JP2020020665A - 曲率情報算出装置およびそれを備える自動走行車両 - Google Patents

Abstract

【課題】道路上に描かれた案内線の有無に拘わらず既定経路の曲率情報を算出することができる、曲率情報算出装置およびそれを備える自動走行車両を提供する。【解決手段】自動走行車両１０は、既定経路Ｐを自動走行可能に構成され、制御部３６ａと記憶部３６ｂとを含む曲率情報算出装置３６を備える。記憶部３６ｂは、既定経路Ｐにおける起点Ｃ０から複数の計測点の位置情報を記憶する。制御部３６ａは、複数の計測点の中から、第１所定間隔で３つの計測点からなる計測点群を抽出し、抽出された計測点群に含まれる３つの計測点の位置情報に基づいて、３つの計測点を通る円弧の曲率半径を算出する。制御部３６ａは、抽出された複数の計測点群のそれぞれについて曲率情報を算出し、既定経路Ｐを起点Ｃ０から第２所定間隔で区切り、同一区間に属する計測点に関する曲率半径を平均して同一区間の曲率情報を算出する。【選択図】図５

Description

この発明は曲率情報算出装置およびそれを備える自動走行車両に関し、より特定的には既定経路を自動走行する場合に用いられる曲率情報算出装置およびそれを備える自動走行車両に関する。

この種の従来技術の一例として、特許文献１において道路曲率検出装置が開示されている。この装置では、道路上の車両前方両側に描かれた案内線を撮像し、撮像された画像中、車両から所定距離前方に離間した点における案内線の接線を、両側の案内線につきそれぞれ算出するとともに、車両の進行角である車両ヨー角を検出する。そして、算出された両側の案内線についての接線データおよび検出された車両ヨー角データに基づいて、走行中の道路の曲率を算出する。

特開平７―１９８９３号公報

特許文献１の道路曲率検出装置では、道路の曲率を算出するためには、道路上の車両前方両側に描かれた案内線を撮像し、その案内線の接線を算出する必要があるので、案内線がない道路については、曲率を算出することはできない。

それゆえにこの発明の主たる目的は、道路上に描かれた案内線の有無に拘わらず既定経路の曲率情報を算出することができる、曲率情報算出装置およびそれを備える自動走行車両を提供することである。

上述の目的を達成するために、既定経路における起点から複数の計測点の位置情報を記憶する記憶部と、複数の計測点の中から、第１所定間隔で３つの計測点からなる計測点群を抽出し、抽出された計測点群に含まれる３つの計測点の位置情報に基づいて、３つの計測点を通る円弧の曲率半径に関する曲率情報を算出する曲率情報算出部とを備える、曲率情報算出装置が提供される。

この発明では、記憶部に記憶された複数の計測点の中から、第１所定間隔で３つの計測点からなる計測点群が抽出される。そして、抽出された計測点群に含まれる３つの計測点の位置情報に基づいて、３つの計測点を通る円弧の曲率半径に関する曲率情報が算出される。したがって、道路上に描かれた案内線の有無に拘わらず既定経路の曲率情報を算出することができる。

好ましくは、曲率情報算出部は、複数の計測点の中から異なる複数の計測点群を抽出し、抽出された複数の計測点群のそれぞれについて曲率情報を算出する。この場合、既定経路の曲率情報を連続的に得ることができ、既定経路の形状の把握が容易になる。

また好ましくは、曲率情報算出部は、既定経路を起点から第２所定間隔で区切り、同一区間に属する計測点に関する曲率半径を平均して同一区間の曲率情報を算出する。この場合、区間毎に曲率半径を平均することによって、区間毎に信頼性の高い曲率情報を得ることができる。

さらに好ましくは、既定経路を自動走行可能に構成された自動走行車両であって、曲率情報算出装置を備える、自動走行車両が提供される。この場合、曲率情報算出装置で得られた曲率情報を自動走行車両の制御に利用できる。

好ましくは、記憶部は、各計測点における起点からの距離に関する距離情報を、各計測点の位置情報に関連づけて記憶し、自動走行車両はさらに、起点から現在地点までの走行距離に関する走行距離情報を取得する走行距離取得部と、走行距離取得部によって取得された走行距離情報と記憶部から読み出された距離情報とを照合して現在地点の位置情報を検出する位置検出部とをさらに含み、曲率情報算出部は、現在地点から先の位置情報に基づいて、現在地点から先の走行領域について曲率情報を算出する。この場合、現在地点から先の走行領域についての曲率情報を走行時に算出できる。したがって、既定経路全域についての曲率情報を予め算出して記憶部に記憶しておく必要はないので、記憶すべき曲率情報のデータ量を少なくできる。

また好ましくは、位置情報および距離情報は、事前に既定経路を走行することによって得られる。この場合、自動走行車両が事前に既定経路を走行することによって位置情報および距離情報を得ることができる。また、位置情報および距離情報は、自動走行車両と同種の他の車両を走行させることによって得ることもできる。

さらに好ましくは、既定経路を走行中に各計測点で、自動走行車両から見て所定の方向を撮像する撮像部と、撮像部で撮像された複数の撮像データに基づいてビジュアルオドメトリの手法によって各計測点の位置情報を得る位置取得部とをさらに含む。この場合、各計測点の位置情報を容易かつ精度よく得ることができる。

好ましくは、自動走行車両が移動するための車輪と、車輪の回転角度を検出するための角度検出部と、角度検出部の検出結果に基づいて各計測点の距離情報を得る距離取得部とをさらに備える。この場合、各計測点の距離情報を容易かつ精度よく得ることができる。

また好ましくは、現在地点から先の走行領域について算出された曲率情報に基づいて、現在地点から先の走行領域について車速を制御する車速制御部をさらに含む。この場合、現在地点から先の走行領域について曲率情報に基づいて自動走行車両の車速を制御できる。したがって、前方にカーブがあれば、自動走行車両はカーブの曲がり具合に応じて減速してカーブを走行できるので、自動走行車両にかかる横Ｇを抑制でき、乗員にとって良好な乗り心地が得られる。

さらに好ましくは、車速制御部は、自動走行車両への指示車速に基づいて自動走行車両の前方の第１範囲を決定する第１決定部と、第１範囲内の曲率情報の最小値に基づいて第１目標車速を決定する第２決定部と、指示車速および第１目標車速のうち小さい方を指示車速として選択する選択部とを含む。この場合、自動走行車両への指示車速に基づいて自動走行車両の前方の第１範囲が決定される。たとえば指示車速が大きくなれば第１範囲も大きくなり、曲率情報の最小値の検索範囲を適切に設定できる。そして、第１範囲内の曲率情報の最小値に基づいて第１目標車速が決定され、指示車速および第１目標車速のうち小さい方が目標となる車速として選択される。これにより、自動走行車両の車速が制御され、自動走行車両にかかる横Ｇを抑制できる。

好ましくは、車速制御部は、第１範囲より前方の第２範囲内の曲率情報の最小値に基づいて第２目標車速を決定する第３決定部をさらに含み、選択部は、指示車速と第１目標車速と第２目標車速との中で最小値を指示車速として選択する。この場合、第１範囲より前方の第２範囲内の曲率情報の最小値に基づいて第２目標車速が決定され、指示車速と第１目標車速と第２目標車速との中で最小値が目標となる車速として選択される。このように、第１範囲の前方の第２範囲も考慮して目標となる車速を決定することによって、自動走行車両の車速が制御され、乗員にとってより快適な走行が可能となる。

また好ましくは、第２決定部は、第１範囲内の前記曲率情報の最小値を今回値と前回値とで重み付けし、重み付けされた最小値に基づいて前記第１目標車速を決定し、第３決定部は、第２範囲内の曲率情報の最小値を今回値と前回値とで重み付けし、重み付けされた最小値に基づいて第２目標車速を決定する。この場合、曲率情報の最小値のノイズを抑制でき、不所望な減速を防止できる。

