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JPS5844241B2 - Follow-up steering signal generator - Google Patents
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JPS5844241B2 - Follow-up steering signal generator - Google Patents

Follow-up steering signal generator

Info

Publication number
JPS5844241B2
JPS5844241B2 JP53021147A JP2114778A JPS5844241B2 JP S5844241 B2 JPS5844241 B2 JP S5844241B2 JP 53021147 A JP53021147 A JP 53021147A JP 2114778 A JP2114778 A JP 2114778A JP S5844241 B2 JPS5844241 B2 JP S5844241B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection point
follow
route
signal
moving body
Prior art date
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Expired
Application number
JP53021147A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS54113783A (en
Inventor
俊弘 津村
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of JPS54113783A publication Critical patent/JPS54113783A/en
Publication of JPS5844241B2 publication Critical patent/JPS5844241B2/en
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  • Navigation (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は追従操舵信号発生装置に関し、特にたとえば
自動車、航空機等の移動体の所望の進路に沿って進むべ
き方向を予め記録媒体上に記録された経路に関連して表
わすような方位信号あるいは移動体の操縦(操舵)方向
信号を発生させる追従操舵信号発生装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a follow-up steering signal generating device, and particularly to a tracking steering signal generating device that determines the direction in which a moving object such as an automobile or an airplane should proceed along a desired course in relation to a path recorded in advance on a recording medium. The present invention relates to a follow-up steering signal generating device that generates an azimuth signal or a steering (steering) direction signal for a moving object.

たとえば自動車等が進行すべき方向をたとえば地図等の
記録媒体上に予め記録した経路に基づいて演算して、当
該自動車の進路指示または方向案内ができれば大変便利
である。
For example, it would be very convenient if the direction in which a car or the like should travel could be calculated based on a route recorded in advance on a recording medium such as a map, and the course or direction of the car could be given.

それゆえに、この発明の主たる目的は、そのような要求
を満たし得る新規な追従信号発生装置を提供することで
ある。
Therefore, the main object of the present invention is to provide a novel follow-up signal generator that can meet such requirements.

この発明の他の目的は、比較的簡単な構成でありかつ安
価であって、しかも正確な追従操舵信号発生装置を提供
することである。
Another object of the present invention is to provide a follow-up steering signal generating device that has a relatively simple configuration, is inexpensive, and is accurate.

この発明は、要約すれば、自動車、航空機等の移動体が
所望の経路に沿って進行する場合に、該移動体に設けら
れた移動距離および方位を検出する手段によって、この
移動体の座標上における現在位置情報が導出される。
In summary, when a moving object such as an automobile or an airplane moves along a desired route, the coordinates of the moving object are determined by means provided on the moving object and detecting the moving distance and direction. The current position information at is derived.

さらに、移動体の移動すべき経路を予め記録しておき、
この経路記録手段を走査して走査情報を得て、前記移動
体の座標位置情報および方位情報と前記走査情報とに応
答して前記移動体の座標位置から前記走査検知された位
置へ進行すべくこの移動体に方位を知らせるようにした
Furthermore, the route that the mobile object should travel is recorded in advance,
The route recording means is scanned to obtain scanning information, and in response to the coordinate position information and azimuth information of the moving object and the scanning information, the moving object moves from the coordinate position of the moving object to the scan-detected position. I made it possible to inform this moving object of its direction.

この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面
を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとな
ろう。
The above objects and other objects and features of the invention will become more apparent from the following detailed description with reference to the drawings.

第1図はこの発明の詳細な説明するための幾伺学的図解
図である。
FIG. 1 is a geometrical diagram for explaining the invention in detail.

経路記録手段としてのたとえば地図1上には、移動体の
進むべき経路LNが予め記録されている。
For example, on a map 1 serving as a route recording means, a route LN that the mobile object should follow is recorded in advance.

そして、この地図1上において、想定された移動体ぎと
、この想定された移動体3′め予め定める距離l隔てて
走査検出点Sが設定される。
Then, on this map 1, a scanning detection point S is set at a predetermined distance l from the assumed moving body 3'.

