JPH10222225A - 無人走行体及びその走行方法 - Google Patents
無人走行体及びその走行方法Info
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- JPH10222225A JPH10222225A JP9027103A JP2710397A JPH10222225A JP H10222225 A JPH10222225 A JP H10222225A JP 9027103 A JP9027103 A JP 9027103A JP 2710397 A JP2710397 A JP 2710397A JP H10222225 A JPH10222225 A JP H10222225A
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- traveling
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- distance
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 位置検出精度を高め、またコストを低くす
る。 【解決手段】 演算部は、レーザ距離センサで測定した
リフレクタＡ、Ｂの距離ｄ1、ｄ2と、そのときの、演算
座標系の位置Ｐ1（ｘ1，ｙ1）、Ｐ2（ｘ2，ｙ2）と、演
算座標系のｙ軸（ｙV ）に対する走行方位角θ1、θ2、
及びリフレクタＡ、Ｂの座標（ＸA，ＹA）、（ＸB，
ＹB）から、絶対座標系のＹ軸（ＹV ）に対するｙVの偏
角φを算出し、また位置Ｐ2の絶対座標（Ｘ2，Ｙ2）を
算出する。積算誤差を含む演算座標系のＰ2（ｘ2，ｙ
2 ）を絶対座標（Ｘ2，Ｙ2）に修正して積算誤差を除去
するので位置精度が高まる。高価なレーザ距離センサは
１個でよいので、コスト安につく。
る。 【解決手段】 演算部は、レーザ距離センサで測定した
リフレクタＡ、Ｂの距離ｄ1、ｄ2と、そのときの、演算
座標系の位置Ｐ1（ｘ1，ｙ1）、Ｐ2（ｘ2，ｙ2）と、演
算座標系のｙ軸（ｙV ）に対する走行方位角θ1、θ2、
及びリフレクタＡ、Ｂの座標（ＸA，ＹA）、（ＸB，
ＹB）から、絶対座標系のＹ軸（ＹV ）に対するｙVの偏
角φを算出し、また位置Ｐ2の絶対座標（Ｘ2，Ｙ2）を
算出する。積算誤差を含む演算座標系のＰ2（ｘ2，ｙ
2 ）を絶対座標（Ｘ2，Ｙ2）に修正して積算誤差を除去
するので位置精度が高まる。高価なレーザ距離センサは
１個でよいので、コスト安につく。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生産工場、倉庫、
病院、オフィス或いは屋外等において物流、搬送を行う
無人搬送車や、生産工場等で作業を行う自走式ロボット
（以下、無人走行体）及びその走行方法に関する。
病院、オフィス或いは屋外等において物流、搬送を行う
無人搬送車や、生産工場等で作業を行う自走式ロボット
（以下、無人走行体）及びその走行方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】無人走行体として、走行手段によって走
行させられる台車と、該台車の走行方位角を検出する方
位角検出手段と、上記台車の走行距離を計測する走行距
離計測手段と、上記方位角検出手段で得られた方位角を
走行距離計測手段で計測した走行距離で積分して台車の
現在位置を算出する（デッドレコニング法）演算部と、
該演算部の出力信号に基づいて上記走行手段を制御し、
メモリ内の仮想軌道に沿って台車を走行させる制御装置
とを具備したものが知られている。
行させられる台車と、該台車の走行方位角を検出する方
位角検出手段と、上記台車の走行距離を計測する走行距
離計測手段と、上記方位角検出手段で得られた方位角を
走行距離計測手段で計測した走行距離で積分して台車の
現在位置を算出する（デッドレコニング法）演算部と、
該演算部の出力信号に基づいて上記走行手段を制御し、
メモリ内の仮想軌道に沿って台車を走行させる制御装置
とを具備したものが知られている。
【０００３】この無人走行体においては、走行距離が増
すにしたがってその誤差が積算されて増大するので、定
点において絶対位置計測を行って積算誤差を除去する必
要がある。
すにしたがってその誤差が積算されて増大するので、定
点において絶対位置計測を行って積算誤差を除去する必
要がある。
【０００４】そこで、従来においては、無人走行体の走
行路に磁性体を埋設して置き、台車に設けた磁気センサ
でその磁性体を検出して演算部の演算位置を磁性体の位
置に修正したり、図７に示すように、台車２１の前後に
レーザ距離センサ２２、２３を取り付け、側方の壁やリ
フレクタ２４との距離を測定することにより絶対座標系
の絶対位置（Ｘ，Ｙ）を算出してその位置に修正するこ
とが行われている（特願平６−６６３０１号）。
行路に磁性体を埋設して置き、台車に設けた磁気センサ
でその磁性体を検出して演算部の演算位置を磁性体の位
置に修正したり、図７に示すように、台車２１の前後に
レーザ距離センサ２２、２３を取り付け、側方の壁やリ
フレクタ２４との距離を測定することにより絶対座標系
の絶対位置（Ｘ，Ｙ）を算出してその位置に修正するこ
とが行われている（特願平６−６６３０１号）。
【０００５】なお、図７でリフレクタ２４がＸ軸に平行
に置かれ、台車２１の前後のレーザ距離センサ２２、２
