JPH0461365B2

JPH0461365B2 -

Info

Publication number: JPH0461365B2
Application number: JP58219597A
Authority: JP
Inventors: Takero Hongo; Gunji Sugimoto
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1983-11-24
Filing date: 1983-11-24
Publication date: 1992-09-30
Also published as: JPS60112110A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、無人で移動する車両の誘導制御装
置に関するものである。

この種の無人車ではその走行制御にマイクロ・
コンピユータ等を用いてある時間間隔ごとに演算
を行ない、その結果を制御量として駆動装置に設
定する制御方式が広く用いられている。このよう
な無人車の駆動手段にはいろいろなタイプがある
が、基本的には一方向への移動とその移動方向を
変える転向との２つの自由度の動きの組み合せに
よつて任意の移動を行なつている。このような無
人車に対する上記の制御方式において、算出され
る制御量は移動速度と転向角速度、或いはこれら
から算出される操舵輪の舵角や駆動車輪の回転速
度等であり、これらの値を演算を行なう時間間隔
ごとに設定することによつて走行制御が行なわれ
ていた。しかしながら、このような制御方式によ
れば、駆動装置に設定される値が演算の時間間隔
ごとに不連続に変化するから、演算に長い時間を
要すると、無人車の移動速度や転向角速度を急に
変化させることになるため、動きが円滑でなくな
るといつた欠点があつた。このため動きを円滑に
するためには、制御演算のための演算装置に演算
能力の高いものを用いる必要があり、システムを
高価なものにするという欠点があつた。

また発進や停止、あるいは加減速をする場合に
は、この時間間隔ごとに駆動装置に設定される値
が大きく変化して駆動装置が追従できなくなる恐
れがあり、最悪の場合には経路から大きくはずれ
てしまうといつた可能性があつた。また、たとえ
ば駆動装置が、設定された値に追従できたとして
も無人車や積載した荷物等に衝撃が加わることに
なり、このような急激な速度の変化が生じないよ
うにする必要があつた。

このような駆動装置の設定値の急激な変化を押
える方法の一つに発進や停止等の移動速度の設定
値が急激に変化する状況が予測される場合には、
あらかじめ移動速度が少しづつ変化するようにそ
の設定する制御量のパターンを用意し、このパタ
ーンに従つて制御量を設定することによつて制御
することがよく行なわれている。この方法におい
ては、発進や停止等に応じて制御の演算を切り換
えたり、移動速度のパターンを発生させたりする
ことから制御量を算出するプログラムが複雑にな
るという欠点があつた。またこのような方法で
も、演算時間を要して制御量設定の時間間隔が長
くなる場合、設定値の大きな変化をさせるため
に、加速度や減速度が大きくとれないから、制御
が不充分になつたり、移動速度を速くすることが
できなくなるといつた欠点もあつた。

また算出された制御量に対し、ローパス・フイ
ルタをかけ、これを駆動装置に設定する方法がと
られるが、このような方法では演算によつて求め
た制御量によつて実際に駆動されるまでの時間遅
れの要素を増すことになり、制御が不安定になつ
てだ行をしたり走行の制御性能をそこなうといつ
た恐れがあつた。

即ち、これまでの無人車の走行制御では、経路
からのずれだけを補正するのであれば、駆動装置
に対する設定値を変更する時間間隔を長くしても
良いが、逆に設定値の変更に伴なう速度の変動の
ため、ぎくしやくした動きが生じていた。これを
押えるため、上述の様な制御性能を犠牲にしたり
必要以上の演算能力の演算装置を使用するなどし
て短い時間間隔で制御してこの速度変動を押えて
おり、走行制御装置としてはなはだ無駄の多い構
成となつていた。

