JP5903373B2 - 走行誘導システム - Google Patents

Description

この発明は、車両に搭載され且つ該車両を自動走行させる自動運転ユニットと、前記自動運転ユニットと相互に通信可能であって前記車両とは別に設けられた固定局とを備える走行誘導システムに関する。

近時、自動運転機能を備える車両を自動走行させて、管理区域内の所定位置に誘導する走行誘導システムが開発されている。例えば、特許文献１では、車両と管理センタとの間で適時に通信を行うことで、駐車場内の駐車スペースに自動駐車させる装置及び方法が提案されている。特に、管理センタは、固定配置された複数のカメラを用いて撮影された各画像から、駐車場の状況（空き駐車スペースの有無等）又は車両の状態（走行、停車、駐車等）を認識する旨が記載されている。

特開２０１１−０５４１１６号公報（段落［００２１］）

ところで、車両の現在位置を監視するために、複数のカメラのうち少なくとも１つのカメラの撮像範囲に収まっている必要がある。すなわち、管理区域内に多数のカメラを配置しなければならず、その結果、設備コストが高騰するという問題があった。

これに代えて、ＧＰＳ（Global Positioning System）機能を用いて車両の現在位置を適時に取得する手法も考えられる。しかし、ＧＰＳ電波が届き難い場所（例えば、屋内駐車場）又はＧＰＳ電波が届かない場所（例えば、地下駐車場）では、車両の位置を正確に認識できず、車両の誘導ができないという課題があった。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、きわめて簡易な構成でありながら、自動走行する車両を目標位置に確実に誘導可能な走行誘導システムを提供することを目的とする。

本発明に係る走行誘導システムは、車両に搭載され且つ該車両を自動走行させる自動運転ユニットと、前記自動運転ユニットと相互に通信可能であって前記車両とは別に設けられた固定局とを備えるシステムであって、前記固定局は、前記車両を自動走行させる管理区域の地図情報を記憶する記憶部と、前記車両の走行に関する走行データを前記自動運転ユニットから遂次受信する受信部と、前記受信部により受信された前記走行データを走行ベクトル量に換算した後に遂次積算した積算量を用いて、前記車両が前記管理区域に進入する際の基準点に対する前記車両の現在の相対位置を算出する演算部とを備え、前記固定局は、前記演算部により算出された前記現在の相対位置及び前記記憶部により記憶された前記地図情報に基づいて、前記基準点から前記管理区域内の目標位置まで前記車両を誘導することを特徴とする。

このように、受信された走行データを走行ベクトル量に換算した後に遂次積算した積算量を用いて、車両が管理区域に進入する際の基準点に対する前記車両の現在の相対位置を算出する演算部を固定局に設けたので、管理区域内における車両の相対位置を遂次に且つ正確に把握可能である。これにより、きわめて簡易な構成でありながら、自動走行する車両を目標位置に確実に誘導できる。

また、前記地図情報には、前記管理区域内の走行路を示す走行路情報が含まれ、前記固定局は、前記走行路情報により特定される前記走行路に対して管理幅の範囲内に収まるように前記車両を誘導することが好ましい。これにより、車両を走行路に沿って正確に誘導できる。

更に、前記走行路情報には、前記走行路の向きに沿った磁方位が含まれることが好ましい。これにより、車両に対して走行路の向きを一層正確に指示できる。

更に、前記走行データには、ヨーレート及びジャイロ情報のうち少なくとも１つが含まれることが好ましい。これにより、車両の走行方向を正確に把握可能であり、位置精度を高めることができる。

更に、前記地図情報には、前記管理区域の入口点の位置が更に含まれ、前記演算部は、前記基準点を始点として前記入口点を終点とする誤差ベクトル量を前記積算量に加算することで、前記地図情報での位置座標系で定義された前記車両の現在位置を算出することが好ましい。これにより、入口点の絶対座標が既知であれば、車両の絶対位置を正確に把握できる。

更に、前記演算部は、前記管理区域への進入時に前記車両が通過する進入線上に前記入口点を定め、前記進入線の一端から通過中の前記車両までの距離、前記一端から前記入口点までの距離、前記進入線の他端から前記車両までの距離、及び前記他端から前記入口点までの距離を用いて前記誤差ベクトル量を算出することが好ましい。これにより、車両を通過させるだけで誤差ベクトル量の自動計測が可能になる。

更に、前記演算部は、前記車両の形状に応じて、旋回、駐車又は出庫の動作における前記車両の目標軌跡を変更することが好ましい。これにより、形状によらず車両を正確に誘導できる。

更に、前記車両の形状には車両幅が含まれ、前記地図情報には、前記入口点からの進入向きに沿った進入磁方位が更に含まれ、前記演算部は、前記進入磁方位と前記車両の走行方向との角度差と、前記進入線の一端から通過中の前記車両までの距離、前記進入線の他端から前記車両までの距離、及び前記一端から前記他端までの距離を用いて前記車両幅を推定することが好ましい。これにより、車両を通過させるだけで車両幅の自動計測が可能になる。

更に、前記車両の形状には車両長さが含まれ、前記車両が前記進入線を通過する際に、前記進入線の一端から通過中の前記車両までの距離及び前記進入線の他端から前記車両までの距離の和が、前記一端から前記他端までの距離よりも小さい時間幅を通過時間と定義するとき、前記演算部は、前記車両の速度に前記通過時間を乗算した値を前記車両長さとして推定することが好ましい。これにより、車両を通過させるだけで車両長さの自動計測が可能になる。

本発明に係る走行誘導システムによれば、受信された走行データを走行ベクトル量に換算した後に遂次積算した積算量を用いて、車両が管理区域に進入する際の基準点に対する前記車両の現在の相対位置を算出する演算部を固定局に設けたので、管理区域内における車両の相対位置を遂次に且つ正確に把握可能である。これにより、きわめて簡易な構成でありながら、自動走行する車両を目標位置に確実に誘導できる。

