JPH09115093A - 自動車の自動誘導装置および自動誘導方法 - Google Patents

自動車の自動誘導装置および自動誘導方法

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JPH09115093A
JPH09115093A JP8207850A JP20785096A JPH09115093A JP H09115093 A JPH09115093 A JP H09115093A JP 8207850 A JP8207850 A JP 8207850A JP 20785096 A JP20785096 A JP 20785096A JP H09115093 A JPH09115093 A JP H09115093A
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laser pulse
laser
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distance
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JP8207850A
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Pii Bendetsuto Maaku
マーク・ピー・ベンデット
Wai Arai Aran
アラン・ワイ・アライ
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 道路の改造が安価な自動車の自動誘導装置お
よび自動誘導方法を提供すること。 【解決手段】 参照マーキングが付いた路面上の所望の
経路に沿って自動車を誘導する自動誘導装置である。参
照マーキングにレーザパルスを発射し反射光を受信する
レーザレーダ３２と、操舵アクチュエータ３０と、両者
に接続されているコンピュータ３４とを有する。レーザ
レーダ３２は、参照マーキングとの距離を測定し、コン
ピュータ３４は同距離に基づいて横位置を算出し、操舵
アクチュエータ３０を制御して所望の経路に沿って自動
車を誘導する。自動誘導方法としては、レーザパルスに
よる参照マーキングまでの測距と、測距された距離に基
づく横位置の算出と、自動車の位置を調整するために操
舵アクチュエータ３０を制御することとを含んでいる。
反射塗料や白色ストライプで安価に参照マーキングを形
成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体を誘導する
装置（システム）および方法に関する。より詳しくは、
所望の経路に沿って乗り物（ビークル）のような移動体
を誘導するための自動的な装置および方法に関する。す
なわち、本発明は自動車を含む乗り物の自動誘導技術の
技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】乗り物（以下、自動車とする）の走行を
高速道路やその他の道路に沿って自動的に制御すること
は、増え続ける自動車の交通量に対処する手段として永
らく待ち望まれている。人間の介入なしに高速道路やそ
の他の道路に沿って自動車の運動を自動的に制御するこ
とによれば、交通渋滞や遅延などが最小になり、その結
果交通の流れがずっとスムーズになる。そのような自動
車の自動制御を一面からとらえると、経路に対する自動
車の位置を比較的精密に見積もることと、必要があれば
その経路に沿って自動車が適正に誘導されるように適正
な操舵をすることとが含まれている。
【０００３】所定の経路に沿って自動車を走行させるよ
うな操舵操作を自動的に制御するためのシステムは、す
でにいくつも提案されている。一例を挙げると、所望の
道路や経路に沿って磁気マーカが埋め込まれているシス
テムが、米国特許第５，３４７，４５６号に開示されて
いる。すなわち、自動車には磁気センサが装備されてお
り、自動車が道路に沿って移動するにつれて同センサが
磁気マーカを検出するのである。磁気マーカの検出を通
じて磁気センサが生じる信号は、コンピュータにより処
理される。そしてコンピュータは、自動車が所望の経路
に沿って移動するように、自動車の操舵操作を制御する
のである。
【０００４】他のシステムでは、道路に沿って埋め込ま
れているインダクタンス・マーカを用いているものが、
米国特許第４，３３３，１４７号に開示されている。こ
のシステムでは、インダクタンス・マーカを検出する検
出コイルが自動車に備え付けられている。この検出コイ
ルによって生じた信号は、所望の経路に沿って自動車を
誘導するのに用いられる。
【０００５】米国特許第４，０４９，９６１号に開示さ
れているシステムでは、受動応答器または光反射器が道
路の境界に埋め込まれており、自動車のための所望の経
路を定めている。レーザ送受信ユニットが自動車に装備
されており、所定の数の応答器をカバーする光信号を発
射する。応答器は発射された光線の一部を反射し、反射
された信号は受信されて、電気信号を形成するのに使用
される。この電気信号の振幅とサインは、参照軸を横断
している軸に沿っての送信機の位置を示している。そし
て、これらの信号に基づいて自動車は誘導される。
【０００６】前述の特許に記載されているようなシステ
ムは、実施するのに既存の道路に大幅な改修を加えなけ
ればならないという点で、大きな短所を持ち不利であ
る。すなわち、磁気マーカかインダクタンス・マーカ
か、または光反射器を道路に埋め込むなり装備するなり
が必要である。すでにお分かりのように、これらの付加
的なインフラストラクチャを道路に装備しなければなら
ないという必要性は、これらのシステムを大変高価でコ
スト的に引き合わないものにしてしまう。さらに、これ
らのシステムを実施可能にするように既存の道路を改修
するには、多大な時間と労力を要するであろう。そこ
で、現実的な見地から、これらの従来技術のシステム
は、自動車の自動誘導を成功裏に実施するには、真に効
果的な選択肢とはなり得ない。
【０００７】その他の公知の自動車の自動誘導システム
としては、米国特許第４，６３０，１０９号に開示され
ているものがある。このシステムでは、道路を周期的に
スキャンして道路に沿った光学的に明瞭な線を検知する
ＣＣＤカメラが自動車に装備されている。ＣＣＤカメラ
の連続的なスキャンを表す信号はストアされ、連続する
スキャンの間での自動車の横の動きを決定するのに使用
される。そしてこの情報は、自動車を道路に沿って誘導
するのに使用される。
【０００８】このシステムは、必ずしも既存の道路に前
述の他のシステムほどには付加的なインフラストラクチ
ャを広範囲にわたって装備することは要求されないが、
しかし光学的に明瞭な線を適切に検出するには、非常に
複雑な画像処理システムが必要とされるという点で短所
があり、不利である。加えて、ＣＣＤカメラによってと
らえられた画像は、太陽光線の具合や天候等の幾多の要
素に広く影響を受けるので、システムの精度はいさかか
疑わしいものであるかもしれない。
【０００９】今までに提案された自動車の誘導システム
のうち少なくともいくつかもまた、その他の欠点があ
り、不利である。例えば、自動車のヨー角（偏角）を正
確かつ比較的単純に検知することに向いていないシステ
ムもある。このことは、このシステムの運用に多大な影
響がある可能性がある。なぜならば、自動車の向きやヨ
ー角は、所望の移動経路に沿って自動車を向けるため
に、その量（ヨー角）によって自動車の操舵の変化に影
響するからである。
【００１０】付け加えると、以前に提案されたシステム
