JPH02181806A

JPH02181806A - 自走車の操向位置検出装置およびそのための基準点検出装置

Info

Publication number: JPH02181806A
Application number: JP1001867A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kamimura; 健二上村; Sadachika Tsuzuki; 都築　貞親
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-01-07
Filing date: 1989-01-07
Publication date: 1990-07-16
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2802502B2; US5014204A

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。

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およびそのだめの
基準点検出装置に関し、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
検出装置およびそのための基準点検出装置に関する。

（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カ所の基準点に固定され、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カ所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、移動体（以下、自
走車という）の傾斜や振動に起因して光ビームを光反射
手段に照射できなかったり、受光手段によって、前記光
反射手段以外の物体からの反射光が受光されてしまう場
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。

この問題を解決するための手段として、本発明者等は次
のような技術を提案した。該技術は、基準点に配置され
た光反射手段からの反射光を受光し、該反射光の受光間
隔に基づいて光反射手段の方位角を検出する手段を具備
している。そして、該検出手段によって前の走査で検出
された光反射手段の方位角に基いて、次回の走査で検出
されるべき光反射手段の方位を予測する。

次回の走査で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、検出されるべき光反射手段を見失ったと
して、見失った光反射手段の方位を推定し、該推定され
た方位に基いて自走車の位置および進行方位を算出する
ようにしている（特願昭６３−２６２１９２号）。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前記次回の走査で検出されるべき光反射
手段の方位は、予定の幅（許容角度）を有する予測方位
角として設定されている。

前記許容角度は、基準点に対する自走車の距離にかかわ
らず同一角度に設定されているので、特に、基準点に対
する自走車の距離が遠い場合には、該基準点を中心とし
て、走査方向前後のかなりの部分が前記許容角度で網羅
される範囲になる。

したがって、該許容角度範囲内において、前記反射手段
からの反射光より先に、該反射手段近くに存在する他の
反射物体からの反射光を受光すると、該反射物体からの
反射光を、基準点に配置された反射手段からの反射光と
判断することがあり得る。

また、光反射手段からの反射光が検出されなかった場合
には、過去に検出された該反射手段の方位角に基いて、
検出されなかった光反射手段の方位角を推定しているの
で、該推定処理が連続すると、実際値と推定値との差が
だんだんと大きくなっていく場合がある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、予定
された光反射手段以外の物体からの光信号を、前記予定
された光反射手段と誤認することを少なくするのに好適
な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走査される光ビームを入射方向に
反射する少なくとも３カ所に配置された光反射手段から
の反射光の受光間隔に基いて、自走車の進行方向に対す
る各光反射手段の方位角を検出する手段と、該検出され
た方位角に基いて、自走車の位置を算出する手段と、算
出された自走車の位置に基いて、次回の光反射手段の方
位角検出時に自走車が存在していると予測される範囲を
推定する手段と、次回の受光信号検出時に算出された自
走車の位置が前記推定範囲にある場合は、該受光信号が
、予定された光反射手段からの光を検出した信号である
と判断し、該受光信号に基く方位角を自走車の位置算出
に用いる方位角として確定する手段と、前記算出された
自走車の位置が推定範囲にない場合には、予定された光
反射手段を見失ったと判断して、見失った光反射手段の
方位を推定する手段と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、予定された光反射手段以
外からの光を検出した場合には、該検出信号に拭いて算
出される自走車の位置が前記推定位置からずれるように
なるため、予定の光反射手段以外からの光を、該光反射
手段からの反射光として誤って検出することに起因して
、走行コースを大きく外れるような現象を防止できる。

（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１１図は本発明の制御装置を搭載した自走車、および
該自走車の走行区域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）。

ロークリエンコーダ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信号の計数値に基いて、回転テーブ
ル４の回転角度が検出される。

自走車１の作業区域の周囲の３カ所の基準点には反射器
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から発射される光ビームは、
回転テーブル４の回動力向に走査され、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該光ビーム
は受光器３に入射される。

カウンタ９では、前記回転テーブル４の回転に伴・って
ロークリエンコーダ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で光信号が
受光される毎に、マイコン部３４に転送される。

マイコン部３４では、予定の走行コースに対する自走車
１の現在位置の偏差が算出され、該算出結果は操舵部１
４に人力される。またマイコン部３４からは駆動部１８
に対して自走車１の走行停止信号が出力される。マイコ
ン部３４の詳細な機能構成は第２図に関して後述する。

操舵部１４では、前記走行コースに対する自走車１の現
在位置の偏差に基づいて自走車１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。該操舵モータ
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
よび該壬ンジン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。

