(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星航法により求められた位置データに基づいて自動走行する自動走行機械の走行制限システムにおいて、
コード化あるいは暗号化されたGPS信号を出力するGPS信号発生手段と、
予め設定された経路データと上記コード化されたGPS信号をデコードあるいは暗号化されたＧＰＳ信号を解読して得られた信号またはデータをもとにして得られた位置データとに基づいて上記自動走行機械を自動走行させる自動走行手段と、上記経路データを自動走行機械管制局へ送信する通信装置とを備えた自動走行機械と、
上記経路データと禁止区域のデータとを照合することにより走行禁止の判断をする走行禁止手段と、上記走行禁止手段の判断により送信される自動走行許可の信号及びコード化あるいは暗号化されたGPS信号のデコード規則あるいは暗号キーを自動走行機械に送信する通信手段と、GPS信号のデコード規則あるいは暗号キーをDGPS基準局に送信する通信手段とを備えた自動走行機械管制局とにより上記自動走行機械の自動走行を制限することを特徴とする自動走行機械の走行制限システム。
【請求項２】
衛星航法により求められた位置データに基づいて自動走行する自動走行機械の走行制限システムにおいて、
GPS信号を出力するGPS信号発生手段と、
予め設定された経路データ及び位置データとに基づいて上記自動走行機械を自動走行させる自動走行手段と、上記経路データを自動走行機械管制局へ送信する通信装置とを備えた自動走行機械と、
上記GPS信号発生手段から出力されるGPS信号を受信し、上記自動走行機械に位置誤差補正信号をコード化あるいは暗号化して送信する自動走行機械専用の基準局と、
上記経路データと禁止区域のデータを照合することにより走行禁止の判断をする走行禁止手段と、上記走行禁止手段の判断により送信される信号及び自動走行機械専用の基準局からのコード化あるいは暗号化された信号をデコードする規則あるいは暗号キーを自動走行機械に送信する通信手段とを備えた自動走行機械管制局とを具備し、
上記自動走行機械は、上記GPS信号発生手段から出力されるGPS信号及び自動走行機械専用の基準局からのコード化あるいは暗号化された誤差補正信号をデコードあるいは暗号キーにより解読することにより位置データを得る手段をさらに備えていることを特徴とする自動走行機械の走行制限システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星航法により求められた位置データに基づいて自動走行する自動走行機械の走行区域の制限システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
屋外で人工衛星などをはじめとする航法機器を用いて、自動走行機械を走行する技術が開発されてきた。これらは、農機具や建設機械等に応用する研究が進んでいる。しかし、無人で機械が自動走行することにより、爆弾を搭載した無人車などを利用して重要施設を狙ったテロ行為が安易に行われる可能性がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、自動走行機械の制御方法や航法関係のシステムに一定の工夫をすることによって、テロ行為等に自動走行機械の利用を禁止する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発明は、衛星航法により求められた位置データに基づいて自動走行する自動走行機械の走行制限システムにおいて、コード化あるいは暗号化されたGPS信号を出力するGPS信号発生手段と、予め設定された経路データと上記コード化されたGPS信号をデコードあるいは暗号化されたＧＰＳ信号を解読して得られた信号またはデータをもとにして得られた位置データとに基づいて上記自動走行機械を自動走行させる自動走行手段と、上記経路データを自動走行機械管制局へ送信する通信装置とを備えた自動走行機械と、上記経路データと禁止区域のデータとを照合することにより走行禁止の判断をする走行禁止手段と、上記走行禁止手段の判断により送信される自動走行許可の信号及びコード化あるいは暗号化されたGPS信号のデコード規則あるいは暗号キーを自動走行機械に送信する通信手段と、GPS信号のデコード規則あるいは暗号キーをDGPS基準局に送信する通信手段とを備えた自動走行機械管制局とにより上記自動走行機械の自動走行を制限することを特徴とする。
