JPH09329665A - Vehicle detector - Google Patents

Vehicle detector

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Publication number
JPH09329665A
JPH09329665A JP8145375A JP14537596A JPH09329665A JP H09329665 A JPH09329665 A JP H09329665A JP 8145375 A JP8145375 A JP 8145375A JP 14537596 A JP14537596 A JP 14537596A JP H09329665 A JPH09329665 A JP H09329665A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
distance
points
detection device
point
Prior art date
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Pending
Application number
JP8145375A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuki Kuwabara
一樹 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP8145375A priority Critical patent/JPH09329665A/en
Publication of JPH09329665A publication Critical patent/JPH09329665A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the cost of a vehicle detector by specifying the direction of a vehicle against a tangential line to at least two points detected by a distance detector based on the distance in the longitudinal direction which is nearly parallel to the tangential line. SOLUTION: The direction of a vehicle 8 from a tangential line is specified based on the distance in the longitudinal direction. A vehicle direction specifying program for specifying the direction of the vehicle 8 based on the inclination of a straight line passing through two points on the vehicle 8 detected by means of laser radar equipment 16 by computing the inclination based on the distances to at least the two point in the Y-axis direction, a traveling speed, etc., acquiring program for acquiring the traveling speed and traveling acceleration of the vehicle 8 are stored in a ROM. An operator operates a remote controller 32 while watching a monitor 34. Since a distance detector 12 can be set in the width direction of a road, it becomes unnecessary to bury a magnetic field generating induction cable in the road along the length direction of the road and the cost of an automatic vehicle control system can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の方向等を検
出する車両検出装置に関するものである。この種の車両
検出装置は、車両自動操縦システム,車両走行テストシ
ステム等に使用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle detection device for detecting a vehicle direction and the like. This type of vehicle detection device is used in a vehicle automatic control system, a vehicle running test system, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】走行中の車両の方向を検出する車両検出
装置が従来より知られており、車両自動操縦システムに
使用されている。この車両検出装置においては、図14
に示すように、道路の両側に磁界発生用の誘導ケーブル
204,206が埋設され、これら磁界発生誘導ケーブ
ル204,206には、互いに異なる大きさの周波数の
交流電流が供給されるようになっていた。一方、車両2
10には、前面上と後面上とにそれぞれ磁界ピックアッ
プ212,214が取り付けられている。磁界ピックア
ップ212,214は、それぞれコイルを2個ずつ含む
ものであり、これらコイルのうち、一方のコイルは、磁
界発生誘導ケーブル204に供給される交流電流の周波
数と同じ周波数の磁界の変化を検出し得るものであり、
他方のコイルは、磁界発生誘導ケーブル206のそれを
検出し得るものである。
2. Description of the Related Art A vehicle detection device for detecting the direction of a running vehicle is conventionally known and used in an automatic vehicle control system. In this vehicle detection device, as shown in FIG.
As shown in FIG. 2, induction cables 204 and 206 for generating magnetic fields are buried on both sides of the road, and the magnetic field generation induction cables 204 and 206 are supplied with alternating currents having frequencies different from each other. It was On the other hand, vehicle 2
Magnetic field pickups 212 and 214 are attached to the front surface and the rear surface of the device 10, respectively. The magnetic field pickups 212 and 214 each include two coils, and one of these coils detects a change in the magnetic field having the same frequency as the frequency of the alternating current supplied to the magnetic field generation induction cable 204. Is possible,
The other coil can detect that of the magnetic field generation induction cable 206.

【0003】したがって、磁界発生誘導ケーブル20
4,206各々に互いに異なる大きさの周波数の交流電
流が供給されれば、各々において磁界が発生させられ、
それぞれの磁束の変化が磁界ピックアップ212,21
4の各々のコイルによって検出される。これら磁界ピッ
クアップ212,214の2個ずつのコイルにそれぞれ
流れる電流の大きさに基づいて磁界発生誘導ケーブル2
04,206から各コイルまでの距離が求められ、それ
ら距離に基づいて、車両210の磁界発生誘導ケーブル
204,206に対する相対的な方向が特定される。こ
のようにして検出された車両の方向が自動操縦に利用さ
れるのである。
Therefore, the magnetic field generation induction cable 20
When AC currents of different magnitudes are supplied to 4, 206, a magnetic field is generated in each,
The change of each magnetic flux is caused by the magnetic field pickups 212, 21.
Detected by each of the four coils. Based on the magnitude of the current flowing through each of the two coils of the magnetic field pickups 212 and 214, the magnetic field generation induction cable 2
The distance from 04, 206 to each coil is obtained, and the relative direction of the vehicle 210 with respect to the magnetic field generation induction cables 204, 206 is specified based on these distances. The direction of the vehicle thus detected is used for automatic steering.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の車
両検出装置においては、磁界発生誘導ケーブル204,
206を走行路の長手方向に沿って、すなわち、走行予
定線に沿って埋設する必要があり、設備コストが高くな
る問題があった。そこで、請求項1に係る第一発明の課
題(第一課題)は、検出方向を従来とは90度異ならせ
ることにより車両検出装置のコスト低減を図ることであ
る。また、請求項2に係る第二発明の課題(第二課題)
は、第一発明における距離検出装置を比較的長い距離の
検出に適したものとすることにより、車両検出装置を走
行路の長手方向から車両を検出するのに適したものとす
ることであり、請求項3に係る第三発明の課題(第三課
題)は、第二発明における受信器の配置を適切に決定す
ることにより車両検出装置のコスト上昇を抑えつつ車両
検出精度を確保することである。請求項4に係る第四発
明の課題(第四課題)は、車両の方向のみならず位置も
検出し得る車両検出装置を得ることである。
However, in the above-mentioned conventional vehicle detection device, the magnetic field generation induction cable 204,
It is necessary to embed 206 along the longitudinal direction of the traveling path, that is, along the planned traveling line, which causes a problem of increasing equipment cost. Then, the subject (1st subject) of the 1st invention which concerns on Claim 1 is aiming at cost reduction of a vehicle detection apparatus by making a detection direction different from conventional 90 degrees. Moreover, the subject of the second invention according to claim 2 (the second subject)
Is to make the distance detection device in the first invention suitable for detecting a relatively long distance, thereby making the vehicle detection device suitable for detecting a vehicle from the longitudinal direction of the traveling path, An object (third problem) of the third invention according to claim 3 is to ensure vehicle detection accuracy while suppressing an increase in cost of the vehicle detection device by appropriately determining the arrangement of the receiver in the second invention. . An object (fourth problem) of the fourth invention according to claim 4 is to obtain a vehicle detection device capable of detecting not only the direction of the vehicle but also the position.

【0005】[0005]

【第一課題を解決するための手段,作用および発明の効
果】第一発明においては、上記第一課題が、車両検出装
置を、(1) 車両上の、その車両が走行する予定の走行予
定線に対する接線の方向から見てその接線に直角な横方
向に互いに離れた少なくとも2点までの、接線にほぼ平
行な縦方向の距離をそれぞれ検出する距離検出装置と、
(2) その距離検出装置によって検出された少なくとも2
点までの距離に基づいて、接線に対する車両の方向を特
定する車両方向特定手段とを含むものとすることによっ
て解決される。
[Means, Actions and Effects of the Invention for Solving the First Problem] In the first invention, the above-mentioned first problem is to provide a vehicle detection device, (1) a traveling schedule on which the vehicle is scheduled to travel. A distance detection device for detecting a vertical distance substantially parallel to the tangent line, up to at least two points separated from each other in the lateral direction perpendicular to the tangent line to the line,
(2) At least 2 detected by the distance detecting device
Vehicle direction specifying means for specifying the direction of the vehicle with respect to the tangent line based on the distance to the point.

【0006】距離検出装置は、車両上の横方向に互いに
離れた少なくとも2点までの縦方向の距離を検出するも
のであり、従来の車両検出装置におけるように、横方向
の距離を検出するものではない。検出方向を90度異に
しているのであり、そのため、距離検出装置は走行予定
線に沿って設けられるのではなく、横方向に沿って設け
られる。走行路の横方向の長さは一般に縦方向の長さに
比較して非常に短くて済むため、横方向に沿って配設し
た方が距離検出装置の配設範囲が狭くて済み、設備コス
トが安価になる。従来の車両検出装置におけるようにほ
ぼ縦方向に沿って磁界発生誘導ケーブル204,206
を配設する場合に比較してコスト低減を図り得るのであ
る。
The distance detecting device detects a distance in the vertical direction to at least two points separated from each other in the lateral direction on the vehicle, and detects a distance in the lateral direction as in a conventional vehicle detecting device. is not. Since the detection directions are different by 90 degrees, the distance detection device is not provided along the planned traveling line but is provided along the lateral direction. Generally, the horizontal length of the travel path is much shorter than the vertical length, so that the distance detection device can be installed along the horizontal direction because the range of installation of the distance detection device is narrower. Will be cheaper. As in the conventional vehicle detection device, the magnetic field generation induction cables 204, 206 are arranged substantially along the vertical direction.
The cost can be reduced as compared with the case of arranging.

【0007】ここで、走行予定線が直線的に延びている
場合には走行予定線と接線とが一致し、その接線に直角
な横方向は走行予定線と直交する方向となり、横方向は
走行予定線上のいずれの位置においても同じ方向にな
る。したがって、距離検出装置を、例えば、車両が走行
する予定の領域である走行予定領域の端部の横方向に沿
った1か所に設ければ、車両がその走行予定領域内のい
ずれの位置にあっても、車両上の点までの縦方向の距離
を検出し得る。距離検出装置は、走行予定領域の前方に
設けても後方に設けてもよい。
Here, when the planned traveling line extends linearly, the planned traveling line and the tangent line coincide with each other, and the lateral direction perpendicular to the tangent line is the direction orthogonal to the planned traveling line, and the lateral direction travels. The direction is the same at any position on the planned line. Therefore, if the distance detecting device is provided, for example, at one location along the lateral direction of the end of the planned traveling area, which is the area where the vehicle is planned to travel, the vehicle can be located at any position within the planned traveling area. Even if there is, the vertical distance to the point on the vehicle can be detected. The distance detection device may be provided in front of or behind the planned travel area.

【0008】それに対して、走行予定線が曲線状に延び
ている場合には、その曲線上の位置によって接線の方向
が変わり、それに伴って縦方向が変わる。横方向も縦方
向の変化に伴って変わる。この場合には、例えば、走行
予定領域を複数に区切り、それら区切られた各々の区切
走行予定領域において距離検出装置を横方向に沿って配
設すればよい。この場合のように、請求項に記載の「接
線」は、区切走行予定領域内の走行予定線の一点に対す
る接線を意味する場合や、走行予定線を代表する直線を
意味する場合もある。走行予定線が曲線状に延びている
場合に、距離検出装置を走行予定領域のいずれか一方の
端部のみに設けた場合には、車両上の点までの距離を検
出できない場合がある。しかし、上述のように区切走行
予定領域毎に距離検出装置を設ければ、車両がその区切
走行領域内のどの位置にあっても、その区切走行領域に
ついて設けられた距離検出装置によって車両上の点まで
の距離を検出し得る。したがって、走行予定線が曲線状
に延びていても、車両が走行予定領域内のいずれの位置
にあっても車両上の点までの距離を検出し得るようにす
ることができるのである。このように、走行予定線が曲
線状に延びている場合には、距離検出装置が複数箇所に
設けられる場合もあるが、その場合でも距離検出装置は
横方向に沿って設けられるため、曲線の曲率半径がそれ
ほど小さくなく、カーブ(湾曲点)がそれほど多くない
場合には、車両走行予定領域全域において走行予定線に
沿って磁界発生誘導ケーブルを設ける場合より設備コス
トが安くて済む。
On the other hand, when the planned running line extends in a curved line, the direction of the tangent line changes depending on the position on the curved line, and the vertical direction changes accordingly. The horizontal direction also changes with the change in the vertical direction. In this case, for example, the planned traveling area may be divided into a plurality of areas, and the distance detection device may be arranged in the lateral direction in each of the divided planned traveling areas. As in this case, the "tangent line" in the claims may mean a tangent line to one point of the planned traveling line in the bounded traveling planned area, or a straight line representing the planned traveling line. When the planned travel line extends in a curved line, if the distance detection device is provided only at one end of the planned travel area, the distance to the point on the vehicle may not be detected. However, if a distance detection device is provided for each of the bounded travel areas as described above, no matter where the vehicle is located within the bounded travel area, the distance detection device provided for the bounded travel area can be used on the vehicle. The distance to the point can be detected. Therefore, it is possible to detect the distance to the point on the vehicle regardless of the position of the vehicle within the planned traveling area even if the planned traveling line extends in a curved line. In this way, when the planned travel line extends in a curved shape, the distance detection device may be provided at a plurality of locations, but even in that case, since the distance detection device is provided along the lateral direction, When the radius of curvature is not so small and the number of curves (curving points) is not so large, the equipment cost is lower than the case where the magnetic field generation induction cable is provided along the planned traveling line in the entire planned traveling region of the vehicle.

