JP2660741B2

JP2660741B2 - 作業車の運転制御設備

Info

Publication number: JP2660741B2
Application number: JP1052215A
Authority: JP
Inventors: 英夫石田
Original assignee: Daifuku Co Ltd
Current assignee: Daifuku Co Ltd
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1997-10-08
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JPH02230407A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、走行経路に沿って敷設された走行用ガイド
に対する車体横幅方向でのずれ量を検出する操向制御用
センサーが、前記走行用ガイドに沿って作業用のステー
ションを自動走行する作業車の車体前後夫々に設けら
れ、前記作業車には、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
取る読み取り用センサーが設けられ、前記作業車に、前
記読み取り用センサーの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。

〔従来の技術〕

上記この種の作業車の運転制御設備においては、作業
車が前後進の何れの状態においても、走行用ガイドに沿
って自動走行できるように、操向制御用センサーが車体
前後夫々に設けられている。

そして、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
るようにしている。

ところで、従来では、基準位置情報の表示方法とし
て、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、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
準に対する車体前後方向でのずれ量と、車体横幅方向で
のずれ量と、車体前後方向での傾き夫々のずれ量とを演
算させるようにしていた（特開昭60−258613号公報参
照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来構成によれば、車体前後方向での傾きは、センサ
ーで読み取られる十字状のマークを形成する線分の傾き
として検出されることから、その検出精度は、センサー
の読み取り精度が高いほど、又、センサーで読み取るマ
ークの大きさつまり線分の長さが大なるほど高くできる
ことになる。

説明を加えれば、例えば、第３図に示すように、傾き
（θ）の検出誤差（Δθ）は、その傾き（θ）を求める
ために注目する２点の位置（ａ），（ｂ）の検出誤差
（δ）と、その２点の間隔（ｌ）とから、下記式によっ
て決まることになる（第３図参照）。

つまり、傾き（θ）を求めるために注目する２点の間
隔（ｌ）が大なるほど傾き（θ）の検出誤差は小になる
のである。

そこで、センサーが読み取る２点の間隔つまり十字状
マークの大きさを大にできるように、ステーションに設
ける基準部材の大きさを大にすることが考えられるが、
基準部材の大きさを大にすると基準部材が作業の邪魔に
なる虞れがあり、むしろ、作業の邪魔にならないように
するためには、小さくすることが望まれるものである。

ちなみに、センサーの読み取り位置の分解能を高くす
ると、傾きを求めるために注目する十字状のマーク上の
２点の間隔が小であっても、その検出誤差を小にできる
が、センサーが高価になるばかりか、その検出情報の処
理量が増大して傾き検出を迅速に行わせることが困難に
なる。

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、装置構成を複雑高価にしたり、ステーショ
ンに設ける基準部材を大型化したりすることなく、傾き
の検出精度を向上させることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による作業車の運転制御設備は、走行経路に沿
って敷設された走行用ガイドに対する車体横幅方向での
ずれ量を検出する操向制御用センサーが、前記走行用ガ
イドに沿って作業用のステーションに自動走行する作業
車の車体前後夫々に設けられ、前記作業車には、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読み取り用センサーが設け
られ、前記作業車に、前記読み取り用センサーの情報に
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ものであって、その特徴構成は以下
の通りである。

すなわち、前記作動量補正手段は、前記作業車が前記
ステーションに停止したときに前記操向制御用センサー
によって検出される車体前後夫々での前記走行用ガイド
に対するずれ量に基づいて、前記基準位置に対する車体
前後方向での傾きを判別し、且つ、前記作業車が前記ス
テーションに停止したときの前記読み取り用センサーの
情報に基づいて、前記基準位置に対する車体前後方向で
のずれと車体横幅方向でのずれとを判別するように構成
されている点にある。

〔作用〕

前述の如く、操向制御用センサーは、車体前進時と車
体後進時との夫々で操向制御できるように、車体前後夫
々に設けられていることから、その間隔は、略車体長さ
に対応することになり、ステーションに設ける基準部材
よりも大幅に大なる間隔となる。

そこで、作業車がステーションに停止したときに車体
前後に備える操向制御用センサーによって検出される走
行用ガイドに対する車体前後夫々でのずれ量の情報を利
用すれば、ステーションに設ける基準部材を大型化する
ことなく、操向制御用センサー自体のずれ量の検出誤差
の影響が少ない状態で、作業車がステーションに停止し
たときの平面視での基準位置に対する車体前後方向での
傾きを高精度に検出することができる。

又、作業車がステーションに停止したときに読み取り
用センサーが基準部材を読み取った情報から、作業車が
ステーションの停止したときの平面視での基準位置に対
する作業車の車体前後方向及び車体横幅方向での各ずれ
が検出されることになる。

そして、上記検出された車体前後方向での傾きと、車
体前後方向及び車体横幅方向でのずれの情報に基づい
て、作業装置の作動量が自動補正される。

〔発明の効果〕

もって、作業車を前進又は後進させるために設備が本
来的に備える車体前後の各操向制御用センサーを有効利
用することにより、基準部材を大型化したり、あるい
は、基準部材を読み取る読み取り用センサーの分解能を
高くして装置構成を複雑高価にしたりすることなく、車
体前後方向での傾きを高精度に検出でき、その検出情報
に基づいて作業装置を的確な作動量で作業させることが
できるようになった。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第６図及び第７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。

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。

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、前記操向制御用センサー（２）としては、一次元
イメージセンサーが用いられることになる。そして、前
記走行用ガイド（Ｌ）に対する車体横幅方向でのずれが
零となるように、前記作業車（Ａ）が適正通り前記走行
用ガイド（Ｌ）に沿っている状態を基準位置として、そ
の基準位置に対する車体横幅方向の走行用ガイド（Ｌ）
の読み取り位置に基づいて、操向用のずれ量を判別させ
ることになる。

