JP2003315011A

JP2003315011A - 車両の走行位置検出方法及び装置並びにプログラム

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Publication number: JP2003315011A
Application number: JP2002115751A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hamamoto; 研一浜本; Yuji Hiramatsu; 雄二平松; Manabu Shibata; 学柴田
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: JP3932109B2

Abstract

(57)【要約】【課題】垂直側壁等の設備を要しない簡単な構成により
車両の走行位置を検出する方法及び装置並びにプログラ
ムを提供する。【解決手段】車両２の走行経路１と並列に一定幅ｗの案
内部材３を一定傾斜角度αで延在させ、車両２上に撮像
機４を案内部材３が視野内となる如く搭載し、撮像機４
の画面4g上における案内部材３の両端縁の二次元座標対
p1、p2から案内部材３に対する車両２の位置を算出す
る。好ましくは、光軸向きθ_A、θ_Bが同一平面12上とな
る如く結合した一対の撮像機4A、4Bを車両２に搭載し、
一定幅ｗの案内部材３を両撮像機4A、4Bの視野内に入
れ、両撮像機画面4g_A、4g_Bの各々における案内部材３の
両端縁A1、A2の二次元座標対から案内部材３に対する車
両２の位置を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は車両の走行位置検出
方法及び装置並びにプログラムに関し、とくに無軌条無
人車両（以下、無人車両という場合がある。）の舵取り
に適する走行位置検出方法及び装置並びにプログラムに
関する。本発明は、とくにトンネルのシールド掘削工事
等の劣悪環境下における無人車両の舵取りに有利に適用
することができる。

【０００２】

【従来の技術】従来から、無人車両の走行誘導方式とし
て、最も基本的な磁気誘導方式のほか、ガイド誘導方
式、画像認識方式等が使われている。図１３は従来の無
人車両32に対する磁気誘導方式の一例を示す。同図で
は、帯磁した誘導磁気テープ31を車両走行面上の所要の
走行経路上に貼付け、車両32に搭載した磁気センサ35a
〜35dによって車両32と誘導磁気テープ31との間の距離
を検出し、車両32が走行経路上にあるか否かを求める。
車両32が走行経路上にあるときは、コントローラ40によ
りＸ方向に車両32を直進させる。車両32が走行経路から
外れたときは、磁気センサ35a〜35dと誘導磁気テープ31
とが離隔して磁気センサ35a〜35dの出力に変化を生じる
ので、磁気センサ35a〜35dの出力変化をコントローラ40
に加えて車両32が走行経路に戻るように車輪33a〜33dの
操舵を制御する。

【０００３】また図１４は、特開平8-258705号公報が開
示するガイド誘導方式の一例、即ち走行経路の側方に設
けた垂直側壁41をガイドとして無人車両32を走行させる
方式を示す。同図（Ａ）に示す無人車両32は、一端が側
壁41に接すると共に他端が略水平面方向に揺動自在とな
るよう車両32上の枢支点43a〜43dに連結されたガイドア
ーム38a〜38dと、ガイドアーム38a〜38dに連動して略水
平面方向に揺動する誘導体ロッド39a〜39dと、車両32上
の枢支点42a〜42dに連結したセンサ支持ロッド36a〜36d
に支持され且つ誘導体ロッド39a〜39dによる磁界強度に
対応した検出信号を発生する磁気センサ44a〜44dと、磁
気センサ44a〜44dからの検出信号に基づき車両の走行位
置と基準走行位置との偏差を算出し且つ該偏差を補償す
るように車輪33a〜33dの操舵を制御するコントローラ40
とを有する。

【０００４】図１４（Ｂ）に示すように、車両32が側壁
41から所定距離を離てた基準走行位置でＸ方向に走行し
ている場合は、センサ支持ロッド36aと誘導体ロッド39a
とがＸ方向に対して平行な状態で互いに向きが一致して
いる。図１４（Ｃ）に示すように車両32が側壁41に近付
くと、ガイドアーム38aが枢支点43aを中心として時計回
りに揺動する。これに伴い、誘導体ロッド39aが枢支点4
2aを中心として時計回りに揺動し、磁気センサ44aに対
し角度を形成する。この結果、誘導体ロッド39aと磁気
センサ44aとの距離が大きくなり、磁気センサ44aがその
距離に対応した検出信号を出力する。コントローラ40
は、このとき磁気センサ44aの出力に基づき車両32の走
行位置と基準走行位置との偏差を算出し、偏差を補償す
べく舵取り装置（図示せず）を駆動する。この結果、図
１４（Ｄ）に示すように車輪33a、33bが時計方向に操作
される。車輪33a、33bの動きに連動してセンサ支持ロッ
ド36aが枢支点42aを中心として時計回りに揺動し、セン
サ支持ロッド36aと誘導体ロッド39aとの向きが再び一致
する。これによりコントローラ40は車輪33a、33bの操作
を停止する。

【０００５】図１３に示す磁気誘導方式は、埃や水気に
左右されず、優れた耐環境性を有する。しかし、磁気セ
ンサ35a〜35dを路面貼付けの誘導磁気テープ31の極近く
に保持する必要があるため、誘導機構の構造が複雑であ
り操作が面倒である。また、走行経路上に砂利等の異物
が存在する場合に磁気センサ35a〜35d等が損傷し易い問
題点がある。実際のシールド掘削工事等のトンネル建設
工事現場における走行経路は、掘削土等で汚れていたり
岩石等の異物が転がっている場合がある。このような劣
悪環境下にある走行経路では、損傷のおそれが小さく長
期間安定して使用できる図１４に示すガイド誘導方式が
有利である。

【０００６】

【発明が解決使用とする課題】しかし、図１４に示すガ
イド誘導方式は、走行経路の側方に設けた垂直側壁41を
必要とする問題点がある。シールドトンネルの断面形状
は円形であることが多く、垂直側壁が存在しない場合が
ある。従ってシールドトンネル内で図示例のガイド誘導
方式を使用する場合は、頑丈なガイド板等により付加的
に垂直側壁を設置することが必要となる。このガイド板
は無人車両の走行経路全長に亘って設置する必要があ
り、しかも車両の上下動で脱輪しない幅（高さ）が必要
となるため、かなり大掛かりな設備となり取扱いも煩雑
である。しかも前記ガイド板はトンネル掘進機の後方に
設置されるものであり、掘進と共に移動する台車等の後
方設備との干渉を避けるために掘進時の解体（取り外
し）と掘進後の再設置（取り付け）とを繰り返す必要が
あるので、トンネル掘削工事の効率を低下させる要因と
なり得る。

