JPH06139498A - 障害物回避装置 - Google Patents
障害物回避装置Info
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- JPH06139498A JPH06139498A JP4292734A JP29273492A JPH06139498A JP H06139498 A JPH06139498 A JP H06139498A JP 4292734 A JP4292734 A JP 4292734A JP 29273492 A JP29273492 A JP 29273492A JP H06139498 A JPH06139498 A JP H06139498A
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- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 16
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- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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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
- G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
- G05D1/0274—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device
-
- G—PHYSICS
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0276—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
- G05D1/0278—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle using satellite positioning signals, e.g. GPS
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- 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
- G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
- G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
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- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ３次元における障害物を目標から見た旋回加
速度で表現し、障害物を回避してゴールに向かうまでの
操縦量を決定することを目的とする。 【構成】 目標の観測値を出力する目標データ発生部、
上記目標と障害物から上記目標の旋回加速度で静止障害
物を表現する静止障害物ドライバ部、該旋回加速度でゴ
ール方向、静止障害物回避の操縦量を表す特徴量を出力
する特徴量抽出部、該特徴量をもとに上記目標の操縦量
を出力する操縦量決定部から構成される。
速度で表現し、障害物を回避してゴールに向かうまでの
操縦量を決定することを目的とする。 【構成】 目標の観測値を出力する目標データ発生部、
上記目標と障害物から上記目標の旋回加速度で静止障害
物を表現する静止障害物ドライバ部、該旋回加速度でゴ
ール方向、静止障害物回避の操縦量を表す特徴量を出力
する特徴量抽出部、該特徴量をもとに上記目標の操縦量
を出力する操縦量決定部から構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、航空機あるいは乗用車
などが障害物を避けてゴールに向かうための自動操縦、
あるいはその経路を予測するレーダ情報処理装置に関す
るものである。
などが障害物を避けてゴールに向かうための自動操縦、
あるいはその経路を予測するレーダ情報処理装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような目的のための障害物回
避装置としては２次元における目標、障害物、ゴールの
情報から、それらの位置関係を把握するのに必要な特徴
量を抽出し、操縦量を決定してきた。
避装置としては２次元における目標、障害物、ゴールの
情報から、それらの位置関係を把握するのに必要な特徴
量を抽出し、操縦量を決定してきた。
【０００３】図１２は、前田陽一郎、竹垣盛一；ファジ
ィ推論を用いた移動ロボットの動的障害物回避制御、日
本ロボット学会誌 ｖｏｌ．６ Ｎｏ．６（１９８８）
に示された２次元における障害物回避装置のブロック線
図である。これにより、目標と障害物、ゴールの位置関
係から目標の操縦量を出力する。
ィ推論を用いた移動ロボットの動的障害物回避制御、日
本ロボット学会誌 ｖｏｌ．６ Ｎｏ．６（１９８８）
に示された２次元における障害物回避装置のブロック線
図である。これにより、目標と障害物、ゴールの位置関
係から目標の操縦量を出力する。
【０００４】まず、図１２を用いて、従来の障害物回避
装置の構成を説明する。図１２において、１は目標の観
測値を出力する目標データ発生部、２は障害物データを
出力する移動障害物データ発生部、４は目標と障害物、
