JPH11154014A - 車両の自動走行指令装置 - Google Patents
車両の自動走行指令装置Info
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- JPH11154014A JPH11154014A JP9320751A JP32075197A JPH11154014A JP H11154014 A JPH11154014 A JP H11154014A JP 9320751 A JP9320751 A JP 9320751A JP 32075197 A JP32075197 A JP 32075197A JP H11154014 A JPH11154014 A JP H11154014A
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Landscapes
- Guiding Agricultural Machines (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 限られた範囲で正確な位置データを求めると
共に、建機や農機など単純な走行作業をおこなう車両の
走行指令を自動で安価に求める。 【解決手段】 車両外の任意の位置に置かれたGPSを
利用したGPSデータ送信装置14から送信される、少
なくとも位置データX,Yを有する伝送入力データの受
信をおこなう無線機3と、複数のGPS衛星15からの
信号eを受信するGPS受信アンテナ4aと、GPS受
信アンテナ4aで受信した衛星信号eから少なくとも自
己の位置を算出して位置データx,yに変換するGPS
受信機4bと、GPS受信機4bから得られる位置デー
タx,yと、無線機3から自動で得られる位置データ
X,Yとの偏差から、車両2の自動走行データを制御出
力する制御手段5とを備えて、制御手段5が出力する指
令に沿って車両2の自動走行をおこなわせている。
共に、建機や農機など単純な走行作業をおこなう車両の
走行指令を自動で安価に求める。 【解決手段】 車両外の任意の位置に置かれたGPSを
利用したGPSデータ送信装置14から送信される、少
なくとも位置データX,Yを有する伝送入力データの受
信をおこなう無線機3と、複数のGPS衛星15からの
信号eを受信するGPS受信アンテナ4aと、GPS受
信アンテナ4aで受信した衛星信号eから少なくとも自
己の位置を算出して位置データx,yに変換するGPS
受信機4bと、GPS受信機4bから得られる位置デー
タx,yと、無線機3から自動で得られる位置データ
X,Yとの偏差から、車両2の自動走行データを制御出
力する制御手段5とを備えて、制御手段5が出力する指
令に沿って車両2の自動走行をおこなわせている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、GPS受信機で得
た位置データを利用して、建設機械や農業機械などの車
両(台車)の自動走行をおこなわせる指令装置に関する
ものである。
た位置データを利用して、建設機械や農業機械などの車
両(台車)の自動走行をおこなわせる指令装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、農地の耕し,種まき,肥料や水ま
たは農薬の散布,脱穀や刈取りなどの農作業に利用され
る農業機械車両や、切土,盛土などの土木作業などに利
用される建設機械車両は、その区画内で正確に作業をお
こなう必要上、単純な繰り返し作業であっても人が直接
車両の走行操作をおこなっていた。
たは農薬の散布,脱穀や刈取りなどの農作業に利用され
る農業機械車両や、切土,盛土などの土木作業などに利
用される建設機械車両は、その区画内で正確に作業をお
こなう必要上、単純な繰り返し作業であっても人が直接
車両の走行操作をおこなっていた。
【0003】近年、GPS(グローバル・ポジショニン
グ・システム)技術の進歩に伴い、正確な軌道で一定の
作業をおこなわせるためにカーナビゲーションを利用し
て、建設機械や農業機械などの車両の手動走行や自動走
行をおこなわせるこころみがなされている。
グ・システム)技術の進歩に伴い、正確な軌道で一定の
作業をおこなわせるためにカーナビゲーションを利用し
て、建設機械や農業機械などの車両の手動走行や自動走
行をおこなわせるこころみがなされている。
【0004】図5に示す脱穀車40は区画された農地4
3内の作物を脱穀器44で脱穀する車両である。脱穀車
40には運転キャビン41が設けられていて、作業者4
5はGPS装置42の出力パネル42aを見ながら、車
両を図の矢印の方向へ動作させている。
3内の作物を脱穀器44で脱穀する車両である。脱穀車
40には運転キャビン41が設けられていて、作業者4
5はGPS装置42の出力パネル42aを見ながら、車
両を図の矢印の方向へ動作させている。
【0005】このような構成にあっては、車両内に積み
込まれたGPS受信機から得られる位置データx,yを
頼りに走行をおこなわせるものであった。
込まれたGPS受信機から得られる位置データx,yを
頼りに走行をおこなわせるものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成におい
ては、車両内に積み込まれたGPS受信機から得られる
位置データx,yのみを頼りに走行をおこなわせるもの
で精度の点で問題を有するものであった。
ては、車両内に積み込まれたGPS受信機から得られる
位置データx,yのみを頼りに走行をおこなわせるもの
で精度の点で問題を有するものであった。
【0007】すなわち、GPS衛星から得られる信号は
測位精度は15mであるが、C/Aコードと呼ばれる民
