JPH1039927A - Position calculation method for automatic guided vehicle operation - Google Patents

Position calculation method for automatic guided vehicle operation

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JPH1039927A
JPH1039927A JP8215008A JP21500896A JPH1039927A JP H1039927 A JPH1039927 A JP H1039927A JP 8215008 A JP8215008 A JP 8215008A JP 21500896 A JP21500896 A JP 21500896A JP H1039927 A JPH1039927 A JP H1039927A
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JP
Japan
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guided vehicle
automatic guided
gyro
autonomous operation
calculating
Prior art date
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Application number
JP8215008A
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Japanese (ja)
Inventor
Harumasa Yamamoto
治正 山本
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Hitachi Kiden Kogyo Ltd
Original Assignee
Hitachi Kiden Kogyo Ltd
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Publication date
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  • Gyroscopes (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無人搬送車の誘導制御が行えない領域を、ジ
ャイロによる姿勢角の計測と、搬送車の車輪の回転量か
ら位置を算出する演算方法を、条件を限定することによ
り高速に演算することができる無人搬送車の自律運転時
の位置演算方法を提供する。 【解決手段】 無人搬送車1に搭載したジャイロ4の姿
勢角と、移動距離により自律運転を行う無人搬送車1の
自律運転時の位置演算方法において、姿勢角の計測値の
演算を、姿勢角の正弦、余弦をテーブル参照により高速
に演算することを特徴とする。
(57) [Problem] To restrict conditions for an arithmetic method for measuring a posture angle using a gyro and calculating a position from an amount of rotation of a wheel of a carrier in an area where guidance control of the automatic guided vehicle cannot be performed. The present invention provides a position calculation method at the time of autonomous operation of an automatic guided vehicle, which can calculate at high speed. SOLUTION: In the position calculation method of the automatic guided vehicle 1 which performs the autonomous operation based on the attitude angle of the gyro 4 mounted on the automatic guided vehicle 1 and the moving distance, the calculation of the measured value of the attitude angle is performed by the attitude angle. Sine and cosine are calculated at high speed by referring to a table.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、無人搬送車の自律
運転時の位置演算方法に関し、特に誘導路として床面に
部分的に磁気テープや反射テープを敷設して磁気誘導、
光学誘導を行えない部分をジャイロとエンコーダとによ
り搬送車の位置計測によって自律運転を高速に、かつ精
度良く行うようにした無人搬送車の自律運転時の位置演
算方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for calculating the position of an automatic guided vehicle during autonomous driving.
The present invention relates to a position calculation method for an autonomous guided vehicle in which autonomous driving is performed at high speed and with high accuracy by measuring the position of the guided vehicle using a gyro and an encoder in a portion where optical guidance cannot be performed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、工場や倉庫等において予め定めた
コースに沿って物品を無人にて移載搬送する方式とし
て、工場等の床面に走行コースに沿って誘導路を形成
し、この誘導路を無人搬送車に搭載したセンサーにて検
出して無人搬送車が走行、ステーション位置での停止、
物品の移載等を行うようにしている。そしてこの誘導路
としては、一般に磁気テープによる磁気誘導、反射テー
プによる光学誘導を採用している。コーナ等誘導路を床
面に敷設できない部分は無人搬送車に搭載した自律運転
装置にて走行するようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of unmannedly transferring and transporting articles along a predetermined course in a factory or a warehouse, a guideway is formed on a floor surface of a factory or the like along a traveling course, and the guideway is formed. The automatic guided vehicle travels by detecting the road with a sensor mounted on the automatic guided vehicle, stops at the station position,
