JP2008123116A - Automatic carrier and its control method - Google Patents

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Shiro Tachibana
駟郎 立花
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic carrier and its control method for automatically correcting any error during traveling to achieve autonomous traveling without using any external sensor. <P>SOLUTION: The moving quantity of each driving unit is calculated during its movement on a route calculated from an input via-point, and the moving quantity of a whole loading platform is calculated by averaging the moving quantity, and when the moving quantity of the loading platform is within an allowable range, the current location of each driving unit is calculated from the moving quantity of the loading platform, and when the moving quantity of the loading platform is beyond an allowable range, the mean value other than the driving unit with an error is defined as the moving quantity of the loading platform so that the current location of each driving unit can be calculated. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動搬送台車およびその制御方法に関する。   The present invention relates to an automatic conveyance cart and a control method thereof.

自動搬送台車は、物流の自動化を目的として、さまざまなものが開発されている。なかでも、無軌道で、与えられた経路、方向に自動的に進むことのできる自動搬送台車の開発が進められている。   Various automatic transport carts have been developed for the purpose of automating logistics. In particular, the development of an automated transport cart that can automatically move in a given path and direction without a track is underway.

このような自動搬送台車としては、従来、台車下に駆動車輪とは別に、測定輪を前後に2つ設け、水平軸方向および垂直軸方向の移動方向を計測して、その計測結果から、自身の移動位置を計算し、あらかじめ指定された経路、方向に自律移動できるように制御したものがある(たとえば特許文献1)。
特開平5−313735号公報
Conventionally, as such an automatic conveyance carriage, two measurement wheels are provided at the front and rear, separately from the driving wheel, under the carriage, and the movement direction in the horizontal axis direction and the vertical axis direction is measured. Is calculated so that it can move autonomously in a route and direction designated in advance (for example, Patent Document 1).
JP-A-5-313735

しかしながら、従来は、測定輪という台車の構成要素である駆動輪とは無関係の外界センサを別途設けることから、自動搬送台車を製作する際のコストアップにつながるという問題点があった。一方で、このような外界センサを設けない場合には、特許文献1の従来技術としても開示されているように、駆動輪に設けられているエンコーダからの信号だけでは、車輪のスリップや故障などを検出することができず、位置制御に誤差が生じるという問題がかねてよりあった。   However, conventionally, since an external sensor that is not related to the driving wheel, which is a component of the carriage, is used as a measuring wheel, there is a problem that the cost for manufacturing the automatic conveyance carriage is increased. On the other hand, in the case where such an external sensor is not provided, as disclosed in the prior art of Patent Document 1, only a signal from an encoder provided on a drive wheel causes a wheel slip or failure. There has been a problem that position control cannot be detected and an error occurs in position control.

そこで本発明の目的は、外界センサを用いることなく、走行中の誤差を自動的に修正して自律走行することのできる自動搬送台車およびその制御方法を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an automatic conveyance carriage capable of autonomously traveling by automatically correcting an error during traveling without using an external sensor and a control method therefor.

上記目的を達成するための本発明は、荷台下面に設けられ左右独立して駆動する車輪を有する複数の駆動手段と、前記各車輪の回転数を検出する検出手段と、前記各車輪の回転数から前記複数の駆動手段それぞれの移動量を求め、求めた前記各駆動手段の移動量から前記荷台の移動量を求め、前記荷台の移動量が所定の許容範囲内である場合に、前記荷台の移動量から前記各駆動手段の現在位置を求める制御手段と、を有することを特徴とする自動搬送台車である。   In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of drive means having wheels provided on the bottom surface of the loading platform and independently driving right and left, detection means for detecting the rotation speed of each wheel, and the rotation speed of each wheel. The amount of movement of each of the plurality of driving means is obtained from the amount of movement of each of the driving means, the amount of movement of the loading platform is obtained, and when the amount of movement of the loading platform is within a predetermined allowable range, And a control means for obtaining a current position of each of the driving means from a moving amount.

上記目的を達成するための本発明は、荷台下面に設けられた複数の駆動手段の移動量を当該移動手段に設けられた左右独立して駆動する車輪の回転数から求め、求めた前記各駆動手段の移動量から前記荷台の移動量を求め、前記荷台の移動量が所定の許容範囲内である場合に、当該荷台の移動量から前記各駆動手段の現在位置を求めることを特徴とする自動搬送台車の制御方法である。   In order to achieve the above object, the present invention obtains the amount of movement of a plurality of driving means provided on the lower surface of the loading platform from the number of rotations of wheels independently driven on the right and left sides of the moving means, A moving amount of the loading platform is obtained from a moving amount of the means, and when the moving amount of the loading platform is within a predetermined allowable range, a current position of each driving means is obtained from the moving amount of the loading platform. It is the control method of a conveyance trolley.

本発明によれば、複数ある駆動手段のそれぞれの移動量からいったん自動搬送台車全体としての移動量を求めて、その移動量から自動搬送台車の位置を求め、さらに、求めた自動搬送台車全体としての移動量を現在位置として各駆動手段の現在位置を求めなおすことで、自動的に各駆動手段の現在位置の補正が行われるようになる。したがって、外界センサを必要とせずに、正確な自動搬送台車の自律走行が可能となる。   According to the present invention, the movement amount of the entire automatic conveyance carriage is once obtained from the movement amounts of the plurality of drive means, the position of the automatic conveyance carriage is obtained from the movement amount, and the obtained automatic conveyance carriage as a whole is obtained. By re-determining the current position of each driving means using the amount of movement as the current position, the current position of each driving means is automatically corrected. Therefore, it is possible to autonomously travel an accurate automatic transport cart without requiring an external sensor.

また、本発明は、複数ある駆動手段の移動量から求めた自動搬送台車の移動量が所定の許容範囲以外の場合には、どの駆動手段の誤差が大きいかを検出して、その誤差の大きな値を除外することとしたので、より正確な現在位置を求めることができる。   Further, the present invention detects which driving means has a large error when the movement amount of the automatic conveyance carriage obtained from the movement amounts of a plurality of driving means is out of a predetermined allowable range. Since the value is excluded, a more accurate current position can be obtained.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明を適用した自動搬送台車の構成を説明するための概略図であり、台車下から見た図面である。図2は、この自動搬送台車の制御系を説明するためのブロック図である。また、図3は、一つの駆動ユニットの構成を説明するための斜視図(a)と模式図(b)である。   FIG. 1 is a schematic view for explaining the configuration of an automatic conveyance cart to which the present invention is applied, and is a view seen from the bottom of the cart. FIG. 2 is a block diagram for explaining a control system of the automatic conveyance cart. FIG. 3 is a perspective view (a) and a schematic view (b) for explaining the configuration of one drive unit.

この自動搬送台車1は、荷台10の下面に、図示するように、第1〜第4駆動ユニット(駆動手段)11〜14が設けられている。また、この荷台10の下面には制御装置20が取り付けられている。ここで、図示矢印F方向を前進方向とする。   As shown in the figure, the automatic conveyance cart 1 is provided with first to fourth drive units (drive means) 11 to 14 on the lower surface of the loading platform 10. A control device 20 is attached to the lower surface of the loading platform 10. Here, the direction of the arrow F shown in FIG.

各駆動ユニット11〜14は、図2および図3に示すように、それぞれステアリング軸30を有し、このステアリング軸30に対して左右独立して回転する2つの駆動輪(車輪)を有する。2つの駆動輪は左側駆動輪DLと右側駆動輪DRである。ステアリング軸30は各駆動輪DLおよびDRの接地点よりも前に位置している。これは、駆動ユニットが左右方向へスムーズに回転可能となるための配置である。   As shown in FIGS. 2 and 3, each drive unit 11-14 has a steering shaft 30, and has two drive wheels (wheels) that rotate independently with respect to the steering shaft 30. The two driving wheels are a left driving wheel DL and a right driving wheel DR. The steering shaft 30 is positioned before the ground point of each drive wheel DL and DR. This is an arrangement for enabling the drive unit to rotate smoothly in the left-right direction.

