走行輪独立操舵の無人車両及びその走行制御方法
【課題】目標経路及び目標方向に対してオフセットと姿勢ずれが同時に発生した場合に、スムーズですばやく安定して経路修正する。
【解決手段】
複数の走行輪が独立して操舵可能とする無人車両において、走行制御手段は、オフセット量Ｌとずれ角φとが同時に生じた際に、オフセット量Ｌをなくす方向に操舵角θを設定し、無人車両の中心１ａから操舵角θに直交するずれ角φの反対側に旋回中心Ｍを設定し、旋回中心Ｍから各走行輪の中心までを結ぶ直線ｒに直交するように各走行輪３，４，５，６の方向を設定する。
【解決手段】
複数の走行輪が独立して操舵可能とする無人車両において、走行制御手段は、オフセット量Ｌとずれ角φとが同時に生じた際に、オフセット量Ｌをなくす方向に操舵角θを設定し、無人車両の中心１ａから操舵角θに直交するずれ角φの反対側に旋回中心Ｍを設定し、旋回中心Ｍから各走行輪の中心までを結ぶ直線ｒに直交するように各走行輪３，４，５，６の方向を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の走行輪が独立して操舵可能とする無人車両において、予め設定された目標経路及び目標方向からずれが生じた際に経路修正する走行輪独立操舵の無人車両及びその走行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物流倉庫等では、効率化及び省力化を向上するため、無人車両が荷物を運搬する。無人車両は、予め設定された目標経路に沿って自動走行する。無人車両は、自己位置及び自己方向（姿勢角）を検出する検出手段と、予め設定した目標経路と自己位置及び自己方向とを比較して経路誤差を算出する誤差算出手段と、算出された経路誤差から経路修正量を算出する修正量算出手段と、目標経路情報と経路修正量とに基づいて走行制御する走行制御手段とを備える（例えば、特許文献１及び特許文献２）。そして、無人車両は、所定時間間隔ごとに自己位置及び自己方向を検出して、経路誤差に基づく経路修正をしながら自動走行する。
【０００３】
一般に、自己位置及び自己方向検出手段は、無人車両に設置したカメラからの画像と予め記憶された基準画像との比較に基づいて位置及び方向を検出する方式、無人車両から発するレーザーやＧＰＳ（Global Positioning System）等を用いて位置を検出する方式、ジャイロ等を用いて方向を検出する方式、等がある。
【０００４】
ところで、それぞれが独立に回転して、それぞれ独立に操舵可能とする走行輪を備えた走行輪独立操舵の無人車両がある。この無人車両は、複数の誘導センサによる検知信号の誤差により、地上に設けた誘導路に対する自己の位置を検知して、車両の姿勢を制御し誘導路に沿って走行する（例えば、特許文献３）。従って、車両が走行時に何らかの要因によって誘導路に対する位置ずれが生じると、その位置ずれをすばやく検知して、位置ずれが０値になるように経路修正しながら走行する。
【０００５】
無人車両が誘導路に対してオフセット（横にシフト）した場合、前方の走行輪を左（右）に操舵すると同時に、後方の走行輪も左（右）に操舵する（特許文献３、［００１２］、図３等）。また、無人車両が誘導路に対して姿勢ずれした（傾いた）場合、前方の走行輪を右（左）に操舵すると同時に、他方側の前方の走行輪も同じ角度だけ右（左）に操舵する。さらに、後方の走行輪を左（右）に操舵すると同時に、他方側の後方の走行輪も左（右）に操舵する（特許文献３、［００１１］、図２等）。
【０００６】
上記の通り、従来の走行輪独立操舵の無人車両は、オフセットした場合と姿勢ずれした場合におけるそれぞれの走行輪の制御方法は提案されているが、オフセットと姿勢ずれが同時に発生した場合に、走行輪をどのように制御するかは考えられていない。そのため、従来の無人車両では、オフセットと姿勢ずれが同時に発生した場合、どちらかを優先して経路修正の制御を行うので、不安定で修正に長時間を要する問題がある。
【特許文献１】特開昭６２−２２０００６号公報
【特許文献２】特開昭６３−６２００７号公報
【特許文献３】特開平８−１２３５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、上記問題に鑑みて、目標経路及び目標方向に対してオフセットと姿勢ずれが同時に発生した場合に、スムーズですばやく安定して経路修正することが可能な走行輪独立操舵の無人車両及びその走行制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段として、本発明に係る走行輪独立操舵の無人車両は、
複数の走行輪が独立して操舵可能とし、
自己位置及び自己方向を検出する検出手段と、予め設定された目標経路及び目標方向を記憶する経路情報記憶手段と、自己位置及び自己方向と目標経路及び目標方向とを比較してオフセット量及びずれ角を算出する誤差算出手段と、オフセット量及びずれ角に基づいて各走行輪を制御する走行制御手段とを備え、
走行制御手段は、オフセット量とずれ角とが同時に生じた際に、オフセット量をなくす方向に操舵角を設定し、操舵角に直交するずれ角の反対側に旋回中心を設定し、旋回中心から各走行輪の中心までを結ぶ直線に直交するように各走行輪の方向を設定する。
【０００９】
また、本発明に係る走行輪独立操舵の無人車両の走行制御方法は、
複数の走行輪が独立して操舵可能とし、
無人車両は、自己位置及び自己方向を検出する検出手段と、予め設定された目標経路及び目標方向を記憶する経路情報記憶手段と、自己位置及び自己方向と目標経路及び目標方向とを比較してオフセット量及びずれ角を算出する誤差算出手段と、オフセット量及びずれ角に基づいて各走行輪を制御する走行制御手段とを備え、
走行制御手段が、オフセット量とずれ角とが同時に生じた際に、オフセット量をなくす方向に操舵角を設定し、操舵角に直交するずれ角の反対側に旋回中心を設定し、旋回中心から各走行輪の中心までを結ぶ直線に直交するように各走行輪の方向を設定する。
【００１０】
好ましくは、操舵角は、オフセット量に比例して角度設定される。
【００１１】