【０００７】そこで本発明の目的は、垂直側壁等の設備
を要しない簡単な構成により車両の走行位置を検出する
方法及び装置並びにプログラムを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、走行経路に
沿って案内ラインを設け、車両に搭載した撮像機による
案内ラインの画像から車両の走行位置を検出する画像認
識方式に注目した。案内ラインは垂直側壁等の構造物に
比し設置・解体が容易である。但し、トンネル建設工事
現場等では、車両の走行経路であるトンネル周壁底部に
は汚水や粉塵が堆積し易いので、案内ラインを車両の下
方ではなくトンネル周壁底部以外の部位、即ち走行経路
から水平方向に隔てた部位に設置することが望ましい。

【０００９】走行経路から水平方向に距離y0だけ隔てた
部位に走行経路と並列に案内ラインを設け、走行経路上
の車両に搭載した撮像機４で走行位置を検出する場合の
案内ラインと撮像機４との幾何学的関係を図７に示す。
同図では、この場合トンネル周壁底部である走行経路を
ｘ軸とし、撮像機４の光軸4xを含む平面を走行経路との
直交平面（ｙｚ面）とし、ｙｚ面と交差する案内ライン
を点Ａ、撮像機４を点Ｃで示す。水平に対する光軸4xの
傾き角度をθ（以下、撮像機４の光軸向きθということ
がある。）、撮像機４が案内ラインＡを見る視線と光軸
4xとのなす角度をφとした場合、ｙｚ面上における点Ａ
と点Ｃとの間の水平距離y0・垂直距離z0には下記(1)式
の関係が成立する。(1)式においてｆは撮像機４の焦点
距離、ｐは撮像機画面上における点Ａの像の座標を示
す。

【００１０】(1)式から分かるように、図７において点
Ａに対する点Ｃの位置（即ち案内ラインに対する車両の
走行位置）を求めるためには、案内ラインと撮像機との
間の水平距離y0又は垂直距離z0を計測する距離計等が別
途必要である。本発明者は、案内ラインとして一定幅の
案内部材、例えば案内テープを用いれば、距離計等を用
いずに案内部材と撮像機との間の水平距離y0及び垂直距
離z0が求まるとの知見を得、その知見に基づき本発明の
完成に至った。

【００１１】

【数１】

【００１２】図１、３及び６を参照するに、本発明によ
る車両の走行位置検出方法は、車両２の走行経路１と並
列に一定幅ｗの案内部材３を一定傾斜角度α（傾斜角度
が０度の場合を含む。以下同じ。）で延在させ、車両２
上に撮像機４を案内部材３が視野内となる如く搭載し、
撮像機４の画面4g上における案内部材３の両端縁の二次
元座標対p1、p2（図６参照）から案内部材３に対する車
両２の位置を算出してなるものである。

【００１３】好ましくは、車両２のローリング角度Δθ
を計測し、撮像機４の画面4g上における前記両端縁の二
次元座標対p1、p2と前記ローリング角度Δθとから車両
２の案内部材３に対する車両の位置を算出する。

【００１４】また、図４のブロック図を参照するに、本
発明による車両の走行位置検出装置は、車両２上に光軸
向きθ（図１参照）が走行経路１と交差する平面12（図
３参照）上となる如く搭載した撮像機４、車両２の走行
時の撮像機４の視野内に走行経路１と並列に一定傾斜角
度α（図１参照）で延在させた一定幅ｗの案内部材３の
撮像機４による画面4gを入力し且つ該画面4gにおける案
内部材３の両端縁と前記平面12との交点A1、A2（図１参
照）の像a1、a2の二次元座標対p1、p2（図６参照）を求
める画像処理手段16、並びに前記交点A1、A2の像a1、a2
の二次元座標対p1、p2と撮像機４の光軸向きθと案内部
材３の幅ｗ及び傾斜角度αとから案内部材３に対する車
両２の位置を算出する演算手段18を備えてなるものであ
る。

【００１５】好ましくは、車両２のローリング角度Δθ
を計測する傾斜計10を設け、前記演算手段18により前記
交点A1、A2の像a1、a2の二次元座標対p1、p2と前記ロー
リング角度Δθと撮像機４の光軸向きθと案内部材３の
幅ｗ及び傾斜角度αとから案内部材３に対する車両２の
位置を算出する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１及び３は、トンネル周壁底部
を予定走行経路１として走行する無人車両２に本発明を
適用した実施例の正面図及び側面図を示す。同図に示す
ように、車両２の車台５に撮像機４を光軸向きθが走行
経路１と交差する平面12上となるように搭載する。図示
例では撮像機４の光軸向きθを走行経路１と直角向きと
しているが、光軸向きθは走行経路１と交差する平面12
上にあれば足り図示例に限定されない。

【００１７】また、一定幅ｗの案内部材３を、車両２の
走行経路１と並列に一定傾斜角度αで延在させる。案内
部材３の位置は、車両２の走行時の撮像機４の視野内に
案内部材３が写り込むように選ぶ。案内部材３の位置は
走行経路１の表面上に限らず、車両搭載の撮像機４の視
野内であれば走行経路１近傍の固定構造物の表面等であ
ってもよい。案内部材３の傾斜角度αは一定であれば足
り、０度（水平平坦面上に延在させた場合）を含む任意
の角度とすることができる。

【００１８】案内部材３は、走行経路１の表面に使われ
ていない色で撮像機感度の良い色（例えば赤色）とし、
例えば安価で入手が容易な50mm幅の赤色ガムテープ（包
装用粘着テープ）等とすることができる。この場合、撮
像機４による案内部材３の画面を例えばカラー画像処理
手段16で処理することにより、案内部材３と走行経路１
とを比較的容易に識別することができる。必要に応じ
て、適当な照明灯９を設けて案内部材３を撮影すること
ができる。

