JP2000029517A - 自律走行車の走行制御装置 - Google Patents

自律走行車の走行制御装置

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JP2000029517A
JP2000029517A JP10196163A JP19616398A JP2000029517A JP 2000029517 A JP2000029517 A JP 2000029517A JP 10196163 A JP10196163 A JP 10196163A JP 19616398 A JP19616398 A JP 19616398A JP 2000029517 A JP2000029517 A JP 2000029517A
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毅 鳥居
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ティーチングした走行経路を、自己位置を検
出するセンサの誤差による軌跡誤差を増大させることな
く、操舵安定性を確保して再生する。 【解決手段】 プレイバック時、自車両１があたかも仮
想牽引点ＶＴＰから牽引されているかのように車体制御
を行い、自己位置の検出誤差によって仮想牽引点ＶＴＰ
の位置がばらついても、牽引距離の長さによる、いわば
レバー比により自車両１側のバラツキを縮小し、軌跡誤
差を増大させることなく操舵安定性を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の地点の自己
位置と車体方位とを記憶しながら走行するティーチング
モードと、このティーチングモードの走行軌跡を再生す
るプレイバックモードとを有する自律走行車の走行制御
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ゴルフ場、河川敷堤防、公園等の
各種フィールドで行う草刈、芝刈作業等を無人で行なう
ことのできる自律走行車が開発されている。このような
自律走行車では、同じ地域に対して芝刈作業等の決まっ
た作業を繰り返すことが多いため、予め作業走行経路を
記憶させておき、記憶した作業走行経路を再生して自律
的に作業走行を行う、いわゆるティーチング（教示）・
プレイバック（再生）方式の走行制御を採用するシステ
ムが多い。
【０００３】例えば、特開昭５９−１０５１１２号公報
には、各目標地点における前の目標地点との距離、地磁
気方向と走行方向との角度である基準方位角、走行方向
と次の目標地点の方向との角度である進行方位角を予め
ティーチングしておき、プレイバック走行時に、ティー
チングしたデータを読み出し、読み出したデータとのズ
レが生じたときは、ズレを補正しながら走行させる技術
が開示されている。
【０００４】また、特開平３−１３５６０６号公報に
は、圃場作業車の往復作業において、往、復の２方位の
基準方位の設定を、任意の１行程あるいは複数行程を任
意時間マニュアル走行するティーチングによって行う技
術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自己位
置を検出するセンサには誤差が含まれているため、ティ
ーチング時には、真の走行経路に対し、図１１に示すよ
うに、センサの誤差のバラツキを含んだデータを記憶す
ることになる。
【０００６】このため、プレイバック時に、センサによ
って検出した自己位置とティーチングした自己位置との
ズレを小さくして忠実に走行経路を再生しようとする
と、操舵ゲインを上げざるを得ず、センサの誤差に操舵
系が反応してブレが発生し、走行軌跡が蛇行して安定性
が下がってしまう。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、ティーチングした走行経路を、自己位置を検出する
センサの誤差による軌跡誤差を増大させることなく、操
舵安定性を確保して再生することのできる自律走行車の
走行制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数の地点の自己位置と車体方位とを記憶しながら走行