好ましくは、操舵角は、無人車両の走行速度に応じて段階的に上限が設定される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る走行輪独立操舵の無人車両は、オフセット量とずれ角とが同時に生じた際に、オフセット量をなくす方向に操舵角を設定し、操舵角に直交するずれ角の反対側に旋回中心を設定し、旋回中心から各走行輪の中心までを結ぶ直線に直交するように各走行輪の方向を設定する。
【００１３】
これにより、無人車両は、路面不整等によって目標経路及び目標方向に対するオフセットと姿勢ずれが同時に発生した場合においても、各走行輪の方向を上記のように制御することで、姿勢ずれを修正しながらオフセット量をなくすように走行するので、スムーズですばやく安定した経路修正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る走行輪独立操舵の無人車両及びその走行制御方法を説明する。
【００１５】
図１は、無人車両の主要構成を示すブロック図である。図２は、自己位置座標及び自己方向の算出方法を説明する平面図である。図３は、無人車両が目標経路に対してオフセットのみ生じた際の制御方法を説明する平面図である。図４は、無人車両が目標方向に対して姿勢ずれのみ生じた際の制御方法を説明する平面図である。図５〜図８は、無人搬送車が目標経路及び目標方向に対してオフセットと姿勢ずれが同時に生じた際の制御方法を説明する平面図である。図９は、オフセット量とずれ角に応じた制御方法をまとめたルール図である。
【００１６】
［全体説明］
無人車両１は、自己位置及び自己方向（姿勢角）を検出する位置方向検出手段２を備える。位置方向検出手段２は、例えば、無人車両１に設置したカメラからの画像と予め記憶された基準画像との比較に基づいて自己位置及び自己方向を検出する。この自己位置及び自己方向は、例えば、基準となる所定のＸＹ座標を設定して、座標及び角度を算出して求める。なお、位置方向検出手段２は、無人車両から発するレーザーやＧＰＳ（Global Positioning System）等を用いて位置を検出する方式、ジャイロ等を用いて方向を検出する方式、等がある。
【００１７】
位置方向検出手段２は、所定検出時間単位Δｔ’（例えば、約５００ｍｓ）ごとの検出時間Ｔｎ’において、検出位置座標データ及び検出方向データを検出する。
【００１８】
無人車両１は、自己位置方位算出手段２０を備える。自己位置方位算出手段２０は、位置方向検出手段２からの検出位置座標データ及び検出方向データに基づいて、所定検出時間単位Δｔ’よりも短い制御時間単位Δｔ（例えば、２２ｍｓ）ごとの制御時間Ｔｎにおける、自己位置座標データ及び自己方向データを算出する。例えば、自己位置方位算出手段２０は、図２の通り、検出時間Ｔ１’における検出位置座標データ（Ｘ１，Ｙ１）に基づいて、その後の制御時間Ｔ１０，Ｔ１１，Ｔ１２・・・における自己位置座標データ（Ｘ１０，Ｙ１０），（Ｘ１１，Ｙ１１），（Ｘ１２，Ｙ１２）・・・を算出し、続いて、検出時間Ｔ２’における検出位置座標データ（Ｘ２，Ｙ２）に基づいて、その後の制御時間Ｔ２０，Ｔ２１，Ｔ２２・・・における自己位置座標データ（Ｘ２０，Ｙ２０），（Ｘ２１，Ｙ２１），（Ｘ２２，Ｙ２２）・・・を算出していく。後述の通り、無人車両１は、ずれ角φがないときは直線運動をし、ずれ角φがあるときは円運動を行うので、無人車両１に備えたエンコーダー等（図示略）で制御時間単位Δｔごとに進んだ距離を計測して、公知の算術法を用いて、自己位置座標データ及び自己方向データを求めることができる。
【００１９】
高速走行等の際に、時間間隔の短い上記の制御時間単位Δｔごとに制御を行うことにより、所定検出時間単位Δｔ’よりもきめ細かくスムーズに制御できる。また、位置方向検出手段２が、画像マッチングに失敗する等により、所定検出時間単位Δｔ’ごとに座標データ等を取得できない場合があるので、自己位置方位算出手段２０による自己位置座標データ等を取得することにより、検出時間単位Δｔ’ごとの座標データ等を補間して、自己位置を見失わずに制御できる。
【００２０】
無人車両１は、経路情報記憶手段１０を備える。経路情報記憶手段１０は、無人車両１が走行する予め設定された目標となる目標経路及び目標方向（姿勢角）を記憶する。即ち、経路情報記憶手段１０は、複数の制御時間又は複数の所定位置における目標経路上の目標経路座標データ及び目標方向角度データが記憶される。
【００２１】
無人車両１は、誤差算出手段１１を備える。誤差算出手段１１は、例えば、所定制御時間単位Δｔごとの制御時間Ｔｎにおいて、自己位置方向算出手段２０から自己位置座標データ及び自己方向データが入力されると共に、経路情報記憶手段１０から目標経路座標データ及び目標方向データが入力される。そして、誤差算出手段１１は、自己位置座標データ及び自己方向データと、目標経路座標データ及び目標方向データとを比較して、目標経路に対する直角方向のオフセット量Ｌ（横ずれ量）及び目標方向に対するずれ角φ（姿勢ずれ角）を算出する。
【００２２】
無人車両１は、走行制御手段１２を備える。走行制御手段１２は、誤差算出手段１１からオフセット量Ｌ及びずれ角φが入力され、後述する制御方法１〜３に基づいて、無人車両１の各走行輪３，４，５，６をそれぞれ操舵する。なお、無人車両１を操舵する各走行輪３，４，５，６は、それぞれが独立に回転して、それぞれが独立に操舵可能となっている。
【００２３】
［制御方法１］
先ず、図３に基づいて、無人車両が目標経路に対してオフセットのみ生じた際の制御方法を説明する。本実施形態では、以下の制御方法２及び３においても、Ｙ軸が、目標経路Ｓ及び目標方向Ｓｕとなっている。なお、目標経路Ｓ及び目標方向Ｓｕは、直線に限らず曲線に設定することができる。自己位置方向算出手段２０が、制御時間Ｔｎにおける車両中心１ａの自己位置座標（Ｘｖ，Ｙｖ）を検出する。そして、誤差算出手段１１が、自己位置座標（Ｘｖ，Ｙｖ）と、経路情報記憶手段１０からの制御時間Ｔｎにおける目標経路Ｓ（Ｙ軸）とを比較して、目標経路Ｓに対する直角方向のオフセット量Ｌ（＝Ｘｖ−０）を算出する。
【００２４】
自己位置方向算出手段２０が、制御時間Ｔｎにおける自己方向ψを検出する。そして、誤差算出手段１１が、自己方向ψと、経路情報記憶手段１０からの制御時間Ｔｎにおける目標方向Ｓｕとを比較して、目標方向Ｓｕ（Ｙ軸方向）に対するずれ角φを算出する。この例では、オフセット（横ずれ）のみ生じているので、自己方向ψは目標方向Ｓｕと一致しており、ずれ角φ＝０となる。
