特開 2023-182438 正着制御方法及び車両システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023182438

(43)【公開日】2023-12-26

(54)【発明の名称】正着制御方法及び車両システム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20231219BHJP

   B62D 13/00 20060101ALI20231219BHJP

   B61B 13/00 20060101ALI20231219BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 Q

B62D13/00

B61B13/00 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022096045

(22)【出願日】2022-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000116655

【氏名又は名称】愛知製鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129654

【弁理士】

【氏名又は名称】大池 達也

(72)【発明者】

【氏名】安藤 孝幸

(72)【発明者】

【氏名】長尾 知彦

(72)【発明者】

【氏名】山本 道治

(72)【発明者】

【氏名】荒谷 康太

(72)【発明者】

【氏名】竹内 靖博

【テーマコード（参考）】

3D101

5H301

【Ｆターム（参考）】

3D101BB16

3D101BB52

3D101BD10

3D101BE08

5H301BB05

5H301CC03

5H301CC06

5H301EE06

5H301EE13

5H301FF04

5H301FF23

5H301HH01

5H301JJ06

(57)【要約】

【課題】４輪操舵車両を横付けして停止させるための正着制御方法及び車両システムを提供すること。
【解決手段】後輪が逆相に操舵される４輪操舵車両を少なくとも含む車両（２）を、プラットフォーム（１５）に横付けして停止させるための正着制御方法であって、プラットフォーム（１５）に車両（２）を横付けして停止したときの車両（２）の向きである停車方向に沿って仮想的に延びる仮想プラットフォーム（１５９）をプラットフォーム（１５）の手前側に当たる位置に設定し、プラットフォーム（１５）に車両（２）を横付けして停止させるための制御に先立って、仮想プラットフォーム（１５９）に車両（２）を幅寄せするための予備制御を実行する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

後輪が逆相に操舵される４輪操舵車両を少なくとも含む車両を、プラットフォームに横付けして停止させるための正着制御方法であって、
前記プラットフォームに前記車両を横付けして停止したときの当該車両の向きである停車方向に沿って仮想的に延びる仮想プラットフォームを、前記停車方向及び当該停車方向に直交する横方向の両方向において前記プラットフォームの手前側に当たる位置に設定し、
前記プラットフォームに前記車両を横付けして停止させるための制御に先立って、前記仮想プラットフォームに前記車両を幅寄せするための予備制御を実行することを特徴とする正着制御方法。

【請求項2】

請求項１において、前記プラットフォームと前記仮想プラットフォームとの前記横方向の偏差は、前記４輪操舵車両の後輪が逆相に操舵されて走行する際の当該後輪の外側への振り出し量の１倍以上５倍以下である正着制御方法。

【請求項3】

請求項１において、前記車両が走行する路面では、前記プラットフォームに沿って少なくとも２個以上の磁気マーカが配列されていると共に、前記仮想プラットフォームに沿って少なくとも２個以上の磁気マーカが配列されており、
前記車両は、前記磁気マーカに対する横方向の偏差を制御対象として、当該横方向の偏差を所定値に近付けるように走行制御される正着制御方法。

【請求項4】

請求項１において、前記車両が走行する路面では、前記プラットフォームに沿って少なくとも２個以上の磁気マーカが配列されていると共に、当該少なくとも２個以上の磁気マーカが、前記停車方向における前記仮想プラットフォームの設定範囲に至るまで延設されており、
前記車両は、前記磁気マーカに対する横方向の偏差を制御対象として操舵され、
前記プラットフォームに前記車両を横付けして停止させる制御の実行時と、前記仮想プラットフォームに前記車両を幅寄せするための前記予備制御の実行時とで、前記横方向の偏差の制御目標値が異なる値に設定される正着制御方法。

【請求項5】

請求項１において、前記仮想プラットフォームは、前記停車方向において前記プラットフォームから遠ざかるほど当該プラットフォームを基準とした前記横方向の偏差が段階的に大きくなるように複数、設けられ、
複数の仮想プラットフォームに前記車両を幅寄せするための複数の予備制御を実行することを特徴とする正着制御方法。

【請求項6】

後輪が逆相に操舵される４輪操舵車両を少なくとも含む車両を、プラットフォームに横付けして停止させるための車両システムであって、
前記プラットフォームに前記車両を横付けして停止したときの当該車両の向きである停車方向に沿って仮想的に延びる仮想プラットフォームを、前記停車方向及び当該停車方向に直交する横方向の両方向において前記プラットフォームの手前側に当たる位置に設定する第１の回路と、
当該仮想プラットフォームに前記車両を幅寄せするための予備制御を実行する第２の回路と、
前記プラットフォームに前記車両を横付けして停止させるための制御を実行する第３の回路と、を含み、
該第３の回路は、前記第２の回路による前記予備制御の実行後に、前記プラットフォームに前記車両を横付けして停止させる制御を実行するように構成されている車両システム。

