JPH041810A - 無人車の走行位置検出方法 - 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］ この発明は無人車の走行位置検出方法に係り、詳しくは
走行路に敷設された誘導線に所定の周波数の電流を流し
その電流によって生ずる電磁波（誘導信号）を検知して
同誘導線に沿って無人車を走行させる際に使用される走
行位置検出方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、第７図に示すように周波数ｆ１の誘導電流が流れ
る誘導線Ｌ１に沿って走行している無人車ｌを周波数ｆ
２の誘導電流が流れる誘導線Ｌ２に沿って走行させる場
合、無人車ｌを誘導線Ｌ１からの誘導信号をピックアッ
プコイルで検出しながら走行することを中止し、予め定
められたプログラムに従ってステアリング角を制御させ
ながら走行をさせるいわゆるプログラミングステア走行
よって行われる。即ち、無人車１がａ位置から誘導線Ｌ
１のｂ位置に到達した時、無人車１に搭載された走行用
コントローラがプログラムステア走行を実行し、まずス
テアリング角を例えば右に４５度まで切った後その状態
を一定の走行距離保持しやがて元に戻すように制御して
走行する。そして、無人車１が誘導線Ｌｌから外れて所
定の距離（無人車ｌが誘導線Ｌ２上のｄ位置に到達する
までの距離であって、予め試験又は理論的に求めた距離
）だけ走行したことを走行距離センサにて判断すると、
走行コントローラは無人車１が誘導線Ｌ２上のｄ位置に
到達したとしてプログラムステア走行を終了する。以後
、走行コントローラは誘導線Ｌ２の誘導信号に基づいて
無人車ｌを同誘導線Ｌ２に沿って走行せる。

また、誘導線Ｌ１から誘導線Ｌ２に移る方法として自律
走行の１つであるスピンターンがある。

これは、第８図に示すように走行用コントローラは誘導
線Ｌ１を走行している無人車１がｅ位置から予め定めた
時間走行させて誘導線Ｌ２と交差するｆ位置に到達する
と、次に無人車ｌを予め定めた時間（スピンターンによ
って無人車１が右に９０度旋回して誘導線Ｌ２と平行に
なるまでの時間であって、予め試験、又は理論的に求め
た時間）だけスピンターンさせる。そして、その所定ス
ピンターン時間経過するとコントローラは無人車１が誘
導線Ｌ２と平行となったとしてスピンターンを終了する
。以後、走行コントローラは誘導線Ｌ２の誘導信号に基
づいて無人車１を同誘導線Ｌ２に沿って走行せる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記プログラムステア中においては、走
行コントローラは無人車１の走行軌道を把握していない
ので、同制御が終了するまで、即ちｄ位置に到着するま
で軌道修正ができない。従って、プログラムステア中に
何らかの原因で無人車ｌの走行軌道に狂いが生じ、目的
のｄ位置とはかけ離れた位置で同制御が終了すると、そ
の位置から誘導線Ｌ２の誘導信号に基づく走行制御が開
始されることになる。その結果、開始直後は確実に無人
車１を誘導線Ｌ２に乗せなければならないことから不安
定な走行が行われるといった問題があった。

一方、スピンターンにおいても、誘導線Ｌ２と交差する
ｆ位置に到達した否かの判断は、ｅ位置からの走行時間
に基づいて判断し、直接ｆ位置を判断していない。従っ
て、時間どうり走行しても走行速度が何らかの原因で狂
っていた場合にはｆ位置以外の位置で停止し、その停止
した位置でスピンターンが行われ誘導線Ｌ２とずれるこ
とになる。その結果、スピンターン後、前記と同様に無
人車１を誘導線Ｌ２に乗せなければならないことから不
安定な走行が行われるといった問題があった。

この発明は前記問題点を解消するためになされたもので
あって、その目的は走行位置を簡単な構成で検出するこ
とができ、例えば異なる誘導線に移る場合に正確に他の
誘導線に無人車を案内させることができる無人車の走行
位置検出方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、　路面上に無人車
を誘導する誘導線を複数敷設し、各誘導線にはそれぞれ
互いに異なる周波数の誘導電流を流し、その各誘導線か
ら誘起される誘導信号の合成信号を入力し、その合成信
号の中から相互変調成分の信号を抽出し、その抽出した
信号のレベルに基づいてその時々の無人車の走行位置を
求めるようにした。

