JP3264360B2 - 作業用車両の障害物警報装置及び障害物位置登録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路上の障害物の
地点を事前に検知し、オペレータに対して自動的に障害
物があることの情報，警報を出力する作業用車両の障害
物警報装置及び障害物位置登録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、除雪車やプラウ，グレーダ等の作
業用車両が走行する道路の障害物として、マンホール
蓋，道路段差，道路標識，橋の欄干，橋のフィンガージ
ョイント部，或いは、軟弱な路肩や雪崩等の危険な場所
等がある。オペレータはこれらの障害物及び危険箇所に
注意を払いながら作業用車両を運転するが、これらの障
害物が堆積した雪の中に埋没したり、降雪による視界不
良等によってオペレータの視認が困難な場合が発生す
る。また、オペレータは対向車両や歩行者に気を取られ
たり、車両の操向や除雪速度の調整等の本来の除雪作業
に忙しく、障害物又は危険箇所の存在や位置に十分注意
が届かないこともある。また、山間部等では、軟弱な路
肩に寄り過ぎて転落事故を起こす虞もある。

【０００３】これらの状況に対し、オペレータは担当す
る工区の地理や道路状況を熟知した経験者が携わること
が多いが、十分注意していても誤って接触し除雪機械や
構造物の破損等を招くことがあり、この注意を払う労力
を軽減することが要求されている。そこで、何らかの方
法で、作業用車両の現在位置を検出して、予めその位置
が判明している障害物を事前に検知しこれを回避するこ
とが要求される。

【０００４】作業用車両の現在位置を検出する手段とし
ては、地上側に設備を必要とするものに、電磁波による
地点マーカ方式、道路上にバーコード状の特定のパター
ンを描いて通過する作業用車両がそれを認識する方式等
が考案されている。この電磁波による地点マーカ方式と
して特開平４−３４４５０６号公報に示す作業用車両障
害物認識伝達装置が考案されている。

【０００５】この作業用車両障害物認識伝達装置は、道
路の脇に設置した地点マーカに、該地点マーカの設置場
所固有の地点情報を記憶している記憶媒体と、作業用車
両から呼出信号を無線受信し、記憶媒体の該地点マーカ
の設置場所固有の地点情報の信号を作業用車両に無線送
信する送受信部とを設け、一方、作業用車両に、地点マ
ーカに呼出信号を無線送信するとともに地点マーカから
の固有の地点情報の信号を無線受信する送受信部と、地
点マーカの設置場所固有の地点情報に対応して地点マー
カからの障害物等までの距離を記憶している記憶媒体
と、作業用車両の送受信部が地点マーカからの信号を受
けた時点から作業用車両の進んだ距離を測定する移動距
離計測器と、地点マーカを特定する地点マーカ判断手段
と、地点マーカから道路上の障害物または危険が予想さ
れる地点までの距離をオペレータまたは該作業用車両に
伝える危険状態伝達手段とを設けたもので、呼出信号に
応答した地点マーカから発信される地点情報は車両の送
受信部に伝達され、作業用車両側の地点マーカ判断手段
によって特定された地点マーカから道路上の障害物また
は危険が予想される地点までの距離の情報が危険状態伝
達手段を介して作業用車両のオペレータまたは該作業用
車両に知らされ、例えばオペレータは、この情報により
障害物の有無を確認し障害物の手前で、車両の停止等装
置の適切な回避動作等を行なうものである。

【０００６】一方、地上側に設備を必要とせず作業用車
両単独での位置検出手段として、ある原点（起点）から
の移動距離とステアリング角を作業用車両側で計測演算
し、その操行軌跡から自己の位置を推定する方式または
ステアリング角の代わりにジャイロセンサによる加速度
の変化と距離センサを組み合わせた慣性航法方式等が考
案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の作業
用車両障害物認識伝達装置は、道路上の障害物または危
険が予想される地点毎に、地上側に地点マーカ等の特定
の設備を必要とし、莫大な設備費用がかかるという問題
がある。また、地点マーカの電波到達範囲は一定範囲内
の局所的なものであり、作業用車両はその範囲内に達し
なければ自己の現在位置を決定することができない。ま
た、地点マーカを通過してからの作業用車両の移動距離
により、予め登録されている障害物地点と作業用車両間
の相対距離から警報出力のタイミングを計算するもので
あるが、移動距離の計測はタイヤ回転数に依存するた
め、圧雪路等でのタイヤスリップの影響や作業中の前後
進による移動距離の累積誤差が発生するという問題があ
る。このため、１つの地点マーカで位置を登録できる障
害物の範囲には限界があり、位置の登録や変更も、例え
ば該地点マーカから実際の障害物の地点までの相対距離
を実測し記憶媒体にそのデータを登録する必要があり、
緊急を要する場合などには対処し難い。

【０００８】また、作業用車両の速度が高速になった場
合、地点マーカの設置場所を障害物地点から十分な距離
に設置しないと、警報発生のタイミングが遅れ車速に対
応した危険回避に必要な回避時間が不足する虞が生じ
る。

【０００９】次に、道路上に特定のバーコード状のパタ
ーンを描き、この上を通過する作業用車両がこの特定の
パターンを読み取ることにより自己の位置を検出する方
式は、道路上に降雪や圧雪等があると、パターンの検出
そのものが困難となり実用に供さない。一方、後者の作
業用車両が単独で自己の現在位置を検出する方式は、地
上側に特定の設備は必要ないが、最初に何らかの原点
（起点）が必要で、更に所定の場所から必ずスタートす
る必要がある。また、電源断等で途中で位置データを失
うと、最初からやり直す必要が生じる。この方式を例え
ばロータリ式除雪車等に適用しようとした場合、除雪速
度が遅く（数ｋｍ／ｈ程度）、また、雪によるタイヤス
リップの影響，及び頻繁な前後進が繰り返されるため、
走行距離の誤差の累積の問題が避けられず、実用に供す
るのは困難とされている。

