JPH08320227A - 移動体のコースずれ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】走行領域全体にわたって予定走行路を任意に設
定できるようにして、走行ルートの変更に柔軟に対応で
きる。 【構成】移動体が走行すべき予定走行領域２０内に、た
とえば上下左右に隣接する標識が９０°転置する態様
で、かつ斜め方向に隣接する標識が同じ傾きとなる態様
で、予め配設されている。このため予定走行領域２０内
の任意の予定走行路Ａ、Ｂが選択されて、当該任意の予
定走行路Ａ、Ｂに沿って移動体が走行すると、移動体搭
載の線分交差検出器によって当該任意の予定走行路Ａ、
Ｂに対応する通過予定標識を構成する線分の全てと交差
したことが検出される。こうして、任意の予定走行路に
ついてコースずれを検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無人車両等の移動体が
予定走行路からずれて走行していることを検出する装置
に関し、特に、すれ検出用の標識および当該標識検出用
のセンサの配置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、無人車両を所定の走行経路に
沿って目的地へ導く方法として、方向検出器と走行長測
定器にて車両の現在位置を推定し、予め数示しておいて
予定経路上の通過予定地点を通過すべく車両を自動的に
操舵する推測航法と呼ばれる方法がある。たとえば、特
願昭６０−１２０２７５号には、推測航法による操舵を
行う場合に、予定走行路を座標点列で表現する方法が開
示され、既に公知となっている。

【０００３】この推測航法の欠点は、路面の凹凸や車両
のスリップにより、車両の推定位置に誤差を生じ、正確
に通過予定地点を通過できないことである。

【０００４】ここで、屋外を走行する場合には、ＧＰＳ
（グローバル・ポジショニング・システム）や電波測量
法等により間欠的に自己位置を補正することが可能であ
り、正確に通過予定地点を通過できないという上記問題
点を解決することができる。しかし、ＧＰＳ等は、屋内
や地下では利用することができない欠点を有している。
したがって、屋内等であっても正確に通過予定地点を通
過できるようにすることが要求される。そこで、かかる
解決課題を安価なコストを以て解決することを目的とし
て、所定の幾何形状の線分を有した誘導用標識体（以
下、標識という）を予定走行路上に間欠的に設け、以て
車両を予定走行路に沿って正確に誘導する方法が本発明
者等によって種々発明され、本出願人によって種々特許
出願されている。

【０００５】たとえば、特願昭５９−２１３９９１号で
は、金属板等からなる３本の線分をＺ字形状にし、この
Ｚ字形状の標識のすべての線分が予定走行路を横断する
ように、当該標識を間欠的に複数配設し、無人車両搭載
のセンサによって標識の３本の線分を走行中に順次検出
し、その検出タイミングとＺ字の幾何的関係とに基づき
無人車両のコ―スずれ（標識上の通過予定位置と標識上
の実際の通過位置とのずれ）を演算によって求め、求め
られたコースずれに基づき、無人車両の推定位置を間欠
的に較正するようにしている。

【０００６】ところで、予定走行路に沿って標識を配設
するこの方法では、走行ルートの選択の余地はなく一義
的な走行ルートでしか無人車両を走行させることはでき
ない。

【０００７】そこで、複数の走行ルートの中から一つの
走行ルートを選択して無人車両を走行させるべく、特願
昭６０−２１３９１６号では、図１５に示すように、複
数のＺ字状の標識を、上下左右に隣接する標識が同じ傾
きとなる態様で、かつ斜め方向に隣接する標識が９０°
転置する態様で配設して、複数の予定走行路の中から１
つの走行ルートを選択することができるようにしてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】同図１５に示す標識の
配設の仕方では、標識が配設された敷地内において、確
かに複数の予定走行路を設定することは可能であるが、
設定することができない予定走行路も多数存在する。

【０００９】たとえば、図１５の経路Ａ´は、標識上を
通過するけれど、経路Ａ´が標識の全ての線分を横断し
ないため、通過した標識を用いて推定位置を補正するこ
とがてきない。また、経路Ｂ´と経路Ｃ´の場合には、
標識の線分全てと交わらないので、やはりこの場合も推
定位置を補正することはできない。

【００１０】このように、従来の方法によれば、標識を
用いて推定位置を補正することが不可能な予定走行路が
多数存在することは明かである。すなわち、従来技術に
よれば、走行予定の領域内に予定走行路を任意に設定す
ることができないため、走行ルートの変更に柔軟に対応
することができなかった。