【０００７】
請求項２にかかる発明は、衛星航法により求められた位置データに基づいて自動走行する自動走行機械の走行制限システムにおいて、GPS信号を出力するGPS信号発生手段と、予め設定された経路データ及び位置データとに基づいて上記自動走行機械を自動走行させる自動走行手段と、上記経路データを自動走行機械管制局へ送信する通信装置とを備えた自動走行機械と、上記GPS信号発生手段から出力されるGPS信号を受信し、上記自動走行機械に位置誤差補正信号をコード化あるいは暗号化して送信する自動走行機械専用の基準局と、上記経路データと禁止区域のデータを照合することにより走行禁止の判断をする走行禁止手段と、上記走行禁止手段の判断により送信される信号及び自動走行機械専用の基準局からのコード化あるいは暗号化された信号をデコードする規則あるいは暗号キーを自動走行機械に送信する通信手段とを備えた自動走行機械管制局とを具備し、上記自動走行機械は、上記GPS信号発生手段から出力されるGPS信号及び自動走行機械専用の基準局からのコード化あるいは暗号化された誤差補正信号をデコードあるいは暗号キーにより解読することにより位置データを得る手段をさらに備えていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
図1は本発明の第１の実施の形態に係る自動走行機械を説明する図である。図1に示すように、GPS信号により位置データを得て自動走行手段14により自動走行する自動走行機械10には自動走行機械の経路データS1を入力するための入力装置11が備えられている。この入力装置11によって入力された経路データS1は判定装置13及び自動走行手段14に送信される。判定装置13においてこの経路データS1と禁止区域を記憶するファイル12とのデータS2が照合される。その照合の結果である一致する部分が有るか否かを表す信号S３を自動走行手段14及び表示装置15に送信する。駆動装置16は自動走行機能14からの信号により動作する。
【００１０】
以下、上記のように構成された本発明の動作について図1を参照しながら説明する。
【００１１】
自動走行機械10に自動走行機械の経路データ（例えば自動的に耕作を行う経路）を入力装置11により入力する。この経路の入力は外部より入力されても良いし、あらかじめ記憶装置を自動走行機械に備えさせておき記憶させておいても良い。
【００１２】
このように入力装置11により入力された経路データS1は判定装置13及び自動走行手段14に送信される。判定装置13は送信された経路データS1と重要施設（たとえば政府の施設や大使館など）の位置データを記憶させている禁止区域ファイル12のデータS2とを照合する。データの照合で一致するデータがなければ走行の許可を与える信号を、一致する部分があれば走行の禁止の信号を自動走行手段14及び表示装置15に送信する。
【００１３】
自動走行手段14はすでに自動走行機械10の自動走行する経路データS1が入力されているので、判定装置13から自動走行許可の信号が送信されれば、自動走行手段14から駆動装置16に信号S3が送信され自動走行が可能となる。判定装置13から自動走行禁止の信号が送信されると、自動走行手段14は駆動装置16に信号を送信しないので自動走行が禁止される。
【００１４】
なお、表示装置15に入力装置を設け（たとえばスタートボタン）、表示の結果を確認した後に入力装置に入力することにより自動走行手段14が働くようにすることも可能である。
【００１５】
このように第1の実施の形態によれば、自動走行機械の自動走行を設定された禁止区域、たとえば政府の重要施設などで禁止することができるので、重要施設を狙ったテロ行為等を防止することができる。
【００１６】
図2は本発明の第2の実施の形態にかかる自動走行機械の走行制限システムを説明する図である。図2に示すように、GPS信号により位置データを得て自動走行手段14により自動走行する自動走行機械10には自動走行機械の走行経路データを入力するための入力装置11が備えられている。この入力された経路データS1は自動走行手段14に送信される。自動走行手段14には指示された経路にしたがって自動走行機械10を自動走行させる機能が備えられている。自動走行機械10は特定の信号S2を発信する発信装置21、施設からの接近禁止の信号S3を受信し自動走行機械10の接近を禁止するか否かの判断をする受信装置22を備え、その判断後に信号S4を表示装置15及び自動走行手段14に送信する。駆動装置16は自動走行機能14からの信号により動作する。
