JP3491063B2 - 車両走行速度検出方法および車両走行速度検出装置 - Google Patents
車両走行速度検出方法および車両走行速度検出装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両走行速度検出
方法および車両走行速度検出装置に関する。さらに詳し
くは、ゴルフ場やハンティングにおいて使用される無人
で走行する車両の速度を検出する車両走行速度検出方法
および車両走行速度検出装置に関する。
方法および車両走行速度検出装置に関する。さらに詳し
くは、ゴルフ場やハンティングにおいて使用される無人
で走行する車両の速度を検出する車両走行速度検出方法
および車両走行速度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば荷物を運搬するために
無人で走行するオフロード用のバギーが、ゴルフ場やハ
ンティングにおいて使用されている。これは、速度と方
位を検出して、その検出値より現在位置を推定し移動す
るよう制御されるものである。そのため、検出速度に少
しでも誤差があると、実際の車両位置が目的位置から大
きく外れてしまう。これを防ぐために、高精度な速度検
出を行う必要がある。しかしながら、直線走行の場合は
問題なく速度検出ができるが、旋回走行の場合は遠心力
が働くため、外輪に荷重が集中してしまうことで、外輪
での速度を検出してしまうことになり、実際の車両速度
より速い速度を検出してしまう。
無人で走行するオフロード用のバギーが、ゴルフ場やハ
ンティングにおいて使用されている。これは、速度と方
位を検出して、その検出値より現在位置を推定し移動す
るよう制御されるものである。そのため、検出速度に少
しでも誤差があると、実際の車両位置が目的位置から大
きく外れてしまう。これを防ぐために、高精度な速度検
出を行う必要がある。しかしながら、直線走行の場合は
問題なく速度検出ができるが、旋回走行の場合は遠心力
が働くため、外輪に荷重が集中してしまうことで、外輪
での速度を検出してしまうことになり、実際の車両速度
より速い速度を検出してしまう。
【０００３】そのため、正しく速度を検出することを目
的とした車両走行速度検出方法および車両走行速度検出
装置が今までに種々提案されている。
的とした車両走行速度検出方法および車両走行速度検出
装置が今までに種々提案されている。
【０００４】例えば、特開平５−２０８６６９号公報に
は、従動輪の速度、操舵角、および横加速度に基づい
て、車両旋回時の駆動輪と従動輪の速度差に対応する補
正値を求め、この補正値により従動輪の速度を補正して
車体速度を求める車両の車体速度検出装置が提案されて
いる。
は、従動輪の速度、操舵角、および横加速度に基づい
て、車両旋回時の駆動輪と従動輪の速度差に対応する補
正値を求め、この補正値により従動輪の速度を補正して
車体速度を求める車両の車体速度検出装置が提案されて
いる。
【０００５】また、特開平５−１１６６０６号公報に
は、車両の一方の側の車輪のそれぞれの速度信号が比較
され、直線走行の時にのみ補正係数を形成し、車輪速度
信号の車軸毎の比較が行われ、直線走行の際に形成され
た補正係数が、車両の一方の側の車輪速度信号を他方の
側の車輪速度信号に適合させるため用いられるように構
成されるスリップ制御装置が提案されている。
は、車両の一方の側の車輪のそれぞれの速度信号が比較
され、直線走行の時にのみ補正係数を形成し、車輪速度
信号の車軸毎の比較が行われ、直線走行の際に形成され
た補正係数が、車両の一方の側の車輪速度信号を他方の
側の車輪速度信号に適合させるため用いられるように構
成されるスリップ制御装置が提案されている。
【０００６】しかしながら、これらは差動歯車（differ
ential gear）を用いた構造、つまり各車輪の回転数が
異なる車両にしか使用できない。そのため、荷物を運搬
するための無人で走行するオフロード用のバギーのよう
な差動歯車が用いられていない簡易な構造の車両には用
いることができないという問題がある。また、各車輪ご
との回転数から速度を検出するため、速度検出手段が複
数必要となるので、構造が複雑でコストが上昇するとい
う問題がある。
ential gear）を用いた構造、つまり各車輪の回転数が
異なる車両にしか使用できない。そのため、荷物を運搬
するための無人で走行するオフロード用のバギーのよう
な差動歯車が用いられていない簡易な構造の車両には用
いることができないという問題がある。また、各車輪ご
との回転数から速度を検出するため、速度検出手段が複
数必要となるので、構造が複雑でコストが上昇するとい
う問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みてなされたものであって、差動歯車を持
たない構造である車両であっても精度の高い速度検出が
でき、しかも低コストで容易に実現され得る車両走行速
度検出方法および車両走行速度検出装置を提供すること
を目的とする。
術の課題に鑑みてなされたものであって、差動歯車を持
たない構造である車両であっても精度の高い速度検出が
でき、しかも低コストで容易に実現され得る車両走行速
