JPH10219614A - 車両の自動走行制御方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両を決められた経路に忠実に自動走行させ
る。 【解決手段】 目標設定手段２０Ａは、振動ローラの進
行方向側の走行経路上に、位置測定手段が測定した振動
ローラ位置に応じて目標点を設定する。半径取得手段２
０Ｂは、振動ローラの位置と目標点とを通り目標点にお
いて走行経路にほぼ接する円の半径を求める。方向判定
手段２０Ｃは、振動ローラの位置、振動ローラの方位、
上記目標点の位置にもとづいて、振動ローラが目標点よ
り近い走行経路上の点に向いているか否かを判定し、操
舵手段２０Ｄは、この方向判定手段２０Ｃの判定結果が
正のときは、振動ローラ４の位置と目標点とを端点と
し、曲率半径が上記半径に等しい２つの円弧のうち、走
行経路に近い円弧に沿って振動ローラを走行させるべく
操舵し、判定結果が否のときは、走行経路から遠い円弧
に沿って振動ローラを走行させるべく操舵する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両を決められた
走行経路に沿って自動走行させるべく制御する方法およ
びシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば土木工事における盛土工事
では、ダンプトラックにより運搬された土砂をブルドー
ザによって撒き出し、転圧を行って盛土を形成してい
る。その際、盛土に用いる土砂の性状によってはさらに
振動ローラを用いて地盤の締め固めが行われ、地盤反力
の増強や、地盤沈下の防止が図られる。この振動ローラ
による締め固めの作業は重要な作業であり、締め固め作
業の後は、確実に締め固めが行われたことを確認するた
め、ラジオアイソトープ（ＲＩ）によって地盤の密度が
測定、検査されている。

【０００３】しかし、振動ローラによる締め固め作業
は、一定の作業範囲内で振動ローラを主に往復走行させ
るものであり、単調作業であるため、運転者の緊張感の
低下から場所による締め固めのムラが生じやすい。ま
た、振動が激しいため運転者に苦渋を強いる作業となっ
ており、改善が望まれている。そこで、振動ローラを自
動運転することにより、このような問題を解決すること
が考えられる。振動ローラを自動運転する場合、作業ム
ラを抑える上で最も重要な課題は振動ローラをいかに正
確に走行経路に沿って走行させるかということである。
振動ローラによる作業では、作業範囲内に平行な一定間
隔の多数の走行経路を設定し、振動ローラを各走行経路
上で順次往復走行させることで締め固めが行われる。し
たがって振動ローラを自動走行させようとする場合、一
つの方法として、ある走行経路に沿って走行させると
き、その走行経路の端点を目標点とし、振動ローラの走
行方向が常にその目標点に向うように振動ローラを操舵
するという方法を採ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、振動ローラが目標点から離れた位置に在る場合に
は、振動ローラが走行経路上にあるときと、走行経路か
らずれた位置に在るときとで、振動ローラから見た目標
点の方向のずれはわずかであるため、最終的に目標点に
到達させることはできても、途中、走行経路上を精度良
く走行させることは難しい。この問題を解決する方法と
して、振動ローラの位置が走行経路からずれた場合に
は、直ちに振動ローラを走行経路の方向に向って走行す
るように制御するという方法が考えられる。しかし、こ
の方法では、走行経路へは速やかに到達するものの、走
行経路へ到達しても直ぐには目標点に向わず、走行経路
を通りすぎた後再度、方向転換して走行経路に向うとい
うように走行経路を挟んで蛇行するという問題が生じや
すい。そこで本発明の目的は、決められた走行経路から
車両がずれても速やかに、かつ蛇行することなく車両を
走行経路上に復帰させ、正しく走行経路に沿って走行さ
せることが可能な車両の自動走行制御方法およびシステ
ムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、決められた走行経路に沿って自動走行させる
べく車両を制御する方法であって、前記車両の位置を測
定する位置測定ステップと、前記車両の進行方向の方位
を測定する方位測定ステップと、前記車両の進行方向側
の前記走行経路上に、前記車両の位置に応じて目標点を
設定する目標設定ステップと、前記車両の位置と前記目
標点とを通り前記目標点において前記走行経路にほぼ接
する円の半径を求める半径取得ステップと、前記車両の
位置、前記車両の方位、ならびに前記目標点の位置にも
とづいて、前記車両が前記目標点より近い前記走行経路
上の点に向いているか否かを判定する方向判定ステップ
と、この方向判定ステップにおける判定結果が正のとき
は、前記車両の位置と前記目標点とを端点とし、曲率半
径が前記半径に等しい２つの円弧のうち、前記走行経路
に近い前記円弧に沿って前記車両を走行させるべく操舵
し、判定結果が否のときは、前記走行経路から遠い前記
円弧に沿って前記車両を走行させるべく操舵する操舵ス
テップと、を含み、前記位置測定ステップおよび前記方
位測定ステップで前記車両の位置および進行方向の方位
をそれぞれ測定しつつ、前記目標設定ステップ、前記半
径取得ステップ、前記方向判定ステップ、ならびに前記
操舵ステップを繰り返して前記車両の走行を制御するこ
とを特徴とする。

