JP7360634B2 - 車両制御システム及び荷役制御システム - Google Patents

Description

本開示は、車両制御システム及び荷役制御システムに関する。

特許文献１には、自動走行する車両を駐車場内の所定の区画に駐車させるために車両に搭載される車両制御システムが記載されている。

特開２０２０－１４７２４８号公報

トラック等の車両に対して荷役作業が行われる荷役場所の状態（空きスペース等）は荷役作業の進行によって変わり、荷役場所での車両の停車位置や車両の向きに対する要求も荷役場所の状態に応じて変化する。このため、停車位置及び向きが予め定められた駐車場における車両の走行制御（例えば特許文献１）では、荷役場所側からの要求に応じた停車位置及び向きに車両を到達させることができない。

そこで本開示は、荷役場所側が要求する停車位置及び向きに、車両を自動走行によって到達させることが可能なシステムの提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本開示の第１の態様は、自動走行可能な車両を荷役場所の停車位置に誘導する車両制御システムであって、車両に設けられる車載装置と、荷役場所側に設けられる停車誘導装置と、を備える。

停車誘導装置は、予め設定された荷役作業予定位置の周辺の状態を荷役場所側の周辺情報として取得する周辺情報取得部と、荷役作業予定位置と周辺情報取得部が取得した周辺情報とに基づいて停車誘導情報を生成する停車誘導情報生成部とを有し、停車誘導情報生成部が生成した停車誘導情報を車載装置へ送信する。停車誘導情報は、車両の停車位置を特定する停車位置情報と、停車位置に停車する直前の車両の位置を特定する停車直前位置情報とを含む。停車位置情報と停車直前位置情報とは、停車位置に停車した車両の向きを規定する。

車載装置は、停車誘導装置から受信した停車誘導情報に含まれる停車位置情報と停車直前位置情報とに基づいて停車位置までの走行経路を生成する経路生成部と、経路生成部が生成した走行経路を走行するように車両の自動走行制御を実行する走行制御部と、を有する。周辺情報取得部は、荷役作業予定位置の周辺に載置された荷役対象の位置情報を含む周辺情報を、荷役場所側に設けられたカメラからの画像を用いて取得する。

本開示の第２の態様は、第１の態様の車両制御システムであって、周辺情報取得部は、カメラからの画像と荷役場所における荷役作業の履歴とを用いて周辺情報を取得する。

本開示の第３の態様は、第１又は第２の態様の車両制御システムの車載装置及び停車誘導装置と、荷役場所側に設けられ、車載装置又は停車誘導装置の少なくとも一方から停車誘導情報を取得する荷役装置と、を備える荷役制御システムである。荷役装置は、車両に対する荷役対象の荷役動作を実行可能な荷役装置本体と、停車誘導情報に含まれる停車位置情報及び停車直前位置情報に基づいて、停車位置に停車した車両に対する荷役装置本体の荷役動作を制御する荷役制御装置と、を有する。

本開示の第４の態様は、第３の態様の荷役制御システムであって、荷役装置本体は、荷役対象を吊下する吊具の移動を制御することによって荷役動作を実行する。荷役制御装置は、吊具の位置情報を取得し、取得した吊具の位置情報に基づいて荷役装置本体の荷役動作を制御する。

本開示の第５の態様は、第３又は第４の態様の荷役制御システムであって、車載装置は、車両が停車位置で停車したときに、荷役制御装置へ停車完了情報を送信する。荷役制御装置は、荷役装置が停車完了情報を受信した後、荷役動作の制御を開始する。

本開示のシステムによれば、荷役場所側が要求する停車位置及び向きに、車両を自動走行によって到達させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両制御システムによって自動走行する車両の走行経路の一例を示す図である。 車載装置及び停車誘導装置のブロック構成図である。 クレーン装置のブロック構成図である。 停車誘導装置が実行する処理を示すフローチャートである。 車載装置が実行する処理を示すフローチャートである。 クレーン制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態は、港湾のコンテナターミナルなどの荷役場所２において、自動走行するトラックやトレーラ等の車両１を、荷役場所２側が要求する停車位置３に、荷役場所２側が要求する向き（方位角）で停車させた後、停車した車両１に対して荷役を行うシステムであり、図２及び図３に示すように、停車誘導装置１０と、車載装置２０と、クレーン装置（荷役装置）３０とを備える。

