JP2020135488A - Mobile body control device and mobile body control program - Google Patents

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JP2020135488A JP2019028870A JP2019028870A JP2020135488A JP 2020135488 A JP2020135488 A JP 2020135488A JP 2019028870 A JP2019028870 A JP 2019028870A JP 2019028870 A JP2019028870 A JP 2019028870A JP 2020135488 A JP2020135488 A JP 2020135488A
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祐司 津坂
Yuji Tsusaka
祐司 津坂
田中 稔
Minoru Tanaka
稔 田中
亮暢 藤井
Akinobu Fujii
亮暢 藤井
達也 三田
Tatsuya Mita
達也 三田
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Abstract

To provide a mobile body control device capable of easily changing a speed pattern.SOLUTION: A track generation device generates a target track for a moving body to move from a start point position to a target position. The track generation device sets a speed pattern for moving on the target track. The speed pattern indicates the change in speed over a movement period. When the speed pattern is integrated over time, the path length of the target track is obtained. The track generation device generates a virtual time corresponding to the actual time used in the speed pattern. The virtual time is a time at which the elapsing speed of the virtual time with respect to the actual time can be reduced, in at least a part of a change period of the movement period of the speed pattern. The track generation device changes the speed pattern during the change period based on the virtual time. The track generation device reduces the speed during the change period and extends the speed pattern during the change period in a time axis direction. Time integration values become equal to each other between the speed patterns before and after the change.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書に開示の技術は、移動体制御装置および移動体の制御プログラムに関する。 The techniques disclosed herein relate to mobile control devices and mobile control programs.

無人フォークリフトなど、移動体を自走させる技術が開発されている。移動体を自走させるには、軌跡を生成し、その軌跡上を走行するように予め速度パターンを設計し、速度パターンに従って移動体を軌跡上に走行させる。関連する技術が、例えば特許文献1に開示されている。 Technologies for self-propelling moving objects such as unmanned forklifts have been developed. In order to make the moving body self-propelled, a locus is generated, a speed pattern is designed in advance so as to run on the locus, and the moving body is made to run on the locus according to the speed pattern. Related techniques are disclosed, for example, in Patent Document 1.

特開2012−173760号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-173760

移動体が予め決められた軌跡を走行する際、異常等で一時的に速度を抑制したり、停止させたりする場面が発生する。すると、事前に設計した軌跡や速度パターンの前提が破綻し、軌跡の生成や速度パターン設計からやり直さなければならない。本明細書は、簡易に速度パターンを変更することが可能な移動体制御装置を開示する。 When the moving body travels on a predetermined trajectory, the speed may be temporarily suppressed or stopped due to an abnormality or the like. Then, the premise of the previously designed locus and velocity pattern breaks down, and it is necessary to start over from the locus generation and velocity pattern design. The present specification discloses a moving body control device capable of easily changing the speed pattern.

本明細書に開示する軌道生成装置の一実施形態は、移動体が移動する軌道を生成する軌道生成装置である。軌道生成装置は、始点位置から目標位置まで移動するための目標軌跡を生成する軌跡生成部を備える。軌道生成装置は、目標軌跡上を移動するための速度パターンを設定する速度パターン生成部を備える。速度パターンは始点位置から目標位置に到達するまでの移動期間の全体に亘る速度の変化を示すパターンである。速度パターンを時間積分すると目標軌跡の経路長になる。軌道生成装置は、速度パターンで使用される実時刻と対応した仮想時刻を生成する仮想時刻生成部を備える。仮想時刻は速度パターンの移動期間の少なくとも一部の変更期間において、実時刻に対する仮想時刻の経過速度を低下させることが可能な時刻である。軌道生成装置は、変更期間中の速度パターンを仮想時刻に基づいて変更する速度パターン制御部を備える。速度パターン制御部は、変更期間中の速度を変更前の速度パターンで示されている目標速度よりも低下させるとともに、変更期間中の速度パターンを時間軸方向へ伸ばす。変更後の速度パターンの時間積分値が変更前の速度パターンの時間積分値と等しくなる。 One embodiment of the trajectory generating device disclosed in the present specification is a trajectory generating device that generates a trajectory in which a moving body moves. The trajectory generator includes a trajectory generator that generates a target trajectory for moving from the start point position to the target position. The trajectory generator includes a velocity pattern generator that sets a velocity pattern for moving on the target trajectory. The velocity pattern is a pattern showing a change in velocity over the entire movement period from the start point position to the target position. When the velocity pattern is time-integrated, the path length of the target trajectory is obtained. The trajectory generator includes a virtual time generator that generates a virtual time corresponding to the real time used in the velocity pattern. The virtual time is a time at which the elapsed speed of the virtual time with respect to the real time can be reduced during at least a part of the change period of the moving period of the speed pattern. The trajectory generator includes a speed pattern control unit that changes the speed pattern during the change period based on the virtual time. The speed pattern control unit lowers the speed during the change period from the target speed indicated by the speed pattern before the change, and extends the speed pattern during the change period in the time axis direction. The time integral value of the changed speed pattern becomes equal to the time integral value of the speed pattern before the change.

仮想時刻生成部によって、速度パターンで使用される実時刻と対応した仮想時刻を生成することができる。そして速度パターン制御部によって、変更期間中の速度パターンを仮想時刻に基づいて変更することができる。このとき、変更前の速度パターンで示されている目標速度よりも速度を低下させるとともに、変更期間中の速度パターンを時間軸方向へ伸ばすことができる。また、変更後の速度パターンの時間積分値を、変更前の速度パターンの時間積分値と等しくすることができる。よって、予め設計された速度パターンを残しつつ、変更期間中の速度を加減速することが可能となる。一時的に速度を抑制したり停止させたりする場合においても、目標軌跡や速度パターンを再生成する必要がない。 The virtual time generator can generate a virtual time that corresponds to the real time used in the speed pattern. Then, the speed pattern control unit can change the speed pattern during the change period based on the virtual time. At this time, the speed can be made lower than the target speed indicated by the speed pattern before the change, and the speed pattern during the change period can be extended in the time axis direction. Further, the time integral value of the speed pattern after the change can be made equal to the time integral value of the speed pattern before the change. Therefore, it is possible to accelerate or decelerate the speed during the change period while leaving the speed pattern designed in advance. Even when the speed is temporarily suppressed or stopped, it is not necessary to regenerate the target trajectory or the speed pattern.

仮想時刻は、横軸が実時刻であり縦軸が仮想時刻とした場合の実時刻と仮想時刻との関係を示す直線の傾きの時間積分値であってもよい。仮想時刻生成部は、変更期間において、直線の傾きを小さくすることで実時刻に対する仮想時刻の経過速度を低下させてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。 The virtual time may be a time integral value of the slope of a straight line indicating the relationship between the real time and the virtual time when the horizontal axis is the real time and the vertical axis is the virtual time. The virtual time generator may reduce the elapsed speed of the virtual time with respect to the real time by reducing the slope of the straight line during the change period. Details of the effect will be described in Examples.

変更期間の開始時点を決定する開始時点決定部を、移動体制御装置はさらに備えていてもよい。仮想時刻生成部は、開始時点から、実時刻に対する経過速度を低下させた仮想時刻を生成してもよい。速度パターン制御部は、開始時点以降において、速度を目標速度よりも低下させてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。 The moving body control device may further include a start time determination unit that determines the start time of the change period. The virtual time generation unit may generate a virtual time in which the elapsed speed with respect to the real time is reduced from the start time. The speed pattern control unit may lower the speed below the target speed after the start time. Details of the effect will be described in Examples.

目標軌跡上の障害物を検出する検出部を、移動体制御装置はさらに備えていてもよい。開始時点決定部は、検出部で障害物が検出されたことに応じて、変更期間の開始時点を決定してもよい。効果の詳細は実施例で説明する。 The moving body control device may further include a detection unit that detects an obstacle on the target trajectory. The start time determination unit may determine the start time of the change period depending on the detection of an obstacle by the detection unit. Details of the effect will be described in Examples.