【０００６】本発明はまた、決められた走行経路に沿っ
て自動走行させるべく車両を制御するシステムであっ
て、前記車両の位置を測定する位置測定手段と、前記車
両の進行方向の方位を測定する方位測定手段と、前記車
両の進行方向側の前記走行経路上に、前記車両の位置に
応じて目標点を設定する目標設定手段と、前記車両の位
置と前記目標点とを通り前記目標点において前記走行経
路にほぼ接する円の半径を求める半径取得手段と、前記
車両の位置、前記車両の方位、ならびに前記目標点の位
置にもとづいて、前記車両が前記目標点より近い前記走
行経路上の点に向いているか否かを判定する方向判定手
段と、この方向判定手段の判定結果が正のときは、前記
車両の位置と前記目標点とを端点とし、曲率半径が前記
半径に等しい２つの円弧のうち、前記走行経路に近い前
記円弧に沿って前記車両を走行させるべく操舵し、判定
結果が否のときは、前記走行経路から遠い前記円弧に沿
って前記車両を走行させるべく操舵する操舵手段と、を
含み、前記位置測定手段および前記方位測定手段により
前記車両の位置および進行方向の方位をそれぞれ測定し
つつ、前記目標設定手段、前記半径取得手段、前記方向
判定手段、ならびに前記操舵手段を繰り返し起動して前
記車両の走行を制御することを特徴とする。

【０００７】本発明はまた、前記位置測定手段が、固定
設置されて前記車両の位置を測定する測量装置を含んで
構成されていることを特徴とする。本発明はまた、前記
方位測定手段が、前記車両に搭載されたジャイロを含ん
で構成されていることを特徴とする。本発明はまた、前
記車両が振動ローラであることを特徴とする。本発明は
また、前記振動ローラが前輪と後輪とを有し、前記前輪
の転動方向と前記後輪の転動方向とが成す角度は可変で
あり、操舵手段は前記角度を設定することにより前記振
動ローラを操舵することを特徴とする。

【０００８】本発明の車両の自動走行制御方法では、位
置測定ステップで車両の位置を測定し、方位測定ステッ
プで車両の進行方向の方位を測定する。そして、目標設
定ステップでは、車両の進行方向側の走行経路上に、位
置測定ステップで測定した車両の位置に応じて目標点を
設定する。また、半径取得ステップにおいて、位置測定
ステップで測定した車両の位置と、目標設定ステップで
設定した目標点とを通り目標点において走行経路にほぼ
接する円の半径を求める。

【０００９】その後、方向判定ステップで、車両の位
置、車両の方位、ならびに目標点の位置にもとづいて、
車両が目標点より近い走行経路上の点に向いているか否
かを判定し、操舵ステップでは、この方向判定ステップ
における判定結果が正のときは、車両の位置と目標点と
を端点とし、曲率半径が半径に等しい２つの円弧のう
ち、走行経路に近い円弧に沿って車両を走行させるべく
操舵し、判定結果が否のときは、走行経路から遠い円弧
に沿って車両を走行させるべく操舵する。そして、位置
測定ステップおよび方位測定ステップで車両の位置およ
び進行方向の方位をそれぞれ測定しつつ、目標設定ステ
ップ、半径取得ステップ、方向判定ステップ、ならびに
操舵ステップを繰り返して車両の走行を制御する。

【００１０】本発明の車両の自動走行制御システムで
は、位置測定手段が車両の位置を測定し、方位測定手段
が車両の進行方向の方位を測定する。そして、目標設定
手段は、車両の進行方向側の走行経路上に、位置測定手
段が測定した車両の位置に応じて目標点を設定する。ま
た、半径取得手段は、車両の位置と目標点とを通り目標
点において走行経路にほぼ接する円の半径を求める。

【００１１】その後、方向判定手段は、車両の位置、車
両の方位、ならびに目標点の位置にもとづいて、車両が
目標点より近い走行経路上の点に向いているか否かを判
定し、操舵手段は、この方向判定手段の判定結果が正の
ときは、車両の位置と目標点とを端点とし、曲率半径が
半径に等しい２つの円弧のうち、走行経路に近い円弧に
沿って車両を走行させるべく操舵し、判定結果が否のと
きは、走行経路から遠い円弧に沿って車両を走行させる
べく操舵する。そして、位置測定手段および方位測定手
段により車両の位置および進行方向の方位をそれぞれ測
定しつつ、目標設定手段、半径取得手段、方向判定手
段、ならびに操舵手段を繰り返し起動して車両の走行を
制御する。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を実施例
にもとづき図面を参照して説明する。ここでは、本発明
の車両の自動走行制御システムの実施例として、振動ロ
ーラを自動運転するシステムについて説明する。図２は
本実施例の振動ローラ自動運転システムを示す構成図、
図３は図２の振動ローラ自動運転システムの全体を示す
概念図である。以下ではこの振動ローラ自動運転システ
ムについて説明すると同時に本発明の車両の自動走行制
御方法の一実施例について説明する。

【００１３】図２に示すように振動ローラ自動運転シス
テム２は、振動ローラ４と、振動ローラ４を遠隔操作す
る振動ローラ制御手段６とにより構成されている。振動
ローラ４には、小電力データ通信装置から成る第１の通
信手段８、第１の通信手段８を通じて受け取った第１の
制御信号にもとづいて振動ローラ４の前進、後進、なら
びに停止を制御する走行制御手段１０、第１の通信手段
８を通じて受け取った第２の制御信号にもとづいて振動
ローラ４の進行方向を転換させる方向制御手段１２、振
動ローラの進行方向の方位を測定し、振動ローラの進行
方向の方位角を表す信号を出力するジャイロ１３（本発
明に係わる方位測定手段）などが搭載されている。

