JPS63273917A - 車両の操舵制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は車両の操舵制御装置に関し、特に無人搬送車
に好適な操舵制御装置に関する。

（従来の技術） 従来の無人搬送車の操舵制御装置としては、予め床面に
無人搬送車の経路に誘導用ケーブルを敷設し、このケー
ブル上を搬送車が走ることにより走行制御し誘導路に対
する搬送車のズレ量をピックアップコイルの誘起電圧差
で検出して、ズレ量に応じた操舵を制御する電ｒａｇ導
方式が知られている。

また、上記ケーブルの代りにマークテープを貼り、イメ
ージセンサにより誘導路に対する搬送車のズレ量を検出
してズレ量に応じた操舵を制御する光学反射方式も知ら
れている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、従来の電ｒＩ１１誘導方式または光学反射方
式の無人搬送車の操舵制御にあっては、搬送車が経路よ
り外れると所定の経路上に戻るような急激な操舵制御が
なされるため、搬送車の横揺れが激しく、貨物に悪影響
を与えるという不都合もあり、ざらに、人間が運転する
ような幅寄せや障害物回避ができないという問題点も存
在していた。

（問題点を解決しようとするための手段）この発明は、
上記問題点に鑑みてなされたちのであって、その目的は
車両を始点から目標点まで自立的にかつ滑かに走行させ
ることができる車両の操舵制御装置を提供することにお
る。

上記目的を達成するために本発明に係る車両の操舵制御
装置は次のように構成されている。

車両の始発点における位置および姿勢を演算する位置演
算手段と、 車両が所定の移動すべき目標点を決定する走行制御手段
と、 演算された車両の始発点の位置、姿勢および決定された
目標点に基づいた推定演算する操舵制御手段と、 車両の前記目標点までに走行すべき距離を決定する走行
距離制御手段とからなることを特徴とするものである。

（作用） 車両の始発点から目標点までの距離データと始発点での
車両姿勢に基づいた操舵制御が行なわれて車両が走行す
る。

（実施例の説明） 以下この発明を図面に基づいて説明する。

図において１は、無人搬送車（以下ｒＷＩ送車」という
）で、この搬送車１には、走行方向を躍像可能なように
ＣＣＤカメラ２が取り付けられているとともに、自動的
に操舵される単輪式の前輪３とモータにより回転駆動さ
れる２輪式の駆動後輪４を備えている。また、５は走行
経路で両端に平行に白線５ａ、５ｂが描かれていて、こ
の白線５ａ、５ｂ間を搬送車が走行するようになってい
る（第２，３図）。

さて、第１図には搬送車１の操舵制御を示すブロック図
が示してあり、これを第３図を参照しながら説明すると
、図中１０１は位置演算手段で必って、これは搬送車１
に取り付けられたＣＣＤカメラ２が白線５ａまたは５ｂ
を瞳像リーることにより、搬送車１の直進方向ａが白線
５と平行な線すとの交差角θｓｉ、すなわち搬送車の車
両姿勢と、白線部５ａからの距［［）Ｘｉを画像処理装
置手段１０２を介して検出して得た情報と、搬送車１の
走行すべき経路の距離および交差点情報を指示する地図
情報入力手段１０３の情報とから、搬送車１の始発点Ｇ
にあける位置を演算する。

また、走行制御手段１０４は、上記位置演算手段１０１
により搬送車１の始発点位置Ｇが求められると、この始
発点から所定距離離れた位置までの移動目標点Ｔの決定
を行なう。ざらに、操舵制御手段１０５は、上記走行制
御手段１０４の移動目標点Ｔの情報により、上記目標点
までの操舵角の推定演算を行なう。また、１０６は走行
距離制御手段であって、上記走行制御手段１０４により
決定された目標点Ｔまでの搬送車１の走行を制御すると
ともに、その走行距離だけ搬送車１を移動させるために
、駆動後輪４，４を回転駆動するようにモータ駆動手段
１０７に出力する。

