JPH0816982A - Vehicle guiding device - Google Patents

Vehicle guiding device

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Publication number
JPH0816982A
JPH0816982A JP14657894A JP14657894A JPH0816982A JP H0816982 A JPH0816982 A JP H0816982A JP 14657894 A JP14657894 A JP 14657894A JP 14657894 A JP14657894 A JP 14657894A JP H0816982 A JPH0816982 A JP H0816982A
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JP
Japan
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vehicle
distance
radio wave
trajectory
guidance
Prior art date
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Pending
Application number
JP14657894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Kidokoro
仁 城所
Hiroshi Takahashi
高橋  宏
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP14657894A priority Critical patent/JPH0816982A/en
Publication of JPH0816982A publication Critical patent/JPH0816982A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a vehicle guiding device which can guide a vehicle to a guided target position by only setting one reference point. CONSTITUTION:This device is provided with a distance measuring device 21 to output a distance signal correlated with distance between the reference point to be the standard of guidance and the vehicle, a distance calculating part 29A to calculate the distance between the reference point and the vehicle on the basis of the distance signal, an azimuth sensor 23 to calculate the advancing direction of the vehicle in regard to a geomagnetic axis, a path calculating part 29B to calculate a path from an arbitrary starting position to the guided target position on the basis of the calculated distance and the calculated advancing direction of the vehicle, and a guiding and controlling device 24 to guide the vehicle to the guided target position in conformity with the path calculated by the path calculating part 29B.

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、たとえば駐車位置など
の誘導目標位置に車両を誘導するための車両誘導装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle guidance device for guiding a vehicle to a guidance target position such as a parking position.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の車両誘導装置としては、たとえ
ば特開昭61−263851号公報などに開示されたも
のが知られている。従来の車両誘導装置には、予め車両
を誘導すべき誘導経路を記憶しておき、記憶された誘導
経路通りに車両を誘導する固定経路誘導方式と、駐車開
始(誘導開始)時の車両の座標および方位と、駐車完了
(誘導完了)時の車両の座標および方位から必要な操舵
角を算出し、これに基づいて車両の誘導を行う地点間誘
導方式の2方式がある。また、これら両方式を併用する
方式も実開昭60−16206号公報、特開平4−27
7900号公報に開示されている。これら固定経路誘導
方式および地点間誘導方式のうち、とくに地点間誘導方
式においては、誘導目標位置に対する車両の相対位置座
標および方位を正確に検知することが必要である。
2. Description of the Related Art As a vehicle guidance device of this type, one disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-263851 is known. In the conventional vehicle guidance device, a guidance route for guiding the vehicle is stored in advance, and a fixed route guidance system that guides the vehicle according to the stored guidance route and a coordinate of the vehicle at the time of starting parking (guidance start) And a direction, and a coordinate system of the vehicle at the time of completion of parking (guidance completion) and a necessary steering angle are calculated, and the vehicle is guided based on the calculated steering angle. Also, a method of using both of these methods in combination is disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 60-16206 and JP-A-4-27
It is disclosed in Japanese Patent No. 7900. Among these fixed route guidance methods and point-to-point guidance methods, particularly in the point-to-point guidance method, it is necessary to accurately detect the relative position coordinates and direction of the vehicle with respect to the guidance target position.

【0003】特開昭63−291200号公報に開示さ
れた車両誘導装置では、図21に示すように駐車位置
(誘導目標位置)Peの入口に2箇所のマーカー1,2
を設置し、図22に示すように車両3の後部に2箇所設
けられた検出器4,5によりマーカー1,2を検出して
マーカー1,2と車両3との間の相対的位置、ひいては
駐車位置に対する車両3の相対位置座標および方位を検
出している。
In the vehicle guidance system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-291200, two markers 1 and 2 are provided at the entrance of the parking position (guidance target position) Pe as shown in FIG.
22, the markers 1 and 2 are detected by the detectors 4 and 5 provided at two positions on the rear of the vehicle 3 as shown in FIG. 22, and the relative positions between the markers 1 and 2 and the vehicle 3, The relative position coordinates and direction of the vehicle 3 with respect to the parking position are detected.

【0004】しかしながら、この検出器4,5の検出範
囲が限定されていると、駐車開始位置によっては2箇所
のマーカー1,2を正確に検出することができず、逆
に、2箇所のマーカー1,2が正確に検出できる位置を
駐車開始位置にしなければならず、駐車開始位置に制限
が生じていた。一例として、図23(a)に示す例では、
2箇所のマーカー1,2のいずれもが検出器4,5の検
出範囲A4,A5内に位置しているのでこれら検出器4,
5のいずれもが2箇所のマーカー1,2を正確に検出す
ることができるが、図23(b)に示す例では、マーカー
2が検出器4の検出範囲A4から外れており、検出器4
はマーカー2を正確に検出することができない。さら
に、図23(c)に示す例では、マーカー2が検出器4,
5の検出範囲A4,A5のいずれからも外れているので、
いずれの検出器4,5もマーカー2を正確に検出するこ
とができない。
However, if the detection ranges of the detectors 4 and 5 are limited, the two markers 1 and 2 cannot be accurately detected depending on the parking start position, and conversely the two markers 1 and 2 cannot be detected. The position at which 1 and 2 can be accurately detected must be the parking start position, and the parking start position is limited. As an example, in the example shown in FIG.
Since both of the two markers 1 and 2 are located within the detection ranges A4 and A5 of the detectors 4 and 5, these detectors 4 and 5 are
Although any of 5 can accurately detect the markers 1 and 2 at two locations, in the example shown in FIG. 23 (b), the marker 2 is out of the detection range A4 of the detector 4, and the detector 4
Cannot detect marker 2 accurately. Further, in the example shown in FIG. 23 (c), the marker 2 is the detector 4,
Since it is out of both the detection range A4 and A5 of 5,
Neither of the detectors 4 and 5 can detect the marker 2 accurately.

【0005】そこで、特開平4−277900号公報に
開示された装置では、図24に示すように駐車位置の入
口に円筒状のバーコード6,7を2箇所、駐車位置の奥
に平板状のバーコード8,9を2箇所設け、これら4箇
所のバーコード6〜9を、図25に示すように車両3の
後部に2箇所設けられたCCD10,11により撮像し
てバーコード6〜9と車両3との間の相対的位置、ひい
ては駐車位置に対する車両3の相対位置座標および方位
を検出している。マーカーに代えてバーコード6〜9を
採用したのは、駐車開始位置の制限を受けないためによ
り多くのマーカーを設定した場合、マーカーの数が増え
るとその位置に応じてマーカーを識別する必要性が生じ
たためである。特開平4−277900号公報に開示さ
れた例では、CCD10,11で撮像された画像中にお
いて円筒状のバーコード6,7の幅の間隔は一定せず、
一方、平板状のバーコード8,9の幅の間隔は略一定で
あるので、バーコード6〜9の幅を検出することにより
バーコード6〜9の識別を行っている。
Therefore, in the device disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-277900, two cylindrical bar codes 6 and 7 are provided at the entrance of the parking position and a flat plate is provided at the back of the parking position as shown in FIG. The barcodes 8 and 9 are provided at two places, and the barcodes 6 to 9 at these four places are imaged by the CCDs 10 and 11 provided at two places on the rear portion of the vehicle 3 as shown in FIG. The relative position with respect to the vehicle 3, and eventually the relative position coordinates and direction of the vehicle 3 with respect to the parking position, are detected. Barcodes 6 to 9 were used instead of the markers because when there are more markers set because there is no restriction on the parking start position, it is necessary to identify the markers according to their positions when the number of markers increases. Is caused. In the example disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-277900, the widths of the cylindrical barcodes 6 and 7 are not constant in the images captured by the CCDs 10 and 11,
On the other hand, since the interval between the widths of the flat bar codes 8 and 9 is substantially constant, the bar codes 6 to 9 are identified by detecting the widths of the bar codes 6 to 9.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の車両誘
導装置においては、車両誘導の基準点となるマーカー
1,2、あるいはバーコード6〜9を複数設けてこれら
基準点と車両3との間の相対的位置座標を求めていたの
で、基準点の数が少なければ上述のように相対的位置座
標が正確に求められない場合が生じ、また、基準点の数
を多くすればこれら基準点の位置を識別する必要が生じ
ていた。しかし、駐車場等野外の風雨に晒される環境下
において基準点、特にバーコード6〜9を常に鮮明に確
認して各々のバーコード6〜9を識別できる保証はな
い。さらに、車両3側にもマーカー等を個別に識別する
検出器が必要であり、車両誘導装置の構成を複雑にする
要因になっていた。本発明の目的は、基準点を1箇所設
けるだけで誘導目標位置への車両の誘導が可能な車両誘
導装置を提供することにある。
In the above-mentioned conventional vehicle guidance system, a plurality of markers 1 and 2 or bar codes 6 to 9 which serve as reference points for vehicle guidance are provided between the reference point and the vehicle 3. Since the relative position coordinates of the reference points are calculated, if the number of reference points is small, the relative position coordinates may not be calculated accurately as described above, and if the number of reference points is increased, these reference points There was a need to identify the location. However, there is no guarantee that the reference points, especially the barcodes 6 to 9 can always be clearly and clearly identified in an environment exposed to the wind and rain outdoors such as a parking lot. Further, a detector for individually identifying the marker or the like is required on the vehicle 3 side, which is a factor that complicates the configuration of the vehicle guiding device. It is an object of the present invention to provide a vehicle guidance device that can guide a vehicle to a guidance target position by providing only one reference point.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図1に対
応付けて説明すると、本発明は、車両を所定の誘導目標
位置に誘導する車両誘導装置に適用されるもので、上述
した目的は、誘導の基準となる基準点と車両との距離を
検出する距離検出手段21,29Aと、地表上の基準軸
に対する車両の進行方向を検出する進行方向検出手段2
3と、距離検出手段21,29Aで検出された距離およ
び進行方向検出手段23で検出された車両進行方向に基
づいて、任意の出発位置から誘導目標位置までの軌道を
算出する軌道算出手段29Bと、軌道算出手段29Bに
より算出された軌道にしたがって車両を誘導目標位置に
誘導する誘導制御手段24とを備えることにより達成さ
れる。請求項2の車両誘導装置の距離検出手段は、誘導
の基準となる基準点と車両との距離に相関する距離信号
を出力する距離信号出力手段21と、車両の移動にとも
なって距離信号出力手段21から得られる距離信号に基
づいて車両と基準点との間の高さを算出し、演算された
高さと距離信号とに基づいて基準点と車両との水平距離
を算出する水平距離算出手段29Aとを備える。請求項
3の車両誘導装置は、車両周囲の障害物を検知する検知
手段22をさらに備え、軌道算出手段29Bは、検知手
段22により障害物が検知されたら、この障害物に車両
が衝突しないように軌道を再度算出し、誘導制御手段2
4は、軌道算出手段29Bにより再度算出された軌道に
したがって車両を誘導するものである。請求項4の車両
誘導装置の軌道算出手段29Bは、出発位置および誘導
目標位置をそれぞれ通り、車両の最小回転半径を半径と
するそれぞれ2つの円を算出する円算出手段と、これら
出発位置および誘導目標位置を通る2つの円を結ぶ接線
を算出する接線算出手段と、算出された円および接線の
組み合わせから軌道を選択する選択手段とを有するもの
である。請求項5の車両誘導装置の選択手段は、円およ
び接線の組み合わせの中で最小距離となる軌道を選択す
るものである。請求項6の車両誘導装置の軌道算出手段
29Bは、車両が後進方向に進行する軌道の走行距離に
対して重み付けをする重み付け手段を有し、選択手段
は、その重み付け後、円および接線の組み合わせの中で
最小距離となる軌道を選択するものである。基準点を電
波反射体で構成する場合には、基準点と車両との間の距
離は、車両に搭載されて電波反射体に向けて電波を発信
する電波送信器および電波反射体からの反射電波を受信
する電波受信器を用い、電波送信器から発射された電波
が受信器で受信されるまでの時間に基づいて基準点と車
両との間の距離を算出することができる。また、地磁気
センサを車両に搭載し、このセンサで計測された地磁気
軸に対する車両の進行方向を検出することもできる。
The present invention is applied to a vehicle guidance system for guiding a vehicle to a predetermined guidance target position, and will be described with reference to FIG. 1 showing an embodiment. Is a distance detecting means 21, 29A for detecting the distance between the vehicle and a reference point which is a reference for guidance, and a traveling direction detecting means 2 for detecting the traveling direction of the vehicle with respect to a reference axis on the ground surface.
3, and trajectory calculating means 29B for calculating a trajectory from an arbitrary starting position to a guidance target position based on the distance detected by the distance detecting means 21 and 29A and the vehicle traveling direction detected by the traveling direction detecting means 23. And the guidance control means 24 for guiding the vehicle to the guidance target position according to the trajectory calculated by the trajectory calculation means 29B. The distance detecting means of the vehicle guiding apparatus according to claim 2 outputs a distance signal correlating with a distance between a vehicle and a reference point serving as a guidance, and a distance signal outputting means along with the movement of the vehicle. A horizontal distance calculating unit 29A that calculates the height between the vehicle and the reference point based on the distance signal obtained from 21 and calculates the horizontal distance between the reference point and the vehicle based on the calculated height and the distance signal. With. The vehicle guiding apparatus according to claim 3 further includes a detection unit 22 that detects an obstacle around the vehicle, and the trajectory calculation unit 29B prevents the vehicle from colliding with the obstacle when the detection unit 22 detects the obstacle. To calculate the trajectory again, and guide control means 2
4 is for guiding the vehicle in accordance with the trajectory calculated again by the trajectory calculating means 29B. The trajectory calculating means 29B of the vehicle guiding device according to claim 4 calculates circles each passing through the starting position and the guidance target position and having two radii of the minimum turning radius of the vehicle, and the starting position and the guidance. It has a tangent line calculating means for calculating a tangent line connecting two circles passing through the target position and a selecting means for selecting a trajectory from a combination of the calculated circle and tangent line. According to a fifth aspect of the present invention, the selecting means of the vehicle guiding apparatus selects a track having a minimum distance in a combination of a circle and a tangent line. The track calculation means 29B of the vehicle guidance device according to claim 6 has weighting means for weighting the distance traveled by the vehicle in the backward direction, and the selection means, after the weighting, combines a circle and a tangent line. It selects the orbit that has the smallest distance in. When the reference point is composed of a radio wave reflector, the distance between the reference point and the vehicle is determined by the radio wave transmitter mounted on the vehicle, which emits radio waves toward the radio wave reflector, and the radio wave reflected from the radio wave reflector. By using a radio wave receiver for receiving the radio wave, the distance between the reference point and the vehicle can be calculated based on the time until the radio wave emitted from the radio wave transmitter is received by the receiver. It is also possible to mount a geomagnetic sensor on the vehicle and detect the traveling direction of the vehicle with respect to the geomagnetic axis measured by this sensor.

