JP3594498B2 - 自動追従走行システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、運転者により運転される先導車と、該先導車に自動追従して縦列走行する複数の後続車とからなる自動追従走行システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、運転者により運転される有人の先導車に対して複数の無人の後続車を自動追従走行させる自動追従走行システムが提案されている。この自動追従走行システムによれば、２台目以降の車両における運転者の省力化が図られる。
【０００３】
自動追従走行システムの従来技術として、例えば特開平５−１７０００８号公報に開示された技術がある。この技術では、先導車から後続車に操舵量やスロットル開度等の運転操作量を送信し、後続車は、先導車と同一の走行軌跡を得るために、先導車の運転操作量と自車両（前記後続車）のエンジン出力等の相違に基づき、後続車が自車両の操舵量やエンジン制御量などをフィードフォワード制御して先導車に追従するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように後続車が先導車の操作量をそのまま利用するフィードフォワード制御による追従制御では、先導車と後続車のステアリング装置の整備状態、タイヤ径の違い、あるいはエンジンの特性誤差（電気車両の場合には走行モータの特性誤差）やその整備状態等の違いにより所定の追従誤差が発生する。
【０００５】
また、実際上、フィードフォワード制御による追従制御では、ＧＰＳ装置および距離センサや方位センサを利用して自車（後続車）が検出した現在地が、先導車の走行軌跡上の同一地点に至ったとき、その同一地点における先導車の操作量と同一の操作量でステアリング、アクセル等を操作して追従しようとするものであるが、前記ＧＰＳ装置および距離センサや方位センサには一定の誤差（位置検出系の誤差という。）が存在し、さらには、先導車が検出した現在地軌跡自体にも同様に位置検出系の誤差が存在する。
【０００６】
このような誤差が存在することから、従来技術に係るフィードフォワード制御による追従制御では、後続車の検出位置（座標系）と先導車の座標系とがずれてしまい、特に最後尾を走行する後続車ではこの追従誤差が累積し追従精度の低下を招いてしまうという問題がある。
【０００７】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、先導車の走行軌跡に対する追従精度を高くすることを可能とする自動追従走行システムを提供することを目的とする。
【０００８】
さらにこの発明は、先導車の走行軌跡に対する追従精度を一層高くし、かつ後続車の操作量を容易に求めることを可能とする自動追従走行システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この項では、理解の容易化のために添付図面中の符号を付けて説明する。したがって、この項に記載した内容がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではない。
【００１０】
この発明は、運転者により運転される先導車１０１に対し複数の後続車１０２、１０３を縦列させて自動追従走行させる自動追従走行システムにおいて、前記先導車は、該先導車自身の現在地を検出する現在地検出手段９１と、検出された現在地を軌跡情報として記憶する記憶手段９３と、前記各後続車に前記軌跡情報を送信する送信手段５３とを有し、前記各後続車は、前記軌跡情報を受信する受信手段５３と、前記各後続車自身の現在地を検出する現在地検出手段１２０と、直前の先行車の位置および方位を検出するレーダ５０と、該レーダにより検出された前記直前の先行車の位置および方位情報と、前記受信手段により受信した軌跡情報に基づき、検出された前記各後続車自身の現在地を修正する現在地修正手段１２２と、修正された現在地に基づき、前記先導車に追従走行させるための操作量を演算する操作量演算手段１１８と、演算された操作量に従い該各後続車自身を運転する自動運転手段（４２、４４、８４、８６、８８、９０）とを有することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、先導車の軌跡情報と直前の先行車の軌跡情報と、レーダでの直前の先行車との位置および方位情報から、後続車の位置ずれ量（方位ずれ量を含む）を演算して、後続車自身の現在地を修正するようにしているので、後続車の座標系を先導車の座標系に合わせることが可能となり、この修正現在地に基づき後続車の操作量を演算することで、先導車の走行軌跡に対する追従精度を高くすることができる。なお、後続車の操作量は、例えば、修正現在地と、該修正現在地近傍の先導車の目標現在地との偏差（方位も含む）に基づく、フィードバック制御量に対応した量とすることができる。
【００１２】
また、この発明は、前述した発明において、前記先導車は、さらに、前記運転者による運転に係わる操作量を検出する操作量検出手段９４（図５参照）を有し、前記記憶手段９３は、前記軌跡情報と前記操作量とを対として記憶し、前記送信手段は、前記各後続車に前記軌跡情報と前記操作量を送信し、前記各後続車における操作量演算手段１１２は、前記修正された現在地近傍での前記先導車の軌跡情報と対になっている操作量を検出し、該操作量を前記演算された操作量とすることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、修正現在地近傍での先導車の軌跡と対となっている操作量を後続車の操作量とするようにしているので、先導車の走行軌跡に対する追従精度を高くすることができ、かつ後続車の操作量を容易に求めることができる。
【００１４】
さらにこの発明は、前述した発明において、前記操作量演算手段（１１２、１１８、１２６）は、前記修正された現在地近傍での前記先導車の軌跡情報を目標現在地とし、該目標現在地における軌跡情報と前記修正された現在地との偏差を算出し、該偏差に基づく操作量を演算し、該偏差に基づく操作量と前記先導車の軌跡情報と対になっている操作量を重み付け加算し、前記自動運転手段は、前記重み付け加算された操作量に従い該各後続車自身を運転することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、先導車の操作量に倣う、いわゆるフィードフォワード制御に加えて、位置偏差による、いわゆるフィードバック制御を行うようにしているので、先導車の走行軌跡に対する追従精度を一層高くすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、この発明の一実施の形態が適用された電動車両共用システムの概略的な構成を示している。
【００１８】
この電動車両共用システムは、複数の同一仕様の電動車両１０を複数の利用者によって共用することを目的として構築されたものである。例えば、電動車両１０の利用可能範囲１２には、それぞれ複数台の電動車両１０が駐車可能なポート１３が設けられており、自宅や会社の近傍のポート１３から電動車両１０を借り出した利用者である運転者は、その電動車両１０を対面通行可能な道路上を運転して最寄りの駅やスーパー等に移動し、初期の目的を達成した後、最寄りのポート１３に電動車両１０を返却する。
【００１９】
