JP4108837B2 - Autonomous traveling method and autonomous traveling vehicle - Google Patents
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Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、捕捉衛星からの測位情報に基づいて、自己の位置を確認しながら走行を行う自律走行車に係り、特に、この測位に異常が発生した場合における走行制御に関する。
【0002】
【従来の技術】
自律走行技術を用いて、プログラムされた作業を無人で行う自律走行車が、様々な分野で実用化されつつある。このような自律走行車が行い得る作業の典型的な例としては、ゴルフ場、グランド、または公園といった各種フィールドにおける芝刈りや草刈り、田畑の耕耘、農薬や肥料の散布、または土木作業等が挙げられる。
【0003】
この自律走行は、全地球測位システム(Global Positioning System。以下、GPSという)及び推測航法と呼ばれる2つの技術を併用して行われる。GPSは、捕捉しているGPS衛星から発せられる電波を受信して、自己位置を測位する技術である。また、推測航法は、地磁気方位センサ等により測定された走行車の進行方向と、車輪エンコーダ等により測定された走行距離から、走行車を目標地点に向かって走行させる技術である。捕捉衛星に基づいたGPS測位により、自律走行車の目標地点(絶対位置)が測定され、推測航法により、この目標地点を基準とした相対位置が測定される。
【0004】
しかしながら、自律走行を行っている最中に、GPS測位が正常ではなくなってしまう状態が生じることがある。GPS測位に異常が発生する要因としては様々なものが挙げられるが、最も典型的な要因としてマルチパスを含めた電波障害が挙げられる。建物や木々などに電波が反射することによってマルチパスが生じて、電波が複数の経路で自律走行車に到達することがある。このようなマルチパスは、直接波と干渉して受信障害の要因となる。また、捕捉衛星からの電波が、自律走行車周辺の建物や木々に遮られた場合においても、自律走行車はこの測位ができなくなってしまう。さらに、GPSアンテナの故障やGPS受信ユニットの故障といったシステム自体の故障が生じた場合にも測位不能となる。
【0005】
従来の技術では、自律走行による無人作業の実行中に、このようなGPSによる測位に異常が発生した場合、その回復処理を何ら試みることなく、すぐに走行の停止やエンジンの停止を行っている。そして、このような停止が生じると、作業の管理者が、その停止場所に行って通常状態に回復させるのに必要な作業を行い、その後自律走行を再開させるといった措置がとられる。しかしながら、作業に要するコストの観点では、作業は極力続行されることが好ましく、従来のような方法は作業コストを増大させる大きな要因となっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の問題点に鑑み、本発明の目的は、測位に異常が発生した場合でも、自律走行を自動で再開できるような制御を行うことで、作業が中止される可能性を低減し、作業効率の向上を図ることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、本発明の第1の形態は、衛星から発せられた電波を受信することにより、走行車の現在地点を測位し、この測位に基づいて自律走行を行う自律走行方法において、測位が正常でないと判断された場合、走行車の自律走行を中止するステップと、測位が正常な状態に回復したか否かを判断するステップと、自律走行の中止から所定の期間が経過するまでの間に、測位が正常な状態に回復した場合、走行車の自律走行を再開するステップとを有する自律走行方法を提供する。
【0008】
ここで、衛星から発せられた電波を受信できなかった場合、測位に関する情報が得られなかった場合、測位に関する情報は得られたが、測位に関する情報のエラーが検出された場合、または測位に必要な数の衛星を捕捉できなかった場合の少なくとも1つに該当する場合に、測位が正常でないと判断するようにしてもよい。
【0009】
また、上記自律走行を中止するステップに続き、所定の期間、走行車を停止させるステップをさらに設けてもよい。
【0010】
上記の測位が正常な状態に回復したか否かを判断するステップは、走行車を予め設定された走行状態に設定する異常処理モードの実行中に行われるようにすることが好ましい。
【0011】
また、この異常処理モードは、例えば、プログラムされた方向に走行車を前進させるとか、走行履歴に基づいて、その経路を後進させるといったように、予めプログラムされた方向に走行車を走行させるようにすることが好ましい。
【0012】
さらに、自律走行の中止から所定の期間が経過するまでの間に、測位が正常な状態に回復しなかった場合、走行車を駆動させる駆動源の動作を停止させるステップをさらに設けてもよい。
【0013】
本発明の第2の形態は、衛星から発せられた電波を受信することにより、走行車の現在地点を測位し、この測位に基づいて自律走行を行う自律走行車において、衛星から発せられた電波を受信することにより、自律走行車の現在地点を測位する位置検出手段と、測位が正常であるか否かを判断する判断手段と、位置検出手段からの出力と、位置検出手段からの出力とに基づいて、自律走行車の走行を制御する制御手段とを有し、この制御手段は、測位が正常でないと判断された場合、自律走行車の自律走行を中止すると共に、自律走行の中止から所定の期間が経過するまでの間に、測位が正常な状態に回復した場合、自律走行車の自律走行を再開する制御部とを有する自律走行車を提供する。
