JPS6170618A - 無人走行システム - Google Patents
無人走行システムInfo
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- JPS6170618A JPS6170618A JP59191338A JP19133884A JPS6170618A JP S6170618 A JPS6170618 A JP S6170618A JP 59191338 A JP59191338 A JP 59191338A JP 19133884 A JP19133884 A JP 19133884A JP S6170618 A JPS6170618 A JP S6170618A
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Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
- G05D1/0221—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving a learning process
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Navigation (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
従来のこの種のシステムとして、車輌誘導ケーブルのよ
うな、所謂、外部誘導装置を採用した自動走行制御方式
がある。。
うな、所謂、外部誘導装置を採用した自動走行制御方式
がある。。
しかし、この方式の場合、外部誘導装置が頗る大がかり
なものとなり、しかも車輌の機動性を阻害する惧れがあ
る。 かかる事由から、外部誘導装置を一切必要とせずに、車
輌が自らの位置を検出しながら走行する自己誘導制御方
式が望まれているが、未だ開発されていないのが実情で
ある。 この発明は上記事情に鑑みて鋭意研究の結果、新たに創
案されたものである。 この発明は、走行体口らが予め設定された目標コースと
の相対位置を検出し、それを判断して走行速度を加味し
た進行方向を制御することにより、走行体が自己誘導に
よって前記設定コースに追従走行する無人走行システム
を得ることを第１の課題とする。 また、この発明は、走行体が無人走行時に横滑り等を起
こした時、それを走行体が自ら検出して正規の設定コー
スに戻るようにした無人走行システムを得ることを第２
の課題とする。 この発明の第３の目的は、走行体の走行予定コース上に
障害物があるとき、それを走行体が自ら検出して自動停
止もしくは回避するようにして、走行体が安全に且つ効
率よく走行するようにした無人走行システムを得ること
を第３の課題とする。
なものとなり、しかも車輌の機動性を阻害する惧れがあ
る。 かかる事由から、外部誘導装置を一切必要とせずに、車
輌が自らの位置を検出しながら走行する自己誘導制御方
式が望まれているが、未だ開発されていないのが実情で
ある。 この発明は上記事情に鑑みて鋭意研究の結果、新たに創
案されたものである。 この発明は、走行体口らが予め設定された目標コースと
の相対位置を検出し、それを判断して走行速度を加味し
た進行方向を制御することにより、走行体が自己誘導に
よって前記設定コースに追従走行する無人走行システム
を得ることを第１の課題とする。 また、この発明は、走行体が無人走行時に横滑り等を起
こした時、それを走行体が自ら検出して正規の設定コー
スに戻るようにした無人走行システムを得ることを第２
の課題とする。 この発明の第３の目的は、走行体の走行予定コース上に
障害物があるとき、それを走行体が自ら検出して自動停
止もしくは回避するようにして、走行体が安全に且つ効
率よく走行するようにした無人走行システムを得ること
を第３の課題とする。
この発明は上記第１課題達成のために、走行体の速度セ
ンサと、走行体の進行方向を検出する方位センサと、走
行体のステアリング角度センサと、前記速度センサから
走行速度検出データを且つ方位センサから方位検出デー
タをそれぞれ人してそれらのデータから走行体の現在位
置を演算する位置検出手段と、走行体の走行予定のコー
スデータが予め設定されて前記位置検出手段より走行体
の現在位置データを人力し、該位置データと前記設定コ
ースデータとから走行体を目標コースに誘導１
すべく該コースに対応したステアリング角度と走行速
度を演算して設定する誘導制御手段と、該誘導制御手段
からステアリング角度データを且つ前記ステアリング角
度センサから走行体の現在のステアリング切れ角データ
をそれぞれ入力し、それらのデータからステアリング制
御角を演算して走行体のステアリングを制御する手段と
、前記誘導制御手段からコマンドを入力し走行速度制御
データを演算して走行体のエンジン乃至トランスミッシ
ョン系統を制御する速度制御手段を講じたことを特徴と
する。 この発明は第２課題達成のため、走行体の走行予定コー
スの要所に設けられて前記走行体を通過させるためのス
テーションと、該ステーションを走行体が通過するとき
の時間間隔で前記ステーションに対する走行体の進入角
度を検出して該走行体が通過した位置座標を演算し、該
座標を基に走行体の絶対的な現在位置を求めるための絶
対位置検出手段とを講じたことを特徴とする。 この発明は第３課題達成のため、走行予定コース上の障
害物を探索して該障害物までの距離を計測し、その計測
距離から走行体が障害物に対して危険領域に入ったか否
かを判断し、その結果のデータを基に走行体を障害物に
対して迂回走行または自動停止させるための障害物探索
装置を講じたことを特徴とする。
ンサと、走行体の進行方向を検出する方位センサと、走
行体のステアリング角度センサと、前記速度センサから
走行速度検出データを且つ方位センサから方位検出デー
タをそれぞれ人してそれらのデータから走行体の現在位
置を演算する位置検出手段と、走行体の走行予定のコー
スデータが予め設定されて前記位置検出手段より走行体
の現在位置データを人力し、該位置データと前記設定コ
ースデータとから走行体を目標コースに誘導１
すべく該コースに対応したステアリング角度と走行速
度を演算して設定する誘導制御手段と、該誘導制御手段
からステアリング角度データを且つ前記ステアリング角
度センサから走行体の現在のステアリング切れ角データ
をそれぞれ入力し、それらのデータからステアリング制
御角を演算して走行体のステアリングを制御する手段と
、前記誘導制御手段からコマンドを入力し走行速度制御
データを演算して走行体のエンジン乃至トランスミッシ
ョン系統を制御する速度制御手段を講じたことを特徴と
する。 この発明は第２課題達成のため、走行体の走行予定コー
スの要所に設けられて前記走行体を通過させるためのス
テーションと、該ステーションを走行体が通過するとき
の時間間隔で前記ステーションに対する走行体の進入角
度を検出して該走行体が通過した位置座標を演算し、該
座標を基に走行体の絶対的な現在位置を求めるための絶
対位置検出手段とを講じたことを特徴とする。 この発明は第３課題達成のため、走行予定コース上の障
害物を探索して該障害物までの距離を計測し、その計測
距離から走行体が障害物に対して危険領域に入ったか否
かを判断し、その結果のデータを基に走行体を障害物に
対して迂回走行または自動停止させるための障害物探索
装置を講じたことを特徴とする。
以下、この発明の好適実施例を図面に基づいて説明する
。 図示例の場合において、この発明の無人走行システムは
、第２図に示す地上設備１と第１図に示す車載設備１０
とからなっている。 地上設備１は第１図中に示したダンプトラック等の車１
１ｉｉｉ１００を無人走行に際して支援制御および監視
するためのマイクロコンピュータシステムである。 かかる地上設備１は、車輌１００をプログラム制御によ
り走行させる機能と、該走行時の情報を受は取って表示
し且つ記憶したり判断したりする機能と、車輌１００を
ジョイスティック走行させるための機能とを有している
。 更に詳しく述べると、第２図に示した地上設備１は、マ
スクプロセッサ３とトランクカルキュレータ４を備えた
構成になっている。 マスクプロセッサ３には、その系統のキーボード３−１
により、マスクコンソール３−２を介して外部情報が入
力される。 この場合の外部情報は、前記車輌１００をプログラム制
御により無人走行させるためのコマンド、詳しくはドラ
イブモードコマンド、ドライブモードデータ、ドライブ
