JPS63316218A - 車両の誘導方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両誘導シス７ムにおける車両の誘導方法に
関し、特に「設、土木現場のような屋外作業場において
作業を行なう車両の誘導走行に採用して好適な誘導方法
に関する。

〔従来の技術〕

従来、車両誘導システムにおいて車両の目標走行径路を
教示する方法としては、次の方法がある。

１）目標走行径路にｖ！ｈ導線やマークを設置する方法
。

１１）車両を予め目標走行径路に泊って走行させて、そ
の径路を記憶させる方法。

以上の方法によって目標走行径路の教示を行なった後、
該径路に沿うよう車両の誘導を行なっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

「股、土木作業現場で上記した誘導を行なう場合には、 ａ）目標走行径路が繁雑に変わる。

ｂ）路面が整地でない。

という制約がある。

そこで、前者１）の場合では、銹′４Ｉ線等を作業場に
ｊ！！設する必要がある。このため、目標走行径路を容
易に変更することができないという点で不都合がある。

一方、後者１１）の場合では、上記（ａ）　、　（ｂ）
に掲げた現場の制約を満たすことができるものの、オペ
レータは径路が゛変更されるたびに車両を予備走行させ
てその径路と教示させる必要が生じる。このため、この
教示作業は、オペレータにとって煩わしく、大きな負担
になるという点で不都合がある。また、この教示作業は
、実際の作業から独立して行なわれるので、現場で要求
される迅速性等の適応に欠け、このため作業効率の低下
をきたすという点で不都合がある。

この発明は、従来の上述した不都合を解澗して走行径路
の変更等に対し、いかなる場合も良好に追従即応するこ
とのできる車両の誘導方法を提供することを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、車両の誘導目標とする径路についてその出
発点を示″ｒｊ外椋および目標到達点を示ず座標を定め
るとともに、これら定めた出発点およびｌ−１ｅ、到達
点間に含まれる障害物存在区域を別途検出してその座標
情報を指示するようにし、これら出発点および目標到達
点および障害物存在区域を示す座標情報に基づいて市記
各出発点および日標到辻点間を結ぶ有効走行径路を演算
するようにづ゛る。前記車両の誘導に際しては、演算さ
れた有効走行径路に沿うよう同車両の走行態様を制ｉ１
１する。

〔作用〕

上記の出発点お上び目標到達点および障害物存在区域等
を示す各座標情報自体は、いずれも固定的なものではな
く、作業現場の状況や車両の進路状況等に応じて任意に
指定、変更され得るものである。したがって、これら各
座標情報が車両の走行状況に応じてその都度必要とされ
る毎に与えられるものとすれば、目標径路にいかに変更
が来た寸場合であっても、上記演算される径路はこれに
有効に追従できるようになる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明１Ｊ
る。

第１図は、本発明にかかる車両の誘導方法が適応される
作業現場の一例を示す概略図である。

この作業現場において車両１は、その槓狗を降すホッパ
部２の車止め２ａを始点として、積荷作業が行なわれる
切羽部３まで走行し、更にこの切羽部３において図示し
ない積荷車両によって土砂等の積荷が積み込まれた後、
再びホッパ２の車止め２ａへ戻ってここで積荷を降ろす
といった一連の作業を繰り返し実行する。

因みに、同図において、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄおよび［は、上
記車両１の上述した走行に際しての誘導目標地点を示し
、以下に説明する方法での車両誘導に際して、車両１は
、このうちのＡを始点として、順次Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ
→Ａといった態様で誘導されるものとする。なおここで
、上記Ａは、ホッパ部２の車止め２ａに対応する位置を
、上記りは、切羽部３に対応する位置をそれぞれ示して
いる。少なくとも上記へは、車両１にとっての必須通過
地点となる。

