンサー３６の検出結果をサンプリングするようにな
っており、これらの検出結果と、ＧＰＳ信号から得られ
た自車位置とに基づいて、自車位置情報（自車の現在位
置および自車の進行方位）を一定時間（例えば、１０m
s）ごとに演算し、この演算結果を、記憶部２２に対し
て、時刻をアドレスとした軌跡データとして記憶する。

【００５７】さらに、自動運転ＥＣＵ１７は、レーザー
レーダー６の検出結果に基づいて、自車の直前車両の自
車からの位置（車間距離）と方位とをリアルタイムに演
算することができる。

【００５８】加えて、自動運転ＥＣＵ１７は、上記従来
の技術と同様の手法により、演算された自車の現在位置
および直前車両の現在位置と、車車間通信により得られ
た直前車両が検出した直前車両の現在位置とに基づい
て、直前車両と自車との座標系のずれ量を演算すること
ができるようになっている。

【００５９】以上のような構成とされた自動走行システ
ム１０においては、以下のようにして、複数の電動車両
１，…の隊列走行が開始される。すなわち、管制制御装
置１１は、複数の電動車両１，…を、隊列走行を行うべ
き車両（以下、車群という。）として指定し、これら電
動車両１，…を、車両専用ポート内の所定の走行開始ポ
イントに誘導制御し、縦列停車させる。この際に、各電
動車両１の自動運転ＥＣＵは、車両専用ポートにおいて
埋設された磁気ネイルの位置を磁気ネイル検出部３２に
より検出し、この位置を各車両の保有する座標系におけ
る原点として定める。

【００６０】また、管制制御装置１１は、これら縦列さ
せられた電動車両１，…のうち、先頭に位置するもの
を、先導車１’として、先導車１’の後方に位置する電
動車両１，…を、後続車１”，…として認識させる。

【００６１】次に、このように縦列された電動車両１，
…のうち、先導車１’に、運転者が搭乗し、そのＩＣカ
ードユニット１８にＩＣカード２０を挿入するととも
に、ＩＧスイッチ２１をＯＮとすることによって、先導
車１’が手動制御運転モードとされる。この際、先導車
１’の通信ユニット３１は、後続車１”，…との間に、
車車間通信の通信回線をオープンする。この通信回線の
オープンに伴い、各電動車両１，…の時刻は、先導車
１’の時刻にリセットされ同期化される。

【００６２】一方、後続車１”の自動運転ＥＣＵ１７
は、管制制御装置１１からのＩＧ指令信号により、自動
制御運転モードとされるとともに、レーザーレーダー６
により得られた直前車両の自車からの方位および距離等
を参照して、直前車両との間の車間距離を一定に保つよ
うに、パワートレインＥＣＵ３、ブレーキＥＣＵ１５、
およびステアリングＥＣＵ１６の制御を開始する。

【００６３】そして、先導車１’は、後続車１”のパワ
ートレインＥＣＵ３、ブレーキＥＣＵ１５、およびステ
アリングＥＣＵ１６により行われた故障診断結果等を参
照して先導車１’と後続車１”，…とが一体となって隊
列走行を開始できるか否かの判断を行い、隊列走行が可
能である場合には、自車の図示しないコントロールパネ
ルに、隊列走行開始の許可表示を行う。先導車１’の運
転者は、この隊列走行開始許可表示を確認して、先導車
１’を手動操作する。この際、後続車１”，…は、自動
運転ＥＣＵ１７の記憶部２２に記憶されたプログラムに
基づき、先導車１’に追従するように走行を開始し、こ
れにより、隊列走行が開始される。

【００６４】隊列走行中、後続車１”は、以下に説明す
るような処理を一定時間（例えば、１０ms）ごとに行
い、その処理結果に基づいて、ステアリングＥＣＵ１６
を介して自車のステアリングモータ３０の動作を制御す
る。

