JP2000293227A

JP2000293227A - 走行車両

Info

Publication number: JP2000293227A
Application number: JP11102512A
Authority: JP
Inventors: Takeyuki Saito; 雄之斉藤; Yoshihiro Ogawa; 義弘小川; Shigeru Honda; 茂本多
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】センサの種類を少なくできて処理回路も簡単
にでき、コストも低減できる走行車両を提供すること。【解決手段】走行用駆動源を有する走行車両１０は、走
行車両１０を誘導する誘導者１までの距離を測定する複
数のレーザ距離計１５Ａ，１５Ｂと、検出された各距離
Ｌｒ，Ｌｌに基づいて車両１０の速度および操舵を制御
する制御装置とを備える。２つのレーザ距離計１５Ａ，
１５Ｂによって走行車両１０に対する誘導者１の相対位
置が特定され、この相対位置に応じて制御装置１４によ
って車両１０の速度や操舵を制御することで、走行車両
１０を誘導者１に追従して走行制御できる。走行車両１
０には、距離を測定する測定手段のみを設ければよく、
従来のように角度検出器を設ける必要がないため、処理
回路も簡易化でき、コストも低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行車両に係り、
特に人間が直接車両に搭乗して運転しなくても、車両の
外にいる人間などの誘導体に追随して走行できる車両に
関する。

【０００２】

【背景技術】車両を移動する場合には、通常、運転者が
車両を運転するための作業に専念しなければならない
が、車両の外にいる誘導者に追随して走行できるように
すれば、運転作業に専念する必要が無く便利である。こ
のような人間に追従する車両としては、特開平９−５８
４８６号公報に記載された無人電動運搬車がある。この
運搬車は、運搬車から前方または後方に伸びるひも状体
の引出し長さと引張り方向とを検出し、引出し長さに応
じて走行モータの駆動開始・停止、回転速度の制御を
し、引張り方向に応じてかじ取りを制御している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この無
人電動運搬車では、ひも状体の引出し長さと、引張り方
向との種類の異なる２つの対象を測定しなければなら
ず、長さ測定器と、引張り方向を測定するための角度検
出器等との２種類のセンサを設けなければならず、か
つ、それらのデータを処理して各モータやかじを制御す
るための処理回路が複雑になり、コストも高くなるとい
う問題がある。

【０００４】本発明の目的は、センサの種類を少なくで
きて処理回路も簡単にでき、コストも低減できる走行車
両を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、走行用駆動源を有する走行車両であって、この走行
車両を誘導する誘導体までの距離を測定する複数の距離
測定手段と、これらの各距離測定手段で検出された各距
離に基づいて車両の速度および操舵を制御する走行制御
手段と、を備えたことを特徴とする走行車両である。

【０００６】この発明によれば、走行車両に設けられた
複数つまり少なくとも２つの距離測定手段によって、各
距離測定手段から誘導者等の誘導体までの距離が測定さ
れる。各距離測定手段間の長さは固定されているので、
前記複数の距離データにより走行車両に対する誘導体の
相対位置（距離測定手段に対する誘導体の前後方向の位
置および左右方向の位置）が特定される。そして、この
相対位置に応じて、走行制御手段によって車両の速度や
操舵を制御することで、走行車両を誘導体に追従して走
行するように制御できる。この際、走行車両には、距離
を測定する測定手段のみを設ければよく、従来のように
角度検出器を設ける必要がないため、処理回路も簡易化
でき、コストも低減される。特に、装軌車両やスキッド
ステア式の装輪車両のように、左右の履帯（クローラ）
や車輪を独立して駆動できる車両では、例えば、２つの
距離測定手段を車両の左右等に設け、これらの各距離測
定手段で検出された距離データを利用して左右の各クロ
ーラや車輪を制御することもでき、走行制御の処理が非
常に簡単にできる。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載の走行
車両において、前記距離測定手段は、走行車両の前面の
左右２カ所に設けられた無接触式センサによって構成さ
れ、前記走行制御手段は、各無接触式センサで検出され
た誘導体までの左右の各距離に基づいて走行車両の速度
および操舵を制御することを特徴とする走行車両であ
る。この発明によれば、誘導体までの各距離つまり車両
前面に対する誘導体の前後方向の位置および左右方向の
位置に応じて走行車両を制御できるので、走行車両の前
方にいる誘導体（誘導者）に追随して車両を走行させる
ことができ、進路を誘導者が確認しながら車両を誘導す
ることができる。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１に記載の走行
車両において、前記距離測定手段は、走行車両の後面の
左右２カ所に設けられた無接触式センサによって構成さ
れ、前記走行制御手段は、各無接触式センサで検出され
た誘導体までの左右の各距離に基づいて走行車両の速度
および操舵を制御することを特徴とする走行車両であ
る。この発明によれば、走行車両の後方にいる誘導体
（誘導者）に対して一定間隔を維持しながら、車両を先
行させて走行させることができ、誘導者は走行車両の状
態を確認しながら車両を誘導することができる。また、
車両の進行方向に誘導者が位置しないので、より安全に
車両を誘導することができる。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１に記載の走行
車両において、前記距離測定手段は、走行車両の側面に
おける進行方向前後２カ所に設けられた無接触式センサ
によって構成され、前記走行制御手段は、各無接触式セ
ンサで検出された誘導体までの各距離に基づいて検出さ
れる車両側面に対する誘導体の前後方向の位置および左
右方向の位置に応じて車両の速度および操舵を制御する
ことを特徴とする走行車両である。この発明によれば、
走行車両の側方にいる誘導体（誘導者）に随伴して車両
を走行させることができ、誘導者は走行車両の状態や進
路を確認しながら車両を誘導することができる。また、
車両の前後方向に誘導者が位置しないので、より一層安
全に車両を誘導することができる。

