JPH0552904U - 無人搬送車等の車体誘導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無人搬送車の走行コース中心を示すマークが
Ｖ字形状のため、マークを撮像するカメラ視野からはず
れにくくなり、的確な操舵制御が行える。従って、自律
誘導区間においても走行コースに対して車体位置に大き
なずれを生じることがなく、路面状態の悪い環境下にお
いても誘導帯設置間隔を広げられ、自律誘導の効果が十
分に発揮できる。 【構成】 走行コースの進行方向前方に位置するＶ字形
状のマークは、車体に配備されたカメラ９に撮像され、
画像処理部１３によりｘ，ｙ軸上に複数の（ｘ，ｙ）座
標として画像処理される。さらに、車体誘導制御装置１
１は複数の（ｘ，ｙ）座標からマークのエッジ部分の直
線の傾きを演算し、演算値に基づいてマークが中心にあ
る場合のマークのエッジ部分の直線の傾きと等しくなる
ように、車体の操舵制御を行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自律誘導区間と誘導帯検出区間とを持つ走行コースを移動する無人 搬送車等の車体誘導装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の無人搬送車等の車体誘導装置では、左右従動車輪のころがり距離検出セ ンサ（以下、ころがりセンサという。）を用い、ころがりセンサで検出した左と 右のそれぞれの車輪回転量データに基づいて、車体の走行量を座標値として演算 し、この座標値と予め保有している走行コースデータとを比較して、車体が走行 コース上に誘導されるように操舵兼駆動車輪を操舵制御する。いわゆる自律誘導 方法が採用されていることが多い。ところが、この誘導装置の場合、上記演算結 果に含まれる誤差の集積による車体位置と走行コースの偏差が大きくなる虞れが あった。

【０００３】 そこで、このような偏差が生じるのを防ぐために、図７に示すように自律誘導 区間Ａの他に、走行コース２の一部に電磁誘導帯、光学反射テープ、磁気テープ 等からなる誘導帯３を配設した誘導帯検出区間Ｂを設けたシステムが知られてい る。そしてこのシステムでは、車体１には、ころがりセンサと操舵兼駆動車輪に 加えて、誘導帯３を検出する誘導帯検出センサを設け、この誘導体検出区間Ｂに 入ったとき、自律誘導区間中Ａを走行中に生じた誤差をリセットすると共に、そ の誤差に起因する車体１と走行コース２との偏差を修正するように走行を制御す る。

【０００４】 このような誘導走行システムにあっても路面状態が悪い環境下においては、自 律誘導区間を長くすると正確な誘導走行が困難なことがある。そこで、本出願人 は、車体にカメラを設け、走行コースの進行方向前方にマークを設け、これによ り、自律誘導区間を長くすることが可能なシステムを先に提案している。すなわ ち、このシステムでは、図８に示すように、走行コース２の所定位置に誘導帯３ を設置し、走行コース２の車体１の進行方向前方に走行コース２の中心を示すマ ーク７を設置している。そして、車体１には、ころがりセンサと、操舵兼駆動車 輪と、誘導帯検出センサの他に、車体１には車体１の前方を映すカメラ９を配備 している。このシステム構成によれば、カメラ９によりマーク７を撮像し、画像 処理することにより、車体の偏差が求まり、軌道修正を行うことができる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記の本出願人が提案しているシステムにおいては、マーク７が縦 長の直線形状のため、僅かな車体の動きでもカメラ視野からはずれてしまうとい った問題がある。つまり、自律誘導区間の走行時に車体が走行コースの中心から ずれた場合や走行コースの路面状態が悪い環境の場合に走行コース前方にあるマ ークをカメラが検出することが困難となる。さらには、車体とマークの距離が遠 いときも近いときも、カメラ視野内にマークを捕らえようとすると、距離が遠い ときは、マークの画像が小さくなってしまい、画像上でノイズ（マーク以外の物 体）とマークの判別が困難となるといった問題がある。

