JPH06236208A - 走行体の絶対位置検出システム - Google Patents

走行体の絶対位置検出システム

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JPH06236208A
JPH06236208A JP4037220A JP3722092A JPH06236208A JP H06236208 A JPH06236208 A JP H06236208A JP 4037220 A JP4037220 A JP 4037220A JP 3722092 A JP3722092 A JP 3722092A JP H06236208 A JPH06236208 A JP H06236208A
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Masahiro Hiroike
昌弘 廣池
Tatsuya Murase
達也 村瀬
Tatsuya Furukawa
達也 古川
Shinya Hirose
晋也 広瀬
Tadashi Atono
忠史 跡野
Yoji Kumagai
要治 熊谷
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Caterpillar Japan Ltd
Nittetsu Mining Co Ltd
Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Nittetsu Mining Co Ltd
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、走行体が走行予定コースに設けられ
た左右2点の固定基準点を通過する際に回頭しても、そ
のずれた角度を検出し修正を行って精度の高い位置デー
タを得ることを特徴としている。 【構成】走行体100に第1発受信装置301と第2発
受信装置302と第3発受信装置303を設け、走行予
定コースCに設けられたステーションが、対向する第1
及び第2固定基準点からなって、一方の固定基準点20
1に第1反射体201Aを設け、他方の固定基準点20
2に第2及び第3反射体202A,202Bを設けてな
り、走行体100が、ステーションの通過時に反射信号
を受信する間において回頭した角度を検出し、該角度に
基づきステーション内で該走行体が最初に反射信号を受
信した際の距離を修正して走行体の位置を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、走行予定コース上に
反射体を設置したステーションを設け、走行体がステー
ションを通過する際に、走行体に設けた赤外線発受信機
により上記反射体との間で赤外線を発受信して、ステー
ションの位置データを基にした走行体の位置を算出する
システムの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】走行体を走行予定コースに沿って誘導制
御する場合に、走行体の現在の位置を正確に検出する必
要があり、該位置を検出する方法として種々の構成が提
案されている。即ち、走行体の走行速度と方位角を検出
し、出発点の位置からの相対的な移動量(距離と方向)
を求めて位置を検出する相対的位置検出システムや、予
め一定位置にゲート状のステーションを設けておき、該
ステーション通過時に基準となるポールとの相対的な変
位量を求めて位置を検出する絶対位置検出システム等が
提案されている。本出願人は既に、特開昭63−148
313号で上記絶対位置検出システムを提案して相当の
成果を挙げているが、この構成では、走行予定コースを
挟む位置に対向する一対のポールを設け、該ポールに合
計で3つの反射体を設け、走行体が通過する際に、該走
行体に搭載された発受信装置で発信した信号がそれぞれ
の反射体に反射して受信した位置を求めて、ポールから
の変位量を求めている。しかし、上記構成では、走行体
が、ステーションの通過時に反射信号を全て受信する間
において直進することが前提となっている。そこで、走
行予定コースの走路面の凹凸等により走行体が回頭して
しまった場合に、そのずれた角度に基づく修正を行なう
ことができなかったので、より正確な位置を検出するこ
とができないという問題点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】この発明は上記事情
に鑑みて鋭意研究の結果、新たに創案されたものであっ
て、その主たる課題は、無人走行中の走行体が走行予定
コースの要所に設けられた左右2点の固定基準点からな
るステーションを通過する際に回頭しても、そのずれた
角度を検出して修正を行って精度の高い絶対位置データ
を得ることにある。
【0004】
【問題点を解決するための手段】この発明は上記課題を
達成するため、走行予定コースの所定位置に設けられた
反射体を有するステーションと、走行体に搭載されて該
走行体が前記ステーションを通過する際に各反射体に指
向性を有する信号を発受信する発受信装置と、該発受信
装置による受信時のデータとステーションの位置データ
とから走行体の位置データを演算する位置演算装置とか