【００１０】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、地上側に特定の設備を要
することなく、ＤＧＰＳを利用して正確な作業用車両の
自己の絶対位置を測位し、適切なタイミングで警報をオ
ペレータに発することができる作業用車両の障害物警報
装置及び障害物位置登録方法を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ＧＰＳ衛星から発信している電波とＤＧＰＳ補正情報を
用いて作業用車両の補正された位置データを出力するＧ
ＰＳ受信機と、作業用車両の走行速度を検出する車速セ
ンサと、入力側にＧＰＳ受信機，車速センサが接続さ
れ、出力側に警報出力手段が接続された制御装置とを備
え、制御装置は、道路上における予め複数登録された障
害物毎の位置データと測位された作業用車両の位置デ−
タから、両者の相対距離を計算する相対距離計算手段
と、相対距離の時間的変化から作業用車両が障害物に接
近しているか否かを判定する接近判定手段と、作業用車
両が障害物の位置に到達するまでの到達時間を車速を用
いて計算する到達時間計算手段と、作業用車両が障害物
に接近中であることを条件として、障害物のデータとし
て記憶されている警報距離と作業用車両の現在の位置デ
ータから、作業用車両がこの警報距離内にあるか否かを
判定し、作業用車両がこの警報距離内にあると判定した
場合には警報出力手段に警報を指令するとともに、作業
用車両が警報距離内にいないと判定した場合には到達時
間が障害物毎に予め設定された障害物回避時間より小さ
いか否かを判定して到達時間が障害物回避時間より小さ
ければ警報出力手段に警報を指令する警報判定手段とを
備えていることを特徴とする。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の作
業用車両の障害物警報装置において、制御装置の出力側
には入出力可能な外部記憶装置が接続され、外部記憶装
置の不揮発性記憶媒体に障害物毎の位置データが予め複
数登録されていることを特徴とする。

【００１３】請求項３記載の発明は、ＧＰＳ衛星から発
信している電波とＤＧＰＳ補正情報を用いて作業用車両
の補正された位置データを出力するＧＰＳ受信機と、入
力側にＧＰＳ受信機，出力側に警報出力手段が接続され
た制御装置とを備え、制御装置は、道路上における予め
複数登録された障害物毎の位置データと測位された作業
用車両の位置デ−タから、両者の相対距離を計算する相
対距離計算手段と、相対距離の時間的変化から作業用車
両が障害物に接近しているか否かを判定する接近判定手
段と、相対距離が前記障害物毎の警報距離より小さいか
否かを判定し、相対距離が警報距離より小さく、且つ作
業用車両がその障害物に接近中であれば、警報出力手段
に警報を指令する警報判定手段とを備え、制御装置の出
力側には入出力可能な外部記憶装置が接続され、外部記
憶装置の不揮発性記憶媒体に障害物毎の位置データが予
め複数登録されていることを特徴とする。請求項４記載
の発明は、ＧＰＳ受信機により、ＧＰＳ衛星から発信し
ている電波とＤＧＰＳ補正情報を用いて作業用車両の補
正された位置データを出力し、補正された作業用車両の
位置データをＧＰＳ受信機から入出力装置が接続された
制御装置に入力し、制御装置により、オペレータが障害
物地点において入出力装置を介し選択もしくは変更した
障害物データの位置データと、その地点の作業用車両の
測位した位置データを対応して外部記憶装置の不揮発性
記憶媒体に記憶することを特徴とする。

【００１４】（作用）請求項１記載の発明においては、
ＧＰＳ衛星の電波とＤＧＰＳ補正情報によって補正され
た作業用車両の現在の位置データがＧＰＳ受信機から出
力され、その位置データは制御装置の相対距離計算手段
に入力される。障害物の位置データは例えば外部記憶装
置の不揮発性記憶媒体に予め複数登録されている。

【００１５】相対距離計算手段は、予め複数登録されて
いる障害物の位置データに基づいて、障害物と作業用車
両間との相対距離が計算され、相対距離は外部記憶装置
の不揮発性記憶媒体の対応する障害物の相対距離データ
の項目に記憶され、測位を実施する毎にこの値は更新さ
れる。接近判定手段においては、この外部記憶装置の不
揮発性記憶媒体に記憶された全ての障害物の相対距離デ
ータの時間的な変化（増減）が比較され、全ての登録さ
れた障害物について作業用車両に接近しているものがあ
るか否かが判定され、接近している障害物があると判定
された場合、その中で、相対距離が最も小さい障害物、
即ち作業用車両が最初に遭遇する障害物の登録データが
到達時間計算手段に送られる。

【００１６】到達時間計算手段においては、車速センサ
により作業用車両の車速が検出され、接近判定手段にお
いて接近が判定された障害物に対して作業用車両がその
車速で到達するまでの到達時間、例えばｔ＝（ｄ−２
ρ）／ｖが計算され、到達時間が警報判定手段に送られ
る。ここで、 ｔ：作業用車両が車速ｖで障害物に到達するまでの到達
時間 ｄ：障害物と作業用車両間の相対距離の絶対値 ρ：ＤＧＰＳによる障害物及び作業用車両の測位誤差 ｖ：作業用車両の車速 警報判定手段においては、作業用車両が障害物に接近中
であることを条件として、障害物のデータとして記憶さ
れている警報距離と作業用車両の現在の位置データか
ら、作業用車両がこの警報距離内にあるか否かが判定さ
れ、この判定に従って次の指令がされる。 （１）作業用車両がこの警報距離内にあると判定された
場合には警報出力手段に警報が指令される。 （２）また、作業用車両が警報距離内にいないと判定さ
れた場合には到達時間が障害物毎に予め設定された障害
物回避時間より小さいか否かが判定され、到達時間が障
害物回避時間より小さければ警報出力手段に警報が指令
される。

