JP2005202478A - 車両用自動走行システム - Google Patents

Abstract

【課題】 車両走行経路上にすり抜け可能な障害物があった場合に、車両を無闇に停止させることなく自動操舵走行を継続できるようにすること。
【解決手段】 路面に設定された専用の車両走行経路１には、これに沿った状態で磁気マーカ２群が一列状に敷設される。車両３に搭載された車両制御ＥＣＵは、自動操舵走行時において、センサユニット７の中央を磁気マーカ２の真上に位置させた状態を保持し、車両３の前方に障害物Ｑが現れた場合には、センサユニット７における障害物Ｑ寄りの端部を磁気マーカ２の真上に位置させた状態に変更した状態としたときに車両３がすり抜け可能であるか否かを判定し、すり抜け可能であると判定した場合には、センサユニット７における障害物Ｑ寄りの端部を磁気マーカ２の真上に位置させた状態に操舵し、以て障害物Ｑを避けた状態で車両３を走行させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、路面に設定された車両走行経路に沿って敷設されたマーカを検出することにより自動操舵走行を行う車両用自動走行システムに関する。

従来では、車両の自動操舵走行を行うためのシステムの一例として、車両側に、道路上に設定された走行レーンに沿って埋め込まれた磁気ネイルを検出する磁気センサを搭載し、車両の自動操舵走行時には、磁気センサによる検出磁界強度に基づいて当該車両の走行レーン中央からの相対変位を算出し、その算出結果に基づいて車両が走行レーン中央を走行するように操舵する構成としたシステムが考えられている（特許文献１参照）。
特開平８−３１４５４１号公報

従来のシステムでは、車両の走行経路上に故障車両などの障害物があった場合に、これをすり抜けて走行することについて考慮されておらず、このため、そのような障害物があった場合には、これをミリ波レーダやＣＣＤカメラなどを利用した障害物センサにより検出して車両を停止させる制御を行うことになる。従って、このようなシステムでは、障害物の横を車両がすり抜け可能な場合であっても、車両が無闇に停止されることになり、結果的に、車両用自動走行システムとして十分に完成されたものとは言えないという事情があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、車両走行経路上にすり抜け可能な障害物があった場合に、車両を無闇に停止させることなく自動操舵走行を継続できるようになる車両用自動走行システムを提供することにある。

請求項１記載の発明によれば、車両の自動操舵走行は、車両側に搭載されたセンサと、車両走行経路に沿って敷設されたマーカとの相対位置を予め設定された状態に保持することにより行われる。このような自動操舵走行時において、車両の走行経路上に障害物があった場合には、その旨が障害物検出手段により検出されると共に、当該障害物の位置も同時に検出される。このような検出が行われたときには、第１判定手段が、前記センサの前記マーカに対する相対位置の設定状態を変更することにより車両が当該障害物をすり抜け可能であるかを障害物検出手段の位置検出出力に基づいて判定するようになり、すり抜け可能であると判定された場合には、走行制御手段が、センサの前記マーカに対する相対位置の設定状態を変更することにより当該障害物を避けた状態で車両走行を継続させるようになる。また、すり抜け不可能であると判定された場合には、走行制御手段が、車両の走行を停止させるようになる。さらに、上記のように障害物を避けた状態で車両走行が継続された場合には、第２判定手段において、車両が障害物をすり抜けた状態が、障害物検出手段の位置検出出力に基づいて判定されるようになる。そして、このような判定が行われたときには、復帰制御手段が、センサのマーカに対する相対位置の設定状態を初期状態に戻す制御を行うようになるため、車両がマーカに沿った車両走行経路を自動操舵走行する状態に戻されることになる。この結果、車両走行経路上に車両がすり抜け可能な障害物があった場合に、車両を無闇に停止させることなく自動操舵走行を継続できるようになり、結果的に、車両用自動走行システムとしての完成度が向上することになる。

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
図１には車両用自動走行システムの全体構成が機能ブロックを利用して示されている。この図１において、路面に設定された専用の車両走行経路１には、これに沿った状態で例えば永久磁石から成る磁気マーカ２（本発明でいうマーカに相当）群が一列状に敷設されている。また、車両走行経路１の複数箇所には、当該走行経路１上を走行する車両３との間で路車間通信を行うための送受信アンテナ４（１箇所のみ図示）が埋設されており、車両運行を管理するためのコントロールセンタ５は、各相受信アンテナ４に接続された通信ユニット６を介して車両３との間の路車間通信を行い得るように構成されている。

