WO1997031301A1 - Obstacle-detection mapping method for unmanned vehicle and obstacle detection apparatus - Google Patents

Obstacle-detection mapping method for unmanned vehicle and obstacle detection apparatus Download PDF

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WO1997031301A1
WO1997031301A1 PCT/JP1997/000448 JP9700448W WO9731301A1 WO 1997031301 A1 WO1997031301 A1 WO 1997031301A1 JP 9700448 W JP9700448 W JP 9700448W WO 9731301 A1 WO9731301 A1 WO 9731301A1
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WO
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obstacle
area
map
traveling course
areas
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Application number
PCT/JP1997/000448
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French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Tsugio Sudo
Akiharu Nishijima
Yukio Okawa
Original Assignee
Komatsu Ltd.
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0274Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device

Definitions

  • the present invention relates to a mapping method and a detection device for detecting an obstacle on a traveling course of an unmanned vehicle. Background technology
  • an unmanned vehicle traveling system capable of unmanned traveling of a vehicle along a predetermined traveling course.
  • an unmanned dump truck operation system that transports sediment using unmanned vehicles, for example, unmanned dump trucks, is well known.
  • This unmanned dump truck operation system is, for example, as follows.
  • the traveling course of the unmanned dump truck is taught by a predetermined method in advance, and coordinate data for each predetermined distance or time on the traveling course is stored in the storage device as traveling course data.
  • the unmanned dump truck detects and confirms the current position where the vehicle is actually traveling by the position detecting means at every predetermined sampling time, and checks the actual traveling position and the previously stored traveling course data. Is calculated.
  • steering control, unmanned dumping such as steering, vehicle speed, starting and stopping, and the like are performed, and the unmanned dumping is controlled so as to travel along a traveling course stored in advance. is there.
  • an obstacle detecting means is provided at the front end of such an unmanned dump truck to detect the presence or absence of an obstacle on the traveling course.
  • the obstacle detection means for example, a laser radar is well known. This laser radar measures the reflection propagation time until the laser beam transmitted to the obstacle is reflected from the obstacle.
  • Fig. 8 shows the conventional method of detecting obstacles on an unmanned dumping course using such obstacle detection means.
  • Each point on the traveling course 6 of the unmanned dump 1 is stored in the storage unit (not shown) of the unmanned dump 1 as coordinates on the traveling course coordinate system X-y.
  • the controller (not shown) of the unmanned dump truck 1 uses its position detecting means (not shown) to determine its own current position as coordinate data on the traveling course coordinate system X-y. To detect . Based on the current position data, the traveling direction D of the vehicle, and the detected obstacle distance L, the controller calculates coordinate data of the obstacle 2 on the traveling course coordinate system X-y. Calculate.
  • the distance between the two points is sequentially calculated.
  • the calculated distance is within the predetermined value, it is determined that the obstacle 2 is in the vicinity of the traveling course 6, and a predetermined process such as a stop or a detour is performed to evacuate the obstacle 2. ing.
  • the distance between the obstacle 2 and each point on the traveling course 6 is sequentially calculated, and it is determined whether or not this distance is within an allowable value.
  • the computational load on the rollers increases significantly.
  • it is necessary to perform this calculation simultaneously with other calculations for the automatic cruise control which further increases the calculation load. Therefore, in order to perform automatic cruise control and obstacle detection without any problem, these calculations must be processed within a predetermined time. This requires the use of a high-speed computer, which makes the controller expensive.
  • the distance between the obstacle 2 and each point on the traveling course 6 is sequentially calculated, there is substantially a lot of dead time until the final determination of the presence or absence of the obstacle 2. That is, there is a problem that it is not efficient to process the obstacle detection in a real time. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide a mapping method for obstacle detection of an unmanned vehicle capable of detecting an object and an obstacle detection device.
  • the mapping method for detecting an obstacle in an unmanned vehicle includes: In the mapping method for detecting an obstacle of an unmanned vehicle, which detects an obstacle on a traveling course in which the unmanned vehicle travels automatically,
  • the area including the traveling course is divided by a predetermined distance with a straight line parallel to the coordinate axes X and y to form a number of areas, and the area through which the traveling course passes is stored,
  • the traveling area is divided at predetermined distances by straight lines parallel to the two coordinate axes x and y, and a large number of areas are formed surrounded by adjacent straight lines parallel to the X and y directions. .
  • the driving course is mapped to this area map, the area where the driving course passes is stored.
  • the position of the obstacle detected during the automatic travel of the unmanned vehicle is detected, and when the area where the obstacle is located coincides with any one of the areas where the traveling course passes, the obstacle is detected. It is determined that the vehicle is on the traveling course.Therefore, it is only necessary to determine whether or not the traveling course is mapped in the area where the obstacle position is mapped, so that the calculation time required for the determination is short. . Therefore, since the calculation load can be reduced, the calculation speed of the controller does not have to be high and the controller does not have to be expensive. Furthermore, since there is ample time for real-time control processing, other automatic control processing can be executed without fail.
  • the section of the curved section of the traveling course is a section that is finely divided from the section of the straight section of the traveling course.
  • the width of the traveling course in the direction perpendicular to the traveling direction becomes narrow, and an obstacle located near the curve can be accurately detected. This eliminates the possibility that an obstacle near the traveling course is erroneously determined to be on the traveling course, and eliminates the problem that the unmanned vehicle stops by mistake. Therefore, the operating rate of unmanned vehicles is improved.
  • An obstacle detection device for an unmanned vehicle according to the present invention
  • Obstacles that store a map composed of a large number of areas by dividing the area containing the driving course by a predetermined distance with a straight line parallel to the coordinate axes X and y, and storing the memory area corresponding to these areas Storage area map for detection
  • An obstacle position calculation unit that calculates the position of the obstacle
  • the calculated obstacle position is mapped to the memory area, and at least one of the areas including the mapped obstacle position and the coordinate data position written to the memory area is mapped.
  • An obstacle determining unit that determines that the calculated obstacle is on the traveling course when the two areas meet.
  • each area surrounded by adjacent straight lines in the X and y directions is converted into an area map for obstacle detection configured by memory areas corresponding to each area.
  • the area map creation unit writes the predetermined data (map number or 0 or 1 representing mapping correspondence) into the memory area corresponding to the calculated coordinate data, thereby obtaining a travel command.
  • Map to the obstacle detection area map storage unit Map to the obstacle detection area map storage unit.
  • the obstacle determination unit stores the memory in the obstacle detection area map storage unit corresponding to the position of the obstacle calculated by the obstacle position calculation unit, and corresponds to each point on the traveling course. If any one of the memories in the obstacle detection area map storage unit matches, the obstacle is determined to be on the traveling course. Accordingly, the controller requires only a short calculation time for the determination, reduces the calculation load, and allows time margin, as in the configuration of the above method.
  • the maps to be stored are: i) a wide-area map that divides an area including a traveling course by a predetermined distance with a straight line parallel to the coordinate axes X and y to form a large number of areas; A detailed map that defines the area as an area that is more subdivided than the area of the wide area map, and iii) the area of the curve section of the driving course And a force map formed in an area that is finely divided.
  • the obstacle detection area map has three types of maps: a wide area map, a detailed map, and a curve map.
  • the wide area map represents, for example, the outline of the position where the traveling course passes in the entire traveling coordinate system X-y.
  • the detail map shows each area of the wide area map through which the traveling course passes in more detail.
  • the curve map only the curve section is represented by a finer area. Since only the necessary area is represented as a more detailed area, the memory in the obstacle detection area map storage unit can be configured with a small capacity and can be used efficiently.
  • FIG. 1 is a functional configuration block diagram of the obstacle detection device according to the present invention.
  • Fig. 2 is an explanatory diagram of a wide area map of the area map storage unit for obstacle detection according to the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a detailed map of the obstacle detection area map storage unit according to the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart for creating a detailed map and a curve map according to the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a detailed map creation procedure according to the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the next step in the detailed map creation procedure according to the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of a force map generation procedure according to the present invention.
  • the traveling coordinate system X-y space is divided at predetermined intervals by a straight line parallel to the two coordinates x and y, and the memo corresponding to each area surrounded by the adjacent parallel lines in the X and y directions. It stores the area map for obstacle detection configured by the criterion.
  • the obstacle map storage unit 12 is composed of rewritable memory, for example, a RAM, a floppy disk, a hard disk, and the like.
