JP2712155B2 - 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＞ 本発明は光導体を用いて無人車を誘導するようにした
無人車の誘導装置に関する。 ＜従来技術＞ 従来の無人車誘導方式には電磁誘導方式，光学テープ
誘導方式等が存在する。 電磁誘導方式は第５図に示すようなもので、地上に布
設した誘導電線５−１に交流電流を流し、無人車に設け
られた磁気センサ５−2a,5−2bが上記交流電流により生
じた磁界を検出し、磁気センサ５−2a,5−2bの検出出力
を差動増幅器５−３に入力する。磁気センサ５−2a,5−
2bの検出出力の偏差が差動増幅器により検出され、この
偏差信号S_D5により舵取り機構を制御し、無人車を誘導
電線に追従させる。 一方、光学テープ誘導方式は第６図に示すようなもの
で、地上に光反射テープ６−１を設け、無人車側より光
を光源６−２により上記テープに照射するようにして、
テープ表面において反射して来る光を光センサ６−3a,6
−3bにより検出し、該検出した出力を上記同様差動増幅
器６−４に入力し、両者の偏差を求め、この偏差信号S
_D6により舵取り機構を制御し無人車を上記テープに追従
させる。なお、この光学テープ誘導方式には光学テープ
を連続して布設する必要のないスポツトマーク方式も存
在する。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記した従来の電磁誘導方式，光学テープ誘導方式に
は次に述べるような問題点が存在する。 すなわち、電磁誘導方式の場合、鉄等の床材の上では
磁界が乱されるためこれらの床材の上では誘導が困難で
ある。また光学テープ誘導方式では光を反射し易い床、
あるいは床の上に発光体があるような場合誘導が困難で
ある。 そこで本発明の目的は、金属の上あるいは光が反射し
易い床の上等でも容易に無人車を誘導できる無人車の誘
導装置を提供することにある。 ＜問題を解決するための手段＞ 特許請求の範囲第１項記載の発明は、入射光が軸方向
に伝達すると共に、該入射光の一部が漏洩光として表面
から漏れる光導体を地上側に布設し、該地上側に布設さ
れた光導体の少くとも１箇所以上に光の第１の入射手段
を設け、車体側には上記漏洩光の第１の検出手段を設
け、上記第１の検出手段の出力により上記光導体に上記
車体が追従して走行するように上記車体の舵取手段を制
御すると共に、前記第１の入射手段によって前記光導体
へ入射する光を通信用の信号により変調する第１の変調
手段を地上側に設け、前記第１の検出手段の出力より通
信用の信号を検出する第１の復調手段を車体側に設け、
地上側から車体側に一方向通信を可能にしたことを特徴
としている。 又、特許請求の範囲第２項記載の発明は、特許請求の
範囲第１項記載の無人車の誘導装置において、通信用の
信号により光を変調する第２の変調手段と、該第２の変
調手段により変調された光を光導体に入射する第２の入
射手段とを車体側に設け、車体側より光導体を介して送
られてくる光を検出する第２の検出手段を光導体の少く
とも１箇所以上に設け、該第２の検出手段の出力より通
信用の信号を復調する第２の復調手段を地上側に設け、
地上側から車体側へ送り出される信号と車体側から地上
側へ送り出される信号とを識別できるようにして車体側
と地上側との間で双方向通信を可能にしたことを特徴と
している。 ＜作用＞ 特許請求の範囲第１項記載の発明によれば、光導体の
表面より漏れる光を無人車に設けられた第１の検出手段
により検出し、この検出出力を基に舵取手段を制御し、
無人車の走行を布設された光導体に追従させる。従つ
て、電磁誘導方式では困難であつた金属性の床の上でも
容易に誘導することが可能であり、さらに従来の光学テ
ープ誘導方式と異つて床が光を反射し易い材質の場合
や、床の下に発光体が存在するような場合であつても誘
導が容易である。また、光導体へ入射する光を地上側に
設けられた第１の変調手段が通信用の信号により変調
し、車体側に設けられた第１の復調手段が第１の検出手
段の出力より通信用の信号を検出する。これにより、地
上側から車体側への一方向通信が可能となる。さらに、
特許請求の範囲第２項記載の発明によれば、車体側に設
けられた第２の変調手段が通信用の信号により光を変調
し、その変調された光を第２の入射手段が光導体に入射
する。そして、車体側より光導体を介して送られてくる
光を第２の検出手段が検出し、地上側に設けられた第２
の復調手段が第２の検出手段の出力より通信用の信号を
復調する。これにより、車体側と地上側との間での双方
向通信が可能となる。このように、光学テープ誘導方式
では不可能であつた地上側と無人車側との通信が可能と
なる。 ＜実施例＞ 次に本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は同実施例の構造説明図である。この図において、
１は高輝度発光ダイオード（以下LEDと称する）であ
