JP2019137521A - 車両用システム - Google Patents

Abstract

【課題】空港や港湾の作業エリアなどの走行エリア内を移動する車両の管理や制御等に好適な車両用システムを提供すること。
【解決手段】作業エリア１Ａ内を移動する車両向けの作業車両システム１は、作業エリア１Ａに配置された磁気マーカ１０と、無線通信によりタグＩＤを外部出力するＲＦＩＤタグ１５と、磁気マーカ１０を検出する検出ユニット、及びＲＦＩＤタグ１５が外部出力するタグＩＤを取得するタグリーダユニットを備える作業車両５と、タグＩＤを利用して作業車両５が検出した磁気マーカ１０を特定することにより作業エリア１Ａにおける車両位置を特定する位置特定部と、を含めて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、空港や港湾などに設定された作業エリア内を移動する作業車両などを対象とする車両用システムに関する。

従来より、空港や港湾などでは、作業エリア内を自由度高く移動する作業車両が活用されている。例えば空港では、旅客の輸送や荷物の運搬、旅客機への燃料供給などを目的として、ＧＳＥ（Ground Support Equipment）車両と呼ばれる作業車両が運用されている。また、港湾などのコンテナヤードでは、コンテナを移動するための作業車両が運用されている（例えば特許文献１参照。）。これらの作業車両の運用には多くの人手が必要になるため、作業車両の運用に要するコストを低減するための技術が強く要請されている。

特開２００１−３２２７２０号公報

例えば工場内の床面に敷設された磁気テープを伝って走行する搬送車両であれば、車両位置の特定が比較的容易であり、作業車両の管理や制御などを比較的低コストで実現できる。一方、港湾のコンテナヤードや空港などで運用され、作業エリア内を自由度高く移動する作業車両の場合、車両位置の特定が難しいことに起因し、作業車両の管理や制御に要するコストを低減するための技術の確立が容易でないという問題がある。例えばＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して車両位置を測位する技術があるが、港湾のコンテナヤードや空港などでの作業車両の運用では、電波を反射する金属製のコンテナの脇の通路や空港施設の屋内の通路など、ＧＰＳ電波の良好な受信状態を阻害する走行環境が多く存在している。

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、空港や港湾の作業エリアなどの走行エリア内を移動する車両の管理や制御等に好適な車両用システムを提供しようとするものである。

本発明は、走行エリア内を移動する車両用のシステムであって、
走行エリアに配置された複数の磁気マーカと、
無線通信により固有のタグ情報を外部出力する複数の無線タグと、
前記磁気マーカを検出する検出ユニット、及び前記無線タグが外部出力するタグ情報を取得するタグリーダユニットを備える車両と、
車両が取得したタグ情報を利用して車両が検出した磁気マーカを特定することにより走行エリアにおける車両位置を特定する位置特定部と、を含み、
前記複数の磁気マーカのうちの少なくとも一部の磁気マーカに対して、前記無線タグが一対一に対応するように同じ位置に配置されている車両用システムにある。

本発明の車両用システムにおいては、無線通信により固有のタグ情報を外部出力する無線タグが、少なくとも一部の磁気マーカと一対一に対応するように同じ位置に設けられている。この磁気マーカシステムでは、タグ情報を利用して車両が検出した磁気マーカを特定することで、走行エリアにおける車両の位置が特定される。

特に、この車両用システムでは、少なくとも一部の磁気マーカと同じ位置に無線タグが配置されているので、磁気マーカに対する車両の進入方向に関わらず、磁気マーカに到達すると同時に無線タグに到達できる。それ故、車両が磁気マーカを検出する際、その検出時点を基準とする同様のタイミングで無線タグと通信でき、タグ情報を確実性高く取得可能である。

このように本発明の車両用システムは、走行エリア内の車両の位置を確実性高く特定可能なシステムであり、走行エリア内を移動する車両の管理や制御等に好適である。

実施例１における、ＧＳＥ車両を対象とする車両用システムの説明図。 実施例１における、ＲＦＩＤタグが取り付けられた磁気マーカの斜視図。 実施例１における、ＲＦＩＤタグの正面図。 実施例１における、サーバ装置の構成図。 実施例１における、作業車両及び磁気マーカの説明図。 実施例１における、作業車両のシステム構成を示すブロック図。 実施例１における、磁気マーカを通過する際の磁気計測値の変化を例示するグラフ。 実施例１における、磁気マーカを通過する際の車幅方向の磁気計測値の分布を例示するグラフ。 実施例１における、作業車両システムの動作の流れを示す説明図。