のうち少なくともいくつかは、特定の走行レーン内に自
動車の位置を維持する以外には、自動車の自動誘導の観
点からは関係がなく、あまり適当なものではでない。す
なわち、自動車の自動誘導は、自動車の運動を走行レー
ン内に誘導することを含むだけではなく、走行レーンの
変更や、不適当なタイミングでレーン変更をすることが
ないように隣のレーンの自動車や物体を検知したりする
など、その他の自動車の運転に関することも含んでい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前述の観点から、公知
の他のシステムのような短所や欠点がなく、既定の所望
の経路に沿って自動車のような移動物体を誘導する自動
的な装置および方法に対する必要性が存在する。さら
に、複雑な画像処理能力や、既存の道路に費用がかかる
インフラストラクチャを付加したりする必要がなく、自
動車のような移動物体を誘導する自動的な装置および方
法に対する必要性が存在する。
【００１２】すなわち本発明は、比較的安価でありなが
ら、既定の所望の経路に沿って自動車のような移動物体
を誘導する自動誘導装置および自動誘導方法を提供する
ことを解決すべき課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の観点の一つに従えば、所望の経路の反対側にある
所望の経路の参照物（レファレンス）が備わっている壁
面（サーフェイス）による既定の所望の経路に沿って自
動車の軸を保持する、移動体の誘導のための自動車の自
動誘導システムは、以下の構成要件を含んでいる。その
第１は、第１レーザパルス送信機であって、所望の経路
の一方の側に設置されている所望の経路参照物に向かっ
て車両軸（ビークル・アクシス）と交差してレーザパル
スを発射するために、自動車の車両軸の一方の側に設置
されている。その第２は、第２レーザパルス送信機であ
って、所望の経路の他方の側に設置されている所望の経
路参照物に向かって車両軸と交差してレーザパルスを発
射するために、自動車の車両軸の他方の側に設置されて
いる。その第３は、第１レーザパルス受信機であって、
自動車に取り付けられており、第１レーザパルス送信機
から発射されたレーザパルスの、所望の経路の一方の側
に設置されている所望の経路の参照物からの反射光を受
信するために、第１レーザパルス送信機と連動してい
る。その第４は、第２レーザパルス受信機であって、自
動車に取り付けられており、第２レーザパルス送信機か
ら発射されたレーザパルスの、所望の経路の一方の側に
設置されている所望の経路の参照物からの反射光を受信
するために、第２レーザパルス送信機と連動している。
また、操舵アクチュエータが、自動車の操舵をするため
に自動車に取り付けられている。さらに、制御装置が操
舵アクチュエータと第１および第２レーザパルス受信機
との両方に接続されており、第１および第２レーザパル
ス受信機で受信されたレーザパルスの反射光に基づい
て、操舵アクチュエータを制御し、既定の所望の経路に
沿って自動車を誘導するようになっている。
【００１４】本発明の好ましい実施例の一つでは、所望
の経路の参照物は、自動車が走行する路面に沿って形成
されている反射ストライプの形を取っており、この反射
ストライプは所望の経路から既定の距離だけ空間をおい
て設置されている。このストライプの代わりに、所望の
経路の参照物は、所望の経路から空間を空けて設けられ
ている側壁（バリヤ）に設置された複数の反射片の形を
取ることもできる。
【００１５】本発明の観点の他の一つに従えば、少なく
とも一つの所望の経路の参照物が設置されている路面上
での既定の所望の経路に車両軸を沿わせる走行中の自動
車の誘導のための自動誘導装置はレーザレーダを備えて
おり、このレーザレーダは、レーザレーダと所望の経路
の参照物との間のレーダ軸に沿った距離を決定する。操
舵アクチュエータは、自動車の操舵ができるように自動
車の操舵車輪に結合されており、コンピュータはレーザ
レーダおよび操舵アクチュエータに結合されている。コ
ンピュータがレーザレーダおよび操舵アクチュエータに
結合されているのは、レーザレーダによって決定された
距離に基づいて、所望の経路に対する自動車の横位置を
決定するためであり、また、所望の経路に沿って自動車
を誘導するように操舵アクチュエータを制御するためで
ある。
【００１６】本発明は他の観点から見ると、少なくとも
一つの所望の経路の参照物が設置されている路面上の既
定の所望の経路に沿って車両軸を保持する移動体の自動
誘導方法であり、次の機能を含んでいる。第１に、所望
の経路の参照物に向かってレーザパルスをレーダー軸に
沿って発射し、その所望の経路の参照物から反射された
レーザパルスを受信して、自動車の一点から所望の経路
の参照物までのレーダー軸に沿った距離を決定する機能
である。第２に、この決定された距離に基づいて、所望
の経路に対する自動車の横位置を決定する機能である。
第３に、自動車の横位置が所望の経路からずれていたと
き、所望の経路に沿って自動車を誘導するように、その
自動車に実際に操作を加えて操舵アクチュエータを制御
する機能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の自動車の自動誘導装置お
よび自動誘導方法に関する特徴や細部についての議論に
入る前に、先ず図１を参照して本システムの一般的な概
観について説明する。一般的に言って本発明は、所望の
走行経路１６に沿って自動車が走行するように、高速道
路や他の道路などの路面上で自動車１２を誘導すること
に関している。路面１４に沿って自動車が走行する間
に、自動車１２に取付けられたレーザレーダ・ユニット
２４からレーザパルスが発射される。所望の走行経路に
沿って設置されている所望の経路の参照物２２に向かっ
てレーザパルスが発射されるように、レーザレーダは位
置している。また、レーザパルスは車両軸に対して斜め
の角度で発射される。図１に模式的に示すように、角度
θは、自動車１２のヨー角（すなわち、一般に自動車の
横位置で所望の経路１６に沿った平行な線２１と車両軸
２０との間の角度）を表し、角度φは、車両軸２０に対
するレーザレーダ軸１８の角度オフセット（偏差）を表
し、角度δは、自動車１２の前輪の操舵角を表し、距離
ｙは、所望の経路の参照物２２に対する自動車１２の横
位置を表し、そして距離ｈは、所望の経路の参照物２２
に対する所望の経路の所定のオフセットを表す。レーザ
レーダ・ユニット２４から発射されたレーザパルスは、
レーザレーダ軸１８に沿って発射され、その方向にあっ
た所望の経路の参照物２２によって反射される。反射さ
れたレーザパルスは次に、レーザレーダ・ユニット２４
によって受信される。レーザレーダ・ユニット２４は、
自動車１２上の一点（すなわち、レーザレーダ・ユニッ
ト２４の位置）と所望の経路の参照物２２との間の距離
を、レーザレーダ軸１８に沿う計測に従って算出する。
その距離ｄにより、レーザレーダ軸１８と車両軸２０と
がなすオフセットの既知の角度φと関連させて、所望の
経路の参照物２２に対する自動車のおおよその横位置ｙ
を算定することが可能になる。図１に示したシステムで
は、自動車のヨー角θは既知ではないから、自動車１２
の横位置ｙは近似値になる。しかしながら、自動車は高
速で走行しているのでヨー角θは典型的には極めて小さ
く、それゆえ横位置ｙの推定値は通常かなり正確であ
る。
【００１８】このシステムで所望の経路１６とその参照
物２２との間の距離ｈが設定されていれば、その値は不