するティーチングモードと、このティーチングモードの
走行軌跡を再生するプレイバックモードとを有する自律
走行車の走行制御装置において、上記プレイバックモー
ドにおいて、上記ティーチングモードで記憶した各自己
位置に対して所定距離だけ離れた仮想牽引点をそれぞれ
設定し、各仮想牽引点から自車両が牽引されると等価な
操舵及び速度制御を行って上記ティーチングモードの走
行軌跡を再生する手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記仮想牽引点を、上記ティーチングモー
ドで記憶した各地点の自己位置と車体方位とに基づいて
設定することを特徴とする。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の発明において、上記仮想牽引点と現在の自己
位置とから車体目標方位を算出し、自車両の車体方位が
上記車体目標方位となるよう操舵制御を行うことを特徴
とする。
【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１，２，３
の何れか一に記載の発明において、上記仮想牽引点と自
車両との距離が設定範囲となるよう速度制御を行うこと
を特徴とする。
【００１２】すなわち、請求項１記載の発明では、ティ
ーチングモードで記憶した複数の地点の各自己位置に対
し、プレイバックモードで各自己位置から所定距離だけ
離れた仮想牽引点をそれぞれ設定し、各仮想牽引点から
自車両が牽引されると等価な操舵及び速度制御を行って
ティーチングした走行軌跡を再生する。
【００１３】この場合、請求項２記載の発明では、ティ
ーチングモードで記憶した各地点の自己位置と車体方位
とに基づいて仮想牽引点を設定し、また、請求項３記載
の発明では、仮想牽引点と現在の自己位置とから車体目
標方位を算出し、自車両の車体方位が車体目標方位とな
るよう操舵制御を行う。さらに、請求項４記載の発明で
は、仮想牽引点と自車両との距離が設定範囲となるよう
速度制御を行う。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図１０は本発明の実施の一
形態に係わり、図１は仮想牽引点による走行軌跡の再生
を示す説明図、図２はＤ−ＧＰＳ用移動局を備えた芝刈
作業車及びＤ−ＧＰＳ用固定局を示す説明図、図３は制
御装置のブロック図、図４はティーチングモード時の制
御ルーチンを示すフローチャート、図５及び図６はプレ
イバックモード時の制御ルーチンを示すフローチャー
ト、図７は仮想牽引点の説明図、図８はプレイバックポ
インタ毎の仮想牽引点を示す説明図、図９は仮想牽引点
が位置する領域を示す説明図、図１０はプレイバック走
行時の走行軌跡を示す説明図である。
【００１５】図２（ａ）において、符号１は無人で自走
可能な自律走行作業車を示し、本形態においては、車体
下部に設けられたモーア等の刈刃２によりゴルフ場等の
草・芝刈作業を行なう芝刈作業車である。この芝刈作業
車１は、エンジンの駆動力を斜板式ピストンポンプ・モ
ータを使用した静油圧無段変速装置（ＨＳＴ）を介して
駆動輪に伝達し、後輪操舵によって走行するようになっ
ている。
【００１６】また、芝刈作業車１には、自律走行に必要
な自己位置検出に係わる各種機器、すなわち、衛星から
の電波を受信して自己位置を測定するための衛星電波受
信機、走行履歴に基づいて現在位置を測定するための推
測航法用センサ、走行障害物を検出するためのセンサ等
が搭載されている。
【００１７】衛星電波受信機としては、全世界測位衛星
システム（Global Positioning System；以下、ＧＰＳ
と略記する）によるＧＰＳ衛星からの電波を受信して自
己位置を測定するためのＧＰＳ受信機を搭載している。
このＧＰＳ受信機は、既知の地点に配置された固定局で
位置観測を行なって補正情報（ディファレンシャル情
報）を移動局にフィードバックする、いわゆるディファ
レンシャルＧＰＳ（以下、Ｄ−ＧＰＳと略記する）用の
移動局ＧＰＳ受信機である。
【００１８】このため、芝刈作業車１には、移動局ＧＰ
Ｓ受信機のアンテナ３と、固定局からのディファレンシ