【００２５】
そして、走行制御手段１２は、オフセット量Ｌ≠０，ずれ角φ＝０と判定した際、オフセット量Ｌに基づいて、無人車両１の操舵角θを設定する。なお、操舵角θは、オフセット量Ｌがなくなる（減少する）方向に設定され、目標方向Ｓｕ（Ｙ軸方向）に対して時計回り方向を「＋」とし、反時計回り方向を「−」と設定される（図９）。
【００２６】
操舵角θは、すばやく経路修正するために、オフセット量Ｌの比例関数として、次の（１）式のように設定される。
・θ＝−０．０１・θｍａｘ・Ｘｖ ・・・（１）
（但し、安定した経路修正を行うため、Ｘｖが１００ｍｍ以上のときＸｖ＝１００ｍｍとする上限を設定する。）
さらに、無人車両１は、高速走行時に大きく操舵するとふらつきが大きくなるので、次の表１のように、走行速度に応じた段階的な定数θｍａｘを設定する。これにより、操舵角θは、走行速度に応じて上限θｍａｘまでに設定される。
【００２７】
【表１】
【００２８】
従って、オフセット量Ｌが「＋」（Ｘｖ＞０）のとき、操舵角θは「−」（θ＜０）に設定され、オフセット量Ｌが「−」（Ｘｖ＜０）のとき、操舵角θは「＋」（θ＞０）に設定される（図９）。
【００２９】
そして、走行制御手段１２は、各走行輪３，４，５，６が操舵角θに向くように制御する。これにより、無人車両１は、自己方向ψはそのままで姿勢変更することなく、目標経路Ｓ（Ｙ軸）へ向けて移動して自己位置が経路修正される。
【００３０】
［制御方法２］
図４に基づいて、無人車両が目標方向に対して姿勢ずれのみ生じた際の制御方法を説明する。自己位置方向算出手段２０は、制御時間Ｔｎにおける車両中心１ａの自己位置座標（Ｘｖ，Ｙｖ）を検出する。そして、誤差算出手段１１が、自己位置座標（Ｘｖ，Ｙｖ）と、経路情報記憶手段１０からの制御時間Ｔｎにおける目標経路Ｓ（Ｙ軸）と比較して、目標経路Ｓに対する直角方向のオフセット量Ｌを算出する。この場合では、姿勢ずれ（傾き）のみ生じているから、車両中心１ａが目標経路Ｓ（Ｙ軸）上にあってオフセット量Ｌ＝０となる。
【００３１】
自己位置方向算出手段２０が、制御時間Ｔｎにおける自己方向ψを検出する。そして、誤差算出手段１１が、自己方向ψと、経路情報記憶手段１０からの制御時間Ｔｎにおける目標方向Ｓｕと比較して、目標方向Ｓｕ（Ｙ軸方向）に対するずれ角φを算出する。
【００３２】
走行制御手段１２は、オフセット量＝０，ずれ角φ≠０と判定した際、車両中心１ａから目標方向Ｓｕに直交するずれ角φの反対側に旋回中心Ｍを設定する。即ち、ずれ角φが「＋」（時計回り方向）のとき、旋回中心ＭのＸ座標は「−」側に設定され、ずれ角φが「−」（反時計回り方向）のとき、旋回中心ＭのＸ座標は「＋」側に設定される。そして、旋回中心Ｍは、車両中心１ａから所定の旋回半径Ｒだけ離れた座標に設定される（図９）。
【００３３】
走行制御手段１２は、旋回中心Ｍから各走行輪３，４，５，６の中心までを結ぶ直線ｒに直交するように各走行輪３，４，５，６の方向を設定する。これにより、無人車両１は、旋回中心Ｍを中心として、ずれ角φがなくなる（減少する）方向へ向けて円移動する。
【００３４】
［制御方法３］
図５〜図８に基づいて、無人搬送車が目標経路に対してオフセットと姿勢ずれが同時に生じた際の制御方法を説明する。自己位置方向算出手段２０が、制御時間Ｔｎにおける自己位置座標（Ｘｖ，Ｙｖ）及び自己方向ψを検出して、走行制御手段１２が、オフセット量≠０，ずれ角φ≠０と判定した際に、下記の制御方法を行う。
【００３５】
［オフセット量Ｌ＞０，ずれ角φ＞０］
図５に基づいて、オフセット量Ｌ＞０，ずれ角φ＞０のときの制御方法を説明する。走行制御手段１２は、上記（１）式に基づいて、操舵角θを設定する。オフセット量Ｌ＞０なので、操舵角θは「−」（反時計回り方向）に設定される（図９）。
【００３６】
さらに、走行制御手段１２は、車両中心１ａから操舵角θに直交するずれ角φの反対側に旋回中心Ｍを設定する。ずれ角φが「＋」（時計回り方向）なので、旋回中心ＭのＸ座標は「−」側に設定される。そして、旋回中心Ｍは、車両中心１ａから所定の旋回半径Ｒだけ離れた座標に設定される（図９）。
【００３７】
従って、旋回中心Ｍの座標（Ｘｃ，Ｙｃ）は、次の（２）式及び（３）式により算出される。なお、旋回半径Ｒの距離をＲとする。
・Ｘｃ＝Ｘｖ−Ｒ・ｃｏｓθ ・・・（２）
（なお、下記ずれ角φ＜０のときは、（２）式は、Ｘｃ＝Ｘｖ＋Ｒ・ｃｏｓθとする。）
・Ｙｃ＝Ｙｖ＋Ｒ・ｓｉｎθ ・・・（３）
（なお、下記ずれ角φ＜０のときは、（３）式は、Ｙｃ＝Ｙｖ−Ｒ・ｓｉｎθとする。）
【００３８】
走行制御手段１２は、旋回中心Ｍから各走行輪３，４，５，６の中心までを結ぶ直線ｒに直交するように各走行輪３，４，５，６の方向を設定する。これにより、無人車両１は、旋回中心Ｍを中心として、ずれ角φがなくなる（減少する）方向へ向けて移動すると共に、目標経路Ｓ（Ｙ軸）へ向けて移動して自己位置及び自己方向が経路修正される。
【００３９】
［オフセット量Ｌ＞０，ずれ角φ＜０］
図６に基づいて、オフセット量Ｌ＞０，ずれ角φ＜０のときの制御方法を説明する。走行制御手段１２は、上記（１）式に基づいて、操舵角θを設定する。オフセット量Ｌ＞０なので、操舵角θは「−」（反時計回り方向）に設定される（図９）。
【００４０】
さらに、走行制御手段１２は、車両中心１ａから操舵角θに直交するずれ角φの反対側に旋回中心Ｍを設定する。ずれ角φが「−」（反時計回り方向）なので、旋回中心ＭのＸ座標は「＋」側に設定される。そして、旋回中心Ｍは、上記（２）式及び（３）式に基づいて、車両中心１ａから所定の旋回半径Ｒだけ離れた座標（Ｘｃ，Ｙｃ）に設定される（図９）。
【００４１】
走行制御手段１２は、旋回中心Ｍから各走行輪３，４，５，６の中心までを結ぶ直線ｒに直交するように各走行輪３，４，５，６の方向を設定する。これにより、無人車両１は、旋回中心Ｍを中心として、ずれ角φがなくなる（減少する）方向へ向けて移動すると共に、目標経路Ｓ（Ｙ軸）へ向けて移動する。
【００４２】
［オフセット量Ｌ＜０，ずれ角φ＞０］
図７に基づいて、オフセット量Ｌ＜０，ずれ角φ＞０のときの制御方法を説明する。走行制御手段１２は、上記（１）式に基づいて、操舵角θを設定する。オフセット量Ｌ＜０なので、操舵角θは「＋」（時計回り方向）に設定される（図９）。
