JPH0895635A - 自律走行車両用の遠隔制御装置と方法 - Google Patents

自律走行車両用の遠隔制御装置と方法

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JPH0895635A JP7222827A JP22282795A JPH0895635A JP H0895635 A JPH0895635 A JP H0895635A JP 7222827 A JP7222827 A JP 7222827A JP 22282795 A JP22282795 A JP 22282795A JP H0895635 A JPH0895635 A JP H0895635A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 自律走行車両用の遠隔制御装置と方法を提供
する。 【解決手段】 自律走行オペレーションを中断するため
にテレパネルと車両との間で確立された無線通信によ
り、車両に対するテレオペレーション要求信号を伝達
し、車両がテレオペレーションモードに入ると、車両は
速度にのみ応答し、かじ取角はテレパネルの送信を要求
する。車両に送信されたユニークテレパネル識別子のた
めに、他のテレパネルは車両の制御を回復できない。車
両がテレオペレーションモードにある間に、車両とテレ
パネル識別子により指示されたテレパネルとの間の通信
が中断されると、車両は鍵がかけられ、他のテレパネル
からの指令に応答せず、自律走行オペレーションには入
らない。車両がテレ待機モードにある間に、車両とテレ
パネル識別子により指示されたテレパネルとの間の通信
が中断されると、他のテレパネルによる自律走行オペレ
ーションすなわち自律走行制御は妨げられない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、自律走行車両
の制御装置に関する。より詳細には、自律走行車両を遠
隔的に制御する装置と方法に関する。
【０００２】
【従来技術】キャタピラー社は、オフロード鉱業用車両
を製造する。例えば、キャタピラー７７７Ｃは、オフロ
ード鉱業用トラックである。1993年 2月18日出願の米国
特許出願番号第08/019,540号に示される「車両位置を決
定する装置と方法」は、７７７Ｃトラックのような鉱業
用車両で使用する自律走行車両装置を開示する。本発明
は、この先行技術を引用し、この特許明細書の記述を本
明細書の記述の一部とする。本出願の優先権主張の基礎
となる米国出願と同時に出願された米国特許出願（出願
番号がまだ付与されていない）（代理人整理番号1246.0
490000）「自律走行モード又は、手動式モードのどちら
かで選択的に操作するように車両を制御する装置」に
は、自律走行モード又は手動式（つまり、有人）モード
で自律走行車両を選択的に操作する装置が開示される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】車両に対して遠隔制御
モード、すなわちテレ制御モードを備えることが望まし
い。テレオペレーションでは、運転者が、電波を介して
車両に指令を伝達するようなテレパネル、すなわち遠隔
制御を用いて車両を制御できた。例えば、作業員がサー
ビスベイに車両を置くためにこのモードを使用すること
ができる。また、作業長が仕事の現場で一時的に、障害
物を迂回する経路を定めるように自律走行車両を制御す
るために、このモードを使用することができる。安全を
保証するためには、自律走行とテレオペレーションとの
間の遷移期間が厳しく制御されなければならない。さら
に、車両の状況（つまり、誰が管理をするか）を常に理
解していなければならない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、自律走行車両
を遠隔的に制御する装置と方法に関する。車両は、ナビ
ゲータ、機械制御モジュール、エンジン制御モジュー
ル、変速機制御モジュール及び自律走行オペレーション
できる他の装置を備える。自律走行モードでは、ナビゲ
ータが車両に速度指令と、かじ取角指令とを生じる。機
械制御モジュールはナビゲータから速度指令とかじ取角
指令を受け取り、車両の低レベル装置を制御するため
に、エンジンＲＰＭ（１分当たりの回転数）制御信号、
変速機制御信号、ブレーキ制御信号、及び、かじ取角制
御信号を発生する。エンジン制御モジュールが、ＲＰＭ
制御信号に応じて車両のエンジンのＲＰＭを制御する。
変速機制御モジュールが、変速機制御信号に応じて車両
の変速機でのギア選択を制御する。テレオペレーション
モードでは、テレパネルが無線リンクを介してナビゲー
タに速度指令と、かじ取角指令を伝達する。ナビゲータ
は、車両を操作するために機械制御モジュールに対して
これらの指令を供給する。遠隔制御、すなわちテレオペ
レーションは、テレパネルを使用して車両ナビゲータと
無線通信を確立することにより始められる。テレパネル
が、車両識別子とテレパネル識別子を車両に送信する。
テレパネルからの通信を受け取ると、車両は自律走行オ
ペレーションを停止し、テレ待機モードに入る。テレ待
機モードでは、車両は他のテレパネルからの指令に応答
しなくなり、自律走行オペレーションを回復できない。
テレ待機モードでは、テレパネルは、車両がテレパネル
からの速度要求と、かじ取角要求とに応じるようなテレ
オペレーションモードに入るように、車両に命じること
ができる。
【０００５】テレ待機モード、又はテレオペレーション
モードにある時には、テレパネル識別子により指示され
