JPH01251209A - 無人車走行装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、誘導ラインに沿って走る無軌道無人走行装
置に関する。

（従来の技術） 近年、無人搬送車の走行装置として、無人搬送車の前方
の誘導ラインをＩＴＶカメラにとらえてこの誘導ライン
をガイドとして走行することにより安定した走行が得ら
れるため、研究が続けられている。

このような無人搬送車の走行装置の従来例を第７図、第
８図に示しである。この第７図、第８図に示すように、
無人搬送車１上のＩＴＶカメラにより進行方向の前方の
誘導ライン３を画像としてとらえ、この誘導ライン３を
画像処理してラインとして求めた値が車１の中心ライン
Ｃに一致するように、駆動輪４ａ、４ｂを回転させる。

つまり、右に曲る場合には駆動モータ５ａの回転を下げ
、左に曲る場合には駆動モータ５ｂの回転を下げること
により操舵して、誘導ライン３に追従するように走行さ
せることにより、誘導ラインに沿って走行させるのであ
る。尚、６ａ、６ｂ　ニアａ、７ｂはキャスタ輪である この従来の無人搬送車走行装置では、進行方向の前方を
見て走行することにより高速でも安定に走行できる利点
があり、できるだけ先を見ることにより安定度は益々向
上するようになる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の無人搬送車走行装置で
は、電源投入直後は、カメラ２の見ている位置が数メー
トル先であり、車１の現在位置との間にカメラアングル
の分だけの未知のラインがあり、その部分のルートがど
のようになっているか把えることができず、曲線路であ
る場合には追従できなくなる問題点があった。

また、前方を見れば見るだけ、車１の姿勢角のずれが生
じている場合にカメラ２の視野に誘導ライン３が像とし
てとらえられなくなる事態が起きやすく、従って走行で
きなくなりゃすい問題点があった。

この発明は、前述した従来の問題点に着目してなされた
もので、無人車の撮像手段が像として前方の誘導ライン
をとらえられなくなっているような場合、無人車の現在
位置と、前方の正規の位置までの間の部分の誘導ライン
を撮像手段により走査することにより既知のルートとし
、誘導ラインに対してずれがあるときには走行に先立っ
て無人車の向きを回転矯正することによりずれをなくし
、安全に走行させることのできる無人車走行装置を提供
することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の無人車走行装置は、走行路上の誘導ラインに
沿って前方を搬像するために無人車上に設置された撮像
手段と、この撮像手段によって搬像された画像信号を画
像処理して前記誘導ラインからの無人車のずれ量を検出
するずれ量検出手段と、検出されたずれ量に基いて前記
無人車を正規の走行位置まで操舵する操舵手段と、前記
搬像手段のｖｌ撮像アングル変更する撮像アングル変更
手段と、前記無人車の走行開始時にこの撮像アングル変
更手段の動作により前記撮像手段によって無人車の真下
の位置から正規の前方の位置までの間の誘導ラインを走
査しながら撮像し、その撮像データに基づいて前記無人
車の向きの判別を行なう判別手段と、この判別手段の判
別結果に基き前記撮像手段が前方の正規の搬像アングル
上で前記誘導ラインをとらえるようになるために必要な
角度だけ無人車の向き回転矯正する向き矯正手段とを備
えたものである。

（作用） この発明の無人車走行装置では、走行開始時に無人車に
設けられた撮像手段を真下に向け、徐々にＩＩｖｊＩア
ングルを進行方向の前方を見るように変化させ、各アン
グル毎の画像中の誘導ラインを画像処理し、無人車と誘
導ラインとの間のずれ醋を計測し、前方の正規のｍｔａ
アングルにおいて画像中に誘導ラインがとらえられるよ
うになるまで無人車の向きを回転矯正し、自動走行がで
きるようにする。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基いて詳説する。

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図であり、無人
車としての無人搬送車１の前方上部に搬像手段としての
ＩＴＶカメラ２が設置されている。

無人搬送車１は、従来例の第８図で説明したように、左
右の駆動輪４ａ、４ｂと前後左右４カ所のキャスタ輪６
ａ　、６ｂ　；７ａ　、７ｂを備えており、駆動輪４ａ
、４ｂはそれぞれ駆動モータ５ａ。

