JP2523368B2 - Operation control equipment for work vehicles - Google Patents
Operation control equipment for work vehiclesInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、作業用のステーションに自動走行する作業
車に作業装置が設けられ、前記ステーションには、前記
作業装置の前記ステーションに対する平面視での基準位
置情報を表示する基準部材が設けられ、前記作業装置に
は、前記基準部材の表示情報を読み取るセンサーが設け
られ、前記作業車に、前記センサーの読み取り情報に基
づいて前記作業装置の作動量を自動補正する作動量補正
手段が設けられた作業車の運転制御設備に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention provides a working device provided on a work vehicle that automatically travels to a work station, and the station is provided with a plan view of the working device with respect to the station. A reference member for displaying reference position information is provided, the working device is provided with a sensor for reading the display information of the reference member, and the work vehicle is operated based on the read information of the sensor. The present invention relates to an operation control facility for a work vehicle provided with an operation amount correcting means for automatically correcting the amount.
上記この種の作業車の運転制御設備は、ステーション
における作業車の停止位置が、作業装置に対する基準位
置からずれても、ステーションに設けられた基準部材が
表示する基準位置情報を作業装置に設けたセンサーで読
み取らせることにより、作業装置の作動量を自動的に補
正して、適正通りに作業が行えるようにしたものであ
る。In the operation control facility for a work vehicle of this type, even if the stop position of the work vehicle at the station deviates from the reference position for the work device, the work device is provided with the reference position information displayed by the reference member provided at the station. By reading with a sensor, the working amount of the working device is automatically corrected so that the work can be performed properly.
そして、従来では、例えば、作業車前後方向と作業車
横幅方向の夫々に交差する十字状のマークを基準部材の
表面に印刷して、そのマークをイメージセンサー等で読
み取らせることにより、予め設定記憶させたマークの読
み取り位置を基準として、その基準に対するずれ方向及
びそのずれ量を演算させて、求めたずれ方向及びずれ量
に基づいて作業装置の作動量を自動補正させるようにし
ていた（特開昭60−258613号公報参照）。Then, conventionally, for example, a cross-shaped mark that intersects the work vehicle front-rear direction and the work vehicle lateral width direction is printed on the surface of the reference member, and the mark is read by an image sensor or the like to preset and store the mark. By using the read position of the mark as a reference, the deviation direction and the deviation amount with respect to the reference are calculated, and the working amount of the working device is automatically corrected based on the calculated deviation direction and deviation amount. (See Sho 60-258613).
しかしながら、従来構成では、基準部材の表面に印刷
された十字状のマークを基準位置情報として表示させる
ようにしていたので、使用に伴う汚れ等によって、基準
位置情報の読み取りを誤る虞れがあった。However, in the conventional configuration, since the cross-shaped mark printed on the surface of the reference member is displayed as the reference position information, there is a possibility that the reference position information may be erroneously read due to dirt or the like caused by use. .
又、従来構成では本質的に光反射型となるため、作業
環境に設置された照明等によって読み取り時の明るさが
異なると基準位置情報の読み取りを誤る虞れがあり、読
み取り時の明るさを一定にするための投光器等を設ける
必要がある。In addition, since the conventional configuration is essentially a light-reflecting type, there is a risk that the reference position information will be erroneously read if the brightness at the time of reading differs depending on the lighting installed in the work environment. It is necessary to provide a light projector or the like to keep the light source constant.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、
その目的は、汚れや照明等による外乱光によって基準位
置情報の読み取りを誤らないようにすることにある。The present invention has been made in view of the above circumstances,
The purpose is to prevent misreading of the reference position information due to ambient light such as dirt and illumination.
本発明による作業車の運転制御設備は、作業用のステ
ーションに自動走行する作業車に作業装置が設けられ、
前記ステーションには、前記作業装置の前記ステーショ
ンに対する平面視での基準位置情報を表示する基準部材
が設けられ、前記作業装置には、前記基準部材の表示情
報を読み取るセンサーが設けられ、前記作業車に、前記
センサーの読み取り情報に基づいて前記作業装置の作動
量を自動補正する作業量補正手段が設けられたものであ
って、その特徴構成は以下の通りである。The operation control facility for a work vehicle according to the present invention is such that the work device provided on the work vehicle that automatically travels to the work station is
The station is provided with a reference member that displays reference position information of the work device in plan view with respect to the station, and the work device is provided with a sensor that reads display information of the reference member. Further, there is provided a work amount correcting means for automatically correcting the operation amount of the working device based on the information read by the sensor, and its characteristic configuration is as follows.
