JPH10105230A - 自動走行車両の磁気検出装置並びにこの装置を用いた車両の方位角偏差および横方向偏差の算出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低速走行の場合でも、磁気センサの検出値か
ら車両の方位角偏差および横方向偏差を精度良く演算可
能で、良好な走行制御を可能とする。 【解決手段】 走行経路に沿って一定の間隔で配設され
た磁気ネイル１６の位置を検出しながら自動走行を行う
自動走行車両において、フロント側およびリア側磁気セ
ンサ２，３の前後方向間隔Ａは、磁気ネイル１６の配設
間隔Ｂの整数倍の長さとこの配設間隔Ｂの１／２倍の長
さとの和に等しい長さに設定される。すなわち、”Ａ＝
Ｂ×（ｎ＋１／２） 但し、ｎは整数” に設定され
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、走行経路に沿って
一定間隔で配設（埋設）された磁気発生源（磁気ネイ
ル）を検出しながらこの走行経路に沿って自動走行する
自動走行車両において、磁気発生源の検出に用いられる
磁気検出装置に関する。さらに、本発明はこのような磁
気検出装置を用いて走行中における車両の方位角偏差お
よび横方向偏差を算出する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等は一般的に搭乗ドライバーの操
縦により走行制御が行われるものであったが、最近にお
いては、走行経路に沿って一定間隔で磁気ネイルと称さ
れるような磁気発生源を配設（埋設）しておき、走行車
両にこの磁気を検出する磁気センサを搭載し、磁気ネイ
ルから発生する磁気を磁気センサにより検出しながら走
行制御を行い、走行経路に沿って車両を自動走行させる
自動走行制御システムが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような自動走行制
御システムにおいて、車両に搭載される磁気センサが一
個のみであると、磁気ネイルの検出は可能であるが、こ
の磁気ネイルが埋設されて延びる走行経路に対する車両
の向き（車両の方位角偏差）や、走行経路に対する車両
重心位置の横方向偏差等を正確に検出するのは難しいと
いう問題が生じやすい。

【０００４】また、このようなシステムにおいては、磁
気ネイルは走行道路上に一定の間隔をおいて配設されて
いるため、車両が低速で走行するような場合には、磁気
センサによる磁気ネイルの検出時間間隔が長くなる。す
なわち、走行中にある磁気ネイルを検出してから次の磁
気ネイルを検出するまでの時間が長くなり、このため車
両の方位角偏差、横方向偏差等の演算時間間隔が長くな
り、走行制御性能が低下しやすいという問題もある。

【０００５】本発明はこのようなことから、磁気センサ
の検出値から車両の方位角偏差および横方向偏差を精度
良く演算可能であり、且つ、低速走行の場合でもできる
かぎり多頻度で磁気センサによる磁気ネイルの検出が可
能なような構成の自動走行車両の磁気検出装置を提供す
ることを目的とする。本発明はさらに、この装置を用い
て精度良く、且つできる限り短時間間隔で車両の方位角
偏差および横方向偏差を算出する方法に関する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明に係る磁気検出装置は、走行経路に沿って一
定の間隔で配設された磁気発生源の位置を検出しながら
自動走行を行う自動走行車両において、磁気発生源を通
過したときにこれを検出するための一対の磁気検出手段
を、前後に離間して車両に配設して構成される。このと
き、これら一対の磁気検出手段の前後方向間隔は、磁気
発生源の配設間隔の整数倍の長さとこの配設間隔の１／
２倍の長さとの和に等しい長さに設定される。すなわ
ち、磁気発生源の配設間隔を”Ｂ”とすると、磁気検出
手段の前後方向間隔”Ａ”は、 ”Ａ＝Ｂ×（ｎ＋１／２） 但し、ｎは整数” と設定される。

【０００７】また、本発明に係る車両の方位角偏差およ
び横方向偏差の算出方法は、上記のように磁気発生源の
配設間隔の整数倍の長さとこの配設間隔の１／２倍の長
さとの和に等しい長さに設定された一対の磁気検出手段
を車両上に搭載してなる磁気検出装置を用いて車両の方
位角偏差および横方向偏差を算出する方法であり、走行
経路に沿ってこの車両が走行するときに、これら一対の
磁気検出手段により交互に検出される磁気発生源の位置
に対する車両の横方向変位量に基づいて、車両の方位角
偏差および横方向偏差を、磁気検出手段のいずれかによ
り磁気発生源の検出がなされる度に算出する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照して説明する。本発明の磁気検出装
置は、所定経路に沿って一定の間隔で磁気ネイル（磁気
発生源）が埋設された走行路に沿って自動走行する車両
に搭載される。図１には複数の磁気ネイル１６が埋め込
まれて破線１５で示す誘導走行経路が設定された走行路
と、この走行路上を左から右方向に走行する車両１とを
示している。なお、この走行経路１５に設けられる磁気
ネイル１６は一定間隔Ｂで埋設設置されている。