ステアリング軸30には、角度センサ31が設けられている。左側駆動輪DLには駆動輪の動力源である第1モータ41と、第1モータ41の移動量(回転角)を計測する第1エンコーダ42(検出手段)が接続されている。同様に右側駆動輪DRにも第2モータ43と第2モータ43の移動量(回転角)を計測する第2エンコーダ44(検出手段)が接続されている。   An angle sensor 31 is provided on the steering shaft 30. The left drive wheel DL is connected to a first motor 41 that is a power source of the drive wheel and a first encoder 42 (detection means) that measures the movement amount (rotation angle) of the first motor 41. Similarly, the second drive wheel DR and the second encoder 44 (detection means) for measuring the movement amount (rotation angle) of the second motor 43 are also connected to the right drive wheel DR.

制御装置20(制御手段)は、各駆動ユニット11〜14それぞれの角度センサ31、第1モータ41、第2モータ43、第1エンコーダ42、および第2エンコーダ44と、制御信号の受け渡しが行われるように接続されている。したがって、制御装置20からは駆動信号が、各駆動ユニット11〜14それぞれの第1モータ41および第2モータ43に出力されて、第1モータ41および第2モータ43は受信した駆動信号に基づいて回転する。一方、各駆動ユニット11〜14それぞれの第1エンコーダ42および第2エンコーダ44からは、第1モータ41および第2モータ43の回転角の測定結果が制御装置20に入っており、制御装置20は、後述する方法にて、自動搬送台車1の現在位置を求めて、あらかじめ入力された経路にしたがって自動搬送台車1自体を自動的に移動させるように各駆動ユニット11〜14それぞれの第1モータ41および第2モータ43に対して駆動信号を出力する。このような制御装置20は、たとえば、マイクロコンピュータなどである。   The control device 20 (control means) transfers control signals to and from the angle sensors 31, the first motor 41, the second motor 43, the first encoder 42, and the second encoder 44 of each of the drive units 11-14. So connected. Therefore, a drive signal is output from the control device 20 to the first motor 41 and the second motor 43 of each of the drive units 11 to 14, and the first motor 41 and the second motor 43 are based on the received drive signal. Rotate. On the other hand, from the first encoder 42 and the second encoder 44 of each of the drive units 11 to 14, the measurement results of the rotation angles of the first motor 41 and the second motor 43 are contained in the control device 20. The current position of the automatic conveyance cart 1 is obtained by a method described later, and the first motor 41 of each of the drive units 11 to 14 is automatically moved according to a route input in advance. A drive signal is output to the second motor 43. Such a control device 20 is, for example, a microcomputer.

なお、制御装置20の取り付け位置は荷台10の下面に限らず、上面や側部などであってもよい。   In addition, the attachment position of the control apparatus 20 is not restricted to the lower surface of the loading platform 10, and may be an upper surface or a side portion.

ここで、自動搬送台車1の基本的な動作について説明する。   Here, the basic operation of the automatic conveyance cart 1 will be described.

図4は、一つの駆動ユニットにおける駆動輪の動きとそれに伴う駆動ユニットの進行方向を説明する説明図であり、図5は、自動搬送台車1の全体の動作を説明する説明図である。   FIG. 4 is an explanatory view for explaining the movement of the drive wheels in one drive unit and the accompanying traveling direction of the drive unit, and FIG. 5 is an explanatory view for explaining the overall operation of the automatic conveyance carriage 1.

まず、図3および図4を参照して一つの駆動ユニットの動きを説明する。   First, the movement of one drive unit will be described with reference to FIGS.

駆動ユニット11(他の駆動ユニット12〜14も同じである)の駆動輪DLおよびDRがそれぞれ速度νliおよびνriで示されるベクトル方向に進むように回転すると(図示する事例ではDLおよびDRが互いに逆方向に回転している)、駆動ユニット11は、それぞれνxiおよびνyiで示される分解ベクトルにより移動する方向および速度が定まる。そしてこの分解ベクトルνxiおよびνyiによって駆動ユニット11の回転角wθが決まる。回転角wθは、ステアリング軸30の中心SPとするとき、その位置を中心(コントロールポイントCP)とした角度である。   When the drive wheels DL and DR of the drive unit 11 (the same applies to the other drive units 12 to 14) rotate to advance in the vector directions indicated by the speeds νli and νri, respectively, DL and DR are opposite to each other in the illustrated example. The direction and speed of movement of the drive unit 11 are determined by the decomposition vectors denoted by νxi and νyi, respectively. Then, the rotation angle wθ of the drive unit 11 is determined by the decomposition vectors νxi and νyi. The rotation angle wθ is an angle centered on the position (control point CP) when the center SP of the steering shaft 30 is used.

なお、本明細書および図面において示された符号νlおよびνrはそれぞれの駆動輪DLおよびDRの進行方向(ベクトルの向き)と速度(ベクトルの長さ)を示し、νxiおよびνyiは2次元座標系におけるコントロールポイントCPのx方向およびy方向に分解された速度(ベクトルの長さ)を示す。また、各符号の添え字iは、第1〜第4駆動ユニットのそれぞれを識別するためのもので、それぞれの駆動ユニットの上記各速度を区別して示す場合には1〜4となる。なお、以下の説明において駆動ユニットそれぞれを区別しない場合には、添え字iは付さない場合がある。   The symbols νl and νr shown in the present specification and drawings indicate the traveling direction (vector direction) and speed (vector length) of each of the driving wheels DL and DR, and νxi and νyi are two-dimensional coordinate systems. The velocity (vector length) resolved in the x and y directions of the control point CP at. The subscript i of each symbol is for identifying each of the first to fourth drive units, and is 1 to 4 when the respective speeds of the respective drive units are distinguished. In the following description, if the drive units are not distinguished from each other, the suffix i may not be added.

図4を参照して駆動ユニットの各駆動輪DLおよびDRの動きと移動方向について説明する。   With reference to FIG. 4, the movement and moving direction of each drive wheel DL and DR of the drive unit will be described.

まず、図4(a)に示すように、駆動輪DLの速度νlが駆動輪DRの速度νrより遅く、両駆動輪が前進方向に回転する場合、左に曲がりながら前方に進む(左前回という)。   First, as shown in FIG. 4A, when the speed νl of the drive wheel DL is slower than the speed νr of the drive wheel DR and both drive wheels rotate in the forward direction, the vehicle proceeds forward while turning left (referred to as the previous left). ).

次に、図4(b)に示すように、駆動輪DLの速度νlと駆動輪DRの速度νrが同じで両駆動輪が前進方向に回転する場合には、前進する。   Next, as shown in FIG. 4B, when the speed νl of the drive wheel DL and the speed νr of the drive wheel DR are the same and both drive wheels rotate in the forward direction, the vehicle moves forward.

次に、図4(c)に示すように、駆動輪DLの速度νlが駆動輪DRの速度νrより速く、両駆動輪が前進方向に回転する場合、右に曲がりながら前方に進む(右前回という)。   Next, as shown in FIG. 4C, when the speed νl of the driving wheel DL is faster than the speed νr of the driving wheel DR and both driving wheels rotate in the forward direction, the vehicle proceeds forward while turning right (right previous time). Called).

次に、図4(d)に示すように、駆動輪DLの速度νlと駆動輪DRの速度νrが同じで逆方向に回転する場合(DLが後進方向、DRが前進方向)、駆動ユニット自体が左旋回する(左行という)。   Next, as shown in FIG. 4D, when the speed νl of the drive wheel DL and the speed νr of the drive wheel DR are the same and rotate in the reverse direction (DL is the reverse direction, DR is the forward direction), the drive unit itself Turns left (referred to as the left line).

次に、図4(e)に示すように、駆動輪DLの速度νlと駆動輪DRの速度νrが同じで逆方向に回転する場合(DLが前進方向、DRが後進方向)、駆動ユニット自体が右方向に旋回する(右行という)。   Next, as shown in FIG. 4E, when the speed νl of the drive wheel DL and the speed νr of the drive wheel DR are the same and rotate in the reverse direction (DL is the forward direction, DR is the reverse direction), the drive unit itself Turns right (referred to as right row).

