特許 7217192 走行制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-25

(45)【発行日】2023-02-02

(54)【発明の名称】走行制御システム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20230126BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 Y

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019068572

(22)【出願日】2019-03-29

(65)【公開番号】P2020166737

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2021-11-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(73)【特許権者】

【識別番号】500302552

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩエアロスペース

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】江本 麻衣

(72)【発明者】

【氏名】池田 裕樹

【審査官】仁木 学

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－１３１０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２６１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１６９９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２９７９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１０９５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／００ － １／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

運搬車両の走行制御システムであって、
前記運搬車両によって運搬される運搬対象物の重量に基づいて、前記運搬車両の走行を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記運搬対象物の重量に基づいて、前記運搬車両の走行速度及び操舵量の少なくとも一方を制御し、
前記運搬対象物の重心位置を計測し、前記重心位置が所定の範囲内にない場合には偏心が発生しているとして偏心を検出する偏心検出部を更に備え、
前記制御装置は、前記偏心検出部により検出された前記偏心の度合いに基づいて、前記走行速度及び前記操舵量の少なくとも一方を制御する、
ことを特徴とする、走行制御システム。

【請求項2】

前記運搬対象物の重量を計測する重量計測部を更に備え、
前記制御装置は、前記重量計測部が計測した前記重量の情報を通信により受信して、前記受信した前記重量に基づいて前記運搬車両の走行を制御する、請求項１に記載の走行制御システム。

【請求項3】

前記重量計測部は、前記運搬対象物の荷役を行う荷役装置により前記運搬対象物が持ち上げられた際に当該運搬対象物の重量を計測することを特徴とする、請求項２に記載の走行制御システム。

【請求項4】

前記制御装置は、
前記運搬車両の走行速度が目標値になるように前記運搬車両の走行速度をフィードバック制御する速度制御部を備え、
前記速度制御部は、前記運搬対象物の重量に基づいて、前記フィードバック制御の制御ゲイン及び前記目標値の少なくともいずれかを調整することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の走行制御システム。

【請求項5】

前記制御装置は、
前記運搬車両の移動経路を生成する移動経路生成部と、
前記移動経路生成部によって生成された前記移動経路に沿って走行させるための操舵量目標値を算出し、前記運搬車両を走行させる追従制御部と、
を備え、
前記追従制御部は、前記運搬対象物の重量に基づいて、前記移動経路を走行するときの前記操舵量目標値を調整することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の走行制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、走行制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、コンテナを積載してコンテナヤード内を自律走行する運搬車両が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－２２８１９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１では、自律走行を行うにあたり、自車両に積載されたコンテナに関して何も考慮されておらず、運搬車両の安全な走行を実現するには改善の余地がある。なお、このような問題はコンテナを運搬する運搬車両に限られた問題ではなく、種々の運搬対象物を運搬する運搬車両に共通する問題である。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、運搬車両をより安全に走行させることが可能な走行制御システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、運搬車両の走行制御システムであって、前記運搬車両によって運搬される運搬対象物の重量に基づいて、前記運搬車両の走行を制御する制御装置を備えることを特徴とする、走行制御システムである。

【0007】

本発明の一態様は、上述の走行制御システムであって、前記運搬対象物の重量を計測する重量計測部を更に備え、前記制御装置は、前記重量計測部が計測した前記重量の情報を通信により受信して、前記受信した前記重量に基づいて前記運搬車両の走行を制御する。

【0008】

本発明の一態様は、上述の走行制御システムであって、前記重量計測部は、前記運搬対象物の荷役を行う荷役装置により前記運搬対象物が持ち上げられた際に当該運搬対象物の重量を計測する。

【0009】

本発明の一態様は、上述の走行制御システムであって、前記制御装置は、前記運搬対象物の重量に基づいて、前記運搬車両の走行速度及び操舵量の少なくとも一方を制御する。

【0010】

本発明の一態様は、上述の走行制御システムであって、前記運搬対象物の偏心を検出する偏心検出部を更に備え、前記制御装置は、前記偏心検出部により検出された前記偏心の度合いに基づいて、前記走行速度及び前記操舵量の少なくとも一方を制御する。

【0011】

本発明の一態様は、上述の走行制御システムであって、前記制御装置は、前記運搬車両の走行速度が目標値になるように前記運搬車両の走行速度をフィードバック制御する速度制御部を備え、前記速度制御部は、前記運搬対象物の重量に基づいて、前記フィードバック制御の制御ゲイン及び前記目標値の少なくともいずれかを調整する。

【0012】

本発明の一態様は、上述の走行制御システムであって、前記制御装置は、前記運搬車両の移動経路を生成する移動経路生成部と、前記移動経路生成部によって生成された前記移動経路に沿って前記運搬車両を走行させる追従制御部と、を備え、前記追従制御部は、前記運搬対象物の重量に基づいて、前記移動経路を走行するときの操舵量を調整する。

【発明の効果】

【0013】

以上説明したように、本発明によれば、運搬車両をより安全に走行させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の実施形態に係る走行制御システムＡの概略構成の一例を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係る走行制御システムＡが適用される運搬車両１の概略構成の一例を示す図である。

【図3】第１の実施形態に係る制御装置３の概略構成を示す図である。

【図4】第２の実施形態に係る走行制御システムＢの概略構成の一例を示す図である。

【図5】第２の実施形態に係る制御装置３Ｂの概略構成を示す図である。

【図6】第３の実施形態に係る走行制御システムＣの概略構成の一例を示す図である。

【図7】第３の実施形態に係る制御装置３Ｃの概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施形態に係る走行制御システムを、図面を用いて説明する。

【0016】

本発明の一実施形態に係る走行制御システムは、コンテナＰを目的の場所に運搬する運搬車両の自律走行（自動走行ともいう。）を実現する走行制御システムである。ただし、本発明の走行制御システムは、自律走行に限定されず、運搬車両の遠隔操縦を可能とするシステムであってもよいし、運搬車両の運転手の運転を支援するシステムであってもよい。なお、走行制御システムを運搬車両に適用するにあたって、当該運搬車両が有人であるか、無人であるかは問わない。