変更期間の終了時点を決定する終了時点決定部を、移動体制御装置はさらに備えていてもよい。仮想時刻生成部は、終了時点から、実時刻に対する経過速度を元に戻した仮想時刻を生成してもよい。速度パターン制御部は、終了時点以降において、速度を目標速度に復帰させてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。 The moving body control device may further include an end point determination unit that determines the end point of the change period. The virtual time generator may generate a virtual time in which the elapsed speed with respect to the real time is restored from the end point. The speed pattern control unit may return the speed to the target speed after the end point. Details of the effect will be described in Examples.

仮想時刻生成部は、目標軌跡上において移動体にかかる向心加速度を算出してもよい。算出した向心加速度が予め定められたしきい値以上になる期間を変更期間としてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。 The virtual time generator may calculate the centripetal acceleration applied to the moving body on the target locus. The change period may be a period during which the calculated centripetal acceleration is equal to or higher than a predetermined threshold value. Details of the effect will be described in Examples.

移動体は、操舵を行うためのハンドルを備えていてもよい。仮想時刻生成部は、ハンドルの回転速度である操舵速度を算出してもよい。算出した操舵速度が予め定められたしきい値以上になる期間を変更期間としてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。 The moving body may be provided with a handle for steering. The virtual time generator may calculate the steering speed, which is the rotation speed of the steering wheel. The change period may be a period during which the calculated steering speed becomes equal to or higher than a predetermined threshold value. Details of the effect will be described in Examples.

仮想時刻生成部は、変更期間の一部において実時刻に対する仮想時刻の経過速度を負にすることが可能であってもよい。移動体は、実時刻に対する仮想時刻の経過速度が負の期間中において目標軌跡上をバックしてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。 The virtual time generator may be able to make the elapsed speed of the virtual time negative with respect to the real time in a part of the change period. The moving body may back up on the target trajectory during a period in which the elapsed speed of the virtual time with respect to the real time is negative. Details of the effect will be described in Examples.

なお、上記の情報処理装置を実現するための制御プログラムも、新規で有用である。 The control program for realizing the above information processing device is also new and useful.

フォークリフトの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of a forklift. 自走制御方法を説明するフローチャート。A flowchart illustrating a self-propelled control method. 始点位置、目標位置、目標軌跡の設定例を示す図。The figure which shows the setting example of a start point position, a target position, and a target locus. 初期状態の速度パターンの一例を示す図。The figure which shows an example of the speed pattern in the initial state. 実時刻tと仮想時刻eの関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the real time t and the virtual time e. 変更後の速度パターンの一例を示す図。The figure which shows an example of the speed pattern after a change. 実時刻tと仮想時刻eの関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the real time t and the virtual time e. 実時刻tと仮想時刻eの関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the real time t and the virtual time e. 始点位置、目標位置、目標軌跡の設定例を示す図。The figure which shows the setting example of a start point position, a target position, and a target locus. 速度パターンの一例を示す図。The figure which shows an example of a speed pattern. 向心加速度の一例を示すグラフ。A graph showing an example of centripetal acceleration. 傾きλの一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the slope λ. 速度パターンの一例を示す図。The figure which shows an example of a speed pattern. 実時刻tと仮想時刻eの関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the real time t and the virtual time e.

(フォークリフト10の構成)
以下、図面を参照して、本実施例のフォークリフト10について説明する。図1に示すフォークリフト10は、無人フォークリフトである。フォークリフト10は、車体12、測域センサ26、演算装置30を備えている。
(Structure of forklift 10)
Hereinafter, the forklift 10 of this embodiment will be described with reference to the drawings. The forklift 10 shown in FIG. 1 is an unmanned forklift. The forklift 10 includes a vehicle body 12, a range sensor 26, and an arithmetic unit 30.

車体12は、操舵制御部21、駆動制御部22、車輪回転速度計測器23を備えている。操舵制御部21および駆動制御部22は、CPU等を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。操舵制御部21は、不図示の操舵装置と通信可能に接続されており、フォークリフト10の進行方向を制御する。駆動制御部22は、不図示の駆動輪モータと通信可能に接続されており、フォークリフト10の走行速度を制御する。車輪回転速度計測器23は、不図示の前輪に接続されており、前輪の回転量を検出可能となっている。車輪回転速度計測器23は、前輪の動作に基づいて、車体12の移動量及び移動方向を検出する。 The vehicle body 12 includes a steering control unit 21, a drive control unit 22, and a wheel rotation speed measuring instrument 23. The steering control unit 21 and the drive control unit 22 are composed of a microprocessor including a CPU and the like. The steering control unit 21 is communicatively connected to a steering device (not shown) and controls the traveling direction of the forklift 10. The drive control unit 22 is communicatively connected to a drive wheel motor (not shown) and controls the traveling speed of the forklift 10. The wheel rotation speed measuring instrument 23 is connected to a front wheel (not shown), and can detect the amount of rotation of the front wheel. The wheel rotation speed measuring instrument 23 detects the moving amount and the moving direction of the vehicle body 12 based on the movement of the front wheels.

測域センサ26は、車体12に設置され、一方向(本実施例では、水平方向)にレーザ光を走査する1次元走査型の測域センサである。測域センサ26は、車体12の前方に設定された設定空間内の物体と車体12との距離を計測する。これにより、フォークリフト10の前方の距離データを取得する。測域センサ26で取得された距離データは、自己位置推定部38、開始時点決定部43、終了時点決定部44に入力される。また測域センサ26は、目標軌跡TT上の障害物を検出する機能を有する。障害物の検出結果は、開始時点決定部43および終了時点決定部44に入力される。 The range sensor 26 is a one-dimensional scanning type range sensor that is installed on the vehicle body 12 and scans the laser beam in one direction (horizontal direction in this embodiment). The range sensor 26 measures the distance between the vehicle body 12 and the object in the set space set in front of the vehicle body 12. As a result, the distance data in front of the forklift 10 is acquired. The distance data acquired by the range sensor 26 is input to the self-position estimation unit 38, the start time determination unit 43, and the end time determination unit 44. Further, the range sensor 26 has a function of detecting an obstacle on the target trajectory TT. The obstacle detection result is input to the start time point determination unit 43 and the end time point determination unit 44.

演算装置30は、CPU等を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。演算装置30は、始点位置/目標位置設定部35、移動体制御装置40、地図情報58、自己位置推定部38、制御指令生成部48、を備える。地図情報58は、フォークリフト10が移動する空間内に存在する物体(例えば、柱、壁等)の位置及び大きさを示す情報である。地図情報58は、例えば、フォークリフト10が移動する領域内の物体を測域センサ26によって予め測定し、この測定結果に基づいて作成しておくことができる。 The arithmetic unit 30 is composed of a microprocessor including a CPU and the like. The arithmetic unit 30 includes a start point position / target position setting unit 35, a moving body control device 40, map information 58, a self-position estimation unit 38, and a control command generation unit 48. The map information 58 is information indicating the position and size of an object (for example, a pillar, a wall, etc.) existing in the space where the forklift 10 moves. The map information 58 can be created, for example, by measuring an object in the area where the forklift 10 moves in advance with the range sensor 26 and based on the measurement result.

自己位置推定部38には、地図情報58と、測域センサ26により計測される周辺物体との距離データと、車輪回転速度計測器23により検出された車体12の移動量及び移動方向が入力される。自己位置推定部38は、これらの入力データに基づいて、フォークリフト10の自己位置を推定する。始点位置/目標位置設定部35は、後述する始点位置PSおよび目標位置PEを設定する。 The map information 58, the distance data between the peripheral objects measured by the range sensor 26, and the movement amount and movement direction of the vehicle body 12 detected by the wheel rotation speed measuring instrument 23 are input to the self-position estimation unit 38. To. The self-position estimation unit 38 estimates the self-position of the forklift 10 based on these input data. The start point position / target position setting unit 35 sets the start point position PS and the target position PE, which will be described later.

移動体制御装置40は、軌跡生成部41、速度パターン生成部42、開始時点決定部43、終了時点決定部44、仮想時刻生成部45、速度パターン制御部46を備えている。軌跡生成部41〜速度パターン制御部46の内容については後述する。 The moving body control device 40 includes a locus generation unit 41, a speed pattern generation unit 42, a start time point determination unit 43, an end time point determination unit 44, a virtual time generation unit 45, and a speed pattern control unit 46. The contents of the locus generation unit 41 to the speed pattern control unit 46 will be described later.