【0008】[0008]

【作用】距離検出手段21,29Aは、誘導の基準とな
る基準点と車両との距離を検出する。進行方向検出手段
23は、地表上の基準軸に対する車両の進行方向を検出
する。検出された誘導の基準となる基準点と車両との間
の距離と、検出された上述した進行方向とに基づいて、
軌道算出手段29Bは、任意の出発位置から誘導目標位
置までの軌道を算出する。誘導制御手段24は、軌道算
出手段29Bにより算出された軌道にしたがって車両を
誘導目標位置に誘導する。車両周囲の障害物を検知する
検知手段22をさらに備える場合には、軌道算出手段2
9Bは、検知手段22により障害物が検知されたら、こ
の障害物に車両が衝突しないように軌道を再度算出し、
誘導制御手段24は、軌道算出手段29Bにより再度算
出された軌道にしたがって車両を誘導する。軌道算出手
段29Bを、円算出手段と、接線算出手段と、選択手段
とで構成する場合には、円算出手段は、出発位置および
誘導目標位置をそれぞれ通り、車両の最小回転半径を半
径とするそれぞれ2つの円を算出し、接線算出手段は、
算出された出発位置および誘導目標位置を通る2つの円
を結ぶ接線を算出し、選択手段は、算出された円および
接線の組み合わせから軌道を選択する。
The distance detecting means 21 and 29A detect the distance between the vehicle and a reference point which is a reference for guidance. The traveling direction detecting means 23 detects the traveling direction of the vehicle with respect to the reference axis on the ground surface. Based on the distance between the vehicle and the reference point that is the reference of the detected guidance, and the detected traveling direction described above,
The trajectory calculating means 29B calculates a trajectory from an arbitrary starting position to the guidance target position. The guidance control unit 24 guides the vehicle to the guidance target position according to the trajectory calculated by the trajectory calculation unit 29B. When the vehicle further includes a detection unit 22 that detects an obstacle around the vehicle, the trajectory calculation unit 2
When an obstacle is detected by the detection means 22, 9B recalculates the trajectory so that the vehicle does not collide with this obstacle,
The guidance control means 24 guides the vehicle in accordance with the trajectory calculated again by the trajectory calculation means 29B. When the trajectory calculating means 29B is composed of a circle calculating means, a tangent calculating means, and a selecting means, the circle calculating means passes through the starting position and the guidance target position, respectively, and sets the minimum turning radius of the vehicle as the radius. Each two circles are calculated, and the tangent calculation means is
A tangent line connecting two circles passing through the calculated start position and guide target position is calculated, and the selecting means selects a trajectory from the combination of the calculated circle and tangent line.

【0009】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
Incidentally, in the section of means and action for solving the above-mentioned problems for explaining the constitution of the present invention, the drawings of the embodiments are used to make the present invention easy to understand. It is not limited to.

【0010】[0010]

【実施例】【Example】

−第1実施例− 図1は、本発明による車両誘導装置の第1実施例の構成
を機能毎にブロック化した機能ブロック図、図2は第1
実施例の車両誘導装置が搭載された車両を示す斜視図、
図3は車両の平面図である。これらの図において、20
は車両であり、車両20の屋根上面には一対の距離測定
器21が設けられている。距離測定器21は、たとえば
360゜の範囲に電波を照射して反射電波から物体まで
の距離を検出するレーダー装置、あるいは、同様に36
0゜の範囲に電波を放射する電波発信器および反射電波
を受信するラジオ等の受信器の組を備え、電波反射体が
車両20の周囲に存在する場合、車両20から電波反射
体までの距離を検出する。これら一対の距離測定器21
は、それぞれの送受信動作に同期がとられているので、
電波が互いに干渉することはない。本実施例では、図2
に示すように、駐車位置の近傍にある街灯30の頂部に
設けられた金属ボール30aを電波反射体とし、この金
属ボール30aを車両20に対する駐車位置の相対座標
および方向検出用のマーカーとして用いる。以下の説明
では、電波反射体、金属ボール30aおよびマーカーを
区別せずに用いる。
First Embodiment FIG. 1 is a functional block diagram in which the configuration of the first embodiment of the vehicle guidance device according to the present invention is divided into functions, and FIG. 2 shows a first embodiment.
A perspective view showing a vehicle equipped with a vehicle guidance device of an embodiment,
FIG. 3 is a plan view of the vehicle. In these figures, 20
Is a vehicle, and a pair of distance measuring devices 21 is provided on the upper surface of the roof of the vehicle 20. The distance measuring device 21 is, for example, a radar device that radiates a radio wave in the range of 360 ° to detect the distance from the reflected radio wave to the object, or similarly a radar device.
When the radio wave reflector is present around the vehicle 20 and is provided with a set of radio wave transmitters that emit radio waves in the range of 0 ° and radio waves that receive reflected radio waves, the distance from the vehicle 20 to the radio wave reflector To detect. These pair of distance measuring devices 21
Is synchronized with each send / receive operation,
Radio waves do not interfere with each other. In this embodiment, FIG.
As shown in, the metal ball 30a provided on the top of the streetlight 30 near the parking position is used as a radio wave reflector, and the metal ball 30a is used as a marker for detecting the relative coordinates and the direction of the parking position with respect to the vehicle 20. In the following description, the radio wave reflector, the metal ball 30a and the marker are used without distinction.

【0011】22は障害物検知センサであり、車両20
の前部および後部にそれぞれ1つずつ設けられている。
障害物検知センサ22は、たとえば超音波センサ、光セ
ンサ等からなり、車両20の前後方向にある超音波反射
体、光反射体などの存在を検知してその大きさおよび車
両20までの距離を検出する。
Reference numeral 22 denotes an obstacle detection sensor, which is used for the vehicle 20.
One is provided at each of the front part and the rear part of the.
The obstacle detection sensor 22 is composed of, for example, an ultrasonic sensor, an optical sensor, or the like, and detects the presence of an ultrasonic reflector, a light reflector, or the like in the front-rear direction of the vehicle 20 to determine its size and the distance to the vehicle 20. To detect.

【0012】23は方位センサであり、地磁気軸を検出
してこの地磁気軸に対する車両20の方位、つまり図8
に示すように、車両20の進行方向31と地磁気軸32
とのなす角度を検出する。方位センサ23としては、た
とえば地磁気センサと角速度センサとの組み合わせから
なり、地磁気センサにより地磁気軸を検出し、この地磁
気軸に対する進行方向の角度ずれ量を角速度センサによ
り検出することで車両20の進行方向と地磁気軸とのな
す角度を検出する。
Reference numeral 23 denotes an azimuth sensor which detects the geomagnetic axis to detect the azimuth of the vehicle 20 with respect to the geomagnetic axis, that is, FIG.
As shown in FIG.
Detects the angle formed by. The azimuth sensor 23 is, for example, a combination of a geomagnetic sensor and an angular velocity sensor. The geomagnetic sensor detects the geomagnetic axis, and the angular velocity sensor detects the amount of angular deviation in the advancing direction with respect to the geomagnetic axis. Detects the angle between and the earth's magnetic axis.

