JPH0877490A - 車両自動運転化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熟練した作業員を必要とせず、特殊車両の車
庫入れの際に、可変経路の移動を可能にする車両自動運
転化システムを提供する。 【構成】 シミュレーション装置１に対して、車両固有
データやこの車両の初期位置、目的位置及び周辺地理デ
ータを含むシミュレーション用入力データ１１が入力さ
れ、シミュレーション装置１は、シミュレーション用入
力データ１１を基にして車両が目的位置まで移動するた
めの最適移動経路データであるシミュレーション結果出
力データ１２を作成する。このシミュレーション結果出
力データ１２は、上記車両の移動の際に、上記車両に搭
載される自動運転化装置部２１内部の車両制御装置２２
に読み込まれる。車両制御装置２２は、上記シミュレー
ション結果出力データ１２を基にして、速度制御部２
３、舵角制御部２４の制御を行ない、上記車両を目的位
置に向かって最適な移動経路で移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シミュレーション結
果に基づいて車両の移動を行なう車両自動運転化システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大型トレーラ等を初めとする特殊
車両の車庫入れの作業においては、上記特殊車両の運転
業務に熟練した作業員が、舵角の調整や目的位置の確認
を行ないながら、試行を繰り返して上記作業を実施して
いた。

【０００３】また、上記作業員以外による車両移動の方
法としては、路面上に磁性体類の物質を埋め込み、特殊
車両に上記磁性体の存在を検知するセンサを組み込ん
で、上記磁性体上をトレースさせるという車両自動運転
化システムがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】大型トレーラ等の特殊
車両を運転して車庫入れの移動作業を行なうことは、と
ても困難である。その理由としてまず第１に、上記特殊
車両の運転席からでは死角となる部分が多いということ
が挙げられる。即ち、運転席からは周囲の様々な位置に
存在し得る障害物を発見しにくいため、上記特殊車両と
障害物との接触や確認作業等により、作業時間の増大に
つながる。第２に、大型トレーラにおける牽引部とトレ
ーラ部との動きが異なることである。例えば、上記大型
トレーラを後退させながらハンドルを右に切ったとして
も、トレーラ部の位置によっては、このトレーラ部が左
方向に進むという現象等がある。上記した２つの理由に
よって特殊車両の車庫入れ作業は、運転業務に熟練した
作業員以外の人間が実施することは、困難を極めてい
た。また、上記運転業務に熟練した作業員であっても、
車庫の形状が変化すると、この変化に慣れるまでに数多
くの試行を繰り返す必要があった。

【０００５】また、上記したような、路面に磁性体類を
埋設し、特殊車両が上記路面上をトレースするような車
両自動運転化システムにおいては、特定の動きのみの固
定経路しか考慮されておらず、あらゆる動きに対応する
ようなものではない。

【０００６】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、熟練した作業員を必要とせず、無人状態で、どのよ
うな周囲状況や目的位置にも対応できる可変経路の移動
を可能にする車両自動運転化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】この発明は、車両固有の
データ、この車両の初期位置と目的位置及び周辺地理デ
ータから、上記車両が目的位置に移動するための最適移
動経路データを作成する最適移動経路データ作成手段
と、上記車両の速度を制御する速度制御手段と、上記車
両の舵角を制御する舵角制御手段と、上記最適移動経路
データ作成手段により作成された最適移動経路データを
基にして、上記速度制御手段と舵角制御手段とを制御す
る車両制御手段とを具備したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】車両における車庫入れ動作を開始する前の状態
において、上記車両の形状や大きさを表す車両固有のデ
ータと、上記車両の初期位置と目的位置、そして周辺地
理データが、最適移動経路データ作成手段に入力され
る。この手段は、上記車両が目的位置に到達するまでに
障害物との接触がないような最適移動経路データを作成
し、出力する。次に車庫入れ動作を開始する際に、上記
最適移動経路データは、車両制御手段に読み込まれる。
この車両制御手段は、速度制御手段と舵角制御手段とを
制御し、上記車両を上記最適移動経路データに従って初
期位置から目的位置に移動させる。

