JP2751061B2 - 移動体の走行制御装置 - Google Patents
移動体の走行制御装置Info
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- JP2751061B2 JP2751061B2 JP63315174A JP31517488A JP2751061B2 JP 2751061 B2 JP2751061 B2 JP 2751061B2 JP 63315174 A JP63315174 A JP 63315174A JP 31517488 A JP31517488 A JP 31517488A JP 2751061 B2 JP2751061 B2 JP 2751061B2
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- Japan
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- centrifugal force
- inclination
- rotation
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、走行路面の傾斜や車体に働く遠心力による
走行コースの変動を求める移動体の正確な位置を求めつ
つ、走行する移動体の走行制御装置に関するものであ
る。
走行コースの変動を求める移動体の正確な位置を求めつ
つ、走行する移動体の走行制御装置に関するものであ
る。
（発明の背景） 移動体の位置を検知する手段として、車輪の回転から
移動量と移動方向とを計測し加算してゆくことが考えら
れるが、この方法では誤差が累積して不正確になる問題
がある。
移動量と移動方向とを計測し加算してゆくことが考えら
れるが、この方法では誤差が累積して不正確になる問題
がある。
そこで相対位置が既知な３つのリフレクタを用い、移
動体から２つのリフレクタの挟角を検知して移動体の位
置を求める方法が提案された（特開昭59−67476号参
照）。すなわちこれは２つのリフレクタをつなぐ距離が
既知の一辺を弦とし、この弦を挟む前記挟角の軌跡によ
って決まる２つの円を求め、２つの円の交点として移動
体の位置を決めるものである。また位置が既知な３つの
リフレクタの方向を３つの位置で検出し、３位置間の移
動方向と移動量とを監視することによって移動体の位置
を決める方法も本願の出願人により提案されている（同
日付特許願（１））。
動体から２つのリフレクタの挟角を検知して移動体の位
置を求める方法が提案された（特開昭59−67476号参
照）。すなわちこれは２つのリフレクタをつなぐ距離が
既知の一辺を弦とし、この弦を挟む前記挟角の軌跡によ
って決まる２つの円を求め、２つの円の交点として移動
体の位置を決めるものである。また位置が既知な３つの
リフレクタの方向を３つの位置で検出し、３位置間の移
動方向と移動量とを監視することによって移動体の位置
を決める方法も本願の出願人により提案されている（同
日付特許願（１））。
これらリフレクタを用いて位置を決める方法において
も、位置を求める時間間隔内では移動体自身が移動量と
移動方法を監視しながら走行するわけであるから、車輪
の回転量や回転差から移動量・方向を求める場合にはそ
の間の誤差が累積することになる。
も、位置を求める時間間隔内では移動体自身が移動量と
移動方法を監視しながら走行するわけであるから、車輪
の回転量や回転差から移動量・方向を求める場合にはそ
の間の誤差が累積することになる。
一般に路面走行する移動体では予定の走行コースが前
記の方法や他の方法により決められても、路面状況、例
えば路面の傾き、特に移動体の左右方向の傾きや、旋回
時に作用する遠心力等の影響を受け、移動体の位置が不
正確になるという問題があった。
記の方法や他の方法により決められても、路面状況、例
えば路面の傾き、特に移動体の左右方向の傾きや、旋回
時に作用する遠心力等の影響を受け、移動体の位置が不
正確になるという問題があった。
（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、
左右車輪の回転量および回転量の差から位置を監視する
