(57)【要約】【課題】方位センサの検出方位に方位偏移が生じる場合にも、自律直進車両が目標方位に自律直進走行をすることを可能とする自律直進制御装置の提供。【解決手段】自律直進制御装置１は、車両進行方位角ψを計測する方位センサ２と、車両速度ｖを計測する車両速度計３と、トリム操作スイッチ４と、トリム操作のための目標方位の更新角度ψ１，ψ２を演算出力する更新目標方位角演算回路５と、自律直進車両の目標方位角ΨＴを設定する目標方位角設定回路６と、ψとΨＴとの差に基づき操舵制御信号１０７を生成する直進走行制御回路７とを備えて構成される。【選択図】　　　図１
2004086410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の進行方位ψを地磁気に基づき検知する方位センサと、車両が直進するべき目標方位Ψ０を予め記憶する手段と、目標方位Ψ０を記憶目標方位と称するとき、該記憶目標方位を含む目標方位データに基づき生成した目標方位ΨＴと進行方位ψとの差を演算し、該差がゼロになる方向に該車両の操舵駆動系を制御する操舵制御信号を生成する手段とを備える自律直進制御装置において、
前記車両がＰ点から出発して前記目標方位Ψ０に走行したと仮定したときに想定される該車両の軌跡を目標軌跡、前記目標方位ΨＴを該目標方位Ψ０としてＰ点から出発し該車両を実際に自律走行させたときに観測される該車両の走行の軌跡を第１の走行軌跡と称するとき、第１の走行軌跡の方位が該目標軌跡の方位から角ψ０だけずれ、角ψ０のずれにより第１の走行軌跡が該目標軌跡から距離Ｄだけ離れたとき、角ψ０とは逆の方位方向に角度ψ１だけ第１の走行軌跡に対し角度をなす第２の走行軌跡上を該車両に走行させるように該目標方位ΨＴをΨＡとし、第２の走行軌跡が該目標軌跡に至った時に該目標軌跡に沿う方向に該車両を走行させるように該目標方位ΨＴをΨＢとする目標方位角更新手段を備える自律直進制御装置。
【請求項２】
車両の進行方位ψを地磁気に基づき検知する方位センサと、車両が直進するべき目標方位Ψ０を予め記憶する手段と、目標方位Ψ０を記憶目標方位と称するとき、該記憶目標方位を含む目標方位データに基づき生成した目標方位ΨＴと進行方位ψとの差を演算し、該差がゼロになる方向に該車両の操舵駆動系を制御する操舵制御信号を生成する手段とを備える自律直進制御装置において、
前記車両がＰ点から出発して前記目標方位Ψ０に走行したと仮定したときに想定される該車両の軌跡を目標軌跡、前記目標方位ΨＴを該目標方位Ψ０としてＰ点から出発し該車両を実際に自律走行させたときに観測される該車両の走行の軌跡を第１の走行軌跡と称するとき、該車両が走行する地面の凹凸などに起因して該車両が該目標軌跡から横にずれる横ずれを起こし、第１の走行軌跡が該目標軌跡から距離Ｄだけ離れたとき、該横ずれを減少させる方位方向に角度ψ１だけ該目標方位Ψ０に対し角度をなす第２の走行軌跡上を該車両に走行させるように該目標方位ΨＴをΨＡとし、第２の走行軌跡が該目標軌跡に至った時に該目標軌跡に沿う方向に該車両を走行させるように該目標方位ΨＴを該目標方位Ψ０とする横位置修正手段を備える自律直進制御装置。
【請求項３】
車両の進行方位ψを地磁気に基づき検知する方位センサと、車両が直進するべき目標方位Ψ０を予め記憶する手段と、目標方位Ψ０を記憶目標方位と称するとき、該記憶目標方位を含む目標方位データに基づき生成した目標方位ΨＴと進行方位ψとの差を演算し、該差がゼロになる方向に該車両の操舵駆動系を制御する操舵制御信号を生成する手段とを備える自律直進制御装置において、
前記車両がＰ点から出発して前記目標方位Ψ０に走行したと仮定したときに想定される該車両の軌跡を目標軌跡、前記目標方位ΨＴを該目標方位Ψ０としてＰ点から出発し該車両を実際に自律走行させたときに観測される該車両の走行の軌跡を第１の走行軌跡と称するとき、
第１の走行軌跡の方位が該目標軌跡の方位から角ψ０だけずれ、角ψ０のずれにより第１の走行軌跡が該目標軌跡から距離Ｄだけ離れたとき、角ψ０とは逆の方位方向に角度ψ１だけ第１の走行軌跡に対し角度をなす第２の走行軌跡上を該車両に走行させるように該目標方位ΨＴをΨＡとし、第２の走行軌跡が該目標軌跡に至った時に該目標軌跡に沿う方向に該車両を走行させるように該目標方位ΨＴをΨＢとする目標方位角更新手段と、
