JPH01223513A - 移動体の誘導走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無人もしくは遠隔操作によって誘導走行され
る車両およびロボット等の移動体、とりわけ所望の走行
ルートに沿って走行することが必要な移動体の走行制御
に採用して好適な誘導走行装置に関する。

〔従来の技術〕

車両の位置および姿勢角を制約条件として車両の現在位
置と目標点との間の走行経路を求め、この経路に沿って
車両を誘導走行させる方法が特開昭５９−１１１５０８
号公報に記載されている。

この方法では、現在位置および姿勢角を測定可能な車両
の出発地点と目的地点との間に目標点列を設定するとと
もに、これら各目標点においてその位置およびそこを通
過する車両の姿勢角を設定する。そして、車両が測定さ
れた姿勢角で現在位置を通過し、かつ設定された姿勢角
で目標点を通過するように現在位置から目標点までの走
行経路を演算によって求める。つぎにこの走行経路に沿
って車両が走行するための舵角を法律によって求める。

つぎにこの舵角指令を車両に与え、該車両を単位時間走
行さゼる。そして、車両の到着地点を新たな現在位置と
し、かつ現在位置が目標点に近づいた場合には目標点を
つぎの目標点に順次更新しつつ、上記演算処理および単
位時間の走行を繰り返し行ない、車両を目的地点まで誘
導走行させるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記方法では、車両の位置および姿勢角のみを基にして
走行経路が求められる。したがって走行経路を繰り返し
求めた際、前回求められた走行経路の到着点における車
両の舵角と、この到着点を新たな現在位置とする走行経
路に基づいて車両に指令される舵角とが一致していない
ことが多々ある。このように現時点における車両の実際
の舵角と、指令舵角とが一致していない場合には、該指
令を車両に与えた際この指令に対して舵角制御がすぐに
は追従できずに車両が走行経路に沿って走行できないこ
とがある。

また、上記指令に対して舵角の制御が迅速に行なわれる
場合を想定しても、急激な舵角の変化によって車輪のス
リップ等を招き、このため走行経路に沿って走行できな
いことは勿論のこと、乗り心地が悪くなったり、搬送物
が傾く等、の不都合が生じることとなる。

このように従来においてはある時点における実際の舵角
とその時点において要求される舵角とのずれが生じるた
め現在位置と目標点との間の走行経路に沿って走行でき
ないのは勿論のこと車両が移動するのに伴って隨時の現
在位置と目標点との間を結ぶ走行経路を求め直す必要が
あった。

本発明は、これら実情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、移動体の舵角の制御をスムーズに行
なうようにして移動体が現在位置と目標点との間の走行
経路に沿って走行することのできる誘導走行装置を提供
するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

そこでこの発明では、移動体の目標地点の位置および該
地点における上記移動体の姿勢角および舵角に関するパ
ラメータをそれぞれ設定し、これらを記憶する記憶手段
と、上記移動体の位置、姿勢角および舵角に関するパラ
メータをそれぞれ検出する検出手段と、上記記憶手段の
内容および上記検出手段の出力に基づいて、上記移動体
が現在位置において現在の姿勢角および舵角で通過しか
つ上記移動体が上記目標地点において上記設定記憶した
姿勢角および舵角で通過するように上記移動体の現在位
置から上記目標地点の位置までの走行経路を演算する演
算手段と、上記検出手段によって検出される上記移動体
の隨時の位置において、上記演算手段によって演算され
た走行経路に応じた舵角指令信号を発生する舵角指令＠
丹発生手段と、上記舵角指令信Ｐｉ発生手段の出力に基
づき上記移動体の舵角を制御する手段とを具えるように
する。

〔作　用〕

かかる構成によれば、演ｎ手段によって移動体の位置、
姿勢角のみならず舵角を考處した走行経路が求められる
。したがってこの走行経路に応じた舵角指令を出力し、
この出力に基づき移動体の舵角を制御することで移動体
が上記求めた走行経路に沿って走行することができる。

