JPH03217909A - 自走車の操向位置検出装置 - Google Patents
自走車の操向位置検出装置Info
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- JPH03217909A JPH03217909A JP2012424A JP1242490A JPH03217909A JP H03217909 A JPH03217909 A JP H03217909A JP 2012424 A JP2012424 A JP 2012424A JP 1242490 A JP1242490 A JP 1242490A JP H03217909 A JPH03217909 A JP H03217909A
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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、自走車の操向位置検出装置に関し、特に、自
動車、工場内の無人移動搬送装置、農業および土木機械
等の自走車の操向位置検出装置に関する。
動車、工場内の無人移動搬送装置、農業および土木機械
等の自走車の操向位置検出装置に関する。
(従来の技術)
従来、上記自走車のような移動体の現在位置を検知する
装置として、移動体で発生された光ビムを、移動体を中
心として円周方向に走査する手段と、移動体とは離れた
少なくとも3カ所に固定され、入射方向に光を反射する
光反射手段と、該光反射手段からの反射光を受光する受
光手段とを具備した装置が提案されている(特開昭59
−67476号公報)。
装置として、移動体で発生された光ビムを、移動体を中
心として円周方向に走査する手段と、移動体とは離れた
少なくとも3カ所に固定され、入射方向に光を反射する
光反射手段と、該光反射手段からの反射光を受光する受
光手段とを具備した装置が提案されている(特開昭59
−67476号公報)。
該装置は、移動体から見た前記3つの光反射手段相互間
の開き角を、前記受光手段の受光出力に基づいて検出し
、検出された開き角と、あらかじめ設定されている各光
反射手段の位置情報とに基づいて移動体位置を演算する
ように構成されている。
の開き角を、前記受光手段の受光出力に基づいて検出し
、検出された開き角と、あらかじめ設定されている各光
反射手段の位置情報とに基づいて移動体位置を演算する
ように構成されている。
上記システムにおいては、自走車の傾斜や振動に起因し
て光ビームを光反射手段に照射できなかったり、受光手
段で、前記光反射手段以外の物体からの反射光を受光し
てしまう場合があった。予定の光反射手段からの反射光
が確実に受光されないと、自走車の位置が誤って算比さ
れ、その結果、予定されたコースに沿って自走車を走行
させられなくなる。
て光ビームを光反射手段に照射できなかったり、受光手
段で、前記光反射手段以外の物体からの反射光を受光し
てしまう場合があった。予定の光反射手段からの反射光
が確実に受光されないと、自走車の位置が誤って算比さ
れ、その結果、予定されたコースに沿って自走車を走行
させられなくなる。
これに対し、例えば特開昭59−104503号公報に
おいては、光ビームのスキャン速度およびスキャン角度
を変化させて、光ビームを確実に光反射手段に照射てき
るよう工夫された移動体の位置検出方法が提案されてい
る。
おいては、光ビームのスキャン速度およびスキャン角度
を変化させて、光ビームを確実に光反射手段に照射てき
るよう工夫された移動体の位置検出方法が提案されてい
る。
また、特開昭59−211816号公報においては、移
動体で発生される照射光を断続的かつ周期的な光とする
ことによって、該照射光と他の光源からの光との区別が
できるように工夫された移動体の位置検出装置が提案さ
れている。
動体で発生される照射光を断続的かつ周期的な光とする
ことによって、該照射光と他の光源からの光との区別が
できるように工夫された移動体の位置検出装置が提案さ
れている。
(発明が解決しようとする課題)
光ビームのスキャン速度および角度を変化させる前者の
方法では、オプテイカルスキャナの駆動電流を頻繁に変
化させる必要があり、断続的かつ周期的な照射光を発生
させるようにした後者の装置では、該照射光を発生させ
るための複雑な光源部を必要とする等、両者共にシステ
ム構成が複雑になるという問題点があった。
方法では、オプテイカルスキャナの駆動電流を頻繁に変
化させる必要があり、断続的かつ周期的な照射光を発生
させるようにした後者の装置では、該照射光を発生させ
るための複雑な光源部を必要とする等、両者共にシステ
ム構成が複雑になるという問題点があった。
さらに、前記自走車の傾斜や振動に起因する障害の他、
光反射手段の反射面の汚れや、人または他の物体が先反
射手段の前を横切る等の突発的な遮蔽物の出現によって
、確実に反射光を受光てきないという問題点もあり、こ
れらの問題点を前記従来技術では解決はできなかった。
光反射手段の反射面の汚れや、人または他の物体が先反
射手段の前を横切る等の突発的な遮蔽物の出現によって
、確実に反射光を受光てきないという問題点もあり、こ
れらの問題点を前記従来技術では解決はできなかった。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、一時
的に位置検出の基準点となる反射手段を見失ったような
場合にも、自走車が誤った方向に走行しないように処置
できる自走車の操向位置検出装置を提供することにある
。
的に位置検出の基準点となる反射手段を見失ったような
場合にも、自走車が誤った方向に走行しないように処置
できる自走車の操向位置検出装置を提供することにある
。
(課題を解決するための手段および作用)前記の問題点
を解決し、目的を達成するために、本発明は、自走車を
中心として円周方向に光ビームを走査し、少なくとも3
か所の基準点に配置された光反射手段からの前記光ビー
