JPH01282615A - 自走式無人車の位置補正方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自走式の無人車システムに係り、特に車両側に
無人走行のために必要な主なる装置を備え、地上側には
格別の誘導施設を必要としない自走式無人車の位置補正
方式に関するものである。

〔従来技術〕

従来、無人車システムは、走行ルートに沿って誘導線を
敷設し、この誘導線路に交流電流を流し、発生する磁界
を検出して走行する電磁誘導方式と、光学テープを走行
ルートに貼付はテープからの反射光を車上の受光素子で
受はステアリング操作を行なう光学テープ方式が一般的
であった。

ところが、誘導線を敷設する電磁誘導方式は誘導線を敷
設する作業が困難な場合があり、また光学テープ方式は
光学テープが汚れ等により寿命が短く且つメンテナンス
が面倒となるという欠点がある。

これに対する対策として、車上にジャイロコンパス、走
行距離検出センサ及び走行ルート等のマツプデータを記
憶する記憶装置を搭載し、ジャイロコンパス及び走行距
離検出センサからの方位及び走行距離と記憶装置に記憶
されたマツプデータを突き合わせ、無人車を走行ルート
に沿って誘導させる自走式無人車がある（例えば、特公
昭６２−３３６１２号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記ジャイロコンパスで方位を測定しな
がら走行する自走式無人車は、ジャイロコンパスの方位
データが無人車が停止していても少しづつずれていった
り、無人車走行時の傾斜振動によるジャイロ方位データ
の誤差成分が発生し、方位データがずれてゆくため、無
人車が予定の走行ルートからずれるという問題がある。

この対策として上記特公昭６２−３３６１２号公報に記
載の技術は、走行ルート上の所定位置に電磁式或いは光
学式又は超音波式のキャリブレーションマーカを設け、
このキャリブレーションマーカに無人車が到達する毎に
走行ずれと走行距離の補正を行なうようにしているが、
走行ルート全域にわたり誘導線を敷設する従来例程、誘
導線の敷設作業が程困難でないとしても、このキャリブ
レーションマーカの敷設作業も困難であるという問題が
ある。また、この方式は従来の誘導線による誘導と併用
となるため装置が複雑となるという欠点もあった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点
を除去し、簡単な構成で方位ずれを補正できる自走式無
人車の位置補正方式を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明は、車上に車両の走行距
離及び走行ルート等のマツプデータを記憶する記憶装置
を搭載すると共に、該記憶装置からのマツプデータと走
行距離検出センサ及び方位を検出するジャイロコンパス
からの出力により、現在の無人車位置を測定する位置測
定手段を具備し、該無人車をマツプデータに従って走行
させる自走式無人車において、無人車の前端部と後端部
にそれぞれ無人車の幅方向のずれを検出する一対のずれ
検出センサを設けると共に、無人車の走行ルールドに該
一対のずれ検出センサの間隔と略同間隔で一対の補正マ
ーカーを複数対配置し、該補正マーカーをずれ検出セン
サで検出し、該一対のずれ検出センサの出力とマツプデ
ータとから無人車の座標ずれと方位ずれを検出し、方位
検出センサからの出力にこの座標ずれと方位ずれを加え
て補正データを作成し、該補正データを前記ジャイロコ
ンパスにセットし、以後この補正データを基に無人車の
位置及び方向を修正しながら次の補正マーカーに進むよ
うに構成した。

〔作用〕

上記のように構成することにより、車両側に無人走行の
ために必要な主なる装置を備え、地上側には格別の誘導
施設を必要としない自走式無人車において、車両の前後
端部に設けたずれ検出センサで、走行ルートに沿って配
置された補正マーカーを検出し、該ずれ検出センサを処
理し、補正データを作成しジャイロフンバスにセットす
るだけで、従来のように補正用の誘導線を走行ルートの
所定個所に敷設することなく、自走式無人車の位置補正
が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る自走式無人車の位置補正装置のシ
ステム構成の概要を示す図で、同図（ａ）は無人車と走
行ルートの概要を示す図、同図（ｂ）は無人車の概要を
示す図である。図示するように、無人車が走行する走行
ルートＬに沿って一対の磁性体からなる補正マーカーｍ
ｔ、ｍｔが所定の間隔！を設けて複数対配置している。