間に解放されている情報では、米国国防総省による故意
に混入された誤差SAの補正ができず、精度は最悪10
0m程度となってしまう。
測位精度は15mであるが、C/Aコードと呼ばれる民
間に解放されている情報では、米国国防総省による故意
に混入された誤差SAの補正ができず、精度は最悪10
0m程度となってしまう。
【0008】図5の点線で示す円範囲46はGPS装置
42の測位精度範囲を表している。区画面積43に対し
て測位精度が十分高ければ問題ないが、現状精度(最悪
100m)にあっては問題となっている。
42の測位精度範囲を表している。区画面積43に対し
て測位精度が十分高ければ問題ないが、現状精度(最悪
100m)にあっては問題となっている。
【0009】そこで、乗用車などのカーナビ装置にあっ
ては、GPS衛星の受信台数を3台以上でおこなうなど
の工夫や、そのGPSの情報に加えて、ジャイロ計や加
速度センサまたは走行メータなどセンサの情報からも判
断して精度を上げる工夫が成されている。
ては、GPS衛星の受信台数を3台以上でおこなうなど
の工夫や、そのGPSの情報に加えて、ジャイロ計や加
速度センサまたは走行メータなどセンサの情報からも判
断して精度を上げる工夫が成されている。
【0010】しかも、求められた位置情報が表示装置に
映し出される地図上の道路内に入らない時は、強制的に
道路部分内に入るよう修正して出力している。
映し出される地図上の道路内に入らない時は、強制的に
道路部分内に入るよう修正して出力している。
【0011】すなわち、上記車両へ積み込み可能な高精
度のセンサ信号を加えてGPSで位置データを求めて
も、高価な割にその精度向上には限界があるという問題
点を有するものであった。
度のセンサ信号を加えてGPSで位置データを求めて
も、高価な割にその精度向上には限界があるという問題
点を有するものであった。
【0012】一方、市街地などではカーナビの精度向上
のためGPS基準局を予め緯度や経度が既知のポイント
(国家基準位置)に固定設置する相対測位によるDGP
S方式のシステムも提案されている。このDGPSは経
緯度が分かっている所へGPS装置を置いて、GPS装
置の誤差を算出し、そこから補正値を割り出して、廻り
のGPS利用者に補正値を送信することで相対位置補正
をおこなわせようとするものである。
のためGPS基準局を予め緯度や経度が既知のポイント
(国家基準位置)に固定設置する相対測位によるDGP
S方式のシステムも提案されている。このDGPSは経
緯度が分かっている所へGPS装置を置いて、GPS装
置の誤差を算出し、そこから補正値を割り出して、廻り
のGPS利用者に補正値を送信することで相対位置補正
をおこなわせようとするものである。
【0013】しかしながら、農地や山間部で使用される
農業機械や建設機械などの車両にあっては、それだけの
ために高価なDGPSを導入することができないという
問題点があった。
農業機械や建設機械などの車両にあっては、それだけの
ために高価なDGPSを導入することができないという
問題点があった。
【0014】したがって上記従来の構成においては、建
設機械や農業機械などの車両に適用される、低速度で移
動範囲が限定される単純な繰り返し作業の用途であって
も、車両の自動走行をおこなわせるような指令装置は実
質上安価に製作することは困難であった。
設機械や農業機械などの車両に適用される、低速度で移
動範囲が限定される単純な繰り返し作業の用途であって
も、車両の自動走行をおこなわせるような指令装置は実
質上安価に製作することは困難であった。
【0015】一方、GPS装置が出力する位置データは
経度(東経)や緯度(北緯)で表現されることから、工
事現場で作業者が取り扱う図面に沿った寸法で(実作業
現場の区画座標系で)データが取扱いできず、座標変換
して求めるか、予め図面に変換座標を記入しておかない
と取り扱えないという問題がある。
経度(東経)や緯度(北緯)で表現されることから、工
事現場で作業者が取り扱う図面に沿った寸法で(実作業
現場の区画座標系で)データが取扱いできず、座標変換
して求めるか、予め図面に変換座標を記入しておかない
と取り扱えないという問題がある。
【0016】そこで、建設機械や農業機械などの低速度
で限られた移動範囲内で作業をおこなう用途の車両にあ
っては、正確な位置データを取扱い容易な座標系のデー
タで求めて車両を自動で走行させる安価な指令装置が望
まれていた。
で限られた移動範囲内で作業をおこなう用途の車両にあ
っては、正確な位置データを取扱い容易な座標系のデー
タで求めて車両を自動で走行させる安価な指令装置が望
まれていた。
【0017】本発明は、限られた範囲で正確な位置デー
タを求めると共に、建機や農機など単純な走行作業をお
こなう車両の走行指令を自動で安価に求める装置を提供
することを目的とする。
タを求めると共に、建機や農機など単純な走行作業をお
こなう車両の走行指令を自動で安価に求める装置を提供
することを目的とする。
【0018】また、位置データをGPS装置によるGP
S座標系から実作業現場の区画座標系に座標変換して走
行作業を容易におこなわせる装置を提供することを目的
とする。
S座標系から実作業現場の区画座標系に座標変換して走
行作業を容易におこなわせる装置を提供することを目的
とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明の車両の自動走行
指令装置は、上記従来例の問題点を解決するため、建設
機械や農業機械などの車両(台車)の自動走行をおこな
わせる指令装置において、車両外の任意の近傍位置に設
置自在に置かれたGPSを利用したGPSデータ送信装
