WO1990013856A1 - Travelling control apparatus for vehicules - Google Patents

Description

明 TO 車両の走行制御装置 技 術 分 野

本発明 は、 ダ ン プ ト ラ ッ ク 等の 作業車両の運転支援 や無人化を 図 る た めの走行制御装置 に 関す る 。 背 景 技 術

車両を予 め設定 さ れた 目 標経路 に 沿 っ て 自 動的 に誘 導走行 さ せ る 走行 自 動化装置 に お い て は、 車両の位置 を検出す る こ と が不可欠で あ り 、 そ の検出精度の優劣 で そ の性能が決定 さ れ る 。

上記 目 標経路の変更が可能な 、 つ ま り 該経路 に融通 性を も た せ た従来の走行 自 動化装置 と し て、 例え ば特 開昭 6 1 — 7 0 6 1 8 に 係 る 「無人走行 シ ス テ ム 」 が あ る 。 こ の シ ス テ ム では、 車両の走行速度 と 走行方位 角 と に基づい て 2 次元座標上での車両の走行距離を積 算 し 、 そ の積算値よ り 上記座標に お け る 車両の 位置を 検出す る よ う に し て い る 。

上記従来の装置で は、 上記走行速度を速度セ ン サ で ま た上記走行方位角 を方位セ ン サ た る ジ ャ イ ロ コ ン パ ス で そ れぞれ検出 し て い る 。 こ の た め 、 こ れ ら の セ ン ザ の検出誤差の累積が不可避であ り 、 と く に車両走行 時の タ イ ヤ ス リ ッ プに よ る 走行速度の誤差や ジ ャ イ ロ コ ン ノヽ。 ス の 才 フ セ ッ ト ド リ フ ト に よ る 方位角 の誤差は 車両 1 置の検出精度を大幅に低下 さ せ る 。

それ故、 上記従来の装置 に よ る 誘導制御 は、 正確 さ に欠け る と い う 欠点があ る

そ こ で , 且な マ ー ク や誘導ケ ー プル等を敷設 し た ス テ ー シ ヨ ン を 目標経路の既知の要所に設置す る と と も に 、 こ の マ ー ク ゃ誘導ケ ― ブ ルの発生磁界を検出す る セ ン サを車両上に設け、 こ の セ ン サ の 出力 に基づい て上記速度セ ン サ等の検出誤差を定期的 に捕正す る こ と が提案 さ れてい る 。 し か し 、 マ ー ク 等の外部誘導装

¾r ί¾用す る こ の案で は、 目 標経路が固定さ れ る た め 経路変更の融通性が得 ら れな く な る 。

本発明 の 目 的は、 力、力、 る 状況に鑑み 、 目 標経路 に融 通性があ る と い う 利便を確保 し なが ら 車両を正確に誘 導走行 さ せ る こ と がで き る 車両の走行制御装置を提供 す る こ と に あ る 発 明 の 開 示

本発明 に係 る 車両の走行制御装置 は、 地上の相異な る 所定の位置か ら 互い に 同期 し た第 1 、 第 2 お よ び第 3 の電波をそれぞれ送信す る 送.信手段 と 、 車両に配置 し た車載装置 と を有 し て い る 。

車載装置 は、 上記車両上 に所定の間隔をおい て並設 し た第 1 、 第 2 の ア ン テ ナ と 、 上記第 1 の ア ン テ ナで 受信 さ れ る 上記第 1 、 第 2 お よ び第 3 の電波 に基づ き 上記第 1 の ア ン テ ナ に対す る 上記第 1 、 第 2 の電波の 各到達時間の差お よ び上記第 1 、 第 3 の電波 の 各到達 時間の差を そ れぞれ検出す る 第 1 の時間差検 出手段 と 、 上記第 1 の時間差検出手段で検出 さ れ る 各時間差 に基 づい て、 上記車両の走行位置を検出す る 位置検出手段 と 、 上記第 1 、 第 2 の ア ン テ ナで受信 さ れ る 上記第 1 の電波 に基づ き 、 上記第 1 、 第 2 の ア ン テ ナ に 対す る 上記第 1 の電波の各到達時間の差を検出す る 第 2 の 時 間差検出手段 と 、 上記第 2 の時間差検出手段で検出 さ れ る 各時間差 に基づ き 、 上記車両の走行姿勢角 を検 出 す る 姿勢角検出手段 と 、 上記車両の 目 標経路 を記憶 さ せた記憶手段 と 、 上記車両の走行位置、 走行姿勢角 お よ び 目 標経路に基づい て、 上記車両を上記走行経路 に 沿わせ る た めの操舵角 指令を演算す る 演算手段 と 、 上 記車両の操舵角 を上記操舵角指令に従 つ た大 き さ に制 御す る 操舵制御手段 と を具備 し て い る 。