【０００９】車両１の前部および後部にはそれぞれフロ
ント側磁気センサ２とリア側磁気センサ３とが配設され
ており、両磁気センサ２，３はそれぞれ磁気ネイル１６
の上を通過したときに、磁気センサ２，３のどの部分を
通過したかを検出する。具体的には、両磁気センサ２，
３はそれぞれ、車両１を前後に延びる幅方向中央線１４
から左右に離れた位置において磁気ネイル１６を検出し
たときに、その距離Ｙに比例した検出信号を出力する。

【００１０】本発明の装置では、このように車両１に配
設されたフロント側磁気センサ２とリア側磁気センサ３
との車体前後方向の間隔Ａは、上記磁気ネイル１６の間
隔Ｂの整数倍に間隔Ｂの長さの半分を加えた長さ（すな
わち、Ａ＝Ｂ×（ｎ＋１／２） 但し、ｎは整数となる
長さ）に設定される。ここで説明する実施形態において
は、磁気センサ２，３の前後間隔Ａは磁気ネイル１６の
配設間隔Ｂの２．５倍に設定されている。

【００１１】図１においては、車両１が走行していると
きに、まずフロント側磁気センサ２が磁気ネイル１６を
検出（破線で示す車両１の状態）し、次にリア側磁気セ
ンサ３が磁気ネイル１６を検出（実線で示す車両１の状
態）した場合の例を示している。この場合に、フロント
側磁気センサ２が通過した磁気ネイル１６とリア側磁気
センサ３が通過した磁気ネイル１６との間隔は”２Ｂ”
であるので、図において破線１５で示す走行経路に対す
る車体幅方向中央線１４の偏差角、すなわち、方位角偏
差θは次式（１）により求められる。なお、車体幅方向
中央線１４の方向での両磁気ネイル１６の距離は、”２
Ｂｃｏｓθ”である。

【００１２】

【数１】 θ＝ｓｉｎ^-1｛（Ｙ１−Ｙ２）／２Ｂ｝ ・・・（１）

【００１３】また、この場合における車両１の重心位置
Ｇの横方向偏差Ｚは、図１に示す幾何図形関係から式
（２）の関係が成立し、式（３）のようにして求められ
る。このようにして車両の方位角偏差θと横方向偏差Ｚ
とを求める算出方法を処理方式１とする。

【００１４】

【数２】 （２Ｂｃｏｓθ）：（Ｙ１−Ｙ２）＝（Ａ／２）：（Ｚ−Ｙ２） ・・・（２） Ｚ＝Ａ（Ｙ１−Ｙ２）／（４Ｂｃｏｓθ）＋Ｙ２ ・・・（３）

【００１５】一方、上記とは逆に、図２において破線の
車両１で示すように、まずリヤ側磁気センサ３が磁気ネ
イル１６の上を通過してその横方向変位Ｙ２を検出し、
次に実線の車両１で示すようにフロント側磁気センサ２
が磁気ネイル１６の上を通過してその横方向変位Ｙ１を
検出する場合について以下に説明する。

【００１６】この場合には、リア側磁気センサ３が通過
した磁気ネイル１６とフロント側磁気センサ２が通過し
た磁気ネイル１６との間隔は”３Ｂ”であるので、方位
角偏差θは次式（４）により求められる。なお、車体幅
方向中央線１４の方向での両磁気ネイル１６の距離
は、”３Ｂｃｏｓθ”である。

【００１７】

【数３】 θ＝ｓｉｎ^-1｛（Ｙ１−Ｙ２）／３Ｂ｝ ・・・（４）

【００１８】また、この場合における重心位置Ｇの横方
向変位Ｚは、図２に示す幾何図形関係から式（５）の関
係が成立し、式（６）のようにして求められる。このよ
うにして車両の方位角偏差θと横方向偏差Ｚとを求める
算出方法を処理方式２とする。

