JPH02105904A - 移動体の誘導方法及びその装置 - Google Patents
移動体の誘導方法及びその装置Info
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- JPH02105904A JPH02105904A JP63259841A JP25984188A JPH02105904A JP H02105904 A JPH02105904 A JP H02105904A JP 63259841 A JP63259841 A JP 63259841A JP 25984188 A JP25984188 A JP 25984188A JP H02105904 A JPH02105904 A JP H02105904A
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- Japan
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- target
- attitude
- current
- guidance
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
- G05D1/0272—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means comprising means for registering the travel distance, e.g. revolutions of wheels
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0259—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means
- G05D1/0261—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means using magnetic plots
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- Electromagnetism (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、工場内のファクトリ・オートメーション(
FA)に使用される無人搬送車等の移動体の誘導方法及
びその装置に関する。
FA)に使用される無人搬送車等の移動体の誘導方法及
びその装置に関する。
無人搬送車等の移動体を誘導走行させる方法としては連
続的な走行経路を誘導ケーブル、光学テープ等によって
予め設定し、この経路に沿って台車を走行させる方法、
移動体自身が走行経路の認識機能をもつ方法として走行
経路の周囲環境を電波、光等によって移動体に認識させ
て、この情報に従って走行させる方法及び推測航法を応
用して台車を誘導する方法がある。
続的な走行経路を誘導ケーブル、光学テープ等によって
予め設定し、この経路に沿って台車を走行させる方法、
移動体自身が走行経路の認識機能をもつ方法として走行
経路の周囲環境を電波、光等によって移動体に認識させ
て、この情報に従って走行させる方法及び推測航法を応
用して台車を誘導する方法がある。
誘導ケーブルにて走行経路を設定する方法は、経路設定
に多額の費用と時間とを要し、経路の変更が容易ではな
く、また光学テープ等では長年の使用によるテープ表面
の汚れによって走行経路の検出精度が低下する。また、
電波、光等によって周囲環境を認識する方法では、電波
、光等が外部からの障害を受は易く検出精度が低い。
に多額の費用と時間とを要し、経路の変更が容易ではな
く、また光学テープ等では長年の使用によるテープ表面
の汚れによって走行経路の検出精度が低下する。また、
電波、光等によって周囲環境を認識する方法では、電波
、光等が外部からの障害を受は易く検出精度が低い。
このような欠点のない方法として、推測航法を応用して
移動体自身に走行経路の情報を持たせ、この情報に従っ
て移動体を誘導する方法が本発明者等により提案されて
いる(特開昭63−20508号公III)。
移動体自身に走行経路の情報を持たせ、この情報に従っ
て移動体を誘導する方法が本発明者等により提案されて
いる(特開昭63−20508号公III)。
この誘導方法においては、自律走行車は任意の地点から
出発し、一定時間毎に左右の車輪の回転数を左右夫々に
検知し、これらの回転数及び車輪仕様にて定まる係数に
基づいて自律走行車の位置・方位を推定し、推定した位
置・方位に基づき目標位置を設定し、その目標位置に向
かって走行しながら予め設定された走行経路に沿うよう
に走行すると共に、走行経路の適宜の位置に配されたマ
ークを検知する都度、自律走行車の位置・方位を補正し
、この補正時に位置・方位の偏差を検出し、検出した偏
差が位置又は方位のいずれの偏差であるかによって、こ
の偏差に関連のある係数を変更し、変更した係数を新し
い係数として適用して走行するのであり、これにより、
誘導精度が向上し、自律走行車がマークから遠く離れた
位置に誘導されることがなくなった。
出発し、一定時間毎に左右の車輪の回転数を左右夫々に
検知し、これらの回転数及び車輪仕様にて定まる係数に