【００１７】
一方、施設23には自動走行機械10に備えられた発信装置21からの信号S2を受信する受信装置24、この信号S2により自動走行機械との距離及び相対速度の検知をする検知装置25、自動走行機械10の接近禁止を要請するかどうかを判断し、自動走行機械10の接近禁止の信号S3を発生する装置26を備えている。
【００１８】
以下、上記のように構成された本発明の動作について図2を参照しながら説明する。
【００１９】
入力装置11により入力された経路データS1（例えば自動的に耕作を行う経路）は自動走行手段14に送信され、記憶される。そして自動走行手段14から駆動装置16に信号S5が送信され自動走行機械10が自動走行される。自動走行装置10には常時特定の信号S2を発信する発信装置21が備えられているので、自動走行機械10は特定の信号S2を常時発信しながら自動走行している。この特定の信号として自動走行機械10の半径100ｍ程度に接近すると受信できるような微弱な電波に乗せた信号、または赤外線による信号などが用いられる。
【００２０】
一方、自動走行機械10の接近を禁止したい特定の施設23（たとえば政府の重要な施設等）には自動走行機械10から発信されている特定の信号S2を受信する受信装置24が備えられている。この信号S2により施設23は自動走行機械10の接近を知ることができる。その受信した信号S2を使い検知装置25により施設23と自動走行機械10との位置関係や相対速度等を計算し発信装置26に計算結果を送信する。発信装置26では、たとえば規定値に達したら接近禁止の判断をするような接近禁止の判断機能により接近禁止の判断をしたときは自動走行機械10の接近を禁止する信号S3を発信する。
【００２１】
発信装置26からの信号S3を自動走行機械10の受信装置22で受信する。受信装置22は自動走行機械10の施設23への接近を禁止するために、自動走行の禁止、経路データS1の変更または自動走行の中止の判断をする。この判断結果を信号S4として自動走行手段14及び表示装置15に発信する。この信号S4を自動走行手段14が受信すると駆動装置16に信号S5を送信する。この信号S5により駆動装置16の制御を行う。
【００２２】
なお、自動走行機械10に自動走行機械の経路データ（例えば自動的に耕作を行う経路）を入力装置11により入力する場合、この経路データの入力は外部より入力されても良いし、あらかじめ記憶装置を自動走行機械に備えさせておき記憶させておいても良い。
【００２３】
さらに、表示装置に入力装置を設け（たとえばスタートボタン）、表示の結果を確認した後に入力装置に入力することにより自動走行手段14が働くようにすることも可能である。
【００２４】
このように第２の実施の形態によれば、自動走行機械の自動走行を禁止区域、たとえば政府の重要施設などで禁止することができるので、重要施設を狙ったテロ行為等を防止することができる。
【００２５】
図3は本発明の第3の実施の形態にかかる自動走行機械の走行制限システムを説明するための図である。図3に示すように、GPS信号により位置データを自動走行手段14に得て自動走行する自動走行機械10には自動走行機械の経路データを入力するための入力装置11が備えられている。この入力された経路データS1は自動走行手段14に送信される。自動走行手段14には指示された経路にしたがって自動走行機械10を自動走行させる手段が備えられている。駆動装置16は自動走行手段14からの信号S4により動作する。特定の信号S2を常時受信する機能をもった受信装置31及び自動走行の禁止の判断をする判定装置32、この判定結果を表示する表示装置15が示されている。
【００２６】
発信装置33は特定の自動走行機械に対応した信号S2を発信する固定式の発信装置である。この発信装置33は1台の自動走行機械に対して1台の発信装置があっても良いし、複数の自動走行機械に対して1台の発信装置であっても良い。
【００２７】
以下、上記のように構成された本発明の動作について図3を参照しながら説明する。
【００２８】