【００１９】図４は、本発明による車両の走行位置検出
装置のブロック図を示す。車両２に搭載した撮像機４の
出力を、例えば車両２上に設置した制御盤15に入力す
る。制御盤15の一例は、同図に示すように、画像処理手
段16と記憶手段17と演算手段18とを有するコンピュータ
である。例えば制御盤15内蔵のプログラムである画像処
理手段16は、撮像機４による案内部材像3g（図６参照）
を含む画面4gを入力し、画面4g上の座標系における案内
部材３の両端縁A1、A2（図１参照）と平面12との交点像
a1、a2の二次元座標対p1、p2を求める。例えば制御盤15
内蔵のプログラムである演算手段18は、画像処理手段16
が求めた二次元座標対p1、p2を入力し、二次元座標対p
1、p2と撮像機４の光軸向きθと案内部材３の幅ｗ及び
傾斜角度αとから案内部材３に対する車両２の位置を算
出する。

【００２０】画像処理手段16による交点像a1、a2の二次
元座標対p1、p2の検出手法の一例を図６により説明す
る。図６は、画像処理手段16に接続したモニタ23の画面
23aであり、符号3gは画面23a上における案内部材３の像
を示す。モニタ画面23aは撮像機４の画面4gと対応す
る。図示例のモニタ画面23aでは、撮像機中心C0を原点
とするｕｖ直交座標軸を想定し、座標軸ｕの方向を走行
経路１の座標系のｘ軸方向（車両２の走行方向）と一致
させ、座標軸ｖの方向を前記平面12と一致させている。
この場合、交点像a1、a2（図示例では案内部材３の幅方
向両端縁の像a1、a2）は座標軸ｖ上に現れる。画像処理
手段16は、例えばｖ軸上の赤色の立ち上がりエッジを検
出することにより、交点像a1、a2の二次元座標p1、p2を
検出する。例えば、ｕ軸から交点像a1、a2までの距離
（ｖ座標）として二次元座標対p1、p2を求める。交点像
a1、a2のｖ座標は、モニタ画面23aを構成するディスプ
レイ上のピクセル値として表わすこともできる。

【００２１】図示例では、モニタ画面23a上にｖ軸方向
に延びる所定幅の２つの検出ウィンドウ24a、24bを設
け、各検出ウィンドウ24a、24bにおいて案内部材像3gの
両端縁の立ち上がりエッジ（a11、a21）、（a12、a22）
の二次元座標を検出し、例えばa11及びa12の二次元座標
の平均値として交点像a1の二次元座標p1を求め、a21及
びa22の二次元座標の平均値として交点像a2の二次元座
標p2を求めている。ただし、二次元座標対p1、p2の検出
手法は図示例に限定されず、検出ウィンドウ24もモニタ
画面23aの中央に１つあればよい。

【００２２】次に、演算手段18による案内部材３に対す
る車両２の位置の算出手法を図８により説明する。図８
は、撮像機４の光軸4xを含む平面12上における撮像機４
と案内部材３との幾何学的関係を示す。車両２の走行方
向を走行経路１の座標系におけるｘ軸とし、光軸4xを含
む平面12を走行経路との直交平面（ｙｚ面）としてい
る。平面12上の光軸4xを一点鎖線で示し、平面12と交差
する撮像機４の位置を点Ｃ、平面12と案内部材３の両端
縁との交点をA1、A2で表わす。

【００２３】図８において、点Ｃを原点とした場合の交
点A1の位置ベクトルを（y1,z1）、交点A2の位置ベクト
ルを（y2,z2）とすると、同図の幾何学的関係から以下
の関係式(11)〜(14)が導かれる。式(11)〜(14)において
ｆは撮像機４の焦点距離、Ｌは点Ｃと点A1との間隔を光
軸4xへ投影した距離、θは水平に対する光軸4xの傾き角
度（撮像機４の光軸向きθ）、αは水平に対する案内部
材３の傾斜角度である。他方、y1とy2との間には式(15)
の関係があるので、式(11)及び(13)を式(15)へ代入して
整理することにより、距離Ｌを式(16)として表わすこと
ができる。

【００２４】例えば記憶手段17に撮像機４の光軸向きθ
及び焦点距離ｆと案内部材３の幅ｗ及び傾斜角度αとを
記憶し、画像処理手段16が検出した二次元座標対p1、p2
と記憶手段17に記憶した光軸向きθ、焦点距離ｆ、部材
幅ｗ及び傾斜角度αとを式(11)〜(14)及び式(16)へ代入
することにより、点Ｃを原点とした場合の点A1、A2の位
置ベクトル（y1,z1）、（y2,z2）、即ち案内部材３に対
する車両２の位置が算出できる。所定焦点距離ｆの撮像
機４を使用する場合は、撮像機４の光軸向きθと案内部
材３の幅ｗ及び傾斜角度αとを予め求めて記憶手段17に
記憶しておけばよい。

【００２５】また、撮像機４の光軸向きθ、案内部材３
の幅ｗ及び傾斜角度αがそれぞれ一定であるときは、式
(11)と式(16)とから点Ｃと点A1との水平間隔y1を式(17)
のように近似できる。従って、車両２の位置算出に必要
な光軸向きθ、幅ｗ、傾斜角度αを式(17)のパラメータ
M11〜M17として記憶しておいてもよい。パラメータM11
〜M17は、例えば初期処理において、撮像機４との間の
水平間隔y1が既知である案内部材３上の７部位における
交点像座標（p1、p2）を検出することにより較正（キャ
リブレーション）できる。パラメータM11〜M17を較正し
ておけば、画像処理手段16で検出された二次元座標対p
1、p2から式(17)に基づき、案内部材３と車両２との水
平間隔y1を算出できる。また同様に、式(18)のパラメー
タN11〜N17を較正して記憶しておけば、二次元座標対p
1、p2から近似式(18)に基づき、案内部材３と車両２と
の垂直間隔z1を算出できる。

【００２６】

【数２】

【００２７】なお、トンネル周壁底部のように凹凸があ
る走行経路１上で車両２を走行させる場合は、車両２の
ローリングにより撮像機４の光軸向きθが変動する。図
示例では、車両２のローリング角度Δθを計測する傾斜
計10を設け、傾斜計10の出力角度Δθをローリング角度
入力手段21経由で制御盤15の演算手段18に入力している
（図４参照）。演算手段18は、光軸向きθに代えて、光
軸向きθとローリング角度Δθとの和又は差（θ±Δ
θ）を前記式(11)〜(18)へ代入することにより、ローリ
ングに応じた車両２と案内部材３との間の水平間隔y1及
び垂直間隔z1を算出することができる。ローリング角度
入力手段21の一例も制御盤15に内蔵のプログラムであ
る。但し、傾斜計10及びローリング角度入力手段21は本
発明に必須の構成要素ではなく、例えば平坦な走行経路
１上で車両２を走行させる場合は省略できる。

