(57)【要約】      （修正有）【課題】無人車両の走行路の幅に余裕がない場所であったとしても、無人車両が減速されたり停車されたりする機会を少なくするとともに、ＧＰＳ衛星から送信される位置計測精度情報が「位置計測の精度が悪い」という情報を含むものであったとしても、無人車両を停止させることを回避して、生産性を向上させる。【解決手段】制御誤差の許容範囲に位置計測誤差を加えた誘導可能範囲の大きさが予め設定される。そして、ＧＰＳ衛星から送信される信号から得られる位置計測精度情報に基づいて位置計測誤差が求められる。そして、この求められた位置計測誤差に応じて制御誤差の許容範囲の大きさが変更される。そして、この変更された制御誤差の許容範囲内に、計測車両位置と目標走行コース上の逐次の通過点の目標位置との位置ずれが収まるように制御される。【選択図】図２
2008210378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星から送信される信号を無人車両で受信し、受信した信号に基づいて自己の車両の位置を計測し、この計測車両位置と目標走行コース上の逐次の通過点の目標位置との位置ずれ（ΔＸ）が制御誤差の許容範囲内に入るように制御して、無人車両を誘導走行させる無人車両の誘導走行制御装置であって、
制御誤差の許容範囲に位置計測誤差（２Ｘｐ）を加えた誘導可能範囲の大きさが予め設定され、
ＧＰＳ衛星から送信される信号から得られる位置計測精度情報に基づいて位置計測誤差（２Ｘｐ）を求め、この求められた位置計測誤差（２Ｘｐ）に応じて制御誤差の許容範囲の大きさを変更して、
この変更された制御誤差の許容範囲内に、計測車両位置と目標走行コース上の逐次の通過点の目標位置との位置ずれ（ΔＸ）が収まるように制御すること
を特徴とする無人車両の誘導走行制御装置。
【請求項２】
ＧＰＳ衛星から送信される信号を無人車両で受信し、受信した信号に基づいて自己の車両の位置を計測し、この計測車両位置と目標走行コース上の逐次の通過点の目標位置との位置ずれ（ΔＸ）が制御誤差の許容範囲内に入るように制御して、無人車両を誘導走行させる無人車両の誘導走行制御装置であって、
誘導可能範囲から位置計測誤差（２Ｘｐ）を差し引いた制御誤差の許容範囲の大きさが予め設定され、
ＧＰＳ衛星から送信される信号から得られる位置計測精度情報に基づいて位置計測誤差（２Ｘｐ）を求め、この求められた位置計測誤差（２Ｘｐ）に応じて誘導可能範囲の大きさを変更して、
制御誤差の許容範囲内に、計測車両位置と目標走行コース上の逐次の通過点の目標位置との位置ずれ（ΔＸ）が収まるように制御すること
を特徴とする無人車両の誘導走行制御装置。
【請求項３】
ＧＰＳ衛星から送信される信号から得られる位置計測精度情報は、ＧＰＳによる位置計測のステータスを表すステータス情報であって、
ステータス情報に応じて、位置計測誤差（２Ｘｐ）が変更されること
を特徴とする請求項１または２記載の無人車両の誘導走行制御装置。
【請求項４】
ＧＰＳ衛星から送信される信号から得られる位置計測精度情報は、ＧＰＳによる位置計測の誤差を表す誤差情報であって、
誤差情報に応じて、位置計測誤差（２Ｘｐ）が変更されること
を特徴とする請求項１または２記載の無人車両の誘導走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人車両の誘導走行制御装置に関し、特に、ＧＰＳ衛星から送信される信号に基づいて無人車両を誘導走行させる無人車両の誘導走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
砕石現場、鉱山などの広域の作業現場では、無人ダンプトラック運行システムが採用されており、無人のダンプトラック、つまり無人車両を目標走行コースに沿って誘導走行させて、土砂を運搬する作業が行なわれる。
【０００３】
作業現場では、自動走行される無人車両を他の車両や障害物に干渉しないように走行させることが、安全上、極めて重要となる。
【０００４】
無人車両を誘導走行させる場合、様々な要因で誤差が生じる。このため、目標走行コースの他に、誘導可能範囲が、車両を安全に誘導走行させることができる領域として設定されている。
【０００５】
図１は、従来技術を示す図で、無人車両１０が誘導走行される様子を上面からみた図である。
【０００６】
無人車両１０では、自己の車両１０の位置Ｘｉが計測され、計測車両位置Ｘｉと目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄとの位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃ内に入るように制御することで、誘導走行される。
【０００７】
無人車両１０の車両位置Ｘｉは、無人車両１０に搭載のＧＰＳ位置計測装置によって計測される。すなわち、ＧＰＳ衛星から送信される信号が無人車両１０で受信され、受信した信号に基づいて自己車両１０の位置Ｘｉが計測される。
【０００８】
ＧＰＳ位置計測装置による位置計測の精度は、ＧＰＳ衛星の配置状態などの影響を受け、時々刻々と変化する。ＧＰＳ衛星から送信される信号から得られる位置情報には、位置計測精度情報が含まれている。位置計測精度情報に基づいてＧＰＳ位置計測装置による位置計測の精度を知ることができる。