上記、操舵制御手段１０５の操舵制御の原理は、ファジ
ィ（ＦＵＺｚｙ）集合、すなわち人間の思考や行動の曖
昧さを数量化、理論化することにより得られる概念を用
いるファジィ制御で行なわれ、この制御によれば熟練者
の操舵と同等の操舵を実現することができる特徴がある
。

すなわち、この操舵制御手段１０５は上記ファジィ制御
を用いて始発点から目標点までの曖昧距離集合から操舵
角を決定するようにしたものでおり、これを、第４．５
図を用いてざらに詳細に説明する。

今、第４図に示すように走行制御手段１０４（第３図）
により決定された搬送車の目標点Ｔを原点Ｏとする距離
座標を設定し、Ｘｌｌ！ｌＩＩ、Ｙ軸それぞれをＦ（ｘ
）、Ｇ（Ｙ）のメンバーシップ関数に分割しておる。こ
のメンバーシップ関数は、第４図（ａ）に示すように台
形モデルを用いており、この台形の関数のパラメータは
、第４図（ｂ＋）。

（ｂ２＞、（Ｃ＋　）、（０２）に示しである。

また、操舵出力角は、目標点Ｔを原点Ｏとして始発点Ｇ
までの距離座標がｄｘ、ｄｖのとき、滑かな操舵曲線を
描くようにするため、上記のように分割された空間毎に
必要な出力角を１ｑられるようにＦＡ（ｍ、ｎ＞で決定
されるパラメータを用いている。このＦＡ　（ｍ、ｎ＞
は、第５図（ａ）に示すように、目標点Ｔを原点Ｏとし
、目標点Ｔに対するｄｙの大きさ、すなわち目標点Ｔに
対するズレを表わす横軸Ｘと、目標点Ｔに対するｄｙの
大きざ、すなわち目標点下までの距離を表わす縦軸ｙと
を５分割（３８−ＢＢ）したマトリックスとして示され
ている。なお、このＦＡ（ｍ、ｎ＞のパラメータは、第
５図（ａ）の矢印で示される向きに操舵角Ｈ１ｊが決定
されるように同図（ｂ）のようになっている。

従って、上記の分割された空間毎の操舵出力角Ｈ（ｍ、
ｎ）は下記の式によって与えられる。

ｄｙ 上述のパラメータの決定は、目標点下までの走行距離が
長いときには、短いときより緩かな、すなわち小さな操
舵角を、目標点Ｔまでのズレが大きいときは、小さいと
きより急激な、すなわち大きな操舵角を与えるような重
み関数をつけるとともに、目標点Ｔまでの走行距離の方
が目標点Ｔまでのズレに比べてより大きな重みを持つよ
うにしである。このため、始発点から目標点まで滑かな
操舵曲線を描きながら、搬送車を移動させることができ
る。

さて、以上の実施例における搬送車の始発点から目標点
までの移動は次のようになされる。まず、第３図に示す
ように、ＣＯＤカメラ２によって躍像した画像を画像処
理手段１０２により搬送車１の車両姿勢θｓｉと白線５
ａまでの距離Ｄｘｉを検出し、さらに地図情報入力手段
１０３からの情報とで始発点Ｇにおける搬送車１の位置
が位置検出手段１０１により求められる。次いで走行制
御手段１・０４により目標点Ｔが決定され、ざらに、操
舵制御手段１０５では、上記目標点Ｔにおけるｄｘ。

ｄｖを基に上述したようなファジィ制御により操舵制御
を行なう。また、搬送車１の走行制御は、走行距離制御
手段１０６により始発点から目標点までの走行を駆動モ
ータ駆動手段１０７に与えて、目標点Ｔまで走行させる
。

第６図は、搬送車１が目標点Ｔに向かって移動してから
ｉ−１番目と１番目の操舵出力後の位置関係を示すもの
であって、第７図には、その操舵制御アルゴリズムが示
されている。