たテレパネル以外のものに対しては、車両はどんなテレ
パネルからの指令にも応じない。これは、一以上のテレ
パネルにより車両に送られている矛盾した伝言を防止
し、車両の制御が最初に通信を確立するテレパネルと常
に存在することを保証する。車両がテレオペレーション
モードにある間に、車両とテレパネル識別子によって指
示されたテレパネルとの間の通信が中断されると、車両
は直ちに停止し、ロック状態に入る。ロック状態では、
他のパネルによる自律走行オペレーションすなわち制御
が妨げられる。ロックモードは、オペレータが故意に車
両を停止し、自律走行制御又は別のテレパネルによる制
御を受けて動かされる心配をなくす機構を与える。車両
がテレ待機モードにある間に、車両とテレパネル識別子
によって指示されたテレパネルとの間の通信が中断され
ると、車両は解放され、別のテレパネルによる自律走行
オペレーションすなわち制御が許される（つまり、妨げ
られない）。
【０００６】本発明のテレパネルは、オペレータインタ
ーフェースパネル、電子モジュール、無線トランシーバ
及びアンテナを備える。オペレータインターフェースパ
ネルは、オペレータが車両を制御するような多数のスイ
ッチ及び制御手段を備える。これらのスイッチ及び制御
手段は、電子モジュールへの入力である。電子モジュー
ルは、車両に送信するためにデータパケットを発生す
る。データパケットが、トランシーバによって１秒につ
き１０回の割合で車両に送信される。好適実施例では、
オペレータインターフェースパネルが、非常用スイッ
チ、トラック選択スイッチ、変速機スイッチ、モード選
択スイッチ、警笛ボタン、ダンプスイッチ（自律走行ト
ラック車で使用するため）、エンジン停止スイッチ及び
速度及びステアリング制御装置を備える。パワーがテレ
パネルに供給されているかどうか、テレパネルが送信し
ているかどうか、を表示する２つの表示灯を備える。本
発明の上述した特徴及び他の特徴と利点が、添付の図面
に示す実施例についての以下の詳細な説明から明らかに
なるであろう。
【０００７】
【実施例】本発明の好適実施例を以下に説明する。実施
例を説明する目的で、部品に付した番号と形状について
説明するが、本発明の精神及び範囲から逸脱することな
しに、他の構成要素や形状が使用できることが、当業者
に明らかであろう。本発明の好適実施例を以下に図面に
ついて説明する。図において、同じ参照番号は同じ部分
を示し、それぞれの参照番号の左端の数字は、番号が最
初に使用された図面を表す。 システム概要 図１は、自律走行車両装置１００の高レベルブロック図
である。自律走行車両装置１００は、フリートマネージ
ャー１０２、車両制御装置１０４、及びテレオペレーシ
ョンパネル１０６を備える。フリートマネージャー１０
２は、ダンプ車のような自律走行鉱業用車両のフリート
を操縦するように形成される。フリートマネージャー１
０２は、作業長のように稼動し、鉱業用車両が仕事を遂
行する時に、仕事を割り当て、車両の進行を追跡する。
フリートマネージャー１０２は、無線リンク１０８を介
してそれぞれの車両と通信する。車両のそれぞれが内蔵
式車両制御装置１０４を備える。車両制御装置１０４
は、フリートマネージャー１０２の制御を受けて鉱業用
車両を自律走行させる。車両制御装置１０４は、ナビゲ
ータ１２０とトラックリファレンスユニット（ＴＲＵ）
１２２と障害物検出装置１２４と機械制御モジュール
（ＭＣＭ）１２６と改良型ディーゼルエンジンマネージ
ャー（ＡＤＥＭ）１２８と電子プログラム可能変速機制
御（ＥＰＴＣ）１３０と重要情報管理装置（ＶＩＭＳ）
１３２と、を備える。
【０００８】ナビゲータ１２０が、無線リンク１０８を
介して、フリートマネージャー１０２から指令を受け取
る。例えば、指令は作業割当とか、仕事を含む。仕事に
基づき、ナビゲータ１２０は次のルートを決定する。例
えば、ルートは、開放ピット採鉱方法では、採掘用地と
破砕用地間の運搬部分である。ＴＲＵ１２２は、全体的
位置調整装置（ＧＰＳ）と慣性リファレンスユニット
（ＩＲＵ）とを使用する車両の実際の位置を決定する。
実際の位置と所望のルートに基づき、ナビゲータ１２０
が、車両の所望のかじ取角と所望の速度とを生じる。障
害物検出装置１２４は、障害物を求めて車両の前方域を
走査するレーダユニットである。障害物検出装置１２４
は障害物を検出すると、障害物が検出されたこととか、
ナビゲータ１２０に対する障害物の位置を表示する。ナ
ビゲータ１２０は、車両を停止したり、障害物の周囲で
車両を誘導してよい。フリートマネージャー１０２とナ
ビゲータ１２０とＴＲＵ１２２（”車両位置調整装置
“として公知）と障害物検出装置１２４とは、前述した
米国特許出願番号第08/019,540の適用で詳細に説明され
る。ナビゲータ１２０とＴＲＵ１２２と障害物検出装置
１２４とは、自律走行制御指令が速度指令と、かじ取角
指令となる車両に、内蔵式情報を提示する。他に、車両
の遠隔制御、すなわちテレオペレーションするために無
線信号１１０を介して、かじ取角指令と速度指令と他の
指令を直接ナビゲータ１２０に伝達するために、テレパ
ネル１０６が使用されてよい。自律走行、又はテレオペ
レーションが目的を達する前に、速度とかじ取角（他の
指令と同様に）とが修正されなければならない。
【０００９】前述の米国特許出願に詳細に述べたよう
に、ＭＣＭ１２６はステアリング指令と速度指令（とダ
ンプ台、音響警笛、フラッシュライト等のような他の指
令）をデータバス１５２を介してナビゲータ１２０から
受け取る。ＭＣＭ１２６は、ナビゲータ１２０に要求さ
れた作動を遂行するために車両装置を制御する。ＭＣＭ
１２６は、データバス１５２を介して、ナビゲータ１２