こ の走行制御装置 に よ れば、 操舵指令の演算 に必要 な車両の現在位置 と 姿勢角 を、 電波の受信時間差 に基 づい て計測 し て い る 。 つ ま り 、 車速セ ン サや ジ ャ イ ロ コ ンパス等を用 い る こ と な く 計測 し て い る 。

し た が っ て 、 上記現在位置 と 姿勢角 の計測結果 に累 積誤差が存在せず、 こ れ に よ つ て車両の誘導精度を著 し く 向上す る こ と がで き る 。

ま た、 目 標経路憶手段の記憶内容を変え る こ と に よ つ て 目 標経路を変更す る こ と がで き る ので、 経路変更 k

の融通性 も 有す る 。

図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1 図は本発明 に係 る 地上装置の構成を例示 し た ブ ロ ッ ク 図、 第 2 図 は本発明 に係 る車載装置の構成を例 示 し た ブ ロ ッ ク 図、 第 3 図 は、 作業現場に設定 さ れる 走行経路の一例を示 し た概念図、 第 4 図 は、 目 標経路 記億手段の記憶内容を例示 し た図、 第 5 図 は、 車両の 位置検出の原理を示 し た図、 第 6 図 は、 車両の姿勢角 検出の原理を示 し た図、 第 7 図 は、 車両が偏位お よ び 偏角 し た状態を示す概念図、 第 8 図 （ a ) お よ び （ b ) は走行モ ニ タ の表示内容を例示 し た概念図であ る 。 発明を実施す る た めの最良の形態 以下、 図面を参照 し て本発明の実施例 につ い て説明 す る 。

本発明 に係 る 車両の走行制御装置は、 第 1 図に示す 地上装置 1 0 と 、 第 2 図 に示す車載装置 1 0 ◦ と を有 し てい る 。

地上装置 1 0 の主局 1 1 は、 電波 m i を送信す る 機 能を有 し、 ま た従局 1 2 , 1 3 は上記電波に 同期 し た 電波 m 2 , m 3 をそ れぞれ送信す る 機能を有す る 。

すなわ ち 、 従局 1 2 ， 1 3 は、 主局か ら の電波 m 1 を受信 し てそ の 同期信号を抽出 し、 こ の 同期信号に同 期 し た電波 m 2 , m 3 を そ れぞれ送信す る 。

な お 、 電波 m 1 , m 2 は 、 局 1 1 , 1 2 間 の 距離 (一定） を電波の伝搬速度で除 し た時間だ け位相がず れ、 ま た 、 電波 m 1 , m 3 は 局 1 1 , 1 3 間 の 距離

(一定） を上記伝搬速度で除 し た 時間だ け位相がずれ る こ と に な る 。

主局 1 1 お よ び従局 1 2 , 1 3 は、 第 3 図 に 示す 作業現場の所定位置 に配置 さ れ、 ダ ン プ ト ラ ッ ク 等の 作業車両 2 0 の位置お よ び姿勢角 を検出す る た め に使 用 δ れ る 。

こ こ で、 ま ず車両 2 0 の 位置を検出す る た め の原理 に つ い て説明す る

第 5 図 に示すよ う に 、 作業現場 に 2 次元座標系を設 定 し 、 上記主局 1 1 、 従局 1 2 お よ び従局 1 3 の座標 (概知） を そ れぞれ （ 0 , 0 ) 、 ( a 1 , b 1 ) お よ び （ a 2 , b 2 ) 、 車両 2 0 の座標を （ X , Y ) 、 主 局 1 1 と 車両 2 0 間の距離を L i 、 従局 1 2 と 車両 2 0 間の距離を L 2 と す る と 、 距離 L 1 と L 2 と の差 Δ L 1 お よ び距離 L i と L ₃ と の差 Δ L 2 は、 そ れぞれ 次式 （ 1 ) の よ う に表わ さ れ る 。

厶 L i = V X ²" + Y 2

- ~~ ( X - a 1 ) 2 + ( γ - b ) 2 ~

Δ L 2 = ² + Y ~

一 V ~~ ( X - ( a ₂ ) - + ( Y - b ₂ ) ² ~

… ( 1 ) い ま 、 上記距離差 Δ L 1 が一定な 値を示す車両 2 0 の位置 （ X , Y ) を プ ロ ッ 卜 す る と 、 例え ば第 5 図の 実線曲線 b の よ う に な る 。