〔実施例〕

まず本発明に適用される原理について説明する。

現在位置における移動体の現在位置および現在の姿勢角
がそれぞれＰ　　（Ｘ　　、Ｖ　　）およびθ０であり
、つぎの目標点の位置および目標点における姿勢角がそ
れぞれＰ　　（ｘ　　、ｙｌ）およびθ１として与えら
れる場合、現在位置を座標の原点０にとり、かつ現在の
姿勢角がＸ軸と平行となるように座標変換処理を行なう
。一方、目標点Ｐ　の位置座標（ｘ、ｙｌ）および姿勢
角θも上記と同じ座標変換処理を行なう。この座標変換
処理を行なった結果、現在位置Ｐ。および現在の姿勢角
θ　がそれぞれＰ　　’　　（０，０）、０となり、目
標点Ｐ　および目標点Ｐ１における姿勢角θ　がそれぞ
れＰ　　’　　ＣＤ、ｑ＞、θになったものとする。こ
れを第８図に示す。

このように移動体に関する位置と姿勢角の情報・が与え
られた場合には、現在位置Ｐ。′と目標点Ｐ１′との閂
をなめらかに接続する走行経路を表わす関数ｙ＝ｆ　（
ｘ）としては同図から明らかなように次の４つの条件を
満たす必要がある。

い）　原点（０，Ｏ）を通過する。

いり原点＜０．０＞においてＸ軸に接する。

（ｉ　ｉ　ｉ）点（ｐ、Ｃ１）を通過する。

（１■）点（ｐ、ｑ）において傾きｔａｎθとなる。

以上（ｉ）〜（ｉｖ）の４つの条件を満だ関数ｙ＝ｆ　
（ｘ）は４つのパラメータを含む３次関数によって必ず
特定できる。

そこで上記間数ｙ＝ｆ（ｘ）を３次関数として、ｙ＝ｆ
　（ｘ）　−ａｘ　　＋ｂｘ２＋ｃｘ＋ｄと表すとする
と、この関数の１階微分は下記（２）式のごとく得られ
る。

ｙ’　＝ｆ’　　（ｘ）＝３ａｘ２＋２ｂｘ＋ｃしたが
って、上記（ｉ）〜（ｉｖ）の条件は、（ｉ）’　　ｆ
（０）　　＝Ｏゆえにｄ＝ｏ　　　（３）（ｉｉ）’　
ｆ’　　（０）＝Ｏゆえにｃ＝ｏ　　　（４）（ｉｉｉ
）’ｆ　（１））　　＝Ｑゆえにａｐ　　＋ｂｐ２＋ｃ
ｐ＋ｄ＝ａ　　　　（５） （ｉｖ）’　ｆ’　　（ｐ　）　＝ｔａｎ　Ｏゆえに３
ａｐ２＋２　ｂ　ｐ　＋　ｃ　＝　ｔａｎθ　（６）と
なる。

上記（３）〜（６）式を解いて、ｙ＝ｆ（ｘ）を求める
と、 込　３ ｙ＝　ｆ　（Ｘ　）　＝　（Ｄｔａｎθ−２ｑ）（）＋
（３Ｑ−ｐｔａｎθ）（−）２ となる。

しかし、上記（７）式のごとく求められた走行経路を表
わす曲線は、移動体の位置および姿勢角に関する情報の
みに基づき得られたものであるから、移動体の位置およ
び姿勢角に関する連続性つまり移動体が現時点における
位置および姿勢角を初期状態として、目標点における位
置および姿勢角に至るまでこれら位置および姿勢角が連
続してかつ滑らかに変化することは確かに保証されるも
のの、移動体の舵角に関する情報としては上記曲線に何
ら反映されていないため、舵角の連続性については保証
されない。

そこで、この実施例では舵角の連続性が保証される移動
体の走行経路を表わす関数を以下のように求める。

いま、前記（ｉ）〜（ｉｖ）の４つの条件に加えて移動
体の舵角に関する情報として以下の（ｖ）　、　（ｖｉ
）の２つの条件を設定する。

［Ｖ）　　移動体の原点（０，０）における走行経路の
２階微分値をξとする。

（ｖｉ）　　移動体の原点（Ｄ、ａ）における走行経路
の２階微分値をηとする。

ここで、走行経路を表わす関数ｙ−１（Ｘ）のある点に
おける２階微分値はその点における移動体の姿勢角の変
化率を表わすことから、その点における移動体の舵角を
間接的に表わす。