り、第３図に示すようにバツテリ32の出力電圧が抵抗31
を介して供給されている。２は細いアクリル棒より構成
された光導体である。そしてLED1が発した光が光導体２
に効率良く入射されるように、LED1はその中心軸が光導
体２の中心軸と一致するように設けられている。（第３
図参照） 光導体２は入射光を軸方向に効率良く伝達すると共
に、表面より入射光の一部が漏洩するような構造となつ
ている。すなわち、表面を滑らかに仕上げた細いアクリ
ル棒などでは一端より光を入射すると、入射された光は
反射を繰り返しながら軸方向へ伝播して行くと共に、上
記入射光の一部はアクリル表面より漏洩する。アクリル
棒の他にプラスチツク光フアイバで、その表面に傷をつ
ける等無数の凹凸が設けられたもの等も上記アクリル棒
と同様な光学的特性を有する。したがつて、上記アクリ
ル棒、プラスチツク光フアイバ等を光導体として用いる
ことができる。さらに、中心部と周辺部の屈折率を相違
させることにより漏洩光をできるだけ少くする一般の光
フアイバの構造を漏洩光が適当量存在するようにして、
このような光学的特性を具備した光フアイバーを光導体
として用いることが可能である。 ３は無人車のシヤシであり、このシヤシ底部の前方ほ
ぼ中央位置に１つの走行駆動輪４および２箇の光センサ
5a,5bが設けられている。 4aは上記走行駆動輪４の駆動用モータであり、該モー
タ4aのシヤフトに上記走行駆動輪４が取り付けられてい
る。 4bは舵取り軸であり、上記駆動用モータ4aの収納ケー
スに一端が固設されている。 4cはタイミングプーリであり、舵取り軸4bの上部に取
り付けられている。 4dは、同様にタイミングプーリであり、シヤシ３上に
固設された舵取りモータ4eのシヤフトに取り付けられて
いる。4fは上記タイミングプーリ4c,4dを連結している
タイミングベルトである。 4gはアームであり、上記駆動用モータ4aの収納ケース
に基部が固設されて前方やや下方に伸びている。 5a,5bは光センサであり、フオトトランジスタより構
成されており光導体２の表面より漏洩した光を電気信号
として検出する。このため、光センサ5a,5bは光導体２
に好適な距離を保つてシヤシ３の底部前方やや左寄付近
において光導体２に対峠するように上記アーム4gの先端
に取り付けられている。この光センサ5a,5bの出力は制
御装置６へ送られる。 制御装置６は第２図に示す舵取機構制御部Ｋおよび図
示していない走行駆動輪制御部等より構成されている。 走行駆動輪制御部は速度および距離情報のフイードバ
ツク信号を基に、速度および距離についてあらかじめ定
められたプログラムに従い上記駆動輪４を制御し無人車
を走行させる。舵取機構制御部Ｋは、差動増幅器７、該
差動増幅器７の出力の処理回路８、電力増幅回路９等よ
り構成される。差動増幅器７は光センサ5aと5bが出力す
る電気信号両者間の偏差を検出するためのものであり、
この偏差信号はノイズ除去のためのフイルタ回路、制御
補償回路等より構成される処理回路８へ加えられる。電
力増幅回路９は上記処理回路８の出力を電力増幅する回
路である。この舵取機構制御部Ｋは上記光センサ5a,5b
の出力する電気信号の差に応じてモータ4eを制御して、
舵取軸4bを右方向あるいは左方向へ回転させ無人車の走
行方向を制御する。 10は制御装置６へ電力を供給するためのバツテリであ
り、11は同一回転軸に設けられた後輪である。 次に本実施例の動作について第１図を参照して説明す
る。 LED1より入射された光は光導体２内部を軸方向へ伝播
すると共に、表面より入射光の一部が漏洩している。こ
の漏洩光を第２図に示す２つの光センサ5a,5bが検出す
る。光センサ5a,5bの位置が光導体２に対し同一高さ，
同一距離の位置にあるとセンサ5a,5bの出力は等しいの
で差動増幅器７の偏差出力は「０」であり、舵取りモー
タ4dは駆動されず停止している。光センサ5a,5bの出力
に差が生ずると、その偏差に応じて差動増幅器７の出力
が変化し舵取りモータ4eは上記偏差を「０」にする方向
に駆動され、これにより走行駆動輪４が舵取り軸4bを中
心にして回動し、無人車の舵取りを行う。なお、本実施
例では第３図に示すようにLED1を発光させるのに直流電
源を用いたが、直流電源に替えて一定周波数（f₁）の交
流電源を用いてもよく、この場合は同調回路等を用いて
周波数f₁に係る信号成分を無人車側で検出するように
し、外乱光（ノイズ）による無人車の誤作動を防止する
ことができる。また、直流に交流を重畳したものを用い
てもよい。 次に本発明に係る他の実施例について第４図を参照し
て説明する。なお、上記実施例で述べた部分と同一部分
については同一の番号を付し説明を省略する。本実施例
では変調器12においてLED駆動電流を変調し、該変調さ
れたLED駆動電流によりLED1を発光させる。したがつて
光導体２内部を伝播する光および光導体２表面より漏洩
する光は、通信用信号により変調された変調光である。