【００２８】図１０は、撮像機４として焦点距離ｆ＝６
mmの1/3インチ24万画素のCCDカメラを用い、案内部材３
を幅ｗ＝50mm・傾斜角度α＝20度とし、撮像機４の光軸
向きθを15度、30度、45度、60度、75度としたときの二
次元座標対（p1、p2）と水平間隔y1との関係を示すグラ
フの一例である。同グラフは、案内部材３の一方の端縁
像a1の二次元座標p1をピクセル値240と仮定し、他方の
端縁像a2の二次元座標p2に応じた水平間隔y1の変動を式
(11)、(16)に基づき算出した結果を表わす。横軸が二次
元座標p2、縦軸が水平間隔y1である。二次元座標p1をピ
クセル値240以外とした場合も同様のグラフが描ける。
即ち同グラフから、案内部材３に対する車両２の水平位
置を撮像機４による案内部材３の両端縁像の二次元座標
対（p1、p2）から検出可能であること、車両２がローリ
ングした場合も光軸向きθとローリング角度Δθとの和
又は差（θ±Δθ）から車両２の水平位置が検出可能で
あることが確認できる。

【００２９】図１１は、車両走行時の撮像機４による案
内部材３の両端縁像の二次元座標対（p1、p2）から、案
内部材３の両端縁の中点と走行車両２との間の水平間隔
Ｄ（＝（y1＋y2）／２）を検出した実験結果を示す。本
実験では、平坦な直進走行経路１に沿って敢えて蛇行さ
せて案内部材３を貼り付け、走行経路１上を直進する車
両２上の撮像機４により案内部材３の両端縁像の二次元
座標対（p1、p2）を検出した。案内部材３の貼り付け位
置と走行経路１上の走行位置との間の水平間隔D0は、本
発明外の適当な装置により予め計測しておく。

【００３０】同図（Ａ）のグラフは二次元座標対（p1、
p2）の経時的変化を表わし、同図（Ｂ）のグラフは二次
元座標対（p1、p2）から算出した水平間隔Ｄの経時的変
化を表わす。また同図（Ｃ）のグラフは、予め計測した
水平間隔D0と算出した水平間隔Ｄとの誤差の変化を示
す。同図（Ｂ）及び（Ｃ）から、本発明により、走行車
両２の案内部材３に対する水平間隔Ｄを誤差10mm以下の
精度で検出できることが確認できた。また、案内部材３
に対する車両２の垂直間隔についても誤差10mm以下の精
度で検出できることを実験的に確認した。

【００３１】本発明は、撮像機４の画面4g及び車両２の
ローリング角度のみに基づいて車両２と案内部材３との
水平間隔y1及び垂直間隔z1、即ち案内部材３に対する車
両２の位置を算出するので、構成が極めて簡単である。
また、車両２の予定走行経路１と並列に一定傾斜角度α
で貼り付けたガムテープ等を案内部材３とすることがで
き、ガイド誘導方式における垂直側壁等のような大掛か
りな設備を必要としない。更に、案内部材３が識別可能
である限り走行経路１上に岩石等の異物が存在する場合
でも位置検出が可能であり、また異物により撮像機４等
が損傷を受けるおそれも小さい。従って、シールド掘削
工事現場等の劣悪環境下における無人車両２の誘導に対
して有効に適用できる。なお、本発明は無人車両に限ら
ず、有人車両にも適用可能であることは言うまでもな
い。

【００３２】こうして本発明の目的である「垂直側壁等
の設備を要しない簡単な構成により車両の走行位置を検
出する方法及び装置並びにプログラム」の提供を達成す
ることができる。

【００３３】図１及び３は、以上説明した車両の走行位
置検出方法を、例えばトンネルのシールド掘削工事等に
おけるセグメント７等の無人搬送車両の舵取りに適用し
た実施例である。図示例では、図１１を参照して上述し
たように、走行時の車両２と案内部材３の両端縁の中点
との間の水平間隔Ｄ（＝（y1＋y2）／２）を制御盤15の
演算手段18により算出し、算出した水平間隔Ｄを車両２
の舵取り制御手段20へ出力し、制御手段20により走行時
の水平間隔Ｄが一定となるように車両２の舵取り手段22
を制御する。水平間隔Ｄに代えて、水平距離y1又は垂直
距離z1が一定となるように舵取り手段22を制御してもよ
い。

【００３４】図４は、演算手段18による水平間隔Ｄが所
定水平間隔δとなる如く車両２の操舵を制御する舵取り
制御手段20を設けた無人車両２の舵取り装置のブロック
図を示す。図示例では、制御盤15に目標値δの入力手段
26を設け、入力手段26経由で入力した目標値δを演算手
段18へ入力し、演算手段18において水平間隔Ｄと目標値
δとの偏差を算出し且つ偏差に対応する信号を通信ユニ
ット19経由で舵取り制御手段20へ出力する。舵取り制御
手段20は、偏差信号に応じて、水平間隔Ｄが目標値δと
なるように、車両２の舵取り手段22を制御する。

【００３５】好ましくは、図３に示すように、図４の舵
取り装置を車両上の異なる部位、例えば前端部位と後端
部位とにそれぞれ設ける。前端部位と後端部位とに舵取
り装置を設け、各部位において走行時の車両２と案内部
材３との水平間隔Ｄが目標値δとなるように操舵を制御
することにより、車両２のピッチング及びヨーイングに
拘わらず案内部材３に沿って車両２を誘導することがで
きる。

