JP2000330632A - 移動体の誘導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】移動体の予定走行経路が鋭角なカーブであって
も、小回り現象を発生させることなく移動体を誘導する
ようにする。 【解決手段】予定走行経路Ｋを挟んで所定の距離だけ離
間させた一対の端点ＰRn、ＰLnが移動体Ｓの目標とされ
る。これにより現在の一対の端点ＰR1、ＰL1間に移動体
Ｓが到達した時点で、次の一対の端点ＰR2、ＰL2間に移
動体Ｓを向かわせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動体の誘導装置に
関し、特に移動体が道幅の狭い鋭角なカーブを曲がる場
合や、前進または後退する場合に好適な移動体の誘導装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】移動
車両を誘導する従来技術として「地点追従方式」と呼ば
れる技術がある。

【０００３】図３７は「地点追従方式」を用いて移動車
両を誘導する技術を示す図である。

【０００４】同図３７に示す技術では、移動車両Ｓの予
定走行経路であるカーブを、移動車両Ｓの目標地点Ｐ
1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、Ｐ5、Ｐ6、Ｐ7の点列として教示す
る。移動車両Ｓが走行する領域は座標系で表現され、こ
の座標系を走行する移動車両Ｓの目標地点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ
3、Ｐ4、Ｐ5、Ｐ6、Ｐ7は座標データで表現される。

【０００５】よって同図３７に示す技術では、この座標
データと目標地点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、Ｐ5、Ｐ6、Ｐ7
を各々中心とする円の半径ｒ1、ｒ2、ｒ3、ｒ4、ｒ5、
ｒ6、ｒ7とを用いることにより、移動車両Ｓを各目標地
点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、Ｐ5、Ｐ6、Ｐ7を順次追従する
ように誘導させる。

【０００６】この同図３７に示す技術は、野外の広大な
不整地を走行する大型建設機械を誘導させる場合に好適
である。

【０００７】一方、自動化された工場で無人搬送車や無
人フォークリフトを使用したり、あるいはＩＴＳ（Inte
lligent Transportation System）で無人自動車を使用
したりするように、小型の移動車両を屋内や狭い敷地内
あるいは狭い道路で誘導させる場合がある。

【０００８】この場合を図３７を参照して説明する。

【０００９】例えば、各目標地点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、
Ｐ5、Ｐ6、Ｐ7を順次追従しながらカーブを曲がるよう
に移動車両Ｓを誘導させる。

【００１０】このとき、カーブが急なため移動車両Ｓは
目標地点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、Ｐ5、Ｐ6、Ｐ7から大き
く外れてカーブの内側Ｋ′を通る小回り現象が生じてし
まう。

【００１１】これは、移動車両Ｓが現在の目標地点に対
応する円内に入った時点で次の目標に向かうように誘導
されることが原因と考えられる。

【００１２】つまり、移動車両Ｓが目標地点の手前で次
の目標に向かうように誘導されることが原因と考えられ
る。

【００１３】このため、カーブ内側の地点Ｋpに障害物
があれば、この障害物と移動車両Ｓが衝突して事故が起
きる虞がある。

【００１４】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、移動体の予定走行経路が鋭角なカーブであっ
ても、小回り現象を発生させることなく移動体を誘導す
ることを第１の解決課題とする。

【００１５】さて、自動車工学の分野ではステアリング
式の４輪車を仮想的に２輪車に置き換える場合がある。
この場合の２輪車は等価２輪車と呼ばれる。

【００１６】図３８（ａ）は等価２輪車を前進させて目
標地点に誘導する場合を示す図であり、同図（ｂ）は等
価２輪車を後退させて目標地点に誘導する場合を示す図
である。

【００１７】同図３８（ａ）、（ｂ）において、等価２
輪車Ｓ0は操舵輪Ｓ1と固定輪Ｓ2の二つの車輪を備えて
いる。

【００１８】同図３８（ａ）、（ｂ）では、操舵輪Ｓ1
の操舵角ζを目標地点Ｐn（Ｘn、Ｙn）に向けることに
よって、等価２輪車を目標地点Ｐn（Ｘn、Ｙn）に到達
させるようにしている。

【００１９】同図３８（ａ）に示すように、等価２輪車
Ｓ0を前進させて目標地点Ｐn（Ｘn、Ｙn）に到達させる
場合、固定輪Ｓ2が操舵輪Ｓ1の操舵角ζに従って進む。

【００２０】よって、等価２輪車Ｓ0を前進させる場合
には、目標地点Ｐn（Ｘn、Ｙn）に等価２輪車Ｓ0を到達
させることができる。

【００２１】しかしながら、同図３８（ｂ）に示すよう
に、等価２輪車Ｓ0を後退させて目標地点Ｐn（Ｘn、Ｙ
n）に到達させる場合、前進時と同様に操舵角ζを目標
地点Ｐn（Ｘn、Ｙn）に向けてしまうと操舵輪Ｓ1と固定
輪Ｓ2の進む方向が異なってしまう。

【００２２】よって、等価２輪車Ｓ0を後退させる場合
には、等価２輪車Ｓ0を目標地点Ｐn（Ｘn、Ｙn）に到達
させることができない。

【００２３】つまり、図３８（ａ）、（ｂ）では、等価
２輪車の前進時の操舵角ζと後退時の操舵角ζとを同一
にすることができない。

【００２４】このため、移動車両Ｓを目標地点Ｐn（Ｘ
n、Ｙn）に誘導させる従来の技術では、例えば特開昭６
３−１９０１１号公報に示すように制御アルゴリズムを
等価２輪車の前進時と後退時に応じて切り替えていた。

【００２５】これにより、上記従来技術では移動車両Ｓ
の前進時と後退時に制御特性が変わってしまうという問
題が招来する。また、操舵角ζの制御が複雑になるとい
う問題が招来する。

【００２６】本発明はこうした実情に鑑みてなされたも
のであり、移動車両の前進時と後退時の制御特性を同一
にするとともに、操舵角ζの制御を簡易にすることを第
２の解決課題とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段及び作用効果】そこで、本
発明の第１発明では、上記第１の解決課題を達成するた
めに、移動体の予定走行経路上の複数の目標のうち現在
の目標に到達した時点で、次の目標へ向けて該移動体を
向かわせるように誘導させる移動体の誘導装置におい
て、前記予定走行経路を挟んで所定の距離だけ離間させ
た一対の端点を前記目標とし、現在の前記一対の端点間
に前記移動体が到達した時点で、次の前記一対の端点間
に前記移動体を向かわせるようにしている。

【００２８】上記第１発明を図１（ａ）を参照して説明
する。

【００２９】上記第１発明によれば、予定走行経路Ｋを
挟んで所定の距離だけ離間させた一対の端点ＰRn、ＰLn
が移動体Ｓの目標とされる。

【００３０】そこで、例えば現在の一対の端点ＰR1、Ｐ
L1間に移動体Ｓが到達した時点で、次の一対の端点ＰR
2、ＰL2間に移動体Ｓを向かわせる。

【００３１】従って、上記第１発明によれば、現在の一
対の端点ＰR1、ＰL1間に移動体Ｓが到達した時点で、次
の一対の端点ＰR2、ＰL2間に移動体Ｓを向かわせるよう
にしているので、移動体Ｓの予定走行経路Ｋが鋭角なカ
ーブであっても、小回り現象を発生させることなく移動
体Ｓを誘導することができる。

【００３２】また、本発明の第２発明では、上記第１の
解決課題を達成するために、移動体の予定走行経路上の
複数の通過領域のうち現在の通過領域に到達した時点
で、次の通過領域へ向けて前記移動体を向かわせるよう
に誘導させる移動体の誘導装置において、前記移動体が
前記現在の通過領域を最初に検出してから所定の距離だ
け進行し、かつ前記通過領域内の所定の地点に到達した
時点で、前記次の通過領域に前記移動体を向かわせるよ
うにしている。

【００３３】上記第２発明を図１２を参照して説明す
る。

【００３４】上記第２発明によれば、移動体Ｓが現在の
通過領域Ｍ1を最初に検出してから所定の距離だけ進行
し、かつ通過領域Ｍ1内の所定の地点Ｐ1に到達した時点
で、次の通過領域Ｍ2に移動体Ｓを向かわせる。

【００３５】従って、上記第２発明によれば、移動体Ｓ
が現在の通過領域Ｍ1を最初に検出してから所定の距離
だけ進行し、かつ通過領域Ｍ1内の所定の地点Ｐ1に到達
した時点で、次の通過領域Ｍ2に移動体Ｓを向かわせる
ようにしているので、第１発明と同様に移動体Ｓの予定
走行経路Ｋが鋭角なカーブであっても、小回り現象を発
生させることなく移動体Ｓを誘導することができる。さ
らに第２発明によれば、移動体Ｓの目標が円形、多角形
などの如何なる幾何学形状であったとしても第１発明の
効果が得られる。

【００３６】また、本発明の第３発明では、上記第２の
解決課題を達成するために、操舵輪と固定輪とを有する
移動体の予定走行経路上の複数の目標のうち現在の目標
に到達した時点で、次の目標へ向けて該移動体を向かわ
せるように誘導させる移動体の誘導装置において、前記
操舵輪の中心軸と前記固定輪の中心軸との間の距離と、
前記移動体が次の目標に旋回移動する際の旋回円の半径
とから前記操舵輪の操舵角度を求め、この求められた操
舵角度に基づいて前記移動体を操舵し、前記目標に向け
て前記移動体を向かわせるようにしている。

【００３７】上記第３発明を図２、図６、図８を参照し
て説明する。

【００３８】上記第３発明によれば、操舵指令算出手段
５によって移動体Ｓの操舵輪Ｓ1の中心軸Ａと固定輪Ｓ2
の中心軸Ｂとの間の距離Ｌと、次の目標に旋回移動する
際の旋回半径ｒgとから操舵輪Ｓ1の操舵角度ζが求めら
れる。

【００３９】この求められた操舵角度ζに基づいて移動
体Ｓが操舵され、次の一対の端点間ＰRn、ＰLnに向けて
移動体Ｓが誘導される。

【００４０】従って、上記第３発明によれば、操舵指令
算出手段５によって移動体Ｓの操舵輪Ｓ1の中心軸Ａと
固定輪Ｓ2の中心軸Ｂとの間の距離Ｌと、旋回半径ｒgと
から操舵輪Ｓ1の操舵角度ζが求められ、この求められ
た操舵角度ζに基づいて移動体Ｓが操舵されるので、移
動車両の前進時と後退時の制御特性を同一にすることが
できる。また、操舵角ζの制御を簡易にすることができ
る。

【００４１】また、本発明の第４発明では、上記第１の
解決課題及び第２の解決課題を達成するために、操舵輪
と固定輪とを有する移動体の予定走行経路上の複数の目
標のうち現在の目標に到達した時点で、次の目標へ向け
て該移動体を向かわせるように誘導させる移動体の誘導
装置において、前記予定走行経路を挟んで所定の距離だ
け離間させた一対の端点を前記目標とし、前記操舵輪の
中心軸と前記固定輪の中心軸との間の距離と、前記移動
体が次の目標に旋回移動する際の旋回円の半径とから前
記操舵輪の操舵角度を求め、現在の前記一対の端点間を
前記移動体が通過した時点で、前記求められた操舵角度
に基づいて前記移動体を操舵し、前記次の一対の端点間
に前記移動体を向かわせるようにしている。

【００４２】上記第４発明を図１（ａ）、図２、図６、
図８を参照して説明する。

【００４３】上記第４発明によれば、予定走行経路Ｋを
挟んで所定の距離だけ離間させた一対の端点ＰRn、ＰLn
が移動体Ｓの目標とされる。

【００４４】そこで、操舵指令算出手段５によって操舵
輪Ｓ1の中心軸と固定輪Ｓ2の中心軸との間の距離Ｌと、
旋回半径ｒgとから操舵輪Ｓ1の操舵角度ζが求められ
る。

【００４５】そして現在の一対の端点ＰR1、ＰL1間に移
動体Ｓが到達した時点で、操舵角度ζに基づいて移動体
Ｓが操舵され、次の一対の端点ＰR2、ＰL2間に向けて移
動体Ｓが向かわされる。

【００４６】従って、上記第４発明によれば、操舵指令
算出手段５によって操舵輪Ｓ1の中心軸と固定輪Ｓ2の中
心軸との間の距離Ｌと、旋回半径ｒgとから操舵輪Ｓ1の
操舵角度ζが求められ、現在の一対の端点ＰR1、ＰL1間
に移動体Ｓが到達した時点で、操舵角度ζに基づいて移
動体Ｓが操舵され、次の一対の端点ＰR2、ＰL2間に向け
て移動体Ｓが向かわされるので、上記第１発明及び第３
発明と同じ効果が得られる。

【００４７】また、本発明の第５発明では、上記第１の
解決課題及び第２の解決課題を達成するために、操舵輪
と固定輪とを有する移動体の予定走行経路上の複数の通
過領域のうち現在の通過領域に到達した時点で、次の通
過領域へ向けて前記移動体を向かわせるように誘導させ
る移動体の誘導装置において、前記操舵輪の中心軸と前
記固定輪の中心軸との間の距離と、前記移動体が次の目
標に旋回移動する際の旋回円の半径とから前記操舵輪の
操舵角度を求め、前記移動体が前記現在の通過領域を最
初に検出してから所定の距離だけ進行し、かつ前記通過
領域内の所定の地点に到達した時点で、前記求められた
操舵角度に基づいて前記移動体を操舵し、前記次の通過
領域に向けて前記移動体を向かわせるようにしている。

【００４８】上記第５発明を図２、図６、図１４を参照
して説明する。

【００４９】上記第５発明によれば、操舵指令算出手段
５によって操舵輪Ｓ1の中心軸と固定輪Ｓ2の中心軸との
間の距離Ｌと、次の目標に旋回移動する際の旋回半径ｒ
gとから操舵輪Ｓ1の操舵角度ζが求められる。

【００５０】そして、移動体Ｓが現在の通過領域Ｍ1を
最初に検出してから所定の距離だけ進行し、かつ通過領
域Ｍ1内の所定の地点Ｐ1に到達した時点で、操舵角度ζ
に基づいて移動体Ｓが操舵され、次の通過領域Ｍ2に向
けて移動体Ｓが向かわされる。

【００５１】従って、上記第５発明によれば、操舵指令
算出手段５によって操舵輪Ｓ1の中心軸と固定輪Ｓ2の中
心軸との間の距離Ｌと、旋回半径ｒgとから操舵輪Ｓ1の
操舵角度ζが求められ、移動体Ｓが現在の通過領域Ｍ1
を最初に検出してから所定の距離だけ進行し、かつ通過
領域Ｍ1内の所定の地点Ｐ1に到達した時点で、操舵角度
ζに基づいて移動体Ｓが操舵され、次の通過領域Ｍ2に
向けて移動体Ｓが向かわされるので、上記第２発明及び
第３発明と同じ効果が得られる。