なお、電動車両１０の利用可能範囲１２には、電動車両１０の利用状況に係る情報を通信により送信するための複数の通信手段１４が設けられており、収集された情報は、通信手段１４から電動車両共用システムのセンター１６に送信されて処理される。
【００２０】
図２は、各ポート１３の構成を示している。ポート１３には、利用者が電動車両１０を借り出しあるいは返却するための乗降場１８と、複数台の電動車両１０をプールする駐車場１９とが設けられ、乗降場１８には、借り出し処理あるいは返却処理のためのポート端末管制装置２０が設置される。利用者は、例えば、このポート端末管制装置２０において、利用情報等が記録されたＩＣカードを用いて所望の電動車両１０の借り出しあるいは返却を行うことになる。このポート端末管制装置２０は、ポート１３内に存在する電動車両１０の数等を管理し、センター１６に公衆回線網を通じて送信する。
【００２１】
各ポート１３内における乗降場１８と各駐車場１９との間には、電動車両１０を自動運転（無人運転）にて移動させるための道路インフラストラクチャーである誘導ケーブル２２が埋設されるとともに、この誘導ケーブル２２に沿って一定間隔で磁気ネイル２４が埋設されている。また、駐車場１９の一つには、搭載されているバッテリに対して充電を行うための充電装置２６が設置されている。
【００２２】
全ての電動車両１０には、車軸に対して対称となる位置に誘導センサ３２、３２が配置され、また、車軸に対してオフセットした位置（磁気ネイル２４に対面する位置）に磁気センサ３４が配置されている。また、前バンパー部には衝突防止用の超音波センサ３５が配置されている。
【００２３】
ポート端末管制装置２０から無線通信を通じて、例えば、出庫命令をうけたとき、ポート１３内の地図をもとに走行経路を決定し、超音波センサ３５により安全を確認しながら、誘導センサ３２、３２により誘導ケーブル２２から発生する磁束を検出することで車幅方向の位置をフィードバック制御し、一方、磁気センサ３４により磁気ネイル２４を検出することでポート１３内での正確な位置フィードバック制御を行う。このような走行フィードバック制御は、電動車両１０の自動運転（無人運転）により行われる。
【００２４】
ところで、上記のように構成される電動車両共用システムにおいて、電動車両１０の利用が促進されて時間が経過した場合、あるポート１３には電動車両１０が集中し、また他のあるポート１３には、電動車両１０が過疎になる場合がある。このようなポート１３における電動車両１０の集中状態あるいは過疎状態がセンター１６により把握される。
【００２５】
例えば、図１中、左下に存在するポート１３（Ａ）に電動車両１０の集中状態が発生し、右上に存在するポート１３（Ｂ）に電動車両１０の過疎状態が発生している場合、ポート１３（Ａ）で過剰となっている複数の電動車両１０がポート１３（Ｂ）まで移動されることが好ましい。
【００２６】
この場合、複数の電動車両１０をトラック等に積載して移動することも考えられるが、トラック等に対する電動車両１０の荷積み荷下ろしのための工数が発生して時間コストがかかり、また電動車両共用システムの利用可能範囲１２内をトラック等の大型車両が走行することも好ましくない場合がある。
【００２７】
そこで、この実施の形態では、センター１６が、集中状態あるいは過疎状態を均一化するために、センター１６に所属する運転者に電話等により連絡して、ポート１３（Ａ）で過剰となっている複数の電動車両１０をポート１３（Ｂ）まで隊列走行（縦列走行）により移動させるように指示する。
【００２８】
この実施の形態による隊列走行は、後述するように、先導車としての電動車両１０（例えば、図１に示すように、先導車１０１とする。）を運転者が運転し、この有人運転される先導車１０１に対して、自動運転される無人（有人でもよい。）の後続車としての電動車両１０（例えば、後続車１０２、１０３）が、縦列状態で、自動追従走行するように構成されている。もちろん３台以上の電動車両１０の隊列走行も可能である。
【００２９】
この場合において、隊列走行が実施される利用可能範囲１２内の道路には、上述した誘導ケーブル２２や磁気ネイル２４等の道路インフラストラクチャーが整備されていない。すなわち、この実施の形態においては、隊列走行が一般道路と同様の対面通行可能な道路上で実施される。
【００３０】
図３は、電動車両１０の構成を概略的に示している。電動車両１０は、有人走行および無人走行が可能なように構成されており、バッテリ４０からの電力が、駆動力制御ＥＣＵ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ ）４２を介して制御されるモータ４４に供給され、モータ４４の回転により車輪４６が回転されて走行するようになっている。
【００３１】
図３に示すように、電動車両１０のフロントバンパーの中央には広角走査可能なレーザレーダ（レーダ装置）５０が取り付けられ、リアバンパーの中央には、後続車のレーザレーダ５０から発射されるレーダ電波を反射するために鏡面処理されたプレートであるリフレクタ５２が取り付けられている。先行車のリフレクタ５２の位置（レーダ計測点）を後続車のレーザレーダ５０によりリアルタイムに捕捉することにより、後続車基準の先行車の位置（先行車との車間距離）と方向をリアルタイムに検出することができる。実際上、この実施の形態では、レーザレーダ５０とリフレクタ５２との組合せにより、後続車から先行車までの進行方向の距離と車幅方向のずれ量を検出している。
【００３２】
電動車両１０のルーフには、電動車両１０間の無線通信用（車々間通信用）の車々アンテナ５３と、通信手段１４およびセンター１６との無線通信用の路車アンテナ５４と、ＧＰＳ衛星およびＤＧＰＳ局からの電波を受信するＧＰＳ／ＤＧＰＳアンテナ５６が取り付けられている。
【００３３】
図４は、隊列（縦列）走行に関連する構成要素を表した電動車両１０の構成を示している。なお、隊列走行する場合の電動車両１０のうち、運転者が運転して先頭を走行する電動車両１０を先導車１０１といい、この先導車１０１に追従して走行する電動車両１０を後続車１０２といい、この後続車１０２の後を走行する電動車両１０も後続車１０３という（図１をも参照）。この実施の形態において、先導車１０１および後続車１０２、１０３は、上述したように、全て同一仕様（同一構造）の同一型式の電動車両１０を用いている。なお、図４において、後続車１０２、１０３の中、点線で囲んだ部分の構成は、先導車１０１の中、点線で囲んだ部分の構成と同一である。そして、電動車両１０は、図示していないスイッチにより、マニュアル操作での有人運転による先導車１０１と、自動操作での無人運転による後続車１０２、１０３とに切り換えることが可能となっている。
【００３４】
図４に示すように、電動車両１０は、全体的な制御処理手段である走行ＥＣＵ６０を有している。走行ＥＣＵ６０には、自車の現在地（緯度経度）を測位するＧＰＳ／ＤＧＰＳ測位装置７０、走行速度を算出する等のための走行距離を検出する距離センサ７２、自車の進行方位を検出する方位センサ７４、アクセルの開度に対応するモータ４４の操作量である制御トルクＴ（Ｎｍ）を検出するアクセルセンサ７６、ブレーキの操作量であるブレーキ油圧力Ｐを検出するブレーキセンサ７８、ステアリングの操作量である蛇角ω（ｄｅｇ）を検出するステアリングセンサ８０、および前記レーザレーダ５０が接続されている。