【００３６】

【実施例】図２は、両光軸向きθ_A、θ_Bが走行経路１と
交差する同一平面12上となる如く結合した一対の撮像機
4A、4Bを車両２上に搭載し、一定幅ｗの案内部材３を両
撮像機4A、4Bの視野内に入れ、両撮像機4A、4Bの画面4g
_A、4g_Bの各々における案内部材３の両端縁A1、A2と前記
平面12との交点像（a1_A、a2_A）、（a1_B、a2_B）の二次元
座標対（p1_A、p2_A）、（p1_B、p2_B）から案内部材３に対
する車両２の位置を算出する本発明の他の実施例を示
す。一対の撮像機4A、4Bを用いることにより、車両２の
ローリングに拘わらず、一対の撮像機4A、4Bの画面4
g_A、4g_Bのみから案内部材３に対する車両２の位置を算
出することが可能となる。即ち、上述した車両２のロー
リング角度Δθを計測する傾斜計10を省略できる。

【００３７】図５は、図２の実施例で使用する走行位置
検出装置のブロック図を示す。車両２に搭載した一対の
撮像機4A、4Bの両画面4g_A、4g_Bを制御盤15の画像処理手
段16に入力し、画像処理手段16により両画面4g_A、4g_Bの
各々における案内部材３の両端縁と前記平面12との交点
像（a1_A、a2_A）、（a1_B、a2_B）の二次元座標対（p1_A、p
2_A）、（p1_B、p2_B）を求める。画像処理手段16による二
次元座標対（p1_A、p2 _A）、（p1_B、p2_B）の検出手法は図
６を参照して上述した方法と同様である。求めた二次元
座標対（p1_A、p2_A）、（p1_B、p2_B）を演算手段18に入力
し、演算手段18により二次元座標対（p1_A、p2_A）、（p1
_B、p2_B）と両撮像機4A、4Bの結合角度η_A、η_B（図９参
照）と案内部材３の一定幅ｗ及び傾斜角度αとから案内
部材３に対する車両２の位置を算出する。

【００３８】図５の演算手段18による車両位置の算出手
法を図９により説明する。図９は、車両２に搭載した一
対の撮像機4A、4Bの両光軸4xA、4xBを含む平面12上にお
ける撮像機4A、4Bと案内部材３との幾何学的関係を示
す。図８と同様に同図においても車両２の走行方向をｘ
軸とし、平面12を走行経路との直交平面（ｙｚ面）とし
ているが、平面12は走行経路１との直交平面に限定され
ない。撮像機4A、4Bの光軸4xA、4xBを一点鎖線で示し、
平面12と交差する撮像機4A、4Bの位置を点CA、CB、平面
12と案内部材３の両端縁との交点をA1、A2で表わしてい
る。

【００３９】図９において、φ1_A、φ2_Aは撮像機4Aの光
軸4xAと該撮像機4Aが交点A1、A2を見る視線との間の角
度を表わし、φ1_B、φ2_Bは撮像機4Bの光軸4xBと該撮像
機4Bが交点A1、A2を見る視線との間の角度を表わす。角
度φ1_A、φ2_A、φ1_B、φ2_Bは何れも、撮像機4A、4Bの焦
点距離ｆと撮像機画面4g_A、4g_B上の二次元座標対（p
1 _A、p2_A）、（p1_B、p2_B）とから求めることができる。
また、両撮像機4A、4Bの光軸向きθ_A、θ_Bと両撮像機4
A、4Bを結ぶ結合軸Ｋの水平に対する傾き角度θ_Kから、
結合軸Ｋに対する両撮像機4A、4Bの結合角度η_A、η
_B（以下、撮像機４の結合角度ηということがある。）
を下記式(21)、(22)のように表わすことができる。結合
角度η_A、η_Bは、車両２のローリング等に拘わらず、両
撮像機4A、4Bの車両２上への搭載時に定まる一定の角度
である。

【００４０】図９の平面12における原点を案内部材３の
両端縁A1、A2の中点M2とし、両撮像機4A、4Bの中点M1の
位置ベクトルをｍ、両撮像機4A、4Bを結ぶ結合軸Ｋ上の
単位ベクトルをｅ、両撮像機4A、4Bの間の距離を２×Ｇ
とすると、同図の幾何学的関係から、案内部材３の一方
の端縁A1の位置ベクトルａを下記関係式(32)、(33)とし
て導くことができる。式(32)、(33)においてＲ（φ）、
Ｒ（η）はそれぞれ角度φ、ηの反時計回りの回転行列
（式(31)参照）、k1、k2はスカラ定数を表わす。式(32)
と式(33)との減算により式(34)が得られ、式(34)の行列
式が０であることから関係式(35)、即ち関係式(36)、(3
7)が得られる。関係式(36)、(37)からスカラ定数k1を距
離Ｇと角度φ1_A、φ1_B、η_A、η_Bとの関係式(38)として
求めることができる。

【００４１】

【数３】

【００４２】

【数４】

【００４３】同様に、図９の幾何学的関係から、案内部
材３の他方の端縁A2の位置ベクトル−ａを下記関係式(4
1)、(42)として導くことができる。式(41)、(42)におい
てk3、k4はスカラ定数を表わす。式(41)と式(42)との減
算に基づき、前記と同様にして関係式(43)、(44)が得ら
れ、関係式(43)、(44)からスカラ定数k3を距離Ｇと角度
φ2_A、φ2_B、η_A、η_Bの関係式(45)として求めることが
できる。

【００４４】

【数５】

【００４５】

【数６】

【００４６】他方、式(32)と式(41)との減算から関係式
(51)が得られ、式(51)への式(38)、(45)の代入により関
係式(52)が得られる。式(52)から結合軸Ｋ上の単位ベク
トルｅを、スラカ定数を含まない関係式(53)として求め
ることができる。式(53)におけるＮは、式(54)で定義さ
れるスカラ定数を含まない行列である。また、式(32)は
関係式(55)のように変形することができ、更に式(54)等
に基づいて関係式(55)を変形することにより、両撮像機
4A、4Bの中点M1の位置ベクトルｍを、案内部材３の端縁
A1の位置ベクトルａと角度η_A、η_B、φ1_A、φ2_A、φ
1_B、φ2_Bとの関係式 (56)として求めることができる。

