JP3727429B2

JP3727429B2 - 車両の走行経路に対する位置関係算出方法

Info

Publication number: JP3727429B2
Application number: JP25699796A
Authority: JP
Inventors: 孝明永井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2016-09-27
Also published as: JPH09184727A

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、道路の走行経路上に間隔を存して配列された磁気発生源（磁気ネイル）を検出しながら該走行経路に沿って走行するように自動操舵を行う自動走行車の走行経路に対する位置関係を算出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、道路の車両を走行させるべき走行経路上で、その道路の内部に埋め込んだ磁気ネイルを所定の間隔を存して配列しておくと共に、走行車両にこの磁気ネイルの磁気を検出するセンサを搭載し、前記磁気ネイルの発生する磁気を頼りに、ステアリングの自動操舵を行って、該磁気ネイルが配列されている所要の走行経路に沿って車両を走行させる自動走行システムが提案されている。
【０００３】
この種の自動走行システムの従来提案されている方式では、磁気ネイルを検出するセンサを車両の前部や後部などの車両の底部の一カ所に取り付けられている。
【０００４】
一方、この種の自動走行システムでは、車両が所要の走行経路に沿って走行するように車両の自動操舵を行うために、車両の走行経路に対する位置関係、特に、車両の走行経路に対する横方向偏差（車両の走行経路に対する車幅方向の位置ずれ量）、車両の走行経路に対する方位角偏差（車両の進行方向と走行経路とのなす角度）を精度よく把握することが必要となる。
【０００５】
しかながら、前述のように車両に備えた磁気ネイルセンサが単一であると、走行中の車両の走行経路に対する横方向偏差や方位角偏差を精度よく求めることは困難であり、このため、それらの横方向偏差や方位角偏差の把握は、従来、磁気ネイルセンサ以外の他のセンシングシステムに依存していた。
【０００６】
例えば、ＣＣＤカメラを車両に搭載して前方の道路を撮像し、その撮像した画像における道路の白線の位置や方向等に基づき、車両の道路幅方向の位置や方位角等を測定する方法が提案されている。しかしながら、この手法では、雨や雪等による道路の走行環境の悪化によってＣＣＤカメラの検出性能が著しく劣化してしまい、その結果、車両の方位角等を精度よく測定することが困難となる。
【０００７】
また、ヨーレートセンサを車両に搭載して、車両の走行軌跡を求めていき、その走行軌跡に基づき、所要の走行経路に対する車両の方位角等の位置関係を把握する手法もあるが、この手法では、走行距離の増加によりヨーレートセンサの検出誤差が蓄積するので、その結果、所要の走行経路に対する車両の方位角等の位置関係を精度よく把握することが困難となってしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる背景に鑑み、走行経路上に配列された磁気発生源を検出しながら該走行経路に沿って走行する自動走行システムにおいて、車両の自動操舵に必要な走行経路に対する車両の位置関係、特に走行経路に対する車両の横方向偏差や方位角偏差を精度よく的確に求めることができる車両の走行経路に対する位置関係算出方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様は、前記の目的を達成するために、走行経路上に所定の間隔を存して配列された磁気発生源を検出しながら該走行経路に沿って走行するように自動操舵を行う自動走行車の前記走行経路に対する位置関係を算出する方法において、車両の前後の二箇所にそれぞれその各箇所における車両に対する各磁気発生源の横方向偏差量を検出する一対の磁気発生源検出手段を配置すると共に、各磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出タイミングを把握するためのタイマ手段を設け、両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、各磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出タイミングの時間的先後関係とに基づき前記走行経路に対する車両の方位角偏差又は横方向偏差を算出することを特徴とする。
【００１４】
かかる本発明の第２の態様によれば、車両の前後に配置された前記一対の磁気発生源検出手段の間隔は、前記磁気発生源の間隔の略整数倍に限られない。このため、各磁気発生源による磁気発生源の横方向偏差量の検出が時間差をおいて行われる場合がある。そして、このような場合には、各磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出タイミングを前記タイマ手段により把握して、それらの検出タイミングの先後関係を考慮することで、その先後関係と両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量とに基づき適正に前記車両の横方向偏差や方位角偏差を求めることが可能となる。そして、この場合も、車両の前後の各別の磁気発生源検出手段により検出される前記横方向偏差量に基づき車両の横方向偏差や方位角偏差を求めるので、それらの横方向偏差や方位角偏差を精度よく求めることができる。すなわち、本発明の第２の態様によれば、車両の前後に配置された前記一対の磁気発生源検出手段の間隔を、前記磁気発生源の間隔の略整数倍に限ることなく、車両の方位角偏差や横方向偏差を精度よく的確に求めることが可能となる。
【００１５】
かかる本発明の第１の態様では、より詳しくは、前記車両の方位角偏差は、車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度であり前記両磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出タイミングが略同時であるときには、前記車両の方位角偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ略同時に検出された磁気発生源の間隔又は両磁気発生源検出手段の間隔とから所定の演算式により算出する。
【００１６】
また、前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、前記両磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出タイミングが略同時であるときには、前記車両の横方向偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量から、前記車両の中央部と前記両磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により算出する。
【００１７】
また、前記車両の方位角偏差は、車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度であり、前記両磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出タイミングが異なるとき、前記車両の方位角偏差は、前記車両の前側の磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出タイミングと前記車両の後側の磁気発生源検出手段よる磁気発生源の検出タイミングとのうち、いずれの検出タイミングが先か後かに応じて定まる両磁気発生源検出手段によりそれぞれ順次検出された磁気発生源の間隔と、両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量とから所定の演算式により算出する。
【００１８】
さらに、この場合（両磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出タイミングが異なるとき）、前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、該横方向偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ順次検出された磁気発生源の間隔と、前記方位角偏差とから、前記車両の中央部と前記両磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係、及び両磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出タイミングの先後関係に応じた所定の演算式により算出する。
【００１９】
