JPH0522925B2 - - Google Patents

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JPH0522925B2
JPH0522925B2 JP59191337A JP19133784A JPH0522925B2 JP H0522925 B2 JPH0522925 B2 JP H0522925B2 JP 59191337 A JP59191337 A JP 59191337A JP 19133784 A JP19133784 A JP 19133784A JP H0522925 B2 JPH0522925 B2 JP H0522925B2
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JP
Japan
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course
steering angle
traveling
angle
speed
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59191337A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6170617A (en
Inventor
Tsuneo Hisatake
Hiroshi Komukai
Fumio Kawamura
Shinya Hirose
Tatsuya Furukawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Original Assignee
Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Publication date
Application filed by Caterpillar Mitsubishi Ltd filed Critical Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority to JP59191337A priority Critical patent/JPS6170617A/en
Publication of JPS6170617A publication Critical patent/JPS6170617A/en
Publication of JPH0522925B2 publication Critical patent/JPH0522925B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0223Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving speed control of the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/28Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この発明は、走行予定コースを追従して自動走
行する走行体のコース誘導制御システムに係り、
特に直線状の走行予定コース上へ走行体を自己誘
導させるための自動走行体のコース誘導制御シス
テムに関する。
The present invention relates to a course guidance control system for a traveling body that automatically travels by following a scheduled travel course.
In particular, the present invention relates to a course guidance control system for an automatic traveling body for self-guiding the traveling body onto a linear planned course.

【従来技術およびその問題点】[Prior art and its problems]

従来、予め設定された走行予定コースに追従し
て自動走行する走行体を自己誘導する操舵法とし
て以下の理論が知られている。 即ち、走行予定コースのn番目のセグメント
(n番目の点Cn(Xn,Yn)と、n+1番目の点
Cn+1(Xn+1,Yn+1)を結んだ直線の区間
コース)に追従して走行体が走行しているとすれ
ば、第4図より、走行体の現在位置点P(X,Y)
からコースに下した垂線の足をQ、コース上か又
はその延長線上に点Rをとる。また、操舵角をφ
とする。 いま、PQ=l1、QR=l2として、 l1×l2=Coとなるような定数Coを決定する。 Coが一定ならば、l1とl2は反比例の関係となる
ことを利用して走行体Pは直線PRに平行になら
るようにステアリングを切るようにする。 走行体Pがコースから離れる程、l2は短かくな
り操舵角φは0に近い値となる。 従つて、Coは操舵角を決定する制御定数であ
る。 そこで操舵角φは次式で表すことができる。 φ=角PRQ+(θi−θp) =tan-1(l12/Co)+(θi−θp) ここで、θi……n番目のセグメントの方位角 θp……走行体方位角 この操舵角だけの制御による操縦法を用いて、
走行体のコース誘導制御を行つた結果を第5図に
示す。 ここでPCは点座標(PC1〜PC6)で設定され
た走行予定コースである。 そしてLLは走行体が低速走行している場合の
走行軌跡であり、LFは走行体は高速走行してい
る場合の走行軌跡である。 この結果から、従来の操舵法では、走行体が走
行予定コースを外れている場合に、低速走行であ
れば走行予定コースのやや内側で走行予定コース
にほぼ追従した走行軌跡を示すが、走行速度が大
きく(速く)なるにつれ走行予定コースの外側へ
離脱する傾向が強くなることが判明した。 このことから、コース誘導制御において走行体
の速度が与える影響は大きいことが理解される。 そして、コース移行の際に生じたずれが大きい
と走行予定コースに近づく迄の道程が長くなつて
いる。これはステアリング応答特性が悪いと操舵
角を大きく切るような指示(操舵角コマンド)が
出ても急には指示された角度まで変位できないか
らである。 換言すれば本来目標とする方向に完全にタイヤ
等の走行手段が変位していない状態で走行体が走
行しているため誤差が生じるのである。 本発明者はこのようなコースのずれを操舵角の
大きさに応じて走行速度を変化させることにより
解消することができると考え、鋭意研究の結果本
発明を完成するに至つたものである。
BACKGROUND ART Conventionally, the following theory has been known as a steering method for self-guiding a traveling object that automatically travels by following a preset scheduled travel course. In other words, the nth segment of the planned driving course (the nth point Cn (Xn, Yn) and the n+1st point
If the moving object is traveling following a straight section course connecting Cn+1 (Xn+1, Yn+1), then from Fig. 4, the current position point of the moving object P (X, Y)
Take the leg of the perpendicular line drawn down to the course from Q, and point R on the course or its extension. Also, set the steering angle to φ
shall be. Now, with PQ=l1 and QR=l2, determine a constant Co such that l1×l2=Co. If Co is constant, l1 and l2 are inversely proportional, so that the vehicle P is steered so that it is parallel to the straight line PR. As the traveling body P moves away from the course, l2 becomes shorter and the steering angle φ takes a value closer to 0. Therefore, Co is a control constant that determines the steering angle. Therefore, the steering angle φ can be expressed by the following equation. φ = Angle PRQ + (θi - θp) = tan -1 (l1 2 /Co) + (θi - θp) Here, θi... Azimuth angle of the n-th segment θp... Azimuth angle of the vehicle Only for this steering angle Using controlled maneuvers,