この想定された移動体3′の中心をPとし、この中心P
zjxら検出点Sまでの距離を前記lとする。
Let the center of this assumed moving body 3' be P, and this center P
The distance from zzx to the detection point S is defined as l.

なお、検出点Sは移動体3′の進行方向前方の点であっ
て、この地図1上での移動体3′の移動に関連して移動
するものとする。
It is assumed that the detection point S is a point in front of the moving body 3' in the traveling direction and moves in relation to the movement of the moving body 3' on the map 1.

さらに、地図1における特定の方位(この実施例では北
)に対して前記想定された移動体ぎと検出点Sとを結ぶ
線がなす角度をθmとする。
Furthermore, the angle formed by the line connecting the assumed moving object and the detection point S with respect to a specific direction (north in this embodiment) on the map 1 is assumed to be θm.

そして、移動体3′の座標位置(Xm、Ym)は、実際
の移動体3(第2図)の移動に応じてこの地図1上に表
示されるものであり、検出点Sの座標位置(Xs、Ys
)は、後述の演算装置4(第2図)から与えられるもの
である。
The coordinate position (Xm, Ym) of the mobile body 3' is displayed on this map 1 according to the actual movement of the mobile body 3 (Fig. 2), and the coordinate position (Xm, Ym) of the detection point S is Xs, Ys
) is given from the arithmetic unit 4 (FIG. 2), which will be described later.

なお、この実施例では、移動経路記録手段として地図1
を用い、経路LNは明度の異なる二種類の色たとえば白
および黒の境界線として表わされる。
In addition, in this embodiment, the map 1 is used as a moving route recording means.
The route LN is represented as a boundary line between two colors of different lightness, for example, white and black.

そして、前記走査検出点Sは、たとえばフォトトランジ
スタのような光電検出器が用いられる。
For the scanning detection point S, a photoelectric detector such as a phototransistor is used, for example.

この実施例において、光電検出点Sが白部分を検知した
ときには、移動体3′を左に操舵させるべき信号を発生
し、検出点Sが黒部分にあれば移動体3′を右に操舵さ
せるべき信号を発生する。
In this embodiment, when the photoelectric detection point S detects a white area, a signal to steer the moving body 3' to the left is generated, and when the detection point S is located at a black area, the signal to steer the moving body 3' to the right is generated. Generates the desired signal.

そして、人間の操縦によりあるいは自動操縦により、移
動体3′が前記信号に応じて移動されたとすると、光電
検出点Sもその方向に移動する。
If the moving body 3' is moved in accordance with the signal, either by human control or by automatic control, the photoelectric detection point S also moves in that direction.

したがって、検出点Sにおける地図1の状態を判別し、
その信号を移動体に与えることによって、この経路LN
に追従させる。
Therefore, the state of the map 1 at the detection point S is determined,
By giving that signal to the mobile, this path LN
to follow.

すなわち、この検出点Sの信号すなわち走査情報によっ
て、移動体3′の走行ないし移動すべき方位と現在の方
位との差およびその正負を検出しこの移動体3′すなわ
ち3が進むべき方向を判断する。
That is, the signal from this detection point S, that is, the scanning information, is used to detect the difference between the direction in which the moving body 3' should run or move and the current direction, as well as its sign or negative, and determine the direction in which the moving body 3', that is, 3, should move. do.

そして、この第1図において、光電検出器が検出し得る
程度たとえば5ないし10mmの幅程度太く描いた経路
LNの右端上に前記検出点Sが存在すれば、そのときの
移動体3′の現在の方位がすなわち進むべき方位となる
In FIG. 1, if the detection point S exists on the right end of the path LN, which is drawn thick enough to be detected by the photoelectric detector, for example, with a width of 5 to 10 mm, then the current state of the moving body 3' The direction is the direction in which you should proceed.

