JPH02115906A - 搬送車の障害物検知装置、障害物識別法及び走行制御法 - 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、搬送車にインテリジェントな走行を行わせる
ための障害物検知装置、障害物識別法、及び走行制御法
に関する。

（従来の技術） 無人搬送車は、既にＦＡの分野で実用化され、産業の発
展に大きく貢献するに至っている。ＯＡの分野において
も、この種の搬送車を取り入れ、メール、ＯＡ機器搬送
、給茶等のサービスを行わせようという試みが検討され
ている。このＯＡ用に開発が進められている格子状磁気
誘導路を用いた磁気誘導方式の搬送サービスシステムは
、このような用途に最も適したシステムの一つである。

（ＡＧＶＳ−５゜８５−２．１９８７）。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の格子誘導路を用いた搬送サービスシステムでは、
搬送車内に前方障害物を検知するためのセンサ（赤外線
型センサ等）が−個備えられているにすぎないので、搬
送車から障害物迄の距離が実測できなかった。このため
、障害物の型の判別が不可能であった。

また、格子状磁気誘導路上で搬送車を磁気ガイドに沿っ
て直進または直角回転させる制御を行っているだけなの
で、走行中緊急に搬送車の直前部に障害物が現われた場
合には、障害物と搬送車間の距離が小さく、直角回転に
よる回避動作中に障害物に衝突してしまうという問題が
あった。しかも、ガイドに沿った直進走行を基本にし、
方向を転換する際には直角回転を行うために、回避動作
を実行するための走行時間が大幅に長くなってしまうと
いう問題もあった。

本発明はかかる従来の問題点を解決するものであり、検
知距離の異なる２個の障害物検知センサを用い、その検
知時の時間差を比較することにより障害物の型を自動識
別することを可能にした障害物検知装置及び識別法を提
供すること、さらには緊急障害物を検知時にガイドに沿
った直進の他に後進動作や自律走行を行わせることによ
り障害物に衝突することなく、短走行時間で障害物を回
避することを可能にした走行制御法を提供することを目
的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、検知距離を互いに
異にする２つの前方向障害物検知用センサを備えたもの
、２つの検知用センサから得られる障害物検知信号の時
間差に相当するパルス幅を基準パルス幅と比較して障害
物の型を識別できるようにした障害物識別法、緊急障害
物が搬送車の前方に進入してきた場合には搬送車を一時
停止させ、その後少くとも衝突しない距離の所定位置迄
後進させ、次に９０°回転あるいはガイドによる誘導制
御あるいは自律走行を行わせて回避動作をせしめるよう
にした走行制御法である。

（作用） 本発明は上記のような構成及び方法により次のような作
用を有する。即ち異なる検知距離を有する２個の障害物
検知センサを搬送車の前部に設けたこと、さらには走行
中におけるこれらセンサの検知信号の時間差を基準信号
と比較するようにしたことにより、障害物の型を自動識
別できる。また、緊急障害物を検知時に後進動作を所定
の距離だけ行わせた後、９０°回転あるいはガイドによ
る誘導制御あるいは自律走行を行わせることにより、障
害物に全く衝突することなく、短走行時間で障害物を回
避することができる。

（実施例） 以下、図面を用いながら本発明の詳細な説明する。第１
図（ａ）は、本発明になる搬送車の障害物検知装置の一
実施例の構成及び障害物識別法の一実施例を説明するた
めの図である。また、第１図（ｂ）は本発明になる搬送
車の走行制御法の一実施例を説明するための図である。

第２図は走行制御を行うために搬送車に搭載されている
信号処理回路及び車輪駆動系を示す図である。第３図は
ガイドを行うための格子誘導路と磁気センサの構成を示
す図である。