【０００９】
特許文献１（特開２０００-２８４８３０号公報）は、無人車両にＧＰＳ位置計測装置とは別に推測航法による位置計測装置を搭載して、ＧＰＳ位置計測装置による位置計測の精度が悪い状況では、推測航法による位置計測に切り換えるという発明が記載されている。
【００１０】
さて、無人車両１０の総合的な誘導誤差Ｘは、つぎの式で定義される。
【００１１】
Ｘ（誘導誤差）＝２Ｘｐ（位置計測誤差）＋ΔＸ（位置ずれ）  …（１）
ここで、位置計測誤差２Ｘｐは、目標走行コースＬを中心とする左右それぞれの誤差分Ｘｐを合計した値である。
【００１２】
一方、制御誤差の許容範囲Ｘｃに位置計測の誤差２Ｘｐ分を加味した誘導可能範囲Ｄは、つぎの式で定義される。
【００１３】
Ｄ（誘導可能範囲）＝２Ｘｐ（位置計測誤差）＋Ｘｃ（制御誤差の許容範囲）  …（２）
誘導可能範囲Ｄの外側の領域は、セーフティゾーン、他車両、障害物、路肩等の走行禁止領域である。
【００１４】
このため、無人車両１０を安全に誘導走行させる条件は、
Ｄ（誘導可能範囲）＞Ｘ（誘導誤差）  …（３）
となる。これに対して誘導誤差Ｘが誘導可能範囲Ｄを超えた場合、つまり無人車両１０の位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃを超えてしまった場合には、セーフティゾーンあるいはセーフティゾーンを超えて走行禁止領域に無人車両１０が立ち入るおそれがあるため、安全のために、無人車両１０を減速させたり、停止させたりするように制御される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来にあっては、位置計測誤差２Ｘｐを、一律の大きさに定めていた。
【００１６】
ここで、誘導可能範囲Ｄは、作業現場の地形に制約を受け、無人車両１０の走行路の幅に余裕がない場所では、誘導可能可能範囲Ｄは、狭くなり、その分、制御誤差の許容範囲Ｘｃが狭くなる（上記（２）式参照）。これにより、走行路の幅を大きくとれない場所では、無人車両１０の位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃを超え易くなってしまい、無人車両１０が減速されたり停車されたりする機会が多くなり、生産性が低下することになっていた。
【００１７】
また、従来にあっては、ＧＰＳ衛星から送信される位置計測精度情報に含まれる位置計測精度の情報（ステータス情報あるいは誤差情報）が、「位置計測の精度が悪い」という内容であった場合には、無人車両を一律に停車させていた。このため位置計測精度が悪い状況では、生産性が低下することになっていた。
【００１８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、無人車両１０の走行路の幅に余裕がない場所であったとしても、無人車両１０が減速されたり停車されたりする機会を少なくするとともに、ＧＰＳ衛星から送信される位置計測精度情報が「位置計測の精度が悪い」という情報を含むものであったとしても、無人車両１０を停止させることを回避して、生産性を向上させることを解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
第１発明は、
ＧＰＳ衛星から送信される信号を無人車両で受信し、受信した信号に基づいて自己の車両の位置を計測し、この計測車両位置と目標走行コース上の逐次の通過点の目標位置との位置ずれ（ΔＸ）が制御誤差の許容範囲内に入るように制御して、無人車両を誘導走行させる無人車両の誘導走行制御装置であって、
制御誤差の許容範囲に位置計測誤差（２Ｘｐ）を加えた誘導可能範囲の大きさが予め設定され、
ＧＰＳ衛星から送信される信号から得られる位置計測精度情報に基づいて位置計測誤差（２Ｘｐ）を求め、この求められた位置計測誤差（２Ｘｐ）に応じて制御誤差の許容範囲の大きさを変更して、
この変更された制御誤差の許容範囲内に、計測車両位置と目標走行コース上の逐次の通過点の目標位置との位置ずれ（ΔＸ）が収まるように制御すること
を特徴とする。
【００２０】
第２発明は、
ＧＰＳ衛星から送信される信号を無人車両で受信し、受信した信号に基づいて自己の車両の位置を計測し、この計測車両位置と目標走行コース上の逐次の通過点の目標位置との位置ずれ（ΔＸ）が制御誤差の許容範囲内に入るように制御して、無人車両を誘導走行させる無人車両の誘導走行制御装置であって、
誘導可能範囲から位置計測誤差（２Ｘｐ）を差し引いた制御誤差の許容範囲の大きさが予め設定され、
ＧＰＳ衛星から送信される信号から得られる位置計測精度情報に基づいて位置計測誤差（２Ｘｐ）を求め、この求められた位置計測誤差（２Ｘｐ）に応じて誘導可能範囲の大きさを変更して、
制御誤差の許容範囲内に、計測車両位置と目標走行コース上の逐次の通過点の目標位置との位置ずれ（ΔＸ）が収まるように制御すること
を特徴とする。
【００２１】
第３発明は、第１発明または第２発明において、
ＧＰＳ衛星から送信される信号から得られる位置計測精度情報は、ＧＰＳによる位置計測のステータスを表すステータス情報であって、
ステータス情報に応じて、位置計測誤差（２Ｘｐ）が変更されること
を特徴とする。
【００２２】
第４発明は、第１発明または第２発明において、
