JPH0443282B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フオークリフト等の無人車両操向装
置に関する。

従来、冷凍倉庫や固体廃棄物貯蔵施設等作業員
が直接入つて作業し難い設備においては、物品の
搬出入のために遠隔誘導可能な無人フオークリフ
ト、台車等が使用されており、このような走行車
の誘導方法には床面に誘導電線を埋設し、走行車
には検知コイルを設けて、走行車を誘導電線に沿
つて走行させるもの、誘導電線の代わりに床面に
光学反射テープを貼り、走行車には検知センサを
設けて、走行車を光学反射テープに沿つて走行さ
せるもの等が知られているが、このような手段は
前者の場合には床面に誘導電線を埋設するため工
事が大規模になること、埋設床の基礎配筋、埋設
管等の磁性体の影響を受け走行精度が悪くなる等
の欠点があり、後者の場合には車輪の通過、物品
の搬出入によるテープの汚損、はがれ等長期的な
品質の維持が困難であるという欠点があつた。

本発明はこのような事情に鑑みて提案されたも
ので、信頼性大でかつ保守の容易なフオークリフ
ト等の無人車両操向装置を提供することを目的と
し、車両に付設されたセンサの出力パルスを計数
することにより得られる走行距離から走行ルート
上の車両の位置を検出し、これに応じて車両を操
向するものにおいて、その走行ルートの直上の天
井に同走行ルートに沿つて配設された所定長さの
複数個の光学的マークと、車両に車両進行方向に
間隔をおいて配設され前記光学的マークを個別に
検出する少くとも２個の一次元カメラと、同一次
元カメラの検出信号と前記走行距離とから車両の
位置を検出する位置判定装置と、車両に付設され
たジヤイロの角速度信号に基づく姿勢角を前記一
次元カメラの信号を受けて補正する制御回路を具
えたことを特徴とする。

次に本発明を最も好ましい図示実施例について
説明する。

まず第１図および第２図において、１はフオー
クリフト、２は走行車輪、３は走行車輪２の回転
数もしくは回転角を検出するためのセンサで一定
角度毎にパルスを発生させる。４はジヤイロで、
これによりフオークリフト１の走行時における鉛
直軸まわりの角速度を検出する。５，６は一次元
カメラでフオークリフト１に設けられ、建屋天井
面のマーク１０を検出する。一次元カメラ５，６
は、その名の通り受像部に、一次元方向に並んで
複数の受光素子が配設されている。通常のテレビ
カメラと同様に各受光素子は、受光量に応じた起
電力を生じ最大起電力を生ずる受光素子の位置か
ら、一次元カメラ５，６のそれぞれと、マーク１
０の相対位置関係を示す信号が得られる。本実施
例では、第２図に示すように、一次元カメラ５，
６は、それぞれ車両すなわちフオークリフト１の
車体中心上に設置されていると共に、マーク１０
が設けられている天井面と、一次元カメラ５，６
の鉛直距離も定まつているから、フオークリフト
１の車体中心とマーク１０の位置する走行コース
との車巾方向のずれが一次元カメラ５，６の検出
信号として表わされる。即ち、一次元カメラ５，
６は、その取付位置での車巾方向ずれ信号を出力
する。

又、マーク１０は、後述するように所定の長さ
を有しているので、一次元カメラ５又は６がとら
えるマーク１０の立上り信号及び立下がり信号を
用いて、実走行距離を算出するための補正用信号
を出力することができる。更に立上り信号又、立
下がり信号を数えることにより、フオークリフト
１が通過したマーク１０の数を知ることができ
る。

更に、７は前方検出器で、走行路前方の荷物、
障害物等を検出する。８は積荷高さ検出器で、フ
オークリフト荷降しまたは荷積位置にある貯蔵物
品の積荷高さを検出する。９は制御装置であり、
その構成は第４図にて説明する。１０は建屋天井
面に所定長さで複数個敷設されたマークで光学反
射テープ又はステンレス板等である。

第１図及び第２図において、一般的フオークリ
フトの動作に必要な他の検出器は装備されている
ものとして省略している。

第３図において、１０はフオークリフト１の走
行コース１１および１１′の真上の建屋天井面に
所定長さでかつ走行コース１１，１１′に沿つて
間隔をおいて配設されたマークを示す。１２は荷
受台で、別途図示しない装置により、貯蔵物品が
供給される。１３はフオークリフト１の待機ステ
ーシヨンである。

