JPH0610772B2 - 自立移動体の方向修正方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［利用分野］ この発明は、自動車のような移動体の方向制御技術に関
し、例えば、予め決められた経路に沿って移動するよう
にプログラムされた自立移動体の方向修正方式に利用し
て有効な技術に関する。

［従来技術と問題点］ 従来、無人移動体の操舵方式には、移動経路（コース）
に沿って電線や光学テープ等を配設し、移動体がこれを
検出しながら進行方向を決定する方式がある。また、特
開昭５７−６４８１８号記載の発明のように、レーザ光
を用いて移動体の経路を設定し誘導する方式も提案され
ている。

一方、無人移動体を所定の経路に沿って移動させる方式
として、移動体にコンピュータを搭載し、プログラムに
よって進行方向を制御する方式もある。

しかしながら、プログラムによる制御方式では、移動体
の操舵系における誤差によって、所定の移動経路からは
ずれ、安全確保上移動体が本来進入してならない進入禁
止域に進入してしまうおそれがある。そこで、プログラ
ムによる方向制御方式では、進入禁止域への移動体の進
入を検出して進行方向を修正してやる必要がある。その
ような進行方向の修正方式としては、進入禁止域に沿っ
てガードレール等障害物を設け、これに移動体が接触し
た場合に、進行方向を修正する接触方式が一般的であっ
た。

しかるに、上記のような接触式により移動体の進行方向
を修正するやり方では、事故や故障等が発生し易いとい
う問題点がある。

［発明の目的］ この発明の目的は、プログラムによって予め定められた
経路に沿って移動するようにされた自立移動体の非常に
安全性および確実性の高い方向修正方式を提供すること
にある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。

［発明の構成］ この発明は、自動操舵装置を備えた自立移動体を、プロ
グラムによって予め定められた経路に沿って移動させる
とともに、進入禁止域の境界に沿って指向性の高い信号
を走査させてスクリーンを形成し、自立移動体には上記
信号を検知可能な検出器を設けて、自立移動体が上記ス
クリーンに接触した場合にはスクリーンから離れる方向
に進路を変更させるようにする。

これによって、自立移動体が進入禁止域に進入しても、
何ら事故や故障を発生させることなく進行方向を修正で
きるようにするものである。

［実施例］ 第１図には、自立移動体が走行する経路すなわち走行域
１に沿って進入禁止域２ａ，２ｂ，２ｃ……を設定する
方式の一例が示されている。

この実施例では、走行域１の両側に沿って複数個の支柱
３を植設し、その先端にレーザ投光器４ａ，４ｂ，４ｃ
等を取り付ける。そして、各レーザ投光器４ａ，４ｂ，
４ｃから投光されるレーザビームを、走行域１と進入禁
止域２ａ，２ｂ，２ｃ，……との境界に沿って走査させ
ることによって、レーザスクリーンＲＳを形成するよう
にしてある。

上記の場合、走行域１と進入禁止域との境界の直線部分
にレーザスクリーンＲＳを形成するレーザ投光器４ａ
は、第２図（Ａ）に示すように、投光器４ａもしくはそ
の内部のレンズ系または反射鏡を、投射方向と直交する
軸の回りに往復回動させることによって、境界に沿って
真直ぐなスクリーンを形成することができる。あるい
は、レーザ投光器４ａの前面に円筒レンズを取付けるこ
とによって、一方向にのみレーザ光線を拡げて真直ぐな
平面状のスクリーンを形成することができる。

また、走行域１のカーブすなわち円弧状の境界に沿って
スクリーンを形成するレーザ投光器４ｂは、第２図
（Ｂ）に示すように、支柱３に対して斜めに取付けられ
た投光器４ｂを支柱３と平行な軸の回りに往復回動させ
ることにより、曲面状のスクリーンを形成することがで
きる。