つぎに、上述した作業現場において実行される本発明の
誘導方法についてその一実施例を説明Ｊる。

この方法ではまず、第１図に示す作業現場の状況に応じ
て上記誘導目標地点Δ、Ｂ、Ｃ，ＤおよびＥを定めると
ともに、これら各地点を境に上記車両１の誘導路を予め
複数の径路に分割して、これら各径路毎にそれぞれ出発
点および目標到達点の位置座標を定める。すなわちこの
例の場合、各径路は、Ａ−＋Ｂ、Ｂ→Ｃ，Ｃ−Ｄ、Ｄ→
Ｅ、Ｅ−〉Ａとなり、例えばＡ→Ｂの径路については出
発点がＡで目標到達点で８１またＢ−ＩＣの径路につい
ては出発点がＢで目標到達点がＣとなる。これら出発点
および目標到達点の位置座標は予めたとえば電波測偵等
によって計測される。

こうして各出発点および目標到達点についての位置座標
が定まると、同方法では更に、上記分ＡＩした径路毎に
同径路に含まれる障害物の存在する区域を別途実時間検
出してその位置座標を求める。

この位Ｖ！座標の耐測も電波測量等によって行なわれる
。

そしてこの方法では、これら出発点および目標到達点お
よび障害物存在区域についての各位置座標がＩられたこ
とを条件にその座標情報に基づいて各対象となる出発点
および目標到達点を結ぶ有効走行径路を上記分割した径
路毎に演算し、もって車両１のその都度の誘導径路を決
定する。

たとえば第１図に示ずごとく径路Ａ−）Ｂにおいて障害
物４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄが存在している場合を碧
定１−る。ここで、４ａは、ブルドーザ等の移動体、４
ｂ、４ｃおよび４ｄは、岩石等の不動体であるとする。

そして上記移動体４ａは、はじめに同図に実線で示ず位
置に存在しているものとする。

したがってこの場合、上述した出発点および目標到達点
がそれぞれ同第１図に示すＡ点および８点に定められて
これらの位！！［標が得られるとともに、上述した障害
物存在区域として同図の上記各障害物４ａ、４ｂ、４ｃ
および４ｄがそれぞれ検出されてこれらについての位置
座標も併わせｊｒＪられたとすると、上記の演算によっ
ては、例えば同第１図に実線で承り径路！２１がこれら
Ａ点およびＬ３点間での有効走行径路として求められる
。

またその後、移動体４ａが同図に一点鎖線で示す位置ま
で移動してこの旨検出された場合には、該障害物（移動
体４ａ）に関しての位置座標情報が更新され、同演粋に
よっては、例えば同図に一点鎖線で示ず径路９□が同有
効走行径路として求められる。同様に、移動体４ａが更
に同図に二点鎖線で示ず位置まで移動してその旨検出さ
れた場合には、例えば同図に二点鎖線で示す有効走行径
路！２３が演口される。

他の径路Ｂ−→Ｃ，Ｃ−Ｄ、Ｄ→Ｅ、Ｅ−Ａについても
同様にして有効走行径路が演篩され、車両１は、これら
演算された有効走行径路に沿うようその都度の操舵態様
が制御される。

第２図は、こうした誘導方法を実現するための装置構成
の一例を示ずブロック図である。

この装置は、大きくは、車上装置ｔ！１０と中央管制室
２０から構成されている。車上装置１０は、車両１に搭
載されるものであり、指令受信器１１、演算装置１２、
走行径路記憶装置１３および車両制御装置１４から構成
される。一方、中央管制室２０は、第１図に示すごとく
作業場の適宜の位置に配置される。

中央管制室２０は、誘導径路の新規設定並びに径路変更
の際、車両１に対する走行指令として、上記分ｖノシた
各径路毎にその各出発点および目標到達点の位置座標を
示す信号および障害物の存在位置座標を示す４ｇ号をそ
れぞれ送信するものである。

指令受信器１１は、中央管制室２０から送信された信号
を受信し、この受信信号を演算装置１２に出力するもの
である。

演篩装ｆｆｆ１２は、上記指令受信器１１の出力に基づ
いて上記分割した径路毎に有効走行径路についての後述
１Ｊる演算を行ない、その演算結果を走行径路記憶装置
１３に出力するものである。

