JPH058610U - 自律走行無人搬送車の位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自律走行無人搬送車の位置を精度良く検出す
ること。 【構成】 ジャイロスコープ３で検出した角速度Ωを設
定値Ａと比較して、角速度Ωが設定値Ａより大のときは
車輪回転数ｎとジャイロスコープ３による角速度から求
まる車体角φを用いて自律走行無人搬送車の現在位置を
計算し、角速度Ωが設定値Ａ以下のときは車輪回転数ｎ
と操舵角θとを用いて現在位置を計算する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は自律走行無人搬送車の位置検出装置に関し、特に、位置検出を正確に 行うための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自律走行無人搬送車は、反射テープ等の誘導線に頼らず、車載の位置検出装置 により自分自身の位置を計算しながら、所定のコースを走行する。そのため、長 い距離を走行すると、位置計算の誤差が累積されるので、定点等を利用して一定 の間隔（走行距離）毎に、計算で得た位置を正確な位置に直すという位置補正を 行う必要がある。この位置補正の間隔を長くとれる位置検出装置ほど精度が良く 、走行精度も良い。

【０００３】 従来の位置検出技術として、次の２つの方式，が知られている。

【０００４】 ポテンショメータとエンコーダによる方式：自律走行無人搬送車の操舵角θ をポテンショメータを用いて検出し、また車輪の回転数ｎをエンコーダを用いて 検出し、これらの検出値θ，ｎから現在の位置（Ｘ，Ｙ）を計算により求める。 図３に示すシミュレーションに用いた走行モデルにより計算方法を説明する。但 し、自律走行無人搬送車は一般に図４（ａ）に示すように１つの前輪（操舵輪兼 駆動輪）７と２つの後輪（従動輪）８，９を備えているが、図３の走行モデルで はアッカーマン・ジャントの理論から、前後に各１輪７，８が存在するものと仮 定している。

【０００５】 図３において、操舵角をθ、車体角をφ、車体角φの微小変化分をｄφ、ホイ ールベースをＬ、車体の微小移動量をｄｌ、Ｘ，Ｙ座標上での車体の微小変位を ｄＸ，ｄＹとすると、車体の運動方程式は次式（１），（２），（３）で示すよ うになり、車体の現在位置（Ｘ，Ｙ）は次式（４），（５）で求まる。ｄｌは車 輪回転数ｎから求まる。

【０００６】

【数１】

【０００７】 ジャイロスコープ（GYROSCOPE)とエンコーダによる方式：自律走行無人搬送 車の角速度Ωをジャイロを用いて検出し、また車輪回転数ｎをエンコーダを用い て検出し、これらの検出値Ω，ｎから現在位置（Ｘ，Ｙ）を計算により求める。 この場合は、ジャイロスコープで角速度Ωが求まるので、前式（１）を用いるこ となく角速度Ωから直ちに車体角φを検出でき、このφを用いて現在位置（Ｘ， Ｙ）を計算する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

上記の技術では、図４（ａ）に示すように自律走行無人搬送車１０に進行方 向１１に対して横から外力Ａが加わったとすると、図４（ｂ）に示すように車体 が傾くが、この場合、車輪に設けられたエンコーダ（図示省略）は動いていない ため、式（１）中でｄｌ＝０であるから車体角φの計算ができない。従って、現 在位置（Ｘ，Ｙ）の計算に誤差が生じる。なお、前輪７が横すべりした場合も図 ４（ｂ）の状態になるから、車体角φの計算ができず、その分、誤差が生じる。

【０００９】 上記の技術では、車体が図４（ａ）から（ｂ）の傾いた状態に変化すればジ ャイロスコープが作動するので、ジャイロスコープの検出値から直接、車体角φ が求まる。従って、誤差は生じない。

【００１０】 しかし、上記の技術では、車体の傾き（角速度）が小さいと、ジャイロスコ ープの検出値に含まれる誤差が多くなり、従って現在位置（Ｘ，Ｙ）に誤差が生 じる。

【００１１】 本考案は上記従来技術の問題点を解消した自律走行無人搬送車の位置検出装置 を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案による位置検出装置は、自律走行無人搬送車の車輪の回転数を検出する 車輪回転数検出器と、操舵角を検出する操舵角検出器と、車体の角速度を検出す るジャイロスコープと、ジャイロスコープの検出値を予め定めた設定値と比較す る比較器と、ジャイロスコープの検出値が設定値より大きい場合はジャイロスコ ープの検出値と車輪回転数検出器の検出値とを用いて車体の位置を算出し、ジャ イロスコープの検出値が設定値以下の場合は操舵角検出器の検出値と車輪回転数 検出器の検出値とを用いて車体の位置を算出する車体位置算出装置とを具備する ことを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】

