JPH02231609A - Automatic vehicle operation controller - Google Patents

Automatic vehicle operation controller

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Publication number
JPH02231609A
JPH02231609A JP1053347A JP5334789A JPH02231609A JP H02231609 A JPH02231609 A JP H02231609A JP 1053347 A JP1053347 A JP 1053347A JP 5334789 A JP5334789 A JP 5334789A JP H02231609 A JPH02231609 A JP H02231609A
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JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
target course
taught
driving
data storage
Prior art date
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Pending
Application number
JP1053347A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Shigematsu
重松 崇
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH02231609A publication Critical patent/JPH02231609A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain the satisfactory automatic operations among different vehicles as well as an automatic vehicle operation approximate to a manual operation by correcting a vehicle driving error after estimating this error at a position ahead the vehicle by a prescribed distance. CONSTITUTION:In a teaching operation state, a teaching data storage means 14 stores the position and the driving state of a vehicle obtained by a position/ state detection means 10 and the information on the manipulated variable obtained via an actuator manipulated variable detection means 12. An estimated error arithmetic means 16 inputs the information received from the means 14 and also the information on the vehicle under operation given from the means 10 and operates an estimated error at a position ahead the vehicle by a prescribed distance. An actuator manipulated variable arithmetic means 18 inputs the manipulated variables of various actuators received from the means 14 and also the estimated error given from the means 16 and corrects the manipulated variable with the feedback applied to the teaching data to output the corrected manipulated variable. Thus an optimum course can be selected for each of different vehicles and an automatic vehicle operation similar to a manual operation can be satisfactorily applied.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は車両用自動操縦制御装置、特に予め定められて
いる誘導路を自動的に走行させるための自動操縦制御装
置の制御内容に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automatic pilot control system for a vehicle, and particularly to control contents of an automatic pilot control system for automatically driving a vehicle along a predetermined taxiway. be.

[従来の技術] 予め定められた走路(コース)を自動的に走行する自動
操縦車が周知であり、工場内の無人搬送車や耐久走行試
験などで用いられている。この自動操縦車は、例えば所
定のコースに誘導ケーブルを設け、この誘導ケーブルの
位置を磁界センサにて検出しながら、ハンドル、アクセ
ル、ブレーキ等をアクチュエータにて操縦し、誘導ケー
ブルに沿った自動走行を実現しており、これにより車両
をコースに忠実に走行させることが可能となる。
[Prior Art] Automated vehicles that automatically travel along a predetermined course are well known, and are used in unmanned guided vehicles in factories, endurance tests, and the like. This self-piloted vehicle, for example, installs a guidance cable on a predetermined course, detects the position of this guidance cable with a magnetic field sensor, and operates the steering wheel, accelerator, brakes, etc. using actuators, and automatically travels along the guidance cable. This makes it possible to drive the vehicle faithfully to the course.

また、従来においては、特開昭63−3315号公報に
示されるように、実際のコースを有人操縦で走らせてコ
ース情報を採取することにより、前もって走行コースの
設定に必要な情報を与えるものがある。これによれば、
比較的複雑な地形であっても所定のコースを外れること
なく円滑に走行させることができる。
Furthermore, in the past, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 63-3315, information necessary for setting a running course has been provided in advance by running the actual course with manned control and collecting course information. be. According to this,
To enable smooth running without deviating from a predetermined course even on relatively complex terrain.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の車両の自動操縦では、現状のコー
ス誤差を基本に車両の操縦を行うので、人間が実際に操
縦するような予測を用いたなめらかな運転はできず、物
だけでなく人間を運搬する場合には乗り心地が悪いとい
う問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in conventional vehicle autopilots, the vehicle is operated based on the current course error, so it is not possible to perform smooth driving using predictions as would be the case when a human actually steers the vehicle. First, when transporting not only goods but also people, there is a problem of poor ride comfort.

一般に、自動操縦車ではコースを忠実に走行することが
最も重要であり、比較的フィードバックゲインを高くし
た高速の制御を用いるため、上記の如く人間が操縦した
ものとは大きく異なり、制御の安定性が悪くなっている
。なお、前記特開昭6 3−3 3 1 5号の場合で
も、教示されるのはコースのみで操縦量までは教示され
ない。
In general, the most important thing for an autopilot vehicle is to follow the course faithfully, and because it uses high-speed control with a relatively high feedback gain, it is very different from the one operated by a human as described above, and the stability of the control is is getting worse. Note that even in the case of the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-3315, only the course is taught and the amount of maneuver is not taught.

更に、車両の種類が異なる場合には車両の運動性が変化
し、同一の制御では対応できない場合が生じる。しかし
、従来においては、車両の種類の区別をすることなく、
一定のフィードバック制御により操縦制御を行っている
ので、車種によってはコースアウトを引き起こすという
問題がある。
Furthermore, when the types of vehicles are different, the maneuverability of the vehicle changes, and the same control may not be able to handle the change. However, in the past, without distinguishing between vehicle types,
Since steering control is performed using constant feedback control, there is a problem that some vehicles may go off course.

本発明は前記従来の問題点を解決することを課題として
なされたものであり、その目的は、車両が異なる場合に
も良好な自動操縦が行え、かつ人間の操縦に近い自動操
縦が可能な車両用自動操縦制御装置を提供することにあ
る。
The present invention was made with the aim of solving the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to provide a vehicle that can perform good autopilot even when the vehicle is different, and that is capable of autopiloting that is similar to that operated by a human. An object of the present invention is to provide an automatic pilot control device for use in automobiles.