コマンド等である。 そして、マスクプロセッサ３は、外部入力情報を自らの
系統のＣＲＴ３−３に表示すると同時に、トラックカル
キュレータ４に対して制御用コマンドを出力する。 トラックカルキュレータ４には、前記マスクプロセッサ
３からのコマンドのほかに自らの系統のキーホード４−
１によりサブコンソール４−２を介してパラメータが入
力され、該パラメータはＣＲＴ４−３に表示される。 この場合のパラメータは、車輌１００の走行予定コース
に対する突入角度、旋回角度、車輌制御用パラメータ、
コース補正データ、車輌１００が現時点でＸ−Ｙ座標の
どの位置にあるかという該車輌の初期位置、該車輌１０
０を走行途上で通過させるための後述するステーション
の位置（車輌現在位置からステーションまでの距離）等
からなる。 そして、前記トラックカルキュレータ４は、マスクプロ
セッサ３からのコマンドによりトラックディスプレイ６
とディスクコントローラ７を駆動する。 トラックデ
ィスプレイ６は、車１１００の走行軌跡をＣＲＴ６−１
に表示させるためのものである。 ディスクコントローラ７は、前記走行軌跡を解析した結
果のデータがストアされるファイル７−１と、車輌１０
０の走行予定コースを設定するためのコースデータが予
めストアされたファイル７−２と、前記パラメータがス
トアされるファイル７−３とを有している。 前記コースデータは、Ｘ−Ｙ軸を基準として直１
線で結ばれた連続する複数の区間コースを設定す
るための点座標（ｘ、ｙ）からなり、車輌１００の速度
データと作業条件データ等を含んでしする。 従って、トラックカルキュレータ４は、マスクプロセッ
サ３からのコマンドに対応したコースデータをファイル
７−２から読み出すと同時に、キーボード４−１の入力
コマンドに対応したパラメータデータをファイル７−３
から読み出し、それらのデータをマスクプロセッサ３に
フイードハ・ツクする。 マスクプロセッサ３は、そのフィードバックデータを無
線機２によって第１図の車載設備１０に転送する。 車載設備１０は、前述の如く地上設備１からの転送デー
タを基に設定された走行予定コースに車輌１００を追従
させて無人走行させるべ（該車輌１００を制御する。 車輌１００が走行予定コースに追従走行しているとき、
その走行軌跡が車載設備１０によって計測され、該計測
データが地上設備１に転送（フィードバック）される。 この場合、地上設備１のトラックカルキュレータ４は、
その転送データを基に車輌１００の走行軌跡を解析する
。 その結果の走行！）Ｌ跡解析データがファイル７−１に
記憶されると同時に、車輌１００の走行軌跡がトラック
ディスプレイ６のＣＲＴ６−１に表示される。 これによって、車輌１００の走行状態が常に監視される
。 以上において、車輌１００の走行予定コースを設定する
ためめコースデータは予めプログラミングされてファイ
ル７−２にストアされたものである。 しかしながら、上記コースデータは車輌１００を実際に
テスト走行させることにより求めることができる。 そのテスト走行に際してはジョイスティック装置５が使
用される。 このジョイステイ・ツタ装置５は、車輌１００を前後進
制御するためのジョイステイソクレハ−５−１と、ステ
アリング制御用のジョイステイノクレノー−５−２と、
緊急停止用スイッチ５−３とを備えた構成になっている
。 かかるジョイスティック装置５は、ジョイステックレバ
ー５−Ｌ５−２とスイッチレバー５−３のそれぞれの操
作信号を車載設備１０に転送することによって、車輌１
００をジョイスティック走行させたり、走行停止させた
りする。 その走行時および停止時の情報が車載設備１０から地上
設備１にそれぞれの無線機１１，２を介してフィードバ
ックされる。 そこで、地上設備１においては、トラックカルキュレー
タ４が前記情報を解析する。 その結果の走行軌跡解析データがファイル７−１に、か
つコースデータがファイル７−２に、また、パラメータ
がファイル７−３にそれぞれ記憶される。 その記憶によって、車輌１０００走行予定コースが設定
される。 換言すると、車輌１００を実際に無人走行させる際の走
行予定コースは、該車輌１００を前もってテスト走行さ
せることにより、その走行軌跡から求められたコースデ
ータが前記ファイル７−２に記憶されることによって設
定されるのである。 すなわち、前記コースデータは、車輌１００を実際に無
人走行させるべく、該車輌１００のドライブコマンドが
キーボード３−１でマスクプロセッサ３に入力されたと
き、トラックカルキュレータ４がディスクコントローラ
７を駆動することによってファイル７−２から読み出さ
れる。 この場合、パラメータもファイル７−３から読み出され
る。 読み出されたコースデータとパラメータは、マスクプロ
セッサ３から無線機２．１１を介して車載膜（ｉｌｏに
コマンドとして伝送される。 車載設備１０は、そのコマンドにより前記コースデータ
で設定された走行予定コースに追従させる車輌１００の
走行制御を行う。 なお、前述の如き車輌１００のテスト走行は、必ずしも
ジョイスティック装置５に頼る必要はなく、例えばキー
ボード３−１によるコマンド入力やマニュアル運転操作
によっても可能であり、そのいずれの場合であっても前
述の如くコースデータを得（ることができる。 つぎに、第１図の車載設備１０について述べると、該車
載設備１０は車輌１００に搭載されて該車輌を前記設定
コースに追従させて無人走行させるための制御システム
である。 このシステムは、前述の如く地上側無線機２と互いに交
信するための車載側無線機１１および障害物探索装置１
２のそれぞれが接続された主制御手段１３と、この主制
御手段１３によって総合的に制御されるサーボ系制御手
段１４および車輌位置計測手段１５のそれぞれと、各種
センサ２５〜３７とを備えた構成になっている。 前記サーボ系制御手段１４は、車輌１００のステアリン
グ、速度、エンジン燃料系統のラック、ガバナ、ブレー
キ、リターダ、ベッセル、トランスミッション、パーキ
ングブレーキのそれぞれを制御するための手段１６〜２
４を含んでいる。 前記の各種センサ２５〜３７とは、ステアリング角度セ
ンサ２５、エンジン回転数センサ２６、速度センサ２７
，２８ 、方位角検出手段２９、絶対位置検出手段３０
、ラック位置センサ３１、ガバナ位置センサ３２）、ブ
レーキ作動確認センサ３３、リターダ作動確認センサ３
４、ヘノセル位置センサ３５、トランスミッション変速
位置センサ３６、パーキングブレーキ作動確認センサ３
７のそれぞれをいう。 以上において、障害物探索装置１２と前記各手段１３〜
２４および方位角検出手段２９、絶対位置検出手段３０
のそれぞれは個々に独立したマイクロコンピュータから
なっている。 主制御手段１３は第３図で一層詳細な如く、車載（ＭＱ
無線機Ｉｆと障害物センサ１２のそれぞれが接続された
シリアル入出力機構１３−１ 、サーボ系制御手段１４
と位置計測手段１５のそれぞれに接続されたシリアル入
出力機構１３−２ 、記憶手段であるＲＯＭ１３−３と
ＲＡＭ１３−４およびキャッシュメモリ１３−５のそれ
ぞれと、インタバル・タイ−７１３−６、それらを制御
するためのＣＰ Ｕ１３−７とがらなっている。 ＲＯＭ１３−３ ニハ、車輌１００ （７）走行予定コ
ースを設定するためのコースデータと、走行速度を設定
するための速度データのそれぞれが記憶させである。 更に詳しく述べると、前記コースデータは、第１１図に
示す如＜ ｘ−ｙ軸を基準として直線で結ばれた連続す
る複数の区間コースを設定するための点座標（ｘ’、ｙ
）からなり、かつ、速度データは、連続する２点の点座
標ＣＩ （Ｘｉ、Ｙｌ）とＣ２（Ｘ２．Ｙ２）で表さ
れた区間コースの通常走行速度と該区間コースの最低走
行速度とからなっている。 いま、地上設備１から各種パラメータを含む指令信号が
前述の如く地上側無線機２と車載側無線機１１を介して
主制御手段１３に伝送され、それをＣＰＵ１３−７が入
力してスタートすると、そのＣＰＵ１３−７はＲＯＭ１
３−３から第１区間コースの点座標Ｃ１、Ｃ２を調べ出
しそれをキャッシュメモリ１３−５に記１．りすると共
に、該コースデータと制御用パラメータをサーボ系制御
手段１４に、かつ車輌１００の初期位置情報と該車輌の
絶対位置検出用ステーションの位置情報を位置計測手段
１５に出力する。 位置計測手段１５は、第５図に示す如く、主制御手段１
３からの指令信号を入力するシリアル人力機構１５−１
、方位角検出手段２９と絶対位置検出手段３０のそれぞ
れからのデータ信号を入力するシリアル入出力機構１５
