JPH0340005A - 無人車両のコースずれ検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無人車両を予定走行路に沿って走行させる無
人車両のコースずれ検出装置に関し、特に同装置に使用
される無人車両の誘導用標識に関する。

〔従来の技術〕

従来、無人車両を所定の走行経路に沿って目的地へ導く
方法には、方向検出器と走行長測定器にて車両の現在位
置を推定し、予め教示しておいた予定走行路上の通過予
定地点を通過すべく車両を自動的に操舵する方法がある
。

この方法の欠点は路面の凹凸や車両のスリップにより、
車両の推定位置に誤差を生じ、正確に通過予定地点を通
過出来ないことである。

したがって、従来の欠点を安価なコストを以て補う目的
で、所定形状の誘導用標識（以下、単に標識という）を
予定走行路上に間欠的に設け、車両の推定位置を間欠的
に較正し、以て車両を予定走行路に誘導する方法が本発
明者等によって種々提案され、本出願人によって種々特
許出願されている。

特願昭５９−２１３９９１号には、幾何的に特徴のある
標識に基づき無人車両のコースずれを検出する技術が開
示されている。

すなわち、まず２字形状あるいは２字を左右反転させた
形状の標識を、つまり三本の線分のうち中央の第二の線
分を除く第一、第三の線分のみが互いに平行な幾何学的
関係となる標識を無人車両の予定走行路の適所に、第一
、第三の線分が走行路に対して垂直になるように複数配
設する。そこで、無人車両がその標識上を通過する際に
所要の距離センサにて第一、第二の線分の距離、第一第
三の線分間の距離を検出する。

これら検出した同距離の比より無人車両の予定走行路か
らのコースずれを求めることができる。

しかして、求めたコースずれに基づき無人車両の推定位
置を間欠的に較正するようにしている。

また、特願昭６０−２８７４３９号には、上記標識を読
み取る技術が開示されている。

すなわち、標識を構成する三本の線分はそれぞれ所定の
幅（約２ｃｍ程度）を有した直線上の（金属）線材であ
る。

一方、車両に設けた電磁式センサ等の線祠検出手段は、
線材を横切る際に、その線材の中心位置に関して対称な
レベルの検出信号を出力する。

したがって、この検出信号を適当な閾値と比較すること
により、線材検出手段が線材の中心位置に対して一定距
離だけ近づいた時点および同一定距離だけ遠ざかる時点
若しくはこれらの各時点における走行距離を計測するこ
とができる。

そして、計測した両走行距離からその平均値を求めるこ
とで、車体の振動に起因する線祠検出手段の地上高さの
変動、検出感度の変動によらず線材の中心位置を高精度
に求めるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第９図（ａ）に特願昭５９−２１３９９１号のコースず
れ検出方法で使用される標識２−の平面拡大図を示す。

同図（ａ）に示すように標識２′は三本の直線状の線材
２ａ−２ｂ−２ｃｍからなり、線材２ａ−と２ｃ−とは
互いに平行である。また、線材２ｂ＝は線材２ａ−の終
点と線材２ｃｍの始点とを結ぶように線材２ａ−２ｃｍ
に対して所定の傾きを以て配設されている。

この標識２′は、−点鎖線で示す無人車両の予定走行路
に対して線材２ａ−と２ｃｍが直交するように、かつ予
定走行路が各線材の中点を通るように無人車両の走行敷
地内の床に配設されている。

標識２′のサイズは縦、横共に３０ｃｍであるとする。

ここで、無人車両が標識２′の中央部α、つまり予定走
行路の左右５ｃｍ幅の区間上を通過し、そのとき車載し
た線材検出センサが軌跡ｍを描いたとする。すると、線
材２ａ−と２ｃｍの間隔は３０ｃｍ程度と十分小さいの
で軌跡ｍは近似的に直線とみなすことができる。この軌
跡ｍは、まず線材２ａ−と第一の交点Ｐｌで交わり、次
に線材２ｂ−と第二の交点Ｐ２で交わり、最後に線祠２
Ｃ゛と第三の交点Ｐ３で交わる。線材検出センサは、上
記各交点Ｐｌ、Ｐ２、Ｐ３で線祠を検出したという信号
を発生するものとする。

無人車両は走行距離計を有し、上記各交点Ｐｌ、Ｐ２、
Ｐ３における線材検出時点での各走行距離に基づいて交
点ＰｌとＰ２の距離Ｌｌと、交点Ｐ２とＰ３の距離Ｌ２
を求める。この距離ＬｌとＬ２の比は交点Ｐ２から見た
標識２′の右側の長さ１１と左側の長さ１２の比に等し
い。