It is designed to transfer goods. As the guide path, a magnetic guide using a magnetic tape and an optical guide using a reflective tape are generally employed. Parts such as corners where a taxiway cannot be laid on the floor are driven by an autonomous driving device mounted on an automatic guided vehicle.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記、従来の無人搬送
車における自律運転時の位置演算としてMPU(MicroP
rocessing Unit)を用いて整数演算をしている。しか
し、一般には整数演算の時間は浮動小数点演算に対し、
高速で演算でき、整数演算においては加減算は乗算より
も処理時間が短い。さらに乗算と除算では乗算の方が処
理時間が短い。このため演算を高速で実行するためには
時間のかかる除算や乗算の演算回数を減らすこと、アル
ゴリズムを精選し、繰り返しの演算などの回数を減らし
演算時間を短くすることが必要である。また、機械制御
を対象とした実時間制御では、演算時間がクリティカル
な条件においてもシステムが安定に動作する一定時間以
内に演算し、制御出力として出力しなければならない。
このため演算時間が短く、かつ最悪条件においても演算
時間が確定している演算方法が求められている。本発明
は、上記従来の無人搬送車の自律運転時の位置演算方法
の有する問題点を解決し、無人搬送車の誘導制御が行え
ない領域を、ジャイロによる姿勢角の計測と、搬送車の
車輪の回転量から位置を算出する演算方法を、条件を限
定することにより高速に演算することができる無人搬送
車の自律運転時の位置演算方法を提供することを目的と
する。
As described above, the position calculation at the time of autonomous operation in the conventional automatic guided vehicle is performed by MPU (MicroP
Integer operation is performed by using a rocessing unit. However, in general, the time of integer operation is longer than that of floating point operation.
The operation can be performed at high speed, and the processing time of addition and subtraction in integer operation is shorter than that of multiplication. Further, in multiplication and division, the processing time of multiplication is shorter. Therefore, in order to execute the operation at a high speed, it is necessary to reduce the number of time-consuming division and multiplication operations, to carefully select an algorithm, to reduce the number of repetition operations and the like, and to shorten the operation time. Further, in real-time control for machine control, even when the calculation time is critical, the calculation must be performed within a fixed time during which the system operates stably and output as a control output.
Therefore, there is a demand for an operation method in which the operation time is short and the operation time is determined even under the worst conditions. The present invention solves the problems of the position calculation method of the conventional automatic guided vehicle during autonomous driving described above, and measures an attitude angle using a gyro, an area in which guidance control of the automatic guided vehicle cannot be performed, and a wheel of the guided vehicle. It is an object of the present invention to provide a position calculating method for autonomous operation of an automatic guided vehicle, which can calculate a position from an amount of rotation of the automatic guided vehicle at a high speed by limiting conditions.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の無人搬送車の自律運転時の位置演算方法
は、無人搬送車に搭載したジャイロの姿勢角と、移動距
離により自律運転を行う無人搬送車の自律運転時の位置
演算方法において、姿勢角の計測値の演算を、姿勢角の
正弦、余弦をテーブル参照により高速に演算することを
特徴とする。
In order to achieve the above object, a position calculation method of an automatic guided vehicle according to the present invention at the time of autonomous driving is provided. In the position calculation method performed during autonomous operation of the automatic guided vehicle, the measurement of the posture angle is calculated at high speed by referring to a table with the sine and cosine of the posture angle.