度検出方法および車両走行速度検出装置を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の車両走行速度検
出方法は、同一回転数とされる一対の駆動輪を有する車
両の車両走行速度検出方法であって、前記車両にかかる
遠心加速度を検出し、前記遠心加速度に基づいて前記一
対の駆動輪の各駆動輪のトラクションの割合を検出し、
前記割合に応じて前記車軸の回転数より検出した速度を
補正することを特徴とする。
出方法は、同一回転数とされる一対の駆動輪を有する車
両の車両走行速度検出方法であって、前記車両にかかる
遠心加速度を検出し、前記遠心加速度に基づいて前記一
対の駆動輪の各駆動輪のトラクションの割合を検出し、
前記割合に応じて前記車軸の回転数より検出した速度を
補正することを特徴とする。
【０００９】 本発明の車両走行速度検出方法において
は、速度の補正が下記の補正係数を用いた下記式により
なされるのが好ましい。Ｖ＝Ｋ v ｘＶ e Ｋ v ＝１ （absＡ e ≦Ａ 1 ） Ｋ v ＝1-{a／（r+a）}×{（A e -A 1 ）／（A 2 -A 1 ）}
（Ａ 1 ＜absＡ e ≦Ａ 2 ） Ｋ v ＝１−ａ／（ｒ＋ａ） （Ａ 2 ＜absＡ e ） ここに、 Ｖ：補正後の速度 Ｖ e ：車軸の回転数より検出した速度 Ｋ v ：補正係数 Ａ 1 ：速度の補正が必要ない遠心加速度の最大限度値 Ａ 2 ：トラクションがすべて外輪にかかるときの遠心加
速度 Ａ e :検出された遠心加速度 absＡ e :検出された遠心加速度の絶対値
は、速度の補正が下記の補正係数を用いた下記式により
なされるのが好ましい。Ｖ＝Ｋ v ｘＶ e Ｋ v ＝１ （absＡ e ≦Ａ 1 ） Ｋ v ＝1-{a／（r+a）}×{（A e -A 1 ）／（A 2 -A 1 ）}
（Ａ 1 ＜absＡ e ≦Ａ 2 ） Ｋ v ＝１−ａ／（ｒ＋ａ） （Ａ 2 ＜absＡ e ） ここに、 Ｖ：補正後の速度 Ｖ e ：車軸の回転数より検出した速度 Ｋ v ：補正係数 Ａ 1 ：速度の補正が必要ない遠心加速度の最大限度値 Ａ 2 ：トラクションがすべて外輪にかかるときの遠心加
速度 Ａ e :検出された遠心加速度 absＡ e :検出された遠心加速度の絶対値
【００１０】
【００１１】 一方、本発明の車両走行速度検出装置
は、同一回転数とされる一対の駆動輪を有する車両の車
両走行速度検出装置であって、前記車軸の回転数より速
度を検出する駆動輪速度検出手段と、車両にかかる遠心
加速度を検出する遠心加速度検出手段と、前記駆動輪速
度検出手段で検出された速度を前記遠心加速度検出手段
で検出した遠心加速度に基づいて補正する補正部とを備
え、前記補正部は、検出された遠心加速度によって前記
一対の駆動輪の各駆動輪のトラクションの割合を検出
し、前記トラクションの割合に基づいて前記速度検出手
段で検出された速度を補正するようにされてなることを
特徴とする。
は、同一回転数とされる一対の駆動輪を有する車両の車
両走行速度検出装置であって、前記車軸の回転数より速
度を検出する駆動輪速度検出手段と、車両にかかる遠心
加速度を検出する遠心加速度検出手段と、前記駆動輪速
度検出手段で検出された速度を前記遠心加速度検出手段
で検出した遠心加速度に基づいて補正する補正部とを備
え、前記補正部は、検出された遠心加速度によって前記
一対の駆動輪の各駆動輪のトラクションの割合を検出
し、前記トラクションの割合に基づいて前記速度検出手
段で検出された速度を補正するようにされてなることを
特徴とする。
【００１２】 本発明の車両走行速度検出装置において
は、速度の補正が下記の補正係数を用いた下記式により
なされるのが好ましい。Ｖ＝Ｋ v ｘＶ e Ｋ v ＝１ （absＡ e ≦Ａ 1 ） Ｋ v ＝1-{a／（r+a）}×{（A e -A 1 ）／（A 2 -A 1 ）}
（Ａ 1 ＜absＡ e ≦Ａ 2 ） Ｋ v ＝１−ａ／（ｒ＋ａ） （Ａ 2 ＜absＡ e ） ここに、 Ｖ：補正後の速度 Ｖ e ：車軸の回転数より検出した速度 Ｋ v ：補正係数 Ａ 1 ：速度の補正が必要ない遠心加速度の最大限度値 Ａ 2 ：トラクションがすべて外輪にかかるときの遠心加
速度 Ａ e :検出された遠心加速度 absＡ e :検出された遠心加速度の絶対値
は、速度の補正が下記の補正係数を用いた下記式により
なされるのが好ましい。Ｖ＝Ｋ v ｘＶ e Ｋ v ＝１ （absＡ e ≦Ａ 1 ） Ｋ v ＝1-{a／（r+a）}×{（A e -A 1 ）／（A 2 -A 1 ）}
（Ａ 1 ＜absＡ e ≦Ａ 2 ） Ｋ v ＝１−ａ／（ｒ＋ａ） （Ａ 2 ＜absＡ e ） ここに、 Ｖ：補正後の速度 Ｖ e ：車軸の回転数より検出した速度 Ｋ v ：補正係数 Ａ 1 ：速度の補正が必要ない遠心加速度の最大限度値 Ａ 2 ：トラクションがすべて外輪にかかるときの遠心加
速度 Ａ e :検出された遠心加速度 absＡ e :検出された遠心加速度の絶対値
【００１３】
【００１４】しかして、本発明の車両走行速度検出装置
は車両に備えられる。
は車両に備えられる。
【００１５】
【作用】本発明は前記のごとく構成されているので、差
動歯車を持たない構造である車両であっても精度の高い