変の定数として置かれる。それゆえ、所望の経路１６に
対する自動車１２の位置を決定することが可能になる。
そこで、自動車１２の操舵アクチュエータを制御するこ
とにより、自動車１２の操舵角δは変更されて（図１の
その後の自動車の位置１２’に示されているように）、
自動車を所望の経路１６に沿って誘導するようにする。
【００１９】本発明の自動車の自動誘導装置（システ
ム）の一般的な作動について説明すると、図３のように
システムが装置されているので、同図を参照してさらに
詳しく説明する。図３に示すように、前輪２８を動かし
て自動車１２の操舵をする操舵アクチュエータ３０に連
結されている操舵可能な前輪２８が２輪、自動車１２に
装備されている。自動車１２はまた、自動車のフロント
中央部に位置するレーザレーダ３２が装備されている。
ただし、レーザレーダ３２は、自動車の他の位置に装備
されていてもよいと了解されたい。レーザレーダ３２
は、中央コンピュータ３４に接続されており、コンピュ
ータ３４は、レーザレーダ３２からの情報を受け取り、
同情報を処理して自動車の横位置を決定し、操舵アクチ
ュエータ３０に適正な信号を出して前輪の操舵角δを変
更ないし制御する。
【００２０】レーザレーダ３２に関する特徴は、図６に
表示されている。一般的に言って、レーザレーダ３２
は、送信機３６、受信機３８およびロジック・アレンジ
メント４０の三つの部品を含んでいる。送信機３６は、
所望の経路の参照物に向かってレーザパルスを中継また
は発射するように設計されており、受信機３８は、所望
の経路の参照物から反射されたレーザパルスを受信する
ように設計されている。そしてロジック・アレンジメン
トは、各種機能が作用して、レーザレーダ軸に沿ってレ
ーザレーダ３２と所望の経路の参照物との間の距離ｄを
最終的に決定するように、設計されている。
【００２１】送信機３６は、レーザー４２とドライバ４
４と出力光学系４６とを含み、ドライバ４４は、同レー
ザーに作用してレーザパルスを発射させるように、レー
ザー４２に接続されている。これらのレーザー４２、ド
ライバ４４および出力光学系４６は既知の構成でよく、
それゆえここに記載の本発明では、これらの細部には特
別な特徴はなく、これらの細部について特別な説明を含
んでいない。
【００２２】受信機３８は、所望の経路の参照物２２か
ら反射されたレーザパルス光線を受信するためのもの
で、反射されたレーザパルスを受光するための受信光学
系５０、検出器５２および信号調整ユニット５４を含ん
でいる。この受信光学系５０は、システムの要求や特性
によって、単一の開口を持つものでも、複数の開口を持
つものでもよい。たとえば、費用対効果の面では、単一
の開口をもつ受信光学系５０が好まれるが、単一の開口
の構成では視野が十分でないとわかった場合には、複数
の開口をもつシステムが採用されるであろう。
【００２３】検出器５２は、受信光学系５０で受光した
レーザパルスの反射光線を検出し、光学信号を電気信号
へと変換する。検出器５２は、単一のＰＩＮダイオード
やその他のような単一の光ダイオードでもよく、アバラ
ンシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）でもよい。繰り返
すが、適切な検出器は、システムの要求と特性とに基づ
いて選定される。たとえば、自動誘導装置の装備に関し
て距離が短いので、アバランシェ・フォトダイオードの
ような高感度は必要ないであろう。それゆえ、単一のＰ
ＩＮダイオードが好ましい。
【００２４】検出器５２に接続されて、信号調整ユニッ
ト５４がある。信号調整ユニット５４は、プリアンプや
ポストアンプおよびパルス検出回路類のような、図６に
描かれていない特徴要素を含んでいることが望ましい。
信号調整ユニット５４は、検出器５２からの電流を受け
取り、同電流を電圧に変えて同電圧を増幅し、そして電
圧波形の前端か中央かを検出する。検出器５２の形態に
よって、複数の信号調整ユニットが採用されることもあ
る（すなわち、各光ダイオードについて一つずつ信号調
整ユニットが配置されていることが望ましい）。
【００２５】ロジック４０は、計時システム５６（例え
ば高速カウンタやＲＣ回路）から構成されており、レー
ザパルス軸に沿ってレーザパルス送信機から所望の経路
の参照物２２までの距離を、反射時間（レーザパルスの
発射から反射光の受信までの時間＝タイム・オブ・フラ
イト）に基づいて決定するのに供される。計時システム
５６は、制御ロジック５８に接続されており、計時シス
テム５６により決定された距離ｄが制御ロジック５８に
入力されるようになっている。制御ロジック５８は、レ
ーザー送信機によって発射されたレーザパルスのタイミ
ング取り、計時システムのリセット、計時システムによ
るカウント作用の始動、初期データ処理、およびデータ
伝達などの、システムの持ついろいろな機能を制御する
ように設計されている。それゆえ、図６に示すように、
制御ロジックはレーザドライバ４４および計時システム
５６に種々の線で接続されている。
【００２６】制御ロジック５８はまた、図３に示すコン
ピュータ３４に数本の信号線で接続されており、データ
や情報（すなわち距離ｄ）の存在をコンピュータ３４に
合図する。この情報（距離ｄ）は、自動車の適切な操舵
角を決定するためにコンピュータ３４にとって必要であ
り、信号線はこの必要な情報やデータをコンピュータに
伝達するのに必要である。コンピュータ３４はまた、制
御ロジック５８の始動をも制御する。
【００２７】図３に一般的に描かれているように、レー
ザレーダ３２によって決定された距離ｄは、コンピュー
タ３４に送られる。するとコンピュータ３４は、自動車
を所望の経路に沿って誘導するのに必要な操舵角δを算
出する。そして適切な情報が操舵アクチュエータに送ら
れ、必要な操舵制御に供される。前述の図１を参照して
説明したように、本発明の自動車の自動誘導装置は、所
望の経路１６に沿って設置された所望の経路の参照物２
２へレーザパルスを発射することを含んでいる。図９，
１０，１１は、本発明のシステム（装置）に関連して使
用されるそれぞれ異なる三つの経路参照物の形態を示し
ている。図９では、所望の経路の参照物は道路上で典型
的に見られるレーンマーキング２２’である。これらの
参照マーキング２２’は、たとえば、長手方向に延びる
白の塗料の線やストライプであったり、市販されている
３Ｍのメトロテープのような白色のテープでも良い。こ
の長手方向に延びる参照マーキングは、路面のレーンに
沿って延在する連続した線または不連続の長さのテープ
ストリップでよい。
【００２８】このテープまたは塗料は、レーザパルス送
信機から発射されたレーザパルスを反射するのに十分な
反射特性を持っていることが一般に必要である。このこ
とから、レーザパルス送信機から発射されたレーザパル
スを反射するのに十分な反射特性を持っていれば、他の
反射材を採用することもできることがわかる。図９に示
した参照マーキング２２’の形態で所望の経路の参照物
が使えるのであれば、大半の道路は図９に示したような
レーンマーキングを有しているので、既存の路面を変更
する必要がないという利点を生じる。広い高速道路や他
の道路は、所望の経路の参照マーキング２２’を付け加
えることが必要になるが、このような参照マーキング
は、ほんのわずかの費用の支出で容易に設置できるであ
ろう。
【００２９】高速道路やその他の道路の一部では、側壁
（普通、ジャージーバリヤと呼ばれている）が路面に沿
って設けられている。図１０に示す本発明の他の実施例
によれば、所望の経路の参照マーキングを設置する表面
