JPH01219906A - 車体の位置および進行方向の測定方法ならびに自動走行制御方法 - Google Patents
車体の位置および進行方向の測定方法ならびに自動走行制御方法Info
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- JPH01219906A JPH01219906A JP63045467A JP4546788A JPH01219906A JP H01219906 A JPH01219906 A JP H01219906A JP 63045467 A JP63045467 A JP 63045467A JP 4546788 A JP4546788 A JP 4546788A JP H01219906 A JPH01219906 A JP H01219906A
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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】
産業上の利用分野
本発明は、たとえば水路などのような円形路を走行する
車体の位置および進行方向を測定するための方法に関し
、さらにまたそのような円形路を走行する車体の自動走
行制御方法に関する。
車体の位置および進行方向を測定するための方法に関し
、さらにまたそのような円形路を走行する車体の自動走
行制御方法に関する。
従来の技術
従来から、円形路内を走行する車体の位置と進行方向を
測定するための方法は存在しない。円形水路内を清掃な
どするために移動体である車体を走行させる際に、その
車体が希望する軌跡を辿るには、その車体の位置および
進行方向を測定する必要がある。
測定するための方法は存在しない。円形水路内を清掃な
どするために移動体である車体を走行させる際に、その
車体が希望する軌跡を辿るには、その車体の位置および
進行方向を測定する必要がある。
先行技術は、たとえば特開昭６０−１９５６２０である
。この先行技術では、起伏のある場所における進路の補
正は行うことができるけれども、軸直角断面が円形であ
る円形路内における車体の位置と進行方向とを測定する
ことは、困難である。
。この先行技術では、起伏のある場所における進路の補
正は行うことができるけれども、軸直角断面が円形であ
る円形路内における車体の位置と進行方向とを測定する
ことは、困難である。
発明が解決すべき課題
本発明の目的は、円形路内を走行する車体の位置および
進行方向を測定するための方法を提供することである。
進行方向を測定するための方法を提供することである。
本発明の他の目的は、円形路内を車体が自動走行するこ
とができるようにするための制御方法を提供することで
ある。
とができるようにするための制御方法を提供することで
ある。
課題を解決するための手段
本発明は、円形路を走行する車体に、その車体の傾斜状
態を検出する傾斜計を固定し、傾斜計の出力に基づいて
車体の位置を演算し、前記傾斜計の出力を微分して車体
の進行方向を演算することを特徴とする円形路における
車体の測定方法である。
態を検出する傾斜計を固定し、傾斜計の出力に基づいて
車体の位置を演算し、前記傾斜計の出力を微分して車体
の進行方向を演算することを特徴とする円形路における
車体の測定方法である。
また本発明は、円形路を走行する車体に、その車体の傾
斜状態を検出しかつ相互の軸線が直交する一対の傾斜計
をそれぞれ固定し、 前記一対の傾斜計の出力に基づいて、車体の位置と進行
方向とを演算することを特徴とする円形路における車体
の測定方法である。
斜状態を検出しかつ相互の軸線が直交する一対の傾斜計
をそれぞれ固定し、 前記一対の傾斜計の出力に基づいて、車体の位置と進行
方向とを演算することを特徴とする円形路における車体
の測定方法である。
さらにまた本発明は、円形路を走行する車体に、その車
体の傾斜状態を検出する傾斜計を固定し、傾斜計の出力
に基づいて車体の位置を演算し、車体には、円形路まで
の距離を測定する複数の距ｉ１ｆ測定手段を、相互に異
なる位置に固定し、距離測定手段の出力に基づいて車体
の進行方向を演算することを特徴とする円形路における
車体の測定方法である。
体の傾斜状態を検出する傾斜計を固定し、傾斜計の出力
に基づいて車体の位置を演算し、車体には、円形路まで
の距離を測定する複数の距ｉ１ｆ測定手段を、相互に異
なる位置に固定し、距離測定手段の出力に基づいて車体
の進行方向を演算することを特徴とする円形路における
車体の測定方法である。
また本発明は１円形路を走行する車体の車輪を操舵手段