(フォークリフト10の自走制御)
図2のフローチャートを用いて、フォークリフト10の自走制御方法を説明する。ステップS1において、始点位置/目標位置設定部35は、始点位置PSおよび目標位置PEを設定する。また、始点姿勢および目標姿勢を設定する。始点姿勢および目標姿勢は、始点位置PSおよび目標位置PEの各々におけるフォークリフト10の進行方向である。図3に、始点位置PSおよび目標位置PEの設定例を示す。図3では、始点位置PSおよび目標位置PEのxy座標が(0,0)で同一である場合を説明している。すなわち図3の例では、スタート位置とゴール位置が同一である。
(Self-propelled control of forklift 10)
The self-propelled control method of the forklift 10 will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S1, the start point position / target position setting unit 35 sets the start point position PS and the target position PE. In addition, the starting point posture and the target posture are set. The start point posture and the target posture are the traveling directions of the forklift 10 at each of the start point position PS and the target position PE. FIG. 3 shows a setting example of the start point position PS and the target position PE. FIG. 3 describes a case where the xy coordinates of the start point position PS and the target position PE are the same at (0,0). That is, in the example of FIG. 3, the start position and the goal position are the same.

ステップS2において、軌跡生成部41は、始点位置PSから目標位置PEまで移動するための目標軌跡TTを生成する。始点位置PSから目標位置PEまでの全曲線長、および、始点位置PSから所定の曲線長となる点の座標を計算することで、目標軌跡TTを生成することが可能である。なお、曲線長の求め方は様々であってよい。実曲線に対してわずかな誤差を含む近似曲線の長さを、曲線長の近似値として用いてもよい。図3の例では、始点位置PSを出発し、経由位置P1〜P5を順に経由して目標位置PEへ至る目標軌跡TTが生成されている。 In step S2, the locus generation unit 41 generates a target locus TT for moving from the start point position PS to the target position PE. It is possible to generate the target locus TT by calculating the total curve length from the start point position PS to the target position PE and the coordinates of the points having a predetermined curve length from the start point position PS. There may be various ways to obtain the curve length. The length of the approximate curve including a slight error with respect to the real curve may be used as the approximate value of the curve length. In the example of FIG. 3, a target locus TT is generated starting from the start point position PS and reaching the target position PE via the transit positions P1 to P5 in order.

ステップS3において、速度パターン生成部42は、目標軌跡TT上を移動するための速度パターンを設定する。 速度パターンは始点位置PSから目標位置PEに到達するまでの移動期間の全体に亘る速度の変化を示すパターンである。速度パターンは、目標位置PEにて速度および角速度がゼロとなるように生成される。図3の目標軌跡TTに対して設計された速度パターンVPの一例を、図4に示す。縦軸はフォークリフト10の移動速度であり、横軸は実時刻である。速度パターンVPの積分値(斜線部)が、始点位置PSから目標位置PEまでの経路長である。 In step S3, the velocity pattern generation unit 42 sets a velocity pattern for moving on the target locus TT. The velocity pattern is a pattern showing a change in velocity over the entire movement period from the start point position PS to the target position PE. The velocity pattern is generated so that the velocity and the angular velocity become zero at the target position PE. An example of the velocity pattern VP designed for the target locus TT of FIG. 3 is shown in FIG. The vertical axis is the moving speed of the forklift 10, and the horizontal axis is the real time. The integrated value (shaded portion) of the velocity pattern VP is the path length from the start point position PS to the target position PE.

ステップS4において、仮想時刻生成部45は、実時刻と対応した仮想時刻を生成する。仮想時刻は、実時刻と対応して常時生成される。仮想時刻は、横軸が実時刻であり縦軸が仮想時刻とした場合の実時刻と仮想時刻との関係を示す直線の傾きの、時間積分値である。 In step S4, the virtual time generation unit 45 generates a virtual time corresponding to the real time. The virtual time is always generated corresponding to the real time. The virtual time is a time integral value of the slope of a straight line indicating the relationship between the real time and the virtual time when the horizontal axis is the real time and the vertical axis is the virtual time.

後述する変更期間の開始指令(S6)が出力されるまでの期間は、実時刻と仮想時刻は一致する。換言すると、図5のグラフに示すように、実時刻tと仮想時刻eの関係は傾き1の直線で表される。仮想時刻は、実時刻tと仮想時刻eの直線の傾きの積分値になるため、下式(1)で表される。
式(1)は、変更期間の開始指令(S6)が出される前の期間における式であるため、λ(t)は1である。このときの速度目標値du/dtは、下式(2)のように求められる。
ここでuは曲線長、またはその近似値である。曲線長uと曲線を表す点(x,y)とは、例えば下式(3)のような多項式で表される関係がある。
ここでmは相似変換のスケーリングパラメータである。本実施例では、mは1とする。
The real time and the virtual time match in the period until the start command (S6) of the change period described later is output. In other words, as shown in the graph of FIG. 5, the relationship between the real time t and the virtual time e is represented by a straight line having a slope of 1. Since the virtual time is the integral value of the slope of the straight line between the real time t and the virtual time e, it is expressed by the following equation (1).
Since the equation (1) is an equation in the period before the start command (S6) of the change period is issued, λ (t) is 1. The speed target value du / dt at this time is obtained by the following equation (2).
Here, u is the curve length or an approximate value thereof. The curve length u and the points (x, y) representing the curve have a relationship represented by a polynomial such as the following equation (3).
Here, m is a scaling parameter for similarity transformation. In this embodiment, m is 1.

du/deは次式で定義されるため、上記のような関係があると、du/deは代数式(加減乗除とべき乗根だけの式)で求めることができる。
また角速度目標値は、下式(4)のように求まる。
ここでκは曲率である。式(2)で求まる速度目標値と、式(4)で求まる角速度目標値は、フォークリフト10の移動を制御する際のフィードフォワード値として用いることができる。
Since du / de is defined by the following equation, du / de can be obtained by an algebraic expression (an expression of only addition, subtraction, multiplication, division and exponentiation) if the above relationship is established.
The angular velocity target value can be obtained by the following equation (4).
Where κ is the curvature. The speed target value obtained by the equation (2) and the angular velocity target value obtained by the equation (4) can be used as feed forward values when controlling the movement of the forklift 10.

ステップS5において、車体12の移動を開始する。具体的には、速度パターン制御部46は、速度パターンVPを制御指令生成部48へ出力する。なお、後述する変更期間の開始指令(S6)が出力されるまでの期間では、変更されていない初期状態の速度パターンVPが出力される。制御指令生成部48は、軌跡生成部41で生成された目標軌跡TTと、速度パターン制御部46から入力される速度パターンVPと、自己位置推定部38で算出されるフォークリフト10の現在位置とに基づいて、目標位置PEまで車体12を移動するための制御指令値を算出する。生成された制御指令値は、操舵制御部21および駆動制御部22に入力される。 In step S5, the movement of the vehicle body 12 is started. Specifically, the speed pattern control unit 46 outputs the speed pattern VP to the control command generation unit 48. In the period until the start command (S6) of the change period described later is output, the speed pattern VP in the initial state that has not been changed is output. The control command generation unit 48 sets the target locus TT generated by the locus generation unit 41, the speed pattern VP input from the speed pattern control unit 46, and the current position of the forklift 10 calculated by the self-position estimation unit 38. Based on this, the control command value for moving the vehicle body 12 to the target position PE is calculated. The generated control command value is input to the steering control unit 21 and the drive control unit 22.

