JP2017227943A - 位置検出装置、制御方法及び自動走行車 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイドラインを用いて走行する自動走行車のハードウエアを活用しながら、ガイドラインを用いずに簡易にその位置を制御する。【解決手段】ガイドラインと車体９０１とのずれ量を入力として自動走行を行う自動走行車に対してずれ量を出力する位置検出装置であって、物体の位置が記録された地図のデータ保持部１０５と、地図上に設定された仮想ガイドラインのデータ保持部１０７と、周囲の物体までの距離を測定するセンサ１０１と、センサの測定結果と前記地図データにより位置を検出する手段１０２と、検出された位置に基づいて車体と仮想ガイドラインとのずれ量を出力する。【選択図】図９

Description

本発明は、自動走行車における位置を検出する装置、自動走行車を制御する制御方法及び、それを使用する自動走行車に関する。

工場や倉庫などの現場には様々な物品の搬送作業が存在する。例えば組立工場であれば倉庫から現場への部品の搬送，各工程間での仕掛品の搬送，現場から倉庫への完成品の搬送などが必要となる。こういった搬送作業を自動化する手段としては，自動搬送車(Automated Guided Vehicle, AGV)がしばしば用いられてきた。従来のAGVの多くは，床面に敷設した磁気テープなどのガイドラインをガイドセンサで検知することで位置を検出する自動走行車である。

一方、ガイドラインを用いずに周囲状態を計測し、そのデータを基に地図を生成したり、位置を検出したりする手法が提案されている。たとえば、特許文献１には、「移動ロボットが周囲状態を計測し、そのデータを基に自己位置を推定しながら、かつ、同時に地図を生成する方法」が述べられている。

さらに、上記のガイドラインを用いずに位置を検出する手法を用いたAGVが提案されている。たとえば、特許文献２には、「地図データと、地図データの表わす地図の経路を示す経路データとを格納し、レーザにより周辺環境の状況を計測して、前記地図データと計測されたデータをマッチングして、現在位置を求める無人搬送車」が述べられている。

特開2012-256344号公報 特開2011-141665号公報

ガイドラインを用いて走行するAGVは、ガイドラインを用いずに位置を検出する手法に比して古くから利用されており、そのため採用されているハードウエアの信頼性や性能について実績がある。したがって、ガイドラインを用いずに位置を検出する手法を用いたAGVを開発するにあたっては、ガイドラインを用いて走行するAGVのハードウエアをそのまま利用することが望ましい。

ガイドラインを用いて走行するAGVが用いているガイドセンサは、センサとガイドラインとのずれ量を出力するセンサである。ずれ量は典型的にはセンサとガイドラインとの間の距離であり、したがってこれは１つの数値からなるデータである。よって、ガイドラインを用いて走行するAGVが備える制御装置は、上記の１つのデータを入力とし、処理する装置である。

ところが、特許文献１に示すように、ガイドラインを用いずに位置を検出する手法によって得られる情報は、地図上における座標(x,y)と向きθという３つの数値からなるデータである。したがって、ガイドラインを用いて走行するAGVが備える制御装置はこれを処理することができない。そこで、本発明では、ガイドラインを用いて走行するAGVのハードウエアを活用しながら、ガイドラインを用いずに簡易にその位置を制御することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、ガイドラインと車体とのずれ量を入力として自動走行を行う自動走行車に対してずれ量を出力する位置検出装置であって、物体の位置が記録された地図データと、地図上に設定された仮想ガイドラインのデータとを保持する手段と、周囲の物体までの距離を測定するセンサと、前記センサの測定結果と前記地図データにより位置を検出する手段と、検出された位置に基づいて当該車体と前記仮想ガイドラインとのずれ量を出力する構成とする。