【００１１】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、予定走行領域全体にわたって予定走行路を任
意に設定できるようにして、走行ルートの変更に柔軟に
対応できるようにすることを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の第１発
明では、互いに平行でない第１および第２の線分を少な
くとも有する標識を構成する線分の全てが、予定走行路
と交差するように、移動体が通過する予定の通過予定標
識を前記予定走行路上に間欠的に配設するとともに、移
動体の走行中に、前記通過予定標識を構成する線分の全
てと交差したことを前記移動体搭載の線分交差検出器に
よって検出することにより前記通過予定標識上の実際の
位置を検出し、該検出した通過予定標識上の実際の位置
と前記通過予定標識上の予定通過位置とに基づいて移動
体の予定走行路に対するコースずれを検出するようにし
た移動体のコースずれ検出装置において、前記移動体が
走行すべき予定走行領域内の任意の予定走行路が選択さ
れ、当該任意の予定走行路に沿って前記移動体を走行さ
せた場合に、当該任意の予定走行路に対応する通過予定
標識を構成する線分の全てと交差したことを前記移動体
搭載の線分交差検出器によって検出することができるよ
うに、複数の標識をそれぞれ傾斜させて前記予定走行領
域内に予め配置しておくようにしている。

【００１３】また、本発明の第２発明では、２以上の線
分交差検出器のうち少なくとも１つの線分交差検出器
が、前記通過予定標識を構成する線分の全てと交差した
ことを検出することができるように、当該２以上の線分
交差検出器の配設間隔が設定される。

【００１４】

【作用】上記第１発明の構成によれば、図７に示すよう
に、移動体が走行すべき予定走行領域２０内に、たとえ
ば上下左右に隣接する標識が９０°転置する態様で、か
つ斜め方向に隣接する標識が同じ傾きとなる態様で、予
め配設されている。このため予定走行領域２０内の任意
の予定走行路Ａ、Ｂが選択されて、当該任意の予定走行
路Ａ、Ｂに沿って移動体が走行すると、移動体搭載の線
分交差検出器によって当該任意の予定走行路Ａ、Ｂに対
応する通過予定標識を構成する線分の全てと交差したこ
とが検出される。こうして、任意の予定走行路について
コースずれを検出することができる。

【００１５】また、上記第２発明の構成によれば、２以
上の線分交差検出器のうちいくつかの線分交差検出器に
よって、通過予定標識を構成する線分の全てと交差した
ことが検出されなくても（経路Ｃ、Ｄ）、少なくとも１
つの線分交差検出器によって、通過予定標識を構成する
線分の全てと交差したことが検出されるので（経路Ａ、
Ｂ）、任意の予定走行路についてコースずれを確実に検
出することができる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る移動体の
コースずれ検出装置の実施例について説明する。

【００１７】図１は、移動体である無人車１（以下、車
両という）が走行すべき予定走行領域２０を示す上面図
であり、この走行領域２０には後述する標識体２４が敷
き詰められている。

【００１８】標識体２４（以下、適宜、標識という）
は、上下左右に隣接する標識が９０°転置する態様で、
かつ斜め方向に隣接する標識が同じ傾きとなる態様で、
敷き詰められている。

【００１９】走行領域２０の手前には、標識２４と同じ
構成の標識４０、４１の計測基準軸４２（つまり標識の
中心線であり、標識を構成する線分の全てを垂直に横断
する軸）の延長線が、走行領域２０を横断するように、
当該標識４０、４１が配設されている。さらに、これら
標識４０、４１の手前には、車両１の待機場所１９が設
けられており、この待機場所１９内には、上記標識４
０、４１の計測基準軸４２の延長線上に車両中心が位置
されるように、車両１が待機している。車両１は、既ね
上記計測基準軸４２の方向に向けて停車させておかれ
る。

【００２０】車両１は、方向検出器や走行長検出器を有
し、これら検出器を用いて自車の現在位置を推定し、予
定走行路上を走行すべく自動操舵される。この自動操舵
についての技術は、本出願人の先願（特願昭６０−１２
０２７５）に係る公知技術であり、本願発明の趣旨とは
直接関係ないので、詳細な説明は避けることとする。図
２は、車両１の制御系の全体構成図である。

【００２１】ここで、車両１としては、図３に示すよう
な左右両輪独立駆動型の車両でもよく、図４に示すよう
な前輪ステアリング型の車両でもよい。この実施例で
は、図３に示す左右両輪独立駆動型の車両を想定して説
明する。この両輪独立駆動型の車両１は、図３に示すよ
うに、たとえば円筒形の車体１５を有しており、その車
体１５の側面にあって円の直径と同軸上には、左右の駆
動輪２、３が備えられている。また、車体１５の前後に
は、キャスタ１６Ｆ、１６Ｒが備えられている。そして
車体１５の下面であって、車輪２、３を結ぶ線分の中心
点の下面には、上記標識２４、４０、４１を、後述する
ようにして検出する主センサ５が取り付けられている。
同様に車体１５の下面であって車輪２、３を結ぶ線分上
には、主センサ５から後述する距離ｄだけ離れて副セン
サ６が配設されている。

【００２２】さて、図２に示すように、車両１の左右車
輪２、３には、エンコ―ダ２Ｅ，３Ｅが取り付けられて
おり、車輪２、３の回転位置を検出することにより車両
１の走行長を計測する。すなわち、エンコーダ２Ｅ、３
Ｅから出力される、走行長を示すパルス信号は、カウン
タ７に、左右別々のデ―タとして取り込まれ、カウンタ
７の計数結果は、標識検出部８とデドレコニング演算部
９にそれぞれ出力される。

