JP2837986B2 - 走行体の旋回制御システム - Google Patents
走行体の旋回制御システムInfo
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、折れ線として設定さ
れた走行予定コースに沿って走行体を誘導制御する際
に、コーナーにおける最適の旋回半径またはそれに基づ
く旋回車速を求めて旋回制御する走行体の旋回制御シス
テムに関する。
れた走行予定コースに沿って走行体を誘導制御する際
に、コーナーにおける最適の旋回半径またはそれに基づ
く旋回車速を求めて旋回制御する走行体の旋回制御シス
テムに関する。
【0002】
【従来の技術】折れ線をコースとしそれに沿って誘導す
る走行体において、折れ線コースに早く収束させる方法
については多くの研究がなされているが、直線コースか
ら連続する次の直線コースに移行するコーナーの旋回を
総合的に判断してスムーズに制御する方法がなかった。
そのため、旋回時の遠心力が設定によっては大きくなり
すぎて車輛がスリップしたり、コースから反れて大きく
膨らみ円滑な運転ができなかったり、必要以上に小さく
し過ぎて効率が上がらないという問題点があった。ま
た、全体的に速度を変更するのに各コースの車速設定を
全て変更しなければならない状態で簡単には設定できな
い欠点があった。
る走行体において、折れ線コースに早く収束させる方法
については多くの研究がなされているが、直線コースか
ら連続する次の直線コースに移行するコーナーの旋回を
総合的に判断してスムーズに制御する方法がなかった。
そのため、旋回時の遠心力が設定によっては大きくなり
すぎて車輛がスリップしたり、コースから反れて大きく
膨らみ円滑な運転ができなかったり、必要以上に小さく
し過ぎて効率が上がらないという問題点があった。ま
た、全体的に速度を変更するのに各コースの車速設定を
全て変更しなければならない状態で簡単には設定できな
い欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】この発明は上記事情
に鑑みて創案されたもので、その主たる課題は、効率よ
く最短時間で与えられたコースを走行するような旋回半
径と車速を得ることができる走行体の旋回制御システム
を提供することにある。また、この時算出された車速に
減速比率を掛けた値を実際の車速指示にすることにより
簡単に全体のスピードを減速調整することができる。
に鑑みて創案されたもので、その主たる課題は、効率よ
く最短時間で与えられたコースを走行するような旋回半
径と車速を得ることができる走行体の旋回制御システム
を提供することにある。また、この時算出された車速に
減速比率を掛けた値を実際の車速指示にすることにより
簡単に全体のスピードを減速調整することができる。
【0004】
【問題点を解決するための手段】上記課題を解決するた
めに、請求項1の発明では、直線コースが連続する折れ
線コースとして予め設定された走行予定コースに追従し
て誘導制御される走行体の旋回制御システムにおいて、
直線コースの長さをもとに、該直線コースの前後の直線
コースとの角度差から最大旋回半径を算出する、上記直
線コースに予め設定された指示車速と路面摩擦係数とに
基づいて車速旋回半径を算出する、上記最大旋回半径と
車速旋回半径との小さい方を選択する、該選択された旋
回半径が予め設定した旋回車速制限の範囲内か否か判定
し、範囲内であればそのまま最適旋回半径と決定し、範
囲外であればその範囲内の近い値に変更し最適旋回半径
と決定する、という技術的手段を講じている。また、請
求項2の発明では、上記構成に加えて、この決定された
最適旋回半径をもとに、旋回車速を算出する、という技
術的手段を講じている。
めに、請求項1の発明では、直線コースが連続する折れ
線コースとして予め設定された走行予定コースに追従し
て誘導制御される走行体の旋回制御システムにおいて、
直線コースの長さをもとに、該直線コースの前後の直線
コースとの角度差から最大旋回半径を算出する、上記直
線コースに予め設定された指示車速と路面摩擦係数とに
基づいて車速旋回半径を算出する、上記最大旋回半径と
車速旋回半径との小さい方を選択する、該選択された旋
回半径が予め設定した旋回車速制限の範囲内か否か判定
し、範囲内であればそのまま最適旋回半径と決定し、範
囲外であればその範囲内の近い値に変更し最適旋回半径