０に、車両装置（例えば、ステアリング、ブレーキ、ダ
ンプボディ、エンジン、変速機等）の状況と診断情報を
供給する。ＭＣＭ１２６は、ＡＤＥＭ１２８とＥＰＴＣ
１３０によって車両を制御する。ＭＣＭ１２６は、ＶＩ
ＭＳ１３２によってナビゲータ１２０にモニター及び診
断情報を供給する。ＶＩＭＳ１３２は、データバス１５
４を介してナビゲータ１２０にモニター及び診断情報を
直接的に供給する。ＡＤＥＭ１２８は、車両エンジンの
速度、すなわちＲＰＭ（１分当たりの回転数）を制御す
る。ＥＰＴＣ１３０は、変速機でのギア選択を制御し、
変速機が正しいギアにあるようにする。車両制御装置１
０４は３つの車両オペレーションモードを備える。これ
らは、自律走行モードと手動式モードとテレオペレーシ
ョンモードとを備える。これらのモードのそれぞれにつ
いて以下に説明する。
【００１０】自律走行オペレーション 車両の自律走行オペレーションを遂行する場合には、ナ
ビゲータ１２０からのかじ取角指令と速度指令が車両の
かじ取角と速度を調整する。ＭＣＭ１２６は、実際の車
両速度とナビゲータ１２０により求められた速度とを比
較し、必要に応じて、ＡＤＥＭ１２８とＥＰＴＣ１３０
及び車両ブレーキ装置に適切な信号を送ることにより、
車両速度を調整する。ＭＣＭ１２６は、データリンク１
３４を介してＡＤＥＭ１２８とＥＰＴＣ１３０に、これ
らの指令を伝達する。ＶＩＭＳ１３２は、データリンク
１３４を介してＡＤＥＭ１２８とＥＰＴＣ１３０の事態
をモニターし、データリンク１３４を介してモニターさ
れたパラメタを、ＭＣＭ１２６に供給する。好適実施例
では、データリンク１３４は、キャタピラー社から入手
可能なＣＡＴデータリンクのような、連続的なデータバ
スである。ＭＣＭ１２６は、エンジン速度を制御するた
めに、データリンク１３４を介してＡＤＥＭ１２８にＲ
ＰＭ制御信号を伝達する。第二ＲＰＭ制御信号が、冗長
ライン１３６を介してＡＤＥＭ１２８にも送られる。Ｍ
ＣＭ１２６は、トップギアと変速機の方向（つまり、前
方または逆方向）を選択するためにデータリンク１３４
を介してＥＰＴＣ１３０に変速機制御信号を伝達する。
車両は、ＥＰＴＣ１３０により制御された自動変速機を
有する。変速機制御信号が、変速機によって使用される
とよいトップギアを制限し、車両の進行方向を選択す
る。
【００１１】車両速度の制御と共に、ＭＣＭ１２６は、
ブレーキ装置も制御する。本発明の好適実施例では、車
両ブレーキ装置は、駐車ブレーキと常用ブレーキ及び制
動機装置と二次的ブレーキとを備える。ＭＣＭ１２６
は、３つの装置で気圧を制御するために電磁弁を作動す
る制御ライン１３８を介してこれらの異なるブレーキを
直接的に制御する。例えば、ナビゲータ１２０が現在速
度より遅い速度を求める時は、エンジンＲＰＭを減少し
たり、又は常用ブレーキを用いることで低速度に達する
かどうかを、ＭＣＭ１２６が決定する。ブレーキをかけ
ることが要求されるなら、ＭＣＭ１２６は、ホィールが
閉じるのを回避するために平滑方法でブレーキを用い
る。ナビゲータ１２０からのかじ取角指令に応答して、
ＭＣＭ１２６は、ステアリングを制御するソレノイドに
右ステアと左ステア信号１４０を送ることにより、車両
ステアリングを直接制御する。本発明の好適実施例で
は、自律走行車両装置１００が、自律走行運搬装置を供
給するために使用される。多数のダンプ車（キャタピラ
ー７７７Ｃのような）を使用する時、岩のような素材を
採掘用地から破砕用地まで運ぶために運搬装置が形成さ
れる。車両の自律走行オペレーションを完全に許可する
と、ＭＣＭ１２６は、トラックボディやトラック台に積
んだ物を投棄するような車両の別の形を制御する。ＭＣ
Ｍ１２６は、車両ボディを起こしたり、下げたりするた
めに、車両の油圧装置を作動するダンプ信号１４２を発
生する。安全性の点では、ＭＣＭ１２６が、補助制御ラ
イン１４４を介して、警笛、ライト、バックアップアラ
ームのような、車両の補助機能を制御する。自律走行オ
ペレーション中、ＭＣＭ１２６は、ＡＤＥＭ１２８とＥ
ＰＴＣ１３０を介して、エンジンと変速機を間接的に制
御する。ＭＣＭ１２６は、車両ブレーキ装置、ステアリ
ング、ボディ（つまり、上げたり、下げたりする）、ラ
イト（ヘッドライトと自律走行オペレーションストロボ
警告ライトを備えている）、警笛、及びバックアップア
ラームを直接的に制御する。
【００１２】手動式オペレーション ＭＣＭ１２６は、車両の自律走行オペレーションを行わ
せる。しかし、車両の手動式オペレーションが可能なこ
とも望ましい。オペレーションの手動式モードでは、自
律走行制御形態は、透過性で、車両の普通の機能に作用
しない。さらに、安全性の点で、車両が常に制御状態に
あるように、オペレーションの自律走行モードとテレ
（遠隔操作）モードと手動式モード間の転換は、厳しく
制御されなければならない。本発明のこれらの特徴を補
うＭＣＭ１２６の構造とオペレーションが、以下に述べ
られる。ＭＣＭ１２６が、車両の二次的装置の制御を止
めることで、オペレータは手動式オペレーションが可能
になる。手動式モードでは、ＡＤＥＭ１２８は、スロッ
トルすなわち加速ペダル１４４を作動したオペレータか
ら速度指令を受け取る。同様に、ＥＰＴＣ１３０は、ト
ップギア選択と、オペレータにより制御されたシフトケ
イン１４６からの方向指令とを受け取る。ブレーキとス
テアリングは、従来の操舵輪とブレーキペダルを使用す
ることで、オペレータにより手動で制御される。ボディ
は、油圧装置でソレノイドを作動するスイッチで制御さ
れる。手動式オペレーション中、ＭＣＭ１２６は、装置
