JPS62182811A - 電磁誘導式自動走行車 - 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】 及肌旦貝珀 ［産業上の利用分野］ 本発明は電磁誘導式自動走行車に関し、詳しくは、２経
路分岐合流のある走行路での誘導を好適に行ないえる電
磁誘導式自動走行車に関する。

［従来の技術］ 近年、工場や金庫構内あるいは大規模店舗等内での物流
の搬送を目的として、予め路面に埋設もしくは敷設され
た電磁誘導線により形成された走行路に沿って自動走行
する電磁誘導式自動走行車（いわゆる無人車）の普及が
進んでいる。こうした電磁誘導式自動走行車は、電磁誘
導線に流される所定周波数の電流（誘導電流）によって
その周りに発生される磁界を、ピックアップコイル等で
検出し、走行路に沿った自動走行を行なう。従って、２
経路が分岐合流する交差点の存在する走行路にあっては
、いずれの経路をとるかを電磁誘導式自動走行車に判別
させる手段が必要となる。

そこで従来より、分岐点での分岐を行なうために、分岐
点の手前で誘導路からはずれ、予めプログラムされた径
路にのっとって分岐後の走行路まで走行するものく例え
ば、特公昭５１−６３０１号公報の１自動走行車」）や
、分岐径路に沿って予め２本の電磁誘導線をイ５設して
おき一方向への誘導を行なうもの、あるいは電ｌａ誘導
線に流す誘導電流の周波数を切り換えて一方向への誘導
を行なうものなど、種々の電磁誘導式自動走行車が提案
されている。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、これらの電磁誘導式自動走行車には、以
下の如き問題がおった。

（１）　分岐点手前から電磁誘導線による誘導をはずれ
て分岐を行なうものでは、一時的にせよ電磁誘導線から
逸脱するので、充分な安全確保が行なえない場合が考え
られた。

（２）　また、予め２本の電ｖｉ１誘導線を布設するも
のでは、全走行路長に対して電ｌａ誘導線が余分に必要
となる上、電磁誘導線の埋設もしくは敷設の手間、工数
が増加するのみならず、車両の走行におわせて一方の電
磁誘導線を選択して誘導電流を流す必要があり、制御も
複雑化するという問題があった。また、走行路の変更に
よって分岐点が変わる毎に、２本の電磁誘導線の４５線
の設剖・施二［を行なわねばならず、繁雑な手間を必要
とした。

（３）　誘導電流の周波数を切換えるものでは、電磁誘
導式自動走行車に２つの周波数を切り換えて検出する装
置を搭載せねばならないという問題があ°つた。また、
電磁誘導線に誘導電流を流す発娠器も２台必要となる上
、電ｆｉ１誘導線も２本必要となるので上述した（２）
と同様の問題をも存在走行車を提供することを目的とし
てなされた。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は問題点を解決するた
めの手段として次の構成をとった。即ち、走行路を形成
する電ｖｉ１誘導線Ｍ１より発生される磁界の強度を車
両Ｍ２左右の所定の２箇所で各々検出する２個の磁気検
出手段Ｍ３と、該検出された左右の磁界の強度に基づき
車両Ｍ２を前記走行路に沿って誘導・制御する誘導手段
Ｍ４と、 を備えた電磁誘導式自動走行車において、前記誘導手段
Ｍ４は、 前記走行路が略直角に２経路交差する交差点のうら直進
以外が選択される交差点において、前記車両Ｍ２を、前
記２個の磁気検出手段Ｍ３が前記交差する他方の電磁誘
導線Ｍ６上に至った位置で停止させる交差点位置停止手
段Ｍ７と、該停止した車両Ｍ２を、前記２個の磁気検出
手段Ｍ３の略中間位置を中心に、それまで前記車両Ｍ２
が誘導されていた電ｆｉｉ誘導線Ｍ１が前記２個の磁気
検出手段Ｍ３によって検出される位置まで、その場で旋
回させる″スピンターン手段Ｍ８と、を備えたことを特
徴とする電磁誘導式自動走行車の構成がそれでおる。