ちなみに、車体横幅方向でのずれ及び車体前後方向で
の傾きが無い状態では、前記操向制御用センサー（２）
は、前後共に前記走行用ガイド（Ｌ）に対する車体横幅
方向でのずれ量が零であると検出することになる。

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。

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
示る基準部材（３）が設けられている。

第４図及び第５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。

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、前記イメージセンサ（13）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）。

尚、前記ｘ軸方向が車体前後方向となり、且つ、前記
ｙ軸方向が車体横幅方向となるように設定してある。

第６図及び第７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）のうちの走行前方側からの検出情報
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。

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。

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。

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、それの作動量検出用
の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。

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。

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。

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。

次に、前記作動量補正手段（100）の構成について説
明する。

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（x_ij,y_ij）の
夫々が求められることになる。

次に、求めた座標（x_ij,y_ij）に基づいて、下記式か
ら、４個の光源（４）の重心（X,Y）を求める。

従って、前記重心（X,Y）のｘ軸座標の値（Ｘ）は、
前記基準位置（X₀,Y₀）に対する車体前後方向でのずれ
量に対応し、且つ、ｙ軸座標の値（Ｙ）は、車体横幅方
向でのずれ量に対応することになる。

但し、車体前後方向での傾き（θ）は、前記４個の光
源（４）のうちの車体前後方向に並ぶ２個の光源（４）
の座標値（x₁₁,y₁₁），（x₁₂,y₁₂）から下記式に基づい
て求めることができるが、式からも明らかなように、前
記座標値（x₁₁,y₁₁），（x₁₂,y₁₂）の読み取り誤差の影
響は、分母の値が大なるほど低くなることになる。

そこで、前記車体前後の操向制御用センサー（２）に
よる検出情報を利用して、下記式から求めるようにして
ある。

尚、上記式において、ａは車体前方側の操向制御用セ
ンサー（２）による前記走行用ガイド（Ｌ）に対する車
体横幅方向でのずれ量、ｂは同車体後方側におけるずれ
量、ｌは前記車体前後の操向制御用センサー（２）の間
隔である（第３図参照）。

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。

ところで、傾き（θ）の検出精度は、前記操向制御用
センサー（２）によって検出されるずれ量（ａ），
（ｂ）の分解能によって決まることになるが、その取り
付け間隔（ｌ）が前記基準部材（３）の光源（４）の間
隔よりも大幅に大であることから、前記ずれ量（ａ），
（ｂ）の検出誤差の影響を非常に小さいものにできる。
従って、前記４個の光源（４）の受光位置情報に基づい
て前記傾き（θ）を求める場合と同じ検出精度でよい場
合には、前記操向制御用センサー（２）のずれ量
（ａ），（ｂ）の検出精度は、前記イメージセンサ（1
3）の読み取り精度よりも低くてもよいことになる。

ちなみに、一般的な作業車（Ａ）の大きさでは、前記
操向制御用センサー（２）の車体前後方向での取り付け
間隔（ｌ）は1m前後となり、前記光源（４）の取り付け
間隔は数cmとなる。

〔別実施例〕

上記実施例では、基準部材（３）による基準位置情報
の表示を、４個の赤色LEDによって行うようにした場合
を例示したが、例えば、車体前後方向と車体横幅方向と
に交差する十字状のマーク等を印刷してイメージセンサ
（13）で読み取らせるようにしてもよく、基準位置情報
の表示並びにその読み取りのための具体構成は各種変更
できる。

又、上記実施例では、走行用ガイド（Ｌ）として光反
射テープを用いて、設備をいわゆる光学誘導式に構成し
た場合を例示したが、光反射テープに代えて、磁気テー
プ等を利用した磁気誘導式に構成してもよく、走行用ガ
イド（Ｌ）の具体構成、並びに、操向制御用センサー
（２）の具体構成は各種変更できる。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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図は傾き検出の説明図、第４図は基準部
材の平面図、第５図は同側面図、第６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７図は同
正面図である。（Ａ）……作業車、（ST）……ステーション、（Ｘ）…
…車体前後方向でのずれ量、（Ｙ）……車体横幅方向で
のずれ量、（θ）……車体前後方向での傾き、（１）…
…作業装置、（Ｌ）……走行用ガイド、（２）……操向
制御用センサー、（３）……基準部材、（13）……読み
取り用センサー、（100）……作動量補正手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】走行経路に沿って敷設された走行用ガイド
（Ｌ）に対する車体横幅方向でのずれ量を検出する操向
制御用センサー（２）が、前記走行用ガイド（Ｌ）に沿
って作業用のステーション（ST）に自動走行する作業車
（Ａ）の車体前後夫々に設けられ、前記作業車（Ａ）に
は、作業装置（１）が設けられ、前記ステーション（S
T）には、前記作業装置（１）の前記ステーション（S
T）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読み取り用センサー
（13）が設けられ、前記作業車（Ａ）に、前記読み取り
用センサー（13）の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、前記作動量補正
手段（100）は、前記作業車（Ａ）が前記ステーション
（ST）に停止したときに前記操向制御用センサー（２）
によって検出される車体前後夫々での前記走行用ガイド
（Ｌ）に対するずれ量に基づいて、前記基準位置に対す
る車体前後方向での傾き（θ）を判別し、且つ、前記作
業車（Ａ）が前記ステーション（ST）に停止したときの
前記読み取り用センサー（13）の情報に基づいて、前記
基準位置に対する車体前後方向でのずれ（Ｘ）と車体横
幅方向でのずれ（Ｙ）とを判別するように構成されてい
る作業車の運転制御設備。