JPH01250112A - 自走台車の走行制御方法および装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、自走台車の走行制御方法および装置に関する
ものである。

（ロ）従来技術 自走台車（自走ロボット）は、種々の測定や作業に用い
られている。そして、製鉄所においては省力化のために
厚板鋼板の超音波探傷に使用することが考えられている
。

超音波探傷の対象となる厚板鋼板の寸法は、幅量大幅５
−１最大長２５−程度である。一方、超音波探傷すべき
走行軌跡は、例えばＪ　Ｉ　Ｓ　−０８０１に準拠する
とき、４周および２００１−ピッチ格子状となる。Ｊ　
Ｉ　Ｓ−０８０１，Ａ３７Ｍ４３６等の規格において、
この深傷線からのずれの許容誤差については、論じられ
ていない、しかし、常識的に見てピッチが２００１であ
ることから、±５０ｍ−以内であることは必要となる。

たとえ、完全直進可能な台車があったとしても、板の長
手方向に２５−走行するとき、走行線と台車走行方向と
のずれが始端で０１１２度あると、終端では±５０論−
以上のずれとなってしまう、この０．１２度内で始点を
スタートすること自体、計測なしでは不可能である。ま
た、探傷時、鋼板がリン本土に置かれていることもあり
、鋼板にうねりが生じ、自走台車が直進することを妨げ
ている。

したがって、自走台車の走行ルートを何らかの方法で制
御する必要がある。

従来の自走台車の制御方式としては、次のようなものが
ある。

（ｉ＞　　光学式テープ検出方式 この方式は床面に台車の走行ルートにそって、テープを
貼り付は明暗差をつくり、台車上の光学センサでその明
暗を検出し、そのテープにそって、台車を走行させるも
のである。

しかし、この方式は、鋼板１枚１枚にテープを貼り付け
るので、自走台車による省力化の効果を上げえない。

（ｉｉ）　　誘導無線方式 この方式は、床面に走行ルートにそって、誘導無線ケー
ブルを敷設し、台車上で電界強度を測定し、そのケーブ
ルにそって台車を走行させるものである。

しかし、この方式は、床面に誘導無線ケーブルを敷設し
ても、鋼板が遮蔽板になってしまうので、効果が得られ
ない。

（ｉｉｉ）　　壁面倣い方式 この方式は、走行ルートにそった壁面との距離を超音波
距離計等のセンサにより測定しながら壁面に倣って台車
を走行させるものである。

しかし、この方式は、周囲に壁面をつくった場合、壁面
、台車間の距離を測定する距離計が非常に大がかり（２
５鵬計測）なものになってしまい、自走台車も大きなも
のになり、経済的に意味のないものとなる。

にＶ）　磁気マーク方式（特開昭５５−９５１１６号公
報）この方式は、磁性体表面（例えば鋼板）を走行する
台車の走行ルートを磁気マークで形成し、台車をその磁
気マークに追従走行させるものである。

しかし、この方式は、製品を磁化するので、消磁処理が
難しく、また、非磁性鋼板には適用できない。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は、簡単な設備で簡便に
自走台車の走行制御を行うことのできる方法および装置
を得ることにある。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の自走台車の走行制御方法は、ステアリング機能
を有する自走台車を目標位置へ到達させるための走行制
御において、前記目標位置線上にスリット光源を設ける
こと、前記自走台車の走行路周囲を壁で囲って不要な光
線を遮断すること、前記自走台車にイメージセンサ・カ
メラを搭載すること、該カメラに前記光源を結像させる
こと、該結像と前記自走台車の走行基準線とのなす振れ
角を算出すること、該算出振れ角にもとづいて前記自走
台車の向きを補正すること、前記自走台車の進行にとも
なって前記イメージセンナ・カメラのズーム量を変更す
ることからなる手段によって、上記課題を解決している
。

前記自走台車の走行領域の周囲に複数の光源を設は順次
点灯させることにより所望の走行パターンを形成するこ
ともできる。

本発明のステアリング機能を有する自走台車の走行制御
装置は、前輪２輪駆動の３輪自走台車と、前記前輪を別
個に独立して駆動するパルス・モータと、該台車に搭載
されたイメージセンサ・カメラと、該カメラのズーム量
を変更する駆動モータと、無線交信をする車上および地
上の無線送受信機と、該信号を処理し各機に制御信号を
送る車上および地上の計算機と、台車の走行領域に設け
た複数のスリット光源と、該走行領域の周囲を取り囲ん
で不要な光線を遮断する壁とからなる手段によって、上
記課題を解決している。