FIG. 5 shows the results of the course guidance control of the traveling body. Here, PC is a planned running course set using point coordinates (PC1 to PC6). LL is a travel trajectory when the vehicle is traveling at a low speed, and LF is a travel trajectory when the vehicle is traveling at a high speed. From this result, with the conventional steering method, when the vehicle deviates from the planned course, if the vehicle is traveling at low speed, it will show a trajectory that almost follows the planned course, slightly inside the planned course; It has been found that as the speed becomes larger (faster), there is a stronger tendency to deviate to the outside of the planned course. From this, it is understood that the speed of the traveling object has a large influence on course guidance control. If the deviation that occurs when changing the course is large, the distance it takes to approach the planned course becomes longer. This is because if the steering response characteristics are poor, even if an instruction to significantly reduce the steering angle (steering angle command) is issued, the steering wheel cannot be suddenly displaced to the instructed angle. In other words, the error occurs because the vehicle is traveling without the traveling means such as tires being completely displaced in the originally intended direction. The inventor of the present invention believed that such course deviations could be resolved by changing the traveling speed according to the magnitude of the steering angle, and as a result of intensive research, the present invention was completed.

【発明の目的】[Purpose of the invention]

この発明は、走行予定コースを追従して自動走
行する走行体のコース誘導制御方法において、走
行速度を操舵角の関数とする速度制御方法を導入
し、操舵角の制御と共にそれに対応する走行速度
制御を行うことを目的とする。
This invention introduces a speed control method in which the traveling speed is a function of the steering angle in a course guidance control method for a traveling object that automatically travels by following a planned traveling course, and controls the steering angle and the corresponding traveling speed. The purpose is to

【発明の構成】[Structure of the invention]

この発明は上記目的を達成するために、 (a) 走行予定コースのコースデータと、走行する
走行体の現在を検出する位置検出手段から得ら
れた走行体の位置データとをもとに走行体の上
記走行予定コースに対する相対位置を測定する
相対位置測定手段を設ける。 (b) その測定された相対位置データと、前記コー
スデータ及び走行体の位置データを入力して走
行予定コースへ自己誘導するための操舵角を決
定する操舵角決定手段を設ける。 (c) その決定された操舵角データを入力して、前
記コースデータと共に操舵時の走行速度を決定
する走行速度決定手段を設ける。 (d) 走行速度決定手段及び前記操舵角決定手段に
よつて決定された走行速度及び操舵角を基に走
行する走行体の操舵角及び操舵時の走行速度を
制御する制御手段を設ける。 という技術的手段を講じている。 そして、走行予定コース追従のための操舵角の
角度に応じて走行速度を変化させるので、ステア
リング応答特性が遅い場合でも走行予定コースと
の誤差が少ないコース誘導制御を行うことができ
る。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention (a) detects a traveling body based on course data of a planned running course and position data of the traveling body obtained from a position detection means for detecting the current position of the traveling body; Relative position measuring means is provided for measuring the relative position of the vehicle with respect to the planned travel course. (b) A steering angle determining means is provided for inputting the measured relative position data, the course data, and the position data of the traveling object to determine a steering angle for self-guiding to the planned course. (c) A traveling speed determining means is provided which inputs the determined steering angle data and determines the traveling speed at the time of steering together with the course data. (d) A control means is provided for controlling the steering angle of the traveling vehicle and the traveling speed during steering based on the traveling speed and steering angle determined by the traveling speed determining means and the steering angle determining means. We are taking technical measures. Since the traveling speed is changed according to the steering angle for following the planned course, course guidance control can be performed with less error from the planned course even when the steering response characteristics are slow.