【0013】24は誘導装置であり、図4に示す入力装
置25と図5に示す表示装置26とを備えている。入力
装置25は、駐車位置などの誘導目標位置に到達した際
に誘導目標位置であることを設定するために操作される
目標位置ボタン25aと、任意の誘導開始位置において
誘導動作の開始指令のために操作される誘導ボタン25
bと、車両20の2次元的位置を表示するディスプレイ
25cとを備えている。図示例では、ディスプレイ25
cに車両20の初期位置(誘導開始位置)MSと、車両
の目標位置(駐車位置)MEと、障害物の位置Obと、マ
ーカーの位置RFとが表示されている。
Reference numeral 24 is a guiding device, which comprises an input device 25 shown in FIG. 4 and a display device 26 shown in FIG. The input device 25 has a target position button 25a that is operated to set the guide target position such as a parking position when the guide target position is reached, and a start command of a guide operation at an arbitrary guide start position. Guide button 25 operated by
b and a display 25c for displaying the two-dimensional position of the vehicle 20. In the illustrated example, the display 25
The initial position (guidance start position) MS of the vehicle 20, the target position (parking position) ME of the vehicle 20, the position Ob of the obstacle, and the position RF of the marker are displayed at c.

【0014】表示装置26は、後述する誘導軌道に沿っ
た操舵指示角を示す指示操舵角表示部26aと、車両の
実際の操舵角を示す実操舵角表示部26bと、現在の車
速を表示する車速表示部26cと、誘導軌道のどの部分
まで走行したかを表示する走行量表示部26dとを備え
る。
The display device 26 displays an instructed steering angle display portion 26a showing a steering instruction angle along a guide track, an actual steering angle display portion 26b showing an actual steering angle of the vehicle, and a current vehicle speed, which will be described later. A vehicle speed display unit 26c and a traveling amount display unit 26d that displays which part of the guideway the vehicle has traveled are provided.

【0015】本実施例では、後述するように誘導軌道を
最小回転半径を有する円およびその接線で構成している
ので、操舵指示角は右方向最大、直進および左方向最大
の3種類しか存在しない。したがって、上述した従来の
車両誘導装置では誘導動作中に操舵角を自動制御してい
るが、本実施例ではそのような自動制御を行うことなく
車両を誘導目標位置に誘導することができるので、乗員
に誘導軌道に沿った操舵指示角を表示し、この操舵指示
角にしたがって乗員が操舵角を制御することにより誘導
目標位置に誘導する構成をとっている。そのため、指示
操舵角表示部26aは、これら3種類の操舵角を示す3
つの点光源状の部材から構成されている。一方、実操舵
角表示部26bは連続的に変化する実操舵角を表示する
ために、点状の部材が円弧状をほぼ連続的に移動するよ
うに構成されている。また、走行量表示部26dは、誘
導開始位置から駐車位置までの誘導軌道を一直線上に表
し、現在の車両20がどの位置にいるかを、直線上を移
動可能な棒状の部材により表示している。
In the present embodiment, since the guideway is composed of the circle having the minimum turning radius and its tangent line, as will be described later, there are only three kinds of steering instruction angles, the maximum to the right, the straight and the maximum to the left. . Therefore, in the conventional vehicle guidance device described above, the steering angle is automatically controlled during the guidance operation, but in the present embodiment, the vehicle can be guided to the guidance target position without performing such automatic control. The steering instruction angle along the guidance track is displayed to the occupant, and the occupant controls the steering angle according to the steering instruction angle to guide the vehicle to the guidance target position. Therefore, the instructed steering angle display unit 26a displays 3 types of these three types of steering angles.
It is composed of two point light source-like members. On the other hand, the actual steering angle display unit 26b is configured so that the dot-shaped member moves substantially continuously in an arc shape in order to display the continuously changed actual steering angle. In addition, the traveling amount display unit 26d represents the guide track from the guide start position to the parking position on a straight line, and indicates where the current vehicle 20 is at by a rod-shaped member that can move on the straight line. .

【0016】図1に戻って、27は記憶部であり、入力
装置25によって入力された誘導目標位置(駐車位置)
のマーカーに対する相対座標値および方向が予め格納さ
れている。28は車速センサであり、タイヤの回転数等
から車両20の速度を検出する。29は、距離算出部2
9Aと軌道算出部29Bとを備える計算部であり、距離
測定器21、障害物検知センサ22、方位センサ23、
誘導装置24および車速センサ28からの信号を入力
し、これら入力信号に基づいて、後述するように、基準
点と車両との間の距離、地磁気軸に対する車両の進行方
向を算出するとともに、誘導軌道の算出、障害物回避等
の動作を行い、その結果を誘導装置24に出力するとと
もに、誘導目標位置が設定された場合の計算結果を記憶
部27に格納する。
Returning to FIG. 1, reference numeral 27 is a storage unit, which is a guidance target position (parking position) input by the input device 25.
Relative coordinate values and directions for the markers are stored in advance. A vehicle speed sensor 28 detects the speed of the vehicle 20 based on the number of rotations of the tire and the like. 29 is the distance calculation unit 2
9A and a trajectory calculation unit 29B, which is a calculation unit, and includes a distance measuring device 21, an obstacle detection sensor 22, an orientation sensor 23,
Signals from the guidance device 24 and the vehicle speed sensor 28 are input, and based on these input signals, the distance between the reference point and the vehicle and the traveling direction of the vehicle with respect to the geomagnetic axis are calculated and the guidance trajectory is obtained, as described later. Is calculated and the obstacle avoidance is performed, and the result is output to the guidance device 24, and the calculation result when the guidance target position is set is stored in the storage unit 27.

【0017】次に、図6のフローチャートを参照して、
本実施例の車両誘導装置の動作について説明する。 (1)自車両方位検出 ステップS100では、入力装置25の誘導ボタン25
bが操作されるのを待ち、誘導ボタン25bが操作され
るとステップS101に進む。ステップS101では、
距離測定器21により検出された車両20とマーカー3
0aとの間の距離、および方位センサ23により検出さ
れた車両20と地磁気軸とのなす角度に基づいて、マー
カー30aに対する車両20の相対位置座標および方向
が検出される。
Next, referring to the flowchart of FIG.
The operation of the vehicle guiding system of this embodiment will be described. (1) Own vehicle direction detection In step S100, the guidance button 25 of the input device 25
The operation waits until b is operated, and when the guide button 25b is operated, the process proceeds to step S101. In step S101,
Vehicle 20 and marker 3 detected by distance measuring device 21
The relative position coordinates and direction of the vehicle 20 with respect to the marker 30a are detected based on the distance between the vehicle 20 and the geomagnetic axis detected by the azimuth sensor 23 and the distance between the vehicle 0 and the vehicle 0.

【0018】距離測定器21により車両20とマーカー
30aとの間の距離、正確には各距離測定器21とマー
カー30aとの間の距離は次のようにして測定される。
距離測定器21はパルス状の電波を放射し、電波パルス
を放射してから反射されて受信されるまでの経過時間を
計測することにより、各距離測定器21とマーカー30
aとの間の直線的距離を測定する。ただし、ここで測定
される距離は、図7に示すように距離測定器21とマー
カー30aとの間の3次元的距離L1',L2'であり、後
述する車両20の相対位置座標および方向算出動作で
は、取り扱いを単純にするために距離測定器21の高さ
に設定された2次元平面上における座標,方向を求める
ため、3次元距離L1',L2'を図7に示す2次元的距離
(水平距離)L1,L2に変換する必要がある。距離測定
器21からマーカー30aまでの高さhが既知であれ
ば、この2次元的距離L1,L2は次式で与えられる。
The distance measuring device 21 measures the distance between the vehicle 20 and the marker 30a, more precisely, the distance between each distance measuring device 21 and the marker 30a as follows.
The distance measuring device 21 emits a pulsed radio wave, and measures the elapsed time from the emission of the radio wave pulse to the reflection and reception of the radio wave pulse.
Measure the linear distance to a. However, the distances measured here are three-dimensional distances L1 ′ and L2 ′ between the distance measuring device 21 and the marker 30a as shown in FIG. 7, and the relative position coordinates and direction of the vehicle 20 to be described later are calculated. In the operation, the three-dimensional distances L1 ′ and L2 ′ are shown in FIG. 7 in order to obtain the coordinates and the direction on the two-dimensional plane set at the height of the distance measuring device 21 in order to simplify the handling. (Horizontal distance) It is necessary to convert to L1 and L2. If the height h from the distance measuring device 21 to the marker 30a is known, the two-dimensional distances L1 and L2 are given by the following equation.

【数1】 [Equation 1]

【0019】これらL1,L2は後述する車両20の相対
位置および方向を検出する基礎となるものであるから、
車両20の位置によらず距離L1,L2を確実に検出する
ためには、図7に示すようにマーカー30aを車両20
の距離測定器21より高い位置に設置することが望まし
い。
Since these L1 and L2 are the basis for detecting the relative position and direction of the vehicle 20, which will be described later,
In order to reliably detect the distances L1 and L2 regardless of the position of the vehicle 20, as shown in FIG.
It is desirable to install it at a position higher than the distance measuring device 21.

【0020】次に、距離測定器21により検出された距
離測定器21とマーカー30aとの間の2次元的距離L
1,L2、および方位センサ23により検出された地磁気
軸と車両20とのなす角度に基づいて、マーカー30a
に対する車両20の相対的位置座標および方向を求める
手順について説明する。上述した手順により、距離測定
器21は、図8(a)に示すようにマーカー30aを中心
とする半径L1,L2という2つの同心円上に存在し、車
両20もこの同心円上に存在することまでは判明した
が、車両20がマーカー30aに対してどのような方位
にある、つまり、どの方向に向いているかはこれだけで
は判明しない。換言すると、車両20が図8(a)の地点
Aにある場合でも、地点Bにある場合でも、距離測定器
21は同一の計測結果を出力する。そこで、方位センサ
23により計測された、車両20の進行方向31と地磁
気軸32とのなす角度θを用いて、マーカー30aに対
する車両20の方向を求め、マーカー30aに対する車
両20の相対的位置座標および進行方向を次のようにし
て決定する。
Next, the two-dimensional distance L between the distance measuring device 21 and the marker 30a detected by the distance measuring device 21.
Based on the angle between the vehicle 20, and the geomagnetic axis detected by 1, L2 and the direction sensor 23, the marker 30a
A procedure for obtaining the relative position coordinates and direction of the vehicle 20 with respect to will be described. According to the procedure described above, the distance measuring instrument 21 exists on two concentric circles with radii L1 and L2 centered on the marker 30a as shown in FIG. 8A, and the vehicle 20 also exists on this concentric circle. However, the orientation of the vehicle 20 with respect to the marker 30a, that is, the direction in which the vehicle 20 faces is not determined by this alone. In other words, the distance measuring instrument 21 outputs the same measurement result whether the vehicle 20 is at the point A or the point B in FIG. 8A. Therefore, the direction of the vehicle 20 with respect to the marker 30a is obtained using the angle θ formed by the traveling direction 31 of the vehicle 20 and the geomagnetic axis 32 measured by the azimuth sensor 23, and the relative position coordinates of the vehicle 20 with respect to the marker 30a and The direction of travel is determined as follows.

