JPH0210409A - 移動体の誘導方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は移動体を目的の経路に従って誘導するための方
法に係わり、特に緑り返し同一経路を走行する場合に経
路を与えるのに好適な移動体の誘導方法に関する。

〔従来の技術Ｊ 従来、移動体の誘導方法については、第３回インターナ
ショナル　カンファレンス　オブ　オートメイテッド　
カイテッド　ヴイークル　システムズ予稿集（１９８５
年１０月）の第６３頁から８５頁（Ｐｒｏｃ、　ｏｆ　
３ｒｄ　Ｉｎｔ、　Ｃｏｎｆ、　ｏｎ　Ａｕｔｏｎａｔ
ｅｄＧｕｉｃｌｅｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　５ｙｓｔｃｕ＋
５（Ｏｃｔ、１９８５）、ｐ６３〜８５）において論じ
られている。

即ち、床面上を目的の経路に沿って移動体を誘導するた
めに、目的の経路に沿って床面にケーブルを埋め込み、
ケーブルより発生する磁界を移動体が常時磁気センサで
検出して、磁界領域から離脱しないように移動制御する
方法かある。

また類似の方法として、目的の経路に沿って床面上に反
射テープを貼っておき、反射テープと床面とのコントラ
ストを移動体が常時光学センサで検出して、反射テープ
から離脱しないように移動制御する方法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、反射テープまたはケーブル等の敷設物
を、移動経路に沿って作業員が事前に敷設する必要かあ
る。即ち、移動目標の敷設が作業員によって実施される
ことを前提にしており、これらの作業を簡略化すること
についてはあまり考慮されていない、また敷設の比較的
容易な移動目標は移動面上に露出しており、美観上など
移動面ｊ１ｍの都合でＭ４造物を設置できない場合は使
用できない。

本発明の目的は、移動目標の敷設を容易にして作業員に
よる作業を大幅に減らすことのできる移動体の誘導方法
を提供することである。

本発明の他の目的は、目に見えない移動目標を与えるこ
とにより、敷設物を取り付けられない、または取り付け
たままにできない領域においても、移動体の誘導を可能
にする移動体の誘導方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記最初の目的は、移動目標の認識装置と、前記認識装
置からの信号に基づき動作指令を発生ずる移動制御装置
と、前記移動制御装置からの指令に基づいて動作する移
動機構とを有する移動体を準備し、前記移動体を自分自
身で前記移動目標を設置しながら移動させ、次回以降の
移動の際は当該移動目標に基づいて該移動体を移動させ
ることを特徴とする移動体の誘導方法によって達成され
る。

また上記目的は、前記移動体とは別の自動機械を移動さ
せながら前記移動目標を設置し、その後前記移動体を当
該移動目標に基づいて移動させることを特徴とする移動
体の誘導方法によっても達成される。

前記移動目標としては磁気情報、光学情報、音響を用い
ることができる。

一方、Ｌ記第２の目的は、移動目標の認識装置と、前記
認識装置からの信号に基づき動作指令を発生する移動制
御装置と、前記移動制御装置がらの指令に基づいて動作
する移動機構とを有する移動体を準備し、前記移動目標
を磁気情報を用いて設置し、前記移動体を当該移動目標
に基づいて移動させることを特徴とする移動体の誘導方
法によって達成される。

前記移動目標としては、移動経路に沿って連続した線を
用い、当該線に沿って前記移動体を移動させることがで
きる。また移動目標として、移動経路に沿って離散的に
設置した印を用い、当該印によって前記移動体に動作指
令を与えるてもよい。

更に移動目標として符号化された印を用い、当該印を移
動経路に沿って離散的に設置して複数の種類の動作指令
を前記移動体に与えることもできる。

前記磁気情報としては、好ましくは、磁性材料からなる
移動面を局部的に着磁しその際に当該磁性材料に残る残
留磁界を用いる。

この場合、複数個の着磁装置を装備し、これら着磁装置
を独立に着磁動作させることにより得られる、符号化さ
れた残留磁界パターンを磁気情報として用いることがで
きる。

