JP2556515B2 - 無人車の障害物検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は無人車の衝突防止のため使用される反射式の
障害物検知装置に関し、特に干渉光による誤動作を防止
するための投受光のタイミング調整に関する。

従来の技術 省力化のため工場内で、無人車を走行させる場合、第
４図に示すように、床等にステンレステープ等の誘導体
（１）を設け、これにガイドさせている。

しかし、この走行路は人等も通るので、無人車（２）
の前方を人が横切った場合には無人車を停止させる必要
がある。このため一般に無人車には反射式の障害物検知
装置を取り付けられている。

この光電式の障害物検知装置（３）は第５図に示すよ
うに中央の光電スイッチ（3a）と検知方向をやや内側に
傾けて、その両側に配置された２個の光電スイッチ（3
b）（3c）とを用い、その検知範囲の合成によって、無
人車の幅でその前方に所定の長さだけ延びる障害物検知
範囲（４）を持っている。

この障害物検知装置（３）の各光電スイッチ（3a）
（3b）（3c）は、第６図に示すように、クロック発振器
（５）で発生した基準信号に同期して、ドライブ回路
（６）により投光素子（７）からパルス光を無人車の前
方に投光させる一方、受光素子（８）の出力を増幅器
（９）で増幅し、その出力のうち基準信号に同期したも
のだけを同期検波回路（10）で取り出し、判定回路（1
1）で入力パルスが所定数連続して発生したか否か等の
条件によって、障害物の有無を判定し、出力回路（12）
から停止信号を出力させている。

発明が解決しようとする問題点 上記障害物検知装置（３）は、自己の投射したパルス
光と障害物等からの反射光との同期をとりながら、検知
動作を行なうので、散発的な外乱光、或いは自己の発振
周期とは異なる周期の外乱光によっては誤動作しない。

しかし、同一機種の障害物検知装置が取り付けられた
無人車が同一フロア内に移動していると、その投光周期
が同一であるので、投光の位相が一致する場合がある。
障害物検知装置の検知範囲は第４図及び第５図に示した
ように、無人車（２）の前方の衝突の危険性がある限定
された範囲（４）だけである。しかし、これは物体にあ
たった反射光に対して反応する領域であり、対向する遠
方にある無人車（２）の障害物検知装置（３）から投光
されたパルス光が入射すると、これは反射光に比べて強
い光であるので、受光素子（７）は充分に反応する。従
って対向する無人車の障害物検知装置に対する検知範囲
（13）は第４図に示したようにかなり広い。

また無人走行車の走行経路に沿って、物体有無の検出
用の光電スイッチ（14）が配置されていると、この光電
スイッチの投光素子（14a）から投光される光の周期が
障害物検知装置の投光周期のｎ倍になっていた場合に、
このパルス光による受光信号は同期検波回路（10）を通
過する可能性があり、誤動作する場合がある。

問題点を解決するための手段 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、
問題点を解決するための手段は、投光素子から所定周期
のパルス光を投光し、この反射光が受光素子に入射する
か否かによって障害物を検知するようにしたものにおい
て、 自己の投光素子のパルス発光タイミングを決める基準
クロックを発生する発振器と、 上記基準クロックを乱数により少しづつずらす乱数発
生回路と、 上記基準クロックの発生時点から受光信号ａが得られ
るまでの時間ｔを測定するずれ時間測定回路と、 受光信号ａの発生間隔Ｔを測定する周期測定回路と、 ずれ時間測定回路によって受光信号ａが自己の投光タ
イミングとずれていることを検出しているとき、周期測
定回路の測定した受光信号ａの発生間隔Ｔを、自己の基
準クロックの発生周期と比較し、これと略同一の周期で
あるか、又はこの周期の略1/nであるか否かを判定する
手段と、略同一の周期であると判定されたとき基準クロ
ックの周期を一時的に短縮又は延長して自己の投光タイ
ミングを受光信号ａの発生間隔Ｔの中間時点側にずらす
手段と、略1/nの周期であると判定されたとき、基準ク
ロックの周期Ｔを受光信号ａの周期Ｔ′に対してnT′＋
1/2T′となるように変化させる手段を備えたクロック制
御回路とを具備したことを特徴とする無人車の障害物検
知装置である。