本発明は、自動走行車の制御に必要な情報をガイドラインを用いずに出力することができる。

本発明の一実施形態の装置の構成を示す図である。 レーザ測域センサの模式図である。 地図の例を示す図である。 仮想ガイドラインデータの例を示す図である。 自動走行車に用いられるガイドセンサを説明する図である。 仮想ガイドセンサについて説明する図である。 本発明の一実施形態における、装置の処理の流れの例を示す図である。 本発明の一実施形態における、装置の処理の流れの、別の例を示す図である。 本発明の位置実施形態における自動走行車の例を示す図である。 本発明の位置実施形態における自動走行車の例の俯瞰図である。 本発明の一実施形態の自動走行車が走行する場合の例を示す図である。 本発明の一実施形態の自動走行車が走行する場合の処理の流れの例を示す図である。 自動走行車の他の構成を示す図である。 自動走行車の他の構成を示す図である。 自動走行車が後退する場合の例を示す図である。 自動走行車が後退する場合の処理の流れの例を示す図である。 自動走行車が後退する場合の、別の例を示す図である。 自動走行車が後退する場合の処理の流れの、別の例を示す図である。 本発明の一実施形態の自動走行車が後退する場合の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

＜装置の構成＞
図１は、本発明の一実施の形態における位置検出装置の構成例の概要を示す図である。図１に示すように、この装置はレーザ測域センサ101と、位置検出処理装置102と、データ変換処理装置103と、通信インターフェイス104と、によって構成されており、レーザ測域センサ101と位置検出処理装置102、位置検出処理装置102とデータ変換処理装置103、はそれぞれ適切なインターフェイスによって接続されている。また、通信インターフェイス104は位置検出処理装置102とデータ変換処理装置103のそれぞれに接続されており、これを通じて外部の装置と通信が可能である。なお、図１の位置検出装置は、ガイドラインを用いて走行する従来のAGVと同様のハードウエア構成を有する車両に取り付けることが想定される。

レーザ測域センサ101を上方から見た模式図を図２に示す。レーザ測域センサ101は、図２に示すように、センサの周囲の物体に対して所定の角度ごとにレーザ光201を投射し、反射光が戻るまでの時間を計ることによって、センサの位置からレーザ光201が反射した点202までの距離を測定するセンサである。レーザ測域センサ101は、その発するレーザ光201が他の部品と干渉することのないように固定されている。レーザ測域センサ101の測定結果（角度ごとの距離データ）は、インターフェイスを通じて位置検出処理装置102へと伝送される。

位置検出処理装置102は、地図データ保持部105と位置検出処理部106を備えた装置である。地図データ保持部105は、この装置を使用する環境に存在する物体の位置が記録された地図データを保持している。地図データの例を図３に示す。地図データは、事前にレーザ測域センサを移動させて得られた各点における角度毎の距離データを繋ぎ合わせる処理を行うことにより作成できるが、既に周囲の物体の位置が全て分かっている場合は、レーザ測域センサを使用せずに作成してもよい。

位置検出処理部106は、地図データ保持部105が保持する地図データと、レーザ測域センサ101から通信線を通じて伝送されてくる測定結果とを照合して、地図上におけるレーザ測域センサ101の位置と向きを検出する。つまり、図２に示す複数の点202の形状と、図３に示す地図の形状とを一致させることで、レーザ測域センサ101の現在位置及び向きを検出する。検出された位置と向きの情報はインターフェイスを通じてデータ変換処理装置103へと伝送される。

データ変換処理装置103は、仮想ガイドラインデータ保持部107と、仮想ガイドセンサパラメータ保持部108と、データ変換処理部109と、出力インターフェイス110を備えた装置である。

仮想ガイドラインデータ保持部107は、地図上の直線もしくは曲線もしくはそれらの連続した組み合わせとして表わされる仮想ガイドラインデータを保持している。図４に仮想ガイドラインデータの例を示す。図４では図示の便宜上、仮想ガイドラインデータ401を点線で表している。仮想ガイドラインデータは、自動走行車の運行にあたり、ユーザが図３の地図上で始点及び終点を指定することにより、自動走行車が通行するのに最適なルートを演算することに設定される。演算は、装置外部で行ってもよい。また、実際に自動走行車を手動で移動させることにより、地図上で仮想ガイドラインデータを設定してもよい。