【0014】
この判断手段は、衛星から発せられた電波を受信できなかった場合、測位に関する情報が得られなかった場合、測位に関する情報は得られたが、この情報のエラーが検出された場合、または測位に必要な数の衛星を捕捉できなかった場合測位が正常でないと判断するようにすることが好ましい。
【0015】
ここで、自律走行車が実際に自律走行を行う作業地域に関するデータを記憶するデータ記憶部をさらに有し、この判断手段は、位置検出手段により測定された自律走行車の現在地点が、作業地域に関するデータに対して基準値以上、相違する場合、測位に関する情報にエラーがあると判断するようにしてもよい。
【0016】
【作用】
このような構成において、測位が正常でないと判断されると、自律走行を中止して、正常な状態への回復を一定時間の間だけ待つ。一時的な測位の異常は、この待機により回復することが期待でき、回復したならば、中止された自律走行を再開する。これにより、測位異常が発生しても、それが一時的なものである限り、自律走行を継続することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は、本実施例における芝刈り作業車を模式的に示した側面図である。この芝刈り作業車は、車体部1、車体部1のフロントに付けられた芝刈り用作業機2、及び車輪3a、3bを有している。車体部1には、GPS用の受信アンテナ4、無線通信用の受信アンテナ5及び地磁気センサ6が装着されている。作業機2は、複数のカッターユニットを有しており、車体部1に対して回動可能な状態で取り付けられることにより、昇降動作が可能である。車体部1には、GPS装置や推測航法装置を含む制御装置が装着されている。また車輪エンコーダ7が車輪3aの軸部に装着されている。車輪エンコーダ7は、車輪の回転を検出するセンサである。
【0018】
図2は、芝刈り作業車の制御装置のブロック図である。推測航法位置検出部11及びディファレンシャルGPS(以下D−GPSという)位置検出部12によって芝刈り作業車の走行位置を認識することができる。推測航法位置検出部11において、ある基準となる地点からの走行履歴を算出することにより、作業車の現在位置が測定される。この走行履歴は、車輪エンコーダ7により測定された走行距離を、地磁気方位センサ6により測定された走行方向の変化に応じて累積したものである。
【0019】
D−GPS位置検出部12において、GPS衛星から発せられた電波及び固定局から得られたディファレンシャル情報に基づいて、現在の走行位置が測定される。GPS衛星からの電波は、GPS用の受信アンテナ4を介して受信される。一方、固定局からの電波は、受信アンテナ5を介して受信される。周知のように、GPS衛星から発せられた電波のみを用いた自己位置の測定は誤差が大きい。そこで、この測定値における同位相成分の誤差を除去するために、既知の地点に設置された固定局において、この地点の位置観測を行う。そして、この位置観測に基づいて得られた補正情報を自律走行車にフィードバックする。例えば、ポジション法を用いた場合、作業車側の受信機と固定局側の受信機の双方が捕捉するGPS衛星が同一となるように同期をとり、双方から得られた絶対位置に関する情報を引き算する。このようなD−GPS測位を行うことで、走行車の自己位置を精度よく測定することができる。
【0020】
自律走行モード時において、制御部13は、D−GPS位置検出部12及び推測航法位置検出部11からの検出信号に基づいて、目標地点に向けて走行するように、駆動制御部14及び操舵制御部15を制御する。駆動制御部14は、制御部13からの制御信号を、それに対応した制御量に変換することにより、図示していないエンジンを駆動源とする油圧モータを制御する。この油圧モータにより走行車の駆動力が発生される。また、操舵制御部15は、制御部13からの制御信号を、それに対応した制御量に変換することにより、図示していない操舵機構を動作させる。また、制御部13は、必要に応じて、データ記憶部16にアクセスして、所望のデータをデータ記憶部16から読み出したり、データ記憶部16中に書き込んだりする。なお、作業機2の昇降制御も制御部13により行われ、図示していない昇降制御部を介して昇降機構が動作される。
【0021】
データ記憶部16中には、作業車を動作させるために必要なプログラムやデータが不揮発性領域(例えば、ROM領域)に記憶されている。また、実際の作業フィールドに関する地形データや作業の手順をデータが書き換え可能領域(例えば、RAMまたはEEPROM領域)に記憶されている。
【0022】
測位情報チェック部17は、GPS(D−GPSも含む)による測位が正常であるか否かを判断する。発生した測位異常には、一時的なものと永続的なものとがある。一時的な測位異常は、ある程度の時間が経過すると測位異常が解消される。一時的な異常が発生する典型的なケースは、作業機近辺の建造物等により遮られて衛星を捕捉できない場合である。また、マルチパスによる一時的な測位異常もある。建物などに電波が反射することによってマルチパスが生じて、電波が複数の経路で自律走行車に到達する。このようなマルチパスは、直接波と干渉して受信障害の要因となる。D−GPS位置検出部12が、直接波ではなく、このような反射波に基づいて測位を行ってしまう場合もある。反射波の経路は直接波よりも長くなるために、測位に大きな誤りが生じてしまう。一方、永続的な測位異常は、一定時間が経過しても回復が望めない異常である。このような異常が発生するケースとしては、GPS用の受信アンテナ4の故障やD−GPS位置検出部12の故障といったシステム自体の故障がある。
