JP2001067126A

JP2001067126A - 走行型建設機械

Info

Publication number: JP2001067126A
Application number: JP24499499A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Oda; 博志小田; Yoshinori Kumita; 良則組田; Mutsumi Sugizaki; 睦杉崎; Katsumi Obata; 克実小幡
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】走行制御のために必要な演算処理を単純なア
ルゴリズムで行うことができ、その演算処理に要する時
間を短縮することができる走行型建設機械を提供する。【解決手段】走行型建設機械１００が第１エリアＡ１
に位置していると判定された場合には、走行型建設機械
１００の走行方向が維持されるように制御される。走行
型建設機械１００が第２、第３エリアＡ２、Ａ３に位置
していると判定された場合には、計画線Ｋに近づくよう
に走行型建設機械１００の走行方向が制御される。走行
型建設機械１００が第４エリアＡ４に位置していると判
定された場合には、走行型建設機械１００の走行を停止
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予め設定された計
画線に沿って走行が制御される走行型建設機械に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】予め設定された走行すべき経路を示す計
画線に沿って走行するように自律制御される走行型建設
機械が実現されている。このような走行型建設機器は、
前輪および後輪の少なくとも一方を操舵することで車体
の走行方向を変える操舵部、その走行型建設機器の現在
位置を絶対位置として取得する絶対位置情報取得装置な
どが設けられている。そして、このような走行型建設機
器を計画線に沿って走行させる制御は以下に説明するよ
うなものがあった。

【０００３】図１８は従来の走行型建設機器の走行制御
を説明するための図であり、図１８（Ａ）は走行型建設
機器が計画線に近づく姿勢である状態を示す説明図、図
１８（Ｂ）は走行型建設機器が計画線から遠ざかる姿勢
である状態を示す説明図である。図１８（Ａ）に示され
ているように、走行型建設機器１００が現在位置ｐ１に
位置しており、計画線Ｋに近づく姿勢で走行している場
合には、上記現在位置ｐ１から計画線Ｋ上の目標位置ｐ
２に接するような円弧Ｑ１に沿って走行するように操舵
部が制御されるようになっている。ただし、目標位置ｐ
２は現在位置ｐ１から計画線Ｋに向かって延ばした垂線
と計画線Ｋの交点から所定距離Ｌ離間した位置である。

【０００４】また、図１８（Ｂ）に示されているよう
に、走行型建設機器１００が現在位置ｐ３に位置してお
り、計画線Ｋから遠ざかる姿勢で走行している場合に
は、上記現在位置ｐ３から計画線Ｋ上の目標位置ｐ４を
通過するような円弧Ｑ２に沿って走行するように操舵部
が制御されるようになっている。ただし、目標位置ｐ４
は現在位置ｐ３から計画線Ｋに向かって延ばした垂線と
計画線Ｋの交点から所定距離Ｌ′離間した位置である。
そして、上述した操舵部の制御を数秒毎に実行すること
により、走行型建設機械１００を計画線Ｋに沿って走行
させる制御を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した目標位置に接
する円弧または目標位置を通過する円弧に沿って走行を
制御する従来の走行型建設機械では、上記円弧を算出す
るアルゴリズムが複雑となり演算時間を長く必要として
いる。そのため、アルゴリズムの開発コストが高くつく
だけでなく、演算時間を短縮するためには処理速度が高
速な制御系が必要となっている。本発明は、上記のよう
な事情のもとになされたもので、その課題は走行制御の
ために必要な演算処理を単純なアルゴリズムで行うこと
ができ、その演算処理に要する時間を短縮することがで
きる走行型建設機械を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前輪および後
輪の少なくとも一方を操舵することで車体の走行方向を
変える操舵部を備えた走行型建設機械において、予め設
定された計画線を中心としてこの計画線に沿って延在す
る帯状の走行エリアが設定され、前記走行エリアは、前
記計画線と直交する方向の距離に対応した複数の走行エ
リアに区分されており、前記車体が位置している走行エ
リアが前記複数の走行エリアのどれに該当するかを判定
する走行エリア判定部と、前記走行エリア判定部による
走行エリアの判定結果に基づいて前記操舵部を制御する
ことで前記車体が前記計画線に沿って走行されるように
構成された走行制御部とを設けたことを特徴とする。ま
た、本発明は、前記車体の位置を検出する位置検出部が
設けられ、前記走行エリア判定部による前記走行エリア
の判定は、前記位置検出部で検出された前記位置に基い
て行われることを特徴とする。また、本発明は、前記位
置検出部は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号に基
いて位置データを出力するＧＰＳセンサを含んで構成さ
れ、前記位置検出部による前記位置の検出は、前記位置
データによって行なわれることを特徴とする。また、本
発明は、前記計画線に対して前記車体の走行方向がなす
走行角度を検出する走行角度検出部が設けられ、前記走
行制御部による前記操舵部の制御は、前記走行角度検出
部で検出された走行角度に基いて、車体の前後方向に対
して前輪または後輪のなすステアリング角度を調整する
ことで行なわれることを特徴とする。また、本発明は、
前記走行角度検出部は、方位角データを出力するジャイ
ロセンサを含んで構成され、前記走行角度検出部による
前記走行角度の検出は、前記方位角データに基いて行な
われることを特徴とする。また、本発明は、前記車体の
位置と、この車体が到達すべき前記計画線上の目標位置
とを結ぶ直線が前記計画線となす交叉角度を算出する交
叉角度算出部が設けられ、前記走行制御部による前記操
舵部の制御は、前記走行角度および前記交叉角度に基い
て、車体の前後方向に対して前輪または後輪のなすステ
アリング角度を調整することで行なわれることを特徴と
する。また、本発明は、前記目標位置は、前記車体が位
置している位置を第１位置とし、前記第１位置から前記
計画線に向けて延在する垂線が前記計画線と直交する位
置を第２位置としたときに、前記第２位置から前記計画
線上で前記走行方向に向かって所定距離離間した第３位
置に相当することを特徴とする。また、本発明は、前記
走行エリアは、前記計画線と直交する方向にそれぞれ一
定の幅を有する第１乃至第４エリアを含んで構成され、
前記第１エリアは前記計画線を含みこの計画線を中心と
してこの計画線の左右両側に延在して設定され、前記第
２エリアは前記第１エリアの左右の外側に延在して設定
され、前記第３エリアは前記第２エリアの左右の外側に
延在して設定され、前記第４エリアは前記第３エリアの
左右の外側に延在して設定され、前記走行エリア判定部
による走行エリアの判定結果は前記車体の位置が前記第
１乃至第４エリアのうちの何れかにあるかを判定するこ
とであることを特徴とする。また、本発明は、前記走行
エリア判定部による走行エリアの判定結果が前記第１エ
リアであるときには、前記制御部による前記操舵部の制
御は、車体の前後方向に対して前輪または後輪のなすス
テアリング角度が維持されるように行なわれることを特
徴とする。また、本発明は、前記走行エリア判定部によ
る走行エリアの判定結果が前記第２エリアであるときに
は、前記制御部による前記操舵部の制御は、車体の前後
方向に対して前輪または後輪のなすステアリング角度が
前記走行角度に相当する角度分変化させるように行なわ
れる。また、本発明は、前記走行エリア判定部による走
行エリアの判定結果が前記第３エリアであるときには、
前記制御部による前記操舵部の制御は、車体の前後方向
に対して前輪または後輪のなすステアリング角度を前記
走行角度と前記交叉角度の和に相当する角度分変化させ
るように行なわれることを特徴とする。また、本発明
は、前記走行エリア判定部による走行エリアの判定結果
が前記第４エリアであるときには、前記前輪または後輪
の回転が停止されるように構成されていることを特徴と
する。