【００６５】図２は、後続車１”において行われる処理
を概念的に示す図である。この図に示すように、後続車
１”は、車車間通信（車車間通信手段Ａ）により前走車
から、前走車座標系における前走車位置情報Ｉ１、前走
車における先導車座標系への補正量Ｉ２、および、先導
車１’の位置情報Ｉ３を得る。ここに車車間通信手段Ａ
は、上述の通信ユニット３１に相当する。

【００６６】一方、後続車１”は、自車位置検出手段Ｂ
により、自車座標系における自車位置情報を得る。ここ
に、自車位置検出手段Ｂは、上述のスピードセンサー３
５、ヨーレートセンサー３６、およびＧＰＳ信号の検出
結果に基づいて自車位置情報を演算する自動運転ＥＣＵ
１７における処理に相当する。

【００６７】さらに、後続車１”は、前走車位置検出手
段Ｃにより、自車座標系における前走車位置情報を得
る。この前走車位置検出手段Ｃは、上述の自車位置検出
手段Ｂの演算結果と、レーザーレーダー６の検出結果と
に基づいて、前走車の位置を推定するための自動運転Ｅ
ＣＵ１７における処理に相当する。

【００６８】そして、後続車１”は、前走車座標系自車
位置補正手段Ｄにおいて、自車位置検出手段Ｂの検出結
果、前走車位置検出手段Ｃの検出結果、および、前走車
座標系における前走車位置情報Ｉ１に基づき、前走車座
標系における自車位置情報を演算する。

【００６９】さらに、後続車１”は、先導車座標系自車
位置補正手段Ｅにおいて、前走車座標系自車位置補正手
段Ｄの演算結果と、前走車における先導車座標系への補
正量Ｉ２とに基づいて、先導車座標系における自車位置
情報を演算する。

【００７０】そして、後続車１”は、車両制御手段Ｆに
より、先導車座標系自車位置補正手段Ｅの演算結果と、
先導車１’の位置情報とに基づいて、自車を先導車１”
に対して追従走行させる。

【００７１】次に、図２に示した後続車１”における処
理を、図３を参照してさらに詳細に説明する。なお、こ
こに、後続車１”は、隊列走行の際に、先頭から数えて
ｎ番目に位置する車両（ｎ号車）であるとし、ｎ号車の
直前の車両は先導車１’でない（すなわち、ｎ＞２であ
る）とする。また、先導車を１号車、前走車をｎ−１号
車（先頭から数えてｎ−１台目の車両）とする。

【００７２】図３中に示すように、まず、後続車１”の
自動運転ＥＣＵ１７は、レーザーレーダー６の検出結果
を処理する（ブロックＢ１）。また、この後、自動運転
ＥＣＵ１７は、スピードセンサー３５およびヨーレート
センサー３６の検出結果に基づき、自車の保有する座標
系における自車位置情報（現在位置（重心位置）および
方位）：（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_nを演算し、さらに、この演
算結果を軌跡データとして記憶部２２に記憶する（ブロ
ックＢ２）。なお、このブロックＢ２の処理は、上述の
自車位置検出手段Ｂに相当する。ブロックＢ２において
演算された自車位置情報は、車車間通信を介して他の電
動車両１，…に送信される。

【００７３】次に、自動運転ＥＣＵ１７は、ブロックＢ
２において演算された自車位置情報：（ｘ_n，ｙ_n，
θ_n）_nと、ブロックＢ１におけるレーザーレーダー６の
出力の処理結果とに基づき、前走車（ｎ−１号車）の自
車（ｎ号車）座標系における位置情報：（ｘ_n-1，
ｙ_n-1，θ_n-1）_nを演算する（ブロックＢ３）。このブ
ロックＢ３の処理は、上述の前走車位置検出手段Ｃに相
当する。

【００７４】そして、ブロックＢ３における演算結果：
（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_nと、車車間通信により得られた前走
車（ｎ−１号車）の位置情報：（ｘ_n-1，ｙ_n-1，
θ_n-1）_n-1とを比較することにより、自車座標系の前走
車座標系への補正量、すなわち、自車（ｎ号車）と前走
車（ｎ−１号車）との座標系のずれ量（Δｘ，Δｙ，Δ
θ） _n→_n-1を演算する（ブロックＢ４）。なお、この前
走車の位置情報：（ｘ_n-1，ｙ_n-1，θ_n-1）_n-1は、上述
の前走車位置情報Ｉ１に相当する。