【0023】
(受信状態のモニタリング)
このような測位異常は、例えば、GPS衛星から発せられた電波をGPS用の受信アンテナ4が有効に受信できなかった場合に発生したものと判断してもよい。建物の遮蔽やマルチパスによる受信障害が行った場合、一時的に受信状況が悪化するので、これをモニタリングすることにより、測位異常を判断することができる。
【0024】
(出力状態のモニタリング)
上記の受信状態のモニタリングに代えて、D−GPS位置検出部12からの出力をモニタリングすることで測位異常の発生を判断してもよい。システム自体に故障がある場合、作業機近辺の建造物等により遮られて衛星を捕捉できない場合、または、マルチパスによる受信障害が発生した場合、D−GPS位置検出部12からは測位情報が出力されない。従って、位置検出部12からの測位情報の出力状態をモニタリングすることにより、測位異常と判断することができる。
【0025】
(測位情報のチェック)
D−GPS位置検出部12より出力された測位情報に異常ある場合に、測位異常が発生したものと判断することも可能である。例えば、マルチパスにより位置検出部12が反射波に基づいた測位を行ってしまった場合、測位情報は、本来の地点とは大きくかけ離れた地点を示す。そこで、D−GPS位置検出部12から得られた測位結果が、データ記憶部16中に記憶されている実際に自律走行が行われる作業地域に関するデータに対して、基準値以上相違する場合に、測位結果にエラーがあると判断してもよい。例えば、GPSのある目標地点に対して、実際の測位が所定のしきい値以上オフセットしている場合、測位にエラーがあると判断できる。また、実際に測位結果が、その作業領域外の地点を示しており、その地点が作業領域を囲む領域(すなわち外縁)からしきい値以上ずれているならば、測位に異常があると判断できる。また、チェックサム異常のように、測位情報のデータ規則に違反がある場合に測位異常と判断することも、もちろん可能である。
【0026】
(捕捉衛星数のモニタリング)
この他にも、測位に必要な数だけGPS衛星が捕捉されない場合に、測位異常が発生したものと判断してもよい。例えば、建造物により遮蔽されて、測位に必要な数だけ衛星を捕捉できない等、捕捉していた衛星数が減少する。
【0027】
このように測位異常の発生の有無を判断する方法は様々なものがあり、上述した例は最も典型的な例である。なお、測位が正常でなくなった状態をより正確に判断するために、このような判断基準を複数組み合わせて適用してもよい。
【0028】
測位情報チェック部17は、上述したような方法に基づいて、測位異常の有無を判断し、異常がある場合は、測位異常を示す信号を制御部13に対して出力する。
【0029】
図3は、走行制御のメインフローチャートである。芝刈り作業車は、自律走行モードと、測位が正常でない場合に実行される異常処理モードと、異常発生時における最終的手段としてのエンジン停止という3つのモードを有している。これらのモードは、フラグGPS及びフラグSTOPの状態により指定される。フラグの状態と指定されるモードとの関係は以下の通りである。なお、図3のフローは所定間隔で繰り返し実行される。従って、フラグの変化に応じて、現在のモードにおける走行制御が中止され、変更後のモードにおける走行制御が実行される。なお、フラグSTOPは、初期設定として0が設定されている。
【0030】
図4は、自律走行モードの走行制御フローチャートである。フラグGPSが1である限り、このフローチャートは繰り返し実行され、フラグGPSが0になった時点でその実行が中止される。まず、D−GPS位置検出部12及び推測航法位置検出部11からの測位情報に基づいて、制御部13により、作業車の現在位置が算出される(ステップ401)。この算出位置は、現在の目標地点と比較され、作業車が目標地点に到達したか否かが判断される(ステップ402)。作業車が目標地点に到達していないと判断された場合はステップ404に進む。一方、目標地点に到達していると判断された場合には、データ記憶部16中に作業データとして記憶されている次の目標地点を、新たな目標地点として再設定した上で(ステップ403)、ステップ404に進む。
【0031】
ステップ404では、目標地点及び算出された現在位置に基づいて、この目標地点に向かって進むべき方向(目標進行方位角)が算出される。そして、地磁気センサ6から作業車の現時点における進行方位角を読み出し(ステップ405)、目標進行方位角と現在の進行方位角とに基づいて、操舵機構の操舵量が算出される(ステップ406)。操舵制御部15は操舵機構を動作させることにより、作業車は目標地点に向けて走行する(ステップ407)。
【0032】
以下、GPS測位に異常が発生した場合における走行制御について、図5及び図6に基づいて説明する。図5は、モード切り換えの判定フローチャートであり、このフローは所定間隔で繰り返し実行される。また、図6は、異常処理モードの走行制御フローチャートである。
【0033】