本発明の実施の形態につき、以下の実施例を用いて具体的に説明する。
（実施例１）
本例は、空港などに設定された作業エリア１Ａを移動する作業車両５を管理するための車両用システムである作業車両システム１に関する例である。この内容について、図１〜図９を用いて説明する。

図１の作業車両システム１は、空港などで飛行機１９０に関する各種の作業を実施する作業車両５を管理するためのシステムである。作業車両５としては、飛行機１９０に給油するための作業車両（給油車）や、旅客を搭乗させるための作業車両（タラップ車）や、荷物や飲食物を搬入する作業車両（ベルトローダー、ケータリングカー）や、飛行機を牽引する作業車両（トーイングトラクター）など、各種の作業毎の専用のＧＳＥ車両がある。

作業車両システム１では、図１のごとく、飛行機１９０の駐機スペースと、空港ビル１００内の作業スペースと、に跨って作業車両５の走行エリアである作業エリア１Ａが設定されている。作業エリア１Ａでは、縦横２ｍ間隔で格子状に磁気マーカ１０が配置されている。作業車両システム１では、例えば空港ビル１００内に設置されたサーバ装置１８による管理の下、作業車両５が磁気マーカ１０を伝うようにして作業エリア１Ａ内を移動して作業を実施する。

作業車両システム１（図１）では、サーバ装置１８と作業車両５とが無線通信を介して通信可能に接続されている。サーバ装置１８は、各作業車両５の車両位置を管理すると共に、各作業車両５の経路１Ｒを演算し、その経路１Ｒに沿って走行できるように作業車両５を遠隔制御する。作業車両５は、磁気マーカ１０を検出する毎にＲＦＩＤタグ（無線タグ）１５から取得したタグ情報をサーバ装置１８に送信し、サーバ装置１８から受信する制御情報に応じて自動走行する。

以下、作業エリア１Ａに敷設される（１）磁気マーカ１０を概説した後、（２）サーバ装置１８、（３）作業車両５、の構成を説明する。
（１）磁気マーカ
磁気マーカ１０（図２）は、直径２０ｍｍ、高さ２８ｍｍの柱状をなし、作業車両５が移動する路面１００Ｓに設けた孔に収容された状態で敷設される態様のものである。磁気マーカ１０をなす磁石は、磁性材料である酸化鉄の磁粉を基材である高分子材料中に分散させたフェライトプラスチックマグネットであり、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）＝６．４ｋＪ／ｍ^３という特性を備えている。この磁気マーカ１０は、作業車両５側の検出ユニット２（図５を参照して後述。）の取付け高さとして想定する範囲１００〜２５０ｍｍの上限の２５０ｍｍ高さにおいて、８μＴ（マイクロテスラ）の磁束密度の磁気を作用する。

本例の磁気マーカ１０では、図２及び図３のごとく、無線によりタグ情報を出力するＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ１５が、路面１００Ｓ側の表面に積層配置されている。ＲＦＩＤタグ１５は、無線による外部給電により動作し、タグ情報の一例をなすタグＩＤを外部出力する。

ＲＦＩＤタグ１５は、例えばＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）フィルムから切り出したタグシート１５０の表面にＩＣチップ１５７を実装した電子部品である。タグシート１５０の表面には、ループコイル１５１及びアンテナ１５３の印刷パターンが設けられている。ループコイル１５１は、外部からの電磁誘導によって励磁電流が発生する受電コイルである。アンテナ１５３は、位置データ等を無線送信するための送信アンテナである。

（２）サーバ装置
サーバ装置１８は、図４のごとく、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１８１やＲＯＭ（Read Only Memory）１８２やＲＡＭ（Random Access Memory）１８３などの電子部品が実装された電子基板１８０を中心にして構成されたコンピュータ装置である。電子基板１８０には、Ｉ／Ｏ（Input/Output）１８４を介して、ハードディスクドライブ等の記憶装置１８５や無線通信ユニット１８９等が接続されている。サーバ装置１８は、記憶装置１８５から読み出したソフトウェアプログラムをＣＰＵ１８１で処理することで、以下の各部としての機能を実現する。

