JPS59111508A - 点追従方式による車両の自動誘導方法 - Google Patents
点追従方式による車両の自動誘導方法Info
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- JPS59111508A JPS59111508A JP57220755A JP22075582A JPS59111508A JP S59111508 A JPS59111508 A JP S59111508A JP 57220755 A JP57220755 A JP 57220755A JP 22075582 A JP22075582 A JP 22075582A JP S59111508 A JPS59111508 A JP S59111508A
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- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
- G05D1/0272—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means comprising means for registering the travel distance, e.g. revolutions of wheels
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- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、点追従方式による車両の自動誘導方法に関す
るものである。
るものである。
一般に、自動車その他の車両を目的地点にむけて走行さ
せる車両の自動誘導においては、予め定められた直線状
等のコースに沿って車両を誘導走行させるのが通例であ
る。しかしながら、このようなコース追従方式の走行誘
導では、車両を常にコースに沿って走行させることを制
御の前提としているため、コース−Ｆにある障害物等を
回避するための舵角制御、あるいはそれを回避しである
程度コースから外れた場合等におけるコースへの復帰の
ための舵角の制御が困難である。
せる車両の自動誘導においては、予め定められた直線状
等のコースに沿って車両を誘導走行させるのが通例であ
る。しかしながら、このようなコース追従方式の走行誘
導では、車両を常にコースに沿って走行させることを制
御の前提としているため、コース−Ｆにある障害物等を
回避するための舵角制御、あるいはそれを回避しである
程度コースから外れた場合等におけるコースへの復帰の
ための舵角の制御が困難である。
本発明の自動誘導方法は、現在位置と目的地点との間に
適数の目標点を設定して、この目標点を順次追従する方
式によって車両を次第に目的地点に近づけるように自動
誘導しようとするものであり、従って障害物等を回避す
るために目標点からある程度離れたとしても、その目標
点に向がって容易に復帰させることができ、極めて自由
度のある誘導を行うことができる。
適数の目標点を設定して、この目標点を順次追従する方
式によって車両を次第に目的地点に近づけるように自動
誘導しようとするものであり、従って障害物等を回避す
るために目標点からある程度離れたとしても、その目標
点に向がって容易に復帰させることができ、極めて自由
度のある誘導を行うことができる。
即ち、本発明の自動誘導方法は、現在位置及び姿勢角を
測定可能な車両上の舵角制御装置において、与えられた
出発地点と目的地点の間に目標点列を設定し、各目標点
については位置及びそこを通過する車両の姿勢角を設定
し、車両が現在位置から次の目標点に向かい且つその目
標点を設定さけ車両を走行させ、その走行による到達地
点を改めて現在位置として上記舵角の計算を繰返し、車
両が目標点に十分近づいている場合において、その目標
点が最終目的地点でないときには１次の目標点に向かっ
て上記舵角の計算による走行を繰返して行い、それによ
って車両を目的地点に向かって走行ぎせることを特徴と
するものである。
測定可能な車両上の舵角制御装置において、与えられた
出発地点と目的地点の間に目標点列を設定し、各目標点
については位置及びそこを通過する車両の姿勢角を設定
し、車両が現在位置から次の目標点に向かい且つその目
標点を設定さけ車両を走行させ、その走行による到達地
点を改めて現在位置として上記舵角の計算を繰返し、車
両が目標点に十分近づいている場合において、その目標
点が最終目的地点でないときには１次の目標点に向かっ
て上記舵角の計算による走行を繰返して行い、それによ
って車両を目的地点に向かって走行ぎせることを特徴と
するものである。
以下に図面を参照して本発明の方法をさらに具体的に説
明する。
明する。
本発明による車両の自動誘導においては、第１図に示す
ような舵角制御装置が車両−ヒに搭載される。
