JP2552336Y2 - 自律走行式無人搬送車のセンサ機構 - Google Patents
自律走行式無人搬送車のセンサ機構Info
- Publication number
- JP2552336Y2 JP2552336Y2 JP5554391U JP5554391U JP2552336Y2 JP 2552336 Y2 JP2552336 Y2 JP 2552336Y2 JP 5554391 U JP5554391 U JP 5554391U JP 5554391 U JP5554391 U JP 5554391U JP 2552336 Y2 JP2552336 Y2 JP 2552336Y2
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- Japan
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- line
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は自律走行式無人搬送車の
センサ機構に関し、定点補正用マーカの短縮化ができる
ようにしたものである。
センサ機構に関し、定点補正用マーカの短縮化ができる
ようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】無人搬送車（以下「無人車」と略す）
は、機械・電子部品の組み立て、さらには食品・繊維な
ど様々の分野の工場で使われている。今まで多く用いら
れている無人車は、誘導線（電線，光テープ，磁気テー
プ）を検出しつつ誘導線に沿い走行している。
は、機械・電子部品の組み立て、さらには食品・繊維な
ど様々の分野の工場で使われている。今まで多く用いら
れている無人車は、誘導線（電線，光テープ，磁気テー
プ）を検出しつつ誘導線に沿い走行している。
【０００３】ところで誘導線を用いると、誘導線の布設
や走行ラインの変更が面倒である。そこで最近では自律
走行式の無人車が開発されている。自律走行式無人車の
一方式としては、空間フィルタ方式がある。この空間フ
ィルタ方式では、路面を撮影し、撮影した路面パターン
の中からある特定の空間周波数成分を取り出し、その時
間的な挙動を調べることにより、走行速度や走行距離を
検出しつつ自律走行する方式である。なお、空間フィル
タ方式では、演算誤差等を含むため正確な走行をするに
は定点補正が必要である。
や走行ラインの変更が面倒である。そこで最近では自律
走行式の無人車が開発されている。自律走行式無人車の
一方式としては、空間フィルタ方式がある。この空間フ
ィルタ方式では、路面を撮影し、撮影した路面パターン
の中からある特定の空間周波数成分を取り出し、その時
間的な挙動を調べることにより、走行速度や走行距離を
検出しつつ自律走行する方式である。なお、空間フィル
タ方式では、演算誤差等を含むため正確な走行をするに
は定点補正が必要である。
【０００４】図４は、空間フィルタ方式を採用した従来
の無人車１０の底面を示す。無人車１０の底面には、距
離測定用のラインセンサ３及び定点補正用のラインセン
サ１１Ｆ，１１Ｒが備えられている。ラインセンサ３は
光電変換素子（ＣＣＤ）を無人車の進行方向（前後方
向）に沿って一次元的に配列したものである。ラインセ
ンサ１１Ｆ，１１ＲはＣＣＤを一次元配列した構成であ
り、無人車１０の前端及び後端位置において車幅方向に
沿い配置されている。なお、１２は操舵も兼ねた駆動
輪、１３はキャスタ輪である。
の無人車１０の底面を示す。無人車１０の底面には、距
離測定用のラインセンサ３及び定点補正用のラインセン
サ１１Ｆ，１１Ｒが備えられている。ラインセンサ３は
光電変換素子（ＣＣＤ）を無人車の進行方向（前後方
向）に沿って一次元的に配列したものである。ラインセ
ンサ１１Ｆ，１１ＲはＣＣＤを一次元配列した構成であ
り、無人車１０の前端及び後端位置において車幅方向に
沿い配置されている。なお、１２は操舵も兼ねた駆動
輪、１３はキャスタ輪である。
【０００５】ここで空間フィルタ方式により距離測定を
する手法を説明する。この空間フィルタによる距離測定
方法は図５に示す装置構成により行われる。即ち、同図