前記車両が走行する地面の凹凸などに起因して該車両が該目標軌跡から横にずれる横ずれを起こし、第１の走行軌跡が該目標軌跡から距離Ｄだけ離れたとき、該横ずれを減少させる方位方向に角度ψ１だけ該目標方位Ψ０に対し角度をなす第２の走行軌跡上を該車両に走行させるように該目標方位ΨＴをΨＡとし、第２の走行軌跡が該目標軌跡に至った時に該目標軌跡に沿う方向に該車両を走行させるように該目標方位ΨＴを該目標方位Ψ０とする横位置修正手段と、
前記目標方位角更新手段または横位置修正手段の内の一方を選択する手段と
を備える自律直進制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農業用車両などの自律直進車両に搭載される自律直進制御装置に関し、特に自律直進車両の直進走行を保持する自律直進制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自律直進車両として、田植え機などの農業用車両に適用するものが提案されている。この自律直進車両は、磁気方位で表した目標方位を予め設定しておき、地磁気方位センサにより現時点の車両の磁気方位を測定し、測定磁気方位が目標方位に一致するように操舵制御器で車両の操舵を行い、直進走行が自動的に行えるように設計したものである。目標方位はティーチング行程により取得される。ティーチング行程は、例えば走行領域が水田であり、その水田の境界線の１辺が直線であるとすると、マニュアル操舵によりその直線の境界線に沿って車両を往復させ、往路および復路の平均方位を演算し、その平均方位を操舵制御器に目標方位として記憶する行程である。
【０００３】
図４（ａ）は、上記のティーチング行程を示す図である。農業用車両は、ティーチング行程において、往路１１２および復路１１３の往復走行において平均方位を演算し、各平均方位をそれぞれ往路および復路の目標方位として操舵制御器に記憶する。農業用車両の実働時には、地磁気方位センサにより測定した方位を該目標方位と比較し、農業用車両を該目標方位に即して自動的に直進走行させ、田植え等の農耕作業を自動的に行うことができる。
【０００４】
ところが、農業用車両の稼働場所の移動または稼働時間の経過等によって自律直進車両の周囲の磁気環境に変化する。磁気環境が変化すると、現時点の磁気環境で地磁気方位センサにより検出した磁気方位が、ティーチング行程により取得され、記憶された目標方位に一致したとしても、車両は真の目標方位を指向してはいない。磁気環境の変化に対応して、記憶されていた目標方位を修正しなければ、既定の目標方位に車両を進行させても、車両を目標方向に進行させることはできない。すなわち、磁気環境が変化したとき、磁気方位で表される目標方位は変化したといえる。言い換えると、磁気方位で表された目標方位は、時間の経過や場所の移動に応じて、変動するのである。このように、地磁気の北方向を規準として方位を表す磁気方位において、地磁気の北方向の変動に起因する方位の変化は磁気方位偏移と称される。
【０００５】
図４（ｂ）は、ティーチング行程により取得された目標方位に沿う目標軌跡１０８と、実際の車両の走行軌跡１１４とを例示する図である。本図に一例が示されるように、走行軌跡１１４は目標軌跡１０８とは異なるものとなる。走行軌跡１１４を目標軌跡１０８に近づけるために、走行軌跡１１４が目標軌跡１０８とは異なると運転者により判断された場合には、該車両の操舵系に対しトリム操作が行われる。トリム操作では、走行軌跡１１４を目標軌跡１０８に近づけるように目標方位を変更する修正措置がとられる。
【０００６】
トリム操作により車両の目標方位を変更する場合には、トリム操作は、例えば次のように行われる。図４（ｂ）のように、走行軌跡１１４が目標軌跡１０８より僅かに右にずれているときは、運転者によりコントローラの左スイッチが押されて、操舵制御器に予め設定されている角度（例えば０．２度）だけ目標方位が左に変更される。この場合、この補正量が足りない場合には、更に左スイッチが押されて目標方位の修正が行われる。このトリム操作方法においては、スイッチによる設定角度変位量が０．２度と小さい数値であるために、スイッチを押してから、その効果が確認できるまでにかなりの距離を走行することが必要となり、運転者によるトリム操作が後手になり易い。
【０００７】