【００１４】振動ローラ４は、図４に示すように、前輪
４Ａと後輪４Ｂとを備え、前輪４Ａの転動方向ＤＡと後
輪４Ｂの転動方向ＤＢとが成す角度、すなわちアーティ
キュレート角θは可変であり、方向制御手段１２はこの
アーティキュレート角θを、不図示の油圧機構を操作し
て設定することにより振動ローラを操舵する。

【００１５】振動ローラ制御手段６は、図２に示すよう
に、振動ローラ４の位置を遠隔的に測定する位置測定手
段１４、振動ローラ４の走行経路を設定する経路設定手
段１６、位置測定手段１４が測定した振動ローラ４の位
置と、ジャイロ１３による方位角の測定結果とにもとづ
いて、経路設定手段１６が設定した走行経路に沿って振
動ローラ４を走行させるべく第１および第２の制御信号
を生成する運転制御手段２０、運転制御手段２０が生成
した第１および第２の制御信号を、第１の通信手段８に
送出し、またジャイロ１３による方位角の測定結果を第
１の通信手段８より受信する第２の通信手段１８などに
より構成されている。

【００１６】位置測定手段１４としては、本実施例で
は、広く利用されているトータルステーションと称され
る測量装置を用いる。この装置は、後述するパーソナル
コンピュータ２４の制御のもとで動作し、レーザ光を振
動ローラ４上に設置された、全方位に光を反射するミラ
ー２２に照射し、その反射光にもとづいて振動ローラ４
の位置を測定する。そして、本実施例では、ミラー２２
までの距離、ミラー２２の水平角、ならびにミラー２２
の鉛直角を測定し、測定結果を表す電気信号を出力す
る。また、このトータルステーションは自動追尾機能を
有しており、ミラー２２が移動すると、自動的にミラー
２２に追従してレーザ光の照射方向を変更し、上記測定
結果を出力する。

【００１７】経路設定手段１６および運転制御手段２０
は、本実施例では、パーソナルコンピュータ２４（以
下、パソコン２４ともいう）により構成されている。こ
のパソコン２４は不図示のＣＰＵおよびＲＡＭ、ならび
にハードディスク装置（ＨＤＤ）２６などを内蔵し、さ
らに周辺機器として不図示のＣＲＴモニタやキーボード
が接続されている。そしてハードディスク装置２６に予
め格納されたプログラムデータをＲＡＭにロードし、Ｃ
ＰＵをそのプログラムデータにもとづいて動作させるこ
とで、経路設定手段１６および運転制御手段２０として
機能する。パソコン２４は、経路設定手段１６および運
転制御手段２０以外にも、位置測定手段１４の座標値な
どを算出する座標値算出手段２１、および位置測定手段
１４からのデータや基準点の座標値などを取り込むデー
タ入力手段２３を構成している。第２の通信手段１８
は、第１の通信手段８と同様、具体的には小電力データ
通信装置により構成されている。

【００１８】上記運転制御手段２０は本発明に特に係わ
る要素であり、基本的機能として、第１の制御信号を生
成して振動ローラ４の前進、後進、停止を制御する機能
を有し、そして、中心的機能として、位置測定手段１４
が測定した振動ローラ４の位置およびジャイロ１３が測
定した振動ローラ４の進行方向の方位にもとづいて、経
路設定手段１６が設定した走行経路に沿って振動ローラ
４を走行させるべく第１および第２の制御信号を生成す
る機能を有している。

【００１９】後者の中心的機能に係わる構成要素とし
て、運転制御手段２０は図１に示すように、目標設定手
段２０Ａ、半径取得手段２０Ｂ、方向判定手段２０Ｃ、
ならびに操舵手段２０Ｄを備えている。目標設定手段２
０Ａは、振動ローラ４の進行方向側の走行経路上に、振
動ローラ４の位置に応じて目標点を設定する。そして、
半径取得手段２０Ｂは、振動ローラ４の位置と上記目標
点とを通り目標点において走行経路に接する円の半径を
求める。

【００２０】また、方向判定手段２０Ｃは、振動ローラ
４の位置、振動ローラの進行方向の方位角、ならびに目
標点の位置にもとづいて、振動ローラ４が目標点より近
い走行経路上の点に向いているか否かを判定する。そし
て、操舵手段２０Ｄは、方向判定手段２０Ｃの判定結果
が正のときは、曲率半径が上記半径に等しく振動ローラ
の位置と目標点とを端点とする２つの円弧のうち、走行
経路に近い円弧に沿って振動ローラ４を走行させるべく
第２の制御信号を生成して操舵し、判定結果が否のとき
は、走行経路から遠い円弧に沿って振動ローラ４を走行
させるべく第２の制御信号を生成して操舵する。

【００２１】この振動ローラ自動運転システム２により
振動ローラ４を運転する場合、作業者は予め基準点や、
走行範囲の設定を行う。図５は振動ローラ４の自動運転
に先立って行う作業手順を示すフローチャート、図６は
作業範囲の周辺を示す平面図である。

