JP2595989B2 - 自立型無人車の走行制御方法 - Google Patents
自立型無人車の走行制御方法Info
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 7
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕 この発明は、内部記憶装置に格納した走行ヤードの地
図データに基づき目的地へ自走する自立型無人車の走行
制御方法に関する。 〔従来の技術〕 第５図は、超音波誘導方式の従来の自立型無人車の概
略構成を平面的に示したもので、WRとWLは無人車走行通
路の両側に沿つてそれぞれ設けられた反射壁、１は蓄電
池を駆動用及び制御用電源とする無人車である。2Rと2L
は無人車１の車体1Aに取り付けられた右駆動輪と左駆動
輪であつて、駆動モータ3Rと3Lによりそれぞれ駆動さ
れ、右駆動輪2Rと左駆動輪2Lの回転数はそれぞれパルス
エンコーダ4Rと4Lにより検出される。5Rと5Lは通路巾検
出用のセンサ（超音波送受信器）であつて、車体1Aの右
側面と左側面にそれぞれ設けられ、反射壁WRとWLに向つ
て超音波を発射する。６は走行制御装置であつて、中央
演算処理ユニツト（CPU）61、プログラムメモリ62やワ
ークメモリ63等の内部記憶装置及びインターフエース64
を有する制御装置本体部60（第６図に示す）、モータ駆
動ユニット65、センサ信号処理ユニツト66からなる。ワ
ークメモリ63には、無人車１が走行する工場等のヤード
の地図の座標、通路分岐点や目的値となる作業点の座
標、通路距離Ｌ、通路巾WD等がデータ化されて格納され
ており、該地図データには当該無人車の走行予定経路も
書き込まれている。なお、車体1Aには、旋回自在な複数
個の従輪８が取り付けられている。 この構成において、無人車の走行が開始されると、セ
ンサ5Rと5Lが超音波を反射壁WR、WLに向けて発振し反射
波を受信する。制御装置本体部60のCPU61は、センサ5R
と5Lからの信号をセンサ信号処理ユニツト66を通して所
定走行距離毎に取り込み、反射壁WR、WLまでの壁間距離
を測定して、ワークメモリ63から読み出した指定位置
（通路巾方向指定位置）にあるか否かを判定し、指定位
置からずれている場合には、位置修正（指定位置に戻る
ための姿勢変更）を行うための指令を作成してモータ駆
動ユニツト65に送出する。また、パルスエンコーダ4Rと
4Lが出力する信号を取り込み、該信号を処理して走行距
離（直前に通過した分岐点等のノードからの走行距離M
x）を測定している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このように、上記無人車は、センサ5Rと5Lを用い、反
射壁WR、WLとの間の壁間距離を測定して該壁間距離が所
定距離になるように姿勢もしくは方向制御しつつ所定の
速度で走行するが、センサ5Rと5Lが超音波センサである
ため、第７図に示すような通路交差部（カーブ通路）R2
に進入した場合、超音波（点線で示す）の反射波をセン
サ5R、5Lで拾うことができなくなり、壁間距離の測定が
不能となる。 自立型無人車の誘導方式としては、上記超音波誘導方
式の他に、ジヤイロ誘導方式がある。この方式は、ジヤ
イロで車体の姿勢（向き）の変化を検出しつつ一定方向
に走行するように姿勢制御するものであるが、オフセツ
トドリフトという誤差がつきまとう。この為、姿勢を大
きく変化させる上記カーブ通路の姿勢制御は、該誤差が
相対的に無視し得る程度となるので、ジヤイロ出力を用
いて良好に行うことができるが、直線通路R1では、その
期間が長くなると上記誤差が累積して該累積誤差のため
に徐々に姿勢が変わり、直線走行はできなくなるので、
上記累積誤差を無くすための補助手段（光学テープやマ
ーク等）を設置しなくてはならないという問題がある。 この発明は上記した従来の問題を解消するためになさ
れたもので、カーブ走行時においても、走行方向・姿勢
を正確に制御することができる自立型無人車の走行制御
方法を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は上記目的を達成するため、超音波誘導方式
とジヤイロ誘導方式を併用し、走行ヤード内の通路を、
内部記憶装置に格納する地図データ上で、超音波誘導区
間とジヤイロ誘導区間とに区分し、超音波誘導とジヤイ
ロ誘導の切換えは、走行距離情報に基づいて行う構成と
したものである。 〔作用〕 この発明では、少なくとも片側の反射壁が切れている
区間では、ジヤイロ誘導に切換わるので、側壁との壁間
距離の測定が不能となるカーブ走行時においても、無人
