JP2019137521A - Vehicular system - Google Patents

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Michiharu Yamamoto
道治 山本
知彦 長尾
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知彦 長尾
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均 青山
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    • B65G63/00Transferring or trans-shipping at storage areas, railway yards or harbours or in opening mining cuts; Marshalling yard installations
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions

Abstract

To provide a vehicular system suited for management, control or the like of a vehicle moving in a traveling area such as a work area of an airport or a harbor.SOLUTION: A work vehicle system 1 for a vehicle moving in a work area 1A is configured including a magnetic marker 10 that is arranged in the work area 1A, an RFID tag 15 that externally outputs a tag ID by radio communication, a work vehicle 5 that comprises a detection unit to detect a magnetic marker 10 and a tag reader unit to acquire a tag ID externally outputted by the RFID tag 15, and a location specifier that specifies a vehicle location in the work area 1A by specifying the magnetic marker 10 the work vehicle 5 detected using the tag ID.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、空港や港湾などに設定された作業エリア内を移動する作業車両などを対象とする車両用システムに関する。   The present invention relates to a vehicle system intended for a work vehicle that moves within a work area set in an airport, a port, or the like.

従来より、空港や港湾などでは、作業エリア内を自由度高く移動する作業車両が活用されている。例えば空港では、旅客の輸送や荷物の運搬、旅客機への燃料供給などを目的として、GSE(Ground Support Equipment)車両と呼ばれる作業車両が運用されている。また、港湾などのコンテナヤードでは、コンテナを移動するための作業車両が運用されている(例えば特許文献1参照。)。これらの作業車両の運用には多くの人手が必要になるため、作業車両の運用に要するコストを低減するための技術が強く要請されている。   Conventionally, work vehicles that move within a work area with high flexibility have been used in airports and harbors. For example, at an airport, a work vehicle called a GSE (Ground Support Equipment) vehicle is operated for the purpose of transporting passengers, transporting luggage, and supplying fuel to passenger aircraft. Moreover, in a container yard such as a harbor, a work vehicle for moving the container is operated (see, for example, Patent Document 1). Since many operations are required for the operation of these work vehicles, a technology for reducing the cost required for the operation of the work vehicles is strongly demanded.

特開2001−322720号公報JP 2001-322720 A

例えば工場内の床面に敷設された磁気テープを伝って走行する搬送車両であれば、車両位置の特定が比較的容易であり、作業車両の管理や制御などを比較的低コストで実現できる。一方、港湾のコンテナヤードや空港などで運用され、作業エリア内を自由度高く移動する作業車両の場合、車両位置の特定が難しいことに起因し、作業車両の管理や制御に要するコストを低減するための技術の確立が容易でないという問題がある。例えばGPS(Global Positioning System)を利用して車両位置を測位する技術があるが、港湾のコンテナヤードや空港などでの作業車両の運用では、電波を反射する金属製のコンテナの脇の通路や空港施設の屋内の通路など、GPS電波の良好な受信状態を阻害する走行環境が多く存在している。   For example, if it is a conveyance vehicle which travels along the magnetic tape laid on the floor in the factory, the vehicle position can be identified relatively easily, and management and control of the work vehicle can be realized at a relatively low cost. On the other hand, in the case of a work vehicle that is operated in a container yard or airport at a port and moves within the work area with a high degree of freedom, it is difficult to specify the position of the vehicle, thereby reducing the cost required for management and control of the work vehicle. For this reason, there is a problem that it is not easy to establish technology for this purpose. For example, there is a technology that uses GPS (Global Positioning System) to determine the position of a vehicle, but in the operation of a work vehicle in a container yard of a port or an airport, a corridor beside a metal container that reflects radio waves or an airport There are many traveling environments that hinder the good reception of GPS radio waves, such as indoor passages in facilities.

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、空港や港湾の作業エリアなどの走行エリア内を移動する車両の管理や制御等に好適な車両用システムを提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and intends to provide a vehicle system suitable for management and control of a vehicle moving in a traveling area such as an airport or a port working area. It is.

本発明は、走行エリア内を移動する車両用のシステムであって、
走行エリアに配置された複数の磁気マーカと、
無線通信により固有のタグ情報を外部出力する複数の無線タグと、
前記磁気マーカを検出する検出ユニット、及び前記無線タグが外部出力するタグ情報を取得するタグリーダユニットを備える車両と、
車両が取得したタグ情報を利用して車両が検出した磁気マーカを特定することにより走行エリアにおける車両位置を特定する位置特定部と、を含み、
前記複数の磁気マーカのうちの少なくとも一部の磁気マーカに対して、前記無線タグが一対一に対応するように同じ位置に配置されている車両用システムにある。
The present invention is a system for a vehicle that moves in a traveling area,
A plurality of magnetic markers arranged in the traveling area;
A plurality of wireless tags for outputting unique tag information to the outside by wireless communication;
A vehicle including a detection unit for detecting the magnetic marker, and a tag reader unit for acquiring tag information output from the wireless tag externally;
A position specifying unit that specifies the vehicle position in the travel area by specifying the magnetic marker detected by the vehicle using the tag information acquired by the vehicle,
It exists in the system for vehicles by which the said radio | wireless tag is arrange | positioned at the same position so that it may respond | correspond one to one with respect to the magnetic marker of at least one part of these magnetic markers.

本発明の車両用システムにおいては、無線通信により固有のタグ情報を外部出力する無線タグが、少なくとも一部の磁気マーカと一対一に対応するように同じ位置に設けられている。この磁気マーカシステムでは、タグ情報を利用して車両が検出した磁気マーカを特定することで、走行エリアにおける車両の位置が特定される。   In the vehicle system of the present invention, the wireless tag that outputs the unique tag information to the outside by wireless communication is provided at the same position so as to correspond to at least a part of the magnetic markers. In this magnetic marker system, the position of the vehicle in the travel area is specified by specifying the magnetic marker detected by the vehicle using the tag information.

特に、この車両用システムでは、少なくとも一部の磁気マーカと同じ位置に無線タグが配置されているので、磁気マーカに対する車両の進入方向に関わらず、磁気マーカに到達すると同時に無線タグに到達できる。それ故、車両が磁気マーカを検出する際、その検出時点を基準とする同様のタイミングで無線タグと通信でき、タグ情報を確実性高く取得可能である。   In particular, in this vehicle system, since the wireless tag is disposed at the same position as at least a part of the magnetic marker, the wireless tag can be reached at the same time as reaching the magnetic marker regardless of the approach direction of the vehicle with respect to the magnetic marker. Therefore, when the vehicle detects the magnetic marker, it can communicate with the wireless tag at the same timing with the detection time as a reference, and tag information can be acquired with high reliability.

このように本発明の車両用システムは、走行エリア内の車両の位置を確実性高く特定可能なシステムであり、走行エリア内を移動する車両の管理や制御等に好適である。   As described above, the vehicle system according to the present invention is a system that can specify the position of the vehicle in the traveling area with high reliability, and is suitable for management and control of the vehicle moving in the traveling area.

実施例1における、GSE車両を対象とする車両用システムの説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram of a vehicle system for a GSE vehicle according to a first embodiment. 実施例1における、RFIDタグが取り付けられた磁気マーカの斜視図。The perspective view of the magnetic marker to which the RFID tag in Example 1 was attached. 実施例1における、RFIDタグの正面図。1 is a front view of an RFID tag in Embodiment 1. FIG. 実施例1における、サーバ装置の構成図。1 is a configuration diagram of a server device in Embodiment 1. FIG. 実施例1における、作業車両及び磁気マーカの説明図。Explanatory drawing of a working vehicle and a magnetic marker in Example 1. FIG. 実施例1における、作業車両のシステム構成を示すブロック図。1 is a block diagram illustrating a system configuration of a work vehicle in Embodiment 1. FIG. 実施例1における、磁気マーカを通過する際の磁気計測値の変化を例示するグラフ。The graph which illustrates the change of the magnetic measurement value at the time of passing the magnetic marker in Example 1. FIG. 実施例1における、磁気マーカを通過する際の車幅方向の磁気計測値の分布を例示するグラフ。The graph which illustrates distribution of the magnetic measurement value of the vehicle width direction at the time of passing the magnetic marker in Example 1. FIG. 実施例1における、作業車両システムの動作の流れを示す説明図。Explanatory drawing which shows the flow of operation | movement of the work vehicle system in Example 1. FIG.