ようにして走行ルートを制御する場合に、路面の傾き、
遠心力等の影響を演算して位置の修正をしながら走行し
予定の走行ルートに高精度に追従させながら走行できる
ようにした移動体の走行制御装置を提供することを目的
とする。
左右車輪の回転量および回転量の差から位置を監視する
ようにして走行ルートを制御する場合に、路面の傾き、
遠心力等の影響を演算して位置の修正をしながら走行し
予定の走行ルートに高精度に追従させながら走行できる
ようにした移動体の走行制御装置を提供することを目的
とする。
（発明の構成） 本発明によればこの目的は、タイヤ付き左右車輪のそ
れぞれの回転量から求めた移動体の移動量および移動方
向から移動体の位置を求めつつ所定の走行コースを走行
する移動体に用いる走行制御装置において、左右車輪の
回転量を別々に検出する回転量検出手段と、移動体の左
右方向の傾きを検出する傾斜計と、前記傾きに対する左
右車輪の所定回転量ごとに生ずる進行量の差を記憶する
メモリ手段と、このメモリ手段から前記傾斜計で検出し
た移動体の傾きに対する左右車輪の進行量の差を求める
傾斜補正量演算手段と、この傾斜補正量演算手段で求め
た前記左右車輪の進行量の差と前記回転量検出手段で検
出した左右車輪の回転量とを用いて移動体の位置を求め
るコース演算手段とを備えることを特徴とする移動体の
走行制御装置、により達成される。
れぞれの回転量から求めた移動体の移動量および移動方
向から移動体の位置を求めつつ所定の走行コースを走行
する移動体に用いる走行制御装置において、左右車輪の
回転量を別々に検出する回転量検出手段と、移動体の左
右方向の傾きを検出する傾斜計と、前記傾きに対する左
右車輪の所定回転量ごとに生ずる進行量の差を記憶する
メモリ手段と、このメモリ手段から前記傾斜計で検出し
た移動体の傾きに対する左右車輪の進行量の差を求める
傾斜補正量演算手段と、この傾斜補正量演算手段で求め
た前記左右車輪の進行量の差と前記回転量検出手段で検
出した左右車輪の回転量とを用いて移動体の位置を求め
るコース演算手段とを備えることを特徴とする移動体の
走行制御装置、により達成される。
ここに遠心力などのデータをメモリしておき、必要に
応じて遠心力による修正を行うようにすることもでき
る。
応じて遠心力による修正を行うようにすることもでき
る。
（実施例） 第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図
は移動体の制御系を示すブロック図、第３図は移動体と
してのゴルフカートの側面図である。
は移動体の制御系を示すブロック図、第３図は移動体と
してのゴルフカートの側面図である。
第３図において符号10は車体フレーム、12（12a、12
b）はタイヤ付きの左右一対の後輪、14は１個の操向前
輪である。車体フレーム10は後輪12間から上方へ起立し
上端が前方へ水平にのびる上部フレーム10aを有する。
後輪12には電動走行モータ16の回転がチェーン18、20、
差動装置22を介して伝えられる。左右の後輪12a、12bの
回転量は左右一対のエンコーダ24（24a、24b）により別
々に検出される。前輪14は操向軸筒26に保持された操向
軸28の下端に取付けられている。この操向軸28の上端に
はクラッチ30を介して操舵用モータ32が接続される一
方、リンク34によってハンドル軸36の回転が伝えられる
ようになっている。すなわちクラッチ30の断続により、
自動走行時にはモータ32により、また手動走行時にはハ
ンドル38によって前輪14の操舵が選択的に行われるよう
になっている。
b）はタイヤ付きの左右一対の後輪、14は１個の操向前
輪である。車体フレーム10は後輪12間から上方へ起立し
上端が前方へ水平にのびる上部フレーム10aを有する。
後輪12には電動走行モータ16の回転がチェーン18、20、
差動装置22を介して伝えられる。左右の後輪12a、12bの
回転量は左右一対のエンコーダ24（24a、24b）により別
々に検出される。前輪14は操向軸筒26に保持された操向
軸28の下端に取付けられている。この操向軸28の上端に
はクラッチ30を介して操舵用モータ32が接続される一
方、リンク34によってハンドル軸36の回転が伝えられる