【0021】マーカー30aとマーカー30a側にある
距離測定器21とを結ぶ線33を仮定し、この線33と
地磁気線32とのなす角度をφとおくと、角度θと角度
φとの間には次の関係が成立する。
Assuming a line 33 connecting the marker 30a and the distance measuring device 21 on the side of the marker 30a, and letting the angle between this line 33 and the geomagnetic line 32 be φ, then between the angle θ and the angle φ. Has the following relationship.

【数2】ψ=φ−θ ...(2) ここに、ψは、線33に平行な線と車両20の進行方向
31とのなす角であり、図8(b)に示すようにマーカー
30aおよび一対の距離測定器21を各々頂点とする三
角形を考えたとき、この三角形において成立する余弦定
理から次式により与えられる。
## EQU2 ## ψ = φ-θ. . . (2) Here, ψ is an angle formed by a line parallel to the line 33 and the traveling direction 31 of the vehicle 20. As shown in FIG. 8B, the marker 30a and the pair of distance measuring devices 21 are respectively apexes. When the triangle is considered, the following formula is given from the cosine theorem that holds in this triangle.

【数3】 (Equation 3)

【0022】なお、車両20の周囲に磁性体の構造物等
があり、方位センサ23の計測値に系統的誤差が含まれ
ていることもあり得るが、本実施例では基準点(マーカ
ー30a)に対する相対的位置関係および方向のみを利
用し、後述するように誘導目標位置もこの基準点に対す
る相対的位置座標および方向で与えられるので、系統的
誤差はキャンセルされる。あるいは、車両20に舵角セ
ンサと速度センサとを設け、これら操舵角センサおよび
速度センサで与えられる車両20の方位の変化率と、方
位センサ23により与えられる方位の変化率とを比較
し、両者が相違することにより方位センサ23の異常を
検出することも可能である。
It should be noted that there may be a magnetic substance structure around the vehicle 20 and a systematic error may be included in the measurement value of the azimuth sensor 23, but in this embodiment, the reference point (marker 30a) is used. Since only the relative positional relationship and direction with respect to is used and the guidance target position is also given by relative position coordinates and direction with respect to this reference point as will be described later, systematic errors are canceled. Alternatively, the vehicle 20 is provided with a steering angle sensor and a speed sensor, and the rate of change in the direction of the vehicle 20 given by the steering angle sensor and the speed sensor is compared with the rate of change in the direction given by the direction sensor 23. It is also possible to detect an abnormality of the orientation sensor 23 by the difference in

【0023】一方、距離L1,L2を求める際に距離測定
器21からマーカー30aまでの高さhが既知でない場
合、例えば次のように高さhを求めることができる。図
9(a),(b)に示すように、車両20を図中の地点Aか
ら地点Cを経由して地点Bまで移動させ、そのときの上
述の式(3)の値の微分値が0になる地点で車両20を一
旦停止する。式(3)の値の微分値が0になるということ
は、図9(c)からもわかるように、式(3)の左辺を微
分した値−cosψ=0であるから、ψ=π/2であり車
両20の進行方向31と線33とのなす角が直角にな
る。図示例では、式(3)の値の微分値が0になる地点
は、図9(b)に示す地点Cに相当する。
On the other hand, when the height h from the distance measuring device 21 to the marker 30a is not known when the distances L1 and L2 are calculated, the height h can be calculated as follows, for example. As shown in FIGS. 9A and 9B, the vehicle 20 is moved from the point A in the figure to the point B via the point C, and the differential value of the value of the equation (3) at that time is The vehicle 20 is once stopped at the point where it becomes zero. The fact that the differential value of the value of Expression (3) becomes 0 is, as can be seen from FIG. 9C, the value obtained by differentiating the left side of Expression (3) is −cos ψ = 0, so ψ = π / 2 and the angle formed by the traveling direction 31 of the vehicle 20 and the line 33 is a right angle. In the illustrated example, the point where the differential value of the value of Expression (3) becomes 0 corresponds to the point C shown in FIG. 9B.

【0024】そして、上述の地点Cにおける距離測定器
21とマーカー30a、そして高さhの測定の起点とな
る街灯30上の点で構成される2つの直角三角形に注目
すると、高さhについて次式が導かれる。
Then, paying attention to the two right triangles formed by the distance measuring device 21 and the marker 30a at the above-mentioned point C and the point on the street lamp 30 which is the starting point of the measurement of the height h, The formula is derived.

【数4】 L1'、L2':地点Cにおける距離測定器21で得られた
3次元的距離 d:距離測定器21の間隔 このように、高さhが既知でないマーカー30aであっ
ても車両誘導に利用することができるので、電波反射体
であれば任意の物体をマーカー30aとして利用するこ
とができる。
[Equation 4] L1 ', L2': Three-dimensional distance obtained by the distance measuring device 21 at the point C d: Interval of the distance measuring device 21 As described above, even the marker 30a whose height h is unknown is used for vehicle guidance. Therefore, any object can be used as the marker 30a as long as it is a radio wave reflector.

【0025】(2)目標点までの軌道算出 図6に戻って、ステップS102では、マーカー30a
に対する車両20の現在位置(誘導開始位置)の相対位
置座標および方向、そして記憶部27内に記憶されてい
る誘導目標位置(駐車位置)のマーカー30aに対する
相対座標値および方向に基づいて、誘導開始位置から誘
導目標位置までの軌道を算出する。本実施例では、F.G.
Pin等により提案されている手法(H.A.Vasseur, F.G.Pi
n et al., The 1991 IEEE International Conference o
n Robitics and Automation, CONF-910451-9参照、以下
「参考論文」と称する)を参考にして軌道を算出する。
(2) Calculation of trajectory to target point Returning to FIG. 6, in step S102, the marker 30a
Based on the relative position coordinates and direction of the current position (guidance start position) of the vehicle 20 with respect to, and the relative coordinate value and direction of the guidance target position (parking position) stored in the storage unit 27 with respect to the marker 30a, the guidance start The trajectory from the position to the guidance target position is calculated. In this example, FG
Method proposed by Pin et al. (HAVasseur, FGPi
n et al., The 1991 IEEE International Conference o
n Refer to Robitics and Automation, CONF-910451-9, referred to as “reference paper” below) to calculate trajectories.

【0026】上述の参考論文によれば、図10(a)にお
いて地点Aから地点Bに移動するための最短の軌道は、
地点Aにおいて最小回転半径で回転してからB地点に向
けて直進し、このB地点において最小回転半径で回転し
て所望の車両進行方向を得る軌道である。したがって、
このときの軌道は、地点Aを通る2つの最小回転半径円
CA1,CA2と、地点Bを通る2つの最小回転半径円C
B1,CB2と、これら最小回転半径円CA1,CA2、C
B1,CB2とを結ぶ接線T1〜T4との組み合わせで表さ
れる。なお、図示例では最小回転半径円CA1,CB1を
結ぶ4本の接線T1〜T4のみ図示してあるが、円CA
1,CA2と円CB1,CB2とを結ぶ接線の組み合わせは
実際には16本存在する。
According to the above-mentioned reference paper, the shortest trajectory for moving from the point A to the point B in FIG.
It is a track that rotates at a minimum turning radius at a point A, then proceeds straight toward a point B, and then rotates at a minimum turning radius at this B point to obtain a desired vehicle traveling direction. Therefore,
The orbits at this time are two circles of minimum radius gyrations CA1 and CA2 passing through the point A, and two circles of minimum radius gyration C passing through the point B.
B1 and CB2, and these minimum circles of gyration CA1, CA2, C
It is represented by a combination with tangents T1 to T4 connecting B1 and CB2. In the illustrated example, only the four tangent lines T1 to T4 connecting the circles CA1 and CB1 having the smallest radius of gyration are shown, but the circle CA
There are actually 16 combinations of tangents connecting 1, CA2 and the circles CB1, CB2.

【0027】なお、以下の説明において、地点A(すな
わち誘導開始位置)における旋回を初期旋回、地点B
(すなわち誘導目標位置)における旋回を最終旋回、こ
れら初期旋回および最終旋回を結ぶ直線軌道を中間直線
軌道と称する。
In the following description, the turning at the point A (that is, the guidance start position) is the initial turning, and the point B is the turning.
The turning at (that is, the guidance target position) is referred to as a final turning, and the linear trajectory connecting the initial turning and the final turning is referred to as an intermediate linear trajectory.

【0028】本実施例では上述の参考論文にしたがって
軌道を算出しており、初期旋回および最終旋回において
は最大舵角旋回および停止動作を、中間直線軌道におい
ては直進および停止動作しか行わないため、誘導動作中
における操舵角は3種類しかない。このため、本実施例
では乗員に3種類の操舵指示角を指示し、この操舵指示
角にしたがって乗員が操舵角を制御することにより車両
20を誘導軌道上に誘導している。当然、ステアリング
アクチュエータ、スロットルアクチュエータ、ブレーキ
アクチュエータ等により操舵角および走行速度を自動制
御してもよい。
In the present embodiment, the trajectory is calculated according to the above-mentioned reference paper, and the maximum steering angle turning and stopping operations are performed in the initial turning and the final turning, and only the straight running and stopping operations are performed in the intermediate straight path. There are only three steering angles during the guidance operation. For this reason, in the present embodiment, the occupant is instructed of three kinds of steering instruction angles, and the occupant controls the steering angle according to the steering instruction angles to guide the vehicle 20 on the guide track. Of course, the steering angle and the traveling speed may be automatically controlled by a steering actuator, a throttle actuator, a brake actuator, or the like.

【0029】2組の円CA1,CA2、CB1,CB2およ
びこれらを結ぶ接線T1〜T4からなる軌道は、図11に
示すように、円CA1,CA2、CB1,CB2に沿った車
両20の回転方向および接線T1〜T4と円CA1,CA
2、CB1,CB2との接点の座標(x1,y1)、(x2,
y2)で表される。接点の座標(x1,y1)、(x2,y
2)は、図11中の数式により表される。
As shown in FIG. 11, the trajectory consisting of two sets of circles CA1, CA2, CB1 and CB2 and the tangents T1 to T4 connecting them is the direction of rotation of the vehicle 20 along the circles CA1, CA2, CB1 and CB2. And tangents T1 to T4 and circles CA1 and CA
2, coordinates of contact points with CB1 and CB2 (x1, y1), (x2,
It is represented by y2). Contact coordinates (x1, y1), (x2, y
2) is represented by the mathematical formula in FIG.