７は無人車であり、該無人車７の前端部と後端部には無
人車７の幅方向のずれ、即ち走行ルートＬからのずれを
検出するずれ検出センサＳ１．Ｓｔが設けられている。

ここでずれ検出センサＳ、とＳ、の間隔は補正マーカー
ｍ、とｍ、の間隔とは同じに設定しておく。

第２図は無人車７のずれ検出センサＳｔ、Ｓｔと補正マ
ーカーｍ、、ｍ□の関係を示す図で、同図（ａ）は平面
図、同！５０（ｂ）は側面図である。同図に示すように
、ずれ検出センサＳｌとＳ、の間隔と、床Ｆの表面に配
置された補正マーカーｍ１とｍ、の間隔は等しくなって
おり、ずれ検出センサＳＩ及びＳ、はそれぞれ複数の磁
気センサｍ、が無人車７の幅方向に直線状に並べ配置き
れている。

補正マーカーｍ＋と無人車７の前端部に設けられたずれ
検出センサＳＩの磁気センサｍ、の動作関係は、第３図
に示すように補正マーカーｍｔを中心として複数の磁気
センサｍ、が複数個（図では３個）作動するように構成
されている（第３図において、白丸印は磁気センサｍｓ
がＯＦＦの状態を示し、黒丸印は磁気センサｍ、がＯＮ
の状態を示す）。なお、無人車７の後端に設けられたず
れ検出センサＳ１と補正マーカーｍ、の関係も同様であ
るから、その説明は省略する。

第４図は本発明の位置補正装置の自走式無人車部分を示
す図である。同図において、１はシステム全体を管理制
御するシステムコンピュータ、２は前記システムコンピ
ュータ１からのディジタル信号をアナログ信号に変換す
るＤ／Ａ変換器、３は無人車７の進行方向を検出するジ
ャイロコンパス（ジャイロコンパス３は第４図の一点鎖
線で示すように無人車７の下部に取付られている）、４
は前記ジャイロコンパス３と距離測定車輪１１に連動し
て回転するパルス・ジェネレータ１２からの信号から無
人車７の位置を測定する位置測定装置、５はサーボ装置
、６は無人車７を制御する制御コンピュータ、８−１．
８−２は駆動輪、９−１．９−２は減速機、１０−１　
、１０−２はモータである。なお、第４図では図示を省
略するが無人車７の前後端部にはそれぞれずれ検出セン
サＳ１及びＳ２が設けられている。

システムコンピュータ１は走行ルートのマツプデータを
記憶する記憶装置を具備している。システムコンピュー
タ１は前記記憶装置からのマツプデータにより、舵取信
号ＳＧ、を作り、該舵取信号ＳＧ、をＤ／Ａ変換器２に
出力する。該Ｄ／Ａ変換器２は舵取信号ＳＧ、をアナロ
グ信号に変換し、サーボ装置５に出力する。サーボ装置
５の出力は減速ｌ１９−１．９−２を介して駆動輪８−
１．８−２を駆動するモータ１０−１．１０−２に出力
し、無人車７の走行距離及び方向を制御する。また、無
人車７の走行と共に距離測定車輪１１が回転し、それと
連動して回転するパルス・ジェネレータ１２の出力パル
スは位置測定装置４に出力される。位置測定装置４はこ
のパルス・ジェネレータ１２の出力パルスとジャイロコ
ンパス３からの出力により座標・方位データＳＧ、を作
成し、該座標・方位データＳＧ４をシステムコンピュー
タ１に出力する。

システムコンピュータ１は座標・方位データＳＧ４によ
り、後述する座標ずれＹ、及び方向ずれθ８を算出し、
該座標ずれＹＭ及び方向ずれθ４で補正した補正データ
Ｓ　Ｇ　ｓを位置測定装置４に出力すると共に、コース
ずれ信号ＳＧ、を作成し、制御コンピュータ６に出力す
る。制御コンピュータ６はこのコースずれ信号ＳＧ、か
らコースずれを解消する出力をサーボ装置５に出力する
。

また、制御コンピュータ６はマツプデータの切替信号及
び補正信号Ｓ　Ｇ　ｔをシステムコンピュータ１に出力
し、これによりシステムコンビコータ１はマツプデータ
の切り替え及び補正を行なう。

