JP2729508B2 - 無人移動体の移動制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、例えば工場内搬送ロボット、自動田植
機、あるいは自動芝刈機のような移動作業機など、特定
のエリア内で二次元的に自力で移動するように構成され
た無人移動体の移動制御方法に関するものである。

〈従来の技術〉 無人移動体を特定のエリア内で二次元的に自力で移動
させる際の制御の方式としては、 a.移動経路すべてに連続的または断続的にマークを設置
し、これによって誘導するもの b.固定点を基準として位置を測量し、これによって誘導
するもの。

c.内界センサにより位置や姿勢を算出し、これによって
誘導するもの の３グループに大別され、用途に応じて適切な方式が採
用されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記の各従来技術には、それぞれ次のような一長一短
がある。

イ.aでは精度よく確実に誘導することができる反面、経
路が固定的で応用性に欠け、またエリアが広い場合には
マークの設置が容易でなく費用がかかる。

ロ.bでは経路の変更が比較的容易であり、またエリアが
広い場合でも容易に採用できる反面、エリアが広いと高
精度の測量が困難となって誤差が大きくなり、精度よく
誘導するには高価な測量装置が必要になる。

ハ.cでは経路の変更が比較的容易であり、エリアが広い
場合でも採用が容易であると共に装置は比較的安価にな
る反面、エリアが広い場合に誤差が積算されて位置がず
れやすくなり、エリアを逸脱してしまう可能性が高くな
る。

この発明はこのようなそれぞれの方式の問題点に着目
し、経路の変更が容易であり、しかも精度よく誘導する
ことのできる移動制御方法を安価に提供することを目的
としてなされたものである。

〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するために、この発明では、直進移
動時には無人移動体に搭載した方位検出手段の検出結果
に応じて移動方向をフィードバックしながらあらかじめ
設定された方向に直進させると共に、移動対象エリア内
の無人移動体の直進経路を横切る方向に旋回の基準マー
クとなる励磁ワイヤを設け、これを無人移動体に搭載し
た励磁ワイヤ検出手段で検出した結果に応じてあらかじ
め設定された旋回動作を行わせるようにしている。

上記の方位検出手段としては例えば地磁気方位センサ
を用い、この地磁気方位センサの検出結果を無人移動体
に搭載した傾斜角度検出手段の検出結果に応じて補正し
て無人移動体の直進方向を決定するようにしている。

〈作用〉 この発明は、方位を検出して直進し、旋回の基準マー
クである励磁ワイヤを検出して旋回する方法であるか
ら、直進に関する基準マークは不要で基準マークを移動
経路すべてに設置したり、位置検出を行う必要はなく、
エリア境界などに励磁ワイヤを設けておくだけで無人移
動体はエリア内を予定の経路に沿って正確に移動し、エ
リアから逸脱することもない。

また、傾斜に伴う地磁気方位センサの誤差を補正する
ことにより、起伏のあるエリア内でも無人移動体の直進
方向が正確に保たれる。

〈実施例〉 以下、この発明について実施例を説明する。

〔Ａ〕第１の実施例 第１図に基本的な実施例における対象エリアと無人移
動体の移動経路の関係を、第２図に無人移動体の一例
を、第３図に制御回路の一例をそれぞれ示す。

図において、１は対象となるエリア、２は無人移動
体、３は無人移動体２の移動経路、４は旋回の基準マー
クとなる励磁ワイヤである。

エリア１は例えばゴルフ場、無人移動体２は例えば芝
刈機であり、緊急停止、走行開始その他の基本動作や必
要な修正等を無線送信機11aでリモートコントロールさ
れながら、進路を自身で制御しながら所定の移動経路に
沿って走行するように構成されている。基準マークには
励磁ワイヤが用いられる。この実施例では周波数4kHzの
発振電源4aに接続された電磁誘導用の励磁ワイヤとなっ
ており、エリア１の輪郭に沿ってそのやや内側に配置さ
れているが、この実施例の場合には励磁ワイヤ４は直進
経路の始端と終端に進路を横切るように配置されていれ
ばよく、縦方向のワイヤはエリア内に設けられていなく
てもよい。

