JP2020152209A - Connection angle estimation device - Google Patents

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Abstract

To realize safety traveling of a transportation vehicle which transports a traction object.SOLUTION: A connection angle estimation device includes: a measurement part which measures a steering angle of a steering of a trailer head; and an information processing device which estimates a connection angle of a chassis connected to the trailer head based on the steering angle measured by the measurement part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、連結角推定装置に関する。 The present invention relates to a connection angle estimation device.

下記特許文献１には、コンテナヤード内を自律走行するセミトレーラ（運搬車両）が開示されている。 Patent Document 1 below discloses a semi-trailer (transport vehicle) that autonomously travels in a container yard.

特開２０１７−２２８１９８号公報JP-A-2017-228198

ところで、コンテナヤード内で荷役を行う運搬車両が自律走行するためには、トレーラに搭載されたコンテナ（牽引物）が、地面に置かれているコンテナなどの障害物に接触しないよう制御する必要がある。ただし、特許文献１では、運搬車両が自律走行する上でコンテナの姿勢については何ら考慮されてないため、運搬車両の安全走行を実現するには、改善の余地がある。 By the way, in order for a transport vehicle that handles cargo to travel autonomously in the container yard, it is necessary to control the container (towed object) mounted on the trailer so that it does not come into contact with obstacles such as containers placed on the ground. is there. However, in Patent Document 1, since the posture of the container is not considered at all when the transport vehicle autonomously travels, there is room for improvement in order to realize safe travel of the transport vehicle.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、牽引物を運搬する運搬車両の安全走行を実現することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to realize safe traveling of a transportation vehicle for carrying a towed object.

（１）本発明の一態様は、トレーラヘッドのステアリングの舵角を計測する計測部と、前記計測部で計測された前記舵角に基づいて、前記トレーラヘッドに連結しているシャーシの連結角を推定する情報処理装置と、を備える連結角推定装置である。 (1) One aspect of the present invention is a connection angle between a measuring unit that measures the steering angle of the trailer head and a chassis that is connected to the trailer head based on the steering angle measured by the measuring unit. It is a connection angle estimation device including an information processing device for estimating.

（２）上記（１）の連結角推定装置であって、前記情報処理装置は、前記トレーラヘッドが所定の走行経路を走行したときに前記計測部で計測された前記舵角の時系列データから、前記トレーラヘッドが前記所定の走行経路を走行したときの前記連結角を推定する推定部を備えてもよい。 (2) The connection angle estimation device according to (1), wherein the information processing device is based on time-series data of the steering angle measured by the measurement unit when the trailer head travels on a predetermined travel path. An estimation unit that estimates the connection angle when the trailer head travels on the predetermined travel path may be provided.

（３）上記（２）の連結角推定装置であって、前記推定部は、前記舵角の時系列データから前記走行経路を自律走行する前記トレーラヘッドの軌跡を算出する第１の算出部と、前記第１の算出部で算出された前記トレーラヘッドの軌跡から前記シャーシの軌跡を算出する第２の算出部と、前記トレーラヘッドの軌跡と前記シャーシの軌跡とから前記連結角を算出する第３の算出部と、を備えてもよい。 (3) In the connection angle estimation device of the above (2), the estimation unit includes a first calculation unit that calculates the trajectory of the trailer head autonomously traveling on the travel path from the time series data of the steering angle. The connection angle is calculated from the second calculation unit that calculates the locus of the chassis from the locus of the trailer head calculated by the first calculation unit, and the locus of the trailer head and the locus of the chassis. The calculation unit of 3 may be provided.

（４）上記（３）の連結角推定装置であって、前記舵角と前記トレーラヘッドの回転半径との関係を示す情報を格納する格納部をさらに備え、前記第１の算出部は、前記情報を用いて、前記舵角の時系列データから前記トレーラヘッドの回転半径の時系列データを求め、前記回転半径の時系列データに基づいて前記トレーラヘッドの軌跡を算出してもよい。 (4) The connection angle estimation device according to (3), further including a storage unit for storing information indicating the relationship between the steering angle and the turning radius of the trailer head, and the first calculation unit is the above-mentioned first calculation unit. Using the information, the time-series data of the turning radius of the trailer head may be obtained from the time-series data of the steering angle, and the locus of the trailer head may be calculated based on the time-series data of the turning radius.

以上説明したように、本発明によれば、牽引物を運搬する運搬車両の安全走行を実現することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize safe traveling of a transportation vehicle that carries a towed object.

本実施形態に係る連結角推定装置を備えた運搬システムＡの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic structure of the transportation system A provided with the connection angle estimation device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る連結角θを説明する図である。It is a figure explaining the connection angle θ which concerns on this embodiment. 実施形態に係る連結角推定装置２の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic structure of the connection angle estimation device 2 which concerns on embodiment. 本実施形態に係るトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１の作成方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of making the locus tr1 of the trailer head 11 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るシャーシ１２の軌跡ｔｒ２の作成方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of making the locus tr2 of the chassis 12 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る連結角θの推定方法の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the estimation method of the connection angle θ which concerns on this embodiment.