さらに好ましくは、既定経路に設けられた誘導線からの磁界を検出する磁界検出部と、車速を検出する車速検出部と、曲率情報と車速検出部によって検出された現在の車速とに基づいて走行継続時間を算出する時間算出部と、磁界検出部が検出する誘導線からの磁界が閾値未満のとき、走行継続時間が経過したか否かに基づいて、自動走行車両の走行を継続するか否かを判断する判断部とをさらに含む。この場合、曲率情報と現在の車速とに基づいて走行継続時間が算出される。そして、磁界検出部が検出する既定経路に設けられた誘導線からの磁界が閾値未満のとき、走行継続時間が経過するまで自動走行車両の走行が継続され、その後停止される。これにより、一時的な停電、誘導線の瞬間的な断線、誘導線の部分的な断線が発生した場合であっても、算出された走行継続時間の間は継続して走行でき、即時に走行を停止しなくてもよい。

好ましくは、時間算出部は、前後の曲率情報に基づいて、磁界検出部が誘導線からの磁界を検出可能な範囲から逸脱するまでの走行可能距離を算出する第１算出部と、現在の車速に基づいて停止に必要な距離である停止距離を算出する第２算出部と、走行可能距離と停止距離とに基づいて走行継続距離を算出する第３算出部と、走行継続距離と現在の車速とに基づいて走行継続時間を算出する第４算出部とを含む。この場合、磁界検出部が検出する誘導線からの磁界が閾値未満となっても、走行を走行継続時間の間は継続し、その後、磁界検出部が誘導線からの磁界を検出可能な範囲から逸脱しないように走行を停止できる。したがって、その後の走行再開時に、磁界検出部が誘導線からの磁界を検出できるので、円滑に走行を再開できる。

また好ましくは、走行継続時間は上限値を有する。この場合、磁界検出部が検出する誘導線からの磁界が閾値未満となっている状態で、自動走行車両が長時間走行することを抑制できる。直線路を走行している場合に効果的である。

さらに好ましくは、他の車両からの電波を受信することによって他の車両の存在を検出する電波型の検出部と、撮像部の検出範囲を設定する範囲設定部と、曲率情報に基づいて検出部の感度を設定する感度設定部とをさらに含む。たとえば曲がりの小さなカーブや直線路などの見通しの良い経路では、撮像部の検出範囲を検出部の検出範囲より大きくでき、撮像部の方が他の車両を検出し易い。その一方、たとえば見通しの悪い曲がりの大きなカーブでは、経路上の他の車両が撮像部の有効視野に入りきらず、検出部の方が他の車両を検出し易い場合がある。したがって、曲率情報が曲がり具合が小さいことを示す場合には、撮像部の検出範囲を大きくすることによって、主として撮像部が他の車両の検出機能を担い、その一方、曲率情報が曲がり具合が大きいことを示す場合には、検出部の感度を適切に設定することによって、主として検出部が他の車両の検出機能を担う。これにより、曲率情報に拘わらず他の車両を良好に検出でき、良好な追突防止機能が得られる。

好ましくは、感度設定部は、さらに自動走行車両への指示車速に基づいて検出部の感度を設定する。この場合、指示速度に応じて検出部の感度すなわち検出範囲を調整できる。

また好ましくは、感度設定部は、さらに感度切替指示に基づいて検出部の感度を設定する。この場合、既定経路やその周辺環境の状況に応じて検出部の感度すなわち検出範囲を調整できる。

さらに好ましくは、既定経路に設けられた発信部材が発信する感度切替指示を受信する受信部をさらに含む。この場合、感度切替指示を容易かつ確実に受信できる。

この発明は、ゴルフカートに好適に用いることができる。

この発明によれば、道路上に描かれた案内線の有無に拘わらず既定経路の曲率情報を算出することができる。

この発明の一実施形態に係る自動走行車両を側方から見た図解図である。 この発明の一実施形態に係る自動走行車両を前方から見た図解図である。 自動走行車両の電気的構成を示すブロック図である。 既定経路、誘導線および計測点の一部ならびに起点を示す図解図である。 （ａ）および（ｂ）は曲率半径の算出を説明するための図解図であり、（ｃ）は平均曲率半径の算出を説明するための図解図であり、（ｄ）は平均曲率半径とＣＡＮ送信用曲率情報との関係を示すテーブルである。 曲率情報に基づいて車速を制御する動作の一例を示すフロー図である。 指示車速と第１範囲との関係を示すグラフである。 ＩＩＲフィルタを示す回路図である。 （ａ）は第１範囲における曲率情報と第１目標速度との関係を示すテーブルであり、（ｂ）は第２範囲における曲率情報と第２目標速度との関係を示すテーブルある。 曲率半径と横Ｇとの関係を示すグラフである。 誘導センサと誘導線との位置関係を示す図解図である。 （ａ）は走行可能距離の算出方法を説明するための図解図であり、（ｂ）は現在車速と停止距離との関係を示すテーブルである。 瞬断発生時の停止動作の一例を示すフロー図である。 （ａ）は直線路で瞬断した場合を示す図解図であり、（ｂ）はカーブ突入前に瞬断した場合を示す図解図であり、（ｃ）は変化のないカーブ途中で瞬断した場合を示す図解図であり、（ｄ）は変化のあるカーブ途中で瞬断した場合を示す図解図である。 追突防止センサの検出範囲を説明するための図解図である。 低感度切替指示を説明するための図解図である。 撮像部の検出範囲を説明するための図解図である。 追突防止センサの検出範囲を設定するためのテーブルであり、（ａ）は撮像部機能オンの場合を示し、（ｂ）は撮像部機能オフの場合を示す。 撮像部の検出範囲を設定するためのテーブルである。 追突防止協調機能の動作の一例を示すフロー図である。 定点センサ検出処理の動作の一例を示すフロー図である。 図２１の動作の続きを示すフロー図である。 追突防止センサ受信感度設定処理の動作の一例を示すフロー図である。 図２３の動作の続きを示すフロー図である。 撮像部および追突防止センサの追突防止機能を説明するための図解図である。

以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。ここでは、この発明の一実施形態に係る自動走行車両１０をゴルフカートに適用した場合について説明する。なお、以下の説明において前後、左右、上下とは、自動走行車両１０の前シート部１８に乗員がステアリングホイール２２に向かって着座した状態を基準とした前後、左右、上下を意味する。

図１および図２を参照して、自動走行車両１０は、フレーム部１２、一対の前輪１４、一対の後輪１６、前シート部１８、後シート部２０、ステアリングホイール２２、フロントピラー２４ａ，２４ｂ、リアピラー２６ａ，２６ｂ、および屋根部２８を含む。

一対の前輪１４はフレーム部１２の前部に回転可能に支持され、一対の後輪１６はフレーム部１２の後部に回転可能に支持される。前シート部１８および後シート部２０は、図示しない連結部材等を介してフレーム部１２に支持される。前シート部１８の前方にステアリングホイール２２が設けられる。ステアリングホイール２２よりも前方にフロントピラー２４ａ，２４ｂが設けられ、後シート部２０よりも後方にリアピラー２６ａ，２６ｂが設けられる。フロントピラー２４ａ，２４ｂの下端部およびリアピラー２６ａ，２６ｂの下端部は、フレーム部１２に支持される。屋根部２８は、前シート部１８、後シート部２０およびステアリングホイール２２の上方を覆うようにフロントピラー２４ａ，２４ｂおよびリアピラー２６ａ，２６ｂによって支持される。

さらに図３を参照して、自動走行車両１０は、誘導センサ３０、定点センサ３２、撮像部３４、曲率情報算出装置３６、回転角センサ３８、受信アンテナ４０、送信アンテナ４２、追突防止センサ４４、操舵ユニット４６、駆動ユニット４８、ブレーキユニット５０、バッテリ５２、制御部５４および記憶部５６を含む。

誘導センサ３０は、前輪１４よりも前方に位置し、取付バー５８を介してフレーム部１２の前端部に取り付けられ、既定経路Ｐに設けられた誘導線Ｌ（後述）が発する磁界を検出可能に地面に対向するように車体の下部に設けられる。誘導センサ３０は、センサ部３０ａ，３０ｂおよび３０ｃを含む。センサ部３０ａ，３０ｂおよび３０ｃはそれぞれ、取付バー５８の下面において左右方向の中央、左側および右側に設けられる。

定点センサ３２は、前輪１４よりもやや後方に位置し、フレーム部１２に取り付けられ、既定経路Ｐに設けられた定点部材６０（後述）からの信号を読取可能に地面に対向するように車体の下部に設けられる。定点センサ３２は、左右に並ぶメインセンサ部３２ａとサブセンサ部３２ｂとを含み、メインセンサ部３２ａが内側に、サブセンサ部３２ｂが外側に設けられる。