−２）、サーボ系制御手段１４にデータ信号を出力する
パラレル出力機構１５−３、高速演算機構１５−４、速
度センサ２７．２８からのデータ信号を入力するカウン
タ１５−７．１５−８ 、ＲＯＭ１５−９とＲＡＭ１５
−１０よりなる記憶手段、インターバル・タイマ１５−
１１ 、ＣＰ Ｕ１５−１２のそれぞれからなっている
。 かかる位置計測手段１５は、主制御手段１３から入力し
た車輌１００の初期位置データＰ （Ｘ、Ｙ）と第１区
間コースを表す点座標Ｃ１（Ｘｉ、Ｙｌ）およびＣ２（
Ｘ２．Ｙ２）とから走行予定コースに対する車輌１００
のずれ、すなわち、該車輌の現在位置から直線状に延び
る第１区間コースに降ろした垂線の長さく車輌現在位置
と第１区間コースとの相対位置）Ａｌを下記の（１）式
により演算して計測する。 （Ｘ２−Ｘｉ） ＋ （Ｙ２−Ｙｌ） 従って、ＲＯＭ１５−９には、高速演算機構１５−４が
上記（１）式を演算すらためのプログラムが書き込まれ
ている。 そして、前記高速演算機構１５−４が演算した結果の相
対位置データ１１はサーボ系制御手段１４に出力される
。 サーボ系制御手段１４は、第４図中の如く主制御手段１
３に接続されたシリアル入出力機Ｊ４−１ と、位置計
測手段１５からの位置情報を高速人シするためのパラレ
ル入力機構１４−２と、ステアリング、速度、ガバナ、
ブレーキ、リターダ、ヘソセル、トランスミッション、
パーキングブレーキのそれぞれの制御手段１６〜２４に
接続されたシリアル入出力機構１４−４と、高速演算機
構１４−３、ＲＯＭ１４−５とＲＡＭ１４−６とよりな
る記憶手段、インターバル・タイマ１４−７． ＣＰ
Ｕ１４−８のそれぞれからなっている。 このサーボ系のＣＰ Ｕ１４−８は、車輌１００を設定
コースに沿って誘導すべく各種サーボ系統を制御するた
めのデータを演算し、それをサーボ系統の各種制御手段
１６〜２４のそれぞれに対するコマンドに変換して出力
する。 すなわち、前記ＣＰ ｔＪ１４−８は、主制御手段１３
から入力した点座標ＣＩ、Ｃ２およびこれらの点座標で
表された区間コースに対応する速度設定データのそれぞ
れと、位置計測手段１５から入力した相対位置データ１
１とよりステアリング角制御データと速度制御データを
演算する。 この場合のステアリング角Ｐ（φ）は下記の（２）式で
、また走行速度■（φ）は同（３）式でそれぞれ求めら
れる。 Ｐ（ψ） ＝ｔａｎ （＃／Ｃｏ） （θｉ−θ
ｐ）・−（２１（ここで、ＣＯはステアリング角度を決
定する制御定数にして、実験的に最適数値が求められる
。）■（φ） ＝Ｖｍｉｎ ＋ （Ｖｃ −Ｖｍｉｎ
） Ｘｆ （φ）ｆ （φ） ＝１− （Ｃ？ＩＤ
（φ）／Ｒ・・・ （３）（ただし、Ｒはステアリン
グの最大切れ角）また、前記ＣＰ Ｕ１４−８は、前記
区間コースと設定速度に対応するランク制御値とガバナ
、ブレーキ、リターダ、トランスミッションのそれぞれ
の制御値を演算する。 従って、ＲＯＭ２Ｓ−４には、ＣＰＵ１４−８が前記各
種の演算を順次遂行するだめのプログラムが書き込まれ
ている。 斯くして、サーボ系制御手段１４はＣＰ Ｕ１４−８が
上記（１）式により演算した結果のステアリング制御角
データＰ（φ）をステアリング制御手段１６に、かつ、
上記（２）式による演算結果の速度設定値■（φ）を速
度制御手段１７にそれぞれ出力する。 ここで、車輌１００が無人走行を開始すると、これと同
時に、該車輌１００を前記第１区間コースに誘導すべく
そのステアリング切れ角と走行速度が制御される。 ステアリング制御手段１６は第６図に詳細な構成を示す
如く、サーボ系制御手段１４からのコマンドを入力する
シリアル入出力機構１６−１、パルスモータ制御機構１
６−２）、ステアリング角度センサ２５の出力側に接続
されたＡ／Ｄ変換器１６−３、ステアリングのセンタを
修正するためのディップスイッチ１６−４、それらをコ
ントロールするＣ Ｐ Ｕ１６−５、インターバル・タ
イマ１６−６、ＲＯＭ１６−７、ＲＡＭ１６−８からな
っている。 車輌１００が前述の如く走り出すと、その時点における
ステアリングの切れ角がセンサ２５によって検出される
。 このセンサ２５は、ステアリング・リンケージのセンタ
ーアームの回転角を検出するポテンショメータからなり
、これによって検出された前記回転角、所謂ステアリン
グの切れ角はＡ／Ｄ変換器１６−３でディジタル値に変
換され、かつディップスイッチ１６−４で修正されてＣ
Ｐ Ｕ １ｆ３−５が入力する。 ＣＰ ０１６−５は、サーボ系制御手段１４から入力し
たステアリング設定角度と、前記センサ２５から人力し
たステアリングの実際の切れ角とを演算してそれらの偏
差値を求める。 この偏差値はステアリング制御信号に変換され、１
この信号がステアリング制御系統のドライバ３９
（第２図、第６図）に出力される。 ドライバ３９はパルスモータ４０を駆動することにより
、図示省略のステアリング制御用油圧回路に設けられた
ディジタルバルブを切り換え制御してステアリング用ア
クチュエータを作動させる。 これにより、車Ｗ４１００のステアリングが前記設定速
度■（φ）となるように制御される。 かかるステアリング制御手段１６におけるハードウェア
上の特徴は、パルスモータ４０にステアリング角度セン
サとして取付られたポテンショメータ２５による帰還で
前記パルスモータ４ｏの税調を未然に防止でき、また、
これによってステアリングの位置決めが一層正確に遂行
されることにある。 速度制御手段１７は車輌１００のエンジンガバナ４２を
制御するためのもので、第７図に詳細な構成を示す如く
、サーボ系制御手段１４のシリアル入出力機構１４−４
に接続されたシリアル入出力機構１７−１、ガバナドラ
イバ４２を制御するＰ−Ｗ−Ｍ発生器１７−２）、速度
カウンタ１７−３、ガバナ位置センサ３２からのデータ
シグナルを入力するＣＷ／ＣＣＷ判定回路１７−４、イ
ンターバル・タイマ１７−５、ボートｌ７−６、ＲＯＭ
１７−７、ＲＡＭ１７−８、ＣＰ Ｕ １７−９からな
っている。 従って、速度制御手段１７はサーボ系制御手段１４から
のコマンド人力と同時に、ガバナ位置センサ３２から検
出値信号を入力する。 ガバナ位置センサ３２はエンコーダまたはポテンショメ
ータからなっており、車１ｔｏｏの走行時におけるガバ
ナ４２の現在位置を検出する。 前記速度制御手段１７のＣＰ Ｕ１７−９は、サーボ系
制御手段１４とガバナ位置センサ３２とから入力したデ
ータを基にガバナ４２が前記設定速度■（φ）に対応し
た位置になっているか否かを演算して判定する。 その結果、ガバナ４２の位置が設定速度■（φ）に対応
していない場合、ＣＰ Ｕ１７−９はガバナ制御信号を
ガバナドライバ４１に出力する。 ガバナドライバ４１は、ガバナ４２が設定速度■（φ）
に対応した位置となるようにそのガバナ４２を制御する
。 これによって、車輌１００の走行速度が前記設定速度■
（φ）になるように制御される。 かかる速度制御手段１７は、所謂ディジタル式のＰ−Ｗ
−Ｍ制御方式であって、りに還はガバナ位置センサ（エ
ンコーダ）３２と前記速度カウンタ１７−３との組合せ
によって実現され、また、一定の加速度で走行速度を加
減するための加速度制御を行うことによりスリップを軽
減している。 また、前記ガバナ４２の制御と同時に、トランスミッシ
ョン（以下、Ｔ／Ｍという）４３とラック４４およびフ
゛レーキ４５、リターダ４６がそれぞれの系キ充の制御
手段２３．１８．２０．２１によって制御される。 これらの制御手段２３．１８．２０．２１は前記速度制
御手段１７の場合と同様にそれぞれがＣＰＵを有しれい
る。 Ｔ／Ｍ制御手段２３は、サーボ系制御手段１４から前記
設定速度Ｖ（φ）に対応したＴ ／ Ｍ ４３の設定速
度段データを入力すると共に、Ｔ／Ｍ位置センサ３６か
ら７７Ｍ４３の現在速度段の検出データを入力する。 もって、Ｔ／Ｍ制御手段２３は、前記センサ２６で検出
された速度段が設定速度段になっているか否かを演算に
より判定し、否の時にＴ／Ｍ４３の制御信号を出力する
。 その信号によって、Ｔ／Ｍ４３が前記設定速度段の位置
になるように制御される。 ランク制御手段１８は、リミットスイッチよりなるラン
ク位置センサ３１から入力したラックツレレイドの位置
が、サーボ系制御手段１４から入力した前記設定速度■
（φ）に対応する設定位置になっているか否かを判定し
、否の時にランク制御信号を出力する。 その信号によって、ラック４４が前記設定位置に変位さ
せられ、もってエンジン回転数が前記設定速度■（φ）
に対応した値に制御される。 ブレーキおよびリターダ制御手段２０および２１は、ブ