目標とゴールの位置関係を把握するための特徴量を出力
する特徴量抽出部、５は目標の操縦量を出力する操縦量
決定部である。上記目標データ発生部１において、１１
は目標を観測するためのセンサである。１２は、データ
プロセッサで該センサ１１の出力信号を処理して、目標
の位置Ｐr 、速度Ｖr を出力する。上記移動障害物デー
タ発生部２においても、目標データ発生部１同様、１３
はセンサ、１４はデータプロセッサを表しており、障害
物の位置Ｐo 、速度Ｖo を出力する。次いで、上記特徴
量抽出部４において２６は静的危険度計算要素であり、
目標データ発生部１の出力である目標の位置Ｐr 、速度
Ｖr と障害物データ発生部２の出力である障害物の位置
Ｐo 、速度Ｖo から静的な位置関係によって生ずる危険
度αを出力する。２７は動的危険度計算要素であり、目
標と障害物の相対速度から生ずる危険度βを出力する。
１６は移動障害物回避量計算要素であり、該危険度α、
βをもとに障害物を回避するのに必要な操縦量Ｏを出力
する。２３は、ゴール方向計算要素であり、該目標観測
値とゴールデータ記憶メモリ２１により、ゴールに向か
うのに必要なゴール方向ベクトルＤを出力する。５の操
縦量決定部において、２８は操縦量決定要素であり、該
回避操縦量と該ゴール操縦量のバランスをルールテーブ
ル２９に従って目標の操縦量Ｍを出力する。
装置の構成を説明する。図１２において、１は目標の観
測値を出力する目標データ発生部、２は障害物データを
出力する移動障害物データ発生部、４は目標と障害物、
目標とゴールの位置関係を把握するための特徴量を出力
する特徴量抽出部、５は目標の操縦量を出力する操縦量
決定部である。上記目標データ発生部１において、１１
は目標を観測するためのセンサである。１２は、データ
プロセッサで該センサ１１の出力信号を処理して、目標
の位置Ｐr 、速度Ｖr を出力する。上記移動障害物デー
タ発生部２においても、目標データ発生部１同様、１３
はセンサ、１４はデータプロセッサを表しており、障害
物の位置Ｐo 、速度Ｖo を出力する。次いで、上記特徴
量抽出部４において２６は静的危険度計算要素であり、
目標データ発生部１の出力である目標の位置Ｐr 、速度
Ｖr と障害物データ発生部２の出力である障害物の位置
Ｐo 、速度Ｖo から静的な位置関係によって生ずる危険
度αを出力する。２７は動的危険度計算要素であり、目
標と障害物の相対速度から生ずる危険度βを出力する。
１６は移動障害物回避量計算要素であり、該危険度α、
βをもとに障害物を回避するのに必要な操縦量Ｏを出力
する。２３は、ゴール方向計算要素であり、該目標観測
値とゴールデータ記憶メモリ２１により、ゴールに向か
うのに必要なゴール方向ベクトルＤを出力する。５の操
縦量決定部において、２８は操縦量決定要素であり、該
回避操縦量と該ゴール操縦量のバランスをルールテーブ
ル２９に従って目標の操縦量Ｍを出力する。
【０００５】上述した従来方法を図１３のフローチャー
トを用いて説明する。まずＳＴ１で、センサ１１により
目標の観測を行い、データプロセッサ１２で処理後、目
標観測値として出力する。ＳＴ２では、ＳＴ１と同じ処
理を行い、移動障害物データを出力する。次にＳＴ４に
進み、特徴量として移動障害物回避ベクトル、ゴール方
向操縦量ベクトルを得るため４ａ〜４ｄの処理を行う。
ＳＴ５ｂでは該特徴量から観測目標の操縦量を出力す
る。
トを用いて説明する。まずＳＴ１で、センサ１１により
目標の観測を行い、データプロセッサ１２で処理後、目
標観測値として出力する。ＳＴ２では、ＳＴ１と同じ処
理を行い、移動障害物データを出力する。次にＳＴ４に
進み、特徴量として移動障害物回避ベクトル、ゴール方
向操縦量ベクトルを得るため４ａ〜４ｄの処理を行う。
ＳＴ５ｂでは該特徴量から観測目標の操縦量を出力す
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の障害物回避装置
は、以上のような構成で特徴量を抽出し、障害物を回避
しながらゴールに向かうまでの操縦量を決定してきた。
しかし、これを３次元障害物で考慮する場合、障害物が
点でなく、大きさと複雑な形状を持つ地形であるため、
このままでは障害物回避の操舵を達成できないという問
題点があった。
は、以上のような構成で特徴量を抽出し、障害物を回避
しながらゴールに向かうまでの操縦量を決定してきた。
しかし、これを３次元障害物で考慮する場合、障害物が
点でなく、大きさと複雑な形状を持つ地形であるため、
このままでは障害物回避の操舵を達成できないという問
題点があった。
【０００７】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、３次元障害物を簡単にモデル化
して特徴量を抽出し、ゴールに向かうまでの操縦量を出
力する障害物回避装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、３次元障害物を簡単にモデル化
して特徴量を抽出し、ゴールに向かうまでの操縦量を出
力する障害物回避装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の障害物回避装
置は、目標から見た静止障害物を、その目標が所定時間
内に避けることの出来る限界の旋回加速度で表現する静
止障害物ドライバ部を、従来の障害物回避装置に付加し
たものである。
置は、目標から見た静止障害物を、その目標が所定時間
内に避けることの出来る限界の旋回加速度で表現する静
止障害物ドライバ部を、従来の障害物回避装置に付加し
たものである。
【０００９】請求項２の障害物回避装置は、さらに、観
測者側も移動する場合を想定した、自機データ発生部を
付加するものである。