【実施例】【Example】

第1図は、この発明の走行体のコース誘導制御
システムを示すブロツク図である(誘導理論につ
いては第4図に基づき説明する)。 この走行体の自己誘導制御システムは、本実施
例の場合、走行体に装備され或いは走行路に設置
された各種センサーから入力されたデータをもと
に演算処理を行うマイクロコンピユータ(以下、
CPUとする)と、このCPUの制御信号によつて
自動走行体のステアリング機構部S、及び動力機
構部Dを制御する制御手段15とからなつてい
る。なお、この発明では走行予定コースのコース
データ(位置)や、走行体の位置その他の位置デ
ータを表示するのに、走行路等の所望位置に想定
したX軸、Y軸を基準にして点座標(x,y)に
変換処理して行つている。 ここで、1は、CPUに設けられた走行予定コ
ース記憶部であつて、点座標で表わされた走行予
定コースデータがストアされている。 この走行予定コースは走行体の目的に応じて予
め適宜手段で設定さるれるものであつて、例えば
地図をもとに予定コースを設定し、或いは実際に
マニユアル又はラジオコントロール制御等によつ
てテスト走行した走行体の走行軌跡データをもと
に走行予定コースを設定したもの等適宜手段によ
り定められる。 この走行予定コースのコース設定は、実際の走
行軌跡データを用いる場合は、直線コースが連続
する走行予定コースに修正し、その直線コース相
互が交叉する各交叉点を連続する点座標(x,
y)として読みとり走行予定コース記憶部1にス
トアするものである。 第5図に基づき説明すると、走行予定コース
PCは、スタート点PC1(5,0)→PC2(0,
0)→C3(0,5)→PC4(4,7)→PC5
(4,2)→終点PC6(0,0)の連続する複数
の点座標で設定され、走行予定コース記憶部1に
入力され記憶されている。 またこの走行予定コース記憶部1には、前記点
座標で表された直線状の区間コース、即ち2点の
点座標間を走行する際の区間コース走行速度およ
び区間コース最低走行速度を予め設定しておきス
トアしておく。 2は、走行体の位置検出手段であつて、走行予
定コースに追従して走行している走行体Pが現在
どの位置にあるかを検出するもので、本実施例で
は走行体に搭載された図示しないエンコーダおよ
びジヤイロスコープ等を用いて基点(スタート
点)からの走行距離および走行体の方向(方位
角)を算出し、且つ地上に設けられた図示しない
ゲートボール等の位置補正手段によつて走行位置
データの補正を行い、得られた走行位置データ即
ち点座標で表す走行体位置データと走行体方位角
データとを連続的に出力するものである。 この位置検出手段2から出力された走行体の現
在位置の点P(X,Y)と、前記コースデータ記
憶部1から呼出されて、走行体が追従している区
間コースを表す2点の点座標データC1(X1,
Y1)とC2(X2,Y2)とが相対位置測定手段3
に入力される。 この相対位置測定手段3は、前記走行体の現在
位置の点P((X,Y)と区画コースを表す点座標
データC1(X1,Y1)及びC2(X2,Y2)と
から走行予定コースと走行体とのズレ量即ち走行
体位置から該走行体が追従している直線状の区間
コースへ下ろした垂線の長さ(第4図のl1に相
当)を計測するものであり、 により算出される。 このようにして算出された相対位置l1は、前記
位置検出手段2から得られた走行体方位角データ
θp及び、走行予定コース記憶部1から呼び出さ
れた追従中の区間コースを表すC1,C2の座標
点データを基に算出されたコース方位角データθi
と共に操舵角決定手段4へ入力される。 操舵角決定手段4では、前述と同様の操舵角算
出式即ち、 P(φ)=tan-1(l12/Co)+(θi−θp) (ここでCoは操舵角を決定する制御定数であ
り実験的に最適の数値が求められる。)を用いて
操舵角P(φ)を算出する。 次に、このようにして算出された操舵角P(φ)
は操舵角コマンドCMD(φ)に変換されて走行速
度決定手段5へ入力される。 また、コースデータ記憶部1から、走行予定コ
ースで現在追従している区間コースの設定走行速
度Vcと最低走行速度Vminの各データを呼び出し
走行速度決定手段5に入力する。 ここで最低走行速度Vminはステアリングの最
大切れ角時においてコース離脱が最も少ない最適
な速度を実験的に求めて設定されている。 次に、前記入力されたデータをもとに、走行速
度決定手段5は、下記の式に従つて、出力走行速
度V(φ)を決定する。 即ち、 V(φ)=Vmin+(Vc−Vmin)×f(φ) f(φ)=1−(CMD(φ)/R) R……ステアリングの最大切れ角 以上により、操舵角が大きい程走行速度は減少
し、操舵角が0のとき、即ち直線走行の場合は区
間設定走行速度Vcに、操舵角が最大の時には最
低走行速度Vminになり、操舵角の大きさに応じ
てVcからVminまでの間で走行速度が変化する。 以上により、操舵角決定手段4および走行速度
決定手段5により得られた操舵角と走行速度とは
それぞれ操舵角コマンド信号及び走行速度コマン
ド信号に変換されてそれぞれステアリング制御手
段6および走行速度制御手段7に入力される。 このステアリング制御手段6はステアリング機
構部Sを制御するもので前記操舵角コマンド信号
に基づきアクチユエータを介してステアリングを
切り、前記操舵角決定手段4で決定された操舵角
まで変位させる。 これと共に、走行速度制御手段7では前記走行
速度コマンド信号に基づき動力機構部Dを制御
し、アクチユエータを介して走行速度を前記走行
速度決定手段6で決定された走行速度まで変動さ
せて、ステアリングが制御される際の走行速度を
制御する。 これにより、ステアリングの切量即ち操舵角と
走行速度が相関的に制御されるので走行体を走行
予定コースに正しく自己誘導することができる。 このように操舵角に対応して走行体の速度制御
を行う場合に、ステアリングの切量が大きくなる
と走行速度は遅くなる。 従つて、急にステアリング切量が増大するよう
な場合には走行速度が急激に低下してスリツプ現
象が生じることがある。 そこで、操舵角決定手段4によつて決定された
操舵角の切量が予め設定された急激増大基準値を
超えて増大すると判定された場合には操舵角を段
階的に増加させ、逆に旋回から直線走行になる場
合のように操舵角の切量が急激減少基準値を超え
て減少すると判断された場合には操舵角を段階的
に減少させる操舵角調整手段8を操舵角決定手段
4に設けることが好ましい。 この操舵角調整手段8は、操舵角決定手段から
入力されたデータを基に前記判定を行い、所定間
隔(時間)で段階的に増大又は減少すべく調整さ
れた操舵角コマンド信号をステアリング機構部S
へ出力する。 この操舵角調整手段8による調整制御を用いれ
ば走行速度の減速が滑らかに行うことができるよ
うになるのでスリツプ現象を回避できて好適であ
る。 次に、第2図に示す如く、スタート点(1,
0)から出発し、Y軸にそつて追従走行する走行
予定コースを設定した場合に、走行体の走行軌跡
を見ると、走行速度が大きく進入角度も大きい場
合には実際の走行軌跡が外側(又は内側)にふく
らむ傾向にあることがわかる。 これは、走行体が走行予定コースと交叉する付
近はステアリングは切れていない(進行方位とタ
イヤ等の走行手段の向きが一致している)状態に
近いことから走行速度を操舵角(ステアリング切
