JPH05126580A - 車両の回転比率測定方法および自己操縦形車両 - Google Patents

車両の回転比率測定方法および自己操縦形車両

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JPH05126580A
JPH05126580A JP4045172A JP4517292A JPH05126580A JP H05126580 A JPH05126580 A JP H05126580A JP 4045172 A JP4045172 A JP 4045172A JP 4517292 A JP4517292 A JP 4517292A JP H05126580 A JPH05126580 A JP H05126580A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は車両の回転比率測定方法とそれを用
いた車両に関し、例えば、窪みを走行しても回転比率測
定センサーの原理に起因する障害を取り除く。 【構成】 駆動用および舵取り可能な前輪と自由回転す
る非駆動後部車輪と前輪舵取り機構と舵取り機構へ舵取
り指令を出力する制御装置とを備え、制御装置は車両の
方向を連続的に検出し第１回転比率信号を発生するジャ
イロ手段と車両の移動を検出し第２回転比率信号を発生
する後部車輪上のセンサーを含む進路センサー手段と第
１と第２回転比率信号に応答する評価回路手段と、ジャ
イロ手段のドリフト周波数の回転比率信号をも抑制する
第１回転比率信号のハイパスフィルター手段と障害のな
い車両の通常の運転中に発生する回転比率信号のみ通過
させる第２回転比率信号のローパスフィルター手段と２
つのフィルター手段の出力信号を結合し評価回路手段に
結合する結合手段とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の回転比率測定方
法に関し、特に、進路センサーが車両の移動に対応する
信号を発生し、ジャイロ装置が車両の方向を連続的に検
出し、進路センサーによって発生される信号と評価回路
で処理されるジャイロ装置とにより、車両の実際の回転
比率を測定する方法に関する。さらに、本発明はこの方
法を実行する自己操縦形車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】独国公開特許出願第３，１１１，１３
０．Ａ１号に、ジャイロ航行装置から車両の回転比率を
導く記載が開示されている。この従来技術のジャイロ装
置における欠点は、時間依存ドリフトに関する固有の特
性であり、このドリフトのために所定の進路から時間依
存によって離路となることが、特に操縦者のいない車両
において避けられないことである。
【０００３】米国特許第４，８１６，９９８号に相当す
る独国公開特許出願第３，００３，２８７．Ａ１号に、
角度センサーを備えた駆動部と独立して自由に回転する
後部車輪が、進路の距離と車両を誘導する円の半径につ
いての情報を得るために、設けられている自己推進形車
両の記載が開示されている。しかしながら、これらの車
輪（角度）センサーは、例えば、車両の車輪が窪みを通
過する場合、障害を発生する。このような障害は、車輪
センサーに、車両の方向に関する情報を失わしめてい
る。何故なれば、この窪みを車両が通過中、少なくとも
１つの車輪の回転比率は静的に変化し、それ故、車両の
高い回転率が短時間に報告され、それにより車両の車輪
部分に誤った反応が導かれるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
点に鑑み、車両の回転比率を測定するセンサーの原理に
起因する上述のような障害を取り除くことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明による車両の回転比率を測定する方法は、車両の移動
を検出する進路センサーとして配置される車輪センサー
と車両の方向を検出するジャイロ装置とを設けた車両の
実際の回転比率を測定する方法であって、該方法は、該
進路センサーにより車両の移動に対応する信号を発生す
る過程と、該ジャイロ装置により車両の方向に対応する
出力信号を連続的に検出し発生する過程と、該進路セン
サーおよび該ジャイロ装置によって発生されるそれぞれ
の信号をそれぞれの回転比率信号に形成するよう処理す
る過程と、該ジャイロ装置からの出力信号に応答して発
生する各回転比率信号をハイパスフィルターリングする
過程と、該進路センサーからの出力信号に応答して発生
する各回転比率信号をローパスフィルターリングする過
