JPH1113507A - 自動追従走行システム - Google Patents
自動追従走行システムInfo
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- JPH1113507A JPH1113507A JP9171934A JP17193497A JPH1113507A JP H1113507 A JPH1113507 A JP H1113507A JP 9171934 A JP9171934 A JP 9171934A JP 17193497 A JP17193497 A JP 17193497A JP H1113507 A JPH1113507 A JP H1113507A
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Abstract
して加減速制御し、その車間距離を安定に保ち得る自動
追従走行システムを提供する。 【解決手段】 先導車に追従する後続車において、先導
車との車間距離と目標車間距離との偏差と、車々間通信
によって求められる先導車の加減速調整情報とに基づい
て自車両を加減速制御する。また先導車が求めた絶対位
置情報を車々間通信によって得、自車両にて計測される
自車両の絶対位置情報とから先導車との車間距離を求め
る。更に偏差に対応して求められる制御量と、車々間通
信によって求められた先導車の加減速調整情報に対応し
て求められる制御量とを加算し、その加算結果に従って
自車両を加減速制御する。
Description
減速に対しても、後続車を安定に追従させて走行制御す
ることのできる自動追従走行システムに関する。
一手法として、自動追従走行システムが注目されてい
る。この種の自動追従走行システムは、例えば特開平6
−168399号公報に開示されるように、先導車との
車間距離および相対速度に基づいて自車両(追従車)を
加減速制御し、これによって先導車の走行に追従した自
動走行を実現するものである。具体的にはレーザレーダ
等によって先導車との車間距離を計測すると共に、その
車間距離の変化から先導車との相対速度を求めている。
そしてこれらの計測情報に従ってスロットルアクチュエ
ータおよびブレーキアクチュエータの作動を制御するこ
とで自車両の走行速度を調整し、先導車との車間距離を
一定に保った自動追従走行を実現している。
走行の為の加減速制御に用いられる制御量は、前述した
如く計測される車間距離や相対速度等の、先導車との間
に生じる物理的な関係である。換言すれば、先導車が加
減速操作した結果として生じる車両間の変動情報を検出
し、これを制御パラメータとしていることになる。この
為、先導車の加減速変動に対して制御応答遅れが生じる
ことが否めない。
合、その操作に応じた先導車の挙動(走行速度)の変
化、また先導車の加減速によって変化する車両間の状
態、更にこの車両間の状態変化の検出、そして検出した
車両間の状態情報に基づく後続車(追従車)における加
減速制御の実行までに時間が掛かり、先導車の加減速に
速やかに追従した応答性の良い自動追従走行制御を実現
することが困難である等の問題がある。
たもので、その目的は、先導車の加減速状態の変化に応
答性良く追従した後続車での加減速制御を実現すること
ができ、先導車が急激に加減速した場合であっても、そ
の車間距離を安定に保つことのできる自動追従走行シス
テムを提供することにある。
べく本発明に係る自動追従走行システムは、先導車に追
従する後続車において、車々間通信によって前記先導車
から送信される該先導車の加減速調整情報を受信する通
信手段と、前記先導車との車間距離と目標車間距離との
偏差を検出する偏差検出手段と、この偏差と前記車々間
通信によって求められた先導車の加減速調整情報とに基
づいて自車両を加減速制御する制御手段とを備えたこと
を特徴としている。
標車間距離との偏差のみならず、車々間通信によって求
められる先導車の加減速調整情報を積極的に利用して自
車両を加減速制御することで、先導車の加減速調整状
態、具体的にはアクセル操作やブレーキ操作の情報を早
期に取り込んだフィードフォワード制御により、先導車
の挙動(速度)変化に対する応答遅れを解消したことを
特徴としている。
特に前記通信手段において、前記先導車が送信する該先
導車の絶対位置情報をも受信するものとし、車々間通信
によって得られる前記先導車の絶対位置情報と、自車両
にて計測される自車両の絶対位置情報とから前記先導車
との車間距離を求めることで、先導車の見失いや誤認識
を防ぎ、安定で確実な車間距離制御を実現することを特
徴としている。
前記偏差に対応して求められる制御量と、車々間通信に
よって求められる前記先導車の加減速調整情報に対応し
て求められる制御量とを加算し、その加算結果に従って
自車両を加減速制御することで、比較的簡単な処理によ
り、安定で高精度な加減速制御、ひいては車間距離制御
を実現することを特徴としている。
実施形態に係る自動追従走行システムについて説明す
る。図1は自動追従走行システムの概略構成を示すもの
で、11は先導車、31は先導車11に追従して走行す