【００４３】
さらに、走行制御手段１２は、車両中心１ａから操舵角θに直交するずれ角φの反対側に旋回中心Ｍを設定する。ずれ角φが「＋」（時計回り方向）なので、旋回中心ＭのＸ座標は「−」側に設定される。そして、旋回中心Ｍは、上記（２）式及び（３）式に基づいて、車両中心１ａから所定の旋回半径Ｒだけ離れた座標（Ｘｃ，Ｙｃ）に設定される（図９）。
【００４４】
走行制御手段１２は、旋回中心Ｍから各走行輪３，４，５，６の中心までを結ぶ直線ｒに直交するように各走行輪３，４，５，６の方向を設定する。これにより、無人車両１は、旋回中心Ｍを中心として、ずれ角φがなくなる（減少する）方向へ向けて移動すると共に、目標経路Ｓ（Ｙ軸）へ向けて移動する。
【００４５】
［オフセット量Ｌ＜０，ずれ角φ＜０］
図８に基づいて、オフセット量Ｌ＜０，ずれ角φ＜０のときの制御方法を説明する。走行制御手段１２は、上記（１）式に基づいて、操舵角θを設定する。オフセット量Ｌ＜０なので、操舵角θは「＋」（反時計回り方向）に設定される（図９）。
【００４６】
さらに、走行制御手段１２は、車両中心１ａから操舵角θに直交するずれ角φの反対側に旋回中心Ｍを設定する。ずれ角φが「−」（反時計回り方向）なので、旋回中心ＭのＸ座標は「＋」側に設定される。そして、旋回中心Ｍは、上記（２）式及び（３）式に基づいて、車両中心１ａから所定の旋回半径Ｒだけ離れた座標（Ｘｃ，Ｙｃ）に設定される（図９）。
【００４７】
走行制御手段１２は、旋回中心Ｍから各走行輪３，４，５，６の中心までを結ぶ直線ｒに直交するように各走行輪３，４，５，６の方向を設定する。これにより、無人車両１は、旋回中心Ｍを中心として、ずれ角φがなくなる（減少する）方向へ向けて移動すると共に、目標経路Ｓ（Ｙ軸）へ向けて移動する。
【００４８】
［繰り返し制御］
上記の通り、走行制御手段１２は、オフセット量Ｌ及びずれ角φに応じて、制御方法１〜３のいずれかを実行する（図９）。そして、所定制御時間単位Δｔごとの制御時間Ｔｎ，Ｔｎ＋１，Ｔｎ＋２・・・において、制御方法１〜３のいずれかの選択・実行を繰り返し行うことにより経路修正する。本発明では、制御方法３に基づき、目標経路に対してオフセットと姿勢ずれが同時に発生した場合においても、姿勢ずれを修正しながらオフセット量をなくすことができるので、スムーズですばやく安定して経路修正できるように走行する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】無人車両の主要構成を示すブロック図である。
【図２】自己位置座標及び自己方向の算出方法を説明する平面図である。
【図３】無人車両が目標経路に対してオフセットのみ生じた際の制御方法を説明する平面図である。
【図４】無人車両が目標方向に対して姿勢ずれのみ生じた際の制御方法を説明する平面図である。
【図５】無人搬送車が目標経路及び目標方向に対してオフセットと姿勢ずれが同時に生じた際の制御方法を説明する平面図である。
【図６】無人搬送車が目標経路及び目標方向に対してオフセットと姿勢ずれが同時に生じた際の別の制御方法を説明する平面図である。
【図７】無人搬送車が目標経路及び目標方向に対してオフセットと姿勢ずれが同時に生じた際の別の制御方法を説明する平面図である。
【図８】無人搬送車が目標経路及び目標方向に対してオフセットと姿勢ずれが同時に生じた際の別の制御方法を説明する平面図である。
【図９】オフセット量とずれ角に応じた制御方法をまとめたルール図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 無人車両
２ 位置方向検出手段
２０ 自己位置方向算出手段
３，４，５，６ 走行輪
１０ 経路情報記憶手段
１１ 誤差算出手段
１２ 走行制御手段
１ａ 車両中心
Ｘｖ，Ｙｖ 自己位置
ψ 自己方向
Ｓ 目標経路
Ｓｕ 目標方向
Ｌ オフセット量
φ ずれ角
θ 操舵角
Ｍ 旋回中心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の走行輪が独立して操舵可能とする無人車両において、予め設定された目標経路及び目標方向からずれが生じた際に経路修正する走行輪独立操舵の無人車両及びその走行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物流倉庫等では、効率化及び省力化を向上するため、無人車両が荷物を運搬する。無人車両は、予め設定された目標経路に沿って自動走行する。無人車両は、自己位置及び自己方向（姿勢角）を検出する検出手段と、予め設定した目標経路と自己位置及び自己方向とを比較して経路誤差を算出する誤差算出手段と、算出された経路誤差から経路修正量を算出する修正量算出手段と、目標経路情報と経路修正量とに基づいて走行制御する走行制御手段とを備える（例えば、特許文献１及び特許文献２）。そして、無人車両は、所定時間間隔ごとに自己位置及び自己方向を検出して、経路誤差に基づく経路修正をしながら自動走行する。
【０００３】
一般に、自己位置及び自己方向検出手段は、無人車両に設置したカメラからの画像と予め記憶された基準画像との比較に基づいて位置及び方向を検出する方式、無人車両から発するレーザーやＧＰＳ（Global Positioning System）等を用いて位置を検出する方式、ジャイロ等を用いて方向を検出する方式、等がある。
【０００４】
ところで、それぞれが独立に回転して、それぞれ独立に操舵可能とする走行輪を備えた走行輪独立操舵の無人車両がある。この無人車両は、複数の誘導センサによる検知信号の誤差により、地上に設けた誘導路に対する自己の位置を検知して、車両の姿勢を制御し誘導路に沿って走行する（例えば、特許文献３）。従って、車両が走行時に何らかの要因によって誘導路に対する位置ずれが生じると、その位置ずれをすばやく検知して、位置ずれが０値になるように経路修正しながら走行する。
【０００５】
無人車両が誘導路に対してオフセット（横にシフト）した場合、前方の走行輪を左（右）に操舵すると同時に、後方の走行輪も左（右）に操舵する（特許文献３、［００１２］、図３等）。また、無人車両が誘導路に対して姿勢ずれした（傾いた）場合、前方の走行輪を右（左）に操舵すると同時に、他方側の前方の走行輪も同じ角度だけ右（左）に操舵する。さらに、後方の走行輪を左（右）に操舵すると同時に、他方側の後方の走行輪も左（右）に操舵する（特許文献３、［００１１］、図２等）。
