DE19710234A1

DE19710234A1 - Automatische Fahrvorrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE19710234A1
Application number: DE19710234A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tominaga
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1997-11-06
Anticipated expiration: 2017-03-13
Also published as: US5957983A; JP3120724B2; JPH09245298A; DE19710234B4

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Fahrvorrichtung für Fahrzeuge und insbesondere eine automatische Fahrvorrichtung zur Lenkungsregelung durch gemeinsame Verwendung einer Ver schiebung in bezug auf eine magnetische Markierung und einer Verschiebung in bezug auf eine Leitlinie (Mittellinie) auf der Straßenoberfläche.

Automatische Fahrvorrichtungen sind bisher zur Identifizie rung der Position eines Fahrzeugs in bezug auf die Straßen oberfläche und zur geeigneten Korrektur von dessen Position mit einer automatischen Lenkung entwickelt worden, damit die durch den Fahrer ausgeführten Steuervorgänge verringert und die Sicherheit verbessert werden.

Im allgemeinen wird die Fahrzeugposition unter Verwendung von Einrichtungen wie eines Verfahrens, bei dem ein am Fahrzeug eingebauter magnetischer Sensor auf der Straße vorgesehene magnetische Markierungen erfaßt, wobei eine relative Ver schiebung in bezug auf magnetische Markierungen auf der Grundlage der magnetischen Feldstärke erfaßt wird, oder eines Verfahrens identifiziert, bei dem ein bei dem Fahrzeug einge bauter CCD-Sensor die Leitlinien vor dem Fahrzeug aufnimmt, wobei eine relative Verschiebung in bezug auf die Leitlinie auf der Grundlage der Position der Leitlinie bei dem erhalte nen Bild erfaßt wird.

Beispielsweise ist ein Aufbau, bei dem die Verschiebungser fassung unter Verwendung magnetischer Markierungen und die Leitlinienidentifizierung unter Verwendung einer CCD-Kamera zur Regelung der Fahrzeuglenkung kombiniert sind, in "Experiments on Lateral and Longitudinal Control Systems", "The Experiments on Lateral and Longitudinal Control System in ARTS" in den "Proceedings of the Second World Congress on Intelligent Transport System 1995 Yokohama", Bd. III, 9. No vember 1995, Seiten 1069 bis 1074 dargestellt worden.

Jedoch wird, wenn der Wert der seitlichen Verschiebung (der seitlichen Verschiebungsdistanz) des Fahrzeugs einen bestimm ten Wert überschreitet, die Ausführung einer Lenkungsregelung auf der Grundlage der Verschiebung in bezug auf die magneti schen Markierungen unmöglich, da der Bereich des durch die magnetischen Markierungen erzeugten magnetischen Feldes be grenzt ist. Beispielsweise ist bei Durchführung der Erfassung mit einem Paar benachbarter, um einen Abstand von 0,9 Meter beabstandeter magnetischer Markierungen die Erfassung nur in nerhalb eines Bereichs von 0,45 Metern an jeder Seite der Po sition der magnetischen Markierungen möglich, wobei bei Über schreitung dieses Bereichs ein ungenauer Wert der relativen Verschiebung erhalten wird, was bedeutet, daß die Lenkungsre gelung nicht ausgeführt werden kann. Es gibt keine derartigen Bereichsbeschränkungen bei Verwendung einer CCD-Kamera zur Identifizierung einer Leitlinie, da aber bei diesem Verfahren im wesentlichen der Helligkeitsunterschied zwischen der Leitli nie und der restlichen Straße verwendet wird, ist es-gegen über Wetterbedingungen sehr anfällig.