【００２３】標識検出部８には、主センサ５ならびに副
センサ６から出力される、標識２４の線分２３ａ、２３
ｂ、２３ｃ（図６参照）と交差した旨の信号が入力され
るとともに、エンコ―ダ２Ｅ、３Ｅから出力される、走
行長を示すカウンタ計測値が入力される。その結果、標
識検出部８では、標識２４の線分（たとえば線分２３
ａ）と交差してからつぎの線分２４ｂと交差するまでの
走行距離と、線分２４ｂと交差してからつぎの線分（た
とえば線分２３ｃ）と交差するまでの走行距離が得ら
れ、これら２つの走行距離と、標識２４の線分の幾何的
形状（Ｚ）とに基づき、標識２４上の実際の通過位置と
標識２４の中心位置（通過予定位置）との偏差、つまり
予定走行路に対するコースずれが検出される。

【００２４】なお、計算手順としては、特願昭６０−２
８７４３９にて詳細に説明したものを適用することがで
きる。このようにして、標識検出部８からは、標識２４
を通過するごとに、個々の標識２４における実際の通過
位置が順次、出力される。

【００２５】デドレコニング演算部９では、カウンタ７
から出力される左右車輪２、３の回転数に基づき車両１
の逐次の現在位置が推定演算されるとともに、カウンタ
７から出力される左右車輪２、３の回転数の差に基づき
車両１の逐次の現在方向が推定演算される。これら逐次
の車両１の現在位置と現在方向の推定演算値は、位置較
正部１０に出力される。

【００２６】位置較正部１０では、デドレコニング演算
部９より入力された現在推定位置および現在推定方向
と、標識配置情報格納部１１の記憶内容とに基づき、現
在推定されている位置を補正するための標識２４が選定
される。そして、現在方向の情報から、その選定された
標識２４の計測基準軸に対して、どの程度の傾きで侵入
しているかを求めるとともに、その選定された標識２４
を用いた推定位置の補正が信頼できるかどうかを判断す
る。その結果、選定された標識２４を用いた推定位置の
補正が信頼できると判断された場合には、標識２４の最
後に交差すべき線分と交差したことを検出した時点で標
識検出部８から出力される標識２４上の実際の位置によ
って、現在の推定位置を補正すべき旨の位置補正信号
を、デドレコニング演算部９に対して出力する。

【００２７】角度補正部１２では、位置較正部１０から
出力される位置補正信号を過去２回にわたり記録してお
り、その過去２回の位置補正信号によって補正された補
正位置と、過去２回の位置補正信号を受ける直前の推定
位置とを記録している。

【００２８】すなわち、正確に補正された２点の座標位
置の変化と、推定演算による２点の座標位置の変化とを
比較することによって、この間に車両１が進行した方向
の誤差を認識することができる。そこで、角度補正部１
２は、このようにして得られた方向誤差をデドレコニン
グ演算部９に出力することによって、車両１の逐次の推
定方向を補正する。

【００２９】このようにして、デドレコニング演算部９
では、入力された位置補正信号に基づき、現在の推定位
置が、標識２４上の実際の位置によって補正されるとと
もに、入力された方向誤差に基づき現在の推定方向が補
正される。

【００３０】デドレコニング演算部９から出力される補
正位置、補正方向は、操舵コントロ―ラ部１３に出力さ
れる。操舵コントロ―ラ部１３では、公知の地点追従技
術に基づく操舵制御が行われる。この地点追従技術は、
車両１の進行に伴い予定走行路上の目標地点を次々と切
り換えていく操舵制御方法であり、走行すべき予定走行
路上の各地点の座標位置デ―タを格納した走行予定点列
デ―タ格納部１４から、目標地点の座標位置デ―タを、
順次読み出し、この目標地点の座標位置に到達するため
の指令、つまり進行方向（目標操舵角）と進行速度（目
標速度）をモータコントローラ４に出力することによっ
て行う。なお、車両１を一定速度で運転するのではな
く、場所によって運転速度を変更させたい場合には、走
行予定点列デ−タ格納部１４に、各目標地点ごとに、そ
の目標地点を目指す場合の車両１の速度に関する情報を
対応づけて記憶しておくことができる。

【００３１】モ―タコントロ―ラ４は、左右の車輪２、
３をそれぞれ独立して駆動するモ―タ２Ｍ、３Ｍに対し
て、回転速度指令を出力する。ここで、独立駆動型の車
両１では、左右のモ―タ２Ｍ、３Ｍの回転速度の平均
が、車両１の速度を決定し、左右のモ―タ２Ｍ、３Ｍの
回転速度の差が操舵角を決定する。そこで、このような
関係に基づいて、モ―タコントロ―ラ４は、車両１の目
標速度および目標操舵角に対応する回転速度指令を、左
右のモータ２Ｍ、３Ｍに対して出力する。

