JPS6339923B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自己案内型車両に関し、特に固定さ
れた軌動（track）によつて拘束されていない所
定の径路に沿つてフオーク・リフト・トラツク及
び他の輸送手段を移動するのに適した自己案内型
車両に係る。

ここで、“軌道拘束性（track―boundedness）”
とは、例えば、床に溝を設け、その溝中に導電体
のワイヤーを配置し、次いで、床を平担にするた
め溝中にセメントを充填すること等により、敷設
したものを含む広義の軌道に沿つて車両が移動し
なければならないことを意味する。そして、適切
な直流電流が給電されている該導電体ワイヤーか
らの電磁場を感知し、車両の位置を算出し、導体
に従う車両は“軌道拘束である”ということにす
る。

［従来の技術］ “軌道”により拘束される車両は公知である。
軌道により拘束される車両の一般的なカテゴリー
中には、レールにより拘束される車両のみなら
ず、機械的に強制されて軌道に追従することな
く、例えば床上にマーク（目印）を設け、車両自
体が軌道を検知し、軌道に追従するように構成さ
れた車両も含まれる。最近工場の建物の中の床の
上に通常に設けられるようになつたマークの１つ
の型は、床中に敷設された電磁波を放射するルー
プである。車両の中に変換器があり、この変換器
によつて軌道に対する車両の位置を検知し、軌道
により定められる径路を用いて、その径路に追従
するように車両の運動を操作するものである。

“軌道拘束”車両における進歩の一例が、スウ
エーデン国特許公開公報 中に述べられている。同出願は特に曲線軌道へ
の追従の問題を取扱つている。この形式の車両は
通常４個の車輪を有しているので、曲線軌道への
最良の追従性を得るための車輪の最良の操舵法が
何であるかは直ちに明白とならない。上記出願の
明細書中に記載されている様に、問題は各対の２
つの車輪をそれぞれ計算された異なる速度で駆動
することにより解決される。原理がさらに簡単な
他の解決法では、軌道を検知する手段が、移動方
向に見て前方の車輪対の前方に設置されている。
この様な解決法は例えば米国特許明細書第
3757887号で論じられている。

自動的に積荷及び積下しができるフオーク・リ
フト・トラツクに関する他の構成がスウエーデン
国特許公開公報 に記載されて
いる。センサーは、この場合車両の下方の中央に
配置されている。フオーク・リフト・トラツクに
は車両が走行した距離を測る走行記録計が設けら
れることが記載されている。走行記録計は車両の
車輪のいずれかの車軸に固定された有歯輪と車両
が移動した際にセンサーの直前を通過した歯を検
知する（詳細は省略する）センサーとから構成さ
れており（例えば、多数のスリツトを有する回転
デイスクと光センサーよりなるロータリー・エン
コーダ）、走行距離はセンサーの前方を通過した
歯（またはスリツト）の数に比例する。

電気的ループ型の軌道を追従するフオーク・リ
フト・トラツク及び種々の型式の車両を操作して
得られた実際の経験から、従来の“軌道拘束”車
両システムは、走行軌道等の柔軟性の要求が低い
場合には良好なシステムであることが判明した。
この軌道拘束車両システムは、時間及び労力をと
もに節約する洗練されたシステムを構築すること
が可能である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、現在迄のところ、これらの系は
条件が明らかに有利な場所、即ち電線路の敷設が
容易でかつ操作条件がめつたに変らない場所でし
か元来使用されていない。この様な条件は常に存
在するとは限らない。多くの場合、軌道を決定す
るケーブルを設置することは困難であり、かつ経
費の掛るものである。また柔軟な系または多数の
車両について、異なるプログラムされた多くの運
動が必要である。このことは非常に広大なループ
系を必要とし、加えて、車両が床からの種々な信
号のうちから必要な信号による軌道を維持し、か
つ他の信号と混乱しない様にすることは困難であ
る。

本発明の目的は、この様な不利が実質的に回避
される系を提供するにある。このことを念頭に置
き、この目的は最も広い意味に於ける“軌条拘束
性”を排除し、車両自体内に特定の型式の情報と
して存在する所定の径路に車両を追従させること
である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の自己案内型車両は“推測航法（dead
reckoning）”によつて作動し、走行距離及び走
行方向のデーターの組合せを用いて制御される。
ここで、“推測航法dead reckoning）”とは、船
舶の航行技術から導入された技術用語である。航
海士は、航行した方向と測定した船舶の速度から
船舶の位置を算出し、これにより目的径路に沿つ
て航行する。これを“推測航法”という。本発明
に係る車両は、この“推測航法”の概念と関連す
る走行原理を用いている。即ち、車両の進行方向
と速度（または移動距離）を定期的に測定し、現
在の車両の位置を算出し、所定の径路に沿つて、
車両が運行するように制御するものである。