車両３の下面前部側には、磁気マーカ２の磁気を検出するセンサユニット７（センサに相当）が設けられている。このセンサユニット７は、例えば、１個若しくは所定個数の磁気センサを車両３の左右方向（車軸方向）のほぼ全域に渡るように配置した形態とされたもので、磁気マーカ２を基準とした車両３の横方向変位を検出できるようになっている。

車両３に搭載された周辺監視センサ８（障害物検出手段に相当）は、例えば、車両３の四隅部に配置された超音波センサ、車両３の適宜場所に設置されたＣＣＤカメラ或いはレーザレーダなどを利用して構成されるもので、車両走行経路１上の障害物の有無及びその障害物の位置を検出できるようになっており、その検出出力を車両３に搭載された車両制御ＥＣＵ９（第１判定手段、第２判定手段、走行制御手段、復帰制御手段に相当）に与えるようになっている。

この車両制御ＥＣＵ９は、前述した路車間通信を、車両３に搭載された路車間通信ＥＣＵ１０及び送受信アンテナ１１を通じて行う構成となっており、その路車間通信に応じて前記コントロールセンタ５から車両３の走行に関する指令信号が与えられるようになっている。そして、車両制御ＥＣＵ９は、車両３のためのスロットルアクチュエータ１２、ステアリングアクチュエータ１３、ブレーキアクチュエータ１４の駆動制御を、上記指令信号並びに前記センサユニット７及び周辺監視センサ８からの各検出出力に基づいて実行することにより、当該車両の自動操舵走行制御を実現する構成となっている。

図２には、車両制御ＥＣＵ９による制御内容のうち本発明の要旨に関係した部分が示されており、以下これについて説明する。
即ち、車両制御ＥＣＵ９は、自動運転モードに切り替えられた状態では、通常走行ステップＡ１を実行する。このステップＡ１では、スロットルアクチュエータ１２及びブレーキアクチュエータ１４の選択的な駆動及び駆動停止制御を行うことにより、車両３をコントロールセンタ５からの指令に応じた速度で前進走行させると共に、その走行時においてセンサユニット７の中央が磁気マーカ２の真上に位置するようにステアリングアクチュエータ１３の駆動制御を行うことにより、車両３の自動操舵制御を行う。要するに、車両３の自動操舵走行は、センサユニット７の磁気マーカ２に対する相対位置を、予め設定された状態、つまりセンサユニット７の中央が磁気マーカ２の真上に位置する状態（以下、これを初期設定状態と呼ぶ）に保持することにより実行される。

上記通常走行ステップＡ１は、ステップＡ２で「ＹＥＳ」と判断されるまで実行されるものであり、このように通常走行ステップＡ１が継続的に実行されるのに応じて、車両３が車両走行経路１上を磁気マーカ２に沿った状態で走行するという自動操舵走行が実現されることになる。
上記ステップＡ２においては、車両３の前方に障害物があるか否かが周辺監視センサ８の検出出力に基づいて判断される。従って、車両３の前方に障害物がない状態（ステップＡ２で「ＮＯ」と判断される状態）では前記自動操舵走行が継続されることになる。これに対して、車両３の前方に障害物がある旨の判断が行われたとき（ステップＡ２で「ＹＥＳ」）には、センサユニット７の磁気マーカ２に対する相対位置の初期設定状態を変更すること、具体的には、センサユニット７の端部（障害物寄りの端部）を磁気マーカ２の真上に位置させた状態に変更することにより、車両３が被検出障害物をすり抜け可能であるか否かが判定される（ステップＡ３）。
ここで、すり抜け不可能と判定された場合には、スロットルアクチュエータ１２を駆動停止すると共にブレーキアクチュエータ１４を駆動することにより、車両３の運行を停止させる（ステップＡ４）。

これに対して、すり抜け可能であると判断した場合には、すり抜け時制御ステップＡ５を実行する。このステップＡ５では、車両３の前進走行状態を維持したまま、センサユニット７の端部（障害物寄りの端部）が磁気マーカ２の真上に位置するようにステアリングアクチュエータ１３を駆動することにより、車両３が障害物を避けて走行するように操舵するという走行継続制御を行う。尚、上記のような操舵を行う前に、スロットルアクチュエータ１２及びブレーキアクチュエータ１４の選択的な駆動及び駆動停止制御を行うことにより、車両３を減速する構成としても良い。

