JP2696724B2 - 走行車両の自動走行システム - Google Patents
走行車両の自動走行システムInfo
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- JP2696724B2 JP2696724B2 JP2044534A JP4453490A JP2696724B2 JP 2696724 B2 JP2696724 B2 JP 2696724B2 JP 2044534 A JP2044534 A JP 2044534A JP 4453490 A JP4453490 A JP 4453490A JP 2696724 B2 JP2696724 B2 JP 2696724B2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
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- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、走行車両を設定した方向に自動的に走行さ
せる自動走行システムに関する。
せる自動走行システムに関する。
走行車両の自動走行システムとしては、走行路に敷設
された電磁ケーブルや光反射テープを検出しながらその
電磁ケーブルや反射テープに沿って自動的に走行するシ
ステム、 走行車両の走行速度、走行方向、現在位置を検出手段
により検出し、その検出した値と設定値とを比較して、
その差を補正するように走行制御して自動的に走行する
システム などが知られている。
された電磁ケーブルや光反射テープを検出しながらその
電磁ケーブルや反射テープに沿って自動的に走行するシ
ステム、 走行車両の走行速度、走行方向、現在位置を検出手段
により検出し、その検出した値と設定値とを比較して、
その差を補正するように走行制御して自動的に走行する
システム などが知られている。
前者の自動走行システムであると、電磁ケーブルの敷
設が面倒で走行方向の変更が面倒となったり、光反射テ
ープは汚れると機能しなくなるから屋外では利用できな
い。
設が面倒で走行方向の変更が面倒となったり、光反射テ
ープは汚れると機能しなくなるから屋外では利用できな
い。
これに対して後者の自動走行システムであれば前述の
課題を解消できるが、この自動走行システムは例えば、
コンピュータのメモリに走行すべき走行方向に沿ったい
くつかの位置をＸ−Ｙ座標として記憶しておき、検出手
段で検出した走行車両の現在位置により前記記憶した位
置を通るように走行制御するシステムであり、具体的に
は第４図に示すように記憶した多数の位置A1,A2,A3…に
おける隣接した位置A1,A2を結ぶ直線Ｂに沿うように走
行制御するので、走行車両の走行方向が前記直線Ｂから
僅かでも外れると操向輪が操舵され、操向輪の操舵が繁
多となり滑らかな走行制御ができない。
課題を解消できるが、この自動走行システムは例えば、
コンピュータのメモリに走行すべき走行方向に沿ったい
くつかの位置をＸ−Ｙ座標として記憶しておき、検出手
段で検出した走行車両の現在位置により前記記憶した位
置を通るように走行制御するシステムであり、具体的に
は第４図に示すように記憶した多数の位置A1,A2,A3…に
おける隣接した位置A1,A2を結ぶ直線Ｂに沿うように走
行制御するので、走行車両の走行方向が前記直線Ｂから
僅かでも外れると操向輪が操舵され、操向輪の操舵が繁
多となり滑らかな走行制御ができない。
そこで、本発明は前述の課題を解決できるようにした
走行車両の自動走行システムを提供することを目的とす
る。
走行車両の自動走行システムを提供することを目的とす
る。
本発明は、駆動輪２の回転数と駆動輪径より車両の速
度を検出する速度検出手段４と、車両の方向を検出する
方向検出手段５と、車両の位置を検出する位置検出手段
６と、コンピュータ７とを備え、 前記コンピュータ７に車両の目標位置をＸ−Ｙ座標と
して記憶し、かつその目標位置における車両の速度、車
両の方位をそれぞれ記憶する走行車両において、 前記速度検出手段４で検出した速度と方向検出手段５
で検出した方向と位置検出手段６により検出した現在位
置により走行車両の現在の横加速度と前後加速度の合成
加速度のＸ軸方向成分、Ｙ軸方向成分を演算し、 その演算した値に基づいて操向輪の舵角と前後加速度
を求め、 操向輪の舵角とアクセル、ブレーキを制御することで
コンピュータ７に記憶した目標位置に向けて自動走行さ
せることを特徴とする走行車両の自動走行システムであ
る。
度を検出する速度検出手段４と、車両の方向を検出する
方向検出手段５と、車両の位置を検出する位置検出手段
６と、コンピュータ７とを備え、 前記コンピュータ７に車両の目標位置をＸ−Ｙ座標と
して記憶し、かつその目標位置における車両の速度、車
両の方位をそれぞれ記憶する走行車両において、 前記速度検出手段４で検出した速度と方向検出手段５
で検出した方向と位置検出手段６により検出した現在位
置により走行車両の現在の横加速度と前後加速度の合成
加速度のＸ軸方向成分、Ｙ軸方向成分を演算し、 その演算した値に基づいて操向輪の舵角と前後加速度
を求め、 操向輪の舵角とアクセル、ブレーキを制御することで
コンピュータ７に記憶した目標位置に向けて自動走行さ
せることを特徴とする走行車両の自動走行システムであ
る。
これにより舵角の制御要因入力が多くなるから制御ゲ
インの取り方の自由度が大きくなり、目標位置に向けて