  • the area map creating section 13 maps the traveling course 6 to the obstacle detection area map. That is, based on the coordinate data of each point of the traveling course 6 stored in the course data storage unit 11, the area map creating unit 13 generates the coordinate data of the points on the traveling course 6 at every predetermined distance. Calculate, and write a predetermined data to each memory area (corresponding to each area) in the obstacle map storage unit 12 corresponding to the calculated coordinate data. Further, the obstacle position calculation unit 14 calculates the position of the obstacle 2 based on the current position data of the unmanned dump 1, the distance data to the obstacle 2 and the traveling direction data of the unmanned dump 1. .
  • S 4 The bits of the obstacle map storage unit 12 corresponding to the three areas close to the point P n (xn, yn) and adjacent to the area where the point P n is mapped are also “
  • the above three adjacent areas are obtained as follows:
  • the area where the point P n is mapped is represented by X and y as shown in FIG. ⁇ is divided into two equal parts to form four sub-areas.Of these four sub-areas, a sub-area including the point Pn is obtained, and a detailed map adjacent to the sub-area including the point Pn is obtained. Three areas are required for 3 2.
  • the processing in this step is performed so that the traveling course 6 has a permissible range of obstacle 2 detection.
  • the straight section of the traveling course 6 is mapped to the detailed map 32, and the curved section is mapped to the force map 33 composed of a smaller area than the straight section.
  • the two-dot chain line A continuously connects the corners of each section so that the running course 6 has the maximum width for each section mapped to the curve map 33. It is a curve.
  • Dotted line B is a curve that continuously connects the corners of each section of the traveling course 6 mapped on the detailed map 32 so that the section has the maximum width.
  • the width of the traveling course 6 sandwiched between the lines A and A is smaller than the width sandwiched between the lines B and B.

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Abstract

A mapping method by which an obstacle is detected without an increase of the computing load of a controller and deterioration of precision. A region including a travel course (6) is divided into a large number of areas with straight lines parallel to the coordinate axes x, y at predetermined intervals. The areas through which the travel course (6) passes are stored. When the area where a detected obstacle (2) is positioned coincides with at least one of the stored passage areas at the time of automatic travelling, the obstacle is judged to be present on the travel course (6).

Description

明 細 書 無人車両の障害物検知のマッ ピング方法及び障害物検知装置  Description Mapping method and obstacle detection device for obstacle detection of unmanned vehicles
技 術 分 野 Technical field
本発明は、 無人車両の走行コース上の障害物を検知するためのマッ ピング方法 及び検知装置に関する。 背 景 技 術  The present invention relates to a mapping method and a detection device for detecting an obstacle on a traveling course of an unmanned vehicle. Background technology
従来、 車両を予め決められた走行コースに沿って無人走行させる無人車両走行 システム力 <、 多く 提案されている。 広域の採石現場等においては、 無人車両、 例 えば無人ダンプ等により土砂運搬を行なう無人ダンプ運行システムが、 よ く 知ら れている。 この無人ダンプ運行システムは、 例えば次のようなものである。 無人 ダンプの走行コースを予め所定の方法によってティ 一チ ングし、 この走行コース 上の所定の距離又は時間毎の座標データを、 走行コースデータと して記憶装置内 に記憶しておく 。 自動走行すると き、 無人ダンプは、 実際に走行している現在位 置を所定のサンプリ ング時間毎に位置検出手段によって検出して確認し、 この実 際の走行位置と前記予め記憶した走行コースデータとの偏差を演算する。 そ して 、 この偏差を小さ くするように、 無人ダンプの操舵、 車速、 発進及び停止等の走 行制御を行ない、 予め記憶した走行コースに沿って走行するように無人ダンプを 制御する ものである。  Conventionally, there have been many proposals for an unmanned vehicle traveling system capable of unmanned traveling of a vehicle along a predetermined traveling course. At quarry sites over a wide area, an unmanned dump truck operation system that transports sediment using unmanned vehicles, for example, unmanned dump trucks, is well known. This unmanned dump truck operation system is, for example, as follows. The traveling course of the unmanned dump truck is taught by a predetermined method in advance, and coordinate data for each predetermined distance or time on the traveling course is stored in the storage device as traveling course data. At the time of automatic traveling, the unmanned dump truck detects and confirms the current position where the vehicle is actually traveling by the position detecting means at every predetermined sampling time, and checks the actual traveling position and the previously stored traveling course data. Is calculated. Then, in order to reduce the deviation, steering control, unmanned dumping such as steering, vehicle speed, starting and stopping, and the like are performed, and the unmanned dumping is controlled so as to travel along a traveling course stored in advance. is there.
通常、 このよ うな無人ダンプの前端部には障害物検知手段が備えられており、 上記走行コ一ス上の障害物の有無を検出している。 この障害物検知手段と しては 、 例えばレーザレーダ等が良く知られている。 このレーザレーダは、 障害物に向 けて送信したレーザ光が、 障害物から反射して来る迄の反射伝搬時問を計測して Usually, an obstacle detecting means is provided at the front end of such an unmanned dump truck to detect the presence or absence of an obstacle on the traveling course. As the obstacle detection means, for example, a laser radar is well known. This laser radar measures the reflection propagation time until the laser beam transmitted to the obstacle is reflected from the obstacle.
、 障害物までの距離を検出する ものである。 図 8 は、 このよ う な障害物検知手段 によって、 無人ダンプの走行コース上の障害物を検知する従来の方法を示してい る。 無人ダンプ 1 の走行コース 6上の各点は、 走行コース座標系 X - y上の座標 デ一夕と して、 無人ダンプ 1 の記憶装置 (図示せず) 内に記憶されている。 また 、 無人ダンプ 1 のコ ン ト ローラ (図示せず) は、 位置検出手段 (図示せず) によ つて自己の現在位置を、 走行コ一ス座標系 X - y上の座標データと して検出する 。 そ して、 前記コ ン 卜 ローラは、 この現在位置データ、 車両の走行方向 D、 及び 上記検出した障害物距離 Lに基づいて、 障害物 2 の走行コース座標系 X - y上の 座標データを演算する。 演算した障害物 2の座標データと、 走行コース 6上の各 点の座標データとに基づいて、 両点間の距離を逐次演算する。 演算した距離が所 定値以内に入っていると きは、 障害物 2が走行コース 6 の近傍にあると判断し、 障害物 2退避のため、 停止又は迂回等の所定の処理を行なうように している。 It detects the distance to obstacles. Fig. 8 shows the conventional method of detecting obstacles on an unmanned dumping course using such obstacle detection means. You. Each point on the traveling course 6 of the unmanned dump 1 is stored in the storage unit (not shown) of the unmanned dump 1 as coordinates on the traveling course coordinate system X-y. In addition, the controller (not shown) of the unmanned dump truck 1 uses its position detecting means (not shown) to determine its own current position as coordinate data on the traveling course coordinate system X-y. To detect . Based on the current position data, the traveling direction D of the vehicle, and the detected obstacle distance L, the controller calculates coordinate data of the obstacle 2 on the traveling course coordinate system X-y. Calculate. Based on the calculated coordinate data of the obstacle 2 and the coordinate data of each point on the traveling course 6, the distance between the two points is sequentially calculated. When the calculated distance is within the predetermined value, it is determined that the obstacle 2 is in the vicinity of the traveling course 6, and a predetermined process such as a stop or a detour is performed to evacuate the obstacle 2. ing.