次に、前記マイコン部３４の機能構成について第２図を
参照して説明する。

方位角演算部１１では、光信号の検出毎にカウンタ９か
ら入力されるパルス数に基いて、自走車１の進行方向に
対する該光信号の入射方位角が算出される。バッファｌ
ｌａには、算出された方位角が一旦格納される。但し、
初回の走査において検出された方位角は直接前回方位角
記憶部３５ａに入力される。

前回方位角記憶部３５ａおよび前々回方位角記憶部３５
ｂには、方位角演算部１１で算出された、３カ所の基準
点に配置された各反射器６に関する、前回および前々回
検出された方位角がそれぞれ記憶される。

前記バッファ１１ａに一旦格納された方位角は、位置比
較部１２の比較結果に従って前回方位角記憶部３５ａに
転送され記憶される。また、前回方位角記憶部３５ａの
値は、見失い処理部２８の処理結果に従って方位角推定
部２６で算出される推定方位角によっても更新される。

前回方位角記憶部３５ａの値が、バッファ１１ａの値ま
たは方位角推定部２６で算出された値で更新されると、
これに伴って、前々回方位角記憶部３５ｂの値は、前回
方位角に記憶されていた値で更新される。そのために、
例えば、該前回および前々回方位角記憶部３５ａ、３５
ｂは１組のシフトレジスタによって構成できる。

開き角演算部１０では、方位角演算部１１で算出された
光信号の入射方位角と、前回方位角記憶部３５ａに記憶
されている前回検出時の方位角とに基いて、自走車から
見た前記光信号の発信源、および該発信源に隣接してい
て、既に方位角が検出されている光反射器６間の開き角
が算出される。

該光信号の発信源と、どの光反射器６との開き角を算出
するかはボールカウンタ識別部２９で識別されるボール
カウンタ２７の値および位置比較部１２の比較結果によ
って決定される。

ボールカウンタ２７のカウント値は、３カ所の基準点（
Ａ、Ｂ、Ｃとする）に配置された反射器６が検出される
毎に、各反射器６に対応するカウント値に更新されるよ
うに構成されている。したがって、受光信号を検出した
時にボールカウンタ２７のカウント値を見ることによっ
て、受光信号がどの反射器６からの光信号であるかを検
出することができる。

本実施例では、基準点Ａに“１′、基準点Ｂに“２”、
基準点Ｃには“３°のカウント値をそれぞれ対応させて
いて、受光器３は基準点Ａ、　　Ｂ。

Ｃの順に走査するように構成している。したがって、例
えば、受光信号を検出した時のボールカウンタ２７のカ
ウント値が“１″であれば、受光信号は、該カウント値
“１”と対応する基準点Ａの次に検出されるはずの基準
点Ｂに配置された反射器６からの光の受光信号であるこ
とが分かる。

但し、受光器３で反射器６以外の発光源からの光信号が
検出されている場合があるので、該カウント値からは、
とりあえず光信号の発信源を反射器６と仮定し、後述の
処理で、どの反射器６からの光か、または反射器６以外
の発光源かを確定するようにしている。

開き角演算部１０で演算された開き角はバッファ１０ａ
に一旦記憶される。自走車位置演算部２３では、開き角
演算部１０で算出された開き角と、すでに算出されて開
き角記憶部２５に記憶されている開き角とに基いて自走
単１の現在位置が算出される。

自走車存在範囲演算部２４では、算出された自走車１の
現在位置に基いて、次に受光器３が光信号を受光する時
に自走車１が存在されると予？ＪＰ１される位置範囲が
後述する手法で設定される。

位置比較部１２には、次回の受光信号に基いて算出され
る自走車１の位置、および前記自走車存在範囲演算部２
４で算出された位置範囲が人力され、次回の光信号受光
時における実際の自走車１位置が、前記位置範囲内であ
るか否かの判別が行われる。

自走車１の現在位置が前記位置範囲に存在していた場合
は、自走車位置・進行方位演算部１３において、方位角
演算部１１で演算された方位角、および開き角演算部２
３で算出された開き角、ならびに開き角記憶部２５に記
憶されている開き角に基いて、自走車１の位置および進
行方位が算出される。算出された自走車１の位置および
進行方位は走行コース比較部３６において、走行コース
設定部１６に設定されている走行コースと比較される。