［作用］ 各誘導線から誘起される誘導信号の合成信号合成信号の
中から抽出した相互変調成分の信号のレベルは無人車の
位置に対する各誘導線の相対位置によって変化する。そ
の結果、その相互変調成分の信号のレベルを見ることに
よって無人車の位置を知ることができる。

［実施例］ 以下、この発明の走行位置検出方法を無人車の誘導装置
に具体化した一実施例を図面に従って説明する。尚、説
明の便宜上、従来の技術と同一のものは符号を同じにし
てその詳細な説明は省略する。

第１図は無人車ｌに搭載された走行位置検出装置の電気
的構成を示す電気ブロック回路図であって、ピックアッ
プコイル１１は無人車１の底部に取着され誘導線Ｌｌ、
Ｌ２から出る誘導信号を検出する公知の左右一対の検出
コイルの内の一方の検出コイルであって、その検出した
誘導信号は広帯域増幅器１２によって増幅されて出力さ
れる。

広帯域増幅器１２は第２図に示す周波数特性を有し、本
実施例では第７図及び第８図に示す２つの誘導線Ｌｌ、
Ｌ２に互いに異なる周波数ｆｌ。

ｆ２（＞ｆｌ）の誘導電流を流したとき、その誘導電流
に基づいて発生する各誘導信号による合成信号が入力さ
れた場合、少なくとも周波数がｆ１〜ｆｌ＋ｆ２の範囲
までの信号を増幅する。

広帯域増幅器１２の出力はそれぞれ第１〜第３のバント
パスフィルタ１３〜１５に入力される。

第１のバンドパスフィルタ１３は広帯域増幅器１２から
の出力信号の中から周波数成分がｆｌの信号、即ち、誘
導線Ｌｌから出力されている周波数ｆｌの誘導信号を抽
出している。第２のバンドパスフィルタ１４は広帯域増
幅器１２からの出力信号の中から周波数成分がｆ２の信
号、即ち、誘導線Ｌ２から出力されている周波数ｆ２の
誘導信号を抽出している。一方、第３のバンドパスフィ
ルタ１５は周波数成分がｆ　１＋ｆ　２の信号、即ち、
周波数ｆ１の誘導信号と周波数ｆ２の誘導信号とが合成
されて出来た相互変調成分（うなり周波数成分）の中か
ら周波数がｆｌ＋ｆ２の信号を抽出している。

第１〜第３のバンドパスフィルタ１３〜１５が抽出した
各周波数成分の信号はそれぞれの増幅器１６〜１８にて
増幅される。そして、増幅された各出力信号はそれぞれ
の検波器１９〜２１にて全波整流された後、直流増幅器
２２〜２４にて増幅されてそれぞれ位置信号ＤＣＩ〜Ｄ
Ｃ３として出力される。そして、周波数ｆｌの誘導信号
に基づく位置信号ＤＣＩのレベルは無人車１、即ちピッ
クアップコイル１１が誘導線Ｌ１から離れるほど小さく
なり、誘導線Ｌ１に沿って走行制御を行う際に利用され
る。周波数ｆ２の誘導信号に基づく位置信号ＤＣ２のレ
ベルはピックアップコイル１１が誘導線Ｌ２から離れる
ほど小さくなり、誘導線Ｌ２に沿って走行制御を行う際
に利用される。

又、周波数ｆｌ＋ｆ２の誘導信号に基づく位置信号ＤＣ
３のレベルはピックアップコイル１１に対して２つの誘
導線ＬＬ、Ｌ２の相対位置によって変化する。

即ち、第７図に示すように無人車Ｉをプログラムステア
走行にて誘導線Ｌ１から誘導線Ｌ２に乗換える場合、位
置信号ＤＣ３のレベルは第３図に示すように誘導線Ｌｌ
から離れるに従って上昇し、誘導線Ｌｌ、Ｌ２の中間位
置でピーク値となり、以後誘導線Ｌ２に近づくに従って
減少する。又、第８図に示すように無人車１をスピンタ
ーンにて誘導線Ｌ１から誘導線Ｌ２に乗換える場合、位
置信号ＤＣ３のレベルは第４図に示すように誘導線Ｌｌ
、Ｌ２が交差するｆ位置で最小になる。