【0017】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る走行制御システムＡの概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、走行制御システムＡは、運搬車両１に適用され、運搬車両１を自律走行させる。まず、本発明の一実施形態に係る運搬車両１について、図２を用いて説明する。

【0018】

図２は、第１の実施形態に係る走行制御システムＡが適用される運搬車両１の概略構成の一例を示す図である。

【0019】

運搬車両１は、運搬対象物を目的の場所へ運搬する車両である。例えば、運搬車両１は、湾や内陸地等のコンテナヤードにおいて、コンテナＰを目的の場所へ運搬する車両である。本実施形態では、運搬車両１は、コンテナヤード内でのコンテナＰを目的の場所に運搬するセミトレーラである場合について説明するが、本発明は、これに限定されない。例えば、運搬車両１は、フルトレーラであってもよいし、ダム堤体の施工や盛土工事に用いられる材料を運搬する工事車両であってもよい。なお、コンテナＰは、本発明の「運搬対象物」の一例である。

【0020】

運搬車両１は、トレーラヘッド１１（トラクタともいう。）及びシャーシ（トレーラともいう。）１２を備える。

【0021】

トレーラヘッド１１には、シャーシ１２が連結されている。このトレーラヘッド１１は、シャーシ１２が連結されている状態で走行する。

【0022】

シャーシ１２には、コンテナＰが積載される。そして、シャーシ１２は、コンテナＰが積載された状態でトレーラヘッド１１により牽引される。
このように、本実施形態に係る運搬車両１では、トレーラヘッド１１とシャーシ１２とが連結され、シャーシ１２にコンテナＰが積載された状態でトレーラヘッド１１が走行することで、コンテナＰを運搬することができる。

【0023】

図１に戻り、第１の実施形態に係る走行制御システムＡについて、説明する。
走行制御システムＡは、計測装置２及び制御装置３を備える。

【0024】

計測装置２は、運搬車両１によって運搬される運搬対象物のコンテナＰの重量を計測する。本実施形態では、計測装置２は、コンテナＰを吊り上げて、当該コンテナＰを運搬車両１のシャーシ１２に積載するクレーン（起重機）Ｌに設けられている。
ここで、本実施形態のクレーンＬは、ガントリークレーンやトランスファークレーンである。なお、クレーンＬは、本発明の「荷役装置」の一例である。

【0025】

計測装置２は、重量計測部２１及び通信部２２を備える。
重量計測部２１は、クレーンＬがコンテナＰを吊り上げ当該コンテナＰを運搬車両１のシャーシ１２に積載する場合において、クレーンＬがコンテナＰを吊り上げた際の当該コンテナＰの重量（以下、「コンテナ重量」という。）Ｗｃを計測する。例えば、クレーンＬのトロリから垂下されるロープの下端には、コンテナＰを掴む吊具が連結されている。そして、クレーンＬは、コンテナＰの四隅に設けられた金具を、吊具で掴んで固定した状態でコンテナＰを吊り上げてコンテナＰを荷役する。そのため、本実施形態の重量計測部２１は、吊具の四隅にかかる荷重に基づいてコンテナ重量Ｗｃを計測することができる。

【0026】

通信部２２は、制御装置３と有線又は無線で通信を行って情報を送受する。なお、本実施形態のように通信部２２と制御装置３とが無線で通信する場合には、その通信方式は、無線通信できれば特に限定されず、公知の無線通信技術を用いて達成される。
この通信部２２は、制御装置３と無線通信を行い、重量計測部２１で計測されたコンテナ重量Ｗｃを制御装置３に無線で送信する。

【0027】

制御装置３は、コンテナ重量Ｗｃに基づいて、運搬車両１の走行速度及び操舵量の少なくとも一方を制御する。本実施形態では、制御装置３は、コンテナ重量Ｗｃに基づいて、運搬車両１の走行速度を制御する場合について説明する。
以下に、第１の実施形態に係る制御装置３について、図３を用いて説明する。図３は、第１の実施形態に係る制御装置３の概略構成を示す図である。

【0028】

図３に示すように、制御装置３は、移動経路生成部３１、自己位置取得部３２、追従制御部３３、速度制御部３４、及び走行制御部３５を備える。

【0029】

移動経路生成部３１は、自装置が搭載された運搬車両１の移動経路を生成する。例えば、移動経路生成部３１は、コンテナヤード内のコンテナＰの運搬を管理する管理装置Ｍから、無線などでコンテナＰをどこからどこに運ぶかを示す情報を取得する。例えば、移動経路生成部３１は、コンテナヤード内の走行レーンにおいて、自装置が搭載された運搬車両１のスタート地点とゴール地点の情報を管理装置Ｍから取得する。そして、移動経路生成部３１は、スタート地点からゴール地点までの移動経路Ｈを生成する。

【0030】

例えば、移動経路生成部３１は、スタート地点とゴール地点の情報を、運搬車両１に搭載されたセンサ（レーザレンジファインダ等の距離センサ）やカメラ（例えば、ＣＣＤカメラ）などの環境認識手段（不図示）によって得られたローカルマップ（運搬車両１の周囲における２次元又は３次元の環境地図）上に重ね合わせ、障害物に衝突しない安全な移動経路Ｈを逐次生成してもよい。

【0031】

また、移動経路生成部３１は、スタート地点及びゴール地点の他に、スタート地点からゴール地点までの間に経由する１以上の経由地点の情報を管理装置Ｍから取得し、スタート地点から出発して経由地点を経由してゴール地点に到着する移動経路Ｈを生成してもよい。すなわち、移動経路生成部３１は、スタート地点、経由地点及びゴール地点の情報を、運搬車両１に搭載された上記環境認識手段によって得られたローカルマップ上に重ね合わせ、障害物に衝突しない安全な移動経路Ｈを逐次生成してもよい。

