JPH02158809A

JPH02158809A - 自走車の操向位置検出装置

Info

Publication number: JPH02158809A
Application number: JP63313539A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kamimura; 健二上村; Sadachika Tsuzuki; 都築　貞親
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-12-12
Filing date: 1988-12-12
Publication date: 1990-06-19
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: US5025377A; JP2688960B2

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
等の自走車をあらかじ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出する
装置として、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５
９−６７４７６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た光反射
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
にしている。

このような従来装置においては、受光手段を搭載した移
動体が、前記３カ所に固定された各光反射手段を各頂点
とする三角形の中心部近傍に位置している場合は、相当
高い精度で該移動体の位置を検出することができる。し
かしながら、前記三角形の中心部近傍から離れた位置で
は、高い測定精度が得られにくいという問題点があった
。

このような問題を解決する手段として、例えば特開昭６
０−１４１１４号公報および特開昭６０−１５５０８号
公報、並びに特願昭６３−２６２１９１号に記載されて
いるように、移動体の移動区域を囲む四角形の頂点に基
準点を設置し、該基準点のうち、高い測定精度が期待で
きる最適の基準点を３力所選択して、該３カ所の基準点
の位置情報および移動体から見た該基準点の方位角に基
づき、移動体の位置検出を行うようにした移動体の位置
測定方法が提案されている。

また、特願昭６３−２５７９１２号には、移動体（以下
、自走車という）の進行方向に対する４カ所の基準点の
方位角に基づいて、前記自走車から見た前記４カ所の基
準点のうち、対角位置に配置された２カ所の基準点間の
開き角を演算し、前記４カ所の基準点の方位角、および
２カ所の基準点間の開き角、並びに前記各基準点の位置
情報から自走車の位置および進行方向を検出する装置が
記載されている。

ところで、上記システムにおいては、自走車の傾斜や、
振動に起因して基準点に配置された光反射手段に光ビー
ムを照射できなかったり、自走車に搭載された受光手段
が、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。

このように、受光手段によって光ビームの反射光が確実
に受光されないと、自走車の位置が誤って算出され、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。

このように、反射光を受光できなくて基準点を見失った
場合、見失った基準点の方位を推定し、該推定された基
準点の方位角を使用して自走車の位置を算出するように
構成された検出装置が、特願昭６３−２６２１９２号に
記載されている。

（発明が解決しようとする課題）上記、基準点の方位角を推定して自走車の位置を算出す
る技術では、基準点の見失い回数が多くなると、推定に
よる誤差が蓄積されて、自走車の正確な位置検出ができ
なくなってしまう。そのために、計数手段で見失い回数
を計数して、該計数された見失い回数が予定の回数を超
過した時には、例えば自走車の走行を中止させるような
構成をとることも考えられている。

しかし、基準点の見失いは一時的な現象である場合が多
く、このような−時的な現象のために頻繁に自走車を停
止させて作業を中断したのでは作業能率が低下してしま
う。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、基準
点見失いに起因する自走車の走行中断頻度を極力減少さ
せることによって、自走車の作業能率を向上させること
が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、自走車か
ら離れた位置に固定された４カ所の基準点からの光信号
を受光して、該受光信号に基づいて自走車の位置および
進行方位を検出する自走車の操向位置検出装置において
、前記自走車に搭載され、水平方向で回動される受光手
段と、該受光手段の受光出力に基づいて自走車の進行方
向に対する基準点の方位角を検出する手段と、前記４カ
所の基準点の、位置情報、および該基準点の前記方位角
に基づいて自走車の位置および進行方位を算出する第１
演算手段と、前記４カ所の基準点のうちの任意の３カ所
の基準点の、予め設定された位置情報、および該基準点
の前記方位角に基づいて自走車の位置および進行方位を
算出する第２演算手段と、該第１および第２演算手段の
いずれか一方からの出力を選択する切換手段とを具備し
、前記受光手段によって前記４カ所の基準点のうちの１
カ所からの受光信号が検出されなかった場合には、前記
切換手段によって前記第２演算手段からの出力を選択し
、前記１カ所の基準点以外の３カ所の基準点の位置情報
および前記方位角に基づいて自走車の位置および進行方
位を算出するように構成された点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記第１の特徴に加え、前記受光手段
と共に回転する発光手段を具備し、前記基準点から光ビ
ームを発する手段が、前記発光手段からの照射光を、そ
の入射方向に反射する光反射手段とした点に第２の特徴
がある。

上記構成を有する本発明では、４カ所に設けられた基準
点のうちの１カ所からの受光信号が検出されなかった場
合、すなわち、基準点を見失った場合にも、見失った基
準点を除外した、残りの３カ所の基準点の位置情報と方
位角とに基づいて、引続き自走車の位置検出ができるの
で、自走車の走行を継続でき、作業を中断させる必要が
ない。

（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１０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光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該光信号を電気的信号に
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、該ロータリエ
ンコーダ７から出力されるパルス信号の計数値に基いて
、回転テーブル４の回転角度が検出できる。

自走車１の作業区域の周囲の４カ所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成を第１図および第２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の回動方向に走査され、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に入射される。