また１個又は複数個の着磁装置を前記磁性材料移動面に
沿って可動に装備し、前記着磁装置を動作させながら着
磁することにより得られる、符号化された残留磁界パタ
ーンを磁気情報として用いてもよい。

また複数個の残留磁界検出装置を装面し、これら検出装
置を同時に残留磁界検出動作をさせることにより得られ
る、符号化された残留磁界パターンを磁気情報として用
いることができる。

また１個又は複数個の残留磁界検出装置を前記磁性材料
移動面に沿って可動に装備し、これら検出装置を動作さ
せながら残留磁界を検出することにより得られる、符号
化された残留磁界パターンを磁気情報として用いること
ができる。

さらに前記移動体が前記磁性材料移動面との接触部に具
備した磁界発生装置によって当該材料に残される残留磁
界を磁気情報として用いてもよい。

また前記磁性材料移動面上の残留磁界の消磁装置を装備
してもよい。

〔作用〕

このように構成された本発明においては、最初の移動目
標の設置されていない状態では、作業者が例えば遠隔操
作で指示することにより移動体自身又は移動体とは別の
自動機械を移動させながら移動目標の設置を行うので、
移動目標の設置のため作業員は現地へ赴く必要がなく、
作業に要する人数は格段に減少する。

なお最初の移動目標の設置されていない状態の移動では
、移動体自身が移動面上における位置を検出して修正す
ることができないため、位置誤差は移動にともなって増
加する。そのため、作業員が直接移動面に移動目標を設
置する場合と比較すると、移動目標の設置制度は低下す
ることになる。

しかしながら−旦移動目標を設置してしまえば、繰り返
し走行の際には移動目標を基準にして位置誤差の修正が
できる。このなめ繰り返し精度は、作業員が直接移動面
に移動目標を設置する従来法と同等となる。従って、移
動目標の設置精度はあまり問題ではなく、繰り返し位置
精度が要求されるような作業、例えば、特定の部分を１
Ｉ１１続的に監視する作業などには本発明の方法が特に
有効である。

また移動目標を磁気情報を用いて設置する本発明に関し
て、特に着磁処理していない一般の磁性材料は、浮；於
磁界程度に着磁しており、例えば地球上の楕逍物であれ
ば、場所によって異なるが約０．３ガウスから０．５ガ
ウスに着磁している。

このような磁性材料の任意の部分に外部から磁界を印加
すると局部的に磁化し、磁界を取り去っても印加された
磁界に応じた残留磁界が残る。この磁性材料上の残留磁
界はボール素子、磁気抵抗素子、磁歪素子等の磁気セン
サで検出できるため、移動目標として利用できる。残留
磁界は磁性材料自身の保磁力で長時間保持されるため、
電気、光、音響等の移動目標と異なり、外部からエネル
ギーを常時供給する必要がない、従って局部残留磁界を
いっなん残してしまえば、長期にわたって移動目標とし
て使用できる。また残留磁界は人間の目には見えないか
ら、美観上移動目標を設置できないまたは設置したまま
にできないような場合にも使用できる。これらの特徴が
他の種類の移動目標と大きく異なる部分である。

移動目標として符号化された印を用いた場合には、移動
目標から移動経路以外の情報、例えば移動体の停止、特
定の作業の指示等の動作情報を与えることができる。

移動体の磁性材料移動面との接触部に装備した磁界発生
装置によって当該材料に残される残留磁界を磁気情報と
して用いる場合には、当該磁界発生装置として永久磁石
を用いることにより、移動体の移動がそのまま着磁動作
となり、特別な着磁装置を設置しなくても移動目標の設
置を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明のうち、移動体自身が移動目標を設置す
る場合の一実施例で、移動体を含むシステム全体の構成
を示している。移動体１は、移動目標認識装置２、移動
制御装置３、移動ｔｌ［４、及び移動目標設置装置５か
ら成る。移動体１の外部には、システム全体を統括して
制御する統括制御装置６があり、この乙価値制御装置６
には作業者即ちオペレータ７からおおまかな作業指示が
与えられる。各構成要素間の情報の流れは矢印で示され
ており、実線は移動目標設置時における流れで、破線が
設置済みの移動目標に沿って繰り返し走行する場合の流
れである。