また、本発明の第２の態様は、前記の目的を達成するために、走行経路上に所定の間隔を存して配列された磁気発生源を検出しながら該走行経路に沿って走行するように自動操舵を行う自動走行車の前記走行経路に対する位置関係を算出する方法において、車両の前後の二箇所にそれぞれその各箇所における車両に対する各磁気発生源の横方向偏差量を検出する一対の磁気発生源検出手段を配置すると共に、各磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出時の車両の走行距離を検出する距離検出手段を設け、その走行距離と車両における各磁気発生源の位置とに基づき各磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出時にその検出を行った各磁気発生源検出手段の前記走行経路上における該走行経路の距離方向の位置を把握し、両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、両磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出時のそれぞれの該磁気発生源検出手段の走行経路上の位置の間の距離差の前記両磁気発生源検出手段の間隔に対する大小関係とに基づき前記走行経路に対する車両の方位角偏差又は横方向偏差を算出することを特徴とする。
【００２０】
かかる本発明の第２の態様は、前記第１の態様と同様に、車両の前後に配置された前記一対の磁気発生源検出手段の間隔は、前記磁気発生源の間隔の略整数倍に限られず、各磁気発生源による磁気発生源の横方向偏差量の検出が時間差をおいて行われる場合を考慮したものである。すなわち、両磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出時のそれぞれの該磁気発生源検出手段の走行経路上の位置の間の距離差が両磁気発生源検出手段の間隔と略等しいとき、両磁気発生源検出手段による磁気発生源の横方向偏差量の検出が略同時に行われ、該距離差が両磁気発生源検出手段の間隔よりも長いときには、後側の磁気発生源検出手段による検出タイミングが前側の磁気発生源検出手段による検出タイミングよりも早い。また、該距離差が両磁気発生源検出手段の間隔よりも短いときには、後側の磁気発生源検出手段による検出タイミングが前側の磁気発生源検出手段による検出タイミングよりも遅い。従って、両磁気発生源検出手段の間隔に対する前記距離差の大小関係は、両磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出タイミングの先後関係を示すものとなる。従って、前記距離差の両磁気発生源検出手段の間隔に対する大小関係を考慮することで、その大小関係と両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量とに基づき、前記第１の態様と同様に、適正に前記車両の横方向偏差や方位角偏差を求めることが可能となる。そして、この場合も、車両の前後の各別の磁気発生源検出手段により検出される前記横方向偏差量に基づき車両の横方向偏差や方位角偏差を求めるので、それらの横方向偏差や方位角偏差を精度よく求めることができる。すなわち、本発明の第２の態様によれば、前記第１の態様と同様に、車両の前後に配置された前記一対の磁気発生源検出手段の間隔を、前記磁気発生源の間隔の略整数倍に限ることなく、車両の方位角偏差や横方向偏差を精度よく的確に求めることが可能となる。
【００２１】
かかる本発明の第２の態様では、より詳しくは、前記車両の方位角偏差は、車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度であり、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔と略等しいときには、前記車両の方位角偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の間隔又は両磁気発生源検出手段の間隔とから所定の演算式により算出する。
【００２２】
また、前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔と略等しいときには、前記車両の横方向偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量から、前記車両の中央部と前記両磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により算出する。
【００２３】
また、前記車両の方位角偏差は、車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度であり、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔と異なるとき、前記車両の方位角偏差は、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔よりも長いか短いかに応じて定まる両磁気発生源検出手段によりそれぞれ順次検出された磁気発生源の間隔と、両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量とから所定の演算式により算出する。
【００２４】
さらに、この場合、前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔と異なるとき、前記車両の横方向偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ順次検出された磁気発生源の間隔と、前記方位角偏差とから、前記車両の中央部と前記両磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係、及び前記距離差の前記両磁気発生源検出手段の間隔に対する大小関係に応じた所定の演算式により算出する。
【００２５】
また、本発明の第３の態様は、前記の目的を達成するために、走行経路上に間隔を存して配列された磁気発生源を検出しながら該走行経路に沿って走行するように自動操舵を行う自動走行車の前記走行経路に対する位置関係を算出する方法において、車両の前後の二箇所にそれぞれその各箇所における車両に対する各磁気発生源の横方向偏差量を検出する一対の磁気発生源検出手段を配置すると共に、各磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出時の車両の走行距離を検出する距離検出手段を設け、その走行距離と車両における各磁気発生源の位置とに基づき各磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出時にその検出を行った各磁気発生源検出手段の前記走行経路上における該走行経路の距離方向の位置を把握し、両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、両磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出時のそれぞれの該磁気発生源検出手段の走行経路上の位置の間の距離差とに基づき前記走行経路に対する車両の方位角偏差又は横方向偏差を算出することを特徴とする。
【００２６】
かかる本発明の第３の態様は、前記磁気発生源の間隔が必ずしも所定の間隔で配列されているとは限らない場合でも、走行経路に対する車両の方位角偏差又は横方向偏差を算出することができるものである。すなわち、このような場合には、両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、両磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出時のそれぞれの該磁気発生源検出手段の走行経路上の位置の間の距離差とに基づくことで、車両の方位角偏差や横方向偏差を精度よく的確に求めることができる。
【００２７】
具体的には、前記車両の方位角偏差は、車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度であり、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、前記距離差とから所定の演算式により算出する。この場合、その演算式は、両磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出タイミングの先後関係には依存しない。
【００２８】
また、前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔と略等しいとき、前記車両の横方向偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量から、前記車両の中央部と前記両磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により算出する。
【００２９】
また、前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔と異なるとき、前記車両の横方向偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、前記距離差とから、前記車両の中央部と前記両磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係、及び前記距離差の前記両磁気発生源検出手段の間隔に対する大小関係に応じた所定の演算式により算出する。
【００３０】
ところで、本発明の前述の前記第１乃至第３の態様では、車両の蛇行や磁気発生源検出手段の故障等により、両磁気発生源検出手段のいずれか一方が磁気発生源を検出することができなくなると、車両の方位角偏差や横方向偏差を算出することができなくなる。
【００３１】