【００５２】また、本発明の第６発明では、上記第１発
明において、前記予定走行経路上の複数の目標は点列で
あり、前記予定走行経路のうち曲線に対応する点列につ
いて一対の端点を生成し、前記移動体を、前記点列のう
ち現在の点に到達した時点で、生成された前記一対の端
点間に向かわせるようにしている。

【００５３】上記第６発明を図２２を参照して説明す
る。

【００５４】上記第６発明によれば、予定走行経路Ｋ上
の点列Ｐ1、Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、Ｐ5、Ｐ6、Ｐ7が複数
の目標とされる。

【００５５】そこで曲線の予定走行経路Ｋにおいて、一
対の端点ＰR1、ＰL1が点列Ｐ1、Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、
Ｐ5、Ｐ6、Ｐ7のうち点Ｐ1から生成される。

【００５６】そして移動体Ｓは、点列Ｐ1、Ｐ1、Ｐ2、
Ｐ3、Ｐ4、Ｐ5、Ｐ6、Ｐ7のうち現在の点Ｐ1に到達した
時点で、生成された一対の端点ＰR2、ＰL2間に向かわさ
れる。

【００５７】つまり、上記第６発明によれば、予定走行
経路Ｋが曲線の場合について、一対の端点ＰR2、ＰL2を
点Ｐ2から生成するようにしている。

【００５８】従って、上記第６発明によれば、予定走行
経路Ｋが曲線の場合について、一対の端点ＰR2、ＰL2を
生成するようにしているので、点列から一対の端点を生
成する演算が、点列の全てを一対の端点に生成する演算
を行う場合と比べて容易になる。さらに第６発明によれ
ば、上記第１発明と同じ効果が得られる。

【００５９】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明に係る
移動体の誘導装置の実施形態について説明する。なお、
この実施形態の移動体はステアリング方式の４輪車を想
定している。

【００６０】図２は本発明に係わる移動車両の誘導装置
の構成を示すブロック図である。

【００６１】同図２に示す移動車両の誘導装置は、現在
運動計測手段２と、予定走行経路記憶手段１と、予定走
行経路変更手段３と、走行条件選択手段４と、操舵指令
算出手段５と、車速指令算出手段６と、障害物検知手段
８と、車体７（移動車両Ｓ）とから構成されている。

【００６２】次に上記各構成について説明する。

【００６３】現在運動計測手段２は、移動車両Ｓの現在
位置Ｐ1、進行方向θt、速度、旋回角速度ωなどの移動
車両の現在の運動状態の情報をＧＰＳ（Global Positi
oning System）や推測航法（Dead Reckoning）などを
用いて計測する。

【００６４】予定走行経路記憶手段１は、ＣＡＤ（Comp
uter Automation Design）やティーチングプレイバッ
クによって作成された点データから一対の端点または任
意の幾何学図形に変換されたデータを予定走行経路Ｋの
複数の目標データとして記憶する。また予定走行経路記
憶手段１は、現在運動計測手段２から移動車両Ｓの現在
の運動状態の情報を取得する。さらに予定走行経路記憶
手段１は、記憶された予定走行経路Ｋの複数の目標デー
タを走行条件選択手段４に出力する。

【００６５】障害物検知手段８は、予定走行経路Ｋ上に
存在する障害物の検知を行う。

【００６６】予定走行経路変更手段３は、予定走行経路
Ｋの目標データと異なる一対の端点または任意の幾何学
図形のデータを記憶する。さらに予定走行経路変更手段
３は、障害物検知手段８から予定走行経路Ｋ上の障害物
の情報を取得するとともに、現在運動計測手段２から移
動車両Ｓの現在の運動状態の情報を取得する。また予定
走行経路変更手段３は、走行条件選択手段４に予定走行
経路Ｋの目標データと異なる一対の端点または任意の幾
何学図形のデータ（予定走行経路の変更情報）を出力す
る。

【００６７】走行条件選択手段４は、通常の場合（予定
走行経路Ｋ上に障害物が存在しない場合）には予定走行
経路記憶手段１から予定走行経路Ｋの複数の目標データ
を取得するとともに、現在運動計測手段２から移動車両
Ｓの現在の運動状態の情報を取得する。一方非常の場合
（予定走行経路Ｋ上に障害物が存在する場合）には、予
定走行経路変更手段３から予定走行経路Ｋの目標データ
と異なる一対の端点または任意の幾何学図形のデータ
（予定走行経路の変更情報）を取得する。また走行条件
選択手段４は、目標データ、あるいは目標データと異な
る一対の端点または任意の幾何学図形のデータに対する
現在の移動車両の相対位置を操舵指令算出手段５に出力
するとともに、車速指令算出手段６に走行条件を出力す
る。

【００６８】操舵指令算出手段５は、操舵角度ζの演算
を行うとともに、車体７（移動車両Ｓ）に操舵指令を出
力して移動車両Ｓの操舵角度ζの制御を行う。これによ
り操舵指令算出手段５は移動車両Ｓに対して直進、右旋
回、左旋回を行わせる。

【００６９】車速指令算出手段６は、車体７の速度を演
算するとともに、車体７に走行指令を出力して車体７の
速度の制御を行う。これにより車速指令算出手段６は車
体７に対して加速、減速、前進、後退を行わせる。

【００７０】車体７（移動車両Ｓ）は、これら操舵指令
算出手段５から出力される操舵指令と、車速指令算出手
段６から出力される走行指令とを受けて車体速度の調整
を行う。

【００７１】障害物検知手段８は、超音波センサ、ある
いはレーザレンジファインダを用いたり、複数のビデオ
カメラを用いてビデオカメラに写る映像の視差から対象
物の距離を計測するステレオ視などの技術によって、移
動車両Ｓの前方や周囲の障害物の有無の検出、障害物の
運動状況の認識、障害物までの距離の計測などを行う。

【００７２】予定走行経路変更手段３は、障害物検知手
段８から障害物の情報を受け取るとともに、現在運動計
測手段２から移動車両Ｓの現在の運動状態の情報を取得
する。そして、これら障害物の情報と移動車両Ｓの現在
の運動状態の情報とに基づいて、走行条件選択手段４に
対して予定走行経路Ｋの変更に関する情報を出力する。

【００７３】次に、図２に示す移動車両の誘導装置の動
作について説明する。

【００７４】ここで予定走行経路Ｋの複数の目標データ
を複数の一対の端点とした場合について図１、図３を参
照して説明する。

【００７５】図１（ａ）は予定走行経路Ｋの複数の目標
データを複数の一対の端点ＰRn、ＰLn（ｎ＝１〜７）と
した場合の実施形態を示す図であり、同図（ｂ）は目標
データを、幅ｄ、基準の方向に対する傾きθa、中心点
Ｐaの線分Ｇaとして記述した例を示す図である。

【００７６】各一対の端点ＰRn、ＰLnは予定走行経路Ｋ
を挟むように離間されている。

【００７７】また、各一対の端点ＰRn、ＰLn間には各目
標地点Ｐn（ｎ＝１〜７）が含まれている。

【００７８】また、同図１（ｂ）の線分Ｇaの幅ｄによ
って移動車両Ｓの通過の許容量が定まる。

【００７９】なお、各一対の端点ＰRn、ＰLnおよび線分
Ｇaはゲートとも呼ばれている。

【００８０】図３は図２に示す移動車両の誘導装置が行
う処理を説明するフローチャートである。

【００８１】図３に示すフローチャートにおいて、まず
ステップ１０１で、図１の移動車両Ｓが直進しているか
否か（旋回しているか）が判定される。

【００８２】このステップ１０１では、図２の現在運動
計測手段２が時刻ｔにおける移動車両Ｓの旋回角速度ω
t、速度ｖtを各々計測し移動車両Ｓの旋回半径ｒtを求
める。この結果、移動車両Ｓが走行した軌跡が直線と見
なせるほど旋回半径ｒtが極めて大きい場合には移動車
両Ｓが直進しているものと判定する（ステップ１０１の
判断ＹＥＳ）。一方、旋回半径ｒtが極めて大きい場合
以外には移動車両Ｓが旋回しているものと判定する（ス
テップ１０１の判断ＮＯ）。移動車両Ｓの旋回半径ｒt
が車体寸法に比べて十分大きければ（例えば車体寸法に
対して旋回半径ｒtが１０倍）、移動車両Ｓは直進して
いるものとみなすことができる。

【００８３】ステップ１０１でＹＥＳと判断されると、
以後移動車両Ｓが直進しているものとして処理が行われ
る（ステップ１０２）。一方、ステップ１０１でＮＯと
判断されると、以後移動車両Ｓが旋回しているものとし
て処理が行われる（ステップ１０３）。

【００８４】まず直進している移動車両Ｓを操舵せずに
そのまま端点ＰR2、ＰL2 間に向けて進行させる処理に
ついて説明する。

【００８５】ステップ１０４では、直進している移動車
両Ｓが端点ＰR1、ＰL1間に到達した時点以降、次の端点
ＰR2、ＰL2間を通過できるか否かを判定する。

【００８６】つまりステップ１０４では、図２の走行条
件選択手段４が移動車両Ｓの操舵を行うか否かを判断す
る。

【００８７】ここで移動車両Ｓが操舵しなくてもそのま
ま端点ＰR2、ＰL2間を通過できる場合（ステップ１０４
の判断ＹＥＳ）、走行条件選択手段４は、移動車両Ｓを
そのまま進行させるようにするデータを操舵指令算出手
段５に対して出力する（ステップ１０７）。

【００８８】走行条件選択手段４で行われる処理につい
て図４、図５を参照して説明する。

【００８９】まず、端点ＰR2、ＰL2間の通過を確認する
ための処理について図４を参照して説明する。

【００９０】同図４では、一対の端点ＰR1、ＰL1を幅
ｄ、基準の方向に対する傾きθ1、中心点Ｐ1（ｘ1、ｙ
1）の線分Ｇ1として表現している。また時刻ｔにおける
移動車両Ｓの代表点をＰt（ｘt、ｙt）とし、時刻ｔ＋
１における移動車両Ｓの代表点をＰt+1（ｘt+1、ｙt+
1）としている。よって、線分Ｇ1の方程式は下記（１）
式で表される。

【００９１】 （ｘ−ｘ1）・ｔａｎθ1−（ｙ−ｙ1）＝０ … （１） ここで、点Ｐt（ｘt、ｙt）は、同図４に示すように線
分Ｇ1の下側に存在している。よって、点Ｐt（ｘt、ｙ
t）を上記（１）式に代入すると、点Ｐt（ｘt、ｙt）を
通る直線の方程式は下記（２）式で表される。

【００９２】 μt＝（ｘt−ｘ1）・ｔａｎθ1−（ｙt−ｙ1）＞０ … （２） 一方、点Ｐt+1（ｘt+1、ｙt+1）は、同図４に示すよう
に線分Ｇ1の上側に存在している。よって、点Ｐt+1（ｘ
t+1、ｙt+1）を上記（１）式に代入すると、点Ｐt+1
（ｘt+1、ｙt+1）を通る直線の方程式は下記（３）式で
表される。

【００９３】 μt+1＝（ｘt+1−ｘ1）・ｔａｎθ1−（ｙt+1−ｙ1）＜０ … （３） そして、移動車両Ｓの代表点Ｐt（ｘt、ｙt）、または
Ｐt+1（ｘt+1、ｙt+1）が線分Ｇ1上に存在する場合、上
記（１）式が成立するので、上記μt、またはμt+1の値
は０となる。

【００９４】また移動車両Ｓが線分Ｇ1を通過した場
合、上記μt、μt+1は符号が互いに逆になるか、あるい
は各々の値が０となる。

【００９５】すなわち、走行条件選択手段４は、移動車
両Ｓが進行するにつれ、時々刻々変化する時刻ｔにおけ
る移動車両Ｓの代表点Ｐt（ｘt、ｙt）を現在の目標で
ある線分Ｇ1の方程式（１）に代入してμtを求め、さら
に、時刻ｔの次の瞬間である時刻ｔ＋１における移動車
両Ｓの代表点Ｐt+1（ｘt+1、ｙt+1）を線分Ｇ1の方程式
（１）に代入してμt+1を求める。

【００９６】このようにして求めたμtとμt+1との積が
０となるか、あるいはこの積の符号が負になった場合
（μt・μt+1≦０になった場合）に移動車両Ｓが線分Ｇ
1を通過したことが判明する。

【００９７】こうして、走行条件選択手段４は移動車両
Ｓが線分Ｇ1上に到達したか否かを確認する。

【００９８】ここで、移動車両Ｓを一対の端点ＰR2、Ｐ
L2間に向けて進行させる処理について図５を参照して説
明する。

【００９９】図５では、移動車両Ｓの代表点（上記線分
Ｇ1上の点）をＰ1（ｘ1、ｙ1）とする。また、移動車両
Ｓの進行方向をθtとする。よって、移動車両Ｓが直進
する際の軌跡となる直線の方程式は、下記（４）式で表
すことができる。

【０１００】 （ｘ−ｘ1）・ｔａｎθt−（ｙ−ｙ1）＝０ … （４） ここで、この（４）式で表される直線を境界線とした場
合には、同図５に示す端点ＰR2（ｘR2、ｙR2）は（４）
式の直線よりも下側に存在するので負の領域に含まれ
る。一方、端点ＰL2（ｘL2、ｙL2）は（４）式の直線よ
りも上側に存在するので正の領域に含まれる。

【０１０１】ところで、点Ｐ1（ｘ1、ｙ1）と端点ＰR2
（ｘR2、ｙR2）とが通る直線の方程式は、 λR＝（ｘR2−ｘ1）・ｔａｎθt−（ｙR2−ｙ1） … （５） で表される。

【０１０２】また、点Ｐ1（ｘ1、ｙ1）と端点ＰL2（ｘL
2、ｙL2）とが通る直線の方程式は、 λL＝（ｘL2−ｘ1）・ｔａｎθt−（ｙL2−ｙ1） … （６） で表される。

【０１０３】ここで、（５）式の直線は負の領域を通っ
ているのでλRの符号は負になる。一方、（６）式の直
線は正の領域を通っているのでλLの符号は正になる。

【０１０４】よって上記（５）式と（６）式との積、 λ＝λR・λL … （７） を求めると、λの符号は負となる。

【０１０５】また、（４）式の直線が端点ＰR2（ｘR2、
ｙR2）、ＰL2（ｘL2、ｙL2）のうちの一方を通っていれ
ば、λは０となる。

【０１０６】よって、λ≦０の場合に、（４）式の直線
が端点ＰR2（ｘR2、ｙR2）、ＰL2（ｘL2、ｙL2）間を通
ることがわかる。

【０１０７】これにより、走行条件選択手段４は、移動
車両Ｓは操舵しなくてもそのまま端点ＰR2、ＰL2間を通
過できると判断する（ステップ１０４の判断ＹＥＳ）。

【０１０８】この走行条件選択手段４の判断結果に基づ
いて、操舵指令算出手段５は移動車両Ｓに対して操舵を
そのまま維持するように操舵指令を出力する（ステップ
１０７）。