速度検出がなし得る。
動歯車を持たない構造である車両であっても精度の高い
速度検出がなし得る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。
【００１７】図１に本発明の一実施形態にかかる車両走
行速度検出方法が適用される車両走行速度検出装置（以
下、単に速度検出装置という）を備える車両の概略ブロ
ック図を示す。図１に示すように、車両１は、無人であ
っても速度および走行方向を検出して現在位置を推定
し、目的位置まで走行するものであり、駆動力を発生す
る駆動装置２と、車両１の走行方向を制御する操舵装置
３と、駆動装置２から力を伝達されて走行するとともに
操舵装置３の操作により方向を変えられる走行装置４
と、車両１が目的位置に向かって走行するよう駆動装置
２と操舵装置３を制御する自動操縦装置５とを主要構成
要素としてなる。
行速度検出方法が適用される車両走行速度検出装置（以
下、単に速度検出装置という）を備える車両の概略ブロ
ック図を示す。図１に示すように、車両１は、無人であ
っても速度および走行方向を検出して現在位置を推定
し、目的位置まで走行するものであり、駆動力を発生す
る駆動装置２と、車両１の走行方向を制御する操舵装置
３と、駆動装置２から力を伝達されて走行するとともに
操舵装置３の操作により方向を変えられる走行装置４
と、車両１が目的位置に向かって走行するよう駆動装置
２と操舵装置３を制御する自動操縦装置５とを主要構成
要素としてなる。
【００１８】駆動装置２は、具体的にはエンジンまたは
モータ等の車両１の駆動力を発生する装置であって、自
動操縦装置５からの指令でその出力は制御される。
モータ等の車両１の駆動力を発生する装置であって、自
動操縦装置５からの指令でその出力は制御される。
【００１９】操舵装置３は、例えば、アクチュエータに
よって旋回させられるハンドルであって、自動操縦装置
５からの指令でその旋回量は制御される。
よって旋回させられるハンドルであって、自動操縦装置
５からの指令でその旋回量は制御される。
【００２０】走行装置４は、第１駆動輪４１、第２駆動
輪４２および第１操舵輪４３、第２操舵輪４４ならびに
エンコーダ４５を有するものとされる。具体的には、第
１および第２駆動輪４１、４２は車両１の左右の後輪で
あり、駆動装置２から力が車軸（明瞭には図示されてい
ない）を介して伝達されて回転することで車両１を走行
させるものである。車両１は差動歯車を持たない構造で
あるのでこれら駆動輪４１、４２の回転数は同一であ
る。
輪４２および第１操舵輪４３、第２操舵輪４４ならびに
エンコーダ４５を有するものとされる。具体的には、第
１および第２駆動輪４１、４２は車両１の左右の後輪で
あり、駆動装置２から力が車軸（明瞭には図示されてい
ない）を介して伝達されて回転することで車両１を走行
させるものである。車両１は差動歯車を持たない構造で
あるのでこれら駆動輪４１、４２の回転数は同一であ
る。
【００２１】第１および第２操舵輪４３、４４は、具体
的には、車両１の左右の前輪とされて操舵装置３と連動
させられ、それにより操舵装置３によって車両１に対し
て所望の角度とされることで車両１の走行方向を変える
ようにされている。
的には、車両１の左右の前輪とされて操舵装置３と連動
させられ、それにより操舵装置３によって車両１に対し
て所望の角度とされることで車両１の走行方向を変える
ようにされている。
【００２２】エンコーダ４５は、第１駆動輪４１および
第２駆動輪４２を連結している車軸の回転数を検出する
ように走行装置３に装着されている。このエンコーダ４
５の検出値は自動操縦装置５に送出される。
第２駆動輪４２を連結している車軸の回転数を検出する
ように走行装置３に装着されている。このエンコーダ４
５の検出値は自動操縦装置５に送出される。
【００２３】自動操縦装置５は、駆動装置２と操舵装置
３に指令を送り、車両１を目的位置へと走行させるもの
であって、車両１の真の速度を検出する速度検出装置Ｓ
と、方位を検出することで車両１の走行方向を検出する
方位検出装置６と、速度検出装置Ｓと方位検出装置６と
で検出した速度と走行方向より現在位置を推定して、目
的位置まで移動するように速度と走行方向を駆動装置２
と操舵装置３に指示する指令信号を生成する指令生成手
段７とを主要構成要素としてなる。
３に指令を送り、車両１を目的位置へと走行させるもの
であって、車両１の真の速度を検出する速度検出装置Ｓ
と、方位を検出することで車両１の走行方向を検出する
方位検出装置６と、速度検出装置Ｓと方位検出装置６と
で検出した速度と走行方向より現在位置を推定して、目
的位置まで移動するように速度と走行方向を駆動装置２
と操舵装置３に指示する指令信号を生成する指令生成手
段７とを主要構成要素としてなる。
【００２４】速度検出装置Ｓは、車両１が旋回する場合
の遠心加速度に基づいて、エンコーダ４５の検出値に基
づいて検出された速度を補正し、車両１の真の速度を検
出して、その補正された速度の信号を指令生成手段７に
送るものである。速度検出装置Ｓは、具体的には、エン
コーダ４５の検出値に基づいて速度を検出する速度検出
部１０と、車両１の左右方向にかかっている遠心加速度
を検出する遠心加速度検出部２０と、速度検出部１０で
