JPH0522925B2 - - Google Patents
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- JPH0522925B2 JPH0522925B2 JP59191337A JP19133784A JPH0522925B2 JP H0522925 B2 JPH0522925 B2 JP H0522925B2 JP 59191337 A JP59191337 A JP 59191337A JP 19133784 A JP19133784 A JP 19133784A JP H0522925 B2 JPH0522925 B2 JP H0522925B2
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- Japan
- Prior art keywords
- course
- steering angle
- traveling
- angle
- speed
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
- G05D1/0223—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving speed control of the vehicle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/24—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
- B62D1/28—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
この発明は、走行予定コースを追従して自動走
行する走行体のコース誘導制御システムに係り、
特に直線状の走行予定コース上へ走行体を自己誘
導させるための自動走行体のコース誘導制御シス
テムに関する。
行する走行体のコース誘導制御システムに係り、
特に直線状の走行予定コース上へ走行体を自己誘
導させるための自動走行体のコース誘導制御シス
テムに関する。
従来、予め設定された走行予定コースに追従し
て自動走行する走行体を自己誘導する操舵法とし
て以下の理論が知られている。 即ち、走行予定コースのｎ番目のセグメント
（ｎ番目の点Cn（Xn，Yn）と、ｎ＋１番目の点
Cn＋１（Xn＋１，Yn＋１）を結んだ直線の区間
コース）に追従して走行体が走行しているとすれ
ば、第４図より、走行体の現在位置点Ｐ（Ｘ，Ｙ）
からコースに下した垂線の足をＱ、コース上か又
はその延長線上に点Ｒをとる。また、操舵角をφ
とする。 いま、PQ＝l1、QR＝l2として、 l1×l2＝Coとなるような定数Coを決定する。 Coが一定ならば、l1とl2は反比例の関係となる
ことを利用して走行体Ｐは直線PRに平行になら
るようにステアリングを切るようにする。 走行体Ｐがコースから離れる程、l2は短かくな
り操舵角φは０に近い値となる。 従つて、Coは操舵角を決定する制御定数であ
る。 そこで操舵角φは次式で表すことができる。 φ＝角PRQ＋（θi−θp） ＝tan-1（l12／Co）＋（θi−θp） ここで、θi……ｎ番目のセグメントの方位角 θp……走行体方位角 この操舵角だけの制御による操縦法を用いて、
走行体のコース誘導制御を行つた結果を第５図に
示す。 ここでPCは点座標（PC1〜PC6）で設定され
た走行予定コースである。 そしてLLは走行体が低速走行している場合の
走行軌跡であり、LFは走行体は高速走行してい
る場合の走行軌跡である。 この結果から、従来の操舵法では、走行体が走
行予定コースを外れている場合に、低速走行であ
れば走行予定コースのやや内側で走行予定コース
にほぼ追従した走行軌跡を示すが、走行速度が大
きく（速く）なるにつれ走行予定コースの外側へ
離脱する傾向が強くなることが判明した。 このことから、コース誘導制御において走行体
の速度が与える影響は大きいことが理解される。 そして、コース移行の際に生じたずれが大きい
と走行予定コースに近づく迄の道程が長くなつて