なお、図4(d)および図4(e)の場合は、自動搬送台車1が停止した状態で左行または右行の動作をして、その後、たとえば、図4(a)と同様に両駆動輪が同じ速度で同じ方向に回転した場合には、自動搬送台車1自体が図1のF方向に対して直角に左または右方向に移動することになる。また、図では、左行または右行としてF方向に対して直角になるまで駆動輪をそれぞれ回転する場合を示したが、これに限らず、F方向に対して任意の角度となるようにすれば、自動搬送台車停止後、与えられた任意の角度方向に移動させることも可能である。   In the case of FIG. 4D and FIG. 4E, the left-hand or right-hand movement is performed with the automatic conveyance carriage 1 stopped, and thereafter, for example, both in the same manner as in FIG. When the driving wheels rotate in the same direction at the same speed, the automatic conveyance carriage 1 itself moves to the left or right in a direction perpendicular to the F direction in FIG. Further, in the figure, the case where the driving wheels are each rotated to the right or the right as the right direction with respect to the F direction is shown, but the present invention is not limited to this. For example, after the automatic conveyance carriage is stopped, it can be moved in a given angle direction.

次に、図4(f)に示すように、駆動輪DLの速度νlが駆動輪DRの速度νrより遅く、両駆動輪が後進方向に回転する場合、左に曲がりながら後方に進む(左後回という)。   Next, as shown in FIG. 4 (f), when the speed νl of the driving wheel DL is slower than the speed νr of the driving wheel DR and both the driving wheels rotate in the reverse direction, the vehicle moves backward while turning left (left rear). Called times).

次に、図4(g)に示すように、駆動輪DLの速度νlと駆動輪DRの速度νrが同じで両駆動輪が後進方向に回転する場合には、後進する。   Next, as shown in FIG. 4G, when the speed νl of the drive wheel DL and the speed νr of the drive wheel DR are the same and both drive wheels rotate in the reverse direction, the vehicle moves backward.

次に、図4(c)に示すように、駆動輪DLの速度νlが駆動輪DRの速度νrより速く、両駆動輪が後進方向に回転する場合、右に曲がりながら後方に進む(右後回という)。   Next, as shown in FIG. 4C, when the speed νl of the driving wheel DL is faster than the speed νr of the driving wheel DR and both the driving wheels rotate in the reverse direction, the vehicle moves backward while turning right (right rear). Called times).

以上の各移動において、その速度はνxおよびνyの合成ベクトルであるベクトルνとなる(各駆動ユニットの速度はνi(ただしiは1〜4の自然数)で示す)。   In each of the above movements, the speed is a vector ν that is a combined vector of νx and νy (the speed of each drive unit is indicated by νi (where i is a natural number of 1 to 4)).

次に、上述のように移動する駆動ユニットの速度ベクトル(すなわち速度と移動方向を示す角度)の算出方法について説明する。   Next, a method of calculating the speed vector (that is, the angle indicating the speed and the moving direction) of the drive unit that moves as described above will be described.

図5は駆動ユニットの速度ベクトルの算出方法について説明する説明図であり(a)は斜視図、(b)および(c)は模式図である。   5A and 5B are explanatory diagrams for explaining a method of calculating the speed vector of the drive unit. FIG. 5A is a perspective view, and FIGS. 5B and 5C are schematic views.

図5(a)に示すように、駆動輪の半径(接地点から車軸中心までの距離)をr、駆動輪の回転角を、左側駆動輪がθli、右側駆動輪がθriとする。ここで、駆動輪の回転角は第1エンコーダ42および第2エンコーダ44から取得された値である。回転角θliおよびθriは、実際の計算に当たっては角度単位(360度を1回転とする角度)で行うこと方がわかりやすいが、これに限らず、たとえばパルスエンコーダを使用している場合には、カウントされたパルス数そのものでもよい。   As shown in FIG. 5A, the radius of the drive wheel (distance from the ground point to the axle center) is r, the rotation angle of the drive wheel is θli for the left drive wheel, and θri for the right drive wheel. Here, the rotation angle of the drive wheel is a value acquired from the first encoder 42 and the second encoder 44. It is easier to understand the rotation angles θli and θri in an angle unit (an angle in which 360 degrees is one rotation) in actual calculation. However, the present invention is not limited to this. For example, when a pulse encoder is used, the rotation angle is counted. It may be the number of pulses itself.

第1および第2エンコーダ42,44からの信号から各駆動輪の移動量が求めるには、左側駆動輪DLの移動量はΔdli=Δθli×r、右側駆動輪DRの移動量はΔdri=Δθri×rとして求められる。   In order to obtain the moving amount of each driving wheel from the signals from the first and second encoders 42 and 44, the moving amount of the left driving wheel DL is Δdli = Δθli × r, and the moving amount of the right driving wheel DR is Δdri = Δθri ×. It is calculated as r.

そして図5(b)に示すように、この駆動輪全体の基準方向(図1のF方向を基準方向の正方向とする)に平行なユニット中心位置(駆動輪間の中間)の移動量Δdは、Δd=(Δdli+Δdri)/2により求めることができる。また、駆動輪全体の回転角Δθは、Δθ=(Δdli−Δdri)/Dである(ただし、Dは、駆動輪DLの中心とDRの中心の間の距離である)。   As shown in FIG. 5B, the movement amount Δd of the unit center position (intermediate between the drive wheels) parallel to the reference direction of the entire drive wheel (the F direction in FIG. 1 is the positive direction of the reference direction). Can be obtained by Δd = (Δdli + Δdri) / 2. The rotation angle Δθ of the entire drive wheel is Δθ = (Δdli−Δdri) / D (where D is the distance between the center of the drive wheel DL and the center of DR).

さらに駆動ユニットに回転が加わる場合には、その回転中心OはΔdli:Δdri=ΔLi:ΔRiの関係となる(ただし、ΔLiは駆動輪DLから回転中心Oまでの距離、ΔRiは駆動輪DRから回転中心Oまでの距離。D=ΔLi+ΔRi)。したがって、回転中心Oは、ΔLi=ΔRi×(Δdli/Δdri)、およびD=ΔLi+ΔRiの関係から、ΔLi=(D×(Δdli/Δdri))/(1+(Δdli/Δdri))の位置となる。   Further, when rotation is applied to the drive unit, the rotation center O has a relationship of Δdli: Δdri = ΔLi: ΔRi (where ΔLi is a distance from the drive wheel DL to the rotation center O, and ΔRi is rotated from the drive wheel DR). Distance to center O. D = ΔLi + ΔRi). Therefore, the rotation center O is at a position of ΔLi = (D × (Δdli / Δdri)) / (1+ (Δdli / Δdri)) from the relationship of ΔLi = ΔRi × (Δdli / Δdri) and D = ΔLi + ΔRi.

また、この回転中心Oは、回転軸をXJとして、回転軸XJから左側駆動輪DLの位置で基準方向と平行にΔdliだけ移動した位置と、同じく回転軸XJから右側駆動輪DRの位置で基準方向と平行にΔdriだけ移動した位置とを結ぶ線分ΔXJと回転軸XJとが交わる点Oとなる。   The rotation center O is defined as a position where the rotation axis is XJ, a position moved from the rotation axis XJ by Δdli parallel to the reference direction at the position of the left drive wheel DL, and a position of the right drive wheel DR from the rotation axis XJ. This is the point O where the line segment ΔXJ connecting the position moved by Δdri parallel to the direction intersects with the rotation axis XJ.

回転に伴う駆動ユニットのコントロールポイントCPの移動量は、図5(c)に示すように、回転中心OからコントロールポイントCPまで引いた線分O−CPを回転中心Oを支点として駆動輪全体の回転角ΔθだけCPの位置を移動させたときの移動量ΔCPとなる。   As shown in FIG. 5C, the amount of movement of the control point CP of the drive unit accompanying the rotation is as follows. The segment O-CP drawn from the rotation center O to the control point CP is set to the rotation center O as a fulcrum. This is the amount of movement ΔCP when the position of CP is moved by the rotation angle Δθ.