と決定する、という技術的手段を講じている。また、請
求項2の発明では、上記構成に加えて、この決定された
最適旋回半径をもとに、旋回車速を算出する、という技
術的手段を講じている。
【0005】
【作用】最適旋回半径を求めるために、直線コースの長
さを基準とした最適旋回半径と、旋回指示車速を基準と
した車速旋回半径とを求め、小さい方の旋回半径を選択
する。次いで、この選択された旋回半径が、旋回車速制
限の範囲内か否か判定する。そしてこの範囲内であれば
そのまま最適旋回半径と決定し、範囲外であればその範
囲内の近い値に変更し最適旋回半径を決定する。また、
決定された最適旋回半径を基に旋回車速を決定する。こ
の、旋回車速で最適旋回半径に従って旋回すれば、直線
コースにおいて最短時間で旋回することができる。
さを基準とした最適旋回半径と、旋回指示車速を基準と
した車速旋回半径とを求め、小さい方の旋回半径を選択
する。次いで、この選択された旋回半径が、旋回車速制
限の範囲内か否か判定する。そしてこの範囲内であれば
そのまま最適旋回半径と決定し、範囲外であればその範
囲内の近い値に変更し最適旋回半径を決定する。また、
決定された最適旋回半径を基に旋回車速を決定する。こ
の、旋回車速で最適旋回半径に従って旋回すれば、直線
コースにおいて最短時間で旋回することができる。
【0006】
【実施例】以下にこの発明の走行体のコース誘導システ
ムの好適実施例を図面を参照しつつ説明する。ここで無
人走行体の誘導システムは、無人走行体に搭載されて、
その速度及び前後進を検出する車速センサと、無人走行
体の絶対方位を検出するジャイロコンパスと、所定のス
テーション内に設定された固定基準点を検出する固定基
準点測定センサと、これらのセンサからの検知信号を入
力し位置データを演算する位置検出手段、メモリに記憶
された走行予定コースに追従して走行体の操舵角と車速
を制御する誘導制御手段を有する公知構成からなってお
り、連続する直線の組み合わせで設定された折れ線状の
走行予定コースに追従するように誘導制御される公知構
成からなっている。
ムの好適実施例を図面を参照しつつ説明する。ここで無
人走行体の誘導システムは、無人走行体に搭載されて、
その速度及び前後進を検出する車速センサと、無人走行
体の絶対方位を検出するジャイロコンパスと、所定のス
テーション内に設定された固定基準点を検出する固定基
準点測定センサと、これらのセンサからの検知信号を入
力し位置データを演算する位置検出手段、メモリに記憶
された走行予定コースに追従して走行体の操舵角と車速
を制御する誘導制御手段を有する公知構成からなってお
り、連続する直線の組み合わせで設定された折れ線状の
走行予定コースに追従するように誘導制御される公知構
成からなっている。
【0007】また、走行予定コースの原理は、図3に示
すように、無人走行体の走路をXY座標として表し、コ
ースを2点の座標で定義される直線の連続として設定す
る。図示例の場合、PC1−PC2−PC3−PC4−
PC5−PC6(PC2と同じ)の各点を設定し、PC
1とPC2により第1の区間となる直線コースが設定さ
れ、PC2とPC3により第2の区間となる直線コース
が設定され、終点となるPC6まで順次、折れ線として
形成されるコースが設定される。
すように、無人走行体の走路をXY座標として表し、コ
ースを2点の座標で定義される直線の連続として設定す
る。図示例の場合、PC1−PC2−PC3−PC4−
PC5−PC6(PC2と同じ)の各点を設定し、PC
1とPC2により第1の区間となる直線コースが設定さ
れ、PC2とPC3により第2の区間となる直線コース
が設定され、終点となるPC6まで順次、折れ線として
形成されるコースが設定される。
【0006】上記の構成のもとで、図1にこのシステム
のブロック図を示し、図2に説明図を示す。まず、直線
コースの区間の移行に際しては、旋回半径は大きい方が
よいが、あまり大きいと直線コースから大きくはみだし
てしまう。また、旋回半径が大きければ旋回車速を早く
することができるため、走行時間が短くなる。しかし、
直線コース毎に予め設定されている指示車速より早い必
要はないし、早いと旋回中に加速することになり、かえ
って危険である。更に、直線コース上の前後における旋
回に必要な距離が直線コースの長さ以下でなくてはなら
ない。
のブロック図を示し、図2に説明図を示す。まず、直線
コースの区間の移行に際しては、旋回半径は大きい方が
