JPH02115905A - 移動車の軌動制御装置 - Google Patents
移動車の軌動制御装置Info
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- JPH02115905A JPH02115905A JP63268329A JP26832988A JPH02115905A JP H02115905 A JPH02115905 A JP H02115905A JP 63268329 A JP63268329 A JP 63268329A JP 26832988 A JP26832988 A JP 26832988A JP H02115905 A JPH02115905 A JP H02115905A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、例えば走行路端、白線等のような走行目標を
検出して、移動車の走行を制御する制御装置に関する。
検出して、移動車の走行を制御する制御装置に関する。
（従来の技術）
従来におけるかかる走行制御においては、外部に設けら
れた誘導路に沿って走行制御を行なうのが一般的である
。これは、走行路端と、自軍速度、自軍進行方向、口車
走行距離等から規定される自車位置とを認識して、走行
路端と自軍位置との関係に基づいてフィードバック制御
を行なって軌道制御を行なうというものである。
れた誘導路に沿って走行制御を行なうのが一般的である
。これは、走行路端と、自軍速度、自軍進行方向、口車
走行距離等から規定される自車位置とを認識して、走行
路端と自軍位置との関係に基づいてフィードバック制御
を行なって軌道制御を行なうというものである。
一方、特開昭５９−１４４９１４号は、決められた軌道
を追跡走行するのに、この軌道から決められる目標角度
θと２つのエンコーダ入力θ、と０２とに基づいて走行
距離Ｉ２＋、１２ｇを決定し、操舵方向θ、と０２とで
目標軌道を挟むように走行し、平均して軌道を辿ってい
くというものである。
を追跡走行するのに、この軌道から決められる目標角度
θと２つのエンコーダ入力θ、と０２とに基づいて走行
距離Ｉ２＋、１２ｇを決定し、操舵方向θ、と０２とで
目標軌道を挟むように走行し、平均して軌道を辿ってい
くというものである。
（発明が解決しようとする課題）
上記２つの従来技術のうち、前者は走行路端に沿って走
行制御を行なうために、走行路端形状を忠実に辿っては
行くものの、外界の情報を基にして常に自車位置及び走
行距離を計算する必要があり、ソフトウェア、ハードウ
ェアの負担は大きい。
行制御を行なうために、走行路端形状を忠実に辿っては
行くものの、外界の情報を基にして常に自車位置及び走
行距離を計算する必要があり、ソフトウェア、ハードウ
ェアの負担は大きい。
また、後者の従来技術では、外界の情報は必要ないもの
の、方向を知るためのエンコーダセンサ等が必要で、ま
た走行距離β１１℃２を知る必要もある。
の、方向を知るためのエンコーダセンサ等が必要で、ま
た走行距離β１１℃２を知る必要もある。
そこで、本発明は上述従来例の欠点を除去するために提
案されたものでその目的は、走行距離を計算する必要も
なく、容易に移動車の誘導を行なうことのできる移動車
の軌道制御装置を提案するところにある。
案されたものでその目的は、走行距離を計算する必要も
なく、容易に移動車の誘導を行なうことのできる移動車
の軌道制御装置を提案するところにある。
（課題を達成するための手段及び作用）上記課題を達成
するための本発明に係る移動車の軌道制御装置の構成は
、外界の画像を撮る撮像手段と、該画像から走行路目標
並びに該目標と移動車との相対的位置関係を検出する検
出手段と、該相対的位置関係に基づいて所定の関数に規
定される軌道を創成する創成手段と、該創成軌道に従っ
て移動車の走行制御を行なう制御手段とを具備したこと
を特徴とする。
するための本発明に係る移動車の軌道制御装置の構成は
、外界の画像を撮る撮像手段と、該画像から走行路目標
並びに該目標と移動車との相対的位置関係を検出する検
出手段と、該相対的位置関係に基づいて所定の関数に規
定される軌道を創成する創成手段と、該創成軌道に従っ
て移動車の走行制御を行なう制御手段とを具備したこと
を特徴とする。
（実施例）
以下添付図面を参照して、本発明を、２つのモータによ
り２つの駆動輪を回転させて、その回転差で操舵を行な
うタイプの移動車に適用した実施例を説明する。
