JP4197209B2

JP4197209B2 - 車両の無人走行システム

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Publication number: JP4197209B2
Application number: JP14152899A
Authority: JP
Inventors: 周武田; 雅徳遠嶋; 幸司竹田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2019-05-21
Also published as: US6321147B1; JP2000330636A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両を無人で走行させる無人走行システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、鉱山等の作業現場において、ダンプ等の車両を無人で走行させる無人走行システムが知られている。
図９は、従来技術に関わる無人走行システムの構成図である。同図において、無人走行システムは、複数の車両１と、これら複数の車両１の運行を監視する中央監視局２とを備えている。
中央監視局２は、作業現場の所定位置に設置されており、その内部には監視員が常駐している。車両１は、現在位置を検出する位置検出装置（図示せず）を備えており、中央監視局２と無線通信を行ないながら、その監視の元で所定のコース３を無人走行する。
【０００３】
そして、この車両１は、コース３上に存在する障害物４を検出する障害物検出装置５を備えている。
このような障害物検出装置５は、電波やレーザ光等の発信波２９を進行方向に照射する発信機と、この発信波２９が障害物４に反射して戻ってきた反射波３３を受信する受信機とを備えている。そして、発信波２９と反射波３３とを比較することにより、車両１の走行するコース３上の障害物４の有無、及び車両１から障害物４までの距離を検出することが可能である。
そして、障害物検出装置５は、障害物４が人間や他の車両１、或いは他の車両１から落下した積載物等の、車両１が走行を続けられないようなものであると認識すれば、車両１が障害物４に衝突するのを避けるために車両１を停止している。そして、作業員が停止した場所まで赴き、障害物４を除去してから車両１をスタートさせるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術には、次に述べるような問題点がある。
【０００５】
即ち、従来技術における障害物検出装置５は、車両１の走行するコース３の凹凸や上り坂を障害物４であると誤認識し、車両１を停止させてしまうことがある。
図１０に、コース３上を無人走行する車両１の側面図を示す。同図において、車両１が地点Ａのように凹凸のない平坦なコース３上を走行している場合は、障害物４の有無を正確に検知可能である。しかしながら、この車両１が地点Ｂのように上り坂６に近づいたとき、発信波２９が前方の上り坂６に反射し、障害物検出装置５がこの上り坂６を障害物４であると誤認識してしまうことがある。
また、車両１が地点Ｃのように凹凸のあるコース３上を走行する際にピッチングを起こし、発信波２９が下方に向かって照射され、地面に反射して地面を障害物４であると誤認識することもある。このような誤認識のために、車両１がたびたび停止し、無人走行システムの作業効率が低下するという問題がある。
【０００６】
また、従来技術における障害物検出装置５は、障害物４の大きさやその材質等（以下、障害物４の正体と言う）を正確に判定することが困難である。そのため、障害物検出装置５が障害物４を検出した場合には、誤認識であるか否かに関わらず、常に作業員が停止した車両１の位置まで赴かなければならない。そして、検出した障害物４が車両１の走行の妨げとなっているか、又はそのままで走行可能かを判断し、車両１を再スタートさせる。このように、車両１の再スタートまでに多大な時間を要するため、無人走行システムの作業効率が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、第１の目的として、障害物を誤認識することが少ない障害物検知装置を有する車両の無人走行システムを提供すること。また、第２の目的として、障害物を検出した際にその障害物が走行の妨げとなるか否かを即座に判断して車両の停止時間を短縮できる障害物検知装置を有する車両の無人走行システムを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
【００１４】