によって操舵し、 この車体の位置と車体の進行方向とを演算して求め、 車体の位置と車体の進行方向とに基づいて、操舵角を演
算し、こうして求めた操舵角に基づいて操舵手段を駆動
することを特徴とする円形路における車体の自動走行制
御方法である。
によって操舵し、 この車体の位置と車体の進行方向とを演算して求め、 車体の位置と車体の進行方向とに基づいて、操舵角を演
算し、こうして求めた操舵角に基づいて操舵手段を駆動
することを特徴とする円形路における車体の自動走行制
御方法である。
作 用
本発明に従えば、円形路を走行する車体に傾斜計を固定
し、この傾斜計の出力に基づいて車体の位置を演算して
求めることができる。さらにこの傾斜計の出力を微分し
て、時間変化率を求め、この時間変化率に基づいて車体
の進行方向を演算することができる。
し、この傾斜計の出力に基づいて車体の位置を演算して
求めることができる。さらにこの傾斜計の出力を微分し
て、時間変化率を求め、この時間変化率に基づいて車体
の進行方向を演算することができる。
また本発明では、一対の傾斜計を車体にそれぞれ固定し
、これらの傾斜計の各出力に基づいて車体の位置と進行
方向とを演算して求めることができる。
、これらの傾斜計の各出力に基づいて車体の位置と進行
方向とを演算して求めることができる。
さらにまた本発明に従えば、車体の位置を演算するため
に車体に傾斜計を固定し、また車体の進行方向を演算す
るために車体には複数の距離測定手段を相互に異なる位
置に固定し、これらの距離測定手段によってその距離測
定手段と円形路までの距離を測定し、この測定結果を演
算して進行方向を求める、 本発明に従えば、同船路における車体の自動走行１ｌＩ
ＩＪ御を行うなめに、操舵手段を儂え、車体の位置と進
行方向とを演算して求め、これらの位置と進１行方向と
に基づいて操舵手段による操舵角を演算して求めて希望
する軌跡を車体が辿るように制御することができる。
に車体に傾斜計を固定し、また車体の進行方向を演算す
るために車体には複数の距離測定手段を相互に異なる位
置に固定し、これらの距離測定手段によってその距離測
定手段と円形路までの距離を測定し、この測定結果を演
算して進行方向を求める、 本発明に従えば、同船路における車体の自動走行１ｌＩ
ＩＪ御を行うなめに、操舵手段を儂え、車体の位置と進
行方向とを演算して求め、これらの位置と進１行方向と
に基づいて操舵手段による操舵角を演算して求めて希望
する軌跡を車体が辿るように制御することができる。
実施例
第１図は、本発明の一実施例の車体１の簡略化した斜視
図である。この車体１には、点対称の位置に４つの車輪
Ｗ１〜Ｗ４が設けられ、これらの車輪Ｗ１〜Ｗ４のうち
、前輪Ｗｌ、Ｗ２は操舵手段２によって操舵することが
でき、駆動手段３によってたとえば後輪Ｗ３．Ｗ４を駆
動して走行することができる。このような車体１は、円
形の水路などの円形路を自走する。車体１には、傾斜計
Ｍｌが固定されている。この傾斜計Ｍ１の軸線５は、車
体１の軸線４に平行である。
図である。この車体１には、点対称の位置に４つの車輪
Ｗ１〜Ｗ４が設けられ、これらの車輪Ｗ１〜Ｗ４のうち
、前輪Ｗｌ、Ｗ２は操舵手段２によって操舵することが
でき、駆動手段３によってたとえば後輪Ｗ３．Ｗ４を駆
動して走行することができる。このような車体１は、円
形の水路などの円形路を自走する。車体１には、傾斜計
Ｍｌが固定されている。この傾斜計Ｍ１の軸線５は、車
体１の軸線４に平行である。
第２図は、傾斜計Ｍ１の特性を示すための斜視図である
６傾斜計Ｍ１の軸線５は、平面Ｓｆ上にあり、その軸線
５方向のベクトルは凸で示されている。平面Ｓｆ上の水
平なベクトル※と前記ベクトル０とのなす平面Ｓｆ上の
角度は参照符θで示される。軸線５に垂直な平面Ｓｌ内
において、平面Ｓｆに垂直な基準線を参照符６で示す。
６傾斜計Ｍ１の軸線５は、平面Ｓｆ上にあり、その軸線
５方向のベクトルは凸で示されている。平面Ｓｆ上の水
平なベクトル※と前記ベクトル０とのなす平面Ｓｆ上の
角度は参照符θで示される。軸線５に垂直な平面Ｓｌ内
において、平面Ｓｆに垂直な基準線を参照符６で示す。
軸線５上で平面Ｓ１との交点７を通る鉛直線の平面Ｓ１
への射影ベクトルを命で示すとき、基準線６とベクトル
命とのなす角度βが、傾斜計Ｍ１によって測定される。
への射影ベクトルを命で示すとき、基準線６とベクトル
命とのなす角度βが、傾斜計Ｍ１によって測定される。
平面Ｓｆは水平面Ｓ２と角度αを成して交わる。
したがって第１式が成立する。
ｔａｎβ＝ｔａｎａ−ｃｏｓθ −（１）第３
図は、第１図および第２図に示される一実施例の電気的
構成を示すブロック図である。傾斜計Ｍ１からの出力が
演算されて操舵手段２が駆動される。この傾斜計Ｍ１の
