JPH0354601A - 自走車の操向制御装置 - 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、自走車の操向制御装置に関し、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
自走車を、あらかしめ設定された走行コースに従って走
行させるための自走車の操向制御装置に関する。

（従来の技術） 上記自走車を予定のコースに沿って走行させる操向制御
では、該自走車の現ｌ『位置を示す位置情報と予定の走
行コースとの偏差に基づいて操向制御用の基準操舵エを
決定するようにしている。

そして、この自走車の現在位置を検出するための従来技
術としては、例えば該自走車等の移動体で発生された光
ビームを、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か所に固定され、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堤案さ
れている（特開昭５　９−６　７　４　７　６号公報）
。

該従来装置では、前記受光手段の受光出力に基づいて移
動体を中心とする３つの光反射手段間の開き角を検出し
、その検出した開き角と、あらかじめ設定されている光
反財手段の位置情報とに基づいて移動体位置を演算する
ようにしている。

前記自走車の操向制御には、直線コース走行中における
操向制御と、該直線コースから次の直線コースに移行す
るための旋同コース走行中における操向制御とがある。

直線コース走行中の自走車の操舵量（操舵角）φは次式
（１）によって算出される。

φ一ｋｘ●Δｘ＋ｋａ・Δθ・・・・・・（１）同式に
おける符号ΔＸ，Δθは第６図の自走車および走行コー
スのずれと操舵角との説明図に示したとおりである。同
図において、予め設定された走行コースＣＬと自走車１
の現在α置との差はΔＸで示し、前記走行コースと自走
車の進行方向との角度差はΔθで示す。また、自走車の
走行速度などを考慮して決定されるフィードバック制御
用の利得（ゲイン）は式（１）では符号ｋｘおよびｋａ
で示す。

式（１〉に示したように、直線コース走行中の自走車の
操舵角φは、該自走車の現往位置および進行方向と設定
された走行コースとの偏差、ならびにこの偏差に与えら
れるフィードバックゲインに基づいて決定される。

一方、旋回中の操向制御においては、例えばフィードバ
ック制御は行わず、該制御を簡単にするために操舵量を
固定して制御することがある。

この制御方式は、自走車が直線走行コース部分において
のみ高い精度で予定のコースに沿って走行できればその
使用目的を達せられるという場含に多く用いられる。

（発明が解決しようとする課題） 前記直線コースと旋回コースとが組合わされた予定のコ
ースに沿い、上記操向制御を行いながら自走車を走行さ
せた場合の予定のコースおよび実際に自走車が走行した
軌跡の一例を第７図（ａ）に示す。第７図（ｂ）は第７
図（ａ）の要部拡大図である。

第７図（ａ）において、予定の走行コースは実線ＣＬで
示し、実際の走行軌跡は点線ＴＬで示す。

走行コースＣＬが設定された領域Ｓの周囲３カ所の基準
点Ａ，Ｂ，Ｃには前記光反射手段がそれぞれ配置される
。自走車１は前記フィードバック制御によって走行コー
スＣＬの直線部を走行した後、固定された操舵角に従っ
て旋回部分を走行する。

第７図（ａ）．（ｂ）に示したように、旋回部分の走行
（旋回行程）では操舵角が一定値に固定されて走行する
ので、旋回行程が終了した時点で自走車の位置は設定コ
ースに対してずれΔｄＯが生じる。

一方、この旋回行程から直線部分の走行（直線走行行程
）への移行部分ＹおよびＺにおいては、旋回行程から直
線走行行程に移行するための操舵に伴ってハンチングが
生じ、予定の走行コースＣＬと自走車の位置とが一致す
るまで峙間がかかるという現象がある。

このような、ハンチング現象が発生する要因の１つとし
ては、例えば旋回行程から直線走行行程に移行する際に
は前記ずれΔｄＯが大きいため、これに応じたフィード
バックゲインに従い操舵角を大きくとって素早く予定の
直線コースに戻すべく制御される点がある。この対策と
しては、緩やかに直線走行行程に移行するように前記フ
ィードバックゲインを小さく設定して制御すればハンチ
ングが減少すると考えられる。しかし、前記移行部分Ｙ
に合せてフィードバックゲインを小さく設定した場合、
この移行部分Ｙではハンチングの捏度が減少するが、他
方の移行部分Ｚではハンチングの程度が必ずしも減少し
ないという問題点があった。

