JPH01260509A - 走行制御装置 - Google Patents
走行制御装置Info
- Publication number
- JPH01260509A JPH01260509A JP63088198A JP8819888A JPH01260509A JP H01260509 A JPH01260509 A JP H01260509A JP 63088198 A JP63088198 A JP 63088198A JP 8819888 A JP8819888 A JP 8819888A JP H01260509 A JPH01260509 A JP H01260509A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amount
- camera
- deviation
- dislocation
- path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Manipulator (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は原子力発電所等で点検及び補修作業用として使
用するロボットの走行制御装置に関する。
用するロボットの走行制御装置に関する。
（従来の技術）
原子力発電所等では点検並びに補修作業用としてロボッ
トが用いられている。そして、このようなロボットを安
全かつ能率良く作動させるためにはカメラによる画像情
報を用いていた。すなわち目標通路を示す印などをカメ
ラで撮影し、その印に沿って走行するように操舵制御登
行うように、したものである。
トが用いられている。そして、このようなロボットを安
全かつ能率良く作動させるためにはカメラによる画像情
報を用いていた。すなわち目標通路を示す印などをカメ
ラで撮影し、その印に沿って走行するように操舵制御登
行うように、したものである。
しかして、このような走行制御装置は次のＯ）式に基づ
いた制御方式で行われていた。
いた制御方式で行われていた。
すなわち、ｙを目標通路との位置のずれ、θを目標通路
との方向のずれ・東を操舵角とすチと操舵角ψは次の（
１）式により表される。
との方向のずれ・東を操舵角とすチと操舵角ψは次の（
１）式により表される。
−２＝
１Ｖ ＝−（ｋ、ｙ ＋ ｋ 、 ０ ）
（］、）たたし、ｋ、、に
、 定数 次にｙ、０をカルマンフィルタにより推定し、１−記○
〕式により操舵角’ＩＪ＋を求め、この操舵角ψに従っ
て走行するように制御されていた。
（］、）たたし、ｋ、、に
、 定数 次にｙ、０をカルマンフィルタにより推定し、１−記○
〕式により操舵角’ＩＪ＋を求め、この操舵角ψに従っ
て走行するように制御されていた。
このような走行制御方式ではに、、に、、、の定数を求
めるために予備走行をくり返しながら決定していた。
めるために予備走行をくり返しながら決定していた。
（発明が解決しようとする課題）
上記した従来の走行制御方式では定数に、、に２を、走
行車の特性を評価しながら決定しなりればならないので
非常に多くの時間を費していた。
行車の特性を評価しながら決定しなりればならないので
非常に多くの時間を費していた。
本発明はこのような欠点を解決するためになされたもの
で、その目的は、ずれ量をあいまいな値として用い、人
間の経験的知識を制御ルールにすることで動特性の分か
っていないものに対しても軌道に追従した走行が行え、
さらにゲイン調整をしなくとも■櫻軌道になめらかに収
束することの可能な走行制御装置を提供することにある
。
で、その目的は、ずれ量をあいまいな値として用い、人
間の経験的知識を制御ルールにすることで動特性の分か
っていないものに対しても軌道に追従した走行が行え、
さらにゲイン調整をしなくとも■櫻軌道になめらかに収
束することの可能な走行制御装置を提供することにある
。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明は、目標通路を映すカ
メラと、カメラから得た情報をデジタル化し通路からの
すれ量を割算する画像処理装置を有し、ＣＩ−’ Ｕと
ＲＯＭとＲＡ、 Ｍによりずれ皿から制御量を推論し、
Ｉ１０インタフェースを介してアクチュエータに出力す
る走行制御装置において、カメラから得られた視覚情報
をファジィ推論で走行車の操舵角の操作量を決定するよ
うに構成したことを特徴どするものである。
メラと、カメラから得た情報をデジタル化し通路からの
すれ量を割算する画像処理装置を有し、ＣＩ−’ Ｕと
ＲＯＭとＲＡ、 Ｍによりずれ皿から制御量を推論し、
Ｉ１０インタフェースを介してアクチュエータに出力す
る走行制御装置において、カメラから得られた視覚情報
をファジィ推論で走行車の操舵角の操作量を決定するよ
うに構成したことを特徴どするものである。
（作用）
本発明の走行制御装置によると、ずれ量をあいまい量と
して扱い人間の経験的知識を制御ルールとして用いるの
で、動特性の評価をせすに人間の感覚に合った制御を行