【０００６】
上記の通り、従来の走行輪独立操舵の無人車両は、オフセットした場合と姿勢ずれした場合におけるそれぞれの走行輪の制御方法は提案されているが、オフセットと姿勢ずれが同時に発生した場合に、走行輪をどのように制御するかは考えられていない。そのため、従来の無人車両では、オフセットと姿勢ずれが同時に発生した場合、どちらかを優先して経路修正の制御を行うので、不安定で修正に長時間を要する問題がある。
【特許文献１】特開昭６２−２２０００６号公報
【特許文献２】特開昭６３−６２００７号公報
【特許文献３】特開平８−１２３５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、上記問題に鑑みて、目標経路及び目標方向に対してオフセットと姿勢ずれが同時に発生した場合に、スムーズですばやく安定して経路修正することが可能な走行輪独立操舵の無人車両及びその走行制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段として、本発明に係る走行輪独立操舵の無人車両は、
複数の走行輪が独立して操舵可能とし、
自己位置及び自己方向を検出する検出手段と、予め設定された目標経路及び目標方向を記憶する経路情報記憶手段と、自己位置及び自己方向と目標経路及び目標方向とを比較してオフセット量及びずれ角を算出する誤差算出手段と、オフセット量及びずれ角に基づいて各走行輪を制御する走行制御手段とを備え、
走行制御手段は、オフセット量とずれ角とが同時に生じた際に、オフセット量をなくす方向に操舵角を設定し、操舵角に直交するずれ角の反対側に旋回中心を設定し、旋回中心から各走行輪の中心までを結ぶ直線に直交するように各走行輪の方向を設定する。
【０００９】
また、本発明に係る走行輪独立操舵の無人車両の走行制御方法は、
複数の走行輪が独立して操舵可能とし、
無人車両は、自己位置及び自己方向を検出する検出手段と、予め設定された目標経路及び目標方向を記憶する経路情報記憶手段と、自己位置及び自己方向と目標経路及び目標方向とを比較してオフセット量及びずれ角を算出する誤差算出手段と、オフセット量及びずれ角に基づいて各走行輪を制御する走行制御手段とを備え、
走行制御手段が、オフセット量とずれ角とが同時に生じた際に、オフセット量をなくす方向に操舵角を設定し、操舵角に直交するずれ角の反対側に旋回中心を設定し、旋回中心から各走行輪の中心までを結ぶ直線に直交するように各走行輪の方向を設定する。
【００１０】
好ましくは、操舵角は、オフセット量に比例して角度設定される。
【００１１】
好ましくは、操舵角は、無人車両の走行速度に応じて段階的に上限が設定される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る走行輪独立操舵の無人車両は、オフセット量とずれ角とが同時に生じた際に、オフセット量をなくす方向に操舵角を設定し、操舵角に直交するずれ角の反対側に旋回中心を設定し、旋回中心から各走行輪の中心までを結ぶ直線に直交するように各走行輪の方向を設定する。
【００１３】
これにより、無人車両は、路面不整等によって目標経路及び目標方向に対するオフセットと姿勢ずれが同時に発生した場合においても、各走行輪の方向を上記のように制御することで、姿勢ずれを修正しながらオフセット量をなくすように走行するので、スムーズですばやく安定した経路修正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る走行輪独立操舵の無人車両及びその走行制御方法を説明する。
【００１５】
図１は、無人車両の主要構成を示すブロック図である。図２は、自己位置座標及び自己方向の算出方法を説明する平面図である。図３は、無人車両が目標経路に対してオフセットのみ生じた際の制御方法を説明する平面図である。図４は、無人車両が目標方向に対して姿勢ずれのみ生じた際の制御方法を説明する平面図である。図５〜図８は、無人搬送車が目標経路及び目標方向に対してオフセットと姿勢ずれが同時に生じた際の制御方法を説明する平面図である。図９は、オフセット量とずれ角に応じた制御方法をまとめたルール図である。
【００１６】
［全体説明］
無人車両１は、自己位置及び自己方向（姿勢角）を検出する位置方向検出手段２を備える。位置方向検出手段２は、例えば、無人車両１に設置したカメラからの画像と予め記憶された基準画像との比較に基づいて自己位置及び自己方向を検出する。この自己位置及び自己方向は、例えば、基準となる所定のＸＹ座標を設定して、座標及び角度を算出して求める。なお、位置方向検出手段２は、無人車両から発するレーザーやＧＰＳ（Global Positioning System）等を用いて位置を検出する方式、ジャイロ等を用いて方向を検出する方式、等がある。
【００１７】
位置方向検出手段２は、所定検出時間単位Δｔ’（例えば、約５００ｍｓ）ごとの検出時間Ｔｎ’において、検出位置座標データ及び検出方向データを検出する。
【００１８】
無人車両１は、自己位置方位算出手段２０を備える。自己位置方位算出手段２０は、位置方向検出手段２からの検出位置座標データ及び検出方向データに基づいて、所定検出時間単位Δｔ’よりも短い制御時間単位Δｔ（例えば、２２ｍｓ）ごとの制御時間Ｔｎにおける、自己位置座標データ及び自己方向データを算出する。例えば、自己位置方位算出手段２０は、図２の通り、検出時間Ｔ１’における検出位置座標データ（Ｘ１，Ｙ１）に基づいて、その後の制御時間Ｔ１０，Ｔ１１，Ｔ１２・・・における自己位置座標データ（Ｘ１０，Ｙ１０），（Ｘ１１，Ｙ１１），（Ｘ１２，Ｙ１２）・・・を算出し、続いて、検出時間Ｔ２’における検出位置座標データ（Ｘ２，Ｙ２）に基づいて、その後の制御時間Ｔ２０，Ｔ２１，Ｔ２２・・・における自己位置座標データ（Ｘ２０，Ｙ２０），（Ｘ２１，Ｙ２１），（Ｘ２２，Ｙ２２）・・・を算出していく。後述の通り、無人車両１は、ずれ角φがないときは直線運動をし、ずれ角φがあるときは円運動を行うので、無人車両１に備えたエンコーダー等（図示略）で制御時間単位Δｔごとに進んだ距離を計測して、公知の算術法を用いて、自己位置座標データ及び自己方向データを求めることができる。
