JPS6362007A - 移動体の操舵指令信号発生装置 - 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 この発明は、無人搬送車等の移動体の操舵指令信号発生
装置に関する。

従来技術およびその問題点 工場内の荷物の搬送などに用いられる無人搬送車の誘導
方式としては、走行経路に沿って地上に敷設され交流電
流が流される誘導線をピックアップコイルで検出する電
Ｖａ誘導式、また走行経路に沿って地上に敷設された光
反射体を投光素子、受光素子で検出する光学誘導式など
がある。しかしながら、いずれの方式も、地上に誘導体
を敷設しなければならず、その敷設のために手間と費用
がかかるという問題がある。また、移動経路を変更する
場合には、誘導体を再敷設しなければならないから、移
動経路の変更が容易でないという問題がある。

この発明は、誘導線、光反射体等の誘導体を移動経路に
沿って敷設しなくても、移動体を移動経路に沿って移動
させることが可能となり、移動経路の変更が簡単となる
移動体の操舵指令信号発生装置を提供することを目的と
する。

問題点を解決するための手段 この発明による移動体の操舵指令信号発生装置は、移動
体をあらかじめ定められた移動経路に沿って移動させる
ための操舵指令信号を発生する装置であって、移動経路
上の複数位置を表わすデータを記憶する手段、移ＱＪ体
の姿勢角を検出する手段、移動体の移動距離を検出する
手段、姿勢角および移動距離にもとづいて移動体の現在
位置を算出する手段、現在位置および姿勢角にもとづい
て、現在位置から所定距離先の予測位置を算出する手段
、ならびに現在位置に対応する移動経路上の位置から所
定距離先の移！ｌｌ経路上の位置を目標位置とし、目標
位置と予測位置とにもとづいて、目標位置に対する予測
位置のずれ量に関する値を算出してこの値に応じた操舵
指令信号を発生する手段を備えていることを特徴とする
。

実　　施　　例 以下、図面を参照して、この発明を無人搬送車の操舵に
適用した場合の実施例について説明する。

第１図は、操舵指令信号発生装置の電気的構成を示して
いる。

走行経路座標データ・メモリ（９）には、搬送車が走行
する地域上にあらかじめ設定された走行経路上の所定の
複数位置の座標データが記憶されている。すなわら、第
２図を参照して、走行経路（Ｓ）上の所定距離りごと離
れた位置ＰＯ、Ｐ　Ｉ　、Ｐ　２・・・・・・ｐｎ・・
・・・・の座標（Ｘｏ　、　ＹＯ）、（Ｘ４、Ｙ、）、
（Ｘ２、Ｙ２）・・・・・・（＞＜ｎ　、Ｙｎ　）・・
・・・・を表わすデータが記憶されている。

レートジャイロ（１）は車体の旋回の角速度を検出する
。検出された角速度は積分器（２）によって積分され、
基準方向に対する姿勢角が求められる。基準方向は任意
に設定できるが、ここでは、説明の便宜上、第２図のＸ
Ｙ座標のＸ＠力方向基準方向とし、搬送車の進行方向が
Ｘ軸方向となす角φを姿勢角とする。

ロータリ・エンコーダくパルス・ジェネレータ）（３）
は、車輪の回転軸と同期して入力軸が回転するように搬
送車に設けられており、搬送車の走行￥ｆ！離に比例し
た数のパルスを出力する。

ロータリ・エンコーダ（３）としては、周期が同じで位
相の異なる２つの信号を出力する２出力型のものが用い
られている。ロータリ・エンコーダ（３）の出力は、方
向判別パルス化回路（４）に送られる。方向判別パルス
化回路（４）は、ロータリ・エンコーダ（３）からの出
力にもとづいて、ロータリ・エンコーダ（３）の入力軸
の回転方向を判別し、回転方向が正転方向（搬送車の前
進方向に対応する）である場合には第１の出力端子から
、逆転方向＜′ｍｍ単車後進方向に対応する）である場
合には第２の出力端子からロータリ・エンコーダ（３）
の出力と周期が等しいパルス信号を出力する。方向制御
パルス化回路（４）の第１の出力端子から出力されるパ
ルス信号はアップ・ダウン・カウンタのアップ・カウン
ト入力端子（ｔＪ）に、第２の出力端子から出力される
パルス信号はアップ・ダウン・カウンタ（５）のダウン
・カウント入力端子（Ｄ）にそれぞれ送られる。アップ
・ダウンカウンタ（５）からは、力ｒクント数を表わす
信号が出力され、この信号は走行距離判別回路（６）に
送られる。