ＧＰＳ衛星から送信される信号から得られる位置計測精度情報は、ＧＰＳによる位置計測の誤差を表す誤差情報であって、
誤差情報に応じて、位置計測誤差（２Ｘｐ）が変更されること
を特徴とする。
【００２３】
本発明は、図４ないしは図６に示すように、ＧＰＳ衛星２０から送信される信号Ｓを無人車両１０で受信し、受信した信号Ｓに基づいて自己の車両１０の位置Ｘｉを計測し、この計測車両位置Ｘｉと目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄとの位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃ内に入るように制御して、無人車両１０を誘導走行させる無人車両の誘導走行制御装置であることを前提とする。
【００２４】
第１発明では、図２に示すように、制御誤差の許容範囲Ｘｃに位置計測誤差２Ｘｐを加えた誘導可能範囲Ｄの大きさが予め設定される（Ｄ（誘導可能範囲）＝２Ｘｐ（位置計測誤差）＋Ｘｃ（制御誤差の許容範囲）＝一定値）。
【００２５】
そして、ＧＰＳ衛星２０から送信される信号Ｓから得られる位置計測精度情報Ｓ１に基づいて位置計測誤差２Ｘｐが求められる。そして、この求められた位置計測誤差２Ｘｐに応じて制御誤差の許容範囲Ｘｃの大きさが変更される（Ｘｃ（制御誤差の許容範囲）＝Ｄ（誘導可能範囲；一定値）−２Ｘｐ（位置計測誤差））。そして、この変更された制御誤差の許容範囲Ｘｃ内に、計測車両位置Ｘｉと目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄとの位置ずれΔＸが収まるように制御される。
【００２６】
Ｘｃ（制御誤差の許容範囲）＝Ｄ（誘導可能範囲；一定値）−２Ｘｐ（位置計測誤差）
なる関係式より、作業現場の地形に制約を受け誘導可能範囲Ｄの幅に余裕がない場所であっても、図２（ａ）に示すように、ＧＰＳによる位置計測精度が良好な状況であれば、位置計測誤差２Ｘｐが小さくなり、その分、制御誤差の許容範囲Ｘｃを大きくとることができる。このため無人車両１０の位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃを超えにくくなり、無人車両１０が減速されたり停車されたりする機会が少なくなる。これにより、生産性が向上する。
【００２７】
また、図２（ｂ）に示すように、ＧＰＳ衛星２０から送信される位置計測精度情報Ｓ１に含まれる位置計測精度の情報（ステータス情報あるいは誤差情報）が、「位置計測の精度が悪い」という内容であったとしても、従来のように、無人車両１０を一律に停車させるには及ばない。ＧＰＳによる位置計測の精度が悪い状況では、位置計測誤差２Ｘｐが大きくなることで、その分、制御誤差の許容範囲Ｘｃが小さくなり、それによって無人車両１０の位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃを超え易くなるものの、とりあえず無人車両１０を停車させることなく走行させることができる。これにより、生産性が向上する。
【００２８】
第２発明では、図３に示すように、誘導可能範囲Ｄから位置計測誤差２Ｘｐを差し引いた制御誤差の許容範囲Ｘｃの大きさが予め設定される（Ｘｃ（制御誤差の許容範囲）＝Ｄ（誘導可能範囲）−２Ｘｐ（位置計測誤差）＝一定値）。
【００２９】
そして、ＧＰＳ衛星２０から送信される信号Ｓから得られる位置計測精度情報Ｓ１に基づいて位置計測誤差２Ｘｐが求められる。そして、この求められた位置計測誤差２Ｘｐに応じて誘導可能範囲Ｄの大きさが変更される（Ｄ（誘導可能範囲）＝２Ｘｐ（位置計測誤差）＋Ｘｃ（制御誤差の許容範囲；一定値））。そして、制御誤差の許容範囲Ｘｃ内に、計測車両位置Ｘｉと目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄとの位置ずれΔＸが収まるように制御される。
【００３０】
無人車両１０の走路幅に余裕がある場合には、制御誤差の許容範囲Ｘｃを大きくとることができる。
【００３１】
Ｘｃ（制御誤差の許容範囲；一定値）＝Ｄ（誘導可能範囲）−２Ｘｐ（位置計測誤差）
なる関係式より、図３（ａ）に示すように、ＧＰＳによる位置計測精度が良好な状況であれば、位置計測誤差２Ｘｐが小さくなり、その分、誘導可能範囲Ｄが小さくなる。制御誤差の許容範囲Ｘｃは、もともと大きく設定されているため、無人車両１０の位置ずれΔＸは制御誤差の許容範囲Ｘｃを超えにくく、無人車両１０が減速されたり停車されたりする機会は少ない。これにより、生産性が向上する。
【００３２】
また、図３（ｂ）に示すように、ＧＰＳ衛星２０から送信される位置計測精度情報Ｓ１に含まれる位置計測精度の情報（ステータス情報あるいは誤差情報）が、「位置計測の精度が悪い」という内容であったとしても、従来のように、無人車両１０を一律に停車させるには及ばない。ＧＰＳによる位置計測の精度が悪い状況では、大きい位置計測誤差２Ｘｐに応じた大きい誘導可能範囲Ｄが設定されて、無人車両１０を誘導走行させる制御が通常通りなされ、無人車両１０を停車させることなく走行させることができる。これにより、生産性が向上する。無人車両１０の走路幅に余裕があるため位置計測誤差２Ｘｐが大きくなったとしても、誘導可能範囲Ｄを大きい値に変更することができる。このためＧＰＳによる位置計測精度が悪い状況であったとしても、位置計測精度が良好な状況と同じ大きな制御誤差の許容範囲Ｘｃにて無人車両１０を誘導走行させることができる。制御誤差の許容範囲Ｘｃが大きい値に設定されているため無人車両１０の位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃを超えにくくなり、無人車両１０が減速されたり停車されたりする機会は少ない。これにより、生産性が向上する。