さらに、第２図（Ｂ）と同じように支柱先端に取り付け
られた投光器を鉛直軸の回りに回転させるか、第２図
（Ｃ）に示すようにレーザ光線をある角度で円錐状に拡
げて投射させる。これによって、第１図に示す投光器４
ｃのように、走行域１の内側に設定された島状の進入禁
止域２ｃを覆うようなスクリーンを作ることができる。

一方、上記のようにレーザ投光器４ａ，４ｂ等に形成さ
れたレーザスクリーンで挟まれた走行域１に沿って走行
する移動体は、自動操舵装置を備え無人運転が可能にさ
れている。しかも、この移動体にはコンピュータが搭載
され、プログラムによって予め定められた経路に沿って
走行するように上記自動操舵装置を制御するようにされ
ている。

さらに、この実施例では、第３図に示すように、上記レ
ーザ投光器４ａ〜４ｃから投射されるレーザを検知可能
な検出器５を、移動体６の屋根部等に取付けてある。検
出器５は、移動体６の左右いずれかの側が進入禁止域２
ａ〜２ｃに進入したかを検出できるようにするため、少
なくとも２つのレーザ受光器等で構成してある。

第４図に、上記のような自立移動体の制御システムの一
実施例を示す。

すなわち、この実施例では、移動体６の左右の車輪の回
転速度を検出するロータリ・エンコーダのような回転検
出器１１，１２からの検出信号がマイクロコンピュータ
１３に入力されている。マイクロコンピュータ１３は、
回転検出器１１，１２からの信号によって、移動体の進
行速度を算出するとともに、左右の車輪の回転数の差か
ら進行方向を計算して、スタート位置に対する現在の位
置を知る。そして、プログラム１４によって予め定めら
れた経路に従って走行するように、駆動系１５および自
動操舵装置１６を制御する。

さらに、この実施例では、レーザ受光器５からの信号
が、増幅器１７によって増幅されてマイクロコンピュー
タ１３に入力されている。移動体１が走行域１から外
れ、レーザスクリーンＲＳに接触すると、レーザ受光器
５がレーザ投光器４ａ〜４ｃからのレーザ光を検出し、
その検出信号がマイクロコンピュータ１３に供給され
る。すると、マイクロコンピュータ１３は、減速装置１
８を制御して減速するとともに、移動体６の左右いずれ
かの側が進入禁止域２ａ〜２ｃに進入したか調べ、進入
方向とは逆の方向に移動体の進行方向を変更させるよう
に自動操舵装置１６を制御する。

その結果、移動体６は速やかに進入禁止域２ａ〜２ｃを
回避して走行域１内に復帰するようになる。上記の場
合、マイクロコンピュータ１３は、検出器５からの信号
によって移動体６のオフセット量を算出し、それに基づ
いて進行方向の修正量を決定するようにしてもよい。

以上説明したように、この実施例では、進入禁止域の境
界に沿ってレーザスクリーンＲＳを形成し、自立移動体
がこのスクリーンを横切った場合に、進行方向の修正が
行われるようになっている。そのため、進入禁止域の周
囲に沿ってガイドレール等をはりめぐらせて、移動体が
これに機械的に接触した場合、その進行方向を変更させ
るようにしたものに比べて、事故や故障が発生しにくく
安全性が極めて高い。

しかも、レーザ投光器４ａ〜４ｃ等の投光角度を変更す
ることで容易に進入禁止域すなわち走行域の変更を行う
ことができる。

また、上記実施例では、走行域１の両側に沿って進入禁
止域２ａ，２ｂ，２ｃ……を設定するためのレーザスク
リーンＲＳが、走行域１に沿って連続するように形成し
てあると説明したが、本発明に従うと例えば直線的もし
くは非常にゆるやかなカーブ等の走行域では、進入禁止
域を設定するスクリーンを連続して形成する必要はな
く、ある一定の間隔を置いて断続的に形成することがで
きるようになる。