【００１７】警報出力手段は、該障害物の登録データに
より、例えば音声発生装置を介して警報メッセージを出
力したり、タッチパネル表示器を介して障害物の種類や
相対距離情報等を表示しオペレータに必要な警報を発す
る。請求項２記載の発明においては、障害物の位置デー
タは外部記憶装置の不揮発性記憶媒体に予め複数登録さ
れており、相対距離計算手段に送られる。

【００１８】請求項３記載の発明においては、ＧＰＳ衛
星の電波とＤＧＰＳ補正情報によって補正された作業用
車両の現在の位置データがＧＰＳ受信機から出力され、
その位置データは制御装置の相対距離計算手段に入力さ
れる。障害物の位置データは、外部記憶装置の不揮発性
記憶媒体に予め複数登録されており、相対距離計算手段
に送られる。相対距離計算手段は、予め複数登録されて
いる障害物の位置データに基づいて、障害物と作業用車
両間との相対距離が計算され、相対距離は外部記憶装置
の不揮発性記憶媒体の対応する障害物の相対距離データ
の項目に記憶され、測位を実施する毎にこの値は更新さ
れる。

【００１９】接近判定手段においては、この外部記憶装
置の不揮発性記憶媒体に記憶された全ての障害物の相対
距離データの時間的な変化（増減）が比較され、全ての
登録された障害物について作業用車両に接近しているも
のがあるか否かが判定され、接近している障害物がある
と判定された場合、その中で、相対距離が最も小さい障
害物、即ち作業用車両が最初に遭遇する障害物の登録デ
ータが警報判定手段に送られる。

【００２０】警報判定手段においては、接近判定手段に
おいて接近中と判定された障害物の登録データから、相
対距離計算手段によって得られた相対距離が、該障害物
に予め設定されている警報距離より小さいか否かを判定
し、相対距離が、警報距離より小さい時、警報出力手段
に対して警報指令が出力される。

【００２１】警報出力手段は、該障害物の登録データに
より、例えば音声発生装置を介して警報メッセージを出
力したり、タッチパネル表示器を介して障害物の種類や
相対距離情報等を表示しオペレータに必要な警報を発す
る。

【００２２】請求項４記載の発明においては、障害物ま
たは危険箇所が新たに追加されたり、もしくはそれらの
位置が変更になった場合、オペレータは作業用車両を運
転しながら障害物の設置地点において、タッチパネル表
示器等の入出力装置を介して必要に応じて障害物データ
を新たに登録又は変更することができる。この場合、制
御装置は障害物の登録データにＤＧＰＳによる作業用車
両の測位データを、障害物の位置データとして外部記憶
装置の不揮発性記憶媒体に自動的に付加するため、オペ
レータは障害物の位置座標を入力する必要が無く、容易
に障害物の登録または変更ができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明する。請求項１ないし請求項４の発明
の実施の形態に係わる作業用車両の障害物警報装置及び
その障害物位置登録方法について、作業用車両としてロ
ータリ式除雪車を例に挙げて説明する。

【００２４】図１において、符号１はロータリ式除雪車
で、このロータリ式除雪車１は除雪装置２を有し、除雪
装置２は、雪を掻き込むオーガ３と、図示しないブロア
の回転により雪を投雪するシュート４と、上部にＧＰＳ
アンテナ６Ａおよび移動電話器アンテナ１１Ａとを備え
ている。更に、ロータリ式除雪車１には、図２に示すよ
うにマイクロコンピュータからなる制御装置５が装備さ
れ、この制御装置５の入力側にはＧＰＳ受信機６、車速
センサ７が接続され、出力側には音声発生装置８、タッ
チパネル表示器１０が接続されるとともに、双方向でデ
ータが入出力される外部記憶装置９が接続されている。
外部記憶装置９には、逐次読出し又は逐次書き込み可能
で取り外し可能な不揮発性記憶媒体９Ａが挿入・取り出
し可能になっている。

【００２５】音声発生装置８は音声合成装置（図示せ
ず）と、スピーカ（図示せず）からなり、音声で警報メ
ッセ−ジを出力するものである。外部記憶装置９とし
て、例えばＩＣカード装置が用いられ、このＩＣカード
装置に挿入される不揮発性記憶媒体９Ａとして例えばＩ
Ｃカードが用いられ、次の表１に示す障害物データ（登
録番号、種類、登録日時、除雪コース、位置データ，警
報距離，障害物回避時間，警報メッセ−ジ，前回の相対
距離等のデ−タ）が所定のフォーマットに従って書き込
まれている。なお、制御装置５に外部記憶装置９が接続
されているので、簡単に制御装置５に位置データ等を取
り込むことができる。

【表１】 タッチパネル表示器１０は入力装置兼表示装置の機能を
果たし、例えば図５に示す内容が表示される。符号１５
は警報出力手段であり、音声発生装置８と、タッチパネ
ル表示器１０とからなっている。符号１１は移動電話
機、１２はモデム、１３はＧＰＳ衛星、１４はＤＧＰＳ
補正情報発信基地（基準局）である。