上記の目的を達成するために、第１発明は、車両側に、その現在位置を検出する位置検出装置と、走行の妨げとなる障害物を検出する障害物検出装置と、位置検出装置及び障害物検出装置の検出信号に基づいて、車両を所定のコース上を無人で走行させる車両管制装置とを設けた車両の無人走行システムにおいて、車両管制装置は、障害物検出装置が坂道又は凸凹地の走行中の地面等の非障害物を障害物と誤認識した時の、車両の位置及び障害物検出装置の検出信号を登録し、走行時に車両が登録した位置に近接したか否かを判断し、登録した位置の近傍では登録した検出信号に基づいて、障害物検出装置の有効検出距離を前記誤認識した時の非障害物までの距離よりも短い値に変更して前記非障害物を障害物と誤認識しないようにしている。
【００１５】
第１発明によれば、障害物検出装置が上り坂やコースの凹凸などの非障害物を障害物と誤認識した時の誤認識位置を記憶している。そして、この誤認識位置に車両が再近接した場合に、以前の誤認識時の検出信号に基づいて、障害物検出装置の有効検出距離を前記誤認識した時の非障害物までの検出距離よりも短い距離に変更することにより非障害物を誤認識しないようにしている。即ち、誤認識は、コースの起伏や凹凸によって起きやすいため、以前に誤認識を起こした場所では、同様の誤認識を起こす可能性が高く、何度も車両が停止する。従って、このような誤認識を起こしやすい位置を車両が登録しておき、この位置では誤認識を避けるようにすれば、誤認識が少なくなる。従って、車両の停止回数が少なくなり、無人走行システムの作業効率が向上する。

【００１６】
また、第２発明は、第１発明記載の車両の無人走行システムにおいて、複数の車両の運行を監視する中央監視局を設け、各車両及び中央監視局に、それぞれ車両通信装置及び中央通信装置とを設けて互いに無線通信可能とし、中央監視局側に、各車両から受信した、障害物検出装置が前記非障害物を障害物と誤認識した時の各車両の位置に基づいて、車両ごとに誤認識位置を登録する中央管制装置を設け、各車両側に、中央監視局から受信した各車両ごとの誤認識位置を登録する車両管制装置を設けている。
【００１７】
第２発明によれば、各車両の誤認識位置を中央監視局に伝送し、中央管制装置が各車両の誤認識位置を一括管理して他の車両にも伝えている。即ち、誤認識は、コースの起伏や凹凸によって起きやすいため、ある車両が誤認識を起こした位置では、他の車両も誤認識を起こしやすい。従って、ある車両が誤認識を起こした場所を登録しておき、この位置では他の車両も誤認識を避けるようにすれば、無人走行システム内の車両の障害物の誤認識が少なくなる。従って、車両の停止回数が少なくなり、無人走行システムの作業効率が向上する。

【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながら、本発明に関わる実施形態を詳細に説明する。尚、各実施形態において、前記従来技術の説明に使用した図と同一の要素には同一符号を付し、重複説明は省略する。
【００１９】
図１において、無人走行システムは、複数のダンプ等の車両１と、これら複数の車両１の運行を監視する中央監視局２とを備えている。
中央監視局２は、例えば鉱山等の作業現場の所定位置に設置されており、その内部には監視員が常駐している。中央監視局２には、作業状況に合わせて、複数の車両１の運行状況を監視し、各車両１をどのようにコース３を走行させるかを決定する中央管制装置７が備えられている。この中央管制装置７は、コンピュータが好適であり、演算手段と、記憶手段と、例えばキーボード等の入力手段とを備えている。
また、中央監視局２には中央通信装置８が備えられており、複数の車両１と互いに無線通信を行なって、それぞれの車両１の走行状況を指示することが可能である。作業現場が広域にわたる鉱山のような場合、無線の搬送波としては、ＵＨＦ波やＶＨＦ波が用いられる。また、中央監視局２には中央管制装置７と接続したモニタ９が設置されている。
【００２０】
各車両１には、それぞれ車両通信装置２３が搭載され、中央管制装置７と互いに無線通信を行なうことが可能となっている。この車両通信装置２３には、車両１の運転を制御する車両管制装置２０が接続されている。車両管制装置は、演算手段と記憶手段とを備えている。
また、車両管制装置２０には、車両１の現在位置を検出する位置検出装置１０が接続されている。この位置検出装置１０は、例えばＧＰＳを用いて車両１の絶対位置を検出する絶対位置検出器と、タイヤの回転数を測定する車速センサ及び進行方向を検出するジャイロを用いて車両１の相対位置を検出する相対位置検出器とを有している。
車両管制装置２０は、この位置検出装置１０の出力に基づいて車両１の現在位置を検出し、無線通信を介して中央管制装置７にその現在位置を送信する。これにより、中央管制装置７は各車両１の現在位置を把握し、積込等の作業が円滑に行なわれるように無線通信を介して車両管制装置２０に指令を出力し、各車両１の運行を管理する。
【００２１】
また、車両管制装置２０には、車両１のアクセル１１、ブレーキ１２、及びステアリング１３を操作して車両１の走行を制御する走行制御装置１４が接続されている。車両管制装置２０は、中央管制装置７からの指令に基づいて走行制御装置１４に指令を出力し、所定のコース３上で車両１を無人走行させる。
【００２２】
また、車両管制装置２０には、コース３上に存在する人間や他の車両１、或いは他の車両１から落下した積載物等の障害物４を検知する障害物検出装置５が接続されている。