【００３２】つぎに、走行領域２０を構成する標識体２
４の構造について以下説明する。

【００３３】図６は、標識体２４の構成を示す斜視図で
あり、一辺の長さがａの正方形の基板２１の中心２１ａ
と、標識図形２２の中心２２ａとが一致するように、基
板２１の上面に、標識図形２２が取り付けられる。この
標識図形２２は、横幅がａであり、車両１の進行方向に
対応する奥行きがａ以下の寸法を有しており、特願昭５
９−２１３９９１号に既に開示されたものである。

【００３４】基板２１に標識図形２２を取り付ける際、
正方形の基板２１の上辺２１ｂと標識図形２２の線分２
３ａ、２３ｃ（Ｚ字の平行な２線分）とが平行になるよ
うにする。なお、標識体２４を製作する場合、基板２１
の上に、板状の標識図形２２を取り付けるのではなく、
基板２１の上に、直接、Ｚ字を構成する線分２３ａ〜２
３ｃを貼着してもよい。なお、線分２３ａ〜２３ｃは、
センサ５、６によって当該線分を検出することができる
材料（たとえばセンサ５、６が金属検出器であれば金
属）で構成されている。

【００３５】図７に示すように、走行領域２０には、標
識体２４が２通りの傾きをもって一定のパターンで配設
される。

【００３６】センサ５、６としては、標識体２４の３本
の線分２３ａ〜２３ｃを横断するような軌跡（以下セン
サ軌跡という）をとることができれば、標識体２４上の
実際の位置を計測することが可能である。この点につい
ては、特願昭５９−２１３９９１等に既に開示されてい
る。そこで、図１で既に述べたように、標識体２４の中
心点を通り、かつ２本の線分２３ａ、２３ｃと垂直に交
差するセンサ軌跡（当然線分２３ｂとも交差する）を計
測の基準となる軸として計測基準軸と定義する。

【００３７】ここで、走行領域２０内の標識体２４ー１
は、計測基準軸２５が上下方向を向くように「正置」さ
れている。この場合、計測基準軸２５に対して少なくと
も左右４５度範囲内のセンサ軌跡をとることができれ
ば、センサ５、６にて標識体２４の計測が可能となる。
このような２本の線分２３ａ、２３ｃが上下に位置され
る配置の仕方を、「Ｚ型」の配置と呼ぶ。一方、標識体
２４ー１の上に位置する標識体２４ー２は、Ｚ型の配置
を９０度転置したものであり、計測基準軸２６は左右方
向を向いている。このような９０°転置した配置を「Ｎ
型」の配置と呼ぶ。

【００３８】結局、同図７に示すように、走行領域２０
内の、あるＺ型の標識２４の上下左右に隣接する標識２
４は全てＮ型であり、斜め方向に隣接する標識２４は全
てＺ型である。同様に、走行領域２０内の、あるＮ型の
標識２４の上下左右に隣接する全てＺ型であり、斜め方
向に隣接する標識２４は全てＮ型である。

【００３９】このように走行領域２０には、上下左右に
隣接する標識２４は９０°転置され、かつ斜め方向に隣
接する標識２４は同じ傾きとされるという一定のパター
ンで、標識２４が敷き詰められている。以下、このよう
な標識２４の配置パターンを「交互配置」と呼ぶことに
する。

【００４０】図７において、Ａという左右方向のセンサ
軌跡をとった場合には、左右方向に１つおきにＮ型配置
の標識２４が配置されているので、標識２４上の実際の
位置を１つおきに計測することができる。なお、上下方
向にセンサ軌跡が通る場合にも、同様に、上下方向に１
つおきに配設されたＺ型配置の標識２４によって１つお
きの計測が可能となる。

【００４１】また、Ｂという斜め４５°のセンサ軌跡を
とった場合には、斜め４５°方向にＺ型配置の標識２４
が連続して配置されているので、標識２４上の実際の位
置を連続して計測することができる。なお、斜め方向に
連続して配置されたＮ型配置の標識２４上をセンサ軌跡
が通る場合にも、同様に、これらＮ型配置の標識２４に
よって連続した計測が可能となる。

【００４２】以上のように、車両１の予定走行路として
は、従来とることができなかった経路Ａ´、Ｂ´、Ｃ´
（図１５参照）を含む任意の経路をとることが可能とな
る。ただし、センサ軌跡Ａとしては、Ｎ型配置の標識２
４の計測基準軸とほぼ一致し、標識２４の３本の線分２
３ａ〜２３ｃを全て横断しなければ、計測が不可能とな
る。

【００４３】したがって、図７のセンサ軌跡Ｃのよう
に、センサ軌跡Ａと平行であっても計測基準軸から大幅
にずれて、上下の標識２４同士の継ぎ目に沿ってセンサ
軌跡が通る場合には、標識２４のＮ字の上下端をかすめ
て通過するため、センサ５、６は線分２３ａ〜２３ｃの
端部しか検出できない。このためセンサ５、６の出力信
号が弱まってしまい、計測が不可能となる。なお、左右
の標識２４同士の継ぎ目に沿ってセンサ軌跡が通る場合
も、同様に、計測が不可能となる。

