JPS63501103A - 航法方式 - 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】 航法方式 本発明は自動的に誘導される走行体用の航法方式に関し、詳細には例えば床のよ うな支持表面上の通路に沿って自動的に誘導されるようになった走行体の位置を 検出しそしてその動作を制御するための航法方式に関し、この航法方式は少くと も１個の光源と、この光源からの光に応答する少くとも１個の検出器を有し、光 源と検出器の一方が走行体に装着されそして他方が上記支持表面に対し実質的に 静止しており、更にこの航法方式は上記通路に対応する通路制御情報を記憶する メモリ装置と、この通路制御情報とこの方式により発生される上記支持表面上の 走行体の位置に対応する位置情報と比較し、画情報が異ったものであるときに走 行体の動作を制御するための制御信号を出すようになった比較器と上記走行体に 上記制御信号を送して通路に走行体を沿わせるようにする信号送信装置とを有す る信号処理装置を含む。

ここに使用する用語「光」は可視領域外のスペクトル部分をも含むものである。

無人走行体（自動的に誘導される走行体）を工場の床等の上を一つの位置から他 の位置へ予定の通路に沿って配置された適当な材料からなるワイヤまたはループ でつくられる通路に沿って動かすためのいくつかの方法および装置が提案され、 実際に使用されている。この走行体はこのワイヤに追従し、予定の通路からのず れを修正するための適当な手段を備えている。光学的ワイヤ追跡方式が例えば米 国特許第１，５００，９７０号およびドイツ特許第２．２５８．７６４号に示さ れている。

しかしながら上記のワイヤ誘導方式にはいくつかの欠点がある。まず、新しいワ イヤの設置あるいはすでにあるワイヤ通路の変更が高価で時間を要する傾向があ ることである。第二に、比較的複雑なセンサと制御装置がワイヤを検出し走行体 を案内するために夫々の走行体に備えられていなければならず、これは特に大き な工場ではコストを上昇させる。第三に、床面に直接配置されるワイヤ等が外的 に損傷することがあり、あるいは光学的に反射するワイヤの場合には塵や汚れ等 により動作不能となることがある。第四に、そのようなワイヤ誘導方式では方式 内のすべての走行体の総合的なサーベイが不可能であり、ワイヤは走行体の一つ の場所から他の場所への案内にしか使用出来ない。

本発明の目的は走行体の移動する支持構造内またはその上にワイヤ等を全くある いは部分的に不要にすることにより従来の方法に固有の上記欠点を克服すること である。

更に詳細には本発明はその目的として走行体の位置を検出しその動きを制御する 、特に予定路に沿った走行体の動きを制御するためのフレキシブルな光学的航法 方式を提供する。

本発明の他の目的は実質的な作業努力を伴うことなく予定の通路をつくりあるい は変更することの容易な航法方式を提供することである。

本発明の第三の目的は従来のワイヤ誘導方式と組合せることの出来る航法方式を 提供することである。

本発明の第四の目的は走行体の確認とその状態を確定しつる（例ば走行体が荷を 積んでいるか、そしてそうであればその荷は何か）航法方式を提供することであ る。

これらおよび他の目的は前記の形式のものであって、本発明により、検出器が実 質的に平面的に拡張した連続した検出領域を有し、光源からこの検出領域の一部 に入る光を受ける位置感応の半導体検出器であることを特徴とする航法方式によ り達成されるのであり、支持体表面上の走行体の位置が検出器の検出領域上の証 明された部分の位置に対応づけられるようになっており、上記検出器が更にこの 検出領域の上記一部内で検出される光に応答して、その検出領域のどこに光源か らの光が入ったかを示す電気信号を出し、メモリ装置に記憶された通路制御情報 と比較されるべき位置情報が上記検出器からの電気信号からとり出されるように している。

予定路の情報を記憶するメモリ装置とそのような位置感応検出器を組合せること により、走行体の極めて簡単で且つ正確な誘導が可能になり、それと同時に通路 の変更がメモリ装置の内容を変えることにより容易に行えるようになる。本発明 の方式における信号処理ユニットは例えば工場内のすべての走行体の位置と状態 をモニタする中央コンピュータシステムからなる。