該比較結果は操舵部１４に入力されて、操舵量が決定さ
れる。

一方、自走車１の現在位置が前記位置範囲に存在してい
ない場合は、反射器６を見失ったとして見失い処理部２
８で見失い処理がなされる。

見失い処理では、方位角推定部２６に指令が出されて、
前回および前々回方位角記憶部３５ａ。

３５ｂの値に基いて見失った反射器６の方位角の推定が
行われる。そして、推定方位角および該推定方位角に基
いて算出される開き角、ならびに開き角記憶部２５に記
憶されている開き角に基いて自走車１の位置と進行方位
とが算出される。

また、見失い処理部２８では、ボールカウンタ識別部２
９で識別されたボールカウンタ２７のカウント値から、
どの反射器６を見失ったかの判断を行い、１つの反射器
６を見失った場合は、見失い回数カウンタ３０がインク
リメントされ、２つの反射器６を続けて見失った場合は
、複数見失い回数カウンタ３１がインクリメントされる
。

第１回数比較部３２で、前記見失い回数カウンタ３０の
値と、しきい値Ｔ１とが比較され、カウンタの値がしき
い値Ｔ１を超過していれば駆動部１８に自走車停止信号
が出力される。

同様に、第２回数比較部３３で、前記複数見失い回数カ
ウンタ３１の値と、しきい値Ｔ２とが比較され、カウン
タの値がしきい値Ｔ２を超過していれば駆動部１８に自
走車停止信号が出力される。

受光器３の検出信号が、反射器６以外からの光信号であ
る場合は、ノイズと判断され、ノイズ記憶部３７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。

基準点を１カ所見失うよりも、２カ所見失う方が、自走
車１の位置検出精度に、より大きな影響を与えるので、
前記しきい値Ｔ２としてはＴＩより少ない回数が設定さ
れる。すなわち、基準点を２カ所見失った場合は、検出
誤差が大き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、位置比較部１２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、見失い回数カウンタ
３０および複数見失いカウンタ３１には回数“０”がセ
ットされる。

ボールカウンタ２７の値は、位置比較部１２によって、
予定の反射器６が正常に検出されたと判断された場合と
、見失い処理が終了した時点とに更新される（第２図の
図示は省略）。

第７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図において、反射器６は基準点Ａ、　Ｂ、　Ｃに配
置される。３カ所に配置された反射器６の位置は、ｘ−
ｙ座標系で表される。自走車１の位置はＴ　（ｘ、　　
ｙ）で示され、Ｘ軸に対する自走車１の進行方位はθｆ
で示される。

自走車１の進行方向に対する各基準点Ａ、　　Ｂ。

Ｃの方位角は、θａ、θｂ、θＣでそれぞれ示され、基
準点ＡおよびＢの開き角と、基準点ＢおよびＣの開き角
とは、それぞれα、βで示される。

前記方位角θａ、θｂ、θＣと、開き角αおよびβとに
基いて自走車１の位置Ｔ　（ｘ、　　ｙ）および進行方
位θｆを算出する式は、位置・進行方位演算部１３に格
納され、開き角αおよびβに基いて自走車１の位置Ｔ　
（ｘ、　　ｙ）を算出する式は、自走車位置演算部２３
に格納される。

前記演算部１３および２３に格納される算出式の一例は
、特願昭６３−１１６６８９号および特願昭６３−１４
９６１９号に詳細が示されているので、ここではその説
明は省略する。

次に、自走車１の操向制御について説明する。

第１０図は自走車１の走行コースと反射器６の配置状態
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１０図において、Ａ、　　Ｂ、　　Ｃの各点は反射器
６の配置位置を示しており、点Ｂを原点とし、点Ｂおよ
び点Ｃを通る線をＸ軸とする座標系で自走車１の位置お
よび作業区域２２を表している。点Ｒ（Ｘｒｅｔ、Ｙｒ
ｅｔ）は自走車１の戻り位置を示し、作業区域２２は座
標（Ｘｓ　ｔ、　Ｙｓ　ｔ）、（Ｘｓｔ、Ｙｅ）、０（
ｅ、　Ｙｓ　ｔ）、（Ｘ　ｅ。

Ｙｅ）で示される点を結ぶ領域である。ここでは自走車
１の位置Ｔは（Ｘｐ、Ｙｐ）で示す。

第１０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の周囲に反射器６を設けるようにさえし
てあれば、作業区域２２の各辺の向きおよび作業区域２
２の形状は任意である。

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Ａ。

Ｂ、　　Ｃの検出を行うと共に、自走車１の進行方向に
対する各基準点の方位角を算出し、前記前回方位角記憶
部３５ａ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Ｘｓ
ｔ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。反射光が受光されるま
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
サブルーチンによって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Ｔ　（Ｘｐ。