すなわち、前記基準部材は、作業車前後方向及び作業
車横幅方向の夫々に設定間隔を隔てて位置する複数個の
光源を前記基準部材の表面の下方側位置より上方に向け
て光を投射する状態で備え、且つ、前記センサーは、前
記複数個の光源夫々の投射光位置を前記平面視での基準
位置情報として読み取るように構成されている点にあ
る。That is, the reference member projects light from a plurality of light sources located at predetermined intervals in the work vehicle front-rear direction and the work vehicle lateral direction, respectively, toward above the lower position of the surface of the reference member. And the sensor is configured to read the projected light position of each of the plurality of light sources as the reference position information in the plan view.
作業車前後方向及び作業車横幅方向の夫々に設定間隔
を隔てて位置する複数個の光源から、基準部材の表面の
下方側位置より上方に向けて光投射する状態で投射され
た各光の投射光位置を、作業装置に設けたセンサーによ
って平面視での基準位置情報として読み取らせるので、
横方向への広がりが抑制された各光の投射光位置によっ
て、平面視での基準位置情報の読み取りを正確に行うこ
とができる。Projection of each light projected in a state of projecting light upward from the lower side position of the surface of the reference member from a plurality of light sources located at set intervals in the work vehicle front-rear direction and the work vehicle lateral direction, respectively. Since the light position is read by the sensor provided in the work device as the reference position information in a plan view,
It is possible to accurately read the reference position information in plan view by the projected light position of each light whose lateral spread is suppressed.
もって、汚れや照明等の外乱光の影響を受けて基準位
置情報の読み取りを誤る虞れがなく、基準部材を長期に
亘って安定して使用できるとともに、正確な基準位置情
報の読み取りに基づいて、作業装置の作動量の補正を的
確に行うことができるようになった。Therefore, there is no risk of misreading the reference position information due to the influence of ambient light such as dirt and lighting, the reference member can be used stably for a long period of time, and the reference position information can be read accurately. , The working amount of the working device can now be accurately corrected.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第５図及び第６図に示すように、設定幅の光反射テー
プを利用した走行用ガイド（Ｌ）が、作業装置としての
荷移載用マニプレータ（１）が搭載された作業車（Ａ）
の走行経路に沿って走行路面上に貼着され、その走行用
ガイド（Ｌ）の横側部に、作業用ステーションとしての
荷移載用ステーション（ST）の複数個が設置されてい
る。As shown in FIG. 5 and FIG. 6, a traveling guide (L) using a light-reflecting tape having a set width is a work vehicle (A) on which a load transfer manipulator (1) as a working device is mounted.
A plurality of load transfer stations (ST) as work stations are attached to the side of the travel guide (L) along the travel path of the vehicle.
つまり、前記作業車（Ａ）は、前記走行用ガイド
（Ｌ）に対する車体横幅方向でのずれを検出する操向制
御用センサー（２）の検出情報に基づいて操向制御され
て前記走行用ガイド（Ｌ）に沿って自動走行し、指示さ
れたステーション（ST）で自動停止し、そして、前記荷
移載用マニプレータ（１）によって、ステーション（S
T）と作業車（Ａ）との間で荷（Ｎ）の移載作業を自動
的に行うように構成されている。That is, the work vehicle (A) is steer-controlled based on detection information of a steering control sensor (2) for detecting a deviation in the vehicle width direction from the travel guide (L), and the travel guide (L) is controlled. (L), stops automatically at the designated station (ST), and is moved to the station (S) by the load transfer manipulator (1).
The load (N) is automatically transferred between T) and the work vehicle (A).