【０００９】上記のように、車庫入れ動作を開始する前
に車両の目的位置までの最適移動経路データを作成し、
この最適移動経路データに従って上記車両を移動させる
ことにより、作業員が上記車両を実際に運転して試行を
繰り返すことなく、目的位置に到達するまでの最も効率
的な自動運転を実現できる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１は、この発明の一実施例に係る車両自動
運転化システムの概念図である。図１において、１はシ
ミュレーション装置であり、例えばパーソナルコンピュ
ータ等の装置が用いられる。シミュレーション装置１
は、上記車両の固有データや車庫の形状、障害物等のデ
ータを基にして車両の現在位置から目的位置までの移動
を、車両及びタイヤが障害物に接触しないように少ない
切り返し回数で可能とする経路のデータ、即ち最適移動
経路データの作成手段として作用する。上記シミュレー
ション装置１からの出力結果は、外部媒体、即ちフロッ
ピーディスク２に保存される。このフロッピーディスク
２は、シミュレーション装置１から出力されたデータ
を、車両３に搭載され、この車両３の自動運転を実施す
る自動運転化装置部に受け渡しを行なうために用いられ
る。なお、フロッピーディスク２に保存された上記出力
結果は、上記自動運転化装置部においてそのまま使用で
きるデータ形式となっている。

【００１１】また、上記車両３は、牽引部４、トレーラ
部５から構成される大型トレーラである。図２は、この
発明の車両自動運転化システムの構成図である。

【００１２】図２に示すように、シミュレーション用入
力データ１１がシミュレーション装置１に入力される。
なお、上記シミュレーション用入力データ１１とは、以
下の（１）〜（４）の各要素を含むデータである。

【００１３】（１）車両固有データ…図１に示す車両３
の牽引部４とトレーラ部５の各々の大きさや形状、ま
た、車両３のハンドルの舵角によって牽引部４、トレー
ラ部５、そして車両３のタイヤの動きがどのように変化
するかを表すデータ。

【００１４】（２）車両初期位置データ…車両３が移動
を始める前の牽引部４、トレーラ部５の各々の位置座標
（牽引部４、トレーラ部５の四隅の座標）のデータ。 （３）車両目的位置データ…車両３の移動が終了した後
の牽引部４、トレーラ部５の各々の位置座標のデータ。

【００１５】（４）車庫周囲の障害物データ…車庫や道
路の形状、その他、車両３を移動する上で障害となる物
体を位置座標で表したデータ。なお、車庫入れ動作を行
なう際に、上記障害となる物体、例えば、車庫の壁や電
柱等の座標軸や原点は、上記（１）〜（３）の各データ
で共通していれば、任意に定められる。

【００１６】入力された上記シミュレーション用入力デ
ータ１１から、シミュレーション装置１は、車両３の初
期位置から目的位置までの最適移動経路を算出し、シミ
ュレーション結果出力データ１２として出力する。この
シミュレーション結果出力データ１２は、車庫入れの際
の車両３の移動時に自動運転化装置部２１に入力され
る。この入力には、図１示すフロッピーディスク２を用
いる。自動運転化装置部２１は、シミュレーション装置
１で算出された最適移動経路を基に、車両３を自動運転
する制御を行なう。また、自動運転化装置部２１は、車
両制御装置２２、速度制御手段である速度制御部２３、
舵角制御手段である舵角制御部２４によって構成され
る。自動運転化装置部２１に入力されたシミュレーショ
ン結果出力データ１２は、車両制御装置２２によって読
み込まれ、また、速度制御部２３と舵角制御部２４は、
共に車両制御装置２２に接続される。

【００１７】車両制御装置２２は、シミュレーション結
果出力データ１２に従い、車両３を移動させるために速
度制御部２３及び舵角制御部２４を制御する手段であ
る。即ち、車両制御装置２２は、速度制御部２３と舵角
制御部２４が命令通りに動作しているか否かをリアルタ
イムでモニタする。速度制御部２３は、車両制御装置２
２からの命令を受けて車両３のアクセルやブレーキ等の
操作を行ない、また、常に車両３の速度をモニタし、リ
アルタイムで車両制御装置２２にデータを送信する。舵
角制御部２４は、車両制御装置２２からのデータを受信
することによって、車両３のハンドルの舵角操作を行な
う。また、上記舵角制御部２４は、常に車両３のハンド
ルの舵角をモニタしており、リアルタイムで車両制御装
置２２にデータを送信する。