【0009】距離検出装置によって検出された車両上の
横方向に離れた少なくとも2点までの縦方向の距離に基
づいて、車両の接線に対する方向が車両方向特定手段に
よって特定される。例えば、車両上の2点が車両の外形
を規定する同一外面上の2点で、その外面が後面または
前面であり、これら2点までの縦方向の距離が互いに等
しい場合には、車両の方向は接線に対して平行であると
特定することができ、互いに異なる場合には傾いている
と特定することができる。また、外面が側面で、これら
2点までの距離が互いに等しい場合には、車両は接線に
対して直角の姿勢にあると特定することができる。車両
上の2点が同一外面上の点ではない場合には、その2点
を通る直線と車両の基準線(例えば、車両を前後方向に
貫く直線)との関係およびその2点を通る直線の接線に
対する傾きに基づいて、車両の接線方向に対する方向を
特定することが可能である。
The direction to the tangent of the vehicle is specified by the vehicle direction specifying means based on the vertical distances to at least two points separated laterally on the vehicle detected by the distance detection device. For example, if two points on the vehicle are two points on the same outer surface that define the outer shape of the vehicle, and the outer surface is the rear surface or the front surface, and the vertical distances to these two points are the same, the direction of the vehicle Can be specified to be parallel to the tangent, and can be specified to be tilted if they are different from each other. When the outer surface is the side surface and the distances to these two points are equal to each other, it can be specified that the vehicle is in a posture perpendicular to the tangent line. If two points on the vehicle are not on the same outer surface, the relationship between the straight line passing through the two points and the reference line of the vehicle (for example, the straight line passing through the vehicle in the front-rear direction) and the straight line passing through the two points It is possible to specify the direction with respect to the tangential direction of the vehicle based on the inclination with respect to the tangent line.

【0010】[0010]

【第二課題を解決するための手段,作用および発明の効
果】第二課題は、第一発明における距離検出装置を、ほ
ぼ縦方向に信号を発する発信器と、その発信器と縦方向
の位置が同じでかつ車両上の少なくとも2点と横方向の
位置がそれぞれ同じであって発信器から発信されて車両
上の少なくとも2点で縦方向に反射された信号をそれぞ
れ受信する少なくとも2個の受信器とを含むものとし、
かつ、車両方向特定手段を、発信器の発信時から各受信
器の受信時までの時間と、少なくとも2点の横方向の間
隔とに基づいて、少なくとも2点を通る直線の横方向に
対する傾斜角度を演算する方向演算手段を含むものとす
ることによって解決される。発信器は各受信器と対応し
て受信器と同数配設することが望ましいが、複数の受信
器に対して共通に1個の発信器を設けることも可能であ
る。後者の場合には、受信器の横方向の位置が発信器と
は異なることとなる。なお、上記「傾斜角度」には、角
度自体の他に、傾斜角度を角度θとした場合のtanθ
等も含まれる。tanθの大きさが値kである場合に
は、角度θは式(θ=tan-1k)に従って設定範囲内
(−90°<θ<90°)において一義的に求められ
る。
A second object of the distance detecting device according to the first aspect of the present invention is to provide a transmitter that emits a signal in a substantially vertical direction, and the position of the transmitter and the vertical position. At least two points which are the same and have the same lateral position as at least two points on the vehicle, and which respectively receive the signals emitted from the transmitter and reflected longitudinally at at least two points on the vehicle. And vessels,
In addition, the vehicle direction specifying means is configured to incline the straight line passing through at least two points with respect to the horizontal direction based on the time from the transmission of the transmitter to the reception of each of the receivers and the horizontal interval of at least two points. It is solved by including a direction calculating means for calculating Although it is desirable that the same number of transmitters as the receivers be provided corresponding to each receiver, it is possible to provide one transmitter in common for a plurality of receivers. In the latter case, the lateral position of the receiver will be different than the transmitter. It should be noted that the above-mentioned “tilt angle” is not limited to the angle itself, and tan θ when the tilt angle is the angle θ.
Etc. are also included. When the magnitude of tan θ is the value k, the angle θ is uniquely obtained within the set range (−90 ° <θ <90 °) according to the equation (θ = tan −1 k).

【0011】上述のように、本第二発明の距離検出装置
は、発信器と受信器とを含むものであり、発信器によっ
てほぼ縦方向に発信され、車両上の少なくとも2点にお
いて縦方向に反射した信号はそれぞれ別個の受信器によ
って受信される。信号の伝送速度cが同じ場合には、伝
送距離、すなわち、発信器から車両上の点までの距離
(往路)と車両上の点から受信器までの距離(復路)と
の和が大きうほど、発信器によって信号が発信されてか
ら受信器によって信号が受信されるまでの間の時間tが
長くなる。ここでは、発信器と受信器とは縦方向の位置
が同じであるため、横方向の位置も同じであれば、信号
の往路と復路とはほぼ同じになり、車両上の点までの距
離dは、信号の伝送距離を2で割ればよいことになる
(d=ct/2)。発信器と受信器との横方向の位置が
異なっている場合には、距離の演算時に補正が必要にな
る。
As described above, the distance detecting device of the second aspect of the present invention includes the transmitter and the receiver, and is transmitted by the transmitter in a substantially vertical direction, and is vertically transmitted at at least two points on the vehicle. Each reflected signal is received by a separate receiver. When the signal transmission rate c is the same, the transmission distance, that is, the sum of the distance from the transmitter to a point on the vehicle (outward route) and the distance from the vehicle to the receiver (return route) increases. The time t from the time when the signal is transmitted by the transmitter to the time when the signal is received by the receiver becomes long. Here, since the transmitter and the receiver have the same vertical position, if the horizontal position is also the same, the forward and return paths of the signal are almost the same, and the distance d to the point on the vehicle is d. Means that the signal transmission distance should be divided by 2 (d = ct / 2). If the lateral positions of the transmitter and the receiver are different, correction is required when calculating the distance.

【0012】このように、第二発明においては、距離検
出装置が車両の外部に設けられることになるが、第一発
明においては車両上に設けてもよい。例えば、車両上の
横方向に隔たった2点に発信器および受信器をそれぞれ
設置するとともに道路の横方向に延びる壁を設け、それ
ぞれの発信器から信号を発信し、壁において反射した反
射信号を受信器において受信すれば、壁と2点までの距
離を第二発明における場合と同様に各々検出することが
できる。この場合には、車両上の2点間の間隔と壁まで
のそれぞれの距離の差とに基づいて傾斜角度が特定され
ることになる。なお、第一発明においても、第二発明に
おいても、距離検出装置は固定的に設けられても移動可
能に設けられてもよい。
As described above, in the second invention, the distance detecting device is provided outside the vehicle, but in the first invention, it may be provided on the vehicle. For example, a transmitter and a receiver are installed at two laterally separated points on a vehicle, and a wall extending in the lateral direction of a road is provided. A signal is emitted from each transmitter and a reflected signal reflected on the wall is transmitted. If it is received by the receiver, the distance to the wall and the two points can be detected respectively as in the case of the second invention. In this case, the inclination angle is specified based on the distance between two points on the vehicle and the difference between the distances to the walls. In addition, in both the first invention and the second invention, the distance detection device may be provided fixedly or movably.

【0013】方向演算手段によって、車両上の2点を通
る直線の横方向に対する傾斜角度が演算される。例え
ば、傾斜角度を角度θとした場合のtanθの値k(傾
き)は、2点までのそれぞれの距離の差を2点間の間隔
で割ることによって求められ、tan-1kを演算するこ
とにより角度θの大きさが求められる。そして、車両上
の2点を通る直線の横方向に対する傾斜角度θが求まれ
ば、実施の形態において詳述するが、その角度θに基づ
いて車両の接線に対する方向が求められる。例えば、図
4において、2点を通る直線が車両の後面に平行な直線
であり、その傾斜角度が正の角度θ(以下、反時計回り
の角度を正の角度とする)の場合には、接線(Y軸)に
対する車両の方向は、正の角度θだけ傾いた方向と特定
することができる。また、図7において、2点を通る直
線が右側面であり、傾斜角度が負の角度θ(以下、時計
回りの角度を負の角度とする)の場合には、Y軸に対す
る方向が(270°−|θ|)=(270°+θ)であ
ると特定することができる。
The direction calculating means calculates the inclination angle of the straight line passing through the two points on the vehicle with respect to the lateral direction. For example, the value k (inclination) of tan θ when the inclination angle is the angle θ is obtained by dividing the difference between the respective distances up to two points by the interval between the two points, and calculating tan −1 k Is used to determine the size of the angle θ. Then, if the inclination angle θ of the straight line passing through two points on the vehicle with respect to the lateral direction is obtained, the direction with respect to the tangent line of the vehicle is obtained based on the angle θ, which will be described in detail in the embodiment. For example, in FIG. 4, when a straight line passing through two points is a straight line parallel to the rear surface of the vehicle and the inclination angle is a positive angle θ (hereinafter, the counterclockwise angle is a positive angle), The direction of the vehicle with respect to the tangent line (Y axis) can be specified as a direction inclined by a positive angle θ. Further, in FIG. 7, when the straight line passing through the two points is the right side surface and the inclination angle is a negative angle θ (hereinafter, a clockwise angle is a negative angle), the direction with respect to the Y axis is (270 It can be specified that (° − | θ |) = (270 ° + θ).