ムの反射光を受光して自走車の位置を検出するように構
成された自走車の操向位置検出装置において、自走車か
ら見た各光反射手段の方位角を前記反射光の受光信号に
基づいて検出する手段と、検出された前記方位角に基づ
いて次回の走査で検出されるべき前記光反射手段の方位
角を予測する手段と、予測された前記方位角から予定角
度だけ先ビームの走査が進んだ方位毎において前記光反
射手段の識別判断を行う手段と、各識別判断方位間で検
出された入射光のうち、予測された前記方位角に最も近
い角度からの入射光を検圧する手段とを具備し、検出さ
れた該入射光の受光信号を予定の反射手段からのもので
あると判断し、該受光信号に基づいて算出される反射手
段の方位角を自走車の位置検出に利用するように構成し
た点に第1の特徴がある。
を解決し、目的を達成するために、本発明は、自走車を
中心として円周方向に光ビームを走査し、少なくとも3
か所の基準点に配置された光反射手段からの前記光ビー
ムの反射光を受光して自走車の位置を検出するように構
成された自走車の操向位置検出装置において、自走車か
ら見た各光反射手段の方位角を前記反射光の受光信号に
基づいて検出する手段と、検出された前記方位角に基づ
いて次回の走査で検出されるべき前記光反射手段の方位
角を予測する手段と、予測された前記方位角から予定角
度だけ先ビームの走査が進んだ方位毎において前記光反
射手段の識別判断を行う手段と、各識別判断方位間で検
出された入射光のうち、予測された前記方位角に最も近
い角度からの入射光を検圧する手段とを具備し、検出さ
れた該入射光の受光信号を予定の反射手段からのもので
あると判断し、該受光信号に基づいて算出される反射手
段の方位角を自走車の位置検出に利用するように構成し
た点に第1の特徴がある。
また、本発明は、前記予測された方位角を基準とした識
別角度範囲を設け、前記予測された方位角に最も近い角
度からの入射光か該識別角度範囲内からのものである時
は該入射光の受光信号を予定の反射手段からのものと判
断し、該受光信号に基づいて算出される反射手段の方位
角を自走車の位置検出に利用するように構成した点に第
2の特徴がある。
別角度範囲を設け、前記予測された方位角に最も近い角
度からの入射光か該識別角度範囲内からのものである時
は該入射光の受光信号を予定の反射手段からのものと判
断し、該受光信号に基づいて算出される反射手段の方位
角を自走車の位置検出に利用するように構成した点に第
2の特徴がある。
さらに、本発明は、前記第1または第2の特徴を有する
構成において、予定の反射手段からの反射光であると判
断できる入射光が検出されなかった場合には、前記予測
された方位角を自走車の位置検出に利用するように構成
した点に第3の特徴がある。
構成において、予定の反射手段からの反射光であると判
断できる入射光が検出されなかった場合には、前記予測
された方位角を自走車の位置検出に利用するように構成
した点に第3の特徴がある。
上記構成を有する本発明では、予測した方位角から大き
く外れた方向にあるノイズ源はもとより、予測した方位
角に近い方向にあるノイズ源からの入射光をも、予定さ
れた光反射手段からの反射光とは区別できる。
く外れた方向にあるノイズ源はもとより、予測した方位
角に近い方向にあるノイズ源からの入射光をも、予定さ
れた光反射手段からの反射光とは区別できる。
(実施例)
以下に図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。
第9図は本発明の制御装置を搭載した自走車および該自
走車の走行領域に配設された光反射器の配置状懸を示す
斜視図である。同図において、自走車1は例えば芝刈り
機等の農作業用自走車である。該自走車1の上部にはモ
ータ5によって駆動される回転テーブル4が設けられて
いる。
走車の走行領域に配設された光反射器の配置状懸を示す
斜視図である。同図において、自走車1は例えば芝刈り
機等の農作業用自走車である。該自走車1の上部にはモ
ータ5によって駆動される回転テーブル4が設けられて
いる。
該回転テーブル4には先ビーム2Eを発生する発光器2
および該光ビームの反射光2Rを受ける受光器3が搭載
されている。
および該光ビームの反射光2Rを受ける受光器3が搭載
されている。
前記発光器2は光ビーム2Eを発生するための発光ダイ
オードを備え、受光器3は反射光2Rを受けてこれを電
気的信号に変換するフォトダイオートを備えている(共
に図示しない)。また、ロタリエンコーダ7は回転テー
ブル4の駆動軸と連動するように設けられていて、該ロ
ークリエンコーダ7から出力されるパルスを計数するこ
とによって、回転テーブル4の回転角度が検出てきる。
オードを備え、受光器3は反射光2Rを受けてこれを電
気的信号に変換するフォトダイオートを備えている(共
に図示しない)。また、ロタリエンコーダ7は回転テー
ブル4の駆動軸と連動するように設けられていて、該ロ
ークリエンコーダ7から出力されるパルスを計数するこ
とによって、回転テーブル4の回転角度が検出てきる。
自走車1の作業区域の周囲には反射器6a〜6Cか配設
されている。該反射器6a〜6Cは入射した光を、その
入射方向に反射する反射面を具備しており、いわゆるコ
ーナキューブプリズム等周知の光反射手段か使用できる
。
されている。該反射器6a〜6Cは入射した光を、その
入射方向に反射する反射面を具備しており、いわゆるコ
ーナキューブプリズム等周知の光反射手段か使用できる
。
上記の構成により、反射器6a〜6Cからの反射光を受
光器3て検出し、該検出信号に基づいて反射器6a〜6
Cに対する自走車1の自己位置を検出して操向制御か行
われる。
光器3て検出し、該検出信号に基づいて反射器6a〜6
Cに対する自走車1の自己位置を検出して操向制御か行
われる。
ところで、自走車1の走行区域内あるいはその近辺に前
記反射器以外の反射物体または発光物体か存在していな