レーキおよびリターダ作動確認センサ３３．３４からの
入力データがサーボ系制御手段１４からの設定速度■（
φ）に対応したものとなっているか否かを比較演算し、
否の時にブレーキ４５とリターダ４６をそれぞれ制御す
る。 以上の如き、車輌１００のステアリング制御と走行速度
制御とによって、該車輌１００は最適速度で目標コース
に誘導されて無人走行する。 その走行時においては、速度センサ２７．２８と方位角
検出手段２９とによって車輌１００の実際の走行速度と
走行方位が検出される。 この場合の速度センサ２７．２８は、車輌１００の左右
両後輪の回転数を個々に検出するロークリエンコーダか
らなり、それぞれの回転数検出値信号を車輌位置検出手
段１５に出力する。 一方、方位角検出手段２９は、ジャイロスコープ２９°
を備えたジャイロコンパスからなっている。 ジャイロコンパス２９は第８図にて詳細に示す如く、車
輌位置計測手段１５からのコマンドを入力し且つ該手段
１５に方位計測データを出力するシリアル入出力機構２
９１、ジャイロスコープ２９゛ の出力シグナルを入力
するシンクロリニア変換器２９２とＡ／Ｄ変換器２９３
、高速演算機構２９４、インターバル・タイマ２９５
、Ｒｏ Ｍ２９６とＲＡ Ｍ２９７とよりなる記憶手段
、ＣＰ Ｕ２９８のそれぞれからなっている。 かかるジャイロコンパス２９は、ジャイロスコープ２９
゛からの入力データを基に車輌１００の走行方位角をＣ
Ｐ ０２９８が演算して求め、その結果のデータ信号を
車輌位置計測手段１５に出力する。 この計測手段１５は、前記速度センサ（ロークリエンコ
ーダ）２７．２８からの入力データを車輌１００の走行
速度データに変換し、この速度データと前記ジャイロコ
ンパス２９からの方位角計測データとから、コース走行
中の車輌１００の現在位置を演算して求め、その結果の
現在位置データをサーボ系制御手段１４に出力する。 サーボ系制御手段１４は、前記現在位置データの入力に
よりＣＰ Ｕ１４−８がＲＯＭ１４−５からコース設定
座標を読み出し、該座標データと前記現在位置データと
から車輌１００が次に走る目標コースデータを演算する
。 そして、サーボ系制御手段１４は前記演算結果のデータ
をステアリング制御コマンドと走行速度制御コマンドと
に変換して、それらのコマンドをそれぞれの系統のステ
アリング制御手段１６と速度制御手段１７とに出力する
。 もって、°前述の場合と同様にステアリング制御手段１
６がステアリング角度を、かつ速度制御手段１７が走行
速度をそれぞれ制御する。 かかる制御は車輌１００が無人走行している限り常に繰
り返される。 斯くして、車輌１００が走行予定コースの要所に設置さ
れたステーション３０゛ に近づくと、車輌位置計測手
段１５がセンス開始コマンドを前記車輌１００に搭載さ
れた絶対位置検出手段３０に出力する。 ここで、前記ステーション３０゛ と絶対位置検出手段
３０との関係について述べる。 まず、ステーション３０°は超音波反射機能を有するボ
ールからなって、車輌１００の走行を阻害せずに該車輌
をスムーズに通過させ得る位置に設置される。 一方、絶対位置検出手段３０は第９図に示す如く、車輌
位置計測手段１５からセンス開始コマンドのみを入力し
且つ検出結果を出力するシリアル入出力機構３００と、
前記センス開始コマンドにより°トすガーを定期的に出
力するインターバル・トリガー機構３０１、その出カド
リガーにより超音波を発信して且つ受信する一対の機器
（トランスデユーサ）３０２）、３０３と、ディスタン
スカウンタ３０４．３０５およびＲＯＭとＲＡＭとから
なる記憶手段３０６、それらを制御するＣ Ｐ Ｕ３０
７のそれぞれからなっている。 前記機器３０２．３０３のそれぞれから発信された超音
波は、車輌１００がステーション３０″を通過する際、
該ステーション３０゛ に当たって反射してくる。 その反射してきた超音波は前記機器３０２．３０３で受
信される。 このように、機器３０２．３０３のそれぞれから発信さ
れた超音波がステーション３０°に当たって前記機器３
０２．３０３で受信されるまでの時間がディスタンスカ
ウンタ３０４と３０５とによって計測される。 この場合、前記ＣＰ Ｕ３０７は、前記計測時間を基に
して車輌１００がステーション３０゛ を通過するとき
の絶対的な位置座標を演算して求める。 その結果のデータ信号は車輌位置計測手段１５に出力さ
れる。 この場合の車輌位置計測手段１５は、前述の如く速度セ
ンサ２７．２８および方位角検出手段２９のそれぞれか
らの入力データを基に演算された車輌１００の現在位置
座標とステーション通過時の絶対位置座標とを比較演算
し、それらに偏差があるか否かを判定し、その結果のデ
ータ信号をサーボ系制御手段１４に出力する。 サーボ系制御手段１４は、車輌１００の前記現在位置座
標と絶対位置座標との偏差信号を入力した場合、その信
号を解消するためのサーボ制御信号をそれぞれのサーボ
系統に出力する。 もって、車輌１００のステアリングやガバナ、トランス
ミッション、ランク等が制御されることにより、前記車
輌１００の走行軌跡が修正される。 すなわち、予め設定されたコースに沿って無人走行する
車輌１００は横滑り等を起こした際に前記設定コースに
対する進行方向のズレが生じろ。 このため、車輌１００を正規の設定コースに戻す必要が
あり、そのために前述の如く走行軌跡の修正が行われる
のである。 また、車輌１００の走行予定コース上に障害物があると
きは、それが障害物探索装置１２によって探知される。 障害物探索装置１２は、超音波を発信し且つ受信する機
器１２０．１２１を備えたＣＰＵからなり、第９図に示
して説明した絶対位置検出手段３０の場合と同じ構成に
なっている。 かかる障害物探索装置１２は、前記機器１２０．１２１
のそれぞれから発信された超音波が障害物に当たって反
射して来ることにより前記機器１２０．１２１が受信す
るまでの時間を計測し、該時間から障害物までの距離を
ｃｐｕが演算する。 その演算結果の距離データを主制御手段１３に出力する
。 主制御手段１３は、入力した距離データに基づく６ｊ、
ｉ算を行って車輌１００が障害物に対する危険領域に入
ったか否かを判断し、該判断結果のコマンドをサーボ系
制御手段１４に送る。 サーボ系制御手段１４は、その入力コマンドに基づ（演
算を行って前記障害物に対処すべきコマンドを各サーボ
系統に出力する。 もって、車輌１００は障害物を回避して走行するようス
テアリングやガバナおよびブレーキ等の系統が制御され
、また、障害物回避走行が不可能な場合はエンジンが停
止させられる。 なお、上記障害物探索装置１２は超音波センサに限る必
要はなく、その他の例えばレーダの如き電磁波系センサ
や画像情報Ｇこよるイメージセンサ等であってもよいこ
と勿論である。 【発明の効果］ 以上、この発明によれば、ダンプトラック等の走行体が
自ら設定コースとの相対位置を検出し、それを判断して
ステアリングやガバナおよびトランスミッション等のサ
ーボ系統を自動制御するため、ケーブル誘導による無人
走行システムの場合と異なって、前記走行体を自己読会
により設定コース上に沿って円滑に無人走行させるごと
ができる。 このため、該走行体の操縦の完全無人化を達成でき、こ
れによって例えば建設機械等の分野における省力化に大
きく寄与する。 また、走行体が無人走行時に横滑り等を起こすと、前記
走行体の進行方向に誤差が生じるが、設定コースの要所
に設けられたステーションを該走行体が通過することに
より、該通過時の時間間隔で走行体の進入角度を絶対位
置検出手段が検出し、それに基づいて走行体自身が現在
位置を修正して正規のコースに戻すため、該コースから
前記走行体が大きく離脱するような危険性はない。 更に、コース上に障害物があるときは、車輌に装備の障
害物探索装置がそれを検出することにより、走行体が自
ら停止もしくは回避するため、該走行体を安全に且つ効
率よく無人走行させることができる。
。 図示例の場合において、この発明の無人走行システムは
、第２図に示す地上設備１と第１図に示す車載設備１０
とからなっている。 地上設備１は第１図中に示したダンプトラック等の車１
１ｉｉｉ１００を無人走行に際して支援制御および監視
するためのマイクロコンピュータシステムである。 かかる地上設備１は、車輌１００をプログラム制御によ
り走行させる機能と、該走行時の情報を受は取って表示
し且つ記憶したり判断したりする機能と、車輌１００を
ジョイスティック走行させるための機能とを有している