したがって、距離ＬｌとＬ２の比から、標識２′の中心
線（予定走行路）に対するコースずれ量を測定すること
ができる。

このように無人車両が標識２′の中央部αを通過する場
合には、距離ＬｌとＬ２が求まるので、コースずれ量を
測定することができる。

しかし、無人車両が標識２−の左側部β、つまり標識２
′の左端１０ｃｍ幅の部分を通過する場合には、線材２
ｂ−が線材２ｃ′の始点と接続されているため線材検出
センサにおいて距離Ｌ２の検出が不可能になることがあ
る。また無人車両が標識２−の右側部γ、つまり標識２
″の右端１０Ｃｍ幅の部分を通過する場合にも、線＋４
’　２　ｂ−が線材２ａ″の終点と接続されているため
同様に距離Ｌ２の検出が不可能になることがある。

特に線材検出センサが線材２ｂ−と線材２ｃの接続部分
Ａを通過する場合（軌跡ｎ）には、距離Ｌｌは検出でき
るものの距離Ｌ２は検出することができず（線材２ｂ−
と線材２ｃｍを一木の太い線材であるかのように検出し
てしまう）、シたがって距離ＬｌとＬ２に基づくコース
ずれ量のａｌｌｊ定が不可能になる。また、線材検出セ
ンサが線材２ｂ−と線材２ａ−の接続部分Ｂを通過する
場合も同様に距離Ｌｌを検出することができずコースず
れ量の測定が不可能になる。

また、接続部分Ａ以外の左側部βの範囲を線材検出セン
サが通過する場合であっても、この範囲では距離Ｌ２が
小となるので以下のような不都合が招来する。すなわち
この場合、線材検出センサは線材２ｂ′、線材間の部材
（床）、線材２ｃ上を順に移動する様子をアナログ出力
電圧の変化（線材の極性は−、床の極性は＋）として捕
らえることができるものの、距離Ｌ２が小さくなるほど
床の区間を走行中に線材を僅かながら検出してしまう度
合いが大きくなるのでそれにつれてアナログ出力電圧の
変化の度合いは小さいものになる。

したがって、線材と床を区別するためのアナログ出力電
圧の閾値を狭い設定幅内に設定する必要がある。

ところで無人車両では、走行中車体の上下振動が発生す
ることがあり、この上下振動に起因して線材検出センサ
と標識２″との相対距離が変化する。すると、たとえば
相対距離が大きくなった場合には線材の検出レベルが弱
くなりアナログ出力電圧の変化を示すカーブは全体とし
て上記狭い設定幅内に設定した閾値の上方にシフトして
しまうことがある。このため閾値によって線材と床を峻
別することができず、コースずれ量の測定が不可能にな
る。このことは、線材検出センサが標識２−の右側部γ
の範囲を通過し、無人車両で上下振動が発生する場合も
同様である。

このように横幅３０ｃｍの標ａ１２−にあっては、左右
端１０ｃｍ幅の範囲でコースずれ量を測定することがで
きず、中央の１０ｃｍ幅の範囲でのみ有効なコースずれ
量測定がなされることとなっていた。しかし、実際には
無人車両は予定走行路を中心とする１０ｃｍ幅の範囲か
ら逸脱することが多々あり、実用上３０ｃｍ幅でコース
ずれ量測定がなされることが望ましい。

そこでコースずれ量測定の範囲を広げるべく、有効測定
範囲である中央部αを拡大することが考えられる。が、
中央部αの拡大は、同図（ａ）から明らかなように線材
２ａ−２ｂ−２ｃｍを伸張させる必要があり、これは標
識２′の横サイズの増大（もちろん縦サイズも）を招来
する。

このため無人車両を工場、オフィス等内の狭い通路で走
行させる場合に不都合を生じていた。

同図（ｂ）は、レイアウトの都合上、幅９０ｃｍの通路
を無人車両が往復する様子を示す。こうした状況下では
横一列に往復用の二つの標識２′を併設する必要がある
が、その幅としては３０ｃｍ幅が限度である。したがっ
て、標識２′の横サイズを増大させて、コースずれ量の
有効測定範囲を１０ｃｍ以上（３０ｃｍ）にする手法は
適用することか出来ないこととなっていた。

このため、無人車両が予定走行路を中心とする１０ｃｍ
幅の範囲から逸脱した場合には、コースずれ量に基づく
推定位置の較正、ひいては予定走行路への復帰ができず
壁等の設備１０に衝突する虞があった。

そこで標識の横サイズの増大を招くことなく、コースず
れ量の有効測定範囲を拡大することができる無人車両の
コースずれ検出装置の開発が望まれる。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、標
識の横サイズの全範囲に渡ってコースずれ量の測定が有
効に行われる無人車両のコースずれ検出装置を提供する
ことをその目的としている。

〔課題を解決するための手段および作用〕そこで、本発
明では、基板上に第一および第三の線材を所定距離離間
して平行に配するとともに、これら第一および第三の線
材に対して所定の傾きを以てこれら線材間に第二の線材
を配した誘導用標識を前記第一および第三の線利が無人
車両の予定走行路を横断するように配設するとともに、
磁界を発生する励起用コイルと、この励起用コイルによ
って発生された磁界を検出する検出コイルと、この検出
コイルの出力に基づき無人車両が第一の線祠から第二の
線材に至るまでの間隔および第二の線材から第三の線祠
に至るまでの間隔を求め、これら間隔に基づき無人車両
の前記予定走行路からのずれを検出するずれ検出手段と
を無人車両に搭載し、さらに、前記第一、第二および第
三の線材を非接続とするとともに、前記第一、第二およ
び第三の線材を低磁性導体とし、前記基板上の少なくと
も前記第一、第二および第三の線祠の各前後部分を高磁
性体とするようにしている。

