JP3863012B2

JP3863012B2 - 衝突回避システム

Info

Publication number: JP3863012B2
Application number: JP2001367751A
Authority: JP
Inventors: 坂井　　正善; 隆晴石毛; 白井　　稔人
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP2003168199A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の移動体と地上装置間で移動体情報を通信して移動体間の衝突を回避する衝突回避システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、コンテナが予め決められた場所に山積みされた物流基地等では、交差路の見通しが悪く、移動体間の出会い頭の衝突が発生し易い。
このような移動体間の出会い頭の衝突を回避する方法としては、移動体の走行状態を管理する管理装置を地上側に設け、各移動体に、自身の位置を検出する位置検出手段（例えばＧＰＳ装置等）を搭載し、各移動体から地上側管理装置に移動体位置等の移動体情報を送信することにより、管理装置側で各移動体の位置を把握して衝突の可能性があるか否かを判断し、この判断情報を各移動体に送信するような衝突回避システムが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようなシステムでは、地上側の管理装置は複数の移動体と交信するので、管理装置側で受信した情報がどの移動体からの情報かを識別する必要がある。このために、従来では、各移動体に情報識別用の固有のＩＤを設定し、このＩＤを送信情報に付加して送信することにより、どの移動体からの送信情報かを識別するのが一般的である。
【０００４】
しかし、このような識別方法では、この種の衝突回避システムを運用する際に、全ての移動体に対して固有のＩＤを設定する必要がある。また、故障により搭載装置を交換する際も、交換の度にＩＤの初期設定作業が必要になり、面倒である。更には、地上側の管理装置において、各移動体から送信される位置情報（例えば位置座標データ）に基づいて、移動体位置を走行路の地図データ上の位置に置き換え、衝突の可能性のある移動体を特定するデータ処理が必要であり、管理する移動体数が増えると地上側管理装置のデータ処理の負担が大きくなるという問題がある。
【０００５】
尚、移動体間の出会い頭の衝突を回避する技術として、電磁波の回折を用いて交差点に接近する移動体間で情報通信を行い、各移動体が他の移動体の存在を互いに確認することにより、衝突を回避するような技術が提案されている(「車々間通信を用いた交通事故防止システム」EMC，No.146，2000年6月号参照)。
しかし、上述の技術は、回折による減衰が大きくエネルギー消費の点で効率が悪い。また、移動体に搭載した通信手段が故障により通信不能となった場合、移動体を管理する方法がない等の問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、移動体に対して固有のＩＤを設定する必要がなく、運用上使い勝ってのよい衝突回避システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、複数の移動体と地上装置間で移動体情報を通信して移動体間の衝突を回避する衝突回避システムであって、移動体の走行管理領域を複数のブロックに分割し、各ブロックに互いに異なる位置ＩＤを割り当てる一方、前記地上装置は、全ての位置ＩＤを送信し、返信情報に移動体からの移動体情報が存在するとき前記移動体情報の付加されている位置ＩＤに基づいて前記移動体が存在するブロック位置を識別し、前記返信情報受信後に前記全ての位置ＩＤの前記返信情報を全ての移動体に対して送信する構成を備え、前記移動体は、前記地上装置と通信可能な車載装置を備え、該車載装置は、自身が存在する前記ブロックを示す位置ＩＤを受信すると当該位置ＩＤに自身の移動体情報を付加して前記地上装置側へ返信し、前記地上装置から送信される前記全ての位置ＩＤの前記返信情報を受信すると当該返信情報の移動体情報の付加されている位置ＩＤに基づいて他の移動体が存在するブロックを識別して衝突可能性を判断する構成を備える構成とした。