つまり、上記（Ｖ）　、　（Ｖｉ）の条件は、（ｖ）’
　　　９“　（０）＝ξ　　　　　　（８）（ｖｉ）’
　　ｇ“　（ｐ）＝η　　　　　　（９）となる。ここ
で前記（ｉ）〜（ｉｖ）の条件および上記（ｖ）’、　
（ｖｉ）’の条件の６つの条件を満たす関数ｙ＝９（ｘ
）は６つのパラメータを含む５次関数によって必ず特定
できる。

いま、上記間数ｙ＝ａ　（ｘ）を５次関数で表わすとす
ると、この関数の１１ｖｉ微分は、となり、２階微分は
、 ｐ”　　ｇ・　（ｘ）　　＝２０Ａ　　（’ニ　ン　３
となる。

上記（ｉ）〜（ｉｖ）および（ｖ）　’　、　（ｖｉ）
の条件を上記５次関数に適用すると （ｉ）“　ｏ（０）　　＝ＯゆえにＦ＝Ｏ（１３）（ｉ
ｉ）”　　Ｑ’　　（０）＝ＯゆえＧＣＥ＝Ｏ（１４）
（ｉｉｉ）“　Ｃ１（１））＝ｑゆえにＡ＋Ｂ十〇＋Ｄ
＋Ｅ＝ｏ　　　　　　　（１５） （ｉｖ）”　　Ｑ’　　（ｐ）＝ｔａｎθゆえに５Ａ＋
４Ｂ＋３Ｇ＋２０＋Ｅ＝ｐｔａｎ　θ　　（１６）（Ｖ
）″　ｑ’　　（０）＝ξゆえに２Ｄ＝ｐ２ξ（ｖｉ）
“　９“　（ｐ）＝ηゆえに２０Ａ＋１２Ｂ＋６Ｇ＋２
Ｄ＝ｐ　２　η　　　く　１８　）となる。

上記（１３）〜（１８）式を解いて、関数ｙ＝ｇ（ｘ）
が Ｖ”Ｃｌ　（Ｘ）＝　（６Ｑ−３ｐｔａｎ　Ｏ＋　　（
−１５ｑ＋　　７　　ｐｔａｎ　　θ＋　（１０ｑ−４
ｐｔａｎθ のごとく求められる。

以上説明したように移動体が現在位置Ｐ。′（０，０）
を姿勢角０（ｘ軸と平行）および２階微分値ξで通過し
、かつ目標点Ｐ　　’　　（ｐ、ｑ）を姿勢角θおよび
２階微分値ηで通過する現在位置から目標位置までの走
行経路を表わす関数は（１９）式のように求めることが
できる。

そこで、走行経路の２階微分値を移動体の舵角に対応さ
せるためには、以下のようにする。

まず第一に、移動体がある走行経路を追従して走行して
いる場合、移動体の旋回平径と、走行経路の曲率半径と
は一致する。走行経路を表わす関数ｙ＝ａ　（ｘ＞の曲
率半径Ｒは、１階微分値ｖ’（ｘ）、２階微分値ｇ＃　
（Ｘ）を用いて、と表わすことができる。

次に舵角γと曲率半径Ｒは等価２輪中のホイールベース
を１として −＝　ｔａｎγ Ｒ（２１） と表わすことができる。

（２０）、（２１）より または が得られる。

すなわち、（２２）式により２階微分値Ｑ　ｒｒ（Ｘ）
を舵角γに変換することができ、また（２３）式により
舵角γを２階微分値ｑ“　（Ｘ）に変換することができ
る。このようにして走行経路の２階微分値Ｃ１”（Ｘ）
を移動体の舵角データとして使用することができる。

以下、上記した原理に基づく本発明に係る誘導走行装置
の実施例について説明する。

第１図は本発明に係る誘導走行装置の一実施例を概念的
に示すブロック図であり、同装置は移動体１に搭載され
る。一方、第２図は、移動体１を概念的に示した平面図
である。なお、移動体１としては、工場等において使用
される無人搬送車、工場内監視（案内）車両等、所望の
走行ルートに沿って誘導走行させることが必要な移動体
である。