すなわち、第一、第二および第三の線材を非接続、つま
り第一、第二の線材の各端点間および第二、第三の線材
の各端点間に間隙を設けるようにしたため、無人車両が
線材の端部を通過した場合であっても、検出コイルの検
出出力が第一の線材の前後、第二の線材の前後それぞれ
において別個に変化し、第一の線材の前後位置、第二の
線材の１ 前後位置がそれぞれ検出される。同様に無人車両が線材
の上記端部と反対側の端部を通過した場合であっても、
検出コイルの検出出力が第二の線材の前後、第三の線材
の前後それぞれにおいて別個に変化し、第二の線材の前
後位置、第三の線材の前後位置がそれぞれ検出される。

また、第一、第二、第三の線材を低磁性導体とし、少な
くとも各線材の前後に当たる部分を高磁性体とする一方
で、線材検出手段を被検出対象上に磁界を発生させる励
起用コイルと、被検出対象の透磁率、導電率に応じた発
生磁界の変化を検出する検出コイルとで構成した。

すると、線材検出手段は、該線材検出手段がたとえば低
磁性導体の線材上にあるときと、高磁性体の線材前後部
分上にある場合とでそれぞれ異なる極性のアナログ電圧
を出力する。

すなわち、線材検出手段が低磁性導体の線祠上にあると
きは、励起用コイルで発生した磁界によって線材に渦電
流が発生する。この渦電流によって発生する磁界は、励
起用コイルで発生する磁界　２ と逆方向であり、これら二つの磁界が重なりあって磁界
の強さが減少する。

一方、線材検出手段が強磁性体の線材前後部分上にある
ときは、励起用コイルで発生した磁界の強さが増大する
。

こうした発生磁界が減少、増大する変化は、検出コイル
で捕らえられ、しかして−の線材の通過前後で線材検出
手段の検出出力が急変する。このため、線材と線材以外
の部分を峻別する閾値の設定幅が広くなる。

したがって、車体の上下振動が発生したとしても、−の
閾値を設定するだけで、線材と線材以外の部分を線材間
隔が小さい場合であっても峻別することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明に係る無人車両のコースず
れ検出装置の実施例について説明する。

第１図は、無人車両１（以下、車両という）が、同車両
１が走行を予定している予定走行路３上を走行している
様子を示す。この予定走行路３上には後述する標識２・
か間欠的に配設されている。

車両］は、実際には軌跡４を描いて走行し、走行中、車
両１の車体前部下方に配設された標識線祠検出用の標識
センサ５によって標識２を構成する線材を検出し、かつ
同車両１に搭載した走行長計測手段６（たとえば車輪に
付設されたパルスエンコーダを中心として構成される）
によって走行距離を目測する。

車両１は、方向検出器と、走行長検出器（図示せず）を
有し、これらの検出器を用いて自車の現在位置を推定し
、予定走行路３上を走行すべく自動操縦される。この自
動操縦についての技術は、本出願人の先願（特願昭６０
−１．２０２７５号）に係る公知技術であり、本願発明
の趣旨とは直接関係ないので、詳細な説明は避けること
とする。

標識２は、基板部２Ａ上に線材部２Ｂを結着して構成さ
れている。基板部２Ａはさらに第２図に示すように三本
の直線状の線＋４’２ａ、２ｂ、２Ｃから構成されてい
る。そして、この標識２は、点鎖線で示す車両］の予定
走行路３に対して線祠２ａと２Ｃが直交するように、か
つ予定走行路３が各線利の中点を通るように無人車両の
走行敷地内の床に間欠的に＾己設されている。標識２の
サイズは縦、横共に３０ｃｍであるとする。

線＋＄　２　ａと２Ｃは同一の長さを有し、かつ互いに
平行に配設されている。これら線ｔｒＡ’２ａ、２ｃ間
には線材２ｂが、その各端点が線祠２ａ、２ｃの各始点
同志を結ぶ線分Ｃ上に、線＋４’　２　ａ、２ｃの各終
点同志を結ぶ線分り上に位置するように線＋４’２ａ、
２ｃに対して所定の傾きを以て配設されている。

ここに線材２Ｃと線材２ｂの端点間には、標識センサ５
が二本の線＄４’２ｃ、２ｂを識別するに十分な距離の
間隙２ｄが設けられている。また、線材２ｂと線４４２
　ａの端点間にも同様な間隙２ｅが設けられている。こ
れら間隙２ｄと間隙２ｅの長さは等しいものとする。な
お、間隙２ｄ％２ｅの定量的な説明は後述する。