【０００８】
かかる構成では、地上装置側は、複数のブロックに分割された移動体走行管理領域の各ブロックに割り当てられた全ての位置ＩＤを送信し各位置ＩＤの返信情報を受信する。返信情報に移動体情報が存在するときは、移動体情報の付加されている位置ＩＤに基づいて移動体が存在するブロックを特定する。移動体の車載装置側では、地上装置から送信された位置ＩＤ情報に対して自身が存在するブロックの位置ＩＤを受信するとその位置ＩＤに自身の移動体情報を付加して地上装置側へ返信し、前記地上装置から送信される全ての位置ＩＤの返信情報を受信して移動体情報の付加されている位置ＩＤに基づいて他の移動体が存在するブロックを特定し衝突可能性を判断する。そして、移動体の移動に伴ってその移動体の位置ＩＤは変化し、この位置ＩＤが移動体の位置を示すことになる。これにより、各移動体に固有のＩＤを設定しなくとも、位置ＩＤによりどの移動体の移動体情報かが識別できるようになる。
【０００９】
請求項２のように、前記車載装置は、自身の位置するブロックの位置ＩＤに付加して前記地上装置側へ送信した移動体情報と前記地上装置から送信される前記返信情報の自身の位置ＩＤに付加された移動体情報とを比較し、不一致のときに通信異常と判定する構成とするとよい。
【００１０】
かかる構成のように、地上装置が、移動体から送信された移動体情報を移動体側に返信することで、移動体側において通信機能の正常／異常を判定できるようになる。
請求項３のように、前記車載装置は、前記走行管理領域の各ブロックに割り当てられた全ての位置ＩＤの位置関係を示す地図データを有し、前記地図データに基づいて自身と衝突の可能性のある位置ＩＤを特定し、前記地上装置から送信される前記返信情報の前記特定した位置ＩＤに移動体情報が付加されているとき、衝突対象の移動体有りと判定する構成とするとよい。
【００１１】
かかる構成では、各移動体側が地図データに基づいて他の移動体との衝突可能性を判断するようになるので、地上装置のデータ処理負担が軽減されるようになる。
請求項４のように、前記移動体情報は、移動体の速度、走行方向の情報を含む構成とするとよい。
【００１２】
この場合、例えば他の移動体が停止状態か走行状態かにより、また、移動体が交差点に向かっているのかそうでないかにより、それぞれ衝突の危険度は異なり、衝突の危険度が低い状態であれば、そのまま走行できるので、移動体の走行を効率良く管理できるようになる。
請求項５の発明では、前記地上装置は、前記走行管理領域の各ブロックに割り当てられた全ての位置ＩＤの位置関係を示す地図データを有し、前記地図データに基づいて互いに交差する走行路のいずれか一方の走行路に割り当てられた位置ＩＤに進行指令情報を付加し、他方の走行路に割り当てられた位置ＩＤに停止指令情報を付加して前記返信情報を送信し、前記車載装置は、前記返信情報を受信し自身が位置する位置ＩＤに前記進行指令情報が付加されているときは、前記互いの走行路の交差点進入制御指令を徐行とし、前記停止指令情報が付加されているときは、前記交差点進入制御指令を走行停止とする構成とした。
【００１３】
かかる構成では、互いに交差する走行路の交差点での移動体の衝突を確実に回避できるようになる。
請求項６のように、前記地上装置は、移動体の前記車載装置からの通信が停止したとき、通信停止以前に受信された移動体情報に基づいて、移動体が存在する可能性のある走行領域の少なくとも交差点領域に割り当てられた位置ＩＤに警告情報を付加して前記返信情報を送信する構成とするとよい。