置から送信される、少なくとも位置データX,Yを有す
る伝送入力データの受信をおこなう無線機と、複数のG
PS衛星からの信号を受信するGPS受信アンテナと、
GPS受信アンテナで受信した衛星信号から少なくとも
自己の位置を算出して位置データx,yに変換するGP
S受信機と、GPS受信機から得られる位置データx,
yと、上記無線機から自動で得られる位置データX,Y
との偏差から、車両の自動走行データを制御出力する制
御手段とを備えて、制御手段が出力する指令に沿って車
両の自動走行をおこなわせることを特徴とする。
指令装置は、上記従来例の問題点を解決するため、建設
機械や農業機械などの車両(台車)の自動走行をおこな
わせる指令装置において、車両外の任意の近傍位置に設
置自在に置かれたGPSを利用したGPSデータ送信装
置から送信される、少なくとも位置データX,Yを有す
る伝送入力データの受信をおこなう無線機と、複数のG
PS衛星からの信号を受信するGPS受信アンテナと、
GPS受信アンテナで受信した衛星信号から少なくとも
自己の位置を算出して位置データx,yに変換するGP
S受信機と、GPS受信機から得られる位置データx,
yと、上記無線機から自動で得られる位置データX,Y
との偏差から、車両の自動走行データを制御出力する制
御手段とを備えて、制御手段が出力する指令に沿って車
両の自動走行をおこなわせることを特徴とする。
【0020】また、車両外に置かれたGPSを利用した
GPSデータ送信装置が移動領域(対象区画)の端点位
置近傍に置かれて、制御手段が移動領域(対象区画)内
の任意のラインと経緯度ラインとの相対角度を入力する
角度設定手段を備えることが好適である。
GPSデータ送信装置が移動領域(対象区画)の端点位
置近傍に置かれて、制御手段が移動領域(対象区画)内
の任意のラインと経緯度ラインとの相対角度を入力する
角度設定手段を備えることが好適である。
【0021】さらに、相対角度を入力する角度設定手段
がデジタルスイッチであればデータ入力を容易なものに
する。
がデジタルスイッチであればデータ入力を容易なものに
する。
【0022】そして、車両内のデータの受信をおこなう
無線機及び、車両外のデータの送信をおこなう無線機
が、公衆電話回線を利用する携帯式の無線電話機で、制
御手段がデータ通信であるか否かの判定をおこなうもの
であれば、本機使用中にあっても一般電話機としても利
用できる。
無線機及び、車両外のデータの送信をおこなう無線機
が、公衆電話回線を利用する携帯式の無線電話機で、制
御手段がデータ通信であるか否かの判定をおこなうもの
であれば、本機使用中にあっても一般電話機としても利
用できる。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図1
〜図4を参照して簡単に説明する。
〜図4を参照して簡単に説明する。
【0024】実施例の車両の自動走行指令装置1は、建
設機械や農業機械などの車両(台車)2の自動走行をお
こなわせる指令装置において、車両外の任意の近傍位置
に設置自在に置かれたGPSを利用したGPSデータ送
信装置14から送信される、少なくとも位置データX,
Yを有する伝送入力データの受信をおこなう無線機3
と、複数のGPS衛星15a、15b、15cからの信
号eを受信するGPS受信アンテナ4aと、GPS受信
アンテナ4aで受信した衛星信号eから少なくとも自己
の位置を算出して位置データx,yに変換するGPS受
信機4bと、GPS受信機4bから得られる位置データ
x,yと、無線機3から自動で得られる位置データX,
Yとの偏差から、車両2の自動走行データを制御出力す
る制御手段5とを備えて、制御手段5が出力する指令に
沿って車両2の自動走行をおこなわせている。
設機械や農業機械などの車両(台車)2の自動走行をお
こなわせる指令装置において、車両外の任意の近傍位置
に設置自在に置かれたGPSを利用したGPSデータ送
信装置14から送信される、少なくとも位置データX,
Yを有する伝送入力データの受信をおこなう無線機3
と、複数のGPS衛星15a、15b、15cからの信
号eを受信するGPS受信アンテナ4aと、GPS受信
アンテナ4aで受信した衛星信号eから少なくとも自己
の位置を算出して位置データx,yに変換するGPS受
信機4bと、GPS受信機4bから得られる位置データ
x,yと、無線機3から自動で得られる位置データX,
Yとの偏差から、車両2の自動走行データを制御出力す
る制御手段5とを備えて、制御手段5が出力する指令に
沿って車両2の自動走行をおこなわせている。
【0025】また、車両外に設置されたGPS装置14
は移動領域Sの端点P0位置近傍に設けられている。
は移動領域Sの端点P0位置近傍に設けられている。
【0026】そして制御手段5が、移動領域(対象区
画)内の任意のラインと経緯度ラインとの相対角度Kを
入力する入力手段6を備え、入力手段6にはデジタルス
イッチで相対角度が入力されている。
画)内の任意のラインと経緯度ラインとの相対角度Kを
入力する入力手段6を備え、入力手段6にはデジタルス
イッチで相対角度が入力されている。
【0027】なお、車両内のデータの受信をおこなう無
線機及び、車両外のデータの送信をおこなう無線機は、
無線公衆電話回線Lを利用する無線式携帯電話3aで、
制御手段5がデータ通信であるか否かの判定をおこなっ
ている。
線機及び、車両外のデータの送信をおこなう無線機は、
無線公衆電話回線Lを利用する無線式携帯電話3aで、
制御手段5がデータ通信であるか否かの判定をおこなっ
ている。
【0028】(作用)本発明は上記構成によって、次の
ような作用を営むことができる。すなわち、上記無線機