【００７５】さらに、自動運転ＥＣＵ１７は、ブロック
Ｂ２において得られた自車座標系における自車位置情
報：（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_nと、ブロックＢ４において得ら
れた自車座標系の前走車座標系への補正量：（Δｘ，Δ
ｙ，Δθ）_n→_n-1とに基づいて、自車（ｎ号車）の位置
情報を、自車座標系から前走車（ｎ−１号車）座標系に
補正する（ブロックＢ５）。この場合に行うべき演算
は、 （ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_n-1＝（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_n＋（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→_n-1 …（１’） となる。なお、これらブロックＢ４およびＢ５における
処理は、上述の前走車座標系自車質補正手段Ｄに相当す
る。

【００７６】さらに、自動運転ＥＣＵ１７は、ブロック
Ｂ５において得られた前走車座標系における自車（ｎ号
車）位置情報：（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_n-1と、車車間通信に
より得られた前走車における先導車座標系への補正量、
すなわち、先導車と前走車との間の座標系のずれ量：
（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁とに基づいて、前走車座標系
における自車位置情報：（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_n-1を先導車
座標系に補正する（ブロックＢ６）。このブロックＢ６
における処理は、上述の先導車座標系自車位置補正手段
Ｅに相当する。また、このブロックＢ６において行うべ
き演算処理は、 （ｘ_n，ｙ_n，θ_n）₁＝（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_n-1＋（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n-1→₁ …（２） となる。なお、前走車における先導車座標系への補正
量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁は、前走車（ｎ−１号
車）の自動運転ＥＣＵ１７が図２と同様の処理を行う際
に、ブロックＢ９（後述）の処理において演算されたも
のであり、上述の前走車における先導車座標系への補正
量Ｉ２に相当する。

【００７７】そして、自動運転ＥＣＵ１７は、ブロック
Ｂ６において得られた先導車座標系に補正後の自車位置
情報：（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）₁と、車車間通信により得た先
導車１’の記憶部２２に記憶された先導車１’自身の走
行軌跡データ：（ｘ₁，ｙ₁，θ₁）₁とに基づいて、自車
（ｎ号車）の位置が、先導車１’（１号車）の走行軌跡
に比較してどの程度変位しているかを算出する。ここで
は、ブロックＢ７１において自車（ｎ号車）の進行方向
に直交する方向の変位量（横変位量：ΔＹ）と、先導車
１’の進行方向に対する自車（ｎ号車）の進行方向の回
転変位量（角度変位量：ΔΘ）とを算出し、またブロッ
クＢ７２において、自車の進行方向と同一方向の変位量
（縦変位量：ΔＸ）を算出するものとする。なお、ここ
に、先導車の走行軌跡データ：（ｘ₁，ｙ₁，θ₁）₁は、
上述の先導車の位置座標Ｉ３に相当する。

【００７８】さらに、自動運転ＥＣＵ１７は、記憶部２
２にあらかじめ記憶されたプログラムにより、ブロック
Ｂ７１において演算された横変位量：ΔＹと角度変位
量：ΔΘに基づき、ステアリング操作量を演算する（ブ
ロックＢ８１）。また、これと並行して自動運転ＥＣＵ
１７は、ブロックＢ７２において演算された縦変位量：
ΔＸと、車車間通信により得られた先導車１’のアクセ
ルペダル部２３およびブレーキ部２６の操作量、先導車
１’の速度、加速度とに基づき、モータ操作量およびブ
レーキ操作量を演算する（ブロックＢ８２およびブロッ
クＢ８３）。そして、自動運転ＥＣＵ１７は、ブロック
Ｂ８１において演算されたステアリング操作量を、ステ
アリングＥＣＵ１６に対して送信し、ステアリングＥＣ
Ｕ１６は、送信されたステアリング操作量に基づいて、
ステアリングモータ３０を制御し、これによりステアリ
ング部２８の調整を行う。また、自動運転ＥＣＵ１７
は、ブロックＢ８２において演算されたモータ操作量
を、パワートレインＥＣＵ３に送信する。パワートレイ
ンＥＣＵ３は、送信されたモータ操作量に基づいて、モ
ータ４の制御を行う。さらに、自動運転ＥＣＵ１７は、
ブロックＢ８３において演算されたブレーキ操作量を、
ブレーキＥＣＵ１５に送信する。ブレーキＥＣＵ１５
は、送信されたブレーキ操作量に基づいてブレーキ部２
６の制御を行う。これにより、なお、これらブロックＢ
７１，Ｂ７２，Ｂ８１，Ｂ８２，Ｂ８３における処理、
ステアリングＥＣＵ１６によるステアリングモータ３０
の制御、パワートレインＥＣＵ３によるモータ４の制
御、および、ブレーキＥＣＵ１５によるブレーキ部２６
の制御は、上述の車両制御手段Ｆに相当する。

