JPS60193020A - 移動体の進路補正制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は移動機械に係り、階段を走行中の移動機械の進
行方向の補正に好適な走行補正制御装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、傾斜地における自動走行中の移動体の進行方向の
補正はテレビカメらを見ながら、進行方向にモニタリン
グし、車輪やクローラの滑り等により、進行方向が外れ
た時、手動により割込みをかけて、補正を行っている。

手動補正の場合には操作者の介入が不可欠であり、移動
能率が低下する。又、ジャイロによる補正も考えられる
が、装置が大がかりになり、移動体の積載を考慮すると
、スペース効率が悪く、消費電力も大きく、重量も大き
くなる欠点がある。一方、平坦地上を走行する移動体の
誘導方策としては、平坦地上に誘導用のマークを敷設す
るものがある。この例としては、例えば、１９７５年１
０月発行の日立評論Ｖｏ１．７５　。

翫１０の３１４頁〜３１９頁に記載されている。

この方策では、路面に何んらかの誘導物を設けて、それ
に従って移動体を走行させるため路面に＾じめ誘、淳物
を敷設する必要があり、基本的に決められたルート外へ
は走行することができない。又、ＴＶカメラによる画像
を処理して、進行方向を定めてゆっくりと移動するもの
、或いは超音波センサーで壁を検出して進行するものが
ある。しかし、ＴＶカメラや超音波センサーによるもの
は平地走行を考慮したもので、階段を走行するとＴＶカ
メラによる画像処理方法では振動による画像の振れによ
る認識不足、超音波センサーによるものでは壁の存在の
必要性がある。又、ＴＶカメラによる画像処理方法では
リアルタイムでの処理時間の遅れにより移動能率が低下
する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は傾斜地走行中の移動体の進行方向を正し
く補正するための進路補正制御装置を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明の特徴とするところは、傾斜地走行中の移動体の
進行方向の変化を、移動体の下面に設けたセンサーの出
力信号によりステアリング機構を動作させて、傾斜地で
の移動体の進行方向を補正し、安全に登り降りさせるよ
うにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

本発明の第１の実施例はステアリング機構として、クロ
ーラ型のものを使用した場合を示しである。点検用テレ
ビカメラ２を積載した移動体１の傾斜地走行中の状況を
第１図に示す。傾斜地の一点鎖線は階段を示す。第２図
は第１図に示す移動体の平面図である。これらの図にお
いて、移動体１は左右の走行モータ６．７により、クロ
ーラ４゜５を正逆回転させることにより１前後進、又ス
テアリング及び旋回動作を行う。エンコーダ８，９は左
右のクローラの走行距離の計測用と走行モータの速度フ
ィードバックとして用として用いられるものである。移
動体１の左右下面には、第２図および第３図に示すよう
に移動体１の長さ方向に沿ってそれぞれ３個のセンサー
２２Ａ〜２２Ｃ９２３Ａ〜２３Ｃが設けられている。

本発明の装置における制御回路の一例を第４図によって
説明する。移動体１の左右のクローラの目標値１２．１
３は通常上位レベルの制御装置例えばＴＶカメラによる
画像を固定側で演算処理を行い、その結果を移動体ｌに
送り返すようミニコンシステムから与えられ、平地走行
する。カウンター２０，２１にはモータ６．７の軸のエ
ンコーダ８，９からの出力パルスを計数して得られる移
動体１の現在位置が記憶されている。変換器１４゜１５
は目標位置１２．１３と現在位置との偏差に応じたモー
タ回転数をサーボアンプ１６．１７へ出力する。サーボ
アンプ１６．１７は変換器１４゜１５から出力された速
度で左右の走行モータ６゜７を回転させるため、モータ
の端子電圧と電流を制御する。又、サーボアンプ１６．
１７にはエンコーダの出力パルスを周波数・電圧変換し
速度フィードバックをかける、このように手挿走行中は
上位レベルの制御装置から指示された目標位置まで、走
行して、移動体１を位置決めする。進路補正制御部１０
はサーボアンプ１６．１７の入力加算点へ、センサ２２
Ａ〜２２Ｇ、２３Ａ〜２３Ｇからの信号にもとづいて演
算判別した結果を加算或いは減算し、走行モータ６．７
の回転数を変化させ、走行速度を補正する。

次に上述した本発明の装置の動作を説明する。

移動体ｌが傾斜地３を走行しているときに、左右の走行
モータ６．７の負荷配分による回転数の不均衡、左右の
クローラ４，５の滑り等により、第２図の実線で示した
矢印のように、移動体１の進行方向は破線で示した目標
方向から離れて行くことになる。これを補正するために
、移動体１が段差を通過する際に得られるセンサ２２Ａ
〜２２ｃ。

２３Ａ〜２３Ｇの出力信号により、左右のクローラの走
行速度を制御し、移動体１を所定の進行方向に向を補正
するものである。すなわち、移動体１が階段を走行する
と、光電形のセンサ２２Ａ〜２２Ｇ、２３Ａ〜２３Ｃの
動作領域の階段のステップが次々と入り、センサ２２Ａ
〜２２Ｃ，２３Ａ〜２３Ｇの出力状態は変化する。移動
体１が第３図に示す位置ではセンサー２２Ａの動作領域
に階段のステップがあるため、センサー２２Ｂは動作状
態となり、階段のステップ内に対する移動体１の相対位
置を知ることができる。そこで、前述したように第３図
に示したと同様の組み合せのセンサー２３Ａ〜２３Ｃを
もう１組、階段のステップに対する相対位置が第３図の
センサー２２Ａ〜２２Ｇと同一になる位置に配置する。

