JPH052421A - Controller for unmanned carrier - Google Patents

Controller for unmanned carrier

Info

Publication number
JPH052421A
JPH052421A JP3180215A JP18021591A JPH052421A JP H052421 A JPH052421 A JP H052421A JP 3180215 A JP3180215 A JP 3180215A JP 18021591 A JP18021591 A JP 18021591A JP H052421 A JPH052421 A JP H052421A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
curvature
vehicle speed
value
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3180215A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Ono
宏司 大野
新 ▲高▼橋
Arata Takahashi
Gunji Sugimoto
軍司 杉本
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.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP3180215A priority Critical patent/JPH052421A/en
Publication of JPH052421A publication Critical patent/JPH052421A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To enable an unmanned carrier to reach a target point with high accuracy by compensating effectively the track error caused by a dynamic fluctuation error of the effective value of the unmanned carrier body produced during the run of the carrier. CONSTITUTION:The unmanned carrier runs with the right and left driving wheels at a target speed and in a target curvature. A learning storage means III computes the dynamic error variance value between the radius and the tread length of the driving wheel based on the target and actual speeds and the curvature and stores the error variance value. A compensating means IV computes the compensation values of the carrier speed and the carvature from the target speed ant the error variance value. A conversing means V computes the driving speed command values of the right and left driving wheels from the compensation values obtained by the means IV and the prescribed tread length. Then a driving means VI controls the driving wheels based on the driving speed command values.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、無人搬送車の制御装置
に係わり、特に走行中における無人搬送車の動的な変動
誤差を補償して、無人搬送車を目標の軌道上に正確に走
行させる制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control system for an automated guided vehicle, and more particularly, to compensate for a dynamic variation error of the automated guided vehicle during traveling to accurately drive the automated guided vehicle on a target track. The present invention relates to a control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、走行路の地図を予め記憶し、
走行路の要所に設置された目標点を検知、あるいは走行
距離を演算することにより、前記地図上で自らの位置を
確認しながら走行する無人搬送車がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a road map is stored in advance,
There is an automatic guided vehicle that travels while checking its own position on the map by detecting a target point installed at a key point on the travel path or calculating a travel distance.

【0003】この無人搬送車が目標点付近または目標点
上を通過、あるいは目標の停止位置へ位置決めする場
合、従来は目標位置と無人搬送車の位置関係から、両者
間の走行経路を円滑連続な曲線の軌道として生成し、
(ア)目標軌道からの誤差が予め定めたしきい値より大
きくなったら、それまでの目標軌道を捨ててその位置か
ら目標位置に至る目標軌道を新たに作成する方法、また
は、(イ)目標軌道からの誤差を、駆動あるいは操舵の
ためのモータの制御入力へ負帰還する方法等により、生
成した軌道上を走行して目標点へ到達するように無人搬
送車の駆動手段を制御していた。
When this automatic guided vehicle passes near or on the target point or is positioned at the target stop position, conventionally, the traveling route between the two is smoothly continuous due to the positional relationship between the target position and the automatic guided vehicle. Generate as a curve trajectory,
(A) When the error from the target trajectory becomes larger than a predetermined threshold, discard the target trajectory up to that point and create a new target trajectory from that position to the target position, or (b) target The driving means of the automatic guided vehicle was controlled so that the error from the track was fed back to the control input of the motor for driving or steering, so that it travels on the generated track and reaches the target point. ..

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に軌道誤差の原因
として、走行中に生ずる無人搬送車の車体定数実効値の
動的変動が挙げられる。即ち、走行中に制御プログラム
内の車体定数設定値と前記実効値が合致しないために、
生成軌道に従って駆動手段が走行しないことである。
Generally, a cause of the track error is a dynamic fluctuation of the effective value of the vehicle body constant of the automatic guided vehicle which occurs during traveling. That is, since the vehicle body constant set value in the control program and the effective value do not match during running,
That is, the drive means does not travel according to the generation trajectory.

【0005】すなわち、前記(ア)の方法の場合、予め
生成されている目標軌道上へ円滑、かつ連続に接続する
新たな軌道を生成し、その新しい軌道に沿って元の目標
軌道上へ復帰することにより、誤差を補償するようにし
ているが、修正後の目標軌道に対して走行中に発生する
動的な変動誤差を補償していないので、駆動手段は精度
良く追従することが困難であり、結果的に目標点に到達
できないという問題点があった。さらに、軌道修正のた
めに多大な計算時間が必要となるため、高速な計算機が
必要となるという問題点があった。
That is, in the case of the above method (a), a new trajectory which is smoothly and continuously connected to the previously generated target trajectory is generated, and the original target trajectory is restored along the new trajectory. By doing so, the error is compensated, but since the dynamic fluctuation error that occurs during traveling with respect to the corrected target trajectory is not compensated, it is difficult for the driving means to follow accurately. However, there was a problem that the target point could not be reached as a result. Further, since a large amount of calculation time is required for trajectory correction, there is a problem that a high speed computer is required.

【0006】また、前記(イ)の方法の場合、走行中の
車体定数実効値の変動に対して、適切な負帰還ゲインを
予め決定することが困難なので、結果的に目標点に到達
できないという問題点があった。さらに、この負帰還ゲ
インは、無人搬送車の車体毎に同じではないため、車体
が変わるごとにそれぞれ個別に設計する必要があった。
Further, in the case of the above-mentioned method (a), it is difficult to predetermine an appropriate negative feedback gain with respect to the fluctuation of the vehicle body constant effective value during traveling, so that the target point cannot be reached as a result. There was a problem. Further, since this negative feedback gain is not the same for each vehicle body of the automatic guided vehicle, it has been necessary to design it individually for each vehicle body change.

【0007】本発明は、前記従来技術の問題点に鑑み、
走行中に発生する無人搬送車の車体定数実効値の動的な
変動誤差に基づく軌道誤差を効果的に補償することによ
り目標点へ精度良く到達することを可能にした無人搬送
車の制御装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art.
A controller for an automated guided vehicle that can accurately reach a target point by effectively compensating for a trajectory error based on a dynamic variation error of the vehicle body constant effective value of the automated guided vehicle that occurs during traveling. The purpose is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第1の発明の無人搬送車
の制御装置は、左右2つの駆動輪を有する無人搬送車が
走行すべき目標の軌道を目標の車速および曲率として出
力する目標軌道生成手段と、前記目標軌道生成手段から
の目標車速および目標曲率に基づき、走行中に生ずる前
記無人搬送車の動的な変動誤差を補償して、目標車速補
償値および目標曲率補償値を出力する補償手段と、前記
目標車速補償値および目標曲率補償値より、前記左右駆
動輪の駆動速度指令値を演算する変換手段と、前記演算
された左右の駆動速度指令値に基づき、左右の駆動輪を
それぞれ駆動制御する駆動手段と、からなる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an automatic guided vehicle control apparatus which outputs a target trajectory, which is to be traveled by an automated guided vehicle having two left and right driving wheels, as a target vehicle speed and curvature. Based on the target vehicle speed and the target curvature from the generation means and the target trajectory generation means, a dynamic variation error of the automatic guided vehicle that occurs during traveling is compensated and a target vehicle speed compensation value and a target curvature compensation value are output. Compensation means, conversion means for calculating a drive speed command value for the left and right drive wheels from the target vehicle speed compensation value and target curvature compensation value, and the left and right drive wheels based on the calculated left and right drive speed command values. And a driving unit that controls driving.

【0009】第1の発明の無人搬送車は、車体の左右に
配設した2つの駆動輪の各駆動速度すなわち回転速度に
応じて、直進ないし旋回走行するものである。目標軌道
生成手段は、無人搬送車が走行すべき軌道を目標の車速
および曲率として出力する。補償手段は、予め与えられ
た目標車速および目標曲率に基づき、走行中の無人搬送
車の動的な変動誤差を補償して、実際の車速および曲率
がそれぞれ目標の車速および曲率となるような目標車速
および目標曲率の補償値を演算する。変換手段は、演算
された目標車速補償値および目標曲率補償値に基づき、
左右駆動輪の駆動速度指令値を演算する。駆動手段は、
演算された左右の駆動速度指令値に基づき、左右の駆動
輪をそれぞれ駆動制御する。
The automatic guided vehicle of the first aspect of the invention travels straight or turns according to the respective driving speeds of the two drive wheels disposed on the left and right of the vehicle body, that is, the rotation speeds. The target track generation means outputs the track on which the automatic guided vehicle should travel as the target vehicle speed and curvature. The compensating means compensates the dynamic fluctuation error of the traveling automatic guided vehicle on the basis of the target vehicle speed and the target curvature given in advance so that the actual vehicle speed and the curvature become the target vehicle speed and the target curvature, respectively. Compensation values for vehicle speed and target curvature are calculated. The conversion means is based on the calculated target vehicle speed compensation value and target curvature compensation value,
A drive speed command value for the left and right drive wheels is calculated. The driving means is
The left and right drive wheels are drive-controlled based on the calculated left and right drive speed command values.