Obwohl sich jeweils die Genauigkeitsgrade der Erfassung der relativen Verschiebung des Fahrzeugs unter Verwendung eines magnetischen Sensors und der Erfassung unter Verwendung einer CCD-Kamera entsprechend den Fahrbedingungen unterscheiden, sind derartige Genauigkeitsunterschiede bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik nicht berücksichtigt worden, was zu dem Nachteil führt, daß die Eigenschaften beider Sen soren nicht ausreichend verwendet worden sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile gemäß dem Stand der Technik zu überwinden und eine automati sche Fahrvorrichtung zu schaffen, die eine sehr zuverlässige automatische Lenkung unter Verwendung sowohl der auf der Grundlage von Magneten erfaßten relativen Verschiebung als auch der auf der Grundlage von Leitlinien erfaßten relativen Verschiebung durchführt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine automatische Fahrvorrichtung für Fahrzeuge gelöst, die durch eine magneti sche Verschiebungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer relativen Verschiebung eines Fahrzeugs durch Erfassung eines magnetischen Feldes von auf der Straße vorgesehenen magneti schen Markierungen, eine Leitlinienverschiebungs-Erfassungs einrichtung zur Erfassung einer relativen Verschiebung des Fahrzeugs durch Erfassung von Leitlinien auf der Straße, eine Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Unregelmäßigkeit bei der durch die magnetische Verschiebungs erfassungseinrichtung erfaßten relativen Verschiebung und ei ne Steuereinrichtung gekennzeichnet ist, die eine Lenkung vorherrschend auf der Grundlage einer durch die Leitlinien verschiebungs-Erfassungseinrichtung erfaßten relativen Ver schiebung durchführt, wenn durch die Unregelmäßigkeitserfas sungseinrichtung eine Unregelmäßigkeit erfaßt worden ist. Da bei bedeutet "vorherrschend", daß das Ausmaß der Regelung er höht wird, wobei ebenfalls Fälle eingeschlossen sind, bei de nen die Lenkungsregelung lediglich auf der Grundlage einer durch die Leitlinienverschiebungs-Erfassungseinrichtung er faßten relativen Verschiebung und nicht auf der durch die ma gnetische Verschiebungserfassungseinrichtung erfaßten durch geführt wird. Zusätzlich führt, wenn durch die Unregelmäßig keitserfassungseinrichtung keine Unregelmäßigkeit erfaßt wird, die Steuereinrichtung die Lenkungsregelung vorherr schend auf der Grundlage einer durch die magnetische Ver schiebungserfassungseinrichtung erfaßten relativen Verschie bung aus.

Außerdem wird die vorstehend beschriebene Aufgabe durch eine automatische Fahrvorrichtung für Fahrzeuge gelöst, die durch eine magnetische Verschiebungserfassungseinrichtung zur Er fassung einer relativen Verschiebung eines Fahrzeugs durch Erfassung eines magnetischen Feldes von auf der Straße vorge sehenen magnetischen Markierungen, eine Leitlinienverschie bungs-Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer relativen Verschiebung des Fahrzeugs durch Erfassung einer Leitlinie auf der Straße, und eine Steuereinrichtung zur Durchführung einer Lenkungsregelung durch Veränderung des Verhältnisses zwischen der Lenkungsregelung auf der Grundlage einer durch die magnetische Verschiebungserfassungseinrichtung erfaßten relativen Verschiebung und einer Lenkungsregelung auf der Grundlage einer durch die Leitlinienverschiebungs-Erfas sungseinrichtung erfaßten relativen Verschiebung gekennzeich net ist.

Weiterhin wird die Aufgabe durch eine automatische Fahrvor richtung für Fahrzeuge gelöst, die durch einen magnetischen Sensor zur Erfassung eines magnetischen Feldes von auf einer Straße vorgesehenen magnetischen Markierungen, eine Kamera zur Aufnahme der Oberfläche der Straße vor dem Fahrzeug, eine erste Verarbeitungseinrichtung zur Berechnung einer ersten relativen Verschiebung in bezug auf das Fahren des Fahrzeugs auf der Grundlage des durch den magnetischen Sensor erfaßten magnetischen Feldes, eine zweiten Verarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung eines durch die Kamera aufgenommenen Bildes und Berechnung einer zweiten relativen Verschiebung in bezug auf das Fahren des Fahrzeugs und eine Steuereinrichtung ge kennzeichnet ist, die eine Lenkungsregelung vorherrschend auf der Grundlage der ersten Verschiebung durchführt, wenn die durch die erste Verarbeitungseinrichtung erfaßte relative Verschiebung regelmäßig ist, und die Lenkungsregelung vor herrschend auf der Grundlage der zweiten relativen Verschie bung durchführt, wenn die durch die erste Verarbeitungsein richtung erfaßte erste relative Verschiebung unregelmäßig ist.