第４図において、制御装置９は、ジヤイロ４か
らのフオークリフトの角速度を示すアナログ信号
とデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２１と、
Ａ／Ｄ変換器２１の信号を加算する加算器２２、
加算器２２のタイミングを作るクロツク発生器２
３、一次元カメラ５，６からの信号を処理する信
号処理装置２４、後記するマスターコントロール
ユニツト２６からの指示方位とジヤイロ４からの
ジヤイロ方位及び信号処理装置２４からの方位補
正信号を受け、それらの比較演算を行なう比較演
算装置２５、フオークリフト１の運行の一連シー
ケンス制御を行なうマスターコントロールユニツ
ト２６、走行車輪２の回転数もしくは回転角を検
出するセンサ３からの信号をカウントするカウン
タ２７及び後述する補正演算装置２８と位置判定
装置２９より構成されている。

走行車輪２の半径は、走行による摩耗によつて
変化するほか、フオークリフト１が運ぶ荷物によ
る荷重によつて変化するので、同一距離を走行し
ても、センサ３の発生する信号の数は変化する。
これに反し、マーク１０の長さは変化しないの
で、前記一次元カメラ５による信号を、間欠的に
カウンタ２７へ送り、補正用カウントを得る。

補正演算装置２８は、その補正用カウントとセ
ンサ３の新たなカウントとを用い、実走行距離を
算出する。

位置判定装置２９は、補正された走行距離と一
次元カメラ５からのマーク１０の読取信号を組合
せてフオークリフト１の位置判定を行う。

前記方位補正信号は、一次元カメラ５，６のそ
れぞれの車巾方向ずれ検出信号と、一次元カメラ
５，６の取付間隔とから、走行ルートに対する成
す角度（姿勢角）信号として演算出力される。３
０はステアリングサーボモータ３１用のサーボア
ンプ、３１はフオークリフト１の旋回駆動用ステ
アリングサーボモータ、３２は誘導無線、光伝送
装置等による公知の伝送装置、３３は前方検出器
７、積荷高さ検出器８及びその他図示しないフオ
ークリフト１の動作に必要な他の検出器のための
センサコントロール信号、３４は図示しない駆動
モータ用制御信号である。

このように構成された本実施例において、第３
図に示す配置に基づき、動作を説明する。まずフ
オークリフト１が待機ステーシヨン１３に停止し
ているときを原点とする。

フオークリフト１は別途手段による電源の投入
と同時に、一次元カメラ５，６により天井面の基
準走行ルート上マーク１０を読み取る。詳言すれ
ば、一次元カメラ５，６のそれぞれの位置と、基
準走行ルートとの間隔即ち車巾方向の位置ずれ
（前、後）を検出する。

このようにして、フオークリフト１の停止状態
がマーク１０が設けられている基準走行コースに
対してどれだけ方位偏差があるかすなわち本来の
走行方向に対するフオークリフト１の車両巾線の
傾き（姿勢角）があるかを信号処理装置２４で演
算し、その補正量を比較演算装置２５に入力し、
ジヤイロ４のイニシヤルセツトが行なわれ起動準
備が完了する。

起動準備完了信号を伝送装置３２を介し、図示
しない地上ステーシヨンに送り、地上ステーシヨ
ンから作業命令が伝送装置３２を介してフオーク
リフト１に伝達される。第３図において、例え
ば、荷受台１２の荷を任意の位置例えば上から第
２列、左から２番目（第３図）に入庫するとすれ
ば、この作業モードと、そのアドレスが伝送され
制御装置９のマスターコントロールユニツト２６
に入る。

マスターコントロールユニツト２６では、作業
の第１ステツプとして、フオークリフト１が待機
ステーシヨン１３の位置から荷受台１２までの距
離（N₂メートルとする）直進し、所定の荷取作
業を行なつた後、待機ステーシヨン１３に戻ると
いう動作工程が判断され、その結果、走行方向
（前進又は後進）及び走行速度を制御する駆動モ
ータ制御信号３４が、図示しない走行駆動装置に
送られ、フオークリフト１は発進する。一方ステ
ヤリング操作は、マスターコントロールユニツト
２６から出される位置に応じた指示が、比較演算
装置２５に入れられ、ジヤイロ信号の加算器２２
の出力と比較され、その結果をサーボアンプ３０
に出力し、ステアリングサーボモータ３１を駆動
させて行われる。信号処理装置２４から間欠的に
入力されている姿勢角の信号が、前述の加算器２
２の出力と比較演算され、これに基づき加算器２
２の出力が示す姿勢角が、一次元カメラ５，６及
び信号処理装置２４による実測姿勢角に一致する
ように調整される。待機ステーシヨン１３の真上
の天井面に敷設されたマーク１０の端部と、荷受
台１２との距離は配置上N₂メートルと決めてあ
るので、フオークリフト１が発進し、一次元カメ
ラ５のマーク１０読取り信号の立下り点より走行
用センサ３からの信号をカウンタ２７でカウント
し、そのカウント値は、補正演算装置２８に入
る。ここで、そのカウント値は、予め記憶されて
いる補正用カウントを用いて校正され、更に左右
の平均がとられ、その校正値平均信号を位置判定
装置２９に入れ位置判定を行なう。次にその判定
信号をマスターコントロールユニツト２６に入
れ、速度指示の変更、停止命令を駆動モータ制御
信号３４として出力する。