すなわ ち 、 曲線 b 上に お い て車両 2 0 の位置が変化 して も 、 距離差 A L 1 は あ る 一定な 値 A L i _b を示す 他の実線曲線 a , c 〜 f も 、 距離差 Δ L 1 が一定 と な る 車両 2 0 の位置 （ X , Y ) を プ ロ ッ 卜 し た も の で あ 。

—方、 同図 に点線で示 し た 曲線 g 〜 o は、 距離差 厶 L 2 が一定 と な る 車両 2 0 の 位置 （ X , Y ) を プロ ッ ト し た も のであ り 、 た と え ば曲線 i 上で車両 2 0 の位 置が変化 して も 、 距離差 Δ L 2 は あ る一定な値 △ L ₂_i を示す こ と に な る 。

上記距離差 は、 主局 1 1 よ り 送信 さ れた電波 m 1 が車両 2 0 に到達す る 時間 と 、 従局 1 2 よ り 送信 さ れた電波 m 2 が車両 2 0 に到達す る 時間 と の差 △ t 1 に相当す る 。

ま た、 距離差 厶 し 2 は、 主局 1 1 よ り 送信 さ れた電 波 m 1 が車両 2 0 に到達す る 時間 と 、 従局 1 3 よ り 送 信 さ れた電波が車両 2 0 に到達す る 時間 と の差 Δ t 2 に相 当す る 。

し た力《 つ て、 上記時間差 Δ t 1 , Δ t 2 に基づい て 距離差 A L i , Δ L 2 を求めれば、 こ れ ら の距離差 Δ L i , Δ L 2 と （ 1 ) 式に示 し た関係 と か ら 上記二次 元座標系に お け る 車両 2 0 の現在位置 （ X , Y ) を計 測す る こ と 力《で き る 。

と こ ろ で、 第 7 図 に示すよ う に、 車両 2 0 に は そ の 前部お よ び後部 に ア ン テ ナ 1 0 1 a お よ び 1 0 1 b 力く そ れ ぞれ配 設 さ れ て い る 。 し た 力《 つ て 、 上記時 間差 Δ t 1 , 厶 t 2 を 得 る に は 、 上記 ア ン テ ナ 1 0 1 , 1 〇 2 の いずれか一方の受信電波 に基づ い て電波 m 1 , m 2 の受信時間差お よ び電波 m 1 , m 3 の受信時間差 を そ れぞれ計測すればよ い こ と に な る 。

な お、 こ の場合、 適用す る ア ン テ ナ の 位置が車両 2 〇 の位置 （ X ， Y ) と な る 。

次に、 車兩 2 0 の姿勢角 を求め る た め の原理 に つ い て説明す る 。

第 6 図 に示す如 く 、 主局 1 1 と 従局 1 2 間 を結ぶ線 分 と 、 主局 1 1 と 後部ア ン テナ 1 ◦ 1 b 間 を結ぶ線分 と の なす角 を 0 、 主局 1 1 と 前部ア ン テ ナ 1 〇 1 a 間 を結ぶ線分に対す る 後部ア ン テ ナ 1 0 1 b 力、 ら の垂線 と 、 ア ン テ ナ 1 0 1 a , 1 0 1 b 間を結ぶ線分 と の な す角 を α 、 主局 1 1 と ア ン テ ナ 1 0 1 a , 1 0 1 b 間 を結ぶ各線分の な す角 を /5 、 主局 1 1 か ら ア ン テ ナ 1 0 1 a お よ び 1 ◦ 1 b に至 る 各距離を そ れぞれ 1 お よ び ^ 2 、 ア ン テ ナ 1 0 1 a , 1 0 1 b 間の距離を a (概知） 、 車両 2 0 の X $由 に対す る 姿勢角 を <' と す る と 、 以下の よ う な関係が成立す る 。

^ = t a n -l ( Y / X ) - ( 2 )

Δ 1 — ^ 2 - ( 3 ) a ♦ s i η α = Δ ··· ( 4 )

2 = V X" + Υ" ( 5 )

れ従記式信めいをさ 0る i 2 • s i n j3 = a » c o s … ( 6 ) Φ = π / 2 - θ - α + β … （ 7 ) そ し て、 （ 3 ) 式に示す距離差 Δ ^ は、 主局 1 1 よ

