JP2535213B2

JP2535213B2 - 自走車の操向位置検出装置

Info

Publication number: JP2535213B2
Application number: JP63262192A
Authority: JP
Inventors: 健二上村; 貞親都築
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-10-18
Filing date: 1988-10-18
Publication date: 1996-09-18
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JPH02109107A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自走車の操向位置検出装置に関し、特に、
自動車、工場内の無人移動搬送装置、農業および土木機
械等の自走車の操向位置検出装置に関する。

（従来の技術）従来、上記自走車のような移動体の現在位置を検知す
る装置として、移動体で発生された光ビームを、移動体
を中心として円周方向に走査する手段と、移動体とは離
れた少なくとも３箇所に固定され、入射方向に光を反射
する光反射手段と、該光反射手段からの反射光を受光す
る受光手段とを具備した装置が提案されている（特開昭
59-67476号公報）。

該技術では、前記受光手段の受光出力に基づいて移動
体を中心とする３つの光反射手段間の開き角を検出し、
その検出した開き角と、あらかじめ設定された光反射手
段の位置情報とに基づいて移動体位置を演算するように
している。

ところで、上記システムにおいては、自走車の傾斜や
振動に起因して、そこに搭載された発光器からの光ビー
ムを、基準点にある光反射手段に照射できなかったり、
受光手段が、前記光反射手段以外の物体からの反射光を
受光してしまう場合があった。

このように、受光手段によって光ビームの、前記光反
射手段からの反射光が確実に受光されないと、自走車の
位置が誤って算出され、その結果、予定されたコースに
沿って自走車を走行させられなくなる。

これに対して、例えば特開昭59-104503号公報におい
ては、光ビームのスキャン速度およびスキャン角度を変
化させて、光ビームを確実に光反射手段に照射できるよ
う工夫された移動体の位置検出方法が提案されている。

また、特開昭59-211816号公報においては、移動体で
発生される照射光を断続的かつ周期的な光とすることに
よって、該照射光と他の光源からの光との区別ができる
ように工夫された移動体の位置検出装置が提案されてい
る。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、光ビームのスキャン速度および角度を
変化させる前者の方法では、オプティカルスキャナの駆
動電流を頻繁に変化させる必要があり、また、断続的か
つ周期的な照射光を発生させるようにした後者の装置で
は、該照射光を発生させるための複雑な光源部を必要と
する等、両者共にシステム構成が複雑になるという問題
点があった。

さらに、前記自走車の傾斜や振動に起因する障害の
他、光反射手段の反射面の汚れや、人または他の物体が
光反射手段の前を横切る等の突発的な遮蔽物の出現によ
って、確実に反射光を受光できないという問題点もある
が、前記従来技術だけでは該問題点の解決はできなかっ
た。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、受
光手段の故障等の不測の事態が発生した場合や一時的に
位置検出の基準点となる反射手段を見失ったような場合
にも、自走車が誤った方向に走行しないような処置が行
える自走車の操向位置検出装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段および作用）前記の問題点を解決し、目的を達成するために、本発
明は、自走車を中心として円周方向に光ビームを走査
し、該光ビームを入射方向に反射する少なくとも３か所
に配置された光反射手段からの反射光を受光して自走車
の位置を検出する自走車の操向位置検出装置において、
各光反射手段の方位角を検出する手段と、前記方位角検
出手段で検出された方位角に基いて、次回の走査で検出
されるべき前記光反射手段の方位を予測する手段と、次
回の走査における光反射手段の検出方位が、前記予測手
段で予測された方位にある場合には、該検出方位に基づ
き自走車の位置を算出する手段と、前記予測方位に光反
射手段が検出されなかった場合には、検出されなかった
光反射手段の方位を前記予測方位にあるものと推定する
手段とを具備した点に特徴がある。

また、本発明は、前記予測方位に光反射手段が検出さ
れないことが予定回数（１回以上）繰返された場合に
は、自走車の位置算出を中止し、自走車を停止させる手
段を具備した点に特徴がある。

上記構成を有する本発明では、予測される方位におい
て検出される反射光以外の光を、光反射手段からの反射
光として誤って検出することがない。また、一時的に光
反射手段からの反射光が入射されなかった場合にも、自
走車の位置の算出を継続することができる。

また、本発明では、反射光が入射されないことが連続
したり、頻繁に起こったりした場合には、自走車を停止
させることができ、自走車が誤った方向に走行すること
が防止できる。

