JP3144156B2 - 無人搬送車の誘導制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、設定された走行経路
に沿って無人搬送車を自動的に走行させるための無人搬
送車の誘導制御装置に関する。特に、本発明は、走行経
路に沿って敷設されたガイドテープからの反射光を光セ
ンサで検出して誘導走行させる無人搬送車の誘導制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等の生産工場において、工
場内の搬送手段として無人搬送車が使用されている。か
かる無人搬送車を、設定された走行経路に沿って無人走
行させる制御方式の一つとして、光誘導方式が知られて
いる。光誘導方式とは、走行経路に沿って敷設されたガ
イドテープからの反射光を無人搬送車の光センサで検出
することによって、無人搬送車を走行経路に沿って誘導
して無人走行させるものである。このような光誘導方式
による無人搬送車の誘導制御装置の具体例としては、例
えば、実開昭６０−１８４１０８号公報に記載された自
走式台車における光学誘導センサの考案がある。この公
報に記載された技術について、図６を参照して説明す
る。図６に示されるように、従来例の自走式台車（無人
搬送車）１０８においては、車体１１０の底面の前後部
および左右側部に計四個の光センサ１２０，１２２，１
２４，１２６が設けられている。これらの光センサ１２
０，１２２，１２４，１２６は、複数の受光素子１３
０，１３２，１３４，１３６が一定間隔で直線的に配列
された受光素子アレイとなっている。一方、床面には、
走行経路に沿って、ガイドテープ１０４および１０６が
敷設されている。

【０００３】さて、無人搬送車１０８がガイドテープ１
０４に沿って前後進する（図の左右方向へ進む）場合に
ついて考える。無人走行時には、無人搬送車１０８の底
面に設けられた図示しない光源からの照射光がガイドテ
ープ１０４で反射されて、前後の受光素子アレイ１２
０，１２２の複数の受光素子で受光される。このとき、
ガイドテープ１０４の直上に位置する受光素子のみが反
射光を受光して検出信号を出力する。これによって、受
光素子アレイ１２０，１２２とガイドテープ１０４との
位置関係が検知され、受光素子アレイ１２０，１２２の
中心部１３０Ａ，１３２Ａがガイドテープ１０４の中心
線の直上にくるように、無人搬送車１０８の操舵輪の向
きが制御される。一方、ガイドテープ１０６に沿って左
右進する場合には、左右の受光素子アレイ１２４，１２
６によって、ガイドテープ１０６の位置が検出される。
このようにして、ガイドテープ１０４，１０６の示す走
行経路に沿って、無人搬送車１０８を自走させることが
できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光誘導方式においてガイドテープの位置の検出精度
を向上させるためには、受光素子アレイ中の受光素子の
間隔をなるべく短くすることが必要となる。すなわち、
受光素子アレイの単位長さ中に含まれる受光素子の数を
できるだけ多くする必要があり、このためには受光素子
アレイの受光素子数を増やさなければならない。これに
よって、受光素子アレイひいては誘導制御装置全体のコ
ストが高くなってしまうという問題点があった。さら
に、使用される受光素子の大きさによってはそれ以上間
隔を短縮できないため、検出精度の向上が容易に行えな
いという場合もあった。そこで本発明においては、光誘
導方式の無人搬送車の誘導制御装置において、受光素子
アレイの受光素子の数を増やすことなく、簡単にかつ低
コストでガイドテープ位置の検出精度を向上させること
ができる無人搬送車の誘導制御装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明において
は、上記課題を解決するために、無人搬送車に設けられ
た複数の受光素子が直線的に配列された受光素子アレイ
を用いて、走行経路に沿って敷設されたガイドテーブの
反射光を検出して無人搬送車の誘導走行を行う誘導制御
装置であって、前記受光素子は、配列方向が前記無人搬
送車の走行方向に対して斜めに向くように取り付けられ
ていることを特徴とする無人搬送車の誘導制御装置を創
出した。