第２図に示すように、無人移動体２は例えば機関12に
よって自走するトラクタであって、作業内容に応じた作
業機13を牽引している。11bは受信機、14は機関回転制
御部、15は減速機、クラッチ機構、ブレーキ機構等を含
む走行機構、18は操舵機構であり、また19は操舵角セン
サ、20は地磁気方位センサ、21は励磁ワイヤ検出セン
サ、22は回転数カウンタである。励磁ワイヤ検出センサ
21は車体下部の左と右にそれぞれ１個ずつ設けられたピ
ックアップコイル21a,21bで構成されている。

23は制御用のコントローラであり、このコントローラ
23はディスクリートな回路で構成することも可能である
が、後述する各種の制御を行うには第３図に示すように
マイクロコンピュータを利用することが望ましい。マイ
クロコンピュータは入力ポート23a、出力ポート23b、制
御演算及び入出力指示を与えるCPU23c、制御プログラム
や制御演算に必要な諸データを記憶しているROM23d、制
御演算に使用されるRAM23e等で構成されている。上記の
各機構やセンサ類は第３図のようにそれぞれコントロー
ラ23に接続されており、必要に応じて入力側にはA/D変
換器、出力側にはドライバ回路など（いずれも図示せ
ず）が適宜挿入される。そのほか、入力ポート23aには
ジャイロ装置25、速度センサ26、障害物センサ27等が接
続され、出力ポート23bには上記以外にも制御の対象と
なる各種機構が接続される。

動作は次のように行われる。まず、スタート時に車体
の向きを正しくセットしてティーチング処理を行い、以
後は地磁気方位センサ20で検出した車体の向きをフィー
ドバックしながら操舵機構18が制御され、ティーチング
で記憶した所定の方向に直進する。そして、励磁ワイヤ
検出センサ21が励磁ワイヤ４を検出すると、あらかじめ
設定された角度だけ操舵機構18が駆動されて旋回し、再
び直進に戻るのであり、往路直進後の往路旋回と復路直
進後の復路旋回の半径は異なる大きさに設定される。第
４図は以上の手順の一往復分のフローチャートを示した
ものである。

第１図で説明すると、ａ点はスタート点であり、ここ
でティーチング処理してスタートさせるとｂ点まで直進
し（第４図のステップS1及びS2、ここで励磁ワイヤ４を
検出すると大きな半径でｃ点まで右旋回し（ステップS3
乃至S5）、直進方向に向いたことが検出されると旋回か
ら直進に戻ってｄ点まで直進する（ステップS6乃至S
8）。そしてｄ点で励磁ワイヤ４を検出すると今度は小
さな半径でｅ点まで右旋回して再び直進に戻り（ステッ
プS9乃至S12）、以下同様な動作が繰り返される。従っ
て、旋回半径を適切に設定しておけば、無人移動体２は
エリアから逸脱することなく、直線状に走行する位置を
一定の間隔で少しずつ変えながら、エリア１の全面を走
査するように走行するのである。フローチャートには示
してないが、例えば旋回終了時に励磁ワイヤ４が検出さ
れなかった場合には移動終了とみなして走行を停止す
る。ｆ点はこの停止位置である。

なお復路の直進方向は、スタート時に復路方向もティ
ーチィングしておく方法、あるいは往路の方向を基準と
して算出して直進を始め、その時の動きを見ながら無線
送信機11aによるリモートコントロールで補正制御して
方位を修正し、これを復路の直進方向として記憶させる
方法などによって設定される。

第５図は励磁ワイヤ４を１本のみ直進経路に交わるよ
うに配置したものであり、第２図及び第３図に示すよう
に、無人移動体２には直進距離を設定する設定スイッチ
24が設けられる。