【０００７】そのため、本発明では、予め設定された計
画線を中心としてこの計画線に沿って延在する帯状の走
行エリアが設定されており、走行エリア判定部による走
行エリアの判定結果に基づいて操舵部が制御されること
で車体が計画線に沿って走行される。したがって、走行
型建設機械を計画線に沿って走行させる制御のアルゴリ
ズムが単純なものとなる。したがって、アルゴリズムの
開発コストが安価なもので済む。また、走行制御のため
に必要な演算処理に要する時間を短縮することができ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の走
行型建設機械の実施の形態について説明する。図１は本
発明の走行型建設機械が走行する計画線と走行エリアの
説明図、図２は実施の形態における走行型建設機械の走
行制御の原理を説明する図であり、図２（Ａ）は走行エ
リアＡ１に対応する制御状態を示す説明図、図２（Ｂ）
は走行エリアＡ２に対応する制御状態を示す説明図、図
２（Ｃ）は走行エリアＡ３に対応する制御状態を示す説
明図、図２（Ｄ）は走行エリアＡ４に対応する制御状態
を示す説明図である。図３は実施の形態における走行型
建設機械の動作を説明するための図であり、図３（Ａ）
は走行型建設機械の構成を示す説明図、図３（Ｂ）はス
テアリング角度の説明図、図３（Ｃ）はジャイロ角度の
説明図である。図４は実施の形態における走行型建設機
械の制御系の構成を示すブロック図である。

【０００９】まず、図１乃至図３を参照して本発明の走
行型建設機械の原理について説明する。図１に示されて
いるように、本発明では予め設定された計画線Ｋを中心
としてこの計画線Ｋに沿って延在する帯状の走行エリア
Ａが設定されている。走行エリアは、計画線Ｋと直交す
る方向の距離に対応した複数の走行エリア、すなわち第
１乃至第４エリアＡ１乃至Ａ４に区分されている。第１
乃至第４エリアＡ１乃至Ａ４は、計画線Ｋと直交する方
向にそれぞれ一定の幅を有するように設定されている。
第１エリアＡ１は、計画線Ｋを含みこの計画線Ｋを中心
としてこの計画線Ｋの左右両側に延在して設定されてい
る。第２エリアＡ２は、第１エリアＡ１の左右の外側に
延在して設定されている。第３エリアＡ３は、第２エリ
アＡ２の左右の外側に延在して設定されている。第４エ
リアＡ４は、第３エリアＡ３の左右の外側に延在して設
定されており、上述した第１乃至第３エリアＡ１乃至Ａ
３以外の領域となる。

【００１０】上記第１乃至第３エリアＡ１乃至Ａ３は走
行型建設機械１００の施工の許容誤差範囲として設定さ
れ、第４エリアＡ４は非許容誤差範囲として設定されて
いる。後述するように走行型建設機械１００は、それが
位置している位置データと、走行型建設機械１００の走
行方向と計画線Ｋがなす走行角度データとを検出するよ
うに構成されている。そして、位置データに基づいて上
記第１乃至第４エリアＡ１乃至Ａ４のどのエリアに位置
しているかを判定すると共に、位置データと走行角度デ
ータに基いて走行型建設機械１００の走行方向を制御さ
せるように構成されている。

【００１１】次に、図２を参照して走行型建設機械の走
行制御について説明する。図２（Ａ）に示されているよ
うに、走行型建設機械１００が第１エリアＡ１に位置し
ていると判定された場合には、走行型建設機械１００の
走行方向が維持されるように制御される。図２（Ｂ）、
図２（Ｃ）に示されているように、走行型建設機械１０
０が第２、第３エリアＡ２、Ａ３に位置していると判定
された場合には、計画線Ｋに近づくように走行型建設機
械１００の走行方向が制御される。なお、走行型建設機
械１００が第２エリアＡ２に位置している場合と、第２
エリアＡ２よりも計画線Ｋから遠い範囲である第３エリ
アＡ３に位置している場合とでは、後述するように走行
方向の制御アルゴリズムが異なっている。また、図２
（Ｄ）に示されているように、走行型建設機械１００が
第４エリアＡ４に位置していると判定された場合には、
走行型建設機械１００の走行を停止させる。

【００１２】次に、図３、図４を参照して走行型建設機
械１００の構成について説明する。なお、本実施の形態
では、走行型建設機械１００が舗装の締め固めを行う振
動ローラである場合を例にとって説明する。本実施の形
態において、走行型建設機械１００は、図３に示されて
いる車体１０２、前輪１０４および後輪１０６、ＧＰＳ
アンテナ１０８Ａ、ジャイロセンサ１１０と、図４に示
されているＧＰＳセンサ１０８、計画線データ記憶部１
１２、走行エリアデータ記憶部１１４、制御部１１６、
操舵部１１８、駆動部１２０などを備えている。

【００１３】車体１０２に設けられた前輪１０４および
後輪１０６は、それぞれ締め固めを行う円筒状のローラ
から構成され、後輪１０６が回転駆動されることによっ
て車体１０２が走行するように構成されている。図３
（Ａ）、図３（Ｂ）に示されているように、前輪１０４
は、前輪１０４が車体１０２の前後方向に対してなすス
テアリング角度ｄＡｎｇｌｅが操舵部１１８によって調
整されるように構成されている。ただし、図中矢印ｄ１
は前輪１０４の向きを、矢印ｄ２は車体１０２の向きを
示している。なお、前輪１０４のステアリング角度が車
体１０２の前後方向と平行となる角度を０度とし、この
０度よりも左側のステアリング角度は負、右側のステア
リング角度は正とする。後輪１０６は、駆動部１２０に
よって前進または後進する方向に回転駆動されるように
構成されている。すなわち、操舵部１１８は、上記ステ
アリング角度ｄＡｎｇｌｅを変化させることによって走
行型建設機械１００の走行方向を変えるように構成され
ている。

【００１４】ＧＰＳセンサ１０８は、車体１０２に搭載
されたＰＳアンテナ１０８ＡによってＧＰＳ衛星から地
球上に送信されるＧＰＳ信号を受信し、このＧＰＳ信号
に基いて走行型建設機械１００の位置データを出力する
ものである。ジャイロセンサ１１０は、車体１０２の後
輪１０６の上方の箇所に設けられ、この車体１０２の向
き（後輪１０６の向きに相当）に対応する方位角データ
を検出するように構成されている。計画線データ記憶部
１１２は、前述したようにこの走行型建設機械１００が
走行すべき計画線Ｋを示す計画線データを記憶するもの
である。走行エリアデータ記憶部１１４は、この走行型
建設機械１００および計画線Ｋの間の距離と、第１乃至
第４エリアＡ１乃至Ａ４のエリアとの対応を示す走行エ
リアデータを記憶するものである。