この障害物検出装置５は、レーダ装置１５を備えている。このレーダ装置１５は、ミリ波及びレーザ光（以下、発信波２９と総称する）をそれぞれ発信し、進行方向の物体に反射して戻ってきたミリ波及びレーザ光（以下、反射波３３と総称する）をそれぞれ受信するミリ波レーダ１６及びレーザレーダ１７を備えている。
また、障害物検出装置５は、レーダ装置１５に接続された障害物コントローラ１８を備えている。この障害物コントローラ１８は、発信波２９と反射波３３とを互いに比較・演算し、車両１の前方における物体の有無、及び物体があるとすればその物体までの距離Ｄを検出することが可能である。
【００２３】
そして障害物コントローラ１８は、前方に検知された物体が所定値以上の大きさを有し、かつ、車両１から所定距離（以下、有効検出距離と言う）以下に近接した領域（以下、有効検出領域１９と言う）内に存在すると判定した場合に、車両１の前方に障害物４があると認識する。このような認識は、ミリ波レーダ１６又はレーザレーダ１７の少なくともいずれか一方の検出信号に基づいて上記の条件が満たされた場合に行なわれる。
尚、これらのミリ波レーダ１６及びレーザレーダ１７は、車両１の前面の左右両側端近傍に、それぞれ１個ずつ配置されているのが一般的である。
【００２４】
また、車両１の所定位置には、車両１の進行方向のコース３上を撮影可能な撮影装置２４が搭載され、車両管制装置２０に接続されている。
この撮影装置２４は、撮影を制御する撮影コントローラ２５と、車両１の前方に取り付けられ、撮影コントローラ２５からの指令に基づいてコース３上を撮影するＣＣＤカメラ２６とを備えている。また、撮影コントローラ２５は、ＣＣＤカメラ２６の映像を取り込む映像メモリ２７を備えている。そして、撮影指令を受信すると、撮影コントローラ２５はＣＣＤカメラ２６で車両１の前方を撮影し、その映像を映像メモリ２７に記憶する。
或いは、ＣＣＤカメラ２６は常に、コース３上の映像を撮影するようにしてもよい。車両管制装置２０から撮影コントローラ２５に撮影指令が入力されると、撮影コントローラ２５はＣＣＤカメラ２６が撮影している映像を、映像メモリ２７に記憶し、これを車両管制装置２０に送信する。車両管制装置２０は、この映像を無線通信を介して中央管制装置７に送信する。
或いは、映像メモリ２７はＣＣＤカメラ２６が撮影している映像を常に所定の時間間隔で記憶更新し、撮影指令に基づいてこの記憶した映像を中央管制装置７に送信するようにしてもよい。
【００２５】
またこのとき、中央管制装置７は手動撮影スイッチ２８を備えており、監視員がこの手動撮影スイッチ２８を押すことにより、無線通信を介して撮影コントローラ２５に撮影指令が送信される。これにより、撮影装置２４はコース３上を撮影し、その映像をモニタ９に表示することが可能となっている。
尚、ＣＣＤカメラ２６は、車両１の前方及び後方にそれぞれ取り付けられている場合もある。このようにすれば、車両１がバックする場合にも、進行方向を写すことが可能となる。この場合、撮影コントローラ２５は、車両の進行する方向に備えられたほうのＣＣＤカメラ２６の映像を記憶し、送信するようにしている。
【００２６】
以下、障害物検出装置５が障害物４を検出した際に、その障害物４の正体を確認することにより、車両１の停止時間を短縮させるための技術について説明する。図２に、障害物４の正体を確認するための手順の一例を、フローチャートで示す。
【００２７】
車両管制装置２０は、中央管制装置７からの指令に基づき、走行制御装置１４に指令を出力して、車両１を定められたコース３上で走行させる（Ｓ１）。この走行中に、障害物検出装置５はコース３上の障害物４の有無を判定し（Ｓ２）、障害物４を検知しない場合は走行を続ける。また、障害物検出装置５が障害物４を検知した場合は、障害物検出装置５は車両管制装置２０に信号を出力して障害物４検知を通知し、車両管制装置２０は走行制御装置１４に指令を出力して、車両１を停止させる（Ｓ３）。そして車両管制装置２０は、車両１の停止後に無線通信を介して中央管制装置７に車両１の停止を通知する（Ｓ４）。
【００２８】
次に、車両管制装置２０は撮影コントローラ２５に撮影指令を出力して、ＣＣＤカメラ２６で車両１の進行方向を撮影する（Ｓ６）。撮影された映像は、車両管制装置２０から中央管制装置７に無線通信を介して送信され、中央管制装置７は受信した映像をモニタ９上に表示する（Ｓ７）。中央監視局２に常駐している監視員は、この映像をモニタ９上で観察し、障害物４の正体を判定して車両１が継続して走行可能か否かを判定する（Ｓ８）。
【００２９】
このとき、検出された障害物４が小さかったり、コース３外にあって車両１の走行の妨げとならなかったり、又は従来技術の項で説明したように上り坂６を誤認識したりしたというような場合には、監視員は車両１が即座に走行可能と判断する。そして、監視員は中央管制装置７にスタート指令を入力し、中央管制装置７は車両管制装置２０に指令を送信して車両１をスタートさせる（Ｓ１０）。