【0005】上記の構成からなる本発明の無人搬送車の
自律運転時の位置演算方法においては、誘導制御を行え
ない領域をも自律運転することができる。
[0005] In the position calculation method of the present invention having the above configuration during autonomous operation of the automatic guided vehicle, autonomous operation can be performed even in an area where guidance control cannot be performed.

【0006】また、本発明の無人搬送車の自律運転時の
位置演算方法は、無人搬送車に搭載したジャイロの姿勢
角と、移動距離により自律運転を行う無人搬送車の自律
運転時の位置演算方法において、演算を、自律運転の範
囲を制限して行うことを特徴とする。
In addition, the method of calculating the position of an automatic guided vehicle during autonomous operation according to the present invention is a method of calculating the position of an automatic guided vehicle that performs autonomous operation based on the attitude angle of a gyro mounted on the automatic guided vehicle and the moving distance. The method is characterized in that the calculation is performed while limiting the range of autonomous driving.

【0007】上記の構成からなる本発明の無人搬送車の
自律運転時の位置演算方法においては、演算のオーバー
フローを発生させずに演算することができる。
In the position calculation method for the automatic guided vehicle of the present invention having the above-described configuration, the calculation can be performed without causing the calculation overflow.

【0008】また、本発明の無人搬送車の自律運転時の
位置演算方法は、無人搬送車に搭載したジャイロの姿勢
角と、移動距離により自律運転を行う無人搬送車の自律
運転時の位置演算方法において、演算を、マイコンでの
2進数表現の高速演算とすることを特徴とする。
Further, the method of calculating the position of an automatic guided vehicle during autonomous operation according to the present invention is a method of calculating the position of an automatic guided vehicle that performs autonomous operation based on the attitude angle of a gyro mounted on the automatic guided vehicle and the moving distance. The method is characterized in that the operation is a high-speed operation in a binary representation in a microcomputer.

【0009】上記の構成からなる本発明の無人搬送車の
自律運転時の位置演算方法においては、無人搬送車の位
置をエンコーダ、ジャイロにて計測し、この計測値をマ
イコンにより高速で演算することができるので、無人搬
送車の自律運転を正確に、かつ高速で行える。
In the position calculation method for the automatic guided vehicle of the present invention having the above configuration, the position of the automatic guided vehicle is measured by an encoder and a gyro, and the measured value is calculated at a high speed by a microcomputer. Therefore, the autonomous operation of the automatic guided vehicle can be performed accurately and at high speed.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の無人搬送車の自律
運転時の位置演算方法の実施の形態を図面に基づいて説
明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an automatic guided vehicle position calculating method according to an embodiment of the present invention.

【0011】図において1は自動的に予め床面に敷設し
た誘導路に従って走行する無人搬送車で、この無人搬送
車1には従来と同じように走行用の車輪W及びその駆動
装置10を配設し、電源、さらには制御装置を搭載す
る。また、床面には誘導路として磁気テープ5、6を設
定した走行路に沿って敷設する。図示の実施例では、こ
のテープを磁気テープとしたが、反射テープとすること
も可能である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an automatic guided vehicle that automatically travels along a guideway laid on the floor in advance. The automatic guided vehicle 1 is provided with traveling wheels W and a driving device 10 as in the conventional case. And a power supply and a control device. In addition, magnetic tapes 5 and 6 are laid on the floor along a traveling path on which magnetic tapes 5 and 6 are set. In the illustrated embodiment, this tape is a magnetic tape, but it may be a reflective tape.

【0012】磁気テープ5、6は床面に予め定めた走行
路に沿って敷設するが、これは一般的に床面に貼着す
る。この場合磁気テープ5、6を貼着できない箇所、例
えば図示のように曲線路等は磁気テープを貼着すること
なく一方の磁気テープ5による走行路から他方の磁気テ
ープ6による走行路へは予め定めた自律運転軌跡7に沿
って無人搬送車1に搭載した自律装置にて自動走行する
ようにする。
The magnetic tapes 5 and 6 are laid on a floor along a predetermined traveling path, and are generally attached to the floor. In this case, a portion where the magnetic tapes 5 and 6 cannot be attached, for example, a curved road or the like as shown in FIG. An autonomous device mounted on the automatic guided vehicle 1 automatically travels along the determined autonomous driving locus 7.

【0013】無人搬送車1の誘導制御の行えない領域を
自律運転するためのセンサとして、無人搬送車1の車体
の中心にサグナック効果を利用した光ファイバジャイ
ロ、あるいは圧電素子に作用するコリオリの力を利用し
た圧電ジャイロ等の車体の姿勢角を計測するジャイロ4
を設けるとともに、無人搬送車1の車体の移動量を量る
ために、車輪Wにエンコーダ2、3を配設する。
As a sensor for autonomously driving an area where guidance control of the automatic guided vehicle 1 cannot be performed, an optical fiber gyro utilizing the Sagnac effect at the center of the body of the automatic guided vehicle 1 or a Coriolis force acting on a piezoelectric element Gyro 4 that measures the attitude angle of a vehicle body such as a piezoelectric gyro using
And encoders 2 and 3 are arranged on the wheels W in order to measure the amount of movement of the vehicle body of the automatic guided vehicle 1.