これは、前記ハンチング発生要因に加えて前記基準点Ａ
−Ｃと自走車１とのｔ目対位置関係、つまり自走車１か
ら基準点までの距離および方位により、自走車１の位置
検出の誤差が大きい場所と小さい場所とがあるという点
等に起因すると考えられる。

すなわち、このような自走車１の位置検出誤差の大小に
よって、旋回行程から直線走行行程に移行を開始する時
点が、実際は点ｈにあるような場合でも、点ｐと見なさ
れたり点ｍと見なされたりすることがある。そうすると
、この場合のずれ量はΔｄＯより大きい値Δｄ１であっ
たり、小さい値Δｄ２であると見なされることになる。

したがって、これらのずれ量ΔｄｌまたはΔｄ２に見合
うフィードバックゲインによって操向制御が行われる結
果、上記のようにハンチングが減少しないという現象が
生ずるのである。

さらに、自走車１の現在位置検出誤差を、設定された直
線走行コース方向に沿う方向の誤差とこの走行コースに
直交する方向の誤差とに分け、それぞれの方向での誤差
とハンチングの大きさとの関連に着目すると、予定の走
行コースと直交する方向の誤差が大きい部分において旋
回行程から直線走行行程への移行時のハンチングが大き
い。

このことは、第１０図に示したシミュレーションの結果
によっても裏付けられる。

第１０図では、基準点ＢおよびＣを結ぶ直線をＸ軸とし
、基準点ＡおよびＢを結ぶ直線をｙ軸とする座標系にお
いて、ｙ軸に平行な直線走行コースおよびこれらをつな
ぐ旋回コースを設定した。

そして、このコース上の各サンプル地点において操舵角
１０″で自走車１を操舵した場合に、従来の制御装置に
よって認識される自走車の位置を図中に記した。

同図からわかるようにＸ軸の近く（同図では下方位置）
においてサンプル地点と認識された自走車の位置とのず
れ、特にＸ方向のずれが大きい。

この直線走行コースと直交する方向のずれが大きい部分
は、自走車ｌの走行速度、光ビーム発生手段の回転方向
と回転速度、ならびに前記基準点と自走車１との相対位
置関係等の要因によって決定される。

通常、旋回行程に移行する前の直線行程では、操舵角を
大きくとって急激な操向制御を行うことはほとんどない
ため実際の走行上は問題とならないが、旋回行程から直
線行程に移行する場合には、大きく操舵角をとって直線
行程に移るので、上述のような大きなハンチングが発生
する。

なお、シミュレーションの結果を明確にするため同図に
はずれの大きさを２倍に拡大して表わしている。

上述のように、直線走行行程においては前記旋回行程と
異なり、予定の走行コースに対する高い追従性が要求さ
れるので、このようなハンチング現象は精度の高い操向
制御を行う上で問題である。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、旋回
行程から直線走行行程への移行がスムーズに行えるよう
な自走車の操向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、自走車に
よる作業に関する区域を複数の領域に分け、この領域の
うちのどこに自走車が位置しているかによって予め設定
された複数のフィードバックゲインうちの１つを選択し
、この選択されたゲインに従って予定の走行コースに対
する自走車の現在位置および進行方向のずれを補正する
ための操舵角を決定するようにした点に特徴がある。

上記構戊を有する本発明では、フィードバックゲインを
各領域毎に異なる値に変更できるので、ハンチングの程
度が大きいと予想される領域では操向ｔｉｎ御用の基準
操舵角の変更度合を緩やかにでき、ハンチングの程度が
小さいと予想される領域では操舵角の変更度合を比較的
大きめに設定して制御できる。その結果、ハンチングの
程度を前記領域Ｙおよび２において同等で、しかも小さ
めにすることができる。その結果、旋回行程から直線走
行行程へ自走車をスムーズに移行させることができる。