い場合は、予定の反射器からの光のみが検出されるので
問題はないか、受光器3ては他の物体からの光を検出す
ることもあり得るし、予定の反射器からの反射光を検出
てきないこともあり得る。
記反射器以外の反射物体または発光物体か存在していな
い場合は、予定の反射器からの光のみが検出されるので
問題はないか、受光器3ては他の物体からの光を検出す
ることもあり得るし、予定の反射器からの反射光を検出
てきないこともあり得る。
したがって、本実施例では、検出された光が予定の反射
器からの光か否かを次のような処理によって識別するよ
うにしている。
器からの光か否かを次のような処理によって識別するよ
うにしている。
第2図は基準点識別処理の説明図である。同図において
、作業区域22の周囲の基準点A−Cには前記反射器6
a〜6cがそれぞれ配置される。
、作業区域22の周囲の基準点A−Cには前記反射器6
a〜6cがそれぞれ配置される。
矢印29は自走車1から発射される光ビームの走査方向
である。
である。
図示のような配置において、自走車1では、受光器3で
受光した信号に基づいて該自走車1から見た各基準点の
方位角が算出され、さらに、現時点までに検出された方
位角に基づいて次回の走査で検出されるべき基準点の方
位角が予測される。
受光した信号に基づいて該自走車1から見た各基準点の
方位角が算出され、さらに、現時点までに検出された方
位角に基づいて次回の走査で検出されるべき基準点の方
位角が予測される。
予測された方位角(予測方位角)は角度θpa〜θpe
で示す。各予測方位角θpa〜θpcから光ビム走査方
向に走査が角度θhだけ進んだ方位に基準点識別方位p
a − p cが設定される。この基準点識別方位p
a−pcに光ビームの走査か進む毎に、直前の基準点識
別方位から現方位までに検出された光のうち、予測方位
角に最も近い方向からの入射光を、予定の基準点に設置
された反射器からの光であると判定する。
で示す。各予測方位角θpa〜θpcから光ビム走査方
向に走査が角度θhだけ進んだ方位に基準点識別方位p
a − p cが設定される。この基準点識別方位p
a−pcに光ビームの走査か進む毎に、直前の基準点識
別方位から現方位までに検出された光のうち、予測方位
角に最も近い方向からの入射光を、予定の基準点に設置
された反射器からの光であると判定する。
例えば、基準点識別方位paにおいて、直前の基準点鷹
別方位pCから現在までに、ノイズ源Nl,N2および
基準点Aに設置された反射器6aからの光を検出した場
合、これらの光の中から予MJ方位角θpaに最も近い
方向からの光、つまり基準点Aからの光を識別すること
ができる。
別方位pCから現在までに、ノイズ源Nl,N2および
基準点Aに設置された反射器6aからの光を検出した場
合、これらの光の中から予MJ方位角θpaに最も近い
方向からの光、つまり基準点Aからの光を識別すること
ができる。
また、基準点の識別精度を向」二させるために次の処理
を付加することもできる。すなわち、予測方位角の前後
に予定の範囲(前記角度θhと同等またはそれより小さ
い角度)を設け、予測方位角に最も近い方向からの光で
あっても該範囲からはずれていた場合・には予定の基準
点を見失ったと判定し、前記予測方位角を使用して当該
処理サイクルにおける自走車1の位置検出を行う。
を付加することもできる。すなわち、予測方位角の前後
に予定の範囲(前記角度θhと同等またはそれより小さ
い角度)を設け、予測方位角に最も近い方向からの光で
あっても該範囲からはずれていた場合・には予定の基準
点を見失ったと判定し、前記予測方位角を使用して当該
処理サイクルにおける自走車1の位置検出を行う。
次に、第1図に示したブロック図に従って本実施例の制
御装置の機能構成を説明する。同図において、発光器2
から射出された光ビーム2Eは、前記回転テーブル4の
回動方向に走査され、反射器6(6a〜6c)によって
反射される。該反射器6a〜6cの反射光2Rは受光器
3で受光される。
御装置の機能構成を説明する。同図において、発光器2
から射出された光ビーム2Eは、前記回転テーブル4の
回動方向に走査され、反射器6(6a〜6c)によって
反射される。該反射器6a〜6cの反射光2Rは受光器
3で受光される。
カウンタ9では、前記回転テーブル4の回転に伴ってロ
ータリエンコーダ7から出力されるパルスが計数される
。該パルスの計数値は受光器3において光を検出する毎
に方位角検出部11に転送される。方位角検出部11で
は、供給されたパルス数に基づいて反射器6a〜6cの
方位角が算出される。
ータリエンコーダ7から出力されるパルスが計数される
。該パルスの計数値は受光器3において光を検出する毎
に方位角検出部11に転送される。方位角検出部11で
は、供給されたパルス数に基づいて反射器6a〜6cの
方位角が算出される。
方位角検出部11で検出された方位角は方位角記憶部1
2に転送されて記憶され、該方位角記憶部12にそれま
でに蓄積されたデータは、識別タイミング発生部23か
ら供給される識別タイミング信号に応答して方位角識別
部24に転送される。
2に転送されて記憶され、該方位角記憶部12にそれま
でに蓄積されたデータは、識別タイミング発生部23か
ら供給される識別タイミング信号に応答して方位角識別
部24に転送される。
前記識別タイミング信号は、方位角予測演算部27て算
出された予測方位角で示される方位を予定角度θhたけ
通過した方位まで走査が進んだ時点、すなわち、前記基
準点識別方位pa−pcに光ビームの走査が進んだ時点
で出力される。このために、識別タイミング発生部23
ではロータリエンコーダ7の出力パルスを、方位角予測
演算部27で算出された予測方位角に相当する予定数た
け取込んだ時点で識別タイミング信号を出力する。
出された予測方位角で示される方位を予定角度θhたけ
通過した方位まで走査が進んだ時点、すなわち、前記基
準点識別方位pa−pcに光ビームの走査が進んだ時点
