JPH02236707A - 無人車の走行制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は無人搬送システム等に利用される無人車の走
行制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の走行制御装置として、走行経路に敷設し
た誘導線に沿って無人車を操舵自走させるものが一般的
に知られている。この走行制御装置を適用した無人搬送
システムは、コンベアのような固定設備に代わる物流シ
ステムとして機械製造の組付ライン等で実用化されてい
る。

この場合、無人車には走行輪を駆動させるための走行用
モータが設けられると共に、走行輪の実際の回転速度を
検出するための速度センサが設けられている。そして、
その速度センサからの検出信号をフィードバックデータ
として入力することにより、無人車の走行速度が予め定
められた目標速度になるように走行用モータが制御され
るようになっている。即ち、予め定められた一定の目標
速度になるように無人車の速度制御が行われている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記従来の走行制御装置では、走行輪のスリ
ップや摩耗、或いは速度センサの検出誤差等により無人
車の速度制御に誤差が生じると、無人車の走行位置に狂
いが生じることになる。このため、予め定められた目標
速度になるように無人車を速度制御していても、予定通
りの時間に予定通りの位置を無人車が通過するといった
無人車の位置制御が正確に行えなくなる。つまり、無人
車の絶対位置を走行時間の経過に合わせて正確に制御す
ることができなくなる。

そこで、無人車の旋回、直進、右折及び左折等の各種走
行を指示するために従来使用されている走行用マークを
利用して、それらを走行経路に沿って所定間隔で敷設し
、無人車の位置制御のための指標とした無人車の運行制
御装置も既に提案されている（特願昭６３−２６７９３
３）。

しかしながら、このような走行用マークでは、実用上そ
れらの間隔をあまり小さく設定することができない。こ
のため、各マーク間での位置制御が見込み制御になるこ
とは避けられず、その間での位置制御の正確性に問題が
残った。従って、このような走行用マークを利用しても
、物流システムとしてはコンベア並の位置制御を期待す
ることができないという虞があった。

この発明は前述した事情に濫みてなされたものであって
、その目的は、無人車の走行中の絶対位置を高精度で知
ることが可能で、無人車の正確な位置制御を行い得る無
人車の走行制御装１を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するためにこの発明においては、走行
経路に敷設した誘導線に沿って無人車を操舵自走させる
と共に、同走行経路上の所定走行区間にて予め定られた
一定速度で無人車を走行させる無人車の走行制御装置に
おいて、所定走行区間を無人車が走行する際の各走行位
置における予定通過時間が予め記憶された時間データ記
憶手段と、所定走行区間を無人車が走行する際の通過時
間を計時するための計時手段と、所定走行区間において
走行経路に沿って敷設され、各走行位置を一定ピッチ毎
に指示するために検出部と非検出部とを交互に連続的に
直列配置してなる被検出手段と、無人車の走行に伴って
被検出手段の検出部を連続的に検出するための検出手段
と、その検出手段からの連続的な検出信号に基いて無人
車の走行位置を演算する位置演算手段と、計時手段の計
時結果及び位置演算手段の演算結果に基いて、無人車の
各走行位置における実際の通過時間を割り出す時間割り
出し手段と、その時間割り出し手段により割り出された
実際の通過時間と時間データ記憶手段に予め記憶された
予定通過時間とを比較して、実際の通過時間が予定通過
時間と一敗するように予め定められた一定速度を加減す
る速度制御手段とを備えている。

［作用］ 従って、走行経路上の所定走行区間にて無人車が誘導線
に沿って予め定められた一定速度で操舵自走することに
より、検出手段は被検出手段の検出部を連続的に検出す
る。このとき、位置演算手段は検出手段からの連続的な
検出信号、即ち被検出手段の検出部と非検出部に対応す
る連続的な周期信号に基いて無人車の走行位置を演算す
る。又、計時手段は所定走行区間を無人車が走行する際
の通過時間を計時する。

そして、時間割り出し手段は、計時手段の計時結果及び
位置演算手段の演算結果に基いて、無人車の各走行位置
における実際の通過時間を割り出す。又、速度制御手段
は、割り出された実際の通過時間と時間データ記憶手段
に予め記憶された予定通過時間とを比較して、実際の通
過時間が予定通過時間と一致するように、予め定められ
た一定速度を加減する。

これによって、無人車が各走行位置を予定通過時間通り
に通過するように位置制御される。

［実施例］ 以下、この発明を機械製造の組付ラインに具体化したー
実施例を図面に基いて詳細に説明する。

第４図は複数の無人車１を用いた無人搬送システムの概
略構成を示している．この実施例において路面上には、
誘導線（例えば微小低周波電流を導通させる誘導線）２
が略四角形状に敷設されて走行経路３を形成している。