自動走行機械10に自動走行機械の経路データS1（例えば自動的に耕作を行う経路）を入力装置11により入力する。このように入力装置11により入力された経路データS1は自動走行手段14に送信される。自動走行手段14は信号S4を駆動装置16に送信する。この信号により自動走行機械10は自動走行する。自動走行機械10は固定式の発信装置33からの特定の信号S2を常時受信装置31で受信している。判定装置32は受信装置31で受信された信号S2の強度により、発信装置33と自動走行機械10との距離の計算を行い、（たとえば発信装置からの距離が500ｍ以上となった場合）走行経路の変更や自動走行の禁止の信号S3を自動走行手段14及び表示装置15に発信する。自動走行手段14は信号S3に基づき駆動装置16に信号S4を送信し自動走行機械10の自動走行の禁止または自動走行の経路を変更を行う。
【００２９】
経路データS1の入力は外部より入力されても良いし、あらかじめ記憶装置を自動走行機械に備えさせておき記憶させておいても良い。
【００３０】
なお、表示装置に入力装置を設け（たとえばスタートボタン）、表示の結果を確認した後に入力装置に入力することにより自動走行手段14が働くようにすることも可能である。
【００３１】
このように第３の実施の形態によれば、自動走行機械の自動走行を固定式の発信装置の信号が送信される所定の範囲内に制限することができるので、重要施設を狙ったテロ行為等を防止することができる。
【００３２】
図4は本発明の第４の実施の形態にかかる自動走行機械の走行制限システムを説明するための図である。図4に示すように、衛星航法により求められた位置データに基づいて自動走行する自動走行機械10には、GPS（Global  Positioning  System）衛星46からのGPS信号を受信するGPS受信機48、自動走行機械10の経路データを入力するための入力装置11、自動走行機械の走行禁止手段43を有する自動走行機械管制局42への通信装置41、自動走行手段14、自動走行手段14からの信号で動作する駆動装置16が備えられている。自動走行機械管制局42は経路データS1及び禁止区域ファイル12とのデータの照合を行う走行禁止手段43、自動走行手段14とDGPS（Differential  Global  Positioning  System）基準局44への通信手段、GPS管制局45への通信手段を備えている。この自動走行機械管制局４２はGPS管制局45にコード化の規則の指示を示す信号S3を出力する。PS管制局45はこの信号S3を受信するとGPS衛星46にGPS信号S5をコード化させる信号S4を送信する。
【００３３】
以下、上記のように構成された本発明の動作について図4を参照しながら説明する。
【００３４】
自動走行機械管制局42はGPS管制局45にGPS信号を常時一定の規則でコード化しておく信号S3を送信する。GPS管制局45はこの信号S3を受信するとGPS衛星46にGPS信号S5をコード化させる信号S4を送信する。この動作が常時行われていることによりGPS信号S5は常にコード化されている。
【００３５】
自動走行機械10に自動走行機械の経路データS1（例えば自動的に耕作を行う経路）を入力装置11により入力する。入力装置11により入力された経路データS1は自動走行手段14に記憶されるとともに通信装置41を介して自動走行機械管制局42に送信される。この通信装置はたとえばPC（パーソナルコンピュータ）及び／または携帯電話を用いてインターネットを介して行えば良い。そして自動走行機械管制局42において、走行禁止手段43は経路データS1と禁止区域ファイル12とを照合する。この結果自動走行機械10の経路データS1が禁止区域ファイル12のデータと一致しなければ走行禁止手段43は自動走行の許可を判断し、自動走行手段14に自動走行を許可する信号S20を送信する。経路データS1が禁止区域ファイル12のデータと一致すれば走行禁止手段43は自動走行の許可しない判断をする。このため自動走行機械10の自動走行が禁止される。さらに、自動走行機械管制局42はGPS管制局45を通してGPS衛星46からのGPS信号S5をコード化しているので、そのコード化されたGPS信号S5をデコードするための情報S21を自動走行手段14に送信する。自動走行手段14は信号S21によりコード化されたGPS信号S5を正常なGPS信号にデコードする。これにより、自動走行手段14は正常なGPS信号が得られる。同時に自動走行機械管制局42はDGPS基準局44にもGPS信号S5をデコードするための情報S21を送信する。DGPS基準局44はGPS衛星46からの信号S5を情報S21を使用してデコードする。この結果得られた正常な位置誤差補正信号としての位置誤差補正情報S6をDGPS基準局44から自動走行手段14へ送信する。