第１図に示すメモリ２には、移動体１の走行ルートの出
発地点Ｐ。から目的地点Ｐ。（第３図参照）までの各位
置データＰ　　（０，０）、Ｐ２Ｏ （０，０）、Ｐ　　（○、Ｏ）、Ｐ３　（１，１）。

Ｐ４　（１，１）・、Ｐｏ　（０，０＞と各位置におけ
る姿勢角データθ。＝０．０１＝０．０２＝０゜θ　＝
０．θ４＝０．・・・、θ。＝０および同各位置におけ
る舵角データ（２階微分値）αｏ＝０゜α　＝ｏ、α　
＝ｏ、α４＝０．・・・、α。＝０が予め入力、格納さ
れている。なお、これら各データは、移動体１の所望の
走行ルートに応じて予設定される。同図において区間Ｐ
２→Ｐ３はレーンチェンジに相当する。

方向検出部３はたとえば方向の変化分（角速度）を検出
し、これを積分して移動体１の走行方向つまり姿勢角φ
を求めるレートジャイロで構成され、該検出した姿勢角
φを俊述するＣＰｔＪ５に入力する。

走行長検出部４では、移動体１の左右の駆動輪１Ｌ、Ｉ
Ｒに取付けられたパルスエンコーダによって上記駆動輪
１Ｌ、ＩＲの回転数を検出し、同エンコーダから出力さ
れるパルスをカウンタによリノ」ラントすることにより
移動体１の左右の駆動輪１Ｌ、ＩＲの走行長Ｌ　　、Ｒ
を検出して、こ［Ｒ れらを上記ＣＰＵ５に入力している。

ＣＰＬＩ５は、上記方向検出部３および走行長検出部４
から時々刻々入力される姿勢角データおよび走行長デー
タに基づき移動体の随詩の現在の座標位置（ｘ、ｙ）を
演算する。この場合、ＣＰＵ５は、移動体１の中心位置
（ｘ、ｙ）の走行距離を得るべく上記走行長Ｌ　　、Ｒ
の平均値を距離Ｒ データとして用いている。

さらに、舵角検出部６は、移動体１のステアリグの舵角
を検出する回転型ポテンショメータ等で構成され、移動
体１が直進時にある場合を基準値零とする舵角βをＣＰ
Ｕ５に入力する。

また、ステアリングモータ駆動部７では、ＣＰＵ５の出
力に基づき上記ステアリングを駆動するステアリングモ
ータに対して駆動指令を与えて、同モータを駆動させて
、上記ステアリングに所定の舵角を与えることが行なわ
れる。

さらにまた、走行モータ駆動部８では、ＣＰＵ５の出力
に基づき、移動体１の駆動輪１Ｌ、１Ｒを駆動する走行
モータに対して駆動指令を与えて、上記移動体１を走行
させることが行なわれる。

いま、移動体１が第３図に示す点Ｐ２に存在し、その地
点における移動体１の姿勢角φが零および舵角βが零で
ある場合を想定し、上記ＣＰＬＩ５で行なわれる処理に
ついて第４図を参照して説明する。

まず、前述したように上記方向検出部３および走行長検
出部４の出力に基づき、移動体１の現在の座標位置Ｐ（
ｘ、ｙ）が演算される（ステップ１０１）。

そして、この現在位１ｆｆＰ（つまり点Ｐ２）と次の目
標点であるＰ３との間の走行経路を示す関数を前記原理
で説明した舵角を考慮した間数として求める。すなわち
第５図に示すように現在位！１ＨＰ（Ｘ、Ｖ）を座標の
原点ＰＡ’（０，０＞にとり、かつ方向検出部３から出
力される移動体１の現在の姿勢角φ＝０がＸ軸と平行と
なるように座標変換処理を行なう。一方、目標点Ｐ３の
位置データ（１，１）および姿勢角データθ３＝０をメ
モリ２から読み出し、これら各データに対しても上記と
同じ座標変換処理を行なう。