角)の関数として速度制御しているにすぎない前
記速度制御では減速されてない。 従つて、直接走行時と同様に減速していない設
定走行速度でそのまま走行するために進入延長方
向へズレるものと考えられる。 換言すれば舵行の途中にあつて操舵角が0度に
なるとき上記速度制御では制御しきれない。 そこで区間コースに対する進入角度は、第4図
で示す角PRQ即ちtan-1(l12/Co)(ラデイアン)
であるが、進入角度の制限をα(ラデイアン)と
し、進入角度制限手段9によつてコース進入角度
角PRQ>αの場合には、操舵角V(φ)を V(φ)=α+(θi−θp) に修正し、これに基づいて前記と同様の制御を行
う。 即ち、操舵角決定手段4で算出された操舵角か
ら該操舵角算出時に用いられたコース進入角度を
呼び出し、該コース進入角度が進入角度上限設定
値(α)を超えるか否かを判定する。 コース進入角度が上記設定値(α)を超えた場
合のみ操舵角決定手段4で操舵角算出に用いられ
た進入角度に替えて前記設定値(α)を用いて改
めて操舵角V(φ)を算出し直し、この修正され
た操舵角をもとに、操舵角コマンド信号をステア
リング機構部Sへ出力し、ステアリング制御を行
う。 この進入角度制限手段9を用いて、第2図と同
様に設定されたコース上を自己誘導させた場合を
第3図に示す。 これにより、予定コースからのズレを最小に抑
えることができたことがわかる。
FIG. 1 is a block diagram showing a course guidance control system for a traveling object according to the present invention (guidance theory will be explained based on FIG. 4). In this embodiment, this self-guidance control system for a traveling object is a microcomputer (hereinafter referred to as
The control means 15 controls the steering mechanism section S and the power mechanism section D of the automatic traveling body using control signals from the CPU. In addition, in this invention, in order to display the course data (position) of the planned course, the position of the traveling object, and other position data, point coordinates are used based on the X-axis and Y-axis assumed at the desired position of the traveling route, etc. This is done by converting to (x, y). Here, reference numeral 1 denotes a planned driving course storage section provided in the CPU, in which planned driving course data expressed in point coordinates is stored. This planned running course is set in advance by an appropriate means depending on the purpose of the running object, for example, by setting the planned course based on a map, or by actually conducting a test run using manual or radio control. The planned travel course is determined by an appropriate means such as a method that sets a scheduled travel course based on travel locus data of the traveling object. When using actual travel locus data, the course setting of this planned driving course is modified to a planned driving course with consecutive straight courses, and each intersection point where the straight courses intersect with each other is set to a continuous point coordinate (x,
y) and is stored in the planned running course storage unit 1. To explain based on Figure 5, the planned driving course
PC starts from PC1 (5, 0) → PC2 (0,
0) → C3 (0,5) → PC4 (4,7) → PC5
It is set as a plurality of consecutive point coordinates from (4, 2) to the end point PC6 (0, 0), and is input and stored in the planned running course storage unit 1. Further, in this planned running course storage unit 1, the linear section course represented by the point coordinates, that is, the section course running speed and the section course minimum running speed when traveling between two point coordinates are preset. Store it aside. Reference numeral 2 denotes a position detecting means for the traveling body, which detects the current position of the traveling body P that is running following the planned travel course. The running distance from the base point (start point) and the direction (azimuth) of the running object are calculated