に示すように、路面１からの反射光は光学系２を介して
ラインセンサ（ＣＣＤ）３により検出され、所定の周期
でサンプリングされて電気信号に変更される。光学系
２、ラインセンサ３は車体の底面に取り付けられてい
る。ラインセンサ３は光電変換素子を進行方法に沿って
一次元的に配列したものであり、明暗に応じた信号が順
次出力される。
する手法を説明する。この空間フィルタによる距離測定
方法は図５に示す装置構成により行われる。即ち、同図
に示すように、路面１からの反射光は光学系２を介して
ラインセンサ（ＣＣＤ）３により検出され、所定の周期
でサンプリングされて電気信号に変更される。光学系
２、ラインセンサ３は車体の底面に取り付けられてい
る。ラインセンサ３は光電変換素子を進行方法に沿って
一次元的に配列したものであり、明暗に応じた信号が順
次出力される。
【０００６】ラインセンサ３からの出力信号Ｐは読出回
路４を通過し、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号のＣＣＤ
データに変換された後、空間フィルタ演算部５に入力さ
れる。空間フィルタ演算部５はこの出力信号を所定範囲
内で積分することにより、光学的にランダムな周波数か
ら構成される反射光から任意の周波数成分を抽出し、そ
の時空列的な変化から、図６に示す位相空間において移
動距離に対応するベクトルを求めるものである。即ち、
図７に示すフローチャートに示すように先ず、ｎ画素か
らなるラインセンサ３からのＣＣＤデータＤi （ｉ＝
１，２，…ｎ）はsin 荷重関数Ｓi （ｉ＝１，２，…
ｎ）と共に読み込まれて、添字の等しいものの積が順次
ｎ回加えられることにより積和演算が行われ、積和値Ｓ
b が求められる。ここで、sin 荷重関数Ｓi とは図８に
示すように、サイン関数とハニング関数との積のことで
ある。このサイン関数はラインセンサの長さＬの中にｎ
個の波数を有するもので、以下その波長ｐ（＝Ｌ／ｎ）
をフィルタピッチとよぶ。
路４を通過し、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号のＣＣＤ
データに変換された後、空間フィルタ演算部５に入力さ
れる。空間フィルタ演算部５はこの出力信号を所定範囲
内で積分することにより、光学的にランダムな周波数か
ら構成される反射光から任意の周波数成分を抽出し、そ
の時空列的な変化から、図６に示す位相空間において移
動距離に対応するベクトルを求めるものである。即ち、
図７に示すフローチャートに示すように先ず、ｎ画素か
らなるラインセンサ３からのＣＣＤデータＤi （ｉ＝
１，２，…ｎ）はsin 荷重関数Ｓi （ｉ＝１，２，…
ｎ）と共に読み込まれて、添字の等しいものの積が順次
ｎ回加えられることにより積和演算が行われ、積和値Ｓ
b が求められる。ここで、sin 荷重関数Ｓi とは図８に
示すように、サイン関数とハニング関数との積のことで
ある。このサイン関数はラインセンサの長さＬの中にｎ
個の波数を有するもので、以下その波長ｐ（＝Ｌ／ｎ）
をフィルタピッチとよぶ。
【０００７】次に、cos 荷重関数Ｃi （ｉ＝１，２，…
ｎ）が読み込まれると、ＣＣＤデータＤi （ｉ＝１，
２，…ｎ）との間で、添字の等しいのの積が順次ｎ回加
えられることにより積和演算が行われ、積和値Ｓa が求
められる。ここで、cos 荷重関数Ｃi とは図８に示すよ
うに、コサイン関数とハニング関数との積のことであ
る。
ｎ）が読み込まれると、ＣＣＤデータＤi （ｉ＝１，
２，…ｎ）との間で、添字の等しいのの積が順次ｎ回加
えられることにより積和演算が行われ、積和値Ｓa が求
められる。ここで、cos 荷重関数Ｃi とは図８に示すよ
うに、コサイン関数とハニング関数との積のことであ
る。
【０００８】更に、積和値Ｓa ，Ｓb はサンプリング毎
に求められるので、前回のサンプリングの積和値Ｓa1，
Ｓb1とし、今回のサンプリングの積和値Ｓa2，Ｓb2とす
ることにする。このようにすると、積和値Ｓa1，Ｓb1，
Ｓa2，Ｓb2を二次元の座標とする位相空間内における各
サンプリング時でのベクトルｔ1 ，ｔ2 は図６のように
示される。従って、１サンプリング間における回転角Δ