【０００６】

【作用】本発明に係る無人搬送車の誘導制御装置におい
ては、無人搬送車には受光素子アレイが設けられてお
り、ガイドテープが走行経路に沿って敷設されている。
受光素子アレイは、複数の受光素子が直線的に配列され
た構造を有しており、この受光素子アレイでガイドテー
プからの反射光を検出することによって、光誘導方式に
よる無人搬送車の誘導走行が行われる。ここで、受光素
子アレイは、無人搬送車の誘導走行時において、受光素
子の配列方向がガイドテープの敷設方向に対して斜めに
向くように無人搬送車に取り付けられている。このた
め、同一の受光素子アレイをガイドテープの敷設方向に
直交するように取り付けた従来の場合に比べて、ガイド
テープの幅方向の単位長さ当たりに含まれる受光素子の
数が多くなる。これによって、光誘導方式の無人搬送車
の誘導制御装置において、簡単にかつ低コストでガイド
テープの位置の検出精度を向上させることができる無人
搬送車の誘導制御装置となる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明を具現化した一実施例につい
て、図１〜図５を参照して説明する。まず、本実施例の
無人搬送車の誘導制御装置における無人搬送車の構造に
ついて、図１を参照して説明する。図１（Ａ）は、本実
施例における無人搬送車の構造を示す平面図である。ま
た図１（Ｂ）は、本実施例の受光素子アレイの構造を示
す拡大図である。図１（Ａ）に示されるように、本実施
例における無人搬送車（以下、ＡＧＶとも略する。）８
は、ＡＧＶ本体１０に四つの車輪１２，１４，１６，１
８を有している。これらの四つの車輪１２，１４，１
６，１８のうち、左前輪１４と右後輪１６は駆動輪であ
り、右前輪１２と左後輪１８は従動輪である。また、四
つの車輪１２，１４，１６，１８のいずれもが操舵輪と
なっている。さらに、ＡＧＶ本体１０の前部と後部に
は、二個の受光素子アレイ２０，２２が取り付けられて
おり、中央部には制御ユニット４０が搭載されている。
なお、四つの車輪１２〜１８および二個の受光素子アレ
イ２０，２２は、いずれもＡＧＶ本体１０の底面に取り
付けられていて本来平面図には表れないが、図１（Ａ）
においては説明の便宜のため実線で図示している。

【０００８】一方床面には、図１（Ａ）に示されるよう
に、光反射率の高いガイドテープ４，６Ａ，６Ｂが、Ａ
ＧＶ８の走行経路に沿って敷設されている。ガイドテー
プ４は、ＡＧＶ８を前後方向（図の左右方向）に沿って
誘導走行させるためのものである。一方、ガイドテープ
６Ａ，６Ｂは互いに平行に、かつガイドテープ４に対し
て直交するように敷設されており、ＡＧＶ８を左右方向
（図の上下方向）に沿って誘導走行させるためのもので
ある。ここで、ＡＧＶ８がガイドテープ４に沿って図の
左方へ前進する状態から、ガイドテープ６Ａ，６Ｂに沿
って図の上方へ横進する状態へと方向転換する場合につ
いて考える。この方向転換に際しては、制御ユニット４
０の作動によって、図１（Ａ）に示される四つの車輪１
２，１４，１６，１８が同期制御される。すなわち、す
べての車輪１２，１４，１６，１８が同じ角度だけ同時
に操舵される。この結果、後で説明する図５（Ａ）に示
されるように、ＡＧＶ８が方向転換するときには、ＡＧ
Ｖ本体１０は向きを変えることなく、四つの車輪１２，
１４，１６，１８が走行方向に向くように操舵されるこ
とになる。このようにして、ＡＧＶ８はＡＧＶ本体１０
の向きを変えずに転回走行する。

【０００９】次に、本実施例における受光素子アレイの
構造について、図１を参照して説明する。図１（Ａ）に
示されるように、ＡＧＶ８の二個の受光素子アレイ２
０，２２は、複数の受光素子３０〜３０，３２〜３２が
一定間隔で直線的に配列された構造を有しており、ＡＧ
Ｖ本体１０に対して斜めに取り付けられている。具体的
には、ＡＧＶ本体１０の前後方向（図１（Ａ）の左右方
向）の中心線１０Ａに対して、受光素子アレイ２０，２
２の受光素子の配列方向（長手方向）が４５度の角度を
なすように取り付けられている。また、受光素子アレイ
２０，２２の配列方向の中心３０Ａ，３２Ａは、ＡＧＶ
本体の中心線１０Ａ上にある。この結果、図１（Ｂ）に
示されるように、受光素子アレイ２０，２２の各受光素
子間の間隔をＰ０とすると、ガイドテープ４の幅方向の
受光素子間隔Ｐ１は、Ｐ１＝Ｐ０／√２ となる。従っ
て、ＡＧＶ８がガイドテープ４に沿って前後進する場
合、受光素子アレイ２０，２２のガイドテープ４の幅方
向の検出感度は、図６に示される従来例のように受光素
子アレイをガイドテープに垂直に取り付けた場合に比べ
て、√２倍に向上することになる。また、受光素子アレ
イ２０，２２は、ＡＧＶ本体１０の左右方向に対しても
４５度をなしているため、ＡＧＶ８がガイドテープ６
Ａ，６Ｂに沿って横進する場合にも、受光素子アレイ２
０，２２の幅方向の検出感度は√２倍となる。