５ｂにより駆動されるようになっている。

撮像手段としてのＩＴＶカメラ２は、後述するように駆
動手段により真下の搬像アングル８ａから正規の前方の
撮像アングル８ｂまで、その搬像アングルの変更ができ
るようになっている。

走行路９上には従来例と同様に誘導ライン３が設けられ
ている。

第２図は上記実施例の回路構成を示しており、ＩＴＶカ
メラ２からの影像信号のＡ／Ｄ変換器１０、Ａ／Ｄ変換
器１０からのデジタル画像信号を処理して誘導ライン３
の位置を検出するライン位置検出部１１、ライン位置検
出部１１からの出力に基き無人搬送車１の誘導ライン３
に対するずれ量を算定するずれ量検出部１２を備えてい
る。

また、ずれ量検出部１２の出力によりステアリング量を
演算するステアリング社演算部１３、ステアリング量演
算部１３の出力により左右の駆動モータ５ａ、５ｂの回
転量を指令するモータ回転指令部１４８　、１４ｂ、こ
れらのモータ回転指令部１４ａｉ４ｂの指令に基きモー
タ回転速度を制御するモータ制御部１５ａ、１５ｂを備
えている。

さらに前記ＩＴＶカメラ２は撮像アングルを変更するた
めのカメラアングル駆動部１６を備えており、このカメ
ラアングル駆動部１６に対し、初期アングルパターンを
指示する初期アングルパターン発生部１７が接続されて
いる。

またさらに、これらの無人車走行装置全体の制御を行な
う走行再判定部１８、速度パターン発生部１９、走行完
了データ処理部２０を備えている。

上記の構成の無人車走行装置の動作について、次に説明
する。

ＩＴＶカメラ２には、第３図（ａ）、（ｂ）。

（Ｃ）に示すように、カメラアングル駆動部１６により
変更されたそれぞれの撮像アングルＢａ。

８ｂ、８ｎで画１２１ａ　、２１ｂ　、２１ｎのような
誘導ライン３の画像を撮像する。

そしてこのＩＴＶカメラ２からのｍｉ倍信号、Ａ／Ｄ変
換器１０によりデジタル信号に変換されてライン位置検
出部１１に与えられる。

ライン位置検出部１１では、Ａ／Ｄ変換器１０からの画
像信号を縦方向に加算して入力画像の縦方向の周辺分布
を求める加算回路と、その加算回路で求めた縦方向の周
辺分布を微分する微分回路と、その微分回路の出力結果
から最大値、最小値となる横方向のアドレスを求める最
大・最小位置検出回路と、その最大・最小位置検出回路
から出力きれる最大・最小のアドレスとから誘導ライン
３の位置を検出する。

そしてこの誘導ライン３の位置検出信号は、ずれ量検出
部１２に出力され、ここでずれ量の算定が行なわれる。

このずれ量検出部１２におけるずれ山の算定では、ＩＴ
Ｖカメラ２の画像は常に誘導ライン３の中央部が画像中
央にくるときにずれ１０と設定しておき、ライン位置検
出部１１からのアドレスの差をずれ量と断定するのであ
る。

このずれ量による誘導ライン追従制御を説明する。

今、誘導ライン３が右側にずれている場合をプラスとし
、左側にずれている場合をマイナスとする。そこで、ず
れ量検出部１２の出力はステアリング量演算部１３にて
操舵量に換算される。操舵量への換算は、この実施例の
場合には、左右の駆動輪４ａ　、４ｂの回転数差により
操舵を行うものであるため、操舵量を左右の駆動輪の回
転数差に換算する。

したがって、ずれ量検出部１２におけるずれ量に応じて
、右側にずれている場合には右側のモータ回転指令部１
４ａの回転数をΔｎだけ下げる指令を与え、右側にずれ
ている場合には左側のモータ回転指令部１４ｂにΔｎだ
け回転数を下げる指令を出力することになる。

このようにしてＩＴＶカメラ２が前方の誘導ライン３を
撮像し、その誘導ライン３に対する無人搬送車１のセン
、ターラインＣのずれ量を検出し、このずれ量をステア
リング量に換算し、左右の駆動モータ５ａ、５ｂの回転
数を制御し、常に誘導ライン３の中央に無人搬送車１の
センターラインＣが一致するように操舵制御しながら無
人走行させるのである。