仮想ガイドセンサパラメータ保持部108について説明するために、AGVで利用されているハードウエアとしてのガイドセンサについて、図５を用いて説明する。図５は、ガイドセンサ501が、床面に敷設されたガイドライン502とのずれ量Dを検出している図である。図５に示すように、ガイドセンサ501は、その中心と床面に敷設されたガイドライン502とのずれ量Dに比例した値を出力するセンサである。ただし、ガイドライン502がガイドセンサの中心503からみて左右いずれの側にあるかによってDの正負が決まるものとする。実際のガイドセンサ501の出力は、たとえば電圧や電流などの物理量や、デジタル化された通信などである。

仮想ガイドセンサパラメータ保持部108は、実際には存在しないガイドセンサ（以下仮想ガイドセンサ）と、レーザ測域センサ101の相対的な位置関係である仮想ガイドセンサパラメータを保持する。

データ変換処理部109は、位置検出処理装置102によって得られた地図上におけるレーザ測域センサ101の位置と向きの情報を、仮想ガイドラインデータと仮想ガイドセンサパラメータとを用いて、仮想ガイドセンサと仮想ガイドラインデータとのずれ量へと変換する。この機能を、図６を用いて説明する。

位置検出処理装置102によって、地図上におけるレーザ測域センサ101の位置と向きが検出される。仮想ガイドラインデータは、地図上の直線もしくは曲線もしくはそれらの連続した組み合わせとして表わされている。よって、これらのデータから地図上における仮想ガイドライン601とレーザ測域センサ101の位置関係（θ、ｙ）を求めることができる。一方、レーザ測域センサ101と仮想ガイドセンサ604の位置関係（L）は、仮想ガイドセンサパラメータによって定義されている。レーザ側域センサ101に対する仮想ガイドセンサの中心605の位置が定義される。よって、このデータを用いて演算をすることで、仮想ガイドセンサ604と仮想ガイドライン601との位置関係を求めることができ、仮想ガイドセンサの中心605と仮想ガイドライン601との仮想的なずれ量Ｄ’を求めることができる。具体的には、（式1）にて求めることができる。

Ｄ’＝y/cosθ+Ltanθ （式1）
図６では、レーザ側域センサ101及び仮想ガイドセンサの中心605が車両の左右中心に設置されることを想定しているが、左右中心以外の位置に設置されても演算によりずれ量Ｄ’を求めることができる。

（式1）におけるLは、仮想ガイドセンサパラメータとして、仮想ガイドセンサの車両に対する取付位置を意味することになる。ハードウエアとしてのガイドセンサの場合は、その取付位置は、車両の機械的な制約に従わざるを得ず、またその位置を変更することは不可能であった。しかし、仮想ガイドセンサを考える場合は、その取付位置Lは機械的な制約がなく自由であり、例えば車両のフットプリントの外側に設定することや動的に変更することも可能である。また、仮想ガイドセンサの形状も、自動走行車の制御方法に応じて設定することができる。

また、ハードウエアとしてのガイドセンサを使用することを前提とした構成のAGVを利用する場合は、ハードウエアとしてのガイドラインに代えて、同じ位置に仮想ガイドラインが設置されるように仮想ガイドセンサパラメータを設定してもよい。

出力インターフェイス110は、データ変換処理部109によって求められた仮想的なずれ量Ｄ’を出力する。出力の形式は、実際のガイドセンサ501と同様に、たとえば電圧や電流などの物理量や、デジタル化された通信などであるが、必ずしもこれらに限定するものではない。