なお、図４（ｃ）は、車両の目標方位を変更する場合の一例を示す図であり、目標軌跡１０８と異なる走行軌跡１１４上のＭ点において、トリム操作により、車両進行方位を当初の目標方位とするように方向修正が行われた場合の例である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来例において、図４（ｃ）の例の場合には、走行軌跡１１４上のＭ点において、トリム操作により車両進行方位を当初の目標方位に沿った走行路１１５を選択しても、自律直進車両の直進走行軌跡１１５は目標軌跡１０８に平行になるが、直進走行軌跡１１５は目標軌跡１０８から一定の距離だけ離れており、トリム操作の実施にも拘わらず、その効果が不完全であり、走行軌跡を目標軌跡１０８に近づけることはできない。
【０００９】
即ち、従来の自律直進車両の操舵制御手段によるトリム操作方法においては、車両の目標方位を修正する場合、効果は不完全であり、自律直進車両を当初の目標方位に対応する目標軌跡上を、正常に直進させることができないという欠点がある。
【００１０】
本発明の目的は、上記の欠点を除き、地磁気方位センサの磁気方位偏移に対処し得る自律直進制御装置の制御機能と、該制御機能に対応するトリム操作手段を改善することにより、地磁気方位センサの検出方位に磁気方位偏移が生じるような場合においても、該自律直進車両の目標方位に自律直進車両の直進走行を保持することを常に可能とする自律直進制御装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、車両の走行地面の凹凸などに起因して車両が横ずれしたときに、該自律直進車両の横位置の修正を有効に行って、自律直進車両の走行軌跡を当初の正常な目標軌跡上に復帰させるとともに、該走行軌跡の維持を可能にする自律直進制御装置の提供にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために本発明は次の手段を提供する。
【００１２】
（１）車両の進行方位ψを地磁気に基づき検知する方位センサと、車両が直進するべき目標方位Ψ０を予め記憶する手段と、目標方位Ψ０を記憶目標方位と称するとき、該記憶目標方位を含む目標方位データに基づき生成した目標方位ΨＴと進行方位ψとの差を演算し、該差がゼロになる方向に該車両の操舵駆動系を制御する操舵制御信号を生成する手段とを備える自律直進制御装置において、
前記車両がＰ点から出発して前記目標方位Ψ０に走行したと仮定したときに想定される該車両の軌跡を目標軌跡、前記目標方位ΨＴを該目標方位Ψ０としてＰ点から出発し該車両を実際に自律走行させたときに観測される該車両の走行の軌跡を第１の走行軌跡と称するとき、第１の走行軌跡の方位が該目標軌跡の方位から角ψ０だけずれ、角ψ０のずれにより第１の走行軌跡が該目標軌跡から距離Ｄだけ離れたとき、角ψ０とは逆の方位方向に角度ψ１だけ第１の走行軌跡に対し角度をなす第２の走行軌跡上を該車両に走行させるように該目標方位ΨＴをΨＡとし、第２の走行軌跡が該目標軌跡に至った時に該目標軌跡に沿う方向に該車両を走行させるように該目標方位ΨＴをΨＢとする目標方位角更新手段を備える自律直進制御装置。
【００１３】
（２）車両の進行方位ψを地磁気に基づき検知する方位センサと、車両が直進するべき目標方位Ψ０を予め記憶する手段と、目標方位Ψ０を記憶目標方位と称するとき、該記憶目標方位を含む目標方位データに基づき生成した目標方位ΨＴと進行方位ψとの差を演算し、該差がゼロになる方向に該車両の操舵駆動系を制御する操舵制御信号を生成する手段とを備える自律直進制御装置において、
前記車両がＰ点から出発して前記目標方位Ψ０に走行したと仮定したときに想定される該車両の軌跡を目標軌跡、前記目標方位ΨＴを該目標方位Ψ０としてＰ点から出発し該車両を実際に自律走行させたときに観測される該車両の走行の軌跡を第１の走行軌跡と称するとき、該車両が走行する地面の凹凸などに起因して該車両が該目標軌跡から横にずれる横ずれを起こし、第１の走行軌跡が該目標軌跡から距離Ｄだけ離れたとき、該横ずれを減少させる方位方向に角度ψ１だけ該目標方位Ψ０に対し角度をなす第２の走行軌跡上を該車両に走行させるように該目標方位ΨＴをΨＡとし、第２の走行軌跡が該目標軌跡に至った時に該目標軌跡に沿う方向に該車両を走行させるように該目標方位ΨＴを該目標方位Ψ０とする横位置修正手段を備える自律直進制御装置。
【００１４】
（３）　車両の進行方位ψを地磁気に基づき検知する方位センサと、車両が直進するべき目標方位Ψ０を予め記憶する手段と、目標方位Ψ０を記憶目標方位と称するとき、該記憶目標方位を含む目標方位データに基づき生成した目標方位ΨＴと進行方位ψとの差を演算し、該差がゼロになる方向に該車両の操舵駆動系を制御する操舵制御信号を生成する手段とを備える自律直進制御装置において、