本発明は、従来の走行制御装置が駆動装置に設
定値を与える時間間隔と走行状態にもとづいて走
行制御の演算を行なう時間間隔とを同じにしてい
たために生じていたこれらの不備を解決するため
になされたもので、すなわち設定された経路に沿
つて移動するようにに逐次無人車の移動速度等を
設定する機能を持つ従来の走行制御装置が、走行
状態のサンプル値をもとに設定経路に沿つて移動
するような駆動量を定める走行制御の演算を行う
時間間隔と、その駆動量を実現するように駆動装
置への速度指令や角度指令などの値を与える時間
間隔と、を同じにしていたために生じていたこれ
らの不備を解決するためになされたものである。
所定の走行、停止といつた動作を行なわせるべ
く、無人車の走行状態に関する情報をもとに行な
う制御演算に要する時間より短い時間間隔で駆動
装置に設定する速度設定値を少しづつ変化させる
ことによつて、無人車の移動速度や転向角度を滑
らかに変化させて円滑な動きを行なわせるととも
に、（演算に要する時間間隔で制御量を設定して
いたのでは駆動装置が追従できないような）移動
速度や転向角速度の大きな変化を小さな変化に分
けて設定し、駆動装置をこれに追従させることに
よつて、駆動装置に設定された速度設定値と実際
の駆動量とのちがいに起因して生ずる経路からの
ずれが生ずるのを防ぎ正確な走行を実現させるこ
とが本発明の目的である。

すなわち本発明者らは、無人車の位置および速
度のずれを補正するために、離散時間より短い時
間間隔で出力される速度パターンで駆動装置を駆
動することに着目し、この速度パターンを決める
ためにまず離散時間毎に位置ずれおよび速度ずれ
を補正するための加速度相当信号を求め、それを
積分演算して上記速度パターンを求めることに着
眼したのである。したがつて無人車の所定の走
行、停止といつた動作を行わせるべく算出される
無人車の速度脂令値どおりに無人車を駆動するた
めの駆動装置への制御量設定値を求めるのに、無
人車の走行状態に関する情報をもとに行う制御演
算で出力される値を、駆動装置への設定値すなわ
ち無人車の速度設定値に相当する量として直接求
めるのでなく、一旦その時間微分である位置ずれ
および速度ずれを補正するに必要な加速度相当信
号を指令値に相当する量として求める。駆動装置
には、制御量指令値として、この加速度相当信号
を積分演算して得られる前記離散時間より短い時
間間隔で変化する量（徐々に変化する速度パター
ン）を設定することにより、無人車の移動速度等
が時間的に短い間隔で変化するので、無人車に滑
らかな動きすなわち円滑な動きを行わせるととも
に、制御量指令値に不連続な変化がないために、
モータの回転追従制御が容易となり、駆動装置に
設定された制御量と実際の駆動量との誤差を低減
させ、この誤差に起因して生ずる経路からのずれ
を防止して、正確な走行を実現させることを目的
とするものである。

さらに所定の動作を行なわせるとともにその絶
対値があらかかじめ定めた値を越えないような移
動加速度と転向角加速度とを制御演算によつて求
め、これを積分して得られるその変化率を制限さ
れた移動速度と転向角速度で無人車が駆動される
ように、この時間的に変化する移動速度と転向角
速度に対応する速度設定値を駆動装置に対して十
分短い時間間隔で設定することによつて無人車に
円滑な動きをさせるとともに、その加減速の際の
速度変化すなわち衝撃の少ない走行が可能な無人
車を提供することが、本発明の他の目的である。

本発明による走行制御装置の基本的構成を図面
を用いて説明する。第１図は本発明の基本的構成
を示すもので、走行制御装置３は制御演算手段５
と駆動量演算手段６とから成る。その制御演算手
段５は、離散時間ごとに無人車の走行状態計測装
置１の情報をサンプルし、その情報をもとに走行
指令装置２によつて設定されたコースからの位置
および速度のずれを補正すべく駆動装置４を駆動
させるための設定量を演算する機能をもつもの
で、設定されたコースからの位置および速度ずれ
を補正すべく走行状態を離散時間毎にサンプルし
て演算して求めた第３図ａに示すような加速度相
当信号を離散時間毎に出力する。ここで加速度相
当信号とは、後述する実施例に詳述するごとく、
移動加速度a_vおよび転向角加速度a〓又は左右の駆
動輪回転加速度a_L，a_R等をいう。そして駆動量演
算手段６は、この加速度相当信号を積分演算して
得られる前記離散時間より短い時間間隔で時間的
に徐々に変化する第３図ｂに示すような速度設定
値を演算によつて求め、この速度設定値で無人車
を駆動するように駆動装置４に設定する速度設定
値を定める。この結果無人車は、制御演算の時間
間隔を大きくとつても、駆動量の急変のない円滑
な走行をさせることができるから、かかる目的の
ために演算能力のすぐれた演算装置を用い、制御
演算の時間間隔を短くすることによつて動きを円
滑にする必要がなくなり、演算装置のコストを低
減させることができる。したがつて制御演算手段
５においては、駆動量演算手段６への速度設定値
により、無人車の移動速度、転向角速度がどう変
化するか、さらにその移動速度と転向角速度で駆
動された無人車の位置・方位がどうなるか等、こ
れらの走行状態の予測が容易に行なえることにな
るから、予測される位置が設定された経路上にな
るような移動加速度、転向角加速度を容易に演算
で求めることができ制御性能を向上させることが
できる。