としてこれらの側壁を使用することが可能である。すな
わち、図１０に示すように、白の塗料または白のテープ
２２”を、側壁２５の内側に面した垂直面に設置するこ
とができる。図１０に示すような側壁は高速道路や道路
で広く普及しているので、側壁に適切な参照マーキング
２２”を施すことは、ほとんどコストがかからないであ
ろう。
【００３０】図１１に示す本発明の他の実施例では、側
壁２５’自身が、レーザパルスが照射され反射されてく
る所望の経路の参照物の役割を果たしている。これは、
側壁が通常、垂直であるかまたは直立しているから可能
なことである。実際には、レーザー送信機は、視野の横
方向（すなわち路面と平行な方向）が比較的狭いレーザ
パルス光線を発射する。もし、このレーザー送信機が、
図９に示すようなものと同様な参照マーキング２２”の
形態の所望の経路の参照物に合わせて使用されるもので
あれば、所望の経路の参照マーキングが図１０および図
１１に示す形態のものであるときよりも、発射される光
線の視野の縦の広がりは大きくする必要がありそうであ
る。光線（ビーム）が、所望の経路の参照マーキング２
２’を取り囲むのに十分な広さであり、路面に沿って適
正な距離をカバーすることを確実にするには、視野は垂
直方向により広くなければならない。側壁２５に参照マ
ーキング２２”が設置されている場合には、光線が所望
の経路の参照マーキング２２”を取り囲むのがより容易
になるから、視野の垂直方向の広さはもっと小さくても
良い。側壁２５’そのものが所望の経路の参照物である
場合にも同様に、視野の垂直方向の広さは小さくても良
い。
【００３１】再び図１に示すように、レーザレーダ・ユ
ニット２４は、レーザレーダ軸１８に沿ってレーザパル
スを発射し、そして反射されたレーザパルスを受信す
る。そうすると、自動車（すなわち自動車上のレーザレ
ーダ・ユニット２４の位置）と所望の経路の参照物２２
との間の、実際のまたは絶対の距離ｄが決定される。こ
の情報から、レーザレーダ・ユニット２４は次の等式に
基づいて参照マーキングに対する自動車の横位置ｙを算
出する。
【００３２】ｙ ＝ ｄ・sin φ 所定の時刻に単一のレーザパルスしか発射されない、図
１に示したような設計のシステムで、もし自動車がヨー
角θを持つような方向を向いていたら、このヨー角が未
知であるので、距離ｄの決定は実際には推定となろう。
しかしながら、前述のように、高速では自動車のヨー角
θは極めて小さいので、この推定された距離ｄは概して
十分に正確になる。
【００３３】所望の経路の参照マーキング２２に対する
自動車の横位置ｙが分かってしまったら、自動車のこの
横位置と自動車の所望の経路１６との間の距離は、次の
等式で簡単に決定される。なぜなら、所望の経路１６と
所望の経路の参照マーキング２２との間の距離は、既知
の定数だからである。 所望の経路への距離 ＝ ｙ−ｈ 自動車の横位置と所望の経路１６との間の距離が決定さ
れてしまったら、自動車の操舵角δは適正に制御され
て、自動車は所望の経路１６に沿って誘導されるように
なる。
【００３４】図２は、図１で示したシステムの変形態様
を表している。ここでは、二つの異なったレーザレーダ
軸に沿って、二つのレーザパルスを本質的に同時に発射
するレーザレーダ・ユニット２４が採用されている。レ
ーザパルスのうち一方は、車両軸２０に対して角度φ１
を形成するレーザレーダ軸１８に沿って、所望の経路の
参照物２２に向かって指向されている。他方のレーザパ
ルスは、車両軸２０に対して角度φ２を形成するレーザ
レーダ軸２６に沿って、所望の経路の参照物２２に向か
って指向されている。反射されたレーザインパルスはレ
ーザレーダ・ユニット２４によって受信され、それぞれ
の軸１８，２６に沿った適切な距離ｄ１，ｄ２が決定さ
れる。それぞれの角度φ１，φ２との関連でこれらの距
離ｄ１，ｄ２から、方法の詳細は後ほど説明するが、自
動車の横位置ｙを決定するのに使用される二つの数値ｙ
１，ｙ２が決定される。本質的に同時に二つのレーザパ
ルスを発射することと、二つの距離ｄ１，ｄ２を決定す
ることとにより、自動車のヨー角θを決定することが可
能である。これにより、図１のように一時に単一のレー
ザパルスしか発射されないで近似的に決定する場合より
も、自動車の横位置ｙを精密に決定することが可能にな
る。それゆえ、自動車の誘導において極めて高い精度が
得られる。
【００３５】図２に示すシステムを実施するためには、
レーザレーダは図７に示す形態を取りうる。レーザレー
ダ・ユニット３２のこの形式は、レーザ４２と出力光学
系４６との間にビームスプリッタ４８が採用されている
点以外は、本質的には図６に示したものと同一である。
このビームスプリッタ４８は、レーザ４２からのエネル
ギを二つの異なる光線に二分し、二分された光線はそれ
ぞれの出力光学系４６を通って所望の経路の参照物２２
に指向される。それゆえ、複数の光線を発射するのに単
一のレーザおよびレーザドライバを採用することがで
き、また、反射されたレーザパルスを検出するのに単一
の受信機／検出器のユニットを採用することができる。
【００３６】図２および図７に示す複計測システムで
は、複数の光線が比較的広い領域に分布する必要がある
ので、分離した出力光学系４６または開口が採用されて
いることが望ましい。同様に、システムが要求するよう
に広い光線を供給するために、それぞれの出力光学系を
使用していれば、異なる形状の光線を採用することが可
能になる（例えば、自動車に近く指向された光線は、自
動車から遠く離れたところに指向された光線よりも、よ
り広くなっている必要がある。なぜなら、後者の光線
は、より長い距離を伝搬するので、光線が所望の経路の
参照マーキング２２に到達する時点では、広い面積をカ
バーするにことになるからである）。
【００３７】ビームスプリッタ４８は、キューブでもハ
ーフミラーでもホログラムでも、あるいは、レーザ４２
によって発生した光学エネルギを分割するための他の公
知の器具でも良い。また、ビームスプリッタ４８は、そ
れぞれのレーダ軸１８，２６に沿って所望の方向に（す
なわち車両軸に対して所望の角度φで）レーザパルス光
線を指向させるように、光学エネルギを分割するように
設計されていることが望ましい。
【００３８】再び図２に示すように、前述のように本シ
ステムは、異なった二つのレーザパルス光線を異なった
レーザレーダ軸１８，２６に沿って実質上同時に発射す
るように設計されており、各レーザパルスは車両軸２０
に対してそれぞれ異なった角度φ１，φ２の方向に向い
ている。反射されたレーザパルスは、受信光学系５０に
よって受信され、検出器５２によって検出されて信号調
整ユニット５４へ伝達される。実際のまたは絶対の距離
ｄ１，ｄ２はロジック４０で決定され、これらの信号に
関する適正な情報がコンピュータ３４に送られる。そし
てコンピュータ３４は、この距離ｄ１，ｄ２に関する情
報を使用し、車両軸からの各レーザパルスのオフセット
角である既知の角度φ１，φ２との関連で、自動車のヨ
ー角θ１，θ２と自動車の横位置ｙとの両方を算出す
る。これらの値は、次の等式で決定される。
【００３９】 θ ＝ tan-1 （ｄ２・sinφ２−ｄ１・sinφ１） ／（ｄ１・cosφ１−ｄ２・cosφ２） ｙ ＝ ｄ１・sin（θ＋φ１） ＝ ｄ２・sin（θ＋φ２） 二つのレーザパルスが実質上同時に発射されて二つの距
離ｄ１，ｄ２の計測がなされる際に、自動車の横位置ｙ
は、距離ｄ１と距離ｄ２とのどちらを使用しても決定す
ることが可能である。小さな作動誤差またはシステム内
のそういったものにより、距離ｄ１とｄ２とはある程度