“推測航法”で案内している場合には完全な精
度を期待することはできず、定期的に“固定”す
る必要がある。

ここで定期的な“固定”とは、“推測航法”に
よる走行の際、算出した位置について誤差が必然
的に生じるが、この誤差は時間の経過に伴ない累
積されるので、この誤差をなくすため、定期的に
実際の位置を測定することを意味する。

径路中のある部分においては、車両は“軌道”
に追従し、他の部分においては、“推測航法”で
操作、走行させることも考えられる。

本発明の利点及び目的は特許請求の範囲の第１
項に記載の特徴を有する自己案内型車両によつて
達せられる。

ここで、特許請求の範囲第１項、第２項に、そ
れぞれ記載した走行手段とは、例えば駆動車輪を
意味し、舵取り手段とは車両の走行方向を変える
手段、例えば、舵取り車輪であるが、走行手段と
舵取り手段とは、別個に設けてもよいし、これら
を兼備するものとしてもよい。例えば、２個の駆
動車輪を差動させることによつて、走行と舵取り
を行なうことができる。これらの実施態様は、実
施例の欄で後述する。

又、特許請求の範囲第１項、第２項に、それぞ
れ記載した計測装置とは、２個の測定輪、ロ
ーラ受け具中にボールを配置したもの、自由に
旋回可能な単一な測定輪のいずれでもよいが、こ
れら種々の実施態様についても、実施例の欄で後
述する。

又、特許請求の範囲第１項、第２項に、それぞ
れ記載した総和を計算する手段とは、例えば、後
述する式(3)に従つて、計算する手段であるが、通
常の電子計算機手段、マイクロ・プロセツサを用
いることができる。

特許請求の範囲第２項に記載した重み付き係数
とは、例えば、後述する式(3)中の係数ｅをいう。

［作用］ 車両の作動原理を以下簡単に述べるが本発明は
これに限定されるものではない。

走行手段及び舵取り手段を有する本発明に係る
車両に、例えば２個の自由に回転する測定輪を設
けている。該測定輪は床に沿つて回転し、好まし
くは、車軸と共軸的に枢支され、かつ車両の両側
にそれぞれ配置されている。

荷重を担持する必要のない該測定輪には、それ
ぞれ測定輪の回転距離（すなわち、測定輪の円周
と回転数との積）を測定する装置が設けられてい
る。車両が真直に前方に走行する場合（最も簡単
な場合）、両側の測定輪についての測定距離は同
じである。しかし車両がカーブした径路に沿つて
走行する場合にはそれぞれ側の測定輪についての
測定値は異なつてくる。車両がカーブを走行する
時、カーブの中心側の測定輪は、カーブの外側の
測定輪よりも、少ない距離を移動するからであ
る。

もし両側定輪の回転距離データーが連続的に記
録されている場合には、これらのデーターから車
両の実際の位置を決定・算出することができる。
走行距離は充分に短い所定の時間間隔で測定され
るので、各時間間隔中の走行軌跡は円弧として正
確に近似計算できる。即ち、上記所定時間間隔内
における両側定輪の回転距離の差から、車両の回
転半径が求まる。そして、この時間間隔内には、
車両がこの半径の円弧上を走行したものと近似で
きる。

したがつて、測定時間間隔ごとに、走行したと
近似する円弧の半径を算出できる。

この“推測航法”は原則的に曲率半径が異なる
弧の接続、加算によつて近似決定される走行軌跡
を画くものであり、各瞬間の車両の位置を算定す
るものである。２個の非ピボツト輪による以外の
方法で距離の測定を行なうことも可能であるが、
これに関しては後述することにして、先ず上記の
実施形態の作動を述べる。

円弧に沿う移動中に、車両の左側の測定輪が距
離ΔX_vを回転し、右側の測定輪が距離ΔX_hを回転
し、２つの測定輪間の距離をａとすると、初等幾
何の関係から、平均半径ｒ及び円弧中心からの走
行角をα［ラジアン］とすると、走行した円弧の
長さは、 rα＝ΔX_h＋ΔX_v／２ ……(1) として表現され、曲率半径は等式 ｒ＝ａ／２・ΔX_h＋ΔX_v／ΔX_h−ΔX_v ……(2) から求められる。