る追従車(後続車)である。尚、この追従車31に更に
追従して走行する車両(図示せず)が配備される場合も
あり、この場合には当該車両に対して上記追従車31が
先導車としての役割を果たすことになる。
基本的にはドライバ12によって操作されるステアリン
グ13,33、エンジン14,34、トランスミッション
(T/M)15,35、ブレーキ16,36からなる運転
機能をそれぞれ備えている。特に追従車31は、後述す
るようにドライバ12に代わって上記各運転機能を操作
する制御ECU(電子コントロールユニット)32を備
えている。尚、この制御ECU32は、運転モード切換
スイッチ42の切り換えによってドライバ12によるマ
ニュアル運転モードと、後述する自動追従走行制御によ
るオート運転モードとが選択的に設定される。また先導
車11および追従車31には、その車速を検出する為の
車速センサ17,37、およびヨー角速度を検出する為
のヨーレイトセンサ18,38がそれぞれ設けられてい
る。
星航法システム用のアンテナ24,44とGPS(グロ
ーバル・ポジショニング・システム)受信機25,45
とがそれぞれ設けられ、人工衛星50からの受信データ
に基づいて自車両の絶対位置情報(緯度と経度)とが求
められている。尚、GPS受信機25,45において
は、緯度および経度の明確な基地局51からの情報も受
信することで、より高精度に自車両の絶対位置を求める
ものとなっている。つまり先導車11および追従車31
には高精度GPSが搭載されている。
および追従車31における制御ECU32は、前記GP
S受信機25,45において求められた自車両の絶対位
置情報と、前記車速センサ17,37およびヨーレイト
センサ18,38によりそれぞれ検出された車速Vおよ
びヨーレイト(ヨー角θ)とに従い、例えば位置座標デ
ータ(x,y)の時系列として示される走行軌跡を求め
ている。更に前記ステアリング13,33、エンジン1
4,34、トランスミッション(T/M)15,35、お
よびブレーキ16,36の各操作状態、具体的にはエン
ジン14,34の作動を制御するアクセル・アクチュエ
ータの操作状態や、ブレーキ16,36の作動を制御す
るアクセル・アクチュエータの操作状態、更にはステア
リング13,33の操舵角等を検出し、これを監視して
いる。
ECU20,40がそれぞれ搭載され、車々間通信機2
1,41a,41bを介して前述した走行軌跡情報や運転
操作状態情報を相互に通信している。特に追従車31に
おいてはオート運転モードの設定時、先導車11から送
られてくる走行軌跡情報(絶対位置情報)および運転操
作状態情報、特に先導車11の絶対位置情報と加減速調
整情報とを制御ECU32に取り込み、後述する自動追
従走行制御を実行するものとなっている。
通信によって求められる先導車11の絶対位置情報と、
GPS受信機45によって検出される自車両の絶対位置
情報とから先導車11との車間距離を求めるが、適宜、
車間距離センサ39によって検出される先導車11との
車間距離の情報を取り込んでいる。この車間距離センサ
39は、例えば先導車11に設けられたリフレクタ23
にレーザ光を照射し、その反射光を受信して車間距離を
計測レーザレーダ等からなる。
31がオート運転モードにより無人運転されている場
合、追従車31から送られてくる運転操作状態情報等を
適宜表示パネル22上に表示することで、追従車31の
挙動を監視し得るようになっている。尚、上記追従車3
1に更に追従する車両がある場合、この車両も追従車3
1と同様に構成され、該追従車31との間で車々間通信
を行いながら、その追従走行制御が実行される。
従走行システムにおいて、前記追従車31における自動
追従走行制御を実現する機能を抽出すると、図2に示す
機能ブロックとして表現できる。即ち、この自動追従走
行制御機能は、先導車11との間で車々間通信して該先
導車11から発せられる先導車11の絶対位置情報およ
び加減速調整情報を受信する車々間通信機41aを備え
ている。尚、上記加減速調整情報は、例えば先導車11
におけるアクセル操作情報(アクセル開度)とブレーキ
操作情報(ブレーキ開度)とからなる。この車々間通信
機41aを介して受信される先導車11に関する情報、
およびGPS受信機45によって検出される自車両の絶
対位置情報は、通信ECU40から、I/Oインターフ
ェースとしての2ポートRAM(ランダム・アクセス・
メモリ)46を介して制御ECU32に取り込まれる。
この制御ECU32は、前述したように車間距離センサ
39によって検出される先導車11との車間距離情報も
適宜取り込む。また制御ECU32は、車速センサ37
によって検出される自車両の車速情報も取り込んでい
る。
示すような処理機能を備えて実現され、上述した如く求
められる各種情報に従って、先導車11の挙動(速度変
化)に追従した加減速制御を実行する上でのアクセル制
御量およびブレーキ制御量を生成している。そして制御
ECU32は、これらの各制御量をD/A変換器47を
介して出力し、アクセル・アクチュエータ34aおよび
