JPH03109611A - 車両用自動操縦制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は車両用自動操縦制御装置、特に予め定められた
誘導路に設置された位置ビーコン等の誘導路情報送信手
段からの基準位置信号によって現在位置を適時校正しな
がら目標コースを自動走行させる車両用自動操縦制御装
置に関する。

［従来の技術］ 予め定められたコースを自動的に走行する自動操縦車両
が周知であり、工場内の無人搬送車や耐久走行試験等に
用いられている。この種の自動操縦車両においては、例
えば所定のコースに誘導ケーブルを設け、この誘導ケー
ブルの位置を磁界センサにて検出しながらステアリング
、アクセルあるいはブレーキ等をアクチュエータにて操
縦し、誘導ケーブルに沿った自動走行を実現している。

あるいは、運転者が誘導路を実際に運転して目標コース
とアクチュエータ操作量を位置信号に同期させて記憶さ
せ、この教示データを順次読み出し自動走行を行うこと
も考えられている。

第８図はこの種の車両用自動操縦制御装置の一例として
特願平１−５３３４７号に示された構成図であり、車両
の横偏位を検出するための前部磁界センサ１０、前部横
偏位検出回路１２、後部磁界センサ１４及び後部横偏位
検出回路１６が設けられ、誘導路に設置された誘導ケー
ブルから出力される磁界をこれらのセンサにより検出し
て横偏位及びヨー角が求められる。

また、車速を検出するためのマグネットピックアップ１
８が設けられ、マグネット回転板２０の回転数から車速
が求められる。そして、誘導路における車両の位置を検
出するためのアンテナ２２及び基準位置検出回路２４が
設けられ、誘導路の所定地点に予め設置されている位置
ビーコンからの基準位置信号をアンテナ２２にて受信し
て基準位置検出回路２４に供給される。そして、これら
の各種センサからの検出信号を入力して各種の演算処理
を行う演算処理回路（ＥＣＵ）２６と車両を操縦する各
種アクチュエータの操作量をフィードバックして所定の
処理を行うフィードバック処理回路２８が設けられ、ア
クチュエータ操作量が算出される構成である。

そして、前記演算処理回路（ＥＣＵ）２Ｂには教示運転
時の教示データを記憶する教示データ記憶手段が設けら
れており、誘導路に設けられた位置ビーコンからの基準
位置信号及び走行速度から算出された車両の位置Ｘに同
期して車両の横偏位＊ ｙ　、ヨー角θ。及び操舵Ｅｉｕ　　が記憶される。

そして、自動操縦時には車両の現在位置Ｘに応じて演算
処理回路（ＥＣＵ）２６内の教示データ記憶手段に記憶
されたこれらの教示データから所望の教示データを抽出
し、この教示データに基づいて目標コース上を自動走行
することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の車両用自動操縦制御装置にお
いてはいくつかの問題があった。前述したように、運転
者が誘導路を運転して教示した教示データは車両の位置
Ｘに同期して演算処理回路（ＥＣＵ）２Ｂ内の教示デー
タ記憶手段に記憶され、自動操縦制御時にはこの教示デ
ータ記憶手段から車両の位置に応じた所望の教示データ
を読み出し、この教示データに基づいて各種アクチュエ
ータを操縦し目標コースに沿って自動走行する。

ところが、自動操縦制御時には目標コースからのコース
ずれ等によって必ずしも教示運転時の走行軌跡をたどる
とは限らない。この場合、教示運転時の走行距離と自動
操縦制御時の走行距離とは異なる値となるため、この地
点での教示データの値は本来の教示運転時の値とは異な
ってしまう。

