JPH01161415A - Automatic steering control system - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To attain stable and accurate automatic steering control even in an arc-shaped traveling course by subtracting an offset value corresponding to the radius of curvature of a course and a traveling speed from the angular speed of a vehicle body, feeding back the subtracted value, at the time of determing the objective value of the inverse of a rotational radius, and adding the inverse of the radius of curvature of the course. CONSTITUTION:If the detecting value of the angular speed omega of the vehicle body goes an offset value omega0, when a deviation epsilon from the traveling course is zero, the objective value I/R' of the inverse of the rotational radius goes equal to an offset value I/R0. When the traveling course is straight, both the omega0, I/R0 are zero, and in the case of an arc-shaped traveling course, the I/R0 is made equal to the inverse I/R of the radius of curvature of the course and the omega0 is set up to the offset value corresponding to the radius of curvature of the course and the traveling speed, so that even when the traveling course is straight, stable and accurate automatic steering control can be attained similarly to an arc-shaped traveling course.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直線および円弧形状の組み合わせにより形成さ
れるコース上を走行する無人搬送車の自動操舵制御方式
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic steering control system for an automatic guided vehicle that travels on a course formed by a combination of straight lines and arc shapes.

従来の左右駆動輪により操舵を行なう無人！’Ｍ送車に
おける自動操舵制御方式では、走行コースとの偏差を検
出してフィードバックする他に操舵状態として、車体角
速度を検出してフィードバックし、総フィードハック項
と目標値の偏差より車体の旋回半径の逆数の目標値を定
め、その目標値と走行速度指令値に応じた左右駆動モー
タの回転速度指令値を演算・出力することによって自動
操舵制御を行っているが、走行コースの形状が直、線で
も円弧でも操舵状態のフィードバック、旋回半径の逆数
の目標値の決定を同じ形態で行っているため、円弧形状
の走行コース上で走行コースとの偏差がゼロとなった時
に車体が直進状態になり、すくに走行コースとの偏差が
生じ結果として一定の横変位を生じたまま円弧形状のコ
ースを走行するという問題点があった。また、この問題
点を少なくするために円弧形状の走行コース上で横変位
のフィードバンクゲインを大きくしても、横変位は完全
にはなくならず、ゲインを大きくすることによる不安定
現象が生じるという問題点があった。Unmanned vehicle that performs steering using conventional left and right drive wheels! In the automatic steering control system for M-vehicle transportation, in addition to detecting and feeding back the deviation from the driving course, the vehicle body angular velocity is also detected and fed back as a steering condition, and the vehicle body turning is determined based on the deviation between the total feed hack term and the target value. Automatic steering control is performed by setting a target value for the reciprocal of the radius and calculating and outputting the rotation speed command value of the left and right drive motors according to the target value and the travel speed command value, but the shape of the travel course is not straight. , Since the feedback of the steering condition and the determination of the target value of the reciprocal of the turning radius are performed in the same way whether it is a line or an arc, the vehicle body is in a straight-line state when the deviation from the driving course on the circular arc-shaped driving course becomes zero. As a result, there is a problem that deviation from the running course occurs, and as a result, the vehicle runs on an arc-shaped course with a certain lateral displacement. In addition, even if the feed bank gain for lateral displacement is increased on an arc-shaped running course in order to reduce this problem, the lateral displacement will not be completely eliminated, and an unstable phenomenon will occur due to increasing the gain. There was a problem.

本発明は、これらの問題点を解決するため、円弧形状の
走行コース上では操舵状態のフィードバックからコース
の曲率半径および走行速度に応じたオフセット量を差し
引き、旋回半径の逆数の目標値は、コースの曲率半径の
逆数を加えて定める処理を導入したことを特徴とし、そ
の目的は円弧形状の走行コースにおいても直線形状の走
行コース上と同様の安定かつ精度の良い自動操舵制御が
行なえるようにすることにある。In order to solve these problems, the present invention subtracts an offset amount according to the radius of curvature of the course and the traveling speed from the feedback of the steering condition on an arc-shaped traveling course, and the target value of the reciprocal of the turning radius is It is characterized by the introduction of a process that determines by adding the reciprocal of the radius of curvature of It's about doing.