＜処理の流れ＞
図７に、図１の装置を動作させた場合の処理の流れを示す。

準備として、装置を動作させる前に以下の処理を行う。まず、地図データを位置検出処理装置102へ転送する。次に仮想ガイドラインデータをデータ変換処理装置103へ転送する。次に、仮想ガイドセンサパラメータをデータ変換処理装置103へ転送する。この時点で準備は完了し、装置が動作を開始する。動作中は以下の処理を行う。

まず、レーザ測域センサ101により周囲の測定を行う。次に、レーザ測域センサ101の測定結果と地図データを用いて地図内におけるレーザ測域センサ101の位置および向きを求める。次に、レーザ測域センサ101の位置および向きと、仮想ガイドラインデータと、仮想ガイドセンサパラメータを用いて、仮想ガイドセンサ604と仮想ガイドライン601のずれ量Ｄ’を求め、出力する。その後は再度レーザ測域センサ101による周囲の測定に戻り、繰り返す。

また、たとえば図８に示すフローチャートのように、装置の実行中に割り込みによって地図データ、仮想ガイドラインデータ、仮想ガイドセンサパラメータを変更できるようにしてもよい。装置の実行中に割り込みがあった場合、地図データ、仮想ガイドラインデータ、仮想ガイドセンサパラメータを変更できる。変更が済んだ後は、装置は動作を再開する。地図データ、仮想ガイドラインデータ、仮想ガイドセンサパラメータを変更することにより、従来のように新たにガイドラインを設置することなく簡単に使用環境を変えることができる。

＜自動走行車の構成＞
以下では、ここまでに述べた装置をガイドラインを用いることを想定した自動走行車と結合することで、その制御装置に変更を加えることなく、ガイドラインを必要としない自動走行車を構成できることについて述べる。

ガイドラインを用いる自動走行車に搭載されているガイドセンサを、図１に示した装置によって置き換えた自動走行車を図９に示す。

図９は、自動走行車の模式図の例である。図９に示す自動走行車は、車体901と、移動制御装置902と、移動機構903によって構成されている。移動制御装置902、移動制御装置902と移動機構903は、それぞれ適切なインターフェイスによって接続されている。

移動機構903は、モータ904とこれによって駆動される駆動輪905と、自在キャスタ906によって構成されている。図示していないが、モータ904の回転を駆動輪905へ伝達するに当たっては、ギアなどの適当な減速機構を用いても良い。

ハードウエアとしてのガイドセンサの機能は図５に示した通りであるが、本発明においては、本機能は図６に示したように仮想ガイドセンサに置換される。

移動制御装置902は、組み込まれた図１の位置検出装置から、仮想ガイドライン601と仮想ガイドセンサ604のずれ量Ｄ’を受け取り、これに基づいて望ましい車体の速度と角速度を求め、これを実現するような駆動輪905の回転数を求め、移動機構903へ伝送する。

図９は、図１の装置を適用した自動走行車を示すものであるが、図１の装置の出力インターフェイス110は、自動走行車のハードウエアとしてのガイドセンサ501からの出力に代わり、移動制御装置902に接続される。また、図１の装置のレーザ測域センサ101は、その測定範囲を妨げないように図９の自動走行車の車体に取り付けられる。

このような自動走行車を上方から俯瞰した図を図１０に示す。駆動輪は、車体の前方に向かって左側に左駆動輪1001、右側に右駆動輪1002を備えており、自在キャスタ906も車体の左右に１つずつ配置されている。また、左駆動輪1001と右駆動輪1002の向きは車体の前後方向に平行に固定されている。また、それぞれの駆動輪の時間当たり回転数は、移動制御装置902によって別々の値に設定することができる。これにより、移動制御装置902は、右駆動輪1002と左駆動輪1001の時間当たり回転数の差によって、この自動走行車の走行する速度と角速度を自在に決めることが可能となる。たとえば、左駆動輪1001の時間当たり回転数を右駆動輪1002のそれよりも大きくすると、この自動走行車は右へ旋回し、逆にすると左へ旋回する。また、左右の駆動輪の時間当たり回転数を等しくすると、この自動走行車は直進する。また、駆動輪の回転方向によって、この自動走行車の前進と後退を決定することができる。