カウンタ９では、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数が計数される。

そして、該パルスの計数値は受光器３で反射光が受光さ
れる毎に識別処理部１１に転送される。

識別処理部１１では反射光の受光毎に転送される前記パ
ルスの計数値に基づいて、自走車１の進行方向に対する
各反射器６の方位角が算出される。

該識別処理部１１で検出された実際の方位角、および基
準点の見失いがあった場合の推定方位角（該方位角につ
いての詳細は後述する）は、切換手段３６を介して、対
角開き角演算部３７および位置・進行方位第１演算部（
以下、単に第１演算部という）３４と、隣接開き角演算
部１０および位置・進行方位第２演算部（以下、単に第
２演算部という）１３とに人力される。

該切換手段３６は、識別処理部１１から出力される基準
点見失い信号ｄの有無に応答して切換られる。第１図で
は、信号ｄが出力され、その結果、切換手段３６が隣接
開き角演算部１０および第２演算部１３側に切換えられ
ている状態が示されている。

対角開き角演算部３７では、４ヵ所に配置された反射器
６のうちの、対角位置に配置された反射器６間の、自走
車１から見た開き角が演算される。

該開き角に基いて第１演算部３４では自走車１の現在位
置の座標が算出されると共に、前記４カ所の反射器６の
方位角に基づいて自走車１の進行方位が算出される。

また、隣接開き角演算部１０では、４ヵ所に配置された
反射器６のうち、３カ所の反射器６の互いに隣接する反
射器６間の開き角が演算され、第２演算部１３では、該
開き角に基づいて自走車１の現在位置の座標が算出され
ると共に、前記３カ所の反射器６の方位角に基づいて自
走車１の進行方位が算出される。ここで、３カ所の反射
器６とは、前記見失い信号ｄによって検出される見失い
基準点に配置された反射器６を除く３カ所の反射器６を
意味する。

前記第１演算部３４および第２演算部１３の演算結果は
比較部２５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
、前記第１演算部３４または第２演算部１３で得られた
自走車１の座標および進行方位とが比較される。

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（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９部分は、マイクロコンピュータによって構成
することができる。

次に、前記識別処理部１１の詳細の構成について、第２
図を参照して説明する。該識別処理部１１では前述のよ
うに、方位角が求められるのと共に、該方位角に基づい
て、光反射器６の識別および見失い処理が行われる。

第２図において、方位角演算部２３では、カウンタ９の
計数値に基づいて、自走車１の進行方向に対する各反射
器６の方位角が演算される。

方位角記憶部３５には、同じ反射器６に関して、前回検
出時の方位角と前々回検出時の方位角との２回で検出さ
れた方位角が記憶される。該記憶部３５には、後述する
基準点Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄにそれぞれ配置された反
射器６の方位角θａ、θｂ。

θＣ１θｄの、それぞれ、前回および前々回検出時の値
が記憶できる。

そして、前回の方位角に基づき、予測方位角演算部２６
において、次に同一反射器６が検出されるべき方位角の
予ａＰＪ値、つまり予測方位角が演算される。該予測方
位角は予定の幅を有している。

識別部２４では、前記予測方位角と、前記方位角演算部
２３で演算された実際の方位角とが比較される。

ポールカウンタ２７は、基準点Ａ、　Ｂ、　　Ｃ，Ｄの
それぞれに配置された各反射器６が検出される毎に、そ
のカウント値が、該各反射器６のそれぞれに対応させた
カウント値に更新されるように構成されている。そして
、該ボールカウンタ２７のカウント値は識別部２４に入
力され、識別部２４に設定されている予定の数値と比較
される。

識別部２４での前記予測方位角および実際の方位角の比
較結果と、ボールカウンタ２７のカウント値および予定
の数値の比較結果とから、受光器３で検出された信号が
、予定の反射器６がらの反射光の検出信号か否かの判断
がなされる。

予定通りの反射器６からの反射光が検出された場合には
、信号ａによりゲート１２が開かれて、実際の方位角が
、切換手段３６を介して対角開き角演算部３７および第
１演算部３４と、隣接開き角演算部１０および第２演算
部１３に入力される。

受光器３の検出信号が、予定の反射器６以外からの反射
器６からの信号であると判断された場合は、予定の反射
器６を見失ったとして、信号すによって見失い回数カウ
ンタ３０のカウント値がインクリメントされる。

予定の反射器６を２個見失ったと判断された場合は、信
号Ｃによって複数見失い回数カウンタ３１のカウント値
がインクリメントされる。

また、受光器３の検出信号が、反射器６以外の反射物体
または発光源からの信号である場合は、ノイズとして処
理され、ノイズ記憶部２９にノイズ受信時の自走車１の
位置および自走車１から見たノイズ発生源の方位角が記
憶される。

第１比較部３２では、前記見失い回数カウンタ３０のカ
ウント値としきい値ＴＩとが比較され、第２比較部３３
では、前記複数見失いカウンタ３１のカウント値としき
い値Ｔ２とが比較される。

そして、該比較部３２．３３における比較の結果、見失
い回数が各しきい値Ｔ１．　Ｔ２以下の場合は、見失い
処理部２８で、方位角記憶部３５に記憶されている前回
方位角および前々回方位角に基いて、方位角を推定する
処理が行われる。該見失い処理部２８の処理によって、
方位角記憶部３５の前回方位角および前々回方位角は更
新される。

