JPH0713623A - 走行体の自動走行制御装置 - Google Patents

走行体の自動走行制御装置

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Publication number
JPH0713623A
JPH0713623A JP5154908A JP15490893A JPH0713623A JP H0713623 A JPH0713623 A JP H0713623A JP 5154908 A JP5154908 A JP 5154908A JP 15490893 A JP15490893 A JP 15490893A JP H0713623 A JPH0713623 A JP H0713623A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
traveling
underwater robot
line
wall surface
planned
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5154908A
Other languages
English (en)
Inventor
Masabumi Mizusawa
正文 水澤
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication of JPH0713623A publication Critical patent/JPH0713623A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水中ロボット等の走行体を自動走行可能と
し、運転員の作業負担を軽減することができる走行体の
自動走行制御装置を提供する。 【構成】 水中ロボット10の側面に各々設けられた超
音波センサ2a,2bによって、常時側壁面20cまで
の距離x1 ,x2 を計測し、これらの計測距離x 1 ,x
2 に基づき、取水路20の底面20a上の走行予定線B
に対する水中ロボット10の中心線Aの傾き角θ及び走
行予定線Bと水中ロボットの中心点CとのズレΔxc
求め、しかる後、これらの傾き角θ及びズレΔxc に基
づいて、水中ロボット10の車輪11,12の回転速度
を各々制御することによって、水中ロボット10が、走
行予定線B上を走行するよう制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、側部に壁面を有する走
行面を走行する走行体の自動走行制御装置に関し、特に
原子力発電所や火力発電所の取水路を清掃する水中ロボ
ットに適用して有用なものである。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所や火力発電所では、取水路
の底面や側壁面に付着する藻や貝類を除去・清掃するた
め、水中ロボットが用いられている。図5は、従来技術
に係る水中ロボットの走行状態を表わす説明図である。
同図に示すように従来技術に係る水中ロボット110
は、運転員が、目視または水中ロボット本体に取り付け
られた水中カメラを通して得たTV画像を監視しなが
ら、遠隔より手動にてスイッチ操作することにより、取
水路20の底面20aや両側壁面20b,20cを走行
して、藻や貝類の除去・清掃を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の如
き従来技術に係る水中ロボットでは、運転員が手動にて
操作しなければならないため、運転員の作業負担が大き
かった。
【0004】本発明は、上記従来技術に鑑み、水中ロボ
ット等の走行体を自動走行可能とし、運転員の作業負担
を軽減することができる走行体の自動走行制御装置を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、側部に壁面を有する走行面を、前記壁面に
沿って直進走行する走行体の自動走行制御装置であっ
て、前記直進走行方向に沿って所定の間隔を有するとと
もに、前記壁面と相対向するよう、前記走行体に設けら
れた2個の距離計測手段と、該2個の距離計測手段から
出力される第1及び第2の距離計測信号を入力し、これ
ら第1及び第2の距離計測信号に基づき、前記壁面に対
して平行な前記走行面上の走行予定線と前記走行体の中
心とのズレと、前記走行体の前記走行予定線に対する傾
き角とを演算し、更にこれらのズレ及び傾き角に基づ
き、前記走行体が、前記走行予定線上を走行するよう、
制御するための制御信号を演算し、この制御信号を前記
走行体の駆動手段へ出力する信号処理手段とを有するこ