測者側も移動する場合を想定した、自機データ発生部を
付加するものである。
【００１０】また、請求項３の障害物回避装置は、航空
機の自動操縦を想定し、動特性計算要素を付加するもの
である。
機の自動操縦を想定し、動特性計算要素を付加するもの
である。
【００１１】また、請求項４の障害物回避装置は、ＧＰ
Ｓ衛星から得られる自機の状態によって操縦量を決定す
るための自機データ発生部と移動障害物を回避するため
の移動障害物特徴量抽出部を付加するものである。
Ｓ衛星から得られる自機の状態によって操縦量を決定す
るための自機データ発生部と移動障害物を回避するため
の移動障害物特徴量抽出部を付加するものである。
【００１２】
【作用】請求項１の障害物回避装置では、３次元的大き
さと複雑な形状を持つ障害物を数個の特徴量で表現し、
目標が障害物を回避してゴールに向かうまでの予測操縦
量を導くことができる。
さと複雑な形状を持つ障害物を数個の特徴量で表現し、
目標が障害物を回避してゴールに向かうまでの予測操縦
量を導くことができる。
【００１３】また、請求項２の障害物回避装置では、観
測者側が移動している場合も目標の予測操縦量を導くこ
とができる。
測者側が移動している場合も目標の予測操縦量を導くこ
とができる。
【００１４】また、請求項３の障害物回避装置では、自
動操縦を、その動特性を計算することで、実現すること
ができる。
動操縦を、その動特性を計算することで、実現すること
ができる。
【００１５】また、請求項４の障害物回避装置では、Ｇ
ＰＳ衛星により自機の状態を抽出し、さらに移動障害物
を回避するための操縦量を導くことができる。
ＰＳ衛星により自機の状態を抽出し、さらに移動障害物
を回避するための操縦量を導くことができる。
【００１６】
実施例１．図１は実施例１の障害物回避装置のブロック
図である。図１において、１は目標を観測して、その観
測値を出力する目標データ発生部、３は該目標観測値と
ディジタル地図データベース２０から静止障害物を目標
の旋回加速度で表現する静止障害物ドライバ部、４は上
記静止障害物ドライバ部３の出力である旋回加速度で表
現された静止障害物情報から、上記目標と上記静止障害
物、上記目標とゴールの位置関係を把握するための特徴
量を出力する特徴量抽出部、５は該特徴量から上記目標
の操縦量を出力する操縦量決定部である。
図である。図１において、１は目標を観測して、その観
測値を出力する目標データ発生部、３は該目標観測値と
ディジタル地図データベース２０から静止障害物を目標
の旋回加速度で表現する静止障害物ドライバ部、４は上
記静止障害物ドライバ部３の出力である旋回加速度で表
現された静止障害物情報から、上記目標と上記静止障害
物、上記目標とゴールの位置関係を把握するための特徴
量を出力する特徴量抽出部、５は該特徴量から上記目標
の操縦量を出力する操縦量決定部である。
【００１７】上記目標データ発生部１において、１１は
目標を観測するためのセンサである。１２はデータプロ
セッサで、該センサ１１の出力信号を処理して目標観測
値を出力する。
目標を観測するためのセンサである。１２はデータプロ
セッサで、該センサ１１の出力信号を処理して目標観測
値を出力する。
【００１８】上記静止障害物ドライバ部３において１８
は座標変換要素であり、障害物を目標から見た相対的な
情報に変換する。１９は静止障害物照合要素であり、該
観測値と座標変換された静止障害物情報から上記目標が
一定時間内に固定障害物を避けることのできる限界の縦
旋回加速度βを求める。
は座標変換要素であり、障害物を目標から見た相対的な
情報に変換する。１９は静止障害物照合要素であり、該
観測値と座標変換された静止障害物情報から上記目標が
一定時間内に固定障害物を避けることのできる限界の縦
旋回加速度βを求める。
【００１９】また、上記特徴量抽出部４において、２４
はスコープ表現要素であり、旋回加速度表現された静止
障害物情報をスコープ表現する。２５は静止障害物回避
量計算要素であり静止障害物回避に必要な特徴量αr ，
αl を出力する。２２は座標変換要素であり、ゴールデ
ータメモリ２１から得られるゴール情報を目標から見た
相対的な情報に変換する。２３はゴール操縦量計算要素
でありゴール方向に向かうのに必要な特徴量αg を出力
する。
はスコープ表現要素であり、旋回加速度表現された静止
障害物情報をスコープ表現する。２５は静止障害物回避
量計算要素であり静止障害物回避に必要な特徴量αr ，
αl を出力する。２２は座標変換要素であり、ゴールデ
ータメモリ２１から得られるゴール情報を目標から見た
相対的な情報に変換する。２３はゴール操縦量計算要素
でありゴール方向に向かうのに必要な特徴量αg を出力
する。
【００２０】操縦量決定部５において、２８は操縦量決
定要素であり、該回避操縦量と該ゴール操縦量のバラン
スをルールテーブル２９に従って決定し、目標の操縦量
として、横旋回加速度ｙ1 、縦旋回加速度ｙ2 を出力す
る。
定要素であり、該回避操縦量と該ゴール操縦量のバラン
スをルールテーブル２９に従って決定し、目標の操縦量
として、横旋回加速度ｙ1 、縦旋回加速度ｙ2 を出力す
る。
【００２１】上述した障害物回避装置の動作を図２のフ
ローチャートを用いて説明する。まず、ＳＴ１で、セン
サ１１により目標の観測を行い、データプロセッサ１２
で処理後、目標の観測値として出力する。
ローチャートを用いて説明する。まず、ＳＴ１で、セン
サ１１により目標の観測を行い、データプロセッサ１２
で処理後、目標の観測値として出力する。
【００２２】次にＳＴ３に進み、ＳＴ３ａで時間ｔを０
からηs まで、ａs 刻みにループさせる。さらにＳＴ３
ｂで横旋回加速度αを−ＢG から＋ＢG まで、ｂG 刻み
