JPS61109113A - 無人搬送車の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は無人搬送車と基準位置との離隔距離を測定しつ
つ、当該無人搬送車の走行を制御する無人搬送車の走行
制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より予め設定された走行経路に従い自動走行する無
人搬送車がある。

ところで上記無人搬送車には、走行経路に設けられた電
磁誘導線やガードレール等を道案内として走行する案内
装置を用いた無人搬送車と、走行経路を予め記憶し、車
輪の回転数やステアリング角度等から求められる自分の
位置と比較しつつ自動走行するといった案内装置を用い
ない無人搬送車とがある。そして上記前者の案内装「Ｃ
を用いた無人搬送車にあっては、その走行経路にＴ４磁
誘導線やガードレール等を設ける必要があることから、
工事に手間がかかり、またその経路を容易に変更できな
いという問題があり、近年では上記後者の案内装置を用
いず、完全に自立走行づる無人搬送車が有望とされてい
る。

ところがこの種の無人搬送車の場合、単に車輪の回転数
やステアリング角度等から自分の位置を認識していると
、各センサからの検出誤差が８１（Ｄされてゆき、場合
によっては目標経路とは全く異なる経路を走行するよう
になってしまうことがある。そこで近年、その対策とし
て例えば特開昭５７−６２４２２号公報にて開示されて
いる姐く、走行経路上に設けられたランドマークにより
無人搬送車の左右の偏差、進行方向の偏差を検知してそ
の軌道を修正すると共に、単にランドマークのみからで
は精度よく軌道が修正できない箇所には走行経路上に光
学式あるいは電ＶＩｔｉ誘導式の補正ゾーンを設けて車
両の姿勢を正規の姿勢に補正するよう構成された無人搬
送車の走行制御装置、あるいは特開昭５７−１８２２０
９号公報に開示されている如く、車両に回転可能な投受
光機を設けると共に、走行経路近傍に回帰反射板を設け
、車両の回帰反射板に対する相対位置を検出しつつ車両
を自動走行させる無人搬送車の走行制御１１装置が提案
されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記前音のランドマークと補正ゾーンとを
用いて車両を軌ｆ３修正する方法の場合、ランドマーク
は床に設けられるので汚れ易く、車両通過時にランドマ
ークを良好に検知できなくなるといった問題や、補正ゾ
ーンが走行経路上に設けられるのでその走行経路を変更
する際に工事が必要となるといった問題が生ずる。また
上記後者の回帰反射板と投受光機とから車両の位置をＷ
１認し、車両を自動走行させる方法の場合には、一旦車
両を停止させ、異なる位置に設けられた回帰反射板の設
置方向を検出し、その角度差と２個の回帰反ｔＪＩＪ板
の離隔距離とを基に複雑な幾何も１算を行なわないと車
両位置が求められないといった問題がある。つまりこの
場合には、走行しながら車両の位置を検出することはで
きず、また計算に時間がかかつてしまうという問題が生
ずるのである。

そこで本発明は上記問題点に鑑みなされたちのであって
、車両が走行しながら簡単な計算で自分の位置を認識す
ることができ、しかも予め設定される走行経路の変更を
容易に実行できるようにした無人搬送車の走行制御装置
を提供することを目的としでいる。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達するための木発咀の構成は、第１図に示
す如く、 無人搬送車Ｍ１の走行経路近傍の所定の位置に設けられ
、入射光を所定の角度差αで２方向に反射する反射部材
Ｍ２と、 上記無人搬送車Ｍ１に設けられ、 上記反射部材Ｍ２を照射する投光部材Ｍ３と、該投光部
材Ｍ３の照射により上記反射部材Ｍ２から反射される２
本の反射光を各々受光する２個の受光部材Ｍ４と、 上記各受光部材Ｍ４における反射光の受光位置を検出す
る受光位置検出手段Ｍ５と、 該検出された上記各受光部材Ｍ４の受光位置に基づき当
該無人搬送車Ｍ１と上記反射部材Ｍ２との離隔距離を算
出づる離隔距ｔｉ１ｉ出手段Ｍ６と、該算出された離隔
距離に応じて当該無人搬送車Ｍ１の走行を制御する走行
制御手段Ｍ７と、を備えたことを特徴とする無人搬送中
の走行制ｔＩＩ′Ｊ装置を要旨としている。