【０００６】 本考案は、上述した問題点を解決するもので、走行コース中心を示すマークを Ｖ字形状としてカメラ視野から外れにくくすると共に、マークエッジの傾きによ り車体位置と走行コース中心位置との偏差を求め、車体の操舵制御をすることに より、自律誘導区間においても走行コースに対して車体位置に大きなずれを生じ ることがなく、路面状態の悪い環境下においても誘導帯設置間隔を広げられ、自 律誘導の効果が十分に発揮できる。無人搬送車等の車体誘導装置を提供すること を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は、左右車輪のころがり距離検出センサによ り車体位置を演算し、走行コースの一部に設けられた誘導帯検出区間では車体位 置演算値の更生を行い、車体位置演算値より車体と走行コースの偏差を求め、そ の偏差が零に近づくように演算処理を行い操舵制御を行う制御部を備えた無人搬 送車等の車体誘導装置において、走行コース前方に設けた走行コース中心を示す Ｖ字形状のマークを撮像するカメラと、このカメラにより撮像された画像を処理 する画像処理部とを車体に配備し、前記画像処理部は前記カメラによって撮像さ れた画像のエッジデータよりマークの傾きを求め、前記制御部は前記により求め た傾きに応じて操舵制御を行うようにしたものである。

【０００８】

【作用】

上記の構成によれば、走行コース前方のマークをＶ字形状にして、横幅を持た せることで、車体がコースからずれた場合にもカメラ視野からはずれにくくなる 。また、自律誘導区間にある車体は、ころがり距離検出センサによって検出され る左右の車輪回転量と予め持つ左右の車輪回転量との偏差によって車体位置を演 算し、この偏差（横変位あるいは姿勢角）が零に近い値になれば、カメラに撮像 されるＶ字形状のマークを画像処理部によりｘ，ｙ軸上に複数の（ｘ，ｙ）座標 として画像処理する。この画像処理ではマークのエッジ部分の直線の傾きを複数 の（ｘ，ｙ）座標から求める。制御部はこの傾きの、マークが中心にある場合の マークのエッジ部分の直線の傾きと等しくなるように、車体の操舵制御を行う。

【０００９】

【実施例】

本考案の一実施例について図面を用いて説明する。図１は本誘導装置の概略構 成を示す。図２（ａ），（ｂ）は無人搬送車（以下、車体１という）の概略構成 の一例を示している。これらの図において、車体１が走行する走行コース２は予 め決められており、この走行コース２の路面の所定位置には誘導帯３が設置され ている。また、走行コース２の進行方向前方には走行コース２の中心を示すＶ字 形上のマーク１０が設置されている。走行コース２上の誘導帯３のある区間Ｂは 誘導帯検出区間、誘導帯のない区間Ａは自律誘導検出区間である。

【００１０】 車体１は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、下面に、進行方向に向かって後 方外側に対をなして左右の従動車輪８Ｌ，８Ｒと、この内側に対を成して左右従 動輪のころがり距離検出センサ（以下、ころがりセンサという）４Ｌ，４Ｒと、 さらにこの内側に誘導帯検出センサ６とを備えている。そして車体１の下面前方 の略中央には操舵兼駆動車輪５を備えている。車体１の上面には、前方の略中央 にカメラ９を設けている。本実施例では、カメラ９は不図示のモータ駆動のズー ムレンズを用い、マーク１０の線幅が常に適当な大きさに撮像されるようレンズ の焦点距離を制御する。そして、この構成により、マーク１０とノイズとの判別 も用意となり、マーク１０の検出の信頼性を上げることができる。

【００１１】 次に、車体１を操舵制御するための構成を図３を参照して説明する。車体誘導 制御装置（以下、制御装置という）１１には、ころがりセンサ４Ｌ，４Ｒと、誘 導帯検出センサ６からの検出信号が入力され、さらに、カメラ９で撮像された信 号が画像処理部１３により信号処理され、この信号が入力されている。制御装置 １１はこれらの信号を受けて所定の演算処理を行い、操舵装置１２に対して所定 の駆動信号を出力する。

