JPH09244742A - 車両走行誘導装置 - Google Patents

車両走行誘導装置

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JPH09244742A
JPH09244742A JP8054331A JP5433196A JPH09244742A JP H09244742 A JPH09244742 A JP H09244742A JP 8054331 A JP8054331 A JP 8054331A JP 5433196 A JP5433196 A JP 5433196A JP H09244742 A JPH09244742 A JP H09244742A
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Hiroshi Tominaga
博 富永
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気マーカを用いた車両の操舵を制御する誘
導装置において、車両のハンチングを抑制する。 【解決手段】 走路に設けられた磁気マーカを磁気セン
サ10で検出し、磁気ECU11で相対変位を検出す
る。また、走路認識装置15で車両前方路が直進かカー
ブかを判定する。車両制御コンピュータ16は、検出さ
れた相対変位データのうち、最新側から順次古い相対位
置データを所定数個用いて現在の操舵制御量を算出す
る。また、カーブ路では、直進路に比べてサンプル数を
少なくし、最新のデータの重みを大きくして操舵量を演
算する。最新の相対変位データだけでなく、過去の相対
変位データも考慮して操舵量を決定するので、滑らかな
制御が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両走行誘導装置、
特に磁気マーカを用いた誘導装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、走路に設けられた磁気マーカ
の磁気を検出して車両の相対位置を検出し、この相対位
置に基づいて車両の操舵を制御する装置が提案されてい
る。
【0003】例えば、特開平1−253007号公報の
無人搬送車の走行制御方法及びその装置では、走路上の
定点に磁石を配設し、この磁石の磁界の強さを磁界検出
装置で検出してずれ量を低減させる方向に車両を制御し
て無人搬送車を軌道に沿って走行させる技術が開示され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検出し
たずれ量に基づいて操舵の修正を繰り返すと、比較的短
周期のハンチングが生じるため、無人搬送車ではあまり
問題とならないものの、乗用車等の有人車両に適用する
と、このハンチングにより乗り心地が低下するおそれが
ある。
【0005】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、磁気マーカを用いた
誘導において、ハンチングを抑制してドライバビリティ
を向上させることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、走路に設けられた磁気マーカの磁気
を検出することにより走路に対する車両の相対位置を検
出し、この相対位置に基づいて車両を誘導する車両走行
誘導装置において、磁気マーカの磁気を検出する磁気検
出手段と、検出した磁気に基づいて車両の相対位置を順
次検出する位置検出手段と、検出された相対位置データ
を順次記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された相対
位置データのうち、最新側から順次古い相対位置データ
を所定数読み出し、これら複数個の相対位置データに基
づいて現在の制御量を算出する演算手段と、算出された
制御量に基づいて車両の操舵を制御する制御手段を有す
ることを特徴とする。
【0007】このように、単に現在の(最新の)相対変
位データのみに基づいて操舵量を決定するのではなく、
過去の相対変位データも考慮して決定することにより、
局所的な相対変位ではなく、より大局的な相対変位、つ
まり車両の全体的な走行傾向を加味することができ、滑
らかな制御が可能となる。なお、「複数個の相対位置デ
ータに基づいて」とは、複数個の相対変位データを変数
として任意の関数関係で操舵量を決定することを意味し
ており、平均計算や重み付け平均計算等が含まれる。
【0008】また、上記目的を達成するために、第2の
発明は、第1の発明において、さらに、走路の曲率を検
出する曲率検出手段と、検出された曲率が大なる程前記
所定数を減少調整する調整手段を有することを特徴とす
る。
【0009】また、上記目的を達成するために、第3の
発明は、第1の発明において、さらに、走路の曲率を検
出する曲率検出手段を有し、前記演算手段は、検出され
た曲率が大なる程新しい相対位置データの重みを大きく
して現在の制御量を算出することを特徴とする。
【0010】このように、カーブ路の場合には、サンプ
ル数の減少あるいは重み付けによりその手前の直線部分
で得られた相対変位データの影響を小さくすることで、
精度良くカーブ路の操舵制御量を算出できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