作業にあたっては、オペレータ７から統括制御装置６へ
、「移動目標の設置」あるいは「移動目標に沿った繰り
返し走行」のいずれを行なうかの指示８が与えられる。

「移動目標の設置」の場合は、移動目標を設置する経路
情報９が統括制御装置６から移動制御装置３に送られる
。移動制御装置３はこの指示に従って移動制御信号１０
を発生し、移動体１を目的の経路に沿って走行させる。

統括制御装置６は、移動体１の移動と同期して移動目標
を設置すべき位置において、移動目標設置信号１１を発
生し、これに従って移動目標設置装置５が作動する。こ
のときは移動目標認識装置２は何の役割も果たしていな
い。

指示８が「移動目標に沿った繰り返し走行」の場合は、
自動走行の指示１２が統括制御装置６から移動制御装置
３に与えられる。この場合には、移動制御装置３は移動
目標認識装置２に対し、定間隔あるいは必要に応じた任
意間隔で移動目標検出指示１３を手え、これに応答する
形で移動目標認識装置２は移動制御装置３に「移動体１
に対する移動目標の位置情報」１４を送り返す、移動制
御装置３は位置情報１４に基づき移動方向・移動量等の
パラメータを算出し、これを移動制御信号１５として移
動Ｒ楕４に与え、移動体１を目的の経路に沿って繰り返
し走行させる。まなこの際、移動体１の位置情報１６は
統括制御装置６にも送られ、移動体１の位置を把握する
のに使用される６第２図は本発明のうち、移動目標の設
置専用の移動体と繰り返し走行専用の移動体を分離した
場合の一実繕例で、これらの移動体を含むシステム全体
の構成を示している。移動目標の設置専用に使われる目
標設置用移動体１７は、移動制御装置３ｂ、移動Ｉ！構
４ｂ、移動目標設置装置５から成る。移動目標を設置す
る場合の動作は、第１図の移動制御袋′Ｊ１．３と移動
ｔｌｉ横４を、第２図の移動制御装置３ｂと移動機構４
ｂに置き換えると、全く同じになる。

また繰り返し走行専用に使われる移動体１は、移動目標
認識装置２、移動制御装置３ａ、移動機ｍ４ａから成る
。繰り返し走行する場合の動作は、第１図の移動制御装
置３と移動機構４を、第２図の移動制御装置３ａと移動
機構４ａに置き換えると、全く同じになる。

目標設置用移動体１７と繰り返し走行用の移動体１は、
移動速度や精度などの制御パラメータが異なることが多
いが、本実施例によれば目的に適した制御パラメータを
実現できる移動体をそれぞれに得られるという特徴があ
る。

移動体２１が曲面２２上を移動する場合に使用する移動
目標としては第３図（ａ）　、　（ｂ）及び（Ｃ）に示
すような形態を取ることができる。第３図（ａ）は移動
目標として連続曲線２３を用いた例、第いた例、第３図
（Ｃ）は連続曲線２５に符号化された印２６ａ〜２６ｅ
を併用した例である。特に第３図（ｂ）は離散的な印２
４ａ　〜２４ｄを用３図（Ｃ）のように符号化された印
を用いると、移動目標に移動体の動作に関する詳細な情
報を含めることができ、移動目標から移動経路情報に加
えて、例えば移動体の停止、特定の作業等の指示を与え
ることができる。

また移動目標は磁気的な情報、光学的な情報、音響的な
情報など種々のものが考えられ、それぞれが第３図に示
すような各種の形態をとることができる。磁気的な情報
の設置に関しては後述する。

光学的な情報は、着色テープまたは反射テープなどを貼
る（連続的な移動目標）、塗装（連続的または離散的な
移動目標）、ランドマークを置いて行＜（離散的な移動
目標）等により設置することができる。音響的な情報の
設置は、音源、超音波源（連続、１ＩｉＩ散的な移動目
標）等を置いて行くこと等により設置することができる
。