第５図の例では励磁ワイヤ４は往路直進の開始位置に
配置されており、励磁ワイヤ４が検出される位置から直
進距離L₀が設定スイッチ24で設定される。a₀点はスター
ト点であり、ここでティーチング処理してスタートさ
せ、ａ点で一回目の励磁ワイヤ４を検出したら回転数カ
ウンタ22をリセットし、以後直進しながら車輪の回転数
から走行距離を計測する。そして走行距離がL₀に達した
ｂ点でコントローラ23から旋回指令が出され、大きな半
径でｃ点まで右旋回して直進に戻り、ｄ点まで直進して
励磁ワイヤ４を検出すると小さな半径でｅ点まで右旋回
し、励磁ワイヤ４が検出されると回転数カウンタ22をリ
セットし、以後再び直進に戻って同様な動作が繰り返さ
れるのである。また、例えば復路の走行距離がL₀に達し
ても励磁ワイヤ４が検出されなかった場合には移動終了
とみなして走行を停止する。ｆ点はこの停止位置であ
る。

この例の場合には、直進経路に交わる位置であれば励
磁ワイヤ４を途中に配置してもよく、エリア１内にマー
ク設置不能箇所があってもマークから旋回までの設定距
離を変えることにより目的を達することができ、設定距
離を変えればマークの位置はそのままで直進方向への走
行範囲を変化させることができる。

第６図は励磁ワイヤ４を長方形のエリア１のほぼ対角
線上にＸ字状に配置した例であり、直進は縦と横の４方
向に行われるようにしてある。すなわち、ａ点をスター
トしてｂ点まで直進し、ここで励磁ワイヤ４を検出する
とｃ点まで90°旋回して直進に移り、ｄ点で励磁ワイヤ
４を検出するとｅ点まで90°旋回し、再び直進に移ると
いう動作を繰り返すのである。従って、この場合は旋回
半径はすべて同一でもよく、励磁ワイヤ４を適切に配置
しておけば、無人移動体２はエリア１の外周から内周に
向けてうず巻状に移動し、エリア１の全面を走行するこ
とができる。なお、例えば旋回から旋回までの時間ある
いは距離があらかじめ設定された値より短くなった時
に、次の直進走行中に励磁ワイヤ４を検出すると移動終
了とみなして停止する。ｆ点はこの停止位置である。

なお縦横４種類の直進方向は、スタート時に各方向を
ティーチングしておく方法、あるいはスタート時の方向
のみをティーチングし、他の３方向はこれを基準として
算出し、それぞれ直進に移った時の動きを見ながら無線
送信機11aによりリモートコントロールで補正制御し、
方位を修正して記憶させる方法などによって設定され
る。

第７図は、励磁ワイヤ４を往路直進の開始位置と長方
形のエリア１のほぼ対角線上の２箇所に配置した例であ
り、あらかじめ直進距離L₀と、停止位置を演算するため
の距離L₁が設定される。

この例では、ａ点でスタートさせ、以後直進しながら
走行距離を計測する。そしてｂ点で走行距離がL₀に達す
るとｃ点まで旋回して直進に戻り、復路では距離L₂のｄ
点とL₀のｅ点でそれぞれ励磁ワイヤ４を検出する。ここ
でｄ点からｅ点までの距離L₃をL₁と比較し、小さければ
ｆ点まで旋回して励磁ワイヤ４が検出されると回転数カ
ウンタ22をリセットし、再び直進に戻って同様な動作が
繰り返される。そしてde間の距離がL₁以上になれば走行
を停止するのであり、ｇ点はこの停止位置を示してい
る。

この例の場合には、移動体２の速度が一定で対角線上
のワイヤの敷設角θが既知であれば、検出された２本の
励磁ワイヤ間の距離L₃あるいはその間の走行時間によっ
てエリア１内の位置情報、例えば底辺側ワイヤの方向を
Ｘ軸、直進方向をＹ軸とした直交座標上の位置（x,y）
が得られるので、エリアの境界や走行終了点の認識や障
害物の回避が容易となる。なお、上記の距離あるいは時
間差は往路におけるものを利用してもよく、また往路と
復路の両方を利用するようにすればより細かい位置情報
を得ることが可能である。