この実施形態に係る走行誘導システムの構成を示す概略ブロック図である。 図１の自立測位装置の平面図である。 図１の固定局の電気的なブロック図である。 図１の自動運転ユニットが搭載された自車両の概略平面透視図である。 図１の自動運転ユニットが搭載された自車両のブロック図である。 図１の走行誘導システムが適用される管理区域の俯瞰図である。 管理区域内への進入から駐車までのフローチャートである。 誘導制御装置及び固定局の動作説明に供される第１のシーケンス図である。 図６の入口ゲート周辺の部分拡大図である。 自車両の現在位置を算出する方法に関する概略説明図である。 自車両の軌道を修正する方法に関する概略説明図である。 管理区域内への進入から駐車までの自車両の挙動を示す概略説明図である。 出庫から管理区域外への退出までのフローチャートである。 誘導制御装置及び固定局の動作説明に供される第２のシーケンス図である。 出庫から管理区域外への退出までの自車両の挙動を示す概略説明図である。

以下、本発明に係る走行誘導システムについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［走行誘導システム１０の構成］
図１は、この実施形態に係る走行誘導システム１０の構成を示す概略ブロック図である。自車両８０（車両；図４）側に搭載される自動運転ユニット１２は、自動運転の機能を実現するための各種制御を実行する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）である自動運転ＥＣＵ１４を備える。自動運転ＥＣＵ１４は、自車両８０を誘導するための制御信号を生成・出力し、この制御信号を駆動力制御ＥＣＵ１６側に供給する。

自動運転ユニット１２は、複数のセンサ、より詳細には、カメラ１８、超音波センサ１９、サイドカメラ２０、磁方位センサ２１、ヨーレートセンサ２２、車輪回転速度センサ２３、及び前後加速度センサ２４を更に備える。カメラ１８等の各センサはそれぞれ、自動運転ＥＣＵ１４に電気的に接続されている。なお、図１例では、各センサをそれぞれ１つずつ表記しているが、同種類のセンサを複数備えてもよい。

自動運転ユニット１２は、アンテナ２６、送受信機２８、及び誘導制御装置３０を更に備える。送受信機２８は、アンテナ２６を介して外部に電波を送信すると共に外部から電波を受信する。誘導制御装置３０は、送受信機２８から取得された固定局３２の送出信号に基づいて、自車両８０の誘導動作を制御する。

起動スイッチ３６は、自動運転ＥＣＵ１４及び誘導制御装置３０を起動し、又は動作を停止するためのスイッチである。

［自立測位装置３４の構成］
図２は、図１の自立測位装置３４の平面図である。自立測位装置３４は、平面視が角丸矩形であって平板形状を有する。自立測位装置３４の一面３８には、矢印３９、矢印４０、車両識別ＩＤ４１の各マーク、及び電源スイッチ４２が設けられている。他面４３には、吸盤、磁石等からなる図示しない吸着部材が設けられている。また、自立測位装置３４には、自動運転ユニット１２及び固定局３２の間の通信を中継するための送受信モジュール４４が内蔵されている。

［固定局３２の構成］
図３は、図１の固定局３２の電気的なブロック図である。自車両８０（図４）とは別に設けられた固定局３２は、演算部４６、通信Ｉ／Ｆ４８（受信部）、第１メモリ５０（記憶部）、及び第２メモリ５２を備えるコンピュータである。

通信Ｉ／Ｆ４８は、外部装置に対して電気信号を送受信するインターフェースである。本図例では、図２の自立測位装置３４、操作端末５４（図８参照）及び距離センサ５６Ｒ、５６Ｌ（同図参照）との間で無線通信を行っている。

演算部４６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサによって構成されている。演算部４６は、第１メモリ５０に格納されたプログラムを読み出し実行することで、車両形状推定部５８、走行位置算出部５９、走行状態判定部６０、走行磁方位決定部６１、及び車両位置判定部６２の各機能を実現可能である。

第１メモリ５０は、演算部４６が各構成要素を制御するのに必要なプログラム及びデータ等を記憶している。第１メモリ５０は、不揮発性のメモリ、ハードディスク等を含む、非一過性であって且つコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であってよい。本図例では、後述する管理区域地図情報６４、管理区域入口情報６５、及び駐車位置対応情報６６がそれぞれ記憶されている。

第２メモリ５２は、演算部４６が各構成要素を制御するのに必要なプログラム及びデータ等を一時的に記憶している。第２メモリ５２は、ＤＲＡＭを含む揮発性の記憶媒体であってよい。本図例では、後述する誘導車両情報６８、誤差量データ６９、及び積算量データ７０が記憶されている。

［自動運転ユニット１２が搭載された自車両８０の概略平面図］
図４は、図１の自動運転ユニット１２が搭載された自車両８０の概略平面透視図である。

カメラ１８、サイドカメラ２０は、撮像動作に応じて自車両８０の周辺における撮像画像を取得する。超音波センサ１９は、自車両８０の外方に向けて超音波を送信し、その反射波の受信特性に基づいて障害物の位置等を検出する。

図４例では、カメラ１８は、車体８２の前方に１つ、後方に１つ配置されている。また、超音波センサ１９は、車体８２の四隅の角部にそれぞれ２つずつ配置されている。また、サイドカメラ２０は、車体８２の両側方略中央に１つずつ配置されている。

磁方位センサ２１は、磁北からの角度である磁方位を含むジャイロ情報を検知する。ヨーレートセンサ２２は、自車両８０の鉛直軸回りの回転角速度であるヨーレートを検出する。車輪回転速度センサ２３は、車輪８４（右前輪８４Ｒ、左前輪８４Ｌの総称）又は車輪８６（右後輪８６Ｒ、左後輪８６Ｌの総称）の回転速度を検出する。前後加速度センサ２４は、自車両８０の前後方向の加速度を検出する。