！ク 送信 さ れた電波がア ン テナ 1 0 1 a お よ び 1 0 1 b 到達す る 各時間の差△ e を用 い て次の よ う に表わ さ れる

Δ = c 厶

e … ( 8 ) た だ し 、 c ： 電波の伝搬速度

前言己 位置 測量 の 原理 に 基づ い て 、 車両 2 ◦ の 座標 X , Y ) が計測 さ れれば、 （ 2 ) 式に基づい て角度 が得 ら れ

ま た、 ( 8 ) 式に示す A t _e を計測 し て Δ を求め ば、 こ の 厶 ^ と （ 4 ) 式に基づい て角度 α が得 ら れ ら に座標 ( X , Y ) と （ 5 ) 式 と か ら 距離 2 を求 れば 、 の h 、 上記角度 α お よ び （ 6 ) 式に基づ て角度 β を得 る こ と 力 で き る 。

そ し て、 角 度 θ , ひ お よ び /3 が得 ら れれば、 （ 7 ) に基づい て車両 2 0 の姿勢角 ø を求め る こ と がで き なお、 第 6 図では後部ア ン テナ 1 0 1 b の設置位置 車両 2 0 の位置 （ X ， Y ) と し てい る 。

ま た、 （ 8 ) 式に示す時間差 A t _e は主局 1 1 の送 電波に基づ く も のであ る が、 こ の送信電波 に代え て 局 1 2 あ る い は従局 1 3 の送信電波を用 い て も 、 上 姿勢角 φ の検出 は可能であ る 。 第 3 図 に示 し た よ う に 、 作業現場 に は車両 2 0 を誘 導走行 さ せ る た め の 目標経路 A お よ び B が設定 さ れて い る 。

第 4 図 に は 、 上記 目 標経路 A 上 の 複数位置 A 1 〜 A _ の 2 次元座標系 に お け る 各座標 （ X _{A i}, Y _{A 1}) 〜

( X _{ί η}, Υ _Αη) と 、 上言己 目 標経路 B ±の複数位置 Β 1 〜 Β _η の上記座標系 に お け る 各座標 （ X _B i , _β1) 〜

( ^Χ Βη' ^Y Bn) と 、 上記位置 A 】 〜 A _n ' B 1 ~ B _n で の車速指令 と 、 それ ら の 位置 の う ち の特定位置で車 両 2 0 に作業を行な わせ る た め の作業指令 と が示 さ れ て い る 。

同図 に示す内容 は、 第 2 図 に示 し た車載装置 1 0 0 の経路入力選択手段 1 0 2 (例え ばキ ー ボー ド） の操 作 に よ っ て予 め 目 標経路記憶手段 1 0 3 に記憶 さ れ る そ し て、 第 4 図 に示す経路 A , B の指定 も 経路入力選 択手段 1 ◦ 2 に よ っ て行な われ る 。

い ま 、 同手段 1 0 2 に よ っ て例え ば経路 A が指定 さ れた場合、 該経路 A に沿 っ て車両 2 0 を誘導す る た め に以下の よ う な制御が行な われ る 。

す な わ ち 、 第 2 図に示す車載局 1 0 4 は、 例え ば前 記後部ア ン テ ナ 1 0 1 b に対す る 前記電波 m 1 , m 2 の 各到達時間の差 Δ t 1 と 、 前記電波 m 1 , m 3 の 各 到達時間の差 Δ t 2 と を求め る 。

な お、 車載局 1 ◦ 4 は電波 m 1 ， m 2 の位相差お よ び電波 m 1 , m 3 の 位相差を検出す る 手段を備え 、 こ れ対時めをそ o 1 ら の位相差に よ っ て上記時間差 △ t 1 , Δ t ₂ を求 る

前述 し た よ う に上記時間差 Δ t 1 お よ び Δ t 2 は、 れぞれ （ 1 ) 式に示す距離差 Δ L 1 お よ び Δ L 2 に 応す る 。 そ こ で、 車両位置検出手段 1 0 5 は、 上記 間差 Δ t 1 ， Δ t 2 と （ 1 ) 式 と に基づい て車両 2 の位置つ ま り 後部ア ン テ ナ 1 0 1 b の位置 （ X , γ ) 求め ^ 。

一方、 車載局 1 0 4 は、 各地上局 1 1 , 1 2 お よ び

3 の う ち の特定の局の送信電波、 例え ば主局 1 1 の 信電波 に 基づ き 、 こ の 電波力 ア ン テ ナ 1 0 l a , 0 1 b に到来す る 時間の差、 つ ま り （ 8 ) 式に示 し た時間差 Δ t _n を求め、 こ の時間差 Δ t ハ に対応す る を車両姿勢角検出手段 1 0 5 ' に 出力す る 。