【００３５】
なお、この実施の形態において、ＧＰＳ／ＤＧＰＳ測位装置７０は、位置の検出精度が１ｍ程度と低いため、隊列走行時における走行制御（フィードバック制御とフィードフォワード制御）用としては使用していない。隊列が利用可能範囲１２内のどの位置に存在するのかをセンター１６が確認するため、および音声案内用のスピーカ８１の付いたナビゲーション装置を構成する表示装置８２の地図上に自車位置を表示する等のために使用される。
【００３６】
アクセルセンサ７６により検出された制御トルクＴ（Ｎｍ）に応じて走行ＥＣＵ６０は、駆動力制御ＥＣＵ４２を介してモータ４４の回転を制御する。また、ブレーキセンサ７８により検出されたブレーキ油圧力Ｐに応じて走行ＥＣＵ６０は、制動力制御ＥＣＵ８４を介してブレーキアクチュエータ８６の制動力を制御する。さらに、ステアリングセンサ８０により検出された蛇角ωに応じて走行ＥＣＵ６０は、ステアリング制御ＥＣＵ８８を介してステアリングアクチュエータ９０を制御する。
【００３７】
アクセルセンサ７６とブレーキセンサ７８の出力に代替して加減速センサを積分した値を用いることが可能であり、ステアリングセンサ８０の出力に代替してヨーレートセンサを積分した値を用いることが可能である。また、距離センサ７２の出力に代替して速度センサの出力を積分した値を用いることが可能である。
【００３８】
図５は、追従制御に係わる先導車１０１の機能ブロック図を表している。
【００３９】
先導車１０１の走行ＥＣＵ６０を構成する現在地（自車位置）検出手段９１は、距離センサ７２および方位センサ７４の出力により自車位置（Ｘ，Ｙ）と自車の向いている方向（方位）θを一定時間（１０ｍｓ）毎に検出しリングバッファにより構成される記憶手段９３に軌跡データとして記憶する。
【００４０】
また、操作量検出手段９４は、アクセルセンサ７６、ブレーキセンサ７８およびステアリングセンサ８０からの操作量（Ｔ，Ｐ，ω）を検出し、前記軌跡データ｛自車位置（Ｘ，Ｙ）と方向θ｝と対として記憶手段９３に記憶する。
【００４１】
先導車１０１で検出された軌跡データ｛自車位置（Ｘ，Ｙ）と方向θ｝と操作量（Ｔ，Ｐ，ω）は、送信手段として機能する車々間無線装置９２および車々アンテナ５３を通じて、後続車１０２、１０３の走行ＥＣＵ６０、６０に送信される。
【００４２】
また、後続車１０２、１０３の状態が、受信手段として機能する車々アンテナ５３および車々間無線装置９２を通じて先導車１０１の追従確認手段９６に供給され、追従確認結果に応じて、表示・警告手段として機能する表示装置８２およびスピーカ８１が駆動されるとともに、減速手段あるいは停止手段としての駆動力制御ＥＣＵ４２、モータ４４、制動力制御ＥＣＵ８４およびブレーキアクチュエータ８６が駆動される。
【００４３】
図６は、追従制御に係わる後続車１０２（１０３）の機能ブロック図を示している。
【００４４】
後続車１０２（１０３）である電動車両１０は、受信手段（５３、９２）により、先行車の軌跡情報等と先導車１０１の操作量と先行車との座標ずれ量（後述）を受信する。なお、後続車１０２の先行車は先導車１０１であり、後続車１０３の先行車は後続車１０２である。すなわち、この実施の形態において、用語「先行車」は、自車の直前の車両を意味する。
【００４５】
後続車１０２（１０３）において、先導車１０１の操作量が、操作量抽出手段１１０により抽出されてフィードフォワード制御量演算手段１１２に供給される。
【００４６】
目標位置・目標方位演算手段１１４は、隊列番号記憶手段１１６からの自車の隊列番号（例えば、後続車１０２は隊列番号２番、後続車１０３は隊列番号３番）と距離センサ７２からの走行距離とから自車が目標とすべき先導車１０１の軌跡情報中の目標位置と目標方位を演算してフィードバック制御量演算手段１１８に供給する。
【００４７】
現在地検出手段１２０は、自車の距離センサ７２および方位センサ７４の出力により自車位置（Ｘ，Ｙ）と自車の向いている方向θを一定時間（１０ｍｓ）毎に検出し現在地・方位修正手段１２２に供給する。
【００４８】
レーザレーダ５０の出力から先行車に対する距離と方位が距離・方位計測手段１２４により計測され、現在地・方位修正手段１２２に供給される。
【００４９】
現在地・方位修正手段１２２は、先行車の軌跡データ、座標ずれ量、自車位置（Ｘ，Ｙ）と方位θ、先行車に対する距離と方位の計測値に基づき、現在地と方位を修正する。
【００５０】
操作量抽出手段１１０の出力と、現在地・方位修正手段１２２の出力である修正後の現在地に基づいて、フィードフォワード制御量演算手段１１２によりフィードフォワード制御量が演算され、加算手段１２６の一方の入力に供給される。
【００５１】
目標位置・目標方位演算手段１１４の出力である目標位置、目標方位と、現在地・方位修正手段１２２の出力である修正された現在地、修正された方位に基づいて、フィードバック制御量演算手段１１８によりフィードバック制御量が演算され、加算手段１２６の他方の入力に供給される。
【００５２】
加算手段１２６は、加算結果のアクセル制御量を駆動力制御ＥＣＵ４２を介してモータ４４に供給する。加算手段１２６は、また、加算結果のブレーキ制御量を制動力制御ＥＣＵ８４を介してブレーキアクチュエータ８６に供給する。加算手段１２６は、さらに、加算結果のステアリング制御量をステアリング制御ＥＣＵ８８を介してステアリングアクチュエータ９０に供給する。
【００５３】
後続車１０２、１０３における状態の異常や、バッテリ４０の残容量が状態検出手段１２８により検出され、距離・方位計測手段１２４で計算された先行車との車間距離とともに送信手段（５３、９２）を介して先導車１０１に送信される。
【００５４】
また、現在地検出手段１２０により検出された自車位置と自車方位および現在地・方位修正手段１２２で計算された自車を基準とする先行車の座標ずれ量が送信手段（５３、９２）を通じて後続車｛例えば、自車が後続車１０２である場合には、自車の直後を走行する後続車１０３を意味する。｝に送信される。
【００５５】
図７は、隊列走行における先導車１０１の走行ＥＣＵ６０（図５参照）の制御に係わるフローチャートを示している。
【００５６】
図８、９は、隊列走行における後続車１０２、１０３の走行ＥＣＵ６０（図６参照）の制御に係わるフローチャートを示している。
【００５７】
以下、これらのフローチャートをも参照しながら隊列走行時における先導車１０１の制御動作および後続車１０２（１０３）の制御動作について説明する。
【００５８】
まず、隊列走行の開始時に初期化処理を行う（ステップＳ１、Ｓ２１）。初期化処理では、ＩＤとしての隊列番号が決定され隊列番号記憶手段１１６に記憶されるとともに、隊列番号の決められた電動車両１０（ここでは、先導車１０１と後続車１０２、１０３であり、以下、車両１０１、１０２、１０３ともいう。）の座標位置が決められる。
【００５９】
図１０は座標の決め方を示している。初期化処理では、先導車１０１、後続車１０２、１０３がそれぞれ進行方向をＸ軸とし、そのＸ軸上に、例えば、４ｍ間隔で整列される。そして、それぞれの車両１０１、１０２、１０３の重心位置で、最後尾の後続車１０３の座標Ｇ３（Ｘ，Ｙ，θ）が、Ｇ３（０，０，０）とされ、後続車１０２の座標Ｇ２（Ｘ，Ｙ，θ）がＧ２（４，０，０）とされ、先導車１０１の座標Ｇ１（Ｘ，Ｙ，θ）がＧ１（８，０，０）とされる。なお、方位θは、左回りの角度とされ、したがって、例えば、図１０の位置から進行方向がＹ軸方向を向いた場合には、θ＝９０°とされる。