【００７９】一方、自動運転ＥＣＵ１７は、ブロックＢ
７１，Ｂ７２，Ｂ８１，Ｂ８２，Ｂ８３の処理と並行し
て、自車位置情報の先導車座標系への補正量、すなわ
ち、自車（ｎ号車）と先導車（１号車）との座標系のず
れ量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁を算出する。この場
合、ブロックＢ６において算出された先導車１’（１号
車）座標系における自車（ｎ号車）の座標：（ｘ_n，
ｙ_n，θ_n）₁と、ブロックＢ２において得られた自車座
標系における自車座標：（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_nとを比較す
ることにより、算出を行う（ブロックＢ９）。

【００８０】さらに、ブロックＢ９において演算された
自車（ｎ号車）と先導車（１号車）との座標系のずれ
量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁は、車車間通信により、
直後の後続車１”（ｎ＋１号車）に送信され、ｎ＋１号
車における座標系のずれを補正する処理に用いられる。

【００８１】図４は、ブロックＢ４における自車（ｎ号
車）と前走車（ｎ−１号車）との座標系のずれ量：（Δ
ｘ，Δｙ，Δθ）_n→_n-1の演算を行う際の処理の詳細を
示すフローである。

【００８２】図４中に示すように、自車（ｎ号車）と前
走車（ｎ−１号車）との座標系のずれ量：（Δｘ，Δ
ｙ，Δθ）_n→_n-1を求めるには、まず、車車間通信によ
り得られた前走車（ｎ−１号車）の位置情報と、電動車
両１の車長等に基づき、前走車（ｎ−１号車）の保有す
る座標系における前走車の後端中心位置（リフレクタ７
の中心位置）を演算する（ステップＳ４１）。なお、こ
の演算結果は、先に従来の技術において示した｛Ｘ’Ｆ
（ｔ２），Ｙ’Ｆ（ｔ２）｝に相当する。

【００８３】次に、ブロックＢ３においてレーダーレー
ザー６の出力の処理結果に基づき演算された前走車（ｎ
−１号車）の自車（ｎ号車）からの推定距離および方位
と、ブロックＢ２において演算された自車（ｎ号車）の
現在位置と、電動車両１の車長等とから、自車の保有す
る座標系における前走車（ｎ−１号車）の後端中心位置
を演算する（ステップＳ４２）。なお、この演算結果
は、先に従来の技術において示した｛Ｘ’ＦＢ（ｔ
２），Ｙ’ＦＢ（ｔ２）｝に相当する。

【００８４】そして、今回のステップＳ４１の演算結果
と、前回（１０ms前）、図４に示す処理が行われた際の
ステップＳ４１の演算結果（従来の技術における｛Ｘ’
Ｆ（ｔ１），Ｙ’Ｆ（ｔ１）｝に相当）との時系列的に
連続する二つのデータから、車車間通信データに基づい
た前走車（ｎ−１号車）の進行方向方位を算出する（ス
テップＳ４３）。なお、この演算結果は、先に従来の技
術において示したθ’Ｆ（ｔ１，ｔ２）に相当する。