（２．１）位置特定部：作業車両５が位置する車両位置を特定する。車両位置を特定する方法は、作業車両５が磁気マーカ１０を検出したときと、磁気マーカ１０を検出した後、新たな磁気マーカ１０を検出するまでの間と、で相違している。磁気マーカ１０の検出時には、位置特定部は、各作業車両５がＲＦＩＤタグ１５から受信したタグ情報（タグ）を利用して車両位置を特定する。新たな磁気マーカ１０を検出するまでの間では、位置特定部は、次に説明する位置推定部が推定する移動先の相対位置を利用して車両位置を特定する。
（２．２）位置推定部：作業車両５が通過した磁気マーカ１０の敷設位置を基準として作業車両５の移動先の相対的な位置を推定する。
（２．３）経路演算部：予め設定された作業内容に応じて作業車両５の経路（図１中の符号１Ｒ）を演算する。経由地や目的地などを含む作業内容は、例えばキーボードやマウスやディスプレイ等の入力機器を利用して作業オペレータが入力する。
（２．４）遠隔制御部：演算された経路１Ｒに沿って作業車両５を移動させるように遠隔制御する。制御部の一例をなす遠隔制御部は、各作業車両５の車両位置や加速度の計測値などの各種の車両情報を入力値とした演算処理により、目標操舵角、目標車速等の制御値を算出して制御情報として返信する。なお、目標速度は、速度ゼロ、すなわち停止制御も含む制御値となっている。

サーバ装置１８では、記憶装置１８５の記憶領域を利用して、作業エリア１Ａに配置された各磁気マーカ１０の敷設位置を格納するマーカデータベース（マーカＤＢ）１８５Ｍが形成されている。マーカＤＢ１８５Ｍに記録された磁気マーカ１０の敷設位置には、付設されたＲＦＩＤタグ１５の識別情報であるタグＩＤ（タグ情報）が紐付け（対応付け）られている。

（３）作業車両
作業車両５は、図５及び図６のごとく、作業目的に応じた専用の作業装置（図示略）の他に、磁気マーカ１０を検出等する検出ユニット２、ＲＦＩＤタグ１５からタグＩＤを取得するタグリーダユニット３４、及び制御ユニット３２、などを共通装備として備えている。さらに、作業車両５は、図示しないステアリング操舵ユニットやエンジンスロットルやブレーキアクチュエータなどを制御する車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６１を備えている。制御部の一例をなす車両ＥＣＵ６１は、サーバ装置１８から取得する制御情報（制御値）に基づいて作業車両５を経路１Ｒ（図１参照。）に沿って自動走行させる制御を実行可能である。なお、検出ユニット２及びタグリーダユニット３４について、容易な理解のため別体で図示しているが、これらが一体化されたユニットを採用しても良い。

（３．１）検出ユニット
検出ユニット２は、図５及び図６のごとく、磁気検出部であるセンサアレイ２１と、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）２２と、が一体化されたユニットである。この検出ユニット２は、車幅方向に長い棒状のユニットであり、例えば作業車両５のフロントバンパーの内側に路面１００Ｓと対面する状態で取り付けられる。図５の作業車両５の場合、路面１００Ｓを基準とした検出ユニット２の取付け高さが２００ｍｍとなっている。

検出ユニット２のセンサアレイ２１は、車幅方向に沿って一直線上に配列された１５個の磁気センサＣｎ（ｎは１〜１５の整数）と、図示しないＣＰＵ等を内蔵した検出処理回路２１２と、を備えている。なお、センサアレイ２１では、１５個の磁気センサＣｎが１０ｃｍの等間隔で配置されている。

磁気センサＣｎは、アモルファスワイヤなどの感磁体のインピーダンスが外部磁界に応じて敏感に変化するという公知のＭＩ効果（Magnet Impedance Effect）を利用して磁気を検出するセンサである。磁気センサＣｎでは、アモルファスワイヤなどの図示しない感磁体が直交する２軸方向に沿って配置され、これにより直交する２軸方向に作用する磁気の検出が可能となっている。なお、本例では、進行方向及び車幅方向の磁気成分を検出できるように磁気センサＣｎがセンサアレイ２１に組み込まれている。