この判別回路（６）は、カウンタ（５）のカウント数が
、上記所定距離りに相当する数に等しくなったときに、
割込み信号を出力するとともに、カウンタ（５）をリセ
ットする。上記積分器（２）の出力および走行距離判別
回路（６）の出力は、入力インク・フェイス（７）を介
してＣＰ　ｔＪ　（８）に送られる。

ＣＰ　Ｕ　（８）は、上記走行経路座標データ・メモリ
（９）の他、プログラムを記憶するＲＯＭ（１０）およ
び各種データを記憶するＲ　Ａ　Ｍ　（ｉｔ）を備えて
いる。ＣＰ　Ｕ　（８）は、搬送車の現在位置のｎ出お
よび設定された走行経路（Ｓ）からの搬単車のずれ量を
算出し、出力インターフェース（１２）およびＤ／Ａコ
ンバータ（１３）を介してずれ母に対応した操舵指令信
号を操舵制御装置（１４）に出力する。

第３図は搬送車の現在位置算出方法についての説明図で
ある。搬送車が位置Ｑ　（ｎ−＋　）　　（Ｘ（ｎ−＋
　）　、’ｌ　　（ｎ−＋　）　）から、姿勢角ψで距
離りだけ移動したときのＸ座標およびＹ座標の変化分Δ
ＸおよびΔＶは、 Δｘ−［）◆ＣｏＳψ　　　　　　　・・・・・・（１
）ΔＶ−Ｄ−ｓｉｎψ　　　　　　　・・・・・・（２
）である。

したがって、現在位１ｆＱｎの座標（ｘｎ　、　ｙｎ）
は、 Ｘｎ　−Ｘ　（ｎ−＋　）　十〇−ｃｏｓψ　　・−・
・−（３）Ｖｎ　”　’／　（ｎ−＋　）　＋［）　＠
　ｓｉｎψ　　・・・・・・（４）として求められる。

第４図は、ずれ退算出方法についての説明図である。ず
れ量としては、搬送車の現在位置Ｑｎ（ｘｎ、ｙｎ）に
対応する走行経路（Ｓ）上の位１ｉｆｆＰｎ　　（Ｘｎ
　、　Ｙｎ　）から、所定距ＩＩＬ＝に−Ｄ（ｋは１以
上の整数）だけ先の経路（Ｓ）上の位置Ｐ（ｎ＋ｋ　）
　　（Ｘ（ｎ＋ｋ　）　、Ｙ（ｎ＋ｋ）　＞（現在位＠
Ｑｎに対する目標位置）と、搬送車の進行方向延長線と
の距離ｅが用いられる。

搬送車の現在位置に）ｎ　　（ｘｎ　、　ｙｎ）での姿
勢角がψであるとする。この姿勢角ψのまま搬送車が距
離りだけ直進したと仮定した場合の搬送車の位＠（現在
位置Ｑｎに対する予測位置）をＱＬｎ（ｘＬｎ、　ＶＬ
ｎ）とすると、ｘＬｎ−ｘｎ　＋Ｌ−ｃｏｓφ　　　　
　・（５）ｙ［ｎ　−Ｖｎ　＋　Ｌ　’　Ｓｉｎψ　　
　　　−（６）となる。

ずれ量ｅは、上記目標位＠　Ｐ　（ｎ＋ｋ）と予測位置
ＱＬｎの座標にもとづいて、次式によって求められる。

ｅ　−（Ｙ（ｎ＋ｋ）　−１Ｌｎ）−ｃｏｓψ−（Ｘ　
（ｎ＋ｋ）　−ｘ　Ｌｎ）　−ｓｉｎψ・（７）この実
施例では、搬送車が距離り進むごとに現在位ａＱｎが算
出されるが、ずれ１ａｔｅは所定時間間隔おきに行なわ
れる。現在位置。ｎが算出されてから次の現在位置が算
出されるまでの間の各時点におけるずれ量ｅの算出は、
その時点に検出された姿勢角ψを、上記第（５）（６）
および（７）式の姿勢角ψとして用いることにより行な
われる。