いる。これはステアリング応答特性が悪いと操舵
角を大きく切るような指示（操舵角コマンド）が
出ても急には指示された角度まで変位できないか
らである。 換言すれば本来目標とする方向に完全にタイヤ
等の走行手段が変位していない状態で走行体が走
行しているため誤差が生じるのである。 本発明者はこのようなコースのずれを操舵角の
大きさに応じて走行速度を変化させることにより
解消することができると考え、鋭意研究の結果本
発明を完成するに至つたものである。
て自動走行する走行体を自己誘導する操舵法とし
て以下の理論が知られている。 即ち、走行予定コースのｎ番目のセグメント
（ｎ番目の点Cn（Xn，Yn）と、ｎ＋１番目の点
Cn＋１（Xn＋１，Yn＋１）を結んだ直線の区間
コース）に追従して走行体が走行しているとすれ
ば、第４図より、走行体の現在位置点Ｐ（Ｘ，Ｙ）
からコースに下した垂線の足をＱ、コース上か又
はその延長線上に点Ｒをとる。また、操舵角をφ
とする。 いま、PQ＝l1、QR＝l2として、 l1×l2＝Coとなるような定数Coを決定する。 Coが一定ならば、l1とl2は反比例の関係となる
ことを利用して走行体Ｐは直線PRに平行になら
るようにステアリングを切るようにする。 走行体Ｐがコースから離れる程、l2は短かくな
り操舵角φは０に近い値となる。 従つて、Coは操舵角を決定する制御定数であ
る。 そこで操舵角φは次式で表すことができる。 φ＝角PRQ＋（θi−θp） ＝tan-1（l12／Co）＋（θi−θp） ここで、θi……ｎ番目のセグメントの方位角 θp……走行体方位角 この操舵角だけの制御による操縦法を用いて、
走行体のコース誘導制御を行つた結果を第５図に
示す。 ここでPCは点座標（PC1〜PC6）で設定され
た走行予定コースである。 そしてLLは走行体が低速走行している場合の
走行軌跡であり、LFは走行体は高速走行してい
る場合の走行軌跡である。 この結果から、従来の操舵法では、走行体が走
行予定コースを外れている場合に、低速走行であ
れば走行予定コースのやや内側で走行予定コース
にほぼ追従した走行軌跡を示すが、走行速度が大
きく（速く）なるにつれ走行予定コースの外側へ
離脱する傾向が強くなることが判明した。 このことから、コース誘導制御において走行体
の速度が与える影響は大きいことが理解される。 そして、コース移行の際に生じたずれが大きい
と走行予定コースに近づく迄の道程が長くなつて
いる。これはステアリング応答特性が悪いと操舵
角を大きく切るような指示（操舵角コマンド）が
出ても急には指示された角度まで変位できないか
らである。 換言すれば本来目標とする方向に完全にタイヤ
等の走行手段が変位していない状態で走行体が走
行しているため誤差が生じるのである。 本発明者はこのようなコースのずれを操舵角の
大きさに応じて走行速度を変化させることにより
解消することができると考え、鋭意研究の結果本
発明を完成するに至つたものである。
この発明は、走行予定コースを追従して自動走
行する走行体のコース誘導制御方法において、走
行速度を操舵角の関数とする速度制御方法を導入
し、操舵角の制御と共にそれに対応する走行速度
制御を行うことを目的とする。
行する走行体のコース誘導制御方法において、走
行速度を操舵角の関数とする速度制御方法を導入
し、操舵角の制御と共にそれに対応する走行速度
制御を行うことを目的とする。
この発明は上記目的を達成するために、
(a) 走行予定コースのコースデータと、走行する
走行体の現在を検出する位置検出手段から得ら
れた走行体の位置データとをもとに走行体の上
記走行予定コースに対する相対位置を測定する
相対位置測定手段を設ける。 (b) その測定された相対位置データと、前記コー
スデータ及び走行体の位置データを入力して走
行予定コースへ自己誘導するための操舵角を決
定する操舵角決定手段を設ける。 (c) その決定された操舵角データを入力して、前
記コースデータと共に操舵時の走行速度を決定
する走行速度決定手段を設ける。 (d) 走行速度決定手段及び前記操舵角決定手段に
よつて決定された走行速度及び操舵角を基に走
行する走行体の操舵角及び操舵時の走行速度を
