JP2008197922A - 無人搬送車 - Google Patents

Abstract

【課題】カーブ周辺に障害物が設けられ走行スペースに制約がある場合でも、障害物と車体との接触を回避することができる無人搬送車を提供すること。
【解決手段】無人搬送車１によれば、慣性航法装置７８により算出された車体２の位置座標に基づいて、その車体２の位置座標において操舵すべき操舵角となるように各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ個別に操舵することができる。よって、カーブ入口側や出口側に障害物Ｏ１，Ｏ２が設けられ走行スペースに制約がある場合でも、カーブ走行中における車体２の姿勢を考慮し、車体２が走行スペースからはみ出さないように各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角をそれぞれ設定しておくことで、障害物Ｏ１，Ｏ２と車体２との接触を回避することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、無人搬送車に関し、特に、カーブ周辺に障害物が設けられ走行スペースに制約がある場合でも、障害物と車体との接触を回避することができる無人搬送車に関するものである。

一般に、無人搬送車のカーブ走行時における車輪の操舵方法としては、前輪をカーブ内側へ向けて操舵する一方、後輪をカーブ外側へ向けて操舵する操舵方法が採用されている。しかしながら、かかる操舵方法では、車体の進行方向後方部がカーブ外側へ振られるので、カーブ外側に障害物が設けられている場合には、車体が障害物に接触する恐れがあった。

そこで、例えば、特開平１１−３２７６４８号公報には、ライン検知用センサ９によりカーブ予告用基準マーカ４１を検知した時点から、走行距離が所定距離Ｄを越えるまでのカーブ走行路１１ｂにおいては、進行方向後方側の第２の走行車輪８を進行方向前方側の第１の走行車輪７と同様にカーブ内側へ向けて操舵する一方、走行距離が所定距離Ｄを越えた後のカーブ走行路１１ｂにおいては、第２の走行車輪８を第１の走行車輪７とは逆にカーブ外側へ向けて操舵する操舵方法が開示されている。かかる操舵方法によってカーブを走行する無人搬送車１によれば、まずカーブ内側へ斜行してカーブ外側に設けられた隔壁部１４から離間するので、車体２の進行方向後方部がカーブ外側へ振られても、隔壁部１４と車体２との接触を回避することができる。
特開平１１−３２７６４８号公報

しかしながら、上述した無人搬送車１では、進行方向に対してカーブ走行路１１ｂの入口側でカーブ外側に設けられた隔壁部１４と車体２との接触は回避できるが、カーブ走行路１１ｂの出口側やカーブ内側といった隔壁部１４とは異なる位置に設けられた障害物と車体２との接触は回避することができないという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、カーブ周辺に障害物が設けられ走行スペースに制約がある場合でも、障害物と車体との接触を回避することができる無人搬送車を提供することを目的としている。

この目的を解決するために請求項１記載の無人搬送車は、車体と、その車体に操舵自在に配設される複数の駆動輪と、それら複数の駆動輪をそれぞれ個別に操舵する複数の操舵手段と、前記車体の方位角を検出する方位角検出手段と、走行距離を検出する走行距離検出手段と、その走行距離検出手段により検出された走行距離および前記方位角検出手段により検出された車体の方位角に基づいて、前記車体の位置を算出する位置算出手段と、その位置算出手段により算出された車体の位置に応じて前記複数の操舵手段により前記複数の駆動輪をそれぞれ個別に操舵することで、走行経路に沿って走行するように、前記複数の操舵手段をそれぞれ個別に制御する制御手段とを備えるものであって、更に、前記走行経路を複数の点の配列として記憶すると共に、それら複数の点の各点に対応するデータをそれぞれ記憶するデータ記憶手段を備え、そのデータ記憶手段には、前記複数の点の各点の位置が記憶されていると共に、前記複数の点の各点に対応して、前記複数の駆動輪の各操舵角がそれぞれ記憶され、前記制御手段は、前記位置算出手段により算出された車体の位置に応じて前記複数の点の内のいずれか１の点を目標点とし、その目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている複数の駆動輪の各操舵角に基づいて、前記複数の操舵手段をそれぞれ個別に制御する。

請求項２記載の無人搬送車は、請求項１記載の無人搬送車において、前記データ記憶手段には、更に、前記複数の点の各点に対応して、前記車体の方位角が記憶され、前記方位角検出手段により検出された車体の方位角と前記目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている車体の方位角との角度差を算出する角度差算出手段と、その角度差算出手段により算出された角度差が所定値よりも大きい場合に、走行状態を変更する走行状態変更手段とを備えている。

請求項３記載の無人搬送車は、請求項１又は２に記載の無人搬送車において、前記位置算出手段により算出された車体の位置から、前記目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている位置までの距離を算出する距離算出手段と、その距離算出手段により算出された距離が所定値よりも小さい場合に、前記目標点を進行方向前方側に位置する次の点に変更する目標点変更手段とを備えている。

請求項４記載の無人搬送車は、請求項３記載の無人搬送車において、前記目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている複数の駆動輪の各操舵角に基づいて、前記複数の操舵手段を前記制御手段によりそれぞれ個別に制御した場合に、前記距離算出手段により算出された距離を走行した後の前記車体の位置を推定する位置推定手段と、その位置推定手段により推定された車体の位置と前記目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、そのずれ量算出手段により算出されたずれ量が減少するように、前記目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている複数の駆動輪の各操舵角をそれぞれ個別に補正する補正手段とを備え、前記制御手段は、前記補正手段により補正された複数の駆動輪の各操舵角に基づいて、前記複数の操舵手段をそれぞれ個別に制御する。