パラメタをモニターし続けるが、車両の制御は妨げな
い。
【００１３】テレオペレーション 車両のテレオペレーションでは、ナビゲータ１２０から
のかじ取角指令と速度指令とが、無線リンク１１０を介
してテレパネル１０６から生じる。自律走行オペレーシ
ョンに関して、これらの指令が、ＭＣＭ１２６に送られ
る。ＭＣＭ１２６の見解から、自律走行モードとテレオ
ペレーションモードが、同一であることがわかる。 オペレーションのモード間の遷移 ＭＣＭ１２６は、パワーアップで作動せず、手動式モー
ドになる。手動式モードは、自動及び手動式制御ライン
（ＡＭＣＬ）１５０を介して送られる自動手動選択信号
によってＡＤＥＭ１２８とＥＰＴＣ１３０に表示され
る。例えば、ＡＭＣＬ１５０が、ＡＤＥＭ１２８とＥＰ
ＴＣ１３０によってハイになる。ＡＭＣＬ１５０がハイ
の時、手動式モードがＡＤＥＭ１２８とＥＰＴＣ１３０
に表示される。自律走行モードが望まれるなら、ＭＣＭ
１２６は、ＡＭＣＬ１５０をローに落とすことでＡＤＥ
Ｍ１２８とＥＰＴＣ１３０にこれを表示する。
【００１４】以下の条件を満たす時、自律走行モードへ
の遷移がいずれ起こる。 （１） 車両速度が０ （２） 駐車ブレーキ作動中 （３） シフトケイン１４６は、ギアがかかっていない （４） 第一自動及び手動式スイッチ（車両の運転室に
位置された）が、自律走行モードに切替えられている （５） 第二自動及び手動式スイッチ（例えば、車両の
フロントバンパの近くに位置された）が、自律走行モー
ドに切替えられている これらの５つの条件を満たす時、ＭＣＭ１２６は、デー
タバス１５２を介してナビゲータ１２０に自動割り込み
可能信号を送る。ナビゲータ１２０が全装置が適切に作
動していることを満たすなら（ＭＣＭ１２６とＶＩＭＳ
１５４により供給された事態情報に基づく）、ナビゲー
タ１２０は自動モード信号をＭＣＭ１２６に送り返す。
ナビゲータ１２０から戻り自動モード信号を受け取り次
第、ＭＣＭ１２６は自律走行モードに入るであろう。こ
れは、ＡＭＣＬ１５０に適切な信号を送る（例えば、Ａ
ＭＣＬ１５０を引き下げる）ことにより、ＡＤＥＭ１２
８とＥＰＴＣ１３０を自律走行モードに変換するＭＣＭ
１２６を含む。車両制御（例えば、ＡＤＥＭ１２８とＥ
ＰＴＣ１３０）は、ＭＣＭ１２６から命令を受け取り、
次にナビゲータ１２０から命令を受け取ることを待って
いる。
【００１５】車両が自律走行モードになると、幾つかの
条件が表れるまで手動式モードに戻らない。これらの条
件が、危険な方法で自律走行モードで表れる（例えば、
速度で移動する間）ような車両の可能性を減少する。車
両が自律走行モードから手動式モードに転換できる前
に、以下の条件が存在しなければならない。 （１） 車両速度が０ （２） 駐車ブレーキ作動中 （３） シフトケイン１４６は、ギアがかかっていない （４） エンジンＲＰＭは低アイドルである （５） 第一、第二自動及び手動式スイッチが手動式位
置にある これらの条件が存在する時、ＭＣＭ１２６は、ＡＭＣＬ
１５０を介してＡＤＥＭ１２８とＥＰＴＣ１３０を手動
モードにする。ＭＣＭ１２６は、ボディ、補助的機能、
ブレーキ及びステアリングのような車両の他の機能の制
御に使用されるソレノイドドライバーを非作動とする。
自律走行モードからのみ、テレオペレーションモードに
入ることができる。手動式モードから直接的にテレオペ
レーションモードに入ることはできない。テレオペレー
ションモードでは、ナビゲータ１２０が、テレパネル１
０６から速度指令、かじ取角指令、補助的指令（以下に
述べる）を受け取るほうがこれらの指令を発生するより
も多いことを除いては、車両制御装置１０４は、前述し
た自律走行モードに対して同様に作動する。
【００１６】図２は、車両操作のモード間の遷移での段
階を示すブロック図である。手動式オペレーションがブ
ロック２０２で示され、自律走行オペレーションがブロ
ック２１４で示され、テレオペレーションがブロック２
２０で示される。前述したように、手動式オペレーショ
ン２０２は、パワーアップでのＭＣＭ１２６の非作動に
よるものである。自律走行オペレーションモードに転換
することが望ましく、上述した条件を満たす場合には、
自律走行モード２１４に到達する前に、ＭＣＭ１２６が
ブロック２０４−２１２を通る動作を行う。まず、速度
自己診断がブロック２０４により示されるように実行さ
れる。速度自己診断は、ＡＤＥＭ１２８とＥＰＴＣ１３
０がＭＣＭ１２６によって制御可能であるように作動す
ることを保証するためにデータリンク１３４を検査す
る。ＭＣＭ１２６はブレーキ圧力を検査し、ブレーキが
制御可能であることが保証される。次に、ブロック２０
６では、ステアリング自己診断が実行される。ステアリ
ング自己診断では、ステアリングが制御可能であり、か
じ取角での変化が感知され得ることが保証されるように
車両のホィールが動かされる。ブロック２０８では、待
ち状態が入力される。好適実施例では、５秒休止が実施
される。休止の開始で、自律走行オペレーション可能な
車両の近辺の人に警告するために警笛が鳴らされ、スト
ロボライトがつけられる。車両は、ブロック２１０で示
されるような自動読み取りモードに入る。自動読み取り
モードでは、ＭＣＭ１２６が車両の速度とステアリング
を制御する。かじ取角が０°にセットされ、速度は一時
間あたり０マイルで保持される。この自動読み取り状態
では、何もするなと命じるナビゲータ１２０と共に、車
両が自律走行モードにある。
【００１７】有効な指令がナビゲータ１２０から受け取
られるまで、車両は自動読み取りモードを保持する。有
効な指令が受け取られると、ＭＣＭ１２６はブロック２