以下、本実施形態に係る連結角推定装置を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, the connection angle estimation device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態に係る連結角推定装置を備えた運搬システムＡの概略構成の一例を示す図である。運搬システムＡは、コンテナＰを目的の場所に運搬する又はその運搬を支援するシステムである。本実施形態に係る運搬システムは、コンテナＰを運搬している運搬車両１を備え、当該運搬車両の自律走行を行うことが可能なシステムである。ただし、運搬システムＡは、これに限定されず、運搬車両１の遠隔操縦を可能とするシステムであってもよいし、運搬車両１の有人操縦を支援するシステムであってもよい。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a transportation system A provided with a connection angle estimation device according to the present embodiment. The transportation system A is a system that transports the container P to a target place or supports the transportation. The transport system according to the present embodiment is a system that includes a transport vehicle 1 that transports the container P and is capable of autonomously traveling the transport vehicle. However, the transportation system A is not limited to this, and may be a system that enables remote control of the transportation vehicle 1 or a system that supports manned operation of the transportation vehicle 1.

運搬システムＡは、運搬車両１及び連結角推定装置２を備える。 The transportation system A includes a transportation vehicle 1 and a connection angle estimation device 2.

運搬車両１は、運搬対象物を目的の場所へ運搬する車両であって、本実施形態では湾や内陸地等のコンテナヤードにおいて、コンテナＰを牽引して目的の場所へコンテナＰを運搬する車両である。運搬車両１は、例えば、フルトレーラやセミトレーラである。なお、コンテナＰは、本発明の「運搬対象物」の一例である。
具体的には、運搬車両１は、トレーラヘッド１１（トラクタともいう。）、シャーシ（トレーラともいう。）１２及び連結部１３を備える。 The transport vehicle 1 is a vehicle that transports an object to be transported to a target location, and in the present embodiment, a vehicle that pulls the container P and transports the container P to the target location in a container yard such as a bay or an inland area. Is. The transport vehicle 1 is, for example, a full trailer or a semi-trailer. The container P is an example of the "object to be transported" of the present invention.
Specifically, the transport vehicle 1 includes a trailer head 11 (also referred to as a tractor), a chassis (also referred to as a trailer) 12, and a connecting portion 13.

トレーラヘッド１１には、シャーシ１２が連結されている。このトレーラヘッド１１は、シャーシ１２が連結されている状態で走行する。 A chassis 12 is connected to the trailer head 11. The trailer head 11 travels in a state where the chassis 12 is connected.

シャーシ１２には、コンテナＰが積載される。そして、シャーシ１２は、コンテナＰが積載された状態でトレーラヘッド１１により牽引される。
このように、本実施形態に係る運搬車両１では、トレーラヘッド１１とシャーシ１２とが連結され、シャーシ１２にコンテナＰが積載された状態でトレーラヘッド１１が走行することで、コンテナＰを牽引することができる。 The container P is loaded on the chassis 12. Then, the chassis 12 is towed by the trailer head 11 with the container P loaded.
As described above, in the transport vehicle 1 according to the present embodiment, the trailer head 11 and the chassis 12 are connected, and the trailer head 11 travels with the container P loaded on the chassis 12 to pull the container P. be able to.

連結部１３は、シャーシ１２をトレーラヘッド１１に連結する。連結部１３は、トレーラヘッド１１に設けられたカプラ１３ａと、シャーシ１２に設けられたキングピン１３ｂとを備え、キングピン１３ｂをカプラ１３ａに連結させることで、シャーシ１２をトレーラヘッド１１に連結する。これにより、シャーシ１２は、連結部１３により枢動可能にトレーラヘッド１１に連結される。なお、連結部１３の構成は、公知であるので詳細な説明は省略する。 The connecting portion 13 connects the chassis 12 to the trailer head 11. The connecting portion 13 includes a coupler 13a provided on the trailer head 11 and a kingpin 13b provided on the chassis 12, and the chassis 12 is connected to the trailer head 11 by connecting the kingpin 13b to the coupler 13a. As a result, the chassis 12 is pivotally connected to the trailer head 11 by the connecting portion 13. Since the configuration of the connecting portion 13 is known, detailed description thereof will be omitted.

連結角推定装置２は、トレーラヘッド１１のステアリングＳＴの舵角に基づいて、トレーラヘッド１１に連結しているシャーシ１２の連結角θを推定する。この連結角θは、図２に示すように、トレーラヘッド１１に対するシャーシ１２の傾きである。 The connection angle estimation device 2 estimates the connection angle θ of the chassis 12 connected to the trailer head 11 based on the steering angle of the steering ST of the trailer head 11. As shown in FIG. 2, the connection angle θ is the inclination of the chassis 12 with respect to the trailer head 11.

以下に、本実施形態に係る連結角推定装置２の概略構成の一例について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る連結角推定装置２の概略構成の一例を示す図である。 An example of the schematic configuration of the connection angle estimation device 2 according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the connection angle estimation device 2 according to the present embodiment.

