JPH02235116A - 作業車の運転制御設備 - 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、作業用のステーションに自動走行する作業車
に、作業装置が設けられ、前記ステーションには、前記
作業装置の前記ステーションに対する平面視での基準位
匿情報を表示する基準部材が設けられ、前記作業装置に
は、前記基準部材の表示情報を読み取るセンサーが設け
られ、前記作業車に、前記センサーの読み取り情報に基
づいて前記作業装置の作動量を自動補正する作動量補正
手段が設けられた作業車の運転制御設備に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の作業車の運転制御設備は、ステーションに
おける作業車の停止位置が、作業装置に対する基準位置
からずれても、ステーションに設けられた基準部材が表
示する基準位置情報を作業装置に設けたセンサーで読み
取らせることにより、作業装置の作動量を自動的に補正
して、適正通りに作業が行えるようにしたものである（
特開昭６０−２５８６１３号公報参照）。

ところで、作業車をステーションに自動走行させるため
には、その走行経路を誘導するための手段が必要になる
が、従来では、例えば、作業車の走行経路に沿って光反
射テープや磁気テープ等を利用した走行用ガイドを敷設
し、作業車には、その走行用ガイドに対する車体横幅方
向でのずれを検出する揉向制御用センサーを設けて、揉
向制御するようにしていた。

但し、一般的に、ステーションは腹数個が設けられるこ
とになるために、何れのステーションであるかの識別情
報、及び、その停止位置等の走行制御情報を、作業車に
指示する必要がある。

そこで、従来では、例えば、ステーションのアドレス情
報や現在位置情報を表示するマークの複数個を、上記走
行用ガイドの横側脇に敷設して、作業車側でそのマーク
を読み取らせることにより、現在位置を識別させるよう
にしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来構成では、作業装置に対する基
準位置情報を表示する基準部材、作業車を誘導するため
の走行用ガイド、及び、ステーションのアドレス情報や
現在位置情報を表示するマーク等、複数種の制御情報を
表示する手段を設ける必要があり、設備の施工に手間が
掛かる不利があった。また、これらのマークを読み取る
ためのセンサーが、基準部材が表示する基準位置情報を
読み取るセンサー以外にも必要であった。

ところで、上記センサーによって読み取られる基準位置
に対するずれの情報は、作業装置の基準位置に対するず
れの情報であると同時に、ステーションに対する作業車
の現在の姿勢の状態を示す情報としても用いることがで
きる。

従って、このずれの情報を、作業車が次のステーション
に向かって自動走行させるための走行制御情報として用
いると、走行用ガイドを用いないで、作業車をいわゆる
自律走行させることができることになる。

但し、自律走行させる場合には、つぎのステーションま
での距離情報が必要となる。この距離情報は、例えば、
各ステーション間の距離を予め作業車側に記憶させるこ
とで、指示することは可能であるが、その場合にも、現
在停止しているステーションが何れのステーションであ
るか、つまり、ステーションの絶対位置に対応するアド
レス情報が無いと、次のステーションまでの走行距離を
判別することができないものとなる。

但し、従来と同様に、走行経路側にアドレス情報を表示
するマーク等を敷設する方法では、設備構成の簡素化を
図ることはできないことになる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、装置が本来的に備える構成を有効利用して、
作業車の運転制御設備の簡素化を図ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による作業車の運転制御設備は、作業用あステー
ションに自動走行する作業車に、作業装置が設けられ、
前記ステーションには、前記作業装置の前記ステーショ
ンに対する平面視での基準位置情報を表示する基準部材
が設けられ、前記作業装置には、前記基準部材の表示情
報を読み取るセンサーが設けられ、前記作業車に、前記
センサーの読み取り情報に基づいて前記作業装置の作動
量を自動補正する作動量補正手段が設けられたものであ
って、その特徴構成は、以下の通りである。

すなわち、前記基準部材は、前記基準位！情報と、前記
ステーションに対して予め付与されたアドレス情報とを
同時に表示するように構成され、前記センサーは、前記
基準位置情報と前記アドレス情報とを同時に読み取り自
在に構成されている点にある。