この座標変換！ｌ！Ｌ理を行なった結果、目標点Ｐ３の
座標位置はＰ　　’　　（１，１）、姿勢角θ３はＯに
なる（第５図参照）。

さらに舵角検出部６から現在のステアリングの舵角β＝
○が出力され、メモリ２から目標点Ｐ３における舵角デ
ータα３＝Ｏが読み出される。

これらを第（１９）式に代入すると、同式においてＤ＝
１．Ｑ＝１．ｔａｎθ＝ｔａｎＯ＝Ｏ，ξ＝Ｏ９η＝０
となることから、走行経路を示す曲線は、 ｙ＝ｅＸ　　−１５ｘ　　　＋１０ｘ　　　　（１９）
’のごとく求められる（第５図Ｓ参照）（ステップ１ｏ
２）。

上記（１９）’式の２階微分は、 ｙ′’＝６０ｘ（２ｘ−１）（ｘ−１）　　　（２４＞
となる。

ステアリングモータ駆動部７に対しては、舵角γが（２
２）式で求まる１Ｉｉ（ただし同式においてＣ１ｎ（Ｘ
）を上記走行経路の２階微分値ｙ“、Ｃｌ’　　（Ｘ）
を同経路の一１ｅｉ微分値ｙ′とする）となるための舵
角指令信号が与えられる。このときの２階微分値（（２
４）式）の変化の様子を第６図のＴにて示す。

以下、第５図、第６図を参照して移動体１の走行態様を
説明する。

まず、初期状態において移動体１は、第５図に示す原点
Ｐ　　’　　（０，０）に存在している。このときステ
アリングに要求される舵角γとしては（２２）、（２４
）式からＯになる。

つまり、初期状態においてステアリングモータ駆動部７
には、ステアリングの舵角γがＯとなるための舵角指令
信号が出力される。これと同時に走行モータ駆動部８に
対しても移動体１を所要の速度で一定時間走行させるた
めの走行指令信号が出力される。移動体１が上記一定時
間走行すると、再びステップ１０１と同様に移動体１の
現在の座標位置Ｐ（ｘ、ｙ）が法律される。そしで、こ
の座標位置Ｐ（ｘ、ｙ）に対して前述したように座標変
換処理を行ない、この処理を行なった座標位置Ｐ’　　
（ｘ’　、ｙ’　）のＸ座標を上記（２４）式に代入し
て２階微分値ｙ″を求め、さらにこの２階微分値ｙ″を
（２２）式に代入（ちなみに１階微分値も同様に求め、
同式に代入する）してステアリングに要求される舵角γ
を求める。

そして、ステアリングモータ駆動部７に対して、ステア
リングの舵角が上記求めた舵角γとなるように舵角指令
信号を出力する。これと同時に走行モータ駆動部８に対
して上記と同様に走行指令信号を出力する。

以後、同様な手順が繰り返し実行されて、移動体１のス
テアリングに対して第６図に矢印Ｅで示す２階微分値に
基づく舵角指令値が順次与えられて、移動体１としては
、第５図の矢印りで示すごとく上記求めた走行経路Ｓに
沿って走行する（ステップ１０３，１０４＞。

ステップ１０５では、上記ステップ１０３および１０４
の！２１！ｌＬ理が繰り返されるごとに上記ステップ１
０２で求められた走行経路Ｓと移動体１の現在位置Ｐ’
　　（ｘ’　、ｙ’　）との距離ｄ１を求め、この距１
Ｉｉｄ１が、次式 ％式％（２５） を満たしているか否かが判断される。

ここにおいて、Ｃ１は走行経路と移動体１との距離が許
容範囲に収まっているか否かを判断するためのしきい値
であり、上記（２５）式が満たされている場合には、移
動体１としては走行経路に沿って走行している（許容範
囲内）と判断し、同式が満たされない場合には、移動体
１としては走行経路に沿って走行していない（許容範囲
外）と判断する。

すなわちたとえば移動体１が第５図に一点鎖線で示すよ
うに走行経路に沿って走行している場合には、上記距離
ｄ１の値は、許容値８１以下である。この場合はステッ
プ１０５の判断結果はＹＥＳとなり、手順はステップ１
０６に移行する。