【００１８】次に上記実施例の動作について説明する。
まず、車両３の移動の開始前において、シミュレーショ
ン装置１による上記車両３の初期位置から目的位置まで
の最適移動経路の算出の過程を図２、図３を用いて説明
する。

【００１９】図２及び図３において、牽引部４及びトレ
ーラ部５を含む車両３の初期位置及び初期舵角のデータ
を含むシミュレーション用入力データ１１が、シミュレ
ーション装置１に入力される（ステップＡ１）。車両３
の初期位置をＰｏｓ（ｔ）とすると、次に単位時間ｔ0
後の車両３の位置が、上記初期位置と初期舵角のデータ
を基に計算され（ステップＡ２）、単位時間後の車両３
の位置Ｐｏｓ（ｔ＋ｔ0 ）が求められる（ステップＡ
３）。ここで位置Ｐｏｓ（ｔ＋ｔ0 ）において、車両３
が、シミュレーション用入力データ１１に含まれる障害
物データにおける車庫周囲の障害物と接触するか否かを
判定する（ステップＡ４）。もし、接触していなけれ
ば、次の単位時間ｔ0 後の車両３の位置を求めるため
に、移動が行なわれた後の位置Ｐｏｓ（ｔ＋ｔ0 ）を現
在の車両３の位置として保存する（Ｐｏｓ（ｔ＋ｔ0 ）
をＰｏｓ（ｔ）に代入）（ステップＡ５）。次に、求め
られた位置Ｐｏｓ（ｔ＋ｔ0 ）が、車両３の目的位置で
あるか否かを判定する（ステップＡ６）。もし、目的位
置であれば、動作を終了するが、そうでなければ、ステ
ップＡ２に戻り、再び単位時間毎の車両３の移動処理を
繰り返す。

【００２０】ステップＡ４において、もし、車両３が障
害物と接触していると判定された場合には、車両３にお
いて試行していない舵角が存在するか否かを判定する
（ステップＡ７）。全ての舵角が試行済みならば、車両
３を１単位時間前の位置に戻し（Ｐｏｓ（ｔ）にＰｏｓ
（ｔ−ｔ0 ）を代入）（ステップＡ８）、舵角を変更
（ステップＡ９）してステップＡ２以降の処理を繰り返
す。また、ステップＡ７において、もし試行していない
舵角が存在するならば、直接ステップＡ９に進み、上記
試行していない舵角に変更してステップＡ２以降の単位
時間毎の車両３の移動処理を繰り返す。

【００２１】このようにして、図２に示すシミュレーシ
ョン装置１において、車両３の初期位置から目的位置に
向かってハンドル舵角を取り、車両３が障害物に接触し
たら上記舵角を変更するか、あるいは単位時間分だけ前
に戻り、障害物に接触した時のハンドル舵角と異なる舵
角を取って再試行を行ない、移動経路を算出する処理が
実行される。

【００２２】シミュレーション装置１の処理が実行され
ることにより、車両３の初期位置から目的位置までの１
つの移動経路が算出される。また、他に移動可能な経路
が存在しなくなるまで、上記した処理動作が繰り返さ
れ、複数の移動経路が算出される。また、図３には示し
ていないが、シミュレーション装置１の処理において、
算出された上記複数の移動経路のうち、車両３のハンド
ルの切り返し回数が少なく、障害物との接触がないよう
な最適移動経路が抽出される。

【００２３】上記した動作を経て、シミュレーション装
置１から上記最適移動経路データを含むシミュレーショ
ン結果出力データ１２が出力される。このシミュレーシ
ョン結果出力データ１２は、フロッピーディスク２に保
存されて車両３の移動動作時に、図２に示す自動運転化
装置部２１に挿入される。なお、シミュレーション結果
出力データ１２の内容は、単位時間毎の車両３の位置及
びハンドルの舵角のデータを含むものであり、経過時
間、車両３の位置、ハンドルの舵角は１対１に対応して
おり、経過時間順に並んでいる。