連結角推定装置２は、舵角計測部３及び情報処理装置４を備える。 The connection angle estimation device 2 includes a steering angle measurement unit 3 and an information processing device 4.

舵角計測部３は、ステアリングＳＴの舵角（以下、「ステアリング舵角」という。）を計測する舵角センサである。舵角計測部３は、計測したステアリング舵角を情報処理装置４に出力する。 The steering angle measuring unit 3 is a steering angle sensor that measures the steering angle of the steering ST (hereinafter, referred to as “steering steering angle”). The steering angle measuring unit 3 outputs the measured steering steering angle to the information processing device 4.

情報処理装置４は、舵角計測部３で計測されたステアリング舵角に基づいて連結角θを推定する。情報処理装置４は、舵角計測部３で計測されたステアリング舵角の履歴（以下、「舵角履歴情報」という。）から、所定の走行経路Ｈを自律走行するトレーラヘッド１１に連結しているシャーシ１２の連結角θを推定する。この舵角履歴情報は、舵角計測部３で計測された過去のステアリング舵角の情報である。具体的には、舵角履歴情報は、トレーラヘッド１１が有人操縦で走行経路Ｈを走行したとき（走行開始時刻ｔ０から走行終了時刻ｔｎまで）に舵角計測部３から時系列で単位時間ごとに取得したステアリング舵角の情報である。
情報処理装置４は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラ、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等のストレージ、入出力インターフェースを備えてもよい。情報処理装置４は、例えば、コンピュータである。 The information processing device 4 estimates the connection angle θ based on the steering steering angle measured by the steering angle measuring unit 3. The information processing device 4 connects the history of the steering angle measured by the steering angle measuring unit 3 (hereinafter referred to as "steering angle history information") to the trailer head 11 that autonomously travels on the predetermined travel path H. The connection angle θ of the chassis 12 is estimated. This steering angle history information is information on the past steering steering angle measured by the steering angle measuring unit 3. Specifically, the steering angle history information is obtained from the steering angle measuring unit 3 in chronological order for each unit time when the trailer head 11 travels on the travel path H by manned operation (from the travel start time t0 to the travel end time tun). It is the information of the steering steering angle acquired in.
The information processing device 4 includes a microprocessor such as a CPU or MPU, a microcontroller such as an MCU, a memory such as a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory), an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive). Such storage and input / output interface may be provided. The information processing device 4 is, for example, a computer.

以下に、本実施形態に係る情報処理装置４の概略構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る情報処理装置４の概略構成の一例を示す図である。 The schematic configuration of the information processing apparatus 4 according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the information processing apparatus 4 according to the present embodiment.

情報処理装置４は、舵角取得部５、格納部６及び推定部７を備える。 The information processing device 4 includes a steering angle acquisition unit 5, a storage unit 6, and an estimation unit 7.

舵角取得部５は、舵角計測部３で計測されるステアリング舵角を時系列で格納部６に格納する。格納部６に格納されるステアリング舵角の時系列のデータは、上記舵角履歴情報に相当する。 The steering angle acquisition unit 5 stores the steering steering angle measured by the steering angle measuring unit 3 in the storage unit 6 in chronological order. The time-series data of the steering angle stored in the storage unit 6 corresponds to the steering angle history information.

格納部６には、ステアリング舵角とトレーラヘッド１１の回転半径Ｒとの関係を示す情報（以下、「第１の情報」という。）が格納されている。この第１の情報は、ステアリング舵角と、そのステアリング舵角でステアリングＳＴを操舵したときのトレーラヘッド１１の回転半径Ｒとが関連付けられた数式やテーブル等の情報である。ここで、回転半径Ｒとは、トレーラヘッド１１の最も外側のタイヤの中心が描く円の軌跡である。この第１の情報は、例えば、実験的又は理論的に定めればよい。
また、格納部６には、シャーシ１２及びトレーラヘッド１１のそれぞれの車両諸元の情報（以下、「第２の情報」という。）が格納されている。
さらに、格納部６には、舵角取得部５により舵角履歴情報が格納される。 Information indicating the relationship between the steering steering angle and the turning radius R of the trailer head 11 (hereinafter, referred to as "first information") is stored in the storage unit 6. This first information is information such as a mathematical formula or a table in which the steering steering angle and the turning radius R of the trailer head 11 when the steering ST is steered at the steering steering angle are associated with each other. Here, the radius of gyration R is a locus of a circle drawn by the center of the outermost tire of the trailer head 11. This first information may be determined experimentally or theoretically, for example.
Further, the storage unit 6 stores information on the vehicle specifications of the chassis 12 and the trailer head 11 (hereinafter, referred to as "second information").
Further, the rudder angle history information is stored in the storage unit 6 by the rudder angle acquisition unit 5.