ような舵角制御装置が車両−ヒに搭載される。
この舵角制御装置は、車両の位置及び姿勢角を測定する
位置方位測定装置と、車両の経路を決定する経路決定装
置と、−り記位置方位測定装置及び経路決定装置の出力
に基づいて舵角を決定する舵角決定装置とを備えたもの
である。上記位置方位測定装置は、左右の車輪の回転量
の差、あるいは車両に搭載したジャイロによって車両の
姿勢角を測定し、また両車軸の回転数によって車両の走
行距離を測定して、常に車両の位置及び方位についての
データを出力するものであり、また上記経路決定装置は
出発地点及び目的地点の座標を外部から設定可能とし、
それらの座標に基づいて目標点列を設定して、現在位置
及び次の目標点を舵角決定装置に出力するものである。
位置方位測定装置と、車両の経路を決定する経路決定装
置と、−り記位置方位測定装置及び経路決定装置の出力
に基づいて舵角を決定する舵角決定装置とを備えたもの
である。上記位置方位測定装置は、左右の車輪の回転量
の差、あるいは車両に搭載したジャイロによって車両の
姿勢角を測定し、また両車軸の回転数によって車両の走
行距離を測定して、常に車両の位置及び方位についての
データを出力するものであり、また上記経路決定装置は
出発地点及び目的地点の座標を外部から設定可能とし、
それらの座標に基づいて目標点列を設定して、現在位置
及び次の目標点を舵角決定装置に出力するものである。
さらに、−Ｆ記舵角決定装置は、位置方位測定装置及び
経路決定装置の出力に基づき、後述する実舵角αを計算
して、車両の操舵装置に操舵制御の信号を送るものであ
る。
経路決定装置の出力に基づき、後述する実舵角αを計算
して、車両の操舵装置に操舵制御の信号を送るものであ
る。
このような装置によって車両を出発地点から目的地点ま
で自動誘導するが、本発明においては地−ヒ設備を用い
ないことを前提とし、ｈ記経路決定装置に１おいて出発
地点と目的地点を結ぶ経路−Ｌに適当な配列で目標点列
が設定される。この目標点列は、例えばコースに沿って
目標点を一定距離ごとに配置したり、交差点その他の曲
がり角等に配置し、これによって車両を誘導すべき基本
的コースが設定される。
で自動誘導するが、本発明においては地−ヒ設備を用い
ないことを前提とし、ｈ記経路決定装置に１おいて出発
地点と目的地点を結ぶ経路−Ｌに適当な配列で目標点列
が設定される。この目標点列は、例えばコースに沿って
目標点を一定距離ごとに配置したり、交差点その他の曲
がり角等に配置し、これによって車両を誘導すべき基本
的コースが設定される。
今、出発地点においてその出発地点及び目的地点の座標
が経路決定装置に与えられ、位置方位測定装置によって
その後の走行距離及び方位の変化が計測されると、舵角
決定装置においては常に車両の現在位置を知ることがで
きる。このようにして現在位置とこれから向かおうとす
る目標点の位置が与えられていると、目標点列における
各目標点に順次向かうための舵角は、次のようにして決
定される。
が経路決定装置に与えられ、位置方位測定装置によって
その後の走行距離及び方位の変化が計測されると、舵角
決定装置においては常に車両の現在位置を知ることがで
きる。このようにして現在位置とこれから向かおうとす
る目標点の位置が与えられていると、目標点列における
各目標点に順次向かうための舵角は、次のようにして決
定される。
車両の動きに幾何学的な性質が保存されるものと仮定す
ると、第２図に示すような座標系において、車両の運動
は、次・のような方程式によって与えられる。
ると、第２図に示すような座標系において、車両の運動
は、次・のような方程式によって与えられる。
ここで、−（Δ ｃｔｙは車両のＸ方向及びｙ方向ｄｔ
ｄｔ の位置変化の時間微分、θは車両の姿勢角即ち車両の進
行方向がＸ軸となす角度、■は車速、見は軸距、αは実
舵角である。
ｄｔ の位置変化の時間微分、θは車両の姿勢角即ち車両の進
行方向がＸ軸となす角度、■は車速、見は軸距、αは実
舵角である。
現在位置における車両位置及び姿勢角がＰ。
（Ｘｏ、ｙｏ、θ０）であり、次の目標点の位置及びそ
こを通過する車両の姿勢角がＰｌ（Ｘｌ、ｙｌ、θ１）
として学えられる場合、まず、座標を第３図に示すよう
に、Ｘ０＝０．ｙｏ＝０．θ。＝０になるように、即ち
現在位置を座標の原点Ｏにとり、進行方向がＸ軸に沿う
ように設定する。これは、座標軸を平行移動または回転
することによって容易に行うことができる。
こを通過する車両の姿勢角がＰｌ（Ｘｌ、ｙｌ、θ１）
として学えられる場合、まず、座標を第３図に示すよう
に、Ｘ０＝０．ｙｏ＝０．θ。＝０になるように、即ち
現在位置を座標の原点Ｏにとり、進行方向がＸ軸に沿う
ように設定する。これは、座標軸を平行移動または回転
することによって容易に行うことができる。
ここで、車両が目標点Ｐ１に向かい且つその目標点を設
定された姿勢角で通過するための走行経路を、 ｙ＝ａｘ ３ ＋ｂｘ ２ ＋ ｃｘ＋ｄ
６ ＠ （２）の３次曲線によって与え
