JPH1165662A - 無人走行車の制御方法及びその装置 - Google Patents
無人走行車の制御方法及びその装置Info
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- JPH1165662A JPH1165662A JP9216229A JP21622997A JPH1165662A JP H1165662 A JPH1165662 A JP H1165662A JP 9216229 A JP9216229 A JP 9216229A JP 21622997 A JP21622997 A JP 21622997A JP H1165662 A JPH1165662 A JP H1165662A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 それぞれ独立して速度及び操舵角の制御が可
能な２つのマスタ輪と１つ以上のスレーブ輪とを有する
無人走行車において，各車輪同士の干渉を最小限に抑え
ることが可能な制御方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 スレーブ輪制御部５により，両マスタ輪
の操舵角の実測値に基づいてスレーブ輪の操舵角を制御
し，スレーブ輪の移動速度は上記両マスタ輪の操舵角及
び移動速度の実測値に基づいて制御する。続いて，推定
部６により，上記検出された両マスタ輪の操舵角及び移
動速度に基づいて，車体の現在の位置・姿勢・進行方向
が推定され，マスタ輪制御部８により，地図情報記憶部
７に予め記憶された走行経路上での車体の位置・進行方
向・姿勢と，上記推定部６で推定された車体の現在の位
置・進行方向・姿勢との偏差を小さくするように両マス
タ輪の速度及び操舵角が制御される。
能な２つのマスタ輪と１つ以上のスレーブ輪とを有する
無人走行車において，各車輪同士の干渉を最小限に抑え
ることが可能な制御方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 スレーブ輪制御部５により，両マスタ輪
の操舵角の実測値に基づいてスレーブ輪の操舵角を制御
し，スレーブ輪の移動速度は上記両マスタ輪の操舵角及
び移動速度の実測値に基づいて制御する。続いて，推定
部６により，上記検出された両マスタ輪の操舵角及び移
動速度に基づいて，車体の現在の位置・姿勢・進行方向
が推定され，マスタ輪制御部８により，地図情報記憶部
７に予め記憶された走行経路上での車体の位置・進行方
向・姿勢と，上記推定部６で推定された車体の現在の位
置・進行方向・姿勢との偏差を小さくするように両マス
タ輪の速度及び操舵角が制御される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，それぞれ独立して
速度及び操舵角の制御が可能な２つのマスタ輪と，それ
ぞれ独立して速度及び操舵角の制御が可能な１つ以上の
スレーブ輪とを有する無人走行車を，所定の走行経路に
沿って走行させる無人走行車の制御方法及びその装置に
関するものである。
速度及び操舵角の制御が可能な２つのマスタ輪と，それ
ぞれ独立して速度及び操舵角の制御が可能な１つ以上の
スレーブ輪とを有する無人走行車を，所定の走行経路に
沿って走行させる無人走行車の制御方法及びその装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば，図６に示すような，それぞれ独
立して速度及び操舵角の制御が可能な３つ以上の車輪Ｗ
（図６ではＷ１〜Ｗ３の３つ）を有する無人走行車Ｂ０
を，所定の走行経路に沿って走行させる場合，従来は，
上記各車輪Ｗ１〜Ｗ３の操舵角α１〜α３及び速度Ｖ１
〜Ｖ３に基づいて車体Ｂ０の位置・姿勢・進行方向を推
定し，該推定値と，予め記憶されている上記所定の走行
経路情報との偏差を小さくするように，各車輪Ｗ１〜Ｗ
３の操舵角α１〜α３及び速度Ｖ１〜Ｖ３を制御してい
た。その際，上記車体Ｂ０の位置・姿勢・進行方向の推
定値は，車輪Ｗ１〜Ｗ３の軸線の交点として求められた
車体の回転中心位置Ｃ，各車輪Ｗ１〜Ｗ３の速度Ｖ１〜
Ｖ３，及び前回得られた車体の位置・姿勢・進行方向の
値から求められていた。また，各車輪の操舵角及び速度
を制御する際には，各車輪の軸線が，車体の目標回転中
心位置Ｃ′を通るように各車輪の操舵角α１〜α３が制
御され，上記目標回転中心位置Ｃ′から各車輪Ｗ１〜Ｗ
３までの距離に応じて各車輪の速度Ｖ１〜Ｖ３が制御さ
れていた。
立して速度及び操舵角の制御が可能な３つ以上の車輪Ｗ
（図６ではＷ１〜Ｗ３の３つ）を有する無人走行車Ｂ０
を，所定の走行経路に沿って走行させる場合，従来は，
上記各車輪Ｗ１〜Ｗ３の操舵角α１〜α３及び速度Ｖ１
〜Ｖ３に基づいて車体Ｂ０の位置・姿勢・進行方向を推
定し，該推定値と，予め記憶されている上記所定の走行
経路情報との偏差を小さくするように，各車輪Ｗ１〜Ｗ
３の操舵角α１〜α３及び速度Ｖ１〜Ｖ３を制御してい
た。その際，上記車体Ｂ０の位置・姿勢・進行方向の推
定値は，車輪Ｗ１〜Ｗ３の軸線の交点として求められた
車体の回転中心位置Ｃ，各車輪Ｗ１〜Ｗ３の速度Ｖ１〜
Ｖ３，及び前回得られた車体の位置・姿勢・進行方向の
値から求められていた。また，各車輪の操舵角及び速度
を制御する際には，各車輪の軸線が，車体の目標回転中
心位置Ｃ′を通るように各車輪の操舵角α１〜α３が制
御され，上記目標回転中心位置Ｃ′から各車輪Ｗ１〜Ｗ
３までの距離に応じて各車輪の速度Ｖ１〜Ｖ３が制御さ
れていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで，車体Ｂ０が
進行方向を変えながら走行している場合には，車体Ｂ０
は必ずある点を回転中心として走行するため，上述のよ
うに，上記各車輪Ｗ１〜Ｗ３は原則としてその軸線が一
点（上記回転中心）で交差するようにそれぞれの操舵角
α１〜α３が制御される。しかしながら，各車輪の操舵
モータの応答性の違いや外乱などにより，上記各車輪Ｗ
１〜Ｗ３の軸線が一点で交わらない場合には（図７参
照），全車輪の交点の平均位置を車体の回転中心と推定
して車体の位置・姿勢・進行方向が推定される。ところ
が，上記各車輪の操舵モータの応答性の違いや外乱など
が大きく，各車輪の軸線の交点のズレが大きくなると，
車輪同士の進行方向が大きく干渉し，各車輪のモータや
車軸に過負荷がかかったり，車体が振動するなどの不具
合が発生する場合があった。本発明は上記事情に鑑みて
なされたものであり，その目的とするところは，それぞ
れ独立して速度及び操舵角の制御が可能な２つのマスタ
輪と，それぞれ独立して速度及び操舵角の制御が可能な
１つ以上のスレーブ輪とを有する無人走行車において，
各車輪同士の干渉を最小限に抑えることが可能な無人走
行車の制御方法及びその装置を提供することである。
進行方向を変えながら走行している場合には，車体Ｂ０
は必ずある点を回転中心として走行するため，上述のよ
うに，上記各車輪Ｗ１〜Ｗ３は原則としてその軸線が一
点（上記回転中心）で交差するようにそれぞれの操舵角
α１〜α３が制御される。しかしながら，各車輪の操舵
モータの応答性の違いや外乱などにより，上記各車輪Ｗ
１〜Ｗ３の軸線が一点で交わらない場合には（図７参
照），全車輪の交点の平均位置を車体の回転中心と推定
して車体の位置・姿勢・進行方向が推定される。ところ
が，上記各車輪の操舵モータの応答性の違いや外乱など