この教示運転時の位置と自動操縦制御時の位置とのずれ
は誘導路に設けられた位置ビーコンからの基準位置信号
によって自動操縦制御時の位置を教示運転時に通過した
位置データと入れ替えることにより校正されるが、校正
前の位置データと校正後の位置データとは異なる値とな
るため、位置に応じて読み出される教示データも校正前
後で不連続的に大きく変化してしまい、実際の運転者の
運転操作と異なり、不自然となる問題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、教示データに従って車両を自動操縦制御させ
る際に位置の校正に伴う教示データの不連続変化を防止
し、実際の運転操作に近いスムーズな自動走行を可能と
する車両用自動操縦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に、本発明の車両用自動操縦制
御装置は、運転者が誘導路を運転して教示した目標コー
スを運転するときの各アクチュエータの操作量を記憶す
る教示データ記憶手段と、予め設置された誘導路情報送
信手段から送られる基準位置信号及び車両の走行速度か
ら誘導路に対する車両の位置を標定する位置標定手段と
、この位置標定手段で標定された位置に応じて前記教示
データ記憶手段の教示データを読み出し、読み出された
教示データを現在の教示データとの差を小さくするよう
に補正する教示データ補正手段と、この教示データ補正
手段からの補正された教示データに基づき各アクチュエ
ータの操作量を演算するアクチュエータ操作量演算手段
と、を具備することを特徴とする。

［作用コ 本発明の車両用自動操縦制御装置は、このような構成を
有しており、教示運転時に運転者が誘導路を運転して教
示した教示データは教示データ記憶手段に記憶される。

そして、自動操縦制御時にはこの教示データ記憶手段に
記憶された教示データから位置標定手段によって標定さ
れた車両の現在位置に応じて所望の教示データが読み出
されるが、この読み出された教示データに基づいて直ち
に各アクチュエータを制御するのではなく、教示データ
補正手段が現在の教示データ値から読み出された教示デ
ータ値へと徐々に変化させるべく、この読み出された教
示データ値を現在の教示データ値との差が小さくなるよ
うに補正する。そして、この補正された教示データに基
づいてアクチュエータ操作量演算手段が各アクチュエー
タの操作量を算出し、自動走行する。

このように、教示データ補正手段が現在の教示データ値
から読み出された教示データ値へと徐々に変化させるた
め、教示運転時の目標コースからのコースずれ等によっ
て生じる位置の誤差を誘導路に設けた位置ビーコン等の
誘導路情報送信手段からの基準位置信号によって校正す
る際の走行距離値のステップ的変化に伴う教示データの
不連続的な変化を防止することができ、スムーズな自動
操縦制御が可能となる。

［実施例］ 以下、図面を用いながら本発明に係る車両用自動操縦制
御装置の好適な実施例を説明する。

本実施例の概略構成は第８図に示された従来装置と同様
であり、横偏位、ヨー角、操舵量、車速、位置等を検出
する各種センサからの検出信号が演算処理回路（ＥＣＵ
）に入力される。そしてこの演算処理回路（ＥＣＵ）に
て所定の演算処理が行われ、フィードバック処理回路を
介して各アクチュエータを操作制御する構成である。

第１図は本実施例における演算処理回路（ＥＣＵ）の演
算処理ブロック図である。目標コースマツプ３０と操舵
量マツプ３２は演算処理回路（ＥＣＵ）のメモリに設定
されており、目標コースマツプ３０には教示運転時に車
速及び位置ビーコンからの基準信号により標定された車
両の現在位置Ｘとこの車両の現在位置Ｘにおける教示運
転時の車両の横偏位Ｙ　とヨー角θ。が平均化部３４に
て平均化され記憶されている。

また、操舵量マツプ３２には目標コースマツプ３０と同
様に車速と基準位置信号により標定された車両の現在位
置Ｘとこの車両の現在位置Ｘにおける操舵ｆｆ１ｕ＊が
操舵量センサ２９で検出され、平均化部３６にて平均化
されて記憶されている。

このようにして運転者が誘導路を運転して教示した教示
データが目標コースマツプ３０及び操舵量マツプ３２に
記憶された後、この教示データに基づいて自動操縦制御
が行われる。