【００３３】
ＧＰＳ衛星２０から送信される信号Ｓから得られる位置計測精度情報Ｓ１は、ＧＰＳによる位置計測のステータスを表すステータス情報であって、ステータス情報に応じて、位置計測誤差２Ｘｐが変更される（第３発明）。
【００３４】
また、ＧＰＳ衛星２０から送信される信号Ｓから得られる位置計測精度情報Ｓ１は、ＧＰＳによる位置計測の誤差を表す誤差情報であって、誤差情報に応じて、位置計測誤差２Ｘｐが変更される。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して本発明に係る無人車両の誘導走行制御装置の実施の形態について説明する。なお、本実施形態では、無人車両としてダンプトラックを想定している。
【００３６】
（第１実施例）
第１実施例では、作業現場の地形に制約を受け誘導可能範囲Ｄの幅に余裕がない場所を無人車両１０が走行する場合を想定している。もちろん第１実施例を、誘導可能範囲Ｄの幅に余裕がある場所を無人車両１０が走行する場合に適用する実施も可能である。
【００３７】
図４は、無人車両１０、ＧＰＳ衛星２０、管制局３０との間のデータの流れを説明する構成図である。
【００３８】
同図４に示すように、無人車両１０には、ＧＰＳ（グローバル  ポジショニング  システム）位置計測装置１１と、制御用コントローラ１２と、無線装置１３が設けられている。また、作業現場の所定箇所には、無人車両１０を管制する管制局３０が備えられている。また、天空にはＧＰＳ衛星２０が飛翔している。なお、本実施例では、ディファレンシャルによるＧＰＳ位置計測システムを想定している。なお、またＧＰＳ衛星２０から送信される信号を受信し位置誤差補正信号を生成して無人車両１０に送信するＧＰＳ基準局の図示は、省略している。
【００３９】
ＧＰＳ位置計測装置１１は、ＧＰＳ衛星２０から送信される信号Ｓを受信して、無人車両１０の現在の位置Ｘｉを計測するとともに、信号Ｓの中から無人車両１０の誘導走行制御に必要な位置計測精度情報Ｓ１を抽出して、この位置計測精度情報Ｓ１を計測位置Ｘｉと一緒に制御用コントローラ１２に送出する装置である。無線装置１３は、管制局３０から無線送信された目標走行コースＬのデータおよび後述する誘導可能範囲Ｄのデータを受信する装置である。制御用コントローラ１２は、管制局３０から無線送信された目標走行コースＬのデータおよび後述する誘導可能範囲Ｄのデータを無線装置１３を介して取り込むとともに、ＧＰＳ位置計測装置１１より送出された計測位置Ｘｉのデータおよび位置計測精度情報Ｓ１のデータを受け取り、これらデータに基づいて、無人車両１０を目標走行コースＬに沿って誘導走行させるよう走行および操舵を制御する装置である。
【００４０】
管制局３０には、管制システム３１が備えられている。管制システム３１は、無人車両１０に向けて無線通信にて目標走行コースＬのデータおよび誘導可能範囲Ｄのデータを送信する装置である。第１実施例では、作業現場の地形に基づき、目標走行コースＬの各地点ごとに誘導可能範囲Ｄが予め一定値に定められる。
【００４１】
図２に示すように、無人車両１０は、計測車両位置Ｘｉと目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄとの位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃ内に入るように走行および操舵が制御される。
【００４２】
無人車両１０の総合的な誘導誤差Ｘは、つぎの式で定義される。
【００４３】
Ｘ（誘導誤差）＝２Ｘｐ（位置計測誤差）＋ΔＸ（位置ずれ）  …（１）
一方、制御誤差の許容範囲Ｘｃに位置計測の誤差２Ｘｐ分を加味した誘導可能範囲Ｄは、つぎの式で定義される。
【００４４】
Ｄ（誘導可能範囲）＝２Ｘｐ（位置計測誤差）＋Ｘｃ（制御誤差の許容範囲）  …（２）
誘導可能範囲Ｄの外側の領域は、セーフティゾーン、他車両、障害物、路肩等の走行禁止領域である。
【００４５】
このため、無人車両１０を安全に誘導走行させる条件は、
Ｄ（誘導可能範囲）＞Ｘ（誘導誤差）  …（３）
となる。これに対して誘導誤差Ｘが誘導可能範囲Ｄを超えた場合、つまり無人車両１０の位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃを超えてしまった場合には、セーフティゾーンあるいはセーフティゾーンを超えて走行禁止領域に無人車両１０が立ち入るおそれがあるため、安全のために、無人車両１０を減速させたり、停止させたりするように制御される。
【００４６】
つぎに、位置計測精度情報Ｓ１の内容について説明する。
【００４７】
位置計測精度情報Ｓ１は、ＧＰＳ衛星２０による位置計測のステータスを表すステータス情報と、ＧＰＳ衛星２０による位置計測の誤差を表す誤差情報などがある。
【００４８】