つぎに人間の目に見えない移動目標として、局部的な残
留磁界を使用する場合の実施例について述べる。第４図
は局部的残留磁界を用いる移動体の例である。移動体３
１は、回転可能に取り付けられた駆動１６３２ａ、３２
ｂと従動輪３３ａ、３３ｂによって支持され、曲面状を
走行する。駆動輪３２ａ、３２ｂはベルト３３を介して
走行用モータ３４によって駆動される。また従動輪３３
ａ。

３３ｂは、操向リンク３５を介して連結されており、操
向アクチュエータ３６によって操舵される。

磁性材料からなる移動面を局部的に着磁する場合は、着
磁コイル３７に通電することにより磁界が発生し、磁界
を取り除いた後も残留磁界が残る。

この着磁コイル３７はボールねじ機構３８に収り付けら
れている。ボールねじ機構３８はベルト３９を介してモ
ータ４０と接続されており、モータ４０を駆動すること
により、着磁コイル３７が横行する。従って、着磁コイ
ル３７の横行と通電のタイミングを適当に選べば、符号
化された残留磁界パターンを残すことができる。

一方、移動体３１の前面には磁気センサ４１が装備され
ており、移動面上の残留磁界を検知することができる。

複数の磁気センサを一列上にならべた、アレイ形磁気セ
ンサとし、各磁気センサの出力を同時並列に取り込むこ
とにより、磁気センサを移動面に沿って走査することな
く符号化された残留磁界パターンを読みとることができ
る。

移動面への着磁は磁界を発生するものならばどのような
種類のものでも使用でき、移動面近くに位置した電磁石
に通電してもよいし、永久磁石を移動面に着脱してもよ
い、第５図は鋼板に永久磁石を着脱して着磁した場合の
、残留磁界の大きさを測定したものである。横軸は磁化
回数として着脱動作の回数を示し、Ｍｌ軸は残留磁界の
大きさを示す、使用した磁石は残留磁束密度９０００ガ
ウスで、このとき鋼板に残る残留磁界は３〜４ガウス程
度となり、磁化回数によってあまり差がないことがわか
る６着磁していない部分の残留磁界は０．３ガウス程度
であり、着磁した部分の残留磁界の大きさはこれを約１
桁上回るものとなる。

移動面上の残留磁界を基準として繰り返し走行する場合
、経過時間に伴う残留磁界の減少が問題となる。第６図
は経過時間に対する残留磁界を測定した結果で、外挿す
ると１週間で２０〜５０％の減衰となる。従って残留磁
界を長期にわたって移動の基準とする場合は、一定時間
毎に繰り返し着磁する必要がある。

第７図は幅１０鴎の永久磁石片を用いて鋼板を着磁した
場合の、残留磁界分布を測定したものである。矢印５１
の示す領域が着磁した部分で、横軸が着磁中心位置から
の距離、縦軸が残留磁界を示している。残留磁界の存在
する領域は、着磁した部分ときわめてよく一致するため
、移動時の基準として十分使用できる。

移動面に符号化された残留磁界パターンを作成する方法
としては、複数の着磁器を配列したアレイ形着磁器を用
いる方法と、移動面上を走査可能な１個または複数の着
磁器を使用する方法とがある。第８図（ａ）はアレイ形
着磁器の一実施例である。ｓｉ器は３組の独立したコイ
ル５２ａ〜５２Ｃ及びポールピース５３ａ〜５３ｃから
成る。磁性材料よりなる移動面５４にポールピース５３
を接触させた状態で各コイル５２ａ〜５２ｃに通電する
と、通電したコイルに相当するポールピースが移動面５
４に接触した部分だけ着磁する。従って同時に通電する
コイルの組み合わせを変えると、異なった残留磁界パタ
ーンができる。

一方、第８図（ｂ）は走査形層磁器の一実施例であり、
第４図に示した実施例の着磁コイル３７もこの形のもの
である。第８図（ｂ）において、コイル５５どポールピ
ース５６はボールネジのナツト５７に取り付けられてい
る。ボールねじ５８の一端は図には示されていないモー
タと接続されており、このモータを駆動することにより
、ボールねじ５８は矢印５９の示すように回転する。よ
ってモータを駆動することにより、コイル５５とポール
ピース５６を移動面６０に沿って走査することができる
。従って、コイル５５の横行動作と通電のタイミングを
適当に選べば、符号化された残留磁界パターンを得るこ
とができる。

