JP4151108B2

JP4151108B2 - 無人搬送車の衝突防止装置

Info

Publication number: JP4151108B2
Application number: JP11560898A
Authority: JP
Inventors: 吉明市村; 寿大西
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1998-04-24
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2018-04-24
Also published as: JPH11305837A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レール軌道上を自律走行する無人搬送車システムに係り、特に、レール軌道上での無人搬送車同士の衝突を防止するために用いて好適な無人搬送車の衝突防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、施設内に敷設された所定のレール軌道に沿って、荷物等を積載可能な自走台車を走行させ、施設内の任意の部署から任意の部署へ荷物を運搬する無人搬送車システムが提案され、実用化されている。該無人搬送車システムにおける無人搬送車は、レール軌道による経路情報（マップ情報）を有するとともに、レール軌道上に設けられた所定の軌道情報発信手段からレール軌道の状態（カーブ、分岐点等）を取得し、上記マップ情報を参照し、ある程度の自律走行が可能なように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の無人搬送車システムでは、１つのセンサによって前方の無人搬送車の有無を検出することにより、互いの距離が所定範囲内にくると、停止させて衝突することを防止していた。しかしながら、センサが作動すると、強制的に停止させてしまうため、搬送している荷物に損傷を与えたり、円滑な運行を妨げるという問題があった。また、センサが１つであるため、該センサが故障した場合には、最悪の場合、無人搬送車が衝突するという問題があった。
【０００４】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、運行を妨げることなく、かつ荷物に損傷を与えることなく、安全性を向上させることができる無人搬送車の衝突防止装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した問題点を解決するために、請求項１記載の発明では、荷物を積載して軌道上を走行する無人搬送車同士の衝突を防止する衝突防止装置であって、前記無人搬送車とその前方の障害物との距離が第１の距離となったこと、または、前記無人搬送車とその前方の障害物との距離が前記第１の距離より短い第２の距離となったことを検出し、且つ、前記無人搬送車の進行方向に向かって左右両側に指向性のある検出可能領域を有し、前記無人搬送車がカーブ走行時に前記無人搬送車とそのカーブの方向にある障害物との距離が前記第２の距離となったことを検出する第１の検出手段と、前記無人搬送車とその前方の障害物との距離が、前記第１の距離より短く前記第２の距離より長い第３の距離になったこと、または、前記無人搬送車とその前方の障害物との距離が前記第３の距離より短く前記第２の距離より長い第４の距離となったことを検出する第２の検出手段と、前記無人搬送車の進行方向の先頭において当該進行方向に向かって左右両側にそれぞれ設けられ、前記無人搬送車とその前方の障害物との距離が前記第２の距離より短い第５の距離となったことを検出する第３の検出手段であって、前記第１の検出手段の前記検出可能領域と重ならない検出可能領域であり、且つ、前記第１の検出手段の検出可能領域よりも前記進行方向に向かって左右端部側にある検出可能領域を有する第３の検出手段と、前記第１の検出手段、前記第２の検出手段及び前記第３の検出手段による検出結果に基づいて、前記無人搬送車の速度を、高速度、中速度、低速度又は停止のいずれかに制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第１の検出手段、前記第２の検出手段及び前記第３の検出手段のいずれによっても前記障害物との距離が検出されない場合には、前記無人搬送車の速度が高速度となるよう制御し、高速度で走行しているときに、前記第１の検出手段によって前記障害物との距離が前記第１の距離となったことが検出されるか、または、前記第２の検出手段によって前記障害物との距離が前記第３の距離となったことが検出されると、前記無人搬送車と前記障害物との距離が前記第１の距離又は前記第３の距離以下において、前記無人搬送車の速度が高速度から所定の減速加速度で中速度となるよう制御し、中速度で走行しているときに、前記第２の検出手段によって前記障害物との距離が前記第４の距離となったことが検出されると、前記無人搬送車と前記障害物との距離が前記第４の距離以下において、前記無人搬送車の速度が中速度から前記所定の減速加速度よりも大きい減速加速度で低速度となるよう制御し、さらに、前記第１の検出手段によって前記障害物との距離が前記第２の距離となったことが検出されるか、または、前記第３の検出手段によって前記障害物との距離が前記第５の距離となったことが検出されると、前記無人搬送車と前記障害物との距離が前記第２の距離又は前記第５の距離以下において、前記無人搬送車を前記所定の減速加速度よりも大きい前記減速加速度よりも更に大きい減速加速度で停止させるよう制御することを特徴とする無人搬送車の衝突防止装置。
【００１１】
この発明では、複数の検出手段が前方の障害物との距離が各々が有する固有の値になると反応すると、制御手段が検出結果、すなわち障害物との距離に応じて無人搬送車の速度を制御する。また、制御手段は、複数の検出手段のうち、少なくとも２つのいずれか一方が、前方の障害物との距離が固有の値となったときに反応すると、無人搬送車を停止させる。したがって、障害物との距離に応じて速度が制御されるので、速度変換がスムーズで、荷物に損傷を与えることがなく、また、すぐに停止させてしまわないので、運行を妨げることもない。さらに、少なくとも、停止しなければならい距離であることは、２つの検出手段により検出するので、どちらかが故障しても安全性を保つことができ，１つのセンサで検出するより安全性を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。
Ａ．実施形態の構成
図１は、本発明による無人搬送車システム（レール軌道）の略構成を示す概念図である。図において、１は、レール軌道であり、該レール軌道上を無人搬送車５ａ〜５ｃが走行する。レール軌道１には、所定の箇所から施設内の各部署へ無人搬送車５ａ〜５ｃを導くための分岐レール２ａ〜２ｈが設けられている。これら分岐レール２ａ〜２ｈには、無人搬送車５ａ〜５ｂが荷物の搬入・搬出を行うためのステーション３ａ〜３ｈが設けられている。ステーション３ａ〜３ｈ（以下、総称して呼ぶ場合、ステーション３という）は、各部署に対応して配置されており、無人搬送車５ａ〜５ｃを図示しないストレージから呼び出したり、荷物を積載した無人搬送車へ行き先や発進の指示を行ったりする。次に、無人搬送車５ａ〜５ｃ（以下、総称して呼ぶ場合、無人搬送車５という）は、通常、マップ情報やレール軌道上に設けられた軌道情報発信手段（図示略）から取得した情報を参照しながら、リニア駆動により、指示された行き先の部署に対応するステーションへ移動することで荷物を搬送する。
【００１３】
次に、図２は、本実施形態による無人搬送車の障害物センサの略構成およびその指向性を示す概念図である。図において、無人搬送車５には、進行方向に対して前方に３種類の障害物センサ１０、１１、１２ａ，１２ｂが設けられている。なお、無人搬送車５がレール軌道上を双方向に走行する場合には、前方および後方の双方に設け、進行方向に対して前方のものだけを作動させるようにしてもよい。障害物センサ１０，１１，１２ａ，１２ｂは、各々、所定波長の光線（ビーム）を出射し、その反射波を検出することにより、障害物の有無を検知する。
【００１４】
障害物センサ１０は、図２（ａ）に示すように、前方に２段階および左右検出可能な指向性を有している。ビームＢ１は、前方２．５ｍの障害物を検出可能である。また、ビームＢ２は、前方０．７ｍの障害物を検出可能である。また、ビームＢ３は、左前方０．７ｍの障害物を検出可能であり、ビームＢ４は、右前方０．７ｍの障害物を検出可能である。
【００１５】
なお、障害物センサ１０における左右方向に向けられたビームＢ３，Ｂ４は、レール軌道上のカーブ走行時に、レール軌道上の障害物（前方の無人搬送車）を検出可能としている。すなわち、カーブ走行時には、無人搬送車５の前面は、軌道上から外れた方向に向いてしまうため、前方に向けられたビーム（例えばビームＢ２）では、検出確度が低下するためである。また、無人搬送車５にカーブ走行時であることを認識させるために、レール軌道１（分岐レールも含む）のカーブ出入り口には、ビーム切換マークが設けられている。無人搬送車５は、上記ビーム切換マークを検出すると、カーブの方向（右／左）に応じて、左右方向に向けられたビームＢ３，Ｂ４を有効とする。なお、この詳細については後述する。