本発明の実施の形態につき、以下の実施例を用いて具体的に説明する。
(実施例1)
本例は、空港などに設定された作業エリア1Aを移動する作業車両5を管理するための車両用システムである作業車両システム1に関する例である。この内容について、図1〜図9を用いて説明する。
The embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the following examples.
Example 1
This example is an example related to the work vehicle system 1 which is a vehicle system for managing the work vehicle 5 moving in the work area 1A set in an airport or the like. The contents will be described with reference to FIGS.

図1の作業車両システム1は、空港などで飛行機190に関する各種の作業を実施する作業車両5を管理するためのシステムである。作業車両5としては、飛行機190に給油するための作業車両(給油車)や、旅客を搭乗させるための作業車両(タラップ車)や、荷物や飲食物を搬入する作業車両(ベルトローダー、ケータリングカー)や、飛行機を牽引する作業車両(トーイングトラクター)など、各種の作業毎の専用のGSE車両がある。   A work vehicle system 1 in FIG. 1 is a system for managing a work vehicle 5 that performs various work related to an airplane 190 at an airport or the like. As the work vehicle 5, a work vehicle (fuel vehicle) for refueling the airplane 190, a work vehicle (talp vehicle) for boarding passengers, and a work vehicle (belt loader, catering car) for carrying luggage and food and drinks. ) And a working vehicle (towing tractor) for towing an airplane, there is a dedicated GSE vehicle for each type of work.

作業車両システム1では、図1のごとく、飛行機190の駐機スペースと、空港ビル100内の作業スペースと、に跨って作業車両5の走行エリアである作業エリア1Aが設定されている。作業エリア1Aでは、縦横2m間隔で格子状に磁気マーカ10が配置されている。作業車両システム1では、例えば空港ビル100内に設置されたサーバ装置18による管理の下、作業車両5が磁気マーカ10を伝うようにして作業エリア1A内を移動して作業を実施する。   In the work vehicle system 1, as shown in FIG. 1, a work area 1 </ b> A that is a travel area of the work vehicle 5 is set across the parking space of the airplane 190 and the work space in the airport building 100. In the work area 1A, magnetic markers 10 are arranged in a lattice pattern at intervals of 2 m in length and width. In the work vehicle system 1, for example, under the management of the server device 18 installed in the airport building 100, the work vehicle 5 moves in the work area 1 </ b> A so as to travel along the magnetic marker 10 and performs work.

作業車両システム1(図1)では、サーバ装置18と作業車両5とが無線通信を介して通信可能に接続されている。サーバ装置18は、各作業車両5の車両位置を管理すると共に、各作業車両5の経路1Rを演算し、その経路1Rに沿って走行できるように作業車両5を遠隔制御する。作業車両5は、磁気マーカ10を検出する毎にRFIDタグ(無線タグ)15から取得したタグ情報をサーバ装置18に送信し、サーバ装置18から受信する制御情報に応じて自動走行する。   In the work vehicle system 1 (FIG. 1), the server device 18 and the work vehicle 5 are communicably connected via wireless communication. The server device 18 manages the vehicle position of each work vehicle 5, calculates the route 1R of each work vehicle 5, and remotely controls the work vehicle 5 so that it can travel along the route 1R. Each time the work vehicle 5 detects the magnetic marker 10, the work vehicle 5 transmits the tag information acquired from the RFID tag (wireless tag) 15 to the server device 18 and automatically travels according to the control information received from the server device 18.

以下、作業エリア1Aに敷設される(1)磁気マーカ10を概説した後、(2)サーバ装置18、(3)作業車両5、の構成を説明する。
(1)磁気マーカ
磁気マーカ10(図2)は、直径20mm、高さ28mmの柱状をなし、作業車両5が移動する路面100Sに設けた孔に収容された状態で敷設される態様のものである。磁気マーカ10をなす磁石は、磁性材料である酸化鉄の磁粉を基材である高分子材料中に分散させたフェライトプラスチックマグネットであり、最大エネルギー積(BHmax)=6.4kJ/mという特性を備えている。この磁気マーカ10は、作業車両5側の検出ユニット2(図5を参照して後述。)の取付け高さとして想定する範囲100〜250mmの上限の250mm高さにおいて、8μT(マイクロテスラ)の磁束密度の磁気を作用する。
Hereinafter, after (1) the magnetic marker 10 installed in the work area 1A is outlined, the configurations of (2) the server device 18 and (3) the work vehicle 5 will be described.
(1) Magnetic marker The magnetic marker 10 (FIG. 2) has a columnar shape with a diameter of 20 mm and a height of 28 mm, and is laid in a state of being accommodated in a hole provided in the road surface 100S on which the work vehicle 5 moves. is there. The magnet constituting the magnetic marker 10 is a ferrite plastic magnet in which magnetic powder of iron oxide, which is a magnetic material, is dispersed in a polymer material, which is a base material, and has a characteristic of maximum energy product (BHmax) = 6.4 kJ / m 3. It has. This magnetic marker 10 has a magnetic flux of 8 μT (micro Tesla) at an upper limit of 250 mm in the range of 100 to 250 mm assumed as a mounting height of the detection unit 2 (described later with reference to FIG. 5) on the work vehicle 5 side. Acts magnetic density.

本例の磁気マーカ10では、図2及び図3のごとく、無線によりタグ情報を出力するRFID(Radio Frequency IDentification)タグ15が、路面100S側の表面に積層配置されている。RFIDタグ15は、無線による外部給電により動作し、タグ情報の一例をなすタグIDを外部出力する。   In the magnetic marker 10 of this example, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, RFID (Radio Frequency IDentification) tags 15 that output tag information wirelessly are laminated on the surface on the road surface 100S side. The RFID tag 15 operates by wireless external power feeding, and outputs a tag ID as an example of tag information to the outside.

RFIDタグ15は、例えばPET(Polyethylene terephthalate)フィルムから切り出したタグシート150の表面にICチップ157を実装した電子部品である。タグシート150の表面には、ループコイル151及びアンテナ153の印刷パターンが設けられている。ループコイル151は、外部からの電磁誘導によって励磁電流が発生する受電コイルである。アンテナ153は、位置データ等を無線送信するための送信アンテナである。   The RFID tag 15 is an electronic component in which an IC chip 157 is mounted on the surface of a tag sheet 150 cut out from, for example, a PET (Polyethylene terephthalate) film. On the surface of the tag sheet 150, print patterns of the loop coil 151 and the antenna 153 are provided. The loop coil 151 is a power receiving coil that generates an exciting current by electromagnetic induction from the outside. The antenna 153 is a transmission antenna for wirelessly transmitting position data and the like.

(2)サーバ装置
サーバ装置18は、図4のごとく、CPU(Central Processing Unit)181やROM(Read Only Memory)182やRAM(Random Access Memory)183などの電子部品が実装された電子基板180を中心にして構成されたコンピュータ装置である。電子基板180には、I/O(Input/Output)184を介して、ハードディスクドライブ等の記憶装置185や無線通信ユニット189等が接続されている。サーバ装置18は、記憶装置185から読み出したソフトウェアプログラムをCPU181で処理することで、以下の各部としての機能を実現する。
(2) Server Device As shown in FIG. 4, the server device 18 includes an electronic board 180 on which electronic components such as a CPU (Central Processing Unit) 181, a ROM (Read Only Memory) 182, and a RAM (Random Access Memory) 183 are mounted. It is a computer device that is mainly configured. A storage device 185 such as a hard disk drive, a wireless communication unit 189, and the like are connected to the electronic board 180 via an I / O (Input / Output) 184. The server device 18 processes the software program read from the storage device 185 by the CPU 181 to realize the following functions as each unit.