請求項５記載の無人搬送車は、請求項４記載の無人搬送車において、前記補正手段は、前記ずれ量算出手段により算出されたずれ量および前記角度差算出手段により算出された角度差がそれぞれ減少するように、前記目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている複数の駆動輪の各操舵角をそれぞれ個別に補正する。

請求項１記載の無人搬送車によれば、位置算出手段により算出された車体の位置に応じて複数の点の内のいずれか１の点が目標点とされ、その目標点に対応してデータ記憶手段に記憶されている複数の駆動輪の各操舵角に基づいて、制御手段により複数の操舵手段がそれぞれ個別に制御される。

よって、位置算出手段により算出された車体の位置に基づいて、その車体の位置において操舵すべき操舵角となるように複数の駆動輪をそれぞれ個別に操舵することができるので、カーブ周辺に障害物が設けられ走行スペースに制約がある場合でも、カーブ走行中における車体の姿勢を考慮し、車体が走行スペースからはみ出さないように複数の駆動輪の各操舵角をそれぞれ設定しておくことで、障害物と車体との接触を回避することができるという効果がある。

また、カーブ走行中における車体の姿勢を考慮して複数の駆動輪の各操舵角をそれぞれ設定しておくことにより、車体の姿勢を安定した状態に保ったままで、連続したカーブや複雑なカーブを走行することができるという効果がある。

請求項２記載の無人搬送車によれば、請求項１記載の無人搬送車の奏する効果に加え、方位角検出手段により検出された車体の方位角と目標点に対応してデータ記憶手段に記憶されている車体の方位角との角度差が角度差算出手段により算出され、その算出された角度差が所定値よりも大きい場合には、走行状態変更手段により走行状態が変更される。

よって、横風や路面の傾斜等といった外乱により車体の方位角が大きく変化した場合には、走行状態の変更として、例えば、駆動輪の回転を停止することができるので、走行経路から外れてしまうことを事前に防止することができるという効果がある。

請求項３記載の無人搬送車によれば、請求項１又は２に記載の無人搬送車の奏する効果に加え、位置算出手段により算出された車体の位置から、目標点に対応してデータ記憶手段に記憶されている位置までの距離が距離算出手段により算出され、その算出された距離が所定値よりも小さい場合には、目標点変更手段により目標点が進行方向前方側に位置する次の点に変更される。

よって、常に、車体の位置から進行方向前方側へ所定値以上離れた位置の点を目標点とすることができるので、たとえ車速が早い場合でも、目標点を通り越してしまうことがなく、車体の位置座標に応じた点を正確に目標点とすることができるという効果がある。

請求項４記載の無人搬送車によれば、請求項３記載の無人搬送車の奏する効果に加え、位置推定手段により推定された車体の位置と目標点に対応してデータ記憶手段に記憶されている位置とのずれ量がずれ量算出手段により算出され、その算出されたずれ量が減少するように、目標点に対応してデータ記憶手段に記憶されている複数の駆動輪の各操舵角が補正手段によりそれぞれ個別に補正される。また、補正された複数の駆動輪の各操舵角に基づいて、制御手段により複数の操舵手段がそれぞれ個別に制御される。よって、横風や路面の傾斜等といった外乱により走行経路から外れてしまった場合でも、走行経路に復帰することができるという効果がある。

請求項５記載の無人搬送車によれば、請求項４記載の無人搬送車の奏する効果に加え、ずれ量算出手段により算出されたずれ量および角度差算出手段により算出された角度差がそれぞれ減少するように、目標点に対応してデータ記憶手段に記憶されている複数の駆動輪の各操舵角が補正手段によりそれぞれ個別に補正される。

ここで、ずれ量算出手段により算出されたずれ量のみを減少させるように補正する場合には、角度差算出手段により算出された角度差、即ち、方位角検出手段により検出された車体の方位角と目標点に対応してデータ記憶手段に記憶されている車体の方位角との角度差が補正されないので、走行経路に復帰後、再び走行経路から外れてしまう恐れがある。

これに対し、本発明における無人搬送車によれば、ずれ量算出手段により算出されたずれ量を減少させるように補正すると共に、角度差算出手段により算出された角度差を減少させるように補正するので、走行経路に復帰後も、走行経路から外れてしまうことを防止することができるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態における無人搬送車１を上面から視た模式図である。なお、図１では、発明の理解を容易とするために、車体２及び４個の駆動輪３（３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲ）のみが図示されている。また、図１では、走行経路Ｒが２点鎖線を用いて仮想的に図示されていると共に、無人搬送車１の進行方向が矢印ＦＷＤにより図示され、地上座標系におけるＸ軸およびＹ軸が矢印Ｘ，Ｙによりそれぞれ図示されている。

まず、図１を参照して、無人搬送車１の概略構成について説明する。無人搬送車１は、工場等の生産現場において、生産設備の間で材料や製品を無人で搬送する車両であり、車体２と、その車体２を支持する４個の駆動輪３（左の前輪３ＬＦ、左の後輪３ＬＲ、右の前輪３ＲＦ及び右の後輪３ＲＲ）とを主に備えて構成されている。