【００１０】次に、制御ユニット４０の構成について、
図２を参照して説明する。図２は、本実施例における無
人搬送車の制御ユニットの構成を示すブロック図であ
る。図２に示されるように、制御ユニット４０は、ＣＰ
Ｕ（中央処理装置）４２，ＲＡＭ，ＲＯＭを含むメモリ
装置４４，入力インターフェース４６および出力インタ
ーフェース４８を中心とするコンピュータシステムであ
る。これらのＣＰＵ４２，メモリ装置４４，入力インタ
ーフェース４６，出力インターフェース４８の間は、バ
ス５０によって互いにデータ転送可能に接続されてい
る。入力インターフェース４６には、前記受光素子アレ
イ２０，２２から検出信号を伝達する検出信号線２０
ａ，２２ａが接続されている。これらの検出信号線２０
ａ，２２ａは、受光素子アレイ２０，２２の各受光素子
３０，３２ごとに並列的に入力インターフェース４６に
接続されている。

【００１１】一方、出力インターフェース４８からは、
制御信号線２８ａがＡＧＶ本体１０の底面に取り付けら
れた投光器２８（図１においては図示省略）に接続され
ている。ＡＧＶ８の走行中には、ＣＰＵ４２からの制御
信号によって投光器２８が作動して、床面に光が照射さ
れる。さらに、出力インターフェース４８からは、制御
信号線５２ａ，５４ａが操舵回路５２および駆動回路５
４に接続されている。この操舵回路５２によって操舵用
モータ５６が作動して、図示しない伝達機構によって、
四つの車輪１２〜１８が操舵される。また、駆動回路５
４によって駆動用モータ５８が作動して、駆動輪である
左前輪１２，右後輪１６が駆動されてＡＧＶ８が走行す
る。これらの制御ユニット４０，受光素子アレイ２０，
２２，操舵回路５２，駆動回路５４等から、本実施例の
無人搬送車の誘導制御装置２が構成されている。

【００１２】さて、かかる構造を有するＡＧＶ８の光誘
導方式による無人走行について、図１〜図３を参照して
説明する。図３は、走行時におけるＡＧＶ８の受光素子
アレイ２０，２２の状態を示す正面図である。ＡＧＶ８
が図１に示されるガイドテープ４に沿って無人走行する
際には、ＡＧＶ８の投光器２８から光が照射される。こ
の照射光のガイドテープ４による反射光が、ＡＧＶ８の
前部受光素子アレイ２０および後部受光素子アレイ２２
によって検出され、その検出信号が検出信号線２０ａ，
２２ａを通じて制御ユニット４０に入力されて処理され
る。

【００１３】このとき、図３に示されるように、ガイド
テープ４の直上に位置する受光素子３０Ｂ，３２Ｂのみ
が反射光を受光して、制御ユニット４０に検出信号を出
力する。これによって、受光素子アレイ２０，２２とガ
イドテープ４との位置関係が分かる。これに基づいて、
受光素子アレイ２０，２２の中心部３０Ａ，３２Ａがガ
イドテープ４の中心線４Ａの直上にくるように、制御ユ
ニット４０から操舵回路５２に制御信号が出力されて、
車輪１２〜１８が同時に操舵される。このようにして、
前後部受光素子アレイの中心点３０Ａ，３２Ａを結ぶＡ
ＧＶ中心線１０Ａがガイドテープ４から外れることなく
ＡＧＶ８が誘導走行する。ＡＧＶ８がガイドテープ４に
沿って後進する場合にも、受光素子アレイ２０，２２に
よって、ガイドテープ４の検出が行われる。また、ガイ
ドテープ６Ａ，６Ｂに沿って左右進する場合にも、受光
素子アレイ２０，２２によってガイドテープ６Ａ，６Ｂ
の検出が行われる。