【0014】ジャイロ4は回転の角速度を検出し、この
検出値を積分することにより角度を求めるとともに、車
輪Wに設けるエンコーダは、異なる2つの車輪に配設す
るもので、これは図示のように前後の車輪に配設する
か、左右の2輪の速度差にて無人搬送車1の操舵をする
場合は左右の2車輪に配設する。この2つのエンコーダ
2、3の発生パルスの平均により無人搬送車1の移動距
離を求め、また、無人搬送車1の位置を演算するために
汎用のMPUを使用した演算装置(マイコン)を配設す
るものである。
The gyro 4 detects the angular velocity of rotation and obtains an angle by integrating the detected value, and the encoder provided on the wheel W is disposed on two different wheels, as shown in the figure. It is disposed on the front and rear wheels or on the left and right two wheels when the automatic guided vehicle 1 is steered by the speed difference between the left and right two wheels. An arithmetic unit (microcomputer) using a general-purpose MPU is provided to determine the moving distance of the automatic guided vehicle 1 by averaging the pulses generated by the two encoders 2 and 3, and to calculate the position of the automatic guided vehicle 1. Is what you do.

【0015】さらに、床面には磁気テープ5の終端位置
に沿って自律運転開始マーク8を配設するが、この自律
運転開始マーク8は永久磁石、鉄板等にて構成し、床面
に埋設固定するとともに、無人搬送車側には磁気テープ
5に沿って走行してきた無人搬送車1がこの自律運転開
始マーク8に達したとき検出できる位置にセンサ9を配
設する。
Further, an autonomous operation start mark 8 is provided on the floor surface along the end position of the magnetic tape 5, and the autonomous operation start mark 8 is formed of a permanent magnet, an iron plate, or the like, and is embedded in the floor surface. At the same time, a sensor 9 is provided on the automatic guided vehicle side at a position where the automatic guided vehicle 1 traveling along the magnetic tape 5 can detect when the automatic guided vehicle start mark 8 is reached.

【0016】次に、上述のように構成した無人搬送車1
の誘導走行について説明する。無人搬送車1を誘導制御
の行える区間では磁気テープ5、6による誘導制御(磁
気誘導)を行う。無人搬送車1はモータ等の駆動装置1
0で前輪あるいは後輪の双方を駆動すると、この前後の
車輪Wにはエンコーダ2、3が取り付けられているの
で、無人搬送車1の移動によって車輪Wが回転し、車輪
の回転によりエンコーダにてその移動量が計測されると
ともに、車体の中央に取り付けたジャイロ4にて予め定
めた一定の周期で姿勢角が計測される。
Next, the automatic guided vehicle 1 constructed as described above
Will be described. In the section where the guidance control of the automatic guided vehicle 1 can be performed, guidance control (magnetic guidance) using the magnetic tapes 5 and 6 is performed. The automatic guided vehicle 1 is a driving device 1 such as a motor.
When both the front wheels and the rear wheels are driven at 0, the encoders 2 and 3 are attached to the front and rear wheels W, so that the wheels W are rotated by the movement of the automatic guided vehicle 1, and the encoders are rotated by the rotation of the wheels. The amount of movement is measured, and the gyro 4 attached to the center of the vehicle body measures the attitude angle at a predetermined constant cycle.

【0017】このようにしてエンコーダにて無人搬送車
1の移動量に応じて発生する発生パルス値が、そしてジ
ャイロ4にて姿勢角が、それぞれ予め定めた一定の周期
で計測されつつ無人搬送車1は磁気テープ5による誘導
路に沿って走行し、やがて磁気テープ5の終端部に達し
て自律運転開始マーカ8をセンサ9にて検出すると、こ
のマーカ検出位置から無人搬送車1は自律運転を開始し
て事前に設定された自律運転軌跡7に従って運転し、次
の磁気テープ6に達するように運転する。無人搬送車1
が磁気テープ6の位置に達すると、その後は再度磁気テ
ープ6による誘導制御によりこの磁気テープ6に沿って
走行する。
In this way, the generated pulse value generated by the encoder in accordance with the amount of movement of the automatic guided vehicle 1 and the attitude angle by the gyro 4 are measured at predetermined fixed cycles, respectively. The vehicle 1 travels along the guide path formed by the magnetic tape 5 and eventually reaches the end of the magnetic tape 5 to detect the autonomous operation start marker 8 with the sensor 9. From this marker detection position, the automatic guided vehicle 1 starts autonomous operation. After the start, the operation is performed according to the autonomous operation locus 7 set in advance, and the operation is performed so as to reach the next magnetic tape 6. Automatic guided vehicle 1
Reaches the position of the magnetic tape 6 and thereafter travels along the magnetic tape 6 again under the guidance control by the magnetic tape 6.