また、見失い回数がしきい値Ｔ１を超過した場合は、前
記切換手段３６に対し信号ｄが出力され、切換手段３６
が第１図に示した状態に切換えられる。

一方、複数見失い回数がしきい値Ｔ２を超過した場合は
、駆動手段１８に対し信号ｅが出力され、自走車ｌの走
行が停止される。

基準点を１カ所見失うよりも、２ヵ所見失う方が、自走
車１の位置検出精度に、より大きな影響を与えるので、
前記しきい値Ｔ２はＴＩより少ない回数が設定される。

そして、基弗点を２ヵ所見失った場合は、その見失い回
数がしきい値を超過した時点でただちに自走車１を停止
させるようにしている。

これに対して、基準点１カ所見失いの場合は、その見失
い回数がしきい値を超過した時点で、該見失い基準点を
除く３カ所の基準点に配置された反射器６の位置および
方位角に基いて自走車１の位置および進行方位を演算す
るようにしている。

識別部２４で、予定された反射器６からの反射光が受光
されたと判断されると、信号ａにより、見失い回数カウ
ンタ３０および複数見失いカウンタ３１には回数“０′
がセットされる。

ポールカウンタ２７の値は、識別部２４の判断によって
、予定の反射器６が正常に検出された場合と、見失い処
理が終了した時点とに更新される。

また、予定の反射器６が正常に検出された場合にはゲー
ト３４が開かれ、方位角記憶部３５の値のうち、前回方
位角が最新の方位角で更新され、前々回方位角が前回方
位角で更新される。

第７図、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図において、反射器６は４カ所の基準点Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄに配置される。同図において、４カ所に配置
された反射器６の位置は、ｘ−ｙ座標系で表される。自
走車１の位置はＴ　（ｘ、ｙ）で示され、Ｘ軸に対する
自走車１の進行方位はθｆで示される。

自走車１の進行方向に対する各基準点Ａ、　　Ｂ。

Ｃ，Ｄの方位角は、θａ、θｂ、θＣ９θｄでそ＼れぞれ示され、対角位置にある基準点間の開き角はφ１
およびφ２で示される。

一方、第８図には１カ所の基準点（同図では基準点Ｄ）
を見失った場合の、残り３カ所の基準点Ａ、　　Ｂ、　
Ｃと自走車１との関係が示されている。

同図において、自走車１の進行方向に対する各基準点Ａ
、Ｂ、Ｃの方位角は、θａ、θｂ、θＣでそれぞれ示さ
れ、互いに隣接する基準点Ａおよび８間と、Ｂおよび０
間の開き角は、それぞれαおよびβで示される。

前記方位角θａ、θｂ、θＣ２θｄと、開き角φ１およ
びφ２とに基いて自走車１の位置Ｔ（ｘ、ｙ）および進
行方位θｆを算出する式は前記第１演算部３４に格納さ
れ、前記方位角θａ。

θｂ、θＣと、開き角αおよびβとに基いて自走車１の
位置Ｔ（ｘ、ｙ）および進行方位θｆを算出する式は、
前記第２演算部１３に格納される。

前記第１演算部３４に格納される算出式の一例は、特願
昭６３−２５７９１２号に示され、第２演算部１３に格
納される算出式の一例は、特願昭６３−１１６６８９号
および特願昭６３−１４９６１９号に詳細が示されてい
るので、ここではその説明は省略する。

次に、前記演算部で算出された自走車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９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
あり、第３図は操向制御のフローチャートである。

第９図において、Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄ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２２を表している。点Ｒ（Ｘｒｅｔ、Ｙｒｅ
ｔ）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）、（Ｘｅ、Ｙ
ｅ）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９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の各変の向きおよび作業区
域２２の形状は任意である。

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。

ステップＳ２では、自走車１を停車させたままで発光器
２．受光器３を回転させ、各基準点Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄの検出を行うと共に、自走車１から見た各基
準点の方位角を識別処理部１１の記憶部３５に記憶させ
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では、自走車１の走行が開始される。

ステップＳ５では、受光器３が基準点からの反射光を受
光したか否かの判断がなされる。反射光が受光されるま
で該ステップＳ５は繰返される。

反射光が検出されると、ステップＳ６に進んで、後述の
サブルーチンによって基準点識別処理が実行される。

ステップＳ７では、前記第１比較部３２から出力される
基準点見失い信号ｄの有無によって、基準点を見失った
か否かの判断がなされる。

該ステップＳ７の判断が否定の場合、すなわち、４カ所
の基準点のうちの１カ所の基準点を予定回数（しきい値
Ｔｌ）を超えて連続して見失ってはいないと判断された
場合は、ステップＳ８に進んで、第１演算部３４におい
て４カ所の基準点による自走車１の位置および進行方位
が演算される。

一方、ステップＳ７の判断が肯定の場合、すなわち、４
カ所の基準点のうちの１カ所の基準点をｐ定回数（しき
い値Ｔｌ）を超えて連続して見失ったと判断された場合
は、ステップＳ９に移行してにおいて第２演算部１３に
おいて３カ所の基準点による自走車１の位置および進行
方位が演算される。