【００１６】
次に、障害物センサ１１は、図２（ｂ）に示すように、前方に２段階切換可能な指向性を有している。ビームＢ５は、前方２.０ｍの障害物を検出可能である。また、ビームＢ６は、前方１．５ｍの障害物を検出可能である。そして、障害物センサ１２ａ，１２ｂは、各々、図２（ｃ）に示すように、前方０．１５ｍの障害物を検出可能なビームＢ７ａ，Ｂ７ｂを有している。
【００１７】
本実施形態による無人搬送車５は、上記障害物センサ１０、１１、１２ａ，１２ｂで設定されたビーム照射距離に障害物が存在すると、その距離に応じた走行速度に減速し、前方の無人搬送車に対する衝突防止を行う。なお、無人搬送車５は、障害物が検出されない通常時には、高速ＶH（２．０ｍ／ｓ）で走行しているものとする。障害物である前方の無人搬送車との距離が２．５〜２．０ｍ（中速点Ａまたは中速点Ｂ）になると、まず、中速ＶM（１ｍ／ｓ）に減速し、１．５ｍ（低速点）になると、低速ＶL（０．５ｍ／ｓ）に減速し、０．７ｍ（停止点）になると、停止する。このときの減速加速度は、２ｍ／ｓ²とする。さらに、障害物である前方の無人搬送車との距離が０．１５ｍ（非常停止点）となると、非常停止する。
【００１８】
上述した障害物センサ１１においても、障害物センサ１０と同様に中速点Ｂを有するのは、障害物センサ１０が故障などで作動しなかった場合でも、中速へ減速させることができるようにするためである。同様に、障害物センサ１２ａ，１２ｂにおける非常停止点は、障害物センサ１０が故障などで作動しなかった場合でも、無人搬送車５を非常停止させるためである。
【００１９】
上述した障害物センサ１０，１１，１２ａ，１２ｂの検出距離は、無人搬送車５が速度Ｖで走行しており、減速を始めてから停止するまでの距離Ｌを求め、その距離Ｌから、十分に停止できる距離を考慮して設定している。次式を用いて高速、中速、低速からの停止距離を求める。なお、高速ＶHは、２ｍ／ｓ、中速ＶMは、１ｍ／ｓ、低速ＶLは、０．５ｍ／ｓとする。
【数１】
Ｌ＝０．５×Ｖ²／α＋Ｔ×Ｖ＋ｔ×Ｖ
【００２０】
ここで、減速加速度α＝２ｍ／ｓ²、制御遅れ時間Ｔ＝０．１１sec、検出遅れ時間ｔ＝０．０２secとしている。したがって、高速ＶH＝２ｍ／ｓのとき、距離Ｌ＝１．２６ｍ、中速ＶM＝１ｍ／ｓのとき、距離Ｌ＝０．３８ｍ、低速ＶL＝０．５ｍ／ｓのとき、距離Ｌ＝０．１２８ｍとなる。これら計算値から十分に停止できる距離で、上述した障害物センサ１０，１１，１２ａ，１２ｂの検出距離を設定した。
【００２１】
Ｂ．実施形態の動作
次に、上述した実施形態による無人搬送車の動作について説明する。ここで、図３および図４は、衝突防止装置を用いた無人搬送車の動作（速度制御）を説明するためのフローチャートである。また、図５は、前方の障害物との距離に応じた速度への減速過程を示す概念図である。無人搬送車５は、まず、ステップＳ１で、ビーム切換マークを検出したか否かを判断し、ビーム切換マークを検出していなければ、すなわち直線走行であれば、ステップＳ２へ進む。
【００２２】
ステップＳ２では、障害物センサ１０の中速点Ａ用のビームＢ１がオンであるか否かを判断し、オンでなければ、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、障害物センサ１１の中速点Ｂ用のビームＢ５がオンであるか否かを判断し、オンでなければ、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、障害物センサ１１の低速点用のビームＢ６がオンであるか否かを判断し、オンでなければ、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、障害物センサ１０の停止点用のビームＢ２がオンであるか否かを判断し、オンでなければ、ステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、障害物センサ１２ａ，１２ｂの非常停止点用のビームＢ７ａ，Ｂ７ｂがオンであるか否かを判断し、オンでなければ、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、駆動部への速度指令を「高速」とし、ステップＳ１へ戻り、上述した処理を繰り返す。すなわち、何らの障害物も検出されなかった場合には、高速ＶH（２．０ｍ／ｓ）で走行する。