【００１９】
高速走行等の際に、時間間隔の短い上記の制御時間単位Δｔごとに制御を行うことにより、所定検出時間単位Δｔ’よりもきめ細かくスムーズに制御できる。また、位置方向検出手段２が、画像マッチングに失敗する等により、所定検出時間単位Δｔ’ごとに座標データ等を取得できない場合があるので、自己位置方位算出手段２０による自己位置座標データ等を取得することにより、検出時間単位Δｔ’ごとの座標データ等を補間して、自己位置を見失わずに制御できる。
【００２０】
無人車両１は、経路情報記憶手段１０を備える。経路情報記憶手段１０は、無人車両１が走行する予め設定された目標となる目標経路及び目標方向（姿勢角）を記憶する。即ち、経路情報記憶手段１０は、複数の制御時間又は複数の所定位置における目標経路上の目標経路座標データ及び目標方向角度データが記憶される。
【００２１】
無人車両１は、誤差算出手段１１を備える。誤差算出手段１１は、例えば、所定制御時間単位Δｔごとの制御時間Ｔｎにおいて、自己位置方向算出手段２０から自己位置座標データ及び自己方向データが入力されると共に、経路情報記憶手段１０から目標経路座標データ及び目標方向データが入力される。そして、誤差算出手段１１は、自己位置座標データ及び自己方向データと、目標経路座標データ及び目標方向データとを比較して、目標経路に対する直角方向のオフセット量Ｌ（横ずれ量）及び目標方向に対するずれ角φ（姿勢ずれ角）を算出する。
【００２２】
無人車両１は、走行制御手段１２を備える。走行制御手段１２は、誤差算出手段１１からオフセット量Ｌ及びずれ角φが入力され、後述する制御方法１〜３に基づいて、無人車両１の各走行輪３，４，５，６をそれぞれ操舵する。なお、無人車両１を操舵する各走行輪３，４，５，６は、それぞれが独立に回転して、それぞれが独立に操舵可能となっている。
【００２３】
［制御方法１］
先ず、図３に基づいて、無人車両が目標経路に対してオフセットのみ生じた際の制御方法を説明する。本実施形態では、以下の制御方法２及び３においても、Ｙ軸が、目標経路Ｓ及び目標方向Ｓｕとなっている。なお、目標経路Ｓ及び目標方向Ｓｕは、直線に限らず曲線に設定することができる。自己位置方向算出手段２０が、制御時間Ｔｎにおける車両中心１ａの自己位置座標（Ｘｖ，Ｙｖ）を検出する。そして、誤差算出手段１１が、自己位置座標（Ｘｖ，Ｙｖ）と、経路情報記憶手段１０からの制御時間Ｔｎにおける目標経路Ｓ（Ｙ軸）とを比較して、目標経路Ｓに対する直角方向のオフセット量Ｌ（＝Ｘｖ−０）を算出する。
【００２４】
自己位置方向算出手段２０が、制御時間Ｔｎにおける自己方向ψを検出する。そして、誤差算出手段１１が、自己方向ψと、経路情報記憶手段１０からの制御時間Ｔｎにおける目標方向Ｓｕとを比較して、目標方向Ｓｕ（Ｙ軸方向）に対するずれ角φを算出する。この例では、オフセット（横ずれ）のみ生じているので、自己方向ψは目標方向Ｓｕと一致しており、ずれ角φ＝０となる。
【００２５】
そして、走行制御手段１２は、オフセット量Ｌ≠０，ずれ角φ＝０と判定した際、オフセット量Ｌに基づいて、無人車両１の操舵角θを設定する。なお、操舵角θは、オフセット量Ｌがなくなる（減少する）方向に設定され、目標方向Ｓｕ（Ｙ軸方向）に対して時計回り方向を「＋」とし、反時計回り方向を「−」と設定される（図９）。
【００２６】
操舵角θは、すばやく経路修正するために、オフセット量Ｌの比例関数として、次の（１）式のように設定される。
・θ＝−０．０１・θｍａｘ・Ｘｖ ・・・（１）
（但し、安定した経路修正を行うため、Ｘｖが１００ｍｍ以上のときＸｖ＝１００ｍｍとする上限を設定する。）
さらに、無人車両１は、高速走行時に大きく操舵するとふらつきが大きくなるので、次の表１のように、走行速度に応じた段階的な定数θｍａｘを設定する。これにより、操舵角θは、走行速度に応じて上限θｍａｘまでに設定される。
【００２７】
【表１】
【００２８】
従って、オフセット量Ｌが「＋」（Ｘｖ＞０）のとき、操舵角θは「−」（θ＜０）に設定され、オフセット量Ｌが「−」（Ｘｖ＜０）のとき、操舵角θは「＋」（θ＞０）に設定される（図９）。
【００２９】
そして、走行制御手段１２は、各走行輪３，４，５，６が操舵角θに向くように制御する。これにより、無人車両１は、自己方向ψはそのままで姿勢変更することなく、目標経路Ｓ（Ｙ軸）へ向けて移動して自己位置が経路修正される。
【００３０】
［制御方法２］
図４に基づいて、無人車両が目標方向に対して姿勢ずれのみ生じた際の制御方法を説明する。自己位置方向算出手段２０は、制御時間Ｔｎにおける車両中心１ａの自己位置座標（Ｘｖ，Ｙｖ）を検出する。そして、誤差算出手段１１が、自己位置座標（Ｘｖ，Ｙｖ）と、経路情報記憶手段１０からの制御時間Ｔｎにおける目標経路Ｓ（Ｙ軸）と比較して、目標経路Ｓに対する直角方向のオフセット量Ｌを算出する。この場合では、姿勢ずれ（傾き）のみ生じているから、車両中心１ａが目標経路Ｓ（Ｙ軸）上にあってオフセット量Ｌ＝０となる。
【００３１】
自己位置方向算出手段２０が、制御時間Ｔｎにおける自己方向ψを検出する。そして、誤差算出手段１１が、自己方向ψと、経路情報記憶手段１０からの制御時間Ｔｎにおける目標方向Ｓｕと比較して、目標方向Ｓｕ（Ｙ軸方向）に対するずれ角φを算出する。
【００３２】
走行制御手段１２は、オフセット量＝０，ずれ角φ≠０と判定した際、車両中心１ａから目標方向Ｓｕに直交するずれ角φの反対側に旋回中心Ｍを設定する。即ち、ずれ角φが「＋」（時計回り方向）のとき、旋回中心ＭのＸ座標は「−」側に設定され、ずれ角φが「−」（反時計回り方向）のとき、旋回中心ＭのＸ座標は「＋」側に設定される。そして、旋回中心Ｍは、車両中心１ａから所定の旋回半径Ｒだけ離れた座標に設定される（図９）。
【００３３】
走行制御手段１２は、旋回中心Ｍから各走行輪３，４，５，６の中心までを結ぶ直線ｒに直交するように各走行輪３，４，５，６の方向を設定する。これにより、無人車両１は、旋回中心Ｍを中心として、ずれ角φがなくなる（減少する）方向へ向けて円移動する。
【００３４】
［制御方法３］