【0014】[0014]

【第三課題を解決するための手段,作用および発明の効
果】第三課題は、第二発明に係る車両検出装置におい
て、受信器を横方向に50mm以上、900mm以下の間隔
で2000mm以上の範囲にわたって3個以上配列するこ
とにより解決される。受信器は、車両上の横方向に互い
に離れた少なくとも2点において縦方向に反射した信号
を受信し得る間隔で配列する必要がある。車両の方向が
走行予定線の接線方向とほぼ一致しており、かつ、車両
と距離検出装置との横方向のずれがない場合には、受信
器を車幅より僅かに狭い間隔で2個配設すればよい。し
かし、車両の方向は常に走行予定線の接線方向とほぼ一
致しているとは限らない。スピン等により車両の方向が
接線方向から大きく外れることがあり得るのであり、こ
の場合には、車両の後面の横方向の投影長さが実際の車
幅より小さくなる。また、車両のコーナ近傍において
は、縦方向に反射する信号が殆ど無かったり、弱かった
りするため、コーナ近傍の点までの距離を検出すること
は一般に困難である。また、受信器が2個の場合には、
車両と距離検出装置との横方向のずれが生じた場合に車
両上の2点までの距離を検出できなくなることがある。
そのため、受信器は3個以上、車幅Wの2分の1(W/
2)より狭い間隔で車幅Wより広い範囲に配設すること
が望ましく、普通乗用車では、車幅Wは大きくても18
00mm程度であるため、2000mm以上の範囲に、隣接
する受信器の間隔を900mm以下で配設することが望ま
しい。隣接する受信器の間隔は小さいほど車両検出精度
が向上するが、反面設備コストも高くなるため、両者を
勘案して決定すべきであり、50mm以上とすることが望
ましい。受信器の配設間隔が狭い場合には、車両外面の
凹凸をも検出し得るため、外面を特に平面とする必要は
ないが、受信器の配設間隔が凹凸を検出し得るほどに狭
くない場合には、車両の側面や前,後面に平板を固定
(垂直であることが望ましい)し、それら平板上の点ま
での距離を検出することが望ましい。
[Means for Solving the Third Problem, Action and Effect of the Invention] A third problem is that in the vehicle detection device according to the second invention, the receiver is in the range of 50 mm or more and 900 mm or less in the range of 2000 mm or more. It is solved by arranging three or more over. The receivers must be spaced apart so that they can receive longitudinally reflected signals at at least two laterally spaced points on the vehicle. If the direction of the vehicle is almost the same as the tangential direction of the planned traveling line and there is no lateral shift between the vehicle and the distance detection device, two receivers are arranged at an interval slightly narrower than the vehicle width. Just set it up. However, the direction of the vehicle is not always almost the same as the tangential direction of the planned running line. The direction of the vehicle may be largely deviated from the tangential direction due to spin or the like, and in this case, the lateral projection length of the rear surface of the vehicle becomes smaller than the actual vehicle width. Further, in the vicinity of the corner of the vehicle, there is almost no signal reflected in the vertical direction or the signal is weak, so that it is generally difficult to detect the distance to a point near the corner. If there are two receivers,
When the vehicle and the distance detecting device are laterally displaced from each other, the distance to two points on the vehicle may not be detected.
Therefore, the number of receivers is 3 or more, which is 1/2 of the vehicle width W (W /
2) It is desirable to dispose at a narrower interval in a range wider than the vehicle width W. In a normal passenger car, the vehicle width W is 18 even if it is large.
Since it is about 00 mm, it is desirable that the distance between adjacent receivers is set to 900 mm or less in the range of 2000 mm or more. The smaller the distance between the adjacent receivers is, the higher the vehicle detection accuracy is. However, the equipment cost is also increased. Therefore, it should be determined in consideration of both, and it is preferable that the distance is 50 mm or more. When the receivers are arranged at narrow intervals, it is possible to detect irregularities on the vehicle outer surface, so it is not necessary to make the outer surface particularly flat, but the intervals at which the receivers are disposed are not narrow enough to detect irregularities. In this case, it is desirable to fix (preferably be vertical) flat plates on the side, front and rear surfaces of the vehicle and detect the distance to points on the flat plates.

【0015】[0015]

【第四課題を解決するための手段,作用および発明の効
果】第四課題は、第一ないし第三発明のいずれかにおけ
る距離検出装置を、車両上において互いに交差する2直
線の一方上における少なくとも2点と他方上における少
なくとも1点とまでの距離を検出可能なものとし、か
つ、当該車両検出装置に、その距離検出装置により検出
された各点までの縦方向の距離と、それら距離が検出さ
れた各点の横方向の位置とに基づいて、車両の予め定め
られた特定点の横方向および縦方向の位置を検出する位
置検出装置を設けることによって解決される。
A fourth object of the present invention is to provide a distance detecting device according to any one of the first to third inventions on at least one of two straight lines intersecting each other on a vehicle. The distance between two points and at least one point on the other side can be detected, and the vehicle detection device detects the distances in the vertical direction to each point detected by the distance detection device and the distances. The problem is solved by providing a position detection device that detects the horizontal and vertical positions of a predetermined specific point of the vehicle based on the determined horizontal position of each point.

【0016】これら2直線が、例えば、後面または前面
に沿った直線と側面に沿った直線とである場合には、上
記点を、後面上の互いに横方向に隔たった2点と側面上
の1点としたり、後面上の1点と側面上の互いに横方向
に隔たった2点としたりすることができる。また、これ
ら3点の横方向の位置は、本第四発明が第二発明または
第三発明の車両検出装置に適用された場合には、反射し
た信号を受信した受信器の位置に応じて検出することが
できる。受信器は縦方向に反射した信号を受信するもの
であるため、受信器の横方向の位置と車両上の点のそれ
とは同じになる。
When these two straight lines are, for example, a straight line along the rear surface or the front surface and a straight line along the side surface, the above-mentioned points are defined by two points on the rear surface laterally separated from each other and one on the side surface. It may be a point or one point on the rear surface and two points laterally separated from each other on the side surface. Further, the lateral positions of these three points are detected according to the position of the receiver that receives the reflected signal when the fourth invention is applied to the vehicle detection device of the second invention or the third invention. can do. Since the receiver receives the signal reflected in the vertical direction, the horizontal position of the receiver is the same as that of the point on the vehicle.

【0017】車両の予め定められた特定点の縦方向およ
び横方向の位置は、上述の各点までの縦方向の距離と横
方向における位置とに基づいて位置検出装置によって検
出される。特定点は、後面,前面,側面上の予め定めら
れた点であっても、それ以外の点、例えば、重心等あっ
てもよい。特定点の位置は、例えば、上記3点以上の縦
方向の距離と横方向の位置とに基づいて上記2直線を求
め、これら2直線に基づいて特定することができる。2
直線を検出する場合には、通常の車両においては、後面
または前面と側面とは互いに直交しているため、一方の
面に沿った直線の傾きが特定できれば、他方の直線の傾
きを特定することができる。そのため、他方の面上にお
いては2点までの距離を検出することは不可欠ではなく
1点までの距離でもよいのである。
The vertical and horizontal positions of the predetermined specific point of the vehicle are detected by the position detecting device based on the vertical distance to each point and the horizontal position. The specific point may be a predetermined point on the rear surface, the front surface, or the side surface, or may be another point such as the center of gravity. The position of the specific point can be specified, for example, by obtaining the above-mentioned two straight lines based on the above-mentioned three or more points in the vertical direction and the position in the horizontal direction. Two
When detecting a straight line, in a normal vehicle, the rear surface or the front surface and the side surface are orthogonal to each other, so if the slope of the straight line along one surface can be specified, specify the slope of the other straight line. You can Therefore, it is not essential to detect the distance to two points on the other surface, and the distance to one point may be detected.

【0018】受信器の個数が少ない場合、例えば3個で
ある場合に、車両の後方からの距離の検出を1回のみ行
ったとすれば、3個のうちの2個が同じ面上の2点まで
の距離を検出し、残る1個が別の面上の1点までの距離
を検出したことは判っても、2個の受信器により検出さ
れたのが後面上の点か側面上の点かが判らず、車両の方
向検出に90度の誤差が生じる可能性がある。しかし、
車両の方向が走行予定線の接線方向とほぼ一致している
状態から連続的にあるいは短い時間間隔で距離検出を行
えば、車両の方向が徐々に変化していく状態を検出する
ことができ、上記誤差の発生を回避し得る。車両は長さ
が幅より大きく、かつ、前面または後面と側面とは互い
に直角であるのが普通であるため、受信器が小さい配設
間隔で広い範囲に配設されている場合には、車両の方向
の接線方向に対するずれ角度が±90度の範囲内である
限り1回の距離検出で車両の方向を特定し得る。
If the number of receivers is small, for example, three, and if the distance from the rear of the vehicle is detected only once, two of the three are two points on the same plane. Even if it is known that the remaining one has detected the distance to one point on another surface, the two receivers have detected the point on the rear surface or the point on the side surface. There is a possibility that a 90-degree error may occur in the direction detection of the vehicle because it is not known. But,
If distance detection is performed continuously or at short time intervals from a state in which the vehicle direction substantially matches the tangential direction of the planned traveling line, it is possible to detect a state in which the vehicle direction gradually changes. It is possible to avoid the occurrence of the above error. Since the length of the vehicle is larger than the width and the front surface or the rear surface and the side surface are generally perpendicular to each other, when the receivers are arranged in a wide range with a small interval, The direction of the vehicle can be specified by detecting the distance once as long as the deviation angle of the direction of with respect to the tangential direction is within the range of ± 90 degrees.

【0019】[0019]