な お、 時間差 A t _e は 、 ア ン テ ナ 1 0 1 a で受信 さ れ る 主局 1 1 の送信電波の位相 と 、 ア ン テ ナ 1 0 1 b で受信 さ れ る 同送信電波の 位相 と の差か ら 検出 さ れ る 車両姿勢角検出手段 1 0 5 ' で は、 上記時間差 厶 t と 、 前言己 ( 2 ) ， （ 4 ) 式お よ び （ 7 ) 式に示 し た 係 と に基づい て、 車両 2 0 の姿勢角 ø が求め ら れ る 車両 直検出手段 1 0 5 お よ び車両姿勢角 検出手段

1 0 5 ' は 、 上記 の よ う に し て車両 2 0 の 現 在位置

( X , Y ) お よ び姿勢角 ø を時間 て の 間隔でそ れぞれ 求め、 こ の位置お よ び姿勢角 を示す各信号を車両制御 算手段 1 0 6 に加え る 。 車両制御演算手段 1 0 6 は、 こ れ ら の 信号 を入力す る と と も に、 目 標経路記憶手段 1 0 3 か ら 第 4 図 に示 し た 目 標経路 A 上の 各位置 A i 〜 A _n の座標 （ X _A1,

^Y A1) 〜 （ ^Χ Απ' ^Υ Αη) お よ びそ れ ら の 位置 に つ い て の車速指令を順次読み 出す。 そ し て上記各位置 A 1 〜

A _r の座標、 車両 2 0 の現在位置 （ X , Y ) お よ び姿 勢角 <> に 基づい て操舵指令を算出す る 。

こ こ で、 操舵指令の算出過程を第 7 図を参照 し て説 明す る 。

目 標 経 路 A は 、 各 座 標 （ Χ _{Α 1}， Υ _{Α 1}) , ( χ _{Α 2}. Υ _Α2) , … ， ( χ _Αη, Υ _Αη) を結ぶ折線 と 考え ら れ る 。 そ こ で 車 両 1 の 走 行 経 路 を A 1 A 2 → A 2 A 3 ― … Α _η-1 A _η と 順次切換え て ゆ く も の と す る 。 な お 、 上 記切換え の判断 は、 上記車両位置検出手段 1 0 5 で検 出 さ れ る 車両の現在位置 （ Χ ， Υ ) に基づい て行な わ れ る 。

い ま 、 目 標 と な る 経路線分を A ^ A _m 、 ま た 車 両 2 0 の現在位置を （ Χ _κ , Υ _κ ) と す る と 、 経路線分 A ₀ A か ら の車両 2 0 の横変位 £ は、 下式 （ 9 ) の よ う に表わ さ れ る 。 X A,- ^Y A j ' ^X K - ^X A.- ^X A i ^} * ^Χ Κ

V ( ^Y A_m— ^Υ Α ^ " + ( ^X Am— ^Χ Α i

X A . m - X Y

A 1 A i

+

( ^Y Am— ^Y A ^ " + ( ^X Am— ^X A ）

( ) ま た線分 A A _m に対す る 車両 2 0 の ί届角 Δ ø は、 該 線分 ^ A „ の傾 き と 第 6 図に示 し た姿勢角 ø の差 と し て下式 （ 1 0 ) の よ う に表わ さ れ る

Υ Am Y A i

Α φ = t a n ^-1 - Φ ( 1 0 )

^X Am ^{- X} A I

車両 2 0 を走行経路 A に沿 っ て誘導す る た めの操舵 ft 化 A

P3 IH 3 δ it ε , Δ <> 〖こ基づい て下式 （ 1 1 ) の よ う に設定 さ れ る 。

δ - Κ 1 ♦ ε + Κ 2 - Α Φ - ( 1 1 ) た だ し K 1 およ び K 2 ： 定数

し たが っ て、 ε ， Δ 0 を求めれば、 操舵角 指令 <5 を 決定す る こ と 力 で き る 。

第 2 図 に示す車両制御演算手段 1 0 6 は、 上記の よ う に し て車両 2 0 の操舵角指令 <5 を求め、 こ の操舵角 指 令 δ を 示 す 信号 、 お よ び 目 標経路記憶手段 1 0 3 力、 ¹ S¾み 出 し た各座標 （ X A 1 Y A ) Am'

Y ) に対応す る 各車速指令を示す信号を車両制御選 択手段 1 0 7 を介 し て操舵制御手段 1 0 8 に加え る 。

操舵制御手段 1 0 8 は、 上記操舵角指令 を示す信 号 と 、 車両 2 0 の実際の操舵角 を示す操舵各セ ン サ 1 0 9 の 出力信号 と の偏差を求め、 こ の偏差でサ ー ボ弁 1 1 0 の圧油流量を制御す る 。