本実施例では、格子誘導路（Ｘ１〜Ｘ６．Ｙ１〜Ｙ□１
）からなるガイド上を搬送車１１が走行している場合を
例示しである。格子誘導路は、例えばＰ、タイル内にク
ロス型、Ｔ型あるいはＬ型に組込まれたフェライト等の
磁気マーカが縦横に形成された直線状の誘導路３２から
構成される。搬送車１１には、この磁気マーカを検知す
るための磁気センサ（ＡＧＶＳ−５，８５−２゜１９８
７）３１が内蔵されており、この磁気誘導路に沿って自
由に動くことができる。この磁気センサ３１は、フェラ
イトを磁化するための励磁コイル３３と磁場の変化分を
検知するための左・右２つの検知コイル３４．３５と整
流回路、アンプ等の信号処理回路（図示してない）から
構成される。かかる誘導路上を走行する搬送車１１には
、その前部に障害物を検知するための赤外線センサ１２
．１３が取り付けてある。しかも、これらのセンサ１２
．１３の検知距離１を互いに異なる値に設定しておく（
例えば、１２の１を１．５ｍ、　１３の１を１．２ｍ）
。このように設定しておくと、搬送車１１が静止時に障
害物を検知しても、２つのセンサからは同タイミングで
同じ信号しか得られないが、走行中に障害物を検知した
場合には、障害物の型に依存して異なる信号を出力する
。即ち、第１図（ａ）に示されるように、装置の障害物
１４が走行中の搬送車の前方向に置いである場合には、
搬送車１１がこの対象物（１４）に接近するに伴い、始
めに遠い距離でも検知できる第１のセンサ１２が時刻ｔ
０において信号を出力する。さらに対象物（１４）に接
近するに従って、近い距離で検知できる第２のセンサ１
３が時刻ｔ２において信号を出力する。すると、これら
のセンサ１２．１３が出力する信号の間には時間差Ｔ１
が形成される。搬送車が通常の速度（約１００ｍ１分以
内）で走行している限りでは、１００ｍ５ｅｃ以上（’
＞Ｔｔとなる。

一方、第１図（ｂ）に示されるように、搬送車の走行中
突然前部に障害物が現われた場合には、搬送車１１に搭
載されている２つのセンサ１２．１３はほぼ同時刻ｔ３
に障害物１５を検知するから、はとんど同一のタイミン
グで信号を出力する。このため、２つのセンサ出力信号
間の時間差Ｔ２はほとんど０となるかあるいはあっても
数十ｍ５ｅｃ以下である。従って、基準信号ＴＨ（５０
ｍｓｅｃ程度に設定）を搬送車のメモリ部２１に別に設
け、センサ検知信号Ｔ□、Ｔ２と比較演算を行えば、簡
単に障害物の型を識別することができる。第１図（ａ）
の場合には、’ｒｔ＞’ｒＲであるから、既知の障害物
と識別する。また、第１図（ｂ）の場合には’ｒ２＜’
ｒｌであるから、緊急の障害物と識別する。このような
識別が行えるから、障害物の回避動作を行うために最適
なルートを選択することが可能になる。

このような識別は、第２図に示すマイクロコンピュータ
で、演算処理を行う信号処理回路で行われる。基準信号
ＴＲは、起動前にあらかじめデータ用メモリ２１に記憶
される。このメモリとしては、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭＳＥ
ＰＲＯＭ等どのようなタイプのものであってもよいが、
読み書きを動作中も行うメモリと兼用する場合にはＳＲ
ＡＭあるいはＤＲＡＭを用いることになる。今、センサ
１２．１３からの信号が出力されると、Ｉ１０インタフ
ェイス２２（センサ１２．１３．２３．２４．３１や駆
動モータドライブ回路２５．２６等の遅い処理速度を有
する周辺装置と高速の処理速度を有するマイクロコンピ
ュータ２０とのタイミングを合わせるためのもの）を介
してマイクロコンピュータ２０の制御のもとに、Ｒ／Ｗ
（読み書き）用メモリ２２に出力された時刻が書き込ま
れる。これらのデータをマイクロコンピュータ２０に読
み出し、差し引き演算（ｔｌ　−ｔ２＝Ｔｔ）を行った
後、メモリ２１に記憶されている基準信号（パルス幅Ｔ
Ｒ）と比較演算を行う。この結果が、正か負かで、走行
モードを決める。即ち、正（ＴＩ＞ＴＲ）の場合には、
マイクロコンピュータ２０内で、フラグ１をソフト的に
設定し、引き続く障害物回避動作を直進走行及び自律走
行の組合せによる円滑な走行モードとする走行データ（
メモリ２１の中にマツプ化されている）を選択する。

逆に、負（Ｔｔ　＜ＴＲ）の場合には、フラグ０をソフ
ト的に設定し、引き続く障害物回避動作を、以下の実施
例に説明するように後進、９０°回転、直進及び自律走
行の組合せによる走行モードとする走行データを選択す
る。

次に、障害物を検知後に搬送車をどのように走行させる
かの走行制御法について一実施例を説明する。ここでは
、緊急障害物と識別した場合の走行制御法のみを説明す
る。第１図（ｂ）に示すように、突然障害物１５が走行
している搬送車の前部に出現した場合には、まず搬送車
１１を最寄りの格子点あるいは異なるガイドマーカの点
（格子マーカ以外の磁気マーカや光学状マーカ等）迄後
進され、以下の回避動作中に障害物１５に衝突しないよ
うにする。

