JP2002182748A - Steering controller - Google Patents

Steering controller

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JP2002182748A
JP2002182748A JP2000385800A JP2000385800A JP2002182748A JP 2002182748 A JP2002182748 A JP 2002182748A JP 2000385800 A JP2000385800 A JP 2000385800A JP 2000385800 A JP2000385800 A JP 2000385800A JP 2002182748 A JP2002182748 A JP 2002182748A
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JP
Japan
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vehicle
steering
azimuth
voltage
actuator
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Application number
JP2000385800A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Yokota
宏一 横田
Osamu Yukimoto
修 行本
Satoshi Yamamoto
聡史 山本
Yosuke Matsuo
陽介 松尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Bio Oriented Technology Research Advancement Institution
Sasaki Co Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Bio Oriented Technology Research Advancement Institution
Sasaki Co Ltd
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Publication date
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering controller for stably conrolling the steering of an automatic travel vehicle outdoors. SOLUTION: It is effective that a geomagnetic sensor 1 is used as a direction detecting means outdoors. The erroneous detection of the geomagnetic sensor 1 due to the voltage fluctuation of power 5 becomes a problem. The operation voltage of the geomagnetic sensor 1 is monitored by a voltage fluctuation detection part 304. While voltage fluctuation occurs, a command reset part 305 deletes an erroneous detection direction signal and keeps the steering angle of a vehicle 13 to zero degree instead. Actuator driving quantity for maintaining the vehicle to a travel state just before the occurrence of voltage fluctuation is outputted to an actuator driving part 303 and steering control is continued. Thus, lateral slip in a travel direction at the time of an erroneous detection of the correction is prevented and steering control is stabilized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータ制
御手段に与えられるアクチュエータ駆動信号に応じてア
クチュエータを制御し、該アクチュエータにより操舵機
構を駆動することにより目標方位に向けて自動走行する
車両に搭載される操向制御装置に関する。本発明の適用
分野としては方位センサを用いた自動走行車の操向制御
装置、例えば耕地整備や田植え作業を無人で行う農業用
トラクタや建設現場での建材を運搬する無人運搬車の操
向制御装置などが挙げられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is mounted on a vehicle which automatically drives in a target direction by controlling an actuator in accordance with an actuator drive signal given to an actuator control means and driving a steering mechanism by the actuator. To a steering control device. As an application field of the present invention, a steering control device for an automatic traveling vehicle using a direction sensor, for example, a steering control for an agricultural tractor that performs unmanned cultivated land maintenance and rice planting work and an automatic guided vehicle that transports building materials at a construction site. And the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動走行制御技術において方位検出技術
は主要課題であり、小型、軽量、安価の観点から方位セ
ンサを用いることが現状主流となっている。特に地磁気
センサは方位センサの中では小型なタイプ故に駆動に必
要な消費電力が少なくて済む。従って自己電源のみで動
作する自動走行車にとっては搭載に適したデバイスと言
え、車両方位の特定が屋内に比べて困難な屋外での方位
検知に適している。すなわち色覚センサや音波センサを
方位センサとして利用すると、特定の目印や対象物を予
めセットする必要があり、且つ、天候や騒音等の外乱が
目標認識に差を生じさせる可能性があるのに比べ、地磁
気センサは地磁気という絶対値を検出対象としている
為、前述の目標対象や外乱にかかわらず方位を認知でき
るという利点があるからである。
2. Description of the Related Art A direction detection technology is a major problem in automatic driving control technology, and the use of a direction sensor is currently the mainstream from the viewpoint of small size, light weight and low cost. In particular, the geomagnetic sensor requires a small power consumption for driving because of its small size among the orientation sensors. Therefore, it can be said that the device is suitable for mounting on an autonomous vehicle that operates only by its own power supply, and is suitable for azimuth detection in the outdoors where it is difficult to specify the azimuth of the vehicle as compared to indoors. That is, when a color vision sensor or a sound wave sensor is used as a direction sensor, it is necessary to set a specific mark or an object in advance, and disturbance such as weather or noise may cause a difference in target recognition. This is because the terrestrial magnetism sensor has an advantage that the azimuth can be recognized irrespective of the above-mentioned target object and disturbance because the terrestrial magnetism is an absolute value to be detected.