サ一 ボ弁 1 1 0 に よ っ て制御 さ れた圧油 は 、 電磁切 替弁 1 1 1 を介 し て油圧 シ リ ン ダ 1 1 2 に供給 さ れ、 こ れ に よ り 実際の操舵角 が操舵角 指令 （5 に基づ く 角 度 に等 し く な る よ う に油圧 シ リ ン ダ 1 1 2 が作動 さ れ る 。

か く し て、 車両 2 0 は、 上記横変位 ε お よ び偏角 Δ 0 が無 く な る 方向 に操舵 さ れ、 そ の結果、 経路 Α に沿 つ て走行す る 。

一方、 車両制御選択手段 1 0 7 は、 上記各車速指令 と 車速セ ン サ 1 1 3 に よ っ て検出 さ れ る 実際 の車速 と に基づい て、 ガバナ制御手段 1 1 4 に ガバナ位置指令 を示す信号を、 ト ラ ン ス ミ ッ シ ョ ン 制御手段 1 1 5 に 速度段指令を示す信号を、 リ タ ー ダ制御手段 1 1 6 に リ タ 一 ダ ブ レ ー キ圧指令を示す信号を、 ブ レ ー キ制御 手段 1 1 7 に ブ レ ー キ指令を示す信号を そ れぞれ加え

O o

カ バナ制御手段 1 1 4 は、 上記ガバナ位置指令を示 す信号 と 、 実際の ガバナ位置を示すガバナセ ン サ 1 1 1 の 出力信号 と の偏差を求 め、 こ の 偏差 に よ っ て ガバ ナ駆動用 モ ー タ 1 1 9 を駆動す る 。

こ の結果、 ク ラ ッ チ 1 2 0 を介 し て モ ー タ 1 1 9 に 連結 さ れた ガバナ 1 2 1 の燃料 コ ン ト ロ ー ル レ バー の 位置が上記指令に従 っ た 位置 に調節 さ れ る 。

ト ラ ン ス ミ ッ シ ョ ン制御手段 1 1 5 は 、 上記速度段 指令を示す信号に基づ き 、 回転セ ン サ 1 2 2 に よ っ て 検出 さ れた エ ン ジ ン 1 2 3 の実際の 回転数が指令速度 段 に適合す る 回転数 に な っ た と き に電磁切替弁 1 2 4 を作動 さ せ 、 こ れ に よ つ て ト ラ ン ス ミ ッ シ ョ ン 1 2 5 の速度段を指令速度段 に設定す る 。

リ タ 一 ダ制御手段 1 1 6 は、 上記 リ タ 一 ダブ レ ー キ 圧指令を示す信号 と 、 実際の リ タ 一 ダブ レ ー キ圧を示 すエア圧セ ン サ 1 2 6 の 出力信号 と の偏差を求め、 こ の偏差でエア サ一 ボ弁 1 2 7 の圧油流量を制御す る。 こ れに よ つ て上記指令に従 っ た ブ レ ー キ力が得 ら れ る よ う に リ タ ー ダ 1 2 8 力《駆動 さ れ る 。

ブ レ ー キ制御手段 1 1 7 は、 上記ブ レ ー キ指令を示 す信号に基づい て ブ レ ー キ 1 2 9 を駆動 し 、 車両 2 〇 を停止 さ せ る 。

上記各要素 1 1 4 〜 1 1 7 の作用 に よ り 、 車両 2 0 は上記車速指令 に応 じ た速度で走行す る こ と に な る 。

と こ ろ で、 第 4 図に示 し た よ う に第 2 図 に示す 目 標 経路記憶手段 1 0 3 に は、 目 標経路 A上の位置 （ X _A2, Y _A2) に お け る 作業指令 wが格納 さ れてい る 。

こ の よ う な作業指令 wが格納 さ れて い る 場合、 第 2 図 に示す車両制御選択手段 1 0 7 は、 車両制御演算手 段 1 0 6 を介 し て こ の作業指令 wを と り 込み、 こ れを 示す信号を作業機制御手段 1 3 0 に加え る 。

こ の結果、 作業機制御手段 1 3 0 は、 経路 A 上の位 置 （ ^X Al， Y A2) で作業機駆動 シ リ ン ダ ^{1 3 1} を駆動 し て作業機 （ 夕 ン プ ト ラ ッ ク の場合に はべ ッ セ ノレ） に 作業指令に従 つ た作業を行な わせ る 。

な お、 第 2 図 に示す障害物認識手段 1 3 2 (例え ば

T V カ メ ラ ） は、 車両 2 0 の進行方向を撮像 し 、 そ の 撮像信号を障害物位置検出手段 1 3 3 に 加 え る 。

障害物位置検出手段 1 3 3 は、 上記障害物認識手段 1 3 2 の画面上に障害物があ っ た場合 に 、 周 知の 画像 処理を行 っ て該障害物の位置 を検出 し 、 こ の 位置を示 す信号を危険予知手段 1 3 4 に加え る 。