Fig. 1 zeigt eine Darstellung eines Systemaufbaus gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Aufbaus gemäß demsel ben Ausführungsbeispiel.

Fig. 3 zeigt ein Verarbeitungsflußdiagramm gemäß demselben Ausführungsbeispiel.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Systemaufbau gemäß diesem Ausführungsbei spiel. Magnetische Markierungen 100 sind mit festgelegten Ab ständen bei der Straße entlang der Richtung vorgesehen, in die das Fahrzeug geleitet wird, wobei das Fahrzeug mit magne tischen Sensoren 10 zur Erfassung der Magnete dieser magneti schen Markierungen 100 versehen ist. An dem unteren Abschnitt der vorderen Stoßstange des Fahrzeugs sind insgesamt drei ma gnetische Sensoren 10 gleichmäßig angebracht, wobei die rela tive Verschiebung (seitliche Verschiebung, seitliche Ver schiebungsdistanz) des Fahrzeugs in bezug auf magnetische Markierungen 100 auf der Grundlage der Differenz zwischen den durch diese drei magnetischen Sensoren 10 erfaßten magneti schen Feldstärken berechnet wird. Gemäß diesem Ausführungs beispiel sind die magnetischen Sensoren um 0,4 Meter vonein ander beabstandet. Zusätzlich nimmt eine bei dem Fahrzeug vorgesehene CCD-Kamera 12 einen festgelegten Abstand der Straßenoberfläche vor dem Fahrzeug auf. Ein magnetisches Er fassungssignal aus dem magnetischen Sensor 10 und ein Bildsi gnal aus der CCD-Kamera 12 werden beide zu einer Verarbei tungseinrichtung ausgegeben, bei der erste und zweite relati ve Verschiebungen unabhängig berechnet werden. In Überein stimmung mit diesen relativen Verschiebungen lenkt eine Len kungsstelleinrichtung 14 das Fahrzeug den magnetischen Mar kierungen 100 oder der Leitlinie (Mittellinie) entlang.

Gemäß Fig. 1 ist eine Infrarotlichterzeugungseinrichtung 16 bei dem Fahrzeug zur Übertragung des Lenkungswertes und der gleichen dieses Fahrzeugs zu einem sich unmittelbar dahinter befindlichen zweiten Fahrzeug eingebaut, wodurch ermöglicht wird, daß das zweite Fahrzeug denselben Wert der Lenkungsre gelung wie das erste Fahrzeug ausführen kann, ohne daß es dessen eigenen Lenkungswert berechnen muß.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Fahrzeugaufbaus gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Magnetische Erfassungssignale werden aus einem Paar magnetischer Sensoren 10 zu einer Ma gnetsteuereinheit (elektronischen Steuereinheit (ECU) für die magnetische Erfassung, Magnet-ECU) 18 ausgegeben. Die Magnet steuereinheit 18 weist eine Berechnungseinrichtung auf, die die relative Verschiebung in bezug auf die magnetischen Mar kierungen 100 auf der Grundlage der Differenz zwischen den zwei eingegebenen magnetischen Erfassungssignalen berechnet. Diese relative Verschiebung (erste relative Verschiebung) ist beispielsweise positiv, wenn das Fahrzeug zur rechten Seite der magnetischen Markierungen 100 hin verschoben ist. Diese relative Verschiebung wird zu dem Fahrzeugsteuerungscomputer 22 ausgegeben. Währenddessen sendet die CCD-Kamera 12 eine Bildsignal zu einer die Position der Leitlinie in dem Bild erfassenden Bildsteuereinheit (elektronischen Steuereinheit (ECU) für Bilder) 20. Die Leitlinie (gemalte Linie) kann bei spielsweise dadurch erfaßt werden, daß das eingegebene Bild in zwei Werte geteilt wird und daß diese mit einem vorab er zeugten Zweiwertmuster (einer Schablone) der Leitlinie in Übereinstimmung gebracht werden. Bei dieser Übereinstimmungs verarbeitung wird zunächst ein rechteckiges Suchgebiet bei dem erhaltenen Bild festgelegt und die Schablone aufeinander folgend innerhalb dieses Suchgebiets bewegt. Die Summe der Helligkeitsunterschiede wird berechnet, wobei die Position, an der die Summe den kleinsten Wert annimmt, als die Überein stimmungsposition angenommen wird. Dieselbe Verarbeitung wird bei dem nächsten Suchgebiet ausgeführt usw. Schließlich kann die Position der Leitlinie anhand der Übereinstimmungsposi tionen aller Suchgebiete erfaßt werden. Wenn einmal die Leit linie erfaßt worden ist, wird die relative Verschiebung des Fahrzeugs in bezug auf die Leitlinie (die zweite relative Verschiebung) auf der Grundlage der Position der Kamera bei dem Fahrzeug, der Brennweite und dergleichen berechnet. Diese relative Verschiebung wird ebenfalls zu dem Fahrzeugsteue rungscomputer 22 ausgegeben. Zusätzlich gibt ein Lenkungswin kelsensor 24 den gegenwärtigen Lenkungswinkel in den Fahr zeugsteuerungscomputer 22 ein. Somit werden ein gegenwärtiger Lenkungswinkel und zwei relative Verschiebungen in den Fahr zeugsteuerungscomputer 22 eingegeben.