（ホ）作　　用 本発明の方法および装置の作用について説明する。目標
位置は、探傷すべき基準線上にある。光源はその基準線
上にある０台車は本来探傷基準線上にあってしかも目標
位置に正しく向けられていなければならない、ところが
、実際には、最初の台車設定誤差または走行中の誤差等
により、台車は探傷基準線よりずれる。

この探傷基準線からのずれは、大別して次の３通りにな
る。

（ｉ）　　台車が探傷基準線から平行にＡ１だけずれて
いる場合 （１１）台車が探傷基準線上にあるが、基準線に対して
角度θだけ向きが振れている場合 （ｉｉｉ＞　　台車が探傷基準線からＡＩだけずれかつ
基準線から角度θだけ振れている場合 上記いずれの場合においても、イメージセンナ・カメラ
によって到達すべき目標光源と台車とを結ぶ走行基準線
に対する台車の振れ角ηが検出される。そこで、この振
れ角ηをゼロにするように内方補正を加えながら走行制
御をすればよい０台車は探傷基準線からずれて走行する
場合も起るが、最終的には目標地点に到達するのである
から、全体的には探傷基準線とのずれが小さくなること
になる。

振れ角ηをゼロに補正するとは、イメージセンサ・カメ
ラでとらえた光源の像がカメラの基準線上に常にあるよ
うに、カメラの向き、すなわち台車の向きを補正するこ
とである０台車の向きの補イメージセンサ・カメラはズ
ームレンズ（自動焦点機構レンズ）を備えているので、
台車と目標位置との間の距離が走行に従って変化したと
き、ズーム量を変える。

光源を複数設けることによって、台車の走行パターンを
変えることができる６例えば、長方形の４辺に等間隔に
光源を設け、各辺ごとに１個ずつ光源を順次点滅して行
けば、格子状の走行パターンを得ることができる。これ
は厚板鋼板の超音波探傷に有効である。

（へ）実施例 図面を参照して、本発明の方法および装置の実施例につ
いて説明する。

第１図に示すように、本発明の方法は、ステアリング機
能を有する自走台車１を目標位置Ｐへ到達させる。目標
位置Ｐの探傷基準線Ｌ０上にスリット光源２を設ける。

自走台車１の走行路３周囲を壁４で囲って不要な光線を
遮断する。スリット光源２としては、通常の細長蛍光灯
を用い、スリット板２１で光線を制限することが好まし
い、走行路３としては、例えば厚板鋼板でもよい、自走
台車１については後に詳述する。壁４としては薄鋼板、
プラスチック板等でよい。

自走台車１にイメージセンサ・カメラ５を搭載し、カメ
ラ５に光源２を結像させる。イメージセンサ・カメラ５
としては、第３図に示すように、ＣＣＤカメラが好まし
い、ＣＣＤカメラ５は、−次元のＣＣＤ５１を受光部と
しズームレンズ（自動焦点調節機構付きレンズ）５２を
有しているものが好ましい。

第３図に示すように、走行基準線Ｌ２と台車１の基準線
り、とのなす振れ角ηを算出する。この算出振れ角ηに
もとづいて、自走台車１の向きを補正する。自走台車１
の進行にともなってイメージセンナ・カメラ５のズーム
量を変更する。すなわち、光源２とズームレンズ５２ど
の距離Ｓにもとづいて、ズームレンズ５２とＣＣＤ５１
との距離ｆを調節する。

第２図に示すように、自走台車１の走行領域３の周囲に
複数の光源２を設けて所望の走行パターンを形成する０
図示する例では格子状の走行パターンである。

第４図に本発明の装置に用いる３輪自走台車１について
説明する。３輪自走台車１は前輪１１．１２は駆動であ
り、後輪１３は球形の非駆動車輪である。

前輪ｉｔ、１２は、パルス・モータ１１１，１２１によ
って別個に独立して駆動される。

台車１には、前述したイメージセンサ・カメラ５が搭載
されている。パルス・モータ５３は、カメラ５のズーム
量を変更する。

台車１には、必要に応じて、超音波探触子１３，１４、
先端検出センサ１５、エツジ検出センサ１６，１７を設
けることもできる。

自走台車１の走行を制御する装置を第５１２１に示す、
この制御装置は、無線交信をする車上および地上の無線
送受信機６１および７１と、信号を処理し各機器に制御
信号を送る車上および地上の計算機６２および７２とか
らできている。