で変化させ、ＳＴ３ｃに進む。ＳＴ３ｃでは−ＣG から
＋ＣG までｃG 刻みで縦旋回加速度βを変化させる。Ｓ
Ｔ３ｄで、仮に定まる（ｔ，α，β）から目標の座標を
計算し、目標の座標と該ディジタル地図データベース２
０が一致した場合、その時の縦横の旋回加速度を静止障
害物データとする。このようにして、静止障害物を避け
ることのできる限界の縦旋回加速度を出力する。
からηs まで、ａs 刻みにループさせる。さらにＳＴ３
ｂで横旋回加速度αを−ＢG から＋ＢG まで、ｂG 刻み
で変化させ、ＳＴ３ｃに進む。ＳＴ３ｃでは−ＣG から
＋ＣG までｃG 刻みで縦旋回加速度βを変化させる。Ｓ
Ｔ３ｄで、仮に定まる（ｔ，α，β）から目標の座標を
計算し、目標の座標と該ディジタル地図データベース２
０が一致した場合、その時の縦横の旋回加速度を静止障
害物データとする。このようにして、静止障害物を避け
ることのできる限界の縦旋回加速度を出力する。
【００２３】ＳＴ４ｃでは、ゴールデータメモリ２１よ
りηs 後に上記目標がゴール方向を向くための横旋回加
速度を出力し、ＳＴ４ｅに進む。ＳＴ４ｅでは、ＳＴ３
で表現した静止障害物が縦旋回加速β＝０を切る場合に
は、その時の横旋回加速度を求め、特徴量として静止障
害物回避量を出力する。
りηs 後に上記目標がゴール方向を向くための横旋回加
速度を出力し、ＳＴ４ｅに進む。ＳＴ４ｅでは、ＳＴ３
で表現した静止障害物が縦旋回加速β＝０を切る場合に
は、その時の横旋回加速度を求め、特徴量として静止障
害物回避量を出力する。
【００２４】ＳＴ５ｂでは、該特徴量により上記目標と
上記静止障害物の位置関係を考慮し、操縦量である縦横
の旋回加速度ｙ1 、ｙ2 を出力する。これらの処理で用
いられる計算式（１）〜（５）を記す。
上記静止障害物の位置関係を考慮し、操縦量である縦横
の旋回加速度ｙ1 、ｙ2 を出力する。これらの処理で用
いられる計算式（１）〜（５）を記す。
【００２５】
【数１】
【００２６】また、静止障害物照合の方法を図３に、上
記目標から見た静止障害物の例を図４に、その静止障害
物を旋回加速で表現した例を図５に示す。図５において αg ；ηs 後に目標がゴールを向くための横旋回加速度 βg ；横旋回加速度がαg の時、スコープを横切る縦旋
回加速度 αr ；スコープが右下がりでβ＝０と交わるαの値 αl ；スコープが右上がりでβ＝０と交わるαの値
記目標から見た静止障害物の例を図４に、その静止障害
物を旋回加速で表現した例を図５に示す。図５において αg ；ηs 後に目標がゴールを向くための横旋回加速度 βg ；横旋回加速度がαg の時、スコープを横切る縦旋
回加速度 αr ；スコープが右下がりでβ＝０と交わるαの値 αl ；スコープが右上がりでβ＝０と交わるαの値
【００２７】なお、上記実施例において、時間の刻み
ａ、横旋回加速度の刻みｃ、縦旋回加速度の刻みｄが細
かいほど、精度の高い障害物特徴量が得られる。
ａ、横旋回加速度の刻みｃ、縦旋回加速度の刻みｄが細
かいほど、精度の高い障害物特徴量が得られる。
【００２８】実施例２．図６は実施例２の障害物回避装
置のブロック図である。図６において、図１に示す障害
物回避装置と同一符号は同一部分を示し、その説明は省
略する。新たな構成として、６は、自機の状態を知るた
めの自機データを出力する自機データ発生部である。上
記自機データ発生部において、３３は、自機の観測値を
得るためのセンサである。また、３４はデータプロセッ
サであり、該センサ３３の出力信号を処理して自機の状
態を出力する。
置のブロック図である。図６において、図１に示す障害
物回避装置と同一符号は同一部分を示し、その説明は省
略する。新たな構成として、６は、自機の状態を知るた
めの自機データを出力する自機データ発生部である。上
記自機データ発生部において、３３は、自機の観測値を
得るためのセンサである。また、３４はデータプロセッ
サであり、該センサ３３の出力信号を処理して自機の状
態を出力する。
【００２９】上記実施例２の障害物回避装置の動作を図
７に示すフローチャートを用いて説明する。ＳＴ６以外
の部分は図２の障害物回避装置のそれと同様にして動作
する。請求項２の障害物回避装置は、ＳＴ６ａで自機の
状態を抽出する。次にＳＴ６ｂで座標変換１を行い、レ
ーダ位置中心の座標系から自機位置中心の座標系に変換
する。さにＳＴ６ｃで、座標変換２を行い、目標位置中
心の座標系に変換する。の後の処理は実施例１の障害物
回避装置と同じである。
７に示すフローチャートを用いて説明する。ＳＴ６以外
の部分は図２の障害物回避装置のそれと同様にして動作
する。請求項２の障害物回避装置は、ＳＴ６ａで自機の
状態を抽出する。次にＳＴ６ｂで座標変換１を行い、レ
ーダ位置中心の座標系から自機位置中心の座標系に変換
する。さにＳＴ６ｃで、座標変換２を行い、目標位置中
心の座標系に変換する。の後の処理は実施例１の障害物
回避装置と同じである。
【００３０】実施例３．図８は、実施例３の障害物回避
装置のブロック図である。請求項３は、航空機の自動操
縦を想定したものである。図８において、７は、スター
ト時の自機の位置などを出力する初期状態設定部であ
る。８は所定時刻後の自機の状態を出力するための動特
性計算部である。上記動特性計算部８において、３７は
動特性計算要素であり、操縦量決定部５の出力である操
縦量を入力し所定時刻後の自機の状態を出力する。３８
は遅延要素であり、動特性計算要素３７の出力を遅延さ
せ、次の自機の状態として、静止障害物ドライバ部３の
入力となる。
装置のブロック図である。請求項３は、航空機の自動操
縦を想定したものである。図８において、７は、スター
ト時の自機の位置などを出力する初期状態設定部であ