3と、GPS受信アンテナ4aと、GPS受信機4bと
を有して、GPS受信機4bから得られる位置データ
x,yと、無線機3から自動で得られる位置データX,
Yとの偏差から、車両2の自動走行データを制御出力す
る制御手段5とを備えることで、制御手段5が出力する
指令に沿って車両2の自動走行をおこなわせるものであ
る。
ような作用を営むことができる。すなわち、上記無線機
3と、GPS受信アンテナ4aと、GPS受信機4bと
を有して、GPS受信機4bから得られる位置データ
x,yと、無線機3から自動で得られる位置データX,
Yとの偏差から、車両2の自動走行データを制御出力す
る制御手段5とを備えることで、制御手段5が出力する
指令に沿って車両2の自動走行をおこなわせるものであ
る。
【0029】ここで、上記車両外の作業対象区画位置近
傍の任意の位置に簡易的に置かれたGPSを利用したG
PSデータ送信装置14から送信される位置データX,
Yと、車両内に設けられたGPS受信機4bから得られ
る位置データx,yには、同一衛星15から位置データ
を求めると、米国国防総省による故意に混入された誤差
が各々に同等に含まれることになる。
傍の任意の位置に簡易的に置かれたGPSを利用したG
PSデータ送信装置14から送信される位置データX,
Yと、車両内に設けられたGPS受信機4bから得られ
る位置データx,yには、同一衛星15から位置データ
を求めると、米国国防総省による故意に混入された誤差
が各々に同等に含まれることになる。
【0030】そこで、上記制御手段5で両者の位置デー
タの偏差を求めると、その偏差は任意の位置に置かれた
GPSデータ送信装置14の位置をあたかも基準P0
(0,0)とする、偏差位置P1(x1,y1)の相対
位置座標を求めることができる。しかも、この偏差には
同等に含まれた誤差を打ち消し合う作用がありGPS測
位精度を向上させる効果がある。
タの偏差を求めると、その偏差は任意の位置に置かれた
GPSデータ送信装置14の位置をあたかも基準P0
(0,0)とする、偏差位置P1(x1,y1)の相対
位置座標を求めることができる。しかも、この偏差には
同等に含まれた誤差を打ち消し合う作用がありGPS測
位精度を向上させる効果がある。
【0031】すなわち、予め緯度や経度が既知のポイン
ト(国家基準位置)に固定設置することなく、実作業現
場の相対座標のみで位置関係が判明すれば十分効果のあ
る用途にあっては、都合に合わせて好みの位置にGPS
を利用したGPSデータ送信装置14を置くだけで、そ
のポイントからの位置が高精度で把握することができ
る。
ト(国家基準位置)に固定設置することなく、実作業現
場の相対座標のみで位置関係が判明すれば十分効果のあ
る用途にあっては、都合に合わせて好みの位置にGPS
を利用したGPSデータ送信装置14を置くだけで、そ
のポイントからの位置が高精度で把握することができ
る。
【0032】また、車両外に設置されたGPS装置14
は移動領域Sの端点P位置近傍に設けられることで、任
意の端点P位置を基準P0(0,0)位置とすることが
できる。
は移動領域Sの端点P位置近傍に設けられることで、任
意の端点P位置を基準P0(0,0)位置とすることが
できる。
【0033】そして制御手段5が、移動領域S(対象区
画)内の任意のライン(図面などに記載されている区画
座標系の外周ライン)と、経緯度ライン(GPS装置で
求められるGPS座標系ライン)との相対角度Kを入力
する入力手段6を備えるものであれば、GPS座標系の
位置データ(Xp1,Yp1)座標を現地で使用する区
画座標系の位置データ(Xq1,Yq1)座標に式2を
用いて変換することができる。
画)内の任意のライン(図面などに記載されている区画
座標系の外周ライン)と、経緯度ライン(GPS装置で
求められるGPS座標系ライン)との相対角度Kを入力
する入力手段6を備えるものであれば、GPS座標系の
位置データ(Xp1,Yp1)座標を現地で使用する区
画座標系の位置データ(Xq1,Yq1)座標に式2を
用いて変換することができる。
【0034】すなわち、位置のデータ座標を作業現場で
取扱い容易な座標(例えば図面に記載されている寸法デ
ータ)で扱うことができる。
取扱い容易な座標(例えば図面に記載されている寸法デ
ータ)で扱うことができる。
【0035】さらに、入力手段6がデジタルスイッチで
相対角度Kが入力されるものであれば、区画毎に異なる
データ設定や相対角度Kの変更が容易であると共に、上
記同様この相対角度Kにより例えば現地で使用する区画
座標系の位置データ(Xq1,Yq1)で、基準P0
(0,0)からの目標となる相対位置でデータの入力を
おこなっても、相対角度Kから制御手段5は式3を用い
て容易にGPS座標系の位置データ(Xp1,Yp1)
座標に逆変換することができる。
相対角度Kが入力されるものであれば、区画毎に異なる
データ設定や相対角度Kの変更が容易であると共に、上
記同様この相対角度Kにより例えば現地で使用する区画
座標系の位置データ(Xq1,Yq1)で、基準P0
(0,0)からの目標となる相対位置でデータの入力を
おこなっても、相対角度Kから制御手段5は式3を用い
て容易にGPS座標系の位置データ(Xp1,Yp1)
座標に逆変換することができる。
【0036】なお、車両内のデータの受信をおこなう無
線機及び、車両外のデータの送信をおこなう無線機は、
無線公衆電話回線Lを利用する無線式携帯電話3aで、
制御手段5がデータ通信であるか否かの判定をおこなう
ものであれば、例えば制御手段5が音声を確認した際
に、通話機(電話)音声またはブザー音を出力させるこ
とで、有人自動走行中の車両の作業者に通話呼出を認識