また、Ｓ８において障害物４がコース３上の岩のような場合は、監視員は車両１が走行不可能と判定する。そして、作業員が車両１の停止位置に赴いてその障害物４を除去し（Ｓ９）、Ｓ１０に移って車両１をスタートさせる。そして、Ｓ１に戻り、車両１を走行させる。
また、障害物４が人や他の車両１のように、自力でコース３上から離れるような障害物４である場合には、監視員は時間がある程度経過すれば走行可能と判断する。そして、所定時間経過後に手動撮影スイッチ２８を押してコース３上を撮影する（Ｓ１１）。そして、その映像に基づいて走行の可否判定を行ない（Ｓ１２）、障害物４がなくなっていれば走行可能と判断してＳ１０に写って車両１をスタートさせる。
【００３０】
また、監視員は、手動撮影スイッチ２８を利用して、障害物４の走行に対する影響をより確実に判断することができる。即ち、車両１から送信されてきた映像が明確でなく、映像の観察によって障害物４が走行の妨げとなるか否かの判断が困難な場合に、監視員はこの手動撮影スイッチ２８を押し、再度の撮影を行なって、より確実に障害物４の正体を確認する。
また、撮影時に車両１から障害物４までの距離Ｄが遠く、障害物４が何であるかを判断できないような場合には、監視員は所定の手順で中央管制装置７に徐行指令を入力し、車両１を徐行させて障害物４に近接させる。そして、手動撮影スイッチ２８を押すことによって撮影を行ない、障害物４の正体をより確実に確認することが可能である。
さらに、Ｓ１０における車両１のスタートの直前に、監視員は手動撮影スイッチ２８を押すことにより、車両１の前方の映像を確認することができる。これにより、車両１がスタートする際の車両１の前方の障害物４の有無を確認し、衝突を予防することが可能である。
【００３１】
尚、図２で示したフローチャートにおいて、車両管制装置２０は、Ｓ４で中央管制装置７に車両１の停止を通知した後で、Ｓ６において撮影指令を出力しているが、これに限られるものではない。即ち、Ｓ２で障害物４があるという信号を受信した直後に、撮影指令を出力するようにしてもよい。またこのとき、Ｓ２の後に撮影指令を出力した後、さらにＳ４の後で撮影指令を出力するようにしてもよい。
【００３２】
以上説明したように、車両１にコース３上の映像を撮影する撮影装置２４を備え、障害物検出装置５が障害物４を検知した際の映像を中央監視局２に送って、これを監視員が観察している。これにより、監視員が障害物４が検知された際の映像を観察し、その障害物４が走行に与える影響を即座に判断することができる。
即ち、障害物検出装置５が誤認識した場合や、障害物４が小さかったり移動したりしてコース３から外れた場合には、作業員が車両１のところまで赴くことなく車両１を再スタートできる。従って、車両１の停止している時間が短くなって、作業効率が向上する。
【００３３】
また、監視員は常に映像を監視する必要がない。即ち、障害物検出装置５が障害物４を検知した場合にのみ映像を詳細に観察すればよく、監視員の監視に要する負担が少ない。また、車両１から中央監視局２へ映像を送信する頻度が少ないので、無線通信に要する負担が少なく、中央監視局２から車両へ送信される指令を妨げずに映像を送信することが可能である。
また、監視員が手動で映像を送信させることができるので、最初に送信されてきた映像が見づらい場合にも、所望するタイミングで映像を再確認でき、より詳細な観察が可能である。そのため、確実に障害物４の正体を知ることができるので、コース３上に障害物４があるにも拘らず車両１を再スタートさせて障害物４に衝突させたり、逆に障害物４がないにも拘らず作業員が車両１の停止場所に赴いて時間を浪費したりすることがない。
さらに、このような手動撮影スイッチ２８によって、車両をスタートさせる直前に車両１の進行方向を確認できる。そのため、停止した時点から再スタートするまでの間に障害物４がコース３上に入り込むようなことがあっても、その障害物４を確認でき、車両１が障害物４に衝突することが少ない。
【００３４】
次に、障害物検出装置５の誤認識を少なくするための技術について説明する。無人走行を行なう際には、まず運転者が１台の車両１を所定のコース３に従って有人走行し、車両管制装置２０及び中央管制装置７にコース３を記憶させるティーチング走行を行なう。その後、車両管制装置２０は、このティーチング走行で記憶したコース３の情報に基づき、運転者を乗せて車両１を自動走行させる。これを、試走と言う。
図３に、試走の手順の一例をフローチャートで示す。試走の際には、予めコース３上からは可能な限り障害物４が排除されており、他の車両１は走行しないようになっている。また、試走中は障害物検出装置５がコース３上に物体を検出しても、車両管制装置２０は走行制御装置１４に指令を送信しないようにしている。
【００３５】
