JP3237792B2 - 無人走行車の制御装置 - Google Patents
無人走行車の制御装置Info
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無人走行車の制御装置に
関し、詳しくは障害物回避機能を有する無人走行車の制
御装置に関するものである。
関し、詳しくは障害物回避機能を有する無人走行車の制
御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、無人走行車の走行制御は予じめ誘
導線を敷設し、無人走行車に搭載した制御装置により機
械的または光学的手段により誘導線を検知して誘導線に
沿って走行する方法、走行領域に複数の電磁波または赤
外線送信装置を設け、無人走行車に搭載した受信装置に
より電磁波または赤外線を検知して現在位置を確認し、
予じめ設定した走行プログラムに従い自走する方法、ま
たは無人走行車に超音波送受信装置からなる走行距離セ
ンサを設けて走行領域の外周に沿って超音波を反射する
壁面等を設け、超音波の反射波を検出して現在位置を確
認し予じめ設定した走行プログラムに従い自走する方法
等が用いられている。また、走行方向に障害物がある場
合または障害物が進入した場合には、無人走行車の前面
に設けた衝突の衝撃を緩衝するバンパーと、バンパーに
設けたタッチセンサにより、バンパーが衝突すると同時
にタッチセンサからの信号により停止するか、または反
転回避する方法が取られている。しかしながら、無人走
行車が所定のスピードで走行していると、急に障害物に
より停止指令が出ても慣性によりオーバーランして障害
物に衝突し、障害物または無人走行車自体に損傷を与え
る場合があり、無人走行車の制動距離を勘案してバンパ
ーの衝撃吸収ストロークを大きく取る等の対応を要し、
バンパーの構造が複雑になるとともに故障も増え、コス
トアップの原因となっている。
導線を敷設し、無人走行車に搭載した制御装置により機
械的または光学的手段により誘導線を検知して誘導線に
沿って走行する方法、走行領域に複数の電磁波または赤
外線送信装置を設け、無人走行車に搭載した受信装置に
より電磁波または赤外線を検知して現在位置を確認し、
予じめ設定した走行プログラムに従い自走する方法、ま
たは無人走行車に超音波送受信装置からなる走行距離セ
ンサを設けて走行領域の外周に沿って超音波を反射する
壁面等を設け、超音波の反射波を検出して現在位置を確
認し予じめ設定した走行プログラムに従い自走する方法
等が用いられている。また、走行方向に障害物がある場
合または障害物が進入した場合には、無人走行車の前面
に設けた衝突の衝撃を緩衝するバンパーと、バンパーに
設けたタッチセンサにより、バンパーが衝突すると同時
にタッチセンサからの信号により停止するか、または反
転回避する方法が取られている。しかしながら、無人走
行車が所定のスピードで走行していると、急に障害物に
より停止指令が出ても慣性によりオーバーランして障害
物に衝突し、障害物または無人走行車自体に損傷を与え
る場合があり、無人走行車の制動距離を勘案してバンパ
ーの衝撃吸収ストロークを大きく取る等の対応を要し、
バンパーの構造が複雑になるとともに故障も増え、コス
トアップの原因となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点に鑑みなされたもので、障害物の検出をバンパー
等の接触により機械的に検出するより前に障害物を検出
して、制動距離の範囲内で無人走行車の運転を停止する
無人走行車の制御装置を提供することを目的としてい
る。
問題点に鑑みなされたもので、障害物の検出をバンパー
等の接触により機械的に検出するより前に障害物を検出
して、制動距離の範囲内で無人走行車の運転を停止する
無人走行車の制御装置を提供することを目的としてい
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、無人走行車の前方および側方に検出角の狭い複数の
走行用距離センサを設け、走行中に前方および側方の走
行領域の境界と無人走行車との距離を測定し、測定した
データと予じめ記憶された走行距離のデータとを比較し
補正するように走行制御するとともに、無人走行車の走
行方向前面に走行用距離センサより検出距離の短い検出
角の広い超音波送受信装置からなる障害物センサを設
け、走行方向に障害物を検出した時に無人走行車の電源
を遮断し、走行を停止するように制御するようにした。
また、走行用距離センサと障害物センサを超音波パルス
信号を送受信するものとし、それぞれの超音波パルス信
号のキャリア周波数を相互干渉しない異なる周波数帯に
設定するとともに、障害物センサの超音波パルス信号の
巾を狭くして伝播エネルギーを小さくするようにした。
に、無人走行車の前方および側方に検出角の狭い複数の