ある径路に沿つて車両を操作するいくつかの考
え得る方法がある。車両の位置座標は１つの座標
系により決定されるので、車両の位置及び方向
は、座標変換によつて、他の座標系により表わす
ことができる。車両自体の座標系との関係で求め
られる１点で、車両の運動方向の車両前部に位置
する１点に着目し、床面の２次元空間との関係で
決定された指令径路又は基準径路（記憶手段に記
憶されている所定の径路）に対する上記１点の偏
差を算定し、上記１点と指令径路または基準径路
との距離により舵取り手段の角位置（舵取り角
度）を決定して行なう、簡潔な舵取り方法を用い
るものである。この舵取り方法は、俗に軌道の親
指（the thumb in the track）と呼ばれ、ワイ
ヤーを床中に敷設した“軌道”手段を用いる場合
においても、公知である。舵取りのために必要な
方程式は、非常に簡単である。舵取り手段の舵取
り角度は、算出された、車両上に固定された１点
の位置と従うべき径路との算出された偏差に正比
例した値に定められる。

さらに、特に好ましい舵取り方法に於ては、２
つの測定輪から得られる測定値、特に指令径路又
は基準径路に対する車両の“角方位”又は“姿
勢”に関する情報をより良く利用している。

ここで、車両の“角方位”（angular
orientation）”とは、“姿勢（attitude）”とも呼
ばれ、車両が向いている方向である。また、換言
すれば、車両の対称軸が向いている方向である。

車両の移動が円弧と近似できる短かい測定時間
間隔の開始時における車両の姿勢をφ₁とし、終
了時における車両の姿勢をφ₂とし、かつ指令径
路と上記の測定時間間隔の開始時における２つの
測定輪間の中点との距離をS₁とし、終了時におけ
る該距離をS₂とし、かつ指令径路の半径と、上記
の測定間隔の終了時における舵取り車輪の角度を
基本値δgとが一致すると仮定した場合、舵取り
手段の新たな適切な値δ（舵取り角）は次式によ
り与えられる。

δ＝ａ・φ₂＋ｂ・φ₂−φ₁／Δt＋ｃ・S₂ ＋ｄ・S₂−S₁／Δt＋ｅ・φ₂＋ｆ・（δg−δa）……(3
) ここで、S₂とφ₂とが同符号の場合、ｅ＝１、
その他の場合、ｅ＝０である。

なお、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは定数、Δtは
時間間隔、δaは舵取り輪の角度の実際の値であ
る。

既述のように、式(3)のうち「＋ｅ・φ₂」を除
いたものは、特許請求の範囲第１項及び第２項
に、それぞれ記載した総和を計算する手段におけ
る計算の内容を示すものである。この式からわか
るように、舵取り角度は偏差Sφのみならず、そ
の差S₂−S₁／Δt、φ₂−φ₁／Δtをも考慮している。（
俗に 軌道の親指と呼ばれる従来の方法では、偏差のみ
を考慮しているのとは対照的である。）その差を
も考慮した理由は、車両の横方向に大きな加速度
が発生するのを防止するためであるが、詳細は後
述する。

既述のように、式(3)のうち「＋ｅ・φ₂」の項
は、特許請求の範囲第２項に記載した重み付き係
数を増大、減少させる手段における動作の内容を
示すものである。ここで、該係数は、係数ｅに相
当する。車両が所定の径路に対して遠ざかつてい
る場合は、S₂とφ₂とが同符号の場合として自動
的に認識される。

即ち、車両が所定の径路に対して右側にあり
（S₂＞０）、かつ、所定の径路上の所定の姿勢より
車両の実際の姿勢が時計回り方向にある（φ₂＞
０）場合、又は、車両が所定の径路に対して左
側にあり（S₂＜０）、かつ、所定の径路上の所定
の姿勢より車両の実際の姿勢が反時計回り方向に
ある（φ₂＜０）場合には、車両は所定の径路に
対し、遠ざかつており、S₂とφ₂とが同符号であ
る。その他の場合には、車両は所定の径路に対
し、平行か、又は、近づいており、S₂とφ₂とが
異符号である。

上記のように重み付き係数を増減することによ
つて、車両が所定の径路から遠ざかつているとき
は、舵取り角度を大きく切つて、速やかに所定の
径路に復帰でき、一方、平行か近づいているとき
は、舵取り角度を徐々に切つて、いわゆるオバー
シユートを防止することができる。