図４例では、磁方位センサ２１は、車体８２の前方中央部に１つ配置されている。また、ヨーレートセンサ２２は、車体８２の後方中央部に１つ配置されている。また、車輪回転速度センサ２３は、右後輪８６Ｒに１つ、左後輪８６Ｌに１つ配置されている。また、前後加速度センサ２４は、車体８２の略中央部に１つ配置されている。

また、車体８２の略中央部には、アンテナ２６、送受信機２８、誘導制御装置３０及び自動運転ＥＣＵ１４がそれぞれ配置されている。なお、図示の便宜上、自動運転ＥＣＵ１４と各センサとの間における接続線、及び起動スイッチ３６（図１）の表記を省略している。

［自動運転ユニット１２が搭載された自車両８０のブロック図］
図５は、図１の自動運転ユニット１２が搭載された自車両８０のブロック図である。駆動力制御ＥＣＵ１６は、自車両８０の自動走行に関わる各部の制御を総括する。

四輪車である自車両８０は、「ＦＲＷ」と表記した右前輪８４Ｒ、「ＦＬＷ」と表記した左前輪８４Ｌ、「ＲＲＷ」と表記した右後輪８６Ｒ、及び「ＲＬＷ」と表記した左後輪８６Ｌを有する。

車輪８４、８６には、それぞれ制動力を発生するディスクブレーキ等からなるブレーキアクチュエータ９１、９２、９３、９４が設けられている。ブレーキアクチュエータ９１〜９４の各制動力（制動油圧）は、油圧制御装置９６内にある図示しない４つの圧力調整器によりそれぞれ独立に制御される。

油圧制御装置９６は、踏込量センサ９８により検出されるブレーキペダル１００の踏込量、及び／又は、駆動力制御ＥＣＵ１６から出力される指令値（ブレーキバイワイヤによる指令値）に応じた制動油圧を発生して、ブレーキアクチュエータ９１〜９４にそれぞれ出力する。

車輪８４、８６のうち車輪８４には、エンジン１０２（「Ｅ」と表記）からトランスミッション１０４（「Ｔ／Ｍ」と表記）を通じて駆動力が伝達される。残りの車輪８６は、自車両８０の走行によって回転する従動輪として機能する。

エンジン１０２には、吸気量を制御するためのスロットルバルブ１０６が設けられている。エンジン１０２の回転数は、スロットルバルブ１０６のスロットル開度を調整するスロットルアクチュエータ１０８を通じて制御される。

エンジンＥＣＵ１１０は、操作量センサ１１２により検出されるアクセルペダル１１４の操作角度に応じた電気信号をスロットルアクチュエータ１０８に出力する。これと併せて又はこれとは別に、駆動力制御ＥＣＵ１６は、ドライブバイワイヤによる指令値としての電気信号をスロットルアクチュエータ１０８に出力する。

操舵装置１１６は、操向ハンドル１１８、操舵角センサ１２０、ステアリングアクチュエータ１２２、及び操舵機構１２４から基本的に構成される。車輪８４を操舵するための操舵アシストカは、ステアリングアクチュエータ１２２及び操舵機構１２４を通じて伝達される。

自車両８０の転舵が実行される際、操舵角センサ１２０により検出される操向ハンドル１１８の操舵角に応じた電気信号が、ステアリングアクチュエータ１２２に入力される。これと併せて又はこれとは別に、駆動力制御ＥＣＵ１６は、ステアバイワイヤによる指令値としての電気信号をステアリングアクチュエータ１２２に出力する。

このように構成することで、アクセルペダル１１４等の操作による手動運転、駆動力制御ＥＣＵ１６のアシスト指令を伴う手動運転（アシスト運転）、又は駆動力制御ＥＣＵ１６の指令による自動運転のいずれも実現できる。

［管理区域１５０の俯瞰図］
図６は、図１の走行誘導システム１０が適用される管理区域１５０の俯瞰図である。管理区域１５０には、複数の駐車スペース１５２を備える駐車場１５４、降車場所１５６付近の入口ゲート１５８、及び乗車位置１６０付近の出口ゲート１６２が設けられている。駐車場１５４の左側中央部及び右側中央部に駐車スペース１５２がそれぞれ密集しており、残りの区画は自車両８０を走行させる走行路１６４、１６５、１６６、１６７、１６８として利用される。

管理区域地図情報６４には、管理区域１５０内の固定位置を原点とする位置情報が含まれている。ここでは、入口ゲート１５８の入口点Ｐｉｎを原点とする。位置情報として、各駐車スペース１５２（本図の右下隅）の代表点Ｐ１の位置、各走行路１６４〜１６８の交差点Ｔ１〜Ｔ６の位置、出口ゲート１６２の出口点Ｐｏｕｔの位置がそれぞれ格納されている。

また、管理区域地図情報６４には、管理区域１５０内の走行路１６４〜１６８を示す走行路情報が含まれている。ここで、走行路情報は、走行路１６４〜１６８の向きに沿った磁方位Ｍ１〜Ｍ５である。すなわち、交差点Ｔ１〜Ｔ６の各位置に磁方位Ｍ１〜Ｍ５を対応付けることで、走行路１６４〜１６８に関する情報を一意に特定できる。例えば、交差点Ｔ１で交わる走行路１６４、１６５に応じた磁方位Ｍ１、Ｍ２を、この交差点Ｔ１に対応付けておく。

また、管理区域地図情報６４には、駐車スペース１５２と、その駐車スペース１５２の駐車方向に沿った磁方位（以下、駐車磁方位Ｍｐ１）との対応付け情報が含まれている。

管理区域入口情報６５には、入口ゲート１５８に関する位置情報が含まれている。具体的には、距離センサ５６Ｒ、５６Ｌ（図８参照）の配設位置と、入口点Ｐｉｎとの間の距離等が格納されている。