[課題を解決するための千段コ 前記目的を達成するために、本発明は、誘導路に対する
現在の車両の位置及び走行状態を計測しこの位置及び走
行状態に基づいて自動操縦のための各アクチュエータを
操作制御する車両用自動操縦装置において、予め定めら
れた誘導路を運転者が運転して教示した目標コース及び
この目標コースを運転するときの各アクチュエータの操
作量を記憶する教示データ記憶手段と、この教示データ
記憶手段の教示内容に従って車両が現在位置から所定距
離先まで走行する場合の予測誤差を演算する予測誤差演
算手段と、この予測誤差に応じて前記教示データ記憶内
容を修正し、アクチュエータの操作量を演算するアクチ
ュエータ操作量演算手段と、を備え、予測誤差による修
正をしながら教示した目標コースを正確に走行制御する
ことを特徴とする。
[1,000 Steps to Solve the Problems] In order to achieve the above object, the present invention measures the current position and running condition of the vehicle with respect to the taxiway, and based on this position and running condition, performs various automatic steering operations. In a vehicle autopilot system that operates and controls actuators, a teaching data storage means stores a target course taught to a driver by driving along a predetermined taxiway and the amount of operation of each actuator when driving on this target course. and a prediction error calculation means for calculating a prediction error when the vehicle travels a predetermined distance from the current position according to the teaching contents of the teaching data storage means, and correcting the teaching data storage contents according to the prediction error, The present invention is characterized in that it includes actuator operation amount calculation means for calculating the operation amount of the actuator, and accurately controls travel on a taught target course while making corrections due to prediction errors.

[作用] 以上の構成によれば、まず誘導路を運転者が実際に走っ
て誘導路が目標コースとして教示されており、同時にこ
の目標コースを自動運転する際の各種アクチュエータの
操作量も検出され、前記目標コース及びアクチュエータ
の操作量は教示データ記憶手段に記憶される。
[Operation] According to the above configuration, first, the driver actually runs on the taxiway and is taught the taxiway as a target course, and at the same time, the operation amounts of various actuators when automatically driving this target course are detected. , the target course and the operation amount of the actuator are stored in a teaching data storage means.

従って、目標コースを教示すれば、この目標コースに従
って車両が走行制御されるが、この際には現在位置から
所定距離先まで走行した場合の予測誤差が逐次演算され
、この予測誤差に応じて前記教示データ記憶内容を修正
し、アクチュエータの操作量が演算される。
Therefore, if a target course is taught, the vehicle is controlled to travel according to this target course, but at this time, the prediction error when traveling a predetermined distance from the current position is calculated sequentially, and the prediction error is calculated according to the prediction error. The stored content of the taught data is corrected, and the operation amount of the actuator is calculated.

この予測誤差は、現在の状態の誤差をも考慮した値であ
り、これにより正確な軌道修正又は運転状態の修正が可
能となる。
This prediction error is a value that also takes into account errors in the current state, and thereby enables accurate trajectory correction or correction of the operating state.

また、目標コースは運転者が教示するものであるから、
誘導路に対するコースの取り方において自由度が高くな
り、各種の車両に最適な運転コースを採ることができる
Also, since the target course is taught by the driver,
This increases the degree of freedom in choosing a course for a taxiway, allowing the optimal driving course for various types of vehicles to be taken.

更に、アクチュエータの操作量も運転者が教示したデー
タに基づいて演算するので、人間の感覚に合致した運転
が確保される。
Furthermore, since the operation amount of the actuator is also calculated based on data taught by the driver, driving that matches human senses is ensured.

[実施例] 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
[Embodiments] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第1図には、第1実施例に係る車両用自動操縦制御装置
の概略構成が示され、第2図には自動操縦車両の具体的
な構成が示されている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an autopilot control device for a vehicle according to a first embodiment, and FIG. 2 shows a specific configuration of an autopilot vehicle.

第1図において、位置・状態検出手段10は誘導路に対
する車両の位置及び走行状態を検出する各種のセンサを
含み、アクチニエータ操作量検出手段12は車両を運転
するための操舵量、アクセル量、ブレーキ量等の各種ア
クチュエータ操作量を検出するセンサを含んでいる。
In FIG. 1, the position/state detecting means 10 includes various sensors for detecting the position and running state of the vehicle with respect to the taxiway, and the actiniator operation amount detecting means 12 includes the steering amount, accelerator amount, and brake amount for driving the vehicle. It includes a sensor that detects various actuator operation amounts such as the amount of actuator operation.

本発明において特徴的なことは、教示した目標コースを
口標にして自動操縦を行い、かつこの自動操縦は所定距
離先における車両走行の誤差を予潤して修正を加えるこ
とにあり、このために、教示データ記憶手段14、予測
誤差演算手段16及びアクチュエータ操作量演算手段1
8が設けられる。
A characteristic feature of the present invention is that automatic steering is performed using a taught target course as a guide, and that this automatic steering also compensates for and corrects errors in vehicle travel over a predetermined distance. , teaching data storage means 14, prediction error calculation means 16, and actuator operation amount calculation means 1
8 is provided.