（実施Ｍ） 以下に図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。

第５図は本発明の制御装置を搭載した自走車、および該
自走車の走行区域に配設された先反射器の配置状態を示
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。そして、
該回転テーブル４には光ビームを発生する発光器２およ
び該光ビームの反射光を受ける受光器３が搭載されてい
る。前記発光器２は光を発生する発光ダイオードを備え
、受光器３は入射された光を受けて電気的信号に変換す
るフォトダイオードを備えている（共に図示しない）。

また、ロータリエンコーダ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の回転角度が検出できる。

自走車ｌの作業区域の周囲の基準点には反射器６が配設
されている。該反射器６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、従来より市販されて
いる、いわゆるコーナキューブプリズム等が使用できる
。

次に、本実施例の制御装置の構或を第１図に示したブロ
ック図に従って説明する。第１図において、発光器２か
ら射出される光ビームは、回転テーブル４の回勤方向に
走査され、反射器６によって反射される。反射器６によ
って反射された該光ビームは受光器３に入射され、車体
の進行方向に対する反１・１器６の方位角を表す情報と
じて検出される。

カウンタ９では、回転テーブル４の回転に伴ってローク
リエンコーダ７から出力されるパルス数が計数される。

そして、該パルスの計数値は受光器３において反射光を
受光する毎に角度検出部１０に転送される。角度検出部
１０では反射光の受光毎に転送される前記パルスの計数
値（一方位角）に基づいて、自走車１の進行方向に対す
る各反射器６間の開き角が算出される。

位置・進行方向演算部１３では、検出された各反射器、
つまり各反射器が配置された各基準点間の開き角に基づ
き、前記基準点のうちの２つの基準点を結ぶ直線をＸ軸
とする後述のｘ−ｙ座標系における自走車１の座標およ
び進行方向が演算される。座標および進行方向の算出式
は後述する。

前記ｘ−ｙ座標系は予め公知の手段によって各基準点の
位置を測定し、その位置情報に基づいて設定する。

位置・進行方向演算部１３での演算結果は比較部２５お
よび領域判定部２３に入力される。

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、位置・進行方向演算部１
３で１１｝られた自走車１の座標および進行方向とが比
較され、前記走行コースに対する自走車１の位置差ΔＸ
および進行方向の角度差Δθが検出される。

また、領域判定部２３では、走行コースに対する直角方
向の自走車１の位置検出誤差が大きい領域およびそれ以
外の領域をそれぞれ示す位置データと、自走車の位置・
進行方向７ｆｌ′ｔ算部１３から供給される自走車１の
位置情報に基づいて自走車１が前記いずれの領域に位置
しているかが判定される。この判定結果に応答し、第１
ゲイン設定部２４または第２ゲイン設定部２６から、そ
れぞれに設定されているフィードバックゲインが操舵部
１４に供給される。

前記比較部２５で検出された位置差ΔＸおよび進行方向
の角度差Δθと、自走車１が位置する領域によって予定
の値に設定されたフィードバックゲインとによって操舵
部１４で自走車１の前輪１７の操舵角が決定される。

決定された操舵角に基づいて自走車の前輪１７に連結さ
れた操舵モータ（図示せず）が駆動される。該操舵モー
タによる前輪１７の操舵角は、自走巾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。

駆動部１８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２０の動
作を制御する。

なお、第１図に示された構成要素のうち、鎖線で示され
た範囲内の部分は、マイクロコンピュータによって構或
することができる。

上記構成の本実施例によって自走車ｌ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８図お
よび第９図は、自走車１による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の配置位置を
示す。

第８図および第９図において、該自走車１の作業範囲の
基準点Ａ，Ｂ，Ｃには光反ＪｌＪ器６が配置される。各
光反射器６の位置は、基準点Ｂを原点とし、基準点Ｂお
よびＣを結ぶ線をＸ軸とするｘ−ｙ座標系で表される。