同図において、車両管制装置２０は定められたコース３に基づき、車両１の試走を開始する（Ｓ２１）。この試走の間、運転者はコース３上を目視で監視し、車両１がコース３から外れかけたり、障害物４がコース３上にあったりすれば、ブレーキを踏んで車両１を停止させる。これにより、試走は中断される。そして、障害物を除去したり車両１をコース３に戻したりした後、その場所から改めて試走を開始する。或いはこのとき、試走の出発点に戻って、試走を再開してもよい。
試走の間、障害物検出装置５がコース３上に物体を検知すると（Ｓ２２）、障害物コントローラ１８は物体の検知を車両管制装置２０に通知する（Ｓ２３）。車両管制装置２０は、レーダ装置１５の出力信号に基づいて、この物体を障害物４として認識するか否かを判断する（Ｓ２４）。障害物４を認識しなければ、車両１の試走を継続する。
Ｓ２４で、障害物４をコース３上で認識した場合には、車両管制装置２０は、認識した位置と、車両１から障害物４までの距離Ｄと、検知したのがミリ波レーダ１６及びレーザレーダ１７のうちいずれであるかとを記憶する（Ｓ２５）。これらのデータを、誤認識データと呼ぶ。
そして、車両管制装置２０は、この位置を障害物検出装置５が誤認識を行ないやすい位置（これを誤認識位置と言う）として登録する（Ｓ２６）。即ち、運転者の監視によってコース３上には障害物４が観察されていないので、障害物検出装置５が障害物４をコース３上に認識した場合は、誤認識であると判断できる。
【００３６】
そして、試走がすべて終わった後に（Ｓ２７）、車両管制装置２０は、無線通信を介して中央管制装置７に誤認識データを送信する（Ｓ２８）。この誤認識データに伴い、中央管制装置７は、この誤認識位置及び誤認識データを登録する（Ｓ２９）。この登録は、自動的に行なわれてもよく、或いは誤認識データに基づいて監視員が手動で行なってもよい。或いは、自動的に行なわれた登録を監視員が手動で修正してもよい。
このような登録や修正は、例えば中央管制装置７のモニタ９上にコース３の地図を映しだし、マウス等の入力手段で行なってもよい。また、誤認識位置の登録は、誤認識が起きた位置ばかりでなく、その位置を中心とする領域として登録してもよい。
【００３７】
以上のように、試走中に障害物検出装置５が障害物４を誤認識したことを車両管制装置２０に通知することによって、障害物検出装置５が誤認識を行ないやすい誤認識位置が、車両管制装置２０に登録される。
この登録に基づき、障害物検出装置５は無人走行の際に、誤認識位置における上り坂６やコース３の凹凸を障害物４と認識しないようにして、誤認識を防止することができる。
さらに、この誤認識位置を無線通信を介して中央管制装置７に通知することにより、中央管制装置は他の車両１に対してもこの誤認識位置を登録する。即ち、１台の車両で登録された誤認識位置に関する情報を他の車両１に分け与えることにより、車両１ごとに登録を行なう必要がなく、登録の手間が省かれる。さらに、車両１は最初の無人走行時から他の車両１の誤認識位置を参照して、予め誤認識位置を登録した状態で無人走行を行なえるので、最初の走行時に誤認識によって停止することが少なくなり、無人走行システムの効率が向上する。
【００３８】
図４に、登録された誤認識位置に基づいて車両１を無人走行させ、障害物検出装置５の誤認識を防止する手順の一例をフローチャートで示す。
中央管制装置７は、各車両１の車両管制装置２０に対して、登録された誤認識位置を無線通信を介して送信し（Ｓ４１）、車両管制装置２０はこの誤認識位置を登録する（Ｓ４２）。車両管制装置２０は、位置検出装置１０によって車両１の現在位置を検出しながら、走行制御装置１４に指令を出力し、所定のコース３上を無人走行する（Ｓ４３）。
そして、障害物検出装置５が前方に何らかの物体を検出しない場合は、無人走行を続ける（Ｓ４４）。障害物検出装置５が、物体を検出した場合は、車両１の現在位置が登録した誤認識位置から所定距離以下に接近しているか否かを判断する（Ｓ４５）。ここで、車両１が所定距離以下に接近していた場合は、車両管制装置２０は走行制御装置１４及び障害物検出装置５にそのことを通知する（Ｓ４６）。走行制御装置１４は、この通知に伴い、アクセル、ブレーキ、及びステアリングを制御して、車両１の速度を所定速度以下に減速する（Ｓ４７）。また障害物検出装置５は、この通知に伴って障害物４を認識する有効検出距離を初期値Ｌよりも短い誤認識値Ｌ１（Ｌ１＜Ｌ）に変更して、障害物検出の際の閾値を大きくして（Ｓ４８）、Ｓ５０に移る。このときの誤認識値Ｌ１は、Ｓ２９で記憶した車両１から障害物４までの距離Ｄの最小値Ｄ１よりも小さい値とする。
また、Ｓ４２で車両１が誤認識位置から所定距離内になければ、有効検出距離を初期値Ｌとして（Ｓ４９）、Ｓ５０に移る。
そして、これらの有効検出距離に基づき、前方の物体を障害物４と認識するか否かを判定し（Ｓ５０）、認識しない場合はＳ４３に戻って無人走行を継続する。また、障害物４と認識するばあいは、例えば図２に示したフローチャートに基づいて障害物４を除去し（Ｓ５１）、Ｓ４３に戻って走行を継続する。
【００３９】
ここで、図４のフローチャートにおける、有効検出距離について説明する。図５は、コース３上を走行する車両１の側面図であり、レーダ装置１５の有効検出領域１９を斜線でハッチングして示している。