フオークリフト１が荷受台１２へ到着すると、
一連の荷取作業の動作工程に従つて、マスターコ
ントロールユニツト２６より駆動モータ制御信号
３４として出力し、リフト、リーチ動作等のシー
ケンス制御を行なう。

荷取後は前述工程の逆動作でフオークリフト１
は後進し、待機ステーシヨン１３に戻る。

次の第２ステツプでは、フオークリフト１が待
機ステーシヨン１３から本線コース１１までの距
離（N₁メートルとする）を直進し、左90°旋回後
本線コース１１′を直進し、上から第２番目の列
（第３図）進入の旋回点、即ち本線コース１１′上
のマーク１０が４ケ目の点で左90°旋回し、支線
コース１１に入り、所定位置である第２列２番目
（前述）までの距離（待機ステーシヨン１３から
の距離としてN_Xメートルとする）前進し、到着
後、所定の荷おろし作業を行なつた後、待機ステ
ーシヨンから戻るという動作工程が判断され、そ
の結果、マスターコントロールユニツト２６から
の駆動モータ制御信号３４が図示しない走行駆動
装置に送られ、フオークリフト１は再び発進し、
N₁メートル前進すると、マスターコントロール
ユニツト２６から左90°旋回指令が出され、比較
演算装置２５で演算の結果、その出力がサーボア
ンプ３０に送られ、ステアリングサーボモータ３
１を駆動旋回させる。90°旋回後、本線コース１
１′を直進するが、このとき、天井面に敷設され
たマーク１０を一次元カメラ５で読み取り、その
信号の立上りから立下かりまでの走行距離用セン
サ３の出力をカウントする。マーク１０の長さは
一定であり、マーク１０と一次元カメラ５との幾
何学的関係は定まつているから前記信号の立上り
から立下がりまでにフオークリフト１が走行する
距離は、一定となるはずである。しかるに、前述
のように走行車輪の半径は、積荷等の状況によつ
て変化するから、センサ３の出力のカウント値も
変化する。このカウント値は、補正演算装置２８
へ送られて記憶され、走行距離算出用の補正用デ
ータ（補正用カウント）として使用される。この
値は、前述のように積荷等の状況によつて変化す
るものであるから、マーク１０の下を通る都度、
更新される。

次に支線コース１１に入る旋回点は、本線コー
ス１１′を直進するに際し、一次元カメラ５によ
り、マーク１０を読みとり、マーク１０を４個カ
ウントすると、位置判定装置２９の出力がマスタ
ーコントロールユニツト２６に入り、マスターコ
ントロールユニツト２６より左90°旋回指令が比
較演算装置２５に入り、これが、ジヤイロ信号の
加算器２２の出力が表わす姿勢角と比較演算さ
れ、その結果がサーボアンプ３０を経由してステ
アリングサーボモータ３１に伝えられ、フオーク
リフト１を旋回させる。なお、一次元カメラ５，
６とマーク１０が、所定の幾何学的関係にくる
と、前述のように、信号処理装置２４から姿勢角
実測信号が出力され、比較演算装置２５に入つ
て、ここでジヤイロ信号の加算器２２の出力と比
較され、遂時、加算器２２の出力は補正されてい
る。旋回時にジヤイロ４の90°旋回完了信号もし
くは、走行距離用センサ３からの出力に基づくフ
オークリフト１の位置信号によりフオークリフト
１が支線コース１１に入つたことを判定し、マス
ターコントロールユニツト２６よりセンサコント
ロール信号３３を出し、前方検出器７を作動させ
る。

又、天井面に敷設したマーク１０の一次元カメ
ラ５による読み取り信号を位置判定装置２９に入
力し、第２列（前述）に入る旋回点から２ケ目の
マークの立下り信号から走行距離用センサ３の実
走行距離N_Xメートルが判定されると、マスター
コントロールユニツト２６にその信号が入力さ
れ、マスターコントロールユニツト２６より駆動
モータ制御信号３４が図示しない走行駆動装置に
送られ、フオークリフト１の走行を停止させると
同時にセンサコントロール信号３３により積荷高
さ検出器８を作動させ、荷おろし位置の積荷高さ
を確認して、一連の荷おろし作業の動作工程に従
つてマスターコントロールユニツト２６より駆動
モータ制御信号３４を出力してリフト、リーチ動
作等のシーケンス制御を行なう。