【００１５】制御部１１６は、操舵部１１８、駆動部１
２０を制御する他、以下に説明する処理を行うように構
成されている。制御部１１６は、上記ＧＰＳセンサ１０
８から入力される位置データ（緯度経度データ）と計画
線データ記憶部１１２の計画線データに基づいて、走行
型建設機械１００が第１乃至第４エリアＡ１乃至Ａ４の
どのエリアに位置しているかを判断する処理を行うよう
に構成されている。また、制御部１１６は、上記ジャイ
ロセンサ１１０から入力される方位角データ、計画線デ
ータ記憶部１１２の計画線データ、上記位置データなど
に基いて走行型建設機械１００の走行方向と計画線Ｋと
がなす角度（以下ジャイロ角度という）を求めるように
構成されている。なお、上記ジャイロ角度は特許請求の
範囲の走行角度に相当する。図３（Ｃ）に示されている
ように、ジャイロ角度ｄＧｙｒｏは、計画線Ｋと平行な
走行方向を０度としたときに、左右に１８０度の範囲で
定義される。この際、左方向の角度を負（マイナス）と
し、右方向の角度を正（プラス）とすることで左右の角
度を区別する。

【００１６】次に、上述のように構成された走行型建設
機械の動作について説明する。図５は本実施の形態にお
ける走行型建設機械の制御動作を示すフローチャート、
図６はエリア判定処理を示すフローチャート、図７はエ
リア判定処理における座標変換を説明する図であり、図
７（Ａ）は座標変換前の状態を示す説明図、図７（Ｂ）
は座標変換後の状態を示す説明図である。図５に示すよ
うに、制御部１００は、自らの位置が第１乃至第４エリ
アＡ１乃至Ａ４の何れのエリアに位置しているかを判定
するエリア判定処理を実行する（Ｓ１０）。ここで、上
記エリア判定処理を図６のフローチャートを参照して詳
細に説明する。制御部１１６は、ＧＰＳセンサ１０８か
ら入力される位置データ（緯度経度データ）を取得し
（Ｓ１００）、主とした位置データを国家座標の形式に
変換する（Ｓ１０２）。そして、国家座標の形式に変換
された位置データから走行型建設機械１００の中心点に
対応する位置データを補正して求める（Ｓ１０４）。こ
れは、Ｓ１００で取得された位置データがＧＰＳセンサ
１０８の位置している位置データであって、走行型建設
機械１００の中心点の位置と若干ずれているため、この
ずれを補正するために行なわれる。

【００１７】そして、図７（Ａ）に示されているよう
に、計画線データ記憶部１１２から読み出した計画線デ
ータの始点と終点の位置データ（国家座標の形式で示さ
れている）に基づいて、計画線Ｋが国家座標軸の一方の
座標軸（本例ではＹ軸）に対してなす角度αを求める。
そして、図７（Ｂ）に示されているように、計画線Ｋの
始点と終点の位置データおよびＳ１０４で求めれた走行
型建設機械１００の位置データを上記角度α分回転させ
ることによって、計画線Ｋと一致する座標軸Ｙ′とこの
座標軸Ｙ′と直交する座標軸Ｘ′によって定義される直
交系座標に上記計画線データと走行型建設機械１００の
位置データを変換する（Ｓ１０６）。その結果、変換後
の直交系座標の一方の座標軸（本例では座標軸Ｘ′）に
おける走行型建設機械１００の位置データの座標Δｘ
は、変換後の直交系座標の他方の座標軸（本例では座標
軸Ｙ′）からの距離、すなわち計画線Ｋからの距離に相
当する。したがって、上記走行型建設機械１００の位置
データの座標Δｘによって上記走行型建設機械１００と
計画線Ｋの間の距離が求められる（Ｓ１０８）。そし
て、制御部１１６は、上記距離Δｘから、走行エリアデ
ータ記憶部１１４に記憶されている走行エリアデータに
基づいて上記走行型建設機械１００が位置している走行
エリアが第１乃至第４エリアＡ１乃至Ａ４の何れのエリ
アであるかを判定する（Ｓ１１０）。

【００１８】次に、図５のフローチャートに戻って説明
を続けると、エリア判定処理（Ｓ１０）によって判定さ
れたエリアが第４エリアＡ４（図中ＡＲＥＡ４と示され
ている）であるか否かを判定し（Ｓ１２）、この判定結
果が肯定ならば、上記走行型建設機械１００が非許容誤
差範囲に位置しており、自力では走行方向の修正が不可
能と判断して駆動部１２０に非常停止の指示を与え、後
輪１０６を停止させる（Ｓ１４）。これ以降は、例えば
手動によるラジコン操作によって走行型建設機械１００
を走行させ、第１乃至第３エリアＡ１乃至Ａ３に復帰さ
せるなどの処理を行う。

【００１９】一方、Ｓ１２の判定結果が否定ならば、エ
リア判定処理（Ｓ１０）によって判定されたエリアが第
２エリアＡ２（図中ＡＲＥＡ２と示されている）である
か否かを判定し（Ｓ１６）、この判定結果が肯定なら
ば、現在のジャイロ角度ｄＧｙｒｏ＝θ１を算出し（Ｓ
１８）、このジャイロ角度θ１に基づいて後述するよう
にステアリング角度θを求める（Ｓ２０）。そして、上
記ステアリング角度θを操舵部１１８に与え（Ｓ２
２）、Ｓ１０に戻る。これにより、操舵部１１８は上記
ステアリング角度θに基づいて後輪１０６を操舵する。

【００２０】ここで、上述したジャイロ角度に基づくス
テアリング角度の制御動作についてさらに詳細に説明す
る。図８（Ａ）乃至（Ｄ）は前進する走行型建設機械１
００が第２エリアＡ２に位置している状態でジャイロ角
度が０度の場合におけるステアリング角度の制御動作例
を示す動作説明図、図９（Ａ）乃至（Ｆ）は前進する走
行型建設機械１００が第２エリアＡ２に位置している状
態でジャイロ角度が０度以外の場合におけるステアリン
グ角度の制御動作例を示す動作説明図である。なお、図
８、図９では、図を簡略化するために走行型建設機械１
００の車体１０２は図示を省略し、ＧＰＳアンテナ１０
８Ａとジャイロセンサ１１０のみを図示している。これ
は図１０乃至１７図においても同様である。また、図８
乃至図１７において、走行型建設機械１００が前進する
といった場合は走行型建設機械１００が後輪１０６から
前輪１０４に向かう方向に走行することを示し、走行型
建設機械１００が後進するといった場合は走行型建設機
械１００が前輪１０４から後輪１０６に向かう方向に走
行することを示す。

【００２１】図８（Ａ）乃至（Ｄ）では走行型建設機械
１００が第２エリアＡ２に位置している状態でジャイロ
角度が０度となっている。すなわち、車体１０２の向き
は計画線Ｋと平行となっている。また、図中破線の矢印
ｄ１は制御前の前輪１０４の向きを示し、実線の矢印ｄ
１は制御後の前輪１０４の向きを示している。制御部１
１６は、走行型建設機械１００が前進している場合で
は、現在のジャイロ角度の正負を反転した角度をステア
リング角度として操舵部１１８に設定する（図５のＳ２
０に相当）。ここで、上記ジャイロ角度が０度であるた
め、操舵部１１８に設定されるステアリング角度も０度
が設定される。したがって、図８（Ａ）では、制御前に
おける前輪１０４の向きが計画線Ｋと平行であるため、
制御後における前輪１０４の向きは変化しない。図８
（Ｂ）乃至図８（Ｄ）では、制御前における前輪１０４
の向きが計画線Ｋに対して角度を有しているため、制御
後における前輪１０４の向きは操舵部１１８によって計
画線Ｋと平行となるように変化される。上記の制御によ
り、走行型制御機械１００は、計画線Ｋと平行な状態で
許容誤差範囲である第２エリアＡ２を走行するように制
御される。