【0012】図1には、本実施形態の構成ブロック図が
示されている。車両には3個の磁気センサ10が所定間
隔離間して車両バンパ下部に設けられており、走路に敷
設された磁気マーカの磁気を検出する。磁気センサ10
からの磁気検出信号は磁気ECU(電子制御装置)11
に出力される。磁気ECU11は、加減算回路を有し、
入力した3個の磁気検出信号の相違に基づいて、磁気マ
ーカからの相対変位(横変位)を順次算出する。相対変
位は、例えば磁気マーカに対して車両が右側に変位して
いる場合を正とする。以下、この時系列の相対変位デー
タをq(t)とする。相対変位データq(t)は車両制
御コンピュータ16に出力される。車両制御コンピュー
タ16はメモリを有しており、入力した相対変位データ
q(t)を順次このメモリに格納していく。また、車両
制御コンピュータ16には、車速センサ12からの車速
信号、舵角センサ14から現在の実操舵角及び走路認識
装置15からの前方走路形状が入力される。なお、走路
認識装置15としては、車両の前方を撮影するCCDカ
メラと画像処理装置の組み合わせ、あるいは地図データ
と現在位置検出装置の組み合わせ(いわゆるナビゲーシ
ョン装置)等を用いることができる。そして、車両制御
コンピュータ16は、これらのデータに基づいて後述す
る処理を実行し修正操舵量を算出し、ステアリングEC
U18に出力する。ステアリングECU18は、入力し
た制御量に基づいてステアリングアクチュエータ20を
駆動し、車両を磁気マーカに沿って走行させる。なお、
本実施形態では、操舵制御はいわゆるPID制御により
行われ、具体的には、現在の横変位量P(0)及びこの
横変位量の微分値(変化値)dP(0)/dtを用い
て、
【数1】 により算出している。但し、FB,FB2は所定のフー
ドバックゲインで、FFMAP は予めメモリに変位量との
関係でマップとして格納されている修正量である。
【0013】図2には、車両制御コンピュータ16で行
われる修正操舵量演算の処理フローチャートが示されて
いる。まず、車両制御コンピュータ16は、車両の前方
走路が直線であるか否かを判定する(S101)。この
判定は、走路認識装置15からの信号に基づいて行わ
れ、例えば、CCDカメラで得られた白線形状から前方
走路が直線であると判定された場合には、次に車速セン
サ12からの信号に基づいて現在の車速を検出する(S
102)。そして、この車速に基づいて、修正操舵量を
演算する際に用いる過去の相対変位データq(t)のサ
ンプル数nを決定する(S103)。このnは、2の倍
数で、かつ、車速が大なる程大きくなるように設定す
る。
【0014】図3には、車速に応じてサンプル数nを決
定する一例が示されており、車速が10km/h未満の
時はサンプル数は4個、10km/h以上20km/h
未満の時はサンプル数は6個・・・と決定される。この
ような関係を予めマップとしてメモリに格納しておき、
車速に対応したサンプル数を読み出すことでnが決定さ
れる。
【0015】再び図2に戻り、サンプル数nを車速に基
づいて計算した後、このnを用いて操舵制御に用いるた
めの現在の変位量P(0)及びその微分値dP(0)/
dtを算出する(S104)。具体的には、現在の変位
量P(0)は、
【数2】 で算出される。但し、q(0)が最新のデータで、q
(1),q(2)、・・・の順に古くなるとする。この
式から分かるように、現在の変位量P(0)は最新の相
対変位データq(0)を含む過去n個の相対変位データ
の平均値である。例えば、n=6の場合には、6個の相
対変位データq(0), q(1),q(2),q
(3),q(4),q(5)の平均値が現在の変位量P
(0)となる。一方、現在の変位量の微分値dP(0)
/dtは、
【数3】 で算出される。この式から分かるように、現在の変位量
の微分値dP(0)/dtは、過去の相対変位データの
所定時間間隔における差分の平均値であり、例えばn=
6の場合には、{q(3)−q(0)}、{q(4)−
q(1)}、{q(5)−(2)}の3個の差分の平均
値である。このようにしてP(0)及びdP(0)/d
tが算出された後、(1)式に従って修正操舵量を演算
し、ステアリングECU18に出力して操舵制御する
(S106)。
【0016】一方、S101にて前方走路が直進でない
と判定された場合には、その曲率ρ(またはカーブ半径
R=1/ρ)を算出し(S107)、その曲率に応じて
重みを決定する係数kを計算する(S108)。係数k
は曲率が大きい程小さくなるように決定される。なお、
曲率は、車両制御コンピュータ16で算出するのではな
く、画像処理装置等で算出して車両制御コンピュータ1
6に供給してもよい。
【0017】図4には、曲率に応じて係数kを決定する
一例が示されており、横軸はカーブ半径R,縦軸は係数
kである。カーブ半径が20m未満ではk=2、20m
以上40m未満ではk=3、・・・と決定される。具体
的には、図4の関係をマップとしてメモリに格納し、検
出したカーブ半径(曲率)に対応する係数kを読み出せ
ばよい。
【0018】再び図2に戻り、kの値を決定した後は直
線路の場合と同様に現在の変位量P(0)及び微分量d
P(0)/dtを算出する(S104)。但し、カーブ
路の場合には、最新の相対変位データq(0)と一つ前
の古いデータq(1)の2つのデータを用いて、