ャル情報を受信するための無線通信機のアンテナ４とが
立設されており、車外の既知の地点に、図２（ｂ）に示
すように、固定局ＧＰＳ受信機のアンテナ３１と、移動
局ＧＰＳ受信機へディファレンシャル情報を送信するた
めの無線通信機のアンテナ３２とを備えた固定局３０が
配置されるようになっている。
【００１９】推測航法用センサとしては、方位検出セン
サとしての２軸型地磁気センサ５と、車輪エンコーダ６
とが搭載され、地磁気センサ５の出力を補正するため、
車体のロール角、ピッチ角を検出する傾斜センサ７が車
体の略中央に設置されている。また、障害物検出用セン
サとしては、超音波センサあるいは光センサ等の無接触
型センサ８ａ，８ｂが芝刈作業車１の前後部に取付けら
れるとともに、マイクロスイッチ等を使用した接触型セ
ンサ９ａ，９ｂが芝刈作業車１の前後端に取付けられて
いる。
【００２０】以上の芝刈作業車１は、マイクロコンピュ
ータ等から構成される制御装置５０によって制御され
る。この制御装置５０は、図３に示すように、地磁気セ
ンサ５及び車輪エンコーダ６からの信号に基づいて測位
を行う推測航法位置検出部５１、ＧＰＳ衛星群からの情
報に基づいて測位を行うＤ−ＧＰＳ位置検出部５２、無
接触型センサ８ａ，８ｂ、及び接触型センサ９ａ，９ｂ
からの信号に基づいて障害物検出を行う障害物検出部５
３、各種作業データやマップを格納する作業データ蓄積
部５４、各検出部５１，５２，５３からのデータ及び作
業データ蓄積部５４からのデータを用いて走行制御を行
う走行制御部５５、走行制御部５５からの指示によって
車両制御を行なう車両制御部５６、さらに、車両制御部
５６からの出力に基づいて各機構部を駆動するための駆
動制御部５７、操舵制御部５８、刈刃制御部５９等から
構成されている。
【００２１】推測航法位置検出部５１では、車輪エンコ
ーダ６によって検出される車速を積分して走行距離を求
め、この走行距離を地磁気センサ５の出力に基づいて検
出した走行方向の変化に対応させて累積することによ
り、基準地点からの走行履歴を算出して自車両１の現在
位置を測定し、測位データを走行制御部５５に出力す
る。尚、路面勾配によって２軸形の地磁気センサ５が地
磁気ベクトルの水平成分以外の他の成分を検出すること
で生じる方位検出誤差は、傾斜センサ７による車体のロ
ール角及びピッチ角によって補正される。また、推測航
法位置検出部５１に接続されるセンサとしては、地磁気
センサ５及び車輪エンコーダ６の組合わせに限定される
ことなく、ジャイロ等を組合わせても良い。
【００２２】Ｄ−ＧＰＳ位置検出部５２では、移動局Ｇ
ＰＳ受信機を介して捕捉したＧＰＳ衛星群（３次元測位
の場合には少なくとも４個、２次元測位の場合には少な
くとも３個）からの航法メッセージ、すなわち、衛星の
時計補正係数、軌道情報、衛星の暦、衛星の配置等の測
位情報と、無線通信機を介して受信した固定局３０から
のディファレンシャル情報とから自車両１の位置を測定
し、その測位データを走行制御部５５に出力する。
【００２３】Ｄ−ＧＰＳ位置検出部５２に対する固定局
３０は、固定局ＧＰＳ受信機を有するＤ−ＧＰＳ固定局
部３３、このＤ−ＧＰＳ固定局部３３からのディファレ
ンシャル情報を送信するためのＤ−ＧＰＳ情報送信部３
４等から構成されている。Ｄ−ＧＰＳ固定局部３４で
は、固定局ＧＰＳ受信機を介して受信したＧＰＳ衛星群
からの測位情報を処理してディファレンシャル補正デー
タを作成する。このディファレンシャル補正データは、
Ｄ−ＧＰＳ情報送信部３４において無線通信のパケット
データに変換され、芝刈作業車１のＤ−ＧＰＳ位置検出
部５２に送信される。
【００２４】尚、本実施例においては、Ｄ−ＧＰＳの固
定局３０を、芝刈作業車１の移動局を対象とした特定の
装置として設置するようにしているが、ディファレンシ
ャル情報を送信する無線局を備えた既存のＤ−ＧＰＳ固
定局、あるいは、通信衛星を介してディファレンシャル
情報を送信する既存のＤ−ＧＰＳ固定局等を利用するこ
とも可能である。
【００２５】障害物検出部５３では、無接触型センサ８
ａ，８ｂ、及び、接触型センサ９ａ，９ｂによって予測
できない障害物を検出し、検出信号を走行制御部５５に
出力する。