基づいて自律走行車の位置・方位を推定し、推定した位
置・方位に基づき目標位置を設定し、その目標位置に向
かって走行しながら予め設定された走行経路に沿うよう
に走行すると共に、走行経路の適宜の位置に配されたマ
ークを検知する都度、自律走行車の位置・方位を補正し
、この補正時に位置・方位の偏差を検出し、検出した偏
差が位置又は方位のいずれの偏差であるかによって、こ
の偏差に関連のある係数を変更し、変更した係数を新し
い係数として適用して走行するのであり、これにより、
誘導精度が向上し、自律走行車がマークから遠く離れた
位置に誘導されることがなくなった。
しかしながら従来の推測航法を用いた誘導方法において
は、走行経路を直線状にしか設定できず、走行経路の設
定の自由度が制約されているので、同一走行経路上を対
向して複数の台車が走行するときに生じる退避動作等を
行う場合、その誘導がスムーズに行えず、また、最短経
路を選択できないので、移動時間に制約がある場合に、
それに対処して移動時間を短くすることが困難であった
。
は、走行経路を直線状にしか設定できず、走行経路の設
定の自由度が制約されているので、同一走行経路上を対
向して複数の台車が走行するときに生じる退避動作等を
行う場合、その誘導がスムーズに行えず、また、最短経
路を選択できないので、移動時間に制約がある場合に、
それに対処して移動時間を短くすることが困難であった
。
この発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、この
発明の目的は曲線の走行経路を円弧の連なりと見做し、
その中心と、無人搬送車の現在位置とを結ぶ直線が走行
経路と交わる点の位置及び移動方向を目標姿勢とし、そ
れとの比較により誘導誤差を求め、曲線形状の走行経路
であっても自由に誘導でき、移動時間を減少すると共に
、走行経路の設定の自由度の制約を少なくするにある。
発明の目的は曲線の走行経路を円弧の連なりと見做し、
その中心と、無人搬送車の現在位置とを結ぶ直線が走行
経路と交わる点の位置及び移動方向を目標姿勢とし、そ
れとの比較により誘導誤差を求め、曲線形状の走行経路
であっても自由に誘導でき、移動時間を減少すると共に
、走行経路の設定の自由度の制約を少なくするにある。
この発明に係る移動体の誘導方法は、平面上を走行する
移動体の走行位置及び方向を演算し、それに基づき予め
定められた走行経路上を走行すべく移動体を誘導する移
動体の誘導方法において、曲線で形成された走行経路を
円弧の連なりと見做し、該円弧に倣うべく前記移動体の
目標位置を設定し、該目標位置に到達すべく前記移動体
を走行させ、目標位置の設定とそれへの走行とを繰り返
して移動体を誘導することを特徴とし、その実施に用い
る装置は、平面上を走行する移動体の走行位置及び方向
を演算する演算手段を備え、予め定めれた円弧を含む走
行経路に倣い走行すべく移動体を誘導する移動体の誘導
装置であって、前記円弧の中心と移動体の現在の位置と
を結ぶ直線が前記円弧と交差する点の位置及び移動方向
を目標姿勢として算出する手段と、前記目標姿勢と移動
体の現在の位置及び移動方向を含む現在姿勢との位置偏
差及び方向偏差を含む誘導誤差量を算出する手段と、該
誘導誤差量に基づき、走行すべき目標位置を設定する手
段と、該目標位置への前記現在姿勢からの回転半径を算
出する手段と、該回転半径により、移動体の走行を制御
する手段とを備えることを特徴とする。
移動体の走行位置及び方向を演算し、それに基づき予め
定められた走行経路上を走行すべく移動体を誘導する移
動体の誘導方法において、曲線で形成された走行経路を
円弧の連なりと見做し、該円弧に倣うべく前記移動体の
目標位置を設定し、該目標位置に到達すべく前記移動体
を走行させ、目標位置の設定とそれへの走行とを繰り返
して移動体を誘導することを特徴とし、その実施に用い
る装置は、平面上を走行する移動体の走行位置及び方向
を演算する演算手段を備え、予め定めれた円弧を含む走
行経路に倣い走行すべく移動体を誘導する移動体の誘導
装置であって、前記円弧の中心と移動体の現在の位置と
を結ぶ直線が前記円弧と交差する点の位置及び移動方向
を目標姿勢として算出する手段と、前記目標姿勢と移動
体の現在の位置及び移動方向を含む現在姿勢との位置偏
差及び方向偏差を含む誘導誤差量を算出する手段と、該
誘導誤差量に基づき、走行すべき目標位置を設定する手
段と、該目標位置への前記現在姿勢からの回転半径を算
出する手段と、該回転半径により、移動体の走行を制御
する手段とを備えることを特徴とする。
この発明においては、円弧を含む走行経路の中心を求め
、それと移動体の現在の位置とを結ぶ直線が前記円弧と
交差する点の位置及び移動方向を目標姿勢と定め、該目
標姿勢と現在の位置及び移動方向とのずれを誘導誤尊量
とし、その誘導誤差量に基づき、運転者の視点に相当す
る目標位置を定め、現在姿勢と目標位置とから、目標位
置への目標コースの回転半径を算出し、それに応じて移
動体の走行を制御することにより、走行経路が曲線であ
っても移動体を誘導できる。
、それと移動体の現在の位置とを結ぶ直線が前記円弧と
交差する点の位置及び移動方向を目標姿勢と定め、該目
標姿勢と現在の位置及び移動方向とのずれを誘導誤尊量
とし、その誘導誤差量に基づき、運転者の視点に相当す
る目標位置を定め、現在姿勢と目標位置とから、目標位