程と、該車両の実際の回転比率を測定するために前記個
々にハイパスフィルターリングおよびローパスフィルタ
ーリングされた信号を結合する過程と、を備えたことを
特徴とする。
【０００６】本発明の方法によれば、特に障害を発生す
る道路、例えば、窪みのような道路は、もはや、車両の
回転比率の測定において、悪影響とならず測定できると
いう利点が得られる。障害によって引き起こされる、例
えば、窪みを通過する間に発生する車輪センサーから発
信される特定の高周波数回転比率センサーは、それらが
ローパスフィルターを通過する時に阻止される効果によ
って消去され、それ故、車両の実際の回転比率の測定
に、もはや障害の影響はない。さらに、ジャイロのドリ
フトにより引き起こされる低い周波数の障害は、ジャイ
ロ装置によって発生される回転比率がハイパスフィルタ
ーを通過しなければならないことにより、車両の実際の
回転比率の測定の点で有利に避けられ、従って、ドリフ
トによって引き起こされる誤りを避けることができる。
【０００７】前記２つのフィルターされた回転比率測定
信号をリンクすることにより、運転者のいない車両の角
度位置を測定することが、特に簡単かつ迅速な方法で可
能となる。特に、ドリフトの簡単な消去により、測定器
の販売市場で安価に入手可能なジャイロ装置の使用を実
現する。
【０００８】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明による２つの実
施例を詳細に説明する。図１は運転者のいない自己制御
形輸送用車両１４を示し、この車両は舵取りのためのガ
イドレールの材料を必要とせず、それ故、その走行する
進路上の変化に対して融通性が非常に高い。角度を測定
するセンサーと進路を測定するセンサーは走行に沿って
運搬され、方向設定および舵取り動作の発生に使用され
る。方向設定は、ここではジャイロ１２のような慣性装
置の補助、そして／または、車両の使用上の一般的環境
における対象物を検出する適切なセンサー（進路センサ
ー１０）の補助で有効となる。
【０００９】車両１４は基本的に以下の構成成分のグル
ープからなる。すなわち、 chassis（車台）３２は、部
屋を支える力を形成し、使用者の特別な装置を取り付け
るためのプラットフォーム３４を上部領域に設ける。車
両の前方部に設けられるステアリング装置（図示せず）
は、例えば、ステアリング車輪のみからなる車両の前方
部に設けられ、駆動モータとギア部を公知の方法で装備
し、一方、車両の後部領域は、それぞれの側に設けら
れ、単に進路に沿って走行し、すなわち、自由に回転で
きるかまたは駆動されない車輪である２つの車両の車輪
２６を有する。
【００１０】車動車１４の前方領域は、衝突を防止する
安全装置として使用される公知の距離センサー３６が設
けられる。車両１４は自動的、かつ、手動的に運転で
き、または、訓練モードに関し訓練モードのためのカメ
ラ３８が訓練小旅行のため車両１４の上部前方領域に配
置される。評価回路１６は全機能が中央制御される種々
の電気的挿入物１６．１，１６．２等を含む。例えば、
挿入物１６．１は舵取り指令をエンジン作動指令に変換
するよう車軸制御するために使用される。他の挿入物１
６．２は駆動センサーから位置情報を導き出す電子装置
と共に設けられる。
【００１１】独立して回転可能な後部車輪２６は、進路
センサー１０として働き、従来方式で、横断した進路を
測定する電気的センサーと共に設けられる。１つの後部
車輪２６の測定された進路が、他の車輪の測定進路と異
なる場合、車両１４は、図３に示される回転角度αの回
りに回転する。このように、車両回転比率φは評価回路
１６の補助で車輪センサー１０の出力から計算でき、対
応する電気回転比率信号２２に変換できる。
【００１２】進路上の例えば窪みの障害に対して、測定
結果に不利に影響しないように、特に、次に発生する高
周波回転比率信号４０（図６）に対して、車両を誤った
姿勢で反応させないように、車輪センサー１０によって
測定された回転比率信号２２は、通常、車両１４の障害
のない運転中に発生する回転比率信号２２のみを通過す
るローパスフィルター２４（図２参照）に送られる。ロ
ーパスフィルター２４は、例えば、回転比率１０°／秒
および９０°／秒の間の範囲における高周波数（ＨＦ）
の障害を抑制し、１０°／秒以下の回転比率を越えるよ
うに設計できる。図４はローパスフィルター２４のこの
特性を示す。次に、比較的低い車両の回転比率２２を示
す曲線４０により囲われた電気信号のみがローパスフィ
ルター２４をどうにか通過する。
【００１３】図６に示される上述のジャイロドリフト１
８を避けるために、例えば、１０°／時でよく、ジャイ