【0032】

さらに、移動経路生成部３１は、コンテナヤード内の走行レーンにおいて、管理装置Ｍからスタート地点、経由地点及びゴール地点の情報を取得した場合には、運搬車両１が走行を開始する前に移動経路Ｈを生成してもよい。すなわち、移動経路生成部３１は、コンテナヤード内の走行レーンにおいて、運搬車両１が次に経由する経由地点に向かうための移動経路を逐次生成するのではなく、運搬車両１が走行を開始する前に、走行レーンにおいてスタート地点から出発して経由地点を経由してゴール地点に到着する移動経路Ｈを生成してもよい。
ただし、本発明における移動経路Ｈの生成方法は、これに限定されない。すなわち、本発明では、運搬車両１の移動経路Ｈが求まればよく、その生成方法については特に限定されない。

【0033】

自己位置取得部３２は、運搬車両１の現在位置Ｐの情報（以下、「位置情報」という。）を取得する。例えば、自己位置取得部３２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いることで、運搬車両１の位置情報をグローバル座標で取得してもよい。ただし、本発明はこれに限定されず、例えば、自己位置取得部３２は、上記環境認識手段としての距離センサから得られた距離データ（点群データ）を用いて、ＩＣＰアルゴリズムを適用したスキャンマッチングを行うことにより、運搬車両１の位置情報を取得してもよい。また、自己位置取得部３２は、走行レーンに埋め込んだＲＦＩＤや磁気センサなどを利用して自己位置を取得してもよい。すなわち、本発明では、自己位置取得部３２における位置情報を取得方法には特に限定されず、種々の公知技術を用いて運搬車両１の位置情報を取得可能である。

【0034】

追従制御部３３は、移動経路生成部３１から移動経路Ｈを取得する。また、追従制御部３３は、自己位置取得部３２から運搬車両１の位置情報を取得する。そして、追従制御部３３は、運搬車両１を移動経路Ｈに沿って走行させるための操舵量Ｒの目標値（以下、「操舵量目標値」という。）を演算する。すなわち、追従制御部３３は、運搬車両１の位置情報が示す運搬車両１の現在位置Ｐが移動経路Ｈに沿うような操舵量Ｒの操舵量目標値を、移動経路Ｈに基づいて演算する。

【0035】

そして、追従制御部３３は、運搬車両１の走行中において、現在の操舵量Ｒが操舵量目標値になるようなステアリングＳＴの指令値（以下、「ステアリング指令値」という。）を算出して走行制御部３５に出力する。すなわち、追従制御部３３は、運搬車両１の操舵量Ｒが操舵量目標値になるように運搬車両の操舵量をフィードバック制御する。なお、このフィードバック制御は、例えば、ＰＩ制御やＰＩＤ制御である。

【0036】

速度制御部３４は、コンテナＰを運搬する前において、計測装置２の通信部２２と無線通信を行い、重量計測部２１が計測したコンテナ重量Ｗｃを計測装置２から取得する。

【0037】

また、速度制御部３４は、移動経路生成部３１から移動経路Ｈを取得する。そして、速度制御部３４、移動経路Ｈに基づいて、移動経路Ｈを走行する運搬車両１の走行速度Ｖの目標値（以下、「走行速度目標値」という。）を求める。例えば、速度制御部３４は、移動経路Ｈの曲率を求め、その曲率に応じた走行速度目標値を求めてもよい。より具体的には、曲率が大きくなるにしたがって、走行速度目標値が低くなるように設定される。
また、速度制御部３４は、移動経路Ｈの曲率を求め、その曲率が所定の閾値を超えない箇所の走行速度目標値を第１の走行速度として設定し、曲率が所定値を超える箇所の走行速度目標値を第１の走行速度Ｖよりも低い第２の走行速度に設定してもよい。

【0038】

さらに、速度制御部３４は、運搬車両１の走行中において、自己位置取得部３２から運搬車両１の位置情報を取得して、その位置情報に基づいて、運搬車両１の現在の走行速度Ｖを取得する。ただし、本発明は、走行速度Ｖの取得方法には特に限定されず、走行速度Ｖを取得できれば、種々な方法を用いることができる。例えば、速度制御部３４は、位置情報だけでなくジャイロ等の情報も統合して走行速度Ｖを求めてもよい。さらに、速度制御部３４は、エンコーダでタイヤの回転速度を直接計測することで、走行速度Ｖを取得してもよい。
そして、速度制御部３４は、運搬車両１の走行中において、現在の走行速度Ｖが走行速度目標値になるようなアクセルＡＣの指令値（以下、「アクセル指令値」という。）やブレーキＢＲの指令値（以下、「ブレーキ指令値」という。）を算出して走行制御部３５に出力する。すなわち、速度制御部３４は、運搬車両１の走行速度Ｖが走行速度目標値になるように運搬車両の走行速度Ｖをフィードバック制御する。なお、このフィードバック制御は、例えば、ＰＩ制御やＰＩＤ制御である。

【0039】

ここで、速度制御部３４は、コンテナ重量Ｗｃに基づいて、上記フィードバック制御の制御ゲイン（以下、「速度制御ゲイン」という。）及び走行速度目標値の少なくともいずれかを調整する。例えば、速度制御部３４は、コンテナ重量Ｗｃに応じて走行速度目標値の変化率（加速度）の許容できる範囲（許容レンジ）を調整する。具体的には、速度制御部３４は、コンテナ重量Ｗｃが重くなるに従って、走行速度目標値の変化率（加速度）の許容レンジを連続的又は段階的に狭めるようにしてもよい。また、速度制御部３４は、コンテナ重量Ｗｃが閾値を超えた場合に走行速度目標値の変化率（加速度）の許容レンジを狭めるようにしてもよい。さらに、速度制御部３４は、コンテナ重量Ｗｃに応じて走行速度目標値の上限値（例えば、許容レンジの上限）を調整してもよい。例えば、速度制御部３４は、コンテナ重量Ｗｃが重くなるに従って走行速度目標値の上限値を連続的又は段階的に下げてもよい。また、速度制御部３４は、コンテナ重量Ｗｃが閾値を超えた場合に走行速度目標値の上限を下げてもよい。
また、速度制御部３４は、コンテナ重量Ｗｃに応じた速度制御ゲインや走行速度目標値に設定してもよい。より具体的には、走行速度目標値は、コンテナ重量Ｗｃが重くなるようにつれて低くなるように設定されてもよい。また、速度制御部３４は、コンテナ重量Ｗｃが所定の閾値を超える場合には、走行速度目標値を所定の値だけ低くなるように設定してもよい。