出力によって、車体１の位置と進行方向とを演算するた
めの原理を第４図を参照して説明する。車体１は円形路
８上を走行し、参照符Ｇは車体１の軸線４上の重心位置
を示す１円形路８はその軸直角断面が円形であり、その
中心線は参照符って示される。中心線９の鉛直下方の円
形路８上における直線をＸ軸とし、円形路８のＸ軸に垂
直な軸線をＹ軸とするとき、車体１が一定速度Ｖでライ
ン１０に対して角度θだけずれた進行方向に走行し、こ
のときＹ＠左方向変化量ｄｙは、ｄｔ秒間に、 ｄｙ＝ｖ−ｄｔ−ｓｉｎθ −（２）であ
る。
図は、第１図および第２図に示される一実施例の電気的
構成を示すブロック図である。傾斜計Ｍ１からの出力が
演算されて操舵手段２が駆動される。この傾斜計Ｍ１の
出力によって、車体１の位置と進行方向とを演算するた
めの原理を第４図を参照して説明する。車体１は円形路
８上を走行し、参照符Ｇは車体１の軸線４上の重心位置
を示す１円形路８はその軸直角断面が円形であり、その
中心線は参照符って示される。中心線９の鉛直下方の円
形路８上における直線をＸ軸とし、円形路８のＸ軸に垂
直な軸線をＹ軸とするとき、車体１が一定速度Ｖでライ
ン１０に対して角度θだけずれた進行方向に走行し、こ
のときＹ＠左方向変化量ｄｙは、ｄｔ秒間に、 ｄｙ＝ｖ−ｄｔ−ｓｉｎθ −（２）であ
る。
直線１０は、重心Ｇを通り、Ｘ軸に平行な直線である。
傾斜計Ｍ１の特性を示す第１式において、ｃｏｓ（９ξ
１であるときには、 β勢α ・・・（３）であ
るので、円形路８上のＸ軸からの変位量ｙと、傾斜計Ｍ
１の出力値である角度βとの関係は、βζｙ／Ｒ・・・
（４） となる。
１であるときには、 β勢α ・・・（３）であ
るので、円形路８上のＸ軸からの変位量ｙと、傾斜計Ｍ
１の出力値である角度βとの関係は、βζｙ／Ｒ・・・
（４） となる。
したがって
ｙ＃Ｒ・β ・・・（５）こ
こでＲは、円形路８の半径を示す。
こでＲは、円形路８の半径を示す。
第２式と第５式とから第６式が求められる。
このようにして車体１の位置を表す値ｙと、その車体１
の進行方向θとを演算して求めることができる。
の進行方向θとを演算して求めることができる。
第５図は、車体１の簡略化した平面図である。
車体１の操舵手段２による直線１０との角度θは、前述
のように車体１の進行方向を表し、車体１の軸線５と直
線１０との成す角度θ１は車体１の向きを表す。この車
体１の向きθ１は、第７式で示される。
のように車体１の進行方向を表し、車体１の軸線５と直
線１０との成す角度θ１は車体１の向きを表す。この車
体１の向きθ１は、第７式で示される。
ただし、
０＜ｋ＜１ ・・・
（８）ここで、Ｓは操舵手段２による操舵角を示し、ｋ
は定数である。
（８）ここで、Ｓは操舵手段２による操舵角を示し、ｋ
は定数である。
自動走行を行うために、操舵手段２による操舵角Ｓは第
９式のように、車体１の位置ｙと角度θから求められる
。
９式のように、車体１の位置ｙと角度θから求められる
。
このような第９式あ演算を達成するために第３図を参照
して、傾斜計Ｍｌからの出方値βは、フィルタ１２によ
って雑音成分が除去され、時間変化率ｄβ／ｄｔが微分
回路１３によって演算されるとともに、引き算回路１４
に与えられる。引き算回路１４には、設定回路１５から
の目標角度β１１が導出される。引き算回路１４は、（
β１１−β）を演算し、ゲインＧｐを有する増幅回路１
６に与えられる。この増幅回路１６がらの出力は、引き
算回路１７に与えられる。
して、傾斜計Ｍｌからの出方値βは、フィルタ１２によ
って雑音成分が除去され、時間変化率ｄβ／ｄｔが微分
回路１３によって演算されるとともに、引き算回路１４
に与えられる。引き算回路１４には、設定回路１５から
の目標角度β１１が導出される。引き算回路１４は、（
β１１−β）を演算し、ゲインＧｐを有する増幅回路１
６に与えられる。この増幅回路１６がらの出力は、引き
算回路１７に与えられる。
微分回路１３の出力は、フィルタ１８によって雑音成分
が除去され、ゲインＧｄを有する増幅回路１つに与えら
れ、その後、引き算回路１７に与えられる。こうして引
き算回路１７がら操舵手段２には、操舵角Ｓが第９式の
とおりに演算されて与えられる。操舵手段２は前輪Ｗ１
８・Ｗ２を操舵し、傾斜計の出力βと、設定回路１５に
おいて設定した値β１１との差が零になるように、車体
１が自走する。
が除去され、ゲインＧｄを有する増幅回路１つに与えら
れ、その後、引き算回路１７に与えられる。こうして引
き算回路１７がら操舵手段２には、操舵角Ｓが第９式の
とおりに演算されて与えられる。操舵手段２は前輪Ｗ１
８・Ｗ２を操舵し、傾斜計の出力βと、設定回路１５に