車の姿勢制御を行うことができる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。 第１図において、９はジヤイロであつて、その出力は
第２図に示す走行制御装置６に設けられたジヤイロ信号
処理ユニツト67を通してCPU61Aに取り込まれる。他の構
成は前記第４図のものと同じであるので、同一構成要素
には同一符号を付して示してある。 第３図は、無人車１を走行させる工場の走行ヤードの
一部を示したものであつて、この走行ヤードの地図の座
標、通路距離Ｌ、通路巾WD、分岐点（ノード）P1、P2、
P3、P4・・・や目的地である作業点（ノード）の座標等
がデータ化されて走行制御装置６のワークメモリ63に格
納されている。このワークメモリ63に格納されている地
図データには当該無人車の走行予定経路も書き込まれて
いる。この走行ヤードは地図データ上では、図示の如
く、両側が反射壁Ｗで囲まれている通路部分（直線通
路）RW1、RW2、RW3・・・RW8・・・と、片側の反射壁が
切れている通路交差部分RJ1、RJ2、RJ3、RJ4・・・に区
分されており、通路部分RW1、RW2、RW3・・・RW8・・・
は超音波誘導区間であることを通知する認識コード
〔１〕、また、交差部分RJ1、RJ2、RJ3、RJ4・・・はジ
ヤイロ誘導区間であることを通知する認識コード
図データに基づき目的地へ自走する自立型無人車の走行
制御方法に関する。 〔従来の技術〕 第５図は、超音波誘導方式の従来の自立型無人車の概
略構成を平面的に示したもので、WRとWLは無人車走行通
路の両側に沿つてそれぞれ設けられた反射壁、１は蓄電
池を駆動用及び制御用電源とする無人車である。2Rと2L
は無人車１の車体1Aに取り付けられた右駆動輪と左駆動
輪であつて、駆動モータ3Rと3Lによりそれぞれ駆動さ
れ、右駆動輪2Rと左駆動輪2Lの回転数はそれぞれパルス
エンコーダ4Rと4Lにより検出される。5Rと5Lは通路巾検
出用のセンサ（超音波送受信器）であつて、車体1Aの右
側面と左側面にそれぞれ設けられ、反射壁WRとWLに向つ
て超音波を発射する。６は走行制御装置であつて、中央
演算処理ユニツト（CPU）61、プログラムメモリ62やワ
ークメモリ63等の内部記憶装置及びインターフエース64
を有する制御装置本体部60（第６図に示す）、モータ駆
動ユニット65、センサ信号処理ユニツト66からなる。ワ
ークメモリ63には、無人車１が走行する工場等のヤード
の地図の座標、通路分岐点や目的値となる作業点の座
標、通路距離Ｌ、通路巾WD等がデータ化されて格納され
ており、該地図データには当該無人車の走行予定経路も
書き込まれている。なお、車体1Aには、旋回自在な複数
個の従輪８が取り付けられている。 この構成において、無人車の走行が開始されると、セ
ンサ5Rと5Lが超音波を反射壁WR、WLに向けて発振し反射
波を受信する。制御装置本体部60のCPU61は、センサ5R
と5Lからの信号をセンサ信号処理ユニツト66を通して所
定走行距離毎に取り込み、反射壁WR、WLまでの壁間距離
を測定して、ワークメモリ63から読み出した指定位置
（通路巾方向指定位置）にあるか否かを判定し、指定位
置からずれている場合には、位置修正（指定位置に戻る
ための姿勢変更）を行うための指令を作成してモータ駆
動ユニツト65に送出する。また、パルスエンコーダ4Rと
4Lが出力する信号を取り込み、該信号を処理して走行距
離（直前に通過した分岐点等のノードからの走行距離M
x）を測定している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このように、上記無人車は、センサ5Rと5Lを用い、反
射壁WR、WLとの間の壁間距離を測定して該壁間距離が所
定距離になるように姿勢もしくは方向制御しつつ所定の
速度で走行するが、センサ5Rと5Lが超音波センサである
ため、第７図に示すような通路交差部（カーブ通路）R2
に進入した場合、超音波（点線で示す）の反射波をセン
サ5R、5Lで拾うことができなくなり、壁間距離の測定が
不能となる。 自立型無人車の誘導方式としては、上記超音波誘導方
式の他に、ジヤイロ誘導方式がある。この方式は、ジヤ
イロで車体の姿勢（向き）の変化を検出しつつ一定方向
に走行するように姿勢制御するものであるが、オフセツ
トドリフトという誤差がつきまとう。この為、姿勢を大
きく変化させる上記カーブ通路の姿勢制御は、該誤差が
相対的に無視し得る程度となるので、ジヤイロ出力を用
いて良好に行うことができるが、直線通路R1では、その
期間が長くなると上記誤差が累積して該累積誤差のため
に徐々に姿勢が変わり、直線走行はできなくなるので、