、右辺のａ−ｄの各定数の値を求めると、現在位置Ｐ。
定された姿勢角で通過するための走行経路を、 ｙ＝ａｘ ３ ＋ｂｘ ２ ＋ ｃｘ＋ｄ
６ ＠ （２）の３次曲線によって与え
、右辺のａ−ｄの各定数の値を求めると、現在位置Ｐ。
及び目標点Ｐ、にｙ＋）であり、車両の姿勢角θ。、θ
１は、第３図かられかるように、車両の走行曲線に対す
る点Ｐ。。
１は、第３図かられかるように、車両の走行曲線に対す
る点Ｐ。。
Ｐｌにおける接線の勾配であるため、Ｘ＝Ｏのとき、ｙ
’ ＝ ｔａｎθｏ＝ＯＩ Ｘ−Ｘ８のとき、ｙ’ ＝
ｔａｎθ１となり、従って、ｃ＝０ 、ｄ＝ｏである
と同時に、 の関係が成立し、この（３）式の連立方程式を解ぐこと
によってａ及びｂが求められるため、−上記（２）式の
３次曲線がきまることになる。
’ ＝ ｔａｎθｏ＝ＯＩ Ｘ−Ｘ８のとき、ｙ’ ＝
ｔａｎθ１となり、従って、ｃ＝０ 、ｄ＝ｏである
と同時に、 の関係が成立し、この（３）式の連立方程式を解ぐこと
によってａ及びｂが求められるため、−上記（２）式の
３次曲線がきまることになる。
この３次曲線は、現時点で決定した次の目標点に達する
までの走行経路を示す曲線であり、舵角決定装置におい
てはこの走行経路を得るための現在位置での舵角αを求
める必要がある。
までの走行経路を示す曲線であり、舵角決定装置におい
てはこの走行経路を得るための現在位置での舵角αを求
める必要がある。
この舵角は、次のようにして求めることができる。即ち
、θ＝ ｊａｎ’ ｙ’であるから、ｄｔ ｄｙ
ｄｘ ｄｔ の関係が成立し、ここで、ｙ″は、 ｙ″＝６ａｘ＋２ｂ によって与えられ、従って、現在位置Ｐ。においては、 の関係が成立し、前記（１）式を用いると１、’、ａ＝
ｊａｎ’２ｂｌ＊＊拳（４）となる。なお、この（４）
式におけるｂの値は、前記（３）式から、 として与えられるものである。
、θ＝ ｊａｎ’ ｙ’であるから、ｄｔ ｄｙ
ｄｘ ｄｔ の関係が成立し、ここで、ｙ″は、 ｙ″＝６ａｘ＋２ｂ によって与えられ、従って、現在位置Ｐ。においては、 の関係が成立し、前記（１）式を用いると１、’、ａ＝
ｊａｎ’２ｂｌ＊＊拳（４）となる。なお、この（４）
式におけるｂの値は、前記（３）式から、 として与えられるものである。
従って、前記舵角決定装置においては、上記（４）式に
よる舵角αの計算を行って車両の操舵装置を制御するこ
とになる。
よる舵角αの計算を行って車両の操舵装置を制御するこ
とになる。
次に、その制御による車両の誘導方法について説明する
。
。
前述したように、車両の経路決定装置には、出発地点と
目標地点の座標が与えられ、それに基づいて目標点列が
設定されて、出発地点と次の目標点の座標及び姿勢角が
舵角決定装置に送られる。
目標地点の座標が与えられ、それに基づいて目標点列が
設定されて、出発地点と次の目標点の座標及び姿勢角が
舵角決定装置に送られる。
なお、隣接する目標点間の姿勢角の変化は原則として９
０’未満とする。一方、位置方位測定装置においては、
走行距離と方位の計測を行っているため、車両が走行し
ている状態において常に現在位置の座標がわかることに
なる。− 舵角決定装置においては、このようにして求めた現在位
置の座標及び姿勢角Ｐ。（Ｘｏ 、３’ｏ ＊θ。）と
、次の目標点の座標及び姿勢角Ｐ、（Ｘｔ ＋ Ｖ、＊
θ、）を用いて、前記（４）式による舵角αの計算を行
い、操舵装置を作動させてその舵角により単位時間だけ
走行させる。単位時間の走行距離は位置方位測定装置に
よって計測され、車両の現在位置から目標点Ｐ、までの
距離が比較的大きい場合には、その到達地点を改めて現
在位置Ｐ。とじて上記（４）式の計算を繰返し、また車
両が目標点Ｐ１に十分近づいている場合、その目標点Ｐ
１が最終目的地点でなければ、経路決定装置から次の目
標点の座標を受取り、その新たな目標点に向って上記（
４）式による舵角の計算を行い、単位時間だけその舵角
によって車両を走行させる。車両が目標点に十分に近づ
き、その目標点が最終目的地点である場合には、その地
点への到達によって誘導を終る。
０’未満とする。一方、位置方位測定装置においては、
走行距離と方位の計測を行っているため、車両が走行し
ている状態において常に現在位置の座標がわかることに
なる。− 舵角決定装置においては、このようにして求めた現在位
置の座標及び姿勢角Ｐ。（Ｘｏ 、３’ｏ ＊θ。）と
、次の目標点の座標及び姿勢角Ｐ、（Ｘｔ ＋ Ｖ、＊
θ、）を用いて、前記（４）式による舵角αの計算を行
い、操舵装置を作動させてその舵角により単位時間だけ
走行させる。単位時間の走行距離は位置方位測定装置に
よって計測され、車両の現在位置から目標点Ｐ、までの
距離が比較的大きい場合には、その到達地点を改めて現
在位置Ｐ。とじて上記（４）式の計算を繰返し、また車
両が目標点Ｐ１に十分近づいている場合、その目標点Ｐ
１が最終目的地点でなければ、経路決定装置から次の目