まず、作業車が正常に自律走行をしている間(フラグGPSが1に設定されている間)は、図5のステップ501→ステップ502→(Return)というパスが繰り返し実行される。自律走行中に、測位に異常が発生した場合(ステップ502)、フラグGPSは1から0に変更される(ステップ503)。この測位の異常は、設定された判断基準に基づいて測位情報チェック部17においてチェックされる。
【0034】
ステップ503によりフラグGPSが0(フラグSTOPは初期設定の0のまま)に変更されると、図3に示したように、自律走行モードによる走行制御が中止され、異常処理モードによる走行制御が開始される。図6の異常処理モードの走行制御フローチャートに示されているように、このモードでは、まず、作業車は停止し(ステップ601)、次に予め設定された期間、そのまま待機する(ステップ602)。そして、作業車は、所定時間経過後、一定距離予定経路を移動する(ステップ603)。このステップ603で重要なことは、受信環境を積極的に変えることにより、正常な状態を回復できる可能性を高めることである。従って、作業車を待機地点と異なる地点に、自律走行によることなく強制的に移動させる。この移動のアルゴリズムは様々なものが考えられる。例えば、プログラムされた方向に前進させてもよいし、走行履歴に基づいて、既に走行してきた経路を後進させてもよい。
【0035】
異常処理モードにおける走行車の停止、待機、移動という一連の走行制御のもとで、図5のモード切り換え判定の判定フローチャートが、所定の間隔で繰り返し実行される。まず、ステップ501において、フラグGPSは0であるから、ステップ504に進む。ステップ504において、測位情報チェック部17により、発生した測位異常が回復しているか否かが判断される。測位異常が回復している場合には、フラグGPSが0から1に変更される(ステップ505)。これにより、異常処理モードは中止され、自律走行モードが再開される。
【0036】
ステップ504において、発生した測位異常が回復しない場合は、ステップ506に進む。ステップ506において、測位異常が発生してからの経過時間が、制限時間を超えていないか否かが判断される。経過していなければ、(Return)に進み、再度このフローを実行する。一方、ステップ506において、経過時間が制限時間を超えた場合は、ステップ507により、フラグSTOPが0(初期設定)から1に変更される。その結果、測位異常を回復させるための異常処理モードが中止され、最終的な手段として、作業車のエンジンが停止される。エンジンが停止してしまった後は、従来技術と同様、作業の管理者が停止場所に行って、状態を回復させるといった復旧作業が必要になる。
【0037】
以上の説明からわかるように、測位異常が発生した場合、自律走行が中止され、作業車は停止し、所定時間だけ停止場所で待機する。GPSではFM放送やテレビ放送と違い、電波を送出している衛星が常時移動しているために、マルチパスによる障害が長時間継続しないという傾向がある。従って、待機時間を適切に設定することにより、作業車を単に待機させていても、一時的な測位異常の回復が期待できる。
【0038】
次に、待機によっても回復しない場合は、作業車の位置を強制的に移動させることにより、測位異常の回復を試みる。例えば、作業車近辺にある建物や木々の遮蔽による一時的な測位不能は、作業車の位置を変えることで解消することができる可能性がある。特に、ゴルフ場で芝刈りを行う場合、低木による遮蔽は極めて局所的であるから、作業車を移動させることにより、測位異常の回復が期待できる。
【0039】
測位異常が復旧せずに、予め設定された制限時間を超過してしまった場合、最終的な非常手段として、エンジン等の駆動源の動作が停止される。待機時間、待機後の移動方向、或いは制限時間等を適切に設定すれば、かなりの測位異常を回復させることが期待でき、自律走行を最終的に停止させなければならないのは、永続的な測位不能による場合がほとんどであろう。
【0040】
このように、従来技術では、測位不能が発生した場合、何ら回復処理を行うことなく自律走行が一律に中止され、エンジンが停止されていた。これに対して、本実施例では、エンジン停止に先立ち、異常が回復したかを制限時間の間モニタリングする。そして、異常が回復することなく制限時間が経過した場合に、はじめてエンジンを停止させている。従って、従来技術と比べて、測位異常が発生しても自律走行が最終的に中断される可能性を低減することができ、自律走行における作業効率を向上させることができる。
【0041】
【発明の効果】
このように、本発明では、測位異常が発生しても、それにより自律走行が最終的に中断される可能性を低減することができる。これにより、自律走行に伴う作業の作業効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施例における芝刈り作業車を模式的に示した側面図
【図2】 芝刈り作業車の制御装置のブロック図
【図3】 走行制御のメインフローチャート
【図4】 自律走行モードの制御フローチャート
【図5】 走行モード切り換え判定のフローチャート
【図6】 異常処理モードの制御フローチャート
【符号の説明】
1 車体部、2 芝刈り用作業機、3a,b 車輪、
4 GPS用の受信アンテナ、5 無線通信用の受信アンテナ、
6 地磁気センサ、7 車輪エンコーダ、11 推測航法位置検出部、
12 D−GPS位置検出部、13 制御部、14 駆動制御部、