【００２６】作業データ蓄積部５４は、草・芝刈作業を
行なう作業領域の地形データや複数の作業領域を含む領
域全体の地形データ等の固定データ、各センサからの信
号を処理したデータ、Ｄ−ＧＰＳによる測位データ、推
測航法による測位データ、Ｄ−ＧＰＳ・推測航法の補正
データ、この補正データに基づいて算出される自車両１
の現在位置データ、後述するティーチング走行時のデー
タ等が記憶される。
【００２７】一方、走行制御部５５では、衛星の捕捉状
態や電波の受信状態等によるＤ−ＧＰＳの測位精度低下
に対処するため、Ｄ−ＧＰＳ位置検出部５２からの測位
データと推測航法位置検出部５１からの測位データとの
差を蓄積して平均化処理し、この平均化した値で推測航
法位置検出部５２による測位データを補正して自己位置
を算出する。そして、作業データ蓄積部５４のデータを
参照して現在の自己位置と目標位置との誤差量を算出
し、車両制御部５６への車両制御指示を決定する。尚、
障害物検出部５４により障害物が検出されたときには、
車両制御部５６に車両停止を指示する。
【００２８】尚、本形態では、芝刈作業車１の自己位置
（Ｘ，Ｙ）を測位する際、Ｘ，Ｙ座標軸の絶対原点
（０，０）をＤ−ＧＰＳ固定局３０の位置とし、Ｙ座標
軸を北方向、Ｘ座標軸を東方向にとり、車体方位角を北
基準で時計回り方向に計測した値とする。
【００２９】車両制御部５６では、走行制御部５５から
の指示を具体的な制御指示量に変換し、駆動制御部５
７、操舵制御部５８、刈刃制御部５９に出力する。これ
により、駆動制御部５７では油圧モータ１０を制御して
各部へ供給する油圧を発生させ、エンジン出力を制御す
るためのスロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュ
エータ、ＨＳＴの油圧制御アクチュエータ等の各駆動機
構部１１を駆動する。また、操舵制御部５８では、後輪
操舵用油圧制御弁１２を介して後輪操舵機構部１３を駆
動して操舵制御を行ない、刈刃制御部５９では、刈刃制
御用油圧制御弁１４を介して刈刃機構部１５のサーボ制
御を行なう。
【００３０】ここで、制御装置５０には、手動運転時の
走行経路を記憶するモード（ティーチングモード）や、
記憶した走行経路を再生して自律走行するモード（プレ
ーバックモード）があり、芝刈作業車１を図示しない操
作パネルでティーチングモードに切り換えてティーチン
グ番号を設定すると、ティーチング走行における複数の
地点での自己位置や車体方位、進行方向（前進、後退）
等の走行データが所定時間毎にサンプリングされ、走行
中に発生したカッター２の上げ下げや回転等のカッター
動作イベントが付随的に記録される。
【００３１】そして、ティーチング走行によるデータの
収集を終え、その後、プレイバックモードに切り換え、
ティーチング番号を指定して作業プログラム命令（プレ
イバック命令）を実行すると、指定された番号のティー
チングデータに基づいてプレイバック走行が自律的に実
行され、ティーチングした走行軌跡が再生される。
【００３２】以下、制御装置５０によるティーチングモ
ード時の制御処理、及び、プレイバックモード時の制御
処理について、図４〜図６に示すフローチャートを用い
て説明する。
【００３３】先ず、図４のティーチングモードにおける
制御ルーチンでは、ステップS101で、ティーチングモー
ド入り時に指定されたティーチング番号で必要な初期パ
ラメータをセットする。この初期パラメータは、所定時
間（例えば、１０ｍｓｅｃ）を単位とする走行データの
サンプリング間隔ｔｔｉｍｅ、ティーチング開始時の自
車両１の絶対位置（Ｘｉｎｉ，Ｙｉｎｉ）等であり、テ
ィーチングデータの先頭に付加される。そして、この初
期パラメータに続いて、以下の処理によってサンプリン
グされたデータが付加され、ティーチング番号毎のパケ
ットデータとして記憶される。尚、走行データのサンプ
リング間隔ｔｔｉｍｅは、機種毎に異なる固有のマシン
パラメータ（Ｍ／Ｃパラメータ）である。
【００３４】次いで、ステップS102へ進み、Ｄ−ＧＰＳ
と推測航法とを組み合わせて測位した自車両１の現在の
自己位置（Ｘｏｒｇ，Ｙｏｒｇ）、地磁気センサ５の出
力に基づいて検出した車体方位Θ、走行方向（前進／後