させて、一般通話機(電話)として利用を促すことが可
能となり、無線機3の導入コストを携帯電話と共用する
ことで半減することができる。
線機及び、車両外のデータの送信をおこなう無線機は、
無線公衆電話回線Lを利用する無線式携帯電話3aで、
制御手段5がデータ通信であるか否かの判定をおこなう
ものであれば、例えば制御手段5が音声を確認した際
に、通話機(電話)音声またはブザー音を出力させるこ
とで、有人自動走行中の車両の作業者に通話呼出を認識
させて、一般通話機(電話)として利用を促すことが可
能となり、無線機3の導入コストを携帯電話と共用する
ことで半減することができる。
【0037】このような本発明の車両の自動走行指令装
置1は、限られた範囲で正確な位置データを求めると共
に、建機や農機など単純な走行作業をおこなう車両の走
行指令を自動で安価におこなうという効果を奏する。
置1は、限られた範囲で正確な位置データを求めると共
に、建機や農機など単純な走行作業をおこなう車両の走
行指令を自動で安価におこなうという効果を奏する。
【0038】また、位置データをGPS装置によるGP
S座標系から実作業現場の区画座標系に座標変換して容
易な走行作業を実現することができる。
S座標系から実作業現場の区画座標系に座標変換して容
易な走行作業を実現することができる。
【0039】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1〜図4は本発明の実施例を
示すもので、本機を(ブルドーザー)建設車両に適用し
たものである。
ながら詳細に説明する。図1〜図4は本発明の実施例を
示すもので、本機を(ブルドーザー)建設車両に適用し
たものである。
【0040】図1の1は車両内に設けられた、GPS受
信アンテナ4a、GPS受信機4b、ディジタルスイッ
チ6を備えた制御装置(制御手段)5、携帯電話3a
(無線機3)を備えた車両の自動走行指令装置である。
信アンテナ4a、GPS受信機4b、ディジタルスイッ
チ6を備えた制御装置(制御手段)5、携帯電話3a
(無線機3)を備えた車両の自動走行指令装置である。
【0041】そして、車両外には図の14で示すGPS
受信アンテナ14a、GPS受信機14b、携帯電話
(無線機)14c、コントローラ14dを備えたGPS
装置(車両外に設置されたGPSデータ送信装置)が作
業対象区画Sの任意に定められた端点位置P0近傍に置
かれている。
受信アンテナ14a、GPS受信機14b、携帯電話
(無線機)14c、コントローラ14dを備えたGPS
装置(車両外に設置されたGPSデータ送信装置)が作
業対象区画Sの任意に定められた端点位置P0近傍に置
かれている。
【0042】なお、この車両の本体(ブルドーザー)は
図面の都合上省略するが、走行速度はアクセルの踏み込
み量を図の7aで示すサーボモータMで制御されてい
て、ハンドリングはハンドルの回転角量を図の7bで示
すサーボモータMで制御されている。
図面の都合上省略するが、走行速度はアクセルの踏み込
み量を図の7aで示すサーボモータMで制御されてい
て、ハンドリングはハンドルの回転角量を図の7bで示
すサーボモータMで制御されている。
【0043】また、サーボモータ7aにはタコジェネT
が取り付けられていて、このサーボモータ7aは、速度
指令vとタコジェネTのフィードバック信号との偏差量
から、図の5bで示すPID制御AMPを介して駆動さ
れる。
が取り付けられていて、このサーボモータ7aは、速度
指令vとタコジェネTのフィードバック信号との偏差量
から、図の5bで示すPID制御AMPを介して駆動さ
れる。
【0044】一方、サーボモータ7bにはポテンション
メータPが取り付けられていて、このサーボモータ7b
は、方向指令kとポテンションメータPのフィードバッ
ク信号との偏差量から、図の5cで示すPID制御AM
Pを介して駆動されている。
メータPが取り付けられていて、このサーボモータ7b
は、方向指令kとポテンションメータPのフィードバッ
ク信号との偏差量から、図の5cで示すPID制御AM
Pを介して駆動されている。
【0045】図2に示す5は上記速度指令vと方向指令
kを出力する制御手段である。この制御装置5は、メモ
リROM、RAMを備えて演算処理(座標変換演算やデ
ータの判断及び自動発信、指令出力など)をおこなうC
PU、ディジタル信号をアナログ信号に変換して速度指
令vと方向指令kを出力するD/A、角度設定手段6a
を兼ねるディジタルスイッチ6からの信号(角度データ
や位置データ)を入力すると共に一般通話(音声)であ
る場合にブザー音を出力するパラレル入出力ポートPI
O、GPS受信機4bからの位置データx,yや携帯電
話3aからの位置データX,Yなどを入力するシリアル
入出力ポートSIO、所定の時間間隔毎にCPUに発信
指令(GPSデータ送信装置14の呼出)を促すタイマ
を備えている。
kを出力する制御手段である。この制御装置5は、メモ
リROM、RAMを備えて演算処理(座標変換演算やデ
ータの判断及び自動発信、指令出力など)をおこなうC
PU、ディジタル信号をアナログ信号に変換して速度指
令vと方向指令kを出力するD/A、角度設定手段6a
を兼ねるディジタルスイッチ6からの信号(角度データ
や位置データ)を入力すると共に一般通話(音声)であ
る場合にブザー音を出力するパラレル入出力ポートPI
O、GPS受信機4bからの位置データx,yや携帯電
話3aからの位置データX,Yなどを入力するシリアル
入出力ポートSIO、所定の時間間隔毎にCPUに発信
指令(GPSデータ送信装置14の呼出)を促すタイマ
を備えている。
【0046】一方図1に示す車両内のGPS装置4は、
