JP2555570B2 - 無人車の誘導装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、倉庫内あるいは工場内に物品の搬送等を
目的として導入される無人車に関する。

〔従来の技術〕

上記無人車に、電流を流した電線や床面と光反射率の
異なる反射テープ等の誘導線を無人車の走行経路床面に
設置して、該誘導線を無人車に設けた検出手段で検出し
て、無人車が上記誘導線に沿って走行するように誘導さ
れるものがある。

ところが、工場内の床面には、テープ類が貼付できな
い、あるいは床面を彫り起こせない、という上記誘導線
をどうしても設置できない場所があり、その場所では従
来、以下に述べるようにして無人車は走行している。

つまり、第５図で示すように、地域（Ｚ）において誘
導線（Ｙ）は断線しており、上記地域（Ｚ）の前後には
それぞれ自律走行開始マーク（Ma）と自律走行終了マー
ク（Mb）が床面に設置されている。無人車（Ａ）は上記
開始マーク（Ma）を図示しない検出器で検出すると、誘
導線（Ｙ）検出の走行を中断して、自律走行を開始す
る。自律走行中に上記終了マーク（Mb）を上記検出器で
検出すると、再び誘導線（Ｙ）を検出し始め、該誘導線
（Ｙ）に沿って走行する。なお、上記自律走行とは、所
望する走行速度あるいはステアリング角度を、予め無人
車に搭載してあるコンピュータ等の記憶手段に入力して
おき、該入力データに基づいて無人車が走行することを
いう。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来例による無人車の誘導において、マーク検
出器は無人車走行中、常に作用しなければならない。

特に上記２つのマーク（Ma）（Mb）間においても、上
記検出器は作動している。上記地域（Ｚ）の多くは、誘
導線（Ｙ）を設置できない程の悪環境であり、床面上の
ゴミや外乱光の影響を受けて、自律走行終了マーク（M
b）でないゴミ等を該マーク（Mb）であると誤検出し
て、無人車（Ａ）の誤走行の原因になっていた。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、誘導線が断線している地域の入口部分の
誘導線近傍には、断線部分の走行経路に対応する識別可
能な自律走行開始マークを設置し、無人車には、上記誘
導線を検出するとともに上記マークを識別するセンサ
と、断線部分の走行経路に対応する複数の走行データが
予め入力され、上記センサの識別結果に基づいて複数の
走行データの中から該当するデータを選択出力する記憶
手段とを設けたものである。

〔作用〕

誘導線が断線している地域の入口部分において、そこ
までは誘導線を検出していたセンサにより自律走行開始
マークが検出され識別される。マークが識別されると、
このマークに対応する走行データが記憶手段により選択
出力され、無人車が断線状態に応じた自律走行を開始す
る。すなわち、誘導線が設置されている区間では、無人
車は誘導線に沿って走行し、誘導線が断線している区間
では、走行データによって自律走行する。

〔実施例〕

第４図は本発明を適用した無人車の一実施例を概略的
に示す図であり、この無人車（１）には車体前後方向ほ
ぼ中央位置の左右に一対の駆動輪（２）（３）が設けら
れており、該駆動輪（２）（３）には走行モータ（４）
（５）がそれぞれ直結している。

この無人車（１）は左右の駆動輪（２）（３）を同一
方向へ同回転数で回転させることにより前方あるいは後
方に直進し、同一方向へ左右で回転数を異ならせること
によりカーブ走行をし、左右の駆動輪の回転方向を逆に
して同回転数で回転させることにより同一地点で自転し
て方向転換できるようになっている。（６）（７）はそ
れぞれ駆動輪（２）（３）減速あるいは停止用のブレー
キを示し、（８）（９）はそれぞれ走行モータ（４）
（５）の回転数を検出するパルスジェネレーターを示し
ている。（10a）（10b）はガイドセンサーであり、床面
（Ｆ）に貼付されているガイドライン（11）位置を検出
している。（12）はキャスター状に車体に支持されてい
る従動輪を（13）はバンパーをそれぞれ示している。

第１図には上記ガイドセンサー（10a）（10b）および
無人車の走行制御系の構成を示している。２つのガイド
センサー（10a）と（10b）は同一構造をしているので、
一方のみを説明し、他方の説明は省略する。