【００３６】
自動走行手段14はGPS衛星46からの信号S5をデコードすることができると共にDGPS基準局44から正常な位置誤差補正情報S6を得られるので正確な位置データを得ることができる。そして、自動走行手段14から駆動装置16に信号が送信され入力された経路で自動走行機械10は自動走行する。
【００３７】
なお、経路データS1入力は外部より入力されても良いし、あらかじめ記憶装置を自動走行機械10に備えさせておき記憶させても良い。
【００３８】
さらに、自動走行機械管制局42によるコード化の方法は短時間（たとえば1時間または10分）の間に変更することによりコードの解読をより難度の高いものにすることが可能となる。コード化の方法は衛星放送で利用されているスクランブルでもよいし、インターネットメールで利用されているPGPなどの方法でもよい。
【００３９】
なお、上記した実施の形態ではGPS衛星46から出力されるGPS信号をコード化するようにしたが、暗号化するようにしても良い。このように、GPS信号を暗号化した場合には、自動走行機械管制局42はデコードするための情報として暗号化されたGPS信号を解読するための暗号キーを自動走行機械10及びDGPS基準局に送信すれば良い。
【００４０】
このように第４の実施の形態によれば、自動走行機械管制局の指示でGPS管制局を通してGPS衛星からの信号がコード化されているので、自動走行機械管制局の許可を得ない自動走行機械の自動走行が禁止され、重要施設を狙ったテロ行為等を防止することができる。
【００４１】
図5は本発明の第5の実施の形態に係わる自動走行機械の走行制限システムを説明するための図である。図5に示すように、衛星航法により求められた位置データに基づいて自動走行する自動走行機械10には自動走行機械の経路データを入力するための入力装置11、自動走行機械管制局42への通信装置41、自動走行手段14、自動走行手段14からの信号S7で動作する駆動装置16が備えられている。自動機械管制局42には通信装置41で送信された経路データと禁止区域ファイル12のデータとを照合する走行禁止手段43、自動走行手段14及びDGPS基準局44への通信手段を備えている。GPS管制局45からの指示S4でGPS衛星46からGPS信号S5が送信され、GPS信号S5はGPS受信機48及び自動走行機械専用のDGPS基準局51（この基準局はリアルタイムキネマテイクスの基準局でも良い）で受信されている。自動走行機械管制局42からの信号S3によりDGPS基準局51から自動走行手段14へ送信される位置誤差補正情報S6は常時コード化されている。
【００４２】
以下、上記のように構成された本発明の動作について図5を参照しながら説明する。
【００４３】
GPS管制局45からの指示S4でGPS衛星46からGPS信号S5が自動走行機械10及び自動走行機械専用のDGPS基準局51に送信されている。自動走行機械管制局42からの指示S3で自動走行機械専用のDGPS基準局51は自動走行機械10へ常時コード化された位置誤差補正情報S6を出力している。
【００４４】
自動走行機械10の走行経路データ（例えば自動的に耕作を行う経路）は入力装置11により入力される。この経路データS1は自動走行手段14に記憶され、通信装置41を介して自動走行機械管制局42に送信される。この通信装置はたとえばPC（パーソナルコンピュータ）及び／または携帯電話を用いてインターネットを介して行えば良い。そして、自動走行機械管制局42に備えられた走行禁止手段43は経路データS1と禁止区域ファイル12のデータとを照合する。この結果自動走行機械10の経路データS1が走行禁止区域ファイル12のデータと一致しなければ走行禁止手段43は自動走行許可を判断し、自動走行機械管制局42は自動走行を許可する信号S20を自動走行機械10に送信する。経路データS1が禁止区域ファイル12のデータと一致すれば走行禁止手段43は自動走行を許可しない判断をする。このため、自動走行機械10は自動走行が禁止される。