【００１４】次に、受光素子アレイ２０，２２の検出性
能の具体的なデータについて、従来のものと比較しつ
つ、図４を参照して説明する。図４は、ガイドテープ幅
が４０ｍｍのときの受光素子アレイの検出性能を、受光
素子アレイが４５度で取り付けられたＡＧＶ８（○−−
−●）と、直交するように取り付けられた従来の場合
（△−−−▲）について示したものである。図４の縦軸
は、幅４０ｍｍのガイドテープの直上に存在しうる受光
素子の個数であり、横軸は受光素子アレイにおける各受
光素子の取り付け間隔（ｍｍ）である。例えば、同じ取
り付け間隔１０ｍｍの場合で比較すると、従来の場合に
は、ガイドテープの直上に存在しうる受光素子は３〜４
個である。これに対して本実施例では、ガイドテープの
直上には４〜５個の受光素子が存在しうることになり、
受光素子アレイの検出性能が向上することが分かる。

【００１５】次に、ＡＧＶ８がガイドテープに対して角
度ずれを起こさないように走行させる方法について、図
１を参照して、図６の従来例と比較しつつ説明する。近
年の無人搬送車の走行制御においては、より複雑高度な
無人作業を行わせるために、無人搬送車の走行時の姿勢
についても、より精密な制御が要求されている。本実施
例のＡＧＶ８においては、前後進する場合には、受光素
子アレイ２０，２２で同時にガイドテープ４の位置を検
出することによって、ＡＧＶ８の角度ずれの検出が行わ
れる。すなわち、ガイドテープ４が受光素子アレイ２
０，２２双方の中心位置３０Ａ，３２Ａ上にあれば、Ａ
ＧＶ８はガイドテープ４に対して正確な向きで走行して
おり、受光素子アレイ２０，２２の一方の中心位置から
ずれていれば、その分だけＡＧＶ８はガイドテープ４に
対して傾いて走行していることになる。このように、単
にＡＧＶ８がガイドテープ４上にあるか否かのみでな
く、ＡＧＶ本体１０の向きがガイドテープ４に対して角
度ずれを起こしていないか検出することによって、精密
な無人搬送車制御の要求に対処できる。

【００１６】一方、横進する場合には、受光素子アレイ
２０でガイドテープ６Ａの位置を検出すると同時に、受
光素子アレイ２２でガイドテープ６Ｂの位置を検出する
ことによって、角度検出が行われる。すなわち、ガイド
テープ６Ａもガイドテープ６Ｂも、ともに受光素子アレ
イ２０，２２のそれぞれに対してアレイの中心位置にあ
れば、ＡＧＶ８はガイドテープ６Ａ，６Ｂで示される横
進方向に対して正確に走行していることになる。一方、
受光素子アレイ２０，２２の片方が中心位置からずれて
いれば、その分だけＡＧＶ８はガイドテープ６Ａ，６Ｂ
で示される横進方向に対して傾いて走行していることに
なる。

【００１７】本実施例におけるこのような走行姿勢（角
度）制御の方法は、従来技術に比較して、以下のような
長所を有している。従来技術においては、本実施例のＡ
ＧＶ８のように車体の向きを変えずに方向転換する無人
搬送車を前後左右に走行させるためには、図６に示され
るように、無人搬送車の前後左右に計四個の受光素子ア
レイ１２０〜１２６を必要とした。走行姿勢を検出する
ために、ガイドテープ１０４に沿って前後進する場合に
は前後の受光素子アレイ１２０，１２２が、またガイド
テープ１０６に沿って左右進する場合には左右の受光素
子アレイ１２４，１２６が必要となるからである。さら
に、図６の受光素子アレイ間の間隔Ｌ１とＬ２を比較す
るとＬ１＜Ｌ２となるために、左右方向の角度検出精度
が低くなるという難点もあった。これに対して本実施例
では、図１に示されるように、ＡＧＶ８の前後進方向に
一本のガイドテープ４、横進方向に二本のガイドテープ
６Ａ，６Ｂを敷設して、ＡＧＶ本体１０の前後に斜めに
二個の受光素子アレイ２０，２２を設けるだけで、前後
左右の走行姿勢の検出が可能になる。従って、ＡＧＶ一
台当たりの受光素子アレイの数が半分で済み、著しいコ
ストダウンとなる。このように、本実施例の無人搬送車
の誘導制御装置は、従来技術に比較して種々の長所を兼
ね備えているのである。