しかしながら、 上記障害物検知装置においては、 障害物 2 と走行コース 6上の 各点との距離を逐次演算し、 この距離が許容値以内にあるか否かを判断している ので、 コ ン ト ローラの演算負荷が非常に増大する。 しかも、 この演算を自動走行 制御のための他の演算等と同時に行なう必要があり、 さ らに演算負荷が増加する ことになる。 従って、 自動走行制御及び障害物検知を問題無く 行うためには、 こ れらの演算は、 所定時間以内に処理されねばならない。 このために、 高速のコ ン ピュー夕を使用する必要があり、 コ ン トローラが高価なものになる。 また、 障害 物 2 と走行コース 6上の各点との距離を逐次演算しているので、 障害物 2 の有無 の最終的判定までに、 実質的には無駄時間が多い。 即ち、 障害物検知をリ アル夕 ィ厶で処理するには効率的でないという問題がある。 発 明 の 開 示  However, in the above obstacle detection device, the distance between the obstacle 2 and each point on the traveling course 6 is sequentially calculated, and it is determined whether or not this distance is within an allowable value. The computational load on the rollers increases significantly. In addition, it is necessary to perform this calculation simultaneously with other calculations for the automatic cruise control, which further increases the calculation load. Therefore, in order to perform automatic cruise control and obstacle detection without any problem, these calculations must be processed within a predetermined time. This requires the use of a high-speed computer, which makes the controller expensive. In addition, since the distance between the obstacle 2 and each point on the traveling course 6 is sequentially calculated, there is substantially a lot of dead time until the final determination of the presence or absence of the obstacle 2. That is, there is a problem that it is not efficient to process the obstacle detection in a real time. Disclosure of the invention
本発明は、 かかる従来技術の問題点を解消するためになされたもので、 コ ン ト ローラへの演算負荷を大き く することな く 障害物検知を可能と し、 しかも精度を 落とすことなく 障害物検知ができる無人車両の障害物検知のマッ ピング方法及び 障害物探知装置を提供することを目的と している。  The present invention has been made in order to solve the problems of the related art, and it has been made possible to detect an obstacle without increasing a calculation load on a controller, and to perform an obstacle detection without reducing accuracy. An object of the present invention is to provide a mapping method for obstacle detection of an unmanned vehicle capable of detecting an object and an obstacle detection device.
本発明に係る無人車両の障害物検知のマツ ピング方法は、 無人車両が自動走行する走行コース上の障害物を検知する無人車両の障害物検知 のマ ツ ピング方法において、 The mapping method for detecting an obstacle in an unmanned vehicle according to the present invention includes: In the mapping method for detecting an obstacle of an unmanned vehicle, which detects an obstacle on a traveling course in which the unmanned vehicle travels automatically,
走行コースを含む地域を座標軸 X、 yに平行な直線で所定距離毎に区切って多数 の区域を形成すると共に、 走行コースが通過する区域を記憶し、 The area including the traveling course is divided by a predetermined distance with a straight line parallel to the coordinate axes X and y to form a number of areas, and the area through which the traveling course passes is stored,
自動走行の際、 検知した障害物の位置する区域と記憶した通過区域の内の少な く と も一つの区域とがー致する場合、 障害物が走行コース上に有ると判定すること を特徴と している。  In automatic driving, if at least one of the memorized passing areas and the area where the detected obstacle is located matches, the obstacle is determined to be on the traveling course. are doing.
かかる構成によれば、 走行地域は、 両座標軸 x、 yに平行な直線で所定距離毎 に区切られ、 隣接する X方向及び y方向の平行な各直線によって囲まれた多数の 区域が形成される。 この区域マ ップに走行コースをマッ ピングしたと き、 走行コ —スが通過する区域を記憶する。 そ して、 無人車両が自動走行中に検知した障害 物の位置を検出し、 この障害物の位置する区域が走行コースの通過する前記区域 のいずれか一つと一致したと きに、 障害物が走行コース上に有ると判定している , 従って、 障害物位置をマッ ピングした区域に、 走行コースがマッ ピングされて いるか否かの判定だけすればよいので、 判定に要する演算時間は短く て済む。 よ つて、 演算負荷を軽減できので、 コ ン ト ローラの演算速度は高速にしな く てもよ く 、 またコ ン トローラを高価にしな く てもよい。 更に、 リ アルタ イムの制御処理 に時間的な余裕ができるので、 他の自動制御処理も確実に実行可能となる。  According to this configuration, the traveling area is divided at predetermined distances by straight lines parallel to the two coordinate axes x and y, and a large number of areas are formed surrounded by adjacent straight lines parallel to the X and y directions. . When the driving course is mapped to this area map, the area where the driving course passes is stored. Then, the position of the obstacle detected during the automatic travel of the unmanned vehicle is detected, and when the area where the obstacle is located coincides with any one of the areas where the traveling course passes, the obstacle is detected. It is determined that the vehicle is on the traveling course.Therefore, it is only necessary to determine whether or not the traveling course is mapped in the area where the obstacle position is mapped, so that the calculation time required for the determination is short. . Therefore, since the calculation load can be reduced, the calculation speed of the controller does not have to be high and the controller does not have to be expensive. Furthermore, since there is ample time for real-time control processing, other automatic control processing can be executed without fail.
また、 走行コースのカーブ区間の区域は、 走行コースの直線区間の区域に対し 、 細かく 区切られた区域であることが望ま しい。  Further, it is desirable that the section of the curved section of the traveling course is a section that is finely divided from the section of the straight section of the traveling course.
かかる構成により、 カーブ区間では、 走行方向に対して直角方向の走行コース 幅が狭く なり、 カーブ近傍に位置する障害物を精度良く 検知することができる。 これにより、 走行コース近傍の障害物を走行コース上にあると誤って判定するこ とがなく なるので、 誤って無人車両が停止するといぅ問题がな く なる。 従って、 無人車両の稼働率が向上する。  With this configuration, in the curve section, the width of the traveling course in the direction perpendicular to the traveling direction becomes narrow, and an obstacle located near the curve can be accurately detected. This eliminates the possibility that an obstacle near the traveling course is erroneously determined to be on the traveling course, and eliminates the problem that the unmanned vehicle stops by mistake. Therefore, the operating rate of unmanned vehicles is improved.
本発明に係る無人車両の障害物検知装置は、  An obstacle detection device for an unmanned vehicle according to the present invention,
無人車両が自動走行する走行コース上の障害物を検知する無人車両の障害物検知 装置において、 Obstacle detection of unmanned vehicles that detects obstacles on the traveling course where unmanned vehicles run automatically In the device,
走行コ一スを含む地域を座標軸 X、 y に平行な直線で所定距離毎に区切つて多数 の区域を形成すると共に、 この区域に対応するメ モ リエリ アによって構成される マップを記憶する障害物検知用区域マ ップ記憶部と、 Obstacles that store a map composed of a large number of areas by dividing the area containing the driving course by a predetermined distance with a straight line parallel to the coordinate axes X and y, and storing the memory area corresponding to these areas Storage area map for detection
走行コ一ス上の所定距離毎の点の座標データを演算し、 演算した座標データをを 含む所定のデータを、 座標データの位置が含まれる区域に対応したメ モ リエリ ァ に書き込む区域マップ作成部と、 Creates an area map that calculates the coordinate data of points at predetermined distances on the traveling course and writes the specified data including the calculated coordinate data to the memory corresponding to the area that includes the position of the coordinate data Department and
障害物の位置を演算する障害物位置演算部と、 An obstacle position calculation unit that calculates the position of the obstacle;
演算された障害物位置をメ モ リ エ リ アにマ ッ ピングし、 マ ッ ピングした障害物位 置と、 メモ リエリ アに書き込まれた座標データ位置を含む区域の内の少な く と も 一つの区域とがー致する時に、 演算された障害物が走行コース上に有ると判定す る障害物判定部とを備える ことを特徴と している。 The calculated obstacle position is mapped to the memory area, and at least one of the areas including the mapped obstacle position and the coordinate data position written to the memory area is mapped. An obstacle determining unit that determines that the calculated obstacle is on the traveling course when the two areas meet.
かかる構成によれば、 隣接する X及び y方向の平行な各直線によつて囲まれた 各区域を、 各区域に対応したメ モ リエリ アによつて構成される障害物検知用の区 域マップに記憶させる。 区域マ ップ作成部は、 演算した座標データに対応するメ モリエ リ アに所定のデータ (マ ッ プ番号や、 マツ ピング対応を表す 0 又は 1 ) を 書き込むこ と によ り、 走行コ一スを障害物検知用区域マッ プ記憶部にマ ッ ピング させる。 そ して、 障害物判定部は、 障害物位置演算部が演算した障害物の位置に 対応した障害物検知用区域マ ップ記憶部のメモ リ と、 走行コ一ス上の各点に対応 した障害物検知用区域マップ記憶部の各メモ リ のいずれか一つとがー致したと き に、 障害物が走行コース上に有ると判定する。 従って、 コ ン ト ローラは、 上記方 法の構成と同様に、 判定に要する演算時間が短く て済み、 演算負荷を軽減でき、 時間的な余裕ができる。  According to this configuration, each area surrounded by adjacent straight lines in the X and y directions is converted into an area map for obstacle detection configured by memory areas corresponding to each area. To memorize. The area map creation unit writes the predetermined data (map number or 0 or 1 representing mapping correspondence) into the memory area corresponding to the calculated coordinate data, thereby obtaining a travel command. Map to the obstacle detection area map storage unit. Then, the obstacle determination unit stores the memory in the obstacle detection area map storage unit corresponding to the position of the obstacle calculated by the obstacle position calculation unit, and corresponds to each point on the traveling course. If any one of the memories in the obstacle detection area map storage unit matches, the obstacle is determined to be on the traveling course. Accordingly, the controller requires only a short calculation time for the determination, reduces the calculation load, and allows time margin, as in the configuration of the above method.