ステップS6において、仮想時刻生成部45は、開始時点決定部43から、変更期間CTの開始指令を受信したか否かを判断する。変更期間CTは、速度パターンVPを変更する期間である。変更期間CTの開始指令は、開始時点決定部43が速度パターンVPの変更開始を決定したことに応じて出力される指令である。例えば、異常が発生した場合(例:測域センサ26から障害物が検出されたことを報知された場合)に、速度パターンVPの変更開始が決定されてもよい。否定判断される場合(S6:NO)にはステップS10へ進み、肯定判断される場合(S6:YES)にはステップS7へ進む。 In step S6, the virtual time generation unit 45 determines whether or not the start command of the change period CT has been received from the start time determination unit 43. The change period CT is a period during which the speed pattern VP is changed. The change period CT start command is a command output in response to the start time determination unit 43 determining the change start of the speed pattern VP. For example, when an abnormality occurs (eg, when the range sensor 26 notifies that an obstacle has been detected), it may be decided to start changing the speed pattern VP. If a negative judgment is made (S6: NO), the process proceeds to step S10, and if a positive judgment is made (S6: YES), the process proceeds to step S7.

ステップS7において、仮想時刻生成部45は、仮想時刻を変更する。具体的には、実時刻tと仮想時刻eの関係を示す直線の傾きを小さくすることで、実時刻tに対する仮想時刻eの経過速度を低下させる。速度パターン制御部46は、変更後の仮想時刻に基づいて速度パターンを変更し、変更後の速度パターンを制御指令生成部48へ出力する。 In step S7, the virtual time generation unit 45 changes the virtual time. Specifically, by reducing the slope of the straight line indicating the relationship between the real time t and the virtual time e, the elapsed speed of the virtual time e with respect to the real time t is reduced. The speed pattern control unit 46 changes the speed pattern based on the changed virtual time, and outputs the changed speed pattern to the control command generation unit 48.

具体例を用いて説明する。図6の実線は、初期状態の速度パターンVPを示しており、図4と同一のパターンである。図6の点線は、変更後の速度パターンVPaを示している。初期状態の速度パターンVPにおいて、速度を0.3倍速にする「変更期間の開始指令」が、変更期間CTの開始時点である実時刻t1(13.5s)に発生した場合を説明する。図7に示すように、実時刻t1以降における実時刻tと仮想時刻eの関係は、傾きを0.3とした直線LL1に変更される。すなわち、実時刻tに対する仮想時刻eの経過速度を低下させることができる。よって、現時刻と対応する仮想時刻は下式(5)により算出できる。
ここで、λ(t)は0.3である。得られた仮想時刻を用いて、式(2)および(4)により速度目標値および角速度目標値を求める。
A specific example will be described. The solid line in FIG. 6 shows the speed pattern VP in the initial state, which is the same pattern as in FIG. The dotted line in FIG. 6 shows the changed speed pattern VPa. In the speed pattern VP in the initial state, the case where the “change period start command” for increasing the speed by 0.3 times is generated at the actual time t1 (13.5 s), which is the start time of the change period CT, will be described. As shown in FIG. 7, the relationship between the real time t and the virtual time e after the real time t1 is changed to a straight line LL1 having a slope of 0.3. That is, the elapsed speed of the virtual time e with respect to the real time t can be reduced. Therefore, the virtual time corresponding to the current time can be calculated by the following equation (5).
Here, λ (t) is 0.3. Using the obtained virtual time, the velocity target value and the angular velocity target value are obtained by the equations (2) and (4).

これにより、速度パターン制御部46によって、仮想時刻に基づいて速度パターンが変更される。具体的には、図6の実時刻t1からt2までの期間TE1に示すように、変更前の速度パターンVP(実線)で示されている目標速度よりも、変更後の速度パターンVPa(点線)を低下させることができる。 As a result, the speed pattern control unit 46 changes the speed pattern based on the virtual time. Specifically, as shown in the period TE1 from the real time t1 to t2 in FIG. 6, the speed pattern VPa (dotted line) after the change is higher than the target speed shown by the speed pattern VP (solid line) before the change. Can be reduced.

ステップS8において、仮想時刻生成部45は、終了時点決定部44から、変更期間CTの終了指令を受信したか否かを判断する。変更期間CTの終了指令は、終了時点決定部44が速度パターンVPを元に戻すことを決定したことに応じて出力される指令である。例えば、異常が解消した場合(例:測域センサ26で障害物が検出されなくなったことが報知された場合)に、速度パターンVPの変更終了が決定されてもよい。否定判断される場合(S8:NO)にはステップS8へ戻り待機し、肯定判断される場合(S8:YES)にはステップS9へ進む。 In step S8, the virtual time generation unit 45 determines whether or not the end command of the change period CT has been received from the end time determination unit 44. The end command of the change period CT is a command output in response to the decision of the end time determination unit 44 to restore the speed pattern VP. For example, when the abnormality is resolved (eg, when the range sensor 26 notifies that the obstacle is no longer detected), the end of changing the speed pattern VP may be determined. If a negative judgment is made (S8: NO), the process returns to step S8 and waits, and if a positive judgment is made (S8: YES), the process proceeds to step S9.

ステップS9において、仮想時刻生成部45は、仮想時刻を元に戻す。具体的には、実時刻tと仮想時刻eの関係を示す直線の傾きを「1」に戻すことで、実時刻tに対する仮想時刻eの経過速度を同一にする。速度パターン制御部46は、仮想時刻に基づいて速度パターンを元に戻し、戻された速度パターンを制御指令生成部48へ出力する。 In step S9, the virtual time generation unit 45 restores the virtual time. Specifically, by returning the slope of the straight line indicating the relationship between the real time t and the virtual time e to "1", the elapsed speed of the virtual time e with respect to the real time t is made the same. The speed pattern control unit 46 restores the speed pattern based on the virtual time, and outputs the returned speed pattern to the control command generation unit 48.

具体例を用いて説明する。図6の変更後の速度パターンVPa(点線)において、速度を1倍速に戻す「変更期間の終了指令」が、実時刻t2(16s)に発生した場合を説明する。図8に示すように、実時刻t2以降における実時刻tと仮想時刻eの関係は、傾きを1とした直線LL2に変更される。よって、現時刻と対応する仮想時刻は下式(6)により算出できる。
ここで、λ(t)は1である。得られた仮想時刻を用いて、式(2)および(4)により速度目標値および角速度目標値を求める。
A specific example will be described. In the changed speed pattern VPa (dotted line) of FIG. 6, the case where the “end command of the change period” for returning the speed to the 1x speed is generated at the actual time t2 (16s) will be described. As shown in FIG. 8, the relationship between the real time t and the virtual time e after the real time t2 is changed to the straight line LL2 having the slope of 1. Therefore, the virtual time corresponding to the current time can be calculated by the following equation (6).
Here, λ (t) is 1. Using the obtained virtual time, the velocity target value and the angular velocity target value are obtained by the equations (2) and (4).

これにより、速度パターン制御部46によって、仮想時刻に基づいて速度パターンが元に戻される。具体的には、図6の変更後の速度パターンVPa(点線)において、実時刻t3以降の期間TE2における速度パターン形状が、変更前の速度パターンVP(実線)と同一となる。すなわち図6に示すように、初期状態の速度パターンVP(実線)に、速度パターンが変更された期間(変更期間CT)が挿入されることによって、以降の速度パターンVP(実線)が仮想時刻分だけ時間軸方向Y1にずれ、変更後の速度パターンVPa(点線)となる。変更された速度パターンと、未来方向である時間軸方向Y1へずらした速度パターンとは、実時刻t3において接続点CPで必ず接続する。これは、時間軸の調整により速度パターンを変更しているためである。また、変更後の速度パターンVPaの時間積分値(図6の斜線部)と、初期状態の速度パターンVPの時間積分値(図4の斜線部)とは等しくなる。 As a result, the speed pattern control unit 46 restores the speed pattern based on the virtual time. Specifically, in the changed speed pattern VPa (dotted line) in FIG. 6, the speed pattern shape in the period TE2 after the real time t3 is the same as the speed pattern VP (solid line) before the change. That is, as shown in FIG. 6, by inserting the period in which the speed pattern is changed (change period CT) into the speed pattern VP (solid line) in the initial state, the subsequent speed pattern VP (solid line) becomes the virtual time. The velocity pattern VPa (dotted line) after the change is obtained by shifting in the time axis direction Y1. The changed speed pattern and the speed pattern shifted to the time axis direction Y1 which is the future direction are always connected at the connection point CP at the real time t3. This is because the speed pattern is changed by adjusting the time axis. Further, the time integral value of the changed speed pattern VPa (shaded portion in FIG. 6) and the time integrated value of the speed pattern VP in the initial state (shaded portion in FIG. 4) are equal to each other.