退）等の走行データをメモリに記憶する。尚、自車両１
の自己位置は、実際には、メモリ節約のためティーチン
グ開始時の絶対位置（Ｘｉｎｉ，Ｙｉｎｉ）からのオフ
セット量で記憶されるが、以下の説明では、自己位置
（Ｘｏｒｇ，Ｙｏｒｇ）は、測位原点（Ｄ−ＧＰＳ固定
局３０）からの絶対位置として説明する。
【００３５】また、前進／後退の走行方向は、ＨＳＴの
入力軸に連結されたペダル（ＨＳＴペダル）の状態によ
って判定する。すなわち、本形態の芝刈作業車１に搭載
されるＨＳＴでは、ＨＳＴの斜板角が車速に比例し、ま
た、供給油圧の方向によって前進と後退とを切り換える
ことができるため、ＨＳＴペダル角が中立位置（自動ブ
レーキング状態）、前進位置、後退位置のいずれの位置
か否かを調べることにより、前進・後退を判別すること
ができる。
【００３６】続くステップS103では、図示しないカッタ
ー操作スイッチの状態を読み込み、カッター動作イベン
トの発生の有無、及びイベント発生時のイベント種別及
び発生時刻をメモリに記憶する。カッター動作イベント
としては、カッター２の上げ下げ、正転、逆転、停止等
であり、イベント発生時刻をスイッチの入った時刻に遡
って記録する。
【００３７】次に、ステップS104へ進み、図示しない操
作パネルのスイッチの状態から運転者がティーチングモ
ードを終了させたか否かを調べ、ティーチングモードが
終了していないとき、ステップS105へ進んで、サンプリ
ング間隔ｔｔｉｍｅによって定まる次の走行データのサ
ンプリング時刻に達した否かを調べる。
【００３８】その結果、次の走行データのサンプリング
時刻に達していないときには、ステップS106で次のカッ
ター動作イベント記録時刻に達したか否かを調べ、次の
カッター動作イベント記録時刻に達していないときに
は、ステップS105へ戻り、次のカッター動作イベント記
録時刻に達したとき、ステップS103へ戻ってイベント内
容の変化或いは新たなイベント発生を記録する。
【００３９】そして、ステップS104へ進んでティーチン
グモードが終了していないとき、ステップS105で次の走
行データのサンプリング時刻に達したか否かを調べ、次
の走行データのサンプリング時刻に達したとき、ステッ
プS102へ戻って次の走行データをサンプリングする。
【００４０】すなわち、カッター動作イベントは任意に
発生するため、走行データのサンプリング間隔よりも短
い時間周期で記録するようにしており、例えば、サンプ
リング間隔ｔｔｉｍｅの時間単位が１０ｍｓｅｃで、ｔ
ｔｉｍｅ＝１００の場合、１０ｍｓｅｃ毎にカッター動
作イベントを記録し、１０ｍｓｅｃ×１００＝１ｓｅｃ
毎に走行データを記録する。
【００４１】そして、以上の処理を繰り返し、走行デー
タのサンプリング及びカッター動作イベントの記録を行
い、ステップS104で、ティーチングモード終了のとき、
サンプリングしたティーチングデータの最後にエンドマ
ークを付加してルーチンを終了し、ティーチングモード
から抜ける。
【００４２】次に、プレイバック時の処理について説明
する。プレイバック時に再生する走行軌跡は、芝刈作業
車１の位置認識原点を制御目標とするのではなく、芝刈
作業車１に対し、図７に示すように、進行方向側（前進
時には自車両１の前方、後退時には自車両１の後方）に
設定距離（仮想牽引距離）ｔｌｅｎｇｔｈだけ離れた仮
想牽引点ＶＴＰを設定し、この仮想牽引点ＶＴＰを制御
目標として再生する。仮想牽引点の位置（Ｘｖｔｐ，Ｙ
ｖｔｐ）は、ティーチングモードでサンプリングした自
己位置（Ｘｏｒｇ，Ｙｏｒｇ）と車体方位Θとを用い、
以下の(1),(2)式によって算出される。 Ｘｖｔｐ＝Ｘｏｒｇ＋ｔｌｅｎｇｔｈ・ｓｉｎΘ …(1) Ｙｖｔｐ＝Ｙｏｒｇ＋ｔｌｅｎｇｔｈ・ｃｏｓΘ …(2)
【００４３】そして、プレイバック時には、図１に示す
ように、自車両１があたかも仮想牽引点ＶＴＰから牽引
されているかのように車体制御を行い、プレイバック時
の自己位置がティーチング時の自己位置から外れている
場合には、プレイバック時の自己位置と仮想牽引点ＶＴ
Ｐとを結ぶ直線の方向に操舵制御を行ってティーチング
時の走行軌跡を再生する。
