JPS63150710A

JPS63150710A - 自立型無人車システムにおける衝突回避方法

Info

Publication number: JPS63150710A
Application number: JP61299605A
Authority: JP
Inventors: Teppei Yamashita; 哲平山下
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1986-12-16
Filing date: 1986-12-16
Publication date: 1988-06-23
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JP2661023B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、複数の自立型無人車が、自ら現在位置を認
識しつつ、内蔵した地図情報を頼りに、作業要求の発生
した作業点に移動する自立型無人車システムにおいて、
自立型無人車同士の衝突を未然に回避することができる
衝突回避方法に関する。

［従来の技術］現在、自立型無人車の開発が盛んに行なわれているが、
この種の無人車システムとしては、第６図に示すように
複数の無人車Ａ、Ｂ、・・と、これらの無人車Ａ、Ｂ、
・・・を統括制御する１つの中央局Ｃとからなるものが
代表的である。そして、３無人車Ａ、Ｂ、・・・は中央
局Ｃの指示に従い、各ノード（ａ過点）Ｎｌ−Ｎ９を経
由して、作業要求が発生した作業点まで走行し、所要の
作業を行う。中央局Ｃは無人車Ａ、Ｂ、・・・の移動領
域の地図情報を管理するとともに、すべての無人車Ａ、
Ｂ、・・・の現在位置や作業中か否かなどの状態を監視
し、無線などの通信手段により各無人車Ａ、Ｂ、・・・
と交信しながら作業指示を行う。

例えば、第６図に示すように、ノードＮ９に位置する作
業点において作業要求が発生すると、中央局Ｃは現在作
業を行っていない無人車の中から、ノードＮ９に行くの
に最適な無人車を探す。ここで、無人車ＡがノードＮ１
とＮ２の間で待機中であった場合、この無人車Ａに対し
て、ノードＮ９へ向かうように指令を与える。すると、
無人車Ａは、自ら内蔵した地図情報に基づいてノードＮ
９までの経路を探索し、例えば、ノードＮ２−Ｎ３→Ｎ
６→Ｎ９の経路を決定する。そして、この経路に沿って
、自ら現在位置を認識しつつ、内蔵した地図情報を頼り
に、ノードＮ９まで走行する。

：発明が解決しようとする問題点コところで、上述した自立型無人車システムにおいては、
中央局Ｃは各無人車Ａ、Ｂ、・・・に対して、向かうべ
きノードを指定するだけであり、走行経路に関しては、
各無人車Ａ、Ｂ、・・・が独自に決定する。その理由は
、現在作業をしていない全部の無人車Ａ、Ｂ、・・・に
ついて、−向かうべきノードまでの経路を中央局Ｃが探
索していたのでは、中央局Ｃが統括する無人車Ａ、Ｂ、
・・・の台数に比例して探索時間が反引いてしまい、迅
速な処理ができなくなるからである。しかしながら、各
無人車Ａ、Ｂ、・・・の走行経路を中央局Ｃが管理せず
、各無人車Ａ。

Ｂ、・・が独自に決定する方式では、何等かの方法で、
無人車同士の衝突を未然に回避させなければならない。

例えば、第６図に示すように、ノードＮ５−Ｎ２−Ｎ３
の経路で走行中の無人車Ｂが存在している場合に、無人
車ＡがノードＮ　２−Ｎ　５−Ｎ　６−Ｎ　９の経路で
走行を開始すると、両者は、ノードＮ２とＮ５の間で衝
突してしまうことになる。

この発明は、このような背景の下になされたもので、中
央局に全く依存仕ずに、自立型無人車同士の衝突を未然
に回避することができる、自立型無人車システムにおけ
る衝突回避方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］上記問題点を解決するためにこの発明は、各無人車に、
相互に情報を交換する通信手段と、その他の無人車が接
近してきたことを検出する検出手段とを各々設け、前記
各無人車は、前記検出手段によってその他の無人車の接
近を検出した場合、自らの識別番号と現在位置と走行方
向に関する情報を前記通信手段を介して全ての無人車へ
送信する一方、前記各無人車は、送信されてきた情報に
基づいて、自らが衝突する危険性が有るか否かを判断し
、衝突する危険性が有ると判断した無人車は自らの識別
番号と現在位置と走行方向に関する情報を前記通信手段
を介して返答し、以降、衝突する危険性のある無人車同
士で情報を交換しつつ衝突を回避するための動作を決定
し、互いに実行することを特徴としている。