（実施例）以下に図面を参照して、本発明の一実施例を説明す
る。第10図は本発明の制御装置を搭載した自走車、およ
び該自走車が走行するエリアに配設された光反射器の配
置状態を示す斜視図である。

同図において、自走車１は例えば芝刈り機等の農作業
用自走車である。該自走車１の上部にはモータ５によっ
て駆動される回転テーブル４が設けられている。そし
て、該回転テーブル４には光ビームを発生する発光器２
および該光ビームの反射光を受ける受光器３が搭載され
ている。

前記発光器２は光を発生する発光ダイオードを備え、
受光器３は入射された光を受けて電気的信号に変換する
フォトダイオードを備えている（共に図示しない）。ま
た、ロータリエンコーダ７は回転テーブル４の駆動軸と
連動するように設けられていて、該ロータリエンコーダ
７から出力されるパルスを計数することによって、回転
テーブル４の回転角度が検出できる。

自走車１の作業区域の周囲には反射器６が配設されて
いる。該反射器６は入射した光を、その入射方向に反射
する反射面を具備しており、従来より市販されている、
いわゆるコーナキューブプリズム等が使用できる。

次に、本実施例の制御装置の構成を第１図および第２
図に示したブロック図に従って説明する。第１図におい
て、発光器２から射出される光ビームは、前記回転テー
ブル４の回動方向に走査され、反射器６によって反射さ
れる。反射器６によって反射された光ビームは受光器３
に入射される。

カウンタ９では、回転テーブル４の回転に伴ってロー
タリエンコーダ７から出力されるパルス数が計数され
る。そして、該パルスの計数値は受光器３において反射
光を受光する毎に識別処理部11に転送される。

識別処理部11では反射光の受光毎に転送される前記パ
ルスの計数値に基づいて、自走車１の進行方向に対する
各反射器６の方位角が算出される。

識別処理部11で検出された方位角は開き角演算部10に
入力されて、自走車１から見た各反射器６の開き角が演
算される。

位置・進行方向演算部13では前記開き角に基づき自走
車１の現在の位置座標が演算され、前記方位角に基づき
自走車１の進行方向が演算される。その演算結果は比較
部25に入力される。比較部25では、走行コース設定部16
に設定されている走行コースを表すデータと、前記位置
・進行方位演算部13で得られた自走車１の座標および進
行方位とが比較される。

この比較結果は操舵部14に入力され、該比較結果に基
づき自走車の前輪17に連結された操舵モータ（図示せ
ず）が駆動される。操舵モータによる前輪17の操舵角
は、自走車１の前輪に設けられた舵角センサ15で検出さ
れ、操舵部14にフィードバックされる。

駆動部18はエンジン19の始動・停止、および該エンジ
ン19の動力を後輪21に伝達するクラッチ20の動作を制御
する。

なお、第１図に示した構成要素のうち、鎖線で囲まれ
た部分はマイクロコンピュータによって構成することが
できる。

次に、前記識別処理部11の詳細の構成について説明す
る。該識別処理部11では前記方位角が求められるのと共
に、該方位角に基づき、光反射器６の識別および見失い
処理が行われる。

第２図において、方位角演算部23では、カウンタ９の
計数値に基いて、自走車１の進行方向に対する各反射器
６の方位角が演算される。

方位角記憶部35には、ある特定の反射器６が前回検出
された時の方位角と、同反射器６が前々回検出された時
の方位角とが記憶される。

該記憶部35には、後述する基準点Ａに配置された反射
器６の方位角θa,基準点Ｂに配置された反射器６の方位
角θｂ、および基準点Ｃに配置された反射器６の方位角
θｃについて、それぞれ前回および前々回に検出された
方位角が記憶できる。

そして、前回方位角に基き、予測方位角演算部26にお
いて、次に同じ反射器６が検出されるべき予測方位角が
演算される。該予測方位角は予定の幅を有している。

識別部24では、前記予測方位角および前記方位角演算
部で演算された実際の方位角が比較される。また、識別
部24には基準点A,BおよびＣに配置された各反射器６が
検出される毎に、カウント値が、該反射器６のそれぞれ
に対応させたカウント値に更新されるように構成された
ポールカウンタ27のカウント値も入力され、該カウント
値と予定の数値とが比較される。

識別部24における前記予測方位角および実際の方位角
の比較結果と、ポールカウンタ27のカウント値および予
定の数値の比較結果とに従って、受光器３で検出された
信号が、予定の反射器６からの反射光の検出信号か否か
の判断が行われる。