(2.1)位置特定部:作業車両5が位置する車両位置を特定する。車両位置を特定する方法は、作業車両5が磁気マーカ10を検出したときと、磁気マーカ10を検出した後、新たな磁気マーカ10を検出するまでの間と、で相違している。磁気マーカ10の検出時には、位置特定部は、各作業車両5がRFIDタグ15から受信したタグ情報(タグ)を利用して車両位置を特定する。新たな磁気マーカ10を検出するまでの間では、位置特定部は、次に説明する位置推定部が推定する移動先の相対位置を利用して車両位置を特定する。
(2.2)位置推定部:作業車両5が通過した磁気マーカ10の敷設位置を基準として作業車両5の移動先の相対的な位置を推定する。
(2.3)経路演算部:予め設定された作業内容に応じて作業車両5の経路(図1中の符号1R)を演算する。経由地や目的地などを含む作業内容は、例えばキーボードやマウスやディスプレイ等の入力機器を利用して作業オペレータが入力する。
(2.4)遠隔制御部:演算された経路1Rに沿って作業車両5を移動させるように遠隔制御する。制御部の一例をなす遠隔制御部は、各作業車両5の車両位置や加速度の計測値などの各種の車両情報を入力値とした演算処理により、目標操舵角、目標車速等の制御値を算出して制御情報として返信する。なお、目標速度は、速度ゼロ、すなわち停止制御も含む制御値となっている。
(2.1) Position specifying unit: specifies a vehicle position where the work vehicle 5 is located. The method of specifying the vehicle position differs between when the work vehicle 5 detects the magnetic marker 10 and between when the work marker 5 detects the magnetic marker 10 and until a new magnetic marker 10 is detected. When detecting the magnetic marker 10, the position specifying unit specifies the vehicle position using the tag information (tag) received by each work vehicle 5 from the RFID tag 15. Until the new magnetic marker 10 is detected, the position specifying unit specifies the vehicle position using the relative position of the destination estimated by the position estimation unit described next.
(2.2) Position estimation unit: Estimates the relative position of the movement destination of the work vehicle 5 with reference to the laying position of the magnetic marker 10 through which the work vehicle 5 has passed.
(2.3) Route calculation unit: calculates a route (reference numeral 1R in FIG. 1) of the work vehicle 5 in accordance with preset work content. The work content including the waypoint and the destination is input by the work operator using an input device such as a keyboard, a mouse, or a display.
(2.4) Remote control unit: Remotely controls the work vehicle 5 to move along the calculated route 1R. The remote control unit, which is an example of a control unit, calculates control values such as a target steering angle and a target vehicle speed through arithmetic processing using various vehicle information such as the vehicle position and acceleration measurement value of each work vehicle 5 as input values. And return as control information. The target speed is a control value that includes zero speed, that is, stop control.

サーバ装置18では、記憶装置185の記憶領域を利用して、作業エリア1Aに配置された各磁気マーカ10の敷設位置を格納するマーカデータベース(マーカDB)185Mが形成されている。マーカDB185Mに記録された磁気マーカ10の敷設位置には、付設されたRFIDタグ15の識別情報であるタグID(タグ情報)が紐付け(対応付け)られている。   In the server device 18, a marker database (marker DB) 185 </ b> M that stores the laying position of each magnetic marker 10 arranged in the work area 1 </ b> A is formed using the storage area of the storage device 185. A tag ID (tag information) that is identification information of the attached RFID tag 15 is associated (associated) with the laying position of the magnetic marker 10 recorded in the marker DB 185M.

(3)作業車両
作業車両5は、図5及び図6のごとく、作業目的に応じた専用の作業装置(図示略)の他に、磁気マーカ10を検出等する検出ユニット2、RFIDタグ15からタグIDを取得するタグリーダユニット34、及び制御ユニット32、などを共通装備として備えている。さらに、作業車両5は、図示しないステアリング操舵ユニットやエンジンスロットルやブレーキアクチュエータなどを制御する車両ECU(Electronic Control Unit)61を備えている。制御部の一例をなす車両ECU61は、サーバ装置18から取得する制御情報(制御値)に基づいて作業車両5を経路1R(図1参照。)に沿って自動走行させる制御を実行可能である。なお、検出ユニット2及びタグリーダユニット34について、容易な理解のため別体で図示しているが、これらが一体化されたユニットを採用しても良い。
(3) Work vehicle As shown in FIGS. 5 and 6, the work vehicle 5 includes a detection unit 2 that detects the magnetic marker 10 and the RFID tag 15 in addition to a dedicated work device (not shown) according to the work purpose. A tag reader unit 34 for acquiring a tag ID, a control unit 32, and the like are provided as common equipment. Furthermore, the work vehicle 5 includes a vehicle ECU (Electronic Control Unit) 61 that controls a steering steering unit (not shown), an engine throttle, a brake actuator, and the like. The vehicle ECU 61, which is an example of a control unit, can execute control for automatically traveling the work vehicle 5 along the route 1 </ b> R (see FIG. 1) based on control information (control value) acquired from the server device 18. The detection unit 2 and the tag reader unit 34 are illustrated separately for easy understanding, but a unit in which these are integrated may be employed.

(3.1)検出ユニット
検出ユニット2は、図5及び図6のごとく、磁気検出部であるセンサアレイ21と、IMU(Inertial Measurement Unit)22と、が一体化されたユニットである。この検出ユニット2は、車幅方向に長い棒状のユニットであり、例えば作業車両5のフロントバンパーの内側に路面100Sと対面する状態で取り付けられる。図5の作業車両5の場合、路面100Sを基準とした検出ユニット2の取付け高さが200mmとなっている。
(3.1) Detection Unit As shown in FIGS. 5 and 6, the detection unit 2 is a unit in which a sensor array 21 that is a magnetic detection unit and an IMU (Inertial Measurement Unit) 22 are integrated. This detection unit 2 is a rod-like unit that is long in the vehicle width direction, and is attached to the inside of the front bumper of the work vehicle 5 so as to face the road surface 100S, for example. In the case of the work vehicle 5 of FIG. 5, the mounting height of the detection unit 2 with reference to the road surface 100S is 200 mm.

検出ユニット2のセンサアレイ21は、車幅方向に沿って一直線上に配列された15個の磁気センサCn(nは1〜15の整数)と、図示しないCPU等を内蔵した検出処理回路212と、を備えている。なお、センサアレイ21では、15個の磁気センサCnが10cmの等間隔で配置されている。   The sensor array 21 of the detection unit 2 includes 15 magnetic sensors Cn (n is an integer of 1 to 15) arranged in a straight line along the vehicle width direction, and a detection processing circuit 212 incorporating a CPU (not shown). It is equipped with. In the sensor array 21, 15 magnetic sensors Cn are arranged at equal intervals of 10 cm.

磁気センサCnは、アモルファスワイヤなどの感磁体のインピーダンスが外部磁界に応じて敏感に変化するという公知のMI効果(Magnet Impedance Effect)を利用して磁気を検出するセンサである。磁気センサCnでは、アモルファスワイヤなどの図示しない感磁体が直交する2軸方向に沿って配置され、これにより直交する2軸方向に作用する磁気の検出が可能となっている。なお、本例では、進行方向及び車幅方向の磁気成分を検出できるように磁気センサCnがセンサアレイ21に組み込まれている。   The magnetic sensor Cn is a sensor that detects magnetism using a known MI effect (Magnet Impedance Effect) in which the impedance of a magnetic sensitive body such as an amorphous wire changes sensitively according to an external magnetic field. In the magnetic sensor Cn, a magnetic sensitive body (not shown) such as an amorphous wire is disposed along two orthogonal axes so that magnetism acting in the two orthogonal axes can be detected. In this example, the magnetic sensor Cn is incorporated in the sensor array 21 so that magnetic components in the traveling direction and the vehicle width direction can be detected.

