JPH01180609A - 走行車の停止位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は走行車の停止位置検出装置に関する。

（従来の技術） 例えば、無人走行車の走行方式には、レールや光学テー
プから成る誘導ラインを使用した有軌道方式とジャイロ
スコープやエンコーダを利用した無軌道方式とがあるが
、いずれにしても予め設定された位置例えばステーショ
ンに停止することになる。ところで、ステーションに停
止する場合、例えば誘導ラインを検出しながら走行する
無人走行車であれば、停止マークを検出したときに走行
を停止している。ところが、ただ単に停止マークを検出
したときに走行を停止したのでは無人走行車がステーシ
ョンに対して所定の位置に正確に停止することが困難と
なるため、無人走行車の停止位置ずれを検出し、この検
出位置から基準停止位置に対するずれ量を求めている。

なお、無人走行車がステーションに対して所定位置に停
止しなければ、走行車に例えば作業ロボットが搭載され
て荷物の積み下ろし作業を行なう場合、作業ロボットの
アームの移動経路がプログラム化されているために移動
経路を補正しなければ荷物を把持して積み下ろすことが
できなくなってしまう。

しかして、かかる停止位置ずれの検出は作業ロボットの
ハンドにＩＴＶ（工業用テレビジョン）カメラ等の撮像
装置を設けてステーションを撮像し、その画像データか
らステーションの特徴ある部分を抽出して停止位置ずれ
を検出したり、又光学センサによりステーションに設け
られた位置ずれ検出用マークを検出してその位置から停
止位置ずれを算出している。

しかしながら、撮像装置を使用する方法では画像データ
を得てから画像処理を実行して停止位置ずれを求めなけ
ればならないので、この画像処理に時間がかかり、かつ
画像メモリの容量を大きくする必要がある。又、光学セ
ンサを使用する方法では位置ずれ検出用マークを探して
検出しなければならないために停止位置ずれ検出に時間
がかかってしまう。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように停止位置ずれの検出までに時間のかかるも
のであり、かつ撮像装置を使用たものであればメモリ容
量を大きくする必要がある。

そこで本発明は、小容量のメモリを使用しかつ簡単な構
成で高速に停止位置ずれを検出できる走行車の停止位置
検出装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、ステーションに停止したときの停止位置を検
出する走行車の停止位置検出装置において、ステーショ
ンに設けられ少なくともセンタ及び両サイドにそれぞれ
表示ポイントを有しかつこれら表示ポイントが走行車の
誘導方向に対して平行に配置されたライン発光器と、走
行車に設けられこの走行車の誘導方向に対して平行に設
けられた１次元ライン受光器と、この１次元ライン受光
器で受光された各表示ポイント位置から走行車の前記ス
テーションに対する停止角度及びステーションとの間の
距離を求める停止位置算出手段とを備えて上記目的を達
成しようとする走行車の停止位置検出装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、ステーションに設
けられたライン発光器からの各表示ポイントが走行車に
設けられた１次元ライン受光器で受光され、この１次元
ライン受光器で受光された各表示ポイント位置から停止
位置算出手段は走行車のステーションに対する停止角度
及びステーションとの間の距離を求める。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は走行車の停止位置検出装置を無人走行車に適用
した場合の全体構成図であって、第１Ａ図は無人走行車
の停止状態を示す図、第１Ｂ図は停止位置検出装置の機
能ブロック図である。同図において１は無人走行車であ
って、この無人走行車１は誘導ライン２の位置を検出し
ながら走行し、ステーション３に対して所定位置に付さ
れた停止マーク４を検出したときに走行を停止する機能
を有するものである。

さて、ステーション３にはライン発光器５が設けられて
いる。このライン発光器５は同一長さの各発光器５ａ、
５ｂを僅かな隙間６を開けて無人走行車１の誘導方向に
対して聞方“向に配列した構成となっている。従って、
このライン発光器らはセンタ及び両サイドに表示ポイン
トとなる発光の端部が形成されている。そして、このラ
イン発光器５の前面には光学レンズ７が配置され、ライ
ン発光器５から放射された光は光学レンズ７で集光され
てステーション３に設けられた窓８で焦点を結び、それ
から外部へ放射されるようになっている。

