JP3206312B2

JP3206312B2 - 無人走行車の分岐システム

Info

Publication number: JP3206312B2
Application number: JP18029894A
Authority: JP
Inventors: 利夫三木; 宗訓大島
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1994-08-01
Filing date: 1994-08-01
Publication date: 2001-09-10
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JPH0844426A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工場や倉庫内などで
予め定められた走行路を無人で走行する無人走行車の分
岐システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、工場や倉庫内では、部品など
を無人で補給・搬送する走行車が使用されている。かか
る走行車の従来構成について説明する。図６（ａ）は、
この走行車の構成を示す側面図であり、同図（ｂ）は、
同構成を示す正面図である。これらの図に示すように、
走行車１は、その先後端にそれぞれ備えられる遊輪２，
２と、中央左右側にそれぞれ設けられる左動輪３_L，右
動輪３_Rとにより走行するものであり、各動輪を回転さ
せるモータ（図示省略）を、回転数差を与えて駆動する
ことにより、操舵を行なうようになっている。

【０００３】また、走行車１の先後端の底部には、セン
サユニット４，４が設けられており、目標となる走行路
に沿って床面に予め敷設された磁気テープの磁気を検出
するようになっている。

【０００４】次に、かかる走行車の電気的構成について
図７を参照して説明する。この図に示すように、センサ
ユニット４は、磁気を検出する磁気センサ５₁〜５_mを走
行方向（磁気テープ１０）とは直交する方向に一列に等
間隔に配列させたものから構成される。磁気センサ５₁
〜５_mの各出力は、感度調節器６によりそれぞれ感度が
調節される。ここで、調節される感度は、磁気テープ１
０の直上に位置する磁気センサだけが、磁気テープ１０
の磁気を検出してオンするように設定される。なお、感
度調節器６での感度設定は、外部からの指令（例えば、
ボリュームなど）により行なわれるようになっている。

【０００５】位置検出器７は、分岐部以外の場所では、
感度調節器６を介したセンサユニット４の出力から、オ
ンとなっている磁気センサの範囲を検出して、その範囲
の中心を示す信号を出力する。ここで、センサユニット
４の中心（磁気センサ５₁〜５_mの配列中心）と走行車１
の中心との対応関係を予め知る（例えば、両者が一致す
るようにセンサユニット４を取り付ける）ことにより、
走行車１が磁気テープ１０からどれだけ偏位して走行し
ているかを知ることができる。

【０００６】メインコントローラ１１は、この偏位がゼ
ロとなるように、動輪３_L，３_Rを回転させるモータの駆
動量を決定する。そして、決定された駆動量に基づいて
モータドライブコントローラ１２が実際に各モータを駆
動するようになっている。なお、センサユニット４が、
走行車１の両端に取り付けられているのは、走行車１が
前後進のいずれにも走行制御可とするためである。

【０００７】ここで、実際の走行経路の一例を図８に示
す。この図に示すように、走行経路には、分岐部・合流
部が設けられており、さらに図示はしないがステーショ
ンが設けられ、ここで荷を積込・積卸のため停止するよ
うになっている。これら分岐経路の指示や、停止・通過
の指示は、図示しない集中管理装置により行なわれ、走
行車１は、この指示を無線により受信する。アンテナ８
および受信部９は、そのために設けられる。

【０００８】次に、分岐部での走行制御について説明す
る。走行車１は、分岐部の手前に到達したのを、設置さ
れたマーカ（図示しない）により検出して、分岐する場
合には、どちらの方向へ進行すべきかの情報を受信す
る。ここで、位置検出器７は、直進するときには、通常
の制御と同様にオンとなった磁気センサの範囲中心を示
す信号を出力する一方、左へ分岐するときには、オンと
なった磁気センサのうちの左端から磁気テープ１０の幅
の半分の地点を示す信号を出力する。同様に、右へ分岐
するときには、オンとなった磁気センサのうちの右端か
ら磁気テープ１０の幅の半分の地点を示す信号を出力す
る。すなわち、分岐する場合において、走行車は、分岐
する側であって検出した磁気テープ１０の端部から半分
の距離を、磁気テープの中心と想定して走行制御を行な
うのである。