【００４４】すなわち、プレイバック時には、図８に示
すように、制御ルーチン内の時刻ポインタ（プレイバッ
クポインタ）ｔ毎に、ティーチングモード時にサンプリ
ングした車体位置データＰ（ｔ）と車体方位Ａ（ｔ）と
から次々に仮想牽引点ＶＴＰ（ｔ）を算出し、仮想牽引
点ＶＴＰ（ｔ）に対して操舵量及び速度を制御すること
で、常に目標位置が変わる２点間移動と同等の制御を行
い、軌跡誤差を増大させることなく操舵安定性を確保す
る。
【００４５】以下、プレイバック命令による図５及び図
６の制御ルーチンについて説明する。このルーチンで
は、先ず、ステップS201で、プレイバック走行に必要な
初期パラメータをセットする。この初期パラメータは、
プレイバック時の制御時間間隔ｐｂｔｉｍｅ、ティーチ
ングデータから仮想牽引点ＶＴＰまでの距離ｔｌｅｎｇ
ｔｈ、プレイバック時の目標位置範囲であるインポジシ
ョン領域までの距離（再生時インポジション距離）ｐｂ
ｌｅｎｇｔｈ、プレイバック時のインポジション領域の
広さｐｂｉｎｐｏｓ、プレイバック時に減速制御を行う
減速領域の広さｐｂｓｔｏｐ、速度制御のためのＨＳＴ
ペダル角増減の１ステップ量ｐｂａｃｃ等であり、機種
固有のＭ／Ｃパラメータである。
【００４６】尚、プレイバック命令の実行には、ティー
チング番号とＨＳＴペダル最大踏み込み量とがオペラン
ドとして必要であり、ＨＳＴペダル最大踏み込み量の指
定により、ティーチングデータの内容如何に拘わらず、
速度制御の際の増速値が制限される。
【００４７】次に、ステップS202へ進み、制御ルーチン
内の時刻ポインタ（プレイバックポインタ）ｔを参照
し、サンプリング間隔ｔｔｉｍｅ毎にストアされたティ
ーチングデータの中から、現在のプレイバックポインタ
ｔに該当するティーチングデータ中の位置データを検索
する。この場合、ティーチング時のサンプリング間隔ｔ
ｔｉｍｅより、プレイバック時の制御間隔ｐｂｔｉｍｅ
が短く、現在のプレイバックポインタｔに直接該当する
データがない場合には、前後のティーチングデータから
線形補間を行い、この線形補間したデータを現在のプレ
イバックポインタｔに該当するティーチングデータとす
る。
【００４８】続くステップS203では、プレイバックポイ
ンタｔに該当するティーチングデータ中の自己位置（Ｘ
ｏｒｇ，Ｙｏｒｇ）と車体方位Θ、及び、機種固有の仮
想牽引距離ｔｌｅｎｇｔｈを用い、プレイバックポイン
タｔでの仮想牽引点ＶＴＰ（ｔ）の位置（Ｘｖｔｐ，Ｙ
ｖｔｐ）を、前述の(1),(2)式に従って算出する。
【００４９】そして、ステップS204へ進み、Ｄ−ＧＰＳ
と推測航法とを組み合わせて測位した自車両１の現在の
自己位置（Ｘ，Ｙ）と仮想牽引点位置（Ｘｖｔｐ，Ｙｖ
ｔｐ）とによって決定される方位を車体目標方位として
算出し、ステップS205で車体目標方位と現在の車体方位
とから操舵量を決定する。そして、操舵制御部５８へ操
舵指令を出力して後輪操舵用油圧制御弁１２を介して後
輪操舵機構部１３をサーボ制御し、操舵輪である後輪の
操舵を行う。
【００５０】その後、ステップS206へ進み、現在の自己
位置データをもとに、ティーチングデータから算出した
仮想牽引点ＶＴＰ（ｔ）が、図９に示すような領域Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれに位置しているかを判定し、その判
定結果に応じて速度制御を行い、プレイバックポインタ
ｔの進行を調節する。
【００５１】すなわち、ティーチングデータを再生する
プレイバックポインタｔは、ティーチングが行われた実
時間で進行させることが基本であるが、再生時の車速の
ズレによって、ＨＳＴペダルの制御及びプレイバックポ
インタｔ進行の調整が必要になる。このため、プレイバ
ック時の車体位置を基準に、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの領域分け
を行う。
【００５２】Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各領域は、現在の自車両
１の位置認識原点から進行方向前方に再生時インポジシ
ョン距離ｐｂｌｅｎｇｔｈだけ離れた位置を基準とし、