【００４４】また、センサ軌跡Ｂとしては、Ｚ型配置の
標識２４の計測基準軸に対してセンサ軌跡がほぼ４５°
をなし（ただし４５°以内）、かつ標識２４のほぼ中心
を通って標識２４の３本の線分２３ａ〜２３ｃを全て横
断しなければ、計測が不可能となる。

【００４５】したがって、センサ軌跡Ｄのように、セン
サ軌跡Ｂと平行であっても標識２４の中心点から大幅に
ずれてセンサ軌跡が通る場合には、標識２４の３本の線
分２３ａ〜２３ｃの全てとは交差することができず（１
本ないし２本の線分としか交わることができない）、計
測が不可能となる。

【００４６】よって、２つのセンサ５、６のうち、一方
のセンサによる計測が不可能となったとしても（センサ
軌跡Ｃ、Ｄ）、他方のセンサによって確実に計測できる
ように（センサ軌跡Ａ、Ｂ）する必要がある。この場
合、２つのセンサ５、６の配設間隔ｄの設定が重要とな
る。

【００４７】実施例の両輪駆動型の車両１の旋回中心
は、図３に示すように、左右の駆動輪２、３を結ぶ車軸
上にある。なお、大きな旋回半径を描いて旋回する場合
には、旋回中心は車体の外部に存在する。よって、２つ
のセンサ５、６を左右の駆動輪２、３を結ぶ車軸上に距
離ｄだけ離して設けた場合には、これら２つのセンサ
５、６は、車両１の走行中、常に車両１の進行方向に直
角な方向に距離ｄだけ離れて存在することになる（図５
参照）。

【００４８】また、車両１として図４に示す前輪ステア
リング型の車両を使用した場合には、操舵しない左右後
輪１７Ｌ、１７Ｒの車軸を結ぶ線上に２つのセンサ５、
６を距離ｄだけ離して設けるようにする。この場合も、
車両１が操舵しながら進行する時、操舵しない左右後輪
１７Ｌ、１７Ｒを結ぶ車軸上に存在する旋回中心を中心
にして旋回運動をするため、２つのセンサ５、６は、常
に車両１の進行方向に直角な方向に、距離ｄだけ離れて
存在することになる（図５参照）。

【００４９】図８は、主センサ５、副センサ６による標
識体２４の検出性能の計算結果を示すグラフである。グ
ラフの横軸は、主センサ５と副センサ６の間隔ｄであ
り、正方形の標識体２４の一片の長さを１００％として
ある。

【００５０】グラフの左側の縦軸は、車両１の進行に伴
い主センサ５もしくは副センサ６が標識体２４を検出す
る間隔（走行距離）であり、１０００％（つまり標識２
４の１辺の１０倍に相当する長さ：ただし、正方形の標
識体の一片の長さが１００％）未満の範囲における最大
距離、最小距離、距離平均ならびに標準偏差を示してい
る。

【００５１】グラフの右側の縦軸は、主センサ５もしく
は副センサ６が標識体２４を検出する間隔が１０００％
を越える場合の数（これをエラ―カウント数と呼ぶ）を
示している。

【００５２】このグラフからも明かなように、主センサ
５と副センサ６との距離ｄは正の場合と負の場合とで左
右対象な関係があり、距離ｄが約±３５％、約±１０６
％、約±１７７％の時にエラ―カウント数が極小になっ
ているのがわかる。

【００５３】図９は、距離ｄがこれら特定の値をとると
きにエラ―カウントが極小になる理由を説明する図であ
る。同図９に示すいずれのセンサ軌跡も斜め４５°だけ
傾いている。

【００５４】このうち実線で示すセンサ軌跡３０は、図
７のセンサ軌跡Ｄと同様に標識２４の中心点から大幅に
ずれているため（各標識体２４の下辺の中点を通ってい
る）、各標識２４の３本の線分２３ａ〜２３ｃの全てと
は交差することができない（１本ないし２本の線分とし
か交わることができない）ため、センサは標識２４を検
出することができない。

【００５５】一方、同図に点線で示すセンサ軌跡３１あ
るいはセンサ軌跡３２は、センサ軌跡３０から距離５０
％（標識２４の１辺の半分の距離）だけずれており、全
ての標識２４の中心点を通過するため、全ての標識２４
においてその標識２４上の実際の位置を検出することが
できる。

【００５６】結局、図９に示す全ての点線のセンサ軌跡
（３１、３２…）と実線のセンサ軌跡３０との距離ｄ
は、 ｄ＝（Ｎ＋１／２）／√２×１００％［ただし、Ｎは整数］ …（１） と表すことができる。

【００５７】上記（１）式によると、Ｎ＝０のときｄ＝
約３５％、Ｎ＝１のとき約１０６％、Ｎ＝２のとき約１
７６％となり、これは図８に示す計算結果と符合する。

【００５８】よって、主センサ５と副センサ６との距離
ｄが、上記（１）式に示される特定の距離になっている
（図９に示す実線と点線との関係にある）場合には、一
方のセンサによって確実に標識２４を計測することがで
きる。