が大きく，各車輪の軸線の交点のズレが大きくなると，
車輪同士の進行方向が大きく干渉し，各車輪のモータや
車軸に過負荷がかかったり，車体が振動するなどの不具
合が発生する場合があった。本発明は上記事情に鑑みて
なされたものであり，その目的とするところは，それぞ
れ独立して速度及び操舵角の制御が可能な２つのマスタ
輪と，それぞれ独立して速度及び操舵角の制御が可能な
１つ以上のスレーブ輪とを有する無人走行車において，
各車輪同士の干渉を最小限に抑えることが可能な無人走
行車の制御方法及びその装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の方法は，それぞれ独立して速度及び操舵角の
制御が可能な２つのマスタ輪と，それぞれ独立して速度
及び操舵角の制御が可能な１つ以上のスレーブ輪とを有
する無人走行車を，所定の走行経路に沿って走行させる
無人走行車の制御方法において，上記２つのマスタ輪の
操舵角を検出する操舵角検出工程と，上記操舵角検出工
程で検出された上記マスタ輪の操舵角に基づいて，上記
スレーブ輪の操舵角を制御するスレーブ輪制御工程と，
上記２つのマスタ輪の速度を検出する速度検出工程と，
上記操舵角検出工程及び上記速度検出工程で検出された
上記両マスタ輪の速度及び操舵角に基づいて，車体の走
行軌跡を推定する推定工程と，上記推定工程で推定され
た車体の走行軌跡と上記所定の走行経路とに基づいて，
上記マスタ輪の速度及び操舵角を制御する走行制御工程
とを具備し，上記スレーブ輪制御工程において，上記操
舵角検出工程で検出された上記両マスタ輪の操舵角よ
り，該両マスタ輪の軸線の交点を求め，上記スレーブ輪
の軸線が上記交点を通るように上記スレーブ輪の操舵角
を制御すると共に，上記操舵角検出工程及び上記速度検
出工程で検出された上記マスタ輪の速度及び操舵角に基
づいて，上記スレーブ輪の速度を制御することを特徴と
する無人走行車の制御方法として構成されている。ま
た，上記スレーブ輪制御工程は，例えば上記操舵角検出
工程で検出された上記両マスタ輪の操舵角より該両マス
タ輪の軸線の交点を求め，上記速度検出工程で検出され
た上記両マスタ輪の速度と，上記交点から各車輪までの
距離の比とを用いて，上記スレーブ輪の速度を制御する
ように構成できる。更に，上記推定工程は，例えば上記
両マスタ輪の軸線の交点より車体の回転中心位置を求
め，上記回転中心位置と上記両マスタ輪との距離，及び
上記両マスタ輪の速度を用いて，車体座標系における車
体の並進速度，回転速度，及び進行方向を求め，上記車
体座標系における車体の並進速度，回転速度，及び進行
方向と，前回の制御時における車体の推定位置・姿勢・
進行方向とに基づいて，現在の車体の推定位置・姿勢・
進行方向を求めるように構成できる。
に本発明の方法は，それぞれ独立して速度及び操舵角の
制御が可能な２つのマスタ輪と，それぞれ独立して速度
及び操舵角の制御が可能な１つ以上のスレーブ輪とを有
する無人走行車を，所定の走行経路に沿って走行させる
無人走行車の制御方法において，上記２つのマスタ輪の
操舵角を検出する操舵角検出工程と，上記操舵角検出工
程で検出された上記マスタ輪の操舵角に基づいて，上記
スレーブ輪の操舵角を制御するスレーブ輪制御工程と，
上記２つのマスタ輪の速度を検出する速度検出工程と，
上記操舵角検出工程及び上記速度検出工程で検出された
上記両マスタ輪の速度及び操舵角に基づいて，車体の走
行軌跡を推定する推定工程と，上記推定工程で推定され
た車体の走行軌跡と上記所定の走行経路とに基づいて，
上記マスタ輪の速度及び操舵角を制御する走行制御工程
とを具備し，上記スレーブ輪制御工程において，上記操
舵角検出工程で検出された上記両マスタ輪の操舵角よ
り，該両マスタ輪の軸線の交点を求め，上記スレーブ輪
の軸線が上記交点を通るように上記スレーブ輪の操舵角
を制御すると共に，上記操舵角検出工程及び上記速度検
出工程で検出された上記マスタ輪の速度及び操舵角に基
づいて，上記スレーブ輪の速度を制御することを特徴と
する無人走行車の制御方法として構成されている。ま
た，上記スレーブ輪制御工程は，例えば上記操舵角検出
工程で検出された上記両マスタ輪の操舵角より該両マス
タ輪の軸線の交点を求め，上記速度検出工程で検出され
た上記両マスタ輪の速度と，上記交点から各車輪までの
距離の比とを用いて，上記スレーブ輪の速度を制御する
ように構成できる。更に，上記推定工程は，例えば上記
両マスタ輪の軸線の交点より車体の回転中心位置を求
め，上記回転中心位置と上記両マスタ輪との距離，及び
上記両マスタ輪の速度を用いて，車体座標系における車
体の並進速度，回転速度，及び進行方向を求め，上記車
体座標系における車体の並進速度，回転速度，及び進行
方向と，前回の制御時における車体の推定位置・姿勢・
進行方向とに基づいて，現在の車体の推定位置・姿勢・
進行方向を求めるように構成できる。
【０００５】また，上記目的を達成するために本発明の
装置は，それぞれ独立して速度及び操舵角の制御が可能
な２つのマスタ輪と，それぞれ独立して速度及び操舵角
の制御が可能な１つ以上のスレーブ輪とを有する無人走
行車を，所定の走行経路に沿って走行させる無人走行車
の制御装置において，上記所定の走行経路の情報が予め
記憶された地図情報記憶手段と，上記２つのマスタ輪の
操舵角を検出する操舵角検出手段と，上記操舵角検出手
段で検出された上記両マスタ輪の操舵角に基づいて，上
記スレーブ輪の操舵角を制御するスレーブ輪制御手段
と，上記２つのマスタ輪の速度を検出する速度検出手段
と，上記操舵角検出手段及び上記速度検出手段で検出さ
れた上記両マスタ輪の速度及び操舵角に基づいて，車体
の走行軌跡を推定する推定手段と，上記推定手段で推定
された車体の走行軌跡と上記地図情報記憶手段に記憶さ
れた上記所定の走行経路とに基づいて，上記マスタ輪の
速度及び操舵角を制御する走行制御手段とを具備し，上
記スレーブ輪制御手段が，上記操舵角検出手段で検出さ
れた上記両マスタ輪の操舵角より，該両マスタ輪の軸線
の交点を求め，上記スレーブ輪の軸線が上記交点を通る
ように上記スレーブ輪の操舵角を制御すると共に，上記
操舵角検出手段及び上記速度検出手段で検出された上記
両マスタ輪の速度及び操舵角に基づいて，上記スレーブ
輪の速度を制御することを特徴とする無人走行車の制御
装置として構成されている。
装置は，それぞれ独立して速度及び操舵角の制御が可能
な２つのマスタ輪と，それぞれ独立して速度及び操舵角
の制御が可能な１つ以上のスレーブ輪とを有する無人走
行車を，所定の走行経路に沿って走行させる無人走行車
の制御装置において，上記所定の走行経路の情報が予め
記憶された地図情報記憶手段と，上記２つのマスタ輪の
操舵角を検出する操舵角検出手段と，上記操舵角検出手
段で検出された上記両マスタ輪の操舵角に基づいて，上
記スレーブ輪の操舵角を制御するスレーブ輪制御手段
と，上記２つのマスタ輪の速度を検出する速度検出手段
と，上記操舵角検出手段及び上記速度検出手段で検出さ
れた上記両マスタ輪の速度及び操舵角に基づいて，車体
の走行軌跡を推定する推定手段と，上記推定手段で推定
された車体の走行軌跡と上記地図情報記憶手段に記憶さ
れた上記所定の走行経路とに基づいて，上記マスタ輪の
速度及び操舵角を制御する走行制御手段とを具備し，上
記スレーブ輪制御手段が，上記操舵角検出手段で検出さ
れた上記両マスタ輪の操舵角より，該両マスタ輪の軸線