15 操舵制御部、16 データ記憶部、17 測位情報チェック部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an autonomous traveling vehicle that travels while confirming its own position based on positioning information from a captured satellite, and more particularly to traveling control when an abnormality occurs in this positioning.
[0002]
[Prior art]
Autonomous vehicles that perform unattended programmed work using autonomous technology are being put into practical use in various fields. Typical examples of operations that such autonomous vehicles can perform include lawn mowing and mowing in various fields such as golf courses, grounds, or parks, field cultivation, agricultural chemicals and fertilizer application, or civil engineering operations. .
[0003]
This autonomous traveling is performed using a combination of two technologies called the Global Positioning System (hereinafter referred to as GPS) and dead reckoning navigation. GPS is a technology for receiving a radio wave emitted from a captured GPS satellite and measuring its own position. Dead reckoning is a technique for causing a traveling vehicle to travel toward a target point from the traveling direction of the traveling vehicle measured by a geomagnetic direction sensor or the like and the traveling distance measured by a wheel encoder or the like. A target point (absolute position) of the autonomous vehicle is measured by GPS positioning based on the captured satellite, and a relative position with respect to the target point is measured by dead reckoning navigation.
[0004]
However, a state where GPS positioning is not normal may occur during autonomous traveling. There are various factors that cause abnormalities in GPS positioning, and the most typical factor is radio interference including multipath. A multipath may be caused by reflection of radio waves on buildings, trees, and the like, and the radio waves may reach an autonomous vehicle through a plurality of routes. Such a multipath interferes with a direct wave and causes reception failure. In addition, even when radio waves from the captured satellite are blocked by buildings and trees around the autonomous traveling vehicle, the autonomous traveling vehicle cannot perform this positioning. Furthermore, positioning becomes impossible even when a system failure such as a GPS antenna failure or a GPS reception unit failure occurs.