ステップＳＩＯでは、走行コースからのずれ量（ΔＸ−
Ｘｐ−Ｘｎ、Δθｆ）が演算され、ステップＳｌｌでは
、前記ずれ量に応じて操舵部１４により操舵角制御が行
われる。

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、−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、−行程終了（Ｙｐ＜
Ｙｓ　ｔ）Ｌ、、たか否かが判断される。ステップＳ１
３またはＳ１４において、−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Ｓ１４において、−行程が終了し
たと判断されれば、次はステップＳ１５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Ｓ１５からステ
ップＳ１６に移って自走車のＵターン制御が行われる。

Ｕターン制御は、前記第１演算部３４、第２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
ドバックする処理によって行われる直線行程の操向制御
とは別の方式％式％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制御に移行し、各
基準点Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄ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、直線行
程の操向制御に戻るようにしている。

ステップＳ１７では、ＸｎにＸｎ＋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Ｒ（Ｘｒｅｔ、Ｙｒｅｔ）へ戻って（ステップ５１８）
、走行が停止される（ステップ５１９）。

次に前記ステップＳ６の基準点識別処理について説明す
る。

基準点を讃別する手法として、本実施例では各基準点Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄとボールカウンタ２７のカウント値とを、
基準点Ａはカウント値１、基準点Ｂはカウント値２、基
準点Ｃはカウント値３、基準点りはカウント値４に予め
対応づけておき、該カウント値に基いて各基準点を識別
するようにしている。

すなわち、受光器３が反射光を検出する毎にボールカウ
ンタ２７がカウント値１．　２．　３．　４を順に出力
するようにしてあり、カウント値を監視することによっ
て基準点が識別できる。

該手法においては、基準点を見失っｔこり、基準点以外
の反射物体の反射光を受光したような場合には、基準点
とカウント値とカ一対応しなくなるため、基準点を見失
ったり、基準点以外の反射物体の反射光を受光したりし
たということを知ることができる。

第３図のフローチャートで示す基準点識別処理では、予
測した位置範囲内で検出された光のみを、予定した基準
点からの正常な反射光であると仮定し、該仮定の下で、
ボールカウンタ２７から出力されているカウント値が基
準点に対応するか否かを判断し、その結果、最終的に、
予定された基準点の正常な検出がなされたという判断を
行うように構成されている。

前記判断の結果、基準点を見失っていたと判断された場
合、および基準点以外の反射物体から受光したと判断さ
れた場合には、後述の基準点見失い処理に従って位置検
出を継続し、１カ所の基準点を連続して見失った回数が
予定の回数を超過した場合には、該基準点を除いた３カ
所の基準点に基いて自走車１の操向制御を継続し、複数
の基準点を連続して見失った回数が予定の回数を超過し
た場合には自走車１の走行を停止するようにしている。

次に、前記、検出された光が予定された基準点からの光
であると判断するための基準点の方位角予測方法につい
て、その−例を基準点Ａに関して説明する。第１１図は
自走車１の進行に伴う該自走車１から見た基準点Ａの方
位角の変化を示す図である。同図において、自走車１が
ｍ１点にある時の方位角はθａｎ−１ｘ自走車１がｍ２
点にある時の方位角はθａｎである。そして、自走車１
がｍ２点にある時点で、自走車１がｍ３点にある時の方
位角をθａｎ±θにと予測する。ここで、固定値θには
実験的に求められる角度（θａｎ−（θａｎ−１）　）
に基いて設定される。

本発明者等の実験によれば、自走車１が旋回中の場合を
除くと（θａｎ　−（θａｎ−１）　］　はほぼ数度以
内に収まっており、本実施例では固定値θＫを３″に設
定した。

ただし、自走車１が旋回中は方位角の変化が急激であり
、この場合には固定値θには直線走行中よりも大きい設
定値に切換えられる。本実施例では、旋回中の固定値θ
には３０°に設定した。

なお、固定値θには、前述のように実験によって得られ
た結果に基づいて設定しても良いし、方位角記憶部３５
に格納された前回および前々回に検出された方位角に基
づいて、その差を算出し、これを固定値θにとして使用
しても良い。

第１１図では基準点Ａの方位角予測方法について説明し
たが、他の基準点Ｂ、Ｃ，Ｄの方位角予測も同様に行わ
れる。

以上説明した、基準点識別処理を第４図のフローチャー
トに従って説明する。

まず、ステップ３６１では、最新の受光信号に基いて算
出された、自走車１の進行方向に対する反射物体の方位
角をθＸとして読込む。

ステップＳ６２では、θＸがθａｎ±θにの範囲内か否
かが判断される。該ステップＳ６２の判断が肯定であれ
ば、前記受光信号は基準点Ａからの反射信号であると仮
定し、ステップＳ６７に進む。

ステップＳ６７では、ボールカウンタ２７のカウント値
が、基準点Ａの前に検出されるべき基準点りに対応する
値“４″であるか否かの判断がなされる。

カウント値が“４”であれば、前記ステップ３６２にお
いて仮定した「受光信号は基準点Ａからの反射信号であ
る」との判断は正しいとされて、第４図（その２）のス
テップＳ６ｇに進み、自走車１から見た基準点Ａの方位
角θａの決定処理が行われる。この方位角θａ決定処理
の詳細は、第６図に関して後述する。