第５図はＲＡ　Ｍ　（１１）の内容を示している。ＲＡ
Ｍ（１１）には、所定距離りを記憶するエリヤ（Ｅｌ）
、所定距離りを記憶するエリヤ（Ｅｌ）、現在位置Ｑｎ
を算出するための姿勢角φ（以下、ψＡで表わす）を記
憶するエリヤ（Ｅ３）、予想位置ＱＬｎおよびずれ量ｅ
を算出するための姿勢角φ（以下、ψＢで表、わす）を
記憶するエリヤ（Ｅ４）、現在位置Ｑｎの座標ｘｎおよ
びｙｎをそれぞれ記憶するエリヤ（Ｅ　５）４５よび（
Ｅ６）、予測位置ＱＬｎの座標ｘＬｎおよびｙＬｎをそ
れぞれ記憶するエリヤ（Ｅｌ）および（Ｅ８）、目標位
置Ｐ　（ｎ＋ｋ）の座標Ｘ　（ｎ＋ｋ）およびＹ　（ｎ
＋ｋ）をそれぞれ記憶するエリヤ（Ｅ９）および（Ｅｌ
Ｇ）、搬送車が目的地に到達したかどうかを判別するた
めのカウンタとして用いられるエリヤ（Ｅ　１１）、搬
送車が目的地に到達したかどうかを表わすフラグＦとし
て用いられるエリヤ（Ｅ　１２）等が設けられている。

エリヤ（Ｅｌ）およびエリヤ（Ｅｌ）には、距ｍｏおよ
びしがあらかじめ記憶される。

第６図は、ＣＰ　Ｕ　（８）による処理手順を示してい
る。ＣＰ　Ｕ　（８）の処理には、所定時間−間隔でず
れ量を算出してこれに応じた操舵指令信号を出ノＪする
メイン処理と、走行距離判別回路（１６）からの割込み
信号が入力するごとに搬送車の現在信号を算出して更新
する割込み処理とがある。

ＣＰ　Ｕ　（８）のメイン処理においては、まず、初期
設定が行なわれる（ステップ（２１））。この初期設、
定においては、姿勢角の初期値が現在位置算出用姿勢角
ψＡとしてＲＡ　Ｍ　（１１）のエリヤ（Ｅ３）に、現
在位置Ｑｎの座ｆＸｘｎ　Ｉｔ３．に、ＴｊｙｎがＲＡ
　Ｍ　（１１）のエリヤ（Ｅ５）および（Ｅ６）に、現
在位置Ｑｎに対する目標位置Ｐ　（ｎ＋ｋ）の座標Ｘ　
（ｎ＋ｋ）およびＹ　（ｎ十ｋ）がＲＡ　Ｍ　（１１）
のエリヤ（Ｅ９）および（Ｅ　１０）に、走行経路（Ｓ
）上において目的地が走行を開始する地点から何番目に
あるのかを表わす数値がＲＡ　Ｍ　（１１）のエリヤ（
Ｅ　１１）にそれぞれ記憶される。また、フラグＦがリ
セット（Ｆ＝Ｏ）にされる。

初期設定ののち、フラグＦがセットされているかどうか
が調べられる（ステップ（２２））。後述することから
れかるように、搬送車が目的地に到達した場合には、フ
ラグＦがセット（「＝１）され、搬送車が目的地に到達
していない場合にはフラグＦはリセット（Ｆ＝Ｏ）され
ている。

上記ステップ（２１）からステップ（２２）に移行した
場合は、Ｆ＝Ｏであるので、ステップ（２３）に移り、
積分器（２）からの信号（姿勢角Φ）が読み込まれ、こ
の姿勢角ψが予測位置ＱＬｎおよびずれ量ｅ算出用の姿
勢角ψＢとしてＲＡ　Ｍ　（１１）のエリヤ（Ｅ４）に
記憶される。

次に、上記ステップ（２３）で記憶された姿勢角ψ（−
ΦＢ）ならびにＲＡ　Ｍ　（１１）のエリヤ（Ｅ２）、
（Ｅ５）および（Ｅ６）に記憶されているし、ｘｎおよ
びｙｎを用い、上記第（５）式および第（６）式によっ
て、予測位置ＱＬｎの座標ｘＬｎおよびｙＬｎが算出さ
れ、ＲＡ　Ｍ　（１１）のエリヤ（Ｅ７）および（Ｅ８
）にそれぞれに記憶される（ステップ（２４））。

次に、上記ステップ（２４）で算出されたｘＬｎおよび
ｙＬｎ、　ＲＡＭ（１１）ノＩＩＪ　ヤ（Ｅ９）Ｊ５Ｊ
：ヒ（Ｅｌｏ）ニ記憶されティるＸ　（ｎ＋ｋ）および
ＹＣｎ十ｋ）ならびにエリヤ（Ｅ４）に記憶されている
姿勢角ψ（＝φＢ）を用い、上記第（７）式によって、
ずれｆｌｅが算出される（ステップ（２５））。

こののち、ずれ量ｅに応じた操舵指令信号が出力される
（ステップ（２６））。この操舵指令信号は操舵制御装
置（１４）に送られ、ずれａが零になるように搬送車が
操舵される。ステップ（２６）で操舵指令信号が出力さ
れると上記ステップ（２２）に戻り、ステップ（２２）
〜（２６）の処理が繰り返し行なわれる。そして、ステ
ップ（２２）において、Ｆ＝１となっていれば、メイン
処理は終了する。

割り込み処理は、走行距離判別回路（６）から割込み信
号が入力するごとに行なわれる。割込み信号が入力する
と、搬送車が目的地に到達したかどうかが次のようにし
て、判別される（ステップ（３１））。すなわら、まず
、ＲＡ　Ｍ　（１１）の内容が１だけ減算される。そし
て、この減算結果が零になったかどうかが判別され、零
であれば搬送車が目的地に到達したと判断され、零でな
ければ搬送車が目的地に到達していないと判断される。

上記ステップ（３１）で搬送車が目的地に到達していな
いと判断されると、ＲＡ　Ｍ　（１１）に記憶されてい
るり、ＸｎおよびΦＡにもとづいて、Ｘｎ＋Ｄ−ｃｏｓ
ΦＡ（第（３）式に対応）が演算され、この演算結果が
現時点での現在位＠ＱｎのＸ座標ｘｎとしてＲＡ　Ｍ　
（１１）のエリヤ（Ｅ５）に記憶される。また、ＲＡ　
Ｍ　（１１）に記憶されているり、ｙｎおよびΦＡにも
とづいて、ｙｎ＋［）・ｓｉｎψＡ（第（４）式に対応
）が演算され、この演算結果が現時点での現在位置Ｑｎ
のＹ座標ｙｎとしてＲＡＭ　（１１）のエリヤ（Ｅ６）
に記憶される（ステップ（３２））。これにより、現在
位置Ｑｎの座標ｘｎおよびｙｎが更新される。

また、ＲＡ　Ｍ　（１１）のエリヤ（Ｅ　　９および（
Ｅｌｏ）に記憶されているＸ　（ｎ＋ｋ）およびＹ　（
ｎ＋ｋ）より、距離りだけ先の走行経路（Ｓ）上の位置
の座標Ｘ（ｎ＋に＋　Ｉ　）およびＹ　（ｎ＋に＋＋　
）がメモリ（９）から読出され、この座標Ｘ（ｎ＋に＋
　＋　）およびＹ（ｎ＋に＋　Ｉ　）が、上記ステップ
（３２）で算出された現在位置Ｑｎに対する目標位置Ｐ
　（ｎ＋ｋ）を表わす座標Ｘ　（ｎ＋ｋ）およびＹ　（
ｎ＋ｋ）として、ＲＡ　Ｍ　（１１）のエリヤ（Ｅ９）
および（Ｅ　１０）に記憶される（ステップ（３３））
。これにより、目標位置Ｐ　（ｎ＋ｋｌが更新される。

次に、積分器（２）からの信号（姿勢角Φ）が読み込ま
れ、この姿勢角ψが現在位置算出用姿勢角ψＡとしてＲ
ＡＭ（１１）のエリヤ（Ｅ３）に記憶され（ステップ（
３４））　、エリヤ（Ｅ３）の内容ΦＡが更新される。

これにより割り込み処理は終了する。

上記ステップ（３１）で、搬送車が目的地に到達したと
判断された場合には、スフツブ（３５）に進んでフラグ
Ｆがセット（Ｆ−１）されたのちに割込み処理は終了す
る。

割り込み処理が終了すると、メイン処理のステップ（２
）に移る。

上記実施例ではずれｆｆ１ｅの算出は、所定時間間隔で
行なわれているが、搬送車が距離り進むごとに行なうよ
うにしてもよい。この場合には、走行判別回路（６）か
らパルスが出力されるごとに、姿勢角φの読み込み、現
在位置の算出、算出された現在位置に対する予測位置の
算出、算出された現在位置に対する目標位置の読み出し
およびずれ量の算出が行なわれる。

また、上記ステップ（３２）においては、ＲＡＭ（１１
）のエリヤ（Ｅ３）に記憶されている姿勢角ψＡを用い
て現在位置が算出されているが、ステップ（２３）にお
いて記憶された最新の姿勢角ψＢを用いて現在位置を算
出してもよい。この場合には、初期設定（ステップ（２
１））において姿勢角の初期地はＲＡ　Ｍ　（１１）の
エリヤ（Ｅ４）に記憶される。またステップ（３４）は
不要となる。

発明の効果 この発明による移動体の操舵指令信号発生装置では、あ
らかじめ定められた移動経路上の複数′位置を表わすデ
ータを記憶する手段、移動体の姿勢角を検出する手段、
移動体の移動距離を検出する手段、姿勢角および移動距
離にもとづいて移動体の現在位置を算出する手段、現在
位置および姿勢角にもとづいて、現在位置から所定距離
先の予測位置を算出する手段、ならびに現在位置に対応
する移動経路上の位置から所定距離先の移動経路上の位
置を目標位置とし、目標位置と予測位置とにもとづいて
、目標位置に対する予測位置のずれωに関する値を算出
してこの値に応じた操舵指令信号を発生する手段を備え
ているから、誘導線、光反射体等の誘導体を移動経路に
沿って敷設しなくても、移動体を一移動経路に沿って移
動させることが可能となる、また、移１ｌｌｌｌ路を変
更する場合には、記憶手段に記憶されている移動経路上
の複数位置を表わすデータを変更するだけでよいので、
移動経路の変更が簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は操舵指令信号発生装置の電気的構成を示すブロ
ック図、第２図は走行経路座標データ・メモリに記憶さ
れる座標データを説明するための説明図、第３図は現在
位置算出方法を説明するための説明図、第４図はずれ量
算出方法を説明するための説明図、第５図はＲＡＭの内
容を示す図、第６図はＣＰＵの処理手順を示すフローチ
ャートである。 （１）・・・レート・ジャイロ、（３）・・・ロータリ
・エンコーダ、（８）・・・ＣＰＵ、（９）・・・走行
経路座標データ・メモリ、（１０）・・−ＲＯＭ、（１
１）・・・ＲＡＭ０ 以上 特許出願人　　東洋運搬機株式会社 代　理　人　　岸本　瑛之助（外４名）第８因 第４図 第６図 手続補正書 昭和６１年１１月２１１Ｊ １、事件の表示　　　昭和６１年　特許願　第２０７１
８０号２、発明の名称　　　移動体の操舵指令信号発生
装置３、補正をする者 ４、代理人 第４図。 ７、補正の内容 補正の内容 （１）　　明細書第６頁第６行の「アップ・ダウンカウ
ンタ」を、「アップ・ダウン・カウンタ」と訂正する。 （２）　　同書第８頁第２０行の「ずれ量ｅは」を、「
ずれ量ｅの算出は」と訂正する。 （３）　　同書第１３頁第６行のｒ　ＲＡ　Ｍ　（１１
）の」を、ｒ　ＲＡ　Ｍ　（１１）のエリヤ（Ｅ　１１
）の」と：Ｔ正する。 （４）　　同書第１４頁第５行の「エリヤ（Ｅ９および
」を、「エリヤ（Ｅ９）および」と訂正する。 （５）　　同書第１５頁第６行〜第７行の「ステップ（
２）」を「ステップ（２２）Ｊと訂正する。 （Ｂ）　　同書第１６頁第２行の「初期地」を、「初期
値」と訂正する。 （７）　　図面第２図および第４図を別紙の通り補正す
る。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 移動体をあらかじめ定められた移動経路に沿つて移動さ
   せるための操舵指令信号を発生する装置であつて、 移動経路上の複数位置を表わすデータを記憶する手段、 移動体の姿勢角を検出する手段、 移動体の移動距離を検出する手段、 姿勢角および移動距離にもとづいて移動体の現在位置を
   算出する手段、 現在位置および姿勢角にもとづいて、現在位置から所定
   距離先の予測位置を算出する手段、ならびに 現在位置に対応する移動経路上の位置から所定距離先の
   移動経路上の位置を目標位置とし、目標位置と予測位置
   とにもとづいて、目標位置に対する予測位置のずれ量に
   関する値を算出してこの値に応じた操舵指令信号を発生
   する手段、を備えている移動体の操舵指令信号発生装置
   。