予定通りの反射器６からの反射光が検出された場合に
は、識別部24から出力される信号ａによりゲート12が開
かれて、実際の方位角が開き角演算部10および位置・進
行方位演算部13に入力される。

受光器３による検出信号が、予定の反射器６以外の反
射器６からの信号であると判断された場合は、予定の反
射器６を見失ったとして、信号ｂにより見失い回数カウ
ンタ30のカウント値を更新する。

受光器３による検出信号が、予定の反射器６以外の反
射器６からの信号であり、予定の反射器６を連続して２
個見失ったと判断された場合は、信号ｃにより複数見失
い回数カウンタ31のカウント値を更新する。

また、受光器３による検出信号が反射器６以外からの
信号である場合は、ノイズとして処理され、ノイズ記憶
部29にノイズ受信時の自走車１の位置および自走車１か
ら見たノイズ発生源の方位角が記憶される。

前記カウンタ30のカウント値は第１比較部32におい
て、しきい値T1と比較され、カウンタ31のカウント値は
第２比較部33において、しきい値T2と比較される。

そして該比較部32,33での比較結果に応じて、前記カ
ウント値（見失い回数）がしきい値以下の場合は、見失
い処理部28では、方位角記憶部35に記憶されている前回
方位角および前々回方位角に基いて、実際の方位角を推
定する処理が行われる。該見失い処理部28の処理によっ
て、前回方位角および前々回方位角は更新される。

また、前記カウンタ30,31のカウント値（見失い回
数）がしきい値以上の場合は、駆動部18に信号d,eが出
力され、自走車１の走行が停止される。

基準点を１か所見失うよりも、２か所見失う方がより
障害が重大であるので、前記しきい値T1はしきい値T2よ
り大きい回数が設定される。すなわち、基準点を２か所
見失った場合は、その見失い回数があまり多くならない
うちに早めに自走車１を停止させるようにしている。

なお、識別部24で、予定された反射器６からの反射光
が受光されたと判断されると、信号ａにより見失い回数
カウンタ30および複数見失い回数カウンタ31には回数
“0"がセットされる。

ポールカウンタ27の値は、識別部24の判断によって、
正常に予定の反射器６が検出された場合、および見失い
処理が終了した場合に更新される。また、正常に予定の
反射器６が検出された場合にはゲート34が開かれ、方位
角記憶部35の値の内、前回方位角が最新の方位角で更新
され、前々回方位角が前回方位角で更新される。

上記構成の本実施例によって自走車１の位置および進
行方位を検出するための基本的原理を説明する。なお、
該基本原理は、特願昭63-116689号および特願昭63-1496
19号に詳細が示されている。

第７図および第８図は、自走車１の作業範囲を指示す
るための座標系における自走車１および反射器６の位置
を示す。

第７図および第８図において、反射器６の配置位置は
それぞれA,B,C（以下基準点A,B,Cという）で示す。同図
において３か所に配置された反射器６の位置は、基準点
Ｂを原点とし、基準点ＢおよびＣを結ぶ線をｘ軸とする
x-y座標系で表される。

同図からわかるように、自走車１の位置Ｔは、三角形
ATBの外接円上に存在すると同時に、三角形BTCの外接円
上に存在する。したがって、自走車１の位置は三角形AT
Bおよび三角形BTCのそれぞれの外接円ＱおよびＰの２つ
の交点を算出することによって求められる。

ここで、外接円ＱおよびＰの一方の交点である基準点
Ｂは原点になっているので、外接円ＱおよびＰの他方の
交点Ｔを以下の手順に従って算出すれば自走車１の位置
は確定できる。

まず、三角形BTCの外接円Ｐについて、その中心Ｐは
線分BCの垂直２等分線上にあり、中心角と円周角との関
係から ∠BPW′＝βとなる。

但し、Ｗ′は線分BCの垂直２等分線上の点であり、直
線BCに対し、点Ｔの反対側の十分遠くにあるものとす
る。

ここで三角形BPW（Ｗは線分BCの中点）に着目する
と、円Ｐの中心の座標は｛xc/2,（xc/2）cotβ｝半径は|xc/（2sinβ）｜となり、外接円Ｐは次式で表
される。

(x-xc/2)²＋{y-(xc/2)cotβ)}²＝ {xc/(2sinβ)}² さらに、該式を整理すると次式が得られる。

x²−xc・ｘ＋y²−xc・ｙ・cotβ＝０ ……（１）また、三角形ATBの外接円Ｑについて、その中心をＱ
とすると、Ｑは線分ABの垂直２等分線上にあり、 ∠BQV′＝αとなる。