【００２２】図５のフローチャートに示すように、作業
者はまず、作業範囲２８（図６）の近傍に２つの基準点
Ａ、Ｂを設定し、それぞれの位置にミラー３０、３２を
設置する（ステップＳ１）。そして、各基準点Ａ、Ｂの
位置を既知の測量手法により求め、３次元直交座標にお
ける座標値を取得して、パソコン２４のキーボードを操
作して各座標値を入力する（ステップＳ２）。パソコン
２４によるデータ入力手段２３はこれらの座標値をキー
ボードより取り込んでハードディスク装置２６の所定の
記録領域に格納する。

【００２３】次に、作業者は、位置測定手段１４を操作
して、ミラー３０およびミラー３２にそれぞれ照準を合
わせ、各基準点Ａ、Ｂの位置を位置測定手段１４により
測定する（ステップＳ３）。これにより、位置測定手段
１４は、各基準点Ａ、Ｂまでの距離、各基準点の水平
角、ならびに鉛直角を表す信号をパソコン２４に出力
し、データ入力手段２３はこれらの信号を受け取り、各
基準点Ａ、Ｂまでの距離、各基準点の水平角、ならびに
鉛直角のデータを、ハードディスク装置２６に格納す
る。

【００２４】さらに、作業者は、各基準点Ａ、Ｂの場合
と同様に、作業範囲２８の４つの角３４、３６、３８、
４０に順次ミラーを設置し、位置測定手段１４を操作し
て各ミラーにそれぞれ照準を合わせ、各角３４、３６、
３８、４０の位置を位置測定手段１４により測定する
（ステップＳ４）。これにより、位置測定手段１４は、
各角３４、３６、３８、４０までの距離、各角の水平
角、ならびに鉛直角を表す信号をパソコン２４に出力
し、パソコン２４が構成するデータ入力手段２３はこれ
らの信号を受け取り、各角３４、３６、３８、４０まで
の距離、各基準点の水平角、ならびに鉛直角のデータ
を、ハードディスク装置２６の所定の記憶領域に格納す
る。

【００２５】次に、作業者は隣接する走行経路４２の間
隔、すなわちラップ幅４４をパソコン２４のキーボード
より入力し、データ入力手段２３はこの値が入力される
と、それを取り込み、ハードディスク装置２６の所定の
領域に格納する。

【００２６】以上により作業者が行う準備作業は完了
し、その後、パソコン２４が構成する座標値算出手段２
１はまず位置測定手段１４の位置の座標値を算出する。
ここで座標値算出手段２１は、基準点Ａ、Ｂの座標値、
および基準点Ａ、Ｂの位置測定手段１４による測定結果
のデータがハードディスク装置２６に格納されているの
で、これらの座標値およびデータを用いて幾何学的な解
析を行うことで位置測定手段１４の３次元直交座標にお
ける座標値を算出する。算出結果は、ハードディスク装
置２６の所定の記録領域に格納する。

【００２７】座標値算出手段２１はさらに、位置測定手
段１４の座標値と、位置測定手段１４による作業範囲２
８の各角３４、３６、３８、４０の測定結果とをハード
ディスク装置２６から読み出し、それらのデータにもと
づいて、各角３４、３６、３８、４０の上記３次元直交
座標における座標値をそれぞれ算出する。算出結果は、
ハードディスク装置２６の所定の記録領域に格納する。

【００２８】なお、運転制御手段２０は、ハードディス
ク装置２６に格納された位置測定手段１４の上記座標値
と、後に位置測定手段１４が実行する振動ローラ位置の
測定の結果とにもとづいて、３次元直交座標における振
動ローラ４の座標値を求め、振動ローラ４の位置を特定
してその運転制御を行うことができる。

【００２９】次に、経路設定手段１６は、振動ローラ４
の走行経路４２を設定する。本実施例では、図６に示し
たように、作業範囲２８の上辺４６と下辺４８との間に
設定した多数の平行な走行経路４２に沿って振動ローラ
４を移動させて地盤の締め固めを行うものとする。経路
設定手段１６は、作業範囲２８の４つの角３４、３６、
３８、４０の座標値と、ラップ幅４４をハードディスク
装置２６から読み出し、読み出した座標値およびラップ
幅４４にもとづいて、各走行経路４２の両端の３次元直
交座標における座標値を順次算出する。そして、算出し
た座標値はハードディスク装置２６の所定の領域に格納
する。

【００３０】以下、振動ローラ４を自動運転する場合の
各部の動作を説明する。振動ローラ４は最初、作業範囲
２８の角３４上に在り、走行経路Ｌ１の反対側の端点
（角３６）に向けて配置されているものとし、この位置
より締め固め作業を開始するものとする。なお、以下の
説明から明らかなように、振動ローラ４の最初の位置は
かならずしも角３４の上でなくてもよく、振動ローラ４
は任意の位置に任意の方向に向けて設置しても、速やか
に走行経路４２に沿った走行に移行させることができ
る。ここでは、このシステムの本質的な機能をより理解
しやすくするため、振動ローラ４は最初、上述のように
配置されているものとする。