第１図は、本発明の適用される左右駆動輪により操舵を
行う無人搬送車の一例であり、円弧形状の走行コース上
を走行コースとの偏差がゼロの状態で走行している状態
を示している。１は無人搬送車の車体（以）車体とする
。）、２．２は駆動輪である。FIG. 1 is an example of an automatic guided vehicle to which the present invention is applied, which is steered by left and right drive wheels, and shows a state in which it is traveling on an arc-shaped travel course with zero deviation from the travel course. ing. 1 is the vehicle body (hereinafter referred to as "vehicle body") of the automatic guided vehicle. ), 2.2 is the driving wheel.

第１図の状態において車体１は旋回半径がコースの曲率
半径Ｒと一致し、車体角速度ω。を発生していなければ
ならず、車体角速度ω。はコースの曲率半径Ｒと走行速
度Ｖより（１）式のように表わされる。In the state shown in FIG. 1, the turning radius of the vehicle body 1 matches the radius of curvature R of the course, and the vehicle body angular velocity is ω. must be generated, and the vehicle angular velocity ω. is expressed as equation (1) using the radius of curvature R of the course and the traveling speed V.

ω。＝□−−−−−−・−−−−−−・−・−・−・−
（１）第２図は本発明を第１図のような左右駆動輪によ
り操舵を行う車体に適用した場合の自動操舵制御系ブロ
ック線図の一例であり、３は駆動モータ・モータコント
ローラ・減速機構および駆動輪等で構成される左右の駆
動機構、ｌは横変位、εは横変位！、車体１の進行距離
りによる横変位εの積分値　ｆｌ・ｄＤ、横変位ｌの時
間微分値ｄ１／ｄｔおよび姿勢角ｄまたは車体１の進行
距離りによる横変位の微分値ｄｊ！／ｄＤの各検出値に
ゲインＧｌ！、Ｇｓｌ、ＧＣＧψを乗じて各々を加算し
た値で表現される走行コースとの偏差のフィードバック
量、ωは車体角速度、ω。は車体角速度のオフセット量
、Ｇωは車体角速度のフィードバックゲイン、１／Ｇｍ
は旋回半径の逆数の目標値を決定するゲイン、Ｉ／Ｒ，
は旋回半径の逆数のオフセット量、１／ｍは旋回半径の
逆数の目標値、ｆは旋回半径の逆数の目標値１／ばから
操舵指令値を演算する内容、△Ｔは操舵指令値（走行速
度指令値からの左右駆動モータの回転速度増減分指令値
）ＴＬは走行速度指令値、ＴＬは左側駆動モータの回転
速度指令値、ＴＲは右側駆動モータの回転速度指令値で
ある。ω. =□−−−−−−・−−−−−−・−・−・−・−
(1) Figure 2 is an example of a block diagram of an automatic steering control system when the present invention is applied to a vehicle body that is steered by left and right drive wheels as shown in Figure 1, and 3 is a block diagram of the drive motor, motor controller, and deceleration. The left and right drive mechanism consists of a mechanism and drive wheels, etc., l is lateral displacement, and ε is lateral displacement! , the integral value fl·dD of the lateral displacement ε due to the traveling distance of the vehicle body 1, the time differential value d1/dt of the lateral displacement l, and the differential value dj of the lateral displacement according to the attitude angle d or the traveling distance of the vehicle body 1! A gain Gl! is added to each detected value of /dD! , Gsl, and GCGψ, and the feedback amount of the deviation from the driving course is expressed by the sum of the products, ω is the vehicle angular velocity, and ω is the vehicle body angular velocity. is the offset amount of the vehicle body angular velocity, Gω is the feedback gain of the vehicle body angular velocity, 1/Gm
is the gain that determines the target value of the reciprocal of the turning radius, I/R,
is the offset amount of the reciprocal of the turning radius, 1/m is the target value of the reciprocal of the turning radius, f is the content of calculating the steering command value from the target value 1/ba of the reciprocal of the turning radius, △T is the steering command value (travel TL is the travel speed command value, TL is the rotation speed command value of the left drive motor, and TR is the rotation speed command value of the right drive motor.