【0003】図3、図4を参照して従来の操向制御装置
の一例を説明する。図3は従来の操向制御装置を備える
自動走行装置の構成を示すブロック図、図4はその自動
走行装置における諸要素の関係を示す図である。図3に
おいて操向制御装置は、電源5から供給された電力で車
両方位の検出を行う地磁気センサ1と、センサ1の検出
値をデジタル変換するAD変換器2と、AD変換器2の
出力のデジタル信号をアクチュエータ駆動量に演算変換
して伝達するCPU3と、その駆動量をアナログ変換す
るDA変換回路7と、DA変換回路7の出力のアナログ
信号によって操向制御弁9の開口量を制御するアクチュ
エータ制御回路8から構成される。操向制御装置の制御
対象である自動走行車の被制御対象は車輪13と、車輪
13の舵角を決定する操舵機構12と、操舵機構12を
駆動する油圧アクチュエータ10と、油圧アクチュエー
タ10の駆動量を制御する操向制御弁9と油圧源11
と、操舵機構12に付随する舵角センサ4とから構成さ
れる。ここで、図4を参照して自動走行装置における諸
要素の関係を説明しておく。車両方位16は車両19の
直進方位を表すものである。舵角15は車両方位16と
車輪14の回転面の為す角である。目標方位18とは車
両19が走行すべき絶対方位を意味し、車両方位16と
同じ単位で表すことができる。
An example of a conventional steering control device will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an automatic traveling device including a conventional steering control device, and FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between various elements in the automatic traveling device. In FIG. 3, the steering control device includes a geomagnetic sensor 1 that detects the direction of the vehicle using electric power supplied from a power supply 5, an AD converter 2 that converts a detection value of the sensor 1 into a digital signal, and an output of the AD converter 2. A CPU 3 for arithmetically converting a digital signal into an actuator drive amount and transmitting the same, a DA conversion circuit 7 for converting the drive amount into an analog signal, and controlling an opening amount of the steering control valve 9 by an analog signal output from the DA converter circuit 7. It is composed of an actuator control circuit 8. The controlled object of the automatic traveling vehicle controlled by the steering control device is a wheel 13, a steering mechanism 12 for determining a steering angle of the wheel 13, a hydraulic actuator 10 for driving the steering mechanism 12, and a drive for the hydraulic actuator 10. Steering control valve 9 for controlling the amount and hydraulic source 11
And a steering angle sensor 4 attached to the steering mechanism 12. Here, with reference to FIG. 4, the relationship between various elements in the automatic traveling device will be described. The vehicle direction 16 indicates the straight running direction of the vehicle 19. The steering angle 15 is an angle formed between the vehicle direction 16 and the rotation surface of the wheel 14. The target direction 18 refers to an absolute direction in which the vehicle 19 should travel, and can be expressed in the same unit as the vehicle direction 16.

【0004】地磁気センサ1は地磁気検出部101とセ
ンサ駆動部102から構成され、少なくとも車両19に
対してXYの2軸直交に取り付けられる。センサ駆動部
102は、内部に磁心と電流印加部を有し、電源5から
供給された電力でパルス電流を生成し、このパルス電流
を磁心に印加し、自己磁界を発生させる。地磁気検出部
101は内部に検出コイルと増幅回路を有し、センサ駆
動部102で発生した自己磁界を利用して外部磁界を検
出、増幅回路によってアナログ信号の磁方位を出力す
る。この磁方位は図4における車両方位16を2軸直交
の磁方位成分として出力することを表している。地磁気
センサ1から出力されたアナログ信号の車両方位はAD
変換器2中のAD変換回路202でデジタル信号に変換
されCPU3へ伝達される。
The terrestrial magnetism sensor 1 is composed of a terrestrial magnetism detecting unit 101 and a sensor driving unit 102, and is attached to at least the vehicle 19 in two orthogonal directions XY. The sensor driving unit 102 has a magnetic core and a current applying unit inside, generates a pulse current with the power supplied from the power supply 5, applies the pulse current to the magnetic core, and generates a self-magnetic field. The terrestrial magnetism detection unit 101 has a detection coil and an amplification circuit inside, detects an external magnetic field using a self-magnetic field generated by the sensor driving unit 102, and outputs the magnetic direction of an analog signal by the amplification circuit. This magnetic azimuth indicates that the vehicle azimuth 16 in FIG. 4 is output as a magnetic azimuth component orthogonal to two axes. The vehicle direction of the analog signal output from the geomagnetic sensor 1 is AD
The signal is converted into a digital signal by the AD conversion circuit 202 in the converter 2 and transmitted to the CPU 3.