で出力される。このために、識別タイミング発生部23
ではロータリエンコーダ7の出力パルスを、方位角予測
演算部27で算出された予測方位角に相当する予定数た
け取込んだ時点で識別タイミング信号を出力する。
方位角識別824は、供給された方位角の中から方位角
予測演算部27で算出された予測方位角に最も近い方向
で検出された光を予定の基準点に配置された反射器から
の反射光であると判断する。
予測演算部27で算出された予測方位角に最も近い方向
で検出された光を予定の基準点に配置された反射器から
の反射光であると判断する。
この判断によって決定された反射器の方位角デタは、次
回の走査で検出されるべき反射器の方位角を方位角予測
演算部27において予測する際に利用される。すなわち
、方位角識別部24で決定された方位角の、実験的に得
られる予定の関数によって予測方位角は求められる。予
測方位角は予定の関数に基づいて求める手法に限らず、
方位角識別部24で得られた今回および前回の方位角の
差を今回の方位角に加算して求めるようにしてもよい。
回の走査で検出されるべき反射器の方位角を方位角予測
演算部27において予測する際に利用される。すなわち
、方位角識別部24で決定された方位角の、実験的に得
られる予定の関数によって予測方位角は求められる。予
測方位角は予定の関数に基づいて求める手法に限らず、
方位角識別部24で得られた今回および前回の方位角の
差を今回の方位角に加算して求めるようにしてもよい。
方位角識別部24で検出された方位角は開き角演算部1
0に入力され、自走車1から見た反射器6a〜6c相互
間の開き角が演算される。
0に入力され、自走車1から見た反射器6a〜6c相互
間の開き角が演算される。
位置・進行方向演算部13では、開き角に基づいて自走
車1の現在の位置座標が演算されると共に、方位角に基
づいて自走車1の進行方向が演算される。この演算結果
は比較部25に人力される。
車1の現在の位置座標が演算されると共に、方位角に基
づいて自走車1の進行方向が演算される。この演算結果
は比較部25に人力される。
比較部25では、走行コース設定部16に設定されてい
る走行コースを表すデータと、前記位置・進行方向演算
部13て得られた自走車1の座標および進行方向とが比
較される。
る走行コースを表すデータと、前記位置・進行方向演算
部13て得られた自走車1の座標および進行方向とが比
較される。
この比較結果は操舵部14に入力され、該比較結果に基
づいて自走車の前輪17に連結された操舵モータ28が
駆動される。操舵モータ28による前輪17の操舵角は
、自走車1の前輪に設けられた舵角センサ15で検出さ
れ、操舵部14にフィードバックされる。駆動制御部1
8はエンジン19の始動・停止、および該エンジン19
の動力を後輪21に伝達するクラッチ2oの動作を制御
する。
づいて自走車の前輪17に連結された操舵モータ28が
駆動される。操舵モータ28による前輪17の操舵角は
、自走車1の前輪に設けられた舵角センサ15で検出さ
れ、操舵部14にフィードバックされる。駆動制御部1
8はエンジン19の始動・停止、および該エンジン19
の動力を後輪21に伝達するクラッチ2oの動作を制御
する。
基準点の識別精度を向上させるためには次の機能が付加
される。すなわち、範囲判別部26では、前記方位角識
別部24て決定された方位角が予定の範囲内にあるか否
かが判別される。この判別結果に従い、前記方位角が予
定の範囲内にある場合は該方位角を使って開き角を演算
し、予定の範囲から外れている場合は、方位角予測演算
部27で算出された予測方位角を使って開き角を演算す
るようにする。
される。すなわち、範囲判別部26では、前記方位角識
別部24て決定された方位角が予定の範囲内にあるか否
かが判別される。この判別結果に従い、前記方位角が予
定の範囲内にある場合は該方位角を使って開き角を演算
し、予定の範囲から外れている場合は、方位角予測演算
部27で算出された予測方位角を使って開き角を演算す
るようにする。
この範囲判別部26の判別結果に従って決定された方位
角を使って開き角を演算するか、方位角識別部24で決
定された方位角を使って開き角を演算するかは該自走車
1による作業形態とか種類によって必要とされる精度の
程度に応じて任意に選択すればよい。
角を使って開き角を演算するか、方位角識別部24で決
定された方位角を使って開き角を演算するかは該自走車
1による作業形態とか種類によって必要とされる精度の
程度に応じて任意に選択すればよい。
なお、第1図に示した構成要素のうち、鎖線で囲まれた
部分はマイクロコンピュータによって構成することかで
きる。
部分はマイクロコンピュータによって構成することかで
きる。
上記構成の本実施例において自走車1の位置および進行
方向を検出するための基本的原理を説明する。第7図お
よび第8図は、自走車1の作業範囲を指示するための座
標系における自走車1および反射器6の位置を示す。
方向を検出するための基本的原理を説明する。第7図お
よび第8図は、自走車1の作業範囲を指示するための座
標系における自走車1および反射器6の位置を示す。
第7図および第8図において、反射器6a〜6cがそれ
ぞれ配置された基準点A,B,C,および自走車1の位
置は、基準点Bを原点とし、基準点BおよびCを結ぶ直
線をX軸とするx−y座標系で表される。
ぞれ配置された基準点A,B,C,および自走車1の位
置は、基準点Bを原点とし、基準点BおよびCを結ぶ直
線をX軸とするx−y座標系で表される。
同図からわかるように、自走車1の位置Tは、三角形A
TBの外接円上に存在すると同時に、三角形BTCの外
接円上に存在する。したがって、自走車1の位置は三角
形ATBおよび三角形BTCのそれぞれの外接円Qおよ
びPの2つの交点を算出することによって求められる。
TBの外接円上に存在すると同時に、三角形BTCの外
接円上に存在する。したがって、自走車1の位置は三角
形ATBおよび三角形BTCのそれぞれの外接円Qおよ