【0010】[0010]

【発明の効果】本発明は、予め与えられた目標の車速お
よび曲率に対し、走行中に生ずる無人搬送車の動的な変
動誤差を補償して、新たな目標車速および曲率としての
車速補償値および曲率補償値を演算すると共に、その車
速および曲率補償値に基づき左右駆動輪を駆動制御して
いるので、シンプルな構成で高精度かつリアルタイムに
無人搬送車を目標軌道に沿って走行させることができ
る。
As described above, the present invention compensates a dynamic variation error of an automatic guided vehicle that occurs during traveling with respect to a predetermined target vehicle speed and curvature, and a vehicle speed compensation value as a new target vehicle speed and curvature. And the curvature compensation value are calculated, and the left and right drive wheels are driven and controlled based on the vehicle speed and the curvature compensation value, so that the automated guided vehicle can travel along the target track with high accuracy and in real time with a simple configuration. it can.

【0011】[0011]

【その他の発明】第2の発明の無人搬送車の制御装置
は、1つの操舵駆動輪を有する無人搬送車が走行すべき
目標の軌道を目標の車速および曲率として出力する目標
軌道生成手段と、前記目標軌道生成手段からの目標車速
および目標曲率に基づき、走行中に生ずる前記無人搬送
車の動的な変動誤差を補償して、目標車速補償値および
目標曲率補償値を出力する補償手段と、前記目標車速補
償値および目標曲率補償値より、前記操舵駆動輪の操舵
指令値および駆動速度指令値を演算する変換手段と、前
記演算された操舵指令値および駆動速度指令値に基づ
き、前記操舵駆動輪を操舵制御および駆動制御する駆動
手段と、からなる。
[Other Inventions] A control system for an automatic guided vehicle according to a second aspect of the present invention includes a target trajectory generating means for outputting a target trajectory that an automatic guided vehicle having one steering drive wheel should travel as a target vehicle speed and curvature. Based on the target vehicle speed and the target curvature from the target trajectory generation means, the dynamic fluctuation error of the unmanned guided vehicle that occurs during traveling is compensated, and a compensation means that outputs a target vehicle speed compensation value and a target curvature compensation value, A conversion unit that calculates a steering command value and a drive speed command value of the steering drive wheel from the target vehicle speed compensation value and the target curvature compensation value, and the steering drive based on the calculated steering command value and drive speed command value. Drive means for steering and driving the wheels.

【0012】第2の発明の無人搬送車は、車体の左右の
中心線上に設けられた1つの操舵駆動輪の操舵角および
駆動速度すなわち回転速度に応じて、直進ないし旋回走
行するものである。目標軌道生成手段は、無人搬送車が
走行すべき軌道を目標の車速および曲率として出力す
る。補償手段は、予め与えられた目標車速および目標曲
率に基づき、走行中の無人搬送車の動的な変動誤差を補
償して、実際の車速および曲率がそれぞれ目標の車速お
よび曲率となるような目標車速および目標曲率の補償値
を演算する。変換手段は、演算された目標車速補償値お
よび目標曲率補償値に基づき、操舵駆動輪の操舵指令値
および駆動速度指令値を演算する。駆動手段は、演算さ
れた操舵指令値および駆動速度指令値に基づき、操舵駆
動輪を操舵制御および駆動制御する。
The unmanned guided vehicle of the second aspect of the invention travels straight or turns according to the steering angle and the driving speed, that is, the rotation speed of one steering driving wheel provided on the left and right center lines of the vehicle body. The target track generation means outputs the track on which the automatic guided vehicle should travel as the target vehicle speed and curvature. The compensating means compensates the dynamic fluctuation error of the traveling automatic guided vehicle on the basis of the target vehicle speed and the target curvature given in advance so that the actual vehicle speed and the curvature become the target vehicle speed and the target curvature, respectively. Compensation values for vehicle speed and target curvature are calculated. The conversion means calculates a steering command value and a drive speed command value of the steering drive wheels based on the calculated target vehicle speed compensation value and target curvature compensation value. The drive means performs steering control and drive control of the steering drive wheels based on the calculated steering command value and drive speed command value.

【0013】第2の発明によれば、前記第1の発明と同
様に、予め与えられた目標の車速および曲率に対し、走
行中に生ずる無人搬送車の動的な変動誤差を補償して、
新たな目標車速および曲率としての車速補償値および曲
率補償値を演算し、その車速および曲率補償値に基づき
左右駆動輪を駆動制御しているので、シンプルな構成で
高精度かつリアルタイムに無人搬送車を目標軌道に沿っ
て走行させることができるという利点がある。
According to the second aspect of the invention, similarly to the first aspect of the invention, the dynamic fluctuation error of the automatic guided vehicle that occurs during traveling is compensated for the predetermined target vehicle speed and curvature,
The vehicle speed compensation value and curvature compensation value as the new target vehicle speed and curvature are calculated, and the left and right drive wheels are drive-controlled based on the vehicle speed and curvature compensation value. Has the advantage of being able to travel along the target trajectory.

【0014】第3の発明は、前記第1の発明を更に具体
化したものであり、前記補償手段が、前記目標車速と目
標曲率とより前記左右駆動輪の半径およびトレッド長の
動的変動を考慮して車速補償値を演算する車速補償手段
と、前記目標曲率より前記左右駆動輪の半径およびトレ
ッド長の動的変動を考慮して曲率補償値を演算する曲率
補償手段とを有するものである。
A third aspect of the present invention further embodies the first aspect of the present invention, wherein the compensating means uses the target vehicle speed and the target curvature to dynamically change the radius of the left and right driving wheels and the tread length. It has a vehicle speed compensating means for calculating the vehicle speed compensating value in consideration of it, and a curvature compensating means for calculating the curvature compensating value in consideration of the dynamic fluctuations of the radius of the left and right driving wheels and the tread length from the target curvature. ..

【0015】すなわち、第3の発明は、車速および曲率
の目標値に対する補償値を、無人搬送車の左右駆動輪の
半径およびトレッド長の走行中の動的変動を考慮して、
それぞれ独立に演算するものである。
That is, the third aspect of the present invention is such that the compensation values for the target values of the vehicle speed and the curvature are determined in consideration of the dynamic fluctuations of the radii of the left and right driving wheels and the tread length of the automatic guided vehicle during traveling.
Each is calculated independently.

【0016】また、第4の発明は、図1に示すように、
左右2つの駆動輪を有する無人搬送車が走行すべき目標
の軌道を目標の車速および曲率として出力する目標軌道
生成手段Iと、前記無人搬送車の実際の車速および曲率
を計測する計測手段IIと、学習走行時に、前記目標軌道
生成手段Iからの目標車速および目標曲率と前記計測手
段IIからの実車速および実曲率とより、前記左右駆動輪
の半径およびトレッド長の走行中の動的な誤差変動値を
演算し記憶する学習記憶手段III と、前記目標軌道生成
手段Iからの目標車速および目標曲率と前記学習記憶手
段III からの誤差変動値とより、車速補償値および曲率
補償値を演算する補償手段IVと、前記車速補償値および
曲率補償値より、予め設定した無人搬送車の左右駆動輪
間のトレッド長に基づき左右駆動輪の駆動速度指令値を
演算する変換手段Vと、前記演算された左右の駆動速度
指令値に基づき、左右の駆動輪をそれぞれ駆動制御する
駆動手段VIとを有するものである。
The fourth invention, as shown in FIG.
Target trajectory generating means I for outputting a target trajectory for an unmanned guided vehicle having two left and right driving wheels to travel as a target vehicle speed and curvature, and measuring means II for measuring the actual vehicle speed and curvature of the unmanned guided vehicle. During learning travel, a dynamic error during traveling of the radius of the left and right drive wheels and the tread length based on the target vehicle speed and target curvature from the target trajectory generating means I and the actual vehicle speed and actual curvature from the measuring means II. A vehicle speed compensation value and a curvature compensation value are calculated from a learning storage means III for calculating and storing a variation value, a target vehicle speed and a target curvature from the target trajectory generating means I, and an error variation value from the learning storage means III. Compensation means IV, and conversion means V for calculating the drive speed command value for the left and right drive wheels based on the tread length between the left and right drive wheels of the automatic guided vehicle set in advance from the vehicle speed compensation value and the curvature compensation value. Based on the computed left and right drive speed command value, and has a driving means VI for each drive control of the left and right driving wheels.