φは位相差演算部７で次式のように求められる。
に求められるので、前回のサンプリングの積和値Ｓa1，
Ｓb1とし、今回のサンプリングの積和値Ｓa2，Ｓb2とす
ることにする。このようにすると、積和値Ｓa1，Ｓb1，
Ｓa2，Ｓb2を二次元の座標とする位相空間内における各
サンプリング時でのベクトルｔ1 ，ｔ2 は図６のように
示される。従って、１サンプリング間における回転角Δ
φは位相差演算部７で次式のように求められる。
【０００９】
【数１】
【００１０】ここで、移動距離ｘ0 と上記回転角Δφと
は比較関係にあり、その比例定数はフィルタピッチｐ
（＝Ｌ／ｎ）と２πとの比となるので、移動距離Ｘ0 と
速度Ｖとは次のように求められる。
は比較関係にあり、その比例定数はフィルタピッチｐ
（＝Ｌ／ｎ）と２πとの比となるので、移動距離Ｘ0 と
速度Ｖとは次のように求められる。
【００１１】
【数２】
【数３】
【００１２】次に定点補正方式について、図９を参照し
て説明する。図９に示す定点補正方法では、あらかじめ
設定した本来の走行経路Ｌに、所定間隔をあけてテープ
状のマーカＭを貼着している。無人車１０の底面には前
部にラインセンサ１１Ｆが後部にラインセンサ１１Ｂが
備えられている。ラインセンサ１１ＦがマーカＭを検出
することにより無人車１０の絶対位置の認識ができ、こ
れを基に位置補正ができる。またマーカＭをラインセン
サ１１Ｆ及びラインセンサ１１Ｂのどの位置で検出した
かを判定することにより、無人車１０が走行経路Ｌに対
し傾いている角θが求められ、傾き角θの補正ができ
る。なお傾き角θは次式で示される。
て説明する。図９に示す定点補正方法では、あらかじめ
設定した本来の走行経路Ｌに、所定間隔をあけてテープ
状のマーカＭを貼着している。無人車１０の底面には前
部にラインセンサ１１Ｆが後部にラインセンサ１１Ｂが
備えられている。ラインセンサ１１ＦがマーカＭを検出
することにより無人車１０の絶対位置の認識ができ、こ
れを基に位置補正ができる。またマーカＭをラインセン
サ１１Ｆ及びラインセンサ１１Ｂのどの位置で検出した
かを判定することにより、無人車１０が走行経路Ｌに対
し傾いている角θが求められ、傾き角θの補正ができ
る。なお傾き角θは次式で示される。
【００１３】
【数４】
【００１４】
【考案が解決しようとする課題】ところで従来では定点
補正用のマーカＭの長さは、無人車１０の長さよりも長
い必要がある。これは、傾き角θを求める際に、ライン
センサ１１Ｆ，１１Ｒが共にマーカＭを検出できるよう
にしなければならないからである。このため、長いマー
カＭを数十メートルごとに設置しなければならず、見栄
えが悪く、また、マーカの設置に手間がかかる。
補正用のマーカＭの長さは、無人車１０の長さよりも長
い必要がある。これは、傾き角θを求める際に、ライン
センサ１１Ｆ，１１Ｒが共にマーカＭを検出できるよう
にしなければならないからである。このため、長いマー
カＭを数十メートルごとに設置しなければならず、見栄
えが悪く、また、マーカの設置に手間がかかる。
【００１５】本考案は、上記従来技術に鑑み、定点補正
用のマーカが短くても定点補正のできる自律走行式無人
搬送車のセンサ機構を提供することを目的とする。
用のマーカが短くても定点補正のできる自律走行式無人
搬送車のセンサ機構を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本考
案の構成は、走行路の路面を撮影し撮影した路面パター
ンを基に走行距離を求めるとともに、走行経路に沿い間
隔をとって備えられたテープ状のマーカを光学的に検出
することにより定点補正をする自律走行式無人搬送車に
おいて、無人搬送車の底面に、光電変換素子を２次元的
に配列した面状のイメージセンサを備え、このイメージ
センサのうち、無人搬送車の進行方向前端側で車幅方向
に一列に並んだ光電変換素子群と進行方向後端側で車幅
方向に一列に並んだ光電変換素子群を、定点補正用のセ
ンサとし、前記イメージセンサのうち無人搬送車の進行
方向に沿い一列に並んだ光電変換素子群を、走行距離検
出用のセンサとしたことを特徴とする。
案の構成は、走行路の路面を撮影し撮影した路面パター