ここで、走行路を形成する電磁誘導線Ｍ１（Ｍ６）は、
路面に埋設または敷設され、所定周波数の誘導電流を流
すことにより磁界を発生する電線であればよく、特に路
面に敷設するものでは、走行路の変更に容易に対応する
ことができる。

磁気検出手段Ｍ３は、電磁誘導線Ｍｌ　（Ｍ６）の周り
に発生する磁界の強度を検出するものでおり、車両Ｍ２
の左右の２箇所に取付けられる。こうした磁気検出手段
Ｍ３としては、ピックアップコイルを用いたもの、磁気
抵抗効果を用いたＳＤＭＥＮ気センサ、あるいはホール
素子を用いたもの等が知られている。誘導手段Ｍ４は、
２個の磁気検出手段Ｍ３によって検出された電磁誘導線
Ｍ１を挟む左右の磁界強度に基づいて、車両Ｍ２を走行
路に沿って誘導・制御するものであり、本発明において
は、交差点位置停止手段Ｍ７とスピンターン手段Ｍ８と
を備えたものである。これらは、各々ディスクリ−１・
な回路構成によって実現することもできるが、マイクロ
コンピュータ等を用いた論理演算回路として実現するこ
ともできる。

交差点位置停止手段Ｍ７は、走行路が略直角に２経路交
差する交差点のうり、電磁誘導式自動走行車が直進する
場合を除き、車両Ｍ２を、交差する他の電磁誘導線Ｍ６
を磁気検出手段Ｍ３が検出するに至った位置で停止させ
る手段であり、交差点前に設置されたマークプレートや
電ｍ誘導線Ｍ１の誘導電流に重畳して伝達された指令に
応じて直進以外の交差点を判別し、磁気検出手段Ｍ３が
他の電磁誘導線Ｍ６に流れる誘導電流を検出した位置で
車両Ｍ２を停止するよう構成することができる。磁気検
出手段Ｍ３は電磁誘導線Ｍ１を挾んで所定距離だけ離間
した位置に取り付けられており、通常誘導されている電
磁誘導線Ｍ１が磁気検出手段Ｍ３の直下に存在すること
はないので、他の電磁誘導線Ｍ６は容易に検出すること
ができる。

尚、交差点における走行の安全性の面から、直進する場
合にも交差点で停止させるよう構成しても何等差支えな
い。

スピンターン手段Ｍ８は、交差点位置停止手段Ｍ７によ
って停止した車両Ｍ２を、磁気検出手段Ｍ３によってそ
れまで車両Ｍ２が誘導されていた電磁誘導線Ｍ１が検出
される位置まで、その場で旋回させるものであり、走行
用の独立駆動の左右輪を各々逆回転させる駆動系（２輪
速度差制御系）などを用いて実現してもよいし、スピン
ターン専用の動力系を用いて実現してもよい。

［作用］ 上記構成を有する本発明の電磁誘導式自動走行車は、走
行路として形成された電磁誘導線Ｍ１に生じる磁界を、
車両Ｍ２左右に配設された磁気検出手段Ｍ３によって検
出し、誘導手段Ｍ４によってこの磁界強度に基づいて、
車両を走行路に沿って誘導・制御するが、走行路か２経
路略直角に交差する交差点であってＮ磁誘導式自動走行
車が直進以外を選択する交差点では、交差点位置停止手
段Ｍ７によって電磁誘導線Ｍ１に交差する他の電磁誘導
線Ｍ６上に磁気検出手段Ｍ３が至った位置で車両Ｍ２を
停止させ、更に、停止した車両Ｍ２をスピンターン手段
Ｍ８によって、磁気検出手段Ｍ３により電磁誘導線Ｍ１
が検出される位置まで、その場で旋回させる。

従って、本発明の電磁誘導式自動走行車は、２経路交差
する交差点において、選択される経路に応じて電磁誘導
線を複数用意したり、誘導周波数を切り換えるといった
必要がなく、交差点における経路変更を好適に行なうよ
う働く。

［実施例］ 以上説明した本発明の構成を一層明らかにする為に、次
に本発明の好適な実施例について説明する。第２図は、
本発明一実施例としての電磁誘導式無人車の誘導コース
を示す説明図、第３図は電磁誘導式無人車の概略（１１
１成を示す斜視図、第４図は同じくその電気系統を示す
ブロック図、である。