。 更に詳しく述べると、第２図に示した地上設備１は、マ
スクプロセッサ３とトランクカルキュレータ４を備えた
構成になっている。 マスクプロセッサ３には、その系統のキーボード３−１
により、マスクコンソール３−２を介して外部情報が入
力される。 この場合の外部情報は、前記車輌１００をプログラム制
御により無人走行させるためのコマンド、詳しくはドラ
イブモードコマンド、ドライブモードデータ、ドライブ
コマンド等である。 そして、マスクプロセッサ３は、外部入力情報を自らの
系統のＣＲＴ３−３に表示すると同時に、トラックカル
キュレータ４に対して制御用コマンドを出力する。 トラックカルキュレータ４には、前記マスクプロセッサ
３からのコマンドのほかに自らの系統のキーホード４−
１によりサブコンソール４−２を介してパラメータが入
力され、該パラメータはＣＲＴ４−３に表示される。 この場合のパラメータは、車輌１００の走行予定コース
に対する突入角度、旋回角度、車輌制御用パラメータ、
コース補正データ、車輌１００が現時点でＸ−Ｙ座標の
どの位置にあるかという該車輌の初期位置、該車輌１０
０を走行途上で通過させるための後述するステーション
の位置（車輌現在位置からステーションまでの距離）等
からなる。 そして、前記トラックカルキュレータ４は、マスクプロ
セッサ３からのコマンドによりトラックディスプレイ６
とディスクコントローラ７を駆動する。 トラックデ
ィスプレイ６は、車１１００の走行軌跡をＣＲＴ６−１
に表示させるためのものである。 ディスクコントローラ７は、前記走行軌跡を解析した結
果のデータがストアされるファイル７−１と、車輌１０
０の走行予定コースを設定するためのコースデータが予
めストアされたファイル７−２と、前記パラメータがス
トアされるファイル７−３とを有している。 前記コースデータは、Ｘ−Ｙ軸を基準として直１
線で結ばれた連続する複数の区間コースを設定す
るための点座標（ｘ、ｙ）からなり、車輌１００の速度
データと作業条件データ等を含んでしする。 従って、トラックカルキュレータ４は、マスクプロセッ
サ３からのコマンドに対応したコースデータをファイル
７−２から読み出すと同時に、キーボード４−１の入力
コマンドに対応したパラメータデータをファイル７−３
から読み出し、それらのデータをマスクプロセッサ３に
フイードハ・ツクする。 マスクプロセッサ３は、そのフィードバックデータを無
線機２によって第１図の車載設備１０に転送する。 車載設備１０は、前述の如く地上設備１からの転送デー
タを基に設定された走行予定コースに車輌１００を追従
させて無人走行させるべ（該車輌１００を制御する。 車輌１００が走行予定コースに追従走行しているとき、
その走行軌跡が車載設備１０によって計測され、該計測
データが地上設備１に転送（フィードバック）される。 この場合、地上設備１のトラックカルキュレータ４は、
その転送データを基に車輌１００の走行軌跡を解析する
。 その結果の走行！）Ｌ跡解析データがファイル７−１に
記憶されると同時に、車輌１００の走行軌跡がトラック
ディスプレイ６のＣＲＴ６−１に表示される。 これによって、車輌１００の走行状態が常に監視される
。 以上において、車輌１００の走行予定コースを設定する
ためめコースデータは予めプログラミングされてファイ
ル７−２にストアされたものである。 しかしながら、上記コースデータは車輌１００を実際に
テスト走行させることにより求めることができる。 そのテスト走行に際してはジョイスティック装置５が使
用される。 このジョイステイ・ツタ装置５は、車輌１００を前後進
制御するためのジョイステイソクレハ−５−１と、ステ
アリング制御用のジョイステイノクレノー−５−２と、
緊急停止用スイッチ５−３とを備えた構成になっている
。 かかるジョイスティック装置５は、ジョイステックレバ
ー５−Ｌ５−２とスイッチレバー５−３のそれぞれの操
作信号を車載設備１０に転送することによって、車輌１
００をジョイスティック走行させたり、走行停止させた
りする。 その走行時および停止時の情報が車載設備１０から地上
設備１にそれぞれの無線機１１，２を介してフィードバ
ックされる。 そこで、地上設備１においては、トラックカルキュレー
タ４が前記情報を解析する。 その結果の走行軌跡解析データがファイル７−１に、か
つコースデータがファイル７−２に、また、パラメータ
がファイル７−３にそれぞれ記憶される。 その記憶によって、車輌１０００走行予定コースが設定
される。 換言すると、車輌１００を実際に無人走行させる際の走
行予定コースは、該車輌１００を前もってテスト走行さ
せることにより、その走行軌跡から求められたコースデ
ータが前記ファイル７−２に記憶されることによって設
定されるのである。 すなわち、前記コースデータは、車輌１００を実際に無
人走行させるべく、該車輌１００のドライブコマンドが
キーボード３−１でマスクプロセッサ３に入力されたと
き、トラックカルキュレータ４がディスクコントローラ
７を駆動することによってファイル７−２から読み出さ
れる。 この場合、パラメータもファイル７−３から読み出され
る。 読み出されたコースデータとパラメータは、マスクプロ
セッサ３から無線機２．１１を介して車載膜（ｉｌｏに
コマンドとして伝送される。 車載設備１０は、そのコマンドにより前記コースデータ
で設定された走行予定コースに追従させる車輌１００の
走行制御を行う。 なお、前述の如き車輌１００のテスト走行は、必ずしも
ジョイスティック装置５に頼る必要はなく、例えばキー
ボード３−１によるコマンド入力やマニュアル運転操作
によっても可能であり、そのいずれの場合であっても前
述の如くコースデータを得（ることができる。 つぎに、第１図の車載設備１０について述べると、該車
載設備１０は車輌１００に搭載されて該車輌を前記設定
コースに追従させて無人走行させるための制御システム
である。 このシステムは、前述の如く地上側無線機２と互いに交
信するための車載側無線機１１および障害物探索装置１
２のそれぞれが接続された主制御手段１３と、この主制
御手段１３によって総合的に制御されるサーボ系制御手
段１４および車輌位置計測手段１５のそれぞれと、各種
センサ２５〜３７とを備えた構成になっている。 前記サーボ系制御手段１４は、車輌１００のステアリン
グ、速度、エンジン燃料系統のラック、ガバナ、ブレー
キ、リターダ、ベッセル、トランスミッション、パーキ
ングブレーキのそれぞれを制御するための手段１６〜２
４を含んでいる。 前記の各種センサ２５〜３７とは、ステアリング角度セ
ンサ２５、エンジン回転数センサ２６、速度センサ２７
，２８ 、方位角検出手段２９、絶対位置検出手段３０
、ラック位置センサ３１、ガバナ位置センサ３２）、ブ
レーキ作動確認センサ３３、リターダ作動確認センサ３
４、ヘノセル位置センサ３５、トランスミッション変速
位置センサ３６、パーキングブレーキ作動確認センサ３
７のそれぞれをいう。 以上において、障害物探索装置１２と前記各手段１３〜
２４および方位角検出手段２９、絶対位置検出手段３０
のそれぞれは個々に独立したマイクロコンピュータから
なっている。 主制御手段１３は第３図で一層詳細な如く、車載（ＭＱ
無線機Ｉｆと障害物センサ１２のそれぞれが接続された
シリアル入出力機構１３−１ 、サーボ系制御手段１４
と位置計測手段１５のそれぞれに接続されたシリアル入
出力機構１３−２ 、記憶手段であるＲＯＭ１３−３と
ＲＡＭ１３−４およびキャッシュメモリ１３−５のそれ
ぞれと、インタバル・タイ−７１３−６、それらを制御
するためのＣＰ Ｕ１３−７とがらなっている。 ＲＯＭ１３−３ ニハ、車輌１００ （７）走行予定コ
ースを設定するためのコースデータと、走行速度を設定
するための速度データのそれぞれが記憶させである。 更に詳しく述べると、前記コースデータは、第１１図に
示す如＜ ｘ−ｙ軸を基準として直線で結ばれた連続す
る複数の区間コースを設定するための点座標（ｘ’、ｙ
）からなり、かつ、速度データは、連続する２点の点座
標ＣＩ （Ｘｉ、Ｙｌ）とＣ２（Ｘ２．Ｙ２）で表さ
れた区間コースの通常走行速度と該区間コースの最低走
行速度とからなっている。 いま、地上設備１から各種パラメータを含む指令信号が
前述の如く地上側無線機２と車載側無線機１１を介して
主制御手段１３に伝送され、それをＣＰＵ１３−７が入
力してスタートすると、そのＣＰＵ１３−７はＲＯＭ１
３−３から第１区間コースの点座標Ｃ１、Ｃ２を調べ出
しそれをキャッシュメモリ１３−５に記１．りすると共
