JPH0576642B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、移動ロボツト等の移動体の誘導方法
に関する。

(ロ) 従来の技術 従来、移動体の誘導方法として、次のものが知
られている。

移動体の走行路面にガイドワイヤを埋設し、
それに低周波電流を流し周囲に発生する磁界を
検出して移動体を誘導する方法（実公昭55−
8005号公報）、 走行路面に反射帯を張り、移動体に設けた発
光器と受光器とにより反射帯の位置を検出して
移動体を誘導する方法、 複数のスリツトをスリツト中心間隔の大小の
組合せで符号を構成するように配列したバター
ンを、誘導目標点にターゲツトとして用い、そ
の符号化されたパターンを走査して画像処理に
より検出する方式等で代表されるCCDカメラ
等によりパターン認識を行い、それを画像処理
する無軌道視覚誘導方法（計測自動制御学会論
文集第17巻第４号492乃至498頁（（昭和56年７
月））、 軌道方式の中間的なものとして、誘導経路に
沿つて断続的に貼つた交通標識に対応するマー
クを認識し、移動体の姿勢角、位置等の情報を
得て、移動体を誘導する断続的誘導方法。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 従来の連続性あるいは断続的誘導方法では、軌
道を構成する必要があるため、軌道のセツテイン
グが困難な状況では採用できず、汎用性に欠け
る。

また、無軌道誘導方法では、システム形態が高
価なものとなり、構造及び制御系が複雑となり、
移動体自体が大型化する欠点がある。

本発明はかかる点に鑑み発明されたものにし
て、軌道を形成する必要がなく、構成及び制御系
が簡単で、汎用性に富む無軌道誘導方法を提供せ
んとするものである。

(ニ) 問題点を解決するための手段 斯かる問題点を解決するため、本発明は移動体
の誘導目標点に設けられた目標受光器、及び目標
発光器と、前記移動体の少なくとも一側面に設け
られ、指向角θを有する各放射光が重複しないよ
うに配列されたｎ個（ｎ≧２）の発光素子を備
え、ｎ個の発光素子が同時に発光するときの全体
の指向角がnθとなる移動発光器と、該移動発光
器と同一側面に設けられた移動受光器と、前記移
動体の移行、及び向きを制御する制御器と、を備
え、前記移動体を前記誘導目標点に誘導させる移
動体の誘導方法であつて、前記ｎ個の発光素子を
同時に発光させた場合の前記移動発光器からの放
射光を前記目標受光器が受光し、且つ前記目標発
光器からの放射光を前記移動受光器が受光するよ
うに前記移動体を移行させる第１ステツプと、前
記移動体を停止させて、前記ｎ個の発光素子を順
次個別に発光させ、いずれの発光素子からの放射
光を前記目標受光器が受光したか検知する第２ス
テツプと、該第２ステツプにおいて検知された発
光素子の放射光の方向に対応して前記移動体の向
きを制御する第３ステツプと、該第３ステツプに
おいて制御された向きに基づいて前記移動体を移
行させる第４ステツプと、を順次行わせることを
特徴とするものである。

(ホ) 作用 本発明によれば、先ずｎ個の発光素子を同時に
発光させたときの指向性の大なる放射光を目標受
光器が受光し、且つ目標発光器からの放射光を移
動受光器が受光するように移動体を移行させ、次
に移動体を停止させて、ｎ個の発光素子を順次個
別に発光させ、いずれの発光素子からの放射光を
目標受光器が受光したかによつて誘導目標点の方
向を検知し、その検知結果に基づいて移動体を誘
導目標点に誘導する。

(ヘ) 実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は移動体と誘導目標点の関係を示す模型
図である。この図面において、移動体１は四周囲
を壁面で囲まれた移動空間２にあり、一つの壁面
に誘導目標点３が設けられている。この目標点は
たとえば給給電コンセントである。

誘導目標点３には受光器４とこの受光器の受光
時に発光する発光器５が設けられている。

移動体１は四側面を有し、各側面に発光器６
Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄと受光器７Ａ，７Ｂ，７
Ｃ，７Ｄが設けられている。