【請求項7】

請求項６において、前記車両が走行する路面では、前記プラットフォームに沿って少なくとも２個以上の磁気マーカが配列されていると共に、前記仮想プラットフォームに沿って少なくとも２個以上の磁気マーカが配列されており、
前記第２及び第３の回路は、前記磁気マーカに対する横方向の偏差を制御対象として当該横方向の偏差を共通の所定値に近付けるように前記車両を制御する回路である車両システム。

【請求項8】

請求項６において、前記車両が走行する路面では、前記プラットフォームに沿って少なくとも２個以上の磁気マーカが配列されていると共に、当該少なくとも２個以上の磁気マーカが、前記停車方向における前記仮想プラットフォームの設定範囲に至るまで一直線上をなすように延設されており、
前記第２及び第３の回路は、前記磁気マーカに対する横方向の偏差を制御対象として前記車両を制御する回路である一方、当該第２及び第３の回路では、前記横方向の偏差の制御目標値が異なる値に設定されている車両システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、後輪が逆相に操舵される４輪操舵車両を含む車両を横付けして停止させるための正着制御方法及び車両システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、例えば、工場等の施設内で部品や製品等を運搬する用途として、操舵輪である前輪に対して後輪が逆相に操舵される４輪操舵車両が利用されることがある。４輪操舵車両は、小回りが効くので、工場等の施設内での利用に適している（下記の特許文献１参照。）。４輪操舵車両としては、駆動輪を有し自走可能な車両のほか、牽引車両に牽引される台車等がある。

【0003】

しかしながら、後輪が逆相に制御される４輪操舵車両は、コーナリングの際、後輪が外側に振り出される傾向を有しており、例えば、所定の停止位置に横付けして停止する、いわゆる正着制御の際、後輪の振り出しが問題となるおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－２２３５６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

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、４輪操舵車両を横付けして停止させるための正着制御方法及び車両システムを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、後輪が逆相に操舵される４輪操舵車両を少なくとも含む車両を、プラットフォームに横付けして停止させるための正着制御方法であって、
前記プラットフォームに前記車両を横付けして停止したときの当該車両の向きである停車方向に沿って仮想的に延びる仮想プラットフォームを、前記停車方向及び当該停車方向に直交する横方向の両方向において前記プラットフォームの手前側に当たる位置に設定し、
前記プラットフォームに前記車両を横付けして停止させるための制御に先立って、前記仮想プラットフォームに前記車両を幅寄せするための予備制御を実行することを特徴とする正着制御方法にある。

【0007】

本発明の一態様は、後輪が逆相に操舵される４輪操舵車両を少なくとも含む車両を、プラットフォームに横付けして停止させるための車両システムであって、
前記プラットフォームに前記車両を横付けして停止したときの当該車両の向きである停車方向に沿って仮想的に延びる仮想プラットフォームを、前記停車方向及び当該停車方向に直交する横方向の両方向において前記プラットフォームの手前側に当たる位置に設定する第１の回路と、
当該仮想プラットフォームに前記車両を幅寄せするための予備制御を実行する第２の回路と、
前記プラットフォームに前記車両を横付けして停止させるための制御を実行する第３の回路と、を含み、
該第３の回路は、前記第２の回路による前記予備制御の実行後に、前記プラットフォームに前記車両を横付けして停止させる制御を実行するように構成されている車両システムにある。

【0008】

本発明の正着制御方法及び車両システムは、４輪操舵車両を少なくとも含む車両をプラットフォームに横付けして停止させるための制御方法あるいはシステムである。この正着制御方法及び車両システムでは、上記の車両を横付けして停止させるプラットフォームの手前側に、仮想プラットフォームが仮想的に設定される。そして、この正着制御方法等では、プラットフォームに横付けして停止する前に、この仮想プラットフォームに車両が幅寄せされる。

【0009】

本発明によれば、４輪操舵車両を少なくとも含む車両をプラットフォームに横付けして停止させる前に、仮想プラットフォームに幅寄せすることで、プラットフォームに横付けして停止する際の車両の進入角を抑えることができる。車両の進入角を抑えれば操舵量を抑制でき、逆相に操舵される後輪の外側への振り出し量を抑制できる。

【0010】

このように、本発明の正着制御方法及び車両システムは、後輪が逆相に操舵される４輪操舵車両を少なくとも含む車両をプラットフォームに横付けして停止する際、後輪の外側への振り出し量を抑制できる優れた特性の制御方法あるいはシステムである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】車両システムの説明図。

【図2】車両の説明図。

【図3】台車の４輪操舵機構の説明図。

【図4】牽引車両のシステム構成を示すシステム図。

【図5】磁気センサアレイの説明図。

【図6】走行制御の流れを示すフロー図。

【図7】予備制御の説明図。

【図8】プラットフォームに正着させる制御の説明図。

【図9】磁気マーカの他の敷設態様の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明における４輪操舵車両は、駆動輪を有し自走可能な車両であっても良く、駆動輪を備えず他の車両に牽引される台車であっても良い。車両は、駆動輪を有する牽引車両と台車とを組み合わせた車両であっても良い。牽引車両と台車との組み合わせの場合、牽引車両及び台車のうちのいずれかが４輪操舵車両であれば良い。牽引車両は、４輪操舵車両であっても良いし、前輪あるいは後輪のみが操舵される車両であっても良い。牽引車両によって牽引される台車の連結数は、１台のみであっても良いし、２台以上であっても良い。台車の連結数が２台以上のとき、いずれかの台車が４輪操舵車両であれば良い。