制御する制御手段を設ける。 という技術的手段を講じている。 そして、走行予定コース追従のための操舵角の
角度に応じて走行速度を変化させるので、ステア
リング応答特性が遅い場合でも走行予定コースと
の誤差が少ないコース誘導制御を行うことができ
る。
走行体の現在を検出する位置検出手段から得ら
れた走行体の位置データとをもとに走行体の上
記走行予定コースに対する相対位置を測定する
相対位置測定手段を設ける。 (b) その測定された相対位置データと、前記コー
スデータ及び走行体の位置データを入力して走
行予定コースへ自己誘導するための操舵角を決
定する操舵角決定手段を設ける。 (c) その決定された操舵角データを入力して、前
記コースデータと共に操舵時の走行速度を決定
する走行速度決定手段を設ける。 (d) 走行速度決定手段及び前記操舵角決定手段に
よつて決定された走行速度及び操舵角を基に走
行する走行体の操舵角及び操舵時の走行速度を
制御する制御手段を設ける。 という技術的手段を講じている。 そして、走行予定コース追従のための操舵角の
角度に応じて走行速度を変化させるので、ステア
リング応答特性が遅い場合でも走行予定コースと
の誤差が少ないコース誘導制御を行うことができ
る。
第１図は、この発明の走行体のコース誘導制御
システムを示すブロツク図である（誘導理論につ
いては第４図に基づき説明する）。 この走行体の自己誘導制御システムは、本実施
例の場合、走行体に装備され或いは走行路に設置
された各種センサーから入力されたデータをもと
に演算処理を行うマイクロコンピユータ（以下、
CPUとする）と、このCPUの制御信号によつて
自動走行体のステアリング機構部Ｓ、及び動力機
構部Ｄを制御する制御手段１５とからなつてい
る。なお、この発明では走行予定コースのコース
データ（位置）や、走行体の位置その他の位置デ
ータを表示するのに、走行路等の所望位置に想定
したＸ軸、Ｙ軸を基準にして点座標（ｘ，ｙ）に
変換処理して行つている。 ここで、１は、CPUに設けられた走行予定コ
ース記憶部であつて、点座標で表わされた走行予
定コースデータがストアされている。 この走行予定コースは走行体の目的に応じて予
め適宜手段で設定さるれるものであつて、例えば
地図をもとに予定コースを設定し、或いは実際に
マニユアル又はラジオコントロール制御等によつ
てテスト走行した走行体の走行軌跡データをもと
に走行予定コースを設定したもの等適宜手段によ
り定められる。 この走行予定コースのコース設定は、実際の走
行軌跡データを用いる場合は、直線コースが連続
する走行予定コースに修正し、その直線コース相
互が交叉する各交叉点を連続する点座標（ｘ，
ｙ）として読みとり走行予定コース記憶部１にス
トアするものである。 第５図に基づき説明すると、走行予定コース
PCは、スタート点PC１（５，０）→PC２（０，
０）→Ｃ３（０，５）→PC４（４，７）→PC５
（４，２）→終点PC６（０，０）の連続する複数
の点座標で設定され、走行予定コース記憶部１に
入力され記憶されている。 またこの走行予定コース記憶部１には、前記点
座標で表された直線状の区間コース、即ち２点の
点座標間を走行する際の区間コース走行速度およ
び区間コース最低走行速度を予め設定しておきス
トアしておく。 ２は、走行体の位置検出手段であつて、走行予
定コースに追従して走行している走行体Ｐが現在
どの位置にあるかを検出するもので、本実施例で
は走行体に搭載された図示しないエンコーダおよ
びジヤイロスコープ等を用いて基点（スタート
点）からの走行距離および走行体の方向（方位
角）を算出し、且つ地上に設けられた図示しない
ゲートボール等の位置補正手段によつて走行位置
データの補正を行い、得られた走行位置データ即
ち点座標で表す走行体位置データと走行体方位角
データとを連続的に出力するものである。 この位置検出手段２から出力された走行体の現
在位置の点Ｐ（Ｘ，Ｙ）と、前記コースデータ記
憶部１から呼出されて、走行体が追従している区
間コースを表す２点の点座標データＣ１（X1，
Y1）とＣ２（X2，Y2）とが相対位置測定手段３
に入力される。 この相対位置測定手段３は、前記走行体の現在
位置の点Ｐ（（Ｘ，Ｙ）と区画コースを表す点座標