［作用］ ここで上記反射部ＵＭ２としては、入射光を所定の角度
差αで２方向に反射することのぐきる反射体であれば何
でもよく、例えば反射面が放物線状に形成された凹面＃
Ａ―、相隣り合う２板の反射面が所定の角度（π＋α）
／２をなすよう形成された複数の反射面からなる反射板
等、反射面が鏡面からなるもの、あるいはガラスや樹脂
等にて形成されたプリズムからなるもの等を用いること
ができる。

また投光部材Ｍ３としては、２本の反射光を各受光部材
Ｍ４にて受光できる程度の光量ぐ反射部材Ｍ２方向に光
を放射できるものであればよいが、例えば外光と異なる
所定の光を投光するようにすれば、外光には全く影響さ
れずに受光部材Ｍ４にて反射光を受光することができる
ようになる。また外光と区別するために、例えば所定の
周波数で０Ｎ−ＯＦＦされた光を投光するようにしても
よい。

次に各受光部材Ｍ４は上記投光部材Ｍ３の照射による反
射部材Ｍ２からの２本の反射光を夫々受光するためのも
のであるが、この受光部材Ｍ４としては、例えばフォト
トランジスタ、フォトダイオード等受光に応じた信号を
出力することのできる、いわゆる受光素子を用いればよ
い。また受光位置は無人搬送車Ｍ１の２次元位置に応じ
て変化するしのであることから、例えばＤＣモータ等を
用いて各受光部材Ｍ４を移動させ、対応する反射光を受
光できる位置に制御するとか、あるいは受光部材Ｍ４に
複数の受光素子が連設されたものを用い、いずれかの受
光素子により反射光が受光できるようにすればよい。

尚、上記反射部材Ｍ２が入射光を所定の角度差αで２方
向に反射するよう構成されていることから、各受光部材
Ｍ４にて各反射光を各々受光できるようにするためには
、上記投光部材Ｍ３を２Ｉｌ１１の受光部材Ｍ４の中央
に設ければよい。

また受光位置検出手段Ｍ５は上記各受光部材Ｍ４にて反
射光を受光した受光位置を検出するものであるが、この
受光位置検出手段Ｍ５としては、上記前者のように受光
部材Ｍ４が追従移動するようにした場合にはその位置を
検出することのできるポテンショメータ等から構成すれ
ばよく、上記後者のように受光部材Ｍ４を少数の受光素
子を用いて構成した場合には、どの受光素子により反射
光が受光されたかを検出する電気回路により構成すれば
よい。尚反射部材Ｍ２からの反射光は必ずしも受光位置
ｒ：１点に集中することはないので、実際には反射光の
中心となる光量が最も大きい点を受光位置として検出す
ればよい。

次に離隔距離算出手段Ｍ６は、受光位置検出手段Ｍ５に
て検出された各受光部ＵＭ４の反射光の受光位置に応じ
て、無人搬送車Ｍ１と反射部材Ｍ２との離隔距離を算出
するものであり、上記検出された各受光部材Ｍ４の反射
光の受光′位置と、反射部材Ｍ２により決定される入射
光と反射光とのなす角度αをパラメータとする演幹式を
用いて求めることができる。