【0013】

本発明の正着制御方法は、例えば自律航法による車両の走行制御を前提とするものであっても良く、例えば磁気マーカやガイドテープなどを利用する車両の走行制御を前提とするものであっても良く、例えば衛星電波を利用するＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）によって測位された絶対位置を利用して車両を走行させる制御を前提とするものであっても良く、電波ビーコンや無線タグを利用する屋内位置測位システムによって測位された位置を利用して車両を走行させる制御を前提とするものであっても良い。

【0014】

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、車両２を所定の停止位置に横付けして停止させるための正着制御を実行する車両システム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。

【0015】

本例の車両システム１は、図１のごとく、例えば工場などの施設内に設けられた経路１１、１３を車両２が移動するシステムである。例えば、工場などの施設では、設備に供給する部品を運ぶ車両が横付けして停止するためのプラットフォーム１５や、加工後の部品を運び出す車両が横付けして停止するためのプラットフォーム１５、等が設けられている。例えば、病院や介護施設等の施設であれば、調理された給食を車両に積み込むためのプラットフォーム等が設けられている。

【0016】

例えば図１に例示するように、車両システム１では、施設内を移動するための主経路１１のほか、主経路から分岐する分岐経路１３が設けられている。分岐経路１３のひとつとして、上記のプラットフォーム１５に車両２を横付けするための横付け経路１３０が設けられている。車両システム１では、経路１１、１３上の各点の絶対位置等が特定されたマップデータが利用される。

【0017】

主経路１１及び分岐経路１３では、間隔を空けて磁気マーカ１０が配置されている。例えば、主経路１１では、車両２の進路に沿って２ｍ間隔で磁気マーカ１０が配置されている。また例えば、分岐経路１３のひとつである横付け経路１３０では、進行方向における車両２の位置的な精度を確保できるよう、主経路１１よりも狭い０．５ｍ間隔で、磁気マーカ１０が配置されている。

【0018】

横付け経路１３０は、車両２を横付けして停止させるプラットフォーム１５に対して個別に設けられている。横付け経路１３０は、車両２をプラットフォーム１５に横付けして停止させる停止位置（所定の停止位置の一例）１３５を含む直線区間１３１と、主経路１１から分岐してその直線区間に接続する分流区間１３３と、直線区間１３１を通過して主経路１１に合流するための合流区間（図示略）と、により構成されている。

【0019】

各プラットフォーム１５の横付け経路１３０は、仕様が共通している。分流区間１３３の距離、直線区間１３１の距離、図示しない合流区間の距離、直線区間１３１の起点から停止位置１３５までの距離等は、各プラットフォーム１５で共通となっている。各区間の距離が共通であれば、分流区間１３３における磁気マーカ１０の設置個数、直線区間１３１の起点から停止位置１３５に至るまでの磁気マーカ１０の設置個数なども、各プラットフォーム１５で共通になる。車両２側では、例えば０．５ｍ毎に配置された磁気マーカ１０の検出個数をカウント等することで、横付け経路１３０に進入した後、直線区間１３１に進入するまでの距離や、直線区間１３１に進入した後、停止位置１３５までの残りの距離等を把握可能である。

【0020】

本例の構成では、直線区間１３１の距離が９ｍ、直線区間１３１の起点から停止位置１３５までの距離が７ｍとなっている。互いに平行をなす主経路１１と直線区間１３１との横方向の間隔は１ｍに設定されている。直線区間１３１では、磁気マーカ１０に対する車両２の横ずれ量（横方向の偏差）がゼロに制御されたとき、プラットフォーム１５に対して１０ｃｍの隙間で車両２を横付けできるように磁気マーカ１０が配置されている。横付け経路１３０は、主経路１１を移動する車両２を９０ｃｍ幅寄せしてプラットフォーム１５に横付けするための経路である。

【0021】

車両２（図２）は、自動走行が可能な牽引車両２１と、この牽引車両２１によって牽引される四輪の台車２３と、により構成されている。牽引車両２１は、長さ２ｍ、幅１ｍである。台車２３は、長さ２ｍ、幅１ｍである。なお、本例の車両２における台車２３の連結数は１台であるが、複数台の台車２３を連結する車両であっても良い。

【0022】

牽引車両２１は、操舵輪である１輪の前輪２１１と、駆動輪である２輪の後輪２１２と、を備える３輪車である。後輪２１２は、回転方向が固定された固定輪である。牽引車両２１の前部には、車幅方向（横方向）に沿うように棒状の磁気センサアレイ３が取り付けられている。また牽引車両２１の後端部には、台車２３を牽引するための牽引フック２１９が設けられている。