【００４５】
自動走行機械管制局42は自動走行を許可する信号S20及び誤差、補正情報S6をデコードするための情報S21を自動走行機械10に送信する。したがって、自動走行機械10は自動走行機械専用のDGPS基準局51から送信されている位置誤差補正情報S6を正常な信号にデコードすることができる。自動走行手段14は経路データS1、GPS信号S5及び正常な位置誤差補正情報を得られることになり自動走行が可能となる。次に、自動走行手段14から駆動装置16に信号S7が送信され自動走行機械10は自動走行が可能となる。
【００４６】
なお、自動走行機械管制局42が短時間（たとえば10分または1時間）ごとに自動走行機械専用のDGPS基準局51にコード化の規則を変更し、その変更ごとに自動走行機械10にデコードのための情報を送信することも可能である。このようにすると、自動走行機械10の経路データS1を偽って入力してデコードの情報を得た場合でも、自動走行機械10が予定の経路あるいは管制局に知らせた経路や場所とは異なる経路や場所で自動運転させられている場合にはデコード方法を自動走行機械10に送信するのを自動走行機械管制局42が中止すれば、自動走行機械10は次に変更されるコードのデコードの情報が得られないので自動走行が禁止される。さらに、地域ごとにコード化の方法に違いをもたせれば経路を偽ってデコードの情報を得てもコード化の方法が異なる地域での自動走行機械10の自動走行は禁止される。
【００４７】
なお、自動走行機械管制局42からの信号S3によりDGPS基準局51から自動走行手段14へ送信される誤差、補正情報S6は常時コード化されていたが暗号化しておくようにしても良い。この場合には、自動走行機械管制局42は自動走行許可を判断した場合に、暗号化された位置誤差補正情報S6を解読する暗号キー自動走行機械10に送信するようにすれば良い。
【００４８】
さらに、この経路データS1の入力は外部より入力されても良いし、あらかじめ記憶装置を自動走行機械に備えさせておき記憶させておいても良い。
【００４９】
このように第５の実施の形態によれば、自動走行機械管制局の指示で自動走行機械専用のDGPS基準局から送信される誤差、補正情報がコード化されているので、自動走行機械管制局の許可を得ない自動走行機械の自動走行が禁止され、重要施設を狙ったテロ行為等を防止することができる。
【００５０】
また、上記した各実施の形態では、自動走行機械の位置検出手段として単に航法衛星あるいはＧＰＳ信号を受信するなどと記載したが、航法精度や位置決定精度の向上を目的として、ＩＮＳ（慣性航法装置）や各種のジャイロなどのセンサ類を、カルマンフィルタに代表されるような航法フィルタ（数値処理の手法）を用いることによって組み合わせても良い。また、利用する衛星も米国のＧＰＳに限らず、他の国の航法を目的としたシステムを利用しても良いし、位置決定精度向上などの目的等のためにこれらを併用しても良い。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば衛星航法により求められた位置データに基づいて自動走行する農機具など自動走行機械の自動走行を制限することにより、重要施設への、たとえばテロ行為目的の走行を禁止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる自動走行機械の構成を示す図。
【図２】  本発明の第２の実施の形態に係わる自動走行機械の走行制限システムの構成を示す図。
【図３】  本発明の第３の実施の形態に係わる自動走行機械の走行制限システムの構成を示す図。
【図４】  本発明の第４の実施の形態に係わる自動走行機械の走行制限システムの構成を示す図。
【図５】  本発明の第５の実施の形態に係わる自動走行機械の走行制限システムの構成を示す図。
【符号の説明】
10……自動走行機械，12……禁止区域ファイル，13……経路と禁止区域のリストの判定装置， 42……自動走行機械管制局， 44……DGPS基準局，45……GPS管理局，46……GPS衛星，51……自動走行機械専用の基準局。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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