【０００９】ところで、近年では、工場での製造行程が
複雑化する傾向にあり、このため、走行車の走行経路も
複雑になりつつある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示すように、左右の旋回半径が異なる分岐部を、無人走
行車が走行する場合において、走行車が直進するときに
は、オンとなる磁気センサの中心は、Ａ点、Ｂ点、Ｆ点
では、進むべき進路を案内する磁気テープ１０の中心線
とは一致するが、Ｃ点、Ｄ点では、磁気テープ１０の中
心線よりも右側となる一方、Ｅ点では、オンとなる磁気
センサの中心は、磁気テープ１０の中心線よりも左側と
なる。

【００１１】このため、図において上方から下方に直進
する場合には、Ｃ点、Ｂ点において右側寄りに走行制御
される一方、Ｅ点においては逆に左側寄りに走行制御さ
れてしまう。この結果、走行車は、最初、中心から右へ
振れ、次に、左へと振れて蛇行してしてしまい、最悪の
場合にフィードバック制御が収束せずに発散して走行ル
ートから外れてしまう、という問題があった。特に、被
搬送物が振動に敏感である場合には、走行車が不安定に
走行するという点だけでも好ましいものではなかった。

【００１２】また、従来の分岐においては、上述した構
成から判るように１つの地点から直進を含めて３分岐す
るのが限度であり、４分岐以上は不可能であった。この
ため、走行経路の配置に自由度がなく、複雑になりつつ
ある搬送経路に対処しきれない、という問題もあった。

【００１３】この発明は、上述した事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、異半径で分岐する
場合においても、正確に走行制御が可能である一方、同
一地点から４以上の分岐が可能である無人走行車の分岐
システムを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載の発明にあっては、無人走行者
の分岐システムであって、複数の分岐経路の各々を案内
するように敷設された帯状磁性体であって、その磁束密
度が相異なる帯状磁性体と、磁束密度が相異なる帯状磁
性体を識別するセンサユニットと、前記分岐経路のいず
れかに分岐、あるいは前記分岐経路のいずれかから合流
する場合には、前記センサユニットによって、当該分岐
経路を案内する帯状磁性体を識別するとともに、識別し
た帯状磁性体に沿って走行するように制御を行なう制御
手段とを具備することを特徴としている。

【００１５】請求項２に記載の発明にあっては、請求項
１に記載の発明において、前記センサユニットは、識別
した帯状磁性体を幅方向にわたって検出し、前記制御手
段は、識別した帯状磁性体における内側端部から当該帯
状磁性体の幅の略半分の地点を、当該帯状磁性体の中心
と想定して、この中心に一致するように走行制御を行な
うことを特徴としている。

【００１６】請求項３に記載の発明にあっては、請求項
２に記載の発明において、前記帯状磁性体は、左右の分
岐経路を外側から順次組にして、同じ組では略同一の磁
束密度とするとともに、外側に位置する組ほど、時速密
度が順次小となることを特徴としている。

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して説明する。

【００２１】＜第１実施例＞まず、この実施例における
分岐部の構成について、３分岐を例にとって説明する。
この図に示すように、分岐部は、直進経路を案内する
磁気テープ１０と分岐経路、を案内する磁気テープ
３０とから構成される。ここで、分岐経路を案内する磁
気テープの内側（内周側）の端部を、単に、内側端部と
いう。磁気テープ３０の磁束密度Ｂ_TH1は、磁気テープ
１０の磁束密度Ｂ_TH0よりも小さく設定される。また、
磁気テープ３０の、分岐する側（内側）の端部は、分岐
始点４０において磁気テープ１０の端部と滑らかに接し
ている。なお、磁気テープの磁束密度を異ならせるの
は、磁気テープを複数枚重ねて敷設しても良いし、着磁
時に行なっても良い。