【００２４】次に、車両３の車庫入れの際に、自動運転
化装置部２１内部の車両制御装置２２は、フロッピーデ
ィスク２からシミュレーション結果出力データ１２を読
み込む。車両制御装置２２は、上記シミュレーション結
果出力データ１２における車両３の最適移動経路データ
に従って速度制御部２３と舵角制御部２４に対し、制御
命令を発行する。車両制御装置２２からの制御命令を受
けた速度制御部２３は、車両３のアクセルとブレーキを
操作制御し、また、舵角制御部２４は、ハンドルの舵角
を操作制御することによって、車両３を上記最適移動経
路データに従って移動させ、車庫入れの移動動作を実行
する。また、車両制御装置２２は、速度制御部２３から
車両３の速度のデータを、そして舵角制御部２４からハ
ンドルの舵角のデータをリアルタイムに取り込み、車両
３が上記最適移動経路データに従った移動を行なえるよ
うに、速度制御部２３と舵角制御部２４を随時制御す
る。

【００２５】上記のように、牽引部４及びトレーラ部５
を含む車両３を移動させるための最適移動経路データを
算出するシミュレーション装置１を設け、算出された上
記最適移動経路データに従い、車両制御装置２２によっ
て車両３の速度やハンドルの舵角を制御することによ
り、車庫入れ動作が困難な大型トレーラである車両３の
自動運転化が可能になる。従って上記車庫入れ動作時に
車両３を実際に運転して試行錯誤を繰り返すことがなく
なる。また、この発明の車両自動運転化システムを用い
ることにより、磁性体等を用いたレールの上をトレース
するような固定経路の移動ではなく、どのような周囲状
況や目的位置にも対応できる可変経路の移動が可能とな
る。

【００２６】更に、車両３の動作を制御する最適移動経
路データは、シミュレーション装置１によって予め算出
されているので、車両３側には、上記データ通りに車両
３を制御する自動運転化装置部２１のみを取り付けるだ
けでよい。これにより、車両が、自身の現在位置と障害
物等との距離を得るために必要な、高価なカメラやセン
サが不要となる上に、実際に移動しながら車両自身の位
置を認識し、移動経路を試行する時間を省くことができ
る。

【００２７】また、シミュレーション装置１が１台あれ
ば、車両に関するシミュレーション用入力データにおけ
る車両固有データを変更するだけで、あらゆるタイプの
車両に対するシミュレーションが実行できる。よって、
自動運転化装置部２１が搭載してある車両であれば、何
種類の車両にでも対応することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
車両の最適移動経路データ作成手段を設け、この手段に
よって作成された最適移動経路データに従って、車両制
御手段により上記車両の速度や舵角を調整しながら目的
位置まで移動させることにより、車庫入れ作業の際、い
かなる周囲状況や目的位置にも対応した可変経路の移動
が、上記車両を運転して試行錯誤を繰り返すことなく可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る車両自動運転化シス
テムの概念図。

【図２】同実施例に係る車両自動運転化システムの構成
図。

【図３】同実施例に係る車両自動運転化システムの動作
を説明するフローチャート。

【符号の説明】

１ シミュレーション装置 ２ フロッピーディスク ３ 車両 ４ 牽引部 ５ トレーラ部 １１ シミュレーション用入力データ １２ シミュレーション結果出力データ ２１ 自動運転化装置部 ２２ 車両制御装置 ２３ 速度制御部 ２４ 舵角制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両固有のデータ、この車両の初期位置
   と目的位置及び周辺地理データから、上記車両が目的位
   置に移動するための最適移動経路データを作成する最適
   移動経路データ作成手段と、上記車両の速度を制御する
   速度制御手段と、上記車両の舵角を制御する舵角制御手
   段と、上記最適移動経路データ作成手段により作成され
   た最適移動経路データを基にして、上記速度制御手段と
   舵角制御手段とを制御する車両制御手段とを具備したこ
   とを特徴とする車両自動運転化システム。