データＣ１（X1，Y1）及びＣ２（X2，Y2）と
から走行予定コースと走行体とのズレ量即ち走行
体位置から該走行体が追従している直線状の区間
コースへ下ろした垂線の長さ（第４図のl1に相
当）を計測するものであり、 により算出される。 このようにして算出された相対位置l1は、前記
位置検出手段２から得られた走行体方位角データ
θp及び、走行予定コース記憶部１から呼び出さ
れた追従中の区間コースを表すＣ１，Ｃ２の座標
点データを基に算出されたコース方位角データθi
と共に操舵角決定手段４へ入力される。 操舵角決定手段４では、前述と同様の操舵角算
出式即ち、 Ｐ（φ）＝tan-1（l12／Co）＋（θi−θp） （ここでCoは操舵角を決定する制御定数であ
り実験的に最適の数値が求められる。）を用いて
操舵角Ｐ（φ）を算出する。 次に、このようにして算出された操舵角Ｐ（φ）
は操舵角コマンドCMD（φ）に変換されて走行速
度決定手段５へ入力される。 また、コースデータ記憶部１から、走行予定コ
ースで現在追従している区間コースの設定走行速
度Vcと最低走行速度Vminの各データを呼び出し
走行速度決定手段５に入力する。 ここで最低走行速度Vminはステアリングの最
大切れ角時においてコース離脱が最も少ない最適
な速度を実験的に求めて設定されている。 次に、前記入力されたデータをもとに、走行速
度決定手段５は、下記の式に従つて、出力走行速
度Ｖ（φ）を決定する。 即ち、 Ｖ（φ）＝Vmin＋（Vc−Vmin）×ｆ（φ） ｆ（φ）＝１−（CMD（φ）／Ｒ） Ｒ……ステアリングの最大切れ角 以上により、操舵角が大きい程走行速度は減少
し、操舵角が０のとき、即ち直線走行の場合は区
間設定走行速度Vcに、操舵角が最大の時には最
低走行速度Vminになり、操舵角の大きさに応じ
てVcからVminまでの間で走行速度が変化する。 以上により、操舵角決定手段４および走行速度
決定手段５により得られた操舵角と走行速度とは
それぞれ操舵角コマンド信号及び走行速度コマン
ド信号に変換されてそれぞれステアリング制御手
段６および走行速度制御手段７に入力される。 このステアリング制御手段６はステアリング機
構部Ｓを制御するもので前記操舵角コマンド信号
に基づきアクチユエータを介してステアリングを
切り、前記操舵角決定手段４で決定された操舵角
まで変位させる。 これと共に、走行速度制御手段７では前記走行
速度コマンド信号に基づき動力機構部Ｄを制御
し、アクチユエータを介して走行速度を前記走行
速度決定手段６で決定された走行速度まで変動さ
せて、ステアリングが制御される際の走行速度を
制御する。 これにより、ステアリングの切量即ち操舵角と
走行速度が相関的に制御されるので走行体を走行
予定コースに正しく自己誘導することができる。 このように操舵角に対応して走行体の速度制御
を行う場合に、ステアリングの切量が大きくなる
と走行速度は遅くなる。 従つて、急にステアリング切量が増大するよう
な場合には走行速度が急激に低下してスリツプ現
象が生じることがある。 そこで、操舵角決定手段４によつて決定された
操舵角の切量が予め設定された急激増大基準値を
超えて増大すると判定された場合には操舵角を段
階的に増加させ、逆に旋回から直線走行になる場
合のように操舵角の切量が急激減少基準値を超え
て減少すると判断された場合には操舵角を段階的
に減少させる操舵角調整手段８を操舵角決定手段
４に設けることが好ましい。 この操舵角調整手段８は、操舵角決定手段から
入力されたデータを基に前記判定を行い、所定間
隔（時間）で段階的に増大又は減少すべく調整さ
れた操舵角コマンド信号をステアリング機構部Ｓ
へ出力する。 この操舵角調整手段８による調整制御を用いれ
ば走行速度の減速が滑らかに行うことができるよ
うになるのでスリツプ現象を回避できて好適であ
る。 次に、第２図に示す如く、スタート点（１，
０）から出発し、Ｙ軸にそつて追従走行する走行
予定コースを設定した場合に、走行体の走行軌跡
を見ると、走行速度が大きく進入角度も大きい場
合には実際の走行軌跡が外側（又は内側）にふく
らむ傾向にあることがわかる。 これは、走行体が走行予定コースと交叉する付