【００１２】 すなわち、制御装置１１は誘導帯検出センサ６からの信号に基づいて誘導体３ の有無を判断する。誘導帯３が検出されなかった場合、車体１が自律誘導区間Ａ にあって、ころがりセンサ４Ｌ，４Ｒによって検出された左右車輪のそれぞれの 回転量を予め持つ左右車輪の検出量と比較して車体位置の偏差を求め、自律誘導 操舵走行を行う。車体１の位置が誘導帯検出区間Ｂにあって、誘導帯３が検出さ れた場合、この検出信号に基づいて、偏差（横変位あるいは姿勢角）を減少させ るよう操舵走行の是正を行う。

【００１３】 一方、カメラ９によって車体１の前方が撮像される。走行コース２上で車体１ の進行方向の前方所定位置に設けてあるマーク１０はＶ字形状で横幅を持たせて あり、かつ、カメラ９のズームレンズをモータ駆動制御しているため常に一定の 線幅で撮像されているため、マーク１０がカメラ９の視野から外れることは低減 される。このカメラ９による撮像したデータを用いる制御は、少なくとも車体が 自律誘導区間Ａを走行中に行えばよい。

【００１４】 図４を用いてカメラ９によって撮像されたマーク１０の画像処理について説明 する。いま、図４に示すように、カメラ９によって撮像された画面１３ａ内にマ ーク１０が撮像されているとする。マーク１０は（ｘ，ｙ）座標に画像処理され 、このマーク１０のエッジ１４の直線はＮ個のドットｄで形作られるとして、Ｎ 個のドットｄの複数の座標（ｘ，ｙ）により表される。従って、画像処理された マーク１０のエッジ部分の複数の（ｘ，ｙ）座標からエッジ部分の直線の傾きの 平均値を下記の最小二乗法により求めることができる。

【数１】

【００１５】 この傾きの平均値より、車体の走行コース中心に対する偏差を求めることがで きるので、制御装置１１は該値を、マーク１０が中心にある場合のマーク１０の エッジ部分の直線の傾きと等しくなるように操舵装置１２に操舵制御信号を出力 する。すなわち、制御装置１１は上記数式によって求められた直線の傾きと、マ ーク１０が基準位置にある場合の直線の傾きとの平方和を最小にするように、操 舵装置１２に信号を出力する。

【００１６】 なお、制御装置１１には、マーク１０の基準となる座標のデータが予め記憶さ れており、入力された各センサ４Ｌ，４Ｒ，６及びカメラ９からの信号に基づい て、逐次、基準座標軸上での車体位置を演算して求めている。

【００１７】 次に、本実施例の動作について図５のフローチャートを参照して説明する。制 御装置１１は、ころがりセンサ４Ｌ，４Ｒにより左右車輪の回転量を検出し、 （ステップ＃１）、この検出データと予め制御装置１１に持つデータとを比較し （＃２）、車体位置の演算を行う（＃３）。

【００１８】 次に、制御装置１１は誘導帯検出センサ６の信号に基づいて誘導帯３の有無を 判断し、車体１が走行コース２の自律誘導区間Ａと誘導帯検出区間Ｂのどちらに あるか判断する（＃４）。ここで誘導帯検出区間Ｂにある場合は、制御装置１１ が車体位置演算値を誘導帯３のある位置に更正（＃５）した後、車体位置と誘導 帯３のある位置との偏差を修正する信号（操舵出力）を操舵装置１２へ送り（＃ ６）、＃１へ戻り、以下同様の動作を繰り返す。これによって、車体１は走行コ ース２上へと誘導される。

【００１９】 上記＃４で車体１が誘導帯検出区間Ｂにない場合、すなわち、車体が自律誘導 区間Ａにあるときは、車体に配備されたカメラ９がマーク１０を撮像し、撮像信 号を画像処理部１３に送る（＃７）。画像処理部１３で画像はエッジ１４をｘ， ｙ軸上の複数のドットｄに画像処理される（＃８）。このドットｄの座標を基に エッジ１４の直線の傾きを演算する（＃９）。そして、制御部１１で予め持つエ ッジ１４の直線の傾きと前記に求めた傾きとを比較し（＃１０）、この偏差を修 正する信号を操舵装置１２に送り（＃６）、以下、＃１に戻り同様の動作を繰り 返す。