１２で示されるような第二待ち状態に入る。第二待ち状
態は、第一待ち状態と同じである。警笛が再び鳴らさ
れ、ストロボライトが第一待ち状態から保持される。こ
の待ち状態は、まもなく動きだす車両の近辺にいる人に
警告するために用意されている。第二待ち状態の終わり
にあたって、ナビゲータ１２０からの指令がブロック２
１４で示される自律走行モードに完全に入るために実施
される。一連のブロック２０８−２１２において、ブロ
ック２０４での速度自己診断又はブロック２０６でのス
テアリング自己診断に失敗し、或いは自動手動制御スイ
ッチのどれかが手動モードにトグルされた時、ＭＣＭ１
２６が自律走行オペレーションモードの切替えを未然に
防ぎ、直接ブロック２１６の遷移モードに移す。遷移
は、車両速度が０であり、駐車ブレーキがかかり、変速
装置はギアが入っていないように機能停止を実行する。
自動手動制御スイッチの両方が手動式モードに転換され
るまで、車両は、遷移モードにある。その時点で、車両
はブロック２０２で示されるような手動式オペレーショ
ンに戻ることができる。
【００１８】自律走行オペレーション（ブロック２１
４）中いつでも、テレオペレーションを開始してよい。
テレオペレーションは、ナビゲータ１２０との通信を確
立するテレパネル１０６により開始される。確立された
通信は、ナビゲータ１２０によって直ちに車両を停止さ
せ、ブロック２１８で示されるテレ待機モードに入れ
る。テレ待機モードでは、テレパネル１０６は車両の制
御を行い、０速度指令と０かじ取角指令を送信する。そ
の後、テレパネル１０６がテレオペレーション要求信号
を表示する。この信号は、車両制御装置１０４にブロッ
ク２２０で示されるようなテレオペレーションモードを
入れる。テレオペレーションモードでは、車両はテレパ
ネル１０６からの指令に応じる。前述したように、テレ
オペレーションは自律走行モードからのみ実行される。
ブロック２１０で示される自動読み取りモードは本来、
自律走行オペレーションの一部であり、テレオペレーシ
ョンはこの自動読み取り状態から実施され得る。その場
合、ナビゲータ１２０からの有効指令は、待ち状態２１
２が実際にテレパネル１０６から生じるであろうことを
示す。
【００１９】車両がテレオペレーションモードにある
間、車両制御装置１０４（より詳細には、ナビゲータ１
２０）とテレパネル１０６間の通信が中断されるなら、
車両制御装置１０４はブロック２２２で示されるような
ロック状態に入るであろう。ロック状態では、自律走行
オペレーションが妨げられる。車両は、他のどんなテレ
パネル（いかで説明するような、テレパネルのそれぞれ
がユニーク識別子を有する）からの指令にも応答しな
い。最初のテレパネルとの通信が回復されるまで、車両
はロック状態のままである。その時に、テレオペレーシ
ョンがブロック２２０で回復される。ブロック２１４で
の自律走行オペレーションは、適切にテレオペレーショ
ンモードから脱することでのみ回復する。これは、車両
制御装置１０４をブロック２１８のテレ待機モードに入
れさせるために、テレ待機モード要求信号を送ることを
含む。テレ待機モード２１８から、ブロック２１４での
自律走行オペレーションがテレパネル１０６からの通信
を中断することにより入ることができる。 テレパネル１０６とナビゲータ１２０間の通信 テレパネル１０６は無線リンクを介してナビゲータ１２
０と通信する。これを図３に示す。テレパネル１０６
が、電子モジュール３０２とデータ無線３０４とアンテ
ナ３０６を備える。車両制御装置１０４は、テレパネル
１０６からテレオペレーション信号を受け取れるよう
に、アンテナ３０８とデータ無線３１０を備える。デー
タ無線３０４、３１０とアンテナ３０６、３０８は、電
子モジュール３０２からのテレ指令が、ナビゲータ１２
０に通信されるような通信リンクを形成する。ＭＣＭ１
２６に供給する指令内でナビゲータにより使用されるフ
ォーマットと同一のデータフォーマット内に、ナビゲー
タに送られた遠隔指令が存在する。
【００２０】電子モジュール３０２は、モトローラ社か
ら入手可能なモトローラ６８ＨＣ１１Ｋ４マイクロコン
トローラを備えるマイクロプロセッサを基にしたコント
ローラである。このタイプのマイクロコントローラは、
マイクロプロセッサと読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）と
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と入力バッファ回線
とを備える。好適実施例では、無線304,310 は周波数８
００ＭＨｚに調節された、ＧＬＢ社から入手可能な高速
データトランシーバである。図４はテレパネル１０６の
オペレータインターフェースパネル３０１を示す。電子
モジュール３０２はオペレータインターフェースパネル
３０１に含まれる。インターフェースパネル３０１は、
緊急停止スイッチ４０４と車両選択スイッチ４０６とパ
ワー表示灯４０８と送信表示灯４１０と送信スイッチ４
１２とモード選択スイッチ４１４と警笛スイッチ４１６
と台の上げ下げスイッチ４１８とエンジン始動及び停止
スイッチ４２０と速度及びステアリング制御４２２と、
を備える。スイッチ及び制御のそれぞれが入力に電子モ
ジュール３０２を備える。表示灯４０８、４１０のそれ
ぞれが電子モジュール３０２により稼動される。種々の
スイッチの位置に基づき、電子モジュール３０２は無線
３０４により車両に送信されたデータパケットをフォー
マットする。
【００２１】緊急停止スイッチ４０４は、「非常」停止
ボタンを備える。下に押すと、スイッチ４０４は車両を
