JPH0441363Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、倉庫内や工場内等において、物品
の搬送などに用いられる無人走行車に関し、より
詳しくは、床面のガイドラインを光学式センサー
で検出しながら誘導走行する無人走行車に関す
る。

従来の技術 上記の床面のガイドラインを光学式センサ−で
検出しながら誘導走行する方式、すなわち光学誘
導方式の無人走行車（以下、単に無人車という）
のガイドラインは、従来、白色系の光反射率の高
いテープを床面に貼るか、あるいは同様に白色系
の塗料を床面に塗布していた。白色系の色にする
ことにより、床面との反射光量の差を光学式セン
サーで検出しガイドラインの位置を検出するので
ある。

考案が解決しようとする問題点 上記の光学誘導方式を適用した無人車、例えば
三輪型の無人車において、走行車輪がガイドライ
ンを踏んで走行しているものがある。何度も無人
車の車輪がガイドライン上を走行すれば、該ライ
ンに汚れが付いたり、色あせたりして、該ライン
の位置を確実に検出できなくなる。そのような欠
点を回避するために、ガイドラインに汚れが付着
しないように工場内をたびたび清掃するとか、あ
るいはガイドラインに付着した汚れをたびたび清
掃するという極めて煩わしい保守を必要としてい
た。

問題点を解決するための手段 この考案は、上記光学誘導方式におけるガイド
ラインを、無人車の進行方向に沿つて複数の帯に
分割し、これらの帯のうち少なくとも１つを車輪
走行用の暗色系の帯とし、その他を検出用の白色
系の帯としたものである。

作 用 無人車の車輪は暗色系の色の帯上を走行し、光
学式センサーは他の白色系の色の帯を検出し、該
検出した結果に基づいて無人車は誘導される。

実施例 第１図には無人車の一例としての三輪型無人車
１の概略平面図であり、２は走行モータ３に直結
され垂直軸４まわりでステアリング旋回する駆動
輪、５は上記垂直軸４に固定したスプロケツト６
と該スプロケツト６にチエーン７連結したステア
リングモータ８とからなるステアリング装置、９
は従動輪、１１は後述する光学式センサーであ
る。１２はガイドラインを示しており、該ライン
１２は長手方向に３つの帯に分割されており、そ
のうち中央の帯１２ａは暗色系の色、例えば黒色
とされ、両側の２つの帯１２ｂ，１２ｃは白色系
の色、例えば白色とされる。上記中央の帯１２ａ
の幅は駆動輪２の幅よりも大とされる。上記ガイ
ドライン１２はテープを貼付するか、あるいは塗
料を塗布して形成される。矢印１０は無人車１の
進行方向を示している。

次に、この例の光学式センサー１１の構造につ
いて説明しておくと、第２〜５図において示した
ように、この例のセンサーは略直方体の基盤１３
に長手方向２列に16個の穴１４，１５を穿設し、
該穴１４，１５内に一方の列には光源としての赤
外発光ダイオード１６を、他方の列には受光素子
としてのフオトトランジスタ１７を挿填してあ
る。１８は前記車体１への取付ブロツク、１９は
プリント基板、２１は赤色フイルタである。第３
図は第２図におけるＡ−Ａ線断面図であり、受光
素子１７の直下にガイドライン１２の中央の帯１
２ａが存在する場合を示し、第４図は同じくＢ−
Ｂ線断面図であり、受光素子１７の直下に両側の
帯のうち一方１２ｃが存在する場合を示してい
る。

第５図は上記赤外発光ダイオード１６およびフ
オトトランジスタ１７の回路を示し、電圧（Vp）
を与えることにより光（Ｌ）が放出され、床面あ
るいはガイドラインからの反射光がフオトトラン
ジスタ１７に入射して、該入射光量に比例する電
圧が出力（OUT）される。

このように、各フオトトランジスタ１７からの
出力電圧は当該フオトトランジスタ１７直下の床
面からの反射光量に関係に変化し、該出力電圧の
大小によつて間接的に床面の光反射率の相違、つ
まり床面であるか、ガイドラインであるかを検出
するようになつている。

次に、このガイドライン位置の検出方法を説明
する。

すなわち、第６図に示したように、各フオトト
ランジスタ１７はアナログマルチプレクサ２２、
アンプ２３、Ａ／Ｄコンバータ２４を介して車体
１上に搭載したコンピユータ２５に接続されてい
て、該コンピユータ２５は各インターフエイス２
６，２７を介して前記走行モータ３、ステアリン
グモータ８に接続されており、後に詳述する方式
でもつてフオトトランジスタ１７の出力信号をコ
ンピユータ２５が演算解析してガイドライン位置
を算出し、該算出値に基づいて走行モータ３ある
いはステアリングモータ８を適宜駆動して誘導走
行するようになつている。３１，３２，３３は
夫々コンピユータ２５内のRAM，CPUおよび
ROMである。