【００５９】図１０は、車両１が斜め方向に進行する場
合に、主センサ５と副センサ６が交互に標識２４を計測
する様子を示している。同図１０において、主センサ５
の軌跡を、実線３３で示し、副センサ６の軌跡を、点線
３４で示す。

【００６０】同図に示すように、主センサ５は、まず、
標識２４ー３の３つの線分２３ａ〜２３ｃと交差し、最
後の線分２３ａを通過した時点で、その地点３５の座標
位置が演算によって求められる。つぎに、副センサ６
は、標識２４ー４の３つの線分２３ａ〜２３ｃと交差す
るが、最後の線分２３ａを通過した時点で、その地点３
６の座標位置が演算によって求められる。このように主
センサ５、副センサ６は、標識２４上の座標位置を交互
に計測していく。

【００６１】ここで車体に取り付けられたセンサ５、６
の配設位置は既知であるので、上記のようにして標識２
４上の座標位置、つまりセンサ５、６の座標位置が判明
することによって、車両１の逐次の位置を演算によって
求めることができる。

【００６２】図１１は 図１に示すように待機している
車両１が、電源を投入されてから走行領域２０に進入す
るまでの手順を示したものである。

【００６３】まず、最初に、車両１は待機位置１９に停
止しており（ステップ１０１）、この状態で車両１に電
源が投入される（ステップ１０２）。この段階ではまだ
車両１は正確な自分の位置も方向も認識していない。

【００６４】つぎに、車両１は、初期状態における方向
（標識４０、４１の計測基準軸４２の方向）を変えずに
ゆっくりと前進し始める（ステップ１０３）。

【００６５】つぎに、車両１が手前の標識４０を通過す
る。標識４０の設置方向と中心座標は既知であるから、
車両１が標識４０を通過することによって標識４０上の
通過点の座標位置を計測することができる。つまり、車
両１が標識４０の最後の線分２３ａを通過した時点で、
車両１の現在位置Ｐ40（ｘ40，ｙ40）を計測することが
できる（ステップ１０４）。しかし、この時点ではまだ
進行方向の正確な値は不明である。

【００６６】車両１はそのまま直進を続け、次の標識４
１を通過した時点で、標識４１上の通過座標位置Ｐ41
（ｘ41，ｙ41）を計測することができる。このようにし
て通過座標位置が２点判明したのであるから、これら通
過地点間における車両１の方向は、２地点を結ぶ直線の
方向として求めることができる。このようにして自己位
置に加えて正確な方向も判明する（ステップ１０５）。
従って、初期位置および方向が判明したこの段階以降
は、公知のデドレコニング技術によって逐次の自己位置
と方向を演算することが可能となり、走行領域２０へと
進入した後でも（ステップ１０６）、走行領域２０内に
おける逐次の位置および方向を推定演算することができ
る。

【００６７】走行領域２０内では、車両１は予定走行路
Ｌに沿って走行する。このとき車両１が通過する予定の
予定走行路Ｌ上の各通過予定標識２４ー５、２４ー６、
２４ー７…の実際の位置が、標識４０、４１と同様にし
て、順次計測されることになる。

【００６８】この結果、順次計測された標識上の実際の
位置により、推定演算位置が逐次補正されて、車両１は
予定走行路Ｌに沿って正確に走行することができる。

【００６９】なお、この実施例では、待機位置１９なら
びに初期設定用の標識４０，４１が走行領域２０の外部
にあると想定して説明したが、待機位置を、走行領域２
０内のの既知の場所に設定するようにしてもよい。

【００７０】また、車両１を待機位置まで運転し、一旦
休止して電源を落としたのち、その位置に放置し、再び
電源を投入して起動する場合には、車両１の位置と方向
は電源を落とす前と同じである。このような場合には、
電源投入時における初期位置と方向のデータは、電源を
落とす直前のデ―タをそのまま利用することができる。

【００７１】図１２は、デドレコニング技術により自己
位置を推定演算する車両１が、進行するにつれて、自己
位置の推定誤差が拡大していく様子を示す図である。

【００７２】すなわち、初期位置で車両１の位置が正確
に計測されていたとしても、その車両１が距離ａだけ進
行すると、誤差範囲は１８ａに相当する大きさになる。
つまり、車両１がその誤差範囲１８ａ内に存在している
ことはわかるものの、誤差範囲１８ａ内の正確な位置を
特定することはできない。同様に、車両１の進行距離が
ｂ，ｃ，ｄ，ｆと伸びるに従って、誤差範囲も、１８
ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｆと拡大してゆく。