また、 記憶されるマップは、 i ) 走行コースを含む地域を座標軸 X、 y に平行 な直線で所定距離毎に区切って多数の区域を形成する広域マップと、 ϋ ) 走行コ —スが通過する区域を、 広域マ ッ プの区域より も細かく 区切られる区域で形成す る詳細マップと、 iii ) 走行コースのカーブ区間の区域を、 詳細マ ップの区域より も細かく 区切られる区域で形成する力一ブ用マップとを有すると してもよい。 かかる構成によれば、 障害物検知用区域マップは 3種類のマ ッ プ、 即ち広域マ ップ、 詳細マッ プ及びカーブ用マップを有している。 広域マッ プは、 例えば走行 座標系 X - y全体における、 走行コースの通る位置の概要を表している。 詳細マ ップは、 その走行コースが通る広域マ ップの各区域を、 さ らに詳細に表している 。 また、 カーブ用マップは、 カーブ区間のみをさ らに細かい区域で表している。 このように必要な区域のみを、 より詳細な区域に して表しているので、 障害物検 知用区域マップ記憶部内のメモ リ を少ない容量で構成でき、 しかも効率的に使用 できる。 図面の簡単な説明 The maps to be stored are: i) a wide-area map that divides an area including a traveling course by a predetermined distance with a straight line parallel to the coordinate axes X and y to form a large number of areas; A detailed map that defines the area as an area that is more subdivided than the area of the wide area map, and iii) the area of the curve section of the driving course And a force map formed in an area that is finely divided. According to this configuration, the obstacle detection area map has three types of maps: a wide area map, a detailed map, and a curve map. The wide area map represents, for example, the outline of the position where the traveling course passes in the entire traveling coordinate system X-y. The detail map shows each area of the wide area map through which the traveling course passes in more detail. In the curve map, only the curve section is represented by a finer area. Since only the necessary area is represented as a more detailed area, the memory in the obstacle detection area map storage unit can be configured with a small capacity and can be used efficiently. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1 は本発明に係る障害物検知装置の機能構成プロ ッ ク図である。  FIG. 1 is a functional configuration block diagram of the obstacle detection device according to the present invention.
図 2 は本発明に係る障害物検知用区域マッ プ記憶部の広域マ ッ プの説明図であ る =  Fig. 2 is an explanatory diagram of a wide area map of the area map storage unit for obstacle detection according to the present invention.
図 3 は本発明に係る障害物検知用区域マップ記憶部の詳細マ ッ プの説明図であ る  FIG. 3 is an explanatory diagram of a detailed map of the obstacle detection area map storage unit according to the present invention.
図 4 は本発明に係る詳細マッ プ及びカーブ用マ ップの作成フ ローチャー トであ る。  FIG. 4 is a flowchart for creating a detailed map and a curve map according to the present invention.
図 5 は本発明に係る詳細マップ作成手順の説明図である。  FIG. 5 is an explanatory diagram of a detailed map creation procedure according to the present invention.
図 6 は本発明に係る詳細マップ作成手順での次のステップの説明図である。 図 7 は本発明に係る力一ブ用マップ作成手順説明図である。  FIG. 6 is an explanatory diagram of the next step in the detailed map creation procedure according to the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram of a force map generation procedure according to the present invention.
図 8 は従来技術に係る障害物検知方法の説明図である。 発明を実施するための最良の形態  FIG. 8 is an explanatory diagram of an obstacle detection method according to the related art. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
本発明の好ま しい実施例を添付図面に従って以下に詳述する。  Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
図 1 において、 コ ン トローラ 1 0 は、 例えばマイ ク ロコ ン ピュータ等を主体に した一般的なコ ン ピュータ システムである。 コ ン ト ローラ ] 0 は、 コースデ一夕 記憶部】 】 と、 区域マ ッ プ作成部 1 3 と、 障害物検知用区域マッ プ記憶部 1 2 と 、 障害物位置演算部 1 4 と、 障害物判定部 1 5 とから構成されている。 コ一スデ 一夕記憶部 】 1 は走行コース上の所定距離毎の各点の位置データを記憶しており 、 各位置データは無人ダンプ 1 が自動走行するエリ アを表す走行座標系 x - yで の各座標データ と して記憶されている。 障害物検知用区域マ ッ プ記憶部 1 2 (以 下、 障害物マップ記憶部 1 2 という) は、 走行座標系 X - y空間に対応した障害 物検知用の区域マッ プを形成してこれを記憶する。 即ち、 走行座標系 X - y空間 を両座標蚰 x、 yに平行な直線で所定距離毎に区切り、 この隣接する X方向及び y方向の各平行線によって囲まれた各区域に対応したメ モ リ によって構成された 障害物検知用の区域マッ プを記憶している。 なお、 障害物マ ッ プ記憶部 1 2 は書 換え可能なメ モ リ で構成され、 例えば R A M、 フロ ッ ピ一ディ ス ク 、 ハー ドディ スク等で構成される。 In FIG. 1, a controller 10 is a general computer system mainly composed of, for example, a micro computer. [Controller] 0 Storage section], an area map creation section 13, an obstacle detection area map storage section 12, an obstacle position calculation section 14, and an obstacle determination section 15. . Code storage unit 1 stores position data of each point at a predetermined distance on the traveling course, and each position data is a traveling coordinate system x- representing an area where the unmanned dump truck 1 automatically travels. It is stored as each coordinate data at y. The obstacle detection area map storage unit 12 (hereinafter referred to as “obstacle map storage unit 12”) forms an obstacle detection area map corresponding to the traveling coordinate system X-y space and stores it. Is stored. That is, the traveling coordinate system X-y space is divided at predetermined intervals by a straight line parallel to the two coordinates x and y, and the memo corresponding to each area surrounded by the adjacent parallel lines in the X and y directions. It stores the area map for obstacle detection configured by the criterion. The obstacle map storage unit 12 is composed of rewritable memory, for example, a RAM, a floppy disk, a hard disk, and the like.
区域マッ プ作成部 1 3 は、 上記障害物検知用区域マップに走行コース 6をマツ ビングさせる ものである。 即ち、 区域マ ップ作成部 1 3 は、 コースデータ記憶部 1 1 に記憶されている走行コース 6の各点の座標データに基づいて、 走行コース 6上の所定距離毎の点の座標データを演算し、 演算した座標データに対応した障 害物マ ップ記憶部 1 2 内の各メ モ リエリ ア (各区域に対応) に、 所定のデ一夕を 書き込む。 また、 障害物位置演算部 1 4 は、 無人ダンプ 1 の現在位置データ、 障 害物 2 までの距離データ、 及び無人ダンプ 1 の走行方向データに基づいて、 障害 物 2 の位置を演算している。 そ して、 障害物判定部 1 5 は、 障害物位置演算部 1 4 が演算した障害物 2の位置を、 障害物マップ記憶部 1 2内の各ビッ 卜にマ ッ ピ ングさせ、 このビッ 卜と、 走 τコース 6がマッ ピングされた各ビッ トのいずれか 一つとが、 一致しているか否 、を判定している。 一致していると きは、 障害物 2 が走行コース 6上に有りと判定される。  The area map creating section 13 maps the traveling course 6 to the obstacle detection area map. That is, based on the coordinate data of each point of the traveling course 6 stored in the course data storage unit 11, the area map creating unit 13 generates the coordinate data of the points on the traveling course 6 at every predetermined distance. Calculate, and write a predetermined data to each memory area (corresponding to each area) in the obstacle map storage unit 12 corresponding to the calculated coordinate data. Further, the obstacle position calculation unit 14 calculates the position of the obstacle 2 based on the current position data of the unmanned dump 1, the distance data to the obstacle 2 and the traveling direction data of the unmanned dump 1. . Then, the obstacle determination unit 15 maps the position of the obstacle 2 calculated by the obstacle position calculation unit 14 to each bit in the obstacle map storage unit 12, and It is determined whether the data and one of the bits mapped to the run τ course 6 match. If they match, it is determined that the obstacle 2 is on the traveling course 6.