なお、想定された移動体3′の現在位置および方位が、
この第1図に示すように、それぞれ座標Xm、Ymおよ
びθmとして測定さ札演算されていれば、前記検出点S
の位置Xs、Ysは、次式で与えられる。
Note that the assumed current position and orientation of the mobile object 3' are
As shown in FIG. 1, if the measurement values are calculated as coordinates Xm, Ym and θm, then the detection point S
The positions Xs and Ys of are given by the following equations.

Xs =Xm + l) s inθm Ys−Ym+Acosθm ここで、lがOであれば、移動体3′の現在位置すなわ
ちXm、Ymがそのまま走査検出点Sとなる。
Xs = Xm + l) s in θm Ys - Ym + Acos θm Here, if l is O, the current position of the moving body 3', that is, Xm, Ym becomes the scanning detection point S as it is.

第2図はこの発明の好ましい実施例を示す概略ブロック
図であり、第3図は第2図に含まれる補償装置の概略ブ
ロック図である。
FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating a preferred embodiment of the invention, and FIG. 3 is a schematic block diagram of the compensator included in FIG.

構成において、地図1上には経路LNが予め記録されて
いる。
In the configuration, a route LN is recorded on the map 1 in advance.

この地図1上には、この地図1を走査しかつ前記走査検
出点Sとなるべき光検出器2がたとえばX−Y記録計の
ように位置制御可能に対向的に設けられる。
On this map 1, a photodetector 2 which scans this map 1 and is to serve as the scanning detection point S is provided so as to be positionally controllably opposite, such as an X-Y recorder.

この光検出器2からの検出信号は、移動体3に与えられ
る。
A detection signal from this photodetector 2 is given to a moving body 3.

移動体3には、操舵装置31.補償装置32ならびに位
置および方位演算装置33が設けられる。
The moving body 3 includes a steering device 31. A compensation device 32 and a position and orientation calculation device 33 are provided.

補償装置32は光検出器2の出力に無駄時間(遅延時間
)を持たせたり、微分補償、積分補償などいわゆる特性
を良くしたり安定度を増すためのものである。
The compensator 32 is used to add dead time (delay time) to the output of the photodetector 2, to improve so-called characteristics such as differential compensation and integral compensation, and to increase stability.

すなわち、補償装置32は第3図に示すように、時間遅
れ要素321と積分器322と微分器323とセレクタ
324と加算器325とを含んで構成される。
That is, as shown in FIG. 3, the compensation device 32 includes a time delay element 321, an integrator 322, a differentiator 323, a selector 324, and an adder 325.

時間遅れ要素321はたとえば遅延回路によって構成さ
れる。
The time delay element 321 is configured, for example, by a delay circuit.

積分器322は周知のものが用いられ、微分器323は
積分器にフィードバックをかけることによって微分特性
を示すものである。
A well-known integrator is used as the integrator 322, and the differentiator 323 shows differential characteristics by applying feedback to the integrator.

セレクタ324は時間遅れ要素321.積分器322.
微分器323のいずれか1つあるいは2つないし3つを
選択信号に応じて出力するものである。
Selector 324 selects time delay element 321 . Integrator 322.
Any one or two or three of the differentiators 323 are output in accordance with the selection signal.

加算器325は光検出器2の出力とセレクタ324から
の出力とを加算するものである。
The adder 325 adds the output of the photodetector 2 and the output from the selector 324.

このように補償装置32を設けることによって、操舵装
置31にチャタリング防止、PID動作などによって補
償された信号を得ることができる。
By providing the compensation device 32 in this manner, it is possible to obtain a signal compensated for by chattering prevention, PID operation, etc. in the steering device 31.

この操舵装置31によって操縦ないし操舵される移動体
3の位置および方位は、位置および方位演算装置33に
よって、与えられる速度情報Vmに基づいて演算される
The position and orientation of the moving body 3 steered or steered by the steering device 31 are calculated by the position and orientation calculation device 33 based on the speed information Vm provided.

