JP5077567B2 - 無人搬送車の経路の補正システム - Google Patents
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Description
自動操舵を行いつつ、走行経路線1210に沿って自律走行する。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、自律走行する無人搬送車の経路を絶対位置情報やマップデータを使用せずに補正する補正システムを提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は指示経路を走行する無線タグ読取装置を備えた自律走行する無人搬送車と、
指示経路に沿って配置する無線タグ群シートと、
走行量を検知できる走行量検知装置と、
前記走行装置に指令する計算装置と、
前記無線タグ群シートが、前記指示経路上に配置される基準無線タグと、前記基準無線タグからの相対的な位置情報を記憶した複数の無線タグとを有し、
前記無線タグは、指示経路の法線方向に複数列等間隔に並べて配置され、
前記計算装置が、前記指示経路の法線方向に配置された列のうち異なる列に存在する2以上の無線タグから位置情報を取得し、指示経路進行方向と指示経路進行方向に対する法線方向のずれ量とずれ角を計算して、前記ずれ量とずれ角に基づいて前記走行装置に補正指令することを特徴とするものである。
また、無線タグ群の無線タグに記憶させる情報は前記基準無線タグからの相対的な位置情報なので絶対位置に注意を払うことなく施設できるし、無線タグ読み取り装置で無線タグから読み取った情報だけで指示経路からのずれ量を計算することができる。
また、無線タグ群の無線タグに記憶させる情報は前記基準無線タグからの相対的な位置情報なので絶対位置に注意を払うことなく施設できるし、無線タグ間の距離を狭めることなく指示経路の法線方向に対して無線タグを増設することができ、ずれ量の計算精度を向上させることができる。
また、無線タグ群の無線タグに記憶させる情報は前記基準無線タグからの相対的な位置情報なので絶対位置に注意を払うことなく施設できるし、指示経路方向に対して狭い範囲で無線タグ間の距離を狭めることなく指示経路の法線方向に対して無線タグを増設することができ、ずれ量の計算精度を向上させるとともに無線タグの施設面積を狭くすることができる。
また、無線タグ群の無線タグに記憶させる情報は前記基準無線タグからの相対的な位置情報なので絶対位置に注意を払うことなく施設できるし、無線タグ読み取り装置で無線タグから読み取った情報だけで指示経路からのずれ量とずれ角とを把握することができる。
また、無線タグ群をシートに埋め込んでいるので設置時の無線タグ間の配置の調整が不要となり、台車の走行性能や要求精度に応じて無線タグ群を選択して設置することができるし、シートを施設し直すだけで指示経路の変更にも対応できる。
ここでは、無人搬送車1に搭載されている無線タグ読取装置2は、自装置を中心とした無線タグの間隔26と同じ直径の円内にある無線タグから前記無線タグに記憶されている情報を読み取るように予め出力電波の強度や指向性を調整しておく。無人搬送車1は最初の位置または前回通過した無線タグ群から無線タグ群12までの距離15だけ自律走行した際に指示経路11からのずれ量の最大値は、前記無線タグ群12の無線タグ間の間隔26の2倍の値に収まるものとする。収まらない場合は、前記距離15を短くして前記間隔26の2倍の値に収まるようにする、または前記ずれ量の最大値が収まるように前記無線タグ群12の無線タグの数を増やす。
また、無線タグ21〜25には基準無線タグ23からの相対的な位置情報として無線タグ21に「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔26の2倍、Yは基準タグと同じ」、無線タグ22に「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔26、Yは基準タグと同じ」、無線タグ23に「基準無線タグ」、無線タグ24に「基準無線タグよりXのプラス方向に間隔26、Yは基準タグと同じ」、無線タグ25に「基準無線タグよりXのプラス方向に間隔26の2倍、Yは基準タグと同じ」が記憶されている。
ステップ1では、計算装置6は入力装置7に直接または上位コントローラより走行する経路と終端との指示があるかどうかを判断し、指示がある場合は指示を受け取りステップ2に移行し、指示がない場合はステップ1に留まる。
ステップ2では、計算装置6はステップ1で入力された経路と終端とを指示経路11として設定する。また、計算装置6の補正装置は補正ずれ量と補正ずれ角を0(ゼロ)に設定する。そしてステップ3に移行する。
ステップ3では、計算装置6は指示経路11に基づいて各々の走行装置4に指令を出す。そしてステップ4に移行する。
ステップ4では、計算装置6は各々の車輪3が実際に走行した量を各々の走行量検知装置5から受け取る。そしてステップ5に移行する。