滑らかに走行制御できる。
インの取り方の自由度が大きくなり、目標位置に向けて
滑らかに走行制御できる。
第２図に示すように、走行車両Ｃは車体１に駆動輪２
と操向輪３を備え、操向輪３を操舵して走行方向を変え
るようになり、走行車両Ｃには速度検出手段４、方向検
出手段５、位置検出手段６が設けてあると共に、コンピ
ュータ７を備えている。
と操向輪３を備え、操向輪３を操舵して走行方向を変え
るようになり、走行車両Ｃには速度検出手段４、方向検
出手段５、位置検出手段６が設けてあると共に、コンピ
ュータ７を備えている。
前記速度検出手段４は例えば、駆動輪２の回転数を検
出する回転センサの検出値と駆動輪径より速度を演算す
るものであり、前記方向検出手段５は例えば、ジャイロ
コンパスとなり、前記位置検出手段６は速度と方向より
現在位置をＸ−Ｙ座標として算出するものである。
出する回転センサの検出値と駆動輪径より速度を演算す
るものであり、前記方向検出手段５は例えば、ジャイロ
コンパスとなり、前記位置検出手段６は速度と方向より
現在位置をＸ−Ｙ座標として算出するものである。
第３図のように、前記コンピュータ７のメモリ８には
目標位置がＸ−Ｙ座標として入力され、その位置におけ
る車両の方位と速度が記憶されている。その目標位置方
位、速度と前記検出した速度、方向、現在位置に基づい
てCPU9が演算してブレーキ10、エンジン出力制御手段1
1、操舵手段12にブレーキ量指令、エンジン出力指令、
舵角指令をそれぞれ出力する。
目標位置がＸ−Ｙ座標として入力され、その位置におけ
る車両の方位と速度が記憶されている。その目標位置方
位、速度と前記検出した速度、方向、現在位置に基づい
てCPU9が演算してブレーキ10、エンジン出力制御手段1
1、操舵手段12にブレーキ量指令、エンジン出力指令、
舵角指令をそれぞれ出力する。
次に第１図に基づいて走行制御を説明する。
第１図に実線で示す位置の走行車両を仮想線で示すよ
うに目標位置まで走行する場合について説明する。
うに目標位置まで走行する場合について説明する。
まず、コンピュータ７のメモリ８内には目標位置がＸ
−Ｙ座標（0,0）として記憶され、速度がV0、方位がゼ
ロ度として記憶される。ここで、方位ゼロ度はＸ軸方向
に走行することである。
−Ｙ座標（0,0）として記憶され、速度がV0、方位がゼ
ロ度として記憶される。ここで、方位ゼロ度はＸ軸方向
に走行することである。
他方、走行車両Ｃの現在の速度Ｖ、方位θ、位置（x,
y）が前記各検出手段で検出されてCPU9に入力される。
y）が前記各検出手段で検出されてCPU9に入力される。
これらの条件により操向輪３の舵角ζを次のようにし
て決定する。
て決定する。
速度ＶのＸ軸、Ｙ軸方向成分Vx,Vyは方位θによりVx
＝Vcosθ、Vy＝Vsinθで与えられ、走行車両は操向輪３
を左右に操作することで横加速度αｓ、エンジン出力制
御手段11、ブレーキ10を操作して加速・減速することで
前後加速度αｌが作用し、横加速度αｓと舵角ζの関係
は となる。ここで、ｌはホイールベースである。
＝Vcosθ、Vy＝Vsinθで与えられ、走行車両は操向輪３
を左右に操作することで横加速度αｓ、エンジン出力制
御手段11、ブレーキ10を操作して加速・減速することで
前後加速度αｌが作用し、横加速度αｓと舵角ζの関係
は となる。ここで、ｌはホイールベースである。
前後横加速度αｓと前後加速度αｌの合成加速度αの
Ｘ軸、Ｙ軸方向成分をαx,αｙとすると、αｘ＝αlcos
θ−αssinθ、αｙ＝αlsinθ＋αscosθで与えられ
る。
Ｘ軸、Ｙ軸方向成分をαx,αｙとすると、αｘ＝αlcos
θ−αssinθ、αｙ＝αlsinθ＋αscosθで与えられ
る。
他方、走行車両の運動方程式は の４式で与えられるので、周知のように αｘ＝−｛k1x＋k2y＋k3（Vx−V0）＋k4Vy｝…（１） αｙ＝−｛k5x＋k6y＋k7（Vx−V0）＋k8Vy｝…（２） というフィードバックを行なえば制御できる αx,αｙが与えられれば前述の（１）式、（２）式を
解いてζとαｌを求めることができるので、検出した速
度、方位、位置によりαx,αｙを演算し、それに基づい
てζとαｌを求めて操向輪３の舵角ζを決定する。
解いてζとαｌを求めることができるので、検出した速
度、方位、位置によりαx,αｙを演算し、それに基づい
てζとαｌを求めて操向輪３の舵角ζを決定する。
ここで、k1〜k8を決定するために Ｊ＝C1 x2＋C2 y2＋C3（Vx−V0）２＋C4V2 y＋C5αx2＋C6αy2 …（３） という評価関数を決め、これを数学的に最小になるよ
うにk1〜k8を選択する。
うにk1〜k8を選択する。
前記C1〜C6を調節することにより走行車両の応答が変
化するが（３）式の式の形から判るようにC1〜C2を大き
くすれば目標位置に早く到達するようになりC3,C4を大
きくすれば方位角θが速くゼロに近ずき、C5,C6を大き
くすると加速度が小さくなるように操向輪２の舵角を小
さくおさえるようになる。
化するが（３）式の式の形から判るようにC1〜C2を大き
くすれば目標位置に早く到達するようになりC3,C4を大
きくすれば方位角θが速くゼロに近ずき、C5,C6を大き
くすると加速度が小さくなるように操向輪２の舵角を小
さくおさえるようになる。
このように、走行車両Ｃの位置、速度のＸ軸、Ｙ軸方
向成分に基づいて舵角、速度、を制御するので、制御要
因入力が４となって制御ゲインの取り方の自由度が大き