本実施例の電磁誘導式無人車１は、第２図に示すコース
（走行路）を走行するが、コースは一本の電ｉｉａ誘導
線２によりループ状に形成されている。

この電磁誘導線２には、１台の発振器３より所定周波数
の誘導電流が流されており、交番する電流によって、電
磁誘導線２の周りに発生する磁界を検出して電磁誘導式
無人中１は、コース上を走行する。

コースの所々には、マークプレートが置かれており、必
要な情報を６ビツトのマークにより電磁誘導式無人車１
に伝達する。例えば、第２図に示すように、ステーショ
ン５は２ビツトのマークプレート７ａにより、右折指示
は３ビツトのマークプレート７ｂにより、停止２作業及
び１８００ターンはマークプレー１〜７Ｃにより、停＋
ｔ、作業及び後退はマークプレート７ｄにより、各々表
わされ、電磁誘導式無人車１に伝達される。

マークプレー１〜７ａないし７ｄのマークは、本実施例
では永久磁石を用いているが、電磁誘導線２をコースの
磁石に引き出してループを作ることによって形成しても
よい。こうした方式では、電磁誘導式無人車１は、マー
クプレー１〜のマークをリードスイッチを用いた近接ス
イッチのＡンオフによって容易に検出することができる
。

電磁誘導式無人車１は、第３図に示すように、駆動用電
源としてのバッテリ７を搭載し、パツテリフから電力の
供給を受（プて作動ツる電子制御装置１０、電磁誘導線
２の周りの磁界を検出する４個のピックアップコイル１
２．１３，１４，１５、マークプレート７ａないし７ｄ
を検出する近接スイッチ群からなるマークプレートセン
サ１８、前後のパンパ２０，２１に対する物体の接触等
を検出するバンパセンサ２２，２３、左右の車輪２４゜
２６を独立に駆動する駆動ユニット３０，３１、及び４
個の補助キャスタ３３．３４，３５．３６等から構成さ
れている。尚、第３図においては、電磁誘導式無人車１
のボディ３８は、図示の都合上、想像線（二点鎖線）に
より描いである。

電子制御装置１０は、ピックアップコイル１２ないし１
５や駆動ユニット３０．３１等に接続されており、電磁
誘導線２に沿って車両を誘導する。

そこで、次に電子制御装Ｕ１０の構成について説明する
。電子制御装置１０は、第４図に示すように、ピックア
ップコイル１２ないし１５の検出信号を増幅・処理し、
駆動ユニット３０．３１を制御・駆動するディクリート
な回路と、周知のＣＰＵ等からなる走行制御回路４０と
から構成されている。

走行制御回路４０は、ＣＰＬＪ４１．ＲＯＭ４２゜ＲＡ
Ｍ４３等を中心に構成されており、バス４５を介して、
これらと割込入力ポート４７．マークプレー１〜入力回
路４８．検出信号入力ボート４９゜走行路検出用増幅部
制御出カポ−１−５１、関数発生制御出力ボート５２等
とを相互に接続している。

走行制御回路４０のＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に格納さ
れたプログラムに従って、複連する制御を実行し、各出
力ポートを介して、ピックアップコイル１２ないし１５
の検出信号に基づいてなされる駆動ユニツ１−３０．３
１の駆動を制御する。

ピックアップコイル１２ないし１５は、双極双投のアナ
ログスイッチ６０を介してプリアンプ６１．６３に接続
されている。電磁誘導線２の発生する磁界を検出するピ
ックアップコイルは、駆動軸より進行方向側に存在する
方が誘導が容易となるため、走行制御回路４０からの指
令により、前進（第３図矢印へ方向への進行）の場合に
はピックアップコイル１２．１３を、後退の場合にはピ
ックアップコイル１４．１５を、各々選択的にプリアン
プ６１．６３に接続するのである。ピックアップコイル
１２　（１４）、１３　（１５）の検出信号は、電磁誘
導線２に発振器３により流される誘導電流の周波数に等
しい信号なので、プリアンプ６’ｌ、６３で前置増幅し
た後、検波整流増幅回路６５．６７により直流信号に変
換・増幅される。