作用 上記手段によれば、投光周期を乱数により少しずつ変
化させ、且つ、入射光のうち非同期のものに対しては、
自己の投光周期がさらにずれるようにしているので、対
向する同一機種の障害物検知装置からの入射光に対し
て、及びｎ倍の投光周期を持つ光電スイッチに対しても
完全に非同期となり誤動作を防止できる。

実施例 本発明を以下実施例に従って説明する。

第１図は本発明の障害物検知装置の構成を示すもの
で、同図において、（15）は基準クロックの発振器、
（16）はLED等の投光素子、（17）は発振器（15）の出
力に基づいて投光素子（16）をパルス発光させるドライ
バ回路である。（18）はフォトダイオード等の受光素
子、（19）は受光素子（18）の出力を増幅する増幅回
路、（20）は増幅回路（19）の出力のうち基準クロック
と同期したもののみを通過させる同期検波回路である。
（21）は同期検波回路（20）が出力する受光信号が、例
えばｎ発連続して発生した等の条件で、障害物の有無を
検出する判定回路、（22）は判定信号に基づき停止信号
を発生する出力回路である。（23）は基準クロックの発
生時点から増幅回路（19）が受光信号を出力するまでの
時間ｔを測定するずれ時間測定回路、（24）は増幅回路
（19）の出力する受光信号ａの発生間隔Ｔを検出する周
期測定回路、（25）は乱数発生回路、（26）はクロック
制御回路である。

クロック制御回路（26）は、ずれ時間測定回路（2
3）、周期測定回路（24）、乱数発生回路（25）の出力
に基づき、基準クロックを、他の発光源から入射するパ
ルスの周期からずれるように制御する。

上記構成の障害物検知装置（27）は次のように動作す
る。

基準クロックの発振器（15）はクロック制御回路（2
6）によって決められる周期で発振している。ドライバ
回路（17）は、この出力周期に従って投光素子（16）を
パルス発光させる。

初めに干渉光が受光素子（18）に入射しない状態につ
いて考える。障害物が無人車の前方に無いときには、受
光素子（18）の出力はなく、判定回路（21）は障害物の
検知出力を発生しない。障害物が無人車の前方に現れる
と、そこからの反射光が入射するので、受光素子（18）
は第２図（イ）に示すように、受光信号ａを出力する。
このパルス出力は発光周期と同期しているので同期検波
回路（20）を通過する。そして判定回路（21）は、この
パルス出力がｎ発連続して発生した等の条件で、障害物
の有無を検出し、出力回路（22）がこれを出力する。

次に対向する無人車の障害物検知装置からの投光パル
スが自己の受光素子（18）に入射した場合について考え
る。

この受光信号は、通常は、自己の投光パルスとは時間
がずれて入射する。ずれ時間測定回路（23）はこの受光
信号の基準クロックとのずれ時間ｔを測定する。また周
期測定回路（24）は、この周期Ｔ′を測定する。これら
ずれ時間ｔと受光信号の周期Ｔ′が、クロック制御回路
（26）に入力されると、クロック制御回路（26）はその
周期Ｔ′が自己の投光周期Ｔと略同一のときは同一の機
種の障害物検知装置からのパルス光として、ずれ時間ｔ
が自己の投光周期Ｔの1/2より大きいか否かを判断す
る。ｔ＜T/2のときは、第２図（ロ）に示すように、次
のパルスの発光間隔ＴのみＴ＝Ｔ−（T/2−ｔ）/2と短
かくする。これによって、自己の投光パルスは、対向す
る無人車の障害物検知装置の投光パルスの投光間隔の中
間時点（180゜の位相ずれとなるタイミング）に対し
て、その時点の遅れ分の1/2だけ進ませる。またｔ＞T/2
のときは、第２図（ハ）に示すように、次のパルスの投
光周期をＴ＝Ｔ＋（T/2−ｔ）/2と延長し、対向する無
人車の投光間隔の中間時点に対して、その時点の進み分
の1/2だけ遅らせる。このような投光周期の一時的な短
縮又は延長を繰り返して行うことにより、自己の投光タ
イミングは対向する無人車の投光間隔の中間時点に向か
って収束する。上記説明は、自己の投光周期のみを変化
させているが、対向する双方の車輌で、この周期変化を
行なうと、収束に要する時間が1/2になり投光周期の短
縮時間又は延長時間を、上述したように、ずれ時間ｔと
周期の1/2の差分（ｔ−T/2）の半分とした場合は、３〜
４回のパルス発光で、ずれ時間ｔをｔ≒T/2とすること
ができる。