ンを基に走行距離を求めるとともに、走行経路に沿い間
隔をとって備えられたテープ状のマーカを光学的に検出
することにより定点補正をする自律走行式無人搬送車に
おいて、無人搬送車の底面に、光電変換素子を２次元的
に配列した面状のイメージセンサを備え、このイメージ
センサのうち、無人搬送車の進行方向前端側で車幅方向
に一列に並んだ光電変換素子群と進行方向後端側で車幅
方向に一列に並んだ光電変換素子群を、定点補正用のセ
ンサとし、前記イメージセンサのうち無人搬送車の進行
方向に沿い一列に並んだ光電変換素子群を、走行距離検
出用のセンサとしたことを特徴とする。
【００１７】
【作用】面状のイメージセンサのうち、無人車の進行方
向の前端側および後端側で車幅方向に一列に並んだ光電
変換素子群により定点補正用マーカを検出し、進行方向
に沿い一列に並んだ光電変換素子群により距離測定をす
る。
向の前端側および後端側で車幅方向に一列に並んだ光電
変換素子群により定点補正用マーカを検出し、進行方向
に沿い一列に並んだ光電変換素子群により距離測定をす
る。
【００１８】
【実施例】図１は本考案の実施例に係る無人車２０の底
面を示す。無人車２０は駆動輪２１及びキャスタ輪２２
を有して走行する。この無人車２０の底面にはＣＣＤを
２次元配列した面状（四角形状）のイメージセンサ２３
が備えられている。イメージセンサ２３のうち、無人搬
送車の進行方向前端側で車幅方向に一列に並んだＣＣＤ
群２３Ｆと進行方向後端側で車幅方向に一列に並んだＣ
ＣＤ群２３Ｂは、定点補正用のセンサとして用いられ
る。また、イメージセンサ２３のうち、無人搬送車の進
行方向に沿い一列に並んだＣＣＤ群２３Ｃは、距離測定
用のセンサとして用いられる。
面を示す。無人車２０は駆動輪２１及びキャスタ輪２２
を有して走行する。この無人車２０の底面にはＣＣＤを
２次元配列した面状（四角形状）のイメージセンサ２３
が備えられている。イメージセンサ２３のうち、無人搬
送車の進行方向前端側で車幅方向に一列に並んだＣＣＤ
群２３Ｆと進行方向後端側で車幅方向に一列に並んだＣ
ＣＤ群２３Ｂは、定点補正用のセンサとして用いられ
る。また、イメージセンサ２３のうち、無人搬送車の進
行方向に沿い一列に並んだＣＣＤ群２３Ｃは、距離測定
用のセンサとして用いられる。
【００１９】図２に示すように、無人車２０に搭載され
た制御部２４は、距離測定部２４ａと定点補正部２４ｂ
を備えている。距離測定部２４ａは、図５に示すのと同
じ演算機能を有しており、ＣＣＤ群２３Ｃのデータを基
に移動距離及び速度を求め、このデータを基に自律走行
のための指令を出す。
た制御部２４は、距離測定部２４ａと定点補正部２４ｂ
を備えている。距離測定部２４ａは、図５に示すのと同
じ演算機能を有しており、ＣＣＤ群２３Ｃのデータを基
に移動距離及び速度を求め、このデータを基に自律走行
のための指令を出す。
【００２０】定点補正部２４ｂは、図３に示すように、
ＣＣＤ群２３Ｆ，２３Ｂが定点補正用のマーカｍ上に位
置したときのデータを基に定点補正演算をし、定点補正
指令を出す。定点補正とは、演算により求めた走行距離
をマーカｍの位置により修正することと、無人車２０の
走行経路Ｌに対する傾き角θを修正することである。傾
き角θは、図９で示したのと同様な手法により求める。
ＣＣＤ群２３Ｆ，２３Ｂが定点補正用のマーカｍ上に位
置したときのデータを基に定点補正演算をし、定点補正
指令を出す。定点補正とは、演算により求めた走行距離
をマーカｍの位置により修正することと、無人車２０の
走行経路Ｌに対する傾き角θを修正することである。傾
き角θは、図９で示したのと同様な手法により求める。
【００２１】ＣＣＤ群２３ＦとＣＣＤ群２３Ｂとの間隔
は、無人車２０の長さに比べ短いので、マーカｍの長さ
は、無人車の長さより短かくてよい。つまり、ＣＣＤ群
２３Ｆ，２３Ｂ間の長さより若干長くしておけば充分で
ある。
は、無人車２０の長さに比べ短いので、マーカｍの長さ
は、無人車の長さより短かくてよい。つまり、ＣＣＤ群
２３Ｆ，２３Ｂ間の長さより若干長くしておけば充分で
ある。
【００２２】