また、この無人搬送車１は、後述する慣性航法装置７８（図２参照）により地上座標系における車体２の位置座標（Ｘ座標およびＹ座標）を逐次算出しつつ、その算出した車体２の位置座標に応じた操舵角で各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ個別に操舵することで、走行経路Ｒに沿って走行するように構成されている。なお、走行経路Ｒは、例えば、走行路面に敷設された磁気テープや磁気マーカ等により構成されるものではなく、レイアウトとなるマップを後述するデータメモリ７２ａに記憶することにより構成されている。

駆動輪３は、無人搬送車１が走行するための走行装置であり、一対の車輪３ａと、それら一対の車輪３ａをそれぞれ連結する車軸３ｂとを主に備えて構成されている。また、本実施形態における無人搬送車１では、４個の駆動輪３を備え、それら４個の駆動輪３が左の前輪３ＬＦ、左の後輪３ＬＲ、右の前輪３ＲＦ及び右の後輪３ＲＲとして構成されるように、車体２にそれぞれ操舵自在に配設されている。これら４個の駆動輪３は、後述する回転駆動装置７６（図２参照）によりそれぞれ個別に回転駆動されると共に、後述する操舵駆動装置７７（図２参照）によりそれぞれ個別に操舵駆動される。

次に、図２を参照して、無人搬送車１の電気的構成について説明する。図２は、無人搬送車１の電気的構成を示したブロック図である。

制御装置７０は、無人搬送車１の各部を制御するための制御装置であり、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２及びＲＡＭ７３を備え、これらがバスライン７４を介して入出力ポート７５にそれぞれ接続されている。また、入出力ポート７５には、回転駆動装置７６、操舵駆動装置７７、慣性航法装置７８及び他の入出力装置７９等の複数の装置が接続されている。

ＣＰＵ７１は、バスライン７４により接続された各部を制御する演算装置である。ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される制御プログラム（例えば、図４及び図５に図示される走行制御処理や図６に図示される緊急停止処理）や固定値データ等を格納した書き換え不能な不揮発性のメモリであり、このＲＯＭ７２には、データメモリ７２ａ、第１閾値メモリ７２ｂ及び第２閾値メモリ７２ｃ等の各種メモリが設けられている。

データメモリ７２ａには、上述したように、走行経路Ｒのレイアウトとなるマップが記憶されている。ここで、図３を参照して、データメモリ７２ａに記憶されている内容について説明する。図３（ａ）は、図１のＡで示す部分を拡大した走行経路Ｒの拡大図であり、図３（ｂ）は、データメモリ７２ａに記憶されている内容を模式的に示した模式図である。なお、図３（ｂ）では、図３（ａ）に図示される走行経路Ｒに対応する部分の内容のみが図示され、その他の部分については省略されている。

図３（ａ）に示すように、走行経路Ｒは、複数の点Ｐを一定の距離間隔（本実施形態では、３０ｍｍ間隔）で配列することにより構成され、図３（ｂ）に示すように、それら複数の点Ｐの各点Ｐに対応づけられた符号と、各点Ｐの地上座標系における位置座標（Ｘ座標およびＹ座標）とがデータメモリ７２ａにマップとして記憶されている。

また、データメモリ７２ａには、走行経路Ｒのレイアウトとなるマップに加え、複数の点Ｐの各点Ｐに対応して、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲ（図１参照）の操舵角がそれぞれ記憶されている。この各点Ｐに対応してそれぞれ記憶されている各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角は、各点Ｐにおいて操舵すべき各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角を指示するものである。後述するように、ＣＰＵ７１は、複数の点Ｐの内のいずれか１の点Ｐを目標点Ｔとし、その目標点Ｔに対応する点Ｐでの操舵角をデータメモリ７２ａからそれぞれ読み出して、その読み出した操舵角となるように各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ個別に操舵する。

更に、データメモリ７２ａには、複数の点Ｐの各点Ｐに対応して、車体２（図１参照）の方位角が記憶されている。この各点Ｐに対応して記憶されている車体２の方位角は、各点Ｐにおいて向くべき車体２の方位角を規定するものである。なお、本実施形態では、図３（ａ）の２点鎖線で示すように、複数の点Ｐの隣り合う点Ｐを結んだ仮想線に対する各点Ｐの接線方向を、各点Ｐにおいて向くべき車体２の方位角として規定している。

図２に戻って第１閾値メモリ７２ｂについて説明する。第１閾値メモリ７２ｂには、後述する慣性航法装置７８により算出された車体２の位置座標から、データメモリ７２ａに記憶されている目標点Ｔに対応する点Ｐの位置座標までの距離が所定値よりも小さい場合に、後述する目標点メモリ７３ａの値を１加算することにより、目標点Ｔを変更するための閾値が記憶されている。なお、本実施形態では、５００ｍｍが記憶されている。

第２閾値メモリ７２ｃには、データメモリ７２ａに記憶されている目標点Ｔに対応する点Ｐでの車体２の方位角と、後述する慣性航法装置７８により検出された車体２の方位角との角度差が所定値よりも大きい場合に、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの回転を停止するための閾値が記憶されている。なお、本実施形態では、１０°が記憶されている。

ＲＡＭ７３は、制御プログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであり、このＲＡＭ７３には、目標点メモリ７３ａ等の各種メモリが設けられている。