【0017】すなわち、第4の発明は、前記第1の発明
に、無人搬送車の実際の車速および曲率を計測する計測
手段IIをさらに設けるとともに、車速および曲率の計測
値と目標値とより左右駆動輪の半径およびトレッド長の
走行中の動的変動値を、予め学習走行によって把握して
記憶しておき、実際の走行時には、補償手段IVが、その
記憶された動的変動値に基づき、車速および曲率の補償
値を逐次演算するものである。
That is, in a fourth aspect of the present invention, in addition to the first aspect, a measuring means II for measuring the actual vehicle speed and the curvature of the automatic guided vehicle is further provided, and the measured value of the vehicle speed and the curvature and the target value are more left and right. The dynamic variation value of the driving wheel radius and the tread length during traveling is grasped and stored in advance by learning traveling, and at the time of actual traveling, the compensating means IV, based on the stored dynamic variation value, The vehicle speed and the curvature compensation value are sequentially calculated.

【0018】これにより、第4の発明では、幅広い走行
条件において、動的な変動誤差を補償することができ
る。
As a result, according to the fourth aspect of the invention, the dynamic fluctuation error can be compensated under a wide range of running conditions.

【0019】ここで、補償手段IVの演算内容について更
に詳述する。補償手段IVの出力値である車速補償値Vc
および曲率補償値Rc に対し、変換手段Vの出力値であ
る左右の駆動指令速度VL およびVR は、左右駆動輪の
トレッド長TRを用いて、次式で与えられる。 VL =Vc +TR・Rc ・Vc /2 … (1) VR =Vc −TR・Rc ・Vc /2 … (2)
Here, the calculation contents of the compensating means IV will be described in more detail. Vehicle speed compensation value Vc which is the output value of the compensation means IV
And to the curvature compensation value Rc, the drive command velocity V L and V R of the left and right, which is the output value of the converter V, using the tread length TR of the right and left drive wheels, is given by the following equation. V L = Vc + TR · Rc · Vc / 2 ... (1) V R = Vc -TR · Rc · Vc / 2 ... (2)

【0020】一方、無人搬送車の実車速Vおよび実曲率
Rは、車体の荷重を受ける左右駆動輪の直径の動的変動
ΔVL ,ΔVR およびトレッド長の動的変動ΔTRによ
り、次式で表される。 V=(VL * +VR * )/2 … (3) R=2(VL * −VR * )/{TR* (VL * +VR * )} … (4) ただし、 VL * =ΔVL ・VL R * =ΔVR ・VR TR* =TR+ΔTR ΔVL ,ΔVR :無次元量 ΔTR:〔m〕
On the other hand, the actual vehicle speed V and the actual curvature R of the automatic guided vehicle are calculated by the following equations by the dynamic fluctuations ΔV L and ΔV R of the diameters of the left and right driving wheels receiving the load of the vehicle body and the dynamic fluctuation ΔTR of the tread length. expressed. V = (V L * + V R *) / 2 ... (3) R = 2 (V L * -V R *) / {TR * (V L * + V R *)} ... (4) However, V L * = ΔV L · V L V R * = ΔV R · V R TR * = TR + ΔTR ΔV L, ΔV R: dimensionless quantity ΔTR: [m]

【0021】したがって、(3) および(4) 式は、(1) お
よび(2) 式を用いて、次のように表される。 V={ΔVL +ΔVR +TR・Rc (ΔVL −ΔVR )/2}Vc /2… (5) R=R1・R2/R3 … (6) ただし、 R1=2/(TR+ΔTR) R2=ΔVL −ΔVR +TR・Rc (ΔVL +ΔVR )/2 R3=ΔVL +ΔVR +TR・Rc (ΔVL −ΔVR )/2
Therefore, the expressions (3) and (4) are expressed as follows using the expressions (1) and (2). V = {ΔV L + ΔV R + TR · Rc (ΔV L −ΔV R ) / 2} Vc / 2 ... (5) R = R1 · R2 / R3 (6) where R1 = 2 / (TR + ΔTR) R2 = ΔV L -ΔV R + TR · Rc ( ΔV L + ΔV R) / 2 R3 = ΔV L + ΔV R + TR · Rc (ΔV L -ΔV R) / 2

【0022】ところで、理想状態として、目標軌道生成
手段Iから出力される目標車速Vdおよび目標曲率Rd
と実車速Vおよび実曲率Rとが、それぞれ一致するもの
とすると、上記(5) および(6) 式においてVd =Vおよ
びRd =Rとして、Vc およびRc について式を整理す
ると、次式のようになる。
By the way, in an ideal state, the target vehicle speed Vd and the target curvature Rd output from the target trajectory generating means I are obtained.
Assuming that the actual vehicle speed V and the actual curvature R are the same, the following equations can be obtained by rearranging the equations for Vc and Rc with Vd = V and Rd = R in the above equations (5) and (6). become.

【0023】 Vc =a・Vd +b・Vd ・Rd … (7) Rc =(e・Rd +f)/(g・Rd +h) … (8) ただし、A,B,E,F,G,Hは係数であり、次式で
表される。 a=(ΔVL +ΔVR )/(2ΔVL ΔVR ) b=−(TR+ΔTR)(ΔVL −ΔVR )/(4ΔVL Δ
R ) e=(TR+ΔTR)(ΔVL +ΔVR ) f=−2(ΔVL −ΔVR ) g=−TR(TR+ΔTR)(ΔVL −ΔVR)/2 h=TR(ΔVL +ΔVR
Vc = a * Vd + b * Vd * Rd (7) Rc = (e * Rd + f) / (g * Rd + h) (8) where A, B, E, F, G, and H are It is a coefficient and is expressed by the following equation. a = (ΔV L + ΔV R ) / (2ΔV L ΔV R ) b = − (TR + ΔTR) (ΔV L −ΔV R ) / (4 ΔV L Δ
V R) e = (TR + ΔTR) (ΔV L + ΔV R) f = -2 (ΔV L -ΔV R) g = -TR (TR + ΔTR) (ΔV L -ΔV R) / 2 h = TR (ΔV L + ΔV R)

【0024】したがって、補償手段は、目標車速Vd お
よび目標曲率Rd を入力し、(7) および(8) 式の演算に
より、車速補償値Vc および曲率補償値Rc を出力する
ものである。なお、上記左右駆動輪の直径およびトレッ
ド長の動的変動量ΔVL ,ΔVR およびΔTRは、種々の
走行条件において予め把握し、学習記憶手段III にマッ
プ化して記憶しておく。
Therefore, the compensating means inputs the target vehicle speed Vd and the target curvature Rd, and outputs the vehicle speed compensation value Vc and the curvature compensation value Rc by the calculation of the equations (7) and (8). The dynamic fluctuation amounts ΔV L , ΔV R, and ΔTR of the diameters of the left and right driving wheels and the tread length are grasped in advance under various traveling conditions, and are mapped and stored in the learning storage means III.

【0025】または、上記マップの代わりに、ニューラ
ルネットワークを用いることにより、大規模なマップを
用いることなく、正確な車速および曲率の補償値を得る
ことができる。
Alternatively, by using a neural network instead of the above map, accurate vehicle speed and curvature compensation values can be obtained without using a large scale map.

【0026】[0026]

【実施例】第1実施例 以下、本発明を停止時位置決め動作を行う第1実施例に
よって説明する。図2は、本第1実施例に係わる走行制
御装置を適用した無人搬送車の概略構成図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment Hereinafter, the present invention will be described with reference to a first embodiment for performing a positioning operation at a stop. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an automated guided vehicle to which the traveling control device according to the first embodiment is applied.

【0027】無人搬送車1は、予め設定された走行コー
スに沿うように制御され、停止地点直前まで誘導され
る。この誘導方法は、次のように実行される。
The automated guided vehicle 1 is controlled so as to follow a preset traveling course and is guided to a position just before the stop point. This guiding method is executed as follows.

【0028】計測輪の回転量をエンコーダにより検出
し、計測装置により車両の位置および方位を演算する。
さらに、走行コースとして与えられた走行速度、位置、
方位の各誤差e0 ,e1 ,e2 が最小となるように左右
の駆動輪を駆動するモータを制御して、無人車を走行コ
ースに沿うように誘導する。
The amount of rotation of the measuring wheel is detected by the encoder, and the position and direction of the vehicle are calculated by the measuring device.
Furthermore, the running speed, position, and
The unmanned vehicle is guided along the traveling course by controlling the motors that drive the left and right driving wheels so that the respective directional errors e 0 , e 1 , e 2 are minimized.