【００２６】モデム１２は移動電話機１１とＧＰＳ受信
機６との間で信号の変調，復調を行なうものである。移
動電話機１１はＤＧＰＳ補正情報発信基地１４より発信
されているＤＧＰＳ補正情報を移動電話回線網により受
信し、これをモデム１２を介してＧＰＳ受信機６に与え
るものである。

【００２７】上記のＤＧＰＳ補正情報における「ＤＧＰ
Ｓ」とは、ディファレンシャルＧＰＳシステムで、ＧＰ
Ｓ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅ
ｍ）で測位された移動体（ロータリ式除雪車１）の位置
座標の測位誤差を補正することにより、移動体（ロータ
リ式除雪車１）の高精度側位を可能にするものである。
即ち、予め位置座標（緯度、経度、高度など）が正確
に判明している固定した基準局（ＤＧＰＳ補正情報発信
基地１４）で移動体（ロータリ式除雪車１）と同じＧＰ
Ｓ衛星からの電波を同時刻に受信し、自己の正確な位置
座標と照合することによってＧＰＳに含まれる測位誤差
を求め、無線もしくはＦＭ多重放送または電話回線等を
介して移動体にＤＧＰＳ補正情報を伝送する。一方、移
動体（ロータリ式除雪車１）は伝送された補正位置情報
を基に、自己のＧＰＳ受信機６によって測位した位置座
標をこの補正情報によって補正することにより、より正
確な位置座標を得ることが可能となる。ここでは、ＤＧ
ＰＳ補正情報の伝送手段として移動電話機１１を例に挙
げて説明する。

【００２８】ＧＰＳ受信機６は、地球軌道上を周回する
複数のＧＰＳ衛星１３から地上に送信される電波をＧＰ
Ｓアンテナ６Ａを介して受信し、移動体であるロータリ
式除雪車１の絶対位置座標（経度，緯度、高度）をリア
ルタイムで測位する。各ＧＰＳ衛星１３はその内部に互
いに高精度に同期した原子時計を内蔵し、常時地上に向
けて各ＧＰＳ衛星１３の軌道情報並びに送信時刻等を所
定の伝送フォーマットに基いて符号変調し送信してい
る。ＧＰＳ受信機６は各ＧＰＳ衛星１３の電波の到達時
間等を測定し、さらに受信データから各ＧＰＳ衛星の詳
細な軌道情報を演算することにより、各ＧＰＳ衛星１３
とＧＰＳ受信機６との相対距離を検出することができ
る。少なくとも４個以上のＧＰＳ衛星１３からの距離を
求めることにより、それぞれの球面の地球上の交点が受
信座標位置、即ち自己の車両位置となるためＧＰＳアン
テナ６Ａを設置したロータリ式除雪車１の現在位置を測
位することができる。

【００２９】しかし、この位置座標には誤差が含まれ、
これを回避、補正する手段の１つとして前述のＤＧＰＳ
システムが挙げられ、ＧＰＳ受信機６において、ＧＰＳ
衛星１３から発信している電波とＤＧＰＳ補正情報発信
基地１４から送られるＤＧＰＳ補正情報を用いてロータ
リ式除雪車１の位置データがリアルタイムで補正され、
ロータリ式除雪車１の高精度な位置検出が可能となる。

【００３０】図３において、制御装置５は、演算部１６
と、制御用の処理プログラムが格納された読出専用メモ
リＲＯＭ１７Ａと、データまたは変数の一時記憶用とし
て読出書き込み用メモリＲＡＭ１７Ｂによって構成され
る。演算部１６は、ＧＰＳ受信機６からのロータリ式除
雪車１の測位データ及び車速センサ７からの車速信号を
受け、図６、図７のフローチャートに従って、一連の手
順で演算を実行し、警報を警報出力手段１５を介して出
力する。

【００３１】演算部１６には、演算手順における機能の
関係がブロック図として示されている。演算部１６は、
相対距離計算手段１８と、到達時間計算手段１９と、接
近判定手段２０と、警報判定手段２１とから構成され
る。相対距離計算手段１８は、障害物とロータリ式除雪
車１の相対距離（ｄ）を計算するものである。

【００３２】到達時間計算手段１９は、ロータリ式除雪
車１の車速を読み込み，障害物とロータリ式除雪車１の
相対距離（ｄ），ＧＰＳ受信機６によるロータリ式除雪
車１および障害物の位置データに含まれる測位誤差
（ρ）から、ロータリ式除雪車１が障害物にその車速で
達するまでの到達時間を計算するものである。接近判定
手段２０は、ロータリ式除雪車１が登録番号Ｎの障害物
に接近しているか否かを判定し、登録された全ての障害
物について判定する。これによって、ロータリ式除雪車
１が登録番号Ｎの障害物に対して接近していると判定さ
れた場合、接近判定手段２０は、さらに接近中と判定さ
れた障害物中で最も相対距離の小さい、即ちロータリ式
除雪車１に対して最も近い障害物を選択し、その登録番
号Ｎを到達時間計算手段１９および警報判定手段２１に
出力するものである。

【００３３】警報判定手段２１は、ロータリ式除雪車１
がある障害物Ｎに対して接近中であり、且つ到達時間計
算手段１９から送られた到達時間ｔが障害物Ｎに登録さ
れた障害物回避時間より小さい場合、または、ロータリ
式除雪車１がある障害物Ｎに登録された警報範囲内に進
入したことを検知し、且つその障害物Ｎに接近中である
場合について、これを危険な状態と判定し警報出力手段
１５に対し障害物Ｎに登録された警報メッセージおよび
相対距離等の情報を出力し、警報出力手段１５を介して
警報を発するものである。