ロ装置により測定される車両回転比率信号１８はハイパ
スフィルター２０を通過しなければならない。このよう
なハイパスフィルター２０の特性は図５に示される。従
って、ドリフト１９に対応する車両の低い回転比率信号
４２はハイパスフィルター２０によって阻止され、一
方、例えば、１０°／時以上の回転比率信号１８は、ハ
イパスフィルター２０を通過することができる。
【００１４】車両回転比率１８’と２２’に対するフィ
ルターされた出力信号は、次に公知の方法で、図２に示
される加算増幅器２８に結合される。第１のセンサーの
特別な障害に対する上記抑制により正確な車両回転比率
２２（図７）は、例えば、窪みの結果による障害の間、
車両の所定の進路を測定するドリフト１９から自由な回
転比率信号１８で、所定の進路に対して測定される。
【００１５】障害の影響を引き起こすセンサーを抑制す
る上記と同一の有利な効果は、ハイパスフィルターおよ
びローパスフィルターを含むＫａｌｍａｎ（カーマン）
フィルター３０によって発生できる。このフィルターを
図８に概略的に示す。
【００１６】ここで、カーマンフィルター３０の増幅器
マトリクス（詳細は図示せず）は、ジャイロ装置１２に
よって発生された回転比率情報１８がハイパスフィルタ
ー層を通って電導し、車輪センサー１０から得られる回
転比率信号２２はローパスフィルター（詳細は図示せ
ず）を通って電導するように作用する。
【００１７】カーマンフィルター３０による航行は、ス
イッチ４１と４３のそれぞれが閉じたスイッチ位置IIと
III において可能である。車輪センサー１０の回転比率
信号２２は、切り換えのために要求されるネットワーク
４４を通過後、および、ジャイロ１２の回転比率信号１
８は、対応するスイッチ切り換えネットワーク４６を通
過後、カーマンフィルター３０に送られる。結果とし
て、得られた加算マトリクス４８は評価回路５１におけ
る車両航行装置の記憶された所定値５０と比較され、そ
れから、車両の位置角度５２は計算される。
【００１８】滑らかな地面上で、車輪のコーダーのみで
動作する簡単なモードは、スイッチ４１のスイッチ位置
Ｉを閉じることによってもまた可能であり、一方、スイ
ッチ４１のスイッチ位置IIを閉じることによりジャイロ
航行を許可する。
【００１９】種々な実施例において使用された装置、す
なわち、ハイパスフィルター２０、ローパスフィルター
２４、加算増幅器２８、または、カーマンフィルター３
０、ネットワーク４４、４６、加算マトリクス４８は、
電子部品等の販売店頭で容易に入手でき、当該技術分野
の詳細な説明も同様に入手でき、それ故、これらの構成
成分の詳細な説明は省略する。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両の回
転比率測定方法およびその装置によれば、例えば、車両
の車輪が窪みを通過する場合でも、安定した車両運転制
御が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】運転者のいない車両の斜視図である。
【図２】本発明によるローパスフィルタおよびハイパス
フィルタを通過する回転比率信号の回路図である。
【図３】車両回転角度の例を示す図である。
【図４】ローパスフィルタを通過した回転比率信号の曲
線を示す図である。
【図５】ハイパスフィルタを通過した回転比率信号の曲
線を示す図である。
【図６】ドリフトするジャイロと外部から来る障害の影
響下での車輪センサーを有する回転比率信号の曲線を示
す図である。
【図７】ジャイロおよび後部車輪センサーから得られる
障害のない回転比率信号の曲線を示す図である。
【図８】回転比率信号における障害がカルマンフィルタ
ーにより消去された他の実施例の回路図である。
【符号の説明】
１０…進路センサー １２…ジャイロ １４…車両 １６…評価回路 １８、２２…回転比率信号 ２６…後部車輪 ３２…シャーシー ３４…プラットフォーム ３６…距離センサー ３８…カメラ ４０…高周波回転比率信号 ４１、４３…スイッチ ４２…低回転比率信号

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両（１４）の移動を検出する進路セン
    サー（１０）として配置される車輪センサー（１０）と
    該車両（１４）の方向を検出するジャイロ装置（１２）
    とを設けた車両の実際の回転比率測定方法であって、該
    方法は、 該進路センサー（１０）により車両の移動に対応する信
    号を発生する過程と、 該ジャイロ装置（１２）により車両の方向に対応する出
    力信号を連続的に検出し発生する過程と、 該進路センサー（１０）および該ジャイロ装置（１２）