【００６０】
また、初期化処理では、車両１０１、１０２、１０３の時刻が、先導車１０１の時刻にリセットされ、同期化される。この実施の形態では、先導車１０１の時刻は、ＧＰＳ／ＤＧＰＳ測位装置７０の測位結果に基づくＧＰＳ衛星の時刻を基準としている。ＧＰＳ衛星の時刻ではなく、出発時点をゼロ時としてもよい。
【００６１】
さらに、初期化処理では、車両１０１、１０２、１０３の始動自動点検処理が行われ、点検処理結果に基づいてステアリングセンサ８０等各種センサの状態等が後続車１０２、１０３から先導車１０１に送信される。
【００６２】
先導車１０１は、この状態情報を受けて、後続車１０２、１０３の状態が正常であるかどうか判定し、正常である場合には、図４に模式的に示すように、先導車１０１に搭乗した運転者が、ステアリングホイールを操作し、さらにアクセルペダルおよびブレーキペダル等を操作して先導車１０１を運転し、走行を開始する（ステップＳ２）。なお、走行開始時、および走行を開始した後に一定時間毎に、先導車１０１は、ＧＰＳ／ＤＧＰＳ測位装置７０により得た自車の位置、すなわち隊列の位置（緯度、経度、時刻）をセンター１６に送信する。これによりセンター１６は、隊列走行中の隊列の現在位置を把握することができる。また、ポート１３（Ｂ）への到着時間を正確に推定することができる。なお、この実施の形態において、ＧＰＳ／ＤＧＰＳ測位装置７０から得られる測位データは、検出精度が１ｍ程度であるので、比較的に高速走行が行われリアルタイムに制御される追従走行（例えば、時速４０ｋｍで１ｍ間隔での隊列走行）には使用していない。
【００６３】
このようにして、原則的には、先行車に対して後続車が一定車間距離（例えば、１ｍ）を保ち、後続車１０２、１０３が、先導車１０１の軌跡を追跡（トレース）する走行である隊列走行が開始されたとき、先導車１０１の現在地検出手段９０は、距離センサ７２と方位センサ７４の出力から自車位置（現在地）・方向（進行方向）を所定時間毎、例えば、１０ｍｓ毎に自車の現在地座標Ｇ１（Ｘ，Ｙ，θ）として検出する（ステップＳ３）。
【００６４】
検出した自車位置・方向からなる現在地座標Ｇ１を時刻をアドレスとし、座標Ｇ１の集合としての軌跡データ｛自車位置（Ｘ，Ｙ）と方向θ｝として記憶手段９３に記憶する（ステップＳ４）。
【００６５】
操作量検出手段９４は、座標Ｇ１の検出と同時刻毎に、その時点での先導車１０１の運転者の操作によるアクセルセンサ７６、ブレーキセンサ７８およびステアリングセンサ８０の各操作量｛アクセルの開度に対応するモータ４４の操作量である制御トルクＴ（Ｎｍ）、ブレーキ油圧力Ｐ（Ｎ／ｍ^２ ）およびステアリングの蛇角ω（ｄｅｇ）｝を検出し、操作量（Ｔ，Ｐ，ω）の組として、記憶手段９３に記憶する（ステップＳ５）。このようにして、記憶手段９３には、次に説明する走行情報テーブルが作成される。
【００６６】
図１１は、先導車１０１の走行情報テーブル１３２の構成例を示している。記憶手段９３は、この実施の形態では、３０００個のリングバッファより構成され、アドレスＮｏ．１から順次１０ｍｓ毎に時刻ｔ１、ｔ２、…と軌跡データと操作量データとが対として記憶される。例えば、アドレスＮｏ．１では、軌跡データ（位置，方向）が、軌跡データ（位置，方向）＝（Ｘ，Ｙ，θ）＝（Ｘ１，Ｙ１，θ１）と記憶され、操作量データ（アクセル，ブレーキ，ステアリング）が、操作量データ（アクセル，ブレーキ，ステアリング）＝｛Ｔ（Ｎｍ），Ｐ（Ｎ／ｍ^２ ），ω（ｄｅｇ）｝＝（Ｔ１，Ｐ１，ω１）と記憶される。走行情報テーブル１３２にアドレスＮｏ．３０００まで軌跡データと操作量データが記憶された場合、アドレスＮｏ．１に新たな軌跡データと操作量データとが上書きされるようにして循環して記憶される。
【００６７】
なお、実際上、隊列走行における走行制御には、時刻情報は必要とされない。また、軌跡データ（Ｘ，Ｙ，θ）中、位置軌跡データ（Ｘ，Ｙ）は、ポート１３（Ａ）近傍の初期化位置を原点とし、ポート１３（Ｂ）近傍の位置を終点位置とする累積データである。すなわち、１０ｍｓ毎、例えば、時刻ｔａ、ｔｂの距離センサ７２の出力を、例えば距離Ｒａ、Ｒｂ、方位センサ７４の出力を、例えば方向θａ、θｂとした場合に、時刻ｔａでの軌跡データ（Ｘ，Ｙ，θ）を、軌跡データ（Ｘ，Ｙ，θ）＝（Ｒａ×ｃｏｓθａ、Ｒａ×ｓｉｎθａ、θａ）とするとき、時刻ｔｂでの軌跡データ（Ｘ，Ｙ，θ）は、軌跡データ（Ｘ，Ｙ，θ）＝｛Ｒａ×ｃｏｓθａ＋（Ｒｂ−Ｒａ）ｃｏｓθｂ、Ｒａ×ｓｉｎθａ＋（Ｒｂ−Ｒａ）ｓｉｎθｂ、θｂ）と計算される。
【００６８】
先導車１０１の記憶手段９３に記憶された走行情報テーブル１３２は、先導車１０１の走行情報として、先導車１０１の故障情報（例えば、制御トルクやブレーキ油圧やステアリング蛇角が所定範囲外となっている等の情報）とともに、各後続車１０２、１０３に所定時間毎にリアルタイムに送信される（ステップＳ６）。
【００６９】
一方、各後続車１０２、１０３も、現在地検出手段１２０により１０ｍｓ毎に距離センサ７２と方位センサ７４の出力から自車位置（Ｘ，Ｙ）と方向θを検出し、図示していない３０００個のリングバッファからなる記憶手段９３に記憶する（ステップＳ２２）。
【００７０】
次いで、各後続車１０２、１０３は、ステップＳ６で先導車１０１から送信された先導車１０１の走行情報と故障情報を受信手段（５３、９２）により受信する（ステップＳ２３）。
【００７１】
次いで、各後続車１０２、１０３は、それぞれ先行車（上述したように、後続車１０２の場合には、先行車は先導車１０１であり、後続車１０３の場合には、先行車は後続車１０２である。）までの距離と方位（レーダ情報）をレーザレーダ５０および距離・方位計測手段１２４により計測する（ステップＳ２４）。
【００７２】
次に、各後続車１０２、１０３は、レーダ情報と先導車１０１等の軌跡とから自車の現在地と方位を修正する（ステップＳ２５）。次に、このステップＳ２５の処理を詳しく説明する。
【００７３】
基本的には、自車の走行軌跡は、距離センサ７２（車速センサの積分値でもよい。）あるいは方位センサ７４（ヨーレートセンサの微分値でもよい。）の出力積算値で求まり、隊列走行の場合には他車の走行軌跡も車々間通信で入手できるので、走行軌跡が一致するようにアクセル、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、実際上、たとえ、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、上記センサの誤差等により、それぞれの車の座標系は徐々にずれていってしまう。したがって、この座標系のずれ量により先導車と同一軌跡をトレースする制御がどれだけ正確でも、実際の走行軌跡が異なってしまうという問題がある。そこで、この座標系のずれ量を、車々間通信で得た先導車等（先行車）の軌跡情報と、自身で得たレーダ情報から算出し、自車の軌跡（位置）情報を補正することによりあたかも全ての車両が同一座標系で走行しているように制御することができる。
【００７４】
ここで、まず、座標ずれ量を求めるための符号を種々定義する。
ＧＦ：先行車の座標系
ＧＢ：後続車の座標系
ＸＦ（ｔ１）：時刻ｔ１での先行車のＸ座標（例えば、図１１に示した走行情報テーブル１３２上の軌跡データＮｏ．１では、Ｘ１）