近はステアリングは切れていない（進行方位とタ
イヤ等の走行手段の向きが一致している）状態に
近いことから走行速度を操舵角（ステアリング切
角）の関数として速度制御しているにすぎない前
記速度制御では減速されてない。 従つて、直接走行時と同様に減速していない設
定走行速度でそのまま走行するために進入延長方
向へズレるものと考えられる。 換言すれば舵行の途中にあつて操舵角が０度に
なるとき上記速度制御では制御しきれない。 そこで区間コースに対する進入角度は、第４図
で示す角PRQ即ちtan-1（l12／Co）（ラデイアン）
であるが、進入角度の制限をα（ラデイアン）と
し、進入角度制限手段９によつてコース進入角度
角PRQ＞αの場合には、操舵角Ｖ（φ）を Ｖ（φ）＝α＋（θi−θp） に修正し、これに基づいて前記と同様の制御を行
う。 即ち、操舵角決定手段４で算出された操舵角か
ら該操舵角算出時に用いられたコース進入角度を
呼び出し、該コース進入角度が進入角度上限設定
値（α）を超えるか否かを判定する。 コース進入角度が上記設定値（α）を超えた場
合のみ操舵角決定手段４で操舵角算出に用いられ
た進入角度に替えて前記設定値（α）を用いて改
めて操舵角Ｖ（φ）を算出し直し、この修正され
た操舵角をもとに、操舵角コマンド信号をステア
リング機構部Ｓへ出力し、ステアリング制御を行
う。 この進入角度制限手段９を用いて、第２図と同
様に設定されたコース上を自己誘導させた場合を
第３図に示す。 これにより、予定コースからのズレを最小に抑
えることができたことがわかる。
システムを示すブロツク図である（誘導理論につ
いては第４図に基づき説明する）。 この走行体の自己誘導制御システムは、本実施
例の場合、走行体に装備され或いは走行路に設置
された各種センサーから入力されたデータをもと
に演算処理を行うマイクロコンピユータ（以下、
CPUとする）と、このCPUの制御信号によつて
自動走行体のステアリング機構部Ｓ、及び動力機
構部Ｄを制御する制御手段１５とからなつてい
る。なお、この発明では走行予定コースのコース
データ（位置）や、走行体の位置その他の位置デ
ータを表示するのに、走行路等の所望位置に想定
したＸ軸、Ｙ軸を基準にして点座標（ｘ，ｙ）に
変換処理して行つている。 ここで、１は、CPUに設けられた走行予定コ
ース記憶部であつて、点座標で表わされた走行予
定コースデータがストアされている。 この走行予定コースは走行体の目的に応じて予
め適宜手段で設定さるれるものであつて、例えば
地図をもとに予定コースを設定し、或いは実際に
マニユアル又はラジオコントロール制御等によつ
てテスト走行した走行体の走行軌跡データをもと
に走行予定コースを設定したもの等適宜手段によ
り定められる。 この走行予定コースのコース設定は、実際の走
行軌跡データを用いる場合は、直線コースが連続
する走行予定コースに修正し、その直線コース相
互が交叉する各交叉点を連続する点座標（ｘ，
ｙ）として読みとり走行予定コース記憶部１にス
トアするものである。 第５図に基づき説明すると、走行予定コース
PCは、スタート点PC１（５，０）→PC２（０，
０）→Ｃ３（０，５）→PC４（４，７）→PC５
（４，２）→終点PC６（０，０）の連続する複数
の点座標で設定され、走行予定コース記憶部１に
入力され記憶されている。 またこの走行予定コース記憶部１には、前記点
座標で表された直線状の区間コース、即ち２点の
点座標間を走行する際の区間コース走行速度およ
び区間コース最低走行速度を予め設定しておきス
トアしておく。 ２は、走行体の位置検出手段であつて、走行予
定コースに追従して走行している走行体Ｐが現在
どの位置にあるかを検出するもので、本実施例で
は走行体に搭載された図示しないエンコーダおよ
びジヤイロスコープ等を用いて基点（スタート
点）からの走行距離および走行体の方向（方位
角）を算出し、且つ地上に設けられた図示しない
ゲートボール等の位置補正手段によつて走行位置
データの補正を行い、得られた走行位置データ即
ち点座標で表す走行体位置データと走行体方位角
データとを連続的に出力するものである。 この位置検出手段２から出力された走行体の現
在位置の点Ｐ（Ｘ，Ｙ）と、前記コースデータ記