前記教示データ記憶手段14は教示運転した際に前記位
置・状態検出手段10で得られた車両の位置、走行状態
及びアクチュエータ操作量検出手段12で得られた操作
量情報を記憶し、予測誤差演算手段16は前記記憶手段
14からの情報を入力すると共に、位置・状態検出手段
10からの運転中の現在の車両情報を入力して、所定距
離先の予測誤差を演算する。また、アクチュエータ操作
量演算手段18は教示データ記憶手段14から各種アク
チュエータの操作量を入力すると共に、予測誤差演算手
段16から予測誤差を入力し、教示データにフィードバ
ックをかける形で操作量を修正して出力する。
The teaching data storage means 14 stores the position and running state of the vehicle obtained by the position/state detection means 10 and the operation amount information obtained by the actuator operation amount detection means 12 during teaching driving, and calculates a prediction error. The means 16 inputs the information from the storage means 14 and the current vehicle information being driven from the position/state detection means 10, and calculates a prediction error for a predetermined distance ahead. Further, the actuator operation amount calculating means 18 inputs the operation amounts of various actuators from the teaching data storage means 14, inputs the prediction error from the prediction error calculation means 16, and corrects the operation amount by applying feedback to the teaching data. and output it.

第2図により具体的に説明すると、車両の横偏位を検出
するために前部磁界センサ110a,前部横偏位検出回
路111aと後部磁界センサ11Qb,後部偏位検出回
路11lbが設けられ、誘導路に設けられた誘導ケーブ
ル20から出力される磁界を検出して横偏位を求めると
共に、ヨー角も求めている。すなわち、第3図に示され
るように、前部の横偏位をYr1後部の横偏位Yrとす
ると、車両32の中心位置Oにおける横偏位Yは、Y 
− (Yf’ 十Yr ) /2      −(1)
となり、また車両の長さをaとすると、車両のヨー角θ
は、 θ一(Yr −Yr ) / a      − (2
)となる。
To explain more specifically with reference to FIG. 2, a front magnetic field sensor 110a, a front lateral deviation detection circuit 111a, a rear magnetic field sensor 11Qb, and a rear deviation detection circuit 11lb are provided to detect the lateral deviation of the vehicle. The magnetic field output from the induction cable 20 provided in the guideway is detected to determine the lateral deviation and also the yaw angle. That is, as shown in FIG. 3, if the front lateral deviation is Yr1 and the rear lateral deviation Yr, the lateral deviation Y at the center position O of the vehicle 32 is Yr.
- (Yf' 1 Yr) /2 - (1)
And if the length of the vehicle is a, then the yaw angle θ of the vehicle is
is θ1(Yr −Yr)/a−(2
).

また、車速を求めるためにマグネットピックアップ11
4が設けられ、マグネット回転板113の回転数を検出
することにより車速を検出する。
Also, in order to find the vehicle speed, the magnetic pickup 11
4 is provided, and the vehicle speed is detected by detecting the number of rotations of the magnet rotating plate 113.

そして、誘導路における車両の位置を検出するためにア
ンテナ115及び基準位置検出回路116を設けており
、誘導路の所定点毎に設けられている位置ビーコンから
出力される電波をアンテナ115にて受信し基準位置検
出回路116に供給することより、コース上の基準位置
を検出することができる。
An antenna 115 and a reference position detection circuit 116 are provided to detect the position of the vehicle on the taxiway, and the antenna 115 receives radio waves output from position beacons provided at each predetermined point on the taxiway. By supplying the signal to the reference position detection circuit 116, the reference position on the course can be detected.

また、前述した各種センサから検出信号等を入力して各
種の演算処理をするために演算処理回路(ECU)24
と、車両を操縦する各種アクチュエータの操作量をフィ
ードバックして所定の処理を行うフィードバック処理回
路26が設けられ、この演算処理回路24及びフィード
バック処理回路26により第1図の教示データ記憶手段
14、予測誤差演算手段16及びアクチュエータ操作量
演算手段が構成される。
In addition, an arithmetic processing circuit (ECU) 24 is used to input detection signals etc. from the various sensors mentioned above and perform various arithmetic processing.
A feedback processing circuit 26 is provided which performs predetermined processing by feeding back the operating amounts of various actuators that operate the vehicle. An error calculation means 16 and an actuator operation amount calculation means are configured.

そして、自動操縦のために車両28に設けられた各種ア
クチュエータとしては、図示されている駆動モータ29
とステアリング30の他にも、アクセル、ブレーキなど
が設けられ、これらの操作量は各種アクチュエータに設
けられているセンサ、例えば操舵量センサ32等にて検
出されてフィードバックされる。
Various actuators provided in the vehicle 28 for automatic steering include the illustrated drive motor 29.
In addition to the steering wheel 30, an accelerator, a brake, etc. are provided, and the amounts of these operations are detected by sensors provided in various actuators, such as the steering amount sensor 32, and fed back.

また、第1実施例では教示運転モードと自動運転モード
とを切り換えるマニアルスイッチ34と、このモード状
態を識別するための表示ランプ36を設けている。
Further, in the first embodiment, a manual switch 34 for switching between a teaching operation mode and an automatic operation mode, and a display lamp 36 for identifying the state of this mode are provided.