ＹＦ（ｔ１）：時刻ｔ１での先行車のＹ座標（例えば、軌跡データＮｏ．１では、Ｙ１）
θＦ（ｔ１）：時刻ｔ１での先行車のヨー角度（例えば、軌跡データＮｏ．１では方向θ１）
ＸＢ（ｔ１）：時刻ｔ１での後続車のＸ座標
ＹＢ（ｔ１）：時刻ｔ１での後続車のＹ座標
θＢ（ｔ１）：時刻ｔ１での後続車のヨー角度
以下、図１２を参照して符号を説明する。
ｆＢ：後続車重心位置Ｇ２からレーザレーダ５０の取付位置までの距離
ｂＦ：先行車重心位置Ｇ１からレーダ計測点であるリフレクタ５２までの距離
Ｌｘ（ｔ１）：時刻ｔ１でのレーザレーダ５０とリフレクタ５２間距離の進行方向成分（レーダ情報）
Ｌｙ（ｔ１）：時刻ｔ１でのレーザレーダ５０とリフレクタ５２間距離の進行方向に直角な車幅方向の成分（レーダ情報）
以下、図１３を参照して符号を説明する。
ΔＸＦＢ：ＧＢ座標系からみたＧＦ座標系原点の位置Ｘ座標（座標ずれ量）
ΔＹＦＢ：ＧＢ座標系からみたＧＦ座標系原点の位置Ｙ座標（座標ずれ量）
ΔθＦＢ：ＧＢ座標系からみたＧＦ座標系の回転角（座標ずれ量）
上記の符号の定義のもとで、座標ずれ量ΔＸＦＢ、ΔＹＦＢおよびΔθＦＢを算出する過程について説明する。
【００７５】
時刻ｔ１でのレーダ計測点（リフレクタ５２）をＧＦ座標系で表した座標｛Ｘ′Ｆ（ｔ１），Ｙ′Ｆ（ｔ１）｝は、次の（１）式、（２）式で表される。
【００７６】
Ｘ′Ｆ（ｔ１）＝ＸＦ（ｔ１）−ｂＦ×ｃｏｓθＦ（ｔ１） …（１）
Ｙ′Ｆ（ｔ１）＝ＹＦ（ｔ１）−ｂＦ×ｓｉｎθＦ（ｔ１） …（２）
時刻ｔ１でのレーダ計測点をＧＢ座標系で表した座標｛Ｘ′ＦＢ（ｔ１），Ｙ′ＦＢ（ｔ１）｝は、次の（３）式、（４）式で表される。
【００７７】
Ｘ′ＦＢ（ｔ１）＝ＸＢ（ｔ１）＋｛ＬＸ（ｔ１）＋ｆＢ｝×ｃｏｓθＢ（ｔ１）＋ＬＹ（ｔ１）×ｓｉｎθＢ（ｔ１） …（３）
Ｙ′ＦＢ（ｔ１）＝ＹＢ（ｔ１）−｛ＬＸ（ｔ１）＋ｆＢ｝×ｓｉｎθＢ（ｔ１）＋ＬＹ（ｔ１）×ｃｏｓθＢ（ｔ１） …（４）
同様に先行車が時刻ｔ１の位置から時刻ｔ２の位置に移動したときの座標も同様に次の（５）式〜（８）式で算出される。
【００７８】
Ｘ′Ｆ（ｔ２）＝ＸＦ（ｔ２）−ｂＦ×ｃｏｓθＦ（ｔ２） …（５）
Ｙ′Ｆ（ｔ２）＝ＹＦ（ｔ２）−ｂＦ×ｓｉｎθＦ（ｔ２） …（６）
Ｘ′ＦＢ（ｔ２）＝ＸＢ（ｔ２）＋｛ＬＸ（ｔ２）＋ｆＢ｝×ｃｏｓθＢ（ｔ２）＋ＬＹ（ｔ２）×ｓｉｎθＢ（ｔ２） …（７）
Ｙ′ＦＢ（ｔ２）＝ＹＢ（ｔ２）−｛ＬＸ（ｔ２）＋ｆＢ｝×ｓｉｎθＢ（ｔ２）＋ＬＹ（ｔ２）×ｃｏｓθＢ（ｔ２） …（８）
次に、これら２つの時刻ｔ１、ｔ２での４組｛（１）式と（２）式、（３）式と（４）式、（５）式と（６）式、（７）式と（８）式｝のデータから座標系のずれ量（ΔＸＦＢ，ΔＹＦＢ，ΔθＦＢ）を算出する。
【００７９】
まず、ＧＦ座標系上での座標点｛Ｘ′Ｆ（ｔ１），Ｙ′Ｆ（ｔ１）｝と座標点｛Ｘ′Ｆ（ｔ２），Ｙ′Ｆ（ｔ２）｝を結ぶ直線と、ＸＦ軸のなす角をθ′Ｆ（ｔ１，ｔ２）とすると、これは、次の（９）式で算出される。
【００８０】
θ′Ｆ（ｔ１，ｔ２）＝ａｒｃｔａｎ［｛Ｘ′Ｆ（ｔ２）−Ｘ′Ｆ（ｔ１）｝／｛Ｙ′Ｆ（ｔ２）−Ｙ′Ｆ（ｔ１）｝］ …（９）
同様に、ＧＢ座標系上での座標点｛Ｘ′ＦＢ（ｔ１），Ｙ′ＦＢ（ｔ１）｝と座標点｛Ｘ′ＦＢ（ｔ２），Ｙ′ＦＢ（ｔ２）｝を結ぶ直線と、ＸＢ軸のなす角をθ′ＦＢ（ｔ１，ｔ２）とすると、これは、次の（１０）式で算出される。
【００８１】
θ′ＦＢ（ｔ１，ｔ２）＝ａｒｃｔａｎ［｛Ｘ′ＦＢ（ｔ２）−Ｘ′ＦＢ（ｔ１）｝／｛Ｙ′ＦＢ（ｔ２）−Ｙ′ＦＢ（ｔ１）｝］ …（１０）
上記２つの座標系からみた直線は同一のものであるので、ＧＦ座標系とＧＢ座標系の座標ずれ量θＦＢは、次の（１１）式で求められる。
【００８２】
ΔθＦＢ＝θ′ＦＢ（ｔ１，ｔ２）−θ′Ｆ（ｔ１，ｔ２） …（１１）
座標系のＸ方向の座標ずれ量ΔＸＦＢと、Ｙ方向の座標ずれ量ΔＹＦＢは、時刻ｔ２における情報から次の（１２）式、（１３）式で算出される。
【００８３】
ΔＸＦＢ＝Ｘ′ＦＢ（ｔ２）−Ｘ′Ｆ（ｔ２）×ｃｏｓΔθＦＢ−Ｙ′Ｆ（ｔ２）×ｓｉｎΔθＦＢ …（１２）
ΔＹＦＢ＝Ｙ′ＦＢ（ｔ２）＋Ｘ′Ｆ（ｔ２）×ｓｉｎΔθＦＢ−Ｙ′Ｆ（ｔ２）×ｃｏｓΔθＦＢ …（１３）
ＧＦ座標系、ＧＢ座標系は車両の運動に係わらず固定であり、ある程度車両が移動しても座標ずれ量は少ない。そこで、座標ずれ量（ΔＸＦＢ，ΔＹＦＢ，ΔθＦＢ）の算出頻度は制御周期（１０ｍｓ）に対してゆっくりで良く、同期する必要はない。この実施の形態では、１４０ｍｓ毎に算出している。
【００８４】
このように算出した座標ずれ量を用いて任意の時刻ｔにおける後続車からみた先行車の位置と向きは、次の（１４）式〜（１６）式で算出することができる。
【００８５】
ＸＦＢ（ｔ）＝ΔＸＦＢ＋ＸＦ（ｔ）×ｃｏｓΔθＦＢ＋ＹＦ（ｔ）×ｓｉｎΔθＦＢ …（１４）
ＹＦＢ（ｔ）＝ΔＹＦＢ−ＸＦ（ｔ）×ｓｉｎΔθＦＢ＋ＹＦ（ｔ）×ｃｏｓΔθＦＢ …（１５）
θＦＢ（ｔ）＝ΔθＦＢ＋θＦ（ｔ） …（１６）
逆に、先行車軌跡に合わせるように自車位置を修正する場合、修正後の自車座標（修正現在地）は、次の（１７）式〜（１９）式で算出することができる。
【００８６】
ＸＢＳ（ｔ）＝ＸＢ（ｔ）×ｃｏｓ（−ΔθＦＢ）−ＹＢ（ｔ）×ｓｉｎ（−ΔθＦＢ）−ΔＸＦＢ …（１７）
ＹＢＳ（ｔ）＝ＸＢ（ｔ）×ｓｉｎ（−ΔθＦＢ）＋ＹＢ（ｔ）×ｃｏｓ（−ΔθＦＢ）−ΔＹＦＢ …（１８）
θＢＳ（ｔ）＝θＢ（ｔ）−ΔθＦＢ …（１９）
次に、３台以上の車両の隊列走行における座標ずれ量の算出の仕方について説明する。ここでは、理解の容易のために先導車１０１を１号車、後続車１０２を２号車、後続車１０３を３号車ということとする。
【００８７】
この場合、第１に、２号車に１号車Ｇ１座標系の軌跡情報｛Ｘ１（ｔ），Ｙ１（ｔ），θ１（ｔ）｝が送られる。通信は、ブロードキャストされるため、同時に３号車、４号車、５号車もこの情報を受信することができる。
【００８８】
第２に、２号車は受信した軌跡情報｛Ｘ１（ｔ），Ｙ１（ｔ），θ１（ｔ）｝と、自車で計測したＧ２座標系軌跡情報｛Ｘ２（ｔ），Ｙ２（ｔ），θ２（ｔ）｝と、２号車から１号車を計測したレーダ情報とからＧ２座標系とＧ１座標系の位置ずれ量（ΔＸ１２，ΔＹ１２，Δθ１２）を算出し、自車位置を補正する。
【００８９】
第３に、２号車はＧ２座標系軌跡での自車位置｛Ｘ２（ｔ），Ｙ２（ｔ），θ２（ｔ）｝と、Ｇ２座標系とＧ１座標系の座標ずれ量（ΔＸ１２，ΔＹ１２，Δθ１２）を３号車に対して送信する。
【００９０】
第４に、３号車は受信した２号車の軌跡情報｛Ｘ２（ｔ），Ｙ２（ｔ），θ２（ｔ）｝と、自車で計測したＧ３座標系の軌跡情報｛Ｘ３（ｔ），Ｙ３（ｔ），θ３（ｔ）｝と、３号車から２号車を計測したレーダ情報とからＧ３座標系とＧ２座標系の座標ずれ量（ΔＸ２３，ΔＹ２３，Δθ２３）を算出する。
【００９１】
第５にＧ２座標系とＧ１座標系との座標ずれ量（ΔＸ１２，ΔＹ１２，Δθ１２）と、Ｇ３座標系とＧ２座標系との座標ずれ量（ΔＸ２３，ΔＹ２３，Δθ２３）とからＧ３座標系からみたＧ１座標系の座標ずれ量（ΔＸ１３，ΔＹ１３，Δθ１３）を算出する。
【００９２】
図１４は、この算出の参考とされる線図であり、Ｇ３座標系からみたＧ１座標系の座標ずれ量（ΔＸ１３，ΔＹ１３，Δθ１３）は、次の（２０）式〜（２２）式のように算出される。
【００９３】
ΔＸ１３＝ΔＸ２３＋ΔＸ１２×ｃｏｓΔθ１２＋ΔＹ１２×ｓｉｎΔθ１２…（２０）