初期アングルパターン発生部１７は、それまで自動で走
行させていない場合の現在位置８ａと、前方の所定のア
ングル８ｂにおいて見る画像位置との間でｍｓアングル
を変更することにより、未知の走行ルートを認識するた
めの撮像アングルパターンを発生し、カメラアングル駆
動部１６に与える。

この初期アングルパターン発生部１７によるアングルパ
ターン発生のタイミングは、無人搬送車１の走行開始時
にオペレータがスイッチ操作により生じさせるようにし
てもよく、また電源投入後の自動運転開始時に必ず１度
自動的にパターン発生させるようにしてもよいものであ
る。

そしてこの初期アングルパターン発生部１７からアング
ルパターンが発生すると、カメラアングル駆動部１６に
おいてＩＶＴカメラ２の撮像アングルが変更され、前方
の正規の撮像アングル８ｂから中間アングル８ｎを経て
真下の撮像アングル８ａまで移動し、その後、再び中間
の撮像アングル８ｎを経て前方の正規の撮像アングル８
ｂまで・戻り、固定されるように駆動する。

そしてこのＩＴＶカメラ２のアングル変更動作時には、
カメラアングルが走行可判定部１８に位置情報として与
えられ、同時に各撮像アングル８３．８ｎ、８ｂにおけ
る誘導ライン３の画像とずれ量とがそれぞれライン位置
検出部１１、ずれ量検出部１２より走行可判定部１８に
与えられる。

走行可判定部１８では、各搬像アングル８ａ。

８ｎ、８ｂ毎のずれ市と共に各撮像アングル毎の誘導ラ
イン３の位置画像がデータ保管され、無人搬送車１の現
在位置８ａと正規の前方の撮像位置８ｂとの間のルート
を認識し、それが直線であるのか曲線であるのか判定す
る。

更に、ＩＴＶカメラ２が真下の撮像アングル８ａから正
規の前方の撮像アングル８ｂまでの間の各昭像アングル
毎の画像データに誘導ライン像が常に捕えられているか
どうかの判定も行なう。

そしてルートが直線であり、全域において誘導ライン３
が捕らえられているならば、走行可判定部１８より速度
パターン発生部１９に対して走行可信号が出力され、速
度パターン発生部１９はモータ回転指令部１４ａ、１４
ｂに回転指令を与え、無人搬送車１の走行を開始する。

また、無人搬送車１の現在位置８ａから前方の正規のア
ングル８ｂにおける撮像位置との間のルートが曲線であ
り、しかも各搬像アングル毎の画像データに誘導ライン
３が捕えられている場合には、無人搬送車１を曲線ルー
トに沿って走行せる必要があるため、カメラアングル駆
動部１６に対し、ＩＴＶカメラ２が真下の撮像アングル
８ａを取るように指令し、ＩＴＶカメラ２は真下を向け
た状態で走行を開始させる。

更に、各撮像アングル毎のカメラ画像中に誘導ラインが
捕えられていない場合には、走行可判定部１８は速度パ
ターン発生部１９に指令を発し、速度パターン発生部１
９からモータ回転指令部１４ａ、１４ｂに対して、各々
同じ大きさの逆向きの回転指令を出力させ、無人搬送車
１をスピンターンさせる。そして、無人搬送車１がスビ
ーンターンしている間にＩＴＶカメラ２が撮像する画像
中に誘導ライン３が捕えられ、しかもその誘導ライン３
のずれ量がＯとなる位置、またはカメラ画像内に誘導ラ
イン３が捕えられる位置までくると、スピンターンを中
止させる。

そしてその後は、正規の操舵制御により誘導ライン３に
対するずれ母が０となるように操舵制御を行ないながら
走行を開始する。

第４図（ａ）、（ｂ）は、アングルパターン発生部１７
からの出力により撮像アングルを移動させながら誘導ラ
イン３を搬像したときのずれ量検出部１２からの出力デ
ータであって、走行可判定部１８において記憶されてい
るものの特性図を示している。同図（ａ　）のデータ特
性図は、誘導ライン３の中心と無人搬送車１のセンター
ラインＣとが一致している場合である。そして同図（ｂ
　）は、誘導ライン３が直線ではあるが、無人搬送車１
のセンターラインＣと誘導ライン３の中心とが一致して
おらず、真下の撮像アングル８ａから前方に徐々に撮像
アングルが上昇してゆくにつれ、誘導ライン３がカメラ
画像からはずれるようになった場合を示している。