【００４７】端縁A1の位置ベクトルａは、案内部材３の
一定幅ｗ及び傾斜角度αとにより定まる。また上述した
ように、角度φ1_A、φ2_A、φ1_B、φ2_Bは何れも撮像機画
面4g _A、4g_B上の二次元座標対（p1_A、p2_A）、（p1_B、p
2_B）から求めることができる。従って式(56)に基づき、
二次元座標対（p1_A、p2_A）、（p1_B、p2_B）と結合角度η
_A、η_Bと案内部材３の一定幅ｗ及び傾斜角度αとから、
案内部材３の両端縁の中点M2に対する両撮像機4A、4Bの
中点M1の位置ベクトルｍ、即ち案内部材３に対する車両
２の位置を算出することができる。しかも、結合角度η
_A、η_Bは車両２上への搭載時に定まる一定角度であるか
ら、式(56)は車両２のローリング角度に拘わらず案内部
材３に対する車両２の位置が算出できることを示す。位
置算出に必要な撮像機４の結合角度η_A、η_B、案内部材
３の幅ｗ及び傾斜角度αは予め求めて記憶手段17に記憶
しておけばよい。

【００４８】また、式(56)から、例えば撮像機4Aによる
交点像（a1_A、a2_A）の中点座標ｐ_A（＝（p1_A＋p2_A）／
２）と位置ベクトルｍ＝（ｙ、ｚ）との間には近似式(6
1)が成り立つことが分かる。同様に、撮像機4Bによる交
点像（a1_B、a2_B）の中点座標ｐ_B（＝（p1_B＋p2_B）／
２）と位置ベクトルｍ＝（ｙ、ｚ）との間には近似式(6
2)が成り立つ。従って、車両２の位置算出に必要な撮像
機４の結合角度η_A、η_B、及び案内部材３の幅ｗ及び傾
斜角度αを式(61)及び(62)のパラメータMA1〜MA6及びMB
1〜MB6として記憶しておいてもよい。

【００４９】後述するように位置ベクトルｍを求めるた
めには、パラメータMA6に対するMA1〜MA5の比、MB6に対
するMB1〜MB5の比が分かれば足りる。従って、近似式(6
1)及び(62)のパラメータMA1〜MA6及びMB1〜MB6は、例え
ば初期処理において、位置ベクトルｍが既知である案内
部材３上の５つの部位に対する撮像機4A、4Bの画面4
g _A、4g_B上における中点座標ｐ_A、ｐ_Bを検出することに
より較正（キャリブレーション）できる。

【００５０】

【数７】

【００５１】式(61)、(62)から式(63) 、(64)を導くこ
とができ、式(63)、(64)を行列Ｍと考えることにより、
位置ベクトルｍ＝（ｙ、ｚ）を式(66)、(67)に基づき算
出することができる。式(66)、(67)におけるdetＭは式
(65)で示す行列式である。即ち、パラメータMA1〜MA6及
びMB1〜MB6を較正しておけば、画像処理手段16で検出さ
れた一対の撮像機4A、4Bによる案内部材の両端縁座標
（p1_A、p2_A）、（p1_B、p2_B）、又は両端縁の中点座標ｐ
_A、ｐ_Bから式(66)、(67)に基づき、案内部材３に対する
車両２の位置を算出できる。

【００５２】図１２は、図５の走行位置検出装置によ
り、案内部材３の両端縁の中点M2と両撮像機4A、4Bの中
点M1との間の水平間隔Ｄ（位置ベクトルｍのｙ座標、図
９参照）を検出した実験結果を示す。本実験において
も、図１１の場合と同様に、平坦な直進走行経路１に沿
って敢えて走行車両２との水平間隔Ｄが変化するように
蛇行させて案内部材３を貼り付け、走行経路１上を直進
する車両２上の一対の撮像機4A、4Bにより案内部材３の
両端縁像の二次元座標対（p1_A、p2_A）、（p1_B、p2_B）を
検出した。

【００５３】同図（Ａ）のグラフは二次元座標対（p
1_A、p2_A）、（p1_B、p2_B）の経時的変化を表わし、同図
（Ｂ）のグラフは二次元座標対（p1_A、p2_A）、（p1_B、p
2_B）と式(56)とに基づき演算手段18により算出した水平
間隔Ｄの経時的変化を表わす。同図（Ａ）では車両２が
ローリングした時も水平移動したときも同様に二次元座
標対（p1_A、p2_A）、（p1_B、p2_B）が大きく変動している
のに対し、同図（Ｂ）では車両２のローリング時は水平
間隔Ｄがほとんど変化せず、車両２の水平移動時だけ水
平間隔Ｄが変化している。即ち本実験結果から、図５の
走行位置検出装置により、車両２のローリングに拘わら
ず案内部材３に対する車両２の位置を精確に算出できる
ことが確認できた。

【００５４】以上の説明では車両２上に一対の撮像機4
A、4Bを搭載しているが、車両２上の異なる部位に前記
撮像機対4A、4Bを搭載することができる。この場合は、
各撮像機対4A、4Bの画像における前記両端縁の二次元座
標対（p1_A、p2_A）、（p1_B、p2_B）から、演算手段18によ
り、車両２上の前記各搭載部位の案内部材３に対する位
置をそれぞれ算出することができる。

【００５５】図５は、上述した一対の撮像機4A、4Bによ
る車両２の走行位置検出装置と舵取り制御手段20とを組
み合わせた無人車両の舵取り装置のブロック図を示す。
図５の舵取り制御手段20は、図４の場合と同様に、演算
手段18の出力する水平間隔Ｄが所定水平間隔δとなる如
く車両２の操舵を制御するものである。また、車両上の
異なる部位に上述した撮像機4A、4Bを複数対搭載し、車
両２の各部位の水平間隔Ｄが所定水平間隔δとなるよう
に車両２の操舵を制御することができる。例えば図３に
示すように、図５の舵取り装置を車両上の前端部位と後
端部位とにそれぞれ設け、各部位において走行時の車両
２と案内部材３との水平間隔Ｄが目標値δとなるように
操舵を制御することにより、車両２のローリング、ピッ
チング及びヨーイングに拘わらず案内部材３に沿って車
両２を誘導することが可能となる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両走行
位置検出方法及び装置並びにプログラムは、車両の走行
経路と並列に一定幅の案内部材を一定傾斜角度で延在さ
せ、車両上に撮像機を案内部材が視野内となる如く搭載
し、撮像機画面上における案内部材の両端縁の二次元座
標対から案内部材に対する車両の位置を算出するので、
次の顕著な効果を奏する。

