JPS6233614B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は無人走行車の操舵制御方式に関す
る。

誘導ケーブルが交叉している地点で無人走行車
を一方のケーブルから他方のケーブルに旋回させ
て乗移らせる方式として第１図に示すような台形
関数の旋回プログラムを用いたプログラム旋回方
式がある。この方式による旋回は、まず一方の誘
導ケーブルに沿つた誘導走行を解除して旋回プロ
グラムにより他方の誘導ケーブルに向けてププロ
グラム旋回を行ない、プログラム旋回がひととお
り終了したら（舵角が０に戻つたら）ただちに他
方の誘導ケーブルに沿つて誘導走行させるという
ものである。このような方式においては路面の状
況による操舵の操作遅れとか、車輌のスリツプに
よる曲がりすぎ等の外乱によつて旋回終了の段階
のずれが大きくなり、プログラム旋回から滑らか
に誘導走行に切換わるのは難しい。すなわち他方
の誘導ケーブルによる誘導走行に切換わつた時点
で上記ずれが大きいため、ハンドルの急操作によ
つて車輌が大きく舵行してしまうような不具合を
生ずることがあつた。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、
プログラム旋回から滑かに誘導走行に切換えるこ
とができるようにした無人走行車の操舵制御方式
を提供しようとするものである。

この発明においては、従来のようにプログラム
旋回が終了したときに誘導走行に切換えるという
のではなく、プログラム旋回の終了に関係なく
（プログラム旋回の途中であつても、またはプロ
グラム旋回が終了してしばらく経過した後であつ
ても）、車輌が誘導ケーブル上に達した時に誘導
走行に切換えるようにして、滑らかな切換えを実
現するようにしている。

以下この発明を添付図面の一実施例にをとづい
て詳しく説明する。尚、以下の説明においては旋
回開始前の状態に対する車輌の向きの変化量を旋
回角といい、また、他方の誘導ケーブル上に平行
に乗移るに必要な旋回角を所定旋回角といい、更
に、車輌が他方の誘導ケーブル上に平行に乗移つ
た状態でプログラム旋回が終了するような旋回プ
ログラムを所定旋回角の旋回プログラムといい、
他方の誘導ケーブルに平行に乗移る前にプログラ
ム旋回が終了するような旋回プログラムを所定旋
回角に満たない旋回プログラムという。

ここではまず、所定旋回角に満たない旋回プロ
グラムを使用した場合の一実施例について説明す
る。

第２図に示すように誘導ケーブルａ，ｂが直交
している地点で無人走行車１を誘導ケーブルａか
ら誘導ケーブルｂに乗移す（この場合所定旋回角
は90゜である）場合について考える。

第２図において誘導ケーブルａおよびｂは無人
走行車１を誘導走行させるコースに沿つて布設さ
れており、所定周波数の交流電流が供給されてい
る。

無人走行車１の車体前部１ａの左右の車輪４
ａ，４ｂ付近には姿勢角及びずれ量検出コイル２
ａ，２ｂが配設されている。これら姿勢角及びず
れ量検出コイル２ａ，２ｂは車体中心線に対して
「ハ」の字型に配設され、かつ、第３図に示すよ
うに誘起電圧を互いに打消し合うように直列接続
されている。これら姿勢角及びずれ量検出コイル
２ａ，２ｂは無人走行車１を誘導ケーブルａまた
はｂに沿つて走行させる際（誘導走行時）に車体
の姿勢角（車体中心線と誘導ケーブルａまたはｂ
とのなす角）を検出するために用いられている。
すなわち、誘導ケーブルａまたはｂ上に車体が平
行（姿勢角が零）に乗つているときはこれら姿勢
角及びずれ量検出コイル２ａ，２ｂには同じ大き
さの電圧が誘起されるため、これらは互いに打ち
消されてコイル２ａ，２ｂの直列回路２から電圧
は出力されない。そして、誘導ケーブルａまたは
ｂに対して車体が角度をもつとコイル２ａ，２ｂ
には異なる大きさの値の電圧が誘起されるため、
直列回路２からはその偏差電圧（姿勢角の方向お
よび大きさに応じた極性および大きさをもつ電
圧）が出力される。また、この実施例においては
「ハ」の字型に配設したことにより姿勢角のみな
らず誘導ケーブルａまたはｂに対する車体の横方
向のずれも検出できる。すなわち、誘導ケーブル
ａまたはｂに対して車体が横方向にずれると、ケ
ーブルａまたはｂに近いほうの姿勢角検出コイル
の誘起電圧は大きくなり、反対に遠ざかつたほう
の姿勢角検出コイルの誘起電圧は小さくなるた
め、これらの電圧の差が直列回路２から取出され
る。結局、姿勢角及びずれ量検出コイル２ａ，２
ｂの直列回路２からは車体の姿勢角および横方向
ずれに対応した（姿勢角の方向およびずれの方向
が極性にまた、姿勢角の程度およびずれの程度が
振幅に夫々対応した）値の電圧が取り出される。

