(57)【要約】【課題】  非常に簡素な装置構成によって車両の位置検出を行うことにより、建設費用を大幅に削減する。【解決手段】  自動操舵によって走行する無人走行車両２０に搭載され、無人走行車両２０の車両走行路３０に所定の間隔で敷設されたマーク１０に基づいて、無人走行車両２０の位置検出を行う位置検出装置であって、マーク１０は、走行路面幅方向ｙの位置に応じた情報を保有しており、マーク１０の通過位置に応じた検出信号を出力するセンサＡと、無人走行車両２０の幅方向ｙ´に対してセンサＡと異なる位置に配置され、マーク１０の通過位置に応じた検出信号を出力するセンサＢと、センサＡ及びセンサＢからの検出信号に基づいて、走行路面上における無人走行車両２０の位置を演算する演算部とを備える。【選択図】      図１
2005322155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動操舵によって走行する車両に搭載され、前記車両の走行路面に所定の間隔で敷設されたマークに基づいて、前記車両の位置検出を行う位置検出装置であって、
前記マークは、走行路面幅方向の位置に応じた情報を保有しており、
前記マークの通過位置に応じた検出信号を出力する第１のマーク検出手段と、
前記車両の幅方向に対して前記第１のマーク検出手段と異なる位置に配置され、前記マークの通過位置に応じた検出信号を出力する第２のマーク検出手段と、
前記第１のマーク検出手段及び前記第２のマーク検出手段からの検出信号に基づいて、前記走行路面上における前記車両の位置、走行方向の速度及び車両の幅方向の速度のうち、少なくともいずれか１つを演算する演算手段とを具備する位置検出装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記第１のマーク検出手段及び前記第２のマーク検出手段からの検出信号の位相差に基づいて、前記マーク上を通過するときの車両の走行方向を判断する請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記第１及び前記第２の検出手段に加えて、１以上のマーク検出手段を備える請求項１又は請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかの項に記載の位置検出装置を備える車両。
【請求項５】
車両の走行路面に位置検出を行わせるためのマークが所定間隔で敷設された車両走行路であって、
前記マークが走行路面幅方向における位置の情報を保有していることを特徴とする車両走行路。
【請求項６】
請求項４に記載の車両と、
請求項５に記載の車両走行路と
を具備することを特徴とする交通システム。
【請求項７】
自動操舵によって走行する車両の走行路面に所定の間隔で敷設されたマークに基づいて、車両の位置検出を行う位置検出方法であって、
前記マークは、走行路面幅方向の位置に応じた情報を保有しており、
前記車両が通過した位置に応じた情報を前記マークから検出し、
前記検出結果に基づいて、前記走行路面上における前記車両の位置、走行方向の速度及び車両の幅方向の速度のうち、少なくともいずれか１つを演算する位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の走行路面を自動操舵により走行する無人走行車両の位置を検出する位置検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定の走行路面を走行する車両の位置検出装置として、例えば、特開平１１−２３７２４３号公報に示されるものがある。
この特許文献１には、走行距離測定に使用する路面反射光と同じ光を用いて、路線上の基準点を検出し、正確に車両の走行距離を検出することのできる列車位置検出装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２３７２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている発明では、走行軌道上を外れることなく車両が走行できるように、走行軌道上にレールを配置し、そのレール上を車両が走行する手法を取っているため、交通システムの建設に費用や時間がかかるという問題があった。
そこで、レール等を配置することなく、走行軌道上を自動操舵しながら走行する新しい交通システムの提案がされている。
【０００４】
レールを必要としない交通システムとして、例えば、図１０に示されるものがある。ここで、図１０は交通システムの上面図、図１１は図１０に示した交通システムの側面図である。
図１０に示されたような交通システムでは、車両が走行軌道を外れて走行しないように、走行距離だけでなく、走行軌道幅方向における位置についても検出することにより、走行路面上における車両の絶対位置を逐次確認しながら走行を行う必要がある。
図１０に示した従来の交通システムでは、車両の走行距離の測定にトランスポンダ５０を使用し、また、走行路面幅方向における位置検出に磁気テープ５１を使用することで、車両の位置検出を精度よく行っている。