【0023】

台車２３は、前輪２３１が２輪、後輪２３２が２輪の四輪車である。台車２３が備える車輪は、全て、駆動力を生じさせない従動輪である。前輪２３１は、前輪ホルダー２３１Ｈ（図３）によって回転可能に軸支されている。後輪２３２は、後輪ホルダー２３２Ｈ（図３）によって回転可能に軸支されている。前輪ホルダー２３１Ｈ及び後輪ホルダー２３２Ｈは、回転自在な状態で車体側から吊り下げられている。前輪ホルダー２３１Ｈ及び後輪ホルダー２３２Ｈの回転に応じて、前輪２３１あるいは後輪２３２が操舵される。台車２３は、前輪２３１に対して後輪２３２が逆相に操舵される４ＷＳ台車であり、４輪操舵車両の一例である。

【0024】

台車２３は、図２及び図３のごとく、牽引車両２１に連結するための連結バー２３０を備えていると共に、前輪２３１の操舵のためのリンク機構２４と、後輪２３２の操舵のためのリンク機構２５を備えている。台車２３は、牽引車両２１により牽引される方向に応じて前輪２３１及び後輪２３２が操舵されるように構成されている。なお、リンク機構２４及びリンク機構２５は、互いの干渉や、前輪ホルダー２３１Ｈや後輪ホルダー２３２Ｈ等との干渉を回避できるよう、高さ方向の位置を異ならせて配設されている。

【0025】

連結バー２３０は、台車２３の前方に向けて突き出すように設けられている。連結バー２３０は、その先端を、牽引車両２１の牽引フック２１９に係止可能に構成されている。連結バー２３０は、鉛直方向の軸２３０Ｐにより、路面と平行をなす水平面内で回動可能に軸支されている。牽引車両２１によって牽引されている最中では、牽引車両２１に向かうように連結バー２３０が回動する。連結バー２３０の後端には、リンク機構２４をなす２本のプッシュロッド２４１の端部を連結するための係止部２３０Ａが設けられている。

【0026】

前輪２３１を操舵するためのリンク機構２４は、連結バー２３０の後端に連結されるプッシュロッド２４１と、前輪２３１を回転可能に軸支する前輪ホルダー２３１Ｈに対して一体をなすように設けられた第１レバー２４３と、を含めて構成されている。第１レバー２４３は、回転自在の前輪ホルダー２３１Ｈの回転中心から後方に向けて突き出すように延設されている。第１レバー２４３の先端は、プッシュロッド２４１を連結できるように構成されている。リンク機構２４は、連結バー２３０の回動変位に応じて、プッシュロッド２４１が第１レバー２４３を押したり引いたりすることで、前輪ホルダー２３１Ｈが回転して前輪２３１が操舵されるように構成されている。

【0027】

後輪２３２を操舵するためのリンク機構２５は、前輪ホルダー２３１Ｈと一体をなす第２レバー２５３と、後輪２３２を回転可能に軸支する後輪ホルダー２３２Ｈと一体をなす第３レバー２５５と、第２レバー２５３と第３レバー２５５とを連結するリンクロッド２５１と、を含めて構成されている。第２レバー２５３は、前輪ホルダー２３１Ｈの回転中心から側方に向けて外側に突き出すように延設されている。第３レバー２５５は、回転自在の後輪ホルダー２３２Ｈの回転中心から側方に向けて内側に突き出すように延設されている。第２レバー２５３及び第３レバー２５５の先端は、リンクロッド２５１を連結可能に構成されている。

【0028】

例えば、前輪２３１の右操舵に応じて前輪ホルダー２３１Ｈが右回転すると、第２レバー２５３が時計回りに回動する。そうするとリンクロッド２５１が後方に押し出される。後方に押し出されたリンクロッド２５１は、後輪ホルダー２３２Ｈの第３レバー２５５を反時計回りに回動させる。そうすると、後輪ホルダー２３２Ｈが左回転し、これにより後輪２３２が左操舵される。このようにリンク機構２５は、前輪２３１の操舵に応じて後輪２３２が逆相で操舵されるように構成された機構である。

【0029】

次に、牽引車両２１のシステム構成について図４を参照して説明する。牽引車両２１のシステムは、制御ユニット４０を中心として構成されている。制御ユニット４０には、磁気検出を行う磁気センサアレイ３、慣性航法を可能にするＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）４２、後輪２１２を回転駆動するモータユニット４４、後輪２１２の回転に応じてパルスを出力する車輪速ユニット４４２、操舵輪である前輪２１１を操舵する操舵ユニット４６、地図データベース４８、等が接続されている。

【0030】

磁気センサアレイ３（図５）は、複数の磁気センサＣｎが一直線上に配列された棒状のユニットであり、牽引車両２１の車幅方向に沿うように取り付けられる（図２参照。）。本例の構成では、前輪２１１よりも前方に磁気センサアレイ３が取り付けられている。なお、車両２が移動する床面を基準とした磁気センサアレイ３の取り付け高さは、１００ｍｍである。