撮像部３４は、たとえば左右の画像センサ３４ａ，３４ｂを含むステレオカメラであり、屋根部２８の上面の前端部かつ左右方向中央部に設けられる。画像センサ３４ａ，３４ｂは、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary MOS）等の一般的な可視光センサで構成される。撮像部３４からの撮像データは曲率情報算出装置３６に入力される。

曲率情報算出装置３６は、制御部３６ａおよび記憶部３６ｂを含む。制御部３６ａは、たとえばＣＰＵを含み、画像処理や前方の曲率情報の算出等を行う。記憶部３６ｂは、たとえばメモリやハードディスク等によって構成される。記憶部３６ｂには、後述する位置情報、距離情報および図５（ｄ）に示すテーブル等が記憶される。

回転角センサ３８は、車輪の回転角を検出するものであり、たとえばロータリーエンコーダからなり右の前輪１４に設けられる。

受信アンテナ４０は、前方車両からの電波を受信できるように、フレーム部１２ひいては車体の前端部に設けられる。送信アンテナ４２は、後方車両に電波を送信できるように、フレーム部１２ひいては車体の後端部に設けられる。追突防止センサ４４は、電波型のセンサであり、受信アンテナ４０からの電波に基づいて、前方に車両があるか否かを判断する。

操舵ユニット４６は、ステアリングホイール２２を含み、一対の前輪１４に接続され、一対の前輪を操舵する。駆動ユニット４８は、たとえばエンジンからなり、一対の前輪１４および／または一対の後輪１６を駆動する。ブレーキユニット５０は、一対の前輪１４および／または一対の後輪１６を制動する。バッテリ５２は、たとえば１２Ｖバッテリであり、曲率情報算出装置３６および制御部５４に電力を供給する。

制御部５４は、たとえばＣＰＵを含み、記憶部５６は、たとえばメモリやハードディスク等によって構成される。記憶部５６には、図７に示すグラフや、図９、図１８および図１９に示すテーブルのデータや、図６、図１３、図２０〜図２４に示す動作を行なうためのプログラム等が記憶される。制御部５４には、誘導センサ３０、定点センサ３２、曲率情報算出装置３６、回転角センサ３８および追突防止センサ４４からの信号や情報が入力される。制御部５４は、これらの信号や情報に基づいて、操舵ユニット４６、駆動ユニット４８およびブレーキユニット５０に指示し、自動走行車両１０の操舵、車速、駆動、制動および停止等を制御し、撮像部３４や追突防止センサ４４の検出範囲を指示する。

図４を参照して、このような自動走行車両１０は、既定経路Ｐの中央に設けられた誘導線Ｌに沿って自動走行する。誘導線Ｌは既定経路Ｐの地中に埋め込まれており、誘導センサ３０は、誘導線Ｌが発する磁界を受信して、制御部５４に検出信号を出力する。制御部５４は、誘導線Ｌがセンサ部３０ａの中央から左右方向の１５ｃｍ以内に収まるように、操舵ユニット４６を制御する。また、左のセンサ部３０ｂおよび右のセンサ部３０ｃによって、自動走行車両１０が左右のいずれに偏っているかが検出され、制御部５４は、その検出結果に基づいて、自動走行車両１０のセンサ部３０ａが誘導線Ｌに近づくように、操舵ユニット４６を制御する。これにより、自動走行車両１０は既定経路Ｐ上を自動走行する。

図４および図１６を参照して、誘導線Ｌに沿って、起点Ｃ０を含む予め定められた複数の位置に、定点部材６０が埋設される。定点部材６０は、たとえば複数の磁石の組み合わせで構成され、この実施形態では磁石６０ａ〜６０ｅのように５つの磁石からなる。定点センサ３２は、定点部材６０からの磁極情報を読取可能に構成され、たとえば磁極センサからなる。定点部材６０は、たとえば、自動走行車両１０への指示車速を指示する指示信号や、追突防止センサ４４の感度切替を指示する指示信号を発信する。自動走行車両１０が定点部材６０上を通過すると、定点センサ３２は、当該通過した定点部材６０からの指示信号を受信し、当該指示信号を制御部５４に対して出力する。制御部５４は、指示信号に応じて、自動走行車両１０の走行、停止、減速等や、追突防止センサ４４の感度切替を制御する。

また、定点センサ３２は、自動走行車両１０が定点部材６０を通過した時点で、その旨の情報を制御部５４に出力する。制御部５４は、定点部材６０を通過した時点を基準に、回転角センサ３８から出力される車輪の回転角に関する情報に基づき、定点部材６０を通過してから走行した距離を計測する。制御部５４は、右の前輪１４の径に関する情報を記憶部５６に予め記憶しておけば、所定の時点からの当該前輪１４の回転角（回転数）と径とに基づいて、所定の時点からの自動走行車両１０の走行距離を算出することができる。したがって、起点Ｃ０を通過した時点を基準とすることで、制御部５４は、起点Ｃ０から現在地点までの走行距離を計測することができる。

記憶部３６ｂに記憶される位置情報および距離情報は、事前に自動走行車両１０が既定経路Ｐ上を走行することによって、曲率情報算出装置３６の制御部３６ａで生成される。

位置情報を作成するに際しては、まず自動走行車両１０が既定経路Ｐ上を走行しながら、撮像部３４が所定のフレームレートで連続的に自動走行車両１０の前方を撮像する。これによって、複数の計測点毎に、撮像部３４によって撮像データを得ることができる。

次に、制御部３６ａは、撮像部３４によって得られた複数の撮像データに基づいて、自動走行車両１０の位置と車体の向きを算定する。この算定方法として、たとえばビジュアルオドメトリの手法を用いることができる。具体例としては、制御部３６ａが撮像データ上の複数の特徴点を抽出すると共に、各特徴点の、連続した２枚の撮像データ上における変位を検出することで行われる。これにより、２枚の撮像データ間での自動走行車両１０の位置の変化量と向きの変化量が算出される。

そして、起点Ｃ０を原点として、算出した変化量を起点Ｃ０から逐次加算することにより、自動走行車両１０の位置と向きの計６成分（ｘ座標、ｙ座標、ｚ座標、ロール角、ピッチ角、ヨー角）からなる計測点における位置情報が取得される。制御部３６ａは、このようにして、既定経路Ｐの全般にわたって自動走行車両１０の位置情報を作成し、記憶部３６ｂに記憶させる。

また、制御部３６ａは、撮像部３４によって自動走行車両１０の前方が撮像された各地点すなわち各計測点における自動走行車両１０の位置情報と、制御部５４から送られた起点Ｃ０から当該各計測点までの自動走行車両１０の走行距離に関する距離情報とを紐付けし、記憶部３６ｂに記憶する。

たとえば、自動走行車両１０が既定経路Ｐ上を走行し、撮像部３４が既定経路Ｐの起点Ｃ０から先の走行領域において１秒間に３０回のフレームレートで自動走行車両１０の前方を撮像する。この場合、隣り合う計測点間の距離は、自動走行車両１０の車速によって異なり、既定経路Ｐに沿って計測点毎に、撮像データひいては位置情報が得られるとともに、走行距離に関する距離情報が得られる。そして、計測点毎の位置情報と距離情報とが紐付けされ、記憶部３６ｂに記憶される。このようにして、記憶部３６ｂには、既定経路Ｐにおける起点Ｃ０から複数の計測点の位置情報と距離情報とが記憶される。

上述のような事前処理が行なわれたのち、実際の走行時には、次のようにして自動走行車両１０の前方の既定経路Ｐの曲率情報が曲率情報算出装置１０によって得られる。

まず、制御部５４は、自動走行車両１０が既定経路Ｐ上を走行中、回転角センサ３８からの出力に基づいて、起点Ｃ０から現在地点までの走行距離に関する走行距離情報を算出し、曲率情報算出装置３６の制御部３６ａへ出力する。

制御部３６ａは、この走行距離情報と、記憶部３６ｂから読み出された距離情報とを照合し、距離情報に紐付けされている自動走行車両１０の現在地点の位置情報を検出する。このとき、走行距離情報が最も近い距離情報の計測点を自動走行車両１０の現在地点として、その位置情報が検出される。