【0005】CPU3は方位演算部301、操向制御演
算部302及びアクチュエータ駆動量演算部303を有
する。CPU3に伝達されたデジタル信号の車両方位は
方位演算部301に入力される。その際、地磁気センサ
1で検出した車両方位は、その車両の帯磁による影響を
受け、真値からのずれを含んでいるので、方位演算部3
01では予め格納された補正値によって車両方位の精度
を向上させるべく補正演算を行い、得られた真の車両方
位を操向制御演算部302に伝達する。操向制御演算部
302には、予めモードSW6よりAD変換回路201
を経て手動入力された目標方位(図4の目標方位18に
相当)が基準値として保持されている。操向制御演算部
302における演算アルゴリズムとしては、例えばPI
D制御アルゴリズムがある。PID制御アルゴリズムで
は、目標方位に車両方位を追従させる操向制御コマンド
(図4の操向制御コマンド17(車両方位16白抜き矢
印の方向に変位させる命令)に相当)を算出する。操向
制御コマンドはアクチュエータ駆動量演算部303に入
力される。アクチュエータ駆動量演算部303には操舵
機構12に付随する舵角センサ4より検出された舵角が
AD変換回路204を経てデジタル信号として随時入力
される。アクチュエータ駆動量演算部303はアクチュ
エータ駆動量を算出する。アクチュエータ駆動量は入力
された操向制御コマンドに舵角を追従させるために現状
の舵角からの変更量に対応し、ひいては操向制御弁9の
開口量に対応する。アクチュエータ駆動量は、DA変換
回路7に出力する。
The CPU 3 has an azimuth calculation unit 301, a steering control calculation unit 302, and an actuator drive amount calculation unit 303. The vehicle direction of the digital signal transmitted to the CPU 3 is input to the direction calculation unit 301. At this time, the azimuth of the vehicle detected by the geomagnetic sensor 1 is affected by the magnetization of the vehicle and includes a deviation from the true value.
In step 01, a correction operation is performed to improve the accuracy of the vehicle azimuth using a correction value stored in advance, and the obtained true vehicle azimuth is transmitted to the steering control operation unit 302. The steering control calculation unit 302 includes an A / D conversion circuit 201 from the mode switch 6 in advance.
The target direction (corresponding to the target direction 18 in FIG. 4) manually input through is stored as a reference value. As the calculation algorithm in the steering control calculation unit 302, for example, PI
There is a D control algorithm. In the PID control algorithm, a steering control command (corresponding to the steering control command 17 in FIG. 4 (a command to displace the vehicle in the direction of the white arrow 16)) for causing the vehicle to follow the target direction is calculated. The steering control command is input to the actuator drive amount calculation unit 303. The steering angle detected by the steering angle sensor 4 attached to the steering mechanism 12 is input to the actuator drive amount calculation unit 303 as a digital signal via the AD conversion circuit 204 as needed. The actuator drive amount calculation unit 303 calculates an actuator drive amount. The actuator drive amount corresponds to the amount of change from the current steering angle so that the steering angle follows the input steering control command, and thus corresponds to the opening amount of the steering control valve 9. The actuator drive amount is output to the DA conversion circuit 7.

【0006】DA変換回路7は、入力されたデジタル信
号を再びアナログ信号に変換し、アクチュエータ制御回
路8に伝達する。アクチュエータ制御回路8ではアナロ
グ化されたアクチュエータ駆動量を操向制御弁9のイン
ターフェースに対応させるべくPWM信号に変換し、操
向制御弁9に出力する。なお直接PWM信号の生成と出
力が可能なCPUも市販されており、そのCPUを搭載
する場合はDA変換回路7を省略することができる。油
圧源11は操向制御弁9及び油圧アクチュエータ10に
圧油を供給するもので、車両側のエンジンから動力の供
給を受けて作動する。また、油圧アクチュエータ10の
動作は操向制御弁9の開閉状態で決定され、アクチュエ
ータ動作は操舵機構12に伝達されて車輪13の舵角を
自動制御する。
[0006] The DA conversion circuit 7 converts the input digital signal into an analog signal again, and transmits the analog signal to the actuator control circuit 8. The actuator control circuit 8 converts the analogized actuator drive amount into a PWM signal so as to correspond to the interface of the steering control valve 9, and outputs the PWM signal to the steering control valve 9. A CPU capable of directly generating and outputting a PWM signal is also commercially available, and when the CPU is mounted, the DA conversion circuit 7 can be omitted. The hydraulic power source 11 supplies pressure oil to the steering control valve 9 and the hydraulic actuator 10, and operates by receiving power from an engine on the vehicle side. The operation of the hydraulic actuator 10 is determined by the open / close state of the steering control valve 9, and the actuator operation is transmitted to the steering mechanism 12 to automatically control the steering angle of the wheels 13.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】既述のように方位セン
サは駆動に必要とする消費電力が小さくて済むという利
点を有するが、一方で微弱な地磁気を電圧信号に安定的
に変換しなければならないため、電源の過負荷による供
給電圧変動に対する耐性が小さいという構造的な課題も
有している。センサを固定して供給電圧を規格幅よりも
数V外れた値で入力する実験を試みたところセンサ検出
値は変化し、方位角レベルで数度の誤差が生じることが
確認されている。実際には、例えば耕地整備作業中のト
ラクタが耕運中に岩などの障害物と遭遇して乗り越す際
に一時的に車両のエンジンが過負荷になったとき、供給
電源に余力がなくなり方位センサへの分配電力分の電圧
に変動が生じることが予想されるほか、電源故障によっ
ても電圧変動が発生することが考えられる。この場合、
車両方位は変化していないにも関わらず、センサ検出値
は変動し、正しい方位からずれた方位を出力する。地磁
気センサによる検出方位に誤差が生じると操向制御演算
部は誤まった方位に車両を追従させる操向制御コマンド
を算出し、ひいては車両の走行経路にゆがみが生じる。
このように従来の操向制御装置には電源電圧の変動に対
する耐性に関して解決するべき課題があった。本発明
は、上記の課題を鑑みて為されたものであり、電源電圧
の変動による走行方向の誤りを低減し、もって屋外にお
ける自動走行車の操向制御の安定性を向上した操向制御
装置の提供にある。
As described above, the azimuth sensor has an advantage that the power consumption required for driving is small, but on the other hand, unless the weak geomagnetism is stably converted into a voltage signal. Therefore, there is also a structural problem that resistance to supply voltage fluctuation due to overload of the power supply is small. When an experiment was conducted in which the sensor was fixed and the supply voltage was input at a value deviating from the standard width by several volts, it was confirmed that the sensor detection value changed and an error of several degrees occurred at the azimuth angle level. In practice, for example, when the tractor during cultivation land maintenance work encounters obstacles such as rocks during cultivation and temporarily gets overloaded when the engine of the vehicle is overloaded, the power supply becomes full and the direction sensor It is expected that the voltage of the power distributed to the power supply will fluctuate, and that the power supply will also fluctuate. in this case,
Although the vehicle direction does not change, the sensor detection value fluctuates and outputs a direction deviated from the correct direction. When an error occurs in the azimuth detected by the geomagnetic sensor, the steering control calculation unit calculates a steering control command for causing the vehicle to follow the erroneous azimuth, and thus the traveling route of the vehicle is distorted.
As described above, the conventional steering control device has a problem to be solved with respect to the resistance to the fluctuation of the power supply voltage. The present invention has been made in view of the above problems, and has a steering control device that reduces an error in a traveling direction due to a fluctuation in a power supply voltage and thus improves the stability of steering control of an automatic traveling vehicle outdoors. In the offer.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存
する。 [1]アクチュエータ制御手段(9)に与えられるアク
チュエータ駆動信号に応じてアクチュエータ(10)を
制御し、該アクチュエータ(10)により操舵機構(1
2)を駆動することにより目標方位に向けて自動走行を
する車両に搭載され、前記車両の方位を検出する方位セ
ンサ(1)と、前記目標方位を入力する手段(6)と、
該方位センサ(1)を作動させる電力を供給する電源
(5)と、前記操舵機構(12)による操舵に応じた舵
角を入力する舵角入力手段(4)と、該車両方位と目標
方位と舵角とに基づき、アクチュエータ駆動量を演算す
る演算手段(3)と、該アクチュエータ駆動量に基づき
前記アクチュエータ駆動信号を生成するアクチュエータ
駆動手段(8)とを備える操向制御装置において、前記
演算手段(3)は、前記電力の電圧が所定範囲を逸脱し
たとき、前記操舵機構(12)の舵角を0°にする値に
前記アクチュエータ駆動量を設定することを特徴とする
操向制御装置。
The gist of the present invention to achieve the above object lies in the following inventions. [1] The actuator (10) is controlled according to an actuator drive signal given to the actuator control means (9), and the steering mechanism (1) is controlled by the actuator (10).
2) a direction sensor (1) mounted on a vehicle that automatically travels in a target direction by driving the direction sensor and detects the direction of the vehicle; and a means (6) for inputting the target direction.
A power supply (5) for supplying electric power for operating the azimuth sensor (1); a steering angle input means (4) for inputting a steering angle according to steering by the steering mechanism (12); The steering control device includes: a calculation unit (3) that calculates an actuator drive amount based on the steering angle and the steering angle; and an actuator drive unit (8) that generates the actuator drive signal based on the actuator drive amount. The means (3) sets the actuator drive amount to a value that sets the steering angle of the steering mechanism (12) to 0 ° when the voltage of the electric power deviates from a predetermined range. .