【００２３】
上記処理中、すなわち高速走行中に、障害物センサ１０の中速点Ａ用のビームＢ１がオンとなると、ステップＳ２からステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、駆動部への速度指令を「中速」とし、ステップＳ１へ戻る。また、障害物センサ１１の中速点Ｂ用のビームＢ５がオンとなった場合も、ステップＳ３からステップＳ１０へ進み、駆動部への速度指令を「中速」とし、ステップＳ１へ戻る。すなわち、前方２．５ｍ以内に障害物（無人搬送車）が検出されると、中速ＶM（１ｍ／ｓ）へ減速して走行するわけであるが（図５（ａ）の中速点Ａを参照）、障害物センサ１０が故障などで作動しなかった場合でも、障害物センサ１１が作動し、中速へ減速させることができる。
【００２４】
次に、障害物センサ１１の低速点用のビームＢ６がオンとなると、ステップＳ４からステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、駆動部への速度指令を「低速」とし、ステップＳ１へ戻る。この場合、前方０．７〜１．５ｍ以内に障害物（無人搬送車）が検出されたので、低速ＶL（０．５ｍ／ｓ）へ減速して走行する（図５（ａ）の低速点を参照）。さらに、障害物センサ１０の停止点用のビームＢ２が反応しない場合のために、障害物センサ１２ａ，１２ｂの非常停止点用のビームＢ７ａ，Ｂ７ｂがオンとなると、ステップＳＳ１３へ進み，駆動部への速度指令を「停止」とし（図５（ａ）の停止点を参照）、ステップＳ１へ戻る。すなわち、障害物センサ１２ａ，１２ｂを用いることで、障害物センサ１０の故障などでセンサが作動しなかった場合でも、障害物センサ１２ａ，１２ｂが作動し、非常停止させることができる（図５（ａ）の非常停止点を参照）。
【００２５】
このように、無人搬送車５と前方の障害物との距離に応じて速度を段階的に減速することにより、図５（ｂ）に示すように、どの時点においても、スムーズな減速および確実な停止（２．３５ｍで停止）が可能となる。
【００２６】
次に、無人搬送車５がビーム切換マークを検出すると、ステップＳ１からステップＳ８へ進み、カーブ走行時の処理（図４）を実行する。カーブ走行時には、カーブの方向（右／左）に応じて、障害物センサ１０の左ビームＢ３および右ビームＢ４を有効とする。この様子を図６に示す。図６（ａ）は、左カーブでの障害物検出の様子であり、図６（ｂ）は、右カーブでの障害物検出の様子を示す概念図である。なお、以下では、左カーブについてのみ説明するが、左を右に読み替えれば、右カーブにも対応することは言うまでもない。
【００２７】
カーブ走行中は、まず、ステップＳ２０で、障害物センサ１０の停止点用の左ビームＢ３がオンであるか否かを判断し、オンでなければ、ステップＳ２１へ進む。ステップＳ２１では、障害物センサ１２ａ，１２ｂの非常停止点用のビームＢ７ａ，Ｂ７ｂがオンであるか否かを判断する。そして、いずれもオンでなければ、障害物はないと判断し、ステップＳ２２で、駆動部への速度指令を「低速」とし、図３の処理へ戻る。この場合、障害物がない場合でも、カーブでの走行ということで、低速ＶL（０．５ｍ／ｓ）へ減速して走行することになる。
【００２８】
また、障害物センサ１０の停止点用の左ビームＢ３がオンとなると、ステップＳ２３へ進み，駆動部への速度指令を「停止」とし、図３の処理へ戻る。この場合、前方０．７ｍ以内に障害物（無人搬送車）が検出されたので、駆動部を停止させるとともに、制動を加えるなどして停止させる。
【００２９】
さらに、カーブ走行中においては、障害物センサ１０（の停止点用の左ビームＢ３）が反応しない場合のために、障害物センサ１２ａ，１２ｂの非常停止点用のビームＢ７ａ，Ｂ７ｂがオンとなると、ステップＳＳ２４へ進み，駆動部への速度指令を「停止」とし、図３の処理へ戻る。すなわち、障害物センサ１２ａ，１２ｂを用いることで、障害物センサ１０が故障などで作動しなかった場合でも、障害物センサ１２ａ，１２ｂが作動し、非常停止させることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明によれば、複数の検出手段が前方の障害物との距離が各々が有する固有の値になると反応すると、制御手段が検出結果、すなわち障害物との距離に応じて無人搬送車の速度を制御するようにしたので、障害物との距離に応じて速度が制御されるため、速度変換がスムーズで、荷物に損傷を与えることがなく、また、すぐに停止させてしまわないため、運行を妨げることもなく、衝突を防止できるという利点が得られる。