の交点を求め，上記スレーブ輪の軸線が上記交点を通る
ように上記スレーブ輪の操舵角を制御すると共に，上記
操舵角検出手段及び上記速度検出手段で検出された上記
両マスタ輪の速度及び操舵角に基づいて，上記スレーブ
輪の速度を制御することを特徴とする無人走行車の制御
装置として構成されている。
【０００６】
【作用】本発明に係る無人走行車の制御装置では，無人
走行車の走行中，まず操舵角検出手段及び速度検出手段
により，両マスタ輪の操舵角及び移動速度が検出され
る。そして，スレーブ輪制御手段により，上記両マスタ
輪の操舵角の実測値に基づいて，スレーブ輪の操舵角が
制御される。その方法としては，例えば上記操舵角検出
手段で検出された上記両マスタ輪の操舵角より該両マス
タ輪の軸線の交点が求められ，スレーブ輪の軸線が上記
交点を通るように上記スレーブ輪の操舵角が制御され
る。また，スレーブ輪の移動速度は，上記両マスタ輪の
操舵角及び移動速度の実測値に基づいて制御される。そ
の方法としては，例えば上記操舵角検出手段で検出され
た両マスタ輪の操舵角より該両マスタ輪の軸線の交点が
求められ，上記速度検出手段で検出された両マスタ輪の
速度と，上記交点から各車輪までの距離の比とを用い
て，スレーブ輪の速度が制御される。このように，スレ
ーブ輪の操舵角及び移動速度が，両マスタ輪の操舵角及
び移動速度の実測値に基づいて制御されるため，従来の
制御装置のように各車輪の軸線の交点がズレて車輪同士
の進行方向の干渉が大きくなり，各車輪のモータや車軸
に過負荷がかかったり車体が振動するなどの不具合が防
止される。
走行車の走行中，まず操舵角検出手段及び速度検出手段
により，両マスタ輪の操舵角及び移動速度が検出され
る。そして，スレーブ輪制御手段により，上記両マスタ
輪の操舵角の実測値に基づいて，スレーブ輪の操舵角が
制御される。その方法としては，例えば上記操舵角検出
手段で検出された上記両マスタ輪の操舵角より該両マス
タ輪の軸線の交点が求められ，スレーブ輪の軸線が上記
交点を通るように上記スレーブ輪の操舵角が制御され
る。また，スレーブ輪の移動速度は，上記両マスタ輪の
操舵角及び移動速度の実測値に基づいて制御される。そ
の方法としては，例えば上記操舵角検出手段で検出され
た両マスタ輪の操舵角より該両マスタ輪の軸線の交点が
求められ，上記速度検出手段で検出された両マスタ輪の
速度と，上記交点から各車輪までの距離の比とを用い
て，スレーブ輪の速度が制御される。このように，スレ
ーブ輪の操舵角及び移動速度が，両マスタ輪の操舵角及
び移動速度の実測値に基づいて制御されるため，従来の
制御装置のように各車輪の軸線の交点がズレて車輪同士
の進行方向の干渉が大きくなり，各車輪のモータや車軸
に過負荷がかかったり車体が振動するなどの不具合が防
止される。
【０００７】続いて，推定手段により，上記操舵角検出
手段及び速度検出手段で検出された両マスタ輪の操舵角
及び移動速度に基づいて，車体の走行軌跡，例えば現在
の位置・姿勢・進行方向が推定される。その方法として
は，例えば上記両マスタ輪の軸線の交点より車体の回転
中心位置が求められ，上記回転中心位置と上記両マスタ
輪との距離，及び上記両マスタ輪の速度を用いて，車体
座標系における車体の並進速度，回転速度，及び進行方
向が求められ，上記車体座標系における車体の並進速
度，回転速度，及び進行方向と，前回の制御時における
車体の推定位置・姿勢・進行方向とに基づいて，現在の
車体の推定位置・姿勢・進行方向が求められる。続い
て，マスタ輪制御手段により，地図情報記憶手段に予め
記憶された走行経路上での車体の位置・進行方向・姿勢
と，上記推定手段で推定された車体の現在の位置・進行
方向・姿勢との偏差を小さくするように両マスタ輪の速
度及び操舵角が制御される。このように，２つのマスタ
輪のみを用いて車体の現在の位置・姿勢・進行方向が推
定され，更に所定の走行経路に近付ける制御についても
上記２つのマスタ輪に対して行われるため，上記従来の
制御装置のように各車輪の操舵モータの応答性の違いや
外乱などが大きくなっても，車体の回転中心は必ず１点
に決められ，正確な推定が行える。
手段及び速度検出手段で検出された両マスタ輪の操舵角
及び移動速度に基づいて，車体の走行軌跡，例えば現在
の位置・姿勢・進行方向が推定される。その方法として
は，例えば上記両マスタ輪の軸線の交点より車体の回転
中心位置が求められ，上記回転中心位置と上記両マスタ
輪との距離，及び上記両マスタ輪の速度を用いて，車体
座標系における車体の並進速度，回転速度，及び進行方
向が求められ，上記車体座標系における車体の並進速
度，回転速度，及び進行方向と，前回の制御時における
車体の推定位置・姿勢・進行方向とに基づいて，現在の
車体の推定位置・姿勢・進行方向が求められる。続い
て，マスタ輪制御手段により，地図情報記憶手段に予め
記憶された走行経路上での車体の位置・進行方向・姿勢
と，上記推定手段で推定された車体の現在の位置・進行
方向・姿勢との偏差を小さくするように両マスタ輪の速
度及び操舵角が制御される。このように，２つのマスタ
輪のみを用いて車体の現在の位置・姿勢・進行方向が推
定され，更に所定の走行経路に近付ける制御についても
上記２つのマスタ輪に対して行われるため，上記従来の
制御装置のように各車輪の操舵モータの応答性の違いや
外乱などが大きくなっても，車体の回転中心は必ず１点
に決められ，正確な推定が行える。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して，本発明
の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に
供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は本発明を具
体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する
性格のものではない。ここに，図１は本発明の実施の形
態に係る無人走行車の制御装置Ａ１の概略構成を示す模
式図，図２は本発明の実施の形態に係る無人走行車の制
御方法の概略処理手順を示すフローチャート，図３は上
記制御装置Ａ１による無人走行車Ｂ１の制御手順の説明
図，図４は上記制御装置Ａ１による無人走行車Ｂ１の制
御手順の説明図，図５は無人走行車Ｂ１の推定位置の算
出方法の説明図である。本実施の形態において制御対象
とする無人走行車Ｂ１は，図３に示すように，３つの車
輪Ｗ１〜Ｗ３を有している。これら３つの車輪Ｗ１〜Ｗ
３にはそれぞれ図示しない操舵モータと駆動モータとが
接続されており，それぞれ独立して速度及び操舵角の制
御が可能である。また，上記３つの車輪Ｗ１〜Ｗ３のう
ち，Ｗ１とＷ２をマスタ輪，Ｗ３をスレーブ輪とする。
上記無人走行車Ｂ１の走行制御を行う制御装置Ａ１は，
図１に示すように，無人走行車Ｂ１のマスタ輪Ｗ１，Ｗ
２の操舵角検出センサ１，３と，マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の
移動速度検出センサ２，４と，上記各検出センサ１〜４
に接続されたスレーブ輪制御部５と，上記各検出センサ
１〜４に接続された推定部６と，地図情報記憶部７と，
上記推定部６及び上記地図情報記憶部７に接続されたマ
スタ輪制御部８と，上記マスタ輪制御部８に接続された
マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の操舵モータコントローラ９，１
１，及びマスタ輪Ｗ１，Ｗ２の駆動モータコントローラ
１０，１２と，上記スレーブ輪制御部５に接続されたス
レーブ輪Ｗ３の操舵モータコントローラ１３及び駆動モ
ータコントローラ１４とで構成されている。上記マスタ
輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角検出センサ１，３はそれぞれマス
タ輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角を検出し，マスタ輪Ｗ１，Ｗ２
の移動速度検出センサ２，４はそれぞれマスタ輪Ｗ１，
Ｗ２の移動速度を検出する。上記スレーブ輪制御部５
は，上記検出センサ１〜４で検出された両マスタ輪の操
舵角及び移動速度に基づいて，スレーブ輪Ｗ３の操舵角
及び移動速度を求め，上記スレーブ輪Ｗ３の操舵モータ
コントローラ１３及び駆動モータコントローラ１４に操
舵角及び移動速度の変更を指示する。上記推定部６は，
上記検出センサ１〜４で検出された両マスタ輪の操舵角
及び移動速度に基づいて，車体Ｂ１の現在の位置・姿勢
・進行方向を推定する。上記マスタ輪制御部８では，上
記地図情報記憶部７に予め記憶されている車体Ｂ１の走
行経路情報と，上記推定部６で推定された車体Ｂ１の現
在の位置・姿勢・進行方向との偏差を小さくするような
両マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の速度及び操舵角を求め，上記マ
スタ輪Ｗ１，Ｗ２の操舵モータコントローラ９，１１及
び駆動モータコントローラ１０，１２に操舵角及び移動
速度の変更を指示する。
の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に
供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は本発明を具
体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する
性格のものではない。ここに，図１は本発明の実施の形
態に係る無人走行車の制御装置Ａ１の概略構成を示す模
式図，図２は本発明の実施の形態に係る無人走行車の制
御方法の概略処理手順を示すフローチャート，図３は上
記制御装置Ａ１による無人走行車Ｂ１の制御手順の説明
図，図４は上記制御装置Ａ１による無人走行車Ｂ１の制
御手順の説明図，図５は無人走行車Ｂ１の推定位置の算
出方法の説明図である。本実施の形態において制御対象
とする無人走行車Ｂ１は，図３に示すように，３つの車
輪Ｗ１〜Ｗ３を有している。これら３つの車輪Ｗ１〜Ｗ
３にはそれぞれ図示しない操舵モータと駆動モータとが
接続されており，それぞれ独立して速度及び操舵角の制
御が可能である。また，上記３つの車輪Ｗ１〜Ｗ３のう
ち，Ｗ１とＷ２をマスタ輪，Ｗ３をスレーブ輪とする。
上記無人走行車Ｂ１の走行制御を行う制御装置Ａ１は，
図１に示すように，無人走行車Ｂ１のマスタ輪Ｗ１，Ｗ
２の操舵角検出センサ１，３と，マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の
移動速度検出センサ２，４と，上記各検出センサ１〜４
に接続されたスレーブ輪制御部５と，上記各検出センサ
１〜４に接続された推定部６と，地図情報記憶部７と，
上記推定部６及び上記地図情報記憶部７に接続されたマ
スタ輪制御部８と，上記マスタ輪制御部８に接続された
マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の操舵モータコントローラ９，１
１，及びマスタ輪Ｗ１，Ｗ２の駆動モータコントローラ
１０，１２と，上記スレーブ輪制御部５に接続されたス
レーブ輪Ｗ３の操舵モータコントローラ１３及び駆動モ
ータコントローラ１４とで構成されている。上記マスタ
輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角検出センサ１，３はそれぞれマス
タ輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角を検出し，マスタ輪Ｗ１，Ｗ２
の移動速度検出センサ２，４はそれぞれマスタ輪Ｗ１，
Ｗ２の移動速度を検出する。上記スレーブ輪制御部５
は，上記検出センサ１〜４で検出された両マスタ輪の操
舵角及び移動速度に基づいて，スレーブ輪Ｗ３の操舵角
及び移動速度を求め，上記スレーブ輪Ｗ３の操舵モータ
コントローラ１３及び駆動モータコントローラ１４に操
舵角及び移動速度の変更を指示する。上記推定部６は，
上記検出センサ１〜４で検出された両マスタ輪の操舵角
及び移動速度に基づいて，車体Ｂ１の現在の位置・姿勢
・進行方向を推定する。上記マスタ輪制御部８では，上
記地図情報記憶部７に予め記憶されている車体Ｂ１の走
行経路情報と，上記推定部６で推定された車体Ｂ１の現
在の位置・姿勢・進行方向との偏差を小さくするような
両マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の速度及び操舵角を求め，上記マ
スタ輪Ｗ１，Ｗ２の操舵モータコントローラ９，１１及
び駆動モータコントローラ１０，１２に操舵角及び移動
速度の変更を指示する。
【０００９】以下，上記制御装置Ａ１による無人走行車
Ｂ１の制御動作について，図２に示すフローチャート，
及び図３，図４に示す説明図を用いて詳述する。無人走
行車Ｂ１の走行中，まず上記両マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の操
舵角，移動速度検出センサ１〜４により，両マスタ輪の
操舵角α1 ，α2 及び移動速度Ｖ1 ，Ｖ 2 が検出される
（ステップＳ１）。続いて，スレーブ輪制御部５は，上
記各検出センサ１〜４で検出された両マスタ輪の操舵角
及び移動速度に基づいて，以下のようにスレーブ輪Ｗ３
の操舵角及び移動速度を求める（ステップＳ２）。図３
に示すように，車体中心を原点とする車体座標系におけ
る上記両マスタ輪の操舵角α1 ，α2 ，及び座標値（Ｘ
1 ，Ｙ1 ），（Ｘ2 ，Ｙ2 ）を用いて，車体の回転中心
座標（Ｘp ，Ｙp ）を上記車体座標系で表すと次のよう
になる。
Ｂ１の制御動作について，図２に示すフローチャート，
及び図３，図４に示す説明図を用いて詳述する。無人走
行車Ｂ１の走行中，まず上記両マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の操
舵角，移動速度検出センサ１〜４により，両マスタ輪の
操舵角α1 ，α2 及び移動速度Ｖ1 ，Ｖ 2 が検出される
（ステップＳ１）。続いて，スレーブ輪制御部５は，上
記各検出センサ１〜４で検出された両マスタ輪の操舵角
及び移動速度に基づいて，以下のようにスレーブ輪Ｗ３
の操舵角及び移動速度を求める（ステップＳ２）。図３
に示すように，車体中心を原点とする車体座標系におけ
る上記両マスタ輪の操舵角α1 ，α2 ，及び座標値（Ｘ
1 ，Ｙ1 ），（Ｘ2 ，Ｙ2 ）を用いて，車体の回転中心
座標（Ｘp ，Ｙp ）を上記車体座標系で表すと次のよう
になる。
【数１】 また，車体Ｂ１の並進速度Ｖc ，回転速度ωc ，進行方
向θc-bodyを上記車体座標系に対して算出すると次のよ
うになる。
向θc-bodyを上記車体座標系に対して算出すると次のよ