次に、教示データ記憶手段14、予測誤差演算手段16
及びアクチュエータ操作量演算手段18の動作を操舵量
制御を例にとって具体的に説明する。
Next, the teaching data storage means 14 and the prediction error calculation means 16
The operation of the actuator operation amount calculating means 18 will be specifically explained using steering amount control as an example.

第4図には、教示データから最終的なアクチュ工−夕操
作量を求めるまでの演算処理ブロック回路が示されてお
り、目標コースマップ141と操舵量マップ142は教
示データ記憶手段14中に設定されているものである。
FIG. 4 shows an arithmetic processing block circuit for determining the final actuator operation amount from the teaching data, and a target course map 141 and a steering amount map 142 are set in the teaching data storage means 14. This is what is being done.

前記目標コースマップ141には、教示運転の際に位置
ビーコン22等から検出した位置Xの情報とこの位置X
における教示運転時の横偏位YOとヨー角θ。が平均化
部241にて平均化されて記憶されている。この場合の
横偏位Y0とヨー角θ。は、誘導路を基準として測った
値であり、実施例では誘導ケーブル20から測定した値
である。そして、操舵量マップ142には、教示運転に
おいて運転者がステアリングを操作した量が操舵量とし
て平均化部242にて平均化されて記憶されている。
The target course map 141 includes information on the position X detected from the position beacon 22 etc. during teaching driving and this position
Lateral deviation YO and yaw angle θ during teaching operation. are averaged by the averaging unit 241 and stored. Lateral deviation Y0 and yaw angle θ in this case. is a value measured with the guideway as a reference, and in the example, is a value measured from the guide cable 20. In the steering amount map 142, the amount by which the driver operated the steering wheel during the teaching driving is averaged by the averaging unit 242 and stored as the steering amount.

また、予測誤差演算手段16として加減算器161,1
62、誤差算出部163及びゲイン乗算器164が設け
られ、アクチュエータ操作量演算手段18として加算器
181が設けられる。
Further, as the prediction error calculation means 16, adder/subtractors 161,1
62, an error calculation section 163 and a gain multiplier 164 are provided, and an adder 181 is provided as the actuator operation amount calculation means 18.

例えば、第5図に示す状態で車両が走行している場合に
は次のような演算が行われる。
For example, when the vehicle is running in the state shown in FIG. 5, the following calculations are performed.

第5図では、目標コース800を自動走行しているが、
車両28が目標コースからΔj!m(hl2偏位)f/
1れた図の現在位置を走行し、この時の車両のヨー角は
Δθである。このヨー角は目標コースの接線801(8
01−)に対する車両の向きである。この状態において
、通常のフィードバック制御ではΔJlmを修正するた
めの操舵量を与えることになるが、本発明ではLm先の
予測誤差量を求める。なお、この距離Lは、10〜20
mの距離が好適である。
In Figure 5, the target course 800 is automatically traveled.
Vehicle 28 is Δj from the target course! m (hl2 deviation) f/
The yaw angle of the vehicle at this time is Δθ. This yaw angle is the tangent line 801 (8
01-) is the direction of the vehicle. In this state, in normal feedback control, a steering amount is given to correct ΔJlm, but in the present invention, a prediction error amount Lm ahead is determined. Note that this distance L is 10 to 20
A distance of m is preferred.

すなわち、現在の車両のヨー角がΔθであるから、Lm
先ではL・Δθ(Δθは小さ(sinΔθ岬Δθとする
)の誤差が新たに生じることになり、最終的なLm先の
予測誤差ε0は、ε 0 − Δ 」e−L  争 Δ
 θ             ・・・ ( 3 )と
なり、これは誤差算出部163で行われる。
That is, since the current yaw angle of the vehicle is Δθ, Lm
In the future, a new error of L・Δθ (Δθ is small (sinΔθ is assumed to be Δθ)) will occur, and the final prediction error ε0 for Lm ahead will be ε 0 − Δ ”e−L conflict Δ
θ...(3), which is performed by the error calculation unit 163.

この場合の演算の情報である横偏位とヨー角は誘導ケー
ブル(誘導路)を基準とした値にするため、目標コース
マップ141の出力から現在の検出値を加減算器161
,162で加減算することになる。すなわち、前記(3
)式のΔlは、Δl−YO−Y,Δθは、Δθ一θ。一
〇となる。そして、前記誤差算出部163で得られた予
測誤差ε。はゲイン乗算器164によりゲインKpが乗
算され、最終的な誤差修正量ΔUは、 Δu−Kpε。          ・・・(4)とな
り、これはアクチュエータ操作量演算手段18である加
算器181に出力される。
In order to set the lateral deviation and yaw angle, which are the calculation information in this case, as values based on the guide cable (guideway), the current detected values are added to the output of the target course map 141 using the adder/subtractor 161.
, 162. That is, the above (3
) In the formula, Δl is Δl−YO−Y, and Δθ is Δθ−θ. It becomes ten. Then, the prediction error ε obtained by the error calculation unit 163. is multiplied by the gain Kp by the gain multiplier 164, and the final error correction amount ΔU is Δu−Kpε. ...(4), which is output to the adder 181 which is the actuator operation amount calculation means 18.