【００１０】請求項５の発明は、請求項１に記載の走行
車両において、前記距離測定手段は、走行車両の前面の
２カ所から誘導体まで引出し可能に設けられた２本のワ
イヤと、このワイヤの引き出し量を測定可能な長さ検出
器とを備えて構成され、前記走行制御手段は、各ワイヤ
の引き出し量によって誘導体までの各距離を求め、この
誘導体までの各距離に基づいて検出される車両前面に対
する誘導体の前後方向の位置および左右方向の位置に応
じて速度および操舵を制御することを特徴とする走行車
両である。

【００１１】この発明によれば、例えば２本のワイヤの
一端を誘導者に取り付けたりするだけで、確実に誘導者
の位置を検出することができる。このため、超音波セン
サ、レーザレーダ、ミリ波センサ等の無接触式センサを
用いる場合に比べて、車両と誘導者との相対距離による
感度の違いなどや、霧雨等の天候条件に左右されること
なく、誘導体を確実に検出することができる。

【００１２】一方、請求項２〜４に記載の超音波センサ
等の無接触式センサを用いた場合には、誘導者にワイヤ
などを取り付ける必要がないため、誘導者に負担を掛け
ることなく相対位置を検出することができる。

【００１３】なお、前記「ワイヤ」とは、細長いロープ
状のものを意味し、その材質は、金属、合成樹脂、布等
の任意のものでよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。ここにおいて、各実施形態におけ
る同一もしくは相当構成部分には、同一もしくは相当符
号を付し、説明を省略もしくは簡略にする。また、本明
細書中において、車両の通常の進行方向の前方を前、そ
の反対側を後、車両の前方を向いた状態で車両の右側を
右、その反対側を左という。

【００１５】図１ないし図５には、本発明の第１実施形
態に係る走行車両１０が示されている。これらの図にお
いて、走行車両１０は、フレーム、カバーなどからなる
車両本体１１を備えるとともに、車両本体１１の下部左
右両側において走行機構としての一対の履帯（クロー
ラ）１２Ａ，１２Ｂを備えている。

【００１６】走行車両１０の前面の左右両端の２カ所に
は、図２，３にも示すように、距離測定手段である無接
触式センサとして、レーザ光を左右の所定角度範囲α内
で移動しながら照射し、誘導体である誘導者（被測定
物）１からの反射光を受けて誘導者１までの距離Ｄ１を
検出するスキャンタイプのレーザ距離計１５Ａ，１５Ｂ
がそれぞれ設けられている。このレーザ距離計１５Ａ，
１５Ｂでは、スキャン範囲に誘導者１（反射体）が存在
すると、図４に示すように、背景（反射体が存在してい
ない部分）に比べて距離が短く検出され、反射体の有無
およびそこまでの距離Ｄ１を容易に検出できるように構
成されている。

【００１７】走行車両１０には、図５に示すように、ク
ローラ１２Ａ，１２Ｂの駆動用、すなわち、走行用駆動
源としての流体圧（油圧）モータが設けられ、この履帯
駆動用モータの左右にはそれぞれ左右のクローラ１２
Ａ，１２Ｂを個別に前後進させるための減速機・ブレー
キ装置等からなる左右の各アクチュエータ１３Ａ，１３
Ｂと、前記モータや各アクチュエータ１３Ａ，１３Ｂを
制御する走行制御手段である制御装置１４とが設けられ
ている。これにより、車両駆動用ポンプによって発生さ
れた流体圧（油圧）により、履帯駆動用モータ、アクチ
ュエータ１３Ａ，１３Ｂを介して各履帯１２Ａ，１２Ｂ
が左右独立に駆動されるようになっている。

【００１８】ここで、制御装置１４は、各レーザ距離計
１５Ａ，１５Ｂで検出された誘導者１までの距離Ｌｒ，
Ｌｌと、各クローラ１２Ａ，１２Ｂの速度Ｖｒ，Ｖｌと
の関係を定めた関数ｆに基づいて各アクチュエータ１３
Ａ，１３Ｂを制御するように構成されている。すなわ
ち、制御装置１４は、Ｖｒ＝ｆ（Ｌｒ）、Ｖｌ＝ｆ（Ｌ
ｌ）となるように制御する。

【００１９】なお、関数ｆとしては、例えば、図６の実
線２１で示すように、距離Ｌが小さい場合には、速度０
の不感帯とされ、距離Ｌが下限値を超えると、距離Ｌに
比例して速度Ｖが上昇し、所定の上限速度に達すると距
離Ｌが大きくなっても速度Ｖを一定に保ち、さらに距離
Ｌが上限値を超えると速度０で停止するように設定され
たものが利用できる。但し、この関数ｆの設定は、図６
の実線２１のものに限らず、車両１０の特性に応じて適
宜設定できる。例えば、図６の一点鎖線２２に示すよう
に、距離Ｌが小さい場合には速度Ｖの上昇は緩やかにさ
れ、ある程度距離Ｌが大きくなったら徐々に速度上昇が
急激になるように設定してもよいし、二点差線２３に示
すように、距離Ｌが小さい場合には速度Ｖの上昇が急激
にされ、ある程度距離Ｌが大きくなったら速度上昇が緩
やかになるように設定してもよい。