【0031】

磁気センサアレイ３（図５）は、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３２と、を備えている。棒状の磁気センサアレイ３では、その長手方向に沿って１５個の磁気センサＣｎが５ｃｍ間隔で配列されている。車幅方向に沿うように磁気センサアレイ３が牽引車両２１に取り付けられたとき、１５個の磁気センサＣｎが車幅方向（横方向）に沿って一直線上に配列されることになる。車幅方向に配列された１５個の磁気センサＣｎによれば、磁気マーカ１０を検出した際、その磁気マーカ１０の車幅方向の位置を検出できる。１５個の磁気センサＣｎに相対する磁気マーカ１０の位置に基づけば、磁気マーカ１０に対する牽引車両２１の横ずれ量（横方向の偏差）を特定可能である。

【0032】

磁気センサＣｎとしては、例えば、精度の高いＭＩ（Magnet Impedance）センサを採用すると良い。ＭＩセンサは、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）を利用する磁気センサである。磁気センサアレイ３を構成する各磁気センサＣｎは、磁気の検出方向が一致している。各磁気センサＣｎによる磁気の検出方向は、鉛直方向、横方向（車幅方向）、進行方向のうち、いずれか一の方向であっても良く、いずれか二の方向であっても良く、全ての方向であっても良い。

【0033】

磁気センサアレイ３の検出処理回路３２（図５）は、磁気マーカ１０を検出するためのマーカ検出処理を実行する演算回路である。検出処理回路３２は、図示は省略するが、各種の演算を実行するＣＰＵ（central processing unit）、ＲＯＭ（read only memory）・ＲＡＭ（random access memory）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３２は、磁気マーカ１０の検出信号、磁気マーカ１０に対する牽引車両２１の横ずれ量を出力する。

【0034】

ＩＭＵ４２（図４）は、慣性航法により牽引車両２１の相対位置や車両方位などを推定するユニットである。ＩＭＵ４２は、図示は省略するが、方位を計測する電子コンパスである２軸磁気センサ、加速度を計測する２軸加速度センサ、ｙａｗ軸回りの角速度を計測する２軸ジャイロセンサ等、を備えている。ここで、ｙａｗ軸は、鉛直方向の軸である。

【0035】

ＩＭＵ４２は、計測加速度の二重積分により変位量を演算すると共に、計測角速度の積分により牽引車両２１の相対方位を演算する。ＩＭＵ４２は、この相対方位を基準方位（絶対方位）に加算することで、時々刻々の車両方位を推定する。なお、基準方位としては、例えば、所定の駐車位置に車両２が駐車されたときの絶対方位を利用できる。ＩＭＵ４２は、時々刻々の車両方位に沿って変位量を積算することにより、相対位置（変位位置）を推定する。なお、新たな磁気マーカ１０の検出に応じて車両位置（絶対位置）が特定される毎に、その車両位置によって基準位置が更新されると共に、相対位置がゼロリセットされる。

【0036】

地図データベース４８は、経路１１、１３の形状、プラットフォーム１５の位置、待機位置、停止位置等を表すマップデータを記憶するデータベースである。マップデータには、経路に配置された磁気マーカ１０（図１参照。）がひも付けられている。例えばマップデータ上の絶対位置が既知である待機位置を出発した後の磁気マーカ１０の検出個数を利用してマップデータを参照すれば、直近で検出された磁気マーカ１０の位置を特定可能である。

【0037】

制御ユニット４０は、牽引車両２１の走行を制御するユニットである。制御ユニット４０は、操舵ユニット４６を介して前輪２１１の舵角を制御すると共に、モータユニット４４を介して後輪２１２の回転角速度を制御する。制御ユニット４０は、各種の演算を実行するＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ素子、等を含めて構成された電子回路（図示略）を備えている。制御ユニット４０は、外部から取得する作業タスクの内容をＲＡＭの記憶領域に保存する。作業タスクでは、車両２が経由するべき経由地点や、正着対象のプラットフォーム１５や、最終的に到着するべきゴール地点等のマップデータ上の位置が特定されている。

【0038】

制御ユニット４０は、以下の各回路としての機能を備えている。
（１）移動経路を決定する回路：設定された作業タスクに基づき、車両２が移動するべき経路を決定する。
（２）車両位置を特定する回路：マーカ検出結果あるいはＩＭＵ４２が推定する相対位置等を利用して車両位置を特定する。
（３）目標横ずれ量を設定する回路：磁気マーカ１０に対する車両２の横ずれ量（横方向の偏差）の制御目標値である目標横ずれ量を設定する。
（４）制御値を演算する回路：前輪２１１の舵角の制御目標である指示舵角や、後輪２１２の回転角速度の制御目標である指示回転角速度などの制御値を演算する。
（５）車両２を制御する回路：指示舵角の制御値を操舵ユニット４６に入力すると共に、指示回転角速度の制御値をモータユニット４４に入力することで、車両２の走行を制御する。

【0039】

上記の目標横ずれ量を設定する回路は、プラットフォーム１５に車両２を横付けして停止したときの車両２の向きである停車方向に沿って仮想的に延びる仮想プラットフォームを、停車方向及び停車方向に直交する横方向の両方向においてプラットフォーム１５の手前側に当たる位置に設定する第１の回路としての機能を有する。詳しくは後述するが、第１の回路の一例をなす、目標横ずれ量を設定する回路は、車両２の走行制御の際の磁気マーカ１０に対する目標横ずれ量を可変にすることで、仮想プラットフォームを設定する。