第５図に示すように、電磁誘導線の周囲に発生する磁界
は、左のピックアップコイル１２（１４）の位置と右の
ピックアップコイル１３（１５）の位置とでは、車両が
電磁誘導線６に対して中心を走行しているなら、その絶
対的な強度は等しくなるので、その場合には、両ピック
アップコイル１２　（１４）、１３　（１５）の検出信
号の直流成分も等しい値となる。尚、走行制御回路４０
は走行路検出用増幅部制御出力ポート５１を介して、検
波整流増幅回路６５．６７の検波周波数の設定を行なっ
ている。

左右のピックアップコイル１２（１４＞、１３（１５）
の検出信号の直流成分を減算した信号はプリアンプ６８
により、一方両者を加算した信号はプリアンプ６９によ
り、各々増幅された後、前者は関数発生回路７０に、後
者は走行路交差検出回路７１に入力される。

左右のピックアップコイル１２（１４）、１３（１５）
の差分の信号は、電磁誘導線２に対する車両のズレを反
映するので、関数発生回路７０は、この信号を基に、左
右の駆動軸２４．２６の回転速度差によるステアリング
の切れを良くしたり、微小なハンチング（振動）が生じ
ないように、制御用の関数を発生する。一方、走行制御
回路４０のＣＰＵ４１は検出信号パノノボート４９を介
して、この差分の信号を読み込んで、車両の不慮の動き
に対する緊急停止等に備えている。

一方、走行路検出回路７１は、左右のピックアップコイ
ル１２　（１４）、１３　（１５）が交差する電磁誘導
線２上に来た時には、その電磁誘導線２の発生する磁界
によって検出信号が大ぎく変化することから、これを検
出し、走行制御回路４０に報知するものである。

上述した関数発生回路７０の出力は、２つの関数発生器
７３．７５に入力されている。この関数発生器７３．７
５は、関数発生制御出力ポート５２を介したＣＰＵ４１
からの指令をうけて左右の駆動ユニット３０．３１をサ
ーボするサーボ信号を発生ずるものである。即ら、走行
制御回路４０から与えられる目標速度（ディジタル伍）
と、関数発生回路７０から与えられるステアリングに関
する指令とから、駆動ユニット３０．３１を制御するり
−−ボ系の各々に、電圧信号を出ツノする。

関数発生器７３の電圧信号は、制御用アンプ７７、モー
タ駆動用パワーアンプ７９．駆動ユニット３０のモータ
８１．モータの回転数をパルス信号として検出するエン
コーダ８３及びエンコーダ８３の出力を電圧に変換する
Ｆ／Ｖコンバータ８５からなる左車輪用ザーボ系に出力
される。同様に関数発生器７５の電圧信号は、制御用ア
ンプ８７、モータ駆動用パワーアンプ８９．モータ９１
゜モータの回転数をパルス信号として検出するエンコー
ダ９３及びＦ／Ｖコンバータ９５からなる右車輪用ザー
ボ系に出力される。この結果、各駆動ユニット３０．３
１のモータ８１，９１は、走行制御回路４０の指令する
速度及び電磁誘導線２に対する車両のズレ等から定まる
ステアリングに基づく回転数で各々独立に制御される。

次に、走行制御回路４０の実行する処理について、第６
図、第７図のフローチャートに依拠して説明し、併せて
電磁誘導式無人車の走行の様子について説明する。電磁
誘導式無人車１の走行制御回路４０は、ステーション５
を発進した後、第６図に示す走行制御ルーチンを図示し
ない他の制御ルーチン、例えばバンパ２０，２１への物
体の接触の有無による緊急時の割込処理等と共に繰り返
し実行される。

まずステップ１００では、定速走行指令が関数発生制御
出力ポート５２を介して出力され、左右の駆動ユニット
３０．３１は定速走行を維持するよう制御される。続く
ステップ１１０では、関数発生回路７０より検出信号入
力ポート４９を介して入力された左右のピックアップコ
イル１２，１３の出力信号の差分に基づいて、誘導が正
常に行なわれているか否かの判断がなされる。車両が電
磁誘導線２により形成された走行路を逸脱するなどした
場合には、左右のピックアップコイル１２゜１３の出力
は正常な信号とならず、走行制御回路４０はこれを検知
して、車両を停止させるのである（ステップ１２０）。