おいて設定した値β１１との差が零になるように、車体
１が自走する。
第６［Ｊは、本発明の他の実施例の斜視図である。
この実施例は前述の実施例に類似し、対応する部分には
同一の参照符を（＝ｆす。注目すべきはこの実施例では
、一対の傾斜計Ｍｌ、Ｍ２が車体１に固定されており、
傾斜計Ｍ２の軸線２０は傾斜計Ｍ１に垂直であって、こ
れらの軸線５，２０はロボットを平面上に置いたとき、
この平面と平行である。車体１が水平に保たれていると
き、傾斜計Ｍ１の出力値をβ１とし、もう１つの傾斜計
Ｍ２の出力値をβ２とするとき、β１＝β２＝０である
。
同一の参照符を（＝ｆす。注目すべきはこの実施例では
、一対の傾斜計Ｍｌ、Ｍ２が車体１に固定されており、
傾斜計Ｍ２の軸線２０は傾斜計Ｍ１に垂直であって、こ
れらの軸線５，２０はロボットを平面上に置いたとき、
この平面と平行である。車体１が水平に保たれていると
き、傾斜計Ｍ１の出力値をβ１とし、もう１つの傾斜計
Ｍ２の出力値をβ２とするとき、β１＝β２＝０である
。
円形路８上において、車体１の４つの車輪Ｗ１〜Ｗ４の
全ては、車体ｌの軸線が円形路８の中心線９に平行でな
い限り、円形路８上に接地していることは不可能であり
、１つの車輪が浮いていることがある。
全ては、車体ｌの軸線が円形路８の中心線９に平行でな
い限り、円形路８上に接地していることは不可能であり
、１つの車輪が浮いていることがある。
第７図は、第６図に示される実施例において、車輪Ｗ１
〜Ｗ４の状態と傾斜計Ｍｌ、Ｍ２の出力値βｌ、β２の
正負の符号とのＷＡ係を説明するための平面図であり、
これは第１表のように示される。第１表において、○印
は車輪Ｗ１〜Ｗ２が円形路８上に接地しているものを示
し、×は円形路８から浮いている車輪を示す。
〜Ｗ４の状態と傾斜計Ｍｌ、Ｍ２の出力値βｌ、β２の
正負の符号とのＷＡ係を説明するための平面図であり、
これは第１表のように示される。第１表において、○印
は車輪Ｗ１〜Ｗ２が円形路８上に接地しているものを示
し、×は円形路８から浮いている車輪を示す。
第８図は、第６図および第７図に示される実施例の電気
的構成を示すブロック図である。傾斜計Ｍｌ、Ｍ２の出
力は、マイクロコンピュータなどによって実現される処
理回路２２に与えられ、この処理回路２２によって演算
される操舵角を表す信号は操舵手段２に与えられ、こう
して操舵動作が行われる。
的構成を示すブロック図である。傾斜計Ｍｌ、Ｍ２の出
力は、マイクロコンピュータなどによって実現される処
理回路２２に与えられ、この処理回路２２によって演算
される操舵角を表す信号は操舵手段２に与えられ、こう
して操舵動作が行われる。
傾斜計Ｍｌ、Ｍ２の各出力β１．β２は、第１０式およ
び第１１式で表される６ ｔａｎβ１＝ｔａｎａ −ｃｏｓθ 、−（ｉ
ｏ）ｔａｎβ２＝−ｔａｎα・ｓｉｎθ ・・
・（１１）ｔａｎβ１≠０であれば、 １３＝−ｊａｎ−’ （”” ” ｌ 、＝
（１２）ｔａｎβ１ α−ｊａｎ” （”“１） ・・・（１３）
ＣＯＳθ 自動走行を行うために、角度β１が予め定めた目標値β
１１となるように、かっβ２＝０となるように車体１を
走行させるために、処理回路２２は第９図に示される演
算動作を行う。
び第１１式で表される６ ｔａｎβ１＝ｔａｎａ −ｃｏｓθ 、−（ｉ
ｏ）ｔａｎβ２＝−ｔａｎα・ｓｉｎθ ・・
・（１１）ｔａｎβ１≠０であれば、 １３＝−ｊａｎ−’ （”” ” ｌ 、＝
（１２）ｔａｎβ１ α−ｊａｎ” （”“１） ・・・（１３）
ＣＯＳθ 自動走行を行うために、角度β１が予め定めた目標値β
１１となるように、かっβ２＝０となるように車体１を
走行させるために、処理回路２２は第９図に示される演
算動作を行う。
ステップｎ１からステップｎ２に移り、第１４式の演算
を行う。
を行う。
ｅｐｓｌ＝０１（β１１−β１ ） −（
１４）次のステップｎ３では、第１５式の演算を行う。
１４）次のステップｎ３では、第１５式の演算を行う。
ｅｐｓ２＝Ｇ２・β２ 、、、（１
５）上述の第１４式および第１５式においてＧｌ。
５）上述の第１４式および第１５式においてＧｌ。
Ｇ２は予め定める定数である。
ステップｎ４において、車輪Ｗ１が円形路８に接地して
いるかが判断され、接地していなければステップｎ５に
移り、第１６式のとおりｔ！ ＃Ｓ角Ｓを演算してステ
ップｎ６において操舵角Ｓの演算を終了する。
いるかが判断され、接地していなければステップｎ５に
移り、第１６式のとおりｔ！ ＃Ｓ角Ｓを演算してステ
ップｎ６において操舵角Ｓの演算を終了する。
５＝ｅｐｓ１＋ｅｐｓ２ ・・・
（１６）ステップｎ４において、車輪Ｗ１が接地してい
ることが判断されると、ステップｎ７に移り、車輪Ｗ２