ステータス情報は、ＧＧＡ（Global Positioning System FiＸ Data）に含まれるＧＰＳクオリティインディケータの各ステータスの情報であり、「測位不能」ステータスＭ１、「単独測位」ステータスＭ２、「ＦＬＯＡＴ」ステータスＭ３、「ＦＩＸ」ステータスＭ４がある。「測位不能」ステータスＭ１あるいは「単独測位」ステータスＭ２、「ＦＬＯＡＴ」ステータスＭ３、「ＦＩＸ」ステータスＭ４の順でＧＰＳによる位置計測の精度が良好となり、位置計測誤差が小さくなる。「測位不能」ステータスＭ１あるいは、「単独測位」ステータスＭ２のときの誤差の基本値Ｆは固定値Ｆ１で表され、「ＦＬＯＡＴ」ステータスＭ３のときの誤差の基本値Ｆは固定値Ｆ２で表され、「ＦＩＸ」ステータスＭ４のときの誤差の基本値Ｆは固定値Ｆ３で表される（Ｆ１＞Ｆ２＞Ｆ３）。
【００４９】
誤差情報は、ＧＳＴ（GNSS Pseudorange Error Statistics）に含まれる「ＲＭＳ緯度エラー」、「ＲＭＳ経度エラー」、「ＲＭＳ高度エラー」からなる３次元測位を行う上での精度の低下率の情報であり、緯度、経度という水平方向の精度の低下率と、高度という垂直方向の精度の低下率を用いて、誤差Ｇが計算される。
【００５０】
位置計測誤差２Ｘｐは、下記演算式を用いて求めることができる。Ｋは、定数である。
【００５１】
２Ｘｐ（位置計測誤差）＝Ｆ（ステータス情報に基づく誤差の基本値）
＋Ｋ（定数）×Ｇ（誤差情報に基づく誤差）…（４）
図５は、第１実施例の処理手順を示すフローチャートであり、無人車両１０の制御用コントローラ１２で行なわれる処理を説明する図である。
【００５２】
すなわち、位置計測装置１１から位置計測精度情報Ｓ１に含まれるステータス情報および誤差情報が取得され（ステップ１０１）、ステータス情報が「ＦＩＸ」ステータスＭ４であるか否かが判断され（ステップ１０２）、ステータス情報が「ＦＬＯＡＴ」ステータスＭ３であるか否かが判断される（ステップ１０３）。
【００５３】
この結果、ステータス情報が「ＦＩＸ」ステータスＭ４である場合には（ステップ１０２の判断Ｙｅｓ）、ステータスＭ４に対応して誤差の基本値Ｆが最小の値Ｆ３に設定されるとともに、誤差情報から現在の誤差Ｇが求められ、これらが上記（４）式に代入されて、位置計測誤差２Ｘｐが求められる（ステップ１０４）。更に、この位置計測誤差２Ｘｐが、上記（２）式に代入されて制御誤差の許容範囲Ｘｃ（＝Ｄ（誘導可能範囲；一定値）−２Ｘｐ（位置計測誤差））が求められる。そして、この求められた制御誤差の許容範囲Ｘｃ内に、計測車両位置Ｘｉと目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄとの位置ずれΔＸが収まるように操舵および走行が制御される（ステップ１０５）。
【００５４】
また、ステータス情報が「ＦＬＯＡＴ」ステータスＭ３である場合には（ステップ１０３の判断Ｙｅｓ）、ステータスＭ３に対応して誤差の基本値Ｆが中間の値Ｆ２（＜Ｆ１、＞Ｆ３）に設定されるとともに、誤差情報から現在の誤差Ｇが求められ、これらが上記（４）式に代入されて、位置計測誤差２Ｘｐが求められる（ステップ１０６）。更に、この位置計測誤差２Ｘｐが、上記（２）式に代入されて制御誤差の許容範囲Ｘｃ（＝Ｄ（誘導可能範囲；一定値）−２Ｘｐ（位置計測誤差））が求められる。そして、この求められた制御誤差の許容範囲Ｘｃ内に、計測車両位置Ｘｉと目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄとの位置ずれΔＸが収まるように制御される（ステップ１０５）。
【００５５】
また、ステータス情報が「測位不能」ステータスＭ１あるいは、「単独測位」ステータスＭ２である場合には（ステップ１０３の判断Ｎｏ）、ステータスＭ１あるいはＭ２に対応して誤差の基本値Ｆが最大値Ｆ１（＞Ｆ２＞Ｆ３）に設定されるとともに、誤差情報から現在の誤差Ｇが求められ、これらが上記（４）式に代入されて、位置計測誤差２Ｘｐが求められる（ステップ１０７）。更に、この位置計測誤差２Ｘｐが、上記（２）式に代入されて制御誤差の許容範囲Ｘｃ（＝Ｄ（誘導可能範囲；一定値）−２Ｘｐ（位置計測誤差））が求められる。そして、この求められた制御誤差の許容範囲Ｘｃ内に、計測車両位置Ｘｉと目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄとの位置ずれΔＸが収まるように制御される（ステップ１０５）。
【００５６】
ステップ１０５の制御内容を更に図８を用いて詳述する。
【００５７】
同図８に示すように、まず、計測車両位置Ｘｉと、目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄとが取り込まれる（ステップ３０１）。
【００５８】
つぎに、計測車両位置Ｘｉと目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄを用いて、位置ずれΔＸが計算される（ステップ３０２）。
【００５９】
つぎに、制御誤差の許容範囲Ｘｃが、目標走行コースＬを中心とする左右それぞれの制御誤差許容範囲ＸCL、ＸCRに分割され（Ｘｃ＝ＸCL＋ＸCR）、位置ずれΔＸの絶対値|ΔＸ|が左制御誤差許容範囲ＸCLあるいは右制御誤差許容範囲ＸCRを超えたか否かが、つまり下記（６）式あるいは（７）式、