本実施例では第２図に示すように、この自動操縦制御を
車両の現在位置から予測した予測誤差に基づき行ってい
る。すなわち、第２図に示すように車両３８が目標コー
ス１００から教示データとの横偏位の差を示すΔＪｍｉ
れた位置を走行し、このときの車両３８の教示データと
のヨー角の差をΔθとすると、Ｌｍ先に生じるであろう
教示データからの予４ｊ誤差ε０は ε０麿Δ、Ｊ−ＬφΔθ となる。そして、この予測誤差ε。を解消するための最
終的な誤差補正量ΔＵはゲインをＫｐとして、 ΔＵ■Ｋｐ・ε０ となり、この誤差修正量ΔＵと操舵量マツプ３２から読
み出された教示データ操舵、ｉｔ　ｕ　＊に基づく操舵
量によって目標コースからの本来の誤差εｐ及び予測誤
差ε。を共に解消することができる。

ここで、本実施例において特徴的なことは、第１図に示
すように操舵量マツプ３２から読み出される操舵量ｕ１
を補正する教示データ補正手段３３を設けたことである
。この教示データ補正手段３３では、車速及び位置ビー
コンからの基準位置信号に基づいて標定された車両の現
在位置Ｘに応じて操舵量マツプ３２から読み出される操
舵量０本を現在の操舵量との差が小さくなるように補正
し、現在の操舵量から徐々にこの読み出された操舵量へ
と移行させるものである。すなわち、現在の操舵量をｕ
＊　（ｔ−１）、車速及び基準位置信号に基づいて標定
された車両の位置Ｘに応じて＊− 読み出された操舵量を　ｕ　　　（ｔ）とした時、次式
に示すように、読み出された操舵ｆｆ１ｕ＊（１）と現
在の操舵量ｕ＊　（ｔ−１）との差を１より小さい所定
の係数Ｋｓで乗算し、乗算した値を所定時間（例えば２
５ｍ５ｅｃ）のループで順次加算することにより現在の
操舵ｆｆ１ｕ＊（ｔ　−１）に徐々に加えていくのであ
る。

ｕ＊　（ｔ）＝ｕ＊　（ｔ−１） ＋　ｆｕ　　　（ｔ）−ｕ本（ｔ−１）ｌ　　・Ｋｓ＊
・ ＊− このように、読み出された操舵Ｍｕ　　　（ｔ）を現在
の操舵量ｕ本　（ｔ−１）との差に応じて徐々に移行す
るように補正することにより、誘導路に設置された位置
ビーコンからの基準位置信号により適時車両の現在位置
を校正する場合においても現在の操舵量から徐々に読み
出された操舵量に移行することができるので、位置ビー
コンの基準位置信号による車両の現在位置の校正に伴う
ステップ的変化による操舵量変化を抑制しスムーズな自
動操縦制御を可能とすることができる。

なお、教示データ補正時に用いる係数Ｋｓは教示運転時
の操舵量の変化にも十分追従でき、かつ基準位置信号に
よる校正に伴うステップ的な変化に対しても操舵量変化
が急峻にならない値（例えば０．　３〜０．５）に設定
することにより所望の目的を達成することができる。

第３図は本実施例の制御内容の作用を説明するフローチ
ャートである。制御システムの電源をオンするとプログ
ラムがスタートする。まず、ステップ６１にて定時割込
みの有無を判定し、ＹＥＳと判定されたときには次のス
テップ６２にてセンサデータの読み込みが行われる。

第４図はこのステップ６２におけるセンサデータの読み
込みのフローチャートを示したものである。ステップ６
２１で車両前後の横偏位Ｙｆ。

Ｙ「を読み込み、ステップ６２２でこれら横偏位Ｙｆ、
Ｙｒから車両のヨー角θを演算し、次のステップ６２３
では車両中心の横偏位Ｙを演算する。

また、次のステップ６２４では車速を読込む。

このようにして車両の横偏位Ｙ及びヨー角θが読込まれ
た後、次のステップ６２５にて誘導路の所定地点に設置
された位置ビーコンからの基準位置信号を読込み、車両
の現在位置Ｘが標定される。

