JP2001512259A - 車両の制御システムおよび方法 - Google Patents

車両の制御システムおよび方法

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JP2001512259A JP2000505561A JP2000505561A JP2001512259A JP 2001512259 A JP2001512259 A JP 2001512259A JP 2000505561 A JP2000505561 A JP 2000505561A JP 2000505561 A JP2000505561 A JP 2000505561A JP 2001512259 A JP2001512259 A JP 2001512259A
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フロッグ・ナヴィゲーション・システムズ・ベスローテン・フェンノートシャップ
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Abstract

(57)【要約】 比較的高い車両速度および／または車両密度で、比較的制限されている大きさの地表面にわたって、２以上の車両を同時に操縦するシステムにおいて、少なくとも、メモリを有するコンピュータおよび前記車両のそれぞれと通信するための送受信機が設けられた中央制御装置と、前記地表面上または該地表面の上方に配置され、前記地表面に対する位置をマーキングするマーカー素子と、前記各車両に設けられた、該車両を駆動する駆動手段、前記車両を操舵する操舵手段、ルートをプロットする操縦手段、前記中央制御装置と通信するための送受信機、および前記マーカー素子に対する位置を検出するセンサ手段と、を具備し、前記車両は、衝突する可能性を有するルートに沿って、同一の時間期間内に前記地表面上を走行し、前記車両の位置および速度が、前記マーカー素子に対して正確な時間で前もって定められ、かつ、交通制御および／または中央制御装置および／または他の車両との通信に必要な努力が大幅に低減されるように、走行の間に前記マーカー素子に対して正確に維持されるシステム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本出願人は、造船所内のコンテナの無人搬送から、工場内での部品の搬送、た
とえば、駐車場と空港の乗客ターミナルとの間などでの乗客の運転者無しの輸送
までの多様な自動制御車両用制御システムを多数販売している。
【０００２】 なかんずく、米国特許第４８４７７７３号明細書に記載の出願人の公知のシス
テムにより、車両を正確に操縦することが可能となる。このシステムの主たる変
更は、地表面上の特定の障害物が除去された後でさえも阻止されることである。
コンピュータ手段を使用して、車両の新しい経路を車両に乗ったまま、または中
央個所からその都度に簡単に計算できる。
【０００３】 所定の領域内での車両の速度がより高いか、または、車両の数がより大きい場
合、特に、中央制御装置との通信が頻繁に生じる場合、この既存のシステムの応
答時間に関して問題が生じる。交通の制御を可能にするために、領域を複数の区
域に分割こともできる。２つの車両が同一の区域を通り抜けて走行する必要があ
る場合、第１の車両は、たとえば、第２の車両がこの区域に入ることができる前
に、この区域を完全に通り抜ける。中央制御装置との通信が、区域に入る許可を
得るために、時間がかかる方法でその都度に実行されなければならない。たとえ
ば、車両が走行するルートが中央制御装置により決定されて車両に通報され、制
限されたスペース内で高速で乗客運搬車両による輸送を行う場合にも、任意の所
望の時点での各車両の位置の精度を高めることが重要である。
【０００４】 さらに、新しい車両または故障に起因して、領域内に立ち往生して置き去りに
された車両を、手作業で初期化することは実際的でないことが分かった。
【０００５】 本発明は、比較的高い車両速度および／または車両密度で、比較的制限されて
いる大きさの地表面にわたって、２以上の車両を同時に操縦するシステムにおい
て、 少なくとも、メモリを有するコンピュータおよび前記車両のそれぞれと通信す
るための送受信機が設けられた中央制御装置と、 前記地表面上または該地表面の上方に配置され、前記地表面に対する位置をマ