この場合、後進中、ガイドマーカを検知しながら走行さ
せ、格子点を検出したら、停止させる。次に、９０°右
に回転させて、搬送車の向きを回避方向に転換させる。

その後、左側の障害物を別に設けたサイドセンサにより
検知しながら、最低２格子分直進させ、障害物が認知さ
れなければ、その２格子点目（ｘ３．Ｙ４）から障害物
のある方向への曲線状の自律走行を行わせる。同図では
、半径°を２格子分の長さにした十円弧を描かせる。次
に、直進のガイド走行を左側の障害物１５が認知されな
くなる迄行わせ、再び障害物のある方向への十円弧分自
律走行を行わせる。この後、回避始めにＸ方向に走行し
た格子点の数が４以上なら、その過剰分だけ直進走行を
行い、続いて元のガイド線に戻るための十円弧分自律走
行（障害物から離れる方向）を行わせる。この後、元の
ガイド線に沿って、ガイド走行を行わせる。

このような回避動作中の信号処理回路及び車輪駆動系の
動きは、以下のとうりである。即ち、ガイドに沿って走
行している際には、磁気センサ３１がガイドマーカ３２
による磁場変化分を検知して得た信号をＩ１０インクフ
ェイス１９を介して、メモリ２２にデータとして送り、
ガイドマークの中心位置からの偏差に対応した電圧が不
感電圧（例えば、±０．４Ｖ）以上の場合に、その電圧
値に応じて左・右の回転車輪２９．３０に車がガイドマ
ーカの中心に戻るように必要な回転差を与えるべく、左
・右駆動モータドライブ回路２５．２６から供給する単
位時間当たりのパルス状電流の回数を（パルス制御）を
メモリ２１より（Ｉ１０インタフェイス２２を介して）
送る。このように動作している最中に、障害物が突然出
現すると前述の時間比較を行い、次の走行モードとして
緊急障害物を回避するための走行データを選択する。ま
ず、後進動作を行わせるべく、メモリ２１から命令を呼
び出し、左・右の駆動モータドライブ回路から供給する
単位時間当りのパルス状電流の回数及び方向を与える。

これにより後進動作が行われる。この後進中には、ガイ
ドマーカ３２を磁気センサ３１が検知しており、左・右
検知コイル３４．３５に生じる電圧の和信号がデータメ
モリ２２に送られる。これが、ある閾値電圧（メモリ２
１に記憶されている）以上のレベルに達した時点で（マ
イクロコンピュータ２０が比較演算を行って）、格子点
を検知したと識別し、メモ・す２１から停止命令を与え
る。この命令により左・右駆動モータドライブ回路から
は電流が供給されなくなり、停止する。次に、９０’右
方向への回転命令をメモリ２１から呼び出し、左、右の
駆動モータドライブ回路から所定の電流を一定回数流し
て、左・右の駆動モータ２７．２８を回転させる。これ
により左・右の車輪２９．３ｏは９０’回転する。

次に、メモリ２１に記憶されているマツプデータに従っ
て、ガイド走行を開始する。この際、左、右のサイドセ
ンサ２３．２４（赤外線センサにより構成）からの信号
をもマイクロコンピュータ２ｏが常時モニタ（データを
メモリ２２に入れ、その有無を比較）しており、磁気セ
ンサ３１から得られる和信号による格子点のカウント数
が２回以上かどうかを演算し、２回以上であったらサイ
ドセンサ２３．２４がらの信号が共に無くなった時点で
、次の自律走行モードの走行データをメモリ２１から呼
び出す。次の格子点をカウントした時点から、この走行
データに基づいた走行を行わせる。この自律走行モード
では、回転半径と走行速度に応じた回転差を左・右車輪
２９．３０に与えるべく左・右駆動モータドライブ回路
から供給すべき単位時間当りの電流パルス数をメモリ２
１から呼び出して与えてやる。このパルス数が所定回数
に達したら、次のガイド走行を行わせる命令をメモリ２
１から呼び出して、前述と同様の命令及び信号のやりと
りを行いながら前進する。同時に、左・右のサイドセン
サ２３．２４からの信号をもモニタしており、この信号
が検知されなくなったことをマイクロコンピュータ２０
が判別したら、次の自律走行動作の命令を呼び出し、前
述と同様にして実行する。元のガイドに戻るためのガイ
ド走行に移ったら、これ迄の走行動作により記憶された
格子点の数Ｎ（回避方向への格子点数）から４を引いた
分をマイクロコンピュータ２０が演算し、この数だけ走
行させる。即ち、ガイド走行中に格子点を数えながら、
その数がＮ−４に等しいことを確認した瞬間から、次の
自律走行モードのデータを呼び出して実行させる。以下
光のガイドマーカに沿った走行は、同様にして実行され
る。