ＸCL＜|ΔＸ|  …（６）
ＸCR＜|ΔＸ|  …（７）
が成立しているか否かが判断される（ステップ３０３）。
【００６０】
位置ずれΔＸの絶対値|ΔＸ|が左制御誤差許容範囲ＸCLあるいは右制御誤差許容範囲ＸCRを超えた、つまり（６）式あるいは（７）式が成立した場合には（ステップ３０３の判断ＹＥＳ）、無人車両１０を停止させるための停止指令が出力され、無人車両１０が停止される（ステップ３０４）。
【００６１】
位置ずれΔＸの絶対値|ΔＸ|が左制御誤差許容範囲ＸCL、右制御誤差許容範囲ＸCRのいずれも超えていない場合、つまり（６）式、（７）式のいずれも成立していない場合には（ステップ３０３の判断ＮＯ）、無人車両１０を減速させるべきか否かを判断すべく、下記（８）式あるいは（９）式、
ＸCL・ｋ＜|ΔＸ|  …（８）
ＸCR・ｋ＜|ΔＸ|  …（９）
が成立しているか否かが判断される。ここで、ｋは、無人車両１０を減速させるか否かを判断するためのしきい値を定める係数であり、１よりも小さい値である（ステップ３０５）。
【００６２】
（８）式あるいは（９）式が成立した場合には（ステップ３０５の判断ＹＥＳ）、無人車両１０を減速走行させるための減速走行指令が出力され、無人車両１０が減速走行される。たとえば路面不良や外乱などにより位置ずれΔＸの絶対値|ΔＸ|が左制御誤差許容範囲ＸCL、右制御誤差許容範囲ＸCRを超えるほどではないが大きい値になると、無人車両１０が減速される。これにより目標とする走行コースＬへの追従性が良くなる（ステップ３０６）。これに対して、（８）式、（９）式のいずれも成立していない場合には（ステップ３０５の判断ＮＯ）、停止指令や減速走行指令が出力されることなく、処理を終える。
【００６３】
以上のような制御を行うことにより図２（ａ）に示すように、ＧＰＳによる位置計測精度が良好な状況であれば、位置計測誤差２Ｘｐが小さくなり、その分、制御誤差の許容範囲Ｘｃを大きくとることができる。このため無人車両１０の位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃを超えにくくなり、無人車両１０が減速されたり停車されたりする機会が少なくなる。これにより、生産性が向上する。
【００６４】
また、図２（ｂ）に示すように、ＧＰＳ衛星２０から送信される位置計測精度情報Ｓ１に含まれる位置計測精度の情報（ステータス情報あるいは誤差情報）が、「位置計測の精度が悪い」という内容であったとしても、従来のように、無人車両１０を一律に停車させるには及ばない。ＧＰＳによる位置計測の精度が悪い状況では、位置計測誤差２Ｘｐが大きくなることで、その分、制御誤差の許容範囲Ｘｃが小さくなり、それによって無人車両１０の位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃを超え易くなるものの、とりあえず無人車両１０を停車させることなく走行させることができる。これにより、生産性が向上する。
【００６５】
（第２実施例）
第２実施例では、誘導可能範囲Ｄの幅を比較的広くとれる場所を無人車両１０が走行する場合を想定している。
【００６６】
図６は、無人車両１０、ＧＰＳ衛星２０、管制局３０との間のデータの流れを説明する構成図である。
【００６７】
同図６に示すように、無人車両１０には、ＧＰＳ（グローバル  ポジショニング  システム）位置計測装置１１と、制御用コントローラ１２と、無線装置１３が設けられている。また、作業現場の所定箇所には、無人車両１０を管制する管制局３０が備えられている。また、天空にはＧＰＳ衛星２０が飛翔している。なお、本実施例では、ディファレンシャルによるＧＰＳ位置計測システムを想定している。なお、またＧＰＳ衛星２０から送信される信号を受信し位置誤差補正信号を生成して無人車両１０に送信するＧＰＳ基準局の図示は、省略している。
【００６８】
ＧＰＳ位置計測装置１１は、ＧＰＳ衛星２０から送信される信号Ｓを受信して、無人車両１０の現在の位置Ｘｉを計測するとともに、信号Ｓの中から無人車両１０の誘導走行制御に必要な位置計測精度情報Ｓ１を抽出して、計測位置Ｘｉを制御用コントローラ１２に送出し、位置計測精度情報Ｓ１を無線装置１３に送出する装置である。無線装置１３は、位置計測精度情報Ｓ１を取り込み管制局３０に向けて無線送信するとともに、管制局３０から無線送信された目標走行コースＬのデータおよび後述する誘導可能範囲Ｄのデータを受信する装置である。制御用コントローラ１２は、管制局３０から無線送信された目標走行コースＬのデータおよび後述する誘導可能範囲Ｄのデータを無線装置１３を介して取り込むとともに、ＧＰＳ位置計測装置１１より送出された計測位置Ｘｉのデータを受け取り、これらデータに基づいて、無人車両１０を目標走行コースＬに沿って走行および操舵を制御する装置である。
【００６９】
管制局３０には、管制システム３１が備えられている。管制システム３１は、無人車両１０に向けて無線通信にて目標走行コースＬのデータおよび誘導可能範囲Ｄのデータを送信する装置である。第２実施例では、位置計測精度情報Ｓ１に応じて誘導可能範囲Ｄが変更される。誘導可能範囲Ｄは目標走行コースＬの各地点ごとに求められる。
【００７０】