【0040】

走行制御部３５は、運搬車両１に搭載されているアクセルＡＣ、ブレーキＢＲ、及びステアリングＳＴのそれぞれの操作量を制御する、例えばアクチュエータである。具体的には、走行制御部３５は、追従制御部３３から出力されたステアリング指令値に基づいて、ステアリングＳＴの操舵を制御することで、ステアリングＳＴの操舵量が操舵量目標値になるように制御しながら運搬車両１を走行させることができる。

【0041】

また、走行制御部３５は、速度制御部３４から出力されたアクセル指令値に基づいてアクセルＡＣを操作し、ブレーキ指令値に基づいてブレーキＢＲを操作することで、運搬車両１の走行速度Ｖを走行速度目標値で走行させることができる。

【0042】

次に、第１の実施形態に係る走行制御システムＡの動作の流れを説明する。
運搬車両１に搭載されている制御装置３は、管理装置Ｍから少なくともスタート地点とゴール地点の情報を無線で受信する。そして、制御装置３は、運搬車両１をスタート地点に移動させる。運搬車両１がスタート地点に到着すると、制御装置３は、管理装置Ｍにその旨を通知する。管理装置Ｍは、運搬車両１がスタート地点に到着したことを制御装置３から通知されると、クレーンＬに荷役の実行を無線で指示する。すると、クレーンＬは、運搬車両１の運搬対象物であるコンテナＰを吊り上げて運搬車両１に積載する。ここで、計測装置２は、クレーンＬにコンテナＰが吊り上げられている間において、当該コンテナＰのコンテナ重量Ｗｃを計測し、その計測したコンテナ重量Ｗｃを制御装置３に無線送信する。

【0043】

制御装置３は、計測装置２からコンテナ重量Ｗｃを受信すると、スタート地点からゴール地点までの移動経路Ｈにおける運搬車両１の自律走行を開始する。例えば、制御装置３は、上記環境認識手段で障害物を検知しながら、その障害物に運搬車両１が衝突しない移動経路Ｈを逐次生成する。そして、制御装置３は、生成した移動経路Ｈに沿って運搬車両１が移動するように、運搬車両１の操舵量や走行速度を制御する。ただし、運搬車両１における加速能力やブレーキ能力、操縦安定性等の車両特性は、運搬車両１の積載重量、すなわちコンテナ重量Ｗｃによって変化する。
したがって、コンテナ重量Ｗｃが重ければ、カーブでの減速が足りずに横転してしまう場合がある。しかしながら、コンテナ重量Ｗｃが重いことを前提として運搬車両１の走行速度を制御しようとすると、実際にはコンテナ重量Ｗｃが軽い場合には加速しすぎたり、減速しすぎてしまったりする場合がある。

【0044】

そこで、本実施形態では、アクセルＡＣ又はブレーキＢＲの操作量を、コンテナ重量Ｗｃに応じた値に制御することで、上記問題を解決している。例えば、制御装置３は、走行速度Ｖが走行速度目標値になるようにフィードバック制御しながら移動経路Ｈを自律走行させている場合において、走行速度目標値及び速度制御ゲインの少なくともいずれかをコンテナ重量Ｗｃに応じた値に調整する。例えば、走行速度目標値や速度制御ゲインは、コンテナ重量Ｗｃが重くなるにつれて連続的、又は不連続的（例えば、段階的）に減少するよう設定される。

【0045】

これにより、制御装置３は、運搬車両１の自律走行において、コンテナ重量Ｗｃに応じて、アクセルＡＣの操作量又はブレーキＢＲの操作量を制御するため、運搬車両１の横転や過度な加減速を抑制し、より安全に運搬車両１を走行させることできる。

【0046】

なお、制御装置３は、コンテナＰの荷主から管理装置Ｍを介して当該コンテナＰの重量の情報を受け取ってもよい。ただし、荷主から得られたコンテナＰの重量と、実際のコンテナＰの重量とが一致しない場合があるため、走行制御システムＡはコンテナＰの重量を計測する計測装置２を備えることがより好適である。

【0047】

（第２の実施形態）
以下に、第２の実施形態に係る走行制御システムＢについて説明する。第２の実施形態に係る走行制御システムＢは、第１の実施形態と比較して、運搬車両１の操舵量をもコンテナ重量Ｗｃに応じて制御する点で相違し、その他の構成については第１の実施形態と同様である。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。

【0048】

図４は、第２の実施形態に係る走行制御システムＢ及の概略構成の一例を示す図である。図４に示すように、走行制御システムＢは、計測装置２及び制御装置３Ｂを備える。

【0049】

制御装置３Ｂは、コンテナ重量Ｗｃに基づいて、運搬車両１の走行速度及び操舵量の少なくとも一方を制御する。本実施形態では、制御装置３Ｂは、コンテナ重量Ｗｃに基づいて、運搬車両１の走行速度及び操舵量の双方を制御する場合について説明する。
以下に、第２の実施形態に係る制御装置３Ｂについて、図５を用いて説明する。図５は、第２の実施形態に係る制御装置３Ｂの概略構成を示す図である。

【0050】

図５に示すように、制御装置３Ｂは、移動経路生成部３１、自己位置取得部３２、追従制御部３３Ｂ、速度制御部３４、及び走行制御部３５を備える。

【0051】

追従制御部３３Ｂは、移動経路生成部３１から移動経路Ｈを取得する。また、追従制御部３３Ｂは、自己位置取得部３２から運搬車両１の位置情報を取得する。そして、追従制御部３３Ｂは、運搬車両１の位置情報が示す運搬車両１の現在位置Ｐが移動経路Ｈに沿うような操舵量Ｒの操舵量目標値を、移動経路Ｈに基づいて演算する。