【００３１】まず、運転制御手段２０は、振動ローラ４
に所定の速度で走行を開始させるための第１の制御信号
を第２の通信手段１８に出力する。第２の通信手段１８
はこの第１の制御信号を無線で振動ローラ４に向けて送
信し、振動ローラ４では第１の通信手段８がこの信号を
受信し、走行制御手段１０に供給する。これにより、走
行制御手段１０は、振動ローラ４を制御して第１の制御
信号が示す所定の速度で前進を開始させ、その結果、振
動ローラ４は図６における最も左側の走行経路Ｌ１に沿
って上辺４６に向け移動する。

【００３２】位置測定手段１４は、振動ローラ４が移動
し、したがってミラー２２が移動すると、その移動に追
従してレーザ光の照射方向を変更し、常時、ミラー２２
に照準を合わせてその位置を測定する。そして、測定結
果のミラー２２までの距離、ミラー２２の水平角、なら
びに鉛直角を逐次、パソコン２４、すなわち運転制御手
段２０に出力する。

【００３３】また、振動ローラ４に搭載されたジャイロ
１３は、振動ローラ４の進行方向の方位角を常時測定し
ており、測定結果を表す信号を出力している。第１の通
信手段はこの信号を振動ローラ制御手段６側に送信し、
そして、第２の通信手段１８はこの信号を受信して方位
角を表す信号をパソコン２４に出力する。パソコン２４
は信号が表す方位角の情報を一旦、ハードディスク装置
２６の所定の記憶領域に格納する。

【００３４】図７は運転制御手段２０の動作を示すフロ
ーチャートである。以下、このフローチャートを参照し
て説明する。運転制御手段２０の目標設定手段２０Ａ
は、位置測定手段１４より振動ローラ４に搭載されたミ
ラー２２までの距離、ミラー２２の水平角、並びに鉛直
角を受け取ると、ハードディスク装置２６に格納されて
いる、位置測定手段１４の３次元直交座標における位置
を表す座標値をハードディスク装置２６より読み出し、
その座標値と、位置測定手段１４の上記測定結果とにも
とづいて、ミラー２２の３次元直交座標における座標値
を算出する。そして、目標設定手段２０Ａは、算出した
振動ローラ４（ミラー２２）の座標値にもとづいて、振
動ローラ４の進行方向側の走行経路Ｌ１上に、目標点を
設定する（ステップＳ１１）。目標設定手段２０Ａはこ
のような目標点の設定を、本実施例では１例として１秒
の間隔で繰り返し実行する。

【００３５】半径取得手段２０Ｂは、目標設定手段２０
Ａが目標点を設定するごとに、その目標点と、目標設定
手段２０Ａが算出した振動ローラ４の位置とを通り目標
点において走行経路に接する円の半径を求める（ステッ
プＳ１２）。図８は、振動ローラ４や走行経路の位置関
係を示す平面図であり、この図を参照して具体的に説明
する。図８の例では振動ローラ４は最初、走行経路Ｌ１
の右側にずれた位置Ｖ１に在り、矢印Ａ１で示したよう
に、上辺４６に向って走行経路Ｌ１とほぼ平行に走行し
ている。振動ローラ４の走行経路Ｌ１からのこのような
ずれは以下のようにして的確に修正される。

【００３６】目標設定手段２０Ａは、振動ローラ４の位
置Ｖ１より走行経路Ｌ１に垂線を降ろした点から上方
（上辺４６の方向）に本実施例では一例として１０ｍ進
んだ位置を目標点Ｔ１として設定する。そして半径取得
手段２０Ｂは、目標点Ｔ１と振動ローラ４の位置Ｖ１と
を通り目標点Ｔ１において走行経路に接する円（円弧Ｃ
１Ｌはその一部）の半径Ｒ１を求める。

【００３７】その後、方向判定手段２０Ｃは、振動ロー
ラ４の位置、振動ローラの進行方向の方位角、ならびに
目標点の位置にもとづいて、振動ローラ４が目標点より
近い走行経路上の点に向いているか否かを判定する（ス
テップＳ１３）。図８の例では、方向判定手段２０Ｃに
よる判定結果は否（ＮＯ）となる。なお、方向判定手段
２０Ｃはこの判定を、振動ローラ４の位置Ｖ１から見た
目標点Ｔ１の方位角（線分Ｂ１の方位角）と、振動ロー
ラ４の進行方向の方位角（矢印Ａ１の方位角）とを比較
することにより行う。

【００３８】操舵手段２０Ｄは、方向判定手段２０Ｃに
よる判定結果が正のときは、曲率半径が上記円の半径に
等しく振動ローラの位置と目標点とを端点とする２つの
円弧のうち、走行経路に近い円弧に沿って振動ローラ４
を走行させるべく第２の制御信号を生成して振動ローラ
４のアーティキュレート角を設定し（ステップＳ１
４）、判定結果が否のときは、走行経路から遠い円弧に
沿って振動ローラ４を走行させるべく、第２の制御信号
を生成して振動ローラ４のアーティキュレート角を設定
する（ステップＳ１５）。