但し、前記操向制御用センサー（２）は、車体前後両
端部の夫々に設けられ、走行前方側に位置するものの検
出情報に基づいて操向制御することにより、前後進とも
に前記走行用ガイド（Ｌ）に沿って自動走行させること
ができるようになっている。尚、詳述はしないが、前記
操向制御用センサー（２）としては、一次元イメージセ
ンサー等が用いられることになる。However, the steering control sensor (2) is provided at each of the front and rear ends of the vehicle body, and performs steering control based on detection information of a vehicle located on the front side of the vehicle. L) can be automatically driven. Although not described in detail, a one-dimensional image sensor or the like is used as the steering control sensor (2).
又、詳述はしないが、一つのステーション（ST）で作
業車（Ａ）に移載された荷（Ｎ）は、他のステーション
（ST）で卸されたり、あるいは、ステーション（ST）で
の加工作業等が終了する毎に再度作業車（Ａ）に移載さ
れて、次のステーション（ST）に運搬されることにな
る。Although not described in detail, the load (N) transferred to the work vehicle (A) at one station (ST) is unloaded at another station (ST), or the load (N) is transferred to the station (ST). Each time the processing work or the like is completed, the work is transferred to the work vehicle (A) again and transported to the next station (ST).
前記ステーション（ST）には、前記作業車（Ａ）が指
示されたステーション（ST）において停止した時に、予
め設定されたステーション（ST）に対するマニプレータ
（１）の平面視での基準位置からのずれを検出して、そ
の作動量を自動補正させるために、前記マニプレータ
（１）のステーション（ST）に対する基準位置情報を表
示する基準部材（３）が設けられている。In the station (ST), when the work vehicle (A) stops at the instructed station (ST), the manipulator (1) is displaced from the reference position in plan view with respect to the preset station (ST). A reference member (3) for displaying reference position information with respect to the station (ST) of the manipulator (1) is provided in order to detect and detect the operation amount.
第３図及び第４図に示すように、前記基準部材（３）
は、照明等の外乱光の影響を除去するためにその表面が
黒色に塗装され、そして、車体前後方向と車体横幅方向
との夫々に設定間隔を隔てて位置するように、４個の赤
色LEDを利用した光源（４）が、それから発光される光
が上方に向かって投射されるように、裏面側から埋め込
まれている。尚、図中、（Ｅ）は、前記光源（４）に対
する電源としての乾電池である。As shown in FIGS. 3 and 4, the reference member (3)
The surface is painted black to remove the influence of ambient light such as lighting, and four red LEDs are placed so that they are located in the longitudinal direction of the vehicle and the lateral direction of the vehicle with a set interval. The light source (4) utilizing the is embedded from the back side so that the light emitted from the light source (4) is projected upward. In the drawing, (E) denotes a dry battery as a power source for the light source (4).
但し、前記作業車（Ａ）がステーション（ST）におけ
る適正停止位置に対して車体前後方向、車体横幅方向、
及び、平面視における傾きの夫々が無い状態で停止し
て、前記マニプレータ（１）を予め設定記憶された作動
量で作動させたときに、前記４個の光源（４）の重心
（X,Y）が、マニプレータ（１）側のイメージセンサ（1
3）の撮像画像上の中心（X0，Y0）となり、且つ、車体
前後方向及び車体横幅方向の夫々に位置する２個の光源
（４）を結ぶ線が撮像画像上におけるｘ軸及びｙ軸の夫
々に一致する状態を基準位置としてある（第２図参
照）。However, when the work vehicle (A) is in the vehicle longitudinal direction, the vehicle width direction, with respect to the proper stop position in the station (ST),
Also, when the manipulator (1) is stopped in a state where there is no inclination in plan view and the manipulator (1) is operated with a preset stored operation amount, the center of gravity (X, Y) of the four light sources (4) is ) Is the image sensor (1) on the manipulator (1) side.
The line connecting the two light sources (4) located at the center (X 0 , Y 0 ) on the captured image in 3) and located in the vehicle body front-rear direction and the vehicle body lateral width direction is the x-axis and the y-axis on the captured image. The reference position is a state in which the axes coincide with each other (see FIG. 2).