以上の動作を行わせるに当っては、マイクロコンピュー
タを２つ以上に分離して、ワークをわけて実行させても
差しつかえない。例えば、駆動モータドライブ回路に命
令を与え、車輪の動作を制御する系と種々のセンサから
のデータを受けとる系とを別け、別々のマイクロコンピ
ュータに管理させてもよい。

以上のような回避動作を行わせることによって、障害物
回避動作途中でも障害物に衝突することなく、しかも従
来の回避動作の如く方向転換毎に９０°回転動作を行わ
ないので、短い走行時間で回避を行える。実験では、従
来の回避動作に要する時間に比べ約６５％程度の走行時
間（約りｍ走行ガイド線）で済んだ。

第４図は、本発明になる搬送車の走行制御法の他の一実
施例を説明するための図である。同図において、第１図
と同一番号及び同一記号は、同一構成要素を表わす。同
図に示した実施例では、突然進入してきた障害物を検知
後、以後の障害物回避中。

に衝突しないように後進を約４格子分程度離れた格子点
進行わせ、９０°回転を行わず、障害物から離れる方向
へ曲線状の十円弧分自律走行（前進）を行わする点が第
１図（ｂ）の場合と異なる。このような動作を行わせる
ことにより、回転動作に伴う無駄な時間が削減される。

この場合、以後の障害物のある方向への円弧状自律走行
、直進ガイド走行、十円弧分自律走行の組合せ、直進ガ
イド走行を行わせる動作は第１図（ｂ）と全く同様であ
る。以上の動作でも、後進のための走行時間は短くて済
むので、障害物に衝突することなく、短走行時間で障害
物回避を行える。

（発明の効果） 上記実施例から明らかなように、異なる検知距離を有す
る前方向障害物検知センサを具備し、これらセンサから
の出力信号の時間差を基準信号と比較することにより障
害物の型を自動的に識別することができる。これにより
、インテリジェントに障害物を回避することが可能にな
る。また、後進動作及び自律走行動作を組み入れた障害
物回避動作を行わせる走行制御法により、緊急時にも高
信頼、短走行時間で障害物回避を行える。これらの実施
例により、任意の障害物を回避するための自動ルート選
択が可能な、フレキシビリティの高い、効率の良いシス
テムが実現できる。さらに、大部分を磁気誘導路に沿っ
たガイド走行を行わせるので、安全性、信頼性の高い搬
送サービスシステムを実現できる。

尚、本発明では磁気誘導マーカを用いる方式について説
明を行ったが、これに限定されず、光学反射テープ、反
射物体、電磁誘導線等の媒体を用いた方式であっても差
しつかえない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明になる搬送車の障害物検知装置の
一実施例の構成を示す図及び障害物識別法の一実施例を
説明するための図、第１図（ｂ）は本発明になる搬送車
の走行制御法の一実施例を説明するための図、第２図は
走行制御を行うための信号処理回路及び車輪駆動系の構
成を示す図、第３図はガイドを行うための格子状誘導路
と磁気センサの構成を示す図、第４図は本発明になる搬
送車の走行制御法の他の一実施例を示す図である。 １１・・・搬送車、１２．１３・・・赤外線センサ、１
４，１５．・・障害Ｌ１９・・・Ｉ１０インタフェイス
、２０・・・マイクロコンピュータ、２１．２２・・・
メモリ、２３．２４・・・サイドセンサ、２５、２６−
１．モータドライブ回路、２７．２８・・・駆動モータ
、２９、３０・・・車輪、３１・・・磁気センサ、３２
・・・ガイドマーカ、３３・・・励磁コイル、８４．３
５・・・検知コイル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．搬送車の走行中における障害物を検知する障害物検
   知装置であって、検知距離を互いに異にする２つの前方
   向障害物検知用センサを搬送車の前部に備えてなること
   を特徴とする搬送車の障害物検知装置。
2. ２．搬送車の走行中における障害物の型を自動識別する
   ための障害物識別法であって、搬送車にとりつけられた
   検知距離の異なる２つのセンサから得られる障害物検知
   信号の時間差に相当するパルス幅Ｔ＿ｘを基準パルス幅
   Ｔ＿Ｒと比較し、Ｔ＿ｘがＴ＿Ｒよりも短い場合には緊
   急の障害物と識別して、長い場合には既置の障害物と識
   別することを特徴とする搬送車の障害物識別法。
3. ３．搬送車の走行経路を制御する走行制御法であって、
   緊急の障害物が搬送車の走行中前方に進入してきた場合
   には、搬送車を一時停止させ、その後少くとも障害物の
   回避動作中に衝突しない距離の所定位置迄後進させ、次
   に９０゜回転あるいはガイドによる誘導制御あるいは自
   律走行を行わせて、障害物の回避動作をせしめることを
   特徴とする搬送車の走行制御法。