目標点メモリ７３ａは、走行経路Ｒを構成する複数の点Ｐの内のいずれか１の点Ｐに対応づけられた符号（図３参照）の値を記憶するためのメモリである。ＣＰＵ７１は、目標点メモリ７３ａの値に基づいて、複数の点Ｐの内から目標点Ｔとなる点Ｐを認識する。この目標点メモリ７３ａの値は、上述したように、慣性航法装置７８により算出された車体２の位置座標から、データメモリ７２ａに記憶されている目標点Ｔに対応する点Ｐの位置座標までの距離が第１閾値メモリ７２ｂの値よりも小さい場合に１加算される。

回転駆動装置７６は、駆動輪３を回転駆動するための装置であり、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲにそれぞれ回転駆動力を付与する４個の回転モータ７６ＬＦ，７６ＬＲ，７６ＲＦ，７６ＲＲと、それら各回転モータ７６ＬＦ，７６ＬＲ，７６ＲＦ，７６ＲＲをＣＰＵ７１からの命令に基づいてそれぞれ個別に駆動制御する駆動回路および駆動源（いずれも図示せず）とを備えている。ＣＰＵ７１は、各回転モータ７６ＬＦ，７６ＬＲ，７６ＲＦ，７６ＲＲをそれぞれ個別に駆動制御することで、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ個別に回転する。

操舵駆動装置７７は、駆動輪３を操舵駆動するための装置であり、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲにそれぞれ操舵駆動力を付与する４個の操舵モータ７７ＬＦ，７７ＬＲ，７７ＲＦ，７７ＲＲと、それら各操舵モータ７７ＬＦ，７７ＬＲ，７７ＲＦ，７７ＲＲをＣＰＵ７１からの命令に基づいてそれぞれ個別に駆動制御する駆動回路および駆動源（いずれも図示せず）とを備えている。ＣＰＵ７１は、各操舵モータ７７ＬＦ，７７ＬＲ，７７ＲＦ，７７ＲＲをそれぞれ個別に駆動制御することで、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ個別に操舵する。

慣性航法装置７８は、地上座標系（図１参照）における車体２の位置座標（Ｘ座標およびＹ座標）を算出すると共に、車体２の方位角を検出するための装置であり、左の前輪３ＬＦ及び右の前輪３ＲＦの回転速度をそれぞれ検出するパルス検出器７８ａ，７８ｂと、車体２の方位角を検出するジャイロコンパス７８ｃと、それらパルス検出器７８ａ，７８ｂ及びジャイロコンパス７８ｃの検出結果が入力されると共にその入力された検出結果に基づいて各種の演算を行う演算部７８ｄと、その演算部７８ｄの演算結果を書き換え可能に記憶すると共にその記憶した内容を電源遮断後においても保持する記憶部７８ｅとを主に備えて構成されている。

パルス検出器７８ａ，７８ｂは、駆動輪３の車軸３ｂ（図１参照）にそれぞれ設けられ、その車軸３ｂの回転速度をパルス信号として演算部７８ｄへ出力するロータリエンコーダから構成されている。

ジャイロコンパス７８ｃは、車体２の回転角速度を検出すると共に、その検出した車体２の回転角速度を時間で積分することにより車体２の方位角を検出して演算部７８ｄへ出力するジャイロスコープから構成されている。

ここで、上述のように構成される慣性航法装置７８により車体２の位置座標を算出する方法について説明する。なお、車体２の位置座標は、演算部７８ｄにより所定時間間隔で繰り返し算出され、その都度、記憶部７８ｅに記憶される。

まず、演算部７８ｄは、パルス検出器７８ａ，７８ｂによりそれぞれ検出した左の前輪３ＬＦ及び右の前輪３ＲＦの回転速度を平均して平均回転速度を算出すると共に、その算出した平均回転速度に基づいて車速を算出する。

次いで、ジャイロコンパス７８ｃにより検出した車体２の方位角に基づいて、算出した車速を地上座標系におけるＸ軸方向の成分とＹ軸方向の成分とに分解し、Ｘ軸方向の車速とＹ軸方向の車速とを算出すると共に、その算出したＸ軸方向の車速とＹ軸方向の車速とをそれぞれ時間で積分してＸ軸方向への走行距離とＹ軸方向への走行距離とをそれぞれ算出する。

そして、算出したＸ軸方向への走行距離およびＹ軸方向への走行距離を記憶部７８ｅの値、即ち、前回算出した車体２の位置座標に加算して、車体２の位置座標を算出する。

なお、算出した車体２の位置座標は、その都度、ジャイロコンパス７８ｃにより検出した車体２の方位角と共に、入出力ポート７５を介して制御装置７０へ出力される。

次に、図４を参照して、制御装置７０で実行される処理について説明する。図４は、走行制御処理を示すフローチャートである。なお、図４の説明においては、図３及び図５を適宜参照して説明する。図５は、無人搬送車１を上面から視た模式図であり、カーブ走行時における車体２の姿勢の変化が図示されている。なお、図５では、発明の理解を容易とするために、車体２のみが図示されている。

図４に図示される走行制御処理は、無人搬送車１を走行経路Ｒに沿って走行させるための処理である。この走行制御処理は、制御装置７０の電源が投入されている間、ＣＰＵ７１により繰り返し実行される。なお、ＣＰＵ７１は、制御装置７０の電源が投入された場合に、走行制御処理の実行前に実行する処理（図示せず）として、慣性航法装置７８により算出された車体２の位置座標に基いて、その車体２の位置座標に最も近い位置座標にある点Ｐを目標点Ｔとし、目標点メモリ７３ａにセットする。

