JPS61151421A

JPS61151421A - 無人車の誘導制御装置

Info

Publication number: JPS61151421A
Application number: JP59276637A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Matsuda; 智夫松田; Mitsuo Hosoi; 細井　光夫
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1984-12-26
Filing date: 1984-12-26
Publication date: 1986-07-10
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPH0650250B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は無人車の推測航法に用いられる方向検出器の較
正方法に関する。

〔従来の技術〕

屋内あるいは屋外を走行する無人車を、出発点から目標
地点へ誘導する制御技術の分野くおいて、車両の走行長
と進みつつある方向を走行中に計測して軌跡を計算し、
現在位置を算出することにより、所定の経路を辿るよう
に操舵制御することができる。この誘導走行技術は基本
技術として船舶の分野で１推測航法”と呼ばれており公
知である。

この推測航法を車両に適用する場合にも、速度又は走行
距離をタイヤ等で検出すること以外には、何ら変わると
ころはない。

ここで、車両の走行長と走行方向とから車両の現在位置
を求める方法を説明する。第４図に示すように、車両の
初期位置を（ｘ０１３’（１）、基準方向に対して車両
が進みつつある方向なα、微小走行長を旬とすると、車
両の現在位置（ｘ、ｙ）は、次式、はって求めることができる。

さて、車両を推測航法で誘導走行させる際に使用する方
向検出器を大別し、その特徴を挙げると下記のようにな
る。

げ）地磁気センサ丈夫で安価であるが、付近に金属片があると指示方向に
狂いが生じる。有人車の現在位置表示装置として実用化
された例はあるが、無人車の誘導走行に実用されている
例はない。

なお、磁気の乱れ（誘導障害）がなければ、センサ自身
が基準方向を持っているので、基準方向を教示しなく【
もよい。

（ロ）慣性コマによるジャイロコンパス高精度であり、
センサ自身が南北を指す利点はあるが、重く、高価で振
動に弱く、電力消費量が大（モータが内蔵されている）
なため、車載して無人車の誘導走行に利用しても経済的
に割に合わない。

ｅ）　レートジャイロレートジャイロには、レーザージャイロ、光フアイバー
ジャイロのような高精度６ものから、ガスレートジャイ
ロ、振動ジャイロのような丈夫なものがある。ただし、
レート（単位時間当りの変化量）という名称九代表され
るように、このレートジャイロは１どちらを向いている
のか”という方向を出力するのではなく、′どのくらい
の角速度で向きを変えているか”という方向の変化量を
出力する。

従って、誘導走行に使用するためには、次式の積分を用
いて現在の方向αを算出する必要がある。

α＝Ｉαｄｔ＋α。　　　　　　・・・・−（２）ただ
し、αはレートジャイロの出力、α。は初期方向である
。なお、初期方向とは、　初めに車体が基準方向とどれ
くらいの角度ズレしていたかを示すものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、上記レートジャイロの初期方向は人間が入力して
いたため完全な無人運転ができず、また精度と再現性（
人によってばらついた値になる）が悪かった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、無人車誘導
用方向検出器に基準方向を自動的に、かつ高精度に教示
し、その出力方向を較正することができる無人車誘導用
方向検出器の較正方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明によれば、無人車の走行方向を無人車の角速度
を積分して検出するタイプの無人車誘導用方向検出器に
おいて、予め設定したある基準方向と同一方向の所定の
直線距離間を該直線罠沿りて前記無人車を誘導走行させ
、前記所定の直線距離間の走行中における前記方向検出
器の平均出力を求め、この平均出力の示す方向を前記予
め設定したある基準方向として教示するようＫしている
。

〔作用〕

無人車をある直線［ａって誘導走行させ、その走行中に
おける方向検出器の平均出力を求めることにより、無人
車を前記ある直線と同一方向に正確に向けたときの方向
検出器の出力と同等の出力を得ることができ、その結果
、方向検出器の出力と前記ある直線の方向との対応づけ
、すなわち方向検出器への基準方向の教示較正を行なう
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。