この位置および方位演算装置33からは、この移動体3
の現在の位置および方位の情報すなわち座標位置Xm、
Ymおよびθmが導出され、たとえばマイクロプロセサ
等のような演算装置4に与えられる。
From this position and orientation calculation device 33, this moving body 3
Information on the current position and orientation of the coordinate position Xm,
Ym and θm are derived and provided to an arithmetic unit 4 such as a microprocessor.

演算装置4では、与えられる距離情報lと前記情報Xm
、Ymyθmに基づいて、前述の式によって、検出点
Sすなわち光検出器2の位置情報Xs、Ysを演算する
In the calculation device 4, the provided distance information l and the information Xm
, Ymyθm, the positional information Xs, Ys of the detection point S, that is, the photodetector 2, is calculated using the above-mentioned equation.

そして、この演算された位置情報Xs、Ysは、地図1
上の光検出器2に与えられる。
Then, the calculated position information Xs, Ys is
is applied to the photodetector 2 above.

したがって、この演算装置4からの位置情報に応じて、
この光検出器2が移動し、前記検出点Sが経路LN上に
あるかどうかを常に検知する。
Therefore, depending on the position information from this arithmetic device 4,
This photodetector 2 moves and always detects whether the detection point S is on the path LN.

たとえば、この検出点Sが経路LNより左にあるときす
なわち黒の領域にあるとき、この光検出器2からは右旋
回信号を発生する。
For example, when the detection point S is to the left of the path LN, that is, in a black area, the photodetector 2 generates a right turn signal.

また、そうでないとき、すなわち検出点Sが経路LNの
右の白の領域にあるときには、光検出器2からは左旋回
信号を出す。
Further, when this is not the case, that is, when the detection point S is in the white area on the right side of the path LN, the photodetector 2 outputs a left turn signal.

そして、この信号が移動体3の補償装置32を介して、
前記操舵装置31に与えられる。
Then, this signal is transmitted via the compensation device 32 of the moving body 3,
is applied to the steering device 31.

この移動体3が手動操縦であれば、この補償装置32か
らの方向指令信号に基づいて操縦すれば良く、自動操縦
の場合であれば、そのような操縦力咄動的に行なわれる
If the movable body 3 is manually operated, it may be operated based on the direction command signal from the compensator 32, and if it is automatically operated, such control force is applied dynamically.

なお、第1図において、経路LNを成る程度太く描いた
経路LNを成る程度太く描いたのは、ハンチング動作や
誤動作を防ぐためである。
In FIG. 1, the route LN is drawn as thick as possible. The reason why the route LN is drawn as thick as possible is to prevent hunting or malfunction.

すなわち、経路LNが細ければ光電検出器が経路LNを
検出するときに、光電検出器がわずかに移動しただけで
経路LNを横切ってしまい、再び経路LNを検出するた
めに光電検出器を戻さなければならない。
In other words, if the path LN is narrow, when the photoelectric detector detects the path LN, the photoelectric detector will cross the path LN even if it moves slightly, and the photoelectric detector will have to be returned to detect the path LN again. There must be.

そして、光電検出器を経路LNに戻すとき、再び横切っ
てしまうことがあり、いわゆるハンチングを起こしてし
まう。
Then, when the photoelectric detector is returned to the path LN, it may cross again, causing so-called hunting.

しかし、経路LNが前述のごとく約107g771程度
の幅があれば、光電検出器が経路LNを横切る前に操舵
信号を出力して光電検出器が経路LNに沿って移動でき
るので、経路LNを横切ってしまうおそれが極めて少な
くなり、ハンチングの生じる割合が減少する。
However, if the path LN has a width of about 107g771 as described above, the photoelectric detector can move along the path LN by outputting a steering signal before it crosses the path LN. The risk of this happening is extremely reduced, and the rate at which hunting occurs is reduced.