第２図は本発明の第１の態様を示すもので、制
御演算手段５において演算した移動加速度と転向
角加速度の絶対値の大きさをあらかじめ定めた値
をこえたものについてはその値を制限する設定値
制御手段７を設け、駆動量演算手段によつてその
絶対値の大きさの制限された移動加速度と転向角
加速度とを積分演算して得られる移動速度と転向
角速度とで無人車を駆動するように駆動装置４に
設定する速度設定値を定めるように構成したもの
である。この構成により、無人車の動きは、その
移動加速度と転向角加速度とが制限されたものと
なるから、発進や停止の際の衝撃が小さくなるば
かりでなく、駆動装置のもつ駆動力の範囲で駆動
させることができるために、演算によつて設定さ
れた速度設定値に駆動装置が追従できないといつ
た原因により生ずる経路からのずれを防ぐことが
できる。

以上のように、この発明およびその態様によれ
ば、無人車を円滑に発進、走行、停止させるの
に、いわゆる加減速パターン等を用意した複雑な
演算を必要とせずに行なえるばかりでなく、制御
量を算出する演算時間に対する制約条件もゆるく
なるため、比較的簡単な演算装置によつて良好な
走行性能が得られるのである。

以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。

第４図は本発明の一実施例による無人車の誘導
制御装置の構成を示すブロツク図である。

この装置は、図のように、無人車の走行状態を
検出してその情報を出力する走行状態計測装置１
と、無人車の動作を決定する走行指令データを出
力する走行指令装置２と、走行状態計測装置１お
よび走行指令装置２のそれぞれの出力にもとづい
て、指令に従つて動作を滑らかに行なわせる制御
量を出力する走行制御装置３と、走行制御装置３
からの設定制御量により無人車の駆動を行なう駆
動装置４から成つている。

走行状態計測装置１は無人車に設けた計測輪の
回転を検出する計測輪回転量検出装置１１と、検
出した回転量から無人車の位置および方位を演算
する位置方位演算回路１２とから成り、現在駆動
装置４へ設定されている移動速度および回転角速
度も入力されている。何故なら後述する制御演算
回路３１および走行状態比較回路２３に位置およ
び方位情報とともに入力するからである。

走行指令装置２は走行すべき経路や移動速度等
の走行指令データを格納する走行指令データ記憶
装置２１、走行制御装置４に出力する走行指令デ
ータを走行指令データ記憶装置２１から読み出し
て設定する走行指令データ設定回路２２と、その
回路２２に保持された走行指令データと走行状態
計測装置１からの駆動装置に設定されている移動
速度、回転角速度および無人車の計測された位置
および方位の出力情報とを比較し、次に設定すべ
き走行指令データの設定時を定める走行状態比較
回路２３とから成つている。

走行制御装置３は制御演算回路３１と、設定値
制限回路３２と、駆動量演算回路３３から成つて
おり、走行状態計測装置１から走行状態の情報、
即ち走行中に駆動装置に設定された移動速度、転
向角速度、および計測された位置および方位等の
データを受け、また走行指令装置２から、設定さ
れた経路に沿つての自動走行、もしくは設定され
た地点における停止、転回等の走行指令データを
受ける。