【数4】 により現在の変位量P(0)を算出する。すなわち、最
新のデータには重み(n−k)が乗算され、一つ前の古
いデータには重みkが乗算された重み付け平均である。
上述したように、係数kは曲率が大なる程小さくなるよ
うに設定されるから、最新のデータに対する重み(n−
k)は、曲率が大なる程大きくなり、逆に一つ前の古い
データに対する重みは、曲率が大なる程小さくなる。す
なわち、カーブの曲率が大きい(カーブがきつい)程、
新しいデータに多く依存して現在の変位量P(0)が算
出される。一方、微分値dP(0)/dtは、
【数5】 により算出される。すなわち、最新の相対変位データq
(0)と一つ前の古い相対変位データq(1)の差分で
ある。このようにしてP(0)及びdP(0)/dtが
算出された後、(1)式に従って修正操舵量を演算し、
ステアリングECU18に出力して操舵制御する(S1
06)。以上のように、車両制御コンピュータ16は、
直線路では所定個数の相対変位データを用いて修正操舵
量を決定するとともに、カーブ路ではそのサンプル数と
重みを変化させて修正操舵量を決定し、操舵制御を実行
する。
【0019】図5には、本実施形態の方法(A)及び従
来の方法(B)である走路を走行した場合の基準ライン
(磁気マーカ線)からの相対変位の時間変化を表したも
のである。両図において、横軸は時間、縦軸は基準ライ
ンからの相対変位であり、プラスが右寄り、マイナスが
左寄りであることを示す。時刻t1 において外乱、つま
り大きな横変位を加えた場合、従来方法では基準ライン
に収束していくもののハンチングが生じてしまい、車両
の動きが急峻であるのに対し、本実施形態における方法
によれば、過去の履歴も考慮して修正操舵量を決定して
いるので、ハンチングが抑制されて滑らかな制御が可能
となり、乗り心地が向上していることが分かる。これら
両図を比較すれば、本発明の有効性は明らかであろう。
【0020】なお、本実施形態では前方路がカーブ路で
ある場合には、直線路の場合に比べてサンプル数を6個
から2個に減少させ、かつ、これら相対変位データの重
みを変化させて現在の変位量P(0)及び微分量dP
(0)/dtを算出したが、サンプル数は直線路と同じ
で単にその重みだけを最新のデータの比重が大きくなる
ように変化させてもよい。また、カーブ路の場合には単
にサンプル数のみを減少させて現在の変位量P(0)及
び微分量dP(0)/dtを算出することも可能であ
り、構成及び処理の簡略化を図りつつハンチングを抑制
するのに有効であろう。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気マーカを用いた誘導においてハンチングを抑制して
ドライバビリティを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態の構成ブロック図である。
【図2】 実施形態の処理フローチャートである。
【図3】 車速とサンプル数nの関係を示すグラフ図で
ある。
【図4】 カーブ半径(曲率)と係数kの関係を示すグ
ラフ図である。
【図5】 実施形態及び従来の誘導方法による相対変位
の時間変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
10 磁気センサ、11 磁気ECU、12 車速セン
サ、14 舵角センサ、15 走路認識装置、16 車
両制御コンピュータ、18 ステアリングECU、20
ステアリングアクチュエータ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走路に設けられた磁気マーカの磁気を検
    出することにより走路に対する車両の相対位置を検出
    し、この相対位置に基づいて車両を誘導する車両走行誘
    導装置において、 磁気マーカの磁気を検出する磁気検出手段と、 検出した磁気に基づいて車両の相対位置を順次検出する
    位置検出手段と、 検出された相対位置データを順次記憶する記憶手段と、 記憶手段に記憶された相対位置データのうち、最新側か
    ら順次古い相対位置データを所定数読み出し、これら複
    数個の相対位置データに基づいて現在の制御量を算出す
    る演算手段と、 算出された制御量に基づいて車両の操舵を制御する制御
    手段を有することを特徴とする車両走行誘導装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の車両走行誘導装置におい
    て、さらに、 走路の曲率を検出する曲率検出手段と、 検出された曲率が大なる程前記所定数を減少調整する調
    整手段を有することを特徴とする車両走行誘導装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の車両走行誘導装置におい
    て、さらに、 走路の曲率を検出する曲率検出手段を有し、前記演算手
    段は、検出された曲率が大なる程新しい相対位置データ
    の重みを大きくして現在の制御量を算出することを特徴
    とする車両走行誘導装置。
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Cited By (4)

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