そこで、本発明の前記第１乃至第３の態様では、さらに、前記両磁気発生源検出手段のうち、いずれか一方の磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出が不能となったとき、他方の磁気発生源検出手段により順次検出される二つの磁気発生源のそれぞれの横方向偏差量に基づき前記走行経路に対する車両の方位角偏差又は横方向偏差を算出する。
【００３２】
これにより、いずれか一方の磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出が不能となっても、他方の磁気発生源検出手段によって磁気発生源を検出することができる状態では、その他方の磁気発生源検出手段によって車両の走行に伴い順次検出される二つの磁気発生源のそれぞれの横方向偏差量に基づいて車両の方位角偏差や横方向偏差を求めることが可能となる。
【００３３】
この場合、さらに具体的には、前記他方の磁気発生源検出手段により順次検出された前記二つの磁気発生源のそれぞれの横方向偏差量と、その二つの磁気発生源が順次検出される時間間隔内における車両の走行距離とから所定の演算式により車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度を算出し、その算出した角度を前記方位角偏差として求める。尚、この場合、本発明の第２の態様では、車両の走行距離を検出する距離検出手段を備えておく。
【００３４】
さらに、前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、該横方向偏差は、前記方位角偏差と、前記二つの磁気発生源の横方向偏差量のいずれか一方とから、前記車両の中央部と前記他方の磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により算出する。
【００３５】
あるいは、前記他方の磁気発生源検出手段により順次検出された前記二つの磁気発生源のそれぞれの横方向偏差量と、その二つの磁気発生源が順次検出される時間間隔内における車両の走行距離とから、車両の中央部と前記他方の磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差を算出し、その算出した横方向偏差を前記車両の横方向偏差として求める。尚、この場合も、本発明の第２の態様では、車両の走行距離を検出する距離検出手段を備えておく。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態のにおける自動走行車のシステム構成図である。
【００３７】
この自動走行車は、車両１を走行させるべき所定の走行経路（例えば走行車線の中央）に沿って後述の磁気ネイル（磁気発生源）を埋設して配列してなる道路を、その磁気ネイルを検出しながら自動走行するものであり、マイクロコンピュータ等を用いて構成された走行位置検出部１０、走行計画部１１、ステアリング制御部１２、車速制御部１３及び車両方位角・横方向偏差算出部１４を車両１に搭載している。また、車両前部及び車両後部の下部には、それぞれ磁気ネイルセンサ２，３（磁気発生源検出手段）が取り付けられ、さらに車輪（図では後輪）の所定回転数毎にパルスを出力する車輪パルスセンサ１５が備えられている。
【００３８】
走行位置検出部１０は、前記車輪パルスセンサ１５の出力をカウントして車両１の走行距離を算出する走行距離算出部１６（距離検出手段）と、車両１の角速度を検出するジャイロセンサ１７と、車両外部に設けられた漏洩同軸ケーブル等との無線通信により車両１の走行区域等の情報を受信する位置情報通信部１８とからそれぞれ与えられる走行距離、角速度、受信情報に基づき、走行経路上における車両１の走行位置を求める。
【００３９】
走行計画部１１は、走行位置検出部１０から与えられる車両１の走行位置情報を基に、走行経路に沿って車両１を走行させるための最適な車速と進行方向とを求め、それをステアリング制御部１２や車速制御部１３に与える。
【００４０】
磁気ネイルセンサ２，３は、それぞれその下方に磁気ネイルが位置したとき、車両１に対する磁気ネイルの横方向（車幅方向）の偏差量（偏差の方向を含む）を示す信号を出力する。
車両方位角・横方向偏差算出部１４は、磁気ネイルセンサ２，３によりそれぞれ検出された磁気ネイルの横方向偏差量や、前記走行距離算出部１６により求められた車両１の走行距離、タイマ１９（タイマ手段）から与えられる時刻データ（クロック信号）に基づき後述するように車両１の走行経路に対する方位角偏差及び横方向偏差を算出し、それをステアリング制御部１２に与える。尚、車両方位角・横方向偏差算出部１４は、磁気ネイルセンサ２，３によりそれぞれ検出された磁気ネイルの横方向偏差量を、そのそれぞれの検出時点における車両１の走行距離及び時刻データと共に記憶保持し、それを各磁気ネイルセンサ２，３による磁気ネイルの検出が行われれる毎に更新する。
【００４１】
ステアリング制御部１２は、車両方位角・横方向偏差算出部１４から与えられる車両１の方位角偏差及び横方向偏差に基づき、車両１が前記走行計画部１１により求められた車両１の最適進行方向に走行するように図示しないステアリング装置を制御する。
【００４２】
車速制御部１３は、前走車との適正な車間距離を保持しつつ前記走行計画部１１により求められた最適車速で車両１が走行するように図示しないスロットル装置やブレーキ装置を制御する。
【００４３】
次に、このようなシステム構成を有する自動走行車の前記車両方位角・横方向偏差算出部１４による車両１の方位角偏差及び横方向偏差の算出手法の第１の実施形態を図２を参照して説明する。この第１の実施形態は、前記磁気ネイルセンサ２，３によりそれぞれ略同時に検出されるデータを用いて車両１の方位角偏差及び横方向偏差を算出する手法を示すものである。
【００４４】
図２を参照して、５は車両１を走行させるべき走行経路、６は走行経路５上で道路に埋め込まれ配列された磁気ネイルであり、本実施形態では、磁気ネイル６同士の間隔Ｂは一定間隔で、車両１の磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａは、磁気ネイル６の間隔Ｂのほぼ整数倍（図では約２倍）とされている。このため、、車両１が走行経路５に略沿って走行すると、各磁気ネイルセンサ２，３がほぼ同時に２Ｂの間隔を有する磁気ネイル６ａ，６ｂを検出する。
【００４５】
ここで、図中、θ、ε_yはそれぞれ本実施形態において算出する車両１の王位角偏差及び横方向偏差であり、方位角偏差θは磁気ネイル６を配列した走行経路５と車両１の車幅方向の中央を通って前後方向に延びる車体中心線４とのなす角度θ（走行経路５と車両１の進行方向とのなす角度）である。また、車両１の横方向偏差ε_yは、車両１の車体中心線４の前後方向の中心７（車両１の中心）と、走行経路５との離間距離である。この距離は数学的には、走行経路５に直行する方向での車両中心７と走行経路５との間の距離であるが、本実施形態では、車幅方向（車体中心線４と直行する方向）での車両中心７と走行経路５との間の距離を車両１の横方向偏差ε_yとする。
【００４６】
また、図中、Ｙ₁，Ｙ₂はそれぞれ各磁気ネイルセンサ２，３により検出される横方向偏差量であり、この横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂は、車両１の走行時にそれぞれ各磁気ネイルセンサ２，３の下方に位置した磁気ネイル６ａ，６ｂの車体中心線４から各磁気ネイル６ａ，６ｂまでの車幅方向での距離である。この場合、横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂は図２の車体中心線４より上方向（車両１の進行方向に対して左方向）を正方向、車体中心線４より下方向（車両１の進行方向に対して右方向）を負方向とする（図２の状態では、Ｙ₁＞０、Ｙ₂＜０）。
【００４７】
尚、磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａは車長とほぼ同一で、車両中心７から前後に等間隔Ａ／２の位置に設けられている。
【００４８】
以上の内容を前提として、本実施形態における車両方位角・横方向偏差算出部１４は車両１の走行時に、各磁気ネイルセンサ２，３によりほぼ同時に磁気ネイル６ａ，６ｂの横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂が検出されると（この時、横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂と共に前記タイマ１９から与えられる時刻データはほぼ同一となる）、それらの横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂を用いて次のように車両１の方位角偏差θ及び横方向偏差ε_yを算出する。
【００４９】
すなわち、まず、図２において長さ（Ｙ₁−Ｙ₂）の辺と長さＡの辺とを有する直角三角形を考慮して明なように、方位角偏差θは横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂と磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａとを用いて次式（１）により求められる。
【００５０】
θ＝ｔａｎ^-1［（Ｙ₁−Ｙ₂）／Ａ］ ……（１）