ようになっている。すなわちクラッチ30の断続により、
自動走行時にはモータ32により、また手動走行時にはハ
ンドル38によって前輪14の操舵が選択的に行われるよう
になっている。
40はコントローラであり走行用と操舵用の各モータ1
6、32の電力制御を行う回路や、インターフェース等を
有するものである。42は車体中央付近の下部に搭載され
た鉛蓄電池であり、この電池42の上を覆う平板44にはゴ
ルフバックが載せられて上フレーム10aに左右から立て
掛けるようになっている。車体フレーム10の後部には運
転者が立てるようにステップ46が突設されている。運転
者は必要に応じてこのステップ46に立ち、入力装置48、
メインスイッチ50、ハンドル38等を操作できるようにな
っている。
6、32の電力制御を行う回路や、インターフェース等を
有するものである。42は車体中央付近の下部に搭載され
た鉛蓄電池であり、この電池42の上を覆う平板44にはゴ
ルフバックが載せられて上フレーム10aに左右から立て
掛けるようになっている。車体フレーム10の後部には運
転者が立てるようにステップ46が突設されている。運転
者は必要に応じてこのステップ46に立ち、入力装置48、
メインスイッチ50、ハンドル38等を操作できるようにな
っている。
52は傾斜計であり、車体の左右方向の傾きθを検出す
る。
る。
次にCPU装置60を説明する。この装置60はデジタルコ
ンピュータからなるCPU62、半導体メモリ（記憶装置）6
4、パルスカウンタ66（66a、66b）を有する。両パルス
カウンタ66は左右後輪12の回転に伴ってエンコーダ24が
出力するパルスを別々にカウントする。これらカウンタ
66のカウント値は、コントローラ40に設けたインターフ
ェース（図示せず）を介してCPU62に読込まれる。メモ
リ64にはCPU62の動作プログラムの他に、走行予定ルー
ト等のデータや、後記の傾斜補正量、遠心力補正量、等
の位置修正に必要なデータが記憶されている。
ンピュータからなるCPU62、半導体メモリ（記憶装置）6
4、パルスカウンタ66（66a、66b）を有する。両パルス
カウンタ66は左右後輪12の回転に伴ってエンコーダ24が
出力するパルスを別々にカウントする。これらカウンタ
66のカウント値は、コントローラ40に設けたインターフ
ェース（図示せず）を介してCPU62に読込まれる。メモ
リ64にはCPU62の動作プログラムの他に、走行予定ルー
ト等のデータや、後記の傾斜補正量、遠心力補正量、等
の位置修正に必要なデータが記憶されている。
CPU62は第１図に示す機能の演算を、メモリ64に記憶
したプログラムに従って順次繰り返し行う。CPU62は、
まずメモリ64の一部であるコースメモリ手段64Aに記憶
した走行予定コースに従って操舵用モータ32と走行用モ
ータ16とを駆動する信号をコントローラ40に送る。この
走行コースの決定はコース演算手段62Aによって行われ
る。この結果前輪14が操舵され後輪12が駆動されて、走
行予定コースにほぼ沿って自走する。CPU62は走行中に
カウンタ66a、66bのカウンタ値から左右後輪12a、12bの
それぞれの回転量を別々に求める。すなわちこの実施例
では左右のエンコーダ24とカウンタ66とによって、左右
後輪12の回転量を別々に検出する回転量検出手段68（68
a、68b）が形成される。コース演算手段62Aは両回転量
検出手段68の出力ａ、ｂに基づいて、これらの平均（ａ
＋ｂ）/2によって移動量ｌを求め、またこれらの差（ａ
−ｂ）によって移動方向αの変化を求める。これら移動
量ｌと移動方向αの総和を求めることにより移動体の位
置を判断する。
したプログラムに従って順次繰り返し行う。CPU62は、
まずメモリ64の一部であるコースメモリ手段64Aに記憶
した走行予定コースに従って操舵用モータ32と走行用モ
ータ16とを駆動する信号をコントローラ40に送る。この
走行コースの決定はコース演算手段62Aによって行われ
る。この結果前輪14が操舵され後輪12が駆動されて、走
行予定コースにほぼ沿って自走する。CPU62は走行中に
カウンタ66a、66bのカウンタ値から左右後輪12a、12bの