＜自動走行車の制御＞
仮想ガイドライン601と仮想ガイドセンサ604のずれ量Ｄ’が入力されることにより、移動制御装置902が自動走行車の制御を行う例を、図１１と図１２とを用いて示す。ここでは自動走行車を前進させる場合を考える。ここでの制御方法の基本的な考え方は、図１２の点線部に示すように、自動走行車の前方に向かって、仮想ガイドラインが仮想ガイドセンサよりも右にある場合には車両を右旋回させ、仮想ガイドライン仮想がガイドセンサよりも左にある場合には左旋回させる、というものである。かつ、左駆動輪1001と右駆動輪1002の時間当たり回転数の差は、仮想ガイドセンサとガイドラインのずれ量Dの大きさに比例させる。

図１１において、自動走行車は最初の状態から前進するにつれて２番目の状態、３番目の状態、４番目の状態と移動する。最初の状態では、仮想ガイドラインが仮想ガイドセンサよりも右にあるため、左駆動輪1001の時間当たり回転数の方が右駆動輪1002のそれよりも大きくなるようにする。結果として自動走行車は右へ旋回し、２番目の状態に至る。２番目の状態では、仮想ガイドラインが仮想ガイドセンサよりも左にあるため、右駆動輪1002の時間当たり回転数を左駆動輪1001の時間当たり回転数のそれよりも大きくなるようにする。結果として自動走行車は左へ旋回し、３番目の状態に至る。３番目の状態でも、２番目の状態と同様、仮想ガイドラインが仮想ガイドセンサよりも左にあるため、右駆動輪1002の時間当たり回転数を左駆動輪1001の時間当たり回転数のそれよりも大きくなるようにし、自動走行車を左へ旋回させ、４番目の状態に至る。４番目の状態では仮想ガイドラインと仮想ガイドセンサのずれ量Dはないため、右駆動輪1002と左駆動輪1001の回転数を等しくする。以後、自動走行車はガイドラインに沿って走行する。
＜図１の装置を用いた自動走行車の動作＞
自動走行車全体の処理の流れは図１２に示した通りである。図７に示した図１の装置の動作と同様に、準備として以下の処理を行う。まず、地図データを位置検出処理装置102へ転送する。次に仮想ガイドラインデータをデータ変換処理装置103へ転送する。次に、仮想ガイドセンサパラメータをデータ変換処理装置103へ転送する。この時点で準備は完了し、自動走行車は走行を開始する。走行中は以下の処理を行う。

まず、レーザ測域センサ101により周囲の測定を行う。次に、レーザ測域センサ101の測定結果と地図データを用いて地図内におけるレーザ測域センサ101の位置および向きを求める。次に、レーザ測域センサ101の位置および向きと、仮想ガイドラインデータと、仮想ガイドセンサパラメータを用いて、仮想ガイドセンサ604と仮想ガイドライン601のずれ量Ｄ’を求める。この結果、仮想ガイドライン601が仮想ガイドセンサ604より右にある場合、車両を右へ旋回させる。仮想ガイドライン601が仮想ガイドセンサ604より左にある場合、車両を左へ旋回させる。どちらでもない場合は、車両を直進させる。その後再びレーザ測域センサ101による測定へ戻り、以下繰り返す。

以上のようにして、図９の自動走行車は仮想ガイドライン601に沿った自動走行を行う。仮想ガイドライン601は地図上の曲線や直線やそれらの組み合わせであり、物理的な敷設は必要ない。すなわち、図９の自動走行車は、ガイドラインを必要としない自動走行車となっている。

以上示したように、図１の装置を用いると、ハードウエアとしてのガイドライン及びガイドセンサを用いて移動する自動走行車の制御装置に変更を加えることなく、ガイドラインを必要としない自動走行車を実現することができる。