また、複数の検出手段のうち、少なくとも２つのいずれか一方が、前方の障害物との距離が固有の値となったときに反応すると、制御手段によって無人搬送車を停止させるようにしたので、どちらかが故障しても安全性を保つことができ，１つのセンサで検出するより安全性を向上させることができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無人搬送車システム（レール軌道）の略構成を示す概念図である。
【図２】本実施形態による無人搬送車の障害物センサの略構成およびその指向性を示す概念図である。
【図３】直線走行時における無人搬送車の動作（速度制御）を説明するためのフローチャートである。
【図４】カーブ走行時における無人搬送車の動作（速度制御）を説明するためのフローチャートである。
【図５】前方の障害物との距離に応じた速度への減速過程を示す概念図である。
【図６】カーブ走行時の障害物検出の様子を示す概念図である。
【符号の説明】
１レール軌道
２ａ〜２ｈ分岐レール
３ａ〜３ｈステーション
５ａ〜５ｃ無人搬送車
１０障害物センサ（第１の検出手段）
１１障害物センサ（第２の検出手段）
２０ａ，２０ｂ障害物センサ（第３の検出手段）

Claims

荷物を積載して軌道上を走行する無人搬送車同士の衝突を防止する衝突防止装置であって、
前記無人搬送車とその前方の障害物との距離が第１の距離となったこと、または、前記無人搬送車とその前方の障害物との距離が前記第１の距離より短い第２の距離となったことを検出し、且つ、前記無人搬送車の進行方向に向かって左右両側に指向性のある検出可能領域を有し、前記無人搬送車がカーブ走行時に前記無人搬送車とそのカーブの方向にある障害物との距離が前記第２の距離となったことを検出する第１の検出手段と、
前記無人搬送車とその前方の障害物との距離が、前記第１の距離より短く前記第２の距離より長い第３の距離になったこと、または、前記無人搬送車とその前方の障害物との距離が前記第３の距離より短く前記第２の距離より長い第４の距離となったことを検出する第２の検出手段と、
前記無人搬送車の進行方向の先頭において当該進行方向に向かって左右両側にそれぞれ設けられ、前記無人搬送車とその前方の障害物との距離が前記第２の距離より短い第５の距離となったことを検出する第３の検出手段であって、前記第１の検出手段の前記検出可能領域と重ならない検出可能領域であり、且つ、前記第１の検出手段の検出可能領域よりも前記進行方向に向かって左右端部側にある検出可能領域を有する第３の検出手段と、
前記第１の検出手段、前記第２の検出手段及び前記第３の検出手段による検出結果に基づいて、前記無人搬送車の速度を、高速度、中速度、低速度又は停止のいずれかに制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記第１の検出手段、前記第２の検出手段及び前記第３の検出手段のいずれによっても前記障害物との距離が検出されない場合には、前記無人搬送車の速度が高速度となるよう制御し、
高速度で走行しているときに、前記第１の検出手段によって前記障害物との距離が前記第１の距離となったことが検出されるか、または、前記第２の検出手段によって前記障害物との距離が前記第３の距離となったことが検出されると、前記無人搬送車と前記障害物との距離が前記第１の距離又は前記第３の距離以下において、前記無人搬送車の速度が高速度から所定の減速加速度で中速度となるよう制御し、
中速度で走行しているときに、前記第２の検出手段によって前記障害物との距離が前記第４の距離となったことが検出されると、前記無人搬送車と前記障害物との距離が前記第４の距離以下において、前記無人搬送車の速度が中速度から前記所定の減速加速度よりも大きい減速加速度で低速度となるよう制御し、
さらに、前記第１の検出手段によって前記障害物との距離が前記第２の距離となったことが検出されるか、または、前記第３の検出手段によって前記障害物との距離が前記第５の距離となったことが検出されると、前記無人搬送車と前記障害物との距離が前記第２の距離又は前記第５の距離以下において、前記無人搬送車を前記所定の減速加速度よりも大きい前記減速加速度よりも更に大きい減速加速度で停止させるよう制御する
ことを特徴とする無人搬送車の衝突防止装置。