上記累積誤差を無くすための補助手段（光学テープやマ
ーク等）を設置しなくてはならないという問題がある。 この発明は上記した従来の問題を解消するためになさ
れたもので、カーブ走行時においても、走行方向・姿勢
を正確に制御することができる自立型無人車の走行制御
方法を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は上記目的を達成するため、超音波誘導方式
とジヤイロ誘導方式を併用し、走行ヤード内の通路を、
内部記憶装置に格納する地図データ上で、超音波誘導区
間とジヤイロ誘導区間とに区分し、超音波誘導とジヤイ
ロ誘導の切換えは、走行距離情報に基づいて行う構成と
したものである。 〔作用〕 この発明では、少なくとも片側の反射壁が切れている
区間では、ジヤイロ誘導に切換わるので、側壁との壁間
距離の測定が不能となるカーブ走行時においても、無人
車の姿勢制御を行うことができる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。 第１図において、９はジヤイロであつて、その出力は
第２図に示す走行制御装置６に設けられたジヤイロ信号
処理ユニツト67を通してCPU61Aに取り込まれる。他の構
成は前記第４図のものと同じであるので、同一構成要素
には同一符号を付して示してある。 第３図は、無人車１を走行させる工場の走行ヤードの
一部を示したものであつて、この走行ヤードの地図の座
標、通路距離Ｌ、通路巾WD、分岐点（ノード）P1、P2、
P3、P4・・・や目的地である作業点（ノード）の座標等
がデータ化されて走行制御装置６のワークメモリ63に格
納されている。このワークメモリ63に格納されている地
図データには当該無人車の走行予定経路も書き込まれて
いる。この走行ヤードは地図データ上では、図示の如
く、両側が反射壁Ｗで囲まれている通路部分（直線通
路）RW1、RW2、RW3・・・RW8・・・と、片側の反射壁が
切れている通路交差部分RJ1、RJ2、RJ3、RJ4・・・に区
分されており、通路部分RW1、RW2、RW3・・・RW8・・・
は超音波誘導区間であることを通知する認識コード
〔１〕、また、交差部分RJ1、RJ2、RJ3、RJ4・・・はジ
ヤイロ誘導区間であることを通知する認識コード
〔０〕
が付されている。 次に、この実施例の動作を、第４図に示す誘導切換ア
ルゴリズムを参照して説明する。 この構成において、今、無人車１が超音波誘導区間RW
2を走行しているものとする。走行制御装置本体部60のC
PU61Aは、所定走行距離毎に、前記従来の場合と同様、
センサ5Rと5Lからの信号をセンサ信号処理ユニツト66を
通して取り込み、両側の反射壁Ｗまでの壁間距離を測定
して、ワークメモリ63から読み出した指定位置（通路巾
方向指定位置）にあるか否かを判定し、指定位置からず
れている場合には、位置修正（指定位置に戻るための姿
勢変更）を行うための指令を作成してモータ駆動ユニツ
ト65に送出する。 また、パルスエンコーダ4Rと4Lが出力する信号を取り
込み、該信号を処理して走行距離（直前に通過したノー
ドP1からの走行距離Mx、超音波誘導区間RW2とジヤイロ
誘導区間RJ1との境界点Q1からの走行距離My）を測定し
ている。無人車１が超音波誘導区間RW2とジヤイロ誘導
区間RJ2の境界点Q2に達すると、CPU61Aは、無人車１の
走行距離Myが、ワークメモリ63から読み出した超音波誘
導区間RW2の区間距離（ノード間距離Ｌ）に等しくなつ
たことを検知し、地図データを参照してジヤイロ誘導区
間認識コード
が付されている。 次に、この実施例の動作を、第４図に示す誘導切換ア
ルゴリズムを参照して説明する。 この構成において、今、無人車１が超音波誘導区間RW
2を走行しているものとする。走行制御装置本体部60のC
PU61Aは、所定走行距離毎に、前記従来の場合と同様、
センサ5Rと5Lからの信号をセンサ信号処理ユニツト66を
通して取り込み、両側の反射壁Ｗまでの壁間距離を測定
して、ワークメモリ63から読み出した指定位置（通路巾
方向指定位置）にあるか否かを判定し、指定位置からず
れている場合には、位置修正（指定位置に戻るための姿
勢変更）を行うための指令を作成してモータ駆動ユニツ
ト65に送出する。 また、パルスエンコーダ4Rと4Lが出力する信号を取り
込み、該信号を処理して走行距離（直前に通過したノー
ドP1からの走行距離Mx、超音波誘導区間RW2とジヤイロ
誘導区間RJ1との境界点Q1からの走行距離My）を測定し
ている。無人車１が超音波誘導区間RW2とジヤイロ誘導
区間RJ2の境界点Q2に達すると、CPU61Aは、無人車１の