【0040】

上記の車両２を制御する回路は、上記の仮想プラットフォームに車両２を幅寄せするための予備制御を実行する第２の回路としての機能と、プラットフォーム１５に車両２を横付けして停止させるための制御を実行する第３の回路としての機能と、を有する。

【0041】

以上のように構成された本例の車両システム１では、作業タスクに係る経由地点やゴール地点に移動するための進路が制御ユニット４０により決定される。制御ユニット４０は、経由地点やゴール地点をマップデータ上にマッピングすることにより、例えば待機位置等の現在地からの移動経路を決定する。

【0042】

以下、制御ユニット４０が実行する車両２の走行制御の内容を、図６のフロー図、図７及び図８を参照して説明する。図６のフロー図は、主経路１１を経由してプラットフォーム１５に車両２を正着させるまでの制御の流れを示している。なお、制御ユニット４０は、走行制御の際、例えば、例えば待機位置などの車両２の出発地点を基準位置として、時々刻々の車両２の位置である現在地を特定する。

【0043】

主経路１１（図７参照。）に沿って車両２が移動する際、制御ユニット４０は、磁気マーカ１０に対する目標横ずれ量をゼロに設定する（Ｓ１０１）。制御ユニット４０は、検出された磁気マーカ１０に対する実測の横ずれ量と目標横ずれ量との偏差を特定し（Ｓ１０２）、この偏差をゼロに近づけるための舵角制御を含む走行制御を実行する（Ｓ１０３）。このような走行制御によれば、主経路１１における磁気マーカ１０の配列ラインに沿って車両２を移動させることができる。制御ユニット４０は、横付け経路１３０への分岐地点に到達するまで、以上の処理を繰り返し実行する（Ｓ１０４：ＮＯ）。

【0044】

主経路１１の移動中では、制御ユニット４０は、例えば待機位置等の基準位置から移動を開始した後の磁気マーカ１０の検出個数をカウントすることで、マップデータ上の現在地を特定する。さらに、いずれかの磁気マーカ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では、ＩＭＵ４２を利用する慣性航法により車両２の現在地を推定する。制御ユニット４０は、このようにして車両２の現在地を特定あるいは推定することで、横付け経路１３０への分岐地点への接近を把握する。

【0045】

制御ユニット４０は、横付け経路１３０への分岐地点に到達すると（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、目標横ずれ量をプラス１０ｃｍに設定する（Ｓ１０５）。ここで、目標横ずれ量の正負は、進行方向に対して車両２が左右のどちら側にオフセットして走行するか、に関係している。例えば、目標横ずれ量をプラス側にすれば、進行方向に対して車両２が右側にオフセットする。例えば進行方向に対して左側のプラットフォーム１５に横付けする正着制御の場合には、上記のステップＳ１０５においてプラスの目標横ずれ量を設定すると良い。例えば進行方向に対して右側のプラットフォーム１５に横付けする正着制御の場合には、ステップＳ１０５においてマイナスの目標横ずれ量を設定すると良い。

【0046】

制御ユニット４０は、横付け経路１３０に進入した後、磁気マーカ１０の検出個数をカウントすることで、横付け経路１３０に進入した後の移動距離を特定する。そして制御ユニット４０は、分流区間１３３を通過して直線区間１３１の起点１３１Ｓ（図７参照。）に到達したことを検知する。制御ユニット４０は、直線区間１３１の起点１３１Ｓから３ｍの地点に至るまでの間（Ｓ１０４：ＹＥＳ→Ｓ１０６：ＮＯ）、プラス１０ｃｍの目標横ずれ量を継続的に設定する（Ｓ１０５）。制御ユニット４０は、プラス１０ｃｍの目標横ずれ量と、検出された磁気マーカ１０に対する実測の横ずれ量と、の偏差を特定し（Ｓ１１０）、この偏差をゼロに近づけるための舵角制御を含む走行制御を実行する（Ｓ１１１）。

【0047】

ここで、直線区間１３１の起点１３１Ｓを経て３ｍの地点に至るまでの期間が、制御ユニット４０による予備制御の実行期間となっている。なお、制御ユニット４０は、直線区間１３１の起点１３１Ｓを通過した後、磁気マーカ１０の検出個数をカウントすることで、直線区間１３１の起点１３１Ｓを通過した後の移動距離を特定する。

【0048】

予備制御では、進行方向及び横方向の両方向において、実際のプラットフォーム１５よりも手前側に位置する仮想プラットフォーム１５９に対して車両２が幅寄せされる（図７参照。）。仮想プラットフォーム１５９に横付けされる際の車両２の軌跡は、図７中のハッチングラインＨＬの通りである。このハッチングラインＨＬは、磁気マーカ１０の配列ラインからずれて位置している。ハッチングラインＨＬと磁気マーカ１０の配列ラインとのずれは、上記のステップＳ１０５で設定されたプラス１０ｃｍの目標横ずれ量に起因して生じるずれである。