地球上約2万kmの円軌道を一周約12時間で回る複数
のGPS人工衛星15(15a、15b、15c、15
d)から発信されている衛星信号e(スペクトル拡散変
調されたC/Aコードと呼ばれる信号)をGPS受信ア
ンテナ4aで受信している。この受信信号はGPS受信
機4bに入力されて、GPS受信機4bは経度と緯度で
表現されるGPS座標系の位置データx,yなど(高度
や時間などを含む)を出力している。
地球上約2万kmの円軌道を一周約12時間で回る複数
のGPS人工衛星15(15a、15b、15c、15
d)から発信されている衛星信号e(スペクトル拡散変
調されたC/Aコードと呼ばれる信号)をGPS受信ア
ンテナ4aで受信している。この受信信号はGPS受信
機4bに入力されて、GPS受信機4bは経度と緯度で
表現されるGPS座標系の位置データx,yなど(高度
や時間などを含む)を出力している。
【0047】このGPS受信機の原理については、例え
ば特開平5−281330号公報や特開平5−7231
6号公報または、GPS導入ガイド:日刊工業新聞社な
どで紹介されているため、本願においては書面の都合上
詳細な説明は省略する。
ば特開平5−281330号公報や特開平5−7231
6号公報または、GPS導入ガイド:日刊工業新聞社な
どで紹介されているため、本願においては書面の都合上
詳細な説明は省略する。
【0048】他方、車両外のGPSデータ送信装置14
のGPS装置も車両2の近傍位置に設けられることか
ら、同一のGPS人工衛星15a、15b、15c、1
5dからの衛星信号eをGPS受信アンテナ14aで受
信して、GPS受信機14bで経度と緯度で表現される
GPS座標系の位置データX,Yなどを算出している。
のGPS装置も車両2の近傍位置に設けられることか
ら、同一のGPS人工衛星15a、15b、15c、1
5dからの衛星信号eをGPS受信アンテナ14aで受
信して、GPS受信機14bで経度と緯度で表現される
GPS座標系の位置データX,Yなどを算出している。
【0049】この位置データX,Yは、車両側の携帯電
話3aの呼出に応じて、GPSデータ送信装置14内の
コントローラ14dが自動で回線接続をおこない、携帯
電話14cから無線公衆電話回線Lを介して携帯電話3
aに伝送出力される。
話3aの呼出に応じて、GPSデータ送信装置14内の
コントローラ14dが自動で回線接続をおこない、携帯
電話14cから無線公衆電話回線Lを介して携帯電話3
aに伝送出力される。
【0050】そこで、制御装置5では、GPS受信機4
bから得られる位置データx,yと、無線機3から得ら
れる位置データX,Yとの偏差から、図3の2で示す車
両の相対位置(ベクトルR)を求めている。
bから得られる位置データx,yと、無線機3から得ら
れる位置データX,Yとの偏差から、図3の2で示す車
両の相対位置(ベクトルR)を求めている。
【0051】図3において、Xp,Yp軸は緯度と経度
(図3において高度は紙面の都合上省略する)で表現さ
れるGPS座標系を示すものである。ここで図のベクト
ルP0で示す座標(X0,Y0)はGPSデータ送信装
置14が置かれた位置である。そして図のベクトルP1
で示す座標(x,y)は車両2の位置である。
(図3において高度は紙面の都合上省略する)で表現さ
れるGPS座標系を示すものである。ここで図のベクト
ルP0で示す座標(X0,Y0)はGPSデータ送信装
置14が置かれた位置である。そして図のベクトルP1
で示す座標(x,y)は車両2の位置である。
【0052】このGPS装置で求めた位置は両者共各軸
に同等の誤差Ex、Ey、Ezを有している。式1は両
者の偏差からベクトルRを求めたものである。
に同等の誤差Ex、Ey、Ezを有している。式1は両
者の偏差からベクトルRを求めたものである。
【0053】
【数1】
【0054】すなわち、誤差Ex、Ey、Ezが各々打
ち消されて点P0を基準点(0,0,0)とするベクト
ルRの相対位置データ(x1,y1,z1)を求めてい
る。
ち消されて点P0を基準点(0,0,0)とするベクト
ルRの相対位置データ(x1,y1,z1)を求めてい
る。
【0055】さらに図4において位置データをGPS座
標系(Xp,Yp)軸から区画座標系(Xq,Yq)軸
に変換する原理を示す。なお、以下説明の都合上高度の
ファクターの説明は省略する。
標系(Xp,Yp)軸から区画座標系(Xq,Yq)軸
に変換する原理を示す。なお、以下説明の都合上高度の
ファクターの説明は省略する。
【0056】図4に示す道路21に面した四角形形状の
Sは車両2が移動する移動領域(作業対象区画)であ
る。また、図のP0〜P3は対象区画Sの大まかな外周
端点である。
Sは車両2が移動する移動領域(作業対象区画)であ
る。また、図のP0〜P3は対象区画Sの大まかな外周
端点である。
【0057】今上記式1で示すGPSデータ送信装置1
4が置かれたP0点に注目する。この基準点P0(0,
0)においては、GPS座標系(Xp,Yp)軸と区画
座標系(Xq,Yq)軸とが成す相対角度K(図の円弧
矢印で示す反時計方向を正とする角度)だけずれて各々
座標軸が図4に示すように設定されている。
4が置かれたP0点に注目する。この基準点P0(0,
0)においては、GPS座標系(Xp,Yp)軸と区画
座標系(Xq,Yq)軸とが成す相対角度K(図の円弧
矢印で示す反時計方向を正とする角度)だけずれて各々
座標軸が図4に示すように設定されている。
【0058】ここで、予め相対角度Kが図1の6aで示
す角度設定手段で入力されているなら、制御装置5は式
2に角度Kを代入して位置データを区画座標系に座標変
換することができる。すなわち、図のQ1ポイント(X