制御部３６ａは、現在地点から先の位置情報に基づいて、現在地点から先の走行領域について曲率情報を算出する。このとき、制御部３６ａは、複数の計測点の中から、第１所定間隔で３つの計測点からなる計測点群を抽出する。たとえば、２．５ｍ間隔で３つの計測点からなる計測点群が抽出される。この場合、第１所定間隔は、２．５ｍ間隔となる。

そして、制御部３６ａは、抽出された計測点群に含まれる３つの計測点の位置情報に基づいて、３つの計測点を通る円弧の曲率半径を算出する。図５（ａ）を参照して、隣り合う計測点を結ぶ線分Ａ１，Ａ２のそれぞれについて垂直二等分線Ｂ１，Ｂ２を引き、交点Ｏを求める。交点Ｏが３つの計測点を通る円の中心となり、交点Ｏと各計測点との距離ｒが円の半径すなわち曲率半径となる。曲率半径は、計測点の位置情報のうち２次元の平面座標（ｘ座標，ｙ座標）を用いて算出できる。

図５（ａ）を参照して、このような曲率半径の計算は、まず、自動走行車両１０の現在地点の計測点を１フレーム目の計測点とし、当該１フレーム目の計測点と、２．５ｍ先の計測点と、５ｍ先の計測点とからなる計測点群について行なわれる。そして、図５（ｂ）を参照して、計測点を１フレームずつずらしていき、５ｍ先の計測点が１０２４フレーム目に達するまで、合計１０２２個の各計測点群について行なわれる。

そして、図５（ｃ）を参照して、既定経路Ｐを１フレーム目の計測点から２０ｍ先まで２ｍ間隔で区切り、各区間に属する曲率半径を平均して、２ｍ間隔で平均曲率半径を得る。なお、３つの計測点のうち起点Ｃ０に最も近い計測点が属する区分を、当該３つの計測点から得られた曲率半径が属する区分とする。制御部３６ａは、得られた平均曲率半径を図５（ｄ）に示すテーブルに基づいて、１６段階のＣＡＮ送信用曲率情報に変換して、記憶部３６ｂに記憶する。この例では、２ｍ間隔が第２所定間隔に相当する。自動走行車両１０は、既定経路Ｐを走行しながら上述の処理を繰り返し、曲率情報を得る。

このようにして、制御部３６ａは、複数の計測点の中から異なる複数の計測点群を抽出し、抽出された複数の計測点群のそれぞれについて曲率情報としての曲率半径を算出する。そして、制御部３６ａは、既定経路Ｐを第２所定間隔で区切り、同一区間に属する計測点に関する曲率半径を平均して同一区間の曲率情報としての平均曲率半径を算出する。

このような曲率情報算出装置３６を含む自動走行車両１０によれば、記憶部３６ｂに記憶された複数の計測点の中から、第１所定間隔で３つの計測点からなる計測点群が抽出される。そして、抽出された計測点群に含まれる３つの計測点の位置情報に基づいて、３つの計測点を通る円弧の曲率半径に関する曲率情報が算出される。したがって、道路上に描かれた案内線の有無に拘わらず既定経路Ｐの曲率情報を算出することができる。

抽出された複数の計測点群のそれぞれについて曲率情報が算出される。したがって、既定経路Ｐの曲率情報を連続的に得ることができ、既定経路Ｐの形状の把握が容易になる。

区間毎に曲率半径を平均することによって、区間毎に信頼性の高い曲率情報を得ることができる。

現在地点から先の走行領域についての曲率情報を走行時に算出できる。したがって、既定経路Ｐ全域についての曲率情報を予め算出して記憶部３６ｂに記憶しておく必要はないので、記憶すべき曲率情報のデータ量を少なくできる。

自動走行車両１０が事前に既定経路Ｐを走行することによって位置情報および距離情報を得ることができる。また、位置情報および距離情報は、自動走行車両１０と同種の他の車両を走行させることによって得ることもできる。

撮像部３４で撮像された複数の撮像データに基づいてビジュアルオドメトリの手法によって各計測点の位置情報を得る。したがって、各計測点の位置情報を容易かつ精度よく得ることができる。

回転角センサ３８の検出結果に基づいて各計測点の距離情報を得る。したがって、各計測点の距離情報を容易かつ精度よく得ることができる。

このようにして得られた曲率情報は、自動走行車両１０の車速、瞬断発生時の停止動作、および追突防止協調機能の動作など、自動走行車両１０の制御に利用できる。

この実施形態では、制御部３６ａが、曲率情報算出部、位置検出部および位置取得部に相当する。回転角センサ３８が、角度検出部に相当する。制御部５４が、距離取得部、車速制御部、第１決定部、第２決定部、第３決定部、選択部、時間算出部、判断部、第１算出部と、第２算出部、第３算出部、第４算出部、範囲設定部および感度設定部に相当する。誘導センサ３０が、磁界検出部に相当する。追突防止センサ４４が、検出部に相当する。定点部材６０が、発信部材に相当する。定点センサ３２が、受信部に相当する。走行距離取得部は、回転角センサ３８および制御部５４を含む。車速検出部は、回転角センサ３８および制御部５４を含む。

図６を参照して、曲率情報に基づいて、自動走行車両１０の車速を制御する動作について説明する。なお、図６に示す動作は、２０ｍｓｅｃのサイクルで繰り返し行なわれる。

まず、制御部５４は、指示車速に基づいて自動走行車両１０の前方の第１範囲を取得する（ステップＳ１）。第１範囲は、図７に示す指示車速と第１範囲との関係を示すデータに基づいて決定される。

制御部５４は、制御部３６ａからＣＡＮ通信によって送信された２０ｍ先までの曲率情報の中から、第１範囲内の曲率情報の最小値（平均曲率半径も最小値となる）を検索し、選択する（ステップＳ３〜Ｓ７）。ここでは、図５（ｄ）に示すテーブルに基づいて１６段階の曲率情報に変換されたデータのうち、第１範囲内に含まれる最小値が選択される。

制御部５４は、選択された曲率情報の最小値を前回値によって重み付けする（ステップＳ９）。この実施形態では、図８に示すＩＩＲフィルタの処理が制御部５４によって行なわれる。すなわち、今回選択された曲率情報の最小値が５％、前回の重み付けによって得られた（ＩＩＲフィルタ処理後）の値が９５％の割合で加算され、重み付け後の曲率情報の最小値が得られる。

ついで、制御部５４は、第２範囲内の曲率情報の最小値を検索し、選択する（ステップＳ１１〜Ｓ１５）。ここでは、第１範囲の前方かつ自動走行車両１０の２０ｍ先までが、第２範囲となり、図５（ｄ）に示すテーブルに基づいて１６段階の曲率情報に変換されたデータのうち、第２範囲内に含まれる最小値が選択される。

制御部５４は、選択された曲率情報の最小値を前回値によって重み付けする（ステップＳ１７）。この実施形態では、ステップＳ９と同様に、図８に示すＩＩＲフィルタの処理が制御部５４によって行なわれる。すなわち、今回選択された曲率情報の最小値が５％、前回の重み付けによって得られた（ＩＩＲフィルタ処理後）の値が９５％の割合で加算され、重み付け後の曲率情報の最小値が得られる。

そして、制御部５４は、ステップＳ９で得られた曲率情報の最小値に基づいて、第１範囲の第１目標車速を算出し（ステップＳ１９）、ステップＳ１７で得られた曲率情報の最小値に基づいて、第２範囲の第２目標車速を算出する（ステップＳ２１）。ここでは、図９（ａ）に示すテーブルに基づいて第１目標車速が得られ、図９（ｂ）に示すテーブルに基づいて第２目標車速が得られる。

制御部５４は、第１目標車速と第２目標車速とを比較し（ステップＳ２３）、第２目標車速が小さければ第２目標車速を目標車速とし（ステップＳ２５）、そうでなければ第１目標車速を目標車速とする（ステップＳ２７）。さらに、制御部５４は、指示車速と目標車速とを比較し（ステップＳ２９）、目標車速が小さければ目標車速を指示車速とし（ステップＳ３１）、そうでなければ指示車速を変更せず、終了する。制御部５４は、ステップＳ２９およびＳ３１で得られた指示車速に基づいて自動走行車両１０の車速を制御する。