ーキングするマーカー素子と、 前記各車両に設けられた、該車両を駆動する駆動手段、前記車両を操舵する操
舵手段、ルートをプロットする操縦手段、前記中央制御装置と通信するための送
受信機、および前記マーカー素子に対する位置を検出するセンサ手段と、 を具備し、 前記車両は、衝突する可能性を有するルートに沿って、同一の時間期間内に前
記地表面上を走行し、前記車両の位置および速度が、前記マーカー素子に対して
正確な時間で前もって定められ、かつ、交通制御および／または中央制御装置お
よび／または他の車両との通信に必要な努力が大幅に低減されるように、走行の
間に前記マーカー素子に対して正確に維持されるシステムを提供する。
【０００６】 中央制御装置のルートプランナーは、時間を特別の次元として使用する。ルー
トｎは、占められている点Ｒｎ（ｘ，ｙ，ｔ）の集合から成っている。ルートｎ
＋１を計算する場合、プランナーは、したがって、固定障害物Ｏ（ｘ，ｙ）に加
えて、占められている点Ｒ１（ｘ，ｙ，ｔ）〜Ｒｎ（ｘ，ｙ，ｔ）も考慮しなけ
ればならない。
【０００７】 用途に合わせて、異なる方法が可能である。１つの可能な方法は、中央座標コ
ンピュータにより、すべての車両のためのすべてのルートを予計算することを基
礎とする。車両は、次いで、前もって定められた"シナリオ"にしたがって走行す
る。この方法の２つの非常に異なる例は、１）意外な態様で互いに対して縦横に
動く乗客を乗せた車両（遊園地）、２）前もって定められた"タイムテーブル"に
したがって走行する無人車両である。
【０００８】 別の１つの方法は、輸送依頼（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）
が、前もって知られていない場合に適用可能である。この場合、輸送依頼を受け
取ると、ただちに、中央コンピュータが、その時点で依然として実施されている
すべてのルートを考慮する１つのルートを決定する。この一例は、コンテナ船舶
の積荷および荷下しの間でのコンテナの自動陸揚げおよび取り除きである。無人
コンテナキャリアは、波止場を渡って、船舶と倉庫との間を多数の点で相互に交
差することが可能であるルートを経て走行する。
【０００９】 本発明によるシステムでは、混雑および遅延は、車両とマーカー素子との対話
を介して、各場合に車両が正しい時点で地表面上の所定の位置を通過するかどう
かを決定することにより、可能なかぎり回避される。ずれが生じる可能性が発生
すると、駆動手段が作動されて、車両がずれに依存してより早くまたはより遅く
走行する。
【００１０】 マーカー素子は、レーザービーコンか、または、全く異なる用途の場合には、
たとえばＧＰＳのためのサテライトであることもある。しかし、本発明の１つの
好ましい実施例では、磁石、トランスポンダまたは、線形でかつ表面に規則的な
間隔で配置されているカラー移行部または材料移行部である。その利点は、この
ような部材を配置することが比較的簡単であり、安価なセンサ手段を車両に搭載
すればよいことにある。
【００１１】 本発明の１つの更なる好ましい実施例では、選択的に他のマーカー素子に加え
て、地表面に配置されているトランスポンダを利用して、車両が停止または故障
の後に再びシステム内に取り上げられることを容易にする。この目的のために、
車両またはセンサ手段は、車両が静止している際に、車両によりカバーされる地
表面内でセンサ手段が複数のトランスポンダをスキャンできるように実施される
。各トランスポンダは、それぞれ異なる応答特性を有するか、または、異なる番
号を有する。これにより、車両は、複数の受信された応答に基づいて自身の位置
および向きを求めることが可能である。
【００１２】 本発明の更なる利点、特徴および詳細は、本発明のシステムおよび方法を概略
的に示す添付図面を参照した次の記述に基づいて明らかになる。
【００１３】 アンテナ２２を備える第１の車両２０は、座標系Ｘ1，Ｘ2．．．，Ｙ1，Ｙ2．
．．内で、開始ステーション５から終了ステーション６まで、線区間７ａ，７ｂ
，７ｃ，７ｄおよび７ｅを経て操縦されなければならない。この領域内には、障
害物２、３および４が位置し、それらの位置は、中央制御装置３０に知られてい
る。中央制御装置３０は、アンテナ３２を有する送受信機３１を備えている。車
両２０のルートは、車両内でまたは中央制御装置３０内で計算または計画される