【０１０９】次に直進している移動車両Ｓを操舵して一
対の端点ＰR2、ＰL2間に向けて進行させる処理について
説明する。

【０１１０】移動車両Ｓが端点ＰR2、ＰL2間を通過でき
ない場合（ステップ１０４の判断ＮＯ）、走行条件選択
手段４は、移動車両Ｓを操舵するためのデータを操舵指
令算出手段５に対して出力する。

【０１１１】走行条件選択手段４で行われる処理につい
て図５を参照して説明する。

【０１１２】上述した図４に示すように走行条件選択手
段４は移動車両Ｓが端点ＰR1、ＰL1間上（線分Ｇ1上）
に到達したか否かを確認する。

【０１１３】ここで、上記式（４）（下記に示す）が、 （ｘ−ｘ1）・ｔａｎθt−（ｙ−ｙ1）＝０ … （４） 同図５に示す端点ＰR2及びＰL2よりも上側に存在する場
合には、これら端点ＰR2、ＰL2は負の領域に含まれる。

【０１１４】すなわち、上記λR、λLの符号は各々負と
なる。

【０１１５】よって、上記（７）式（下記に示す）を用
いてλを求めると、 λ＝λR・λL … （７） λの符号は正となる。

【０１１６】また、上記（４）式が、同図５に示す端点
ＰR2及びＰL2よりも下側に存在する場合には、これら端
点ＰR2、ＰL2は正の領域に含まれる。

【０１１７】すなわち、上記λR、λLの符号は各々正と
なる。

【０１１８】よって、上記（７）式を用いてλを求める
と、λの符号は正となる。

【０１１９】つまり、λ＞０の場合に、（４）式の直線
が端点ＰR2、ＰL2間を通らないことがわかる。

【０１２０】これにより、走行条件選択手段４は、移動
車両Ｓはこの状態では端点ＰR2、ＰL2間を通過できない
と判断する（ステップ１０４の判断ＮＯ）。

【０１２１】そこで、走行条件選択手段４は、予定走行
経路記憶手段１から取得した目標地点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）
のデータと、現在運動計測手段２から取得した移動車両
Ｓの現在位置Ｐ1（ｘ1、ｙ1）、進行方向θtのデータと
を操舵指令算出手段５に出力する。

【０１２２】操舵指令算出手段５は移動車両Ｓを操舵す
るための演算を行う（ステップ１０６）。

【０１２３】操舵指令算出手段５で行われる処理につい
て図５、図６を参照して説明する。

【０１２４】操舵指令算出手段５は、取得した目標地点
Ｐ2（ｘ2、ｙ2）、移動車両Ｓの現在位置Ｐ1（ｘ1、ｙ
1）、進行方向θtの各データより、移動車両Ｓを目標地
点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）に向かわせるための目標旋回半径ｒg
を下記（８）式を用いて求める。

【０１２５】 ｒg＝｛（ｘ2−ｘ1）²＋（ｙ2−ｙ1）²｝／｛（ｘ2−ｘ1）・ｓｉｎθt−（ｙ 2−ｙ1）・ｃｏｓθt｝／２ … （８） なお、ｒg＞０で右旋回となり、ｒg＜０で左旋回とな
る。

【０１２６】上述してきた移動車両Ｓはステアリング方
式の４輪車を想定している。

【０１２７】ここで、移動車両Ｓを等価２輪車Ｓ0に置
き換え、図６を参照して移動車両Ｓの操舵について説明
する。

【０１２８】同図６において、この等価２輪車Ｓ0は操
舵輪Ｓ1と固定輪Ｓ2とを備えている。操舵輪Ｓ1の中心
軸Ａと固定輪Ｓ2の中心軸Ｂとの間の距離（ホイールベ
ース）はＬとする。等価２輪車Ｓ0が旋回走行する際の
旋回円の旋回半径ｒtと旋回円の接線方向とは常に直角
Ｒの関係となる。操舵角θtは旋回円の旋回中心点Ｐc
回りの ＡＰcＢと等しい。

【０１２９】よって、等価２輪車Ｓ0の現在の旋回半径
ｒtは、下記（９）式 ｒt＝Ｌ／ｔａｎθt … （９） で表される。

【０１３０】従って、上記（９）式より目標旋回半径ｒ
gのときの目標操舵角度ζは、 ζ＝ｔａｎ^-1（Ｌ／ｒg） … （１０） と求められる。

【０１３１】こうして求めた目標操舵角度ζを、操舵指
令算出手段５は移動車両Ｓ（車体７）に対して操舵指令
として出力して等価２輪車Ｓ0の操舵角の制御を行う。

【０１３２】これにより、移動車両Ｓを次の端点ＰR2、
ＰL2間に向かわせることができる。

【０１３３】但し、この図３に示すステップ１０１から
１０７までの処理は１秒間に１０回程度繰り返される。
これにより、移動車両Ｓの進行方向が絶えず修正される
ことになるので、移動車両Ｓを次の端点ＰR2、ＰL2間へ
の方向に向かわせることができる。

【０１３４】ところで、移動車両Ｓはステアリング方式
でなくても旋回半径を用いて操舵することができる。

【０１３５】図７はスキッドステア方式の移動車両Ｓを
操舵する場合について説明する図である。スキッドステ
ア方式は「差動駆動方式（Differential Drive）」と
も呼ばれている。

【０１３６】同図７に示すスキッドステア方式の移動車
両Ｓ0′は、互いに回転速度を異ならせることが可能な
二つの駆動輪ＳR、ＳLを左右に備えている。そして、駆
動輪ＳR、ＳLの回転速度ｖR、ｖLを互いに異ならせるこ
とによって、旋回走行することが可能となる。

【０１３７】ここで、移動車両Ｓ0′の旋回半径ｒcは車
両幅Ｗおよび駆動輪ＳR、ＳLの各々の速度ｖR、ｖLから
下記（１１）式で表される。

【０１３８】 ｒc＝Ｗ（ｖL＋ｖR）／２（ｖL−ｖR） … （１１） つまり、目標地点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）を通過させるため
に、移動車両Ｓ0′を直進させる場合には、操舵指令算
出手段５が移動車両Ｓ0′（車体７）に対し、操舵指令
としてｖR＝ｖLを出力する。

【０１３９】同様に目標地点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）を通過さ
せるために、移動車両Ｓ0′に対して旋回走行させる場
合には、上記（８）式（下記に示す）を用いて、 ｒg＝｛（ｘ2−ｘ1）²＋（ｙ2−ｙ1）²｝／｛（ｘ2−ｘ1）・ｓｉｎθt−（ｙ 2−ｙ1）・ｃｏｓθt｝／２ … （８） ｒg＝ｒcとして操舵指令算出手段５が旋回半径ｒcを求
め、移動車両Ｓ0′（車体７）に対し、操舵指令として
旋回半径ｒcを出力する。

【０１４０】また、車速指令算出手段６は、下記（１
２）式を用いて車両中心速度ｖcを演算する。

【０１４１】ｖc＝（ｖR＋ｖL）／２ … （１２） そして、車速指令算出手段６から移動車両Ｓ0′（車体
７）に対して、走行指令として車両中心速度ｖcを出力
する。

【０１４２】移動車両Ｓ0′（車体７）は、これら操舵
指令と走行指令を受けて上記（１１）式、（１２）式で
求められた旋回半径ｒcと車両中心速度ｖcとから速度ｖ
R、ｖLを逆算し、速度調整を行う。

【０１４３】これにより、スキッドステア方式の移動車
両Ｓ0′でも、次の端点ＰR2、ＰL2間に向かわせること
ができる。

【０１４４】なお、移動車両Ｓ0′を最高速度ｖmaxで直
進走行している状態から操舵させる場合には、駆動輪Ｓ
1あるいはＳ2を最高速度ｖmax以上にする必要が生じる
が、実際には駆動輪Ｓ1、Ｓ2を最高速度ｖmax以上にす
ることはできないので、駆動輪Ｓ1あるいはＳ2のうち高
速で駆動させたい駆動輪のみを最高速度ｖmaxで駆動さ
せる。そして他方の駆動輪については、所望の旋回半径
ｒcを維持するように、移動車両Ｓ0′で上記（１１）式
を用いて速度を逆算し、移動車両Ｓ0′の速度調整を行
う。

【０１４５】次に旋回走行している移動車両Ｓを操舵せ
ずにそのまま端点ＰR2、ＰL2間に向けて進行させる処理
について説明する。

【０１４６】ステップ１０５では、旋回走行している移
動車両Ｓが端点ＰR1、ＰL1間に到達した時点以降、次の
端点ＰR2、ＰL2間を通過できるか否かを判定する。

【０１４７】つまりステップ１０５では、図２の走行条
件選択手段４が移動車両Ｓの操舵を行うか否かを判断す
る。

【０１４８】ここで移動車両Ｓが操舵しなくてもそのま
ま端点ＰR2、ＰL2間を通過できる場合（ステップ１０５
の判断ＹＥＳ）、走行条件選択手段４は、移動車両Ｓを
そのまま進行させるようにするデータを操舵指令算出手
段５に対して出力する（ステップ１０７）。

【０１４９】走行条件選択手段４で行われる処理につい
て図８を参照して説明する。

【０１５０】図８において移動車両Ｓは進行方向θt、
旋回半径ｒtで旋回走行している。

【０１５１】走行条件選択手段４は、上述した図４に示
すように移動車両Ｓが端点ＰR1、ＰL1間上（線分Ｇ1
上）に到達したか否かを確認する。そして、移動車両Ｓ
が端点ＰR1、ＰL1間上（線分Ｇ1上）に到達した時点以
降、旋回中心点Ｐc（ｘc、ｙc）から端点ＰR2（ｘR2、
ｙR2）までの距離ｒR、および旋回中心点Ｐc（ｘc、ｙ
c）から端点ＰL2（ｘL2、ｙL2）までの距離ｒLを求め
る。

【０１５２】距離ｒRは、 ｒR＝√｛（ｘR2−ｘc）²＋（ｙR2−ｙc）²｝ … （１３） で表される。

【０１５３】一方、距離ｒLは、 ｒL＝√｛（ｘL2−ｘc）²＋（ｙL2−ｙc）²｝ … （１４） で表される。

【０１５４】また、現在運動計測手段２によって移動車
両Ｓの速度ｖtと旋回角速度ωtが計測され旋回半径ｒt
が求められる。

【０１５５】ここで、距離ｒRよりも旋回半径ｒtが長け
れば、下記（１５）式に示す距離ｒRと旋回半径ｒtの差
λｒRの符号は負となる。

【０１５６】λｒR＝ｒR−｜ｒt｜ … （１５） （ここで、旋回半径ｒtは右旋回と左旋回で符号が変わ
るため、絶対値としている。）一方、距離ｒLよりも旋
回半径ｒtが短ければ、下記（１６）式に示す距離ｒLと
旋回半径ｒtの差λｒLの符号は正となる。

【０１５７】λｒL＝ｒL−｜ｒt｜ … （１６） また、旋回半径ｒtが端点ＰR2（ｘR2、ｙR2）、ＰL2
（ｘL2、ｙL2）のうちの一方を通っていれば、λｒR
か、あるいはλｒLのうち一方が０となる。

【０１５８】よって、下記（１７）式に示す上記（１
５）式と（１６）式との積 λ＝λｒR・λｒL … （１７） より、走行条件選択手段４は、λ≦０の場合に、旋回半
径ｒtが端点ＰR2（ｘR2、ｙR2）、ＰL2（ｘL2、ｙL2）
間を通るものと判断する。

【０１５９】これにより、走行条件選択手段４は、移動
車両Ｓは操舵しなくてもそのまま端点ＰR2、ＰL2間を通
過できると判断する（ステップ１０５の判断ＹＥＳ）。

【０１６０】この走行条件選択手段４の判断結果に基づ
いて、操舵指令算出手段５は移動車両Ｓに対して操舵を
そのまま維持するように操舵指令を出力する（ステップ
１０７）。

【０１６１】次に旋回走行している移動車両Ｓを操舵し
て一対の端点ＰR2、ＰL2間に向けて進行させる処理につ
いて説明する。

【０１６２】移動車両Ｓが端点ＰR2、ＰL2間を通過でき
ない場合（ステップ１０５の判断ＮＯ）、走行条件選択
手段４は、移動車両Ｓを操舵するためのデータを操舵指
令算出手段５に対して出力する。

【０１６３】走行条件選択手段４で行われる処理につい
て図８を参照して説明する。

【０１６４】この図８では、上述したように旋回中心点
Ｐc（ｘc、ｙc）から端点ＰR2（ｘR2、ｙR2）までの距
離ｒR、および旋回中心点Ｐc（ｘc、ｙc）から端点ＰL2
（ｘL2、ｙL2）までの距離ｒL、および移動車両Ｓの旋
回半径ｒtが各々求められる。

【０１６５】また、上述した図４に示すように走行条件
選択手段４は移動車両Ｓが端点ＰR1、ＰL1間上（線分Ｇ
1上）に到達したか否かを確認する。

【０１６６】ここで、距離ｒRよりも旋回半径ｒtが短け
れば、上記（１５）式（下記に示す）のλｒRの符号は
正となる。

【０１６７】λｒR＝ｒR−｜ｒt｜ … （１５） 一方、このように距離ｒRよりも旋回半径ｒtが短かい場
合、当然、距離ｒLよりも旋回半径ｒtは短くなる。よっ
て、上記（１６）式（下記に示す）のλｒLの符号は正
となる。

【０１６８】λｒL＝ｒL−｜ｒt｜ … （１６） よって、距離ｒR、ｒLよりも旋回半径ｒtが短かい場
合、上記（１７）式（下記に示す）のλは、 λ＝λｒR・λｒL … （１７） 正となる。（λ＞０） また、距離ｒLよりも旋回半径ｒtが長ければ、上記（１
６）式のλｒLの符号は負となる。

【０１６９】一方、このように距離ｒLよりも旋回半径
ｒtが長い場合、当然、距離ｒRよりも旋回半径ｒtは長
くなる。よって、上記（１５）式のλｒRの符号は負と
なる。

【０１７０】従って、距離ｒR、ｒLよりも旋回半径ｒt
が長い場合、上記（１７）式のλは、正となる。（λ＞
０） これにより、走行条件選択手段４は、λ＞０の場合に、
旋回半径ｒtが端点ＰR2（ｘR2、ｙR2）、ＰL2（ｘL2、
ｙL2）間を通過することができないと判断する。（ステ
ップ１０４の判断ＮＯ）。

【０１７１】そこで、走行条件選択手段４は、上述した
ように予定走行経路記憶手段１から取得した目標地点Ｐ
2（ｘ2、ｙ2）のデータと、現在運動計測手段２から取
得した移動車両Ｓの現在位置Ｐ1（ｘ1、ｙ1）、進行方
向θtのデータとを操舵指令算出手段５に出力する。