線材２　ａ、　　２　ｂｓ　２　ｃとしては、床がコン
クリドであって、金属片が埋設されていないならば、１
′） 金属板や金属テープ、金属ワイヤ等を用いることができ
る。また、線祠’２ａ、２ｂ、２ｃを検出するための標
識センサ５としては、金属検出器、たとえば渦流センサ
を用いることができる。第１表に標識２の材質（線祠２
ａ、２ｂ、２ｃの材質）・と標識センサ５の組合わせの
一例を示す。なお、基板Ａの材質としては、プラスチッ
ク等が考えらる。

表 　６ いま車両１が、標識２の中心線７（これは予定走行路３
を意味する）よりも左にずれて走行して軌跡４を描いた
ものとすると、線材２ａと２０の間隔は３０ｃｍ程度と
十分小さいので軌跡４は近似的に直線とみなすことがで
きる。この軌跡４は、まず線材２ａと第一の交点Ｐｌで
交わり、次に線材２ｂと第二の交点Ｐ２で交わり、最後
に線祠２Ｃと第三の交点Ｐ３で交わる。しかして標識セ
ンサ５は、上記各交点Ｐｌ、Ｐ２、Ｐ３て線祠を検出し
たという信号を発生する（アナログ信号がピクになる）
。なお、各交点ｐ、１　、Ｐ２　、ｐ３は、それぞれ線
’ｒ４’　２　ａ　ｓ　２　ｂ　ｓ　２　ｃの中心線上
の点である。

一方、走行長計測手段６では、上記各交点ＰＰ２、Ｐ３
における線祠検出時点での各走行距離が計測され、この
副側結果に基づいて交点ＰｌとＰ２の距離Ｌｌと、交点
Ｐ２とＰ３の距離Ｌ２が求められる。ここに距離Ｌｌと
Ｌ２の比は交点Ｐ２から見た標識２の左側の長さ１１と
右側の長さ１２の比に等しい。

したがって、距離ＬｌとＬ２の比から、標識２の中心線
７（予定走行路３）に対するコースずれ量を測定するこ
とができる。

すなわちいま、線材２ｂの中心線と中心線７の交点Ｐｏ
、つまり標識２の中心点ＰＯの二次元座標位置を（０，
０）とすると、交点Ｐ２の二次元座標位置（ｘ、ｙ）は
、上記求められた距離Ｌｌ、Ｌ２を用いて、三角形の相
似性より容易に次式にて求められる。

ｘ−Ｘ　（Ｌｌ　／　（Ｌ１＋Ｌ２　）−ｋ）ｙ＝Ｙ　
（Ｌｔ　／　（Ｌｌ　＋Ｌ２　）−ｋ）・・・（１） ここに、ＸＳＹはそれぞれ、第３図に示すように線分２
ａの中央線Ｅと、線分２ｂの中央線Ｆと、線分２ｃの中
央線Ｇとで構成される直角三角形ｌの底辺の長さ、これ
に垂直な辺の長さである。

なお、定数にの値は、間隙２ｄと間隙２ｅが等しいので
、１／２となる。

以上のようにして車両ｌのコースずれ量Ｘを求めること
ができ、求めたずれ量Ｘから車両１の推定位置を補正す
ることができる。

この場合、従来のように線材２　ａ　％　２　ｂ同志、
線材２　ｂ　ｓ　２　ｃ同志は接続されておらず、間隙
２ｅ、間隙２ｄを有しているので、車両１が線材部２Ａ
の左端部Ｑ１右端部Ｒを通過する場合であっても、距離
Ｌｌ、Ｌ２を測定することができ、したがってこれに基
づき、ずれ量Ｘの算出、車両１の推定位置の補正が行え
るのがわかる。

間隙２ｄ、間隙２ｅの長さは基本的に任意であるが、た
とえば標識センサ５として磁気式センサを使用する場合
には、それらの長さは、線＋４２　ａ　。

２　ｂ　％　２　ｃの幅および磁気式センサの半径のう
ちいずれか短い方の長さと等しくするのが望ましい。

また、標識センサ５として光学式センサを使用する場合
には、間隙２ｄ、間隙２ｅの長さは、線材２ａｓ　２ｂ
、２ｃの幅および投光器の光束スポットの半径のうちい
ずれか短い方の長さと等しくするのが望ましい。

以下、標識センサ５によって標識２が読取られていく態
様について説明する。

１　つ 以下、標識センサ５は、渦流式金属センサであり、標識
２の基板部２Ａの材質はプラスチックであり、標識２の
線材部２Ｂの材質はアルミナープであるものとして説明
する。なお、標識センサ５は、該センサ５と標識２との
距離が静的な状態で所定のセンサ高さＨ（たとえば１０
ｍｍ）になるように予め調整されているもめとする。

第４図（ａ）に、車両１のコースずれ量を測定するため
のブロック図を、同図（ｂ）に標識センサ５から出力さ
れる出力電圧（アナログ信号）のタイムチャートを示す
。

以下、これら図を併せ参照して説明するに、すなわち、
標識センサ５から出力されるアナログ信号は、同図（ｂ
）に示すように標識センサ５が線材部２Ｂ上に近づくご
とに標識センサ５の出力が低下し、また、標識センサ５
が線材部２Ｂ上から遠ざかるごとに標識センサ５の出力
が再び上昇するカーブを描く。そして、これら信号の低
下、上昇の度毎に予め設定した閾値電圧と交差する。こ
の閾値電圧は閾値設定器１２で設定される。