駐車位置対応情報６６には、車両識別ＩＤ４１（図２参照）と、駐車スペース１５２との対応付け情報が含まれている。例えば、「Ａ１２３４」なる車両識別ＩＤ４１は、駐車スペース１５２の代表点Ｐ１（図６参照）に対応付けられたとする。

なお、後述するように、この走行誘導システム１０を用いることで、自動走行する自車両８０の現在位置を認識できる。そのため、管理区域１５０内にカメラを設置する必要はない。しかし、歩行者等の侵入を検知する等の目的から、管理区域１５０内に監視カメラを別途設けてもよい。

［走行誘導システム１０の動作（進入から駐車まで）］
この実施形態に係る走行誘導システム１０は、基本的には、以上のように構成される。続いて、走行誘導システム１０の動作の概要について、２つのフェーズに分けて説明する。

先ず、進入から駐車までの動作である第１フェーズについて、図７のフローチャート及び図１〜図３を主に参照しながら説明する。

ステップＳ１０１において、運転者は、入口ゲート１５８前で自車両８０を停車させる。なお、手動運転の際は、起動スイッチ３６（図１）はオフ状態にされている。

ステップＳ１０２において、運転者は、起動スイッチ３６をオフ状態からオン状態にする。そうすると、走行誘導システム１０による自車両８０の誘導動作が可能になる。

ステップＳ１０３において、運転者は、入口ゲート１５８周辺の降車場所１５６にて自車両８０から降車する。

ステップＳ１０４において、運転者又は別の作業者は、他面４３（図２）側に設けられた図示しない吸着部材を介して、自車両８０の所定部位（例えば、サイドガラス、ドア等）に自立測位装置３４を取り付ける。例えば、矢印３９が上方に、矢印４０が前方に向くようにセットする。その後、自立測位装置３４の電源スイッチ４２をオフ状態からオン状態にすると、自動運転ユニット１２及び固定局３２との間の無線通信が可能になる。

ステップＳ１０５において、走行誘導システム１０に対して、自車両８０の誘導開始を指示する。降車場所１５６に配備された操作端末５４から指示信号を送信してもよいし、電源スイッチ４２がオン状態にされた自立測位装置３４から指示信号を送信してもよい。

ステップＳ１０６において、自車両８０は、管理区域１５０内での無人自動走行を行う。以下、誘導制御装置３０及び固定局３２の各動作について、図８のシーケンス図を参照しながら詳細に説明する。

図８のシーケンスＳｑ１において、誘導制御装置３０は、誘導動作を開始する旨の要求信号（以下、誘導開始信号）及び自立測位装置３４の車両識別ＩＤ４１を固定局３２側に送信する。

シーケンスＳｑ２において、固定局３２は、誘導開始信号及び車両識別ＩＤ４１を自立測位装置３４から受信する。この車両識別ＩＤ４１は、誘導車両情報６８の一部として第２メモリ５２に格納される。

シーケンスＳｑ３において、固定局３２は、自動走行を開始する旨の指示信号（以下、走行開始指示）及び走行方向の指示に供される磁方位（以下、走行磁方位）を誘導制御装置３０側に送信する。送信に先立ち、演算部４６（走行磁方位決定部６１）は、第１メモリ５０に格納された管理区域地図情報６４等を参照して、走行磁方位を決定する。初期状態では、入口点Ｐｉｎからの進入向きに沿った進入磁方位Ｍｉｎに決定される。

また、演算部４６（車両位置判定部６２）は、管理区域地図情報６４及び誘導車両情報６８を併せて参照することで、自車両８０の目標位置を設定する。ここでは、車両位置判定部６２は、駐車スペース１５２の代表点Ｐ１の近傍位置（図６）を目標位置として設定する。

シーケンスＳｑ４において、誘導制御装置３０は、固定局３２からの走行開始指示を受け付けて、自車両８０の誘導動作を開始する。自車両８０が入口ゲート１５８を通過する際に計測することで、自車両８０に関する各種変数を取得できる。以下、その演算方法について詳細に説明する。

図９は、図６の入口ゲート１５８周辺の部分拡大図である。入口ゲート１５８には、互いに対向する２つの距離センサ５６Ｒ、５６Ｌが設けられている。距離センサ５６Ｒを用いて、通過中の自車両８０の右側部までの距離ｄＲを計測すると共に、これと略同じ計測タイミングで、距離センサ５６Ｌを用いて自車両８０の左側部までの距離ｄＬを計測する。これにより、自車両８０の形状及び基準点１７０（本図例では、フロントグリル部）を推定できる。

進入磁方位Ｍｉｎは、入口点Ｐｉｎからの進入向きに沿った磁方位である。ｈｓは、自車両８０の走行方向に沿った磁方位（以下、車両磁方位という）である。θｓは、進入磁方位Ｍｉｎと車両磁方位ｈｓとのなす角（磁方位の角度差）である。

ここで、参照符号１７２は、距離センサ５６Ｒの配設位置を一端とし、距離センサ５６Ｌの配設位置を他端とする進入線である。進入線１７２上の任意の点、例えば中点を入口点Ｐｉｎとして予め設定しておく。そして、進入線１７２の一端（距離センサ５６Ｒ）から入口点Ｐｉｎまでの距離をｄＣＲとし、進入線１７２の他端（距離センサ５６Ｌ）から入口点Ｐｉｎまでの距離をｄＣＬとする。距離ｄＣＲ、ｄＣＬは、管理区域入口情報６５（図３参照）として、第１メモリ５０に予め格納しておく。

ここで、自車両８０は矩形状であると仮定した場合、車両幅Ｄｗ、車両長さＤｄは、次の（１）式及び（２）式に従って推定される。
Ｄｗ＝｜ｃｏｓθｓ・｛（ｄＣＲ＋ｄＣＬ）−（ｄＲ＋ｄＬ）｝｜ ‥（１）
Ｄｄ＝Ｖｓ・ｄｔｓ ‥（２）