一方、移動体１が同図に二点鎖線Ｇで示すごとく移動体
１の現在位置を演口する際の計篩誤差、車輪のスリップ
、舵角指令に対する舵角制御の遅れ等の影響により走行
経路を大きく外れて走行することがある。そして、地点
ＰＢ′において移動体１と走行経路との距′＃１ｄＢが
上記許容値ε１よりも大きくなったとする。この場合は
、ステップ１０５の判断結果はＮｏとなり、手順は再び
ステップ１０２に移行され、この地点Ｐ８′と目標点Ｐ
３′との間の走行経路を新たに求める処理が実行される
。

ステップ１０６では、目標点Ｐ３′と移動体１の現在位
置Ｐ’　　（Ｘ’　、Ｖ’、）との距離ｄ２を求め、こ
の距離ｄ２が、次式 ％式％（２６） を満たしているか否かが判断される。

ここにおいてε　は移動体１が目標点Ｐ３′にはぼ到達
したか否かを判断するためのしきい値である。

ステップ１０６の判断結果がＮｏの場合、つまり移動体
１がいまだ目標点Ｐ３′に到達していない場合には、手
順は再びステップ１０３に移行し、以下ステップ１０３
〜１０６ないしステップ１０２の処理が繰り返し実行さ
れる。

一方、ステップ１０６の判断結果がＹＥＳの場合、すな
わちたとえば第５図に示すように移動体１が目標点Ｐ３
′にほぼ到達し、その地点Ｐ。′と目標点Ｐ　′との距
離ｄ。が上記（２６）式を満たす場合には、手順はステ
ップ１０７に移行する。

つぎに、ステップ１０７では、上記ステップ１０６にお
いて移動体１がほぼ到達したと判断された目標点が目的
地点く最終目標点）Ｐｎであるか否かが判断される。

ステップ１０７の判断結果がＮｏの場合、つまり目標点
が目的地点Ｐ　でないと判断された場合には、手順はス
テップ１０２に移行し、目標点を次の目標点に更新し、
この目標点とステップ１０４で演算された移動体１の現
在位置との間の走行経路を示す関数を新たに演算する処
理が実行される。

いま、目標点として点Ｐ３を想定して説明してきたが、
この場合は、目標点を次の目標点Ｐ４に更新し、この目
標点Ｐ４と、目標点Ｐ３にほぼ等しい現在の位置との間
の走行経路がステップ１０２において演算されることに
なる。

以後ステップ１０７においてＮｏの判断結果がされるご
とにステップ１０２では目標点を順次更新し、新たな走
行経路を示す関数を演算する処理が行なわれ、ステップ
１０２〜１０７の処理が繰り返し実行されるが、ステッ
プ１０７の判断結果がＹＥＳの場合、つまり移動体１が
目的地点Ｐ。

にほぼ到達した場合には、処理は全て終了する。

以上説明したようにこの実施例では、移動体１の現在位
置およびこの位置における移動体１の姿勢角および舵角
をそれぞれ検出し、この検出結果と、目標点における移
動体の位置、姿勢角および舵角に基づき、現在位置と目
標点との間の走行経路を示す関数が演算される。そして
、この走行経路を示す関数に応じた舵角指令が隨時与え
られるので、移動体１を求めた走行経路に沿って誘導走
行させることができる。

すなわち前記したごとく第６図の曲線Ｔは、第５図の走
行経路Ｓに対応する舵角指令値（２１！！！ｉ微分値）
の変化の様子を示すものである。

このように−たびある区間の走行経路が求められると、
上記経路に応じた連続かつ滑らかな舵角指令が移動体１
に与えられるので、移動体１は、求めた走行経路に沿っ
て追従走行できる。

そして、移動体１が車輪のスリップ等の影響によって上
記求めた走行経路を大きく外れてしまった場合のみ、再
び現在位置と目標点とを結ぶ走行経路を求め、この走行
経路に沿って移動体１を走行させるようにしている。