。本ケースでは、これにより、前述の線区間によるルートが得られる。 領域１
内で、車両２１は、ステーション１１からステーション１２へも操縦されなけれ
ばならない。車両２１(制御装置３０との通信のためにアンテナ２３が設けられ ている)内で、または、制御装置３０のコンピュータ内で行われる計算は、たと えば、線区間８ａ，８ｂ，８ｃおよび８ｄによるルートを提供する。このルート
は、ルート７と交差する。
【００１４】 領域１は、座標系Ｘ，Ｙの交差個所に線形移行部または磁石またはトランスポ
ンダが設けられている。トランスポンダまたは磁石に沿って通過する都度、通過
時間が計画にしたがって予測される通過時間に相応するかどうかを求めることに
より、正しい計画により、車両２０と２１とが異なる方向で同時にルート区間７
ｃを通過することを阻止できる。これにより、交通規制および通信の必要性を少
なくして、制御および／または車両の速度を増加することができる。
【００１５】 車両２０および２１のルート設計は、中央制御装置３１により行われる。中央
制御装置３１は、車両が多数の場合、強力なコンピュータを有しなければならな
い。
【００１６】 本発明のシステムでは、受動的トランスポンダは、車両がたとえば５ｍ／ｓを
越える高速度で走行する場合、推奨される受動的磁石に加えて地表面内に配置さ
れることが好ましい。トランスポンダは、それぞれ異なる応答特性を有し、番号
を付けられている。１つの好ましい実施例では、トランスポンダは、互いに近接
して配置され、これにより、車両の下方のセンサ手段が動くか、または、ほぼ丸
い車両がその軸線を中心として回転すると、多数のトランスポンダがセンサ手段
によりスキャンされ、次いで車両がその位置をアンテナを介して中央制御装置に
伝達する。そこで、中央制御装置は、車両がいずれのルートを経てさらに走行で
きるかを決定する。 車両２０（図２）は、好ましくは、その下面に２５により
示されている回転可能なアンテナが設けられる。アンテナ２５は、回転されると
、コードまたは数を付けられている少なくとも３つのトランスポンダ２６をカバ
ーする。これにより、車両は、異なるトランスポンダが検出された角度と組み合
せて、３つのユニークなコードを読み取ることにより、自身の位置を決定するこ
とができる。コードは、車両制御装置のメモリに記憶されている作業領域の平面
図内の既知の位置に対応する。アンテナの中心の正確な位置は、３つの（または
４つ以上の）検出されたトランスポンダの間の２つの（または３つ以上の）相互
間角度から導出できる。次いで、車両軸線とトランスポンダのうちの１つとの間
の角度が車両の向きを与える。
【００１７】 使用アンテナは、好ましくは、単一の細長ループとして実施されるが、他の実
施例も、一度に２つ以上のトランスポンダを検出することが阻止されることを条
件として可能である。
【００１８】 このようなアンテナの利点は、より一層複雑なアンテナおよび電子装置を使用
して位置を直接に測定する必要がないことにある。トランスポンダの検出時点に
対応する角度が位置を求めるのに使用されるので、コンパクトな標準のコード−
トランスポンダと、標準として入手可能な対応する検出装置とを使用することが
できる。トランスポンダは、１０ｍｍ以下の直径を有すればよく、したがって、
床内に簡単にかつ好適に配置できる。
【００１９】 本発明は、前述の好ましい実施例に制限されず、前述の用途にも制限されない
。遊園地で互いに対して縦横に人々を乗せて床上を走行する自動車などへの用途
が、将来の可能性として考えられる。請求する権利は、請求の範囲により定めら
れ、請求の範囲内で多数の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のシステムの１つの好ましい実施例が使用される、衝突するル
ートを有する２つの車両のための走行計画を概略的に示す上面図である。 図２は、本発明の車両の１つの好ましい実施例の斜視図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年２月４日（２０００．２．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5H301 AA01 AA09 BB05 BB20 CC03 CC06 DD07 DD17 FF04 FF06 FF11 FF27 GG07 GG23 KK03 KK08 KK18 KK19 LL03 LL12