なお対向する障害物検知装置が同一機種であって、最
初に位相も一致した場合でも、乱数発生回路（25）によ
り、投光周期を少しずつ変化させているので、すぐに位
相がずれる。そして、上述した位相を180゜ずらす動作
に確実に移行する。

次に無人車の走行路付近に設置された光電スイッチ
（14）からの投光パルスに対する動作について説明す
る。

このような光電スイッチ（14）の発光周期は一般に短
かいので、障害物検知装置（27）のｎ倍の周波数の入射
光となって、同期検波回路（20）を通過し易いのであ
る。これに対して位相をずらす動作は、次のように行な
われる。

増幅回路（19）の出力により、第３図に示すように、
ずれ時間測定回路（23）がずれ時間ｔを測定し、周期測
定回路（24）がこの周期Ｔ′を測定する。クロック制御
回路（26）は、この周期Ｔ′が、自己の投光周期Ｔの1/
nに近いときは、この受光信号ａが得られときを基点と
して、投光周期ＴをnT′＋1/2T′とする〔例えばｎ＝1
0〕。このようにすれば、自己の投光のタイミングが、
光電スイッチ（14）の投光タイミングの中間に位置し
て、誤動作が最も起こりにくい状態となる。

発明の効果 本発明によれば、反射式の光電スイッチを用いた無人
車の障害物検知装置に対して、対向する無人車の同一機
種の障害物検知装置からの投光パルスが入射しても、ま
たその走行路付近に設置された光電スイッチからの投光
パルスが入射しても、自己の投光周期をそれらの投光パ
ルスとは位相を180゜ずらすように、自動的に変化させ
るので、誤動作のおそれがなくなり、極めて信頼性の高
い無人車の障害物検知装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の障害物検知装置の回路構成図、第２図
及び第３図はその動作を説明するための投光信号及び受
光信号の波形図である。 第４図は無人車の走行状態及び、その衝突防止の検知範
囲を説明する平面図、第５図は一台の障害物検知装置の
検知範囲を示す平面図、第６図は従来の障害物検知装置
の回路構成図である。 （２）……無人車、 （15）……基準クロックの発振器、 （16）……投光素子、（18）……受光素子、 （23）……ずれ時間測定回路、 （24）……周期測定回路、 （25）……乱数発生回路、 （26）……クロック制御回路、 ｔ……ずれ時間、Ｔ……投光周期、 Ｔ′……受光周期。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】投光素子から所定周期のパルス光を投光
   し、この反射光が受光素子に入射するか否かによって障
   害物を検知するようにしたものにおいて、 自己の投光素子のパルス発光タイミングを決める基準ク
   ロックを発生する発振器と、 上記基準クロックを乱数により少しづつずらす乱数発生
   回路と、 上記基準クロックの発生時点から受光信号ａが得られる
   までの時間ｔを測定するずれ時間測定回路と、 受光信号ａの発生間隔Ｔを測定する周期測定回路と、 ずれ時間測定回路によって受光信号ａが自己の投光タイ
   ミングとずれていることを検出しているとき、周期測定
   回路の測定した受光信号ａの発生間隔Ｔを、自己の基準
   クロックの発生周期と比較し、これと略同一の周期であ
   るか、又はこの周期の略1/nであるか否かを判定する手
   段と、略同一の周期であると判定されたとき基準クロッ
   クの周期を一時的に短縮又は延長して自己の投光タイミ
   ングを受光信号ａの発生間隔Ｔの中間時点側にずらす手
   段と、略1/nの周期であると判定されたとき、基準クロ
   ックの周期Ｔを受光信号ａの周期Ｔ′に対してnT′＋1/
   2T′となるように変化させる手段を備えたクロック制御
   回路とを具備したことを特徴とする無人車の障害物検知
   装置。