ステップ８６９では、ボールカウンタ２７のカウント値
を“１”にする。

ステップＳ６９の処理が終了すると、前記ステップＳ７
（第３図）に進む。

一方、ステップＳ６７で、ボールカウンタ２７のカウン
ト値が４”でないと判断されると、ステップＳ７０に進
んでボールカウンタ２７のカウント値が“３”か否かの
判断がなされる。

ステップＳ７０の判断が肯定ならば、基準点りを見失っ
たと判断され、ステップＳヵに進み、基準点りの見失い
処理が行われる。この基準点り見失い処理の詳細は第５
図に関して後述する。

基準点りの見失い処理が終わるとステップＳ７２に進む
。

ステップＳ７２では、基準点りの見失い回数Ｉ　Ｌｏｓ
ｔＤがしきい値Ｔ１を超過したか否かの判断がなされる
。基準点りの見失い回数Ｉ　ＬｏｓｔＤがしきい値Ｔｌ
を超過していない場合は、ステップＳ７３に進んで、複
数の基準点Ｂ、Ｄを見失った回数ＩＬｏｓｔＢＤがしき
い値Ｔ２を超過したか否かの判断がなされる。複数の基
準点Ｂ、　Ｄを見失った回数ＩＬｏｓｔＢＤがしきい値
Ｔ２を超過していなければ、ステップ８６Ｂに進む。

複数の基準点Ｂ、　Ｄを見失った回数ＩＬｏｓｔＢＤが
しきい値Ｔ２を超過していれば、ステップ５１３５に移
行してクラッチ２０を切り、エンジン１９を停止させ、
フェールランプを点滅させる。

また、前記ステップＳ７２において、基準点りの見失い
回数Ｉ　ＬｏｓｔＤがしきい値Ｔｌを超過したと判断さ
れた場合は、ステップＳ７４に移行して基準点り見失い
フラグに“１　“をセットした後にステップＳ？３に進
む。

また、前記ステップＳ７０の判断が否定であれば、ステ
ップＳ７５に進み、今度はボールカウンタ２７のカウン
ト値が０２″か否かの判断がなされる。

ステップＳ７５の判断が肯定ならば、基準点Ｃ１Ｄを見
失ったと判断され、ステップＳ７６に進み、まず、前記
基準点り見失い処理と同様の、基準点Ｃの見失い処理が
行われる。

ステップＳ７？では、基準点Ｃの見失い回数Ｉ　Ｌｏｓ
ｔＣがしきい値ＴＩを超過したか否かの判断がなされる
。基準点Ｃの見失い回数Ｉ　ＬｏｓｔＣがしきい値Ｔｌ
を超過していない場合は、ステップＳ７ｇに進んで、基
準点りの見失い処理が行われる。

ステップＳ７９では、基準点りの見失い回数Ｉ　Ｌｏｓ
ｔＤがしきい値Ｔ１を超過したか否かの判断がなされる
。

基準点りの見失い回数１　ｔ、ｏｓｔｏがしきい値ＴＩ
を超過していなければステップＳ８０に進み、基準点Ｃ
，Ｄを連続して見失った回数ルｏｓｔＣＤの値に“１”
を加える。

そして、ステップＳ８１に進み、複数の基準点Ｃ，Ｄを
連続して見失った回数ＩＬｏｓｔＣＤがしきい値Ｔ２を
超過しているか否かの判断がなされる。見失い回数ＩＬ
ｏｓｔＣＤがしきい値Ｔ２を超過していなければ、ステ
ップ８６８に進む。

見失い回数ＩＬｏｓｔＣＤがしきい値Ｔ２を超過してい
れば、ステップ８１３５に進んでクラッチ２０を切り、
エンジン１９を停止させ、フェールランプを点滅させる
。

前記ステップＳ７７において、基準点Ｃの見失い回数Ｉ
　ＬｏｓｔＣがしきい値Ｔｌを超過したと判断された場
合は、ステップ８８′２に移行して基準点Ｃ見失いフラ
グに１　“をセットした後にステップ３７８に進む。

また、前記ステップＳ７９において、基準点りの見失い
回数Ｉ　ＬｏｓｔＤがしきい値Ｔｌを超過したと判断さ
れた場合は、ステップＳ８３に移行して基準点り見失い
フラグに“１　″をセットした後にステップＳ８０に進
む。

なお、ステップＳ７５における判断が否定の場合、すな
わち、ボールカウンタの値が“４““３″、“２”でな
いという場合は、３カ所の基準点を見失ったと判断され
るので、この場合はただちにステップ５１３５に進んで
クラッチ２０を切り、エンジン１９を停止させ、フェー
ルランプを点滅させる。

第４図（その１）のステップＳ６２において、受光信号
が、θａｎ±θにの範囲内で検出されたものでないと判
断されると、ステップＳ６３に進み、前記受光信号がθ
ｂｎ±θにの範囲内で検出されたものであるか否かの判
断がなされる。