【０１７２】操舵指令算出手段５は移動車両Ｓを操舵す
るための演算を行う（ステップ１０６）。

【０１７３】ここで、図５、図６を示して上述したよう
に、操舵指令算出手段５は、取得した目標地点Ｐ2（ｘ
2、ｙ2）、移動車両Ｓの現在位置Ｐ1（ｘ1、ｙ1）、進
行方向θtの各データより、移動車両Ｓを目標地点Ｐ2
（ｘ2、ｙ2）に向かわせるための目標旋回半径ｒgを上
記（８）式（下記に示す）を用いて求める。

【０１７４】 ｒg＝｛（ｘ2−ｘ1）²＋（ｙ2−ｙ1）²｝／｛（ｘ2−ｘ1）・ｓｉｎθt−（ｙ 2−ｙ1）・ｃｏｓθt｝／２ … （８） そして、上記（１０）式（下記に示す）より目標旋回半
径ｒgのときの目標操舵角度ζを求める。

【０１７５】ζ＝ｔａｎ^-1（Ｌ／ｒg） … （１０） こうして求めた目標操舵角度ζを、操舵指令算出手段５
は移動車両Ｓ（車体７）に対して操舵指令として出力し
て移動車両Ｓの操舵角の制御を行う。

【０１７６】これにより、旋回走行している移動車両Ｓ
を次の端点ＰR2、ＰL2間に向かわせることができる。

【０１７７】このように、上述した実施形態では、一対
の端点ＰR1、ＰL1間に移動体Ｓが到達した時点で、次の
一対の端点ＰR2、ＰL2間に移動体Ｓを向かわせるように
しているので、移動体Ｓの予定走行経路Ｋが鋭角なカー
ブであっても、小回り現象を発生させることなく移動体
Ｓを誘導することができる。

【０１７８】また、上述した実施形態では、移動車両Ｓ
0の前進時の操舵角ζと後退時の操舵角ζとを同一にす
ることができる。

【０１７９】図９（ａ）は目標ゲートＧnの中心点Ｐnに
向けて移動車両Ｓ0を前進させる場合を示す図であり、
同図９（ｂ）は目標ゲートＧnの中心点Ｐnに向けて移動
車両Ｓ0を後退させる場合を示す図である。

【０１８０】同図９（ａ）、（ｂ）に示すように、移動
車両Ｓ0の操舵角ζは前進時と後退時で同一にされてい
る。

【０１８１】従って、上述した実施形態では、移動車両
の前進時と後退時の制御特性を同一にすることができ
る。また、操舵角ζの制御を簡易にすることができる。

【０１８２】ところで、移動車両Ｓの予定走行経路Ｋの
路面に凹凸があったり、路上に障害物が存在して目標と
する一対の端点ＰLn、ＰRn間を通過できず、移動車両Ｓ
が予定走行経路Ｋから外れる場合がある。

【０１８３】そこで、移動車両Ｓが目標とする一対の端
点ＰLn、ＰRn間を通過できない場合には、次の一対の端
点ＰLn、ＰRn間に向かわせるようにする実施形態につい
て図１０、図１１を参照して説明する。なお、説明上、
目標とする一対の端点ＰLn、ＰRnをゲートで表現する。

【０１８４】図１０において、移動車両Ｓは現在の目標
ゲートＧnから外れてしまったため、現在の目標ゲート
Ｇnの延長線Ｇb上に到達する。

【０１８５】そこで、移動車両Ｓが現在の目標ゲートＧ
nの延長線に到達した時点で、移動車両Ｓを次の目標ゲ
ートＧn+1に向かわせる。

【０１８６】これにより、移動車両Ｓの予定走行経路Ｋ
の路面に凹凸があったり、路上に障害物が存在して目標
ゲートＧnを通過できない場合でも、移動車両Ｓを予定
走行経路Ｋ上に復帰させることができる。但し、このよ
うに移動車両Ｓが現在の目標ゲートＧnから外れてしま
う場合には、移動車両Ｓの速度を下げることが望まし
い。

【０１８７】また、図１１では、移動車両Ｓの代表点が
Ｐt-1、Ｐt、Ｐt+1と変化し、またこれらの点Ｐt-1、Ｐ
t、Ｐt+1と現在の目標ゲートＧnの端点との距離がｒt-
1、ｒt、ｒt+1と変化するように移動車両Ｓが運動した
場合に、移動車両Ｓを次の目標ゲートＧn+1に向かわせ
るようにしている。

【０１８８】これにより、移動車両Ｓの予定走行経路Ｋ
の路面に凹凸があったり、路上に障害物が存在して目標
ゲートＧnを通過できない場合でも、移動車両Ｓを予定
走行経路Ｋ上に復帰させることができる。但し、このよ
うに移動車両Ｓが現在の目標ゲートＧnから外れてしま
う場合には、移動車両Ｓの速度を下げることが望まし
い。

【０１８９】さて、上述した実施形態では、予定走行経
路Ｋ上の目標データが一対の端点である場合について説
明してきたが、予定走行経路Ｋ上の目標データは任意の
幾何学図形としてもよい。

【０１９０】そこで、予定走行経路Ｋ上の目標データを
任意の幾何学図形とした場合の、図２の移動車両の誘導
装置の動作について図３、図１２を参照して説明する。

【０１９１】図１２は予定走行経路Ｋの複数の目標デー
タを複数の任意の幾何学図形Ｍn（ｎ＝１〜３）とした
場合の実施形態を示す図である。

【０１９２】同図１２では任意の幾何学図形Ｍnが予定
走行経路Ｋ上の目標とされている。

【０１９３】なお、図３のフローチャートのステップ１
０１〜１０３で行われる処理は、上述した予定走行経路
Ｋ上の目標データが一対の端点である場合の処理と同様
なので説明を省略する。

【０１９４】まず直進している移動車両Ｓを操舵せずに
そのまま任意の幾何学図形Ｍ2に向けて進行させる処理
について説明する。

【０１９５】ステップ１０４では、直進している移動車
両Ｓが現在の任意の幾何学図形Ｍ1を最初に検出してか
ら所定の距離だけ進行し、かつ任意の幾何学図形Ｍ1内
の所定の地点Ｐ1に到達した時点以降、次の任意の幾何
学図形Ｍ2内を通過できるか否かを判定する。

【０１９６】このときステップ１０４では、上述したよ
うに図２の走行条件選択手段４が移動車両Ｓの操舵を行
うか否かを判断する。

【０１９７】ここで移動車両Ｓが操舵しなくてもそのま
ま任意の幾何学図形Ｍ2を通過できる場合（ステップ１
０４の判断ＹＥＳ）、走行条件選択手段４は、移動車両
Ｓをそのまま進行させるようにするデータを操舵指令算
出手段５に対して出力する（ステップ１０７）。

【０１９８】直進している移動車両Ｓを操舵せずにその
まま任意の幾何学図形Ｍ2内に向けて進行させる走行条
件選択手段４の処理について図１３を参照して説明す
る。

【０１９９】この処理は、任意の幾何学図形Ｍ2内の移
動車両Ｓの進行方向θtと垂直な位置に、目標地点Ｐ2を
挟んで一対の端点ＰRn、ＰLnを置くこと以外、上述の図
５を参照して説明した処理と同様である。

【０２００】図１３においても、移動車両Ｓが直進する
際の軌跡となる直線の方程式は、上記（４）式（下記に
示す）で表される。

【０２０１】 （ｘ−ｘ1）・ｔａｎθt−（ｙ−ｙ1）＝０ … （４） 従って、上記（４）式で表される直線を境界線とした場
合には、同図１３に示す任意の幾何学図形Ｍ2内の端点
ＰR2（ｘR2、ｙR2）は（４）式の直線よりも下側に存在
するので負の領域に含まれる。一方、端点ＰL2（ｘL2、
ｙL2）は（４）式の直線よりも上側に存在するので正の
領域に含まれる。

【０２０２】また、点Ｐ1（ｘ1、ｙ1）と端点ＰR2（ｘR
2、ｙR2）とが通る直線の方程式は、上記（５）式で表
される（下記に示す）。

【０２０３】 λR＝（ｘR2−ｘ1）・ｔａｎθt−（ｙR2−ｙ1） … （５） また、点Ｐ1（ｘ1、ｙ1）と端点ＰL2（ｘL2、ｙL2）と
が通る直線の方程式は、上記（６）式で表される（下記
に示す）。

【０２０４】 λL＝（ｘL2−ｘ1）・ｔａｎθt−（ｙL2−ｙ1） … （６） ここで、上記（５）式の直線は負の領域を通っているの
でλRの符号は負になる。一方、上記（６）式の直線は
正の領域を通っているのでλLの符号は正になる。

【０２０５】よって上記（７）式（下記に示す）を求め
ると、 λ＝λR・λL … （７） λの符号は負となる。

【０２０６】また、上記（４）式の直線が任意の幾何学
図形Ｍ2内の端点ＰR2（ｘR2、ｙR2）、ＰL2（ｘL2、ｙL
2）のうちの一方を通っていれば、λは０となる。

【０２０７】よって、λ≦０の場合に、上記（４）式の
直線が任意の幾何学図形Ｍ2内の端点ＰR2（ｘR2、ｙR
2）、ＰL2（ｘL2、ｙL2）間を通ることがわかる。

【０２０８】これにより、走行条件選択手段４は、移動
車両Ｓは操舵しなくてもそのまま任意の幾何学図形Ｍ2
内を通過できると判断する（ステップ１０４の判断ＹＥ
Ｓ）。

【０２０９】この走行条件選択手段４の判断結果に基づ
いて、操舵指令算出手段５は移動車両Ｓに対して操舵を
そのまま維持するように操舵指令を出力する（ステップ
１０７）。

【０２１０】次に直進している移動車両Ｓを操舵して任
意の幾何学図形Ｍ2内の端点ＰR2、ＰL2間に向けて進行
させる処理について説明する。

【０２１１】移動車両Ｓが任意の幾何学図形Ｍ2内の端
点ＰR2、ＰL2間を通過できない場合（ステップ１０４の
判断ＮＯ）、走行条件選択手段４は、移動車両Ｓを操舵
するためのデータを操舵指令算出手段５に対して出力す
る。

【０２１２】走行条件選択手段４で行われる処理につい
て図１３を参照して説明する。

【０２１３】上述した図１２に示すように走行条件選択
手段４は、移動車両Ｓが現在の任意の幾何学図形Ｍ1を
最初に検出してから所定の距離だけ進行し、かつ任意の
幾何学図形Ｍ1内の所定の地点Ｐ1に到達したか否かを確
認する。

【０２１４】ここで、上記式（４）（下記に示す）が、 （ｘ−ｘ1）・ｔａｎθt−（ｙ−ｙ1）＝０ … （４） 同図１３に示す端点ＰR2及びＰL2よりも上側に存在する
場合には、これら任意の幾何学図形Ｍ1内の端点ＰR2、
ＰL2は負の領域に含まれる。

【０２１５】すなわち、上記λR、λLの符号は各々負と
なる。

【０２１６】よって、上記（７）式（下記に示す）を用
いてλを求めると、 λ＝λR・λL … （７） λの符号は正となる。

【０２１７】また、上記（４）式が、同図１３に示す端
点ＰR2及びＰL2よりも下側に存在する場合には、これら
端点ＰR2、ＰL2は正の領域に含まれる。

【０２１８】すなわち、上記λR、λLの符号は各々正と
なる。

【０２１９】よって、上記（７）式を用いてλを求める
と、λの符号は正となる。

【０２２０】つまり、λ＞０の場合に、（４）式の直線
が端点ＰR2、ＰL2間を通らないことがわかる。

【０２２１】これにより、走行条件選択手段４は、移動
車両Ｓはこの状態では任意の幾何学図形Ｍ1内の端点ＰR
2、ＰL2間を通過できないと判断する（ステップ１０４
の判断ＮＯ）。

【０２２２】そこで、走行条件選択手段４は、上述した
ように予定走行経路記憶手段１から取得した目標地点Ｐ
2（ｘ2、ｙ2）のデータと、現在運動計測手段２から取
得した移動車両Ｓの現在位置Ｐ1（ｘ1、ｙ1）、進行方
向θtのデータとを操舵指令算出手段５に出力する。

【０２２３】操舵指令算出手段５は移動車両Ｓを操舵す
るための演算を行う（ステップ１０６）。

【０２２４】ここで、図６、図１３を示して上述したよ
うに、操舵指令算出手段５は、取得した目標地点Ｐ2
（ｘ2、ｙ2）、移動車両Ｓの現在位置Ｐ1（ｘ1、ｙ
1）、進行方向θtの各データより、移動車両Ｓを目標地
点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）に向かわせるための目標旋回半径ｒg
を上記（８）式（下記に示す）を用いて求める。

【０２２５】 ｒg＝｛（ｘ2−ｘ1）²＋（ｙ2−ｙ1）²｝／｛（ｘ2−ｘ1）・ｓｉｎθt−（ｙ 2−ｙ1）・ｃｏｓθt｝／２ … （８） そして、上記（１０）式（下記に示す）より目標旋回半
径ｒgのときの目標操舵角度ζを求める。

【０２２６】ζ＝ｔａｎ^-1（Ｌ／ｒg） … （１０） こうして求めた目標操舵角度ζを、操舵指令算出手段５
は移動車両Ｓ（車体７）に対して操舵指令として出力し
て移動車両Ｓの操舵角の制御を行う。

【０２２７】これにより、直進している移動車両Ｓを次
の任意の幾何学図形Ｍ2に向かわせることができる。

【０２２８】次に旋回走行している移動車両Ｓを操舵せ
ずにそのまま任意の幾何学図形Ｍ2に向けて進行させる
処理について説明する。

【０２２９】ステップ１０５では、旋回走行している移
動車両Ｓが現在の任意の幾何学図形Ｍ1を最初に検出し
てから所定の距離だけ進行し、かつ任意の幾何学図形Ｍ
1内の所定の地点Ｐ1に到達したか否かを判定する。

【０２３０】つまりステップ１０５では、図２の走行条
件選択手段４が移動車両Ｓの操舵を行うか否かを判断す
る。

【０２３１】ここで移動車両Ｓが操舵しなくてもそのま
ま任意の幾何学図形Ｍ2に向かわせることができる場合
（ステップ１０５の判断ＹＥＳ）、走行条件選択手段４
は、移動車両Ｓをそのまま進行させるようにするデータ
を操舵指令算出手段５に対して出力する（ステップ１０
７）。

【０２３２】走行条件選択手段４で行われる処理につい
て図１４を参照して説明する。

【０２３３】図１４において移動車両Ｓは進行方向Θ
t、旋回半径ｒtで旋回走行している。

【０２３４】また、任意の幾何学図形Ｍ2内において、
移動車両Ｓの進行方向θtと垂直な位置に、一対の端点
ＰR2（ＸR2、ＹR2）、ＰL2（ＸL2、ＹL2）が存在するも
のとする。ここで、端点ＰR2（ＸR2、ＹR2）、ＰL2（Ｘ
L2、ＹL2）間の距離をｄとする。