第５図及び第６図に示すように、前記作業車（Ａ）
は、一対の電動モータ（５）にて各別に駆動停止自在な
左右一対の推進車輪（６）と、車体前後端部の夫々に設
けられた左右一対の遊転輪（７）とを備え、前記操向制
御用センサー（２）の検出情報に基づいて、前記左右一
対の推進車輪（６）の回転速度に差を付けるように前記
一対の電動モータ（５）を変速操作して、操向するよう
になっている。As shown in FIGS. 5 and 6, the work vehicle (A)
Includes a pair of left and right propulsion wheels (6) that can be separately driven and stopped by a pair of electric motors (5), and a pair of left and right idler wheels (7) provided at the front and rear ends of the vehicle body, respectively. Based on the detection information of the steering control sensor (2), the pair of electric motors (5) are operated to change gears so as to make the rotational speeds of the pair of left and right propulsion wheels (6) different. It is supposed to do.
又、前記各ステーション（ST）に対する作業車（Ａ）
の停止位置を指示する停止用マーク（８）が、前記走行
用ガイド（Ｌ）の横側脇の走行路面側に設けられ、前記
作業車（Ａ）に、前記停止用マーク（８）の情報を読み
取るマークセンサー（９）が設けられている。A working vehicle (A) for each station (ST)
Of the stop mark (8) is provided on the side of the traveling road surface beside the traveling guide (L) to indicate the stopping position of the traveling guide (L). A mark sensor (9) for reading is provided.
そして、第１図に示すように、作業車（Ａ）の行き先
情報や前記作業装置（１）の作動指令情報等の各種情報
を、前記ステーション（ST）と作業車（Ａ）との間で通
信するための光式の通信装置（10a），（10b）が、前記
作業車（Ａ）と前記ステーション（ST）の夫々に設けら
れている。尚、ステーション側の通信装置（10b）は、
前記作業車（Ａ）の運行を管理する中央制御装置（11）
に接続され、作業車側の通信装置（10a）は、前記作業
車（Ａ）の走行及び前記荷移載用マニプレータ（１）の
作動を制御するために、前記作業車（Ａ）に搭載された
マイクロコンピュータ利用の作業車コントローラ（12）
に接続されている。Then, as shown in FIG. 1, various kinds of information such as destination information of the work vehicle (A) and operation command information of the work device (1) are transferred between the station (ST) and the work vehicle (A). Optical communication devices (10a) and (10b) for communication are provided in each of the work vehicle (A) and the station (ST). The communication device (10b) on the station side is
Central control unit (11) for managing the operation of the work vehicle (A)
The work vehicle-side communication device (10a) is mounted on the work vehicle (A) to control the traveling of the work vehicle (A) and the operation of the load transfer manipulator (1). Work vehicle controller using a microcomputer (12)
It is connected to the.
前記荷移載用マニプレータ（１）について説明すれ
ば、いわゆる多関節型に構成されているものであって、
その先端部に、荷把持具（1a）と前記基準部材（３）の
表示情報を読み取る読み取り用センサーとしての二次元
イメージセンサー（13）とが取り付けられている。尚、
詳述はしないが、前記マニプレータ（１）は、各関節に
設けられた電動モータの作動量をそれの作動量を検出す
るエンコーダの検出情報と、予め記憶された各種制御情
報とに基づいて制御されて、荷移載作業を行うことにな
る。The load transfer manipulator (1) will be described as a so-called articulated type.
A load grasping tool (1a) and a two-dimensional image sensor (13) serving as a reading sensor for reading display information of the reference member (3) are attached to the distal end. still,
Although not described in detail, the manipulator (1) controls the operation amount of an electric motor provided in each joint based on detection information of an encoder that detects the operation amount and various control information stored in advance. Then, the load transfer work is performed.
但し、詳しくは後述するが、前記作業車コントローラ
（12）によって、前記イメージセンサー（13）による読
み取り情報つまり前記４個の光源（４）の受光位置情報
に基づいて、その作動量の補正量が求められ、求めた補
正量が前記マニプレータ（１）のコントローラ（14）に
与えられて、前記作業車（Ａ）が前記ステーション（S
T）に対する適正停止位置からずれても、前記荷把持具
（1a）が適正通りに荷を把持できるようになっている。However, as will be described later in detail, the work vehicle controller (12) determines a correction amount of the operation amount based on the information read by the image sensor (13), that is, the light receiving position information of the four light sources (4). The obtained correction amount is given to the controller (14) of the manipulator (1), and the work vehicle (A) is moved to the station (S).