前記受光信号がＯｂｎ±θにの範囲内で検出されたもの
、すなわち基準点Ｂからの反射光の受光信号であると判
断されると、ステップＳ８４に進み、ボールカウンタの
値が“１”か否かの判断がなされる。

該判断が否定の場合は、第４図（その３）のステップＳ
８７に進み、肯定の場合は、ステップＳ８５に進む。

以下、ステップＳ８６、およびステップＳ８８〜５１０
０の処理が行われる。

また、第４図（その１）のステップＳ６３の判断が否定
となった場合には、ステップＳ６４に進んで、前記受光
信号がθｅｎ±θにの範囲内で検出されたか否かの判断
がなされる。

そして、該受光信号がｏｃｎ±θにの範囲内で検出され
たもの、すなわち基準点Ｃからの反射光の受光信号であ
ると判断されると、ステップ５１０１に進み、ボールカ
ウンタの値が“２”か否かの判断がなされる。

該判断が否定の場合は、第４図（その４）のステップ５
１０４に進み、肯定の場合はステップ５１０２に進む。

以下、ステップ５１０３、およびステップ８１０５〜５
１１７の処理が行われる。

さらに、第４図（その１）のステップＳ６４の判断が否
定となった場合には、ステップＳ６５に進んで、前記受
光信号がＯｄｎ±θにの範囲内で検出されたか否かの判
断がなされる。

そして、該受光信号がＯｄｎ±θにの範囲内で検出され
たもの、すなわち基準点りからの反射光の受光信号であ
ると判断されると、ステップ５１１８に進み、ボールカ
ウンタの値が“３＃か否かの判断がなされる。

該判断が否定の場合は、第４図（その５）のステップ５
１２１に進み、肯定の場合はステップ５１１９に進む。

以下、ステップ５１２０、およびステップ８１２２〜５
１３４の処理が行われる。

ステップＳ６２．Ｓ６３．Ｓ６４．Ｓ６５の判断がすべ
て否定であると、受光信号は基準点Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄのいずれからの反射光によるものではないこ
とになり、該受光信号は、基準点以外の反射物体からの
反射光、または他の光源からの光を受光した信号と判断
され、ノイズとして処理される。

受光信号がノイズであると判断されると、ステップＳ６
５から８６６に進み、ノイズ警告灯が一時点灯され、ノ
イズを検出したｌトの自走車１の座標、および自走車１
から見たノイズ発生源の方位角が読込まれ、その値が記
憶部２９に記憶される。

上述のフローチャートにおいて示したように、本実施例
では基準点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄのそれぞれを、しきい値Ｔｌ
の回数を超過して見失った場合には、それぞれ基準点Ａ
見失いフラグ、基準点Ｂ見失いフラグ、基準点Ｃ見失い
フラグ、および基準点り見失いフラグに“１　“がセッ
トされるように構成されている。

そして、該各基準点見失いフラグの状態が“１″の場合
は、前記切換手段３６が、第１図に示された側に切換え
られ、３カ所の基準点の位置情報、開き角、および方位
角に基いて自走車１の位置および進行方位が算出される
。

なお、第４図（その３）、（その４）および（その５）
に示された各ステップの処理は、第４図（その２）ステ
ップ８６８〜８３の処理と同様に行われるので詳細な説
明は省略する。

次に、前記基準点見失い処理および自走車１から見た基
準点の方位角θａ〜θｄ決定処理について第５図、第６
図のフローチャートを参照して説明する。

第５図は基準点り見失い処理のフローチャートである。

前記ステップＳ７０で基準点りを見失ったと判断された
ので、ステップ５１４０では、基準点りの見失い回数Ｉ
　ＬｏｓｔＤに１１”が加算される。

ステップ５１４１では、基準点Ｂ見失い回数ＩＬｏｓｔ
Ｂが“θ″か否かの判断、つまり、基準点Ｂを見失って
いるか否かの判断がなされる。基準点Ｂを見失りていな
い場合はステップ５１４３に移行し、基準点Ｂを見失っ
ていた場合は、基準点ＢおよびＤを見失っていることに
なるので、ステップ５１４２に進んで、基準点Ｂおよび
Ｄ見失い回数ＩＬｏｓｔＢＤに“１°が加算される。

ステップ５１４３では、自走車１が前回検出した基準点
りの方位角と、前々回検出した基準点りの方位角との差
（θｄｎ　−（θｄｎ−１）　）をΔθとして読込み、
前々回検出方位角θｄｎ−１を前回検出方位角θｄｎで
更新し、さらに、前回検出方位角θｄｎをθｄｎ＋Δθ
で更新する。

このような見失い処理によって、予測された範囲内に基
準点を検出できなかった場合は、検出できなかった基準
点の方位角データを前回、前々回のデータに基いて推定
更新し、該更新データに基いて自走車１の位置および方
位角を算出する。

基準点Ａ、　Ｂ、およびＣ見失い処理も、基準点り見失
い処理と同様に行われる。

なお、前記方位角の差Δθは（θｄｎ−（θｄｎ−１）
　１を算出した結果に限らず、実験によって求められた
値に基づいてあらかじめ設定された固定の値をΔθとし
て使用しても良い。