一方、操舵量マップ142からは現在の位置において教
示によりプログラムされている操舵量がアクチュエータ
操作量として加算器181に供給されている。すなわち
、第5図に示されるε,は現在の操舵量で走行した場合
に目標コース800からずれる量であり、このε,は教
示操舵量で現在の位置から操舵すれば解消し、この教示
操舵量は加算器181により、前記誤差修正量ΔUと加
算されることになる。
On the other hand, from the steering amount map 142, the steering amount programmed by teaching at the current position is supplied to the adder 181 as the actuator operation amount. That is, ε shown in FIG. 5 is the amount of deviation from the target course 800 when traveling with the current steering amount, and this ε The amount is added to the error correction amount ΔU by an adder 181.

従って、前記教示操舵量をallとすると、最終的な操
舵量u (t)は、 u (t)mu”+Δu       −(5)となり
、この操舵jlu (t)によりステアリング30を操
縦すれば、目標コース800上に車両は到達できること
になる。
Therefore, if the taught steering amount is all, the final steering amount u (t) is u (t)mu''+Δu - (5), and if the steering wheel 30 is operated by this steering jlu (t), the target The vehicle will be able to reach the course 800.

第1実施例は以上の構成からなり、以下にその作用を説
明する。
The first embodiment has the above configuration, and its operation will be explained below.

第6図には、制御内容の全体の作用が示されており、制
御システムの電源をONすると、プログラムがスタート
する。まず、ステップ61にて定時割り込み(IQms
ec程度のタイミング)が有ったか否かを判定しており
、“YES”の場合はステップ62へ移行して、車両の
位置及び運動状態を検出するセンサ並びにアクチュエー
タ操作量を検出するセンサからのセンサデータの読み込
み(詳細は第7図に示される)を行う。
FIG. 6 shows the overall operation of the control contents, and when the power of the control system is turned on, the program starts. First, in step 61, a scheduled interrupt (IQms
It is determined whether or not there was a timing similar to ec), and if "YES", the process moves to step 62, where the sensor detecting the position and motion state of the vehicle and the sensor detecting the amount of actuator operation are detected. The sensor data is read (details are shown in FIG. 7).

次のステップ63では、教示スイッチがONLているか
否かの判定を行い、“No“の場合はステップ66へ、
“YES”の場合はステップ64へ移行する。このステ
ップ64では、現在教示モードとなっているので、操舵
のアクチュエータ制御をOFFL、ステップ65の教示
制御を行って(詳細は第9図に示される)運転者の操舵
に一任する。
In the next step 63, it is determined whether the teaching switch is ONL, and if "No", the process advances to step 66.
If "YES", the process moves to step 64. In this step 64, since the current mode is the teaching mode, the steering actuator control is turned OFF, and the teaching control in step 65 is performed (details are shown in FIG. 9), leaving the steering to the driver.

一方、ステップ66では、教示済ランプがついているか
否かの判定が行われ、“No“の場合は、教示が未だ行
われていないのにも拘らず、自動操縦がONとなってい
るため、ステップ67へ移行してアクチュエータ$1g
aをOFFにする。そして、この場合には異常状態と判
定してステップ68へ移行して警報を発する。
On the other hand, in step 66, it is determined whether the taught lamp is on or not. If "No", the autopilot is turned on even though no teaching has been performed yet. Proceed to step 67 and set the actuator $1g.
Turn a off. In this case, it is determined that the condition is abnormal, and the process proceeds to step 68, where an alarm is issued.

前記ステップ66において“YES”となった場合は、
ステップ69へ移行して前述した自動操縦制御を行う。
If the answer is “YES” in step 66,
The process moves to step 69 and the autopilot control described above is performed.

なお、この自動操縦制御を行うステップ69に移行する
と、表示ランプ36の自動操縦ランプがONする。
Note that when the process moves to step 69 in which this automatic pilot control is performed, the automatic pilot lamp of the display lamp 36 is turned on.

第7図には、前記センサデー夕の読み込みの作用が示さ
れており、まずステップ621にて前後の横偏位yr,
yrを読み込み、ステップ622では前記横偏位Yl’
,Yrからヨー角θ−(Yl’−Yr)/aを演算し、
ステップ623では横偏位Y− CYr +Yr )/
2を演算する。また、ステップ624では車速を読み込
み、ステップ625では車両位置Xを評定し(詳細は第
8図に示される)、ステップ626では現在の操舵Qu
を読み込む。
FIG. 7 shows the operation of reading the sensor data. First, in step 621, the front and rear lateral deviations yr,
yr is read, and in step 622, the lateral deviation Yl'
, Yr, calculate the yaw angle θ-(Yl'-Yr)/a,
In step 623, the lateral deviation Y- CYr +Yr)/
Calculate 2. Further, in step 624, the vehicle speed is read, in step 625, the vehicle position X is evaluated (details are shown in FIG. 8), and in step 626, the current steering Qu
Load.

第8図には、前記車両位置の評定の作用が示されており
、ステップ62aでは位置ビーコン22から得られた基
準位置信号を取り込み、ステップ62bに移行して真の
基準位置であるか否かの判定を行い、’YES“の場合
にはステップ62cへ移行して基準位置の識別(A点,
B点,C点・・・)が行われる。そして、ステップ62
dでは基準距離をセットし、例えばB点のビーコン位置
であるとすると、XB^5.SW X.をセットし、ス
テップ62eへ移行してビーコン間の走行距離ΔXを0
にリセットする。
FIG. 8 shows the operation of evaluating the vehicle position. In step 62a, the reference position signal obtained from the position beacon 22 is taken in, and in step 62b, it is determined whether the vehicle position is the true reference position or not. If 'YES', the process moves to step 62c to identify the reference position (point A,
Point B, point C, etc.) are performed. And step 62
In d, set the reference distance, for example, if it is the beacon position of point B, then XB^5. SW X. is set, and the process moves to step 62e, where the traveling distance ΔX between beacons is set to 0.
Reset to .