このような動作によれば、現在地点から先の走行領域について曲率情報に基づいて自動走行車両１０の車速を制御できる。したがって、前方にカーブがあれば、自動走行車両１０はカーブの曲がり具合に応じて減速してカーブを走行できるので、自動走行車両１０にかかる横Ｇを抑制でき、乗員にとって良好な乗り心地が得られる。

自動走行車両１０への指示車速に基づいて自動走行車両１０の前方の第１範囲が決定される。たとえば指示車速が大きくなれば第１範囲も大きくなり、曲率情報の最小値の検索範囲を適切に設定できる。そして、第１範囲内の曲率情報の最小値に基づいて第１目標車速が決定され、第１範囲より前方の第２範囲内の曲率情報の最小値に基づいて第２目標車速が決定される。指示車速と第１目標車速と第２目標車速との中で最小値が目標となる車速として選択される。これにより、自動走行車両１０にかかる横Ｇを抑制できる。図１０に示すように、既定経路Ｐの曲率半径が変化しても自動走行車両１０にかかる横Ｇは安定する。また、第１範囲の前方の第２範囲も考慮して目標となる車速を決定することによって、自動走行車両１０の車速が制御され、乗員にとってより快適な走行が可能となる。

第１範囲内の重み付けされた曲率情報の最小値に基づいて前記第１目標車速を決定し、第２範囲内の重み付けされた曲率情報の最小値に基づいて第２目標車速を決定する。したがって、曲率情報の最小値のノイズを抑制でき、不所望な減速を防止できる。

ついで、自動走行車両１０の瞬断発生時の停止動作について説明する。

誘導線が発する磁界を誘導センサで検出することで誘導線に沿って走行するよう操舵を制御する自動走行車両では、従来、瞬断によって誘導線からの磁界がなくなると、操舵を制御できなくなるため、操舵をオフにして（操舵角を維持して）停止モードに即時移行していた。

図１１を参照して、自動走行車両１０では、誘導線Ｌからの磁界が検出できなくなった場合でも、誘導センサ３０の中央のセンサ部３０ａと誘導線Ｌとの左右方向の距離が設定距離ｄ（±１５ｃｍ）になるまで走行を継続できる。

ここで、走行継続距離および走行継続時間は、以下のようにして算出される。

図１２（ａ）を参照して、瞬断発生前の曲率半径と自動走行車両１０の先０−２ｍ区間の平均曲率半径とに基づいて、センサ部３０ａと誘導線Ｌとの左右方向の距離が設定距離ｄになるまでに走行できる走行可能距離Ａが算出される。

図１２（ａ）において、Ａは走行可能距離、ｄは設定距離、Ｒは瞬断発生前の曲率半径（車両が走行しようとしている経路）（破線）、Ｒ’は先０−２ｍ区間の平均曲率半径（実線）、ａはＲ−Ｒ’、θはＲ−ｄとなる角度を示す。

余弦定理よりｃｏｓθは以下の式で算出され、したがって、走行可能距離Ａは以下の式で算出される。

ｃｏｓθ＝｜（２ａＲ−２ｄＲ＋ｄ^２）／２ａ（Ｒ−ｄ）｜

θ＝ＡｒｃＣｏｓ｛｜（２ａＲ−２ｄＲ＋ｄ^２）／２ａ（Ｒ−ｄ）｜｝

Ａ＝θＲ

停止に必要な距離である停止距離Ｂは、図１２（ｂ）に示すテーブルを参照して、現在の車速に基づいて算出される。

走行継続距離は、（走行継続距離＝走行可能距離Ａ−停止距離Ｂ）により算出される。

走行継続時間は、（走行継続時間＝走行継続距離／現在の車速）により算出される。

図１３を参照して、自動走行車両１０の瞬断発生時の停止動作について説明する。なお、図１３に示す動作は、２０ｍｓｅｃのサイクルで繰り返し行なわれる。

まず、制御部５４は、誘導センサ３０の検出電圧が０．５Ｖ未満か否かを判断する（ステップＳ１０１）。これにより、誘導センサ３０が検出する誘導線Ｌからの磁界が閾値未満か否かが判断される。検出電圧が０．５Ｖ以上であれば、瞬断が発生しておらず、制御部５４は、瞬断発生前の曲率半径と先０−２ｍ区間の平均曲率半径とに基づいて、走行可能距離を算出する（ステップＳ１０３）。ここでは、瞬断発生前の曲率半径として、後述するステップＳ１１９において得られた曲率半径が用いられ、先０−２ｍ区間の平均曲率半径として、曲率情報算出装置３６から送信された先０−２ｍ区間の平均曲率半径が用いられ、走行可能距離は上述の式によって算出される。これにより、前後の曲率情報に基づいて、誘導センサ３０が誘導線Ｌからの磁界を検出可能な範囲から逸脱するまでの走行可能距離が算出される。ついで、制御部５４は、図１２（ｂ）に示すテーブルを参照して、現在の車速に基づいて停止距離を算出し（ステップＳ１０５）、走行可能距離から停止距離を減算して、走行継続距離を得る（ステップＳ１０７）。なお、制御部５４は、回転角センサ３８からの出力と所要時間とに基づいて、車速を算出する。

そして、制御部５４は、走行継続距離が０以下か否かを判断し（ステップＳ１０９）、走行継続距離が０以下であれば、走行継続距離を０にして（ステップＳ１１１）、ステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１０９において、走行継続距離が０より大きければ、ステップＳ１１３へ進む、ステップＳ１１３では、制御部５４は、（走行継続距離／現在の車速）を算出して、走行継続時間を算出する。そして、制御部５４は、走行継続時間が５００ｍｓｅｃより大きいか否かを判断する（ステップＳ１１５）。走行継続時間が５００ｍｓｅｃより大きければ、制御部５４は、走行継続時間を上限値の５００ｍｓｅｃに設定し（ステップＳ１１７）、ステップＳ１１９へ進む。瞬断発生前は走行継続距離と現在の車速とに基づいて走行継続時間を算出し、タイマを設定するが、たとえば直線路の場合、算出された走行継続距離ひいては走行継続時間は大きくなり、長時間走行可能な場合があるため、走行継続時間の上限値を５００ｍｓｅｃとする。ステップＳ１１５において、走行継続時間が５００ｍｓｅｃ以下であれば、ステップＳ１１９へ進む。ステップＳ１１９では、制御部５４は、先０−２ｍ区間の曲率半径を瞬断発生前の曲率半径として、終了する。

一方、ステップＳ１０１において、検出電圧が０．５Ｖ未満であれば、瞬断が発生したと判断され、制御部５４は、瞬断発生前の曲率半径と先０−２ｍ区間の平均曲率半径とに基づいて、走行可能距離を算出する（ステップＳ１２１）。走行可能距離は上述の式によって算出される。そして、制御部５４は、算出された走行可能距離が前回値よりも小さいか否かを判断し（ステップＳ１２３）、走行可能距離が前回値よりも小さければ、制御部５４は、走行可能距離を更新し（ステップＳ１２５）、ステップＳ１２７へ進む。このように、瞬断発生後、走行可能距離は小さい値に更新されていく。ステップＳ１２３において、走行可能距離が前回値以上であれば、ステップＳ１２７へ進む。ステップＳ１２７では、制御部５４は、図１２（ｂ）に示すテーブルを参照して、現在の車速に基づいて停止距離を算出する。そして、制御部５４は、走行可能距離から停止距離を減算して、走行継続距離を得る（ステップＳ１２９）。