【００２２】次に、走行車の構成について説明する。図
２は、この走行車の電気的構成を示すブロック図であ
り、図７と同一の構成要素には、同一の符号を付与して
いる。この図に示すように、センサユニット２０は、磁
気を検出する磁気センサ２１₁〜２１_mと２２₁〜２２_nと
を、それぞれ走行方向と直交する方向に一列に等間隔に
配列させたものから構成され、前者を上方にして垂直方
向に２列配置となっている。磁気センサの数ｍおよびｎ
は、同数であっても良いし、異なっていても良い。

【００２３】次に、磁気センサ２１₁〜２１_mと２２₁〜
２２_nとの各出力は、感度調節器２３，２４によりそれ
ぞれ感度が調節される。調節される感度は、磁気センサ
２１₁〜２１_mの各々が磁気テープ１０による磁気のみを
検出するように設定される一方、磁気センサ２２₁〜２
２_nの各々が磁気テープ１０の磁気とともに、磁気テー
プ３０の磁気を検出するように設定される。なお、感度
調節器２３，２４における感度設定は、それぞれ外部か
らの指令により行なわれるようになっている。

【００２４】直進コントローラ２５は、感度調節器２３
を介した磁気センサ２１₁〜２１_mの出力から、オンとな
っている磁気センサのうちの中心および両端位置を示す
信号を出力する。一方、分岐コントローラ２６は、感度
調節器２４を介した磁気センサ２２₁〜２２_nの出力から
オンとなっている磁気センサのうちの、左右端に位置す
るものを検出する。

【００２５】位置検出器２７は、分岐部以外の場所で
は、直進コントローラ２５の出力を主とし、分岐コント
ローラ２６の出力を補助的に用いて、オンとなっている
磁気センサの範囲を検出して、その範囲の中心を示す信
号を出力する。また、分岐部において、分岐部の手前に
達したのを設置されたマーカ（図示しない）により検出
し、どの方向へ進行すべきかの情報を受信するのは、従
来と同様であるが、分岐時における走行制御が次のよう
に行なわれている点で相違する。

【００２６】すなわち、位置検出器２７は、直進すると
きには、磁気センサ２１₁〜２１_mのうちの、オンとなっ
たものの範囲中心を示す信号を出力する一方、左側に分
岐するときには（あるいは左側から合流するときに
は）、磁気センサ２２₁〜２２_nのうちの、オンとなって
いるセンサの左端位置を示す信号に、磁気テープの幅の
半分に相当する値を補正して出力する。同様に、右側へ
分岐するときには（あるいは右側から合流するときに
は）、オンとなった磁気センサのうちの、オンとなって
いるセンサの右端位置を示す信号に、磁気テープの幅の
半分に相当する値を補正して出力する。

【００２７】＜第１実施例の動作＞次に、上述した第１
実施例の動作について説明する。分岐部以外の場所での
走行制御は、磁気センサ２１₁〜２１_mとともに、磁気セ
ンサ２２₁〜２２_nを用いて走行制御する点以外は、図
６、７に示した従来の走行車と同じである。

【００２８】そこで、分岐部での動作を中心にして説明
する。走行車が分岐部の手前に到達すると、受信部９
は、進行すべき経路の情報をアンテナ８を介して受信す
る。受信した情報により経路に直進すべき場合に、位
置検出器２７は、直進コントローラ２５の出力のみを選
択して、磁気センサ２１₁〜２１_mのうちの、オンとなっ
ているセンサの範囲中心を示す信号を出力する。このと
き、直進経路を案内する磁気テープ１０の磁束密度
は、分岐経路、を案内する磁気テープ３０のそれよ
りも大きく、また、磁気センサ２１₁〜２１_mは、磁気テ
ープ１０の磁気のみを検出してオンとなるように予め感
度調節されているので、直進時には、左右の分岐半径が
異なる分岐部であっても、磁気テープ幅の変動の影響を
受けずに、分岐以外の場所と全く同様に安定した走行制
御が可能となる。