うになる。
【数２】 上記車体の回転中心座標（Ｘp ，Ｙp ）と車輪Ｗ３（座
標（Ｘ3 ，Ｙ3 ））とを結んだ直線に対して，車輪Ｗ３
が垂直になるように，車輪Ｗ３の操舵角α3 を次式によ
り求める。 α3 ＝ｔａｎ-1（（Ｘ3 −Ｘp ）／（Ｙp −Ｙ3 ）） …（６） また，車輪Ｗ３の移動速度Ｖ3 は， Ｖc ／Ｒ0 ＝Ｖ3 ／Ｒ3 ＝ωc …（７） の関係より，次のように求められる。
標（Ｘ3 ，Ｙ3 ））とを結んだ直線に対して，車輪Ｗ３
が垂直になるように，車輪Ｗ３の操舵角α3 を次式によ
り求める。 α3 ＝ｔａｎ-1（（Ｘ3 −Ｘp ）／（Ｙp −Ｙ3 ）） …（６） また，車輪Ｗ３の移動速度Ｖ3 は， Ｖc ／Ｒ0 ＝Ｖ3 ／Ｒ3 ＝ωc …（７） の関係より，次のように求められる。
【数３】 以上のようにして車輪Ｗ３の操舵角α3 及び移動速度Ｖ
3 が求められると，上記スレーブ輪制御部５は，車輪Ｗ
３の操舵，駆動モータコントローラ１３，１４に対し
て，車輪Ｗ３の操舵角及び移動速度をそれぞれ上記
α3 ，Ｖ3 とするように指示する。このように，スレー
ブ輪Ｗ３は，両マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角及び移動速
度の実測値に基づいて得られた車体Ｂ１の回転中心，並
進速度，回転速度に合わせて操舵角及び駆動速度が制御
されるため，従来の制御装置のように各車輪の軸線の交
点がズレて車輪同士の進行方向の干渉が大きくなり，各
車輪のモータや車軸に過負荷がかかったり車体が振動す
るなどの不具合が防止できる。
3 が求められると，上記スレーブ輪制御部５は，車輪Ｗ
３の操舵，駆動モータコントローラ１３，１４に対し
て，車輪Ｗ３の操舵角及び移動速度をそれぞれ上記
α3 ，Ｖ3 とするように指示する。このように，スレー
ブ輪Ｗ３は，両マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角及び移動速
度の実測値に基づいて得られた車体Ｂ１の回転中心，並
進速度，回転速度に合わせて操舵角及び駆動速度が制御
されるため，従来の制御装置のように各車輪の軸線の交
点がズレて車輪同士の進行方向の干渉が大きくなり，各
車輪のモータや車軸に過負荷がかかったり車体が振動す
るなどの不具合が防止できる。
【００１０】続いて，推定部６は，上記各検出センサ１
〜４で検出された両マスタ輪の操舵角及び移動速度に基
づいて，以下のように車体Ｂ１の現在の位置・姿勢・進
行方向を推定する。（ステップＳ３）。車体Ｂ１は，上
式（１）〜（５）に示すように，回転中心を（Ｘp ，Ｙ
p ）として，並進速度Ｖc ，回転速度ωc ，進行方向θ
c-body（全て車体座標系）で走行している。そこで，上
式（１）〜（５）を用いて，経路座標系における車体Ｂ
１の位置・進行方向・姿勢（Ｘn ，Ｙn ，θn ，φn ）
を求める。車体Ｂ１は回転速度ωc で回転しているか
ら，微小単位時間ΔＴの間にはωcΔＴだけ車体姿勢が
変化する。従って，車体姿勢φn は，前回の算出結果φ
n-1に変化分を加算することにより次のように求められ
る。 φn ＝φn-1 ＋ωc ΔＴ …（９） 進行方向θn は，車体姿勢φn に車体座標系での進行方
向θc-bodyを加算することにより次のように求められ
る。 θn ＝θc-body＋φn …（１０） 車体の位置（Ｘn ，Ｙn ）は，微小時間内での走行軌跡
を円弧と仮定し，前回の算出結果（Ｘn-1 ，Ｙn-1 ）に
位置の変化分を加算することにより次のように求められ
る。 Ｘn ＝Ｘn-1 ＋ｄ・ｃｏｓ（θn-1 ＋Δθ／２） …（１１） Ｙn ＝Ｙn-1 ＋ｄ・ｓｉｎ（θn-1 ＋Δθ／２） …（１２） ここで，Δθ≠０のとき（回転走行のとき），Δｓ＝Ｒ
0 Δθ，ｄ＝２Ｒ0 ｓｉｎ（Δθ／２）より（図５参
照）， ｄ＝（ｓｉｎ（Δθ／２）／（Δθ／２））・Δｓ Δθ＝０（直線走行のとき）， ｄ＝Δｓ 但し，Δθ＝θn −θn-1 ， Δｓ＝（（Ｖn −Ｖn-1 ）／２）・ΔＴ 以上のように，車体Ｂ１の経路座標系における位置・進
行方向・姿勢（Ｘn ，Ｙn ，θn ，φn ）が求められ
た。
〜４で検出された両マスタ輪の操舵角及び移動速度に基
づいて，以下のように車体Ｂ１の現在の位置・姿勢・進
行方向を推定する。（ステップＳ３）。車体Ｂ１は，上
式（１）〜（５）に示すように，回転中心を（Ｘp ，Ｙ
p ）として，並進速度Ｖc ，回転速度ωc ，進行方向θ
c-body（全て車体座標系）で走行している。そこで，上
式（１）〜（５）を用いて，経路座標系における車体Ｂ
１の位置・進行方向・姿勢（Ｘn ，Ｙn ，θn ，φn ）
を求める。車体Ｂ１は回転速度ωc で回転しているか
ら，微小単位時間ΔＴの間にはωcΔＴだけ車体姿勢が
変化する。従って，車体姿勢φn は，前回の算出結果φ
n-1に変化分を加算することにより次のように求められ
る。 φn ＝φn-1 ＋ωc ΔＴ …（９） 進行方向θn は，車体姿勢φn に車体座標系での進行方
向θc-bodyを加算することにより次のように求められ
る。 θn ＝θc-body＋φn …（１０） 車体の位置（Ｘn ，Ｙn ）は，微小時間内での走行軌跡
を円弧と仮定し，前回の算出結果（Ｘn-1 ，Ｙn-1 ）に
位置の変化分を加算することにより次のように求められ
る。 Ｘn ＝Ｘn-1 ＋ｄ・ｃｏｓ（θn-1 ＋Δθ／２） …（１１） Ｙn ＝Ｙn-1 ＋ｄ・ｓｉｎ（θn-1 ＋Δθ／２） …（１２） ここで，Δθ≠０のとき（回転走行のとき），Δｓ＝Ｒ
0 Δθ，ｄ＝２Ｒ0 ｓｉｎ（Δθ／２）より（図５参
照）， ｄ＝（ｓｉｎ（Δθ／２）／（Δθ／２））・Δｓ Δθ＝０（直線走行のとき）， ｄ＝Δｓ 但し，Δθ＝θn −θn-1 ， Δｓ＝（（Ｖn −Ｖn-1 ）／２）・ΔＴ 以上のように，車体Ｂ１の経路座標系における位置・進
行方向・姿勢（Ｘn ，Ｙn ，θn ，φn ）が求められ
た。
【００１１】続いて，マスタ輪制御部８では，地図情報
記憶部７に予め記憶されている走行経路上での車体Ｂ１
の位置・進行方向・姿勢（Ｘr ，Ｙr ，θr ，φr ）
と，上記推定部６で推定された車体Ｂ１の現在の位置・
進行方向・姿勢（Ｘn ，Ｙn ，θn ，φn ）との偏差
（Ｘe ，Ｙe ，θe ，φe ）を小さくするような両マス
タ輪Ｗ１，Ｗ２の速度Ｖ1 ′，Ｖ2 ′及び操舵角
α1 ′，α2 ′を以下のように求める（ステップＳ
４）。まず，上記偏差（Ｘe ，Ｙe ，θe ，φe ）が小
さくなるような車体Ｂ１の並進速度Ｖ0 ，回転速度
ω0 ，進行方向θ0 （図４参照）を，車体座標系に対し
て算出する。ここで，基本的な考え方として，Ｘ方向の
偏差は並進速度で，Ｙ方向の偏差は進行方向で，車体姿
勢の偏差は角速度でそれぞれ補正する。 Ｖ0 ＝Ｖr ＋Ｋｘ・Ｘe …（１３） ω0 ＝ωr ＋Ｋφ・φe …（１４） θ0-body＝θr-body＋Ｋｙ・Ｙe …（１５） 但し，Ｖr ：目標速度 ωr ：目標各速度 θr-body：車体座標系における目標進行方向（＝θr −
φr ） Ｋｘ：Ｘ方向偏差の補正ゲイン（正の定数） Ｋｙ：Ｙ方向偏差の補正ゲイン（正の定数） Ｋφ：車体姿勢偏差の補正ゲイン（正の定数）
記憶部７に予め記憶されている走行経路上での車体Ｂ１
の位置・進行方向・姿勢（Ｘr ，Ｙr ，θr ，φr ）
と，上記推定部６で推定された車体Ｂ１の現在の位置・