【００１４】
かかる構成では、移動体と地上装置間の通信機能が停止した場合における移動体の安全性を確保できるようになる。
請求項７のように、前記地上装置は、前方の交差点領域を含めてその間に存在する走行領域に割り当てられた全ての位置ＩＤに警告情報を付加して前記返信情報を送信する構成とすれば、移動体と地上装置間の通信機能が停止した場合の移動体の安全性をより一層向上できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る衝突回避システムの一実施形態を示す全体構成図で、コンテナが予め決められた場所に山積みされ、移動体が決められた走行路を走行するような物流基地に適用した例を示す。
【００１７】
図１において、物流基地内において、移動体の走行を管理する走行管理領域１を、図示のように周囲と仕切って設定する。走行管理領域１内のコンテナ載置場所２を囲むようにして走行路３が設けられる。走行路３は、図示の破線で示すように複数のブロックに細分化され、各ブロックに位置ＩＤ＃１〜＃５５が図示のように予め割り当てられている。
【００１８】
走行管理領域１の出入口４付近に、走行管理領域１内を走行する移動体５Ａ，５Ｂの走行を管理するための地上装置１０を設置する。一方、移動体５Ａ，５Ｂには、地上装置１と通信するための車載装置２０（図３参照）が搭載される。
前記地上装置１０は、図２に示すように、情報を送受信するための送受信器１１と、走行路３の各ブロックの位置関係、言い換えれば位置ＩＤの位置関係を示す地図データを記憶する地図データ記憶部１２と、各移動体５Ａ，５Ｂから送信される移動体情報を記憶する移動体情報記憶部１３と、地図データ記憶部１２及び移動体情報記憶部１３の記憶データに基づいて移動体５Ａ，５Ｂの走行を管理するためのデータ処理を行う処理装置１４とを備える。
【００１９】
前記車載装置２０は、図３に示すように、情報を送受信するための送受信部である送受信器２１と、移動体自身の位置を検出する位置検出部である例えばＧＰＳ装置２２と、車速を検出する車速センサ２３と、走行路３の各ブロックの位置データをその位置ＩＤと対応させた変換テーブル及び地上装置１０側と同様の地図データを記憶するデータ記憶部２４と、ＧＰＳ装置２２から入力する検出位置データを変換テーブルを用いて位置ＩＤに変換処理すると共に、地上装置１０との通信により得られた情報に基づいて通信機能の異常判定や衝突可能性の有無等の判定処理等を行う処理装置２５とを備える。ここで、前記データ記憶部２４及び処理装置２５で位置ＩＤ変換部が構成される。
【００２０】
そして、地上装置１０と車載装置２０間で情報通信する際には、各ブロックを示す位置ＩＤを情報識別用のＩＤとして送信情報に付加して通信を行う。
次に、本実施形態による移動体の走行管理動作について説明する。
地上装置１０は、例えば時分割通信方式（ＴＤＭＡ）により各位置ＩＤ＃１〜＃５５に返信要求信号ａを付加してその番号順に順次送信して各移動体の呼び出しを行う。この場合、移動体側から返信される移動体情報が受信できるように情報受信分の時間間隔を設けて間欠的に位置ＩＤを送信する。図１の場合では、位置ＩＤ＃３８と＃４９の各ブロックに移動体５Ａ，５Ｂが存在するので、地上装置１０からの位置ＩＤ＃１〜＃５５に対する呼び出しに対して、移動体側からの応答情報は、図４に示すように位置ＩＤ＃３８と＃４９に移動体情報が付加されて返信される。図中の破線は応答する移動体が存在せず移動体からの返信データがないことを示している。
【００２１】