尚、この場合、各磁気ネイルセンサ２，３によりほぼ同時に磁気ネイル６ａ，６ｂの間隔２Ｂが判っているので、上記の直角三角形を考慮して明らかなように、横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂と磁気ネイルセンサ６ａ，６ｂの間隔２Ｂとを用いて次式（２）により方位角偏差θを求めてもよい。
【００５１】
θ＝ｓｉｎ^-1［（Ｙ₁−Ｙ₂）／２Ｂ］ ……（２）
また、図２において角度θの頂角と長さ（Ｙ₁−Ｙ₂）の底辺とを有する直角三角形と、同一の角度θの頂角と長さ（ε_y−Ｙ₂）の底辺とを有する直角三角形と、車両中心７が磁気ネイルセンサ２，３の間の中央に位置することとを考慮して明らかなように、
Ａ：（Ｙ₁−Ｙ₂）＝Ａ／２：（ε_y−Ｙ₂）
の関係式が成り立つ。従って、車両の横方向偏差ε_yは、横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂を用いて次式（３）により求められる。
【００５２】
ε_y＝（Ｙ₁−Ｙ₂）／２＋Ｙ₂＝（Ｙ₁＋Ｙ₂）／２……（３）
本実施形態の車両方位角・横方向偏差算出部１４は前記式（１）又は（２）と、式（３）との演算を行うことにより、車両１の方位角偏差θと横方向偏差ε_yを求める。そして、このようにして求めた方位角偏差θと横方向偏差ε_yとをステアリング制御部１２に車両１の自動操舵を行うためのデータとして与える。
【００５３】
このように、二つの磁気ネイルセンサ２，３で検出された磁気ネイル６ａ，６ｂの横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂を用いて車両１の方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを求めることで、磁気ネイルセンサ２，３の検出誤差等の影響が低減され、方位角偏差θや横方向偏差ε_yを精度よく求めることができる。そして、方位角偏差θや横方向偏差ε_yを精度よく求めることができるので、車両１を走行経路５に沿わせて走行させるためのステアリング制御を的確に行うことができる。
【００５４】
尚、本実施形態では、磁気ネイルセンサ２，３は間隔Ａは磁気ネイル６の間隔Ｂのほぼ整数倍（２Ｂ）で、両磁気ネイルセンサ２，３による磁気発生源６ａ，６ｂの検出がほぼ同時に行われることがあらかじめ判っているので、前記図１のタイマ１９を省略してもよい。
【００５５】
次に、図１のシステム構成を有する自動走行車の前記車両方位角・横方向偏差算出部１４による車両１の方位角偏差及び横方向偏差の算出手法の第２の実施形態を図３乃至図５を参照して説明する。この第２の実施形態は、前記磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａが前述の如く走行経路５上に一定間隔で配列された磁気ネイル６の間隔Ｂの整数倍になっているとは限らず、例えば図３及び図４に示すように２Ｂ＜Ａ＜３Ｂである場合に、磁気ネイルセンサ２，３によりそれぞれ検出されるデータと、そのそれぞれの検出タイミングにおいて前記タイマ１９から与えられる時刻データとを用いて車両１の方位角偏差θ及び横方向偏差ε_yを算出する手法を示すものである。
【００５６】
このとき、車両１の前後の磁気ネイルセンサ２，３は、磁気ネイル６を同時には検出できず、図３の上段に示すように時刻Ｔ₁において前側の磁気ネイルセンサ２が最初に磁気ネイル６ａを検出してその横方向偏差量Ｙ₁が得られ、その後に、図３の下段に示すように、時刻Ｔ₁よりも後の時刻Ｔ₂において後側の磁気ネイルセンサ３が磁気ネイル６ｂを検出してその横方向偏差量Ｙ₂が得られる場合と、これと逆に図４に示すように、後側の磁気ネイルセンサ３が前側の磁気ネイルセンサ２よりも先に磁気ネイル６を検出する場合との二通りの場合がある。
【００５７】
そして、本実施形態における車両方位角・横方向偏差算出部１４は各磁気ネイルセンサ２，３による磁気ネイル６の検出時にその検出データ（横方向偏差量）と共にタイマ１９から与えられる時刻データを比較することで、前者の場合（図３の場合）と後者の場合（図４の場合）とを区別し、それぞれの場合に応じた演算処理により、車両１の方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを算出する。
【００５８】
さらに詳細には、上記の時刻データの比較によって、前側の磁気ネイルセンサ２の検出データが更新された時刻（前側の磁気ネイルセンサ２が磁気ネイル６を検出した時刻）が、後側の磁気ネイルセンサ３の検出データが更新された時刻（後側の磁気ネイルセンサ３が磁気ネイル６を検出した時刻）よりも古い場合には、図３の場合であり、このとき、車両方位角・横方向偏差算出部１４は次のように方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを算出する。
【００５９】
すなわち、図３を参照して明らかなように、この場合、各磁気ネイルセンサ２，３によりそれぞれ順次検出された磁気ネイル６ａ，６ｂの間隔は２Ｂであるから、車両１の方位角偏差θは、その間隔２Ｂと、各磁気ネイルセンサ２，３によりそれぞれ順次検出された磁気ネイル６ａ，６ｂの横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂（図ではＹ₁＞０、Ｙ₂＜０）とを用いて次式（４）により求める。
【００６０】
θ＝ｓｉｎ^-1［（Ｙ₁−Ｙ₂）／２Ｂ］ ……（４）
また、図３を参照して明らかなように、
２Ｂ・ｃｏｓθ：（Ｙ₁−Ｙ₂）＝Ａ／２：（ε_y−Ｙ₂）
であるので、車両１の横方向偏差ε_yは、前記方位角偏差θと、磁気ネイル６ａ，６ｂの間隔２Ｂと、横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂と、磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａとを用いて次式（５）により求める。
【００６１】
ε_y＝Ａ・（Ｙ₁−Ｙ₂）／（４Ｂ・ｃｏｓθ）＋Ｙ₂……（５）
以下、式（４），（５）の算出処理を処理１と称する。
【００６２】
一方、各磁気ネイルセンサ２，３の検出データに伴う時刻データの比較によって、後側の磁気ネイルセンサ３の検出データが更新された時刻が、前側の磁気ネイルセンサ２の検出データが更新された時刻よりも古い場合には、図４の場合であり、このとき、車両方位角・横方向偏差算出部１４は次のように方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを算出する。
【００６３】
すなわち、図４を参照して明らかなように、この場合、各磁気ネイルセンサ３，２によりそれぞれ順次検出された磁気ネイル６ｂ，６ａの間隔は３Ｂであるから、車両１の方位角偏差θは、その間隔３Ｂと、各磁気ネイルセンサ３，２によりそれぞれ順次検出された磁気ネイル６ｂ，６ａの横方向偏差量Ｙ₂，Ｙ₁（図ではＹ₁＞０、Ｙ₂＜０）とを用いて次式（６）により求める。
【００６４】
θ＝ｓｉｎ^-1［（Ｙ₁−Ｙ₂）／３Ｂ］ ……（６）
また、図４を参照して明らかなように、
３Ｂ・ｃｏｓθ：（Ｙ₁−Ｙ₂）
＝（３Ｂ・ｃｏｓθ−Ａ／２）：（ε_y−Ｙ₂）
の関係式が成り立つので、車両１の横方向偏差ε_yは、磁気ネイルセンサ３，２によりそれぞれ順次検出された磁気ネイル６ａ，６ｂの間隔は３Ｂと、方位角偏差θと、磁気ネイル６ａ，６ｂの横方向偏差量Ｙ₂，Ｙ₁とを用いて、次式（７）により求める。
【００６５】
ε_y＝［（Ｙ₁−Ｙ₂）・（３Ｂ・ｃｏｓθ−Ａ／２）］／（３Ｂ・ｃｏｓθ）＋Ｙ₂ ……（７）
以下、式（６），（７）の算出処理を処理２と称する。
【００６６】
以上説明したような、本実施形態における車両方位角・横方向偏差算出部１４による処理は、図５に示すフローチャートに従って行われる。すなわち、まず、各磁気ネイルセンサ２，３の検出データに伴う時刻データの比較によって、前側（磁気ネイルセンサ２側）のデータよりも後側（磁気ネイルセンサ３側）のデータの方が後に更新されたか否かを判断する（ＳＴＥＰ１）。この判断結果がＹＥＳの場合（図３の場合）には、前記処理１を実行し（ＳＹＥＰ２）、判断結果がＮＯの場合（図４の場合）には、前記処理２を実行する（ＳＴＥＰ３）。
【００６７】
そして、このようにして求めた方位角偏差θと横方向偏差ε_yとをステアリング制御部１２に車両１の自動操舵を行うためのデータとして出力し（ＳＴＥＰ４）、それに応じたステアリング制御を行わしめる。
【００６８】
このように、本実施形態によれば、車両１の前後に設けた磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａが磁気ネイル６の間隔Ｂの整数倍でなく、両磁気ネイルセンサ２，３による磁気ネイル６の検出が同時に行われない場合でも、両磁気ネイルセンサ２，３による磁気ネイル６の検出タイミングに応じた演算処理を行うことで、各磁気ネイルセンサ２，３により時間差をおいて検出された磁気ネイル６ａ，６ｂの横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂を用いて車両１の方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを精度よく求めることができる。そして、磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａが磁気ネイル６の間隔Ｂの整数倍でなくてもよいため、整数倍のときに比べてセンサ２，３からのデータの入力の時間間隔を小さくでき、時間遅れの小さな最新の車両状態を検出できる。さらに、磁気ネイルセンサ２，３の車両１への取り付けの自由度が増し、汎用性が高まる。