この場合変調器12は振幅変調方式によるものであるが他
の変調方式であつてもよい。 アーム4g（第１図参照）の先端には受光用センサ13
（フオトトランジスタ）（第４図参照）とLED14とが光
センサ5a,5bに隣接して、光センサ5a,5bと同様光導体２
に対峠するように設けられている。 光センサ13の電気的出力は復調器15へ加えられてい
る。復調器15は光センサー13の出力より地上側から送ら
れてくる通信用の信号成分を検出し、制御装置16へ出力
する。 一方無人車より地上側へ伝達される通信用の信号は変
調器17へ加えられる。変調器17は上記変調器12と同様に
構成されており、該変調器17によりLED駆動電流を変調
し、変調されたLED駆動電流によりLED14を発光させる。 LED14が発した変調光は光導体２内部を伝播して受光
用光センサ18へ加えられる。 受光用光センサ18はフオトトランジスタにより構成さ
れており、光導体２を伝播してきた上記変調光を電気信
号に変換する。この電気信号は復調器19へ加えられる。 復調器19は、無人車側から送られてくる通信用の信号
成分を検出し、地上側制御装置20へ出力する。 以上述べたように、本実施例においては地上側から無
人車側へ送り出される通信用信号と、無人車側から地上
側へ送り出される通信用信号とを識別するようにし、双
方向通信を実現する。 また本実施例では受光用光センサ13を用いて光導体表
面から漏れる光を検出し、復調器15により通信用の信号
を取り出しているが、光センサ5aあるいは5bの出力を上
記復調器15に加えるようにし、受光用光センサ13を省略
することも可能である。 さらに、他の実施例としてLED1とLED14とを、各々異
なる波長領域の光を発する発光ダイオードとし、（例え
ばLED1が発する光の波長領域λ₁,LED14が発する光の波
長領域λ_２）LED1に対応する光センサ13の受光面には波
長領域λ_１の光通過域を有する光学フイルタを設け、LE
D14に対応する光センサ18の受光面には波長領域λ_２の
光通過域を有する光学フイルタを設けて、地上側から無
人車側への通信信号，無人車側から地上側への通信信号
を区別し双方向通信を行つている。なお、LEDの代替と
してレーザ光を用いることも可能である。 ＜発明の効果＞ 本発明は以上述べたような構成にしたので、電磁誘導
方式では困難であつた金属性の床の上でも容易に誘導す
ることが可能であり、さらに従来の光学テープ誘導方式
と異つて床が光を反射し易い材質の場合や、床の下に発
光体が存在するような場合であつても誘導が容易であ
る。さらに光学テープ誘導方式では不可能であつた地上
側と無人車側との通信が、光導体の全域に亘って常時可
能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る一実施例である無人車の構造説明
図、第２図は同実施例の舵取手段のブロツク構成図、第
３図は光導体および該光導体へ光を入射するための入射
手段を示す図、第４図は他の実施例のブロツク構成図、
第５図、第６図は従来の無人車誘導方式を示す図であ
る。 １……LED、２……光導体、３……無人車のシヤシ、４
……走行駆動輪、4a……走行駆動輪の駆動用モータ、4b
……舵取り軸、4c,4d……タイミングプーリ、4e……舵
取りモータ、4f……タイミングベルト、4g……アーム、
5a,5b……光センサ、６……制御装置、７……差動増幅
器、８……処理回路、９……電力増幅器。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．入射光が軸方向に伝達すると共に、該入射光の一部
   が漏洩光として表面から漏れる光導体を地上側に布設
   し、該地上側に布設された光導体の少くとも１箇所以上
   に光の第１の入射手段を設け、車体側には上記漏洩光の
   第１の検出手段を設け、上記第１の検出手段の出力によ
   り上記光導体に上記車体が追従して走行するように上記
   車体の舵取手段を制御すると共に、前記第１の入射手段
   によって前記光導体へ入射する光を通信用の信号により
   変調する第１の変調手段を地上側に設け、前記第１の検
   出手段の出力より通信用の信号を検出する第１の復調手
   段を車体側に設け、地上側から車体側に一方向通信を可
   能にしたことを特徴とする無人車の誘導装置。 ２．通信用の信号により光を変調する第２の変調手段
   と、該第２の変調手段により変調された光を光導体に入
   射する第２の入射手段とを車体側に設け、車体側より光
   導体を介して送られてくる光を検出する第２の検出手段
   を光導体の少くとも１箇所以上に設け、該第２の検出手
   段の出力より通信用の信号を復調する第２の復調手段を
   地上側に設け、地上側から車体側へ送り出される信号と
   車体側から地上側へ送り出される信号とを識別できるよ
   うにして車体側と地上側との間で双方向通信を可能にし
   た特許請求の範囲第１項記載の無人車の誘導装置。