そして、この標定された車両の現在位置Ｘに応じて演算
処理回路（ＥＣＵ）内に操舵量が読込まれる。

第５図はステップ６２５にて行われる車両の現在位置Ｘ
の標定のフローチャートを示したものである。まず、ス
テップ６２ａでは誘導路の所定位置に設置された位置ビ
ーコンからの基準位置信号を取込み、ステップ６２ｂで
真の基準位置か否かの判定を行い、ＹＥＳと判定された
ときにはステップ６２ｃにて基準点の識別が行われる。

基準点の識別が行われた後、ステップ６２ｄでこの基準
点における基準距離がセットされ、次のステップ６２ｅ
にて位置ビーコン間の走行距離ΔＸを０にリセットする
。

一方、前述のステップ６２ｂにてＮｏと判定されたとき
には、次のステップ６２ｆにて車速を取込み、ステップ
６２ｇにて所定周期毎の走行距離ΔＸを前回演算した走
行距離ΔＸ−ｉからΔＸ■Δｘ−１＋ｖΦτ 但し、Ｖ二車速、τ：周期 なる式により演算して算出する。

そして、ステップ６２ｈでは最終的な車両の現在位置Ｘ
を基僧位置からの走行距離で算出する。

このようにして第３図のステップ６２にてセンサデータ
が読み込まれた後、次のステップ６３で教示スイッチの
オン・オフが判定される。

このステップ６３でＹＥＳと判定されたときには、ステ
ップ６４にてアクチュエータ制御をオフとしてステップ
６５の教示制御が行われる。第６図にこの教示制御ステ
ップ６５のフローチャートを示す。

まず、ステップ６５１にてデータの記憶位置であるか否
かの判定が行われ、Ｎｏと判定されたときには終了し、
ＹＥＳと判定されたときにはステップ６５２に移行し、
データ記憶回数の判定を行う。すなわち、教示データ記
憶手段に記憶される教示データは数回の平均値を採用し
ており、例えば５回の平均値を採用する際にはａ−５と
し、ｎ５−５となった場合１ビは次のステップ６５３に
移ってセンサデータが読込まれ、ステップ６５４にて５
回の平均値が算出される。そして、ステップ６５５で演
算処理回路（ＥＣＵ）のメモリに書き込まれる。一方、
ステップ６５２にてＮｏすなわちまだ所定の回数５回に
達していないと判定されたときには、次のステップ６５
６にて前回までのデータが平均化される。そして、次の
ステップ６５７にて今回検出したデータが前回までに検
出されたデータと比較して適切か否かを判定し、前回ま
での平均値との差がある所定値すより大の時にはデータ
として採用せず終了する。

一方、今回検出したデータと前回までの平均値が所定値
すより小なる時にはデータとして採用し、つぎのステッ
プ６５８にて演算処理回路（ＥＣＵ）内のメモリに記憶
されると共に、回数が１加算される。そして、ステップ
６５９にて全コースを記憶したか否かが判定され、ＹＥ
Ｓ、すなわち全コースを記憶したときにはステップ６６
０にて表示済みランプをオンにし、Ｎｏすなわちまだ全
コースを記憶していないときにはステップ６６１にて教
示済みランプをオフのままに維持して終了する。

このようにして教示制御が行われた後、第３図のステッ
プ６３に再び戻り、このステップ６３にて教示スイッチ
のオンオフが判定される。教示は既に行われているので
このステップにおいてはＮＯと判定され、次のステップ
６６に移行する。そして、このステップ６６では教示済
みランプがオンしているか否かが判定され、これがＮｏ
と判定されたときには、システムに異常があることを意
味するので、次のステップ６７でアクチュエータ制御を
オフとし、ステップ６８で警報を発生する。