ブレーキ・アクチュエータ36aの各作動をそれぞれ制
御するものとなっている。
速制御の為の処理機能について説明すると、路面固定座
標変換部51は、GPS受信機45によって求められた
自車両の緯度と経度とからなる絶対位置情報を入力し、
予め設定された路面固定座標系における絶対座標(xs,
ys)に変換する。尚、先導車11においても同様にして
GPS受信機25にて求められた絶対位置情報を、同じ
路面固定座標系における絶対座標(xf,yf)として変換
している。
座標変換部51にて求められた自車両(追従車31)の
絶対座標(xs,ys)を入力すると共に、前記先導車11
において同様にして求められて車々間通信によって受信
される先導車11の絶対座標(xf,yf)とを入力してい
る。そしてこれらの絶対座標(xs,ys),(xf,yf)間の
距離Lを L=[(xs−xf)2+(ys−yf)2]1/2 として計算することで、先導車11との車間距離Lを算
出している。
ンサ37によって検出される車速Vから、その車速Vに
適合した車間距離を目標車間距離L0として求めてい
る。この目標車間距離L0は、例えば1.5秒程度の走行
距離に相当するものとして、上記車速Vに応じて計算さ
れる。尚、車速Vと目標車間距離L0との関係を予めマ
ップ化して準備しておき、このマップを参照することで
車速Vに応じた目標車間距離L0を求めるようにしても
良い。
した如く求められた先導車11との車間距離Lと、目標
車間距離L0とのずれ(偏差)εを求めており、アクセ
ル・ブレーキPID制御量計算部55は上記車間距離偏
差εに相当する制御量を算出している。この制御量は、
アクセル・アクチュエータ34aに対するアクセル制御
量と、ブレーキ・アクチュエータ36aに対するブレー
キ制御量とからなる。これらのアクセル制御量およびブ
レーキ制御量は、例えば車間距離Lが目標車間距離L0
よりも大きく、車間距離偏差εがプラス(+)である場
合、自車両を加速させて車間距離Lを縮めて前記車間距
離偏差εを零(0)とするような制御量として求められ
る。逆に前記車間距離Lが目標車間距離L0よりも小さ
く、車間距離偏差εがマイナス(−)である場合には、
自車両を減速させて車間距離Lを広げて前記車間距離偏
差εを零(0)とするような制御量として求められる。
量およびブレーキ制御量は、基本的にはアクセル・ブレ
ーキ制御出力量計算部56を介して出力され、これらの
制御量に応じたPID制御の下で前述したようにアクセ
ル・アクチュエータ34aおよびブレーキ・アクチュエ
ータ36aがそれぞれ駆動されて加減速制御、つまり先
導車11との車間距離偏差εを零(0)とする車間距離
制御が実行される。
ているところは、上述した制御に加えて、更に前述した
車々間通信によって求められる先導車11の加減速調整
情報である、先導車11のアクセル開度とブレーキ開度
とに従い、これらの情報に相当する制御量を、前記車間
距離偏差εに基づいて求められた制御量に加えて前記ア
クセル・アクチュエータ34aおよびブレーキ・アクチ
ュエータ36aの作動を制御している点にある。
車11のアクセル開度およびブレーキ開度の各情報は、
開度量補正部57を介して各開度に相当する制御量に変
換される。これらの先導車11の加減速調整状態に応じ
て求められる上記制御量は、アクセル・アクチュエータ
34aおよびブレーキ・アクチュエータ36aに対する
フィードフォワード制御量として前記アクセル・ブレー
キ制御出力量計算部56に与えられる。アクセル・ブレ
ーキ制御出力量計算部56は、車間距離偏差εに基づい
て求められた各制御量と、上記先導車11の加減速調整
状態に応じて求められた制御量とをそれぞれ加算してお
り、その加算結果に従って前記アクセル・アクチュエー
タ34aおよびブレーキ・アクチュエータ36aをそれ
ぞれ制御するものとなっている。つまり車間距離偏差ε
に基づくフィードバック制御系によるPID制御と、先
導車11の加減速調整状態に応じたフィードフォワード
制御系による制御とを併用して、その加減速制御を実行
するものとなっている。
受信機25,45による絶対位置情報の検出が一時的に
中断するような場合には、例えば車速センサ17,37
によって求められる車速Vと、ヨーレイトセンサ18,
38によって求められるヨーレイトγに従って車両の移
動位置をそれぞれ推定し、これらの推定位置情報に基づ
いて車間距離Lが算出するようにすれば良い。或いは前
述した車間距離センサ39により求められる車間距離情
報を用いることも勿論可能である。
本システムによれば、先導車11のとの車間距離に基づ
く加減速制御に、先導車11の加減速調整情報に基づく
フィードフォワード制御を加えているので、先導車11
の挙動(走行速度)の変化に速やかに追従した加減速制
御を行うことができる。即ち、先導車11の加減速調整
によって生じる該先導車11の挙動(走行速度)の変化
を、その加減速調整情報から先取りしてフィードフォワ
ード的に加減速制御を実行するので、先導車11の加減
速に対して高精度に追従した走行制御が可能であり、応
答性の高い車間距離制御による自動追従走行を実現する