荷おろし作業が終了すると、マスターコントロ
ールユニツト２６から後進指令の駆動モータ制御
信号３４が図示しない走行駆動装置に送られ、フ
オークリフト１が後進を開始する。後進によつ
て、一次元カメラ５のマーク１０の読み取り信号
及び走行距離用センサ３の信号による距離算出関
係のカウンタは減算となる。

支線コース１１から本線コース１１′に戻る旋
回及び本線コース１１′から待機ステーシヨン１
３に戻る旋回は、前述の入庫前進で説明したもの
と同様各々の旋回開始点を位置判定装置２９から
の信号をマスターコントロールユニツト２６が受
けて、マスターコントロールユニツト２６より旋
回指令を出して操向し、フオークリフト１は待機
ステーシヨン１３に戻り、荷取り、荷おろし作業
の１工程が終了する。

以上説明した本実施例によれば次のような効果
が奏せられる。

(1) 車両に付設されたセンサの出力パルスカウン
トによる距離検出の欠点とされていた外乱（車
輪の摩耗、スリツプ、荷重条件の変動等）によ
る精度誤差の発生が一次元カメラの光学検出に
より補正されるとともに、相互に信号の照合監
視ができ、走行異常の検出が可能となつた。

又、位置精度が良いため、走行路のコース変
更（旋回等）の開始位置が明確に決定できる。

(2) ジヤイロの零点誤差を回路調整を行なうこと
なく、一次元カメラの光学検出により車両の停
止、走行いずれの状態でも自動的に補正でき
る。

(3) 一次元カメラ用のマークは車両のタイヤ軌跡
等の汚れの影響を受けないので、長期間にわた
つて補修する必要がない。

(4) 地震等があつても電線埋設法のように断線に
よるシステムダウンは生じない。

(5) 従来の埋線誘導方式にくらべ、現地工事が小
規模である。又、設備の増設の場合も建屋と取
合いが少ないため容易に施工できる。

以上実施例について詳述したように、本発明は
車両に付設されたセンサの出力パルスをカウント
することにより得られる走行距離と、車両に付設
されたジヤイロにより得られる姿勢角とにより車
両の位置を検出し、これにより車両を誘導するも
のにおいて、車両進行方向に沿つて光学的に検出
できる一定長さのマークを複数個敷設し、車両に
付設された前記マークを検出する検出装置の検出
信号を基準信号として前記センサのカウント値及
び前記ジヤイロの零点ドリフトを補正する制御回
路と位置判定回路を具えたことにより、所望のコ
ースを常に精度良く操向できるフオークリフト等
の無人車両操向装置を得るから、本発明は産業上
極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の外形側面図、第２
図はその正面図、第３図は本実施例における建屋
内平面配置図、第４図は本実施例の制御ブロツク
図である。 １……フオークリフト、２……走行車輪、３…
…センサ、４……ジヤイロ、５，６……一次元カ
メラ、７……前方検出器、８……積荷高さ検出
器、９……制御装置、１０……マーク、１１……
支線コース、１１′……本線コース、１２……荷
受台、１３……待機ステーシヨン、２１……Ａ／
Ｄ変換器、２２……加算器、２３……クロツク発
生器、２４……信号処理装置、２５……比較演算
装置、２６……マスターコントロールユニツト、
２７……カウンタ、２８……補正演算装置、２９
……位置判定装置、３０……サーボアンプ、３１
……ステアリングサーボモータ、３２……伝送装
置、３３……センサコントロール信号、３４……
駆動モータ用制御信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両に付設されたセンサの出力パルスを計数
   することにより得られる走行距離から走行ルート
   上の該車両の位置を検出し、この検出位置に応じ
   た姿勢角指令信号により該車両を操向する無人車
   両操向装置において、 前記走行ルートの直上の天井に同走行ルートに
   沿つて所定長さの複数個の光学的マークを配設
   し、前記車両に車両進行方向に間かくをおいて配
   設され前記光学的マークを個別に検出する少くと
   も２個の一次元カメラと、同一次元カメラの検出
   信号と前記走行距離とから前記車両の位置を検出
   する位置判定装置と、前記車両に付設されたジヤ
   イロの角速度信号に基づく姿勢角を前記一次元カ
   メラの信号を受けて補正する制御回路とを具え、 かつ前記一次元カメラの検出信号は、前記光学
   的マークの読取計数信号と、同光学的マークと同
   一次元カメラとの車両巾方向ずれ信号とからなる
   ことを特徴とする無人車両操向装置。