り２つの駆動輪を回転させて、その回転差で操舵を行な
うタイプの移動車に適用した実施例を説明する。
第１Ａ図及び第１Ｂ図に基づいて、本実施例の原理を説
明する。第１Ａ図は、移動車１ｏが、中央に各々独立し
た２つの駆動輪を皿ねた操舵輪５Ｌ、５Ｒを備えている
タイプの制御を説明する。また、創成軌道も一例として
の円弧というものである。
明する。第１Ａ図は、移動車１ｏが、中央に各々独立し
た２つの駆動輪を皿ねた操舵輪５Ｌ、５Ｒを備えている
タイプの制御を説明する。また、創成軌道も一例として
の円弧というものである。
第３図は、該移動車１０の軌道制御システムの構成を説
明する図である。１は移動車に取付けられた撮像装置で
あり、撮られた画像はメモリ２に記憶される。計算機３
は、この画像から走行路目標としての絡端を認識し、こ
の絡端と自軍との相対的距離等に基づいて、後述の所定
の演算により、所定の関数軌道を創成し、この軌道に沿
うように、両輪の回転数ＮＬ、ＮＲを計算して、走行制
御装置４に出力するというものである。両輪の回転数Ｎ
Ｌ、ＮＲに差があると、所望の方向に操舵される。一般
に走行路端や白線等の目標は急激に変化することが少な
いので、本実施例では、上記関数軌道を円弧軌道として
いる。そして、１つの円弧軌道（該円弧軌道は曲率半径
によって定義される）を創成すると、この創成した円弧
軌道を走行し終らないうちに、次の円弧軌道を創成する
ようにしている。即ち、簡単な円弧軌道を創成して、そ
の軌道に沿う操舵をオープンループ制御することによっ
て、特に、走行距離を計算する必要もなく、ハードウェ
ア、ソフトウェアの負担を少なくしている。
明する図である。１は移動車に取付けられた撮像装置で
あり、撮られた画像はメモリ２に記憶される。計算機３
は、この画像から走行路目標としての絡端を認識し、こ
の絡端と自軍との相対的距離等に基づいて、後述の所定
の演算により、所定の関数軌道を創成し、この軌道に沿
うように、両輪の回転数ＮＬ、ＮＲを計算して、走行制
御装置４に出力するというものである。両輪の回転数Ｎ
Ｌ、ＮＲに差があると、所望の方向に操舵される。一般
に走行路端や白線等の目標は急激に変化することが少な
いので、本実施例では、上記関数軌道を円弧軌道として
いる。そして、１つの円弧軌道（該円弧軌道は曲率半径
によって定義される）を創成すると、この創成した円弧
軌道を走行し終らないうちに、次の円弧軌道を創成する
ようにしている。即ち、簡単な円弧軌道を創成して、そ
の軌道に沿う操舵をオープンループ制御することによっ
て、特に、走行距離を計算する必要もなく、ハードウェ
ア、ソフトウェアの負担を少なくしている。
先ず、第１Ａ図、第１Ｂ図に従って、操舵輪が中央にあ
るタイプの実施例の原理を説明する。第１八図中、２１
は走行路端であり、２Ｑの矩形は移動車１０の撮像装置
１による撮像範囲である。
るタイプの実施例の原理を説明する。第１八図中、２１
は走行路端であり、２Ｑの矩形は移動車１０の撮像装置
１による撮像範囲である。
図中、０点からＢ点の範囲はこの範囲内に検出された走
行路端の軌跡である。本軌道制御は、絡端と自軍との相
対距離に基づいて軌道創成するのであって、第１Ａ図の
場合は、Ｂ点を円弧軌道生成のための「基礎点」とする
。
行路端の軌跡である。本軌道制御は、絡端と自軍との相
対距離に基づいて軌道創成するのであって、第１Ａ図の
場合は、Ｂ点を円弧軌道生成のための「基礎点」とする
。
さて、移動車の走行軌道は次のような条件を付して生成
する。
する。
■：即ち、円弧軌道を創成し、その円弧を走行し終って
も、移動車中央点Ｐが基礎点Ｂから少なくとも距離ｄだ
け離れているという条件である。この距離ｄは、例えば
移動車が絡端に触れないようにと決められるもので、定
数値ではあるが任意の値のものである。かくして、円弧
の始点と終点ＰとＳとが決まる。即ち、Ｓは移動車の中
央点Ｐが円弧に沿って移動し終ったときの位置である。
も、移動車中央点Ｐが基礎点Ｂから少なくとも距離ｄだ
け離れているという条件である。この距離ｄは、例えば
移動車が絡端に触れないようにと決められるもので、定
数値ではあるが任意の値のものである。かくして、円弧
の始点と終点ＰとＳとが決まる。即ち、Ｓは移動車の中
央点Ｐが円弧に沿って移動し終ったときの位置である。
かかるようにｄを設定すると、移動車が円弧に沿って移
動し終ったとき、移動車１０はＸ方向に△Ｘ、Ｙ方向に
△Ｙだけ移動したことになる。