（停車誘導装置１０の構成）
停車誘導装置１０は、図１及び図２に示すように、荷役場所２側に設けられ、送受信部１１と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２とを備える。送受信部１１は、外部との間で情報の送受信を行う。ＥＣＵ１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び入出力回路等から構成される。ＥＣＵ１２は、予め記憶された制御プログラムを実行することにより、周辺情報取得部１３、及び停車誘導情報生成部１４として機能する。

車両１に対して荷役作業が行われる荷役場所２の状態（空きスペース等）は荷役作業の進行によって変わり、荷役場所２での車両１の停車位置３や車両１の向きに対する要求も荷役場所２の状態に応じて変化する。

停車誘導装置１０は、例えば荷役場所２側に設けられたカメラからの画像や荷役作業の履歴などを用いて、荷役場所２側の状態（後述する作業予定位置の周辺の状態）を周辺情報として取得する。周辺情報には、車両１の走行の妨げとなる障害物（荷役場所２に設置された構造物のほか、一時的に載置されたコンテナなどの荷役対象を含む）５の位置情報が含まれる。

停車誘導情報生成部１４は、荷役作業の管理者等が予め設定した荷役作業予定位置と、周辺情報取得部１３が取得した周辺情報とに基づいて、停車誘導情報を生成する。停車誘導情報は、車両１の停車位置３を特定する停車位置情報と、停車位置３に停車する直前の車両１の位置（停車直前位置）４を特定する停車直前位置情報とを含む。停車位置情報と停車直前位置情報とによって、停車位置３に停車した車両１の向きが規定される。図１には、停車直前位置４に到達した車両１を破線で、停車位置３に停車した車両１を１点鎖線でそれぞれ示している。このように、停車誘導情報生成部１４は、荷役作業予定位置の周辺の現在の状態から、車両１に対して要求する停車位置３と向きとを決定して、停車誘導情報を生成する。

送受信部１１は、停車誘導情報生成部１４が生成した停車誘導情報を、車載装置２０及びクレーン装置３０へ送信する。

本実施形態では、停車位置３及び停車直前位置４を経度／緯度によって特定する。停車誘導情報を受信した車両１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用することによって、停車誘導装置１０が要求する停車位置３及び停車直前位置４と車両１との相対的な位置関係を認識することができる。なお、停車位置３及び停車直前位置４を特定する方法はこれに限定されず、ビーコンを利用するなど他の方法によって特定してもよい。

（車載装置２０の構成）
車載装置２０は、図１及び図２に示すように、車両１に設けられ、送受信部２１と、ＥＣＵ２２とを備える。送受信部２１は、外部との間で情報の送受信を行うとともに、ＧＰＳ受信機としても機能する。ＥＣＵ２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力回路等から構成される。ＥＣＵ２２は、予め記憶された制御プログラムを実行することにより、停車誘導情報取得部２３、経路生成部２４、及び走行制御部２５として機能する。

送受信部２１は、停車誘導装置１０から停車誘導情報を受信する。停車誘導情報取得部２３は、送受信部２１が受信した停車誘導情報から停車位置情報及び停車直前位置情報を取得する。

経路生成部２４は、停車誘導情報取得部２３が取得した停車位置情報及び停車直前位置情報に基づいて、停車位置３までの走行経路６を生成する。走行経路６は、車両１に予め設定した基準点（例えば後軸の車幅方向の中心）７が停車直前位置４を通過して停車位置３に到達するように生成される。走行経路６の生成には、公知の経路生成アルゴリズムが用いられる。例えば、予め記憶された荷役場所２内の経路情報（地図情報）、ＧＰＳから取得した車両１の位置情報、車両１に搭載されたカメラやレーザ等によって検出される車両周辺情報などを用いて、走行経路６を生成することができる。図１は、車両１が前進して停車位置３に近づいた後、後進して停車する場合の走行経路６の例であり、走行経路６は、車両１が前進する経路と後進する経路とを含む（図１には後進時の走行経路６のみを図示）。

走行制御部２５は、経路生成部２４が生成した走行経路を走行する（基準点７が走行経路に追従して移動する）ように車両１の自動走行制御を実行する。自動走行制御では、車両１を自動で走行させるための各種の走行装置（図示省略）を制御する。これらの走行装置は、走行駆動力出力装置、ステアリング装置及びブレーキ装置を含む。自動走行制御には、公知の自動運転技術が用いられる。

送受信部２１は、車両１が停車位置３で停車したときに、後述するクレーン制御装置３５へ停車完了情報を送信する。

（クレーン装置３０の構成）
クレーン装置３０は、荷役場所２側に設けられ、図３に示すように、クレーン本体（荷役装置本体）３１と、クレーン制御装置（荷役制御装置）３５とを備える。