さらにこの実施例では従来との比較においてつきのよう
な効果が得られる。

いま、第３図の区間Ｐ　→Ｐ３の走行経路を示す関数を
前記原理に説明した舵角を考慮していない３次関数で求
めることとする。

すなわち、Ｄ＝１．　ｑ＝１．ｔａｎθ＝ｔａｎＯ＝０
を第（７）式に代入すると、走行経路を示す関数は、 ｙ＝−２ｘ３＋３ｘ２　　　　　（７）’と求められる
。

上記（７）′式の２階微分は、 ｙｎ＝−６（２ｘ−１）　　　　　　（２７）となる。

そして、前記実施例と同様に（２７）式で得られる２階
微分値を（２２）式に代入して、その舵角γが得られる
ようにステアリングモータ駆動部に舵角指令を与える。

この舵角指令値（２階微分値）の変化の様子を第７図の
Ｌに示す。

いま移動体のステアリングモータ駆動部に対して同図に
矢印Ｒで示すごとく、順次舵角指令を与えていき、移動
体１が目標点Ｐ３　（１，１）に到達したものとし、か
つこの時点における姿勢角φが零になったものとする。

この場合走行経路りの最終到達点Ｎにおいてステアリン
グモータ駆動部に対しては、舵角指令値γ、を与える必
要がある。

一方、区間Ｐ３→Ｐ４における走行経路を同様にして求
めると、現在の位置はＰ３　（１，１）、姿勢角φ＝０
で、目標点Ｐ４の位置は＜１．１）、目標点Ｐ　におけ
る姿勢角θ４＝０であることから、（７）式より、ｙ＝
ｏをｔ９る。２階微分はｙ”＝Ｏであることから、（２
２）式よりγ＝Ｏを得る。この舵角γを得るための舵角
指令値の変化の様子を同図Ｈに示す。

同図から明らかなように区間Ｐ３→Ｐ４のＮ′において
最初に与える舵角指令値としては零であり、これは点Ｎ
における舵角指令値ＴＮに対して不連続な値である。

ちなみに区間Ｐ１→Ｐ２に対応する舵角指令値の変化の
様子は同図の１のごとく得られ、区間Ｐ　−＋Ｐ２の最
終到達点Ｍ′における舵角指令値としては零となる。こ
の場合も、この舵角指令値零は区間Ｐ２→Ｐ３の始点Ｍ
において最初に与える舵角指令値γ８に対して不連続な
値である。

このように従来においては、舵角を考慮せずに走行経路
を求めているので、その経路に応じた舵角指令値を与え
たとしても異なる走行経路間の接続点、つまりＭ′→Ｍ
およびＮ−Ｎ’において舵角指令値が不連続な値を取る
ことがわかる。このため上記接続地点におけるステアリ
ングの舵角制御が要求値に追従できず、移動体を異なる
走行経路に滑らかに接続して、その経路に沿って誘導走
行させることが困難であることがわかる。

また、たとえ不連続にステアリングの舵角を変化させる
ことができたと仮定しても急激な姿勢の変化により車輪
のスリップ等を生じ、求めた経路に沿って走行できない
のは勿論のこと、乗り心地もしくは搬送物の安定に悪影
響をおよぼすことは避けられない。

一方、実施例において移動体１が今の条件と同様に第５
図に示す走行経路Ｓの最終目標点Ｐ３′（１，１）に到
達して、この地点における姿勢角φが零になったものと
仮定する。

ところが、実施例の区間Ｐ２→Ｐ３の走行経路を示す間
数は舵角を考慮して決定されたものである。したがって
、この走行経路の最終到達点Ｐ３′においては、この地
点における予設定舵角α３＝０となるような舵角指令値
が与えられる。

この結果、地点Ｐ３′における移動体１の実際の舵角と
してはβ＝０となり、これと移動体１の現在位置Ｐ３　
（１，１）と現在位置における姿勢角φ＝０と、次の目
標点Ｐ４の位置（１，１）、目標点Ｐ　における姿勢角
θ　＝０、舵角α４＝０とから区間Ｐ３→Ｐ４における
走行経路を求めると、（１９）式からｙ＝０を得る。こ
の２階微分はｙ“−０であることから、（２２）式より
γ＝０を得る（第６図Ｈ′参照）。

したがって異なる走行経路の接続点Ｋにおいて舵角指令
値が連続（舵角指令値Ｏ）となる。

また、区間Ｐ１→Ｐ２に対応する舵角指令値の変化の様
子も同図のＩ′のごとく得られ、この区間Ｐ１→Ｐ２の
走行経路の最終到達点における舵角指令値はＯとなり、
区間Ｐ２→Ｐ３の走行経路の最初に与えられる舵角指令
値０に対して連続（第５図Ｊ参照）となっている。