推定部７は、走行経路Ｈを走行したときのトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１を求め、そのトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１から連結角θを推定する。
例えば、推定部７は、第１の情報を用いて、舵角履歴情報からトレーラヘッド１１の回転半径Ｒの履歴を求め、回転半径Ｒの履歴に基づいてトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１を推定する。
以下に、本実施形態に係る推定部７の概略構成の一例を説明する。 The estimation unit 7 obtains the trailer head 11 locus tr1 when traveling on the travel path H, and estimates the connection angle θ from the trailer head 11 locus tr1.
For example, the estimation unit 7 obtains the history of the turning radius R of the trailer head 11 from the steering angle history information using the first information, and estimates the trajectory tr1 of the trailer head 11 based on the history of the turning radius R.
An example of the schematic configuration of the estimation unit 7 according to the present embodiment will be described below.

推定部７は、ヘッド軌跡算出部８（第１の算出部）、シャーシ軌跡算出部９（第２の算出部）及び連結角算出部１０（第３の算出部）を備える。 The estimation unit 7 includes a head locus calculation unit 8 (first calculation unit), a chassis locus calculation unit 9 (second calculation unit), and a connection angle calculation unit 10 (third calculation unit).

ヘッド軌跡算出部８は、舵角履歴情報に基づいて、走行経路Ｈを走行するトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１を算出する。ここで、上述したように、舵角履歴情報は、トレーラヘッド１１が走行経路Ｈを走行したときのステアリング舵角の時系列データである。したがって、ヘッド軌跡算出部８は、舵角履歴情報から走行経路Ｈにおける各地点でのトレーラヘッド１１の進行方向を求め、その進行方向の変化から走行経路Ｈを走行するトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１を算出することができる。なお、ヘッド軌跡算出部８は、トレーラヘッド１１が走行経路Ｈを走行したときのトレーラヘッド１１の位置情報をＧＰＳ（Global Positioning System）等により時系列で取得しておき、その時系列で取得した位置情報の推移から走行経路Ｈを走行するトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１を算出してもよい。
さらに、ヘッド軌跡算出部８は、舵角履歴情報から回転半径Ｒの履歴を求め、その求めた回転半径Ｒの履歴から走行経路Ｈを走行するトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１を算出してもよい。以下に、回転半径Ｒの履歴からトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１を算出する方法について説明する。 The head locus calculation unit 8 calculates the locus tr1 of the trailer head 11 traveling on the travel path H based on the rudder angle history information. Here, as described above, the steering angle history information is time-series data of the steering steering angle when the trailer head 11 travels on the traveling path H. Therefore, the head locus calculation unit 8 obtains the traveling direction of the trailer head 11 at each point on the traveling path H from the steering angle history information, and obtains the locus tr1 of the trailer head 11 traveling on the traveling path H from the change in the traveling direction. Can be calculated. The head locus calculation unit 8 acquires the position information of the trailer head 11 when the trailer head 11 travels on the travel path H in a time series by GPS (Global Positioning System) or the like, and the position acquired in that time series. The locus tr1 of the trailer head 11 traveling on the traveling path H may be calculated from the transition of information.
Further, the head locus calculation unit 8 may obtain the history of the turning radius R from the rudder angle history information and calculate the locus tr1 of the trailer head 11 traveling on the traveling path H from the history of the obtained turning radius R. Hereinafter, a method of calculating the locus tr1 of the trailer head 11 from the history of the turning radius R will be described.

まず、ヘッド軌跡算出部８は、第１の情報を用いて、舵角履歴情報からトレーラヘッド１１が走行経路Ｈを走行したときの回転半径Ｒの履歴を求める。例えば、第１の情報がステアリング舵角と回転半径Ｒとの関係を示す数式である場合には、ヘッド軌跡算出部８は、舵角履歴情報のステアリング舵角を時系列順に数式に順に代入すること回転半径Ｒの履歴を取得することができる。
また、例えば、第１の情報がステアリング舵角と回転半径Ｒとの関係を示すテーブルである場合には、ヘッド軌跡算出部８は、舵角履歴情報のステアリング舵角に対応する回転半径Ｒをテーブルから時系列順に取得することで回転半径Ｒの履歴を取得することができる。 First, the head locus calculation unit 8 obtains the history of the turning radius R when the trailer head 11 travels on the traveling path H from the steering angle history information using the first information. For example, when the first information is a mathematical formula showing the relationship between the steering steering angle and the turning radius R, the head locus calculation unit 8 substitutes the steering steering angle of the steering angle history information into the mathematical formula in chronological order. It is possible to acquire the history of the turning radius R.
Further, for example, when the first information is a table showing the relationship between the steering steering angle and the turning radius R, the head locus calculation unit 8 calculates the turning radius R corresponding to the steering steering angle of the steering angle history information. The history of the turning radius R can be obtained by acquiring from the table in chronological order.