位置検出手段 2 1 は、 無人ダンプ 1 の走行コ一ス座標系での現在位置を検出し 、 この位置データを障害物位置演算部 1 4 に出力する。 位置検出手段 2 1 と して は、 例えば、 G P S システム等による絶対座標位置を検出する ものでよい。 また 位置検出手段 2 1 は、 ジャ イ ロ等により検出された走行方向データ (角度データ ) と、 車輪の回 数等により検出された走行距離データとに基づいて、 既知の基 準位置からの相対的な座標位置を演算によって求めるものでもよい。 障害物距離 検出手段 2 2 は、 障害物 2 までの距離を検出し、 この距離データを障害物位置演 算部 1 4 に出力する ものであり、 例えばレーザレーダ等により構成される。 また 、 走行方向検出手段 2 3 は無人ダンプ 1 の走行方向を検出し、 この走行方向デー 夕を障害物位置演算部 1 4 に出力する ものであり、 例えばジャ ィ口等により構成 される。 なお、 位置検出手段 2 1 が上記のように相対的な座標位置を検出する も のである場合、 その走行方向データを共有したほうがよい。 The position detection means 21 detects the current position of the unmanned dump truck 1 in the traveling course coordinate system, and outputs this position data to the obstacle position calculation unit 14. As the position detecting means 21, for example, a means for detecting an absolute coordinate position by a GPS system or the like may be used. Also The position detecting means 21 is based on traveling direction data (angle data) detected by a gyro or the like and traveling distance data detected by the number of times of a wheel or the like, and determines a relative position from a known reference position. May be obtained by calculation. The obstacle distance detecting means 22 detects the distance to the obstacle 2 and outputs the distance data to the obstacle position calculating section 14 and is constituted by, for example, a laser radar or the like. The traveling direction detecting means 23 detects the traveling direction of the unmanned dump truck 1 and outputs the traveling direction data to the obstacle position calculation unit 14 and is constituted by, for example, a jar. If the position detecting means 21 detects relative coordinate positions as described above, it is better to share the traveling direction data.
前述のように、 域マッ プ作成部 1 3 は障害物検知用の区域マッ プに走行コー ス 6 をマッ ピングさせる。 本実施例における障害物検知用の区域マップは、 図 2 に示す広域マップ 3 1 と、 図 3 に示す詳細マ ッ プ 3 2 とからなっている。 広域マ ップ 3 1 は、 走行コース 6の全域をカバ一するエリ アに走行座標系 X — yを設け 、 走行座標系 X y空間を両座標軸 X、 yに平行な直線で所定距離毎に区切って 構成したものである。 このと き、 隣接する X方向及び y方向の平行な各直線によ つて囲まれた部分を、 "区域" と呼ぶ。 広域マ ッ プ 3 1 を区切る直線間の距離は 大き く してあり、 これによつて走行コース 6 を大まかに表せるようになつている 。 そ して、 この広域マップ 3 1 には、 コースデータ記憶部 1 〗 に記憶された走行 コース 6が大まかにマッ ピングされる。 即ち、 区域マツ プ作成部 】 3 は、 走行コ —ス 6上の所定距離毎の点の座標デ一夕が含まれる広域マップ 3 1 の各区域に、 一義的な番号を付与し、 この番号を広域マップ 3 1 に対応する障害物マッ プ記憶 部 1 2内のメモ リ に記憶する。 この一義的な番号は、 この区域に対応する詳細マ ップ 3 2の番号を表している。  As described above, the area map creating unit 13 maps the traveling course 6 to the area map for obstacle detection. The area map for obstacle detection in this embodiment includes a wide area map 31 shown in FIG. 2 and a detailed map 32 shown in FIG. The wide area map 31 is provided with a traveling coordinate system X—y in an area covering the entire area of the traveling course 6, and the traveling coordinate system Xy space is defined by a straight line parallel to both coordinate axes X and y at predetermined distances. It is divided and configured. In this case, the area surrounded by the adjacent straight lines in the X and Y directions is called "area". The distance between the straight lines delimiting the wide area map 31 is large, so that the traveling course 6 can be roughly represented. Then, the traveling course 6 stored in the course data storage unit 1 か に is roughly mapped on the wide area map 31. That is, the area map creating unit 3 assigns a unique number to each area of the wide area map 31 that includes the coordinates of the points at predetermined distances on the traveling course 6 and Is stored in the memory in the obstacle map storage unit 12 corresponding to the wide area map 31. This unique number represents the detail map 32 number corresponding to this area.
詳細マップ 3 2 は、 広域マップ 3 1 の上記番号が付与された各区域を詳細に表 したものである。 図 3では、 この番号が図 2 の広域マッ プ 3 1 の No. 5、 6 、 7 の区域を詳細に表している。 各詳細マップ 3 2 は広域マップ 3 1 と同様な区域で 構成されているが、 この詳細マッ プ 3 2 の各区域は広域マ ップ 3 1 より細かく 区 切られている。 図 3 の例では、 広域マップ 3 1 の区域の一辺を 1 6等分している 。 さ らに、 詳細は後述するが、 走行コース 6 のカーブ区間に相当する詳細マッ プ 3 2の部分には、 より精確に走行コース 6 をマ ッ ピングするために、 カーブ用マ ップ 3 3が作成される。 このカーブ用マッ プ 3 3の各区域の一辺の距離は、 詳細 マッ プ 3 2 の上記区域より も更に細かく 区切られている。 The detailed map 32 shows each area of the wide area map 31 numbered in detail. In Figure 3, these numbers represent the areas of Nos. 5, 6, and 7 of the wide area map 31 in Figure 2 in detail. Each detailed map 3 2 is composed of the same area as the wide area map 31, but each area of this detailed map 32 is more detailed than the wide area map 31. Has been cut. In the example of FIG. 3, one side of the area of the wide area map 31 is divided into 16 equal parts. In addition, although the details will be described later, the detailed map 32 corresponding to the curve section of the traveling course 6 includes a curve map 3 3 in order to more accurately map the traveling course 6. Is created. The distance of one side of each section of the curve map 33 is further divided than the above section of the detailed map 32.
このような詳細マップ 3 2及びカーブ用マ ップ 3 3の各区域は、 障害物マップ 記憶部 1 2 内のメ モリの所定番地の所定ビッ 卜に対応するように構成されている 。 そ して、 区域マッ プ作成部 1 3 は、 詳細マップ 3 2及びカーブ用マップ 3 3 の 各区域に対しても、 広域マップ 3 1 と同様に、 走行コース 6上の所定距離毎の点 をマ ッ ピングする。 そ して、 区域マップ作成部 1 3 は、 マ ッ ピングされた各区域 に対応する障害物マ ップ記憶部 1 2 内のメ モ リ のビッ トに、 " Γ を書き込む。 こ こで、 詳細マッ プ 3 2及びカーブ用マップ 3 3 にマッ ピングされる点の座標デ一 夕は、 後述するように、 コースデータ記憶部 1 1 に記憶された各座標データに基 づいて演算して求められる。  Each area of the detailed map 32 and the curve map 33 is configured to correspond to a predetermined bit of a predetermined address of the memory in the obstacle map storage unit 12. Then, the area map creating unit 13 also determines points for each predetermined distance on the traveling course 6 for each area of the detailed map 32 and the curve map 33 as in the case of the wide area map 31. Map. Then, the area map creating unit 13 writes “Γ” in a memory bit in the obstacle map storage unit 12 corresponding to each of the mapped areas. As will be described later, the coordinate data of the points mapped to the detailed map 32 and the curve map 33 are calculated and calculated based on the coordinate data stored in the course data storage unit 11. Can be
次に、 図 4 に示すフローチャー 卜に従って、 区域マ ップ作成部 1 3が詳細マッ プ 3 2及びカーブ用マッ プ 3 3 にマ ツ ピングする処理方法を詳細に説明する。 尚 、 フローのステップ番号は Sを付しており、 S 1 はステップ 1 を表している。  Next, in accordance with the flowchart shown in FIG. 4, a processing method in which the area map creating unit 13 maps the detailed map 32 and the curve map 33 will be described in detail. The step number of the flow is denoted by S, and S 1 represents Step 1.
S 1 : 繰り返し処理のために、 nを初期化して 「 n = 0」 とする。  S 1: n is initialized to “n = 0” for repetitive processing.