この走行経路３の一つの直線部分の路側には、所定走行
区間としての複数の組付ステーション４を包含する組付
エリア５が配設されている。各組付ステーション４には
各種組付部品が予め配列されると共に、それらの部品を
組付ける作業者Ｍが配属されている．又、この組付エリ
ア５の手前側、即ち無人車１の進行方向Ｆの上流側にお
いて走行経路３には、部品組付け前のワークＷを無人車
１に搭載搬入するための搬入ステーシッン６が配設され
ている。更に、組付エリア５の下流側において走行経路
３には、部品組付けを終了したワークＷを無人車１から
移載搬出するための搬出ステーション７が配設されてい
る。

又、組付エリア５の入口側において走行経路３には、無
人車１が組付エリア５に進入したことを指示するための
進入マーク８が配設され、組付エリア５の出口側におい
て走行経路３には、無人車１が組付エリア５から進出し
たことを指示するための進出マーク９が配設されている
。第５，６図に示すように、前記各マーク８．９は複数
枚（この場合それぞれ４枚）の鉄板片１０の配列組合せ
によって互いに異なるパターンに形成されたものであり
、無人車１の進行方向Ｆに対して誘導線２を挟んだ左右
両側にて各鉄板片１０が適宜に配置されている。

無人車１は前記走行経路３に沿って走行するものであり
、誘導線２により誘導されて操舵自走するために誘導線
２を検知して横変位を修正する操舵機構と、同誘導線２
に沿って走行するための走行機構とを備えている．この
実施例では、第２．３図に示すように車体１１の下面中
央部に操舵機構及び走行機構を構成する左右一対の駆動
輪１２が設けられ、同じく車体１１の下面前後左右両側
に補助輸１３がそれぞれ設けられている。又、誘導線２
を検知するために、車体１１の下面前側には微小低周波
電流に怒応する電磁式のピックアップコイル１４が設け
られている。更に、組付エリア５の入口側及び出口側に
設けられた進入マーク８及び進出マーク９を読み取るた
めに、車体１１の下面略中央部には各マーク８，９の鉄
板片１０を検出するための複数（この場合６個）の近接
センサよりなるマークセンサ１５が配設されている．即
ち、このマークセンサ１５は前記各マーク８，９の鉄板
片１０の配置間隔と同一寸法で取付けられ、各鉄板片１
０を対向検知することにより各マー’Ｆ８，９のパター
ンを読み取る、即ち組付エリア５への進入及び進出の指
示をそれぞれ読み取るようになっている。

一方、車体１１の上面は荷台１６になっており、その荷
台１６にワークＷが載置される。又、この実施例におい
て、無人車１の前側には、作業者Ｍ等との接触を検知す
る機能を備えたバンパセンサ１７が取付けられている。

そして、このバンパセンサ１７に作業者Ｍ等の障害物が
接触したときに、無人車１の緊急停止が行われるように
なっている．この実施例では、組付エリア５内における
作業者Ｍの部品組付け作業を容易にするために、組付エ
リア５内における無人車ｌの走行速度を予め定められた
一定速度である微速度（例えば、０．７５ｍ／分〜１，
７５ｍ／分）になるように設定されている。又、組付エ
リア５内では、互いに前後する各無人車１が予め定めら
れた一定間隔Ｄだけ隔てて走行するように設定されてい
る． そして、そのために無人車１の位置制御を行うべく、こ
の実施例では第４図に示すように、組付エリア５に対応
した走行経路３において、無人車１の走行位置を指示す
る被検出手段としての磁気テーブ１８が誘導線２と平行
に配設されている。

即ち、磁気テープｌ８は進入マーク８から進出マーク９
までにわたって走行経路３の路面上に貼着されている．
第３，７図に示すように、磁気テーブ１８は無人車１の
走行位置を一定ピッチ毎に指示するために、検出部とし
てのＮ極１８ａと非検出部としてのＳ極１８ｂとをテー
プ本体上にてそれぞれ交互に連続的に直列配置して着磁
形成したものである． 又、無人車１の走行に伴って磁気テープｌ８のＮ極１８
ａ及びＳ極１８ｂを連続的に検出するために、車体１１
の下面前側には検出手段としての磁気センサ１９が配設
されている。この磁気センサ１９は磁気テープ１８のＮ
極１８ａに対してプラスに感応し、Ｓ極１８ｂに対して
マイナスに感応するようになっている。そして、無人車
１の走行に伴って磁気センサ１９が磁気テーブ１８の上
をトレースすることにより、磁気センサ１９からは第７
図に示すように無人車ｌの走行速度に相対した周期Ｔで
パルス信号が出力される。