また、地上装置１０は、移動体呼び出しのための位置ＩＤ＃１〜＃５５の送信が終了し、図４のような移動体側からの返信情報を受信した後、再度番号順に全ての位置ＩＤ＃１〜＃５５についてその受信情報を移動体側にブロードキャストする。このブロ−ドキャストの際に、前記返信要求信号に応答して図４のように移動体側から送信された移動体情報があれば、その移動体情報をその位置ＩＤに付加して送信する。受信情報がなければ例えば移動体情報がないことを示す情報等をその位置ＩＤに付加して送信する。移動体側からの返信情報が図４のような場合は、地上装置１０から、図５に示すように位置ＩＤ＃３８と＃４９に移動体情報が付加された状態でブロードキャストされる。また、受信情報をブロードキャストする際に、互いに交差する走行路の一方の各ブッロクの位置ＩＤに進行許可指令情報を付加し、他方の走行路の各ブロックの位置ＩＤに停止指令を付加する。例えば、図１で位置ＩＤ＃４０の交差点ブロックで交差する一方の走行路のブロックは位置ＩＤ＃３７〜＃３９と位置ＩＤ＃４１〜＃４３、他方の走行路のブロックは位置ＩＤ＃４８〜＃４９と位置ＩＤ＃５０〜＃５１である。この場合、例えば位置ＩＤ＃３７〜＃３９と位置ＩＤ＃４１〜＃４３に位置ＩＤ＃４０の交差点ブロックへの進入を許可する進行指令情報を付加し、位置ＩＤ＃４８〜＃４９と位置ＩＤ＃５０〜＃５１に位置ＩＤ＃４０の交差点ブロックへの進入を禁止する停止指令情報を付加して送信するようにする。
【００２２】
地上装置１０は、上述の返信要求信号の送信動作と受信した移動体情報の送信動作を交互に繰り返す。
一方、移動体側では、以下のように動作する。
走行管理領域１内の走行路３を走行する移動体５Ａ，５Ｂの各車載装置２０の処理装置２５は、図６のフローチャートに示すように、ＧＰＳ装置２２で検出される位置座標データを読込み（ステップ１、図中Ｓ１と記し、以下同様とする。）、データ記憶部２４に記憶されている変換テーブルを用いて読込んだ位置座標データを位置ＩＤに変換する（ステップ２）。また、地図データに基づいて現在自身が位置するブロックに対して衝突の可能性のあるブロックの位置ＩＤを特定してリストを作成する（ステップ３）。
【００２３】
例えば、図１のように、位置ＩＤ＃３８と＃４９に移動体５Ａ、５Ｂが存在し、それぞれ位置ＩＤ＃４０の交差点ブロック方向に走行しているとする。この場合、位置ＩＤ＃３８のブロックの移動体５Ａは、自身の走行路と交差する走行路の位置ＩＤ＃４９と＃５０のブロックの移動体と衝突する可能性がある。逆に、位置ＩＤ＃４９のブロックの移動体５Ｂは、自身の走行路と交差する走行路の位置ＩＤ＃３９と＃４１のブロックの移動体と衝突する可能性がある。従って、移動体５Ａでは、衝突の可能性のある位置ＩＤとして＃４９、＃５０を特定することになり、移動体５Ｂでは、衝突の可能性のある位置ＩＤとして＃３９、＃４１を特定することになる。
【００２４】
各移動体の処理装置２５は、図６の動作をＧＰＳ装置２２の位置データ検出周期で繰り返し実行している。
処理装置２５は、地上装置１０との情報通信に基づいて図７のフローチャートに示す動作を実行する。尚、以下では、図１の位置ＩＤ＃３８に存在する移動体５Ａの処理装置２５の動作を例に説明する。
【００２５】
ステップ１１では、ステップ２で変換した自身の位置ＩＤ＃３８が付加された返信要求信号ａを受信したか否かを判定し、受信すればステップ１２に進む。
ステップ１２では、移動体情報として現在の速度及び走行方向の各データを位置ＩＤ＃３８に付加して送信する。
ステップ１３では、地上装置１０からブロードキャストされた図５の送信情報に基づいて、自身の位置ＩＤ＃３８、ステップ３で作成したリストの位置ＩＤ＃４９、＃５０を受信したか否かを判定し、位置ＩＤ＃３８を受信すればステップ１４に進み、位置ＩＤ＃４９、＃５０を受信すればステップ１７に進む。
【００２６】
ステップ１４では、受信した位置ＩＤ＃３８に付加されている移動体情報に関するデータとステップ１２で自身が送信した移動体情報に関するデータが一致しているか否かを判定する。一致していればステップ１５に進み、通信機能正常の判定出力を出力し、不一致の場合はステップ１６に進み、通信機能異常の判定出力を出力する。通信機能異常判定出力が出力された場合は、この出力に基づいて図示しない制御装置により走行停止制御が実行される。これにより、移動体側で地上装置１０との間の通信状態の正常／異常をチェックできると共に、通信状態が異常のときの安全性を向上できる。