【０２３５】また、これら端点ＰR2、ＰL2の中心点をＰ
2（Ｘ2、Ｙ2）とする。さらに、移動車両Ｓが端点ＰR
2、ＰL2間を通過する時点での中心点Ｐ2（Ｘ2、Ｙ2）か
らの距離を横方向偏移ηとする。

【０２３６】この横方向偏移ηは、移動車両Ｓが現在の
任意の幾何学図形Ｍ1を最初に検出してから所定の距離
だけ進行し、かつ任意の幾何学図形Ｍ1内の所定の地点
Ｐ1に到達した時点以降、下記（１８）、（１９）式を
用いて求められる。

【０２３７】つまり、現在運動計測手段２によって求め
られた旋回半径ｒtと、移動車両Ｓの進行方向Θtとか
ら、旋回半径ｒtが０より大きい場合には、 η＝Ｙ−ｒtｃｏｓΘt＋√｛ｒt²−（Ｘ＋ｒtｓｉｎΘt））²｝ … （１８ ） と求められ、また旋回半径ｒtが０より小さい場合に
は、 η＝Ｙ−ｒtｃｏｓΘt−√｛ｒt²−（Ｘ＋ｒtｓｉｎΘt））²｝ … （１９ ） と求められる。

【０２３８】また、上記（１８）式及び上記（１９）式
のΘtの方向ベクトルは、移動車両Ｓの現在の進行方向
θtを、次の任意の幾何学図形Ｍ2内の目標地点Ｐ2（Ｘ
2、Ｙ2）における進行方向に合わせて座標変換したもの
であり、下記（２０）式で表される。

【０２３９】 さらに座標軸ＸとＹは、座標軸ｘとｙとを座標変換した
ものであり、下記（２１）式で表される。

【０２４０】 また、上記（２１）式のθ2の方向ベクトルｃｏｓθ2、
ｓｉｎθ2を求めるには、まず、移動車両Ｓの現在位置
Ｐ1（ｘ1、ｙ1）と目標地点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）から下記
（２２）式、（２３）式を用いてｃｏｓφt、ｓｉｎφt
を求める。

【０２４１】 ｃｏｓφt＝（ｘ2−ｘ1）／｛（ｘ2−ｘ1）²＋（ｙ2−ｙ1）² ｝ … （２２ ） ｓｉｎφt＝（ｙ2−ｙ1）／｛（ｘ2−ｘ1）²＋（ｙ2−ｙ1）² ｝ … （２３ ） そして、これらｃｏｓφt、ｓｉｎφtから下記（２４）
式、（２５）式を用いてθ2の方向ベクトルｃｏｓθ2、
ｓｉｎθ2が求められる。

【０２４２】 ｃｏｓθ2＝（ｃｏｓ²φt−ｓｉｎ²φt）・ｃｏｓθt＋２ｓｉｎφt・ｃｏｓ φt・ｓｉｎθt … （２４） ｓｉｎθ2＝＋２ｓｉｎφt・ｃｏｓφt・ｃｏｓθt−（ｃｏｓ²φt−ｓｉｎ² φt）・ｓｉｎθt… （２５） ここで、上記（１８）式、（１９）式を用いて求められ
た横方向偏移ηと、端点ＰR2（ＸR2、ＹR2）、ＰL2（Ｘ
L2、ＹL2）間の距離ｄとの関係が−ｄ／２＜η＜ｄ／２
である場合、走行条件選択手段４は移動車両Ｓが任意の
幾何学図形Ｍ2内の端点ＰR2（ｘR2、ｙR2）、ＰL2（ｘL
2、ｙL2）間を通るものと判断する。

【０２４３】この走行条件選択手段４の判断結果に基づ
いて、操舵指令算出手段５は移動車両Ｓに対して操舵を
そのまま維持するように操舵指令を出力する（ステップ
１０７）。

【０２４４】次に旋回走行している移動車両Ｓを操舵し
て任意の幾何学図形Ｍ2に向けて進行させる処理につい
て説明する。

【０２４５】移動車両Ｓが任意の幾何学図形Ｍ2を通過
できない場合（ステップ１０５の判断ＮＯ）、走行条件
選択手段４は、移動車両Ｓを操舵するためのデータを操
舵指令算出手段５に対して出力する。

【０２４６】走行条件選択手段４で行われる処理につい
て図１４を参照して説明する。

【０２４７】上述したように横方向偏移ηが、移動車両
Ｓが現在の任意の幾何学図形Ｍ1を最初に検出してから
所定の距離だけ進行し、かつ任意の幾何学図形Ｍ1内の
所定の地点Ｐ1に到達した時点以降、上記（１８）、
（１９）式（下記に示す）を用いて求められる。

【０２４８】 η＝Ｙ−ｒtｃｏｓΘt＋√｛ｒt²−（Ｘ＋ｒtｓｉｎΘt））²｝ … （１８ ） η＝Ｙ−ｒtｃｏｓΘt−√｛ｒt²−（Ｘ＋ｒtｓｉｎΘt））²｝ … （１９ ） ここで、上記（１８）式、（１９）式を用いて求められ
た横方向偏移ηが端点ＰR2（ＸR2、ＹR2）、ＰL2（ＸL
2、ＹL2）間ｄに含まれない場合、横方向偏移ηと端点
ＰR2、ＰL2間の距離ｄとの関係はη＜−ｄ／２、ｄ／２
＜ηとなる。

【０２４９】これにより走行条件選択手段４は移動車両
Ｓが任意の幾何学図形Ｍ2内の端点ＰR2（ｘR2、ｙR
2）、ＰL2（ｘL2、ｙL2）間を通ることができないと判
断する。（ステップ１０４の判断ＮＯ）。

【０２５０】そこで、走行条件選択手段４は、上述した
ように予定走行経路記憶手段１から取得した目標地点Ｐ
2（ｘ2、ｙ2）のデータと、現在運動計測手段２から取
得した移動車両Ｓの現在位置Ｐ1（ｘ1、ｙ1）、進行方
向Θtのデータとを操舵指令算出手段５に出力する。

【０２５１】操舵指令算出手段５は移動車両Ｓを操舵す
るための演算を行う（ステップ１０６）。

【０２５２】ここで、図６、図１３を示して上述したよ
うに、操舵指令算出手段５は、取得した目標地点Ｐ2
（ｘ2、ｙ2）、移動車両Ｓの現在位置Ｐ1（ｘ1、ｙ
1）、進行方向Θtの各データより、移動車両Ｓを目標地
点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）に向かわせるための目標旋回半径ｒg
を上記（８）式（下記に示す）を用いて求める。

【０２５３】 ｒg＝｛（ｘ2−ｘ1）²＋（ｙ2−ｙ1）²｝／｛（ｘ2−ｘ1）・ｓｉｎΘt−（ｙ 2−ｙ1）・ｃｏｓΘt｝／２ … （８） そして、上記（１０）式（下記に示す）より目標旋回半
径ｒgのときの目標操舵角度ζを求める。

【０２５４】ζ＝ｔａｎ^-1（Ｌ／ｒg） … （１０） こうして求めた目標操舵角度ζを、操舵指令算出手段５
は移動車両Ｓ（車体７）に対して操舵指令として出力し
て移動車両Ｓの操舵角の制御を行う。

【０２５５】これにより、旋回走行している移動車両Ｓ
を次の任意の幾何学図形Ｍ2に向かわせることができ
る。

【０２５６】このように、上述した実施形態では、移動
体Ｓが任意の幾何学図形Ｍ1を最初に検出してから所定
の距離だけ進行し、かつ任意の幾何学図形Ｍ1内の所定
の地点Ｐ1に到達した時点で、次の任意の幾何学図形Ｍ2
に移動体Ｓを向かわせるようにしているので、移動体Ｓ
の予定走行経路Ｋ上の目標が一対の端点でなく任意の幾
何学図形であっても、一対の端点の場合と同様に小回り
現象を発生させることなく移動体Ｓを誘導することがで
きる。

【０２５７】また、この実施形態では、一対の端点の場
合と同様に移動車両Ｓの前進時の操舵角ζと後退時の操
舵角ζとを同一にすることができる。

【０２５８】図１５（ａ）は任意の幾何学図形Ｍnの目
標地点Ｐnに向けて移動車両Ｓ0を前進させる場合を示す
図であり、同図９（ｂ）は任意の幾何学図形Ｍnの目標
地点Ｐnに向けて移動車両Ｓ0を後退させる場合を示す図
である。

【０２５９】同図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、移
動車両Ｓ0の操舵角ζは前進時と後退時で同一にされて
いる。

【０２６０】従って、この実施形態では、一対の端点の
場合と同様に移動車両Ｓの前進時と後退時の制御特性を
同一にすることができる。また、操舵角ζの制御を簡易
にすることができる。

【０２６１】さて、上述した実施形態では、予定走行経
路Ｋ上の目標データは任意の幾何学図形として説明した
が、当然目標データは円形であってもよい。

【０２６２】そこで、予定走行経路Ｋ上の目標データを
円形とした場合の、図２の移動車両の誘導装置の動作に
ついて図３、図１６を参照して説明する。

【０２６３】図１６は予定走行経路Ｋの目標データを円
Ｃ1とした場合の実施形態を示す図である。

【０２６４】同図１６では円形Ｃ1が予定走行経路Ｋ上
の目標とされている。

【０２６５】なお、図３のフローチャートのステップ１
０１〜１０３で行われる処理は、上述した予定走行経路
Ｋ上の目標データが一対の端点あるいは任意の幾何学図
形である場合の処理と同様なので説明を省略する。

【０２６６】まず直進している移動車両Ｓを操舵せずに
そのまま円Ｃ2に向けて進行させる処理について説明す
る。

【０２６７】ステップ１０４では、直進している移動車
両Ｓが現在の円Ｃ1を最初に検出してから所定の距離だ
け進行し、かつ円Ｃ1内の所定の地点Ｐ1に到達した時点
以降、次の円Ｃ2内を通過できるか否かを判定する。

【０２６８】このときステップ１０４では、上述したよ
うに図２の走行条件選択手段４が移動車両Ｓの操舵を行
うか否かを判断する。

【０２６９】ここで移動車両Ｓが操舵しなくてもそのま
ま円Ｃ2を通過できる場合（ステップ１０４の判断ＹＥ
Ｓ）、走行条件選択手段４は、移動車両Ｓをそのまま進
行させるようにするデータを操舵指令算出手段５に対し
て出力する（ステップ１０７）。

【０２７０】直進している移動車両Ｓを操舵せずにその
まま円Ｃ2内に向けて進行させる走行条件選択手段４の
処理について図１７を参照して説明する。

【０２７１】図１７において、移動車両Ｓが直進する際
の軌跡となる直線の方程式は、上記（４）式（下記に示
す）で表される。

【０２７２】 （ｘ−ｘ1）・ｔａｎθt−（ｙ−ｙ1）＝０ … （４） また、中心点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）、半径ｄ／２の円Ｃ2の方
程式は、下記（２６）式で表される。

【０２７３】 （ｘ−ｘ2）²＋（ｙ−ｙ2）²＝（ｄ／２）² … （２６） そこで、上記（４）式と（２６）式とを連立方程式とみ
て、この連立方程式の解が求められる。

【０２７４】従って、この連立方程式の解が実数解であ
れば、上記（４）式の直線と円Ｃ2とが交差することが
わかる。

【０２７５】これにより、走行条件選択手段４は、移動
車両Ｓは操舵しなくてもそのまま円Ｃ2内を通過できる
と判断する（ステップ１０４の判断ＹＥＳ）。

【０２７６】この走行条件選択手段４の判断結果に基づ
いて、操舵指令算出手段５は移動車両Ｓに対して操舵を
そのまま維持するように操舵指令を出力する（ステップ
１０７）。

【０２７７】次に直進している移動車両Ｓを操舵して円
Ｃ2に向けて進行させる処理について説明する。

【０２７８】移動車両Ｓが円Ｃ2内を通過できない場合
（ステップ１０４の判断ＮＯ）、走行条件選択手段４
は、移動車両Ｓを操舵するためのデータを操舵指令算出
手段５に対して出力する。

【０２７９】走行条件選択手段４で行われる処理につい
て図１７を参照して説明する。

【０２８０】上述した図１７に示すように走行条件選択
手段４は、移動車両Ｓが現在の円Ｃ1を最初に検出して
から所定の距離だけ進行し、かつ円Ｃ1内の所定の地点
Ｐ1に到達したか否かを確認する。

【０２８１】ここで移動車両Ｓを操舵して円Ｃ2に向か
わせる場合（ステップ１０４の判断ＮＯ）、走行条件選
択手段４は、円Ｃ2に対する現在の移動車両Ｓの相対位
置を操舵指令算出手段５に対して出力する（ステップ１
０７）。

【０２８２】直進している移動車両Ｓを操舵して円Ｃ2
内に向けて進行させる走行条件選択手段４の処理につい
て図１７を参照して説明する。

【０２８３】図１７において、上記（４）式と（２６）
式（下記に示す）との連立方程式の解が求められる。

【０２８４】 （ｘ−ｘ1）・ｔａｎθt−（ｙ−ｙ1）＝０ … （４） （ｘ−ｘ2）²＋（ｙ−ｙ2）²＝（ｄ／２）² … （２６） ここで、この連立方程式の解が実数解でなければ、上記
（４）式の直線と上記（２６）式の円Ｃ2とが交差しな
いことがわかる。

【０２８５】これにより、走行条件選択手段４は、移動
車両Ｓはこの状態では円Ｃ2内を通過できないと判断す
る（ステップ１０４の判断ＮＯ）。

【０２８６】そこで、走行条件選択手段４は、上述した
ように予定走行経路記憶手段１から取得した目標地点Ｐ
2（ｘ2、ｙ2）のデータと、現在運動計測手段２から取
得した移動車両Ｓの現在位置Ｐ1（ｘ1、ｙ1）、進行方
向θtのデータとを操舵指令算出手段５に出力する。

【０２８７】操舵指令算出手段５は移動車両Ｓを操舵す
るための演算を行う（ステップ１０６）。

【０２８８】ここで、図６、図１３を示して上述したよ
うに、操舵指令算出手段５は、取得した目標地点Ｐ2
（ｘ2、ｙ2）、移動車両Ｓの現在位置Ｐ1（ｘ1、ｙ
1）、進行方向θtの各データより、移動車両Ｓを目標地
点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）に向かわせるための目標旋回半径ｒg
を上記（８）式（下記に示す）を用いて求める。

【０２８９】 ｒg＝｛（ｘ2−ｘ1）²＋（ｙ2−ｙ1）²｝／｛（ｘ2−ｘ1）・ｓｉｎθt−（ｙ 2−ｙ1）・ｃｏｓθt｝／２ … （８） そして、上記（１０）式（下記に示す）より目標旋回半
径ｒgのときの目標操舵角度ζを求める。