ＣＰＵ７１は、走行制御処理に関し、まず、慣性航法装置７８により算出された車体２の位置座標を取得する（Ｓ１１）。次いで、取得した車体２の位置座標から目標点メモリ７３ａの値が示す目標点Ｔの位置座標までの距離を算出する（Ｓ１２）。

ここで、目標点Ｔの位置座標は、目標点メモリ７３ａの値に対応する符号が付された点Ｐの位置座標であり、その点Ｐの位置座標は、データメモリ７２ａから読み出される。例えば、目標点メモリ７３ａの値が１００の場合には、図３（ｂ）において、点Ｐ_１００が目標点Ｔとなり、その点Ｐ_１００の位置座標、即ち、座標（Ｘ_１００，Ｙ_１００）が目標点Ｔの位置座標となる。

Ｓ１２の処理を実行した後は、Ｓ１２の処理で算出した距離が第１閾値メモリ７２ｂの値よりも小さいかを判断する（Ｓ１３）。即ち、本実施形態では、５００ｍｍよりも小さいかを判断する。

Ｓ１３の処理の結果、車体２の位置座標から目標点Ｔの位置座標までの距離が第１閾値メモリ７２ｂの値よりも小さいと判断された場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、目標点メモリ７３ａの値を１加算する（Ｓ１４）。これにより、目標点Ｔが進行方向ＦＷＤ（図１参照）の前方側に位置する次の点Ｐに変更される。例えば、目標点メモリ７３ａの値を１００から１加算した場合には、図３（ｂ）において、目標点Ｔが点Ｐ_１００から点Ｐ_１０１に変更される。

Ｓ１４の処理を実行した後は、再びＳ１１、Ｓ１２及びＳ１３の処理を順に実行して、Ｓ１３の処理で車体２の位置座標から目標点Ｔの位置座標までの距離が第１閾値メモリ７２ｂの値よりも大きいと判断されるまで目標点メモリ７３ａの値を１ずつ加算する。

一方、Ｓ１３の処理の結果、車体２の位置座標から目標点Ｔの位置座標までの距離が第１閾値メモリ７２ｂの値よりも大きいと判断された場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、目標点メモリ７３ａの値が示す目標点Ｔでの各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角をデータメモリ７２ａからそれぞれ読み出す（Ｓ１５）。

ここで、目標点Ｔでの各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角は、目標点メモリ７３ａの値に対応する符号が付された点Ｐでの各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角であり、その点Ｐでの各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角は、データメモリ７２ａから読み出される。例えば、目標点メモリ７３ａの値が１００の場合には、図３（ｂ）において、点Ｐ_１００が目標点Ｔとなり、その点Ｐ_１００での各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角、即ち、左の前輪３ＬＦの操舵角は操舵角ＬＦ_１００、左の後輪３ＬＲの操舵角は操舵角ＬＲ_１００、右の前輪３ＲＦの操舵角は操舵角ＲＦ_１００、右の後輪３ＲＲの操舵角は操舵角ＲＲ_１００となる。

Ｓ１５の処理を実行した後は、Ｓ１５の処理でデータメモリ７２ａからそれぞれ読み出した操舵角となるように、各操舵モータ７７ＬＦ，７７ＬＲ，７７ＲＦ，７７ＲＲをそれぞれ個別に駆動制御し、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ個別に操舵して（Ｓ１６）、この走行制御処理を終了する。

上述したように、本実施形態における無人搬送車１によれば、慣性航法装置７８により算出された車体２の位置座標に応じて、走行経路Ｒを構成する複数の点Ｐの内のいずれか１の点Ｐを目標点Ｔとし、その目標点Ｔでのデータメモリ７２ａに記憶されている各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角に基づいて、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ個別に操舵するので、慣性航法装置７８により算出された車体２の位置座標に基づいて、その車体２の位置座標において操舵すべき操舵角となるように各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ個別に操舵することができる。よって、図５に示すように、カーブ入口側や出口側に障害物Ｏ１，Ｏ２が設けられ走行スペースに制約がある場合でも、カーブ走行中における車体２の姿勢を考慮し、車体２が走行スペースからはみ出さないように各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角をそれぞれ設定しておくことで、障害物Ｏ１，Ｏ２と車体２との接触を回避することができる。

また、カーブ走行中における車体２の姿勢を考慮して各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角をそれぞれ設定しておくことにより、車体２の姿勢を安定した状態に保ったままで、連続したカーブや複雑なカーブを走行することができる。

また、慣性航法装置７８により算出された車体２の位置座標からデータメモリ７２ａに記憶されている目標点Ｔの位置座標までの距離が第１閾値メモリ７２ｂの値よりも小さい場合には、目標点Ｔを進行方向ＦＷＤ（図１参照）の前方側に位置する次の点Ｐに変更するので、常に、車体２の位置座標から進行方向ＦＷＤの前方側へ第１閾値メモリ７２ｂの値以上離れた位置座標の点Ｐを目標点Ｔとすることができる。よって、たとえ車速が早い場合でも、目標点Ｔを通り越してしまうことがなく、車体２の位置座標に応じた点Ｐを正確に目標点Ｔとすることができる。