上記の舵取り操作方程式（式(3)）中の定数が適
切な値である場合、式(3)に基づく舵取り操作によ
つて、通常の軌道を安定に追従できる。

通常、自己案内型車両が追従する指令径路また
は基準径路は、直線と円弧とからなる部分の連続
として構成されている。２個の測定輪によつて継
続的に得られる情報に基づいて、車両は所定の径
路に沿つて自己の車両を案内することができる。
もし径路が閉じている場合、径路の一部、好まし
くは直線部が、車両の位置座標を“固定”または
“更新”するために、公知の形式の如く、床中に
マークを設けることが適している。

径路を決定する時には、特に、比較的小さな曲
率半径のカーブにあつては、例えば直線部分か
ら、所定の曲率半径のカーブへ直接に変化するよ
うな径路としないことが望ましい。というのは、
上記のような直線部分から曲率半径の小さなカー
ブへ直接に変化すると、突然、横方向の加速度が
生じ、車両および積載物に対し、力が加わり、不
都合とあるからである。鉄道レールの設計者は上
記の問題に対応する問題に直面している。鉄道レ
ールの技術分野において見出された解決法は、軌
道のない車両へ十分に適用することができる。解
決法はいわゆる“遷移的カーブ（transition
curve）”を直線と曲線との間に用いるものであ
る。遷移的なカーブとは、カーブの曲率半径の変
化が一定である、即ち、曲率半径が直接的に変化
するカーブである。そして、この問題の解は、直
交デカルト座標系においては、３次の微分方程式
の解である。

この解決法については、“総合技術辞典”
（Lexikon der gesamtem Technik）第２版、
1904年発行中の“鉄道の比例曲線”
（Krummungsverhaltnisse der Eisenbahnen）
に記載されている。

［実施例］ 本発明に係る実施例においては、自己案内型車
両は、２個の測定輪および１個の舵取り輪からな
る手段を有するフオーク・リフト・トラツクであ
る。第３の、単一の舵取り輪として機能するが、
タイ・ロツド装置（tie rod device）により結合
された２個の車輪からなる。この２個の車輪はと
もに駆動輪であり、ステアリング・アレンジメン
トの手段によつて、旋回可能である。２個の舵取
り輪を実際には有しているので（第１図、第２
図、第４図には便宜的に１個の舵取り輪を示して
いるが）計算を行なう場合、２個の舵取り輪の実
際の舵取り角度の代りに、車両の同じ位置に配置
された仮想上の単一の舵取り輪の理想的な舵取り
角を用いるのが実用上有利である。上記の理論的
舵取り角は、実際に記録された舵取り角位置に対
応するので、単純な変数変換方法を確立すること
が好適である。本発明に係る実施例においては、
コントロール・コンピユータに既に読み込まれて
いる関数表の手段により、理論的舵取り角と実際
の舵取り角との変換を行つている。しかし単純な
機械工学で用いられるようなノモグラフまたは他
の類似した方法により変数変換を行うこともでき
る。

本発明の構成要素である計測装置は、２個の
測定輪、ローラ受け具中にボールを配置したも
の、自由に旋回可能な単一の測定輪のいずれで
もよい。以下、それぞれについて述べる。

測定輪は負荷を担持する車輪とする必要がない
ことを留意すべきである。測定輪は完全に独立の
自由な車輪とすることができる。また、２個の測
定輪は共軸的回転軸を有する必要はない。むし
ろ、これらの測定輪は、一次前進方向（the
primary forward direction）に対し、相互に互
い違いにすることができる。ここで、一次前進方
向とは、車両の前方進行方向を意味し、逆進方向
でないことを意味する。２個の測定輪の回転軸が
それぞれ車両に対し一定方向に固定され、旋回で
きない場合には、各測定輪は所定の方向にスリツ
プするものであつてもよい。もし、それぞれの測
定輪の軸に対し平行方向の移動により、測定輪が
回転することなく、スリツプする場合には、２個
の測定輪の軸は相互に平行である必要はない。即
ち、第１に、測定輪は横並び、または、共軸的回
転軸上の配置以外の配置方法とすることができ
る。例えば、車両の長手方向に互いにシフトし
て、測定輪の軸を配置することができる。第２
に、測定輪は、もし負荷を負担しないならば、そ
の回転方向にのみ回転するように設計されてい
る。そして、もし、リング角が生ずると、測定軸
はスリツプするように設計されている。そして、
上記のスリツプを容易にするためには、測定輪の
円周の所定の方向に整向した軸を有する、ローラ
ーまたはこれに近似のものを有する測定輪の外周
を設置するのが適している。所定の方向にスリツ
プし、一方、この方向に直交する方向に回転する
測定輪はプラニメーター（面積計）において公知
である。