前記車両がＰ点から出発して前記目標方位Ψ０に走行したと仮定したときに想定される該車両の軌跡を目標軌跡、前記目標方位ΨＴを該目標方位Ψ０としてＰ点から出発し該車両を実際に自律走行させたときに観測される該車両の走行の軌跡を第１の走行軌跡と称するとき、
第１の走行軌跡の方位が該目標軌跡の方位から角ψ０だけずれ、角ψ０のずれにより第１の走行軌跡が該目標軌跡から距離Ｄだけ離れたとき、角ψ０とは逆の方位方向に角度ψ１だけ第１の走行軌跡に対し角度をなす第２の走行軌跡上を該車両に走行させるように該目標方位ΨＴをΨＡとし、第２の走行軌跡が該目標軌跡に至った時に該目標軌跡に沿う方向に該車両を走行させるように該目標方位ΨＴをΨＢとする目標方位角更新手段と、
前記車両が走行する地面の凹凸などに起因して該車両が該目標軌跡から横にずれる横ずれを起こし、第１の走行軌跡が該目標軌跡から距離Ｄだけ離れたとき、該横ずれを減少させる方位方向に角度ψ１だけ該目標方位Ψ０に対し角度をなす第２の走行軌跡上を該車両に走行させるように該目標方位ΨＴをΨＡとし、第２の走行軌跡が該目標軌跡に至った時に該目標軌跡に沿う方向に該車両を走行させるように該目標方位ΨＴを該目標方位Ψ０とする横位置修正手段と、
前記目標方位角更新手段または横位置修正手段の内の一方を選択する手段と
を備える自律直進制御装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の自律直進制御装置およびトリム操作方法について、発明の実施の形態を挙げ、一層具体的に説明する。本発明の第１の実施の形態は、自律直進走行時に、自律直進車両の目標軌跡の中心線からの横変位が、予め設定されている所定値Ｄとなった時点において、スイッチによるトリム操作を実施し、方位センサ２、更新目標方位角演算回路５、目標方位角設定回路６および直進走行制御回路７と、自律直進車両の操舵駆動系８を含む帰還操舵制御系により、自律直進車両の目標方位角を自動的に更新して修正することにより、トリム操作を一回だけ実施することにより、該自律直進車両を、当初の目標方位に対応する目標軌跡に沿って直進させる。
【００１６】
図１は、本発明になる自律直進制御装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、本実施の形態の自律直進制御装置１は、操舵制御信号１０７を生成し、操舵制御信号１０７により自律直進車両の操舵駆動系８を制御する装置である。この自律直進制御装置１は、方位センサ２と、車両速度計３と、トリム操作スイッチ４と、更新目標方位角演算回路５と、目標方位角設定回路６と、直進走行制御回路７とを備えて構成される。図２は、トリム操作の実施により、自律直進車両が、当初の目標方位角に対応する目標軌跡１０８に復帰する際の、目標方位角更新の経緯を示す図である。また、図３は、トリム操作方法の手順のフローチャートである。
【００１７】
まず説明の便宜上、主として図２を参照し、また図１も必要の都度参照しながら、本実施の形態の要点を説明する。従来の技術の欄で説明したように、自律直進車両の目標方位角は、地磁気方位センサ２で検出した磁気方位角Ψ０であり、ティーチング行程において取得され、記憶されている。本実施の形態では、Ψ０は目標方位角として目標方位角設定回路６に記憶されている。図２において、Ｐ点は、自律直進車両が、目標方位角Ψ０に対応する目標軌跡１０８上を自律直進走行しようとする場合の出発位置を示している。図２は、自律走行軌跡１０９の期間では、方位センサ２で検出される車両進行方位角ψにおける方位角偏移等により、目標方位角Ψ０が、進行方位角偏移ψ０　だけ右側にずれて、自律直進車両が自律走行軌跡１０９に沿って走行する状態を示している。目標方位角設定回路６は、自律走行軌跡１０９の期間では、予め記憶している目標方位角Ψ０をそのまま目標方位角ΨＴとして直進走行制御回路７へ出力する。
【００１８】
自律直進車両の帰還操舵制御系は、車両進行方位角ψと目標方位角ΨＴとの差を直進走行制御回路７で演算し、その差をゼロにするように、操舵駆動系８を制御する。そこで、軌跡１０９に沿って自律直進車両が走行したことは、車両進行方位角ψとの相対的関係において、自律直進車両の目標方位角ΨＴは現自律走行期間にはΨ０＋ψ０　として作用していることになる。磁気環境の変動により、目標方位角ΨＴはΨ０からΨ０＋ψ０に偏移したのである。
【００１９】