【0029】すなわち、(9) 式によって評価関数ES
設定し、この評価関数ES が最小となるように、左右の
駆動輪の加速度αL およびαR を(10)および(11)式の偏
微分方程式によって算出する。 ES =k(k0 0 +k1 1 +k2 2 ) … (9) αL =−∂ES /∂αL …(10) αR =−∂ES /∂αR …(11) ただし、k,k0 ,k1 ,k2 は予め設定されるゲイン
定数である。
That is, the evaluation function E S is set by the expression (9), and the accelerations α L and α R of the left and right drive wheels are set by the expressions (10) and (11) so that the evaluation function E S becomes the minimum. It is calculated by the partial differential equation of. E S = k (k 0 e 0 + k 1 e 1 + k 2 e 2) ... (9) α L = -∂E S / ∂α L ... (10) α R = -∂E S / ∂α R ... ( 11) However, k, k 0 , k 1 and k 2 are preset gain constants.

【0030】エンコーダによる無人搬送車の位置および
方位の計測値に累積誤差があるため、停止位置直前にお
いて、車両の前後に設置した光学式距離計により光の反
射率が異なるマークの側方を無人車が通過することによ
って、補正用マークであることを認識するとともに、そ
のマークとの相対距離を計測する。
Since there is a cumulative error in the measured values of the position and direction of the automatic guided vehicle by the encoder, immediately before the stop position, the unmanned side of the mark whose light reflectance is different by the optical rangefinders installed in front of and behind the vehicle. When the vehicle passes, it is recognized as a correction mark and the relative distance to the mark is measured.

【0031】マークは、基準位置、方位を表すものとし
て、予め走行コースの所定位置に適宜設置しておき、上
述の如く得られるマークとの相対距離から車両の正確な
位置、方位を算出し、計測データを補正する。
The mark, which represents the reference position and direction, is appropriately installed in advance at a predetermined position on the traveling course, and the accurate position and direction of the vehicle are calculated from the relative distance to the mark obtained as described above. Correct the measurement data.

【0032】本実施例の無人搬送車1は、走行制御装置
2と、駆動装置3a,3bと、モータ4a,4bと、駆
動輪の回転数を検出するパルスカウンター5a,5b
と、減速機6a,6bと、駆動輪7a,7bと、駆動輪
と各々同軸上に配設した計測輪8a,8bと、計測輪の
回転数を検出するエンコーダ9a,9bと計測装置10
と、キャスタ輪11a,11bと、光学式距離計12
a,12bとからなる。
The automated guided vehicle 1 of this embodiment includes a travel control device 2, drive devices 3a and 3b, motors 4a and 4b, and pulse counters 5a and 5b for detecting the rotational speeds of drive wheels.
, Reduction gears 6a, 6b, drive wheels 7a, 7b, measurement wheels 8a, 8b arranged coaxially with the drive wheels, encoders 9a, 9b for detecting the number of rotations of the measurement wheels, and a measurement device 10.
, Caster wheels 11a, 11b, and optical rangefinder 12
a and 12b.

【0033】駆動輪7a,7bは、車体の中心から左右
に等距離の位置において、車体に固定されたモータによ
り、モータに付設された減速機6a,6bの出力軸を介
して各々独立に回転駆動され、車体の前後に配設された
キャスタ輪11a,11bとによって無人車を平面上の
あらゆる方向へ走行可能としている。
The drive wheels 7a and 7b are independently rotated at positions equidistant from the center of the vehicle body to the left and right by a motor fixed to the vehicle body through output shafts of reduction gears 6a and 6b attached to the motors. The unmanned vehicle can be driven in any direction on a plane by being driven and by the caster wheels 11a and 11b arranged in front of and behind the vehicle body.

【0034】計測装置10は、エンコーダ9a,9bに
よって検出した左右の計測輪8a,8bの回転数NL
R から、次式により、無人搬送車1の移動軌跡の実車
速Vと実曲率Rを算出し、走行制御装置2へ出力する。 V= 0.5 Lp(NL +NR )/Tc …(12) R= ±2(NL −NR )/{TR (NL +NR )} …(13) ここで、 Tc :位置計測周期 Lp :計測輪1パルス当たりの移動量 TR :計測輪間のトレッド長 NL :位置計測周期Tc 間の左計測輪8aのパルス数 NR :位置計測周期Tc 間の右計測輪8bのパルス数
The measuring device 10 includes the rotational speeds N L of the left and right measuring wheels 8a and 8b detected by the encoders 9a and 9b,
From N R , the actual vehicle speed V and the actual curvature R of the movement locus of the automated guided vehicle 1 are calculated by the following equation, and output to the travel control device 2. V = 0.5 Lp (N L + N R) / Tc ... (12) R = ± 2 (N L -N R) / {TR (N L + N R)} ... (13) where, Tc: position measurement period Lp : Amount of movement per pulse of measuring wheel TR: tread length between measuring wheels NL : number of pulses of left measuring wheel 8a during position measuring cycle Tc NR : number of pulses of right measuring wheel 8b during position measuring cycle Tc

【0035】ただし、正負符号の上側は無人搬送車1が
時計回りに旋回する場合を示し、下側は無人搬送車1が
逆時計回りに旋回する場合を示す。なお、本第1実施例
では、計測周期はTc =50msecである。また、計測輪
は、車体の荷重を受ける駆動輪とは別体の従動輪とし、
さらに、路面の凹凸に精度良く追従できるように、車体
に対し上下可動構造としている。
However, the upper side of the positive and negative signs shows the case where the automatic guided vehicle 1 turns clockwise, and the lower side shows the case where the automatic guided vehicle 1 turns counterclockwise. In the first embodiment, the measurement cycle is Tc = 50 msec. In addition, the measurement wheel is a driven wheel that is separate from the drive wheel that receives the load of the vehicle body,
Furthermore, it has a vertically movable structure with respect to the vehicle body so that it can accurately follow unevenness on the road surface.

【0036】走行制御装置2は、後述するように、予め
設定された無人搬送車1の目標位置、方位に基づいて無
人搬送車1の走行軌道を生成し、走行軌道に沿って走行
するような速度指令を左右の駆動輪7a,7bへ出力す
る。また、走行制御装置2は、内部クロックにより、後
述する車速および曲率の計測周期と、駆動装置の制御周
期とを制御している。駆動装置3a,3bは、走行制御
装置2からの速度指令に基づいて、それぞれモータ4
a,4bを回転制御する。その結果、無人搬送車1は所
定の軌道を走行して目標位置へ到達する。
As will be described later, the traveling control device 2 generates a traveling track of the unmanned guided vehicle 1 based on a preset target position and direction of the unmanned guided vehicle 1, and travels along the traveling track. The speed command is output to the left and right drive wheels 7a and 7b. Further, the traveling control device 2 controls a vehicle speed and curvature measurement period described later and a control period of the drive device by an internal clock. The drive devices 3a and 3b are driven by the motor 4 based on the speed command from the travel control device 2.
The rotation of a and 4b is controlled. As a result, the automated guided vehicle 1 travels on a predetermined track to reach the target position.

【0037】図3は、走行制御装置2のシステムブロッ
ク図を示す。走行制御装置2は、目標軌道生成装置20
と、補償装置21と、変換装置24とからなる。
FIG. 3 shows a system block diagram of the traveling control device 2. The travel control device 2 uses the target trajectory generation device 20.
And a compensator 21 and a converter 24.

【0038】目標軌道生成装置20では、無人搬送車1
の現在位置方位を始点として、予め設定された無人搬送
車1の目標位置方位を終点として、その2点間を円滑連
続に結合する補間関数を計算する。たとえば、図5に示
すように、目標の停止位置および方位を基準に走行平面
上に設定したXY直交座標系で、目標軌道は現在位置
(Xs ,Ys )と目標停止位置(0,0)との間を円滑
連続に結合する時刻tに関する補間関数 (x(t),y(t))
として、次式により計算する。なお、無人搬送車の位置
とは、車体中心(本第1実施例では左右駆動輪間のトレ
ッド方向の中心)のXY直交座標系における位置であ
り、方位とはXY直交座標系における無人搬送車の進行
方向をいう。
In the target trajectory generation device 20, the automatic guided vehicle 1 is used.
Using the current position and orientation of the above as the starting point and the preset target position and orientation of the automated guided vehicle 1 as the end point, an interpolation function for smoothly and continuously connecting the two points is calculated. For example, as shown in FIG. 5, in the XY Cartesian coordinate system set on the traveling plane based on the target stop position and azimuth, the target trajectory is the current position (Xs, Ys) and the target stop position (0, 0). Interpolation function (x (t), y (t)) for time t that smoothly and continuously connects
Is calculated by the following formula. The position of the automatic guided vehicle is the position of the center of the vehicle body (the center in the tread direction between the left and right driving wheels in the first embodiment) in the XY orthogonal coordinate system, and the azimuth is the direction of the automatic guided vehicle in the XY orthogonal coordinate system. Is the direction of travel.

