JPH0833768B2

JPH0833768B2 - 自走車の操向位置検出装置

Info

Publication number: JPH0833768B2
Application number: JP63262190A
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: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH02109105A

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か所に固定され、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、この場合、光反射手段からの反射光を水平
方向に回動する受光センサで順番に受光していくように
して受光センサ部分の簡略化を図るように構成すると、
前記３か所に固定された各光反射手段を同時に観測して
いないため、移動体の走行移動に伴って、各光反射手段
が順番に検出されていくことから各光反射手段を検出し
た時の移動体の位置はそれぞれ異なることになる。

例えば、第７図に示したように、基準点Ａに配置され
た光反射手段からの反射光は移動体がPS1aの位置にある
時に受光され、基準点Ｂに配置された光反射手段からの
反射光は移動体がPS1bの位置にある時に受光される。そ
して、基準点Ｃに配置された光反射手段からの反射光は
移動体がPS1cの位置にある時に受光される。

そして、このように、従来技術では、刻々と位置が変
化する移動体を中心として検出される各光反射手段間の
開き角α，βに基づいて、移動体の位置が演算されるこ
とになる。

（発明が解決しようとする課題）したがって、演算のタイミングによっては、移動体の
位置の誤差が大きくなる場合がある。しかしながら、従
来技術では、演算のタイミングによる影響を考慮してい
なかった。すなわち、移動体の位置を特にどういうタイ
ミングで演算するかという点に配慮がされておらず、例
えば反射光を検出する毎に演算を行っていた場合には次
に説明するような問題点があった。

第７図において、受光手段を反時計方向に回動させ、
移動体が位置PSKにある時に前記演算が行われた場合、
位置PS1cの時点までに得られた開き角α，βに基づいて
移動体の位置が演算されるので、演算結果と実際の位置
PSKとの誤差が大きくなる。

さらに、移動体が位置PSMにある時に前記演算を行っ
た場合にも、位置PS2aにて基準点Ａは検出されている
が、基準点Ｂが未検出であるため、開き角は位置PS1cの
時点で得られた開き角が更新されずに残っているので、
依然として位置PS1cの時点までに得られた開き角α，β
に基づいて移動体の位置が現在位置PSMの位置座標とし
て算出されることになってしまう。

また、移動体が位置PSNにある時に前記演算を行った
場合には、基準点ＡおよびＢの開き角αとしては位置PS
2bにおいて新しいデータが検出され更新されているが、
基準点ＢおよびＣの開き角βは、位置PS2cまで更新され
ていないので、この場合にも、実際の位置と演算結果と
の誤差は大きい。

なお、このような、１つの受光手段を回動させて順次
反射光を受光していく従来方式の問題点を解決するため
には、特開昭60-242313号公報に記載されているよう
に、検出対象となる基準点の数だけ受光手段を設け、で
きるだけ短い時間ですべての基準点からの反射光を検出
するように構成して、検出誤差を小さく抑えることも考
えられる。ところが、この場合には、高価な受光手段を
複数個準備する必要があるし、これらの受光手段を回動
させる機構も複雑になる等の問題点があった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、基
準点からの光信号を、受光手段を回動させながら順番に
検出して、移動体の位置を演算するようにした場合に、
該演算結果と実際の移動体の位置との誤差を小さく抑え
ることができ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、自走車とは離れた位置に設けられた少くとも３か
所の基準点からの光信号を受光するために、前記自走車
に搭載されて、水平方向に回動しながら前記それぞれの
光信号を順番に受光する受光手段と、該受光手段の受光
間隔に基づいて、前記基準点の方位角を検出する手段
と、自走車から見た前記各基準点間の開き角を演算する
手段と、該開き角のうち予定された連続する２つの開き
角に基づいて自走車の位置を演算する手段と、前記各基
準点を検出する毎に、各基準点に対応するカウント値で
更新されるポールカウンタとを具備し、前記ポールカウ
ンタのカウント値が前記連続する２つの開き角の終端と
なる基準点に対応する値となったときに前記自走車の位
置の演算を行うように構成された点に第１の特徴があ
る。

また、本発明は、前記第１の特徴に加え、前記受光手
段と共に回転する発光手段を具備し、前記基準点から光
ビームを発する手段が、前記発光手段からの照射光を、
その入射方向に反射する光反射手段である点に第２の特
徴がある。

さらに、本発明は、前記第１および第２の特徴に加
え、３か所以上の基準点に配置された光発生手段のう
ち、任意の３か所の基準点に配置された光発光手段から
の光の受光信号に基づいて自走車の位置を検出するよう
に構成した点に第３の特徴がある。