従って、自律直進制御装置１は、目標方位における＋ψ０　だけのずれを補正しなければならない。また、＋ψ０　だけのずれた方位を目標方位として走行した結果として、自律直進車両が自律走行軌跡１０９上をＱ点まで進んだとき、自律直進車両は目標軌跡１０８から横方向に距離Ｄだけ離れている。そこで、自律直進車両が目標軌跡１０８から距離Ｄだけ離れた時に、目標方位における＋ψ０　だけのずれ及び横方向の距離Ｄだけのずれを補正することにより、正確な自律直進制御ができたことになる。本実施の形態である自律直進制御装置１は、このような目標方位及び横方向距離のずれを１回のトリム操作により補正するものである。
【００２０】
図２に示す走行軌跡における点Ｑ及びＲは、目標方位角をそれぞれ更新する点であり、第１及び第２の更新目標方位角設定位置と称することとする。第１の更新目標方位角設定位置Ｑは、自律走行軌跡１０９が目標軌跡１０８から距離Ｄだけ離れた点である。第２の更新目標方位角設定位置Ｒは、自律走行軌跡１１０が目標軌跡１０８と交わる点である。
【００２１】
自律直進制御装置１が、＋ψ０　だけずれた目標方位角に基づき操舵制御を行い、軌跡１０９を自律走行し、第１の更新目標方位角設定位置Ｑに至ったとする。この時、自律直進制御装置１は、自律走行軌跡１０９における目標方位角Ψ０＋ψ０　をΨ０＋ψ０　−ψ１　に更新し、自律直進車両が目標軌跡１０８と交差する方向に走行するように、操舵駆動系８を制御する。ψ１は第１の更新角度である。自律直進制御装置１が、目標方位角をΨ０＋ψ０　−ψ１として操舵駆動系８を制御し、自律直進車両が軌跡１１０を走行し、第２の更新目標方位角設定位置Ｒに至ったとする。この時、自律直進制御装置１は、自律走行軌跡１１０における目標方位角Ψ０＋ψ０　−ψ１をΨ０＋ψ０−ψ１＋ψ２に更新し、自律直進車両が目標軌跡１０８に沿う自律走行軌跡１１１上を走行するように、操舵駆動系８を制御する。ψ２は第２の更新角度である。
【００２２】
図２には、自律直進制御装置１による上述の制御における自律直進車両の走行軌跡、各走行軌跡のなす角度が例示してある。この自律直進走行においては、当初発生した方位センサ２の方位角偏移等に起因する進行方位角偏移ψ０　は、Ｑ点及びＲ点における目標方位角の更新処理を経由して相殺されており、Ｒ点以降の自律直進走行においては、自律直進車両は目標軌跡１０８に沿う自律走行軌跡１１１上を直進走行することとなる。
【００２３】
また、図２において、Ｓ点は、Ｑ点から目標軌跡１０８に至るまでの最短距離となる目標軌跡１０８上の位置を示しており、ＱＳの距離は、Ｄとして予め設定されており、更新目標方位角演算回路５に記憶されている。同様に、目標軌跡１０８上のＲ点とＳ点との間の距離も、Ｌ１　として予め設定されており、更新目標方位角演算回路５に記憶されている。ＤおよびＬ１　は、例えば、Ｄ＝５ｃｍ、Ｌ１　＝２ｍ程度である。図２には、自律走行軌跡１０９および１１０の長さは、それぞれ移動距離ＬおよびＬ２　として示してある。
【００２４】
これらの数値を用いて、Ｑ点（第１の更新目標方位角設定位置）における目標方位角の変更分である第１の更新角度ψ１　およびＲ点（第２の更新目標方位角設定位置）における目標方位角の変更分である第２の更新角度ψ２　は、下記（１）式および（２）式で計算できる。なお、下記の　（１）式は、図２において、進行方位角偏移ψ０　が極めて小さい値であるために、自律走行軌跡１０９上の移動距離Ｌが、目標軌跡１０８上のＰＳの距離に近似的に等しいものとして成立している。
【００２５】
ψ１　＝ｔａｎ−１（Ｄ／Ｌ）＋ｔａｎ−１　（Ｄ／Ｌ１　）………………………　　（１）
ψ２　＝ｔａｎ−１　（Ｄ／Ｌ１　）……………………………………………　　（２）
次に、図１、図２および図３を参照して、第１の実施の形態について説明を続ける。図１において、目標方位角設定回路６の内部メモリには、ティーチング行程において、方位センサ２を介して取得された目標方位角Ψ０が予め記憶されている。自律直進車両が、出発位置Ｐ点を発車して目標方位角Ψ０に対応する目標軌跡１０８に沿って走行しようとする際には、目標方位角設定回路６は、記憶しておいた目標方位角Ψ０をそのまま目標方位角ΨＴとして出力する。方位センサ２は、自律直進車両の磁気方位を検出し、車両進行方位角ψとして直進走行制御回路７へ供給する。直進走行制御回路７は、車両進行方位角ψおよび目標方位角ΨＴを受けて、両者の差ΨＴ−ψに基づき、操舵制御信号１０７を演算し、操舵制御信号１０７を操舵駆動系８へ供給する。操舵駆動系８は、操舵制御信号１０７に応じて、自律直進車両における操舵機能を制御し、自律直進車両の走行方向を制御する。操舵駆動系８の出力は機械出力であり、この機械出力に基づき自律直進車両は操舵される。そして、自律直進車両の進行方位角は方位センサ２により検出され、車両進行方位角ψとして直進走行制御回路７へ帰還される。