磁気センサＣｎは、磁束密度の測定レンジが±０．６ｍＴであって、測定レンジ内の磁束分解能が０．０２μＴという高感度のセンサである。ここで、磁気マーカ１０は、上記のように、磁気センサＣｎの取付け高さとして想定する範囲１００〜２５０ｍｍにおいて８μＴ以上の磁束密度の磁気を作用できる。磁束密度８μＴ以上の磁気を作用する磁気マーカ１０であれば、磁束分解能が０．０２μＴの磁気センサＣｎを用いて確実性高く検出可能である。

センサアレイ２１の検出処理回路２１２（図６）は、磁気マーカ１０を検出するためのマーカ検出処理などを実行する演算回路である。この検出処理回路２１２は、各種の演算を実行するＣＰＵのほか、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ素子等を利用して構成されている。

検出処理回路２１２は、各磁気センサＣｎが出力するセンサ信号を３ｋＨｚ周期で取得してマーカ検出処理を実行する。そして、マーカ検出処理の検出結果を制御ユニット３２に入力する。詳しくは後述するが、このマーカ検出処理では、磁気マーカ１０の検出に加えて、磁気マーカ１０に対する作業車両５の横ずれ量の計測が行われる。

検出ユニット２に組み込まれたＩＭＵ２２は、慣性航法による作業車両５の相対位置の推定に必要な計測値を取得する慣性航法ユニットである。ＩＭＵ２２は、方位を計測する電子コンパスである２軸磁気センサ２２１と、加速度を計測する２軸加速度センサ２２２と、角速度を計測する２軸ジャイロセンサ２２３と、を備えている。

（３．２）タグリーダユニット
図６のタグリーダユニット３４は、磁気マーカ１０（図２）の表面に積層配置されたＲＦＩＤタグ１５と無線で通信する通信ユニットである。タグリーダユニット３４は、ＲＦＩＤタグ１５の動作に必要な電力を無線で送電してＲＦＩＤタグ１５を動作させ、ＲＦＩＤタグ１５の識別情報であるタグＩＤを取得する。

（３．３）制御ユニット
制御ユニット３２（図６）は、検出ユニット２やタグリーダユニット３４を制御すると共に、サーバ装置１８（図１参照。）との間で各種の情報やデータを送受信するユニットである。制御ユニット３２は、ＲＦＩＤタグ１５から取得したタグＩＤやＩＭＵ２２による計測値等の車両情報をサーバ装置１８に送信し、サーバ装置１８から自動走行のための制御情報を取得する。制御ユニット３２は、取得した制御情報（制御値）を車両ＥＣＵ６１に入力する。

サーバ装置１８に対して制御ユニット３２が送信する車両情報は、走行中に所定時間毎に送信する車両情報と、磁気マーカ１０を検出したときに送信する車両情報と、で相違がある。作業車両５が走行中に随時、送信する車両情報には、２軸磁気センサ２２１が計測した方位、２軸加速度センサ２２２が計測した加速度、２軸ジャイロセンサ２２３が計測した角速度等の計測値などが含まれる。作業車両５が磁気マーカ１０を検出したときに送信する車両情報には、これらの計測値に加えて、磁気マーカ１０を検出した旨、磁気マーカ１０に対する横ずれ量、ＲＦＩＤタグ１５から取得したタグＩＤ（タグ情報）などが含まれる。

次に、（１）マーカ検出処理、及び（２）作業車両システム１の全体動作について説明する。
（１）マーカ検出処理
マーカ検出処理は、検出ユニット２のセンサアレイ２１が実行する処理である。センサアレイ２１は、磁気センサＣｎを用いて３ｋＨｚの周期でマーカ検出処理を実行する。

上記のごとく、磁気センサＣｎは、作業車両５の進行方向及び車幅方向の磁気成分を計測するように構成されている。例えばこの磁気センサＣｎが、進行方向に移動して磁気マーカ１０の真上を通過するとき、進行方向の磁気計測値は、図７のごとく磁気マーカ１０の前後で正負が反転すると共に、磁気マーカ１０の真上の位置でゼロを交差するように変化する。したがって、作業車両５の走行中では、いずれかの磁気センサＣｎが検出する進行方向の磁気について、その正負が反転するゼロクロスＺｃが生じたとき、検出ユニット２が磁気マーカ１０の真上に位置すると判断できる。検出処理回路２１２は、このように検出ユニット２が磁気マーカ１０の真上に位置し進行方向の磁気計測値のゼロクロスＺｃが生じたときに磁気マーカ１０を検出したと判断する。