　０ そこで比較器１３では閾値設定器１２で設定された閾値
電圧と標識センサ５の出力電圧との比較を随時行なう。

すると比較器１３からは上記アナログ信号が閾値電圧と
交差する各時点において、パルスエンコーダ１１の出力
を計数するカウンタ１４に対してラッチ指令が出力され
る。したがって、カウンタ１４ではパルスエンコーダ１
１の計数値が上記各交差時点においてラッチされてこれ
ら各交差時点における計数値１１〜１６が出力される。

以下、後段の所要の演算器では、カウンタ１４から出力
される計数値ＩＩ、１２．１３．１４．１５．１６をに
基づき計数値１１と１２の平均値１１２．１３と１４の
平均値１３４．１５と１６の平均値１５６を演算し、以
て標識センサ５の線材２ａ、２Ｂ間の移動距離Ｌｌ、同
センサ５の線材２ｂ、２ａ間の移動距離Ｌ２を次式のご
とく演算する処理が実行される。

ｔ、１−１ｓｅ−１１２ ＬＱ−１ｓ６−１３４　　　・・・（２）ところで、第
５図は、車両１に従来の標識センサ５′が搭載されて、
同センサ５″が標識２の左端部Ｑを通過した場合の同セ
ンサ５′の出力電圧波形を示す。

同図に示すように出力電圧波形は、標識センサ５′が最
初の線材２ａの中心線に、また次の線祠２ｂの中心線に
達した時点で最低値のピークになることがわかる。

そして、標識センサ５′のセンサ高さＨを５ｍｍ、１０
ｍｍ、１．５ｍｍと変化させると、出力電圧波形はその
変化につれて上方に全体としてシフトしていくのがわか
る。

そこで、たとえば閾値電圧としてＯＶを設定したとする
。すると、センサ高さＨが１５ｍｍ。

１０ｍｍの出力電圧波形にあっては、線材２ａ通過中（
区間Ｊ）、線祠２ｂ通過中（区間Ｋ）の出力電圧値は閾
値電圧以下になり、かつ間隙２ｅ通過中（区間Ｍ）の出
力電圧値は閾値電圧よりも大きくなるので、両線材２ａ
、２ｂの識別が可能になる。

しかし、センサ高さＨが５ｍｍの出力電圧波形にあって
は、線材２ａ通過中（区間Ｊ）、間隙２ｅ通過中（区間
Ｍ）、線材２ｂ通過中（区間Ｋ）の各出力電圧値は共に
閾値電圧以下になるので、両線材２　ａ　Ｎ　２　ｂを
識別することができずに、標識センサ５′では線材２　
ａ　％間隙２　ｅ　％線祠２ｂを一本の太い線材である
かのように検出してしまうことになる。

また、たとえば閾値電圧として一２ｖを設定したとする
。すると、今度はセンサ高さＨが１０　ｍｍ、５ｍｍの
出力電圧波形にあっては、両線祠２ａ、２ｂを識別する
ことができる代わりに、センサ高さＨが１５ｍｍの出力
電圧波形の場合には、両線材２ａ、２ｂを識別すること
ができなくなる。

こうしたセンサ高さＨの変動（５ｍｍ〜１０ｍｍ）は、
車両１の車体の上下振動に起因して実際に多々発生する
。したがって−の閾値電圧を設定した場合には標識セン
サ５′では標識２の左端部（同様に右端部も）における
コースずれを検出てきないこととなっていた。

　３ そこで、こうしたセンサ高さＨの変動があったとしても
標識の端部におけるコースずれの検出を可能ならしめる
ために、閾値電圧を一義的に設定するのではなくて、閾
値電圧を複数設定する技術がある（特願昭６０−２８７
４３９号）。

しかし、この技術をそのまま第４図（ａ）に示す構成の
装置に適用した場合には以下のような不都合が招来する
。

すなわち、比較器１３では標識センサ５′の出力電圧波
形が閾値電圧と交差する交差時点を捕らえて、その捕ら
えた各時点ごとにラッチ指令をカウンタ１４に加え、該
カウンタ１４においてその各時点におけるパルスエンコ
ーダ１１の各計数値をラッチして、ラッチした各計数値
に基づいて線材間の距離Ｌｌ、Ｌを演算している。が、
閾値電圧の設定が複数なされた場合には、上記交差時点
が数多くなり、比較器１３のラッチ指令出力が頻繁にカ
ウンタ１４に入力されることになる。しかしてカウンタ
１４でラッチされるパルスエンコーダ１１の計数値が数
多くなる。したがって多数の　４ 計数値に基づき線材間の距離Ｌｌ、Ｌ２を演算すること
になり、この演算処理が非常に複雑なものになる。

