JP2008123321A - 磁気誘導走行車システム - Google Patents

Abstract

【構成】 走行路に沿って磁気テープ４あるいは磁気スポット６を設け、磁気誘導走行車２の磁気センサ８でこれらのマークの双方を検出し走行する。磁気テープ４に対してはマークから外れないように、磁気スポット６に対してはマーク間の位置をエンコーダ１６で推定してマークを検出する毎に現在位置を確認して走行する。
【効果】 グレーティングなどの床には磁気スポットを、通常の床には磁気テープを設置し、何れの床でも走行できる。
【選択図】 図１

Description

この発明は磁気誘導走行車に関し、特に磁気テープや磁気棒などの線状の磁気マークを設けることが困難なロケーションでも、容易に誘導できるようにすることに関する。

走行車の誘導方式としてレーザー誘導と磁気誘導とが知られ（特許文献１）、磁気誘導には磁気テープや磁気棒などの線状の磁気マークで誘導するものと、磁気スポットにより誘導するものとが知られている。磁気スポットではスポット位置を予め正確に測量し、走行車が磁気スポットを検出する毎に、自車の位置を確認できるようにする必要がある。この一方で、クリーンルーム内のグレーティングを施した床等には磁気テープの施工は困難である。
特許第３３１２５１２号

この発明の課題は、磁気マークの設置を容易にすると共に、共通の磁気センサで線状の磁気マークと磁気スポットを検出して、走行車を磁気誘導できるようにすることにある。
請求項２の発明での追加の課題は、グレーティングを施した床と通常の床とが有るスペースで、簡単に磁気マークを施工できるようにすることにある。
請求項３の発明での追加の課題は、磁気スポットを設けた区間を磁気誘導走行車が容易に走行できるようにすることにある。
請求項４の発明での追加の課題は、制御上の負担を小さくしながら、走行車が走行路から逸脱するのを防止することにある。

この発明は、走行路に設置した磁気マークを磁気誘導走行車の磁気センサで検出して誘導走行するシステムにおいて、磁気マークとして、線状の磁気マークと磁気スポットの双方を走行路の状況に応じて設置し、かつ磁気誘導走行車には、線状の磁気マークと磁気スポットの双方を検出するための共通の磁気センサを設けたことを特徴とする。

好ましくは、前記走行路がグレーティングを施した床と凹凸の無い床の双方を備え、グレーティングを施した床に磁気スポットを、凹凸の無い床に線状の磁気マークを設置する。なお凹凸の無い床でも一部に磁気スポットを設置しても良い。
また好ましくは、磁気誘導走行車に、線状の磁気マークを設置した区間か磁気スポットを設置した区間かを判別するための判別手段と、該判別手段で磁気スポットを設置した区間であると判別した区間に対して、磁気スポットと磁気スポットとの間に対し磁気誘導走行車を自律走行させるための自律走行手段を設ける。
特に好ましくは、前記磁気誘導走行車に、磁気誘導走行車のスリップを検出して該走行車を停止させるためのスリップ検出手段を設けて、前記判別手段で磁気スポットを設置した区間であると判別した際に、前記スリップ検出手段でスリップの検出を行う。線状の磁気マークを検出した区間ではスリップの検出は不要であるが、その一部でスリップ検出を行っても良い。

この発明では、線状の磁気マークの設置が困難なグレーティングなどの床に対しては、磁気スポットを設置するので、磁気マークの設置が容易になる。そして線状の磁気マークが設置可能な床に対しては、線状の磁気マークを設置するので、磁気スポットの設置個数を少なくして、磁気スポットの測量を行う回数を少なくできる。さらに磁気センサにより線状の磁気マークと磁気スポットの双方を検出できるので、２種類の磁気センサを設ける必要がない。

ここでグレーティングを施した床には磁気スポットを設置し、配管や配線などにより線状の磁気マークの設置が困難な箇所を除いて、凹凸のない床には線状の磁気マークを設置すると、クリーンルームなどのグレーティング区間と、それ以外の区間の双方に対して、磁気誘導走行車を簡単に走行させることができる。そして磁気スポットであれば、グレーティングを施した床にも容易に施工できる。
磁気スポットで磁気誘導走行車を走行させるには、磁気スポットと磁気スポットとの間を自律走行する必要がある。そこで線状の磁気マークを設けた区間が磁気スポットを設けた区間かを判別する判別手段を設けて、磁気スポットを設置した区間では磁気スポット間を自律走行手段により磁気誘導走行車を自律走行させると、磁気スポット区間を容易に走行できる。
磁気マークが線状か磁気スポットかを判別して、磁気スポットを設置した区間でスリップ検出を行うと、磁気スポットを見失って走行車が暴走することを防止できる。そして線状の磁気マークを設置した区間では、スリップ検出を特に行う必要がないので、スリップ検出に伴う制御を不要にできる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図４に、実施例の磁気誘導走行車システムを示す。図において２は磁気誘導走行車で、その走行路には、磁気マークとして磁気テープ４もしくは磁気スポット６を設置する。磁気テープ４は厚手の磁気を帯びたテープで、磁気棒などでもよく、走行路に沿って原則として隙間無しに配置し、床面に溝を設けて設置し、磁気テープは床面に貼り付けることもできる。磁気スポット６はスポット状の磁石からなり、間隔を空けて配置する。