p1,Yp1)座標を(Xq1,Yq1)座標に変換す
るには、
す角度設定手段で入力されているなら、制御装置5は式
2に角度Kを代入して位置データを区画座標系に座標変
換することができる。すなわち、図のQ1ポイント(X
p1,Yp1)座標を(Xq1,Yq1)座標に変換す
るには、
【0059】
【数2】
【0060】よって、 Xq1=Xp1cosK−Yp
1sinK Yq1=Xp1sinK+Yp1cosK と求めるこ
とができる。
1sinK Yq1=Xp1sinK+Yp1cosK と求めるこ
とができる。
【0061】このことで、Q1位置にいる台車2は区画
座標系の(Xq1,Yq1)の位置にいることが容易に
認識できるものである。
座標系の(Xq1,Yq1)の位置にいることが容易に
認識できるものである。
【0062】一方、図のQ2で示す移動先ポイントは認
識容易な区画座標系の(Xq2,Yq2)のデータで、
上記角度設定と同様にこの座標データは予めデータ設定
手段6などで設定されている。そして、制御装置5は式
3によってこのデータをGPS座標系に逆変換して移動
先ポイントを管理している。
識容易な区画座標系の(Xq2,Yq2)のデータで、
上記角度設定と同様にこの座標データは予めデータ設定
手段6などで設定されている。そして、制御装置5は式
3によってこのデータをGPS座標系に逆変換して移動
先ポイントを管理している。
【0063】
【数3】
【0064】ここで、ベクトルR12の大きさ(Q1と
Q2の距離差の絶対値)から速度vが予め決められた速
度パターンに従って決定され、ベクトルR12の方向
(tank=(Yp2−Yp1)/(Xp2−Xp
1))から角度k(Xp軸を0度とし反時計方向を正と
する角度)を求めている。
Q2の距離差の絶対値)から速度vが予め決められた速
度パターンに従って決定され、ベクトルR12の方向
(tank=(Yp2−Yp1)/(Xp2−Xp
1))から角度k(Xp軸を0度とし反時計方向を正と
する角度)を求めている。
【0065】このように求められた速度指令vと方向指
令kは図2のD/A変換器からドライバ5aに出力され
る。このように、台車位置(Q1ポイント)は除々にQ
2ポイントに近づきつつ、常時上記速度指令vと方向指
令kを求めて台車2の走行制御をおこなっている。
令kは図2のD/A変換器からドライバ5aに出力され
る。このように、台車位置(Q1ポイント)は除々にQ
2ポイントに近づきつつ、常時上記速度指令vと方向指
令kを求めて台車2の走行制御をおこなっている。
【0066】以上のように上記実施例によれば、建設機
械や農業機械などの低速度で限られた移動範囲内で作業
をおこなう用途の車両2にあっては、正確な位置データ
を取扱い容易な座標系のデータで求めて車両を自動で走
行させる安価な指令装置を実現することができる。
械や農業機械などの低速度で限られた移動範囲内で作業
をおこなう用途の車両2にあっては、正確な位置データ
を取扱い容易な座標系のデータで求めて車両を自動で走
行させる安価な指令装置を実現することができる。
【0067】なお、本実施例においては、車両2が移動
する移動領域(作業対象区画)を四角形形状のSとした
が、必ずしも四角形形状に限定するものではない。ま
た、Q2で示す移動先ポイントは、Q2ポイント一点に
限定するものではなく、複数のポイントが入力可能に構
成され、順次プログラムに従ってポイント間を移動させ
るようなものであってもかまわない。さらに、4台のG
PS衛星15の衛星信号eを入力する例を示したが、G
PS衛星15は3台または5台であってもかまわない。
また、携帯式の電話機3aは携帯電話、PHS、自動車
電話などの無線回線を利用するもの或いはデータ転送可
能な無線機3などで構成されれば、何れのものであって
もかまわない。さらに、上記実施例にあっては、GPS
受信機14bから自動で得られる位置データX,Yを車
両側の携帯電話3aの呼出に応じて携帯電話14cから
自動で出力する例を示したが、GPSデータ送信装置1
4側に自動発信機能を持たせるような構成としてもよ
い。すなわち本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。
する移動領域(作業対象区画)を四角形形状のSとした
が、必ずしも四角形形状に限定するものではない。ま
た、Q2で示す移動先ポイントは、Q2ポイント一点に
限定するものではなく、複数のポイントが入力可能に構
成され、順次プログラムに従ってポイント間を移動させ
るようなものであってもかまわない。さらに、4台のG
PS衛星15の衛星信号eを入力する例を示したが、G
PS衛星15は3台または5台であってもかまわない。
また、携帯式の電話機3aは携帯電話、PHS、自動車
電話などの無線回線を利用するもの或いはデータ転送可
能な無線機3などで構成されれば、何れのものであって
もかまわない。さらに、上記実施例にあっては、GPS
受信機14bから自動で得られる位置データX,Yを車
両側の携帯電話3aの呼出に応じて携帯電話14cから
自動で出力する例を示したが、GPSデータ送信装置1
4側に自動発信機能を持たせるような構成としてもよ
い。すなわち本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0068】
【発明の効果】本発明によれば、限られた範囲で正確な
位置データを求めると共に、建機や農機など単純な走行
作業をおこなう車両の走行指令を自動で安価に求める装
置を提供することができる。
位置データを求めると共に、建機や農機など単純な走行
作業をおこなう車両の走行指令を自動で安価に求める装
置を提供することができる。