［作用コ上記構成によれば、衝突の危険性が発生した場合、その
衝突に関与する恐れのある無人車同士が互いに必要な情
報を交換し合い、これにより、無人車同士が自ら衝突を
回避する動作を実行する。

このため、中央局に全く依存せずに、無人車同士の衝突
が未然に回避される。

［実施例コ以下、図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。なお、この実施例においては、説明を簡略化する
ために、２台の無人車ＩＡおよびｌＢ（以下、Ａ車およ
びＢ車と略称する）と、中央局２とからなる自立型無人
車システムを例にして説明する。

第１図において、中央局２は、ＣＰＵ（中央処理装置）
、メモリ、および通信装置などから構成されており、Ａ
車およびＢ車の現在位置や作業中か否かなどの状態を常
時把握している。また、各作業点と結ばれ、作業点から
の作業要求を受は入れ、この情報をＡ車およびＢ車に対
して無線により伝送するようになっている。

Ａ車およびＢ車は、通信装置３と、指令部４と、走行部
５と、地図メモリ６と、他車検出器７Ａ（７Ｂ）とから
構成されている。また、走行部５は、走行制御部８と、
左右駆動輪９Ｌ、９Ｒと、左右駆動輪９Ｌ、９Ｒを各々
回転駆動するモータＩＯＬ。

１０Ｒと、左右駆動輪９Ｌ、９Ｒの回転数を各々検出す
るパルスエンコーダＩＩＬ、ＩＩＲと、左右に向かって
超音波を発射するとともに左右の側壁で反射してきた超
音波を受信する送受信器１２Ｌ、１２Ｒと、超音波伝播
時間に基づいて左右の側壁までの距離を測定する超音波
測距部１３と、軌道修正部１４とから構成されている。

上記地図メモリ６には、各ノードの座標や、各ノードを
結ぶ走行経路上から左右の側壁までの距離等に関する地
図データが予め記憶されている。

また、軌道修正部１４は、超音波測距部１３から得られ
た測距データと、地図メモリ６から読み出された地図デ
ータとを逐一比較し、この比較結果に基づいて修正デー
タを走行制御部８へ供給するようになっている。

走行制御部８は、通常、指令部４から指示された走行コ
マンド（進行距離、速度、回転角度、走行後到達するノ
ード番−号などからなる）に基づき、自らの走行装置の
形態に適した走行パターン（直進やカーブなどの軌跡パ
ターンおよび速度パターン）を作成し、この走行パター
ンと修正データとに基づいて、左右駆動輪９Ｌ、９Ｒの
回転を各々制御する。また、走行制御部８は、後述する
衝突回避動作時において、指令部４から直接走行制御コ
マンドが供給された場合、このコマンドを優先的に実行
する。この場合、走行制御部８は通常とは異なり、指令
部４から指示された通りに駆動輪９Ｌ、９Ｒの回転を制
御し、これにより、指令部４が、直接的に走行を制御す
ることになる。

Ａ車およびＢ車に各々搭載された他車検出器７Ａおよび
７Ｂは、所定周波数（例えば、１００ｋＨｚ程度）の無
指向性の識別電波を発射する送信器と、第２図に示す半
径ｒａおよびｒｂの範囲内に存在する相手側の送信器か
ら発射された識別電波を受信する受信器と、第３図に示
すように、送信器と受信器を交互に動作させるとともに
、受信器が識別電波を検出した場合に、検出信号を出力
する検出回路とから構成されている。この場合、他車検
出器７Ａ側の送信器が動作する送信期間ＴＡと受信器が
動作する受信期間ＲＡは、他車検出器７Ｂ側の送信器が
動作する送信期間ＴＢと受信器が動作する受信期間ＲＢ
と互いに異なるように適宜設定されている。これにより
、第２図に示すように、Ａ車とＢ車が、半径ｒａまたは
ｒｂの検出範囲内に接近した場合、他車検出器７Ａと７
Ｂは互いに相手側が発射した識別電波を検出し、検出信
号を指令部４へ供給するようになっている。そして、上
記半径ｒａとｒｂの検出範囲は、各送信器の出力や各受
信器の感度の調整具合等によって若干具なるが、約３ｍ
程度に設定されている。