検出された速度を遠心加速度検出部２０で検出された遠
心加速度に基づいて補正する補正部３０とを主要構成要
素としてなる。
の遠心加速度に基づいて、エンコーダ４５の検出値に基
づいて検出された速度を補正し、車両１の真の速度を検
出して、その補正された速度の信号を指令生成手段７に
送るものである。速度検出装置Ｓは、具体的には、エン
コーダ４５の検出値に基づいて速度を検出する速度検出
部１０と、車両１の左右方向にかかっている遠心加速度
を検出する遠心加速度検出部２０と、速度検出部１０で
検出された速度を遠心加速度検出部２０で検出された遠
心加速度に基づいて補正する補正部３０とを主要構成要
素としてなる。
【００２５】速度検出部１０は、エンコーダ４５により
検出される車軸の回転数および駆動輪４１、４２の径よ
り速度を検出するものであり、この検出された速度は補
正部３０に送られる。ここで、エンコーダ４５は車軸に
装着されているので、トラクションがかかっている方の
駆動輪の回転数を検出することになる。そのため、トラ
クションが両方の駆動輪４１、４２に交互にかかってい
れば、均等として扱えるのでその回転数によって車両１
の真の速度を検出できる。しかしながら、旋回走行時の
ようにトラクションが片方の駆動輪に偏る場合には、エ
ンコーダ４５で検出した駆動輪の回転数は外側の駆動輪
のものとなり、それに基づいて検出された速度は車両１
の真の速度とより速いものとなる。
検出される車軸の回転数および駆動輪４１、４２の径よ
り速度を検出するものであり、この検出された速度は補
正部３０に送られる。ここで、エンコーダ４５は車軸に
装着されているので、トラクションがかかっている方の
駆動輪の回転数を検出することになる。そのため、トラ
クションが両方の駆動輪４１、４２に交互にかかってい
れば、均等として扱えるのでその回転数によって車両１
の真の速度を検出できる。しかしながら、旋回走行時の
ようにトラクションが片方の駆動輪に偏る場合には、エ
ンコーダ４５で検出した駆動輪の回転数は外側の駆動輪
のものとなり、それに基づいて検出された速度は車両１
の真の速度とより速いものとなる。
【００２６】以下、エンコーダ４５の検出値に基づいて
速度検出部１０が検出した速度と、車両１の真の速度と
の関係を説明する。ここで、車両１の真の速度とは、車
両１の中心部での速度をいう。なお、本実施形態ではエ
ンコーダ４５と速度検出部１０とにより駆動輪速度検出
手段が構成される。
速度検出部１０が検出した速度と、車両１の真の速度と
の関係を説明する。ここで、車両１の真の速度とは、車
両１の中心部での速度をいう。なお、本実施形態ではエ
ンコーダ４５と速度検出部１０とにより駆動輪速度検出
手段が構成される。
【００２７】図２に、駆動輪４１，４２にかかるトラク
ションを説明するための車両１の背面模式図を示す。
ションを説明するための車両１の背面模式図を示す。
【００２８】車両１はその走行時には左右に揺れが生じ
ているため、車両１が直進走行をしている場合、または
十分低速にて旋回走行をしている場合には、トラクショ
ンは第１駆動輪４１と第２駆動輪４２とに交互にかかる
が、相当長い時間の平均をとると第１駆動輪４１と第２
駆動輪４２とにかかるトラクションは、均等として扱っ
てもよくなる（図２（ａ）参照）。そのため、エンコー
ダ４５の検出値に基づいて検出された速度は車体１の中
央の速度と一致する。すなわち、エンコーダ４５の検出
値に基づいて検出された速度は車体１の真の速度と一致
する。なお、低速による旋回走行の場合にも同様に扱え
るのは、低速による旋回走行時には作用する遠心力が小
さくその影響を無視できるからである。
ているため、車両１が直進走行をしている場合、または
十分低速にて旋回走行をしている場合には、トラクショ
ンは第１駆動輪４１と第２駆動輪４２とに交互にかかる
が、相当長い時間の平均をとると第１駆動輪４１と第２
駆動輪４２とにかかるトラクションは、均等として扱っ
てもよくなる（図２（ａ）参照）。そのため、エンコー
ダ４５の検出値に基づいて検出された速度は車体１の中
央の速度と一致する。すなわち、エンコーダ４５の検出
値に基づいて検出された速度は車体１の真の速度と一致
する。なお、低速による旋回走行の場合にも同様に扱え
るのは、低速による旋回走行時には作用する遠心力が小
さくその影響を無視できるからである。
【００２９】一方、図２（ｂ）に示すように、車両１が
ある程度の速度で右旋回走行をする場合には、遠心力が
車両本体８の外側方向に向けてかかる。そのため、内輪
である第２駆動輪４２に較べて外輪である第１駆動輪４
１にかかる荷重の割合が大きくなる。つまり、内輪であ
る第２駆動輪４２に較べて外輪である第１駆動輪４１に
かかるトラクションの割合が大きくなる。そのため、エ
ンコーダ４５の検出値に基づいて検出された速度は外輪
と内輪の平均速度とはならずに、外輪である第１駆動輪
４１の移動速度に近い値となり車両１の真の速度よりも
速くなる。
ある程度の速度で右旋回走行をする場合には、遠心力が
車両本体８の外側方向に向けてかかる。そのため、内輪
である第２駆動輪４２に較べて外輪である第１駆動輪４
１にかかる荷重の割合が大きくなる。つまり、内輪であ
る第２駆動輪４２に較べて外輪である第１駆動輪４１に