また、例えば、磁気センサＣｎと同じ仕様の磁気センサについて、磁気マーカ１０の真上を通過する車幅方向の仮想線に沿う移動を想定すると、車幅方向の磁気計測値は、磁気マーカ１０を挟んだ両側で正負が反転すると共に、磁気マーカ１０の真上の位置でゼロを交差するように変化する。１５個の磁気センサＣｎを車幅方向に配列した検出ユニット２の場合には、磁気マーカ１０を介してどちらの側にあるかによって磁気センサＣｎが検出する車幅方向の磁気の正負が異なってくる（図８）。

検出ユニット２の各磁気センサＣｎの車幅方向の磁気計測値を例示する図８の分布に基づけば、車幅方向の磁気の正負が反転するゼロクロスＺｃを挟んで隣り合う２つの磁気センサＣｎの中間の位置、あるいは検出する車幅方向の磁気がゼロであって両外側の磁気センサＣｎの正負が反転している磁気センサＣｎの直下の位置が、磁気マーカ１０の車幅方向の位置となる。検出処理回路２１２は、検出ユニット２の中央の位置（磁気センサＣ８の位置）に対する磁気マーカ１０の車幅方向の位置の偏差を上記の横ずれ量として計測する。例えば、図８の場合であれば、ゼロクロスＺｃの位置がＣ９とＣ１０との中間辺りのＣ９．５に相当する位置となっている。上記のように磁気センサＣ９とＣ１０の間隔は１０ｃｍであるから、磁気マーカ１０の横ずれ量は、車幅方向において検出ユニット２の中央に位置するＣ８を基準として（９．５−８）×１０ｃｍとなる。

（２）作業車両システムの全体動作
次に、作業車両システム１の全体動作について図９を参照して説明する。同図のごとく、作業車両システム１の全体動作では、作業車両５を自動走行させるための遠隔制御を含むサーバ装置１８側の処理と、上記のマーカ検出処理Ｐ１を含む作業車両５側の処理と、が並行して実行される。

サーバ装置１８は、作業車両５の遠隔制御の実行に当たって、作業車両５に所定の作業内容を設定するための図示しない作業内容入力画面を作業オペレータに提示する。サーバ装置１８は、キーボードやマウス等を利用して作業内容入力画面上で作業オペレータが入力した目的地等の作業内容を設定する（Ｓ１０１）。そして、対象の作業車両５の車両位置をスタート地点として、設定された目的地に効率良く到達するための経路を演算する（Ｓ１０２）。

なお、サーバ装置１８では、作業エリア１Ａに配置された各磁気マーカ１０の配列及び敷設位置が管理されている。サーバ装置１８は、作業車両５を自動走行させる経路（図１中の経路１Ｒ）として、磁気マーカ１０を伝う経路を演算により決定し、作業車両５を自動走行させるための遠隔制御を開始する（Ｓ１０３）。

一方、作業車両５の制御ユニット３２は、サーバ装置１８による遠隔制御により自動走行している間、上記のマーカ検出処理Ｐ１を検出ユニット２に繰り返し実行させ、磁気マーカ１０の検出を試みる。そして、磁気マーカ１０が検出された場合には、検出ユニット２が計測した磁気マーカ１０に対する上記の横ずれ量を取得する。

作業車両５の走行中に磁気マーカ１０が検出されたとき（Ｓ２０１:ＹＥＳ）、制御ユニット３２は、磁気マーカ１０に付設されたＲＦＩＤタグ１５に給電できるようにタグリーダユニット３４を制御する（Ｓ２０２）。これにより、制御ユニット３２は、ＲＦＩＤタグ１５を動作させて無線送信されるタグＩＤを取得し（Ｓ２０３）、マーカ検出処理Ｐ１で計測された横ずれ量と共に取得したタグＩＤをサーバ装置１８に向けて送信する（Ｓ２０４）。なお、磁気マーカ１０が検出されなかった場合には（Ｓ２０１:ＮＯ）、上記のステップＳ２０２〜Ｓ２０４が迂回される。さらに、制御ユニット３２は、ＩＭＵ２２を制御して加速度や方位や角速度等の計測値を取得し（Ｓ２０５）、これらの計測値をサーバ装置１８に向けて送信する（Ｓ２０６）。