そして、制御部５４は、走行継続距離が０以下か否かを判断し（ステップＳ１３１）、走行継続距離が０以下であれば、制御部５４は、走行継続距離を０にして（ステップＳ１３３）、ステップＳ１３５へ進む。ステップＳ１３１において、走行継続距離が０より大きければ、ステップＳ１３５へ進む、ステップＳ１３５では、制御部５４は、走行継続時間が２０ｍｓｅｃ以上か否かを判断する。走行継続時間が２０ｍｓｅｃ以上であれば、制御部５４は、走行継続時間を２０ｓｅｃ減算し（ステップＳ１３７）、ステップＳ１３９へ進む。このように瞬断発生時には図１３に示す動作の１サイクル毎に２０ｍｓｅｃずつ減算される。ステップＳ１３５において、走行継続時間が２０ｍｓｅｃ未満であれば、ステップＳ１３９へ進む。ステップＳ１３９において、制御部５４は、走行継続時間が０以下か否かを判断する。走行継続時間が０以下であれば、誘導線Ｌと誘導センサ３０のセンサ部３０ａとが設定距離ｄよりも離れないように、制御部５４は、停止と判断して停止モードへ移行する（ステップＳ１４１）。一方、走行継続距離が０より大きければ、制御部５４は、走行継続と判断して走行継続モードのまま（ステップＳ１４３）、終了する。

このような動作によれば、曲率情報と現在の車速とに基づいて走行継続時間が算出される。そして、誘導センサ３０が検出する既定経路Ｐに設けられた誘導線Ｌからの磁界が閾値未満のとき、走行継続時間が経過するまで自動走行車両１０の走行が継続され、その後停止される。これにより、一時的な停電、誘導線の瞬間的な断線、誘導線の部分的な断線が発生した場合であっても、算出された走行継続時間の間は継続して走行でき、即時に走行を停止しなくてもよい。

誘導センサ３０が検出する誘導線Ｌからの磁界が閾値未満となっても、走行を走行継続時間の間は継続し、その後、誘導センサ３０が誘導線Ｌからの磁界を検出可能な範囲から逸脱しないように走行を停止できる。したがって、その後の走行再開時に、誘導センサ３０が誘導線Ｌからの磁界を検出できるので、円滑に走行を再開できる。

走行継続時間は上限値を有するので、誘導センサ３０が検出する誘導線Ｌからの磁界が閾値未満となっている状態で、自動走行車両１０が長時間走行することを抑制できる。直線路を走行している場合に効果的である。

たとえば、図１４（ａ）に示すように既定経路Ｐの直線路で瞬断したときには、操舵がオフされる（操舵角が維持される）ため、そのまま既定経路Ｐ上を直進し、走行継続時間が５００ｍｓｅｃ経過すると停止モードに入り、その後自動走行車両１０は停止する。図１４（ｂ）に示すように既定経路Ｐの直線路でカーブ突入前に瞬断したときには、操舵がオフされるため、そのまま直進し、誘導線Ｌと誘導センサ３０のセンサ部３０ａとが設定距離ｄよりも離れないように、自動走行車両１０は停止する。図１４（ｃ）に示すように既定経路Ｐにおいて曲率半径に変化のないカーブの途中で瞬断したときには、操舵がオフされるため、そのまま既定経路Ｐに沿って旋回し、走行継続時間が５００ｍｓｅｃ経過すると停止モードに入り、その後自動走行車両１０は停止する。図１４（ｄ）に示すような既定経路Ｐにおいて曲率半径に変化のあるカーブ（瞬断発生前の曲率半径と先０−２ｍ区間の平均曲率半径とが異なるカーブ）の途中で瞬断したときには、操舵がオフされるため、カーブとは異なる方向に旋回し、誘導線Ｌと誘導センサ３０のセンサ部３０ａとが設定距離ｄよりも離れないように、自動走行車両１０は停止する。

さらに、自動走行車両１０の追突防止協調機能について説明する。

自動走行車両１０は、追突防止センサ４４を利用した追突防止機能を有する。図１５（ａ）および（ｂ）を参照して、自動走行車両１０では、前方の車両の送信アンテナから発信された所定周波数の電波を受信アンテナ４０が受信すると、追突防止センサ４４に与えられる。追突防止センサ４４は、入力された電波と電圧閾値とを比較し、当該電波が電圧閾値より大きければ、前方に車両があることを検知する。

追突防止センサ４４は、低感度、中感度および高感度の３つの感度を有する。たとえば、低感度の検出範囲は１．８±０．１５ｍであり、中感度の検出範囲は３．８±０．１５ｍであり、高感度の検出範囲は４．２±０．１５ｍである。感度ひいては検出範囲は、追突防止センサ４４の電圧閾値を切り替えることで調整でき、電圧閾値が小さくなるほど感度が高くなる。この実施形態では、検出範囲とは、追突防止センサ４４が前方の車両を検知可能な状態での、受信アンテナ４０から前方の車両の送信アンテナまでの最大距離をいう。

追突防止センサ４４の低感度への切替え指示は、たとえば以下のように行なわれる。

図１６を参照して、既定経路Ｐの誘導線Ｌに沿って、５つの磁石６０ａ〜６０ｅからなる定点部材６０が地中に埋め込まれており、磁石６０ａ〜６０ｃはその表面がＮ極となるように設けられ、磁石６０ｄ，６０ｅはその表面がＳ極となるように設けられる。磁石６０ａ〜６０ｄがメイン磁石となり、磁石６０ｅがサブ磁石となる。そして、自動走行車両１０が誘導線Ｌに沿って走行するときに、定点センサ３２のメインセンサ部３２ａが磁石６０ａ〜６０ｄの磁極をこの順で検知し、サブセンサ部３２ｂが磁石６０ｅの磁極を検知することによって、自動走行車両１０は低感度切替指示を受信し、追突防止センサ４４の感度が低感度へ切り替えられる。

また、図１７（ａ）を参照して、自動走行車両１０は、撮像部３４を利用した追突防止機能を有する。自動走行車両１０では、屋根部２８の前端部に設けられた撮像部３４が自動走行車両１０の前方を撮像し、既定経路Ｐ上の障害物（前方の車両）を検出できる。撮像部３４によって必要とされる検出範囲は、曲率情報に基づいて決定され、たとえば自動走行車両１０の前方、最大１０ｍに設定される。また、図１７（ｂ）に示すように、撮像部３４によって既定経路Ｐの幅分を検出できる。

図１８（ａ）および（ｂ）は、追突防止センサ４４の検出範囲を設定するためのテーブルである。図１８（ａ）は撮像部機能オンの場合を示し、曲率情報と低感度切替フラグとに基づいて、追突防止センサ４４の感度が低感度または中感度に設定され、検出範囲がそれに応じて設定される。撮像部機能オン時には、高感度は無効とされる。また、指示車速が３．６ｋｍ／ｈのときには低感度となる。図１８（ｂ）は撮像部機能オフの場合を示し、指示車速に基づいて追突防止センサ４４の感度が低感度、中感度または高感度に設定される。

図１９は、撮像部３４の検出範囲を設定するためのテーブルである。図１９には、曲率情報に対する指示車速、撮像部３４の検出範囲および撮像部３４の検出可能範囲が示される。ここで、検出範囲とは、撮像部３４が検出する必要がある範囲をいい、検出可能範囲とは、撮像部３４が検出することが可能な範囲をいう。曲率情報が２または３（曲率半径では６ｍ超１０ｍ以下）では、撮像部３４の検出可能範囲が検出範囲以下になるため、低感度切替フラグのオン／オフに拘わらず、追突防止センサ４４を中感度に設定する（図１８参照）。また、曲率情報が１以下（曲率半径では６ｍ以下）では、指示車速が３．６ｋｍ／ｈになり、追突防止センサ４４は低感度で十分に停止可能である。したがって、このとき、撮像部３４において、検出可能範囲が検出範囲を下回っても支障はない。

図２０〜図２４を参照して、自動走行車両１０の追突防止協調機能について説明する。なお、図２０〜図２４に示す動作は、２０ｍｓｅｃのサイクルで繰り返し行なわれる。

図２０を参照して、追突防止協調機能の全体動作について説明する。

まず、制御部５４は、曲率情報算出装置３６からＣＡＮ情報により曲率情報を取得する（ステップＳ２０１）。受信できた場合には撮像部３４による追突防止機能がオンになる。

ついで、制御部５４は、図１９に示す検出範囲切替テーブルを参照して、指示車速に基づいて、撮像部３４の検出範囲を設定する（ステップＳ２０３）。言い換えれば、曲率半径ひいては曲率情報に基づいて、撮像部３４の検出範囲を設定できる。制御部５４は、曲率情報算出装置３６を通して撮像部３４の検出範囲を指示する。

つぎに、制御部５４は、定点センサ検出処理を行なう（ステップＳ２０５）。このとき、定点部材６０によって追突防止センサ４４の受信感度が指示される。動作の詳細については後述する。