【0009】[2]前記車両方位、目標方位および舵角
並びに前記電圧はAD変換手段(2)でデジタルのデー
タに変換して前記演算手段(3)に供給し、該演算手段
(3)はデジタルコンピュータでなり、前記アクチュエ
ータ制御量はDA変換手段(7)でアナログデータに変
換して前記アクチュエータ駆動手段(8)に供給し、前
記演算手段(3)は方位演算部(301)、操向制御演
算部(302)、電圧変動検出部(304)、コマンド
リセット部(305)及びアクチュエータ駆動量演算部
(303)を備え、前記方位演算部(301)は、前記
AD変換手段(2)から受けた前記車両方位を所定の形
式のデータに変換し、前記操向制御演算部(302)
は、前記方位演算部(301)および前記AD変換手段
(2)から前記車両方位および前記目標方位をそれぞれ
受け、該目標方位に該車両方位を追随させるコマンドを
生成し、前記電圧変動検出部(304)は、前記AD変
換手段(2)から受けた前記電圧が前記所定範囲内にあ
る電源正常状態か又は該電圧が該所定範囲から逸脱した
電源異常状態かを判定し、前記コマンドリセット部(3
05)は、前記コマンドを入力し、前記電源正常状態の
ときは該コマンドをそのまま出力し、前記電源異常状態
のときは前記舵角を0°に設定するゼロコマンドを出力
し、前記アクチュエータ駆動量演算部(303)は、前
記AD変換手段(2)から受けた前記舵角および前記ゼ
ロコマンドから前記アクチュエータ駆動量を演算するこ
とを特徴とする[1]に記載の操向制御装置。
[2] The vehicle azimuth, target azimuth, steering angle and the voltage are converted into digital data by AD conversion means (2) and supplied to the arithmetic means (3), and the arithmetic means (3) The actuator control amount is converted into analog data by a DA conversion means (7) and supplied to the actuator drive means (8). The calculation means (3) includes an azimuth calculation unit (301) and a steering control. A control operation unit (302), a voltage fluctuation detection unit (304), a command reset unit (305), and an actuator drive amount operation unit (303) are provided. The received vehicle direction is converted into data of a predetermined format, and the steering control calculation unit (302)
Receives the vehicle azimuth and the target azimuth from the azimuth calculation unit (301) and the AD conversion means (2), generates a command for following the vehicle azimuth with the target azimuth, and generates the voltage fluctuation detection unit ( 304) determines whether the voltage received from the A / D conversion means (2) is in a normal power supply state within the predetermined range or is in a power supply abnormal state where the voltage deviates from the predetermined range. 3
05), the command is input, the command is output as it is when the power supply is normal, and the zero command for setting the steering angle to 0 ° is output when the power supply is abnormal, and the actuator drive amount is output. The steering control device according to [1], wherein the calculation unit (303) calculates the actuator drive amount from the steering angle and the zero command received from the AD conversion unit (2).