このように、６個のセンサー２２Ａ〜２２Ｇ、２３Ａ〜
２３Ｇを配置することにより、２組のセンサー２２Ａ〜
２２Ｇ、２３Ａ〜２３Ｇの出力状態により、移動体１の
進行方向の変化を知ることができ、次の表１に示す対応
表により左右の走行モータ６．７の出力回転数を変え、
移動体１の進行方向を直進に保つことができる。

表１の横軸はケース番号を示す、縦軸は左右６個のセン
サー２２Ａ〜２２Ｇ、２３Ａ〜２３Ｇの動作状態と左右
の走行モータ６．７への速度指令を示す。移動体ｌの右
側に取り付けたセンサー２２Ａ〜２２Ｇの組みをＲ１左
側に取り付けたセンサー２３Ａ〜２３Ｃの組みをＬと表
記する。又。

右の走行モータ６の補正速度指令をＲＶ、左のものをＬ
Ｖと表記する。この補正速度指令は第４図の進路補正制
御部１０よりサーボアンプ１６゜１７の入力加算点への
補正値となり、走行モータ６．７の回転数を補正する。

ケース１，２．３は右側の前のセンサー２３Ａが動作し
た時の左側のセンサー２２Ａ〜２２Ｇの出力状態に対す
る場合である。左側のセンサー２２Ａが動作しているケ
ース１の場合、進行方向は直進であり左右の走行モータ
６．７の速度は現状のまま維持する。中間のセンサー２
２Ｂが動作しているケース２の場合、進行方向はやや左
側へ向いているので、右走行モータ６の速度をやや減速
する。後のセンサー２２Ｃが動作しているケース３の場
合、進行方向はかなり左側を向いているので、右走行モ
ータ６の速度をかなり減速する。

このように、センサー２２Ａ〜２２Ｃ，２３Ａ〜２３Ｇ
の出力状態を表１の対応表にあてはめ、左右のモータ６
．７の回転数を制御すれば、移動体１は階段３を直進す
ることができる。ここで、階段を磁性体に限れば、渦電
流式や静電容量形センサーも使用できる。また、この方
法は階段ばかりでなく、例えば進行方向と直角に直線状
の溝を設けた傾斜地等へも適用することができる。

次に本発明の第２の実施例を第５図によって説明する。

この実施例は移動体１の左右の端Ｒ，Ｌに光電形のセン
サー６０Ｒ９６０Ｌを配置した場合であり、移動体１が
階段を走行した場合の左右のセンサー６０ＩＩ、６０Ｌ
の出力状態のタイムチャートを第６図に示す。移動体１
が階段を走行中にステップの角部をセンサー６０つ、６
０Ｌが通過する時、センサー６０．．６０ＬはＯＮ状態
となる。今、センサー６０．．６０Ｌを移動体１の幅方
向に沿って一直線上に配置すると、センサー６０、．６
０ＬのＯＮ状態の時間差Ａｔは移動体１の進行方向への
傾きを示すことになる。第６図の■の場合はＡｔ＝Ｏで
あり、移動体１は直進中である。■の場合は左側のクロ
ーラ速度を上げる必要がある。■の場合は■の場合とは
逆に進行方向に対して右方向へ向いているので、右側の
クローラ速度を上げる必要がある。このように、Ａｔの
大きさと符合により補正量を演算判断し、第４図のサー
ボアンプの入力加算点に補正量を加算及び減算すること
により、直進性を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、誘導体等を敷設す
ることなく傾斜地での移動体の進行方向を適切に保つこ
とができ、自律移動する際の外界に対する適応応力を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一例を備えた移動体の正面図、
第２図は第１図の平面図、第３図は本発明の装置に用い
られるセンサーの配置を示す縦断正面図、第４図は本発
明の装置の一例の制御回路図、第５図は本発明の装置の
他の例を備えた移動体の平面図、第６図は第５図に示す
本発明の装置の他の例に用いられるセンサの動作例を示
すタイムチャート図である。 １・・・移動体、３・・・傾斜面、６，７・・・走行モ
ータ、１０・・・補正制御部、２２Ａ〜２２Ｇ、２３Ａ
〜第　１　図 第　３　口 ￥１４ｆｆｉ ￥１５　口 第　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、凸凹の連続した傾斜地を移動し、かつステアリング
   ａｍを備えた移動体において、傾斜地のステップの角部
   又は溝部を検出するように移動体の幅方向に取り付けた
   センサーと、そのセンサーの出力信号にもとづいて、凸
   凹の連続した傾斜地での移動体の進行方向とその補正量
   を演算する手段と、この演算手段から補正（にもとづい
   て移動体のステアリング機構を制御する制御手段とを備
   えたことを特徴とする移動体の進路補正制御装置。。 ２、センサーは移動体から一定距離以内に対象物があっ
   た場合に０Ｎ−ＯＦＦ信号を出力する光学式センサーで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の移動
   体の進路補正制御装置。 ３、センサーは超音波センサーであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の移動体の進路補正制御装置
   。 ４、センサーは金属製の傾斜地のステップに対応して作
   動する渦電流式センサーであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の移動体の進路補正制御装置。