【0039】(Txs<t<Txe)の場合 x(t) =a0 +a1 t+a2 2 +a3 3 +a4 4
+a5 5 (t≧Txe)の場合 x(t) =0 (Tys<t<Tye)の場合 y(t) =b0 +b1 t+b2 2 +b3 3 +b4 4
+b5 5 (t≧Tye)の場合 y(t) =0
(Txs <t <Txe) x (t) = a 0 + a 1 t + a 2 t 2 + a 3 t 3 + a 4 t 4
+ A 5 t 5 (t ≧ Txe) x (t) = 0 (Tys <t <Tye) y (t) = b 0 + b 1 t + b 2 t 2 + b 3 t 3 + b 4 t 4
+ B 5 t 5 (t ≧ Tye) y (t) = 0

【0040】無人搬送車は、始点では直線コース上を走
行しているため、係数a0 〜a5 およびb0 〜b5 は次
の境界条件より求める。 x(t=0) =Xs x'(t=0)=Vxs y(t=0) =Ys y'(t=0)=Vys x''(t=0) =x'' (t=Txe) =x'(t=Txe) =x (t=T
xe) =0 y''(t=0) =y'' (t=Tye) =y'(t=Tye) =y (t=T
ye) =0
Since the automatic guided vehicle is traveling on a straight course at the starting point, the coefficients a 0 to a 5 and b 0 to b 5 are obtained from the following boundary conditions. x (t = 0) = Xs x '(t = 0) = Vxs y (t = 0) = Ys y' (t = 0) = Vys x '' (t = 0) = x '' (t = Txe ) = X '(t = Txe) = x (t = T
xe) = 0 y '' (t = 0) = y '' (t = Tye) = y '(t = Tye) = y (t = T
ye) = 0

【0041】ここで、x' およびy' は、それぞれXお
よびY方向の速度、x''およびy''は、それぞれXおよ
びY方向の加速度である。また、(Xs ,Ys )は停止
時における位置決め開始時の位置、(Vxs,Vys)は停
止時における位置決め開始時の速度である。さらに、停
止時における位置決め開始時刻を0とし、XおよびY方
向の位置決め制御終了時刻をそれぞれTxeおよびTyeと
している。
Here, x ′ and y ′ are velocities in the X and Y directions, respectively, and x ″ and y ″ are accelerations in the X and Y directions, respectively. Further, (Xs, Ys) is the position at the start of positioning when stopped, and (Vxs, Vys) is the speed at the start of positioning when stopped. Further, the positioning start time at the time of stop is set to 0, and the positioning control end times in the X and Y directions are set to Txe and Tye, respectively.

【0042】さらに、TxeおよびTyeは軌道の形状を調
整するパラメータとなっている。すなわち、車両停止時
の車両の方位をX軸方向へ向けるために、Txe>Tyeと
し、また、 max|x''(t) |および max|y''(t) |が
ともに、車両の駆動能力を超えて過大にならないよう
に、TxeおよびTyeを予め設定しておく。
Further, Txe and Tye are parameters for adjusting the shape of the orbit. That is, in order to orient the vehicle in the X-axis direction when the vehicle is stopped, Txe> Tye, and both max | x ″ (t) | and max | y ″ (t) | Set Txe and Tye in advance so as not to exceed the capacity.

【0043】以上の手順により、目標軌道が補間関数と
して計算される。なお、後述する補償装置は、目標車速
および目標曲率を入力するため、上記以外の補間関数、
例えば、クロソイド関数やスプライン関数等で軌道を生
成することも可能である。
Through the above procedure, the target trajectory is calculated as an interpolation function. The compensator described later inputs the target vehicle speed and the target curvature, so that an interpolation function other than the above,
For example, it is possible to generate a trajectory by a clothoid function, a spline function, or the like.

【0044】目標軌道生成装置20は、このように求め
た補間関数の曲率から無人搬送車1の時々刻々の目標曲
率Rd を計算し、また、補間関数の時間微分項から無人
搬送車1の時々刻々の目標車速Vd を制御周期(50mse
c)に同期して計算し、それぞれ、制御周期毎に補償装
置21へ出力する。
The target trajectory generating device 20 calculates the target curvature Rd of the automatic guided vehicle 1 from the curvature of the interpolation function thus obtained, and also calculates the desired curvature Rd of the automated guided vehicle 1 from the time differential term of the interpolation function. Control cycle of target vehicle speed Vd (50mse
The calculation is performed in synchronization with c), and each is output to the compensator 21 for each control cycle.

【0045】図4は、補償装置21のシステムブロック
図を示す。補償装置21は、車速補償装置221と車速
応答遅れ補償装置222と加算器223とからなる目標
車速補償装置22と、曲率補償装置231と曲率応答遅
れ補償装置232と加算器233とからなる目標曲率補
償装置23とからなる。
FIG. 4 shows a system block diagram of the compensator 21. The compensator 21 includes a target vehicle speed compensator 22 including a vehicle speed compensator 221, a vehicle speed response delay compensator 222, and an adder 223, and a target curvature including a curvature compensator 231, a curvature response delay compensator 232, and an adder 233. Compensation device 23.

【0046】車速補償装置221では、目標車速Vd と
補償係数aの積と、Vd と目標曲率Rd と補償係数bの
積との和a・Vd +b・Vd ・Rd を車速補償出力とし
て演算する。
The vehicle speed compensator 221 calculates the sum a.Vd + b.Vd.Rd of the product of the target vehicle speed Vd and the compensation coefficient a and the product of Vd and the target curvature Rd and the compensation coefficient b as the vehicle speed compensation output.

【0047】車速応答遅れ補償装置222では、目標車
速Vd と一時刻(制御周期)前の目標車速Vd - の差分
と補償係数cとの積と、目標車速Vd と一時刻(制御周
期)後の目標車速Vd + の差分と補償係数dとの積を加
算し、車速応答遅れ補償出力c・(Vd −Vd - )+d
・(Vd + −Vd )として演算する。
In the vehicle speed response delay compensator 222, the product of the difference between the target vehicle speed Vd and the target vehicle speed Vd one time before (control cycle) and the compensation coefficient c, the target vehicle speed Vd and one time later (control cycle). The product of the difference between the target vehicle speed Vd + and the compensation coefficient d is added, and the vehicle speed response delay compensation output c · (Vd −Vd ) + d
-Calculate as (Vd + -Vd).

【0048】加算器223は、前記車速補償出力と前記
車速応答遅れ補償出力とを加算し、補償された車速指令
値Vd ' を次式のように演算する。 Vd ' =a・Vd +b・Vd ・Rd +c・(Vd −Vd - )+d・(Vd + −Vd ) …(14)
The adder 223 adds the vehicle speed compensation output and the vehicle speed response delay compensation output, and calculates the compensated vehicle speed command value Vd 'by the following equation. Vd '= a · Vd + b · Vd · Rd + c · (Vd -Vd -) + d · (Vd + -Vd) ... (14)

【0049】なお、係数aは左右駆動輪径の変動量の大
きさと該変動量の目標車速への影響とを補償するもので
あり、係数bは左右駆動輪径の変動量の差分と該変動量
の目標車体角速度への影響とを補償するものであり、係
数cおよびdは車速の応答遅れを補償するものである。
The coefficient a is for compensating the magnitude of the variation of the left and right driving wheel diameters and the influence of the variation on the target vehicle speed, and the coefficient b is the difference between the variation of the left and right driving wheel diameters and the variation. The effect of the amount on the target vehicle angular velocity is compensated, and the coefficients c and d compensate for the response delay of the vehicle speed.

【0050】曲率補償装置231では、目標曲率Rd と
補償係数eの積に補償係数fを加算した項を、Rd と補
償係数gの積に補償係数hを加算した項で除し、曲率補
償出力(e・Rd +f)/(g・Rd +h)として演算
する。
In the curvature compensator 231, the term obtained by adding the compensation coefficient f to the product of the target curvature Rd and the compensation coefficient e is divided by the term obtained by adding the compensation coefficient h to the product of Rd and the compensation coefficient g to obtain the curvature compensation output. It is calculated as (e.Rd + f) / (g.Rd + h).

【0051】曲率応答遅れ補償装置232では、目標曲
率Rd と一時刻(制御周期)前の目標曲率Rd - の差分
と補償係数iとの積と、目標曲率Rd と一時刻(制御周
期)後の目標曲率Rd + の差分と補償係数jとの積を加
算し、曲率応答遅れ補償出力i・(Rd −Rd - )+j
・(Rd + −Rd )として演算する。
In the curvature response delay compensator 232, the product of the difference between the target curvature Rd and the target curvature Rd one time before (control cycle) and the compensation coefficient i, the target curvature Rd and one time after (control cycle). The product of the difference of the target curvature Rd + and the compensation coefficient j is added, and the curvature response delay compensation output i · (Rd −Rd ) + j
-Calculate as (Rd + -Rd).