[0005]
In the conventional technology, when an abnormality occurs in such GPS positioning during execution of unmanned work by autonomous traveling, the traveling is immediately stopped or the engine is stopped without attempting any recovery process. . And when such a stop occurs, the manager of the work goes to the stop location, performs the work necessary to recover to the normal state, and then takes measures such as restarting the autonomous traveling. However, it is preferable that the work is continued as much as possible from the viewpoint of the cost required for the work, and the conventional method is a major factor that increases the work cost.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of such conventional problems, the object of the present invention is to reduce the possibility of work being stopped by performing control so that autonomous traveling can be automatically resumed even when an abnormality occurs in positioning. It is to improve work efficiency.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above object, the first aspect of the present invention is an autonomous traveling method in which the current location of a traveling vehicle is measured by receiving radio waves emitted from a satellite, and autonomous traveling is performed based on this positioning. When it is determined that the positioning is not normal, the step of stopping the autonomous driving of the traveling vehicle, the step of determining whether the positioning has recovered to the normal state, and until a predetermined period has elapsed since the cancellation of the autonomous driving In the meantime, there is provided an autonomous traveling method including a step of resuming autonomous traveling of a traveling vehicle when positioning is restored to a normal state.
[0008]
Here, when radio waves emitted from satellites could not be received, information related to positioning could not be obtained, information related to positioning was obtained, but an error in information related to positioning was detected, or necessary for positioning It may be determined that the positioning is not normal when it corresponds to at least one of cases where a large number of satellites could not be acquired.
[0009]
Moreover, you may provide further the step which stops a traveling vehicle for a predetermined period following the step which stops the said autonomous driving | running | working.
[0010]
It is preferable that the step of determining whether or not the above positioning is restored to a normal state is performed during the execution of the abnormal processing mode in which the traveling vehicle is set to a preset traveling state.
[0011]
In addition, in this abnormality processing mode, for example, the traveling vehicle is caused to travel in a pre-programmed direction such that the traveling vehicle is moved forward in a programmed direction or the route is moved backward based on the traveling history. It is preferable to do.
[0012]
Further, a step of stopping the operation of the drive source that drives the traveling vehicle may be further provided when the positioning does not recover to a normal state from when the autonomous traveling is stopped until a predetermined period elapses.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in an autonomous vehicle that measures the current location of a traveling vehicle by receiving radio waves emitted from a satellite and autonomously travels based on the positioning, the radio waves emitted from the satellite. By receiving position detection means for positioning the current position of the autonomous vehicle, determination means for determining whether the positioning is normal, output from the position detection means, output from the position detection means, Control means for controlling the traveling of the autonomous traveling vehicle based on the control, the control means, when it is determined that the positioning is not normal, to stop the autonomous traveling of the autonomous traveling vehicle, and from the suspension of the autonomous traveling Provided is an autonomous traveling vehicle including a control unit that resumes autonomous traveling of an autonomous traveling vehicle when positioning is restored to a normal state before a predetermined period elapses.
[0014]
This means of determination is that if the radio wave emitted from the satellite could not be received, if information on positioning was not obtained, information on positioning was obtained, but an error in this information was detected, or if positioning It is preferable to determine that the positioning is not normal when the required number of satellites cannot be acquired.
[0015]
Here, the autonomous storage vehicle further includes a data storage unit that stores data relating to the work area where the autonomous vehicle actually performs autonomous travel, and the determination unit is configured such that the current position of the autonomous vehicle measured by the position detection unit is the work region. If there is a difference of more than the reference value with respect to the data related to, it may be determined that there is an error in information related to positioning.
[0016]
[Action]
In such a configuration, when it is determined that the positioning is not normal, the autonomous traveling is stopped and the recovery to the normal state is waited for a certain period of time. The temporary positioning abnormality can be expected to be recovered by this standby, and when it is recovered, the stopped autonomous driving is resumed. Thereby, even if positioning abnormality arises, as long as it is temporary, autonomous driving can be continued.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a side view schematically showing a lawnmower working vehicle in the present embodiment. This lawnmower working vehicle has a
[0018]
FIG. 2 is a block diagram of a control device for a lawn mower. The dead-reckoning position detection unit 11 and the differential GPS (hereinafter referred to as D-GPS)
[0019]
The D-GPS
[0020]
In the autonomous travel mode, the
[0021]
In the
[0022]
The positioning
[0023]
(Reception status monitoring)
Such a positioning abnormality may be determined to have occurred, for example, when the GPS receiving antenna 4 cannot effectively receive radio waves emitted from GPS satellites. If reception obstruction occurs due to shielding of the building or multipath, the reception situation temporarily deteriorates. By monitoring this, it is possible to determine a positioning abnormality.