【0010】[3]前記方位センサ(1)が地磁気セン
サであることを特徴とする[1]又は[2]に記載の操向
制御装置。
[3] The steering control device according to [1] or [2], wherein the azimuth sensor (1) is a geomagnetic sensor.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図1及び図2を参照して本
発明の一実施の形態を説明する。図1は図3で示した従
来例の処理経路に加えて、本発明の要部構成を付加した
ものである。この図1により実施例の構成を説明する。
センサ駆動部102は、電源5から供給された電圧量を
情報としてアナログ信号で出力する。前記アナログ信号
の電圧はAD変換回路203(前述のAD変換手段に相
当)によってデジタル信号に変換され、CPU3内の電
圧変動検出部304に入力される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram in which a main part configuration of the present invention is added to the conventional processing path shown in FIG. The configuration of the embodiment will be described with reference to FIG.
The sensor driving unit 102 outputs the amount of voltage supplied from the power supply 5 as information as an analog signal. The voltage of the analog signal is converted into a digital signal by an AD conversion circuit 203 (corresponding to the above-described AD conversion means), and is input to a voltage fluctuation detection unit 304 in the CPU 3.

【0012】電圧変動検出部304には入力信号で表さ
れる電圧が規定範囲にあるかどうかの判定をする回路、
及びその判定の結果を判定信号として出力する回路が備
えてある。電圧変動検出部304は、入力信号が所定範
囲内であれば電源が正常であることを表すために判定信
号をGOODとし、所定範囲外であれば電源が異常であ
ることを表すために判定信号をFAILとしてコマンド
リセット部305に出力する。
A circuit for determining whether or not the voltage represented by the input signal is within a specified range is
And a circuit for outputting the result of the determination as a determination signal. The voltage fluctuation detection unit 304 sets the determination signal to GOOD if the input signal is within a predetermined range to indicate that the power supply is normal, and sets the determination signal to indicate that the power supply is abnormal if the input signal is outside the predetermined range. Is output to the command reset unit 305 as FAIL.

【0013】コマンドリセット部305は判定信号がG
OODの期間は、従来例のとおり操向制御演算部302
で算出された操向制御コマンドをそのままアクチュエー
タ駆動量演算部303に出力するが、FAILの期間に
は舵角を0°に設定するゼロコマンドに変換し(以下こ
の変換をゼロクリアと称する)、アクチュエータ駆動量
演算部303に出力する。従ってFAILの期間におい
ては、アクチュエータ駆動量演算部303は地磁気セン
サ1から出力された誤差を含む方位情報とは無関係に現
状の舵角を0°に補正するアクチュエータ駆動量を算出
し、このアクチュエータ駆動量をDA変換回路7を経て
アクチュエータ制御回路8(前述のアクチュエータ駆動
手段に相当)に出力する。
The command reset unit 305 determines that the judgment signal is G
During the OOD period, the steering control calculation unit 302
The steering control command calculated in step (1) is output to the actuator drive amount calculation unit 303 as it is. During the FAIL period, the steering control command is converted into a zero command for setting the steering angle to 0 ° (hereinafter, this conversion is referred to as zero clear). The driving amount is output to the driving amount calculation unit 303. Therefore, during the FAIL period, the actuator drive amount calculation unit 303 calculates the actuator drive amount for correcting the current steering angle to 0 ° regardless of the azimuth information including the error output from the geomagnetic sensor 1, and calculates the actuator drive amount. The amount is output to the actuator control circuit 8 (corresponding to the above-described actuator driving means) via the DA conversion circuit 7.

【0014】なお、センサ駆動の電圧量の監視対象とし
て、本実施例ではセンサ駆動部102の電圧を選択した
がこれに限るものではなく、電源5からAD変換回路2
03を介して電圧変動検出部304に電源出力量を入力
する構成にしても差し支えない。電源出力量としては、
電源5の出力電圧を分圧した電圧、該出力電圧に比例し
た電流などがある。要は電圧変動検出部304では、地
磁気センサ1の出力変動の要因となる出力量であってか
つ地磁気センサ1の出力がその変化に連動する出力量
を、監視できればよい。また、図1において入出力説明
の便宜のため、AD変換回路を各入出力毎に表し、まと
めてAD変換器2としたが、一つのAD変換回路の入出
力に時差を設け、目標方位、車両方位、電圧及び舵角の
AD変換を一つのAD変換回路で賄う構成を採用しても
差し支えない。
In this embodiment, the voltage of the sensor driving unit 102 is selected as the monitoring target of the sensor driving voltage. However, the present invention is not limited to this.
A configuration may be adopted in which the power supply output amount is input to the voltage fluctuation detection unit 304 via the power supply circuit 03. As the power output amount,
There are a voltage obtained by dividing the output voltage of the power supply 5, a current proportional to the output voltage, and the like. In short, the voltage fluctuation detection unit 304 only needs to be able to monitor the output amount that causes the output fluctuation of the geomagnetic sensor 1 and the output amount of the output of the geomagnetic sensor 1 that is linked to the change. In FIG. 1, for convenience of explanation of the input / output, the AD conversion circuit is represented for each input / output, and is collectively referred to as the AD converter 2. A configuration in which the AD conversion of the vehicle azimuth, the voltage, and the steering angle is covered by one AD conversion circuit may be adopted.