ことができる。
5,45によって求められる高精度な絶対座標を車々間
通信して車間距離Lを計測し、目標車間距離L0との偏
差εを求めて加減速制御を実行するので、先導車11を
見失ってその制御が不能となったり、先導車11を誤認
識してその制御が曖昧となる等の不具合を未然に防ぐこ
とができる。更には上述した如く安定・確実に検出され
る車間距離Lの下で、その車間距離偏差εを零(0)と
するように求められるPID制御量と、先導車11の加
減速調整状態に応じて求められるフィードフォワード制
御量とを加算して加減速制御を実行するので、比較的簡
単な処理でありながら、安定で精度の高い追従走行制御
を実行することが可能となる。
な場合であっても、これに速やかに追従した高精度な自
動追従走行が可能となり、応答性の高い車間距離制御が
可能となる。特に先導車11の加減速により車両間の状
態が変化したとき、これを検出して自車量を加減速制御
する場合のような応答遅れがなく、先導車11の加減速
を早期に反映させた加減速制御を行い得る等の効果が奏
せられる。
るものではない。実施形態においてはPID制御系を用
いて加減速制御を行ったが、PD制御系やP制御系によ
り加減速制御を実行することも勿論可能である。また先
導車11との車間距離Lの計測手法についても、ステレ
オ視カメラによる計測や、超音波を用いた計測手法を採
用することができる。要するに本発明はその要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施することができる。
導車との車間距離と目標車間距離との偏差、および車々
間通信によって求められる先導車の加減速調整情報を用
いて自車両を加減速制御するので、先導車が急激に加減
速する場合であっても、その加減速調整の情報を逸早く
反映させて応答性良く自動追従走行制御することができ
る。
求めている絶対座標情報を車々間通信により受信し、自
車両において求めた絶対座標情報とに従って車間距離を
求めるので、種々の走行条件に拘わらず、先導車を見失
ったり、誤認識することなく安定に車間距離を求めて車
間距離制御を実行することができる。更には請求項3に
示すように車間距離偏差に対応した制御量と、先導車の
加減速調整情報に対応した制御量とを加算して加減速制
御を実行するので、簡単な処理により安定で精度の高い
追従走行制御を実現することができる等の効果が奏せら
れる。
ムの概略構成を示す図。
の概略的なブロック構成図。
る制御処理機能を示すブロック図。
ステム)受信機 20,40 通信ECU 21,41a,41b 車々間通信機 39 車間距離センサ 51 路面固定座標変換部 52 車間距離計算部 53 目標車間距離計算部 54 車間距離偏差計算部 55 アクセル・ブレーキPID制御量計算部 56 アクセル・ブレーキ制御出力量計算部 57 開度量補正部
Claims (3)
- 【請求項1】 先導車に追従させて後続車を走行制御す
る自動追従走行システムであって、前記先導車に追従す
る後続車は、 前記先導車との車間距離と目標車間距離との偏差を検出
する偏差検出手段と、前記先導車が送信する該先導車の
加減速調整情報を受信する通信手段と、前記偏差と前記
先導車の加減速調整情報とに基づいて自車両を加減速制
御する制御手段とを具備したことを特徴とする自動追従
走行システム。 - 【請求項2】 前記通信手段は、前記先導車が送信する
該先導車の絶対位置情報も受信するものであって、 前記偏差検出手段は、前記先導車から送信された該先導
車の絶対位置情報と、自車両にて計測した自車両の絶対
位置情報とから前記先導車との車間距離を求めることを
特徴とする請求項1に記載の自動追従走行システム。 - 【請求項3】 前記制御手段は、前記偏差に対応した制
御量と、前記先導車の加減速調整情報に対応した制御量
とを加算し、その加算結果に従って自車両を加減速制御
することを特徴とする請求項1に記載の自動追従走行シ
ステム。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP17193497A JP3480484B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 自動追従走行システム |
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JP17193497A JP3480484B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 自動追従走行システム |
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JPH1113507A true JPH1113507A (ja) | 1999-01-19 |
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ID=15932547
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