【００３４】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。なお、図９ないし図１１においては、ロータリ式除
雪車の用語として「車両」を用いている。先ず、以下の
ように、障害物の位置が制御装置５に教示され、登録さ
れる。オペレータによりロータリ式除雪車１が障害物の
ある除雪作業経路に沿って運転される。ＧＰＳ受信機６
はＧＰＳ衛星１３の発信する電波を受信し、ＤＧＰＳ補
正情報発信基地１４からＤＧＰＳ補正情報１４Ａが移動
電話器１１及びモデム１２を介してＧＰＳ受信機６に伝
送され、ＧＰＳ受信器６はＤＧＰＳ補正情報によってロ
ータリ式除雪車１の自己の位置を補正し、所定の時間間
隔、例えば１秒毎に制御装置５に位置データを出力す
る。

【００３５】オペレータは、ロータリ式除雪車１を除雪
作業経路に沿って運転する途中で障害物を発見し、これ
を例えば新たに登録する場合、ロータリ式除雪車１を障
害物の地点で図５に示すタッチパネル表示器１０の画面
から、例えば障害物が「マンホール」であった場合、メ
ニュー欄の「マンホール」を選択し、次に「登録」を選
択する。

【００３６】制御装置５は、この登録データを例えば登
録番号Ｎ、種類「マンホール」、登録日時、除雪コー
ス、警報距離１０ｍ、位置データ（Ｘ１，Ｙ１）、警報
距離１０ｍ、障害物回避時間２０sec 、前回の相対距離
０ｍ、警報メッセージ「１０ｍ手前にマンホール有り、
注意してください」等の障害物データを所定のフォーマ
ットに従って自動的に作成し、外部記憶装置９を介し不
揮発性記憶媒体（ＩＣカード）９Ａに保存し登録する。
ここで、障害物の種類以外は制御装置５が、障害物の種
類に応じて自動的に作成し登録データに付加するため、
オペレータはロータリ式除雪車１の位置を入力する必要
がなく、簡単に障害物のデータの「登録」を行なうこと
ができ、本来の除雪作業の障害を来すことはない。

【００３７】特に、例えば道路工事等で道路のー部に工
事用の機材が置かれたり、または春山シーズンによって
雪崩の危険個所が発生したりするなどして変化し、障害
物の場所が変化するような場合、オペレータがタッチパ
ネル表示器１０の画面を触れることにより、現場の状況
を判断して任意に障害物のデータを追加登録したり、削
除したり、現場でこれらの変更を行なうことができる。

【００３８】次に、ロータリ式除雪車１の制御装置５は
図６，図７のフローチャートの手順に従って以下のよう
に警報が発せられる。先ず、電源が投入されると初期化
が開始され、ＲＡＭ１７Ｂのデータ等が初期化される
（ステップＳ１）。制御装置５は移動電話機１１に信号
を送り、移動電話機１１はＤＧＰＳ補正情報発信基地１
４の電話番号を自動的にダイヤルし移動電話回線網に接
続する（ステップＳ２）。

【００３９】ＧＰＳ受信機６は、ＧＰＳ衛星１３から発
信される電波と、移動電話機１１及びモデム１２を介し
て送られてくるＤＧＰＳ補正情報から、ロータリ式除雪
車１の位置データを自動的に補正演算し、その位置デー
タを制御装置５へ所定の時間間隔（例えば１秒間隔）で
制御装置５へ出力し、位置データは制御装置５の演算部
１６へ送られる（ステップＳ３）。

【００４０】次に、読みだしを開始する障害物の登録番
号Ｎを１とする（ステップＳ４）。不揮発性記憶媒体
（ＩＣカード）９Ａに記憶されている登録番号Ｎ（初期
状態のＮは１である）の障害物データを読み込み、ＲＡ
Ｍ１７Ｂに一時的に格納される（ステップ５）。相対距
離計算手段１８は、ＧＰＳ受信機６から得たロータリ式
除雪車１の現在の位置データと、登録番号Ｎの障害物の
位置データから両者の相対距離（絶対値）を求め、この
相対距離を今回の相対距離ｄ１としてＲＡＭ１７Ｂに一
時的に記憶する（ステップＳ６）。

【００４１】接近判定手段２０は、ロータリ式除雪車１
が障害物Ｎに対して接近しているか否かを判定するた
め、障害物Ｎの前回の相対距離ｄ２と今回の相対距離ｄ
１との差（ｄ２−ｄ１）を計算する（ステップＳ７）。
ここで、「今回」及び「前回」とかの「１回」の単位
は、図６，図７に示すフローチャートのプログラムの１
ループが単位で、例えば実際には１秒程度の時間にな
る。従って、制御装置５はこの時間間隔で周期的にロー
タリ式除雪車１の位置を絶えず検出している。

【００４２】ステップＳ８において接近の判定が行わ
れ、（ｄ２−ｄｌ）＞０か（ｄ２−ｄｌ）≦０か否かが
判定される。（ｄ２−ｄｌ）＞０ならば、ロータリ式除
雪車１は障害物Ｎに対して接近中と判断される。例え
ば、前回（その１回前）に得られたロータリ式除雪車１
から障害物までの相対距離ｄ２（絶対値でプラスの値，
例えば１００ｍ）から、今回（現在）得た相対距離ｄｌ
（絶対値でプラスの値，例えば９０ｍ）との差をとるこ
とにより判る。ｄ２−ｄｌ＝１００ｍ−９０ｍ＝１０ｍ
で、１０ｍ（＞０）となり、「接近している」（ＹＥ
Ｓ）と判定されステップＳ９へ進む。ロータリ式除雪車
１が停車している場合や障害物から遠ざかっている場
合，及び図１０で斜線領域Ｒにある場合には（ｄ２−ｄ
ｌ）≦０となり、接近の判定はＮＯとなりステップＳ１
１へ進む。