移動制御装置902による図１１及び図１２に示す制御は、ハードウエアとしてのガイドライン及びガイドセンサを使用した制御と同等の制御である。移動制御装置に入力される信号が、ガイドセンサ501からの信号か図１に示す位置検出装置からの信号かは異なるが、移動制御装置902及び移動機構903は共通化できるため、自動走行車として、コスト及び信頼性の点からの効果は大きい。

なお、上記では図１の装置はレーザ測域センサ101と位置検出処理装置102とデータ変換処理装置103とによって構成されるものとしたが、本発明は必ずしもこの構成に限定されるものではない。たとえば、位置検出処理装置102とデータ変換処理装置103はいずれも適切なハードウエアとソフトウエアの組み合わせによって実現されるが、これらの装置が備える機能を単一のハードウエアに集約しても何ら差支えない。また、ここでは周囲の環境を測定するセンサとしてレーザ測域センサを例にしたが、これはたとえばステレオカメラによる測定や、超音波センサによる測定であっても差支えない。

また、上記では図９、図１０に示した自動走行車は車体の前方に向かって左側に左駆動輪1001、右側に右駆動輪1002を備えており、自在キャスタ906も車体の左右に１つずつ配置されているものとし、左駆動輪1001と右駆動輪1002の向きは車体の前後方向に平行に固定されているとしたが、必ずしもこのような構成に限る必要はない。たとえば、図１３のように向きの固定された駆動輪1001,1002と操舵輪1601によって構成される自動走行車も存在する。また、図１４のように向きを変化できる駆動輪を備える自動走行車も存在する。図１４の自動搬送車は、左駆動輪2201、右駆動輪2202と、左駆動輪の向きを変化させる機構2204、右駆動輪の向きを変化させる機構2205、これらを制御する制御装置2203を備えている。これら図１３、図１４に示した自動走行車や、これら以外の移動機構を備える自動走行車であっても、ガイドセンサを図１に示した装置で置き換えることによって、ガイドラインを必要としない自動走行車を構成することができる。上述のように、仮想ガイドセンサの位置Lを変更することが可能であるので、異なる移動機構を備える自動走行車であっても、駆動輪の位置や操舵輪の位置に応じてそれぞれに最適な仮想ガイドセンサの位置を設定することで、さまざまな自動走行車を制御することができる。

＜自動走行車の後退＞
次に、自動走行車の後退について検討する。たとえばガイドラインを使用する自動走行車を前進させる場合と後退させる場合では、後述のように、車両の制御に適するようなガイドセンサの取り付け位置が異なる。しかし、従来の、ガイドラインを用いて走行する自動走行車の場合、ガイドセンサは物理的に車体に固定されており、動かすことができないため、いずれの場合にも同じ取り付け位置のガイドセンサを使わざるを得ない、という課題がある。１つの車体に前進時用と後退時用の２つのガイドセンサを搭載するという方法もあるが、その場合は特に小型の車体でセンサの取り付けスペースが足りないことや、配線が複雑になることなどが課題となっている。

そこで、ガイドセンサについては仮想ガイドセンサを使用する。上述のように、その設置位置Lは、仮想ガイドセンサパラメータとして容易に変更することができる。

まず、ガイドセンサ501を車両（駆動輪）の前方に固定した自動走行車を後退させた場合の動作を、図１５、図１６、図１７、図１８を用いて説明する。図１５、図１７では、自動走行車は右から左へ向かって走行する。

図１５は、図１６に示す制御の方法を用いて自動走行車を後退させた場合の動作である。図１６に示す制御の方法は、図１２に示した、ガイドラインを用いる自動搬送車の制御の方法と同様である。最初の状態では、進行方向に向かってガイドセンサ501の左側にガイドライン502があるため、車両は左へ旋回する。その結果２番目の状態になるが、この状態でも進行方向に向かってガイドセンサ501の左側にガイドライン502があるため、車両は左へ旋回する。その結果、車両は左への旋回を続け、最終的にはガイドライン502と垂直な方向を向いて３番目の状態になる。結局、この自動走行車はガイドライン502に沿って走行することができない。