次に、図６を参照して、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、データメモリ７２ａにそれぞれ記憶されている操舵角となるように各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲを操舵する場合を説明したが、第２実施形態では、横風や路面の傾斜等といった外乱に対処できるように、データメモリ７２ａに記憶されている操舵角を補正し、その補正した操舵角となるように各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲを操舵する。なお、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図６は、第２実施形態における走行制御処理を示すフローチャートである。なお、Ｓ１１からＳ１５の処理は、第１実施形態と同一の処理であり、第２実施形態では、Ｓ１５の処理を実行した後、Ｓ２６以降の処理を実行する。

ＣＰＵ７１は、Ｓ１５の処理を実行した後、Ｓ１５の処理でデータメモリ７２ａから読み出した操舵角となるように各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲを操舵した場合に、Ｓ１２の処理で算出した距離を走行した後の車体２の位置座標を推定する（Ｓ２６）。

次いで、推定した車体２の位置座標と目標点メモリ７３ａの値が示す目標点Ｔの位置座標とを比較して、位置座標のずれ量、即ち、推定した車体２の位置座標から目標点Ｔの位置座標までの距離を算出する（Ｓ２７）。

次いで、目標点メモリ７３ａの値が示す目標点Ｔでの車体２の方位角をデータメモリ７２ａから読み出すと共に（Ｓ２８）、慣性航法装置７８により検出された車体２の方位角を取得する（Ｓ２９）。

ここで、目標点Ｔでの車体２の方位角は、目標点メモリ７３ａの値に対応する符号が付された点Ｐでの車体２の方位角であり、その点Ｐでの車体２の方位角は、データメモリ７２ａから読み出される。例えば、目標点メモリ７３ａの値が１００の場合には、図３（ｂ）において、点Ｐ_１００が目標点Ｔとなり、その点Ｐ_１００での車体２の方位角は角度Ａ_１００となる。

Ｓ２９の処理を実行した後は、Ｓ２８の処理でデータメモリ７２ａから読み出した車体２の方位角とＳ２９の処理で取得した車体２の方位角とを比較して、車体２の方位角の角度差を算出する（Ｓ３０）。

次いで、Ｓ２７の処理で算出したずれ量とＳ３０の処理で算出した角度差とに基づいて、それらずれ量と角度差とがそれぞれ減少するように、データメモリ７２ａに記憶されている目標点メモリ７３ａの値が示す目標点Ｔでの各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角をそれぞれ個別に補正すると共に（Ｓ３１）、その補正した操舵角となるように、各操舵モータ７７ＬＦ，７７ＬＲ，７７ＲＦ，７７ＲＲをそれぞれ個別に駆動制御し、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ個別に操舵して（Ｓ３２）、この走行制御処理を終了する。

なお、本実施の形態では、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角の補正量Ｍは、ホイールベースをＬ、車体２の位置座標を原点とした場合の目標点Ｔの位置座標を（Ｘ_ｍ，Ｙ_ｍ）及びＳ３０の処理で算出した角度差をθとすると、補正量Ｍ＝（（２・Ｌ（３・Ｙ_ｍ−Ｔａｎθ））／Ｘ_ｍ ^２）・０．０５で表される。但し、補正量Ｍの算出式は、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、最終項の０．０５を０．０５より大きくしても良い。この場合には、補正量Ｍが大きくなり、操舵角を大きく補正することができる。

上述したように、本実施形態によれば、推定した車体２の位置座標と目標点Ｔの位置座標とのずれ量に基づいて、そのずれ量が減少するように、データメモリ７２ａに記憶されている目標点Ｔでの各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角をそれぞれ個別に補正し、その補正した操舵角となるように各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ個別に操舵するので、横風や路面の傾斜等といった外乱により走行経路Ｒから外れてしまった場合でも、走行経路Ｒに復帰することができる。

更に、推定した車体２の位置座標と目標点Ｔの位置座標とのずれ量が減少するように操舵角を補正すると共に、慣性航法装置７８により検出された車体２の方位角とデータメモリ７２ａに記憶されている目標点Ｔでの車体２の方位角、即ち、慣性航法装置７８により算出された車体２の位置座標に基づいて、その車体２の位置座標において向くべき車体２の方位角との角度差に基づいて、その角度差が減少するように、データメモリ７２ａに記憶されている目標点Ｔでの各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの操舵角をそれぞれ個別に補正し、その補正した操舵角となるように各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ個別に操舵するので、ずれ量のみを減少させるように操舵角を補正する場合と比較して、走行経路Ｒに復帰後も、走行経路Ｒから外れてしまうことを防止することができる。

次に、図７を参照して、第３実施形態について説明する。第２実施形態では、横風や路面の傾斜等といった外乱に対処できるように、データメモリ７２ａに記憶されている操舵角を補正し、その補正した操舵角となるように各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲを操舵する場合を説明したが、第３実施形態では、補正した操舵角となるように各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲを操舵し、更に、外乱により車体２の方位角が大きく変化した場合に、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの回転駆動を停止する。なお、第１実施形態および第２実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図７は、第３実施形態における緊急停止処理を示すフローチャートである。図７に図示される緊急停止処理は、横風や路面の傾斜等といった外乱により車体２の方位角が大きく変化した場合に、無人搬送車１を緊急停止させるための処理である。この緊急停止処理は、制御装置７０の電源が投入されている間、ＣＰＵ７１により繰り返し実行され、第１実施形態または第２実施形態における走行制御処理と並行して実行される。