【0015】次に図2を参照して本実施の形態の作用を
説明する。モードSW6(前述の目標方位を入力する手
段に相当)の操作により入力されたある目標方位に対し
て操向制御(例えばステアリング制御)を開始したとす
る。当初の期間Xにおいては走行に過負荷等がなく、電
源5の電圧変動は規定範囲内にある(チャートAの期間
X)。地磁気センサ1の検出値も目標方位と一致してい
ることから車両は目指すべき方位に向けて進行している
状態に有る(チャートBの期間X)。電源5の電圧が規
定範囲内にあることから電圧変動検出部304で算出さ
れる判定信号もGOODとして出力される(チャートC
の期間X)。従って操向制御演算部302で算出された
操向制御コマンドはゼロクリアされることなくアクチュ
エータ駆動量演算部303の処理ブロックに入力され
る。現状は目標方位と車両方位は一致しているので、そ
のまま維持して車両の舵角がずれないように操向制御弁
9(前述のアクチュエータ制御手段に相当)の開口量を
制御している状態にある(チャートDの期間X)。車両
の走行経路は、横にずれることなく直進状態にある(チ
ャートEの期間X)。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. It is assumed that the steering control (for example, steering control) is started for a certain target azimuth input by operating the mode SW 6 (corresponding to the means for inputting the target azimuth described above). In the initial period X, there is no overload or the like in running, and the voltage fluctuation of the power supply 5 is within a specified range (period X in chart A). Since the detection value of the geomagnetic sensor 1 also matches the target direction, the vehicle is in a state of traveling toward the target direction (period X in chart B). Since the voltage of the power supply 5 is within the specified range, the determination signal calculated by the voltage fluctuation detection unit 304 is also output as GOOD (Chart C).
Period X). Therefore, the steering control command calculated by the steering control calculator 302 is input to the processing block of the actuator drive amount calculator 303 without being cleared to zero. At present, since the target direction and the vehicle direction match, the opening amount of the steering control valve 9 (corresponding to the above-described actuator control means) is controlled so that the steering angle of the vehicle is maintained without any change. (Period X in chart D). The traveling route of the vehicle is in a straight traveling state without shifting laterally (period X in chart E).

【0016】ところが、例えば走行経路状態の影響等に
より車両のエンジンが過負荷状態になり、電源5から地
磁気センサ1への供給電圧が規定範囲を越える変動を示
した場合(チャートAの期間Y)、地磁気センサ1の検
出値には上記変動の影響を受けて方位誤差が生じる(チ
ャートBの期間Y)。このとき、従来例では方位誤差を
含む検出値に基づいて操向制御コマンドが算出されるた
め、誤ったコマンドに従って操向制御弁9の開口量が制
御される(チャートDの期間Yにおける破線)。これに
よって、車両は一時的に目標方位と異なる方位を目指し
て走行し、走行経路は横方向にずれる(チャートEの期
間Yの破線)。
However, when the engine of the vehicle is overloaded due to, for example, the influence of the traveling route state, and the supply voltage from the power supply 5 to the geomagnetic sensor 1 shows a fluctuation exceeding a specified range (period Y in chart A). The azimuth error occurs in the detection value of the geomagnetic sensor 1 under the influence of the fluctuation (period Y in the chart B). At this time, in the conventional example, the steering control command is calculated based on the detection value including the azimuth error, so that the opening amount of the steering control valve 9 is controlled according to an erroneous command (broken line in the period Y of the chart D). . As a result, the vehicle temporarily travels in an azimuth different from the target azimuth, and the traveling route shifts in the lateral direction (broken line in period Y of chart E).

【0017】一方、本発明の実施の形態においては、期
間Yにおいては電圧変動検出部304が判定信号をFA
ILとして出力する(チャートCの期間Y)。FAIL
の判定信号を受けたコマンドリセット部305が誤差を
含む操向制御コマンドをゼロクリアし、ひいてはアクチ
ュエータ制御回路8が車輪13の舵角を0°に設定する
アクチュエータ駆動信号を出力する。従って操向制御弁
9の開口量は現状進行状態である直進を維持する開口量
に制御され(チャートDの期間Yの実線)、走行経路も
期間Xの方向を維持し続ける(チャートEの期間Yの実
線)。
On the other hand, in the embodiment of the present invention, in the period Y, the voltage fluctuation
Output as IL (period Y in chart C). FAIL
The command reset unit 305 that has received the determination signal of (1) clears the steering control command including the error to zero, and the actuator control circuit 8 outputs an actuator drive signal for setting the steering angle of the wheel 13 to 0 °. Therefore, the opening amount of the steering control valve 9 is controlled to the opening amount that maintains the straight running state, which is the current state of progress (solid line in the period Y in the chart D), and the traveling route also maintains the direction in the period X (the period in the chart E). Y solid line).