【０２９０】ζ＝ｔａｎ^-1（Ｌ／ｒg） … （１０） こうして求めた目標操舵角度ζを、操舵指令算出手段５
は移動車両Ｓ（車体７）に対して操舵指令として出力し
て移動車両Ｓの操舵角の制御を行う。

【０２９１】これにより、直進している移動車両Ｓを次
の円Ｃ2に向かわせることができる。

【０２９２】次に旋回走行している移動車両Ｓを操舵せ
ずにそのまま円Ｃ2に向けて進行させる処理について説
明する。

【０２９３】ステップ１０５では、旋回走行している移
動車両Ｓが現在の円Ｃ1を最初に検出してから所定の距
離だけ進行し、かつ円Ｃ1内の所定の地点Ｐ1に到達した
か否かを判定する。

【０２９４】つまりステップ１０５では、図２の走行条
件選択手段４が移動車両Ｓの操舵を行うか否かを判断す
る。

【０２９５】ここで移動車両Ｓが操舵しなくてもそのま
ま円Ｃ2に向かわせることができる場合（ステップ１０
５の判断ＹＥＳ）、走行条件選択手段４は、移動車両Ｓ
をそのまま進行させるようにするデータを操舵指令算出
手段５に対して出力する（ステップ１０７）。

【０２９６】走行条件選択手段４で行われる処理につい
て図１８を参照して説明する。

【０２９７】図１８において移動車両Ｓは進行方向Θ
t、旋回半径ｒtで旋回走行して、中心点Ｐ2（Ｘ2、Ｙ
2）、半径ｄ／２の円Ｃ2内に向かわされているものとす
る。さらに、移動車両Ｓが円Ｃ2の直径ｄを通過する時
点での中心点Ｐ2からの距離を横方向偏移ηとする。

【０２９８】この横方向偏移ηは、移動車両Ｓが現在の
円Ｃ1を最初に検出してから所定の距離だけ進行し、か
つ円Ｃ1内の所定の目標地点Ｐ1に到達した時点以降、上
記（１８）、（１９）式（下記に示す）を用いて求めら
れる。

【０２９９】つまり、現在運動計測手段２によって求め
られた旋回半径ｒtと、移動車両Ｓの進行方向Θtとか
ら、旋回半径ｒtが０より大きい場合には、 η＝Ｙ−ｒtｃｏｓΘt＋√｛ｒt²−（Ｘ＋ｒtｓｉｎΘt））²｝ … （１８ ） と求められ、また旋回半径ｒtが０より小さい場合に
は、 η＝Ｙ−ｒtｃｏｓΘt−√｛ｒt²−（Ｘ＋ｒtｓｉｎΘt））²｝ … （１９ ） と求められる。

【０３００】ここで、上記（１８）式、（１９）式を用
いて求められた横方向偏移ηと、円Ｃ2の半径ｄ／２と
の関係が−ｄ／２＜η＜ｄ／２である場合、走行条件選
択手段４は移動車両Ｓが円Ｃ2内を通るものと判断す
る。

【０３０１】この走行条件選択手段４の判断結果に基づ
いて、操舵指令算出手段５は移動車両Ｓに対して操舵を
そのまま維持するように操舵指令を出力する（ステップ
１０７）。

【０３０２】次に旋回走行している移動車両Ｓを操舵し
て円Ｃ2に向けて進行させる処理について説明する。

【０３０３】移動車両Ｓが円Ｍ2を通過できない場合
（ステップ１０５の判断ＮＯ）、走行条件選択手段４
は、移動車両Ｓを操舵するためのデータを操舵指令算出
手段５に対して出力する。

【０３０４】走行条件選択手段４で行われる処理につい
て図１４を参照して説明する。

【０３０５】上述したように横方向偏移ηが、移動車両
Ｓが現在の円Ｃ1を最初に検出してから所定の距離だけ
進行し、かつ円Ｃ1内の所定の地点Ｐ1に到達した時点以
降、上記（１８）、（１９）（下記に示す）を用いて求
められる。

【０３０６】 η＝Ｙ−ｒtｃｏｓΘt＋√｛ｒt²−（Ｘ＋ｒtｓｉｎΘt））²｝ … （１８ ） η＝Ｙ−ｒtｃｏｓΘt−√｛ｒt²−（Ｘ＋ｒtｓｉｎΘt））²｝ … （１９ ） ここで、上記（１８）式、（１９）式を用いて求められ
た横方向偏移ηが円Ｃ2の直径ｄに含まれない場合、横
方向偏移ηと円Ｃ2の半径ｄ／２との関係はη＜−ｄ／
２、ｄ／２＜ηとなる。

【０３０７】これにより走行条件選択手段４は移動車両
Ｓが円Ｃ2内を通ることができないと判断する。（ステ
ップ１０４の判断ＮＯ）。

【０３０８】そこで、走行条件選択手段４は、上述した
ように予定走行経路記憶手段１から取得した目標地点Ｐ
2（ｘ2、ｙ2）のデータと、現在運動計測手段２から取
得した移動車両Ｓの現在位置Ｐ1（ｘ1、ｙ1）、進行方
向Θtのデータとを操舵指令算出手段５に出力する。

【０３０９】操舵指令算出手段５は移動車両Ｓを操舵す
るための演算を行う（ステップ１０６）。

【０３１０】ここで、図６、図１７を示して上述したよ
うに、操舵指令算出手段５は、取得した目標地点Ｐ2
（ｘ2、ｙ2）、移動車両Ｓの現在位置Ｐ1（ｘ1、ｙ
1）、進行方向Θtの各データより、移動車両Ｓを目標地
点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）に向かわせるための目標旋回半径ｒg
を上記（８）式（下記に示す）を用いて求める。

【０３１１】 ｒg＝｛（ｘ2−ｘ1）²＋（ｙ2−ｙ1）²｝／｛（ｘ2−ｘ1）・ｓｉｎΘt−（ｙ 2−ｙ1）・ｃｏｓΘt｝／２ … （８） そして、上記（１０）式（下記に示す）より目標旋回半
径ｒgのときの目標操舵角度ζを求める。

【０３１２】ζ＝ｔａｎ^-1（Ｌ／ｒg） … （１０） こうして求めた目標操舵角度ζを、操舵指令算出手段５
は移動車両Ｓ（車体７）に対して操舵指令として出力し
て移動車両Ｓの操舵角の制御を行う。

【０３１３】これにより、旋回走行している移動車両Ｓ
を円Ｃ2に向かわせることができる。

【０３１４】このように、上述した実施形態では、移動
体Ｓが円Ｃ1を最初に検出してから所定の距離だけ進行
し、かつ円Ｃ1内の所定の地点Ｐ1に到達した時点で、次
の円Ｃ2に移動体Ｓを向かわせるようにしているので、
移動体Ｓの予定走行経路Ｋ上の目標が一対の端点が円で
あっても、一対の端点の場合と同様に小回り現象を発生
させることなく移動体Ｓを誘導することができる。

【０３１５】また、この実施形態では、一対の端点の場
合と同様に移動車両Ｓの前進時の操舵角ζと後退時の操
舵角ζとを同一にすることができる。

【０３１６】図１９（ａ）は円Ｃn内の目標地点（円Ｃn
の中心点）Ｐnに向けて移動車両Ｓ0を前進させる場合を
示す図であり、同図１９（ｂ）は円Ｃnの目標地点Ｐnに
向けて移動車両Ｓ0を後退させる場合を示す図である。

【０３１７】同図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、移
動車両Ｓ0の操舵角ζは前進時と後退時で同一にされて
いる。

【０３１８】従って、この実施形態では、一対の端点の
場合と同様に移動車両Ｓ0の前進時と後退時の制御特性
を同一にすることができる。また、操舵角ζの制御を簡
易にすることができる。

【０３１９】次に予定走行経路Ｋ上の目標データの生成
について説明する。

【０３２０】例えば、点Ｐn（ｘn、ｙn）、及びこの点
Ｐn（ｘn、ｙn）を中心とする半径ｄn／２の円から成る
点列データから一対の端点の目標データを生成するもの
とする。

【０３２１】なお、ここでは一対の端点をゲートとして
説明する。

【０３２２】また、点列データは上述したようにＣＡＤ
（Computer Automation Design）やティーチングプレ
イバックによって作成される。

【０３２３】そして、点列データからゲートに変換され
たデータは目標データとして予定走行経路記憶手段１に
記憶されている。

【０３２４】図２０（ａ）は、点列データの密度が予定
経路Ｋの曲率に比べて十分密である場合を示す図であ
り、同図（ｂ）は、点列データの密度が予定経路Ｋの曲
率に比べて疎となる場合を示す図である。

【０３２５】同図２０（ｂ）の走行経路Ｋa2に示すよう
に、点列データの密度が予定経路Ｋの曲率に比べて疎に
なると、予定走行経路Ｋの曲線が再現できなくなる。

【０３２６】従って、予定走行経路Ｋ上の目標データの
生成について説明するにあたっては、同図２０（ａ）に
示すように、目標データが生成される点列データの密度
が予定経路Ｋの曲率に比べて十分密であるものとする。

【０３２７】また、目標データが生成される点列データ
の密度は、隣接する３つの目標地点を円弧で結んだとき
に、走行経路Ｋa1に示すように予定走行経路Ｋの曲線を
十分再現できる程度とする。

【０３２８】そこで、隣接する３つの目標地点が一直線
上に並んでいる点列データを想定し、移動車両Ｓが初め
の目標地点Ｐ1の周辺を通過して次の目標地点Ｐ2に向か
う際に、目標地点Ｐ2から目標ゲートＧ2を生成する場合
について図２１を参照して説明する。

【０３２９】図２１は３つの目標地点が一直線上に並ん
でいる点列データを示す図である。

【０３３０】同図２１に示すように、３点の目標地点が
一直線上に並んでいる場合、目標地点Ｐ1からＰ2への方
向ベクトル、およびＰ1からＰ3への方向ベクトルは同一
になる。

【０３３１】よって、これらの方向ベクトルの関係は下
記（２７）式で表される。

【０３３２】 （ｘ3−ｘ1）／（ｙ3−ｙ1）＝（ｘ2−ｘ1）／（ｙ2−ｙ1） … （２７） さらに、上記（２７）式を変形すると、下記（２８）式
が得られる。

【０３３３】 （ｘ3−ｘ1）・（ｙ2−ｙ1）−（ｘ2−ｘ1）・（ｙ3−ｙ1）＝０ … （２８ ） ここで、上記（２８）式が成立している場合、目標地点
Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3の３点は一直線上に存在する。

【０３３４】また、目標地点Ｐ2から生成される目標ゲ
ートＧ2の方向ベクトルは目標地点Ｐ1（ｘ1、ｙ1）から
Ｐ2（ｘ2、ｙ2）への方向ベクトルと直交する。よって
目標ゲートＧ2の傾きθ2は下記（２９）式で表される。

【０３３５】 従って、予定走行経路Ｋが直線の場合に目標地点Ｐ2か
ら生成される目標ゲートＧ2は、中心点Ｐ2（ｘ2、ｙ
2）、幅ｄ2（目標地点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）を中心とする円
の直径）、及び上記（２９）式で表される方向ベクトル
（ｃｏｓθ2、ｓｉｎθ2）によって設定することができ
る。

【０３３６】ところで、上記（２８）式（下記に示
す））が成立しない場合、目標地点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3の３
点は直線上にないから、これら目標地点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3
を通過するために移動車両Ｓは例えば円弧を描きながら
旋回動作を行わねばならない。

【０３３７】 （ｘ3−ｘ1）・（ｙ2−ｙ1）−（ｘ2−ｘ1）・（ｙ3−ｙ1）＝０ … （２８ ） 図２２は３つの目標地点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3が、移動車両Ｓ
の旋回円の円周上に並んでいる点列データを示す図であ
る。

【０３３８】この場合、同図２２に示すように予定走行
経路Ｋは曲線となる。

【０３３９】そこで、次に隣接する３つの目標地点が移
動車両Ｓの旋回円の円周上に並んでいる点列データを想
定し、移動車両Ｓが初めの目標地点Ｐ1の周辺を通過し
て次の目標地点Ｐ2に向かう際に、目標地点Ｐ2から目標
ゲートＧ2を生成する場合について図２３、図２４を参
照して説明する。

【０３４０】図２３は３つの目標地点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3を
通る円と目標ゲートの傾きを示す図である。

【０３４１】ここで、目標地点Ｐ2から生成される目標
ゲートＧ2の方向ベクトル（ｃｏｓθ2、ｓｉｎθ2）
は、同図２３の円の中心点Ｐ0（ｘ0、ｙ0）から目標ゲ
ートＧ2の中心点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）（目標地点Ｐ2）に向
いたベクトルと等しい。

【０３４２】よって、目標ゲートＧ2の方向ベクトル
（ｃｏｓθ2、ｓｉｎθ2）は、下記（３０）式で表され
る。

【０３４３】 また、目標ゲートＧ2の中心点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）を通り、
中心点Ｐ0（ｘ0、ｙ0）の円の半径ｒ0は下記（３１）式
で表される。

【０３４４】 ｒ0＝√｛（ｘ2−ｘ0）²＋（ｙ2−ｙ0）² ｝ … （３１） ここで、円の中心点Ｐ0（ｘ0、ｙ0）の設定について説
明する。

【０３４５】図２４は３つの目標地点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3を
通る円の中心点Ｐ0（ｘ0、ｙ0）の設定について説明す
る図である。

【０３４６】中心点Ｐ0（ｘ0、ｙ0）は、目標地点Ｐ1、
Ｐ2を結ぶ線を垂直に２等分する直線Ｔと、目標地点Ｐ
2、Ｐ3を結ぶ線を垂直に２等分する直線Ｓとの交点であ
る。

【０３４７】ここで、直線Ｔは下記（３２）式、一方、
直線Ｓは下記（３３）式で表される。

【０３４８】 従って、これら直線Ｔ、Ｓの交点となる中心点Ｐ0（ｘ
0、ｙ0）の座標は下記（３４）式で表される。

【０３４９】 但し、 ｔ0＝｛（−ｘb＋ｘd）・ｙc−（−ｙb＋ｙd）・ｘc｝／（ｘa・ｙc−ｙa・ｘ c） … （３５） 従って、隣接する３つの目標地点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3が円周
上に存在する場合に目標地点Ｐ2から生成される目標ゲ
ートＧ2は、中心点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）、幅ｄ2（目標地点
Ｐ2（ｘ2、ｙ2）を中心とする円の直径）、及び上記
（３０）式で表される方向ベクトル（ｃｏｓθ2、ｓｉ
ｎθ2）によって設定することができる。また、目標ゲ
ートＧ2の中心点Ｐ2（ｘ2、ｙ2）を通り、中心点Ｐ0
（ｘ0、ｙ0）の円の半径ｒ0は上記（３１）式で表する
ことができる。