一方、ステップ６６にてＹＥＳと正常に判定されたとき
にはステップ６９の自動操縦制御に移行する。

第７図はこの自動操縦制御のフローチャートを示したも
のであり、まず、ステップ６９１にて既に述べたセンサ
データの読込みが行われ、ステップ６９２更にステップ
６９３で目標コースマツプ及び操舵量マツプ３２から目
標横偏位Ｙ。及びヨー角θ。が読み出される。そして現
在の車両の横偏位及びヨー角と読み出された横偏位及び
ヨー角との差から所定距離り先の予測誤差を算出し、こ
の予測誤差を解消すべき誤差修正量ΔＵがステップ６９
５にて算出される。

一方、車両の現在位置Ｘに応じて操舵量マツプ３２から
教示操舵Ｈｋ　ｕ　＊がステップ６９６にて読み出され
、この読み出された操舵ｆｆ１ｕ＊は教示データ補正手
段３３によって前述した式 ％式％（１） ） に従い徐々に変化するように補正される。このようにし
て補正された操舵量ｕ＊はステップ６９８にて誤差修正
量ΔＵと加算され、修正ｆｆ１ｕが算出される。そして
、最後に自動操縦ランプがステップ６９９にてオンされ
、自動操縦が行われる。

このように、本発明の車両用自動操縦制御装置は、教示
データ補正手段によって教示データ値を徐々に変化させ
るように構成したので、校正ずれなどによって生じる車
両の現在位置の誤差を位置ビーコンからの基準位置信号
によって校正する際に生じるステップ的変化に伴う教示
データの値の不連続的変化を除去することができ、車両
を目標コースに沿って正確にかつスムーズに自動走行さ
せることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る車両用自動操縦制御
装置によれば、誘導路に設けられた位置ビーコン等の誘
導路情報送信手段からの基準位置信号によって車両の現
在位置を校正する際に生じる操舵量の不連続的変化を除
去し、運転者の実際の運転感覚に近いスムーズな自動走
行が可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両用自動操縦制御装置の制御ブ
ロック図、 第２図は同実施例の自動操縦制御における予測誤差補正
を説明するための説明図、 第３図は同実施例における制御フローチャート図、 第４図は同実施例におけるセンサデータの読込みフロー
チャート図、 第５図は同実施例における車両の位置を標定するフロー
チャート図、 第６図は同実施例における教示制御のフローチャート図
、 第７図は同実施例における自動操縦制御のフローチャー
ト図、 第８図は従来の自動操縦制御装置における概略ブロック
図である。 １０　・・・　前部磁界センサ １４　・・・　後部磁界センサ １８　・・・　マグネットピックアップアンテナ 位置ビーコン 演算処理回路 フィードバック処理回路 目標コースマツプ 操舵量マツプ 教示データ補正手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 予め定められた誘導路に対する現在の車両の位置及び走
   行状態を計測しこの位置及び走行状態に基づいて自動操
   縦のための各アクチュエータを操作制御する車両用自動
   操縦制御装置において、運転者が誘導路を運転して教示
   した目標コースを運転するときの各アクチュエータの操
   作量を記憶する教示データ記憶手段と、 予め設置された誘導路情報送信手段から送られる基準位
   置信号及び車両の走行速度から誘導路に対する車両の位
   置を標定する位置標定手段と、この位置標定手段で標定
   された位置に応じて前記教示データ記憶手段の教示デー
   タを読み出し、読み出された教示データを現在の教示デ
   ータとの差を小さくするように補正する教示データ補正
   手段と、 この教示データ補正手段からの補正された教示データに
   基づき各アクチュエータの操作量を演算するアクチュエ
   ータ操作量演算手段と、 を具備することを特徴とする車両用自動操縦制御装置。