びPの2つの交点を算出することによって求められる。
図示のように、外接円QおよびPの一方の交点である基
準点Bを原点とし、外接円QおよびPの他方の交点Tを
以下の手順に従って算出すれば自走車1の位置は確定で
きる。
準点Bを原点とし、外接円QおよびPの他方の交点Tを
以下の手順に従って算出すれば自走車1の位置は確定で
きる。
該基本原理に従って自走車1の位置を確定する算出式は
、特願昭63−116689号および特願昭63−14
9619号に詳細が示されているので省略する。
、特願昭63−116689号および特願昭63−14
9619号に詳細が示されているので省略する。
また、自走車1の進行方向は次の式を用いて算出される
。第7図において、自走車1の進行方向とX軸とのなす
角度をθfとし、該進行方向を基準とした基準点A,B
,C,の方位角をθa,θb,θCとした場合、 θ f− 360゜−tan’ (y/ (xc−x)1−θC
・・・・・・(1)となる
。
。第7図において、自走車1の進行方向とX軸とのなす
角度をθfとし、該進行方向を基準とした基準点A,B
,C,の方位角をθa,θb,θCとした場合、 θ f− 360゜−tan’ (y/ (xc−x)1−θC
・・・・・・(1)となる
。
該自走車1の位置および進行方向は、上述の算出式およ
び上記算出式(1)を用い、前記位置・進行方向演算部
13において算出される。
び上記算出式(1)を用い、前記位置・進行方向演算部
13において算出される。
次に、上記手順によって算出された自走車1の位置情報
に基づき、自走車1の走行方向を制御する操向制御につ
いて説明する。第6図は自走車1の走行コースと基準点
との位置関係を示す図であり、第3図は操向制御のフロ
ーチャートである。
に基づき、自走車1の走行方向を制御する操向制御につ
いて説明する。第6図は自走車1の走行コースと基準点
との位置関係を示す図であり、第3図は操向制御のフロ
ーチャートである。
第6図には、基準点Bを原点とし、基準点BおよびCを
通る直線をX軸とする座標系で、自走車1の位置および
該自走車1による作業区域22が示されている。
通る直線をX軸とする座標系で、自走車1の位置および
該自走車1による作業区域22が示されている。
点R (Xret,Yret)は自走車1の戻り位置を
示し、座標(Xs t, Ys t)、(Xst,Ye
)、(Xe Yst)、(Xe Ye)で示される
点で結ばれた領域が作業区域22である。
示し、座標(Xs t, Ys t)、(Xst,Ye
)、(Xe Yst)、(Xe Ye)で示される
点で結ばれた領域が作業区域22である。
ここでは自走車1の位置Tは(Xp,Yp)で示す。
なお、第6図においては、説明を簡単にするため、作業
区域22の4辺をX軸またはy軸に平行にした例を示し
たが、作業区域22の周囲に基準点A, B,・Cを配
置してあれば、作業区域22の形状および作業区域22
の4辺の向きは任意である。
区域22の4辺をX軸またはy軸に平行にした例を示し
たが、作業区域22の周囲に基準点A, B,・Cを配
置してあれば、作業区域22の形状および作業区域22
の4辺の向きは任意である。
第3図のフローチャートに従って制御手順を説明する。
まず、ステップS1では、自走車1を点Rから作業開始
位置まで、無線操縦により移動させる。
位置まで、無線操縦により移動させる。
ステップS2では、走行コースのX座標XnとしてXs
tをセットし、走行コースを決定する。
tをセットし、走行コースを決定する。
ステップS3では、自走車1の走行を開始させる。
ステップS4では、受光器3で基準点または他の光源か
らの光を受光したか否かの?lI断がなされる。光が険
出されるとステップS5に進んで後述の受光処理が行わ
れ、光が検出されない場合はステップS6に進む。
らの光を受光したか否かの?lI断がなされる。光が険
出されるとステップS5に進んで後述の受光処理が行わ
れ、光が検出されない場合はステップS6に進む。
ステップS6では、受光した入射光のうちどれが予定通
りの基準点からの晃かを決定するための、基準点識別処
理を行なうタイミングに至ったか否かを判断する。該判
断は、方位角予非j演算部27て演算された予測方位角
から予定の角度だけ走査が進んだか否かによって行われ
る。
りの基準点からの晃かを決定するための、基準点識別処
理を行なうタイミングに至ったか否かを判断する。該判
断は、方位角予非j演算部27て演算された予測方位角
から予定の角度だけ走査が進んだか否かによって行われ
る。
ステップS6の判断が肯定となるまでステップ84〜S
6は繰返され、該判断が肯定となるとステップS7に進
み、後述のサブルーチンで示される基準点識別処理が実
行される。基準点識別処理によって予定の基準点の方位
角が決定されるとステップS8に進む。
6は繰返され、該判断が肯定となるとステップS7に進
み、後述のサブルーチンで示される基準点識別処理が実
行される。基準点識別処理によって予定の基準点の方位
角が決定されるとステップS8に進む。
ステップS8では、自走車1の位置T (Xp,Yp)
および進行方向θfの演算が行われる。
および進行方向θfの演算が行われる。
ステップS9ては、走行コースからのずれ量(ΔX−X
p−Xn,Δθf)が演算され、ステップSIOでは、
算出されたずれ量に応じ、前記操舵部14において操舵
角制御が行われる。
p−Xn,Δθf)が演算され、ステップSIOでは、
算出されたずれ量に応じ、前記操舵部14において操舵
角制御が行われる。
ステップSllでは、自走車1かy軸方向において、原
点から遠さかる方向(行き方向)に走行しているか、原
点に近づく方向(戻り方向)に走行しているかが判断さ
れる。
点から遠さかる方向(行き方向)に走行しているか、原
点に近づく方向(戻り方向)に走行しているかが判断さ
れる。
行き方向であれば、ステップS12において、一行程が
終了したか(Yp>Ye)否かか判断され、戻り方向で