【0030】上述の参考論文では、2組の円CA1,C
A2、CB1,CB2を結ぶ16本の接線の中で、誘導目
標位置において車両20の進行方向が所望の進行方向に
対して180度逆転することのない8本の接線を選び、
この接線を含む軌道から適切な軌道を選択しており、誘
導途中における車両の進行方向については特に問題にし
ていない。しかし、本実施例が適用される乗用車のよう
な有人の車両においては車両が前進方向に進行すること
を基本としており、乗員にとって前進方向は後進方向に
比較して視野が広いために周囲の状況を容易に把握で
き、また、乗車姿勢からしても前進方向に車両を誘導す
ることが自然である。したがって、本実施例のように有
人の車両を誘導する場合においては、上述の参考論文の
ような無人搬送車における軌道計画問題とは異なり、可
能な限り前進方向で進行する軌道を選択すべきである。
ただし、必要以上に車両20の進行方向として前進方向
にこだわることは、狭い領域において適切に車両20を
誘導する場合に必ずしも適切ではなく、後進方向を含む
軌道の中に適切な軌道があれば選択すべきである。
In the above referenced paper, two sets of circles CA1 and C
Of the 16 tangents connecting A2, CB1, and CB2, select 8 tangents that do not cause the traveling direction of the vehicle 20 to reverse 180 degrees with respect to the desired traveling direction at the guidance target position,
An appropriate trajectory is selected from the trajectories including this tangent line, and there is no particular problem regarding the traveling direction of the vehicle during the guidance. However, in a manned vehicle such as a passenger car to which the present embodiment is applied, it is basically based on the fact that the vehicle travels in the forward direction. Can be easily grasped, and it is natural to guide the vehicle in the forward direction even from the riding posture. Therefore, in the case of guiding a manned vehicle as in the present embodiment, unlike the trajectory planning problem in an unmanned guided vehicle as in the above-mentioned reference paper, a trajectory traveling in the forward direction should be selected as much as possible. is there.
However, sticking to the forward direction as the traveling direction of the vehicle 20 more than necessary is not necessarily appropriate when the vehicle 20 is properly guided in a narrow area, and is selected if an appropriate trajectory is included in the trajectory including the reverse direction. Should.

【0031】そこで、本実施例では、図12に示すよう
に、初期旋回および最終旋回ともに回転角>π、すなわ
ち反時計回り方向(これは初期旋回および最終旋回にお
いて車両20の進行方向が後進方向であることに対応す
る)の軌道も考慮し、総計64組の軌道をまず考慮す
る。つまり、上述のように2組の円を結ぶ接線の総計は
16本であり、図10(b)に示すように、1本の接線T
に対して地点Aから地点Cに向かうための軌道は矢印α
方向およびβ方向の2通り、地点Dから地点Bに向かう
ための軌道は矢印γ方向およびδ方向の2通り、合計し
て4通りあるため、16×4=64組の軌道が生成され
る。次に、これら64組の軌道の中で、誘導目標位置に
おいて車両20の進行方向が所望の進行方向に対して逆
転しない32組の軌道を生成し、これら32組の軌道の
走行距離を算出してこの走行距離が最短となる軌道を選
択し、誘導軌道とする。この際、車両20の進行方向が
後進方向になる部分については、たとえば距離に1.5
といった重み付け計数を乗じ、前進方向による移動距離
の長い軌道が選択されやすいようにして、乗員にとって
違和感のない軌道で誘導する。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 12, both the initial turning and the final turning have a rotation angle> π, that is, a counterclockwise direction (this is because the traveling direction of the vehicle 20 is the reverse direction in the initial turning and the final turning). The total of 64 sets of trajectories are considered first. That is, as described above, the total number of tangent lines connecting the two sets of circles is 16, and as shown in FIG.
For the trajectory from Point A to Point C, the arrow α
There are two kinds of trajectories for the direction B and the direction β, and two trajectories for traveling from the point D to the point B, that is, two directions of the γ direction and the δ direction in total, so that 16 × 4 = 64 sets of trajectories are generated. Next, among these 64 sets of tracks, 32 sets of tracks in which the traveling direction of the vehicle 20 does not reverse to the desired traveling direction at the guidance target position are generated, and the travel distances of these 32 sets of tracks are calculated. Select the track with the shortest lever travel distance and use it as the guide track. At this time, for a portion where the traveling direction of the vehicle 20 is the reverse direction, for example, the distance is 1.5
Is used to facilitate the selection of a trajectory having a long moving distance in the forward direction, and guidance is performed on a trajectory that does not make the occupant feel uncomfortable.

【0032】図6に戻って、ステップS103では、ス
テップS102で選択された誘導軌道にしたがって、誘
導開始位置から誘導目標位置まで車両20を誘導する。
誘導方法は上述の通りであり、表示装置26の指示操舵
角表示部26aにより操舵指示角を表示するとともに実
際の車両20の操舵角を実操舵角表示部26bにより表
示し、実操舵角が指示操舵角に一致するように乗員の操
作手順を指示する。また、入力装置25のディスプレイ
25cに車両20の初期位置MS、駐車位置ME、マーカ
ーの位置RFを表示し、それぞれの相対的位置関係を表
示する。さらに、車速センサ28から得られる車速信号
に基づいて誘導開始からの車両20の移動距離を算出
し、表示装置26の走行量表示部26dにより誘導軌道
上の車両20の位置を表示する。
Returning to FIG. 6, in step S103, the vehicle 20 is guided from the guidance start position to the guidance target position according to the guidance trajectory selected in step S102.
The guidance method is as described above, and the instruction steering angle display unit 26a of the display device 26 displays the steering instruction angle and the actual steering angle of the vehicle 20 is displayed by the actual steering angle display unit 26b. Instruct the occupant to follow the steering angle. Further, the display 25c of the input device 25 displays the initial position MS of the vehicle 20, the parking position ME, the position RF of the marker, and the relative positional relationship between them. Further, the travel distance of the vehicle 20 from the start of the guidance is calculated based on the vehicle speed signal obtained from the vehicle speed sensor 28, and the traveling amount display unit 26d of the display device 26 displays the position of the vehicle 20 on the guidance track.

【0033】(3)障害物回避動作 ステップS104では、障害物検知センサ22からの検
出信号により、車両20の周囲に障害物が存在するか否
かを判定し、障害物があると判定されたらステップS1
05に移行して障害物回避動作を行い、障害物がないと
判定されたらステップS106へ直接進む。
(3) Obstacle Avoidance Operation In step S104, it is judged from the detection signal from the obstacle detection sensor 22 whether or not there is an obstacle around the vehicle 20, and if it is judged that there is an obstacle. Step S1
The process proceeds to 05 to perform the obstacle avoidance operation, and when it is determined that there is no obstacle, the process directly proceeds to step S106.

【0034】障害物回避動作では、まず、図13に示す
ように、車両20の周囲にある障害物40を結んでこの
車両20の周囲に自由空間凸多角形PFを作成し、自由
空間凸多角形PF内の領域が車両20が自由に移動可能
な領域であると仮定する。自由空間凸多角形PFは、各
障害物40の辺を結んで構成されるが、この凸多角形P
Fの内角のそれぞれが全て180゜以内になるように作
成される。したがって、単純に障害物40同士を結ぶと
自由空間凸多角形PFは図13の点線で示すような辺を
有するが、上述の制限から実線のような辺を有する凸多
角形PFが設定される。
In the obstacle avoiding operation, first, as shown in FIG. 13, an obstacle 40 around the vehicle 20 is connected to form a free space convex polygon PF around the vehicle 20, and a free space convex polygon is formed. It is assumed that the area inside the polygon PF is an area where the vehicle 20 can move freely. The free space convex polygon PF is formed by connecting the sides of each obstacle 40.
Each of the interior angles of F is made within 180 °. Therefore, if the obstacles 40 are simply connected, the free space convex polygon PF has the side as shown by the dotted line in FIG. 13, but the convex polygon PF having the side as the solid line is set due to the above limitation. .

【0035】次に、図13に示すように、車両20のご
く近傍を取り囲む車両凸多角形PVを作成し、上述した
図4のステップS102で生成された64本の軌道上を
車両凸多角形PVが移動する際に自由空間凸多角形PF
に衝突するか否かが判定される。判定は、次に示す手順
により行われる。
Next, as shown in FIG. 13, a vehicle convex polygon PV that surrounds the vehicle 20 in the immediate vicinity is created, and the vehicle convex polygon PV is generated on the 64 tracks generated in step S102 of FIG. 4 described above. Free space convex polygon PF when PV moves
It is determined whether to collide with. The determination is performed by the procedure shown below.

【0036】図14に示すように、凸多角形の頂点をP
1〜P5としたとき、凸多角形内にある点Aから各頂点P
1〜P5に向かうベクトルを仮定し、隣接するベクトル
(たとえば、ベクトルAP1、AP2)のなす角度(図示
例ではω)を全て加算すると結果は2πになる。しか
し、凸多角形外の点Bに対して同様の演算を行うと、結
果は0になる。つまり、凸多角形内の点Aにおける角度
ωは正負いずれか一方の符号を有するが、凸多角形外の
点Bにおける角度ωは正負両方の符号を有する。そこ
で、上述の角度ωの符号を凸多角形の各頂点毎に求め、
この符号が途中で反転したら検出の対象となる点が凸多
角形外にあると判定し、符号が一定であれば検出の対象
となる点が凸多角形内にあると判定すればよい。
As shown in FIG. 14, the vertex of the convex polygon is represented by P
1 to P5, each vertex P from the point A in the convex polygon
Assuming vectors going from 1 to P5 and adding all angles (ω in the illustrated example) formed by adjacent vectors (for example, vectors AP1 and AP2), the result is 2π. However, when the same calculation is performed on the point B outside the convex polygon, the result becomes 0. That is, the angle ω at the point A inside the convex polygon has one of positive and negative signs, but the angle ω at the point B outside the convex polygon has both positive and negative signs. Therefore, the sign of the angle ω is obtained for each vertex of the convex polygon,
If the sign is reversed in the middle, it may be determined that the point to be detected is outside the convex polygon, and if the sign is constant, it may be determined that the point to be detected is inside the convex polygon.

【0037】図15は衝突判定の具体的手順を説明する
ためのフローチャートである。なお、図15において
は、検出の対象となる点を図14の点Bとして記載して
あるが、点Bは図14に示すように必ず凸多角形の外に
ある点とは限らない。
FIG. 15 is a flow chart for explaining a concrete procedure of collision judgment. In FIG. 15, the point to be detected is described as the point B in FIG. 14, but the point B is not necessarily located outside the convex polygon as shown in FIG.

【0038】ステップS200では、符号判定の基準と
なる値を算出する。図示例では、点Bから頂点P1に向
かうベクトルBP1と、点Bから頂点P2に向かうベクト
ルBP2との外積を符号判定の基準値SGNとして用い
ている。ステップS201では頂点の数をカウントする
変数Iを初期化し、ステップS202では変数Iをイン
クリメントする。ステップS203では変数Iの値が凸
多角形の頂点の数より大きいか否かが判定され、判定が
肯定されるとステップS205に進み、検出の対象とな
る点が凸多角形内にあると判断する。一方、判定が否定
されるとステップS204に進む。ステップS204で
は、変数Iの頂点およびそれに隣接する変数I+1の頂
点にそれぞれ向かうベクトルの外積に上述の基準値SG
Nを乗じた値が0より小さいか否かが判定され、判定が
肯定されるとステップS206に進み、検出の対象とな
る点が凸多角形内にないと判断する。一方、判定が否定
されるとステップS202に戻って上述の作業を繰り返
す。
In step S200, a value serving as a reference for code determination is calculated. In the illustrated example, the outer product of the vector BP1 extending from the point B to the vertex P1 and the vector BP2 extending from the point B to the vertex P2 is used as the reference value SGN for code determination. A variable I for counting the number of vertices is initialized in step S201, and the variable I is incremented in step S202. In step S203, it is determined whether or not the value of the variable I is larger than the number of vertices of the convex polygon, and if the determination is affirmative, the process proceeds to step S205, and it is determined that the point to be detected is within the convex polygon. To do. On the other hand, if the determination is negative, the process proceeds to step S204. In step S204, the above-mentioned reference value SG is added to the outer product of the vectors respectively directed to the vertex of the variable I and the vertex of the variable I + 1 adjacent to the vertex.
It is determined whether the value multiplied by N is smaller than 0, and if the determination is affirmative, the process proceeds to step S206, and it is determined that the point to be detected is not within the convex polygon. On the other hand, if the determination is negative, the process returns to step S202 and the above-described work is repeated.