上記第１ないし第３の特徴を有する本発明では、自走
車の位置を演算するために用いる、２つの連続した開き
角の検出終端となる基準点をポールカウンタのカウント
値が予定値になったことで検出し、その検出タイミング
で、自走車の位置が演算されるので、自走車の位置の実
際の値と、演算結果との誤差を小さく抑えることができ
る。

その結果、１つの発光手段を回動させて複数の基準点
の方位角を順番に検出して、それぞれの開き角を求め、
該開き角に基づいて自走車を操向制御するように構成し
た場合における位置検出装置の実用性を大幅に向上する
ことができる。

（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作業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。第８図は自走車および光
反射器の配置状態を座標系で示した図である。

第10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は配設されて
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。

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。自走車１の位置はＴ（x,y）で示され、
ｘ軸に対する進行方位はθｆで示される。

自走車１を中心に、光ビームを円周方向に走査させる
ことにより、自走車１の進行方向に対する各基準点A,B,
Cの方位角θa,θｂおよびθｃが検出される。該方位角
に基づき、各基準点間の開き角α，βが演算される。そ
して、該方位角θa,θｂおよびθｃに基づき自走車１の
進行方位θｆが演算され、開き角α，βに基づき自走車
１の位置Ｔの座標（x,y）が演算される。

第８図に示したような配置関係では、自走車１の実際
の位置および進行方位と、開き角α，βおよび方位角θ
a,θｂおよびθｃに基づいて演算される計算値との差を
小さくするためには、自走車１に搭載された受光器３が
反時計方向に回動している場合には、基準点Ｃが検出さ
れ、開き角βが演算された直後に自走車１の位置および
進行方向が計算されるのが良い。

なお、自走車１の位置Ｔの座標および進行方位の算出
のための手順および計算式は、特願昭63-116689号およ
び特願昭63-149619号に詳細が示されているので、ここ
では説明を省略する。

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。該制御装置
は、自走車１の位置および進行方位を前記開き角βの検
出タイミングに同期させて演算し、該演算結果に基づい
て自走車１の操向制御を行うように構成さている。

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、受光器３において反射光を受光する毎に前
記パルスの計数値は識別処理部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。

演算タイミング判断部36は、識別処理部11から出力さ
れる反射器６の識別信号から、自走車１の位置および進
行方位の演算タイミングを判断して、予定のタイミング
と判断されればゲート37を開く。ゲート37が開かれる
と、前記開き角および方位角が位置・進行方位演算部に
入力される。なお、演算タイミングは、識別処理部11の
ポールカウンタ27（第２図）のカウント値を読込み、該
カウント値が予定の値と合致しているか否かによって判
断される。

位置・進行方位演算部13では、入力された開き角に基
づき自走車１の現在の位置座標が演算され、入力された
方位角に基づき自走車１の進行方位が演算される。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。

なお、第１図に示された構成要素のうち、図中、鎖線
で囲まれた部分はマイクロコンピュータで構成すること
ができる。

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。

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反射器６
の方位角が演算される。

方位角記憶部35には、同じ反射器６が前回検出された
時の方位角、および同反射器６が前々回検出された時の
方位角が記憶される。該記憶部35には自走車の進行方向
に対する各反射器６の方位角θa,θｂおよびθｃについ
て、それぞれ前回および前々回の値が記憶できる。そし
て、前記方位角に基き、予測方位角演算部26において、
次に同反射器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と見失ったとして、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以外の信号
源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角で更新される。

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に座標（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θa,θｂおよびθｃ
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、前記基準点識別処理で検出される基
準点の方位角に基づいて、基準点間の開き角が演算され
る。

ステップ８では、ポールカウンタ27のカウント値が演
算タイミング判断部36に読込まれ、該カウント値が演算
タイミング判断部36に設定される予定のカウント値に合
致したか否かの判断が行われる。本実施例では、基準点
Ｃに対応するポールカウンタ27のカウント値“3"が予定
のカウント値として設定される。

ポールカウンタ27のカウント値が予定のカウント値と
合致した場合には、自走車１の位置および進行方位を演
算するタイミングであると判断されて、ステップS9に進
む。また、ポールカウンタ27のカウント値が予定のカウ
ント値と合致しなかった場合は、ステップS5に戻る。

ステップS9では、前記開き角および方位角に基づき自
走車１の位置（Xp,Yp）および進行方位θｆが算出さ
れ、該算出結果に従って自走車１の直線走行制御が行わ
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S9の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、走行
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、
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θ_an-1、自走車１がm2点
にある時の方位角はθ_an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θ
_an±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｛θ_an−（θ_an-1）｝に基いて設定され
る。