〔作　用〕

つまり、作業装置のステーションに対する平面視ての基
準位置情報を表示する基準部材を利用して、その基準位
置情報とともに、ステーションのアドレス情報を同時に
表示させ、そして、センサーによって、その基準位置情
報とアドレス情報とを同時に読み取らせることにより、
つの基準部材の表示情報から、作業装置の基準位置に対
するずれと、作業車の現在位置とを判別できるようにす
るのである。

〔発明の効果〕

従って、従来のように、ステーションのアドレス情報を
作業車に指示するためのマーク等を、別途設ける必要が
なく、設備の施工の手間が省け、又、設備のレイアウト
変更等にも容易に対応できることになる。

もって、設備が本来的に備える構成を有効利用して、設
備の簡素化を図ることができるに至った。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第５図及び第６図に示すように、作業装置としての荷移
載用マニブレーク（１）が搭載された作業車（Ａ）の走
行経路の横側部に、作業用ステーションとしての荷移載
用ステーション（ＳＴ）の複数個が設置されている。

そして、前記作業車（Ａ）が指示されたステーション（
ＳＴ）に停止するに伴って、前記荷移載用マニプレータ
（１）によって、ステーション（ＳＴ）と作業車（Ａ）
　　との間で荷（Ｎ）の移載作業を自動的に行うように
構成されている。

但し、詳しくは後述するが、前記作業車（Ａ）は、前記
ステーション（ＳＴ）に停止したときのステーション（
ＳＴ）に対する平面視での基準位置に対する車体前後方
向でのずれ量、車体横幅方向でのずれ量、及び、車体前
後方向での傾きの各情報に基づいて、操向量、及び、走
行距離を判別して、次のステーション（ＳＴ）にいわゆ
る自律走行するように構成されている。

又、詳述はしないが、一つのステーション（ＳＴ）で作
業車（Ａ）に移載された荷（Ｎ）は、他のステーション
（ＳＴ）で卸されたり、あるいは、ステーション（ＳＴ
）での加工作業等が終了する毎に再度作業車（Ａ）　に
移載されて、次のステーション（ＳＴ）に運搬されるこ
とになる。

前記ステーション（ＳＴ）には、前記作業車（Ａ）が指
示されたステーション（ＳＴ）において停止した時に、
予め設定されたステーション（ＳＴ）に対するマニブレ
ーク（１）の平面視での基準位置からのずれを検出して
、その作動僅を自動補正させるために、前記マニブレー
タ（１）のステーション（ＳＴ）に対する基準位置情報
を表示する基準部材（３）が設けられている。

但し、前記基準部材（３）には、前記作業車（Ａ）が停
止しているステーション（ＳＴ）が何れのステーション
（ＳＴ）であるかを識別するために、予め付与されたア
ドレス情報を同時に表示するように構成されている。

第３図に示すように、前記基準部材（３）は、その表面
全体が白色に塗装された樹脂製の平板に形成されたもの
であって、前記基準位置情報を表示するために黒色の艶
消し塗装によって設定大きさの正方形に形成された樹脂
製の基準位置マーク（４ａ）と、その基準位置マーク（
４ａ）の周囲に配置された８個の黒色艶消し塗装によっ
て長方形に形成され、それら長方形の有無の組み合わせ
によって、前記ステーション（ＳＴ）に対して予め付与
されたアドレス情報をパイナリーコード化して表示する
樹脂製の複数個のアドレスマーク（４ｂ）と、それらア
ドレスマーク（４ｂ）に対するパリティー情報を表示す
るために黒色艶消し塗装によって黒丸の図形に形成され
た樹脂製のパリティーマーク（４Ｃ）とが貼付されてい
る。

尚、前記各マーク（４ａ）．　（４ｂ）．　（４ｃ）の
識別を容易にするために、前記アドレスマーク（４ｂ）
の間隔を等しくして、パイナリーコードを上位４ビット
と下位４ビットに２分割して、夫々が前記基準位置マー
ク（４ａ）の対向する２辺に沿って並ぶように配置し、
且つ、４個分を並べた長さが、前記基準位置マーク（４
ａ）の各辺の長さに等しくなるようにしてある。