【０３５０】以上説明したように、本実施形態では、移
動車両Ｓの前方の予定走行経路Ｋが曲線の場合につい
て、点列データから目標ゲートを生成するようにしてい
るので、点列データの全てを目標ゲートとして生成して
記憶しておく場合と比べてデータ量を減らすことができ
る。この結果、点列データから目標ゲートを生成する演
算が、点列データの全てを目標ゲートに生成する演算を
行う場合と比べて容易になる。

【０３５１】また、本実施形態では、移動車両Ｓの前方
の間もなく通過する予定の複数の目標点列について、点
列データから目標ゲートを生成するようにしているが、
本発明では移動車両Ｓの前方の間もなく通過する予定の
一つの目標点について、点列データから目標ゲートを生
成してもよい。

【０３５２】なお、本実施形態では、移動車両Ｓの前方
の予定走行経路Ｋが曲線の場合に、移動車両Ｓの前方の
間もなく通過する予定の複数の点列について、点列デー
タから目標ゲートを生成するようにしているが、移動車
両Ｓの前方の予定走行経路Ｋが直線であっても、移動車
両Ｓの前方の間もなく通過する予定の一つないし複数の
点列について、点列データから目標ゲートを生成しても
よい。

【０３５３】また、移動体Ｓの予定走行経路Ｋが鋭角な
カーブであっても、小回り現象を発生させることなく移
動体Ｓを誘導することができる。

【０３５４】ところで隣接する３つの目標地点Ｐ1、Ｐ
2、Ｐ3、を通り、中心点Ｐ0（ｘ0、ｙ0）、半径ｒ0の円
の円周上を移動車両Ｓが走行しているとき、下記の例
（イ）、（ロ）、（ハ）の場合には、車速指令算出手段
６から移動車両Ｓに対して許容速度以下になるように適
宜減速の走行指令を出力する必要がある。

【０３５５】例（イ）：移動車両Ｓは小さな旋回半径ｒ
0のカーブを高速で走行すると遠心力が生じ、車体が横
滑りしてカーブを曲がりきれない場合がある。この場
合、予め自動的に移動車両を旋回可能速度まで減速させ
る必要がある。

【０３５６】例（ロ）：移動車両Ｓが直線走行から小さ
な旋回半径ｒ0のカーブに突入して、目標ゲートＧ1を通
過し、次の目標ゲートＧ2に向かう瞬間、移動車両Ｓが
ステアリング車であれば操舵を直進から急旋回になるよ
うにしなければならない。このとき、移動車両Ｓが高速
で走行していれば、操舵を急旋回してもカーブを曲がり
きれない場合がある。この場合、予め自動的に移動車両
を操舵可能速度まで減速させる必要がある。

【０３５７】例（ハ）：上記例（イ）、（ロ）の場合、
目標ゲートＧ1を通過した時点で目標ゲートＧ2に向かわ
せるように大幅に移動車両Ｓを減速しても、移動車両Ｓ
が大幅に高速で走行しているため目標ゲートＧ2の周辺
のカーブを曲がりきれない場合がある。

【０３５８】そこで、点列データから目標ゲートを生成
する場合には、目標ゲートＧ1を通過する時点ではな
く、移動車両が安全に減速あるいは停止できる十分早い
時点で点列データから目標ゲートを生成する必要があ
る。

【０３５９】さて、予定走行経路上に予定外の障害物が
存在する場合には、移動車両を障害物から回避させる
か、あるいは移動車両を障害物の直前で減速、停止させ
るなどの措置が必要になる。

【０３６０】そこで、移動車両を障害物から回避させた
り、移動車両を障害物の直前で減速、停止させる場合に
予定走行経路上の目標データと異なるデータを生成する
実施形態について図２、図２５を参照して説明する。

【０３６１】図２５は移動車両を障害物から回避させる
場合に予定走行経路上の目標データと異なるデータを生
成する実施形態を示す図である。

【０３６２】なお、この実施形態では目標データを点列
データとし、目標データと異なるデータも点列データと
している。

【０３６３】図２５では、移動車両Ｓが予定走行経路Ｋ
上の目標地点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、Ｐ5、Ｐ6、Ｐ7を順
次通過するように進行する際に、移動車両Ｓの前方のα
ｍの距離（予定走行経路Ｋ上の目標地点Ｐ3とＰ4との
間）に障害物ＳＢが存在する場合を想定している。ま
た、同図２５においては、移動車両Ｓの右前方から対向
車ＴＫが走行してくるものとする。

【０３６４】ここで、予定走行経路Ｋ上に障害物ＳＢが
存在すると、図２の障害物検知手段８が下記（ニ）、
（ホ）、（ヘ）、（ト）に示す障害物に関する情報を検
知する。

【０３６５】（ニ）障害物ＳＢが移動車両Ｓの前方の距
離αｍ、進路正面を中央にして左右方向に±β度の範囲
に存在する。

【０３６６】（ホ）移動車両Ｓの右前方から対向車が走
行してくるので右側に回避したら危険である。

【０３６７】（ヘ）移動車両Ｓの左前方には障害物がな
い。

【０３６８】（ト）移動車両Ｓの左後方からは他の車両
が迫ってきていない。

【０３６９】障害物検知手段８は、上記（ニ）、
（ホ）、（ヘ）、（ト）に示す障害物に関する情報を予
定走行経路変更手段３に出力する。

【０３７０】予定走行経路変更手段３は、障害物検知手
段８から障害物の情報を受け取るとともに、現在運動計
測手段２から移動車両Ｓの現在の運動状態の情報を取得
する。そして、これら障害物の情報と移動車両Ｓの現在
の運動状態の情報とに基づいて、走行条件選択手段４に
対して「予定走行経路Ｋ上において移動車両Ｓから距離
αの地点に障害物ＳＢが存在するので、進行方向に対し
て左側に予定走行経路Ｋを変更せよ。障害物ＳＢを回避
して元の予定走行経路Ｋに復帰する際の経路に、もし新
たな障害物が発見された場合にはそのまま減速停止せ
よ。もし元の予定走行経路Ｓに復帰できればそのまま元
の予定走行経路Ｋに復帰して走行せよ。」という予定走
行経路Ｋの変更に関する情報を出力する。

【０３７１】走行条件選択手段４は、予定走行経路変更
手段３から「予定走行経路Ｋ上において移動車両Ｓから
距離αの地点に障害物ＳＢが存在するので、進行方向に
対して左β度の方向に回避して停車準備せよ。」との情
報を取得する。

【０３７２】そして、走行条件選択手段４はこの情報に
基づき、直ちに安全性が確保できる範囲で可能な限り減
速させるよう車速指令算出手段６に走行条件データを出
力する。そして車速指令算出手段６は移動車両Ｓに対し
て減速させるように走行指令を出力する。さらに走行条
件選択手段４は、移動車両Ｓから距離αｍの地点から、
進行方向に対して左β度の方向に移動車両Ｓの幅の分だ
け空けて移動車両Ｓが走行できるように、予定走行経路
Ｋ上の目標地点Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、Ｐ5、Ｐ6、Ｐ7と異なる
地点ＶＰ2、ＶＰ3、ＶＰ4（障害回避点）、ＶＰ5（停止
可能点）、ＶＰ6（安全停止点）を生成する。

【０３７３】ＶＰ４（障害回避点）は目標地点Ｐ4を左
β度の方向に移動させた地点である。

【０３７４】ＶＰ５（停止可能点）は路面状況が悪くて
も移動車両Ｓが停止可能な地点である。

【０３７５】ＶＰ６（安全停止点）はＶＰ５よりも離れ
た次の地点である。

【０３７６】地点ＶＰ2、ＶＰ3、ＶＰ4、ＶＰ5、ＶＰ6
を生成した後、走行条件選択手段４は、地点ＶＰ2、Ｖ
Ｐ3、ＶＰ4、ＶＰ5、ＶＰ6からさらにゲートを生成して
いく。

【０３７７】そして、走行条件選択手段４は、移動車両
Ｓの現在の運動状態の情報と上述した予定走行経路Ｋの
変更に関する情報とに基づいて操舵指令算出手段５には
ゲートに対する現在の移動車両の相対位置情報、一方、
車速指令算出手段６に走行条件を出力する。

【０３７８】さらに、移動車両Ｓに対して操舵指令算出
手段５からは操舵指令（ゲートを通過するために必要な
操舵角度）が出力され、車速指令算出手段６からは走行
指令（ゲートを通過するのに必要な速度）が出力され
る。

【０３７９】これにより、地点ＶＰ2、ＶＰ3、ＶＰ4、
ＶＰ5、ＶＰ6から生成されたゲートを通過するように移
動車両Ｓが誘導される。

【０３８０】但し、移動車両Ｓの回避動作時の走行指令
は地点ＶＰ5で停止可能な速度である。

【０３８１】次に移動車両Ｓを障害物ＳＢから回避させ
て予定走行経路Ｋに復帰させる場合について図２６を参
照して説明する。

【０３８２】図２６は移動車両Ｓを障害物ＳＢから回避
させて予定走行経路Ｋに復帰させる場合を説明する図で
ある。

【０３８３】図２６では、地点ＶＰ4と目標地点Ｐ7との
間の復帰用走行経路Ｋ1に復帰用のゲートＴＧ6、ＴＧ7
を生成している。

【０３８４】ここでは、まず障害物検知手段８が復帰用
走行経路Ｋ1を形成する予定の場所に障害物がないこと
を確認する。

【０３８５】そして、予定走行経路変更手段３が「障害
物センサの視野範囲に障害物なし」という情報を走行条
件選択手段４に対して出力する。

【０３８６】走行条件選択手段４はこの情報に基づい
て、移動車両Ｓを現在の回避用走行経路Ｋ0から予定走
行経路Ｋ上に復帰させるための復帰用ゲートＴＧ6、Ｔ
Ｇ7を、復帰用走行経路Ｋ1上に生成するとともに、移動
車両Ｓの速度を元の速度に戻す。

【０３８７】これにより移動車両Ｓは、復帰用ゲートＴ
Ｇ6、ＴＧ7を通過して予定走行経路Ｋ上に復帰し、障害
物ＳＢが存在する地点Ｐ4を走り去る。

【０３８８】このように、上述した実施形態では、障害
物のある危険な地点で移動車両を停止させる必要がない
ので、移動車両と後続車両による追突事故を未然に防止
することができる。

【０３８９】なお、予定走行経路Ｋ上で障害物ＳＢを発
見したら移動車両Ｓを減速させる必要があることは上述
した。

【０３９０】ここで、移動車両Ｓの現在位置である地点
Ｐ1から回避完了の地点ＶＰ4までの間は、さらにブレー
キをかけて移動車両Ｓを減速させながら、急速にステア
リングをきる動作が必要になる。

【０３９１】そこで、移動車両Ｓの現在位置である地点
Ｐ1から回避直前まで地点ＶＰ2、ＶＰ3を生成するが、
これら地点ＶＰ2、ＶＰ3を通る移動車両Ｓの旋回円の半
径ｒ0は現在の速度で安全に操舵するのに十分大きな旋
回半径とする。

【０３９２】また、この実施形態では移動車両Ｓの現在
位置は地点Ｐ1、障害物ＳＢの位置は目標地点Ｐ3とＰ4
との間に存在しているものとして説明しているが、理想
的に移動車両Ｓは常に停止、操舵が可能な速度で走行さ
せて、速度が高ければ地点Ｐ1よりも手前で減速させる
ことが望ましい。

【０３９３】次に上述した実施形態以外に、移動車両を
障害物から回避させたり、移動車両を障害物の直前で減
速、停止させる場合の実施形態について説明する。

【０３９４】図２７は移動車両を車庫に入れる場合に予
定走行経路上の目標データと異なるデータを生成する実
施形態を示す図である。

【０３９５】同図２７において、走行条件選択手段４は
予定走行経路Ｋ上の目標ゲートＧ1、Ｇ2を通過した移動
車両Ｓが目標ゲートＧ3に到達した時点で目標ゲートＧ
1、Ｇ2、Ｇ3と異なるゲートＴＧ1、ＴＧ2を生成する。

【０３９６】そこで、移動車両Ｓを目標ゲートＧ3から
ゲートＴＧ1、ＴＧ2に向かわせる。

【０３９７】そして、ゲートＴＧ2に到達した時点で移
動車両Ｓを後退させて車庫ＳＫ内に生成したゲートＰＧ
1、ＰＧ2に向かわせる。

【０３９８】このように、この実施形態では予定走行経
路Ｋを走行している移動車両Ｓを後退させて車庫ＳＫに
入れることができる。

【０３９９】図２８は予定走行経路を走行している移動
車両を予定走行経路と異なる走行経路に合流させる場合
に予定走行経路上の目標データと異なるデータを生成す
る実施形態を示す図である。

【０４００】図２８において、走行条件選択手段４は予
定走行経路Ｋ上の目標ゲートＧ1に到達した時点で、目
標ゲートＧ1と異なるゲートＴＧ1を生成する。

【０４０１】そこで、移動車両ＳをゲートＴＧ1に向か
わせる。

【０４０２】そして、ゲートＴＧ1に到達した時点で移
動車両Ｓを予定走行経路Ｋb上の目標ゲートＧ2′、Ｇ
3′に向かわせる。

【０４０３】このように、この実施形態では予定走行経
路Ｋを走行している移動車両Ｓを予定走行経路Ｋと異な
る走行経路Ｋbに合流させることができる。

【０４０４】図２９は予定走行経路を走行している移動
車両の前方に障害物が存在する場合、移動車両を障害物
の手前で減速させる実施形態を示す図である。

【０４０５】図２９において、走行条件選択手段４は予
定走行経路Ｋ上の目標ゲートＧ2に到達した時点で、目
標ゲートＧ1、Ｇ2と異なるゲートＴＧ1、ＴＧ2を障害物
ＳＢ′の手前に生成する。

【０４０６】そこで、移動車両ＳをゲートＴＧ1、ＴＧ2
で順次減速させる。

【０４０７】このように、この実施形態では移動車両Ｓ
の前方に障害物ＳＢ′が存在する場合、移動車両Ｓを障
害物の手前で減速させることができる。

【０４０８】図３０は移動車両の予定走行経路上に障害
物が存在する場合に予定走行経路上の目標データと異な
るデータを生成して障害物を回避する実施形態を示す図
である。

【０４０９】図３０において、走行条件選択手段４は予
定走行経路Ｋ上の目標ゲートＧ1に到達した時点で、目
標ゲートＧ1と異なるゲートＴＧ1、ＴＧ2、ＴＧ3を移動
車両Ｓが障害物ＳＢ′を回避できるように進行方向の右
側に生成する。