具体的には、ユニークなＩＤを持ったトランスポンダ５０を走行路面上に一定の間隔で敷設し、車両６０にはトランスポンダ５０のＩＤを受信するトランスポンダ受信機６１及びトランスポンダ５０のＩＤとその設置位置とが対応付けられたテーブル（図示略）を搭載する。そして、トランスポンダ受信機６１により受信されるトランスポンダ５０のＩＤに対応する位置情報を上記テーブルから取得することにより、走行軌道上における車両の位置を特定している。
また、走行路面幅方向の位置検出においては、走行路面上に敷設された磁気テープ５１を車両６０に搭載した磁気センサ６２により検出し、この検出結果に応じて走行路面幅方向における車両位置を求めている。
【０００５】
しかしながら、上述した従来の交通システムでは、走行軌道方向における位置（走行距離）の検出と、走行路面幅方向における位置の検出を異なる種類のセンサを使用して行っているため、位置検出にかかる処理が煩雑になるとともに、装置構成が複雑化する等の問題があった。また、車両走行路の建設においてもトランスポンダ５０と磁気テープ５１の双方を敷設しなければならないため、建設費用が高いという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、非常に簡素な装置構成によって車両の位置検出を行うことにより、建設費用を大幅に削減することができる位置検出装置及び交通システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、自動操舵によって走行する車両に搭載され、前記車両の走行路面に所定の間隔で敷設されたマークに基づいて、前記車両の位置検出を行う位置検出装置であって、前記マークは、走行路面幅方向の位置に応じた情報を保有しており、前記マークの通過位置に応じた検出信号を出力する第１のマーク検出手段と、前記車両の幅方向に対して前記第１のマーク検出手段と異なる位置に配置され、前記マークの通過位置に応じた検出信号を出力する第２のマーク検出手段と、前記第１のマーク検出手段及び前記第２のマーク検出手段からの検出信号に基づいて、前記走行路面上における前記車両の位置、走行方向の速度及び車両の幅方向の速度のうち、少なくともいずれか１つを演算する演算手段とを具備する位置検出装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、第１のマーク検出手段及び第２のマーク検出手段により、これらの検出手段が通過した位置における走行路面幅方向の位置の情報がマークから読み取られ、読み取られた位置の情報に応じた検出信号が出力されるので、この検出信号と２つのマーク検出手段の配置関係とから、走行路面幅方向における車両の位置、走行速度及び車両の幅方向の速度のうち、少なくともいずれか１つを演算することができる。
上記マークは、所定の間隔で敷設されているので、この敷設間隔と上記マーク検出手段により検出されたマークの個数とに基づいて、走行方向における車両の位置についても得ることが可能となる。
位置演算手段は、検出信号から走行路面幅方向における車両の位置情報を導出するための所定の算出則を保有しており、この算出則に従って演算処理を行うことにより、走行路面幅方向における車両の位置情報を演算する。
更に、演算手段は、例えば、上記検出信号と２つのマーク検出手段の配置関係とから、車両の走行速度や、幅方向の速度についても求めることができる。
上記マークは、例えば、走行路面幅方向の位置に応じて、所定の物理量（長さ、高さ等）が変化するような形状をしている。より具体的には、マークは、一辺が走行路面幅方向に対して所定の傾きを有する直線で形成された台形または三角形の外形を有することが好ましい。
【０００９】
また、上記記載の位置検出装置において、前記演算手段は、前記第１のマーク検出手段及び前記第２のマーク検出手段からの検出信号の位相差に基づいて、前記マーク上を通過するときの車両の走行方向を判断することが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、演算手段がマーク上を通過するときの車両の走行方向を判断するので、走行方向の相違によって生ずる検出誤差を解消することができる。この結果、より高い精度で位置検出を行うことが可能となる。
演算手段は、例えば、走行方向に応じて、検出信号から走行路面幅方向における位置を演算するための算出則を保有しており、車両の走行方向に応じて、使用する算出則を使い分ける。
【００１１】
上記記載の位置検出装置において、前記第１及び前記第２の検出手段に加えて、１以上のマーク検出手段を備えることが好ましい。
上記追加されるマーク検出手段は、例えば、前記第１の検出手段を通り、前記車両の走行方向に平行な直線上に配置されるとともに、前記マークの通過位置に応じた検出信号を出力するマーク検出手段であることが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、１以上のマーク検出手段を更に備えるので、測定精度を向上することができる。