第８図は、この例における制御手順の特徴的な部分を
ステップS13及びステップS14として示したフローチャー
トであり、他の基本的な部分は第４図に示した手順と同
様である。なお、上述した第５図及び第６図の例におけ
る制御手順も、それぞれの仕様に応じて第４図に示した
手順を基本として部分的に修正すれば実現できる。

〔Ｂ〕応用例の１ 第９図は応用例における無人移動体２の１例である。
ここでは機関駆動タイプでなくモータ駆動タイプとなっ
ており、左右１対の駆動輪31を備えている点が第２図の
無人移動体２との主たる相違点である。各駆動輪31には
DCサーボモータ32とパルス溜まり方式のサーボモータド
ライバ33がそれぞれ設けられており、コントローラ23の
制御に応じてそれぞれ独立に駆動される。34はエンコー
ダ、35は操舵輪である。サーボモータドライバ33は第10
図に示すようにパルスカウンタ33a、PID演算部33b、PWM
ドライバ33c等を備えている。

この実施例は次のように動作する。無人移動体２は送
信機11aからの信号によってリモートコントロールさ
れ、また第１の発明で述べた制御によって所定のエリア
１内を走行する。ここで、コントローラ23はサーボモー
タドライバ33に対してパルス指令信号Spを送り、またサ
ーボモータドライバ33のパルスカウンタ33aに残ってい
るパルス指令の数Scを監視している。通常の走行では左
右の各駆動輪31の負荷には大きな差はなく、直進の場合
には各駆動輪31は同一回転数で駆動され、無人移動体２
は所定の方向に直進するが、地面の凹凸などによって一
方の駆動輪が一定の限度以上の過負荷になると回転数が
低下し、パルスカウンタ33aに残っているパルス指令の
数Scが増加する。このため、コントローラ23はパルス指
令の数Scが一定値を超えると、DCサーボモータ32の追従
不能と判定し、各サーボモータドライバ33に与えている
パルス指令をパルスカウンタ33a内のパルス数が減少す
るまで低下させる。従って、過負荷になっていない方の
駆動輪の回転数も低下して走行速度が低下し、左右の駆
動輪31の回転数が異なることによって進路が曲がること
がリアルタイムで防止され、車輪に滑りなどが無い限
り、無人移動体２は正しい経路を走行することができる
のである。

なおこの制御は、操舵輪35が操作されて旋回している
時にも各駆動輪31の回転数の差が旋回半径に応じた一定
値を超えると行われ、旋回半径が変化することが防止さ
れる。

第11図は制御手順のフローチャートである。ステップ
S21で操舵角センサ19による操舵角検出値θと、送信機1
1aからの速度指令信号Ｖが入力され、ステップS22で各
サーボモータドライバ33のパルスカウンタ33aのカウン
ト数X_L及びX_Rが入力され、ステップS23でX_LとX_Rがそれ
ぞれ一定値A,Bと比較される。図中Ａはサーボモータド
ライバ33の駆動不能域、Ｂは追従不能域（Ａ＞Ｂ）であ
り、Ａ以上であればステップS24に、Ｂ以上であればス
テップS25を経てステップS26またはS24に、またＢより
小さければステップS26にそれぞれ移る。

ステップS25はこの発明による減速ルーチンであり、
ここで減速量vnが決定され、ステップS26ではこのvn及
び上記θから各駆動輪31の回転数vs,vpが決定され、ス
テップS27でサーボモータドライバ33への速度指令パル
ス周波数が決定されて出力される。