第２図の自動操舵制御系では、左右駆動モータの回転速
度指令値ＴＬ、ＴＲは（２）式のように表わされる。In the automatic steering control system shown in FIG. 2, the rotational speed command values TL and TR of the left and right drive motors are expressed as in equation (2).

操舵指令値（走行速度指令値からの左右駆動モータの回
転速度増減分指令値）△Ｔを演算する内容ｆは（３）式
のように表わされる。The contents f for calculating the steering command value (the rotational speed increase/decrease command value of the left and right drive motors from the travel speed command value) ΔT are expressed as in equation (3).

２　　　ぜ （３）式において、■は走行速度検出値であり、Ｗは第
１図に示す左右駆動輪間距離である。2. In equation (3), ■ is the detected traveling speed value, and W is the distance between the left and right driving wheels shown in FIG.

また、車体１の旋回半径の逆数の目標値１／には（４）
式のように表わされる。In addition, the target value 1/ of the reciprocal of the turning radius of the vehicle body 1 is (4)
It is expressed as the formula.

＋　−−（４） Ｒ。+ −− (4) R.

（４）式において走行コースとの偏差εがゼロのとき車
体角速度ωの検出値がオフセント量ω。と等しくなれば
旋回半径の逆数の目標値１／プがオフセント量１／Ｒ０
と等しくなる。従って走行コースが直線形状のときは、
ω０．１／Ｒ０ともゼロ、円弧形状のときは、１／Ｒ０
をコース曲率半径の逆数１／Ｒと等しくし、ω、を（１
）式のようなコースの曲率半径と走行速度に応じた値の
オフセント量とすれば走行コースが直線゛形状でも円弧
形状でも同様の安定かつ精度のよい自動操舵制御が行な
える。In equation (4), when the deviation ε from the traveling course is zero, the detected value of the vehicle body angular velocity ω is the offset amount ω. If it becomes equal to the target value of the reciprocal of the turning radius 1/P is the offset amount 1/R0
is equal to Therefore, when the driving course is linear,
ω0.1/R0 are both zero, and when it is an arc shape, 1/R0
is equal to the reciprocal of the course radius of curvature, 1/R, and ω is (1
) If the offset value is set according to the radius of curvature of the course and the traveling speed, the same stable and accurate automatic steering control can be performed whether the traveling course is a straight line or an arc.

（１）弐〜（４）式の演算はコンピュータによる演算も
しくは電気回路等による同等演算で処理される。また、
オフセット量の値を走行コースが直線形状の場合と円弧
形状の場合で変更するために、車体の直線形状の走行コ
ース、円弧形状の走行コース間の移行時期を知る必要が
あるが、これは、左右固定輪の回転数をエンコーダ等で
検出した値から車***置をコンピュータ等で演算するこ
とによって、あるいは走行コース上に埋設した磁石ど磁
気センサで検出する等の方法によって行なえる。The calculations in equations (1)2 to (4) are processed by a computer or an equivalent calculation by an electric circuit or the like. Also,
In order to change the value of the offset amount depending on whether the driving course is linear or arcuate, it is necessary to know the timing of transition between the linear and arcuate driving courses of the vehicle body. This can be done by calculating the vehicle body position using a computer or the like from the rotational speed of the left and right fixed wheels detected by an encoder or the like, or by detecting the position using a magnetic sensor such as a magnet buried in the running course.