ここに、こうした線材間の距離Ｌｌ、Ｌ２の演算処理は
所要のマイクロコンピュータで行われるが、通常の場合
、同コンピュータでは同処理と同時に他の複雑な演算処
理（操舵制御等のための演算処理）も併せて短時間（１
００ｍｓｅｃ）内に処理する必要がある。しかもこうし
たマイクロコンピュータは、コストダウンを図るべく安
価なことが望まれる。

しかし、上記のごとく複雑な演算処理が行われる場合に
は、短時間内に他の処理も併せて行うことが不可能にな
り、いきおい高価な高機能チップを使用したり、複数の
ＣＰＵチップに処理を分担させるなどの必要が生じて、
システムが高価になることとなっていた。

そこで、実施例では、標識センサとして渦流式金属セン
サである標識センサ５を使用し、かつ後述する構成の標
識２を使用することにより、−の閾値電圧で標識２の端
部のコースずれの測定が行なわれるようにし、以て安価
なシステムを具現している。

第６図は、標識センサ５（渦流式金属センサ）の動作を
説明するために使用する同センサ５の回路図である。

すなわち、標識センサ５は、一定振幅、一定周波数の交
流電圧を出力する発信器２ｏと、発信器２０の出力を通
電して、交番磁束Φを後述するセンサ被検出対象２５の
上面に向けて発生する発信コイル２１と、発信コイル２
１で発生する交番磁束Φの振幅を検出して対応する大き
さの交流電圧を出力する検出コイル２３と、検出コイル
２３の交流出力電圧を直流電圧に整流するとともに、整
流した直流電圧に負の電圧を加えて出力電圧レンジを調
整したものを最終的なセンサ出力電圧とする整流増幅回
路２４とで構成されている。

さて、こうした標識センサ５の下（発信コイル２１の下
）にアルミニウム等の非磁性良導体や、鉄のような磁性
のさほど強くない導体であるセンサ被検出対象２５が存
在する場合には、これら導体中に発生する渦電流ｉが交
番磁束Φを弱めるように作用にするため、検出コイル２
３に検出される交番磁束Φが減少する。

このため、第７図に示すように標識センサ５のセンサ出
力電圧はセンサ５とセンサ被検出対象間の距離が縮まる
につれて、低下する。

逆に、トランスの鉄心用のアモルファスや、硅素鋼板、
あるいはフェライトのような透磁率が導電率に比べて著
しく高い磁性体をセンサ被検出対象２５として使用した
場合には標識センサ５とセンサ被検出対象２５とが近づ
くにつれて、センサ被検出対象２５で発生する渦電流ｉ
に伴う交番磁束低下の効果よりも、高透磁率に伴う磁束
上術の効果の方が強くなる。

この結果、同図に示すように標識センサ５とセンサ被検
出対象２５（アモルファステープ）間の距離が縮まるに
つれて、検出コイル２３で検出される交番磁束が増大し
、標識センサ５のセンサ出力電圧が増加することになる
。

７ いいかえれば標識センサ５は、渦電流変位センサの原理
を利用したものであるといえる。

なお、センサ被検出対象２５としてアモルファステープ
を使用した場合には、標識センサ５とセンサ被検出対象
２５（アモルファステープ）間の距離が２０ｍｍでセン
サ出力電圧が＋１ｏＶに達し、同距離が２０ｍｍ以下に
なったとしてもセンサ出力電圧が上昇していないことが
わかる。これは、第６図の回路中の演算増幅器２４″の
出力電圧が＋ＩＯＶで飽和しているためである。実際に
は、検出コイル２３が受ける交番磁束は増加している。

以下、標識２の基板部２Ａは、所要の高磁性体（鉄心用
のアモルファス）であり、標識２の線材部２Ｂは、アル
ミテープ（非磁性良導体）であるものとして、以上の動
作原理に基づき標識センサ５が、標識２を読取る態様に
ついて説明する。

すなわち渦流式金属センサである標識センサ５と、基板
部２Ａが磁性体で、線材部２Ｂがアルミテープ（非磁性
良導体）の標識２とを組み合わせ　８ た構成において、標識センサ５が標識２の左端部Ｑを通
過したとする。すると、第８図に示すように最初の線材
２ａの通過区間Ｊ′の標識センサ５の出力電圧値と、次
の線材２ｂの通過区間に′における標識センサ５の出力
電圧値との差は、第５図のものに比べて大きくなり、急
峻に変化する波形に改善されているのがわかる。

これは、区間Ｊ−と区間に−では、アルミニウム（非磁
性良導体）によって渦電流ｉが発生し、これにより交番
磁束Φが減少し、センサ出力電圧が小となるのに対し、
区間Ｍ″では磁性体を検出するため、交番磁束Φが増大
し、センサ出力電圧が大となるためである。