一方、無人走行車１にはライン発光器５から放射される
光の放射位置に１次元ラインカメラ１０が設けられてい
る。この１次元ラインカメラ１０は受光量に応じた電気
信号を出力するもので、この出力された電気信号は停止
位置検出装置１１へ送られている。この停止位置検出装
置１１は１次元ラインカメラ１０からの電気信号からラ
イン発光器５の照射された表示ポイントを検出し、この
検出された表示ポイントから無人走行車１のステーショ
ン３に対する停止角度及び無人走行車１とステーション
３との間隔を求める機能を有するものである。具体的に
は第１Ｂ図に示すような構成となっている。すなわち、
１次元ラインカメラ１０からの電気信号は２値化回路１
２で２値化されて検出位置データとしてメモリ１３に記
憶されるようになっている。さて、受光製検出手段１４
は画像メモリ１３に記憶された検出位置データから各表
示ポイントの位置を検出して各表示ポイント間の距離を
求める機能を有するものである。又、停止角度算出手段
１５は受光製検出手段１４で求められた各表示ポイント
間の距離に基づいて無人走行車１のステーション３に対
する停止角度を算出する機能を有するものであり、ステ
ーション間距離算出手段１６は受光製検出手段１４で求
められた各表示ポイント間の距離に基づいて無人走行車
１とステーション３との距離を算出する機能を有するも
のである。なお、出力手段１７は求められた無人走行車
１とステーション３との距離及び無人走行車１のステー
ション３に対する停止角度を図示しないロボット制御手
段へ送出するものである。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。

無人走行車１は誘導ライン２の位置を検出しながら走行
し、この走行でステーション３に到達して停止マーク４
を検出すると走行を停止する。このとき、ライン発光器
５の各発光器５ａ、５ｂから放射された光はそれぞれ光
学レンズ７で集光されて外部へ放射される。そして、こ
れら光は無人走行車１に設けられた１次元ラインカメラ
１０に照射される。この１次元ラインカメラ１ｏは第２
図に示すような受光量に対応したレベルの電気信号を出
力し、この電気信号は２値化回路１２で２値化設定レベ
ルＱで２値化されて検出位置データとしてメモリ１３に
記憶される。このように検出位置データが画像メモリ１
３に記憶されると、受光製検出手段１４は検出位置デー
タの各レベル変化位置を表示ポイントａｔ、　ａ２．　
ａ３．　ａ４として検出し、これら表示ポイント位置か
ら表示ポイントａｌとａ２及びａ３とａ４との各距離Ａ
、Ｂを算出する。そして、これら表示ポイント間距離ａ
ｌ−ａ２及びａ３−ａ４はそれぞれ停止角度算出手段１
５及びステーション間距離算出手段１６に送られて無人
走行車１のステーション３に対する停止角度及び無人走
行車１とステーション３との距離が算出される。

ここで、停止角度及び無人走行車１とステーション３と
の距離の算出作用について第３図を参照して具体的に説
明する。なお、同図において次の条件を設定する。すな
わち、表示ポイントａ２．　ａ３を同一ポイントとして
ｍで表わし、又表示ポイントａ４をＥで示しである。そ
こで、表示ポイントｍを通る線分に対して垂直でかつ表
示ポイントａ１と交差する線分をイー口とし、この線分
イー口に対して平行で表示ポイントＥと交差する線分を
ハーニとする。そして、この線分ハーニと表示ポイン）
ａｌを通る光と交差する点をＦとし、かつこの点Ｆから
線分イー口に対して垂直に下ろした点をＧとし、又表示
ポイントＥから線分イー口に対して垂直に下ろした点を
Ｈとする。しかして、無人走行車１とステーション３と
の距ｆｉＹはステーション３の窓８つまり光学レンズ７
の焦点位置ｆから表示ポイントｍまでとなり、又停止角
度はθとなる。なお、ライン発光器５の照射方向と線分
イー口と交差する角度をαとする。

さて、このような条件で角度θとαとの比を求めると、 ｔａｎθ／ｌａｎ　ａ−ＧＫ／ＣＦ −Ｇ　Ｋ／ＨＥ　　　　　　・・・（１）となる。ここ
で、ΔａｌＨＥと△ａｌＧＫとは相似しているので、 ＨＥ　：　ＧＫ−Ａ＋Ｂ　：　ａ２−Ｋが成り立つ。そ
して、ＫｍとｍＥとの各長さが等しくなるので、 ａｔ−に軍Ａ−Ｂ となる。従って、上記第（１）式は ｔａｎθ／ｌａｎ　ａ−Ａ−Ｂ／Ａ＋Ｂとなる。よって
、停止角度θは、 θ−ｊａｎ　　−１（（Ａ−Ｂ／Ａ＋Ｂ）ｔａｎ　　（
Ｚ）・・・（２） となる。