【００６９】
尚、本実施形態では、磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａが磁気ネイル６の間隔Ｂの整数倍でなく、磁気ネイルセンサ２，３による磁気ネイル６の検出が時間差をおいて行われる場合についてのみ説明したが、さらに、磁気ネイルセンサ２，３による検出が略同時に行われる場合にも車両１の方位角偏差θや横方向偏差ε_yを算出することができるようにすることも可能である。この場合には、磁気ネイルセンサ２，３の検出データに伴うタイマ１９からの時刻データが互いに略等しいとき（検出データの更新時刻がほぼ同じであるとき）に、前記第１の実施形態で説明した演算処理を行えばよい。このようにすると、さらに汎用性が高まる。
【００７０】
次に、図１のシステム構成を有する自動走行車の前記車両方位角・横方向偏差算出部１４による車両１の方位角偏差及び横方向偏差の算出手法の第３の実施形態を前記図３及び図４を参照して説明する。この第３の実施形態は、前記第２の実施形態と同じく、磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａが磁気ネイル６の間隔Ｂ（一定間隔）の整数倍でなく、例えば２Ｂ＜Ａ＜３Ｂである場合に、磁気ネイルセンサ２，３によりそれぞれ検出されるデータと、そのそれぞれの検出時において前記走行距離算出部１６から与えられる走行距離データとを用いて車両１の方位角偏差θ及び横方向偏差ε_yを算出する手法を示すものである。
【００７１】
このとき、前記第２の実施形態と同様に、前側の磁気ネイルセンサ２により検出されたデータ（磁気ネイル６の横方向偏差量Ｙ₁）が後側の磁気ネイルセンサ３により検出されたデータ（磁気ネイル６の横方向偏差量Ｙ₂）よりも時間的に先行している場合（図３の場合）と、これと逆に磁気ネイルセンサ２により検出されたデータ（横方向偏差量Ｙ₂）が磁気ネイルセンサ３により検出されたデータ（横方向偏差量Ｙ₁）よりも時間的に遅れている場合（図４の場合）とがある。
【００７２】
ここで、図３及び図４を参照して、前側の磁気ネイルセンサ２が磁気ネイル６を検出した時に、走行距離算出部１６から与えられる車両１の走行距離をＸ₁、後側の磁気ネイルセンサ３が磁気ネイル６を検出した時の車両１の走行距離をＸ₂とし、それらの走行距離Ｘ₁，Ｘ₂が例えば車両中心７の走行経路５上の走行地点を示すものとすると、前側の磁気ネイルセンサ２が磁気ネイル６を検出した時における磁気ネイルセンサ２の走行経路５上における位置は、走行距離Ｘ₁の車両中心７の地点から車両１の前方側に磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａの半分Ａ／２の距離だけ車両１の進行方向に離間した地点、すなわち、Ｘ₁＋Ａ／２の位置となる。同様に、後側の磁気ネイルセンサ３が磁気ネイル６を検出した時における磁気ネイルセンサ３の走行経路５上における位置は、走行距離Ｘ₂の車両中心７の地点から車両１の後方側にＡ／２の距離だけ車両１の進行方向と逆方向に離間した地点、すなわち、Ｘ₂−Ａ／２の位置となる。従って、磁気ネイルセンサ２，３がそれぞれ磁気ネイル６を検出した時点における各磁気ネイルセンサ２，３の位置の間の車両進行方向における距離差ΔＸは、

となる。
【００７３】
そして、この距離差ΔＸは、図３の場合には、同図を参照して明らかなように磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａよりも小さくなり（ΔＸ≒２Ｂとなる）、図４の場合には、同図を参照して明らかなように磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａよりも大きくなる（ΔＸ≒３Ｂとなる）。従って、この距離差ΔＸの、磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａに対する大小関係は、車両方位角・横方向偏差算出部１４に取り込まれる各磁気ネイルセンサ２，３の検出データの時間的先後関係を示すものとなる。
【００７４】
そこで、本実施形態における車両方位角・横方向偏差算出部１４は、車両１の方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを算出するに際して、まず、各磁気ネイルセンサ２，３の検出データ（横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂）と共に走行距離算出部１６から与えられた走行距離Ｘ₁，Ｘ₂のデータから前記距離差ΔＸを前記式（８）により求め、それを磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａと比較する。そして、この比較結果がΔＸ＜Ａである場合には、図３の場合であるので、前記第２の実施形態と同様に、前記式（４）、（５）によりそれぞれ方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを算出する。また、上記の比較結果が、ΔＸ＞Ａである場合には、図４の場合であるので、前記第２の実施形態と同様に、前記式（６）、（７）によりそれぞれ方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを算出する。
【００７５】
そして、このようにして求めた方位角偏差θと横方向偏差ε_yとをステアリング制御部１２に車両１の自動操舵を行うためのデータとして出力し、それに応じたステアリング制御を行わしめる。
【００７６】
このように、本実施形態によっても、前記第２の実施形態と同様に、各磁気ネイルセンサ２，３により時間差をおいて検出された磁気ネイル６ａ，６ｂの横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂を用いて車両１の方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを精度よく求めることができる。そして、磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａが磁気ネイル６の間隔Ｂの整数倍でなくてもよいため、整数倍のときに比べてセンサ２，３からのデータの入力の時間間隔を小さくでき、時間遅れの小さな最新の車両状態を検出できる。さらに、磁気ネイルセンサ２，３の車両１への取り付けの自由度が増し、汎用性が高まる。
【００７７】
尚、磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａが磁気ネイル６の間隔Ｂの略整数倍である場合（磁気ネイルセンサ２，３による磁気ネイル６の検出がほぼ同時に行われる場合）には、前記距離差ΔＸが磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａと略等しくなるので、この場合には、前記第１の実施形態で説明した演算処理を行うことで、方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを求めることができる。
【００７８】
次に、図１のシステム構成を有する自動走行車の前記車両方位角・横方向偏差算出部１４による車両１の方位角偏差及び横方向偏差の算出手法の第４の実施形態を前記図６乃至図８を参照して説明する。この第４の実施形態は、走行経路５上の磁気ネイル６が、図６乃至図８に示すように必ずしも一定となっていない場合に、磁気ネイルセンサ２，３によりそれぞれ検出されるデータと、そのそれぞれの検出時において前記走行距離算出部１６から与えられる走行距離データとを用いて車両１の方位角偏差θ及び横方向偏差ε_yを算出する手法を示すものである。
【００７９】
このとき、図６乃至図８を参照して、前記第３の実施形態で説明した距離差ΔＸ（前記式（８）参照）と、磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａとの関係に着目すると、磁気ネイル６の間隔は磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａに対して不定であるので、図６に示すようにΔＸ＞Ａとなる場合（車両方位角・横方向偏差算出部１４に取り込まれる前側の磁気ネイルセンサ２の検出データの更新タイミングが後側の磁気ネイルセンサ３の検出データの更新タイミングよりも遅い場合）と、図７に示すようにΔＸ＜Ａとなる場合（車両方位角・横方向偏差算出部１４に取り込まれる前側の磁気ネイルセンサ２の検出データの更新タイミングが後側の磁気ネイルセンサ３の検出データの更新タイミングよりも早い場合）と、図８に示すようにΔＸ≒Ａとなる場合（車両方位角・横方向偏差算出部１４に取り込まれる両磁気ネイルセンサ２，３の検出データの更新タイミングほぼ同時である場合）との３通りの場合がある。
【００８０】
そして、図６乃至図８のいずれの場合であっても、これらの図を参照して明らかなように車両１の方位角偏差θは、磁気ネイルセンサ２，３のそれぞれの検出データである横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂と前記距離差ΔＸとを用いて、次式（９）により求めることができる。
【００８１】
θ＝ｔａｎ^-1［（Ｙ₁−Ｙ₂）／ΔＸ］ ……（９）
尚、式（９）において図８の場合には、ΔＸ≒Ａであるので式中のΔＸに代えてＡを用いてもよく、この場合には、式（９）は前記第１の実施形態で説明した式（１）と一致する。