using an encoder and gyroscope (not shown), and position correction means such as a gate ball (not shown) installed on the ground. The system corrects the traveling position data and continuously outputs the obtained traveling position data, that is, the traveling body position data and the traveling body azimuth data expressed in point coordinates. The point P (X, Y) of the current position of the traveling object outputted from the position detection means 2, and two points called from the course data storage section 1 representing the section course that the traveling object is following. Coordinate data C1 (X1,
Y1) and C2 (X2, Y2) are relative position measuring means 3
is input. This relative position measuring means 3 determines the planned traveling course from the point P((X, Y) of the current position of the traveling body and point coordinate data C1 (X1, Y1) and C2 (X2, Y2) representing the divided course. This is to measure the amount of deviation from the traveling body, that is, the length of a perpendicular drawn from the position of the traveling body to the linear section course that the traveling body is following (corresponding to l1 in Fig. 4). Calculated by The relative position l1 calculated in this way is based on the traveling body azimuth angle data θp obtained from the position detecting means 2, and C1 and C2 representing the section course being followed that was read from the planned travel course storage unit 1. Course azimuth angle data θi calculated based on coordinate point data
It is also input to the steering angle determining means 4. The steering angle determining means 4 uses the same steering angle calculation formula as described above, namely, P (φ) = tan -1 (l1 2 /Co) + (θi - θp) (where Co is a control constant that determines the steering angle. The steering angle P(φ) is calculated using the optimum value determined experimentally. Next, the steering angle P(φ) calculated in this way
is converted into a steering angle command CMD (φ) and input to the traveling speed determining means 5. Further, from the course data storage unit 1, each data of the set travel speed Vc and the minimum travel speed Vmin of the section course currently being followed in the planned travel course is called up and input into the travel speed determining means 5. Here, the minimum running speed Vmin is set by experimentally determining the optimum speed at which the vehicle leaves the course at the maximum turning angle of the steering wheel. Next, based on the input data, the traveling speed determining means 5 determines the output traveling speed V(φ) according to the following formula. In other words, V(φ)=Vmin+(Vc-Vmin)×f(φ) f(φ)=1-(CMD(φ)/R) R...Maximum turning angle of steering From the above, the larger the steering angle, the faster the vehicle will travel. The speed decreases, and when the steering angle is 0, that is, when traveling in a straight line, it becomes the section set traveling speed Vc, when the steering angle is maximum, it becomes the minimum traveling speed Vmin, and from Vc to Vmin depending on the size of the steering angle. The running speed changes between. As described above, the steering angle and traveling speed