２次元空間中の移動を測定する他の方法とし
て、ローラーを有する、ローラー受け具中にボー
ルを配置するものがある。あたかも、ボールペン
のボールとボール受け具と同様である。車両が移
動する時は、該ボールは、該ローラーに対しスリ
ツプすることなしに、回転する。ボールがボール
受け具に対しスリツプすることなく、ボール受け
具に対する、ボールの２つの大円に沿うすべての
運動を測定する測定輪が設けられている場合に
は、移動の値は２つの異なる方向について求める
ことができる。これら２つの大円が互いに直交す
る場合には、移動は相互に垂直なＸ座標及びＹ座
標に沿つて記録することができる。

車両を所定の径路に沿つて維持するさらに他の
方法は、２個の固定された測定輪の代りに、自由
に旋回可能な単一の測定輪を用い、この測定輪に
ついて、各瞬間における角位置とともに走行距離
を測定するものである。下記の説明により明らか
になるが、測定輪によつて得られる測定値はアナ
ログ的に処理される。

以下本発明を添付の実施例に関する図面につき
詳細に説明する。

第１図は本質的に従来の型式のフオーク・リフ
ト・トラツクを示し、従つてここにおいてはその
詳細を記載しない。舵取り輪１は実際には相互に
近接して設けられ、タイロツドで結合されている
（図には示されていない）２つの車輪より構成さ
れてはいるが、原則的には、車両は３輪の車両と
して作動する。厚いゴムタイヤを有する、２つに
平行な非駆動の測定車輪２，３によつて舵取り車
輪１と共に、車両が担持されている。

測定車輪２及び３には歯を有するリムが設けら
れており、同リムはこの図面には示されていない
が、センサー４で検知される。更にギヤ５及び同
ギヤに作用するステアリングモーター６を有する
舵取り駆動手段を介して舵取り車輪１が操作され
ることが第１図に示されている。

舵取り駆動手段は第２図に更に明瞭に示されて
いる。測定車輪２及び３には歯を設けられたリム
２０及び３０を有し、同リムが上記の車輪と一体
に回転することが判る。歯が設けられたリムはそ
れぞれこの場合には磁気のセンサー４を有し、同
センサーは車両に設けられている。光学的センサ
ーも同様に用いられることは当然である。単位時
間当りにセンサーの前方を通過する歯の数および
歯の通過方向を検知することにより、測定車輪２
及び３のそれぞれの移動方向および移動距離を算
出できる。このような測定は、ロータリー・エン
コーダーを用いて広く利用されている。

移動の方向及び距離に対応するセンサーからの
信号はそれぞれ導体の対４０及び４１を介してそ
れぞれ右及び左舵取り輪の計数機構に伝達され
る。カウンターはセントラル・ユニツト８内に位
置し、９及び１０の図中の番号が付されている。
演算ユニツト１１は、上記の式(1)，(2)及び(3)に基
づいて計算を行い、また、プログラムされている
径路を用いて、舵取り輪の角度をいかに調整すべ
きかを計算する。舵取り輪のとるべき角度につい
ての情報は、本実施例ではデジタル的に計算され
るが、Ｄ／Ａコンバーター１２により変換され、
導線８０を介してDCサーボ１４へ伝達され、舵
取り車輪１を適切な角位置へ回転させるステアリ
ング・モーター６に対し該DCサーボ１４は駆動
電流を供給する。この実施例においては、ステア
リング・モーター及びDCサーボが舵取り操作手
段に該当する。舵取り車輪１はさらに（第２図に
は示されていないが）車両を推進するための駆動
力をも備えている。

舵取り輪の実際の角位置（舵取り角）はデジタ
ルセンサー７によつて検知され、同センサーは測
定輪に用いられる装置と同じ一般的な形式のも
の、例えば、ロータリー・エンコーダー等でよ
い。

第２図に示された装置の作用は以下の通りであ
る。

車両が移動すると前輪が回転する。各車輪はセ
ンサー４を有し、同センサーは移動の方向及び量
を示す一連のパルスを発生する。この一連のパル
スは８ビツト又は９ビツトのカウンター９に送ら
れ、同カウンターは前進運動に対してカウントア
ツプし、一方後退運動に対してカウントダウンす
る。