あれば、ステップS13において、一行程が終了(Yp
<Yst)Lたか否かが判断される。ステップS12ま
たはS13において、一行程が終了していないと判断さ
れればステップ84〜S11の処理が行われる。
終了したか(Yp>Ye)否かか判断され、戻り方向で
あれば、ステップS13において、一行程が終了(Yp
<Yst)Lたか否かが判断される。ステップS12ま
たはS13において、一行程が終了していないと判断さ
れればステップ84〜S11の処理が行われる。
ステップS12またはS13において、一行稈が終了し
たと判断されれば、次はステップS14において全行程
が終了した( X n > X e − L )か否か
の判断が行われる。
たと判断されれば、次はステップS14において全行程
が終了した( X n > X e − L )か否か
の判断が行われる。
全行程が終了していなければ、ステップS14からステ
ップS15に移って自走車1のUターン制御が行われる
。Uターン制御は、前記位置・進行方向演算部13て演
算された自走車1の位置情報を操舵部14にフィードバ
ックするステップ88〜SIOの処理によって行われる
直進行程の操向制御とは別の方式で行われる。
ップS15に移って自走車1のUターン制御が行われる
。Uターン制御は、前記位置・進行方向演算部13て演
算された自走車1の位置情報を操舵部14にフィードバ
ックするステップ88〜SIOの処理によって行われる
直進行程の操向制御とは別の方式で行われる。
すなわち、旋回行程では自走車1の操舵角をあらかじめ
設定された角度に固定して走行させる。
設定された角度に固定して走行させる。
そして、自走車1に対する各基準点A, B, Cの
方位角の少なくとも1つが予定の角度範囲内に合致した
時点で旋回を停止して、ステップ88〜510の処理に
よって行われる直′進行程の操向制御に戻るようにして
いる。
方位角の少なくとも1つが予定の角度範囲内に合致した
時点で旋回を停止して、ステップ88〜510の処理に
よって行われる直′進行程の操向制御に戻るようにして
いる。
ステップ816では、XnにXn+Lがセットされ、次
の一行程の走行コースが設定される。走行コースが設定
されればステップS4に戻って、前記処理か繰返される
。
の一行程の走行コースが設定される。走行コースが設定
されればステップS4に戻って、前記処理か繰返される
。
全行程が終了したならば戻り位置R(Xret.Yre
t)へ戻って(ステップS17)、走行が停止される(
ステップS18)。
t)へ戻って(ステップS17)、走行が停止される(
ステップS18)。
次に、前記ステップS5およびS7の受光処理および基
準点識別処理について説明する。
準点識別処理について説明する。
受光処理のフローチャートを第5図に示す。同図におい
て、ステップS50では、光を検出したことを記憶する
ため、受光フラグに“1”をセノトする。
て、ステップS50では、光を検出したことを記憶する
ため、受光フラグに“1”をセノトする。
ステップS51では、検出した光の発生源の方位角を方
位角記憶部12に記憶する。
位角記憶部12に記憶する。
基準点識別処理のフローチャートを第4図に示す。該フ
ローチャートでは前記範囲判断部26において検出・結
果を更に絞り込んだ手順の例を示す。
ローチャートでは前記範囲判断部26において検出・結
果を更に絞り込んだ手順の例を示す。
同図において、ステップS70では、識別すべき基準点
を区別するためのポールカウンタの値(以下、単にポー
ルカウンタという)nをインクリメントする。該ボール
カウンタは各基準点に対応させてある。すなわち、ポー
ルカウンタ“1“は基準点Aに、ポールカウンタ″2′
は基準点Bに、ポールカウンタ“3″は基準点Cにそれ
ぞれ対応している。
を区別するためのポールカウンタの値(以下、単にポー
ルカウンタという)nをインクリメントする。該ボール
カウンタは各基準点に対応させてある。すなわち、ポー
ルカウンタ“1“は基準点Aに、ポールカウンタ″2′
は基準点Bに、ポールカウンタ“3″は基準点Cにそれ
ぞれ対応している。
ポールカウンタの初期値が“0”であれば、ステノブS
70の処理によってポールカウンタは“1”になり、こ
れに対応する基準点はAということになる。本実施例で
は初期値を“0”とする。
70の処理によってポールカウンタは“1”になり、こ
れに対応する基準点はAということになる。本実施例で
は初期値を“0”とする。
ステップS71ては、受光フラグの判別を行い、受光フ
ラグか“1”ならばステップS72に進み、受光フラグ
が“0“ならばステップS79にジャンプする。
ラグか“1”ならばステップS72に進み、受光フラグ
が“0“ならばステップS79にジャンプする。
ステップS72では、前記方位角記憶部12に記憶され
た光の発生源の方位角の中で、予測方位角θpn (ポ
ールカウンタは“1″になっているので予測方位角θp
a)に最も近いものを、予定された基準点の方位角であ
ると仮定し、その値を角度θSとして記憶する。
た光の発生源の方位角の中で、予測方位角θpn (ポ
ールカウンタは“1″になっているので予測方位角θp
a)に最も近いものを、予定された基準点の方位角であ
ると仮定し、その値を角度θSとして記憶する。
ステップS73では、受光数か“2”以上か、つまり方
位角記憶部12に複数の方位角が記憶されているか否か
を判断することによってノイズの有無を判断する。
位角記憶部12に複数の方位角が記憶されているか否か
を判断することによってノイズの有無を判断する。
該ステップS73の判断が肯定ならば、ノイズを検出し
たとしてステップS74に移行し、ノイズ処理としてノ
イズを検出したことを記憶する。
たとしてステップS74に移行し、ノイズ処理としてノ
イズを検出したことを記憶する。
この記憶データによって後で作業環境の状況を知る手掛
かりが得られ、ノイズ源の除去などの対策を講じること
が容易になる。