[0024]
(Output status monitoring)
Instead of monitoring the reception state described above, the occurrence of positioning abnormality may be determined by monitoring the output from the D-GPS
[0025]
(Check positioning information)
When the positioning information output from the D-GPS
[0026]
(Monitoring the number of captured satellites)
In addition to this, it may be determined that a positioning abnormality has occurred when the number of GPS satellites required for positioning is not acquired. For example, the number of satellites that have been acquired is reduced, such as being shielded by a building and being unable to acquire the satellites necessary for positioning.
[0027]
As described above, there are various methods for determining whether or not the positioning abnormality has occurred, and the above-described example is the most typical example. It should be noted that a plurality of such determination criteria may be applied in combination in order to more accurately determine the state where the positioning is not normal.
[0028]
The positioning
[0029]
FIG. 3 is a main flowchart of the traveling control. The mowing vehicle has three modes: an autonomous traveling mode, an abnormal processing mode that is executed when positioning is not normal, and an engine stop as a final means when an abnormality occurs. These modes are designated by the states of the flag GPS and the flag STOP. The relationship between the flag state and the designated mode is as follows. Note that the flow of FIG. 3 is repeatedly executed at predetermined intervals. Therefore, according to the change of the flag, the travel control in the current mode is stopped, and the travel control in the changed mode is executed. The flag STOP is set to 0 as an initial setting.
[0030]
FIG. 4 is a travel control flowchart in the autonomous travel mode. As long as the flag GPS is 1, this flowchart is repeatedly executed, and the execution is stopped when the flag GPS becomes 0. First, based on the positioning information from the D-GPS
[0031]
In step 404, based on the target point and the calculated current position, a direction (target traveling azimuth) to be advanced toward the target point is calculated. Then, the current traveling azimuth angle of the work vehicle is read from the geomagnetic sensor 6 (step 405), and the steering amount of the steering mechanism is calculated based on the target traveling azimuth angle and the current traveling azimuth angle (step 406). The
[0032]
Hereinafter, the traveling control when abnormality occurs in GPS positioning will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a mode switching determination flowchart, and this flow is repeatedly executed at predetermined intervals. FIG. 6 is a travel control flowchart in the abnormality processing mode.
[0033]
First, while the work vehicle is normally autonomously traveling (while the flag GPS is set to 1), the path of
[0034]
When the flag GPS is changed to 0 (the flag STOP remains at the initial setting of 0) in step 503, the travel control in the autonomous travel mode is stopped and the travel control in the abnormal processing mode is started as shown in FIG. Is done. As shown in the travel control flowchart of the abnormal processing mode in FIG. 6, in this mode, the work vehicle first stops (step 601), and then waits for a preset period (step 602). Then, after a predetermined time has elapsed, the work vehicle moves along a predetermined distance planned route (step 603). What is important in this
[0035]
The determination flow chart of the mode switching determination in FIG. 5 is repeatedly executed at predetermined intervals under a series of traveling control of stopping, waiting and moving of the traveling vehicle in the abnormal processing mode. First, in
[0036]
In
[0037]
As can be seen from the above description, when a positioning abnormality occurs, autonomous traveling is stopped, the work vehicle stops, and waits at the stop location for a predetermined time. Unlike the FM broadcast and the television broadcast, there is a tendency that the failure due to the multipath does not continue for a long time because the satellite sending the radio wave is constantly moving in the GPS. Therefore, by appropriately setting the standby time, it is possible to expect a temporary recovery of positioning abnormality even when the work vehicle is simply on standby.
[0038]
Next, when it does not recover even by waiting, it tries to recover the positioning abnormality by forcibly moving the position of the work vehicle. For example, there is a possibility that temporary positioning inability due to shielding of buildings and trees near the work vehicle can be solved by changing the position of the work vehicle. In particular, when lawn mowing is performed at a golf course, the shielding by the shrub is extremely local, and therefore, recovery of positioning abnormality can be expected by moving the work vehicle.
[0039]
When the preset time limit is exceeded without recovering the positioning abnormality, the operation of the drive source such as the engine is stopped as a final emergency means. Appropriately setting the waiting time, the direction of travel after waiting, or the time limit, etc., can be expected to recover a significant positioning error, and autonomous driving must be finally stopped for permanent positioning. Most likely due to inability.