効果を説明する。予め設計された初期状態の速度パターンVP(実線)を残しつつ、変更期間CTにおいて速度を加減速することが可能となる。目標軌跡TTや速度パターンを再生成する必要なく、一時的に速度を抑制したり停止させたりすることが可能となる。 Explain the effect. It is possible to accelerate or decelerate the speed during the change period CT while leaving the speed pattern VP (solid line) in the initial state designed in advance. It is possible to temporarily suppress or stop the speed without having to regenerate the target trajectory TT or the speed pattern.

ステップS10において、制御指令生成部48は、目標位置PEまで到達したか否かを判断する。否定判断される場合(S10:NO)にはステップS6へ戻り、肯定判断される場合(S10:YES)にはフローを終了する。 In step S10, the control command generation unit 48 determines whether or not the target position PE has been reached. If a negative judgment is made (S10: NO), the process returns to step S6, and if a positive judgment is made (S10: YES), the flow ends.

実施例1では、変更期間の開始指令(S6)に応じて速度パターン変更(S7)を行う形態を説明した。実施例2では、予め設計された目標軌跡TTを用いて、転倒等の危険がある箇所(例:急カーブ部分)において速度パターンを予め変更する形態を説明する。 In the first embodiment, a mode in which the speed pattern is changed (S7) in response to the start command (S6) of the change period has been described. In the second embodiment, a mode in which the speed pattern is changed in advance at a place where there is a risk of falling or the like (eg, a sharp curve portion) will be described using a pre-designed target locus TT.

実施例1のフローチャート(図2)に対して、実施例2において異なる部分について、以下に説明する。ステップS1において、始点位置/目標位置設定部35は、始点位置PSおよび目標位置PEを設定する。ステップS2において軌跡生成部41は、目標軌跡TTを生成する。図9に、始点位置PS、目標位置PE、目標軌跡TTの設定例を示す。図9では、始点位置PSのxy座標が(0,0)であり、目標位置PEのxy座標が(9,3)である場合を説明している。 The parts different from the flowchart of the first embodiment (FIG. 2) in the second embodiment will be described below. In step S1, the start point position / target position setting unit 35 sets the start point position PS and the target position PE. In step S2, the locus generation unit 41 generates the target locus TT. FIG. 9 shows a setting example of the start point position PS, the target position PE, and the target locus TT. FIG. 9 describes a case where the xy coordinate of the start point position PS is (0,0) and the xy coordinate of the target position PE is (9,3).

ステップS3において、速度パターン生成部42は、目標軌跡TT上を移動するための初期状態の速度パターンを設定する。図10に、図9の目標軌跡TTに対して設計された速度パターンの具体例を示す。図10の実線は初期状態の速度パターンVP1を示しており、破線は変更後の速度パターンVP1aを示している。 In step S3, the speed pattern generation unit 42 sets the speed pattern in the initial state for moving on the target locus TT. FIG. 10 shows a specific example of the velocity pattern designed for the target locus TT of FIG. The solid line in FIG. 10 shows the speed pattern VP1 in the initial state, and the broken line shows the speed pattern VP1a after the change.

ステップS4において、仮想時刻生成部45は、実時刻と対応した仮想時刻を生成する。このとき、実施例2では、急カーブでの遠心力を制限するように仮想時刻が生成される。以下に説明する。 In step S4, the virtual time generation unit 45 generates a virtual time corresponding to the real time. At this time, in the second embodiment, the virtual time is generated so as to limit the centrifugal force on the sharp curve. This will be described below.

xy平面内の2次元において、経路の曲率をκ、曲率半径1/κ=rとする。速度vは経路の接線方向に出ているため、向心加速度aは速度vの直交方向となる。速度v=ds/dtであるため、向心加速度aは、下式(7)で求められる。
In two dimensions in the xy plane, the curvature of the path is κ and the radius of curvature 1 / κ = r. Since the velocity v is tangential to the path, the centripetal acceleration a is orthogonal to the velocity v. Since the velocity v = ds / dt, the centripetal acceleration a can be obtained by the following equation (7).

向心加速度aの絶対値の最大値amaxが、ユーザや外部装置(例:荷重判定装置)によって与えられるとする。最大値amaxは、スリップ防止や荷崩れ防止の観点から定めてもよい。この場合、傾きλの値は下式(8)のように求めることができる。
It is assumed that the maximum value a max of the absolute value of the centripetal acceleration a is given by a user or an external device (eg, a load determination device). The maximum value a max may be determined from the viewpoint of slip prevention and load collapse prevention. In this case, the value of the slope λ can be obtained as shown in the following equation (8).

なお、式(3)の多項式を用いている場合には、ds/duはほとんど1であるため無視できる。よって式(8)は、下式(9)のように簡略化することができる。
When the polynomial of the equation (3) is used, ds / du is almost 1, so it can be ignored. Therefore, the equation (8) can be simplified as in the following equation (9).

曲率κおよびds/duは、仮想時刻eに対して十分に滑らかであるとみなせる。またdu/deもユーザが設計した速度パターンであるため、十分に滑らかであるとみなせる。そのため、傾きλも時間に対して滑らかに変化する。 Curvatures κ and ds / du can be considered smooth enough for virtual time e. Also, since du / de is also a speed pattern designed by the user, it can be regarded as sufficiently smooth. Therefore, the slope λ also changes smoothly with time.

図11に、式(7)を用いて算出された向心加速度aのグラフを示す。図11の実線は、初期状態の速度パターンVP1(図10)に対応する向心加速度パターンAPを示している。図11の点線は、変更後の速度パターンVP1aに対応する向心加速度パターンAPaを示している。また図11では、向心加速度の最大値amaxが0.8である場合を説明している。初期状態の速度パターンVP1に対応する向心加速度パターンAPでは、期間TR1(図9の左カーブ期間)および期間TR2(右カーブ期間)において、向心加速度aが最大値amaxを超過していることが分かる。 FIG. 11 shows a graph of the centripetal acceleration a calculated using the equation (7). The solid line in FIG. 11 shows the centripetal acceleration pattern AP corresponding to the velocity pattern VP1 (FIG. 10) in the initial state. The dotted line in FIG. 11 shows the centripetal acceleration pattern APa corresponding to the changed velocity pattern VP1a. Further, FIG. 11 describes a case where the maximum value a max of the centripetal acceleration is 0.8. In the centripetal acceleration pattern AP corresponding to the velocity pattern VP1 in the initial state, the centripetal acceleration a exceeds the maximum value a max in the period TR1 (left curve period in FIG. 9) and the period TR2 (right curve period). You can see that.

図12に、式(9)を用いて算出された傾きλのグラフを示す。図12の期間TR1aおよび期間TR2aは、図11の期間TR1およびTR2と、図10の変更期間CT1およびCT2に対応している。図12の期間TR1aおよび期間TR2aにおいて、傾きλが1から小さくなるように変更されている。実施例1で前述したように、傾きλが1より小さくなることに応じて、実時刻tに対する仮想時刻eの経過速度を低下させることができる。よって、変更後の速度パターンVP1a(図10点線)に示すように、変更期間CT1およびCT2において、速度を低下させるように速度パターンを変更することができる。その結果、変更後の速度パターンVP1aに対応する向心加速度パターンAPa(図11点線)では、向心加速度aが最大値amaxを超過しないように抑制することができる。なお、図12において傾きλが連続に変化しているため、速度パターンVP1aの変更期間CT1およびCT2において速度も連続に変化する。よって制御指令生成部48は、速度パターンVP1aに十分に追従することができる。 FIG. 12 shows a graph of the slope λ calculated using the equation (9). The periods TR1a and TR2a in FIG. 12 correspond to the periods TR1 and TR2 in FIG. 11 and the modification periods CT1 and CT2 in FIG. In the period TR1a and the period TR2a of FIG. 12, the slope λ is changed so as to be smaller than 1. As described above in the first embodiment, the elapsed speed of the virtual time e with respect to the real time t can be reduced as the slope λ becomes smaller than 1. Therefore, as shown in the changed speed pattern VP1a (dotted line in FIG. 10), the speed pattern can be changed so as to reduce the speed during the change periods CT1 and CT2. As a result, in the centripetal acceleration pattern APa (dotted line in FIG. 11) corresponding to the changed velocity pattern VP1a, the centripetal acceleration a can be suppressed so as not to exceed the maximum value a max . Since the slope λ changes continuously in FIG. 12, the speed also changes continuously during the change periods CT1 and CT2 of the speed pattern VP1a. Therefore, the control command generation unit 48 can sufficiently follow the speed pattern VP1a.