同図において、平地を走行する車両１の障害物コントローラ１８は、有効検出領域１９内にある障害物４を、障害物４として認識する。車両１が登録された誤認識位置に接近すると、レーダ装置１５から照射された発信波２９が上り坂６に反射する。
しかしながら、障害物コントローラ１８が有効検出距離を車両１から誤認識した上り坂６までの距離Ｄよりも小さい誤認識値Ｌ１とすることにより、この誤認識値Ｌ１よりも遠くにある上り坂を、障害物４と認識するのを避けることができる。車両１がさらに上り坂６に近接すると、車両１は上り坂６を上がってレーダ装置１５が上方を向くので、上り坂６が発信波２９を反射しなくなり、上り坂６を検出しなくなる。尚、説明のために上り坂６の傾斜は実物よりも強調して描かれている。
【００４０】
図６及び図７に、それぞれ試走時及び無人走行時のレーダ装置１５の出力信号を示す。縦軸は車両１からの距離、横軸は車両１の走行に伴う車両１の現在位置である。また、波形３０はレーダ装置１５の有効検出距離、波形３１は、レーダ装置１５の出力波形である。
図６に示すように、試走時に車両１が上り坂６に近づくと、レーダ装置１５は、車両１から距離Ｄの位置に波形３１を観測する。このとき、レーダ装置１５の有効検出距離は上り坂６までの距離Ｄよりも大きい初期値Ｌとなっており、障害物コントローラ１８はこの上り坂６を障害物４と誤認識してしまう。
これに対応するため、本実施形態では図７に示すように、無人走行時には車両１が誤認識位置に近接すると、有効検出距離を距離Ｄの最小値Ｄ１よりも小さい誤認識値Ｌ１に変更し、上り坂６を障害物４と認識しないようにしている。そして、車両１が誤認識位置を過ぎると、有効検出距離を初期値Ｌに戻すようにしている。このとき、二点鎖線で示したように、試走時に検出した上り坂６までの距離Ｄに合わせて、有効検出距離を連続的に変更してもよい。
【００４１】
以上説明したように、予め誤認識位置を登録しておき、車両がその位置に接近すると、レーダ装置１５の有効検出距離を短くすることにより、上り坂６を障害物４と認識しないようにして、誤認識を防止している。これは、コース３の凹凸等の誤認識に関しても同様に可能である。
また、このように有効検出距離を短くすることにより、上り坂６や凹凸ばかりではなく、コース３外にある樹木や崖の誤認識を防止することも可能である。
【００４２】
或いはこのとき、有効検出距離を短くする代わりに、レーダ装置１５の感度を鈍くしたり、照射する発信波を弱くしたりしてもよい。或いは、この誤認識位置を登録した際に受信したレーダ装置１５の信号を、障害物コントローラ１８、車両管制装置２０、又は中央管制装置７のいずれかに記憶しておき、類似の信号に対しては障害物４と認識しないような信号処理を行なってもよい。
【００４３】
またこのとき、車両１を減速させることにより、コース３上に凹凸があっても車両１のピッチングが少なくなるので、障害物検出装置５が地面を障害物４と認識する誤認識が少なくなるという作用も生じる。
【００４４】
次に、無人走行時に、登録された誤認識位置を更新する手段について説明する。
無人走行時には、試走時に登録した誤認識位置と異なる場所で、新たな誤認識が起きる場合がある。例えば、試走では誤認識が起きたにも拘らず、無人走行の際には誤認識が起きないような場合や、逆に、試走では誤認識が起きなかったにも拘らず、無人走行の際には頻繁に誤認識が起きるような場所がある。
また、複数の車両１のうち、特定の位置において頻繁に誤認識を行なう車両１と、誤認識を行なわない車両１とが混在することもある。
これは、例えば、車両１が多数走行することによるコース３の地形変化や、或いは、車両１の速度、サスペンションの固さ、或いはレーダ装置１５の取付位置などの車両１による個体差等のさまざまな原因が考えられる。
そのため、予め登録された誤認識位置を、無人走行の際に最新の情報に基づいて更新するのが好適であり、以下にその手順を示す。
【００４５】
図８は、誤認識位置を更新する手順の一例を示すフローチャートである。
同図において、各車両１の車両管制装置２０は中央管制装置７の指示に基づき、車両１を無人走行させる（Ｓ６１）。車両管制装置２０は、位置検出装置１０の出力信号に基づいて、車両管制装置２０に予め登録された誤認識位置に車両１が接近したか否かを判断し（Ｓ６２）、接近した場合は、図４に示したフローチャートに従って、有効検出距離を誤認識値Ｌ１に短縮する（Ｓ６３）。
そして、レーダ装置１５の出力信号に基づき、もし有効検出距離が初期値Ｌのままだとすると障害物検出装置５がこの位置を誤認識する可能性があるか否かを判定する（Ｓ６４）。即ち、障害物検出装置５が車両１の前方に、有効検出距離が誤認識値Ｌ１よりも遠く、かつ初期値Ｌよりも近い位置に上り坂６や凹凸を検出するようであれば、障害物検出装置５はこの位置を誤認識すると判断する。その場合は、Ｓ６１に戻り、無人走行を続ける。