【考案の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに本考案によれば、面状のイメージセンサにより、距
離測定及び定点補正をするようにしたので、次のような
効果が得られる。 マーカｍの長さを短縮化できる。 前後のラインセンサ（１１Ｆ，１１Ｂ）が不要にな
り、部品点数が低減でき、組立てが簡単化される。 １つのイメージセンサにより距離及び定点を求める
ため、一括して信号処理ができる。
うに本考案によれば、面状のイメージセンサにより、距
離測定及び定点補正をするようにしたので、次のような
効果が得られる。 マーカｍの長さを短縮化できる。 前後のラインセンサ（１１Ｆ，１１Ｂ）が不要にな
り、部品点数が低減でき、組立てが簡単化される。 １つのイメージセンサにより距離及び定点を求める
ため、一括して信号処理ができる。
【図１】本考案の実施例に係る無人車を示す底面図。
【図２】無人車の制御部を示すブロック図。
【図３】実施例での定点補正状態を示す平面図。
【図４】従来の無人車を示す底面図。
【図５】空間フィルタを用いた演算部を示すブロック
図。
図。
【図６】積和値と位相空間との関係を示すベクトル図。
【図７】移動距離を求める手順を示すフロー図。
【図８】荷重関数を示す説明図。
【図９】従来での定点補正状態を示す平面図。
２０ 無人車 ２１ 駆動輪 ２２ キャスタ輪 ２３ イメージセンサ ２３Ｆ，２３Ｂ，２３Ｃ ＣＣＤ群 Ｌ 走行経路 Ｍ，ｍ マーカ
Claims (1)
- 【請求項１】 走行路の路面を撮影し撮影した路面パタ
ーンを基に走行距離を求めるとともに、走行経路に沿い
間隔をとって備えられたテープ状のマーカを光学的に検
出することにより定点補正をする自律走行式無人搬送車
において、 無人搬送車の底面に、光電変換素子を２次元的に配列し
た面状のイメージセンサを備え、このイメージセンサの
うち、無人搬送車の進行方向前端側で車幅方向に一列に
並んだ光電変換素子群と進行方向後端側で車幅方向に一
列に並んだ光電変換素子群を、定点補正用のセンサと
し、前記イメージセンサのうち無人搬送車の進行方向に
沿い一列に並んだ光電変換素子群を、走行距離検出用の
センサとしたことを特徴とする自律走行式無人搬送車の
センサ機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5554391U JP2552336Y2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 自律走行式無人搬送車のセンサ機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5554391U JP2552336Y2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 自律走行式無人搬送車のセンサ機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH058611U JPH058611U (ja) | 1993-02-05 |
| JP2552336Y2 true JP2552336Y2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=13001631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5554391U Expired - Lifetime JP2552336Y2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 自律走行式無人搬送車のセンサ機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552336Y2 (ja) |
-
1991
- 1991-07-17 JP JP5554391U patent/JP2552336Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH058611U (ja) | 1993-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970603 |