【００４３】ステップ９では、接近中と判定された障害
物Ｎの相対距離計算手段１８で計算された相対距離ｄ１
について、ステップＳ９を通過する繰り返しループの中
でより小さい値をとったか否かを判別する。即ち、接近
中と判定された各障害物の中でロータリ式除雪車１に最
も近い障害物を判別し、ＹＥＳと判別されればステップ
Ｓ１０へその登録番号Ｎを送り、ＮＯと判別すればステ
ップＳ１１へ進む。

【００４４】ステップＳ１０では、ステップＳ９から送
られた登録番号Ｎを、接近中の障害物の中でこれまでで
相対距離が最小の障害物の登録番号ＮＳとして順次更新
し、ステップＳ１２により全ての登録された障害物が終
了した時、ステップＳ１０における登録番号ＮＳの値
は、接近中の障害物の中で相対距離が最小の障害物の登
録番号を示している。

【００４５】ステップＳ１１では、障害物Ｎの前回の相
対距離ｄ２をステップＳ６で求めたｄ１の値によって更
新し、再び不揮発性記憶媒体（ＩＣカード）９Ａの登録
番号Ｎに対応する相対距離ｄ２に書き込み、次回の接近
の判定時に用いられる。ステップＳ１２では、不揮発性
記憶媒体（ＩＣカード）９Ａに登録された障害物全てに
ついてステップＳ５からＳ１１までの処理が終了したか
判定するものである。終了した場合は※１の処理へ進
み、未了の場合はステップＳ１３へ進む。

【００４６】ステップＳ１３では、障害物の登録番号を
Ｎ＝Ｎ＋１としてステップＳ５へ戻る。ステップＳ１４
では、不揮発性記憶媒体に登録された障害物の内、ステ
ップＳ１１で得られた登録番号ＮＳの障害物のデータを
読み込み、ＲＡＭ１７Ｂに格納する。

【００４７】ステップＳ１５では、警報判定手段２１に
より、障害物ＮＳに記憶されている警報距離とロータリ
式除雪車１の現在の位置データから、ロータリ式除雪車
１がこの警報距離内にあるか否かを判定する。ロータリ
式除雪車１がこの警報距離内と判定された場合（ＹＥ
Ｓ）は、危険状態と判断されステップＳ１９の警報出力
へ進む（図１０）。 ロータリ式除雪車１がこの警報距
離内にいないと判定された場合（ＮＯ）は、ステップＳ
１６へ進む（図９）。

【００４８】次に、ステップＳ１６では、ロータリ式除
雪車１の車速が到達時間判定手段１９によって読み込ま
れる。ステップＳ１７において、到達時間判定手段１１
はｔ＝（ｄ−２ρ）／ｖが計算される（図１１）。ここ
で、ｔはロータリ式除雪車１が障害物Ｎにその車速ｖで
達するまでの到達時間（ｓｅｃ）である。ｄは相対距離
計算手段１８により計算されたロータリ式除雪車１の現
在の位置から障害物ＮＳの登録された位置までの相対距
離（ｍ）である。ρはＤＧＰＳによるロータリー式除雪
車１及び障害物ＮＳの位置の測位誤差であり、ＤＧＰＳ
によって補正しても避けられない測位誤差の最大値であ
る。ｖは車速（ｍ／ｓｅｃ）である。

【００４９】ステップＳ１８においては、警報判定手段
２１により、ロータリ式除雪車１がその車速ｖで障害物
ＮＳに達するまでの到達時間ｔが障害物を回避するのに
十分か否かを、障害物ＮＳに登録された障害物回避時間
ｔｓにより判定される。即ち、到達時間ｔ≦障害物回避
時間ｔｓか否かが判定される。ＹＥＳと判断されると
（ｔ≦ｔｓ）、障害物の回避動作に要する時間が不足し
ていると判断され、ステップＳ１９に進み、例えば図
５，図８に示すようにタッチパネル表示器１０に「１０
ｍ前方にマンホール有り」等の情報が表示され（ステッ
プＳ１９）、音声発生装置８により警報メッセージが音
声合成により発生される（ステップＳ２０）。

【００５０】なお、ｔｓはロータリ式除雪車１の特性を
考慮して予め決められる。ここで、到達時間ｔはオペレ
ータが警告を無視してそのままの車速ｖでロータリ式除
雪車１を走行させた場合の最悪の場合の時間であり、オ
ペレータが警告に従ってロータリ式除雪車１に制動をか
ければ、この到達時間ｔより長い時間となる。ステップ
Ｓ２１において、タッチパネル表示器１０が押されるま
では、ステップＳ１９，Ｓ２０の動作が一定の周期で繰
り返される。タッチパネル表示器１０の画面の「了解」
が押されると、＊２の経路でステップＳ３に戻り図６、
図７のフローチャートが繰り返し実行される。

【００５１】なお、ロータリ式除雪車１が２回目以降の
連行をする時には、ロータリ式除雪車１の位置が最初の
起点でなくても、ステップＳ２からプログラムがスター
トする。以上のように図６，図７のフローチャートに示
すプログラムが実行される。