但し、Ｖ′は線分ABの垂直２等分線上の点であり、直
線ABに対し、点Ｔの反対側の十分遠くにあるものとす
る。

ここで三角形BQV（Ｖは線分ABの中点）に着目する
と、円Ｑの中心の座標は｛xa/2＋（ya/2）cotα,ya/2−（xa/2）cotα｝半径はとなり、外接円Ｑは次式で表される。

x²−ｘ（xa＋ya・cotα）＋y² −ｙ（ya−xa・cotα）＝０ ……（２）上記（１），（２）式から点Ｔの座標（x,y）は次式
で算出される。

ｘ＝xc｛（１＋ｋ・cotβ）／（１＋k²）｝ ……（３）
ｙ＝kx ………………………（４）但しｋ＝（xc−xa−ya・cotα）／（ya−xa・cotα−xc
・cotβ） ……（５）であり直線BTの傾きを表している。

また、自走車１の進行方向は次のようにして算出され
る。第８図において、自走車１の進行方向とｘ軸とのな
す角度をθｆとし、該進行方向を基準とした基準点A,B,
C,の方位角をθa,θb,θｃとした場合、 θｆ＝ 360°−tan^-1｛y/（xc−ｘ）｝−θｃ ……（６）となる。

自走車１の位置は、以上説明した手順に従い、前記位
置・進行方位演算部13において算出される。

次に、上記手順によって算出された自走車１の位置情
報に基づき、自走車１の走行方向を制御する操向制御に
ついて説明する。第９図は自走車１の走行コースと基準
点との位置関係を示す図であり、第３図は操向制御のフ
ローチャートである。

第９図には、基準点Ｂを原点とし、基準点ＢおよびＣ
を通る線をｘ軸とする座標系で、自走車１の位置および
該自走車１による作業区域22が示されている。

点Ｒ（Xret,Yret）は自走車１の戻り位置を示し、作
業区域22は座標（Xst,Yst）、（Xst,Ye）、（Xe,Ys
t）、（Xe,Ye）で示される点を頂点とする四角形領域で
ある。ここでは自走車１の位置Ｔは（Xp,Yp）で示す。

なお、第９図においては、説明を簡単にするため、作
業区域22の４辺をｘ軸またはｙ軸に平行にした例を示し
たが、作業区域22の周囲に基準点A,B,Cを配置してあれ
ば、作業区域22の形状および作業区域22の４辺の向きは
任意である。

第３図のフローチャートに従って制御手順を説明す
る。

まず、ステップS1では、自走車１を点Ｒから作業開始
位置まで、無線操縦により移動させる。

ステップS2では、自走車１を停車させたままで発光器
2,受光器３を回転させ、各基準点の検出を行うと共に、
自走車１から見た各基準点の方位角を記憶部35に記憶さ
せる。

ステップS3では、走行コースのＸ座標XnとしてXstを
セットし、走行コースを決定する。

ステップS4では、自走車１の走行が開始される。

ステップS5では、受光器３が基準点からの反射光を受
光したか否かの判断がなされる。反射光が検出されるま
で該ステップS5は繰返される。反射光が検出されると、
ステップS6に進んで、後述のサブルーチンで示される基
準点識別処理が実行される。

ステップS7では、自走車１の位置（Xp,Yp）および進
行方向θｆの演算が行われる。

ステップS8では、走行コースからのずれ量（ΔＸ＝Xp
−Xn、Δθｆ）が演算され、ステップS9では、前記ずれ
量に応じて操舵部14により操舵角制御が行われる。

ステップS10では、自走車１がｙ軸方向において、原
点から遠ざかる方向（行き方向）に走行しているか、原
点に近づく方向（戻り方向）に走行しているかが判断さ
れる。

行き方向であれば、ステップS11において、一行程が
終了したか（Yp＞Ye）否かが判断され、戻り方向であれ
ば、ステップS12において、一行程終了（Yp＜Yst）した
か否かが判断される。ステップS11またはS12において、
一行程が終了していないと判断されればステップS5〜S1
0の処理が行われる。

ステップS11またはS12において、一行程が終了したと
判断されれば、次はステップS13において全行程が終了
した（Xp＞Xe）か否かの判断が行われる。

全行程が終了していなければ、ステップS13からステ
ップS14に移って自走車１のＵターン制御が行われる。
Ｕターン制御は、前記位置・進行方位演算部13で演算さ
れた自走車１の位置情報を操舵部14にフィードバックす
るステップS7〜S9の処理によって行われる直線行程の操
向制御とは別の方式で行われる。