【0018】このマーカ検出後の自律運転を行う区間の
演算方法を図2の座標に従って説明する。自律運転開始
マーカ8を検出時の車体の位置と方向を初期条件とし
て、この時刻をt0、位置をp0としてこれ以降、一定周期
Δtの間隔で姿勢角θ、移動距離Lを計測する。計測回数
n回の姿勢角度θn、Δtに移動距離をΔLnとすると、位
置Pnは次式となる。
A method of calculating a section in which autonomous driving is performed after the detection of the marker will be described with reference to the coordinates shown in FIG. With the position and direction of the vehicle body when the autonomous driving start marker 8 is detected as an initial condition, this time is set to t0, and the position is set to p0. Thereafter, the attitude angle θ and the moving distance L are measured at intervals of a constant period Δt. Number of measurements
Assuming that the movement distance is ΔLn for n posture angles θn and Δt, the position Pn is given by the following equation.

【0019】[0019]

【式1】 (Equation 1)

【0020】無人搬送車1の移動距離は前輪Wと後輪W
のエンコーダ2、3で計測し、前輪Wの計測値を Lfn、
後輪Wの計測値を Lrn、とすると、移動距離ΔLnは次式
となる。
The traveling distance of the automatic guided vehicle 1 is determined by a front wheel W and a rear wheel W.
And the measured values of the front wheels W are Lfn,
Assuming that the measured value of the rear wheel W is Lrn, the moving distance ΔLn is given by the following equation.

【0021】[0021]

【式2】 (Equation 2)

【0022】ジャイロの角度の計測値は、2の補数表現
された語長w1ビット、有効精度w2ビットで表される。
例とし2w1=16bit、有効精度w2=15bit、位置の演算
を語長32bitの固定少数点で行う。図3にジャイロの角
度の表示を示す。これは式3のようになる。
The measured value of the gyro angle is represented by a word length w1 bits expressed in two's complement and an effective precision w2 bits.
As an example, 2w1 = 16 bits, effective precision w2 = 15 bits, and position calculation is performed with a fixed decimal point having a word length of 32 bits. FIG. 3 shows the display of the gyro angle. This results in Equation 3.

【0023】[0023]

【式3】 (Equation 3)

【0024】この式で、正負で表現できる範囲が1だけ
異なることを示している。この例での角度表示の分解能
Raは次式となる。
This equation shows that the range that can be expressed by positive and negative is different by one. Angle display resolution in this example
Ra is given by the following equation.

【0025】[0025]

【式4】 (Equation 4)

【0026】ジャイロのデータを32ビット語長のデータ
に変換する方法は図4に示すようにする。即ち最下位ビ
ットから上位ビットに向かってw1ビット分は32ビット
のデータ領域にそのままコピーする。bitw1からbit31
の間はbitw1の値を31-(w1-1)ビット分コピーする。
The method of converting gyro data into 32-bit word length data is as shown in FIG. That is, w1 bits are copied as they are from the least significant bit to the most significant bit in the 32-bit data area. bitw1 to bit31
During the period, the value of bit w1 is copied for 31- (w1-1) bits.

【0027】汎用MPUのアッセンブリー言語では一般
に8ビットから16ビットのデータ変換、16ビットから32
ビットのデータ変換は、語長拡張命令として単一命令で
実行可能である。w1が8又は16等の8の整数倍以外の場
合は上記方法に従い語長の拡張をする。
In an assembly language of a general-purpose MPU, data conversion is generally performed from 8 bits to 16 bits, and from 16 bits to 32 bits.
Bit data conversion can be executed by a single instruction as a word length extension instruction. If w1 is not an integral multiple of 8 such as 8 or 16, the word length is extended according to the above method.

