JP2007156890A - 無人車輌の初期方位角設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、無人車輌停止時の姿勢角及び方位角を記憶し、再起動時に読み出して初期姿勢角及び初期方位角とすることにより、既知点以外からの無人車輌の制御を可能とすることを目的とする。
【解決手段】本発明による無人車輌の初期方位角設定方法は、無人車輌(1)を停止させる際に、停止時の無人車輌(1)の姿勢角(10a)及び方位角(11a)を記憶し、無人車輌(1)の再起動時に読み出して初期姿勢角(10)及び初期方位角(11として利用する方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、無人車輌の初期方位角設定方法に関し、特に、無人車輌を停止させる際に、停止時の姿勢角及び方位角を記憶部に記憶し、前記無人車輌の再起動時に、前記姿勢角及び方位角を読み出して初期姿勢角及び初期方位角として用い、予め方位の分かっている既知点以外の地点から前記無人車輌の制御を可能とするための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の無人車輌の制御システムとしては、特許文献名を示していないが、一般に、慣性（角速度および加速度）データ、及び、ＧＰＳ及びレーザーセンサなどの位置情報を用いて無人車輌を制御しているが、起動直後の初期方位角は制御にとって不可欠である。
そのため、予め方位が分かっている既知点から無人車輌の制御を開始するか、又は、ＧＰＳコンパス、磁気方位計などの計測器を用いて計測した方位を、無人車輌の起動直後に外部から入力する必要があった。

従来の無人車輌の制御システムは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、従来の無人車輌制御システムにおいては、無人車輌起動直後、すなわち、装置起動直後の初期方位角は不可欠であるため、予め方位の分かっている既知点から無人車輌の制御を開始するか、ＧＰＳコンパス、磁気方位計などの計測器を用いて計測した方位を、装置の起動直後に外部から入力する必要があり、装置の構成が複雑となり、自動運転時の障害ともなっていた。

本発明による無人車輌の初期方位角設定方法は、３軸角速度検出部、３軸加速度検出部及び位置計測システムからのデータを演算部に入力し、前記演算部からの位置、速度、姿勢及び方位信号を無人車輌制御装置に入力して、前記無人車輌制御装置により無人車輌の制御を行う場合、前記無人車輌を停止させる際に、前記停止時の前記無人車輌の姿勢角及び方位角を前記演算部に接続された記憶部に記憶し、前記無人車輌の再起動時に前記姿勢角及び方位角を前記記憶部から読み出し、前記無人車輌の初期姿勢角及び初期方位角として用いる方法であり、また、前記位置計測システムは、ＧＰＳ又はレーザーセンサよりなる方法である。

本発明による無人車輌の初期方位角設定方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、無人車輌すなわち無人車輌制御装置を停止させる際に、停止時の姿勢角及び方位角を保存することにより、再起動時に短時間で正しい方位を読み出すことができ、無人車輌の制御を直ちに実施することができ、自動運転等の制御が容易となる。
また、位置計測システムを方位計測モードとすることにより、事前に方位を計測する必要がなくなり、自動運転を行うことが容易となる。

本発明は、無人車輌を停止させる際に、停止時の姿勢角及び方位角を記憶部に記憶し、前記無人車輌の再起動時に、前記姿勢角及び方位角を読み出して初期姿勢角及び初期方位角として用い、予め方位の分かっている既知点以外の地点から前記無人車輌の制御を可能とするようにした無人車輌の初期方位角設定方法を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による無人車輌の初期方位角設定方法の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１で示されるものは無人車輌であり、この無人車輌１には、この無人車輌を駆動するためのモータ又はエンジン及び操舵装置等は省略しているが、３軸角速度検出部２、３軸加速度検出部３及び位置計測システム４が演算部５に接続されている。

前記演算部５は記憶部６に接続されていると共に、この演算部５からの位置、速度、姿勢角及び方位角信号等のデータ７は、前記無人車輌１の起動、走行、停止等を制御するための無人車輌制御装置８に入力されている。

前述の構成において、実際に前記無人車輌１を制御する場合、まず、無人車輌制御装置８を方位計測モード（初期姿勢角１０及び初期方位角１１の算出）とし、無人車輌１を有人で運転させ、その際に、慣性データ（角速度、加速度）、及び位置情報（ＧＰＳ又はレーザーセンサ等）を用いて無人車輌１の姿勢および方位と位置を計測する。

前述の慣性データ及びＧＰＳなどの位置情報から自己の姿勢及び方位を計測する方法の一例として、一般的には周知のカルマンフィルタを用いた方法があるが、この状態では装置を移動させることが必須であり、その場合は車輌を制御することが不可能である。そのために、前述のように、有人制御によって無人車輌１を走行させ、その時の角速度、加速度及び位置情報を用いて方位を算出する。

次に、前述のように走行させた無人車輌１を任意の場所で一旦停止させ、この時に、前述の各検出部２、３及び位置計測システム４で計測された姿勢角１０ａ及び方位角１１ａを演算部５に接続された記憶部６に記憶されて保存される。

次に、前記無人車輌１、すなわち、無人車輌制御装置８を前述の停止状態から再起動の際に、前記記憶部６で記憶された姿勢角１０ａ及び方位角１１ａが読み出されて初期姿勢角１０及び初期方位角１１として前記無人車輌制御装置８に入力されて用いられる。

前述の初期姿勢角１０及び初期方位角１１を無人車輌制御装置８に入力されたことにより、無人の状態で無人車輌１の制御が開始され、この無人車輌１の制御中も常に各検出部２、３及び位置計測システム４からの慣性データ（角速度２ａ及び加速度３ａ）及び位置情報４ａを用いて前記方位角１１ａを高精度に算出することができる。
従って、前述の段落[０００８]〜[００１２]の動作を繰り返すことにより、一度方位を計測した後、方位角精度を劣化させることなく、無人車輌１の制御を行い、予め方位の分かっている既知点以外の地点から、無人車輌１の制御が可能であり、そのため、ＧＰＳコンパス及び磁気方位計などの装置を用いて方位角を計測する必要がなくなった。

本発明は、無人車輌のみではなく、船舶やロボット等への適用が可能である。

本発明による無人車輌の初期方位角設定方法を示すブロック図である。

符号の説明

１ 無人車輌
２ ３軸角速度検出部
３ ３軸加速度検出部
４ 位置計測システム
５ 演算部
６ 記憶部
７ データ
８ 無人車輌制御装置
１０ 初期姿勢角
１１ 初期方位角
１０ａ 姿勢角
１１ａ 方位角

Claims (2)

1. ３軸角速度検出部(2)、３軸加速度検出部(3)及び位置計測システム(4)からのデータを演算部(5)に入力し、前記演算部(5)からの位置、速度、姿勢及び方位信号を無人車輌制御装置(8)に入力して、前記無人車輌制御装置(8)により無人車輌(1)の制御を行う場合、
   前記無人車輌(1)を停止させる際に、前記停止時の前記無人車輌(1)の姿勢角(10a)及び方位角(11a)を前記演算部(5)に接続された記憶部(6)に記憶し、前記無人車輌(1)の再起動時に前記姿勢角(10a)及び方位角(11a)を前記記憶部(6)から読み出し、前記無人車輌(1)の初期姿勢角(10)及び初期方位角(11)として用いることを特徴とする無人車輌の初期方位角設定方法。
2. 前記位置計測システム(4)は、ＧＰＳ又はレーザーセンサよりなることを特徴とする請求項１記載の無人車輌の初期方位角設定方法。

Images