Ｙｐ）および進行方位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−Ｘ
ｐ−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ＳＩＯ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Ｓｌｌにおいて、−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３１２において、−行程終了（Ｙｐ＜
Ｙｓｔ）したか否かが判断される。ステップＳｌｌまた
はＳ１２において、−行程が終了していないと判断され
ればステップＳ５に進む。

ステップＳｌｌまたはＳ１２において、−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Ｓ］３からステ
ップＳ１４に移って自走車の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制御に移行し、各
基準点Ａ、Ｂ、Ｃの方位角のうち、少なくとも１つが予
定の角度範囲内に合致した時点で、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、前記処理が行われる。

全行程が終了したならば、戻り位置Ｒ（Ｘｒｅｔ、Ｙｒ
ｅｔ）へ戻って（ステップ５１６）、走行が停止される
（ステップ５１７）。

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。

まず、本実施例における基準点識別処理の概要を説明す
る。第８図は基準点識別処理の説明図である。同図では
、前回の走査において基準点Ｂが正常に検出され、該基
準点Ｂの検出後、次回の走査で正常に基準点Ｂを検出し
たか否かを判断する場合の自走車１および基準点の関係
を示す。

同図において、前回基準点Ｂを検出した時の自走車１の
位置の座標はＭ　（Ｘｍ、Ｙｍ）であり、該位置におい
て、次回、Ｂ点が検出される時の、自走車１の存在可能
範囲Ｈは（Ｘｍ±Δｘ、　Ｙｍ土Δｙ）、すなわち、前
回位２ＭからＸ方向およびＹ方向に、それぞれ±ΔＸ、
±Δｙの偏差を有する範囲に設定しである。該偏差は、
自走車１の進行方向によって＋、−のいずれか一方のみ
を設定するようにしてもよい。

次回の走査で、自走車１の進行方向に対する検出方位角
θＸに基づいて求められる開き角αＸ。

つまり、（θＸ−基準点Ａの既知の方位角θａｎ）、お
よび既知の開き角βから算出される自走車１の位置が、
前記存在可能範囲内にある場合は、基準点Ｂを正常に検
出できたと判断する。

一方、次回の走査で基準点Ｂを検出する以前に、他の発
光源Ｕからの光を検出した場合は、検出方位角θＸは前
記基準点を正常に検出した場合のθＸより小さい値とな
り、該方位角θＸに基づいて算出される開き角αχも小
さい値となるため、該開き角αＸと、開き角βとに基づ
いて算出される自走車１の位置は前記存在可能範囲から
逸脱した位置Ｔｉになる。その結果、検出された光が基
準点以外の発光源からの光であると判断できる。

また、基準点Ｂを見失った場合は、算出される自走車１
の位置が、前記存在可能範囲からさらに大きく外れるよ
うになり、この場合は、基準点見失い処理を行う。つま
り、前回および前々回に検出された方位角に基づいて現
在の方位角を推定し、該推定方位角に基いて、自走車１
の位置を算出するようにする。

なお、以下の説明において、前回の走査ですでに確定し
ている基準点Ａ、　　Ｂ、　　Ｃの方位角はそれぞれθ
ａｎ、　　θｂｎ、　　θｅｎで表し、該方位角θａｎ
、　　θｂｎ、　　θｃｎに基いて算出された決定開き
角は、α。

βで表す。また、最新の検出方位角θＸおよび前回検出
時の方位角θａｎ、　　θｂｎ、　　θｃｎによって仮
に決定される開き角はαＸ、βＸで表す。

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ｌ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、ボールカウンタ２７の値が“１″
か否か、すなわち、該最近の受光信号を検出する直前に
検出された基準点が、カウント値“１“に対応するＡか
否かの判断がなされる。該判断が肯定の場合は、とりあ
えず前記反射物体が基準点Ａの次に検出されるはずの基
準点Ｂに配置された反射器６であるとの仮定の下にステ
ップＳ６３に進む。

ステップＳ６３では、前記検出方位角θＸと基準点Ａの
既知の方位角θａｎとの差から仮の開き角αＸを算出す
る。

ステップＳ６４では、照返の開き角αＸおよび既知の開
き角βに基づいて、自走車位置演算部２３において自走
車１の位置を算出する。

ステップＳ６５では、算出された自走車１の位置が、前
回の走査で基準点Ｂが検出された時に開き角α、βに基
いて算出された位置から得られた存在可能範囲内か否か
の判断がなされる。