一方、サーバ装置１８は、作業車両５を遠隔制御している間、作業車両５からタグＩＤを取得したか否かを随時、判断する（Ｓ１０４）。サーバ装置１８は、タグＩＤを取得すると（Ｓ１０４:ＹＥＳ）、マーカＤＢ１８５Ｍを参照してそのタグＩＤが紐付けられた（磁気マーカ１０の）敷設位置を取得し、車両位置を特定する（Ｓ１０５）。具体的には、マーカＤＢ１８５Ｍを参照して取得した敷設位置を、タグＩＤと共に取得した横ずれ量の分だけオフセットさせることで、車両位置を特定する。

一方、作業車両５が磁気マーカ１０を検出した後、新たな磁気マーカ１０を検出までの期間であってタグＩＤを取得できないときは（Ｓ１０４:ＮＯ）、サーバ装置１８は、作業車両５から取得する車両情報を利用して相対位置を推定する演算を実行する（Ｓ１１５）。具体的には、サーバ装置１８は、作業車両５が備えるＩＭＵ２２の２軸加速度センサ２２２の計測値である加速度の二階積分により変位量を演算し、２軸ジャイロセンサ２２３等により計測された作業車両５の進行方向変化や計測された方位に沿って変位量を積算することで基準位置に対する相対位置を推定する。基準位置としては、作業車両５が検出した直近の磁気マーカ１０の敷設位置に基づいて特定された車両位置を適用可能である。さらに、サーバ装置１８は、基準位置に対して推定した相対位置を加算することで車両位置を特定する（Ｓ１０５）。

サーバ装置１８は、ステップＳ１０５で特定した作業車両５の車両位置や、作業車両５から取得した車両情報（ＩＭＵ２２の計測値など）を入力値とする演算処理により、対象の作業車両５を経路１Ｒに沿って走行させるための制御値を算出する（Ｓ１０６）。そして、サーバ装置１８は、車両情報の送信元の作業車両５に対して、ステップＳ１０６で演算した制御値を含む制御情報を送信する。

作業車両５の制御ユニット３２は、サーバ装置１８から制御情報として送信された制御値を車両ＥＣＵ６１に入力し、自動走行制御を実行させる（Ｓ２０７）。この自動走行制御では、サーバ装置１８から入力された制御値に基づいて車両ＥＣＵ６１がステアリング制御、スロットル制御などを実行し、作業車両５の自動走行を実現させる。サーバ装置１８は、作業車両５が経路１Ｒの終点である目的地に到達するまで（Ｓ１０７:ＮＯ）、ステップＳ１０４〜Ｓ１０６の各処理を繰り返し実行し、目的地への到達に応じて作業車両５の遠隔制御を終了する（Ｓ１０７：ＹＥＳ）。

以上のような構成の作業車両システム１は、磁気マーカ１０と同じ位置に配設されたＲＦＩＤタグ１５のタグＩＤを利用して、作業車両５の位置を特定するシステムである。この作業車両システム１では、無線通信によりタグ情報を送信可能である一方、所在位置を車両側で高精度に特定することが困難であるＲＦＩＤタグ１５と、敷設位置を車両側で精度高く特定可能な磁気マーカ１０と、を組み合わせることで高精度な位置特定を実現している。

作業車両システム１では、磁気マーカ１０に対してＲＦＩＤタグ１５を付設することで、作業車両５が検出した磁気マーカ１０の特定を可能としている。マーカＤＢ１８５Ｍには、各磁気マーカ１０の敷設位置がタグＩＤを紐付けた状態で管理されている。作業車両５が磁気マーカ１０を検出したとき、同時に受信したタグＩＤを利用してマーカＤＢ１８５Ｍを参照すれば、その磁気マーカ１０を特定でき、その敷設位置を取得できる。そして、作業車両５が検出した磁気マーカ１０の敷設位置に基づけば、作業車両５の車両位置を高精度に特定できる。

特に、本例の構成では、磁気マーカ１０の上面の中央近くにＲＦＩＤタグ１５が取り付けられている。そのため、磁気マーカ１０に対する作業車両５の進入方向によらず、磁気マーカ１０を検出するタイミングと、ＲＦＩＤタグ１５と通信可能になるタイミングと、の時間的な相対関係がほぼ一定である。したがって、作業車両５が磁気マーカ１０を検出したとき、その磁気マーカ１０に付設されたＲＦＩＤタグ１５と確実性高く通信できる。