ちなみに、前記パリティーマーク（４Ｃ）は、前記アド
レスマーク（４ｂ）に対して奇数バリティを付与する場
合には、各アドレスマーク（４ｂ）によって表示される
値が偶数の時に貼付されることになり、偶数バリティを
付与する場合には、各アドレスマーク（４ｂ）によって
表示される値が奇数の時に貼付されることになる。

そして、第４図に示すように、前記基準部材（３）の表
面には、前記各マーク（４ａ）．　（４ｂ）．　（４ｃ
）の貼付時の位置合わせを容易にするために、各マーク
の貼付位置となる箇所に凹溝（４ｄ）を形成すると共に
、各マークと同寸法の目印となる刻み（４ｅ）を付けて
ある。

但し、前記作業車（Ａ）がステーション（ＳＴ）におけ
る適性停止位置に対して車体前後方向、車体横幅方向、
及び、平面視における傾きの夫々が無い状態で停止して
、前記マニプレーク（１）を予め設定記憶された作動量
で作動させたときに、前記基準位置マーク（４ａ）の重
心（Ｘ，　Ｙ）が、予め設定記憶された前記イメージセ
ンサー（１３）の撮像画像上の基準位置（Ｘｏ，　Ｙｏ
）　となるようにしてある。

尚、前記各マーク（４ａ）．　（４ｂ）．　（４ｃ）の
読み取り、及び、その判別については後述する。

第５図及び第６図に示すように、前記作業車（Ａ）　　
は、一対の電動モータ（５）にて各別に駆動停止自在な
左右一対の推進車輪（６）と、車体前後端部の夫々に設
けられた左右一対の遊転輪（７）とを備え、前記基準部
材（３）の表示情報に基づいて判別される前記基準位置
に対するずれ情報に基づいて、前記左右一対の推進車輪
（６）の回転速度に差を付けるように前記一対の電動モ
ータ（５）を変速揉作して、揉向するようになっている
。

そして、第１図に示すように、作業車（Ａ）の行き先情
報や前記作業装置（１）の作動指令情報等の各種情報を
、前記ステーション（ＳＴ）と作業車（Ａ）　との間で
通信するための光式の通信装置（１０ａ）．　（１０ｂ
）が、前記作業車（Ａ）　　と前記ステーション（ＳＴ
）の夫々に設けられている。尚、ステーション側の通信
装置（１０ｂ）は、前記作業車（Ａ）の運行を管理する
中央制御装置（１１）に接続され、作業車側の通信装置
（１０ａ）は、前記作業車（Ａ）の走行及び前記荷移載
用マニプレータ（１）の作動を制御するために、前記作
業車（Ａ）に搭載されたマイクロコンピュータ利用の作
業車コントローラ（１２）に接続されている。

前記荷移載用マニプレータ（１）について説明すれば、
いわゆる多関節型に構成されているものであって、その
先端部に、荷把持具（１ａ）と前記基準部材（３）の表
示情報を読み取る読み取り用センサーとしての二次元イ
メージセンサー（１３）とが取り付けられている。尚、
詳述はしないが、前記マニプレータ（１）は、各関節に
設けられた電動モータの作動量をそれの作動量を検出す
るエンコーダの検出情報と、予め記憶された各種制御情
報とに基づいて制御されて、荷移載作業を行うことにな
る。

但し、詳しくは後述するが、前記作業車コントローラ（
１２）によって、前記イメージセンサー（１３）による
読み取り情報に基づいて、その作動量の補正量が求めら
れ、求めた補正量が前記マニプレーク（１）のコントロ
ーラ（１４）に与えられて、前記作業車（Ａ）が前記ス
テーション（ＳＴ）に対する適性停止位置からずれても
、前記荷把持具（１ａ）が適性通りに荷を把持できるよ
うになっている。そして、前記求めた補正量の情報は、
前記作業車（Ａ）を次のステーション（ＳＴ）に走行さ
せるための制御情報としても用いられることになる。