かりが得られ、ノイズ源の除去などの対策を講じること
が容易になる。
ステップS73の判断が否定ならば、ステップS75に
進んで前記仮に決定された方位角θSと予測方位角θp
n(予測方位角θpa)との差が前記角度θhより小さ
いか否かの判別を行う。該差が角度θhより大きい場合
は、仮に決定した方位角θSは予定された基準点の方位
角ではなく、ノイズ源の方位角であったと判断してステ
ップS7gに進み、前記ステップS74と同様のノイズ
処理を行う。
進んで前記仮に決定された方位角θSと予測方位角θp
n(予測方位角θpa)との差が前記角度θhより小さ
いか否かの判別を行う。該差が角度θhより大きい場合
は、仮に決定した方位角θSは予定された基準点の方位
角ではなく、ノイズ源の方位角であったと判断してステ
ップS7gに進み、前記ステップS74と同様のノイズ
処理を行う。
該ノイズ処理の後は、ステップS79に進み、基準点見
失い処理として予測方位角θpn (予測方位角θpa
)を予定された基準点の方位角θn(θa)としてセッ
トする。
失い処理として予測方位角θpn (予測方位角θpa
)を予定された基準点の方位角θn(θa)としてセッ
トする。
一方、前記差が角度θhより小さい場合は、仮定した方
位角θSは予定された基準点の方位角を示すものとして
決定し、ステップS76に進む。
位角θSは予定された基準点の方位角を示すものとして
決定し、ステップS76に進む。
ステップ576では、前回の処理で決定された方位角θ
nと今回の処理で決定された方位角θSとに基づいて次
回の処理時に同一の基゜準点が検出されるべき予測方位
角を算出式{θs+(θSθnNを用いて算出する。
nと今回の処理で決定された方位角θSとに基づいて次
回の処理時に同一の基゜準点が検出されるべき予測方位
角を算出式{θs+(θSθnNを用いて算出する。
ステップS77では、方位角θnを角度θSで更新する
。
。
ステップS80では、次の、基準点識別方位pn+1(
すなわち、基準点識別方位pb)として、前回の走査時
に基準点Bを検出した時に算出した予測方位角θpH+
lに予定角度θhを加算した角度をセットする。
すなわち、基準点識別方位pb)として、前回の走査時
に基準点Bを検出した時に算出した予測方位角θpH+
lに予定角度θhを加算した角度をセットする。
ステップS81では、受光フラグをリセットする。
ステップS82では、方位角記憶部12の記憶データを
消去する。
消去する。
ステップS83では、ポールカウンタが“3”か否かを
判別する。該値“3”は設置されている基準点の数であ
り、基準点の設置数に応じて該値を設定しておく。
判別する。該値“3”は設置されている基準点の数であ
り、基準点の設置数に応じて該値を設定しておく。
設置されている基準点の数とポールカウンタとが一致し
た場合は、ステップS84でポールカウンタに“0”を
セットしてメインルーチン(第3図の処理)に戻る。
た場合は、ステップS84でポールカウンタに“0”を
セットしてメインルーチン(第3図の処理)に戻る。
ボールカウンタが“1”の時、次回の処理では、ステッ
プS70によってポールカウンタはインクリメントされ
て“2”になり、基準点Bの識別処理が行われる。
プS70によってポールカウンタはインクリメントされ
て“2”になり、基準点Bの識別処理が行われる。
以下、同様にして基準点Cの識別処理も行われる。
以上の説明のように、本実施例では、受光器3によって
複数の光が検出されたような場合に、該複数の光のうち
予測方位角に最も近い方向からの光であって、しかも前
記予測方位角から予定角度以上外れていない方向からの
光を、予定された基準点からの反射光であると判定する
ようにした。
複数の光が検出されたような場合に、該複数の光のうち
予測方位角に最も近い方向からの光であって、しかも前
記予測方位角から予定角度以上外れていない方向からの
光を、予定された基準点からの反射光であると判定する
ようにした。
また、予定の基準点を見失った場合は、前記予測方位角
を自走車1の位置検出に利用するようにした。
を自走車1の位置検出に利用するようにした。
なお、本実施例では、各基準点識別方位間で検出された
光のすべてを方位角記憶部に記憶させ、これらを対象に
基準点の識別を行うようにしたが、予測方位角の前後に
予定の対象角度範囲を設けてこの中で検出された光のみ
の方位角データを記憶し、該記憶されたデータを対象に
基準点の識別を行うようにしてもよい。
光のすべてを方位角記憶部に記憶させ、これらを対象に
基準点の識別を行うようにしたが、予測方位角の前後に
予定の対象角度範囲を設けてこの中で検出された光のみ
の方位角データを記憶し、該記憶されたデータを対象に
基準点の識別を行うようにしてもよい。
(発明の効果)
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の
ような効果を得ることができる。
ような効果を得ることができる。
(1)基準点に配置された反射器からの反射光と、それ
以外の光源からの光とを識別できるので、作業区域およ
びその周辺にある光反射物体や発光源による自走車の位
置検出制御に及ぼす悪影響を排除できる。
以外の光源からの光とを識別できるので、作業区域およ
びその周辺にある光反射物体や発光源による自走車の位
置検出制御に及ぼす悪影響を排除できる。
(2)基準点を一時的に見失っても、予測方位角を利用
して自走車の位置を検出できるので自走車の走行を中断
することがない。したがって、自走車が多少ローリング
するような区域または起伏の大きい区域でも作業が行え
、自走車による作業の適用範囲が拡大できる。
して自走車の位置を検出できるので自走車の走行を中断
することがない。したがって、自走車が多少ローリング
するような区域または起伏の大きい区域でも作業が行え
、自走車による作業の適用範囲が拡大できる。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