【００２７】
位置ＩＤ＃４９、＃５０を受信してステップ１７に進んだ場合は、位置ＩＤ＃４９、＃５０に付加されているデータを読込む。
ステップ１８では、読込んだ各位置ＩＤ＃４９、＃５０にそれぞれ移動体情報が付加されているか否かにより各ブロックに移動体が存在するか否かを判定する。図１の場合、位置ＩＤ＃４９のブロックに移動体５Ｂが存在するので、位置ＩＤ＃４９には移動体５Ｂからの移動体情報が付加されている。従って、ステップ１８では衝突対象有りと判定し、ステップ１９に進む。
【００２８】
ステップ１９では、自身の存在するブロックが属する走行路側が、位置ＩＤ＃４０の交差点ブロックに対して進行許可になっているか進行禁止になっているかに応じて自身の交差点進入制御指令を発生する。位置ＩＤ＃３７〜＃３９と位置ＩＤ＃４１〜＃４３に進行指令情報が送信されており、位置ＩＤ＃４８〜＃４９と位置ＩＤ＃５０〜＃５１に停止指令情報が送信されていれば、移動体５Ａ側では徐行指令を発生し、移動体５Ｂ側では走行の停止指令を発生する。指令情報が逆の場合は、移動体５Ａ側では走行停止指令を発生し、移動体５Ｂ側では徐行指令を発生する。これにより、移動体５Ａと５Ｂの出会い頭の衝突を回避できる。
【００２９】
また、地上装置１０は、それまで移動体情報を受信していた例えば移動体５Ａと所定時間通信不能になった場合、移動体５Ａの通信機能故障と判断し、移動体情報記憶部１３に記憶されている通信不能以前の移動体５Ａの速度及び走行方向情報に基づいて、移動体５Ａが存在する可能性のあるブロックを推定する。この場合、移動体５Ａが存在する可能性のあるブロックとして位置ＩＤ＃３９、＃４０を推定する。そして、図５に示すように受信情報を移動体側にブロードキャストする際に、両ブロックの位置ＩＤ＃３９、＃４０に警告を示す情報を付加する。これにより、位置ＩＤ＃４９のブロックの移動体５Ｂは、位置ＩＤ＃３９、＃４０の警告情報を受信して、位置ＩＤ＃３９或いは位置ＩＤ＃４０のブロックに通信不能になった移動体５Ａが存在することを位置ＩＤ＃４０の交差点ブロックに進入する以前に知ることができ、未然に衝突を回避できる。尚、出会い頭の衝突が生じる交差点ブロックの位置ＩＤ＃４０だけに警告情報を付加するようにしてもよい。
【００３０】
以上のように、移動体が走行する走行路を複数のブロックに細分化し、各ブロックに位置ＩＤを割り当て、各移動体が存在するブロックの位置ＩＤを情報識別用のＩＤとして用いて移動体−地上間で情報を通信することにより、各移動体に固有のＩＤを設定することなく情報の識別が可能となる。従って、移動体の搭載装置を交換する場合でも、ＩＤの初期設定作業をしなくて済み、システムの運用上の使い勝ってがよい。また、各移動体側で衝突可能性の有無等の判断処理が可能であるので、地上装置１０側のデータ処理作業を簡素化でき、地上装置１０の負担が軽減できる。
【００３１】
尚、移動体の走行管理領域が本実施形態のように制限される場合には、走行管理領域を本実施形態のように周囲と仕切って出入口を設け、移動体が走行管理領域内に進入する以前に移動体の送受信機能をチェックして、送受信機能が正常な移動体のみ走行管理領域への進入を許可する構成とするとよい。
本発明のシステムは、物流基地内の移動体走行だけでなく、工場内の移動体走行、鉄道車両の走行、通常道路における移動体走行等の管理にも適用できることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、各移動体位置を位置ＩＤで特定できるので、その位置ＩＤを移動体情報識別用ＩＤとして用いて地上側と通信することにより移動体情報の識別が可能となる。従って、各移動体の搭載装置に固有のＩＤを設定する必要がなくなり、ＩＤ設定の手間が省ける。