うことが可能である。
して扱い人間の経験的知識を制御ルールとして用いるの
で、動特性の評価をせすに人間の感覚に合った制御を行
うことが可能である。
また、入力用メンバーシップ関数４均−・に分布さぜ、
出力用メンバーシップ関数を零に近いほど大きく分布さ
せたことにより、目標位置になめらかに近つくようにな
りゲイン調整は不要になる。
出力用メンバーシップ関数を零に近いほど大きく分布さ
せたことにより、目標位置になめらかに近つくようにな
りゲイン調整は不要になる。
（実施例）
本発明の実施例を図面により説明する。
第」図は本発明の一実施例の走行制御装置の構成図であ
る。図に示すように、ファジィ推論するためのＣＰ Ｕ
１と、ファジィ推論に用いる入出力用メンバーシップ
関数、制御ルールを記憶するＲ○Ｍ２とそれによって割
算を行うＲＡＭ３がマルチパス４にそれぞれ接続されて
いる。また、走行車前方の通路を撮影するカメラ１０と
、そのカメラ１０で得た情報をデジタル化し、走行車が
通路からどれだけずれているかを画像により割算する画
像処理装置９が、ずれ量を出力するための通信インタフ
ェース８とそのすれ量を計算機側へ入力するための通信
インタフェース７を介してマルチパス１に接続されてい
る。また、ずれ量からファジィ推論をして求めた操作量
にアクチュエータ６（走行車の車軸の方向を変化させる
モーター）に伝送するためのＩ／Ｏインタフェース５が
マルチパス４に接続されている。人間が操作するための
操作卓１３は無線による送信機］２、受信機１１を介し
て入力用通信インタフェース７に信号を送るように構成
されている。
る。図に示すように、ファジィ推論するためのＣＰ Ｕ
１と、ファジィ推論に用いる入出力用メンバーシップ
関数、制御ルールを記憶するＲ○Ｍ２とそれによって割
算を行うＲＡＭ３がマルチパス４にそれぞれ接続されて
いる。また、走行車前方の通路を撮影するカメラ１０と
、そのカメラ１０で得た情報をデジタル化し、走行車が
通路からどれだけずれているかを画像により割算する画
像処理装置９が、ずれ量を出力するための通信インタフ
ェース８とそのすれ量を計算機側へ入力するための通信
インタフェース７を介してマルチパス１に接続されてい
る。また、ずれ量からファジィ推論をして求めた操作量
にアクチュエータ６（走行車の車軸の方向を変化させる
モーター）に伝送するためのＩ／Ｏインタフェース５が
マルチパス４に接続されている。人間が操作するための
操作卓１３は無線による送信機］２、受信機１１を介し
て入力用通信インタフェース７に信号を送るように構成
されている。
次に、本実施例の作用を説明する。
制御の全体的な流れはまず、カメラ１０で走行車が走行
する通路を撮影する。画像処理装置９により画像データ
からずれ量を求め、このずれ量を通信インタフェース７
．８を介して削算部１４へ送る。
する通路を撮影する。画像処理装置９により画像データ
からずれ量を求め、このずれ量を通信インタフェース７
．８を介して削算部１４へ送る。
計算部１４ではＲＯＭ ２に記憶されているメンバーシ
ップ関数と制御ルールを用いてファジィ推論を行い操舵
角を求め■１０インタフェース５を介してアクチュエー
タ６に出力する。スター１−、ス１へノブの指令は人間
が操作卓１３により行う。
ップ関数と制御ルールを用いてファジィ推論を行い操舵
角を求め■１０インタフェース５を介してアクチュエー
タ６に出力する。スター１−、ス１へノブの指令は人間
が操作卓１３により行う。
次に、カメラで撮影した通路の画像からずれ量を求める
方法を第２図を参照して詳細に説明する。
方法を第２図を参照して詳細に説明する。
第２図は走行車が走行する通路をカメラ１０で撮影した
画像から、画像処理によりずれ量を求めるときの説明図
である。
画像から、画像処理によりずれ量を求めるときの説明図
である。
通路は、２本の平行する白線で示されており、これをカ
メラ１０で撮影すると第２図の線］９のように映る。こ
の画像を画像処理装置９に送り以下のような画像処理を
する。まず走行車の注視点螢走行事の前方何ｍの所と定
めておき、その地点に相当する画面」二の場所にマスク
１８を設定する。マスク１８の中の画像データを平均化
フィルタリング処理をして微分処理し、ある一定のしき
い値で２値化し、ある一定の面積を持つものだけを取り
出すと２つの白線の部分２０が抽出できる。抽出された
それぞれの白線２０と画面の中心線１７との距離ａ１１
ａ２を求め、 この差から走行車がどちらにどれだけず
れているかを求める。
メラ１０で撮影すると第２図の線］９のように映る。こ
の画像を画像処理装置９に送り以下のような画像処理を
する。まず走行車の注視点螢走行事の前方何ｍの所と定
めておき、その地点に相当する画面」二の場所にマスク
１８を設定する。マスク１８の中の画像データを平均化
フィルタリング処理をして微分処理し、ある一定のしき
い値で２値化し、ある一定の面積を持つものだけを取り
出すと２つの白線の部分２０が抽出できる。抽出された
それぞれの白線２０と画面の中心線１７との距離ａ１１