従って、それぞれの前記プログラムステア及びスピンタ
ーンについて予め試験等にて理想となる各走行位置に対
する位置信号ＤＣ３のレベルを求め、その各レベルをプ
ログラムステア走行及びスピンターンにおける位置デー
タとして後記する走行用コントローラ２８に設けたメモ
リ２８ａに記憶し、実際に無人車１を走行して得た実際
のＤＣ３のレベルと比較することによって、無人車１が
正常な軌道で走行しているか否かを判断することが可能
となる。

各位置信号ＤＣＩ−ＤＣ３はそれぞれＡ／Ｄ変換器２５
〜２７に入力されてデジタル変換されて走行用コントロ
ーラ２８に入力される。走行用コントローラ２８は位置
信号ＤＣＩ〜ＤＣ３及びメモリ２８ａに記憶した各種デ
ータに基づいてモータ駆動回路２９．３０を介して走行
用モータ３１及びステアリング角を調整するステアリン
グモータ３２を駆動制御する。

次に、上記のように構成した無人車の誘導装置の作用に
ついて説明する。

今、第７図に示す無人車１を誘導線Ｌ１から誘導線Ｌ２
にプログラムステア走行にて乗換える場合について説明
する。

無人車１が誘導線Ｌ１のａ位置からｂ位置に到達すると
、走行用コントローラ２８はプログラムステア走行にて
誘導線Ｌ１から誘導線Ｌ２に移る動作を開始する。走行
用コントローラ２８はステアリングモータ３２を駆動さ
せてステアリング角を例えば右に４５度に切り子め定め
た走行速度で走行用モータ３１を駆動させて無人車１を
走行させる。そして、無人車１は円弧の軌道をとりなが
ら次第に誘導線Ｌ１から外れて誘導線Ｌ２上のｄ位置に
到達する。この円弧の軌道を走行中、ピックアップコイ
ル１１は誘導線Ｌｌ、Ｌ２からの誘導信号に基づく合成
信号を広帯域増幅器１２に逐次出力する。

そして、広帯域増幅器１２にて増幅された合成信号は各
バンドパスフィルタ１３〜１５に入力される。この時、
第３のバンドパスフィルタ１５は合成信号中の無人車１
の位置に対する２つの誘導線Ｌｌ、Ｌ２の相対位置によ
って変化する周波数ｆｌ＋ｆ２の信号を抽出し、増幅器
１８、検波器２１及び直流増幅器２４を介してＡ／Ｄ変
換器２７に位置信号ＤＣ３を出力する。

そして、走行用コントローラ２８はその時々の位置信号
ＤＣ３のレベルとメモリ２８ａに予め記憶したプログラ
ムステア走行における位置データと比較してその時々の
無人車１の走行位置を検出する。

従って、無人車１が誘導線Ｌｌから誘導線Ｌ２に向かっ
て正確に移動していない場合、その変位を検出すること
ができ、ステアリングモータ３２を駆動させてステアリ
ング角を調整して正常な軌道に乗せて誘導線Ｌ２上に正
確かつ滑らかに無人車１を乗せることができる。その結
果、無人車ｌは円滑かつ安定した状態で誘導線Ｌ２の誘
導信号に基づいた走行制御で走行することができる。

次に、第８図に示すようにスピンターンにて無人車１を
誘導線Ｌｌから誘導線Ｌ２に乗換える場合について説明
する。

第８図に示すように走行用コントローラ２８は誘導線Ｌ
１を走行している無人車１をｅ位置から誘導線Ｌ２と交
差するｆ位置まで走行させる。この時、走行用コントロ
ーラ２８はその時々の位置信号ＤＣ３のレベルとメモリ
２８ａに予め記憶したスピンターンにおける位置データ
と比較してその時々の無人車１の走行位置を検出する。