Even if it deviates from the appropriate stop position with respect to T), the load gripper (1a) can grip the load properly.
つまり、前記作業車コントローラ（12）を利用して、
前記基準部材（３）の表示情報を読み取るセンサーとし
ての前記イメージセンサー（13）の読み取り情報に基づ
いて作業装置としての前記マニプレータ（１）の作動量
を自動補正する作動量補正手段（100）が構成されるこ
とになる。That is, using the work vehicle controller (12),
An operation amount correction means (100) for automatically correcting the operation amount of the manipulator (1) as a working device based on the read information of the image sensor (13) as a sensor for reading the display information of the reference member (3). Will be composed.
ところで、前記二次元イメージセンサー（13）として
は、一般的にCCD利用のITVが用いられることになる。そ
こで、前記二次元イメージセンサー（13）の受光感度が
高くなるように、前記基準部材（３）からの投射光を赤
色に設定しているのである。By the way, as the two-dimensional image sensor (13), an ITV using a CCD is generally used. Therefore, the light projected from the reference member (3) is set to red so that the light receiving sensitivity of the two-dimensional image sensor (13) is increased.
次に、前記作動量補正手段（100）の構成について説
明する。Next, the configuration of the operation amount correction means (100) will be described.
第２図に示すように、前記イメージセンサー（13）の
撮像情報は、前記作業車コントローラ（12）に入力さ
れ、その明るさに基づいて２値化されて、前記４個の光
源（４）夫々の撮像画像上における座標（xij，yij）の
夫々が求められることになる。As shown in FIG. 2, the image pickup information of the image sensor (13) is input to the work vehicle controller (12), binarized based on the brightness thereof, and the four light sources (4). Each coordinate (x ij , y ij ) on each captured image will be obtained.
次に、求めた座標（xij，yij）に基づいて、下記式か
ら、４個の光源（４）の重心（X,Y）と平面視における
前記ｘ軸に対する傾き（θ）の夫々を求める。Next, based on the obtained coordinates (x ij , y ij ), the center of gravity (X, Y) of the four light sources (4) and the inclination (θ) with respect to the x axis in plan view are calculated from the following equations. Ask.
但し、前記重心（X,Y）の値は、前述の如く、撮像画
面上の中心（X0，Y0）を基準位置とする値となることか
ら、前記重心（X,Y）のｘ座標の値は車体前後方向での
ずれ量に対応し、ｙ座標の値は車体横幅方向でのずれ量
に対応し、前記ｘ軸に対する傾き（θ）は車体前後方向
での傾きに対応することになる。 However, since the value of the center of gravity (X, Y) is a value with the center (X 0 , Y 0 ) on the imaging screen as the reference position, as described above, the x coordinate of the center of gravity (X, Y). The value of corresponds to the amount of deviation in the longitudinal direction of the vehicle body, the value of the y coordinate corresponds to the amount of deviation in the lateral direction of the vehicle body, and the inclination (θ) with respect to the x-axis corresponds to the inclination in the longitudinal direction of the vehicle body. Become.
そして、前記重心（X,Y）の値と前記傾き（θ）の値
とに基づいて、予め設定記憶された各関節の作動量を補
正することにより、前記作業車（Ａ）の停止時における
姿勢が前記ステーション（ST）に対する基準位置からず
れても、前記マニプレータ（１）の荷把持具（1a）が、
荷を適正通りに把持できるようにしているのである。Then, based on the value of the center of gravity (X, Y) and the value of the inclination (θ), the operation amount of each joint, which is set and stored in advance, is corrected so that the work vehicle (A) can be stopped. Even if the posture deviates from the reference position with respect to the station (ST), the load gripper (1a) of the manipulator (1)
This allows the load to be properly grasped.