そして、第2図の実施例において、反時計方向に走行す
る場合には、経路LNの進行方向右端を指令経路とする
場合であるが、進行方向が逆になれば第2図において光
検出器2の論理判断を逆にすれば良い。
In the embodiment shown in FIG. 2, when traveling counterclockwise, the right end of the traveling direction of the route LN is set as the command route, but if the traveling direction is reversed, the photodetector in FIG. Just reverse the logical judgment in step 2.

さらに、経路記録手段として、実施例では地図について
説明したが、これは、磁気記録、放電記録あるいは電荷
記録等の手段であっても良い。
Furthermore, although a map has been described in the embodiment as a route recording means, it may also be a means such as magnetic recording, discharge recording, or electric charge recording.

また、検出点Sは、第2図の実施例では、たとえばX−
Y記録計のように機械的に移動制御するようにしたが、
これは、たとえば放電管、ブラウン管あるいはその他の
電子ディスプレイ方式を採用しても良い。
Further, in the embodiment of FIG. 2, the detection point S is, for example, X-
Although the movement was controlled mechanically like the Y recorder,
This may employ, for example, a discharge tube, cathode ray tube or other electronic display system.

そして、想定する移動体3′と検出点Sとの間の距離l
も、たとえば経路LNの曲率半径などの状況に応じて変
化させてもよい。
Then, the distance l between the assumed moving body 3' and the detection point S
may also be changed depending on the situation, such as the radius of curvature of the route LN.

すなわち、経路LNが連続的に急カーブを描いている場
合に、距離lが長ければ、その急カーブに追従できない
が、その急カーブの曲率半径に応じて距離lを短くすれ
ば、そのカーブに追従でき、追従特性の改善を図ること
ができる。
In other words, when the route LN draws sharp curves continuously, if the distance l is long, it will not be possible to follow the sharp curve, but if the distance l is shortened according to the radius of curvature of the sharp curve, the curve will be followed. It is possible to improve the tracking characteristics.

以上のように、この発明によれば、比較的簡単な槽底で
安価に、しかも正確に移動体の所望進路への追従を威し
得る追従信号発生装置が得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a tracking signal generating device that can accurately track a moving object to a desired course with a relatively simple tank bottom at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の詳細な説明する幾何学的図解図であ
る。 第2図はこの発明の好ましい実施例を示す概略ブロック
図である。 第3図は第2図に示す補償装置の概略ブロック図である
。 図において、1は地図、2は光検出器、3は移動体、3
′は想定された移動体、4は演算装置、LNは経路、S
は検出点を示す。
FIG. 1 is a geometrical illustration explaining the invention in detail. FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating a preferred embodiment of the invention. FIG. 3 is a schematic block diagram of the compensation device shown in FIG. 2. In the figure, 1 is a map, 2 is a photodetector, 3 is a moving object, 3
' is the assumed moving object, 4 is the arithmetic unit, LN is the route, and S
indicates the detection point.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 の追従操舵信号発生装置。 3 前記予め定める距離は、前記経路の状態に応じて可
変とした、特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
追従操舵信号発生装置。
[Claims:] Follow-up steering signal generating device. 3. The follow-up steering signal generating device according to claim 1 or 2, wherein the predetermined distance is variable depending on the state of the route.
JP53021147A 1978-02-25 1978-02-25 Follow-up steering signal generator Expired JPS5844241B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53021147A JPS5844241B2 (en) 1978-02-25 1978-02-25 Follow-up steering signal generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53021147A JPS5844241B2 (en) 1978-02-25 1978-02-25 Follow-up steering signal generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS54113783A JPS54113783A (en) 1979-09-05
JPS5844241B2 true JPS5844241B2 (en) 1983-10-01

Family

ID=12046779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP53021147A Expired JPS5844241B2 (en) 1978-02-25 1978-02-25 Follow-up steering signal generator

Country Status (1)

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JP (1) JPS5844241B2 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5254264A (en) * 1975-10-29 1977-05-02 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd Travelling body-controlling system

Also Published As

Publication number Publication date
JPS54113783A (en) 1979-09-05

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