ジャイロスコープの検出値が設定値より大きい場合は、検出値に含まれる誤差 が少ないので、この検出値と車輪回転数検出器の検出値とを用いて現在位置を検 出する。逆に、ジャイロスコープの検出値が設定値以下の場合は、この検出値に 含まれる誤差が多いので、これの代りに操舵角検出器の検出値を用いて現在位置 を検出する。なお、設定値はジャイロスコープの検出値に含まれる誤差が許容で きるか否かにより定めておく。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１，図２により説明する。図１は自律走行無人搬 送車の位置検出装置のブロック構成例を示し、この装置はエンコーダ１と、ポテ ンショメータ２と、ジャイロスコープ３と、選択器４と、車体位置算出装置５と 、比較器６とを備えている。

【００１５】 エンコーダ１は車輪回転数検出器として従動輪の車軸等に設けてあり、車輪回 転数ｎを検出する。ポテンショメータ２は操舵角検出器として操舵輪やハンドル に設けてあり、操舵角θを検出する。ジャイロスコープ３は車体に設けてあり、 角速度Ωから車体角φを検出する。比較器６はジャイロスコープ３により検出し た角速度Ωと設定値Ａの大小を比較し、比較結果を選択器４に与える。但し、角 速度の正負は問わない。選択器４はポテンショメータ２の検出値θとジャイロス コープ３の検出値φとを入力し、比較器６の比較結果がΩ＞Ａであればジャイロ スコープ３の検出値φを、Ａ≧Ωであればポテンショメータ２の検出値θを車体 位置算出装置５に与える。車体位置算出装置５はエンコーダ１の検出値ｎと、選 択器４から与えられる検出値φまたはθとを用いて車体の現在位置（Ｘ，Ｙ）を 算出する。

【００１６】 上述した位置検出装置は検出部（１，２，３）を除いてコンピュータを中心に 構成してあり、ソフトウェアにより図２に示す動作を行うようにしてある。即ち 、各検出部の検出値ｎ，θ，φ，Ωを所定の周期で取込み、Ω＞Ａか否かを判定 する（ステップＳ１）。Ω＞Ａであればジャイロスコープ３の検出値φとエンコ ーダ１の検出値ｎとによる位置検出方法を採用し（ステップＳ２）、車体角φと 車輪回転数ｎから前出の式（２），（３）により移動量ｄＸ，ｄＹを計算し（ス テップＳ３）、この移動量ｄＸ，ｄＹを前回計算した車体位置（Ｘ，Ｙ）に足し 合せて現在の車体位置（Ｘ＋ｄＸ，Ｙ＋ｄＹ）とする（ステップＳ４）。これに 対して、Ａ≧Ωであればポテンンショメータ２の検出値θとエンコーダ１の検出 値ｎとによる位置検出方法を採用し（ステップＳ５）、操舵角θと車輪回転数ｎ から前出の式（１），（２），（３）により移動量ｄＸ，ｄＹを計算し（ステッ プＳ６）、この移動量ｄＸ，ｄＹを前回計算した車体位置（Ｘ，Ｙ）に足し合せ て、現在の車体位置（Ｘ＋ｄＸ，Ｙ＋ｄＹ）とする（ステップＳ４）。

【００１７】

【考案の効果】

本考案によれば、ジャイロスコープで検出した角速度を設定値と比較して、角 速度が設定値より大のときは車輪回転数とジャイロスコープによる角速度から求 まる車体角を用いて自律走行無人搬送車の現在位置を計算し、角速度が設定値以 下のときは車輪回転数と操舵角とを用いて現在位置を計算する。従って、角速度 が小さい場合、あるいは車体の横すべり等により従来生じていた誤差を除去でき 、位置検出精度が高い。これにより、位置補正の間隔を従来よりも長くとること ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例装置を示すブロック図。

【図２】動作フローの一例を示す図。

【図３】走行モデルの一例を示す図。

【図４】車体の傾きによる誤差を説明するための説明
図。

【符号の説明】

１ エンコーダ ２ ポテンショメータ ３ ジャイロスコープ ４ 選択器 ５ 車体位置算出装置 ６ 比較器 ７，８，９ 車輪 １０ 自律走行無人搬送車

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 自律走行無人搬送車の車輪の回転数を検
   出する車輪回転数検出器と、操舵角を検出する操舵角検
   出器と、車体の角速度を検出するジャイロスコープと、
   ジャイロスコープの検出値を予め定めた設定値と比較す
   る比較器と、 ジャイロスコープの検出値が設定値より大きい場合はジ
   ャイロスコープの検出値と車輪回転数検出器の検出値と
   を用いて車体の位置を算出し、ジャイロスコープの検出
   値が設定値以下の場合は操舵角検出器の検出値と車輪回
   転数検出器の検出値とを用いて車体の位置を算出する車
   体位置算出装置とを具備することを特徴とする自律走行
   無人搬送車の位置検出装置。