【００８５】また、今回のステップＳ４２の演算結果
と、前回（１０ms前）、図４に示す処理が行われた際の
ステップＳ４２の演算結果（先に従来の技術において示
した｛Ｘ’ＦＢ（ｔ１），Ｙ’ＦＢ（ｔ１）｝に相当）
との時系列的に連続する二つのデータから、レーダ検出
データに基づいた前走車（ｎ−１号車）の進行方向方位
を算出する（ステップＳ４４）。なお、この演算結果
は、従来の技術におけるθ’ＦＢ（ｔ１，ｔ２）に相当
する。

【００８６】そして、ステップＳ４３およびＳ４４にお
いて得られた進行方向方位の偏差を演算する。この演算
結果は、先に従来の技術において示したΔθＦＢに相当
する（ステップＳ４５）。

【００８７】さらに、自車（ｎ号車）と前走車（ｎ−１
号車）との座標系の方位のずれ量：（Δθ）_n→_n-1とし
て、ステップＳ４５における演算結果のうちの一定割合
（ここでは、５％）を採用する（ステップＳ４６）。こ
こで、（Δθ）_n→_n-1の値として、ステップＳ４５にお
ける演算結果をそのまま用いなかったのは、レーザーレ
ーダー６の検出結果にノイズ成分が含まれていることを
考慮したためである。

【００８８】そして、ステップＳ４６においてずれ量と
して採用された（Δθ）_n→_n-1を用いて、ステップＳ４
２において演算された自車（ｎ号車）の保有する座標系
における前走車（ｎ−１号車）の後端中心位置（レーダ
による前走車後端中心位置）を回転補正する（ステップ
Ｓ４７）。

【００８９】さらに、ステップＳ４７の演算結果と、車
車間通信によって得られた前走車（ｎ−１号車）座標系
における前走車の後端中心位置と、レーダー検出データ
により得られた自車（ｎ号車）座標系における前走車の
後端中心位置とから、前走車と自車（ｎ号車）との間の
ｘ−ｙ方向の偏差を演算する（ステップＳ４８）。な
お、この演算結果は、先に従来の技術において示したΔ
ＸＦＢ、ΔＹＦＢに相当する。

【００９０】そして、ステップＳ４８の演算結果のうち
の一定割合（ここでは、１５％）を前走車（ｎ−１号
車）と自車（ｎ号車）との間のｘ−ｙ方向の座標系のず
れ量：（Δｘ，Δｙ）_n→_n-1として採用し（ステップＳ
４９）、リターンする。ここで、（Δｘ，Δｙ）_n→_n-1
の値として、ステップＳ４８の値をそのまま採用しなか
ったのは、ノイズの影響を考慮したためである。

【００９１】以上のような手順により、ブロックＢ４に
おける自車座標系と前走車座標系との間のずれ量：（Δ
ｘ，Δｙ，Δθ）_n-1→₁の演算が完了する。

【００９２】図５は、ブロックＢ５で、自車（ｎ号車）
の座標を、前走車（ｎ−１号車）の保有する座標系にお
ける値に変換する際の手順の詳細を示す図である。ここ
では、まず、ステップＳ４６において自車と前走車との
座標系の方位のずれ量（角度補正量）として採用された
値：（Δθ）_n→_n-1を用い、自車座標系における自車位
置：（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_nを回転補正する（ステップＳ５
１）。

【００９３】さらに、ステップＳ４９において座標系の
ｘ−ｙ方向のずれ量（ｘ−ｙ補正量）として採用された
値：（Δｘ，Δｙ）_n→_n-1を用い、ステップＳ５１の演
算結果をさらに平行移動補正する（ステップＳ５２）。

【００９４】そして、このように回転、平行移動補正さ
れた自車座標を、前走車（ｎ−１号車）座標系における
自車（ｎ号車）座標：（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_n-1として採用
し（ステップＳ５３）、リターンする。