る。８は所定時刻後の自機の状態を出力するための動特
性計算部である。上記動特性計算部８において、３７は
動特性計算要素であり、操縦量決定部５の出力である操
縦量を入力し所定時刻後の自機の状態を出力する。３８
は遅延要素であり、動特性計算要素３７の出力を遅延さ
せ、次の自機の状態として、静止障害物ドライバ部３の
入力となる。
【００３１】上記実施例３の障害物回避装置の動作を図
９に示すフローチャートを用いて説明する。第３発明に
よる障害物回避装置は、ＳＴ９で初期状態設定部７によ
り自機のスタート時の状態を設定する。さらに、ＳＴ８
ａで動特性計算部８により操縦量決定部５の出力である
操縦量を入力し所定時刻後の自機の状態を出力する。次
に、ＳＴ８ｂに進み、操縦量決定部５の出力から自機が
ゴールに到達するかの判定を行い、真ならば処理を終了
し、偽ならば動特性計算要素３７の出力をＳＴ８ｃで遅
延させ、自機の次の状態として同様の処理を行う。
９に示すフローチャートを用いて説明する。第３発明に
よる障害物回避装置は、ＳＴ９で初期状態設定部７によ
り自機のスタート時の状態を設定する。さらに、ＳＴ８
ａで動特性計算部８により操縦量決定部５の出力である
操縦量を入力し所定時刻後の自機の状態を出力する。次
に、ＳＴ８ｂに進み、操縦量決定部５の出力から自機が
ゴールに到達するかの判定を行い、真ならば処理を終了
し、偽ならば動特性計算要素３７の出力をＳＴ８ｃで遅
延させ、自機の次の状態として同様の処理を行う。
【００３２】実施例４．図１０は実施例４の障害物回避
装置のブロック図である。図１０において、６はパイロ
ットが操縦中の自機の位置を把握するための自機データ
発生部、２は自機以外の移動障害物の観測値を出力する
移動障害物データ発生部、９は上記移動障害物データ発
生部２の出力を入力し、自機が移動障害物を回避するた
めの操縦量を出力する移動障害物ドライバ部、４は自機
と静止障害物、自機とゴールとの位置関係を把握し、静
止障害物を回避するのに必要な操縦量、ゴールに向かう
操縦量を出力する特徴量抽出部である。５は、ゴール操
縦量、移動障害物回避量、静止障害物回避量から最適な
操縦量を出力する操縦量決定部である。上記自機データ
発生部６において３２はＧＰＳ衛星であり、自機の観測
値を出力する。３３は、上記ＧＰＳ衛星の観測値を抽出
するためのセンサである。３４はデータプロセッサであ
り、センサ３３の観測値を処理し、自機データを抽出す
る。上記移動障害物データ発生部２において、１３は移
動障害物を観測するためのセンサである。１４は、デー
タプロセッサでセンサ１３の観測値を処理し、移動障害
物の状態を出力する。上記移動障害物ドライバ部９にお
いて１５は、相対情報抽出要素であり、移動障害物の座
標、速度、進行方向を自機との相対的な情報に変換す
る。４の特徴量抽出部において、２２は座標変換要素で
あり、ゴールデータメモリ２１から得られるゴール情報
を自機から見た相対的な情報に変換する。２３はゴール
操縦量計算要素でありゴール方向に向かうのに必要な操
縦量を出力する。２４はスコープ表現要素であり、静止
障害物ドライバ部３で旋回加速度表現された障害物情報
をスコープ表現する。２５は静止障害物回避量計算要素
であり、静止障害物回避に必要な操縦量を出力する。上
記操縦量決定部５において、３０は回避量計算要素であ
り、移動障害物ドライバ部９の出力である移動障害物回
避量と特徴量抽出部４の出力である静止障害物回避量を
入力し、ルールテーブル３１に従って、自機の回避操縦
量を決定する。２８は、操縦量決定要素であり、特徴量
抽出部４の出力であるゴール方向操縦量を入力し、回避
量操縦量計算要素３０の出力である回避操縦量とルール
テーブル２９に従って、最適な自機の操縦量を決定す
る。動特性計算部８は、請求項３のそれと同じなので説
明は省略する。
装置のブロック図である。図１０において、６はパイロ
ットが操縦中の自機の位置を把握するための自機データ
発生部、２は自機以外の移動障害物の観測値を出力する
移動障害物データ発生部、９は上記移動障害物データ発
生部２の出力を入力し、自機が移動障害物を回避するた
めの操縦量を出力する移動障害物ドライバ部、４は自機
と静止障害物、自機とゴールとの位置関係を把握し、静
止障害物を回避するのに必要な操縦量、ゴールに向かう
操縦量を出力する特徴量抽出部である。５は、ゴール操
縦量、移動障害物回避量、静止障害物回避量から最適な
操縦量を出力する操縦量決定部である。上記自機データ
発生部６において３２はＧＰＳ衛星であり、自機の観測
値を出力する。３３は、上記ＧＰＳ衛星の観測値を抽出
するためのセンサである。３４はデータプロセッサであ
り、センサ３３の観測値を処理し、自機データを抽出す
る。上記移動障害物データ発生部２において、１３は移
動障害物を観測するためのセンサである。１４は、デー
タプロセッサでセンサ１３の観測値を処理し、移動障害
物の状態を出力する。上記移動障害物ドライバ部９にお
いて１５は、相対情報抽出要素であり、移動障害物の座
標、速度、進行方向を自機との相対的な情報に変換す
る。４の特徴量抽出部において、２２は座標変換要素で
あり、ゴールデータメモリ２１から得られるゴール情報
を自機から見た相対的な情報に変換する。２３はゴール
操縦量計算要素でありゴール方向に向かうのに必要な操
縦量を出力する。２４はスコープ表現要素であり、静止
障害物ドライバ部３で旋回加速度表現された障害物情報
をスコープ表現する。２５は静止障害物回避量計算要素
であり、静止障害物回避に必要な操縦量を出力する。上
記操縦量決定部５において、３０は回避量計算要素であ
り、移動障害物ドライバ部９の出力である移動障害物回
避量と特徴量抽出部４の出力である静止障害物回避量を
入力し、ルールテーブル３１に従って、自機の回避操縦