【００２９】なお、直進で合流する場合には、進行すべ
き経路の情報を受信しない点以外は、分岐と同じであ
る。

【００３０】一方、分岐部の手前で受信した情報により
左経路に分岐する場合に、位置検出器２７は、分岐コ
ントローラ２６の出力を選択して、磁気センサ２２₁〜
２２_nのうちの、オンとなっているものの左端の位置を
示す信号を選択し、磁気テープの幅の半分に相当する値
を補正し、磁気テープ３０の中心と想定して出力する。
同様に、右経路に分岐する場合に、位置検出器２７
は、分岐コントローラ２６の出力を選択して、磁気セン
サ２２₁〜２２_nのうちの、オンとなっているものの右端
の位置を示す信号を選択し、磁気テープの幅の半分に相
当する値を補正し、磁気テープ３０の中心と想定して出
力する。これにより、左右のどちらかに分岐する場合で
も、全く同様な走行制御が可能となる。

【００３１】なお、合流する場合には、進行すべき経路
の情報を受信しない点以外は、分岐と同じである。ま
た、位置検出器２７は、分岐部の通過後には、オンとな
る磁気センサ２２₁〜２２_nの両端位置の中心を示す信号
を出力すれば、磁気テープ３０の中心にしたがって走行
制御することも可能となる。

【００３２】なお、上述したセンサユニット２０の構成
は、図２に示すものに限られず、例えば、図３に示すよ
うに、磁気センサ２１₁〜２１_mと２２₁〜２２_nとを磁気
テープから等距離に２列に配列しても良いし、図４に示
すように、両者を一列に交互に配列しても良い。いずれ
にしても、磁気センサ２１₁〜２１_mの各々が、直進経路
を案内する磁気テープ１０の磁気のみを検出するよう
に、そして、磁気センサ２２₁〜２２_nの各々が磁気テー
プ３０の磁気を検出するように、それぞれ感度調節され
ていれば良い。

【００３３】＜変形例＞上述した第１実施例では、分岐
における直進案内用の磁気テープ１０と分岐案内用の磁
気テープ３０とを磁束密度の相違により区別して検出し
たが、この変形例では、両者を磁極の相違によりこれを
区別した。例えば、図１において、走行車に対向する面
を、磁気テープ１０にあってはＮ極に、磁気テープ３０
にあってはＳ極にしてそれぞれ敷設するのである。この
場合、磁気センサ２１₁〜２１_mがＮ極を検出する一方、
磁気センサ２２₁〜２２_nがＳ極を検出することにより、
両者を区別して検出することが可能である。走行制御に
ついては、第１実施例と同様である。なお、いうまでも
ないが、Ｎ極、Ｓ極の対応関係は逆であってもかまわな
い。

【００３４】この変形例によれば、直進・分岐方向に対
応して、帯状磁石を裏・表にして敷設すれば良いので、
複数種類の帯状磁石を用意する必要がなくなる。したが
って、構成を簡略にして、分岐部における直進走行が安
定して、分岐を行なうことができる。

【００３５】＜第２実施例＞上述した第１実施例は、異
半径で左右に分岐する場合に適用するものであったが、
この第２実施例は、同一地点から４つ以上に分岐する場
合に適用するものである。

【００３６】まず、この実施例をおける分岐部の構成に
ついて、５分岐を例にとって説明する。この図に示すよ
うに、分岐部は、直進、分岐角度小で左分岐、分
岐角度小で右分岐、分岐角度大で左分岐、および分
岐角度大で右分岐の５経路へ分岐するものである。

【００３７】この図に示すように、経路、、への
案内は、引き続き磁気テープ１０により行なわれる一
方、経路、への案内は、磁気テープ１０より磁束密
度の小さい磁気テープ３０により行なわれる。また、磁
気テープ３０の、分岐する側の端部は、分岐始点４０に
おいて磁気テープ１０の端部と滑らかに接している。

【００３８】走行車の構造については、基本的に、図２
に示した第１実施例と同一であるが、分岐時において、
位置検出器２７は、どの経路を進行すべきかにより、ど
の磁気テープを、どの部分を基準として案内するかにお
いて、次のように相違する。すなわち、位置検出器２７
は、経路に直進、あるいは経路、に分岐する場合
には、直進コントローラ２５を選択する一方、経路、
に分岐する場合には、分岐コントローラ２６を選択す
る。