そして、制御部５４は、図６を参照して上述した車速制御処理により、指示車速を変更し、現時点での曲率情報を決定する（ステップＳ２０７）。現時点での曲率情報は、図６に示す車速制御動作のステップＳ９によって得られる曲率情報である。

さらに、制御部５４は、曲率情報、指示車速および受信感度指示に基づいて、追突防止センサ４４の受信感度設定処理を行なう（ステップＳ２０９）。動作の詳細については後述する。

図２１および図２２を参照して、定点センサ検出処理について説明する。

まず、制御部５４は、定点センサ３２のメインセンサ部３２ａがメイン磁石を検出したか否かを判断し（ステップＳ３０１）、メイン磁石を検出すれば、制御部５４は、メイン磁石の極性がＳ極か否かを判断する（ステップＳ３０３）。Ｓ極であれば、現定点情報をＳとし（ステップＳ３０５）、一方、Ｎ極であれば、現定点情報をＮとし（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０９へ進む。ステップＳ３０１においてメイン磁石を検出していないときも、ステップＳ３０９へ進む。

ステップＳ３０９では、制御部５４は、定点センサ３２のサブセンサ部３２ｂがサブ磁石を検出したか否かを判断する。サブ磁石を検出すれば、制御部５４は、サブ磁石の極性がＳ極か否かを判断する（ステップＳ３１１）。Ｓ極であれば、確定定点情報をＳとし（ステップＳ３１３）、一方、Ｎ極であれば、確定定点情報をＮとし（ステップＳ３１５）、ステップＳ３１７へ進む。ステップＳ３０９においてサブ磁石を検出していないときも、ステップＳ３１７へ進む。

ステップＳ３１７では、制御部５４は、低感度切替定点か否かを判断する。ここでは、確定定点情報＝Ｓ、現定点情報＝Ｓ、第３定点情報＝Ｎ、第２定点情報＝Ｎ、第１定点情報＝Ｎであれば、低感度切替定点と判断し、解除距離＝２００ｍとして低感度切替指示を行なう。低感度切替定点であれば、制御部５４は、低感度切替フラグをオンし（ステップＳ３１９）、徐行３．６ｋｍ／ｈ指示フラグをオンし（ステップＳ３２１）、解除距離をクリアし（ステップＳ３２３）、ステップＳ３２５へ進む。ステップＳ３１７において、低感度切替定点でなければ、ステップＳ３２５へ進む。

ステップＳ３２５では、制御部５４は、低感度切替フラグがオンか否かを判断する。低感度切替フラグがオンであれば、解除距離を２００ｍに設定し（ステップＳ３２７）、ステップＳ３２９へ進む。一方、ステップＳ３２５において低感度切替フラグがオンでなければ、ステップＳ３２９へ進む。ステップＳ３２９において、制御部５４は、走行距離が解除距離以上か否かを判断する。走行距離が解除距離以上であれば、制御部５４は、低感度切替フラグをオフし（ステップＳ３３１）、徐行３．６ｋｍ／ｈ指示フラグをオフし（ステップＳ３３３）、ステップＳ３３５へ進む。ステップＳ３２９において、走行距離が解除距離以上でなければ、ステップＳ３３５へ進む。

ステップＳ３３５では、制御部５４は、徐行３．６ｋｍ／ｈ指示フラグがオンであるか否かを判断する。徐行３．６ｋｍ／ｈ指示フラグがオンであれば、制御部５４は、目標速度を３．６ｋｍ／ｈに設定し（ステップＳ３３７）、指示車速が目標車速より大きくかつ撮像部３４の機能が無効か否かを判断する（ステップＳ３３９）。指示車速が目標車速より大きくかつ撮像部３４の機能が無効であれば、指示車速を目標車速にして（ステップＳ３４１）、ステップＳ３４３へ進む。ステップＳ３３５およびＳ３３９がＮＯのときは、ステップＳ３４３へ進む。

ステップＳ３４３では、第２定点情報を第１定点情報に移し、ステップＳ３４５では、第３定点情報を第２定点情報に移し、ステップＳ３４７では、現定点情報を第３定点情報に移し、終了する。

ついで、図２３および図２４を参照して、追突防止センサ４４の受信感度設定処理動作について説明する。

まず、制御部５４は、撮像部３４の機能が有効か否かを判断する（ステップＳ４０１）。曲率情報算出装置３６と制御部５４とのＣＡＮ通信が成立している場合、撮像部３４の機能が有効となる。撮像部３４の機能が有効であれば、制御部５４は、低感度切替フラグがオンか否かを判断する（ステップＳ４０３）。低感度切替フラグがオンであれば、制御部５４は、指示車速が３．６ｋｍ／ｈ以下であるか、または現曲率情報が４以上（曲率半径が１０ｍより大きい）か否かを判断する（ステップＳ４０５）。指示車速が３．６ｋｍ／ｈ以下であるか、または現曲率情報が４以上であれば、制御部５４は、追突防止センサ４４の受信感度を低感度に設定する（ステップＳ４０７）。一方、指示車速が３．６ｋｍ／ｈより大きくかつ現曲率情報が４未満であれば、制御部５４は、追突防止センサ４４の受信感度を中感度に設定する（ステップＳ４０９）。

ステップＳ４０３において低感度切替フラグがオンでなければ、制御部５４は、指示車速が３．６ｋｍ／ｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ４１１）。指示車速が３．６ｋｍ／ｈ以下であれば、制御部５４は、追突防止センサ４４の受信感度を低感度に設定し（ステップＳ４１３）、一方、指示車速が３．６ｋｍ／ｈ以下でなければ、制御部５４は、現曲率情報が２以上（曲率半径が６ｍより大きい）か否かを判断する（ステップＳ４１５）。現曲率情報が２以上であれば、制御部５４は、追突防止センサ４４の受信感度を中感度に設定し（ステップＳ４１７）、一方、現曲率情報が２未満であれば、制御部５４は、追突防止センサ４４の受信感度を低感度に設定する（ステップＳ４１９）。

ステップＳ４０１において、撮像部３４の機能が無効であれば、制御部５４は、指示車速が８ｋｍ／ｈ以下か否かを判断する（ステップＳ４２１）。指示車速が８ｋｍ／ｈ以下であれば、制御部５４は、指示車速が３．６ｋｍ／ｈ以下か否かを判断する（ステップＳ４２３）。指示車速が３．６ｋｍ／ｈ以下であれば、制御部５４は、追突防止センサ４４の受信感度を低感度に設定し（ステップＳ４２５）、一方、指示車速が３．６ｋｍ／ｈより大きくかつ８ｋｍ／ｈ以下であれば、制御部５４は、追突防止センサ４４の受信感度を中感度に設定する（ステップＳ４２７）。ステップＳ４２１において、指示車速が８ｋｍ／ｈより大きければ、制御部５４は、追突防止センサ４４の受信感度を高感度に設定する（ステップＳ４２９）。

このような動作によれば、たとえば曲がりの小さなカーブや直線路などの見通しの良い経路では、撮像部３４の検出範囲を追突防止センサ４４の検出範囲より大きくでき、撮像部３４の方が既定経路Ｐ上の前の車両を検出し易い。その一方、たとえば見通しの悪い曲がりの大きなカーブでは、既定経路Ｐ上の前の車両が撮像部３４の有効視野に入りきらず、追突防止センサ４４の方が前の車両を検出し易い場合がある。したがって、曲率情報が曲がり具合が小さいことを示す場合には、撮像部３４の検出範囲を大きくすることによって、主として撮像部３４が前の車両の検出機能を担い、その一方、曲率情報が曲がり具合が大きいことを示す場合には、追突防止センサ４４の感度を適切に設定することによって、主として追突防止センサ４４が前の車両の検出機能を担う。これにより、曲率情報に拘わらず前の車両を良好に検出でき、良好な追突防止機能が得られる。

さらに自動走行車両１０への指示車速に基づいて追突防止センサ４４の感度を設定することによって、指示速度に応じて追突防止センサ４４の感度すなわち検出範囲を調整できる。

さらに感度切替指示に基づいて追突防止センサ４４の感度を設定することによって、既定経路Ｐやその周辺環境の状況に応じて追突防止センサ４４の感度すなわち検出範囲を調整できる。