【００２２】図９（Ａ）乃至（Ｆ）では走行型建設機械
１００が第２エリアＡ２に位置している状態でジャイロ
角度が０度以外となっている。図９（Ａ）乃至（Ｃ）で
は、ジャイロ角度ｄＧｙｒｏがプラス側、すなわち計画
線Ｋと平行な線Ｋ１に対して右方向の角度（＋１０度、
＋１５度、＋１０度）となっている場合をそれぞれ例示
している。一方、図９（Ｄ）乃至（Ｆ）では、ジャイロ
角度ｄＧｙｒｏがマイナス側、すなわち計画線Ｋと平行
な線Ｋ１に対して左方向の角度（−１０度、−１０度、
−１５度）となっている場合をそれぞれ例示している。
そして、何れの場合においても、制御部１１６は、走行
型建設機械１００が前進しているので、現在のジャイロ
角度の正負を反転した角度をステアリング角度として操
舵部１１８に設定する。例えば、図９（Ａ）の場合で
は、ジャイロ角度ｄＧｙｒｏが＋１０度であるため、ス
テアリング角度ｄＡｎｇｌｅを−１０度として操舵部１
１８に設定することで前輪１０４の向きがマイナス側に
１０度変化される。また、図９（Ｄ）の場合では、ジャ
イロ角度ｄＧｙｒｏが−１０度であるため、ステアリン
グ角度ｄＡｎｇｌｅを＋１０度として操舵部１１８に設
定することで前輪１０４の向きがプラス側に１０度変化
される。図９（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）、（Ｆ）について
も上記と同様にジャイロ角度の正負を反転させた角度が
ステアリング角度として設定される。上記の制御によ
り、計画線Ｋと平行な状態で許容誤差範囲である第２エ
リアＡ２を走行するように制御される。

【００２３】図１０（Ａ）乃至（Ｄ）は後進する走行型
建設機械１００が第２エリアＡ２に位置している状態で
ジャイロ角度が０度の場合におけるステアリング角度の
制御動作例を示す動作説明図、図１１（Ａ）乃至（Ｆ）
は後進する走行型建設機械１００が第２エリアＡ２に位
置している状態でジャイロ角度が０度以外の場合におけ
るステアリング角度の制御動作例を示す動作説明図であ
る。

【００２４】図１０（Ａ）乃至（Ｄ）では走行型建設機
械１００が第２エリアＡ２に位置している状態でジャイ
ロ角度が０度となっている。すなわち、車体１０２の向
きは計画線Ｋと平行となっている。ただし、走行型建設
機械１００は後進しているので、紙面上方から下方に向
かう方向に走行している。制御部１１６は、走行型建設
機械１００が後進している場合では、現在のジャイロ角
度をそのままステアリング角度として操舵部１１８に設
定する。したがって、この場合、上記ジャイロ角度が０
度であるため、操舵部１１８に設定されるステアリング
角度も０度が設定される。したがって、図１０（Ａ）で
は、制御前における前輪１０４の向きが計画線Ｋと平行
であるため、制御後における前輪１０４の向きは変化し
ない。図１０（Ｂ）乃至図１０（Ｄ）では、制御前にお
ける前輪１０４の向きが計画線Ｋに対して角度を有して
いるため、制御後における前輪１０４の向きは操舵部１
１８によって計画線Ｋと平行となるように変化される。
上記の制御により、走行型制御機械１００は、計画線Ｋ
と平行な状態で許容誤差範囲である第２エリアＡ２を走
行するように制御される。

【００２５】図１１（Ａ）乃至（Ｆ）では走行型建設機
械１００が第２エリアＡ２に位置している状態でジャイ
ロ角度が０度以外となっている。図１１（Ａ）乃至
（Ｃ）では、ジャイロ角度ｄＧｙｒｏがプラス側、すな
わち計画線Ｋと平行な線に対して右方向の角度（＋１０
度、＋１５度、＋１０度）となっている場合をそれぞれ
例示している。一方、図１１（Ｄ）乃至（Ｆ）では、ジ
ャイロ角度ｄＧｙｒｏがマイナス側、すなわち計画線Ｋ
と平行な線に対して左方向の角度（−１０度、−１０
度、−１５度）となっている場合をそれぞれ例示してい
る。そして、何れの場合においても、制御部１１６は、
現在のジャイロ角度をそのままステアリング角度として
操舵部１１８に設定する。例えば、図１１（Ａ）の場合
では、ジャイロ角度ｄＧｙｒｏが＋１０度であるため、
ステアリング角度ｄＡｎｇｌｅを＋１０度として操舵部
１１８に設定することで前輪１０４の向きがプラス側に
１０度変化される。また、図１１（Ｄ）の場合では、ジ
ャイロ角度ｄＧｙｒｏが−１０度であるため、ステアリ
ング角度ｄＡｎｇｌｅを−１０度として操舵部１１８に
設定することで前輪１０４の向きがマイナス側に１０度
変化される。図１１（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）、（Ｆ）に
ついても上記と同様にジャイロ角度がそのままステアリ
ング角度として設定される。上記の制御により、計画線
Ｋと平行な状態で許容誤差範囲である第２エリアＡ２を
走行するように制御される。

【００２６】次に、図５のＳ１６に戻って説明を続け
る。エリア判定処理（Ｓ１０）によって判定されたエリ
アが第２エリアＡ２であるか否かを判定し（Ｓ１６）、
この判定結果が否定ならば、エリア判定処理（Ｓ１０）
によって判定されたエリアが第３エリアＡ２（図中ＡＲ
ＥＡ３と示されている）であるか否かを判定し（Ｓ２
４）、この判定結果が肯定ならば、現在のジャイロ角度
ｄＧｙｒｏ＝θ１を算出し（Ｓ２６）、このジャイロ角
度θ１に基づいて後述するように計画線Ｋ上に目標点
（目標位置）を設定する（Ｓ２８）。そして、走行型建
設機械１００の現在位置と上記目標点を結んだ直線がな
す角度（以下交叉角度という）を算出し（Ｓ３０）、ジ
ャイロ角度と交叉角度に基づいてステアリング角度を算
出し（Ｓ３２）、算出されたステアリング角度を操舵１
１８に設定する（Ｓ２２）。

【００２７】上記Ｓ２８、Ｓ３０、Ｓ３２、Ｓ２２の制
御動作については以下に詳細に説明する。図１２（Ａ）
乃至（Ｄ）は前進する走行型建設機械１００が第３エリ
アＡ３に位置している状態でジャイロ角度が０度の場合
におけるステアリング角度の制御動作例を示す動作説明
図、図１３（Ａ）、（Ｂ）は前進する走行型建設機械１
００が第３エリアＡ３に位置している状態でジャイロ角
度がプラス１０度、交叉角度がマイナス２０度である場
合におけるステアリング角度の制御動作例を示す動作説
明図、図１４（Ａ）、（Ｂ）は前進する走行型建設機械
１００が第３エリアＡ３に位置している状態でジャイロ
角度がマイナス１０度、交叉角度がマイナス２０度であ
る場合におけるステアリング角度の制御動作例を示す動
作説明図である。