そして走行＆１ＪｔｉＩ１手段Ｍ７においては上記離隔
距離算出手段Ｍ６にて求められる無人搬送車Ｍ１と反射
部材Ｍ２との離隔距離に応じて当該無人搬送車Ｍ１の走
行を制御することとなるのであるが、その方法としては
、例えば単に無人搬送車Ｍ１を所定の直線経路を往復さ
せるような場合には、その経路の延長線上に反射部材Ｍ
２を１個設け、その反射部材Ｍ２との離隔距離に応じて
駆動輪の回転方向や回転速度を制御することとなり、一
方無人搬送屯Ｍ１を複雑な走行経路で以て走行させる場
合には、その走行経路近傍の所定の位置に上記反射部材
Ｍ２を適宜設置し、無人搬送車Ｍ１の走行に従い順次求
められる各反射部材Ｍ２との離隔距離から車両の位置及
び走行方向を求め、車両の操舵装置をｉ、ｌＪ罪するこ
ととなる。つまり無人搬送車Ｍ１の目標とする走行経路
に応じてその制御は変更されるのである。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。

第２図は本実施例の無人搬送車及びその走行経路を示す
概略系統図であって、１０は無人搬送車、　　　　１１
及び１２は走行経路近傍の所定の位置に設けられ／ｊ反
反射、１３は無人搬送車１０の側面に設けられ、光を放
射する投光部材、１４及び１５は同じく無人搬送中１０
の側面に設けられ、反射板１１（又は１２）からの反射
光を受光する、複数の受光素子からなる受光センサアレ
ーをそれぞれ表わし、図示しないが無人搬送車１０には
、受光センサアレー１４及び１５からの信号を受け、各
受光ヒンサアレ−１４，１５における反射光の受光位置
を検出すると共に、その受光位置に応じて車両と反射板
１１との離隔距離を求め、走行経路の修正を行なう電子
制御回路が設けられている。

ここでまず反射板１１（又は１２）は、第３図に示す如
り、隣り合う２枚の而１６．１７が所定の角度（π＋α
）７／２をなすよう形成された複数の反射面を有し、投
光部材１２より町田された光を所定の角度αで２方向に
反射するよう構成されている。つまり第４図に示す如く
、２而１６．１７がなす角度を（π＋α）／２とすれば
、入射光と反射光とがなす角度はαとなることから、こ
の一対の・反射面を複数個並設すれば入射光の入射角に
対して所定の角度差αで以て反射される２本の反射光を
各受光ヒンザアレ−１４及び１５の受光面に集中させる
ことができるようになるのである。

次に無人ｌｉｔ？送Ｉａ１０内に設けられた電子制御回
路を第５図に示し説明する。

図に示１姐く電子１１ＪＩＩ１１回路２０は受光センサ
アレー１４を構成する受光素子１４ａ、１４ｂ、１４Ｃ
・・・、及び受光センサアレー１５を構成する受光素子
１５ａ１１５ｂ、１５ｃ・・・、から出力されるアナロ
グ信号をデジタル信号に変換し、その信号を取り込むと
共に、駆動輪の回転に応じて出力される回転数センサ１
０ａからのパルス信号を入力する入力部２１と、該入力
信号に応じて受光位置を検出し、その受光位置から無人
搬送車１０と反射板１１との離隔距離を算出し、無人搬
送車１Ｏの走行経路を咋正するといった一連の処理を実
行するＣＰＩＪ２２と、ＣＰＵ２２にて演咋処理実行の
際に用いられる制御プログラムやデータ等が予め記憶さ
れたＲＯＭ２３と、演範処理実行の際に必要なデータが
一時的に読み書きされるＩＩＡＭ２４と、上記投光部材
１３に照１１信号を出力すると共に、無人搬送中１０の
走（ｊ経路をβ１する際無人搬送車１０の操舵装置１０
ｂや制御装置１１Ｇに駆動信号を出力づる出力部２５と
、上記各部に？［ａを供給する電源部２Ｇとからなつ【
いる。