図５〜図８に基づいて、無人搬送車が目標経路に対してオフセットと姿勢ずれが同時に生じた際の制御方法を説明する。自己位置方向算出手段２０が、制御時間Ｔｎにおける自己位置座標（Ｘｖ，Ｙｖ）及び自己方向ψを検出して、走行制御手段１２が、オフセット量≠０，ずれ角φ≠０と判定した際に、下記の制御方法を行う。
【００３５】
［オフセット量Ｌ＞０，ずれ角φ＞０］
図５に基づいて、オフセット量Ｌ＞０，ずれ角φ＞０のときの制御方法を説明する。走行制御手段１２は、上記（１）式に基づいて、操舵角θを設定する。オフセット量Ｌ＞０なので、操舵角θは「−」（反時計回り方向）に設定される（図９）。
【００３６】
さらに、走行制御手段１２は、車両中心１ａから操舵角θに直交するずれ角φの反対側に旋回中心Ｍを設定する。ずれ角φが「＋」（時計回り方向）なので、旋回中心ＭのＸ座標は「−」側に設定される。そして、旋回中心Ｍは、車両中心１ａから所定の旋回半径Ｒだけ離れた座標に設定される（図９）。
【００３７】
従って、旋回中心Ｍの座標（Ｘｃ，Ｙｃ）は、次の（２）式及び（３）式により算出される。なお、旋回半径Ｒの距離をＲとする。
・Ｘｃ＝Ｘｖ−Ｒ・ｃｏｓθ ・・・（２）
（なお、下記ずれ角φ＜０のときは、（２）式は、Ｘｃ＝Ｘｖ＋Ｒ・ｃｏｓθとする。）
・Ｙｃ＝Ｙｖ＋Ｒ・ｓｉｎθ ・・・（３）
（なお、下記ずれ角φ＜０のときは、（３）式は、Ｙｃ＝Ｙｖ−Ｒ・ｓｉｎθとする。）
【００３８】
走行制御手段１２は、旋回中心Ｍから各走行輪３，４，５，６の中心までを結ぶ直線ｒに直交するように各走行輪３，４，５，６の方向を設定する。これにより、無人車両１は、旋回中心Ｍを中心として、ずれ角φがなくなる（減少する）方向へ向けて移動すると共に、目標経路Ｓ（Ｙ軸）へ向けて移動して自己位置及び自己方向が経路修正される。
【００３９】
［オフセット量Ｌ＞０，ずれ角φ＜０］
図６に基づいて、オフセット量Ｌ＞０，ずれ角φ＜０のときの制御方法を説明する。走行制御手段１２は、上記（１）式に基づいて、操舵角θを設定する。オフセット量Ｌ＞０なので、操舵角θは「−」（反時計回り方向）に設定される（図９）。
【００４０】
さらに、走行制御手段１２は、車両中心１ａから操舵角θに直交するずれ角φの反対側に旋回中心Ｍを設定する。ずれ角φが「−」（反時計回り方向）なので、旋回中心ＭのＸ座標は「＋」側に設定される。そして、旋回中心Ｍは、上記（２）式及び（３）式に基づいて、車両中心１ａから所定の旋回半径Ｒだけ離れた座標（Ｘｃ，Ｙｃ）に設定される（図９）。
【００４１】
走行制御手段１２は、旋回中心Ｍから各走行輪３，４，５，６の中心までを結ぶ直線ｒに直交するように各走行輪３，４，５，６の方向を設定する。これにより、無人車両１は、旋回中心Ｍを中心として、ずれ角φがなくなる（減少する）方向へ向けて移動すると共に、目標経路Ｓ（Ｙ軸）へ向けて移動する。
【００４２】
［オフセット量Ｌ＜０，ずれ角φ＞０］
図７に基づいて、オフセット量Ｌ＜０，ずれ角φ＞０のときの制御方法を説明する。走行制御手段１２は、上記（１）式に基づいて、操舵角θを設定する。オフセット量Ｌ＜０なので、操舵角θは「＋」（時計回り方向）に設定される（図９）。
【００４３】
さらに、走行制御手段１２は、車両中心１ａから操舵角θに直交するずれ角φの反対側に旋回中心Ｍを設定する。ずれ角φが「＋」（時計回り方向）なので、旋回中心ＭのＸ座標は「−」側に設定される。そして、旋回中心Ｍは、上記（２）式及び（３）式に基づいて、車両中心１ａから所定の旋回半径Ｒだけ離れた座標（Ｘｃ，Ｙｃ）に設定される（図９）。
【００４４】
走行制御手段１２は、旋回中心Ｍから各走行輪３，４，５，６の中心までを結ぶ直線ｒに直交するように各走行輪３，４，５，６の方向を設定する。これにより、無人車両１は、旋回中心Ｍを中心として、ずれ角φがなくなる（減少する）方向へ向けて移動すると共に、目標経路Ｓ（Ｙ軸）へ向けて移動する。
【００４５】
［オフセット量Ｌ＜０，ずれ角φ＜０］
図８に基づいて、オフセット量Ｌ＜０，ずれ角φ＜０のときの制御方法を説明する。走行制御手段１２は、上記（１）式に基づいて、操舵角θを設定する。オフセット量Ｌ＜０なので、操舵角θは「＋」（反時計回り方向）に設定される（図９）。
【００４６】
さらに、走行制御手段１２は、車両中心１ａから操舵角θに直交するずれ角φの反対側に旋回中心Ｍを設定する。ずれ角φが「−」（反時計回り方向）なので、旋回中心ＭのＸ座標は「＋」側に設定される。そして、旋回中心Ｍは、上記（２）式及び（３）式に基づいて、車両中心１ａから所定の旋回半径Ｒだけ離れた座標（Ｘｃ，Ｙｃ）に設定される（図９）。
【００４７】
走行制御手段１２は、旋回中心Ｍから各走行輪３，４，５，６の中心までを結ぶ直線ｒに直交するように各走行輪３，４，５，６の方向を設定する。これにより、無人車両１は、旋回中心Ｍを中心として、ずれ角φがなくなる（減少する）方向へ向けて移動すると共に、目標経路Ｓ（Ｙ軸）へ向けて移動する。
【００４８】
［繰り返し制御］
上記の通り、走行制御手段１２は、オフセット量Ｌ及びずれ角φに応じて、制御方法１〜３のいずれかを実行する（図９）。そして、所定制御時間単位Δｔごとの制御時間Ｔｎ，Ｔｎ＋１，Ｔｎ＋２・・・において、制御方法１〜３のいずれかの選択・実行を繰り返し行うことにより経路修正する。本発明では、制御方法３に基づき、目標経路に対してオフセットと姿勢ずれが同時に発生した場合においても、姿勢ずれを修正しながらオフセット量をなくすことができるので、スムーズですばやく安定して経路修正できるように走行する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】無人車両の主要構成を示すブロック図である。
【図２】自己位置座標及び自己方向の算出方法を説明する平面図である。
【図３】無人車両が目標経路に対してオフセットのみ生じた際の制御方法を説明する平面図である。
【図４】無人車両が目標方向に対して姿勢ずれのみ生じた際の制御方法を説明する平面図である。
【図５】無人搬送車が目標経路及び目標方向に対してオフセットと姿勢ずれが同時に生じた際の制御方法を説明する平面図である。
【図６】無人搬送車が目標経路及び目標方向に対してオフセットと姿勢ずれが同時に生じた際の別の制御方法を説明する平面図である。