この基準位置から前方の広さｐｂｉｎｐｏｓの領域を、
目標位置である仮想牽引距離ｔｌｅｎｇｔｈに対して許
容範囲内にある領域（Ｃ領域；インポジション領域）と
し、このインポジション領域よりも遠方の領域をＤ領
域、インポジション領域より近い広さｐｂｓｔｏｐの領
域をＢ領域（減速領域）、Ｂ領域よりも更に近い領域を
Ａ領域とする。
【００５３】そして、ティーチング時のデータから算出
した仮想牽引点ＶＴＰ（ｔ）が領域Ａにあるときにはス
テップS207へ進み、領域Ｂにあるときには、ステップS2
09へ進む。また、仮想牽引点ＶＴＰ（ｔ）が領域Ｃにあ
るときにはステップS211へ進み、領域Ｄにあるとき、ス
テップS213へ進む。
【００５４】仮想牽引点ＶＴＰ（ｔ）が領域Ａにある場
合には、現在の自車両１の位置が仮想牽引点ＶＴＰ
（ｔ）に近づき過ぎており、ティーチング時の位置を大
幅に行き過ぎていると判断し、ステップS207において自
車両１の速度を０として自車両１を強制的に停止させ
る。そして、ステップS208へ進んで制御時刻ポインタ
（プレイバックポインタ)ｔを設定された値だけ進め、
ステップS215へ進む。尚、通常、プレイバックポインタ
ｔは、制御時間間隔ｐｂｔｉｍｅずつ進行させるため、
この場合には、プレイバックポインタｔを１だけ進め
る。
【００５５】仮想牽引点ＶＴＰ（ｔ）が領域Ｂにある場
合には、現在の自車両１の位置が仮想牽引点ＶＴＰ
（ｔ）に近いものの、ティーチング時の位置を越えてい
ると判断し、ステップS209でＨＳＴペダル角を操作して
自車両１を設定されたレート（ＨＳＴペダル角増減の１
ステップ量）ｐｂａｃｃだけ減速させる。但し、減速に
よる速度の最小値は０であり、速度反転は行わない（後
退はしない）。そして、ステップS210で制御時刻ポイン
タ（プレイバックポインタ)ｔを設定された値だけ進め
てステップS215へ進む。
【００５６】仮想牽引点ＶＴＰ（ｔ）が領域Ｃにある場
合には、現在の自車両１の位置が略ティーチング時の位
置にあると判断し、ステップS211で現在の車速を保ち、
ステップS212で制御時刻ポインタ（プレイバックポイン
タ)ｔを設定された値だけ進めてステップS215へ進む。
【００５７】一方、仮想牽引点ＶＴＰ（ｔ）が領域Ｄに
ある場合には、現在の自車両１の位置が仮想牽引点ＶＴ
Ｐ（ｔ）から遠く、ティーチング時の位置に達していな
いと判断し、ステップS213でＨＳＴのペダル角を操作し
て自車両１を設定されたレートｐｂａｃｃだけ増速させ
る（但し、プレイバック命令で指定されたＨＳＴペダル
角は超えない）。そして、ステップS214で制御時刻ポイ
ンタ（プレイバックポインタ)ｔを進めずに保持し、ス
テップS215へ進む。
【００５８】ステップS215では、プレイバック走行制御
を行いながらのカッター動作イベントを再生する。この
カッター動作イベントは、イベントの記録時間単位に対
し、プレイバック時の制御時間間隔ｐｂｔｉｍｅで指定
される制御間隔で再生されれば良く、イベント種別毎に
カッター動作を制御する。尚、このとき、無接触型セン
サ８ａ，８ｂ、及び、接触型センサ９ａ，９ｂからの信
号をチェックし、障害物を検出したときには、直ちにカ
ッター２の回転を停止させるとともに車両を停止させ
る。そして、所定時間経過しても障害物が検出される場
合には、異常を知らせる警告を発してエンジンを停止さ
せる等の措置を行う。
【００５９】その後、ステップS216へ進み、ティーチン
グデータがエンドマークに達してデータ終了か否かを調
べる。その結果、ティーチングデータが終了でないとき
には、ステップS217で次の制御時刻になったか否かを調
べ、次の制御時刻になっていないときには、ステップS2
17で時間待ちループとなり、次の制御時刻に達したと
き、ステップS202へ戻って以上の処理を続行する。
【００６０】そして、ティーチング時の走行軌跡及びカ
ッター動作イベントの再生を続け、ステップS216でティ
ーチングデータがエンドマークに達したとき、ティーチ
ングデータ終了と判断してルーチンを終了し、プレイバ
ックモードから抜ける。
【００６１】図１０は、ティーチングした走行軌跡の再
生例を示し、芝刈作業車１から所定距離だけ離れた仮想