【００２６】
以上に説明した図１から明らかなように、方位センサ２と、目標方位角設定回路６と、直進走行制御回路７と、操舵駆動系８とは、一つの帰還制御ループを形成している。従って、自律直進車両が置かれた現時点の磁気環境がティーチング行程における磁気環境と同じであれば、方位センサ２において検出される車両進行方位角ψは目標方位角Ψ０となり、自律直進車両は目標軌跡１０８上を自律走行することになる（図２において、ψ０＝０）。このとき、直進走行制御回路７は、ψ＝Ψ０となるように動作している。
【００２７】
しかしながら、自律直進車両を、予め設定されている目標方位角Ψ０に自律走行させている状態において（図３の手順Ｓ１　）、図２に示されるように、方位センサ２で検出される車両進行方位角ψに進行方位角偏移ψ０が介在する場合には、目標方位角Ψ０がψ０だけずれたことになるので、直進走行制御回路７は、（Ψ０＋ψ０）−ψ＝０、すなわちΨ０＋ψ０＝ψとなるように作動する。そこで、直進走行制御回路７は、目標方位角がΨ０より進行方位角偏移ψ０だけ右側（時計回り）にずれたときと同様に、符合１０９の線を軌跡とするように走行する。すなわち、自律直進車両は、目標軌跡１０８とは異なる軌跡１０９に沿って自律走行する。
【００２８】
運転者は、自律直進車両が自律走行軌跡１０９を自律直進する過程において、車両位置が目標軌跡１０８の中心線からずれる横変位量を監視しており、横変位量が予め設定されている変位量Ｄに至ったと認識される場合には、トリム操作スイッチ４を用いて、左側（反時計回り）に進行方位角を指向させるトリム操作を行う。トリム操作を受けたトリム操作スイッチ４は、所定のトリム制御信号１０４を更新目標方位角演算回路５に出力する（図３の手順Ｓ２　）。
【００２９】
更新目標方位角演算回路５は、積分回路を備え、車両速度計３から供給される自律直進車両の速度ｖを積分し、自律直進車両の走行距離を演算する。出発位置Ｐにおいて自律走行モードが設定され、自律走行を開始する時およびトリム制御信号１０４を受けた時に、その積分回路はリセットされる。リセットされた積分回路は、新規に積分を開始する。更新目標方位角演算回路５は、トリム制御信号１０４を受けて、車両速度計３から入力する車両速度ｖを該積分回路により積分し、図２に示される出発位置Ｐから第１の更新目標方位角設定位置（トリム操作実施位置）Ｑに至るまでの自律走行軌跡１０９の移動距離Ｌを演算する。さらに、更新目標方位角演算回路５は、該自律走行軌跡１０９の移動距離Ｌ、横変位距離Ｄ（Ｑ点とＳ点との距離）および目標軌跡１０８上のＲ点とＳ点との距離Ｌ１　を前記（１）式および（２）式に適用し、第１の更新角度ψ１及び第２の更新角度ψ２を求める。但し、ψ１は反時計回り方向であるから、ψ１には−（マイナス）の符合を付し、ψ２は時計回り方向であるから、ψ２は＋（プラス）とする。更新目標方位角演算回路５の出力は、第１の更新角度−ψ１及び第２の更新角度ψ２を表す更新角度信号１０５である。更新角度信号１０５は、第１の更新目標方位角設定位置Ｑでは第１の更新角度−ψ１を表し、第２の更新目標方位角設定位置Ｒでは第２の更新角度ψ２を表す。
【００３０】
目標方位角設定回路６に記憶されている目標方位角は、前述のとおり、ティーチング行程で取得したΨ０である。しかしながら、現在の磁気環境において目標方位角がΨ０であると想定して自律直進制御装置１で自律直進車両を操舵したところ、自律直進車両は実際には軌跡１０９を走行したのである。このことから、自律直進制御回路１は、現在の磁気環境においては、目標方位角がΨ０＋ψ０であるとして処理し、自律直進車両を操舵したと認識できる。したがって、現在の磁気環境においては、目標方位角設定回路６に記憶されているΨ０はΨ０＋ψ０に相当する。このような前提に立ち、目標方位角設定回路６は目標方位角としてΨ０＋ψ０を記憶しているものとして以下の説明を進める。
【００３１】
目標方位角設定回路６は、更新角度信号１０５で表される第１の更新角度ψ１を第１の更新目標方位角設定位置Ｑにおいて入力したとき、既に記憶している目標方位角Ψ０＋ψ０にψ１を加える演算をし、目標方位角ΨＴを第１の更新目標方位角Ψ０＋ψ０−ψ１　とし、ΨＴ＝Ψ０＋ψ０−ψ１を出力する。同様に、目標方位角設定回路６は、第２の更新目標方位角設定位置Ｒにおいて更新角度ψ２を入力したとき、既に記憶している目標方位角Ψ０＋ψ０−ψ１にψ２を加える演算をし、目標方位角ΨＴを第２の更新目標方位角Ψ０＋ψ０−ψ１　＋ψ２とし、ΨＴ＝Ψ０＋ψ０−ψ１＋ψ２を出力する。
【００３２】
ＱＳ間の距離ＤおよびＳＲ間の距離Ｌ１は、前述のように、Ｄ＝５ｃｍ、Ｌ１　＝２ｍ程度である。このように、Ｄ≪Ｌ１に設定されるので、ＱＲ間の距離Ｌ２はＬ１に近似する。そこで、自律直進車両が第１の更新目標方位角設定位置Ｑから距離Ｌ１を走行した位置を第２の更新目標方位角設定位置Ｒとみなし、目標方位角設定回路６は第２の更新目標方位角を設定する。
【００３３】
直進走行制御回路７は、第１の更新目標方位角Ψ０＋ψ０−ψ１　が目標方位角ΨＴとして目標方位角設定回路６から供給されたとき、車両進行方向角ψとΨＴ＝Ψ０＋ψ０−ψ１との差に基づき操舵制御信号１０７を生成し、その差がゼロになる方向に操舵駆動系８を制御する。自律直進制御装置１によるこのような操舵制御により、自律直進車両は、自律走行軌跡１１０を自律走行する（図３の手順Ｓ３　）。
【００３４】
同様に、直進走行制御回路７は、第２の更新目標方位角Ψ０＋ψ０−ψ１　＋ψ２が目標方位角ΨＴとして目標方位角設定回路６から供給されたとき、車両進行方向角ψとΨＴ＝Ψ０＋ψ０−ψ１＋ψ２との差に基づき操舵制御信号１０７を生成し、その差がゼロになる方向に操舵駆動系８を制御する。自律直進制御装置１によるこのような操舵制御により、自律直進車両は、自律走行軌跡１１１を走行し、目標軌跡１０８の向きに自律走行する（図３の手順Ｓ４）。
【００３５】
以上に詳しく説明したように、第１の実施の形態の自律直進制御装置１によれば、自律直進車両の自律直進走行時に、目標方位角に対応する目標軌跡１０８の中心線からの横変位を監視し、該変位量が予め設定されている変位量になったものと認識される時点において、トリム操作を一度実施するだけで、自律直進制御機能のプログラム自動制御作用を介して、該自律直進車両を所定の目標軌跡１０８上に復帰させることができる。
【００３６】
以上には、磁気方位偏移により進行方位角偏移ψ０　が生じ、ひいては所定距離Ｄだけの横ずれが生じたときに、車両を目標軌跡１０８へ戻し、目標軌跡１０８と同じ線上の自律走行軌跡１１１上に車両を自律走行させる自律直進制御装置を本発明の第１の実施の形態として詳しく説明した。この第１の実施の形態の自律直進制御装置は、第２の更新目標方位角設定位置Ｒでは、目標方位角ΨＴを第２の更新目標方位角Ψ０＋ψ０−ψ１＋ψ２に設定する。当然ながら、磁気方位偏移による角度偏移成分を修正するために、この目標方位角ΨＴ（第２の更新目標方位角）は、当初の目標方位Ψ０とは異なっている。
【００３７】
本発明によれば、磁気方位偏移による横ずれではなく、車両が走行する地面の凹凸など、磁気方位偏移以外の原因により横ずれが生じたときにも有効に横ずれを補正できる。磁気方位偏移がなく、したがって進行方位角偏移ψ０　が生じることなく、即ち前述の説明におけるψ０がゼロ（ψ０＝０）でも、車両が単に横滑りを起こすと、車両進行方位角ψは当初の目標方位Ψ０であっても、横滑り後の車両の走行軌跡は目標軌跡１０８とは一定距離だけ離れている。このようなときも、本発明によれば、前述の第１の実施の形態で説明したところと同様に車両を目標軌跡１０８へ戻すことができる。なお、車両が横滑りをするとともに、姿勢を変え、車両進行方位角ψが目標方位Ψ０から一旦ずれたとしても、進行方位角偏移ψ０＝０であるから、車両の走行軌跡は、図２における自律走行軌跡１０９とは異なり、帰還操舵制御系の作用により目標軌跡１０８に平行となる。
【００３８】
このように、進行方位角偏移ψ０　が生じなくて、即ち前述の説明におけるψ０がゼロ（ψ０＝０）で、車両が単に横滑りを起こし、或いは姿勢を変え、車両進行方位角ψが目標方位Ψ０からずれたときでも、車両を目標軌跡１０８へ戻す本発明の第２の実施の形態を次に説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態を僅かに変形したものであるから、第１の実施の形態と同様に図２を参照して説明する。
【００３９】
いま、何らかの原因により、車両が目標軌跡１０８から所定距離Ｄだけ離れたときに、第１の更新目標方位角設定位置Ｑにおいてトリム操作を行い、目標方位角ΨＴを第１の更新目標方位角（Ψ０＋ψ０−ψ１）に設定することにより、自律走行軌跡１１０を走行させ、車両が第２の更新目標方位角設定位置Ｒに到達させる。ここでは、第１の実施の形態との対比を容易にするために、進行方位角偏移ψ０　を残してあるが、前述のとおり、第２の実施の形態では、進行方位角偏移ψ０　はゼロ（ψ０＝０）とする。ここまでは、前述の第１の実施の形態と同じである。そして、車両が第２の更新目標方位角設定位置Ｒに到達したとき、目標方位角ΨＴを、当初の目標方位角Ψ０（ティーチング工程において取得され、目標方位角設定回路６に記憶されている目標方位角）に設定することにより、車両を目標軌跡１０８に戻す。前述の第１の実施の形態では、第２の更新目標方位角設定位置Ｒにおいて目標方位角ΨＴを第２の更新目標方位角Ψ０＋ψ０−ψ１＋ψ２に設定したのに対し、この第２の実施の形態では、車両が第２の更新目標方位角設定位置Ｒに到達したときに設定する目標方位角ΨＴは当初の目標方位角Ψ０である。進行方位角偏移ψ０　はゼロであるから、以後車両は目標方位角ΨＴを当初の目標方位角Ψ０に設定したままで、目標軌跡１０８上を自律走行することができる。
【００４０】
前述の課題を解決するための手段（２）では、この第２の実施の形態の構成が記述してある。また、前述の課題を解決するための手段（３）では、第２の更新目標方位角設定位置Ｒに到達したときに、第２の更新目標方位角Ψ０＋ψ０−ψ１＋ψ２（第１の実施の形態）か、或いは当初の目標方位角Ψ０（第２の実施の形態）か、いずれかを選択して目標方位角ΨＴを設定できる構成が記述してある。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、トリム操作の実施に際して、自律直進車両の更新目標方位角を、自律直進制御機能によるプログラム自動制御作用を介して効率よく設定することが可能となり、これにより、一度のトリム操作を実施することにより、該自律直進車両の目標方位角および横位置の修正を同時に有効に行って、自律直進車両の走行軌跡を当初の正常な目標軌跡上に復帰させるとともに、該走行軌跡を維持することができるという効果がある。また、トリム操作の実施が一回だけで済むので、運転者の労力を軽減することができる。更に、本発明によれば、車両の走行地面の凹凸などに起因して車両が横ずれしたときに、該自律直進車両の横位置の修正を有効に行って、自律直進車両の走行軌跡を当初の正常な目標軌跡上に復帰させるとともに、該走行軌跡を維持することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自律直進制御装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１の実施の形態において、トリム操作の実施により、自律直進車両の目標方位角を更新する経緯を示す図である。
【図３】トリム操作の実施手順を示すフローチャートである。
【図４】自律直進車両の目標方位角だけを更新する従来のトリム方法による走行軌跡の経緯を説明する図である。
【符号の説明】
１　　自律直進制御装置
２　　方位センサ
３　　車両速度計
４　　トリム操作スイッチ
５　　更新目標方位角演算回路
６　　目標方位角設定回路
７　　直進走行制御回路
８　　操舵駆動系
１０４　　トリム制御信号
１０５　　更新角度信号
１０７　　操舵制御信号
１０８　　目標軌跡
１０９　　点ＰＱ間の自律走行軌跡（距離Ｌ）
１１０　　点ＱＲ間の自律走行軌跡（距離Ｌ２）
１１１　　点Ｒ以降の自律走行軌跡
１１２　　ティーチング行程における往路
１１３　　ティーチング行程における復路
１１４　　実際の車両の走行軌跡
１１５　　当初の目標軌跡１０８に沿った走行路
Ｍ　　トリム操作をする走行軌跡１１４上の点
Ｐ　　自律直進車両の自律走行出発位置
Ｑ　　第１の更新目標方位角設定位置
Ｒ　　第２の更新目標方位角設定位置
Ｓ　　目標軌跡１０８に点Ｑから垂線を下ろした点
ψ０　　進行方位角偏移
ψ１　　第１の更新角度
ψ２　　第２の更新角度
ψ　　方位センサ２で検出する車両進行方位角
Ψ０　　ティーチング行程により取得し記憶した目標方位角
ΨＴ　　目標方位角設定回路６から出力され、車両進行方位角ψと直進走行制御回路７で比較される目標方位角
ｖ　　車両速度計３で測定する自律直進車両の速度
【図１】
2004086410.tif 000003
【図２】
2004086410.tif 000004
【図３】
2004086410.tif 000005
【図４】
2004086410.tif 000006