S 2 : コースデ一タ記憶部 1 1 に記憶された走行コース 6上の各点の座標デ一 夕から、 自動走行開始位置 (スター ト位置) P 0 の座標データ ( x O, y O)を求め る。 本ステツ プでは、 このスター ト位置を起点に して、 即ち n = 0 を初期値と し て、 所定距離毎の走行コース 6上の点 P n の座標データ ( X n , y 11 )を演算で求め る。 こ こで、 上記所定距離は、 例えば無人ダンプ 1 が規定の車速で走行コース 6 上を走行したと きの 1 秒毎の走行距離と して設定される。 このよ うに して演算さ れた P n ( X n, y n )の点は、 図 5 に示すように、 詳細マップ 3 2 にマ ッ ピングさ れる。  S2: From the coordinate data of each point on the traveling course 6 stored in the course data storage unit 11, the coordinate data (xO, yO) of the automatic traveling start position (start position) P0 is obtained. Ask. In this step, the coordinate data (X n, y 11) of the point P n on the traveling course 6 for each predetermined distance is calculated with this start position as a starting point, that is, n = 0 as an initial value. Find in. Here, the predetermined distance is set, for example, as a travel distance per second when the unmanned dump truck 1 travels on the travel course 6 at a specified vehicle speed. The points of P n (X n, yn) calculated in this way are mapped on the detailed map 32 as shown in FIG.
S 3 : 求めた点 P a の座標デ一夕 ( X n , y n ) に基づいて、 点 P n を詳細マッ プ 3 2 にマッ ピングする。 また、 点 P n がマッ ピングされた区域に対応する、 障 害物マップ記憶部 1 2の所定ビッ トに、 "1" を書き込む。 S3: Based on the coordinates (Xn, yn) of the obtained point Pa, a detailed mapping of the point Pn is performed. Map to step 32. Also, “1” is written to a predetermined bit of the obstacle map storage unit 12 corresponding to the area where the point P n is mapped.
S 4 : 点 P n(x n, y n)に近く て、 かつ点 P n がマッ ビングされた上記区域に隣 接する 3つの区域に対応する障害物マッ プ記憶部 1 2のビッ トにも、 "Γ を書き 込む。 ここで、 上記の隣接する 3つの区域は、 次のようにして求めている。 即ち 、 図 5 に示すように、 点 P n がマッ ピングされた区域を、 X蚰及び y铀を共に 2 等分して、 4 つの小区域を作る。 この 4 つの小区域の内で、 点 Pn を含む小区域 を求める。 そ して、 この点 Pn を含む小区域と隣接する詳細マップ 3 2 の区域が 、 3つ求められる。 なお、 このステップの処理は、 走行コース 6 に障害物 2検知 の許容値幅を持たせるために行っている。  S 4: The bits of the obstacle map storage unit 12 corresponding to the three areas close to the point P n (xn, yn) and adjacent to the area where the point P n is mapped are also “ Here, the above three adjacent areas are obtained as follows: The area where the point P n is mapped is represented by X and y as shown in FIG.铀 is divided into two equal parts to form four sub-areas.Of these four sub-areas, a sub-area including the point Pn is obtained, and a detailed map adjacent to the sub-area including the point Pn is obtained. Three areas are required for 3 2. The processing in this step is performed so that the traveling course 6 has a permissible range of obstacle 2 detection.
S 5 : 次に、 数式 「 X nc= X n- 1 + ( V cos Θ ) Ζ 2 」 及び 「 y nc= y η-1 十 ( V sin^ ) Z 2 」 に基づいて、 点 Pncの座標データ ( x n y nc) を演算して 求める。 点 P ncは、 図 6 に示すように、 点 P n-1 と点 Pn との間を補間する点で あり、 走行コース 6が詳細マ ップ 3 2 に連続的にマツ ビングされるために演算さ れる。 ここで、 Θは、 図 5 に示すように、 点 P n- 1 、 P n を結ぶ直線が x轴とな す角度を表しており、 点 P n-1 から点 Pn へ向かう走行方向に相当する。 なお、 n = 0のと きは、 本ステップの処理は行わない。  S 5: Next, the coordinates of the point Pnc based on the formulas “Xnc = Xn−1 + (VcosΘ) Ζ2” and “ync = yη−1 (Vsin ^) Z2” Calculate and calculate data (xny nc). The point Pnc is a point interpolating between the points Pn-1 and Pn as shown in Fig. 6, and the traveling course 6 is continuously mapped to the detailed map 32 so that the traveling course 6 is mapped. It is calculated. Here, Θ represents the angle formed by the straight line connecting points P n-1 and P n as x 轴, as shown in Fig. 5, and corresponds to the traveling direction from point P n-1 to point P n I do. When n = 0, the processing of this step is not performed.
S 6 : 点 P ncの座標データ ( x nc. y nc) に基づいて点 P ncを詳細マップ 3 2 にマッ ピングし、 点 P ncがマツ ピングされた区域に対応する障害物マツプ記憶部 1 2 の所定ビッ 卜に、 "Γ を書き込む。  S6: Map the point Pnc to the detailed map 32 based on the coordinate data (xnc.ync) of the point Pnc, and store the obstacle map 1 corresponding to the area where the point Pnc is mapped. Write “Γ” to the predetermined bit of 2.
S 7 : 点 P nc ( x nc, y nc) に近く て、 かつ点 P ncがマ ッ ピングされた上記区 域に隣接する 3つの区域に対応する障害物マップ記憶部 1 2 のビッ 卜にも、 "1" を書き込み、 走行コース 6 に許容値幅を持たせる。 このと き、 書き込むビッ 卜に 、 既に" Γ が書き込まれていてもよい。 ここで、 上記の隣接する 3つの区域は、 前逑同様にして求める。  S7: In the bit of the obstacle map storage unit 12 corresponding to the three areas close to the point Pnc (xnc, ync) and adjacent to the above-mentioned area where the point Pnc is mapped. Also, write "1" to make traveling course 6 have an allowable value range. At this time, "Γ" may be already written in the bit to be written. Here, the above three adjacent areas are obtained in the same manner as in the previous step.
S 8 : 連続する 3点 Pn- 2 ( x n- 2, y n- 2)、 Pn- 1 ( x n- 1, y n- 1)及び P n ( x n, y n)から、 点 Pn の近傍がカーブが否かを判断する。 カーブのと きは S 9へ 進み、 そうでないと きは S 1 3へ進む。 こ こで、 点 P n- 2 、 P n-1 を結ぶ直線と 、 点 Pn-1 、 P n を結ぶ直線とのなす角度が、 所定値より大きいと きに、 カーブ と判断する。 S 8: From three consecutive points Pn-2 (xn-2, yn-2), Pn-1 (xn-1, yn-1) and Pn (xn, yn), near point Pn Judge whether there is a curve or not. Go to S 9 when making a curve Proceed, otherwise proceed to S13. Here, when the angle between the straight line connecting the points Pn-2 and Pn-1 and the straight line connecting the points Pn-1 and Pn is larger than a predetermined value, it is determined to be a curve.
S 9 : カーブ区間 ( P 11- 1 と P n との間) に対応する詳細マップ 3 2の区域を 更に細かく 区切って、 カーブ用マッ プ 3 3 を作成する。 カーブ用マ ッ プ 3 3 を表 す一義的な番号を、 各区域に対応させて記憶する。 なお、 図 7では、 カーブ用マ ッ プ 3 3の区域の一辺の距離は、 詳細マ ッ プ 3 2の各区域の一辺を 2等分した例 で示されているが、 本発明はこの区分に限定されるものではない。 例えば、 さ ら に細力、く 区切ることにより、 カーブ区間のマッ ピング精度が向上する。  S 9: Create a curve map 33 by further subdividing the detailed map 32 corresponding to the curve section (between P11-1 and Pn). A unique number representing the curve map 33 is stored in association with each area. In FIG. 7, the distance of one side of the area of the curve map 33 is shown as an example in which one side of each area of the detailed map 32 is divided into two equal parts. However, the present invention is not limited to this. For example, by further dividing the section more finely, the mapping accuracy of the curve section is improved.