に、該コースデータと制御用パラメータをサーボ系制御
手段１４に、かつ車輌１００の初期位置情報と該車輌の
絶対位置検出用ステーションの位置情報を位置計測手段
１５に出力する。 位置計測手段１５は、第５図に示す如く、主制御手段１
３からの指令信号を入力するシリアル人力機構１５−１
、方位角検出手段２９と絶対位置検出手段３０のそれぞ
れからのデータ信号を入力するシリアル入出力機構１５
−２）、サーボ系制御手段１４にデータ信号を出力する
パラレル出力機構１５−３、高速演算機構１５−４、速
度センサ２７．２８からのデータ信号を入力するカウン
タ１５−７．１５−８ 、ＲＯＭ１５−９とＲＡＭ１５
−１０よりなる記憶手段、インターバル・タイマ１５−
１１ 、ＣＰ Ｕ１５−１２のそれぞれからなっている
。 かかる位置計測手段１５は、主制御手段１３から入力し
た車輌１００の初期位置データＰ （Ｘ、Ｙ）と第１区
間コースを表す点座標Ｃ１（Ｘｉ、Ｙｌ）およびＣ２（
Ｘ２．Ｙ２）とから走行予定コースに対する車輌１００
のずれ、すなわち、該車輌の現在位置から直線状に延び
る第１区間コースに降ろした垂線の長さく車輌現在位置
と第１区間コースとの相対位置）Ａｌを下記の（１）式
により演算して計測する。 （Ｘ２−Ｘｉ） ＋ （Ｙ２−Ｙｌ） 従って、ＲＯＭ１５−９には、高速演算機構１５−４が
上記（１）式を演算すらためのプログラムが書き込まれ
ている。 そして、前記高速演算機構１５−４が演算した結果の相
対位置データ１１はサーボ系制御手段１４に出力される
。 サーボ系制御手段１４は、第４図中の如く主制御手段１
３に接続されたシリアル入出力機Ｊ４−１ と、位置計
測手段１５からの位置情報を高速人シするためのパラレ
ル入力機構１４−２と、ステアリング、速度、ガバナ、
ブレーキ、リターダ、ヘソセル、トランスミッション、
パーキングブレーキのそれぞれの制御手段１６〜２４に
接続されたシリアル入出力機構１４−４と、高速演算機
構１４−３、ＲＯＭ１４−５とＲＡＭ１４−６とよりな
る記憶手段、インターバル・タイマ１４−７． ＣＰ
Ｕ１４−８のそれぞれからなっている。 このサーボ系のＣＰ Ｕ１４−８は、車輌１００を設定
コースに沿って誘導すべく各種サーボ系統を制御するた
めのデータを演算し、それをサーボ系統の各種制御手段
１６〜２４のそれぞれに対するコマンドに変換して出力
する。 すなわち、前記ＣＰ ｔＪ１４−８は、主制御手段１３
から入力した点座標ＣＩ、Ｃ２およびこれらの点座標で
表された区間コースに対応する速度設定データのそれぞ
れと、位置計測手段１５から入力した相対位置データ１
１とよりステアリング角制御データと速度制御データを
演算する。 この場合のステアリング角Ｐ（φ）は下記の（２）式で
、また走行速度■（φ）は同（３）式でそれぞれ求めら
れる。 Ｐ（ψ） ＝ｔａｎ （＃／Ｃｏ） （θｉ−θ
ｐ）・−（２１（ここで、ＣＯはステアリング角度を決
定する制御定数にして、実験的に最適数値が求められる
。）■（φ） ＝Ｖｍｉｎ ＋ （Ｖｃ −Ｖｍｉｎ
） Ｘｆ （φ）ｆ （φ） ＝１− （Ｃ？ＩＤ
（φ）／Ｒ・・・ （３）（ただし、Ｒはステアリン
グの最大切れ角）また、前記ＣＰ Ｕ１４−８は、前記
区間コースと設定速度に対応するランク制御値とガバナ
、ブレーキ、リターダ、トランスミッションのそれぞれ
の制御値を演算する。 従って、ＲＯＭ２Ｓ−４には、ＣＰＵ１４−８が前記各
種の演算を順次遂行するだめのプログラムが書き込まれ
ている。 斯くして、サーボ系制御手段１４はＣＰ Ｕ１４−８が
上記（１）式により演算した結果のステアリング制御角
データＰ（φ）をステアリング制御手段１６に、かつ、
上記（２）式による演算結果の速度設定値■（φ）を速
度制御手段１７にそれぞれ出力する。 ここで、車輌１００が無人走行を開始すると、これと同
時に、該車輌１００を前記第１区間コースに誘導すべく
そのステアリング切れ角と走行速度が制御される。 ステアリング制御手段１６は第６図に詳細な構成を示す
如く、サーボ系制御手段１４からのコマンドを入力する
シリアル入出力機構１６−１、パルスモータ制御機構１
６−２）、ステアリング角度センサ２５の出力側に接続
されたＡ／Ｄ変換器１６−３、ステアリングのセンタを
修正するためのディップスイッチ１６−４、それらをコ
ントロールするＣ Ｐ Ｕ１６−５、インターバル・タ
イマ１６−６、ＲＯＭ１６−７、ＲＡＭ１６−８からな
っている。 車輌１００が前述の如く走り出すと、その時点における
ステアリングの切れ角がセンサ２５によって検出される
。 このセンサ２５は、ステアリング・リンケージのセンタ
ーアームの回転角を検出するポテンショメータからなり
、これによって検出された前記回転角、所謂ステアリン
グの切れ角はＡ／Ｄ変換器１６−３でディジタル値に変
換され、かつディップスイッチ１６−４で修正されてＣ
Ｐ Ｕ １ｆ３−５が入力する。 ＣＰ ０１６−５は、サーボ系制御手段１４から入力し
たステアリング設定角度と、前記センサ２５から人力し
たステアリングの実際の切れ角とを演算してそれらの偏
差値を求める。 この偏差値はステアリング制御信号に変換され、１
この信号がステアリング制御系統のドライバ３９
（第２図、第６図）に出力される。 ドライバ３９はパルスモータ４０を駆動することにより
、図示省略のステアリング制御用油圧回路に設けられた
ディジタルバルブを切り換え制御してステアリング用ア
クチュエータを作動させる。 これにより、車Ｗ４１００のステアリングが前記設定速
度■（φ）となるように制御される。 かかるステアリング制御手段１６におけるハードウェア
上の特徴は、パルスモータ４０にステアリング角度セン
サとして取付られたポテンショメータ２５による帰還で
前記パルスモータ４ｏの税調を未然に防止でき、また、
これによってステアリングの位置決めが一層正確に遂行
されることにある。 速度制御手段１７は車輌１００のエンジンガバナ４２を
制御するためのもので、第７図に詳細な構成を示す如く
、サーボ系制御手段１４のシリアル入出力機構１４−４
に接続されたシリアル入出力機構１７−１、ガバナドラ
イバ４２を制御するＰ−Ｗ−Ｍ発生器１７−２）、速度
カウンタ１７−３、ガバナ位置センサ３２からのデータ
シグナルを入力するＣＷ／ＣＣＷ判定回路１７−４、イ
ンターバル・タイマ１７−５、ボートｌ７−６、ＲＯＭ
１７−７、ＲＡＭ１７−８、ＣＰ Ｕ １７−９からな
っている。 従って、速度制御手段１７はサーボ系制御手段１４から
のコマンド人力と同時に、ガバナ位置センサ３２から検
出値信号を入力する。 ガバナ位置センサ３２はエンコーダまたはポテンショメ
ータからなっており、車１ｔｏｏの走行時におけるガバ
ナ４２の現在位置を検出する。 前記速度制御手段１７のＣＰ Ｕ１７−９は、サーボ系
制御手段１４とガバナ位置センサ３２とから入力したデ
ータを基にガバナ４２が前記設定速度■（φ）に対応し
た位置になっているか否かを演算して判定する。 その結果、ガバナ４２の位置が設定速度■（φ）に対応
していない場合、ＣＰ Ｕ１７−９はガバナ制御信号を
ガバナドライバ４１に出力する。 ガバナドライバ４１は、ガバナ４２が設定速度■（φ）
に対応した位置となるようにそのガバナ４２を制御する
。 これによって、車輌１００の走行速度が前記設定速度■
（φ）になるように制御される。 かかる速度制御手段１７は、所謂ディジタル式のＰ−Ｗ
−Ｍ制御方式であって、りに還はガバナ位置センサ（エ
ンコーダ）３２と前記速度カウンタ１７−３との組合せ
によって実現され、また、一定の加速度で走行速度を加
減するための加速度制御を行うことによりスリップを軽
減している。 また、前記ガバナ４２の制御と同時に、トランスミッシ
ョン（以下、Ｔ／Ｍという）４３とラック４４およびフ
゛レーキ４５、リターダ４６がそれぞれの系キ充の制御
手段２３．１８．２０．２１によって制御される。 これらの制御手段２３．１８．２０．２１は前記速度制
御手段１７の場合と同様にそれぞれがＣＰＵを有しれい
る。 Ｔ／Ｍ制御手段２３は、サーボ系制御手段１４から前記
設定速度Ｖ（φ）に対応したＴ ／ Ｍ ４３の設定速
度段データを入力すると共に、Ｔ／Ｍ位置センサ３６か
ら７７Ｍ４３の現在速度段の検出データを入力する。 もって、Ｔ／Ｍ制御手段２３は、前記センサ２６で検出
された速度段が設定速度段になっているか否かを演算に
より判定し、否の時にＴ／Ｍ４３の制御信号を出力する
。 その信号によって、Ｔ／Ｍ４３が前記設定速度段の位置
になるように制御される。 ランク制御手段１８は、リミットスイッチよりなるラン