obtained by the steering angle determining means 4 and the traveling speed determining means 5 are converted into a steering angle command signal and a traveling speed command signal, respectively, and are converted into a steering angle command signal and a traveling speed command signal, respectively, and are converted into a steering angle command signal and a traveling speed command signal, respectively. is input. This steering control means 6 controls the steering mechanism section S, turns the steering via an actuator based on the steering angle command signal, and displaces the steering to the steering angle determined by the steering angle determining means 4. At the same time, the traveling speed control means 7 controls the power mechanism section D based on the traveling speed command signal, and changes the traveling speed to the traveling speed determined by the traveling speed determining means 6 via the actuator, thereby adjusting the steering. Controls the traveling speed when controlled. As a result, the amount of steering, that is, the steering angle, and the traveling speed are controlled in a correlated manner, so that the traveling object can be correctly self-guided to the planned course. When controlling the speed of a traveling object in accordance with the steering angle in this way, the traveling speed becomes slower as the steering angle increases. Therefore, if the amount of steering wheel turning suddenly increases, the traveling speed may drop suddenly and a slip phenomenon may occur. Therefore, when it is determined that the steering angle turning amount determined by the steering angle determining means 4 increases beyond a preset rapid increase reference value, the steering angle is increased stepwise, and vice versa. The steering angle determining means 4 is provided with a steering angle adjustment means 8 that gradually decreases the steering angle when it is determined that the amount of steering angle is decreased by a sharp decrease reference value, such as when traveling in a straight line. It is preferable to provide one. The steering angle adjusting means 8 makes the above determination based on the data input from the steering angle determining means, and sends a steering angle command signal adjusted to increase or decrease stepwise at predetermined intervals (time) to the steering mechanism. S
Output to. If the adjustment control by the steering angle adjustment means 8 is used, the traveling speed can be smoothly decelerated, and the slip phenomenon can be avoided, which is preferable. Next, as shown in Figure 2, start point (1,
If you set a planned travel course that starts from 0) and follows along the Y axis, if you look at the travel trajectory of the vehicle, if the travel speed is high and the approach angle is large, the actual travel trajectory will be on the outside ( It can be seen that there is a tendency to bulge inward (or inward). This is because near the point where the vehicle intersects the planned course, the steering is not turned (the direction of travel and the direction of the vehicle such as tires are the same), so the speed of the vehicle is determined by the steering angle (steering angle). ), but