【００３９】図８の例で説明すると、方向判定手段２０
Ｃの判定結果は否となるので、操舵手段２０Ｄは、曲率
半径が上記円の半径Ｒ１に等しく振動ローラ４の位置Ｖ
１と目標点Ｔ１とを端点とする２つの円弧Ｃ１Ｌ、Ｃ１
Ｒのうち、走行経路から遠い円弧Ｃ１Ｒに沿って振動ロ
ーラ４を走行させるべく第２の制御信号を生成する。こ
の第２の制御信号は第２の通信手段１８を通じて振動ロ
ーラ４に送信され、振動ローラ４では第１の通信手段が
受信し、方向制御手段１２に供給する。これにより、振
動ローラ４は、曲率半径がＲ１の円弧Ｃ１Ｒに沿って走
行するようにアーティキュレート角θが設定され、その
設定状態で走行する。

【００４０】そして、目標設定手段２０Ａは上述のよう
に、１秒おきに振動ローラ４の位置に応じて目標点を設
定し（ステップＳ１１）、半径取得手段２０Ｂ、方向判
定手段２０Ｃ、ならびに操舵手段２０Ｄはそのつど起動
されて上記動作を繰り返す（ステップＳ１１にもど
る）。その結果、例えば１秒後には、振動ローラ４は位
置Ｖ２に移動し、目標設定手段２０Ａは１０ｍ先の目標
点Ｔ２を設定する。そして半径取得手段２０Ｂは、上述
の場合と同様に、目標点Ｔ２と振動ローラ４の位置Ｖ２
とを通り目標点Ｔ２において走行経路に接する円の半径
Ｒ２を求める（ステップＳ１２）。

【００４１】その後、方向判定手段２０Ｃは、振動ロー
ラ４が目標点Ｔ２より近い走行経路Ｌ１上の点に向いて
いるか否かを判定し（ステップＳ１３）、図８の例では
その判定結果は否となるので、操舵手段２０Ｄは、曲率
半径が上記円の半径Ｒ２に等しく振動ローラ４の位置Ｖ
２と目標点Ｔ２とを端点とする２つの円弧のうち、走行
経路から遠い円弧Ｃ２Ｒに沿って振動ローラ４を走行さ
せるべく第２の制御信号を生成する（ステップＳ１
５）。この第２の制御信号は第２の通信手段１８を通じ
て振動ローラ４に送信され、振動ローラ４では第１の通
信手段が受信し、方向制御手段１２に供給する。これに
より、振動ローラ４は、円弧Ｃ２Ｒに沿って走行するよ
うにアーティキュレート角θが設定され、その設定状態
で走行する。

【００４２】このような制御が１秒ごとに繰り返され、
本例では振動ローラ４が位置Ｖ３、Ｖ４を経て位置Ｖ５
に到達したとき、振動ローラ４の進行方向Ａ５が、目標
設定手段２０Ａが設定したその時の目標点Ｔ５より近い
走行経路Ｌ１上の点を向くようになる。したがって、方
向判定手段２０Ｃは、振動ローラ４が目標点Ｔ５より近
い走行経路Ｌ１上の点に向いていると判定し（ステップ
Ｓ１３でＹＥＳ）、操舵手段２０Ｄは、曲率半径が、半
径取得手段２０Ｂが求めた半径Ｒ５に等しく振動ローラ
４の位置Ｖ５と目標点Ｔ５とを端点とする２つの円弧の
うち、走行経路に近い円弧Ｃ５Ｌに沿って振動ローラ４
を走行させるべく第２の制御信号を生成し、振動ローラ
４はこの第２の制御信号にもとづいて操舵される。図８
の例では振動ローラ４が位置Ｖ５に到達して以降は、方
向判定手段２０Ｃは常に、振動ローラ４が目標点より近
い走行経路Ｌ１上の点に向いていると判定するので、操
舵手段２０Ｄは、走行経路に近い方の円弧に沿って振動
ローラ４を走行させるべく操作する。このような制御の
結果、振動ローラ４は、位置Ｖ６、Ｖ７、・・・ を通過し
つつ軌跡Ｏに沿って走行し、しだいに走行経路Ｌ１に接
近し、最終的に走行経路Ｌ１に到達して正しく走行経路
Ｌ１上を上辺４６に向って走行する。

【００４３】振動ローラ４が上辺４６（図６）に到達す
ると、運転制御手段２０は、位置測定手段１４による測
定結果にもとづいてそのことを認識し、第１の制御信号
を出力して、振動ローラ４の走行を前進から後進に切り
換え、今度は走行経路Ｌ１上を下辺４８に向けて走行さ
せる。そして、運転制御手段２０を構成する目標設定手
段２０Ａ、半径取得手段２０Ｂ、方向判定手段２０Ｃ、
ならびに操舵手段２０Ｄは、上述の場合と同様に動作し
て振動ローラ４を制御し、正しく走行経路Ｌ１に沿って
振動ローラ４を移動させる。運転制御手段２０は振動ロ
ーラ４に対してこのような走行経路Ｌ１上での往復走行
を予め決められた回数くり返させる。

【００４４】その後、振動ローラ４が角３４上に戻った
とき、運転制御手段２０は、位置測定手段１４による測
定結果にもとづいてそのことを認識し、まず、第１の制
御信号を出力して、振動ローラ４の走行を後進から前進
に切り換え、そして、運転制御手段２０の目標設定手段
２０Ａは、走行経路Ｌ１に隣接する走行経路Ｌ２上に目
標点を設定する。そして、運転制御手段２０の各部が上
述のように動作する結果、振動ローラ４は走行経路Ｌ２
に向って移動し、走行経路Ｌ２に到達した後は、走行経
路Ｌ２上を予め決められた回数、往復走行して、締め固
めを行う。