このときＳ６４では、次のようにして判定を行なってもよい。即ち、障害物コントローラ１８が試走時に障害物４を誤認識した際、或いは以前にこの位置を誤認識位置と登録した際のレーダ装置１５の出力信号を記憶しておく。そして、この出力信号と無人走行時の同じ位置における出力信号とを比較し、同様の誤認識が起きるか否かを判定してもよい。
或いは、車両１が撮影装置２４を備えていれば、車両１が誤認識位置に接近した際に、監視員が手動で車両１の前方を撮影してその映像をモニタ９で確認し、この映像をレーダ装置１５の出力信号と比較して誤認識を判定するようにしてもよい。
【００４６】
Ｓ６４において、障害物検出装置５が誤認識をしないであろうと判定する場合には、車両管制装置２０は、この位置における誤認識位置としての登録を解除する（Ｓ６６）。そして、無線通信を介してこの車両１のＩＤと現在位置とを中央管制装置７に送信し、登録を解除したことを通知する（Ｓ６７）。中央管制装置７は、この車両に対する誤認識位置としての登録を解除し（Ｓ６８）、Ｓ６１に戻って無人走行を継続する。即ち、この車両１の車両管制装置２０は、次回の走行からこの位置を誤認識位置として扱わないようにする。
【００４７】
また、Ｓ６２において、車両１が誤認識位置に接近していない場合には、車両管制装置２０は、障害物検出装置５が誤認識を起こすか否かを判断する（Ｓ６９）。誤認識位置以外の場所で誤認識が起こらなかった場合は正常であるから、Ｓ６１に戻って無人走行を継続する。また、誤認識位置以外の場所で誤認識が起きた場合には、車両管制装置２０はこの位置を誤認識位置として新規に登録する（Ｓ７１）。そして、車両管制装置２０は車両１のＩＤと現在位置とを無線通信を介して中央管制装置７に送信する（Ｓ７２）。これに伴い、中央管制装置７は、その場所をこの車両１に対する誤認識位置として登録する（Ｓ７３）。そして、Ｓ６１に戻り、無人走行を継続する。
【００４８】
このとき、Ｓ６９の誤認識の可能性の判定は、撮影装置２４で行なうようにするのが最も好適である。障害物検出装置５が障害物４を検知すると、図２のフローチャートのＳ３に示したように、車両１が停止する。その際に、監視員が障害物４を撮影装置２４で撮影して映像を確認し、誤認識か否かを判定して、中央管制装置７にこれを手動で入力するようにすればよい。
或いは、撮影装置２４を備えない車両１の場合にも、このような誤認識位置の登録及び更新は可能である。即ち、従来技術の如く、例えばヘリコプターや自動車等のは移動手段で作業員がその場所に赴き、誤認識か否かを判定するようにしてもよい。
尚、図８のフローチャートにおいて、誤認識位置を一度の誤認識の有無のみによって更新するのではなく、誤認識が所定回数以上起きた場合に更新するようにしてもよい。又は、所定回数以上、連続して誤認識が起きた場合でもよく、所定以上の確率で誤認識が起きた場合に更新するようにしてもよい。
【００４９】
また、誤認識位置の更新に関しては、次のような手順でもよい。即ち、自動走行中に障害物検出装置５が障害物４を検出して停止した場合に、監視員は撮影装置２４によって誤認識か否かを判断する。そして、誤認識の場合には監視員は中央管制装置７にそのことを入力し、車両管制装置２０に無線通信を介して指令を送信し、車両管制装置２０から誤認識データを送信させてその場所を誤認識位置として登録する。この登録は、自動で行なわれても、監視員が手動で行なってもよいし、或いは自動で登録されたものを監視員が修正してもよい。
【００５０】
尚、誤認識位置の登録・解除をすべての車両１に対して一括して行なうようにすれば、登録・解除に要する手間が省略され、中央管制装置７の負荷が小さくなるという利点がある。
また、車両１ごとに行なうようにすれば、各車両１ごとに障害物検出装置５の感度やレーダ装置１５の取付位置等の違いがあっても、より確実に誤認識を防止できるという利点がある。
さらには、車両１が積荷を積載している時と空荷のときでは、誤認識の起き方が異なる場合もある。これを考慮に入れて、車両１の積荷の状況によって誤認識位置の登録・解除を変更するようにしてもよい。
また、誤認識位置を登録するのは、試走の際に運転者が行なうように説明したが、これに限られるものではない。即ち、試走の際には登録を行なわず、無人走行の際に監視員が例えば撮影装置２４を用いて、各車両１に対して個別に誤認識位置の登録及びその解除を行なうようにしてもよい。
【００５１】
以上説明したように、障害物検出装置５が障害物４を誤認識しやすい誤認識位置を予め登録し、この誤認識位置に車両１が近接した場合に、障害物検出装置５の設定を変更して誤認識を防止している。これにより、障害物４が実際には存在しない場所での誤認識が減少し、車両１が誤って停止することが少なくなる。
また、誤認識を防止する手段として、障害物検出装置５の有効検出距離を短くしている。これにより、障害物コントローラ１８内部のパラメータを変更するのみで、レーダ装置１５の調整を行なう必要がなく、多数の車両１に対して即座に設定の変更が可能である。
【００５２】