置への目標コースの回転半径を算出し、それに応じて移
動体の走行を制御することにより、走行経路が曲線であ
っても移動体を誘導できる。
以下この発明をその一実施例に示す図面に基づいて説明
する。
する。
第1図はこの発明に係る移動体の誘導方法を用いた装置
を搭載した無人搬送車の構造を示す斜視図である。図に
おいて1は左右一対の駆動輪11゜b及び前後左右に配
されたキャスタ2f I! 、2fr、2bβ2brに
支持された車体であり、駆動輪IL1rはモータ21
E 、21rに直結し、各別に回転可能となっており、
各別の回転により車体1の操向を行っている。各モータ
211.21rには夫々の回転数に応じたパルスを発生
するパルスジェネレータPGj!、PGrが付設されて
おり、これにより無人)駁送車の走行位置及び方向を検
出する。
を搭載した無人搬送車の構造を示す斜視図である。図に
おいて1は左右一対の駆動輪11゜b及び前後左右に配
されたキャスタ2f I! 、2fr、2bβ2brに
支持された車体であり、駆動輪IL1rはモータ21
E 、21rに直結し、各別に回転可能となっており、
各別の回転により車体1の操向を行っている。各モータ
211.21rには夫々の回転数に応じたパルスを発生
するパルスジェネレータPGj!、PGrが付設されて
おり、これにより無人)駁送車の走行位置及び方向を検
出する。
また車体1の中央部下面には、磁気検出袋W11がその
中心を車体1の中心と一致させて配設されており、床面
の走行経路上に所定間隔で埋設された円柱状の磁石Mj
、Mi からなる位置補正用の定点M、M・・・と車体
1との相対位置を算出する。
中心を車体1の中心と一致させて配設されており、床面
の走行経路上に所定間隔で埋設された円柱状の磁石Mj
、Mi からなる位置補正用の定点M、M・・・と車体
1との相対位置を算出する。
また車体1には、その電源である4つのバッテリ5a、
5b・・・、車体1の走行経路の設定及び手動走行等の
操作に使用するti作パネル3、車体lと外部との通信
を行うワイヤレス通信モジュール4、磁気検出装置11
の出力を処理する検出回路30、駆動路11.lrの制
御を行い、車体1を走行経路へ誘導する誘導制御回路2
0、検出回路を制御するCPU35及び誘導制御回路2
0用のCPU23が設けられている。
5b・・・、車体1の走行経路の設定及び手動走行等の
操作に使用するti作パネル3、車体lと外部との通信
を行うワイヤレス通信モジュール4、磁気検出装置11
の出力を処理する検出回路30、駆動路11.lrの制
御を行い、車体1を走行経路へ誘導する誘導制御回路2
0、検出回路を制御するCPU35及び誘導制御回路2
0用のCPU23が設けられている。
次にこの発明の要旨である無人搬送車を曲線で形成され
た走行経路に沿って誘導する方法の概略を第2図に示す
フローチャートに従い説明する。
た走行経路に沿って誘導する方法の概略を第2図に示す
フローチャートに従い説明する。
先ず前提として車体1の絶対位置の方向を算出する基準
として床面にXY座標(以下外界座標という)を設定し
、そのi番目の位置・方位を0uLC1と表す。尚、以
降ベクトル表示で示す各姿勢等は進行方向をy軸止方向
とし、原点をそのベクトルの基点とする。そして車体l
の誘導制御回路20には自身の制御基準としてのxy座
標(以下内界座標という)が設定されており、そのi番
目の位置・方向をl″cl と表す。この内容座標は制
御の開始時には外界座標と一致させられているものとず
ル(”C’ =”tC’)。
として床面にXY座標(以下外界座標という)を設定し
、そのi番目の位置・方位を0uLC1と表す。尚、以
降ベクトル表示で示す各姿勢等は進行方向をy軸止方向
とし、原点をそのベクトルの基点とする。そして車体l
の誘導制御回路20には自身の制御基準としてのxy座
標(以下内界座標という)が設定されており、そのi番
目の位置・方向をl″cl と表す。この内容座標は制
御の開始時には外界座標と一致させられているものとず
ル(”C’ =”tC’)。
なお、走行コースは外界座標に設定されていると共に、
内界座標にも設定されており、車体1は基本的にはこの
内界座標上に設定された走行経路に沿うべ(位置を推定
しつつ誘導される。従って一定時間経過後には内界座標
に位置・方向”c’と外界座標の位置・方向out(l
との間には推定誤差δc’(”Lc’=″′c’
・δ(1)が生じ、これを床面上の定点M、M・・・通
過時に定点M、M・・・との相対位置を検出することに
より、補正し減少させる。
内界座標にも設定されており、車体1は基本的にはこの
内界座標上に設定された走行経路に沿うべ(位置を推定
しつつ誘導される。従って一定時間経過後には内界座標
に位置・方向”c’と外界座標の位置・方向out(l
との間には推定誤差δc’(”Lc’=″′c’
・δ(1)が生じ、これを床面上の定点M、M・・・通
過時に定点M、M・・・との相対位置を検出することに
より、補正し減少させる。
前述した如く、推測航法においては推定誤差δclの増
大が問題となるが、誘導方法は内界座標上での位置及び
方向を含む姿勢111(:lを基準に考えることができ
るので、推定誤差δc1と切離して展開することができ
る。
大が問題となるが、誘導方法は内界座標上での位置及び
方向を含む姿勢111(:lを基準に考えることができ