(効果)
目標軌跡TTは予め設計しているため、転倒や荷崩れの危険性があるような急カーブ箇所は事前情報として把握することができる。実施例2の技術では、急カーブ箇所において速度を低下させるような速度パターンを、目標軌跡TTを用いて予め作成することができる。これにより、目標軌跡TTや速度パターンを再生成する必要なく、速度パターンの補正を行うことが可能となる。
(effect)
Since the target trajectory TT is designed in advance, it is possible to grasp the sharp curve portion where there is a risk of falling or the load collapse as prior information. In the technique of the second embodiment, a speed pattern that reduces the speed at a sharp curve portion can be created in advance using the target locus TT. This makes it possible to correct the velocity pattern without having to regenerate the target trajectory TT or the velocity pattern.

実施例3では、予め設計された目標軌跡TTを用いて、操舵速度が高くなる箇所(例:目標物(パレット)を取るためにレーンチェンジする箇所)において速度パターンを予め変更する形態を説明する。フォークリフト10は、操舵を行うための(不図示)を備えている。操舵速度は、ハンドルの回転速度である。 In the third embodiment, a mode in which the speed pattern is changed in advance at a place where the steering speed becomes high (example: a place where the lane is changed to take the target object (pallet)) is described by using the target locus TT designed in advance. .. The forklift 10 is provided for steering (not shown). The steering speed is the rotation speed of the steering wheel.

実施例2に対して異なる部分について、以下に説明する。ステップS4において、仮想時刻生成部45は、実時刻と対応した仮想時刻を生成する。このとき、実施例3では、操舵速度を制限するように仮想時刻が生成される。以下に説明する。 The parts that differ from the second embodiment will be described below. In step S4, the virtual time generation unit 45 generates a virtual time corresponding to the real time. At this time, in the third embodiment, the virtual time is generated so as to limit the steering speed. This will be described below.

操舵車輪の角度をΦとし、経路の曲率をκとする。非操舵輪(フォークリフト10の前輪)の中心を原点とする。フォークリフト10を上空から見て、車両の進行方向をx軸、進行方向に対して左側をy軸とする。操舵用車輪の中心の位置ベクトルを(l,l,0)とする。この場合、操舵速度dΦ/dtは、下式(10)で求められる。
Let Φ be the angle of the steering wheel and κ be the curvature of the path. The origin is the center of the non-steering wheels (front wheels of the forklift 10). When the forklift 10 is viewed from above, the traveling direction of the vehicle is the x-axis, and the left side with respect to the traveling direction is the y-axis. The position vector of the center of the steering wheel and (l x, l y, 0 ). In this case, the steering speed dΦ / dt is obtained by the following equation (10).

操舵速度の絶対値の最大値(dΦ/dt)maxが、ユーザや外部装置によって与えられるとする。この場合、傾きλの値は下式(11)のように求めることができる。前述したように、この傾きλは滑らかに変化する。
It is assumed that the maximum value (dΦ / dt) max of the absolute value of the steering speed is given by the user or an external device. In this case, the value of the slope λ can be obtained as shown in the following equation (11). As described above, this slope λ changes smoothly.

(効果)
目標軌跡TTは予め設計しているため、操舵速度が上限を超えてしまう箇所は事前に把握することができる。実施例3の技術では、把握された箇所において操舵速度が上限を超過しないような速度パターンを、目標軌跡TTを用いて予め作成することができる。これにより、目標軌跡TTや速度パターンを再生成する必要なく、速度パターンの補正を行うことが可能となる。
(effect)
Since the target trajectory TT is designed in advance, it is possible to grasp in advance the portion where the steering speed exceeds the upper limit. In the technique of the third embodiment, a speed pattern in which the steering speed does not exceed the upper limit at the grasped portion can be created in advance using the target locus TT. This makes it possible to correct the velocity pattern without having to regenerate the target trajectory TT or the velocity pattern.

実施例4では、実時刻tと仮想時刻eの直線の傾きをマイナスとすることで、バック走行を可能にする形態を説明する。実施例1のフローチャート(図2)に対して、実施例4において異なる部分について、以下に説明する。ステップS1において、始点位置PSおよび目標位置PEが設定される。ステップS2において、目標軌跡TTが生成される。実施例4では、図9に示すような始点位置PS、目標位置PE、目標軌跡TTが設定される場合を説明する。 In the fourth embodiment, a mode in which the back running is possible by setting the slope of the straight line between the real time t and the virtual time e to be negative will be described. The parts different from the flowchart of the first embodiment (FIG. 2) in the fourth embodiment will be described below. In step S1, the start point position PS and the target position PE are set. In step S2, the target locus TT is generated. In the fourth embodiment, a case where the start point position PS, the target position PE, and the target locus TT as shown in FIG. 9 are set will be described.

ステップS3において、速度パターン生成部42は、目標軌跡TT上を移動するための初期状態の速度パターンを設定する。図13に、図9の目標軌跡TTに対して設計された速度パターンの具体例を示す。図13の実線は初期状態の速度パターンVP2を示しており、破線は変更後の速度パターンVP2aを示している。 In step S3, the speed pattern generation unit 42 sets the speed pattern in the initial state for moving on the target locus TT. FIG. 13 shows a specific example of the velocity pattern designed for the target locus TT of FIG. The solid line in FIG. 13 shows the speed pattern VP2 in the initial state, and the broken line shows the speed pattern VP2a after the change.

ステップS6において、バック走行することを指示する「変更期間の開始指令」を仮想時刻生成部45が受信した場合には、ステップS7において仮想時刻生成部45は、実時刻tと仮想時刻eの関係を示す直線の傾きλを「負」に変更する。これにより、実時刻tに対する仮想時刻eの経過速度を「負」にする(すなわち時間を逆行させる)ことができる。実時刻tに対する仮想時刻eの経過速度が「負」の期間中においては、車体12を目標軌跡TT上でバック走行させることができる。 In step S6, when the virtual time generation unit 45 receives the "change period start command" instructing the vehicle to travel backward, the virtual time generation unit 45 in step S7 has a relationship between the real time t and the virtual time e. Change the slope λ of the straight line indicating that to “negative”. As a result, the elapsed speed of the virtual time e with respect to the real time t can be made "negative" (that is, the time is reversed). During the period when the elapsed speed of the virtual time e with respect to the real time t is “negative”, the vehicle body 12 can be back-traveled on the target trajectory TT.

具体例を用いて説明する。図13の速度パターンに対応した、実時刻tと仮想時刻eの関係を、図14に示す。開始時点である時刻t10からt11までの期間では、仮想時刻と実時刻が一致している。よって、図14の傾きλは1であり、図13では速度パターンVP2とVP2aとが一致している。 A specific example will be described. The relationship between the real time t and the virtual time e corresponding to the speed pattern of FIG. 13 is shown in FIG. In the period from time t10 to t11, which is the start time, the virtual time and the real time match. Therefore, the slope λ in FIG. 14 is 1, and in FIG. 13, the velocity patterns VP2 and VP2a coincide with each other.

時刻t11(図14)において、傾きλを−1にする(すなわちバック走行する)ことを指示する「変更期間の開始指令」が入力されると、傾きλが減少し始める。なお、傾きλの変化の割合は、事前に与えられている定数で定めることができる。そして、時刻t12以降において傾きλは「負」となるため、速度パターンVP2a(図13)に示すように、時刻t12以降はバック走行する。 At time t11 (FIG. 14), when the "start command of the change period" instructing the inclination λ to be -1 (that is, running backward) is input, the inclination λ starts to decrease. The rate of change of the slope λ can be determined by a constant given in advance. Then, since the slope λ becomes “negative” after the time t12, the vehicle travels backward after the time t12 as shown in the speed pattern VP2a (FIG. 13).