【００３３】
また、移動体側で通信機能の正常／異常の判定や衝突可能性の判定等を行うことにより、地上装置側のデータ処理の負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す全体構成図
【図２】同上実施形態の地上装置の構成図
【図３】同上実施形態の車載装置の構成図
【図４】移動体側からの情報送信形態の一例を示す図
【図５】地上装置側からの情報送信形態の一例を示す図
【図６】移動体の処理装置の動作を説明するフローチャート
【図７】地上装置との通信に基づく移動体の処理装置の動作を説明するフローチャート
【符号の説明】
１走行管理領域
３走行路
５Ａ，５Ｂ移動体
１０地上装置
２０車載装置
２１送受信器
２２ＧＰＳ装置
２４データ記憶部
２５処理装置
＃１〜Ｗ５５位置ＩＤ

Claims

複数の移動体と地上装置間で移動体情報を通信して移動体間の衝突を回避する衝突回避システムであって、
移動体の走行管理領域を複数のブロックに分割し、各ブロックに互いに異なる位置ＩＤを割り当てる一方、
前記地上装置は、全ての位置ＩＤを送信し、返信情報に移動体からの移動体情報が存在するとき前記移動体情報の付加されている位置ＩＤに基づいて前記移動体が存在するブロック位置を識別し、前記返信情報受信後に前記全ての位置ＩＤの前記返信情報を全ての移動体に対して送信する構成を備え、
前記移動体は、前記地上装置と通信可能な車載装置を備え、該車載装置は、自身が存在する前記ブロックを示す位置ＩＤを受信すると当該位置ＩＤに自身の移動体情報を付加して前記地上装置側へ返信し、前記地上装置から送信される前記全ての位置ＩＤの前記返信情報を受信すると当該返信情報の移動体情報の付加されている位置ＩＤに基づいて他の移動体が存在するブロックを識別して衝突可能性を判断する構成を備えることを特徴とする衝突回避システム。
前記車載装置は、自身の位置するブロックの位置ＩＤに付加して前記地上装置側へ送信した移動体情報と前記地上装置から送信される前記返信情報の自身の位置ＩＤに付加された移動体情報とを比較し、不一致のときに通信異常と判定する構成とした請求項１に記載の衝突回避システム。
前記車載装置は、前記走行管理領域の各ブロックに割り当てられた全ての位置ＩＤの位置関係を示す地図データを有し、前記地図データに基づいて自身と衝突の可能性のある位置ＩＤを特定し、前記地上装置から送信される前記返信情報の前記特定した位置ＩＤに移動体情報が付加されているとき、衝突対象の移動体有りと判定する構成とした請求項１又は２に記載の衝突回避システム。
前記移動体情報は、移動体の速度、走行方向の情報を含む構成である請求項３に記載の衝突回避システム。
前記地上装置は、前記走行管理領域の各ブロックに割り当てられた全ての位置ＩＤの位置関係を示す地図データを有し、前記地図データに基づいて互いに交差する走行路のいずれか一方の走行路に割り当てられた位置ＩＤに進行指令情報を付加し、他方の走行路に割り当てられた位置ＩＤに停止指令情報を付加して前記返信情報を送信し、
前記車載装置は、前記返信情報を受信し自身が位置する位置ＩＤに前記進行指令情報が付加されているときは、前記互いの走行路の交差点進入制御指令を徐行とし、前記停止指令情報が付加されているときは、前記交差点進入制御指令を走行停止とする構成である請求項１〜４のいずれか１つに記載の衝突回避システム。
前記地上装置は、移動体の前記車載装置からの通信が停止したとき、通信停止以前に受信された移動体情報に基づいて、移動体が存在する可能性のある走行領域の少なくとも交差点領域に割り当てられた位置ＩＤに警告情報を付加して前記返信情報を送信する構成である請求項１〜５のいずれか１つに記載の衝突回避システム。
前記地上装置は、前方の交差点領域を含めてその間に存在する走行領域に割り当てられた全ての位置ＩＤに警告情報を付加して前記返信情報を送信する構成である請求項６に記載の衝突回避システム。