【0069】また、位置データをGPS装置によるGP
S座標系から実作業現場の区画座標系に座標変換して走
行作業を容易におこなわせる装置を提供できる。
S座標系から実作業現場の区画座標系に座標変換して走
行作業を容易におこなわせる装置を提供できる。
【図1】本発明の実施例を示すブロック図。
【図2】制御手段を示すブロック図。
【図3】GPS座標系を示す原理図。
【図4】区画座標系を示す原理図。
【図5】従来例を示す構成図。
1 自動走行指令装置 2 車両(建設機械や農業機械などの車両) 3 無線機 3a 携帯電話 4a GPS受信アンテナ 4b GPS受信機 5 制御手段 5a ドライバ 6 データ設定手段 6a 角度設定手段(ディジタルスイッチ) 14 GPS装置(車両外に設置されたGPSデータ送
信装置) 15 GPS衛星 S 移動領域(対象区画) P 端点 L 無線公衆電話回線 X,Y 位置データ(伝送入力される位置データ) x,y 位置データ(自己の位置データ) e 衛星信号 Xp 北緯方向 Yp 東経方向 K 相対角度
信装置) 15 GPS衛星 S 移動領域(対象区画) P 端点 L 無線公衆電話回線 X,Y 位置データ(伝送入力される位置データ) x,y 位置データ(自己の位置データ) e 衛星信号 Xp 北緯方向 Yp 東経方向 K 相対角度
Claims (5)
- 【請求項1】 建設機械や農業機械などの車両(台車)
の自動走行をおこなわせる指令装置において、 上記車両外の任意の近傍位置に設置自在に置かれたGP
Sを利用したGPSデータ送信装置から送信される、少
なくとも位置データX,Yを有する伝送入力データの受
信をおこなう無線機と、 複数のGPS衛星からの信号を受信するGPS受信アン
テナと、GPS受信アンテナで受信した衛星信号から少
なくとも自己の位置を算出して位置データx,yに変換
するGPS受信機と、 GPS受信機から得られる位置データx,yと、上記無
線機から自動で得られる位置データX,Yとの偏差か
ら、車両の自動走行データを制御出力する制御手段とを
備えて、 制御手段が出力する指令に沿って車両の自動走行をおこ
なわせることを特徴とする車両の自動走行指令装置。 - 【請求項2】 車両外に置かれたGPSを利用したGP
Sデータ送信装置が移動領域(対象区画)の端点位置近
傍に置かれる請求項1記載の車両の自動走行指令装置。 - 【請求項3】 制御手段が、移動領域(対象区画)内の
任意のラインと経緯度ラインとの相対角度を入力する角
度設定手段を備える請求項1または2記載の車両の自動
走行指令装置。 - 【請求項4】 相対角度を入力する角度設定手段がデジ
タルスイッチである請求項3記載の車両の自動走行指令
装置。 - 【請求項5】 車両内のデータの受信をおこなう無線機
及び、車両外のデータの送信をおこなう無線機が、公衆
電話回線を利用する携帯式の無線電話機で、制御手段が
データ通信であるか否かの判定をおこなう請求項1、
2、3または4記載の車両の自動走行指令装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9320751A JPH11154014A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 車両の自動走行指令装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9320751A JPH11154014A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 車両の自動走行指令装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11154014A true JPH11154014A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=18124882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9320751A Pending JPH11154014A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 車両の自動走行指令装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11154014A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022070740A (ja) * | 2020-10-27 | 2022-05-13 | 井関農機株式会社 | 穀稈の刈取作業方法 |
US12018461B2 (en) | 2018-03-31 | 2024-06-25 | Sumitomo Construction Machinery Co., Ltd. | Shovel |
-
1997
- 1997-11-21 JP JP9320751A patent/JPH11154014A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12018461B2 (en) | 2018-03-31 | 2024-06-25 | Sumitomo Construction Machinery Co., Ltd. | Shovel |
JP2022070740A (ja) * | 2020-10-27 | 2022-05-13 | 井関農機株式会社 | 穀稈の刈取作業方法 |
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