一方、図１７は、図１８に示す制御の方法を用いて自動走行車を後退させた場合の動作である。図１８に示す制御の方法は、図１６に示した方法と旋回の方向を左右逆にしたものである。最初の状態では、進行方向に向かってガイドセンサ501の左側にガイドライン502があるため、車両は右へ旋回する。の結果２番目の状態になるが、この状態でも進行方向に向かってガイドセンサ501の左側にガイドライン502があるため、車両は右へ旋回する。その結果、車両は左への旋回を続け、３番目の状態を経て最終的にはガイドライン502から離れ続ける。結局、図１８に示す制御の方法を用いても、この自動走行車はガイドライン502に沿って走行することができない。

以上のことから、ガイドセンサ501を固定した自動走行車では、図１２に示した前進の場合と類似した制御方法では、ガイドライン502に沿って走行できないことがわかる。

これに対して、仮想ガイドセンサを使用し、その位置を可変とした自動走行車を後退させる場合の動作を図１８に示す。制御方法としては図１２に示した制御方法を用いる。

図１９においては、仮想ガイドセンサ604の位置が車体（駆動輪）の後方となるように設定している。図１の位置検出装置を使用した自動走行車は仮想ガイドセンサ604の位置を仮想ガイドセンサパラメータの設定によって変更することができる。自動走行車の前進と後退が切り替わる場合には、図１２の制御方法において、割り込み処理によって仮想ガイドセンサパラメータを変更することができる。

図１９において、自動走行車は図の右から左方向へ後退する。最初の状態では、進行方向に向かって仮想ガイドセンサ604の右側に仮想ガイドライン601があるため、車両は右へ旋回する。この結果２番目の状態へ移る。２番目の状態では、進行方向に向かって仮想ガイドセンサ604の左側に仮想ガイドライン601があるため、車両は左へ旋回する。この結果３番目の状態へ移る。３番目の状態では、仮想ガイドセンサ604と仮想ガイドライン601のずれ量Ｄ’はないため、自動走行車は直進する。以後、自動走行車は仮想ガイドライン601に沿って走行する。

以上のように、図１の位置検出装置を使用した自動走行車は仮想ガイドセンサの位置の変更が可能であることから、車両の走行状態に応じて、仮想ガイドセンサの位置を変更することができる。これにより、前進、後退のいずれの場合も車両の最適な走行制御が可能となる。

101：レーザ測域センサ、102：位置検出処理装置、103：データ変換処理装置、104：通信インターフェイス、105：地図データ保持部、106：位置検出処理部、107：仮想ガイドラインデータ保持部、108：仮想ガイドセンサパラメータ保持部、109：データ変換処理部、110：出力インターフェイス、201：レーザ光、202：レーザ光が反射した点、401：仮想ガイドラインデータ、501：ガイドセンサ、502：ガイドライン、503：ガイドセンサの中心、D：ガイドセンサとガイドラインとのずれ量、601：仮想ガイドライン、y：仮想ガイドラインとレーザ測域センサの位置関係、L：レーザ測域センサと仮想ガイドセンサの位置関係、604：仮想ガイドセンサ、605：仮想ガイドセンサの中心、Ｄ’仮想ガイドセンサと仮想ガイドラインとのずれ量、901：車体、902：移動制御装置、903：移動機構、904：モータ、905：駆動輪、906：自在キャスタ、1001：左駆動輪、1002：右駆動輪、1601：操舵輪、2201：向きを変化できる左駆動輪、2202：向きを変化できる右駆動輪、2203：制御装置、2204：左駆動輪の向きを変化させる機構、2205：右駆動輪の向きを変化させる機構