従つて、誘導走行においては直列回路２からの
電圧が０となるように操舵制御すれば車輌１を誘
導ケーブルａまたはｂ上に沿つて走行させること
ができる。

交流電流検出コイル３は車体の中心線上に軸が
該中心線に対して直角になるように配設されたコ
イルで、誘導ケーブルａまたはｂに供給されてい
る交流電流を検出するために用いられている。

ところで、この実施例においては第４図に実線
で示すような台形関数の旋回プログラムを用いて
車輌１を誘導ケーブルａから誘導ケーブルｂに旋
回させるようにしている。この旋回プログラムは
旋回開始地点からの走行距離に応じたステアリン
グの舵角指令を示すもので、はじめはステアリン
グを徐々に切りながら距離X₁走行し、距離X₁か
ら距離X₂までは舵角を一定に保つて走行し、距
離X₂からのステアリングを徐々に戻しながら走
行して距離X₃すなわち走行距離が未だ誘導ケー
ブルｂに到達しない距離の地点で完全に舵角を０
に戻すというものである。第４図実線の旋回プロ
グラムを用いて旋回を行なうと車輌１が距離X₃
に達した地点では誘導ケーブルａに対する旋回角
は90゜に達していず約70゜となる。従来のように
所定旋回角の旋回プログラム（第４図に点線で示
す）を用いて旋回を行なつた場合は舵角を完全に
０に戻した時点で誘導ケーブルａに対する旋回角
が90゜になるが、前述のように第４図の実線で示
す旋回プログラムを使用した場合においては舵角
を０に戻した時点（距離X₃）では第２図に１′で
示すように車輌１はまだケーブルｂに平行に乗り
移らない。距離X₃に達した後は舵角０のままで
途中誘導ケーブルｂに斜めに横切つて適当な距離
X₄まで直進走行するようにプログラムされてい
る。

この発明においては上記直進走行する区間（距
離X₃からX₄）において車輌１が誘導ケーブルｂに
乗つたときにプログラム旋回から誘導ケーブルｂ
による誘導走行に切換えるようにして、滑らかな
切換えを行なわせるようにしている。尚、この切
換えにおける具体的な動作については後述する。

以上説明した旋回方式を実現するための制御系
について第５図を参照して説明する。

第５図において、姿勢角及びずれ量検出コイル
２ａ，２ｂの検出信号はバンドパスフイルタ６を
介して平滑回路２２で平滑され、誘導走行時にお
けるステアリング１７の操舵方向および操舵量を
指令する操舵指令信号S₁としてスイツチ１０の接
点１０ａに導かれる。

旋回開始地点から距離検出器１１は車輌１の走
行距離に比例したパルスを発生し、カウンタ１２
は旋回開始時からこのパルスを計数して計数値を
読出し信号として記憶回路１３に加える。記憶回
路１３はこの計数値に対応した舵角指令値を読出
し、旋回時における操舵指令信号S₂としてスイツ
チ１０の接点１０ｂに導く。

スイツチ１０は接点１０ａに導かれている誘導
走行時の操舵指令信号S₁と接点１０ｂに導かれて
いるプログラム旋回時の操舵指令信号S₂の一方を
選択するものである。加算点１４、増幅器１５、
アクチユエータ１６、舵角検出器１８は車輌の操
舵制御を実行するものであり、舵角検出器１８は
ステアリング１７の実際の操舵角を検出して検出
信号を加算点に導く。加算点１４は操舵指令値と
操舵検出値の偏差を増幅器１５を介してアクチユ
エータ１６に加え、該偏差が０になるようにステ
アリング１７を駆動する。