自走車ｌが存在可能範囲内にあれば、前記ステップＳ６
２において、ボールカウンタ２７の値から仮定した、［
検出反射物体が基準点Ｂに配置された反射器６である」
との判断は正しかったとして、ステップＳ６６に進んで
、基準点Ｂの方位角θｂの決定処理を行う。方位角θｂ
は、前回方位角θｂｎおよび前々回方位角θｂｎ　−１
を含む。

ステップＳ６７では、以上の処理で検出基準点がＢであ
ると確定されたので、ボールカウンタ２７のカウント値
を基準点Ｂに対応する“２″に更新する。

一方、ステップＳ６２で、ボールカウンタ２７のカウン
ト値が“１″でないと判断された場合は、ステップ５６
ｇに進んでボールカウンタ２７のカウント値が２”か否
か、すなわち、直前の受光信号が基準点Ｂの反射器６か
ら光の検出信号か否かの判断がなされる。

ステップ３６８の判断が肯定ならば、前記反射物体が基
準点Ｃに配置された反射器６であると仮定の下にステッ
プＳ６９に進む。

ステップＳ６９では、検出方位角θＸと既知の方位角θ
ｂｎの差から、仮の開き角βＸが算出される。

ステップＳ７０では、照返の開き角βＸおよび既知の開
き角αに基づいて、自走車位置算出部２３において、自
走車１の位置を算出する。

ステップＳ７１では、算出された自走車１の位置が、前
回の走査で基準点Ｃが検出された時に開き角α、βに基
いて算出された位置を中心とする存在可能範囲内か否か
の判断がなされる。

自走車１が存在可能範囲内にあれば、前記ステップＳ６
８において、ボールカウンタ２７の値から仮定した、「
検出反射物体が基準点Ｃに配置された反射器６である」
との判断は正しかったとして、ステップＳ７２に進んで
、基準点Ｃの方位角θＣの決定処理を行う。

ステップＳ７３では、以上の処理で検出基準点がＣであ
ると確定されたので、ボールカウンタ２７のカウント値
を基準点Ｃに対応する“３″に更新する。

ステップＳ６２およびステップ３６ｇの判断がいずれも
否定の場合は、反射物体は基準点Ａに配置された反射器
６であると仮定して、ステップＳ７４に移行する。

以下のステップ８７４〜Ｓ７８の処理は、上記ステップ
８６３〜３６７、またはＳ６９〜Ｓ７３と同様であるの
で説明は省略する。

前記ステップＳ６５において、自走車１が存在可能範囲
内に位置していないと判断された場合は、検出方位角θ
Ｘが基準点Ｃに配置された反射器６の方位角であると仮
定し、第４図（その２）のステップＳ７９において、検
出方位角θＸと基準点Ｂの既知の方位角θｂｎとの差か
ら基準点Ｂおよび０間の仮の開き角βＸを算出する。

ステップＳ８０では、既知の開き角αおよび仮の開き角
βＸにより自走車１の位置を演算する。

ステップＳ８１では、ステップＳ８０で算出された自走
車１の位置が、前回の走査で基準点Ｃが検出された時に
開き角α、βに基いて算出された位置を中心とする存在
可能範囲内か否かの判断がなされる。

自走車１が存在可能範囲内にあれば、検出方位角θＸは
基準点Ｃに配置された反射器６の方位角であり、その前
に検出されるべ′き基準点Ｂを見失ったと判断され、ス
テップＳ８２に移行して基準点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Ｓ８３に進む
。

ステップＳ８３では、基準点Ｂの見失い回数Ｉ　Ｌｏｓ
ｔ［ｌ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Ｔ
１を超過していれば、第４図（その５）に示した処理に
移行し、クラッチ２０を切り（ステップ５１３６）、エ
ンジン１９を停止させ（ステップ５１３７）、フェール
ランプを点滅させる（ステップ８１３ｇ）。

前記ステップＳ８３の判断において、基準点Ｂの見失い
回数Ｉ　ＬｏｓｔＢがしきい値ＴＩを超過していない場
合は、ステップＳ８４に進み、基準点Ｃの方位角θＣの
決定処理を行う。ステップＳ８５では、ボールカウンタ
２７の値を基準点Ｃに対応する値“３“に更新する。

また、前記ステップＳ８１の判断が否定であれば、今度
は、検出方位角θＸは基準点Ａに配置された反射器６の
方位角であると仮定の下に、ステップＳ８６において、
基準点Ｂの既知の方位角θｂｎと検出方位角θＸとの差
から仮の開き角αＸを算出し、ステップＳ８７で、照返
の開き角αＸと既知の開き角βとから自走車１の位置を
演算する。