制御演算回路３１はこれらの設定速度値および
計測データと走行指令データを時間間隔Ｔ毎にサ
ンプルし、そのサンプルした情報から、走行指令
データと設定速度値および走行状態との誤差を演
算し、さらにその誤差を補正する移動加速度と転
向角加速度とをあらかじめ定めた式に従つて演算
する。即ち、移動速度誤差演算回路３０１によつ
て走行指令データに基づき指令された移動速度と
駆動装置に設定された移動速度との差Δvが演算
され、移動加速度演算回路３０５によつて上記
Δvにあらかじめ定めた定数k_vを乗じて移動加速
度a_vが算出される。即ち移動加速度回路３０５
は、 a_v＝k_v・Δv ……(1) の演算を行なう。また、転向角速度誤差演算回路
３０２は走行指令データに基づき指令された転向
角速度と駆動装置に設定された転向角速度との差
Δωを演算し、経路誤差演算回路３０３は設定し
た経路（第７図参照）と計測した位置との誤差ｅ
を演算し、方位誤差演算回路３０４は走行指令デ
ータに基づき指令された接線方向と計測した方位
との差Δθを演算する。転向角加速度演算回路３
０６は得られたΔω，ｅ，Δθから次式に示す演算
を行つて転向角加速度aωを得る。

aω＝kω・Δω＋ke・ｅ＋kθ・Δθ……(2) ただし、kω，ke，kθはあらかじめ定めた定数
制御演算回路３１によつて求められた移動加速度
a_vと転向角加速度a〓は前記時間間隔Ｔで出力さ
れ、絶対値制限回路３２１，３２２から成る設定
値制限回路３２によつてそれらの絶対値があらか
じめ定めておいた値A_v，A〓を越えないように制
限される。A_v，A〓は駆動装置の性能と車両およ
び積載物への衝撃の許容範囲を考慮して定められ
る。

駆動量演算回路３３は、その値を制限された移
動加速度と転向角加速度とを、それらの出力され
る時間間隔Ｔ（第３図ａ参照）より短かい時間間
隔で（第３図ｂ参照）積分演算回路３３２および
３３１によりそれぞれ積分演算することによつ
て、移動速度ｖと転向角速度ωとを求める。さら
にこの移動速度ｖと転向角速度ωの大きさがあら
かじめ定めた値Ｖ，Ωを越えないように絶対値制
限回路３３４，３３３によりそれぞれ制限し、駆
動輪回転量演算回路３３５はこの制限された移動
速度v₀と転向角速度ω₀から、無人車を駆動する
ための駆動輪の回転量を演算する。なお、Ｖ，Ω
は駆動装置の性能、走行時の危険性を考慮して設
定される。

駆動輪回転量演算回路３３５の出力する回転量
の情報は駆動装置４のサーボアンプ４１に加えら
れ、その出力により駆動モータ４２が駆動され
る。

なお、本実施例における各回路は、その演算内
容に沿つて、周知の各種のアナログ演算回路ある
いはデイジタル論理回路を適宜周知の手法により
組合わせて容易に構成できるものである。たとえ
ば、絶対値制限回路３２１，３２２、積分演算回
路３３１，３３２および駆動輪回転量演算回路３
３５の部分を第５図に示すようなアナログ演算回
路として構成することができる。即ち、移動加速
度a_v転向角加速度a〓に対応する電圧信号に対して
ツエナー・ダイオード及び演算増巾器によつて構
成される振幅制限回路である絶対値制限回路３２
１，３２２によつてその絶対値の大きさを制限
し、抵抗コンデンサ、ツエナー・ダイオードおよ
び演算増巾器によつて構成されるその振幅を制限
された積分演算回路３３１，３３２によつてその
絶対値の大きさを制限された移動速度および転向
角速度とに変換され、さらに抵抗及び演算増巾器
によつて構成される加減算回路である駆動輪回転
量演算回路３３５によつて左右の駆動車輪回転速
度に対応する電圧信号を発生させることによつて
実現できる。

また、前述の各種の演算は、専用の演算回路に
よるハード構成によつて行なうのに代えて、マイ
クロコンピユータを用い、そのためのプログラム
によつて行なうようにするのが実用的に優れてい
る。

以下に、そのマイクロコンピユータを用いた無
人車の誘導制御装置の実施例について特徴的事項
を中心に説明する。

第６図はそのマイクロコンピユータを用いた実
施例の機能的な構成を示すブロツク図である。

制御演算手段５は、計測輪の回転量をもとに位
置・方位を演算するプログラムから位置・方位の
情報を、また走行指令データ設定のプログラムか
ら経路や速度の情報を、さらに本走行制御装置の
駆動量演算手段６を実現するプログラムから移動
速度と転向角速度の情報を得て、それにもとづい
て移動速度誤差Δ_v、転向角速度誤差Δω、経路誤
差ｅ、方位角誤差Δθを演算し、この誤差から、
移動加速度a_vと転向角加速度aωとを演算するプ
ログラムを実行することによつて実現される。