S 1 0 : 点 P ti 、 P ncに対し、 数式 「 X a0= x a + ( V cos θ ) ./ 2 」 及び 「 y a0= y a + (V sin Θ ) / 2 」 を用いて、 点 P aOの座標データ ( x aO, y aO) を演算して求める。 ここで、 a = n , nc である。 点 PnOは、 図 7 に示すように 、 点 Pncと点 Pn との間を補間する点である。 また、 点 P ncO は、 点 P n- 1 と点 P ncとの間を補間する点である。 このように して、 走行コース 6がカーブ用マツ プ 3 3 に連続的にマ ッ ピングされる。 こ こで、 Θ は前述同様に、 点 P n- 1 と点 P ncを結ぶ直線、 又は点 P ncと点 Ρ ιι を結ぶ直線が、 それぞれ x軸となす角度を表 している。  S 10: For the points P ti and P nc, the points P ti and P nc are calculated using the expressions “X a0 = xa + (V cos θ). Calculate and calculate the aO coordinate data (xaO, yao). Where a = n, nc. The point PnO is a point that interpolates between the points Pnc and Pn as shown in FIG. The point P ncO is a point for interpolating between the point P n-1 and the point P nc. In this way, the traveling course 6 is continuously mapped to the curve map 33. Here, Θ represents the angle formed by the straight line connecting the point P n-1 and the point P nc or the straight line connecting the point P nc and the point Ρ ιι to the x-axis, as described above.
S 1 1 : 点 P n ( X n, y n)、 点 P nc ( X nc, y nc) 及び点 P aO ( x a0, y aOJ の座標デ一夕に基づいて、 各点 P n 、 P nc、 P aOをカーブ用マ ップ 3 3 にマツ ピ ングし、 各点がマ ッ ピングされた区域に対応する障害物マップ記憶部 1 2の所定 ビッ 卜に、 "じ を書き込む。  S 1 1: Each point P n, P nc based on the coordinates P n (X n, yn), P nc (X nc, y nc) and P aO (x a0, y aOJ Then, PaO is mapped to the curve map 33, and "j" is written in a predetermined bit of the obstacle map storage unit 12 corresponding to the area where each point is mapped.
5 1 2 : 点 P 11 、 P nc及び P aOに近く て、 かつ各点がマ ッ ピングされた力一ブ 用マップ 3 3の上記区域に隣接する 3つの区域を夫々求める。 求めたそれぞれの 隣接区域に対応する障害物マ ップ記憶部 1 2のビッ 卜にも、 "Γ を書き込み、 走 行コース 6 に許容値幅を持たせる。 このと き、 書き込むビッ 卜に既に "1" が書き 込まれていてもよい。 こ こで、 隣接する 3つの区域は前述同様にして求める。  5 1 2: Each of the three areas near the points P 11, P nc, and PaO and adjacent to the above-mentioned area of the force map 33 where each point is mapped is determined. "Γ" is also written in the bit of the obstacle map storage unit 12 corresponding to each of the obtained adjacent areas, and the allowable width is given to the running course 6. At this time, the bit to be written is already " 1 "may be written. Here, three adjacent areas are obtained in the same manner as described above.
5 1 3 : n力く 「 n ≥ N」 を満足するか否かチェ ッ ク し、 満足すると きはエン ド へ進み処理を終了し、 そうでないときは S 1 4へ進む。 5 1 3: Check whether n satisfies “n ≥ N” vigorously, and if satisfied, end. Then, the process ends, and if not, the process proceeds to S14.
3 1 4 : 1 を 1 進め、 8 2へ戻って処理を繰り返す。  3 1 4: Advance 1 by 1, return to 8 2 and repeat the process.
以上のように して、 走行コース 6上の各点は、 広域マップ 3 1 、 詳細マップ 3 2及びカーブ用マッ プ 3 3 にマッ ピングされる。 また、 走行コース 6上の各点が 含まれる詳細マッ プ 3 2及びカーブ用マップ 3 3の各区域に関し、 これら各区域 に対応する障害物マ ップ記憶部 1 2 のビッ 卜には、 " Γ が書き込まれる。  As described above, each point on the traveling course 6 is mapped to the wide area map 31, the detailed map 32, and the curve map 33. In addition, regarding each area of the detailed map 32 and the curve map 33 including each point on the traveling course 6, the bit of the obstacle map storage unit 12 corresponding to each area includes “ Γ is written.
次に、 障害物検知について、 説明する。 自動走行制御時には、 以下の手順で障 害物 1 が走行コース 6上にあるか否かが判断される。 障害物距離検出手段 2 2 は 、 障害物 2 までの距離を検出して、 この障害物距離データを障害物位置演算部 1 4 に出力する。 同時に走行方向検出手段 2 3 は、 走行方向データを障害物位置演 算部 1 4 に出力している。 障害物位置演算部 1 4 は、 位置検出手段 2 1 から現在 の走行位置を走行座標系 X — y上の座標データと して入力し、 この座標データ、 上記の障害物距離デ一夕及び走行方向データに基づいて、 障害物 2の位置の座標 データを演算する。  Next, obstacle detection will be described. At the time of automatic traveling control, it is determined whether or not the obstacle 1 is on the traveling course 6 in the following procedure. The obstacle distance detection means 22 detects the distance to the obstacle 2 and outputs the obstacle distance data to the obstacle position calculation unit 14. At the same time, the traveling direction detecting means 23 outputs the traveling direction data to the obstacle position calculating section 14. The obstacle position calculation unit 14 inputs the current travel position from the position detection means 21 as coordinate data on the travel coordinate system X—y, and uses this coordinate data, the obstacle distance data described above, and travel. The coordinate data of the position of the obstacle 2 is calculated based on the direction data.
そ して、 障害物判定部 1 5 は、 障害物位置演算部 1 4が演算した障害物 2の位 置を、 詳細マ ップ 3 2及びカーブ用マップ 3 3 にマッ ピングする。 障害物判定部 1 5 は、 このマッ ピングされた区域に対応した障害物マップ記憶部 i 2 のビッ 卜 に、 " 1 " が書いてあるか否かを判断する。 障害物判定部 1 5 は、 " Γ が書いてあ る場合には、 障害物 2が走行コース 6上に有り と判定し、 障害物 2 との衝突を防 止するため、 走行停止や迂回等により、 無人ダンプ 1 を回避をさせるようにする 。 このように、 障害物 2の有無を判定する際、 障害物 2の区域に対応した障害物 マップ記憶部 1 2 のビッ 卜に、 " Γ が書いてあるか否かを判断するだけでよいの で、 障害物判定の演算負荷が極めて軽減される。  Then, the obstacle determination unit 15 maps the position of the obstacle 2 calculated by the obstacle position calculation unit 14 to the detailed map 32 and the curve map 33. The obstacle determining unit 15 determines whether or not "1" is written in the bit of the obstacle map storage unit i2 corresponding to the mapped area. The obstacle determination unit 15 determines that “If 2 is written, it determines that the obstacle 2 is on the traveling course 6 and stops traveling or detouring to prevent collision with the obstacle 2. In this way, the unmanned dump 1 is avoided. Thus, when judging the presence or absence of the obstacle 2, "Γ" is added to the bit of the obstacle map storage unit 12 corresponding to the area of the obstacle 2. Since it is only necessary to judge whether or not it is written, the calculation load of obstacle judgment is greatly reduced.
走行コース 6の直線区間は、 詳細マップ 3 2 にマッ ピングされ、 カーブ区間は 直線区間より も細かい区域で構成された力一ブ用マップ 3 3 にマッ ピングされる 。 図 7 において、 2点鎖線 Aは、 走行コース 6がカーブ用マッ プ 3 3 にマツ ピン グされた各区域に関し、 最大幅となるように、 各区域の角部分を連続的に結んだ 曲線である。 また点線 Bは、 詳細マップ 3 2 にマ ッ ピングされた走行コース 6 の 各区域に関し、 最大幅となるように、 各区域の角部分を連続的に結んだ曲線であ る。 そ して、 線 A、 Aで挟まれた走行コース 6の幅は、 線 B、 Bで挟まれた幅よ り も狭く なつている。 このよう に、 小さい区域の力一ブ用マ ッ プ 3 3 にカーブ区 間をマッ ピングしているので、 カーブ区間におけるマッ ピング精度を上げること が可能となる。 これにより、 従来の誤判断、 即ち、 走行コース 6上には位置しな い障害物 2力 <、 力一ブ区間の走行コ一ス 6の近傍にあるために、 走行コ一ス 6上 に有り と誤って判定されるようなこと、 が無く なる。 The straight section of the traveling course 6 is mapped to the detailed map 32, and the curved section is mapped to the force map 33 composed of a smaller area than the straight section. In Fig. 7, the two-dot chain line A continuously connects the corners of each section so that the running course 6 has the maximum width for each section mapped to the curve map 33. It is a curve. Dotted line B is a curve that continuously connects the corners of each section of the traveling course 6 mapped on the detailed map 32 so that the section has the maximum width. The width of the traveling course 6 sandwiched between the lines A and A is smaller than the width sandwiched between the lines B and B. As described above, since the curve section is mapped to the force map 33 in a small section, the mapping accuracy in the curve section can be improved. As a result, the conventional misjudgment, that is, two obstacles not located on the traveling course 6 <, because the obstacle is near the traveling course 6 in the force section, There is no such thing as being erroneously determined to be present.