【0039】ステップS204は、ベクトルBPIおよ
びベクトルBPI+1の外積と、基準値SGNとで符号が
異なる場合に肯定される。これにより、ステップS20
4が肯定されれば上述の原理により検出の対象となる点
は凸多角形外にあり、凸多角形の全ての頂点についてス
テップS204が否定されれば同様に検出の対象となる
点は凸多角形内にあることが判断できる。
The step S204 is affirmed when the signs of the cross product of the vector BPI and the vector BPI + 1 and the reference value SGN are different. Thereby, step S20
If 4 is affirmed, the point to be detected is outside the convex polygon by the above-mentioned principle, and if step S204 is denied for all the vertices of the convex polygon, the point to be detected is similarly convex. It can be judged that it is inside the polygon.

【0040】なお、ステップS105で判定するのは車
両凸多角形PVと自由空間凸多角形PFとの衝突である
が、凸多角形同士の衝突は、一方の凸多角形(この場合
は車両凸多角形PV)の任意の点が他方の凸多角形(こ
の場合は自由空間凸多角形PF)内にあるか否かで判定
される。そして、判定の結果、車両凸多角形PVが自由
空間凸多角形PFに衝突すると判定された軌道が棄却さ
れ、残った軌道の中で最短距離を与える軌道が誘導軌道
として選択される。この軌道は、ステップS102で選
択された軌道と異なることもあり、また、障害物が存在
しても選択された軌道を変更する必要がない場合もあ
る。
It should be noted that the judgment in step S105 is a collision between the vehicle convex polygon PV and the free space convex polygon PF, but the collision between the convex polygons results in one convex polygon (in this case, the vehicle convex polygon). It is determined by whether or not an arbitrary point of the polygon PV) is inside the other convex polygon (in this case, the free space convex polygon PF). Then, as a result of the determination, the trajectory determined that the vehicle convex polygon PV collides with the free space convex polygon PF is rejected, and the trajectory giving the shortest distance among the remaining trajectories is selected as the guide trajectory. This trajectory may be different from the trajectory selected in step S102, and it may not be necessary to change the trajectory selected even if there is an obstacle.

【0041】ステップS102で生成された64組の軌
道全てにおいて、車両凸多角形PVと自由空間凸多角形
PFとが衝突すると判定されることもあるが、この場合
は、上述の参考文献に示されているように、初期旋回に
おいて初期旋回円を遮る障害物に衝突する寸前まで車両
20を移動させ、その地点で再度ステップS102と同
様にして64組の軌道を生成し、障害物に衝突しない、
すなわち車両凸多角形PVと自由空間凸多角形PFとが
衝突しない最短距離の軌道を選択することによって、誘
導目標位置に至る軌道を生成することができる。
It may be determined that the vehicle convex polygon PV and the free space convex polygon PF collide with each other in all of the 64 sets of trajectories generated in step S102. In this case, the above-mentioned references are used. As described above, in the initial turning, the vehicle 20 is moved to the point where it collides with the obstacle that blocks the initial turning circle, and at that point, 64 sets of trajectories are generated again in the same manner as in step S102, and the obstacle is not collided. ,
That is, a trajectory reaching the guidance target position can be generated by selecting the trajectory with the shortest distance in which the vehicle convex polygon PV and the free space convex polygon PF do not collide.

【0042】車両20の現在位置、誘導目標位置および
障害物の位置関係によっては、上述の自由空間凸多角形
PF内に誘導目標位置が入らない場合もある。例えば、
図16に示すように、誘導目標位置Bがクランク状の袋
小路の奥にあり、車両20の現在位置Aがクランクの入
口にある場合、上述の凸多角形の内角の条件からステッ
プS105で設定される自由空間凸多角形PF1は図示
のようになり、誘導目標位置Bが含まれない。自由空間
凸多角形PF1内に誘導目標位置Bが含まれないと、車
両20が自由空間凸多角形PF1外にある誘導目標位置
Bへ到達するように軌道が生成されるのであるから、ど
のような軌道を生成しても車両凸多角形は自由空間凸多
角形PF1に衝突してしまう。したがって、上述の手順
では車両20が誘導目標位置に到達できない。
Depending on the current position of the vehicle 20, the guidance target position, and the positional relationship of obstacles, the guidance target position may not be included in the above-mentioned free space convex polygon PF. For example,
As shown in FIG. 16, when the guidance target position B is inside the crank-shaped dead end and the current position A of the vehicle 20 is at the crank entrance, it is set in step S105 from the condition of the inside angle of the convex polygon described above. The free space convex polygon PF1 is as shown in the figure, and the guide target position B is not included. If the guide target position B is not included in the free space convex polygon PF1, the trajectory is generated so that the vehicle 20 reaches the guide target position B outside the free space convex polygon PF1, Even if a simple trajectory is generated, the vehicle convex polygon collides with the free space convex polygon PF1. Therefore, the vehicle 20 cannot reach the guidance target position by the above procedure.

【0043】そこで、上述の参考文献に示すように、互
いに重複領域を有する複数の自由空間凸多角形を生成し
てこれら自由空間凸多角形を接続し、自由空間凸多角形
の重複領域に仮想的な誘導目標位置を設定して現在位置
から仮想誘導目標位置、また仮想誘導目標位置から誘導
目標位置までの軌道をそれぞれ選択することにより全体
として誘導目標位置に到達できる軌道を生成できる。
Therefore, as shown in the above-mentioned reference, a plurality of free-space convex polygons having mutually overlapping regions are generated and these free-space convex polygons are connected to each other, and the free-space convex polygons are virtually overlapped with each other. By setting a specific guidance target position and selecting a trajectory from the current position to the virtual guidance target position and a trajectory from the virtual guidance target position to the guidance target position, a trajectory that can reach the guidance target position as a whole can be generated.

【0044】具体的には、図16に図示するように別の
自由空間凸多角形PF2を生成し、図17に示すよう
に、これら2つの自由空間凸多角形PF1、PF2が重複
する領域に仮想的な誘導目標位置(以下、サブゴールと
称する)Cを設定してA→C→Bの順に巡る軌道を作成
すればよい。サブゴールの設定方法としては、例えば上
述の重複領域内において2つの領域PF1,PF2が重
ならないように分割する接合線、つまり、図17におけ
る直線EF上において誘導目標位置Bに対し最短距離と
なる位置とすること等がある。また、開始位置Aから誘
導目標位置Bまでの距離または距離と切り換えし回数と
からなる評価関数が最小となるサブゴール位置Cを線形
もしくは非線形計画法により設定するという方法もあ
る。ここでは、評価関数が線形ならば線形計画法を用
い、評価関数が非線形ならば非線形計画法を用いる。ま
た、複数の自由空間凸多角形を生成する方法としては、
図18に示すように障害物40の外形直線(平面的には
辺)41を延長して車両20周囲の自由空間を分割した
領域を複数連結して自由空間凸多角形を生成するような
手法がある。
Specifically, another free space convex polygon PF2 is generated as shown in FIG. 16, and as shown in FIG. 17, in the area where these two free space convex polygons PF1 and PF2 overlap. A virtual guide target position (hereinafter, referred to as a subgoal) C may be set to create a trajectory around A → C → B. As a subgoal setting method, for example, a joining line that divides the two areas PF1 and PF2 in the overlapping area so as not to overlap each other, that is, a position that is the shortest distance to the guidance target position B on the straight line EF in FIG. And so on. There is also a method of setting a sub-goal position C that minimizes an evaluation function consisting of the distance or the distance from the start position A to the guidance target position B or the number of times by linear or nonlinear programming. Here, if the evaluation function is linear, linear programming is used, and if the evaluation function is nonlinear, nonlinear programming is used. Also, as a method of generating a plurality of free space convex polygons,
As shown in FIG. 18, a method in which a contour line (side in plan view) 41 of the obstacle 40 is extended to connect a plurality of regions obtained by dividing the free space around the vehicle 20 to generate a free space convex polygon There is.

【0045】ただし、図19に示すように、自由空間凸
多角形PF1、PF2の重複領域が狭くてサブゴールが設
定できない場合、すなわち重複領域内に車両20が入り
きらない場合は、この重複領域の周囲に仮想的な重複領
域42を設定する。仮想的な重複領域42は重複領域の
接合線、つまり図19における直線EFに対し垂直な辺
を持つ四角形、すなわち図19における四角形GHIJ
とする。この四角形GHIJは辺GJ,HIが直線EF
と垂直であれば良く辺GJ,HIの長さは車両20の最
も長い対角線に対し2倍以上の長さを持てばどのように
選んでも良い。仮想的な重複領域42、すなわち四角形
GHIJ内におけるサブゴールはPF1内にあり、開始
位置Aから最短であり、直線EFに車両20が接するC
とPF2内にあり、誘導目標位置Bから最短であり、直
線EFに車両20が接するDの2ケ所を設定する。ま
た、上記のように評価関数が最小となるC,Dの位置を
線形もしくは非線形計画法により設定しても良い。
However, as shown in FIG. 19, when the sub-goal cannot be set because the overlapping area of the free space convex polygons PF1 and PF2 is narrow, that is, when the vehicle 20 cannot fit in the overlapping area, this overlapping area A virtual overlapping area 42 is set around the area. The virtual overlapping region 42 is a joining line of the overlapping regions, that is, a quadrangle having a side perpendicular to the straight line EF in FIG. 19, that is, a quadrangle GHIJ in FIG.
And In this quadrangle GHIJ, sides GJ and HI are straight lines EF.
The length of the sides GJ, HI may be any length as long as it is twice or more the length of the longest diagonal of the vehicle 20. The virtual overlap region 42, that is, the subgoal in the quadrangle GHIJ is in the PF1, is the shortest from the start position A, and the vehicle 20 is in contact with the straight line EF.
And PF2, which is the shortest from the guidance target position B, and two points D where the vehicle 20 contacts the straight line EF are set. Further, as described above, the positions of C and D where the evaluation function becomes the minimum may be set by linear or non-linear programming.