ΔＹ１３＝ΔＹ２３−ΔＸ１２×ｓｉｎΔθ１２＋ΔＹ１２×ｃｏｓΔθ１２…（２１）
Δθ１３＝Δθ２３＋Δθ１２ …（２２）
第６に、３号車は１号車から送信されたＧ１座標系の１号車軌跡情報｛Ｘ１（ｔ），Ｙ１（ｔ），θ１（ｔ）｝とＧ３座標系からみたＧ１座標系の座標ずれ量（ΔＸ１３，ΔＹ１３，Δθ１３）から正確な１号車軌跡を算出することができ、自車位置を修正することもできる。
【００９４】
最後に、４台以上の場合も同様に順次座標ずれ量を算出することができる。
【００９５】
このようにして、ステップＳ２５における各後続車１０２、１０３における現在地と方位の修正処理が完了する。
【００９６】
次に、後続車１０２、１０３は、算出した修正現在地に基づいて、その修正現在地において選択すべき先導車１０１の操作量をフィードフォワード制御量演算手段１１２により抽出する（ステップＳ２６）。
【００９７】
図１５は、操作量抽出処理の詳細ルーチンを示している。
【００９８】
図１６は、後続車１０２の修正現在地、例えば、上述した（１７）式のＸＢＳ（ｔ）をＸ、（１８）式のＹＢＳ（ｔ）をＹとした平面視的な図を示している。すなわち、後続車１０２は、座標（Ｘ，Ｙ）に存在するとしている。ベクトルで表しているものは先導車１０１の走行軌跡に係わる走行情報テーブル１３２を模式的に展開したものであり、軌跡データ（Ｘｎ−１，Ｙｎ−１）、（Ｘｎ，Ｙｎ）、（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）にそれぞれ対応して操作量データ（Ｔｎ−１，Ｐｎ−１，ωｎ−１）、（Ｔｎ，Ｐｎ，ωｎ）、（Ｔｎ＋１，Ｐｎ＋１，ωｎ＋１）が付随している（図１１を参照）。
【００９９】
そこで、例えば、後続車１０２が、操作量データとして軌跡（Ｘｎ，Ｙｎ）に付随する操作量データ（Ｔｎ，Ｐｎ，ωｎ）を用いて走行しているとき、修正現在位置（Ｘ，Ｙ）と先導車１０１の軌跡座標（Ｘｎ−１，Ｙｎ−１）、（Ｘｎ，Ｙｎ）、（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）との間のそれぞれの距離Ｌｎ−１、Ｌｎ、Ｌｎ＋１を次の（２３）式〜（２５）式により算出する（ステップＳ２６ａ）。すなわち、修正現在位置（Ｘ，Ｙ）と現在操作量データを採用している軌跡位置（Ｘｎ，Ｙｎ）との間の距離Ｌｎと、その前後の軌跡位置（Ｘｎ−１，Ｙｎ−１）、（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）との間の距離Ｌｎ−１、Ｌｎ＋１を算出する。
【０１００】
Ｌｎ−１＝｛（Ｘｎ−１−Ｘ）^２ ＋（Ｙｎ−１−Ｙ）^２ ｝^１／２ …（２３）
Ｌｎ ＝｛（Ｘｎ−Ｘ）^２ ＋（Ｙｎ−Ｙ）^２ ｝^１／２ …（２４）
Ｌｎ＋１＝｛（Ｘｎ＋１−Ｘ）^２ ＋（Ｙｎ＋１−Ｙ）^２ ｝^１／２ …（２５）
次に、（２６）式に示す不等式を計算する（ステップＳ２６ｂ）。
【０１０１】
（Ｌｎ＋１＋Ｌｎ）＜（Ｌｎ＋Ｌｎ−１） …（２６）
この（２６）式に示す不等式が成立しているかどうかを判定し、成立した場合、すなわち、次の距離Ｌｎ＋１が一つ前の距離Ｌｎ−１より短くなった場合には、今回の操作量（フィードフォワード制御量演算手段１１２により演算されるフィードフォワード制御量）として軌跡位置（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）におけるｎ＋１番目のデータセットである新たな操作量（Ｔｎ＋１，Ｐｎ＋１，ωｎ＋１）を採用する（ステップＳ２６ｃ）。
【０１０２】
このときには、媒介変数ｎをｎ＋１に更新する（ステップＳ２６ｄ）。
【０１０３】
一方、（２６）式の不等式が成立していない場合、すなわち、一つ前の距離Ｌｎ−１が次の距離Ｌｎ＋１がより短い場合には、今回の操作量（フィードフォワード制御量）も現在使用している軌跡位置（Ｘｎ，Ｙｎ）における操作量データ（Ｔｎ，Ｐｎ，ωｎ）を用いることにする（ステップＳ２６ｅ）。このように、修正現在地（Ｘ，Ｙ）により、先導車１０１の軌跡を一つ一つ追従するように制御しているので、追従制御の際には、時刻情報は不要となる。
【０１０４】
このようにして抽出された操作量データがそのままフィードフォワード制御量とされ、加算手段１２６の一方の入力に供給される（ステップＳ２７）。
【０１０５】
このとき、フィードバック制御量演算手段１１８は、先導車１０１の軌跡（Ｘｎ，Ｙｎ）と修正現在地（Ｘ，Ｙ）との間の偏差、すなわち距離Ｌをゼロ値とするためのフィードバック制御量を演算する（ステップＳ２８）。
【０１０６】
図１７は、フィードバック制御の詳細なフローチャートを示している。
【０１０７】
図１８は、フィードバック制御の動作説明に供される平面視的図である。
【０１０８】
この場合、まず、後続車１０２は、それぞれ、自己の識別番号（隊列番号）を隊列番号記憶手段１１６により認識する（ステップＳ２８ａ）。
【０１０９】
次に、先導車１０１に対する後続車１０２、１０３の車間距離Ｌａ、Ｌｂを距離センサ７２により求める（ステップＳ２８ｂ）。なお、車間距離Ｌａ、Ｌｂは、先導車１０１の車速を積分して求めることもできる。
【０１１０】
次いで、先導車１０１の軌跡を参照し、先導車１０１から車間距離Ｌａ、Ｌｂを隔てた位置にそれぞれ最も近い軌跡位置を求め、これを識別番号で識別される後続車１０２、１０３の目標位置（Ｘα，Ｙα）、（Ｘβ，Ｙβ）とする（ステップＳ２８ｃ）。なお、この目標位置（Ｘα，Ｙα）、（Ｘβ，Ｙβ）は、図１６に示した目標位置（Ｘｎ，Ｙｎ）と同じものである。
【０１１１】
この目標位置（Ｘα，Ｙα）、（Ｘβ，Ｙβ）での先導車１０１の方位をそれぞれ目標方位θα、θβとする（ステップＳ２８ｄ）。
【０１１２】
このとき、目標位置（Ｘα，Ｙα）、（Ｘβ，Ｙβ）と現在位置（Ｘａ，Ｙａ）、（Ｘｂ，Ｙｂ）との誤差Δｅ（ΔＸ，ΔＹ）を計算する（ステップＳ２８ｅ）。誤差Δｅは、後続車１０２、１０３についてそれぞれΔｅ１０２（ΔＸ，ΔＹ）＝｛Ｘα−Ｘａ，Ｙα−Ｙａ｝、Δｅ１０３（ΔＸ，ΔＹ）＝｛Ｘβ−Ｘｂ，Ｙβ−Ｙｂ｝として計算される。
【０１１３】
同様に自車方位θａ、θｂと目標方位θα、θβとの誤差Δθを計算する（ステップＳ２８ｆ）。誤差Δθは、後続車１０２、１０３についてそれぞれΔθ１０２＝θα−θａ、Δθ１０３＝θβ−θｂとして計算される。
【０１１４】
次に、目標位置と現在位置との間の前後位置誤差であるΔＸに基づき、アクセル制御量とブレーキ制御量を演算する（ステップＳ２８ｇ）。アクセル制御量は、誤差ΔＸの関数ｆ１（ΔＸ）、ブレーキ制御量は、誤差ΔＸの関数ｆ２（ΔＸ）として後続車１０２、１０３でそれぞれ個別に計算される。
【０１１５】
さらに、左右位置誤差であるΔＹと方位誤差Δθに基づいてステアリング制御量を演算する（ステップＳ２８ｈ）。ステアリング制御量は、誤差ΔＹと方位誤差Δθの関数ｇ１（ΔＹ，Δθ）として後続車１０２、１０３でそれぞれ個別に計算される。
【０１１６】
このようにして演算されたフィードバック制御量｛アクセル制御量ｆ１（ΔＸ）、ブレーキ制御量ｆ２（ΔＸ）およびステアリング制御量ｇ１（ΔＹ，Δθ）｝は、加算手段１２６の他方の入力に供給される。
【０１１７】
加算手段１２６では、ステップＳ２７で生成したフィードフォワード制御量とこのフィードバック制御量とを重み付け加算し、加算制御量（アクセル制御量、ブレーキ制御量、ステアリング制御量）を生成する（ステップＳ２９）。