つまり、前記作業車コントローラ（１２）を利用して、
前記基準部材（３）の表示情報を読み取るセンサーとし
ての前記イメージセンサー（１３）の読み取り情報に基
づいて作業装置としての前記マニプレータ（１）の作動
量を自動補正する作動量補正手段（１００）が構成され
ることになる。

次に、前記作動量補正手段（１００）の構成について説
明する。

第２図に示すように、前記イメージセンサー（１３）の
撮像情報は、前記作業車コントローラ（１２）に入力さ
れ、そのコントラストの大小に基づいて２値化されて、
前記各マーク（４ａ）．　（４ｂ），（４Ｃ）の形状及
びその大きさに基づいて、先ず、前記基準位置マーク（
４ａ）の撮像画像上における各頂点の座標（Ｘｔ，，ｙ
ｔｊ）を求める。

次に、求めた各頂点の座標（ｘｌＪ，ｙＩＪ）から下記
式に基づいて、前記基準位置マーク（４ａ）の重心（Ｘ
．　Ｙ）　と平面視における車体前後方向つまりＸ軸に
対する傾き（θ）の夫々を求める。

Ｘ　１　２　−　Ｘ　目 但し、前記重心（Ｘ，Ｙ）の値は、前述の如く、撮像画
面上における基準位置（Ｘｏ．Ｙｏ）に対するずれ量に
対応する値となることから、前記重心（Ｘ．　Ｙ）のＸ
座標の値は車体前後方向でのずれ量に対応し、ｙ座標の
値は車体横幅方向でのずれ量に対応し、前記Ｘ軸に対す
る傾き（θ）は車体前後方向での傾きに対応することに
なる。

そして、前記重心（Ｘ．　Ｙ）の値と前記傾き（θ）の
値とに基づいて、予め設定記憶された各関節の作動量を
補正することにより、前記作業車（Ａ）の停止時におけ
る姿勢が前記ステーション（ＳＴ）に対する基準位置か
らずれても、前記マニプレーク（１）の荷把持具（１ａ
）が、荷を適性通りに把持てきるようにしているのであ
る。

次に、前記基準位置マーク（４ａ）の読み取り時に同時
に読み取られたアドレスマーク（４ｂ）及びパリティー
マーク（４Ｃ）を、それらの大きさと予め設定記憶され
ている前記基準位置マーク（４ａ）に対する位置閲係と
から、前記アドレスマーク（４ｂ）及びパリティーマー
ク（４Ｃ）の有無を判別し、且つ、そのマーク有無の組
み合わせに基づいて、前記作業車（Ａ）が現在停止して
いるステーション（ＳＴ）のアドレスを判別させること
になる。

そして、荷移載作業が終了するに伴って、予め記憶され
た、あるいは、前記通信装置（１０ａ），（１０ｂ）を
介して前記中央制御装置（１１）から指示される次のス
テーション（ＳＴ）までの走行距離の情報と、前記基準
位置マーク（４ａ）による前記基準位置（ＸＯ，Ｙ（１
）　に対する車体前後方向でのずれ量（Ｘ）、車体横幅
方向でのずれ量（Ｙ）、及び、傾き（θ）夫々の情報に
基づいて、次のステーション（ＳＴ）に走行するための
走行方向を修正して、自動走行を開始させることになる
。

〔別実施例〕

上記実施例では、基準位置マーク（４ａ）を正方形の図
形に形成した場合を例示したが、例えば、第７図に示す
ように、車体前後方向と車体横幅方向とに交差する十字
状のマーク（４ａ’　）に形成したり、第８図に示すよ
うに、複数個の黒丸（４ａ”）を、車体前後方向に設定
間隔で並べて設けるようにしてもよい。尚、第８図中、
（４ｃ）はパリティーマークであって、前記アドレスマ
ーク（４ｂ）と同じ大きさの長方形に形成してあるが、
その貼付向きを変えることで、前記アドレスマーク（４
ｂ）と区別できるようにしてある。