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 比較的高い車両速度および／または車両密度で、比較的制限
    されている大きさの地表面にわたって、２以上の車両を同時に操縦するシステム
    において、 少なくとも、メモリを有するコンピュータおよび前記車両のそれぞれと通信す
    るための送受信機が設けられた中央制御装置と、 前記地表面上または該地表面の上方に配置され、前記地表面に対する位置をマ
    ーキングするマーカー素子と、 前記各車両に設けられた、該車両を駆動する駆動手段、前記車両を操舵する操
    舵手段、ルートをプロットする操縦手段、前記中央制御装置と通信するための送
    受信機、および前記マーカー素子に対する位置を検出するセンサ手段と、 を具備し、 前記車両は、衝突する可能性を有するルートに沿って、同一の時間期間内に前
    記地表面上を走行し、前記車両の位置および速度が、前記マーカー素子に対して
    正確な時間で前もって定められ、かつ、交通制御および／または中央制御装置お
    よび／または他の車両との通信に必要な努力が大幅に低減されるように、走行の
    間に前記マーカー素子に対して正確に維持されることを特徴とするシステム。
  2. 【請求項２】 前記マーカー素子が、前記地表面上に規則的な距離に配置さ
    れている受動的磁石、トランスポンダ、または光学的に検出可能な素子である請
    求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 比較的制限された大きさの地表面上で２以上の車両を操縦す
    るためのシステムにおいて、 少なくとも、メモリを有するコンピュータおよび前記車両のそれぞれと通信す
    るための送受信機とが設けられた中央制御装置と、 前記地表面上または該地表面の上方に配置され、前記地表面に対する位置をマ
    ーキングする、番号またはコードが付されたマーカー素子と、 前記各車両に設けられた、該車両を駆動する駆動手段、前記車両を操舵する操
    舵手段、前記中央制御装置と通信するための送受信機、および前記マーカー素子
    に対する位置を検出するセンサ手段と、 を具備し、 前記センサ手段または前記車両は、番号を付けられている多数の前記マーカー
    素子が前記センサ手段によりスキャンされ、これにより、位置および向きが自動
    的に求められるように移動可能であることを特徴とするシステム。
  4. 【請求項４】 前記番号を付されているマーカー素子がトランスポンダであ
    る請求項３に記載のシステム。
  5. 【請求項５】 前記センサ手段が、回転可能なアンテナを具備し、前記アン
    テナの位置が、３つ以上の検出されたトランスポンダの間の２つ以上の角度から
    導出され、前記車両の向きが、車両の長手軸線と、前記トランスポンダのうちの
    １つとの間の角度から導出される請求項３または４に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 前記アンテナがほぼ細長のループを具備する請求項３〜５の
    いずれかに記載のシステム。
  7. 【請求項７】 前記トランスポンダが、１０ｍｍ以下の直径を有する請求項
    ２〜６のいずれかに記載のシステム。
  8. 【請求項８】 請求項１から請求項７のうちのいずれか１つの請求項に記載
    のシステムが使用される２以上の車両を操縦する方法。
  9. 【請求項９】 前記マーカー素子により定められている座標系の交差個所で
    、その交差個所に沿っての通過時間が予測された通過時間に対応するかどう求め
    られる請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記車両の前記駆動手段が、目標通過時間と実際の通過時
    間との間にずれが生じた場合に作動される請求項９に記載の方法。
JP2000505561A 1997-08-04 1998-08-04 車両の制御システムおよび方法 Pending JP2001512259A (ja)

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