【００２０】次に、本実施形態の動作を、図７のフロー
チャートをも参照して説明する。走行車両１０を誘導す
る誘導者１は、まず、走行車両１０の移動追随モードを
ＯＮにして誘導制御を開始する。なお、走行車両１０の
走行モードとしては、他に遠隔操縦モードや、走行ルー
トなどをティーチングさせた後に、その覚えたルートで
自動操縦するティーチングプレイバックモードなどが適
宜設けられる。なお、このモードの切替は、外部からの
無線リモコン操作等で行われる。

【００２１】そして、誘導者１は、図１，２に示すよう
に、走行車両１０の前方で待機する。この際、ステップ
１において、移動追随モードがＯＮであるかが判断さ
れ、ＯＮであれば、ステップ２において、各レーザ距離
計１５Ａ，１５Ｂによって誘導者１までの距離Ｌｒ，Ｌ
ｌが測定される。

【００２２】次に、ステップ３において、制御装置１４
は、各測定距離Ｌｒ，Ｌｌが下限値や上限値を超えてい
るかを判断する。ここで、誘導者１が走行車両１０の近
傍で待機しており、各測定距離Ｌｒ，Ｌｌが下限値以下
の不感帯にある場合には、走行車両１０は停止した状態
に維持される（ステップ８）。

【００２３】一方、少なくとも測定距離Ｌｒ，Ｌｌの一
方が、下限値から上限値の間にある場合には、ステップ
４において左右の各クローラ１２Ａ，１２Ｂの制動量が
前記関数ｆを用いて決定される。そして、ステップ５に
おいて、この関数ｆで求められた速度Ｖｒ，Ｖｌにより
左右の各クローラアクチュエータ１３Ａ，１３Ｂが駆動
され、車両１０が走行する（ステップ６）。

【００２４】そして、誘導者１等から非常停止指令が出
ない間は、上記ステップ１〜６を繰り返して走行車両１
０の走行を制御する。ここで、各測定距離Ｌｒ，Ｌｌが
同じ長さであれば、図８に示すように、Ｖｒ，Ｖｌも同
じ速度になり、走行車両１０は直進する。この際の走行
車両１０の速度は、前記図６の関数ｆつまり各距離Ｌ
ｒ，Ｌｌの大きさにより設定される。この際、距離Ｌ
ｒ，Ｌｌが離れて走行車両１０の速度が上がれば、誘導
者１との距離Ｌｒ，Ｌｌが小さくなって再度走行車両１
０の速度が低下するため、走行車両１０は、誘導者１の
移動速度と同等の速度で走行し、誘導者１に対して一定
距離を保ったまま追随して移動することになる。

【００２５】また、誘導者１が左右いずれかに移動する
と、左右の各クローラ１２Ａ，１２Ｂの速度が相違する
ため、走行車両１０は旋回し、各距離Ｌｒ，Ｌｌが同一
になった時点で直進する。すなわち、図９に示すよう
に、誘導者１が僅かに車両１０の中心線に対して左側に
移動すると、各距離はＬｒ＞Ｌｌとなるため、各クロー
ラ１２Ａ，１２ＢもＶｒ＞Ｖｌとなる。このため、車両
１０は、その速度差によって僅かに左側に曲がりながら
直進し、誘導者１からの各距離Ｌｒ，Ｌｌが同一になる
ように制御される。

【００２６】同様に、図１０に示すように、誘導者１が
右側に大きく移動すると、各距離Ｌｒ，Ｌｌの差つまり
は各速度Ｖｒ，Ｖｌ差も大きくなり、走行車両１０もよ
り大きく曲がりながら走行する。つまり、誘導者１の移
動方向が急激に変化しても、その変化が各クローラ１２
Ａ，１２Ｂの速度制御の変化量に反映されるため、走行
車両１０は誘導者１の移動方向に確実にかつ迅速に追随
する。

【００２７】さらに、図１１に示すように、誘導者１と
の距離Ｌｒが下限値以下になると、速度Ｖｒは０になる
ため、左クローラ１２Ｂのみが駆動して走行車両１０は
信地旋回を行い、誘導者１に追随する。

【００２８】そして、ステップ１〜７を繰り返し、走行
車両１０は誘導者１に追随して走行する。また、各測定
距離Ｌｒ，Ｌｌが上下限値を越えた場合（ステップ３）
や、非常停止指令が出た場合（ステップ７）には、走行
車両１０は停止する（ステップ８）。さらに、誘導者１
等によって追随モードが解除されれば（ステップ１）、
追随制御も終了する。

【００２９】上述のような本実施形態によれば、次のよ
うな効果がある。（１）本実施形態では、誘導者１までの距離Ｌｒ，Ｌｌ
を測定する２つのレーザ距離計１５Ａ、１５Ｂと、この
各測定距離Ｌｒ，Ｌｌに基づいて走行車両１０の各クロ
ーラ１２Ａ，１２Ｂの速度を制御する制御装置１４とを
設けたので、走行車両１０を誘導者１に追随するように
制御することができる。この際、走行車両１０には、従
来のように角度検出器を設ける必要がなく、距離を測定
するレーザ距離計１５Ａ、１５Ｂつまり１種類のセンサ
を設ければよく、その分、コストを低減できる。さら
に、長さのデータのみを処理すればよいため、制御装置
１４も簡易化でき、低価格化が可能である。

【００３０】（２）各レーザ距離計１５Ａ、１５Ｂで測
定された距離Ｌｒのみで右クローラ１２Ａの速度Ｖｒを
制御し、距離Ｌｌのみで左クローラ１２Ｂの速度Ｖｌを
制御しているので、制御装置１４の構成をより一層簡略
化でき、走行車両１０の走行を容易に制御することがで
きる。