第６図は基準点Ａの方位角θａの決定処理を示すフロー
チャートである。

同図において、ステップ５１５０では、見失い回数カウ
ンタ３０の基準点Ａの見失い回数Ｉ　ＬｏｓｔＡと、基
準点Ａ、　　Ｂを連続して見失った回数を記憶する複数
見失い回数カウンタ３１の見失い回数Ｉ　ＬｏｓｔＡＢ
、基準点り、Ａを連続して見失った回数ＩＬｏｓｔＤＡ
　、基準点Ａ、ＣをＡ、Ｃの順に見失った回数ＩＬｏｓ
ｔＡＣ、および基準点Ａ、　　ＣをＣ１Ａの順に見失っ
た回数Ｉ　ＬｏｓｔＣＡとに０”をセットする。

ステップ５１５１では、θａｎ−１にθａｎを読込み、
θａｎにθＸを読込んでデータを更新する。

ステップ５１５２では、基準点Ａ見失いフラグにＯ°を
セットする。基準点Ａ見失いフラグに“Ｏ”がセットさ
れると、前記切換手段３６は第１図に示した側とは反対
の側に切換えられ、第１演算部３４による自走車１の位
置、進行方位演算が行われる。

基準点Ａの方位角θａは以上のように決定される。なお
、基準点Ｂの方位角θｂ、基準点Ｃの方位角θｃ１およ
び基準点りの方位角θｄを決定する処理は、基準点Ａの
方位角θａの決定処理と同様であるので説明は省略する
。

以上の説明のように、本実施例では、受光部３で光が検
出されると、該光が予定された基準点に配置された反射
器６からの反射光であるか否かが判別され、予定された
反射器６からの正常な反射光である場合のみに、該受光
信号に基いて自走車１の位置および進行方位が算出され
る。

そして、反射器６からの反射光が受光されずに基準点を
見失ったような場合には、前回および前々回に受光信号
を検出した方位角に基いて見失った基準点の方位角を推
定し、該推定基準点に従って、自走車１の位置および進
行方位が算出される。

但し、１カ所の基準点の連続見失い回数が予定の回数よ
りも多くなった場合には、該基準点を除く３カ所の基準
点をもとに自走車１の位置検出を行い、操向制御を継続
して行えるようにしている。

また、２カ所の基準点を連続して見失ったような場合は
、重大な障害があると推定されるので見失い回数が予定
回数を超過した時点で自走車１の走行を停止させるよう
にしている。

さらに、本実施例では３カ所の基準点を見失ったと判断
された場合には、直ちに自走車１を停止させるようにし
た。しかし、３カ所の基準点を見失ったと判断された場
合にも予定の回数を設定しておき、見失い回数が該回数
を超過してから自走車１を停止させるようにしても良い
。

このように、本実施例によれば、−時的な障害によって
基準点からの反射光が正常に検出されない場合でも、基
準点を推定することによって予定の走行コースに従い自
走車１の走行を継続させることができる。

そして、該基準点の推定の誤差が蓄積されて正確な操向
制御が行われなくなることが予想されるような基準点の
連続見失い回数に達した時、つまり、見失い回数がしき
い値Ｔ１を超えた時は、３カ所の基準点に基いて制御が
行われるので、自走車１の位置検出誤差が大きくなるお
それはない。

一方、前記障害が一時的なものでなく、かつ重大な障害
であると判断された場合、つまり、複数の基準点を繰返
し見失ったような場合には、自走車１の走行を停止させ
て、自走車１が予定されたコースから逸脱しないように
している。

本実施例では、予定の回数だけ基準点を見失った場合に
、見失い処理をおこなったり、自走車１を停止するよう
にしたが、予定の時間だけ基準点を見失った場合、ある
いは、予定の距離だけ自走車１が走行する間基準点を見
失った場合に、見失い処理を行なりたり、自走車１を停
止するようにしても良い。

また、本実施例では反射器６からの反射光が受光されず
に基準点を見失ったような場合には、前回および前々回
に受光信号を検出した方位角に基づいて見失った基準点
の方位角を推定し、該推定基準点に従って、自走車１の
位置および進行方位が算出されるように構成されている
が、方位角を推定した後、この推定した方位角は次回の
基準点の検出用のみに使用するものとして、この回の自
走車１の位置および進行方位の計算はキャンセルして、
前回のままの進行方位での走行を継続するように構成し
ても良い。

また、本実施例では、自走車１を戻り位置から作業開始
位置まで、無線操縦で誘導するようにしたが、戻り位置
で、自走車１を停止させた状態で、光ビームを走査して
、基準点の方位角の検出を行い、該方位角に基いて戻り
位置から作業開始位置までの走行コースを演算し、該コ
ースに沿って自走車１を作業開始位置まで走行させるこ
ともできる。そして、この場合には、戻り位置から作業
開始位置までの走行中にも基準点識別処理を行うように
する。

なお、本実施例は４カ所の基準点に基いて自走車１の位
置、進行方位を検出し、操向制御をするシステムに本発
明を適用した例であるが、本発明はこれに限らず、４カ
所の基準点のうち、自走車１を包囲する三角形の頂点に
位置している基準点を検出し、該３カ所の基準点の位置
情報に基いて自走車１の位置、進行方位を検出し操向制
御を行うように構成されたシステム（特願昭６３−２６
２１９１号に記載の装置）にも適用できる。