ＣＰＵ７１は、緊急停止処理に関し、慣性航法装置７８により算出された車体２の位置座標を取得する（Ｓ４１）。次いで、取得した車体２の位置座標から目標点メモリ７３ａの値が示す目標点Ｔの位置座標までの距離を算出する（Ｓ４２）。

ここで、目標点Ｔの位置座標は、目標点メモリ７３ａの値に対応する符号が付された点Ｐの位置座標であり、その点Ｐの位置座標は、データメモリ７２ａから読み出される。

Ｓ４２の処理を実行した後は、Ｓ４２の処理で算出した距離が第１閾値メモリ７２ｂの値よりも小さいかを判断する（Ｓ４３）。即ち、本実施形態では、５００ｍｍよりも小さいかを判断する。

Ｓ４３の処理の結果、車体２の位置座標から目標点Ｔの位置座標までの距離が第１閾値メモリ７２ｂの値よりも小さいと判断された場合には（Ｓ４３：Ｙｅｓ）、目標点メモリ７３ａの値を１加算する（Ｓ４４）。これにより、目標点Ｔが進行方向ＦＷＤ（図１参照）の前方側に位置する次の点Ｐに変更される。

Ｓ４４の処理を実行した後は、再びＳ４１、Ｓ４２及びＳ４３の処理を順に実行して、Ｓ４３の処理で車体２の位置座標から目標点Ｔの位置座標までの距離が第１閾値メモリ７２ｂの値よりも大きいと判断されるまで目標点メモリ７３ａの値を１ずつ加算する。

一方、Ｓ４３の処理の結果、車体２の位置座標から目標点Ｔの位置座標までの距離が第１閾値メモリ７２ｂの値よりも大きいと判断された場合には（Ｓ４３：Ｎｏ）、目標点メモリ７３ａの値が示す目標点Ｔでの車体２の方位角をデータメモリ７２ａから読み出すと共に（Ｓ４５）、慣性航法装置７８により検出された車体２の方位角を取得する（Ｓ４６）。

ここで、目標点Ｔでの車体２の方位角は、目標点メモリ７３ａの値に対応する符号が付された点Ｐでの車体２の方位角であり、その点Ｐでの車体２の方位角は、データメモリ７２ａから読み出される。

Ｓ４６の処理を実行した後は、Ｓ４５の処理でデータメモリ７２ａから読み出した車体２の方位角とＳ４６の処理で取得した車体２の方位角とを比較して、車体２の方位角の角度差を算出する（Ｓ４７）。

次いで、Ｓ４７の処理で算出した角度差が第２閾値メモリ７２ｃの値よりも大きいかを判断する（Ｓ４８）。即ち、本実施形態では、１０°よりも大きいかを判断する。

Ｓ４８の処理の結果、データメモリ７２ａから読み出した車体２の方位角とＳ４６の処理で取得した車体２の方位角との角度差が第２閾値メモリ７２ｃの値よりも大きいと判断された場合には（Ｓ４８：Ｙｅｓ）、各回転モータ６７ＬＦ，６７ＬＲ，６７ＲＦ，６７ＲＲの回転駆動をそれぞれ駆動停止し、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ停止して（Ｓ４９）、この緊急停止処理を終了する。

一方、Ｓ４８の処理の結果、データメモリ７２ａから読み出した車体２の方位角とＳ４６の処理で取得した車体２の方位角との角度差が第２閾値メモリ７２ｃの値よりも小さいと判断された場合には（Ｓ４８：Ｎｏ）、Ｓ４９の処理をスキップして、この緊急停止処理を終了する。

上述したように、本実施形態によれば、データメモリ７２ａに記憶されている目標点Ｔでの車体２の方位角と、慣性航法装置７８により検出された車体２の方位角との角度差を比較して、その角度差が第２閾値メモリ７２ｃの値よりも大きい場合には、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ停止するので、横風や路面の傾斜等といった外乱により車体２の方位角が大きく変化した場合でも、走行経路Ｒから外れてしまうことを事前に防止することができる。

なお、本実施形態では、請求項２記載の走行状態の変更として、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲの停止を行ったが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、各回転モータ６７ＬＦ，６７ＬＲ，６７ＲＦ，６７ＲＲの回転数をそれぞれ減少して、各駆動輪３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲをそれぞれ減速しても良い。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記各実施形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

また、上記各実施形態では、駆動輪３が４個の場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば駆動輪３を６個や８個、或いはそれ以上で構成しても良い。この場合には、それら全ての駆動輪３の各点Ｐに対応する操舵角をデータメモリ７２ａにそれぞれ記憶しておくことで、障害物が設けられ走行スペースが制約されている場合でも、障害物と車体２との接触を回避することができる。

また、上記各実施形態では、４個の駆動輪３の全てが操舵駆動装置７７により操舵駆動される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば４個の駆動輪３の内の一部の駆動輪３のみを操舵駆動装置７７により操舵駆動するように構成しても良い。この場合には、操舵駆動装置７７により操舵駆動される４個の駆動輪３の内の一部の駆動輪３の操舵角のみをデータメモリ７２ａにそれぞれ記憶しておく。これにより、無人搬送車１の製造コスト削減を図ることができると共に、消費エネルギーの低減を図ることができる。