進行方向・姿勢（Ｘn ，Ｙn ，θn ，φn ）との偏差
（Ｘe ，Ｙe ，θe ，φe ）を小さくするような両マス
タ輪Ｗ１，Ｗ２の速度Ｖ1 ′，Ｖ2 ′及び操舵角
α1 ′，α2 ′を以下のように求める（ステップＳ
４）。まず，上記偏差（Ｘe ，Ｙe ，θe ，φe ）が小
さくなるような車体Ｂ１の並進速度Ｖ0 ，回転速度
ω0 ，進行方向θ0 （図４参照）を，車体座標系に対し
て算出する。ここで，基本的な考え方として，Ｘ方向の
偏差は並進速度で，Ｙ方向の偏差は進行方向で，車体姿
勢の偏差は角速度でそれぞれ補正する。 Ｖ0 ＝Ｖr ＋Ｋｘ・Ｘe …（１３） ω0 ＝ωr ＋Ｋφ・φe …（１４） θ0-body＝θr-body＋Ｋｙ・Ｙe …（１５） 但し，Ｖr ：目標速度 ωr ：目標各速度 θr-body：車体座標系における目標進行方向（＝θr −
φr ） Ｋｘ：Ｘ方向偏差の補正ゲイン（正の定数） Ｋｙ：Ｙ方向偏差の補正ゲイン（正の定数） Ｋφ：車体姿勢偏差の補正ゲイン（正の定数）
【００１２】次に，上記（１３）〜（１５）式を用い
て，次のようにマスタ輪Ｗ１，Ｗ２の速度Ｖ1 ′，
Ｖ2 ′，及び操舵角α1 ′，α2 ′を求める（図４参
照）。まず，車体Ｂ１の回転半径Ｒ0 ′は， Ｒ0 ′＝Ｖ0 ／ω0 …（１６） であるため，車体Ｂ１の回転中心座標（Ｘp ′，
Ｙp ′）は次式で表せる。 Ｘp ′＝−Ｒ0 ′・ｓｉｎθ0-body …（１７） Ｙp ′＝Ｒ0 ′・ｃｏｓθ0-body …（１８） そこで，マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の速度Ｖ1 ′，Ｖ2 ′，及
び操舵角α1 ′，α2′は次式により求められる。
て，次のようにマスタ輪Ｗ１，Ｗ２の速度Ｖ1 ′，
Ｖ2 ′，及び操舵角α1 ′，α2 ′を求める（図４参
照）。まず，車体Ｂ１の回転半径Ｒ0 ′は， Ｒ0 ′＝Ｖ0 ／ω0 …（１６） であるため，車体Ｂ１の回転中心座標（Ｘp ′，
Ｙp ′）は次式で表せる。 Ｘp ′＝−Ｒ0 ′・ｓｉｎθ0-body …（１７） Ｙp ′＝Ｒ0 ′・ｃｏｓθ0-body …（１８） そこで，マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の速度Ｖ1 ′，Ｖ2 ′，及
び操舵角α1 ′，α2′は次式により求められる。
【数４】 以上のようにして，マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の速度及び操舵
角が求められると，上記マスタ輪制御部８は，マスタ輪
Ｗ１，Ｗ２の操舵，駆動モータコントローラ９〜１２に
対して，マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角及び駆動速度をそ
れぞれ上記Ｖ1′，Ｖ2 ′，α1 ′，α2 ′とするよう
に指示する。上記ステップＳ４が終了すると，上記ステ
ップＳ１へ戻り，制御後の両マスタ輪の操舵角及び移動
速度が検出され，ステップＳ２において上記検出値に基
づいてスレーブ輪Ｗ３の制御が行われる。
角が求められると，上記マスタ輪制御部８は，マスタ輪
Ｗ１，Ｗ２の操舵，駆動モータコントローラ９〜１２に
対して，マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角及び駆動速度をそ
れぞれ上記Ｖ1′，Ｖ2 ′，α1 ′，α2 ′とするよう
に指示する。上記ステップＳ４が終了すると，上記ステ
ップＳ１へ戻り，制御後の両マスタ輪の操舵角及び移動
速度が検出され，ステップＳ２において上記検出値に基
づいてスレーブ輪Ｗ３の制御が行われる。
【００１３】以上のように，推定部６では，２つのマス
タ輪Ｗ１，Ｗ２のみを用いて車体Ｂ１の現在の位置・姿
勢・進行方向が推定され，更に所定の走行経路に近付け
る制御についても上記２つのマスタ輪に対して行われる
ため，上記従来の制御装置のように各車輪の操舵モータ
の応答性の違いや外乱などが大きくなっても，車体Ｂ１
の回転中心は必ず１点に決めることができ，正確な推定
が行える。以上説明したように，本実施の形態に係る制
御装置Ａ１では，スレーブ輪Ｗ３の操舵角及び移動速度
が，両マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角及び移動速度の実測
値に基づいて制御されるため，従来の制御装置のように
各車輪の軸線の交点がズレて車輪同士の進行方向の干渉
が大きくなり，各車輪のモータや車軸に過負荷がかかっ
たり車体が振動するなどの不具合が防止できる。また，
２つのマスタ輪Ｗ１，Ｗ２のみを用いて車体Ｂ１の現在
の位置・姿勢・進行方向が推定され，更に所定の走行経
路に近付ける制御についても上記２つのマスタ輪に対し
て行われるため，上記従来の制御装置のように各車輪の
操舵モータの応答性の違いや外乱などが大きくなって
も，車体Ｂ１の回転中心は必ず１点に決めることがで
き，正確な推定を行うことができる。
タ輪Ｗ１，Ｗ２のみを用いて車体Ｂ１の現在の位置・姿
勢・進行方向が推定され，更に所定の走行経路に近付け
る制御についても上記２つのマスタ輪に対して行われる
ため，上記従来の制御装置のように各車輪の操舵モータ
の応答性の違いや外乱などが大きくなっても，車体Ｂ１
の回転中心は必ず１点に決めることができ，正確な推定
が行える。以上説明したように，本実施の形態に係る制
御装置Ａ１では，スレーブ輪Ｗ３の操舵角及び移動速度
が，両マスタ輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角及び移動速度の実測
値に基づいて制御されるため，従来の制御装置のように
各車輪の軸線の交点がズレて車輪同士の進行方向の干渉
が大きくなり，各車輪のモータや車軸に過負荷がかかっ
たり車体が振動するなどの不具合が防止できる。また，
２つのマスタ輪Ｗ１，Ｗ２のみを用いて車体Ｂ１の現在
の位置・姿勢・進行方向が推定され，更に所定の走行経
路に近付ける制御についても上記２つのマスタ輪に対し
て行われるため，上記従来の制御装置のように各車輪の
操舵モータの応答性の違いや外乱などが大きくなって
も，車体Ｂ１の回転中心は必ず１点に決めることがで
き，正確な推定を行うことができる。
【００１４】
【実施例】上記実施の形態では，スレーブ輪が１つの場
合を取り上げたが，スレーブ輪が２つ以上の場合も全く
同様に適用できる。その場合，各スレーブ輪の操舵角及
び移動速度は，上記（６），（８）式内の座標値
（Ｘ3 ，Ｙ3 ）を各スレーブ輪の座標値に入れ替えるこ
とにより求められる。
合を取り上げたが，スレーブ輪が２つ以上の場合も全く
同様に適用できる。その場合，各スレーブ輪の操舵角及
び移動速度は，上記（６），（８）式内の座標値
（Ｘ3 ，Ｙ3 ）を各スレーブ輪の座標値に入れ替えるこ
とにより求められる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように，本発明に係る無人
走行車の制御方法は，それぞれ独立して速度及び操舵角
の制御が可能な２つのマスタ輪と，それぞれ独立して速
度及び操舵角の制御が可能な１つ以上のスレーブ輪とを
有する無人走行車を，所定の走行経路に沿って走行させ
る無人走行車の制御方法において，上記２つのマスタ輪
の操舵角を検出する操舵角検出工程と，上記操舵角検出
工程で検出された上記マスタ輪の操舵角に基づいて，上