地上計算機７２は、測定対象情報と地上無線送受信機７
１からの信号を取り込んで光源２に点滅信号を送る。地
上無線送受信機フ１からは車上無線送受信機６１を介し
て車上計算機６２に必要に応じて制御信号を送る。

車上計算機６２は車上無線送受信機旧からの信号を受け
て、パルス・モータ１１，１２．５３および検出器移動
用機器１８に制御信号を送る０機器１８からの制御信号
が各検出器１３，１４，１５，１６．１７に送られる。

これら検出信号が車上計算機６２を介して車上無線送受
信機６１から地上計算８！７２に送られる。

自走台車１の走行制御のフロー・チャートを第６図に示
す。

厚板鋼板の超音波探傷を行う場合の、自走台車１の走行
パターンを第７図に示す、まず鋼板の４辺のエツジを走
行しくＡ）、次いで幅方向に走行しくＢ）、最後に長手
方向に走行する（Ｃ）。

第８図は台車１の走行制御の態様を示す０台車１が探傷
基準線Ｌ０上にあるとき（Ａ、Ｂ、Ｃ）、台車１はその
ままあるいは振れ角ηを補正後、基準線Ｌ０上を走行す
ればよい０台車１が基準線Ｌ０からずれているとき（Ｄ
　、Ｅ　、Ｆ　、Ｇ）、そのままあるいは振れ角ηを補
正後、光源に向かって直進すればよい。

本発明の方法を実際の超音波探傷に実施した結果を示す
。

厚板鋼板（幅４輪×長さ２５ｍＸ厚み２５輪輪）の長手
方向に２００１ピツチに光源２を設け、テストを行った
。

台車１は鋼板端で１８０°ターン（シーケンス制御）を
行った。その際、ずれ量が５０−程度であったものの、
２５ｍ先ではほぼ目標線上となり、範囲内での測定は可
能なことが確認できた。ズームは３５〜２１（ｌｓｍ、
直径５５１でＣＣＤに一次元リニアアレを使用した０台
車は３輪車で２輪単独パルスモータ駆動、走行速度、高
速１００ｍ／ｓｉｎ低速１０ｍ／ｓｉｎである。

２５ｍの鋼板上で、直線走行試験を行った結果、無制御
時は機械系の調整でも、約１１Ｉ程度の誤差以下にはな
らなかったが、光源追従式の装置では、途中も含めて±
３０ｍｍ以内の直線精度が得られる。

（ト）効　　果 本発明によれば、簡単な装置で、自走台車の走行を正確
に制御でき、超音波探傷等に応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は本発明の別の
方法の説明図、第３図はイメージセンサ・カメラの動作
説明図、第４図は自走台車の平面図、第５図は自走台車
の制御装置の説明図、第６図は本発明の方法のフローチ
ャート、第７図は自走台車の走行パターンの説明図。第
８図は自走台車の制御態様の説明図。 １：自走台車　　　　　　　　　　２：光源３：走行路
　　　　　　　　　　　４：壁５：イメージセンサ・カ
メラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリング機能を有する自走台車を目標位置へ
   到達させるための走行制御において、前記目標位置線上
   にスリット光源を設けること、前記自走台車の走行路周
   囲を壁で囲つて不要な光線を遮断すること、前記自走台
   車にイメージセンサ・カメラを搭載すること、該カメラ
   に前記光源を結像させること、該結像と前記自走台車の
   走行基準線とのなす振れ角を算出すること、該算出振れ
   角にもとづいて前記自走台車の向きを補正すること、前
   記自走台車の進行にともなって前記イメージセンサ・カ
   メラのズーム量を変更することからなる自走台車の走行
   制御方法。
2. （２）前記自走台車の走行領域の周囲に複数の光源を設
   けて所望の走行パターンを形成することからなる請求項
   １記載の方法。
3. （３）ステアリング機能を有する自走台車と、該台車に
   搭載されたイメージセンサ・カメラと、該カメラのズー
   ム量を変更する駆動モータと、無線交信をする車上およ
   び地上の無線送受信機と、該信号を処理し各機に制御信
   号を送る車上および地上の計算機と、台車の走行領域に
   設けた複数のスリット光源と、該走行領域の周囲を取り
   囲んで不要な光線を遮断する壁とからなる自走台車の走
   行制御装置。