基準点識別処理の説明図、第3図は操向制御のフローチ
ャート、第4図は基準点識別処理のフローチャート、第
5図は受光処理のフローチャート、第6図は自走車の走
行コースと反射器の配置状態を示す図、第7図は自走車
の位置検出の原理説明図、第8図は自走車の進行方向検
出の原理説明図、第9図は自走車と反射器の配置状態を
示す斜視図である。 1・・・自走車、2・・・発光器、3・・・受光器、6
,6a〜6C・・・反射器、11・・・方位角検出部、
12・・・方位角記憶部、13・・・位置・進行方向演
算部、14・・・操舵部、23・・・識別タイミンク発
生部、24・・・方位角識別部、25・・・比較部、2
6・・・範囲判別部、27・・・方位角予測演算部
基準点識別処理の説明図、第3図は操向制御のフローチ
ャート、第4図は基準点識別処理のフローチャート、第
5図は受光処理のフローチャート、第6図は自走車の走
行コースと反射器の配置状態を示す図、第7図は自走車
の位置検出の原理説明図、第8図は自走車の進行方向検
出の原理説明図、第9図は自走車と反射器の配置状態を
示す斜視図である。 1・・・自走車、2・・・発光器、3・・・受光器、6
,6a〜6C・・・反射器、11・・・方位角検出部、
12・・・方位角記憶部、13・・・位置・進行方向演
算部、14・・・操舵部、23・・・識別タイミンク発
生部、24・・・方位角識別部、25・・・比較部、2
6・・・範囲判別部、27・・・方位角予測演算部
Claims (5)
- (1)自走車で発生した光ビームを、該自走車を中心と
して円周方向に走査し、少なくとも3か所の基準点に配
置された光反射手段からの前記光ビームの反射光を受光
して自走車の位置を検出する自走車の操向位置検出装置
において、 反射光に基づいて、自走車から見た各光反射手段の方位
角を検出する手段と、 前記方位角検出手段で検出された方位角に基いて、次回
の走査で検出されるべき各光反射手段の方位角を予測す
る手段と、 前記予測された各光反射手段の方位角から予定角度だけ
光ビームの走査が進んだ方位毎に基準点識別方位を設定
し、該基準点識別方位において直前の基準点識別方位か
ら現方位までに検出した入射光のうち、予測された方位
角に最も近い角度からの入射光を予定の基準点に配置さ
れた反射手段からの反射光であると判断する手段とを具
備したことを特徴とする自走車の操向位置検出装置。 - (2)前記予測された方位角に最も近い角度からの入射
光が前記予測された方位角を基準として設けられた角度
範囲からの光である場合は、該入射光を予定の基準点に
配置された光反射手段からの反射光であると判断する手
段を具備したことを特徴とする請求項1記載の自走車の
操向位置検出装置。 - (3)予定の基準点に配置された反射手段からの反射光
であると判断できる入射光が検出されなかった場合は、
前記予測された方位角に基づいて自走車の位置検出を行
うように構成したことを特徴とする請求項1または2記
載の自走車の操向位置検出装置。 - (4)前記予測された方位角を基準として設けられた角
度範囲内において検出した光の方位角のみを記憶する手
段を具備し、該記憶手段に格納された方位角を前記基準
点識別方位における識別対象として扱うことを特徴とす
る請求項1〜3のいずれかに記載の自走車の操向位置検
出装置。 - (5)次回の走査で検出されるべき各光反射手段の方位
角を予測する手段が、前回および最新の走査において検
出された光反射手段の方位角の差に基づいて方位角を予
測する手段であることを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の自走車の操向位置検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012424A JPH0833766B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 自走車の操向位置検出装置 |
| US07/644,497 US5187662A (en) | 1990-01-24 | 1991-01-23 | Steering control system for moving vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012424A JPH0833766B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 自走車の操向位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03217909A true JPH03217909A (ja) | 1991-09-25 |
| JPH0833766B2 JPH0833766B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=11804896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012424A Expired - Lifetime JPH0833766B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 自走車の操向位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0833766B2 (ja) |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP2012424A patent/JPH0833766B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0833766B2 (ja) | 1996-03-29 |
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