磁気誘導走行車２には例えば前後一対の磁気センサ８を設け、磁気センサ８は例えば１０〜２０ｃｍ程度の幅に渡って磁気マークを検出し、その出力は磁気センサ８の長手方向（左右方向）のどの位置に磁気マークが有るかである。走行車２は例えば前後合計４輪の走行車輪１０を設け、例えば各走行車輪１０毎に走行モータ１２を設けて、ターンテーブル１４上に取り付ける。走行モータ車輪１０や走行モータ１２の回転数などをエンコーダ１６で検出し、ターンテーブル１４の回転角をステアリングセンサ１８で検出する。これによって、走行車２の走行距離並びにステアリング角が判明する。なお左右の走行車輪１０，１０を、共通の走行モータにより、ディファレンシャルギアなどを介して駆動しても良く、あるいは左右の走行車輪１０，１０を共通の走行モータで駆動すると共に、ターンテーブル１４を旋回させる旋回モータを別に設けてもよい。

走行車２の上部には、図示しないスカラアームやスライドフォークあるいはローラコンベヤなどの移載手段を設け、また図示しない地上側コントローラとの送受信手段を設けて、搬送指令を受信すると共に、搬送結果や現在位置などを報告する。

図２に、磁気誘導走行車２の走行制御系を示すと、磁気センサ８は磁気テープ４あるいは磁気スポット６等の磁気マークを検出し、磁気センサ８の左右方向のどの位置に磁気マークが存在するかを検出する。２０はマップで、走行路のレイアウト、並びに走行路のどの区間が磁気テープ４を設置した区間で、どの区間が磁気スポット６を設置した区間であるかを記憶し、かつ磁気スポットの座標を記憶している。マップ２０はエンコーダ１６並びにステアリングセンサ１８からの信号により、現在位置と磁気誘導走行車２の向きを認識する。マップ２０は、磁気テープ４を設置した区間と磁気スポット６を設置した区間の判別手段や、磁気スポット６，６間の自律走行手段を兼ねる。

２２はモータ制御部で、合計４個の走行モータ１２を制御し、これによって走行車２の速度制御を行うと共にステアリング制御を行う。スリップ検出部２４は、磁気スポット６を設置した区間に対してのみスリップの検出を行い、例えば左右の走行車輪１０，１０の回転数の差などから推定したステアリング角と、ステアリングセンサ１８で実際に求めたステアリング角とが許容範囲以上ずれている、もしくは走行車輪１０が異常な回転数で回転している、などのことを検出した際に、スリップしているものとする。スリップを検出すると、走行車２は停止する。

図３に、一般床３０とグレーティング床３２での、磁気テープ４や磁気スポット６の設置例を示す。一般床３０は凹凸の無い平坦な床で、配管３４がある等の理由により、床面を削って磁気テープ４を設置できない箇所以外は、磁気テープ４を設置する。磁気テープ４は隙間無しに連続して配置し、走行路に沿って設置すれば良く設置位置自体の精度は特に必要ではない。さらに配管３４や配線などがあるため、床に溝を削れない区間では、磁気スポット６を設置し、その周囲をスポット誘導区間３５とする。グレーティング床３２では磁気テープ４の設置は困難なため、間隔を置いて、グレーティングの孔などに磁気スポット６を設置し、グレーティング床３２内の全走行路がスポット誘導区間である。磁気スポット６を設置する際に、磁気スポット６の座標を測量してマップ２０に記憶する。

図４に実施例での走行制御アルゴリズムを示す。なお以下では、磁気誘導走行車２の位置は、床面上の位置のみでなく、走行車２の向き（方位）を含むものとする。磁気誘導走行車２の起動時に初期位置を記憶し、これはマップ上の位置と走行車２の向きである。地上側コントローラから搬送指令を受信すると、指令で指定された点に向かって走行し、この時マップ上の位置から誘導方式が線状のマーク（磁気テープ）か磁気スポットかを判別し、線状マークが設置されている区間では、エンコーダにより走行車輪１０の回転数を監視すると共に、ステアリングセンサ１８によりステアリング角を検出して、マップ上の位置を推定する。そして磁気テープ４が絶えず磁気センサ８の中央部に現れるように、言い換えると磁気マークから外れないように走行し、目的位置の付近に設置された図示しない停止マークを検出して停止する。