【発明の補足説明】本発明は請求項に記載の態様の他、
以下に列挙する態様でも実施することができる。 (1)前記発信器が前記受信器の各々に対応して各受信
器と実質的に同じ位置に配設された請求項2ないし4の
いずれか1つに記載の車両検出装置。本態様の車両方向
検出装置においては、互いに横方向に隔たった複数の信
号が縦方向に平行に発せられることになる。これら複数
の信号のうちの少なくとも2つの信号は、車両上の横方
向に隔たった少なくとも2点でそれぞれ反射され、反射
された信号のうち縦方向の信号が各発信器に対応する受
信器に受信される。発信器と受信器とが実質的に同じ位
置に配設されるため、発信時から受信時までの正確な時
間の測定が可能であり、高い距離検出精度を得ることが
容易となる。また、発信器をほぼ縦方向に集中的に信号
を発するものとすることが可能であり、その場合には、
比較的出力の小さい発信器によって十分な反射信号を得
ることができる。 (2)前記受信器の配設間隔が、700mm以下、望まし
くは500mm以下、さらに望ましくは300mm以下であ
る請求項2〜4,態様1のいずれか1つに記載の車両検
出装置。受信器の配設間隔が小さいほど小型の車両の方
向や位置を検出することができる。また、大型の車両に
関しては、その車両上の多数の点までの距離の測定が可
能となるため、それら距離を統計的に処理することによ
って車両の方向や位置の検出精度を向上させることがで
きる。 (3)前記距離検出装置が、レーザ光放射装置を前記発
信器として、レーザ光検出装置を前記受信器としてそれ
ぞれ含んだレーザレーダ装置である請求項2〜4,態様
1,2のいずれか1つに記載の車両検出装置。発信器か
ら発せられる信号は、車両の走行速度に比較して十分に
高く、直進性に優れ、かつ、野外に自然に存在しないも
のであることが望ましい。その意味で電磁波、特にレー
ザ光が望ましい。 (4)前記車両上の少なくとも2点までの各距離と、そ
れら少なくとも2点間の間隔とに基づいてそれら少なく
とも2点を通る直線の傾きを特定する直線特定手段を含
む請求項1〜4,態様1〜3のいずれか1つに記載の車
両検出装置。車両上の2点を通る直線の傾きは一義的に
特定され、3点以上を通る直線の傾きは統計的に特定さ
れる。車両の外形を規定する一面に沿った一直線の傾き
が特定できれば、その直線の方向に基づいて車両の方向
を特定することができる。車両の方向を特定する場合に
は、傾きがわかれば十分である。そして、車両上におい
て交差する2直線が特定できれば、それら2直線との関
係から車両上の特定点の位置を特定することができる。
次の態様5はその一例である。 (5)前記距離検出装置が、前記車両の互いにほぼ直交
する2外面の一方における少なくとも2点とそれら2外
面の他方における少なくとも1点とまでの縦方向の距離
を検出可能なものであり、かつ、当該車両検出装置が、
前記距離検出装置によって検出された各点までの縦方向
における距離と、各点の横方向における位置とに基づい
て、前記少なくとも2点を通る第1直線とその第1直線
とほぼ直交するとともに前記少なくとも1点を通る第2
直線とを特定する2直線特定手段と、その2直線特定手
段により特定された2直線に対する既定の関係に基づい
て車両上の特定点の位置を演算する特定点位置演算手段
とを含む請求項1〜4,態様1〜3のいずれか1つに記
載の車両検出装置。特定点位置演算手段を、第1直線と
第2直線との交点を求めるものとすれば、車両のコーナ
の位置を特定点の位置として求めることができる。ま
た、第1,第2直線と車両重心との相対位置関係を示す
相対位置データを予めコンピュータのメモリに格納して
おけば、特定点位置演算手段を、その相対位置データと
第1,第2直線のデータとに基づいて重心の位置を特定
点の位置として求めるものとすることができる。このよ
うに、特定点位置演算手段を、コーナ位置演算手段と重
心位置演算手段との少なくとも一方を含むものとするこ
とができる。 (6)前記特定点の位置の時間的変化に関連した特定点
位置変化関連量を取得する特定点位置変化関連量取得手
段を含む請求項4または態様5に記載の車両検出装置。
特定点位置変化関連量取得手段は、例えば、特定点の移
動速度(移動の方向と速さとを含む)を取得する移動速
度取得手段としたり、特定点の移動加速度を取得する移
動加速度取得手段としたりすることができる。特定点の
移動速度および移動加速度を車両の移動速度および移動
加速度と考えることができる。このように、特定点位置
変化関連量取得手段は、走行速度取得手段、横速度取得
手段、走行加速度取得手段、横加速度取得手段等を包含
し得る。 (7)前記車両方向特定手段により特定された車両方向
の時間的変化に関連する車両方向変化関連量取得手段を
含む請求項1〜4,態様1〜6のいずれか1つに記載の
車両検出装置。車両方向変化関連量取得手段は、例え
ば、車両方向の変化速度を取得する車両方向変化速度取
得手段としたり、車両方向の変化加速度を取得する車両
方向変化加速度取得手段としたりすることができる。前
者はヨーレート取得手段であることになる。 (8)前記位置検出装置により検出された特定点の位置
の時間的変化に関連した特定点位置変化関連量を取得す
る特定点位置変化関連量取得手段と、前記車両方向特定
手段により特定された車両方向の時間的変化に関連する
車両方向変化関連量取得手段と、それら特定点位置変化
関連量取得手段および車両方向変化関連量取得手段によ
り取得された特定点位置変化関連量および車両方向変化
関連量に基づいて車両の走行状態を推定する走行状態推
定手段とを含む請求項4,態様5〜7のいずれか1つに
記載の車両検出装置。 (9)請求項1〜4,態様1〜8のいずれか1つに記載
の車両検出装置と、その車両検出装置による検出結果に
基づいて前記車両の操縦を自動制御する操縦制御装置と
を含む車両自動操縦システム。車両検出装置を、無人走
行車等の車両自動操縦システムに適用することができ
る。従来の車両自動操縦システムにおいては、磁界発生
誘導ケーブル204,206を道路の長手方向に沿って
埋設する必要があり、材料費および工事費が高くなる等
の問題があった。それに対して、本態様によれば、距離
検出装置を道路の幅方向に配設すればよいため、車両自
動操縦システムのコストダウンを図ることができる。 (10)前記請求項1〜4,態様1〜8のいずれか1つ
に記載の前記車両検出装置または態様9に記載の車両自
動操縦システムと、前記車両検出装置の検出結果を記録
する記録装置とを含む車両走行テストシステム。請求項
1〜4,態様1〜8のいずれか1つに記載の前記車両検
出装置と記録装置とを含むシステムは有人のテスト走行
システム、態様9に記載の車両自動操縦システムと記録
装置とを含むシステムは無人のテスト走行システムとし
て利用し得る。 (11)車両上の、その車両が走行する予定の走行予定
線に対する接線の方向から見てその接線に直角な横方向
に互いに離れた少なくとも2点までの、前記接線にほぼ
平行な縦方向の距離をそれぞれ検出する距離検出手順
と、その距離検出手順において検出された前記少なくと
も2点までの距離に基づいて、前記接線に対する前記車
両の方向を特定する車両方向特定手順とを含む車両検出
方法。 (12)前記車両上において互いに交差する2直線の一
方上における少なくとも2点と他方上における少なくと
も1点とまでの距離を検出する3点距離検出手順と、そ
の3点距離検出手順において検出された各点までの縦方
向の距離と、それら距離が検出された各点の横方向の位
置とに基づいて、前記車両の予め定められた特定点の横
方向および縦方向の位置を検出する位置検出手順とを含
む車両検出方法。
Supplementary Explanation of the Invention The present invention is, in addition to the embodiments described in the claims,
It can also be implemented in the modes listed below. (1) The vehicle detection device according to any one of claims 2 to 4, wherein the transmitter is arranged at substantially the same position as each receiver corresponding to each of the receivers. In the vehicle direction detection device of this aspect, a plurality of signals separated from each other in the horizontal direction are emitted in parallel in the vertical direction. At least two signals of the plurality of signals are reflected at at least two points separated laterally on the vehicle, and the vertical signal of the reflected signals is received by the receiver corresponding to each transmitter. To be done. Since the transmitter and the receiver are disposed at substantially the same position, it is possible to accurately measure the time from the transmission to the reception, and it becomes easy to obtain high distance detection accuracy. In addition, it is possible to make the oscillator intensively emit a signal almost vertically, and in that case,
Sufficient reflected signals can be obtained by the oscillator having a relatively small output. (2) The vehicle detection device according to any one of claims 2 to 4, wherein an arrangement interval of the receivers is 700 mm or less, preferably 500 mm or less, more preferably 300 mm or less. The smaller the distance between the receivers, the more the direction and position of a small vehicle can be detected. Further, for a large vehicle, it is possible to measure the distances to many points on the vehicle, so by statistically processing those distances, it is possible to improve the detection accuracy of the direction and position of the vehicle. . (3) The distance detecting device is a laser radar device including a laser light emitting device as the transmitter and a laser light detecting device as the receiver, respectively. The vehicle detection device described in 1. The signal emitted from the transmitter is preferably sufficiently higher than the traveling speed of the vehicle, has excellent straightness, and does not naturally exist outdoors. In that sense, electromagnetic waves, particularly laser light, are desirable. (4) A straight line specifying unit for specifying a slope of a straight line passing through at least two points on the basis of each distance to the at least two points on the vehicle and a distance between the at least two points. The vehicle detection device according to any one of aspects 1 to 3. The slope of a straight line passing through two points on the vehicle is uniquely specified, and the slope of a straight line passing through three or more points is statistically specified. If the inclination of a straight line along one surface that defines the outer shape of the vehicle can be specified, the direction of the vehicle can be specified based on the direction of the straight line. When identifying the direction of the vehicle, it is sufficient to know the inclination. If two intersecting straight lines can be identified on the vehicle, the position of the specific point on the vehicle can be identified from the relationship with the two straight lines.
The following mode 5 is one example. (5) The distance detecting device is capable of detecting a distance in the vertical direction between at least two points on one of two outer surfaces of the vehicle that are substantially orthogonal to each other and at least one point on the other of the two outer surfaces, and , The vehicle detection device
Based on the distance in the vertical direction to each point detected by the distance detection device and the position in the horizontal direction of each point, a first straight line passing through the at least two points and substantially orthogonal to the first straight line, and Second passing at least one point
2. A straight line specifying means for specifying a straight line and a specific point position calculating means for calculating a position of a specific point on the vehicle based on a predetermined relationship with respect to the two straight lines specified by the straight line specifying means. ~ 4, Vehicle detection device according to any one of aspects 1-3. If the specific point position calculating means calculates the intersection of the first straight line and the second straight line, the position of the corner of the vehicle can be calculated as the position of the specific point. Further, if relative position data indicating the relative positional relationship between the first and second straight lines and the center of gravity of the vehicle is stored in advance in the memory of the computer, the specific point position calculating means can store the relative position data and the first and second relative position data. The position of the center of gravity can be obtained as the position of the specific point based on the straight line data. In this way, the specific point position calculation means can include at least one of the corner position calculation means and the center of gravity position calculation means. (6) The vehicle detection device according to claim 4 or 5, further comprising a specific point position change related amount acquisition unit that acquires a specific point position change related amount related to a temporal change in the position of the specific point.
The specific point position change related amount acquisition unit is, for example, a moving speed acquisition unit that acquires the moving speed (including the moving direction and speed) of the specific point, or a moving acceleration acquisition unit that acquires the moving acceleration of the specific point. You can The moving speed and moving acceleration of a specific point can be considered as the moving speed and moving acceleration of the vehicle. Thus, the specific point position change related amount acquisition means may include a traveling speed acquisition means, a lateral speed acquisition means, a traveling acceleration acquisition means, a lateral acceleration acquisition means, and the like. (7) The vehicle detection according to any one of claims 1 to 4 and 1 to 6, including vehicle direction change related amount acquisition means related to a temporal change in the vehicle direction identified by the vehicle direction identification means. apparatus. The vehicle direction change related amount acquisition means may be, for example, a vehicle direction change speed acquisition means that acquires a change speed in the vehicle direction or a vehicle direction change acceleration acquisition means that acquires a change acceleration in the vehicle direction. The former is the yaw rate acquisition means. (8) Specific point position change related amount acquisition means for acquiring a specific point position change related amount related to the temporal change of the position of the specific point detected by the position detection device, and the vehicle direction specifying means Vehicle direction change related quantity acquisition means related to temporal change of vehicle direction, specific point position change related quantity and vehicle direction change related quantity acquired by the specific point position change related quantity acquisition means and vehicle direction change related quantity acquisition means The vehicle detection device according to any one of claims 4 and 5 to 7, further comprising: a traveling state estimation unit that estimates the traveling state of the vehicle based on the amount. (9) A vehicle detection device according to any one of claims 1 to 4 and aspects 1 to 8, and a steering control device for automatically controlling the steering of the vehicle based on a detection result by the vehicle detection device. Vehicle autopilot system. The vehicle detection device can be applied to a vehicle automatic control system such as an unmanned vehicle. In the conventional vehicle automatic control system, it is necessary to bury the magnetic field generation induction cables 204 and 206 along the longitudinal direction of the road, and there is a problem that material cost and construction cost are increased. On the other hand, according to this aspect, since the distance detection device may be arranged in the width direction of the road, the cost of the vehicle automatic control system can be reduced. (10) The vehicle detection device according to any one of claims 1 to 4 and aspects 1 to 8 or the vehicle automatic steering system according to aspect 9, and a recording device that records a detection result of the vehicle detection device. Vehicle driving test system including and. A system including the vehicle detection device and the recording device according to any one of claims 1 to 4 and aspects 1 to 8 includes a manned test traveling system, and the vehicle automatic control system and the recording device according to aspect 9. The included system can be used as an unmanned test drive system. (11) Up to at least two points separated from each other in the lateral direction at right angles to the tangential line with respect to the planned traveling line on which the vehicle is to travel, in a vertical direction substantially parallel to the tangent line. A vehicle detection method including a distance detection procedure of detecting a distance and a vehicle direction identification procedure of identifying a direction of the vehicle with respect to the tangent line based on the distances to the at least two points detected in the distance detection procedure. (12) A three-point distance detection procedure for detecting a distance between at least two points on one of two straight lines intersecting with each other on the vehicle and at least one point on the other, and the three-point distance detection procedure. Position detection for detecting the horizontal and vertical positions of a predetermined specific point of the vehicle based on the vertical distances to the respective points and the horizontal positions of the respective points where the distances are detected. Vehicle detection method including a procedure.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、第一ないし第四発明に共通
の一実施形態である車両検出装置を備えた車両自動操縦
システムについて、図面に基づいて詳細に説明する。図
2において、本車両自動操縦システムは、車両上の、車
両8が走行する道路10に対する接線の方向(Y軸方
向)から見てその接線に直角な横方向(X軸方向)に互
いに離れた少なくとも2点までの、Y軸にほぼ平行な縦
方向の距離をそれぞれ検出する距離検出装置12を備え
たものである。車両8は、道路10に沿って走行するこ
とになるため、本実施形態においては、道路10に沿っ
た線が走行予定線となる。ここでは、道路10は僅かに
湾曲しているため、距離検出装置12を1か所にしか設
けない場合には、車両8の位置によっては、車両上の点
までの縦方向の距離を検出することができない場合があ
る。したがって、道路10を区切り、その区切られた道
路13,14毎に、それぞれの道路13,14の接線に
直角な横方向に沿って距離検出装置12が配設されてい
るのである。その結果、車両がその区切られた道路1
3,14のいずれの位置にあっても、車両上の少なくと
も2点までの縦方向の距離の検出が可能となる。このよ
うに、本実施形態の距離検出装置12における検出方向
は、従来の距離検出装置におけるそれと90度異なるの
である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a vehicle automatic control system including a vehicle detection device, which is an embodiment common to the first to fourth inventions, will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 2, the vehicle automatic control system is separated from each other in a lateral direction (X-axis direction) perpendicular to the tangent to the road 10 on which the vehicle 8 travels (Y-axis direction). It is provided with a distance detection device 12 which detects at least two distances in the vertical direction substantially parallel to the Y axis. Since the vehicle 8 travels along the road 10, in the present embodiment, the line along the road 10 is the planned travel line. Here, since the road 10 is slightly curved, when the distance detecting device 12 is provided only at one place, the vertical distance to a point on the vehicle is detected depending on the position of the vehicle 8. It may not be possible. Therefore, the road 10 is divided, and for each of the divided roads 13 and 14, the distance detection device 12 is arranged along the lateral direction perpendicular to the tangent of the roads 13 and 14. As a result, the road where the vehicle is divided 1
It is possible to detect the distance in the vertical direction to at least two points on the vehicle at any of the positions 3 and 14. As described above, the detection direction in the distance detection device 12 of the present embodiment differs from that in the conventional distance detection device by 90 degrees.