ク位置センサ３１から入力したラックツレレイドの位置
が、サーボ系制御手段１４から入力した前記設定速度■
（φ）に対応する設定位置になっているか否かを判定し
、否の時にランク制御信号を出力する。 その信号によって、ラック４４が前記設定位置に変位さ
せられ、もってエンジン回転数が前記設定速度■（φ）
に対応した値に制御される。 ブレーキおよびリターダ制御手段２０および２１は、ブ
レーキおよびリターダ作動確認センサ３３．３４からの
入力データがサーボ系制御手段１４からの設定速度■（
φ）に対応したものとなっているか否かを比較演算し、
否の時にブレーキ４５とリターダ４６をそれぞれ制御す
る。 以上の如き、車輌１００のステアリング制御と走行速度
制御とによって、該車輌１００は最適速度で目標コース
に誘導されて無人走行する。 その走行時においては、速度センサ２７．２８と方位角
検出手段２９とによって車輌１００の実際の走行速度と
走行方位が検出される。 この場合の速度センサ２７．２８は、車輌１００の左右
両後輪の回転数を個々に検出するロークリエンコーダか
らなり、それぞれの回転数検出値信号を車輌位置検出手
段１５に出力する。 一方、方位角検出手段２９は、ジャイロスコープ２９°
を備えたジャイロコンパスからなっている。 ジャイロコンパス２９は第８図にて詳細に示す如く、車
輌位置計測手段１５からのコマンドを入力し且つ該手段
１５に方位計測データを出力するシリアル入出力機構２
９１、ジャイロスコープ２９゛ の出力シグナルを入力
するシンクロリニア変換器２９２とＡ／Ｄ変換器２９３
、高速演算機構２９４、インターバル・タイマ２９５
、Ｒｏ Ｍ２９６とＲＡ Ｍ２９７とよりなる記憶手段
、ＣＰ Ｕ２９８のそれぞれからなっている。 かかるジャイロコンパス２９は、ジャイロスコープ２９
゛からの入力データを基に車輌１００の走行方位角をＣ
Ｐ ０２９８が演算して求め、その結果のデータ信号を
車輌位置計測手段１５に出力する。 この計測手段１５は、前記速度センサ（ロークリエンコ
ーダ）２７．２８からの入力データを車輌１００の走行
速度データに変換し、この速度データと前記ジャイロコ
ンパス２９からの方位角計測データとから、コース走行
中の車輌１００の現在位置を演算して求め、その結果の
現在位置データをサーボ系制御手段１４に出力する。 サーボ系制御手段１４は、前記現在位置データの入力に
よりＣＰ Ｕ１４−８がＲＯＭ１４−５からコース設定
座標を読み出し、該座標データと前記現在位置データと
から車輌１００が次に走る目標コースデータを演算する
。 そして、サーボ系制御手段１４は前記演算結果のデータ
をステアリング制御コマンドと走行速度制御コマンドと
に変換して、それらのコマンドをそれぞれの系統のステ
アリング制御手段１６と速度制御手段１７とに出力する
。 もって、°前述の場合と同様にステアリング制御手段１
６がステアリング角度を、かつ速度制御手段１７が走行
速度をそれぞれ制御する。 かかる制御は車輌１００が無人走行している限り常に繰
り返される。 斯くして、車輌１００が走行予定コースの要所に設置さ
れたステーション３０゛ に近づくと、車輌位置計測手
段１５がセンス開始コマンドを前記車輌１００に搭載さ
れた絶対位置検出手段３０に出力する。 ここで、前記ステーション３０゛ と絶対位置検出手段
３０との関係について述べる。 まず、ステーション３０°は超音波反射機能を有するボ
ールからなって、車輌１００の走行を阻害せずに該車輌
をスムーズに通過させ得る位置に設置される。 一方、絶対位置検出手段３０は第９図に示す如く、車輌
位置計測手段１５からセンス開始コマンドのみを入力し
且つ検出結果を出力するシリアル入出力機構３００と、
前記センス開始コマンドにより°トすガーを定期的に出
力するインターバル・トリガー機構３０１、その出カド
リガーにより超音波を発信して且つ受信する一対の機器
（トランスデユーサ）３０２）、３０３と、ディスタン
スカウンタ３０４．３０５およびＲＯＭとＲＡＭとから
なる記憶手段３０６、それらを制御するＣ Ｐ Ｕ３０
７のそれぞれからなっている。 前記機器３０２．３０３のそれぞれから発信された超音
波は、車輌１００がステーション３０″を通過する際、
該ステーション３０゛ に当たって反射してくる。 その反射してきた超音波は前記機器３０２．３０３で受
信される。 このように、機器３０２．３０３のそれぞれから発信さ
れた超音波がステーション３０°に当たって前記機器３
０２．３０３で受信されるまでの時間がディスタンスカ
ウンタ３０４と３０５とによって計測される。 この場合、前記ＣＰ Ｕ３０７は、前記計測時間を基に
して車輌１００がステーション３０゛ を通過するとき
の絶対的な位置座標を演算して求める。 その結果のデータ信号は車輌位置計測手段１５に出力さ
れる。 この場合の車輌位置計測手段１５は、前述の如く速度セ
ンサ２７．２８および方位角検出手段２９のそれぞれか
らの入力データを基に演算された車輌１００の現在位置
座標とステーション通過時の絶対位置座標とを比較演算
し、それらに偏差があるか否かを判定し、その結果のデ
ータ信号をサーボ系制御手段１４に出力する。 サーボ系制御手段１４は、車輌１００の前記現在位置座
標と絶対位置座標との偏差信号を入力した場合、その信
号を解消するためのサーボ制御信号をそれぞれのサーボ
系統に出力する。 もって、車輌１００のステアリングやガバナ、トランス
ミッション、ランク等が制御されることにより、前記車
輌１００の走行軌跡が修正される。 すなわち、予め設定されたコースに沿って無人走行する
車輌１００は横滑り等を起こした際に前記設定コースに
対する進行方向のズレが生じろ。 このため、車輌１００を正規の設定コースに戻す必要が
あり、そのために前述の如く走行軌跡の修正が行われる
のである。 また、車輌１００の走行予定コース上に障害物があると
きは、それが障害物探索装置１２によって探知される。 障害物探索装置１２は、超音波を発信し且つ受信する機
器１２０．１２１を備えたＣＰＵからなり、第９図に示
して説明した絶対位置検出手段３０の場合と同じ構成に
なっている。 かかる障害物探索装置１２は、前記機器１２０．１２１
のそれぞれから発信された超音波が障害物に当たって反
射して来ることにより前記機器１２０．１２１が受信す
るまでの時間を計測し、該時間から障害物までの距離を
ｃｐｕが演算する。 その演算結果の距離データを主制御手段１３に出力する
。 主制御手段１３は、入力した距離データに基づく６ｊ、
ｉ算を行って車輌１００が障害物に対する危険領域に入
ったか否かを判断し、該判断結果のコマンドをサーボ系
制御手段１４に送る。 サーボ系制御手段１４は、その入力コマンドに基づ（演
算を行って前記障害物に対処すべきコマンドを各サーボ
系統に出力する。 もって、車輌１００は障害物を回避して走行するようス
テアリングやガバナおよびブレーキ等の系統が制御され
、また、障害物回避走行が不可能な場合はエンジンが停
止させられる。 なお、上記障害物探索装置１２は超音波センサに限る必
要はなく、その他の例えばレーダの如き電磁波系センサ
や画像情報Ｇこよるイメージセンサ等であってもよいこ
と勿論である。 【発明の効果］ 以上、この発明によれば、ダンプトラック等の走行体が
自ら設定コースとの相対位置を検出し、それを判断して
ステアリングやガバナおよびトランスミッション等のサ
ーボ系統を自動制御するため、ケーブル誘導による無人
走行システムの場合と異なって、前記走行体を自己読会
により設定コース上に沿って円滑に無人走行させるごと
ができる。 このため、該走行体の操縦の完全無人化を達成でき、こ
れによって例えば建設機械等の分野における省力化に大
きく寄与する。 また、走行体が無人走行時に横滑り等を起こすと、前記
走行体の進行方向に誤差が生じるが、設定コースの要所
に設けられたステーションを該走行体が通過することに
より、該通過時の時間間隔で走行体の進入角度を絶対位
置検出手段が検出し、それに基づいて走行体自身が現在
位置を修正して正規のコースに戻すため、該コースから
前記走行体が大きく離脱するような危険性はない。 更に、コース上に障害物があるときは、車輌に装備の障
害物探索装置がそれを検出することにより、走行体が自
ら停止もしくは回避するため、該走行体を安全に且つ効
率よく無人走行させることができる。
ρ
図面はこの発明の好適実施例を示すもので、第１図は車
載設備の概念的ブロック図、第２図は地上設備の概念的
ブロック図、第３図は主制御手段のブロック構成図、第