【0052】加算器233は、前記曲率補償出力と前記
曲率応答遅れ補償出力を加算し、補償された曲率指令値
Rd ' を次式により演算する。 Rd ' =(e・Rd +f)/(g・Rd +h) +i・(Rd −Rd - )+j・(Rd + −Rd ) …(15)
The adder 233 adds the curvature compensation output and the curvature response delay compensation output, and calculates the compensated curvature command value Rd 'by the following equation. Rd '= (e · Rd + f) / (g · Rd + h) + i · (Rd -Rd -) + j · (Rd + -Rd) ... (15)

【0053】なお、係数eおよびhはトレッド長の変動
量の目標曲率への屁異境を補償するものであり、係数
f,gおよびhは左右駆動輪径の変動量の目標曲率に対
する影響を補償するものであり、係数iおよびjは曲率
の応答遅れを補償するものである。
It should be noted that the coefficients e and h are for compensating for the deviation of the variation of the tread length to the target curvature, and the coefficients f, g and h are for compensating the influence of the variation of the left and right driving wheel diameters on the target curvature. The coefficients i and j are for compensating the curvature response delay.

【0054】変換装置24では、補償装置21において
補償された車速指令値Vd ' と曲率指令値Rd ' によっ
て、左と右の駆動輪7a,7bへの速度指令値VL 、V
R を演算し、駆動装置3a,3bへ出力する。無人搬送
車1は2輪独立駆動方式であるため、車速および曲率の
指令値Vd ' およびRd ' と駆動輪トレッド長TRとか
ら、次式にて、左右駆動輪速度指令値VL 、VR を演算
することができる。 VR =−Vd ' ・(−1±0.5 ・TR・Rd ' ) …(16) VL = Vd ' ・( 1±0.5 ・TR・Rd ' ) …(17) ただし、(16),(17) 式において、正負符号の上側は、無
人搬送車1が時計回りに旋回する場合を示し、下側は、
無人搬送車1が逆時計回りに旋回する場合を示す。
The converter 24 uses the vehicle speed command value Vd 'and the curvature command value Rd' compensated by the compensator 21 for the speed command values V L , V L for the left and right drive wheels 7a, 7b.
R is calculated and output to the driving devices 3a and 3b. Since the automatic guided vehicle 1 is a two-wheel independent drive system, the command value of the vehicle speed and the curvature Vd 'and Rd' and the drive wheel tread length TR, by the following equation, the left and right driving wheel speed command value V L, V R Can be calculated. V R = -Vd '· (-1 ± 0.5 · TR · Rd') ... (16) V L = Vd '· (1 ± 0.5 · TR · Rd') ... (17) However, (16), (17 ), The upper side of the positive / negative sign indicates the case where the automated guided vehicle 1 turns clockwise, and the lower side is
The case where the automatic guided vehicle 1 turns counterclockwise is shown.

【0055】以上のように、演算された速度指令値
R 、VL を無人搬送車1の走行速度として実現するた
めに、駆動装置3a,3bでモータ4a,4bをフィー
ドバック制御する。このフィードバック信号としては、
モータ4a,4bに同軸に接続されているパルスカウン
ター5a,5bを使用し、サーボ回路で構成した駆動装
置3、4は、パルスカウンター5a,5bの出力パルス
により、モータ4a,4bの速度を制御して、左右駆動
輪速度をVR、VL に一致させる。このモータ4a,4
bによる出力トルクは減速機6a,6b及び、その出力
軸を介して、駆動輪7a,7bへ伝達される。以上のよ
うな速度指令値VR 、VL が制御周期毎に出力される。
As described above, in order to realize the calculated speed command values V R and V L as the traveling speed of the automatic guided vehicle 1, the motors 4a and 4b are feedback-controlled by the drive devices 3a and 3b. As this feedback signal,
The drive devices 3 and 4 configured by servo circuits using pulse counters 5a and 5b coaxially connected to the motors 4a and 4b control the speeds of the motors 4a and 4b by the output pulses of the pulse counters 5a and 5b. Then, the left and right driving wheel speeds are made to match V R and V L. This motor 4a, 4
The output torque from b is transmitted to the drive wheels 7a and 7b via the speed reducers 6a and 6b and the output shafts thereof. As described above speed command value V R, V L is outputted every control cycle.

【0056】本第1実施例により、従来困難であった無
人搬送車の車体定数実効値や無人車システムのむだ時間
やダイナミクスの走行中の動的変動が原因による軌道誤
差を効果的に補償することにより目標点へ精度良く到達
することを可能とした。さらに、付加的な効果として、
無人搬送車組み立て時の駆動系の組み付け誤差や、駆動
系の経時変化等の軌道誤差要因を補償することができる
ようになり、無人搬送車の駆動性能の初期特性を維持す
ることができる。以上より、無人搬送車の精度良い停止
時位置決めが可能となる。
According to the first embodiment, it is possible to effectively compensate for the track error due to the vehicle body constant effective value of the automatic guided vehicle, the dead time of the unmanned vehicle system, and the dynamic fluctuation during the dynamics, which have been difficult in the past. This made it possible to reach the target point with high accuracy. Furthermore, as an additional effect,
It becomes possible to compensate for an error in assembling the drive system at the time of assembling the automatic guided vehicle and a trajectory error factor such as a change with time of the drive system, so that the initial characteristics of the drive performance of the automatic guided vehicle can be maintained. As described above, it is possible to accurately position the automatic guided vehicle at the time of stop.

【0057】第2実施例 本第2実施例では、補償装置21を構成する目標車速補
償装置22と目標曲率補償装置23とを、それぞれ階層
型のニューラルネットワーク(以下、NNと略記する)
によって構成し、前記(14),(15) 式の係数a〜jをNN
により推定するものである。この他の構成は、全て前記
第1実施例と同じであるので、説明を省略する。
Second Embodiment In the second embodiment, a target vehicle speed compensating device 22 and a target curvature compensating device 23 constituting a compensating device 21 are respectively hierarchical neural networks (abbreviated as NN hereinafter).
And the coefficients a to j in the equations (14) and (15) are
It is estimated by. The rest of the configuration is the same as that of the first embodiment, so the explanation is omitted.

【0058】目標車速補償装置22を構成するNN-1
は、図6に示すように、2層構造である。入力層は、目
標軌道生成装置20から出力される目標車速Vd と、目
標車速Vd と目標曲率Rd との積Vd ・Rd と、一時刻
(制御周期)前および後の目標車速Vd - ,Vd +
を、それぞれ入力する4つの入力ユニット101〜10
4で構成される。これら4つの入力ユニットは、すべ
て、各入力値に対して線形関数値を出力する。
NN-1 constituting the target vehicle speed compensator 22
Has a two-layer structure as shown in FIG. The input layer is the target vehicle speed Vd output from the target trajectory generation device 20, the product Vd · Rd of the target vehicle speed Vd and the target curvature Rd, and the target vehicle speeds Vd , Vd + before and after one time (control cycle). And four input units 101 to 10 for respectively inputting
It is composed of 4. All four input units output a linear function value for each input value.

【0059】また、出力層は、4つの入力ユニット10
1〜104から出力される各出力値に、それぞれの重み
係数WV ijを掛けた値の総和を入力値In として、次式
で表される線形関数値を出力する出力ユニット105か
らなる。 F(In ) =C・In +β …(18) ただし、C:係数、β:バイアス
The output layer also includes four input units 10
The output unit 105 outputs the linear function value represented by the following equation, with the sum of the values output from 1 to 104 multiplied by the respective weighting factors W V ij as the input value In. F (In) = C · In + β (18) where C: coefficient, β: bias

【0060】目標曲率補償装置23を構成するNN-2
は、図7に示すように、3層構造である。入力層は、目
標軌道生成装置20から出力される目標曲率Rd と、一
時刻(制御周期)前および後の目標曲率Rd - ,Rd +
とを、それぞれ入力する3つの入力ユニット111〜1
13で構成される。これら3つの入力ユニットは、すべ
て、各入力値に対して線形関数値を出力する。
NN-2 constituting the target curvature compensator 23
Has a three-layer structure as shown in FIG. The input layer includes the target curvature Rd output from the target trajectory generation device 20 and the target curvatures Rd and Rd + before and after one time (control cycle).
And three input units 111 to 1 for respectively inputting
It is composed of 13. All three input units output a linear function value for each input value.