すなわち、コンピユータ２５からのフオトトラ
ンジスタ選択指令２９によりマルチプレクサ２２
が適宜切換えられ、センサー一端のフオトトラン
ジスタ１７からの出力電圧から順に該Ａ／Ｄ変換
回路に入力され、該出力電圧が対応するデジタル
値に変換されてコンピユータ２５内のRAM３１
に格納される。

つまり、例えばセンサー１１の端から順に、第
１のフオトトランジスタ１７からはアンプ２３お
よびＡ／Ｄ変換を経て３ボルトの電圧が、第２の
フオトトランジスタ１７からは3.5ボルト、第３
のフオトトランジスタ１７からは４ボルト……と
いうように各電圧値がメモリ３１内に一旦格納さ
れるのであり、格納された電圧値を次のようにし
て処理していく。

すなわち、記憶された電圧値つまり受光量を棒
グラフ状に表わすと、第８図の白丸付き棒線にな
り、該グラフの横軸の数字は各フオトトランジス
タの位置（第７図参照）を示し、縦軸は受光量を
示すが、この白丸付き棒線の値は実際の受光量に
基づく値であるので、床面の局所的に明るい部分
や反射率の高い塵等の影響を忠実に反映し、ガイ
ドライン以外の部分であつても局所的に高い値を
示す場合があり（第８図第14番目の値）、この影
響を排除するために、上記のようにして得られた
電圧値をまず次のようにして平滑化する。

すなわち、第８図において示したように、第１
番のフオトトランジスタと第16番のフオトトラン
ジスタつまりセンサー両端のトランジスタからの
実際の電圧値としては夫々、1.5ボルトが検出さ
れているが、この両端のフオトトランジスタ１７
からの値としては夫々、１つ内側のフオトトラン
ジスタ（第２番と第15番）からの実際電圧値とそ
れぞれ比較して、小さい方の値を平滑化された各
両端の電圧値とする。例えば、第１番と第２番の
実際電圧値を比較すると、第１番の値の方が小さ
いので、第１番の平滑化された電圧値は第１番の
実際電圧値になる。

また、第２〜15番の各フオトトランジスタ１７
の電圧値の平滑化は、それぞれその両側の値と当
該電圧値の３つを比較し２番目に大きい値を当該
フオトトランジスタの平滑化された電圧値とす
る。例えば、第14番の平滑化された電圧は、第13
〜15番の３つの値を比べ２番目に大きい値、すな
わち第13番の値となる。

平滑化した値は第８図の黒丸付き棒線として示
す。なお、平滑化の方法は上記した方法に限るこ
となく、例えばそれぞれその両端の値との平均値
をとる方法等が適用される。

次に、上記演算により得られた各フオトトラン
ジスタ１７についての平滑化値すべてから適当な
閾値（Ｔ）を設定する。

第７，８図からも明らかなように、平滑化前の
実際の電圧値（白丸）では、白色の帯１２ｂ，１
２ｃ位置以外のフオトトランジスタ位置（第14
番）においても閾値（Ｔ）を越える値があつた
が、平滑化後には白色の帯１２ｂ，１２ｃ位置の
みのフオトトランジスタ（第２〜３番および第９
〜11番）のみの値しか閾値（Ｔ）を越えず、白色
の帯１２ｂ，１２ｃ位置の正確な検出が行なえる
ようになつている。

そして、次には上記演算により求めた閾値
（Ｔ）および平滑化後の各値に基づいてガイドラ
インの中心を求める。

すなわち、上記各平滑化値および閾値（Ｔ）に
基づき、各フオトトランジスタ（第１〜16番）に
ついて、その平滑化値が閾値（Ｔ）を越えている
ものは「１」とし、閾値（Ｔ）を越えていないも
のを「０」とする二値化（第９図）を行なうので
ある。例えば、上記例では第２〜４番、第９〜11
番のフオトトランジスタ１７については「１」
が、上記以外のフオトトランジスタ１７について
は「０」が与えられる。

そして、上記二値化によつて与えられた値
（Ｖ），「０」または「１」に、各フオトトランジ
スタ（第１番〜16番）の位置に関する重み（Ｗ）
（つまり、例えば最左端から右端へ向かうに従つ
て大になる数字、この例の場合０〜30）が、乗ぜ
られ、その積の値を二値化後のすべての値の和、
つまり平滑化後の値が閾値を越えているフオトト
ランジスタ１７の個数で除することによつてガイ
ドラインの中心が求められる。

つまり、上記例の場合には第９図に示したよう
に、第１番のフオトトランジスタ１７には「０」
が、第２番のフオトトランジスタ１７には「２」
が、……第16番のフオトトランジスタ１７には
「30」が位置の重み（Ｗ）として与えられ、次の
ようにしてガイドラインの中心位置が位置の重み
として算出される。