一方、ステップ62bにて“No”となった場合にはス
テップ62fへ移行し、このステップ62fでは、検出
した車速VRの取り込みを行い(V=VR),ステップ
62gに移行して所定周期τ毎の走行距離を、 ΔX一Δx−1+τvR (ここで、Δx−1は前回演算の走行距離、τは所定周
期である)       ・・・(6)にて演算してお
り、次のステップ62hでは最終的な位置Xを、 X = X BASB+ΔX          ・(
7)にて演算する。
On the other hand, if the result in step 62b is "No", the process moves to step 62f, in which the detected vehicle speed VR is captured (V=VR), and the process moves to step 62g, at predetermined intervals τ. The traveling distance of The position X, X = X BASB + ΔX ・(
Calculate in 7).

このように、走行距HXはビーコン位置を基準位置とし
、この基準位置から所定周期毎に車両速度から演算され
る。
In this way, the traveling distance HX is calculated from the vehicle speed at predetermined intervals from this reference position using the beacon position as a reference position.

第9図には、教示制御の作用が示されており、まずステ
ップ651ではデータ記憶位置であるか否かの判定を行
い、“NO”の場合にはエンドに移行し、”YES”の
場合はステップ652へ移行してn>aであるか否かの
判定を行う。実施例では、自動操縦のための情報は、コ
ース上の所定位置毎、例えば1m間隔で設定された位置
毎に記憶しており、ステップ651ではこの位置を検索
することになる。また、記憶データは数回の平均値とし
ており、ステップ652ではその回数をカウントする。
FIG. 9 shows the operation of the teaching control. First, in step 651, it is determined whether or not the data storage position is reached. If "NO", the process moves to the end, and if "YES", the process moves to the end. The process moves to step 652, where it is determined whether n>a. In the embodiment, information for automatic piloting is stored for each predetermined position on the course, for example, for each position set at 1 m intervals, and in step 651, this position is searched. Furthermore, the stored data is an average value of several times, and in step 652, the number of times is counted.

例えば、3回の平均値を採る場合はa−3とし、nm3
となった場合(“YES”)にはステップ653へ移行
し、センサデータv2− (X,  θr Y*  ’
J)を読み込み、ステップ654に移行して次式のデー
タ平均値を演算する。
For example, when taking the average value of three times, set it to a-3, and nm3
If so (“YES”), the process moves to step 653 and the sensor data v2- (X, θr Y*'
J) is read, and the process proceeds to step 654, where the data average value of the following equation is calculated.

a υ2’−(1/a)Σ ひ21   ・・・(8)次い
で、ステップ655へ移行して教示マップへの書き込み
が行われ、目標コースマップ141と操舵量マップ14
2へそれぞれの情報が記憶される。
a υ2'-(1/a)Σ hi21 (8) Next, the process moves to step 655, where writing is performed on the teaching map, and the target course map 141 and the steering amount map 14
Each piece of information is stored in 2.

一方、ステップ652において“NO1の場合には、次
式のように前回までのデータを平均化しステップ657
へ移行する。
On the other hand, in the case of "NO1" in step 652, the data up to the previous time is averaged as shown in the following equation, and step 657
Move to.

ステップ657では、今回のデータが採用データとして
適切か否かの判定が次式にて行われ、I V2 −Vz
 l <b        ++ (1 0)lVz 
 V21がbよりも大きい場合には記憶しないでエンド
へ移行し、bよりも小さい場合にはステップ658へ移
行する。
In step 657, it is determined whether or not the current data is appropriate as recruitment data using the following formula, I V2 - Vz
l < b ++ (1 0) lVz
If V21 is larger than b, the process moves to the end without storing it, and if it is smaller than b, the process moves to step 658.

このステップ658では、データv2を記憶すると共に
、nmn−’+tとし、ステップ659に移行して全コ
ース記憶したか否かを判定する。そして、全コースを記
憶したらステップ660にて教示済ランプをONし、ま
だ記憶していない場合は教示済ランプはOFFのまま(
ステップ661)エンドへ移行する。
In this step 658, data v2 is stored and set as nmn-'+t, and the process proceeds to step 659, where it is determined whether all courses have been stored. Then, when all the courses have been memorized, the taught lamp is turned on in step 660, and if the course has not been memorized yet, the taught lamp remains OFF (
Step 661) Move to end.

本発明はこのような教示をした目標コースを自動操縦す
ることを特徴としており、自動操縦制御では、前述の第
4図に示されるように、まず各種のセンサにより現在の
車両の位置及び走行状態を検出し、前記(1)式,(2
)式に示される横偏位やヨー角を算出すると共に、前記
(3)式の予測誤差εo,(4)式の修正量ΔUを演算
出力し、最終的に(5)式の操舵量u (t)を演算す
る。
The present invention is characterized by automatically piloting a target course taught in this manner. In automatic piloting control, as shown in the above-mentioned FIG. is detected, and the equations (1) and (2
), the prediction error εo from equation (3) and the correction amount ΔU from equation (4) are calculated and output, and finally the steering amount u from equation (5) is calculated. (t) is calculated.