【0061】隠れ層は、複数の中間ユニット群114で
構成され、各中間ユニットは、目標曲率Rd を入力する
入力ユニット111の出力値に、それぞれの重み係数を
掛けた値を入力値として、その入力値に対するシグモイ
ド関数値を出力する。なお、この中間ユニットの数は、
最終的に得られる目標曲率の補償値の精度に応じて、要
求精度が高くなるほど数多く設けるものである。
The hidden layer is composed of a plurality of intermediate unit groups 114, and each intermediate unit takes as an input value a value obtained by multiplying the output value of the input unit 111 for inputting the target curvature Rd by each weighting coefficient. Output the sigmoid function value for the input value. The number of intermediate units is
Depending on the accuracy of the compensation value of the target curvature finally obtained, the higher the required accuracy is, the more the number of them is provided.

【0062】シグモイド関数G(x)は、入力値In お
よびバイアスβに対し、次式で定義される。 G(In ) =2/{1+exp(−In+β)}−1 …(19)
The sigmoid function G (x) is defined by the following equation for the input value In and the bias β. G (In) = 2 / {1 + exp (-In + β)}-1 (19)

【0063】また、出力層は、複数の中間ユニット群
114および3つの入力ユニット111〜113の各出
力値に、それぞれの重み係数を掛けた値の総和を入力値
として、前記(18)式と同様の線形関数値を出力する出力
ユニット115からなる。
Further, the output layer uses the sum of values obtained by multiplying the output values of the plurality of intermediate unit groups 114 and the three input units 111 to 113 by the respective weighting factors as the input value and the equation (18) The output unit 115 outputs the same linear function value.

【0064】次に、これらのNNの学習方法について説
明する。無人搬送車1を、複数の走行パターンからなる
目標軌道に基づき、予め実際に走行させる。そして、各
走行パターンにおける目標軌道上の位置および方位と、
計測輪8a,8bの回転数から得られる車速および曲率
に基づく実際の位置および方位との各ずれ量を教師デー
タとして、以下のようなエネルギー最小化の学習方法
(バックプロパゲーショ法)によって、NNの各重み係
数を修正することにより、学習が行われる。
Next, a method of learning these NNs will be described. The automated guided vehicle 1 is actually run in advance based on a target trajectory composed of a plurality of running patterns. And the position and direction on the target trajectory in each traveling pattern,
By using each deviation amount from the actual position and azimuth based on the vehicle speed and curvature obtained from the rotation speeds of the measurement wheels 8a and 8b as teacher data, a learning method (back propagation method) for energy minimization as described below, Learning is performed by correcting each weighting coefficient of NN.

【0065】すなわち、まず、車速および曲率に関し
て、誤差関数εV およびεR と、エネルギー関数EV
よびER とを次のように定義する。 εV =Vd −V εR =Rd −R EV =εV 2 /2 ER =εR 2 /2
That is, first, with respect to the vehicle speed and the curvature, the error functions ε V and ε R and the energy functions E V and E R are defined as follows. ε V = Vd -V ε R = Rd -R E V = ε V 2/2 E R = ε R 2/2

【0066】次に、NN-1の入力、出力の各ユニット間
の重み係数WV ijおよびNN-2の入力、中間、出力の各
ユニット間の重み係数WR ijに対して、それぞれ、下に
示すようなエネルギー関数の偏微分値を求める。 ∂EV /∂WV ij ∂ER /∂WR ij
Next, with respect to the weighting coefficient W V ij between the input and output units of NN-1 and the weighting coefficient W R ij between the input, intermediate and output units of NN-2, respectively, Find the partial differential value of the energy function as shown in. ∂E V / ∂W V ij ∂E R / ∂W R ij

【0067】得られた偏微分値を用いて、下に示すよう
に、各重み係数更新量ΔWV ijおよびΔWR ijを求め
る。 ΔWV ij=−η(∂EV /∂WV ij) ΔWR ij=−η(∂ER /∂WR ij
Using the obtained partial differential values, the respective weighting coefficient update amounts ΔW V ij and ΔW R ij are obtained as shown below. ΔW V ij = −η (∂E V / ∂W V ij ) ΔW R ij = −η (∂E R / ∂W R ij )

【0068】この重み係数更新量ΔWV ijおよびΔWR
ijによって、次式により重み係数を更新する。 WV ij=WV ij+ΔWV ijR ij=WR ij+ΔWR ij
The weight coefficient update amounts ΔW V ij and ΔW R
The weighting coefficient is updated by ij according to the following equation. W V ij = W V ij + ΔW V ij W R ij = W R ij + ΔW R ij

【0069】更新された重み係数のもとで、NN-1およ
びNN-2は、新たな入力値に基づきそれぞれ出力値Vお
よびRを演算し、この演算結果に対し、それらの目標車
速および曲率Vd,Rdを新たな教師データとして、再
度各重み係数を更新していく。
Under the updated weighting factors, NN-1 and NN-2 calculate output values V and R, respectively, based on the new input values, and for these calculation results, their target vehicle speed and curvature are calculated. Each weighting coefficient is updated again using Vd and Rd as new teacher data.

【0070】以上の手順を、各誤差関数εV およびεR
の大きさが、予め設定したしきい値よりも小さくなった
ときに学習を終了する。
The above procedure is repeated for each error function ε V and ε R.
When the magnitude of is smaller than a preset threshold value, learning is terminated.

【0071】これにより、エネルギー関数が最小化さ
れ、目標車速および目標曲率と実車速および実曲率とが
それぞれほぼ一致することにより、目標とする軌道から
のずれも極めて小さくすることができる。なお、走行
中、常に学習を行うことにより、さらにずれ量を小さく
して、実際の値と目標値との一致度を高めることが可能
である。
As a result, the energy function is minimized, and the target vehicle speed and the target curvature substantially match the actual vehicle speed and the actual curvature, respectively, so that the deviation from the target trajectory can be made extremely small. It is possible to further reduce the deviation amount and increase the degree of coincidence between the actual value and the target value by always learning during traveling.

【0072】本第2実施例では、無人搬送車の車体定数
実効値の動的な変動、すなわち走行中の変動に対し、ニ
ューラルネットワークによって補償演算を行うので、極
めてシンプルな構成で、リアルタイムに目標軌道を正確
に走行することが可能となる。
In the second embodiment, since the neural network performs the compensation calculation for the dynamic fluctuation of the vehicle body constant effective value of the automatic guided vehicle, that is, the fluctuation during traveling, the target is realized in real time with an extremely simple structure. It becomes possible to travel on the track accurately.

【0073】なお、本第2実施例では、学習走行時に、
計測装置よりリアルタイムに得られる実車速および実曲
率を用いて、NNの重み係数を修正したが、計測装置に
よることなく、例えば、無人搬送車の外部から測定した
目標軌道からの位置および方位のずれ量を用いてもよ
い。
In the second embodiment, during learning traveling,
The NN weighting coefficient was corrected using the actual vehicle speed and the actual curvature obtained from the measuring device in real time. However, without using the measuring device, for example, the deviation of the position and direction from the target trajectory measured from the outside of the automated guided vehicle Amounts may be used.

【0074】第3実施例 前記第1および第2実施例での無人搬送車は、左右2つ
の駆動輪の回転速度に応じて直進ないし旋回走行するも
のであったが、本第3実施例は、1つの操舵駆動輪の操
舵角および回転速度に応じて、直進ないし旋回走行する
無人搬送車に関するものである。
Third Embodiment Although the automatic guided vehicles in the first and second embodiments are straight or turnable according to the rotational speeds of the two left and right drive wheels, the third embodiment is The present invention relates to an automatic guided vehicle that travels straight or turns according to the steering angle and the rotation speed of one steering drive wheel.

【0075】本第3実施例は、前記第1および第2実施
例と同様に演算された目標の車速および曲率補償値に基
づき、操舵駆動輪の操舵角および駆動速度の指令値を演
算する点のみが、前記第1および第2実施例と異なる。
以下、相違点についてのみ述べる。
In the third embodiment, the command values of the steering angle and the driving speed of the steered driving wheels are calculated based on the target vehicle speed and the curvature compensation value calculated in the same manner as the first and second embodiments. Only the difference from the first and second embodiments.
Only the differences will be described below.