ステップ5では、計算装置6は無人搬送車1の実際の走行経路を計算するとともに、前記走行経路と指示経路11とのずれ量とずれ角とを計算する。そしてステップ6に移行する。
ステップ6では、計算装置6は無線タグ読取装置2に入力があるかどうかを判断し、入力がある場合はステップ7に移行し、入力がない場合はステップ8に移行する。
ステップ7では、計算装置6の補正装置は無線タグ読取装置2が読み取った無線タグの情報から走行経路と指示経路11とのずれ量を計算し、補正ずれ量に前記ずれ量を設定する。補正ずれ角は既に設定されている値のままとする。そしてステップ9に移行する。
ステップ8では、計算装置6の補正装置はステップ5で計算したずれ量を補正ずれ量に、ステップ5で計算したずれ角を補正ずれ角に設定する。そしてステップ9に移行する。
ステップ9では、計算装置6の補正装置は補正ずれ量と補正ずれ角とを解消するよう各々の車輪の移動量を計算し、計算装置6が前記移動量を各々の走行装置4に指令する。そしてステップ10に移行する。
ステップ10では、計算装置6は走行経路が指示経路11の終端まで走行したかを判断し、終端まで走行していない場合はステップ4に移行し、終端まで走行した場合はステップ11に移行する。
ステップ11では、計算装置6は走行完了と判断してステップ1に移行する。
図4は無人搬送車1が走行位置27から走行位置28まで走行した場合を示している。30は説明で使用する走行位置27での無人搬送車1を基にした直交座標系、31は車輪3bから車輪3b’までの実際の移動量Lb、32は車輪3dから車輪3d’までの実際の移動量Ld、33は無人搬送車1の見做しの移動量L、34は無人搬送車1の見做しの移動角α、35は見做しの走行位置である。ここで、前記無人搬送車1の車輪3の左右の間隔8をWとする。ここでは無人搬送車1は、車輪3bと3dとが駆動輪としている。
L = (Lb+Ld)÷2 ・・・(1)
α = tan−1 (|Lb−Ld|)÷W ・・・(2)
α2 = α1−α ・・・(3)
X2 = X1+L×sinα2 ・・・(4)
Y2 = Y1+L×cosα2 ・・・(5)
D = −S ・・・(6)
A = ±S/2 ・・・(7)
計算装置6の補正装置は、補正ずれ量に「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔26」と設定する。
最初に計算装置6は、指令経路11に従って各々の車輪の各々の移動装置に与える移動量を決定する。
次に計算装置6の補正装置は、補正ずれ量と補正ずれ角とを解消するよう各々の車輪の移動量を計算する。補正の方法について一例を示す。ここではまず補正ずれ量が車輪3の左右の間隔8以上であるかを判断し、前記補正ずれ量が車輪3の左右の間隔8以上である場合は前記補正ずれ量を解消するように指令を補正する。前記補正ずれ量が車輪3の左右の間隔8未満の場合は補正ずれ角が0(ゼロ)であるかを判断し、前記補正ずれ角が0(ゼロ)でない場合は前記補正ずれ角を解消するように指令を補正し、前記補正ずれ角が0(ゼロ)の場合は指令の補正はしない。無人搬送車1が自律走行してある走行位置Paのときに、補正ずれ量が「Xのマイナス方向に間隔26」で補正ずれ角が「0(ゼロ)」の場合、計算装置6の補正装置は前記無人搬送車1がXのプラス方向に動くように、左側の車輪3bの移動装置4bに指令する移動量を1.1倍にする。あるいは、無人搬送車1が自律走行してある走行位置Pbのときに、補正ずれ量が「0(ゼロ)」で補正ずれ角が「Xのプラス方向に移動角α」の場合、計算装置6の補正装置は前記無人搬送車1がXのマイナス方向に動くように、右側の車輪3dの移動装置4dに指令する移動量を1.1倍する。
最後に計算装置6は、各々の車輪の移動量を各々の移動装置に指令する。
ここでは、無人搬送車1に搭載されている無線タグ読取装置2は、自装置を中心とした無線タグの間隔75と同じ直径の円内にある無線タグから前記無線タグに記憶されている情報を読み取るように予め出力電波の強度や指向性を調整しておく。
無人搬送車1が走行経路73を走行すると、前記無人搬送車1に搭載している無線タグ読取装置2は無線タグ63から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔71の2倍、Yのマイナス方向に間隔72の2倍」という情報を読み取り、無線タグ64から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔71、Yのマイナス方向に間隔72」という情報を順次読み取る。
D = {(−2×Wx)+(−Wx)}/2 ・・・(8)
Wx= S×cos60° = S/2 ・・・(9)
D = [{−2×(S/2)}+{−(S/2)}]/2
= {−S−(S/2)}/2
= −3/4×S ・・・(10)
A = ±[|{−2×(S/2)}−{−(S/2)}|]/2