つぎに、ヘッド軌跡算出部８は、回転半径Ｒの履歴から走行経路Ｈを走行するトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１を求める。
例えば、図４（Ａ）に示すように、ヘッド軌跡算出部８は、第２の情報をもとに、連結部１３を基準にトレーラヘッド１１を描く。そして、時刻ｔ１での回転半径が回転半径Ｒ１であるとすると、ヘッド軌跡算出部８は、（ａ）時刻ｔ０のトレーラヘッド１１の前輪のうち、外側の車輪の中心から回転半径Ｒ１の円と、後輪軸Ｃ１の延長線上との交点を中心点Ｏに設定する。そして、ヘッド軌跡算出部８は、図４（Ｂ）に示すように、（ｂ）中心点Ｏを中心に所定の角度だけ時刻ｔ０でのトレーラヘッド１１（外側の車輪の中心）を回転させる。ヘッド軌跡算出部８は、上記（ａ）及び（ｂ）の処理を、時刻ｔ０からｔｎまで回転半径Ｒごとかつ時系列順に繰り返すことでトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１を求めることができる。 Next, the head locus calculation unit 8 obtains the locus tr1 of the trailer head 11 traveling on the traveling path H from the history of the turning radius R.
For example, as shown in FIG. 4A, the head locus calculation unit 8 draws the trailer head 11 with reference to the connecting unit 13 based on the second information. Assuming that the turning radius at time t1 is the turning radius R1, the head locus calculation unit 8 (a) makes a circle of the turning radius R1 from the center of the outer wheel of the front wheels of the trailer head 11 at time t0. , The intersection with the extension line of the rear wheel axis C1 is set as the center point O. Then, as shown in FIG. 4B, the head locus calculation unit 8 rotates the trailer head 11 (center of the outer wheel) at time t0 by a predetermined angle around the center point O (b). The head locus calculation unit 8 can obtain the locus tr1 of the trailer head 11 by repeating the processes (a) and (b) above for each turning radius R and in chronological order from time t0 to tn.

シャーシ軌跡算出部９は、ヘッド軌跡算出部８で算出されたトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１からシャーシ１２の軌跡ｔｒ２を求める。
具体的には、図５（Ａ）に示すように、シャーシ軌跡算出部９は、第２の情報をもとに、連結部１３を基準にシャーシ１２を描く。そして、シャーシ軌跡算出部９は、（ｃ）時刻ｔ１での連結角θを推定するにあたって、時刻ｔ１でのトレーラヘッド１１の連結部１３を中心として、連結部１３からシャーシ１２の後輪軸Ｃ２までの距離Ｄを半径ｒとして円弧Ｃｒを描く。次に、シャーシ軌跡算出部９は、図５（Ｂ）に示すように、（ｄ）円弧Ｃｒと時刻ｔ０のシャーシ１２の垂直軸ｖとの交点と、時刻ｔ０の後輪軸Ｃ２の中心点との中点Ｍを求める。そして、シャーシ軌跡算出部９は、図５（Ｃ）に示すように、（ｅ）時刻ｔ１の連結部１３から中点Ｍに向かって線Ｌを描く。この線Ｌが時刻ｔ１のシャーシ１２の傾きであって、時刻ｔ１でのシャーシ１２の垂直軸となる。
したがって、シャーシ軌跡算出部９は、時刻ｔ１での線Ｌから、時刻ｔ１のシャーシ１２を描くことができる。そのため、シャーシ軌跡算出部９は、上記（ｃ）から（ｅ）までの処理を、時刻ｔ０からｔｎまでの単位時間ごとに時系列順に繰り返すことでシャーシ１２の軌跡ｔｒ２を求めることができる。 The chassis locus calculation unit 9 obtains the locus tr2 of the chassis 12 from the locus tr1 of the trailer head 11 calculated by the head locus calculation unit 8.
Specifically, as shown in FIG. 5A, the chassis locus calculation unit 9 draws the chassis 12 with reference to the connecting unit 13 based on the second information. Then, in estimating the connection angle θ at (c) time t1, the chassis locus calculation unit 9 centers on the connection portion 13 of the trailer head 11 at time t1 from the connection portion 13 to the rear wheel shaft C2 of the chassis 12. The arc Cr is drawn with the distance D of the above as the radius r. Next, as shown in FIG. 5B, the chassis locus calculation unit 9 includes (d) the intersection of the arc Cr and the vertical axis v of the chassis 12 at time t0, and the center point of the rear wheel axis C2 at time t0. Find the midpoint M. Then, as shown in FIG. 5C, the chassis locus calculation unit 9 draws a line L from the connecting unit 13 at time t1 toward the midpoint M. This line L is the inclination of the chassis 12 at time t1, and is the vertical axis of the chassis 12 at time t1.
Therefore, the chassis locus calculation unit 9 can draw the chassis 12 at time t1 from the line L at time t1. Therefore, the chassis locus calculation unit 9 can obtain the locus tr2 of the chassis 12 by repeating the processes (c) to (e) above in chronological order for each unit time from time t0 to tn.