すなわち、旋回行程では自走車１の操舵角をあらかじ
め設定された角度に固定して走行させる。そして、自走
車１に対する各基準点A,B,Cの方位角の少なくとも１つ
が予定の角度範囲内に合致した時点で旋回を停止して、
ステップS7〜S9の処理によって行われる直線行程の操向
制御に戻るようにしている。

ステップS15では、XnにXn＋Ｌがセットされ、次の走
行コースが設定される。次の走行コースが設定されれば
ステップS5に戻って、前記処理が繰返される。

全行程が終了したならば、戻り位置Ｒ（Xret,Yret）
へ戻って（ステップS16）、走行が停止される（ステッ
プS17）。

次に前記ステップS6の基準点識別処理について説明す
る。

基準点を識別する手法として、本実施例では各基準点
A,B,Cとポールカウンタ27のカウント値とを、基準点Ａ
はカウント値１、基準点Ｂはカウント値２、基準点Ｃは
カウント値３に対応づけることによって各基準点を識別
するようにしている。すなわち、受光器３が反射光を検
出する毎にポールカウンタ27がカウント値1,2,3を順に
出力するようにしてあり、カウント値を監視することに
よって基準点が識別できる。

該手法においては、基準点を見失ったり、基準点以外
の反射物体から受光したような場合には、基準点とカウ
ント値が対応しなくなり、誤った位置検出が行われてし
まう。従って、第４図のフローチャートで示す基準点識
別処理では、予測した位置範囲内で検出された光のみ
を、予定した基準点からの正常な反射光であると仮定
し、該仮定の下で、ポールカウンタ27から出力されてい
るカウント値が基準点に対応するか否かを判断し、その
結果、最終的に予定された基準点の正常な検出がなされ
たという判断を行うように構成されている。

前記判断の結果、基準点を見失っていたと判断された
場合、および基準点以外の反射物体から受光したと判断
された場合には、後述の基準点見失い処理に従って位置
検出を継続し、基準点の見失い回数が予定の回数を超過
した場合には、自走車１の走行を停止するようにしてい
る。

次に、基準点の方位角予測方法について説明する。第
11図は自走車１の進行に伴う該自走車１から見た基準点
Ａの方位角の変化を示す図である。同図において、自走
車１がm1点にある時の方位角はθan−１、自走車１がm2
点にある時の方位角はθanである。そして、自走車１が
m2点にある時点で、自走車１がm3点にある時の方位角を
θan±θＫと予測する。ここで、固定値θＫは実験的に
求められる角度｛θan−（θan−１）｝に基いて設定さ
れる。例えば、アクセル開度を一定にして自走車をほぼ
定速（0.5m/秒）で直進走行させ、このときの角度の変
化量つまり｛θan−（θan−１）｝を計測した。

上記実験によれば、自走車１が旋回中の場合を除くと
｛θan−（θan−１）｝はほぼ数度以内に収まってお
り、本実施例では固定値θＫを３°に設定した。

ただし、自走車１が旋回中は方位角の変化が急激であ
り、固定値θＫは直線走行中よりも大きい設定値に切換
えられる。本実施例では、旋回中の固定値θＫは30°に
設定した。

なお、θＫは、計算を簡単にするという観点では上述
のように実験によって得られた結果に基づく固定値を設
定しても良いが、さらに高精度が要求される場合や、走
行速度の変動を含む使用態様が想定される場合には、方
位角記憶部35に格納された前回および前々回に検出され
た方位角に基づいて、その差を算出し、これをθＫとし
て使用しても良い。

第11図では基準点Ａの方位角予測方法について説明し
たが、他の基準点B,Cの方位角予測も同様に行われる。

以上説明した、基準点識別処理を第４図のフローチャ
ートに従って説明する。

まず、ステップS61では、最新の受光信号に基いて算
出された、自走車１の進行方向に対する反射物体の方位
角をθｘとして読込む。

ステップS62では、θｘがθan±θＫの範囲内か否か
が判断される。該ステップS62の判断が肯定であれば、
前記受光信号は基準点Ａからの反射信号であると仮定
し、第４図（その２）のステップS63に進む。

ステップS63では、ポールカウンタ27のカウント値
が、基準点Ａの前に検出されるべき基準点Ｃに対応する
値“3"であるか否かの判断がなされる。

カウント値が“3"であれば、前記ステップS62におい
て仮定した「受光信号は基準点Ａからの反射信号であ
る」との判断は正しいとされて、ステップS64および、S
65の処理が行われ、前記ステップS7（第３図）に戻る。