【００５２】上記の如き構成によれば、第１に、制御装
置５は、ＤＧＰＳによって正確なロータリ式除雪車１の
自己位置の検出ができ、これによりロータリ式除雪車１
と障害物との相対距離を正確且つ連続的に求めることが
可能となり、更にその変化からロータリ式除雪車１が障
害物に接近しているか否かを判定し、接近中ならば同時
にロータリ式除雪車１の車速を読み取ることによって障
害物に達するまでの到達時間が計算され、ロータリ式除
雪車１の車速に応じてオペレータが安全な回避動作が可
能な距離の手前で、警報出力手段１５により自動的に警
報を発し、障害物の種類，距離等の情報をオペレータに
出力し警告することができる。

【００５３】また、ＧＰＳ受信機６は、単独でロータリ
式除雪車１の位置データを測位しているので、地上側に
特定の設備を設置する必要がなく、従って、ロータリ式
除雪車１はそれ自体の車輪の回転で走行距離を積算する
従来の方式とは異なり走行距離の誤差の累積の問題が無
く、任意の地点からスタートまたは再開できる。第２
に、警報距離の範囲内にロータリ式除雪車１が進入して
いる時に、ロータリ式除雪車１が障害物に接近している
か否かを判定し、接近中ならば警報が発せられるが、逆
に、警報距離の範囲外にロータリ式除雪車１がある時や
警報距離の範囲内であっても障害物から遠ざかる場合に
は不要な警報を発しないので、オペレータは警報に煩わ
されることなく本来の除雪作業（車両の操向や除雪速度
の調整等）に没頭できる。

【００５４】第３に、障害物の登録または変更にあたっ
ては、ロータリ式除雪車１を作業経路に沿って運転しな
がら障害物上で、必要に応じてタッチパネル表示器１０
により登録または変更をすれば良く、制御装置５はＤＧ
ＰＳを利用して測位されたロータリ式除雪車１の位置デ
ータを自動的に障害物の位置，種類等を対応させてなる
障害物データとして作成し外部記憶装置９を介して不揮
発性記憶媒体（ＩＣカード）９Ａに記憶保存するので、
障害物の位置が変更になったり、追加が生じてもオペレ
ータは障害物の位置を意識せずに容易に登録の変更また
は追加ができるため、緊急を要する場合などに容易に対
処できる。

【００５５】なお、本実施の形態においては、作業用車
両としてロータリ式除雪車を例に挙げて説明したが、こ
れに限定されることなく、例えば、プラウ，グレーダ等
の作業用車両に適用することもできる。また、本実施の
形態においては、ロータリ式除雪車１が障害物に達する
までの到達時間ｔを、ｔ＝（ｄ−２ρ）／ｖとして計算
されているが、かかる計算式に限定されることはない。
例えば、測位誤差２σより安全を見込むならば誤差を２
倍以上の係数×σにすることもできる。

【００５６】そして、本実施の形態においては、障害物
データは不揮発性記憶媒体９ＡとしてのＩＣカードに記
憶され１台のロータリ式除雪車１で使用されているが、
ＩＣカードは持ち運び可能な不揮発性記憶媒体であるた
め、他のロータリ式除雪車１または作業用車両でも使用
することもできる。

【００５７】また、他のＩＣカードを用意して該不揮発
性記憶媒体（ＩＣカード）９Ａに記憶されている障害物
データの複製を作ることにより、同時に複数のロータリ
式除雪車１または作業用車両間で障害物データを共有し
利用することも容易に可能である。

【００５８】加えて、本実施の形態においては、不揮発
性記憶媒体９ＡとしてＩＣカードが用いられているが、
これに限定されることはない。

【００５９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、作業用車
両はＤＧＰＳによって正確な自己の位置検出ができ、こ
れにより作業用車両と障害物との相対距離を正確且つ連
続的に求めることが可能となり、更にその変化から作業
用車両が障害物に接近しているか否かを判定し、接近中
ならば同時に作業用車両の車速を読み取ることによって
障害物に達するまでの到達時間が計算され、作業用車両
の車速に応じてオペレータが安全な回避動作が可能な距
離の手前で、警報出力手段により自動的に警報を発し、
障害物の種類，個数，障害物までの距離等の情報をオペ
レータに出力し警告することができる。

【００６０】また、ＧＰＳ受信機は、単独で作業用車両
の位置データを測位しているので、地上側に特定の設備
を設置する必要がなく、従って、作業用車両はそれ自体
の車輪の回転で走行距離を積算する従来の方式とは異な
り走行距離の誤差の累積の問題が無く、任意の地点から
スタートまたは再開できる。請求項２記載の発明によれ
ば、障害物の位置データは外部記憶装置の不揮発性記憶
媒体に予め複数登録されているので、簡単に制御装置に
位置データを取り込むことができる。

【００６１】請求項３の発明によれば、警報距離の範囲
内に作業用車両が進入している時に、作業用車両が障害
物に接近しているか否かを判定し、接近中ならば警報が
発せられるが、逆に、警報距離の範囲外に作業用車両が
ある時や警報距離の範囲内であっても障害物から遠ざか
る場合には不要な警報を発しないので、オペレータは警
報に煩わされることなく本来の除雪作業（車両の操向や
除雪速度の調整等）に没頭できる。

【００６２】そして、障害物の位置データは外部記憶装
置の不揮発性記憶媒体に予め複数登録されているので、
簡単に制御装置に位置データを取り込むことができる。
請求項４の発明によれば、障害物の登録または変更にあ
たっては、作業用車両を作業経路に沿って運転しながら
障害物上で、必要に応じてタッチパネル表示器により登
録または変更をすれば良く、制御装置はＤＧＰＳを利用
して測位された作業用車両の位置データを自動的に障害
物の位置，種類等を対応させてなる障害物データとして
作成し外部記憶装置を介して不揮発性記憶媒体に記憶保
存するので、障害物の位置が変更になったり、追加が生
じてもオペレータは障害物の位置を意識せずに容易に登
録の変更または追加ができるため、緊急を要する場合な
どに容易に対処できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１ないし請求項４記載の発明の実施の形
態に係わる作業用車両の例としてロータリ式除雪車の外
観図である。