【０１１８】
この加算制御量を構成するアクセル制御量が駆動力制御ＥＣＵ４２に入力されることでモータ４４が駆動され、ブレーキ制御量が制動力制御ＥＣＵ８４に入力されることでブレーキアクチュエータ８６が駆動され、ステアリング制御量がステアリング制御ＥＣＵ８８に入力されることでステアリングアクチュエータ９０が駆動される。これにより、後続車１０２、１０３のアクセル、ブレーキ、ステアリングがそれぞれ自動操縦される（ステップＳ３０）。
【０１１９】
次いで、後続車１０２、１０３は、それぞれ自車の故障診断（例えば、モータ４４、ブレーキアクチュエータ８６、ステアリングアクチュエータ９０についての故障診断）を行いコードとして保有する（ステップＳ３１）。
【０１２０】
次に、後続車１０２、１０３は、バッテリ４０の残容量を検出し、０〜１００％の内の数値として保有する（ステップＳ３２）。バッテリ４０の残容量は、例えば、満充電量から放電電流量を積算した値を差し引いた値を百分率とすることで求めることができる。
【０１２１】
さらに、後続車１０２、１０３は、レーザレーダ５０により計測した先行車との車間距離（ΔＸ）と車幅方向のずれ量（ΔＹ）が、それぞれ、所定の車間距離以内かどうか、所定のずれ量以内かどうかの追従偏差判定を行い、その結果を保有する（ステップＳ３３）。
【０１２２】
次いで、各後続車１０２、１０３は、これら故障コード、バッテリ残容量および追従遅れ判定結果を先導車１０１に送信する（ステップＳ３４）。
【０１２３】
また、後続車１０２は、現在地、方位、修正量を後続車１０３に送信する（ステップＳ３５）。この後、また、ステップＳ２１からの処理を繰り返す。
【０１２４】
一方、先導車１０１は、ステップＳ３４で送信された各後続車１０２、１０３の状態情報を受信する（ステップＳ７）。
【０１２５】
先導車１０１は、この状態情報に基づき、表示装置８２の画面表示情報を更新する（ステップＳ８）。
【０１２６】
図１９は、先導車１０１のナビゲーション装置用の表示装置８２の画面１４０に、例として４台の後続車１、２、３、４の状態を表示することの可能な状態表示部１４２を設けた例を示している。この状態表示部１４２では、後続車１、２、３、４（１、２、３、４は、後続車の番号）の下側の○印が色分けされ、緑色の場合には、その後続車は正常に追従走行していることを示し、黄色の場合には、その後続車に所定以上の追従遅れ等が発生した場合を示している。なお、追従遅れ等が発生した場合には、スピーカ８１により「後続車に追従遅れ発生、減速してください。減速してください。」等の音声による警告がなされる。
【０１２７】
さらに、赤色の場合には、その後続車に異常が発生したことを示し、このとき、同時にスピーカ８１により「後続車○番に異常発生、停車してください。停車してください。」等の音声による警告がなされる。
【０１２８】
なお、グレー色の場合には、該当する後続車がもともと存在しないことを示す。
【０１２９】
また、色分けされた○印の下側の（ ）内の数値表示（図１９例では、５５、７６）は、百分率表示での後続車（図１９例では、後続車１、２）のバッテリ残容量（満充電容量の数値表示は「１００」となる。）を示している。
【０１３０】
なお、図１９の画面表示例においては、地図上に先導車１０１の位置のみを描いているが、後続車１、２、３、４の位置を、先導車１０１が描かれているこの地図上に同時に表示することも可能である。
【０１３１】
ステップＳ７で受信した状態情報に基づいて、先導車１０１は、後続車が所定の車間距離で追従しているかどうかを判定し（ステップＳ９）、追従遅れ等が発生している場合には、上述した速度低下の警告を行って（ステップＳ１０）、運転者に速度の低下を促し、運転者の操作に応じて速度が低下する（ステップＳ１１）。この場合、先導車１０１の速度制限手段として機能する減速手段（４２、４４、８４、８６）（図５参照）によりアクセル制御量（モータトルク）の上限値を制限し、これによりモータ４４の最大出力を制限して先導車１０１の走行速度を制限するようにしている。
【０１３２】
次に、後続車に異常（故障）が発生しているかどうかを判定し（ステップＳ１２）、故障が発生している場合には、上述した停車の警告を行って（ステップＳ１３）、運転者に停車を促し、運転者の操作に応じて停車される（ステップＳ１４）。
【０１３３】
さらに、後続車のバッテリ残容量が低下しているかどうかを判定し（ステップＳ１５）、後続車の中、１台でもバッテリ残容量が所定バッテリ残容量（例えば、満充電容量の３０％の容量）よりも低下していた場合には、その後続車の最大出力の低下が懸念されるので、上述した速度低下の警告を行って、運転者に速度の低下を促すことにより、運転者の操作に応じて速度が低下する（ステップＳ１１）。この場合においても、減速手段（４２、４４、８４、８６）（図５参照）によりアクセル制御量（モータトルク）の上限値が制限され、先導車１０１の走行速度が制限される。この後、ステップＳ１の処理に戻り、制御動作を繰り返す。
【０１３４】
このように上述した実施の形態によれば、有人運転による先導車１０１の走行軌跡（Ｘ，Ｙ，θ）と操作量（アクセル，ブレーキ，ステアリング）とを対で、無人走行される後続車１０２、１０３に送信する。なお、先導車１０１の走行軌跡は、距離センサ７２と方位センサ７４により求めることができる。
【０１３５】
後続車１０２、１０３は、現時点において倣うべき操作量を選択するため、自身の距離センサ７２と方位センサ７４により現在地を求め、求めた現在地をレーダ計測値により修正し、修正現在地を求める。この修正現在地に対応する先導車１０１の過去の現在地を目標位置として求め、この目標位置と対になっている操作量を現在の操作量（アクセル，ブレーキ，ステアリング）とするフィードフォワード制御を行うとともに、目標位置と修正現在地との偏差に基づくフィードバック制御を行う。フィードバック制御では、目標位置と修正現在地との偏差を前後方向と左右方向に分解し、前後方向に対してはアクセル操作量とブレーキ操作量を調整し、左右方向に対しては、ステアリング操作量を調整する。このステアリング方位は車両の方位と目標方位の誤差によっても調整される。
【０１３６】
このように制御すれば、フィードフォワード制御による高速追従走行が可能となり、またフィードバック制御による高精度追従走行が可能となる。実際上、数１０ｋｍ／ｈ程度の速度で車間間隔１ｍ程度での安定な追従走行が可能となった。
【０１３７】
なお、上述した実施の形態によれば、後続車１０２、１０３は、先導車１０１の走行軌跡（Ｘ，Ｙ，θ）と操作量（アクセル，ブレーキ，ステアリング）とを対で受信するようにしているが、制御の簡易化を考えた場合、先導車１０１は、後続車１０２、１０３に走行軌跡（Ｘ，Ｙ，θ）のみを送信するように構成を変更する他の実施の形態としてもよい。
【０１３８】
この他の実施の形態では、先導車１０１の走行軌跡（Ｘ，Ｙ，θ）である軌跡情報を後続車１０２、１０３に送信する。後続車１０２は、先導車１０１の軌跡情報と、後続車１０２のレーザレーダ５０により計測した先導車１０１との位置・方位情報とから、後続車１０２自身の位置・方位ずれ量を演算して、後続車１０２自身の現在地を修正し、この修正現在地と先導車１０１の軌跡情報中の目標現在地との偏差に基づき操作量を演算して自動運転する。後続車１０２は、後続車１０２自身の位置・方位ずれ量を後続車１０３に送信する。後続車１０３は、先導車１０１の軌跡情報と先行車である後続車１０２の位置方位・ずれ量とから、後続車１０３自身の位置・方位ずれ量を演算し、後続車１０３自身の現在地を修正する。後続車１０３は、この修正現在地と先導車１０１の軌跡情報中の目標現在地との偏差に基づき操作量を運転して自動運転する。