連結角算出部１０は、トレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１とシャーシ１２の軌跡ｔｒ２とを比較することで時刻ｔ０からｔｎまでの単位時間ごとの連結角θを求める。例えば、連結角算出部１０は、トレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１とシャーシ１２の軌跡ｔｒ２とを用いて、同時刻でのトレーラヘッド１１の垂直軸とシャーシ１２の垂直軸とのなす角を連結角θとして単位時間ごとに求める。 The connection angle calculation unit 10 obtains the connection angle θ for each unit time from the time t0 to tun by comparing the locus tr1 of the trailer head 11 and the locus tr2 of the chassis 12. For example, the connection angle calculation unit 10 uses the locus tr1 of the trailer head 11 and the locus tr2 of the chassis 12 to form a connection angle θ between the vertical axis of the trailer head 11 and the vertical axis of the chassis 12 at the same time. It is calculated for each unit time.

次に、本実施形態に係る連結角推定装置２の動作の流れについて、説明する。
まず、運転者がトレーラヘッド１１を運転して、走行経路Ｈに沿ってトレーラヘッド１１を走らせる。その際、舵角計測部３は単位時間ごとにステアリング舵角を計測する。そして、舵角取得部５は、舵角計測部３で計測された単位時間ごとのステアリング舵角を時系列で格納部６に格納する。これにより、格納部６に舵角履歴情報が格納される。
なお、上記有人操縦の際に、トレーラヘッド１１は、シャーシ１２が連結されていてもよいし、連結されていなくてもよい。 Next, the operation flow of the connection angle estimation device 2 according to the present embodiment will be described.
First, the driver drives the trailer head 11 to run the trailer head 11 along the travel path H. At that time, the steering angle measuring unit 3 measures the steering angle every unit time. Then, the steering angle acquisition unit 5 stores the steering steering angle for each unit time measured by the steering angle measuring unit 3 in the storage unit 6 in chronological order. As a result, the rudder angle history information is stored in the storage unit 6.
During the manned operation, the trailer head 11 may or may not be connected to the chassis 12.

トレーラヘッド１１の有人操縦が完了すると、連結角推定装置２は、シャーシ１２が連結されたトレーラヘッド１１が走行経路Ｈを走行した場合の連結角θを推定する。
以下に、本実施形態に係る連結角θの推定方法の流れについて、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態に係る連結角θの推定方法の流れを説明する図である。 When the manned maneuvering of the trailer head 11 is completed, the connection angle estimation device 2 estimates the connection angle θ when the trailer head 11 to which the chassis 12 is connected travels on the travel path H.
The flow of the method for estimating the connection angle θ according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a flow of a method for estimating the connection angle θ according to the present embodiment.

ヘッド軌跡算出部８は、格納部６に格納されている舵角履歴情報を読み取る（ステップＳ１０１）。そして、ヘッド軌跡算出部８は、読み取った舵角履歴情報に基づいて、走行経路Ｈを走行するトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１を算出する（ステップＳ１０２）。ただし、本実施形態では、ヘッド軌跡算出部８は、上記有人操縦時におけるトレーラヘッド１１の位置情報の時系列データからトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１を算出してもよい。トレーラヘッド１１の位置情報の取得方法は、ＧＰＳを用いて取得してもよいし、ＩＣＰアルゴリズムを適用したスキャンマッチングにより取得してもよい。 The head locus calculation unit 8 reads the rudder angle history information stored in the storage unit 6 (step S101). Then, the head locus calculation unit 8 calculates the locus tr1 of the trailer head 11 traveling on the traveling path H based on the read rudder angle history information (step S102). However, in the present embodiment, the head locus calculation unit 8 may calculate the trailer head 11 locus tr1 from the time series data of the position information of the trailer head 11 during the manned maneuvering. The method of acquiring the position information of the trailer head 11 may be acquired by using GPS or by scan matching to which an ICP algorithm is applied.

さらに、ヘッド軌跡算出部８は、舵角履歴情報から求めた回転半径Ｒの履歴から走行経路Ｈを走行するトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１を算出してもよい。ヘッド軌跡算出部８は、公知の技術（例えば、「セミトレーラ及びフル直角回軌跡図の様式」(JASO Z006-92)(社)自動車技術会）を用いて、回転半径Ｒからトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１を求めてもよい。 Further, the head locus calculation unit 8 may calculate the locus tr1 of the trailer head 11 traveling on the traveling path H from the history of the turning radius R obtained from the rudder angle history information. The head locus calculation unit 8 uses a known technique (for example, "Semi-trailer and full right-angled locus diagram style" (JASO Z006-92), Automotive Engineers of Japan) to traverse the trailer head 11 from the radius of gyration R. You may find tr1.

シャーシ軌跡算出部９は、ヘッド軌跡算出部８で算出されたトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１からシャーシ１２の軌跡ｔｒ２を求める。例えば、シャーシ軌跡算出部９は、公知の技術（例えば、「セミトレーラ及びフル直角回軌跡図の様式」(JASO Z006-92)(社)自動車技術会）を用いて、ヘッド軌跡算出部８で算出されたトレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１からシャーシ１２の軌跡ｔｒ２を求めてもよい（ステップＳ１０３）。 The chassis locus calculation unit 9 obtains the locus tr2 of the chassis 12 from the locus tr1 of the trailer head 11 calculated by the head locus calculation unit 8. For example, the chassis locus calculation unit 9 is calculated by the head locus calculation unit 8 using a known technique (for example, "Semi-trailer and full right-angle rotation locus diagram style" (JASO Z006-92), Automotive Engineers of Japan). The locus tr2 of the chassis 12 may be obtained from the locus tr1 of the trailer head 11 (step S103).