また、上記マーク検出手段の少なくとも１つが、前記第１の検出手段を通り、前記車両の走行方向に平行な直線上に配置されることにより、このマーク検出手段の配置位置及び検出信号、並びに上記第１及び第２のマーク検出手段の配置位置並びに検出信号の位相差に基づいて、車両の走行速度を容易に得ることができる。
更に、求められたこの走行速度を用いて、走行路面幅方向における車両の位置を演算するので、より高い精度で位置検出を行うことが可能となる。
【００１３】
本発明は、請求項１から請求項３のいずれかの項に記載の位置検出装置を備える車両を提供する。
本発明は、車両の走行路面に位置検出を行わせるためのマークが所定間隔で敷設された車両走行路であって、前記マークが走行路面幅方向における位置の情報を保有していることを特徴とする車両走行路を提供する。
本発明は、請求項４に記載の車両と、請求項５に記載の車両走行路とを具備することを特徴とする交通システムを提供する。
本発明は、自動操舵によって走行する車両の走行路面に所定の間隔で敷設されたマークに基づいて、車両の位置検出を行う位置検出方法であって、前記マークは、走行路面幅方向の位置に応じた情報を保有しており、前記車両が通過した位置に応じた情報を前記マークから検出し、前記検出結果に基づいて、前記走行路面上における前記車両の位置、走行方向の速度及び車両の幅方向の速度のうち、少なくともいずれか１つを演算する位置検出方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、２つのマーク検出手段により、走行路面上における車両の位置検出を実現させるため、建設コストを大幅に削減できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る位置検出装置を適用した交通システムについて、〔第１の実施形態〕、〔第２の実施形態〕の順に図面を参照して説明する。
【００１６】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る交通システムの上面図、図２は図１に示した交通システムの側面図である。
図１及び図２に示されるように、本実施形態に係る交通システムは、所定の位置間隔でマーク１０が敷設された車両走行路３０と、車両走行路３０を走行する無人走行車両（車両）２０とを備えている。
上記マーク１０は、走行路面幅方向ｙの位置に応じた情報を保有している。例えば、このマーク１０は、走行路面幅方向ｙの位置に応じて、所定の物理量が変化するような形状をしている。本実施形態では、図３に示すように、一辺が走行路面幅方向ｙに対して所定の傾きθを有する直線で形成された台形の外形をしたマークを採用している。
無人走行車両２０は、マーク１０に基づいて、当該車両２０の位置検出を行う位置検出装置を搭載している。
この位置検出装置は、図１及び図４に示されるように、マーク１０の通過位置に応じた検出信号を出力するセンサＡ（第１のマーク検出手段）と、無人走行車両２０の車幅方向ｙ´に対してセンサＡと異なる位置に配置され、マーク１０の通過位置に応じた検出信号を出力するセンサＢ（第２のマーク検出手段）と、センサＡ及びセンサＢからの検出信号に基づいて、走行路面上における無人走行車両２０の位置を演算する演算部（演算手段）４０とを備えている。
【００１７】
演算部４０は、センサＡ及びセンサＢからの検出信号に基づいて、走行路面上における車両の位置を算出するための所定の算出則を保有しており、この算出則に従って所定の演算を行うことにより、無人走行車両２０の位置及び走行速度を検出する。なお、この算出則等の詳細については、後述する。
本実施形態では、センサＡとセンサＢとの配置関係は、無人走行車両２０の幅方向ｙ´に平行な一直線上に配置されている。
また、上記マーク１０の材質は特に限定されるものではないが、例えば、導体、反射板、磁気マーク等で構成することが可能である。また、このマーク１０の材質に応じて、センサＡ及びセンサＢには、例えば、渦電流センサ、光センサ、磁気センサ等を採用することができる。
【００１８】
次に、上記構成からなる交通システムの動作について、図を参照して説明する。
無人走行車両２０に搭載されたセンサＡ、センサＢは、マーク１０の有無を検出し、検出結果に応じた検出信号を出力する。例えば、センサＡ、センサＢは、マーク１０を検出している期間においては「１」を出力し、マーク１０上を通過していない場合には、「０」を出力する。図５に、センサＡ及びセンサＢから出力される検出信号の一例を示す。
演算部４０は、センサＡ及びセンサＢからの検出信号を取得すると、それらの位相に基づいて、無人走行車両２０の走行方向を判断する。