るので、推定誤差δc1と切離して展開することができ
る。
この発明の誘導方法においては、最初に車体1の初期の
位置及び方向を含む初期の現在姿勢I n (1を指定
する(ステップ1)。次に走行経路の旋回半径及び目標
旋回角等の基本命令を読取り(ステップ2)、旋回中心
の座標(a、b)を設定する(ステップ3)。初期の現
在姿勢+C′ と旋回中心とを結ぶ直線が円弧状の走行
経路と交差する点の座標及び方向を目標姿勢1 n R
I と決定する(ステップ4)。目標姿勢1 n RI
が決定されると、それと現在姿勢″′CIとの誘導誤差
δElを下記fl1式で定義して算出しくステップ5)
、 i n (1= i n RI ・δEl ・・
・(1)誘導誤差δE′に含まれる位置偏差δslと方
向偏差δθ1とをベクトル化した誘導偏差δ’(=〔δ
Sl、δθ1〕)を算出する(ステップ6)。
位置及び方向を含む初期の現在姿勢I n (1を指定
する(ステップ1)。次に走行経路の旋回半径及び目標
旋回角等の基本命令を読取り(ステップ2)、旋回中心
の座標(a、b)を設定する(ステップ3)。初期の現
在姿勢+C′ と旋回中心とを結ぶ直線が円弧状の走行
経路と交差する点の座標及び方向を目標姿勢1 n R
I と決定する(ステップ4)。目標姿勢1 n RI
が決定されると、それと現在姿勢″′CIとの誘導誤差
δElを下記fl1式で定義して算出しくステップ5)
、 i n (1= i n RI ・δEl ・・
・(1)誘導誤差δE′に含まれる位置偏差δslと方
向偏差δθ1とをベクトル化した誘導偏差δ’(=〔δ
Sl、δθ1〕)を算出する(ステップ6)。
次に誘導偏差δ1と予測時間tpとに基づいて、車の運
転者の視点に相当する瞬時目標行列i n () 1を
求める(ステップ7)。そして現在姿勢”c ’瞬時目
標行列11101を通り、現在角度θI軸に接する円弧
をi番目の制御周期における瞬時的な目標コースとし、
その旋回半径ρ五を求める(ステップ8)。そして求め
た旋回半径ρ2により、左右駆動輪IL1rへの速度指
令値y%e″′■、11cI%dを求める(ステップ9
)。そしてステップlOで目標姿DIFIR1の旋回角
θ、Iが目標旋回角より大きいか否かを判定し、大きく
なければステップ4に戻り、ステップ4〜ステツプ10
を繰り返し、大きければ旋回中心の異なる次区間の走行
経路の誘導へ移行する。
転者の視点に相当する瞬時目標行列i n () 1を
求める(ステップ7)。そして現在姿勢”c ’瞬時目
標行列11101を通り、現在角度θI軸に接する円弧
をi番目の制御周期における瞬時的な目標コースとし、
その旋回半径ρ五を求める(ステップ8)。そして求め
た旋回半径ρ2により、左右駆動輪IL1rへの速度指
令値y%e″′■、11cI%dを求める(ステップ9
)。そしてステップlOで目標姿DIFIR1の旋回角
θ、Iが目標旋回角より大きいか否かを判定し、大きく
なければステップ4に戻り、ステップ4〜ステツプ10
を繰り返し、大きければ旋回中心の異なる次区間の走行
経路の誘導へ移行する。
次に誘導方法の実際を演算式を用いて説明する。
第3図は演算式を説明するための図であり、内界座標(
x、 y)の原点をOとし、円弧の走行経路の旋回中
心の座標を内界座標の(a、b)で示す。旋回中心の座
標(a、b)が定まると、それらを用い現在姿勢1n(
1と座標(a、b)を結ぶ線分が走行経路と交わる点の
目標姿勢111 R4の原点の座標(xr’ 、 y
r’ )を旋回角θ−を用い求める。旋回角θr′は、
現在姿勢1″C1の原点の座標(xc’ 、ycI)に
より下記(2)式の如く表すことができる。
x、 y)の原点をOとし、円弧の走行経路の旋回中
心の座標を内界座標の(a、b)で示す。旋回中心の座
標(a、b)が定まると、それらを用い現在姿勢1n(
1と座標(a、b)を結ぶ線分が走行経路と交わる点の
目標姿勢111 R4の原点の座標(xr’ 、 y
r’ )を旋回角θ−を用い求める。旋回角θr′は、
現在姿勢1″C1の原点の座標(xc’ 、ycI)に
より下記(2)式の如く表すことができる。
従って目標姿勢111RI の原点の座標(xryr′
)は下記(3)、 (41式で表せる。
)は下記(3)、 (41式で表せる。
Xr’ ”a (1−cosθr′) ・・・(3
)y、’ =b−a sinθ、 ’ ・+4
1尚、ここで角度は時計回りを負とする。
)y、’ =b−a sinθ、 ’ ・+4
1尚、ここで角度は時計回りを負とする。
従って、現在姿勢1n(I及び目標姿勢4 n Riを
同次変換形式で示すと、下記(51,(6)式の如くな
る。
同次変換形式で示すと、下記(51,(6)式の如くな
る。
(以下余白)
この(5)、 (61式により(1)式の関係を用い誘
導誤差量δE″を求める。なお、誘導誤差量δE′は目
標姿勢Ll″R1を現在位置1n(Iに一致させるため
の目標姿勢1 n R4の平行及び回転移動量を示して
いる。そして(11式より誘導誤差量δE1は下記(7
)式で表され、 δε1=ム”C’ ・ C+R’)−’ ・(7
1誘導誤差の逆行列(t″Rt)−+は下記(8)式の
如く表されるので (i′Rり弓 ・・・(8) (5)式、(8)式を(7)式に代入することにより、
下記(9)式の如く誘導誤差量δElが求まる。