誘導が正常に行なわれていれば処理はステップ１３０に
進み、近接スイッチ群からなるマークプレートセン１ｆ
１８によりマークプレートの検出がなされたか否かの判
断を行なう。マークプレー１〜が検出されていなければ
、処理はｒＮＥＸＴＪへ扱（プて本制御ルーチンを一旦
、終了する。一方、マークプレートが検出された場合に
は、処理はステップ１４０に進み、検出されたマークプ
レー１−がいずれの指示を与えるものかの判別を行なう
。

本実施例ではマークプレートとしては、右折を指示する
マークプレート７ｂ、停止１作Ｌ１８００ターンを指示
するマークプレート７Ｃ１停止。

作業、後退を指示するマークプレート７ｄがあるので、
これらの判別を行なうのである。マークプレー１−７ｂ
が検出された時には、処理はステップ１５０に進んで右
折処理を行ない、マークプレート７Ｃが検出された時に
は、処理はステップ１６０に進んで停止・作業・１８０
°ターンの処理を行なう。一方、マークプレー１〜７ｄ
が検出された時には、処理はステップ１７０に進んで停
止・作業・後退開始の処理を行なった後、更にアナログ
スイッチ６０を走行路検出用地幅部制御出力ボート５１
を介して切り換える処理（ステップ１８０）を行なう。

この結果、後退時には、ピックアップコイル１４．１５
が用いられる。

以上説明したステップ１５０，１６０．１８０のいずれ
かの処理の後、ｒＮＥＸＴＪへＪＡＬＧブて、本制御ル
ーチンは終了する。

次に、上述した右折処理の詳細について説明する。右折
処理は、車両の速度をスローダウンする処理（ステップ
２００＞より開始される。車両速度のスローダウンは関
数発生制御出力ボート５２より出力する信号を変更する
ことによってなされ、この結果、マークプレート７ｂを
検出すると右折交差点に近づいた車両は、速度を落とす
。第８図に示すように、電磁誘導線２ａに従って誘導さ
れ走行する車両が交差点に差し掛かると、左右のピック
アップコイル１２．１３は、交差する他方の電磁誘導線
２ｂの発生する磁界も検出するため、両信号の加１７１
（、、号に基づいて走行路交差点検出回路７１は交差点
の位置を正確に検出する。従って、これを検出信号式）
ｊポート４９を介して読み込むことにより、交差点を知
ることができる。尚、第８図において、記号■は磁界の
極性が紙面を貫いて」］方に向１プた方向に生じている
ことを、記号■は下方向に生じていることを、各々示し
ている。

車両は、交差点が検出されるまでスローダウンした速度
で走行を続（プ（ステップ２１０＞、交差する他方の電
磁誘導線２ｂを検出した時、停止される（ステップ２２
０）。続いて、走行制御回路４０のＣＰｔＪ４１は、関
数発生制御出力ポート５２を介して関数発生器７３．７
５に制御信号を出力し、左右の駆動ユニット３０．３１
を駆動して車輪２４．２６を相反する方向へ、ここでは
車両が右旋回するように、回転させる。こうして、車両
はスピンターンを開始する（ステップ２３０）。

この時、第８図に一点鎖線り、Ｒで示したように、左右
のピックアップコイル１２．１３は移動し、車両が約９
０度回転した所で、それまで誘導を行なってきた電磁誘
導線２ａ上に至る。これは、ピックアップコイル１２．
１３の検出する信号の変化により知ることができるので
、電磁誘導線２ａが検出された時（ステップ２４０）、
スピンターンを終了する（ステップ２５０）。その俊、
関数発生器７３．７５に直進を指令する信号を出力する
ことにより（ステップ２６０＞　、車両は再び前進を開
始し、電ｖｉ１誘導線２［）による通常の誘導を継続す
る。以上説明したステップ２００ないしステップ２６０
により右折処理がなされたことになる。