【0021】距離検出装置12は、図1に示すように、
複数個のレーザレーダ装置16を備えたものであり、こ
れらレーザレーダ装置16は、X軸方向に互いに等しい
間隔xを有して配設されている。これら互いに隣接する
レーザレーダ装置16間の間隔xは、本実施形態におい
ては200mmとされている。
The distance detecting device 12, as shown in FIG.
A plurality of laser radar devices 16 are provided, and these laser radar devices 16 are arranged at equal intervals x in the X-axis direction. The distance x between the laser radar devices 16 adjacent to each other is 200 mm in this embodiment.

【0022】レーザレーダ装置16は、図3に示すよう
に、発信器18および受信器20を備えたものである。
発信器18は光源としての半導体レーザ22を有するも
のであり、半導体レーザ22からは、制御装置24の指
令により駆動回路26により励起されることにより、Y
軸に平行な方向に直進するレーザ光が発せられる。受信
器20は、フォトダイオード28,増幅器30等を備え
たものであり、フォトダイオード28において受信され
た光は、電気信号に変換され、増幅器30によって増幅
されて制御装置24に供給される。フォトダイオード2
8は、Y軸に平行な方向から送信された光のみを検出す
るものである。半導体レーザ22とフォトダイオード2
8とは、同軸かつY軸方向の同一位置に設けられてい
る。
The laser radar device 16 is provided with a transmitter 18 and a receiver 20, as shown in FIG.
The oscillator 18 has a semiconductor laser 22 as a light source, and the semiconductor laser 22 is excited by the drive circuit 26 according to a command from the control device 24, so that Y
Laser light is emitted which travels straight in a direction parallel to the axis. The receiver 20 includes a photodiode 28, an amplifier 30, and the like. The light received by the photodiode 28 is converted into an electric signal, amplified by the amplifier 30, and supplied to the control device 24. Photodiode 2
8 detects only the light transmitted from the direction parallel to the Y-axis. Semiconductor laser 22 and photodiode 2
8 is provided coaxially and at the same position in the Y-axis direction.

【0023】制御装置24は、図示しないがコンピュー
タを主体とするものであり、車両方向特定手段、方向演
算手段、位置検出装置の構成要素である。制御装置24
の入力部には、前記受信器20等が接続されるととも
に、リモコン32が接続され、出力部には、発信器18
を駆動する駆動回路26、モニタ34、図示しない記録
装置等が接続されている。ROMには、フローチャート
の図示は省略するが、レーザレーダ装置16によって検
出された車両上の少なくとも2点までのY軸方向の距離
に基づいて2点を通る直線の傾き等を演算により求め、
その傾きに基づいて車両8の方向を特定する車両方向特
定プログラム、その特定された車両方向の変化に基づい
てヨーレイトを取得するヨーレイト取得プログラム、車
両8の隣接する2外面に沿った直線に基づいて特定点
(重心)の位置を特定する特定点位置検出プログラム、
その特定点の位置の変化に基づいて車両8の移動速度や
移動加速度を取得する移動速度等取得プログラム等の多
数のプログラムや、上記2直線と重心の位置との相対関
係を表す相対位置データ等が格納されている。モニタ3
4には、道路10上の車両8の状態が映し出されるた
め、オペレータは、モニタ34を見ながらリモコン32
を操作することになる。道路10上の車両8は、リモコ
ン32からの指令に応じて移動させられる。
Although not shown, the control device 24 is mainly composed of a computer and is a component of the vehicle direction specifying means, the direction calculating means, and the position detecting device. Control device 24
The receiver 20 and the like are connected to the input section of the remote controller 32, and the remote controller 32 is connected to the input section of
A drive circuit 26 for driving the monitor, a monitor 34, a recording device (not shown), and the like are connected. Although not shown in the flowchart in the ROM, the inclination of a straight line passing through two points is calculated by the calculation based on the distance in the Y-axis direction to at least two points on the vehicle detected by the laser radar device 16,
Based on a vehicle direction identification program that identifies the direction of the vehicle 8 based on the inclination, a yaw rate acquisition program that obtains a yaw rate based on the identified change in the vehicle direction, and a straight line along two adjacent outer surfaces of the vehicle 8. A specific point position detection program for specifying the position of a specific point (center of gravity),
A large number of programs such as a moving speed acquisition program for acquiring the moving speed and the moving acceleration of the vehicle 8 based on the change in the position of the specific point, relative position data representing the relative relationship between the two straight lines and the position of the center of gravity, and the like. Is stored. Monitor 3
Since the state of the vehicle 8 on the road 10 is displayed on the screen 4, the operator looks at the monitor 34 and looks at the remote controller 32.
Will be operated. The vehicle 8 on the road 10 is moved according to a command from the remote controller 32.

【0024】レーザレーダ装置16において、発信器1
8からY軸に平行な方向に発せられたレーザ光は、道路
10上の車両8の外面上の点に照射されると乱反射し、
その乱反射した光のうちのY軸に平行な光のみがフォト
ダイオード28によって受信される。発信器18からレ
ーザ光が発せられ、その光が乱反射して受信器20に受
信されるまでの間の時間tと、レーザ光の速度cとを掛
け合わせれば、レーザ光の伝搬距離を求めることがで
き、その伝搬距離を2で割れば、レーザレーダ装置16
と車両上の点(レーザ光が照射された点)との間の距離
d(d=ct/2)が求められる。
In the laser radar device 16, the transmitter 1
Laser light emitted in a direction parallel to the Y-axis from 8 is diffusely reflected when it is applied to a point on the outer surface of the vehicle 8 on the road 10,
Of the diffusely reflected light, only the light parallel to the Y axis is received by the photodiode 28. The propagation distance of the laser light can be obtained by multiplying the time t until the laser light is emitted from the transmitter 18 and diffused and reflected by the receiver 20 by the speed c of the laser light. If the propagation distance is divided by 2, the laser radar device 16
The distance d (d = ct / 2) between the point on the vehicle and the point (the point where the laser beam is irradiated) on the vehicle is obtained.

【0025】車両8が図1に示す状態にある場合には、
車両8上の2点までのY軸方向の距離y,y′と、それ
ら2点間の間隔xとに基づいて2点を通る直線LのX軸
に対する傾きkが、式 k=(y′−y)/x に従って演算により求められ、これら2点を通る直線L
とX軸とのなす角度θが、式 θ=tan-1k に従って求められる。ここで、tanθの値kは負の値
となるため、角度θの値も負となる。また、図1におい
ては、直線LとX軸とのなす角度θと車両8の走行方向
のY軸に対する角度θ′とは同じであるため、車両8は
Y軸に対して角度θと同じ角度θ′だけ時計方向に傾い
ていると特定することができる。以下、車両8が図1に
示す状態以外の状態にある場合について図4ないし図7
に基づいて説明する。
When the vehicle 8 is in the state shown in FIG.
Based on the distances y, y ′ in the Y-axis direction to two points on the vehicle 8 and the distance x between the two points, the inclination k of the straight line L passing through the two points with respect to the X-axis is expressed by the following equation: k = (y ′ -Y) / x is calculated and the straight line L passing through these two points
The angle θ formed between the X axis and the X axis is calculated according to the equation θ = tan −1 k. Here, since the value k of tan θ is a negative value, the value of the angle θ is also negative. Further, in FIG. 1, since the angle θ formed by the straight line L and the X axis is the same as the angle θ ′ with respect to the Y axis in the traveling direction of the vehicle 8, the vehicle 8 has the same angle θ with respect to the Y axis. It can be specified that it is tilted clockwise by θ ′. 4 to 7 for the case where the vehicle 8 is in a state other than the state shown in FIG.
It will be described based on.

【0026】図4に示すように、直線Lが車両8の後面
に沿った直線である場合において、直線LのX軸に対す
る傾斜角度が正の角度θである場合には、車両方向は、
Y軸に対して正の角度θ傾いた方向となり、前面に沿っ
た直線である場合には、正の角度(180°+θ)傾い
た方向となる。また、図5に示すように、直線Lが車両
8の左側面に沿った直線の場合には、車両方向は、Y軸
に対して、正の角度(90°+θ)傾いた方向となる
が、右側面に沿った直線の場合には、正の角度(270
°+θ)傾いた方向となる。次に、直線LのX軸に対す
る傾斜角度が負の角度θである場合において、直線Lが
前面に沿った直線の場合には、図6に示すように、車両
方向は、Y軸に対して正の角度(180°−|θ|)=
(180°+θ)傾いた方向となる。右側面または右側
面の場合には、図7に示すように、車両方向は、それぞ
れ正の角度(90°−|θ|)=(90°+θ),(2
70°−|θ|)=(270°+θ)傾いた方向とな
る。すなわち、傾斜角度θが正であっても負であって
も、その角度が後面の傾斜角度を表す場合には、車両8
のY軸に対する方向が角度θ傾いた方向となり、前面の
場合には、角度(180°+θ)傾いた方向となり、左
側面,右側面の場合には、それぞれ角度(90°+
θ),(270°+θ)傾いた方向となる。
As shown in FIG. 4, when the straight line L is a straight line along the rear surface of the vehicle 8 and the inclination angle of the straight line L with respect to the X axis is a positive angle θ, the vehicle direction is
The direction is inclined by a positive angle θ with respect to the Y-axis, and in the case of a straight line along the front surface, the direction is inclined by a positive angle (180 ° + θ). Further, as shown in FIG. 5, when the straight line L is a straight line along the left side surface of the vehicle 8, the vehicle direction is inclined by a positive angle (90 ° + θ) with respect to the Y axis. , For a straight line along the right side, a positive angle (270
° + θ) The direction is tilted. Next, when the inclination angle of the straight line L with respect to the X axis is a negative angle θ and the straight line L is a straight line along the front surface, as shown in FIG. 6, the vehicle direction is relative to the Y axis. Positive angle (180 °-| θ |) =
(180 ° + θ) Inclined direction. In the case of the right side surface or the right side surface, as shown in FIG. 7, the vehicle direction is a positive angle (90 ° − | θ |) = (90 ° + θ), (2
70 ° − | θ |) = (270 ° + θ). That is, if the inclination angle θ is positive or negative and the angle represents the inclination angle of the rear surface, the vehicle 8
The direction with respect to the Y-axis is tilted by an angle θ, the front surface is tilted by an angle (180 ° + θ), and the left side surface and the right side surface are respectively tilted by an angle (90 ° + θ).
θ), (270 ° + θ).