一方、無人走行車１とステーション３との距離Ｙは次の
通り求められる。つまり、 ｔａｎ　ａ　−（Ａｓｌｎθ十Ｙ）／Ａｃｏｓ　θであ
るので、 Ｙ＝Ａ（ｃｏｓθｔａｎ　ａ−ｓｉｎθ）　　　　・（
３）となる。

かくして、停止角度算出手段１５は上記第（２）式から
無人走行車１のステーション３に対する停止角度θを算
出し、又ステーション間距離算出手段１６は上記第（３
）式から無人走行車１とステーション３との距離Ｙを算
出する。なお、角度αは光学レンズ７の焦点距離に対応
して定まり、予め停止角度算出手段１５に設定されてい
る。そして、これら停止角度θ及び距離Ｙはそれぞれ出
力手段１７を通してロボット制御手段へ送られる。これ
により、ロボット制御手段はこれら停止角度θ及び距離
Ｙに基づいてアームの軌道の位置補正を行なって荷物の
積み下ろし作業を実行する。

このように上記一実施例においては、ステーション３に
設けられたライン発光器５からの各表示ポイントが無人
走行車１に設けられた１次元ライン受光器１０で受光さ
れ、この１次元ライン受光器１０で受光された各表示ポ
イント位置から無人走行車１のステーション３に対する
停止角度θ及びステーションとの間の距離Ｙを求める構
成としたので、簡単な構成で高速に無人走行車１とステ
ーション３の距＃ｌＹ及び停止角度θを求めることがで
き、かつこのとき１次元ラインセンサ１０を使用してい
るのでメモリ１３の容量を小さくできる。又、距離Ｙ及
び停止角度θの算出は上記第（２）。

（３）式を演算すればよいので、例えば８ビツト構成の
ＣＰＵ　（中央処理装置）で容易に処理できる。

さらに、検出精度を高める場合は、高分解能の１次元ラ
インセンサ１０を使用するとともに光学レンズ７の焦点
距離を変更すればよいので、容易に高精度な検出ができ
る。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、ラ
イン発光器は第４図に示すように４本の光ファイバー２
０．２１．２２．２３を使用してそれぞれセンタと両サ
イドの各表示ポイントに配置するようにしてもよい。こ
の場合、各光ファイバー２０〜２３の各出力端には光学
レンズ２４．２５．２６．２７をそれぞれ設けて出力さ
れる光が広がらずビームとなるようにしている。

又、本装置は各走行方式の無人走行車や有人の走行車に
も適用できる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、小容量のメモリを
使用しかつ簡単な構成で高速に停止位置ずれを検出でき
る走行車の停止位置検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる走行車の停止位置検出装置を無
人走行車に適用した場合の一実施例を示す図であって、
第１Ａ図は無人走行車の停止状態を示す図、第１Ｂ図は
機能ブロック図、第２図は２次元ラインセンサの出力信
号を示す模式図、第３図は停止位置の算出を説明するた
めの模式図、第４図は変形例を示す図である。 １・・・無人走行車、２・・・誘導ライン、３・・・ス
テーション、４・・・停止マーク、５・・・ライン発光
器、７・・・光学レンズ、１０・・・１次元ラインセン
サ、１１・・・停止位置算出装置、１２・・・２値化回
路、１３・・・メモリ、１４・・・受光長検出手段、１
５・・・停止角度算出手段、１６・・・ステーション間
距離算出手段、１７・・・出力手段。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 Ｗｉ２図 卒３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ステーションに停止したときの停止位置を検出する走
   行車の停止位置検出装置において、前記ステーションに
   設けられ少なくともセンタ及び両サイドにそれぞれ表示
   ポイントを有しかつこれら表示ポイントが前記走行車の
   誘導方向に対して平行に配置されたライン発光器と、前
   記走行車に設けられこの走行車の誘導方向に対して平行
   に設けられた１次元ライン受光器と、この１次元ライン
   受光器で受光された前記各表示ポイント位置から前記走
   行車の前記ステーションに対する停止角度及び前記ステ
   ーションとの間の距離を求める停止位置算出手段とを具
   備したことを特徴とする走行車の停止位置検出装置。