【0052】

追従制御部３３Ｂは、運搬車両１の走行中において、現在の操舵量Ｒが操舵量目標値になるようステアリング指令値を算出して走行制御部３５に出力する。すなわち、追従制御部３３Ｂは、運搬車両１の操舵量Ｒが操舵量目標値になるように運搬車両の操舵量をフィードバック制御する。なお、このフィードバック制御は、例えば、ＰＩ制御やＰＩＤ制御である。

【0053】

ここで、追従制御部３３Ｂは、コンテナＰを運搬する前において、計測装置２からコンテナ重量Ｗｃを無線で受信する。そして、追従制御部３３Ｂは、このコンテナ重量Ｗｃに基づいて、上記フィードバック制御の制御ゲイン（以下、「操舵制御ゲイン」という。）及び操舵量目標値の少なくともいずれかを調整する。例えば、追従制御部３３Ｂは、コンテナ重量Ｗｃに応じた操舵制御ゲインや操舵量目標値に設定する。例えば、追従制御部３３Ｂは、コンテナ重量Ｗｃに応じて操舵量目標値の変化率の許容レンジを調整する。具体的には、追従制御部３３Ｂは、コンテナ重量Ｗｃが重くなるに従って、操舵量目標値の変化率の許容レンジを連続的又は段階的に狭めるようにしてもよい。また、追従制御部３３Ｂは、コンテナ重量Ｗｃが閾値を超えた場合に操舵量目標値の変化率の許容レンジを狭めるようにしてもよい。さらに、追従制御部３３Ｂは、コンテナ重量Ｗｃに応じて操舵量目標値の上限値（例えば、許容レンジの上限）を調整してもよい。例えば、追従制御部３３Ｂは、コンテナ重量Ｗｃが重くなるに従って操舵量目標値の上限値を連続的又は段階的に下げてもよい。また、追従制御部３３Ｂは、コンテナ重量Ｗｃが閾値を超えた場合に操舵量目標値の上限を下げてもよい。
さらに、操舵量目標値は、コンテナ重量Ｗｃが重くなるようにつれて低くなるように設定されてもよい。また、追従制御部３３Ｂは、コンテナ重量Ｗｃが所定の閾値を超える場合には、操舵量目標値を所定の値だけ低くするように設定してもよい。

【0054】

次に、第２の実施形態に係る走行制御システムＢの動作の流れを説明する。
第１の実施形態と同様に、運搬車両１に搭載されている制御装置３Ｂは、管理装置Ｍからスタート地点とゴール地点の情報を無線で受信する。そして、制御装置３Ｂは、運搬車両１をスタート地点に移動させる。運搬車両１がスタート地点に到着すると、制御装置３Ｂは、制御装置３Ｂにその旨を通知する。管理装置Ｍは、運搬車両１がスタート地点に到着したことを制御装置３Ｂから通知されると、クレーンＬに荷役の実行を無線で指示する。すると、クレーンＬは、運搬車両１の運搬対象物であるコンテナＰを吊り上げて運搬車両１に積載する。ここで、計測装置２は、クレーンＬにコンテナＰが吊り上げられている間において、当該コンテナＰのコンテナ重量Ｗｃを計測し、その計測したコンテナ重量Ｗｃを制御装置３Ｂに無線送信する。

【0055】

制御装置３Ｂは、計測装置２からコンテナ重量Ｗｃを受信すると、スタート地点からゴール地点までの移動経路Ｈにおける運搬車両１の自律走行を開始する。例えば、制御装置３Ｂは、上記環境認識手段で障害物を検知しながら、その障害物に運搬車両１が衝突しない移動経路Ｈを逐次生成する。そして、制御装置３Ｂは、生成した移動経路Ｈに沿って運搬車両１が移動するように、運搬車両１の操舵量や走行速度を制御する。ただし、上述したように、運搬車両１における加速能力やブレーキ能力、操縦安定性等の車両特性は、運搬車両１の積載重量、すなわちコンテナ重量Ｗｃによって変化する。

【0056】

そこで、本実施形態では、アクセルＡＣ又はブレーキＢＲの操作量及びステアリングＳＴの操舵量を、コンテナ重量Ｗｃに応じた値に制御することで、上記問題を解決している。例えば、制御装置３Ｂは、走行速度Ｖが走行速度目標値になるようにフィードバック制御しながら移動経路Ｈを自律走行させている場合において、走行速度目標値及び速度制御ゲインの少なくともいずれかをコンテナ重量Ｗｃに応じた値に調整する。また、制御装置３Ｂは、操舵量Ｒが操舵量目標値になるようにフィードバック制御しながら移動経路Ｈを自律走行させている場合において、操舵量目標値及び操舵制御ゲインの少なくともいずれかをコンテナ重量Ｗｃに応じた値に調整する。例えば、操舵量目標値及び操舵制御ゲインは、コンテナ重量Ｗｃが重くなるにつれて連続的、又は不連続的（例えば、段階的）に減少するよう設定される。

【0057】

これにより、制御装置３Ｂは、運搬車両１の自律走行において、コンテナ重量Ｗｃに応じて、アクセルＡＣの操作量又はブレーキＢＲの操作量及びステアリングＳＴの操舵量を制御するため、運搬車両１の横転や過度な加減速を抑制し、より安全に運搬車両１を走行させることできる。

【0058】

（第３の実施形態）
以下に、第３の実施形態に係る走行制御システムＣについて説明する。第３の実施形態に係る走行制御システムＣは、第１の実施形態と比較して、コンテナＰの偏心を検出する偏心検出部２３を備える点で相違する。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。