らなる走行体の絶対位置検出システムにおいて、走行体
にその進行方向に対して左右方向の一方に向けて指向性
を有する信号を発受信する第1発受信装置と、左右方向
の他方に向けて指向性を有する信号を発受信する第2発
受信装置と、斜め前方に向けて指向性を有する信号を発
受信する第3発受信装置を設け、走行予定コースに設け
られたステーションが、コースの左右両側で対向する第
1及び第2固定基準点からなって、一方の固定基準点に
第1発受信装置からの発信信号を同一方向に反射させる
第1反射体を設け、他方の固定基準点に第2及び第3発
受信装置からの発信信号をそれぞれ同一方向に反射させ
る第2及び第3反射体を設けてなり、走行体が、ステー
ションの通過時に反射信号を受信する間において回頭し
た角度を検出し、該角度に基づきステーション内で走行
体が最初に反射信号を受信した際の距離を修正して走行
体の位置を演算する、という技術的手段を講じている。
【0005】
【作用】これにより、ステーションの通過時に直進でき
ず左右にわずかに旋回した場合に、走行体のステーショ
ン内での角度変化を検出し、該角度をもとに、走行体と
ポールとの距離を修正し、該修正した距離をもとに走行
体の位置を演算するので、正確な位置を得ることができ
る。
【0006】
【実施例】以下、この発明に係る走行体の絶対位置検出
システムの好適実施例を図面に基づいて説明する。この
走行体の絶対位置検出システム1は、図2及び図3に示
す如く、無人走行体として例示したオフハイウエイトラ
ック(以下、「車輛」とする)100 の走行予定コースC
の要所に設けられて該車輛100 が通過するステーション
2と、車輛100 に搭載されたステーションセンサ3と、
該ステーションセンサ3を制御すると共にステーション
センサ3からの検知信号を基に車輛 100の位置座標を検
出する位置演算装置としてのロケーションコントローラ
10とからなっている。
【0007】ステーション2は、本実施例の場合、図2
に示す如く、走行予定コースCの近傍の固定基準点に立
設された一対のゲートポール 201, 202 を有している。
ここで、図1の原理図に示す如く、該一対のゲートポー
ルを説明上から第1ゲートポール201 と第2ゲートポー
ル202 とに分け、かつX−Y座標上における車輛100 の
走行予定コースCをY軸(X=0)とする。また、第1
ゲートポール201 と第2ゲートポール202 は共にX軸と
平行にあるものとし、本実施例では、X軸上で前記走行
予定コースの両側対称位置に配置されている。
【0008】これらのゲートポールにおいて、第1ゲー
トポール201 には1個の第1反射鏡201Aが装着され、
第2ゲートポール202 には第2と第3の2個の反射鏡 2
02Aと 202Bが同軸上に装着されている。図示例の場合
において、第1反射鏡 201Aと第2反射鏡 202Aはそれ
らの鏡面を向かい合わせた配置(即ち走行予定コースと
平行)に設定され、第3反射鏡 202Bは、第2ポール 2
02上で走行予定コースに向かって第2反射鏡 202Aと所
定角度θo(後述の赤外線発受光装置SW3の傾斜角度
θoと同一)に傾く配置に設定してある。
【0009】一方、ステーションセンサ3は、車載され
た3台の赤外線発受光装置301,302,303 からなってお
り、マイクロコンピュータ構成のロケーションコントロ
ーラ10に接続されている。この赤外線発受光装置301,
302,303 はそれぞれが一対の発光器と受光器とからなっ
ている。図示例の赤外線発受光装置 301〜303 におい
て、2組の発受光装置301, 302は車輌100 の両側で該車
輌の直進方向と直交する外方向を向き、かつ残り1組の
発受光装置303 は前記直進方向に対して所定角度θo
(本実施例では45゜角)で車輌の斜め前方を向く配置に
されている。
【0010】そして、各組の発受光装置 301〜303 にお
けるそれぞれの受光器には赤外線スイッチSW1,SW
2,SW3が設けられている。これらのスイッチSW1
〜SW3は、車輛100 が第1乃至第2ゲートポール 20
1, 202 間を通過するとき、発受光装置 301〜303 の各
発光器から発信された赤外線の光束がそれぞれに対応す
る第1〜第3反射鏡 201A〜 202Bによって反射され各
受光器で受光されたときにONする常開型スイッチから
なっている。
【0011】上記構成からなっているので、車輛100 が
図1の方向からステーション2を通過する際には、第3
赤外線発受光装置303 の発光器から発信された赤外線は
第3反射鏡 202Bに入射され、該入射方向と同一方向に
赤外線が反射されて第3赤外線発受光装置303 の受光器
に受光され、赤外線スイッチSW3が投入される。同様
に、第1赤外線発受光装置301 の発光器から発信された
赤外線は第1反射鏡 201Aに入射され、その反射光は第
1赤外線発受光装置301 の受光器に受光され赤外線スイ
ッチSW1が投入される。
【0012】また、第2赤外線発受光装置302 の発光器
から発信された赤外線は第2反射鏡202Aに入射され、
その反射光は第1赤外線発受光装置302 の受光器に受光