また、上記各実施形態では、慣性航法装置７８により地上座標系における車体２の位置座標を算出する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えばＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）を設けて構成しても良い。これにより、車体２の位置座標をより正確に知ることができるので、障害物と車体２との接触を高精度に回避することができる。

また、上記第２実施形態では、推定した車体２の位置座標と目標点Ｔの位置座標とのずれ量が減少するように操舵角を補正すると共に、慣性航法装置７８により検出された車体２の方位角とデータメモリ７２ａに記憶されている目標点Ｔでの車体２の方位角との角度差が減少するように操舵角を補正する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ずれ量のみを減少させるように操舵角を補正しても良い。

本発明の第１実施形態における無人搬送車を上面から視た模式図である。 無人搬送車の電気的構成を示したブロック図である。 （ａ）は、図１のＡで示す部分を拡大した走行経路の拡大図であり、（ｂ）は、データメモリに記憶されている内容を模式的に示した模式図である。 第１実施形態における走行制御処理を示すフローチャートである。 無人搬送車を上面から視た模式図である。 第２実施形態における走行制御処理を示すフローチャートである。 緊急停止処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 無人搬送車
２ 車体
３ＬＦ，３ＬＲ，３ＲＦ，３ＲＲ 駆動輪
７０ 制御装置（制御手段）
７２ａ データメモリ（データ記憶手段）
７２ｂ 第１閾値メモリ（第１閾値記憶手段）
７２ｃ 第２閾値メモリ（第２閾値記憶手段）
７７ＬＦ，７７ＬＲ，７７ＲＦ，７７ＲＲ 操舵モータ（操舵手段）
７８ 慣性航法装置（位置算出手段、走行距離検出手段）
７８ａ，７８ｂ パルス検出器（走行距離検出手段の一部）
７８ｃ ジャイロコンパス（方位角検出手段）
Ｐ 点
Ｒ 走行経路
Ｔ 目標点
Ｓ１２，Ｓ４２ 距離算出手段
Ｓ１４，Ｓ４４ 目標点変更手段
Ｓ２６ 位置推定手段
Ｓ２７ ずれ量算出手段
Ｓ３１ 補正手段
Ｓ４７ 角度差算出手段
Ｓ４９ 走行状態変更手段

Claims (5)

1. 車体と、その車体に操舵自在に配設される複数の駆動輪と、それら複数の駆動輪をそれぞれ個別に操舵する複数の操舵手段と、前記車体の方位角を検出する方位角検出手段と、走行距離を検出する走行距離検出手段と、その走行距離検出手段により検出された走行距離および前記方位角検出手段により検出された車体の方位角に基づいて、前記車体の位置を算出する位置算出手段と、その位置算出手段により算出された車体の位置に応じて前記複数の操舵手段により前記複数の駆動輪をそれぞれ個別に操舵することで、走行経路に沿って走行するように、前記複数の操舵手段をそれぞれ個別に制御する制御手段とを備えた無人搬送車において、
   前記走行経路を複数の点の配列として記憶すると共に、それら複数の点の各点に対応するデータをそれぞれ記憶するデータ記憶手段を備え、
   そのデータ記憶手段には、前記複数の点の各点の位置が記憶されていると共に、前記複数の点の各点に対応して、前記複数の駆動輪の各操舵角がそれぞれ記憶され、
   前記制御手段は、前記位置算出手段により算出された車体の位置に応じて前記複数の点の内のいずれか１の点を目標点とし、その目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている複数の駆動輪の各操舵角に基づいて、前記複数の操舵手段をそれぞれ個別に制御することを特徴とする無人搬送車。
2. 前記データ記憶手段には、更に、前記複数の点の各点に対応して、前記車体の方位角が記憶され、
   前記方位角検出手段により検出された車体の方位角と前記目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている車体の方位角との角度差を算出する角度差算出手段と、
   その角度差算出手段により算出された角度差が所定値よりも大きい場合に、走行状態を変更する走行状態変更手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の無人搬送車。
3. 前記位置算出手段により算出された車体の位置から、前記目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている位置までの距離を算出する距離算出手段と、
   その距離算出手段により算出された距離が所定値よりも小さい場合に、前記目標点を進行方向前方側に位置する次の点に変更する目標点変更手段とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の無人搬送車。
4. 前記目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている複数の駆動輪の各操舵角に基づいて、前記複数の操舵手段を前記制御手段によりそれぞれ個別に制御した場合に、前記距離算出手段により算出された距離を走行した後の前記車体の位置を推定する位置推定手段と、
   その位置推定手段により推定された車体の位置と前記目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、
   そのずれ量算出手段により算出されたずれ量が減少するように、前記目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている複数の駆動輪の各操舵角をそれぞれ個別に補正する補正手段とを備え、
   前記制御手段は、前記補正手段により補正された複数の駆動輪の各操舵角に基づいて、前記複数の操舵手段をそれぞれ個別に制御することを特徴とする請求項３記載の無人搬送車。
5. 前記補正手段は、前記ずれ量算出手段により算出されたずれ量および前記角度差算出手段により算出された角度差がそれぞれ減少するように、前記目標点に対応して前記データ記憶手段に記憶されている複数の駆動輪の各操舵角をそれぞれ個別に補正することを特徴とする請求項４記載の無人搬送車。

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