なお、減速量vnは例えばvn＝Ｋ・Ｔ（Ｋは定数）によ
り決定され、また図中Ｃは減速処理無効域、Ｄはパルス
溜まりリセット不能域であり、Ａ〜Ｄは実験によってあ
らかじめ最適値が求められる。

〔Ｃ〕応用例の２ 第２図や第９図に示した無人移動体２の操舵機構18の
駆動には一般にモータが使用されるが、高い精度で操舵
角制御を行うには操舵角センサ19の不感帯の幅を小さく
するのが普通であり、また駆動用モータには速度や停止
位置を精度よく制御できるもの（例えば、ステップモー
タやサーボモータ）を用い、あるいは機械的なストッパ
を設けることが行われる。

第12図はこのような操舵角制御の一例を示したもので
あり、（ａ）図のように受信機40からの指令値δに応じ
てCPU41から出力ポート42に信号を出力し、リレー43ま
たは44を作動させる。これにより接点43aまたは44aが切
り換わり、ステアリングモータ45が所定の方向に回転し
て操舵輪が＋（右）または−（左）に駆動され、その時
の操舵角θがセンサ46からA/D変換器47を経てCPU41にフ
ィードバックされ、δとθの差が不感帯の幅Ａ内に入る
ように制御されるのである。（ｂ）図は以上の手順のフ
ローチャートであり、これが制御タイミングの周期で繰
り返されることになる。

しかしながら、上記のようなモータは高価であると共
に制御方法も複雑になり、機械的なストッパでは衝撃が
大きく、また十分な精度の確保が困難であるから、安価
なモータを使用して精度よく制御することができれば好
都合である。しかし、このような安価なモータは一般に
速度や停止位置を精度よく制御することができず、第12
図のような制御方式では次のような問題が生ずる。

第13図はモータの停止位置の例を説明したものであ
り、縦軸はモータ回転数ｎと回転方向、横軸は操舵角
θ、θｐは目標角、θ_１とθ_２は不感帯の下限値と上限
値、θ_１からθ_２までの距離は不感帯の幅Ａをそれぞれ
示している。

（ａ）図は不感帯の幅が比較的大きい場合であり、回
転数n₀でモータが回転しており、コントローラによる制
御タイミングが最も遅い時には、ａ点で目標角θｐと判
断されてもｂ点で駆動電流が切れ、慣性でしばらく回転
を続けた後ｃ点で停止する。またタイミングが最も早い
時には、破線のようにａ′→ｂ′→ｃ′の経過でｃ′点
で停止する。

（ｂ）図は制御可能な範囲で不感帯の幅を小さくした
場合であり、制御タイミングが最も遅い時にはモータの
停止位置は上限値θ_２を超えた位置となり、逆方向に駆
動されてｄ点で目標角θｐと判断され、ｅ点で駆動電流
が停止し、ｆ点で停止する。またタイミングが最も早い
時には、破線のようにａ′→ｂ′→ｃ′の経過でｃ′点
で停止する。

（ｃ）図は不感帯の幅を更に小さくした場合であり、
制御タイミングに関係なくモータの停止位置は上限値θ
_２を常に超えてしまう。このため、逆方向に駆動されて
ｄ→ｅ→ｆの経過でｆ点で停止し、再び正転方向に駆動
されてｇ→ｈを経てｃ点で停止するという動作が繰り返
され、ハンチングが生じて無制御状態になるのである。

このように、不感帯の幅を小さくすると（ｂ）図のよ
うに制御タイミングによって停止位置が大きくばらつ
き、あるいは（ｃ）図のようにハンチングが生ずるのに
対して、不感帯の幅が大きい（ａ）図の場合には停止位
置のばらつきはむしろ小さくなる。そこで（ｄ）図のよ
うに不感帯の幅を大きくして、停止位置ｃ点が丁度目標
角θｐに一致する実線の状態になるようにそのａ点を実
験により求め、それよりも制御タイミングの周期Ｔの1/
2だけ大きな角度の位置に来るようにθ_１を選定すれ
ば、バラツキは破線のように周期Ｔ内に収まり、しかも
その中心値が目標角θｐに一致することになる。これは
モータが逆回転している場合のθ_２についても同様であ
る。