ステップ８８８では、ステップＳ８７で算出された自走
車１の位置が、前回の走査で基準点Ａが検出された時に
開き角α、βに基いて算出された位置を中心とする存在
可能範囲内か否かの判断がなされる。

算出された自走車１の位置が存在可能範囲にない場合は
、受光信号が基準点Ａ、Ｂ、Ｃのいずれの反射器６から
の反射光でもないと判断され、第４図（その６）のステ
ップ５１３９に移行し、ノイズ警告灯が一時点灯され、
ステップ５１４０ではノイズを検出した時の自走車の座
標、および自走車１から見たノイズ発生源の方位角が読
み込まれ、その値が記憶部３７に：ｉｌｌ！憶される。

また、算出された自走車１の位置が存在可能範囲にある
場合は、ステップＳ８９において前回反射光を受光した
時から受光器３が１回転したか否かの判断が行われ、ま
だ１回転していなければステップ５１３９に移行し、す
でに１回転していれば、基準点Ｂ、　Ｃを連続して見失
ったと判断され、ステップＳ９０で基準点Ｂの見失い処
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Ｓ９１に進
み、基準点Ｂの見失い回数Ｉ　ＬｏｓｔＢがしきい値Ｔ
Ｉ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５１３６に進んで自走車１を停止させる。

前記ステップＳ９１の判断において、基準点Ｂの見失い
回数Ｉ　ＬｏｓｔＢがしきい値ＴＩを超過していない場
合は、ステップＳ９２に進み、基準点Ｃ見失い処理が行
われる。

ステップＳ９３では、基準点Ｃの見失い回数Ｉ　Ｌｏｓ
ｔＣが１．きい値Ｔｌ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　ＬｏｇｔＣがしきい値′
ｒ１を超過していれば、ステップ５１３６に進んで自走
車１を停止させる。

前記ステップＳ９３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Ｓ９４に進み、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　Ｌ
ｏｓｔＢＣに１°を加算する。

ステップＳ９５では、基準点Ｂ、　Ｃを続けて見失った
回数Ｉ　ＬＯ８ｔＢＣ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Ｔ２を超過していれば、ステップ５１３６に進
んで自走車１を停止させる。

前記ステップＳ９５において、基準点Ｂ、　　Ｃを続け
て見失った回数Ｉ　Ｌｏｓｔ［ｌＣ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８９６に進み、
基準点Ａの方位角θａの決定処理を行う。ステップＳ９
７では、ボールカウンタ２７の値を基準点Ａに対応する
値“１”に更新する。

また、前記ステップＳ７１において、自走車１が存在可
能範囲内に位置していないと判断された場合は、第４図
（その３）のステップＳ９ｇに移行し、ステップＳ７５
において自走車１が存在可能範囲内に位置していないと
判断された場合は、第４図（その４）のステップ５１１
７に移行する。

第４図（その３）、（その４）に示された各ステップの
処理は、第４図（その２）に示された各ステップの処理
と同様であ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の決
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（ａ）は基準点への方位角θａの決定処理フロー
チャートである。

同図において、ステップ５１５０では、見失い回数カウ
ンタ３０の基準点人見失い回数Ｉ　ＬｏｓｔＡと、基準
点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ｂ　Ｉ　Ｌｏｓｔ
ＣＡとに“０“をセットする。

ステップ５１５１では、前々回方位角記憶部３５ｂに記
憶される値θａｎ−１にθａｎを読込み、前回方位角記
憶部３５ａに記憶される値θａｎに検出方位角θＸを読
込んでデータを更新する。

第５図（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ基準点Ｂの方位角θｂ
および基準点Ｃの方位角θＣを決定するためのフローチ
ャートである。該フローチャートの内容は基準点Ａの方
位角θａの方位角決定処理と同様であるので説明は省略
する。

第６図（Ｃ）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５１６０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８１６１では、自走車１が前回検出した基準点
Ｃの方位角θｅｎと、前々回検出した基準点Ｃの方位角
θａｎ−１との差を方位角変化量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、前回方位角θｅｎをθｅｎ＋Δθで更新
する。

なお、前記方位角の差Δθは、（θａｎ　−（θｅｎ−
１月を算出した結果に限らず、実験に基いてあらかじめ
設定された固定の値をΔθとして使用しても良い。

このように、該見失い処理によって、基準点が検出され
なかった場合に、該検出され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された値で更
新し、該更新データに基いて自走車１の位置および進行
方位を算出する。