【００２８】図１２（Ａ）では走行型建設機械１００の
前進方向に向かって計画線Ｋの左側における第３エリア
Ａ３に位置している状態でジャイロ角度が０度となって
いる。すなわち、車体１０２の向きは計画線Ｋと平行と
なっている。制御部１１６は、計画線Ｋ上における目標
位置の設定を以下のように行う（図５のＳ２８に相
当）。すなわち、車体１０２が位置している位置（ＧＰ
Ｓアンテナ１０８Ａの位置に相当）を第１位置Ｐ１と
し、第１位置Ｐ１から計画線Ｋに向けて延在する垂線が
計画線Ｋと直交する位置を第２位置Ｐ２としたときに、
第２位置Ｐ２から計画線Ｋ上で走行方向に向かって所定
距離Ｌ離間した第３位置Ｐ３を求め、この第３位置Ｐ３
が目標位置に相当する。そして、走行型建設機械１００
の現在位置（第１位置Ｐ１）と目標位置（第３位置Ｐ
３）を結んだ直線がなす交叉角度ｄＴｈｅｔａ＝−θ１
（ただし、θ１＞０）を算出する（図５のＳ３０に相
当）。なお、上記交叉角度ｄＴｈｅｔａのプラス、マイ
ナスは次のように定義される。すなわち、前述した図７
（Ｂ）で説明したように、計画線Ｋを座標軸Ｙ′とし、
この座標軸Ｙ′と直交する座標軸Ｘとした直交系座標軸
に車体１０２の位置である第１位置Ｐ１をおいたとき
に、この第１位置Ｐ１がＸ軸のプラス側にあるときに交
叉角度ｄＴｈｅｔａ＞０とし、第１位置Ｐ１がＸ軸のマ
イナス側にあるときに交叉角度ｄＴｈｅｔａ＜０とす
る。また、図１２乃至図１４における座標軸Ｘ、Ｙ′の
プラス、マイナスの方向は、走行型建設機械１００の走
行方向が前進方向であるため、紙面上方が座標軸Ｙ′の
プラス方向になり、紙面右方が座標軸Ｘのプラス方向と
なっている。次いで、制御部１１６は、ステアリング角
度ｄＡｎｇａｌｅとして、ジャイロ角度ｄＧｙｒｏの正
負を反転させた角度から交叉角度ｄＴｈｅｔａを減算し
た角度（−ｄＧｙｒｏ−ｄＴｈｅｔａ）、すなわち図１
２（Ｂ）に示されているように、ステアリング角度ｄＡ
ｎｇａｌｅ＝（０−（−θ１））＝＋θ１を操舵部１１
８に設定する（図５のＳ３２、Ｓ２２に相当）。なお、
上記ステアリング角度ｄＡｎｇａｌｅはジャイロ角度ｄ
Ｇｙｒｏに交叉角度ｄＴｈｅｔａを加算した角度の正負
を反転した角度（−（ｄＧｙｒｏ＋ｄＴｈｅｔａ））に
相当する。上記の制御により、走行型制御機械１００
は、計画線Ｋに接近する方向に向かって許容誤差範囲で
ある第３エリアＡ３を走行するように制御される。

【００２９】図１２（Ｃ）では走行型建設機械１００の
前進方向に向かって計画線Ｋの右側における第３エリア
Ａ３に位置している状態でジャイロ角度が０度となって
いる。すなわち、車体１０２の向きは計画線Ｋと平行と
なっている。制御部１１６は、上述の場合と同様に、目
標位置を求め、走行型建設機械１００の現在位置（第１
位置Ｐ１）と目標位置（第３位置Ｐ３）を結んだ直線が
なす交叉角度ｄＴｈｅｔａ＝＋θ２（ただしθ２＞０）
を算出する（図５のＳ３０に相当）。次いで、制御部１
１６は、ステアリング角度ｄＡｎｇａｌｅとして、ジャ
イロ角度ｄＧｙｒｏの正負を反転させた角度から交叉角
度ｄＴｈｅｔａを減算した角度（−ｄＧｙｒｏ−ｄＴｈ
ｅｔａ）、すなわち図１２（Ｄ）に示されているよう
に、ステアリング角度ｄＡｎｇａｌｅ＝（０−（＋θ
２））＝−θ２を操舵部１１８に設定する（図５のＳ３
２、Ｓ２２に相当）。上記の制御により、走行型制御機
械１００は、計画線Ｋに接近する方向に向かって許容誤
差範囲である第３エリアＡ３を走行するように制御され
る。

【００３０】図１３（Ａ）では走行型建設機械１００の
前進方向に向かって計画線Ｋの左側における第３エリア
Ａ３に位置している状態ではジャイロ角度がプラス１０
度、交叉角度がマイナス２０度となっている。制御部１
１６は、上述の場合と同様に、目標位置を求め、走行型
建設機械１００の現在位置（第１位置Ｐ１）と目標位置
（第３位置Ｐ３）を結んだ直線がなす交叉角度ｄＴｈｅ
ｔａを算出する（図５のＳ３０に相当）。次いで、制御
部１１６は、ステアリング角度ｄＡｎｇａｌｅとして、
ジャイロ角度ｄＧｙｒｏの正負を反転させた角度から交
叉角度ｄＴｈｅｔａを減算した角度（−ｄＧｙｒｏ−ｄ
Ｔｈｅｔａ）、すなわち図１３（Ｂ）に示されているよ
うに、ステアリング角度ｄＡｎｇａｌｅ＝（−１０−
（−２０））＝１０を操舵部１１８に設定する（図５の
Ｓ３２、Ｓ２２に相当）。図１３において、制御前の前
輪１０４の方向を破線の矢印ｄ１で、制御後の前輪１０
４の方向を実線の矢印ｄ１で示している。これは以下に
説明する図１４、図１６、図１７についても同様であ
る。なお、上記ステアリング角度ｄＡｎｇａｌｅはジャ
イロ角度ｄＧｙｒｏに交叉角度ｄＴｈｅｔａを加算した
角度の正負を反転した角度（−（ｄＧｙｒｏ＋ｄＴｈｅ
ｔａ））に相当することは前述の場合と同様である。上
記の制御により、走行型制御機械１００は、計画線Ｋに
接近する方向に向かって許容誤差範囲である第３エリア
Ａ３を走行するように制御される。

【００３１】図１４（Ａ）では走行型建設機械１００の
前進方向に向かって計画線Ｋの左側における第３エリア
Ａ３に位置している状態ではジャイロ角度がマイナス１
０度、交叉角度がマイナス２０度となっている。制御部
１１６は、上述の場合と同様に、目標位置を求めて交叉
角度ｄＴｈｅｔａを算出する（図５のＳ３０に相当）。
次いで、制御部１１６は、ステアリング角度ｄＡｎｇａ
ｌｅとして、ジャイロ角度ｄＧｙｒｏの正負を反転させ
た角度から交叉角度ｄＴｈｅｔａを減算した角度（−ｄ
Ｇｙｒｏ−ｄＴｈｅｔａ）、すなわち図１４（Ｂ）に示
されているように、ステアリング角度ｄＡｎｇａｌｅ＝
（−（−１０）−（−２０））＝３０を操舵部１１８に
設定する（図５のＳ３２、Ｓ２２に相当）。上記の制御
により、走行型制御機械１００は、計画線Ｋに接近する
方向に向かって許容誤差範囲である第３エリアＡ３を走
行するように制御される。