【００３１】（３）走行車両１０の前面の２カ所に設け
られた各レーザ距離計１５Ａ、１５Ｂで誘導者１の位置
を検出しており、誘導者１が歩けば走行車両１０はその
後からついてくるため、誘導者１は前方の進路を確認し
ながら走行車両１０を誘導することができる。

【００３２】（４）無接触式のレーザ距離計１５Ａ、１
５Ｂを用いて誘導者１までの距離を測定しており、誘導
者１はレーザ距離計１５Ａ、１５Ｂのスキャン範囲内に
居るだけでよいため、誘導者１に負担を掛けることな
く、誘導者１及び走行車両１０の相対位置を容易に検出
することができる。

【００３３】（５）誘導者１の移動に追随して走行車両
１０を走行させることができるので、遠隔操縦などに比
べて無人の走行車両１０の操縦が非常に簡単にでき、特
に、走行車両１０に走行ルートをティーチングする場合
などに非常に簡単に作業することができる。

【００３４】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。本実施形態は、図１２〜１４に示すように、前記
第１実施形態のレーザ距離計１５Ａ，１５Ｂの代わり
に、ワイヤ３０Ａ，３０Ｂと、このワイヤ３０Ａ，３０
Ｂの引出し量（線長）を測定する線長検出装置３１Ａ，
３１Ｂとからなる有索センサを用いた点のみが異なり、
その他の構成は前記第１実施形態と同一である。

【００３５】各線長検出装置３１Ａ，３１Ｂは、図１３
に示すように、ワイヤ３０Ａ，３０Ｂの一端側が巻き付
けられる回転ドラム３２と、この回転ドラム３２の軸に
設けられた図示しない回転検出器（エンコーダやポテン
ショメータ等）とを備えて構成されている。回転ドラム
３２には、ばねや重り等によって常にワイヤ３０Ａ，３
０Ｂを巻き込む力Ｆｉが加わっている。そして、各ワイ
ヤ３０Ａ，３０Ｂに、前記巻き込み力Ｆｉよりも大きな
繰り出し力Ｆｏが加わった場合には、各ワイヤ３０Ａ，
３０Ｂが各線長検出装置３１Ａ，３１Ｂから繰り出さ
れ、その際の回転ドラム３２の回転量によって繰り出し
長さが検出される。

【００３６】本実施形態では、誘導者１のベルト等にワ
イヤ３０Ａ，３０Ｂに設けられたフックを掛けることな
どで誘導者１にワイヤ３０Ａ，３０Ｂを接続する。そし
て、誘導者１が移動し始めると、前記Ｆｉよりも大きな
力Ｆｏが加わって各ワイヤ３０Ａ，３０Ｂが繰り出され
る。そして、その際の繰り出し量に基づいて各線長検出
装置３１Ａ，３１Ｂで誘導者１までの距離Ｌｒ，Ｌｌを
検出する。

【００３７】すると、各線長検出装置３１Ａ，３１Ｂで
測定された距離Ｌｒ，Ｌｌに基づいて制御装置１４が各
アクチュエータ１３Ａ，１３Ｂを制御し、前記第１実施
形態と同様に、各クローラ１２Ａ，１２Ｂが距離Ｌｒ，
Ｌｌに応じて速度Ｖｒ，Ｖｌで駆動され、走行車両１０
は誘導者１に追随して走行する。

【００３８】このような本実施形態においても、誘導者
１までの距離Ｌｒ，Ｌｌのみを線長検出装置３１Ａ，３
１Ｂで測定することで、走行車両１０を誘導者１に追随
するように制御できるため、制御装置１４等の構成を簡
易化でき、低価格化が可能であり、前方の進路を確認し
ながら誘導でき、誘導作業も簡単であるといった前記第
１実施形態の（１）〜（３）、（５）の効果を奏するこ
とができる。

【００３９】（６）加えて、超音波センサ、レーザレー
ダ、ミリ波センサ等の無接触式センサを用いる場合に比
べて、車両１０と誘導者１との相対距離による感度の違
いなどや、霧雨等の天候条件に左右されることがなく、
そのような場合でも確実に車両１０を誘導することがで
きる。その上、レーザ光や超音波のような無接触式セン
サでは、誘導者１以外の作業者などがいると誤検出して
しまうおそれがあり、このため誘導者１を識別するため
に別途マーカなどを設けたり、他の作業者が一定範囲に
近づかないように注意しなければならないが、本実施形
態のように、物理的なワイヤ３０Ａ，３０Ｂを用いてい
れば、誘導者１を確実に特定できて誤検出を確実に防止
できる。さらに、レーザや超音波などは遠くまで照射さ
れるため、第３者に検出されやすいのに対し、有索のセ
ンサであれば、第３者に検出されることがないという利
点もある。

【００４０】次に、本発明の第３実施形態について説明
する。本実施形態は、前記第２実施形態の、ワイヤ３０
Ａ，３０Ｂおよび線長検出装置３１Ａ，３１Ｂからなる
有索センサの代わりに、図１５に示すように、ばね部３
６を有する線（ワイヤ）３５と、このワイヤ３５に加わ
る引っ張り力Ｆｏを測定する張力検知部３７とからなる
有策センサを用いた点のみが異なり、その他の構成は前
記第２実施形態と同一である。