Claims (14)

1. ガイドラインと車体とのずれ量を入力として自動走行を行う自動走行車に対してずれ量を出力する位置検出装置であって、
   物体の位置が記録された地図データと、地図上に設定された仮想ガイドラインのデータとを保持する手段と、
   周囲の物体までの距離を測定するセンサと、
   前記センサの測定結果と前記地図データにより位置を検出する手段と、
   検出された位置に基づいて当該車体と前記仮想ガイドラインとのずれ量を出力する手段と、
   を備えることを特徴とする位置検出装置。
2. 出力される前記ずれ量は、
   前記自動走行車の制御のために仮想的に設定される仮想ガイドセンサと前記仮想ガイドラインとのずれ量であることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記仮想ガイドセンサの位置は、前記周囲の物体までの距離を測定するセンサに対する位置として設定され、仮想ガイドセンサと前記仮想ガイドラインとのずれ量は、前記ガイドセンサの位置に基づいて算出されることを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
4. 保持される前記仮想ガイドセンサの位置は、前記自動走行車が後退する場合は、前記自動走行車が前進する場合よりも後方に設定されることを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
5. 前記自動走行車の走行において、前進と後退が切り替わるときは、前記仮想ガイドセンサの位置を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
6. 前記仮想ガイドセンサの位置は、前記位置検出装置が搭載される自動走行車の機構に応じて変更されることを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
7. 自動走行車の走行を制御する制御方法であって、
   周囲の物体の位置を示す地図データを取得するステップと、
   自動走行車が走行すべきガイドラインを仮想的に設定するステップと、
   自動走行車の制御のために必要なずれ量を演算するために仮想的なガイドセンサの位置を設定するステップと、
   自動走行車の周囲の物体までの距離をセンサにより測定するステップと、
   測定結果と前記地図データに基づき自動走行車の位置を検出するステップと、
   前記自動走行車の位置に基づき、仮想的なガイドセンサと、仮想的に設定されたガイドラインとのずれ量を出力するステップと、
   前記ずれ量に基づいて自動走行車の走行を制御するステップと、を備えることを特徴とする制御方法。
8. 前記仮想的なガイドセンサの位置は、前記自動走行車が後退する場合は、前記自動走行車が前進する場合よりも後方に設定されることを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
9. 前記自動走行車の走行において、前進と後退が切り替わるときは、前記仮想ガイドセンサの位置を切り替えることを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
10. 車体と、
    モータ及び駆動輪を備える移動機構と、
    前記移動機構を制御する移動制御装置と、
    物体の位置が記録された地図データと、地図上に設定された仮想ガイドラインのデータとを保持する手段と、
    周囲の物体までの距離を測定するセンサと、
    前記センサの測定結果と前記地図データにより位置を検出する手段と、を備え、
    前記移動制御装置は、検出された位置に基づいて算出される当該車体と前記仮想ガイドラインとのずれ量が入力されることにより、前記移動機構を制御することを特徴とする自動走行車。
11. 前記ずれ量は、前記自動走行車の制御のために仮想的に設定される仮想ガイドセンサと前記仮想ガイドラインとのずれ量であることを特徴とする請求項１０に記載の自動走行車。
12. 前記仮想ガイドセンサの位置は、前記周囲の物体までの距離を測定するセンサに対する位置として設定され、仮想ガイドセンサと前記仮想ガイドラインとのずれ量は、前記ガイドセンサの位置に基づいて算出されることを特徴とする請求項１１に記載の自動走行車。
13. 保持される前記仮想ガイドセンサの位置は、前記自動走行車が後退する場合は、前記自動走行車が前進する場合よりも後方に設定されることを特徴とする請求項１１に記載の自動走行車。
14. 前記自動走行車の走行において、前進と後退が切り替わるときは、前記仮想ガイドセンサの位置を切り替えることを特徴とする請求項１１に記載の自動走行車。

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