８ビツトのカウンターは０〜255（10進数）迄の
整数の領域をカバーする。従つて車両が前進して
計数値が255を超えるとオーバーフロー（桁あふ
れ）する。この際計数値は０に戻つて計数を始め
る。同様なシフトは後退運動についても生じる。
即ち計数値が０に達し、さらに運動が後退を続け
ると次の読取りは255となる。

カウンターはカウンター当り８ビツト平行入力
又は他の適当な方法を介してコンピユーターに接
続されている。連続的な読取りによつて、コンピ
ユーターは車輪の運動を検知・決定する。

この系の弱点は、コンピユーターによつて、ど
の方向に車輪が回転しかたを確実にすることがで
きないことである。例えば、カウンターがある読
取りの際に値０であつたとする。次の読取りの値
が100であつたとする。この場合車輪は前進して
計数器は０，１，２……99，100を計数したので
あろうか又は後退して、０，255，254，……101，
100を計数したのであろうか。上記の可能な２つ
の場合からの選択を求められた時に、コンピユー
ターが常に正確な選択を行なうように、コンピユ
ーターによつて、読取りを頻繁に行うこと及びカ
ウンターの読取りの分解能を適切にすることによ
り、この問題は解決される。この場合に用いられ
た解決法は、非常に頻繁に読取りを行つて、読取
りと次回の読取りとの差がカウンターの整数領域
の1/2（８ビツトレジスターでは128）以上となら
ないように、移動速度を考慮して、測定時間間隔
を定めてある。すなわち、測定時間間隔における
移動距離を定めてある。

以下の計数方法を用いた。

X₁＝読取り時における計数値 X₂＝読取り時における計数値 ΔX＝車輪の移動（正は前進、負は後退を表わ
す。） X₂−X₁≧０で ｜X₂−X₁｜≧128の場合 ΔX＝X₂−X₁−256である。

｜X₂−X₁｜＜128の場合 ΔX＝X₂−X₁である。

X₂−X₁＜０で ｜X₂−X₁｜≧128の場合 ΔX＝＋（X₂−X₁＋256）である。

｜X₂−X₁｜＜128の場合 ΔX＝X₂−X₁である。

……(4) 前輪の計数データから舵取り角度を計算する手
順は、第６図のフローチヤートに示すとおりであ
る。このフローチヤート中では次の変数が用いら
れている。

XH1…直前の読み取りにおける右の測定輪
の測定値 XV1…直前の読み取りにおける左の測定輪
の測定値 XH2…現時点の読み取りにおける右の測定
輪の測定値 XV2…現時点の読み取りにおける左の測定
輪の測定値 Ｒ…径路円弧のラジアス（もし直線運動
であればＲ＝０） ｄ…測定車輪と駆動輪との距離 ａ…測定輪間の距離 T1…直前の読み取りにおける時刻 T2…現時点の読み取りにおける時刻 KMIN…舵取り角度の新たな計算を行う以前
に測定輪間の中央点が移動しなければな
らない最小距離。

上記計算プログラム（第６図）に加えて、適切
な信号をＤ／Ａコンバーターを介して舵取り操作
手段へ出力するプログラムが必要である。このプ
ログラムは、第７図にフローチヤートとして示さ
れている。

このプログラム（第７図）は計算プログラム
（第６図）と並行して実行されるべきものであり、
一種のソフトウエア制御である。

また、上記のカウンター９，１０は、歯の移動
方向を明確に表示するものではない。しかし、カ
ウンター９，１０がリム２０及び３０の歯の移動
数並びに測定輪が回転する方向を表示できること
が望ましい。この様な機能を備えたセンサーは知
られており、この中には２つのセンサー要素があ
り、各歯を位相変位を有して検知するので回転方
向が直ちに得られる。上記の実施例に於ては
Airpax 14―0002と称する市販のセンサーを用い
た。

第３図には更に他の実施例が示されており、こ
の場合、２つの非ピボツト支持輪及び１つの舵取
り輪を有する構造の代りに、駆動及び舵取り操作
が、２つのそれぞれ別個のモーター１０５及び１
０６を有する車輪１０３及び１０４によつて同時
に行なわれる。これらの２つの車輪は同時に測定
輪の働きをし、歯が設けられたリムとセンサーを
前記の実施例と同様に有している。車両１００の
両端には２つの車輪１０１と１０２が設けられ、
それらは単に自由に回転するピボツト輪である。
元来この実施例は、本発明が更に舵取り操作が共
線軸上の２つの車輪を差動的に駆動して行なわれ
る場合にも適用できることを示すためのもので、
多くの場合、駆動輪がスリツプして誤差が生じる
危険を考慮に入れて測定輪と駆動輪を別個に設け
ることが望ましい。