この発明はこの点に着目してなされたものであり、周
期Ｔは一般に数msec乃至数十msecであるから、高い精度
で停止位置、つまり操舵角を制御することが可能とな
る。なお、不感帯の幅は操舵機構18が大きく駆動されて
からある値で操舵角を固定する旋回制御時にのみ大きく
するのであり、操舵角が小さい直進時には不感帯幅を小
さくして精度を向上することができる。

第14図はこの発明のフローチャートの例であり、第４
図の手順の直進のステップS2及びS8の前の操舵角の不感
帯幅を小さくするステップS31及びS33を挿入し、旋回の
ステップS5及びS11の前に不感帯幅を大きくするステッ
プS32及びS34を挿入したものとなっている。

〔Ｄ〕第２の実施例 記述の第１の実施例においては、方位を検出して、無
人移動体の直進方向を保つようにしている。方位検出手
段として最も一般的なものはフラックスゲート式やコン
パス式等の地磁気方位センサであるが、例えばフラック
スゲート式は地磁気の水平方向の分力を感知するもので
あり、傾斜地では伏角を持つ地磁気の水平方向の分力値
が変化するため誤差が生ずる。一般的にはジンバル構造
を採用してセンサ自身を水平に保って上記の問題を解決
しているが、移動することによる振動や、移動体自身の
振動でジンバルが共振したり、加速度が加わってジンバ
ルが水平を保てなくなるなどによりセンサ出力の信頼性
が低下し、方位検出精度が低下するという問題がある。

この実施例は、地磁気方位センサの検出結果を傾斜に
応じて補正することによってこの問題を解決したもので
あり、スタート地点が傾斜地であっても方位ティーチン
グを正確に行い、また走行経路が傾斜していても走行方
向を正確に維持するようにしている。このため、無人移
動体には傾斜センサが設けられるのであり、第２図及び
第３図において28はこの傾斜センサを示している。傾斜
センサ28としては、例えば液面検出式や加速度検出式の
静電容量変化型のもの、あるいは慣性型等が使用可能で
ある。

次に、操舵角の補正手順の例を走行中の場合について
第15図と第16図により説明する。

第15図において、X,Y,ZはXOYを水平面とする直角座
標、xOyは傾斜平面、Ｇは地磁気ベクトル（X₀，Y₀，
Z₀）、g₀はスタート時の方位センサ出力（X₀，Y₀,0）、
g^tはＧよりxOy面に下ろした垂線の足（Xt,Yt,Zt）、gr
は走行時の方位センサ出力（kx,ky,Zr）、δは地磁気の
伏角、δ_Ｘは走行中の方位の偏差、α，βは直交配置し
た傾斜センサの出力である。

まず、ステップS41で地磁気方位センサ20の出力（kx,
ky）と傾斜センサ28の出力（α，β）を読み込み、この
データから地磁気ベクトル（X₀，Y₀，Z₀）を算出する
（ステップS42）。更にステップS43で目標方位の水平面
への投影方位θｔ（α，β）及び走行方位の水平面への
投影方位θｒ（kx,ky,α，β）を算出し、ステップS44
で走行中の方位の偏差δｘ＝θｒ−θｔを算出して方位
の補正量を求める。そこでこの結果を用いて操舵角を決
定し、所定量だけ操舵機構18を駆動する信号を出力する
のである（ステップS45）。

なお、鉛直方向に地磁気センサを配置し、伏角を計測
して入力するようにしてもよい。

〔Ｅ〕その他の実施例 第２図及び第３図で説明したように、励磁ワイヤ検出
センサ21のピックアップコイル21a、21bは車体の左と右
に対称的に配置されている。これは励磁ワイヤ４を検出
した時の検出タイミングのずれによって旋回の是非を判
断したり、エリアのコーナーで縦のワイヤをまたいだ状
態となって検出が一方のみで行われた時に境界とみなし
て走行を停止したりすることを可能として、より確実な
走行制御を行うためである。