かかるトラクションの割合が大きくなる。そのため、エ
ンコーダ４５の検出値に基づいて検出された速度は外輪
と内輪の平均速度とはならずに、外輪である第１駆動輪
４１の移動速度に近い値となり車両１の真の速度よりも
速くなる。
【００３０】そこで、遠心力が作用する場合に車両１の
真の速度を得るためには、エンコーダ４５の検出値に基
づいて速度検出部１０で検出された速度を後述する方法
で補正する必要がある。
真の速度を得るためには、エンコーダ４５の検出値に基
づいて速度検出部１０で検出された速度を後述する方法
で補正する必要がある。
【００３１】遠心加速度検出部２０は、車両１が旋回走
行する場合にかかる遠心加速度を検出するものであり、
例えばサーボ加速度センサとされる。遠心加速度検出部
２０により検出された遠心加速度は補正部３０に送られ
る。ここで、車両１が右旋回をして車両１の左側に向け
て遠心力がかかる場合、つまり第１駆動輪４１にかかる
トラクションが大きい場合の遠心加速度を正の値とし、
その逆に車両１が左旋回をして車両１の右側に向けて遠
心力がかかる場合、つまり第２駆動輪４２にかかるトラ
クションが大きい場合の遠心加速度を負の値とする。
行する場合にかかる遠心加速度を検出するものであり、
例えばサーボ加速度センサとされる。遠心加速度検出部
２０により検出された遠心加速度は補正部３０に送られ
る。ここで、車両１が右旋回をして車両１の左側に向け
て遠心力がかかる場合、つまり第１駆動輪４１にかかる
トラクションが大きい場合の遠心加速度を正の値とし、
その逆に車両１が左旋回をして車両１の右側に向けて遠
心力がかかる場合、つまり第２駆動輪４２にかかるトラ
クションが大きい場合の遠心加速度を負の値とする。
【００３２】補正部３０は、遠心加速度検出部２０で検
出された遠心加速度に基づいて、各駆動輪４１、４２に
かかるトラクションの割合を検出し、それによりエンコ
ーダ４５の検出値に基づいて速度検出部１０により検出
された速度を補正して車両１の真の速度を検出するもの
である。
出された遠心加速度に基づいて、各駆動輪４１、４２に
かかるトラクションの割合を検出し、それによりエンコ
ーダ４５の検出値に基づいて速度検出部１０により検出
された速度を補正して車両１の真の速度を検出するもの
である。
【００３３】以下、補正部３０での速度の補正方法を説
明する。なお、以下の説明においては、エンコーダ４５
の検出値に基づいて速度検出部１０で検出した速度Ｖe
と車両１の真の速度Ｖrとには、下記式（１）で表す関
係があるとする。
明する。なお、以下の説明においては、エンコーダ４５
の検出値に基づいて速度検出部１０で検出した速度Ｖe
と車両１の真の速度Ｖrとには、下記式（１）で表す関
係があるとする。
【００３４】
Ｖr＝Ｋv×Ｖe (１)
【００３５】ここで、Ｋvは補正係数である。
【００３６】まず、図２（ａ）に示すように、車両１が
直線走行もしくは十分遅い速度で旋回走行をしている場
合は、エンコーダ４５の検出値に基づいて速度検出部１
０で検出された速度Ｖeは、車両１の真の速度Ｖrである
ので補正の必要はない。すなわち、 Ｋv＝１ （２） である。
直線走行もしくは十分遅い速度で旋回走行をしている場
合は、エンコーダ４５の検出値に基づいて速度検出部１
０で検出された速度Ｖeは、車両１の真の速度Ｖrである
ので補正の必要はない。すなわち、 Ｋv＝１ （２） である。
【００３７】ここで、このような速度の補正の必要がな
い遠心加速度の最大限度値をＡ1とする。なお、Ａ1は予
め実測によって求められた値である。
い遠心加速度の最大限度値をＡ1とする。なお、Ａ1は予
め実測によって求められた値である。
【００３８】次に、図２（ｂ）に示すように車両１が旋
回走行し遠心加速度により外輪である第１駆動輪４１に
かかるトラクションが大きい場合の補正係数Ｋvを求め
る。
回走行し遠心加速度により外輪である第１駆動輪４１に
かかるトラクションが大きい場合の補正係数Ｋvを求め
る。
【００３９】例えば図３に示すように、回転半径ｒの右
旋回走行を角速度ωで車両１が行うとする。図におい
て、実線は車両１の中心部８の軌跡を、点線は外輪の軌
跡を、二点鎖線は内輪の軌跡をそれぞれ表している。ま
た、ａは車両１の中心線８と外輪である第１駆動輪４１
との距離である。なお、回転半径ｒは、自動操縦装置５
が操舵装置３に指示している操舵輪４３、４４の角度に
基づいて補正部３０により検出される。
旋回走行を角速度ωで車両１が行うとする。図におい
て、実線は車両１の中心部８の軌跡を、点線は外輪の軌
跡を、二点鎖線は内輪の軌跡をそれぞれ表している。ま
た、ａは車両１の中心線８と外輪である第１駆動輪４１
との距離である。なお、回転半径ｒは、自動操縦装置５
が操舵装置３に指示している操舵輪４３、４４の角度に
基づいて補正部３０により検出される。
【００４０】まず、トラクションが外輪にすべてかかっ
ていて、内輪にはかかっていない状態の補正係数Ｋvを
求める。トラクションがすべて外輪にかかっている場合
は、エンコーダ４５の検出値に基づいて速度検出部１０
で検出した速度Ｖeは、外輪である第１駆動輪４１の速
度と同一となる。また、このような状態のときの遠心加
速度ＡeはＡ2以上であるとする。なお、Ａ2は予め実測