走行用距離センサを設け、走行中に前方および側方の走
行領域の境界と無人走行車との距離を測定し、測定した
データと予じめ記憶された走行距離のデータとを比較し
補正するように走行制御するとともに、無人走行車の走
行方向前面に走行用距離センサより検出距離の短い検出
角の広い超音波送受信装置からなる障害物センサを設
け、走行方向に障害物を検出した時に無人走行車の電源
を遮断し、走行を停止するように制御するようにした。
また、走行用距離センサと障害物センサを超音波パルス
信号を送受信するものとし、それぞれの超音波パルス信
号のキャリア周波数を相互干渉しない異なる周波数帯に
設定するとともに、障害物センサの超音波パルス信号の
巾を狭くして伝播エネルギーを小さくするようにした。
【０００５】
【作用】上記の構成によれば、無人走行車に超音波パル
ス信号により無人走行車と走行領域の境界との距離を検
出する検出角の狭い複数の走行用距離センサを設け、予
じめ設定し記憶さされた進行方向の境界と無人走行車の
距離と走行路の巾等のデータと、走行用距離センサによ
り測定したデータと比較して、その差を補正するように
走行制御するとともに、無人走行車の走行方向前面に、
走行用距離センサより検出距離の短い検出角の広い超音
波送受信装置からなる障害物センサを設けたので、走行
用距離センサでは検出できない近距離の障害物を検出す
ることができる。また、その超音波パルス信号のキャリ
ア周波数を前記距離センサのキャリア周波数帯域と異な
るキャリア周波数とすることにより相互の干渉を避ける
ことができ、障害物センサのタイミングパルス巾を走行
用距離センサのタイミングパルス巾より狭くすることに
より伝播エネルギーを小さくして長距離伝播されないよ
うにし、相互の干渉を避けるようにすることができる。
そして、障害物に遭遇した時に障害物センサにより無人
走行車の走行を停止することができる。
ス信号により無人走行車と走行領域の境界との距離を検
出する検出角の狭い複数の走行用距離センサを設け、予
じめ設定し記憶さされた進行方向の境界と無人走行車の
距離と走行路の巾等のデータと、走行用距離センサによ
り測定したデータと比較して、その差を補正するように
走行制御するとともに、無人走行車の走行方向前面に、
走行用距離センサより検出距離の短い検出角の広い超音
波送受信装置からなる障害物センサを設けたので、走行
用距離センサでは検出できない近距離の障害物を検出す
ることができる。また、その超音波パルス信号のキャリ
ア周波数を前記距離センサのキャリア周波数帯域と異な
るキャリア周波数とすることにより相互の干渉を避ける
ことができ、障害物センサのタイミングパルス巾を走行
用距離センサのタイミングパルス巾より狭くすることに
より伝播エネルギーを小さくして長距離伝播されないよ
うにし、相互の干渉を避けるようにすることができる。
そして、障害物に遭遇した時に障害物センサにより無人
走行車の走行を停止することができる。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に
説明する。図１は本発明の構成を示すブロック図で、無
人走行車の制御部１と、同制御部１に無人走行車の制動
距離や予じめ走行領域の広さや無人走行車と走行領域の
境界との距離で示した走行プログラム等の走行条件を付
与する設定条件入力手段２と、高い位置に配設され、検
出角を狭くして比較的検出距離を長くした、長い距離を
狭い範囲で検出できる超音波送受信装置からなる走行用
距離センサ３および、低い位置に配設され、検出角を広
くして、走行用距離センサより検出距離を短くした、短
い距離を広範囲に検出できる超音波送受信装置からなる
障害物センサ４と、走行プログラム等の走行条件に従い
無人走行車を駆動する駆動部５とから構成され、制御部
１には設定条件入力手段２により入力された走行プログ
ラム等の走行条件を記憶するメモリ６と、走行中にメモ
リ６に記憶された走行プログラムの無人走行車と走行領
域の境界との距離と走行用距離センサ３により実測され
た距離と比較する第１の比較手段７と、走行中前方に障
害物センサ４により障害物を検出すると障害物までの距
離とメモリ６に記憶された無人走行車の制動距離とを比
較する第２の比較手段８と、メモリ６に記憶された走行
プログラムと第１の比較手段７および第２の比較手段８
の出力に基づき、無人走行車の走行を制御する走行制御
回路９が設けられ、走行制御回路９により無人走行車の
駆動部５を運転制御するようにしている。
説明する。図１は本発明の構成を示すブロック図で、無
人走行車の制御部１と、同制御部１に無人走行車の制動
距離や予じめ走行領域の広さや無人走行車と走行領域の
境界との距離で示した走行プログラム等の走行条件を付
与する設定条件入力手段２と、高い位置に配設され、検
出角を狭くして比較的検出距離を長くした、長い距離を
狭い範囲で検出できる超音波送受信装置からなる走行用