第１図において、無人ダンプトラック１を出発点（荷降
し場）Ａから目標地点（荷積場）Ｂまで誘導走行させる
場合に、誘導体２に追従するように誘導走行させる方法
と推測航法により所定の経路を誘導走行させる方法とを
併用するっなお、誘導体２は少なくとも所定の直線の較
正区間２ａ有する必要がある。また、前記較正区間２ａ
の始端および終端にはそれぞれ区間標識３ａおよび３ｂ
が設けられている。

第２図に例示した無人ダンプトラック２側の装置は、推
測航法により所定の経路を誘導走行させるために必要な
測長器１０、レートジャイロ１１および推測操舵制御装
置１２と、誘導体２に追従するように誘導走行させるた
めに必要な誘導体センサ１３および追従操舵制御装置１
４と、レートジャイロ１１の出力方向を較正するに必要
な補正器１５、基準方向設定器１６、区間標識センサ１
７および区間識別回路１８と、前記推測操舵制御装置１
２および追従操舵制御装置１４の出力を選択する切替器
１９と、この切替器１９の出力によってステアリングを
制御する操舵装置とから構成されている。

次ニ、無人ダンプトラック２が荷降し場Ａから荷積場Ｂ
に向って走行するときにおける上記装置の動作を説明す
る。

まず、切替器１９は後述する区間認識回路１８の出力に
より追従操舵制御装置１４側の入力信号を選択して出力
するよう罠なっている。誘導体センサ１３は誘導体２を
検出し、例えばその誘導体２と車両とのずれに対応する
信号を追従操舵制御装置１４に加える。追従操舵制御装
置１４は入力信号から前記誘導体２と車両とのずれをな
くすような操舵指令信号を形成し、これを切替器１９に
加える。

切替器１９は上述したように追従操舵制御装置１４から
の操舵指令信号を選択して操舵装置２０に導き、操舵装
置２０は入力する操舵指令信号に基づいてステアリング
を制御する。これにより、無人ダンプトラックは誘導体
２に沿って走行する。

無人ダンプトラック１が誘導体２の較正区間２ａの始端
位置く達すると、区間標識センサ１７は区間標識３ａを
検出する。区間認識回路１８は区間標識センサ１７が区
間標識３ａを検出すると、無人ダンプトラック１が補正
区間２１に入ったことを認識し、無人ダンプトラック１
が較正区間２ａ内にあることを示す信号を補正器１５に
加える。

レートジャイロ１１は無人ダンプトラツク１０角速度を
積分し、走行方向く対応する信号を補正器１５１Ｃ出力
する。基準方向設定器１６は、前記較正区間２ａの方向
（基準方向）が設定されており、この基準方向を示す信
号を補正器１５に出力する。

補正器１５は前記区間認識回路１８から無人ダンプトラ
ック１が直線区間２ａ内にあることを示す信号が加えら
れると直ちにレートジャイロ１１から加えられる走行方
向く対応する信号を積算する。その後、無人ダンプトラ
ック１が誘導体２の較正区間２ａの終端位置に達し、区
間標識センサ１７が区間標識３ｂを検出すると、区間認
識回路１８は無人ダンプトラック１が較正区間２ａから
出たことを認識する。これＫより、区間認識回路１８は
切替器１９が推測操舵制御装置１２側の出力信号を選択
するように切替信号を切替器１９に出力するとともに、
前記補正器１５に出力していた較正区間２ａ内であるこ
とを示す信号を停止する。

補正器１５は区間認識回路１８からの信号により較正区
間２ａの走行が終了したことを認識すると、その間に積
算した前記走行方向に対応する信号の平均値を算出し、
この平均値と基準方向設定器１６から加えられた基準方
向を示す信号との差を求め、以下この差を補正値として
レートジャイロ１１から加わる走行方向を示す信号を補
正して推測操舵制御装置１２に出力する。