自走車１の位置は点Ｔ　（ｘ，ｙ）で示している。

同図からわかるように自走車１の位置Ｔは、三角形ＡＴ
Ｂの外接円上に存在すると同時に、三角形ＢＴＣの外接
円上に７Ｉ在する。したがって、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自走車１の位置が確定できる。

ここで基準点Ｂは原点になっているので、外接円Ｐおよ
びＱ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の位置は求められる。

まず、三角形ＢＴＣの外接円Ｐについて、その中心をＰ
とすると、Ｐは線分ＢＣの垂直２等分線上にあり、中心
角と円周角との関係から乙ＢＰＷ”−βとなる。

但し、Ｗ゛は線分ＢＣの垂直２等分線上の点であり、直
線ＢＣに対し、点Ｔの反対側の十分遠くにあるものとす
る。

ここで三角形ＢＰＷ（Ｗは線分ＢＣの中点）に着目する
と、 円Ｐの中心の座標は （ｘｃ／２，　　（ｘｃ／２）ｃｏｔβ｝半径はｌｘｃ
／（２ｓｉｎβ）１となり、外接円Ｐは次式で表される
。

（ｘ−ｘｃ／２）　２＋　（ｙ−　（ｘｃ／２）ｃｏｔ
βｌ　２＝　ｆｘｃ／（２ｓ　ｉｎβ）｝２さらに、該
式を整理すると次式が得られる。

ｘ２−ｘｃ＊ｘ＋ｙ２ −ｘｃｅｙ’ｃｏｔβ−０　・・−　・−　（１）また
、三角形ＡＴＢの外接円Ｑについて、その中心をＱとす
ると、Ｑは線分ＡＢの垂直２等分線上にあり、ＺＣＱＶ
−一αとなる。

但し、Ｖ′は線分ＡＢの垂直２等分線上の点であり、直
線ＡＢに対し、点Ｔの反対側の十分遠くにあるものとす
る。

ここで三角形ＢＱＶ　（Ｖは線分ＡＢの中点）に着目す
ると、円Ｑの中心の座標は ｆｘａ／２＋　　（ｙａ／２）ｃｏｔａ，ｙａ／２　−
　　（ｘａ／２）ｃｏｔａｌ半径はｌ　　Ｘａ”＋Ｙａ
”／（２・ｓｉｒｚｒ）となり、外接円Ｑは次式で表さ
れる。

ｘ２−ｘ　（ｘａ＋ｙａ●ｃｏｔα）＋ｙ”−ｙ　　（
ｙａ−ｘａ◆ｃｏｔα）一〇・・・・・・（２）上記（
１），（２）式から自走車の位置Ｔの座標（ｘ．　　ｙ
）は次式で算出される。

ｘ−ｘｃ　（Ｃ１＋ｋ−ｃｏｔβ）／　（１＋ｋ”）・
・・・・・（３） ｙ−ｋｘ　　　　　　　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・〈４〉但しｋ＝　（ｘｃ−ｘａ−
ｙａ　ＩＩｃｏ　ｔα）／（ｙａ−ｘａ＊ｃｏｔａ−ｘ
ｃ＊ｃｏｔβ）・・・・・・（５） であり直線ＢＴの傾きを表している。

｝ また、自走車１の進行方向は次のようにして算出される
。第９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までのそれぞれの回転角度をθａ．θｂ，θＣとし
た場合、前記線分ＢＴの傾きはｋであるので、 上記、手順の説明では、作業区域の周囲に配置された３
カ所の基準点の位置に基づいて自走車１の位置および進
行方向を検出するようにした例を示した。これ以外に、
４カ所以上に配置した基準点のうち、自走車の現在位置
に応じてその位置および進行方向を正確に検出できると
予想される３カ所の基準点を選択し、その基準点の位置
に基づいて自走車１の位置および進行方向を検出するよ
うな場合もある。