３により測定された距離をそれぞれｄ1、ｄ2、レーザ距
離センサ２２、２３の間隔をＬとすると、Ｘ軸に対する
台車２１の方位角θは、 θ＝ｔａｎ-1｛（ｄ2−ｄ1）／Ｌ｝ ……（１） となる。
に置かれ、台車２１の前後のレーザ距離センサ２２、２
３により測定された距離をそれぞれｄ1、ｄ2、レーザ距
離センサ２２、２３の間隔をＬとすると、Ｘ軸に対する
台車２１の方位角θは、 θ＝ｔａｎ-1｛（ｄ2−ｄ1）／Ｌ｝ ……（１） となる。
【０００６】また、台車２１のレーザ距離センサ２２、
２３の中間位置に設けられた光電スイッチ２５用のリフ
レクタ２６の設置位置を（Ｘ0，Ｙ0）、台車２１の走行
方向正面視における、台車２１の中心位置（Ｘ，Ｙ）か
らレーザ距離センサ２２、２３までの距離をａとする
と、台車２１の中心位置（Ｘ，Ｙ）は、 Ｘ＝Ｘ0＋｛ａ＋（ｄ2＋ｄ1）／２｝ｓｉｎθ ……（２） Ｙ＝Ｙ0＋｛ａ＋（ｄ2＋ｄ1）／２｝ｃｏｓθ ……（３） となる。
２３の中間位置に設けられた光電スイッチ２５用のリフ
レクタ２６の設置位置を（Ｘ0，Ｙ0）、台車２１の走行
方向正面視における、台車２１の中心位置（Ｘ，Ｙ）か
らレーザ距離センサ２２、２３までの距離をａとする
と、台車２１の中心位置（Ｘ，Ｙ）は、 Ｘ＝Ｘ0＋｛ａ＋（ｄ2＋ｄ1）／２｝ｓｉｎθ ……（２） Ｙ＝Ｙ0＋｛ａ＋（ｄ2＋ｄ1）／２｝ｃｏｓθ ……（３） となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】磁性体を磁気センサで
検出する前記前者の方式では、走行路面を工事する必要
があり、また路面と磁気センサとの距離が一定でないと
良好な位置検出精度を得るのが難しいという問題があ
る。また、台車２１の前後にレーザ距離センサ２２、２
３を取り付ける前記後者のものでは、高価なレーザ距離
センサ２２、２３が片側２個必要でコストが高くつき、
しかも正確な測定を行うためには非常に高い取付精度を
要するという問題がある。
検出する前記前者の方式では、走行路面を工事する必要
があり、また路面と磁気センサとの距離が一定でないと
良好な位置検出精度を得るのが難しいという問題があ
る。また、台車２１の前後にレーザ距離センサ２２、２
３を取り付ける前記後者のものでは、高価なレーザ距離
センサ２２、２３が片側２個必要でコストが高くつき、
しかも正確な測定を行うためには非常に高い取付精度を
要するという問題がある。
【０００８】本発明の一つの目的は、良好な位置検出精
度を得ることができる無人走行体及びその走行方法を提
供することである。また、本発明の他の目的は、コスト
を低く抑えることができる無人走行体及びその走行方法
を提供することである。
度を得ることができる無人走行体及びその走行方法を提
供することである。また、本発明の他の目的は、コスト
を低く抑えることができる無人走行体及びその走行方法
を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の少なくとも１つの
目的を達成するために、本発明に係る無人走行体は、走
行手段によって走行させられる台車と、該台車の走行方
位角を検出する方位角検出手段と、上記台車の走行距離
を計測する走行距離計測手段と、走行路近くに設けられ
た光学的反射手段から台車までの距離を測定する距離セ
ンサ手段と、上記方位角検出手段と走行距離計測手段の
出力信号に基づいて積算誤差を含む演算座標系の台車の
現在位置を算出し、また上記距離センサ手段の出力信号
に基づいて絶対座標系の絶対位置を算出する演算部と、
該演算部の出力信号に基づいて上記走行手段を制御し、
メモリ内の仮想軌道に沿って台車を走行させる制御装置
とを具備した構成とした。
目的を達成するために、本発明に係る無人走行体は、走
行手段によって走行させられる台車と、該台車の走行方
位角を検出する方位角検出手段と、上記台車の走行距離
を計測する走行距離計測手段と、走行路近くに設けられ
た光学的反射手段から台車までの距離を測定する距離セ
ンサ手段と、上記方位角検出手段と走行距離計測手段の
出力信号に基づいて積算誤差を含む演算座標系の台車の
現在位置を算出し、また上記距離センサ手段の出力信号
に基づいて絶対座標系の絶対位置を算出する演算部と、
該演算部の出力信号に基づいて上記走行手段を制御し、
メモリ内の仮想軌道に沿って台車を走行させる制御装置
とを具備した構成とした。
【００１０】演算部は、二つの光学的反射手段の間隔と
演算座標系の台車の現在位置及び走行方位角に基づいて
演算座標系の絶対座標系に対する偏角を算出し、該偏角
から絶対座標系における台車の絶対位置を算出する構成
とするのが好ましい。また、光学的反射手段を検知して
距離センサ手段を作動させる光電スイッチ手段を台車に
設けることができる。
演算座標系の台車の現在位置及び走行方位角に基づいて
演算座標系の絶対座標系に対する偏角を算出し、該偏角
から絶対座標系における台車の絶対位置を算出する構成
とするのが好ましい。また、光学的反射手段を検知して
距離センサ手段を作動させる光電スイッチ手段を台車に
設けることができる。
【００１１】また、本発明に係る無人走行体の走行方法
は、上記の無人走行体において、方位角検出手段と走行
距離計測手段の出力信号に基づいて算出された演算座標
系の台車の現在位置を、距離センサ手段の出力信号に基
づいて算出された絶対座標系の台車の絶対位置に修正し
て台車を走行させる構成とした。この場合、光学的反射