距離センサ３および、低い位置に配設され、検出角を広
くして、走行用距離センサより検出距離を短くした、短
い距離を広範囲に検出できる超音波送受信装置からなる
障害物センサ４と、走行プログラム等の走行条件に従い
無人走行車を駆動する駆動部５とから構成され、制御部
１には設定条件入力手段２により入力された走行プログ
ラム等の走行条件を記憶するメモリ６と、走行中にメモ
リ６に記憶された走行プログラムの無人走行車と走行領
域の境界との距離と走行用距離センサ３により実測され
た距離と比較する第１の比較手段７と、走行中前方に障
害物センサ４により障害物を検出すると障害物までの距
離とメモリ６に記憶された無人走行車の制動距離とを比
較する第２の比較手段８と、メモリ６に記憶された走行
プログラムと第１の比較手段７および第２の比較手段８
の出力に基づき、無人走行車の走行を制御する走行制御
回路９が設けられ、走行制御回路９により無人走行車の
駆動部５を運転制御するようにしている。
【０００７】図２は走行用距離センサ３および障害物セ
ンサ４を構成する超音波送受信装置のブロック図で、超
音波送信側はタイミングパルスの間隔を設定する送信間
隔設定回路10と、超音波発振回路11と、圧電セラミック
スからなる発振素子12からなり、所定のパルス巾のタイ
ミングパルスを送信間隔設定回路10により定めた間隔で
繰り返し生成して、超音波発振回路11と発振素子12によ
り対象物に向け送信信号を送出する。送出された送信信
号は対象物に当たり反射して圧電セラミックスからなる
受信素子13に戻り、増幅回路14、検波回路15を経て受信
信号を検知し、送信信号と受信信号の時間差Ｔと音速Ｃ
から対象物までの距離Ｌを算出し、走行用距離センサ３
では、狭い範囲で検出した比較的長い距離Ｌをメモリ６
に記憶された走行プログラムの所定の走行位置と対象物
までの距離と比較し、その差を解消するように走行制御
回路９により駆動部５をコントロールする。同様に、障
害物センサ４では、広い範囲で検出した障害物の比較的
短い距離Ｌを算出し、同距離Ｌとメモリ６に記憶された
無人走行車の制動距離と比較し、制動距離になった時に
走行制御回路９により駆動部５を停止する。
ンサ４を構成する超音波送受信装置のブロック図で、超
音波送信側はタイミングパルスの間隔を設定する送信間
隔設定回路10と、超音波発振回路11と、圧電セラミック
スからなる発振素子12からなり、所定のパルス巾のタイ
ミングパルスを送信間隔設定回路10により定めた間隔で
繰り返し生成して、超音波発振回路11と発振素子12によ
り対象物に向け送信信号を送出する。送出された送信信
号は対象物に当たり反射して圧電セラミックスからなる
受信素子13に戻り、増幅回路14、検波回路15を経て受信
信号を検知し、送信信号と受信信号の時間差Ｔと音速Ｃ
から対象物までの距離Ｌを算出し、走行用距離センサ３
では、狭い範囲で検出した比較的長い距離Ｌをメモリ６
に記憶された走行プログラムの所定の走行位置と対象物
までの距離と比較し、その差を解消するように走行制御
回路９により駆動部５をコントロールする。同様に、障
害物センサ４では、広い範囲で検出した障害物の比較的
短い距離Ｌを算出し、同距離Ｌとメモリ６に記憶された
無人走行車の制動距離と比較し、制動距離になった時に
走行制御回路９により駆動部５を停止する。
【０００８】図３は走行用距離センサ３および障害物セ
ンサ４の動作を示すタイムチャートで、図３（ａ）の走
行用距離センサ３においては、送信側から所定のパルス
巾のタイミングパルスが所定の計測間隔で、周波数40 K
Hzのキャリアにより送出され、対象物に到達し反射して
受信側に戻り、反射時間Ｔだけずれて測距反射波が検出
される。図３（ｂ）の障害物センサ４においては、走行
用距離センサ３のタイミングパルスから一定の待機時間
（境界までの距離Ｌが最大の時に要する反射時間Ｔ）を
置いてキャリア周波数の離れた異なる周波数例えば20 K
Hzのキャリアにより送出し、以後走行中にこの順序で送
受信を繰り返し、障害物がある場合には障害物センサ４
の超音波信号が障害物に当たり反射して、障害物までの
距離に見合う時間Ｔ1 経過後に反射波を検出することに
より障害物を検知し、無人走行車の電源回路を切り、走
行制御回路９により駆動部５を停止する。以上のよう
に、同一方向に送出される超音波信号のキャリア周波数
帯域を大きく離すことにより、検波回路15に設けたフィ
ルタにより受信信号を容易に選別することができ、また
走行用距離センサ３の送信信号から一定の待機時間を置
いて障害物センサ４の送信信号を送ることとにより相互
の干渉を避け、走行用距離センサ３および障害物センサ
４の誤動作を避けることができる。障害物センサ４のタ
イミングパルスのパルス巾を小さくすることにより、送
信する超音波信号の伝播エネルギーを小さくし、無人走