【００１８】なお、本実施例のＡＧＶ８のように車体の
向きを変えずに方向転換する無人搬送車が要求されるの
は、図５（Ａ）に示されるように、ワーク台６０におい
てＡＧＶ８に載置したワーク等を加工機６２等に積み卸
しする際に、ローラー装置等の関係でＡＧＶ８を加工機
６２等に対して横付けする必要があるためである。かか
る場合に、横進できるＡＧＶ８は、走行距離を最小限に
できる利点がある。これに対して、図５（Ｂ）に示され
るように、車体の向きを変えて方向転換するＡＧＶ８８
の場合には、ワーク台９０から加工機９２に対して横付
けするためには、大きく回り込む走行経路８０またはス
イッチバック走行経路８２によらなければならない。本
実施例においては、車体の向きを変えずに転回する方式
のＡＧＶ８について説明したが、前輪あるいは後輪のみ
を操舵したり、左右の車輪の回転速度差によって、車体
ごと方向転換する方式のＡＧＶ８８の場合にも、受光素
子アレイを車体に対して斜めに取り付けることによっ
て、ガイドテープの検出精度を向上させることができ
る。

【００１９】本実施例の図１，図２，図３に図示された
受光素子アレイ２０，２２の受光素子の数はそれぞれ例
示であって、必ずしも実際の受光素子数に対応するもの
ではなく、これ以外にも任意の受光素子数とすることが
できる。また、前後の受光素子アレイ２０，２２の受光
素子数は、必ずしも同数であることを要しない。さら
に、本実施例においては、受光素子アレイを無人搬送車
本体に対して４５度の角度をなすように取り付けている
が、その他の角度としても良い。また、互いに直交して
敷設された縦一本のガイドテープから横二本のガイドテ
ープへ転回させる場合について説明したが、これらのガ
イドテープは直交して敷設されている必要はなく、転回
角度は何度でも構わない。無人搬送車の前輪，後輪の数
や、いずれを駆動輪とするか等も自由に選択できること
は言うまでもない。無人搬送車の形状，大きさ等も例示
に過ぎず、これ以外にも種々の形状，大きさ等とするこ
とができる。無人搬送車の誘導制御装置のその他の部分
の構造，形状，大きさ，材質，数，配置等についても、
本実施例に限定されるものではない。

【００２０】さらに、本実施例に固有の効果として、受
光素子アレイを無人搬送車本体に対して４５度の角度を
なすように取り付けたために、無人搬送車の前後進と横
進の検出精度を同じだけ向上させることができるという
利点が得られる。

【００２１】

【発明の効果】本発明においては、無人搬送車の受光素
子アレイが無人搬送車の走行方向に対して斜めに向くよ
うに取り付けた無人搬送車の誘導制御装置を創出したた
めに、光誘導方式の無人搬送車の誘導制御装置におい
て、受光素子の数を増やすことなく受光素子アレイの検
出精度を向上させることができる。これによって、光誘
導方式による走行制御をコストアップなして高精度で行
うことができ、極めて実用的な無人搬送車の誘導制御装
置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無人搬送車の誘導制御装置の一実
施例における無人搬送車および誘導制御装置の構造を示
す平面図である。

【図２】無人搬送車の誘導制御装置の一実施例における
無人搬送車の制御ユニットの構成を示すブロック図であ
る。

【図３】無人搬送車の誘導制御装置の一実施例における
誘導制御装置の構造を示す正面図である。

【図４】無人搬送車の誘導制御装置の一実施例と従来例
との性能を比較した説明図である。

【図５】無人搬送車の誘導制御装置の一実施例およびそ
の他の例における無人搬送車の走行方向を示す説明図で
ある。

【図６】従来例の無人搬送車の誘導制御装置における無
人搬送車の走行制御を示す説明図である。

【符号の説明】

２ 無人搬送車の誘導制御装置 ８ 無人搬送車（ＡＧＶ） ２０，２２ 受光素子アレイ ３０，３２ 複数の受光素子 ４，６Ａ，６Ｂ ガイドテープ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無人搬送車に設けられた複数の受光素子
   が直線的に配列された受光素子アレイを用いて、走行経
   路に沿って敷設されたガイドテーブの反射光を検出して
   無人搬送車の誘導走行を行う誘導制御装置であって、前記受光素子は、配列方向が前記無人搬送車の走行方向
   に対して斜めに向くように取り付けられている ことを特
   徴とする無人搬送車の誘導制御装置。