は精密には互いに一致しない。自動車の横オフセットｙ
は、二つの値ｄ１，ｄ２のうち小さい方を使用して算出
することができる。自動車の横位置ｙのこの決定の仕方
では、自動車のヨー角θが考慮されており、それゆえ自
動車の精密な横位置を提供する。
【００４０】自動車の横位置ｙが決定されてしまった
ら、所望の経路に対する自動車のオフセットは、所望の
経路の参照物２２からの所望の経路１６の固定のオフセ
ットｈを差し引くだけで簡単に計算できる。その結果
は、所望の経路に対する自動車の位置（すなわちレーザ
レーダ・ユニットの位置）の横距離である。この距離が
分かれば、所望の経路１６に沿って自動車を誘導するた
めに、操舵アクチュエータにより前輪の操舵角δを適正
に変更することができる。
【００４１】図２および図７を参照した前述のシステム
は、自動車の横位置を検出するには極めて正確なシステ
ムであり、所望の経路に沿って自動車を高い信頼性で誘
導できるように、操舵角を精密に制御することができる
という点で利点がある。図１２および図１３は、単一の
レーザレーダ・ユニットから実質的に同時に二つ以上の
レーザパルス光線が発射される複数光線のシステムを示
している。本変形態様は、図７に示すビームスプリッタ
を変更するか交換するかで適当に実施することができ
る。同システムの他の必要なコンポーネントも同様であ
り、こうすれば、レーザにより発射された単一のレーザ
パルスから、それぞれ異なった角度φに指向された複数
のレーザパルス光線を生成することができる。
【００４２】前述の複数のレーザパルス光線のシステム
の持つ長所は、図４に示すようなシステムの変形態様で
受け継がれ、さらなる長所を生じる。図４に示すよう
に、この自動車の自動誘導装置は、自動車の縦軸の両サ
イドにそれぞれ位置している一対のレーザレーダ３２，
３２を含むようにも設計できる。各レーザレーダ・ユニ
ット３２は、自動車のそれぞれのサイドに実質的に同時
に二つのレーザパルス光線を発射するように設計されて
いる（すなわち、自動車の右サイドのレーザレーダは、
所望の経路の右側にある所望の経路の参照物に向かって
二つのレーザパルス光線を発射し、一方、自動車の左サ
イドのレーザレーダは、所望の経路の左側にある所望の
経路の参照物に向かって二つのレーザパルス光線を発射
する）。
【００４３】レーザレーダ３２，３２は、自動車のヘッ
ドライトの付近に設置するのが好ましい。レーザレーダ
３２，３２のそれぞれは、図７に示したのと同様の特徴
を持ている。さらに、レーザレーダ３２，３２はコンピ
ュータ３４と適正な信号線で接続されており、前述のも
のと同様にシステムの作動全体にわたる必要な情報およ
び制御をやりとりできるようになっている。希望があれ
ば、図４に示したシステムのレーザレーダ３２，３２
は、レーザレーダ３２，３２のそれぞれが所定の時刻に
単一のレーザパルス光線を発射するように、図６に示し
たような設計にすることもできる。
【００４４】図４のシステムでは一対のレーザレーダ３
２，３２が採用されているので、万一レーザレーダ３
２，３２のうち一方が作動不能になっても、他方のレー
ザレーダ３２によって得られる情報に基づいて自動車の
自動誘導を続ける能力が依然としてあるという別の利点
もある。さらに、障害物（例えば隣のレーンの自動車）
がレーザレーダのうち一方の視野を妨げていたとして
も、他方のレーザレーダで自動車の動きを制御するため
の適正な情報を得ることができる。それゆえ、本発明の
この実施態様ではシステムに組み込まれた冗長性があ
る。
【００４５】図４に示した前述の自動車の自動誘導装置
に対して、さらなる変形態様も可能である。図９および
図１０に示すように、発射されたレーザパルス光線が他
のレーザレーダからのレーザパルス光線を横切り、自動
車の反対側にある所望の経路の参照物に向かい自動車の
前方を横切って（すなわち車両軸を横切って）指向する
ように、レーザレーダのそれぞれを設置することもでき
る。すなわち、自動車の右側のレーザレーダは左側へ指
向しており、一方、自動車の左側のレーザレーダは右側
へ指向している。それゆえ、二つのレーザレーダによっ
て発射されたレーザパルス光線は、自動車の前で交差す
るパターンを形成する。図９および図１０に示されてい
るレーザレーダの配置は、路面に設置された所望の経路
の参照マーカとシステムとが相互に影響し合うようにシ
ステムが設計されている場合には、実に役に立ち、自動
車が参照マーカに近接していたり、時には跨っている場
合にも、参照マーカを検出することが可能である。ま
た、レーザレーダのこの配置は、視野の要求を減少さ
せ、レーダのダイナミックレンジや波長帯の要求も減少
させることができる。
【００４６】図５は、本発明の自動車の自動誘導装置に
関連するプログラムを示している。この誘導システムの
作動は、自動車の自動誘導装置を起動するボタンを自動
車を運転している人が押すと、ステップＳ１０から始ま
る。すなわち、本発明のシステムは、スイッチ等の手動
操作により起動することが望ましい。このようにして、
自動車の自動誘導に影響する特徴が無い場所では、自動
車は通常の方法で運転される。逆に、自動誘導に影響す
るのに必要な特徴が装備されている領域に自動車が入っ
たならば、運転者は適切なスイッチ等の手動操作で自動
車の自動誘導装置を起動することができる。
【００４７】システムが起動されてしまったら、後で詳
述するが、ステップＳ２０でレーン検出と操舵角δの算
出とのサブルーチンが実行される。ステップＳ７０で、
もしシステムが標的を検出しなかったと判定した場合に
は、プログラムはもう一度、レーン検出と操舵角δの算
出とのサブルーチンに立ち返る。ステップＳ７０で、も
し標的が検出されていれば、ステップＳ８０で操舵制御
が有効となり、こうしてステップＳ９０に達してプログ
ラム・エンドとなる。
【００４８】図８は、図５でステップＳ２０として一般
的に記載されているレーンの検出および操舵角δの算出
のサブルーチンを図説するものである。図８のサブルー
チンは、自動車の両側へレーザパルスを発射するために
一対のレーザレーダが採用されている、図４、図９およ
び図１０に示されているシステムにおいて使用される。
しかしながら、単一のレーザレーダが採用されているシ
ステムにおいても、適当に変形された同様のサブルーチ
ンが使用可能であると了解されたい。
【００４９】図８中の接尾字Ｌは、自動車の（ドライバ
の視点から見て）左側に位置しているレーザレーダに関
する距離やその他の計測値であることを示し、接尾字Ｒ
は、自動車の（ドライバの視点から見て）右側に位置し
ているレーザレーダに関する距離やその他の計測値であ
ることを示す。図８に示されているレーンの検出および
操舵角δの算出のサブルーチンでは、距離ｄ１Ｌおよび
ｄ２ＬはステップＳ２１で決定または計測される。ステ
ップＳ２２で、もし距離ｄ１Ｌおよびｄ２Ｌが両方とも
検出されていれば、自動車のヨー角もまた上記の等式に
基づいて決定される。またステップＳ２３では、自動車
の横位置ｙＬが決定される。この自動車の横位置ｙＬの
決定は、前述のように、短い方の距離ｄ１Ｌ，ｄ２Ｌと
の関連で一つの値（ｙ１Ｌまたはｙ２Ｌ）を選んで決定
される。なぜならこのような値は、長い方の距離に関連
した値よりもより正確だからである。
【００５０】ステップＳ２２でもし距離ｄ１Ｌおよびｄ
２Ｌが両方とも検出されているのでなくても、ステップ
Ｓ２４で距離ｄ１Ｌのみが決定されていれば、ｙ１Ｌは
ステップＳ２５で算出される。さもなければ、ステップ
Ｓ２６で距離ｄ２Ｌのみが決定されているのであれば、