【００４１】すなわち、前記第２実施形態では、誘導者
１と車両１０とを接続するワイヤ３０Ａ，３０Ｂの長さ
（繰り出し量）を直接計測して、誘導者１および車両１
０間の距離Ｌｒ，Ｌｌを計測していたが、本実施形態で
はワイヤ３５に加わる張力を検出し、フックの法則とし
て知られている力および長さの関係に基づいて、間接的
に長さを求めるようにしたものである。フックの法則に
よれば、引っ張り力Ｆｏ、ばねの伸長量Ｌとしたとき
に、Ｆｏ＝ｋＬつまり引っ張り力Ｆｏおよび伸長量Ｌは
比例関係にある。従って、引っ張り力Ｆｏを張力検知部
３７で検出することで、間接的に伸長量Ｌつまり誘導者
１と車両１０との距離を検出することができ、距離に比
例して制御される各クローラ１２Ａ，１２Ｂの速度Ｖも
求めることができる。

【００４２】従って、本実施形態では、図１６に示すよ
うに、車両１０の左右に設けられた各張力検知部３７で
左右の各張力を検出し、制御装置１４は、その張力に応
じて各アクチュエータ１３Ａ，１３Ｂを駆動し、各クロ
ーラ１２Ａ，１２Ｂを所定の速度で制御している。な
お、制御装置１４で張力をクローラ速度に変換する際に
用いられる関数は、張力が各距離に比例しているため、
前記実施形態の関数ｆをそのまま利用できる。

【００４３】このような本実施形態においても、誘導者
１のベルト等にワイヤ３５に設けられたフックを掛ける
ことなどで誘導者１にワイヤ３５を接続する。そして、
誘導者１が移動し始めると、引っ張り力Ｆｏが加わって
ばね部３６が伸長する。そして、その際の張力に基づい
て制御装置１４が各アクチュエータ１３Ａ，１３Ｂを制
御し、前記各実施形態と同様に、各クローラ１２Ａ，１
２Ｂが張力（距離Ｌｒ，Ｌｌに比例する値）に応じて速
度Ｖｒ，Ｖｌで駆動され、走行車両１０は誘導者１に追
随して走行する。なお、本実施形態は、フックの法則が
及ぶ範囲でのみ有効であるため、前記第２実施形態に比
べると、誘導者１が走行車両１０に対して移動できる範
囲がある程度制限される。

【００４４】このような本実施形態においても、前記各
実施形態の（１）〜（３）、（５）、（６）の効果を奏
することができる。

【００４５】（７）加えて、張力検知部３７は、線長検
出装置３１Ａ，３１Ｂに比べて、小型化が容易でかつ安
価にできるため、走行車両１０に組み込みやすくかつ低
価格化がより一層容易にできる。

【００４６】次に、本発明の第４実施形態について説明
する。前記各実施形態では、各センサが走行車両１０の
前面に設けられていたため、誘導者１が走行車両１０の
前方に位置して誘導するように構成されていたが、本実
施形態は、図１７，１８に示すように、センサが走行車
両１０の後面に取り付けられ、誘導者１が走行車両１０
の後方に位置して誘導するように構成されている。

【００４７】走行車両１０の後面の左右両端の２カ所に
は、図１７，１８にも示すように、無接触式センサとし
て、誘導者１までの距離を検出するスキャンタイプのレ
ーザ距離計１５Ａ，１５Ｂがそれぞれ設けられている。

【００４８】そして、前記各実施形態と同様に、制御装
置１４は誘導者１までの各距離Ｌｒ，Ｌｌに基づいて各
クローラ１２Ａ，１２Ｂの速度を制御している。但し、
誘導者１が走行車両１０の後方にいるため、速度制御則
は前記実施形態と異なり、図１９に示すような関数ｆ１
に基づいて制御される。すなわち、当初、誘導者１は、
走行車両１０から十分に離れて上限値よりも遠いところ
にいて、リモコン操作等で走行車両１０を誘導モードに
する。その後、誘導者１が走行車両１０に近づき、走行
車両１０との距離が上限値よりも短くなると、走行車両
１０は前方への移動を開始する。

【００４９】そして、誘導者１が走行車両１０に近づく
と、Ｖ＝ｆ１（Ｌ）は徐々に大きくなるため、走行車両
１０は速度を上げて誘導者１から離れて距離Ｌが大きく
なるように制御される。これにより、距離が大きくなる
と再度速度Ｖが低下するため、走行車両１０は誘導者１
に近づくため、走行車両１０は誘導者１に対して一定間
隔を維持しながら走行制御される。また、誘導者１が走
行車両１０に急に近づくと、走行車両１０の速度は急激
に低下され、さらに近づくと走行車両１０は停止され
る。

【００５０】また、上記制御は、左右の各クローラ１２
Ａ，１２Ｂで独立して行われるため、前記各実施形態と
同様に、誘導者１が左右に移動すれば、走行車両１０も
その移動に伴い操舵される。具体的には、例えば、誘導
者１が右側に移動すると、距離Ｌｒが小さくなり、距離
Ｌｌが大きくなるため、右クローラ１２Ａの速度Ｖｒは
大きくなり、左クローラ１２Ｂの速度Ｖｌは小さくな
る。従って、走行車両１０は左方向に操舵され、誘導者
１が走行車両１０の中心軸上に位置するように制御され
る。

【００５１】なお、当初、誘導者１が走行車両１０の直
後の位置に居て誘導モードに入った場合には、図２０の
点線４１で示されるように、走行車両１０をいったん一
定速度で走行させて誘導者１から離れるようにし、上限
値を越えてからあるいは所定距離だけ離れてから上記関
数ｆ１を利用した制御モードに移行するように制御して
もよい。