第５図（ａ）、（ｂ）は座標ずれ及び方位ずれデータの
作成方法を説明するための図である。無人車７がある位
置の補正マーカーｍ　ｓ　、　ｍ　、に対して第５図（
ａ）に示すように、方向がずれて侵入したとする。ずれ
検出センサＳ１により無人車７の前端部の走行ルートＬ
からのずれ量Ｘ、を検出し、ずれ検出センサＳ、により
無人車７の後端部の走行ルートＬからのずれ量Ｘ、を検
出し、この検出値をシステムコンピュータ１に出力する
。ここで、補正マーカーｍ、とｍ、との間隔をＤとする
と、座標ズレＹ、は、 Ｙ、ｌ−（Ｘ＋＋Ｘｘ）／２ となり、方位ずれθ、は、 θＨｍ　ｊ　ａ　ｎ−’（ｘ、±ｘ　ｘ　）　／　Ｄと
なる。ずれ量ｘ、及びＸ、は方位ずれθ８が小さい場合
は、ずれ検出センサＳＩ及びＳ、の検出値と略等しくな
る。システムコンピュータ１は上記演算を行ない座標ズ
レＹ４及び方位ずれθ１を算出し、位置測定装置４から
の座標・方位データＳＧ、にこの算出した座標ズレＹ、
及び方位ずれθ４を加え、その値を補正データＳＧ、と
して位置測定装置４に出力し、位置測定装置４はジャイ
ロコンパス３にこの補正データＳＧ、をセットし、以後
この補正データＳＧ、を基に無人車７の位置・方向を修
正しながら次の補正マーカーｍ、、ｍ。

まで進む。

第６図乃至第１０図は自走式無人車の自走処理プログラ
ムの概要を示すフローチャートである。

自走式無人車の舵取は、第６図に示すように、方位演算
処理（ステップ１０１）と、座標演算処理（ステップ１
０２）と、舵取り／Ａ変換処理（ステップ１０３）とか
らなる。

方位演算処理は、第７図に示すように、まずマツプデー
タ方位とジャイロコンパス３からの方位との差を求める
（ステップ１１ｏ）。次にその差が許容範囲か否かを判
断しくステップ１１１）、許容範囲外であったらコース
ズレとし、許容範囲だったら、次にマツプデータ方位と
ジャイロコンパス３の方位の差がずれ検出センサＳ　１
　ｒＳ、の不感領域（例えば０．３°以内）かを判断し
くステップ１１２及び１１３）、不感領域内であったら
、リターンして第６図のステップ１０２の座標演算処理
に移行する（ステップ１１４）。

不感領域外であったら差量に見合う舵取量をデータベー
スよりセットしくステップ１１５）、リターンして第６
図のステップ１０２の座標演算処理に移行する（ステッ
プ１１６）。

座標演算処理は、第８図に示すように、先ず始めに方位
演算中であるかいなかを判断しくステップ１２１　）、
方位演算中であるならリターンしくステップ１２２）、
方位演算中でなかったらマツプデータの座標とジャイロ
コンパス３からの座標データとの差を求める（ステップ
１２３）。

次にこの座標データの差が許容範囲（例えば、１２．８
ＣＩＴ１以上）か否かを判断しくステップ１２４）、以
上であったらコースズレとし、許容範囲内であったら、
次にその差の量が舵取不感領域（例えば、３．ＩＣＴｌ
１以内）であるか否かを判断しくステップ１２５及び１
２６）、舵取不感領域であったらリターンし、第６図の
ステップ１０３の舵取り／Ａ変換処理に移行する（ステ
ップ１２８）。舵取不感領域でなかったら、差の量に見
合う舵取量をデータベースよりセットしくステップ１２
９）、リターンして第６図のステップ１０３の舵取り／
Ａ変換処理に移行する（ステップ１３０）。舵取り／Ａ
変換処理は第９図に示すように、舵取量を示すディジタ
ル信号をアナログ信号に変換する（例えば１６ビツトの
データを±６ｖの信号に変換する）。

補正処理は第１０図に示すように、無人車７の前端部の
ずれ検出センサＳ、が補正マーカーｍ、を検出したか否
かを判断しくステップ１４１及び１４２）、ずれ検出セ
ンサＳＩがＯＦＦであったらリターンしくステップ１４
３）、ずれ検出センサＳ、がＯＮであったら、次に後端
部のずれ検出センサＳ、が補正マーカーｍ、を検出した
か否かを判断しくステップ１４４及び１４５）、ずれ検
出センサＳ、がＯＦＦであったらリターン（ステップ１
４６）、ずれ検出センサＳ、がＯＮであったら、先ず前
側のずれ量ＸＩを計算（ステップ１４７）し、続いて後
側ずれ量Ｘ、を計算する（ステップ１４８）。次に前側
のずれ量Ｘ、と後側ずれ量Ｘ、から座標ずれ量Ｙ、を計
算しくステップ１４９）、続いて方位ずれ量θ８を計算
しくステップ１５０）、ジャイロコンパス３に補正デー
タを送信する。