【図２】同作業用車両の障害物警報装置の全体構成図で
ある。

【図３】同作業用車両の障害物警報装置の制御装置にお
ける機能ブロック図である。

【図４】同作業用車両の運転室内のタッチパネル表示
器，外部記憶装置，及び外部記憶媒体を示す斜視図であ
る。

【図５】同作業用車両の運転室内のタッチパネル表示器
における表示内容を示す説明図である。

【図６】同作業用車両の障害物警報装置の制御装置にお
けるフローチャート図である。

【図７】同作業用車両の障害物警報装置の制御装置にお
けるフローチャート図である。

【図８】同作業用車両の進行中における警報発生状態を
示す平面説明図である。

【図９】同作業用車両が警報距離範囲内にない場合の平
面説明図である。

【図１０】同作業用車両が警報距離範囲内にある場合の
平面説明図である。

【図１１】図９の側面説明図である。

【符号の説明】

１ ロータリ式除雪車 ２ ロータリ式除雪車の除雪装置 ３ ロータリ式除雪車のオーガ ４ ロータリ式除雪車のシュート ５ 制御装置 ６ ＧＰＳ受信機 ６Ａ ＧＰＳアンテナ ７ 車速センサ ８ 音声発生装置 ９ 外部記憶装置 ９Ａ 不揮発性記憶媒体 １０ タッチパネル表示器 １１ 移動電話器 １２ モデム １３ ＤＧＰＳ補正情報発信基地 １５ 警報出力手段 １６ 演算部 １７ 外部記憶装置 １８ 相対距離計算手段 １９ 到達時間計算手段 ２０ 接近判定手段 ２１ 警報判定手段

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 正喜 新潟県新潟市秋葉１−２−１ 株式会社 新潟鐵工所大山工場内 (72)発明者 伝川 淑 新潟県新潟市秋葉１−２−１ 株式会社 新潟鐵工所大山工場内 (56)参考文献 特開 平７−104846（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−104062（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−344506（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−174847（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 1/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＧＰＳ衛星から発信している電波とＤＧ
   ＰＳ補正情報を用いて作業用車両の補正された位置デー
   タを出力するＧＰＳ受信機と、 作業用車両の走行速度を検出する車速センサと、 入力側にＧＰＳ受信機，車速センサが接続され、出力側
   に警報出力手段が接続された制御装置とを備え、 制御装置は、 道路上における予め複数登録された障害物毎の位置デー
   タと測位された作業用車両の位置デ−タから、両者の相
   対距離を計算する相対距離計算手段と、 相対距離の時間的変化から作業用車両が障害物に接近し
   ているか否かを判定する接近判定手段と、 作業用車両が障害物の位置に到達するまでの到達時間を
   車速を用いて計算する到達時間計算手段と、 作業用車両が障害物に接近中であることを条件として、
   障害物のデータとして記憶されている警報距離と作業用
   車両の現在の位置データから、作業用車両がこの警報距
   離内にあるか否かを判定し、作業用車両がこの警報距離
   内にあると判定した場合には警報出力手段に警報を指令
   するとともに、作業用車両が警報距離内にいないと判定
   した場合には到達時間が障害物毎に予め設定された障害
   物回避時間より小さいか否かを判定して到達時間が障害
   物回避時間より小さければ警報出力手段に警報を指令す
   る警報判定手段とを備えていることを特徴とする作業用
   車両の障害物警報装置。
2. 【請求項２】 制御装置の出力側には入出力可能な外部
   記憶装置が接続され、外部記憶装置の不揮発性記憶媒体
   に障害物毎の位置データが予め複数登録されていること
   を特徴とする請求項１記載の作業用車両の障害物警報装
   置。
3. 【請求項３】 ＧＰＳ衛星から発信している電波とＤＧ
   ＰＳ補正情報を用いて作業用車両の補正された位置デー
   タを出力するＧＰＳ受信機と、 入力側にＧＰＳ受信機，出力側に警報出力手段が接続さ
   れた制御装置とを備え、 制御装置は、 道路上における予め複数登録された障害物毎の位置デー
   タと測位された作業用車両の位置デ−タから、両者の相
   対距離を計算する相対距離計算手段と、 相対距離の時間的変化から作業用車両が障害物に接近し
   ているか否かを判定する接近判定手段と、 相対距離が前記障害物毎の警報距離より小さいか否かを
   判定し、相対距離が警報距離より小さく、且つ作業用車
   両がその障害物に接近中であれば、警報出力手段に警報
   を指令する警報判定手段とを備え、 制御装置の出力側には入出力可能な外部記憶装置が接続
   され、外部記憶装置の不揮発性記憶媒体に障害物毎の位
   置データが予め複数登録されている ことを特徴とする作
   業用車両の障害物警報装置。
4. 【請求項４】 ＧＰＳ受信機により、ＧＰＳ衛星から発
   信している電波とＤＧＰＳ補正情報を用いて作業用車両
   の補正された位置データを出力し、 補正された作業用車両の位置データをＧＰＳ受信機から
   入出力装置が接続された制御装置に入力し、 制御装置により、オペレータが障害物地点において入出
   力装置を介し選択もしくは変更した障害物データの位置
   データと、その地点の作業用車両の測位した位置データ
   を対応して外部記憶装置の不揮発性記憶媒体に記憶する
   ことを特徴とする障害物位置登録方法。