【0059】

図６は、第３の実施形態に係る走行制御システムＣの概略構成の一例を示す図である。図６に示すように、走行制御システムＣは、計測装置２Ｃ及び制御装置３Ｃを備える。

【0060】

計測装置２Ｃは、運搬車両１によって運搬される運搬対象物の重量を計測するとともに、当該運搬対象物の偏心を検出する。本実施形態では、計測装置２Ｃは、第１の実施形態と同様に、クレーンＬに設けられている。

【0061】

計測装置２Ｃは、重量計測部２１、通信部２２、及び偏心検出部２３を備える。
偏心検出部２３は、クレーンＬがコンテナＰを吊り上げた際に、当該コンテナＰの重心位置Ｇｃを計測する。例えば、本実施形態の偏心検出部２３は、第１の実施形態において記載した吊具の四隅にかかる荷重に基づいて、コンテナＰの重心位置Ｇｃを計測する。そして、偏心検出部２３は、計測した重心位置Ｇｃが所定の範囲内にない場合には、コンテナＰに偏心が発生していると判定して、コンテナＰの偏心を検出する。

【0062】

通信部２２は、制御装置３と無線通信を行い、重量計測部２１で計測されたコンテナ重量Ｗｃを制御装置３に無線で送信する。また、通信部２２は、偏心検出部２３でコンテナＰの偏心が検出された場合には、コンテナＰの重心位置Ｇｃを制御装置３に無線で送信する。

【0063】

制御装置３Ｃは、コンテナ重量Ｗｃに基づいて、運搬車両１の走行速度及び操舵量の少なくとも一方を制御する。さらに、制御装置３Ｃは、偏心検出部２３によりコンテナＰの偏心が検出された場合には、走行速度と操舵量との少なくともいずれかの上限を制限する。また、制御装置３Ｃは、偏心検出部２３によりコンテナＰの偏心が検出された場合には、その偏心の度合いを示す偏心率に基づいて、走行速度と操舵量との少なくともいずれか制御してもよい。

【0064】

以下に、第３の実施形態に係る制御装置３Ｃについて、図７を用いて説明する。図７は、第３の実施形態に係る制御装置３Ｃの概略構成を示す図である。

【0065】

図７に示すように、制御装置３Ｃは、移動経路生成部３１、自己位置取得部３２、追従制御部３３Ｃ、速度制御部３４Ｃ、及び走行制御部３５を備える。

【0066】

追従制御部３３Ｃは、追従制御部３３Ｂと同様の機能を備える。すなわち、追従制御部３３Ｃは、運搬車両１の位置情報が示す運搬車両１の現在位置Ｐが移動経路Ｈに沿うような操舵量Ｒの操舵量目標値を演算する。そして、追従制御部３３Ｃは、運搬車両１の自律走行中において、現在の操舵量Ｒが操舵量目標値になるようステアリング指令値を算出して走行制御部３５に出力する。すなわち、追従制御部３３Ｃは、運搬車両１の操舵量Ｒが操舵量目標値になるように運搬車両の操舵量をフィードバック制御する。その際、追従制御部３３Ｃは、コンテナ重量Ｗｃに基づいて、操舵制御ゲイン及び操舵量目標値の少なくともいずれかを調整する。この調整方法は、第２の実施形態の追従制御部３３Ｂと同様であるため、説明を省略する。

【0067】

また、追従制御部３３Ｃは、計測装置２ＣからコンテナＰの重心位置Ｇｃを無線で取得した場合には、操舵量目標値の上限を制限する。例えば、追従制御部３３Ｃは、計測装置２ＣからコンテナＰの重心位置Ｇｃを無線で取得した場合には、重心位置Ｇｃから偏心率（偏心の度合い）を求め、操舵量目標値の上限値を偏心率に応じた値に設定する。ここで、例えば、操舵量目標値は、偏心率が高くなるにつれて、低くなるように設定されてもよい。また、追従制御部３３Ｃは、操舵制御ゲインを偏心率に応じた範囲に設定してもよい。

【0068】

さらに、追従制御部３３Ｃは、コンテナＰの重心位置Ｇｃから偏心方向を求めてもよい。そして、追従制御部３３Ｃは、移動経路Ｈによって、その偏心方向とは逆方向にステアリングＳＴを切る必要がある場合には、その場合においてのみ操舵量目標値や操舵制御ゲインの上限を制限してもよい。

【0069】

速度制御部３４Ｃは、速度制御部３４と同様の機能を備える。すなわち、速度制御部３４Ｃは、運搬車両１の自律走行中において、現在の走行速度Ｖが走行速度目標値になるようなアクセル指令値やブレーキ指令値を算出して走行制御部３５に出力する。すなわち、速度制御部３４Ｃは、運搬車両１の走行速度Ｖが走行速度目標値になるように運搬車両の走行速度Ｖをフィードバック制御する。その際、速度制御部３４Ｃは、コンテナ重量Ｗｃに基づいて、速度制御ゲイン及び走行速度目標値の少なくともいずれかを調整する。この調整方法は、第１の実施形態の速度制御部３４と同様であるため、説明を省略する。

【0070】

また、速度制御部３４Ｃは、計測装置２ＣからコンテナＰの重心位置Ｇｃを無線で取得した場合には、走行速度目標値の上限を制限する。例えば、速度制御部３４Ｃは、計測装置２ＣからコンテナＰの重心位置Ｇｃを無線で取得した場合には、重心位置Ｇｃから偏心率を求め、走行速度目標値の上限値を偏心率に応じた値に設定する。ここで、走行速度目標値は、偏心率が高くなるにつれて、低くなるように設定される。また、速度制御部３４Ｃは、速度制御ゲインを偏心率に応じた範囲に設定してもよい。

【0071】

さらに、速度制御部３４Ｃは、コンテナＰの重心位置Ｇｃから偏心方向を求めてもよい。そして、速度制御部３４Ｃは、移動経路Ｈによって、その偏心方向とは逆方向にステアリングＳＴが切られる場合には、その場合においてのみ走行速度目標値や速度制御ゲインの上限を制限してもよい。さらに、コンテナＰが運搬車両１の走行方向の前方又は後方に偏心している場合には、速度制御部３４Ｃは、減速又は加速をゆるやかになるように、走行速度目標値や速度制御ゲインを設定してもよい。