Der Fahrzeugsteuerungscomputer 22 bestimmt dann, ob die durch die Magnetsteuereinheit 18 berechnete relative Verschiebung einen unregelmäßigen Wert aufweist. Wenn der Wert nicht unre gelmäßig ist, sendet der Fahrzeugsteuerungscomputer 22 eine Korrekturlenkungswertanweisung (Lenkungswinkelanweisung) auf der Grundlage der relativen Verschiebung aus der Magnetsteu ereinheit 18 zu einer Lenkungssteuereinheit (elektronischen Steuereinheit (ECU) zur Lenkung, Lenkungs-ECU) 26. Auf der Grundlage dieses Anweisungswertes steuert die Lenkungssteuer einheit 26 die Lenkungsstelleinrichtung 14 zur Ausführung der Lenkung an. Alternativ dazu berechnet, wenn der Fahrzeug steuerungscomputer 22 bestimmt hat, daß die relative Ver schiebung aus der Magnetsteuereinheit 18 einen unregelmäßigen Wert zeigt, der Fahrzeugsteuerungscomputer 22 einen Korrek turlenkungswert auf der Grundlage der aus der Bildsteuerein heit 20 ausgegebenen relativen Verschiebung und sendet eine Anweisung zu der Lenkungssteuereinheit 26. Gemäß diesem Aus führungsbeispiel zeigt die relative Verschiebung aus der Ma gnetsteuereinheit 18 einen unregelmäßigen Wert, wenn die seitliche Verschiebung des Fahrzeugs ± 0,4 Meter überschrei tet. Dies liegt daran, daß eine aus der Magnetsteuereinheit 18 ausgegebene relative Verschiebung als unzuverlässig be stimmt ist, wenn ein zugeordneter Rand von ± 0,05 Meter er reicht wird, da es prinzipiell nicht möglich ist, auf der Grundlage eines Signals aus den magnetischen Sensoren die seitliche Verschiebung zu berechnen, wenn die seitliche Ver schiebung mehr als ±10,45 Meter (d. h. mehr als die Hälfte des Abstands zwischen den magnetischen Sensoren) beträgt. Dar überhinaus nimmt der Fahrzeugsteuerungscomputer 22 eine rela tive Verschiebung aus der Magnetsteuereinheit 18 ebenfalls als unregelmäßig an, wenn der erfaßte Wert sich stark von dem unmittelbar vorangehenden Wert unterscheidet, da das Auftre ten einer Fehlfunktion bei den magnetischen Markierungen 100 selbst möglich ist.