記スレーブ輪の操舵角を制御するスレーブ輪制御工程
と，上記２つのマスタ輪の速度を検出する速度検出工程
と，上記操舵角検出工程及び上記速度検出工程で検出さ
れた上記両マスタ輪の速度及び操舵角に基づいて，車体
の走行軌跡を推定する推定工程と，上記推定工程で推定
された車体の走行軌跡と上記所定の走行経路とに基づい
て，上記マスタ輪の速度及び操舵角を制御する走行制御
工程とを具備し，上記スレーブ輪制御工程において，上
記操舵角検出工程で検出された上記両マスタ輪の操舵角
より，該両マスタ輪の軸線の交点を求め，上記スレーブ
輪の軸線が上記交点を通るように上記スレーブ輪の操舵
角を制御すると共に，上記操舵角検出工程及び上記速度
検出工程で検出された上記マスタ輪の速度及び操舵角に
基づいて，上記スレーブ輪の速度を制御することを特徴
とする無人走行車の制御方法として構成されているた
め，スレーブ輪の操舵角が両マスタ輪の操舵角の実測値
に基づいて制御され，各車輪の軸線の交点がズレて車輪
同士の進行方向の干渉が大きくなっても，各車輪のモー
タや車軸に過負荷がかかったり車体が振動するなどの不
具合が防止できる。また，２つのマスタ輪のみを用いて
車体の現在の位置・姿勢・進行方向が推定され，更に所
定の走行経路に近付ける制御についても上記２つのマス
タ輪に対して行われるため，各車輪の操舵モータの応答
性の違いや外乱などが大きくなっても，車体の回転中心
は必ず１点に決めることができ，正確な推定を行うこと
ができる。
走行車の制御方法は，それぞれ独立して速度及び操舵角
の制御が可能な２つのマスタ輪と，それぞれ独立して速
度及び操舵角の制御が可能な１つ以上のスレーブ輪とを
有する無人走行車を，所定の走行経路に沿って走行させ
る無人走行車の制御方法において，上記２つのマスタ輪
の操舵角を検出する操舵角検出工程と，上記操舵角検出
工程で検出された上記マスタ輪の操舵角に基づいて，上
記スレーブ輪の操舵角を制御するスレーブ輪制御工程
と，上記２つのマスタ輪の速度を検出する速度検出工程
と，上記操舵角検出工程及び上記速度検出工程で検出さ
れた上記両マスタ輪の速度及び操舵角に基づいて，車体
の走行軌跡を推定する推定工程と，上記推定工程で推定
された車体の走行軌跡と上記所定の走行経路とに基づい
て，上記マスタ輪の速度及び操舵角を制御する走行制御
工程とを具備し，上記スレーブ輪制御工程において，上
記操舵角検出工程で検出された上記両マスタ輪の操舵角
より，該両マスタ輪の軸線の交点を求め，上記スレーブ
輪の軸線が上記交点を通るように上記スレーブ輪の操舵
角を制御すると共に，上記操舵角検出工程及び上記速度
検出工程で検出された上記マスタ輪の速度及び操舵角に
基づいて，上記スレーブ輪の速度を制御することを特徴
とする無人走行車の制御方法として構成されているた
め，スレーブ輪の操舵角が両マスタ輪の操舵角の実測値
に基づいて制御され，各車輪の軸線の交点がズレて車輪
同士の進行方向の干渉が大きくなっても，各車輪のモー
タや車軸に過負荷がかかったり車体が振動するなどの不
具合が防止できる。また，２つのマスタ輪のみを用いて
車体の現在の位置・姿勢・進行方向が推定され，更に所
定の走行経路に近付ける制御についても上記２つのマス
タ輪に対して行われるため，各車輪の操舵モータの応答
性の違いや外乱などが大きくなっても，車体の回転中心
は必ず１点に決めることができ，正確な推定を行うこと
ができる。
【００１６】また，上記制御方法を適用可能な制御装置
として，本発明の装置は，それぞれ独立して速度及び操
舵角の制御が可能な２つのマスタ輪と，それぞれ独立し
て速度及び操舵角の制御が可能な１つ以上のスレーブ輪
とを有する無人走行車を，所定の走行経路に沿って走行
させる無人走行車の制御装置において，上記所定の走行
経路の情報が予め記憶された地図情報記憶手段と，上記
２つのマスタ輪の操舵角を検出する操舵角検出手段と，
上記操舵角検出手段で検出された上記両マスタ輪の操舵
角に基づいて，上記スレーブ輪の操舵角を制御するスレ
ーブ輪制御手段と，上記２つのマスタ輪の速度を検出す
る速度検出手段と，上記操舵角検出手段及び上記速度検
出手段で検出された上記両マスタ輪の速度及び操舵角に
基づいて，車体の走行軌跡を推定する推定手段と，上記
推定手段で推定された車体の走行軌跡と上記地図情報記
憶手段に記憶された上記所定の走行経路とに基づいて，
上記マスタ輪の速度及び操舵角を制御する走行制御手段
とを具備し，上記スレーブ輪制御手段が，上記操舵角検
出手段で検出された上記両マスタ輪の操舵角より，該両
マスタ輪の軸線の交点を求め，上記スレーブ輪の軸線が
上記交点を通るように上記スレーブ輪の操舵角を制御す
ると共に，上記操舵角検出手段及び上記速度検出手段で
検出された上記両マスタ輪の速度及び操舵角に基づい
て，上記スレーブ輪の速度を制御することを特徴とする
無人走行車の制御装置として構成されているため，スレ
ーブ輪の操舵角が両マスタ輪の操舵角の実測値に基づい
て制御され，各車輪の軸線の交点がズレて車輪同士の進
行方向の干渉が大きくなっても，各車輪のモータや車軸
に過負荷がかかったり車体が振動するなどの不具合が防
止できる。更に，２つのマスタ輪のみを用いて車体の走
行軌跡が推定され，更に所定の走行経路に近付ける制御
についても上記２つのマスタ輪に対して行われるため，
各車輪の操舵モータの応答性の違いや外乱などが大きく
なっても，車体の回転中心は必ず１点に決めることがで
き，正確な推定を行うことができる。
として，本発明の装置は，それぞれ独立して速度及び操
舵角の制御が可能な２つのマスタ輪と，それぞれ独立し
て速度及び操舵角の制御が可能な１つ以上のスレーブ輪
とを有する無人走行車を，所定の走行経路に沿って走行
させる無人走行車の制御装置において，上記所定の走行
経路の情報が予め記憶された地図情報記憶手段と，上記
２つのマスタ輪の操舵角を検出する操舵角検出手段と，
上記操舵角検出手段で検出された上記両マスタ輪の操舵
角に基づいて，上記スレーブ輪の操舵角を制御するスレ
ーブ輪制御手段と，上記２つのマスタ輪の速度を検出す
る速度検出手段と，上記操舵角検出手段及び上記速度検
出手段で検出された上記両マスタ輪の速度及び操舵角に
基づいて，車体の走行軌跡を推定する推定手段と，上記
推定手段で推定された車体の走行軌跡と上記地図情報記
憶手段に記憶された上記所定の走行経路とに基づいて，
上記マスタ輪の速度及び操舵角を制御する走行制御手段
とを具備し，上記スレーブ輪制御手段が，上記操舵角検
出手段で検出された上記両マスタ輪の操舵角より，該両
マスタ輪の軸線の交点を求め，上記スレーブ輪の軸線が
上記交点を通るように上記スレーブ輪の操舵角を制御す
ると共に，上記操舵角検出手段及び上記速度検出手段で
検出された上記両マスタ輪の速度及び操舵角に基づい
て，上記スレーブ輪の速度を制御することを特徴とする
無人走行車の制御装置として構成されているため，スレ
ーブ輪の操舵角が両マスタ輪の操舵角の実測値に基づい
て制御され，各車輪の軸線の交点がズレて車輪同士の進
行方向の干渉が大きくなっても，各車輪のモータや車軸
に過負荷がかかったり車体が振動するなどの不具合が防
止できる。更に，２つのマスタ輪のみを用いて車体の走
行軌跡が推定され，更に所定の走行経路に近付ける制御
についても上記２つのマスタ輪に対して行われるため，
各車輪の操舵モータの応答性の違いや外乱などが大きく
なっても，車体の回転中心は必ず１点に決めることがで
き，正確な推定を行うことができる。