とを特徴とする。
【0006】
【作用】上記構成の本発明によれば、2個の距離計測手
段によって、走行体の走行中、常時第1及び第2の距離
計測信号が出力される。信号処理手段では、これら第1
及び第2の距離計測信号に基づき、前記走行体の時々刻
々の走行状態、すなわち走行予定線と前記走行体の中心
とのズレと、前記走行体の前記走行予定線に対する傾き
角とが演算され、これらの演算結果に基づき、前記走行
体を制御するための制御信号が前記走行体の駆動手段へ
出力される。かくして前記走行体は、前記走行予定線上
を直進走行するよう制御される。
【0007】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
【0008】図1は、本発明の実施例に係る自動走行制
御装置を備えた水中ロボットの一例を示す斜視図、図2
は、本発明の実施例に係る自動走行制御装置のブロック
図である。両図に示すように本水中ロボット10は、本
体17、車輪11,12、インバータ15,16、モー
タ13,14、本体17の底面に設けられた清掃用のブ
ラシ(図示せず)及び自動走行制御装置1を有し、更に
この自動走行制御装置1は、超音波センサ2a,2b,
3a,3b、入力装置4、処理装置5及び出力装置6を
有する。
【0009】これらのうち車輪11,12は、本体17
の底面の矢印c(前進方向)と直角な方向の両側部に各
々2輪ずつ設けられており、一方の車輪11は、モータ
13によって駆動され、他方の車輪12は、モータ14
によって駆動される。モータ13,14は、各々インバ
ータ15,16によって、電力が供給され、回転数が制
御される。インバータ15,16は、自動走行制御装置
1から出力された車輪11,12の各々に対する要求回
転速度を表わす電気信号a,bを各々入力し、これらの
電気信号a,bを変換して、モータ13,14の回転数
が前記要求回転速度に見合ったものとなるような周波数
の電力をモータ13,14に各々供給する。
【0010】自動走行制御装置1のうち超音波センサ2
a,2b,3a,3cは、本体17の矢印cと直角な方
向の両側面に各々2個ずつ所定の間隔(詳細後述)をお
いて設けられている。しかも一方の超音波センサ2a,
2bは、水中ロボット10が図5に示す取水路20の底
面20aまたは側壁面20bを矢印cの方向に直進送行
しているとき、側壁面20cまたは底面20aと相対向
するように設けられており、他方の超音波センサ3a,
3bは、水中ロボット10が側壁面20cを矢印cの方
向に直進送行しているとき、底面20aと相対向するよ
うに設けられている。従って水中ロボット10が底面2
0または側壁面20bを走行するときには、超音波セン
サ2a,2bによって、側壁面20cまたは底面20a
までの距離が常時計測され、また水中ロボット10が側
壁面20cを走行するときには、超音波センサ3a,3
bによって、底面20aまでの距離が常時計測される。
【0011】入力装置4は、超音波センサ2a,2bま
たは3a,3bから出力された距離計測信号を入力し、
これらを処理装置5で処理可能な信号に変換した後、こ
の処理装置5へ出力する。
【0012】処理装置5は、入力装置4によって変換さ
れた距離計測信号を入力し、これらの距離計測信号に基
づき、演算処理を行って、車輪11,12の各回転速度
の基準回転速度からの変化分ΔNR ,ΔNL を求め、こ
れらを出力装置6へ出力する。この変化分ΔNR ,ΔN
L は、車輪11と車輪12との間に回転速度の差を生起
させるためのものである。この処理装置5の演算処理の
詳細を図3及び図4に基づいて説明する。なお図3は、
演算処理の手順を示すフロー図、図4は、水中ロボット
の走行状態の一例を示す説明図である。
【0013】いま水中ロボット10が、図4に示すよう
な状態で取水路20の底面20aを走行しているとす
る。ここでCは、水中ロボット10の中心点、Aは、中
心点Cを通る水中ロボット10の中心線、Bは、側壁面
20cに対して平行な水中ロボット10の走行予定線、
θは中心線Aの走行予定線Bに対する傾き角、x1 ,x
2 は、超音波センサ2a,2bによって各々計測された
側壁面20cまでの計測距離、すなわち超音波センサ2
a,2bの位置から中心線Aに対して直角な方向に引い
た直線上に占位する側壁面20c上の各点までの距離、
s は、超音波センサ2a,2bの取付間隔(3a,3
bの取付間隔も同じ)、xd は、中心点Cから中心線A
に対して直角な方向に引いた直線上に占位する側壁面2
0c上の点までの距離、Ld は、中心線Aから超音波セ
ンサ2a,2bが設けられた水中ロボット10の側面ま
での垂直距離、xC は、中心点Cから側壁面20cまで