行車の制動距離に見合う位置に近接するまで障害物の検
知を遅らせることにより、早すぎる無人走行車の停止を
避けることができる。
ンサ４の動作を示すタイムチャートで、図３（ａ）の走
行用距離センサ３においては、送信側から所定のパルス
巾のタイミングパルスが所定の計測間隔で、周波数40 K
Hzのキャリアにより送出され、対象物に到達し反射して
受信側に戻り、反射時間Ｔだけずれて測距反射波が検出
される。図３（ｂ）の障害物センサ４においては、走行
用距離センサ３のタイミングパルスから一定の待機時間
（境界までの距離Ｌが最大の時に要する反射時間Ｔ）を
置いてキャリア周波数の離れた異なる周波数例えば20 K
Hzのキャリアにより送出し、以後走行中にこの順序で送
受信を繰り返し、障害物がある場合には障害物センサ４
の超音波信号が障害物に当たり反射して、障害物までの
距離に見合う時間Ｔ1 経過後に反射波を検出することに
より障害物を検知し、無人走行車の電源回路を切り、走
行制御回路９により駆動部５を停止する。以上のよう
に、同一方向に送出される超音波信号のキャリア周波数
帯域を大きく離すことにより、検波回路15に設けたフィ
ルタにより受信信号を容易に選別することができ、また
走行用距離センサ３の送信信号から一定の待機時間を置
いて障害物センサ４の送信信号を送ることとにより相互
の干渉を避け、走行用距離センサ３および障害物センサ
４の誤動作を避けることができる。障害物センサ４のタ
イミングパルスのパルス巾を小さくすることにより、送
信する超音波信号の伝播エネルギーを小さくし、無人走
行車の制動距離に見合う位置に近接するまで障害物の検
知を遅らせることにより、早すぎる無人走行車の停止を
避けることができる。
【０００９】図４は本発明の無人走行車の電源回路回路
図で、制御部１と駆動部５に連なる電源回路にタクトス
イッチ16と２つのリレー17と非常停止スイッチ18と障害
物センサ４により動作するスイッチから構成した自己保
持回路を設けている。電源スイッチを入れ、タクトスイ
ッチ16をオンすると、リレー17Ａの接点を通して制御部
１に電流が流れ、同時にリレー17Ｂの励磁コイルを励磁
して接点を閉じ、タクトスイッチ16がオフするとリレー
17Ａの接点を通してリレー17Ｂの励磁コイルに電流が流
れてそのまま導通状態に保持し、無人走行車の運転を継
続し、非常停止スイッチ18または走行中に障害物が検知
され障害物センサ４が動作するとリレー17Ａの接点を開
き自己保持を解除して、制御部１と駆動部５の電源を遮
断する。
図で、制御部１と駆動部５に連なる電源回路にタクトス
イッチ16と２つのリレー17と非常停止スイッチ18と障害
物センサ４により動作するスイッチから構成した自己保
持回路を設けている。電源スイッチを入れ、タクトスイ
ッチ16をオンすると、リレー17Ａの接点を通して制御部
１に電流が流れ、同時にリレー17Ｂの励磁コイルを励磁
して接点を閉じ、タクトスイッチ16がオフするとリレー
17Ａの接点を通してリレー17Ｂの励磁コイルに電流が流
れてそのまま導通状態に保持し、無人走行車の運転を継
続し、非常停止スイッチ18または走行中に障害物が検知
され障害物センサ４が動作するとリレー17Ａの接点を開
き自己保持を解除して、制御部１と駆動部５の電源を遮
断する。
【００１０】
【発明の効果】以上のように本発明においては、無人走
行車の走行方向前面に超音波パルス信号により障害物を
検出する障害物センサを設け、走行中に障害物を検知す
ると無人走行車の制御部および駆動部に連なる電源を遮
断することにより、障害物に衝突する前に無人走行車を
停止し、無人走行車または障害物の損傷を防止すること
ができる。また、衝突の衝撃を緩衝するバンパー等の装
備を軽減することにより、無人走行車の重量の軽減やコ
ストダウンを図ることができる。
行車の走行方向前面に超音波パルス信号により障害物を
検出する障害物センサを設け、走行中に障害物を検知す
ると無人走行車の制御部および駆動部に連なる電源を遮
断することにより、障害物に衝突する前に無人走行車を
停止し、無人走行車または障害物の損傷を防止すること
ができる。また、衝突の衝撃を緩衝するバンパー等の装
備を軽減することにより、無人走行車の重量の軽減やコ
ストダウンを図ることができる。
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】超音波送受信装置のブロック図である。
【図３】走行用距離センサおよび障害物センサの動作を
示すタイムチャートである。
示すタイムチャートである。
【図４】本発明の無人走行車の電源回路回路図である。