[0040]
As described above, in the prior art, when the positioning failure occurs, the autonomous running is uniformly stopped without performing any recovery process, and the engine is stopped. On the other hand, in this embodiment, prior to stopping the engine, whether or not the abnormality has been recovered is monitored for a limited time. Then, the engine is stopped for the first time when the time limit elapses without recovery from the abnormality. Therefore, compared with the prior art, even if a positioning abnormality occurs, it is possible to reduce the possibility that the autonomous traveling is finally interrupted, and it is possible to improve work efficiency in autonomous traveling.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, even if a positioning abnormality occurs, the possibility that the autonomous traveling is finally interrupted can be reduced. Thereby, the work efficiency of the work accompanying autonomous traveling can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view schematically showing a lawnmower working vehicle according to the present embodiment. FIG. 2 is a block diagram of a control device for a lawn mower working vehicle. FIG. 3 is a main flowchart of travel control. Flowchart of control [FIG. 5] Flowchart of traveling mode switching determination [FIG. 6] Control flowchart of abnormal processing mode [Explanation of symbols]
1 body part, 2 lawn mower working machine, 3a, b wheel,
4 receiving antenna for GPS, 5 receiving antenna for wireless communication,
6 geomagnetic sensor, 7 wheel encoder, 11 dead reckoning position detector,
12 D-GPS position detection unit, 13 control unit, 14 drive control unit,
15 steering control unit, 16 data storage unit, 17 positioning information check unit
Claims (8)
前記測位が正常でないと判断された場合、前記目標地点に向けた前記走行車の前記自律走行を中止するステップと、
前記目標地点に向けた前記自律走行を中止した場合、所定の期間、前記走行車を停止させるとともに、前記測位が正常な状態に回復したか否かを判断するステップと、
前記自律走行の中止から所定の期間が経過するまでの間に、前記測位が正常な状態に回復した場合、前記目標地点に向けた前記走行車の前記自律走行を再開するステップと
を有することを特徴とする自律走行方法。By receiving radio waves emitted from satellites, the current position of the traveling vehicle is measured, and based on this positioning, an autonomous traveling method that performs unmanned autonomous traveling toward the target point ,
If it is determined that the positioning is not normal, stopping the autonomous traveling of the traveling vehicle toward the target point ;
When stopping the autonomous traveling toward the target point, stopping the traveling vehicle for a predetermined period and determining whether or not the positioning has recovered to a normal state;
Until a predetermined time period from stop of the autonomous driving elapses, if the positioning is recovered to a normal state, that a step resuming the autonomous traveling of the vehicle toward the target point A feature of autonomous driving.
衛星から発せられた電波を受信することにより、前記自律走行車の現在地点を測位する位置検出手段と、
前記測位が正常であるか否かを判断する判断手段と、
前記位置検出手段からの出力と、前記判断手段からの出力とに基づいて、前記目標地点に向けた前記自律走行車の走行を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記測位が正常でないと判断された場合、前記目標地点に向けた前記自律走行車の前記自律走行を中止すると共に所定の期間、前記自律走行車を停止させ、前記自律走行の中止から所定の期間が経過するまでの間に、前記測位が正常な状態に回復した場合、前記目標地点に向けた前記自律走行車の前記自律走行を再開する制御部と
を有することを特徴とする自律走行車。By receiving the radio waves emitted from the satellite, the current position of the traveling vehicle is measured, and based on this positioning, the autonomous traveling vehicle that performs unmanned autonomous traveling toward the target point ,
Position detecting means for positioning the current location of the autonomous vehicle by receiving radio waves emitted from a satellite;
Determining means for determining whether or not the positioning is normal;
Control means for controlling the travel of the autonomous vehicle toward the target point based on the output from the position detection means and the output from the determination means;
When it is determined that the positioning is not normal, the control means stops the autonomous traveling of the autonomous traveling vehicle toward the target point and stops the autonomous traveling vehicle for a predetermined period of time. between the suspended until a predetermined period elapses, if the positioning is recovered to a normal state, and characterized in that it has a resume control unit the autonomous travel of the autonomous vehicle toward the target point Autonomous vehicle to do.
前記判断手段は、前記位置検出手段により測定された前記自律走行車の現在地点が、前記作業地域に関するデータに対して基準値以上、相違する場合、前記測位に関する情報にエラーがあると判断することを特徴とする請求項7に記載された自律走行車。A data storage unit for storing data relating to a work area where the autonomous vehicle actually performs autonomous traveling;
The determination means determines that there is an error in the information related to positioning when the current location of the autonomous vehicle measured by the position detection means differs by more than a reference value with respect to the data related to the work area. The autonomous vehicle according to claim 7 , wherein:
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