次に上記１Ｉｉｌｌ（［１回路２０の処理動作について
第６図に示すフローチャートに沿って説明する。

処理を開始するとまずステップ１０１を実行し、回転数
センサ１０ａから出力される信号に基づき求められる車
両の走行距離から、前回後述ステップ１１１の処理を実
行した後、重両が所定の距離だけ走行したか否かを７１
１　Ｉｌｌし、車両が所定の距離を走行していないと判
断するとそのまま本ルーチンの処理を終え、一方車両が
所定の距離を走行したと判断すると続くステップ１０２
に移行する。

ステップ１０２においては上記投光部材１３に照射（ｇ
号を出力し、続くステップ１０３にて投光部材１３の照
射による反射板１１からの２本の反射光を夫々受光する
受光センサアレー１４及び１５の受光位置を、投光部材
１３からの離隔距ｍ立０１、立０２として検出する。

次にステップ１０５においては、上記検出された受光位
置立０１、ｉ０２が等しいか否かを判断し、立０１−立
０２となるまでの間上記ステップ１０４と本ステップ１
０５の処理をくり返し実行すべく１．１ＯＩＪｔ−立０
２の場合にはステップ１０４に移行する。

一方立０１＝文０２となると続くステップ１０６に移行
して、その時点での反射板１１（又は１２）と無人搬送
車１０との離隔距離しを次式６式％ を用いて算出する。・ 尚、上記ステップ１０３及びステップ１０４にて受光位
置立０１、立０２が等しくなる点を求めているのは、車
両走行中には受光位置立０１及び立０２が順次変化して
ゆき１，１ｏｉ＝立０２どなるのは、第７図に示す如く
、投光部材１３の正面に反１１）１板１１が位置する時
であって、その地点Ｃ”　（ｒ）　Ｉｌｌ隔距離しが上
式により最も簡単に求められるからである。

このようにして離隔距＃１−が算出されると、続くステ
ップ１０７に移行する。そしてスうツブ１０７に４３い
ては前回の処理の際に求められた無人搬送車１０と反射
板１１との離隔距離１−（ｎ−１１と、今回求められた
離隔距１１ｔｌ−との偏差ΔＬを次式６式％（１） より求め次ステツプ１０８に移行する。

そしてステップ１０８においては一トｉｉＷ求められた
偏差ΔＬと、反射板１１と反射板１２との離隔距１！Ｉ
Ｒをパラメータと４６次式 ％式％ を用いて、それら２個の反射板１１及び１２を結ぶ直線
に対する無人搬送車１０の走行経路の傾きθを求める。

次にステップ１０９においては上記ステップ１０Ｇ及び
ステップ１０８にで求められた離隔距離り及び傾ぎθを
基に目標とする走行経路に応じて操舵装置１０ｂや制御
装置１０Ｃ等に駆動信号を出力し、車両の走行を制御す
る。

ここで上記ステップ１０７ないしステップ１０９の処理
を、例えば第８図の点線で示すように車両の目標とする
走行経路が反射板１１及び１２の設置点Ａ及びＢを結ぶ
線分ＡＢに平行するもので、実際には車両が実線で示す
如き経路で以て走行したものとじて説明する。この場合
前回の処理の際に求められた離隔距離りを図に示７１Ｌ
１、今回求められた離隔距離しを図に示すＬｌとすると
、ステップ１０７にて求められる偏差ΔＬは（Ｌｌ−Ｌ
ｌ）となる。そしてステップ１０８では偏差ΔＬと線分
ＡＢの長さＲとから傾きθを求めステップ１０９にて走
行経路を修正すべく、傾きθに離隔距離Ｌ２をパラメー
タとして設定される補正用Δθを加算した値で操舵装置
１０ｂを操舵する。

このようにしくスフ−ツブ１０９の処理を終Ｊ′！Ｊる
と続くステップ１１０に移行して、今回上記ステップ１
０６にて求められた離隔距！ｉＩＬを次回の処理のため
にＬ　（ｎ−１）として記憶すると共に、ステップ１１
１を実行し、次回の処理の際にステップ１０１の判定処
理を実行するために、車両の走行距離を−Ｈクリアして
本ルーチンの処理を終了する。