図３に示すように、無人車両１０は、計測車両位置Ｘｉと目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄとの位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃ内に入るように走行および操舵が制御される。
【００７１】
無人車両１０の総合的な誘導誤差Ｘは、前述の（１）式（Ｘ（誘導誤差）＝２Ｘｐ（位置計測誤差）＋ΔＸ（位置ずれ））で定義される。
【００７２】
一方、制御誤差の許容範囲Ｘｃに位置計測の誤差２Ｘｐ分を加味した誘導可能範囲Ｄは、前述の（２）式（Ｄ（誘導可能範囲）＝２Ｘｐ（位置計測誤差）＋Ｘｃ（制御誤差の許容範囲））で定義される。
【００７３】
無人車両１０を安全に誘導走行させる条件は、前述の（３）式（Ｄ（誘導可能範囲）＞Ｘ（誘導誤差））となる。これに対して誘導誤差Ｘが誘導可能範囲Ｄを超えた場合、つまり無人車両１０の位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃを超えてしまった場合には、セーフティゾーンあるいはセーフティゾーンを超えて走行禁止領域に無人車両１０が立ち入るおそれがあるため、安全のために、無人車両１０を減速させたり、停止させたりするように制御される。
【００７４】
位置計測精度情報Ｓ１の内容については、第１実施例と同様である。位置計測誤差２Ｘｐは、前述の（４）式（Ｋｐ（位置計測誤差）＝Ｆ（ステータス情報に基づく誤差の基本値）＋Ｋ（定数）×Ｇ（誤差情報に基づく誤差））によって求められる。
【００７５】
第２実施例では、制御誤差の許容範囲Ｘｃが目標走行コースＬの各地点ごとに一定値に定められ、位置計測誤差２Ｘｐに応じて誘導可能範囲Ｄの大きさが下記（５）式のごとく変更される。
【００７６】
Ｄ（誘導可能範囲）＝２Ｘｐ（位置計測誤差）＋Ｘｃ（制御誤差の許容範囲；一定値）…（５）
ただし、誘導可能範囲Ｄは、作業現場の地形を考慮してセーフティゾーンあるいはセーフティゾーンを超えて走行禁止領域に入らない範囲に制限される。作業現場の地形を考慮した誘導可能範囲の最大値をＤmaＸとすると、上記（５）式で得られる誘導可能範囲Ｄと、最大値ＤmaＸのうちいずれか小さい方の値が、誘導可能範囲Ｄとされる。このようにして得られた誘導可能範囲Ｄを上記（２）式に代入することで、制御誤差の許容範囲Ｘｃ（＝Ｄ（誘導可能範囲）−２Ｘｐ（位置計測誤差））が求められる。
【００７７】
図７は、第２実施例の処理手順を示すフローチャートであり、管制局３０の管制システム３１および無人車両１０で行なわれる処理を説明する図である。
【００７８】
すなわち、管制局３０では、無人車両１０から送信される位置計測精度情報Ｓ１が受信され位置計測精度情報Ｓ１に含まれるステータス情報および誤差情報が取得される（ステップ２０１）。ついで、ステータス情報が「ＦＩＸ」ステータスＭ４であるか否かが判断され（ステップ２０２）、ステータス情報が「ＦＬＯＡＴ」ステータスＭ３であるか否かが判断される（ステップ２０３）。
【００７９】
この結果、ステータス情報が「ＦＩＸ」ステータスＭ４である場合には（ステップ２０２の判断Ｙｅｓ）、ステータスＭ４に対応して誤差の基本値Ｆが最小の値Ｆ３に設定されるとともに、誤差情報から現在の誤差Ｇが求められ、これらが上記（４）式に代入されて、位置計測誤差２Ｘｐが求められる。更に、この位置計測誤差２Ｘｐが、上記（５）式に代入されて誘導可能範囲Ｄ（＝２Ｘｐ（位置計測誤差）＋Ｘｃ（制御誤差の許容範囲；一定値））が求められる。つぎに（５）式で得られた誘導可能範囲Ｄと、最大値ＤmaＸのうちいずれか小さい方の値が、誘導可能範囲Ｄとされる（ステップ２０４）。このようにして得られた誘導可能範囲Ｄが無人車両１０に向けて送信される（ステップ２０５）。無人車両１０では、誘導可能範囲Ｄのデータが受信され、これが上記（２）式に代入されることで、制御誤差の許容範囲Ｘｃ（＝Ｄ（誘導可能範囲）−２Ｘｐ（位置計測誤差））が求められる。そして、この求められた制御誤差の許容範囲Ｘｃ内に、計測車両位置Ｘｉと目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄとの位置ずれΔＸが収まるように操舵および走行が制御される（ステップ２０８）。
【００８０】
また、ステータス情報が「ＦＬＯＡＴ」ステータスＭ３である場合には（ステップ２０３の判断Ｙｅｓ）、ステータスＭ３に対応して誤差の基本値Ｆが中間の値Ｆ２（＞Ｆ３、＜Ｆ１）に設定されるとともに、誤差情報から現在の誤差Ｇが求められ、これらが上記（４）式に代入されて、位置計測誤差２Ｘｐが求められる。更に、この位置計測誤差２Ｘｐが、上記（５）式に代入されて誘導可能範囲Ｄ（＝２Ｘｐ（位置計測誤差）＋Ｘｃ（制御誤差の許容範囲；一定値））が求められる。つぎに（５）式で得られた誘導可能範囲Ｄと、最大値ＤmaＸのうちいずれか小さい方の値が、誘導可能範囲Ｄとされる（ステップ２０６）。このようにして得られた誘導可能範囲Ｄが無人車両１０に向けて送信される（ステップ２０５）。無人車両１０では、誘導可能範囲Ｄのデータが受信され、これが上記（２）式に代入されることで、制御誤差の許容範囲Ｘｃ（＝Ｄ（誘導可能範囲）−２Ｘｐ（位置計測誤差））が求められる。そして、この求められた制御誤差の許容範囲Ｘｃ内に、計測車両位置Ｘｉと目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄとの位置ずれΔＸが収まるように操舵および走行が制御される（ステップ２０８）。