走行制御装置の制御演算プログラムにおいては
まず走行指令データと走行状態の情報を比較して
走行指令データで設定された移動速度と駆動装置
に設定された移動速度との差Δ_v、同じく走行指
令データに基づき指令された転向角速度と駆動装
置に設定された転向角速度との差Δω、第７図に
示される設定した経路ｌと計測した位置との誤差
ｅ、及び設定した経路の接線方向と計測した方位
との差Δθを演算する。演算によつて求めたΔ_v，
Δ〓，ｅ，Δθより前記式(1)，(2)に従つて移動加速
度a_v、転向角加速度a〓を演算する。

すなわち(1)式にもとづいて演算し求めた移動加
速度a_v、及び(2)式にもとづいて演算し求めた転向
角加速度a〓によつて無人車を駆動すれば、走行
指令データに基づき指令された速度に比べて駆動
装置に設定された移動速度が小さければ加速し、
大きければ減速することによつて、走行指令デー
タに基づき指令された移動速度で移動するよう制
御し、また、走行指令データに基づき指令された
角速度に比べて駆動装置に設定された角速度が小
さければ加速し、大きければ減速することによつ
て、設定された転向角速度で転向させ経路から右
にずれれば左向きに転向するように左にずれれば
右向きに転向するように角加速度を発生させ、さ
らに、経路に沿つた進行方位となるように方位誤
差Δθを補正する方向に角加速度を発生させるこ
とによつて、設定された経路ｌに沿つて走行すべ
く制御される。設定値制限手段７は、制御演算プ
ログラムより演算によつて求めた移動加速度a_vと
転向角加速度a〓の値の絶対値がそれぞれあらか
じめ定めた値A_v，A〓をこえないように制限する
第８図に示すようなフローを有する設定値制限プ
ログラムを実行することで実現される。A_v，A〓
は駆動装置の性能と、車両及び積載物への衝撃の
許容範囲より定めておく。そしてこのような設定
値・制限プログラムを演算することにより、a_v，
a〓の絶対値がA_v，A〓をこえないように制限する
ことができる。

駆動量演算手段６は、マイクロ・コンピユータ
９で実行される各種の演算の実行の開始等をコン
トロールするオペレーテイング・システム８によ
つてあらかじめ定められた時間間隔τごとに、第
９図のフローチヤートに示すプログラムを実行
し、モータ４２Ｌ，４２Ｒを駆動するサーボ・ア
ンプ４１Ｌ，４１ＲへのDA変換器４３Ｌ，４３
Ｒ設定する値を変えることによつて実現される。
駆動量演算プログラムでは、設定値制限プログラ
ムによつて得たその絶対値を制限された移動加速
度a_vと転向角加速度a〓とを用い、現在の移動速度
v₀及び転向角速度ω₀に、a_v，a〓とτの積を加え
て積算し該移動加速度a_vと転向角加速度a〓を積分
して求められる移動速度ｖと転向角速度ωを演算
する。演算して得られたｖ，ωの絶対値があらか
じめ定めたＶ，Ωより小さくなるように制限し
v₀，ω₀としこれで駆動できるように、本実施例
における無人車の駆動を行なう左右に配した駆動
車輪４５Ｌ，４５Ｒの回転量を演算し、サーボア
ンプ４１Ｌ，４１ＲにDA変換器４３Ｌ，４３Ｒ
を介して設定する。Ｖ，Ωは移動速度と転向角速
度の無限値を与え、駆動装置の性能、走行時の危
険性を考慮して設定している。

さて本走行制御装置におけるオペレーテイン
グ・システム８では制御演算プログラムと設定値
制限プログラムの演算と駆動量演算プログラムの
演算を別の周期で行なわせている。すなわち、制
御演算プログラムは周期Ｔで駆動量演算プログラ
ムは周期τで演算される。τはＴに比べて少さ
く、制御演算プログラムが実行中でもいわゆる割
込処理によつて実行を中断させ、駆動量演算プロ
グラムが実行される。すなわち第１０図に示すよ
うに周期τで定期的に駆動量演算プログラムが実
行され、その間の駆動量演算プログラムが実行さ
れていない時間に、制御演算プログラムが周期Ｔ
で実行され、その演算が終了すると設定値制限プ
ログラムが続いて実行される。この結果１つのマ
イクロコンピユータ９で制御演算は周期Ｔで行な
われるが、駆動装置への設定値は周期τで変更す
ることができ、駆動量を滑らかに変化させること
ができる。