によって求められた値である。
ていて、内輪にはかかっていない状態の補正係数Ｋvを
求める。トラクションがすべて外輪にかかっている場合
は、エンコーダ４５の検出値に基づいて速度検出部１０
で検出した速度Ｖeは、外輪である第１駆動輪４１の速
度と同一となる。また、このような状態のときの遠心加
速度ＡeはＡ2以上であるとする。なお、Ａ2は予め実測
によって求められた値である。
【００４１】このときの補正係数Ｋvは、車両１の真の
速度を外輪の速度で除したものなので、下記式（３）の
ように表される。
速度を外輪の速度で除したものなので、下記式（３）の
ように表される。
【００４２】
Ｋv＝ｒω／（ｒ＋ａ）ω
＝１−ａ／（ｒ＋ａ） （３）
【００４３】また、外輪および内輪の両方にトラクショ
ンがかかっているが、外輪にかかるトラクションが内輪
にかかるトラクションより大きい場合、つまり遠心加速
度Ａ eがＡ1より大きくＡ2以下の場合の補正係数Ｋvを求
める。ここで、加速度Ａeと補正係数Ｋvとが比例すると
仮定し直線近似すると、補正係数Ｋvは下記式で表され
る。
ンがかかっているが、外輪にかかるトラクションが内輪
にかかるトラクションより大きい場合、つまり遠心加速
度Ａ eがＡ1より大きくＡ2以下の場合の補正係数Ｋvを求
める。ここで、加速度Ａeと補正係数Ｋvとが比例すると
仮定し直線近似すると、補正係数Ｋvは下記式で表され
る。
【００４４】
Ｋv＝１−{ａ／（ｒ＋ａ）}×{（Ａe−Ａ1）／（Ａ2−Ａ1）} （４）
【００４５】以上の式（２）、（３）、（４）より、補
正係数Ｋvと遠心加速度Ａeとの関係をまとめる。なお、
前述の説明では、右旋回走行の場合であったが一般的に
は、左旋回走行の場合も同様に補正することができる。
ただし、左旋回走行の場合は、遠心加速度Ａeの値が負
になるので、遠心加速度Ａeの絶対値を取ることによっ
て、右および左旋回ともに包括する関係式を以下のよう
に表すことができる。なお、以下においてａｂｓＡeは
Ａeの絶対値を示す。
正係数Ｋvと遠心加速度Ａeとの関係をまとめる。なお、
前述の説明では、右旋回走行の場合であったが一般的に
は、左旋回走行の場合も同様に補正することができる。
ただし、左旋回走行の場合は、遠心加速度Ａeの値が負
になるので、遠心加速度Ａeの絶対値を取ることによっ
て、右および左旋回ともに包括する関係式を以下のよう
に表すことができる。なお、以下においてａｂｓＡeは
Ａeの絶対値を示す。
【００４６】ａｂｓＡe≦Ａ1ならば、
Ｋv＝１
であり、Ａ1＜ａｂｓＡe≦Ａ2ならば、
Ｋv＝１−{ａ／（ｒ＋ａ）}×{（Ａe−Ａ1）／（Ａ2−
Ａ1）} であり、Ａ2＜ａｂｓＡeならば、 Ｋv＝１−ａ／（ｒ＋ａ） となり、式（１）で表したように、これら補正係数Ｋv
をエンコーダ４５の検出値に基づいて速度検出部１０で
検出した速度Ｖeに乗じることで、車両１の真の速度Ｖr
が求められる。また、図４に、これら遠心加速度Ａeの
絶対値と補正係数Ｋvの関係をグラフで示している。図
において、横軸は遠心加速度Ａeの絶対値を示し、縦軸
は補正係数Ｋvを示す。
Ａ1）} であり、Ａ2＜ａｂｓＡeならば、 Ｋv＝１−ａ／（ｒ＋ａ） となり、式（１）で表したように、これら補正係数Ｋv
をエンコーダ４５の検出値に基づいて速度検出部１０で
検出した速度Ｖeに乗じることで、車両１の真の速度Ｖr
が求められる。また、図４に、これら遠心加速度Ａeの
絶対値と補正係数Ｋvの関係をグラフで示している。図
において、横軸は遠心加速度Ａeの絶対値を示し、縦軸
は補正係数Ｋvを示す。
【００４７】方位検出装置６は、具体的にはジャイロ・
スコープとされ、車両１の走行方向の方位を検出し、そ
の検出値（走行方向信号）を指令生成手段７に送出する
ものである。
スコープとされ、車両１の走行方向の方位を検出し、そ
の検出値（走行方向信号）を指令生成手段７に送出する
ものである。
【００４８】指令生成手段７は、速度検出装置Ｓから入
力される車両１の速度信号と方位検出装置５から入力さ
れる車両１の走行方向信号より、車両１の現在位置を推
定して車両１が目的位置に到達できるよう、速度指令値
を生成して駆動装置２に送出して車両１の速度を制御
し、また走行方向指令値を生成し操舵装置３に送出して
車両１の走行方向を制御するものである。
力される車両１の速度信号と方位検出装置５から入力さ
れる車両１の走行方向信号より、車両１の現在位置を推
定して車両１が目的位置に到達できるよう、速度指令値
を生成して駆動装置２に送出して車両１の速度を制御
し、また走行方向指令値を生成し操舵装置３に送出して
車両１の走行方向を制御するものである。
【００４９】次に、かかる構成とされている車両１の走
行時の制御について説明する。
行時の制御について説明する。
【００５０】（１）遠心加速度検出部２０で車両１の遠
心加速度を検出するとともに、速度検出部１０で速度を
検出し、それらの値を補正部３０に送出する。
心加速度を検出するとともに、速度検出部１０で速度を
検出し、それらの値を補正部３０に送出する。
【００５１】（２）補正部３０は、前記遠心加速度に基
づいて前記速度を前述した方法で補正し、車両１の真の
速度を検出する。
づいて前記速度を前述した方法で補正し、車両１の真の