【図７】無人搬送車が目標経路及び目標方向に対してオフセットと姿勢ずれが同時に生じた際の別の制御方法を説明する平面図である。
【図８】無人搬送車が目標経路及び目標方向に対してオフセットと姿勢ずれが同時に生じた際の別の制御方法を説明する平面図である。
【図９】オフセット量とずれ角に応じた制御方法をまとめたルール図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 無人車両
２ 位置方向検出手段
２０ 自己位置方向算出手段
３，４，５，６ 走行輪
１０ 経路情報記憶手段
１１ 誤差算出手段
１２ 走行制御手段
１ａ 車両中心
Ｘｖ，Ｙｖ 自己位置
ψ 自己方向
Ｓ 目標経路
Ｓｕ 目標方向
Ｌ オフセット量
φ ずれ角
θ 操舵角
Ｍ 旋回中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走行輪が独立して操舵可能とする無人車両において、
自己位置及び自己方向を検出する検出手段と、予め設定された目標経路及び目標方向を記憶する経路情報記憶手段と、前記自己位置及び前記自己方向と前記目標経路及び前記目標方向とを比較してオフセット量及びずれ角を算出する誤差算出手段と、前記オフセット量及び前記ずれ角に基づいて前記各走行輪を制御する走行制御手段とを備え、
前記走行制御手段は、前記オフセット量と前記ずれ角とが同時に生じた際に、前記オフセット量をなくす方向に操舵角を設定し、前記無人車両の中心から前記操舵角に直交する前記ずれ角の反対側に旋回中心を設定し、前記旋回中心から前記各走行輪の中心までを結ぶ直線に直交するように前記各走行輪の方向を設定することを特徴とする走行輪独立操舵の無人車両。
【請求項２】
前記操舵角は、前記オフセット量に比例して角度設定されることを特徴とする請求項１に記載した走行輪独立操舵の無人車両。
【請求項３】
前記操舵角は、前記無人車両の走行速度に応じて段階的に上限が設定されることを特徴とする請求項２に記載した走行輪独立操舵の無人車両。
【請求項４】
複数の走行輪が独立して操舵可能とする無人車両の走行制御方法において、
前記無人車両は、自己位置及び自己方向を検出する検出手段と、予め設定された目標経路及び目標方向を記憶する経路情報記憶手段と、前記自己位置及び前記自己方向と前記目標経路及び前記目標方向とを比較してオフセット量及びずれ角を算出する誤差算出手段と、前記オフセット量及び前記ずれ角に基づいて前記各走行輪を制御する走行制御手段とを備え、
前記走行制御手段が、前記オフセット量と前記ずれ角とが同時に生じた際に、前記オフセット量をなくす方向に操舵角を設定し、前記無人車両の中心から前記操舵角に直交する前記ずれ角の反対側に旋回中心を設定し、前記旋回中心から前記各走行輪の中心までを結ぶ直線に直交するように前記各走行輪の方向を設定することを特徴とする無人車両の走行制御方法。
【請求項５】
前記操舵角は、前記オフセット量に比例して角度設定されることを特徴とする請求項４に記載した無人車両の走行制御方法。
【請求項６】
前記操舵角は、前記無人車両の走行速度に応じて段階的に上限が設定されることを特徴とする請求項５に記載した無人車両の走行制御方法。
【請求項１】
複数の走行輪が独立して操舵可能とする無人車両において、
自己位置及び自己方向を検出する検出手段と、予め設定された目標経路及び目標方向を記憶する経路情報記憶手段と、前記自己位置及び前記自己方向と前記目標経路及び前記目標方向とを比較してオフセット量及びずれ角を算出する誤差算出手段と、前記オフセット量及び前記ずれ角に基づいて前記各走行輪を制御する走行制御手段とを備え、
前記走行制御手段は、前記オフセット量と前記ずれ角とが同時に生じた際に、前記オフセット量をなくす方向に操舵角を設定し、前記無人車両の中心から前記操舵角に直交する前記ずれ角の反対側に旋回中心を設定し、前記旋回中心から前記各走行輪の中心までを結ぶ直線に直交するように前記各走行輪の方向を設定することを特徴とする走行輪独立操舵の無人車両。
【請求項２】
前記操舵角は、前記オフセット量に比例して角度設定されることを特徴とする請求項１に記載した走行輪独立操舵の無人車両。
【請求項３】
前記操舵角は、前記無人車両の走行速度に応じて段階的に上限が設定されることを特徴とする請求項２に記載した走行輪独立操舵の無人車両。
【請求項４】
複数の走行輪が独立して操舵可能とする無人車両の走行制御方法において、
前記無人車両は、自己位置及び自己方向を検出する検出手段と、予め設定された目標経路及び目標方向を記憶する経路情報記憶手段と、前記自己位置及び前記自己方向と前記目標経路及び前記目標方向とを比較してオフセット量及びずれ角を算出する誤差算出手段と、前記オフセット量及び前記ずれ角に基づいて前記各走行輪を制御する走行制御手段とを備え、
前記走行制御手段が、前記オフセット量と前記ずれ角とが同時に生じた際に、前記オフセット量をなくす方向に操舵角を設定し、前記無人車両の中心から前記操舵角に直交する前記ずれ角の反対側に旋回中心を設定し、前記旋回中心から前記各走行輪の中心までを結ぶ直線に直交するように前記各走行輪の方向を設定することを特徴とする無人車両の走行制御方法。
【請求項５】
前記操舵角は、前記オフセット量に比例して角度設定されることを特徴とする請求項４に記載した無人車両の走行制御方法。
【請求項６】
前記操舵角は、前記無人車両の走行速度に応じて段階的に上限が設定されることを特徴とする請求項５に記載した無人車両の走行制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１１７８０４（Ｐ２０１０−１１７８０４Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８９３５４（Ｐ２００８−２８９３５４）
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（０００２３２８０７）日本輸送機株式会社 (320)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（０００２３２８０７）日本輸送機株式会社 (320)
【Ｆターム（参考）】
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