よいが、あまり大きいと直線コースから大きくはみだし
てしまう。また、旋回半径が大きければ旋回車速を早く
することができるため、走行時間が短くなる。しかし、
直線コース毎に予め設定されている指示車速より早い必
要はないし、早いと旋回中に加速することになり、かえ
って危険である。更に、直線コース上の前後における旋
回に必要な距離が直線コースの長さ以下でなくてはなら
ない。
【0009】そこで、コース旋回半径演算手段2では、
予めメモリ1に記憶されている折れ線コース情報をもと
に、まず、走行体が追従する区間の直線コース(セグメ
ント)から次の区間の直線コースヘ移行する際の最大旋
回半径R1が求められる。
予めメモリ1に記憶されている折れ線コース情報をもと
に、まず、走行体が追従する区間の直線コース(セグメ
ント)から次の区間の直線コースヘ移行する際の最大旋
回半径R1が求められる。
【数1】ここで、Lはコース長、θ1、θ2は追従する
コースセグメントとその前後のコースセグメントとの角
度差である。
コースセグメントとその前後のコースセグメントとの角
度差である。
【0010】一方、指示車速より車速を落とすことなく
コーナーを旋回するのに必要な旋回半径を求める。タイ
ヤのグリップ力をF[N]、車輛に働く遠心力をR
[N]とすれば、次式が成り立つ。 F=μM R=Mr(V/R2)2 =MV2/R2 ここで、Mは車輛重量、μは路面摩擦係数、R2は車速
旋回半径である。そして、車輛が横滑りを起こさないた
めには、F>Rでなければならないから、この式からμ
M>MV2/R2となり、結局、R2=V2/μとなって車
速旋回半径が求められる。従って、メモリ3から追従す
るコースセグメントに予め指定されている車速を呼び出
し、上記車速旋回半径演算手段4で上記指定された車速
を旋回車速とした時に必要な車速旋回半径R2を求め
る。
コーナーを旋回するのに必要な旋回半径を求める。タイ
ヤのグリップ力をF[N]、車輛に働く遠心力をR
[N]とすれば、次式が成り立つ。 F=μM R=Mr(V/R2)2 =MV2/R2 ここで、Mは車輛重量、μは路面摩擦係数、R2は車速
旋回半径である。そして、車輛が横滑りを起こさないた
めには、F>Rでなければならないから、この式からμ
M>MV2/R2となり、結局、R2=V2/μとなって車
速旋回半径が求められる。従って、メモリ3から追従す
るコースセグメントに予め指定されている車速を呼び出
し、上記車速旋回半径演算手段4で上記指定された車速
を旋回車速とした時に必要な車速旋回半径R2を求め
る。
【0011】またメモリ5には旋回半径制限情報とし
て、全てのカーブでの最大旋回半径と、車輛の機構上そ
れ以上に小さくターンできない最小旋回半径が記憶され
ている。ここで、最大旋回半径は、すべてのコーナー
(カーブ)での最大旋回半径を予め指定する。また、最
小旋回半径は上述のように、車輛が機械的・物理的にそ
れ以上小さく回れない旋回半径である。そして、この旋
回半径制限情報は、上記最大旋回半径R1および旋回半
径R2と共に旋回半径決定手段6に入力される。
て、全てのカーブでの最大旋回半径と、車輛の機構上そ
れ以上に小さくターンできない最小旋回半径が記憶され
ている。ここで、最大旋回半径は、すべてのコーナー
(カーブ)での最大旋回半径を予め指定する。また、最
小旋回半径は上述のように、車輛が機械的・物理的にそ
れ以上小さく回れない旋回半径である。そして、この旋
回半径制限情報は、上記最大旋回半径R1および旋回半
径R2と共に旋回半径決定手段6に入力される。
【0012】そして、旋回半径決定手段6では、上記旋
回半径R1およびR2のうちの小さい方を選択し、旋回半
径制限情報により指定された範囲か否かをチェックし、
範囲外であればその範囲内の近い値に変更して最適旋回
半径R3を決定する。そして旋回車速V3は、旋回車速演
算手段7により、
回半径R1およびR2のうちの小さい方を選択し、旋回半
径制限情報により指定された範囲か否かをチェックし、
範囲外であればその範囲内の近い値に変更して最適旋回
半径R3を決定する。そして旋回車速V3は、旋回車速演
算手段7により、
【数2】 で求められる。このようにして、直線コースの移行時に
おける最適旋回半径と旋回車速が決定される。また、最
適旋回半径をもとに最適操舵角が算出される。
おける最適旋回半径と旋回車速が決定される。また、最