また、作業車両システム１の構成を採用した場合、磁気マーカ１０が目印となるので、作業車両５側でＲＦＩＤタグ１５を探索して通信を実行する必要がない。この作業車両システム１では、タグリーダユニット３４の電波が届く範囲を狭く設定できるので、隣り合う他の磁気マーカ１０に付設されたＲＦＩＤタグ１５との混信を回避できる。本例の構成では、２ｍ間隔という比較的狭い間隔の格子状で磁気マーカ１０が配置されるため、他の磁気マーカ１０に付設されたＲＦＩＤタグ１５との混信を回避できる効果は特に有効である。

このように作業車両システム１は、作業エリア１Ａ内の作業車両５の位置を確実性高く特定可能なシステムであり、作業エリア１Ａ内を移動する作業車両５の管理や制御等を確実性高く実行できる。この作業車両システム１は、ＧＰＳ電波等の受信を前提とせずに作業車両５の車両位置を特定できる。そのため、例えば屋内や飛行機の下などＧＰＳ電波が不安定になる場所や、作為的にＧＰＳの精度が抑えられることがある空港などの施設においても、車両位置の特定精度が影響を受けることがない。作業車両システム１が特定する車両位置を利用すれば、作業車両５の所在を精度高く管理でき、確実な遠隔制御を実現できる。

なお、本例では、磁気マーカ１０の上面に、シート状のＲＦＩＤタグ１５を取り付けた構成を例示しているが、磁気マーカ１０とＲＦＩＤタグ１５とが一体をなしている構成は必須ではない。磁気マーカ１０とＲＦＩＤタグ１５とが同じ位置に配置されていれば良く、磁気マーカ１０の鉛直方向上方、あるいは下方にＲＦＩＤタグ１５が配置されていても良い。

また、本例では、作業車両５の経由地や目的地などを含む作業内容について、例えばキーボードやマウスやディスプレイ等の入力機器を利用して作業オペレータが入力する構成を例示している。飛行機の離発着情報を入力した処理装置が、例えば人工知能的な処理により必要な作業を決定し、その決定内容に応じて各作業車両５の作業内容を決定することも良い。

本例では、全ての磁気マーカ１０にＲＦＩＤタグ１５が付設された構成を例示している。これに代えて、一部の磁気マーカ１０にＲＦＩＤタグ１５を付設することも良い。ＲＦＩＤタグ１５が付設された磁気マーカ１０を検出したときには、タグＩＤを利用してその磁気マーカ１０の敷設位置を取得できる。この磁気マーカ１０を通過した後は、この磁気マーカ１０の敷設位置を基準位置として、ＩＭＵ２２による計測値に基づく相対位置を加算して作業車両５の車両位置を推定的に特定すると良い。ＲＦＩＤタグ１５なしの磁気マーカ１０を新たに検出したときには、マーカＤＢ１８５Ｍを参照し、推定した車両位置に最も近い敷設位置を探索することで磁気マーカ１０を特定すると良い。検出した磁気マーカ１０を特定できれば、タグＩＤを取得できた場合と同様に、磁気マーカ１０の敷設位置に基づいて車両位置を高精度に特定できる。

本例では、サーバ装置１８が遠隔制御部（制御部）を有し、複数の作業車両５を遠隔制御する構成を例示している。これに代えて、自動走行により車両を移動させるための制御部を各作業車両５が備えていることも良い。車両側に制御部を設ければ、各作業車両５が車両位置の特定を繰り返しながら自律的に自動走行する構成や、サーバ装置１８が特定した車両位置を各作業車両５が取得し、その車両位置に基づいて自律的に自動走行する構成等を採用できる。

他の車両から情報を取得する他車情報取得部として、車々間通信を実行する車々間通信ユニットを各作業車両５に設けることも良い。他の車両の絶対位置あるいは相対位置を表す情報を含む他車両情報を取得できれば、各作業車両５が互いの位置の情報を交換することで、衝突を回避しながら移動できるようになる。また、例えばレーザレーダやミリ波レーダや音波レーダ等の測距センサ等を他車情報取得部として採用しても良い。測距センサ等を利用すれば、他の車両との相対位置を表す情報を他車両情報として取得できる。
さらに、車々間通信を利用すれば、他の車両が移動しようとする経路、他の車両の移動情報である速度や加速度や操舵角などの情報を含む他車両情報を取得できる。これらの他車両情報を取得できれば、進路の譲り合いなどを含めて各作業車両５が一層効率良く移動できるようになる。