動し終ったとき、移動車１０はＸ方向に△Ｘ、Ｙ方向に
△Ｙだけ移動したことになる。
■：移動車の車輪はこの円弧上を移動するとき、その接
線方向を向いていなければならない。即ち、円弧の曲率
中心Ｏは、点ＰからＸ方向に対して垂直な線分上にある
。すると、第１Ｂ図において、 ５Ｐ＝４２＝ （△Ｘ２ ＋△Ｙ２）ｌ／２と定義す
れば１ 、＜５ＯＱ＝ＺＳＰＴ であるから、 故に、 となる。上記式では、β、△Ｙは単に、移動車と絡端と
の相対距離から求まる量であり、画像から演算して得ら
れるものである。即ち、従来では、クロソイド曲線等の
軌道に沿うためには、走行距離を得なければならないが
、この実施例で必要なものは、高々△Ｘ、ΔＹでしかな
い。
線方向を向いていなければならない。即ち、円弧の曲率
中心Ｏは、点ＰからＸ方向に対して垂直な線分上にある
。すると、第１Ｂ図において、 ５Ｐ＝４２＝ （△Ｘ２ ＋△Ｙ２）ｌ／２と定義す
れば１ 、＜５ＯＱ＝ＺＳＰＴ であるから、 故に、 となる。上記式では、β、△Ｙは単に、移動車と絡端と
の相対距離から求まる量であり、画像から演算して得ら
れるものである。即ち、従来では、クロソイド曲線等の
軌道に沿うためには、走行距離を得なければならないが
、この実施例で必要なものは、高々△Ｘ、ΔＹでしかな
い。
右車輪５Ｒ，左車輪５Ｌの描く円弧の半径ｒ Ｒ＋
ｒ Ｌは、車輪のトレッドなｔとすると、△Ｙ＞Ｏのと
きは、 ｒ ｎ ＝ Ｒ十ｔ ／ ２ ｒ Ｌ ＝ Ｒ−ｔ ／ ２ △ＹくＯのときは、 ｒ＊＝Ｒｌ／２ ｒ （、＝ Ｒ＋ ｔ ／ ２ となる。また、△Ｙ＝のときは、 ｒ、 ： ｒ 。
ｒ Ｌは、車輪のトレッドなｔとすると、△Ｙ＞Ｏのと
きは、 ｒ ｎ ＝ Ｒ十ｔ ／ ２ ｒ Ｌ ＝ Ｒ−ｔ ／ ２ △ＹくＯのときは、 ｒ＊＝Ｒｌ／２ ｒ （、＝ Ｒ＋ ｔ ／ ２ となる。また、△Ｙ＝のときは、 ｒ、 ： ｒ 。
となる。このときの左右の車輪の回転数Ｎｎ、Ｎｔ、は
次の関係をもつ。
次の関係をもつ。
ｒ、 ＮＲ
ｒＬ ＮＬ
回転数ＮＲ，ＮＬは、計算機３の処理速度と創成される
軌道を走行路に対してどの程度忠実なものとするかによ
って決定する。また、走行路端や白線等の目標を検出す
る位置も計算機３の処理速度と軌道の忠実さを考慮して
決定すればよい。
軌道を走行路に対してどの程度忠実なものとするかによ
って決定する。また、走行路端や白線等の目標を検出す
る位置も計算機３の処理速度と軌道の忠実さを考慮して
決定すればよい。
次に、第２図に基づいて、移動車が４輪車であって、前
輪操舵のものである場合の制御を説明する。尚、第１図
の場合と同じ記号のルールに従う。このタイプの前輪は
、１つの駆動装置と差動歯車によって前輪が駆動される
。この場合には、ホイールベース長Ｗも考慮しなければ
ならない。
輪操舵のものである場合の制御を説明する。尚、第１図
の場合と同じ記号のルールに従う。このタイプの前輪は
、１つの駆動装置と差動歯車によって前輪が駆動される
。この場合には、ホイールベース長Ｗも考慮しなければ
ならない。
この第２図の場合も、円弧の曲率半径は、ｇ＝ （△ｘ
２＋△Ｙ２）ｌ／２ とすると、 となる。このとき、右車輪５Ｒ，左車輪５．、の描く円
弧の半径ｒ Ｒ＊ ｒ Ｌは、 △Ｙ〉０のときは、 ｒ Ｒ＝ （（Ｒ＋ ｌ／２）２＋ Ｗ２）”２ｒ Ｌ
’ ＝ （（Ｒｌ／２）２＋ Ｗ”）”２八Ｙ＜Ｏのと
きは、 ｒ Ｒ＝ （（Ｒ−ｔ ／２） ”＋ Ｗ ”）””ｒ
Ｌ＝ （（Ｒ＋ ｌ／２）”＋Ｗ２）””となる。ま
た、ΔＹ＝Ｏのときは、 ｒＲ＝ｒＬ となる。このときの左右の車輪の回転数ＮＲ１Ｎ、は次
の関係をもつ。
２＋△Ｙ２）ｌ／２ とすると、 となる。このとき、右車輪５Ｒ，左車輪５．、の描く円
弧の半径ｒ Ｒ＊ ｒ Ｌは、 △Ｙ〉０のときは、 ｒ Ｒ＝ （（Ｒ＋ ｌ／２）２＋ Ｗ２）”２ｒ Ｌ
’ ＝ （（Ｒｌ／２）２＋ Ｗ”）”２八Ｙ＜Ｏのと
きは、 ｒ Ｒ＝ （（Ｒ−ｔ ／２） ”＋ Ｗ ”）””ｒ
Ｌ＝ （（Ｒ＋ ｌ／２）”＋Ｗ２）””となる。ま
た、ΔＹ＝Ｏのときは、 ｒＲ＝ｒＬ となる。このときの左右の車輪の回転数ＮＲ１Ｎ、は次
の関係をもつ。
ｒ、 Ｎ。
ｒＬ ＮＬ
となる。
かくして、上述した２つの実施例によれば、操舵輪の駆
動方法には依存しないで、少なくとも、走行路端と自軍
との相対距離から円弧の軌道が創成される。即ち、軌道
の創成は容易であるから、システムの処理量は大とはな
らず、軌道制御が容易である。この円弧軌道は走行路端