量を決定する。２８は、操縦量決定要素であり、特徴量
抽出部４の出力であるゴール方向操縦量を入力し、回避
量操縦量計算要素３０の出力である回避操縦量とルール
テーブル２９に従って、最適な自機の操縦量を決定す
る。動特性計算部８は、請求項３のそれと同じなので説
明は省略する。
【００３３】上記実施例４の障害物回避装置の動作を図
１１に示すフローチャートを用いて説明する。請求項４
の障害物回避装置は、まず、ＳＴ６ａにおいて自機デー
タ発生部においてＧＰＳ衛星３２により自機の状態を出
力する。次にＳＴ２に進み、上記移動障害物データ発生
部２で、移動障害物データを抽出する。次に、ＳＴ４ｄ
に進み、該移動障害物データを自機との相対的な情報に
変換し、移動障害物を回避するのに必要な操縦量を計算
する。ＳＴ４ｅでは、上記特徴量抽出部４で静止障害物
を回避するのに必要な操縦量を計算する。ＳＴ４ｃで
は、自機が所定時刻後にゴール方向を向くのに必要な操
縦量を決定する。ＳＴ５ａではＳＴ９ｂとＳＴ４ｄで得
た移動障害物、静止障害物回避量から自機の回避操縦量
を決定する。さらに、ＳＴ５ｂで、ゴール操縦量、回避
量を入力し、ルールテーブル２９に従って、自機の操縦
量を決定する。ＳＴ８ｂは請求項３のそれと同じである
ので説明は省略する。
１１に示すフローチャートを用いて説明する。請求項４
の障害物回避装置は、まず、ＳＴ６ａにおいて自機デー
タ発生部においてＧＰＳ衛星３２により自機の状態を出
力する。次にＳＴ２に進み、上記移動障害物データ発生
部２で、移動障害物データを抽出する。次に、ＳＴ４ｄ
に進み、該移動障害物データを自機との相対的な情報に
変換し、移動障害物を回避するのに必要な操縦量を計算
する。ＳＴ４ｅでは、上記特徴量抽出部４で静止障害物
を回避するのに必要な操縦量を計算する。ＳＴ４ｃで
は、自機が所定時刻後にゴール方向を向くのに必要な操
縦量を決定する。ＳＴ５ａではＳＴ９ｂとＳＴ４ｄで得
た移動障害物、静止障害物回避量から自機の回避操縦量
を決定する。さらに、ＳＴ５ｂで、ゴール操縦量、回避
量を入力し、ルールテーブル２９に従って、自機の操縦
量を決定する。ＳＴ８ｂは請求項３のそれと同じである
ので説明は省略する。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、請求項１の障害物回避装
置によれば、３次元障害物を目標の旋回加速度を用いて
表現する静止障害物ドライバ部を付加したので、３次元
障害物を数個の特徴量でモデル化でき、操縦量を決定す
ることができるという効果がある。
置によれば、３次元障害物を目標の旋回加速度を用いて
表現する静止障害物ドライバ部を付加したので、３次元
障害物を数個の特徴量でモデル化でき、操縦量を決定す
ることができるという効果がある。
【００３５】さらに、請求項２の障害物回避装置によれ
ば、自機の位置を知るための自機データを出力する自機
データ発生部を付加したので、観測側が移動している場
合でも目標の操縦量を決定することができるという効果
がある。
ば、自機の位置を知るための自機データを出力する自機
データ発生部を付加したので、観測側が移動している場
合でも目標の操縦量を決定することができるという効果
がある。
【００３６】さらに、請求項３の障害物回避装置によれ
ば、計算された操縦量から所定時刻後の自機の状態を得
るための動特性計算要素を付加したので、地形状況に応
じて自機の操縦を自動的に決定することができるという
効果がある。
ば、計算された操縦量から所定時刻後の自機の状態を得
るための動特性計算要素を付加したので、地形状況に応
じて自機の操縦を自動的に決定することができるという
効果がある。
【００３７】さらに、請求項４の障害物回避装置によれ
ば、ＧＰＳ衛星によって自機の状態を観測する自機デー
タ発生部と移動障害物を知るための移動障害物データ発
生部を付加したので、移動障害物を回避しながら操縦を
行うことができるという効果がある。
ば、ＧＰＳ衛星によって自機の状態を観測する自機デー
タ発生部と移動障害物を知るための移動障害物データ発
生部を付加したので、移動障害物を回避しながら操縦を
行うことができるという効果がある。
【図１】実施例１の障害物回避装置のブロック図であ
る。
る。
【図２】実施例１の障害物回避装置のフローチャートで
ある。
ある。
【図３】実施例１の障害物回避装置で静止障害物を旋回
加速度表現するための導出方法である。
加速度表現するための導出方法である。
【図４】目標から見た静止障害物の例である。
【図５】図４における静止障害物を旋回加速度表現した
結果の例である。
結果の例である。
【図６】実施例２の障害物回避装置のブロック図であ
る。
る。
【図７】実施例２の障害物回避装置のフローチャートで
ある。
ある。
【図８】実施例３の障害物回避装置のブロック図であ
る。
る。
【図９】実施例３の障害物回避装置のフローチャートで
ある。
ある。
【図１０】実施例４の障害物回避装置のブロック図であ
る。
る。
【図１１】実施例４の障害物回避装置のフローチャート
である。
である。
【図１２】従来の障害物回避装置のブロック図である。
【図１３】従来の障害物回避装置のフローチャートであ
る。
る。
１ 目標データ発生部 ２ 移動障害物データ発生部 ３ 静止障害物ドライバ部 ４ 特徴量抽出部 ５ 操縦量決定部 ６ 自機データ発生部 ７ 初期状態発生部 ８ 動特性計算部 ９ 移動障害物ドライバ部 １１ センサ １２ データプロセッサ １３ センサ １４ データプロセッサ １５ 相対情報抽出要素 １６ 移動障害物回避量計算要素 １７ ルールテーブル １８ 座標変換要素 １９ 静止障害物照合要素 ２０ ディジタル地図データベース ２１ ゴールデータメモリ ２２ 座標変換要素 ２３ ゴール操縦量計算要素 ２４ スコープ表現要素 ２５ 静止障害物回避量計算要素 ２６ 静的危険度計算要素 ２７ 動的危険度計算要素 ２８ 操縦量決定要素 ２９ ルールテーブル ３０ 回避量計算要素 ３１ ルールテーブル ３２ ＧＰＳ衛星 ３３ センサ ３４ データプロセッサ ３７ 動特性計算要素 ３８ 遅延要素 ４０ 初期データ