【００７３】進行距離がｂのときには、誤差範囲１８ｂ
は、標識体２４の面積２４ａよりも十分に小さいので、
少なくとも車両１が標識体２４上に存在していることだ
けは判明する。この標識体２４の設置方向と中心位置は
既知なのであるから、車両１が標識体２４を通過して全
ての線分と交差したことを検出することにより標識２４
上の正確な位置を計測できるならば、その時点で車両１
は正確な自己位置を補正によって更新することができ
る。

【００７４】ところが、もし、車両１が距離ａ，ｂ，
ｃ，ｄにおいていずれも、標識２４の検出に失敗し、距
離ｆにおいてようやく標識２４を検出できたとする。

【００７５】この場合、距離ｆにおける誤差範囲１８ｆ
は、１個の標識２４ａよりも極めて大きなものになって
おり、ここで検出した標識が、果たしてどの標識である
のか判断ができない。つまり、標識２４ａのみならず、
周囲の標識２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆは
いずれも誤差範囲１８ｆに含まれているため、せっかく
標識２４上をセンサ５、６が正常に通過して３本の線分
全てを検出し、その標識２４上の正確な位置を演算でき
たにもかかわらず、いったいどの標識を通過したのかが
判らない。したがってこの場合には、車両１の正確な座
標位置に更新することができず、車両１はデドレコニン
グ技術による累積誤差を減殺することに失敗する。

【００７６】すなわち、交互配置された標識２４上を車
両１が走行する場合には、デドレコニング技術による累
積誤差の誤差範囲が、標識体２４の面積より十分小さい
うちに、次の標識体２４を正常に検出する必要がある。
そこで、この点について実用上、問題がないかを検討す
る。

【００７７】たとえば、左右の車輪２、３の間隔が６０
ｃｍで、車輪直径が２００ｍｍの両輪駆動型の車両１で
は、やや凹凸のある事務所の床で３ｍにわたって直進走
行すると、約１ｃｍの累積位置誤差を生ずることがあ
る。もし一辺が３０ｃｍの標識体２４であれば約１０枚
分の距離を走行したことになる。従って、標識２４の一
片の１０倍の走行距離を走るうちに次の標識体２４を正
常に検出できれば、その地点における累積誤差範囲は標
識体２４の寸法よりも十分に小さいので、どの位置・方
向に敷設された標識体２４を通過したことによって位置
を計測したのかが明かになる。以上より、実用上は問題
はないと考えられる。

【００７８】なお、実施例では、車両１は、左右の車輪
を有したものを想定しているが、１つの車輪を有した車
両でもよい。１つの車輪の走行長とその車輪の舵角の変
化によって現在位置、方向を求める方法については、特
願昭６１−１５１４２１号等により既に公知となってい
る。

【００７９】また、実施例では、車輪の走行長に基づき
車両１の位置および方向を推定演算しているが、加速度
計とジャイロ信号に基づき現在位置を求める公知の慣性
航法を適用してもよい。

【００８０】また、実施例では、センサを２つ備えた場
合を想定して説明したが、さらに多くのセンサを使用し
てもよい。この場合には配置方法にもよるが、一般には
標識２４の検出間隔の走行距離を短くすることができ
る。

【００８１】また、実施例では、センサ５、６を左右の
車輪を結ぶ軸上に設置するようにしているが、これ以外
の場所に設置することも当然可能である。つまり、車体
が剛体であって変形しない場合には、幾何的に座標変換
の操作を加えれることによって、センサの軌跡と車体中
心の軌跡を対応させることができる。

【００８２】また、実施例では、図１に示すように、最
小単位の正方形の標識２４を用意し、この正方形の標識
２４を隙間が生じないように順次敷き詰めていくこと
で、走行領域２０を形成するようにしているが、正方形
の標識２４を４つ組み合わせた正方形のユニット２７を
用意しておき、この正方形のユニット２７を隙間が生じ
ないように順次敷き詰めていくことでき、走行領域２０
を形成してもよい。同様に、正方形の標識２４を９つ組
み合わせた正方形のユニット２８、または１６つ組み合
わせた正方形のユニット…を用意しておき、この正方形
のユニット２８…を隙間が生じないように順次敷き詰め
ていくことで、走行領域２０を形成してもよい。

【００８３】また、正方形の標識体２４を敷き詰めて走
行領域２０を形成するのではなく、線分２３ａ〜２３ｃ
を直接、敷設していくことによって走行領域２０を形成
してもよい。

【００８４】また、実施例では、Ｚ字（Ｎ字）形状の線
分を有した標識２４を想定しているが、線分はこれ以外
の幾何形状であってもよい。たとえば、図１３（ａ）〜
（ｅ）および図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、特願
昭６０ー１０８７９２号（特公平７ー３３３９号公報）
で既に公知となっている各種幾何形状の線分を有した標
識５０〜５７を使用してもよい。要は、互いに平行でな
い２本の線分を少なくとも有し、線分交差検出器によっ
て標識上の実際の位置を検出することができる幾何形状
であれば、任意のものを使用することができる。