つぎにスイツチ１０の切換動作について説明す
る。

スイツチ１０の切換えは選択制御回路２１から
の指令によつて行なわれる。選択制御回路２１は
誘導走行時はスイツチ１０を接点１０ａに接続し
て姿勢角及びずれ量検出コイル２ａ，２ｂからの
操舵指令信号S₁を加算点１４に供給し、車輌１を
誘導走行させる。また、旋回指令が加えられると
スイツチ１０を接点１０ｂに接続する。このとき
カウンタ１２は計数動作を開始し、記憶回路１３
からは前記第４図に実線で示した旋回プログラム
にもとづいて操舵指令信号S₂が読出されて加算点
１４に供給される。車輌１はこの操舵指令信号S₂
にもとづいてプログラム旋回を行う。プログラム
旋回が実行されて以下の各条件が満足されたら再
び誘導走行に切換わる。その条件とは１つには姿
勢角及びずれ量検出コイル２ａ，２ｂからの信号
S₁の値が所定の低い値±Vsの範囲内に入ること
である。すなわち、距離X₃からX₄に進む間は舵
角は０に維持されているため姿勢角には変化はな
いが、誘導ケーブルｂと車輌１との距離に変化が
あるため信号S₁はその距離に応じて変動する。具
体的にいえば、はじめはコイル２ｂが誘導ケーブ
ルｂに近づきコイル２ｂの誘起電圧のほうがコイ
ル２ａの誘起電圧よりも大きくなるため、信号S₁
はコイル２ｂに対応した極性を持つようになり、
そこから前進していくとコイル２ａの誘起電圧が
大きくなつていくため、信号S₁は０に近づいてい
く。そして更に進むとコイル２ａの誘起電圧のほ
うがコイル２ｂの誘起電圧よりも大きくなり、信
号S₁はコイル２ａに対応した極性を持つようにな
る。従つて信号S₁の値が０付近であれば、車輌１
がケーブルｂ上にほぼ乗つたと判断することがで
きるのである。そこで、この実施例においては、
ウインドコンパレータ２０を設け、これに信号S₁
を加え、該信号S₁がウインドコンパレータで設定
される所定の低い値±Vsの範囲内に入つた場合
に、車輌１がほぼケーブルｂ上に乗つているもの
と判断して、ウインドコンパレータ２０から信号
をスイツチ１０を接点１０ａに切換えるための１
つの条件として選択制御回路２１に加えるように
している。ところで、ウインドコンパレータ２０
の入力側に設けられているスイツチ２６は車輌１
が誘導ケーブルｂを横切るために直進走行してい
るときのみウインドコンパレータ２０を動作させ
るためのものであり、ウインドコンパレータ２７
からの信号によりオン、オフされる。すなわち、
コンパレータ２７は前記カウンタ１２の計数値を
入力し、該計数値が距離X₃以上である場合にス
イツチ２６をオンして信号S₁をウインドコンパレ
ータ２０に供給する。また、スイツチ回路１０を
接点１０ａに切換える他の条件としては交流電流
検出コイル３からの信号がある。この信号は車輌
１が誘導ケーブルｂから離れていると小さく、近
いと大きくなるから、その値が設定された値より
小さい場合は車輌１が誘導ケーブルａまたはｂか
ら外れているものとして接点１０ａへの切換えは
行なわないようにする。すなわち交流電流コイル
３からの信号をバンドパスフイルタ７、整流器２
３および平滑回路２４を介してコンパレータ２５
に加え、該コンパレータ２５は加えられる信号の
値が予め設定される値以下である場合は車輌１は
ケーブルｂから外れているものとしてコースアウ
ト信号を選択制御回路２１に加え、スイツチ１０
の切換えを阻止するようにしている。

以上のように選択制御回路２１は車輌１が距離
X₃以上に進み、かつ姿勢角及びずれ量検出コイ
ル２ａ，２ｂからの信号S₁が±Vsの範囲にあ
り、かつコースアウト信号が出されていないこと
をもつて車輌１がほぼ誘導ケーブルｂ上に乗移つ
たものと判断してスイツチ１０をスイツチ１０ａ
に切換えて誘導ケーブルｂによる誘導走行を行な
わせる。

以上説明したようにこの発明によれば、誘導ケ
ーブルが交叉している地点で車輌を一方の誘導ケ
ーブルから他方の誘導ケーブルへプログラム旋回
させる場合、旋回プログラムによる旋回がひとと
おり終了した後車輌をそのまま直進させ車輌が他
方の誘導ケーブルにほぼ達したときに、誘導走行
に切換えるようにしたので、プログラム旋回から
誘導走行への切換えを滑らかに行なうことができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図プログラム旋回に一般に使用されている
台形関数を示すグラフ、第２図はこの発明に従つ
て旋回する無人走行車の状態を示す概略平面図、
第３図は姿勢角検出コイルの配置、および接続の
状態を示す概略平面図、第４図はこの発明に用い
られる台形関数の一例を示すグラフ、第５図はこ
の発明の一実施例を示すブロツク図である。 １……無人走行車、２ａ，２ｂ……姿勢角検出
コイル、３……交流電流検出コイル、４……車
輌。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２本の誘導ケーブルが交叉している地点で無
   人走行車を一方の誘導ケーブルから他方の誘導ケ
   ーブルに旋回させて乗移らす場合において、旋回
   時における走行距離と第１の舵角指令値との関数
   であつて、旋回開始地点から旋回を開始させ、車
   輌が前記他方の誘導ケーブルと交差する前に乗移
   りに必要な所定旋回角に満たない旋回角だけ車輌
   を旋回させ、そのまま車両を直進させる旋回プロ
   グラムを記憶する記憶手段と、旋回開始地点から
   の車輌の走行距離を検出する手段と、この検出値
   に応じて前記記憶手段から前記第１の舵角指令値
   を読出す手段と、誘導ケーブルの磁界にもとづい
   て車体の姿勢角および誘導ケーブルからのコース
   ずれ量に応じた第２の舵角指令値を検出する手段
   と、前記第１の舵角指令値または第２の舵角指令
   値の一方を選択する選択手段と、選択した信号に
   もとづいて車輌の操舵制御を実行する操舵制御手
   段と、旋回開始指令が与えられると前記操舵制御
   手段に対して前記第１の舵角指令値を選択させ、
   その後前記第１の舵角指令値が０となり、かつ前
   記第２の舵角指令値が所定の設定範囲に入つたと
   き該第２の舵角指令値を選択させる選択制御手段
   とを具えた無人走行車の操舵制御方式。