JPH0155484B2 - - Google Patents

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、航空機などの移動物体の所望
の進路にそつ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
あるいは移動物体の操縦（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。

たとえば、自動車などが進行すべき方向をたと
えば地図などの記録媒体上に予め記録した経路に
基づいて演算し、当該自動車の信路指示または方
向案内ができれば大変便利である。しかしなが
ら、経路が記録されている地図の縮尺値が大きい
場合、実際に地図上に表わされる経路の表示が小
さくなつてしまい、進路指示や方向案内を正確に
することができない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、地図上
の経路に従つて操縦方向信号を発生する場合に、
進路指示や方向案内を与える地図上の要部のみを
拡大し、その他の部分は縮小してより正確な操縦
信号を与え得る追従操舵信号発生装置を提供する
ことである。

この発明を要約すれば、移動物体の移動経路が
経路記録手段に記録されていて、経路記録手段上
の移動物体の現在位置に対応する座標位置から予
め定める距離を隔てた予想点が、移動経路に沿つ
て移動するように移動物体を操舵するための信号
を発生する追従操舵信号発生装置であつて、移動
経路記録手段には移動経路を示す経路情報ととも
に、移動経路のうち或る領域を拡大し、残余の領
域を縮小することを示す縮尺情報が幾何学的また
は数値によつて予め記録されていて、移動物体の
現在位置の座標情報と特定の方位に対して移動物
体の向く角度情報を与えるとともに、経路記録手
段に記録されている経路情報と縮尺情報とを読出
し、拡大または縮小された領域が検知されたこと
に応じて、設定された縮小値または拡大値に基づ
いて、経路情報を拡大または縮小し、与えられた
移動物体の現在位置の座標情報と角度情報と読出
された経路情報と所定の演算式に従つて、移動物
体の進むべき方向を演算するように構成される。

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。

第１図はこの発明が適用される移動物体の経路
が記録された地図を示す図解図である。図におい
て、この経路記録手段としての地図１には、移動
物体（図示せず）の移動すべき経路１０が予め記
録されている。この経路１０のうち移動物体の進
路方向を決定するたとえば道路上の交叉点や曲が
り角などの領域１１ないし２０が縮尺値を小さく
して拡大され、その他の直進部分や旋回部分の領
域は縮尺値を大きくして縮小されて記録されてい
る。このような地図１が複数枚用意される。

なお、経路記録手段として上述の地図１にかぎ
ることなく、デジタル的なメモリに経路を記憶さ
せるようにしてもよい。

第２図はこの発明の概念を説明するための幾何
学的図解図である。この第２図は前記第１図に示
した地図１に記録されている或る経路を拡大して
示したものである。この地図１上において、想定
された移動物体３′と、この想定された移動物体
３′と予め定める距離ｌ隔てて走査検出点Ｓが設
定される。この想定された移動物体３′の中心を
Ｐとし、この中心Ｐから検出点Ｓまでの距離を前
記ｌとする。なお、検出点Ｓは移動物体３′の進
行方向前方の点であつて、この地図１上での移動
物体３′の移動に関連して移動するものとする。
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物体３′と
検出点Ｓとを結ぶ線がなす角度をθmとする。そ
して、移動物体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３
図）から与えられるものである。

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１０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。そして、前記走査検出点Ｓは、たとえば光電
検出器が用いられる。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、移動物体
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物体３′を右に操舵させ
るべき信号を発生する。そして、人間の操縦によ
りあるいは自動操縦により、移動物体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。したがつて、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
に与えることによつて、この経路１０に追従させ
る。すなわち、この検出点Ｓの信号すなわち走査
情報によつて、移動物体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
出しこの移動物体３′のすなわち３が進むべき方
向を判断する。そして、この第１図においてある
程度太く描いた経路１０の右端上に前記検出点Ｓ
が存在すれば、そのときの移動物体３′の現在の
方位がすなわち進むべき方位となる。

なお、想定された移動物体３′の現在位置およ
び方位が、この第２図に示すように、それぞれ座
標Xm，Ymおよびθmとして測定され、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。

Xs＝Xm＋lsinθm Ys＝Ym＋lcosθm ここで、ｌが０であれば、移動物体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。

第３図はこの発明の好ましい実施例を示す概略
ブロツク図である。構成において、前述の第１図
で説明した地図１上には、この地図１を操作する
かつ前記検作検出点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。この光検出器２からの検出信号
は、移動物体３に与えられる。移動物体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。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補償装置で
ある。したがつて、この補償装置３２から操舵装
置３１にチヤタリング防止、PIO動作などによつ
て補償された信号が与えられる。この操舵装置３
１によつ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
つて、与えられる速度情報Vmに基づいて演算さ
れる。この位置および方位演算装置３３からは、
この移動物体３の現在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などのような演算装置４
に与えられる。

縮尺値設定手段としての設定器５は、たとえば
スイツチによつて構成され、縮尺値を設定入力す
るものである。すなわち、地図１上の光検出器２
が拡大された領域１１ないし２０に達したとき、
縮尺値を拡大するために縮尺拡大情報を演算装置
４と乗算器６に与える。また、光検出器２が拡大
された領域１１ないし２０以下の領域にあるとき
には、縮尺値縮小情報を演算装置４と乗算器６に
与える。乗算器６は設定器５から与えられた縮尺
拡大情報または縮尺縮小情報と前記距離情報ｌと
を乗算し、演算装置４に与える。すなわち、たと
えば移動物体３が地図１上の縮小された領域を方
位北に向けて直進している場合には、南北方向の
距離を拡大して距離情報ｌを大きくする。そし
て、たとえば拡大された領域１７に達したときに
は、南北方向の距離を小さくし、距離情報ｌを小
さくする。