ＲＦＩＤタグ１５のタグＩＤを紐付けて磁気マーカ１０の敷設位置が管理されるマーカＤＢ１８５Ｍをサーバ装置１８側に設けた構成を例示したが、各作業車両５がマーカＤＢ１８５Ｍを備えている構成であっても良い。各作業車両５がマーカＤＢを備える構成であれば、サーバ装置１８からの情報に依存することなく各作業車両５が車両位置を特定できるようになる。加えて自動走行のための上記の制御部を各作業車両５が備えていれば、サーバ装置１８からの制御に依存することなく自動走行できるようになる。このように各作業車両５が自律的な自動走行が可能な構成の場合についても、各作業車両５が車両位置をサーバ装置１８に送信するように構成すると良い。この場合には、サーバ装置１８側で各作業車両５の車両位置の管理が可能となる。サーバ装置１８が各作業車両５の車両位置を管理していれば、例えば、各作業車両５の移動経路の設定などを実行でき、複数の作業車両５全体として作業の効率を向上できる。

さらに、本例の作業車両システム１における各作業車両５の車両位置を特定する構成は、作業車両５を遠隔制御あるいは自律制御により自動走行させるシステムばかりでなく、作業者が運転する作業車両５の位置をサーバ装置側で高精度に管理するためのシステムに対しても有用である。

本例の作業車両システム１の構成は、港湾のコンテナヤードなどで使用される作業車両など、２次元的なエリア内を自由度高く移動する車両の位置の管理や制御等に有効である。
また、本例では、ＲＦＩＤタグ１５の固有情報であるタグＩＤをタグ情報として例示しているが、磁気マーカ１０の敷設位置を表す情報等をタグ情報に含めることも良い。磁気マーカの格子状配置における敷設番地をタグ情報に含めることも良い。この場合には、作業エリア１Ａの形状や、磁気マーカの配置や、施設の位置、駐機場所、などの情報を含むマップ情報を記憶するマップデータベースを車両側に設けると良い。

以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して前記具体例を多様に変形、変更あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。

１ 作業車両システム（車両用システム）
１Ａ 作業エリア（走行エリア）
１Ｒ 経路
１０ 磁気マーカ
１５ ＲＦＩＤタグ（無線タグ）
１８ サーバ装置（位置特定部、位置推定部、制御部）
１８５Ｍ マーカデータベース（マーカＤＢ）
２ 検出ユニット
２１ センサアレイ（磁気検出部）
２１２ 検出処理回路
２２ ＩＭＵ
２２１ ２軸磁気センサ（方位特定部）
３２ 制御ユニット
３４ タグリーダユニット
５ 作業車両（車両）
６１ 車両ＥＣＵ（制御部）

Claims (7)

1. 走行エリア内を移動する車両用のシステムであって、
   走行エリアに配置された複数の磁気マーカと、
   無線通信により固有のタグ情報を外部出力する複数の無線タグと、
   前記磁気マーカを検出する検出ユニット、及び前記無線タグが外部出力するタグ情報を取得するタグリーダユニットを備える車両と、
   車両が取得したタグ情報を利用して車両が検出した磁気マーカを特定することにより走行エリアにおける車両位置を特定する位置特定部と、を含み、
   前記複数の磁気マーカのうちの少なくとも一部の磁気マーカに対して、前記無線タグが一対一に対応するように同じ位置に配置されている車両用システム。
2. 請求項１において、前記タグ情報を紐付けて前記磁気マーカの位置を表す位置情報を記憶するマーカデータベースを含み、前記位置特定部は、該マーカデータベースの記憶情報を参照して車両位置を特定する車両用システム。
3. 請求項１または２において、車両が備える検出ユニットは、検出した磁気マーカに対する車両の横ずれ量を計測可能である車両用システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、車両が通過した位置を基準として車両の移動先の相対的な位置を推定する位置推定部を含む車両用システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、自動走行により前記車両を移動させる制御部を含む車両用システム。
6. 請求項５において、車両は、前記制御部を備えているほか、他の車両の絶対位置あるいは相対位置を表す情報を含む他車両情報を取得する他車情報取得部と、を備えており、
   前記他車情報取得部は、前記他車両情報を前記制御部に入力する車両用システム。
7. 請求項６において、前記他車情報取得部は、他の車両との間の無線通信である車々間通信によって前記他車両情報を取得する車両用システム。

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