そして、コントロールポイントCPの移動量はベクトルΔdとベクトルΔCPの合成ベクトルΔSとなり、ベクトルΔSの終点(矢印の先端点)の位置が求められた駆動ユニットのコントロールポイントCPにおける現在の移動量ΔCPとなる。そして、このΔCPを以前の位置に加算すれば、駆動ユニット動作後の現在位置となる。   Then, the movement amount of the control point CP becomes the combined vector ΔS of the vector Δd and the vector ΔCP, and the current movement amount ΔCP at the control point CP of the drive unit for which the position of the end point (tip point of the arrow) of the vector ΔS is obtained. . If this ΔCP is added to the previous position, the current position after the operation of the drive unit is obtained.

以上のようにして求められる各駆動ユニット11〜14の移動量ΔCPi(ただしiは1〜4の自然数)は、制御装置20によって算出される。そして、制御装置20は、さらにこれを元に自動搬送台車1全体の移動量を算出する。また、角度センサ31から得られるステアリング角度を用いて、各駆動ユニット11〜14の自動搬送台車1の基準点からの向きを示すベクトルwθが求められる。すなわち、ΔS、ΔCPiにwθだけ加えた(wθだけ回転させた)ものが自動搬送台車1の基準位置から見た駆動ユニットのベクトルとなる。   The movement amount ΔCPi (where i is a natural number of 1 to 4) of each drive unit 11 to 14 calculated as described above is calculated by the control device 20. And the control apparatus 20 calculates the movement amount of the automatic conveyance trolley 1 whole further based on this. Further, using the steering angle obtained from the angle sensor 31, a vector wθ indicating the direction of each drive unit 11 to 14 from the reference point of the automatic conveyance vehicle 1 is obtained. That is, a vector obtained by adding wθ (rotated by wθ) to ΔS and ΔCPi is a drive unit vector viewed from the reference position of the automatic conveyance carriage 1.

図6および図7は自動搬送台車1全体の移動量の算出方法を説明する説明図である。   6 and 7 are explanatory diagrams for explaining a method of calculating the movement amount of the entire automatic conveyance vehicle 1.

自動搬送台車1全体の移動量は、図6に示すように、求められた各駆動ユニット11〜14の移動量ΔCPiに対して、ステアリング軸30の中心SPから自動搬送台車1の中心位置OO(荷台10の基準点)までの幾何的な配置から求めることができる。すなわち、各駆動ユニット11〜14のステアリング軸30の中心SP1〜4の位置は、自動搬送台車1の中心位置OOからx軸方向にそれぞれX1〜4の間隔で取り付けられており、同様にy軸方向にはY1〜4の間隔で取り付けられている。   As shown in FIG. 6, the movement amount of the entire automatic conveyance carriage 1 is calculated from the center SP of the steering shaft 30 to the center position OO (of the automatic conveyance carriage 1 with respect to the obtained movement amounts ΔCPi of the drive units 11 to 14. It can be obtained from the geometrical arrangement up to the reference point of the loading platform 10). That is, the positions of the centers SP1 to SP4 of the steering shafts 30 of the drive units 11 to 14 are attached at intervals of X1 to X4 in the x-axis direction from the center position OO of the automatic conveyance carriage 1, respectively. It is attached to the direction at intervals of Y1-4.

したがって、各駆動ユニット11〜14の移動量ΔCPiから求められる自動搬送台車1の移動量は各駆動ユニット11〜14の移動量ΔCPiをそれぞれx軸およびy軸方向に分解して、それぞれx軸方向にはX1〜4、y軸方向にはY1〜4の値を引き算すればよい。   Accordingly, the movement amount of the automatic conveyance carriage 1 obtained from the movement amount ΔCPi of each drive unit 11 to 14 is decomposed into the movement amount ΔCPi of each drive unit 11 to 14 in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively. Is subtracted from X1 to X4 and Y1 to Y4 in the y-axis direction.

各駆動ユニット11〜14の動作にまったく誤差がなければ、各駆動ユニット11〜14の移動量ΔCPiから求めた自動搬送台車1の移動量は、一致するはずである。しかし、現実には、スリップなどの誤差(詳細後述)が発生して、各駆動ユニット11〜14の移動量ΔCPiから求めた自動搬送台車1の移動量は一致しない。   If there is no error in the operation of each drive unit 11-14, the movement amount of the automatic conveyance carriage 1 obtained from the movement amount ΔCPi of each drive unit 11-14 should match. However, in reality, an error such as slip (details will be described later) occurs, and the movement amount of the automatic conveyance carriage 1 obtained from the movement amount ΔCPi of each drive unit 11 to 14 does not match.

そこで、本実施形態では、各駆動ユニット11〜14の移動量ΔCPiから求める自動搬送台車1の移動量は、各駆動ユニット11〜14の移動量ΔCPiから求めた自動搬送台車1の移動量(推定移動量)のそれぞれの値を単純に算術平均を取り、自動搬送台車1の移動量Saveとした。そして、移動後の現在位置はこの移動量Saveの値を前の現在位置に加算した値ということになる。   Therefore, in the present embodiment, the movement amount of the automatic conveyance carriage 1 obtained from the movement amount ΔCPi of each drive unit 11 to 14 is the movement amount (estimated) of the automatic conveyance carriage 1 obtained from the movement amount ΔCPi of each drive unit 11 to 14. Each value of (movement amount) is simply calculated as an arithmetic average, and is used as the movement amount Save of the automatic conveyance carriage 1. The current position after the movement is a value obtained by adding the value of the movement amount Save to the previous current position.

そして、図7に示すように、平均化により求められた自動搬送台車1の移動量Saveを自動搬送台車1の中心位置OOとして、このSave=OOの位置から幾何的に今度は各駆動ユニット11〜14と自動搬送台車1の中心位置の関係から逆算して、Save=OOを基準とする各駆動ユニット11〜14の現在位置SS1〜4を求める。   Then, as shown in FIG. 7, the movement amount Save of the automatic conveyance carriage 1 obtained by averaging is set as the center position OO of the automatic conveyance carriage 1, and this time, each drive unit 11 is geometrically determined from the position of Save = OO. The current positions SS1 to SS4 of the drive units 11 to 14 with respect to Save = OO are calculated by calculating backward from the relationship between the center position of -14 and the center position of the automatic transport cart 1.

この平均値Saveから各駆動ユニットの現在位置SS1〜4を逆算して与えることで、各駆動ユニット間での微妙な位置の違いが自動的に補正されることになる。そして、求めた各駆動ユニット11〜14の現在位置SS1〜4は、次の経路点へ移動するための各駆動ユニットの現在位置となる(詳細後述)。   By subtracting the current positions SS1 to SS4 of each drive unit from the average value Save, the subtle difference in position between the drive units is automatically corrected. Then, the obtained current positions SS1 to SS4 of the drive units 11 to 14 become current positions of the drive units for moving to the next path point (details will be described later).

各駆動ユニット11〜14で発生する誤差のうち、大きくないものについては許容されるものとしてそのまま用いることができるが、大きな誤差が発生した場合には、自動搬送台車1が経路から外れてしまう原因となる。   Of the errors generated in each of the drive units 11 to 14, those that are not large can be used as they are, but if a large error occurs, the cause of the automatic conveyance carriage 1 being off the path. It becomes.

そこで、本実施形態では、各駆動ユニットの移動量を平均して求めた自動搬送台車1の移動量Saveの値が、あらかじめ決めた許容範囲dmaxを外れているか否かにより、今後の移動を制御できる値となっているかどうかを判断することとした。   Therefore, in the present embodiment, the future movement is controlled depending on whether or not the value of the movement amount Save of the automatic conveyance carriage 1 obtained by averaging the movement amounts of the respective drive units is out of the predetermined allowable range dmax. It was decided to determine whether it was possible.