【0027】このように、直線LのX軸に対する角度θ
と、その直線Lが表す外面とがわかれば、それに基づい
て車両8の前後方向のY軸に対する方向を特定すること
ができる。換言すれば、距離検出装置12を、車両8の
同一外面上の少なくとも2点までの距離を検出し得るも
のとする必要があるのである。そこで、本実施形態にお
いては、隣接するレーザレーダ装置16の間隔xを20
0mmとし、レーザ光を車両8の同一外面上の少なくとも
2点に照射し得、同一外面上の2点までの距離が検出さ
れるようになっているのである。図8に示すように、車
両8が、走行予定線にほぼ平行な状態にある場合には、
後面46がX軸にほぼ平行な状態となる。車両8の実際
の車幅Wと、X軸に垂直な面への後面46の投影面の幅
W′とは同じであり、その大きさは幅Wとなる。そのた
め、間隔xをW/2とすれば、後面上の少なくとも2点
にレーザ光を照射することが可能となり、その点におい
て反射した光を受信することができる。
Thus, the angle θ of the straight line L with respect to the X axis
If the outer surface represented by the straight line L is known, the direction of the vehicle 8 in the front-rear direction with respect to the Y axis can be specified based on the outer surface. In other words, the distance detecting device 12 needs to be able to detect the distance to at least two points on the same outer surface of the vehicle 8. Therefore, in the present embodiment, the distance x between the adjacent laser radar devices 16 is set to 20.
The laser light can be applied to at least two points on the same outer surface of the vehicle 8, and the distance to two points on the same outer surface can be detected. As shown in FIG. 8, when the vehicle 8 is substantially parallel to the planned driving line,
The rear surface 46 is substantially parallel to the X axis. The actual vehicle width W of the vehicle 8 and the width W ′ of the projection surface of the rear surface 46 on the plane perpendicular to the X axis are the same, and the size thereof is the width W. Therefore, if the interval x is set to W / 2, it becomes possible to irradiate at least two points on the rear surface with laser light, and the light reflected at that point can be received.

【0028】しかし、車両8が傾き、一点鎖線に示す状
態にある場合には、後面46の投影面の幅W′は実際の
車両8の幅Wより小さくなる。幅W′はX軸に対する傾
斜角度θの絶対値が増加するにつれて小さくなり、90
°になれば0になる。しかし、車両8が傾けば、発信し
たレーザ光が側面48にも照射されるようになり、側面
48のX軸に垂直な面への投影面の長さL′は、傾斜角
度θの絶対値の増加に伴って大きくなる。そして、これ
ら投影面における幅W′および長さL′が等しい状態
が、後面46および側面48のいずれか一方の同一外面
のX軸方向に互いに離れた2点にレーザ光を照射するた
めに、レーザレーダ装置16間の間隔xを最も小さくし
なければならない状態である。上述のように、この状態
より車両8が平行な状態に近づけば幅W′が大きくな
り、左方向に傾けば長さL′が大きくなるからである。
したがって、この状態において、いずれか一方の同一外
面上の少なくとも2点にレーザ光を照射し得る間隔xで
レーザレーダ装置16を配列すれば、車両8がどのよう
に傾いても、同一外面上のX軸方向に互いに離れた2点
にレーザ光を照射し得ることになる。
However, when the vehicle 8 is tilted and is in the state shown by the alternate long and short dash line, the width W'of the projection surface of the rear surface 46 becomes smaller than the actual width W of the vehicle 8. The width W ′ becomes smaller as the absolute value of the tilt angle θ with respect to the X axis increases,
It becomes 0 when it becomes °. However, when the vehicle 8 is tilted, the emitted laser light is also applied to the side surface 48, and the length L ′ of the projection surface of the side surface 48 on the plane perpendicular to the X axis is the absolute value of the inclination angle θ. Becomes larger with increasing. Then, in a state where the width W ′ and the length L ′ on these projection planes are equal to each other, in order to irradiate two points apart from each other in the X-axis direction on the same outer surface of either the rear surface 46 or the side surface 48, the laser light is irradiated. This is a state in which the distance x between the laser radar devices 16 must be minimized. As described above, the width W'increases when the vehicle 8 approaches the parallel state from this state, and the length L'increases when the vehicle 8 leans to the left.
Therefore, in this state, by arranging the laser radar devices 16 at intervals x capable of irradiating the laser beam to at least two points on one of the same outer surfaces, no matter how the vehicle 8 leans, the laser radar devices 16 are on the same outer surface. It is possible to irradiate the laser beam to two points separated from each other in the X-axis direction.

【0029】ここで、車両の大きさは車種毎で異なり、
小型車にも適用できることが望ましい。また、車両8の
外面には凹凸があり、特に、レーザ光がコーナ50付近
に照射された場合には、Y軸方向に反射するレーザ光が
非常に弱かったり、反射しなかったりする場合もあり、
受信器20で反射したレーザ光を良好に受信できない場
合もある。そのため、同一外面上にレーザ光を照射する
点の数を多くした方が、傾きの特定精度を高める上で望
ましい。したがって、本実施形態においては、間隔xを
200mmとしたのである。また、車両8は横方向の位置
が移動する場合もあるため、3個以上設けることが望ま
しい。
Here, the size of the vehicle differs depending on the type of vehicle,
It is desirable to be applicable to small cars. Further, the outer surface of the vehicle 8 has irregularities, and in particular, when the laser light is irradiated in the vicinity of the corner 50, the laser light reflected in the Y-axis direction may be very weak or may not be reflected. ,
In some cases, the laser light reflected by the receiver 20 cannot be received well. Therefore, it is desirable to increase the number of points where the same outer surface is irradiated with the laser light in order to improve the accuracy of identifying the inclination. Therefore, in this embodiment, the distance x is 200 mm. Further, since the vehicle 8 may move in the lateral position, it is desirable to provide three or more vehicles.

【0030】前記レーザレーダ装置16の、半導体レー
ザ22およびフォトダイオード28は、路面から高さh
1 ないし高さh2 の間(図9参照)に一直線上に並べて
固定されている。車両8の側面48において、ボデーと
タイヤとの間の隙間52より上方でフロントの最も低い
位置より下方に照射されるようになっているのである。
このように、半導体レーザ22およびフォトダイオード
28が路面から高さh 1 ないし高さh2 の間に固定され
ていれば、後面46においても、レーザ光がバンパ53
より上方でリヤガラス54より下方に照射され、前面に
おいても、フロントガラス55より下方に照射されるこ
とになる。その結果、レーザ光が、ドアガラス56,リ
ヤガラス54,フロントガラス55等や隙間52を経て
透過して、反射し難くなることを良好に回避することが
できる。
The semiconductor laser of the laser radar device 16 is
The height of the 22 and the photodiode 28 is h from the road surface.
1 Or height h2 Align them in a straight line (see Fig. 9)
Fixed. On the side surface 48 of the vehicle 8,
Above the gap 52 between the tire and the lowest front
It is designed to be irradiated below the position.
In this way, the semiconductor laser 22 and the photodiode are
28 is the height h from the road 1 Or height h2 Fixed between
If so, the laser light is emitted from the bumper 53 also on the rear surface 46.
It is illuminated above and below the rear glass 54 to the front.
Even if it is irradiated below the windshield 55,
And As a result, the laser light is emitted from the door glass 56,
Through the windshield 54, the windshield 55, and the gap 52.
It is possible to satisfactorily avoid the difficulty of transmitting and reflecting.
it can.

【0031】以上のように構成された車両自動操縦シス
テムにおいて、車両8を検出する場合について図10に
基づいて説明する。時間t0 には、車両8は、図の破線
に示す位置にある。そのため、すべてのレーザレーダ装
置16からレーザ光が発信されても、レーザレーダ装置
16d〜16g等の受信器20では反射光が受信される
が、レーザレーダ装置16a〜16cおよび16h〜1
6m等の受信器20では反射光が受信されることはな
い。これらのレーザレーダ装置16a〜16cおよび1
6h〜16m等については、発信器18からレーザ光が
発信されても、車両上に照射されないのである。
A case in which the vehicle 8 is detected in the vehicle automatic steering system configured as described above will be described with reference to FIG. At time t 0 , the vehicle 8 is in the position shown by the broken line in the figure. Therefore, even if the laser light is emitted from all the laser radar devices 16, the reflected light is received by the receivers 20 such as the laser radar devices 16d to 16g, but the laser radar devices 16a to 16c and 16h to 1 are received.
The reflected light is not received by the receiver 20 of 6 m or the like. These laser radar devices 16a to 16c and 1
For 6h to 16m, etc., even if laser light is emitted from the transmitter 18, it is not irradiated onto the vehicle.

【0032】レーザレーダ装置16dにおいて、発信器
18から発信されたレーザ光は、車両16の後面上の点
60において乱反射し、その乱反射した光のうちY軸に
平行な光が受信器20で受信される。レーザ光が発信さ
れてから受信されるまでの時間tと光速cとを式(yd
=ct/2)に代入することによって、点60までの距
離yd が求められる。同様に、レーザレーダ装置16e
によって、点62までの距離ye が求められる。また、
これらレーザレーダ装置16dおよびレーザレーダ装置
16eとの間隔は間隔xde(200mm) であるため、式 kde=(ye −yd )/xde に従って演算すれば、点60,62を通る直線の傾きk
de(tan θde)を求めることができる。
In the laser radar device 16d, the laser beam emitted from the transmitter 18 is diffusely reflected at a point 60 on the rear surface of the vehicle 16, and the diffused and reflected light parallel to the Y axis is received by the receiver 20. To be done. The time t from the time when the laser light is emitted to the time when it is received and the speed of light c are expressed by the formula (y d
= Ct / 2), the distance y d to the point 60 is obtained. Similarly, the laser radar device 16e
Thus, the distance y e to the point 62 is obtained. Also,
Since the interval between these laser radar device 16d and a laser radar device 16e is the spacing x de (200mm), if calculated according to equation k de = (y e -y d ) / x de, a straight line passing through the point 60, 62 Slope k
de (tan θ de ) can be obtained.

【0033】同様に、反射光を受信したレーザレーダ装
置16d〜16gのうちで互いに隣接するレーザレーダ
装置16e,16fによって検出された点62,64ま
でのそれぞれの距離ye ,yf に基づいて、点62,6
4を通る直線の傾きkefが求められ、レーザレーダ装置
16f,16gにおいて検出された距離yf ,yg に基
づいて、点64,66を通る直線の傾きkfgが求められ
る。これら求められた傾きkde,kef,kfgについて、
傾きkdeの値は負であり、傾きkef,kfgの値は正であ
る。そして、図から明らかなように、傾きkdeは後面4
6に沿った直線(後面46にほぼ平行な直線)の傾きで
あり、傾きkfgは側面48に沿ったそれであり、傾きk
efはいずれの面にも平行でなく、コーナ50を挟んだ位
置の2点に基づいて求められた傾きである。そのため、
傾きkefは除外する必要がある。
Similarly, based on the respective distances y e and y f to the points 62 and 64 detected by the laser radar devices 16e and 16f adjacent to each other among the laser radar devices 16d to 16g that have received the reflected light. , Points 62, 6
The slope k ef of the straight line passing through 4 is obtained, and the slope k fg of the straight line passing through the points 64 and 66 is obtained based on the distances y f and y g detected by the laser radar devices 16f and 16g. For these calculated slopes k de , k ef , and k fg ,
The value of the slope k de is negative, and the values of the slopes k ef and k fg are positive. Then, as is clear from the figure, the inclination k de is
6 is a slope of a straight line (a line substantially parallel to the rear surface 46), the slope k fg is that along the side surface 48, and the slope k is
ef is a slope that is not parallel to any surface and that is obtained based on two points that sandwich the corner 50. for that reason,
The slope k ef needs to be excluded.