の垂直距離、Δxc は、走行予定線Bと中心線Cとのズ
レ、すなわち中心点Cから走行予定線Bまでの垂直距
離、Lは、走行予定線Bから側壁面20cまでの垂直距
離である。
【0014】これより次の図3に示す手順によって車輪
11,12の角回転速度の基準回転速度からの変化分Δ
R ,ΔNL が求められる。
【0015】(1) 計測距離x1 ,x2 を入力する。
(ステップ101参照) (2) 所定の数式に基づき、傾き角θ及びズレΔxC
を演算する。(ステップ102参照) すなわち傾き角θは、計測距離x1 ,x2 と取付間隔L
s とから、次の数1式によって演算する。
【0016】
【数1】
【0017】またズレΔxC は、次のようにして導出さ
れる数5式によって演算する。すなわちまず計測距離x
1 ,x2 と距離Ld とから、次の数2式により、距離x
d が求められる。但し、中心点Cから、中心線Aに対し
て直角な方向に引いた直線が超音波センサ2a,2bの
中間に占位するような位置に、超音波センサ2a,2b
が設けられている(なお、超音波センサ3a,3bも同
様)。
【0018】
【数2】
【0019】次にこの距離xd と、数1式によって演算
された傾き角θとから、次の数3式により、距離xc
求められる。
【0020】
【数3】
【0021】またこの距離xc と、距離Lとから、次の
数4式により、ズレΔxc が求められる。
【0022】
【数4】
【0023】従ってこの数4式に上記の数3式を代入
し、更にこれに上記の数2式を代入すると、次の数5式
が得られる。
【0024】
【数5】
【0025】(3) 予め記録されている傾き角θ及び
ズレΔxと、基準回転速度からの変化分ΔNR ,ΔNL
との関係を表わす表から、上記(2)で求めた傾き角θ
及びズレΔxに対応する変化分ΔNR ,ΔNL を抽出す
る。(ステップ103参照) (4) (3)で抽出した変化分ΔNR ,ΔNL を出力
装置6へ出力する。(ステップ104参照)なおこのと
きの変化分ΔNR ,ΔNL は、車輪11の回転速度を遅
くし、車輪12の回転速度を速くするような値である。
【0026】出力装置6は、処理装置5から出力された
変化分ΔNR ,ΔNL を入力し、これらの変化分Δ
R ,ΔNL を基準回転速度に加えて、車輪11,12
に対する要求回転速度を求め、これらの要求回転速度を
表わす電気信号a,bをインバータ15,16に各々出
力する。
【0027】上記実施例によれば、距離センサ2a,2
bから、常時距離計測信号が出力され、これらの距離計
測信号により、時々刻々の傾き角θ及びズレΔxc が演
算される。更にこれらの傾き角θ及びズレΔxc に基づ
き、基準回転速度からの変化分ΔNR ,ΔNL が求めら
れ、これらの各変化分ΔNR ,ΔNL に応じた、車輪1
1,12に対する要求回転速度を表わす電気信号a,b
がインバータ15,16に各々出力される。その結果、
例えば、図4に示すように水中ロボット10が図中右方
向に傾いた状態で前進走行しているときには、車輪12
の回転速度が速くなり、車輪11の回転速度が遅くなっ
て、水中ロボット10の向きが矢印cの方向に近づく。
かくして水中ロボット10は、中心線Aが走行予定線B
に一致した状態で前進送行するよう制御される。
【0028】なお走行中、ズレΔxc の値が所定値より
も大きくなった場合、水中ロボット10は、自動的に停
止する。
【0029】また上記では、水中ロボット10が前進送
行する場合について説明したが、後進送行する場合につ
いても同様にして制御される。但し後進送行の場合、基
準回転速度からの変化分ΔNR ,ΔNL の符号が前進走
行の場合と逆になる。すなわち例えば後進送行中に図4
に示すように水中ロボット10が図中右側に傾いた場合
には、車輪11の回転速度が速くなり、車輪12の回転
速度が遅くなるような変化分ΔNR ,ΔNL が出力され
る。
【0030】また上記では、水中ロボット10が取水路
20の底面20aを走行する場合について説明したが、
側壁面20bまたは、20cを送行する場合についても
同様にして制御される。但し前述のように、側壁面20
bを走行する場合には、超音波センサ2a,2bによっ
て、底面20aまでの距離が計測され、側壁面20cを
走行する場合には、超音波センサ3a,3bによって、
底面20aまでの距離が計測されることはもちろんであ
る。
【0031】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに、本発明によれば、自動走行制御装置によって、常
時、走行体の中心と走行予定線とのズレ及び走行体の前