が接地しているかどうかが判断される。車輪Ｗ２が円形
路８に接地していなければステップｎ８に移り、第１７
式の演算を行う。
（１６）ステップｎ４において、車輪Ｗ１が接地してい
ることが判断されると、ステップｎ７に移り、車輪Ｗ２
が接地しているかどうかが判断される。車輪Ｗ２が円形
路８に接地していなければステップｎ８に移り、第１７
式の演算を行う。
５＝ｅｐｓ１−ｅｐｓ２ ・＝（
１７）車輪Ｗ１．Ｗ２が接地しているときには、ステッ
プｎ９に移り、車輪Ｗ３が接地しているかどうかが判断
される。車輪Ｗ３が接地していなければステップｎｌｏ
に移り、第１７式の演算を行う。
１７）車輪Ｗ１．Ｗ２が接地しているときには、ステッ
プｎ９に移り、車輪Ｗ３が接地しているかどうかが判断
される。車輪Ｗ３が接地していなければステップｎｌｏ
に移り、第１７式の演算を行う。
車輪Ｗｌ、Ｗ２．Ｗ３が接地していればステップｎｉｌ
に移り、第１６式の演算を行う、こうして車体１は、円
形路８内を自動走行制御される。
に移り、第１６式の演算を行う、こうして車体１は、円
形路８内を自動走行制御される。
第１０図は、本発明の他の実施例の簡略化した斜視図で
ある。この実施例では、車体１には傾斜計Ｍ１が備えら
れ、前述の実施例の対応する部分には同一の参照符を付
す、この実施例では、車体１には４つの超音波距離計測
手段ＳＲＩ〜ＳＲ４が車輪Ｗ１〜Ｗ４の上方にそれぞれ
対応して設けられる。この距離計測手段ＳＲＩ〜ＳＲ４
は、それらの取付けられている位置と、車体１の斜め外
側方の円形路８の路面との間の距離を計測するものであ
って、車体１の軸線４上の点に関して、左右対称に構成
される。これらの距離測定手段ＳＲ１〜ＳＲ４によって
測定される円形路８の路面までの距離は、参照符１１〜
１４で第１０図においてそれぞれ示されている。距離測
定手段ＳＲ１〜ＳＲ４は、超音波を発生し、円形路８の
路面から反射してくる反射波を受信し、その時間差を測
定して、その時間差に対応する距離１１〜１４を演算し
て求める構成を有する。これらの距離１１〜１４に基づ
いて車体１の進行方向θを演算して求めることができる
。したがって予め距離１１〜１４を計算または実測し、
車体１の進行方向θとの関係を表す間数またはテーブル
を作っておき、これによって進行方向θを演算すること
ができる。
ある。この実施例では、車体１には傾斜計Ｍ１が備えら
れ、前述の実施例の対応する部分には同一の参照符を付
す、この実施例では、車体１には４つの超音波距離計測
手段ＳＲＩ〜ＳＲ４が車輪Ｗ１〜Ｗ４の上方にそれぞれ
対応して設けられる。この距離計測手段ＳＲＩ〜ＳＲ４
は、それらの取付けられている位置と、車体１の斜め外
側方の円形路８の路面との間の距離を計測するものであ
って、車体１の軸線４上の点に関して、左右対称に構成
される。これらの距離測定手段ＳＲ１〜ＳＲ４によって
測定される円形路８の路面までの距離は、参照符１１〜
１４で第１０図においてそれぞれ示されている。距離測
定手段ＳＲ１〜ＳＲ４は、超音波を発生し、円形路８の
路面から反射してくる反射波を受信し、その時間差を測
定して、その時間差に対応する距離１１〜１４を演算し
て求める構成を有する。これらの距離１１〜１４に基づ
いて車体１の進行方向θを演算して求めることができる
。したがって予め距離１１〜１４を計算または実測し、
車体１の進行方向θとの関係を表す間数またはテーブル
を作っておき、これによって進行方向θを演算すること
ができる。
第１１図は、第１０図に示される実施例の電気的構成を
示すブロック図である。傾斜計Ｍ１と距離測定手段ＳＲ
１〜ＳＲ４の各出力は、マイクロコンピュータなどによ
って実現される処理回路２３に入力され、この処理回路
２３は傾斜計Ｍ１の出力に基づいて、車体Ｍ１の位置を
第５式のように前述の実施例と同様にして求めることが
できる。
示すブロック図である。傾斜計Ｍ１と距離測定手段ＳＲ
１〜ＳＲ４の各出力は、マイクロコンピュータなどによ
って実現される処理回路２３に入力され、この処理回路
２３は傾斜計Ｍ１の出力に基づいて、車体Ｍ１の位置を
第５式のように前述の実施例と同様にして求めることが
できる。
また、距離測定手段Ｓ Ｒ１，〜ＳＲ４の出力に基づい
て、車体１の進行方向θを求めることができる。処理回
路２３では、距離測定手段ＳＲＩ〜ＳＲ４によって測定
される距離２１〜１４に基づいて、次のようにして車体
１の進行方向θを演算して求める。距離１１〜１４のう
ちで、進行方向θの変化によって大きく変化するのは、
接地していない車輪Ｗ１〜Ｗ４の上に位置する距離測定
手段ＳＲＩ〜ＳＲ４によって測定される距離である。
て、車体１の進行方向θを求めることができる。処理回