なお、Ｖｓは、自車両８０の平均車速である。通過時間ｄｔｓは、自車両８０が進入線１７２を通過する際に、不等式（ｄＲ＋ｄＬ）＜（ｄＣＲ＋ｄＣＬ）を満たす時間幅として定義される。

また、基準点１７０が進入線１７２上に存在する際の、該基準点１７０を始点として入口点Ｐｉｎを終点とする誤差ベクトル量（以下、オフセット量Ｄｓ）は、次の（３）式に従って推定される。
Ｄｓ＝｜（ｄＣＲ−ｄＲ）−（ｄＣＬ−ｄＬ）｜／２ ‥（３）

このように、演算部４６において、車両形状推定部５８は自車両８０の形状を推定すると共に、走行位置算出部５９はオフセット量Ｄｓを算出する。そして、車両幅Ｄｗ及び車両長さＤｄを誘導車両情報６８として、オフセット量Ｄｓを誤差量データ６９として、第２メモリ５２にそれぞれ格納しておく。

なお、これらの変数の取得方法は、（１）式〜（３）式等の数式から直接的に導出する方法に限られることなく、距離センサ５６Ｒ、５６Ｌから遂次出力される時系列データの挙動を解析することで、各種変数の値を決定してもよい。

シーケンスＳｑ５において、誘導制御装置３０は、自車両８０の走行に関する走行データを固定局３２側に送信する。走行データとして、例えば、車速、サンプル間隔、車両磁方位ｈｓ、又はヨーレートが挙げられる。

シーケンスＳｑ６において、固定局３２の走行状態判定部６０は、自車両８０の現在位置が走行路に対して管理幅の範囲内に収まっているか否かを判定する。収まっていると判定された場合（ＹＥＳ）にシーケンスＳｑ７に移行すると共に、収まっていないと判定された場合（ＮＯ）にシーケンスＳｑ８に移行する。ここでは、管理幅の範囲内に収まっていると仮定して説明を続ける。

シーケンスＳｑ７において、固定局３２は、次の走行磁方位を誘導制御装置３０側に送信する。管理幅の範囲内に収まっている場合、前回と同じ走行磁方位を維持する。

シーケンスＳｑ９において、誘導制御装置３０は、自車両８０の走行に関する走行データを固定局３２側に送信する。シーケンスＳｑ５と同様であるため、説明を省略する。

シーケンスＳｑ１０において、固定局３２の車両位置判定部６２は、自車両８０が目標位置に到達したか否かを判定する。その結果、車両位置判定部６２は、自車両８０が代表点Ｐ１（図６）にまだ到達していないと判定する。この場合、シーケンスＳｑ１０に戻って、以下、シーケンスＳｑ５〜Ｓｑ１０を順次繰り返す。

図１０は、自車両８０の現在位置を算出する方法に関する概略説明図である。ここでは、自車両８０は、時点ｔ、時点（ｔ＋ｄｔ）、時点（ｔ＋２ｄｔ）のいずれも、同じ走行路方位（Ｙ方向）に沿って走行する。

ｈａは時点（ｔ＋ｄｔ）における車両方位であり、ｈｂは時点（ｔ＋２ｄｔ）における車両方位である。θａは時点（ｔ＋ｄｔ）における走行路方位及び車両方位のなす角であり、θｂは時点（ｔ＋２ｄｔ）における走行路方位及び車両方位のなす角である。Ｖａは時点ｔ〜（ｔ＋ｄｔ）における平均車速であり、Ｖｂは時点（ｔ＋ｄｔ）〜（ｔ＋２ｄｔ）における平均車速である。

時点ｔでの座標を（０，０）とすると、時点（ｔ＋ｄｔ）における自車両８０の位置は、（Ｖａ・ｄｔ・ｓｉｎ（−θａ），Ｖａ・ｄｔ・ｃｏｓ（θａ））と表現できる。また、時点（ｔ＋２ｄｔ）における自車両８０の位置は、（Ｖａ・ｄｔ・ｓｉｎ（−θａ）＋Ｖｂ・ｄｔ・ｓｉｎ（θｂ），Ｖａ・ｄｔ・ｃｏｓ（θａ）＋Ｖｂ・ｄｔ・ｃｏｓ（−θｂ））と表現できる。

このように、演算部４６（走行位置算出部５９）は、通信Ｉ／Ｆ４８から遂次受信された走行データを走行ベクトル量に換算し、遂次積算することで積算量データ７０を得る。積算量データ７０は、基準点１７０に対する自車両８０の現在の相対位置に相当する。そして、この積算量データ７０に対して、第２メモリ５２に既に格納したオフセット量Ｄｓを加算することで、管理区域地図情報６４上での位置座標系で定義された自車両８０の現在位置を算出できる。入口点Ｐｉｎの絶対座標が既知であれば、自車両８０の絶対位置を正確に把握できる。

なお、自車両８０を誘導する走行路（目標軌跡）が曲線状であっても、上記した手法を採り得る。具体的には、１本の曲線軌跡を、複数の線分軌跡の結合体（折れ線状の軌跡）として近似した後に上記手法を適用すればよい。また、管理区域１５０内に図示しない監視カメラを配置した場合、遂次得られる画像を解析した結果を併用し、自車両８０の現在位置を算出してもよい。

ところで、図８のシーケンスＳｑ６にて、固定局３２の走行状態判定部６０は、自車両８０の現在位置が走行路に対して管理幅の範囲内に収まっていないと判定した場合（ＮＯ）、シーケンスＳｑ８に移行する。