【００３９】＜第２実施例の動作＞次に、上述した第２
実施例の動作について説明する。分岐部以外の場所での
走行制御は、磁気センサ２１₁〜２１_mとともに、磁気セ
ンサ２２₁〜２２_nを用いて走行制御する点以外は、図
６，７に示した従来の走行車と同じであるので、分岐部
での動作を中心にして説明する。

【００４０】走行車が分岐部の手前に到達すると、受信
部９は、進行すべき経路の情報をアンテナ８を介して受
信する。受信した情報により経路、、に進行すべ
き場合に、位置検出器２７は、直進コントローラ２５の
出力のみを選択し、経路に直進するときには、磁気セ
ンサ２１₁〜２１_mのうちの、オンとなっているセンサの
範囲中心を示す信号を出力する一方、経路あるいは
に分岐するときには、磁気センサ２１₁〜２１_mのうち
の、オンとなっているセンサの左あるいは右端位置を示
す信号に、磁気テープの幅の半分に相当する値だけ補正
して、磁気テープ１０の中心と想定して出力する。

【００４１】このとき、経路、、を案内する磁気
テープ１０の磁束密度は、角度大なる経路、を案内
する磁気テープ３０のそれよりも大きく、また、磁気セ
ンサ２１₁〜２１_mは、磁気テープ１０の磁気のみを検出
してオンとなるように予め感度調節されているので、経
路、、への進行時には、経路、へ案内する磁
気テープ３０の影響を受けずに、安定した走行制御が可
能となる。

【００４２】なお、経路、、から合流する場合に
は、進行すべき経路の情報を受信しない点以外は、分岐
と同じである。

【００４３】一方、分岐部の手前で受信した情報により
経路あるいはに分岐する場合に、位置検出器２７
は、分岐コントローラ２６の出力を選択し、磁気センサ
２２₁〜２２_nのうちの、オンとなっているセンサの左あ
るいは右端位置を示す信号に、磁気テープの幅の半分に
相当する値だけ補正して、磁気テープ３０の中心と想定
して出力する。これにより、左右のどちらかの、分岐角
度大なる経路、に分岐する場合でも、全く同様な走
行制御が可能となる。

【００４４】なお、経路、から合流する場合には、
進行すべき経路の情報を受信しない点以外は、分岐と同
じである。また、位置検出器２７は、分岐部を通過後に
は、オンとなる磁気センサ２２₁〜２２_nの両端の中心位
置を示す信号を出力すれば、磁気テープ３０にしたがっ
て走行制御することも可能となる。

【００４５】＜第２実施例の変形例＞上述した第２実施
例では、経路、、の案内用磁気テープ１０と経路
、の案内用磁気テープ３０とを磁束密度の相違によ
り区別して検出したが、この変形例では、磁極の相違に
よりこれを区別した。例えば、図５において、走行車に
対向する面を、磁気テープ１０にあってはＮ極にして、
磁気テープ３０にあってはＳ極にして、それぞれ敷設す
るのである。この場合、磁気センサ２１₁〜２１_mがＮ極
を検出する一方、磁気センサ２２₁〜２２_nがＳ極を検出
することにより、両者を区別して検出することが可能で
ある。走行制御については、第１実施例と同様である。
なお、いうまでもないが、Ｎ極、Ｓ極の対応関係は逆で
あってもかまわない。

【００４６】この変形例によれば、経路、、およ
び経路、に対応して、帯状磁石を裏・表にして敷設
すれば良いので、複数種類の帯状磁石を用意する必要が
なくなる。

【００４７】また、上述した第２実施例において、経路
、、が異半径にて分岐させる必要があるならば、
この部分に第１実施例を適用しても良い。ただし、この
場合には、各経路に敷設する磁気テープの磁束密度を、
経路＜経路＜経路、のように異ならせるとと
もに、センサユニット４を三列配置にして、各磁気テー
プを識別することができるように感度調節することが必
要となる。