= ±{|−S+(S/2)|}/2
= ±S/4 ・・・(11)
計算装置6の補正装置は、補正ずれ量に「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔75の3/4倍」と設定する。
ここでは、無人搬送車1に搭載されている無線タグ読取装置2は、自装置を中心とした無線タグの間隔95と同じ直径の円内にある無線タグから前記無線タグに記憶されている情報を読み取るように予め出力電波の強度や指向性を調整しておく。
無人搬送車1が走行経路93を走行すると、前記無人搬送車1に搭載している無線タグ読取装置2は無線タグ84から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔91、Yのマイナス方向に間隔92」という情報を読み取り、無線タグ83から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔91の2倍、Yは基準無線タグと同じ」という情報を順次読み取る。計算装置6の補正装置は、前記無線タグ読取装置2から2つの前記情報を受け取り、実際の走行経路と指示経路11とのずれ量が「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔91の2倍」から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔91」の範囲であることを認識する。前記補正装置はずれ量Dを、無線タグの間隔95をS、X方向の無線タグの間隔91をWxとして式(12)で求める。ここでWxは式(13)で示され、式(12)は式(14)に置き換えられる。またずれ量Dの精度Aは式(15)で示される。
D = {(−2×Wx)+(−Wx)}/2 ・・・(12)
Wx= S×cos60° = S/2 ・・・(13)
D = [{−2×(S/2)}+{−(S/2)}]/2
= {−S−(S/2)}/2
= −3/4×S ・・・(14)
A = ±[|{−2×(S/2)}−{−(S/2)}|]/2
= ±{|−S+(S/2)|}/2
= ±S/4 ・・・(15)
計算装置6の補正装置は、補正ずれ量に「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔95の3/4倍」と設定する。
5は無線タグ小群110の無線タグ、120は無線タグ小群110の平行写像となるように並べた無線タグ群100に含まれる無線タグ小群、121〜125は無線タグ小群120の無線タグ、101はX方向の無線タグの間隔、102はY方向の無線タグ小群の間隔、103は無人搬送車の走行経路の一例、104は無人搬送車が走行経路103を走行する際に無線タグ読取装置が読み取れる範囲である。無線タグ111〜115および無線タグ121〜125のうち無線タグ113は基準無線タグで、無線タグ111〜115および無線タグ121〜125には基準無線タグ113からの相対的な位置情報が記憶されている。無線タグ111〜115および無線タグ121〜125は基準無線タグ113を中心として直線状に間隔101で並べ、基準無線タグ113が指示経路11上になるように指示経路11に対して法線方向に走行面に施設している。Y方向の無線タグの間隔102は、無線タグの間隔101以上とする。
無人搬送車1は、図3に示すステップで自律走行する。ただし、ステップ7は図3と異なるので以下に示す。
ステップ7では、計算装置6の補正装置は無線タグ読取装置2が読み取った無線タグの情報から走行経路と指示経路11とのずれ量とすれ角とを計算し、補正ずれ量に前記ずれ量を補正ずれ角に前記ずれ角を設定する。そしてステップ10に移行する。
無人搬送車1が走行経路103を走行すると、前記無人搬送車1に搭載している無線タグ読取装置2は無線タグ123から「Xは基準無線タグと同じ、Yのマイナス方向に間隔102」という情報を読み取り、無線タグ112から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔101、Yは基準無線タグと同じ」という情報を順次読み取る。
D = {0+(―S)}/2
= −S/2 ・・・(16)
A = ±{|0−(−S)|}/2
= ±S/2 ・・・(17)
計算装置6の補正装置は、補正ずれ量に「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔101の1/2倍」と設定する。
α = tan−1{|(―P)−0|}/{|0+(―S)|}
= tan−1(P/S) ・・・(18)
計算装置6の補正装置は、ここでは「Xは基準無線タグと同じ」から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔101」に変移していることからXのマイナス方向に向いていると判断して、補正ずれ角に「−tan−1(P/S)」を設定する。
ここでは、無人搬送車1に搭載されている無線タグ読取装置2は、自装置を中心とした無線タグの間隔135と同じ直径の円内にある無線タグから前記無線タグに記憶されている情報を読み取るように予め出力電波の強度や指向性を調整しておく。
無人搬送車1が走行経路133を走行すると、前記無人搬送車1に搭載している無線タグ読取装置2は無線タグ153から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔131の2倍、Yのマイナス方向に間隔132の2倍と間隔136との和」、無線タグ154から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔131、Yのマイナス方向に間隔132と間隔136との和」、無線タグ143から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔131の2倍、Yのマイナス方向に間隔132の2倍」、無線タグ144から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔131、Yのマイナス方向に間隔132」という情報を順次読み取る。
79は無線タグ小群170の無線タグ、180は無線タグ小群170の180°の回転写像となるように並べた無線タグ群160に含まれる無線タグ小群、181〜189は無線タグ小群180の無線タグ、161はX方向の無線タグの間隔、162はY方向の無線タグの間隔、163は無人搬送車の走行経路の一例、164は無人搬送車が走行経路163を走行する際に無線タグ読取装置が読み取れる範囲、165は無線タグの間隔、166はY方向の無線タグ小群の間隔である。無線タグ171〜179および無線タグ181〜189のうち無線タグ175は基準無線タグで、無線タグ171〜179および無線タグ181〜189には基準無線タグ175からの相対的な位置情報が記憶されている。無線タグ171〜179は基準無線タグ175を中心として隣接する無線タグが正三角形の頂点に位置するようなW字状に間隔165で並べ、無線タグ181〜189は無線タグ185を中心として隣接する無線タグが正三角形の頂点に位置するようなW字状に間隔165で並べ、基準無線タグ175が指示経路11上になるように指示経路11に対して法線方向に走行面に施設している。Y方向の無線タグ小群の間隔166は、Y方向の無線タグの間隔162の2倍以上とする。
ここでは、無人搬送車1に搭載されている無線タグ読取装置2は、自装置を中心とした無線タグの間隔165と同じ直径の円内にある無線タグから前記無線タグに記憶されている情報を読み取るように予め出力電波の強度や指向性を調整しておく。
無人搬送車1が走行経路163を走行すると、前記無人搬送車1に搭載している無線タグ読取装置2は無線タグ183から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔161の2倍、Yのマイナス方向に無線タグ小群の間隔162と間隔166との和」、無線タグ184から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔161、Yのマイナス方向に間隔166」、無線タグ174から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔161、Yのマイナス方向に間隔162」、無線タグ173から「基準無線タグよりXのマイナス方向に間隔161の2倍、Yは基準無線タグと同じ」という情報を順次読み取る。
そこで距離225の中間点に無線タグ群シート235を新たに設置し、最初に距離236を走行した後に無線タグ群シート235からの情報により指示経路233からのずれ量とずれ角とを計算し、次に距離236を走行した後に無線タグ群シート234からの情報により再度前記指示経路233からのずれ量とずれ角とを計算するようにすることで、蛇行を抑えて前記指示経路233に沿った走行ができるようになる。
走行経路237は無人搬送車231が距離236まで走行した場合の走行経路の一例であり、走行経路238は一旦無線タグ群シート235からの情報により走行経路233に戻った後再び走行経路237の同じようにずれていく場合の走行経路の一例である。走行経路226は走行経路237と同じずれ方を2回繰り返した場合の走行経路の一例である。
実施例の説明において、第1の実施例で示した無線タグ群をシートに埋設したがこれに限定するわけではなく、第2〜6の実施例で示した無線タグ群であってもかまわないし、それらの組み合わせであってもかまわない。
2 無線タグ読取装置
3 車輪
4 走行装置
5 走行量検知装置
6 計算装置
7 入力装置
8 車輪の左右の間隔
9 車輪の前後の間隔
10 直交座標系
11 指示経路
12 無線タグ群
13、14 実際の走行経路の一例
15 最初の位置から無線タグ群までの距離
21〜25 第1の実施例に係わる無線タグ
26 第1の実施例に係わる無線タグ間のX方向の間隔