標点の座標を受取り、その新たな目標点に向って上記（
４）式による舵角の計算を行い、単位時間だけその舵角
によって車両を走行させる。車両が目標点に十分に近づ
き、その目標点が最終目的地点である場合には、その地
点への到達によって誘導を終る。
第４図Ａ、Ｂは、上述した誘導方法のコンピュータによ
るシミュレーションの結果を示すもので、図中、Ｐ、、
Ｐ２ 、・命は目標点を示し、また各目標点に刊した直
線はその目標点について設定した車両の姿勢を示してい
る。同図Ａの場合、目標点列の座標と姿勢角の関係から
各目標点ごとに切り返しを行う必要が生じているが、同
図Ｂの場合にはその必要がない。この切り返しは、第５
図に示すような目標点Ｐ ＋ （Ｘ＋ 、’ｌ８．θ
、）。
るシミュレーションの結果を示すもので、図中、Ｐ、、
Ｐ２ 、・命は目標点を示し、また各目標点に刊した直
線はその目標点について設定した車両の姿勢を示してい
る。同図Ａの場合、目標点列の座標と姿勢角の関係から
各目標点ごとに切り返しを行う必要が生じているが、同
図Ｂの場合にはその必要がない。この切り返しは、第５
図に示すような目標点Ｐ ＋ （Ｘ＋ 、’ｌ８．θ
、）。
１
Ｐ２ （ｘｏ、ｙ２．θ７）について、それらを、の関
係をもつように設定することにより、その必要をなくす
ことができる。
係をもつように設定することにより、その必要をなくす
ことができる。
以−Ｆに詳述したところから明らかなように、本発明の
方法によれば、障害物の回避やノイズ等にるため、設備
費を著しく軽減できる点で有効である。
方法によれば、障害物の回避やノイズ等にるため、設備
費を著しく軽減できる点で有効である。
Claims (1)
- 現在位置及び姿勢角を測定可能な車両上の舵角制御装置
において、与えられた出発地点と目的地点の間に目標点
列を設定し、各目標点については位置及びそこを通過す
る車両の姿勢角を設定し、車両が現在位置から次の目標
点に向かい且つその目標点を設定された姿勢角で通過す
るための走行経路を３次曲線で与えて、その走行経路を
得るための舵角を計算し、操舵装置の制御によりその舵
角で中位時間だけ車両を走行させ、その走行による到達
地点を改めて現在位置として上記舵角の計算を繰返し、
車両が目標点に十分近づいている場合において、その目
標点が最終目的地点でないときには、次の目標点に向か
って−り記舵角の計算による走行を繰返して行い、それ
によって車両を目的地点に向かって走行させることを特
徴とする点追従方式による車両の自動誘導方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57220755A JPS59111508A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 点追従方式による車両の自動誘導方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57220755A JPS59111508A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 点追従方式による車両の自動誘導方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59111508A true JPS59111508A (ja) | 1984-06-27 |
| JPS6233607B2 JPS6233607B2 (ja) | 1987-07-22 |
Family
ID=16756028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57220755A Granted JPS59111508A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 点追従方式による車両の自動誘導方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59111508A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61278912A (ja) * | 1985-06-03 | 1986-12-09 | Komatsu Ltd | 地点追従方式による無人移動機械の誘導方法 |
| JPS6320508A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-28 | Tsubakimoto Chain Co | 自律走行車の誘導方法 |
| JPS647110A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-11 | Nissan Motor | Steering controller for vehicle |