【０４１０】そこで、移動車両ＳをゲートＴＧ1、ＴＧ
2、ＴＧ3に向かわせる。

【０４１１】そして、ゲートＴＧ3に到達した時点で移
動車両Ｓを元の予定走行経路Ｋ上の目標ゲートＧ2に向
かわせる。

【０４１２】このように、この実施形態では移動車両Ｓ
の予定走行経路Ｋ上に障害物ＳＢ′が存在する場合、障
害物ＳＢ′を回避することができる。

【０４１３】図３１は予定走行経路を走行している移動
車両の前方に障害物が存在する場合、移動車両を障害物
の手前で停止させる実施形態を示す図である。

【０４１４】図３１において、走行条件選択手段４は予
定走行経路Ｋ上の目標ゲートＧ2に到達した時点で、目
標ゲートＧ1、Ｇ2と異なるゲートＴＧ1、ＴＧ2を障害物
ＳＢ′の手前に生成する。

【０４１５】そこで、移動車両ＳをゲートＴＧ1で急減
速させて、ＴＧ2またはＴＧ3で停止させる。

【０４１６】このように、この実施形態では移動車両Ｓ
の前方に障害物ＳＢ′が存在する場合、移動車両Ｓを障
害物の手前で停止させることができる。

【０４１７】図３２は予定走行経路を走行している移動
車両を停止点に横付けして停止させる場合に予定走行経
路上の目標データと異なるデータを生成する実施形態を
示す図である。

【０４１８】図３２において、走行条件選択手段４は予
定走行経路Ｋ上の目標ゲートＧ2に到達した時点で、目
標ゲートＧ1、Ｇ2と異なるゲートＴＧ1、ＴＧ2を目標ゲ
ートＧ2と停止点Ｐsとの間に生成し、停止点ＰsにＴＧ3
を生成する。

【０４１９】そこで、移動車両ＳをゲートＴＧ1、ＴＧ2
に向かわせながら減速させ、ゲートＴＧ3で停止させ
る。

【０４２０】このように、この実施形態では予定走行経
路Ｋを走行している移動車両Ｓを停止点Ｐsに横付けし
て停止させることができる。

【０４２１】図３３は停止点に横付けされて停止してい
る移動車両を、発進させて徐々に加速させ、予定走行経
路に復帰させる場合に予定走行経路上の目標データと異
なるデータを生成する実施形態を示す図である。

【０４２２】図３３において、走行条件選択手段４は停
止点Ｐsから予定走行経路Ｋ上の目標ゲートＧ1との間に
目標ゲートＧ1、Ｇ2と異なるゲートＴＧ1、ＴＧ2、ＴＧ
3を生成する。

【０４２３】そこで、移動車両ＳをゲートＴＧ1、ＴＧ
2、ＴＧ3に向かわせながら徐々に加速させ、予定走行経
路Ｋ上の目標Ｇ1、Ｇ2に向かわせる。

【０４２４】このように、この実施形態では停止点Ｐs
に横付けされて停止している移動車両Ｓを発進させて徐
々に加速させ、予定走行経路Ｋに復帰させることができ
る。

【０４２５】図３４は移動車両の隣を走行している車両
が移動車両に対して幅寄せしてきた場合に、この幅寄せ
してくる車両から移動車両を回避させる実施形態を示す
図である。

【０４２６】図３４において、走行条件選択手段４は予
定走行経路Ｋ上の目標ゲートＧ1に到達した時点で、目
標ゲートＧ1、Ｇ2と異なるゲートＴＧ1、ＴＧ2、ＴＧ3
を移動車両Ｓが車両Ｓxを回避できるように進行方向の
右側に生成する。

【０４２７】そこで、移動車両ＳをゲートＴＧ1、ＴＧ
2、ＴＧ3に向かわせる。

【０４２８】そして、ゲートＴＧ3に到達した時点で移
動車両Ｓを元の予定走行経路Ｋ上の目標ゲートＧ2に向
かわせる。

【０４２９】このように、この実施形態では移動車両Ｓ
の隣を走行している車両Ｓxが移動車両Ｓに対して幅寄
せしてきた場合に、この幅寄せしてくる車両Ｓxから移
動車両Ｓを回避させることができる。

【０４３０】図３５は移動車両の予定走行経路が急カー
ブの場合に目標ゲートと目標ゲートとの間隔を狭くして
急カーブでの移動車両の速度を下げる実施形態を示す図
である。

【０４３１】図３５において、急カーブＫcに生成され
ている目標ゲートＧ3とＧ4との間隔ＷTおよび目標ゲー
トＧ3とＧ4との間隔ＷTは、目標ゲートＧ1とＧ2との間
隔Ｗおよび目標ゲートＧ6とＧ7との間隔Ｗに比べて狭く
されている。

【０４３２】ここで、各目標ゲートでは移動車両Ｓが各
目標ゲートに到達した時点で操舵指令算出手段５が操舵
の演算を行うので、急カーブＫcでは目標ゲートの間隔
が狭くなった分だけ演算が連続して行われるようにな
る。この結果、急カーブＫcでは演算時間が長くなるの
で移動車両Ｓが急カーブＫcを通過する速度ｖが下が
る。このように目標ゲート間の通過時間が一定になるよ
うに調整することができる。

【０４３３】従って、この実施形態では予定走行経路Ｋ
が急カーブの場合には、移動車両Ｓの速度ｖを下げて脱
輪を防ぎ、移動車両Ｓを安全に走行させることができ
る。

【０４３４】図３６は急カーブの予定走行経路を走行し
ている移動車両に及ぼす遠心力を減らすために速度を下
げる実施形態を示す図である。

【０４３５】同図３６において、急カーブの予定走行経
路Ｋを走行している移動車両Ｓに及ぼす遠心力は、旋回
半径ｒ0に反比例し、移動車両Ｓの速度ｖに比例する。

【０４３６】また、移動車両Ｓが急カーブを走行すると
移動車両Ｓの旋回半径ｒ0は小さくなる。

【０４３７】このため、急カーブの予定走行経路Ｋを走
行している移動車両Ｓに及ぼす遠心力は増加し、移動車
両Ｓが横転事故やスリップ事故を起こす虞がある。

【０４３８】従って移動車両Ｓの速度ｖは下げる必要が
ある。

【０４３９】そこで、現在運動計測手段２（車速センサ
で速度ｖ、角速度センサでωを各々検出）によって移動
車両Ｓの旋回半径ｒ0を求め（ｒ0＝ｖ／ω）、車体７
（移動車両Ｓ）において旋回半径ｒ0が小さければ速度
ｖを下げるように調整する。

【０４４０】これにより急カーブの予定走行経路Ｋを走
行している移動車両Ｓの横転事故やスリップ事故を防ぐ
ことができる。

【０４４１】なお、上述した実施形態では、上記（１）
式及び（４）式に示す直線の方程式の傾きにｔａｎθを
用いているが、θが９０度の整数倍のとき直線はＸ軸な
いしＹ軸に平行になる。この場合、直線と点の座標との
位置関係を判定するには、適宜、Ｘ座標ないしＹ座標だ
けを比較すればよい。

【０４４２】また、上述した実施形態では、目標点列に
予定走行経路記憶手段１に記憶された点列データを用い
ているが、この記憶された点列データに対応して実際の
道路に磁石などの目印を埋設したり、道路に沿って移動
車両Ｓの通過位置を示す発信機を設置すれば、現在運動
計測手段２によって移動車両Ｓの現在位置を精度良く検
出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係わる移動車両の誘導装置の
実施形態を示す図である。

【図２】図２は、本発明に係わる移動車両の誘導装置の
構成を示すブロック図である。

【図３】図３は、本発明に係わる移動車両の誘導装置が
行う処理を説明するフローチャートである。

【図４】図４は、移動車両が一対の端点間を通過したこ
とを確認する処理を説明する図である。

【図５】図５は、直進している移動車両を一対の端点間
に向けて進行させる処理を説明する図である。

【図６】図６は、移動車両を等価２輪車に置き換えて移
動車両の操舵を説明する図である。

【図７】図７は、スキッドステア方式の移動車両の操舵
を説明する図である。

【図８】図８は、旋回走行している移動車両を一対の端
点間に向けて進行させる処理を説明する図である。

【図９】図９（ａ）は目標ゲートに向けて移動車両を前
進させる場合を示す図であり、同図９（ｂ）は目標ゲー
トに向けて移動車両を後退させる場合を示す図である。

【図１０】図１０は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態の変形例を示す図である。

【図１１】図１１は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態の変形例を示す図である。

【図１２】図１２は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態を示す図である。

【図１３】図１３は、直進している移動車両を任意の幾
何学図形に向けて進行させる処理を説明する図である。

【図１４】図１４は、旋回走行している移動車両を任意
の幾何学図形に向けて進行させる処理を説明する図であ
る。

【図１５】図１５（ａ）は任意の幾何学図形に向けて移
動車両を前進させる場合を示す図であり、同図１５
（ｂ）は任意の幾何学図形に向けて移動車両を後退させ
る場合を示す図である。

【図１６】図１６は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態を示す図である。

【図１７】図１７は、直進している移動車両を円に向け
て進行させる処理を説明する図である。

【図１８】図１８は、旋回走行している移動車両を円に
向けて進行させる処理を説明する図である。

【図１９】図１９（ａ）は円に向けて移動車両を前進さ
せる場合を示す図であり、同図１９（ｂ）は円に向けて
移動車両を後退させる場合を示す図である。

【図２０】図２０（ａ）は、点列データの密度が予定経
路の曲率に比べて十分密である場合を示す図であり、同
図（ｂ）は、点列データの密度が予定経路Ｋの曲率に比
べて疎となる場合を示す図である。

【図２１】図２１は、３つの目標地点が一直線上に並ん
でいる点列データを示す図である。

【図２２】図２２は、３つの目標地点が移動車両の旋回
円の円周上に並んでいる点列データを示す図である。

【図２３】図２３は、３つの目標地点を通る円と目標ゲ
ートの傾きを示す図である。

【図２４】図２４は、３つの目標地点を通る円の中心点
の設定を説明する図である。

【図２５】図２５は、移動車両を障害物から回避させる
場合に予定走行経路上の目標データと異なるデータを生
成する実施形態を示す図である。

【図２６】図２６は、移動車両を障害物から回避させて
予定走行経路に復帰させる場合を説明する図である。

【図２７】図２７は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態の変形例を示す図である。

【図２８】図２８は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態の変形例を示す図である。

【図２９】図２９は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態の変形例を示す図である。

【図３０】図３０は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態の変形例を示す図である。

【図３１】図３１は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態の変形例を示す図である。

【図３２】図３２は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態の変形例を示す図である。

【図３３】図３３は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態の変形例を示す図である。

【図３４】図３４は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態の変形例を示す図である。

【図３５】図３５は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態の変形例を示す図である。

【図３６】図３６は、本発明に係わる移動車両の誘導装
置の実施形態の変形例を示す図である。

【図３７】図３７は、従来技術を示す図である。

【図３８】図３８（ａ）は等価２輪車を前進させて目標
地点に誘導する場合を示す図であり、同図（ｂ）は等価
２輪車を後退させて目標地点に誘導する場合を示す図で
ある。

【符号の説明】

Ｓ…移動車両 Ｋ…予定走行経路 ＰRn、ＰLn…一対の端点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 117:00 137:00 (72)発明者 松田 智夫 神奈川県平塚市四ノ宮2612 株式会社小松 製作所技術研究所内 Ｆターム(参考） 3D032 CC20 DA02 DA08 DA22 DA23 DA78 DA87 DA88 DA90 EA01 EB01 EB04 EB15 5H301 AA10 BB02 BB05 CC03 CC06 DD02 FF08 FF11 GG07 GG11 GG14 GG16 HH02 HH03 HH10 HH15 JJ01 LL01 LL06 LL08 LL14

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の予定走行経路上の複数の目標
   のうち現在の目標に到達した時点で、次の目標へ向けて
   該移動体を向かわせるように誘導させる移動体の誘導装
   置において、 前記予定走行経路を挟んで所定の距離だけ離間させた一
   対の端点を前記目標とし、 現在の前記一対の端点間に前記移動体が到達した時点
   で、次の前記一対の端点間に前記移動体を向かわせるこ
   とを特徴とする移動体の誘導装置。
2. 【請求項２】 移動体の予定走行経路上の複数の通過
   領域のうち現在の通過領域に到達した時点で、次の通過
   領域へ向けて前記移動体を向かわせるように誘導させる
   移動体の誘導装置において、 前記移動体が前記現在の通過領域を最初に検出してから
   所定の距離だけ進行し、かつ前記通過領域内の所定の地
   点に到達した時点で、前記次の通過領域に前記移動体を
   向かわせることを特徴とする移動体の誘導装置。
3. 【請求項３】 操舵輪と固定輪とを有する移動体の予
   定走行経路上の複数の目標のうち現在の目標に到達した
   時点で、次の目標へ向けて該移動体を向かわせるように
   誘導させる移動体の誘導装置において、 前記操舵輪の中心軸と前記固定輪の中心軸との間の距離
   と、前記移動体が次の目標に旋回移動する際の旋回円の
   半径とから前記操舵輪の操舵角度を求め、 この求められた操舵角度に基づいて前記移動体を操舵
   し、前記目標に向けて前記移動体を向かわせることを特
   徴とする移動体の誘導装置。
4. 【請求項４】 操舵輪と固定輪とを有する移動体の予
   定走行経路上の複数の目標のうち現在の目標に到達した
   時点で、次の目標へ向けて該移動体を向かわせるように
   誘導させる移動体の誘導装置において、 前記予定走行経路を挟んで所定の距離だけ離間させた一
   対の端点を前記目標とし、 前記操舵輪の中心軸と前記固定輪の中心軸との間の距離
   と、前記移動体が次の目標に旋回移動する際の旋回円の
   半径とから前記操舵輪の操舵角度を求め、 現在の前記一対の端点間を前記移動体が通過した時点
   で、前記求められた操舵角度に基づいて前記移動体を操
   舵し、次の前記一対の端点間に前記移動体を向かわせる
   ことを特徴とする移動体の誘導装置。
5. 【請求項５】 操舵輪と固定輪とを有する移動体の予
   定走行経路上の複数の通過領域のうち現在の通過領域に
   到達した時点で、次の通過領域へ向けて前記移動体を向
   かわせるように誘導させる移動体の誘導装置において、 前記操舵輪の中心軸と前記固定輪の中心軸との間の距離
   と、前記移動体が次の目標に旋回移動する際の旋回円の
   半径とから前記操舵輪の操舵角度を求め、 前記移動体が前記現在の通過領域を最初に検出してから
   所定の距離だけ進行し、かつ前記通過領域内の所定の地
   点に到達した時点で、前記求められた操舵角度に基づい
   て前記移動体を操舵し、前記次の通過領域に向けて前記
   移動体を向かわせることを特徴とする移動体の誘導装
   置。
6. 【請求項６】 前記予定走行経路上の複数の目標は点
   列であり、前記予定走行経路のうち曲線に対応する点列
   について一対の端点を生成し、 前記移動体を、前記点列のうち現在の点に到達した時点
   で、生成された前記一対の端点間に向かわせることを特
   徴とする請求項１記載の移動体の誘導装置。