手段が設けられた特定の区分内で距離センサ手段を作動
させる構成とするとよい。また、台車を走行させなが
ら、現在位置と絶対位置を算出し、また現在位置を絶対
位置に修正する構成とすることが好ましい。無人走行体
が静止したままで、無人走行体の側方に設置された２つ
の光学的反射手段を回動走査し、各光学的反射手段との
距離及び方位角を検出することで絶対座標系の自己位置
及び方位角を検出して走行するようにしてもよい。
は、上記の無人走行体において、方位角検出手段と走行
距離計測手段の出力信号に基づいて算出された演算座標
系の台車の現在位置を、距離センサ手段の出力信号に基
づいて算出された絶対座標系の台車の絶対位置に修正し
て台車を走行させる構成とした。この場合、光学的反射
手段が設けられた特定の区分内で距離センサ手段を作動
させる構成とするとよい。また、台車を走行させなが
ら、現在位置と絶対位置を算出し、また現在位置を絶対
位置に修正する構成とすることが好ましい。無人走行体
が静止したままで、無人走行体の側方に設置された２つ
の光学的反射手段を回動走査し、各光学的反射手段との
距離及び方位角を検出することで絶対座標系の自己位置
及び方位角を検出して走行するようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明する。図１ないし図４は本発明に
係る無人走行体の実施の形態を示す。これらの図におい
て符号１は無人走行体Ｍの台車である。台車１は、左右
（図２で上下）一対の駆動輪２と、前後（図１と図２で
左右）一対の自在キャスタ３とを備え、各駆動輪２を駆
動用モータ４で減速器等の変速器５を介してそれぞれ個
々に回転させて走行路６を走行するようになっている。
き図面を参照して説明する。図１ないし図４は本発明に
係る無人走行体の実施の形態を示す。これらの図におい
て符号１は無人走行体Ｍの台車である。台車１は、左右
（図２で上下）一対の駆動輪２と、前後（図１と図２で
左右）一対の自在キャスタ３とを備え、各駆動輪２を駆
動用モータ４で減速器等の変速器５を介してそれぞれ個
々に回転させて走行路６を走行するようになっている。
【００１３】２組の各駆動輪２と駆動用モータ４及び変
速器５は、台車１の前後の中間部に台車１の中央線に対
して対称に設けられ、また自在キャスタ３、３は、上記
中央線上に、駆動輪２、２の中心を結ぶ直線に対して対
称に設けられている。各駆動用モータ４はサーボモータ
等からなり、通常、正逆両方向に回転自在とされる。し
たがって、各駆動用モータ４で各駆動輪２の回転速度ま
たは回転方向を相互に変えることにより、台車１の走行
方向を転換することができる。駆動輪２と駆動用モータ
４及び自在キャスタ３等は走行手段を構成しているが、
走行手段の構成は上記に限られるものではない。
速器５は、台車１の前後の中間部に台車１の中央線に対
して対称に設けられ、また自在キャスタ３、３は、上記
中央線上に、駆動輪２、２の中心を結ぶ直線に対して対
称に設けられている。各駆動用モータ４はサーボモータ
等からなり、通常、正逆両方向に回転自在とされる。し
たがって、各駆動用モータ４で各駆動輪２の回転速度ま
たは回転方向を相互に変えることにより、台車１の走行
方向を転換することができる。駆動輪２と駆動用モータ
４及び自在キャスタ３等は走行手段を構成しているが、
走行手段の構成は上記に限られるものではない。
【００１４】各駆動用モータ４には、ロータリエンコー
ダ８がそれぞれ設けられている。各ロータリエンコーダ
８は、各駆動用モータ４の回転数、つまり、駆動輪２の
回転数を計数して台車１の走行距離を計測するものであ
り、走行距離計測手段を構成している。
ダ８がそれぞれ設けられている。各ロータリエンコーダ
８は、各駆動用モータ４の回転数、つまり、駆動輪２の
回転数を計数して台車１の走行距離を計測するものであ
り、走行距離計測手段を構成している。
【００１５】また、台車１には、左右一対のレーザ距離
センサ９と、ジャイロ１０、演算部１１、及び制御装置
１２が搭載されている。各レーザ距離センサ９は、自体
から走行路６近傍に設けられたリフレクタＡ（又はＢ）
までの距離を測定するもので、距離センサ手段を構成し
ており、光電スイッチ（光電スイッチ手段）１４がリフ
レクタＡ（又はＢ）を検知すると作動するようになって
いる。
センサ９と、ジャイロ１０、演算部１１、及び制御装置
１２が搭載されている。各レーザ距離センサ９は、自体
から走行路６近傍に設けられたリフレクタＡ（又はＢ）
までの距離を測定するもので、距離センサ手段を構成し
ており、光電スイッチ（光電スイッチ手段）１４がリフ
レクタＡ（又はＢ）を検知すると作動するようになって
いる。
【００１６】ジャイロ１０は、台車１の走行方位角を検
出するものであって、方位角検出手段を構成している。
リフレクタＡ、Ｂは、再帰反射型とされ、光学的反射手
段を構成している。各レーザ距離センサ９と光電センサ
１４も、駆動輪２等と同様に、台車１の前後の中間部に
台車１の中央線に対して対称に設けられている。
出するものであって、方位角検出手段を構成している。
リフレクタＡ、Ｂは、再帰反射型とされ、光学的反射手
段を構成している。各レーザ距離センサ９と光電センサ
１４も、駆動輪２等と同様に、台車１の前後の中間部に
台車１の中央線に対して対称に設けられている。
【００１７】演算部１１には、各ロータリエンコーダ８
と各レーザ距離センサ９とジャイロ１０及び制御装置１