【００５７】（イ）ガイド誘導方式における垂直側壁等
のような大掛かりな設備を必要としないので、垂直側壁
等がないシールドトンネル内等にも容易に適用できる。（ロ）予定走行経路と並列に一定傾斜角度で貼り付けた
ガムテープ等を案内部材とすることができるので、位置
検出に要する手間と費用を大幅に低減できる。（ハ）案内部材が識別可能である限り、走行経路上に岩
石等が存在するような劣悪環境下でも車両の位置検出が
可能である。（ニ）撮像機の画像から案内部材に対する車両の位置を
検出するので、距離計等を必要としない簡単な構成の装
置とすることができる。（ホ）一対の撮像機を用いることにより、車両のローリ
ングに拘わらず、撮像機の画像のみにより案内部材に対
する車両の位置を検出することが可能である。（ヘ）案内部材に対する車両の位置に基づく操舵制御に
有利に適用することができる。（ト）例えば、車両の前端部位と後端部位とで案内部材
に対する車両の位置に基づく操舵制御を行うことによ
り、車両のピッチング及びヨーイング拘わらず案内部材
に沿った車両誘導が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明装置を取り付けた車両の一実施例の
正面図である。

【図２】は、本発明装置を取り付けた車両の他の実施例
の正面図である。

【図３】は、図１の実施例の側面図である。

【図４】は、図１の実施例のブロック図である。

【図５】は、図２の実施例のブロック図である。

【図６】は、本発明における撮像機画面の説明図であ
る。

【図７】は、従来の画像に基づく位置検出方法の原理を
示す説明図である。

【図８】は、図１の実施例による位置検出方法の原理を
示す説明図である。

【図９】は、図２の実施例による位置検出方法の原理を
示す説明図である。

【図１０】は、本発明による位置検出結果の一例を示す
図である。

【図１１】は、本発明による無人車両舵取り結果の一例
を示す図である。

【図１２】は、本発明による無人車両舵取り結果の他の
例を示す図である。

【図１３】は、従来の無人車両の磁気誘導方式の説明図
である。

【図１４】は、従来の無人車両のガイド誘導方式の説明
図である。

【符号の説明】

１…走行経路２…無人車両３…案内部材４…撮像機 4g…撮像機画面 4x…撮像機の光軸５…車台６…車輪７…セグメント８…支持部材９…照明灯 10…傾斜計 15…制御盤（コンピュータ） 16…画像処理手段 17…記憶手段 18…演算手段 19…通信ユニット 20…舵取り制御手段 21…ローリング角度入力手段 22…舵取り手段 23…モニタ 23a…画面 24…検出ウィンドウ 26…目標値入力手段 31…誘導磁気テープ 32…無人車両 33…車輪 34…タイロッド 35…磁気センサ 36…センサ支持ロッド 37…連結ロッド 38…ガイドアーム 39…誘導体ロッド 40…コントローラ 41…垂直側壁 42…枢支点 43…枢支点 44…磁気センサ A1、A2…案内部材の両端縁 a1、a2…案内部材の両端縁の交点像 p1、p2…案内部材の両端縁の交点像の二次元座標Ｃ…撮像機位置Ｄ…撮像機と案内部材との水平間隔Ｋ…結合軸 M1…撮像機対の中点 M2…案内部材の両端縁の中点