the speed control described above does not reduce the speed. Therefore, it is considered that the vehicle deviates in the approach extension direction because the vehicle continues to travel at the set travel speed without deceleration, similar to when the vehicle is directly traveling. In other words, when the steering angle reaches 0 degrees in the middle of steering, the speed control described above cannot fully control the steering angle. Therefore, the approach angle for the section course is the angle PRQ shown in Figure 4, that is, tan -1 (l1 2 /Co) (radian).
However, if the approach angle limit is set to α (radian) and the course approach angle angle PRQ>α by the approach angle limiting means 9, the steering angle V(φ) is set as V(φ)=α+(θi −θp), and the same control as above is performed based on this. That is, the course approach angle used in calculating the steering angle is called from the steering angle calculated by the steering angle determining means 4, and it is determined whether the course approach angle exceeds the approach angle upper limit setting value (α). Only when the course approach angle exceeds the set value (α), the steering angle determining means 4 uses the set value (α) instead of the approach angle used to calculate the steering angle to determine the steering angle V (φ) again. Based on the revised steering angle, a steering angle command signal is output to the steering mechanism section S to perform steering control. FIG. 3 shows a case in which the approach angle limiting means 9 is used to self-guide the vehicle along a course set in the same manner as in FIG. 2. This shows that deviations from the planned course could be kept to a minimum.

【発明の効果】【Effect of the invention】

この発明は、ステアリングの切量に応じて走行
速度を変化させるので、走行体における走行予定
コースへの追従性を高めることができ有益であ
る。 また制御対象となる走行体の用途・種類或いは
走行面の条件例えばフロアーやオンロードである
オフロードであるとを問わず全ての走行体の自己
誘導制御方法として用いることができるので汎用
性に優れている。
The present invention is advantageous because it changes the running speed according to the amount of steering, so it can improve the ability of the running object to follow the planned course. In addition, it is highly versatile as it can be used as a self-guidance control method for all types of vehicles, regardless of the purpose, type, or running surface conditions of the vehicle to be controlled, such as floor, on-road, or off-road. ing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の機能ブロツク図、第2図は
進入角度制限手段を用いない場合の走行軌跡を示
す図、第3図は進入角度制限手段を用いた場合の
走行軌跡を示す図、第4図は走行体が追従する区
間コースからズレている場合に復帰するための操
舵角を求める説明図、第5図は従来の操舵法によ
り制御した場合の走行軌跡を示す図である。
FIG. 1 is a functional block diagram of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the traveling trajectory when the approach angle limiting means is not used, FIG. 3 is a diagram showing the traveling trajectory when the approach angle limiting means is used, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram for determining the steering angle for returning when the traveling body deviates from the section course to be followed, and FIG. 5 is a diagram showing the travel locus when controlled by the conventional steering method.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 走行予定コースを追従して自動走行する走行
体のコース誘導制御システムにして、 走行予定コースのコースデータと、走行体の現