このガイドセンサー（10a）は、床面（Ｆ）に対して
光を照射する光源（14）（15）、多数の光電変換素子を
一列に配列してなるイメージセンサー（16）、該イメー
ジセンサー（16）の直下に配置されたレンズ（17）とよ
り成っている。床面（Ｆ）のガイドライン（11）からの
反射光は上記レンズ（17）を介してイメージセンサー
（16）に読みとられる。（Ｍ）はガイドライン（11）の
一側にその一部を重ねて貼付している動作指令用のマー
クを示しており、該マーク（Ｍ）はバーコードになって
おり、数多くの動作指令内容を床面から無人車に伝達す
ることができる。該マーク（Ｍ）は上記イメージセンサ
ー（16）で検出される。

走行制御系は、ガイドラインセンサー用のCPU（1
8）、メインCPU（19）、サーボ用のCPU（20）およびそ
れぞれの走行モータ（４）（５）のサーボドライバー
（21）（22）によって構成されている。上記メインCPU
（19）の記憶手段（23）には自律走行のためのデータ、
すなわち両駆動輪（２）（３）の走行距離のデータ（D
a）と、両駆動輪（２）（３）の回転速度と回転方向の
データ（Db）、が入力されている。

以上のような構成をした無人車において、サーボ用CP
U（20）から送られてくる進行方向情報により車体前方
に設けられているガイドセンサー（10a）と後方に設け
られているガイドセンサー（10b）のうちどれか一方を
作動させる。イメージセンサー（16）より送られてくる
ガイドライン（11）位置の情報はガイドセンサー（10
a）用のCPU（18）内で処理され車体のガイドライン（1
1）に対するズレ量が算出され、該ズレ量はライン（24
b）を経てサーボ用CPU（20）に送られ、該CPU（20）で
上記ズレ量を補正するための駆動輪（２）（３）の回転
速度の変更値が演算され、該演算結果がサーボドライバ
ー（21）（22）に送られる。該サーボドライバー（21）
（22）によりそれぞれのモータ（４）（５）を変更した
回転速度で駆動させる。該モータ（４）（５）の回転速
度および回転量はパルスジェネレーター（８）（９）に
より逐次、サーボドライバー（21）（22）を経てサーボ
用のCPU（20）にフィードバックされている。

次に、無人車の自律走行について説明する。第２図に
は、無人車（１）が自律走行する部分の工場内のレイア
ウトを図示している。それまで連続していたガイドライ
ン（11）が地点（P1）で断線し、断線地域（Za）を経て
地点（P2）から再びガイドライン（11）が設置されてい
る。無人車（１）の進行方向（24）において、上記地点
（P1）の前には自律走行開始マーク（M1）が床面に貼付
されている。今、該マーク（M1）から地点（P1）までの
距離を（11）とし、２つの地点（P1）と（P2）間の距離
を（12）とし、地点（P2）からセンサー復活地点（Ｐ）
までの距離を（13）とする。なお、このレイアウトにお
いて、無人車（１）の走行経路は全て直線であるとす
る。上記断線地域（Za）を自律走行するために、前記記
憶手段（23）には次のようなデータが入力されている。
すなわち、データ（Da）として距離（11＋12＋13）を入
力し、データ（Db）としては両駆動輪（２）（３）の速
度をそれぞれVa、VbとするとVa＝Vbと予め入力されてい
る。なお、上記速度（Va）（Vb）には正負号を付し、該
付号により駆動輪（２）（３）の回転方向を示すことに
する。

上記マーク（M1）設置地点までは、無人車（１）はガ
イドライン（11）検出により誘導走行する。（M1）を検
出すると、以下の手順に従い無人車は自律走行する。

Ｉ）上記マーク（M1）の検出結果により、該マーク（M
1）に対応するデータを記憶手段（23）より読取る。

II）各駆動輪（２）（３）の駆動速度を上記データに基
づいて設定する。本例の場合、データ（Db）には、Va＝
Vbと入力されているので、両駆動輪（２）（３）の走行
モータ（４）（５）を同速度に設定する。上記走行モー
タ（４）（５）への速度指令はサーボ用CPU（20）から
出力されたサーボドライバー（21）（22）を経て、走行
モータ（４）（５）に入力される。

III）メインCPU（19）よりガイドラインセンサー（10
a）（10b）の機能停止指令をガイドラインセンサー用CP
U（18）に出力し、該センサー（10a）（10b）の機能を
停止させる。