【0018】なお、電源電圧が規定範囲内に戻ると(チ
ャートAの期間Z)、地磁気センサ検出値に誤差がなく
なる(チャートBの期間Z)。電源の電圧が規定範囲内
に戻ったのであるから、電圧変動検出部304で算出さ
れる判定信号もGOODに復帰し(チャートCの期間
Z)、期間Xと同様にアクチュエータ駆動量演算部30
3以下のブロックでは地磁気センサ1検出値に基づく操
向制御コマンドによる処理が再開される。
When the power supply voltage returns within the specified range (period Z in chart A), there is no error in the detected value of the geomagnetic sensor (period Z in chart B). Since the voltage of the power supply has returned to the specified range, the determination signal calculated by the voltage fluctuation detection unit 304 also returns to GOOD (period Z in chart C), and the actuator drive amount calculation unit 30 similarly to period X.
In blocks 3 and below, the processing based on the steering control command based on the value detected by the geomagnetic sensor 1 is restarted.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明にかかる操向制御装置は、以上に
実施の形態を挙げ詳しく説明したように、電源変動状態
においては車両を電源変動の発生する直前の走行状態に
維持させる操向制御方式を採用しているので、屋外での
自動走行車の操向制御を安定的に行うことが可能な操向
制御装置を提供できる。
As described above in detail with reference to the embodiments, the steering control device according to the present invention controls the steering in such a manner that the vehicle is maintained in the running state immediately before the power fluctuation occurs. Since the system is adopted, it is possible to provide a steering control device capable of stably controlling the steering of an automatic traveling vehicle outdoors.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態を示すブロック回路図で
ある。
FIG. 1 is a block circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】その実施の形態における図1中の制御ブロック
処理及び作用のタイムチャートである。
FIG. 2 is a time chart of control block processing and operation in FIG. 1 in the embodiment.

【図3】従来例を示すブロック回路図である。FIG. 3 is a block circuit diagram showing a conventional example.

【図4】操向制御説明の為の各語と意味するところの状
態との対応図である。
FIG. 4 is a diagram showing correspondence between words for explaining steering control and a meaningful state;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…地磁気センサ 2…AD変換器 3…CPU 4…舵角センサ 5…電源 6…モードSW 7…DA変換回路 8…アクチュエータ制御回路 9…操向制御弁 10…油圧アクチュエータ 11…油圧源 12…操舵機構 13、14…車輪 15…舵角 16…車両方位 17…操向制御コマンド 18…目標方位 19…車両 101…地磁気検出部 102…センサ駆動部 201、202、203、204…AD変換回路 301…方位演算部 302…操向制御演算部 303…アクチュエータ駆動量演算部 304…電圧変動検出部 305…コマンドリセット部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Geomagnetic sensor 2 ... AD converter 3 ... CPU 4 ... Steering angle sensor 5 ... Power supply 6 ... Mode SW 7 ... DA conversion circuit 8 ... Actuator control circuit 9 ... Steering control valve 10 ... Hydraulic actuator 11 ... Hydraulic power source 12 ... Steering mechanisms 13, 14 Wheels 15 Steering angle 16 Vehicle direction 17 Steering control command 18 Target direction 19 Vehicle 101 Geomagnetism detecting unit 102 Sensor driving unit 201, 202, 203, 204 AD conversion circuit 301 ... Azimuth calculation unit 302 ... Steering control calculation unit 303 ... Actuator drive amount calculation unit 304 ... Voltage fluctuation detection unit 305 ... Command reset unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 行本 修 埼玉県大宮市日進町1丁目40番地2 生物 系特定産業技術研究推進機構内 (72)発明者 山本 聡史 埼玉県大宮市日進町1丁目40番地2 生物 系特定産業技術研究推進機構内 (72)発明者 松尾 陽介 埼玉県大宮市日進町1丁目40番地2 生物 系特定産業技術研究推進機構内 Fターム(参考) 2B043 AA04 AB06 BA02 BA08 BA09 BB01 BB03 BB06 DA13 DA17 DB17 EA02 EB05 EC13 EC14 EC16 EC19 ED01 ED02 ED03 3D032 CC20 CC26 DA03 DD09 EB04 EC34 GG07 5H301 BB01 BB02 CC03 GG16 HH02 LL06 LL11 LL16 MM04 MM07 MM09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Osamu Yukimoto, Inventor: 1-40-2, Nisshin-cho, Omiya-shi, Saitama Prefecture Within the Research Institute for Biological Sciences (72) Inventor: Satoshi Yamamoto, 1-chome, Nisshin-cho, Omiya-shi, Saitama 40-2, Biological System-Specific Industrial Technology Research Promotion Organization (72) Inventor Yosuke Matsuo 1-chome, Nisshin-cho, Omiya-shi, Saitama F-term (reference) 2B043 AA04 AB06 BA02 BA08 BA09 BB01 BB03 BB06 DA13 DA17 DB17 EA02 EB05 EC13 EC14 EC16 EC19 ED01 ED02 ED03 3D032 CC20 CC26 DA03 DD09 EB04 EC34 GG07 5H301 BB01 BB02 CC03 GG16 HH02 LL06 LL11 LL16 MM04 MM07 MM09 MM09