それぞれの回転量を別々に求める。すなわちこの実施例
では左右のエンコーダ24とカウンタ66とによって、左右
後輪12の回転量を別々に検出する回転量検出手段68（68
a、68b）が形成される。コース演算手段62Aは両回転量
検出手段68の出力ａ、ｂに基づいて、これらの平均（ａ
＋ｂ）/2によって移動量ｌを求め、またこれらの差（ａ
−ｂ）によって移動方向αの変化を求める。これら移動
量ｌと移動方向αの総和を求めることにより移動体の位
置を判断する。
各後輪12のカウンタ66a,66bの１カウント値当りの進
行量の差dLは車輪12の接地径に依存し、この接地径は接
地圧に依存し、さらにこの接地圧は車体の傾きθに依存
する。進行量の差dLは、傾きθの一定範囲内では近似的
に次式で定義することができる。
行量の差dLは車輪12の接地径に依存し、この接地径は接
地圧に依存し、さらにこの接地圧は車体の傾きθに依存
する。進行量の差dLは、傾きθの一定範囲内では近似的
に次式で定義することができる。
dL＝ｋ・θ …（１） ここにｋは比例定数であり、路面状況により変化する
ものである。
ものである。
第４図はdLとθの関係を示す特性図であり、この図で
Ｉ、II、IIIはそれぞれ図に示すように路面が芝、アス
ファルト、土である場合を示す。この第４図の特性はメ
モリ手段64Bに記憶されている。すなわち走行コースの
各位置に対してどの定数ｋを用いるのかを示すためのデ
ータがこのメモリ手段64Bに記憶されている。
Ｉ、II、IIIはそれぞれ図に示すように路面が芝、アス
ファルト、土である場合を示す。この第４図の特性はメ
モリ手段64Bに記憶されている。すなわち走行コースの
各位置に対してどの定数ｋを用いるのかを示すためのデ
ータがこのメモリ手段64Bに記憶されている。
車体の傾きθは、傾斜計52の出力をA/Dコンバータ70
およびコントローラ40を介してCPU62に読込むことによ
り求める。傾斜補正量演算手段62Bは、走行位置に対す
る定数ｋをメモリ手段64Bから読出し、さらに求めたθ
に対して、左右車輪の所定回転量に対する左右車輪の進
行量の差すなわち傾斜補正量dLを前記（１）式を用いて
演算する。この傾斜補正量dLはコース演算手段62Aに入
力され、このコース演算手段62Aは予定の走行コースか
らの車体位置のずれを計算し、車体を正しいコースに乗
るように操舵用モータ32および走行用モータ16を制御す
る。
およびコントローラ40を介してCPU62に読込むことによ
り求める。傾斜補正量演算手段62Bは、走行位置に対す
る定数ｋをメモリ手段64Bから読出し、さらに求めたθ
に対して、左右車輪の所定回転量に対する左右車輪の進
行量の差すなわち傾斜補正量dLを前記（１）式を用いて
演算する。この傾斜補正量dLはコース演算手段62Aに入
力され、このコース演算手段62Aは予定の走行コースか
らの車体位置のずれを計算し、車体を正しいコースに乗
るように操舵用モータ32および走行用モータ16を制御す
る。
一方傾斜計52の出力電圧Ｖは、第５図に示すように遠
心力Ｆの影響を受けて変化する。
心力Ｆの影響を受けて変化する。
例えば重なりの移動により傾きを検出する方式の広く
用いられている傾斜計では、車体の傾き方向への遠心力
Ｆが大きくなると出力Ｖは増加し、見かけ上傾きθが増
加したようになる。そこで本実施例ではこの影響を除去
するために次のような補正を行う。
用いられている傾斜計では、車体の傾き方向への遠心力
Ｆが大きくなると出力Ｖは増加し、見かけ上傾きθが増
加したようになる。そこで本実施例ではこの影響を除去
するために次のような補正を行う。
第１図で64Cは第５図の特性を記憶するメモリ手段で
あり、前記メモリ手段64の一部で形成されるものであ
る。62Cは遠心力補正量演算手段であり、まず回転量検
出手段68の出力ａ、ｂの時間変化から遠心力Ｆを求め、
この遠心力Ｆに対する補正量ｄθをメモリ手段64Cの内
容すなわち第５図の特性に基づいて求める。この補正量
ｄθは傾斜補正量演算手段62Bに入力される。傾斜補正
量演算手段62Bは傾斜計52から求めた傾きθからこの遠
心力補正量ｄθを減算し、θ−ｄθを正しい傾きΘとし
て求める。そしてこの補正後の傾きΘに対する傾斜補正