次に、前記フィードバックゲインを切換える判断基準と
なる作業区域内の領域設定について説明する。

第４図（ａ）は、作業区域の３カ所に設けられた基準点
Ａ−Ｃの位置に基づいて自走車１の位置および進行方向
を検出する場合のフィードバックゲイン決定用領域設定
の説明図である。また、第４図（ｂ）は作業区域の４カ
所に設けられた基準点Ａ−Ｄのうち、自走車１の現在位
置に応じて３カ所の基準点を選択し、その基準点の位置
に基づいて自走車１の位置および進行方向を検出する場
合のフィードバックゲイン決定用領域設定の説明図であ
る。

第４図（ａ）において、例えば領域ｔ１は走行コースＣ
Ｌの直線部に対する直角方向の自走車１の位置検出誤差
が大きいと実験的に確認された領域であり、この領域ｔ
１をフィードバックゲインを小さくする領域として設定
し、ここでは急激な方向転換を伴うような極端な操舵を
行わないようにする。これに対して領域ｔ２は自走車１
の位置検出誤差が小さいと予想される領域であり、ここ
では前記領域ｔ１よりは大きいフィードバックゲインに
よって操向制御を行うようにする。

第４図（ｂ）において、４つの基準点のうち基準点Ａ，
Ｂ，Ｃに囲まれた作業区域では自走車１の位置および進
行方向はこれらの基準点Ａ−Ｃの位置に基づいて検出し
、基準点Ａ，　　Ｃ，　Ｄに囲まれた作業区域では自走
車１の（Ｍ置および進行方向はこれらの基準点Ａ，Ｃ，
Ｄの位置に基づいて検出する。

このように、基準点を自走車の現在位置に応じて任意に
選択する場合においては、基準点の切換えと共にフィー
ドバックゲイン決定用の領域指定も切換えるようにする
。

つまり、基準点Ａ，Ｂ，Ｃを使用して自走車１の位置お
よび進行方向を検出する場合には、領域ｔ３をフィード
バックゲインを小さくする領域として設定し、基準点Ａ
，Ｃ，Ｄを使用して自走車１の位置および進行方向を検
出する場合には、６ａ域ｔ４をフィードバックゲインを
小さくする領域として設定する。領域ｔ５では前記領域
ｔ３，ｔ４よりもフィードバックゲインを大きくする。

第４図（ａ）および（ｂ）のいずれの場合にも、自走車
１の位置および進行方向の検出に使用する各基■点を結
ぶ直線のうち、走行コースＣＬの直線部またはこの直線
部の延長線乏ほぼ直交する直線、つまり線分ＢＣおよび
線分ＡＤに近い領域近傍においてフィードバックゲイン
を小さくする領域とした。なお、前記領域の幅Ｈは実験
値に基づいて設定する。

次に、前記手順によって算出された自走車１の位置情報
に基づく、自走車１の操向制御について説明する。第２
図は操向制御のフローチャートであり、第３図は自走車
１の走行コースと反射器６の配置状態を示す図である。

第３図において、Ａ，Ｂ，Ｃ点は反射器６の配置位置を
示しており、点Ｂを原点とし、点Ｂおよび点Ｃを通る線
をＸ軸とする座標系で自走車１の位置および作業区域２
２を表している。

（Ｘｒｅｔ，Ｙｒｅｔ）は自走車１の戻り位置を示し、
作業区域２２は座標（Ｘｓ　ｔ，　Ｙｓ　ｔ）、（Ｘｓ
ｔ，Ｙｅ）、（Ｘｅ，Ｙｓ　ｔ）、（Ｘ　ｅ，Ｙｅ）で
示される点を結ぶ領域である。ここでは自走車１の位置
Ｔは（Ｘｐ，Ｙｐ）で示す。

なお、第３図においては、説明を簡ｊｌ１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の周囲に反射器６を設けるよう
にさえしてあれば、作業区域２２の各辺の向きおよび作
業区域２２の形状は任意である。

第２図のフローチャートに従って制御手順を説明する。

このフローチャートに示した手順では、３カ所に配置し
た基準点をもとに坊４図（ａ）に示したような領域区分
に従った場合の例を示す。

まず、ステップＳ１において、前記位置・進行方向演算
部１３で演算された自走車１の現在位置（Ｘｒｅｔ，Ｙ
ｒｅｔ）と、前記走行コース設定部１６に設定された作
業開始位置の座標（Ｘｓｔ，Ｙｓ　ｔ）とに基づいて、
作業開始位置への移動コースを設定する。