速度を検出する。
【００５２】（３）方位検出装置６で検出された車両１
の走行方向と、速度検出装置Ｓで検出された車両１の速
度とを指令生成手段７に送出する。
の走行方向と、速度検出装置Ｓで検出された車両１の速
度とを指令生成手段７に送出する。
【００５３】（４）指令生成手段７は車両１の速度と走
行方向より、車両１の位置を推定し、車両１が目的位置
に到達するよう速度と走行方向の指令値を駆動装置２と
操舵装置３とに送出する。
行方向より、車両１の位置を推定し、車両１が目的位置
に到達するよう速度と走行方向の指令値を駆動装置２と
操舵装置３とに送出する。
【００５４】（５）駆動装置２は、指令生成手段７から
の指令値に応じて駆動輪４１、４２を駆動させる。
の指令値に応じて駆動輪４１、４２を駆動させる。
【００５５】（６）操舵装置３は、指令生成手段７から
の指令値に応じて操舵輪４３、４４の方向を制御する。
の指令値に応じて操舵輪４３、４４の方向を制御する。
【００５６】このように、本実施形態によれば、遠心加
速度検出部２０によって検出された車両１の遠心加速度
に基づいて、速度検出部１０で検出した速度を補正して
車両１の真の速度を求めているので、差動歯車を持たな
い簡易な構造の車両においても高精度な速度検出が可能
となる。また、その速度と、方位検出装置６で検出され
た車両１の走行方向とによって車両１の現在位置を推定
し、車両１が目的位置へ走行するように制御するので、
無人の車両であっても予定どおりに目的位置に到達する
ことができる。
速度検出部２０によって検出された車両１の遠心加速度
に基づいて、速度検出部１０で検出した速度を補正して
車両１の真の速度を求めているので、差動歯車を持たな
い簡易な構造の車両においても高精度な速度検出が可能
となる。また、その速度と、方位検出装置６で検出され
た車両１の走行方向とによって車両１の現在位置を推定
し、車両１が目的位置へ走行するように制御するので、
無人の車両であっても予定どおりに目的位置に到達する
ことができる。
【００５７】以上、本発明は実施形態に基づいて説明し
てきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるも
のではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態
では走行装着に設けられたエンコーダの検出値に基づい
て、速度検出部により速度を検出するようにされている
が、エンコーダと速度検出部を一体化して走行装置に設
けるようにしてもよい。
てきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるも
のではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態
では走行装着に設けられたエンコーダの検出値に基づい
て、速度検出部により速度を検出するようにされている
が、エンコーダと速度検出部を一体化して走行装置に設
けるようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
遠心加速度に基づいて速度の補正を行うので、差動歯車
を有しない簡易な構造である車両が旋回走行をする場合
であっても高精度な速度検出ができるという効果を有す
る。
遠心加速度に基づいて速度の補正を行うので、差動歯車
を有しない簡易な構造である車両が旋回走行をする場合
であっても高精度な速度検出ができるという効果を有す
る。
【図１】本発明の車両走行速度検出方法が適用される車
両走行速度検出装置を備える車両１の概略ブロック図を
示す。
両走行速度検出装置を備える車両１の概略ブロック図を
示す。
【図２】駆動輪にかかる荷重を説明する車両の背面模式
図であって、同（ａ）は車両が直進走行をしている場合
であり、同（ｂ）は車両が旋回走行をしている場合を示
している。
図であって、同（ａ）は車両が直進走行をしている場合
であり、同（ｂ）は車両が旋回走行をしている場合を示
している。
【図３】車両が右旋回走行を行う場合の軌跡を示す図で
ある。
ある。
【図４】遠心加速度Ａeの絶対値と補正係数Ｋvの関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
１ 車両
２ 駆動装置
３ 操舵装置
４ 走行装置
５ 自動操縦装置
６ 方位検出装置
７ 指令生成手段
１０ 速度検出部
２０ 遠心加速度検出部
３０ 補正部
４１ 第１駆動輪
４２ 第２駆動輪
４５ エンコーダ
Ｓ 速度検出装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 服部 智
明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式
会社 明石工場内
(56)参考文献 特開 平10−35443（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−248455（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−208669（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−50940（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−206460（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01P 3/50 - 3/56