ａ２を求め、 この差から走行車がどちらにどれだけず
れているかを求める。
次にＨ］算部において、ずれ量からファジィ推論を行い
操舵角詮求める方法について述べる。
操舵角詮求める方法について述べる。
入力変数はずれ量ｅつとｅつの変化量△ｅｙであり、出
力変数は操舵角△■である。ｅつ、△ｅつ。
力変数は操舵角△■である。ｅつ、△ｅつ。
△Ｖをあいまいな値として表すため、そ九ぞれのメンバ
ーシップ関数を設定する。これはｅ８゜△ｅＸ＋ △Ｖ
の値を、ＮＢ （負に大きい） ＮＭ （負に中位）Ｎ
Ｓ（負に小さい）Ｚ○（はぼ０）ＰＳ（正に小さい）
ＰＭ （正に中位）ＰＢ（正に大きい）の７つの集合に
分類し、どの集合にどのくらい適合しているかを示す関
数である。ここでｅ８゜△ｅつに対するメンバーシップ
関数を第３図のように均一に分布させ、八■に対するメ
ンバーシップ関数を第４図にようにＯに近いものほど幅
を大きく分布させる。
ーシップ関数を設定する。これはｅ８゜△ｅＸ＋ △Ｖ
の値を、ＮＢ （負に大きい） ＮＭ （負に中位）Ｎ
Ｓ（負に小さい）Ｚ○（はぼ０）ＰＳ（正に小さい）
ＰＭ （正に中位）ＰＢ（正に大きい）の７つの集合に
分類し、どの集合にどのくらい適合しているかを示す関
数である。ここでｅ８゜△ｅつに対するメンバーシップ
関数を第３図のように均一に分布させ、八■に対するメ
ンバーシップ関数を第４図にようにＯに近いものほど幅
を大きく分布させる。
入力に対して出力を推論する制御規則は人間の経験的な
知識を用いて、例えば、 ｅＸがＰＢで△ｌｌｌ、ＬがＰＢなら△ＶをＰＳにせよ
というような形で記述する。この規則を用いて多アジイ
推論を行い操舵角を求める。
知識を用いて、例えば、 ｅＸがＰＢで△ｌｌｌ、ＬがＰＢなら△ＶをＰＳにせよ
というような形で記述する。この規則を用いて多アジイ
推論を行い操舵角を求める。
求められた操舵角をアクチュエータへ出力するため、あ
らかじめ第５図のように設定しておいた角度と電圧の関
係により操舵角を電圧←変換し、アクチュエータへ出力
する。
らかじめ第５図のように設定しておいた角度と電圧の関
係により操舵角を電圧←変換し、アクチュエータへ出力
する。
」二連したように、本実施例によれば、ずれ量をあいま
いな値とし、人間の知識を制御規則とすることにより、
制御対象の動特性を評価することなく、通路に追従した
走行が行える。また出力用メンバーシップ関数を０に近
いものほど幅を大きく分布させたことによって、均一に
分布させたものより早くなめらかに目標通路に収束する
ようになリゲイン調整が不要となる。
いな値とし、人間の知識を制御規則とすることにより、
制御対象の動特性を評価することなく、通路に追従した
走行が行える。また出力用メンバーシップ関数を０に近
いものほど幅を大きく分布させたことによって、均一に
分布させたものより早くなめらかに目標通路に収束する
ようになリゲイン調整が不要となる。
以」二説明したように、本発明の走行制御装置によれば
、動特性が既知でなくても人間の経験的知識だけで軌道
に追従した走行が行える。またゲイン調整をしなくとも
なめらかに目標軌道に到達できるのでゲイン調整にとら
れる時間を省くことができる。
、動特性が既知でなくても人間の経験的知識だけで軌道
に追従した走行が行える。またゲイン調整をしなくとも
なめらかに目標軌道に到達できるのでゲイン調整にとら
れる時間を省くことができる。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は走行する
通路をカメラで撮影しその画像を画像処理してずれ量を
計算する方法を説明するための図、第３図はずれ量から
ファジィ推論により操作量を求める際に用いるもので入
力変数のファジィ台集合を表わすメンバーシップ関数、
第４図は同じく出力変数のファジィ台集合を表わすメン
バーシップ関数、第５図は角度で表わされた操作量を車
の方向を変化させるモータへ出方するため電圧に変換す
るのに用いるモータの特性を示すグラフである。 １・・ ＣＰ Ｕ ２− ＲＯＭ３
ＲＡＭ ４・・マルチパス５− Ｉ １
０インタフエース ６ ・アクチュエータ ７ 人力用通信インタフェース ８・出力用通信インタフェース ９・・・画像処理装置 １０・・・カメラ１１ 受
信機 １２・・・送信機１３−・操作卓
１４・・計算部１５・・・走行車搭載部 １６・
・画面１７ 画面の中心 １８・・・マスク１９
通路を示す線 ２０・・・抽出される通路代理人
弁理士 猪股祥晃（ほか１名）第１図 第 ５ 図
通路をカメラで撮影しその画像を画像処理してずれ量を
計算する方法を説明するための図、第３図はずれ量から
ファジィ推論により操作量を求める際に用いるもので入
力変数のファジィ台集合を表わすメンバーシップ関数、
第４図は同じく出力変数のファジィ台集合を表わすメン
バーシップ関数、第５図は角度で表わされた操作量を車
の方向を変化させるモータへ出方するため電圧に変換す
るのに用いるモータの特性を示すグラフである。 １・・ ＣＰ Ｕ ２− ＲＯＭ３
ＲＡＭ ４・・マルチパス５− Ｉ １