量dLを求め、前記のようにコース演算手段62Aが正規の
走行コースからのずれを予測して正しいコースに乗るよ
うに操舵し、走行速度を制御する。
あり、前記メモリ手段64の一部で形成されるものであ
る。62Cは遠心力補正量演算手段であり、まず回転量検
出手段68の出力ａ、ｂの時間変化から遠心力Ｆを求め、
この遠心力Ｆに対する補正量ｄθをメモリ手段64Cの内
容すなわち第５図の特性に基づいて求める。この補正量
ｄθは傾斜補正量演算手段62Bに入力される。傾斜補正
量演算手段62Bは傾斜計52から求めた傾きθからこの遠
心力補正量ｄθを減算し、θ−ｄθを正しい傾きΘとし
て求める。そしてこの補正後の傾きΘに対する傾斜補正
量dLを求め、前記のようにコース演算手段62Aが正規の
走行コースからのずれを予測して正しいコースに乗るよ
うに操舵し、走行速度を制御する。
この実施例では（１）式のｋは走行位置により変化す
るものとしてそのデータをメモリ手段64Bに記憶してい
るが、本発明は最も単純化して単一のｋを用いて演算す
るようにしてもよい。
るものとしてそのデータをメモリ手段64Bに記憶してい
るが、本発明は最も単純化して単一のｋを用いて演算す
るようにしてもよい。
また実施例のように遠心力Ｆによる傾斜計の補正を付
加すれば制御精度は一層向上するが、これを省いてもよ
いのは勿論である。
加すれば制御精度は一層向上するが、これを省いてもよ
いのは勿論である。
（発明の効果） 請求項１の発明は以上のように、左右車輪の回転量を
それぞれ別々に求め、両回転量を用いて移動体の移動量
および移動方向を求めつつ予め決めた走行コースを自動
走行する場合に、車体の左右方向の傾きによる左右車輪
の所定回転量当たりの進行量の差をメモリ手段から求
め、移動体の位置を求めながら誘導するものであるか
ら、路面に移動体の左右方向の傾きがあっても正確な走
行位置を検出でき高精度に予定のコースに追従させて走
行させることができる。
それぞれ別々に求め、両回転量を用いて移動体の移動量
および移動方向を求めつつ予め決めた走行コースを自動
走行する場合に、車体の左右方向の傾きによる左右車輪
の所定回転量当たりの進行量の差をメモリ手段から求
め、移動体の位置を求めながら誘導するものであるか
ら、路面に移動体の左右方向の傾きがあっても正確な走
行位置を検出でき高精度に予定のコースに追従させて走
行させることができる。
また移動体の左右方向の傾きを検出する傾斜計が、遠
心力による影響を受けてその出力が変化する場合には、
この出力変化を補正するためのデータすなわち傾斜計の
補正量をメモリしておき、このデータを用いて傾斜計の
出力を補正することにより左右車輪の進行量の差を正し
く求めることができる。このため位置制御精度が一層向
上する（請求項２）。
心力による影響を受けてその出力が変化する場合には、
この出力変化を補正するためのデータすなわち傾斜計の
補正量をメモリしておき、このデータを用いて傾斜計の
出力を補正することにより左右車輪の進行量の差を正し
く求めることができる。このため位置制御精度が一層向
上する（請求項２）。
第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
移動体の制御系を示すブロック図、第３図は移動体とし
てのゴルフカートの側面図、第４図は本発明の原理説明
図、また第５図は傾斜計出力電圧の遠心力による影響を
示す図である。 12……後輪 52……傾斜計、 62A……コース演算手段、 62B……傾斜補正量演算手段、 62C……遠心力補正量演算手段、 64（64A、64B、64C）……メモリ手段、 68……回転量検出手段。
移動体の制御系を示すブロック図、第３図は移動体とし
てのゴルフカートの側面図、第４図は本発明の原理説明
図、また第５図は傾斜計出力電圧の遠心力による影響を
示す図である。 12……後輪 52……傾斜計、 62A……コース演算手段、 62B……傾斜補正量演算手段、 62C……遠心力補正量演算手段、 64（64A、64B、64C）……メモリ手段、 68……回転量検出手段。
Claims (2)
- 【請求項１】タイヤ付き左右車輪のそれぞれの回転量か
ら求めた移動体の移動量および移動方向から移動体の位