牽引点ＶＴＰによって芝刈作業車１が牽引されると等価
な操舵及び速度制御を行うため、従来のように自己位置
及び車体方位の検出誤差が増幅されて再生軌跡に現れる
ことがなく、自己位置の検出誤差によって仮想牽引点Ｖ
ＴＰの位置がばらついても、牽引距離の長さによる、い
わばレバー比により、芝刈作業車１側のバラツキを縮小
して操舵安定性を向上することができる。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、テ
ィーチングモードで記憶した複数の地点の各自己位置に
対し、プレイバックモードで各自己位置から所定距離だ
け離れた仮想牽引点をそれぞれ設定し、各仮想牽引点か
ら自車両が牽引されると等価な操舵及び速度制御を行っ
てティーチングした走行軌跡を再生するため、自己位置
の検出誤差による影響を、牽引距離の長さ分だけ自車両
側で縮小することができ、軌跡誤差を増大させることな
く操舵安定性を確保してティーチングした走行軌跡を再
生することができる等優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】仮想牽引点による走行軌跡の再生を示す説明図
【図２】Ｄ−ＧＰＳ用移動局を備えた芝刈作業車及びＤ
−ＧＰＳ用固定局を示す説明図
【図３】制御装置のブロック図
【図４】ティーチングモード時の制御ルーチンを示すフ
ローチャート
【図５】プレイバックモード時の制御ルーチンを示すフ
ローチャート
【図６】プレイバックモード時の制御ルーチンを示すフ
ローチャート（続き）
【図７】仮想牽引点の説明図
【図８】プレイバックポインタ毎の仮想牽引点を示す説
明図
【図９】仮想牽引点が位置する領域を示す説明図
【図１０】プレイバック走行時の走行軌跡を示す説明図
【図１１】従来のプレイバック走行での走行軌跡を示す
説明図
【符号の説明】
１ …芝刈作業車 ５１…推測航法位置検出部 ５２…Ｄ−ＧＰＳ位置検出部 ５５…走行制御部 ＶＴＰ…仮想牽引点 ｔｌｅｎｇｔｈ…仮想牽引距離
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2B043 AA04 AB07 AB15 BA02 BA09 BB11 EA13 EA14 EA37 EB04 EB05 EB08 EB09 EB15 EB17 EC12 EC13 ED12 2B083 AA02 BA18 5H301 AA01 AA03 AA09 BB12 CC03 CC06 DD02 GG06 GG08 GG10 GG12 GG16 GG17 GG28 HH02 HH04 JJ03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の地点の自己位置と車体方位とを記
    憶しながら走行するティーチングモードと、このティー
    チングモードの走行軌跡を再生するプレイバックモード
    とを有する自律走行車の走行制御装置において、 上記プレイバックモードにおいて、上記ティーチングモ
    ードで記憶した各自己位置に対して所定距離だけ離れた
    仮想牽引点をそれぞれ設定し、各仮想牽引点から自車両
    が牽引されると等価な操舵及び速度制御を行って上記テ
    ィーチングモードの走行軌跡を再生する手段を備えたこ
    とを特徴とする自律走行車の走行制御装置。
  2. 【請求項２】 上記仮想牽引点を、上記ティーチングモ
    ードで記憶した各地点の自己位置と車体方位とに基づい
    て設定することを特徴とする請求項１記載の自律走行車
    の走行制御装置。
  3. 【請求項３】 上記仮想牽引点と現在の自己位置とから
    車体目標方位を算出し、自車両の車体方位が上記車体目
    標方位となるよう操舵制御を行うことを特徴とする請求
    項１又は請求項２記載の自律走行車の走行制御装置。
  4. 【請求項４】 上記仮想牽引点と自車両との距離が設定
    範囲となるよう速度制御を行うことを特徴とする請求項
    １，２，３の何れか一に記載の自律走行車の走行制御装
    置。
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