【００５２】このような本実施形態においても、前記第
１実施形態と同様な（１）〜（５）の効果を奏すること
ができる。すなわち、本実施形態においても、誘導者１
までの距離Ｌｒ，Ｌｌを測定する２つのレーザ距離計１
５Ａ、１５Ｂと、この各測定距離Ｌｒ，Ｌｌに基づいて
走行車両１０の各クローラ１２Ａ，１２Ｂの速度を制御
する制御装置１４とを設けたので、走行車両１０を誘導
者１の前方を一定距離だけ離れた位置で移動するするよ
うに制御することができる。

【００５３】（８）加えて、誘導者１は走行車両１０の
後方にいて誘導できるので、誘導者１は走行車両１０の
状態を容易に確認しながら車両１０を誘導することがで
きる。また、車両１０の進行方向に誘導者１が位置しな
いので、より安全に車両１０を誘導することができる。
特に、夜間や見知らぬ場所などの進行方向前方の状態が
把握できていない場合には、先に車両１０が移動してい
るので、誘導者１は車両１０の状況を見ながら容易に移
動できる。

【００５４】次に、本発明の第５実施形態について説明
する。本実施形態では、図２１に示すように、各センサ
が走行車両１０の側面における進行方向の前後両端近傍
に設けられ、誘導者１が走行車両１０の側方に位置して
誘導するように構成されている。本実施形態では、制御
装置１４は、各レーザ距離計１５Ａ，１５Ｂで検出され
た誘導者１までの距離Ｌｒ，Ｌｌと、各クローラ１２
Ａ，１２Ｂの速度Ｖｒ，Ｖｌとの関係を定めた関数に基
づいて各アクチュエータ１３Ａ，１３Ｂを制御するよう
に構成されている。

【００５５】具体的には、制御装置１４は、走行車両１
０の速度は図２２に示す関数ｆ２により制御し、操舵量
は図２３に示す関数ｆ３により制御している。すなわ
ち、走行車両１０の速度は、Ｌｌ＞Ｌｒの場合には増速
（加速度プラス）され、Ｌｌ＜Ｌｒの場合には減速（加
速度マイナス）されるように、その加速度ａが関数ｆ２
（Ｌｌ−Ｌｒ）で制御されている。つまり、誘導者１の
移動速度が走行車両１０よりも早くなって走行車両１０
に対して前方に移動すると、ＬｌがＬｒよりも大きくな
るため、走行車両１０の速度が増速される。そして、走
行車両１０が増速することで、誘導者１の移動速度に近
づき、誘導者１が走行車両１０の真横近辺（Ｌｌ−Ｌｒ
＜Ｌａ１）になると加速度は０となる。これにより、走
行車両１０は誘導者１とほぼ同一速度で随伴して移動す
る。なお、誘導者１の走行車両１０に対する相対位置が
大きくなって、Ｌｌ−Ｌｒの値がＬａ２以上になると、
加速度は一定とされ、急激な速度上昇が起きないように
制御されている。さらに、Ｌｌ−Ｌｒの値がＬａ３以上
になると、加速度は０とされ、それ以上、走行車両１０
の速度が上昇しないように設定されている。

【００５６】一方、誘導者１の移動速度が走行車両１０
よりも遅くなって走行車両１０に対して後方に移動する
と、ＬｌがＬｒよりも小さくなるため、走行車両１０の
速度が減速される。この減速で走行車両１０および誘導
者１の各移動速度が近づき、誘導者１が走行車両１０の
真横近辺（Ｌｌ−Ｌｒ＞Ｌａ４）になると加速度は０と
なり、走行車両１０は誘導者１とほぼ同一速度で随伴し
て移動する。また、増速の場合と同様に、Ｌｌ−Ｌｒの
値がＬａ５以下になると、加速度は一定とされ、Ｌｌ−
Ｌｒの値がＬａ６以下になると、加速度は０とされ、そ
れ以上、走行車両１０の速度が減速しないように設定さ
れている。なお、誘導者１が走行車両１０のほぼ真横に
位置し、Ｌａ４＜Ｌｌ−Ｌｒ＜Ｌａ１の範囲にいる場合
には、誘導者１が走行車両１０に対して多少前後に移動
しても、走行車両１０を一定速度で前進できるように、
加速度０の不感帯が設けられている。また、誘導者１が
走行車両１０に対して大きく離れた場合には、移動追随
モードを終了して走行車両１０を停止させるようにして
もよい。

【００５７】また、操舵量はｆ３（Ｌｌ＋Ｌｒ）で制御
される。具体的には、Ｌｌ＋Ｌｒ＞Ｌｔ１のときは右操
舵され、Ｌｌ＋Ｌｒ＜Ｌｔ２（この際、Ｌｔ２＜Ｌｔ
１）のときは左操舵される。つまり、走行車両１０の進
行方向右側に誘導者１がいる場合に、誘導者１が右側に
移動すると、走行車両１０と誘導者１の距離が離れるの
で、Ｌｌ＋Ｌｒは大きくなる。これにより、走行車両１
０に右操舵の指針が得られ走行車両１０が誘導者１に近
づき、走行車両１０と誘導者１との間が一定距離になる
ように制御される。