ステップS64では、前記受光信号が基準点Ａからの反
射信号であると判断されたので、自走車１から見た基準
点Ａの方位角θａの決定処理が行われる。この方位角θ
ａ決定処理の詳細は、第５図に関して後述する。

ステップS65では、ポールカウンタ27のカウント値を
基準点Ａに相応する“1"にする。

一方、ステップS63で、ポールカウンタ27のカウント
値が“3"でないと判断されると、ステップS66に進んで
ポールカウンタ27のカウント値が“2"か否かの判断がな
される。

ステップS66の判断が肯定ならば、直前の基準点Ｃを
見失ったと判断され、ステップS67に進み、基準点Ｃの
見失い処理が行われる。この基準点Ｃ見失い処理の詳細
は第６図に関して後述する。

基準点Ｃの見失い処理が終わるとステップS68に進
む。

ステップS68では、基準点Ｃの見失い回数I LostCがし
きい値T1を超過したか否かの判断がなされる。基準点Ｃ
の見失い回数I LostCがしきい値T1を超過していれば、
ステップS69に進んでクラッチ20を切り、エンジン19を
停止させ、フェールランプを点滅させる。

前記ステップS68の判断において、基準点Ｃの見失い
回数I LostCがしきい値T1を超過していない場合は、ス
テップS65に進む。

また、前記ステップS66の判断が否定であれば、直前
の２つの基準点B,Cを見失ったと判断され、ステップS70
に進み、基準点Ｂ見失い処理が行われる。

基準点Ｂの見失い処理が終わるとステップS71に進
む。

ステップS71では、基準点Ｂの見失い回数I LostBがし
きい値T1を超過したか否かの判断がなされる。基準点Ｂ
の見失い回数I LostBがしきい値T1を超過していれば、
ステップS69に進む。

前記ステップS71の判断において、基準点Ｂの見失い
回数I LostBがしきい値T1を超過していない場合は、ス
テップS72に進み、基準点Ｃ見失い処理が行われる。

ステップS73では、基準点Ｃの見失い回数I LostCがし
きい値T1を超過したか否かの判断がなされる。基準点Ｃ
の見失い回数I LostCがしきい値T1を超過していれば、
ステップS69に進む。

前記ステップS73の判断において、基準点Ｃの見失い
回数I LostCがしきい値T1を超過していない場合は、ス
テップS74に進む。

ステップS74では、複数見失い回数カウンタ31の、基
準点B,Cを続けて見失った回数I LostBCに“1"を加算す
る。

ステップS75では、基準点B,Cを続けて見失った回数I
LostBCがしきい値T2を超過したか否かの判断が行われ
る。

基準点B,Cを続けて見失った回数I LostBCがしきい値T
2を超過していれば、ステップS69に進む。

前記ステップS75において、基準点B,Cを続けて見失っ
た回数I LostBCがしきい値T2を超過していないと判断さ
れると、ステップS65に進む。

前記ステップS62において、受光信号が、θan±θＫ
の範囲内で検出されたものでないと判断されると、ステ
ップS76に進み、前記受光信号がθbn±θＫの範囲内で
検出されたものであるか否かの判断がなされる。前記受
光信号がθbn±θＫの範囲内で検出されたもの、すなわ
ち基準点Ｂからの反射光の受光信号であると判断される
と、ステップS78（第４図その３）に進み、以下、ステ
ップS79〜89の処理が行われる。

また、前記ステップS76の判断が否定となった場合に
は、ステップS77に進んで、前記受光信号がθcn±θＫ
の範囲内で検出されたか否かの判断がなされる。そし
て、該受光信号がθcn±θＫの範囲内で検出されたも
の、すなわち基準点Ｃからの反射光の受光信号であると
判断されると、ステップS90（第４図その４）に進み、
以下、ステップS91〜S101の処理が行われる。

ステップS62,S76,S77の判断がすべて否定であると、
受光信号は基準点A,B,Cのいずれからの反射光によるも
のではないことになり、該受光信号は、基準点以外の反
射物体からの反射光、または他の光源からの光を受光し
た信号と判断され、ノイズとして処理される。受光信号
がノイズであると判断されると、ステップS77からS102
に進み、ノイズ警告灯が一時点灯される。