【0076】図8は、本第3実施例における無人搬送車
の旋回状態を示したものである。無人搬送車1は、車体
後部には車体の左右の中心線上に1つの操舵駆動輪30
が設けられ、車体前部には左右2つの従動輪31a,3
1bと計測輪32a,32bとが設けられている。無人
搬送車の車体中心は、左右の従動輪および計測輪の中心
に位置しており、車体中心と操舵駆動輪の中心とは距離
1 隔たっている。
FIG. 8 shows the turning state of the automatic guided vehicle in the third embodiment. The automated guided vehicle 1 has one steering drive wheel 30 on the left and right centerlines of the vehicle body at the rear of the vehicle body.
Is provided, and two left and right driven wheels 31a, 3 are provided at the front of the vehicle body.
1b and measurement wheels 32a and 32b are provided. The center of the vehicle body of the automatic guided vehicle is located at the center of the left and right driven wheels and the measurement wheel, and the center of the vehicle body and the center of the steering drive wheel are separated by a distance L 1 .

【0077】無人搬送車1は、駆動操舵輪30の操舵角
θおよび回転速度ωによって、車体中心が、走行平面上
の回転中心Oより距離1/Rd ’の地点をVd ’の車速
で旋回するものとする。なお、Rd ’およびVd ’は、
それぞれ、補償装置21から出力される曲率および車速
の指令値である。このときの操舵駆動輪の中心と回転中
心Oとの距離をL2 とする。
In the automatic guided vehicle 1, depending on the steering angle θ and the rotation speed ω of the drive steered wheels 30, the center of the vehicle body turns at a speed of Vd ′ at a distance of 1 / Rd ′ from the rotation center O on the traveling plane. I shall. In addition, Rd 'and Vd' are
These are the command values of curvature and vehicle speed output from the compensator 21, respectively. The distance between the center of the steering wheel and the rotation center O at this time is L 2 .

【0078】図8の各部分の幾何学的な関係から、回転
中心Oにおける車体中心と操舵駆動輪の中心とのなす角
は、操舵駆動輪30の操舵角θに等しくなるので、次の
関係が成り立つ。 θ=tan -1( Rd ’・L1 ) …(20)
From the geometrical relationship of each part in FIG. 8, the angle between the center of the vehicle body at the center of rotation O and the center of the steered drive wheel is equal to the steering angle θ of the steered drive wheel 30. Holds. θ = tan -1 (Rd '· L 1 ) (20)

【0079】一方、回転中心Oに対する車体中心の角速
度と操舵駆動輪の中心での角速度は等しいことより、次
の関係が成り立つ。 ω=Vd ’( 1/Rd ’)/L2 =Vd ’cos(θ) …(21)
On the other hand, since the angular velocity at the vehicle body center with respect to the rotation center O and the angular velocity at the center of the steering drive wheels are equal, the following relationship holds. ω = Vd '(1 / Rd ') / L 2 = Vd 'cos (θ) ... (21)

【0080】したがって、上記(20)および(21)式に示さ
れるように、操舵駆動輪の駆動指令値および駆動速度指
令値は、補償装置より得られる曲率および車速の指令値
によって決定できる。
Therefore, as shown in the equations (20) and (21), the drive command value and the drive speed command value of the steering drive wheels can be determined by the curvature and vehicle speed command values obtained from the compensator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第4の発明の基本的構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a fourth invention.

【図2】実施例に係わる無人搬送車の概略構成図であ
る。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an automated guided vehicle according to an embodiment.

【図3】走行制御装置のシステムブロック図である。FIG. 3 is a system block diagram of a travel control device.

【図4】補償手段のシステムブロック図である。FIG. 4 is a system block diagram of compensating means.

【図5】補間関数により表された目標軌道を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a target trajectory represented by an interpolation function.

【図6】目標車速補償装置としてのニューラルネットワ
ークの構成を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a configuration of a neural network as a target vehicle speed compensation device.

【図7】目標曲率補償装置としてのニューラルネットワ
ークの構成を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of a neural network as a target curvature compensation device.

【図8】第3実施例における無人搬送車の旋回状況を示
す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a turning situation of an automatic guided vehicle in the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…無人搬送車 2…走行制御装置 3a,3b…
駆動装置 4a,4b…モータ 5a,5b…パルスカウンタ 6a,6b…減速機 7a,7b…駆動輪 8a,8
b…計測輪 9a,9b…エンコーダ 10…計測装置 11a,11b…キャスタ輪 12a,12b…光学
式距離計 20…目標軌道生成装置 21…補償装置 22…
目標車速補償装置 23…目標曲率補償装置 24…変換装置 30…
操舵駆動輪 31a,31b…従動輪 32a,32b…計測輪
1 ... Automated guided vehicle 2 ... Travel control device 3a, 3b ...
Drive device 4a, 4b ... Motor 5a, 5b ... Pulse counter 6a, 6b ... Reduction gear 7a, 7b ... Drive wheel 8a, 8
b ... Measuring wheel 9a, 9b ... Encoder 10 ... Measuring device 11a, 11b ... Caster wheel 12a, 12b ... Optical distance meter 20 ... Target trajectory generation device 21 ... Compensation device 22 ...
Target vehicle speed compensation device 23 ... Target curvature compensation device 24 ... Conversion device 30 ...
Steering drive wheels 31a, 31b ... Driven wheels 32a, 32b ... Measuring wheels

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 左右2つの駆動輪を有する無人搬送車が
走行すべき目標の軌道を目標の車速および曲率として出
力する目標軌道生成手段と、前記目標軌道生成手段から
の目標車速および目標曲率に基づき、走行中に生ずる前
記無人搬送車の動的な変動誤差を補償して、目標車速補
償値および目標曲率補償値を出力する補償手段と、前記
目標車速補償値および目標曲率補償値より、前記左右駆
動輪の駆動速度指令値を演算する変換手段と、前記演算
された左右の駆動速度指令値に基づき、左右の駆動輪を
それぞれ駆動制御する駆動手段とを有することを特徴と
する無人搬送車の制御装置。
Claim: What is claimed is: 1. A target track generation means for outputting a target track to be traveled by an automatic guided vehicle having two left and right driving wheels as a target vehicle speed and a curvature, and the target track generation means. Compensation means for compensating the dynamic fluctuation error of the unmanned guided vehicle generated during traveling based on the target vehicle speed and the target curvature and outputting the target vehicle speed compensation value and the target curvature compensation value, and the target vehicle speed compensation value and the target A conversion unit that calculates a drive speed command value for the left and right drive wheels based on the curvature compensation value; and a drive unit that controls the drive of the left and right drive wheels based on the calculated left and right drive speed command values. A control device for an unmanned guided vehicle.
JP3180215A 1991-06-24 1991-06-24 Controller for unmanned carrier Pending JPH052421A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3180215A JPH052421A (en) 1991-06-24 1991-06-24 Controller for unmanned carrier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3180215A JPH052421A (en) 1991-06-24 1991-06-24 Controller for unmanned carrier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH052421A true JPH052421A (en) 1993-01-08

Family

ID=16079417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3180215A Pending JPH052421A (en) 1991-06-24 1991-06-24 Controller for unmanned carrier

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH052421A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8655409B2 (en) 2007-08-30 2014-02-18 Commscope Inc. Of North Carolina Antenna with cellular and point-to-point communications capability

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8655409B2 (en) 2007-08-30 2014-02-18 Commscope Inc. Of North Carolina Antenna with cellular and point-to-point communications capability

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111638712B (en) Transverse motion control method and device for automatic driving vehicle and automatic driving vehicle
CN110286683A (en) A kind of autonomous running path tracking control method of caterpillar mobile robot
CN108001447A (en) A kind of intelligent vehicle path trace front wheel angle compensating control method
JPH0646364B2 (en) How to guide an autonomous vehicle
JPH0324605A (en) Method for controlling travel of moving robot
CN108791290A (en) Double-vehicle cooperative adaptive cruise control method based on online incremental DHP
US20230211786A1 (en) Path-controlling module, associated path-controlling device and associated method
JP3267323B2 (en) Unmanned vehicle control device
JP3266747B2 (en) Vehicle guidance and travel control device
JP2019518648A (en) Device for controlling the route of a vehicle
CN112462760A (en) Double-steering-wheel AGV path tracking method
CN106218708A (en) Vehicular steering control apparatus
CN112537297B (en) Lane keeping method and system and vehicle
JP3034121B2 (en) Unmanned vehicle control device
CN107618614A (en) A kind of control method of two wheel single-track vehicle and its balance
CN113311845B (en) Pure tracking control error compensation method and device based on path curvature
Singh et al. Position Based Path Tracking for Wheeled Mobile Robots.
JP2003276628A (en) Automatic steering device
JPH052421A (en) Controller for unmanned carrier
JPH07110712A (en) Steering angle controller
CN113721454B (en) Articulated vehicle path tracking control method
JP2704266B2 (en) Travel control device for automatic guided vehicles
JPS59111508A (en) Automatic car guiding method using point follow-up system
JPS60218291A (en) Automatic operation system of crane
CN115167135A (en) Feedback and model feedforward cascade unmanned vehicle self-tendency optimal position and posture control system