なお、荷の積み卸し位置、ステーション等無人車７を高
い位置決め精度で誘導する必要のあるところでは第１１
図に示すように、電磁式、或いは光学式、又は磁気式の
通常の誘導ラインＥＬを配置するように構成する。なお
、第１１図において、ａ、ｂ、ｃは補正マーカーが配置
されると略同等な位置を示す。即ち補正マーカーが複数
個配置される位置に渡って誘導ラインＥＬ配置する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、下記のような優れ
た効果が得られる。

■無人車の前後端部に設けたずれ検出センサで、走行ル
ートに沿って配置きれた補正マーカーを検出し、該ずれ
検出センサの出力とマツプデータとから無人車の座標ず
れと方位ずれを検出し、方位検出センサからの出力にこ
の座標ずれと方位ずれを加えて補正データを作成し、該
補正データを前記ジャイロコンパスにセットするだけで
、従来のように補正用の誘導線を走行ルートの所定個所
に敷設することなく、敷設作業が容易で且つ構成の簡単
な自走式無人車の位置補正方式を提供できる。

■また、走行ルートの所定位置には所定長さの誘導線を
設け、該誘導線を設けた部分にこの誘導線に沿って誘導
する誘導方式を採用することにより、高い位置決め精度
で無人車を誘導する必要部分の位置決め精度を向上させ
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自走式無人車の位置補正装置のシ
ステム構成の概要を示す図で、同図（ａ）は無人車と走
行ルートの概要を示す図、同図（ｂ）は無人車の概要を
示す図、第２図は無人車のずれ検出センサ８１．Ｓ！と
補正マーカーｍ。 、ｍ、の関係を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（
ｂ）は側面図、第３図はずれ検出センサＳ１の作動状態
を示す図、第４図は本発明の位置補正装置の自走式無人
車部分を示す図、第５図（ａ）、（ｂ）はシステムコン
ピュータ１において座標ずれ及び方位ずれデータの作成
方法を説明するための図、第６図乃至第１０図は自走式
無人車の自走行処理プログラムの概要を示すフローチャ
ート、第１１図は通常の誘導ラインを示す図である。 図中、Ｌ・・・・走行ルート、Ｓ、、Ｓ、・・・・ずれ
検出センサ、ｍ、、ｍ、・・・・補正マーカー、１・・
・・システムコンピュータ、２・・・・Ｄ／Ａ変換器、
３・・・・ジャイロフンバス、４・・・・位置測定装置
、５・・・・サーボモータ、６・・・・制御コンピュー
タ、７・・・・無人車、８−１．８−２・・・・駆動輪
、９−１゜９−２・・・・減速機、１０−１．１０−２
・・・・モータ、１１・・・・距離測定車輪、１２・・
・・パルス・ジェネレータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車上に車両の走行距離及び走行ルート等のマップ
   データを記憶する記憶装置を搭載すると共に、該記憶装
   置からのマップデータと走行距離検出センサ及びジャイ
   ロコンパスからの出力により現在の無人車位置を測定す
   る位置測定手段を具備し、該無人車をマップデータに従
   って走行させる自走式無人車において、前記無人車の前
   端部と後端部にそれぞれ無人車の幅方向のずれを検出す
   る一対のずれ検出センサを設けると共に、無人車の走行
   ルートに該一対のずれ検出センサの間隔と略同間隔の一
   対の補正マーカーを複数対配置し、該補正マーカーを前
   記ずれ検出センサで検出し、該一対のずれ検出センサの
   出力とマップデータとから無人車の座標ずれと方位ずれ
   を検出し、方位検出センサからの出力にこの座標ずれと
   方位ずれを加えて補正データを作成し、該補正データを
   前記ジャイロコンパスにセットし、以後この補正データ
   を基に無人車の位置及び方向を修正しながら次の補正マ
   ーカーに進むことを特徴とする自走式無人車の位置補正
   方式。
2. （２）前記補正マーカーは磁性体からなり、前記ずれ検
   出センサは複数の磁気センサを具備し、該複数の磁気セ
   ンサを直線状に配列した構成であることを特徴とする請
   求項（１）記載の自走式無人車の位置補正方式。
3. （３）前記走行ルートの所定位置には所定長さの誘導線
   を設け、該誘導線を設けた部分にこの誘導線に沿って誘
   導する誘導方式を採用することを特徴とする請求項（１
   ）又は（２）記載の自走式無人車の位置補正方式。