第３図に示された実施例の計算機能は前述の実
施例と全く類似しており、ここに於ては“推測航
法”が演算ユニツト１０７の中のサンプリング・
カウンターによつて行なわれ、同カウンターは測
定輪と結合されている。第３図に示した実施例の
場合には、舵取り操作はモーター１０５及び１０
６を差動的に制御して行なわれなければならず、
この制御にはモーター駆動ユニツト１０９及び１
１０それぞれへ２つの出力信号を発生するデイフ
アレンシヤル・ユニツト１０８を必要とする。車
両の回転は２つのモーターへの異なる出力により
行なわれ、符号が逆で、同じ大きさの出力が与え
られた場合には、車両１００は車輪１０３と１０
４との中央点の周りを回転する。

第４図には更に他の実施例が示されており、こ
こでは角測定手段３０′が設けられたピボツト支
承輪２′が用いられている。前述の実施例と同様
に、測定輪は、歯が設けられたリム２０′及び回
転距離を測定するためのセンサーが設けられてい
る。プロセツシング・ユニツト８′は角測定１
０′とホイールカウンター９′を有している。この
演算ユニツト１１′の機能が幾分異なつているこ
とは当然で、以下第５図に基づき詳細に説明す
る。

第５図はこの測定方法を模式的に示すものであ
る。コンピユータープログラムを示す前記の概略
から判るように、ΔX_h及びΔX_vの代りに値Ｋ、α
及びβを用いれば充分で、これらの値は測定輪
２′から得られる２つの測定値から計算される。
即ちΔtの時間間隔の回転距離ΔS_M及び回転角γ
から計算される。

第５図より車輪２′は車輪の主軸と角度αをな
すことが判る。２輪測定法についての計算システ
ムと同じ計算システムを用いることができるため
には、座標の変換を行なつて、ΔS_Mおよびγの値
として記憶された、時間間隔Δtの間の車輪の変
位を、車両の前進方向変位に対する成分Ｋ、回転
の中心Ｏの周りの回転β及び両車輪間の中間点Ｐ
（車両に固定した点であるが）の周りの回転角α
によつて表現しなければならない。第５図より以
下の関係が成立することが判る。

ＫΔS_Mcosγ β＝ΔS_n／R′＝SΔ_Msinγ／ｌ ｌ、ｂおよびｖは定数であり、車輪２及び３に
対する車輪２′の位置に依存していること及び上
記の式がピボツト支承輪にしか適用できないこと
が判る。この技術分野を熟知している人ならば、
実際上車輪２′は、車軸と交差しない車両中のピ
ボツト軸を有さなければならないこと、即ち、さ
もなければ車輪２′が運動に追従しないこと、及
び車輪ピボツト軸と回転軸との間の間隔が考慮に
入れられなければならないため、上記の計算があ
る程度更に複雑なこと、が判るであろう。

本発明の最も重要な特徴は、車両の位置及び姿
勢（車両の中心線と基準座標軸とのなす角度）が
実際にどのように変化したかを周期的に算定し、
この算定した値によつて、車両の舵取り操作がで
きることにある。即ち、図示された機構は本発明
を限定するものではない。即ち多くの異なる形式
の舵取り操作手段及び測定手段が本発明の原理に
基づき製造された車両に用いることができる。

第１の実施例においては、車輪２と３との間の
間隔は1.129ｍで一方において上記の輪を結合す
る線と他方において舵取り輪１との間の間隔は
1.435ｍであつた。舵取り角の方程式(3)の適当な
定数はアナログ・コンピユーターでシミユレーシ
ヨンに依つて決定され、この実施例の場合、ａ＝
2.4、ｂ＝0.7、ｃ＝1.4、ｄ＝0.6、ｅ＝1.0、及び
ｆ＝0.6で単位はメートルであつた。

実験によれば、本発明により実際上充分な舵取
り操作精度が得られることが判明した。全長約
100ｍのいくつかの曲線よりなる閉じた径路が用
いられた。目的の線が径路のある場所に引かれ、
コンピユーターを更新するために各一周毎に検知
された。“推測航法”で計算された車両の位置の
誤差は、全く理想的とはいえない工場の床にしか
れた経路の長さが大きかつたにもかかわらずせい
ぜい約30cmであつた。