又、第９図に示すように、基準部材（３）の中心にパリ
ティーマーク（４Ｃ）を設け、そのパリティーマーク（
４Ｃ）の位置を中心に、四個の黒丸に形成した基準位置
マーク（４１″′）と棒状に形成した四個のアドレスマ
ーク（４ｂ）とを夫々点対称に配置してもよい。尚、図
中、（３ａ）は前記基準部材（３）の縁に設けた黒色の
枠であって、基準部材（３）の四角枠のコントラスト、
を明確にするために設けてある。

この場合、基準位置（Ｘｏ．　Ｙｏ）からのずれ（Ｘ，
　Ｙ）及び傾き（θ）は、前記四個の基準位置マーク（
４ａ”）のうちのＸ座標又はｙ座標上に並ぶ二個のマー
クを一対として読み取りが鮮明なほうの座標の値から下
記式に基づいて求めることができる。

但し、前記四個の基準位置マーク（４ａ″′）のうちの
Ｘ座標又はｙ座標上に並ぶ二個のマークを一対とするも
のが不鮮明である場合には、前記四個の基準位置マーク
（４ａ”》のうちの同じ軸上に並ぶもの同士を結ぶ線の
交点を中心とみなして、前記ずれ（Ｘ，　Ｙ）を求める
ことができる。

又、前記アドレスマーク（４ｂ）及び前記パリティーマ
ーク（４Ｃ）は、前記ずれ（Ｘ，　Ｙ）の座標値を基準
にして各マーク（４ｂ）．　（４ｃ）の位置に対応する
箇所にマークの大きさに対応したウインドウを設定する
ことにより、読み取らせることができる。

又、第１０図及び第１１図に示すように、基準部材（３
）　を黒地に形成して、各マーク（４ａ）．．　（４ｂ
），（４Ｃ）を光反射型に形成してもよい。

説明を加えれば、例えば、入射光をその人射方向に全反
射するテープ状のプリズム型光反射体（３ａ）を正方形
に形成して、その表面に、前記各マーク（４ａ），　（
４ｂ），　（４ｃ）の配置に対応した箇所に円形の貫通
孔を開けた黒地のシート（３ｂ）を貼着してある。

前記各マーク（４ａ），　（４ｂ），　（４ｃ）の配置
について説明すれば、四個の基準位置マーク（４ａ）の
夫々が正方形の基準部材（３）の四隅近傍に位置し、そ
の基準位置マーク（４ａ）の内側に、アドレスマーク（
４ｂ）がＸ軸方向に上位と下位に二分割された状態で且
つｙ軸方向に並ぶように位置し、そして、パリティーマ
ーク（４Ｃ）が前記アドレスマーク（４ｂ）夫々のＸ軸
方向横側に位置するように配置してある。

前記基準位置マーク（４ａ）による位置ずれの判別につ
いて説明すれば、第１２図に示すように、前記基準位置
マーク（４ａ）の基準位置（ｘｏ，　ｙｏ）を前記基準
部材（３）　の中心つまり前記四個の基準位置マーク（
４ａ）の中心に設定し、そして、下記式に示すように、
Ｘ軸及びｙ軸に対して対角線上に位置する二個のマーク
（４ａ）を一対として結ぶ二本の仮想線の交点を基準位
置の重心（Ｘ，　Ｙ）として求めると共に、前記仮想線
を利用して車体前後方向に対する傾き（θ）を求め、上
記各実施例と同様に、前記重心（Ｘ，　Ｙ）の値を車体
前後方向及び車体横幅方向夫々のずれとして用いること
になる。