憶部１から呼出されて、走行体が追従している区
間コースを表す２点の点座標データＣ１（X1，
Y1）とＣ２（X2，Y2）とが相対位置測定手段３
に入力される。 この相対位置測定手段３は、前記走行体の現在
位置の点Ｐ（（Ｘ，Ｙ）と区画コースを表す点座標
データＣ１（X1，Y1）及びＣ２（X2，Y2）と
から走行予定コースと走行体とのズレ量即ち走行
体位置から該走行体が追従している直線状の区間
コースへ下ろした垂線の長さ（第４図のl1に相
当）を計測するものであり、 により算出される。 このようにして算出された相対位置l1は、前記
位置検出手段２から得られた走行体方位角データ
θp及び、走行予定コース記憶部１から呼び出さ
れた追従中の区間コースを表すＣ１，Ｃ２の座標
点データを基に算出されたコース方位角データθi
と共に操舵角決定手段４へ入力される。 操舵角決定手段４では、前述と同様の操舵角算
出式即ち、 Ｐ（φ）＝tan-1（l12／Co）＋（θi−θp） （ここでCoは操舵角を決定する制御定数であ
り実験的に最適の数値が求められる。）を用いて
操舵角Ｐ（φ）を算出する。 次に、このようにして算出された操舵角Ｐ（φ）
は操舵角コマンドCMD（φ）に変換されて走行速
度決定手段５へ入力される。 また、コースデータ記憶部１から、走行予定コ
ースで現在追従している区間コースの設定走行速
度Vcと最低走行速度Vminの各データを呼び出し
走行速度決定手段５に入力する。 ここで最低走行速度Vminはステアリングの最
大切れ角時においてコース離脱が最も少ない最適
な速度を実験的に求めて設定されている。 次に、前記入力されたデータをもとに、走行速
度決定手段５は、下記の式に従つて、出力走行速
度Ｖ（φ）を決定する。 即ち、 Ｖ（φ）＝Vmin＋（Vc−Vmin）×ｆ（φ） ｆ（φ）＝１−（CMD（φ）／Ｒ） Ｒ……ステアリングの最大切れ角 以上により、操舵角が大きい程走行速度は減少
し、操舵角が０のとき、即ち直線走行の場合は区
間設定走行速度Vcに、操舵角が最大の時には最
低走行速度Vminになり、操舵角の大きさに応じ
てVcからVminまでの間で走行速度が変化する。 以上により、操舵角決定手段４および走行速度
決定手段５により得られた操舵角と走行速度とは
それぞれ操舵角コマンド信号及び走行速度コマン
ド信号に変換されてそれぞれステアリング制御手
段６および走行速度制御手段７に入力される。 このステアリング制御手段６はステアリング機
構部Ｓを制御するもので前記操舵角コマンド信号
に基づきアクチユエータを介してステアリングを
切り、前記操舵角決定手段４で決定された操舵角
まで変位させる。 これと共に、走行速度制御手段７では前記走行
速度コマンド信号に基づき動力機構部Ｄを制御
し、アクチユエータを介して走行速度を前記走行
速度決定手段６で決定された走行速度まで変動さ
せて、ステアリングが制御される際の走行速度を
制御する。 これにより、ステアリングの切量即ち操舵角と
走行速度が相関的に制御されるので走行体を走行
予定コースに正しく自己誘導することができる。 このように操舵角に対応して走行体の速度制御
を行う場合に、ステアリングの切量が大きくなる
と走行速度は遅くなる。 従つて、急にステアリング切量が増大するよう
な場合には走行速度が急激に低下してスリツプ現
象が生じることがある。 そこで、操舵角決定手段４によつて決定された
操舵角の切量が予め設定された急激増大基準値を
超えて増大すると判定された場合には操舵角を段
階的に増加させ、逆に旋回から直線走行になる場
合のように操舵角の切量が急激減少基準値を超え
て減少すると判断された場合には操舵角を段階的
に減少させる操舵角調整手段８を操舵角決定手段
４に設けることが好ましい。 この操舵角調整手段８は、操舵角決定手段から
入力されたデータを基に前記判定を行い、所定間
隔（時間）で段階的に増大又は減少すべく調整さ
れた操舵角コマンド信号をステアリング機構部Ｓ
へ出力する。 この操舵角調整手段８による調整制御を用いれ
ば走行速度の減速が滑らかに行うことができるよ
うになるのでスリツプ現象を回避できて好適であ
る。 次に、第２図に示す如く、スタート点（１，