演算装置４では、与えられる距離情報ｌと前記
情報Xm，Ym，θmに基づいて、前述の式によつ
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。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。したがつて、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１０上にあるかどうかを常に検知する。
たとえば、この検出点Ｓが経路１０よりも左にあ
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。また、そうで
ないとき、すなわち検出点Ｓが経路１０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。そして、この信号が移動物体３の補
償装置３２を介して、前記操舵装置３１に与えら
れる。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
縦が自動的に行なわれる。

なお、第２図において、経路１０をある程度太
く描いたのは、この第３図のようなシステムのハ
ンチング動作や誤動作を防ぐためである。そし
て、第３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１０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
３図において光検出器２の論理判断を逆にすれば
良い。

なお、上述の実施例では、経路記録手段として
地図１を用いたが、これはデイジタル的なメモリ
に経路を記憶させるようにしても良い。たとえば
第１図に示した経路をメモリに記憶させる場合に
は、まず領域１１では半径Ｒの円軌道の座標指令
を記憶し、つづいて領域１２の直進指令を記憶さ
せ、領域１３は90度左折指令を記憶させ、領域１
４，１５は45度右折指令を記憶するようにする。
そして、それぞれの領域に対応して縮尺値拡大情
報を設定しておく。また、メモリに縮尺値拡大情
報を設定しておくことなく、拡大された領域を読
出したとき、そのアドレスを検知して縮尺値を設
定するようにしてもよい。

また、検出点Ｓは、第３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イスプレイ方式を採用
してもよい。そして、想定する移動物体３′と検
出点Ｓとの間の距離ｌたとえば経路１０の曲率半
径などの状況に応じて変化させ、その追従特性の
改善を行なうのもよい。

さらに、検出点Ｓは、移動物体３′の操舵角な
どの大きさに応じて、角度θmを補正してより滑
らかな移動経路を検出させるようにしてもよい。

以上のように、この発明によれば、移動物体の
移動経路を示す経路情報とともに移動経路のうち
或る領域を拡大し、残余の領域を縮小することを
示す縮尺情報を幾何学的または数値によつて予め
記録しておき、経路記録手段に記録されている経
路情報と縮尺情報とを読出し、読出された縮尺情
報に基づいて領域の拡大または縮小を検知し、拡
大または縮小された領域が検知されたことに応じ
て、設定されている縮小値または拡大値に基づい
て経路情報を拡大または縮尺し、移動物体の現在
位置の座標情報と角度情報と経路情報と所定の演
算式に従つて移動物体の進むべき方向を決定する
ようにしているため、比較的簡単な構成で安全
に、しかも正確に移動物体を所望の針路へ追従さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が適用される移動体の経路が
記録された地図を示す図解図である。第２図はこ
の発明の概念を説明する幾何学的図解図である。
第３図はこの発明のこのましい実施例を示す概略
ブロツク図である。 図において、１は地図、２は光検出器、３は移
動物体、３′は想定された移動物体、４は演算装
置、５は設定器、６は乗算器、１１ないし２０は
拡大された領域、１０は経路、Ｓは検出点を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動物体の移動経路が記録された経路記録手
   段の該移動物体の現在位置に対応する座標位置
   （Ｐ（X_n，Y_n））から予め定める距離ｌを隔てた
   予想点（Ｓ（X_s，Y_s））が、該移動経路に沿つて
   移動するように該移動物体を操舵するための信号
   を発生する追従操舵信号発生装置において、 前記経路記録手段には、前記移動経路を示す経
   路情報とともに、該移動経路のうち或る領域を拡
   大し、残余の領域を縮小することを示す縮尺情報
   が幾何学的または数値によつて予め記録されてい
   て、さらに 前記移動物体の現在位置の座標情報（X_n，
   Y_n）および特定の方位に対して該移動物体の向
   く角度情報（θ_n）を与える手段、 前記経路記録手段に記録されている経路情報と
   縮尺情報とを読出す読出手段、 前記読出手段によつて読出された縮尺情報に基
   づいて、領域が拡大または縮小された領域である
   ことを検知する領域検知手段、 前記読出手段によつて読出された経路情報を拡
   大または縮小するために、拡大値または縮小値を
   設定するための縮尺値設定手段、 前記領域検知手段によつて前記拡大または縮小
   された領域が検知されたことに応じて、前記縮尺
   値設定手段によつて設定された縮小値または拡大
   値に基づいて、当該経路情報を拡大または縮小す
   る乗算手段、および 前記移動物体の現在位置の座標情報と角度情報
   と前記読出した経路情報と所定の演算式に従つ
   て、前記移動物体の進むべき方向を演算する演算
   処理手段を備えた、追従操舵信号発生装置。 ２ 前記縮尺値設定手段は、前記経路記録手段に
   記録されている領域の縮尺に対応した縮尺情報を
   入力するためのスイツチである、特許請求の範囲
   第１項記載の追従操舵信号発生装置。