このように出力電圧波形が急峻に変化するので、閾値電
圧の設定幅が広くなる。このため、センサ高さＨが、５
ｍｍ〜１０ｍｍと変動したとしても、出力電圧波形が閾
値電圧から外れることのない−の閾値電圧を上記広い設
定幅内に設定することが可能になる。こうした閾値電圧
を設定することで、線材２ａ、２ｂの検出区間Ｊ′、Ｋ
′の電圧値が閾値電圧以下になり、間隙２ｅの検出区間
Ｍ′の電圧値が閾値電圧よりも大きくなるので、両線祠
料２ａ、２ｂの識別を可能ならしめることができる。

以上説明したように実施例によれば、線材の端部間に間
隙を設けるようにしたので、車両が標識の端部を通過す
る場合であっても、コースずれ量の検出を行うことがで
きる。

また、標識２の線材およびその前後をそれぞれ低磁性良
導体、強磁性体としたので、金属センサで標識２を検出
すれば、線材の前後に渡って金属センサ検出出力が大き
く変化する。このため、線祠を識別する閾値の設定幅が
広大となり、車体の上下振動があったとしても、確実に
−の線材を、−の閾値を以てに識別てきるようになる。

また、線材の端部間の間隙が小さい場合であっても、の
線材を確実に識別できるようになる。

たとえば、金属センサのコイル直径が４０　ｍ　ｍ　％
センサと標識との距離、つまりセンサ高さが１５ｍｍ〜
５ｍｍ、線祠の幅か２０ｍｍとすると、標識の線祠およ
びその前後をそれぞれ低磁性良導体、強磁性体としない
場合には、間隙を４０ｍｍ以上にしないと、−の線祠を
分離して識別することができなかった。が、標識の線材
およびその前後の一方および他方をそれぞれ強磁性体、
低磁性良導体とすることで間隙を２０ｍｍに短縮するこ
とができる。このため標識の小形化を図ることができる
という利点が得られる。

なおまた、標識をそのように構成することで従来、床が
鉄製であった場合に、その上に標識を設置することが不
可能であったものが、設置可能になって標識の適用範囲
を大幅に拡大することができる。これは金属センサは、
センサに対抗する対象物の金属あるいはフェライトの表
面（３０〜１００μｍ）に生じる電磁的な効果を検出す
るものであって、標識体の下にある鉄床の影響を受けな
いことによる。

以上のごと〈実施例によれば標識の横幅全てを使ってコ
ースずれ量の検出を行うことができる。

このため、工場、オフィス等内の狭い通路であっ１ ても車両を予定走行路へ正確に復帰させることができる
ようになる。しかも、−の閾値を設定するだけでよい。

したがって、安価なシステムが具現される。

なお実施例では、線材をアルミニウム、線材の基板部を
鉄心用のアモルファスとしたが、これに替るものとして
、アルミニウムと珪素鋼板の組合わせ、大きくは普通鋼
板と珪素鋼板の組合わせが考えられる。要は、低磁性導
体と高磁性体の組合わせであればよい。

また実施例では、線材に低磁性導体（高導電率、低透磁
率）であるアルミニウム（非磁性導体）を使用し、線材
の基板部に高磁性体（低導電率、高透磁率）である鉄心
用のアモルファスを使用したが、これとは逆に線材に高
磁性体を使用し、線利の基板部に低磁性導体を使用する
実施もまた可能である。ただしこの場合には、標識セン
サ５が線材上に来ると、出力電圧は増大する。したがっ
て、閾値の設定レベルを無検出状態（たとえば８Ｖ）よ
りも高いレベル（たとえば９Ｖ）に設定する必　２ 要がある。

なお、実施例の標識センサ５は、発信コイル２１に一定
振幅、一定周波数を印加して、検出電圧を整流して電圧
変化をみるものとして説明したが、本発明としてはこれ
に限定されることなく、以下、１）　、２）に示す構成
のものでもよい。

１）発信コイルを発信回路の一構成要素として、発信コ
イルに導体や磁性体が近づくと、発信コイルのインダク
タンスが変化することにより、発信回路の発信周波数が
変化することを利用するもの。

２）一定振幅、一定周波数の交流電圧を発信コイルに印
加し、検出コイルにて受信した交流電流の位相と原発倍
回路の位相とを比較し、導体若しくは磁性体の接近を検
出するもの。

これらはいずれも対象物の導電率と透磁率を利用して、
渦電流の発生に伴う交番磁束の減少や磁性体による交番
磁束の増大による負荷インピーダンス若しくは電流位相
の変化を認識するものであり、いずれも実施例の標識セ
ンサ５（渦流式金属センサ）と同等の機能、効果を発揮
することがてきる。

また実施例では、標識２の基板部２Ａが強磁性体である
ものとして説明したが、基板部２Ａの少なくとも線材の
前後部分のみが強磁性体であればよく、要は標識センサ
５の検出出力が線材の前後で急峻に変化するものであれ
ばよい。

なお、標識２は、基板部２Ａに線材部２Ｂを貼着し、さ
らにその上にタイルを貼着した三層の板を一体成型し、
この三層の板を他のタイルとともに床面に敷設すれば、
美観がよく、かつ線材部分の耐久性が向上するなどの利
点が得られる。この場合、タイルとしては非伝導性物質
の板であればよい。