路２３では、距離測定手段ＳＲＩ〜ＳＲ４によって測定
される距離２１〜１４に基づいて、次のようにして車体
１の進行方向θを演算して求める。距離１１〜１４のう
ちで、進行方向θの変化によって大きく変化するのは、
接地していない車輪Ｗ１〜Ｗ４の上に位置する距離測定
手段ＳＲＩ〜ＳＲ４によって測定される距離である。
この大きく変化する距離と、反対側の右または左の距離
測定手段ＳＲＩ〜ＳＲ４によって測定した距なト（１）
差（１２−１１）または＜１３−１４＞をパラメータＤ
Ｉとして採用する。θ≠Ｏのとき、車輪Ｗ１〜Ｗ４のう
ちの１つが円形路８から浮い。
測定手段ＳＲＩ〜ＳＲ４によって測定した距なト（１）
差（１２−１１）または＜１３−１４＞をパラメータＤ
Ｉとして採用する。θ≠Ｏのとき、車輪Ｗ１〜Ｗ４のう
ちの１つが円形路８から浮い。
た状態となり、したがって距離１１〜１４のうち、最も
長い距離！１〜１４のうちの１つを見つけて、その最も
長い距離を検出した距離測定手段ＳＲ１〜ＳＲ４の左ま
たは右の反対側の距離との差を上述のようにパラメータ
ＤＩとする。このようにパラメータＤＩを定めると、距
離測定手段ＳＲ１〜ＳＲ４の取付は位置が左右対称であ
れば、進行方向θはパラメータＤＩの奇関数となる。
長い距離！１〜１４のうちの１つを見つけて、その最も
長い距離を検出した距離測定手段ＳＲ１〜ＳＲ４の左ま
たは右の反対側の距離との差を上述のようにパラメータ
ＤＩとする。このようにパラメータＤＩを定めると、距
離測定手段ＳＲ１〜ＳＲ４の取付は位置が左右対称であ
れば、進行方向θはパラメータＤＩの奇関数となる。
進行方向θをパラメータＤ！の５次式または３次式で展
開し、その係数ａ１〜ａ３を決定することによって距離
１１〜１４から進行方向θを決定することができる。
開し、その係数ａ１〜ａ３を決定することによって距離
１１〜１４から進行方向θを決定することができる。
θ＝ａｌ・ＤＪ！＋ａ２−ＩＭコ＋ａ３− ＤＩ ’
−＝ （１８）このようにして進行方向θを演算し
て求めることによって、操舵角Ｓを演算することができ
る。
−＝ （１８）このようにして進行方向θを演算し
て求めることによって、操舵角Ｓを演算することができ
る。
上述の第１８式では、計算量が多く、したがってもつと
簡単に演算して進行方向θを求めることが望まれる。本
発明の他の実施例では、自動走行制御にあたっては、精
度の高い進行方向θの値は必要でなく、次のように計算
量が少なくてすむ第１８式の演算を行うようにしてもよ
い。
簡単に演算して進行方向θを求めることが望まれる。本
発明の他の実施例では、自動走行制御にあたっては、精
度の高い進行方向θの値は必要でなく、次のように計算
量が少なくてすむ第１８式の演算を行うようにしてもよ
い。
ｅｏｃ ＝ −１１＋１２＋１３−１４ −
（１９）この第１９式に関して説明を行う。進行方向θ
＝０の場合の距離１１〜１４を基準として大小を考える
。θ〉０であれば接地していない車輪はＷ２またはＷ３
である。車輪Ｗ２またはＷ３の円形路８からの浮いてい
る距離は、進行方向θが大きくなれば、大きくなり、進
行方向θが零であるときには、車輪Ｗ２またはＷ４の円
形路８からの浮き量は雰である。車輪Ｗ２またはＷ３の
浮き量が大きくなれば、その浮いている車輪Ｗ２または
Ｗ３の上にある距離測定手段ＳＲ２またはＳＲ３から円
形路８の路面までの距離１２または１３が太きくなる。
（１９）この第１９式に関して説明を行う。進行方向θ
＝０の場合の距離１１〜１４を基準として大小を考える
。θ〉０であれば接地していない車輪はＷ２またはＷ３
である。車輪Ｗ２またはＷ３の円形路８からの浮いてい
る距離は、進行方向θが大きくなれば、大きくなり、進
行方向θが零であるときには、車輪Ｗ２またはＷ４の円
形路８からの浮き量は雰である。車輪Ｗ２またはＷ３の
浮き量が大きくなれば、その浮いている車輪Ｗ２または
Ｗ３の上にある距離測定手段ＳＲ２またはＳＲ３から円
形路８の路面までの距離１２または１３が太きくなる。
また車輪Ｗｌ、Ｗ４の上にある距離測定手段ＳＲ１〜Ｓ
Ｒ３は、円形路８の路面に近づいていることなる。
Ｒ３は、円形路８の路面に近づいていることなる。
進行方向θ〈０であるとき、接地していない車輪はＷｌ
またはＷ４である。このときには進行方向θが正の場合
と同様に、進行方向θが負の方向に大きくなると、車輪
Ｗ１またはＷ４の車輪の上にある距離測定手段ＳＲＩま
たはＳＲ，１４から円形路８の路面までの距離が大きく
なり、車輪Ｗ２゜Ｗ３の上にある距離測定手段ＳＲ２，
ＳＲ３から円形路８の路面までの距離１２．１３が小さ
くなる。
またはＷ４である。このときには進行方向θが正の場合