連結角算出部１０は、トレーラヘッド１１の軌跡ｔｒ１とシャーシ１２の軌跡ｔｒ２とを比較して、トレーラヘッド１１の走行経路Ｈの走行時における連結角θを単位時間ごとに求める（ステップＳ１０４）。ここで、連結角θは、シャーシ１２の姿勢を示す。そして、シャーシ１２にはコンテナＰが搭載されているため、連結角θは、コンテナＰの姿勢を示す。したがって、連結角推定装置２は、連結角θを推定することでコンテナＰの姿勢を検出することが可能となり、運搬車両１の自律走行を行う上で安全走行を実現することができる。 The connection angle calculation unit 10 compares the locus tr1 of the trailer head 11 with the locus tr2 of the chassis 12, and obtains the connection angle θ during travel of the travel path H of the trailer head 11 for each unit time (step S104). Here, the connection angle θ indicates the posture of the chassis 12. Since the container P is mounted on the chassis 12, the connection angle θ indicates the posture of the container P. Therefore, the connection angle estimation device 2 can detect the posture of the container P by estimating the connection angle θ, and can realize safe driving in autonomous driving of the transport vehicle 1.

以上、この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、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design and the like within a range not deviating from the gist of the present invention are also included.

（変形例）
上記運搬システムＡは、運搬車両１の走行を制御して、所定の走行経路Ｈに沿って運搬車両１を自律走行させる制御装置（不図示）及び運搬車両１の周囲の障害物を検出する環境センサ（不図示）を備えてもよい。この制御装置は、環境センサからのデータを用いて走行経路Ｈに沿って運搬車両１の自律走行を行う。上記環境センサは、車両Ｍの周囲の物体までの距離を計測する距離センサ（例えば、レーザレンジファインダ（ＬＲＦ）又はレーザレーダ等の二次元又は三次元の計測装置）でもよいし、撮像装置であってもよいし、その両方であってもよい。
上記制御装置は、運搬車両１の自律走行前に、連結角推定装置２が推定した複数の連結角θを連結角推定装置２から取得してもよい。そして、上記制御装置は、自律走行時において、連結角θを用いてコンテナＰが環境センサにより検出された障害物に接触するか否かを判定してもよい。そして、上記制御装置は、コンテナＰが障害物に接触すると判定した場合には、当該コンテナＰが障害物に接触しないような走行経路Ｈを検索してもよいし、ステアリングＳＴや運搬車両１の速度を制御して、障害物に対するコンテナＰの接触を回避してもよい。 (Modification example)
The transport system A controls the travel of the transport vehicle 1 to autonomously travel the transport vehicle 1 along a predetermined travel route H (not shown) and an environment for detecting obstacles around the transport vehicle 1. A sensor (not shown) may be provided. This control device autonomously travels the transport vehicle 1 along the travel path H using the data from the environmental sensor. The environmental sensor may be a distance sensor (for example, a two-dimensional or three-dimensional measuring device such as a laser range finder (LRF) or a laser radar) that measures a distance to an object around the vehicle M, or an imaging device. It may be both or both.
The control device may acquire a plurality of connection angles θ estimated by the connection angle estimation device 2 from the connection angle estimation device 2 before the transport vehicle 1 autonomously travels. Then, the control device may determine whether or not the container P comes into contact with an obstacle detected by the environmental sensor by using the connection angle θ during autonomous driving. Then, when the control device determines that the container P comes into contact with an obstacle, the control device may search for a traveling route H such that the container P does not come into contact with the obstacle, and the steering ST or the transport vehicle 1 may search. The speed may be controlled to avoid contact of the container P with the obstacle.

以上、説明したように、本実施形態に係る連結角推定装置２は、トレーラヘッド１１のステアリングＳＴの舵角を計測する舵角計測部３と、舵角計測部３で計測されたステアリング舵角に基づいてトレーラヘッド１１に連結しているシャーシ１２の連結角θを推定する情報処理装置４と、を備える。 As described above, the connection angle estimation device 2 according to the present embodiment has a steering angle measuring unit 3 for measuring the steering angle of the steering ST of the trailer head 11 and a steering steering angle measured by the steering angle measuring unit 3. The information processing device 4 for estimating the connection angle θ of the chassis 12 connected to the trailer head 11 is provided.

このような構成によれば、連結角θからコンテナＰの姿勢を把握することが可能になり、運搬車両１を自律走行させる上で、運搬車両１の安全走行を実現することができる。 According to such a configuration, it is possible to grasp the posture of the container P from the connection angle θ, and it is possible to realize safe traveling of the transport vehicle 1 in autonomously traveling the transport vehicle 1.