【0072】

次に、第３の実施形態に係る走行制御システムＣの動作の流れを説明する。
第１の実施形態と同様に、運搬車両１に搭載されている制御装置３Ｃは、管理装置Ｍからスタート地点とゴール地点の情報を無線で受信する。そして、制御装置３Ｃは、運搬車両１をスタート地点に移動させる。運搬車両１がスタート地点に到着すると、制御装置３Ｃは、管理装置Ｍにその旨を通知する。管理装置Ｍは、運搬車両１がスタート地点に到着したことを制御装置３Ｃから通知されると、クレーンＬに荷役の実行を無線で指示する。すると、クレーンＬは、運搬車両１の運搬対象物であるコンテナＰを吊り上げて運搬車両１に積載する。ここで、計測装置２Ｃは、クレーンＬにコンテナＰが吊り上げられている間において、当該コンテナＰのコンテナ重量Ｗｃを計測し、その計測したコンテナ重量Ｗｃを制御装置３Ｃに無線送信する。さらに、計測装置２Ｃは、クレーンＬにコンテナＰが吊り上げられている間において、コンテナＰの重心位置Ｇｃを計測し、その計測した重心位置Ｇｃが所定範囲を超える場合には、コンテナＰの偏心を検出する。計測装置２Ｃは、コンテナＰの偏心を検出した場合には、重心位置Ｇｃを制御装置３Ｃに無線送信する。なお、計測装置２Ｃは、コンテナ重量Ｗｃ及び重心位置Ｇｃを、運搬車両１がスタート地点からゴール地点に向かう前、例えば、コンテナＰが運搬車両１に積載される前に、制御装置３Ｃに無線送信する。

【0073】

制御装置３Ｃは、計測装置２Ｃからコンテナ重量Ｗｃを受信すると、スタート地点からゴール地点までの移動経路Ｈにおける運搬車両１の自律走行を開始する。例えば、制御装置３Ｃは、上記環境認識手段で障害物を検知しながら、その障害物に運搬車両１が衝突しない移動経路Ｈを逐次生成する。そして、制御装置３Ｃは、生成した移動経路Ｈに沿って運搬車両１が移動するように、運搬車両１の操舵量や走行速度を制御する。ただし、運搬車両１における加速能力やブレーキ能力、操縦安定性等の車両特性は、コンテナ重量ＷｃやコンテナＰの重心位置Ｇｃによって変化する。

【0074】

そこで、本実施形態では、アクセルＡＣ又はブレーキＢＲの操作量及びステアリングＳＴの操舵量を、コンテナ重量Ｗｃ及び重心位置Ｇｃに応じた値に制御することで、上記問題を解決している。例えば、制御装置３Ｃは、走行速度Ｖが走行速度目標値になるようにフィードバック制御しながら移動経路Ｈを自律走行させている場合において、走行速度目標値及び速度制御ゲインの少なくともいずれかをコンテナ重量Ｗｃ及び重心位置Ｇｃに応じた値に調整する。

【0075】

例えば、速度制御部３４Ｃは、予め設定された計算式やテーブルに基づいて走行速度目標値及び速度制御ゲインの少なくともいずれかを決定してもよい。これら計算式やテーブルは、例えば、コンテナ重量Ｗｃと重心位置Ｇｃとに基づいて、走行速度目標値及び速度制御ゲインの少なくともいずれかを決定できるように、実験的又は理論的に定められている。予め設定されたテーブルを用いる場合には、各コンテナ重量Ｗｃと、各重心位置Ｇｃと、そのコンテナ重量Ｗｃと重心位置Ｇｃとの組み合わせ毎に関連付けられた走行速度目標値及び速度制御ゲインとを備えるルックアップテーブルを不図示の記憶部に予め記憶されていてもよい。そして、速度制御部３４Ｃは、計測装置２Ｃから受信した重心位置Ｇｃ及びコンテナ重量Ｗｃに対応する走行速度目標値及び速度制御ゲインの少なくともいずれかを上記ルックアップテーブルから取得してもよい。

【0076】

また、制御装置３Ｃは、操舵量Ｒが操舵量目標値になるようにフィードバック制御しながら移動経路Ｈを自律走行させている場合において、操舵量目標値及び操舵制御ゲインの少なくともいずれかをコンテナ重量Ｗｃ及び重心位置Ｇｃに応じた値に調整する。

【0077】

例えば、追従制御部３３Ｃは、予め設定された計算式やテーブルに基づいて操舵量目標値及び操舵制御ゲインの少なくともいずれかを決定してもよい。これら計算式やテーブルは、例えば、コンテナ重量Ｗｃと重心位置Ｇｃとに基づいて、操舵量目標値及び操舵制御ゲインの少なくともいずれかを決定できるように、実験的又は理論的に定められている。予め設定されたテーブルを用いる場合には、各コンテナ重量Ｗｃと、各重心位置Ｇｃと、そのコンテナ重量Ｗｃと重心位置Ｇｃとの組み合わせ毎に関連付けられた操舵量目標値及び操舵制御ゲインとを備えるルックアップテーブルを不図示の記憶部に予め記憶されていてもよい。そして、追従制御部３３Ｃは、計測装置２Ｃから受信した重心位置Ｇｃ及びコンテナ重量Ｗｃに対応する操舵量目標値及び操舵制御ゲインの少なくともいずれかを上記ルックアップテーブルから取得してもよい。

【0078】

これにより、制御装置３Ｃは、運搬車両１の自律走行において、コンテナ重量Ｗｃ及び重心位置に基づいて、アクセルＡＣの操作量又はブレーキＢＲの操作量及びステアリングＳＴの操舵量を制御するため、運搬車両１の横転や過度な加減速を抑制し、より安全に運搬車両１を走行させることできる。