誘導目標点３側の発光器（以下目標発光とい
う）５は１個の発光素子からなり、移動体１側の
発光器（以下移動発光器という）６Ａ〜６Ｄは
夫々ｎ個の発光素子からなる。これらの各発光素
子としては、外乱光に対して強く、且指向性の狭
い放射光を発光するものであり、レンズの組合せ
までを含む赤外線LED、または半導体レーザを
用いることができる。また、誘導目標点３側の受
光器（以下目標発光器という）４と移動体１側の
各受光器（以下移動受光器という）７Ａ〜７Ｄと
しては、たとえば点で光をとらえるフオトダイオ
ードアレイ、反射光の受光点の位置に従つて変化
するアナログ信号を出力する光電変換素子、線で
光をとらえるCCDイメージセンサ、またはそれ
らの組合せ物を使用することができる。

各移動発光器６Ａ〜６Ｄにおける各ｎ個の発光
素子は移動体の模型拡大図である第２図に示すよ
うに、その放射光が重複しないように各放射光の
指向角がθであるとすると、ｎ個の発光素子が同
時に発光するとき、全体の指向角はnθとなるよ
うに移動体の各側面に配列されている。

以上の構成における作動を第３図の動作のフロ
ーチヤートに関連して説明する。

誘導目標点３が存在する移動空間２に移動体１
が到着すると、移動発光器６Ａ〜６Ｄの全ての発
光素子が同時に発光し、各移動発光器６Ａ〜６Ｄ
の各放射光の指向角は、_o 〓ⁱ⁼¹ θi＝nθである。この指
向角nθの放射光のいずれもが目標受光器４にて
受光されないときは、移動体１が適宜走行する。
この走行は、経路を予め教示しておいてもよい
し、壁づたいに外部状況認識の下で走行してもよ
いし、教示がなく又外部環境に無関係なランダム
走行でもよい。

この走行により移動発光器６Ａ〜６Ｄからの放
射光が目標受光器４にて受光されると、目標発光
器５が発光する。この目標発光器からの放射光は
指向角θであり、この放射光が移動受光器７Ａ〜
７Ｄにて受光されないときは、移動体１が移行
し、移動発光器６ａ〜６Ｄからの放射光が目標受
光器４にて受光されなくなると、以上の動作を繰
り返し、第１ステツプとして移動発光器６Ａ〜６
Ｄからの放射光が目標発光器４にて受光され、同
時に目標受光器５からの放射光が移動受光器７Ａ
〜７Ｄにて受光されるまで移動体１が移行する。

誘導目標点３及び移動体１からの放射光が互い
に受光されると、目標受光器５からの放射光を受
光した受光器を有する移動体１の一側面の移動発
光器及び移動受光器のみが作動を継続する。これ
を発光器６Ａ及び受光器７Ａとする。

このように双方の放射光が互いに受光される
と、第２ステツプとして先ず移動体１を一旦停止
させ、この状態で移動体発光器６Ａはｎ個の発光
素子が１個づつ順に受光し、どの発光素子の放射
光が目標受光器４で受光され、目標発光器５から
の放射光が移動受光器７Ａで受光されるかを検知
する。

そして、第２ステツプにおいて検知された発光
素子の放射光の方向に対応して移動体１の向きを
制御する（第３ステツプ）。この制御も前述の移
行制御と同様に移動体に内蔵される制御器にてな
される。

この移動体１の向きの制御により、移動体１は
概ね誘導目標点３の方向に向くことになり、その
向きに基づいて移動体１を誘導目標点３へ誘導す
る（（第４ステツプ）。この状態で移動体１は誘導
目標点３に向つて進行しながら、再び移動発光器
６Ａはｎ個より少ない数の発光素子が同時に発光
し、目標受光器４の受光による目標発光器５から
の放射光を移動受光器７Ａが受光すると、移動体
１は停止して、複数の発光素子の同時発光を中止
し、同時発光していた発光素子の内の１個づつが
再び順次発光し、いずれの発光素子が発光してい
るとき、目標受光器５からの放射光を移動受光器
７Ａが受光するかを検知してて、その発光素子の
放射光の方向に対応して移動体１の姿勢を制御
し、移動体１を誘導目標点３へ誘導する（第５ス
テツプ）。このため、移動体１は一層正確に誘導
目標点３を向くことになる。