適旋回半径をもとに最適操舵角が算出される。
【0013】そして、このようにして得られた最適操舵
角と旋回車速とをそのまま、あるいはそれに近づくよう
に適宜修正して用いて、無人走行体のステアリング装置
とドライブ装置が制御され、コース間を移行する旋回制
御が行なわれる。なお、全体的に速度を変更するに際し
ては、各コースの車速設定をそれぞれ個別に変更しなく
ても、減速比率を一律に適用することができ、例えば、
減速比率が50%の場合に、第1区間コースの指定車速
が15Km/h、第2区間コースの指定車速が12Km
/hとすると、第1区間コースは7.5Km/h、第2
区間コースは6Km/hに修正される。
角と旋回車速とをそのまま、あるいはそれに近づくよう
に適宜修正して用いて、無人走行体のステアリング装置
とドライブ装置が制御され、コース間を移行する旋回制
御が行なわれる。なお、全体的に速度を変更するに際し
ては、各コースの車速設定をそれぞれ個別に変更しなく
ても、減速比率を一律に適用することができ、例えば、
減速比率が50%の場合に、第1区間コースの指定車速
が15Km/h、第2区間コースの指定車速が12Km
/hとすると、第1区間コースは7.5Km/h、第2
区間コースは6Km/hに修正される。
【0014】
【発明の効果】以上この発明によれば、操舵角のもとに
なる最適の旋回半径や、これに基づく旋回車速を総合的
に算出するので、指定速度で最短時間となるよう効率よ
く旋回制御することができる。また、旋回時の遠心力が
大きくなりすぎることがなく、コースから反れたり、車
輛がスリップする等の虞れがなく、スムーズに区間コー
スの移行を行なうことができる。更に、求められた車速
に減速比率を掛けた値を実際の車速指示にすることによ
り、簡単に全体のスピードを調整できる。
なる最適の旋回半径や、これに基づく旋回車速を総合的
に算出するので、指定速度で最短時間となるよう効率よ
く旋回制御することができる。また、旋回時の遠心力が
大きくなりすぎることがなく、コースから反れたり、車
輛がスリップする等の虞れがなく、スムーズに区間コー
スの移行を行なうことができる。更に、求められた車速
に減速比率を掛けた値を実際の車速指示にすることによ
り、簡単に全体のスピードを調整できる。
【図1】この発明の無人走行体のコース誘導システムの
ブロック図である。
ブロック図である。
【図2】旋回制御を説明するための図である。
【図3】走行予定コースを説明する図である。
1、3、5 メモリ 2 コース旋回半径演算手段 4 車速旋回半径演算手段 6 旋回半径演算手段 7 旋回車速演算手段
フロントページの続き (72)発明者 広瀬 晋也 東京都港区北青山一丁目2番3号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 廣池 昌弘 東京都港区北青山一丁目2番3号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 跡野 忠史 東京都港区北青山一丁目2番3号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 堀 昭博 東京都千代田区丸の内二丁目3番2号 日鉄鉱業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−52614(JP,A) 特開 昭61−70616(JP,A) 特開 平3−268110(JP,A) 特開 平1−161413(JP,A) 特開 平3−7665(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05D 1/02
Claims (2)
- 【請求項1】 直線コースが連続する折れ線コースとし
て予め設定された走行予定コースに追従して誘導制御さ
れる走行体の旋回制御システムにおいて、 直線コースの長さをもとに、該直線コースの前後の直線
コースとの角度差から最大旋回半径を算出し、 上記直線コースに予め設定された指示車速と路面摩擦係
数とに基づいて車速旋回半径を算出し、 上記最大旋回半径と車速旋回半径との小さい方を選択
し、 該選択された旋回半径が予め設定した旋回車速制限の範
囲内か否か判定し、 範囲内であればそのまま最適旋回半径と決定し、範囲外
であればその範囲内の近い値に変更し最適旋回半径と決
定することを特徴とする走行体の旋回制御システム。 - 【請求項2】 直線コースが連続する折れ線コースとし