なお、コンテナＰの姿勢を検出する方法として、連結部１３にエンコーダなどのセンサを追加することが考えられが、コストが増加する。
一方、本実施形態に係る連結角推定装置２は、ステアリング舵角に基づいて連結角θを推定するため、連結部１３にエンコーダなどのセンサを追加することがなく、低コストで運搬車両１の安全走行を実現することができる。 As a method of detecting the posture of the container P, it is conceivable to add a sensor such as an encoder to the connecting portion 13, but the cost increases.
On the other hand, since the connection angle estimation device 2 according to the present embodiment estimates the connection angle θ based on the steering steering angle, the transport vehicle 1 can be transported at low cost without adding a sensor such as an encoder to the connection portion 13. Safe driving can be realized.

なお、上述した連結角推定装置２の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、上記コンピュータは、ＣＰＵ、ＧＰＵなどのプロセッサ及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えてもよい。そして、上記連結角推定装置２の全部または一部の機能をコンピュータで実現するためのプログラムを上記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムを上記プロセッサに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。ここで、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。 Note that all or part of the connection angle estimation device 2 described above may be realized by a computer. In this case, the computer may include a processor such as a CPU and GPU and a computer-readable recording medium. Then, a program for realizing all or a part of the functions of the connection angle estimation device 2 by a computer is recorded on the computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read by the processor. , May be realized by executing. Here, the "computer-readable recording medium" refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, or a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. Further, a "computer-readable recording medium" is a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, and dynamically holds the program for a short period of time. It may also include a program that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or a client in that case. Further, the above program may be for realizing a part of the above-mentioned functions, and may be further realized for realizing the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system. It may be realized by using a programmable logic device such as FPGA.

Ａ 運搬システム
１ 運搬車両
２ 連結角推定装置
３ 舵角計測部
４ 情報処理装置
５ 舵角取得部
６ 格納部
７ 推定部
８ ヘッド軌跡算出部（第１の算出部）
９ シャーシ軌跡算出部（第２の算出部）
１０ 連結角算出部（第３の算出部）
１１ トレーラヘッド
１２ シャーシ
１３ 連結部 A Transport system 1 Transport vehicle 2 Connection angle estimation device 3 Steering angle measuring unit 4 Information processing device 5 Steering angle acquisition unit 6 Storage unit 7 Estimating unit 8 Head locus calculation unit (first calculation unit)
9 Chassis locus calculation unit (second calculation unit)
10 Connection angle calculation unit (third calculation unit)
11 Trailer head 12 Chassis 13 Connection

Claims (4)

トレーラヘッドのステアリングの舵角を計測する計測部と、
前記計測部で計測された前記舵角に基づいて、前記トレーラヘッドに連結しているシャーシの連結角を推定する情報処理装置と、
を備える連結角推定装置。 A measuring unit that measures the steering angle of the trailer head,
An information processing device that estimates the connection angle of the chassis connected to the trailer head based on the steering angle measured by the measurement unit.
A connection angle estimation device including. 前記情報処理装置は、前記トレーラヘッドが所定の走行経路を走行したときに前記計測部で計測された前記舵角の時系列データから、前記トレーラヘッドが前記所定の走行経路を走行したときの前記連結角を推定する推定部を備えることを特徴とする、請求項１に記載の連結角推定装置。 The information processing device said that when the trailer head traveled on the predetermined travel path from the time series data of the steering angle measured by the measurement unit when the trailer head traveled on the predetermined travel path. The connection angle estimation device according to claim 1, further comprising an estimation unit that estimates the connection angle. 前記推定部は、
前記舵角の時系列データから前記走行経路を自律走行する前記トレーラヘッドの軌跡を算出する第１の算出部と、
前記第１の算出部で算出された前記トレーラヘッドの軌跡から前記シャーシの軌跡を算出する第２の算出部と、
前記トレーラヘッドの軌跡と前記シャーシの軌跡とから前記連結角を算出する第３の算出部と、
を備えることを特徴とする、請求項２に記載の連結角推定装置。 The estimation unit
A first calculation unit that calculates the trajectory of the trailer head that autonomously travels on the travel path from the time-series data of the steering angle, and
A second calculation unit that calculates the trajectory of the chassis from the trajectory of the trailer head calculated by the first calculation unit, and
A third calculation unit that calculates the connection angle from the trailer head locus and the chassis locus,
The connection angle estimation device according to claim 2, wherein the connection angle estimation device is provided. 前記舵角と前記トレーラヘッドの回転半径との関係を示す情報を格納する格納部をさらに備え、
前記第１の算出部は、前記情報を用いて、前記舵角の時系列データから前記トレーラヘッドの回転半径の時系列データを求め、前記回転半径の時系列データに基づいて前記トレーラヘッドの軌跡を算出することを特徴とする、請求項３に記載の連結角推定装置。 Further, a storage unit for storing information indicating the relationship between the steering angle and the turning radius of the trailer head is provided.
The first calculation unit obtains the time-series data of the turning radius of the trailer head from the time-series data of the steering angle by using the information, and the locus of the trailer head based on the time-series data of the turning radius. The connection angle estimation device according to claim 3, further comprising calculating.
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