【図１】 本発明の実施の形態に係る無人走行車の制御
装置Ａ１の概略構成を示す模式図。
装置Ａ１の概略構成を示す模式図。
【図２】 本発明の実施の形態に係る無人走行車の制御
方法の概略処理手順を示すフローチャート。
方法の概略処理手順を示すフローチャート。
【図３】 上記制御装置Ａ１による無人走行車Ｂ１の制
御手順の説明図。
御手順の説明図。
【図４】 上記制御装置Ａ１による無人走行車Ｂ１の制
御手順の説明図。
御手順の説明図。
【図５】 無人走行車Ｂ１の推定位置の算出方法の説明
図。
図。
【図６】 従来の無人走行車Ｂ０の走行制御方法の説明
図。
図。
【図７】 従来の無人走行車Ｂ０の走行制御方法の説明
図。
図。
１…車輪Ｗ１の操舵角検出センサ ２…車輪Ｗ１の移動速度検出センサ ３…車輪Ｗ２の操舵角検出センサ ４…車輪Ｗ２の移動速度検出センサ ５…スレーブ輪制御部 ６…推定部 ７…地図情報記憶部 ８…マスタ輪制御部 ９…車輪Ｗ１の操舵モータコントローラ １０…車輪Ｗ１の駆動モータコントローラ １１…車輪Ｗ２の操舵モータコントローラ １２…車輪Ｗ２の駆動モータコントローラ １３…車輪Ｗ３の操舵モータコントローラ １４…車輪Ｗ３の駆動モータコントローラ Ｂ１…無人走行車 Ｗ１，Ｗ２…マスタ輪 Ｗ３…スレーブ輪
Claims (4)
- 【請求項１】 それぞれ独立して速度及び操舵角の制御
が可能な２つのマスタ輪と，それぞれ独立して速度及び
操舵角の制御が可能な１つ以上のスレーブ輪とを有する
無人走行車を，所定の走行経路に沿って走行させる無人
走行車の制御方法において，上記２つのマスタ輪の操舵
角を検出する操舵角検出工程と，上記操舵角検出工程で
検出された上記マスタ輪の操舵角に基づいて，上記スレ
ーブ輪の操舵角を制御するスレーブ輪制御工程と，上記
２つのマスタ輪の速度を検出する速度検出工程と，上記
操舵角検出工程及び上記速度検出工程で検出された上記
両マスタ輪の速度及び操舵角に基づいて，車体の走行軌
跡を推定する推定工程と，上記推定工程で推定された車
体の走行軌跡と上記所定の走行経路とに基づいて，上記
マスタ輪の速度及び操舵角を制御する走行制御工程とを
具備し，上記スレーブ輪制御工程において，上記操舵角
検出工程で検出された上記両マスタ輪の操舵角より，該
両マスタ輪の軸線の交点を求め，上記スレーブ輪の軸線
が上記交点を通るように上記スレーブ輪の操舵角を制御
すると共に，上記操舵角検出工程及び上記速度検出工程
で検出された上記マスタ輪の速度及び操舵角に基づい
て，上記スレーブ輪の速度を制御することを特徴とする
無人走行車の制御方法。 - 【請求項２】 上記スレーブ輪制御工程が，上記操舵角
検出工程で検出された上記両マスタ輪の操舵角より，該
両マスタ輪の軸線の交点を求め，上記速度検出工程で検
出された上記両マスタ輪の速度と，上記交点から各車輪
までの距離の比とを用いて，上記スレーブ輪の速度を制
御するものである請求項１記載の無人走行車の制御方
法。 - 【請求項３】 上記推定工程が，上記両マスタ輪の軸線
の交点より車体の回転中心位置を求め，上記回転中心位
置と上記両マスタ輪との距離，及び上記両マスタ輪の速
度を用いて，車体座標系における車体の並進速度，回転
速度，及び進行方向を求め，上記車体座標系における車
体の並進速度，回転速度，及び進行方向と，前回の制御
時における車体の推定位置・姿勢・進行方向とに基づい
て，現在の車体の推定位置・姿勢・進行方向を求めるも
のである請求項１又は２記載の無人走行車の制御方法。 - 【請求項４】 それぞれ独立して速度及び操舵角の制御
が可能な２つのマスタ輪と，それぞれ独立して速度及び
操舵角の制御が可能な１つ以上のスレーブ輪とを有する
無人走行車を，所定の走行経路に沿って走行させる無人
走行車の制御装置において，上記所定の走行経路の情報
が予め記憶された地図情報記憶手段と，上記２つのマス
タ輪の操舵角を検出する操舵角検出手段と，上記操舵角
検出手段で検出された上記両マスタ輪の操舵角に基づい
て，上記スレーブ輪の操舵角を制御するスレーブ輪制御
手段と，上記２つのマスタ輪の速度を検出する速度検出
手段と，上記操舵角検出手段及び上記速度検出手段で検
出された上記両マスタ輪の速度及び操舵角に基づいて，
車体の走行軌跡を推定する推定手段と，上記推定手段で
推定された車体の走行軌跡と上記地図情報記憶手段に記
憶された上記所定の走行経路とに基づいて，上記マスタ
輪の速度及び操舵角を制御する走行制御手段とを具備
し，上記スレーブ輪制御手段が，上記操舵角検出手段で
検出された上記両マスタ輪の操舵角より，該両マスタ輪
の軸線の交点を求め，上記スレーブ輪の軸線が上記交点
を通るように上記スレーブ輪の操舵角を制御すると共
に，上記操舵角検出手段及び上記速度検出手段で検出さ
れた上記両マスタ輪の速度及び操舵角に基づいて，上記
スレーブ輪の速度を制御することを特徴とする無人走行
車の制御装置。
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|---|---|---|---|
| JP21622997A JP3952548B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 無人走行車の制御方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP21622997A JP3952548B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 無人走行車の制御方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1165662A true JPH1165662A (ja) | 1999-03-09 |
| JP3952548B2 JP3952548B2 (ja) | 2007-08-01 |
Family
ID=16685312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21622997A Expired - Fee Related JP3952548B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 無人走行車の制御方法及びその装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3952548B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008143449A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Nihon Bisoh Co Ltd | 構造物への作業機吊下げ用支持台車装置およびその運転方法 |
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| WO2022074887A1 (ja) * | 2020-10-06 | 2022-04-14 | 株式会社Nichijo | 車両 |
-
1997
- 1997-08-11 JP JP21622997A patent/JP3952548B2/ja not_active Expired - Fee Related
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