走行径路記憶装置１３は、例えばＲＡＭからなる記′ｖ
：ｉ装置であり、これには上記演算装置１２の演算結果
が逐次格納される。

車両制御装置１４は、この走行径路記憶装置１３に格納
された径路内容を順次読み出し、これに基づいて車両１
の走行系（特に操舵系）の制御を行なう装置である。

以下、これら装置の具体動作について説明する。

−例として、車両１が、第１図に実線で示す走行径路Ａ
→Ｂ−＋Ｃ→Ｄ→［→Ａを走行している際、移動体４ａ
が実線で示す位置から一点鎖線で示す位置に移動した場
合を想定する。

この場合、まず中央管ｆ１．ｌＪ室２０から、区間Ａ−
Ｂ１．：ｐＡＬ、てその径路変更を指示する信号に併わ
せで、出発点Ａおよび［］標到達点Ｂの位置座標および
区間Ａ→Ｂにお【ノる障害物４ａ、４ｂ。

４Ｃおよび４ｄの存在位置座標を承り信号が送信される
。

車両１の指令受信器１１では、これら信号を受信すると
ともに、該受信信号を演算装置１２に出カする。これに
よりＰＡ郷装置１２では、指令受信器１１の出力に基づ
いて、上述した有効走行径路を求めるための演わを開始
する。

第３図は、演ｎ装置１２で実行される処理手順を示すフ
ローチャートである。

以下、同図を参照して、ａｉ装置１２で実行される処理
について説明する。

同図に示ずように、まずステップ１０１では、指令受信
器１１から径路変更を示す信号が出力されたか否かが判
断される。ステップ１０１の判断結果がＹＥＳの場合、
つまり径路変更の指令があった場合には、この指令と同
時に送られてくる出発点および目標到達点の位ｆｆｉ座
標および障害物の各位置座標の情報に基づいて以下の演
算処理が行なわれる。

第４図に、このステップ１０２およびステップ１０３で
実行される有効走行径路の演算処理についてその概念を
示す。

すなわち、上記径路変更指令として、出発点Ａおよび■
標点Ｂの位置座標および障害物４ａ。

４ｂ、４ｃおよび４ｄの位置座標が与えられると、同図
に示ずごとくまず出５１魚Ａおよび■標到達貞Ｂがその
対角線上にのる方形の領域［゛が設定される。つぎにこ
の領域Ｆを複数のブロックに分ｔＪ　する。この分割を
行なう場合には、領域Ｆの対角線の頂点に対応する位置
にあるブロックａおよびｂ内にそれぞれ出発点Ａおよび
目標到達点Ｂが存在するようにする。第４図に示す例で
ｔＪブ［］ツクａ。

ｂの中心にそれぞれＡ、Ｂ各点が位置している。

つぎに、障害物４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄの位ＩｊＭ
座標の情報に基づき、上記分割されたブロックのうちこ
れら位置座標に相当するブロックを通行禁止帯ブロック
とする。同図においては斜線を付したブロックが通行禁
止帯ブロックである。また同図においては、これら通行
禁止帯ブロックのうちのＧで示ずブロックが移ｅ体４ａ
の存在位置に対応しているとする。

そして、これら通行禁止帯ブロックを除く他のブロック
に対して番号を付与していく。この７ｆＩ号を付与する
場合°には、同図に示ずごとくまず出光点へに対応する
ブロックａに対してｒＯＪを付与し、このブロックに隣
り合うブロックに対して「１」を付与する。以降、番号
が付与されたブロックに隣り合うブロックに対してより
大きな番号を付与していき目標到達点Ｂに対応するブロ
ックｂに番号が付与されるまで続けていく。同図に示す
例では、目標到達点Ｂに対応するブロックに対して番ｊ
ｌｒ１６Ｊが付与される。このように各ブロックに番号
が付与されると、各ブロックごとに番号とブロックの中
心位置座標を示す内容が図示しない（例えば内蔵されて
いるとする）メモリに一時格納される。この中心座標は
同図に黒丸で示Ｖ（ステップ１０２）。