ここで許容範囲dmaxは、自動搬送台車1が自律走行させる際に、あらかじめ与えられた経路からどの程度ずれてもよいかによって変わってくる。また、スリップなど故障によらない誤差は、自動搬送台車1の速度が速ければ速いほど大きくなるため、許容範囲dmaxも速度に応じて変えてやる必要がある。   Here, the allowable range dmax changes depending on how much the automatic conveyance carriage 1 may deviate from a route given in advance when the automatic conveyance cart 1 autonomously travels. In addition, an error not caused by a failure such as a slip increases as the speed of the automatic conveyance carriage 1 increases, so that the allowable range dmax needs to be changed according to the speed.

そこで、本実施形態では、許容範囲dmaxは、進行方向の次の目標点を中心として、目標速度×制御サンプリング周期を半径とする円の範囲とした。このように設定することで速度に依存するスリップなどの誤差のみ許容することが可能となる。   Therefore, in the present embodiment, the allowable range dmax is a range of a circle having a radius of the target speed × the control sampling period with the next target point in the traveling direction as the center. By setting in this way, only errors such as slip depending on the speed can be allowed.

たとえば、自動搬送台車1の目標最高速度が1m/sの場合、その走行中におけるずれ許容量が5mmとすれば、制御サンプリング周期を0.02とすると、許容範囲dmaxは、次の目標点を中心として、0〜1(m/s)×0.02secを半径とする円の範囲となる。もちろんこの許容範囲dmaxは、自動搬送台車1を走行させる目的や目標速度などにより適宜変更すればよい。後述する経由点や補間点でもよいし、また、現在位置に対して、経由点および補間点方向に、現在速度×制御サンプリング周期だけ進んだ点を補間店とは別に設定してもよい。   For example, when the target maximum speed of the automatic conveyance carriage 1 is 1 m / s, if the allowable deviation during the traveling is 5 mm, and the control sampling period is 0.02, the allowable range dmax is set to the next target point. The center is a circle having a radius of 0 to 1 (m / s) × 0.02 sec. Of course, the allowable range dmax may be changed as appropriate depending on the purpose of the automatic conveyance cart 1 and the target speed. A via point or an interpolation point to be described later may be used, or a point advanced by the current speed × the control sampling period in the direction of the via point and the interpolation point with respect to the current position may be set separately from the interpolation store.

このように許容範囲dmaxを設け、自動搬送台車1の移動量Saveの値が許容範囲dmaxを超えた場合には、いずれかの駆動ユニットに大きな誤差が発生しているものとして、大きな誤差の発生した駆動ユニットの移動量ΔSiを平均値の算出に用いないことで、自動搬送台車1の現在位置の算出精度を上げることができる。   In this way, when the allowable range dmax is provided and the value of the movement amount Save of the automatic conveyance carriage 1 exceeds the allowable range dmax, it is assumed that a large error has occurred in any of the drive units, and a large error has occurred. By not using the movement amount ΔSi of the drive unit that is used for calculating the average value, the calculation accuracy of the current position of the automatic conveyance cart 1 can be increased.

しかし、全ての駆動ユニットの移動量ΔSiから平均化して求めた自動搬送台車1の移動量Saveの値だけでは、どの駆動ユニットの誤差が大きいのか判別することができない。そこで、本実施形態では、一つの駆動ユニットを除いて他の駆動ユニットだけから平均値を求め、その平均値が許容範囲dmaxを超えているかどうかにより、誤差の大きな駆動ユニットを判別することとした。これは一つの駆動ユニットを除いた他の駆動ユニットだけから算出した平均値が、許容範囲dmaxを超えていなければ、そのとき除かれている駆動ユニットが大きな誤差の発生源となっているとわかるものである。   However, it is impossible to determine which drive unit has a large error only by the value of the movement amount Save of the automatic conveyance carriage 1 obtained by averaging the movement amounts ΔSi of all the drive units. Therefore, in this embodiment, an average value is obtained only from other drive units except for one drive unit, and a drive unit having a large error is determined depending on whether the average value exceeds the allowable range dmax. . This means that if the average value calculated only from the other drive units excluding one drive unit does not exceed the allowable range dmax, the drive unit removed at that time is the source of a large error. Is.

また、一方で、このような大きな誤差の発生した駆動ユニットがある場合でも、自動搬送台車1には、複数の駆動ユニットが設けられているため、大きな誤差の発生した駆動ユニットにスリップなどが生じていても、自動搬送台車1そのものの進行方向が大きくくるうことはなく、ただ、大きな誤差の発生した駆動ユニットの移動量を加えてしまうと自動搬送台車1の移動量(すなわち現在位置)の算出にくるいが生じるので、これを排除するのである。   On the other hand, even when there is a drive unit in which such a large error has occurred, the automatic conveyance carriage 1 is provided with a plurality of drive units, so that a slip or the like occurs in the drive unit in which a large error has occurred. However, the traveling direction of the automatic conveyance carriage 1 itself does not increase greatly. However, if the movement amount of the drive unit having a large error is added, the movement amount (that is, the current position) of the automatic conveyance carriage 1 is increased. This is eliminated because a nuisance occurs in the calculation.

具体的には、第1駆動ユニット11の移動量ΔS1を除いて、他の駆動ユニットの移動量ΔS2〜4の値を用いて平均化した値Save1とdmaxとの比較、同様に第2駆動ユニット12の移動量ΔS2を除いて、他の駆動ユニットの移動量ΔS1、ΔS3およびΔS4の値を用いて平均化した値Save2とdmaxとの比較、同様に第3駆動ユニット13の移動量ΔS3を除いて、他の駆動ユニットの移動量ΔS1、ΔS2およびΔS4の値を用いて平均化した値Save3とdmaxとの比較、同様に第4駆動ユニット14の移動量ΔS4を除いて、他の駆動ユニットの移動量ΔS1〜3の値を用いて平均化した値Save4とdmaxとの比較を、それぞれ実行する。そして、これらSave1〜4のうちdmaxを超えないSavei(ただし、iは1〜4)があればそのSaveiのときに除外されている駆動ユニットが大きな誤差を発生させていると判断する。   Specifically, a comparison is made between the values Save1 and dmax averaged using the values of the movement amounts ΔS2 to 4 of the other drive units except for the movement amount ΔS1 of the first drive unit 11, and similarly the second drive unit. A comparison is made between the values Save2 and dmax averaged using the values of the movement amounts ΔS1, ΔS3 and ΔS4 of the other drive units except for the movement amount ΔS2 of 12, and similarly, the movement amount ΔS3 of the third drive unit 13 is excluded. A comparison is made between the value Save3 averaged using the movement amounts ΔS1, ΔS2 and ΔS4 of the other drive units and dmax. Similarly, except for the movement amount ΔS4 of the fourth drive unit 14, A comparison is made between the values Save4 and dmax averaged using the values of the movement amounts ΔS1 to ΔS3. If there is a Savei that does not exceed dmax among these Saves 1 to 4 (where i is 1 to 4), it is determined that the drive unit excluded at that Savei has caused a large error.

各駆動ユニットに生じる誤差は、たとえば、駆動輪のスリップ、駆動輪が空気注入タイヤの場合の空気圧不足やパンク、駆動輪がソリッドゴムタイヤの場合の磨耗量の違い、そして、複数の駆動ユニット間での速度の違い、ステアリング軸30の角度の違いによる内力、ステアリング軸30に設けられている角度センサ31の向きの違いによる内力、角度センサ31の誤差などによって発生する。   Errors that occur in each drive unit include, for example, slipping of the drive wheels, insufficient air pressure and puncture when the drive wheels are inflated tires, differences in wear when the drive wheels are solid rubber tires, and between multiple drive units. Is generated by an internal force due to a difference in speed of the steering shaft 30, an internal force due to a difference in angle of the steering shaft 30, an internal force due to a difference in direction of the angle sensor 31 provided on the steering shaft 30, an error of the angle sensor 31, and the like.

図13は複数の駆動ユニット間での速度の違いを説明する説明図であり、図13はステアリング軸30の角度の違いによる内力を説明する説明図である。   FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining a difference in speed among a plurality of drive units, and FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining an internal force due to a difference in angle of the steering shaft 30.