クレーン本体３１は、例えば門型クレーンなどであり、吊具水平移動部３２と、吊具昇降部３３と、吊具３４とを備える。吊具水平移動部３２は、吊具昇降部３３を水平２軸方向に移動する。吊具昇降部３３は、吊具３４を昇降する。吊具３４は、荷役対象を吊下する。吊具水平移動部３２と吊具昇降部３３とによって吊具３４を３次元に移動（水平２軸方向の移動及び昇降）することにより、車両１に対する荷役対象の荷役動作が実行される。

クレーン制御装置３５は、送受信部３６と、ＥＣＵ３７とを備え、送受信部３６は、外部との間で情報の送受信を行う。ＥＣＵ３７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力回路等から構成される。ＥＣＵ３７は、予め記憶された制御プログラムを実行することにより、停車誘導情報取得部３８、及び荷役制御部３９として機能する。

送受信部３６は、停車誘導装置１０から停車誘導情報を、車載装置２０から停車完了情報をそれぞれ受信する。停車誘導情報取得部３８は、送受信部３６が受信した停車誘導情報から停車位置情報及び停車直前位置情報を取得する。なお、停車誘導情報を車載装置２０から受信してもよく、停車誘導装置１０及び車載装置２０の双方から受信してもよい。

荷役制御部３９は、停車誘導情報取得部３８が取得した停車位置情報及び停車直前位置情報に基づいて、停車位置３に停車した車両１に対するクレーン本体３１の荷役動作を制御する。クレーン制御装置３５は、送受信部３６が停車完了情報を受信した後、荷役動作の制御を開始する。また、クレーン制御装置３５は、吊具３４の位置情報を取得し、取得した吊具３４の位置情報に基づいて荷役動作を制御する。吊具３４の位置情報の取得には、公知の技術（例えばクレーン装置３０に設けられたカメラからの画像解析やレーザによる測距など）を用いることができる。

（停車誘導装置１０が実行する停車誘導情報の生成送信処理）
停車誘導装置１０は、所定の開始条件の成立により、停車誘導情報の生成送信処理を開始する。所定の開始条件とは、例えば荷役場所２への車両１の進入などである。

停車誘導情報の生成送信処理では、図４に示すように、作業予定位置の周辺の状態を周辺情報として取得し（ステップＳ１）、荷役作業予定位置と周辺情報とに基づいて停車誘導情報を生成し（ステップＳ２）、生成した停車誘導情報を、車載装置２０及びクレーン装置３０（クレーン制御装置３５）へ送信して（ステップＳ３）、本処理を終了する。

（車載装置２０が実行する自動走行停車処理）
車載装置２０は、図５に示すように、停車誘導装置１０から停車誘導情報を受信することにより、自動走行停車処理を開始する（ステップＳ１１）。

自動走行停車処理では、受信した停車誘導情報に含まれる停車位置情報及び停車直前位置情報に基づいて、停車位置３までの走行経路６を生成する（ステップＳ１２）。

次に、生成した走行経路を走行するように車両１の自動走行制御を実行する（ステップＳ１３）。自動走行制御は、車両１が停車位置３に到達して停車するまで継続される（ステップＳ１４：ＮＯ→ステップＳ１３）。

車両１が停車位置３に停車すると（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、クレーン制御装置３５へ停車完了情報を送信して（ステップＳ１５）、本処理を終了する。

（クレーン制御装置３５が実行する荷役動作制御処理）
クレーン制御装置３５は、図６に示すように、停車誘導装置１０から停車誘導情報を受信し（ステップＳ２１）、且つ車載装置２０から停車完了信号を受信することにより（ステップＳ２２）、荷役動作制御処理を実行する（ステップＳ２３）。

荷役動作制御処理では、受信した停車誘導情報に含まれる停車位置情報及び停車直前位置情報と、吊具３４の位置情報とに基づいて、クレーン本体３１の荷役動作を制御する。荷役動作の完了により、本処理を終了する。

本実施形態によれば、荷役場所２側に停車誘導装置１０を設け、荷役場所２側が要求する停車位置３及び向きを規定する停車誘導情報を停車誘導装置１０から車載装置２０へ送信するので、荷役場所２側が要求する停止位置及び向きに、車両１を自動走行によって到達させることができる。

停車誘導装置１０は、荷役場所２側の状態（周辺情報）に基づいて停車誘導情報を生成するので、荷役作業の進行等よって変化する荷役場所２側の状態に応じた停車位置３及び向きに、車両１を到達させることができる。