【0046】さらに、本実施例では、上述の手順によっ
ても有効なサブゴールが設定できない、つまり、開始位
置から誘導目標位置への移動が物理的に不可能な場合
は、上述の誘導装置24あるいは図示しない報知装置に
よりその旨を乗員に通知する。また、ステアリングアク
チュエータ等により車両20の移動を自動制御している
構成の場合は、誘導動作を中止して車両20を直ちに停
止する。ただし、特定の誘導目標位置に対して特定の制
約条件を与えると得られる軌道をサブゴールの形で記憶
部27に予め記憶しておき、ステップS105による障
害物回避動作中にこのサブゴールを利用するようにして
もよい。記憶部27には軌道ではなくサブゴールを記憶
するようにすれば、記憶容量を削減することができる。
Further, in this embodiment, when the effective subgoal cannot be set even by the above-mentioned procedure, that is, when the movement from the start position to the guidance target position is physically impossible, the guidance device 24 or the above-described drawing is used. Notify the occupant to that effect by a notifying device. In the case of a configuration in which the movement of the vehicle 20 is automatically controlled by a steering actuator or the like, the guiding operation is stopped and the vehicle 20 is immediately stopped. However, a trajectory obtained by giving a specific constraint condition to a specific guidance target position is stored in advance in the storage unit 27 in the form of a subgoal, and this subgoal is used during the obstacle avoiding operation in step S105. You may If the storage unit 27 stores subgoals instead of trajectories, the storage capacity can be reduced.

【0047】図6に戻って、ステップS106では車両
20が誘導目標位置に到達したか否かが判定され、判定
が肯定されると動作を終了し、判定が否定されるとステ
ップS104に戻って上述の動作を繰り返す。
Returning to FIG. 6, in step S106, it is determined whether or not the vehicle 20 has reached the guidance target position. If the determination is affirmative, the operation ends, and if the determination is negative, the process returns to step S104. The above operation is repeated.

【0048】したがって、本実施例によれば、従来複数
設けられていた駐車位置としての誘導目標位置に対する
基準点を1つのマーカー30aだけとし、基準点との間
の距離を求めるとともに基準軸である地磁気軸32に対
する車両20の方位を検出することにより基準点に対す
る車両20の相対的位置座標および進行方向を検出して
いるので、従来の車両誘導装置のように基準点を識別す
る必要がなく、基準点および車両20側の検出手段の双
方の構成が簡易なもので済む。
Therefore, according to the present embodiment, only one marker 30a is used as the reference point for the guiding target position as the parking position which has been conventionally provided, and the distance between the reference point and the reference point is obtained and the reference axis is used. Since the relative position coordinate and the traveling direction of the vehicle 20 with respect to the reference point are detected by detecting the azimuth of the vehicle 20 with respect to the geomagnetic axis 32, it is not necessary to identify the reference point unlike the conventional vehicle guidance device. The configurations of both the reference point and the detection means on the vehicle 20 side are simple.

【0049】また、本実施例では誘導目標位置を任意の
位置に設定し、この任意の誘導目標位置に対して車両2
0を誘導しているので、従来の車両誘導装置のように誘
導目標位置との位置関係が予め知られている基準点に対
して誘導軌道を設定する方式と異なり、基準点と誘導目
標位置との間の相対位置の自由度が高まり、従来の車両
誘導装置のように駐車位置近傍に設置するといった制約
がなくなる。
Further, in this embodiment, the guidance target position is set to an arbitrary position, and the vehicle 2 is set to the arbitrary guidance target position.
Since 0 is guided, unlike the conventional vehicle guidance device, which differs from the conventional guide system in which the guide trajectory is set to a reference point whose positional relationship with the guide target position is known in advance, the reference point and the guide target position are The degree of freedom of the relative position between the two is increased, and there is no restriction that the vehicle is installed near the parking position unlike the conventional vehicle guidance device.

【0050】−第2実施例− 図20(a)は、本発明による車両誘導装置の第2実施例
を示す図であり、車両誘導装置が適用される車両を示す
斜視図である。本実施例では、距離測定器としてレーザ
ーレーダー装置50を用い、マーカーとして光リフレク
タ51を用いている。また、方位センサを構成するセン
サとして光ファイバジャイロ52を用いている。したが
って、本実施例によっても上述の第1実施例と同様の作
用効果を得ることができる。
-Second Embodiment- FIG. 20 (a) is a view showing a second embodiment of the vehicle guiding apparatus according to the present invention, and is a perspective view showing a vehicle to which the vehicle guiding apparatus is applied. In this embodiment, the laser radar device 50 is used as the distance measuring device, and the optical reflector 51 is used as the marker. Further, the optical fiber gyro 52 is used as a sensor that constitutes the azimuth sensor. Therefore, according to this embodiment as well, it is possible to obtain the same effects as those of the above-mentioned first embodiment.

【0051】−第3実施例− 図20(b)は、本発明による車両誘導装置の第3実施例
を示す図であり、車両誘導装置が適用される車両を示す
斜視図である。本実施例では、距離測定器として回転台
座60上に設けられたCCDカメラ61を用い、方位セ
ンサを構成するセンサとして光ファイバジャイロ52を
用いている。CCDカメラ61から得られた画像データ
から基準点となる画像を抽出してこの基準点までの距離
を得ることができ、また、そのときの回転台座60の回
転角から基準点に対する車両の方位を検出することがで
きる。
-Third Embodiment- FIG. 20 (b) is a diagram showing a third embodiment of the vehicle guiding apparatus according to the present invention, and is a perspective view showing a vehicle to which the vehicle guiding apparatus is applied. In this embodiment, the CCD camera 61 provided on the rotary pedestal 60 is used as the distance measuring device, and the optical fiber gyro 52 is used as the sensor forming the azimuth sensor. An image serving as a reference point can be extracted from the image data obtained from the CCD camera 61, and the distance to this reference point can be obtained. Further, from the rotation angle of the rotary pedestal 60 at that time, the direction of the vehicle with respect to the reference point can be determined. Can be detected.

【0052】したがって、本実施例によっても上述の第
1実施例と同様の作用効果を得ることができる。特に、
本実施例では画像処理により基準点を定めており、上述
の各実施例のように基準点として予め設置したものを使
用することなく任意の物体を基準点として利用すること
ができる、という優れた効果を奏する。
Therefore, according to this embodiment as well, it is possible to obtain the same effects as those of the above-mentioned first embodiment. In particular,
In this embodiment, the reference point is determined by image processing, and it is possible to use an arbitrary object as the reference point without using a preset reference point as in the above-described embodiments. Produce an effect.

【0053】なお、本実施例ではCCDカメラ61およ
び回転台座60により基準点までの距離および基準点に
対する方位が求められるので、基準点の高さhが既知で
ないときは、上述の手順と同様に図9の地点Aから地点
Bまで車両20を移動させ、各地点A、Bにおける基準
点までの距離L1A'、L1B'、および地点Aから地点Bま
での移動距離dr(これは車速センサ28により求めら
れる)を求めれば、喜寿点の高さhは次式で与えられ
る。
In this embodiment, since the distance to the reference point and the azimuth with respect to the reference point are obtained by the CCD camera 61 and the rotary pedestal 60, when the height h of the reference point is not known, the procedure is similar to that described above. The vehicle 20 is moved from the point A to the point B in FIG. 9, and the distances L1A ′ and L1B ′ to the reference points at the points A and B and the moving distance dr from the point A to the point B (this is determined by the vehicle speed sensor 28). The height h of the joy point is given by the following equation.

【数5】 (Equation 5)

【0054】以上の実施例において、距離測定器21と
距離算出部29Aが距離検出手段に、距離算出手段29
Aが水平方向距離演算手段に、方位センサ23が進行方
向検出手段に、軌道算出部29Bが、円算出手段、接線
算出手段、選択手段、重み付け手段に相当し、検知セン
サ22が検知手段に相当する。
In the above embodiment, the distance measuring device 21 and the distance calculating section 29A serve as the distance detecting means and the distance calculating means 29
A corresponds to the horizontal distance calculating means, the azimuth sensor 23 to the traveling direction detecting means, the trajectory calculating section 29B corresponds to the circle calculating means, the tangent calculating means, the selecting means, and the weighting means, and the detection sensor 22 corresponds to the detecting means. To do.

【0055】なお、本発明の車両誘導装置は、装置の細
部が上述の各実施例に限定されず、種々の変形が可能で
ある。一例として、上述の各実施例では記憶部に誘導目
標位置を1箇所記憶しておき、この誘導目標位置に車両
を誘導していたが、目標位置ボタン25a、誘導ボタン
25bを複数設定する等、複数の誘導目標位置を選択す
る手段を設ければ、複数の誘導目標位置へ車両を誘導す
ることができる。
The details of the vehicle guiding device of the present invention are not limited to those of the above-described embodiments, and various modifications are possible. As an example, in each of the above-described embodiments, one guidance target position is stored in the storage unit and the vehicle is guided to this guidance target position. However, a plurality of target position buttons 25a and guidance buttons 25b are set, etc. If a means for selecting a plurality of guidance target positions is provided, the vehicle can be guided to a plurality of guidance target positions.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、誘導の基準となる基準点と車両との距離と基準軸
に対する車両の進行方向を算出し、これらの算出結果に
基づいて、任意の出発位置から誘導目標位置までの軌道
を算出するようにしたので、ひとつの基準点と車両との
相対位置関係を求めるだけで、車両を誘導目標位置に適
切に誘導することができる。
As described in detail above, according to the present invention, the distance between the vehicle and the reference point, which is the reference for guidance, and the traveling direction of the vehicle with respect to the reference axis are calculated, and based on these calculation results. Since the trajectory from the arbitrary starting position to the guidance target position is calculated, the vehicle can be properly guided to the guidance target position by only obtaining the relative positional relationship between one reference point and the vehicle.

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

【図1】本発明の第1実施例である車両誘導装置を示す
機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing a vehicle guidance device that is a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の車両誘導装置が搭載された車両を
示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a vehicle equipped with the vehicle guidance system of the first embodiment.

【図3】第1実施例の車両の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the vehicle of the first embodiment.

【図4】第1実施例の入力装置を示す正面図である。FIG. 4 is a front view showing the input device according to the first embodiment.

【図5】第1実施例の表示装置を示す正面図である。FIG. 5 is a front view showing the display device of the first embodiment.

【図6】第1実施例の車両誘導装置の動作を説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 6 is a flow chart for explaining the operation of the vehicle guidance system of the first embodiment.

【図7】車両と基準点との3次元的距離および2次元的
距離の関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a three-dimensional distance and a two-dimensional distance between a vehicle and a reference point.

【図8】(a)、(b)ともに基準点に対する車両の相対座
標および方位を決定する方法を説明するための図であ
る。
FIG. 8A and FIG. 8B are diagrams for explaining a method of determining the relative coordinates and direction of the vehicle with respect to the reference point.

【図9】(a)〜(c)は基準点の高さを求める方法を説明
するための図である。
9A to 9C are views for explaining a method for obtaining the height of a reference point.

【図10】(a)は誘導開始位置から誘導終了位置までの
軌道の一例を示す図、(b)は軌道の数を説明するための
図である。
10A is a diagram showing an example of a trajectory from a guidance start position to a guidance end position, and FIG. 10B is a diagram for explaining the number of trajectories.

【図11】軌道の算出方法を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining a trajectory calculation method.

【図12】回転角<πの軌道を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a trajectory with a rotation angle <π.