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アクチュエータ制御手段に与えられるアク
チュエータ駆動信号に応じてアクチュエータを制御し、
該アクチュエータにより操舵機構を駆動することにより
目標方位に向けて自動走行をする車両に搭載され、 前記車両の方位を検出する方位センサと、前記目標方位
を入力する手段と、該方位センサを作動させる電力を供
給する電源と、前記操舵機構による操舵に応じた舵角を
入力する舵角入力手段と、該車両方位と目標方位と舵角
とに基づき、アクチュエータ駆動量を演算する演算手段
と、該アクチュエータ駆動量に基づき前記アクチュエー
タ駆動信号を生成するアクチュエータ駆動手段とを備え
る操向制御装置において、 前記演算手段は、前記電源の電圧が所定範囲を逸脱した
とき、前記操舵機構の舵角を0°にする値に前記アクチ
ュエータ駆動量を設定することを特徴とする操向制御装
置。
An actuator is controlled in accordance with an actuator drive signal provided to an actuator control means,
The vehicle is mounted on a vehicle that automatically travels in a target direction by driving a steering mechanism by the actuator. The direction sensor detects the direction of the vehicle, means for inputting the target direction, and operates the direction sensor. A power supply for supplying electric power, steering angle input means for inputting a steering angle corresponding to steering by the steering mechanism, arithmetic means for calculating an actuator drive amount based on the vehicle direction, the target direction, and the steering angle; An actuator drive unit that generates the actuator drive signal based on an actuator drive amount, wherein the calculation unit sets the steering angle of the steering mechanism to 0 ° when the voltage of the power supply deviates from a predetermined range. A steering control device characterized in that the actuator drive amount is set to a value that:
【請求項2】前記車両方位、目標方位および舵角並びに
前記電圧はAD変換手段でデジタルのデータに変換して
前記演算手段に供給し、該演算手段はデジタルコンピュ
ータでなり、前記アクチュエータ駆動量はDA変換手段
でアナログデータに変換して前記アクチュエータ駆動手
段に供給し、 前記演算手段は方位演算部、操向制御演算部、電圧変動
検出部、コマンドリセット部及びアクチュエータ駆動量
演算部を備え、 前記方位演算部は、前記AD変換手段から受けた前記車
両方位を所定の形式のデータに変換し、 前記操向制御演算部は、前記方位演算部および前記AD
変換手段から前記車両方位および前記目標方位をそれぞ
れ受け、該目標方位に該車両方位を追随させるコマンド
を生成し、 前記電圧変動検出部は、前記AD変換手段から受けた前
記電圧が前記所定範囲内にある電圧正常状態か又は該電
圧が該所定範囲から逸脱した電圧異常状態かを判定し、 前記コマンドリセット部は、前記コマンドを入力し、前
記電源正常状態のときは該コマンドをそのまま出力し、
前記電源異常状態のときは前記舵角を0°に設定するゼ
ロコマンドを出力し、 前記アクチュエータ駆動量演算部は、前記AD変換手段
から受けた前記舵角および前記コマンドリセット部の出
力から前記アクチュエータ駆動量を演算することを特徴
とする請求項1に記載の操向制御装置。
2. The vehicle azimuth, target azimuth, steering angle and the voltage are converted into digital data by AD conversion means and supplied to the arithmetic means, and the arithmetic means is a digital computer. The data is converted into analog data by a DA converter and supplied to the actuator driver. The calculator includes an azimuth calculator, a steering control calculator, a voltage fluctuation detector, a command reset unit, and an actuator drive calculator. An azimuth calculation unit configured to convert the vehicle azimuth received from the A / D conversion unit into data in a predetermined format, wherein the steering control calculation unit includes the azimuth calculation unit and the AD
Receiving the vehicle azimuth and the target azimuth from the conversion means, and generating a command for following the vehicle azimuth to the target azimuth, wherein the voltage fluctuation detection unit detects that the voltage received from the AD conversion means is within the predetermined range. The command reset unit receives the command, and outputs the command as it is when the power supply is in a normal state, or determines whether the voltage is in a normal voltage state or a voltage abnormal state in which the voltage deviates from the predetermined range.
When the power supply is in an abnormal state, a zero command for setting the steering angle to 0 ° is output, and the actuator drive amount calculation unit is configured to output the actuator command from the steering angle received from the AD conversion unit and the output of the command reset unit. The steering control device according to claim 1, wherein the driving amount is calculated.
【請求項3】前記方位センサが地磁気センサであること
を特徴とする請求項1又は2に記載の操向制御装置。
3. The steering control device according to claim 1, wherein the direction sensor is a geomagnetic sensor.
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