【００４５】運転制御手段２０がこのように振動ローラ
４を制御することで、作業範囲２８内のすべての走行経
路４２上を振動ローラ４が往復走行し、そして、振動ロ
ーラ４が最後に角４０に到達したとき、運転制御手段２
０は、そのことを位置測定手段１４による測定結果にも
とづいて認識し、第１の制御信号を振動ローラ４に送っ
て走行制御手段１０に振動ローラ４を停止させ、作業範
囲２８内の締め固めを完了する。

【００４６】したがって、本実施例の振動ローラ自動運
転システム２によって地盤の締め固めを行った場合に
は、作業者は振動ローラ４に搭乗する必要がなく、地上
で振動ローラ４の走行を監視しつつ振動ローラ制御手段
６の操作などを行えばよい。その結果、作業者が苦渋を
強いられることは一切なく、また、振動ローラ４が、決
められた走行経路４２に沿って正確に走行する結果、作
業範囲内全体をムラなく締め固めることができる。

【００４７】そして、本実施例の振動ローラ自動運転シ
ステム２では、目標点を走行経路４２の端点など、遠方
に固定的に設定するのではなく、上述したように、振動
ローラ４の位置に応じて設定するので、振動ローラ４が
走行経路４２からずれても振動ローラ４は設定された目
標点に向うべく制御され、速やかに走行経路４２上に復
帰する。

【００４８】また、上述のように振動ローラ４の方位に
より２つの円弧のうちのいずれかを選択して操舵するの
で、振動ローラ４が走行経路４２から離れる方向に走行
していたり、あるいは速やかに走行経路４２に接近する
方向に走行していない場合には、振動ローラ４は急速に
走行経路に接近するよう制御され、一方、振動ローラ４
が急速に走行経路に接近する方向に走行している場合に
は、振動ローラ４は緩やかに走行経路に接近するよう制
御される。したがって、振動ローラ４が走行経路４４を
中心に蛇行するといった問題は生じない。

【００４９】なお、ここでは本発明を振動ローラの自動
運転に適用した場合を例に説明したが、本発明はいうま
でもなく振動ローラに限らず、様々な車両を決められた
走行経路に沿って自動走行させる場合に有効である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の車両の自動
走行制御方法では、位置測定ステップで車両の位置を測
定し、方位測定ステップで車両の進行方向の方位を測定
する。そして、目標設定ステップでは、車両の進行方向
側の走行経路上に、位置測定ステップで測定した車両の
位置に応じて目標点を設定する。また、半径取得ステッ
プにおいて、位置測定ステップで測定した車両の位置
と、目標設定ステップで設定した目標点とを通り目標点
において走行経路にほぼ接する円の半径を求める。

【００５１】その後、方向判定ステップで、車両の位
置、車両の方位、ならびに目標点の位置にもとづいて、
車両が目標点より近い走行経路上の点に向いているか否
かを判定し、操舵ステップでは、この方向判定ステップ
における判定結果が正のときは、車両の位置と目標点と
を端点とし、曲率半径が、半径取得ステップで求めた上
記半径に等しい２つの円弧のうち、走行経路に近い円弧
に沿って車両を走行させるべく操舵し、判定結果が否の
ときは、走行経路から遠い円弧に沿って車両を走行させ
るべく操舵する。そして、位置測定ステップおよび方位
測定ステップで車両の位置および進行方向の方位をそれ
ぞれ測定しつつ、目標設定ステップ、半径取得ステッ
プ、方向判定ステップ、ならびに操舵ステップを繰り返
して車両の走行を制御する。

【００５２】本発明の車両の自動走行制御システムで
は、位置測定手段が車両の位置を測定し、方位測定手段
が車両の進行方向の方位を測定する。そして、目標設定
手段は、車両の進行方向側の走行経路上に、位置測定手
段が測定した車両の位置に応じて目標点を設定する。ま
た、半径取得手段は、車両の位置と目標点とを通り目標
点において走行経路にほぼ接する円の半径を求める。

【００５３】その後、方向判定手段は、車両の位置、車
両の方位、ならびに目標点の位置にもとづいて、車両が
目標点より近い走行経路上の点に向いているか否かを判
定し、操舵手段は、この方向判定手段の判定結果が正の
ときは、車両の位置と目標点とを端点とし、曲率半径
が、半径取得手段が求めた半径に等しい２つの円弧のう
ち、走行経路に近い円弧に沿って車両を走行させるべく
操舵し、判定結果が否のときは、走行経路から遠い円弧
に沿って車両を走行させるべく操舵する。そして、位置
測定手段および方位測定手段により車両の位置および進
行方向の方位をそれぞれ測定しつつ、目標設定手段、半
径取得手段、方向判定手段、ならびに操舵手段を繰り返
し起動して車両の走行を制御する。

【００５４】したがって本発明では、目標点を走行経路
の端点など、遠方に固定的に設定するのではなく、車両
の位置に応じて設定するので、車両が走行経路からずれ
ても車両は設定された目標点に向うべく制御され、速や
かに走行経路上に復帰する。また、上述のように車両の
方位により２つの円弧のうちのいずれかを選択して操舵
するので、車両が走行経路から離れる方向に走行してい
たり、あるいは速やかに走行経路に接近する方向に走行
していない場合には、車両は急速に走行経路に接近する
よう制御され、一方、車両が急速に走行経路に接近する
方向に走行している場合には、車両は緩やかに走行経路
に接近するよう制御される。したがって、車両が走行経
路を中心に蛇行するといった問題は生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の振動ローラ自動運転システムを構成す
る運転制御手段の機能ブロック図である。