ところで、上記各実施例では、前記パリティーマーク（
４Ｃ）によって前記アドレスマーク（４ｂ）に対するビ
ットパリティーを表示させて、アドレスマーク（４ｂ）
に対する誤り訂正を行わせるようにした場合を例示した
が、例えば、前記アドレスマーク（４ｂ）の上位と下位
に対するサムチェック用のチェックディジットマークと
して用いて、前記アドレスマーク（４ｂ）に対する誤り
訂正を行うようにしてもよく、アドレスマーク（４ｂ）
に対する誤り訂正の方式は各種変更できる。

又、上記実施例では、基準位置情報及びアドレス情報を
表示させるに、各種図形を白地の基準部材（３）の表面
に艶消しの黒色で塗装して異なる形状に形成した複数個
のマーク（４ａ）．　（４ｂ），（４Ｃ）を貼付させた
り、光反射体（３ａ）の表面に各マーク（４ａ）．　（
４ｂ），　（４ｃ）に対応する箇所に貫通孔を開けた黒
地のシー１−　（３ｂ）を貼着して光反射型に形成する
ようにした場合を例示したが、例えば、複数個のＬＥＤ
等の光源を、それからの投射光が前記イメージセンサー
（１３）の受光面の方向となるように、前記基準部材（
３）の表面上に所定の配置パターンで並べて光投射型に
形成するようにしてもよい。

そして、複数個の光源によって基準位置情報及びアドレ
ス情報を表示させる場合には、その発光色を前記イメー
ジセンサー（１３）の受光感度が最も高くなる色にする
とよい。ちなみに、前記イメージセンサー（１３）がＣ
ＣＤ型である場合には、その受光感度が高くなる赤色又
は赤外光を発光させるようにすると、読み取り情報のコ
ントラストを大にできる。又、イメージセンサー（１３
）をカラー式にする場合には、マークを印，刷によって
表示させる場合、及び、光源によって表示させる場合の
何れの場合においても、基準位置情報とアドレス情報と
で色を異ならせて、各マークを識別させるようにしても
よく、基準部材の具体構成は各種変更できる。

又、上記実施例では、作業車（Ａ）を走行用ガイド等を
用いないで自律走行させる場合を例示したが、本発明は
、光反射テープや磁気テープ等を利用して走行経路に沿
って走行用ガイドを敷設して、その走行用ガイドに沿っ
て自動走行させる場合にも、適用できるものであって、
本発明を実施する上で必要となる作業装置（１）や作業
車（Ａ）の各部の具体構成は、本発明を適用する設備の
構成に応じて各種変更できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る作業車の運転制御設備の実施例を示
し、第１図は制御構成のブロック図、第２図はずれ検出
の説明図、第３図は基準部材の平面図、第４図は同断面
図、第５図は作業車がステーションで停止している状態
の概略平面図、第６図は同正面図、第７図乃至第１０図
は基準部材の別実施例を示す平面図、第１１図は第１０
図に示す基準部材の断面図、第１２図は第１０図に示す
基準部材によるずれ検出の説明図である。 （Ａ）・・・・・・作業車、（ＳＴ）・・・・・・ステ
ーション、（１）・・・・・・作業装置、（３）・・・
・・・基準部材、（１３）・・・・・・センサー　（１
００）・・・・・・作動量補正手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 作業用のステーション（ＳＴ）に自動走行する作業車（
   Ａ）に、作業装置（１）が設けられ、前記ステーション
   （ＳＴ）には、前記作業装置（１）の前記ステーション
   （ＳＴ）に対する平面視での基準位置情報を表示する基
   準部材（３）が設けられ、前記作業装置（１）には、前
   記基準部材（３）の表示情報を読み取るセンサー（１３
   ）が設けられ、前記作業車（Ａ）に、前記センサー（１
   ３）の読み取り情報に基づいて前記作業装置（１）の作
   動量を自動補正する作動量補正手段（１００）が設けら
   れた作業車の運転制御設備であって、前記基準部材（３
   ）は、前記基準位置情報と、前記ステーション（ＳＴ）
   に対して予め付与されたアドレス情報とを同時に表示す
   るように構成され、前記センサー（１３）は、前記基準
   位置情報と前記アドレス情報とを同時に読み取り自在に
   構成されている作業車の運転制御設備。