まず位置検出手段により横方向成分Ｘ１．縦方向成分Ｙ
ｉ、および搬送車の車両姿勢θｓｉから（第３図参照）
１回目の出力の走行車＠ｕｊが決定される（ステップ７
０１）。次に、メンバーシップ関数Ｆ（ｘ）、Ｇ（ｙ）
によって上記のＸｉとＹｉの値がどの距離集合にどのく
らいの度合で属するかが決定され（ステップ７０２＞、
分割された空間毎に必要な操舵角１１−１（、ｎ）が決
定される（ステップ７０３）。そして、上記のステップ
７０２および７０３より、出力すべぎ操舵角Ｈ１ｊが荷
重平均により計算され、車両姿勢角θＳｉｊの差をとる
ことで操舵角が計算される（ステップ７０４）。さらに
その操舵角をとるように操舵制御手段１０５が出力する
（ステップ７０５）。

なお、走行距離Ｌｉｊを走行後の位置においても、再び
その地点のｄｘｉｊ、ｄｙｉｊおよびθｓｉｊの情報を
読込んで（ステップ７０６）上述のステップを繰り返し
くステップ７０７がＮｏ）　、これは、目標点Ｔまでの
縦方向の残存距離ｄ　ｙｉｊがＯになるまで（ステップ
７０７がＹＥＳ）繰り返される。

第８図は、上述した操舵制御装置を用いた搬送車のシュ
ミレーションであって、このシュミレーションの条件は
同図（ｂ）に示されている。このシュミレーションから
も明らかなように、始発点Ｇであらゆる初期姿勢であっ
ても、また走行距離が長くても（第８図（ａｌ）〜（ａ
４））、あるいは短くても（同図（ａ５）〜（ａａ　）
　）滑かな操舵を描きながら目標点Ｔまで車両姿勢をた
てなおしていることがわかる。

第９〜１１図は所定の走行軌跡を一点鎖線Ｒとしたとき
に、上述した操舵制御を用いて搬送車１を走行させたと
きの走行軌跡を示すもので、その走行軌跡を実線Ｒ′で
示したものである。いずれの例でも始発点Ｇで走行軌跡
Ｒと角度θＳで傾いても、走行軌跡Ｒに急激に近付くこ
となく滑かに沿うように目標点Ｔへ向かって走行してい
ることがわかる。特に、第１０図のように車線変更また
はアブローチング走行時の走行軌跡であっても、走行軌
跡にほとんど近似して走行することができる。

また、第１１図は走行軌跡Ｒ上あるいはその近くに障害
物が存在したときの回避状態を示したもので、始発点Ｇ
で障害物Ｓ１の位置を検出することによって、まず初め
の目標点Ｔ１まで補正距離αを考慮し回避する。初めの
目標点Ｔ１では再び障害物Ｓ２を検出することによって
同様に次の目標点Ｔ２まで回避し、この目標点Ｂでは障
害犠がないと判断すると再び走行経路Ｒ上の次の目標点
Ｔ３へ滑かに操舵を切って回避する。

以上のように、この実施例によれば始発点から目標とす
る点の座標が与えられれば、その場面に応じて用意され
たパラメータに変換することによって始発点と目標点の
姿勢を考慮した滑かな操舵曲線を得ることができる。し
かも―このための１サイクル分の計Ｆｔｆｆｉは、第７
図に示すように少ない計算量で充分であるので、制御の
ためのソフトおよびハードは簡単となる利益がある。