Claims (4)
- 【請求項１】 目標の観測値を出力する目標データ発生
部、該目標データとディジタル地図データベースから上
記目標の旋回加速度で静止障害物を表現する静止障害物
ドライバ部、上記目標と上記静止障害物、上記目標とゴ
ールデータメモリから得られるゴールの位置関係を把握
するための特徴量を出力する特徴量抽出部、該特徴量を
もとに上記目標の予測操縦量を出力する操縦量決定部を
備えたことを特徴とする障害物回避装置。 - 【請求項２】 目標の観測値を出力する目標データ発生
部、移動中の自機の状態を計測する自機データ発生部、
該目標データ及び、該自機データとディジタル地図デー
タベースから上記目標の旋回加速度で静止障害物を表現
する静止障害物ドライバ部、上記目標と上記静止障害
物、上記目標とゴールデータメモリから得られるゴール
の位置関係を把握するための特徴量を出力する特徴量抽
出部、該特徴量をもとに上記目標の予測操縦量を出力す
る操縦量決定部を備えたことを特徴とする障害物回避装
置。 - 【請求項３】 スタート時に自機の状態を入力する初期
状態設定部、ディジタル地図データベースから飛行中の
自機の旋回加速度で静止障害物を表現する静止障害物ド
ライバ部、自機と上記静止障害物、自機とゴールデータ
メモリから得られるゴールとの位置関係を把握するため
の特徴量を出力する特徴量抽出部、該特徴量をもとに自
機の操縦量を出力する操縦量決定部、該操縦量を入力し
て一定時刻後の自機の状態を出力する動特性計算部を備
えたことを特徴とする障害物回避装置。 - 【請求項４】 ＧＰＳ衛星により自機の状態を出力する
自機データ発生部、自機以外の移動障害物を観測する移
動障害物データ発生部、移動障害物データ発生部の出力
である移動障害物データから、自機が、上記移動障害物
を回避するのに必要な操縦量を出力する移動障害物ドラ
イバ部、ディジタル地図データベースから自機の旋回加
速度で静止障害物を表現する静止障害物ドライバ部、自
機と静止障害物、自機とゴールデータメモリから得られ
るゴールとの位置関係を把握し、静止障害物回避に必要
な操縦量及びゴールに向かうのに必要な操縦量を出力す
る特徴量抽出部、該移動障害物回避操縦量、該静止障害
物回避操縦量、該ゴール操縦量から自機の最適な操縦量
を決定する操縦量決定部、該操縦量を入力して所定の時
刻後の自機の状態を出力する動特性計算部を備えたこと
を特徴とする障害物回避装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4292734A JPH06139498A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 障害物回避装置 |
| US08/139,187 US5416713A (en) | 1992-10-30 | 1993-10-19 | Obstacle avoidance apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4292734A JPH06139498A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 障害物回避装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06139498A true JPH06139498A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17785638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4292734A Pending JPH06139498A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 障害物回避装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5416713A (ja) |
| JP (1) | JPH06139498A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016189727A1 (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | 日産自動車株式会社 | 走行制御装置及び方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2799375B2 (ja) * | 1993-09-30 | 1998-09-17 | 本田技研工業株式会社 | 衝突防止装置 |
| FR2749675B1 (fr) * | 1996-06-07 | 1998-08-28 | Sextant Avionique | Procede de pilotage d'un aerodyne pour l'evitement vertical d'une zone |
| DE19641261C1 (de) * | 1996-10-07 | 1998-02-12 | Siemens Ag | Verfahren zur Bewertung der Meßqualität eines Entfernungsmeßsensors an einem autonomen mobilen System |