第８図は着磁器について述べたが、コイル及びポールピ
ースを磁気センサに置き換えることにより、残留磁界検
出器についても同様のことがいえる。即ち、複数の磁気
センサを配列したアレイ形検出器と、移動面上を走査可
能な１個または複数の磁気センサを使用する走査形検出
器が考えられる。

移動面上の局部的残留磁界は必ずしも着磁装置によって
意識的に行なう必然性はなく、移動体が移動面と接する
部分を磁石としておけば、移動と同時に自動的に移動軌
跡が残ることになる０例えば、第４図に示す移動体の駆
動輪３２と従動輪３３を永久磁石で構成して、移動面に
吸着して走行させるような場合、移動面上を駆動輪３２
と従動輪３３がころがることにより、連続的な移動軌跡
の残留磁界が残る。このような場合には着磁装置は必ず
しも装備する必要はない。

これまでは着磁器を用いて移動面に磁気情報を残すこと
を中心に述べてきた。これに対して、移動体に消磁器を
装備して、不必要になった磁気情報を消去しながら移動
することら考えられる。消磁器は、着磁部分に交番磁界
を加えながらその値を徐々に小さくしてゆくことにより
消磁が可能であり、コイルに交７Ｍ電圧を加えることに
よっても実現できる。このような消磁器は、例えば移動
経路を変更する場合や、意図に反して着磁してしまった
部分の消磁、繰り返し移動終了後に着磁情報を消去する
必要のある場合に使用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、移動体自身又は自動機械か移動しなが
らが移動目標の敷設を行なうため、作業員による移動目
標の敷設作業を大幅に減らすことができる。とくに人間
が容易に接近できない高所や、配管の内面等の狭所にお
いて、遠隔操作によって移動目標を設置できるため、作
業員の負担を大きく減らすことができる。

また本発明によれば、移動目標として人間の目に見えな
い磁気情報を用いることにより、敷設物を収り付けられ
ない、又は収り付けたままにできない領域においても移
動目標が設置できるようになり、移動体の誘導が可能と
なる。また磁気情報は、着磁及び消磁が容易なため、移
動体を用いて遠隔で移動目標の設置、移動を実現するの
が容易となる。