ｙ２Ｌの値はステップＳ２７で検出される。もし、距離
ｄ１Ｌと距離ｄ２Ｌとのいずれも決定されていないので
あれば、ステップＳ２８で、標的は検出されておらずプ
ログラムはもう一度スタートに戻るものと決定される。
【００５１】ステップＳ２９〜Ｓ３６では、自動車の右
側に位置するレーザレーダからレーザパルスが発射され
た時に、同様のステップ列が実行される。ステップＳ３
７で、もしｙＬおよびｙＲの値が両方とも算出されてい
れば、ステップＳ３８で、自動車は左折しつつあるのか
または直進しつつあるのかが判定される。もし自動車が
左折しつつあるかまたは直進しつつあるのであれば、ス
テップＳ３９でｙＬおよびθＬの値を用いて自動車の操
舵角δが算出される。これとは逆に、もしステップＳ３
８で、自動車は左折も直進もしていないと判定されれ
ば、ステップＳ４２で、自動車の右側のレーザレーダに
よって発射されたレーザパルスから決定されたヨー角θ
Ｒおよび横位置ｙＲを用いて、自動車の操舵角δが算出
される。
【００５２】ステップＳ３７で、もし自動車の横位置ｙ
ＲおよびｙＬの両方が算出されているのでなければ、サ
ブルーチンはステップＳ４０に進み、ｙＬおよびｙＲの
値のうちどちらかが決定されているのかが判定される。
もしそうであれば、ステップＳ４１で操舵角δが算出さ
れる。その際、自動車の左側のレーザレーダから発射さ
れたレーザパルスにより決定されたヨー角θＬおよび横
位置ｙＬか、または自動車の右側のレーザレーダから発
射されたレーザパルスにより決定されたヨー角θＲおよ
び横位置ｙＲかの、いずれかがが使われる。もし、ステ
ップＳ４０でｙＬおよびｙＲのうちどちらも算出されて
いなかった場合には、ステップＳ４３でｙ１Ｌかｙ２Ｌ
かが算出されていないかが判定される。もしそうであれ
ば、ステップＳ４４で自動車が左折または直進しつつあ
るか否かが判定される。もし、自動車が左折か直進かを
していれば、ステップＳ４５でｙ１Ｌまたはｙ２Ｌの適
正な値を使用して操舵角δが算出される。
【００５３】ステップＳ４４で自動車が直進も左折もし
ていないと判定された場合には、サブルーチンはステッ
プＳ４７へ進み、ｙ１Ｒかｙ２Ｒかが算出されていない
かが判定される。算出されていなかった場合には、サブ
ルーチンの処理は操舵角δを算出するためのステップＳ
４５に戻る。一方、ステップＳ４７でｙ１Ｒまたはｙ２
Ｒが算出されていると判定された場合には、ステップＳ
４８で適正な横位置ｙ１Ｒまたはｙ２Ｒを利用して操舵
角δが算出される。
【００５４】ステップＳ４３で、もしｙ１Ｌもｙ２Ｌも
算出されていなかった場合には、プログラムはステップ
Ｓ４６に進んで、ｙ１Ｒまたはｙ２Ｒが算出されていな
かったかが判定される。もしどちらかの値が算出されて
いるのであれば、ステップＳ４８で、自動車の右側のレ
ーザレーダにより発射された一つのレーザパルスから決
定された横位置ｙ１Ｒか、または自動車の右側のレーザ
レーダにより発射された他のレーザパルスから決定され
た横位置ｙ２Ｒかに基づいて、自動車の操舵角δが算出
される。もしステップＳ４６で横位置ｙ１Ｒも横位置ｙ
２Ｒも算出されていなければ、プログラムはステップＳ
４９に進み、標的は検出されなかったと判定される。そ
してプログラムはもう一度最初からスタートする。
【００５５】本発明は、既存の道路にあるとしても最小
限の改造を加えることしか必要としない自動車の自動誘
導装置を提供する。それゆえ本発明は、システムを作動
可能にするのに必要なインフラストラクチャを既存の高
速道路やその他の適当な道路に装備する限りにおいて
は、時間や費用を大して支出することを必要としないの
で、比較的費用効果の優れた実施に大変適している。参
照マーキング２２’，２２”が必ずしも必要とされない
のであれば、この類のコスト増加は比較的少なくてす
む。
【００５６】本システムは、既存の高速道路やその他の
道路に関して使用されるように設計されているので、既
存の高速道路やその他の道路の状態を考慮に入れてシス
テムのパラメータが選定されることが望ましい。たとえ
ば、車両軸に対するレーダ軸のオフセット角φの値は、
もしオフセット角φがあまり大きすぎると、接近しつつ
ある道路の形状の観測を有効に行うことができなくなる
かもしれず、その結果応答時間の要求を短くさせ制御の
安定性を損なうことになる。その一方で、もしオフセッ
ト角φが小さすぎた場合には、単一の計測システム（例
えば図１を参照して前述）の場合には、自動車の横位置
の推定値と実際の自動車の横位置との間で誤差が増大す
る傾向にある。また、オフセット角φが極めて小さい場
合には、距離ｄは極めて大きくなる。さらに、実際には
レーザレーダが参照マーキングを見失うこともあり、特
にヨー角が極めて小さい場合にそうである。路面のレー
ンのそこの部分の広さに対しても考慮がなされるであろ
う。
【００５７】システムの作動のためにパラメータを選定
する際には、自動車のスピード、自動車の重量分布、旋
回半径、操舵応答および路面の摩擦等々のようないろい
ろな他のパラメータもまた、考慮されるべきである。本
発明による自動車の自動誘導装置は、所望の走行経路に
対する自動車の（位置および姿勢の）精密な決定ができ
るという点で、極めて優れている。この情報は、正確に
高信頼性で所望の経路に沿って自動車を誘導するのに、
使用することができる。本システムはまた、非常に広い
面積にわたって所望の経路参照物を検出することができ
るが、このことはシステムの継続的で適正な作動を保証
するのに有用である。
【００５８】本発明の実施にあたり、まだ他にも利点が
ある。たとえば、前述の文章中では自動車の動きを誘導
して与えられたレーン内に自動車を保持することが記述
されていたが、本システムは、車線変更など他の観点の
自動車の自動誘導制御にも採用されうる。この点に関
し、図１４に示すように隣のレーンに設置されている所
望の経路の参照物をカバーするだけの視野が得られるよ
うに、自動車に搭載されるレーザレーダ・ユニットは適
切に選択される。このシステムは、所望のレーンに沿っ
て自動車が誘導される際に、遠くの所望の経路参照物２
２”’（例えば隣のレーンを描いている所望の経路の参
照物）から反射されたレーザパルスは無視されて、近く
の所望の経路参照物２２’（例えば自動車が誘導されて
いるレーンに沿って配置された所望の経路の参照物）か
ら反射されたレーザパルスからの情報で作動するように
なっている。車線変更の動作（始めにハンドルを手動で
所望の方向へ回しても良いし、手動でスイッチ操作をし
ても良いし、自動手段によっても良い）の始まりから後
の適当な時刻で、自動車の誘導は、遠くの所望の経路参
照物２２”’から反射されたレーザパルスからもたらさ
れた情報に基づいて行われるようになる。
【００５９】図９、図１０、図１１および図１４に示さ
れているレーザパルス光線が交差している配設を使う
と、車線変更を含む自動車の誘導に使用する観点からは
特に適切である。この交差配設によれば、車線変更中に
自動車によって交差される所望の経路の参照物は、少な
くとも交差している光線のうち一つの領域には常に入っ
ているという事実の故に、車線変更中も連続的に自動車
を誘導することが可能になる。それゆえ、所望の経路の
参照マーカとのコンタクトは、車線変更動作の最中にも
失われることはない。
【００６０】本発明の自動車の自動誘導装置によれば、
隣のレーンにある他の自動車やその他の物体の存在を検
出することもまた可能である。すなわち、反射されて返
ってきた一つないしそれ以上のレーザパルスが、所望の
経路の参照物から反射されたことを示す制限領域内に無