クレーン制御装置３５は、停車誘導情報生成部１４が生成した停車誘導情報に基づいて、クレーン本体３１の荷役動作を制御するので、車両１に対する荷役を車両１の停車位置３及び向きに応じて的確に行うことができる。

クレーン制御装置３５は、クレーン本体３１の吊具３４の位置を取得し、吊具３４の位置に応じてクレーン本体３１を制御するので、吊具３４が風等の影響を受けて動いている状況下であっても、荷役を的確に行うことができる。

また、クレーン制御装置３５は、車載装置２０から停車完了情報を受信した後に、クレーン本体３１の荷役動作の制御を開始するので、停車前の車両１とクレーン本体３１との干渉を確実に防止することができる。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

１：車両
２：荷役場所
３：停車位置
４：停車直前位置
５：障害物
６：走行経路
７：車両の基準点
１０：停車誘導装置
１１，２１，３６：送受信部
１２，２２，３７：ＥＣＵ
１３：周辺情報取得部
１４：停車誘導情報生成部
２０：車載装置
２３，３８：停車誘導情報取得部
２４：経路生成部
２５：走行制御部
３０：クレーン装置（荷役装置）
３１：クレーン本体（荷役装置本体）
３２：吊具水平移動部
３３：吊具昇降部
３４：吊具
３５：クレーン制御装置（荷役制御装置）
３９：荷役制御部

Claims (5)

1. 自動走行可能な車両を荷役場所の停車位置に誘導する車両制御システムであって、
   前記車両に設けられる車載装置と、
   前記荷役場所側に設けられる停車誘導装置と、を備え、
   前記停車誘導装置は、予め設定された荷役作業予定位置の周辺の状態を前記荷役場所側の周辺情報として取得する周辺情報取得部と、前記荷役作業予定位置と前記周辺情報取得部が取得した前記周辺情報とに基づいて停車誘導情報を生成する停車誘導情報生成部とを有し、前記停車誘導情報生成部が生成した前記停車誘導情報を前記車載装置へ送信し、
   前記停車誘導情報は、前記車両の前記停車位置を特定する停車位置情報と、前記停車位置に停車する直前の前記車両の位置を特定する停車直前位置情報とを含み、
   前記停車位置情報と前記停車直前位置情報とは、前記停車位置に停車した前記車両の向きを規定し、
   前記車載装置は、前記停車誘導装置から受信した前記停車誘導情報に含まれる前記停車位置情報と前記停車直前位置情報とに基づいて前記停車位置までの走行経路を生成する経路生成部と、前記経路生成部が生成した前記走行経路を走行するように前記車両の自動走行制御を実行する走行制御部と、を有し、
   前記周辺情報取得部は、前記荷役作業予定位置の周辺に載置された荷役対象の位置情報を含む前記周辺情報を、前記荷役場所側に設けられたカメラからの画像を用いて取得する
   ことを特徴とする車両制御システム。
2. 請求項１に記載の車両制御システムであって、
   前記周辺情報取得部は、前記カメラからの画像と前記荷役場所における荷役作業の履歴とを用いて前記周辺情報を取得する
   ことを特徴とする車両制御システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両制御システムの前記車載装置及び前記停車誘導装置と、
   前記荷役場所側に設けられ、前記車載装置又は前記停車誘導装置の少なくとも一方から前記停車誘導情報を取得する荷役装置と、を備え、
   前記荷役装置は、前記車両に対する荷役対象の荷役動作を実行可能な荷役装置本体と、前記停車誘導情報に含まれる前記停車位置情報及び前記停車直前位置情報に基づいて、前記停車位置に停車した前記車両に対する前記荷役装置本体の前記荷役動作を制御する荷役制御装置と、を有する
   ことを特徴とする荷役制御システム。
4. 請求項３に記載の荷役制御システムであって、
   前記荷役装置本体は、前記荷役対象を吊下する吊具の移動を制御することによって前記荷役動作を実行し、
   前記荷役制御装置は、前記吊具の位置情報を取得し、取得した前記吊具の位置情報に基づいて前記荷役装置本体の前記荷役動作を制御する
   ことを特徴とする荷役制御システム。
5. 請求項３又は請求項４に記載の荷役制御システムであって、
   前記車載装置は、前記車両が前記停車位置で停車したときに、前記荷役制御装置へ停車完了情報を送信し、
   前記荷役制御装置は、前記停車完了情報を受信した後、前記荷役動作の制御を開始する ことを特徴とする荷役制御システム。

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