と同様に、進行方向θが負の方向に大きくなると、車輪
Ｗ１またはＷ４の車輪の上にある距離測定手段ＳＲＩま
たはＳＲ，１４から円形路８の路面までの距離が大きく
なり、車輪Ｗ２゜Ｗ３の上にある距離測定手段ＳＲ２，
ＳＲ３から円形路８の路面までの距離１２．１３が小さ
くなる。
以上のことから、第１９式のように、距離１１゜１４を
負とし、距離１２．１３を正として加算することによっ
て、進行方向の角度θにほぼ比例する値が得られる。
負とし、距離１２．１３を正として加算することによっ
て、進行方向の角度θにほぼ比例する値が得られる。
距離測定手段ＳＲＩ〜ＳＲ４の位置および方向が、車体
１の軸線５に対して左右対称であり、θ−〇のときには
、ｌ １＝１２．１３＝１４となるので、演算して求め
られる値θは零となる。
１の軸線５に対して左右対称であり、θ−〇のときには
、ｌ １＝１２．１３＝１４となるので、演算して求め
られる値θは零となる。
本件発明者の実°験によれば、距Ｍｌ １〜１４を進行
方向θを変えて計算した結果を第１２図に示す。この第
１２図において、θ〉０で車輪Ｗ２が円形路８の路面か
ら浮いている状態を示す。進行方向θが大きくなると、
距離１２が大きくなり。
方向θを変えて計算した結果を第１２図に示す。この第
１２図において、θ〉０で車輪Ｗ２が円形路８の路面か
ら浮いている状態を示す。進行方向θが大きくなると、
距離１２が大きくなり。
距離１１．１４は小さくなっている。
第１３図は本件発明者の実験結果を示し、進行方向θと
（−１１−１１２＋１３−１４＞の関係を、進行方向θ
〉０であって、車輪Ｗ２が浮いている条件のもとての演
算結果を示す。このようにして第１９式に基づいて進行
方向θの大略的な値を求めることができることが理解さ
れる。
（−１１−１１２＋１３−１４＞の関係を、進行方向θ
〉０であって、車輪Ｗ２が浮いている条件のもとての演
算結果を示す。このようにして第１９式に基づいて進行
方向θの大略的な値を求めることができることが理解さ
れる。
したがって第１１図に示される処理回路２３は、第２０
式の演算を行って操舵角Ｓを求める。ここで０１ 、
Ｇ ２はゲイン定数である。
式の演算を行って操舵角Ｓを求める。ここで０１ 、
Ｇ ２はゲイン定数である。
５＝０１（β１−β） −Ｇ２ （−４１−Ｈ！２＋１
３−１４）−（２０）発明の効果 以上のように本発明によれば、円形路内における車体の
位ａｙと進行方向θとの測定を行うことができるととも
に、これによって操舵角Ｓを演算して求めて自動走行制
御を行うことが可能になる。
３−１４）−（２０）発明の効果 以上のように本発明によれば、円形路内における車体の
位ａｙと進行方向θとの測定を行うことができるととも
に、これによって操舵角Ｓを演算して求めて自動走行制
御を行うことが可能になる。
第１図は本発明の一実施例の車体１の簡略化した斜視図
、第２図は傾斜計Ｍ１の斜視１図、第３図は第１図およ
び第２図に示される実施例の電気的構成を示すブロック
図、第４図は車体１が円形路８上にある状態を示す斜視
図、第５図は車体１の簡略化した平面図、第６図は本発
明の他の実施例の簡略化した斜視図、第７図は第６図に
示される実施例において車輪Ｗ１〜Ｗ４の状態と傾斜計
Ｍ１、Ｍ２の出力値β１．β２の正負の符号との関係を
説明するための平面図、第８図は第６図および第７図に
示される実施例の電気的構成を示すブロック図、第９図
は第８図の処理回路２２の動作を説明するためのフロー
チャート、第１０図は本発明の他の実施例の簡略化した
斜視図、第１１図は第１０［２１に示される実施例の電
気的構成を示すブロック図、第１２図および第１３図は
第１０図および第１１図に示される実施例の本件発明者
の実験結果を示すグラフである。 １・・・車体、２・・・操舵手段、３・・・駆動源、５
・・・軸線、８・・・円形路、Ｗ１〜Ｗ４・・・車輪、
ＭＬ、Ｍ２・・・傾斜計、ＳＲ１〜ＳＲ４・・・距離測
定手段代理人 弁理士 西教 圭一部 第３図 第 ４図 第８図 第１０図 第１１図
、第２図は傾斜計Ｍ１の斜視１図、第３図は第１図およ
び第２図に示される実施例の電気的構成を示すブロック
図、第４図は車体１が円形路８上にある状態を示す斜視
図、第５図は車体１の簡略化した平面図、第６図は本発
明の他の実施例の簡略化した斜視図、第７図は第６図に
示される実施例において車輪Ｗ１〜Ｗ４の状態と傾斜計
Ｍ１、Ｍ２の出力値β１．β２の正負の符号との関係を
説明するための平面図、第８図は第６図および第７図に
示される実施例の電気的構成を示すブロック図、第９図
は第８図の処理回路２２の動作を説明するためのフロー
チャート、第１０図は本発明の他の実施例の簡略化した