【0028】また、位置の演算にはジャイロの出力する
角度データに対し、その正弦(sin)と余弦(cos)が必要
で、演算時間を短縮するため、それぞれ角度を引数とし
て表を持つ。ジャイロの有効精度がw2ビットであるた
め表の大きさは2w2+1 あればよい。ジャイロの角度精度
がw2ビットに対し、表の精度をw3ビット(w2>w3)
に下げることが可能である。
In calculating the position, the sine (sin) and the cosine (cos) of the angle data output from the gyro are required. To reduce the calculation time, a table is provided with each angle as an argument. Since the effective precision of the gyro is w2 bits, the size of the table only needs to be 2 w2 + 1 . Gyro angle accuracy is w2 bits, while table accuracy is w3 bits (w2> w3)
It is possible to lower.

【0029】正弦の表をsin_tbl[n]、余弦の表をcos_
tbl[n]とし、添字の範囲はn=0,1,2,,,2w2+1−1の値
となる。w2=15ビットの場合は n=0,1,2,,,65535とな
る。この表の表現しうる精度としては表の大きさが2
w2+1であるとき、w2ビットの精度を持てば演算精度は
十分である。三角関数値と角度の関係は角度θが小さい
ときsinθ=θ、cos(π/2+θ)=θと近似でき、こ
の近傍が最も精度が要求されるが、関数値は引数とする
角度よりも大きくなり得ないためである。関数値は引数
となる配列の添字nに対し、下記の値を格納する。表の
精度をw3ビットに圧縮する場合は、それぞれw2=w3
となる。この表は実時間で作成する必要はなく、事前に
作成しROM(Read Only Memory)等の不揮発性メモリ
に格納し、随時参照する。
The sine table is sin_tbl [n], and the cosine table is cos_
tbl [n], and the subscript range is a value of n = 0, 1, 2,..., 2 w2 + 1 −1. If w2 = 15 bits, n = 0,1,2 ,,, 65535. The precision that this table can represent is 2
When w2 + 1 , the operation precision is sufficient if it has w2 bit precision. The relationship between the trigonometric function value and the angle can be approximated as sin θ = θ and cos (π / 2 + θ) = θ when the angle θ is small, and the accuracy is most required in the vicinity of this, but the function value is larger than the angle used as the argument. This is because it cannot be. The function value stores the following value for the subscript n of the array as an argument. When compressing the precision of the table to w3 bits, w2 = w3
Becomes This table does not need to be created in real time, but is created in advance, stored in a non-volatile memory such as a ROM (Read Only Memory), and referred to as needed.

【0030】[0030]

【式5】 (Equation 5)

【0031】ジャイデータのサンプリングをn回行った
ときの角度θnはジャイロの出力データをAnとすると
下記となる。三角関数の関数値は、ジャイロの出力デー
タの値に定数を加えた値を配列の添字として表を参照す
ることによって、きわめて短時間でその値を得ることが
できる。
When the gyro output data is An, the angle θ n when the gyro data is sampled n times is as follows. The function value of the trigonometric function can be obtained in a very short time by referring to the table as a subscript of the array with a value obtained by adding a constant to the value of the output data of the gyro.

【0032】[0032]

【式6】 (Equation 6)

【0033】次に、エンコーダによる移動距離の計測に
ついて説明する。実施例として無人搬送車の車輪Wの半
径をr=100mm、無人搬送車の走行速度をv=1m
/s、エンコーダの車輪1回転当たりの発生パルス数を
RP=2000pulse/rev、データのサンプリング間隔
を△t=50msの搬送車について説明する。エンコー
ダの距離計測の分解能Rは下記となる。エンコーダの計
数は、発生パルスの90°または180°で計数する事
も可能で、この場合は分解能が2倍または4倍となる。
Next, measurement of the moving distance by the encoder will be described. As an example, the radius of the wheel W of the automatic guided vehicle is r = 100 mm, and the traveling speed of the automatic guided vehicle is v = 1 m
/ S, the number of pulses generated per rotation of the encoder wheel is RP = 2000 pulses / rev, and the data sampling interval is Δt = 50 ms. The resolution R of the distance measurement of the encoder is as follows. The counting by the encoder can be performed at 90 ° or 180 ° of the generated pulse, and in this case, the resolution is doubled or quadrupled.