【００９５】図６は、ブロックＢ６で、自車（ｎ号車）
の座標を、先導車１’（１号車）の座標系における値に
変換する際の手順の詳細を示す図である。ここでは、ま
ず、前走車（ｎ−１号車）が自車（ｎ−１号車）の座標
系を先導車１’（１号車）の座標系に変換する際に用い
た前走車−先導車間の座標系の方位のずれ量：（Δθ）
_n-1→₁を用いて、ステップＳ５３において前走車（ｎ−
１号車）座標系における自車（ｎ号車）座標：（ｘ_n，
ｙ_n，θ_n）_n-1として採用された値を回転補正する（ス
テップＳ６１）。

【００９６】次に、前走車（ｎ−１号車）が自車（ｎ−
１号車）の座標系を先導車１’（１号車）の座標系に変
換する際に用いた前走車−先導車間の座標系のｘ−ｙ方
向ずれ量：（Δｘ，Δｙ）_n-1→₁を用いて、ステップＳ
６１の演算結果を平行移動補正する（ステップＳ６
２）。

【００９７】さらに、このようにして、回転、平行移動
補正された自車座標を、先導車１’（１号車）座標系に
おける自車（ｎ号車）座標：（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）₁として
採用する（ステップＳ６３）。そして、ステップＳ６３
において採用された値：（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）₁を、補正後
の自車座標として採用する（ステップＳ６４）。

【００９８】図７は、ブロックＢ９で、自車（ｎ号車）
と先導車１’（１号車）との座標系のずれ量（自車座標
の先導車座標系への補正量）を演算する際の手順の詳細
を示す図である。

【００９９】ここでは、ステップＳ６４において補正後
の自車座標として採用された（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）₁と、ブ
ロックＢ２において得られた自車座標系における自車座
標：（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_nとより、 （Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁＝（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）₁−（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_n …（３） を演算することにより、自車（ｎ号車）と先導車１’
（１号車）との座標系のずれ量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）
_n→₁を算出する（ステップＳ９１）。

【０１００】この場合、上記（１’）および（２）式か
ら、 （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 ）が言えるので、（３）式は、 （Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁＝（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→_n-1 ＋（Δｘ，Δｙ，Δ θ）_n-1→₁ …（ ５） を演算することと同じである。したがって、（３）式に
より求めた自車（ｎ号車）と先導車（１号車）との間の
座標系のずれ量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁は、前走車
（ｎ−１号車）と先導車（１号車）との間の座標系のず
れ量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n-1→₁に基づいて構成され
ることとなる。

【０１０１】さらに、このようにして演算された値を自
車座標の先導車座標系への補正量として採用し（ステッ
プＳ９２）、リターンする。なお、ステップＳ９２にお
いて採用された値は、車車間通信により後続車（ｎ＋１
号車）に送信される。

【０１０２】以上述べたように、自動追従走行システム
１０においては、後続車１”であるｎ号車が、１号車
（先導車）座標系における自車（ｎ号車）位置：
（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）₁を演算する際、前走車（ｎ−１号
車）の自動運転ＥＣＵ１７が行ったブロックＢ９の処理
により演算された１号車とｎ−１号車との間の座標系の
ずれ量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n-1→₁を車車間通信によ
り参照した上で、ブロックＢ５において、 （ｘ_n，ｙ_n，θ_n）₁＝（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_n-1＋（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n-1→₁ …（２） を演算するようにしたため、従来と異なり、（ｘ_n，
ｙ_n，θ_n）₁を演算する際に連続する２台の車両の座標
系のずれ量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）₂→₁，（Δｘ，Δ
ｙ，Δθ）₃→₂，（Δｘ，Δｙ，Δθ）₄→₃，…，（Δ
ｘ，Δｙ，Δθ）_n-1→_{n -2}を全て前走車から得るような
必要がなく、車車間通信の通信バッファ容量が過大なも
のとなることがない。また、これら連続する２台の車両
の座標系のずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）₂→₁，（Δｘ，
Δｙ，Δθ）₃→₂，（Δｘ，Δｙ，Δθ） ₄→₃，…，
（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n-1→_n-2を全て加算生成する必要
がないために、従来に比較して計算処理負荷の軽減化を
図ることができる。これにより、ＣＰＵ等の負担を軽減
して、迅速な制御を実現することができる。