【００３２】図１２乃至図１４では、走行型建設機械１
００が前進する場合について説明したが、以下では走行
型建設機械１００が後進する場合について説明する。図
１５（Ａ）乃至（Ｄ）は後進する走行型建設機械１００
が第３エリアＡ３に位置している状態でジャイロ角度が
０度の場合におけるステアリング角度の制御動作例を示
す動作説明図、図１６（Ａ）、（Ｂ）は後進する走行型
建設機械１００が第３エリアＡ３に位置している状態で
ジャイロ角度がプラス１０度、交叉角度がマイナス２０
度である場合におけるステアリング角度の制御動作例を
示す動作説明図、図１７（Ａ）、（Ｂ）は後進する走行
型建設機械１００が第３エリアＡ３に位置している状態
でジャイロ角度がマイナス１０度、交叉角度がマイナス
２０度である場合におけるステアリング角度の制御動作
例を示す動作説明図である。

【００３３】図１５（Ａ）では走行型建設機械１００の
後進方向に向かって計画線Ｋの右側における第３エリア
Ａ３に位置している状態でジャイロ角度が０度となって
いる。制御部１１６は、上述の場合と同様に、目標位置
を求め、走行型建設機械１００の現在位置（第１位置Ｐ
１）と目標位置（第３位置Ｐ３）を結んだ直線がなす交
叉角度ｄＴｈｅｔａを算出する（図５のＳ３０に相
当）。次いで、制御部１１６は、ステアリング角度ｄＡ
ｎｇａｌｅとして、ジャイロ角度ｄＧｙｒｏの正負を反
転させた角度から交叉角度ｄＴｈｅｔａを減算した角度
（−ｄＧｙｒｏ−ｄＴｈｅｔａ）に−１を掛けた値、す
なわち図１５（Ｂ）に示されているように、ステアリン
グ角度ｄＡｎｇａｌｅ＝（０−θ１）（−１）＝θ１
（ただしθ１＞０）を操舵部１１８に設定する（図５の
Ｓ３２、Ｓ２２に相当）。なお、上記ステアリング角度
ｄＡｎｇａｌｅはジャイロ角度ｄＧｙｒｏに交叉角度ｄ
Ｔｈｅｔａを加算した角度の正負を反転した角度に−１
を掛けた角度（−（ｄＧｙｒｏ＋ｄＴｈｅｔａ））（−
１）に相当する。また、図１５乃至図１７における座標
軸Ｘ、Ｙ′のプラス、マイナスの方向は、走行型建設機
械１００の走行方向が後進方向であるため、図１２乃至
図１４の場合と逆となる。したがって、紙面下方が座標
軸Ｙ′のプラス方向になり、紙面左方が座標軸Ｘのプラ
ス方向となっている。したがって、図１５乃至図１７に
おける交叉角度ｄＴｈｅｔａのプラス、マイナスの方向
が、前述した図１２乃至図１４の場合における交叉角度
ｄＴｈｅｔａのプラス、マイナスの方向と反転してい
る。上記の制御により、走行型建設機械１００は、計画
線Ｋに接近する方向に向かって許容誤差範囲である第３
エリアＡ３を走行するように制御される。上記の制御に
より、走行型制御機械１００は、計画線Ｋに接近する方
向に向かって許容誤差範囲である第３エリアＡ３を走行
するように制御される。

【００３４】図１５（Ｃ）では走行型建設機械１００の
後進方向に向かって計画線Ｋの左側における第３エリア
Ａ３に位置している状態でジャイロ角度が０度となって
いる。すなわち、車体１０２の向きは計画線Ｋと平行と
なっている。制御部１１６は、上述の場合と同様に、目
標位置を求め、走行型建設機械１００の現在位置（第１
位置Ｐ１）と目標位置（第３位置Ｐ３）を結んだ直線が
なす交叉角度ｄＴｈｅｔａ＝−θ２を算出する（図５の
Ｓ３０に相当）。次いで、制御部１１６は、ステアリン
グ角度ｄＡｎｇａｌｅとして、ジャイロ角度ｄＧｙｒｏ
の正負を反転させた角度から交叉角度ｄＴｈｅｔａを減
算した角度（−ｄＧｙｒｏ−ｄＴｈｅｔａ）に−１を掛
けた値、すなわち図１５（Ｄ）に示されているように、
ステアリング角度ｄＡｎｇａｌｅ＝（０−（−θ２））
（−１）＝−θ２（ただしθ２＞０）を操舵部１１８に
設定する（図５のＳ３２、Ｓ２２に相当）。上記の制御
により、走行型制御機械１００は、計画線Ｋに接近する
方向に向かって許容誤差範囲である第３エリアＡ３を走
行するように制御される。

【００３５】図１６（Ａ）では走行型建設機械１００の
後進方向に向かって計画線Ｋの右側における第３エリア
Ａ３に位置している状態ではジャイロ角度がプラス１０
度、交叉角度がプラス２０度となっている。制御部１１
６は、上述の場合と同様に、目標位置を求め、走行型建
設機械１００の現在位置（第１位置Ｐ１）と目標位置
（第３位置Ｐ３）を結んだ直線がなす交叉角度ｄＴｈｅ
ｔａを算出する（図５のＳ３０に相当）。次いで、制御
部１１６は、ステアリング角度ｄＡｎｇａｌｅとして、
ジャイロ角度ｄＧｙｒｏの正負を反転させた角度から交
叉角度ｄＴｈｅｔａを減算した角度（−ｄＧｙｒｏ−ｄ
Ｔｈｅｔａ）に−１を掛けた値、すなわち図１３（Ｂ）
に示されているように、ステアリング角度ｄＡｎｇａｌ
ｅ＝（−１０−（２０））（−１）＝３０を操舵部１１
８に設定する（図５のＳ３２、Ｓ２２に相当）。なお、
上記ステアリング角度ｄＡｎｇａｌｅはジャイロ角度ｄ
Ｇｙｒｏに交叉角度ｄＴｈｅｔａを加算した角度の正負
を反転した角度に−１を掛けた角度（−（ｄＧｙｒｏ＋
ｄＴｈｅｔａ））（−１）に相当することは前述の場合
と同様である。上記の制御により、走行型制御機械１０
０は、計画線Ｋに接近する方向に向かって許容誤差範囲
である第３エリアＡ３を走行するように制御される。