の形状に忠実には沿ったものではないが、移動車が絡端
から少なくとも距離ｄだけ離れた位置にあることを保証
しているので問題はない。第４図に走行目標としての走
行路端とこのようにして創成された軌道との関係を示す
。同図において、走行路端は正弦曲線の形状であり、軌
道は円弧の連続であるが、その軌跡形状は絡端形状に近
いものとなった。もつと忠実な軌道を描かせるためには
、円弧創成の頻度を上げればよい。
動方法には依存しないで、少なくとも、走行路端と自軍
との相対距離から円弧の軌道が創成される。即ち、軌道
の創成は容易であるから、システムの処理量は大とはな
らず、軌道制御が容易である。この円弧軌道は走行路端
の形状に忠実には沿ったものではないが、移動車が絡端
から少なくとも距離ｄだけ離れた位置にあることを保証
しているので問題はない。第４図に走行目標としての走
行路端とこのようにして創成された軌道との関係を示す
。同図において、走行路端は正弦曲線の形状であり、軌
道は円弧の連続であるが、その軌跡形状は絡端形状に近
いものとなった。もつと忠実な軌道を描かせるためには
、円弧創成の頻度を上げればよい。
上記実施例は、円弧を決定するのに、２つの条件■■を
設定したが、条件はこれに限られず、要は円弧の曲率半
径と中心が決まればよいのである。
設定したが、条件はこれに限られず、要は円弧の曲率半
径と中心が決まればよいのである。
また、上記実施例は、移動車が自動車のような場合は操
舵されると軌跡が円弧を描かれるために、軌道を円弧と
したのである。しかしながら、軌道を描くための関数形
も円弧に限られない。例えば、楕円であってもよい。
舵されると軌跡が円弧を描かれるために、軌道を円弧と
したのである。しかしながら、軌道を描くための関数形
も円弧に限られない。例えば、楕円であってもよい。
また、移動車の操舵方法も、上記のものに限られず、ハ
ンドルを回転させるようなものであってもよい。
ンドルを回転させるようなものであってもよい。
（発明の効果）
以上説明したように本発明に係る移動車の軌道制御装置
は、外界の画像を撮る撮像手段と、該画像から走行路目
標並びに該目標と移動車との相対的位置関係を検出する
検出手段と、該相対的位置関係に基づいて所定の関数に
規定される軌道を創成する創成手段と、該創成軌道に従
って移動車の走行制御を行なう制御手段とを具備したこ
とを特徴とする。
は、外界の画像を撮る撮像手段と、該画像から走行路目
標並びに該目標と移動車との相対的位置関係を検出する
検出手段と、該相対的位置関係に基づいて所定の関数に
規定される軌道を創成する創成手段と、該創成軌道に従
って移動車の走行制御を行なう制御手段とを具備したこ
とを特徴とする。
従って、創成軌道は、画像から得られる目標と移動車と
の相対的位置関係から得られるから、従来のように、走
行距離や車両の絶対位置等の情報を知る必要がなくなる
ので、制御の負担は軽くなる。
の相対的位置関係から得られるから、従来のように、走
行距離や車両の絶対位置等の情報を知る必要がなくなる
ので、制御の負担は軽くなる。
第１Ａ図、第１Ｂ図は本発明に係る一実施例の原理を説
明する図、 第２図は他の実施例の原理を説明する図、第３図は第１
図実施例を適用した移動車の制御システムの全体図、 第４図は第１図実施例、第２図実施例による軌道制御結
果を説明する図である。 図中、 １・・・撮像装置、２・・・メモリ、３・・・計算機、
４・・・走行制御装置、５１．１．５Ｌ・・・操舵輪、
６Ｌ、６Ｒ・・・駆動モータ、２０・・・撮像範囲、２
１・・・走行路端、２２・・・左車輪の軌跡、２３・・
・右車輪の軌跡、２４・・・点Ｐの軌跡である。 第旧図 第１Ａ図
明する図、 第２図は他の実施例の原理を説明する図、第３図は第１
図実施例を適用した移動車の制御システムの全体図、 第４図は第１図実施例、第２図実施例による軌道制御結
果を説明する図である。 図中、 １・・・撮像装置、２・・・メモリ、３・・・計算機、
４・・・走行制御装置、５１．１．５Ｌ・・・操舵輪、
６Ｌ、６Ｒ・・・駆動モータ、２０・・・撮像範囲、２
１・・・走行路端、２２・・・左車輪の軌跡、２３・・
・右車輪の軌跡、２４・・・点Ｐの軌跡である。 第旧図 第１Ａ図
Claims (1)
- （１）外界の画像を撮る撮像手段と、 該画像から走行路目標並びに該目標と移動車との相対的
位置関係を検出する検出手段と、 該相対的位置関係に基づいて所定の関数に規定される軌
道を創成する創成手段と、 該創成軌道に従つて移動車の走行制御を行なう制御手段
