主導車両と従動車両をフラットケーブルで連結した自動追従システム

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要約

伴走作業を行うときに、従動車両に備えた簡易な航法装置によって車両間の相対位置や相対進行方向、及び主導車両の舵角等を認識し、従動車両の各部を制御して、ほぼ一定の相対位置関係を維持しながら従動車両が主導車両を自動追従するシステム。

複数の自走車両による伴走作業では、各々運転者を必要とし、従動車両の運転者は単に相対関係を維持する比較的単調な運転を強いられる。一定の相対位置関係を維持するよう従動車両を自動運転させて運転者1名の省力化をはかることを目的に、シンプルかつ安価な構成で自動追従を行うことのできるシステムを開発する。

航法装置は、常時一定の張力を与えられているケーブルによって主導車両と従動車両を連結し、相対距離Lと相対角α、βから極座標的に相対位置、相対進行方向を計測するものである(図1)。
試験に供した従動車両は、HST変速機構と操舵機構をコントローラによって正確に制御することができる。主導車両は、航法装置の主導車両側装置を装着可能なものであれば、特に制約はない(図2)。
従動車両の走行制御システム(図3)は、航法装置のケーブルを利用して主導車両の操舵角などの信号を入力することができる。従動車両の自動追従ON/OFFスイッチは、運転者が主導車両に乗ったまま操作することができる。
自動追従作業を制御する作業ソフトは、前2輪操舵を前提に主導車両と従動車両の相対位置をほぼ一定に保つアルゴリズムを有しており、自動追従ON/OFFスイッチをONにした時点の相対位置関係を制御目標値とするので、主導車両から容易に目標相対位置関係を設定することができる。同スイッチをOFFにした場合は、従動車両は停止状態となる。
自動追従作業の軌跡例を図4に示したが、本システムによって0.6～1.7m/sの速度範囲で伴走作業を実行することができる。