複数の駆動ユニット間での速度の違いは、図12(a)に示すように、たとえば、第1駆動ユニットの速度ν1が第3駆動ユニット速度ν3より速い場合、これらの合成速度sνは、ν1より遅くν3より速いことになる。このため、これら駆動ユニット間では、速度差が生じてしまうことになる。同様に図12(b)に示すように、たとえば、第1駆動ユニット11の速度ν1が第3駆動ユニット13の速度ν3より遅い場合、これらの合成速度sνは、ν1より速くν3より遅いことになり、これら駆動ユニット間では速度差が生じてしまうことになる。   As shown in FIG. 12A, for example, when the speed ν1 of the first drive unit is higher than the third drive unit speed ν3, the combined speed sν is ν1 as shown in FIG. Slower and faster than ν3. For this reason, a speed difference will arise between these drive units. Similarly, as shown in FIG. 12B, for example, when the speed ν1 of the first drive unit 11 is slower than the speed ν3 of the third drive unit 13, these combined speeds sν are faster than ν1 and slower than ν3. Thus, a speed difference occurs between these drive units.

このような速度誤差は速く回転する方の駆動ユニットがスリップして、現在位置算出の際の誤差原因となる。   Such a speed error causes the drive unit that rotates faster to slip and causes an error in calculating the current position.

一方、ステアリング軸30の角度の違いによる内力は、図13(a)に示すように、第1駆動ユニット11と第2駆動ユニット12の速度ベクトルが互いに内向きとなった場合や、図13(b)に示すように、第1駆動ユニット11と第2駆動ユニット12の速度ベクトルが互いに外向きとなった場合に発生する。内向きになった場合には、互いに外側へ作用する力が発生し、第1駆動ユニット11ではeθ1<0方向の力が発生し、第2駆動ユニット11ではeθ1>0方向の力が発生する。一方、外向きになった場合には、互いに内側へ作用する力が発生し、第1駆動ユニット11ではeθ1>0方向の力が発生し、第2駆動ユニット11ではeθ1<0方向の力が発生する。   On the other hand, as shown in FIG. 13A, the internal force due to the difference in the angle of the steering shaft 30 is obtained when the velocity vectors of the first drive unit 11 and the second drive unit 12 are inward of each other, or in FIG. As shown in b), it occurs when the velocity vectors of the first drive unit 11 and the second drive unit 12 are outward. In the inward direction, forces acting on the outside are generated, the first drive unit 11 generates a force in the direction eθ1 <0, and the second drive unit 11 generates a force in the direction eθ1> 0. . On the other hand, when they are directed outward, forces acting inside each other are generated, the first drive unit 11 generates a force in the direction eθ1> 0, and the second drive unit 11 generates a force in the direction eθ1 <0. appear.

このような内力が生じるとそれぞれの駆動ユニットは加わった力からの分だけスリップすることになり、しかも、ステアリング軸30の切れ角が変わって力のバランスが崩れた場合、どちらかの方向へ回転移動してしまうことになる。このため、このようなステアリング軸30の角度の違いによる内力も現在位置算出の際の誤差原因となる。   When such an internal force occurs, each drive unit will slip by the applied force, and if the turning angle of the steering shaft 30 changes and the balance of the force is lost, the drive unit rotates in either direction. It will move. For this reason, the internal force due to such a difference in the angle of the steering shaft 30 also causes an error in calculating the current position.

次に、自動搬送台車1が自律走行するときの全体の制御について説明する。   Next, overall control when the automatic conveyance cart 1 autonomously travels will be described.

図8は自動搬送台車1が自律走行するときの制御装置20の動作手順を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing an operation procedure of the control device 20 when the automatic conveyance cart 1 autonomously travels.

まず、制御装置20は、走行するコースの入力を受ける(S1)。このとき入力されるコースは、走行予定の経路の代表的な経路点と、その間の補間方法のみでよい。   First, the control device 20 receives an input of a traveling course (S1). The course input at this time may be only a typical route point of the route scheduled to travel and an interpolation method between the route points.

図9は、この経路点とその間の補間指示についての説明図である。   FIG. 9 is an explanatory diagram of this route point and an interpolation instruction between the route points.

走行するコースは、図9に示すように、自動搬送台車1を走行させたい経路の何点かを経由点として設定、入力し、さらに、経由点の間をどのように走行するかを補間指示として入力する。経由点は、通常、経路の始点、終点と、その間で経路が曲がる位置などを入力する。そして、経由点の間をまっすぐ進めば良いところは直線補間を指示し、曲がる部分では円弧補間を指示することになる。   As shown in FIG. 9, the traveling course is set and input as a waypoint through some points on the route on which the automatic conveyance cart 1 is to be run, and further, an interpolation instruction is given as to how to travel between the waypoints. Enter as. As the via point, the start point and end point of the route and the position where the route bends between them are usually input. Then, linear interpolation is instructed where it is necessary to go straight between the via points, and circular interpolation is instructed at a bent portion.

次に制御装置20は、入力された経由点と補間指示に基づいて、目標軌跡生成と目標速度・目標回転速度の算出を行う(S2)。   Next, the control device 20 performs target trajectory generation and target speed / target rotation speed calculation based on the input via point and interpolation instruction (S2).

図10は、目標軌跡生成と目標速度・目標回転速度の算出についての説明図である。   FIG. 10 is an explanatory diagram of target trajectory generation and target speed / target rotation speed calculation.

図示するように、直線補間が指示された区間では、図10(a)に示すように、目標速度として、はじめの経由点(t=0s)から速度が徐々に速くなり、経由点間の中間点(t=10s)まで加速し、中間点から直線補間が指示された区間の終わりの経由点(t=20s)まで徐々に遅くなるように補間点を設定する。ただし、最大速度は、直線走行時の最大速度を超えないものとする。   As shown in the figure, in the section in which linear interpolation is instructed, as shown in FIG. 10A, the speed gradually increases from the first waypoint (t = 0 s) as the target speed, and the intermediate point between the waypoints. The interpolation point is set so that the point is accelerated to the point (t = 10 s) and gradually becomes slower from the intermediate point to the end point (t = 20 s) at the end of the section in which linear interpolation is instructed. However, the maximum speed shall not exceed the maximum speed during straight running.

一方、円弧補間を指示された区間では、基本的に目標速度は、直線補間と同様に、その区間のはじめの経由点(t=20s)から速度が徐々に速くなり、経由点間の中間点(t=30s)まで加速し、中間点からその区間の終わりの経由点(t=40s)まで徐々に遅くなるように補間点を設定する。ただし、最大速度は、円弧走行時の最大速度を超えないものとする。   On the other hand, in the section in which circular interpolation is instructed, the target speed basically increases from the first waypoint (t = 20 s) in the same section as in the case of linear interpolation. The acceleration point is set to (t = 30 s), and the interpolation point is set so as to gradually become slower from the intermediate point to the end point of the section (t = 40 s). However, the maximum speed shall not exceed the maximum speed during arc traveling.

このとき設定された円弧走行時の速度νは、図10(b)に示すように、2次元座標系を用いて目標回転速度として、x軸方向の速度νxjとy軸方向の速度νyjに分解する。なお図においてwθは、駆動ユニットの向きを示し、自動搬送台車1の現在姿勢+駆動ユニットのステアリング角度である。ここで自動搬送台車1の現在姿勢は、現在位置から求められた自動搬送台車1の向きであり、ステアリング角度は各駆動ユニットの角度センサ31から得られる値である。   As shown in FIG. 10B, the speed ν during arc traveling set at this time is decomposed into a target rotational speed using a two-dimensional coordinate system into a speed νxj in the x-axis direction and a speed νyj in the y-axis direction. To do. In addition, w (theta) shows the direction of a drive unit in a figure, and is the steering angle of the present attitude | position of the automatic conveyance trolley | bogie 1 + a drive unit. Here, the current posture of the automatic conveyance carriage 1 is the direction of the automatic conveyance carriage 1 obtained from the current position, and the steering angle is a value obtained from the angle sensor 31 of each drive unit.