一方、指令部４は通信装置３を介して、無線により中央
局２および他車の指令部４と相互に接続され、ポーリン
グ／セレクティング方式により、各種情報の交換を行う
。そして、指令部４は、中央局２から作業要求が発生し
た作業点のノードが指示されると、地図メモリ６に記憶
された地図データを参照して最適な走行経路を探索し、
目的のノードに向かう際に通過するノードを決定する。

さらに、決定した各ノードを結ぶ走行経路に沿って移動
するように、走行コマンドを順次作成して走行部５へ与
える。また、指令部４は、他車検出器７Ａ（７Ｂ）から
検出信号が供給された場合、後述する衝突回避動作を開
始し、直接走行制御コマンドを走行部５へ与えて、駆動
輪９Ｌ、９Ｒの回転を直接制御する。

次に、上述した一実施例において、第５図に示すように
、Ａ車とＢ車がノードＮ２とＮ５の間で、互いに向かい
あった状態で接近した場合の動作について説明する。

ここでまず、第３図に示す時刻Ｔ１において、Ａ車の他
車検出器７Ａの方か先に、他車（この場合、２台のシス
テムなので他車は必然的にＢ車となるか、３台以上の場
合は、不特定の車となる）の識別電波を検出し、検出信
号を指令部４へ出力したとする。すると、Ａ車の指令部
４は、衝突回避動作を開始する。

以下、第４図に示すフローチャートを参照して、Ａ車の
衝突回避動作を、Ｂ車の衝突回避動作と関連づけて説明
する。

まず、Ａ車が他車の接近を検出すると、ステップＳＡＩ
からステップＳＡ２へ進み、Ａ車の指令部４は走行部５
に対して停止する旨の直接走行制御コマンドを与え、こ
れによりＡ車が一旦停止する。次いで、他車を検出した
旨を、自軍の識別コード（車両番号）と現在位置と次に
到着するノード番号とからなる情報とともに通信装置３
を介して他車へ送信する（ステップ５Ａ３）。

一方、他車であるＢ車は、Ａ車が一送信した情報を受け
た時点で一旦停止しくステップ５ＤＩ）、Ａ車が送信し
た情報と、自軍の現在位置および次に到着するノード番
号に基づいて、自軍がＡ車と衝突する危険性が有るか否
かを判断しくステップ５８２）、衝突する危険性有りと
判断した場合は、ステップＳＢ３へ進み、衝突する危険
性無しと判断した場合は、ステップＳＢ６へ進む。ステ
ップＳＢ３においては、Ｂ車が自軍の識別コードと現在
位置と次に到着するノード番号からなる情報を、Ａ車へ
送信する。次いで、−Ｂ車は、先程Ａ車から受は取った
情報に基づいて、（Ａ車の識別コード）く（自軍の識別
コード）であることから、自軍がマスター側であること
を認識する。そして、自軍とＡ車の双方の衝突回避動作
を決定し、Ａ車の衝突回避動作をＡ車に指示する（ステ
ップ５Ｂ４）。この場合、Ｂ車は、第５図に示すように
、Ａ車とＢ車が向かい合っている場合においては、互い
に右側に避けてすれ違う動作を衝突回避動作として決定
し、また、例えば、Ａ車とＢ車が同じ方向に向かってい
る場合においては、追い越し動作を衝突回避動作として
決定する。

その後、ステップＳＢ５において、自ら決定した衝突回
避動作を実行した後、再発進する（ステップ５Ｂ６）。

さて、Ａ車は、ステップＳＡ４において、他車から返答
があった場合、ステップＳＡ５へ進み、返答がなかった
場合、他車との間において衝突の危険性無しと判断して
ステップＳＡ６へ進む。ステップＳＡ５においては、Ｂ
車から送信されてきた情報に基づき、（Ｂ車の識別コー
ド）〉（自軍の識別コード）であることから、相手のＢ
車がマスター側、自軍がスレーブ側であることを認識す
る。