本実施形態では、上述のように、センサＡとセンサＢとは、無人走行車両２０の幅方向ｙ´に平行な一直線上に配置されているため（図１参照）、無人走行車両２０が走行軌道ｘと平行に走行している場合には、センサＡ及びセンサＢからの検出信号の位相は一致する（図５においてｔ１＝ｔ２）。一方、両者の位相が一致しなかった場合には（図５において、ｔ１≠ｔ２の場合）、走行距離が一定であれば、位相差が大きい程、走行軌道に対して斜めに走行していることとなる。
演算部４０は、上述の走行方向について判断をすると、その判断結果に応じて、所定の算出則を選択し、選択した算出則に従って演算を行うことにより、車両の位置及び軌道方向ｘにおける走行速度ｖxを得る。
【００１９】
具体的には、位相が一致した場合（図５において、ｔ１＝ｔ２の場合）には、以下に示される（１）式の算出則によって軌道方向ｘにおける走行速度ｖxを演算し、演算結果として得た走行速度ｖxと（３）式の算出則とから無人走行車両２０の走行路面幅方向ｙにおける位置ｙ１を演算する。
一方、位相が一致しなかった場合（図５において、ｔ１≠ｔ２の場合）には、以下に示される（２）式の算出則によって軌道方向における走行速度ｖxを演算し、その走行速度ｖxと（３）式の算出則とから無人走行車両２０の走行路面幅方向ｙにおける位置ｙ１を演算する。
【数１】
2005322155.tif 000003
上記（１）式において、ａはセンサＡとセンサＢとの間の距離、θはマーク１０の一辺と走行路面幅方向ｙとのなす角であり（図３参照）、ｂはマーク１０の中心線の長さである（図３参照）。また、ｔ１〜ｔ４については、図５に示したｔ１〜ｔ４にそれぞれ対応するものである。
【００２０】
また、演算部４０は、上記走行路面幅方向ｙにおける位置等の演算処理が終了すると、続いて、軌道方向ｘにおける位置の演算処理を行う。具体的には、演算部４０は、センサＡからの検出信号の立ち上がりをカウントするカウンタを備えており、このカウンタの数にマーク１０の敷設間隔を乗ずることにより、軌道方向ｘにおける位置を得る。
このようにして、無人走行車両２０の走行路面幅方向ｙにおける位置ｙ１、軌道方向ｘにおける位置、軌道方向ｘにおける走行速度ｖxを演算すると、これらの情報を無人走行車両２０の操舵制御を行う制御部（図示略）に対して供給する。これにより、制御部によって、演算部４０から取得された位置情報に応じた操舵制御が行われることとなる。
【００２１】
次に、上記（１）〜（３）式に示された算出則の導出過程について述べる。
まず、図６に示されるように、車両の走行方向ｘ´が軌道方向ｘに対してφ傾いている場合、幾何学的関係から以下の（４）式〜（９）式までの６式が成立する。
【数２】
2005322155.tif 000004
上記６式において、
【数３】
2005322155.tif 000005
と置くと、以下のように走行路面幅方向ｙにおける位置ｙ１を演算するための算出則（３）を得ることができる。
【００２２】
以上、述べてきたように、本発明の第１の実施形態に係る交通システムによれば、センサＡ及びセンサＢにより、これらのセンサが通過した位置における走行路面幅方向ｙの位置の情報がマーク１０から読み取られ、読み取られた位置の情報に応じた検出信号が出力されるので、この検出信号と２つのマーク検出手段の配置関係とから、走行路面幅方向における車両の位置を検出することができる。
また、上記マーク１０は、所定の間隔で走行路面上に敷設されているので、この敷設間隔と上記センサＡ又はセンサＢにより検出されたマーク１０の個数とに基づいて、走行方向ｘ´における車両の位置及び走行距離についても得ることが可能となる。
このように、センサＡ及びセンサＢにより、走行路面上における車両の位置検出を実現させるので、建設コストを大幅に削減できるという効果が得られる。
また、演算部４０は、センサＡ及びセンサＢからの検出信号の位相差（図５におけるｔ１−ｔ２）に基づいて、マーク上を通過するときの車両の走行方向を判断し、走行方向の相違によって生ずる検出誤差を解消するので、より高い精度で位置検出を行うことが可能となる。
【００２３】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について、図７〜図９を用いて説明する。
本実施形態に係る交通システムでは、上述した第１の実施形態に係る位置検出装置に、センサＣを更に追加することにより、位置検出装置による位置検出の精度を更に向上させる。
図７は、本実施形態に係る交通システムの上面図、図８は図7に示した交通システムの側面図である。図７、図８に示されるように、センサＣは、センサＡを通り、無人走行車両２０の走行方向ｘ´に平行な直線上に配置されるとともに、走行路面幅方向ｙの位置の情報に応じた検出信号を出力する。具体的には、上述のセンサＡ及びセンサＢと同様に、マーク１０を検出している期間においては「１」を出力し、マーク１０上を通過していない場合には、「０」を出力する。
これにより、図９に示されるように、センサＣから出力される検出信号は、センサＡの検出信号に対して、一定の遅延量を有する検出信号となる。
【００２４】