導誤差量δE″を求める。なお、誘導誤差量δE′は目
標姿勢Ll″R1を現在位置1n(Iに一致させるため
の目標姿勢1 n R4の平行及び回転移動量を示して
いる。そして(11式より誘導誤差量δE1は下記(7
)式で表され、 δε1=ム”C’ ・ C+R’)−’ ・(7
1誘導誤差の逆行列(t″Rt)−+は下記(8)式の
如く表されるので (i′Rり弓 ・・・(8) (5)式、(8)式を(7)式に代入することにより、
下記(9)式の如く誘導誤差量δElが求まる。
δEl
但し、
Cr=CO5θr’ Sr= Slnθ1C
c−r =cos(O0−Or’ ) S
c−、=sin(O2−〇1° )(以下余白) なお、誘導誤差量δElの(2,4)要素はI++(1
が111 RI OX軸にあるためy方向の偏差はなく
常に零である。即ち Sr (a(I Cr)xCi l +Or (b
+a ’ Sr+3’c’ ) =0となる。
c−r =cos(O0−Or’ ) S
c−、=sin(O2−〇1° )(以下余白) なお、誘導誤差量δElの(2,4)要素はI++(1
が111 RI OX軸にあるためy方向の偏差はなく
常に零である。即ち Sr (a(I Cr)xCi l +Or (b
+a ’ Sr+3’c’ ) =0となる。
またδE″の(1,4)要素は現在姿勢l″C1の原点
及び目標姿勢゛″R”の原点間の線分を示している。従
って、目標姿勢l n Rl と現在姿勢I″CIとの
位置偏差δs+ はδElの(1,4)要素、即ち下記
0ψ式に示す如くなり、方向偏差δθ1は下記0υ式に
示す如くなる。
及び目標姿勢゛″R”の原点間の線分を示している。従
って、目標姿勢l n Rl と現在姿勢I″CIとの
位置偏差δs+ はδElの(1,4)要素、即ち下記
0ψ式に示す如くなり、方向偏差δθ1は下記0υ式に
示す如くなる。
δS’=cosθr’ (a(1−cosθ 1 )
+ X 、 I )+ sinθr’ (−b+a
−sinθ−+yc’)・・・θの δθ1=θci −θ−・・・0υ 上記2つの偏差を誘導偏差δ1としてベクトル形式で下
記02式に示す如く定義する。
+ X 、 I )+ sinθr’ (−b+a
−sinθ−+yc’)・・・θの δθ1=θci −θ−・・・0υ 上記2つの偏差を誘導偏差δ1としてベクトル形式で下
記02式に示す如く定義する。
δ1=〔δSl、δθ1〕 ・・・叩次
に誘導B差δ寡と予測時間tpに基づいて下記031式
より瞬時目標行列″D゛を求める。
に誘導B差δ寡と予測時間tpに基づいて下記031式
より瞬時目標行列″D゛を求める。
”D’ =”P’ 、δEd’ =−031こ
こでI n p l はl n Rlを円弧の走行経路
上で車体の進行方向にω・tp面回転せ、更にβ/aだ
け先を見た点の位置及び方向を含む姿勢を示すベクトル
である。
こでI n p l はl n Rlを円弧の走行経路
上で車体の進行方向にω・tp面回転せ、更にβ/aだ
け先を見た点の位置及び方向を含む姿勢を示すベクトル
である。
その原点の座標(xp’ 、 yp’ )は下記0(
転)。
転)。
05)式となる。
Xp’ =a (1cosθp+ ) −(
141y pt = b −a sinθpt
−QS)但し、O912θ、 十ω・tp十(
j!/a)ω= v ’ / a ■・ :中心速度 従って、ベクトル1np= は下記00式の如くなる。
141y pt = b −a sinθpt
−QS)但し、O912θ、 十ω・tp十(
j!/a)ω= v ’ / a ■・ :中心速度 従って、ベクトル1np= は下記00式の如くなる。
t n p t
またベクトルδE、1は下記01式にて定暑される。
(以下余白)
・・・0S)
但し、K= (k+ 、kg):係数ベクトル従って、
06)、09式より瞬時目標″D′は下記0111式と
なる。
06)、09式より瞬時目標″D′は下記0111式と
なる。
但し、Cd= cosθd
C,= cosθp
従って、誘導目標1 n Di
ydI)は、それの(1゜
要素を参照すればよく、
xd’=K・δcosθ2
Ta(1−cosθ 1
ydI; K・δ cosθ2
+b−asinθン
なおここでK・δ=k。
のスカラ量となる。
S、= sinθ4
S、= sinθ2
の原点の座標(xa
4)要素及び(2,4)
下記0曽、 (2m式となる。
K・δ’ sinθp1
) ・・・θ匂
+K・δsinθ。
・・・+201
・δS’ +に、 ・δθゑ
次に現在姿勢1r+(i、瞬時目標i″O′を通り、現
在姿勢”c ’のy軸(車体lの進行方向)に接する円
弧β1をi番目の制御周期における瞬時的な目標コース
とし、その旋回半径ρ1を以下の如く求める。即ち、現
在姿勢1n(i及び瞬時目標InDI の夫々のx、y
軸止方向の単位ベクトルax’、cy’及びdx’、d
y’ とIfic’及び1FIQ1 の原点を結ぶベク
トルPcd’ との間には幾何学的に下記(21) 、
(22)式に示す関係があり、ρ、ム ・ayム=ρ
。 ・dy′ ・・・(21)pca””ρ1 ・
(cx’−dx’) ・=(22)(21)式より θdム=2θed’ −θ♂ ・・・(23
)が成立し、(22)式より旋回半径ρ1は9” =
(Xd’ −Xe’ ) /(cosθCcosθ、l
) ・・・(24) 又は ρ’ = (yd’ −yc’ )/(sin