走行距離Myが、ワークメモリ63から読み出した超音波誘
導区間RW2の区間距離（ノード間距離Ｌ）に等しくなつ
たことを検知し、地図データを参照してジヤイロ誘導区
間認識コード
〔０〕を読み込んで、誘導方式切換指令
（ジヤイロ作動開始指令）をジヤイロ信号処理ユニツト
67に送出する。無人車１は境界点Q2からノードP2まで直
進し、ノードP2に到達すると、CPU61Aからの指令によつ
て、90゜旋回したのちジヤイロ誘導区間RJ2と超音波誘
導区間RW3との境界点Q3に向かつて直進する。この間、C
PU61Aはジヤイロ９の出力信号をジヤイロ信号処理ユニ
ツト67を通して、所定時間毎に取り込んで、無人車１の
姿勢を監視し、ワークメモリ63から読み出した指定位置
（通路巾方向指定位置）にあるか否かを判定し、指定位
置からずれている場合には、位置修正（指定位置に戻る
ための姿勢変更）を行うための指令を作成してモータ駆
動ユニツト65に送出する。無人車１が超音波誘導区間RW
3とジヤイロ誘導区間RJ2の境界点Q3に達すると、CPU61A
は、無人車１の境界点Q2からの走行距離Myが、ワークメ
モリ63から読み出したジヤイロ誘導区間RJ2の区間距離
に等しくなつたことを検知し、超音波誘導区間認識コー
ドを読み込むと、誘導方式切換指令（センサ作動開始指
令）をセンサ信号処理ユニツト66に送出する。以後、無
人車１は境界点Q4に到達するまでは超音波誘導され、境
界点Q4を通過してジヤイロ誘導区間RJ3に進入するとジ
ヤイロ誘導に切換えられる。ジヤイロ誘導区間RJ3を境
界点Q5に向かつて直進する場合、また、ジヤイロ誘導区
間RJ3を境界点Q6に向かつてカーブ走行する場合も、無
人車１はジヤイロ誘導される。 このように、本実施例では、超音波誘導が行えない交
差部分では、姿勢の変換制御に有効なジヤイロ誘導を行
うから、超音波誘導方式の従来の無人車の欠点が解消さ
れ、カーブ走行を含む全走行形態において、無人車の方
向・姿勢制御を確実に、かつ、正確に行うことができ
る。 また、ジヤイロ誘導区間における無人車１の走行経路
距離は短いので、前記した補助手段（光学テープやマー
ク等）を配置しなくても、直進走行時の誤差は無視し得
る程度のものとなる。 なお、上記実施例では、無人車１の走行予定経路をワ
ークメモリ63に予め書き込んである場合について説明し
たが、本発明は、ヤードに設置した中央局から無線で目
的地を指示し、無人車１のCPU61Aが該目的地への最適経
路を探索して決定する方式の無人車に適用して同様の効
果を得ることができる。 〔発明の効果〕 この発明は以上説明した通り、両側が反射壁で囲まれ
ている通路部分では超音波誘導を行い、通路交差部分で
は、ジヤイロ誘導を行うので、全走行通路に亘つて、無
人車の方向・姿勢の制御を確実に、かつ、正確に行わせ
ることができる。
（ジヤイロ作動開始指令）をジヤイロ信号処理ユニツト
67に送出する。無人車１は境界点Q2からノードP2まで直
進し、ノードP2に到達すると、CPU61Aからの指令によつ
て、90゜旋回したのちジヤイロ誘導区間RJ2と超音波誘
導区間RW3との境界点Q3に向かつて直進する。この間、C
PU61Aはジヤイロ９の出力信号をジヤイロ信号処理ユニ
ツト67を通して、所定時間毎に取り込んで、無人車１の
姿勢を監視し、ワークメモリ63から読み出した指定位置
（通路巾方向指定位置）にあるか否かを判定し、指定位
置からずれている場合には、位置修正（指定位置に戻る
ための姿勢変更）を行うための指令を作成してモータ駆
動ユニツト65に送出する。無人車１が超音波誘導区間RW
3とジヤイロ誘導区間RJ2の境界点Q3に達すると、CPU61A
は、無人車１の境界点Q2からの走行距離Myが、ワークメ
モリ63から読み出したジヤイロ誘導区間RJ2の区間距離
に等しくなつたことを検知し、超音波誘導区間認識コー
ドを読み込むと、誘導方式切換指令（センサ作動開始指
令）をセンサ信号処理ユニツト66に送出する。以後、無
人車１は境界点Q4に到達するまでは超音波誘導され、境
界点Q4を通過してジヤイロ誘導区間RJ3に進入するとジ
ヤイロ誘導に切換えられる。ジヤイロ誘導区間RJ3を境
界点Q5に向かつて直進する場合、また、ジヤイロ誘導区
間RJ3を境界点Q6に向かつてカーブ走行する場合も、無
人車１はジヤイロ誘導される。 このように、本実施例では、超音波誘導が行えない交
差部分では、姿勢の変換制御に有効なジヤイロ誘導を行
うから、超音波誘導方式の従来の無人車の欠点が解消さ
れ、カーブ走行を含む全走行形態において、無人車の方
向・姿勢制御を確実に、かつ、正確に行うことができ
る。 また、ジヤイロ誘導区間における無人車１の走行経路
距離は短いので、前記した補助手段（光学テープやマー