【００５８】一方、誘導者１が左側に移動すると、走行
車両１０と誘導者１の距離が短くなるので、Ｌｌ＋Ｌｒ
は小さくなる。これにより、走行車両１０に左操舵の指
針が得られ走行車両１０が誘導者１から離れようとする
ので、走行車両１０と誘導者１との間が一定距離になる
ように制御される。なお、Ｌｔ１＞Ｌｌ＋Ｌｒ＞Ｌｔ２
の場合には、誘導者１が多少左右に移動しても、走行車
両１０をそのまま直進できるように、不感帯とされてい
る。

【００５９】このような本実施形態においても、前記各
実施形態の（１）〜（５）の効果を奏することができ
る。（９）加えて、走行車両１０の側方にいる誘導者１に随
伴して車両１０を走行させることができるので、誘導者
１は走行車両１０の状態や進路を確認しながら車両１０
を誘導することができる。また、車両１０の前後方向に
誘導者１が位置しないので、より一層安全に車両１０を
誘導することができる。

【００６０】なお、本発明は前記各実施形態に限定され
るものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変
形、改良は、本発明に含まれるものである。

【００６１】例えば、前記第１，４，５では、無接触式
センサとしてレーザ距離計１５Ａ，１５Ｂを用いていた
が、超音波センサ、ミリ波センサ等を用いてもよい。こ
れらの各センサは、レーザ距離計１５Ａ，１５Ｂと同様
にスキャニングしてもよいが、例えば超音波センサのよ
うにある程度の範囲で検知が可能なセンサを用いる場合
には、スキャニングを行わなくてもよい。

【００６２】無接触式センサによる距離測定としては、
ＣＣＤカメラを使ったステレオ法による測距でもよい。
この場合には、２台以上のＣＣＤカメラを例えば車両１
０の前面左右両端に設置し、それぞれでステレオ測距
し、計測された距離画像を画像処理して、誘導者１まで
の距離を導くことができる。

【００６３】車両１０の後方で誘導する第４実施形態
や、側方で誘導する第５実施形態においても、無接触式
センサの代わりに、第２，３実施形態のワイヤ３０Ａ，
３０Ｂやばね部を有するワイヤ３５を有する有索センサ
を用いてもよい。

【００６４】これらの無接触式センサや有索センサは、
複数つまり少なくとも２つ以上有ればよく、その数は実
施にあたって適宜設定すればよい。例えば、車両１０の
前面、後面、側面の各面にそれぞれ２つずつ設けてもよ
い。

【００６５】さらに、走行車両１０および誘導者１間の
距離を測定する距離測定手段としては、前記各実施形態
のものに限らず、例えば、誘導者１から誘導電波などを
発信し、その電波が走行車両１０に設けられた複数の受
信機に到達するまでの時間で各距離を測定するようにし
てもよく、要するに走行車両１０の少なくとも２点から
誘導者１までの距離を測定できるものであればよい。な
お、特に無接触式センサを用いる場合には、走行車両１
０の周囲に複数の人間が存在する際に、誘導者１を特定
するため、センサからのレーザ光などをより強く反射す
るように、誘導者１のみに反射板等を設けるなど、他人
と区別するためのマーカなどを設けてもよい。但し、こ
のようなマーカが無くても、誘導者１以外の物が走行車
両１０に近づかないようにしたり、レーザ光などを誘導
者１にロックして誘導者１近辺のみをスキャニングする
ように設定することで、誘導者１を確実に検出できるよ
うにしてもよい。

【００６６】また、前記第１〜３実施形態では、走行車
両１０の前方にいる誘導者１が走行車両１０を前進させ
るために誘導し、第４実施形態では、走行車両１０の後
方にいる誘導者１が前方にいる走行車両１０を前進させ
るために誘導していたが、例えば、前記第４実施形態の
制御モードを第１〜３実施形態に組み込んだり、第１〜
３実施形態の制御モードを第４実施形態に組み込み、各
モードを切り替え可能にすることで、各実施形態におい
て、走行車両１０を前進させるだけでなく、後進させる
ことができるようにしてもよい。具体的には、第１〜３
実施形態において、モード切替で第４実施形態の制御則
を適用すれば、誘導者１が走行車両１０に近づくことで
走行車両１０を後進させることができる。逆に、第４実
施形態において、モード切替で第１〜３実施形態の制御
則を適用すれば、誘導者１が走行車両１０から離れるこ
とで走行車両１０を後進させることができる。

【００６７】さらに、前記第５実施形態において、例え
ば、図２４，２５に示すように、Ｌｌ−ＬｒがＬｓ２〜
Ｌｓ１の範囲にある場合には、速度を０として走行車両
１０を停止し、Ｌｓ１以上の場合には前進し、Ｌｓ２以
下の場合には後進（図２５では、前進方向の速度をプラ
ス、後進方向の速度をマイナスで表している）するよう
にして、モード切替を行わずに、前後進できるように設
定してもよい。

【００６８】同様に、前記第１〜４実施形態において
も、誘導者１の前後方向の位置（例えばＬｌ＋Ｌｒで検
出できる）によって走行車両１０を前後進させてもよ
い。例えば、誘導者１が走行車両１０の前方にいる場合
に、誘導者１が所定距離以上離れている場合には、走行
車両１０を前進させるとともに、その距離が離れるに従
って増速されるように制御し、所定距離以内であれば、
走行車両１０を後進させ、その距離が近づくに従って後
進速度が増速されるように制御してもよい。このように
誘導者１の位置によって前進制御だけでなく、後進制御
もできるように設定されていれば、モード切替を行うこ
となく、前後進制御を行うことができる。