Σ（位置の重み）×（二値化後の値）／Σ（二値化後
の値） ＝（０×０）＋（２×１）＋（４×１）＋（６×１）
＋（８×０）＋……／０＋１＋１＋１＋０＋０＋０＋…
… ……＋（30×０）／……＋０＝11 したがつて、上記例では位置の重みが「11」の
地点、つまりセンサー１１において第６番と第７
番のフオトトランジスタの中間地点の直下にガイ
ドラインの中心が位置していることが検出され
る。

上記のように、（位置の重み）×（二値化後の値）
の総和を（二値化後の値）の総和でもつて除する
ことによつては、（二値化後の値）の総和がガイ
ドラインの幅に相当することから、ガイドライン
幅の変動に関わりなく、正確にガイドラインの中
心、位置を検出できると共に、前述の平滑化処理
によつても排除されない、局所的に高い値が出現
することの影響を低減することができる。

そして、上記のようにしてコンピユータ２５内
でガイドラインの中心位置が算出されたならば、
次に、前記ステアリングモータ８への出力がずれ
量が小の時には一旦OFFされ、ずれ量が大の時
には前記センサー１１に対するガイドライン位置
のずれ方向に応じて、ステアリングモータ８が左
右いずれかへと上記ずれを修正する方向へ回転駆
動される。

つまり、例えば上記例では検出値が「11」であ
り、センサー１１の中央の位置重みは「15」であ
ることから、第７図においてセンサー１１つまり
車体１が右方へずれていることになり、ステアリ
ングモータ８が車体１を左方へ移動する方向へ回
転される。車体１が左方へずれている場合には、
もちろんステアリングモータ８は逆方向へ回転さ
れる。

以上のように、本実施例では各フオトトランジ
スタの電圧を平滑化し、前述した演算処理により
光学式センサーに対するガイドラインの中心位置
を検出して無人車を誘導するので、床面の局所的
に明るい部分や反射率の高い塵等の影響を受ける
ことなく、確実にガイドラインを検出できる。

第１０図と第１１図にはそれぞれ本考案の他の
実施例を示している。第１０図に示すガイドライ
ン４０は長手方向に対して２つの帯に分割されて
おり、一方の帯４０ａを暗色系の色とし該帯４０
ａ上を車輪２は走行する。他方の帯４０ｂは白色
系の色とされ該帯４０ｂを光学式センサー１１で
検出する。この実施例のガイドライン４０におい
ては、前記したガイドラインよりも幅を小さくす
ることができる。

第１１図の実施例のガイドライン５０は、進行
方向に対して５つの帯に分割されており、中央の
帯５０ａと両端の帯５０ｂ，５０ｃが暗色系の色
とされ、残りの２つの帯５０ｄ，５０ｅが白色系
の色とされる。車輪２は中央の帯５０ａ上を走行
し、光学式センサー１１は２つの白色系の帯５０
ｄ，５０ｅを検出する。この実施例のガイドライ
ンでは、より白色系の帯５０ｄ，５０ｅの反射光
のみが際立つので、検出ミスが皆無となり、かつ
工場内の床面自体が白色系の色であつても使用可
能である。

考案の効果 以上説明したように、本考案ではガイドライン
を複数の帯に分割し、これらの帯のうち少なくと
も１つを車輪走行用の暗色系の帯、その他を検出
用の白色系の帯とし、車輪を上記暗色系の色の帯
上を走行させるようにしたので、白色系の色の帯
に汚れが付いたり、色あせたりすることがなくな
つた。したがつて、たびたび清掃しなくてもガイ
ドラインを確実に検出することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は無人走行車の一例を示した概略平面
図、第２図は光学式センサーの平面図、第３，４
図は夫々第２図のＡ−Ａ線断面、Ｂ−Ｂ線断面
図、第５図は回路図、第６図は無人走行車上のコ
ンピユータ、光学式センサー等の接続を示したブ
ロツク図、第７図は光学式センサーのフオトトラ
ンジスタとガイドラインとの位置関係を示す模式
図、第８図は各フオトトランジスタの実際の受光
量の値と平滑化後の値を示す棒グラフ、第９図は
各フオトトランジスタに対する位置の重みおよび
二値化値を示す模式図、第１０図と第１１図はそ
れぞれ本考案の他の実施例を示す図で、第１０図
は２つの帯に分割したガイドラインを示す平面
図、第１１図は５つの帯に分割したガイドライン
を示す平面図である。 １……無人走行車、１１……光学式センサー、
１２，４０，５０……ガイドライン、１２ａ，４
０ａ，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ……暗色系の色の
帯、１２ｂ，１２ｃ，４０ｂ，５０ｄ，５０ｅ…
…白色系の色の帯、Ｆ……床面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 光学式センサーにより床面上のガイドラインを
   検出しながら少なくとも車輪の１つがガイドライ
   ン上を走行する無人走行車のガイドラインであつ
   て、 上記無人走行車の進行方向に沿つて複数の帯に
   分割し、これらの帯のうち少なくとも１つを車輪
   走行用の暗色系の帯とし、その他を検出用の白色
   系の帯としたことを特徴とする無人走行車のガイ
   ドライン。