磁気センサCnは、磁束密度の測定レンジが±0.6mTであって、測定レンジ内の磁束分解能が0.02μTという高感度のセンサである。ここで、磁気マーカ10は、上記のように、磁気センサCnの取付け高さとして想定する範囲100〜250mmにおいて8μT以上の磁束密度の磁気を作用できる。磁束密度8μT以上の磁気を作用する磁気マーカ10であれば、磁束分解能が0.02μTの磁気センサCnを用いて確実性高く検出可能である。   The magnetic sensor Cn is a highly sensitive sensor having a magnetic flux density measurement range of ± 0.6 mT and a magnetic flux resolution within the measurement range of 0.02 μT. Here, as described above, the magnetic marker 10 can act with magnetism having a magnetic flux density of 8 μT or more in the range of 100 to 250 mm assumed as the mounting height of the magnetic sensor Cn. If the magnetic marker 10 acts on magnetism having a magnetic flux density of 8 μT or more, it can be detected with high reliability using the magnetic sensor Cn having a magnetic flux resolution of 0.02 μT.

センサアレイ21の検出処理回路212(図6)は、磁気マーカ10を検出するためのマーカ検出処理などを実行する演算回路である。この検出処理回路212は、各種の演算を実行するCPUのほか、ROMやRAMなどのメモリ素子等を利用して構成されている。   The detection processing circuit 212 (FIG. 6) of the sensor array 21 is an arithmetic circuit that executes a marker detection process for detecting the magnetic marker 10. The detection processing circuit 212 is configured by using a memory element such as a ROM or a RAM in addition to a CPU that executes various operations.

検出処理回路212は、各磁気センサCnが出力するセンサ信号を3kHz周期で取得してマーカ検出処理を実行する。そして、マーカ検出処理の検出結果を制御ユニット32に入力する。詳しくは後述するが、このマーカ検出処理では、磁気マーカ10の検出に加えて、磁気マーカ10に対する作業車両5の横ずれ量の計測が行われる。   The detection processing circuit 212 executes the marker detection process by acquiring sensor signals output from the magnetic sensors Cn at a cycle of 3 kHz. Then, the detection result of the marker detection process is input to the control unit 32. As will be described in detail later, in this marker detection process, in addition to the detection of the magnetic marker 10, the amount of lateral deviation of the work vehicle 5 with respect to the magnetic marker 10 is measured.

検出ユニット2に組み込まれたIMU22は、慣性航法による作業車両5の相対位置の推定に必要な計測値を取得する慣性航法ユニットである。IMU22は、方位を計測する電子コンパスである2軸磁気センサ221と、加速度を計測する2軸加速度センサ222と、角速度を計測する2軸ジャイロセンサ223と、を備えている。   The IMU 22 incorporated in the detection unit 2 is an inertial navigation unit that acquires measurement values necessary for estimating the relative position of the work vehicle 5 by inertial navigation. The IMU 22 includes a two-axis magnetic sensor 221 that is an electronic compass that measures azimuth, a two-axis acceleration sensor 222 that measures acceleration, and a two-axis gyro sensor 223 that measures angular velocity.

(3.2)タグリーダユニット
図6のタグリーダユニット34は、磁気マーカ10(図2)の表面に積層配置されたRFIDタグ15と無線で通信する通信ユニットである。タグリーダユニット34は、RFIDタグ15の動作に必要な電力を無線で送電してRFIDタグ15を動作させ、RFIDタグ15の識別情報であるタグIDを取得する。
(3.2) Tag Reader Unit The tag reader unit 34 in FIG. 6 is a communication unit that wirelessly communicates with the RFID tag 15 that is stacked on the surface of the magnetic marker 10 (FIG. 2). The tag reader unit 34 wirelessly transmits power necessary for the operation of the RFID tag 15 to operate the RFID tag 15 and acquires a tag ID that is identification information of the RFID tag 15.

(3.3)制御ユニット
制御ユニット32(図6)は、検出ユニット2やタグリーダユニット34を制御すると共に、サーバ装置18(図1参照。)との間で各種の情報やデータを送受信するユニットである。制御ユニット32は、RFIDタグ15から取得したタグIDやIMU22による計測値等の車両情報をサーバ装置18に送信し、サーバ装置18から自動走行のための制御情報を取得する。制御ユニット32は、取得した制御情報(制御値)を車両ECU61に入力する。
(3.3) Control Unit The control unit 32 (FIG. 6) controls the detection unit 2 and the tag reader unit 34, and transmits and receives various information and data to and from the server device 18 (see FIG. 1). It is. The control unit 32 transmits vehicle information such as a tag ID acquired from the RFID tag 15 and a measured value by the IMU 22 to the server device 18, and acquires control information for automatic traveling from the server device 18. The control unit 32 inputs the acquired control information (control value) to the vehicle ECU 61.

サーバ装置18に対して制御ユニット32が送信する車両情報は、走行中に所定時間毎に送信する車両情報と、磁気マーカ10を検出したときに送信する車両情報と、で相違がある。作業車両5が走行中に随時、送信する車両情報には、2軸磁気センサ221が計測した方位、2軸加速度センサ222が計測した加速度、2軸ジャイロセンサ223が計測した角速度等の計測値などが含まれる。作業車両5が磁気マーカ10を検出したときに送信する車両情報には、これらの計測値に加えて、磁気マーカ10を検出した旨、磁気マーカ10に対する横ずれ量、RFIDタグ15から取得したタグID(タグ情報)などが含まれる。   The vehicle information transmitted by the control unit 32 to the server device 18 is different between vehicle information transmitted every predetermined time during traveling and vehicle information transmitted when the magnetic marker 10 is detected. The vehicle information transmitted at any time while the work vehicle 5 is traveling includes the orientation measured by the biaxial magnetic sensor 221, the acceleration measured by the biaxial acceleration sensor 222, the measured value of the angular velocity measured by the biaxial gyro sensor 223, and the like. Is included. The vehicle information transmitted when the work vehicle 5 detects the magnetic marker 10 includes, in addition to these measured values, the fact that the magnetic marker 10 has been detected, the amount of lateral deviation with respect to the magnetic marker 10, and the tag ID acquired from the RFID tag 15. (Tag information).

次に、(1)マーカ検出処理、及び(2)作業車両システム1の全体動作について説明する。
(1)マーカ検出処理
マーカ検出処理は、検出ユニット2のセンサアレイ21が実行する処理である。センサアレイ21は、磁気センサCnを用いて3kHzの周期でマーカ検出処理を実行する。
Next, (1) marker detection processing and (2) overall operation of the work vehicle system 1 will be described.
(1) Marker detection process The marker detection process is a process executed by the sensor array 21 of the detection unit 2. The sensor array 21 performs a marker detection process with a period of 3 kHz using the magnetic sensor Cn.

上記のごとく、磁気センサCnは、作業車両5の進行方向及び車幅方向の磁気成分を計測するように構成されている。例えばこの磁気センサCnが、進行方向に移動して磁気マーカ10の真上を通過するとき、進行方向の磁気計測値は、図7のごとく磁気マーカ10の前後で正負が反転すると共に、磁気マーカ10の真上の位置でゼロを交差するように変化する。したがって、作業車両5の走行中では、いずれかの磁気センサCnが検出する進行方向の磁気について、その正負が反転するゼロクロスZcが生じたとき、検出ユニット2が磁気マーカ10の真上に位置すると判断できる。検出処理回路212は、このように検出ユニット2が磁気マーカ10の真上に位置し進行方向の磁気計測値のゼロクロスZcが生じたときに磁気マーカ10を検出したと判断する。   As described above, the magnetic sensor Cn is configured to measure the magnetic components in the traveling direction and the vehicle width direction of the work vehicle 5. For example, when the magnetic sensor Cn moves in the traveling direction and passes immediately above the magnetic marker 10, the magnetic measurement value in the traveling direction is reversed between positive and negative before and after the magnetic marker 10 as shown in FIG. It changes so as to cross zero at a position just above 10. Accordingly, when the work vehicle 5 is traveling, when the zero cross Zc in which the polarity of the traveling direction magnetism detected by any one of the magnetic sensors Cn is reversed occurs, the detection unit 2 is positioned immediately above the magnetic marker 10. I can judge. In this way, the detection processing circuit 212 determines that the magnetic marker 10 has been detected when the detection unit 2 is positioned directly above the magnetic marker 10 and the zero cross Zc of the magnetic measurement value in the traveling direction has occurred.