そして、つぎに上記メモリに格納された内容を読み出し
て、出発点へに対応するブロックａの番号「０」から目
標到達点Ｂに対応するブロックｂの番ｊ３ｒ１６Ｊまで
各番号ごとにそれぞれ１つのブロックを選択する処理が
実行される。このブロックの選択を行なう場合には、同
図に示すごくたとえば同番号「１」の各ブロックの中心
位置座標Ｐ　　（Ｘ　　　Ｙ　　＞、Ｐ　　’（Ｘｐ１
’。

１　　　　　ｐｌ　　　ｐｌ　　　　１Ｙ、２’　　）
のうちｘ座標が大きい方を選択をするなど適当な選択基
準を設けて行なう。このような選択基準のちとに、目標
到達点Ｂに対応するブロックｂの番号「１６」から始め
て順に番号が若くなるように出発点へに対応するブロッ
クａの番号「０」まで各番号ごとに１つずつのブロック
を選択していく。第４図において番号をマルで囲んだブ
ロックが選択されたブロックに相当する。このような選
択を行なった結束ブ［］ツクの中心位置座標Ａ（Ｘ　　
、Ｙ　　）、Ｐ　　（Ｘ、１．Ｙ、１）、Ｐ２八　　　
　Ａ１ （Ｘ　　　Ｘ　　）、・・−・＝、８（Ｘ８．Ｙ８）が
有効１）２−　　ｐ２ 走行径路として求められる（ステップ１０３）。

スフツブ１０４では、車両１が作業場の始点Ａに戻って
いるか否かが判断される。ステップ１０４の判断結果が
ＹＥＳの場合、すなわち車両１が始点Ａに戻っている場
合には、ステップ１０３で演算された有効走行径路を示
す位置座標が、ブロックの番号と対応づけられて、（０
，Ａ（Ｘ　　、Ｙ　　））、（１，Ｐ　　（Ｘ、。

八八１ Ｙ、）、・・・・・・のごとく走行径路記憶装置１３に
格納される。車両制′ｎ装置１４では、走行径路記憶装
置１３に格納されたこれら有効走行径路位置座標を番号
順に読み出し、第４図に矢印ト１で示す如く位置座標Ａ
　＜ＸＡ、Ｙ、）、Ｐｌ　（Ｘ、１゜Ｙ、）、・・・・
・・、［３（Ｘ８．Ｙ、）上を車両１が走行するように
その走行系をｆｌｉｌＪ　Ｗｊする。第１図では、この
矢印１−１で示す走行径路に対応するものは、径路！２
２である（ステップ１０５）。

以後、手順はステップ１０１に移行され、再び径路変更
指令があったか否かが判断されることになるが、同ステ
ップの判断結果がＹＥＳの場合には、再び出発点、目標
到達点および障害物の各位置座標に基づいて、有効走行
径路が演算されることになる。

たとえば、第１図に示すごとく移動体４ａが更に同図に
二点鎖線で示す位置では移動した場合には、ステップ１
０２および１０３で゛１．ｊ、同梯な演算処理を経て、
第５図に示すように番号をマルで囲んだブロックが選択
され、これら各ブロックの中心位置ルｅ：、Ａ　（ＸＡ
、　ＹＡ＞、　Ｑｌ（Ｘｏｌ。

Ｙｏｌ）　、　Ｑ２（Ｎｏ２．ｙｏ２＞　、　・・−・
、　８　（Ｘ８゜Ｙ、）が演算される。

つぎのスフツブ１０４では、車両１が作業場の始点Δに
戻ってきたか否かが判断される。ステップ１０４の判断
結果がＮｏである場合、つまり、車両１が目標走行径路
Ａ−Ｓ８−＋Ｃ−Ｄ→Ｅ→Ａ上を走行している場合には
、次のステップ１０５の処理を実行しない。つまり、記
憶装置１３において同径路Δ→Ｂにおける有効走行径路
の書き換えが行なわれない。これは、つきの理由による
。