磁気スポットを設置した区間では、エンコーダ１６やステアリングセンサ１８により走行車２の走行距離と走行方向とを求めて、マップ上の位置を絶えず推定する。次に磁気スポットを検出すると、マップ上の位置を確認し、スリップを検出すると停止して、その旨を地上側コントローラなどに送信して復旧を待つ。走行路の途中で誘導方式が磁気テープと磁気スポットとに変更されると、それに応じて走行制御の方式を変更し、目的地に到着するまで走行制御を実行する。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) グレーティングを施した床では、線状の磁気マークを埋設するための溝を掘ることは難しいし、磁気テープを貼り付けるとグレーティングを塞ぐことになる。これに対して、磁気スポットの場合、測量が必要なものの、既存の孔を利用できるので、施工が容易である。さらに凹凸のない通常の床では、磁気スポットを設置して、その位置を正確に測量するよりも、床面に溝を設けて磁気テープや磁気棒を埋設したり、床面に磁気テープを貼り付ける方が容易なので、容易に施工できる。
(2) 磁気センサ８は、磁気テープ４も磁気スポット６も検出できるので、共通の磁気センサ８で誘導走行ができる。
(3) 磁気テープなどの線状マークか磁気スポットかは、走行車２の現在位置を推定することによりマップ２０から判別できる。
(4) 磁気スポットによる誘導区間でスリップが生じると、自律走行が困難になるので、スリップ検出部２４により走行車２の暴走を防止できる。一方、磁気テープ４を設置した区間では、テープ４を見失わない限りスリップが生じても正しい姿勢に復帰できるので、スリップ検出による制御が不要になる。

走行車２への磁気センサ８の設置箇所や設置個数は任意である。
またテープ誘導かスポット誘導かは、
・ 磁気センサ８の例えば中央部で磁気テープ４を検出していた状態から、突然磁気テープ４を検出できなくなると、磁気スポット６による誘導区間に変更されたものとし、
・ 次に磁気テープ４を検出すると、磁気テープの誘導区間に変更されたものとして、マップ２０以外のものにより判別することもできる。
スリップは、マップ２０上で磁気スポット６が存在するはずの位置を通過したにもかかわらず、スポット６を検出できないと、スリップしたとする等、走行車輪１０の回転数やステアリング角以外の手段によっても検出できる。
図３の磁気テープ４に挟まれた配管３４付近の磁気スポットなどでは、磁気スポット位置の測量を省略し、走行車２は磁気テープ誘導の区間から磁気スポット誘導の区間へ移行したことを認識して、一時的に磁気テープを検出できなくなっても、走行を続行するようにすれば良い。

実施例の磁気誘導走行車の底面と磁気マークとを示す図 実施例の磁気誘導走行車の走行制御系を示すブロック図 実施例での、線状の磁気マークと磁気スポットとの配置を模式的に示す図 実施例での、磁気誘導走行車の走行制御アルゴリズムを示すフローチャート

符号の説明

２ 磁気誘導走行車
４ 磁気テープ
６ 磁気スポット
８ 磁気センサ
１０ 走行車輪
１２ 走行モータ
１４ ターンテーブル
１６ エンコーダ
１８ ステアリングセンサ
２０ マップ
２２ モータ制御部
２４ スリップ検出部
３０ 一般床
３２ グレーティング床
３４ 配管

Claims (4)

1. 走行路に設置した磁気マークを磁気誘導走行車の磁気センサで検出して誘導走行するシステムにおいて、
   磁気マークとして、線状の磁気マークと磁気スポットの双方を走行路の状況に応じて設置し、かつ、
   磁気誘導走行車には、線状の磁気マークと磁気スポットの双方を検出するための共通の磁気センサを設けたことを特徴とする、磁気誘導走行車システム。
2. 前記走行路がグレーティングを施した床と凹凸の無い床の双方を備え、グレーティングを施した床に磁気スポットを、凹凸の無い床に線状の磁気マークを設置したことを特徴とする、請求項１の磁気誘導走行車システム。
3. 前記磁気誘導走行車に、線状の磁気マークを設置した区間か磁気スポットを設置した区間かを判別するための判別手段と、該判別手段で磁気スポットを設置した区間であると判別した区間に対して、磁気スポットと磁気スポットとの間に対し磁気誘導走行車を自律走行させるための自律走行手段を設けたことを特徴とする、請求項１または２の磁気誘導走行車システム。
4. 前記磁気誘導走行車に、磁気誘導走行車のスリップを検出して該走行車を停止させるためのスリップ検出手段を設けて、前記判別手段で磁気スポットを設置した区間であると判別した際に、前記スリップ検出手段でスリップの検出を行うようにしたことを特徴とする、請求項３の磁気誘導走行車システム。

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