| JPH01233170A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-18 | Honda Motor Co Ltd | 操舵装置 |
| JPH0256007A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-26 | Meidensha Corp | 無人車の走行制御方式 |
| JPH0256006A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-26 | Meidensha Corp | 無人車の走行制御方式 |
| JPH08185224A (ja) * | 1995-08-23 | 1996-07-16 | Komatsu Ltd | 地点追従方式による無人移動機械の誘導装置 |
| EP1538068A3 (en) * | 2003-12-05 | 2006-06-07 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Collision avoidance control for vehicles |
| WO2020039794A1 (ja) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 酒井重工業株式会社 | 建設車両の自律走行制御装置 |
-
1982
- 1982-12-16 JP JP57220755A patent/JPS59111508A/ja active Granted
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61278912A (ja) * | 1985-06-03 | 1986-12-09 | Komatsu Ltd | 地点追従方式による無人移動機械の誘導方法 |
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| JPS647110A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-11 | Nissan Motor | Steering controller for vehicle |
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| JPH0256007A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-26 | Meidensha Corp | 無人車の走行制御方式 |
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| JPH08185224A (ja) * | 1995-08-23 | 1996-07-16 | Komatsu Ltd | 地点追従方式による無人移動機械の誘導装置 |
| EP1538068A3 (en) * | 2003-12-05 | 2006-06-07 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Collision avoidance control for vehicles |
| US7243026B2 (en) | 2003-12-05 | 2007-07-10 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Vehicle traveling control device |
| WO2020039794A1 (ja) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 酒井重工業株式会社 | 建設車両の自律走行制御装置 |
| JP2020030625A (ja) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 酒井重工業株式会社 | 建設車両の自律走行制御装置 |
| US20210240193A1 (en) | 2018-08-23 | 2021-08-05 | Sakai Heavy Industries, Ltd. | Construction-vehicle autonomous travel control device |
| US11829151B2 (en) | 2018-08-23 | 2023-11-28 | Sakai Heavy Industries, Ltd | Construction-vehicle autonomous travel control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6233607B2 (ja) | 1987-07-22 |
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