そして、このようなセンサＣを備えることにより、演算部４０は以下の（１０）式に示される算出則に従って演算を行うことにより、非常に簡単に無人走行車両２０の軌道方向ｘにおける走行速度ｖxを得ることができる。そして、この走行速度ｖxを上述した走行路面幅方向ｙにおける位置ｙ１を演算する際に用いることにより、より精度の高い位置検出を行うことが可能となる。
【００２５】
【数４】
2005322155.tif 000006
なお、上記（１０）式において、ｄはセンサＡとセンサｃとの間の距離である（図７参照）。また、ｔ１及びｔ５は、図９に示されるｔ１及びｔ５に対応している。
【００２６】
また、センサＣを備えることにより、例えば、以下の（１１）式に示される算出則を用いることにより、軌道方向ｘと走行方向ｘ´とがなす角度φを簡単に求めることができるとともに、以下の（１２）式に示される算出則を用いることにより、走行路面幅方向ｙに対する走行速度ｖｙについても演算することが可能となる。
【００２７】
【数５】
2005322155.tif 000007
なお、上記（１１）、(１２）式において、ａはセンサＡとセンサＢとの間の距離である（図７参照）。また、ｔ１及びｔ２は、図９に示されるｔ１及びｔ２に対応している。
【００２８】
以上、述べたように、本発明の第２の実施形態に係る交通システムによれば、センサＡを通り、無人走行車両２０の走行方向ｘ´に平行な直線上に配置されたセンサＣを更に備えるので、センサＡ及びセンサＣの配置間隔ｄ及びこれらのセンサＡ及びセンサＣの検出信号の位相差（ｔ５−ｔ１）に基づいて、無人走行車両２０の走行速度ｖxを容易に得ることができる。
更に、上記センサＣによる検出信号を使用して直接的に求めた走行速度ｖxを用いて、走行路面幅方向ｙにおける車両の位置ｙ１を演算するので、より高い精度で位置検出を行うことが可能となる。
【００２９】
なお、第１の実施形態及び第２の実施形態に係る交通システムにおける演算部４０は、例えば、中央処理装置、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の主記憶装置等のコンピュータシステムを備えている。そして、上述の位置検出及び走行速度検出に関する一連の処理過程は、プログラムの形式で上記ＲＯＭ或いはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されており、中央処理装置がこのプログラムをＲＯＭやＲＡＭ等の主記憶装置に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、上述した処理を実現させる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施形態においては、マーク１０の外形を台形としたが、この形状には限定されず、マークが走行路面幅方向ｙに応じた位置の情報を保有していれば良い。
例えば、上記台形に代わって、三角形の形状としても良い。台形や、三角形等のように、マークの長さによって上記情報を保有する他、走行路面幅方向に応じて、マークの高さを変化させる形状とすることも可能である。また、色を変化させたり、磁気的な性質を変化させたりしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る交通システムの上面図である。
【図２】図１に示した交通システムの側面図である。
【図３】図１に示したマークの外形を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【図５】センサＡ及びセンサＢから出力される検出信号を示す図である。
【図６】演算部が使用する算出則の導出過程を説明するために用いられる各物理量を示した図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る交通システムの上面図である。
【図８】図７に示した交通システムの側面図である。
【図９】センサＡ及びセンサＢ及びセンサＣから出力される検出信号を示す図である。
【図１０】従来の交通システムの上面図である。
【図１１】図１０に示した交通システムの側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  マーク
２０  無人走行車両
３０  車両走行路
４０  演算部
Ａ、Ｂ、Ｃ  センサ
【図１】
2005322155.tif 000008
【図２】
2005322155.tif 000009
【図３】
2005322155.tif 000010
【図４】
2005322155.tif 000011
【図５】
2005322155.tif 000012
【図６】
2005322155.tif 000013
【図７】
2005322155.tif 000014
【図８】
2005322155.tif 000015
【図９】
2005322155.tif 000016
【図１０】
2005322155.tif 000017
【図１１】
2005322155.tif 000018