27、28 無人搬送車の走行位置
29 指示経路とのずれ量
30 直交座標系
31〜32 車輪の実際の移動量
33 無人搬送車の見做しの移動量
34 無人搬送車の見做しの移動角α
35 見做しの走行位置
40 無人搬送車が指令を受け取った位置
41 X方向の距離X1
42 Y方向の距離Y1
43 Y方向に対する移動角α1
44 X方向の距離X2
45 Y方向の距離Y2
46 Y方向に対する移動角α2
60 第2の実施例に係わる無線タグ群
61〜69 第2の実施例に係わる無線タグ
71 第2の実施例に係わるX方向の無線タグの間隔
72 第2の実施例に係わるY方向の無線タグの間隔
73 無人搬送車の走行経路の一例
74 無線タグ読取装置が読み取れる範囲
75 第2の実施例に係わる無線タグの間隔
80 第3の実施例に係わる無線タグ群
81〜89 第3の実施例に係わる無線タグ
91 第3の実施例に係わるX方向の無線タグの間隔
92 第3の実施例に係わるY方向の無線タグの間隔
93 無人搬送車の走行経路の一例
94 無線タグ読取装置が読み取れる範囲
95 第3の実施例に係わる無線タグの間隔
100 第4の実施例に係わる無線タグ群
101 第4の実施例に係わるX方向の無線タグの間隔
102 第4の実施例に係わるY方向の無線タグ小群の間隔
103 無人搬送車の走行経路の一例
104 無線タグ読取装置が読み取れる範囲
110、120 第4の実施例に係わる無線タグ小群
111〜115、121〜125 第4の実施例に係わる無線タグ
116 Y方向に対して最も浅い角度で通過できる走行経路
117、127 無線タグ読取装置が読み取れる範囲
118、128 Y方向に対する角度
126 Y方向に対して最も深い角度で通過できる走行経路
130 第5の実施例に係わる無線タグ群
140、150 第5の実施例に係わる無線タグ小群
141〜149、151〜159 第5の実施例に係わる無線タグ
131 第5の実施例に係わるX方向の無線タグの間隔
132 第5の実施例に係わるY方向の無線タグの間隔
133 走行経路の一例
134 無線タグ読取装置が読み取れる範囲
135 第5の実施例に係わる無線タグの間隔
136 第5の実施例に係わるY方向の無線タグ小群の間隔
160 第6の実施例に係わる無線タグ群
170、180 第6の実施例に係わる無線タグ小群
171〜179、181〜189 第6の実施例に係わる無線タグ
161 第6の実施例に係わるX方向の無線タグの間隔
162 第6の実施例に係わるY方向の無線タグの間隔
163 走行経路の一例
164 無線タグ読取装置が読み取れる範囲
165 第6の実施例に係わる無線タグの間隔
166 第6の実施例に係わるY方向の無線タグ小群の間隔
200 第7の実施例に係わるシート
201 第7の実施例に係わるシートで用いる直交座標系
202 第7の実施例に係わるシートのX軸
203 第7の実施例に係わるシートのY軸
210 第7の実施例に係わる無線タグ群
211〜215 第7の実施例に係わる無線タグ
216 第7の実施例に係わる無線タグ間のX方向の間隔
220 直交座標系
221、231 無人搬送車
222、232 無線タグ読取装置
223、233 指示経路
224、234、235 無線タグ群シート
225、236 距離
231〜235 無線タグ群シート
241 走行面
242 天井
243、244 無線タグ群シート
1114 従来の方位検知器
1124 従来の方位標識
β 従来のずれ量
α 従来の方位標識間距離
1115 従来の方向検知器
1125 従来の方向標識
1116 従来のIDタグ検知器
1126 従来のIDタグ
1210 従来の走行経路線
1211 従来の曲率の小さい範囲
1212 従来の曲率の大きい範囲
1213 従来の磁石
1216 従来の無人搬送車
L 従来の走行経路
m1、m2 従来の補正マーカ
l 従来の補正マーカの間隔
1307 従来の無人搬送車
S1、S2 従来の検出センサ
Claims (1)
- 指示経路を走行する無線タグ読取装置を備えた自律走行する無人搬送車と、
指示経路に沿って配置する無線タグ群シートと、
走行量を検知できる走行量検知装置と、
走行装置に指令する計算装置と、
前記無線タグ群シートが、前記指示経路上に配置される基準無線タグと、前記基準無線タグからの相対的な位置情報を記憶した複数の無線タグとを有し、
前記無線タグは、指示経路の法線方向に複数列等間隔に並べて配置され、
前記計算装置が、前記指示経路の法線方向に配置された列のうち異なる列に存在する2以上の無線タグから位置情報を取得し、指示経路進行方向と指示経路進行方向に対する法線方向のずれ量とずれ角を計算して、前記ずれ量とずれ角に基づいて前記走行装置に補正指令することを特徴とする自律走行する無人搬送車の走行システム。
Priority Applications (1)
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