直ちに停止させる。車両選択スイッチ４０６は、テレパ
ネル１０６が制御する車両を選択するために使用するロ
ータリスイッチである。以下に述べるように、車両のそ
れぞれがユニーク照合（ＩＤ）番号を有する。送信スイ
ッチ４１２は、テレパネル１０６により送信するのに使
用される単一ポールトグルスイッチである。モード選択
スイッチ４１４は、テレ待機モード２１８とテレオペレ
ーションモード２２０間で選択するために使用される単
一ポールトグルスイッチである。警笛ボタン４１６は、
選択された車両の警笛を鳴らすために使用される押しボ
タンスイッチである。スイッチ４１８は、本発明の好適
実施例におけるダンプ車の台を上げ下げするために使用
される単一ポールトグルスイッチである。スイッチ４２
０は、車両のエンジンをかけたり、きったりするための
単一ポールトグルスイッチである。好適実施例では、ト
グルスイッチ４１２、４１４、４１８、４２０は、不注
意でスイッチが入らないように、保護カバーを有する。
さらに、送信スイッチ４１２のカバーとモード選択スイ
ッチ４１４は、閉じたときにそれらのスイッチをオフ位
置にあてるであろう。送信スイッチ４１２に対しては、
オフ位置が送信を停止することに相当する。モード選択
スイッチ４１４に対してオフ位置がテレオ読み取りモー
ドに相当する。
【００２２】速度及びステアリング制御４２２は、車両
の速度とステアリングを制御するために使用する２軸ジ
ョイステックである。ジョイステックを前方に動かすと
車両の前進速度が増加する。ジョイステックを逆方向に
動かすと車両の後退速度が増加する。ジョイステックを
左に動かすと車両が左に向けられ、ジョイステックを右
に動かすと車両が右に向けられる。表示灯４０８は、パ
ワーがテレパネル１０６に供給されているかどうかを表
示する。表示灯４１０は、テレパネル１０６が送信され
ているかどうか、を表示する。好適実施例において、電
子モジュール３０２は、送信のために１秒当たり１０回
の割合で無線３０４にデータパケットを与える。このデ
ータパケットは、無線リンクを介してナビゲータ１２０
にブロードキャストされる。データパケットのそれぞれ
の容積が種々のパネル制御４０４、４０６、４０８、４
１０、４１２、４１４、４１６、４１８、４２０、４２
２の位置により、制御される。前述したように、電子モ
ジュール３０２はモトローラ６８ＨＣ１１Ｋ４のような
マイクロコントローラを備える。インターフェースパネ
ル３０１の種々のパネル制御がマイクロコントローラの
入力バッファに直接、接続されている。マイクロコント
ローラは、種々のパネル制御の位置に基づく指令を含ん
でいる。
【００２３】送信されたデータパケットのフォーマット
が図５で示される。データパケット５００のそれぞれが
１１のバイト情報を備える。これらは、開始バイト５０
２、車両ＩＤバイト５０４、パネルＩＤバイト５０６、
モードバイト５０８、速度バイト５１０、ステアリング
バイト５１２、補助バイト５１４、２つの使用されない
バイト５１６、５１８、チェックサムバイト５２０及び
終了バイト５２２を備える。これらのそれぞれを、以下
に詳細に述べる。 バイト 機能 開始５０２ このバイトは、データパケットの開始を表示する。 車両ＩＤ５０４ このバイトは、メッセージが指示された車両を指示す る。 パネルＩＤ５０６ このバイトは、テレパネルに対して照合番号を表示す る。テレパネルのそれぞれが、ユニーク照合番号を有 する。 モード５０８ このバイトは、テレ待機モード又はテレオペレーショ ンモードが要求されているかどうかを表示する。
【００２４】 速度５１０ このバイトは、所望の車両速度を表示する。 ステアリング５１２ このバイトは、所望の車両かじ取角を表示する。 補助５１４ このバイトは、例えば、ダンプ車の台を上げるべきか 下げるべきかどうか、警笛が鳴らされるべきかどうか を表示する。 未使用５１６、 これらのバイトは、データのためには使用されず、Ｍ 未使用５１８ ＣＭ１２６がナビゲータ１２０から受け取るものと一 致するようなパケットフォーマットを保持するために データパケット内に存在する。 チェックサム５２０ このバイトは、データパケットの初めの９バイトのモ ジュロ２５６の加法である。エラー検出のために使用 される。 終了５２２ このバイトは、データパケットの終了を表示する。 テレパネル１０６のオペレーション 自律走行で稼動している車両の制御が望まれるなら、オ
ペレータは以下のように次のことに取りかかる。まず、
オペレータは制御されるべき車両を選択するために車両
セレクタースイッチ４０６を使用する。次に、オペレー
タは送信スイッチ４１２を入れる。これは、選択された
車両を直ちに停止し、送信テレパネル１０６から次の指
令のために待機させる（テレ待機モード２１８で）。
【００２５】次に、オペレータはテレオペレーションに
対してモード選択スイッチ４１４を入れる。ステアリン
グ及び速度制御装置４２２からのインプットが、速度バ
イト５１０とステアリングバイト５１２でデータを制御
し、スイッチ４１６、４１８、４２０が補助バイト５１
４でデータを制御するように、スイッチを稼動し、イン
ターフェースパネルの面で制御する。オペレーションモ
ードでは、ナビゲータ１２０は、直接的にテレパネルか
らＭＣＭ１２６に受信されたデータパケットを伝達する
であろう。ＭＣＭは、車両のステアリング、速度及びデ
ータパケット５００に含まれたデータに基づく補助機能
を制御する。テレコントロールから車両を適切に解放す
るなら、オペレータは速度及びステアリング制御４２２
を介して、車両を停止し、テレ待機モード２１８に対し