【００１９】

【数４】 （３Ｂｃｏｓθ）：（Ｙ１−Ｙ２）＝ （３Ｂｃｏｓθ−Ａ／２）：（Ｚ−Ｙ２） ・・・（５） Ｚ＝（３Ｂｃｏｓθ−Ａ／２）×（Ｙ１−Ｙ２）／（３Ｂｃｏｓθ） ＋Ｙ２ ・・・（６）

【００２０】以上のようにしてフロント側およびリア側
磁気センサ２，３の検出信号に基づいて、走行経路１５
に対する車両の方位角偏差θと、車両重心位置Ｇの横方
向変位Ｚが求められる。ここで、磁気センサ２，３の前
後間隔Ａは磁気ネイル１６の配設間隔Ｂの２．５倍に設
定されているので、車両１の走行中においては、フロン
ト側およぴリア側磁気センサ２，３が交互に磁気ネイル
１６を検出し、しかも走行速度が一定であれば、その検
出間隔は等間隔である。例えば、フロント側磁気センサ
２がある磁気ネイル１６を検出してから次の磁気ネイル
１６を検出するまでの時間間隔がｔ１となるような走行
速度の場合には、（ｔ１／２）の時間間隔で両磁気セン
サ２，３から交互に検出信号が出力される。

【００２１】このような場合での方位角偏差θと横方向
変位Ｚとを算出する方法を図３を用いて説明する。この
方法では、ステップＳ１においてフロント側磁気センサ
２が磁気ネイル１６を検出したか否かを判断する。この
検出がなされたときには、ステップＳ２においてこのセ
ンサ２により検出された横方向変位Ｙ１をメモリに更新
記憶する。そして、ステップＳ３において前回に更新記
憶されているリア側磁気センサ３により検出された横方
向変位Ｙ２を読み出す。

【００２２】上述のように走行中においてはフロント側
およびリア側磁気センサ２，３からの信号が交互に出力
されるため、ここで検出した横方向変位Ｙ１と読み出し
た横方向変位Ｙ２とは、図２の関係、すなわち、まずリ
ヤ側磁気センサ３が磁気ネイル１６を検出し、次いでフ
ロント側磁気センサ２が磁気ネイル１６を検出した関係
となり、上記処理方式２により方位角偏差θと横方向変
位Ｚとを算出する（ステップＳ４）。

【００２３】このようにしてフロント側磁気センサ２に
より磁気ネイル１６が検出されると、次にリア側磁気セ
ンサ３により磁気ネイル１６が検出されるため、ステッ
プＳ５においてこの検出の有無を判断する。この検出が
なされたときには、ステップＳ６においてこのセンサ３
により検出された横方向変位Ｙ２をメモリに更新記憶
し、ステップＳ７において前回に更新記憶されたフロン
ト側磁気センサ２により検出された横方向変位Ｙ１を読
み出す。

【００２４】ここで検出した横方向変位Ｙ１と読み出し
た横方向変位Ｙ２とは、図１の関係、すなわち、まずフ
ロント側磁気センサ２が磁気ネイル１６を検出し、次い
でリア側磁気センサ３が磁気ネイル１６を検出した関係
となり、上記処理方式１により方位角偏差θと横方向変
位Ｚとを算出する（ステップＳ８）。

【００２５】以上のように、フロント側およびリア側磁
気センサ２，３のいずれかが磁気ネイル１６を検出する
度に方位角偏差θと横方向変位Ｚとの算出が行われる。
ここで磁気センサ２，３の前後間隔Ａは磁気ネイル１６
の配設間隔Ｂの２．５倍に設定されているので、フロン
ト側およびリア側磁気センサ２，３のそれぞれが磁気ネ
イル１６を検出する間隔はｔ１の場合でも、両センサ
２，３から交互に出力される検出信号は（ｔ１／２）の
等時間間隔で出力される。

【００２６】このため、方位角偏差θと横方向変位Ｚと
の算出は、フロント側もしくはリア側磁気センサ２，３
が磁気ネイル１６を検出する頻度の倍の頻度で、しかも
等時間間隔で行われる。すなわち、フロント側磁気セン
サ２とリア側磁気センサ３とが同時に磁気ネイル１６を
検出する場合に比べて、方位角偏差θおよび横方向変位
Ｚの算出時間間隔をほぼ半分にすることができる。この
ため、このようにして算出された方位角偏差θと横方向
変位Ｚとに基づいて車両の自動走行制御を行わせる場
合、車両走行速度が低速でも良好な走行制御が可能であ
る。