このようにこの実施例では、舵角を考慮して走行経路を
求めているので、第６図に示す走行経路経路の接続点Ｊ
、Ｋにおいて舵角指令値が連続となり、きわめて安定し
た舵角の制御が行なわれる。

このため、移動体１を新たに求めた走行経路に滑らかに
接続させることができるので、新たに求められた経路に
沿って誘導走行させることが困難でなくなる。したがっ
て、前記説明した急激な舵角指令に起因する悪影響も解
消するという利点が得られる。

なお、実施例では、舵角の制御をオーブンループ制御に
て行なうようにしているが、隨時の舵角に関するパラメ
ータを検出し、この検出値（フィードバックｆｉ）と求
められた走行経路に応じた隨時の舵角（目標値）との偏
差を舵角指令値として与えるフィードバック制御を行な
うようにしても勿論よい。

また、こうした舵角のフィードバック制御を行なう場合
には、移動体が走行経路から外れた際に行なう走行経路
を求め直す処理（ステップ１ｏ５）を必要に応じて削除
するような実施も当然可能である。

なおまた、実施例では移動体の出発点と目的地点との間
に多数の目標点を設定するようにしたが、本発明として
はこれに限定されることなく、１の目標点までの走行制
御に適用しても勿論よい。この場合も、上記１の目標点
までの所望の走行経路が演算されて、該経路に沿って移
動体を誘導走行させることができる。

さらに、実施例では本光明の適用対象をステアリング車
としたが、両輪独立駆動車（左右輪に各別の駆動指令を
与えることによって操舵される車両）においても、本発
明の方法は容易に適用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、移動体の位置、姿
勢角および舵角に関するパラメータに基づき、現在位置
と目標点との間の走行経路を求めるようにして、この走
行経路に応じた舵角指令を移動体に与えるようにしたの
で、移動体は上記走行経路に沿って走行することができ
る。

また、走行経路を新たに求めた場合であっても、その接
続点における舵角指令値が連続して与えられるので、移
動体は新たに求めた走行経路に滑らかに接続し、この走
行経路に沿って走行することができる。

したがって、移動体の急激な姿勢変化もなくなり、乗り
心地、搬送物の安定に与える悪影響が解消するという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る誘導走行装置の一実施例を慨念
的に示すブロック図、第２図は、実施例における移動体
を概念的に示す平面図、第３図は、実施例における移動
体の出発点から目的地点までの走行経路を示す図、第４
図は、第１図に示すＣＰＵで実行される処理手順を示す
フローチャート、第５図は、第１図に示すＣＰＵで演算
される走行経路を示すグラフで移動体の走行態様を説明
するために用いるグラフ、第６図は、実施例において移
動体に与えられる舵角指令（２階微分値）を例示したグ
ラフ、第７図は、従来の原理を適用した場合に移動体に
与えられる舵角指令（２階微分値）を例示したグラフ、
第８図は、実施例における原理、を説明するために用い
るグラフである。 １・・・移動体、２・・・メモリ、３・・・方向検出部
、４・・・走行長検出部、５・・・ＣＰＵ、６・・・舵
角検出部、７・・・ステアリングモータ駆動部、８・・
・走行モータ駆動部。 一二 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 移動体の目標地点の位置および該地点における上記移動
   体の姿勢角および舵角に関するパラメータをそれぞれ設
   定し、これらを記憶する記憶手段と、 上記移動体の位置、姿勢角および舵角に関するパラメー
   タをそれぞれ検出する検出手段と、上記記憶手段の内容
   および上記検出手段の出力に基づいて、上記移動体が現
   在位置において現在の姿勢角および舵角で通過しかつ上
   記移動体が上記目標地点において上記設定記憶した姿勢
   角および舵角で通過するように上記移動体の現在位置か
   ら上記目標地点の位置までの走行経路を演算する演算手
   段と、 上記検出手段によって検出される上記移動体の隨時の位
   置において、 上記演算手段によつて演算された走行経路に応じた舵角
   指令信号を発生する舵角指令信号発生手段と、 上記舵角指令信号発生手段の出力に基づき上記移動体の
   舵角を制御する手段と を具えたことを特徴とする移動体の誘導走行装置。