時刻t13において、傾きλを0にする(すなわち停止する)ことを指示する「変更期間の開始指令」が入力されると、図14に示すように、傾きλが時刻t14以降において「0」となる。よって速度パターンVP2a(図13)に示すように、時刻t14以降は停止する。 When the "start command of the change period" instructing to set the slope λ to 0 (that is, to stop) is input at the time t13, the slope λ becomes “0” after the time t14 as shown in FIG. Become. Therefore, as shown in the speed pattern VP2a (FIG. 13), the vehicle stops after the time t14.

時刻t15において、傾きλを1にする(すなわち前進する)ことを指示する「変更期間の開始指令」が入力されると、図14に示すように、傾きλが増加し始める。よって速度パターンVP2a(図13)に示すように、時刻t15から前進し始める。傾きλ(図14)は、時刻t16以降において「1」となる。よって図13に示すように、時刻t16以降の速度パターンVP2a(点線)の形状は、速度パターンVP2(実線)の後半部分と同一形状となる。 At time t15, when the “change period start command” instructing the inclination λ to be 1 (that is, to move forward) is input, the inclination λ starts to increase as shown in FIG. Therefore, as shown in the velocity pattern VP2a (FIG. 13), the vehicle starts moving forward at time t15. The slope λ (FIG. 14) becomes “1” after time t16. Therefore, as shown in FIG. 13, the shape of the speed pattern VP2a (dotted line) after the time t16 is the same as the latter half of the speed pattern VP2 (solid line).

(効果)
実時刻tと仮想時刻eの直線の傾きλを「負」とすることで、仮想時刻eを逆行させることができる。これにより、目標軌跡TTや速度パターンを再生成する必要なく、目標軌跡TT上をバック走行させることが可能となる。
(effect)
By setting the slope λ of the straight line between the real time t and the virtual time e to be “negative”, the virtual time e can be reversed. As a result, it is possible to drive back on the target locus TT without having to regenerate the target locus TT and the speed pattern.

以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although the examples of the techniques disclosed in the present specification have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above.

(変形例)
本明細書に記載されている技術は、「事前に決められた軌跡上を走行し、終点にて速度をゼロにする」というタスク全般に対して適用が可能である。従って本明細書の技術は、例えば、自動運転車による自動駐車の技術にも適用可能である。この場合、速度パターンを変更するトリガの一例としては、衝突防止のための緊急停止や減速などが挙げられる。また本明細書の技術は、例えば、自動運転バスの技術にも適用可能である。この場合、速度パターンを変更するトリガの一例としては、信号が赤に変わった場合の停止指示や、バス停で待機している人がいる場合のバス停での停車指示などが挙げられる。
(Modification example)
The techniques described herein can be applied to the overall task of "running on a predetermined trajectory and zeroing speed at the end point". Therefore, the technique of the present specification can be applied to, for example, the technique of automatic parking by an autonomous vehicle. In this case, as an example of the trigger for changing the speed pattern, there is an emergency stop or deceleration for collision prevention. The technique of the present specification can also be applied to, for example, the technique of an autonomous driving bus. In this case, as an example of the trigger for changing the speed pattern, there is a stop instruction when the signal turns red, a stop instruction at the bus stop when there is a person waiting at the bus stop, and the like.

本実施例では、目標速度よりも速度を低下させるように速度パターンを変更する場合を説明したが、この形態に限られず、目標速度よりも速度を上昇させてもよい。例えば、自動運転バスの技術において、信号が黄色に変わった場合に加速することで交差点を通過する形態が挙げられる。 In this embodiment, the case where the speed pattern is changed so as to be lower than the target speed has been described, but the present invention is not limited to this mode, and the speed may be higher than the target speed. For example, in the technology of an autonomous driving bus, there is a form in which a vehicle passes through an intersection by accelerating when the signal turns yellow.

実施例1では、変更期間の開始指令(S6)が1回出された場合を説明したが、この形態に限られない。変更期間の開始指令が複数回出される場合においても、本明細書の技術は適用可能である。 In the first embodiment, the case where the start command (S6) of the change period is issued once has been described, but the present invention is not limited to this mode. The techniques herein are applicable even when the start command of the change period is issued multiple times.

移動体制御装置40はフォークリフト10の演算装置30内に備えられているとしたが、この形態に限られない。サーバなどの情報処理装置が備えるコンピュータ(CPU)によって制御プログラムが読み込まれることによって、情報処理装置が移動体制御装置40と同様の機能を発揮するとしてもよい。そして情報処理装置がフォークリフト10と通信することにより、フォークリフト10を走行させてもよい。 It is said that the moving body control device 40 is provided in the arithmetic unit 30 of the forklift 10, but the present invention is not limited to this form. When the control program is read by a computer (CPU) included in the information processing device such as a server, the information processing device may exhibit the same function as the mobile control device 40. Then, the forklift 10 may be driven by the information processing device communicating with the forklift 10.

本実施例では、測域センサ26として1次元走査型の測域センサを用いたが、各種のセンサを用いてもよい。例えば測域センサ26は、2D LiDAR、3D LiDAR、ステレオカメラ、単眼カメラ、距離画像センサなどでもよい。自己位置推定部38は、衛星測位を用いる手段によって自己位置を推定してもよい。 In this embodiment, a one-dimensional scanning type range sensor is used as the range sensor 26, but various sensors may be used. For example, the range sensor 26 may be a 2D LiDAR, a 3D LiDAR, a stereo camera, a monocular camera, a distance image sensor, or the like. The self-position estimation unit 38 may estimate the self-position by means using satellite positioning.

式(3)は、パラメトリック曲線の一例である。本実施例の技術では、様々なタイプのパラメトリック曲線を使用することが可能である。 Equation (3) is an example of a parametric curve. In the technique of this embodiment, it is possible to use various types of parametric curves.

本明細書に記載されている技術は、ガイドレスで移動体を自走させる技術に限られず、ガイド(例:磁気ガイド、レール)付きで自走する移動体にも適用可能である。特に、ガイド付きの場合であっても、位置決め用途がある場合に有効である。 The techniques described herein are not limited to techniques for self-propelling moving objects without guides, but are also applicable to self-propelled moving objects with guides (eg, magnetic guides, rails). In particular, even with a guide, it is effective when there is a positioning application.

ステップS2において、軌跡生成部41が生成する目標軌跡TTは、ガイドレス用にソフトウェア上で生成される軌跡に限られない。目標軌跡TTは、磁気ガイドなど、物理的に設置される軌跡であってもよい。 In step S2, the target locus TT generated by the locus generation unit 41 is not limited to the locus generated on the software for guideless use. The target locus TT may be a physically installed locus such as a magnetic guide.

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in the present specification or drawings achieve a plurality of objectives at the same time, and achieving one of the objectives itself has technical usefulness.