く滑らかに走行制御できるばかりか、制御特性、例えば
方位、加速度、舵角の大きさなどが希望する特性とする
ことができる。
向成分に基づいて舵角、速度、を制御するので、制御要
因入力が４となって制御ゲインの取り方の自由度が大き
く滑らかに走行制御できるばかりか、制御特性、例えば
方位、加速度、舵角の大きさなどが希望する特性とする
ことができる。
舵角の制御要因入力が多くなるから制御ゲインの取り
方の自由度が大きくなり、目標位置に向けて滑らかに走
行制御できるばかりか、制御特性を希望する値とするこ
とができる。
方の自由度が大きくなり、目標位置に向けて滑らかに走
行制御できるばかりか、制御特性を希望する値とするこ
とができる。
第１図は本発明の実施例を示す走行制御動作の説明図、
第２図は走行車両の説明図、第３図は制御回路図、第４
図は従来例の説明図である。 １は車体、２は駆動輪、３は操向輪。
第２図は走行車両の説明図、第３図は制御回路図、第４
図は従来例の説明図である。 １は車体、２は駆動輪、３は操向輪。
Claims (1)
- 【請求項１】駆動輪２の回転数と駆動輪径より車両の速
度を検出する速度検出手段４と、車両の方向を検出する
方向検出手段５と、車両の位置を検出する位置検出手段
６と、コンピュータ７とを備え、 前記コンピュータ７に車両の目標位置をＸ−Ｙ座標とし
て記憶し、かつその目標位置における車両の速度、車両
の方位をそれぞれ記憶する走行車両において、 前記速度検出手段４で検出した速度と方向検出手段５で
検出した方向と位置検出手段６により検出した現在位置
により走行車両の現在の横加速度と前後加速度の合成加
速度のＸ軸方向成分、Ｙ軸方向成分を演算し、 その演算した値に基づいて操向輪の舵角と前後加速度を
求め、 操向輪の舵角とアクセル、ブレーキを制御することでコ
ンピュータ７に記憶した目標位置に向けて自動走行させ
ることを特徴とする走行車両の自動走行システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2044534A JP2696724B2 (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | 走行車両の自動走行システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2044534A JP2696724B2 (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | 走行車両の自動走行システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03248210A JPH03248210A (ja) | 1991-11-06 |
| JP2696724B2 true JP2696724B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=12694177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2044534A Expired - Fee Related JP2696724B2 (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | 走行車両の自動走行システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2696724B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2732161B2 (ja) * | 1991-11-27 | 1998-03-25 | 新キャタピラー三菱株式会社 | 車輛の位置検出装置 |
| WO1997036217A1 (fr) * | 1996-03-22 | 1997-10-02 | Hitachi, Ltd. | Technique permettant de commander le fonctionnement d'un mecanisme en mouvement et appareil correspondant |
| JP4213518B2 (ja) * | 2003-05-27 | 2009-01-21 | 川崎重工業株式会社 | 移動体の制御方法及び制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2704266B2 (ja) * | 1988-05-25 | 1998-01-26 | 株式会社豊田中央研究所 | 無人搬送車の走行制御装置 |
-
1990
- 1990-02-27 JP JP2044534A patent/JP2696724B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03248210A (ja) | 1991-11-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080919 Year of fee payment: 11 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090919 Year of fee payment: 12 |
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