てモード選択スイッチ４１４を入れ、送信スイッチ４１
２を消す。送信スイッチが消されると、ナビゲータは自
律走行オペレーション又は、他のテレパネルにより制御
を回復するために解放される。第一テレパネルの送信ス
イッチが、まだ入った状態にある（つまり、車両が、第
一テレパネルからデータパケットを受け取っている）
間、第二テレパネルは、車両の制御ができないであろ
う。車両で受け取られた第一データパケットに送信され
たユニークテレパネル照合はナビゲータ１２０内の記憶
装置に蓄積される。同じテレパネルからのものであるこ
とを保証するために、次のデータパケットのそれぞれが
検査される。この形態は、車両の確実な制御を保証す
る。
【００２６】車両のテレオペレーション中に、テレパネ
ルにより送信された信号が失われた時、車両は直ちに停
止し、ロック状態２２２に入る。例えば、モード選択ス
イッチ４１４がテレオペレーションを示す時に送信スイ
ッチ４１２が切られると、この状態が生じる。ロック状
態では自律走行オペレーションは妨げられ、他のテレパ
ネルからのテレオペレーションも妨げる。車両は、最初
のテレパネルと通信を回復することでのみ、ロック状態
から脱することができる。この形態は、制御の曖昧さ
を、さらに防止する。さらに、故意に自律走行車両をロ
ックするために、この形態を使用してよい。例えば、自
律走行鉱業用オペレーションでは、作業員は任務のため
に自律走行トラックに接近してもよい。車両に接近する
前に、車両を停止させ、ロックするためにテレパネルを
使用することで、作業員は身体の安全性を守ることがで
きる。作業員は、車両に接近した時に、車両を手動式モ
ード２０２又は遷移モード２１６に置き、トラックのバ
ンパに設置された自動手動選択スイッチを使用して、整
備中に車両が動かないようにすることができる。好適な
実施例について本発明を詳細に示し、説明したが、本発
明の精神及び範囲から逸脱することなしに種々の実施例
が実現可能なことは、当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自律走行車両装置の高レベルのブロッ
ク図である。
【図２】自律走行モードとテレモード間の車両のスイッ
チ操作を改善したフローチャートである。
【図３】テレパネルと、テレパネルと通信する車両の構
造のブロック図である。
【図４】オペレータインターフェースパネルを示す本発
明のテレパネルの概略図である。
【図５】本発明によるデータパケット５００内の情報の
バイトの概略図である。
【符号の説明】
１００ 自律走行車両装置 １０２ フリートマネージャー １０４ 車両制御装置 １０６ テレオペレーションパネル １０８ 無線リンク １１０ 無線信号 １２０ ナビゲータ １２２ トラックリファレンスユニット（ＴＲＵ） １２４ 障害物検出装置 １２６ 機械制御モジュール（ＭＣＭ） １２８ 改良型ディーゼルエンジンマネージャー（ＡＤ
ＥＭ） １３０ 電子プログラム可能変速機制御（ＥＰＴＣ） １３２ 重要情報管理装置（ＶＩＭＳ） １３４ データリンク １３６ 冗長ライン １３８ 制御ライン １４０ 右ステアと左ステア信号 １４２ ダンプ信号 １４４ 補助制御ライン １４６ シフトケイン １５０ 自動及び手動式制御ライン（ＡＭＣＬ） １５２、１５４ データバス ２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２
１４、２１６、２１８ 、２２０、２２２ ブロック ３０１ オペレータインターフェースパネル ３０２ 電子モジュール ３０４、３１０ データ無線 ３０６、３０８ アンテナ ４０４ 緊急停止スイッチ ４０６ 車両選択スイッチ ４０８ パワー表示灯 ４１０ 送信表示灯 ４１２ 送信スイッチ ４１４ モード選択スイッチ ４１６ 警笛スイッチ ４１８ 台の上げ下げスイッチ ４２０ エンジン始動及び停止スイッチ ４２２ 速度及びステアリング制御 ５００ データパケット ５０２ 開始バイト ５０４ 車両ＩＤバイト ５０６ パネルＩＤバイト ５０８ モードバイト ５１０ 速度バイト ５１２ ステアリングバイト ５１４ 補助バイト ５１６、５１８ 使用されないバイト ５２０ チェックサムバイト ５２２ 終了バイト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョエル エル ピーターソン アメリカ合衆国 イリノイ州 61611 イ ースト ピオーリア エレン ドライヴ 1104

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両識別子とテレパネル識別子が車両に
    送信され、確立される無線通信が車両の自律走行オペレ
    ーションを停止し、車両が他のテレパネルからの指令に
    応じないようなテレ待機モードに車両を置くような形
    で、テレパネルを介して車両との間に無線が通信を確立
    する段階と、 車両が前記テレパネルからの速度要求とかじ取角要求と
    に応答するようなテレオペレーションモードに前記車両
    を置くテレオペレーション要求信号を、前記車両に伝達
    し、 車両が前記テレオペレーションモードにある間に車両と
    前記テレパネル識別子により指示された前記テレパネル
    との間の通信が中断された時、前記車両のオペレーショ
    ンを停止し、前記車両の自律走行オペレーションを許可
    せず、他のテレパネルによる前記車両の制御も許可しな
    いようにし、 車両が前記テレ待機モードにある間に、車両と前記テレ
    パネル識別子により指示された前記テレパネルとの間の