すなわち、第17図のように走行方向に対して励磁ワイ
ヤ４が斜めに角度θで交わっている時には、ピックアッ
プコイル21a、21b間の距離をD₁、走行速度をｖとする
と、コイル21bは21aより走行距離ｄだけ遅れてワイヤを
検出し、その時間差は t₁＝d/v＝D₁tan（90−θ）/v …… となる。従って、この時間差t₁があらかじめ設定された
基準時間以内の時には、検出されたワイヤは正規のもの
であると判断して旋回制御に入るようにしておけば、無
人移動体２の方向ずれ等に伴う旋回失敗などの誤動作を
防止できるのである。第18図はこの制御手順であり、第
４図のステップS3及びS9の前後を少し詳しく示してあ
る。

なお、走行速度ｖが既知の一定値でない時にはこれを
検出する必要がある。この場合には、例えば第３のピッ
クアップコイル21cを図示のようにピックアップコイル2
1aに対して距離D₂だけ前後方向にずらして配置しておく
ことにより、両者の検出時間差t₂から走行速度ｖを ｖ＝D₂／t₂ …… で求めることができる。

また、無人移動体２が励磁ワイヤ４上を横切る時に、
走行方向のずれやピックアップコイル21a、21bの感度の
バラツキによって、ワイヤを検出するタイミングや検出
期間が一致しないことがある。第18図のステップS51に
おけるループカウンタはこれらのずれを吸収するもので
あり、例えばθ＞60°の時に横ワイヤとして判断すると
すれば、θが60°の時のずれ時間によってループカウン
タの値を決定しておくのである。第19図はループカウン
タによってずれ時間を吸収するルーチンの状態遷移図で
あり、各ステップの上段は処理を、下段はワイヤ検出状
態をそれぞれ示している。

以上は左右１対のピックアップコイル21a、21bを励磁
ワイヤ４に対して同一の姿勢で配置し、同じ条件でワイ
ヤを検出するようにした場合についての説明であるが、
例えば互いに直交させた１対のピックアップコイルを一
方を進行方向に、他方を横に向けて水平面内に配置し、
ワイヤ通過時の両コイルの出力関係からワイヤの角度を
検出するようにすることもできる。

また、上述の各実施例では具体的に説明されていない
が、無人移動体２に搭載されている無接触式あるいは接
触式の適宜の障害物センサ27により進路に障害物を発見
した時に、これを避けて迂回した後、また元の進路に戻
るような制御も可能である。すなわち、PI制御で直進制
御を行っている時に障害物を発見すると直進を中断し、
回避制御に移行して障害物の外周に沿って迂回しながら
その間もＩ成分の積算のみを行い、障害物を過ぎると積
算されたＩ成分の量だけ戻すことによって本来の進路に
戻り、PI制御による直進を再開するのである。これによ
り、位置測定をすることなく元の進路に戻ることがで
き、制御手順も比較的簡単なものとなる。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、この発明によれば、
直進に関しては基準マークを設ける必要がなく、これを
を移動経路に沿って全域に設置したり、無人移動体の位
置を検出したりする必要はなく、エリア境界などに旋回
の基準マークとして励磁ワイヤを設けておくだけで、無
人移動体をエリアから逸脱することなく予定の経路に沿
って正確に移動させることが可能となり、基準マークで
ある励磁ワイヤの設置が容易であると共に設置に必要な
費用が軽減される。また、無人移動体に搭載された励磁
ワイヤ検出手段が励磁ワイヤ上を横切ることによって励
磁ワイヤが検出されるので、励磁電流の大きさや励磁ワ
イヤの設置状態などを適切に選定することにより高感度
でしかもノイズの影響を受けにくくすることが容易であ
り、正確な移動制御が可能である。また検出後の具体的
な旋回動作は一定ではなくあらかじめ設定された内容に
従って行われるので、例えば第１図及び第５図乃至第７
図のようなパターンで励磁ワイヤを設置することが可能
であり、対象エリアの形状などに柔軟に対応できる。