【0049】

仮想プラットフォーム１５９（図７）は、実際のプラットフォーム１５よりも進行方向、手前側に位置していると共に、横方向に１０ｃｍ右側にオフセットして位置している。仮想プラットフォーム１５９は、プラットフォーム１５に車両２を横付けして停止したときの車両２の向きである停車方向に沿って仮想的に延びている。

【0050】

制御ユニット４０は、直線区間１３１の起点１３１Ｓから３ｍの地点を過ぎて３．５ｍの地点に至るまでの間（Ｓ１０６：ＹＥＳ→Ｓ１０８：ＮＯ）、目標横ずれ量をプラス５ｃｍに設定する（Ｓ１０７）。制御ユニット４０は、５ｃｍの目標横ずれ量と、検出された磁気マーカ１０に対する実測の横ずれ量と、の偏差を特定し（Ｓ１１０）、この偏差をゼロに近づけるための舵角制御を含む走行制御を実行する（Ｓ１１１）。

【0051】

その後、制御ユニット４０は、直線区間の起点１３１Ｓから３．５ｍの地点を過ぎると（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、目標横ずれ量をゼロに設定する（Ｓ１０９）。そして制御ユニット４０は、目標横ずれ量ゼロと、検出された磁気マーカ１０に対する実測の横ずれ量と、の偏差を特定し（Ｓ１１０）、この偏差をゼロに近づけるための舵角制御を含む走行制御を実行する（Ｓ１１１）。制御ユニット４０は、車両２が停止位置１３５に到達するまで（Ｓ１１２：ＮＯ）、この偏差をゼロに近づけるための舵角制御を含む走行制御を実行する。制御ユニット４０は、車両２が停止位置１３５に到達したとき（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、正着制御を終了させる。

【0052】

図６のフロー中の正着制御では、直線区間１３１の起点１３１Ｓから３．５ｍの地点を過ぎた後の制御が、プラットフォーム１５に車両２を横付けして停止させるための最終的な制御となっている。本例の正着制御では、プラットフォーム１５に対して横方向に１０ｃｍ張り出す仮想プラットフォーム１５９に車両２を幅寄せする予備制御が実施された後、実際のプラットフォーム１５に横付けするための最終的な制御が実施される。

【0053】

本例の正着制御では、制御ユニット４０による目標横ずれ量の設定により、横付け経路１３０における磁気マーカ１０の配列ラインに対して制御目標のラインをずらしている。その結果、車両２は、図７及び図８のハッチングラインＨＬの軌跡を通ってプラットフォーム１５に横付けされる。なお、図８は、プラットフォーム１５の周辺を拡大した図である。

【0054】

図７及び図８のハッチングラインＨＬは、先頭の牽引車両２１の軌跡である。このハッチングラインＨＬに沿って牽引車両２１が移動して停止位置１３５に到達したとき、同図のごとく、４輪操舵車両である台車２３の向きが牽引車両２１の向き（停車方向）に一致し、プラットフォーム１５に対して台車２３が横付けされる。

【0055】

本例の正着制御では、直線区間１３１の起点を通過した後、この起点から３ｍの地点までの予備制御の実行期間では、進行方向及び横方向の両方においてプラットフォーム１５の手前側に位置する仮想プラットフォーム１５９に、車両２が幅寄せされる（図７参照。）。プラットフォーム１５と仮想プラットフォーム１５９との横方向のオフセット量は１０ｃｍである。

【0056】

そのため、予備制御を実施した後、プラットフォーム１５に車両２を横付けするための最終的な制御では、わずか１０ｃｍ幅寄せするのみで良くなっている。それ故、本例の正着制御では、プラットフォーム１５に横付けする際の車両２の進入角を抑制できる。車両２の進入角を抑制すれば、４輪操舵車両である台車２３の後輪２３２の振り出し量を抑制しながらプラットフォーム１５に車両２を正着させることができる。この場合には、後輪２３２の振り出しがある程度、不可避である４輪操舵車両の欠点を抑えつつ、４輪操舵車両の利点を活用して、効率良く車両２をプラットフォーム１５に正着させることが可能である。

【0057】

仮想プラットフォーム１５９は、横方向において実際のプラットフォーム１５よりも手前側に位置しており、装置等の設備に対して横方向に余裕がある。そのため、４輪操舵車両である台車２３の後輪２３２が外側に振り出しても設備との干渉が生じるおそれが少ない。

【0058】

なお、車両２をプラットフォーム１５等に幅寄せする際、前輪操舵の牽引車両２１の前輪２１１の軌跡が外側に大回りするように制御すると、正着制御に要する時間を短縮できる。実証実験の結果、本例の車両２の場合、例えば牽引車両２１について１０ｍｍ以内の大回りを許容するとき、４輪操舵車両である台車２３の後輪２３２の振り出し量が３０ｍｍ程度になるという結果が得られている。

【0059】

本例の構成では、この振り出し量３０ｍｍを基準として、プラットフォーム１５に対する仮想プラットフォーム１５９の横方向のオフセット量が設定されている。仮想プラットフォーム１５９の横方向のオフセット量は、台車２３の後輪２３２の振り出し量の１倍以上５倍以下が好ましい。本例の場合、プラットフォーム１５に対する仮想プラットフォーム１５９の横方向のオフセット量が、台車２３の後輪の振り出し量である３０ｍｍの約３．３倍に当たる１０ｃｍ（１００ｍｍ）に設定されている。