Die Lenkungsregelung beruht somit auf die relative Verschie bung aus der Bildsteuereinheit 20, wenn die aus der Magnet steuereinheit 18 ausgegebene relative Verschiebung unregelmä ßig ist. Jedoch fährt der Fahrzeugsteuerungscomputer 22 mit der Überwachung der relativen Verschiebung aus der Magnet steuereinheit 18 während der Lenkungsregelung auf der Grund lage der relativen Verschiebung aus der Bildsteuereinheit 20 fort, wobei, wenn die relative Verschiebung aus der Magnet steuereinheit 18 zu einem regelmäßigen Wert zurückgekehrt ist, die Lenkungsregelung wieder auf der Grundlage der Ma gnetsteuereinheit 18 durchgeführt wird. Beispielsweise kehrt die relative Verschiebung aus der Magnetsteuereinheit 18 zu dem regelmäßigen Wert zurück, wenn das Fahrzeug wieder eine Fahrt entlang der Leitlinie mit der Folge aufnimmt, daß die relative Verschiebung in bezug auf die magnetischen Markie rungen 100 weniger als ± 0,40 Meter beträgt. Deshalb ist es möglich, eine Lenkungsregelung auf der Grundlage einer aus den magnetischen Sensoren aus gegebenen relativen Verschiebung durchzuführen, wohingegen bei Verschlechterung der Genauig keit der magnetischen Sensoren 10 zu einer Lenkungsregelung auf der Grundlage der aus der CCD-Kamera gesendeten relativen Verschiebung umgeschaltet wird.

Der Verarbeitungsablauf des Fahrzeugsteuerungscomputers 22 ist nachstehend ausführlich unter Verwendung des in Fig. 3 gezeigten Verarbeitungsflußdiagramms beschrieben. Zunächst wird bestimmt, ob die Lenkung in dem vorangehenden Regelungs zeitabschnitt eine magnetische Lenkung war oder nicht (S101) Dabei bedeutet "magnetische Lenkung" eine Lenkungsregelung auf der Grundlage einer aus der Magnetsteuereinheit 18 ausge gebenen relativen Verschiebung. Wenn die Lenkung in dem vor angehenden Regelungszeitabschnitt die magnetische Lenkung war, wird als nächstes bestimmt, ob die gegenwärtige relative Verschiebung L aus der Magnetsteuereinheit 18 -0,4 L 0,4 erfüllt oder nicht (S102). Wie vorstehend beschrieben dient dies zu Bestimmung, ob die relative Verschiebung L ein unre gelmäßiger Wert ist. Wenn die relative Verschiebung L inner halb des vorstehend beschriebenen Bereichs liegt, wird die Differenz zwischen der gegenwärtigen relativen Verschiebung L und der unmittelbar vorhergehenden relativen Verschiebung L0 berechnet, wobei bestimmt wird, ob diese Differenz innerhalb eines zulässigen Bereichs (0,2 m gemäß diesem Ausführungsbei spiel) liegt (S103). Wenn keine nennenswerte Veränderung bei der Differenz zwischen der gegenwärtigen und der vorangehen den relativen Verschiebung vorliegt, kann bestimmt werden, daß keine Fehlfunktion der magnetischen Sensoren aufgetreten ist und daß die gegenwärtige relative Verschiebung regelmäßig ist. Deshalb wird wie bei der vorangehenden Regelung die ma gnetische Lenkung auf der Grundlage der aus der Magnetsteuer einheit 18 ausgegebenen relativen Verschiebung L durchgeführt (S104). Mit Abbildungsdaten (map data), die einen vorbestimm ten als FF_MAP ausgedrückten Lenkungswert definieren, und festgelegten, als FB und FB₂ ausgedrückten Rückführungsver stärkungsfaktoren wird die magnetische Lenkung durch Berech nung des Korrekturlenkwertes ΔS gemäß der nachstehenden Glei chung durchgeführt.

[Gleichung 1]

ΔS = FF_MAP

+ FB · L + FB₂ · dL/dt (1)

Der erste Term auf der rechten Seite der vorstehenden Glei chung dient zur Rückführung der gegenwärtigen seitlichen Ver schiebung auf 0 über einer festgelegten Distanz, der zweite Term auf der rechten Seite ist zur Verringerung der gegenwär tigen seitlichen Verschiebung des Fahrzeugs erforderlich, der dritte Term auf der rechten Seite dient zur Berücksichtigung der Richtung, in der das Fahrzeug gegenwärtig geführt wird. Durch Ausführung der Regelung auf diese Weise kann eine seit liche Verschiebung allmählich verringert und die Position des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit der Position der magneti schen Markierungen 100 gebracht werden.