ステップＳ２では、駆動部１８によってエンジンを始動
し、クラッチをつないで自走車１を操向させ、前記移動
コースに沿って作業開始位置へ移動させる。

ステップＳ３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。

ステップＳ４で、作業開始のために自走車１の走行を開
始させると、自走車１は自己位置（Ｘｐ，Ｙｐ）および
進行方向θｆの演算を行う（ステップＳ５）。

ステップＳ６では、走行コースからのずれ量（ΔＸ，Δ
θｆ）を演算する。

ステップＳ７では、自走車１の自己位置ｃｘｐ，Ｙｐ）
および進行方向θｆに基づいて自走車１が前記領域ｔ１
またはｔ２のいずれに位置しているかが判断される。自
走車１が領域ｔ１に存在していればステップＳ８に進む
。

ステップＳ８では、フィードバックゲインとしてｋｘｌ
およびｋａｌを読込み、このフィードバックゲインｋｘ
ｌおよびｋａｌと、前記ずれ量ΔＸ，Δθｆとによって
基準操舵角φを決定する。

ステップＳ９ではこの基準操舵角φに基づいて操舵制御
を行う。

また、自走車１が領域ｔ２に存在していればステップＳ
ＩＯに進む。ステップＳ１０では、フィードバックゲイ
ンとして前記ゲインｋｘｌおよびｋａｌよりは大きいゲ
インｋｘ２，ｋａ２を読込み、このフィードバックゲイ
ンｋｘ２，ｋａ２と、前記ずれ量ΔＸ，Δθｆとによっ
て基準操舵角φを決定し、ステップＳｌｌではこの基準
操舵角φに基づいて操舵角制御を行う。

ステップＳ１２では自走車１がｙ軸方向において、原点
から遠ざかる方向（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Ｓ１３において、一行程が
終了したか（Ｙｐ＞Ｙｅ）否かが判断され、戻り方向で
あれば、ステップＳ１４において、一行程終了（Ｙｐ＜
Ｙｓ　ｔ）　したか否かが判断される。ステップＳ１３
またはＳ１４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Ｓ５に戻る。

ステップＳ１３または５１４において、一行程が終了し
たと判断されれば、次はステップ５１５において全行程
が終了した（Ｘｐ＞Ｘｅ）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５１６に移って
自走車のＵターン制御が行われる。Ｕ夕−ン制御は、前
記位置・進行方向演算部１３で演算された自走車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８５
〜Ｓｌｌの処理によって行われる直線走行行程の操向制
御とは別の方式で行われる。

Ｕターン制御としては、例えば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
、角度検出部１０で検出される開き角に基づく、自走車
１から見た各基準点Ａ，Ｂ，　　Ｃの方位角のうち、少
なくとも１つが予定の角度範囲内に合致した時点で、ス
テップ８５〜Ｓｌｌの処理によって行われる直線走行行
程の操向制御に戻るようにすればよい（特願昭６３−１
４９６１９号参照）。

ステップＳ１７では、ＸｎにＸｎ十Ｌがセットされ、次
の走行コースが設定される。次の走行コースが設定され
ればステップＳ５に戻って、前記処理が行われる。

全行程が終了したならば、戻り位置（Ｘｒｅｔ，Ｙｒｅ
ｔ）へ戻って（ステップ３１８）、走行が停止される（
ステップＳ１９）。

上記フローチャートにおいては基準点を３カ所に配置し
た場合の例を説明したが、４カ所に配置された基準点の
うち３カ所の基準点を選択して使用する場合にも同様に
処理できる。すなわち、選択された３カ所の基準点の位
置情報に基づき、自走車１の現在位置が前記領域のｔ３
〜ｔ５のうちのどの領域にあるかをステップＳ７にて判
断し、この判断結果により、自走車ｌが前記領域のｔ３
，ｔ４に位置していれば小さいゲインｋｘ　１，ｋａｌ
に従って基準操舵角φを決定すればよいし、自走車１が
前記領域のｔ５に位置していれば大きいゲインｋｘ２，
ｋａ２に従って基準操舵角φを決定すればよい。