さらにまた、基板部２Ａの所定部分を線月部２Ｂの配置
状にプレス打ち抜きし、このプレス打抜きした部分に線
材部２Ｂを挿設し一層の板とし、さらにこの板の上に上
記タイルを貼着した二層の板を同様に床面に敷設する実
施もまた可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、誘導用標識の横
幅全てを使ってコースずれ量の検出を行うことができる
。このため、誘導用標識の小形化（横方向）が図れ、工
場、オフィス等の狭所における無人車両の誘導を確実に
行うことができる。

しかも、−の閾値を設定するだけでよい。したがって、
多数の閾値を設定することによる演算処理の複雑化、長
時間化を回避することができ、安価なシステムが具現さ
れる。また、線祠間の間隙寸法を必要最小限に小さくす
ることができ、標識の小形化（縦方向）を図ることがで
きるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る無人車両の誘導用標識および誘
導用標識の読取装置の実施例を説明するために用いた概
要図で、無人車両が予定走行路に沿って走行する様子を
示す斜視図、第２図は、第１図に示す標識の平面拡大図
、第３図は、第２図の標識の幾何学的関係を説明するた
めに用いた図、第４図（ａ）は、本発明に係る誘導用標
識の読取装置の実施例の構成を示すブロック図、同図（
ｂ）５ は、同図（ａ）に示す標識センサが標識を通過した場合
における同センサの出力信号の変化の様子を示すタイム
チャート、第５図は、標識の線材部がアルミテープであ
り、基板部がプラスチックであって、標識センサが標識
の端部を通過した場合における同センサの出力信号の変
化の様子をセンサ高さの変動に応じて示すタイムチャー
ト、第６図は、標識センサとして渦流式金属センサを使
用した場合の同センサの動作を説明するために使用する
回路図、第７図は、第６図のセンサとセンサ被検出対象
との距離とセンサ出力の関係を示すグラフ、第８図は、
標識の線材部がアルミテープであり、基板部が磁性体で
あって、第６図の標識センサが標識の端部を通過した場
合における同センサの出力信号の変化の様子をセンサ高
さの変動に応じて示すタイムチャート、第９図（ａ）は
、従来の無人車両の誘導用標識の構成を例示した平面拡
大図、同図（ｂ）は、同図（ａ）の標識の配設態様を示
す上面図である。 １・・・無人車両、２．２′・・・誘導用標識、２Ａ・
・・　６ 基板部、２　Ｂ　・・・線材部、２　ａ　％　２　ｂ　
、２　ｃ　＋　　２　ａ２ｂ−２ｃｍ・・・線材、３・
・・予定走行路、５．５′・・・標識センサ、６・・・
走行長計測手段、１１・・・パルスエンコーダ、１３・
・・比較器、１４・・・カウンタ。 暫Ｗ、υｌ＼を遍に皆国そ 覧１ｉｐへｔ男１万−田〉 贅！ｓ４入ト追に配出〉 手続？＝甫正書（方式） ２１発明の名称 無人車両の］−スずれ検出装置 ３゜ 補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （１２３）株式会社小松製作所 ４、代 埋入 （〒１０４）東京都中央区銀座２丁目１１番２号平戒１
年１０月１６日 （発送日　平成１年１０月３１日） ６、補正の対象 明りＩｌ書の図面の簡単な説明の欄。 ７゜ 補正の内容

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に第一および第三の線材を所定距離離間し
   て平行に配するとともに、これら第一および第三の線材
   に対して所定の傾きを以てこれら線材間に第二の線材を
   配した誘導用標識を前記第一および第三の線材が無人車
   両の予定走行路を横断するように配設するとともに、 磁界を発生する励起用コイルと、 この励起用コイルによって発生された磁界を検出する検
   出コイルと、 この検出コイルの出力に基づき無人車両が第一の線材か
   ら第二の線材に至るまでの間隔および第二の線材から第
   三の線材に至るまでの間隔を求め、これら間隔に基づき
   無人車両の前記予定走行路からのずれを検出するずれ検
   出手段とを無人車両に搭載し、 さらに、前記第一、第二および第三の線材を非接続とす
   るとともに、前記第一、第二および第三の線材を低磁性
   導体とし、前記基板上の少なくとも前記第一、第二およ
   び第三の線材の各前後部分を高磁性体とするようにした
   ことを特徴とする無人車両のコースずれ検出装置。
2. （２）前記第一、第二および第三の線材は、高磁性体で
   あり、前記基板上の少なくとも前記第一、第二および第
   三の線材の各前後部分は、低磁性導体である請求項（１
   ）記載の無人車両のコースずれ検出装置。
3. （３）前記第一、第三の線材は、その長さが等しく、か
   つ前記予定走行路がその中点を通過するように配置され
   、さらに前記第二の線材は、その端点がこれら第一、第
   三の線材の端点同志を結ぶ線分上に位置するように配置
   した請求項（１）記載の無人車両のコースずれ検出装置
   。