θ0sinθ、i) ・・・(25) となる。
在姿勢”c ’のy軸(車体lの進行方向)に接する円
弧β1をi番目の制御周期における瞬時的な目標コース
とし、その旋回半径ρ1を以下の如く求める。即ち、現
在姿勢1n(i及び瞬時目標InDI の夫々のx、y
軸止方向の単位ベクトルax’、cy’及びdx’、d
y’ とIfic’及び1FIQ1 の原点を結ぶベク
トルPcd’ との間には幾何学的に下記(21) 、
(22)式に示す関係があり、ρ、ム ・ayム=ρ
。 ・dy′ ・・・(21)pca””ρ1 ・
(cx’−dx’) ・=(22)(21)式より θdム=2θed’ −θ♂ ・・・(23
)が成立し、(22)式より旋回半径ρ1は9” =
(Xd’ −Xe’ ) /(cosθCcosθ、l
) ・・・(24) 又は ρ’ = (yd’ −yc’ )/(sin
θ0sinθ、i) ・・・(25) となる。
上記(24) 、 (25)式においてXd’ +
Ya”は0勢。
Ya”は0勢。
C20)式で求められ、θ2は、θed′が下記(26
)式で表わされるので、 これを(23)式に代入して求めることができ、これら
により旋回半径ρ1を求めることができる。なお、(2
4) 、 (25)式のいずれを用いるかは、θ。
)式で表わされるので、 これを(23)式に代入して求めることができ、これら
により旋回半径ρ1を求めることができる。なお、(2
4) 、 (25)式のいずれを用いるかは、θ。
の角度によって定める。即ちθC1がOに近いときはs
inを用いた(25)式の方が分母が大きくなり、θJ
が90’に近いときはCOSを用いた(24)式の方が
分母が大きくなるので旋回半径ρ1がより正確となる。
inを用いた(25)式の方が分母が大きくなり、θJ
が90’に近いときはCOSを用いた(24)式の方が
分母が大きくなるので旋回半径ρ1がより正確となる。
従って
0≦ 00 ≦π/4の時は(25)式を用い、π/
4く θe’ < (3/4)πの時は(24)
式を用いることとする。また旋回半径ρ1が正のときは
右回り旋回となる。
4く θe’ < (3/4)πの時は(24)
式を用いることとする。また旋回半径ρ1が正のときは
右回り旋回となる。
そして求められた旋回半径ρ゛より下記(27)。
(28)式により左右駆動輪IC1rへの速度指令値V
LI CTa d 、 v、lr Cm 4が求ま
る。
LI CTa d 、 v、lr Cm 4が求ま
る。
VL′c”= (ρ’ +T/2)V’ /ρ1
・・・(27)V、lIC”= (p ’
−T/2) v ’ / p ’ ・・・(2
8)但し、 vl :中心速度 T :左右駆動輪IL1rのトレッド 以上の演算を誘導制御回路20にて行い、これを所定時
間毎に繰り返し、左右駆動輪1β、lr用のモータ21
7!、21rを制御することにより車体1は旋回半径ρ
1の異なる微少な円弧が滑らかにつながった目標コース
、21上を走行経路である円弧に収束するように誘導さ
れる。
・・・(27)V、lIC”= (p ’
−T/2) v ’ / p ’ ・・・(2
8)但し、 vl :中心速度 T :左右駆動輪IL1rのトレッド 以上の演算を誘導制御回路20にて行い、これを所定時
間毎に繰り返し、左右駆動輪1β、lr用のモータ21
7!、21rを制御することにより車体1は旋回半径ρ
1の異なる微少な円弧が滑らかにつながった目標コース
、21上を走行経路である円弧に収束するように誘導さ
れる。
次に、この発明方法によるシミュレーション結果につい
て第4図に示す図に基づき説明する。図において太線は
円弧にて形成された走行経路を示し、破線e、細線f、
二点鎖線g、−点鎖線りは下記に示す条件の如く、位置
偏差及び速度を設定した場合の車体1の軌跡を示す。ま
た車体1の慣性等を無視し、(27) 、 (28)式
で求められた速度指令値V 、icmd、 yR1c
″′dニ基づき正確に1桑舵さレルと仮定した。
て第4図に示す図に基づき説明する。図において太線は
円弧にて形成された走行経路を示し、破線e、細線f、
二点鎖線g、−点鎖線りは下記に示す条件の如く、位置
偏差及び速度を設定した場合の車体1の軌跡を示す。ま
た車体1の慣性等を無視し、(27) 、 (28)式
で求められた速度指令値V 、icmd、 yR1c
″′dニ基づき正確に1桑舵さレルと仮定した。
(条件)
経路半径 a 1000龍初期位置偏差
δS ’ 20(bm (e、 f)200
1璽 輸、h) 初期方位偏差 δθ’ Orad予測時間 t
p 1.0sec。
δS ’ 20(bm (e、 f)200
1璽 輸、h) 初期方位偏差 δθ’ Orad予測時間 t
p 1.0sec。
係数ベクトル K= (0,5,50)中心
速度 vl8 m/m1n(f、g)16m/min
(e、 h) 第4図から明らかな如(、中心速度■1により走行経路
への接近形態は異なるが、いずれも滑らかに走行経路に
収束するように操舵されている。
速度 vl8 m/m1n(f、g)16m/min
(e、 h) 第4図から明らかな如(、中心速度■1により走行経路
への接近形態は異なるが、いずれも滑らかに走行経路に
収束するように操舵されている。
そして種々の評価関数によりシミュレーション結果を判
定し、最適条件を求めることにより、移動時間を短縮す