ク等）を配置しなくても、直進走行時の誤差は無視し得
る程度のものとなる。 なお、上記実施例では、無人車１の走行予定経路をワ
ークメモリ63に予め書き込んである場合について説明し
たが、本発明は、ヤードに設置した中央局から無線で目
的地を指示し、無人車１のCPU61Aが該目的地への最適経
路を探索して決定する方式の無人車に適用して同様の効
果を得ることができる。 〔発明の効果〕 この発明は以上説明した通り、両側が反射壁で囲まれ
ている通路部分では超音波誘導を行い、通路交差部分で
は、ジヤイロ誘導を行うので、全走行通路に亘つて、無
人車の方向・姿勢の制御を確実に、かつ、正確に行わせ
ることができる。
第１図はこの発明を実施するための無人車の概略構成を
示す平面図、第２図は上記実施例における制御装置本体
部のブロツク図、第３図は上記実施例の内部記憶装置が
格納している地図データを示す図、第４図は誘導手段切
換アルゴリズムを示す図、第５図は従来の無人車の概略
構成を示す平面図、第６図は無人車搭載の走行制御装置
のブロツク図、第７図は上記従来例の問題点を説明する
ための走行地図である。 5R、5L……超音波センサ、６……走行制御装置、９……
ジヤイロ、61A……中央演算処理ユニツト、66……セン
サ信号処理ユニツト、67……ジヤイロ信号処理ユニツ
ト。
示す平面図、第２図は上記実施例における制御装置本体
部のブロツク図、第３図は上記実施例の内部記憶装置が
格納している地図データを示す図、第４図は誘導手段切
換アルゴリズムを示す図、第５図は従来の無人車の概略
構成を示す平面図、第６図は無人車搭載の走行制御装置
のブロツク図、第７図は上記従来例の問題点を説明する
ための走行地図である。 5R、5L……超音波センサ、６……走行制御装置、９……
ジヤイロ、61A……中央演算処理ユニツト、66……セン
サ信号処理ユニツト、67……ジヤイロ信号処理ユニツ
ト。
Claims (1)
- 【請求項１】走行ヤードの地図データを格納した内部記
憶装置を有し、走行情報を上記地図データの対応する情
報と照合しつつ所定の走行経路上を目的地に向かって自
走する超音波誘導方式の自立型無人車において、上記走
行ヤード内の道路を上記地図データ上で、超音波誘導区
間とジャイロ誘導区間とに区分して、ジャイロ誘導方式
を併用し、超音波誘導とジャイロ誘導の切換えは、走行
距離情報に基づいて行うことを特徴とする自立型無人車
の走行制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62240612A JP2595989B2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 自立型無人車の走行制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62240612A JP2595989B2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 自立型無人車の走行制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6484315A JPS6484315A (en) | 1989-03-29 |
| JP2595989B2 true JP2595989B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=17062086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62240612A Expired - Lifetime JP2595989B2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 自立型無人車の走行制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2595989B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111753694B (zh) * | 2020-06-16 | 2024-02-09 | 西安电子科技大学 | 无人车目标搜索系统及方法 |
-
1987
- 1987-09-28 JP JP62240612A patent/JP2595989B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6484315A (en) | 1989-03-29 |
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