即ち、位置信号ＤＣ３のレベルがＯになった時、無人車
１はｆ位置に到達したと判断して停止する。

次に無人車１を予め定めた時間だけスピンターンさせる
。そして、その所定スピンターン時間経過するとコント
ローラは無人車１が誘導線Ｌ２と平行となったとしてス
ピンターンを終了する。以後、走行コントローラは２８
誘導線Ｌ２の誘導信号に基づいて無人車１を同誘導線Ｌ
２に沿って走行せる。この場合にも、位置信号ＤＣ３の
レベルによって最もスピンターンで大事な誘導線Ｌ２と
交差するｆ位置を正確に検出することができるので、無
人車ｌを誘導線Ｌ２上に正確かつ滑らかに乗せることが
できる。その結果、無人車１は円滑かつ安定した状態で
誘導線Ｌ２の誘導信号に基づいた走行制御で走行するこ
とができる。

尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、以
下のように実施してもよい。

■　第５図に示すよう誘導線Ｌｌの所定区間において同
誘導線Ｌ１と平行に誘導線Ｌ２を敷設することにより、
誘導線Ｌｌに基づく直線走行経路における所定の走行区
間であることを位置信号ＤＣ３を検出することで認識す
ることができる。因に、誘導線Ｌ２が平行に敷設された
区間では位置信号ＤＣ３は第６図に示す出力レベルとな
る。

■　又、前記実施例では周波数ｆ１の誘導信号と周波数
ｆ２の誘導信号とが合成されて出来た相互変調成分（う
なり周波数成分）の中から周波数がｆｌ＋ｆ２の信号を
位置信号ＤＣ３としたが、その他の相互変調成分でもよ
く、例えば周波数がｆｌ−ｆ２．２ｆｌ±２ｆ２等の周
波数を利用して実施してもよい。

■　又、前記実施例で広帯域増幅器１２は一段だけで実
施したが、第２図に示す周波数特性の増幅器を複数段つ
なぐことにより不要な歪成分の影響の少ない位置信号Ｄ
Ｃ３のレベルを抽出することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によればある誘導線に対し
て異なる周波数の誘導線を設け、その二つの誘導線から
でる誘導信号の合成信号の中から相互変調成分の信号を
抽出し位置信号とするだけの構成な簡単にもかかわらず
正確に走行位置を検出することができ、例えば異なる誘
導線に移る場合に正確に他の誘導線に無人車を案内させ
ることができる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の走行位置検出方法を具体化した無人車
の誘導装置の電気ブロック回路図、第２図は広帯域増幅
器の周波数特性を示す図、第３図はプログラムステア走
行の場合における走行位置と位置信号のレベルとの関係
を示す図、第４図はスピンターンの場合における走行位
置と位置信号のレベルとの関係を示す図、第５図は本発
明の走行位置検出方法の別の利用方法を説明した図、第
６図は同じくその時の走行位置と位置信号のレベルとの
関係を示す図、第７図はプログラムステア走行を説明す
る図、第８図はスピンターンを説明する図、第９図は従
来のプログラムステア走行における走行距離に対するス
テアリング角の関係を示す図、第１０図は従来のスピン
ターンにおける走行時間に対するステアリング角の関係
を示す図である。 無人車１１ピツクアツプコイル１１、第１〜第３のバン
ドパスフィルタ１３〜１５、走行用コントローラ２８、
走行用モータ３１、ステアリングモータ３２、誘導線Ｌ
ｌ、Ｌ２、位置信号ＤＣ３である。 特許出願人　株式会社　豊田自動織機製作所代理人　　
　弁理士　　恩１）博宣（ほか１名）第７ 図 第８ 図 ｆ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 路面上に無人車を誘導する誘導線を複数敷設し、各誘導
   線にはそれぞれ互いに異なる周波数の誘導電流を流し、
   その各誘導線から誘起される誘導信号の合成信号を入力
   し、その合成信号の中から相互変調成分の信号を抽出し
   、その抽出した信号のレベルに基づいてその時々の無人
   車の走行位置を求めるようにした無人車の走行位置検出
   方法。