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）Ｇ０８Ｇ 1/00 Ｇ０８Ｇ 1/00 Ｘ // Ｅ０１Ｂ 23/02 Ｅ０１Ｂ 23/02 (72)発明者柴田学東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA03 AA31 BB27 CC11 CC40 DD02 FF04 JJ05 JJ26 QQ17 QQ24 QQ31 QQ36 SS02 SS03 5H180 AA07 AA27 CC04 EE02 FF04 FF11 5H301 AA03 AA10 BB02 CC03 CC06 EE02 EE12 FF05 FF23 GG01 GG03 GG09 HH01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の走行経路と並列に一定幅の案内部材
を一定傾斜角度で延在させ、車両上に撮像機を前記案内
部材が視野内となる如く搭載し、前記撮像機画面上にお
ける前記案内部材の両端縁の二次元座標対から前記案内
部材に対する車両の位置を算出してなる車両の走行位置
検出方法。
【請求項２】請求項１の検出方法において、前記車両の
ローリング角度を計測し、前記撮像機画面上における前
記両端縁の二次元座標対と前記ローリング角度とから前
記案内部材に対する車両の位置を算出してなる車両の走
行位置検出方法。
【請求項３】請求項１の検出方法において、前記撮像機
を光軸向きが前記走行経路と交差する同一平面上となる
如く結合した一対の撮像機とし、前記一定幅の案内部材
を両撮像機の視野内に入れ、前記両撮像機画面の各々に
おける前記両端縁の二次元座標対から前記案内部材に対
する車両の位置を算出してなる車両の走行位置検出方
法。
【請求項４】請求項３の検出方法において、前記車両上
の異なる部位にそれぞれ前記撮像機対を搭載し、各撮像
機対の画像における前記両端縁の二次元座標対から前記
案内部材に対する車両の前記各部位の位置を算出してな
る車両の走行位置検出方法。
【請求項５】車両上に光軸向きが走行経路と交差する平
面上となる如く搭載した撮像機、車両走行時の撮像機視
野内に前記走行経路と並列に一定傾斜角度で延在させた
一定幅の案内部材の前記撮像機による画面を入力し且つ
該画面上における前記案内部材の両端縁と前記平面との
交点の二次元座標対を求める画像処理手段、並びに前記
交点の二次元座標対と前記撮像機の光軸向きと前記案内
部材の幅及び傾斜角度とから前記案内部材に対する車両
の位置を算出する演算手段を備えてなる車両の走行位置
検出装置。
【請求項６】請求項５の検出装置において、前記車両の
ローリング角度を計測する傾斜計を設け、前記演算手段
により前記交点の二次元座標対と前記ローリング角度と
前記撮像機の光軸向きと前記案内部材の幅及び傾斜角度
とから前記案内部材に対する車両の位置を算出してなる
車両の走行位置検出装置。
【請求項７】請求項５の検出装置において、前記撮像機
を光軸向きが前記走行経路と交差する同一平面上となる
如く結合した一対の撮像機とし、前記画像処理手段によ
り前記両撮像機画面の各々における前記案内部材の両端
縁と前記平面との交点の二次元座標対を求め、前記演算
手段により前記交点の二次元座標対と前記両撮像機の結
合角度と前記案内部材の一定幅及び傾斜角度とから前記
案内部材に対する車両の位置を算出してなる車両の走行
位置検出装置。
【請求項８】請求項７の検出装置において、前記車両上
の異なる部位にそれぞれ前記撮像機対を搭載し、前記演
算手段により前記案内部材に対する車両の前記各部位の
位置を算出してなる車両の走行位置検出装置。
【請求項９】走行経路と並列に一定傾斜角度で延在させ
た一定幅の案内部材に対する該走行経路上の車両の位置
を算出するため、コンピュータを、車両上に光軸向きが
前記走行経路と交差する平面上となる如く搭載した撮像
機による前記案内部材の画面を入力し且つ該画面上にお
ける前記案内部材の両端縁と前記平面との交点の二次元
座標対を求める画像処理手段、前記撮像機の光軸向きと
前記案内部材の幅及び傾斜角度とを記憶する記憶手段、
並びに前記交点の二次元座標対と前記撮像機の光軸向き
と前記案内部材の幅及び傾斜角度とから前記案内部材に
対する車両の位置を算出する演算手段として機能させる
車両の走行位置検出プログラム。
【請求項１０】請求項９のプログラムにおいて、コンピ
ュータを前記走行経路における車両のローリング角度を
計測する傾斜計からの入力手段として機能させるプログ
ラムを設け、前記演算手段により前記交点の二次元座標
対と前記ローリング角度と前記撮像機の光軸向きと前記
案内部材の幅及び傾斜角度とから前記案内部材に対する
車両の位置を算出してなる車両の走行位置検出プログラ
ム。
【請求項１１】請求項９のプログラムにおいて、前記撮
像機を光軸向きが前記走行経路と交差する同一平面上と
なる如く結合した一対の撮像機とし、前記記憶手段に前
記光軸向きに代えて前記両撮像機の結合角度を記憶し、
前記画像処理手段により両撮像機による前記案内部材の
画面を入力し且つ両撮像機画面の各々における前記案内
部材の両端縁と前記平面との交点の二次元座標対を求
め、前記演算手段により前記交点の二次元座標対と前記
両撮像機の結合角度と前記案内部材の一定幅及び傾斜角
度とから前記案内部材に対する車両の位置を算出してな
る車両の走行位置検出プログラム。
【請求項１２】請求項１１のプログラムにおいて、前記
画像処理手段手段に前記車両上の異なる部位にそれぞれ
搭載した前記撮像機対による画像を入力し、前記演算手
段により前記案内部材に対する車両の前記各部位の位置
を算出してなる車両の走行位置検出プログラム。
【請求項１３】車両の走行経路と並列に一定幅の案内部
材を一定傾斜角度で延在させ、車両上に撮像機を前記案
内部材が視野内となる如く搭載し、前記撮像機画面上に
おける前記案内部材の両端縁の二次元座標対から前記案
内部材に対する車両の位置を算出し、前記車両の舵取り
制御手段により走行時の前記案内部材と車両との水平間
隔を一定に制御してなる車両の舵取り方法。
【請求項１４】請求項１３の舵取り方法において、前記
車両のローリング角度を計測し、前記両端縁の二次元座
標対と前記ローリング角度とから前記案内部材と車両と
の水平間隔を算出してなる車両の舵取り方法。
【請求項１５】請求項１３の舵取り方法において、前記
撮像機を光軸向きが前記走行経路と交差する同一平面上
となる如く結合した一対の撮像機とし、前記一定幅の案
内部材を両撮像機の視野内に入れ、前記両撮像機画面の
各々における前記両端縁の二次元座標対から前記案内部
材と車両との水平間隔を算出してなる車両の舵取り方
法。
【請求項１６】請求項１５の舵取り方法において、前記
案内部材と車両との水平間隔を、前記案内部材の両端縁
の交点の中点と前記一対の撮像機の中点との間の水平距
離としてなる車両の舵取り方法。
【請求項１７】請求項１５又は１６の舵取り方法におい
て、前記車両上の異なる部位にそれぞれ前記撮像機対を
搭載し、各撮像機対の画像における前記両端縁の二次元
座標対から前記案内部材と車両の前記各部位との水平間
隔を算出してなる車両の舵取り方法。
【請求項１８】車両上に光軸向きが走行経路と交差する
平面上となる如く搭載した撮像機、車両走行時の撮像機
視野内に前記走行経路と並列に一定傾斜角度で延在させ
た一定幅の案内部材の前記撮像機による画面を入力し且
つ該画面上における前記案内部材の両端縁と前記平面と
の交点の二次元座標対を求める画像処理手段、前記交点
の二次元座標対と前記撮像機の光軸向きと前記案内部材
の幅及び傾斜角度とから前記案内部材と車両との水平間
隔を算出する演算手段、並びに前記演算手段の出力が所
定水平間隔となる如く車両の操舵を制御する舵取り制御
手段を備えてなる車両の舵取り装置。
【請求項１９】請求項１８の舵取り装置において、前記
車両のローリング角度を計測する傾斜計を設け、前記演
算手段により前記交点の二次元座標対と前記ローリング
角度と前記撮像機の光軸向きと前記案内部材の幅及び傾
斜角度とから前記案内部材と車両との水平間隔を算出し
てなる車両の舵取り装置。
【請求項２０】請求項１８の舵取り装置において、前記
撮像機を光軸向きが前記走行経路と交差する同一平面上
となる如く結合した一対の撮像機とし、前記画像処理手
段により前記両撮像機画面の各々における前記案内部材
の両端縁と前記平面との交点の二次元座標対を求め、前
記演算手段により前記交点の二次元座標対と前記両撮像
機の結合角度と前記案内部材の一定幅及び傾斜角度とか
ら前記案内部材と車両との水平間隔を算出してなる車両
の舵取り装置。
【請求項２１】請求項２０の舵取り装置において、前記
案内部材と車両との水平間隔を、前記案内部材の両端縁
と前記平面との交点の中点から前記一対の撮像機の中点
に至る水平距離としてなる車両の舵取り装置。
【請求項２２】請求項１８から２１の何れかの舵取り装
置において、前記撮像機と画像処理手段と演算手段と舵
取り制御手段とを前記車両上の異なる部位にそれぞれ設
けてなる車両の舵取り装置。