また、例えば、磁気センサCnと同じ仕様の磁気センサについて、磁気マーカ10の真上を通過する車幅方向の仮想線に沿う移動を想定すると、車幅方向の磁気計測値は、磁気マーカ10を挟んだ両側で正負が反転すると共に、磁気マーカ10の真上の位置でゼロを交差するように変化する。15個の磁気センサCnを車幅方向に配列した検出ユニット2の場合には、磁気マーカ10を介してどちらの側にあるかによって磁気センサCnが検出する車幅方向の磁気の正負が異なってくる(図8)。   Further, for example, assuming that a magnetic sensor having the same specifications as the magnetic sensor Cn is moved along a virtual line in the vehicle width direction that passes directly above the magnetic marker 10, the magnetic measurement value in the vehicle width direction is obtained from the magnetic marker 10. The sign is reversed on both sides of the sandwich, and changes so as to cross zero at a position directly above the magnetic marker 10. In the case of the detection unit 2 in which 15 magnetic sensors Cn are arranged in the vehicle width direction, the polarity of magnetism in the vehicle width direction detected by the magnetic sensor Cn differs depending on which side the magnetic sensor Cn is located through. Come (Figure 8).

検出ユニット2の各磁気センサCnの車幅方向の磁気計測値を例示する図8の分布に基づけば、車幅方向の磁気の正負が反転するゼロクロスZcを挟んで隣り合う2つの磁気センサCnの中間の位置、あるいは検出する車幅方向の磁気がゼロであって両外側の磁気センサCnの正負が反転している磁気センサCnの直下の位置が、磁気マーカ10の車幅方向の位置となる。検出処理回路212は、検出ユニット2の中央の位置(磁気センサC8の位置)に対する磁気マーカ10の車幅方向の位置の偏差を上記の横ずれ量として計測する。例えば、図8の場合であれば、ゼロクロスZcの位置がC9とC10との中間辺りのC9.5に相当する位置となっている。上記のように磁気センサC9とC10の間隔は10cmであるから、磁気マーカ10の横ずれ量は、車幅方向において検出ユニット2の中央に位置するC8を基準として(9.5−8)×10cmとなる。   Based on the distribution of FIG. 8 illustrating the magnetic measurement values in the vehicle width direction of the magnetic sensors Cn of the detection unit 2, the two magnetic sensors Cn adjacent to each other with the zero cross Zc in which the polarity of the magnetism in the vehicle width direction is reversed are sandwiched. An intermediate position or a position immediately below the magnetic sensor Cn in which the detected magnetism in the vehicle width direction is zero and the signs of the outer magnetic sensors Cn are reversed is the position of the magnetic marker 10 in the vehicle width direction. . The detection processing circuit 212 measures the deviation of the position of the magnetic marker 10 in the vehicle width direction with respect to the center position of the detection unit 2 (the position of the magnetic sensor C8) as the lateral shift amount. For example, in the case of FIG. 8, the position of the zero cross Zc is a position corresponding to C9.5 in the middle of C9 and C10. As described above, since the distance between the magnetic sensors C9 and C10 is 10 cm, the lateral displacement amount of the magnetic marker 10 is (9.5-8) × 10 cm with reference to C8 located at the center of the detection unit 2 in the vehicle width direction. It becomes.

(2)作業車両システムの全体動作
次に、作業車両システム1の全体動作について図9を参照して説明する。同図のごとく、作業車両システム1の全体動作では、作業車両5を自動走行させるための遠隔制御を含むサーバ装置18側の処理と、上記のマーカ検出処理P1を含む作業車両5側の処理と、が並行して実行される。
(2) Overall Operation of Work Vehicle System Next, the overall operation of the work vehicle system 1 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in the overall operation of the work vehicle system 1, processing on the server device 18 side including remote control for automatically driving the work vehicle 5 and processing on the work vehicle 5 side including the marker detection process P1 described above are performed. Are executed in parallel.

サーバ装置18は、作業車両5の遠隔制御の実行に当たって、作業車両5に所定の作業内容を設定するための図示しない作業内容入力画面を作業オペレータに提示する。サーバ装置18は、キーボードやマウス等を利用して作業内容入力画面上で作業オペレータが入力した目的地等の作業内容を設定する(S101)。そして、対象の作業車両5の車両位置をスタート地点として、設定された目的地に効率良く到達するための経路を演算する(S102)。   When executing remote control of the work vehicle 5, the server device 18 presents a work content input screen (not shown) for setting a predetermined work content on the work vehicle 5 to the work operator. The server device 18 sets work contents such as a destination input by the work operator on the work content input screen using a keyboard, a mouse, or the like (S101). Then, a route for efficiently reaching the set destination is calculated using the vehicle position of the target work vehicle 5 as a start point (S102).

なお、サーバ装置18では、作業エリア1Aに配置された各磁気マーカ10の配列及び敷設位置が管理されている。サーバ装置18は、作業車両5を自動走行させる経路(図1中の経路1R)として、磁気マーカ10を伝う経路を演算により決定し、作業車両5を自動走行させるための遠隔制御を開始する(S103)。   The server device 18 manages the arrangement and laying position of the magnetic markers 10 arranged in the work area 1A. The server device 18 determines a route through the magnetic marker 10 as a route for automatically traveling the work vehicle 5 (route 1R in FIG. 1), and starts remote control for automatically traveling the work vehicle 5 ( S103).

一方、作業車両5の制御ユニット32は、サーバ装置18による遠隔制御により自動走行している間、上記のマーカ検出処理P1を検出ユニット2に繰り返し実行させ、磁気マーカ10の検出を試みる。そして、磁気マーカ10が検出された場合には、検出ユニット2が計測した磁気マーカ10に対する上記の横ずれ量を取得する。   On the other hand, the control unit 32 of the work vehicle 5 tries to detect the magnetic marker 10 by causing the detection unit 2 to repeatedly execute the marker detection process P <b> 1 described above while automatically traveling by remote control by the server device 18. When the magnetic marker 10 is detected, the above-described lateral shift amount with respect to the magnetic marker 10 measured by the detection unit 2 is acquired.

作業車両5の走行中に磁気マーカ10が検出されたとき(S201:YES)、制御ユニット32は、磁気マーカ10に付設されたRFIDタグ15に給電できるようにタグリーダユニット34を制御する(S202)。これにより、制御ユニット32は、RFIDタグ15を動作させて無線送信されるタグIDを取得し(S203)、マーカ検出処理P1で計測された横ずれ量と共に取得したタグIDをサーバ装置18に向けて送信する(S204)。なお、磁気マーカ10が検出されなかった場合には(S201:NO)、上記のステップS202〜S204が迂回される。さらに、制御ユニット32は、IMU22を制御して加速度や方位や角速度等の計測値を取得し(S205)、これらの計測値をサーバ装置18に向けて送信する(S206)。   When the magnetic marker 10 is detected while the work vehicle 5 is traveling (S201: YES), the control unit 32 controls the tag reader unit 34 so that power can be supplied to the RFID tag 15 attached to the magnetic marker 10 (S202). . As a result, the control unit 32 operates the RFID tag 15 to acquire a tag ID that is wirelessly transmitted (S203), and directs the acquired tag ID together with the lateral shift amount measured in the marker detection process P1 toward the server device 18. Transmit (S204). When the magnetic marker 10 is not detected (S201: NO), the above steps S202 to S204 are bypassed. Furthermore, the control unit 32 controls the IMU 22 to acquire measurement values such as acceleration, direction, and angular velocity (S205), and transmits these measurement values to the server device 18 (S206).