第１１図は、本発明の実施例とした無人車の構
成例である。この無人車は蓄電池２０１を動力源
とし左右の駆動車輪２０５Ｌ，２０５Ｒを減速機
構、クラツチ、ブレーキ等からなる回転伝達系２
０４Ｌ，２０４Ｒを介してモータ２０３Ｌ，２０
３Ｒによつてそれぞれ独立に回転させる。駆動車
輪２０５Ｌ，２０５Ｒの回転数は、ロータリー・
エンコーダ２０６Ｌ，２０６Ｒによつて検出され
この回転数が設定された値と一致するようにサー
ボ装置２０２はモータ２０３Ｌ，２０３Ｒの回転
数を制御する。従動車輪２１１は、いわゆるキヤ
スター構造によつて車輪の方向を自由に変えられ
るようになつている。駆動車輪２０５Ｌ，２０５
Ｒは、それぞれの車軸２１５Ｌ，２１５Ｒと軸着
し、その軸心は、無人車２１６の中心線と一致
し、左右の車輪は独立に回転できる。この無人車
においては左右の駆動車輪を同一方向に同一回転
数で回転させることによつて直進し、逆方向に同
一回転数で回転させることによつて無人車の中心
点２１２を中心にその場で転回をする。すなわ
ち、左右の駆動車輪２１５Ｌ，２１５Ｒの回転数
の和に比例した量移動し、回転数の差に比例した
量転向するため左右のモータの回転を制御するこ
とで移動と転向の車両の駆動の機能を満たす。演
算装置２０９と記憶装置２１０とは、いわゆるマ
イクロ・コンピユータ９を構成している。計測用
車輪２０７Ｌ，２０７Ｒは車軸２１７Ｌ，２１７
Ｒと軸着しており、その軸心は、駆動車輪の軸心
と一致している。計測用車輪２０７Ｌ，２０７Ｒ
は、駆動車輪２０５Ｌ，２０５Ｒと独立に回転
し、それぞれロータリー・エンコーダ２０８Ｌ，
２０８Ｒによつてその回転数を検出する。計測用
車輪２０７Ｌ，２０７Ｒの回転数は、演算装置２
０９に送られる。計測用車輪２０７Ｌ，２０７Ｒ
は、経路からのずれを算出するための無人車の位
置・方位を求めるためのデータを発生するための
もので、駆動車輪で代用が可能であるが、路面と
のスリツプに起因する誤差の点から本実施例のよ
うに別に設けるのがよい。

本実施例における無人車のマイクロコンピユー
タ９に第４図に示すような機能をプログラムによ
り実行させて駆動装置に対する設定値を定めるこ
とにより、移動加速度、転向角加速度の絶対値が
制限されさらにそれを積分して得た移動速度、転
向角速度で走行するように短い時間間隔で小さく
変化する駆動量で駆動されるから、これらはなめ
らかに変化し、無人車に対して衝撃を与えないば
かりでなく、あらかじめこれらの制限値をモータ
の駆動力の範囲内に設定しておくことにより、こ
の駆動量演算手段により駆動装置に設定した左右
の駆動車輪の回転数と、実際に得られる駆動車輪
の回転数との誤差を小さくすることができ、サー
ボ装置の追従性に起因する走行に関する誤差を防
ぐことができる。

また、発進や停止時においても、このように制
限された移動加速度、転向角加速度で駆動される
ので、特に移動速度のパターン等を用いなくて
も、滑らかに発進停止をさせることができる。

また、速度変換の機能を比較的短い周期で働か
せ演算させれば、制御量演算を長い周期で行なつ
ても円滑に走行できるから、要求されるマイク
ロ・コンピユータの性能も高くなくてすむという
メリツトも生じる。

また本実施例においては、左右の駆動車輪の回
転により、移動、転向を実現する無人車に対する
本発明の適用例を示したが、本発明の対象となる
駆動手段はこれに限られるものではなく、たとえ
ば第１２図のように前輪を駆動及び操舵輪とした
３輪の車両でもよい。すなわち操舵角φ、駆動輪
移動速度Ｖはそれぞれ移動速度ｖと転向角速度ω
と次式の関係がある。但し、b′は前輪と後輪の車
軸間の距離である。