【図２】実施例の振動ローラ自動運転システムの一例を
示す構成図である。

【図３】図１の振動ローラ自動運転システムの全体を示
す概念図である。

【図４】振動ローラの構成を示す概略平面図である。

【図５】振動ローラの自動運転に先立って行う作業手順
を示すフローチャートである。

【図６】作業範囲の周辺を示す平面図である。

【図７】運転制御手段の動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】振動ローラや走行経路の位置関係を示す平面図
である。

【符号の説明】

２ 振動ローラ自動運転システム ４ 振動ローラ ６ 振動ローラ制御手段 ８ 第１の通信手段 １０ 走行制御手段 １２ 方向制御手段 １３ ジャイロ １４ 位置測定手段 １６ 経路設定手段 １８ 第２の通信手段 ２０ 運転制御手段 ２０Ａ 目標設定手段 ２０Ｂ 半径取得手段 ２０Ｃ 方向判定手段 ２０Ｄ 操舵手段 ２２ ミラー ２４ パーソナルコンピュータ（パソコン） ２６ ハードディスク装置 ２８ 作業範囲 ４２ 走行経路 ４４ ラップ幅

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 決められた走行経路に沿って自動走行さ
   せるべく車両を制御する方法であって、 前記車両の位置を測定する位置測定ステップと、 前記車両の進行方向の方位を測定する方位測定ステップ
   と、 前記車両の進行方向側の前記走行経路上に、前記車両の
   位置に応じて目標点を設定する目標設定ステップと、 前記車両の位置と前記目標点とを通り前記目標点におい
   て前記走行経路にほぼ接する円の半径を求める半径取得
   ステップと、 前記車両の位置、前記車両の方位、ならびに前記目標点
   の位置にもとづいて、前記車両が前記目標点より近い前
   記走行経路上の点に向いているか否かを判定する方向判
   定ステップと、 この方向判定ステップにおける判定結果が正のときは、
   前記車両の位置と前記目標点とを端点とし、曲率半径が
   前記半径に等しい２つの円弧のうち、前記走行経路に近
   い前記円弧に沿って前記車両を走行させるべく操舵し、
   判定結果が否のときは、前記走行経路から遠い前記円弧
   に沿って前記車両を走行させるべく操舵する操舵ステッ
   プと、 を含み、 前記位置測定ステップおよび前記方位測定ステップで前
   記車両の位置および進行方向の方位をそれぞれ測定しつ
   つ、前記目標設定ステップ、前記半径取得ステップ、前
   記方向判定ステップ、ならびに前記操舵ステップを繰り
   返して前記車両の走行を制御する、 ことを特徴とする車両の自動走行制御方法。
2. 【請求項２】 決められた走行経路に沿って自動走行さ
   せるべく車両を制御するシステムであって、 前記車両の位置を測定する位置測定手段と、 前記車両の進行方向の方位を測定する方位測定手段と、 前記車両の進行方向側の前記走行経路上に、前記車両の
   位置に応じて目標点を設定する目標設定手段と、 前記車両の位置と前記目標点とを通り前記目標点におい
   て前記走行経路にほぼ接する円の半径を求める半径取得
   手段と、 前記車両の位置、前記車両の方位、ならびに前記目標点
   の位置にもとづいて、前記車両が前記目標点より近い前
   記走行経路上の点に向いているか否かを判定する方向判
   定手段と、 この方向判定手段の判定結果が正のときは、前記前記車
   両の位置と前記目標点とを端点とし、曲率半径が前記半
   径に等しい２つの円弧のうち、前記走行経路に近い前記
   円弧に沿って前記車両を走行させるべく操舵し、判定結
   果が否のときは、前記走行経路から遠い前記円弧に沿っ
   て前記車両を走行させるべく操舵する操舵手段と、 を含み、 前記位置測定手段および前記方位測定手段により前記車
   両の位置および進行方向の方位をそれぞれ測定しつつ、
   前記目標設定手段、前記半径取得手段、前記方向判定手
   段、ならびに前記操舵手段を繰り返し起動して前記車両
   の走行を制御する、 ことを特徴とする車両の自動走行制御システム。
3. 【請求項３】 前記位置測定手段は、固定設置されて前
   記車両の位置を測定する測量装置を含んで構成されてい
   る請求項２記載の車両の自動走行制御システム。
4. 【請求項４】 前記方位測定手段は、前記車両に搭載さ
   れたジャイロを含んで構成されている請求項２記載の車
   両の自動走行制御システム。
5. 【請求項５】 前記車両は振動ローラである請求項１記
   載の車両の自動走行制御システム。
6. 【請求項６】 前記振動ローラは前輪と後輪とを有し、
   前記前輪の転動方向と前記後輪の転動方向とが成す角度
   は可変であり、操舵手段は前記角度を設定することによ
   り前記振動ローラを操舵する請求項５記載の車両の自動
   走行制御システム。