かった場合には、隣のレーンに自動車があるものと見な
されうる。これによれば、例えば車線変更はすべきでな
いとの指示を出すことができる。
【００６１】隣のレーンの自動車の位置を連続的にモニ
ターしていることもまた可能であり、例えば、隣のレー
ンを走る自動車が他の自動車の前に車線変更を始めてい
るか否かを判定することができる。このようにして、自
動車の前に別の自動車が走っている場合にも、その自動
車との衝突を避けるために、自動的にブレーキをかけた
り速度を落としたりすることができる。
【００６２】以上、本発明の原理、好ましい実施例およ
び作動の態様を説明した。しかしながら、保護されるべ
き本発明は、開示された特定の形態に限定されると解釈
されるべきではない。これらは、制限するものではな
く、むしろ例示しているものである。クレーム（特許請
求の範囲）に記載されている本発明の精神から分離しな
い限り、他のものによる変形や変更はなされても良い。
したがって、前述の細かな記述は当然例示するものと解
釈されるべきであり、添付のクレームに記載されている
本発明の考え方や精神を制限するものであるとは解釈さ
れるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の自動車の自動誘導装置および自動誘
導方法に関する各種特性と、路面を走行する自動車とを
示す模式図
【図２】 本発明の他の観点による自動車の自動誘導装
置および自動誘導方法に関する各種特徴および各種特性
と、路面を走行する自動車とを示す模式図
【図３】 本発明による自動車の自動誘導装置を装備し
ている自動車の模式図
【図４】 本発明による他の自動車の自動誘導装置を装
備している自動車の模式図
【図５】 本発明の自動車の自動誘導装置の作動シーケ
ンスを示すフローチャート
【図６】 本発明の一実施例での自動車の自動誘導装置
に使用されているレーザレーダの各種特徴を示すブロッ
ク線図
【図７】 本発明の他の実施例での自動車の自動誘導装
置に使用されているレーザレーダの各種特徴を示すブロ
ック線図
【図８】 図５のフローチャートに関連する車線検出お
よび操舵角計算のサブルーチンのフローチャート
【図９】 レーザパルスが指向されている所望の経路の
参照物の一形態を示すとともに、二つのレーザレーダ・
ユニットから交差パターンでレーザパルスが指向される
レーザレーダ・ユニットの配置を示す、高速道路または
他の路面に沿って走行する自動車の斜視図
【図１０】レーザパルスが指向されている所望の経路の
参照物の他の形態を示す、高速道路または他の路面に沿
って走行する自動車の斜視図
【図１１】レーザパルスが指向されている所望の経路の
参照物の他の形態を示す、高速道路または他の路面に沿
って走行する自動車の斜視図
【図１２】図９と同様の所望の経路の参照物を示し、複
数のレーザパルスを異なる方向に発射する単一のレーザ
レーダ・ユニットを示す、高速道路または他の路面に沿
って走行する自動車の斜視図
【図１３】図１０と同様の所望の経路の参照物を示し、
複数のレーザパルスを異なる方向に発射する単一のレー
ザレーダ・ユニットを示す、高速道路または他の路面に
沿って走行する自動車の斜視図
【図１４】隣接するレーンの輪郭を描いている所望の経
路の参照マーキングを収める視野をもつレーザパルスを
示す、高速道路または他の路面に沿って走行する自動車
の斜視図
【符号の説明】
１２，１２’：自動車 １４：路面、道路の表面 １６：所望の走行経路、所望経路 １８，２６：レー
ザレーダ軸 ２０：車両軸 ２１：所望の経路と平行な線 ２２，２２’，２２”，２２”’：所望の経路の参照物 ２４，２４’：レーザレーダ・ユニット ２５：側壁
２８：前輪 ３０：操舵アクチュエータ ３２：レーザレーダ
３４：コンピュータ ３６：レーザパルス送信機 ３８：レーザパルス受信
機 ４０：ロジック・アレンジメント ４２：レーザ（発振器） ４４：ドライバ（レーザ
の） ４６：出力光学系 ４８：ビームスプリッタ ５０：受信光学系 ５２：検出器 ５４：信号調整
ユニット ５６：計時システム ５８：制御ロジック ｄ，ｄ１，ｄ２：距離（レーザレーダと参照物との間の
レーダ軸に沿う距離） ｈ：距離（参照物に対する所望経路のオフセット）
ｙ：横位置 δ：操舵角 θ：ヨー角 φ，φ１，φ２：レーザ
レーダのオフセット角

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所望経路の両側に位置する第１および第２
    の所望経路参照物が配設されている路面上の既定の該所
    望経路に沿って車両軸を保持し、走行する自動車を誘導
    する自動車の自動誘導装置であって、 前記車両軸の一方の側で前記自動車に設置されており、
    該自動車の他方の側へと前記第１の所望経路参照物とに
    向かってレーザパルスを送信するための、第１レーザパ
    ルス送信機と、 該車両軸の該他方の側で該自動車に設置されており、該
    自動車の該一方の側へと前記第２の所望経路参照物とに
    向かってレーザパルスを送信するための、第２レーザパ
    ルス送信機と、 該自動車に設置されており、該第１レーザパルス送信機
    と作動上で関連していて、該第１レーザパルス送信機に
    より送信され該第１の所望経路参照物から反射されたレ
    ーザパルスを受信するための、第１レーザパルス受信機
    と、 該自動車に設置されており、該第２レーザパルス送信機
    と作動上で関連していて、該第２レーザパルス送信機に
    より送信され該第２の所望経路参照物から反射されたレ
    ーザパルスを受信するための、第２レーザパルス受信機
    と、 該自動車を操舵するために該自動車に設置されている操
    舵アクチュエータと、 該操舵アクチュエータと該第１レーザパルス受信機およ
    び該第２レーザパルス受信機とに接続されており、該既
    定の所望経路に沿って自動車を誘導するよう、該第１レ
    ーザパルス受信機および該第２レーザパルス受信機によ
    って受信された反射されたレーザパルスに基づいて該操
    舵アクチュエータを制御するための、制御装置と、を有
    することを特徴とする自動車の自動誘導装置。
  2. 【請求項２】前記制御装置は、 前記第１レーザパルス送信機によりレーザパルスが発信
    される時点と、発射されたレーザパルスが前記第１の所
    望経路参照物から反射されて第１レーザパルス受信機に
    より受信される時点との間の時間差を指示する信号を発
    生するために、前記第１レーザパルス受信機に接続され
    ている計時システムと、 前記第２レーザパルス送信機によりレーザパルスが発信
    される時点と、発射されたレーザパルスが前記第２の所
    望経路参照物から反射されて第２レーザパルス受信機に
    より受信される時点との間の時間差を指示する信号を発
    生するために、前記第２レーザパルス受信機に接続され
    ているもう一つの計時システムと、を含んでいる、請求
    項１記載の自動車の自動誘導装置。
  3. 【請求項３】前記制御装置は、前記信号に基づいて前記
    自動車上の既定の点と前記所望経路参照物との間の距離
    を決定するために、前記計時システムと関連して作動す
    るコンピュータを含んでいる、請求項２記載の自動車の
    自動誘導装置。
  4. 【請求項４】前記制御装置は、前記自動車のヨー角を決
    定するコンピュータを含んでいる、請求項１記載の自動
    車の自動誘導装置。