一方、サーバ装置18は、作業車両5を遠隔制御している間、作業車両5からタグIDを取得したか否かを随時、判断する(S104)。サーバ装置18は、タグIDを取得すると(S104:YES)、マーカDB185Mを参照してそのタグIDが紐付けられた(磁気マーカ10の)敷設位置を取得し、車両位置を特定する(S105)。具体的には、マーカDB185Mを参照して取得した敷設位置を、タグIDと共に取得した横ずれ量の分だけオフセットさせることで、車両位置を特定する。   On the other hand, the server device 18 determines whether or not the tag ID is acquired from the work vehicle 5 at any time while remotely controlling the work vehicle 5 (S104). When the server device 18 obtains the tag ID (S104: YES), the server device 18 refers to the marker DB 185M, obtains the laying position (of the magnetic marker 10) to which the tag ID is linked, and specifies the vehicle position (S105). . Specifically, the vehicle position is specified by offsetting the laying position acquired with reference to the marker DB 185M by the amount of lateral deviation acquired together with the tag ID.

一方、作業車両5が磁気マーカ10を検出した後、新たな磁気マーカ10を検出までの期間であってタグIDを取得できないときは(S104:NO)、サーバ装置18は、作業車両5から取得する車両情報を利用して相対位置を推定する演算を実行する(S115)。具体的には、サーバ装置18は、作業車両5が備えるIMU22の2軸加速度センサ222の計測値である加速度の二階積分により変位量を演算し、2軸ジャイロセンサ223等により計測された作業車両5の進行方向変化や計測された方位に沿って変位量を積算することで基準位置に対する相対位置を推定する。基準位置としては、作業車両5が検出した直近の磁気マーカ10の敷設位置に基づいて特定された車両位置を適用可能である。さらに、サーバ装置18は、基準位置に対して推定した相対位置を加算することで車両位置を特定する(S105)。   On the other hand, if the tag ID cannot be acquired after the work vehicle 5 detects the magnetic marker 10 and until the new magnetic marker 10 is detected (S104: NO), the server device 18 obtains from the work vehicle 5. The calculation which estimates a relative position using the vehicle information to perform is performed (S115). Specifically, the server device 18 calculates a displacement amount by second-order integration of acceleration, which is a measurement value of the 2-axis acceleration sensor 222 of the IMU 22 included in the work vehicle 5, and the work vehicle measured by the 2-axis gyro sensor 223 or the like. The relative position with respect to the reference position is estimated by integrating the displacement amount along the traveling direction change of 5 and the measured azimuth. As the reference position, a vehicle position specified based on the laying position of the latest magnetic marker 10 detected by the work vehicle 5 can be applied. Further, the server device 18 identifies the vehicle position by adding the estimated relative position to the reference position (S105).

サーバ装置18は、ステップS105で特定した作業車両5の車両位置や、作業車両5から取得した車両情報(IMU22の計測値など)を入力値とする演算処理により、対象の作業車両5を経路1Rに沿って走行させるための制御値を算出する(S106)。そして、サーバ装置18は、車両情報の送信元の作業車両5に対して、ステップS106で演算した制御値を含む制御情報を送信する。   The server device 18 sends the target work vehicle 5 to the route 1R by an arithmetic process using the vehicle position of the work vehicle 5 identified in step S105 and the vehicle information (such as the measured value of the IMU 22) acquired from the work vehicle 5 as input values. A control value for traveling along the road is calculated (S106). And the server apparatus 18 transmits the control information containing the control value calculated by step S106 with respect to the work vehicle 5 of the transmission source of vehicle information.

作業車両5の制御ユニット32は、サーバ装置18から制御情報として送信された制御値を車両ECU61に入力し、自動走行制御を実行させる(S207)。この自動走行制御では、サーバ装置18から入力された制御値に基づいて車両ECU61がステアリング制御、スロットル制御などを実行し、作業車両5の自動走行を実現させる。サーバ装置18は、作業車両5が経路1Rの終点である目的地に到達するまで(S107:NO)、ステップS104〜S106の各処理を繰り返し実行し、目的地への到達に応じて作業車両5の遠隔制御を終了する(S107:YES)。   The control unit 32 of the work vehicle 5 inputs the control value transmitted as control information from the server device 18 to the vehicle ECU 61, and executes automatic traveling control (S207). In this automatic travel control, the vehicle ECU 61 executes steering control, throttle control, and the like based on the control value input from the server device 18 to realize automatic travel of the work vehicle 5. The server device 18 repeatedly executes each process of steps S104 to S106 until the work vehicle 5 reaches the destination that is the end point of the route 1R (S107: NO), and the work vehicle 5 is reached according to the arrival at the destination. Remote control is terminated (S107: YES).

以上のような構成の作業車両システム1は、磁気マーカ10と同じ位置に配設されたRFIDタグ15のタグIDを利用して、作業車両5の位置を特定するシステムである。この作業車両システム1では、無線通信によりタグ情報を送信可能である一方、所在位置を車両側で高精度に特定することが困難であるRFIDタグ15と、敷設位置を車両側で精度高く特定可能な磁気マーカ10と、を組み合わせることで高精度な位置特定を実現している。   The work vehicle system 1 configured as described above is a system that identifies the position of the work vehicle 5 using the tag ID of the RFID tag 15 disposed at the same position as the magnetic marker 10. In this work vehicle system 1, tag information can be transmitted by wireless communication, while it is difficult to specify the location with high accuracy on the vehicle side, and the laying position can be specified with high accuracy on the vehicle side. In combination with the magnetic marker 10, a highly accurate position specification is realized.

作業車両システム1では、磁気マーカ10に対してRFIDタグ15を付設することで、作業車両5が検出した磁気マーカ10の特定を可能としている。マーカDB185Mには、各磁気マーカ10の敷設位置がタグIDを紐付けた状態で管理されている。作業車両5が磁気マーカ10を検出したとき、同時に受信したタグIDを利用してマーカDB185Mを参照すれば、その磁気マーカ10を特定でき、その敷設位置を取得できる。そして、作業車両5が検出した磁気マーカ10の敷設位置に基づけば、作業車両5の車両位置を高精度に特定できる。   In the work vehicle system 1, the RFID marker 15 is attached to the magnetic marker 10, whereby the magnetic marker 10 detected by the work vehicle 5 can be specified. In the marker DB 185M, the laying position of each magnetic marker 10 is managed in a state where tag IDs are linked. When the work vehicle 5 detects the magnetic marker 10, by referring to the marker DB 185M using the tag ID received at the same time, the magnetic marker 10 can be specified, and its laying position can be acquired. Then, based on the laying position of the magnetic marker 10 detected by the work vehicle 5, the vehicle position of the work vehicle 5 can be specified with high accuracy.

特に、本例の構成では、磁気マーカ10の上面の中央近くにRFIDタグ15が取り付けられている。そのため、磁気マーカ10に対する作業車両5の進入方向によらず、磁気マーカ10を検出するタイミングと、RFIDタグ15と通信可能になるタイミングと、の時間的な相対関係がほぼ一定である。したがって、作業車両5が磁気マーカ10を検出したとき、その磁気マーカ10に付設されたRFIDタグ15と確実性高く通信できる。   In particular, in the configuration of this example, the RFID tag 15 is attached near the center of the top surface of the magnetic marker 10. For this reason, the temporal relative relationship between the timing at which the magnetic marker 10 is detected and the timing at which communication with the RFID tag 15 becomes possible is almost constant, regardless of the direction in which the work vehicle 5 enters the magnetic marker 10. Therefore, when the work vehicle 5 detects the magnetic marker 10, it can communicate with the RFID tag 15 attached to the magnetic marker 10 with high reliability.

また、作業車両システム1の構成を採用した場合、磁気マーカ10が目印となるので、作業車両5側でRFIDタグ15を探索して通信を実行する必要がない。この作業車両システム1では、タグリーダユニット34の電波が届く範囲を狭く設定できるので、隣り合う他の磁気マーカ10に付設されたRFIDタグ15との混信を回避できる。本例の構成では、2m間隔という比較的狭い間隔の格子状で磁気マーカ10が配置されるため、他の磁気マーカ10に付設されたRFIDタグ15との混信を回避できる効果は特に有効である。   Further, when the configuration of the work vehicle system 1 is adopted, the magnetic marker 10 serves as a mark, so that it is not necessary to search for the RFID tag 15 on the work vehicle 5 side and perform communication. In this work vehicle system 1, since the range in which the radio waves of the tag reader unit 34 reach can be set narrow, interference with the RFID tag 15 attached to another adjacent magnetic marker 10 can be avoided. In the configuration of this example, since the magnetic markers 10 are arranged in a lattice pattern with a relatively narrow interval of 2 m, the effect of avoiding interference with the RFID tags 15 attached to other magnetic markers 10 is particularly effective. .