第９図は、右折処理に置ける左右のピックアップコイル
１２．１３の出力信号及び両者の加算信号の変化の様子
を示すグラフであるが、第８図に示した交差点に置ける
磁界の方向及び重畳により、時間ｔ１では左右のピック
アップコイル１２，１３が電磁誘導線２ｂ上に至ったこ
とが、更に時間ｔ２ではスピンターンにより左右のピッ
クアップコイル１２．１３が電磁誘導線２ａ上に至った
ことが、各々諒解されよう。

以上説明したように、本実施例の電磁誘導式無人車１は
、単一の発撮器３によって所定周波数の誘導電流が流さ
れる一本の電ｍ誘導線２が形成する走行路に沿って走行
するが、電磁誘導線２の交差点においては、直進以外が
マークプレートにより選択されている時、車両を交差点
上に停止した後、スピンターンすることにより進行方向
をかえることができる。従って、マークプレートを変更
するだけで車両の分岐方向を変更することもでき、更に
は車両毎に、同じマークプレー１・に対する意味イ旧プ
を異ならせておけば、同一走行路上の複数の電磁誘導式
無人車に異なる走行経路をとらせることも可能になる。

また、本実施例の電磁誘導式無人車ではいわゆるスピン
ターンを用いて方向変換を行なうので、狭隘な通路でも
容易に方向転換を行なうことができる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
この実施例に何等限定されるものではなく、例えば交差
点で左折や１８００ターンを行なうこともでき、マーク
プレートに替えて、電磁誘導線２に流す誘導電流に重畳
された指令を用い、これに基づいて交差点での分岐・合
流を行なう構成など、本発明の要旨を変更しない範囲に
おいて、種々なる態様にて実施しえることは勿論である
。

発明の効果 以上詳述したように、本発明の電磁誘導式自動走行車は
、単一の所定周波数の誘導電流が流される単一の電磁誘
導線を用いた極めて簡易な構成を有する走行路において
、２経路分岐・合流を好適に実現することかできるとい
う優れた効果を奏する。従って、誘導周波数切り換え等
の手間が一切なく、装置構成・制御共に、簡素化を図る
ことができる。また走行路の変更等にも柔軟かつ容易に
対応できる。

更に、本発明の電磁誘導式自動車においては、車両の回
動により方向変更をすることができるので、奥隆■スペ
ースでも方向転換を行なうことができるという効果も得
られている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、第
２図は本発明一実施例としての電磁誘導式自動車の走行
するコースを示す説明図、第３図は実施例としての電磁
誘導式無人車の概略構成を示す斜視図、第４図は同じく
その電気系統を示す回路図、第５図は電磁誘導線の周囲
に発生する磁界とピックアップコイルとの関係を示す説
明図、第６図は実施例における走行制御ルーチンを示す
フローチャート、第７図は同じく右折処理ルーチンを示
すフローチャート、第８図は右折の様子を示す説明図、
第９図は右折におけるピックアップコイルの出力信号の
変化の様子を示すグラフ、である。 １・・・電磁誘導式無人車 ２・・・電磁誘導線 ３・・・発撮器 ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ−ｖ−”ｙ７レー）−１０・・
・電子制御装置 １２．１３．１４．１５・・・ピックアップコイル１Ｂ
・・・マークプレートセンサ ２４．２６・・・車輪 ３０．３１・・・駆動ユニット ４０・・・走行制御回路 ８１．９１・・・モータ ８３．９３・・・エンコーダ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 走行路を形成する電磁誘導線より発生される磁界の強度
   を車両左右の所定の２箇所で各々検出する２個の磁気検
   出手段と、 該検出された左右の磁界の強度に基づき車両を前記走行
   路に沿って誘導・制御する誘導手段と、を備えた電磁誘
   導式自動走行車において、 前記誘導手段は、 前記走行路が略直角に２経路交差する交差点のうち直進
   以外が選択される交差点において、前記車両を、前記２
   個の磁気検出手段が前記交差する他方の電磁誘導線上に
   至った位置で停止させる交差点位置停止手段と、 該停止した車両を、前記２個の磁気検出手段の略中間位
   置を中心に、それまで前記車両が誘導されていた電磁誘
   導線が前記２個の磁気検出手段によって検出される位置
   まで、その場で旋回させるスピンターン手段と、を備え
   たことを特徴とする電磁誘導式自動走行車。