記走行予定線に対する傾き角が演算され、これらに基づ
き走行体の走行が制御される。その結果走行体は、前記
走行予定線上を自動走行する。従って走行体を手動操作
する必要がなく、運転員の負担が軽減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る自動走行制御装置を備え
た水中ロボットの一例を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施例に係る自動走行制御装置のブロ
ック図である。
【図3】本発明の実施例に係る自動走行制御装置の処理
装置の処理手順を示すフロー図である。
【図4】図1に示す水中ロボットの走行状態の一例を示
す説明図である。
【図5】図1に示す水中ロボット及び従来技術に係る水
中ロボットの走行例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 自動走行制御装置 2a,2b,3a,3b 超音波センサ 4 入力装置 5 処理装置 6 出力装置 10 水中ロボット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 側部に壁面を有する走行面を、前記壁面
    に沿って直進走行する走行体の自動走行制御装置であっ
    て、 前記直進走行方向に沿って所定の間隔を有するととも
    に、前記壁面と相対向するよう、前記走行体に設けられ
    た2個の距離計測手段と、 該2個の距離計測手段から出力される第1及び第2の距
    離計測信号を入力し、これら第1及び第2の距離計測信
    号に基づき、前記壁面に対して平行な前記走行面上の走
    行予定線と前記走行体の中心とのズレと、前記走行体の
    前記走行予定線に対する傾き角とを演算し、更にこれら
    のズレ及び傾き角に基づき、前記走行体が、前記走行予
    定線上を走行するよう、制御するための制御信号を演算
    し、この制御信号を前記走行体の駆動手段へ出力する信
    号処理手段とを有することを特徴とする走行体の自動走
    行制御装置。
JP5154908A 1993-06-25 1993-06-25 走行体の自動走行制御装置 Withdrawn JPH0713623A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5154908A JPH0713623A (ja) 1993-06-25 1993-06-25 走行体の自動走行制御装置

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JP5154908A JPH0713623A (ja) 1993-06-25 1993-06-25 走行体の自動走行制御装置

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JPH0713623A true JPH0713623A (ja) 1995-01-17

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JP5154908A Withdrawn JPH0713623A (ja) 1993-06-25 1993-06-25 走行体の自動走行制御装置

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JP (1) JPH0713623A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09167015A (ja) * 1995-12-14 1997-06-24 Nec Corp 移動ロボット装置
KR101006323B1 (ko) * 2008-06-18 2011-01-06 삼성중공업 주식회사 이동 로봇의 회전 제어 장치 및 그 방법, 이를 위한 기록매체
CN111930108A (zh) * 2020-02-25 2020-11-13 青岛海洋地质研究所 用于无人船的控制方法及控制装置、无人船

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09167015A (ja) * 1995-12-14 1997-06-24 Nec Corp 移動ロボット装置
KR101006323B1 (ko) * 2008-06-18 2011-01-06 삼성중공업 주식회사 이동 로봇의 회전 제어 장치 및 그 방법, 이를 위한 기록매체
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