【００８１】
また、ステータス情報が「測位不能」ステータスＭ１あるいは、「単独測位」ステータスＭ２である場合には（ステップ２０３の判断Ｎｏ）、ステータスＭ１あるいはＭ２に対応して誤差の基本値Ｆが最大値Ｆ１（＞Ｆ２＞Ｆ３）に設定されるとともに、誤差情報から現在の誤差Ｇが求められ、これらが上記（４）式に代入されて、位置計測誤差２Ｘｐが求められる。更に、この位置計測誤差２Ｘｐが、上記（５）式に代入されて誘導可能範囲Ｄ（＝２Ｘｐ（位置計測誤差）＋Ｘｃ（制御誤差の許容範囲；一定値））が求められる。つぎに（５）式で得られた誘導可能範囲Ｄと、最大値ＤmaＸのうちいずれか小さい方の値が、誘導可能範囲Ｄとされる（ステップ２０７）。このようにして得られた誘導可能範囲Ｄが無人車両１０に向けて送信される（ステップ２０５）。無人車両１０では、誘導可能範囲Ｄのデータが受信され、これが上記（２）式に代入されることで、制御誤差の許容範囲Ｘｃ（＝Ｄ（誘導可能範囲）−２Ｘｐ（位置計測誤差））が求められる。そして、この求められた制御誤差の許容範囲Ｘｃ内に、計測車両位置Ｘｉと目標走行コースＬ上の逐次の通過点の目標位置Ｘｉｄとの位置ずれΔＸが収まるように操舵および走行が制御される（ステップ２０８）。
【００８２】
なお、ステップ２０８の制御内容の詳細は、前述の図８の処理内容と同様である。
【００８３】
以上のような制御を行うことにより図３（ａ）に示すように、ＧＰＳによる位置計測精度が良好な状況であれば、位置計測誤差２Ｘｐが小さくなり、その分、誘導可能範囲Ｄが小さくなる。制御誤差の許容範囲Ｘｃは、もともと大きく設定されているため、無人車両１０の位置ずれΔＸは制御誤差の許容範囲Ｘｃを超えにくく、無人車両１０が減速されたり停車されたりする機会は少ない。これにより、生産性が向上する。
【００８４】
また、図３（ｂ）に示すように、ＧＰＳ衛星２０から送信される位置計測精度情報Ｓ１に含まれる位置計測精度の情報（ステータス情報あるいは誤差情報）が、「位置計測の精度が悪い」という内容であったとしても、従来のように、無人車両１０を一律に停車させるには及ばない。ＧＰＳによる位置計測の精度が悪い状況では、大きい位置計測誤差２Ｘｐに応じた大きい誘導可能範囲Ｄが設定されて、無人車両１０を誘導走行させる制御が通常通りなされ、無人車両１０を停車させることなく走行させることができる。これにより、生産性が向上する。また、無人車両１０の走路幅に余裕があるため位置計測誤差２Ｘｐが大きくなったとしても、誘導可能範囲Ｄを大きい値に変更することができる。このためＧＰＳによる位置計測精度が悪い状況であったとしても、位置計測精度が良好な状況と同じ大きな制御誤差の許容範囲Ｘｃにて無人車両１０を誘導走行させることができる。制御誤差の許容範囲Ｘｃが大きい値に設定されているため無人車両１０の位置ずれΔＸが制御誤差の許容範囲Ｘｃを超えにくくなり、無人車両１０が減速されたり停車されたりする機会は少ない。これにより、生産性が向上する。
【００８５】
なお、上述した各実施例では、位置計測精度情報Ｓ１に含まれるステータス情報および誤差情報の両方に基づいて、位置計測誤差２Ｘｐを演算しているが、ステータス情報のみから位置計測誤差２Ｘｐを演算してもよく、また、誤差情報のみから位置計測誤差２Ｘｐを演算してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】図１は、従来技術を示す図で、無人車両が誘導走行される様子を上面からみた図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、第１実施例を示す図で、無人車両が誘導走行される様子を上面からみた図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、第２実施例を示す図で、無人車両が誘導走行される様子を上面からみた図である。
【図４】図４は、第１実施例の構成を示す図で、無人車両、ＧＰＳ衛星、管制局との間のデータの流れを説明する構成図である。
【図５】図５は、第１実施例の処理手順を示すフローチャートであり、無人車両の制御用コントローラで行なわれる処理を説明する図である。
【図６】図６は、第２実施例の構成を示す図で、無人車両、ＧＰＳ衛星、管制局との間のデータの流れを説明する構成図である。
【図７】図７は、第２実施例の処理手順を示すフローチャートであり、管制局の管制システムおよび無人車両の制御用コントローラで行なわれる処理を説明する図である。
【図８】図８は、無人車両を停止あるいは減速させるための制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１０  車両、２０  ＧＰＳ衛星、３０  管制局
【図１】
2008210378.tif 000003
【図２】
2008210378.tif 000004
【図３】
2008210378.tif 000005
【図４】
2008210378.tif 000006
【図５】
2008210378.tif 000007
【図６】
2008210378.tif 000008
【図７】
2008210378.tif 000009
【図８】
2008210378.tif 000010