【0060】

仮想プラットフォーム１５９のオフセット量が後輪２３２の振り出し量の１倍未満であると、予備制御の際に外側に振り出された後輪２３２が、設備や装置等に接近し過ぎるおそれが生じ、予備制御を設定する効果が十分に発揮されないおそれがある。一方、仮想プラットフォーム１５９のオフセット量が後輪２３２の振り出し量の５倍を超えると、仮想プラットフォーム１５９からプラットフォーム１５に車両２が至る際の進入角を十分に抑制できず、予備制御を実行する効果が十分に発揮されなくなるおそれが生じる。

【0061】

なお、本例の構成では、上記の通り、プラットフォーム１５に沿って少なくとも２個以上の磁気マーカ１０が配列されていると共に、当該少なくとも２個以上の磁気マーカ１０が、前記停車方向（車両２の進行方向）における仮想プラットフォーム１５９の設定範囲に至るまで一直線をなすように延設されている。そして、本例では、目標横ずれ量の可変設定により仮想的なプラットフォームに幅寄せする予備制御を実現している。

【0062】

これに代えて、図９に例示するように、プラットフォーム１５に沿って少なくとも２個以上の磁気マーカ１０を配列すると共に、仮想プラットフォーム１５９に沿って少なくとも２個以上の磁気マーカ１０を配列することも良い。ここで、仮想プラットフォーム１５９に沿って、とは、仮想プラットフォーム１５９に幅寄せするための車両２の軌跡に沿って、ということを意味している。プラットフォーム１５に沿う磁気マーカ１０の配列ラインと、仮想プラットフォーム１５９に沿う磁気マーカ１０の配列ラインとは、段違いの平行をなす。図９のように磁気マーカ１０を敷設した場合には、プラットフォーム１５及び仮想プラットフォーム１５９について、目標横ずれ量を共通の所定値（例えばゼロ。）に設定したままの制御となる。

【0063】

なお、本例では、１か所の仮想プラットフォーム１５９を仮想的に設定した正着制御を例示している。仮想プラットフォームを複数設け、段階的に予備制御を実施することで、プラットフォーム１５に向けて車両２を段階的に幅寄せすることも良い。複数の仮想プラットフォームを設ければ、正着制御の最中、４輪操舵車両である台車２３の後輪２３２の逆相操舵による特有の挙動を一層、抑えることができる。なお、仮想プラットフォームを複数設ける場合、隣り合う仮想プラットフォームの横方向のオフセットを、台車２３の後輪２３２の振り出し量の１倍以上５倍以下に設定すると良い。この場合には、仮想プラットフォームの手前に、別の仮想プラットフォームを設けたことによる効果を高めることができる。

【0064】

本例では、牽引車両２１が、１台の台車（４ＷＳ台車）２３を牽引する車両２を例示している。２台、３台など、複数の４ＷＳ台車が牽引車両２１に連結された車両であっても良い。駆動輪を有する４輪操舵車両について、本例の正着制御の方法を適用することも良い。さらに、駆動輪を有する４輪操舵車両が、１台あるいは２台以上の複数台の４ＷＳ台車を牽引する車両であっても良い。

【0065】

なお、本例では、牽引車両２１の前部に磁気センサアレイ３を配設すると共に、この磁気センサアレイ３が計測した磁気マーカ１０に対する横ずれ量を所定の値に近づけるように牽引車両２１を制御している。これに代えて、牽引車両２１の後部に磁気センサアレイを配設することも良い。この場合には、牽引車両２１の前後方向における前方に制御点を設定すると共に、磁気センサアレイが計測した横ずれ量を制御点における横ずれ量に変換すると良い。前方に位置する制御点の横ずれ量を制御対象とすれば、磁気センサアレイを車体の後部に配置したことに起因する制御遅れの問題を未然に回避できる。

【0066】

なお、本例では、磁気マーカ１０を利用する車両の走行制御における正着制御方法を例示している。車両の走行制御は、磁気マーカ１０などのガイドを利用する制御のほか、自律航法による制御であっても良く、ＧＮＳＳシステムや屋内位置測位システムによって測位された位置を利用する制御であっても良い。本例の正着制御方法は、車両の走行制御の仕様に依らず幅広く適用可能である。

【0067】

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あるいは変更した技術を包含している。

【符号の説明】

【0068】

１ 車両システム
１０ 磁気マーカ
１１ 主経路
１３ 分岐経路
１３０ 横付け経路
１３１ 直線区間
１３３ 分流区間
１３５ 停止位置
１５ プラットフォーム
１５９ 仮想プラットフォーム
２ 車両
２１ 牽引車両
２１１ 前輪
２１２ 後輪
２３ 台車（４輪操舵車両、４ＷＳ台車）
２３１ 前輪
２３２ 後輪
２４、２５ リンク機構
３ 磁気センサアレイ
４０ 制御ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】