なお、この４カ所に配置された基準点のうち３カ所を還
択して使用する制御方法については、例えば特願昭６３
−２６２１９１号に詳述している。

本実施例では、各基準点を結ぶ直線のうち、走行コース
の直線部分およびこの延長線とほぼ直交する直線に近い
領域でフィードバックゲインを小さくしたが、フィード
バックゲインの大きさは、このような設定基準に限定さ
れない。

走行コースの直線部分と直交する方向の位置検出誤差は
、発光器２および受光器３の回動方向および自走車ｌの
走行速度とも関連して生じるので、要は、自走車１の走
行コースの直線部分と直交する方向の前記位置検出誤差
が大きくでる領域を実験的に求めておき、その領域では
小さく設定されたフィードバックゲインを選択するよう
にすればよい。

以上の説明のように、本丈施例では、作業区域内におい
て、基準点との位置関係により自走車１の位ｉ情報の誤
差が大きいと予想される領域と、該誤差が小さいと予想
される領域とで操舵角決定用のフィードバックゲインを
異なる値に切換えるようにした。

したがって、旋回行程から直線走行行程へ移行する時の
、前記自走車エの位置情報の誤差に起因するハンチング
を小さくできる。

また、フィードバックゲインの切換えを自走車１が分け
られた複数の領域のいずれに位置するかによって判断す
るだけでなく、自走車１の位置する領域の判断および自
走車１が旋回行程を終了して直線走行行程へ移行してい
ることの判断を合わせてフィードバックゲインの切換え
基準とすることもできる。

さらに、フィードバックゲインの切換えは、あらかじめ
設定されている領域に応じて行うのではなく、旋回行程
から直線走行行程に移行するタイミングの判断のみに応
じて行ってもよい。つまり、特にフィードバックゲイン
の切換えを必要とするのは旋回行程から直線走行行程へ
の移行後しばらくの時間経過するまでが主体であるので
、走行コースの直線部分と直交する方向の位置検出誤差
が大きいと予想される領域側における旋回行程から直線
走行行程への移行時およびその後予定時間経過するまで
、または予定距離を走行するまでは小さいフィードバッ
クゲインによって操向制御を行うようにしてもよい。

このような切換えのための判断基準することにより、ハ
ンチングが最も大きくなると予想される旋回行程から直
線走行行程への移行過程において、ハンチングを小さく
抑える効果が大となる。

なお、前記座標系は本実施例のように各基準点間の位置
関係をあらかじめ測定して設定するようにしてもよいが
、自走車１に搭載した前記発光器２から射出され回動方
向に走査された光ビームの位相と、受光器３に戻ってく
る各基準点の反射光の位相との差に基づいて自走車１お
よび反射器６間の距離を測定し、この距離情報と各基準
点間の開き角から基準点の位置を検出し、座標系を設定
することもできる（特願昭６３−１１６６８９号参照）
。

また、旋回行程においては、操舵角を固定して自走車１
を走行させるようにした本実施例に限らず、直線走行行
程と同様にフィードバック制御にて操向制御を行うよう
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、自走
車の操向制御を行うための基準となる操舵角を算出する
場合のフィードバックゲインを複数の予定領域に対応さ
せてそれぞれ異なる値を選択して切換えられる。その結
果、旋回行程から直線走行行程に移行する際のハンチン
グを小さくでき、予定の直線走行コースへ短特開で正確
に移行できる。