２が接続され、また制御装置１２には各駆動用モータ４
が接続されている。
と各レーザ距離センサ９とジャイロ１０及び制御装置１
２が接続され、また制御装置１２には各駆動用モータ４
が接続されている。
【００１８】演算部１１は、ジャイロ１０で得られた台
車１の走行方位角を各エンコーダ８で得られた走行距離
で積分して台車１の現在位置を算出し、また、レーザ距
離センサ９の出力信号に基づいて絶対座標系の絶対位置
を算出するものである。なお、走行方位角を走行距離で
積分した台車１の上記現在位置は演算上の座標系の位置
であり、積算誤差を含んでいる。
車１の走行方位角を各エンコーダ８で得られた走行距離
で積分して台車１の現在位置を算出し、また、レーザ距
離センサ９の出力信号に基づいて絶対座標系の絶対位置
を算出するものである。なお、走行方位角を走行距離で
積分した台車１の上記現在位置は演算上の座標系の位置
であり、積算誤差を含んでいる。
【００１９】ここで、図５を参照して、演算部１１によ
る台車１（無人走行体Ｍ）の絶対座標系（Ｘ，Ｙ）の位
置（Ｘ2，Ｙ2）の算出方法を説明する。図中小文字の
（ｘ，ｙ）は積算誤差を含んだ演算座標系である。無人
走行体Ｓの走行エリアに設定された絶対座標系（Ｘ，
Ｙ）において、Ｙ軸に平行なベクトルをＹVとし、リフ
レクタＡ（ＸA，ＹA）とリフレクタＢ（ＸB，ＹB）はＹ
軸に平行に置かれているとする。
る台車１（無人走行体Ｍ）の絶対座標系（Ｘ，Ｙ）の位
置（Ｘ2，Ｙ2）の算出方法を説明する。図中小文字の
（ｘ，ｙ）は積算誤差を含んだ演算座標系である。無人
走行体Ｓの走行エリアに設定された絶対座標系（Ｘ，
Ｙ）において、Ｙ軸に平行なベクトルをＹVとし、リフ
レクタＡ（ＸA，ＹA）とリフレクタＢ（ＸB，ＹB）はＹ
軸に平行に置かれているとする。
【００２０】今、無人走行体ＭがリフレクタＡ、Ｂ付近
を図の下方から上方に向かって通過するとき、リフレク
タＡ、Ｂからの反射光を検出した点をそれぞれＰ1、
Ｐ2、無人走行体Ｍの向きをＶV、ＷVとし、このとき計
測されたリフレクタＡ、Ｂとの距離をｄ1、ｄ2とする。
また演算部１１が持っている演算座標系（ｘ，ｙ）のｙ
軸に平行なベクトルをｙVとし、この演算座標系におけ
る点Ｐ1、Ｐ2の座標をそれぞれ（ｘ1，ｙ1）、（ｘ2，
ｙ2）、この座標系での無人走行体Ｍの向き、すなわ
ち、ＶV、ＷVのｙVに対する角度をθ1、θ2とする。
を図の下方から上方に向かって通過するとき、リフレク
タＡ、Ｂからの反射光を検出した点をそれぞれＰ1、
Ｐ2、無人走行体Ｍの向きをＶV、ＷVとし、このとき計
測されたリフレクタＡ、Ｂとの距離をｄ1、ｄ2とする。
また演算部１１が持っている演算座標系（ｘ，ｙ）のｙ
軸に平行なベクトルをｙVとし、この演算座標系におけ
る点Ｐ1、Ｐ2の座標をそれぞれ（ｘ1，ｙ1）、（ｘ2，
ｙ2）、この座標系での無人走行体Ｍの向き、すなわ
ち、ＶV、ＷVのｙVに対する角度をθ1、θ2とする。
【００２１】このとき、ＹVに対するｙVの偏角φは、次
式（４）で表される。 ｓｉｎφ＝｛ｘ1−ｄ1ｃｏｓθ1−（ｘ2−ｄ2ｃｏｓθ2）｝／｜ＹB−ＹA｜ ……（４）
式（４）で表される。 ｓｉｎφ＝｛ｘ1−ｄ1ｃｏｓθ1−（ｘ2−ｄ2ｃｏｓθ2）｝／｜ＹB−ＹA｜ ……（４）
【００２２】また、絶対座標系（Ｘ，Ｙ）における点Ｐ
2の座標を（Ｘ2，Ｙ2）とすると、 ｄ2ｓｉｎ（φ＋θ2）＝ＹB−Ｙ2 ……（５） ｄ2ｃｏｓ（φ＋θ2）＝Ｘ2−ＸB ……（６） となり、無人走行体Ｍの積算誤差のない絶対座標系の位
置（Ｘ2，Ｙ2）が算出される。
2の座標を（Ｘ2，Ｙ2）とすると、 ｄ2ｓｉｎ（φ＋θ2）＝ＹB−Ｙ2 ……（５） ｄ2ｃｏｓ（φ＋θ2）＝Ｘ2−ＸB ……（６） となり、無人走行体Ｍの積算誤差のない絶対座標系の位
置（Ｘ2，Ｙ2）が算出される。
【００２３】リフレクタＡ、Ｂが走行路６の近傍に設置
される位置補正エリアは、走行路６の適当な位置に設け
られる。位置補正エリアの座標は、あらかじめ無人走行
体Ｍのメモリ内に格納されている。通常、位置補正エリ
アは３つに区分され、リフレクタＡ、Ｂ付近を区分及
び、その間を区分とする。
される位置補正エリアは、走行路６の適当な位置に設け
られる。位置補正エリアの座標は、あらかじめ無人走行
体Ｍのメモリ内に格納されている。通常、位置補正エリ
アは３つに区分され、リフレクタＡ、Ｂ付近を区分及
び、その間を区分とする。
【００２４】次に、図６にしたがって無人走行体Ｍの走
行位置の補正方法を説明する。図４の下方から上方に向
かって無人走行体Ｍが位置補正エリアを通過する場合を
考える。無人走行体Ｍはデッドレコニング法により算出
した自己位置情報と位置補正エリアの座標情報をもとに
位置補正エリアに進入したかどうかを常にチェックしな
がら走行する。そして、無人走行体Ｍが位置補正エリア
の区分に進入したことが検知され（ステップＳ１）、
走行方向向かって左側の光電スイッチ１４がリフレクタ
Ａを検知すると（ステップＳ２）、その瞬間に左側のレ
ーザ距離センサ９がリフレクタＡまでの距離ｄ1 を計測
し（ステップＳ３）、ステップＳ４に移る。
行位置の補正方法を説明する。図４の下方から上方に向
かって無人走行体Ｍが位置補正エリアを通過する場合を
考える。無人走行体Ｍはデッドレコニング法により算出
した自己位置情報と位置補正エリアの座標情報をもとに
位置補正エリアに進入したかどうかを常にチェックしな
がら走行する。そして、無人走行体Ｍが位置補正エリア