置を求めつつ所定の走行コースを走行する移動体に用い
る走行制御装置において、 左右車輪の回転量を別々に検出する回転量検出手段と、
移動体の左右方向の傾きを検出する傾斜計と、前記傾き
に対する左右車輪の所定回転量ごとに生ずる進行量の差
を記憶するメモリ手段と、このメモリ手段から前記傾斜
計で検出した移動体の傾きに対する左右車輪の進行量の
差を求める傾斜補正量演算手段と、この傾斜補正量演算
手段で求めた前記左右車輪の進行量の差と前記回転量検
出手段で検出した左右車輪の回転量とを用いて移動体の
位置を求めるコース演算手段とを備えることを特徴とす
る移動体の走行制御装置。 - 【請求項２】請求項（１）に記載された移動体の走行制
御装置であって、さらに移動体に働く遠心力を求める遠
心力演算手段と、移動体に働く遠心力に対する傾斜計の
補正量を記憶するメモリ手段と、このメモリ手段から前
記遠心力演算手段で求めた遠心力に対する傾斜計の補正
量を求める遠心力補正量演算手段とを備え、前記傾斜補
正量演算手段は傾斜計の出力を前記遠心力補正量演算手
段で求めた傾斜計の補正量で補正して前記左右車輪の進
行量の差を求め、コース演算手段はこの求めた進行量の
差と前記回転量検出手段で検出した左右車輪の回転量と
を用いて移動体の位置を求めることを特徴とする移動体
の走行制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63315174A JP2751061B2 (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 移動体の走行制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63315174A JP2751061B2 (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 移動体の走行制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0320614A JPH0320614A (ja) | 1991-01-29 |
| JP2751061B2 true JP2751061B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=18062310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63315174A Expired - Fee Related JP2751061B2 (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 移動体の走行制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2751061B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5844242A (ja) * | 1981-09-08 | 1983-03-15 | Mazda Motor Corp | 過給機付エンジンの吸気装置 |
| JPS5917763A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-30 | Nec Corp | 自動周波数制御付自動等化方式 |
| JPS6059109U (ja) * | 1983-09-29 | 1985-04-24 | カルソニックカンセイ株式会社 | 車両用走行誘導装置 |
| JPS6373740A (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-04 | Nec Corp | デ−タ転送制御方式 |
-
1988
- 1988-12-15 JP JP63315174A patent/JP2751061B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0320614A (ja) | 1991-01-29 |
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