好適な実施例においては、この検出器は上記検出領域の一部内に光源から入る光 を焦点づけるための、広角レンズ系のような光収束装置を備えている。

２方向に伸びている支持体表面上の走行体の位置を検出しその動きを制御するた めに、光源が走行体に組込まれ、前述の形式の１個以上の検出器が、夫々支持表 面の一区分をカバーするように天井等に配置される。成る区分にある走行体の光 ↑源から出る光がその区分に固有の検出器に入るようにな−っており、検出器の 検出領域における入射点および検出器からの電気信号がその区分内の走行体の位 置に対応ずこる。

本発明の他の実施例では光源から検出器に向う光の方向が支持体表面にはＶ平行 であり、そしてその場合、１個以上の光源が支持体表面に対し静止的に配列され 、走行体はその動作方向に少くとも直角に伸びる検出領域を有する少くとも１個 のそのような検出器を搭載する。このように本発明の航法方式は光源を例えば通 路の端部に配置した直線路に沿って走行体を案内するに特に適している。

光源を走行体上に装着させる場′合にはそれを発光ダイオードのマトリクスのよ うな発光点アレイで構成し、これら発光点が走行体に特有のパターンに従って独 立的に活性化しうるようにする。この場合、検出器は走行体の位置の検出並びに 予定路に沿ったその動作の制御と同時にその光源からの光点パターンにもとづき 与えられた走行体を同定するように設計される。

このような同定は走行体の光源からの光の変調によっても行うことが出来る。

本発明による航法方式の信号処理ユニットの信号発信装置は光源が静止しており 、検出器が走行体に組込まれる場合には光源からの光を変調する装置を含んでお り、あるいは周知のように制御信号を無線周波信号に変換する装置とこの無線周 波信号を受信し変換するための、走行体に搭載される装置を含むことが出来る。

検出器が走行体に装着されそして光源が静止するようになった第三の実施例では 、光源は走行体が従うべき通路により作動される。

ワイヤ誘導方式と比較して、本発明による航法方式の主たる利点は走行体が、通 路から大きくはずれたときその位置を決定出来るということである。ワイヤ誘導 方式でもしそのようなことが生じると、走行体はワイヤから離れてしまい、それ との接触が失われてしまう。本発明による方式における検出器は金床表面をカバ ーしうるから、この問題は生じない。

本発明のこれらおよび他の利点は図面を参照しての次の好適な実施例についての 説明から明らかとなるであろう。図面において、第１図は本発明による航法方式 の一実施例を示す概略図であり、第２図は床表面を区分に分ける方法を示す図で あり、第３図は直線路に沿った位置検出と誘導のための他の実施例を示す図であ る。

第１図において、予定路３に沿った支持構造すなわち床表面２上で動く自、動的 に誘導され、る走行体１が示されている。通路３は実際のワイヤ等の配置とは一 致していない。図示の実施例において、走行体は発光ダイオードまたはレーザの ような光源４を備え、天井６に検出器５が装着されている。、適用分野によって は天井６に光源４を、そして走行体１．に検出器５を配置してもよい。

本発明によれば、検出器５は２方向に伸びる連続した検出領域７を有する１位置 感応半導体検出器であり、第１図１に・概；節約′に示すようにこの検出器は・ 検出器５の検出領域７の詩、定、の那扮ＰＨ内ｊに先、源４かち・の洸を焦点づ けるための広角レンズ系δを１備えて１いる。第１図において、レンズ系８　ａ ｔ！ａｍ器５４ＦＤ検’出領域７が図示の表面２をカバーしそして表面２上の走 行体ｌの位置が検出領域７上の入射点Ｐの座標に対応するものと仮定する。

広角レンズ系８と組合せてそのような検出器５を用いることにより、天井に検出 器５を回転しうるように装着する必要がなくなる。・この検出器は完全に固定配 置されるが、支持表面２の比較的広い領域内の走行体の位置を検出することが出 来る。

入射する光に応じて検出器５は電気的な位置情報信号９を発生し、これら信号が マイクロコンピュータまたは中央コンピュータのような電気的な信号処理ユニッ ト１０に与えられる。位置情報９は信号処理ユニット１゜内の比較器１１の一方 の入力に与えられ、その他方の入力にはメモリ１３からの通路制御情報１２が入 る。