【００６９】また、前記第１〜４実施形態においても、
第５実施形態と同様に、左操舵および右操舵の間に操舵
を行わない不感帯を設けてもよい。具体的には、Ｌｌ−
Ｌｒが所定範囲以内にあれば、操舵を行わずに直進（後
進）させ、それ以上になった場合には、左操舵や右操舵
を行うように設定すればよい。

【００７０】誘導体としては誘導者１に限らず、例えば
小型四輪駆動車や、馬などの他のものでもよい。走行車
両１０としては、装軌車両に限らず、スキッドステア式
の装輪車両等でもよい。さらに、装軌車両やスキッドス
テア式の装輪車両等の左右のクローラや車輪を独立して
駆動できる車両に限らず、駆動輪および操舵輪を有する
一般的な四輪自動車などに適用してもよい。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、走行車両を誘導する誘
導体までの距離を測定する複数の距離測定手段と、これ
らの各距離測定手段で検出された各距離に基づいて車両
の速度および操舵を制御する走行制御手段を設けて走行
車両を誘導しているので、センサの種類を少なくできて
処理回路も簡単にでき、コストも低減できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る走行車両の第１実施形態を示す側
面図である。

【図２】第１実施形態における模式平面図である。

【図３】第１実施形態におけるレーザ距離計を示す平面
図である。

【図４】第１実施形態におけるレーザ距離計の検出デー
タを示すグラフである。

【図５】第１実施形態における走行制御手段を示すブロ
ック図である。

【図６】第１実施形態における制御装置で利用される制
御関数を示すグラフである。

【図７】第１実施形態における制御装置の処理を示すフ
ローチャートである。

【図８】第１実施形態における誘導状態の一例を示す模
式平面図である。

【図９】第１実施形態における誘導状態の一例を示す模
式平面図である。

【図１０】第１実施形態における誘導状態の一例を示す
模式平面図である。

【図１１】第１実施形態における誘導状態の一例を示す
模式平面図である。

【図１２】本発明に係る走行車両の第２実施形態を示す
模式平面図である。

【図１３】第２実施形態における線長検出装置を示す模
式図である。

【図１４】第２実施形態における走行制御手段を示すブ
ロック図である。

【図１５】本発明に係る走行車両の第３実施形態の有索
センサを示す模式図である。

【図１６】第３実施形態における走行制御手段を示すブ
ロック図である。

【図１７】本発明に係る走行車両の第４実施形態を示す
模式平面図である。

【図１８】第４実施形態におけるレーザ距離計を示す平
面図である。

【図１９】第４実施形態における制御装置で利用される
制御関数を示すグラフである。

【図２０】第４実施形態における制御装置で利用される
制御関数の他の例を示すグラフである。

【図２１】本発明に係る走行車両の第５実施形態を示す
模式平面図である。

【図２２】第５実施形態における制御装置で利用される
速度制御用の関数を示すグラフである。

【図２３】第５実施形態における制御装置で利用される
操舵制御用の関数を示すグラフである。

【図２４】本発明の変形例に係る走行車両を示す模式平
面図である。

【図２５】図２４の変形例における制御装置で利用され
る速度制御用の関数を示すグラフである。

【符号の説明】

１誘導者１０走行車両１１車両本体１２Ａ，１２Ｂクローラ（履帯）１３Ａ，１３Ｂアクチュエータ１４制御装置１５Ａ，１５Ｂレーザ距離計３０Ａ，３０Ｂワイヤ３１Ａ，３１Ｂ線長検出装置３２回転ドラム３５ワイヤ３６ばね部３７張力検知部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本多茂神奈川県平塚市四之宮2612 株式会社小松製作所特機本部技術研究所内Ｆターム(参考） 5H301 AA03 AA10 BB02 CC06 DD08 EE31 EE32 FF07 FF21 FF27 GG08 GG16 GG19 GG23 GG29 HH02 HH08 QQ08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行用駆動源を有する走行車両であっ
て、この走行車両を誘導する誘導体までの距離を測定す
る複数の距離測定手段と、これらの各距離測定手段で検
出された各距離に基づいて車両の速度および操舵を制御
する走行制御手段と、を備えたことを特徴とする走行車
両。
【請求項２】請求項１に記載の走行車両において、前
記距離測定手段は、走行車両の前面の左右２カ所に設け
られた無接触式センサによって構成され、前記走行制御
手段は、各無接触式センサで検出された誘導体までの左
右の各距離に基づいて走行車両の速度および操舵を制御
することを特徴とする走行車両。
【請求項３】請求項１に記載の走行車両において、前
記距離測定手段は、走行車両の後面の左右２カ所に設け
られた無接触式センサによって構成され、前記走行制御
手段は、各無接触式センサで検出された誘導体までの左
右の各距離に基づいて走行車両の速度および操舵を制御
することを特徴とする走行車両。
【請求項４】請求項１に記載の走行車両において、前
記距離測定手段は、走行車両の側面における進行方向前
後２カ所に設けられた無接触式センサによって構成さ
れ、前記走行制御手段は、各無接触式センサで検出され
た誘導体までの各距離に基づいて検出される車両側面に
対する誘導体の前後方向の位置および左右方向の位置に
応じて車両の速度および操舵を制御することを特徴とす
る走行車両。
【請求項５】請求項１に記載の走行車両において、前
記距離測定手段は、走行車両の前面の左右２カ所から誘
導体まで引出し可能に設けられた２本のワイヤと、この
ワイヤの引き出し量を測定可能な長さ検出器とを備えて
構成され、前記走行制御手段は、各ワイヤの引き出し量
によって求められる誘導体までの左右の各距離に基づい
て走行車両の速度および操舵を制御することを特徴とす
る走行車両。