ステップS103ではノイズを検出した時の自走車１の座
標、および自走車１から見たノイズ発生源の方位角が読
込まれ、その値が記憶部29に記憶される。

なお、ステップS78〜S89の処理およびステップS90〜S
101の処理は、前記ステップS63〜75の処理と同様に行わ
れるので説明は省略する。

次に、自走車１から見た基準点の方位角θａ〜θｃ決
定処理、および基準点見失い処理部28における基準点見
失い処理の動作について第５図，第６図のフローチャー
トを参照して説明する。

第５図は基準点Ａの方位角θａの決定処理を示すフロ
ーチャートである。

同図において、ステップS110では、見失い回数カウン
タ30の基準点Ａの見失い回数I LostAと、基準点をA,Bを
連続して見失った回数を記憶する複数見失い回数カウン
タ31の見失い回数I LostABおよび基準点C,Aを連続して
見失った回数を記憶する複数見失い回数カウンタ31の見
失い回数I LostCAとに“0"をセットする。

ステップS111では、θan−１に前回検出方位角θanを
読込み、θanに今回検出方位角θｘを読込んでデータを
更新する。

基準点Ｂの方位角θｂおよび基準点Ｃの方位角θｃを
決定する処理は、基準点Ａの方位角θａの決定処理と同
様であり、上の説明から容易に類推できるので説明は省
略する。

第６図は基準点Ｃ見失い処理のフローチャートであ
る。

同図において、ステップS120では、基準点Ｃの見失い
回数I LostCに“1"を加算する。

ステップS121では、自走車１が前回検出した基準点Ｃ
の方位角と、前々回検出した基準点Ｃの方位角との差
｛θcn−（θcn−１）｝をΔθとして読込み、前々回検
出方位角θcn−１を前回検出方位角θcnで更新し、さら
に、前回検出方位角θcnをθcn＋Δθで更新する。

このような見失い処理によって、予測された範囲内に
基準点を検出できなかった場合は、検出できなかった基
準点の方位角データを前回、前々回のデータに基いて推
定更新し、該更新データに基いて自走車１の位置および
方位角を算出する。

基準点ＡおよびＢ見失い処理も、基準点Ｃ見失い処理
と同様に行われる。

なお、前記方位角の差Δθは｛θcn−（θcn−１）｝
を算出した結果に限らず、実験によって求められた値に
基づいてあらかじめ設定された固定の値をΔθとして使
用しても良いのは上述のとおりである。

以上の説明のように、本実施例では、受光部３が光を
検出すると、該光が予定された基準点に配置された反射
器６からの反射光であるか否かが判別され、予定された
反射器６からの正常な反射光である場合のみに、該受光
信号に基いて自走車１の位置および進行方位が算出され
る。

そして、反射器６からの反射光が受光されずに基準点
を見失ったような場合には、前回および前々回に受光信
号を検出した方位角に基いて見失った基準点の方位角を
推定し、該推定基準点に従って、自走車１の位置および
進行方位が算出される。

また、基準点の見失い回数が予定の回数よりも多くな
った場合には、自走車の走行を停止するようにしてい
る。特に、２か所の基準点を連続して見失ったような場
合は、早い時期に自走車１の走行を停止させるようにし
ている。

その結果、本実施例によれば、一時的な障害によって
基準点からの反射光が正常に検出されない場合でも、予
定の走行コースに従って自走車１の走行を継続させるこ
とができる。また、前記障害が一時的なものでない場合
には、自走車１の走行を停止させて、自走車１が予定さ
れたコースから逸脱して走行することを未然に防止する
ことができる。

なお、本実施例では、基準点を３か所に配置した場合
を例にとって説明したが、基準点が４か所以上の場合に
も本実施例と同様の手段により実施できる。

また、本実施例では、予定の回数だけ基準点を見失っ
た場合に、見失い処理をおこなったり、自走車１を停止
するようにしたが、予定の時間だけ基準点を見失った場
合、あるいは、予定の距離だけ自走車１が走行する間基
準点を見失った場合に、見失い処理を行なったり、自走
車１を停止するようにしても良い。

さらにまた、本実施例では反射器６からの反射光が受
光されずに基準点を見失ったような場合には、前回およ
び前々回に受光信号を検出した方位角に基づいて見失っ
た基準点の方位角を推定し、該推定基準点に従って、自
走車１の位置および進行方位が算出されるように構成さ
れているが、方位角を推定した後、この回の自走車１の
位置および進行方位の計算はキャンセルして、前回のま
まの進行方位での走行を継続するように構成しても良
い。