の区分に進入したことが検知され（ステップＳ１）、
走行方向向かって左側の光電スイッチ１４がリフレクタ
Ａを検知すると（ステップＳ２）、その瞬間に左側のレ
ーザ距離センサ９がリフレクタＡまでの距離ｄ1 を計測
し（ステップＳ３）、ステップＳ４に移る。
【００２５】ステップＳ４では、この時の現在位置デー
タｘ1、ｙ1、θ1、ｄ1をレジスタに保存する。無人走行
体Ｍが区分に進入し（ステップＳ５）、光電スイッチ
１４がリフレクタＢを検知すると（ステップＳ６）、そ
の瞬間にレーザ距離センサ９がリフレクタＢまでの距離
ｄ2を計測し（ステップＳ７）、次のステップＳ８に進
む。
タｘ1、ｙ1、θ1、ｄ1をレジスタに保存する。無人走行
体Ｍが区分に進入し（ステップＳ５）、光電スイッチ
１４がリフレクタＢを検知すると（ステップＳ６）、そ
の瞬間にレーザ距離センサ９がリフレクタＢまでの距離
ｄ2を計測し（ステップＳ７）、次のステップＳ８に進
む。
【００２６】そして、ステップＳ８では、このときの現
在位置データｘ2、ｙ2、θ2、ｄ2とレジスタに保存され
ているデータｘ1、ｙ1、θ1、ｄ1、及びリフレクタＡ、
Ｂの座標（ＸA，ＹA）、（ＸB，ＹB）より、前記計算式
（４）、（５）、（６）を用いて位置Ｐ2（図５）にお
ける絶対位置座標（Ｘ2、Ｙ2）を算出する。
在位置データｘ2、ｙ2、θ2、ｄ2とレジスタに保存され
ているデータｘ1、ｙ1、θ1、ｄ1、及びリフレクタＡ、
Ｂの座標（ＸA，ＹA）、（ＸB，ＹB）より、前記計算式
（４）、（５）、（６）を用いて位置Ｐ2（図５）にお
ける絶対位置座標（Ｘ2、Ｙ2）を算出する。
【００２７】最後にステップ９に移り、演算座標系を絶
対座標系に修正することにより、位置Ｐ2 における演算
座標系の値（ｘ2，ｙ2）を上記で算出された絶対座標系
の値（Ｘ2，Ｙ2）に更新するとともに、無人走行体Ｍの
走行方位角θ2 を絶対座標系の方位角（θ2 ＋φ）に更
新する。以後、次の位置補正エリアまでここで更新され
た位置データを基準にデッドレコニング演算を継続す
る。
対座標系に修正することにより、位置Ｐ2 における演算
座標系の値（ｘ2，ｙ2）を上記で算出された絶対座標系
の値（Ｘ2，Ｙ2）に更新するとともに、無人走行体Ｍの
走行方位角θ2 を絶対座標系の方位角（θ2 ＋φ）に更
新する。以後、次の位置補正エリアまでここで更新され
た位置データを基準にデッドレコニング演算を継続す
る。
【００２８】位置補正エリアの特定の区分、内でリ
フレクタＡ、Ｂを検出する関係から、外乱光による誤作
動が極力防止される。この効果を高めるためには、検出
区分、はできるだけ小さくすることが望ましい。ま
た、本発明は、走行距離が十分短ければデッドレコニン
グ法による演算誤差が無視できることを利用しているた
め、リフレクタＡ、Ｂの間隔はレーザ距離センサ９の検
出分解能に対して十分大きい範囲でできるだけ短いこと
が望ましい。
フレクタＡ、Ｂを検出する関係から、外乱光による誤作
動が極力防止される。この効果を高めるためには、検出
区分、はできるだけ小さくすることが望ましい。ま
た、本発明は、走行距離が十分短ければデッドレコニン
グ法による演算誤差が無視できることを利用しているた
め、リフレクタＡ、Ｂの間隔はレーザ距離センサ９の検
出分解能に対して十分大きい範囲でできるだけ短いこと
が望ましい。
【００２９】レーザ距離センサ９としては一般に広く利
用される三角測量方式または変調波の位相差検出方式を
採用したものが考えられる。図の実施例においては、リ
フレクタＡ、Ｂが走行路６の両側に設置される場合もあ
ることから、レーザ距離センサ９を左右一対使用してい
るが、１つでも実施可能である。また、１個のレーザ距
離センサ９を台車１の中央に１８０度以上回転自在に設
けて、両側設置のリフレクタＡ、Ｂ対応することができ
る。演算部１１による演算は、一般には無人走行体Ｍを
停止させることなく走行させながら行うが、無人走行体
Ｍを停止させて演算することを拒むことはない。
用される三角測量方式または変調波の位相差検出方式を
採用したものが考えられる。図の実施例においては、リ
フレクタＡ、Ｂが走行路６の両側に設置される場合もあ
ることから、レーザ距離センサ９を左右一対使用してい
るが、１つでも実施可能である。また、１個のレーザ距
離センサ９を台車１の中央に１８０度以上回転自在に設
けて、両側設置のリフレクタＡ、Ｂ対応することができ
る。演算部１１による演算は、一般には無人走行体Ｍを
停止させることなく走行させながら行うが、無人走行体
Ｍを停止させて演算することを拒むことはない。
【００３０】ところで、演算部１１は、無人走行体Ｍ
が、走行路６側方のリフレクタＡ、Ｂを通過する時に、
絶対座標系の位置Ｐ2（Ｘ2，Ｙ2）を測定するものであ
るから、無人走行体Ｍがステーションから出発する時点
では正確な自己位置と方位角を知ることができない。し
たがって、無人走行体Ｍは、リフレクタＡ、Ｂ付近を通
過するまではある程度見込みで走行しなければならな
い。
が、走行路６側方のリフレクタＡ、Ｂを通過する時に、
絶対座標系の位置Ｐ2（Ｘ2，Ｙ2）を測定するものであ
るから、無人走行体Ｍがステーションから出発する時点
では正確な自己位置と方位角を知ることができない。し
たがって、無人走行体Ｍは、リフレクタＡ、Ｂ付近を通
過するまではある程度見込みで走行しなければならな
い。
【００３１】これを解決する方法として、レーザ距離セ
ンサ９のレーザビームをモータにより水平に回動させる