【図13】自由空間凸多角形と車両凸多角形とを示す平
面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a free space convex polygon and a vehicle convex polygon.

【図14】凸多角形の衝突判定の原理を説明するための
図である。
FIG. 14 is a diagram for explaining the principle of collision determination of a convex polygon.

【図15】凸多角形の衝突判定の動作を説明するための
フローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation of collision determination for a convex polygon.

【図16】自由空間凸多角形の連結を示す平面図であ
る。
FIG. 16 is a plan view showing the connection of a free space convex polygon.

【図17】サブゴールの設定位置を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a setting position of a subgoal.

【図18】自由空間凸多角形の分割方法を説明するため
の図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining a method of dividing a free space convex polygon.

【図19】仮想的な重複領域の設定位置を示す平面図で
ある。
FIG. 19 is a plan view showing a setting position of a virtual overlapping area.

【図20】(a)は本発明の第2実施例である車両誘導装
置が搭載された車両を示す斜視図、(b)は本発明の第3
実施例である車両誘導装置が搭載された車両を示す斜視
図である。
FIG. 20 (a) is a perspective view showing a vehicle equipped with a vehicle guidance system of a second embodiment of the present invention, and FIG. 20 (b) is a third view of the present invention.
It is a perspective view showing a vehicle in which a vehicle guidance device which is an example is carried.

【図21】従来の車両誘導装置の一例を説明するための
図であって、駐車位置およびマーカーの位置関係を示す
平面図である。
FIG. 21 is a diagram for explaining an example of a conventional vehicle guidance device, and is a plan view showing a positional relationship between a parking position and a marker.

【図22】従来の車両誘導装置の一例におけるセンサの
配置位置を示す斜視図である。
FIG. 22 is a perspective view showing an arrangement position of a sensor in an example of a conventional vehicle guidance device.

【図23】(a)〜(c)は、それぞれ異なる車両位置にお
いてセンサにより検出されるマーカーを示す概略平面図
である。
23A to 23C are schematic plan views showing markers detected by a sensor at different vehicle positions.

【図24】従来の車両誘導装置の他の例を説明するため
の図であって、駐車位置およびバーコードの位置関係を
示す斜視図である。
FIG. 24 is a diagram for explaining another example of the conventional vehicle guidance device, and is a perspective view showing a positional relationship between a parking position and a barcode.

【図25】従来の車両誘導装置の他の例におけるCCD
の配置位置を示す概略平面図である。
FIG. 25 is a CCD in another example of a conventional vehicle guidance device.
It is a schematic plan view which shows the arrangement position of.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 車両 21 距離測定器 22 障害物検知センサ 23 方位センサ 24 誘導制御装置 25 入力装置 26 出力装置 27 記憶部 28 車速センサ 29 計算部 29A 距離算出部 29B 軌道算出部 30a マーカー 20 vehicle 21 distance measuring device 22 obstacle detection sensor 23 direction sensor 24 guidance control device 25 input device 26 output device 27 storage unit 28 vehicle speed sensor 29 calculation unit 29A distance calculation unit 29B trajectory calculation unit 30a marker

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両を所定の誘導目標位置に誘導する車
両誘導装置において、 誘導の基準となる基準点と前記車両との距離を検出する
距離検出手段と、 地表上の基準軸に対する車両の進行方向を検出する進行
方向検出手段と、 前記距離検出手段で検出された前記距離および前記進行
方向検出手段で検出された前記車両進行方向に基づい
て、任意の出発位置から前記誘導目標位置までの軌道を
算出する軌道算出手段と、 前記軌道算出手段により算出された軌道にしたがって前
記車両を前記誘導目標位置に誘導する誘導制御手段とを
備えたことを特徴とする車両誘導装置。
1. A vehicle guidance device for guiding a vehicle to a predetermined guidance target position, distance detection means for detecting a distance between a reference point serving as a reference for guidance and the vehicle, and traveling of the vehicle with respect to a reference axis on the ground surface. A traveling direction detecting means for detecting a direction, and a trajectory from an arbitrary starting position to the guiding target position based on the distance detected by the distance detecting means and the vehicle traveling direction detected by the traveling direction detecting means And a guide control unit that guides the vehicle to the guide target position in accordance with the trajectory calculated by the trajectory calculation unit.
【請求項2】 請求項1に記載の車両誘導装置におい
て、 前記距離検出手段は、 前記基準点と前記車両との前記距離に相関する前記距離
信号を出力する距離信号出力手段と、 前記車両の移動にともなって前記距離信号出力手段から
得られる距離信号に基づいて前記車両と前記基準点との
間の高さを算出し、演算された高さと前記距離信号とに
基づいて前記基準点と前記車両との水平距離を演算する
水平距離演算手段とを具備することを特徴とする車両誘
導装置。
2. The vehicle guiding apparatus according to claim 1, wherein the distance detecting unit outputs a distance signal that correlates to the distance between the reference point and the vehicle, and a distance signal outputting unit that outputs the distance signal. The height between the vehicle and the reference point is calculated based on the distance signal obtained from the distance signal output means along with the movement, and the reference point and the distance are calculated based on the calculated height and the distance signal. A vehicle guidance device comprising: a horizontal distance calculating means for calculating a horizontal distance to a vehicle.
【請求項3】 請求項1または2に記載の車両誘導装置
において、 前記車両周囲の障害物を検知する検知手段を備え、 前記軌道算出手段は、前記検知手段により前記障害物が
検知されたら、この障害物に前記車両が衝突しないよう
に前記軌道を再度算出し、 前記誘導制御手段は、前記軌道算出手段により再度算出
された前記軌道にしたがって前記車両を誘導することを
特徴とする車両誘導装置。
3. The vehicle guiding apparatus according to claim 1, further comprising a detection unit that detects an obstacle around the vehicle, wherein the trajectory calculation unit detects the obstacle by the detection unit. A vehicle guidance device, wherein the trajectory is recalculated so that the vehicle does not collide with the obstacle, and the guidance control unit guides the vehicle according to the trajectory recalculated by the trajectory calculation unit. .
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の車
両誘導装置において、前記軌道算出手段は、 前記出発位置および前記誘導目標位置をそれぞれ通り、
前記車両の最小回転半径を半径とするそれぞれ2つの円
を算出する円算出手段と、 これら出発位置および誘導目標位置を通る2つの円を結
ぶ接線を算出する接線算出手段と、 算出された円および接線の組み合わせから前記軌道を選
択する選択手段とを有することを特徴とする車両誘導装
置。
4. The vehicle guidance device according to claim 1, wherein the trajectory calculation means passes through the starting position and the guidance target position, respectively.
A circle calculating means for calculating two circles each having a radius of the minimum turning radius of the vehicle, a tangential line calculating means for calculating a tangent line connecting two circles passing through the starting position and the guide target position, and the calculated circle and A vehicle guidance device comprising: a selecting unit that selects the track from a combination of tangent lines.
【請求項5】 請求項4に記載の車両誘導装置におい
て、 前記選択手段は、前記円および接線の組み合わせの中で
最小距離となる軌道を選択することを特徴とする車両誘
導装置。
5. The vehicle guiding apparatus according to claim 4, wherein the selecting unit selects a track having a minimum distance in the combination of the circle and the tangent line.
【請求項6】 請求項4に記載の車両誘導装置におい
て、 前記軌道算出手段は、前記車両が後進方向に進行する軌
道の走行距離に対して重み付けをする重み付け手段を有
し、前記選択手段は、その重み付け後、前記円および接
線の組み合わせの中で最小距離となる軌道を選択するこ
とを特徴とする車両誘導装置。
6. The vehicle guiding apparatus according to claim 4, wherein the trajectory calculating means has weighting means for weighting a travel distance of a trajectory of the vehicle traveling in a reverse direction, and the selecting means. After the weighting, the vehicle guidance device is characterized in that the trajectory having the minimum distance is selected from the combination of the circle and the tangent line.
【請求項7】 請求項1または3に記載の車両誘導装置
において、 前記基準点は電波反射体であり、 前記距離検出手段は、前記車両に搭載された、前記電波
反射体に向けて電波を発信する電波送信器および前記電
波反射体からの反射電波を受信する電波受信器を備え、
前記電波送信器から発射された電波が前記受信器で受信
されるまでの時間に基づいて前記基準点と前記車両との
間の距離を算出し、 前記進行方向検出手段は、前記基準軸である地磁気軸の
方向に相関する信号を出力する地磁気センサと、この地
磁気センサにより計測された前記地磁気軸に対する前記
車両の進行方向を算出する演算手段とを備えることを特
徴とする車両誘導装置。
7. The vehicle guiding apparatus according to claim 1, wherein the reference point is a radio wave reflector, and the distance detecting unit emits a radio wave toward the radio wave reflector mounted on the vehicle. A radio wave transmitter for transmitting and a radio wave receiver for receiving reflected radio waves from the radio wave reflector are provided,
The distance between the reference point and the vehicle is calculated based on the time until the radio wave emitted from the radio wave transmitter is received by the receiver, and the traveling direction detecting means is the reference axis. A vehicle guidance device comprising: a geomagnetic sensor that outputs a signal that correlates to the direction of the geomagnetic axis; and a computing unit that calculates the traveling direction of the vehicle with respect to the geomagnetic axis measured by the geomagnetic sensor.
【請求項8】 請求項2に記載の車両誘導装置におい
て、 前記基準点は電波反射体であり、 前記距離信号出力手段は、前記車両に搭載された、前記
電波反射体に向けて電波を発信する電波送信器および前
記電波反射体からの反射電波を受信する電波受信器から
なり、前記水平距離演算手段は、前記電波送信器から発
射された電波が前記受信器で受信されるまでの時間に基
づいて前記基準点と前記車両との間の距離を算出し、 前記進行方向検出手段は、前記基準軸である地磁気軸の
方向に相関する信号を出力する地磁気センサと、この地
磁気センサにより計測された前記地磁気軸に対する前記
車両の進行方向を算出する演算手段とを備えることを特
徴とする車両誘導装置。
8. The vehicle guiding apparatus according to claim 2, wherein the reference point is a radio wave reflector, and the distance signal output means emits a radio wave to the radio wave reflector mounted on the vehicle. And a radio wave receiver for receiving the reflected radio wave from the radio wave reflector, wherein the horizontal distance computing means is provided for the time until the radio wave emitted from the radio wave transmitter is received by the receiver. The distance between the reference point and the vehicle is calculated based on the traveling direction detecting means, and a geomagnetic sensor that outputs a signal correlated with the direction of the geomagnetic axis that is the reference axis, and the geomagnetic sensor measures the geomagnetic sensor. A vehicle guidance device comprising: a calculation unit that calculates a traveling direction of the vehicle with respect to the geomagnetic axis.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007014617A (en) * 2005-07-08 2007-01-25 Matsushita Electric Works Ltd Guidance equipment for meal serving wagon
JP2018206210A (en) * 2017-06-07 2018-12-27 富士通株式会社 Collision accident suppression system and collision accident suppression method
JP2019073229A (en) * 2017-10-19 2019-05-16 アルパイン株式会社 Target track formation device and target track formation method

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