斜視図、第１１図は第１０［２１に示される実施例の電
気的構成を示すブロック図、第１２図および第１３図は
第１０図および第１１図に示される実施例の本件発明者
の実験結果を示すグラフである。 １・・・車体、２・・・操舵手段、３・・・駆動源、５
・・・軸線、８・・・円形路、Ｗ１〜Ｗ４・・・車輪、
ＭＬ、Ｍ２・・・傾斜計、ＳＲ１〜ＳＲ４・・・距離測
定手段代理人 弁理士 西教 圭一部 第３図 第 ４図 第８図 第１０図 第１１図
Claims (4)
- （１）円形路を走行する車体に、その車体の傾斜状態を
検出する傾斜計を固定し、 傾斜計の出力に基づいて車体の位置を演算し、前記傾斜
計の出力を微分して車体の進行方向を演算することを特
徴とする円形路における車体の測定方法。 - （２）円形路を走行する車体に、その車体の傾斜状態を
検出しかつ相互の軸線が直交する一対の傾斜計をそれぞ
れ固定し、 前記一対の傾斜計の出力に基づいて、車体の位置と進行
方向とを演算することを特徴とする円形路における車体
の測定方法。 - （３）円形路を走行する車体に、その車体の傾斜状態を
検出する傾斜計を固定し、 傾斜計の出力に基づいて車体の位置を演算し、車体には
、円形路までの距離を測定する複数の距離測定手段を、
相互に異なる位置に固定し、距離測定手段の出力に基づ
いて車体の進行方向を演算することを特徴とする円形路
における車体の測定方法。 - （４）円形路を走行する車体の車輪を操舵手段によつて
操舵し、 この車体の位置と車体の進行方向とを演算して求め、 車体の位置と車体の進行方向とに基づいて、操舵角を演
算し、こうして求めた操舵角に基づいて操舵手段を駆動
することを特徴とする円形路における車体の自動走行制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63045467A JP2566604B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 車体の位置および進行方向の測定方法ならびに自動走行制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63045467A JP2566604B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 車体の位置および進行方向の測定方法ならびに自動走行制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219906A true JPH01219906A (ja) | 1989-09-01 |
| JP2566604B2 JP2566604B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=12720182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63045467A Expired - Fee Related JP2566604B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 車体の位置および進行方向の測定方法ならびに自動走行制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566604B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195620A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-04 | Hitachi Ltd | 移動体の進路補正装置 |
| JPS6243884U (ja) * | 1985-09-02 | 1987-03-17 |
-
1988
- 1988-02-26 JP JP63045467A patent/JP2566604B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195620A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-04 | Hitachi Ltd | 移動体の進路補正装置 |
| JPS6243884U (ja) * | 1985-09-02 | 1987-03-17 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2566604B2 (ja) | 1996-12-25 |
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