すなわち、１カ所の基準点を見失なった場合には、４カ
所の基準点のうち、自走車ｌを包囲する三角形の頂点に
位置している基準点に限らず、見失った基準点を除く３
カ所の基準点に基いて自走車１の位置、進行方位を検出
し操向制御を行うように構成することができる。

（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
ような効果が達成できる。

（１）１カ所の基準点を見失った場合には、基準点の推
定によらず、該基準点を除いた３カ所の基準点に基いて
自走車の操向制御が継続できるので、基準点の推定に基
く制御と比べて自走車の位置検出精度が向上する。

（２）複数の基準点を頬繁に見失った場合のみに自走車
が停止するようにできるので、無駄な作業中断が発生せ
ず作業効率が向上する。

（３）基準点を一時的に見失った場合には、３カ所の基
準点に基く制御によって自走車の走行が継続でき、再び
前記見失った基準点を検出した場合は４カ所の基準点に
基く制御に切換えて自走車の走行が行えるので、自走車
が多少ローリングするような悪条件の作業区域でも正確
な自走車の位置検出が行え、自走車の適用範囲が拡大で
きる。

【図面の簡単な説明】

、第１図、第２図は本発明の一実施例を示すブロック図
、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図は基準点見失い処理
のフローチャート、第６図は方位角決定処理のフローチ
ャート、第７図、第８図は自走車の進行方位と方位角お
よび開き角との関係図、第９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１０図は自走車と反射器
の配置状態を示す斜視図、第１１図は基準点の方位角説
明図である。１・・・自走車、２・・・発光器、３・・・受光器、６
・・・反射器、７・・・ロータリエンコーダ、９・・・
カウンタ、１０・・・開き角演算部、１１・・・識別処
理部、１３・・・位置・進行方位第２演算部、１４・・
・操舵部、２３・・・予定角度設定部、２４・・・識別
部、２５゜３２．３３・・・比較部、２６・・・予測方
位角演算部、２７・・・ボールカウンタ、２８・・・見
失い処理部、２９・・・ノイズ記憶部、３０・・・見失
い回数カウンタ、３１・・・数数見失い回数カウンタ、
３４・・・位置・進行方位第１演算部、３６・・・切換
手段、３７・・・対角開き角演算部代理人　弁理士　平木通人　外１名第図（その１）を茹り第図（その１）第図（その３）第図（その２）第図（その４）第図（その５）第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）自走車から離れた位置に固定された４ヵ所の基準
点からの光信号を受光して、該受光信号および前記各基
準点の位置情報に基づいて自走車の位置および進行方位
を検出する自走車の操向位置検出装置において、水平方向で回動自在に前記自走車に搭載され、前記光信
号を受光する受光手段と、該受光手段の受光間隔に基づいて自走車の進行方向に対
する前記基準点の方位角を検出する手段と、４ヵ所の基準点の、予め設定された位置情報、および該
基準点の前記方位角に基づいて自走車の位置および進行
方位を算出する第１演算手段と、前記４ヵ所の基準点の
うちの任意の３ヵ所の基準点の、予め設定された位置情
報、および該基準点の前記方位角に基づいて自走車の位
置および進行方位を算出する第２演算手段と、前記４ヵ所の基準点のうちの１ヵ所からの光信号が検出
されなかった場合に、基準点見失い信号を出力する手段
を有する識別処理部と、前記見失い信号に応答して、前記第２演算手段を選択し
、前記見失った基準点を除外した３ヵ所の基準点の位置
情報および方位角に基づいて自走車の位置および進行方
位を算出する切換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）前記識別処理部が、１ヵ所の基準点からの光信号
が連続して検出されなかった回数、および該回数のしき
い値を比較する比較手段を有していて、該回数がしきい
値を超過した時に前記見失い信号を出力することを特徴
とする請求項１記載の自走車の操向位置検出装置。
（３）前記識別処理部が、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基準
点の方位を予測する手段と、次回の走査において検出さ
れるべき基準点が前記予測方位に検出されなかった場合
に、検出されなかった基準点の方位を推定する手段とを
具備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）前記第１演算手段が、４ヵ所の基準点の方位角、
および該４ヵ所の基準点のうち対角位置に配置された２
ヵ所の基準点間の開き角、ならびに前記４ヵ所の基準点
の位置情報に基いて自走車の位置および進行方位を算出
するように構成されたことを特徴とする請求項１、２ま
たは３記載の自走車の操向位置検出装置。
（５）前記第１演算手段が、４ヵ所の基準点のうち、自
走車を包囲する三角形の頂点に位置する３ヵ所の基準点
の方位角、および自走車から見た前記各基準点間の開き
角、ならびに前記３ヵ所の基準点の位置情報に基いて自
走車の位置および進行方位を算出するように構成された
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の自走車の
操向位置検出装置。
（６）前記受光手段と共に回転自在に自走車に搭載され
た発光手段を具備し、前記光発生手段が、該発光手段か
らの照射光をその入射方向に反射する光反射手段であっ
て、前記基準点に配置されていることを特徴とする請求
項１、２、３、４または５記載の自走車の操向位置検出
装置。