  5. 【請求項５】前記第１レーザパルス送信機および前記第
    ２レーザパルス送信機は、各該レーザパルス送信機から
    送信されたレーザパルスを、前記車両軸に対して異なっ
    た角度に指向されている二つのレーザパルスに分割する
    ためのビームスプリッタを、それぞれ含んでいる、請求
    項１記載の自動車の自動誘導装置。
  6. 【請求項６】少なくとも一つの所望経路参照物が配設さ
    れている路面上の既定の該所望経路に沿って車両軸を保
    持し、走行する自動車を誘導する自動車の自動誘導装置
    であって、 前記少なくとも一つの所望経路参照物に向かってレーダ
    軸に沿ってレーザパルスを発射し、該少なくとも一つの
    所望経路参照物から反射されたレーザパルスを受信し
    て、該レーダ軸に沿って該少なくとも一つの所望経路参
    照物との間の距離を測定するレーザレーダと、 該自動車を操舵する操舵アクチュエータと、 該レーザレーダと該操舵アクチュエータとに接続されて
    おり、該レーザレーダによって測定された距離に基づい
    て該所望経路に対する該自動車の横位置を決定し、該既
    定の所望経路に沿って自動車を誘導するコンピュータ
    と、を有することを特徴とする自動車の自動誘導装置。
  7. 【請求項７】前記レーザレーダは、レーザパルスを発射
    するレーザパルス送信機と、該少なくとも一つの所望経
    路参照物から反射されたレーザパルスを受信するレーザ
    パルス受信機とを含んでいる、請求項６記載の自動車の
    自動誘導装置。
  8. 【請求項８】前記レーザパルス送信機は、車両軸に対し
    てそれぞれ異なった角度に指向して実質的に同時に発射
    される二つのレーザパルスに、該レーザパルス送信機か
    ら発射された各レーザパルスを分割するビームスプリッ
    タを含んでいる、請求項７記載の自動車の自動誘導装
    置。
  9. 【請求項９】前記レーザレーダは、前記車両軸に対して
    それぞれ異なった角度に指向している第１レーダ軸およ
    び第２レーダ軸にそれぞれ沿って第１レーザパルスおよ
    び第２レーザパルスを実質的に同時に発射し、該第１レ
    ーダ軸に沿った該レーザレーダと該少なくとも一つの所
    望経路参照物との間の第１距離と、該第２レーダ軸に沿
    った該レーザレーダと該少なくとも一つの所望経路参照
    物との間の第２距離とを測定する手段を含んでいる、請
    求項６記載の自動車の自動誘導装置。
  10. 【請求項１０】前記コンピュータは、前記第１距離およ
    び前記第２距離に基づいて、前記所望経路に対する自動
    車のヨー角を決定する、請求項９記載の自動車の自動誘
    導装置。
  11. 【請求項１１】前記レーザレーダは、 前記車両軸と交差している第１レーダ軸に沿ってレーザ
    パルスを発射するように適合させられており、前記少な
    くとも一つの所望経路参照物に向かって指向されている
    第１レーザレーダであるとともに、 前記所望経路の横にあり前記少なくとも一つの所望経路
    参照物の反対側にある他の所望経路参照物に向かって、
    該車両軸と交差している第２レーダ軸に沿って他のレー
    ザパルスを発射し、該他の所望経路参照物から反射され
    たレーザパルスを受信して、該第２レーダ軸に沿う該第
    ２レーザレーダと他の所望経路参照物との間の距離を測
    定する第２レーザレーダを含んでいる、 請求項６記載の自動車の自動誘導装置。
  12. 【請求項１２】前記レーザレーダは、レーザパルスが発
    射された時点と、該発射されたレーザパルスが前記少な
    くとも一つの所望経路参照物から反射され該レーザレー
    ダにより受信された時点との時間差に基づいて、該レー
    ダ軸に沿った距離を測定する計時システムを含んでい
    る、請求項６記載の自動車の自動誘導装置。
  13. 【請求項１３】前記レーザレーダ軸は、前記車両軸に対
    して斜めに指向している、請求項６記載の自動車の自動
    誘導装置。
  14. 【請求項１４】少なくとも一つの所望経路参照物が装備
    されている路面上の既定の所望経路に沿って車両軸を保
    持する自動車の自動誘導方法であって、 該少なくとも一つの所望経路参照物に向かってレーダ軸
    に沿ってレーザパルスを発射し、該少なくとも一つの所
    望経路参照物から反射された該レーザパルスを受信する
    ことにより、該レーダ軸に沿って該自動車上の一点から
    該少なくとも一つの所望経路参照物までの距離を測定す
    ることと、 前記距離に基づいて該所望経路に対する該自動車の横位
    置を決定することと、 該自動車を該所望経路に沿って誘導するために、該自動
    車の該横位置が該所望経路からオフセットしている時
    に、該自動車の運転と関連している操舵アクチュエータ
    を制御することと、を含んでいる自動車の自動誘導方
    法。
  15. 【請求項１５】前記距離は一方の距離であって、 該少なくとも一つの所望経路参照物に向かって他のレー
    ダ軸に沿って他のレーザパルスを発射し、該少なくとも
    一つの所望経路参照物から反射した該他のレーザパルス
    を受信することにより、該他のレーダ軸に沿って該自動
    車上の前記一点から該少なくとも一つの所望経路参照物
    までの他方の距離を測定することを含んでいる、請求項
    １４記載の自動車の自動誘導方法。
  16. 【請求項１６】前記一方の距離と前記他方の距離とに基
    づいて、該所望経路に対する該自動車のヨー角を決定す
    ることを含んでいる、請求項１５記載の自動車の自動誘
    導方法。
  17. 【請求項１７】前記距離は一方の距離であって、 前記少なくとも一つの所望経路参照物とは反対側に位置
    している他方の所望経路参照物に向かって他方のレーダ
    軸に沿って他方のレーザパルスを発射し、該他方の所望
    経路参照物から反射した該他方のレーザパルスを受信す
    ることにより、該他方のレーダ軸に沿って該自動車上の
    前記一点から該他方の所望経路参照物までの他方の距離
    を測定することを含んでいる、請求項１４記載の自動車
    の自動誘導方法。
  18. 【請求項１８】前記一方の距離と前記他方の距離とに基
    づいて、該所望経路に対する該自動車のヨー角を決定す
    ることを含んでいる、請求項１７記載の自動車の自動誘
    導方法。
  19. 【請求項１９】前記レーザパルスは、該自動車が走行す
    る路面上に該所望経路から間隔をとって配設されている
    反射ストライプに向かって発射され、前記ストライプか
    ら反射される、請求項１４記載の自動車の自動誘導方
    法。
  20. 【請求項２０】前記レーザパルスは、該所望経路から所
    定の間隔を置いて設置されている側壁上に位置している
    反射ストライプに向かって発射され、前記ストライプか
    ら反射される、請求項１４記載の自動車の自動誘導方
    法。
  21. 【請求項２１】前記操舵アクチュエータを制御するステ
    ップは、該自動車が走行しているレーン内に該自動車を
    維持するように、操舵アクチュエータを制御することを
    含んでいる、請求項１４記載の自動車の自動誘導方法。
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