Alternativ dazu geht, falls aus irgendeinem Grund das Fahr zeug sich um einen deutlichen Abstand von den magnetischen Markierungen entfernt und folglich bei S102 bestimmt wird, daß die relative Verschiebung L den Bereich ± 0,4 Meter über schreitet, die Verarbeitung zu der Leitlinienlenkung (S107) über. "Leitlinienlenkung" bezeichnet dabei die Lenkungsrege lung auf der Grundlage der aus der Bildsteuereinheit 20 er haltenen relativen Verschiebung und wird durch Berechnung ei nes Korrekturlenkungswertes ΔS anhand der nachstehenden Glei chung, bei der die relative Verschiebung eines Fahrzeugs als L_W und vorbestimmte Vorwärtssteuerungsverstärkungsfaktoren (feed-forward gain) als FF und FF₂ ausgedrückt sind.

[Gleichung 2]

ΔS = FF · L_W

+ FF₂ · dL_W

/dt (2)

Wenn bei S103 bestimmt ist, daß die Differenz zwischen der vorangehenden relativen Verschiebung L0 und der gegenwärtigen relativen Verschiebung L den zulässigen Bereich von 0,2 Meter überschreitet, selbst wenn bei S102 die relative Verschiebung innerhalb des Bereichs ± 0,4 Meter lag, wird dieses ebenfalls als unregelmäßig behandelt, wobei die Verarbeitung zu der Leitlinienlenkung (S107) übergeht. Jedoch sollte in diesem Fall, da eine große Wahrscheinlichkeit besteht, daß die ma gnetischen Markierungen 100 durch eine Fehlfunktion beein trächtigt sind, dem Fahrer eine Warnung bezüglich dieser Wir kung übermittelt werden, bevor zu der Leitlinienlenkung über gegangen wird (S106).

Obwohl die Lenkung zu der Leitlinienlenkung übergeht, wenn die magnetische Lenkung unmöglich geworden ist, überwacht der Fahrzeugsteuerungscomputer 22 die relative Verschiebung aus der Magnetsteuereinheit 18 selbst während der Leitlinienlen kung und bestimmt, ob sie -0,3 L 0,3 erfüllt oder nicht (S105). Dies dient zur Bestimmung, ob die relative Verschie bung aus der Magnetsteuereinheit 18 zu einem regelmäßigen Wert zurückgekehrt ist. Der Schwellwert ist dabei eher auf ± 0,3 als auf ± 0,4 eingestellt, damit die Regelungsstabilität beibehalten werden kann. Wenn die relative Verschiebung aus der Magnetsteuereinheit 18 nach Ausführung der Leitlinienlen kung (Korrekturlenkung aufgrund der gemalten Linie) zu einem regelmäßigen Wert zurückgekehrt ist, kehrt die Verarbeitung zu S103 zurück und nimmt nach einer Bestätigung, daß keine Fehlfunktion vorgelegen hat, die magnetische Lenkung wieder auf (S104).

Die vorstehende Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels kon zentrierte sich auf die magnetische Lenkung, wobei mit der Leitlinienlenkung eine Hilfsregelung (Ergänzungsregelung) vorgesehen ist, wenn die magnetische Lenkung nicht länger möglich ist. Dies geschah aufgrund der Tatsache, daß CCD-Ka meras sehr anfällig gegenüber Wetter oder dergleichen sind, wohingegen ein magnetische Sensoren verwendendes Verfahren im Vergleich dazu weniger anfällig gegen Umgebungsbedingungen ist. Wenn die Wetterbedingungen günstig sind (d. h., daß kein Regen, keine Wolken oder dergleichen vorhanden sind) und ein ausreichender Helligkeitsunterschied zwischen den Leitlinien und den anderen Bereichen der Straße für die auszuführende Leitlinienlenkung erhalten werden kann, kann die Lenkung hauptsächlich mit der Leitlinienlenkung oder mit einer Kombi nation aus sowohl den durch die Magnetsensoren erfaßten Ver schiebungen als auch Leitlinienverschiebungen durchgeführt werden. In einem derartigen Fall könnte beispielsweise zwi schen S103 und S104 in dem Verarbeitungsflußdiagramm gemäß Fig. 3 eine Verarbeitung zum Vergleich einer relativen Ver schiebung L_W aus der Bildsteuereinheit 20 und einer relativen Verschiebung L aus der Magnetsteuereinheit 18 hinzugefügt werden. Dann kann, wenn bestimmt ist, daß die Differenz zwi schen den zwei Werten innerhalb eines festgelegten Bereichs liegt und die aus der CCD-Kamera 12 erhaltene Helligkeit für die relative Verschiebung ausreichend ist, ein Korrekturlen kungswert ΔS anhand der nachstehenden Gleichung berechnet werden, bei dem der Vorwärtssteuerungsverstärkungsfaktor als FF und die Rückführungsverstärkungsfaktoren als FB und FB₂ ausgedrückt sind.