０）から出発し、Ｙ軸にそつて追従走行する走行
予定コースを設定した場合に、走行体の走行軌跡
を見ると、走行速度が大きく進入角度も大きい場
合には実際の走行軌跡が外側（又は内側）にふく
らむ傾向にあることがわかる。 これは、走行体が走行予定コースと交叉する付
近はステアリングは切れていない（進行方位とタ
イヤ等の走行手段の向きが一致している）状態に
近いことから走行速度を操舵角（ステアリング切
角）の関数として速度制御しているにすぎない前
記速度制御では減速されてない。 従つて、直接走行時と同様に減速していない設
定走行速度でそのまま走行するために進入延長方
向へズレるものと考えられる。 換言すれば舵行の途中にあつて操舵角が０度に
なるとき上記速度制御では制御しきれない。 そこで区間コースに対する進入角度は、第４図
で示す角PRQ即ちtan-1（l12／Co）（ラデイアン）
であるが、進入角度の制限をα（ラデイアン）と
し、進入角度制限手段９によつてコース進入角度
角PRQ＞αの場合には、操舵角Ｖ（φ）を Ｖ（φ）＝α＋（θi−θp） に修正し、これに基づいて前記と同様の制御を行
う。 即ち、操舵角決定手段４で算出された操舵角か
ら該操舵角算出時に用いられたコース進入角度を
呼び出し、該コース進入角度が進入角度上限設定
値（α）を超えるか否かを判定する。 コース進入角度が上記設定値（α）を超えた場
合のみ操舵角決定手段４で操舵角算出に用いられ
た進入角度に替えて前記設定値（α）を用いて改
めて操舵角Ｖ（φ）を算出し直し、この修正され
た操舵角をもとに、操舵角コマンド信号をステア
リング機構部Ｓへ出力し、ステアリング制御を行
う。 この進入角度制限手段９を用いて、第２図と同
様に設定されたコース上を自己誘導させた場合を
第３図に示す。 これにより、予定コースからのズレを最小に抑
えることができたことがわかる。
この発明は、ステアリングの切量に応じて走行
速度を変化させるので、走行体における走行予定
コースへの追従性を高めることができ有益であ
る。 また制御対象となる走行体の用途・種類或いは
走行面の条件例えばフロアーやオンロードである
オフロードであるとを問わず全ての走行体の自己
誘導制御方法として用いることができるので汎用
性に優れている。
速度を変化させるので、走行体における走行予定
コースへの追従性を高めることができ有益であ
る。 また制御対象となる走行体の用途・種類或いは
走行面の条件例えばフロアーやオンロードである
オフロードであるとを問わず全ての走行体の自己
誘導制御方法として用いることができるので汎用
性に優れている。
第１図はこの発明の機能ブロツク図、第２図は
進入角度制限手段を用いない場合の走行軌跡を示
す図、第３図は進入角度制限手段を用いた場合の
走行軌跡を示す図、第４図は走行体が追従する区
間コースからズレている場合に復帰するための操
舵角を求める説明図、第５図は従来の操舵法によ
り制御した場合の走行軌跡を示す図である。
進入角度制限手段を用いない場合の走行軌跡を示
す図、第３図は進入角度制限手段を用いた場合の
走行軌跡を示す図、第４図は走行体が追従する区
間コースからズレている場合に復帰するための操
舵角を求める説明図、第５図は従来の操舵法によ
り制御した場合の走行軌跡を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 走行予定コースを追従して自動走行する走行
体のコース誘導制御システムにして、 走行予定コースのコースデータと、走行体の現
在の位置を検出する位置検出手段から得られた走
行体位置データとをもとに、走行体の上記走行予
定コースに対する相対位置（ズレ量）l1を測定す
る相対位置測定手段と、 その測定された相対位置データl1と、走行体の
方位角θpと制御定数Coと、走行体が追従中のコ
ースの方位角θiとを入力して、走行予定コースへ
自己誘導するための操舵角Ｐ（φ）を、 Ｐ（φ）＝tan-1（l12／Co）＋（θi−θp）で 算出する操舵角決定手段と、 走行予定コースに予め設定してある走行速度
（Vc）と最低走行速度（Vmin）と、前記操舵角
Ｐ（φ）をもとにした操舵角コマンドCMD（φ）
と、ステアリングの最大切れ角Ｒとを入力して走