危険予知手段 1 3 4 は、 障害物の 位置が進行方向 に あ る 場合 に 危険を示す信号を車両制御選択手段 1 0 7 に加え る 。 こ れ に よ り 、 車両制御選択手段 1 0 7 は上 記障害物を迂回す る た め の操舵制御信号 を操舵制御手 段 1 0 8 に 出力す る か、 も し く は車両停止信号 を ブ レ — キ制御手段 1 1 7 に 出力す る 。

車両制御選択手段 1 0 7 は、 次の よ う な 作用 も な す。 すな わ ち 目 標経路記憶手段 1 ◦ 3 、 車両位置検出手段 1 0 5 操舵角 セ ン サ 1 0 9 、 回転セ ン サ 1 2 2 お よ び車速セ ン サ 1 1 3 か ら の信号に基づ き 、 例 え ば第 8 図 （ a ) に示す よ う に 目 標経路 A に お け る 車両 2 0 の 現在位置を走行モ ニ タ 1 3 5 に表示 さ せ、 さ ら に 実操 舵角 、 実エ ン ジ ン 回転数、 実車速を同 モ ニ タ 1 3 5 の 適所に表示 さ せ る 。

な お、 走行モ ニ タ 1 3 5 に は、 第 8 図 （ b ) に示す よ う に車両 2 0 が位置 し て い る 近傍を部分的 に拡大 し て表示 し て も よ い 、 。

一方、 車両制御選択手段 1 0 7 か ら は 、 目 標経路 A、 車両 2 0 の現在位置、 実操舵角 、 実エ ン ジ ン 回転数お よ び実車速を示す各信号が車両デー タ 伝送手段 1 3 6 に力 Πえ ら れ る

車両デ— 夕 伝送手段 1 3 6 は、 こ れ ら の 信号およ び 車両 2 0 の車両番号を示す信号を第 1 図 に示す地上装 置 1 0 の車両デー タ 受信手段 1 4 へ電波で送信す る 。

車両デ一 夕 受信手段 1 4 は、 受信 し た 各信号を車両 モニ タ 1 5 お よ び車両管制手段 1 6 に加え る 。 こ れに よ り 車両モ 夕 1 5 は、 目 標経路 Α に お け る 車両 2 0 の現在位置 実操舵角、 実エ ン ジ ン 回転数お よ び実車 速を表示す る と と も に、 他の車両か ら 送信 さ れて き た こ の よ う な 号 に基づい て、 他の車両につ い て の 同様 な表示を行な ラ o

ま た車両 制手段 1 6 は、 上記各信号に基づい て車 両 2 0 につ て の運行状況を把握す る と と も に、 他の 車両力、 り ½: さ れて き た こ の よ う な 信号に基づいて他 の車両につ い て の運行状況 も把握す る 。

上記モニ タ 1 5 の表示内容お よ び車両管制手段 1 6 で把握さ れた運行状況は、 各車両の管制の た め に活用 さ れ る 。

な お、 第 2 図 に示す手動弁 1 3 7 は、 手動操舵時に 作動 さ れ る 。 ま た 、 ァ ク セ ノレペ ダル 1 3 8 は、 カ バナ 1 2 1 の燃料 コ ン ト ロ 一 ノレ レ ノく一 に リ ン ク さ れてい る な お、 第 1 図 に示 し た 目 標経路記憶装置 1 7 は、 第 4 図に例示 し た よ う な経路情報等を地上か ら 車両 2 0 に転送す る ベ く 設け ら れてい る 。

すな わ ち 、 上記記憶装置 1 7 に格納 さ れた上記経路 情報等は主局 1 1 を介 し て電波で送信 さ れ る 。 そ し て、 第 2 図 に示す車載局 1 0 4 は、 上記経路情報等を受信 し て 目 標経路記憶手段 1 ◦ 3 に こ れを格納 さ せ る 。