例えばＲＡＭであるこのメモリ装置１２には通路制御情報が記憶され、これは所 望の予定通路３に対応すると共に、図では線３′で示されている。メモリ１３は 更にその内容をプログラムし、あるいは変更するためのプログラム装置１４に接 続する。

比較器１１において、検出器５がらの位置情報９はメモリ１３内の通路制御情報 １２と比較され、両者間にずれがあれば、エラーまたはずれ信号１５がその出力 に与えられ、これらが走行体１を所望の通路３に向けて案内するために使用され る。制御信号１５を走行体１に送信するために、この方式は更に第１図に１６で 示す信号伝送装置を有している。

を含む。

第１図とは逆に検出器５が走行体１に装着されそして光源４が通路３に対し静止 して配列されるようになった実施例では、信号送信器１６は光源５から検出器５ への光を制御信号１５に従って変調する装置を含んでいる。

新しい通路を設置しあるいは既存の通路を変更するとき、走行体１は、手動的ま たはその他により、位置情報９がプログラム装置１４を介して通路制御情報３′ を記憶するメモリ１３に与えられると同時に所望の通路に沿って誘導しうる。

第２図は夫々部分的に重なることが出来且つ対応する個々の検出器によりカバー される区分１７Ａ−１７Ｃに主表面を分割することによりカバーするために複数 の位置感応検出器５Ａ−５Ｃを用いる方法を示している。

第１．２図による実施例の航法方式は夫々が光源４を有する数台の走行体が特定 の１個の検出器区分（例えば１７Ａ）内に同時に位置する場合にも使用出来る。

この場合、光源４の内の１個のみが１時に与えられたシーケンスで点灯し、その 検出領域７上の検出器５Ａのみが一時に１つの走行体からの光を受けるようにす る。走行体の光源４が点灯する毎に、例えばその光を変調することにより、例え ば走行体の同定と、その光源が最後に点灯してからその走行体が動いた距離に関 して走行体１からの情報を信号処理ユニット１０に送信することが出来る。

同一の検出器区分内に数台の走行体がある場合には各走行体と信号処理ユニット 間の成る種の２方向通信が走行体の確認には必要である。

最後に、第３図は本発明の他の実施例を示す。多数の光源またはビーコン１８が 壁等に沿って固定配置され、そして少くとも１個の検出器１９が走行体１に装着 される。第３図の実施例においては検出器１９の検出領域は走行体１の動作方向 に直角に伸ばされ、直線路２ｏに対し直角方向のずれのみが検出可能となってい る。

本発明は上述の実施例に限られるものではなく請求の範囲内で種々の方法で変更 することが出来る。あるいは天井６の２次元位置感応検出器５を互いに直角とな った同一形式の２個の１次元位置感応検出器で置き換えることが出来る。また、 上述の信号処理ユニット１０は単なる例示のためのものであり、同じ結果を得る ためいくつかの方法により変更出来るものである。この航法方式における光源４ ．１８は応用の面により、感光ダイオード、レーザ方式、白熱ランプ等で構成す ることが出来る。