本発明は車両の運動のみならずその姿勢をも考
慮に入れている事実により、レールの様な軌道を
走行する車両とは異なつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は使用された型のフオークリフトトラツ
クを示す。第２図は、本発明の原理に基づいて作
動する、３つの車輪を有する自己案内型車両を、
部分的にフローシートの形式で示す。第３図は他
の実施例を示す。第４図は更に他の実施例を示
し、ここでは車両の移動が角測定手段が設けられ
たピボツト輪により測定される。第５図は第４図
のピボツト輪がいかに車両の移動曲線及び走行距
離を算出・決定するために、用いられるかを示す
図である。第６図は舵取り角度を計算する手順
（プログラム）を示すフローチヤート図である。
第７図は、適切な舵取り角度信号をＤ／Ａコンバ
ーターを介して出力する手順（プログラム）を示
すフローチヤート図である。 １…舵取り車輪、２，３…測定車輪、４…セン
サー、５…ギヤ、６…ステアリング・モーター、
７…デジタルセンサー、８…セントラル・ユニツ
ト、９，１０…カウンター、１１…演算ユニツ
ト、１２…Ｄ／Ａコンバータ、１４…DCサーボ、
２０，３０…リム、４０，４１…導体の対、１０
０…車両、１０１，１０２，１０３，１０４…車
輪、１０５，１０６…モーター、１０７…演算ユ
ニツト、１０８…デイフアレンシヤル・ユニツ
ト、１０９，１１０…駆動ユニツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行手段及び舵取り手段と、この舵取り手段
   を下記に記憶手段に記憶されている所定の径路に
   追従せしめる舵取り駆動手段と、地面に対して車
   両が走行することによつて生ずる変位を２個の位
   置座標の変化として同時に計測し、走行変位測定
   値を得る計測装置とを有する自己案内型車両であ
   つて、同車両は、同車両の所定の径路を記憶する
   記憶手段と、連続する計測時刻での前記所定の径
   路に対する車両の横方向偏差S_i（ｉ＝０，１，２，
   …）および前記径路に対する車両の姿勢偏差φ_i
   （ｉ＝０，１，２，…）を前記走行変位測定値か
   ら算定する手段と、２つの連続する計測時刻での
   横方向偏差の差S₂−S₁／Δt、すなわち、横方向の移 動速度及び２つの連続する計測時刻での姿勢偏差
   の差、φ₂−φ₁／Δt、すなわち、径路に対する旋回速 度とを算定する手段と、直前に算定した前記横方
   向偏差S₂、その差S₂−S₁／Δt、姿勢偏差φ₂、その差 φ₂−φ₁／Δtを加算し、総和を計算する手段と、前記 計算した総和に従つて、前記所定の径路に前記舵
   取り手段を追従するために、前記舵取り駆動手段
   に対し舵取り角度信号を与え制御する制御手段と
   を含むことを特徴とする自己案内型車両。 ２ 走行手段及び舵取り手段と、この舵取り手段
   を下記の記憶手段に記憶されている所定の径路に
   追従せしめる舵取り駆動手段と、地面に対して車
   両が走行することによつて生ずる変位を２個の位
   置座標の変化として同時に計測し、走行変位測定
   値を得る計測装置とを有する自己案内型車両であ
   つて、同車両は、同車両の所定の径路を記憶する
   記憶手段と、連続する計測時刻での前記所定の径
   路に対する車両の横方向偏差S_i（ｉ＝０，１，２，
   …）および前記径路に対する車両の姿勢偏差φ_i
   （ｉ＝０，１，２，…）を前記走行変位測定値か
   ら算定する手段と、２つの連続する計測時刻での
   横方向偏差の差S₂−S₁／Δt、すなわち、横方向の移 動速度及び２つの連続する計測時刻での姿勢偏差
   の差、φ₂−φ₁／Δt、すなわち、径路に対する旋回速 度とを算定する手段と、直前に算定した前記横方
   向偏差S₂、その差S₂−S₁／Δt、姿勢偏差φ₂、その差 φ₂−φ₁／Δtを加算し、総和を計算する手段と、前記 計算した総和に従つて、前記所定の径路に前記舵
   取り手段を追従するために、前記舵取り駆動手段
   に対し舵取り角度信号を与え制御する制御手段
   と、車両が所定の径路に対して遠ざかつている場
   合には、前記算定した総和を計算するための前記
   姿勢偏差φ₂に乗ぜられる重み付き係数を増大さ
   せ、一方、車両が所定の径路に対して平行もしく
   は近づいている場合には、上記係数を減少させる
   手段を含むことを特徴とする自己案内型車両。