既定経路Ｐに設けられた定点部材６０が発信する感度切替指示を定点センサ３２が受信することによって、感度切替指示を容易かつ確実に受信できる。

図２５に示す例では、有効視野が大きい（曲率半径が２４ｍ超の）経路では、指示車速が１４ｋｍ／ｈと大きくなり、撮像部３４の検出範囲が１０．０ｍになり、追突防止センサ４４は、低感度切替指示があれば低感度になる。一方、有効視野が小さい（曲率半径が６ｍ超８ｍ以下の）カーブでは、指示車速が６ｋｍ／ｈと小さくなり、撮像部３４の検出範囲が４．０ｍ（検出可能範囲は３．７ｍ）になり、追突防止センサ４４は、中感度になる。

このように遠方車両の検出が可能な撮像部３４の機能を利用するとともに、曲率情報（曲率半径）に基づいて追突防止センサ４４の感度を可変にすることによって、追突防止機能向上と走行速度アップとを両立できる。

なお、距離情報は、起点Ｃ０からの自動走行車両１０の走行距離に限定されず、起点Ｃ０からの自動走行車両１０の右の前輪１４の回転角に関する情報であってもよい。

また、既定経路Ｐに設けられた定点部材６０は、磁石に限定されず、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグであってもよい。

この発明に係る自動走行車両は、ゴルフカートに好適に用いることができるが、これに限定されず、工場や果樹園などで使用される無人作業車両など、経路（走路）に沿って地中に埋設された誘導線上を自動走行する任意の無人車両に好適に用いられる。また、この発明に係る自動走行車両は、四輪車に限らず、三輪車でもよい。

１０ 自動走行車両
３０ 誘導センサ
３２ 定点センサ
３４ 撮像部
３６ 曲率情報算出装置
３６ａ，５４ 制御部
３６ｂ，５６ 記憶部
３８ 回転角センサ
４０ 受信アンテナ
４２ 送信アンテナ
４４ 追突防止センサ
４６ 操舵ユニット
４８ 駆動ユニット
５０ ブレーキユニット
６０ 定点部材
Ａ 走行可能距離
Ｂ 停止距離
Ｃ０ 起点
ｄ 設定距離
Ｌ 誘導線
Ｐ 既定経路
Ｒ 瞬断発生前の曲率半径
Ｒ’ 先０−２ｍ区間の平均曲率半径

Claims (20)

1. 既定経路における起点から複数の計測点の位置情報を記憶する記憶部と、
   前記複数の計測点の中から、第１所定間隔で３つの前記計測点からなる計測点群を抽出し、前記抽出された計測点群に含まれる前記３つの計測点の前記位置情報に基づいて、前記３つの計測点を通る円弧の曲率半径に関する曲率情報を算出する曲率情報算出部とを備える、曲率情報算出装置。
2. 前記曲率情報算出部は、前記複数の計測点の中から異なる複数の前記計測点群を抽出し、前記抽出された複数の計測点群のそれぞれについて前記曲率情報を算出する、請求項１に記載の曲率情報算出装置。
3. 前記曲率情報算出部は、前記既定経路を前記起点から第２所定間隔で区切り、同一区間に属する前記計測点に関する前記曲率半径を平均して前記同一区間の前記曲率情報を算出する、請求項２に記載の曲率情報算出装置。
4. 前記既定経路を自動走行可能に構成された自動走行車両であって、
   請求項１から３のいずれかに記載の曲率情報算出装置を備える、自動走行車両。
5. 前記記憶部は、前記各計測点における前記起点からの距離に関する距離情報を、前記各計測点の前記位置情報に関連づけて記憶し、
   当該自動走行車両はさらに、
   前記起点から現在地点までの走行距離に関する走行距離情報を取得する走行距離取得部と、
   前記走行距離取得部によって取得された前記走行距離情報と前記記憶部から読み出された前記距離情報とを照合して前記現在地点の前記位置情報を検出する位置検出部とをさらに含み、
   前記曲率情報算出部は、前記現在地点から先の前記位置情報に基づいて、前記現在地点から先の走行領域について前記曲率情報を算出する、請求項４に記載の自動走行車両。
6. 前記位置情報および前記距離情報は、事前に前記既定経路を走行することによって得られる、請求項５に記載の自動走行車両。
7. 前記既定経路を走行中に前記各計測点で、当該自動走行車両から見て所定の方向を撮像する撮像部と、
   前記撮像部で撮像された複数の撮像データに基づいてビジュアルオドメトリの手法によって前記各計測点の前記位置情報を得る位置取得部とをさらに含む、請求項６に記載の自動走行車両。
8. 当該自動走行車両が移動するための車輪と、
   前記車輪の回転角度を検出するための角度検出部と、
   前記角度検出部の検出結果に基づいて前記各計測点の前記距離情報を得る距離取得部とをさらに備える、請求項６または７に記載の自動走行車両。
9. 前記現在地点から先の走行領域について算出された前記曲率情報に基づいて、前記現在地点から先の走行領域について車速を制御する車速制御部をさらに含む、請求項５から８のいずれかに記載の自動走行車両。
10. 前記車速制御部は、
    当該自動走行車両への指示車速に基づいて当該自動走行車両の前方の第１範囲を決定する第１決定部と、
    前記第１範囲内の前記曲率情報の最小値に基づいて第１目標車速を決定する第２決定部と、
    前記指示車速および前記第１目標車速のうち小さい方を前記指示車速として選択する選択部とを含む、請求項９に記載の自動走行車両。
11. 前記車速制御部は、前記第１範囲より前方の第２範囲内の前記曲率情報の最小値に基づいて第２目標車速を決定する第３決定部をさらに含み、
    前記選択部は、前記指示車速と前記第１目標車速と前記第２目標車速との中で最小値を前記指示車速として選択する、請求項１０に記載の自動走行車両。
12. 前記第２決定部は、前記第１範囲内の前記曲率情報の最小値を今回値と前回値とで重み付けし、前記重み付けされた最小値に基づいて前記第１目標車速を決定し、
    前記第３決定部は、前記第２範囲内の前記曲率情報の最小値を今回値と前回値とで重み付けし、前記重み付けされた最小値に基づいて前記第２目標車速を決定する、請求項１１に記載の自動走行車両。
13. 前記既定経路に設けられた誘導線からの磁界を検出する磁界検出部と、
    車速を検出する車速検出部と、
    前記曲率情報と前記車速検出部によって検出された現在の車速とに基づいて走行継続時間を算出する時間算出部と、
    前記磁界検出部が検出する前記誘導線からの磁界が閾値未満のとき、前記走行継続時間が経過したか否かに基づいて、当該自動走行車両の走行を継続するか否かを判断する判断部とをさらに含む、請求項５から８のいずれかに記載の自動走行車両。
14. 前記時間算出部は、
    前後の前記曲率情報に基づいて、前記磁界検出部が前記誘導線からの磁界を検出可能な範囲から逸脱するまでの走行可能距離を算出する第１算出部と、
    前記現在の車速に基づいて停止に必要な距離である停止距離を算出する第２算出部と、
    前記走行可能距離と前記停止距離とに基づいて走行継続距離を算出する第３算出部と、
    前記走行継続距離と前記現在の車速とに基づいて前記走行継続時間を算出する第４算出部とを含む、請求項１３に記載の自動走行車両。
15. 前記走行継続時間は上限値を有する、請求項１４に記載の自動走行車両。
16. 他の車両からの電波を受信することによって前記他の車両の存在を検出する電波型の検出部と、
    前記撮像部の検出範囲を設定する範囲設定部と、
    前記曲率情報に基づいて前記検出部の感度を設定する感度設定部とをさらに含む、請求項７に記載の自動走行車両。
17. 前記感度設定部は、さらに当該自動走行車両への指示車速に基づいて前記検出部の感度を設定する、請求項１６に記載の自動走行車両。
18. 前記感度設定部は、さらに感度切替指示に基づいて前記検出部の感度を設定する、請求項１６または１７に記載の自動走行車両。
19. 前記既定経路に設けられた発信部材が発信する前記感度切替指示を受信する受信部をさらに含む、請求項１８に記載に自動走行車両。
20. ゴルフカートである、請求項４から１９のいずれかに記載の自動走行車両。

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