IV）上記マーク（M1）の読取りと同時にパルスジェネレ
ーター（８）（９）が検出した走行モータ（４）（５）
の回転量がサーボドライバー（21）（22）を経てサーボ
用CPU（20）に逐次、入力され、該CPU（20）により走行
モータの回転量より駆動輪（２）（３）の走行距離
（Ｌ）が算出され、該走行距離（Ｌ）とデータ（Da）の
距離（11＋12＋13）がメインCPU（19）内で比較され
る。

Ｖ）上記IV）の比較により、Ｌ＜（11＋12＋13）の場合
は無人車の走行は続行し、Ｌ＝（11＋12＋13）になった
時点でガイドラインセンサー（10a）の機能を復活さ
せ、ガイドライン（11）追従の誘導方法により無人車を
誘導させる。

上記の手順により地域（Za）において、無人車（１）
は自律走行しており、直線の他の走行経路での自律走行
は上記距離（12）が異なるのみである。該距離（12）の
違いにより、それぞれに対応するマーク（M1）は異なっ
ている。また駆動輪と床面との間に滑りが多少生じて
も、地点（P2）から距離（13）の地点にセンサー復活地
点（Ｑ）を設定しているので、誤動作・誤走行の心配は
ない。

第３図には、旋回経路における自律走行する部分のレ
イアウトを図示している。この旋回経路における自律走
行の手順は前記直進走行の場合と同様であるが、記憶手
段（23）に入力されるデータ（Da）（Db）の内容が異な
っている。つまりデータ（Da）としては旋回曲率半径
（Ｒ）および駆動輪間距離（Ｔ）から予め算出される駆
動輪（２）と（３）それぞれの自律走行間走行距離（1
4）と（15）が入力され、データ（Db）としては上記半
径（Ｒ）および距離（Ｔ）から予め算出される駆動輪
（２）と（３）の走行速度（Va）と（Vb）が入力され
る。該データ（Da）（Db）は自律走行開始マーク（M2）
を検出した際、記憶手段（23）より出力されるようにな
っている。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば誘導線が断線
している地域での無人車の自律走行において、該断線地
域の床面の状態に影響されない走行が可能となり、無人
車の誤走行が皆無となった。また、走行経路中に断線状
態が異なる複数の断線部分が存在する場合であっても、
断線地域の入口部分に設置された断線部分の走行経路に
対応した識別可能な自律走行開始マークを識別すること
により、断線状態に応じた種々の自律走行が可能となっ
た。すなわち、本発明にあっては、誘導線が設置されて
いる区間では、誘導線に沿った高精度な走行が可能とな
り、誘導線が断線している区間では、別途センサを設け
ることなくマークを識別し、この識別結果に応じてその
区間に応じた所定の自律走行が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す無人車のガイドラインセ
ンサーおよび走行制御系を示すブロック図、第２図は断
線している直線経路を示すレイアウト平面図、第３図は
断線している旋回経路を示すレイアウト平面図、第４図
は本発明が適用される無人車の一例を示す概略平面図、
第５図は従来例を示すレイアウト平面図である。 （１）……無人車、（２）（３）……駆動輪 （８）（９）……パルスジェネレーター （10a）（10b）……ガイドラインセンサー （11）……ガイドライン （18）……ガイドラインセンサー用CPU （19）……メインCPU、（20）……サーボ用CPU （23）……記憶手段、（Za）……断線地域 （M1）……自律走行開始マーク

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無人車の走行経路に配置された誘導線に沿
   って誘導走行するとともに、前記誘導線が断線している
   断線部分においては自律走行する無人車の誘導装置であ
   って、前記断線部分の種々の走行経路にそれぞれ対応す
   る複数種類の識別可能な自律走行開始マークを用意し、
   所定の断線部分の入口部分の誘導線近傍には、前記複数
   種類の自律走行開始マークのうち、前記所定の断線部分
   の走行経路に対応した自律走行開始マークを設置し、無
   人車には、前記誘導線を検出するとともに前記自律走行
   開始マークの種類を識別するガイドラインセンサーと、
   複数種類の断線部分の走行経路に対応した走行データが
   予め入力されているとともに前記ガイドラインセンサー
   の識別結果に基づいて走行データの中から該当するデー
   タを選択出力する記憶手段と、自律走行時に、前記ガイ
   ドラインセンサーの機能を停止する手段とを設けたこと
   を特徴とする無人車の誘導装置。