【０１０３】さらに、この自動追従走行システム１０に
おいては、ブロックＢ９において算出される自車（ｎ号
車）と先導車（１号車）との間の座標系のずれ量：（Δ
ｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁が、前走車（ｎ−１号車）におい
て演算された前走車（ｎ−１号車）と先導車（１号車）
との間の座標系のずれ量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n-1→₁
に基づいて形成されているために、自車（ｎ号車）と先
導車（１号車）との間の座標系のずれ量：（Δｘ，Δ
ｙ，Δθ）_n→₁を求める際の演算処理負荷が過大なもの
となることがない。しかも、このように、自車（ｎ号
車）と先導車（１号車）との間の座標系のずれ量：（Δ
ｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁が、前走車（ｎ−１号車）と先導
車（１号車）との間の座標系のずれ量：（Δｘ，Δｙ，
Δθ）_n-1→₁に基づいて形成されていることを、ｎ＞２
のすべての電動車両１，…に適用して考えれば、ｎ号車
と１号車との座標系のずれ量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n
→₁は、２号車からｎ−１号車までにおいて、自車位置
を先導車座標系に変換する際に用いたすべてのずれ量：
（Δｘ，Δｙ，Δθ）₂→₁，（Δｘ，Δｙ，Δθ）
₃→₂，（Δｘ，Δｙ，Δθ）₄→₃，…，（Δｘ，Δｙ，
Δθ）_n-1→_n-2に基づいて構成されていることとなる。
したがって、上述したようなデータの非同期性の問題が
生じることもない。

【０１０４】また、上述の自動追従走行システム１０に
おいては、具体的に、自車（ｎ号車）および先導車（１
号車）間の座標系のずれ量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁
を求める際に、自動運転ＥＣＵ１７が、ブロックＢ１に
おいて得られた自車（ｎ号車）の保有する座標系におけ
る自車位置：（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_nと、ブロックＢ６にお
いて得られた先導車（１号車）の保有する座標系におけ
る自車（ｎ号車）位置：（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_nとに基づ
き、ブロックＢ９において、 （Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁＝（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）₁−（ｘ_n，ｙ_n，θ_n）_n …（３） を演算することにより、自車（ｎ号車）および先導車
（１号車）の座標系のずれ量を演算する構成となってい
る。このため、ブロックＢ９における演算処理負荷が過
大となることも無く、より一層、ＣＰＵ等の負担を軽減
することができる。以上において本発明の一実施の形態
を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるも
のでなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で他の構成を採
用することも可能である。

【０１０５】例えば、上記実施の形態においては、自車
（ｎ号車）および先導車（１号車）間の座標系のずれ
量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁を求める際に、自動運転
ＥＣＵ１７が、（３）式で表せられる演算を行うことと
しているが、これに代えて、車車間通信により前走車か
ら得られた前走車−先導車間の座標系のずれ量：（Δ
ｘ，Δｙ，Δθ）_n-1→₁ の値に、自車（ｎ号車）にお
いて得られた自車−前走車間の座標系のずれ量：（Δ
ｘ，Δｙ，Δθ）_n→_n-1 を直接加算することにより、
自車（ｎ号車）および先導車（１号車）間の座標系のず
れ量：（Δｘ，Δｙ，Δθ）_n→₁を求めるようにしても
よい。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る自
動追従走行システムにおいては、後続車に備えられた先
導車座標系自車位置補正手段が、車車間通信により送信
された前走車における先導車座標系への補正量に基づい
て、前走車座標系における自車位置を先導車座標系に補
正する構成とされているために、従来と異なり、先導車
座標系における自車位置を演算する際に、前を走行する
連続する２台の車両の座標系のずれ量の全てを前走車か
ら得るような必要がなく、車車間通信の通信バッファ容
量が過大なものとなることがない。また、これら連続す
る２台の車両の座標系のずれ量を先導車側から全て加算
生成する必要がないために、従来に比較して計算処理負
荷の軽減化を図ることができる。したがって、ＣＰＵ等
の負担を軽減して、迅速な制御を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態を模式的に示す図であ
って、電動車両の構成を示すブロック図である。