【0079】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【0080】

（変形例１）上記第１の実施形態から第３の実施形態では、計測装置２，２Ｃは、クレーンＬによりコンテナＰが吊り上げられている場合にコンテナＰの重量を計測したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、計測装置２、２Ｃは、運搬車両１により運搬されるコンテナＰの重量を計測できればよく、その計測方法には特に限定されない。例えば、計測装置２，２Ｃは、大型の台秤であって、コンテナヤードの所定の地表面（例えば、スタート地点の地面）に設けられてもよい。この場合には、上記実施形態の制御装置が、コンテナＰが積載された運搬車両１（例えば、シャーシ１２）を自律走行させて上記所定の地表面まで移動させる。そして、計測装置２，２Ｃは、コンテナＰが搭載された運搬車両１の重量を計測し、その計測した重量から運搬車両１のみの重さを差し引くことで、コンテナＰの重量を計測することができる。なお、運搬車両１のみの重さは、予め計測しておいてもよいし、運搬車両１の仕様から取得してもよい。
さらに、例えば、計測装置２，２Ｃは、シャーシ１２に設けられ、シャーシ１２にコンテナＰが積載された際にそのコンテナＰの重量を計測してもよい。この場合には、計測装置２，２Ｃは、有線でコンテナ重量Ｗｃを制御装置に送信してもよい。

【0081】

（変形例２）上記第１の実施形態から第３の実施形態では、制御装置は、計測装置と無線通信を行い、コンテナ重量Ｗｃや重心位置Ｇｃを直接受信したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記第１の実施形態から第３の実施形態に係る制御装置は、計測装置が計測したコンテナ重量Ｗｃや重心位置Ｇｃを、管理装置Ｍやその他の装置を介して取得してもよい。例えば、管理装置Ｍは、計測装置が計測したコンテナ重量Ｗｃや重心位置Ｇｃを有線又は無線で取得し、その取得したコンテナ重量Ｗｃや重心位置Ｇｃの情報を、運搬車両１に搭載された制御装置に有線又は無線で送信してもよい。

【0082】

（変形例３）上記第３の実施形態において、移動経路生成部３１は、コンテナＰの偏心（左右の偏心）が検出された場合には、運搬車両１の横転の危険性を回避すべく、その偏心方向の逆向きにステアリングＳＴを切る回数が最も少ない移動経路Ｈを生成してもよい。

【0083】

（変形例４）上記第１の実施形態から第３の実施形態では、クレーンＬによりコンテナＰの荷役を行ったが、本発明はこれに限定されず、フォークリフト等を用いてコンテナＰの荷役を行ってもよい。

【0084】

以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る走行制御システムは、運搬車両１によって運搬されるコンテナＰの重量に基づいて、運搬車両１の走行を制御する制御装置を備える。

【0085】

このような構成によれば、運搬車両１の過度な加減速や横転を抑制することが可能となり、運搬車両１をより安全に走行させることが可能となる。

【0086】

また、本発明の一実施形態に係る走行制御システムは、コンテナＰの重量（コンテナ重量Ｗｃ）を計測する計測装置を更に備えてもよい。そして、制御装置は、その計測装置が計測したコンテナ重量Ｗｃを無線通信により受信して、その受信したコンテナ重量Ｗｃに基づいて運搬車両１の走行を制御してもよい。

【0087】

このような構成によれば、コンテナ重量Ｗｃを正確に取得することができる。

【0088】

また、本発明の一実施形態に係る走行制御システムでは、計測装置は、コンテナＰの荷役を行う荷役装置によりコンテナＰが持ち上げられた際に当該コンテナＰの重量であるコンテナ重量Ｗｃを計測してもよい。

【0089】

このような構成によれば、コンテナＰを運搬車両１に積載するときにコンテナＰの重量を計測することが可能となり、効率的である。

【0090】

また、本発明の一実施形態に係る走行制御システムでは、コンテナＰの偏心を検出する偏心検出部を更に備え、制御装置は、偏心検出部によりコンテナＰの偏心が検出された場合には、走行速度Ｖ及び操舵量Ｒの少なくともいずれかの上限を制限してもよい。さらに、上記制御装置は、偏心検出部により検出された偏心の度合いに基づいて、走行速度Ｖ及び操舵量Ｒの少なくとも一方を制御してもよい。なお、この制御とは、走行速度Ｖ及び操舵量Ｒの少なくともいずれかの上限を制限することを含む。

【0091】

このような構成によれば、コンテナＰの偏心による運搬車両１の横転を抑制することができる。

【0092】

また、本発明の一実施形態に係る走行制御システムでは、制御装置は、運搬車両１の走行速度Ｖが目標値（走行速度目標値）になるように運搬車両１の走行速度Ｖをフィードバック制御する速度制御部を備え、この速度制御部は、コンテナＰの重量に基づいて、フィードバック制御の制御ゲイン（速度制御ゲイン）及び走行速度目標値の少なくともいずれかを調整してもよい。

【0093】

このような構成によれば、運搬車両１の走行速度Ｖを抑制し、運搬車両１をより安全に走行させることができる。

【0094】

また、本発明の一実施形態に係る走行制御システムでは、運搬車両１の移動経路Ｈを生成する経路生成部と、その経路生成部によって生成された移動経路Ｈに沿って運搬車両１を走行させる追従制御部と、を備える。そして、その追従制御部は、コンテナ重量Ｗｃに基づいて、移動経路Ｈを走行するときの操舵量Ｒを調整してもよい。

【0095】

このような構成によれば、運搬車両１の急激なステアリング操作（単位時間あたりの操舵量）を抑制し、運搬車両１をより安全に走行させることができる。

【符号の説明】

【0096】

Ａ，Ｂ，Ｃ 走行制御システム
Ｐ コンテナ（運搬対象物）
Ｌ クレーン（荷役装置）
１ 運搬車両
２ 計測装置
３ 制御装置
２１ 重量計測部
３１ 移動経路生成部
３３，３３Ｂ，３３Ｃ 追従制御部
３４，３４Ｃ 速度制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】