【００３６】図１７（Ａ）では走行型建設機械１００が
その進行方向（後進方向）に向かって計画線Ｋの右側に
おける第３エリアＡ３に位置している状態ではジャイロ
角度がマイナス１０度、交叉角度がプラス１０度となっ
ている。制御部１１６は、上述の場合と同様に、目標位
置を求めて交叉角度ｄＴｈｅｔａを算出する（図５のＳ
３０に相当）。次いで、制御部１１６は、ステアリング
角度ｄＡｎｇａｌｅとして、ジャイロ角度ｄＧｙｒｏの
正負を反転させた角度から交叉角度ｄＴｈｅｔａを減算
した角度（−ｄＧｙｒｏ−ｄＴｈｅｔａ）、すなわち図
１７（Ｂ）に示されているように、ステアリング角度ｄ
Ａｎｇａｌｅ＝（−（−１０）−１０））（−１）＝０
を操舵部１１８に設定する（図５のＳ３２、Ｓ２２に相
当）。上記の制御により、走行型制御機械１００は、計
画線Ｋに接近する方向に向かって許容誤差範囲である第
３エリアＡ３を走行するように制御される。なお、上述
したように、図１３、図１４、図１６、図１７で示され
ているように、走行型建設機械１００が第２エリアＡ２
よりも計画線Ｋからより離れている第３エリアＡ３に位
置している場合、操舵部１１６に設定されるステアリン
グ角度は、走行型建設機械１００が第２エリアＡ２に位
置していた場合よりも大きな角度となるように構成され
る。したがって、走行型建設機械１００が第３エリアＡ
３に位置している場合において、目標位置を設定するた
めに用いられる所定距離Ｌは、操舵部１１６に設定され
るステアリング角度が、走行型建設機械１００が第２エ
リアＡ２に位置していた場合よりも大きな角度となるよ
うな値となるように設定される。

【００３７】ここで、図５のＳ２４に戻って説明を続け
る。エリア判定処理（Ｓ１０）によって判定されたエリ
アが第３エリアＡ２（図中ＡＲＥＡ３と示されている）
であるか否かを判定し（Ｓ２４）、この判定結果が否定
ならば、エリア判定処理（Ｓ１０）によって判定された
エリアが第１エリアＡ１（図中ＡＲＥＡ１と示されてい
る）であると判断し、操舵部１１６に対するステアリン
グ角度を変更する指示は行わず、現状の制御状態を維持
し（Ｓ３４）、Ｓ１０へ移行する。

【００３８】上述した制御動作をまとめると以下の通り
である。走行エリアの判定結果が第１エリアであるとき
には、制御部による操舵部の制御は、ステアリング角度
が維持されるように行なわれる。走行エリアの判定結果
が第２エリアであるときには、制御部による操舵部の制
御は、ステアリング角度がジャイロ角度に相当する角度
分変化させるように行なわれる。走行エリアの判定結果
が第３エリアであるときには、制御部による操舵部の制
御は、ステアリング角度をジャイロ角度と交叉角度の和
に相当する角度分変化させるように行なわれる。走行エ
リアの判定結果が第４エリアであるときには、前輪また
は後輪の回転が停止される。したがって、本実施の形態
の走行型建設機械は、目標位置に接する円弧または目標
位置を通過する円弧に沿って走行を制御する従来の走行
型建設機械に比較して、走行型建設機械を計画線に沿っ
て走行させる制御のアルゴリズムが単純である。このた
め、アルゴリズムの開発コストが安価なもので済む。ま
た、走行制御のために必要な演算処理に要する時間を短
縮することができため、従来よりも演算処理が低速な、
すなわち安価な制御装置でも対応できる利点がある。

【００３９】なお、上述した実施の形態の走行型建設機
械１００は、前輪が１つのローラ、後輪が１つのローラ
によって構成された例を示したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、前輪と後輪がそれぞれ２つの車輪
から構成されたものなどに適用することができる。ま
た、上述した実施の形態の走行型建設機械１００は、操
舵部が前輪のステアリング角度を調整するものとした
が、操舵部が前輪および後輪の少なくとも一方のステア
リング角度を調整する構成であってもよい。

【００４０】また、上述した本実施の形態において、制
御部１１６によって特許請求の範囲の走行制御部が構成
されている。また、ＧＰＳセンサ１０８、計画線データ
記憶部１１２、走行エリアデータ記憶部１１４、制御部
１１６によって特許請求の範囲の走行エリア判定部が構
成されている。また、ＧＰＳセンサ１０８と制御部１１
６によって特許請求の範囲の位置検出部が構成されてい
る。また、ＧＰＳセンサ１０８、ジャイロセンサ１１
０、計画線データ記憶部１１２、走行エリアデータ記憶
部１１４、制御部１１６によって特許請求の範囲の走行
角度検出部、交叉角度算出部が構成されている。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、前輪お
よび後輪の少なくとも一方を操舵することで車体の走行
方向を変える操舵部を備えた走行型建設機械において、
予め設定された計画線を中心としてこの計画線に沿って
延在する帯状の走行エリアが設定され、前記走行エリア
は、前記計画線と直交する方向の距離に対応した複数の
走行エリアに区分されており、前記車体が位置している
走行エリアが前記複数の走行エリアのどれに該当するか
を判定する走行エリア判定部と、前記走行エリア判定部
による走行エリアの判定結果に基づいて前記操舵部を制
御することで前記車体が前記計画線に沿って走行される
ように構成された走行制御部とを設けて構成されてい
る。そのため、本発明では、予め設定された計画線を中
心としてこの計画線に沿って延在する帯状の走行エリア
が設定されており、走行エリア判定部による走行エリア
の判定結果に基づいて操舵部が制御されることで車体が
計画線に沿って走行される。したがって、走行型建設機
械を計画線に沿って走行させる制御のアルゴリズムが単
純なものとなる。したがって、アルゴリズムの開発コス
トが安価なもので済む。また、走行制御のために必要な
演算処理に要する時間を短縮することができ、従来より
も演算処理が低速な、すなわち安価な制御装置でも対応
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走行型建設機械が走行する計画線と走
行エリアの説明図である。

【図２】実施の形態における走行型建設機械の走行制御
の原理を説明する図であり、図２（Ａ）は走行エリアＡ
１に対応する制御状態を示す説明図、図２（Ｂ）は走行
エリアＡ２に対応する制御状態を示す説明図、図２
（Ｃ）は走行エリアＡ３に対応する制御状態を示す説明
図、図２（Ｄ）は走行エリアＡ４に対応する制御状態を
示す説明図である。

【図３】実施の形態における走行型建設機械の動作を説
明するための図であり、図３（Ａ）は走行型建設機械の
構成を示す説明図、図３（Ｂ）はステアリング角度の説
明図、図３（Ｃ）はジャイロ角度の説明図である。

【図４】実施の形態における走行型建設機械の制御系の
構成を示すブロック図である。

【図５】本実施の形態における走行型建設機械の制御動
作を示すフローチャートである。

【図６】エリア判定処理を示すフローチャートである。

【図７】エリア判定処理における座標変換を説明する図
であり、図７（Ａ）は座標変換前の状態を示す説明図、
図７（Ｂ）は座標変換後の状態を示す説明図である。

【図８】図８（Ａ）乃至（Ｄ）は前進する走行型建設機
械１００が第２エリアＡ２に位置している状態でジャイ
ロ角度が０度の場合におけるステアリング角度の制御動
作例を示す動作説明図である。

【図９】図９（Ａ）乃至（Ｆ）は前進する走行型建設機
械１００が第２エリアＡ２に位置している状態でジャイ
ロ角度が０度以外の場合におけるステアリング角度の制
御動作例を示す動作説明図である。

【図１０】図１０（Ａ）乃至（Ｄ）は後進する走行型建
設機械１００が第２エリアＡ２に位置している状態でジ
ャイロ角度が０度の場合におけるステアリング角度の制
御動作例を示す動作説明図である。

【図１１】図１１（Ａ）乃至（Ｆ）は後進する走行型建
設機械１００が第２エリアＡ２に位置している状態でジ
ャイロ角度が０度以外の場合におけるステアリング角度
の制御動作例を示す動作説明図である。