【００８２】
また、車両１の横方向偏差ε_yについては、図６の場合（ΔＸ＞Ａの場合）には、同図を参照して明らかなように
（Ｙ₁−Ｙ₂）：ΔＸ＝（ε_y−Ｙ₂）：（ΔＸ−Ａ／２）
の関係式が成り立つので横方向偏差ε_yは、横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂と距離差ΔＸと磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａとを用いて次式（１０）により求めることができる。
【００８３】
ε_y＝（Ｙ₁−Ｙ₂）・（ΔＸ−Ａ／２）／ΔＸ＋Ｙ₂……（１０）
また、図７の場合（ΔＸ＜Ａの場合）には、同図を参照して明らかなように
（Ｙ₁−Ｙ₂）：ΔＸ＝（ε_y−Ｙ₂）：Ａ／２
の関係式が成り立つので、横方向偏差ε_yは、横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂と距離差ΔＸと磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａとを用いて次式（１１）により求めることができる。
【００８４】
ε_y＝Ａ・（Ｙ₁−Ｙ₂）／２ΔＸ＋Ｙ₂ ……（１１）
さらに、図８の場合（ΔＸ≒Ａの場合）には、
（Ｙ₁−Ｙ₂）：ΔＸ＝（ε_y−Ｙ₂）：ΔＸ／２
の関係式が成り立つので、横方向偏差ε_yは、横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂から次式（１２）により求めることができる。
【００８５】
ε_y＝（Ｙ₁−Ｙ₂）／２＋Ｙ₂
＝（Ｙ₁＋Ｙ₂）／２ ……（１２）
尚、この式（１２）は前記第１の実施形態で説明した式（３）と同一である。
【００８６】
以上の内容に基づいて、本実施形態における車両方位角・横方向偏差算出部１４は、車両１の方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを算出するに際して、まず、前記第３の実施形態と同様に、各磁気ネイルセンサ２，３の検出データ（横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂）と共に走行距離算出部１６から与えられた走行距離Ｘ₁，Ｘ₂のデータから前記距離差ΔＸを前記式（８）により求める。そして、この距離差ΔＸと横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂とから、前記式（９）により方位角偏差θを求める。
【００８７】
さらに、前記距離差ΔＸを磁気ネイルセンサ２，３の間隔Ａと比較する。そして、この比較結果がΔＸ＞Ａである場合には、図６の場合であるので、前記式（１０）により横方向偏差ε_yを算出する。また、上記の比較結果が、ΔＸ＜Ａである場合には、図７の場合であるので、前記式（１１）により横方向偏差ε_yを算出する。また、上記の比較結果がΔＸ≒Ａである場合には、図８の場合であるので、前記式（１２）により横方向偏差ε_yを算出する。
【００８８】
そして、このようにして求めた方位角偏差θと横方向偏差ε_yとをステアリング制御部１２に車両１の自動操舵を行うためのデータとして出力し、それに応じたステアリング制御を行わしめる。
【００８９】
このように本実施形態によれば、走行経路５上の磁気ネイル６の間隔が一定でないような場合にも、各磁気ネイルセンサ２，３により時間差をおいて、あるいはほぼ同時に検出された磁気ネイル６の横方向偏差量Ｙ₁，Ｙ₂を用いて車両１の方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを精度よく求めることができる。
【００９０】
ところで、以上説明した第１乃至第４の各実施形態において、磁気ネイルセンサ２又は３の故障、あるいは車両１の蛇行、上下動等により、磁気ネイルセンサ２，３のいずれか一方が磁気ネイル６を検出することができなくなった場合には、前述の演算処理では方位角偏差θや横方向偏差ε_yを算出することができなくなり、そのままでは、車両１のステアリング制御を行うこともできなくなる。
【００９１】
そこで、前述の各実施形態では、このような場合には、単一の磁気ネイルセンサ２又は３の検出データと走行距離算出部１６から得られる車両１の走行距離のデータとを用いて以下に説明するように車両１の方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを求める。
【００９２】
すなわち、図９を参照して、車両１が走行経路５に略沿って走行している状態で、例えば後側の磁気ネイルセンサ３により磁気ネイル６が検出することができなくなったとき、前側の磁気ネイルセンサ２により走行経路５上の互いに隣合う磁気ネイル６ａ，６ｂが車両の走行に伴って順次検出され、それらの横方向偏差量Ｙ_1a，Ｙ_1bが得られる。このとき、磁気ネイル６ａを磁気ネイルセンサ２が検出した時点における車両１の走行距離をＸ_m、磁気ネイル６ｂを検出した時点における走行距離をＸ_nとすると、同図を参照して明らかなように、車両１の走行経路５に対する方位角偏差θは、各磁気ネイル６ａ，６ｂのそれぞれの検出時点の間で車両１が走行した距離（Ｘ_n−Ｘ_m）と、横方向偏差量Ｙ_1a，Ｙ_1bとを用いて次式（１３）により求めることができる。
【００９３】
θ＝ｔａｎ^-1［（Ｙ_1b−Ｙ_1a）／（Ｘ_n−Ｘ_m）］……（１３）
また、磁気ネイル６ｂを検出した時の車両１の横方向偏差ε_yは、上記方位角偏差θと、横方向偏差量Ｙ_1bとを用いて次式（１４）により求めることができる。
【００９４】
ε_y＝Ｙ_1b−［（Ａ／２）・ｔａｎθ］ ……（１４）
尚、式（１３）から、ｔａｎθ＝（Ｙ_1b−Ｙ_1a）／（Ｘ_n−Ｘ_m）であるから、横方向偏差量ε_yは、横方向偏差量Ｙ_1a，Ｙ_1bを用いて次式（１５）により求めることもできる。
【００９５】
ε_y＝Ｙ_1b−［（Ａ／２）・（Ｙ_1b−Ｙ_1a）／（Ｘ_n−Ｘ_m）］……（１５）
また、図１０を参照して、例えば前側の磁気ネイルセンサ２により磁気ネイル６が検出することができなくなったとき、後側の磁気ネイルセンサ３により走行経路５上の互いに隣合う磁気ネイル６ａ，６ｂが車両の走行に伴って順次検出され、それらの横方向偏差量Ｙ_2a，Ｙ_2b（Ｙ_2a＜０、Ｙ_2b＜０）が得られる。
【００９６】
そして、このとき、同図を参照して明らかなように、車両１の走行経路５に対する方位角偏差θは、前述の場合と同様に、各磁気ネイル６ａ，６ｂのそれぞれの検出時点の間で車両１が走行した距離（Ｘ_n−Ｘ_m）と、横方向偏差量Ｙ_2a，Ｙ_2bとを用いて次式（１６）により求めることができる。
【００９７】
θ＝ｔａｎ^-1［（Ｙ_2b−Ｙ_2a）／（Ｘ_n−Ｘ_m）］……（１６）
また、磁気ネイル６ｂを検出した時の車両中心７の横方向偏差ε_yは、上記方位角偏差θと、横方向偏差量Ｙ_2bとを用いて次式（１７）により求めることができる。
【００９８】
ε_y＝Ｙ_2b＋［（Ａ／２）・ｔａｎθ］ ……（１７）
尚、式（１３）から、ｔａｎθ＝（Ｙ_2b−Ｙ_2a）／（Ｘ_n−Ｘ_m）であるから、横方向偏差量ε_yは、横方向偏差量Ｙ_2a，Ｙ_2bを用いて次式（１８）により求めることもできる。
【００９９】
ε_y＝Ｙ_2b＋［（Ａ／２）・（Ｙ_2b−Ｙ_2a）／（Ｘ_n−Ｘ_m）］……（１８）
以上の内容に基づいて、前述の各実施形態における車両方位角・横方向偏差算出部１４は、磁気ネイルセンサ２又は３の故障、あるいは車両１の蛇行、上下動等によって磁気ネイルセンサ２，３のいずれか一方による磁気ネイル６の検出ができななくなった場合、例えば後側の磁気ネイルセンサ３による検出ができなくなった場合（図９の場合）には、前側の磁気ネイルセンサ２によって順次検出される磁気ネイル６の横方向偏差量Ｙ_1a，Ｙ_1bを用いて前記式（１３）により車両１の方位角偏差θを求める。さらに、前記式（１４）あるいは式（１５）により、車両１の横方向偏差ε_yを求める。
【０１００】
また、前側の磁気ネイルセンサ２による検出ができなくなった場合（図１０の場合）には、後側の磁気ネイルセンサ３によって順次検出される磁気ネイル６の横方向偏差量Ｙ_2a，Ｙ_2bを用いて前記式（１６）により車両１の方位角偏差θを求める。さらに、前記式（１７）あるいは式（１８）により、車両１の横方向偏差ε_yを求める。そして、このようにして求めた方位角偏差θと横方向偏差ε_yとをステアリング制御部１２に車両１の自動操舵を行うためのデータとして出力し、それに応じたステアリング制御を行わしめる。
【０１０１】
これにより、磁気ネイルセンサ２，３のいずれか一方による磁気ネイル６の検出ができなくなった場合でも、他方の磁気ネイルセンサの検出データのみを用いて車両１の方位角偏差θと横方向偏差ε_yとを応急的に求めて、車両１を走行経路５に沿わせるためのステアリング制御を的確に行うことができる。
【０１０２】
尚、上記のように磁気ネイルセンサ２，３のいずれか一方による検出ができなくなったとき、車両の横方向偏差ε_yとして、他方の磁気ネイルセンサ２又は３により検出された横方向偏差量をそのまま用いてステアリング制御を行うことも可能であるが、この場合には、該磁気ネイルセンサ２又は３により検出された横方向偏差量が、ステアリング制御のために本来必要な車両中心７の横方向偏差と大きく相違して、車両１の操舵が不適正なものとなる虞れがある。これに対して、前記各実施形態では、磁気ネイルセンサ２又は３により検出された横方向偏差量を用いて車両中心７の横方向偏差を求めるため、偏差の連続性を保つことができ、適正なステアリング制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における自動走行車のシステム構成図