本発明者等の実験によれば、自走車１が旋回中の場合
を除くと｛θ_an−（θ_an-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、前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し、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θ_Xとして読込む。

ステップS62では、θ_Xがθ_an±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２つの基準
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、θ_an±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θ_bn±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θ_bn±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θ_cn±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θ_cn±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,θｂおよ
びθｃの決定処理と、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ト
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、θ_an-1に前回検出方位角θ_anを読
込み、θ_anに今回検出方位角θ_X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
｛θ_cn−（θ_cn-1）｝をΔθとして読込み、前々回検出
方位角θ_cn-1を前回検出方位角θ_cnで更新し、さらに、
前回検出方位角θ_cnをθ_cn＋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｛θ_cn−（θ_cn-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。

以上の説明のように、本実施例では、自走車１の位置
および進行方位の演算タイミングを、開き角βの演算終
了時期と同期させるようにしている。したがって、方位
角θa,θｂおよびθｃと、開き角α，βとが最も新しい
データに更新された直後に自走車１の位置および進行方
位の演算が行え、その結果、演算値と実際値との誤差が
小さくなる。

なお、本実施例は、基準点が３か所に配置された場合
について説明したが、基準点が４か所以上に設置されて
いて、このうちの３か所の基準点を選択し、該基準点の
方位角および開き角に基づいて自走車の位置および進行
方位を演算するような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、演算タイミングを基準点Ｃが検
出された時点に合わせた例を示したが、演算タイミング
をどの基準点の検出時点に同期させるかは、受光器３の
回動方向と、どの基準点間の開き角を自走車１の位置お
よび進行方位の演算に使用するかによって決定される。
要は、自走車１の位置演算に使用する、予定された隣接
する２つの開き角を連続して検出した時点に演算タイミ
ングが同期されていれば良い。

本実施例では、発光器および受光器が共に自走車に搭
載されている例を示したが、基準点に発光手段を配置
し、自走車には受光手段のみが搭載されたようなシステ
ムにおいても本発明は実施できる。

（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、ポ
ールカウンタのカウント値に基づいて、自走車の位置の
演算に必要な基準点の位置情報が更新された時点を検出
でき、この検出タイミングで前記自走車の位置の演算を
行うことができる。その結果、次のような効果が達成で
きる。

（１）最新の基準点位置情報を自走車の位置演算に使
用できるので、演算結果と実際の自走車の現在位置との
誤差を小さくできる。

（２）開き角のうちどの基準点間のものを使用するか
を選択した場合に、その選択に応じてポールカウンタの
カウント値を変更して演算のタイミングを容易に変更で
きる。例えば、連続する２つの開き角を和が最大となる
ように開き角を選択することにより、精度の高い位置検
出を行えるが、このような開き角が選択されたときに
も、これに対応して演算のタイミングを容易に変更でき
る。

（３）基準点の位置情報が更新された直後に自走車の
位置が演算され、該位置情報が更新されないうちに、再
び同一の位置情報に基づいて自走車の位置が演算される
というような無駄がなくなる。

【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図は基準点検出時期を示す図、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、36……演算タイミング判断
部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自走車とは離れた少なくとも３か所の基準
点に設けられた光発生手段からの光信号を受光して、該
受光信号に基づい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、前記自走車に搭載され、水平方向に回動しながら前記そ
れぞれの光信号を順番に受光するための受光手段と、前記受光手段の受光間隔に基づいて、前記基準点の方位
角を検出する手段と、自走車から見た前記各基準点間の開き角を演算する手段
と、該開き角のうち予定された連続する２つの開き角に基づ
いて自走車の位置を演算する手段と、前記各基準点を検出する毎に、各基準点に対応するカウ
ント値で更新されるポールカウンタとを具備し、前記ポールカウンタのカウント値が前記連続する２つの
開き角の終端となる基準点に対応する値となったときに
前記自走車の位置の演算を行うように構成されたことを
特徴とする自走車の操向位置検出装置。
【請求項２】前記受光手段と共に回動自在に自走車に搭
載された発光手段を具備し、前記光発生手段が、前記基
準点に配置され、前記発光手段からの照射光をその入射
方向に反射する光反射手段である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】３か所以上の基準点に配置された光発生手
段のうち、任意の３か所の基準点に配置された光発生手
段からの光の受光信号に基づいて、自走車の位置を検出
す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。