【０１３９】
このように構成すれば、先導車１０１の操作量を倣うフィードフォワード制御を必要としなくなるので、フィードフォワード制御を併用する制御に比較して高速走行制御性は低下するが、後続車１０２、１０３の座標系を先導車１０１の座標系に正確に合わせることが可能となり、位置軌跡の追従精度を従来技術に比較して相当程度高くすることができる。
【０１４０】
また、この他の実施の形態では、上述したフィードフォワード制御とフィードバック制御を併用する実施の形態に比較して、操作量抽出手段１１０やフィードフォワード制御量演算手段１１２および加算手段１２６等が不要となるので、記憶手段９３の記憶容量の低減、ソフトウエアの開発コストの低減、および、より低速のＥＣＵを使用することが可能となるので、全体として装置コストを低減することができる。
【０１４１】
なお、この発明は、上述の実施の形態に限らず、例えば、電動車両１０ではなく、内燃機関を有する車両に適用する（この場合には、アクセルセンサの出力に代替して、例えば、スロットル開度センサの出力を用いる）等、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１４２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、先導車の軌跡情報と直前の先行車の軌跡情報と、レーダでの直前の先行車との位置および方位情報から、後続車の位置ずれ量（方位ずれ量を含む）を演算して、後続車自身で検出した現在地を修正するようにしている。このため、後続車の座標系を先導車の座標系に合わせることが可能となり、先導車の走行軌跡に対する追従走行精度を高くすることができる。
【０１４３】
この場合、後続車の操作量として、修正現在地近傍での先導車の軌跡と対となっている操作量を使用することで、後続車の操作量を容易に求めることができる。
【０１４４】
さらに、後続車の操作量として、先導車の操作量に倣う、いわゆるフィードフォワード制御に加えて、位置偏差による、いわゆるフィードバック制御を含む操作量とすることで、先導車の走行軌跡に対する追従精度を高く保持したまま（フィードバック制御）、より高速走行での自動運転を行うことができる（フィードフォワード制御）。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態が適用された電動車両共用システムの概略的な構成を示す平面視的模式図である。
【図２】電動車両が格納されるポートの構成を示す平面視的模式図である。
【図３】電動車両の概略構成を示す透視的な斜視図である。
【図４】隊列走行時における電動車両の相互関係を、電動車両の内部構成とともに示すブロック図である。
【図５】先導車の走行ＥＣＵの構成を含む先導車の全体的構成を示すブロック図である。
【図６】後続車の走行ＥＣＵの構成を含む後続車の全体的構成を示すブロック図である。
【図７】先導車の制御内容の説明に供されるメインフローチャートである。
【図８】後続車の制御内容の説明に供されるメインフローチャート（１／２）である。
【図９】後続車の制御内容の説明に供されるメインフローチャート（２／２）である。
【図１０】隊列走行開始時における車両の位置と座標のとり方の説明に供される平面視的線図である。
【図１１】軌跡データと操作量データとが対として記憶される走行情報テーブルの例を示す線図である。
【図１２】後続車のレーザレーダと先行車のレーダ計測点との関係説明に供される平面視的線図である。
【図１３】後続車の座標ずれ量の説明に供される線図である。
【図１４】後続車における座標ずれ量の加算処理の説明に供される線図である。
【図１５】操作量抽出処理の説明に供されるフローチャートである。
【図１６】操作量抽出処理の説明に供される平面視的線図である。
【図１７】フィードバック制御の説明に供されるフローチャートである。
【図１８】フィードバック制御の説明に供される平面視的線図である。
【図１９】隊列走行に関連する画面表示の説明に供される線図である。
【符号の説明】
１０…電動車両 １２…利用可能範囲
１３…ポート １６…センタ−
４０…バッテリ ４２…駆動力制御ＥＣＵ
４４…モータ
４２、４４、８４、８６…減速手段 ５０…レーザレーダ
５２…リフレクタ ５３…車々アンテナ（送受信手段）
６０…走行ＥＣＵ ７２…距離センサ
７４…方位センサ ７６…アクセルセンサ
７８…ブレーキセンサ ８０…ステアリングセンサ
８１…スピーカ（警告手段） ８２…表示装置（表示・警告手段）
８４…制動力制御ＥＣＵ ８６…ブレーキアクチュエータ
８８…ステアリング制御ＥＣＵ ９０…ステアリングアクチュエータ
９１…現在地検出手段 ９２…車々間無線装置
９３…記憶手段 ９４…操作量検出手段
９６…追従確認手段 １１０…操作量抽出手段
１１２…フィードフォワード制御量演算手段
１１４…目標位置・目標方位演算手段 １１６…隊列番号記憶手段
１１８…フィードバック制御量演算手段
１２０…現在地検出手段 １２２…現在地・方位修正手段
１２４…距離・方位計測手段 １２６…加算手段
１２８…状態検出手段

Claims (1)

1. 運転者により運転される先導車に対し複数の後続車を縦列させて自動追従走行させる自動追従走行システムにおいて、
   前記先導車は、
   該先導車自身の現在地を検出する現在地検出手段と、
   前記運転者による運転に係わる操作量を検出する操作量検出手段と、
   検出された現在地としての軌跡情報および前記操作量を対にして記憶する記憶手段と、
   前記各後続車に前記軌跡情報および前記操作量を送信する送信手段とを有し、
   前記各後続車は、
   前記軌跡情報を受信する受信手段と、
   前記各後続車自身の現在地を検出する現在地検出手段と、
   直前の先行車の位置および方位を検出するレーダと、
   該レーダにより検出された前記直前の先行車の位置および方位情報と、前記受信手段により受信した軌跡情報に基づき、検出された前記各後続車自身の現在地を修正する現在地修正手段と、
   修正された現在地に基づき、前記先導車に追従走行させるための操作量を演算する操作量演算手段と、
   演算された操作量に従い該各後続車自身を運転する自動運転手段とを有し、
   前記各後続車における操作量演算手段は、前記修正された現在地近傍での前記先導車の軌跡情報と対になっている操作量を検出して、該操作量を前記演算された操作量とし、さらに、前記修正された現在地近傍での前記先導車の軌跡情報を目標現在地として、該目標現在地における軌跡情報と前記修正された現在地との偏差を算出し、該偏差に基づく操作量を演算して、該偏差に基づく操作量と前記先導車の軌跡情報と対になっている操作量を重み付け加算し、
   前記自動運転手段は、前記重み付け加算された操作量に従い該各後続車自身を運転することを特徴とする自動追従走行システム。

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