例えば、４１両１が、ｆｆ１４図に示す有効走行径路ト
ー１上のブロック■の中心位置、ＩＩＰ　　（Ｘ、６゜
Ｙ、６）付近を走行中に上記有効走行径路の書き換えが
あった場合を想定する。このとき、同重両１は、第５図
に示ず有効走行径路■上を走行するように制御されるの
で、つぎの［コ標点として同図に示すブロック■の中心
位置座標Ｑ、（Ｘ。、。

Ｙ、７）付近を走行するように制御される。つまり、第
５図において点線で示す軌跡が車両１の有効走行径路と
なる。この場合、車両１は、同図に矢印Ｊで示すごとく
急激な転回を強いられることになる。この結果、当の車
両１は、車体のバランスを１γＪ？ｊなど危険な状態に
置かれる。

このように、車両１の走行中に有効走行径路の変更があ
ると、車両１が危険な状態になることが予測されるため
、同車両１が走行待鵬点である始点へに戻ってきた場合
にのみ、有効走行径路の変更を行なうようにしている。

この実施例では、径路Δ→Ｂにおける有効走行径路を演
算する例について述べたが、他の区間Ｂ→Ｃ１Ｃ→Ｄ、
Ｄ−）Ｅ、Ｅ−）Ａについても同様な態様でその有効走
行径路が演算され、各径路における有効走行径路上を車
両１が走行するように制御される。

以上説明したようにこの実施例によれば、車両１の出発
点および目標到達点および障害物の存在区域が与えられ
ると、出ｙｌ魚および目標到達点を結ぶ有効走行径路が
自動釣に演咋される。この演算は分割した各径路ごとに
行なわれ、演算された有効走行径路に沿うように車両走
行が制ｇされる。

したがって、障害物の移動等があった場合であっても、
車両の走行径路を容易に変更することができる。

なお、この実施例では、必須通過地点がＡ、Ｂ。

Ｃ，Ｄ、Ｅと５つの場合を示したが、もちろん必須通過
地点をそれより多く、あるいは少なく設定１Ｊるよつな
実施も当然可能である。

また、ａ篩装置１２で行なわれる出発点およびｆＥｌａ
到達点を結ぶ領域の分割は任意であり、更に分割数を増
やすことによって有効走行径路の分解能を向上させるよ
うにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、出発点、目標到
達点および障害物存在区域の位置座標を与えるだけで、
車両の有効走行径路が自動釣に演算されるので、障害物
の移ｖＪ等があった場合でも車両の走行径路を容易に変
更１Ｊることができる。しかも、作業現場等において要
１求される迅速性等の適応に富むので、作業効率が著し
く向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る方法が適用される作業現場の一
実施例を示す概略図、第２図は、本発明に係る方法が適
用される装置の一実施例を示ずプ［］ツク図、第３図は
、第２図に示す演算装置の処野手順を示すフローヂャー
ト、第４図および第５図はそれぞれ第２図に示す演算装
置で行なわれる有効走行径路のｆＡ算処理を概念的に示
す図である。 １・・・車両、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ−１１’３害物
、１０・・・車上装置、１１・・・指令受信器、１２・
・・演算装置、１３・・・走行径路記ｆｆ１装置、１４
・・・車両ｆｆ制御装置、２０・・・中央管制室。 第１図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両の誘導目標とする径路についてその出発点を示す座
   標および目標到達点を示す座標をそれぞれ定める工程と
   、 これら定めた出発点および目標到達点間に含まれる障害
   物存在区域を別途検出してその座標情報を指示する工程
   と、 これら出発点および目標到達点および障害物存在区域を
   示す各座標情報に基づいて前記出発点および目標到達点
   間を結ぶ有効走行径路を演算する工程と、 を具え、前記演算された有効走行径路に沿うよう前記車
   両の走行態様を制御する車両の誘導方法。