【0034】[0034]

【式7】 Equation 7

【0035】エンコーダの発生パルスPと距離Lの関係
は L=P・R となる。
The relationship between the pulse P generated by the encoder and the distance L is L = PR.

【0036】自律運転を行う領域を限定し、自律運転を
行う時間をTとし、このあいだにエンコーダの発生する
パルス数Sは最大で下記となる。
The time period during which the autonomous operation is performed is limited by limiting the area in which the autonomous operation is performed, and the number of pulses S generated by the encoder during this time is at most as follows.

【0037】[0037]

【式8】 (Equation 8)

【0038】エンコーダの発生パルス数は整数値で三角
関数値の表は小数点以下w2ビットの固定小数点表現の
数値であるので、座標の演算は、小数点以下w2ビット
の固定小数点で演算を行うとき、自律運転の区間を限定
し、その時間がTで制限されているならば演算中の桁あ
ふれ(オーバーフロー)は発生しない。これは次式で示
されるように、
The number of pulses generated by the encoder is an integer value, and the table of trigonometric function values is a fixed-point expression with w2 bits below the decimal point. If the section of the autonomous driving is limited and the time is limited by T, overflow during calculation does not occur. This is, as shown in the following equation,

【0039】[0039]

【式9】 [Equation 9]

【0040】となっており、32ビットの語長のデータ
で表現しうる数値の範囲内に収まるからである。発生パ
ルスを最大発生パルス数の2倍の値で評価するのは、後
述するように、除算をなくし演算時間を短縮するためで
ある。
This is because they fall within the range of numerical values that can be represented by data having a word length of 32 bits. The reason why the generated pulse is evaluated with a value twice the maximum number of generated pulses is to eliminate the division and shorten the calculation time, as described later.

【0041】位置の演算はサンプリング回数n回の位置
でのx座標xn、y座標ynは下記となる。
In the position calculation, the x coordinate x n and the y coordinate yn at the position where the number of times of sampling is n are as follows.

【0042】[0042]

【式10】 (Equation 10)

【0043】自律運転を開始するときの位置P0をP
0(0,0)とし、自律運転中の位置の変化を2Pnの形
で表せば以下のようになる。
The position P 0 at which the autonomous driving starts is represented by P
0 (0,0), comprising a change in position during autonomous operation as follows, if indicated by the form of 2P n.

【0044】[0044]

【式11】 [Equation 11]

【0045】この式の演算には整数の加減算および乗算
で構成されており、除算は存在しない。また汎用MPU
で時間の要する浮動小数点演算が必要ない。さらに条件
判別による分岐、演算過程でのオーバーフローの検証が
必要なく、きわめて高速で演算可能である。
The operation of this equation comprises addition and subtraction and multiplication of integers, and there is no division. General-purpose MPU
No need for time-consuming floating-point operations. Further, it is not necessary to verify the branch in the condition determination and the overflow in the operation process, and the operation can be performed at an extremely high speed.