これにより、走行準備が整うので制御装置20は、走行指令(不図示)があれば自動搬送台車1を走行させることができる。   Thereby, since preparations for traveling are completed, the control device 20 can cause the automatic conveyance cart 1 to travel if there is a traveling command (not shown).

自動搬送台車1の走行時は、制御装置20が、直線区間においては上記直線区間の目標速度となるように、各駆動ユニットのそれぞれの駆動輪が同じ速度となるように指令し、円弧区間においては、上記円弧区間の目標速度および目標回転速度となるように、各駆動ユニットのそれぞれの駆動輪の速度となるように指令する。   When the automatic carriage 1 is traveling, the control device 20 commands the drive wheels of the drive units to have the same speed so that the target speed of the linear section is the same in the straight section. Instructs the speed of each drive wheel of each drive unit to be the target speed and target rotational speed of the arc section.

図11は、円弧区間の速度指令を説明する説明図である。   FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a speed command for an arc segment.

円弧区間では、図11(a)に示すように、その区間の円弧の中心位置ICRがあらかじめ定められており(上記円弧補間指令の際に指令する円弧の中心位置ICRとして指定される)。上記目標回転速度は、このICRから自動搬送台車1の中心位置までの距離r0が移動する円弧として算出されたものであるから、これをそれぞれの駆動ユニット11〜14に分配しなければならない。ICRからそれぞれの駆動ユニットのコントロールポイントCPまでの距離をriとすれば、それぞれの駆動ユニットの目標速度νi=ν+wθ×riとなる。   In the arc section, as shown in FIG. 11A, the arc center position ICR of the section is determined in advance (designated as the arc center position ICR commanded in the arc interpolation command). Since the target rotational speed is calculated as a circular arc in which the distance r0 from the ICR to the center position of the automatic conveyance carriage 1 moves, it must be distributed to the respective drive units 11-14. If the distance from the ICR to the control point CP of each drive unit is ri, the target speed νi = ν + wθ × ri of each drive unit is obtained.

制御装置20は、図11(b)に示すように、得られた各駆動ユニットの目標速度νiを各駆動ユニットにおけるそれぞれの駆動輪の速度に分配して指令する。   As shown in FIG. 11B, the control device 20 distributes and commands the obtained target speed νi of each drive unit to the speed of each drive wheel in each drive unit.

各駆動ユニットの目標速度νiは、下記(1)式により求めることができる。   The target speed νi of each drive unit can be obtained by the following equation (1).

νi=wj・ui から、ui=wj−1・νi …(1)
式中、uiは一つの駆動ユニットの中の各駆動輪の速度である。したがって、uiの添え字iは1または2であり、たとえばu1=左駆動輪の速度、u2=右駆動輪の速度である。
From νi = wj · ui, ui = wj− 1 · νi (1)
Where ui is the speed of each drive wheel in one drive unit. Therefore, the subscript i of ui is 1 or 2, for example, u1 = speed of the left driving wheel and u2 = speed of the right driving wheel.

uiは、下記(2)式により求められる。   ui is obtained by the following equation (2).

また、wj−1はヤコビアン行列を示し、下記(3)式で示される。 Wj −1 represents a Jacobian matrix, and is represented by the following equation (3).

(2)および(3)式中、ドットθliは左駆動輪の回転速度、ドットθriは右駆動輪の回転速度を示す(ドットは式及び図に示したとおり微分値であることを示す符号である)。また、rは駆動輪(車輪)の半径であり、θ(ドットのない)は駆動輪(車輪)の回転角度である。また、sはステアリング軸から車軸までの距離でありオフセット量という。   In the equations (2) and (3), the dot θli indicates the rotation speed of the left driving wheel, and the dot θri indicates the rotation speed of the right driving wheel (the dot is a symbol indicating that it is a differential value as shown in the equation and the figure). is there). Further, r is the radius of the drive wheel (wheel), and θ (no dot) is the rotation angle of the drive wheel (wheel). Further, s is a distance from the steering shaft to the axle and is called an offset amount.

走行が始まると、制御装置20は、既に説明したとおり、各駆動ユニットの移動量ΔCPiを求める(S10)。移動量を求める間隔はあらかじめ決められた制御サンプリング周期による。   When traveling starts, the control device 20 calculates the movement amount ΔCPi of each drive unit as already described (S10). The interval for obtaining the amount of movement depends on a predetermined control sampling period.

そして、制御装置20は得られた各駆動ユニット11〜14の移動量ΔCPiから自動搬送台車1の中心位置OOにおける移動量の平均値Saveを算出して(S11)、その値が許容範囲dmax内であれば(S12:Yes)、その平均値Saveに基づいて各駆動ユニット11〜14の現在位置を算出する(S15)。   Then, the control device 20 calculates an average value Save of the movement amounts at the center position OO of the automatic conveyance carriage 1 from the obtained movement amounts ΔCPi of the drive units 11 to 14 (S11), and the value is within the allowable range dmax. If so (S12: Yes), the current position of each drive unit 11-14 is calculated based on the average value Save (S15).

一方、平均値Saveが許容範囲dmaxを超えていれば(S12:No)、どの駆動ユニットの誤差が大きいかを検出する(S14)。この動作は、既に説明したとおり、一つの駆動ユニットを除いた駆動ユニットから平均値Saveiを求めて、求めた平均値Saveiが許容範囲dmax内であれば、そのとき除外された駆動ユニットの誤差が大きいものと判断する。制御装置20は、許容範囲dmax内となった平均値Saveiをそのときの平均値Saveとして(S15:誤差の大きな駆動ユニットを除外した平均値とする)、その平均値から各駆動ユニット11〜14の現在位置を算出する(S15)。   On the other hand, if the average value Save exceeds the allowable range dmax (S12: No), it is detected which drive unit has a large error (S14). As described above, the average value Savei is obtained from the drive units excluding one drive unit as described above, and if the obtained average value Savei is within the allowable range dmax, the error of the drive unit excluded at that time is Judge as big. The control device 20 sets the average value Savei within the allowable range dmax as the average value Save at that time (S15: an average value excluding a drive unit having a large error), and the drive units 11 to 14 from the average value. Is calculated (S15).

続いて、制御装置20は、現在位置が経路終点に達したか否かを判断して(S16)、終点に到達していなければ、現在位置から目標点までの目標速度と方向を算出して、各駆動ユニットに対して指令する(S17)。ここでの目標点は経路上の次の補間点である。その後はS10へ戻り処理を継続する。   Subsequently, the control device 20 determines whether or not the current position has reached the route end point (S16). If the end point has not been reached, the control device 20 calculates the target speed and direction from the current position to the target point. Then, a command is given to each drive unit (S17). The target point here is the next interpolation point on the path. Thereafter, the process returns to S10 and continues.

一方、S16において経路終点に到達したと判断されたなら処理を終了する。   On the other hand, if it is determined in S16 that the route end point has been reached, the process is terminated.

以上説明したように本実施形態によれば、各駆動ユニット11〜14それぞれの移動量を平均化して自動搬送台車1全体としての移動量Saveを求めることで、駆動輪以外の外界センサを必要とせず、自動搬送台車1の位置を求めることができ、さらに得られた自動搬送台車1全体としての移動量Saveを現在位置として駆動ユニットの現在位置にフィードバックすることで、自動的に現在位置の補正が行われるようになる。   As described above, according to the present embodiment, the movement amount Save of the automatic conveyance carriage 1 as a whole is obtained by averaging the movement amounts of the respective drive units 11 to 14, thereby requiring an external sensor other than the drive wheels. First, the position of the automatic conveyance carriage 1 can be obtained, and the current movement amount Save of the automatic conveyance carriage 1 as a whole is fed back to the current position of the drive unit as the current position, thereby automatically correcting the current position. Will be done.