G01P 15/00
Claims (5)
- 【請求項１】 同一回転数とされる一対の駆動輪を有す
る車両の車両走行速度検出方法であって、 前記 車両にかかる遠心加速度を検出し、前記 遠心加速度に基づいて前記一対の駆動輪の各駆動輪
のトラクションの割合を検出し、 前記割合に応じて前記車軸の回転数より検出した速度を
補正することを特徴とする車両走行速度検出方法。 - 【請求項２】 速度の補正が下記の補正係数を用いた下
記式によりなされることを特徴とする請求項１記載の車
両走行速度検出方法。Ｖ＝Ｋ v ｘＶ e Ｋ v ＝１ （absＡ e ≦Ａ 1 ） Ｋ v ＝1-{a／（r+a）}×{（A e -A 1 ）／（A 2 -A 1 ）}
（Ａ 1 ＜absＡ e ≦Ａ 2 ） Ｋ v ＝１−ａ／（ｒ＋ａ） （Ａ 2 ＜absＡ e ） ここに、 Ｖ：補正後の速度 Ｖ e ：車軸の回転数より検出した速度 Ｋ v ：補正係数 Ａ 1 ：速度の補正が必要ない遠心加速度の最大限度値 Ａ 2 ：トラクションがすべて外輪にかかるときの遠心加
速度 Ａ e :検出された遠心加速度 absＡ e :検出された遠心加速度の絶対値 - 【請求項３】 同一回転数とされる一対の駆動輪を有す
る車両の車両走行速度検出装置であって、 前記車軸の 回転数より速度を検出する駆動輪速度検出手
段と、車両にかかる遠心加速度を検出する遠心加速度検
出手段と、前記駆動輪速度検出手段で検出された速度を
前記遠心加速度検出手段で検出した遠心加速度に基づい
て補正する補正部とを備え、前記補正部は、検出された遠心加速度によって前記一対
の駆動輪の各駆動輪の トラクションの割合を検出し、前
記トラクションの割合に基づいて前記速度検出手段で検
出された速度を補正するようにされて なることを特徴と
する車両走行速度検出装置。 - 【請求項４】 速度の補正が下記の補正係数を用いた下
記式によりなされることを特徴とする請求項３記載の車
両走行速度検出装置。Ｖ＝Ｋ v ｘＶ e Ｋ v ＝１ （absＡ e ≦Ａ 1 ） Ｋ v ＝1-{a／（r+a）}×{（A e -A 1 ）／（A 2 -A 1 ）}
（Ａ 1 ＜absＡ e ≦Ａ 2 ） Ｋ v ＝１−ａ／（ｒ＋ａ） （Ａ 2 ＜absＡ e ） ここに、 Ｖ：補正後の速度 Ｖ e ：車軸の回転数より検出した速度 Ｋ v ：補正係数 Ａ 1 ：速度の補正が必要ない遠心加速度の最大限度値 Ａ 2 ：トラクションがすべて外輪にかかるときの遠心加
速度 Ａ e :検出された遠心加速度 absＡ e :検出された遠心加速度の絶対値 - 【請求項５】 請求項３または４に記載の車両走行速度
検出装置を備えてなることを特徴とする車両。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001063428A JP3491063B2 (ja) | 2001-03-07 | 2001-03-07 | 車両走行速度検出方法および車両走行速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001063428A JP3491063B2 (ja) | 2001-03-07 | 2001-03-07 | 車両走行速度検出方法および車両走行速度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002267682A JP2002267682A (ja) | 2002-09-18 |
| JP3491063B2 true JP3491063B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=18922424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001063428A Expired - Fee Related JP3491063B2 (ja) | 2001-03-07 | 2001-03-07 | 車両走行速度検出方法および車両走行速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3491063B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009201966A (ja) * | 2008-05-19 | 2009-09-10 | Yuji Onishi | ゴルフ用簡易風向計 |
-
2001
- 2001-03-07 JP JP2001063428A patent/JP3491063B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002267682A (ja) | 2002-09-18 |
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