とを具備したことを特徴とする移動車の軌道制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63268329A JPH02115905A (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 移動車の軌動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63268329A JPH02115905A (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 移動車の軌動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02115905A true JPH02115905A (ja) | 1990-04-27 |
Family
ID=17457031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63268329A Pending JPH02115905A (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 移動車の軌動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02115905A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5859093B1 (ja) * | 2014-10-29 | 2016-02-10 | 三菱電機株式会社 | 軌道追従制御装置 |
| CN112462751A (zh) * | 2019-09-09 | 2021-03-09 | 本田技研工业株式会社 | 车辆控制装置、车辆控制方法及存储介质 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62139012A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-22 | Toyoda Autom Loom Works Ltd | 画像式無人車における走行経路決定方法 |
| JPS6379005A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-04-09 | Nissan Motor Co Ltd | 無人搬送車の位置算出装置 |
| JPS63251813A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-19 | Kobe Steel Ltd | 無軌道走行台車の走行方向の補正方法 |
-
1988
- 1988-10-26 JP JP63268329A patent/JPH02115905A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62139012A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-22 | Toyoda Autom Loom Works Ltd | 画像式無人車における走行経路決定方法 |
| JPS6379005A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-04-09 | Nissan Motor Co Ltd | 無人搬送車の位置算出装置 |
| JPS63251813A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-19 | Kobe Steel Ltd | 無軌道走行台車の走行方向の補正方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN112462751A (zh) * | 2019-09-09 | 2021-03-09 | 本田技研工业株式会社 | 车辆控制装置、车辆控制方法及存储介质 |
| CN112462751B (zh) * | 2019-09-09 | 2024-03-19 | 本田技研工业株式会社 | 车辆控制装置、车辆控制方法及存储介质 |
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