第６図（ａ）、　　（ｂ）はそれぞれ基準点ＡおよびＢ
の見失い処理のフローチャートである。該フローチャー
トで示された処理は基準点Ｃ見失い処理と同様に行われ
る。

なお、本実施例では、次回の走査において同一基準点が
検出された時に自走車１が存在すると予Ａ９１される範
囲を、前回の自走車１の位置を中心にして固定値±ΔＸ
、±Δｙの範囲で設定したが、存在可能範囲は、次のよ
うに決定することもできる。

第９図は自走車１の存在可能範囲を決定するための、も
う１つの方法の説明図である。

同図において、存在可能範囲予測時の自走車１の位置を
Ｍ　（Ｘｍ、Ｙｍ）　、予測位置をＺ　（Ｘｚ。

Ｙｚ）　、自走車１の操舵角をθ、位置Ｍから２までの
走行距離をｇとした場合、予測位置Ｚの座標は次式で求
められる。

なお、次式において、受光器３が１回転する間に自走車
１が走行する距離がｐであり、該距１１１１１）は自走
車１が定速走行の場合は予め決定できるし、定速走行で
ない場合は、予測時直前における受光器３の１回転あた
りの走行距離を、車輪の回転量から検出して決定できる
。

Ｘｚ−Ｘｍ＋ｆｌ　ｓ　ｌ　ｎθ Ｙｚ＝Ｙｍ＋、７７　　ｃｏｓ　θ そして、最新光信号を受光した時に算出される自走車１
の位置Ｔ　（ｘ、　　ｙ）が次式で表される範囲り内に
あれば、反射器６からの正常な光を受光したと判断する
。

（Ｘｚ−６Ｘ）＜ｘ＜　（Ｘｚ＋δＸ）（Ｙｚ−δｙ）
＜ｙ＜（Ｙｚ＋δｙ）予測位置Ｚに対する許容範囲δＸ、δｙは、実験によっ
て予め設定する固定値か、前記車輪の回転量から求めら
れた距ＭＵに応じて決定する値とすることができる。

以上の説明のように、本実施例では、受光器３で検出さ
れた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の判断を行い、予定された反射器６
からの正常な反射光であると判断された場合に、受光信
号に基いて自走車１を操向制御するための位置および進
行方位が算出される。

そして、前記正常な反射光であるか否かの判断を、反射
光を受光する毎に算出される自走車１の位置が予ｎ１さ
れた位置にあるか否かの判断によって行っており、基準
点の見失いおよび基準点以外からのノイズを容易に識別
できる。

なお、本実施例では、自走車１の存在可能範囲を、次回
の走査で同一基準点が検出される時に自走車１が位置し
ている範囲に設定した。

しかし、本発明はこれに限定されず、ある基準点を検出
した時に、その次に検出される予定の隣接基準点が検出
されるべき時に、自走車１が存在すると予測される範囲
を存在可能範囲として設定してもよい。そして、受光信
号検出する毎に、該存在可能範囲内に自走車１が位置し
ているか否かで、検出基準点が正常な予定の基準点であ
るか否かの判断をすればよい。

本実施例では、予定の回数だけ基準点を見失った場合に
、見失い処理を行ったり、自走車１を停止するようにし
たが、予定の時間中継続して基準点を見失った場合、あ
るいは予定の走行距離だけ自走車１が走行する間中基準
点を見失った場合に、見失い処理を行ったり、自走車１
を停止するようにしでもよい。

また、基準点を見失った場合には、基準点の方位角を推
定し、該推定値に基いて自走車１の位置および進行方位
を算出しているが、方位角を推定するだけで、その回の
自走車１の位置および進行方位の計算はキャンセルし、
前回のままの進行方位で走行を継続するようにしてもよ
い。

さらにまた、本実施例では、自走車１を作業開始位置ま
で無線操縦で誘導するようにしたが、自走車１を戻り位
置で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てもよい。この場合
には、作業開始位置までの走行中にも基準点識別処理を
行う。

本実施例では、基準点を３カ所に配置した場合を例にと
って説明したが、基準点が４カ所の場合にも本実施例と
同様の手段により実施できる。

（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）自走車の存在可能位置の範囲は、受光手段が１回
転する間に自走車が移動すると推定される狭い範囲に設
定できるので、基準点の、走査方向前後に位置する他の
反射物体または発光物体を予定の反射手段と誤認するこ
とが少なくなる。その結果、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など
の手間を軽減できる。