その後、移動発光器のより少ない発光素子が同
時発光して、前述の動作を繰返す。このように同
時発光の発光素子数を段階的に少なくして、同時
発光の放射光の指向角を次第に狭くし、誘導目標
点３と移動体１間の双方向通信により、移動体１
が誘導目標点３に到達し、たとえば移動体１の受
電プラグを誘導目標点３の給電コンセントに自動
的に連結する。

このようにして移動体１を誘導目標点３に誘導
する精度は、移動発光器６Ａ〜６Ｄと移動受光器
７Ａ〜７Ｄ間の距離、目標発光器５と目標受光器
４間の距離、移動発光器６Ａ〜６Ｄの分割指向角
θあるいは目標発光器５の指向角等で決まる。

移動体１は、具体的には図示しないが、走行車
輪と、この車輪を駆動するモータと、このモータ
を制御し移動体が誘導目標点３に接近するとき制
動をかける制御器と、移動発光器６Ａ〜６Ｄの発
光を制御すると共に移動発光器７Ａ〜７Ｄの受光
に基づいて前記制御器を制御するマイクロコンピ
ユーターを含む制御回路と、この制御回路からの
指令に基づいて作動する作業装置等を備えてい
る。また、誘導目標点３には目標受光器４が受光
するとき、目標発光器５を発光させる応答回路が
設けられている。

尚、誘導目標点３は実施例に示した固定のもの
に限らず、移動するものであつてもよい。また、
誘導目標点を壁などに設置した場合に、移動体１
を壁に対し垂直方向に接近させることが望ましい
ことがある。このときには、実施例に関連して説
明すれば、移動発光器６Ａ〜６Ｄを構成するｎ個
の内の発光素子の同時発光数を段階的に減ずる
時、移動体１の進行方向に近い方向の指向性を有
する発光素子を同時発光するようにすればよい。

(ト) 発明の効果 以上の如く本発明によれば、先ずｎ個の発光素
子を同時に発光させたときの指向性の大なる放射
光を目標受光器が受光し、且つ目標発光器からの
放射光を移動受光器が受光するように移動体を移
行させ、次に移動体を停止させて、ｎ個の発光素
子を順次個別に発光させ、いずれの発光素子から
の放射光を目標受光器が受光したかによつて誘導
目標点の方向を検知し、その検知結果に基づいて
移動体を誘導目標点に誘導するので、従来装置に
比し、システム形態全体の構成が簡単であり、無
軌道誘導方法のため汎用性に富むものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は移動
体と誘導目標点の関係を示す模型図、第２図は移
動体の模型拡大図、第３図は動作のフローチヤー
トである。 １……移動体、２……移動空間、３……誘導目
標点、４……目標受光器、５……目標発光器、６
Ａ〜６Ｄ……移動発光器、７Ａ〜７Ｄ……移動受
光器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動体の誘導目標点に設けられた目標受光
   器、及び目標発光器と、 前記移動体の少なくとも一側面に設けられ、指
   向角θを有する各放射光が重複しないように配列
   されたｎ個（ｎ≧２）の発光素子を備え、ｎ個の
   発光素子が同時に発光するときの全体の指向角が
   nθとなる移動発光器と、 該移動発光器と同一側面に設けられた移動受光
   器と、 前記移動体の移行、及び向きを制御する制御器
   と、 を備え、前記移動体を前記誘導目標点に誘導させ
   る移動体の誘導方法であつて、 前記ｎ個の発光素子を同時に発光させた場合の
   前記移動発光器からの放射光を前記目標受光器が
   受光し、且つ前記目標発光器からの放射光を前記
   移動受光器が受光するように前記移動体を移行さ
   せる第１ステツプと、 前記移動体を停止させて、前記ｎ個の発光素子
   を順次個別に発光させ、いずれの発光素子からの
   放射光を前記目標受光器が受光したか検知する第
   ２ステツプと、 該第２ステツプにおいて検知された発光素子の
   放射光の方向に対応して前記移動体の向きを制御
   する第３ステツプと、 該第３ステツプにおいて制御された向きに基づ
   いて前記移動体を移行させる第４ステツプと、 を順次行わせることを特徴とする移動体の誘導方
   法。 ２ 前記第４ステツプ終了後、前記第１ステツプ
   において同時発光する発光素子をｎ個より少なく
   して、前記第１ステツプないし第４ステツプの動
   作を繰り返し行わせる第５ステツプを有している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の移
   動体の誘導方法。