シーケンスＳｑ８において、演算部４６（走行磁方位決定部６１）は、管理幅の範囲内で走行可能になるように走行磁方位を変更する。

図１１は、自車両８０の軌道を修正する方法に関する概略説明図である。ここでは、走行磁方位ＭＹに沿って走行する自車両８０が、時点（ｔ＋ｄｔ）にて車両磁方位ｈａで走行したため、目標走行軌跡から外れた場合を想定する。ずれ量ｄｘは、点Ａでの走行路中心線と自車両８０との距離に相当する。

例えば、特許第４９２０３９３号公報に開示された手法によれば、次の時点（ｔ＋２ｄｔ）での目標操舵角θｔａｒは次の（４）式で決定される。なお、αは車速に応じた距離係数であり、βは車速に応じた角度係数である。
θｔａｒ＝α・ｄｘ＋β・θａ ‥（４）

すなわち、時点（ｔ＋２ｄｔ）にて目標操舵角θｔａｒに設定することで、理想的な目標車両磁方位ｈｃを得ることができる。なお、操舵角の決定方法はこれに限られず、種々の手法を適用してもよい。また、管理区域１５０内に図示しない監視カメラを配置した場合、遂次得られる画像を解析した結果を併用し、自車両８０の軌道を修正してもよい。

このようにして、走行誘導システム１０は、自車両８０の軌道を適宜修正しながら、自車両８０を目標位置（図６の代表点Ｐ１近傍）まで誘導したとする。この場合、シーケンスＳｑ１０において、固定局３２の車両位置判定部６２は、自車両８０が目標位置に到達した（ＹＥＳ）と判定する。

シーケンスＳｑ１１において、固定局３２は、自車両８０を停止する旨の指示信号（以下、停止指示）及び自動駐車動作を実行する旨の指示信号（以下、自動駐車指示）を、誘導制御装置３０側に順次送信する。

シーケンスＳｑ１２において、誘導制御装置３０は、固定局３２からの停止指示及び自動駐車指示を受け付けた後、自車両８０を停止させ、代表点Ｐ１に対応する駐車スペース１５２への自動駐車動作を開始する。なお、この自動駐車動作は、自車両８０に搭載された駐車支援機能を種々用いてもよいし、走行誘導システム１０による誘導機能を用いてもよい。

シーケンスＳｑ１３において、誘導制御装置３０は、自動駐車動作が完了した後に、自動駐車動作を終了した旨を通知する信号（以下、自動駐車終了信号）を固定局３２側に送信する。

シーケンスＳｑ１４において、固定局３２は、自車両８０のエンジン１０２（図５）の動作を停止する旨の指示信号（以下、エンジン停止指示）及び自車両８０の誘導を終了する旨の指示信号（以下、誘導終了指示）を、誘導制御装置３０側に順次送信する。

このようにして、自車両８０は、無人自動走行（図７のステップＳ１０６）、無人自動駐車（ステップＳ１０７）及び停車（ステップＳ１０８）の動作を終了する。そして、自車両８０は、所定の駐車スペース１５２内で待機する。

図１２は、管理区域１５０内への進入から駐車までの自車両８０の挙動を示す概略説明図である。

（１）固定局３２は、誘導開始指示及び旋回指示を自車両８０側に順次送信する。固定局３２は、交差点Ｔ１の位置情報、交差点Ｔ１に対応付けられた磁方位Ｍ１及び管理幅Ｂ１に関する走行路情報を自車両８０側に送信する。これを受けて、自車両８０は、無人自動走行を開始し、走行路１６５を右折旋回して走行路１６４に進入する。

（２）自車両８０は、走行路１６４に対して管理幅Ｂ１の範囲内に収まるように走行する。その際、固定局３２は、自車両８０の現在位置を追跡しつつ、必要に応じて走行磁方位Ｍ１を修正する。

（３）固定局３２は、旋回指示と共に、交差点Ｔ３の位置情報、交差点Ｔ３に対応付けられた磁方位Ｍ４に関する走行路情報を自車両８０側に送信する。これを受けて、自車両８０は、走行路１６４を左折旋回して走行路１６７に進入する。

（４）固定局３２は、駐車スペース１５２の代表点Ｐ１を通過した時点で、自動駐車開始指示と共に、代表点Ｐ１及び駐車磁方位Ｍｐ１に関する情報を自車両８０側に送信する。これを受けて、自車両８０は、一旦停止した後に、自動駐車動作を実行する。

なお、演算部４６は、自車両８０の形状に応じて、旋回、駐車又は出庫の動作における自車両８０の目標軌跡を変更してもよい。この演算には、第２メモリ５２に既に格納した車両幅Ｄｗ又は車両長さＤｄを用いることができる。

［走行誘導システム１０の動作（出庫から退出まで）］
次いで、出庫から退出までの動作である第２フェーズについて、図１３のフローチャート及び図１〜図３を主に参照しながら説明する。

ステップＳ１１１において、走行誘導システム１０に対して、自車両８０の誘導開始を指示する。例えば、乗車位置１６０（図６）に配備された別の操作端末５４から指示信号を送信してもよい。

ステップＳ１１２において、自車両８０は、管理区域１５０内での無人自動出庫を行う。以下、誘導制御装置３０及び固定局３２の各動作について、図１４のシーケンス図を参照しながら詳細に説明する。

図１４のシーケンスＳｑ２１において、固定局３２は、出庫動作を開始する旨の指示信号（以下、出庫開始信号）、車両識別ＩＤ４１及び代表点Ｐ１の位置情報を誘導制御装置３０側に送信する。

シーケンスＳｑ２２、Ｓｑ２３において、誘導制御装置３０は、固定局３２からの出庫開始信号を受信し、自車両８０の自動出庫動作を開始する。シーケンスＳｑ２４において、誘導制御装置３０は、自動出庫動作が完了した後に、自動出庫動作を終了した旨を通知する信号（以下、自動出庫終了信号）を固定局３２側に送信する。