そして、この操舵量u(t)はステアリング28に与え
られ、この操舵量により予測誤差を修正した良好な車両
の操縦が達成される。
This steering amount u(t) is then given to the steering wheel 28, and this steering amount corrects the prediction error and achieves good vehicle steering.

次に、本発明により車速制御を行う第2実施例を第10
図に基づいて説明する。
Next, a second embodiment of vehicle speed control according to the present invention will be described in a tenth embodiment.
This will be explained based on the diagram.

車速制御の場合は、目標コースマップの代わりに教示し
た速度を記憶するモードマップ143、操舵量マップの
代わりに教示したアクセル及びブレーキの操作量を記憶
するアクセル/ブレーキマップ144が設けられ、この
アクセル/ブレーキマップ144にはドライバの教示量
を平均化する平均化部38が設けられている。また、加
速度と速度から所定時間(tp)後の速度を推定する一
次予測部40と、前記モードマップ143から出力され
る教示速度Vmと推定速度Vとの差を誤差ε一Vm−V
として求める減算器42と、ブレーキ修正量演算とアク
セル修正量演算とを切り換える切換器44と、誤差εに
応じたブレーキ修正量を出力するブレーキゲイン乗算部
48と、誤差εに応じたアクセル修正量を出力するアク
セルゲイン乗算部48と、が予11誤差演算手段として
設けられる。なお、50a,50bは加算器である。
In the case of vehicle speed control, a mode map 143 that stores the taught speed instead of the target course map, and an accelerator/brake map 144 that stores the taught accelerator and brake operation amounts instead of the steering amount map are provided. /The brake map 144 is provided with an averaging unit 38 that averages the amount taught by the driver. In addition, a primary prediction unit 40 that estimates the speed after a predetermined time (tp) from the acceleration and speed calculates the difference between the taught speed Vm outputted from the mode map 143 and the estimated speed V with an error ε - Vm - V
a subtracter 42 that calculates the amount of brake correction, a switch 44 that switches between calculating the brake correction amount and accelerator correction amount, a brake gain multiplier 48 that outputs the brake correction amount according to the error ε, and an accelerator correction amount that corresponds to the error ε. An accelerator gain multiplier 48 is provided as a preliminary error calculation means. Note that 50a and 50b are adders.

車速制御の場合は、アクセルとブレーキで切り換えを行
っており、前記構成によれば、ε〉0及びu,〉0 →
 ブレーキ制御ε〉O及びu,lllIO  → アク
セル制御εくO及びu.〉0 → アクセル制御εく0
及びu @ = 0  → ブレーキ制御となる。
In the case of vehicle speed control, switching is performed using the accelerator and brake, and according to the above configuration, ε〉0 and u,〉0 →
Brake control ε〉O and u, lllIO → Accelerator control ε〉O and u. 〉0 → Accelerator control εku0
and u @ = 0 → brake control.

車速制御の場合には、まずドライバの教示により、所定
位52xでの速度Vmがモードマップ143に、また位
置Xで教示されたアクセル量W a ,ブレーキJlw
bがアクセル/ブレーキマップ144に記憶される。一
方、一次予測部40では所定時間tp後の速度を前後加
速度V− (t)と速度V (t)から次式にて推定す
る。
In the case of vehicle speed control, first, the speed Vm at a predetermined position 52x is entered in the mode map 143, the accelerator amount W a taught at the position X, and the brake Jlw are taught by the driver.
b is stored in the accelerator/brake map 144. On the other hand, the primary prediction unit 40 estimates the speed after a predetermined time tp from the longitudinal acceleration V- (t) and the speed V (t) using the following equation.

△ V (t+tp)−V (t)+1)” V−  (t
)・・・(11) そして、減算器42ではVm (t+tp)−v(t+
tp)一εが演算され、この予測誤差εによってアクセ
ル又はブレーキのいずれかが制御され、ブレーキゲイン
乗算部46からはブレーキ修正量Δub、アクセルゲイ
ン乗算部48からはアクセル修正量ΔU.が出力される
。従って、加算器50aからはプログラムアクセル量W
aが修正されたアクセル制御値が、加算器50bからは
プログラムブレーキ量Wbが修正されたブレーキ制御値
が出力されることになり、これにより良好な予測制御が
可能となる。
△ V (t+tp)-V (t)+1)” V- (t
)...(11) Then, in the subtracter 42, Vm (t+tp)-v(t+
tp)-ε is calculated, and either the accelerator or the brake is controlled by this prediction error ε, and the brake gain multiplier 46 outputs the brake correction amount Δub, and the accelerator gain multiplier 48 outputs the accelerator correction amount ΔU. is output. Therefore, from the adder 50a, the program accelerator amount W
The accelerator control value with a corrected value and the brake control value with the programmed brake amount Wb corrected are output from the adder 50b, thereby enabling good predictive control.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、まず誘導路を基
準にして目標コースを教示するようにしたので、誘導路
に対する実際の車両の走行コースを自由に設定すること
ができ、異なる車両に最適なコースを選択することがで
き、また予測誤差を修正するようにしたので、車両を目
標コース上を正確に走行させることができ、コースアウ
トを起こすこともなくなる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, since the target course is first taught based on the taxiway, it is possible to freely set the actual driving course of the vehicle with respect to the taxiway. This makes it possible to select the most suitable course for different vehicles, and since the prediction error is corrected, the vehicle can be driven accurately on the target course and will not run off course.