上記実施例では、複数個の光源として４個の赤色LED
を用いた場合を例示したが、一個のLEDの光を反射鏡等
の光学系を利用して４分割したり、光ファイバー等によ
って４分割して投射させるようにしてもよい。又、光源
の個数は３個以上であれば、車体前後方向、車体横幅方
向、及び、傾きの夫々を求めることができるので、何個
でもよい。又、投射光は、赤色以外の色の可視光や赤外
光を用いることもできるものであって、光源の具体構
成、並びに、投射光の色は各種変更できる。In the above embodiment, four red LEDs are used as the plurality of light sources.
However, the light of one LED may be divided into four parts by using an optical system such as a reflecting mirror, or may be divided into four parts by an optical fiber and projected. Further, as long as the number of light sources is three or more, it is possible to obtain each of the vehicle body front-rear direction, the vehicle body lateral width direction, and the inclination, and therefore any number may be used. Further, visible light or infrared light of a color other than red can be used as the projected light, and the specific configuration of the light source and the color of the projected light can be variously changed.
又、本発明を実施する上で必要となる作業装置（１）
や作業車（Ａ）の各部の具体構成は、本発明を適用する
設備の構成に応じて各種変更できる。In addition, a working device (1) required for carrying out the present invention.
The specific configuration of each section of the work vehicle (A) can be variously changed according to the configuration of the equipment to which the present invention is applied.
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。It should be noted that reference numerals are added to the claims for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the structures of the accompanying drawings by the entry.
図面は本発明に係る作業車の運転制御設備の実施例を示
し、第１図は制御構成のブロック図、第２図はずれ検出
の説明図、第３図は基準部材の平面図、第４図は同側面
図、第５図は作業車がステーションで停止している状態
の概略平面図、第６図は同正面図である。 （Ａ）……作業車、（ST）……ステーション、（１）…
…作業装置、（３）……基準部材、（４）……光源、
（13）……センサー、（100）……作動量補正手段。The drawings show an embodiment of the operation control facility for a work vehicle according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram of the control configuration, FIG. 2 is an explanatory diagram of deviation detection, FIG. 3 is a plan view of a reference member, and FIG. Is a side view of the same, FIG. 5 is a schematic plan view of a state in which a work vehicle is stopped at a station, and FIG. 6 is a front view of the same. (A): Work vehicle, (ST): Station, (1)
… Working device, (3) …… Reference member, (4) …… Light source,
(13) …… Sensor, (100) …… Actuation amount correction means.
Claims (1)
る作業車（Ａ）に作業装置（１）が設けられ、前記ステ
ーション（ST）には、前記作業装置（１）の前記ステー
ション（ST）に対する平面視での基準位置情報を表示す
る基準部材（３）が設けられ、前記作業装置（１）に
は、前記基準部材（３）の表示情報を読み取るセンサー
（13）が設けられ、前記作業車（Ａ）に、前記センサー
（13）の読み取り情報に基づいて前記作業装置（１）の
作動量を自動補正する作動量補正手段（100）が設けら
れた作業車の運転制御設備であって、前記基準部材
（３）は、作業車前後方向及び作業車横幅方向の夫々に
設定間隔を隔てて位置する複数個の光源（４）を前記基
準部材（３）の表面の下方側位置より上方に向けて光を
投射する状態で備え、且つ、前記センサー（13）は、前
記複数個の光源（４）夫々の投射光位置を前記平面視で
の基準位置情報として読み取るように構成されている作
業車の運転制御設備。1. A work device (1) is provided on a work vehicle (A) that automatically travels to a work station (ST), and the station (ST) of the work device (1) is provided in the station (ST). ) Is provided with a reference member (3) for displaying reference position information in a plan view, and the working device (1) is provided with a sensor (13) for reading display information of the reference member (3). A work vehicle operation control facility in which a work vehicle (A) is provided with a working amount correcting means (100) for automatically correcting the working amount of the working device (1) based on information read by the sensor (13). The reference member (3) is provided with a plurality of light sources (4) located at predetermined intervals in the work vehicle front-rear direction and the work vehicle lateral direction from a position below the surface of the reference member (3). Prepared with light projected upwards, and The sensor (13) is a work vehicle operation control facility configured to read the projected light position of each of the plurality of light sources (4) as the reference position information in the plan view.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052216A JP2523368B2 (en) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | Operation control equipment for work vehicles |
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