そして、次のステップＳＡ５においてＢ車から指示され
た衝突回避動作を実行した後、再発進する（ステップ５
Ａ６）。

以上により、第５図に示すように、Ａ車とＢ車が互いに
右側に避けてすれ違い、その後、再発進して、再び元の
走行経路上に復帰し、衝突回避動作が完了する。

ここで、例えば、第５図の２点鎖線の枠内に示すように
、Ａ車がノードＮ５に向って走行し、Ｂ車がノードＮ５
から遠ざかるようにしてノードＮ６に向って走行してい
る場合において、Ａ車かＢ車の接近を検出した場合、Ｂ
車はステップＳＢ２において衝突の危険性無しと判断し
てステップＳＣ６に進み、再発進する。また、Ａ車はス
テップＳＡ４において返答がないことから衝突の危険性
無しと判断してステップＳＡ６へ進み、再発進する。

このように、上述した一実施例においては、Ａ車とＢ車
が互いに接近し、衝突の危険性が発生した場合、常に識
別コードの大きい方がマスター側となり、マスター側と
スレーブ側双方の衝突回避動作を決定するようになって
いる。したがって、中央局２はこの衝突回避動作に同等
関与せず、その他の処理を実行することができる。

なお、上述した実施例においては、他車検出器７Ａ、７
Ｂとして互いに識別電波を発して検出する構成のものを
用いたが、例えば、測距用の超音波と周波数の異なる超
音波を用いて他車を検出するように構成しても構わない
。また、中央局２とＡ車およびＢ車との間の通信方式と
してはポーリング／セレクティング方式を用いたが、例
えば、トークン・パッシング方式′等を用いても勿論構
わない。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、各無人車に、
相互に情報を交換する通信手段と、その他の無人車が接
近してきたことを検出する検出手段とを各々設け、前記
各無人車は、前記検出手段によってその他の無人車の接
近を検出した場合、自らの識別番号と現在位置と走行方
向に関する情報を前記通信手段を介して他の無人車へ送
信する一方、ｍｌ記各無人車は、送信されてきた情報に
基づいて、自らが衝突する危険性が育るか否かを判断し
、衝突する危険性が有ると判断した無人車は自ろの識別
番号と現在位置と走行方向に関する情報を前記通信手段
を介して返答し、以降、衝突する危険性のある無人車同
士で情報を交換しつつ衝突を回避するための動作を決定
し、互いに実行するようにしたので、中央局の処理に全
く依存せずに、無人車同士の衝突を未然に回避すること
ができるという効果か樽られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による自立型無人車システ
ムの電気的構成を示すブロック図、第２図は同実施例に
おける無人車の概略の外観構成を示す平面図、第３図は
同実施例における無人車に設けられた他車検出器の動作
を説明するためのタイミングチャート、第４図は同実施
例の動作を説明するためのフローチャート、第５図は同
実施例による衝突回避動作を説明するための平面図、第
６図は従来の自立型無人車システムの動作を説明するた
めの平面図である。ＩＡ、ＩＢ・・・・・・無人車（Ａ車、Ｂ車）、２・・
・・・・中央局、３・・・・・・通信装置、４・・・・
・・指令部、５・・・走行部、６・・・・・・地図メモ
リ、７Ａ、７Ｂ・・・・・・他車検出器。

Claims

【特許請求の範囲】自ら現在位置を認識しつつ、内蔵した地図情報を頼りに
、作業要求の生じた作業点に移動して所要の作業を行う
複数の無人車からなる自立型無人車システムにおいて、前記各無人車に、相互に情報を交換する通信手段と、そ
の他の無人車が接近してきたことを検出する検出手段と
を各々設け、前記各無人車は、前記検出手段によってそ
の他の無人車の接近を検出した場合、自らの識別番号と
現在位置と走行方向に関する情報を前記通信手段を介し
て他の無人車へ送信する一方、前記各無人車は、送信さ
れてきた情報に基づいて、自らが衝突する危険性が有る
か否かを判断し、衝突する危険性が有ると判断した無人
車は自らの識別番号と現在位置と走行方向に関する情報
を前記通信手段を介して返答し、以降、衝突する危険性
のある無人車同士で情報を交換しつつ衝突を回避するた
めの動作を決定し、互いに実行することを特徴とする自
立型無人車システムにおける衝突回避方法。