| JP3642547B2 (ja) * | 1997-08-22 | 2005-04-27 | 株式会社小松製作所 | 自走車両の車速制御装置 |
| US6222554B1 (en) | 1997-08-26 | 2001-04-24 | International Business Machines Corporation | Navigation in three-dimensional workspace interactive displays having virtual force fields associated with selected objects |
| AUPR772001A0 (en) * | 2001-09-17 | 2001-10-11 | Kenny, Craig Anthony | Aircraft avoidance system for preventing entry into an exclusion zone |
| US6748325B1 (en) | 2001-12-07 | 2004-06-08 | Iwao Fujisaki | Navigation system |
| JP3945279B2 (ja) * | 2002-03-15 | 2007-07-18 | ソニー株式会社 | 障害物認識装置、障害物認識方法、及び障害物認識プログラム並びに移動型ロボット装置 |
| AU2003229008A1 (en) * | 2002-05-10 | 2003-11-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Real-time target tracking of an unpredictable target amid unknown obstacles |
| FR2867270B1 (fr) * | 2004-03-05 | 2006-06-23 | Thales Sa | Procede d'estimation de distance curviligne pour mobile a manoeuvrabilite limitee |
| JP4042979B2 (ja) * | 2004-05-14 | 2008-02-06 | 本田技研工業株式会社 | 車両操作支援装置 |
| JP4042980B2 (ja) * | 2004-05-14 | 2008-02-06 | 本田技研工業株式会社 | 車両操作支援装置 |
| KR100834761B1 (ko) * | 2005-11-23 | 2008-06-05 | 삼성전자주식회사 | 이동 로봇의 자기 위치 인식 방법 및 장치 |
| EP1926005A1 (en) * | 2006-11-23 | 2008-05-28 | Institutio Nacional de Tecnica Aeroespacial " Esteban Terradas" | Method for controlling control parameters in an air vehicle and system of controlling an air vehicle |
| CA2682256C (en) * | 2007-03-21 | 2017-01-03 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method for planning and executing obstacle-free paths for rotating excavation machinery |
| CN102929279B (zh) * | 2012-11-07 | 2014-11-05 | 无锡普智联科高新技术有限公司 | 基于三维空间密集存储区域的多机器人路径规划方法 |
| CN108710368B (zh) * | 2018-05-23 | 2021-07-23 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种无人驾驶***及电动汽车 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5056031A (en) * | 1988-11-12 | 1991-10-08 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenyusho | Apparatus for detecting the collision of moving objects |
| US5179329A (en) * | 1989-04-25 | 1993-01-12 | Shinko Electric Co., Ltd. | Travel control method, travel control device, and mobile robot for mobile robot systems |
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-
1992
- 1992-10-30 JP JP4292734A patent/JPH06139498A/ja active Pending
-
1993
- 1993-10-19 US US08/139,187 patent/US5416713A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5416713A (en) | 1995-05-16 |
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