（２）基■点を一時的に見失っても自走車の走行を継続
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。

（３）基準点を一時的に見失っても、自走車の走行を継
続できる。

（４）基準点の見失い回数が増した場合も、見失った基
準点の推定誤差の蓄積が少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例の機能を示すブロッ
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図は自走車と反射器との位置関係を示
す図、第８図は基準点識別処理の説明図、第９図は自走
車１の存在可能範囲を決定するための方法の説明図、第
１０図は自走車の操行コースと反射器との位置関係を示
す図、第１１図は自走車と反射器の配置状態を示す斜視
図である。１・・・自走車、２・・・発光器、３・・・受光器、６
・・・反射器、９・・・カウンタ、１０・・・開き角演
算部、１１・・・方位角演算部、１２・・・位置比較部
、１３・・・位置・進行方位演算部、２３・・・自走車
位置演算部、２４・・・自走車存在範囲演算部、２６・
・・方位角推定部、２７・・・ボールカウンタ、２８・
・・見失い処理部、３５ａ・・・前回方位角記憶部、３
５ｂ・・・前々回方位角記ｔＭＮ代理人　弁理士　平木通人　外１名第図（その５）第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（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カ所の基準点
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
装置のための基準点検出装置において、前記光反射手段からの反射光の受光間隔に基づき、自走
車の進行方向に対する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、自走
車の位置を算出する手段と、前記位置算出手段で算出された自走車の位置に基いて、
次回の方位角検出時に自走車が存在すると予測される存
在可能範囲を算出する手段と、次回の方位角検出時に、
該検出方位角に基いて算出された自走車の位置と前記存
在可能範囲と比較し、次回の方位角検出時に算出された
自走車位置が前記範囲内にある場合は、検出された方位
角が予定された基準点に配置された光反射手段の方位角
であると判断し、次回の方位角検出時に算出された自走
車位置が前記範囲内にない場合は、検出された方位角が
予定された基準点に配置された光反射手段の方位角でな
いと判断する判別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のための基準点検出装置。
（２）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カ所の基準点
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、自走
車の進行方向に対する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、自走
車の位置を算出する手段と、前記位置算出手段で算出された自走車の位置に基いて、
次回の方位角検出時に自走車が存在すると予測される存
在可能範囲を算出する手段と、次回の方位角検出時に、
該検出方位角に基いて算出された自走車の位置と前記存
在可能範囲とを比較し、次回の方位角検出時に算出され
た自走車位置が前記範囲内にある場合は、検出された方
位角が予定された基準点に配置された光反射手段の方位
角であると判断し、次回の方位角検出時に算出された自
走車位置が前記範囲内にない場合は、検出された方位角
が予定された基準点に配置された光反射手段の方位角で
ないと判断する判別手段と、該判別手段によって、検出方位角が前記予定された基準
点に配置された光反射手段の方位角であると判断された
場合に、該方位角に基いて自走車の進行方位を算出する
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。
（３）前記判別手段によって、検出方位角が前記予定さ
れた基準点に配置された光反射手段の方位角でないと判
断された場合に、予定された基準点に配置された光反射
手段の方位角を推定し、該推定方位角に基いて自走車の
位置を算出する手段を具備したことを特徴とする請求項
２記載の自走車の操向位置検出装置。
（４）前記判別手段によって、検出方位角が前記予定さ
れた基準点に配置された光反射手段の方位角でないと判
断された場合に、該検出方位角が予定された光反射手段
に続いて順に検出されるべき他の基準点に配置された光
反射手段の方位角であると判断し、該方位角に基いて算
出された自走車の位置が、それぞれの光反射手段が前回
検出された時に予測された自走車の存在可能範囲内にあ
るか否かを判断する判別手段と、最終的に自走車が前記存在可能範囲内にあると判断され
た場合の光反射手段の方位角に基いて自走車の位置を算
出する手段とを具備したことを特徴とする請求項２記載
の自走車の操向位置検出装置。
（５）前記次回の方位角検出時が、先に検出された基準
点に隣接していて、該基準点に引続いて検出されるべき
次の基準点に配置された光反射手段の方位角検出時であ
ることを特徴とする請求項１または２記載の自走車の操
向位置検出装置およびそのための基準点検出装置。
（６）前記自走車の存在可能範囲が、前回の方位角検出
時の自走車の位置を中心とする予定距離の範囲であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の自走車の操向位
置検出装置およびそのための基準点検出装置。
（７）前記自走車の存在可能範囲が、前回の方位角検出
時の自走車の位置および自走車の車輪操舵角、ならびに
光ビームを自走車を中心にして予定の間に自走車が走行
すると推定される距離に基いて算出された位置を中心と
する予定の範囲であることを特徴とする請求項１または
２記載の自走車の操向位置検出装置およびそのための基
準点検出装置。