10:フォークリフト 12:車体 40:移動体制御装置 41:軌跡生成部 42:速度パターン生成部 43:開始時点決定部 44:終了時点決定部 45:仮想時刻生成部 46:速度パターン制御部 48:制御指令生成部 e:仮想時刻 t:実時刻 10: Forklift 12: Body 40: Moving body control device 41: Trajectory generation unit 42: Speed pattern generation unit 43: Start time determination unit 44: End time determination unit 45: Virtual time generation unit 46: Speed pattern control unit 48: Control Command generator e: Virtual time t: Real time

Claims (9)

移動体の移動を制御する移動体制御装置であって、
始点位置から目標位置まで移動するための目標軌跡を生成する軌跡生成部と、
前記目標軌跡上を移動するための速度パターンを設定する速度パターン生成部であって、
前記速度パターンは前記始点位置から前記目標位置に到達するまでの移動期間の全体に亘る速度の変化を示すパターンであり、前記速度パターンを時間積分すると前記目標軌跡の経路長になる、前記速度パターン生成部と、
前記速度パターンで使用される実時刻と対応した仮想時刻を生成する仮想時刻生成部であって、
前記仮想時刻は前記速度パターンの前記移動期間の少なくとも一部の変更期間において、前記実時刻に対する前記仮想時刻の経過速度を低下させることが可能な時刻である、前記仮想時刻生成部と、
前記変更期間中の前記速度パターンを前記仮想時刻に基づいて変更する速度パターン制御部であって、
前記変更期間中の速度を変更前の速度パターンで示されている目標速度よりも低下させるとともに、前記変更期間中の前記速度パターンを時間軸方向へ伸ばす、前記速度パターン制御部と、
を備え、
変更後の速度パターンの時間積分値が変更前の速度パターンの時間積分値と等しくなる、移動体制御装置。
It is a moving body control device that controls the movement of the moving body.
A locus generator that generates a target locus for moving from the start point position to the target position,
A speed pattern generator that sets a speed pattern for moving on the target trajectory.
The velocity pattern is a pattern showing a change in velocity over the entire movement period from the start point position to the target position, and when the velocity pattern is time-integrated, the path length of the target locus is obtained. Generation part and
A virtual time generator that generates a virtual time corresponding to the real time used in the speed pattern.
The virtual time is a time at which the elapsed speed of the virtual time with respect to the real time can be reduced in at least a part of the change period of the movement period of the speed pattern.
A speed pattern control unit that changes the speed pattern during the change period based on the virtual time.
The speed pattern control unit, which reduces the speed during the change period from the target speed indicated by the speed pattern before the change and extends the speed pattern during the change period in the time axis direction.
With
A moving body control device in which the time integral value of the speed pattern after the change becomes equal to the time integral value of the speed pattern before the change.
前記仮想時刻は、横軸が前記実時刻であり縦軸が前記仮想時刻とした場合の前記実時刻と前記仮想時刻との関係を示す直線の傾きの時間積分値であり、
前記仮想時刻生成部は、前記変更期間において、前記直線の傾きを小さくすることで前記実時刻に対する前記仮想時刻の経過速度を低下させる、請求項1に記載の移動体制御装置。
The virtual time is a time integral value of the slope of a straight line indicating the relationship between the real time and the virtual time when the horizontal axis is the real time and the vertical axis is the virtual time.
The moving body control device according to claim 1, wherein the virtual time generation unit reduces the elapsed speed of the virtual time with respect to the real time by reducing the inclination of the straight line during the change period.
前記変更期間の開始時点を決定する開始時点決定部を、前記移動体制御装置はさらに備え、
前記仮想時刻生成部は、前記開始時点から、前記実時刻に対する経過速度を低下させた前記仮想時刻を生成し、
前記速度パターン制御部は、前記開始時点以降において、速度を前記目標速度よりも低下させる、請求項1または2に記載の移動体制御装置。
The moving body control device further includes a start time determination unit for determining the start time of the change period.
The virtual time generation unit generates the virtual time in which the elapsed speed with respect to the real time is reduced from the start time.
The moving body control device according to claim 1 or 2, wherein the speed pattern control unit reduces the speed to be lower than the target speed after the start time.
前記目標軌跡上の障害物を検出する検出部を、前記移動体制御装置はさらに備え、
前記開始時点決定部は、前記検出部で障害物が検出されたことに応じて、前記変更期間の開始時点を決定する、請求項3に記載の移動体制御装置。
The moving body control device further includes a detection unit that detects an obstacle on the target trajectory.
The moving body control device according to claim 3, wherein the start time determination unit determines the start time of the change period in response to the detection of an obstacle by the detection unit.
前記変更期間の終了時点を決定する終了時点決定部を、前記移動体制御装置はさらに備え、
前記仮想時刻生成部は、前記終了時点から、前記実時刻に対する経過速度を元に戻した前記仮想時刻を生成し、
前記速度パターン制御部は、前記終了時点以降において、速度を前記目標速度に復帰させる、請求項1〜4の何れか1項に記載の移動体制御装置。
The moving body control device further includes an end time determination unit for determining the end time of the change period.
The virtual time generation unit generates the virtual time in which the elapsed speed with respect to the real time is restored from the end time.
The moving body control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the speed pattern control unit returns the speed to the target speed after the end time.
前記仮想時刻生成部は、前記目標軌跡上において前記移動体にかかる向心加速度を算出し、算出した前記向心加速度が予め定められたしきい値以上になる期間を前記変更期間とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の移動体制御装置。 The virtual time generation unit calculates the centripetal acceleration applied to the moving body on the target locus, and claims that the period during which the calculated centripetal acceleration becomes equal to or higher than a predetermined threshold value is defined as the change period. Item 2. The moving body control device according to any one of Items 1 to 5. 前記移動体は、操舵を行うためのハンドルを備えており、
前記仮想時刻生成部は、前記ハンドルの回転速度である操舵速度を算出し、算出した前記操舵速度が予め定められたしきい値以上になる期間を前記変更期間とする、請求項1〜6の何れか1項に記載の移動体制御装置。
The moving body is provided with a handle for steering.
The virtual time generation unit calculates the steering speed, which is the rotation speed of the handle, and sets the period during which the calculated steering speed becomes equal to or higher than a predetermined threshold value as the change period, according to claims 1 to 6. The moving body control device according to any one item.
前記仮想時刻生成部は、前記変更期間の一部において前記実時刻に対する前記仮想時刻の経過速度を負にすることが可能であり、
前記移動体は、前記実時刻に対する前記仮想時刻の経過速度が負の期間中において前記目標軌跡上をバックする、請求項1〜7の何れか1項に記載の移動体制御装置。
The virtual time generator can make the elapsed speed of the virtual time negative with respect to the real time in a part of the change period.
The moving body control device according to any one of claims 1 to 7, wherein the moving body backs up on the target locus during a period in which the elapsed speed of the virtual time with respect to the real time is negative.
情報処理装置のコンピュータに読込まれる、移動体の移動を制御する制御プログラムであって、
前記制御プログラムは、
始点位置から目標位置まで移動するための目標軌跡を生成する軌跡生成手段と、
前記目標軌跡上を移動するための速度パターンを設定する速度パターン生成手段であって、
前記速度パターンは前記始点位置から前記目標位置に到達するまでの移動期間の全体に亘る速度の変化を示すパターンであり、前記速度パターンを時間積分すると前記目標軌跡の経路長になる、前記速度パターン生成手段と、
前記速度パターンで使用される実時刻と対応した仮想時刻を生成する仮想時刻生成手段であって、
前記仮想時刻は前記速度パターンの前記移動期間の少なくとも一部の変更期間において、前記実時刻に対する前記仮想時刻の経過速度を低下させることが可能な時刻である、前記仮想時刻生成手段と、
前記変更期間中の前記速度パターンを前記仮想時刻に基づいて変更する速度パターン制御手段であって、
前記変更期間中の速度を変更前の速度パターンで示されている目標速度よりも低下させるとともに、前記変更期間中の前記速度パターンを時間軸方向へ伸ばす、前記速度パターン制御手段と、
して前記情報処理装置を機能させ、
変更後の速度パターンの時間積分値が変更前の速度パターンの時間積分値と等しくなる、制御プログラム。
A control program that controls the movement of a moving object that is read into the computer of an information processing device.
The control program
A locus generation means for generating a target locus for moving from a start point position to a target position,
A speed pattern generating means for setting a speed pattern for moving on the target trajectory.
The velocity pattern is a pattern showing a change in velocity over the entire movement period from the start point position to the target position, and when the velocity pattern is time-integrated, the path length of the target locus is obtained. Generation means and
A virtual time generation means that generates a virtual time corresponding to the real time used in the speed pattern.
The virtual time generation means and the virtual time generation means, wherein the virtual time is a time at which the elapsed speed of the virtual time with respect to the real time can be reduced in at least a part of the change period of the movement period of the speed pattern.
A speed pattern control means for changing the speed pattern during the change period based on the virtual time.
The speed pattern control means and the speed pattern control means for lowering the speed during the change period from the target speed indicated by the speed pattern before the change and extending the speed pattern during the change period in the time axis direction.
To make the information processing device function
A control program in which the time integral value of the changed speed pattern is equal to the time integral value of the speed pattern before the change.
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