され赤外線スイッチSW2が投入される。また、各反射
鏡で、対応する赤外線発受光装置からの赤外線の入射の
みを反射させるため、第2反射鏡 202Aと第3反射鏡 2
02Bとはそれぞれ高さを変えて設置してもよいが、本実
施例では反射鏡は入射方向と同一方向に赤外線を反射
し、更に車輌はY軸にほぼ平行して進入する為反射鏡は
同一高さで角度を変えて連設して設置してある。また単
一の円柱状の反射鏡を用いてもよい。
【0013】このようにして検出された検知信号は図4
で示すマイクロコンピュータ構成のロケーションコント
ローラ10に出力される。ロケーションコントローラ1
0では、その演算処理部の絶対位置演算手段13におい
て下記の原理に基づき絶対位置座標が算出される(図1
及び図5参照)。 ゲートポール201, 202間の距離 :L ゲートポール反射点P1,P2間の距離 :L1 ゲートポール反射点P2,P3間の距離 :L2 センサ取付角 :ρ 車輛進入角度 :ψ とすると、L及びρは予め設定されており初期値として
与えられる。
【0014】またL1,L2は次式により定まる。 L1=k×n23 L2=k×n12 ・・・・(1) ここで k:車速センサのパルス係数であり単位はmm/pulse n23:SW2及びSW3の反射信号間の車速センサパル
ス積算値 n12:SW1及びSW2の反射信号間の車速センサパル
ス積算値 である。式(1)及び初期値より車輛進入角度ψは次式で
あらわされる。 ψ=a sin(L2/L) ・・・・(2) ここでaは次のように定める。 SW1がSW2より先に作動した時 :a=−1 SW2がSW1より先に作動した時 :a=1
【0015】また図1中のL3は以下のように定まる。 L3=L1/ tan(ρ−θ) ここでθは、P2地点の無人走行体の方位角と前記P1
地点での無人走行体の方位角とのずれの角度である。そ
して、従来は、このL3の長さをもとに、位置データを
算出していたが、この発明では、上記ずれを修正した無
人走行体1と第2ゲートポール12との距離L3’を求
める。 L3’= L3−L1/2×tanθ また、L4は、次式で求められる。 L4=L/cosψ−L3’
【0016】次に、絶対座標進入角IPは、 IP=AP+θ ここでAPはポール設置角度である。そして、SW2が
SW1より先にONした場合は、図1における右向きに
進入するケースと判定されP3が絶対位置算出点とな
り、SW1がSW2より先にONした場合は、図4にお
ける左向きに進入するケースと判定されP2点が絶対位
置算出点となる。
【0017】上記進入角が図中右向きの場合には、図1
に示すように車輌のP3地点の位置(Px,Py)の座標
は、右に設置された第1ゲートポール201の座標(XR,X
Y)を基に以下の如く算出される。 Px=XR+L4×cos(IP) Py=YR+L4×sin(IP) また、進入角が左向きの場合には、図4に示すように左
に設置された第2ゲートポール202の座標(XL,YL)を
基に車輌のP2地点の位置(Px,Py)が以下の如く算出
される。 Px=XL+L3’×cos(IP) Py=YR−L3’×sin(IP) そして、 Px=Px−SO×sin(IP) Py=Py−SO×cos(IP) ここでSOは、車輛センサオフセットである。
【0018】またゲートポールに対し車輛が垂直に進入
(即ち走行予定コースと平行に進行)した場合はP2,
P3点は同一点になる。以上の計算はロケーションコン
トローラ10の絶対位置演算手段13によって車輛が最
終反射地点P2又はP3点通過後に瞬時に計算されて、
絶対位置座標が算出される。ここで、車輛100 が無人走
行を開始すると、該車輛100 を走行予定コースCに誘導
すべくステアリング角と走行速度が制御される。すなわ
ち、車輛100 が走り出すと、その時点における該車輛10
0 の速度が車速センサS1により検出され、また前後進
検出センサS3と方位センサS2によって、車輛100 の
絶対的な方位角が検出される。
【0019】本実施例の場合、車速センサS1はトラン
スミッション系の回転数を検出するピックアップセンサ
からなっており、また前後進検出センサS3はトランス
ミッションのシフトレバーの位置を検出するセンサから
なっている。また方位センサS2は、電源装置とマスタ
ーコンパスからなるジャイロコンパスからなっている。
これらセンサによって検出された信号はロケーションコ
ントローラ10に出力される。
【0020】ロケーションコントローラ10の演算処理
部の相対位置演算手段11では、初期(起算)位置座標
からの移動量(距離と方向)を算出し、これを基に車輛
100の最新の相対位置座標を高速演算する。この演算さ
れた相対位置座標は、更新手段14で順次新たな起算位
置座標として更新される。このようにして得られた車輛
100 の位置座標はコースコントローラ20に出力され、
そこで走行予定コースCとのズレ量が演算され、該ズレ
量に基づき走行予定コースに追従するのに必要な車速や
操舵角が求められる。この演算結果は図示しないステア
リングコントローラとスピードコントローラに出力さ
れ、操舵角制御機構や車速制御機構を介して走行制御が
行われる。
【0021】