【図１２】図１２（Ａ）乃至（Ｄ）は前進する走行型建
設機械１００が第３エリアＡ３に位置している状態でジ
ャイロ角度が０度の場合におけるステアリング角度の制
御動作例を示す動作説明図である。

【図１３】図１３（Ａ）、（Ｂ）は前進する走行型建設
機械１００が第３エリアＡ３に位置している状態でジャ
イロ角度がプラス１０度、交叉角度がマイナス２０度で
ある場合におけるステアリング角度の制御動作例を示す
動作説明図である。

【図１４】図１４（Ａ）、（Ｂ）は前進する走行型建設
機械１００が第３エリアＡ３に位置している状態でジャ
イロ角度がマイナス１０度、交叉角度がマイナス２０度
である場合におけるステアリング角度の制御動作例を示
す動作説明図である。

【図１５】図１５（Ａ）乃至（Ｄ）は後進する走行型建
設機械１００が第３エリアＡ３に位置している状態でジ
ャイロ角度が０度の場合におけるステアリング角度の制
御動作例を示す動作説明図である。

【図１６】図１６（Ａ）、（Ｂ）は後進する走行型建設
機械１００が第３エリアＡ３に位置している状態でジャ
イロ角度がプラス１０度、交叉角度がマイナス２０度で
ある場合におけるステアリング角度の制御動作例を示す
動作説明図である。

【図１７】図１７（Ａ）、（Ｂ）は後進する走行型建設
機械１００が第３エリアＡ３に位置している状態でジャ
イロ角度がマイナス１０度、交叉角度がマイナス２０度
である場合におけるステアリング角度の制御動作例を示
す動作説明図である。

【図１８】従来の走行型建設機器の走行制御を説明する
ための図であり、図１８（Ａ）は走行型建設機器が計画
線に近づく姿勢である状態を示す説明図、図１８（Ｂ）
は走行型建設機器が計画線から遠ざかる姿勢である状態
を示す説明図である。

【符号の説明】

１００走行型建設機械１０４前輪１０６後輪１０８ＧＰＳセンサ１１０ジャイロセンサ１１２計画線データ記憶部１１４走行エリアデータ記憶部１１８操舵部Ｋ計画線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｂ６２Ｄ 137:00 (72)発明者杉崎睦東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号株式会社フジタ内 (72)発明者小幡克実東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号株式会社フジタ内Ｆターム(参考） 2D003 AB01 BA03 BB04 DA04 DB04 FA02 3D032 CC20 DA21 DA87 DC33 DE09 EA01 EA02 EB04 EC34 GG04 5H301 AA03 AA10 BB02 CC03 CC06 DD01 FF08 FF11 GG17 HH02 HH04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前輪および後輪の少なくとも一方を操舵
することで車体の走行方向を変える操舵部を備えた走行
型建設機械において、予め設定された計画線を中心としてこの計画線に沿って
延在する帯状の走行エリアが設定され、前記走行エリアは、前記計画線と直交する方向の距離に
対応した複数の走行エリアに区分されており、前記車体が位置している走行エリアが前記複数の走行エ
リアのどれに該当するかを判定する走行エリア判定部
と、前記走行エリア判定部による走行エリアの判定結果に基
づいて前記操舵部を制御することで前記車体が前記計画
線に沿って走行されるように構成された走行制御部と、を設けたことを特徴とする走行型建設機械。
【請求項２】前記車体の位置を検出する位置検出部が
設けられ、前記走行エリア判定部による前記走行エリア
の判定は、前記位置検出部で検出された前記位置に基い
て行われることを特徴とする請求項１記載の走行型建設
機械。
【請求項３】前記位置検出部は、ＧＰＳ衛星から送信
されるＧＰＳ信号に基いて位置データを出力するＧＰＳ
センサを含んで構成され、前記位置検出部による前記位
置の検出は、前記位置データによって行なわれることを
特徴とする請求項３記載の走行型建設機械。
【請求項４】前記計画線に対して前記車体の走行方向
がなす走行角度を検出する走行角度検出部が設けられ、
前記走行制御部による前記操舵部の制御は、前記走行角
度検出部で検出された走行角度に基いて、車体の前後方
向に対して前輪または後輪のなすステアリング角度を調
整することで行なわれることを特徴とする請求項１、２
または３記載の走行型建設機械。
【請求項５】前記走行角度検出部は、方位角データを
出力するジャイロセンサを含んで構成され、前記走行角
度検出部による前記走行角度の検出は、前記方位角デー
タに基いて行なわれることを特徴とする請求項４記載の
走行型建設機械。
【請求項６】前記車体の位置と、この車体が到達すべ
き前記計画線上の目標位置とを結ぶ直線が前記計画線と
なす交叉角度を算出する交叉角度算出部が設けられ、前
記走行制御部による前記操舵部の制御は、前記走行角度
および前記交叉角度に基いて、車体の前後方向に対して
前輪または後輪のなすステアリング角度を調整すること
で行なわれることを特徴とする請求項１乃至５に何れか
１項記載の走行型建設機械。
【請求項７】前記目標位置は、前記車体が位置してい
る位置を第１位置とし、前記第１位置から前記計画線に
向けて延在する垂線が前記計画線と直交する位置を第２
位置としたときに、前記第２位置から前記計画線上で前
記走行方向に向かって所定距離離間した第３位置に相当
することを特徴とする請求項６記載走行型建設機械。
【請求項８】前記走行エリアは、前記計画線と直交す
る方向にそれぞれ一定の幅を有する第１乃至第４エリア
を含んで構成され、前記第１エリアは前記計画線を含み
この計画線を中心としてこの計画線の左右両側に延在し
て設定され、前記第２エリアは前記第１エリアの左右の
外側に延在して設定され、前記第３エリアは前記第２エ
リアの左右の外側に延在して設定され、前記第４エリア
は前記第３エリアの左右の外側に延在して設定され、前
記走行エリア判定部による走行エリアの判定結果は前記
車体の位置が前記第１乃至第４エリアのうちの何れかに
あるかを判定することであることを特徴とする請求項１
乃至７に何れか１項記載の走行型建設機械。
【請求項９】前記走行エリア判定部による走行エリア
の判定結果が前記第１エリアであるときには、前記制御
部による前記操舵部の制御は、車体の前後方向に対して
前輪または後輪のなすステアリング角度が維持されるよ
うに行なわれることを特徴とする請求項８記載の走行型
建設機械。
【請求項１０】前記走行エリア判定部による走行エリ
アの判定結果が前記第２エリアであるときには、前記制
御部による前記操舵部の制御は、車体の前後方向に対し
て前輪または後輪のなすステアリング角度が前記走行角
度に相当する角度分変化させるように行なわれることを
特徴とする請求項８または９記載の走行型建設機械。
【請求項１１】前記走行エリア判定部による走行エリ
アの判定結果が前記第３エリアであるときには、前記制
御部による前記操舵部の制御は、車体の前後方向に対し
て前輪または後輪のなすステアリング角度を前記走行角
度と前記交叉角度の和に相当する角度分変化させるよう
に行なわれることを特徴とする請求項８、９または１０
記載の走行型建設機械。
【請求項１２】前記走行エリア判定部による走行エリ
アの判定結果が前記第４エリアであるときには、前記前
輪または後輪の回転が停止されるように構成されている
ことを特徴とする請求項８乃至１１に何れか１項記載の
走行型建設機械。