このように作業車両システム1は、作業エリア1A内の作業車両5の位置を確実性高く特定可能なシステムであり、作業エリア1A内を移動する作業車両5の管理や制御等を確実性高く実行できる。この作業車両システム1は、GPS電波等の受信を前提とせずに作業車両5の車両位置を特定できる。そのため、例えば屋内や飛行機の下などGPS電波が不安定になる場所や、作為的にGPSの精度が抑えられることがある空港などの施設においても、車両位置の特定精度が影響を受けることがない。作業車両システム1が特定する車両位置を利用すれば、作業車両5の所在を精度高く管理でき、確実な遠隔制御を実現できる。   As described above, the work vehicle system 1 is a system that can identify the position of the work vehicle 5 in the work area 1A with high reliability, and performs management, control, and the like of the work vehicle 5 that moves in the work area 1A with high reliability. it can. The work vehicle system 1 can specify the vehicle position of the work vehicle 5 without assuming reception of GPS radio waves or the like. Therefore, for example, in places where GPS radio waves become unstable, such as indoors or under airplanes, or in facilities such as airports where GPS accuracy can be intentionally suppressed, the accuracy of specifying the vehicle position is not affected. . If the vehicle position specified by the work vehicle system 1 is used, the location of the work vehicle 5 can be managed with high accuracy, and reliable remote control can be realized.

なお、本例では、磁気マーカ10の上面に、シート状のRFIDタグ15を取り付けた構成を例示しているが、磁気マーカ10とRFIDタグ15とが一体をなしている構成は必須ではない。磁気マーカ10とRFIDタグ15とが同じ位置に配置されていれば良く、磁気マーカ10の鉛直方向上方、あるいは下方にRFIDタグ15が配置されていても良い。   In this example, the configuration in which the sheet-like RFID tag 15 is attached to the upper surface of the magnetic marker 10 is illustrated, but the configuration in which the magnetic marker 10 and the RFID tag 15 are integrated is not essential. The magnetic marker 10 and the RFID tag 15 may be disposed at the same position, and the RFID tag 15 may be disposed above or below the magnetic marker 10 in the vertical direction.

また、本例では、作業車両5の経由地や目的地などを含む作業内容について、例えばキーボードやマウスやディスプレイ等の入力機器を利用して作業オペレータが入力する構成を例示している。飛行機の離発着情報を入力した処理装置が、例えば人工知能的な処理により必要な作業を決定し、その決定内容に応じて各作業車両5の作業内容を決定することも良い。   Further, in this example, the configuration in which the work operator inputs the work content including the waypoint and the destination of the work vehicle 5 by using input devices such as a keyboard, a mouse, and a display is illustrated. It is also possible for the processing device to which the airplane takeoff / arrival information is input to determine the necessary work by, for example, artificial intelligence processing, and to determine the work content of each work vehicle 5 according to the determined content.

本例では、全ての磁気マーカ10にRFIDタグ15が付設された構成を例示している。これに代えて、一部の磁気マーカ10にRFIDタグ15を付設することも良い。RFIDタグ15が付設された磁気マーカ10を検出したときには、タグIDを利用してその磁気マーカ10の敷設位置を取得できる。この磁気マーカ10を通過した後は、この磁気マーカ10の敷設位置を基準位置として、IMU22による計測値に基づく相対位置を加算して作業車両5の車両位置を推定的に特定すると良い。RFIDタグ15なしの磁気マーカ10を新たに検出したときには、マーカDB185Mを参照し、推定した車両位置に最も近い敷設位置を探索することで磁気マーカ10を特定すると良い。検出した磁気マーカ10を特定できれば、タグIDを取得できた場合と同様に、磁気マーカ10の敷設位置に基づいて車両位置を高精度に特定できる。   In this example, a configuration in which RFID tags 15 are attached to all the magnetic markers 10 is illustrated. Instead of this, the RFID tag 15 may be attached to some of the magnetic markers 10. When the magnetic marker 10 provided with the RFID tag 15 is detected, the laying position of the magnetic marker 10 can be acquired using the tag ID. After passing through the magnetic marker 10, the vehicle position of the work vehicle 5 may be speculatively specified by adding the relative position based on the measurement value by the IMU 22 using the laying position of the magnetic marker 10 as a reference position. When the magnetic marker 10 without the RFID tag 15 is newly detected, the magnetic marker 10 may be specified by referring to the marker DB 185M and searching for the laying position closest to the estimated vehicle position. If the detected magnetic marker 10 can be specified, the vehicle position can be specified with high accuracy based on the laying position of the magnetic marker 10 as in the case where the tag ID can be acquired.

本例では、サーバ装置18が遠隔制御部(制御部)を有し、複数の作業車両5を遠隔制御する構成を例示している。これに代えて、自動走行により車両を移動させるための制御部を各作業車両5が備えていることも良い。車両側に制御部を設ければ、各作業車両5が車両位置の特定を繰り返しながら自律的に自動走行する構成や、サーバ装置18が特定した車両位置を各作業車両5が取得し、その車両位置に基づいて自律的に自動走行する構成等を採用できる。   In this example, the server apparatus 18 has a remote control part (control part), and has illustrated the structure which controls the some work vehicle 5 remotely. Instead, each work vehicle 5 may include a control unit for moving the vehicle by automatic traveling. If the control unit is provided on the vehicle side, each work vehicle 5 acquires the configuration in which each work vehicle 5 autonomously travels autonomously while repeatedly specifying the vehicle position, and the vehicle position specified by the server device 18. A configuration that autonomously travels automatically based on the position can be employed.

他の車両から情報を取得する他車情報取得部として、車々間通信を実行する車々間通信ユニットを各作業車両5に設けることも良い。他の車両の絶対位置あるいは相対位置を表す情報を含む他車両情報を取得できれば、各作業車両5が互いの位置の情報を交換することで、衝突を回避しながら移動できるようになる。また、例えばレーザレーダやミリ波レーダや音波レーダ等の測距センサ等を他車情報取得部として採用しても良い。測距センサ等を利用すれば、他の車両との相対位置を表す情報を他車両情報として取得できる。
さらに、車々間通信を利用すれば、他の車両が移動しようとする経路、他の車両の移動情報である速度や加速度や操舵角などの情報を含む他車両情報を取得できる。これらの他車両情報を取得できれば、進路の譲り合いなどを含めて各作業車両5が一層効率良く移動できるようになる。
As another vehicle information acquisition unit that acquires information from other vehicles, an inter-vehicle communication unit that performs inter-vehicle communication may be provided in each work vehicle 5. If other vehicle information including information indicating the absolute position or relative position of another vehicle can be acquired, each work vehicle 5 can move while avoiding a collision by exchanging information on each other's position. Further, for example, a distance measuring sensor such as a laser radar, a millimeter wave radar, or a sound wave radar may be employed as the other vehicle information acquisition unit. If a distance measuring sensor or the like is used, information representing a relative position with other vehicles can be acquired as other vehicle information.
Furthermore, if the inter-vehicle communication is used, it is possible to acquire other vehicle information including information such as a route on which the other vehicle is moving, and information such as speed, acceleration, and steering angle, which are movement information of the other vehicle. If these other vehicle information can be acquired, each work vehicle 5 can move more efficiently including the transfer of courses.