[Gleichung 3]

ΔS = FF · L_W

+ FB · L + FB₂ · dL_W

/dt (3)

Der erste Term auf der rechten Seite der vorstehenden Glei chung bezeichnet die Leitlinienlenkung und der zweite Term auf der rechten Seite die magnetische Lenkung. Es wird für möglich gehalten, daß durch Kombination der Vorwärtssteue rungs- und Rückführungsterme auf diese Weise ein Schleudern und Abweichen des Fahrzeugs wirksamer verhindert werden kann und die Lenkungsregelung gleichmäßig durchgeführt werden kann.

Dies kann wirksam ausgeführt werden, indem die vorstehende Gleichung 3 als Grundregelungsgleichung verwendet wird und die FB- und FB₂-Werte im Vergleich zu FF auf einen relativ hohen Wert bei der Verarbeitung bei S104 derart eingestellt werden, daß die magnetische Lenkung vorherrschend ist, wobei durch Einstellung des FF-Werts auf einen relativ hohen Wert im Vergleich zu FB und dergleichen bei der Verarbeitung bei S107 die Leitlinienlenkung vorherrschend ist, wodurch das Verhältnis von magnetischer Lenkung zur Leitlinienlenkung eingestellt wird.

Außerdem ist ebenfalls ein kontinuierliches Vergrößern oder verkleinern der Werte von FF, FB und FB₂ in Übereinstimmung mit der Größe der magnetischen relativen Verschiebung L mög lich.

Wie vorstehend beschrieben verwendet eine automatische Fahr vorrichtung zur Berechnung der relativen Verschiebung eines Fahrzeugs auf einer Straße einen magnetischen Sensor sowie eine CCD-Kamera 12 und führt eine automatische Lenkung durch. Das Fahrzeug ist mit magnetischen Sensoren 10 und einer CCD-Kamera 12 ausgestattet. Eine Magnetsteuereinheit 18 verarbei tet ein Signal aus den magnetischen Sensoren 10 und eine Bildsteuereinheit 20 ein Signal aus der CCD-Kamera 12, wobei die sich ergebenden relativen Verschiebungen beide zu einem Fahrzeugsteuerungscomputer 22 ausgegeben werden. Wenn eine aus der Bildsteuereinheit 20 ausgegebene relative Verschie bung nicht unregelmäßig ist, führt der Fahrzeugsteuerungscom puter 22 die Lenkungsregelung nach Berechnung eines Korrek turlenkungswerts unter Verwendung dieser relativen Verschie bung aus, wobei, wenn diese unregelmäßig ist, der Fahrzeug steuerungscomputer 22 die Lenkungsregelung nach Berechnung eines Korrekturlenkungswerts unter Verwendung der aus der Bildsteuereinheit 20 ausgegebenen relativen Verschiebung durchführt.

Claims

1. Automatische Fahrvorrichtung für Fahrzeuge gekennzeichnet durch

(a) eine magnetische Verschiebungserfassungseinrichtung (10, 18) zur Erfassung einer relativen Verschiebung eines Fahrzeugs in bezug auf magnetische Markierungen (100) durch Erfassung eines magnetischen Feldes der auf der Straße vorge sehenen magnetischen Markierungen,
(b) eine Leitlinienverschiebungs-Erfassungseinrichtung (12, 20) zur Erfassung einer relativen Verschiebung des Fahr zeugs in bezug auf eine Leitlinie durch Erfassung der Leitli nie auf der Straße,
(c) eine Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung (22) zur Erfassung einer Unregelmäßigkeit bei der durch die magneti sche Verschiebungserfassungseinrichtung (10, 18) erfaßten re lativen Verschiebung und
(d) eine Steuereinrichtung (22), die eine Lenkung vor herrschend auf der Grundlage einer durch die Leitlinienver schiebungs-Erfassungseinrichtung (12, 20) erfaßten relativen Verschiebung durchführt, wenn durch die Unregelmäßigkeitser fassungseinrichtung (22) eine Unregelmäßigkeit erfaßt worden ist.