【発明の効果】以上、この発明によれば、走行体が、ス
テーションの通過時で反射信号を全て受信する間におい
て、走行予定コースの走路面の凹凸等により走行体が直
進できず回頭してしまった場合に、そのずれた角度に基
づく修正を行なって位置座標を算出するので、より正確
な位置座標を得ることができる。特に絶対位置検出領域
を狭く設定することができるので発受信装置の誤動作を
可及的に少なくすることができ信頼性の高い位置データ
を得ることができ、正確な自己誘導と安全走行に大きく
寄与して有益である。
【図面の簡単な説明】
【図1】絶対位置検出システムでX−Y座標を基にした
絶対位置の算出方法を説明する図である。
【図2】走行予定コースを示す説明図である。
【図3】この実施例のシステムを示すブロック図であ
る。
【図4】図1と反対側から車輌がにステーションに進入
する場合の検出地点を示す図である。
【図5】絶対位置を算出するための算出手順を示すフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
1・・・絶対位置検出システム 2・・・ステーション 3・・・ステーションセンサ 10・・・ロケーションコントローラ 11・・・相対位置演算手段 12・・・絶対位置検出エリア判定手段 13・・・絶対位置演算手段 14・・・更新手段 15・・・異常ステータス判定手段 100 ・・車輌
フロントページの続き (72)発明者 古川 達也 東京都港区北青山一丁目2番3号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (72)発明者 広瀬 晋也 東京都港区北青山一丁目2番3号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (72)発明者 跡野 忠史 東京都港区北青山一丁目2番3号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (72)発明者 熊谷 要治 東京都千代田区丸の内二丁目3番2号 日 鉄鉱業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行予定コースの所定位置に設けられた
    反射体を有するステーションと、走行体に搭載されて該
    走行体が前記ステーションを通過する際に各反射体に指
    向性を有する信号を発受信する発受信装置と、該発受信
    装置による受信時のデータとステーションの位置データ
    とから走行体の位置データを演算する位置演算装置とか
    らなる走行体の絶対位置検出システムにおいて、 走行体にその進行方向に対して左右方向の一方に向けて
    指向性を有する信号を発受信する第1発受信装置と、左
    右方向の他方に向けて指向性を有する信号を発受信する
    第2発受信装置と、斜め前方に向けて指向性を有する信
    号を発受信する第3発受信装置を設け、 走行予定コースに設けられたステーションが、コースの
    左右両側で対向する第1及び第2固定基準点からなっ
    て、一方の固定基準点に第1発受信装置からの発信信号
    を同一方向に反射させる第1反射体を設け、他方の固定
    基準点に第2及び第3発受信装置からの発信信号をそれ
    ぞれ同一方向に反射させる第2及び第3反射体を設けて
    なり、 走行体が、ステーションの通過時に反射信号を受信する
    間において回頭したずれの角度を検出し、これに基づき
    ステーションの基準位置と走行体との距離を修正して算
    出し、走行体の位置を演算してなることを特徴とする走
    行体の絶対位置検出システム。
  2. 【請求項2】 発受信装置が赤外線発受光装置からな
    り、反射体が反射鏡からなっていることを特徴とする請
    求項1に記載の走行体の絶対位置検出システム。
  3. 【請求項3】 走行予定コースのステーションの周囲近
    傍に絶対位置検出用エリアを設定し、走行体が該エリア
    内に進入した場合に指向性を有する信号を発受信する発
    受信装置が稼働して位置演算装置が位置データを演算す
    ることを特徴とする請求項1に記載の走行体の絶対位置
    検出システム。
JP4037220A 1992-01-28 1992-01-28 走行体の絶対位置検出システム Expired - Lifetime JP2859989B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010521733A (ja) * 2007-03-13 2010-06-24 リサーチ インスティチュート オブ インダストリアル サイエンス アンド テクノロジー 移動ロボットの位置認識用ランドマーク、並びにこれを利用した位置認識装置及び方法
JP2010151619A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Equos Research Co Ltd 制御装置

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