在の位置を検出する位置検出手段から得られた走
行体位置データとをもとに、走行体の上記走行予
定コースに対する相対位置(ズレ量)l1を測定す
る相対位置測定手段と、 その測定された相対位置データl1と、走行体の
方位角θpと制御定数Coと、走行体が追従中のコ
ースの方位角θiとを入力して、走行予定コースへ
自己誘導するための操舵角P(φ)を、 P(φ)=tan-1(l12/Co)+(θi−θp)で 算出する操舵角決定手段と、 走行予定コースに予め設定してある走行速度
(Vc)と最低走行速度(Vmin)と、前記操舵角
P(φ)をもとにした操舵角コマンドCMD(φ)
と、ステアリングの最大切れ角Rとを入力して走
行速度V(φ)を、 V(φ)=Vmin+(Vc−Vmin)×f(φ) f(φ)=1−(CMD(φ)/R) により決定する走行速度決定手段と、 この走行速度決定手段及び前記操舵角決定手段
によつて決定された走行速度V(φ)及び操舵角
P(φ)を基に、走行体の操舵角及び走行速度を
制御する制御手段とからなつて、 走行体を走行予定コース上へ誘導追従させるこ
とを特徴とする自動走行体のコース誘導制御シス
テム。 2 操舵角決定手段が、該操舵角決定手段によつ
て決定された操舵角の切量が急激増大基準値を超
えた場合には操舵角を段階的に増加させ、また前
記操舵角の切量が、急激減少基準値を超えた場合
には操舵角を段階的に減少させる、操舵角調整手
段を有することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の自動走行体のコース誘導制御システム。 3 操舵角決定手段が、走行体のコース進入角度
が進入角上限設定値を超えた場合に、該設定値を
コース進入角度として操舵角を演算処理する進入
角度制限手段を有していることを特徴とする特許
請求の範囲第1項又は第2項記載の自動走行体の
コース誘導制御システム。
[Scope of Claims] 1. A course guidance control system for a traveling object that automatically travels by following a planned traveling course, comprising: course data of the scheduled traveling course and a position detection means for detecting the current position of the traveling object; a relative position measuring means for measuring the relative position (deviation amount) l1 of the traveling body with respect to the above-mentioned planned travel course based on the traveling body position data, and the measured relative position data l1 and the azimuth angle of the traveling body. By inputting θp, the control constant Co, and the azimuth angle θi of the course the vehicle is following, the steering angle P(φ) for self-guiding to the planned course is calculated as P(φ)=tan -1 ( a steering angle determining means that calculates l1 2 /Co) + (θi - θp), a travel speed (Vc) and a minimum travel speed (Vmin) preset for the planned course, and the steering angle P (φ). Steering angle command CMD (φ) based on
and the maximum turning angle R of the steering wheel to calculate the traveling speed V(φ), V(φ)=Vmin+(Vc−Vmin)×f(φ) f(φ)=1−(CMD(φ)/ R) A steering angle of the traveling object is determined based on the traveling speed V (φ) and the steering angle P (φ) determined by the traveling speed determining means and the steering angle determining means. A course guidance control system for an automatic running body, comprising: a control means for controlling a running speed; 2. The steering angle determining means increases the steering angle in stages when the amount of turning of the steering angle determined by the steering angle determining means exceeds a rapid increase reference value; claim 1, further comprising a steering angle adjusting means that reduces the steering angle in stages when the steering angle exceeds a rapid reduction reference value.
A course guidance control system for an automatic traveling body as described in . 3. The steering angle determining means includes approach angle limiting means for calculating the steering angle using the set value as the course approach angle when the course approach angle of the traveling object exceeds the approach angle upper limit set value. A course guidance control system for an automatic traveling body according to claim 1 or 2.
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