以上詳述した如く、本実施例では無人搬送中の走行経路
近傍に所定角度で入（ト）光を２方向に反射する反射板
１１（又は１２）を設けると技に無人搬送中１０側面に
投光部材１３と各反射光を受光する受光レンリーアレ−
１４及び１５を設け、車両走行中に受光センサアレー１
４及び１５にて反射光を受光した受光位置が等しくなっ
た地点における無人搬送中１０と反（ト）板１１（又は
１２）との離隔距離りを求め、その離隔距離りに基づき
求められる車両の走（１経路を予め設定された目標とす
る走行経路に修正するようにしている。従って車両の実
際の走行経路を車両を停止することなく検出りることが
（゛さ車両の走（」中にこの軒路を良好に修正すること
ができるようになる。

ここで上記実施例では反射部材として反射面が所定の角
度に形成された反射板１１（又は１２）を用いたが、例
えばガラス、アクリル、ポリカーボネート等からなるプ
リズムを用いて形成することができる。以下その形状及
び反射特性を第９図及び第１０図を用いて説明する。

第９図及び第１０図は反射部材として用いられるプリズ
ムの形状を表わし、第９図は上面図、第１０図は側面図
である。図から明らかな如く、このプリズムは投光部材
１３からの入射光を受ける受光面３０が平面とされ、そ
の後部に前述の反射板１１（又は１２）の如き形状の反
射面３１が形成されている。そして受光面３０にて反射
される反射光がそのまま前記受光レンサアレ−１４及び
１５に入射されないよう、つまり受光面３０が入射光と
直交しないように垂直方向に所定の角度θｙ１で１ｌｒ
ｌ斜されている。また反射面３１も入射光がプリズム内
に入射した際屈折することを考慮して垂直方向に所定の
角度θｙ２で傾斜されている。

尚上記角度θｙ１及びθｙ２の設定は、まず反射面３１
から直接反射される反射光が受光センサアレー１４に影
響しないようθｙ１を設定し、次にその角度θｙ１で以
て光を入射した際プリズムの材料の持つ屈折率λで以て
屈折される角度θｙ３を求め、次式 ％式％ を用いて角度θｙ２を設定すればよい。従って第１０図
に示す如く、プリズム内に入射された光は上下方向には
変化せずそのまま水平に反射されることとなる。

一方反制面３１の角度はθｘ１はプリズムの屈折率λを
考慮して、入射光と反射光とのなす所望の角度θＸ２が
１ｑられるように、 θｘ１＝（π／２）＋（θｘ２／２λ）より算出し、形
成されている。つまり角度θＸ２は屈折率によりプリズ
ム内ではθ×３（−θｘ２／λ）となることから上式を
用いて算出できるのである。

このように反射部材をプリズムにより形成づると、製造
面で曲記反射板を作成するよりも簡単に作成することが
できるようになる。即ち反射板を作成する場合、反則面
を形成した後アルミニウム等の金属を蒸着して光を反射
できるようにするのであるが、入射光を所定の角度で精
度よく反射するにはその面を均一にする必要があり、そ
Ｗ作成が難しく、一方、プリズムを用いる場合にはその
面を研磨するだけでよいことから、その作成が容易であ
るからである。

また反射部材をプリズムにて形成する場合、その反射面
を上記のように所定の角度を形成する２面を並設したも
のとするのではな°（、頂点が所定の角度に形成された
正三角錐を複数個設けることによっても作成することが
できる。尚これは反射板にも適用できるが、その作成は
より困難となろう。

次に上記実施例では受光部材に複数の受光素子からなる
受光センサアレー１４を用いるものとして説明したが１
個の受光素子を用い、その位置をモータ等で追従移動さ
せると共にポテンショメータ等を用いて受光位置が検出
でさるようにすれば上記実施例の装置を実現することが
できる。