【００８５】また、実施例では、標識を検出することに
よって得られたコースずれ（標識上の予定通過位置と実
際の通過位置とのずれ）を、推測航法による推定位置の
補正に使用しているが、本発明としてはこれに限定され
るわけではない。得られたコースずれの用途は任意であ
る。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、走
行領域全体にわたって予定走行路を任意に設定すること
ができるようになり、走行ルートの変更に柔軟に対応す
ることができるという顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施例の走行領域の上面図である。

【図２】図２は実施例の制御系の構成を示すブロック図
である。

【図３】図３は実施例の左右両輪駆動型の車両の構成を
示す図である。

【図４】図４は実施例の前輪ステアリング型の車両の構
成を示す図である。

【図５】図５は実施例の車両の軌跡を示す図である。

【図６】図６は実施例の標識体の構成を示す斜視図であ
る。

【図７】図７は走行領域内においてセンサが通過する軌
跡を示す上面図である。

【図８】図８は主センサと副センサの間隔と、検出間隔
およびエラーカウント数との関係を示すグラフである。

【図９】図９は走行領域を車両が斜めに走行するときの
センサの軌跡を示す上面図である。

【図１０】図１０は走行領域を車両が斜めに走行すると
きのセンサの軌跡を示す上面図である。

【図１１】図１１は図１に示す走行領域に車両が進入す
るまでの処理手順を示すフローチャートである。

【図１２】図１２は、推測航法による累積誤差が車両の
進行に伴い大きくなる様子を示す上面図である。

【図１３】図１３（ａ）〜（ｅ）は、標識体を構成する
線分の幾何形状を例示した図である。

【図１４】図１４（ａ）〜（ｃ）は、標識体を構成する
線分の幾何形状を例示した図である。

【図１５】図１５は、従来の標識体の配置を示す上面図
である。

【符号の説明】

１ 車両 ５、６ 線分交差検出器 ２０ 走行領域 ２４ 標識体 ２４ー５、２４ー６、２４ー７、２４ー８ 通過予定
標識 Ｌ 予定走行路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに平行でない第１および第２の
   線分を少なくとも有する標識を構成する線分の全てが、
   予定走行路と交差するように、移動体が通過する予定の
   通過予定標識を前記予定走行路上に間欠的に配設すると
   ともに、移動体の走行中に、前記通過予定標識を構成す
   る線分の全てと交差したことを前記移動体搭載の線分交
   差検出器によって検出することにより前記通過予定標識
   上の実際の位置を検出し、該検出した通過予定標識上の
   実際の位置と前記通過予定標識上の通過予定位置とに基
   づいて移動体の予定走行路に対するコースずれを検出す
   るようにした移動体のコースずれ検出装置において、 前記移動体が走行すべき予定走行領域内の任意の予定走
   行路が選択され、当該任意の予定走行路に沿って前記移
   動体を走行させた場合に、当該任意の予定走行路に対応
   する通過予定標識を構成する線分の全てと交差したこと
   を前記移動体搭載の線分交差検出器によって検出するこ
   とができるように、複数の標識をそれぞれ傾斜させて前
   記予定走行領域内に予め配置しておくようにした移動体
   のコースずれ検出装置。
2. 【請求項２】 前記移動体の現在位置を当該移動体
   搭載の方向検出手段および走行距離検出手段の検出出力
   に基づいて推定し、この推定位置に基づいて、予め教示
   しておいた予定走行路上の通過予定地点を順次通過する
   ように、前記移動体を操舵制御する場合に、 前記推定位置を、前記検出したコースずれに基づいて間
   欠的に補正するようにした請求項１記載の移動体のコー
   スずれ検出装置。
3. 【請求項３】 前後左右に隣接する標識が９０°転置
   する態様で、かつ斜め方向に隣接する標識が同じ傾きと
   なる態様で、複数の標識を前記予定走行領域内に予め配
   置しておくようにした請求項１記載の移動体のコースず
   れ検出装置。
4. 【請求項４】 前記線分を正方形の基板上に配設し
   た標識を用意しておき、当該正方形の標識を前記予定走
   行領域内に隙間が生じないように順次敷き詰めていき、
   当該予定走行領域内に複数の標識を配置するようにした
   請求項３記載の移動体のコースずれ検出装置。
5. 【請求項５】 前記正方形の標識を組み合わせた正
   方形のユニットを用意しておき、当該正方形のユニット
   を前記予定走行領域内に隙間が生じないように順次敷き
   詰めていき、当該予定走行領域内に複数の標識を配置す
   るようにした請求項４記載の移動体のコースずれ検出装
   置。
6. 【請求項６】 前記移動体の移動方向に対して垂直
   な方向に、２以上の前記線分交差検出器をそれぞれ所定
   距離離間させて配設した請求項１記載の移動体のコース
   ずれ検出装置。
7. 【請求項７】 前記２以上の線分交差検出器のうち
   少なくとも１つの線分交差検出器が、前記通過予定標識
   を構成する線分の全てと交差したことを検出することが
   できるように、当該２以上の線分交差検出器の配設間隔
   が設定されている請求項６記載の移動体のコースずれ検
   出装置。