上記すり抜け時制御ステップＡ５は、ステップＡ６で「ＹＥＳ」と判断されるまで実行される。このステップＡ６では、車両３が障害物を通過したか否か（すり抜けたか否か）が周辺監視センサ８の検出出力に基づいて判断される。従って、車両３が障害物をすり抜けていない状態（ステップＡ６で「ＮＯ」と判断される状態）では、前述した走行継続制御がそのまま維持されることになる。これに対して、車両３が障害物をすり抜けた旨の判断が行われたとき（ステップＡ６で「ＹＥＳ」）には、前記通常走行ステップＡ１へ戻る。この結果、車両３にあっては、センサユニット７の中央を磁気マーカ２の真上に位置させた初期設定状態に戻されることになり、車両走行経路１上を磁気マーカ２に沿った状態で走行するようになる。

図３には、上記のような制御が行われた場合の車両３の走行状態の一例が模式的に示されており、以下これについて説明する。即ち、車両３は、その自動操舵走行時において、センサユニット７の中央を磁気マーカ２の真上に位置させた状態（初期設定状態）を保持した状態で走行する。このような自動操舵走行状態において、車両３の前方に故障車などの障害物Ｑが現れた場合には、センサユニット７の端部（障害物Ｑ寄りの端部）を磁気マーカ２の真上に位置させた状態に変更した状態としたときに車両３が被検出障害物Ｑをすり抜け可能であるか否かが判定され、すり抜け不可能であると判定された場合には、障害物Ｑの手前で車両３が停止される。これに対して、障害物Ｑをすり抜け可能であると判定された場合には、図３に二点鎖線で示すように、センサユニット７の端部（障害物Ｑ寄りの端部）を磁気マーカ２の真上に位置させた状態に操舵し、以て障害物Ｑを避けた状態で車両３が走行される。この後に、車両３が障害物Ｑをすり抜けたときには、同じく二点鎖線で示すように、センサユニット７の中央を磁気マーカ２の真上に位置させた初期設定状態に戻すことにより、元の自動操舵走行状態が継続される。

要するに、上記した本実施例の構成によれば、車両走行経路１上に障害物があった場合に、車両３を無闇に停止させることなく自動操舵走行を継続できるようになり、結果的に、車両用自動走行システムとしての完成度が向上することになる。

その他、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、以下に述べるような変形或いは拡張が可能である。
磁気マーカ２を検出するためのセンサは、上記実施例で述べたような形態（１個若しくは所定個数の磁気センサを車両３の左右方向（車軸方向）のほぼ全域に渡るように配置した形態）のセンサユニット７に限定されるものではなく、磁気マーカ２を基準とした車両３の横方向変位を検出できる構成であれば他の形態のものであっても良い。マーカの例として磁気マーカ２を挙げたが、路面に並べられた電波タグ或いは路面に描かれた白線などであっても良く、この場合にはそれら電波タグ或いは白線を検出できるセンサ（受信ユニット、ＣＣＤカメラなど）を利用することになる。

本発明の一実施例を示すシステム構成図 車両制御ＥＣＵの制御内容を示すフローチャート 作用説明用の模式図

符号の説明

１は車両走行経路、２は磁気マーカ（マーカ）、３は車両、７はセンサユニット（センサ）、８は周辺監視センサ（障害物検出手段）、９は車両制御ＥＣＵ（第１判定手段、第２判定手段、走行制御手段、復帰制御手段）、Ｑは障害物を示す。

Claims (2)

1. 路面に設定された車両走行経路に沿って敷設されたマーカを検出するセンサを車両側に搭載し、そのセンサの前記マーカに対する相対位置を予め設定された状態に保持することにより車両の自動操舵走行を行う車両用自動走行システムにおいて、
   前記自動操舵走行時に前記車両走行経路上の障害物の有無及びその障害物の位置を検出する障害物検出手段と、
   前記自動操舵走行中に前記障害物検出手段が障害物を検出したときに、前記センサの前記マーカに対する相対位置の設定状態を変更することにより車両が当該障害物をすり抜け可能であるかを当該障害物検出手段の位置検出出力に基づいて判定する第１判定手段と、
   この第１判定手段がすり抜け可能である判定した場合に前記センサの前記マーカに対する相対位置の設定状態を変更することにより前記障害物を避けた状態で車両走行を継続させると共に、当該第１判定手段がすり抜け不可能であると判定した場合に車両の走行を停止させる走行制御手段と、
   この走行制御手段による走行継続制御に応じて車両が前記障害物をすり抜けた状態を前記障害物検出手段の位置検出出力に基づいて判定する第２判定手段と、
   この第２判定手段の判定出力に基づいて前記センサの前記マーカに対する相対位置の設定を初期状態に戻す復帰制御手段と、
   を備えたことを特徴とする車両用自動走行システム。
2. 前記センサは、前記マーカを基準とした前記車両の横方向変位を検出可能な形態とされていることを特徴とする請求項１記載の車両用自動走行システム。
   
   

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