（効果） この発明によれば、操舵制御手段でｔｕ両の始発点から
目標点までの距離データと始発点での車両姿勢に基づい
た操舵角で操舵制御が行なわれるので、始発点の距離情
報と車両姿勢が与えられるだけで、目標点までの距離が
長いときには、短いときより緩かな操舵を、目標点まで
のズレが大きいときには小さいときより大きな角度の操
舵を与えながら、自立的に滑かな操舵曲線を描くので横
揺れのない走行ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係わる車両の操舵制御装置の一実施例
を示すものであって、第１図は操舵制御のブロック図、
第２図は無人搬送車の側面図、第３図は無人搬送車と走
行経路との関係を示す平面図、第４図は目標点を原点と
する座標とその座標のメンバーシップ関数のパラメータ
表示図、第５図はＦＡ　（ｍ、ｎ＞パラメータの構成図
、第６図は無人搬送車の目標点を原点とする座標との方
位の表示図、第７図は、無人搬送車の操舵制御のアルゴ
リズム、第８図はファジィ操舵制御によるシュミレーシ
ョンを示す図、第９〜１１図は所定の走行軌跡による無
人搬送車の走行状態を示す図である。 １・・・無人搬送車（車両） ２・・・ＣＯＤカメラ ３・・・前輪 ４．４・・・後輪 ５ａ、５ｂ・・・白線 １０１・・・位置演算手段 １０２・・・画Ｓ！処理手段 １０３・・・地図情報入力手段 １０４・・・走行制御手段 １０５・・・操舵制御手段 １０６・・・走行距離制御手段 １０７・・・モータ駆動手段 一一二 １′； 第１図 １０７　　　　　　　　ｔｕす 第２図 第３図 第４図 （Ｑ） （ｂｔ） （Ｃｔ） 第４図 （ｂｚ） ７ンハ゛−シツアＦｒｘノ ア〉ハパ−シッーｆＧ（ｙ） Ｙ２４−２　　　　°Ｙ５中り　　：ｙ！Ｊ４−４．５
第６図 第７図 第８図 （ａＩ）　　　　　　　　　　（ａｘ）　　　　　　　
（ａｓ）　　　　　　　　　　　／（７４）（（１，５
）　　　　　　　　　　（ａｔｓ）　　　　　　　　　
　　（（７７Ｊ　　　　　　　　　　　　（ａｎ）第８
図 （ｂ） 二重３；目市嘴、ＱＴコごのａＡｆＩ 」ン斗；目橢１山丁７！１ｐ１１１：あける中１じ腕力
）へｈＳ巨雌］Ｓ；目肩りぐ汀で°めＪ勢肉７３ 注６；−回め出力預 第９図 第１０図　　　　′ 第１１図 手続ネを打正書 昭和６２年７月１０日 １郭Ｔ庁長官小川邦夫殿 １、事件の表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１特願昭６２−１１０１００号 ２、発明の名称 車両の操舵制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　神奈川県横浜市神奈用区宝町２番地名　称　
　（３９９）日産自動車株式会社代表者　久　米　　費 ４、代理人・１０１ 住　所　　東京都千代田区内神田１丁目１５番１６号東
光ビル６階　ｆｆ１２９５−１４８０６、補正の対象　
　　　（１）明細書の発明の詳細な説明の欄７、補正の
内容 （１）明細書第８頁第２０行目「ｉ−１番目とｉ番目」
を「ｊ−１番目とｊ番目」に訂正する。 （２）同第９頁第１３行目［〜荷重平均により計算され
、車両姿勢角θｓｉｊ　Ｊを［〜加重平均により計算さ
れ、車両姿勢角θ５ｉｊ−１Ｊに訂正する。 （３）同第９頁第１８行目「再びその地点〜の情報」を
「その地点〜の演算された情報」に訂正する。 （４）同第１１頁第９行目「この目標点Ｂ」を「この目
標点Ｔ２Ｊに訂正する。 （５）第７図を別紙の通り訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の始発点における位置および姿勢を演算する
   位置演算手段と、 車両が所定の移動すべき目標点を決定する走行制御手段
   と、 演算された車両の始発点の位置、姿勢および決定された
   目標点に基づいた推定演算する操舵制御手段と、 車両の前記目標点までに走行すべき距離を決定する走行
   距離制御手段とからなることを特徴とする車両の操舵制
   御装置。