更に、各種アクチュエータの操作量も教示制御しかつ予
測誤差修正制御を行うことにより、人間が実際に操縦し
た場合と同様の乗り心地を得ることができ、物だけでな
く人間を運搬する場合にも自動操縦が良好に適用可能と
なる。
Furthermore, by teaching and controlling the amount of operation of various actuators and performing prediction error correction control, it is possible to obtain the same riding comfort as when actually operated by a human, making it suitable for transporting not only objects but also people. Autopilot can be successfully applied.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る第1実施例の概略構成を示すブロ
ック図、 第2図は実際の自動操縦車両に本発明を適用した場合の
構成を示す図、 第3図は誘導路に対する横偏位の求め方を示す説明図、 第4図は第1実施例において操舵量制御を行う構成を示
すブロック図、 第5図は第4図の実施例により行う予測誤差演算を説明
する図 第6図は第1実施例の全体的な動作を示すフロ−チャー
ト、 第7図はセンサデー夕の読み込み動作を示すフローチャ
ート、 第8図は車両位置の評定動作を示すフローチャート、 第9図は教示制御の動作を示すフローチャート、第10
図は車速制御に本発明を適用した場合の第2実施例の構
成を示すブロック図である。 10 ・・・ 位置・状態検出手段 12 ・・・ アクチュエータ操作量検出手段14 ・
・・ 教示データ記憶手段 16 ・・・ 予測誤差演算手段 18 ・・・ アクチュエータ操作量演算手段20 ・
・・ 誘導ケーブル 22 ・・・ 位置ビーコン 24 ・・・ 演算処理回路(ECU)26 ・・・ 
フィードバック処理回路28 ・・・ 車両 30 ・・・ ステアリング 32 ・・・ 操舵量センサ 36 ・・・ 表示ランプ 141  ・・・ 目標コースマツブ 142 ・・・ 操舵量マップ 181 ・・・ 加算器
Fig. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing a configuration when the present invention is applied to an actual autopilot vehicle, and Fig. 3 is a lateral view of the taxiway. 4 is a block diagram showing the configuration for controlling the steering amount in the first embodiment; FIG. 5 is a diagram illustrating the prediction error calculation performed by the embodiment of FIG. 4. Fig. 6 is a flowchart showing the overall operation of the first embodiment, Fig. 7 is a flowchart showing the sensor data reading operation, Fig. 8 is a flowchart showing the vehicle position evaluation operation, and Fig. 9 is the teaching control. 10th flowchart showing the operation of
The figure is a block diagram showing the configuration of a second embodiment in which the present invention is applied to vehicle speed control. 10 ... Position/state detection means 12 ... Actuator operation amount detection means 14 ・
... Teaching data storage means 16 ... Prediction error calculation means 18 ... Actuator operation amount calculation means 20
... Induction cable 22 ... Position beacon 24 ... Arithmetic processing circuit (ECU) 26 ...
Feedback processing circuit 28...Vehicle 30...Steering 32...Steering amount sensor 36...Display lamp 141...Target course map 142...Steering amount map 181...Adder

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)誘導路に対する現在の車両の位置及び走行状態を
計測しこの位置及び走行状態に基づいて自動操縦のため
の各アクチュエータを操作制御する車両用自動操縦装置
において、予め定められた誘導路を運転者が運転して教
示した目標コース及びこの目標コースを運転するときの
各アクチュエータの操作量を記憶する教示データ記憶手
段と、この教示データ記憶手段の教示内容に従って車両
が現在位置から所定距離先まで走行する場合の予測誤差
を演算する予測誤差演算手段と、この予測誤差に応じて
前記教示データ記憶内容を修正し、アクチュエータの操
作量を演算するアクチュエータ操作量演算手段と、を備
え、予測誤差による修正をしながら教示した目標コース
を正確に走行制御することを特徴とする車両用自動操縦
制御装置。
(1) In a vehicle autopilot system that measures the current position and running condition of the vehicle with respect to the taxiway and operates and controls each actuator for autopilot based on this position and running condition, a predetermined taxiway is A teaching data storage means for storing a target course taught by the driver while driving and the amount of operation of each actuator when driving the target course, and a teaching data storage means for storing a target course taught by the driver while driving the target course, and a teaching data storage means for storing a target course taught by the driver while driving the target course, and a teaching data storage means for storing a target course taught by the driver while driving the target course, and a teaching data storage means for storing a target course taught by the driver while driving the target course, and a teaching data storage means for storing a target course taught by the driver while driving the target course, and a teaching data storage means for storing a target course taught by the driver while driving the target course, and a teaching data storage means for storing a target course taught by the driver while driving the target course, and a teaching data storage means for storing a target course taught by the driver while driving the target course. a prediction error calculation means for calculating a prediction error when the vehicle travels to An autopilot control device for a vehicle is characterized in that it accurately controls traveling on a taught target course while making corrections based on the following.
JP1053347A 1989-03-06 1989-03-06 Automatic vehicle operation controller Pending JPH02231609A (en)

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