ｖ＝Ｖ・cosφ Ｖ＝√²＋′²・² ω＝Ｖ・sinφ／b′ φ＝tan^-1b′・ω／ｖしたがつて第８図のフローにおけるv_L，v_Rに関
する部分を上式にもとづく、駆動輪移動速度算出
及び操舵角算出におきかえることによつて本発明
がそのまま適用できる。さて本実施例においては
制御演算によつて経路誤差等を補正する移動加速
度及び転向角加速度を求め、これを駆動量演算手
段によつて積分演算して移動速度と転向角速度を
求め、左右の駆動輪の回転速度に変換した。ここ
で移動加速度と転向角加速度を移動速度と転向角
速度とに変換する積分変換と、これを左右の駆動
車輪の回転速度にする変換とはともにいわゆる線
形変換であり、その性質から変換の順序を入れ換
えても同じ結果が得られる。すなわち、本実施例
による無人車では、移動加速度と転向角加速度と
より左右の駆動車輪の回転角速度を演算しこれを
積分演算して左右の駆動車輪の回転速度を求める
こともできる。

すなわち第１３図のように駆動量演算手段をま
ず移動加速度a_vと転向角加速度a〓とより、左右の
駆動輪の回転加速度a_L，a_Rを演算し、これを積分
演算することによつて左右の駆動車輪の回転速度
を求め、Ｄ／Ａ変換器を介して駆動装置に設定す
るように構成してもよい。

また、第１３図の基本的考え方に立つて、第１
４図のように制御演算によつて直接経路誤差等を
補正する左右の駆動車輪の回転加速度を直接求
め、駆動量演算手段の駆動輪回転加速度演算を省
略することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の基本的構成を示
すブロツク図である。第３図は制御量演算の演算
周期ａと駆動量演算手段の演算周期ｂとを示す図
である。第４図は本発明の一実施例のブロツク
図、第５図は第４図の一部分の回路例を示す図で
ある。第６図は本発明の他の実施例で、マイクロ
コンピユータを用いた装置のブロツク図である。
第７図は設定した経路と無人車の関係を表わす諸
量を示す図である。第８図は設定値制限プログラ
ムのフローチヤート、第９図は駆動量演算プログ
ラムのフローチヤートである。第１０図は各プロ
グラムの時間的関係を示す図である。第１１図は
無人車の構成の一例を示す図、第１２図は無人車
の構成の他の例を示す図である。第１３図は駆動
量演算手段の変形例を示す図である。第１４図は
駆動輪回転加速度演算を省略した本発明の他の実
施例を示すブロツク図である。１……走行状態計測装置、２……走行指令装
置、３……走行制御装置、４……駆動装置、５…
…制御演算手段、６……駆動量演算手段、７……
設定値制限手段。

Claims

【特許請求の範囲】１設定された経路の走行もしくは設定された地
点における転回、停止といつた動作を組み合わせ
ることによつて目標とする位置に移動する無人車
において、無人車の動作を決定する走行指令データを出力
する走行指令装置と、無人車の走行状態を検出してその情報を出力す
る走行状態計測装置と、無人車の移動および転向を実行する駆動装置
と、走行指令装置からの走行指令データと走行状態
計測装置からの走行状態に関する情報と駆動装置
への速度設定値とを離散時間毎にそれぞれサンプ
ルした情報にもとづいて、少なくとも走行指令デ
ータの示す経路と計測された走行位置とのずれの
大きさ、および走行指令データの指令速度と上記
速度設定値とのずれの大きさを演算するとともに
これらのずれの大きさに基づいて、これらのずれ
を補正するに必要な加速度相当信号を求め前記離
散時間毎に出力する制御演算手段と、前記離散時間毎に出力される加速度相当信号を
積分演算して徐々に変化する出力を得、該出力を
前記離散時間より短い時間間隔で速度設定値とし
て駆動装置に出力する駆動量演算手段とを備えた
走行制御装置とから成ることを特徴とする無人車
の誘導制御装置。２走行制御装置に、制御演算手段からの加速度
相当信号を入力とし、これらの絶対値の大きさが
あらかじめ定めた値を越えないよう制限して駆動
量演算手段へ出力する制限手段を設けたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の誘導制御装
置。