自走車が左旋回または右旋同から直線走行に移行する２
つの異なった移行状態において、／Ｘンチングの大きさ
の差を小さくできるので、当該自走車によって作業を行
わせた場合に作業のむらがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一丈施例を示すブロック図、第２図は
操向制御のフローチャート、第３図は自走車の走行コー
スと反対器の配置状態を示す図、第４図はフィードバッ
クゲイン決定用領域設定の説明図、第５図は自走車と反
身・１器とを示す斜視図、第６図は自走車の位置および
走行コースの関係図、第７図は自走車の走行軌跡および
走行コースの関係図、第８図は自走車の位置検出の原理
図、第９図は自走車の進行方向検出の原理説明図、第１
０図は従来技術の問題点を説明するためのシミュレーシ
ョン結果を示す図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）作業に関する区域周辺の少なくとも３カ所に設置
   された基準点に対する自走車の現在位置および進行方向
   を検出する手段と、直線部分および旋回部分が組合わさ
   れた複合的な予定の走行コースに沿って自走車を走行さ
   せるべく、前記検出手段の検出情報および前記走行コー
   スの情報に基づいて自走車の操舵角をフィードバック制
   御する操向制御手段とを有する自走車の操向制御装置に
   おいて、 前記作業に関する区域を複数の領域に分けて設定する手
   段と、 自走車が前記複数の領域のうちのどの領域に位置してい
   るかを判断する手段と、 前記判断手段の出力に応じて予定のフィードバックゲイ
   ンを設定する手段とを具備したことを特徴とする自走車
   の操向制御装置。
2. （２）作業に関する区域周辺の少なくとも３カ所に設置
   された基準点に対する自走車の現在位置および進行方向
   を検出する手段と、直線部分および旋回部分が組合わさ
   れた複合的な予定の走行コースに沿って自走車を走行さ
   せるべく、前記検出手段の検出情報および前記走行コー
   スの情報に基づいて自走車の操舵角をフィードバック制
   御する操向制御手段とを有する自走車の操向制御装置に
   おいて、 前記作業に関する区域を複数の領域に分けて設定する手
   段と、 自走車が前記複数の領域のうちのどの領域に位置してい
   るかを判断する手段と、 自走車が旋回部分から直線部分に移行する時、自走車が
   位置する領域に応じて予定のフィードバックゲインを設
   定する手段とを具備したことを特徴とする自走車の操向
   制御装置。
3. （３）前記作業に関する区域が、前記走行コースの直線
   部分に対する直角方向の自走車位置検出誤差の大きさに
   基づいて分けられている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制御装置。
4. （４）作業に関する区域周辺の少なくとも３カ所に設置
   された基準点に対する自走車の現在位置および進行方向
   を検出する手段と、直線部分および旋回部分が組合わさ
   れた複合的な予定の走行コースに沿って自走車を走行さ
   せるべく、前記検出手段の検出情報および前記走行コー
   スの情報に基づいて自走車の操舵角をフィードバック制
   御する操向制御手段とを有する自走車の操向制御装置に
   おいて、 旋回部分の走行に続く直線部分の走行が、左右いずれの
   方向の旋回に続く直線部分の走行であるかを判別する手
   段と、 自走車が旋回終了後予定の時間経過するまでおよび予定
   の距離走行するまでのいずれかの間、左旋回後の直線部
   分の走行と右旋回後の直線部分の走行とに応じ、それぞ
   れに予定のフィードバックゲインを設定する手段とを具
   備したことを特徴とする自走車の操向制御装置。
5. （５）前記操向制御手段が、自走車に設けられた光ビー
   ム発生手段と、該光発生手段を前記自走車を中心として
   回動方向に走査する光ビーム走査手段と、前記自走車に
   設けられ、該自走車から離れた少なくとも３カ所に配置
   され入射方向に光を反射する光反射手段からの反射光を
   受光する受光手段と、前記自走車から見た前記光反射手
   段間の開き角検出手段と、該開き角検出手段によって検
   出された開き角および前記光反射手段の位置情報に基づ
   いて前記自走車の位置を算出する位置演算手段を具備し
   たことを特徴とする請求項１、２、３、４のいずれかに
   記載の自走車の操向制御装置。
6. （６）前記旋回部分の走行はフィードバック制御によら
   ず、固定の操舵角に従って操向制御されることを特徴と
   する請求項１、２、３、４、５のいずれかに記載の自走
   車の操向制御装置。