１ 制御部 ２ 設定条件入力手段 ３ 走行用距離センサ ４ 障害物センサ ５ 駆動部 ６ メモリ ７ 第１の比較手段 ８ 第２の比較手段 ９ 走行制御回路 10 送信間隔設定回路 11 超音波発振回路 12 発振素子 13 受信素子 14 増幅回路 15 検波回路 16 タクトスイッチ 17 リレー 18 非常停止スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−58311（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−201310（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−54611（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 1/00 - 1/12
Claims (2)
- 【請求項１】 無人走行車の前方および側方に検出角の
狭い複数の走行用距離センサを設け、走行中に前方およ
び側方の走行領域の境界と無人走行車との距離を測定
し、測定したデータと予じめ記憶された走行距離のデー
タとを比較し補正するように走行制御するとともに、無
人走行車の走行方向前面に走行用距離センサより検出距
離の短い、検出角の広い超音波送受信装置からなる障害
物センサを設け、走行方向に障害物を検出した時に無人
走行車の電源を遮断し、走行を停止するように制御して
なることを特徴とする無人走行車の制御装置。 - 【請求項２】 上記走行用距離センサと障害物センサを
超音波パルス信号を送受信するものとし、それぞれの超
音波パルス信号のキャリア周波数を相互干渉しない異な
る周波数帯に設定するとともに、障害物センサの超音波
パルス信号の巾を狭くして伝播エネルギーを小さくして
なることを特徴とする請求項１記載の無人走行車の制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33826392A JP3237792B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 無人走行車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33826392A JP3237792B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 無人走行車の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06187035A JPH06187035A (ja) | 1994-07-08 |
| JP3237792B2 true JP3237792B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=18316480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33826392A Expired - Fee Related JP3237792B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 無人走行車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3237792B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3743461B2 (ja) * | 1996-03-29 | 2006-02-08 | マツダ株式会社 | 搬送車の制御方法及びその制御装置 |
| DE10323144A1 (de) * | 2003-05-22 | 2004-12-09 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Objekten in der Umgebung eines Fahrzeugs |
| JP5721980B2 (ja) * | 2010-09-03 | 2015-05-20 | 株式会社日立製作所 | 無人搬送車および走行制御方法 |
| JP6654472B2 (ja) * | 2016-03-10 | 2020-02-26 | シャープ株式会社 | 電源装置および移動体 |
| CN111309003A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-06-19 | 江苏集萃智能制造技术研究所有限公司 | 无人清扫车及其避障控制系统 |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP33826392A patent/JP3237792B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06187035A (ja) | 1994-07-08 |
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