【図２】 図１に示した電動車両が隊列走行を行う際
に、後続車が行う処理の内容を概念的に示したブロック
図である。

【図３】 後続車の自動運転ＥＣＵにおいて行われる処
理を詳細に示すブロック図である。

【図４】 図３に示したブロック図のうちのブロックＢ
４において行われる処理の詳細を示すフローチャートで
ある。

【図５】 図３に示したブロック図のうちのブロックＢ
５において行われる処理の詳細を示すフローチャートで
ある。

【図６】 図３に示したブロック図のうちのブロックＢ
６において行われる処理の詳細を示すフローチャートで
ある。

【図７】 図３に示したブロック図のうちのブロックＢ
９において行われる処理の詳細を示すフローチャートで
ある。

【図８】 電動車両の概略構成を示す斜視図である。

【図９】 図８に示した電動車両が、２台で隊列走行す
る際における後続車のレーザーレーダーと先行車のレー
ダー計測点との位置関係を示す平面図である。

【図１０】 先導車の保有する座標系と後続車の保有す
る座標系との間のずれ量を説明するための線図である。

【図１１】 本発明の解決すべき課題を示す図であっ
て、４台の電動車両が隊列走行する場合の状況を模式的
に示す平面図である。

【符号の説明】

１ 電動車両 １’ 先導車 １” 後続車 ３ パワートレインＥＣＵ（車両制御手段） １０ 自動追従走行システム １５ ブレーキＥＣＵ（車両制御手段） １６ ステアリングＥＣＵ（車両制御手段） １７ 自動運転ＥＣＵ ２２ 記憶部（軌跡情報記憶手段） ３１ 通信ユニット ブロックＢ２ 自車位置検出手段 ブロックＢ３ 前走車位置検出手段 ブロックＢ４，Ｂ５ 前走車座標系自車位置補正手段 ブロックＢ６ 先導車座標系自車位置補正手段 ブロックＢ７１，Ｂ７２，Ｂ８１，Ｂ８２，Ｂ８３ 車
両制御手段

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H180 AA01 AA27 BB04 BB08 BB12 CC03 CC14 CC17 CC27 FF05 FF07 FF13 LL09 5H301 AA01 CC02 CC06 DD15 EE04 FF04 FF08 FF11 GG14 GG19 JJ01 KK19 LL03 LL11 5J062 AA04 BB01 CC07 GG02 5J070 AC01 AE01 AF03 AK40

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 縦列させた複数の車両のうち、先頭に位
   置する先導車に対して後続車を自動追従させて隊列走行
   させる自動追従走行システムであって、 前記各車両は、他の車両と通信を行うための車々間通信
   手段と、自車の保有する自車座標系における自車位置情
   報を検出する自車位置検出手段とを有するとともに、 前記後続車は、 隊列走行時に直前を走行する前走車の自車座標系におけ
   る位置情報を検出する前走車位置検出手段と、 該前走車位置検出手段によって検出された自車座標系に
   おける前走車の位置情報と、前記自車位置検出手段によ
   って検出された自車座標系における自車位置情報と、車
   々間通信により送信された前走車座標系における前走車
   位置情報とに基づいて、自車位置情報を自車座標系から
   前走車座標系に補正する前走車座標系自車位置補正手段
   と、 前走車が先導車でない場合に、前走車座標系に補正後の
   自車位置情報を先導車座標系に補正する先導車座標系自
   車位置補正手段と、 該先導車座標系自車位置補正手段による補正結果及び先
   導車の位置情報に基づいて自車を先導車に追従走行させ
   る車両制御手段とを備え、 前記先導車座標系自車位置補正手段は、車々間通信によ
   り送信された前走車における先導車座標系への補正量に
   基づいて、前記前走車座標系における自車位置情報を先
   導車座標系に補正するものであることを特徴とする自動
   追従走行システム。