測長器１０は無人ダンプトラツク１０走行長を計測し、
その走行長を示す信号を推測操舵制御装置１２に出力す
る。

推測操舵制御装置１２は測長器１０から加えられる走行
長を示す信号とレートジャイロから補正器１５を介し【
加えられる走行方向を示す信号とから前述したように無
人ダンプトラック１の現在位置を求める（第（１）式参
照）。推測操舵制御装置１２は無人トラック１が走行す
べき所定の経路を予め記憶しており、この経路と車両の
現在位置とのずれをなくすような操舵指令信号を形成し
、これを切替器１９に加える。なお、車両の初期位置を
直線区間２ａの終端位置にすると、測長器１０による走
行長の累積誤差もここでキャンセルされるため都合がよ
い。

切替器１９は上述したように推測操舵制御装置１２から
の操舵指令信号を選択して操舵装置２゜に導き、操舵装
置２０は入力する操舵指令信号に基づいてステアリング
を制御する。これにより、無人ダンプトラック１は予め
記憶した所定の経路に沿って走行する。

なお、誘導体２としては第１表の線を表現するもの全て
が使用でき、誘導体上ンサ１３としては各々の線を表現
するものを検出する手段を用いればよい。また、区間標
識２ａ、２ｂとしては第１表の点を表現するもの全てが
使用でき、区間標識センサ１７としては各々の点を表現
するものを検出する手段を用いればよい。

次に、本発明を屋内の無人搬送車に適用した場合につい
て説明する。この場合、例えば、第３図に示すように床
面に誘導体とし【反射テープ４を貼付する。この反射テ
ープ４を検出するセンサとしてはラインイメージセンサ
を用いる。また、区間標識としては反射テープ４の切れ
目を利用する。

長い直線では、反射テープ４を利用して無人搬送車を誘
導走行させ、一方、広場Ｃや交差点りでは推測航法によ
り無人搬送車を誘導走行させる。

従来の反射テープのみによる誘導では広場や広い交差点
に多くの線を引く必要があったり、盲走行（例えばプロ
グラム走行）させる場合にはその精度に問題があった。

本方式では広場や広い交差点の通過時に推測航法を用い
るため不要の線を引かずに済む。なお、上記交差点りで
は３６通り（ＩＣ！＝３６）　　の走行経路が考えられ
、全ての走行経路に線を引くことは実際上困難である。

また、本方式では反射テープの直線部で走行方向の補正
、更には走行長の補正もでき、推測航法でも充分な精度
が確保できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、無人車を推測航法
で誘導走行させる際に必要な方向検出器（レートジャイ
ロ）の基準となる方向を自動的に１かつ精度よく教示し
、方向検出器の出力方向を較正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を無人ダンプトラックに適用した場
合の走行経路の一例を示す図、第２図は無人ダンプトラ
ック側の装置の一実施例を示すブロック図、第３図は本
発明方法を屋内の無人搬送車に適用した場合の走行経路
の一例を示す図、第４図は車両の走行長と走行方向とか
ら車両の現在位置を求める方法を説明するために用いた
図であるｇ１・・・無人ダンプトラック、２・・・誘導体、２ａ・
・・直線区間、３ａ、３ｂ・・・区間標識、４・・・反
射テープ、１０・・・測長器、１１・・・レートジャイ
ロ、１２・・・推測操舵制御装置、１３・・・誘導体セ
ンサ、１４・・・追従操舵制御装置、１５・・・補正器
、１６・−・基準方向設定器、１７・・・区間標識セン
サ、１８・・・区間認識回路、１９−・切替器、２０・
・・操舵装置。第２図第３図１灯チー７ム（＾ｏ、ｙｏ）

Claims

【特許請求の範囲】　無人車の走行長と走行方向とに基づいて無人車の現在
位置を逐次算出し、無人車が所定の経路を辿るように操
舵制御する推測航法に用いられる方向検出器であって、
前記走行方向を無人車の角速度を積分して検出する無人
車誘導用方向検出器において、予め設定したある基準方向と同一方向の所定の直線距離
間を該直線に沿って前記無人車を誘導走行させ、前記所
定の直線距離間の走行中における前記方向検出器の平均
出力を求め、この平均出力の示す方向を前記予め設定し
たある基準方向として教示し、前記方向検出器の出力方
向を較正することを特徴とする無人車誘導用方向検出器
の較正方法。