機構を設け、ステーションにおいて無人走行体Ｍが停止
したままでリフレクタＡ、Ｂを回動走査し、各リフレク
タＡ、Ｂとの距離ｄ1、ｄ2と方位角θを検出することに
より、絶対座標系の位置Ｐ（Ｘ，Ｙ）と方位角を検出す
ることが考えられる。なお、位置Ｐ（Ｘ，Ｙ）は、リフ
レクタＡ（ＸA，ＹA）を中心とする半径ｄ1の円とリフ
レクタＢ（ＸB，ＹB）を中心とする半径ｄ2の円の交点
になり、次式（７）、（８）より求まる。
ンサ９のレーザビームをモータにより水平に回動させる
機構を設け、ステーションにおいて無人走行体Ｍが停止
したままでリフレクタＡ、Ｂを回動走査し、各リフレク
タＡ、Ｂとの距離ｄ1、ｄ2と方位角θを検出することに
より、絶対座標系の位置Ｐ（Ｘ，Ｙ）と方位角を検出す
ることが考えられる。なお、位置Ｐ（Ｘ，Ｙ）は、リフ
レクタＡ（ＸA，ＹA）を中心とする半径ｄ1の円とリフ
レクタＢ（ＸB，ＹB）を中心とする半径ｄ2の円の交点
になり、次式（７）、（８）より求まる。
【００３２】 （Ｘ−ＸA）2＋（Ｙ−ＹA）2＝ｄ1 2 ……（７） （Ｘ−ＸB）2＋（Ｙ−ＹB）2＝ｄ2 2 ……（８） なお、上式の解は２つになるが、点Ｐ（Ｘ，Ｙ）は走行
路とリフレクタＡ、Ｂとの位置関係から１つが選択され
る。
路とリフレクタＡ、Ｂとの位置関係から１つが選択され
る。
【００３３】また、無人走行体Ｍの演算座標系の進行方
向Ｗに対するリフレクタＢの角度をθとすると、ＷのＹ
軸に対する角度φは次式（９）より求まる。 （Ｘ−ＸB）／（Ｙ−ＹB）＝ｔａｎ（θ＋φ）……（９）
向Ｗに対するリフレクタＢの角度をθとすると、ＷのＹ
軸に対する角度φは次式（９）より求まる。 （Ｘ−ＸB）／（Ｙ−ＹB）＝ｔａｎ（θ＋φ）……（９）
【００３４】上記θは、レーザ距離センサ９のレーザビ
ームを回動させる回動機構にロータリエンコーダ等の角
度検出器を取り付けて検出するか、或いは回動機構の駆
動源とされたサーボモータ或いはパルスモータへの送り
指令量から推定することが考えられる。
ームを回動させる回動機構にロータリエンコーダ等の角
度検出器を取り付けて検出するか、或いは回動機構の駆
動源とされたサーボモータ或いはパルスモータへの送り
指令量から推定することが考えられる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る無人
走行体は、走行手段によって走行させられる台車と、該
台車の走行方位角を検出する方位角検出手段と、上記台
車の走行距離を計測する走行距離計測手段と、走行路近
くに設けられた光学的反射手段から台車までの距離を測
定する距離センサ手段と、上記方位角検出手段と走行距
離計測手段の出力信号に基づいて積算誤差を含む演算座
標系の台車の現在位置を算出し、また上記距離センサ手
段の出力信号に基づいて絶対座標系の絶対位置を算出す
る演算部と、該演算部の出力信号に基づいて上記走行手
段を制御し、メモリ内の仮想軌道に沿って台車を走行さ
せる制御装置とを具備した構成とされてるので、磁気セ
ンサを用いる場合と違って、走行路を工事する必要がな
く、積算誤差のない良好な位置検出精度を得ることがで
きる上、高価な距離センサ手段の設備数を最低限度に抑
えてコストを低減することができる。
走行体は、走行手段によって走行させられる台車と、該
台車の走行方位角を検出する方位角検出手段と、上記台
車の走行距離を計測する走行距離計測手段と、走行路近
くに設けられた光学的反射手段から台車までの距離を測
定する距離センサ手段と、上記方位角検出手段と走行距
離計測手段の出力信号に基づいて積算誤差を含む演算座
標系の台車の現在位置を算出し、また上記距離センサ手
段の出力信号に基づいて絶対座標系の絶対位置を算出す
る演算部と、該演算部の出力信号に基づいて上記走行手
段を制御し、メモリ内の仮想軌道に沿って台車を走行さ
せる制御装置とを具備した構成とされてるので、磁気セ
ンサを用いる場合と違って、走行路を工事する必要がな
く、積算誤差のない良好な位置検出精度を得ることがで
きる上、高価な距離センサ手段の設備数を最低限度に抑
えてコストを低減することができる。
【００３６】演算部を、二つの光学的反射手段の間隔と
演算座標系の台車の現在位置及び走行方位角に基づいて
演算座標系の絶対座標系に対する偏角を算出し、該偏角
から絶対座標系における台車の絶対位置を算出する構成
とすると、単純な計算式で正しい位置と方位角を算出す
ることができる。また、光学的反射手段を検知して距離
センサ手段を作動させる光電スイッチ手段を台車に設け
た構成とすると、外乱光による誤作動を防止することが
できる。
演算座標系の台車の現在位置及び走行方位角に基づいて
演算座標系の絶対座標系に対する偏角を算出し、該偏角
から絶対座標系における台車の絶対位置を算出する構成
とすると、単純な計算式で正しい位置と方位角を算出す
ることができる。また、光学的反射手段を検知して距離
センサ手段を作動させる光電スイッチ手段を台車に設け
た構成とすると、外乱光による誤作動を防止することが
できる。
【００３７】また、本発明に係る無人走行体の走行方法
は、上記無人走行体において、方位角検出手段と走行距
離計測手段の出力信号に基づいて算出された演算座標系
の台車の現在位置を、距離センサ手段の出力信号に基づ
いて算出された絶対座標系の台車の絶対位置に修正して
台車を走行させる構成とされているので、積算誤差を除
去して無人走行体を所定の位置に常に精度よく走らせる