移動目標として符号化された印を用いた場合には、移動
目標から移動経路以外の情報、例えば移動体の停止、特
定の作業の指示等の動作情報を与えることかできる。

移動体の磁性材料移動面との接触部に装備した磁界発生
装置によって当該材料に残される残留磁界を磁気情報と
して用いる場合には、移動体の移動かそのまま着磁動作
となり、特別な着磁装置を設置しなくても移動目標の設
置を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による移動体の誘導方法を実
施するシステムの概念を示す概略図であり、第２図は本
発明の他の実施例による移動体の誘導方法を実施するシ
ステムの概念を示す概略図であり、第３図（ａ）　、　
　（ｂ）及び（Ｃ）は、本発明に移動体の誘導方法によ
り設置される移動目標のことなる形態をそれぞれ示す図
であり、第４図は本発明の移動体の誘導方法に使用する
移動体の概略構造を示す斜視図であり、第５図は磁化回
数と残留磁界の強さの関係の実験結果を示す図であり、
第６図は経過時間と残留磁界の強さとの関係の実験結果
を示す図であり、第７図は着磁中心位置からの距離と残
留磁界の強さの関係の実験結果を示す図であり、第８図
（ａ）及びｆｂ）は、それぞれ、本発明の移動体の誘導
方法に使用する２つの型の＠磁器を示す図である。 符号の説明 １．１７，２１．３１・・・移動体 ２・・・目標認識装置　　　３・・・移動制御装置４・
・・移動［１５・・・移動目標設置装置６・・・統括制
御装置、　　　２３．２５・・・連続曲線２４・・・離
散的な印 ３７．５３ａ　〜５３ｃ 器） ４１・・・磁気センサ ２６・・・符号化された印 ５５・・・着磁コイル（着磁 ５４．６０・・・移動面 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）移動目標の認識装置と、前記認識装置からの信号
   に基づき動作指令を発生する移動制御装置と、前記移動
   制御装置からの指令に基づいて動作する移動機構とを有
   する移動体を準備し、前記移動体を自分自身で前記移動
   目標を設置しながら移動させ、次回以降の移動の際は当
   該移動目標に基づいて該移動体を移動させることを特徴
   とする移動体の誘導方法。 （２）移動目標の認識装置と、前記認識装置からの信号
   に基づき動作指令を発生する移動制御装置と、前記移動
   制御装置からの指令に基づいて動作する移動機構とを有
   する移動体を準備し、前記移動体とは別の自動機械を移
   動させながら前記移動目標を設置し、その後前記移動体
   を当該移動目標に基づいて移動させることを特徴とする
   移動体の誘導方法。 （３）移動目標の認識装置と、前記認識装置からの信号
   に基づき動作指令を発生する移動制御装置と、前記移動
   制御装置からの指令に基づいて動作する移動機構とを有
   する移動体を準備し、前記移動目標を磁気情報を用いて
   設置し、前記移動体を当該移動目標に基づいて移動させ
   ることを特徴とする移動体の誘導方法。 （４）前記移動目標として磁気情報を用いたことを特徴
   とする請求項１又は２記載の移動体の誘導方法。 （５）前記移動目標として光学情報を用いたことを特徴
   とする請求項１又は２記載の移動体の誘導方法。 （６）前記移動目標として音響情報を用いたことを特徴
   とする請求項１又は２記載の移動体の誘導方法。 （７）前記移動目標として移動経路に沿って連続した線
   を用い、当該線に沿って前記移動体を移動させることを
   特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の移動体の
   誘導方法。（８）前記移動目標として移動経路に沿つて
   離散的に設置した印を用い、当該印によって前記移動体
   に動作指令を与えることを特徴とする請求項１〜６のい
   ずれか１項記載の移動体の誘導方法。 （９）前記移動目標として符号化された印を用い、当該
   印を移動経路に沿って離散的に設置して複数の種類の動
   作指令を前記移動体に与えることを特徴とする請求項１
   〜６のいずれか１項記載の移動体の誘導方法。 （１０）磁性材料からなる移動面を局部的に着磁し、そ
   の際に当該磁性材料に残る残留磁界を前記磁気情報とし
   て用いることを特徴とする請求項３又は４記載の移動体
   の誘導方法。 （１１）複数個の着磁装置を装備し、これら着磁装置を
   独立に着磁動作させることにより得られる、符号化され
   た残留磁界パターンを前記磁気情報として用いることを
   特徴とする請求項１０記載の移動体の誘導方法。 （１２）１個又は複数個の着磁装置を前記磁性材料移動
   面に沿って可動に装備し、前記着磁装置を動作させなが
   ら着磁することにより得られる、符号化された残留磁界
   パターンを前記磁気情報として用いることを特徴とする
   請求項１０記載の移動体の誘導方法。 （１３）複数個の残留磁界検出装置を装備し、これら検
   出装置を同時に残留磁界検出動作をさせることにより得
   られる、符号化された残留磁界パターンを前記磁気情報
   として用いることを特徴とする請求項１０記載の移動体
   の誘導方法。 （１４）１個又は複数個の残留磁界検出装置を前記磁性
   材料移動面に沿って可動に装備し、これら検出装置を動
   作させながら残留磁界を検出することにより得られる、
   符号化された残留磁界パターンを前記磁気情報として用
   いることを特徴とする請求項１０記載の移動体の誘導方
   法。 （１５）前記移動体の前記磁性材料移動面との接触部に
   装備した磁界発生装置によって当該材料に残される残留
   磁界を前記磁気情報として用いることを特徴とする請求
   項１０記載の移動体の誘導方法。 （１６）前記磁性材料移動面上の残留磁界の消磁装置を
   装備したことを特徴とする請求項１０記載の移動体の誘
   導方法。