【図２】図１の自動走行車における算出方向の第１の実施形態を説明するための説明図
【図３】図１の自動走行車における算出方向の第２及び第３の実施形態を説明するための説明図
【図４】図１の自動走行車における算出方向の第２及び第３の実施形態を説明するための説明図
【図５】図１の自動走行車における算出方向の第２の実施形態を説明するためのフローチャート
【図６】図１の自動走行車における算出方向の第４の実施形態を説明するための説明図
【図７】図１の自動走行車における算出方向の第４の実施形態を説明するための説明図
【図８】図１の自動走行車における算出方向の第４の実施形態を説明するための説明図
【図９】図１の自動車走行車において一対の磁気ネイルセンサのいずれか一方による磁気ネイルの検出ができなくなった場合の算出方法を説明するための説明図
【図１０】図１の自動車走行車において一対の磁気ネイルセンサのいずれか一方による磁気ネイルの検出ができなくなった場合の算出方法を説明するための説明図
【符号の説明】
１…車両、２…前側の磁気ネイルセンサ（磁気発生源検出手段）、３…後側の磁気ネイルセンサ（磁気発生源検出手段）、５…走行経路、６…磁気ネイル（磁気発生源）、θ…車両の方位角偏差、εｙ…車両の横方向偏差

Claims

走行経路上に所定の間隔を存して配列された磁気発生源を検出しながら該走行経路に沿って走行するように自動操舵を行う自動走行車の前記走行経路に対する位置関係を算出する方法において、車両の前後の二箇所にそれぞれその各箇所における車両に対する各磁気発生源の横方向偏差量を検出する一対の磁気発生源検出手段を配置すると共に、各磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出タイミングを把握するためのタイマ手段を設け、両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、各磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出タイミングの時間的先後関係とに基づき前記走行経路に対する車両の方位角偏差又は横方向偏差を算出することを特徴とする車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の方位角偏差は、車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度であり前記両磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出タイミングが同時であるとき、前記車両の方位角偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ同時に検出された磁気発生源の間隔又は両磁気発生源検出手段の間隔とから所定の演算式により算出することを特徴とする請求項１記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、前記両磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出タイミングが同時であるとき、前記車両の横方向偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量から、前記車両の中央部と前記両磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により算出することを特徴とする請求項１又は２記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の方位角偏差は、車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度であり、前記両磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出タイミングが異なるとき、前記車両の方位角偏差は、前記車両の前側の磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出タイミングと前記車両の後側の磁気発生源検出手段よる磁気発生源の検出タイミングとのうち、いずれの検出タイミングが先か後かに応じて定まる両磁気発生源検出手段によりそれぞれ順次検出された磁気発生源の間隔と、両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量とから所定の演算式により算出することを特徴とする請求項１記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、該横方向偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ順次検出された磁気発生源の間隔と、前記方位角偏差とから、前記車両の中央部と前記両磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係、及び両磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出タイミングの先後関係に応じた所定の演算式により算出することを特徴とする請求項４記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記両磁気発生源検出手段のうち、いずれか一方の磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出が不能となったとき、他方の磁気発生源検出手段により順次検出される二つの磁気発生源のそれぞれの横方向偏差量に基づき前記走行経路に対する車両の方位角偏差又は横方向偏差を算出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
車両の走行距離を検出する距離検出手段を備え、前記他方の磁気発生源検出手段により順次検出された前記二つの磁気発生源のそれぞれの横方向偏差量と、その二つの磁気発生源が順次検出される時間間隔内における車両の走行距離とから所定の演算式により車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度を算出し、その算出した角度を前記方位角偏差として求めることを特徴とする請求項６記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、該横方向偏差は、前記方位角偏差と、前記二つの磁気発生源の横方向偏差量のいずれか一方とから、前記車両の中央部と前記他方の磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により算出することを特徴とする請求項７記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
車両の走行距離を検出する距離検出手段を備え、前記他方の磁気発生源検出手段により順次検出された前記二つの磁気発生源のそれぞれの横方向偏差量と、その二つの磁気発生源が順次検出される時間間隔内における車両の走行距離とから、車両の中央部と前記他方の磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差を算出し、その算出した横方向偏差を前記車両の横方向偏差として求めることを特徴とする請求項６又は７記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
走行経路上に所定の間隔を存して配列された磁気発生源を検出しながら該走行経路に沿って走行するように自動操舵を行う自動走行車の前記走行経路に対する位置関係を算出する方法において、車両の前後の二箇所にそれぞれその各箇所における車両に対する各磁気発生源の横方向偏差量を検出する一対の磁気発生源検出手段を配置すると共に、各磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出時の車両の走行距離を検出する距離検出手段を設け、その走行距離と車両における各磁気発生源の位置とに基づき各磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出時にその検出を行った各磁気発生源検出手段の前記走行経路上における該走行経路の距離方向の位置を把握し、両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、両磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出時のそれぞれの該磁気発生源検出手段の走行経路上の位置の間の距離差の前記両磁気発生源検出手段の間隔に対する大小関係とに基づき前記走行経路に対する車両の方位角偏差又は横方向偏差を算出することを特徴とする車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の方位角偏差は、車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度であり、