以上説明したように円弧形状の走行コース上において、
車体１にコースの曲率半径と走行速度に応じた操舵状態
（旋回半径、車体角速度）を生じさせることができるた
め、直線形状の走行コース上と同様の安定かつ精度のよ
い自動操舵制御が行なえる利点がある。As explained above, on the arc-shaped driving course,
Since it is possible to generate a steering condition (turning radius, vehicle angular velocity) in the vehicle body 1 according to the radius of curvature of the course and the traveling speed, stable and accurate automatic steering control similar to that on a straight course can be performed. There are advantages.

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

第１図は本発明が適用される左右駆動輪により操舵を行
う車体の一例、第２図は本発明を第２図のような車体に
適用した場合の自動操舵制御系ブロック線図の一例であ
る。 １−・・−−一−−−車　体　　　２　、　２−一一−
−−駆動輪３−−−−・−駆動機構 手　３Ｊε　１甫　正　Ｓ：（方　式）１．事件の表示
　　昭和６２年特許願第３２００１９号２、発明の名称
　　自動操舵制御方式 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　所　■６１７京都府長岡京市東神足２丁目１番１号
名　称　　　　　　日本輸送機株式会社代表者　山岡錬
太部 ４、代理人Fig. 1 is an example of a vehicle body to which the present invention is applied and which is steered by left and right drive wheels, and Fig. 2 is an example of a block diagram of an automatic steering control system when the present invention is applied to a vehicle body as shown in Fig. 2. be. 1-...--1--Car body 2, 2-11-
-- Drive wheel 3 --- Drive mechanism hand 3Jε 1 甫 Positive S: (Method) 1. Indication of the case Patent Application No. 320019 of 1988 2, Title of the invention Automatic steering control system 3, Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant address ■617 2-1-1 Higashijintari, Nagaokakyo City, Kyoto Prefecture Name Name Nippon Yusoki Co., Ltd. Representative: Rentabe Yamaoka 4, Agent

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 　走行コースとの偏差として横変位、横変位の進行距離
による微分値、横変位の時間微分値、姿勢角、横変位の
進行距離による積分値を種々の組合わせで検出し、さら
に操舵状態として車体角速度を検出してフィードバック
し、総フィードバック量と目標値の偏差より車体の旋回
半径の逆数の目標値を定め、その目標値と走行速度指令
値に応じた左右駆動モータの回転速度指令値を演算・出
力することによって左右駆動輪の回転数差で自動操舵制
御を行っている無人搬送車において、円弧形状の走行コ
ースを走行する際に操舵状態のフィードバックである車
体角速度からコースの曲率半径と走行速度に応じたオフ
セット量を差し引いてフィードバックし、旋回半径の逆
数の目標値を定めるときにコースの曲率半径の逆数を加
えて定めることにより、円弧形状の走行コース上におい
ても直線形状の走行コース上と同様の安定かつ精度の良
い自動操舵制御を行なうことを特徴とする自動操舵制御
方式。The deviation from the driving course is detected in various combinations of lateral displacement, the differential value of the lateral displacement based on the traveling distance, the time differential value of the lateral displacement, the attitude angle, and the integral value of the lateral displacement based on the traveling distance. The angular velocity is detected and fed back, the target value of the reciprocal of the turning radius of the vehicle body is determined from the deviation between the total feedback amount and the target value, and the rotation speed command value of the left and right drive motors is calculated according to the target value and the running speed command value.・In an automatic guided vehicle that performs automatic steering control based on the difference in rotational speed between the left and right drive wheels, when traveling on an arc-shaped travel course, the radius of curvature of the course and travel are determined from the vehicle body angular velocity, which is feedback of the steering state. By subtracting the offset amount according to the speed and feeding it back, and adding the reciprocal of the radius of curvature of the course when determining the target value of the reciprocal of the turning radius, it is possible to adjust the speed even on an arc-shaped driving course or on a straight-line driving course. An automatic steering control system that is characterized by performing automatic steering control with the same stability and precision as the automatic steering control system.