RFIDタグ15のタグIDを紐付けて磁気マーカ10の敷設位置が管理されるマーカDB185Mをサーバ装置18側に設けた構成を例示したが、各作業車両5がマーカDB185Mを備えている構成であっても良い。各作業車両5がマーカDBを備える構成であれば、サーバ装置18からの情報に依存することなく各作業車両5が車両位置を特定できるようになる。加えて自動走行のための上記の制御部を各作業車両5が備えていれば、サーバ装置18からの制御に依存することなく自動走行できるようになる。このように各作業車両5が自律的な自動走行が可能な構成の場合についても、各作業車両5が車両位置をサーバ装置18に送信するように構成すると良い。この場合には、サーバ装置18側で各作業車両5の車両位置の管理が可能となる。サーバ装置18が各作業車両5の車両位置を管理していれば、例えば、各作業車両5の移動経路の設定などを実行でき、複数の作業車両5全体として作業の効率を向上できる。   The configuration in which the marker DB 185M that links the tag ID of the RFID tag 15 and manages the laying position of the magnetic marker 10 is provided on the server device 18 side is illustrated. However, each work vehicle 5 has a marker DB 185M. May be. If each work vehicle 5 includes the marker DB, each work vehicle 5 can specify the vehicle position without depending on information from the server device 18. In addition, if each work vehicle 5 includes the above-described control unit for automatic traveling, automatic traveling can be performed without depending on the control from the server device 18. As described above, even when each work vehicle 5 is configured to be able to autonomously travel automatically, the work vehicle 5 may be configured to transmit the vehicle position to the server device 18. In this case, the server position of each work vehicle 5 can be managed on the server device 18 side. If the server device 18 manages the vehicle position of each work vehicle 5, for example, setting of the movement route of each work vehicle 5 can be executed, and the work efficiency of the plurality of work vehicles 5 as a whole can be improved.

さらに、本例の作業車両システム1における各作業車両5の車両位置を特定する構成は、作業車両5を遠隔制御あるいは自律制御により自動走行させるシステムばかりでなく、作業者が運転する作業車両5の位置をサーバ装置側で高精度に管理するためのシステムに対しても有用である。   Furthermore, the configuration for specifying the vehicle position of each work vehicle 5 in the work vehicle system 1 of this example is not only a system for automatically driving the work vehicle 5 by remote control or autonomous control, but also the work vehicle 5 driven by the operator. This is also useful for a system for managing the position with high accuracy on the server device side.

本例の作業車両システム1の構成は、港湾のコンテナヤードなどで使用される作業車両など、2次元的なエリア内を自由度高く移動する車両の位置の管理や制御等に有効である。
また、本例では、RFIDタグ15の固有情報であるタグIDをタグ情報として例示しているが、磁気マーカ10の敷設位置を表す情報等をタグ情報に含めることも良い。磁気マーカの格子状配置における敷設番地をタグ情報に含めることも良い。この場合には、作業エリア1Aの形状や、磁気マーカの配置や、施設の位置、駐機場所、などの情報を含むマップ情報を記憶するマップデータベースを車両側に設けると良い。
The configuration of the work vehicle system 1 of this example is effective for management and control of the position of a vehicle that moves in a two-dimensional area with a high degree of freedom, such as a work vehicle used in a container yard of a port.
Moreover, in this example, tag ID which is the specific information of the RFID tag 15 is illustrated as tag information, but information indicating the laying position of the magnetic marker 10 or the like may be included in the tag information. The laying address in the lattice arrangement of the magnetic markers may be included in the tag information. In this case, a map database that stores map information including information such as the shape of the work area 1A, the arrangement of the magnetic markers, the position of the facility, and the parking place is preferably provided on the vehicle side.

以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して前記具体例を多様に変形、変更あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。   As described above, specific examples of the present invention have been described in detail as in the embodiments. However, these specific examples merely disclose an example of the technology included in the scope of claims. Needless to say, the scope of the claims should not be construed as limited by the configuration, numerical values, or the like of the specific examples. The scope of the claims includes techniques in which the specific examples are variously modified, changed, or appropriately combined using known techniques and knowledge of those skilled in the art.

1 作業車両システム(車両用システム)
1A 作業エリア(走行エリア)
1R 経路
10 磁気マーカ
15 RFIDタグ(無線タグ)
18 サーバ装置(位置特定部、位置推定部、制御部)
185M マーカデータベース(マーカDB)
2 検出ユニット
21 センサアレイ(磁気検出部)
212 検出処理回路
22 IMU
221 2軸磁気センサ(方位特定部)
32 制御ユニット
34 タグリーダユニット
5 作業車両(車両)
61 車両ECU(制御部)
1 Work vehicle system (vehicle system)
1A Work area (travel area)
1R path 10 magnetic marker 15 RFID tag (wireless tag)
18 Server device (position specifying part, position estimating part, control part)
185M Marker database (Marker DB)
2 Detection unit 21 Sensor array (Magnetic detection part)
212 Detection processing circuit 22 IMU
221 Two-axis magnetic sensor (azimuth specifying part)
32 Control unit 34 Tag reader unit 5 Work vehicle (vehicle)
61 Vehicle ECU (control unit)

Claims (7)

走行エリア内を移動する車両用のシステムであって、
走行エリアに配置された複数の磁気マーカと、
無線通信により固有のタグ情報を外部出力する複数の無線タグと、
前記磁気マーカを検出する検出ユニット、及び前記無線タグが外部出力するタグ情報を取得するタグリーダユニットを備える車両と、
車両が取得したタグ情報を利用して車両が検出した磁気マーカを特定することにより走行エリアにおける車両位置を特定する位置特定部と、を含み、
前記複数の磁気マーカのうちの少なくとも一部の磁気マーカに対して、前記無線タグが一対一に対応するように同じ位置に配置されている車両用システム。
A system for a vehicle moving in a driving area,
A plurality of magnetic markers arranged in the traveling area;
A plurality of wireless tags for outputting unique tag information to the outside by wireless communication;
A vehicle including a detection unit for detecting the magnetic marker, and a tag reader unit for acquiring tag information output from the wireless tag externally;
A position specifying unit that specifies the vehicle position in the travel area by specifying the magnetic marker detected by the vehicle using the tag information acquired by the vehicle,
A vehicle system in which the wireless tag is disposed at the same position so as to correspond one-to-one with respect to at least some of the plurality of magnetic markers.
請求項1において、前記タグ情報を紐付けて前記磁気マーカの位置を表す位置情報を記憶するマーカデータベースを含み、前記位置特定部は、該マーカデータベースの記憶情報を参照して車両位置を特定する車両用システム。   2. The marker database according to claim 1, further comprising a marker database that stores the position information that represents the position of the magnetic marker by linking the tag information, and the position specifying unit specifies a vehicle position with reference to the storage information of the marker database. Vehicle system. 請求項1または2において、車両が備える検出ユニットは、検出した磁気マーカに対する車両の横ずれ量を計測可能である車両用システム。   3. The vehicle system according to claim 1 or 2, wherein the detection unit provided in the vehicle can measure a lateral shift amount of the vehicle with respect to the detected magnetic marker. 請求項1〜3のいずれか1項において、車両が通過した位置を基準として車両の移動先の相対的な位置を推定する位置推定部を含む車両用システム。   The vehicle system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a position estimating unit that estimates a relative position of a destination of the vehicle with reference to a position through which the vehicle has passed. 請求項1〜4のいずれか1項において、自動走行により前記車両を移動させる制御部を含む車両用システム。   The system for vehicles in any one of Claims 1-4 containing the control part which moves the said vehicle by automatic driving | running | working. 請求項5において、車両は、前記制御部を備えているほか、他の車両の絶対位置あるいは相対位置を表す情報を含む他車両情報を取得する他車情報取得部と、を備えており、
前記他車情報取得部は、前記他車両情報を前記制御部に入力する車両用システム。
In claim 5, the vehicle includes the control unit, and further includes an other vehicle information acquisition unit that acquires other vehicle information including information indicating an absolute position or a relative position of the other vehicle,
The other vehicle information acquisition unit is a vehicle system that inputs the other vehicle information to the control unit.
請求項6において、前記他車情報取得部は、他の車両との間の無線通信である車々間通信によって前記他車両情報を取得する車両用システム。   The vehicle system according to claim 6, wherein the other vehicle information acquisition unit acquires the other vehicle information through vehicle-to-vehicle communication that is wireless communication with another vehicle.
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