ことができ、位置上の誤差に起因する様々な支障を未然
に防ぐことができる。
は、上記無人走行体において、方位角検出手段と走行距
離計測手段の出力信号に基づいて算出された演算座標系
の台車の現在位置を、距離センサ手段の出力信号に基づ
いて算出された絶対座標系の台車の絶対位置に修正して
台車を走行させる構成とされているので、積算誤差を除
去して無人走行体を所定の位置に常に精度よく走らせる
ことができ、位置上の誤差に起因する様々な支障を未然
に防ぐことができる。
【００３８】光学的反射手段が設けられた特定の区分内
で距離センサ手段を作動させる構成とすると、外乱光に
よる誤作動を一層確実に防止することができる。台車を
走行させながら、現在位置と絶対位置を算出し、また現
在位置を絶対位置に修正する構成とした場合は、無人走
行体の走行時間を短縮し、作業能率を上げることができ
る。
で距離センサ手段を作動させる構成とすると、外乱光に
よる誤作動を一層確実に防止することができる。台車を
走行させながら、現在位置と絶対位置を算出し、また現
在位置を絶対位置に修正する構成とした場合は、無人走
行体の走行時間を短縮し、作業能率を上げることができ
る。
【００３９】無人走行体が静止したままで、無人走行体
の側方に設置された２つの光学的反射手段を回動走査
し、各光学的反射手段との距離及び方位角を検出するこ
とで絶対座標系の自己位置及び方位角を検出して走行す
るようにすると、見込みで走行することなく、ステーシ
ョンから出発する時点で正確な自己位置と方位角を知る
ことができる。
の側方に設置された２つの光学的反射手段を回動走査
し、各光学的反射手段との距離及び方位角を検出するこ
とで絶対座標系の自己位置及び方位角を検出して走行す
るようにすると、見込みで走行することなく、ステーシ
ョンから出発する時点で正確な自己位置と方位角を知る
ことができる。
【図１】 本発明に係る無人走行体の一実施例を示す側
面図である。
面図である。
【図２】 図１の無人走行体の駆動輪と自在キャスタ等
の配置を示す平面図である。
の配置を示す平面図である。
【図３】 制御装置と演算部等の関係を示す図である。
【図４】 位置補正エリアの構成の一例を示す平面図で
ある。
ある。
【図５】 絶対座標系の位置の算出方法を説明するため
の図である。
の図である。
【図６】 本発明に係る無人走行体の走行方法の一実施
例を示す流れ図である。
例を示す流れ図である。
【図７】 従来の位置修正方法を示す図である。
１ 台車 ２ 駆動輪 ３ 自在キャスタ ４ 駆動用モータ ６ 走行路 ８ ロータリエンコーダ（走行距離計測手段） ９ レーザ距離センサ（距離センサ手段） １０ ジャイロ（方位角検出手段） １１ 演算部 １２ 制御装置 １４ 光電スイッチ Ａ、Ｂ リフレクタ（光学的反射手段） Ｍ 無人走行体
Claims (7)
- 【請求項１】 走行手段によって走行させられる台車
と、 該台車の走行方位角を検出する方位角検出手段と、 上記台車の走行距離を計測する走行距離計測手段と、 走行路近くに設けられた光学的反射手段から台車までの
距離を測定する距離センサ手段と、 上記方位角検出手段と走行距離計測手段の出力信号に基
づいて積算誤差を含む演算座標系の台車の現在位置を算
出し、また上記距離センサ手段の出力信号に基づいて絶
対座標系の絶対位置を算出する演算部と、 該演算部の出力信号に基づいて上記走行手段を制御し、
メモリ内の仮想軌道に沿って台車を走行させる制御装置
とを具備したことを特徴とする無人走行体。 - 【請求項２】 演算部は、二つの光学的反射手段の間隔
と演算座標系の台車の現在位置及び走行方位角に基づい
て演算座標系の絶対座標系に対する偏角を算出し、該偏
角から絶対座標系における台車の絶対位置を算出する構
成とされたことを特徴とする請求項１記載の無人走行
体。 - 【請求項３】 光学的反射手段を検知して距離センサ手
段を作動させる光電スイッチ手段が台車に設けられたこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の無人走行体。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の無
人走行体において、方位角検出手段と走行距離計測手段
の出力信号に基づいて算出された演算座標系の台車の現
在位置を、距離センサ手段の出力信号に基づいて算出さ
れた絶対座標系の台車の絶対位置に修正して台車を走行
させることを特徴とする無人走行体の走行方法。 - 【請求項５】 光学的反射手段が設けられた特定の区分
内で距離センサ手段を作動させることを特徴とする請求
項４記載の無人走行体の走行方法。 - 【請求項６】 台車を走行させながら、現在位置と絶対
位置を算出し、また現在位置を絶対位置に修正すること
を特徴とする請求項４又は５記載の無人走行体の走行方
法。 - 【請求項７】 無人走行体が静止したままで、無人走行
体の側方に設置された２つの光学的反射手段を回動走査
し、各光学的反射手段との距離及び方位角を検出するこ
とで絶対座標系の自己位置及び方位角を検出して走行す