すなわち、従来の電磁誘導式や光学テープ式あるいはレ
ーザ光による外部からの誘導方式では、電線や光学テー
プあるいはレーザビームの走査線が、連続もしくは連続
とみなせる程度の間隔をおいて配設されていないと、移
動体は自分の進行する方向を見失ってしまうおそれがあ
る。これに対し、本発明方式では、移動体が自らの走行
経路に関する情報をプログラムの形で持っているので、
外部からの誘導方式に比べて走行中の進行方向のずれが
もともと少ない。そのため、直線部分や非常にゆるやか
なカーブでは、進入禁止域を形成するスクリーンを断続
的に設けてやるだけで、確実に移動体を走行域に沿って
移動させることが可能となる。これによって、進入禁止
域すなわち走行域を設定するための装置を節減させるこ
とができる。

なお、上記実施例では、進入禁止域を設定するためのス
クリーンをレーザ光線によって形成しているが、スクリ
ーンを形成するものとしてはレーザ光線に限定されず、
赤外線や紫外線、可視光あるいは超音波その他指向性の
高い信号を用いることができる。

［利用・効果］ 自動操舵装置を備えた自立移動体を、プログラムによっ
て予め定められた経路に沿って移動させるとともに、進
入禁止域の境界に沿って指向性の高い信号を走査させて
スクリーンを形成し、自立移動体には上記信号を検知可
能な検出器を設けて、自立移動体が上記スクリーンに接
触した場合には、スクリーンから離れる方向に進路を変
更させるようにしたので、非接触方式で移動体が進入禁
止域に進入したことを検出できるという作用により、自
立移動体が進入禁止域に進入しても、何ら事故や故障を
発生させることなく進行方向を修正できるという効果が
得られる。

また、進入禁止域の境界に沿ったスクリーンは、ほぼ直
線的な部分についてはこれを断続的に形成することがで
き、これによって、走行域を設定するための装置を節減
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る進入禁止域設定のためのスクリ
ーン形成方式の一例を示す平面説明図、 第２図（Ａ）〜（Ｃ）は、レーザ投光器によるスクリー
ンの形成方式を示す斜視説明図、 第３図（Ａ），（Ｂ）は、移動体とスクリーンとの関係
を示す説明図、 第４図は、本発明が適用された自立移動体の制御系の構
成例を示すブロック図である。 １……走行域、２ａ〜２ｃ……進入禁止域、３……支
柱、４ａ〜４ｃ……レーザ投光器、５……検出器、６…
…移動体、ＲＳ……スクリーン（レーザスクリーン）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動体が走行すべき経路を構成する走行域
   の外側境界に沿って指向性の高い信号でスクリーンを形
   成する複数個の第１スクリーン形成手段と、 上記走行域の内側にある進入禁止域の外側境界に沿って
   指向性の高い信号でスクリーンを形成する第２スクリー
   ン形成手段と、 自動操舵装置とその制御手段と、上記移動体の有する左
   右の車輪のそれぞれの回転速度を検出する一対の回転検
   出器と、該回転検出器からの信号に基づいて進行方向お
   よびスタート位置に対する現在位置を計算しながら予め
   定められた経路に沿って走行するように設定されたプロ
   グラムと、上記スクリーンを形成する信号を検出する少
   なくとも２個のスクリーン検出手段とを備えた自立移動
   体と、 からなる走行システムにおいて、 上記スクリーン検出手段が上記いずれかのスクリーンを
   検出したときこのスクリーンから離れる方向に上記移動
   体の進行方向を変更するようにしたことを特徴とする自
   立移動体の方向修正方式。
2. 【請求項２】上記複数個の第１スクリーン形成手段によ
   り形成されるスクリーンは、走行域の外側境界の直線的
   な部分については断続的に設けるようしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の自立移動体の方向修正
   方式。
3. 【請求項３】上記指向性の高い信号としてレーザー光線
   を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項もしく
   は第２項記載の自立移動体の方向修正方式。