また、このような誤認識位置の登録を、試走時に行なっている。これにより、有人走行の際に運転者が誤認識位置を確認した後に登録しているので、誤認識位置を誤って登録することが少ない。さらに、一度の走行で中央管制装置７に全車両１の誤認識位置を登録可能であり、誤認識位置の登録のために要する時間が短い。
また、誤認識位置の登録を、無人走行時に更新している。これにより、無人走行によってコース３の地形が変わったりしても対応可能であり、常に確実に誤認識を防止できる。
さらに、誤認識位置の登録を車両１ごとに更新している。これにより、車両１によって誤認識する障害物４のレベルに差があっても、それぞれの車両１にきめ細かく対応して、より確実に誤認識を防止することが可能である。
さらに、撮影装置２４を用いて離れた場所から車両１の前方を観察し、誤認識位置を更新している。従って、更新時に作業員が現場に赴くことなく更新が可能であり、更新のための時間が短縮できる。
そして、以上のように、無人走行時に障害物検出装置５が障害物４を誤認識して車両１が停止することが少なくなるので、無人走行システムの作業効率が向上する。
【００５３】
尚、車両管制装置２０及び中央管制装置７の双方で誤認識位置を登録するように説明したが、これは中央管制装置７のみで登録して、各車両１にその情報を与えるようにしてもよい。このようにすれば、誤認識位置が一元管理され、情報伝達の誤りが少なくなる。また、例えばオペレータが中央管制装置７に手動で誤認識位置を登録したり除去したりすることも可能となる。
或いは、誤認識位置を中央管制装置７には登録せず、車両１ごとの車両管制装置２０にのみ登録してもよい。これにより、各車両１が個別に誤認識位置を登録・除去することができるので、無線通信を頻繁に行なうことなく自己の判断に基づいて無人走行を行なえるので、走行時の遅滞が少なくなる。また、無線通信において、誤認識位置の確認に要する負荷が小さくなるので、走行の指令を正確にまた、車両管制装置２０のみに誤認識位置を登録すれば、中央監視局２を設けずに車両１同士が互いに無線通信によって連絡を取り合って無人走行するような場合にも適用可能である。また、何らかの理由で、車両１が中央監視局２からの通信を受信できないような場合でも、各車両１が情報を共有できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無人走行システムの構成図。
【図２】障害物を確認するためのフローチャート。
【図３】試走する際の手順のフローチャート。
【図４】無人走行する際の手順のフローチャート。
【図５】コース上を走行する車両の側面図。
【図６】試走時におけるレーダ装置の出力波形図。
【図７】無人走行時におけるレーダ装置の出力波形図。
【図８】誤認識位置を更新する手順のフローチャート。
【図９】従来の無人走行システムの説明図。
【図１０】従来の無人走行する車両の側面図。
【符号の説明】
１：車両、２：中央監視局、３：コース、４：障害物、５：障害物検出装置、６：上り坂、７：中央管制装置、８：中央通信装置、９：モニタ、１０：位置検出装置、１１：アクセル、１２：ブレーキ、１３：ステアリング、１４：走行制御装置、１５：レーダ装置、１６：ミリ波レーダ、１７：レーザレーダ、１８：障害物コントローラ、１９：有効検出領域、２０：車両管制装置、２３：車両通信装置、２４：撮影装置、２５：撮影コントローラ、２６：ＣＣＤカメラ、２７：映像メモリ、２８：手動撮影スイッチ、２９：発信波、３３：反射波。

Claims

車両(1) 側に、その現在位置を検出する位置検出装置(10)と、走行の妨げとなる障害物(4) を検出する障害物検出装置(5) と、位置検出装置(10)及び障害物検出装置(5) の検出信号に基づいて、車両(1) を所定のコース(3) 上を無人で走行させる車両管制装置(20)とを設けた車両の無人走行システムにおいて、
車両管制装置(20)は、障害物検出装置(5) が坂道又は凸凹地の走行中の地面等の非障害物を障害物(4) と誤認識した時の、車両(1) の位置及び障害物検出装置(5) の検出信号を登録し、走行時に車両(1) が登録した位置に近接したか否かを判断し、登録した位置の近傍では登録した検出信号に基づいて、障害物検出装置 (5) の有効検出距離を前記誤認識した時の非障害物までの距離よりも短い値に変更して前記非障害物を障害物(4) と誤認識しないようにした
ことを特徴とする車両の無人走行システム。
請求項１記載の車両の無人走行システムにおいて、
複数の車両(1) の運行を監視する中央監視局(2) を設け、
各車両(1) 及び中央監視局(2) に、それぞれ車両通信装置(23)及び中央通信装置(8) とを設けて互いに無線通信可能とし、
中央監視局(2) 側に、各車両(1) から受信した、障害物検出装置(5) が前記非障害物を障害物(4) と誤認識した時の各車両(1) の位置に基づいて、車両(1) ごとに誤認識位置を登録する中央管制装置(7) を設け、
各車両(1) 側に、中央監視局(2) から受信した各車両(1) ごとの誤認識位置を登録する車両管制装置(20)を設けた
ことを特徴とする車両の無人走行システム。