【0034】本実施形態においては、反射光を受信した
複数個のレーザレーダ装置16d〜16gにおいて、互
いに隣接するレーザレーダ装置16で検出された車両上
の2点までの距離に基づいて、それら2点を通る直線の
傾きkをそれぞれ求め、複数個の傾きkの値を統計的に
処理することによって、外面に沿った直線の傾きが特定
されるようになっている。詳細な説明は省略するが、複
数個の傾きkの値について、値が正の集合と、負の集合
とに分類し、それぞれの集合において、最大値、最小値
を除外して平均値を求める等の処理が行われるのであ
る。統計的な処理が行われれば、コーナ50を挟んだ位
置で求められた傾きは結果的に除外されることになる。
車両8の外面は互いにほぼ直交しているため、通常は、
一方の外面の傾きとそれに隣接する外面の傾きとは正負
逆になり、一方の傾きを表す符号が負であれば、他方の
符号は必ず正になるため、傾きが正の集合と負の集合と
に分類することは妥当なことなのである。また、求めら
れた複数個の傾きkの絶対値がすべて設定値より小さい
場合には、傾きは0とされ、その傾きが求められた外面
はX軸に平行であるとされる。車両上の点までの距離の
差は誤差範囲内にあり、車両8はY軸に平行な状態か直
角に傾いた状態かのいずれか一方の状態にあるとみなさ
れるのである。このように、特別な場合には、一方の直
線の傾きを表す角度が0°となり、他方のそれが90°
(正または負の非常に大きな値)となるのである。
In the present embodiment, in the plurality of laser radar devices 16d to 16g that receive the reflected light, the two laser radar devices 16d to 16g are detected based on the distances to two points on the vehicle detected by the laser radar devices 16 adjacent to each other. The slopes of the straight lines passing through the points are obtained respectively, and the slopes of the straight lines along the outer surface are specified by statistically processing the values of the plurality of slopes k. Although a detailed description is omitted, a plurality of values of the slope k are classified into a positive value set and a negative value set, and the maximum value and the minimum value are excluded from each set to obtain an average value. And so on. If the statistical processing is performed, the inclination obtained at the positions sandwiching the corner 50 will eventually be excluded.
Since the outer surfaces of the vehicle 8 are substantially orthogonal to each other,
The inclination of one outer surface and the inclination of the outer surface adjacent to it are opposite to each other. If the sign of one inclination is negative, the other sign is always positive. It is reasonable to classify into and. If all the calculated absolute values of the inclinations k are smaller than the set values, the inclination is 0, and the outer surface for which the inclinations have been calculated is parallel to the X axis. The difference in the distance to the point on the vehicle is within the error range, and the vehicle 8 is considered to be in either the state parallel to the Y axis or the state inclined at a right angle. Thus, in a special case, the angle representing the inclination of one straight line is 0 ° and the other is 90 °.
(A very large positive or negative value).

【0035】次に、傾きkが後面46に沿った直線の傾
きか、側面48に沿った直線の傾きかは、本実施形態に
おいては、走行開始時の車両8がY軸と平行な状態にあ
る場合において、X軸に平行な傾きk(傾きkが0の場
合)の直線が後面46に沿った直線であるとの同定が行
われ、走行時にその直線が追跡されるようになってい
る。また、正の値の集合と負の値の集合とに分類した後
において、いずれか一方の重合に属する要素(傾きの
値)の個数が設定数より多い場合には、その集合に属す
る傾きは側面48に沿った直線の傾きであると特定する
こともできる。すなわち、車両8がY軸に平行な方向に
ある場合において後面上で反射する点の数は、車幅Wを
間隔xで割った数(W/x)より多くなることはない。
同様に、車両8がY軸に直角な方向にある場合において
側面上で反射する点の数は、車長Lを間隔xで割った数
(L/x)になる。ここで、車長Lは車幅Wより長いた
め、いずれか一方の集合に属する要素の数が、設定数
(W/x)より多い場合には、その傾きは、側面48に
沿った直線の傾きであることがわかる。
Next, whether the inclination k is the inclination of the straight line along the rear surface 46 or the inclination of the straight line along the side surface 48 is such that the vehicle 8 at the start of traveling is parallel to the Y axis. In some cases, a straight line with a slope k (when the slope k is 0) parallel to the X axis is identified as a straight line along the rear surface 46, and the straight line is traced during traveling. . Also, after classifying into a set of positive values and a set of negative values, if the number of elements (gradient values) belonging to one of the superpositions is larger than the set number, the gradient belonging to that set is It can also be specified as the inclination of a straight line along the side surface 48. That is, when the vehicle 8 is in the direction parallel to the Y axis, the number of points reflected on the rear surface does not exceed the number (W / x) obtained by dividing the vehicle width W by the interval x.
Similarly, when the vehicle 8 is in the direction orthogonal to the Y axis, the number of points reflected on the side surface is the number (L / x) obtained by dividing the vehicle length L by the interval x. Here, since the vehicle length L is longer than the vehicle width W, when the number of elements belonging to one of the sets is larger than the set number (W / x), the inclination is a straight line along the side surface 48. It can be seen that it is a slope.

【0036】ここで、後面46であることの同定が走行
開始時に行われ、傾きkdeが後面46に沿った直線の傾
きであることがわかれば、傾きkfgが、側面に沿った直
線の傾きであることがわかる。すなわち、後面46に沿
った直線の傾きが負であると特定できれば、傾きが正の
直線は右側面に沿った直線であると特定でき、後面46
の傾きが正であれば、傾きが負の直線は左側面に沿った
直線であると特定できるのである。以下、時間t1 にお
いても、同様に、レーザレーダ装置16h〜16mによ
って検出されたそれぞれ点72〜80までのY軸方向の
距離yh ,yi ,yj ,y k ,ym に基づいて傾き
hi,kij,kjk,kkmが求められ、同様に、後面46
に沿った直線と側面48に沿った直線の傾きがそれぞれ
特定される。このように、時間t0 ,t1 における直線
1-t0,L2-t0,L1-t1,L2-t1、X軸とのなす角度θ
1-t0,θ2-t0,θ1-t1,θ2-t1が求められれば、図4〜
図7において説明したように、それらに基づいて車両8
の前後方向のY軸方向に対する方向(角度θ0 ′,θ
1 ′)が求められる。
Here, the fact that the rear surface 46 is identified is traveled.
Done at start, slope kdeIs the inclination of a straight line along the rear surface 46
Slope kfgBut along the side
It can be seen that it is the slope of the line. That is, along the rear surface 46
If the slope of the straight line can be identified as negative, the slope is positive.
The straight line can be specified as a straight line along the right side surface, and the rear surface 46
If the slope of is positive, the straight line with negative slope is along the left side
It can be specified as a straight line. Below, time t1 In
However, similarly, the laser radar devices 16h to 16m
Detected in the Y-axis direction from points 72 to 80
Distance yh, Yi, Yj, Y k, YmTilt based on
khi, Kij, Kjk, KkmIs likewise required for the rear surface 46
The slope of the straight line along the
Specified. Thus, time t0 , T1 Straight line at
L1-t0, L2-t0, L1-t1, L2-t1, The angle θ with the X axis
1-t0, Θ2-t0, Θ1-t1, Θ2-t14 is required,
As described in FIG. 7, the vehicle 8 is based on them.
Of the front-back direction with respect to the Y-axis direction (angle θ0 ′, Θ
1 ′) Is required.

【0037】なお、ここでは、受信器20で反射光が受
信されたすべてのレーザレーダ装置16によって検出さ
れた車両8上の点までの距離に基づいて、2直線
1-t0,L 2-t0,L1-t1,L2-t1の角度θ1-t0
θ2-t0,θ1-t1,θ2-t1がそれぞれ求められるようにな
っているが、後面46に沿った直線L1-t0,L1-t1とX
軸とのなす角度θ1-t0,θ1-t1のみを求めればよく、そ
の角度に基づいて車両8の前後方向のY軸方向に対する
角度θ0 ′,θ1 ′を求めることができる。
Here, the reflected light is received by the receiver 20.
Detected by all trusted laser radar devices 16
2 straight lines based on the distance to the point on the vehicle 8
L1-t0, L 2-t0, L1-t1, L2-t1Angle θ1-t0,
θ2-t0, Θ1-t1, Θ2-t1Each will be required
However, the straight line L along the rear surface 461-t0, L1-t1And X
Angle θ with the axis1-t0, Θ1-t1You only need to ask
Based on the angle of
Angle θ0 ′, Θ1 'Can be obtained.

【0038】また、時間t0 ,t1 における車両8のY
軸に対する方向θ0 ′,θ1 ′から、式 γt=(θ1 ′−θ0 ′)/(t1 −t0 ) に従って、ヨーレイトが求められる。 ヨーレイトは、式 γt=(θ2-t1−θ2-t0)/(t1 −t0 ) によっても、式 γt=(θ1-t0−θ1-t1)/(t1 −t0 ) によっても、同様に求めることができる。
Further, Y of the vehicle 8 at times t 0 and t 1
From the directions θ 0 ′ and θ 1 ′ with respect to the axis, the yaw rate is obtained according to the equation γt = (θ 1 ′ −θ 0 ′) / (t 1 −t 0 ). Yaw rate, Formula γt = (θ 2-t1 -θ 2-t0) / (t 1 -t 0) as well, equation γt = (θ 1-t0 -θ 1-t1) / (t 1 -t 0) The same can be obtained by

【0039】さらに、図11に示すように、舵角φと車
両8のY軸に対する方向θ′との差を表す角Θ(Θ=φ
−θ′)が求められる。この差を表す角Θが小さいほ
ど、車両8は、操縦に応じて走行していると推定するこ
とができる。このように、ヨーレイト等で表される車両
8の走行状態を、車両8の方向の時間的変化に基づいて
推定することが可能なのである。
Further, as shown in FIG. 11, an angle Θ (Θ = φ) representing the difference between the steering angle φ and the direction θ ′ of the vehicle 8 with respect to the Y axis.
−θ ′) is required. It can be estimated that the vehicle 8 is traveling according to the maneuver as the angle Θ representing the difference is smaller. In this way, the running state of the vehicle 8 represented by yaw rate or the like can be estimated based on the temporal change in the direction of the vehicle 8.

【0040】また、本実施形態においては、距離検出装
置16が、道路10に対して固定的に設けられており、
かつ、受信器20が、Y軸方向に平行な反射光のみを受
信するものである。そのため、車両上の点までのY軸方
向の距離を検出したレーザレーダ装置16が特定できれ
ば、そのレーザレーダ装置16の設置された位置に基づ
いて車両上の点のX軸方向の位置を容易に検出すること
ができる。例えば、点60までのY軸方向の距離を検出
したのは、レーザレーダ装置16dであるため、点60
の横方向の距離は、距離Xd となる。
Further, in the present embodiment, the distance detecting device 16 is fixedly provided on the road 10.
Moreover, the receiver 20 receives only the reflected light parallel to the Y-axis direction. Therefore, if the laser radar device 16 that has detected the distance in the Y-axis direction to a point on the vehicle can be specified, the position of the point on the vehicle in the X-axis direction can be easily determined based on the position where the laser radar device 16 is installed. Can be detected. For example, since it is the laser radar device 16d that has detected the distance to the point 60 in the Y-axis direction,
The distance in the horizontal direction of is the distance X d .

【0041】このように、直線L1 ,L2 において、傾
きkde,kfgと、これら直線各々の1点までのY方向の
距離yとX方向の距離xとを検出できれば、図12に示
すように、これら直線L1 ,L2 の交点の位置を求める
ことができる。隣接する外面の交線は、車両8のコーナ
50に沿った線であるため、コーナ50上の点の位置を
検出することができるのである。なお、2つの直線L
1 ,L2 の両方の傾きkde,kfgを求める必要は必ずし
もなく、いずれか一方の直線の傾きが求められればよ
い。これら2つの直線は直交していることが決まってい
るため、一方の直線の傾きが求められれば他方の直線の
傾きを求めることができる。
As described above, if the slopes k de and k fg and the distance y in the Y direction and the distance x in the X direction to one point on each of the straight lines L 1 and L 2 can be detected, FIG. As shown, the position of the intersection of these straight lines L 1 and L 2 can be obtained. Since the intersection line between the adjacent outer surfaces is a line along the corner 50 of the vehicle 8, the position of a point on the corner 50 can be detected. Two straight lines L
It is not always necessary to obtain the inclinations k de and k fg of both 1 and L 2 , and the inclination of either one of the straight lines may be obtained. Since it is determined that these two straight lines are orthogonal to each other, if the slope of one straight line is obtained, the slope of the other straight line can be obtained.