    によって発生されるそれぞれの信号をそれぞれの回転比
    率信号（１８，２２）に形成するよう処理する過程と、 該ジャイロ装置（１２）からの出力信号に応答して発生
    する各回転比率信号（１８）をハイパスフィルターリン
    グする過程と、 該進路センサー（１０）からの出力信号に応答して発生
    する各回転比率信号（２２）をローパスフィルターリン
    グする過程と、 該車両（１４）の実際の回転比率を測定するために前記
    個々にハイパスフィルターリングおよびローパスフィル
    ターリングされた信号を結合する過程と、を備えた車両
    の回転比率測定方法。
  2. 【請求項２】 該ハイパスフィルターリングの過程は、
    該ジャイロ装置（１２）により得られる該回転比率信号
    （１８）を、該ジャイロ装置（１２）のドリフト周波数
    の大きさの回転比率信号を抑制するハイパスフィルター
    （２０）を経て通過させる過程を含む請求項１に記載の
    方法。
  3. 【請求項３】 該ローパスフィルターリングの過程は、
    該進路センサー（１０）により得られる該回転比率信号
    （２２）を、該車両（１４）の障害のない通常の運転中
    に発生する回転比率信号（２２’）のみを通過させるロ
    ーパスフィルター（２４）に通過させる過程を含む請求
    項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 該結合過程が、該ハイパスフィルターリ
    ングされた信号と該ローパスフィルターリングされた信
    号を加算する過程を含む請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 該ローパスフィルターリングの過程が、
    該進路センサー（１０）による該回転比率信号（２２）
    を、該車両の障害のない通常の運転中に発生する回転比
    率信号（１８’）のみを通過させるローパスフィルター
    （２４）に通過させる過程を含む請求項１に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 該結合過程が、該ハイパスフィルターリ
    ングされた信号と該ローパスフィルターリングされた信
    号を加算する過程を含む請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 少なくとも１つの駆動用および舵取り可
    能な前輪と、駆動部と独立して自由に回転する複数の非
    駆動後部車輪（２６）と、前記少なくとも１つの前輪を
    舵取りする機構と、該舵取り機構への舵取り指令を出力
    する制御装置と、を備えた自己操縦形車両において、該
    制御装置は、 該車両の方向を連続的に検出し該車両の方向に対応する
    第１の回転比率信号を発生するジャイロ手段（１２）
    と、 該車両の移動を検出し該車両の移動に対応する第２の回
    転比率信号を発生する該複数の後部車輪の各々の上に配
    置されるセンサーを含む通過センサー手段（１０）と、 該舵取り指令を発生する該第１および該第２の回転比率
    信号に応答する評価回路手段（１６）と、を備え、該制
    御装置は、さらに、 該ジャイロ手段の如何なるドリフト周波数の大きさの回
    転比率信号をも抑制するよう該第１の回転比率信号をフ
    ィルターするハイパスフィルター手段（２０）と、 該車両の障害のない通常の運転中に発生する形式の回転
    比率信号のみ通過させる該第２の回転比率信号をフィル
    ターするローパスフィルター手段（２４）と、 該ハイパスフィルター手段（２０）および該ローパスフ
    ィルター手段（２４）によりフィルターされた出力信号
    を結合し該評価回路手段（１６）に結合した出力信号を
    送る結合手段と、を備えることを特徴とする自己操縦形
    車両。
  8. 【請求項８】 該結合手段が加算増幅器（２８）を含む
    請求項７に記載の車両。
  9. 【請求項９】 該ハイパスフィルター手段と該ローパス
    フィルター手段がカルマンフィルター（３０）を含む請
    求項７に記載の車両。
JP4045172A 1991-03-04 1992-03-03 車両の回転比率測定方法および自己操縦形車両 Expired - Lifetime JP2683179B2 (ja)

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