０インタフエース ６ ・アクチュエータ ７ 人力用通信インタフェース ８・出力用通信インタフェース ９・・・画像処理装置 １０・・・カメラ１１ 受
信機 １２・・・送信機１３−・操作卓
１４・・計算部１５・・・走行車搭載部 １６・
・画面１７ 画面の中心 １８・・・マスク１９
通路を示す線 ２０・・・抽出される通路代理人
弁理士 猪股祥晃（ほか１名）第１図 第 ５ 図
Claims (1)
- （１）走行する通路の情報を抽出するカメラと、前記カ
メラで得た情報をデジタル化し、通路からのずれ量を計
算する画像処理装置と、前記ずれ量を出力する通信イン
タフェースと、前記ずれ量を走行制御用計算機へ入力す
る通信インタフェースと、前記ずれ量から制御量を推論
するＣＰＵと、前記推論に用いる入出力用メンバーシッ
プ関数と制御ルールを記憶するＲＯＭと、それによつて
計算を行うＲＡＭと、アクチュエータを駆動するための
Ｉ／Ｏインタフェースと、外部指令用操作卓と、移動装
置へ操作データを伝送する無線機とから構成された走行
制御装置において、前記カメラから得られた視覚情報を
ファジィ推論で操舵角の操作量を決定するように構成し
たことを特徴とする走行制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63088198A JPH01260509A (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | 走行制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63088198A JPH01260509A (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | 走行制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01260509A true JPH01260509A (ja) | 1989-10-17 |
Family
ID=13936203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63088198A Pending JPH01260509A (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | 走行制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01260509A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03250980A (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-08 | Sanyo Electric Co Ltd | オートフォーカスカメラ |
| JPH03282705A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-12 | Shinko Electric Co Ltd | 無人搬送車の操舵角制御装置 |
| JPH04209014A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-30 | Fujita Corp | 無人走行車の走行状熊監視制御装置 |
| CN103737592A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-04-23 | 柳州职业技术学院 | 一种机械手精确控制系统及其方法 |
-
1988
- 1988-04-12 JP JP63088198A patent/JPH01260509A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03250980A (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-08 | Sanyo Electric Co Ltd | オートフォーカスカメラ |
| JPH03282705A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-12 | Shinko Electric Co Ltd | 無人搬送車の操舵角制御装置 |
| JPH04209014A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-30 | Fujita Corp | 無人走行車の走行状熊監視制御装置 |
| CN103737592A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-04-23 | 柳州职业技术学院 | 一种机械手精确控制系统及其方法 |
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