    通信が中断された時、前記車両の自律走行オペレーショ
    ンを妨げず、別のテレパネルによる前記車両の制御も妨
    げないようにする、ことからなる自律走行車両を遠隔的
    に制御する方法。
  2. 【請求項２】 無線通信を確立する段階が、車両照合バ
    イト、テレパネル照合バイト、モードバイト、速度バイ
    ト及びステアリングバイトを各々が備えるようなテレパ
    ネルから車両にデータパケットを送信する段階を含むこ
    とを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 周波数調整組織と連続搬送波を使用し
    て、少なくとも１秒当たり１０回の割合でデータパケッ
    トを送信する段階を備えることを特徴とする請求項２に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】 無線通信を確立する段階が、前記テレパ
    ネルから前記車両に、開始バイト、車両照合バイト、テ
    レパネル照合バイト、モードバイト、速度バイト、ステ
    アリングバイト、補助バイト、チェックバイト及び終了
    バイトを各々が備えるようなデータパケットを送信する
    段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 周波数調整組織と連続搬送波を使用し
    て、１秒当たり１０回の割合でデータパケットを送信す
    る段階を備えることを特徴とする請求項４に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 無線通信を確立する段階の前の段階が、
    テレパネルを介して、複数の車両から制御されるべき車
    両を選択する段階を含むことを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 オペレータが速度指令と、かじ取角指令
    とを発生させるための制御手段と、 オペレータが前記車両のオペレーションモードを選択す
    るためのモード選択手段と、 前記制御手段から前記速度指令と前記ステアリング指令
    を受け取り、前記モード選択手段から前記選択オペレー
    ションモードを受け取って、車両識別子とテレパネル識
    別子を発生し、前記車両識別子、前記テレパネル識別
    子、前記選択オペレーショナルモード、前記速度指令及
    び前記かじ取角指令をデータパケットにフォーマットす
    るプロセッサ手段と、 前記車両との通信を確立し、前記車両に前記データパケ
    ットを送信するための送信手段と、 を有するテレパネル、及び前記車両に設置され、前記テ
    レパネルから前記通信を受け取り、その通信に応答して
    前記車両のオペレーションを制御する車両制御手段、 からなり、前記車両制御手段は、 前記通信を前記送信手段から受信するための受信手段
    と、 前記テレパネルから受信された前記データパケットに応
    じて車両をテレ待機モードにし、前記データパケットの
    前記選択オペレーションモードがテレオペレーションモ
    ードを表示する時に、車両をテレオペレーションモード
    にするためのモードセット手段と、 前記データパケットの速度指令とかじ取角指令に応じて
    車両速度制御信号とかじ取角制御信号とを発生するため
    の手段と、 車両が前記テレオペレーションモードにある間に、前記
    車両と前記テレパネル識別子により指示された前記テレ
    パネルとの間の通信が中断された時、前記車両のオペレ
    ーションを停止し、前記車両の自律走行オペレーション
    を許可せず、別のテレパネルによる車両の制御も許可し
    ないようにする手段と、を備える自律走行車両を遠隔的
    に制御する装置。
  8. 【請求項８】 前記制御手段が２軸ジョイステックであ
    ることを特徴とする請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記モード選択手段が自律走行モード又
    はテレオペレーションモードのどちらかを選択するスイ
    ッチであることを特徴とする請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記プロセッサ手段がマイクロコント
    ローラであることを特徴とする請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記送信手段が高速度データトランシ
    ーバであることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記受け取り手段が高速度データトラ
    ンシーバであることを特徴とする請求項１１に記載の装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記モードセット手段と、停止するた
    めの前記手段とが車両ナビゲータを備えることを特徴と
    する請求項１２に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 車両速度制御信号と、かじ取角制御信
    号とを発生するための前記手段が機械制御モジュールを
    備えることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
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