シーケンスＳｑ２５において、固定局３２は、走行開始指示及び走行磁方位を誘導制御装置３０側に送信する。以下、シーケンスＳｑ２５〜Ｓｑ３２における誘導制御装置３０及び固定局３２の各動作は、シーケンスＳｑ３〜Ｓｑ１０（図８参照）における動作と同様であるため、その説明を割愛する。

シーケンスＳｑ３３において、固定局３２は、自車両８０を停止する旨の指示信号（以下、停止指示）、及び誘導を終了する旨の指示信号（以下、誘導終了指示）を誘導制御装置３０側に順次送信する。

シーケンスＳｑ３４において、誘導制御装置３０は、固定局３２からの停止指示及び誘導終了指示を受け付けた後、自車両８０を停止させる。シーケンスＳｑ３５において、誘導制御装置３０は、自車両８０を停止した旨の通知信号（以下、停止通知信号）、及びパーキングブレーキを作動した旨の通知信号（以下、パーキングブレーキ作動通知信号）を送信する。

シーケンスＳｑ３６において、固定局３２は、自車両８０のエンジン１０２（図５）の動作を停止する旨の指示信号（以下、エンジン停止指示）を誘導制御装置３０側に送信する。

このようにして、自車両８０は、無人自動出庫（図１３のステップＳ１１２）、無人自動走行（ステップＳ１１３）及び停車（ステップＳ１１４）の動作を終了する。そして、自車両８０は、乗車位置１６０周辺で待機する。

図１３に戻って、ステップＳ１１５において、運転者は、起動スイッチ３６をオン状態からオフ状態にする。そうすると、走行誘導システム１０による自車両８０の誘導動作が停止される。

ステップＳ１１６において、運転者は、乗車位置１６０にて自車両８０に乗車する。

ステップＳ１１７において、運転者又は別の作業者は、自車両８０の所定部位に装着されていた自立測位装置３４を取り外す。その後、自立測位装置３４の電源スイッチ４２をオン状態からオフ状態にすると、自動運転ユニット１２及び固定局３２との間の無線通信が停止される。

ステップＳ１１８において、運転者は、自車両８０の手動運転により出口ゲート１６２を通過し、管理区域１５０外に退出する。

図１５は、出庫から管理区域１５０外への退出までの自車両８０の挙動を示す概略説明図である。

（１）固定局３２は、自動出庫指示と共に、代表点Ｐ１及び駐車磁方位Ｍｐ１に関する情報を自車両８０側に送信する。これを受けて、自車両８０は、自動出庫動作を実行する。

（２）固定局３２は、交差点Ｔ３の位置情報、交差点Ｔ３に対応付けられた磁方位Ｍ４及び管理幅Ｂ２に関する走行路情報を自車両８０側に送信する。これを受けて、自車両８０は、走行路１６７に対して管理幅Ｂ２の範囲内に収まるように走行する。その際、固定局３２は、自車両８０の現在位置を追跡しつつ、必要に応じて走行磁方位Ｍ２を修正する。

（３）固定局３２は、旋回指示と共に、交差点Ｔ４の位置情報、交差点Ｔ４に対応付けられた磁方位Ｍ５及び管理幅Ｂ３に関する走行路情報を自車両８０側に送信する。これを受けて、自車両８０は、走行路１６７を左折旋回して走行路１６８に進入する。

（４）自車両８０は、走行路１６８に対して管理幅Ｂ３の範囲内に収まるように走行する。その際、固定局３２は、自車両８０の現在位置を追跡しつつ、必要に応じて走行磁方位Ｍ５を修正する。

（５）固定局３２は、旋回指示と共に、交差点Ｔ６の位置情報、交差点Ｔ６に対応付けられた磁方位Ｍ２に関する走行路情報を自車両８０側に送信する。これを受けて、自車両８０は、走行路１６８を右折旋回して走行路１６５に進入する。

（６）固定局３２は、交差点Ｔ６を旋回した後に一定の距離を進んだ時点で、停車指示を自車両８０側に送信する。これを受けて、自車両８０は、出口ゲート１６２前で停止する。

［本発明の効果］
本発明に係る走行誘導システム１０は、自車両８０に搭載され且つ自車両８０を自動走行させる自動運転ユニット１２と、自動運転ユニット１２と相互に通信可能であって自車両８０とは別に設けられた固定局３２とを備える。

固定局３２は、自車両８０を自動走行させる管理区域１５０の管理区域地図情報６４を記憶する第１メモリ５０と、自車両８０の走行に関する走行データを遂次受信する通信Ｉ／Ｆ４８と、受信された走行データを走行ベクトル量に換算した後に遂次積算した積算量データ７０を用いて、自車両８０が管理区域１５０に進入する際の基準点１７０に対する自車両８０の現在の相対位置を算出する演算部４６とを備える。そして、固定局３２は、算出された現在の相対位置及び管理区域地図情報６４に基づいて、基準点１７０から管理区域１５０内の目標位置まで自車両８０を誘導する。

このように、受信された走行データを走行ベクトル量に換算した後に遂次積算した積算量データ７０を用いて、自車両８０が管理区域１５０に進入する際の基準点１７０に対する自車両８０の現在の相対位置を算出する演算部４６を設けたので、管理区域１５０内における自車両８０の相対位置を遂次に且つ正確に把握可能である。これにより、きわめて簡易な構成でありながら、自動走行する自車両８０を目標位置に確実に誘導できる。

また、以下のように構成することで、自車両８０の現在位置の検出精度が向上し、誘導動作がより正確になる効果が得られる。

管理区域地図情報６４には、管理区域１５０内の走行路１６４〜１６８を示す走行路情報が含まれ、固定局３２は、走行路情報により特定される走行路１６４〜１６８に対して管理幅Ｂ１〜Ｂ３の範囲内に収まるように自車両８０を誘導してもよい。また、走行路情報には、走行路１６４〜１６８の向きに沿った磁方位Ｍ１〜Ｍ５が含まれてもよい。また、走行データには、ヨーレート及びジャイロ情報のうち少なくとも１つが含まれてもよい。