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔と等しいとき、前記車両の方位角偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の間隔又は両磁気発生源検出手段の間隔とから所定の演算式により算出することを特徴とする請求項１０記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔と等しいとき、前記車両の横方向偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量から、前記車両の中央部と前記両磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により算出することを特徴とする請求項１０又は１１記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の方位角偏差は、車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度であり、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔と異なるとき、前記車両の方位角偏差は、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔よりも長いか短いかに応じて定まる両磁気発生源検出手段によりそれぞれ順次検出された磁気発生源の間隔と、両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量とから所定の演算式により算出することを特徴とする請求項１０記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔と異なるとき、前記車両の横方向偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ順次検出された磁気発生源の間隔と、前記方位角偏差とから、前記車両の中央部と前記両磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係、及び前記距離差の前記両磁気発生源検出手段の間隔に対する大小関係に応じた所定の演算式により算出することを特徴とする請求項１３記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記両磁気発生源検出手段のうち、いずれか一方の磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出が不能となったとき、他方の磁気発生源検出手段により順次検出される二つの磁気発生源のそれぞれの横方向偏差量に基づき前記走行経路に対する車両の方位角偏差又は横方向偏差を算出することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記他方の磁気発生源検出手段により順次検出された前記二つの磁気発生源のそれぞれの横方向偏差量と、その二つの磁気発生源が順次検出される時間間隔内における車両の走行距離とから所定の演算式により車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度を算出し、その算出した角度を前記方位角偏差として求めることを特徴とする請求項１５記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、該横方向偏差は、前記方位角偏差と、前記二つの磁気発生源の横方向偏差量のいずれか一方とから、前記車両の中央部と前記他方の磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により算出することを特徴とする請求項１６記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記他方の磁気発生源検出手段により順次検出された前記二つの磁気発生源のそれぞれの横方向偏差量と、その二つの磁気発生源が順次検出される時間間隔内における車両の走行距離とから、車両の中央部と前記他方の磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差を算出し、その算出した横方向偏差を前記車両の横方向偏差として求めることを特徴とする請求項１５又は１６記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
走行経路上に間隔を存して配列された磁気発生源を検出しながら該走行経路に沿って走行するように自動操舵を行う自動走行車の前記走行経路に対する位置関係を算出する方法において、車両の前後の二箇所にそれぞれその各箇所における車両に対する各磁気発生源の横方向偏差量を検出する一対の磁気発生源検出手段を配置すると共に、各磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出時の車両の走行距離を検出する距離検出手段を設け、その走行距離と車両における各磁気発生源の位置とに基づき各磁気発生源検出手段による各磁気発生源の検出時にその検出を行った各磁気発生源検出手段の前記走行経路上における該走行経路の距離方向の位置を把握し、両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、両磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出時のそれぞれの該磁気発生源検出手段の走行経路上の位置の間の距離差とに基づき前記走行経路に対する車両の方位角偏差又は横方向偏差を算出することを特徴とする車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の方位角偏差は、車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度であり、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、前記距離差とから所定の演算式により算出することを特徴とする請求項１９記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔と等しいとき、前記車両の横方向偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量から、前記車両の中央部と前記両磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により算出することを特徴とする請求項１９又は２０記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、前記距離差が前記両磁気発生源検出手段の間隔と異なるとき、前記車両の横方向偏差は、前記両磁気発生源検出手段によりそれぞれ検出された磁気発生源の横方向偏差量と、前記距離差とから、前記車両の中央部と前記両磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係、及び前記距離差の前記両磁気発生源検出手段の間隔に対する大小関係に応じた所定の演算式により算出することを特徴とする請求項１９又は２０記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記両磁気発生源検出手段のうち、いずれか一方の磁気発生源検出手段による磁気発生源の検出が不能となったとき、他方の磁気発生源検出手段により順次検出される二つの磁気発生源のそれぞれの横方向偏差量に基づき前記走行経路に対する車両の方位角偏差又は横方向偏差を算出することを特徴とする請求項１９乃至２２のいずれかに記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記他方の磁気発生源検出手段により順次検出された前記二つの磁気発生源のそれぞれの横方向偏差量と、その二つの磁気発生源が順次検出される時間間隔内における車両の走行距離とから所定の演算式により車両の進行方向と前記走行経路とのなす角度を算出し、その算出した角度を前記方位角偏差として求めることを特徴とする請求項２３記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記車両の横方向偏差は、車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差であり、該横方向偏差は、前記方位角偏差と、前記二つの磁気発生源の横方向偏差量のいずれか一方とから、前記車両の中央部と前記他方の磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により算出することを特徴とする請求項２４記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。
前記他方の磁気発生源検出手段により順次検出された前記二つの磁気発生源のそれぞれの横方向偏差量と、その二つの磁気発生源が順次検出される時間間隔内における車両の走行距離とから、車両の中央部と前記他方の磁気発生源検出手段との幾何学的位置関係に応じた所定の演算式により車両の中央部の前記走行経路に対する横方向偏差を算出し、その算出した横方向偏差を前記車両の横方向偏差として求めることを特徴とする請求項２３又は２４記載の車両の走行経路に対する位置関係算出方法。