2. Automatische Fahrvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (22) vorherrschend die Lenkungsregelung auf der Grundlage der durch die magnetische Verschiebungser fassungseinrichtung (10, 18) erfaßten relativen Verschiebung durchführt, wenn durch die Unregelmäßigkeitserfassungsein richtung (22) keine Unregelmäßigkeit erfaßt wird.

3. Automatische Fahrvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung das Auftreten ei ner Unregelmäßigkeit erfaßt, wenn der Wert der relativen Ver schiebung einen ersten festgelegten Bereich überschritten hat.

4. Automatische Fahrvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung (22) das Auftreten einer Unregelmäßigkeit erfaßt, wenn die Differenz zwischen einem gegenwärtigen Verschiebungswert und einem unmittelbar vorangehenden Verschiebungswert einen festgelegten Wert über schreitet.

5. Automatische Fahrvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung (22) bestimmt, daß keine Unregelmäßigkeit auftritt, wenn der relative Verschie bungswert sich in einen zweiten festgelegten Bereich bewegt hat, der kleiner als der erste festgelegte Bereich ist, nach dem der relative Verschiebungswert vorher den ersten festge legten Bereich überschritten hat.

6. Automatische Fahrvorrichtung für Fahrzeuge gekennzeichnet durch

(a) eine magnetische Verschiebungserfassungseinrichtung (10, 18) zur Erfassung einer relativen Verschiebung eines Fahrzeugs in bezug auf magnetische Markierungen (100) durch Erfassung eines magnetischen Feldes der auf der Straße vorge sehenen magnetischen Markierungen,
(b) eine Leitlinienverschiebungs-Erfassungseinrichtung (12, 20) zur Erfassung einer relativen Verschiebung des Fahr zeugs in bezug auf eine Leitlinie durch Erfassung der Leitli nie auf der Straße, und
(c) eine Steuereinrichtung (22) zur Durchführung einer Lenkungsregelung durch Veränderung des Verhältnisses zwischen der Lenkungsregelung auf der Grundlage einer durch die magne tische Verschiebungserfassungseinrichtung (10, 18) erfaßten relativen Verschiebung und einer Lenkungsregelung auf der Grundlage einer durch die Leitlinienverschiebungs-Erfas sungseinrichtung (12, 20) erfaßten relativen Verschiebung.

7. Automatische Fahrvorrichtung für Fahrzeuge, gekennzeichnet durch

(a) einen magnetischen Sensor (10) zur Erfassung eines magnetischen Feldes von auf einer Straße vorgesehenen magne tischen Markierungen (100),
(b) eine Kamera (12) zur Aufnahme der Oberfläche der Straße vor dem Fahrzeug;
(c) eine erste Verarbeitungseinrichtung (18) zur Berech nung einer ersten relativen Verschiebung des Fahrzeugs in be zug auf die magnetischen Markierungen auf der Grundlage des durch den magnetischen Sensor (10) erfaßten magnetischen Fel des,
(d) eine zweite Verarbeitungseinrichtung (20) zur Verar beitung eines durch die Kamera (12) aufgenommenen Bildes und Berechnung einer zweiten relativen Verschiebung des Fahrzeuge in bezug auf eine Leitlinie der Straße und
(e) einer Steuereinrichtung (22), die eine Lenkungsrege lung vorherrschend auf der Grundlage der ersten Verschiebung durchführt, wenn die durch die erste Verarbeitungseinrichtung (20) erfaßte relative Verschiebung regelmäßig ist, und die Lenkungsregelung vorherrschend auf der Grundlage der zweiten relativen Verschiebung durchführt, wenn die durch die erste Verarbeitungseinrichtung (18) erfaßte erste relative Ver schiebung unregelmäßig ist.