【００２０】 なお、本考案は上記実施例構成に限られるものではなく、図６に示すように、 カメラ９をモータ駆動制御によりカメラ９と路面角度を変化させられるようにし ておき、車体が路面上の誘導帯３に近付けば、カメラ９を水平状態から路面上の 誘導体３を撮像できる角度まで傾け、カメラ９にて誘導帯３を検出することによ り、自律誘導における車体位置検出誤差の修正を行うようにしてもよい。この場 合カメラ９は、上記実施例で用いた誘導帯検出センサ６の役割を兼ね備えること になる。

【００２１】 この場合、誘導帯３は前述の電磁誘導帯、光学反射テープ、磁気テープ等から なるものでなくてもよく、単にカメラ９で識別が容易にできる所定形状の物体で あればよい。なお、カメラ９はころがりセンサ４Ｌ，４Ｒによって、ある一定の 車輪の回転量を検出すると、制御装置１１がカメラ９のモータ駆動制御信号を出 力し、路面を映すように制御されればよい。この例によれば、誘導帯検出センサ ６を省くことができ、マーク検出と路面上の誘導帯検出とを一つのカメラで行え るため、安価な構成とすることができる。

【００２２】 また、上述の最小二乗法に基づく演算データにより、制御装置１１で操舵兼駆 動車輪５に与える偏差の修正をファジィ推論ルールに基づいて行ってもよい。こ のファジィ推論を車体制御に適用することにより、状況判断と操作装置を厳密な 数値情報でなく“あいまい量”で表現することができ、ひいては、他の制御機能 の追加も容易となり、設計に柔軟性が得られる。

【００２３】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、走行コースの所定位置にある走行コース中心を 示すマークをＶ字形状としたため、車体の横変位（あるいは姿勢角）に対して、 マークがカメラ視野から外れることなく、マークを確実に検出することができ、 さらに、このＶ字形状のマークのエッジの傾きを画像処理により求め、これに基 づいて車体制御のための修正値を演算により求めることができるので的確な誘導 走行制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による車体誘導装置の概略構
成図である。

【図２】本実施例による無人搬送車の構成を示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図３】本実施例の制御部のブロック構成図である。

【図４】本実施例でカメラによって撮像されたマークを
示し、特に画像処理を説明するための図である。

【図５】本実施例による車体誘導装置の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図６】本考案の変形例による無人搬送車のカメラ動作
を説明するための図である。

【図７】従来の車体誘導装置の概要構成図である。

【図８】本考案の前提となる無人搬送車等の車体制御装
置の概要構成図である。

【符号の説明】

１ 無人搬送車 ２ 走行コース ３ 誘導帯 ４Ｌ，４Ｒ 左右従動輪ころがり距離検出センサ ６ 誘導帯検出センサ ９ カメラ １０ マーク １１ 車体誘導制御装置 １２ 操舵装置 １３ 画像処理部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右車輪のころがり距離検出センサによ
   り車体位置を演算し、走行コースの一部に設けられた誘
   導帯検出区間では車体位置演算値の更生を行い、車体位
   置演算値より車体と走行コースの偏差を求め、その偏差
   が零に近づくように演算処理を行い操舵制御を行う制御
   部を備えた無人搬送車等の車体誘導装置において、走行
   コース前方に設けた走行コース中心を示すＶ字形状のマ
   ークを撮像するカメラと、このカメラにより撮像された
   画像を処理する画像処理部とを車体に配備し、前記画像
   処理部は前記カメラによって撮像された画像のエッジデ
   ータよりマークの傾きを求め、前記制御部は前記により
   求めた傾きに応じて操舵制御を行うことを特徴とした無
   人搬送車等の車体誘導装置。