また、自動搬送台車1の移動量Saveが許容範囲dmaxを越えていれば、どの駆動ユニットの誤差が大きいかを検出して、その誤差の大きな値を除外することとしたので、より正確な現在位置を求めることができる。   Further, if the movement amount Save of the automatic conveyance carriage 1 exceeds the allowable range dmax, it is determined which drive unit has a large error and excludes a large value of the error. The position can be determined.

以上本発明を適用した実施形態を説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。たとえば、上述した実施形態では駆動ユニットが4つの場合を説明したが、3つの場合であっても適用することができる。また、上述した実施形態では誤差の大きな駆動ユニットを検出する際に、一つの駆動ユニットの移動量を除いた他の3つの駆動ユニットの移動量を平均化することとしたが、これに変えて、2つの駆動ユニットの移動量を除外するようにしてもよい。   Although the embodiment to which the present invention is applied has been described above, the present invention is not limited to such an embodiment. For example, although the case where there are four drive units has been described in the above-described embodiment, the present invention can be applied even when there are three drive units. In the above-described embodiment, when detecting a drive unit having a large error, the movement amounts of the other three drive units excluding the movement amount of one drive unit are averaged. You may make it exclude the moving amount | distance of two drive units.

さらには、上述した実施形態において大きな誤差の生じた駆動ユニットを検出した場合に、その駆動ユニットを制御装置内で記憶し、その後、連続して同じ駆動ユニットが大きな誤差が生じていると判断された場合には、その駆動ユニットに単純なスリップではなく故障などによる不具合があるものとして警告を表示するなどしてもよい。   Further, when a drive unit having a large error is detected in the above-described embodiment, the drive unit is stored in the control device, and thereafter, it is determined that the same drive unit continuously has a large error. In such a case, a warning may be displayed noting that the drive unit has a problem due to a failure or the like rather than a simple slip.

本発明は、自走式の台車に利用できる。   The present invention can be used for a self-propelled carriage.

本発明を適用した自動搬送台車の構成を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the structure of the automatic conveyance trolley to which this invention is applied. 自動搬送台車の制御系を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the control system of an automatic conveyance trolley | bogie. 一つの駆動ユニットの構成を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the structure of one drive unit. 一つの駆動ユニットにおける駆動輪の動きとそれに伴う駆動ユニットの進行方向を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the movement of the drive wheel in one drive unit, and the advancing direction of the drive unit accompanying it. 駆動ユニットの速度ベクトルの算出方法について説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the calculation method of the speed vector of a drive unit. 自動搬送台車全体の移動量の算出方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the calculation method of the movement amount of the whole automatic conveyance trolley | bogie. 自動搬送台車全体の移動量の算出方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the calculation method of the movement amount of the whole automatic conveyance trolley | bogie. 自動搬送台車が自律走行するときの制御装置の動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of a control apparatus when an automatic conveyance trolley runs autonomously. 経路点とその間の補間指示についての説明図である。It is explanatory drawing about a route point and the interpolation instruction | indication between them. 目標軌跡生成と目標速度・目標回転速度の算出についての説明図である。It is explanatory drawing about target locus | trajectory production | generation and calculation of a target speed and target rotational speed. 円弧区間の速度指令を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the speed command of a circular arc area. 複数の駆動ユニット間での速度の違いを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the difference in the speed between several drive units. ステアリング軸の角度の違いによる内力を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the internal force by the difference in the angle of a steering shaft.

符号の説明Explanation of symbols

1…自動搬送台車、
10…荷台、
20…制御装置、
30…ステアリング軸、
31…角度センサ、
41…第1モータ、
42…第1エンコーダ、
43…第2モータ、
44…第2エンコーダ。
1 ... Automatic transport cart,
10 ... loading platform,
20 ... Control device,
30 ... Steering shaft,
31 ... An angle sensor,
41 ... 1st motor,
42 ... first encoder,
43 ... second motor,
44. Second encoder.

Claims (6)

荷台下面に設けられ左右独立して駆動する車輪を有する複数の駆動手段と、
前記各車輪の回転数を検出する検出手段と、
前記各車輪の回転数から前記複数の駆動手段それぞれの移動量を求め、求めた前記各駆動手段の移動量から前記荷台の移動量を求め、前記荷台の移動量が所定の許容範囲内である場合に、前記荷台の移動量から前記各駆動手段の現在位置を求める制御手段と、
を有することを特徴とする自動搬送台車。
A plurality of driving means having wheels provided on the bottom surface of the loading platform and independently driven on the left and right sides;
Detecting means for detecting the rotational speed of each wheel;
The amount of movement of each of the plurality of driving means is obtained from the number of rotations of each wheel, the amount of movement of the cargo bed is obtained from the obtained amount of movement of each driving means, and the amount of movement of the cargo bed is within a predetermined allowable range. Control means for obtaining the current position of each driving means from the amount of movement of the loading platform,
An automatic conveyance cart characterized by comprising:
前記荷台の移動量は、前記各駆動手段の移動量と前記各駆動手段の前記荷台への取り付け位置とから前記各駆動手段ごとの前記荷台の基準点における推定移動量を求め、これら推定移動量の平均値であることを特徴とする請求項1記載の自動搬送台車。   The movement amount of the loading platform is obtained by obtaining an estimated movement amount at the reference point of the loading platform for each driving means from the movement amount of each driving means and the mounting position of each driving means on the loading platform. The automatic conveyance cart according to claim 1, wherein the average value is an average value. 前記制御手段は、前記荷台の移動量が許容範囲以外の場合、前記平均値を求める際に少なくとも一つの駆動手段の移動量を除いた残りの駆動手段の移動量から前記平均値を求めて、当該求めた前記平均値が許容範囲内であれば、そのとき除外された駆動手段の誤差が大きいものと判断することを特徴とする請求項2記載の自動搬送台車。   When the movement amount of the loading platform is outside the allowable range, the control means obtains the average value from the movement amount of the remaining driving means excluding the movement amount of at least one driving means when obtaining the average value, 3. The automatic conveyance cart according to claim 2, wherein if the obtained average value is within an allowable range, it is determined that the error of the driving means excluded at that time is large. 荷台下面に設けられた複数の駆動手段の移動量を当該移動手段に設けられた左右独立して駆動する車輪の回転数から求め、
求めた前記各駆動手段の移動量から前記荷台の移動量を求め、
前記荷台の移動量が所定の許容範囲内である場合に、当該荷台の移動量から前記各駆動手段の現在位置を求めることを特徴とする自動搬送台車の制御方法。
The amount of movement of the plurality of driving means provided on the lower surface of the loading platform is obtained from the number of rotations of the wheels that are independently driven on the left and right provided on the moving means,
Obtain the amount of movement of the cargo bed from the amount of movement of each driving means that has been obtained,
A control method for an automatic conveyance cart, wherein when the movement amount of the loading platform is within a predetermined allowable range, the current position of each of the driving means is obtained from the movement amount of the loading platform.
前記荷台の移動量は、前記各駆動手段の移動量と前記各駆動手段の前記荷台への取り付け位置とから前記各駆動手段ごとの前記荷台の基準点における推定移動量を求め、これら推定移動量の平均値であることを特徴とする請求項4記載の自動搬送台車の制御方法。   The movement amount of the loading platform is obtained by obtaining an estimated movement amount at the reference point of the loading platform for each driving means from the movement amount of each driving means and the mounting position of each driving means on the loading platform. 5. The method for controlling an automatic conveyance carriage according to claim 4, wherein the average value is an average value of 前記荷台の移動量が許容範囲以外の場合、前記平均値を求める際に少なくとも一つの駆動手段の移動量を除いた残りの駆動手段の移動量から前記平均値を求めて、当該求めた前記平均値が許容範囲内であれば、そのとき除外された駆動手段の誤差が大きいものと判断することを特徴とする請求項5記載の自動搬送台車の制御方法。   When the movement amount of the loading platform is outside the allowable range, the average value is obtained from the movement amount of the remaining driving means excluding the movement amount of at least one driving means when obtaining the average value, and the obtained average 6. The method for controlling an automatic conveyance carriage according to claim 5, wherein if the value is within an allowable range, it is determined that the error of the drive means excluded at that time is large.
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