更に上記実施例では無人搬送車１０が反射板１１（又は
１２）の前方を横切る走行経路で以って走行制ｍ１され
るものとして説明したが、例えば無人搬送中の１１θ方
に反射板を設ｄりるとＪ（に、無人搬送車の全面に投光
部材と２個の受光ヒンサアレーを設け、無人搬送車を反
射板を用いて誘導するものとすることができる。尚この
場合、上記電子制御回路２０にで実行される制御プログ
ラムを変更し、単に反射板と無人搬送中との離隔距離を
口出するのではなく、第１１図に示す如く、投光部材を
原点として受光センサアレ一方向に延びる直線をＸ軸、
Ｘ軸に対する垂線をＹ軸とし、車両走行中に反射板の無
人搬送中に対する位置出１ｆ！（Ｘ、ｙ）を求めつつ、
その走行を制御するようにしてもよい。そしてこの位置
出１ｆＡ（ｘ、ｙ）の値は、各受光センサアレーの受光
位置と投光部材との離隔距離立１１．Ｑ、２を検出し、
この値をパラメータとする次式 ％式％）） ただしΔ交＝文１−ｉ２、立＝立１＋立２を用いて求め
ることがてきる。尚上記Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄｌは反射板により入射光と反射光とがなす角度αによ
って決定される定数である。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明の無人搬送車の走行制御装置
においては、無人搬送車の走行経路近傍に入射光を所定
の角度で２方向に反射する反射部材を設けると共に、無
人搬送車に上記反射部材を照射する投光部材と」−記反
射部材より反射される２本の反射光を夫々受光する２個
の受光部材とを設け、各受光部材における反射光の受光
位置を基に無人搬送車と反射部材との離隔距離を求め、
無人搬送車の走行をＬｌｌ　ｌｉｔするよう構成されて
いる。

従って車両の位置を、走行を一旦停止することなく簡単
に求めることができるようになる。また車両の走行経路
床下に電磁誘導線等を設けることなく車両の走行を制御
できるので、走行経路変更に際しては反射部材の取り付
は位置を変更するだけでよく、容易に実（テすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を表わすブロック図、第２図ない
し第８図は本発明の一実施例をホし、第２図は本実施例
の無人搬送車及びその走行経路を示す概略系統図、第３
図は反射板１１（又は１２）を表わす斜視図、第４図は
反射板１１〈又は１２〉の反射面を表わす説明図、第５
図は電子制御回路２０の構成を表わすブロック図、第６
図は電子制御回路２０の動作を表わすフ【コーチシー１
−１第７図及び第８図はその動作を説明する説明図、第
９図及び第１０図は反射部材をプリズムにて形成した場
合の構成を示し、第９図はその上面図、第１０図はその
側面図、第１１図は無人搬送車を反射板にて誘導するよ
うにした場合の、無人搬送中に対する反射板の位置座標
の求め方を説明する説明図である。 Ｍｌ、１０・・・無人搬送車 Ｍ２　　　・・・反射部材 Ｍ３．１３・・・投光部材 Ｍ４　　　・・・受光部材 Ｍ５　　　・・・受光位置検出手段 Ｍ６　　　・・・離隔距ｐｍ停出手段 Ｍ７　　　・・・走行制御手段 １１．１２・・・反射板 １４．１５・・・受光センサアレー ２０　　　・・・電子制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 無人搬送車の走行経路近傍の所定の位置に設けられ、入
   射光を所定の角度差で２方向に反射する反射部材と、 上記無人搬送車に設けられ、 上記反射部材を照射する投光部材と、 該投光部材の照射により上記反射部材から反射される２
   本の反射光を各々受光する２個の受光部材と、 上記各受光部材における反射光の受光位置を検出する受
   光位置検出手段と、 該検出された上記各受光部材の受光位置に基づき当該無
   人搬送車と上記反射部材との離隔距離を算出する離隔距
   離算出手段と、 該算出された離隔距離に応じて当該無人搬送車の走行を
   制御する走行制御手段と、 を備えたことを特徴とする無人搬送車の走行制御装置。