そしてこのように誘導ライン３が搬像アングルを前方に
向けるに従って視野からはずれてしまうような場合には
、上述したように走行可判定部１８が速度パターン発生
部１９に対してスピンターン指令を与え、モータ回転指
令部１４ａ、１４ｂに互いに逆向きの回転指令を与え、
無人搬送車１をその場でスピンターンさせ、誘導ライン
３がＩＴＶカメラ２の視野中に捕えられるようになるま
で、あるいはずれ量がＯになるまで無人搬送車１の向き
を回転矯正し、走行開始時の無人搬送車１の向きを正規
のものに設定するのである。

第５図および第６図はこの発明の他の実施例を示すもの
であり、無人搬送車１に対して撮像手段としてのＩＴＶ
カメラ２を側面上部に設置し、アングル変更手段により
ＩＴＶカメラ２の撮像アングルが進行方向の前方の正規
の撮像アングル８ｂから、後方のほぼ同じ撮像アングル
８ｄまで変更ができるようにしたものである。そしてこ
の実施例の場合には、無人搬送車１を無人で前方にも後
方にも走行させることができるようになる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、無人車に取付けた撮像
手段に対して、前方の正規の撮像アングルから真下の撮
像アングルまで撮像アングルを変更することのできるア
ングル変更手段を設け、前方の搬像アングルでは誘導ラ
インが撮像手段の視野に捕えられないような場合には撮
像手段の撮像アングルを変更し、真下の撮像アングルに
おいて誘導ラインに対するずれ量を求め、現在位置にお
いて回転矯正することにより、前方の搬像アングルにお
いても誘導ラインを撮像手段の視野内に捕えられるよう
に向き調整するものであるため、従来のように撮像手段
の撮像アングルが前方の一定のものに固定されている場
合と異なり、撮像手段の視野内に誘導ラインが捕えられ
なくなったような場合でも自動的に無人車の向き調整を
行なって無人走行を開始させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の正面図、第２図は上記実
施例の回路ブロック図、第３図は上記実施例におけるＩ
ＴＶカメラの画像を示す説明図、第４図は上記実施例に
おける走行可判定部の記憶するずれ吊データ特性図、第
５図はこの発明の他の実施例の正面図、第６図は上記実
施例の平面図、第７図は従来例の正面図、第８図は従来
例の平面図である。 １・・・無人搬送車　　　２・・・ＩＴＶカメラ３・・
・誘導ライン ８ａ　、８ｂ　、８ｎ・・・撮像アングル１０・・・Ａ
／Ｄ変換器　１１・・・ライン位置検出部１２・・・ず
れ量検出部 １３・・・ステアリング量演算部 １４ａ、１４ｂ・・・モータ回転指令部１５ａ、１５ｂ
・・・モータ制御部 １６・・・カメラアングル駆動部 １７・・・初期アングルパターン発生部１８・・・走行
可判定部 １９・・・速度パターン発生部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 走行路上の誘導ラインに沿って前方を撮像するために無
   人車上に設置された撮像手段と、この撮像手段によって
   撮像された画像信号を画像処理して前記誘導ラインから
   の無人車のずれ量を検出するずれ量検出手段と、検出さ
   れたずれ量に基いて前記無人車を正規の走行位置まで操
   舵する操舵手段と、前記撮像手段の撮像アングルを変更
   する撮像アングル変更手段と、前記無人車の走行開始時
   にこの撮像アングル変更手段の動作により前記撮像手段
   によつて無人車の真下の位置から正規の前方の位置まで
   の間の誘導ラインを走査しながら撮像し、その撮像デー
   タに基づいて前記無人車の向きの判別を行なう判別手段
   と、この判別手段の判別結果に基き前記撮像手段が前方
   の正規の撮像アングル上で前記誘導ラインをとらえるよ
   うになるために必要な角度だけ無人車の向きを回転矯正
   する向き矯正手段とを備えて成る無人車走行装置。