【0046】また演算の精度をw2ビットからw3ビット
に下げる場合、あるいは位置を2PnでなくPnで求める
場合、MPUの持つビットの算術右シフト命令により1
語内のビットを上位ビットから下位ビットの方向に最上
位ビットの値を保持したままビットを移動するだけで2
の累乗の除算が実行でき、この場合に於いても演算の高
速性は失われることはない。
[0046] In the case lower the accuracy of the calculation to w3 bits w2 bits, or when obtaining the position P n rather than 2P n, the bit arithmetic right shift instruction with the MPU 1
A bit in a word is moved from the upper bit to the lower bit by moving the bit while maintaining the value of the most significant bit.
, And the high-speed operation is not lost in this case.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明の無人搬送車の自律運転時の位置
演算方法によれば、誘導制御を行えない領域をも自律運
転することができる。また、請求項2記載の発明によれ
ば、演算のオーバーフローを発生させずに演算すること
ができる。また、請求項3記載の発明によれば、無人搬
送車の位置をエンコーダ、ジャイロにて計測し、この計
測値をマイコンにより高速で演算することができるの
で、無人搬送車の自律運転を正確に、かつ高速で行え
る。
According to the position calculation method of the automatic guided vehicle of the present invention during autonomous operation, it is possible to operate autonomously even in an area where guidance control cannot be performed. According to the second aspect of the present invention, the calculation can be performed without causing the overflow of the calculation. According to the third aspect of the present invention, the position of the automatic guided vehicle is measured by the encoder and the gyro, and the measured value can be calculated at a high speed by the microcomputer, so that the autonomous operation of the automatic guided vehicle can be accurately performed. , And at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の無人搬送車の自律運転時の位置演算方
法の一実施例を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of a position calculation method for an automatic guided vehicle during autonomous operation according to the present invention.

【図2】自律運転を行う区間の位置を演算する座標の関
係を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a relationship between coordinates for calculating a position of a section in which autonomous driving is performed.

【図3】ジャイロの角度の表示方法を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a display method of a gyro angle.

【図4】ジャイロデータの語長の拡張説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an extended word length of gyro data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 無人搬送車 2 エンコーダ 3 エンコーダ 4 ジャイロ 5 磁気テープ 6 磁気テープ 7 自律運転軌跡 8 自律運転開始マーカ 9 センサ 10 電動機 W 車輪 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Unmanned guided vehicle 2 Encoder 3 Encoder 4 Gyro 5 Magnetic tape 6 Magnetic tape 7 Autonomous operation locus 8 Autonomous operation start marker 9 Sensor 10 Motor W Wheel

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 無人搬送車に搭載したジャイロの姿勢角
と、移動距離により自律運転を行う無人搬送車の自律運
転時の位置演算方法において、姿勢角の計測値の演算
を、姿勢角の正弦、余弦をテーブル参照により高速に演
算することを特徴とする無人搬送車の自律運転時の位置
演算方法。
1. A method for calculating a position of an automatic guided vehicle that performs autonomous operation based on a posture angle of a gyro mounted on the automatic guided vehicle and a moving distance, the method includes calculating a measured value of the posture angle by using a sine of the posture angle. And calculating the cosine at high speed by referring to a table during autonomous operation of the automatic guided vehicle.
【請求項2】 無人搬送車に搭載したジャイロの姿勢角
と、移動距離により自律運転を行う無人搬送車の自律運
転時の位置演算方法において、演算を、自律運転の範囲
を制限して行うことを特徴とする無人搬送車の自律運転
時の位置演算方法。
2. A method for calculating the position of an automatic guided vehicle that performs autonomous operation based on the attitude angle of a gyro mounted on the automatic guided vehicle and a moving distance, wherein the calculation is performed while limiting the range of the autonomous operation. A method for calculating the position of an automatic guided vehicle during autonomous driving.
【請求項3】 無人搬送車に搭載したジャイロの姿勢角
と、移動距離により自律運転を行う無人搬送車の自律運
転時の位置演算方法において、演算を、マイコンでの2
進数表現の高速演算とすることを特徴とする無人搬送車
の自律運転時の位置演算方法。
3. A position calculating method for an autonomous guided vehicle that performs autonomous driving based on a posture angle of a gyro mounted on the automated guided vehicle and a moving distance, the calculation is performed by a microcomputer.
A position calculation method for autonomous operation of an automatic guided vehicle, wherein high-speed calculation is performed in a hexadecimal representation.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5998953A (en) * 1997-08-22 1999-12-07 Minolta Co., Ltd. Control apparatus of mobile that applies fluid on floor
US6025687A (en) * 1997-09-26 2000-02-15 Minolta Co., Ltd. Mobile unit and controller for mobile unit
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JP2015095158A (en) * 2013-11-13 2015-05-18 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Movable body and traveling system

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