か く すれば、 経路入力選択手段 1 0 2 に よ る 経路情 報等の入力が不要に な る 。

上記実施例で は、 姿勢角 を検出す る た め に 2 つ の ァ ン テ ナ 1 0 1 a ， 1 0 1 b を車両 2 0 に設 け て い る 力く、 こ れ ら の ア ン テ ナ の設置位置 は車両 2 ◦ の前部 と 後部 に 限定 さ れず、 例え ば車両 2 0 の左右 に 配置 し て も よ い。 つ ま り ア ン テ ナ 1 0 1 a , 1 0 1 b は、 適当 な 間 隔 （上下方向 は不可） さ え確保 さ れれ ば、 車両 2 0 の 任意の位置 に設 け る こ と がで き る 。 産 業 上 の 利 用 可 能 性 本発明 に係 る 車両の走行制御装置 は、 車両を所定経 路 に沿 っ て精度よ く 誘導走行 さ せ る た め に有用 であ る 。 と く に 、 ダ ン プ ト ラ ッ ク 等の屋外作業車両の無人化を 図 る 場合 に採用 し て好適で あ る 。

Claims

IV 請 求 の 範 囲 己、

1 . 地上の相異な る 所定の位置か ら互い に 同期 し た 第 1 、 第 2 お よ び第 3 の電波をそ れぞれ送信す る 送信 手段 と 、 車両に配置 し た車載装置 と を有 し 、

上記車載装置 は、 上記車両上に所定の 間隔をおい て 並設 し た第 1 、 第 2 の ア ン テ ナ と 、

上記第 1 の ア ン テ ナで受信 さ れる 上記第 1 、 第 2 お よ び第 3 の電波に基づ き 、 上記第 1 の ア ン テ ナ に対す る 上記第 1 、 第 2 の電波の 各到達時間の差お よ び上記 の電波の 各到達時間の差をそれぞれ検出す る 第 の時間差検出手段 と 、

上 の時間差検出手段で検出 さ れ る 各時間差に 基づ て、 上記車両の走行位置を検出す る 位置検出手 段 と

上記第 1 、 第 2 の ア ン テ ナで受信 さ れ る 上記第 1 の 電波に基づ き 、 上記第 1 、 第 2 の ア ン テ ナ に対す る 上 1 の電波の各到達時間の差を検出す る 第 2 の時間 差検出手段 と 、

上記第 2 の時間差検出手段で検出 さ れる各時間差に 基づき 、 上記車両の走行姿勢角 を検出す る 姿勢角検出 手段 と 、

上記車両の 目標経路を記憶さ せた記憶手段 と 、 上記車両の走行位置、 走行姿勢角 お よ び目 標経路に 基づいて、 上記車両を上記走行経路に沿わせ る た めの 操舵角指令を演算す る 演算手段 と 、 上記車両の操舵角 を上記操舵角指令に従 つ た大 き さ に制御す る 操舵制御手段 と

を具備 し て い る こ と を特徴 と す る 車両の走行制御装

。

2 . 上記第 1 、 第 2 の ア ン テ ナ は、 そ れ ら の一方お よ び他方がそ れぞれ上記車両の前部お よ び後部 に配置 さ れてい る 請求の範囲 1 項記載の車両の走行制御装置。

3 . 上記第 1 の時間差検出手段 は、 上記第 1 、 第 2 の電波の各到達時間の差を上記第 1 の ァ ン テ ナで受信 さ れた該第 1 、 第 2 の電波の位相差 に 基づい て検出 し 、 上記第 1 、 第 3 の電波の 各到達時間の差を上記第 1 の ア ン テ ナ で受信 さ れた該第 1 、 第 3 の電波の 位相差 に 基づい て検出す る 請求の範囲第 1 項記載の車両の走行 制御装置。

4 . 上記第 2 の時間差検出手段は、 上記第 1 の電波 に つ い て の 各到達時間の差を、 上記第 1 お よ び第 2 の ァ ン テ ナで そ れぞれ受信 さ れた上記第 1 の電波 の 位相 差に基づい て検出す る 請求の範囲第 1 項記載の車両の 走行制御装置。

5 . 上記記憶手段 は、 上記 自 標経路上の複数の地点 の座標を該経路 と し て記憶す る 請求の範囲第 1 項記載 の車両の走行制御装置。

6 . 請求の範囲第 1 項記載の車両の走行制御装置 に お い て、 上記記憶手段の記憶内容 と し て上記 目 標経路 上 に お け る 上記車両の速度を指示す る 車速指令 を 含 ま せ、 更に上記車載装置に上記車両の速度を上記車速指 令に従つ た速度に調整す る 手段を付加 し た こ と を特徴 と す る 車両の走行制御装置。

7 . 請求の範囲第 1 項記載の車両の走行制御装置 に おい て、 上記記憶手段の記憶内容 と し て上記 目標経路 上に お け る 上記車両の作業を指示す る 作業指令を含ま せ、 更に、 上記車載装置に上記作業指令に従 っ た作業 を上記車両に行な わせ る 手段を付加 し た こ と を特徴 と す る 車両の走行制御装置。