て予め設定された走行予定コースに追従して誘導制御さ
れる走行体の旋回制御システムにおいて、 連続する直線コース間で次の直線コースに移行するため
の旋回半径が、 直線コースの長さをもとに、該直線コースの前後の直線
コースとの角度差から最大旋回半径を算出し、 上記直線コースに予め設定された指示車速と路面摩擦係
数とに基づいて車速旋回半径を算出し、 上記最大旋回半径と車速旋回半径との小さい方を選択
し、 該選択された旋回半径が予め設定した旋回車速制限の範
囲内か否か判定し、 範囲内であればそのまま最適旋回半径と決定し、範囲外
であればその範囲内の近い値に変更して最適旋回半径と
決定し、 この決定された最適旋回半径をもとに、旋回車速を算出
することを特徴とする走行体の旋回制御システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4037219A JP2837986B2 (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 走行体の旋回制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4037219A JP2837986B2 (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 走行体の旋回制御システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0659732A JPH0659732A (ja) | 1994-03-04 |
JP2837986B2 true JP2837986B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=12491483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4037219A Expired - Fee Related JP2837986B2 (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 走行体の旋回制御システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2837986B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120082602A (ko) * | 2011-01-14 | 2012-07-24 | 현대모비스 주식회사 | 적응형 크루즈 컨트롤 시스템 및 그 제어방법 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013117838A (ja) * | 2011-12-02 | 2013-06-13 | Nippon Yusoki Co Ltd | 無人搬送システム |
JP2015055906A (ja) * | 2013-09-10 | 2015-03-23 | 株式会社日立産機システム | 移動体の走行制御手段に対して制御指令を出力する位置検出装置及び移動体システム |
JP7191002B2 (ja) * | 2019-11-29 | 2022-12-16 | 株式会社クボタ | コンバイン |
-
1992
- 1992-01-28 JP JP4037219A patent/JP2837986B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120082602A (ko) * | 2011-01-14 | 2012-07-24 | 현대모비스 주식회사 | 적응형 크루즈 컨트롤 시스템 및 그 제어방법 |
KR101693847B1 (ko) * | 2011-01-14 | 2017-01-06 | 현대모비스 주식회사 | 적응형 크루즈 컨트롤 시스템 및 그 제어방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0659732A (ja) | 1994-03-04 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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