また、傾斜に伴う地磁気方位センサの誤差を補正する
ことにより、起伏のあるエリア内でも方位の検出精度が
高くなり、無人移動体の直進方向を正確に保つことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における対象エリアと無人
移動体の移動経路の関係を示す図、第２図は同実施例の
無人移動体の一例を示す概略構成図、第３図は同実施例
の制御回路のブロック図、第４図は同実施例の制御手順
のフローチャート、第５図乃至第７図はそれぞれ対象エ
リアと無人移動体の移動経路の関係の他の例を示す図、
第８図は第７図の実施例の制御手順のフローチャートで
ある。 第９図は応用例における無人移動体の概略構成図、第10
図はその制御回路の要部のブロック図、第11図はその制
御手順のフローチャートである。 第12図は応用例における操舵角制御の一例の説明図、第
13図はその動作説明図、第14図はその制御手順のフロー
チャートである。 第15図は別の応用例における補正動作の説明図、第16図
はその制御手順のフローチャートである。 第17図は他の実施例の動作説明図、第18図は同実施例の
制御手順のフローチャート、第19図はそのループカウン
タの状態遷移図である。 １……対象エリア、２……無人移動体、３……移動経
路、４……励磁ワイヤ（基準マーク）、11a……送信
機、11b……受信機、12……機関、13……作業機、18…
…操舵機構、19……操舵角センサ（操舵角度検出手
段）、20……地磁気方位センサ（方位検出手段）、21…
…励磁ワイヤ検出センサ（マーク検出手段）、21a及び2
1b……ピックアップコイル、22……回転数カウンタ、23
……コントローラ、24……距離設定スイッチ、28……傾
斜センサ（傾斜角度検出手段）、31……駆動輪、32……
DCサーボモータ、33……サーボモータドライバ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野崎 豪朗 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤン マーディーゼル株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−269912（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−180404（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−258612（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−29721（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】特定の対象エリア内で無人移動体を二次元
   的に自力で移動させる方法であって、直進移動時には無
   人移動体に搭載した方位検出手段の検出結果に応じて移
   動方向をフィードバックしながらあらかじめ設定された
   方向に直進させると共に、移動対象エリア内に旋回の基
   準マークとなる励磁ワイヤを直進経路を横切る方向に設
   け、これを無人移動体に搭載した励磁ワイヤ検出手段で
   検出した結果に応じてあらかじめ設定された内容に従っ
   て旋回動作を行わせることを特徴とする無人移動体の移
   動制御方法。
2. 【請求項２】上記励磁ワイヤを往路直進経路の始点側と
   終点側の２箇所に直進経路を横切る方向に設けた請求項
   １記載の無人移動体の移動制御方法。
3. 【請求項３】上記励磁ワイヤを往路直進経路の始点側に
   のみ直進経路を横切る方向に設けた請求項１記載の無人
   移動体の移動制御方法。
4. 【請求項４】上記励磁ワイヤを対象エリアのほぼ対角線
   に沿って直進経路を斜めに横切る方向にほぼＸ字状に設
   けた請求項１記載の無人移動体の移動制御方法。
5. 【請求項５】上記励磁ワイヤを往路直進経路の始点側
   と、対象エリアのほぼ対角線に沿って直進経路を斜めに
   横切る位置の２箇所に設けた請求項１記載の無人移動体
   の移動制御方法。
6. 【請求項６】方位検出手段が地磁気方位センサであり、
   この地磁気方位センサの検出結果を無人移動体に搭載し
   た傾斜角度検出手段の検出結果に応じて補正して無人移
   動体の直進方向を決定するようにした請求項１記載の無
   人移動体の移動制御方法。