【００２７】なお、参考までに、フロント側およびリア
側磁気センサの前後間隔Ａを磁気ネイルの配設間隔Ｂの
整数倍に設定すると、両磁気センサは同時に磁気ネイル
を検出することになるため、方位角偏差θと横方向変位
Ｚの算出時間間隔は本発明の場合の２倍となり、それだ
け走行制御性能は劣る。また、両センサから同時に送ら
れてくる信号を同時処理する必要があるため、制御演算
機の負担が増加するが、本発明の場合には、演算処理が
分散でき演算器の負担が小さい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気発生源を通過したときにこれを検出するための一対
の磁気検出手段を前後に離間して車両に配設して磁気検
出装置が構成されるのであるが、これら一対の磁気検出
手段の前後方向間隔は、磁気発生源の配設間隔の整数倍
の長さとこの配設間隔の１／２倍の長さとの和に等しい
長さ、すなわち、磁気発生源の配設間隔を”Ｂ”とする
と、磁気検出手段の前後方向間隔”Ａ”は、 ”Ａ＝Ｂ
×（ｎ＋１／２） 但し、ｎは整数”と設定されるの
で、この磁気検出装置を搭載した車両が自動走行経路に
沿って走行すると、一対の磁気検出手段から交互に且つ
等時間間隔（但し、車両が等速走行の場合）で検出信号
が出力される。

【００２９】このため、走行経路に沿ってこの車両が走
行するときに、これら一対の磁気検出手段により交互に
検出される磁気発生源の位置に対する車両の横方向変位
量に基づいて、車両の方位角偏差および横方向偏差を算
出すると、一つの磁気検出手段による検出の時間間隔の
半分の時間間隔で、すなわち、２倍の頻度で算出を行う
ことができる。このため、この算出結果に基づく走行制
御を行うときに、走行速度が低速の場合でも正確な走行
制御が可能である。しかも、交互に送られてくる信号
を、その都度、演算処理すれば良いので演算処理が分散
され、演算器の負担が軽い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気検出装置を用いて車両の方位
角偏差および横方向偏差を算出する方法を示す第１実施
形態を示す説明図である。

【図２】本発明に係る磁気検出装置を用いて車両の方位
角偏差および横方向偏差を算出する方法を示す第２実施
形態を示す説明図である。

【図３】本発明に係る磁気検出装置を用いて車両の方位
角偏差および横方向偏差を算出する方法を示すフローチ
ャート図である。

【符号の説明】

１ 車両 ２ フロント側磁気センサ ３ リア側磁気センサ １４ 車両幅方向中央線 １５ 走行経路 １６ 磁気ネイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行経路に沿って一定の間隔で配設され
   た磁気発生源の位置を検出しながら自動走行を行う自動
   走行車両において、 前記磁気発生源を通過したときにこれを検出するための
   一対の磁気検出手段を、前後に離間して車両に配設して
   構成され、 前記一対の磁気検出手段の前後方向間隔が、前記磁気発
   生源の走行経路に沿った配設間隔の整数倍の長さと前記
   磁気発生源の走行経路に沿った配設間隔の１／２倍の長
   さとの和に等しい長さに設定されていることを特徴とす
   る自動走行車両の磁気検出装置。
2. 【請求項２】 走行経路に沿って一定の間隔で配設され
   た磁気発生源の位置を検出しながら自動走行を行う自動
   走行車両において、 前記磁気発生源を通過したときにこれを検出するための
   一対の磁気検出手段を前後に離間して車両に配設して構
   成され、前記一対の磁気検出手段の前後方向間隔が前記
   磁気発生源の走行経路に沿った配設間隔の整数倍の長さ
   と前記磁気発生源の走行経路に沿った配設間隔の１／２
   倍の長さとの和に等しい長さに設定されている磁気検出
   装置を用いて車両の方位角偏差および横方向偏差を算出
   する方法であって、 前記走行経路に沿って走行しているときに、前記一対の
   磁気検出手段により交互に検出される前記磁気発生源の
   位置に対する前記車両の横方向変位量に基づいて、前記
   車両の方位角偏差および横方向偏差を、前記一対の磁気
   検出手段のいずれかにより前記磁気発生源の検出がなさ
   れる度に算出することを特徴とする算出方法。