ることを特徴とする無人走行体の走行方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9027103A JPH10222225A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 無人走行体及びその走行方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9027103A JPH10222225A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 無人走行体及びその走行方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10222225A true JPH10222225A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=12211759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9027103A Pending JPH10222225A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 無人走行体及びその走行方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10222225A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103186140A (zh) * | 2011-12-29 | 2013-07-03 | 财团法人工业技术研究院 | 移动平台的导航方法与系统 |
| JP2013232078A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Hitachi Ltd | 無人搬送車 |
| CN105644559A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-06-08 | 北京交通大学 | 一种基于虚拟轨道和移动闭塞技术的无人驾驶方法及系统 |
| JP6109435B1 (ja) * | 2016-04-15 | 2017-04-05 | 三菱電機株式会社 | 搬送装置、搬送装置の速度制御方法及び搬送装置の制御プログラム |
| CN106584418A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-04-26 | 武汉慧能机器人科技有限公司 | 全向机器人及其控制方法 |
| CN111949016A (zh) * | 2020-06-21 | 2020-11-17 | 珠海市一微半导体有限公司 | 融合激光和imu数据的障碍检测方法、芯片以及机器人 |
| JP2022030712A (ja) * | 2020-08-07 | 2022-02-18 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | キャリアパレット車及びキャリアパレット車の誘導方法 |
| CN116136696A (zh) * | 2021-11-16 | 2023-05-19 | 财团法人工业技术研究院 | 载具头向补偿方法及系统 |
-
1997
- 1997-02-10 JP JP9027103A patent/JPH10222225A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103186140A (zh) * | 2011-12-29 | 2013-07-03 | 财团法人工业技术研究院 | 移动平台的导航方法与系统 |
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| JP6109435B1 (ja) * | 2016-04-15 | 2017-04-05 | 三菱電機株式会社 | 搬送装置、搬送装置の速度制御方法及び搬送装置の制御プログラム |
| WO2017179204A1 (ja) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | 三菱電機株式会社 | 搬送装置、搬送装置の速度制御方法及び搬送装置の制御プログラム |
| CN106584418A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-04-26 | 武汉慧能机器人科技有限公司 | 全向机器人及其控制方法 |
| CN106584418B (zh) * | 2016-12-21 | 2023-10-20 | 武汉慧能机器人科技有限公司 | 全向机器人及其控制方法 |
| CN111949016A (zh) * | 2020-06-21 | 2020-11-17 | 珠海市一微半导体有限公司 | 融合激光和imu数据的障碍检测方法、芯片以及机器人 |
| JP2022030712A (ja) * | 2020-08-07 | 2022-02-18 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | キャリアパレット車及びキャリアパレット車の誘導方法 |
| CN116136696A (zh) * | 2021-11-16 | 2023-05-19 | 财团法人工业技术研究院 | 载具头向补偿方法及系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040323 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040720 |