【0042】また、このコーナ50の位置(2直線)に
基づいて重心86の位置を検出することもできる。前述
のように、制御装置24のROMには2直線(コーナ5
0)と重心86との相対位置データ(距離Lr,距離W
r)が記憶されているため、車両8が、図示の状態にあ
る場合においては、コーナ50の位置(xc ,yc )に
基づいて重心86の位置(xG ,yG )は、式 xG =xc +√(Lr2 +Wr2 )sin(|θ|−
α) yG =yc +√(Lr2 +wr2 )cos(|θ|−
α) に従って演算により求めることができる。ここで、角度
θは負の値であり、角度αはtan-1(Wr/Lr)で
ある。重心86の位置を順次求めれば、破線に示すよう
に重心86の軌跡を求めることができる。
It is also possible to detect the position of the center of gravity 86 based on the position of the corner 50 (two straight lines). As described above, the ROM of the controller 24 has two straight lines (corner 5
0) and the center of gravity 86 relative position data (distance Lr, distance W
Since r) is stored, the position (x G , y G ) of the center of gravity 86 is calculated based on the position (x c , y c ) of the corner 50 when the vehicle 8 is in the illustrated state. x G = x c + √ (Lr 2 + Wr 2 ) sin (| θ | −
α) y G = y c + √ (Lr 2 + wr 2 ) cos (| θ | −
According to α), it can be calculated. Here, the angle θ is a negative value and the angle α is tan −1 (Wr / Lr). If the position of the center of gravity 86 is sequentially obtained, the locus of the center of gravity 86 can be obtained as shown by the broken line.

【0043】さらに、重心86の移動速度や移動加速度
が求められ、それに基づいて車両8の移動速度や移動加
速度が求められる。なお、車両8の移動速度や移動加速
度は、重心86の移動速度に基づいて求めなくても、コ
ーナ50等予め決められた点の移動速度に基づいて求め
てもよい。
Further, the moving speed and the moving acceleration of the center of gravity 86 are obtained, and the moving speed and the moving acceleration of the vehicle 8 are obtained on the basis thereof. It should be noted that the moving speed and the moving acceleration of the vehicle 8 may not be calculated based on the moving speed of the center of gravity 86, but may be calculated based on the moving speed of a predetermined point such as the corner 50.

【0044】なお、発信器から発せられる信号は、レー
ザ光以外の電磁波であっても、超音波等の音波であって
もよく、車両の移動速度に比較して十分に大きい速度の
信号であれば、車両の方向および位置を精度よく特定す
ることができる。また、半導体レーザでなくても、気体
レーザ,固体レーザ,液体レーザを使用してもよい。ま
た、上記実施形態においては、車両検出装置が車両自動
操縦システムに適用されていたが、有人走行時における
車両走行テストシステムに適用することもできる。その
場合には、リモコン32,モニタ34等は不要となる。
また、車両8の外面に反射面を形成するために反射板,
反射テープ等を貼り付けてもよい。その場合には、照射
したレーザ光が確実に縦方向に反射するため、反射光を
確実に受信でき、傾斜角度の検出精度を向上させること
ができる。また、隣接するレーザレーダ装置16間の間
隔が狭い場合には車両の外面の凹凸に起因する傾きの検
出誤差を小さくすることができるが、間隔が広い場合に
は、誤差が大きくなるおそれがある。それに対して,本
実施形態におけるように,平板である反射板を設けれ
ば,凹凸による誤差を小さくすることができるのであ
る。さらに、車両8のコーナ50等の特定点の位置を特
定することは不可欠ではなく、方向のみが求められれば
よい。
The signal emitted from the transmitter may be an electromagnetic wave other than laser light or a sound wave such as an ultrasonic wave, as long as the signal has a speed sufficiently higher than the moving speed of the vehicle. Thus, the direction and position of the vehicle can be accurately specified. Further, a gas laser, a solid-state laser, or a liquid laser may be used instead of the semiconductor laser. Further, in the above-described embodiment, the vehicle detection device is applied to the vehicle automatic control system, but it may be applied to the vehicle travel test system during manned traveling. In that case, the remote controller 32, the monitor 34, etc. are unnecessary.
In addition, in order to form a reflecting surface on the outer surface of the vehicle 8, a reflecting plate,
A reflective tape or the like may be attached. In that case, since the irradiated laser beam is reliably reflected in the vertical direction, the reflected light can be reliably received and the inclination angle detection accuracy can be improved. Further, if the interval between the adjacent laser radar devices 16 is narrow, the inclination detection error due to the irregularities of the outer surface of the vehicle can be reduced, but if the interval is wide, the error may increase. . On the other hand, as in the present embodiment, by providing the reflection plate which is a flat plate, the error due to the unevenness can be reduced. Further, it is not essential to specify the position of the specific point such as the corner 50 of the vehicle 8, and only the direction needs to be obtained.

【0045】また、図13に示すように、道路10の複
数箇所に、下方を車両8が通過し得るようにブリッジ1
00を設け、そのブリッジ100の上方に距離検出装置
12を配設してもよい。本実施形態においては、レーザ
レーダ装置16からレーザ光が斜め下方に放射され、そ
の方向から反射した光が受信され、車両8までの距離が
検出されることになる。また、支柱102,104は、
高さが調節可能なものとしてもよい。距離検出装置12
が車両8より僅か上方に位置するようにすることが望ま
しいのである。さらに、レーザレーダ装置16におい
て、発信器18の照射角度および受信器22の信号受信
角度を可変とすることもでき、その場合には、距離の検
出可能な領域を広くすることができる。
Further, as shown in FIG. 13, the bridge 1 is provided at a plurality of points on the road 10 so that the vehicle 8 can pass therethrough.
00, and the distance detecting device 12 may be arranged above the bridge 100. In this embodiment, laser light is emitted obliquely downward from the laser radar device 16, light reflected from that direction is received, and the distance to the vehicle 8 is detected. In addition, the columns 102 and 104 are
The height may be adjustable. Distance detection device 12
Should be located slightly above the vehicle 8. Further, in the laser radar device 16, the irradiation angle of the transmitter 18 and the signal reception angle of the receiver 22 can be made variable, and in that case, the region where the distance can be detected can be widened.

【0046】その他、レーザレーダ装置16の構造,隣
接するレーザレーダ装置16間の間隔は上記実施形態に
おけるものに限定されない等いちいち例示することはし
ないが、特許請求の範囲を逸脱することなく当業者の知
識に基づいて種々の変形,改良を施した態様で本発明を
実施することができる。
Other than that, the structure of the laser radar device 16 and the interval between the adjacent laser radar devices 16 are not limited to those in the above-mentioned embodiment, and the like, and the present invention will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the claims. The present invention can be implemented in various modified and improved modes on the basis of the above knowledge.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第一ないし第四発明に共通な一実施形態である
車両検出装置を含む車両自動操縦システムを表した概念
図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a vehicle automatic control system including a vehicle detection device which is an embodiment common to the first to fourth inventions.

【図2】上記車両自動操縦システムの全体を表す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing an entire vehicle automatic control system.

【図3】上記車両自動操縦システムのレーザレーダ装置
の周辺を表す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the periphery of a laser radar device of the vehicle automatic control system.

【図4】上記車両自動操縦システムが設定された道路を
走行する車両の状態を表す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state of a vehicle traveling on a road in which the vehicle automatic control system is set.

【図5】上記車両の別の状態を表す図である。FIG. 5 is a diagram showing another state of the vehicle.

【図6】上記車両のさらに別の状態を表す図である。FIG. 6 is a diagram showing still another state of the vehicle.

【図7】上記車両のさらに別の状態を表す図である。FIG. 7 is a diagram showing still another state of the vehicle.

【図8】上記車両がX軸に垂直な面に投影された状態を
表す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a state in which the vehicle is projected on a plane perpendicular to the X axis.

【図9】上記車両の側面図である。FIG. 9 is a side view of the vehicle.

【図10】上記車両の方向を特定する場合の状態を示す
図である。
FIG. 10 is a diagram showing a state in which the direction of the vehicle is specified.

【図11】上記車両における舵角と車両の進行方向との
差を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a difference between a steering angle and a traveling direction of the vehicle in the vehicle.

【図12】上記車両の重心の軌跡を検出する場合の状態
を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a state in which the trajectory of the center of gravity of the vehicle is detected.

【図13】上記車両検出装置が配設されたブリッジ全体
を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an entire bridge provided with the vehicle detection device.

【図14】従来の車両自動操縦システム全体を概念的に
示す図である。
FIG. 14 is a diagram conceptually showing an entire conventional vehicle automatic control system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 距離検出装置 16 レーザレーダ装置 18 発信器 20 受信器 24 制御装置 12 distance detection device 16 laser radar device 18 transmitter 20 receiver 24 control device

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G08G 1/16 G01S 13/93 Z Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location G08G 1/16 G01S 13/93 Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両上の、その車両が走行する予定の走
行予定線に対する接線の方向から見てその接線に直角な
横方向に互いに離れた少なくとも2点までの、前記接線
にほぼ平行な縦方向の距離をそれぞれ検出する距離検出
装置と、 その距離検出装置によって検出された前記少なくとも2
点までの距離に基づいて、前記接線に対する前記車両の
方向を特定する車両方向特定手段とを含むことを特徴と
する車両検出装置。
1. A longitudinal line on a vehicle, which is substantially parallel to at least two points separated from each other in a lateral direction perpendicular to the tangent line to the planned running line on which the vehicle is to run, in a lateral direction perpendicular to the tangent line. A distance detecting device for detecting a distance in each direction, and the at least 2 detected by the distance detecting device.
A vehicle detection device comprising: vehicle direction identification means for identifying a direction of the vehicle with respect to the tangent line based on a distance to a point.
【請求項2】 前記距離検出装置が、ほぼ縦方向に信号
を発する発信器と、その発信器と縦方向の位置が同じで
かつ前記車両上の少なくとも2点と横方向の位置がそれ
ぞれ同じであって発信器から発信されて前記車両上の少
なくとも2点で縦方向に反射された信号をそれぞれ受信
する少なくとも2個の受信器とを含み、かつ、前記車両
方向特定手段が、前記発信器の発信時から前記各受信器
の受信時までの時間と、前記少なくとも2点の横方向の
間隔とに基づいて、前記少なくとも2点を通る直線の横
方向に対する傾斜角度を演算する方向演算手段を含むこ
とを特徴とする請求項1に記載の車両検出装置。
2. The distance detecting device includes a transmitter that emits a signal in a substantially vertical direction, the transmitter having the same vertical position as the transmitter, and at least two points on the vehicle having the same horizontal position. And at least two receivers respectively receiving signals emitted from the transmitter and reflected in the vertical direction at at least two points on the vehicle, and the vehicle direction specifying means includes: A direction calculation means for calculating an inclination angle of a straight line passing through the at least two points with respect to the horizontal direction based on a time from the time of transmission to the time of reception by each of the receivers and a horizontal interval between the at least two points. The vehicle detection device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記受信器が横方向に50mm以上、90
0mm以下の間隔で2000mm以上の範囲にわたって3個
以上配列されたことを特徴とする請求項2に記載の車両
検出装置。
3. The receiver is laterally 50 mm or more, 90
The vehicle detection device according to claim 2, wherein three or more are arranged at intervals of 0 mm or less and over a range of 2000 mm or more.
【請求項4】 前記距離検出装置が、前記車両上におい
て互いに交差する2直線の一方上における少なくとも2
点と他方上における少なくとも1点とまでの距離をそれ
ぞれ検出可能なものであり、かつ、当該車両検出装置
が、その距離検出装置により検出された各点までの縦方
向の距離と、それら距離が検出された各点の横方向の位
置とに基づいて、前記車両の予め定められた特定点の横
方向および縦方向の位置を検出する位置検出装置を含む
請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両検出装
置。
4. The distance detection device has at least two on one of two straight lines intersecting with each other on the vehicle.
The distance between a point and at least one point on the other side can be detected, and the vehicle detection device detects the distance in the vertical direction to each point detected by the distance detection device and the distance between them. 4. The position detecting device according to claim 1, further comprising a position detecting device that detects a horizontal position and a vertical position of a predetermined specific point of the vehicle based on the detected horizontal position of each point. The vehicle detection device described in 1.
JP8145375A 1996-06-07 1996-06-07 Vehicle detector Pending JPH09329665A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100694509B1 (en) * 2004-12-27 2007-03-13 (주)백금티앤에이 Radar detector operable by remote controller
JP2008267826A (en) * 2007-04-16 2008-11-06 Toyota Motor Corp Object detection device

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