ることができる。
定し、最適条件を求めることにより、移動時間を短縮す
ることができる。
なお、この実施例では、この発明を左右駆動輪を各別に
制御するスピンターン型の無人搬送車に適用した場合を
説明したが、この発明はこれに限るものではなく、操舵
と移動とを各別に行うIu送車にも通用できることは言
うまでもない。
制御するスピンターン型の無人搬送車に適用した場合を
説明したが、この発明はこれに限るものではなく、操舵
と移動とを各別に行うIu送車にも通用できることは言
うまでもない。
また、この実施例では円弧の走行経路にこの発明を通用
した場合を説明したが、如何なる曲線で形成された走行
経路であっても、それを円弧にて近似することにより、
この発明を適用できると共に、直線で形成された走行経
路であっても、経路半径が■であると見做すことにより
適用できることは言うまでもない。
した場合を説明したが、如何なる曲線で形成された走行
経路であっても、それを円弧にて近似することにより、
この発明を適用できると共に、直線で形成された走行経
路であっても、経路半径が■であると見做すことにより
適用できることは言うまでもない。
以上説明したとおり、この発明によれば、車体の現在位
置、方向からなる現在姿勢と、走行経路の円弧の中心と
を結ぶ線分が円弧と交差する点の位置、方向を目標姿勢
とし、これと現在姿勢とのずれである誘導誤差量を求め
、これを用いて瞬時目標を定め、これに基づき操舵する
ことにより、曲線で形成された走行経路を移動体を滑ら
かに倣い操向させることができ、移動時間を短縮できる
と共に、走行経路の制約を少なくできる等優れた効果を
奏する。
置、方向からなる現在姿勢と、走行経路の円弧の中心と
を結ぶ線分が円弧と交差する点の位置、方向を目標姿勢
とし、これと現在姿勢とのずれである誘導誤差量を求め
、これを用いて瞬時目標を定め、これに基づき操舵する
ことにより、曲線で形成された走行経路を移動体を滑ら
かに倣い操向させることができ、移動時間を短縮できる
と共に、走行経路の制約を少なくできる等優れた効果を
奏する。
第1図はこの発明に係る移動体の誘導方法を用いた装置
を搭載した無人搬送車の構造を示す斜視図、第2図は誘
導方法の概略を示すフローチャー1・、第3図は誘導方
法を説明する図、第4図はシミュレーション結果を説明
する図である。 1・・・車体 ILlr・・・左右駆動輪20・・・誘
導制御回路 21β、21r・・・モータ特 許 出願
人 株式会社 椿本チエイン代理人 弁理士 河
野 登 夫篤
を搭載した無人搬送車の構造を示す斜視図、第2図は誘
導方法の概略を示すフローチャー1・、第3図は誘導方
法を説明する図、第4図はシミュレーション結果を説明
する図である。 1・・・車体 ILlr・・・左右駆動輪20・・・誘
導制御回路 21β、21r・・・モータ特 許 出願
人 株式会社 椿本チエイン代理人 弁理士 河
野 登 夫篤
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、平面上を走行する移動体の走行位置及び方向を演算
し、それに基づき予め定められた走行経路上を走行すべ
く移動体を誘導する移動体の誘導方法において、 曲線で形成された走行経路を円弧の連なりと見做し、該
円弧に倣うべく前記移動体の目標位置を設定し、該目標
位置に到達すべく前記移動体を走行させ、目標位置の設
定とそれへの走行とを繰り返して移動体を誘導すること
を特徴とする移動体の誘導方法。 2、平面上を走行する移動体の走行位置及び方向を演算
する演算手段を備え、予め定めれた円弧を含む走行経路
に倣い走行すべく移動体を誘導する移動体の誘導装置で
あって、 前記円弧の中心と移動体の現在の位置とを結ぶ直線が前
記円弧と交差する点の位置及び移動方向を目標姿勢とし
て算出する手段と、前記目標姿勢と移動体の現在の位置
及び移動方向を含む現在姿勢との位置偏差及び方向偏差
を含む誘導誤差量を算出する手段と、 該誘導誤差量に基づき、走行すべき目標位置を設定する
手段と、 該目標位置への前記現在姿勢からの回転半径を算出する
手段と、 該回転半径により、移動体の走行を制御する手段と を備えることを特徴とする移動体の誘導装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63259841A JP2579808B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 移動体の誘導方法及びその装置 |
| US07/344,294 US5029088A (en) | 1988-10-14 | 1989-04-25 | Method of and apparatus for guiding a moving object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63259841A JP2579808B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 移動体の誘導方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02105904A true JPH02105904A (ja) | 1990-04-18 |