最後に、本発明の航法方式は、成る位置における自動的に誘導される走行体が本 発明の航法方式により検出され且つ誘導され、他の位置にあるとき従来のワイヤ 誘導方式により誘導されるごと〈従来のワイヤ誘導方式と組合せて使用すること が出来る。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．少くとも１個の光源（４；１８）と少くとも１個の検出器（５；１９）の内 の一方が走行体（１）に装着され、他方が支持表面（２）に対して実質的に静止 配置されるごとくなった上記少くとも１個の光源（４；１８）と少くとも１個の 検出器（５；１９）と、通路（３）に対応する通路制御情報（１２）を記憶する メモリ装置（１３）とこのメモリ内の通路制御情報（１２）と上記表面（２）上 の走行体（１）の位置に対応する位置情報とを比較して両者が異るとき走行体（ １）の動きを制御する制御信号（１５）を発生するための比較器装置（１１）と この制御信号１５）を走行体（１）に送信してそれを上記通路（３；２０）に沿 って動かすための信号送信装置（１６）とから成る信号処理ユニット（１０）と 、を有し、更に上記検出器（５；１９）が実質的に平坦で連続的な検出領域（７ ）を有する位置感応半導体検出器であり、この検出器（５；１９）が上記光源（ ４；１８）から上記検出領域（７）の限られた部分（ｐ）に入る光を受けるよう になっており、上記支持表面（２）上の上記走行体（１）の位置が上記検出器（ ５；１９）上の検出領域（７）の照明された部分の位置に対応するようになって おり、上記検出器（５；１９）が上記限られた部分（ｐ）内で検出された光に応 じてこの検出領域（７）のどこに光源（４；１８）からの光が入射したかを示す 電気信号を出すようになっており、上記メモリ装置（１３）に記憶された通路制 御情報（１２）と比較されるべき上記位置情報が上記検出器（５；１９）からの 電気信号からとり出されるごとくなっていることを特徴とする、床等の支持表面
2. （２）上の予定の通路（３；２０）に沿って自動的に誘導される走行体（１）の 位置を検出しその動きを制御するための航法方式。 ２．前記光源（４）が走行体（１）に組込まれ、前記と同一の形式の１個以上の 位置感応検出器（５Ａ−５Ｃ）が前記支持表面（２）に直角の方向にその表面か ら距離を置いて配置されて夫々表面（２）の１つの区分（１７Ａ−１７Ｃ）をカ バーするようになっており、或る区分（１７Ａ）内にある走行体（１）の光源（ ４）からの光がその区分に固有の検出器（５Ａ）に入りそしてその検出器（５Ａ ）の検出領域（７）の光の入射点（ｐ）と検出器（５Ａ）からの電気信号がその 区分（１７Ａ）内の走行体（１）の位置に対応するごとくなったことを特徴とす る請求の範囲第１項記載の航法方式。
3. ３．前記区分（１７Ａ−１７Ｃ）は部分的に重なるごとくなったことを特徴とす る請求の範囲第２項記載の航法方式。
4. ４．前記検出器（１９）に対し前記光源（１８）から発せられる光の方向が前記 走行体（１）が移動する前記支持表面（２）にほゞ平行であることを特徴とする 請求の範囲第１項記載の航法方式。
5. ５．前記光源（１８）が前記通路（２０）に対し静止配置されており、前記走行 体（１）がその動作方向に少なくとも直角に伸びる検出領域（７）を有する、前 記形式の検出器（１９）を備えていることを特徴とする請求の範囲第４項記載の 航法方式。
6. ６．前記光源（４）が前記走行体（１）に固有の認識パターンに従って個々に作 動しうる発光ダイオードマトリクスのような発光点アレイを備えていること、お よび前記検出器がその光源（４）からの認識パターンにもとづき与えられた走行 体（１）を同定するようになったことを特徴とする、走行体に組込んだ光源を有 する請求の範囲第１乃至４項の１に記載する航法方式。
7. ７．特定の走行体（１）が前記光源（４）からの光を変調することにより認識し うるようにされ、前記信号処理ユニット（１０）が前記検出器（５）からの電気 信号を復調して上記走行体（１）を同定するごとくなったことを特徴とする、走 行体（１）に組込まれた光源（４）を備えた請求の範囲第１乃至４項の１に記載 する航法方式。
8. ８．前記信号処理ユニット（１０）の信号送信装置（１６）は前記光源（４；１ ８）からの光を変調するための装置を有することを特徴とする、走行体（１）に 組込まれた検出器（５；１９）を備えた特許請求の範囲第１，４および５項の１ に記載する航法方式。
9. ９．前記検出器（５；１９）がその検出領域（７）の前記限られた部分（ｐ）内 に前記光源（４；１８）からの光を焦点づけるための、広角レンズ系（８）のご とき光集束装置を備えたことを特徴とする、請求の範囲第１乃至８項の１に記載 する航法方式。
10. １０．前記信号処理ユニット（１０）は更に前記メモリ装置（１３）をプログラ ムするための装置（１４）を有し、所望の通路（３′）が手動的にあるいは所望 の通路（３）に沿って走行体（１）を動かすことにより上記メモリ装置（１３） 内に記憶可能であり、前記検出器（５）からの電気信号からとり出される位置情 報が同時に上記メモリ装置（１３）内の上記プログラミング装置（１４）により 記憶されるごとくなったことを特徴とする請求の範囲第１乃至９項の１に記載す る航法方式。