【００４８】＜第２実施例の応用例＞また、上述した実
施例では、５分岐を例にとって説明したが、本願発明は
これに限られるものではない。

【００４９】例えば、一般的に、ｉ（ｉは２以上の整
数）個の経路に分岐する場合についても適用可能であ
る。この場合、左右の分岐経路を外側から順次組にし
て、組内では同じ磁束密度とした第１〜第ｊ（ｊは２以
上の整数）の帯状テープを、第１〜第ｉの経路に沿って
敷設する。ここで、ｉ，ｊは、それぞれｉ≦２ｊ＋１を
満たす正の整数である。このとき、外側に位置する組ほ
ど、磁束密度が順次小となるように第１〜ｊの磁気テー
プを敷設するとともに、センサユニット４をｊ列配置に
して、各磁気テープを識別することができるように感度
調節することが必要となる。そして、走行車がこの分岐
を通過する場合には、直進する場合を除き、センサユニ
ット４が、当該経路を案内する磁気テープの内側端部を
検出することにより走行制御が行なわれる。

【００５０】これを、上述の第２実施例で言えば、経路
、、経路、、をそれぞれ組にして、それぞれ
磁束密度の異なる磁気テープ１０、３０を敷設する。こ
のとき磁気テープ１０，３０は、外側に位置する組であ
る経路、が、磁束密度が小となるように敷設され
る。そして、経路に直進する場合を除き、分岐・合流
する場合には、センサユニット４が、当該経路を案内す
る磁気テープの内側端部を検出して走行制御が行なわれ
る。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、それぞ
れ次のような効果がある。

【００５２】本発明によれば、分岐部分において、無人
走行車を案内する帯状磁性体を、その磁束密度によって
区別するので、分岐経路数を多数とすることができ、こ
のため、走行経路の配置に自由度が広がり、複雑になり
つつある搬送経路に対処することが可能となる。また、
分岐経路のいずれかに分岐、あるいは、分岐経路のいず
れかから合流する場合には、分岐部分における帯状磁性
体の幅変動の影響を受けにくくなるので、無人走行車の
走行が不安定になることを防止することが可能となる。
さらに、分岐経路数が多数である場合でも、必要となる
帯状磁性体の種類を低減することが可能となる。

【００５３】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例における分岐部の構成を
示す平面図である。

【図２】同実施例の構成を示すブロック図である。

【図３】同実施例におけるセンサユニットの変形例を示
す図である。

【図４】同実施例におけるセンサユニットの他の変形例
を示す図である。

【図５】この発明の第２実施例における分岐部の構成を
示す平面図である。

【図６】（ａ）は、走行車の構成を示す側面図であり、
（ｂ）は、同構成を示す平面図である。

【図７】従来の走行車の電気的構成を示す図である。

【図８】走行車の走行経路の一例を示す平面図である。

【図９】異半径にて３分岐する場合において、従来の走
行車の欠点を説明するための平面図である。

【符号の説明】

１走行車１０、３０磁気テープ（帯状磁性体）２０センサユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−311412（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−184507（ＪＰ，Ａ) 特開平３−127105（ＪＰ，Ａ) 特開平１−255906（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−100813（ＪＰ，Ａ) 特開平２−80912（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無人走行者の分岐システムであって、複数の分岐経路の各々を案内するように敷設された帯状
磁性体であって、その磁束密度が相異なる帯状磁性体
と、磁束密度が相異なる帯状磁性体を識別するセンサユニッ
トと、前記分岐経路のいずれかに分岐、あるいは前記分岐経路
のいずれかから合流する場合には、前記センサユニット
によって、当該分岐経路を案内する帯状磁性体を識別す
るとともに、識別した帯状磁性体に沿って走行するよう
に制御を行なう制御手段とを具備することを特徴とする
無人走行者の分岐システム。
【請求項２】前記センサユニットは、識別した帯状磁
性体を幅方向にわたって検出し、前記制御手段は、識別した帯状磁性体における内側端部
から当該帯状磁性体の幅の略半分の地点を、当該帯状磁
性体の中心と想定して、この中心に一致するように走行
制御を行なうことを特徴とする請求項１記載の無人走行
者の分岐システム。
【請求項３】前記帯状磁性体は、左右の分岐経路を外
側から順次組にして、同じ組では略同一の磁束密度とす
るとともに、外側に位置する組ほど、時速密度が順次小
となることを特徴とする請求項２記載の無人走行者の分
岐システム。