| JP2579808B2 JP2579808B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=17339729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63259841A Expired - Lifetime JP2579808B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 移動体の誘導方法及びその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5029088A (ja) |
| JP (1) | JP2579808B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996015483A1 (en) * | 1994-11-10 | 1996-05-23 | Komatsu Ltd. | Guidance system for vehicle |
| JP2000132228A (ja) * | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Hitachi Zosen Corp | 移動体の誘導方法 |
Families Citing this family (16)
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|---|---|---|---|---|
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| JP3286334B2 (ja) * | 1992-01-17 | 2002-05-27 | 本田技研工業株式会社 | 移動体の制御装置 |
| US5471385A (en) * | 1992-05-21 | 1995-11-28 | Tsubakimoto Chain Co. | Routeless guiding method for moving body |
| JPH06300581A (ja) * | 1993-04-15 | 1994-10-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車輛の軌道追従制御装置 |
| US5764014A (en) * | 1996-02-01 | 1998-06-09 | Mannesmann Dematic Rapistan Corp. | Automated guided vehicle having ground track sensor |
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| JP3024964B1 (ja) | 1998-12-01 | 2000-03-27 | 川崎重工業株式会社 | 車両の走行制御装置およびそれを用いた車両 |
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| US9821847B2 (en) | 2015-11-24 | 2017-11-21 | Deere & Company | Method for guiding an off-road vehicle along a curved path |
| JP6565054B2 (ja) | 2016-08-23 | 2019-08-28 | 株式会社 三英技研 | 走行軌道作成装置、方法及びプログラム、並びに、運転支援装置及びシステム |
| CN108960252B (zh) * | 2018-06-01 | 2022-04-01 | 广西大学 | 一种二维图像中任意曲线的圆弧表示及检测方法 |
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| CN111750859B (zh) * | 2020-05-29 | 2021-11-05 | 广州极飞科技股份有限公司 | 过渡路径规划方法及相关装置 |
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-
1988
- 1988-10-14 JP JP63259841A patent/JP2579808B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-04-25 US US07/344,294 patent/US5029088A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH01155512U (ja) * | 1988-04-14 | 1989-10-25 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5029088A (en) | 1991-07-02 |
| JP2579808B2 (ja) | 1997-02-12 |
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Legal Events
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