行速度Ｖ（φ）を、 Ｖ（φ）＝Vmin＋（Vc−Vmin）×ｆ（φ） ｆ（φ）＝１−（CMD（φ）／Ｒ） により決定する走行速度決定手段と、 この走行速度決定手段及び前記操舵角決定手段
によつて決定された走行速度Ｖ（φ）及び操舵角
Ｐ（φ）を基に、走行体の操舵角及び走行速度を
制御する制御手段とからなつて、 走行体を走行予定コース上へ誘導追従させるこ
とを特徴とする自動走行体のコース誘導制御シス
テム。 ２ 操舵角決定手段が、該操舵角決定手段によつ
て決定された操舵角の切量が急激増大基準値を超
えた場合には操舵角を段階的に増加させ、また前
記操舵角の切量が、急激減少基準値を超えた場合
には操舵角を段階的に減少させる、操舵角調整手
段を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の自動走行体のコース誘導制御システム。 ３ 操舵角決定手段が、走行体のコース進入角度
が進入角上限設定値を超えた場合に、該設定値を
コース進入角度として操舵角を演算処理する進入
角度制限手段を有していることを特徴とする特許
請求の範囲第１項又は第２項記載の自動走行体の
コース誘導制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59191337A JPS6170617A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 自動走行体のコ−ス誘導制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59191337A JPS6170617A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 自動走行体のコ−ス誘導制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6170617A JPS6170617A (ja) | 1986-04-11 |
| JPH0522925B2 true JPH0522925B2 (ja) | 1993-03-31 |
Family
ID=16272880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59191337A Granted JPS6170617A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 自動走行体のコ−ス誘導制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6170617A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0687348A (ja) * | 1992-09-08 | 1994-03-29 | Komatsu Ltd | 車両のスリップ検出装置 |
| JP4671628B2 (ja) * | 2004-06-16 | 2011-04-20 | ソニー株式会社 | ロボット装置の制御システム及び制御方法 |
| MX2008014783A (es) | 2008-02-05 | 2009-08-27 | Krueger Int Inc | Armazon para silla con soporte hueco ergonomico integral. |
| US12509337B2 (en) | 2023-04-13 | 2025-12-30 | Crown Equipment Corporation | Steering shaft assembly for a materials handling vehicle |
-
1984
- 1984-09-12 JP JP59191337A patent/JPS6170617A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6170617A (ja) | 1986-04-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |