自律走行車両のための作業走行軌跡制御(第3報) Trajectory Control for Agricultural Autonomous Vehicles (Part 3) : A Field Experiment of the Designed Trajectory Control

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抄録

前報で報告した自律走行車両の軌跡制御アルゴリズムを検証するために研究を行った. 四輪操舵, 四輪駆動可能なコンピュータ制御トラクタを供試して圃場試験を行った. 本制御法はオープンループであるが, 操舵角度の算出に簡単なフィードバック制御を加えて, 車両が与えられた軌跡の沿って走行する時の姿勢角度の誤差を減少させた. 車両位置はデッドレコニングを車両の後輪に取り付けたエンコーダとジャイロのデータに基づいて行い求めた. コンクリート路面で行った実験では, 目的とした地点での車両の姿勢誤差が, 位置誤差で3cm以下, 姿勢角度誤差で3°以下となった. このように提案した軌跡制御アルゴリズムの妥当性は確認できたが, 横方向への移動距離が増大すると操舵角度が限界に達してしまうこともわかった. 次に車輪のスリップがもたらす影響を検討するために, 耕うん後の軟弱な路面, 芝地, コンクリート路面で実験を行った. その結果, (5m, 1m) の目標位置では全ての路面で位置誤差が1cm (1%) 程度であったのに対し, (5m, 2m) の目標地点の場合軟弱な路面では8cm (4%) の誤差となった. これらのデータはスリップの影響が大きいこと, そしてフィードバック制御の必要性を示すと考えられた.

This study was conducted to verify a developed trajectory control algorithm for an autonomous vehicle. A field experiment was carried out by using a computer-controlled tractor with four-wheel steering and four-wheel drive. The control algorithm was developed under an open-loop condition, with a simple feedback correction for vehicle orientation included in the steering angle calculation to minimize vehicle posture errors when the vehicle is travelling in its predetermined trajectory path. A gyro sensor and rotary encoders attached at the rear wheels were used as a vehicle posture-sensing system to detect the vehicle position and direction, and a dead reckoning method was used. The posture error at the target position obtained the experiments on a concrete surface was stayed within 3cm in position and 3° in orientation angle. While this results validated the proposed control algorithm, when the lateral moving distance was large the method could not work properly due to the limitation of steering angle. Experiments were repeated on grassland and soft-ground surface to clarify the effect of slippage between the vehicle and ground. Though the positional error was 1% or 1cm for all of tested groundsurfaces at the target point of (5m, 1m), it increased to 4% or 8cm particularly on the soft ground surface due to slippage at the target of (5m, 2m). These results indicated that significance the effect of slippage and implied necessity of positional feedback function.

収録刊行物

  • 農業機械學會誌

    農業機械學會誌 62(6), 125-135, 2000-11-01

    農業食料工学会

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被引用文献:  1件中 1-1件 を表示

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10013001128
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00200470
  • 本文言語コード
    ENG
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    02852543
  • NDL 記事登録ID
    5541450
  • NDL 雑誌分類
    ZR7(科学技術--農林水産--農産)
  • NDL 請求記号
    Z18-387
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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