管理区域地図情報６４には、管理区域１５０の入口点Ｐｉｎの位置が更に含まれ、演算部４６は、基準点１７０を始点として入口点Ｐｉｎを終点とする誤差ベクトル量（オフセット量Ｄｓ）を積算量データ７０に加算することで、管理区域地図情報６４での位置座標系で定義された自車両８０の現在位置を算出してもよい。また、演算部４６は、管理区域１５０への進入時に自車両８０が通過する進入線１７２上に入口点Ｐｉｎを定め、上記した（３）式に従ってオフセット量Ｄｓを算出してもよい。

演算部４６は、自車両８０の形状に応じて、旋回、駐車又は出庫の動作における自車両８０の目標軌跡を変更してもよい。また、自車両８０の形状には車両幅Ｄｗが含まれ、管理区域地図情報６４には、入口点Ｐｉｎからの進入向きに沿った進入磁方位Ｍｉｎが更に含まれ、演算部４６は、上記した（１）式に従って車両幅Ｄｗを推定してもよい。また、自車両８０の形状には車両長さＤｄが含まれ、上記した（２）式に従って車両長さＤｄを推定してもよい。

なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

例えば、この実施形態では、１つの管理区域１５０内で１台の車両を誘導する例を示したが、２台以上の車両を同時に誘導し得ることは言うまでもない。

１０…走行誘導システム １２…自動運転ユニット
１４…自動運転ＥＣＵ １６…制動力制御ＥＣＵ
２１…磁方位センサ ２２…ヨーレートセンサ
３０…制御誘導装置 ３２…固定局
３４…自立測位装置 ４６…演算部
４８…通信Ｉ／Ｆ ５０…第１メモリ
５６Ｌ、５６Ｒ…距離センサ ６４…管理区域地図情報
６９…誤差量データ ７０…積算量データ
８０…自車両 １５０…管理区域
１５８…入口ゲート １６４〜１６８…走行路
１７０…基準点 １７２…進入線
Ｂ１〜Ｂ３…管理幅 Ｍ１〜Ｍ５…磁方位
Ｍｉｎ…進入磁方位 Ｐ１…代表点

Claims (8)

1. 車両に搭載され且つ該車両を自動走行させる自動運転ユニットと、前記自動運転ユニットと相互に通信可能であって前記車両とは別に設けられた固定局とを備える走行誘導システムであって、
   前記固定局は、
   前記車両を自動走行させる管理区域の地図情報を記憶する記憶部と、
   前記車両の走行に関する走行データを前記自動運転ユニットから遂次受信する受信部と、
   前記受信部により受信された前記走行データを走行ベクトル量に換算した後に遂次積算した積算量を用いて、前記車両が前記管理区域に進入する際の基準点に対する前記車両の現在の相対位置を算出する演算部と
   を備え、
   前記固定局は、前記演算部により算出された前記現在の相対位置及び前記記憶部により記憶された前記地図情報に基づいて、前記基準点から前記管理区域内の目標位置まで前記車両を誘導し、
   前記地図情報には、前記管理区域の入口点の位置が更に含まれ、
   前記演算部は、前記基準点を始点として前記入口点を終点とする誤差ベクトル量を前記積算量に加算することで、前記地図情報での位置座標系で定義された前記車両の現在位置を算出する
   ことを特徴とする走行誘導システム。
2. 請求項１記載の走行誘導システムにおいて、
   前記地図情報には、前記管理区域内の走行路を示す走行路情報が含まれ、
   前記固定局は、前記走行路情報により特定される前記走行路に対して管理幅の範囲内に収まるように前記車両を誘導する
   ことを特徴とする走行誘導システム。
3. 請求項２記載の走行誘導システムにおいて、
   前記走行路情報には、前記走行路の向きに沿った磁方位が含まれることを特徴とする走行誘導システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行誘導システムにおいて、
   前記走行データには、ヨーレート及びジャイロ情報のうち少なくとも１つが含まれることを特徴とする走行誘導システム。
5. 請求項１記載の走行誘導システムにおいて、
   前記演算部は、
   前記管理区域への進入時に前記車両が通過する進入線上に前記入口点を定め、
   前記進入線の一端から通過中の前記車両までの距離、前記一端から前記入口点までの距離、前記進入線の他端から前記車両までの距離、及び前記他端から前記入口点までの距離を用いて前記誤差ベクトル量を算出する
   ことを特徴とする走行誘導システム。
6. 請求項５記載の走行誘導システムにおいて、
   前記演算部は、前記車両の形状に応じて、旋回、駐車又は出庫の動作における前記車両の目標軌跡を変更することを特徴とする走行誘導システム。
7. 請求項６記載の走行誘導システムにおいて、
   前記車両の形状には車両幅が含まれ、
   前記地図情報には、前記入口点からの進入向きに沿った進入磁方位が更に含まれ、
   前記演算部は、
   前記進入磁方位と前記車両の走行方向との角度差と、前記進入線の一端から通過中の前記車両までの距離、前記進入線の他端から前記車両までの距離、及び前記一端から前記他端までの距離を用いて前記車両幅を推定する
   ことを特徴とする走行誘導システム。
8. 請求項６記載の走行誘導システムにおいて、
   前記車両の形状には車両長さが含まれ、
   前記車両が前記進入線を通過する際に、前記進入線の一端から通過中の前記車両までの距離及び前記進入線の他端から前記車両までの距離の和が、前記一端から前記他端までの距離よりも小さい時間幅を通過時間と定義するとき、
   前記演算部は、前記車両の速度に前記通過時間を乗算した値を前記車両長さとして推定する
   ことを特徴とする走行誘導システム。

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