また、本実施例では、自走車１を戻り位置から作業開
始位置まで、無線操縦で誘導するようにしたが、戻り位
置で、自走車１を停止させた状態で、光ビームを走査し
て、基準点の方位角の検出を行い、該方位角に基いて戻
り位置から作業開始位置までの走行コースを演算し、該
コースに沿って自走車１を作業開始位置まで走行させる
こともできる。そして、この場合には、戻り位置から作
業開始位置までの走行中にも基準点識別処理を行うよう
にする。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次
のような効果が達成できる。

（１）基準点を一時的に見失っても、自走車の走行が継
続でき、頻繁に基準点を見失った場合のみに自走車が停
止するので、無駄な作業中断が発生せず作業効率が向上
する。

（２）基準点以外からの光を基準点からの反射光と誤認
することがなくなるので、作業に先立ち、作業区域およ
び作業区域周囲の反射物体や発光物体を排除する等の手
間を要しない。

（３）基準点を一時的に見失っても、自走車の走行が継
続できるので、自走車が多少ローリングするような悪条
件の作業区域でも作業が行え、自走車の適用範囲が拡大
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、
第３図は操向制御のフローチャート、第４図は基準点識
別処理のフローチャート、第５図は方位角決定処理のフ
ローチャート、第６図は基準点見失い処理のフローチャ
ート、第７図は自走車の位置検出の原理説明図、第８図
は自走車の進行方位検出の原理説明図、第９図は自走車
の走行コースと反射器の配置状態を示す図、第10図は自
走車と反射器の配置状態を示す斜視図、第11図は基準点
の方位角説明図である。１……自走車、２……発光器、３……受光器、６……反
射器、７……ロータリエンコーダ、９……カウンタ、10
……開き角演算部、11……識別処理部、13……位置・進
行方位演算部、14……操舵部、23……予定角度設定部、
24……識別部,25,32,33……比較部、26……予測方位角
演算部、27……ポールカウンタ、28……見失い処理部、
29……ノイズ記憶部、30……見失い回数カウンタ、31…
…複数見失い回数カウンタ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自走車から発生された光ビームを、該自走
車を中心として円周方向に走査し、少なくとも３か所の
基準点に配置された光反射手段からの前記光ビームの反
射光を受光して自走車の位置を検出する自走車の操向位
置検出装置において、前記光反射手段からの反射光の受光間隔に基づき、各光
反射手段の方位角を検出する手段と、前記方位角検出手段で検出された方位角に基いて、次回
の走査で検出されるべき前記光反射手段の方位を予測す
る手段と、光反射手段の検出位置が、前記予測手段で予測された方
位にある場合には、該検出方位に基づき自走車の位置を
算出する手段と、前記予測方位に光反射手段が検出されなかった場合に
は、検出されなかった光反射手段の方位を前記予測方位
にあるものと推定する手段とを具備したことを特徴とす
る自走車の操向位置検出装置。
【請求項２】前記予測方位に光反射手段が検出されない
ことが予定回数（１回以上）繰返された場合には、自走
車の位置算出を中止し、自走車を停止させる手段を具備
したことを特徴とする請求項１記載の自走車の操向位置
検出装置。
【請求項３】ある特定の光反射手段が前記予測方位に連
続して検出されなかった場合に、該連続の回数を計数す
る第１の計数手段と、第１予定回数を設定する設定手段
と、前記連続の回数が第１予定回数を超過した場合に自
走車の位置算出を中止し、自走車を停止させる手段とを
具備したことを特徴とする請求項１記載の自走車の操向
位置検出装置。
【請求項４】連続して検出されるべき複数の光反射手段
が前記予測方位に連続して検出されなかった場合に、該
連続の検出不能回数を計数する第２の計数手段と、第２
予定回数を設定する設定手段と、前記連続の回数が第２
予定回数を超過した場合に自走車の位置算出を中止し、
自走車を停止させる手段とを具備したことを特徴とする
請求項３記載の自走車の操向位置検出装置。
【請求項５】前記第１予定回数は、第２予定回数より大
であることを特徴とする請求項４記載の自走車の操向位
置検出装置。
【請求項６】前記予測方位は予定の範囲を有すると共
に、該予測範囲は、最新検出された複数の方位角で設定
されることを特徴とする請求項１、２、３、４または５
に記載の自走車の操向位置検出装置。
【請求項７】１つの光ビームを自走車を中心として同一
方向に走査して、複数の基準点を順番に検出することを
特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の自
走車の操向位置検出装置。