４図はサーボ系制御手段のブロック構成図、第５図は車
輌位置検出手段のブロック構成図、第６図はステアリン
グ制御手段のブロック構成図、第７図はエンジン／トラ
ンスミノシランコン（−ローラの構成図、第８図はジャ
イロコンパスの構成図、第９図は絶対位置検出手段の機
能ブロック図、第１０図は車輌誘導設定コースへの軌跡
を示す図である。 １２・・・障害物探索装置 １４・・・サーボ系制御手段 １５・・・位置計測手段 １６・・・ステアリング制御手段 １７・・・速度制御手段 ２５・・・ステアリング角度センサ ２７、２８・速度センサ ２９・・・方位角検出手段 ３０１ ・・ステーション ３０・・・絶対位置検出手段 ｌＯＯ・・走行体 〜 偽 ミ 曾− ！２１ＩＯ鴫 噂 第８図 第７図 第９図
載設備の概念的ブロック図、第２図は地上設備の概念的
ブロック図、第３図は主制御手段のブロック構成図、第
４図はサーボ系制御手段のブロック構成図、第５図は車
輌位置検出手段のブロック構成図、第６図はステアリン
グ制御手段のブロック構成図、第７図はエンジン／トラ
ンスミノシランコン（−ローラの構成図、第８図はジャ
イロコンパスの構成図、第９図は絶対位置検出手段の機
能ブロック図、第１０図は車輌誘導設定コースへの軌跡
を示す図である。 １２・・・障害物探索装置 １４・・・サーボ系制御手段 １５・・・位置計測手段 １６・・・ステアリング制御手段 １７・・・速度制御手段 ２５・・・ステアリング角度センサ ２７、２８・速度センサ ２９・・・方位角検出手段 ３０１ ・・ステーション ３０・・・絶対位置検出手段 ｌＯＯ・・走行体 〜 偽 ミ 曾− ！２１ＩＯ鴫 噂 第８図 第７図 第９図
Claims (6)
- （１）、ダンプトラックのような車輌等の走行体を無人
で自動走行させるためのシステムにして、走行体の速度
センサ、走行体の進行方向を検出する方位角検出手段、
走行体のステアリング角度センサ、前記速度センサから
走行速度検出データを且つ方位角検出手段から方位検出
データをそれぞれ入力してそれらのデータから走行体の
現在位置を演算する位置計測手段、走行体の走行予定の
コースデータが設定されて前記位置計測手段より走行体
の現在位置データを入力し、該位置データと前記設定コ
ースデータとから走行体を目標コースに誘導すべく該コ
ースに対応したステアリング角度と走行速度を演算して
設定するサーボ系制御手段、該サーボ系制御手段からス
テアリング角度設定データを且つ前記ステアリング角度
センサから走行体の現在のステアリング切れ角データを
それぞれ入力し、それらのデータからステアリング制御
角を演算して走行体のステアリングを制御する手段、前
記サーボ系制御手段からコマンドを入力し走行速度制御
データを演算して走行体のエンジン系統やトランスミッ
ション系統などを制御する速度制御手段とからなること
を特徴とする無人走行システム。 - （２）、特許請求の範囲第１項記載のシステムにおいて
、地上管理システムと交信するための無線機を備えてい
ることを特徴とする無人走行システム。 - （３）、特許請求の範囲第１項記載のシステムにおいて
、方位角検出手段はジャイロスコープからなっているこ
とを特徴とする無人走行システム。 - （４）、走行体の速度センサ、走行体の進行方向を検出
する方位角検出手段、走行体のステアリング角度センサ
、前記速度センサから走行速度検出データを且つ方位角
検出手段から方位検出データをそれぞれ入力してそれら
のデータから走行体の現在位置を演算する位置計測手段
、走行体の走行予定のコースデータが設定されて前記位
置検出手段より走行体の現在位置データを入力し、該位
置データと前記設定コースデータとから走行体を目標コ
ースに誘導すべく該コースに対応したステアリング角度
と走行速度を演算して設定するサーボ系制御手段、該サ
ーボ系制御手段からステアリング角度設定データを且つ
前記ステアリング角度センサから走行体の現在のステア
リング切れ角データをそれぞれ入力し、それらのデータ
からステアリング制御角を演算して走行体のステアリン
グを制御する手段、前記サーボ系制御手段からコマンド
を入力し走行速度制御データを演算して走行体のエンジ
ン系統やトランスミッション系統などを制御する速度制
御手段とからなる無人走行システムにおいて、走行予定
コース上の障害物を探索して該障害物までの距離を計測
し、その計測距離から走行体が障害物に対して危険領域
に入ったか否かを判断し、その結果のデータを基に走行
体を障害物に対して迂回走行または自動停止させるため
の障害物探索装置を備えていることを特徴とする無人走
行システム。 - （５）、特許請求の範囲第４項記載のシステムにおいて
、障害物探索装置は超音波を発信し、該超音波が障害物
に当たって反射してくるまでの時間を計測し、該時間か
ら障害物までの距離を演算する超音波センサからなって
いることを特徴とする無人走行システム。 - （６）、走行体の速度センサ、走行体の進行方向を検出
する方位角検出手段、走行体のステアリング角度センサ
、前記速度センサから走行速度検出データを且つ方位角
検出手段から方位検出データをそれぞれ入力してそれら
のデータから走行体の現在位置を演算する位置計測手段
、走行体の走行予定のコースデータが設定されて前記位
置検出手段より走行体の現在位置データを入力し、該位
置データと前記設定コースデータとから走行体を目標コ
ースに誘導すべく該コースに対応したステアリング角度
と走行速度を演算して設定するサーボ系制御手段、該サ
ーボ系制御手段からステアリング角度設定データを且つ
前記ステアリング角度センサから走行体の現在のステア
リング切れ角データをそれぞれ入力し、それらのデータ
からステアリング制御角を演算して走行体のステアリン
グを制御する手段、前記サーボ系制御手段からコマンド
を入力し走行速度制御データを演算して走行体のエンジ
ン系統やトランスミッション系統などを制御する速度制
御手段とからなる無人走行システムにおいて、走行体の
走行予定コースの要所に設けられて前記走行体を通過さ
せるためのステーションと、該ステーションを走行体が
通過するときの時間間隔で前記ステーションに対する走
行体の進入角度を検出して該走行体が通過した位置座標
を演算し、該座標を基に走行体の絶対的な現在位置を求
めるための絶対位置検出手段とを有していることを特徴
とする無人走行システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59191338A JPS6170618A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 無人走行システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59191338A JPS6170618A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 無人走行システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6170618A true JPS6170618A (ja) | 1986-04-11 |
| JPH0522926B2 JPH0522926B2 (ja) | 1993-03-31 |
Family
ID=16272897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59191338A Granted JPS6170618A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 無人走行システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6170618A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Citations (3)
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-
1984
- 1984-09-12 JP JP59191338A patent/JPS6170618A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0522926B2 (ja) | 1993-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |