JP2005250574A - 無人搬送車および無人搬送車の運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無人搬送車の搬送効率を低下させることなく、旋回終了後の走行時にガイド逸脱異常などの不具合が発生しないようにする。
【解決手段】無人搬送車は、交差点に到達すると（Ｓ２）、車体の旋回中心を交差点に一致させるようにして旋回を開始する（Ｓ３）。旋回が終了すると（Ｓ４：ＹＥＳ）、旋回後の車体のガイド線に対する横偏差を求める（Ｓ５）。横偏差が所定範囲に入っていない場合は（Ｓ６：ＮＯ）、横偏差に基づいて、低速でガイド走行する低速走行距離を決定する（Ｓ７）。無人搬送車は、当該低速走行距離だけ低速でガイド走行する（Ｓ８）。この間に車体の姿勢は正常になる。その後、高速でガイド走行する（Ｓ１）。一方、横偏差が所定範囲に入っている場合は（Ｓ６：ＹＥＳ）、最初から高速でガイド走行する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無人搬送車の走行速度の制御、特にガイド線上を走行する無人搬送車が旋回を終了した後の走行速度の制御に関する。

一般に、荷物を搬送する際の省力化を目的として無人搬送車が使用されるが、このような無人搬送車は路面に敷設された直線状のガイド線に沿って走行する。図４は無人搬送車の構造を示す平面図であり、図５は無人搬送車の駆動制御系のブロック図である。無人搬送車１の車体１１の前部には、昇降、進退、および旋回可能なフォーク１２と、左右１対のストラドルアーム１３とが設けられており、ストラドルアーム１３の前端部には左右１対の従動輪１４が回転自在に支持されている。無人搬送車１は、荷物が戴置されたパレットをフォーク１２で支え、左右１対の従動輪１４、車体１１の左後部の左駆動輪１５、および車体１１の右後部の右駆動輪１６を用いてガイド線Ｇｘ，Ｇｙに沿って走行する。このガイド線Ｇｘ，Ｇｙは、例えば路面に埋設された一連の棒磁石からなる。

ガイド線Ｇｘ，Ｇｙを検出するために、車体１１の前部には前部ガイドセンサ１７ｆが設けられ、後部には後部ガイドセンサ１７ｒが設けられている。以下では、前部ガイドセンサ１７ｆおよび後部ガイドセンサ１７ｒを合わせてガイドセンサ１７ｆ、１７ｒという。このガイドセンサ１７ｆ、１７ｒの検出信号から、制御部２１はガイド線Ｇｘ，Ｇｙに対する車体１１の前後における横偏差Ｄｆ、Ｄｒを求め、横偏差Ｄｆ、Ｄｒから車体姿勢角（車体１１の中心線Ｃとガイド線Ｇｘ，Ｇｙとのなす角）を求める。

さらに、制御部２１は、求められた横偏差Ｄｆ、Ｄｒおよび車体姿勢角が小さくなるように、ステアリングモータ２５で左右の駆動輪１５、１６の向きを制御し、左駆動輪走行モータ２３で左駆動輪１５の回転を制御し、右駆動輪走行モータ２４で右駆動輪１６の回転を制御する。つまり、制御部２１がガイドセンサ１７ｆ、１７ｒの検出信号に基づいてフィードバック制御を行うことによって、無人搬送車１はガイド線Ｇｘ，Ｇｙに沿ってガイド走行する。

また、路面にはガイド線Ｇｘ，Ｇｙに沿ってアドレス指標となる不図示の磁性体が離間して配置されている。この磁性体は車体１１に設けられた不図示のアドレスセンサで検出され、アドレスセンサの検出信号に基づいて、制御部２１は検出時の車体１１の位置を認識する。さらに、左駆動輪１５に設けられたロータリーエンコーダ２２の出力信号に基づいて、制御部２１は搬送車の走行距離を求めると共に、この走行距離および上記の認識された位置から搬送車の現在位置を求める。

ここで、無人搬送車１がガイド線Ｇｙからガイド線Ｇｘに向けて旋回して軌道を変えるときの動作について説明する。車体１１の旋回中心Ｐがガイド線Ｇｘ、Ｇｙの交差点Ｇｐに到達すると、制御部２１は、左右の駆動輪１５、１６の向き、左駆動輪１５の回転および右駆動輪１６の回転を制御することによって、図６（ａ）に示すように、車体１１の旋回中心Ｐを交差点Ｇｐに一致させるようにして車体１１を旋回させる。以下、このような旋回動作を其の場旋回と呼ぶ。例えば、右折する場合には、左右の駆動輪１５、１６を操舵すると共に、左駆動輪１５を正転させ、右駆動輪１６を逆転または停止させる。そして、予め制御部２１に記憶されている一連の旋回の手順が完了すると、制御部２１は旋回が終了したと判断する。尚、この旋回動作中は、ガイド走行時とは異なって、上述のフィードバック制御は行なわれない。

そして、旋回が終了すると、搬送車はガイド線Ｇｘに沿ってガイド走行する。ガイド走行する際に、旋回が終了した時の車体１１の前後の横偏差Ｄｆ、Ｄｒおよび車体姿勢角が所定範囲内であれば、搬送車が通常速度である高速（例えば、時速３．６ｋｍ）で走行しても、上述のフィードバック制御を行うことによって、搬送車が所定の距離を移動するうちに、横偏差Ｄｆ、Ｄｒおよび車体姿勢角は小さな値となる。

しかし、無人搬送車１が走行する路面の凹凸、フォーク１２上の荷物の有無および重量、左右の駆動輪１５、１６のタイヤの磨耗の程度などによっては、旋回終了時の車体１１の姿勢が悪く、横偏差Ｄｆ、Ｄｒおよび車体姿勢角が所定範囲を超えることがある。この状態から高速で走行すると、フィードバック制御が十分に働かず、車体１１の中心線Ｃがガイド線から大きく外れ、ガイドセンサ１７ｆ、１７ｒがガイド線Ｇｘを検出しなくなるガイド逸脱異常が発生することがある。ガイド逸脱以上が検出された場合には、制御部２１は無人搬送車１を停止させる、警報を出すなどのエラー処理を行う。また、ガイド逸脱異常が発生しない場合であっても、横偏差Ｄｆ、Ｄｒおよび車体姿勢角が小さくなるまでに、無人搬送車１は長い距離を走行しなければならない。このため、横偏差Ｄｆ、Ｄｒおよび車体姿勢角が小さくなっていない状態で、無人搬送車１が荷物の積み下ろし位置または次の旋回位置に到達した場合には、荷物の積み下ろしまたは旋回が正しく行われないという問題も発生する。

そこで、旋回終了後は、図６（ｂ）に示すように、制御部２１は、常に無人搬送車１を一定の距離（例えば、３ｍ）だけ低速（例えば、時速０．３ｋｍ）でガイド走行させ、その間に上述のフィードバック制御によって横偏差Ｄｆ、Ｄｒおよび車体姿勢角を小さくし、一定の距離を走行した後は高速でガイド走行させるようにしている。

特許文献１には、図７に示すように、ガイド線Ｇｙ上をガイド走行している無人搬送車１Ａが所定の位置でフードバック制御が行われない自立旋回を開始し、半径ｒの円軌道上を旋回し、ガイドセンサ１１７ｆ、１１７ｒで検出されるガイド線Ｇｘに対する横偏差Ｄｆと横偏差Ｄｒとが等しくなったときに旋回を終了し、ガイド走行を開始することが示されている。また、特許文献２には、本発明のようにガイド線上を走行するものではないが、自立走行する移動体の旋回動作の精度を高めるための方法が示されている。

特開２００３−２４１８３１号公報（要約、段落２２） 特開平１−３１１３０８号公報（特許請求の範囲、第４図）

しかしながら、上記従来のものにおいては、旋回後の横偏差Ｄｆ、Ｄｒおよび車体姿勢角が希に所定範囲外となるという事態のために、旋回が終了するたびに無人搬送車１が低速でガイド走行するので、搬送効率が低下するという問題がある。また、特許文献１のものにおいては、無人搬送車１Ａが円軌道上を正確に走行することが前提となっており、走行する路面の凹凸などによって円軌道からずれる場合には、いつまでたっても自立旋回が終了しないという事態が発生する。この場合、円軌道上を走行するように略旋回が終了する時点からフィードバック制御を行うようにすると、旋回に時間がかかり、かえって搬送効率を低下させてしまう。さらに、無人搬送車１Ａは、其の場旋回をしないので、ガイド線Ｇｘ，Ｇｙの近くに荷物の積載ラックが有る環境では、この旋回方法は実施できないという問題もある。

本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、搬送効率を低下させることなく、旋回終了後の走行時にガイド逸脱異常などの不具合が発生しない無人搬送車および無人搬送車の運転方法を提供することにある。

本発明にかかる無人搬送車は、路面に敷設されたガイド線を車体に設けられたセンサで検出することにより、ガイド線に沿ってガイド走行し、ガイド線の所定の位置において車体の旋回中心を当該位置に一致させて車体を旋回させる無人搬送車において、旋回の終了後、センサの検出信号に基づいて、当該旋回の終了時のガイド線に対する車体の横偏差を求める手段と、横偏差が所定範囲外であるときには、所定の距離だけ低速でガイド走行させた後に高速でガイド走行させ、且つ当該横偏差が所定範囲内であるときには、最初から高速でガイド走行させる走行制御手段と、を備える。
ここで、横偏差を求める手段には実施形態の制御部が相当し、走行制御手段には実施形態の制御部、左駆動輪走行モータなどが相当する。

このようにすることで、旋回の終了時のガイド線に対する車体の横偏差が所定範囲外であるときには、所定の距離だけ低速でガイド走行しているうちに車体の姿勢は正常（横偏差および車体姿勢角が小さい）になり、ガイド逸脱異常が防止される。また、低速でガイド走行するので、荷物の積み下ろし位置または次の旋回位置に到達したときには車体の姿勢は正常になっており、荷物の積み下ろしおよび次の旋回が正しく行われる。一方、殆どの場合は旋回の終了時のガイド線に対する車体の横偏差が所定範囲内であり、この場合には、最初から高速でガイド走行するので、搬送効率が低下しない。

本発明の実施形態においては、走行制御手段は、横偏差の程度に応じて所定の距離を決定する。このように横偏差の程度、つまり車体の姿勢の良否に応じて所定の距離が決定されるので、搬送効率の低下が更に防止される。

また、本発明の実施形態においては、ガイド線は第１ガイド線および第１ガイド線と交差する第２ガイド線とからなり、車体が旋回する所定の位置は第１ガイド線と第２ガイド線との交差点であり、車体は第１ガイド線の方向から第２ガイド線の方向に旋回する。

また、本発明にかかる無人搬送車の運転方法は、路面に敷設されたガイド線を車体に設けられたセンサで検出することにより、ガイド線に沿ってガイド走行し、ガイド線の所定の位置において車体の旋回中心を当該位置に一致させて車体を旋回させる無人搬送車の運転方法において、旋回の終了後、センサの検出信号に基づいて、当該旋回の終了時のガイド線に対する車体の横偏差を求める工程と、横偏差が所定範囲外であるときには、所定の距離だけ低速でガイド走行させた後に高速でガイド走行させる工程と、横偏差が所定範囲内であるときには、最初から高速でガイド走行させる工程と、を備える。

このようにすることで、旋回の終了時のガイド線に対する車体の横偏差が所定範囲外であるときには、所定の距離だけ低速でガイド走行しているうちに車体の姿勢は正常（横偏差および車体姿勢角が小さい）になり、ガイド逸脱異常が防止される。また、低速でガイド走行するので、荷物の積み下ろし位置または次の旋回位置に到達したときには車体の姿勢は正常になっており、荷物の積み下ろしおよび次の旋回が正しく行われる。一方、殆どの場合は旋回の終了時のガイド線に対する車体の横偏差が所定範囲内であり、この場合には、最初から高速でガイド走行するので、搬送効率が低下しない。

本発明によれば、無人搬送車の搬送効率を低下させることなく、旋回終了後の走行時に発生するガイド逸脱異常および車体の姿勢不良に起因する不具合が防止される。

図１〜図５を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の動作を示すフローチャート、図２は旋回後の車体の姿勢を示す図、図３は旋回後の横偏差と低速走行距離との関係を示す図、図４は無人搬送車の構造を示す平面図、図５は無人搬送車の駆動制御系のブロック図である。以下、図１のフローチャートに沿って本発明にかかる無人搬送車１の旋回後の走行について説明する。尚、図４および図５については、背景技術として既に説明しているので、簡単に説明する。

まず、無人搬送車１が予め指定されたガイド線（例えば、ガイド線Ｇｙ）上を通常速度である高速でガイド走行しているものとする（Ｓ１）。ここで、ガイド走行とは、車体１１の前後のガイドセンサ１７ｆ、１７ｒの検出信号に基づいて、横偏差Ｄｆ（車体１１の前部における車体１１の中心線Ｃとガイド線Ｇｙとの距離）、横偏差Ｄｒ（車体１１の後部における車体１１の中心線Ｃとガイド線Ｇｙとの距離）および車体姿勢角（車体１１の中心線Ｃとガイド線Ｇｙとのなす角）が極力小さくなるように、ステアリングモータ２５で左右の駆動輪１５、１６の向きを制御し、左駆動輪走行モータ２３で左駆動輪１５の回転を制御し、右駆動輪走行モータ２４で右駆動輪１６の回転を制御することにより、無人搬送車１をガイド線Ｇｙに沿って走行させることをいう。

次に、ロータリーエンコーダ２２の出力信号などに基づいて、制御部２１が車体１１の旋回中心Ｐがガイド線Ｇｘ，Ｇｙの交差点Ｇｐに到達したと判断すると（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御部２１は車体１１の旋回中心Ｐを交差点Ｇｐに一致させるようにして車体１１の旋回を開始する（Ｓ３）。旋回は、左右の駆動輪１５、１６の向き、左駆動輪１５の回転および右駆動輪１６の回転を個別に制御することにより行われる。そして、予め制御部２１に記憶されている一連の旋回の手順が完了すると、制御部２１は旋回が終了したと判断する（Ｓ４：ＹＥＳ）。この時点では、車体１１の向きがガイド線Ｇｙの方向からガイド線Ｇｘの方向に変り、車体１１が９０度だけ旋回している。この場合、車体１１の旋回中心Ｐが交差点Ｇｐから幾分ずれることもある。

図２は旋回後の車体１１の姿勢を示す図である。太い実線は車体１１の中心線を示し、太い実線の両端はガイドセンサ１７ｆ、１７ｒの中心を示す。また、横偏差Ｄｆ、Ｄｒは、ガイドセンサ１７ｆ、１７ｒの中心がガイド線Ｇｘの右側にあるときは正の値であり、左側にあるときは負の値である。旋回が終了した状態では、無人搬送車１の旋回動作の精度から、図２（ｃ）、（ｄ）のような姿勢となることは殆どないので、以下では、車体１１の姿勢が図２（ａ）、（ｂ）に示すものであるとして説明する。図２（ａ）、（ｂ）の姿勢においては、横偏差Ｄｆと横偏差Ｄｒとは異符号であり、横偏差Ｄｆの絶対値が横偏差Ｄｒの絶対値よりも大きい場合も、小さい場合もある。

図１の説明に戻る。次に、制御部２１は、前後のガイドセンサ１７ｆ、１７ｒの検出信号から車体１１の前後の横偏差Ｄｆ，Ｄｒを求める（Ｓ５）。次に横偏差Ｄｆ，Ｄｒが所定の範囲内に入っているか否かの判定が行われる（Ｓ６）。この判定は、横偏差Ｄｆ，Ｄｒの符号および絶対値に基づいて行われる。尚、車体姿勢角は、横偏差Ｄｆ，Ｄｒの符号および絶対値と、車体長とから算出される。横偏差Ｄｆ，Ｄｒが所定の範囲内に入っている場合は（Ｓ６：ＹＥＳ）、高速で走行しても所定の距離を走行するうちにフィードバック制御により車体１１の中心線Ｃを略ガイド線Ｇｘに一致させることができるので（横偏差Ｄｆ，Ｄｒおよび車体姿勢角が小さくなり、車体１１の姿勢が正常になるので）、Ｓ１に戻り、ガイド線Ｇｘ上を高速でガイド走行させる。それに対し、横偏差Ｄｆ，Ｄｒが所定の範囲内に入っていない場合は（Ｓ６：ＮＯ）、制御部２１は、横偏差Ｄｆ，Ｄｒに基づいて、無人搬送車１が低速で走行する距離（低速走行距離）を決定する（Ｓ７）。

図３は旋回後の横偏差Ｄｆ，Ｄｒと低速走行距離との関係を示す図である。図３（ａ）に示す横偏差／低速走行距離テーブル４１は、予め制御部２１に設定されている。制御部２１は、旋回終了時の横偏差Ｄｆ，Ｄｒの絶対値に対応する横偏差／低速走行距離テーブル４１中の距離Ｄｎｍを上記の低速走行距離と決定する。例えば、横偏差ＤｆがＬｆ２〜Ｌｆ３の範囲に含まれ、横偏差ＤｒがＬｒ３〜Ｌｒ４の範囲に含まれる場合には、Ｄ２３を低速走行距離と決定する。

図４に示す無人搬送車１は後輪駆動であるので、車体１１の姿勢を正常に戻す際には、横偏差Ｄｆの方が横偏差Ｄｒよりも影響度が大きい。従って、図３（ｂ）に示す横偏差／低速走行距離テーブル４２を用い、車体１１の前部の横偏差Ｄｆの絶対値にのみ基づいて低速走行距離を決定するようにしてもよい。上記の横偏差／低速走行距離テーブル４１、４２中の距離Ｄｎｍ，Ｄｎは、車体長、車体重量などに依存し、実験的に求められた値であるが、理論的に求めるようにしてもよい。また、旋回後の車体１１の姿勢が図２（ｃ）、（ｄ）に示す姿勢である場合も、同様なテーブルを作成し、低速走行距離を決定することができる。

図１の説明に戻る。次に、無人搬送車１は、低速走行距離だけ低速でガイド走行する（Ｓ８）。この間に、車体１１の横偏差Ｄｆ，Ｄｒおよび車体姿勢角が所定値以下になるように、フィードバック制御が行われる。そして、低速走行距離だけ走行すると、Ｓ１に戻り、ガイド線Ｇｘ上を高速でガイド走行する。尚、低速走行距離だけ走行したか否かは、左駆動輪１５の回転を検出するロータリーエンコーダ２２の出力信号に基づいて制御部２１によって判断される。

以上述べた実施形態においては、旋回角度が９０度である場合について説明したが、本発明は、９０度以外の角度で旋回する場合、例えばガイド線Ｇｘ，Ｇｙの交差点Ｇｐで１８０度旋回する場合、ガイド線Ｇｘ，Ｇｙの終端の手前で１８０度旋回する場合などにおいても実施できる。また、上記実施形態では、ガイドセンサ１７ｆ、１７ｒを車体１１の前部と後部に設ける場合について説明したが、車体１１の前後方向に所定距離だけ離間した位置であれば、必ずしも前部と後部でなくともよい。

本発明の動作を示すフローチャートである。 旋回後の車体の姿勢を示す図である。 旋回後の横偏差と低速走行距離との関係を示す図である。 無人搬送車の構造を示す平面図である。 無人搬送車の駆動制御系のブロック図である。 無人搬送車の従来の旋回後の走行を示す図である。 従来の無人搬送車の旋回動作を示す図である。

符号の説明

１、１Ａ 無人搬送車
１１ 車体
１７ｆ 前部ガイドセンサ（センサ）
１７ｒ 後部ガイドセンサ（センサ）
２１ 制御部
４１，４２ 横偏差／低速走行距離テーブル
Ｃ 車体の中心線
Ｄｆ 前部の横偏差
Ｄｒ 後部の横偏差
Ｇｐ 交差点
Ｇｘ，Ｇｙ ガイド線
Ｐ 車体の旋回中心

Claims (4)

1. 路面に敷設されたガイド線を車体に設けられたセンサで検出することにより、ガイド線に沿ってガイド走行し、ガイド線の所定の位置において車体の旋回中心を当該位置に一致させて車体を旋回させる無人搬送車において、
   前記旋回の終了後、前記センサの検出信号に基づいて、当該旋回の終了時のガイド線に対する車体の横偏差を求める手段と、
   前記横偏差が所定範囲外であるときには、所定の距離だけ低速でガイド走行させた後に高速でガイド走行させ、且つ当該横偏差が所定範囲内であるときには、最初から高速でガイド走行させる走行制御手段と、を備えることを特徴とする無人搬送車。
2. 請求項１に記載の無人搬送車において、
   前記走行制御手段は、前記横偏差の程度に応じて前記所定の距離を決定することを特徴とする無人搬送車。
3. 請求項１または請求項２に記載の無人搬送車において、
   前記ガイド線は第１ガイド線および第１ガイド線と交差する第２ガイド線とからなり、前記車体が旋回する所定の位置は第１ガイド線と第２ガイド線との交差点であり、前記車体は第１ガイド線の方向から第２ガイド線の方向に旋回することを特徴とする無人搬送車。
4. 路面に敷設されたガイド線を車体に設けられたセンサで検出することにより、ガイド線に沿ってガイド走行し、ガイド線の所定の位置において車体の旋回中心を当該位置に一致させて車体を旋回させる無人搬送車の運転方法において、
   前記旋回の終了後、前記センサの検出信号に基づいて、当該旋回の終了時のガイド線に対する車体の横偏差を求める工程と、
   前記横偏差が所定範囲外であるときには、所定の距離だけ低速でガイド走行させた後に高速でガイド走行させる工程と、
   前記横偏差が所定範囲内であるときには、最初から高速でガイド走行させる工程と、を備えることを特徴とする無人搬送車の運転方法。

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