また、 以上のように区域マ ッ プの区域を細かく すると、 障害物検知の精度を向 上できる。 しかし、 精度を良く するために無人ダンプ 1 が走行する走行路面全体 を最初から細かい区域に区切つて構成すると、 この区域マ ッ プの記憶メ モ リ容量 が非常に大き く なつてしま う。 しかも、 走行コース 6が通る区域は、 区域マ ッ プ 全体の一部分なので、 最初から細かいと、 無駄なメ モ リの部分が多く なつてしま う。 そこで、 本発明では、 区域マ ッ プの記憶メ モ リを効率的に使用するために、 障害物検知用区域マ ップは 3種類のマップ、 即ち広域マップ 3 1 、 詳細マ ッ プ 3 2及びカーブ用マ ップ 3 3 によ り構成している。 広域マ ップ 3 1 は、 走行座標系 X yの路面全体における走行コース 6の通る位置の概要を表しており、 詳細マ ッ プ 3 2 はその走行コース 6が通る広域マップ 3 1 の各区域をさ らに詳細に表し ている。 また、 カーブ用マップ 3 3 は、 走行コース 6のカーブ区間のみをさ らに 細かい区域で表している。 このよう に必要な区域のみを、 より詳細な区域に表し ているので、 障害物マップ記憶部 1 2内のメ モ リ を少ない容量で構成でき、 しか も効率的に使用できる。 産業上の利用可能性  In addition, if the area of the area map is made smaller as described above, the accuracy of obstacle detection can be improved. However, if the entire road surface on which the unmanned dump truck 1 travels is divided into small sections from the beginning to improve accuracy, the memory capacity of this section map will be extremely large. In addition, the area through which traveling course 6 passes is a part of the entire area map, so if it is fine from the beginning, a lot of wasteful memory will be added. Therefore, in the present invention, in order to use the storage memory of the area map efficiently, the area map for obstacle detection has three types of maps, that is, the wide area map 31 and the detailed map 32. And a curve map 33. The wide area map 31 shows the outline of the position where the traveling course 6 passes on the entire road surface of the traveling coordinate system Xy, and the detailed map 32 shows each area of the wide area map 31 where the traveling course 6 passes. Is shown in more detail. In the curve map 33, only the curve section of the traveling course 6 is represented by a smaller area. Since only the necessary area is represented in a more detailed area in this way, the memory in the obstacle map storage unit 12 can be configured with a small capacity and can be used efficiently. Industrial applicability
本発明は、 コ ン 卜ローラへの演算負荷を大き く することな く 障害物検知を可能 と し、 しかも精度を落とすことなく 障害物検知ができる無人車両の障害物検知の マツ ピング方法及び障害物探知装置と して有用である。  The present invention makes it possible to detect an obstacle without increasing the calculation load on a controller, and furthermore, a method and a method for detecting an obstacle in an unmanned vehicle that can detect an obstacle without reducing accuracy. Useful as an object detection device.

Claims

請 求 の 範 囲 The scope of the claims
1 . 無人車両(1 ) が自動走行する走行コース(6) 上の障害物(2 ) を検知する無人 車両の障害物検知のマッ ピング方法において、 1. In the mapping method of obstacle detection of an unmanned vehicle which detects an obstacle (2) on a traveling course (6) in which an unmanned vehicle (1) travels automatically,
前記走行コース(6) を含む地域を座標軸 x、 yに平行な直線で所定距離毎に区 切って多数の区域を形成すると共に、 前記走行コース(6) が通過する区域を記憶 し、  The area including the traveling course (6) is sectioned at predetermined intervals by a straight line parallel to the coordinate axes x and y to form a number of areas, and an area through which the traveling course (6) passes is stored.
自動走行の際、 検知した障害物(2) の位置する区域と前記記憶した通過区域の 内の少な く と も一つの区域とがー致する場合、 前記障害物(2 ) が前記走行コース (6) 上に有ると判定することを特徴とする無人車両の障害物検知のマッ ピング方 法。  If, during automatic driving, the area where the detected obstacle (2) is located and at least one of the memorized passage areas meet, the obstacle (2) is moved along the traveling course ( 6) A mapping method for obstacle detection of unmanned vehicles, which is determined to be above.
2 . 前記走行コース(6) のカーブ区間の区域は、 前記走行コース(6) の直線区間 の区域に対し、 細かく 区切られた区域であることを特徴とする ΐ青求の範囲 1 記載 の無人車両の障害物検知のマツ ビング方法。 2. The unmanned person according to the range 1 of the blue sky seeking, wherein the area of the curved section of the traveling course (6) is a section that is finely divided from the area of the straight section of the traveling course (6). A method for detecting obstacles in vehicles.
3 . 無人車両(1 ) が自動走行する走行コース(6) 上の障害物(2 ) を検知する無人 車両の障害物検知装置において、 3. In an unmanned vehicle obstacle detecting device that detects an obstacle (2) on a traveling course (6) in which an unmanned vehicle (1) automatically travels,
前記走行コース(6) を含む地域を座標軸 x、 yに平行な直線で所定距離毎に区 切って多数の区域を形成すると共に、 前記区域に対応するメ モ リエリ アによ って 構成されるマップを記憶する障害物検知用区域マップ記憶部(12 )と、  The area including the running course (6) is divided by a predetermined distance with a straight line parallel to the coordinate axes x and y to form a large number of areas, and is constituted by memory areas corresponding to the areas. An obstacle detection area map storage unit (12) for storing a map,
前記走行コース(6) 上の所定距離毎の点の座標データを演算し、 前記演算した 座標デ一夕を含む所定のデータを、 前記座標データの位置が含まれる区域に対応 したメ モ リエリ アに書き込む区域マップ作成部(13)と、  Coordinate data of points at predetermined distances on the traveling course (6) is calculated, and predetermined data including the calculated coordinate data is stored in a memory area corresponding to an area including the position of the coordinate data. Area map creation unit (13) to write in the
前記障害物(2) の位置を演算する障害物位置演算部(14 )と、  An obstacle position calculator (14) for calculating the position of the obstacle (2);
前記演算された障害物(2) 位置を前記メ モ リ エリ アにマ ッ ピングし、 前記マ ツ ピングした障害物(2) 位置と、 前記メ モ リエリ アに書き込まれた座標デ一タ位置 を含む区域の内の少なく と も- つの区域とがー致する時に、 前記演算された障害 物(2 ) が前記走行コース(6) 上に有ると判定する障害物判定部(15)とを備えるこ とを特徴とする無人車両の障害物検知装置。 The calculated obstacle (2) position is mapped to the memory area, and the mapped obstacle (2) position and the coordinate data position written in the memory area are mapped. An obstacle determining unit (15) that determines that the calculated obstacle (2) is on the traveling course (6) when at least one of the areas including An obstacle detection device for an unmanned vehicle, comprising:
4 . 前記記憶されるマッ プは、 4. The stored map is
前記走行コース(6) を含む地域を座標軸 x、 y に平行な直線で所定距離毎に区 切って多数の区域を形成する広域マップ(31 )と、  A wide area map (31) for forming a large number of areas by dividing an area including the traveling course (6) by a predetermined distance at a predetermined distance by a straight line parallel to the coordinate axes x and y;
前記走行コース(6 ) が通過する区域を、 前記広域マッ プ(3】)の区域より も細か く 区切られる区域で形成する詳細マップ(32)と、  A detailed map (32) which forms an area through which the traveling course (6) passes by an area which is divided more finely than an area of the wide area map (3);
前記走行コース(6 ) のカーブ区間の区域を、 前記詳細マッ プ(32 )の区域より も 細かく 区切られる区域で形成するカーブ用マ ップ(33)とを有することを特徴とす る請求の範囲 3記載の無人車両の障害物検知装置。  A curve map (33) formed by defining a section of a curve section of the traveling course (6) in a section divided more finely than a section of the detailed map (32). An obstacle detection device for an unmanned vehicle according to range 3.
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