尚、この実施例では、無人車１の位置制御等を精密に行
うために、駆動輪１２の一回転に対して少な《とも士数
個のパルス信号が得られるように、磁気テープ１８にお
けるＮ極１８ａ及びＳ極１８ｂの配置ピッチαを設定し
ている。例えば、直径２００ｍｍの駆動輪１２では、１
回転で約６２８ｍｍだけ進むので、十数個のパルス信号
を得るには、Ｎ極１８ａ及びＳ極１８ｂの配置ピッチα
が５Ｑｍｍ以下となる。この場合の配置ピフチαを小さ
くすればするほど、位置制御のスケールをより細かくす
ることができることは勿論である。

次に、上記のように構成した走行制御装置の電気的構成
を第１図に従って説明する。

マイクロコンピュータ２１は２つのタイマ２２ａ，２２
ｂを内蔵した位置演算手段、時間割り出し手段及び速度
制御手段としての中央処理装置（ＣＰＵ）２２、組付エ
リア５内を無人車１が走行する際の各走行位置における
予定通過時間、制御プログラム等を予め記憶した時間デ
ータ記憶手段としての読み出し専用のメモリ　（ＲＯＭ
＞２３、ＣＰＵ２２の演算結果等を一時記憶する読み出
し及び書き替え可能なメモリ　（ＲＡＭ）２４とから構
成され、ＲＯＭ２３に記憶した制御プログラムに従って
走行処理動作を実行する。尚、各タイマ２２ａ，２２ｂ
のうち、一方のタイマ２２ａは、組付エリア５内を無人
車１が走行する際の通過時間を計時する計時手段を構成
している。

ＣＰＵ２　２は予め定められた制御プログラムに基いて
モータ駆動回路２５に速度指令信号を出力し、左側の駆
動輪１２に駆動連結された直流モータよりなる左側走行
用モータ２６の回転方向及び回転速度を制御する。同様
に、ＣＰＵ２　２はモータ駆動回路２７に速度指令信号
を出力し、右側の駆動輪１２に駆動連結された直流モー
タよりなる右側走行用モータ２８の回転方向及び回転速
度を制御する．又、ＣＰＵ２　２は各走行用モータ２６
．２８の回転方向及び回転速度を検出する速度センサ２
９．３０からの検出信号を入力し、その時々の各走行用
モータ２６，２８の走行方向及び走行速度を演算する。

一方、ＣＰＵ２２はピックアップコイル１４からの検出
信号を入力し、その検出信号に基いて各走行用モータ２
６．２８を駆動させ、無人車１が誘導線２に沿って走行
するように操舵制御を行う。

又、ＣＰＵ２　２はマークセンサ１５からの検出信号を
入力し、その検出信号に基いて進入マーク８及び進出マ
ーク９の有無を判断する。

そして、ＣＰＵ２　２はマークセンサ１５からの検出信
号に基いて進入マーク８の存在を判断した時、無人車１
が組付エリア５に進入したものとして、同組付エリア５
内における微速度走行及び位置制御の処理動作を実行す
る。

即ち、ＣＰＵ２　２は無人車１を所定の微速度で走行さ
せるために、各走行用モータ２６，２８の回転速度を制
御する。又、ＣＰＵ２２は無人車１の走行位置を判断す
るために、磁気センサ１９からの連続的なパルス信号を
計数し始め、その時々におけるパルス信号の計数値に基
いて、基準位置となる磁気テープ１８の一端、即ち組付
エリア５の入口側からの無人車１の走行位置、即ち絶対
位置を演算する。このとき、ＣＰＵ２　２はタイマ２２
ａによる通過時間の計時を合わせて開始する，そして、
ＣＰＵ２　２は、タイマ２２ａにて計時された通過時間
及び前記演算された絶対位置に基いて、無人車１の各走
行位置における実際の通過時間を割り出す。又、ＣＰＵ
２　２は、割り出された実際の通過時間とＲＯＭ２３に
に予め記憶された予定通過時間とを比較し、それらが一
敗しているか否かを判断する。そして、ＣＰＵ２　２は
、割り出された実際の通過時間がＲＯＭ２３に記憶され
た予定通過時間と一致するように、各走行用モータ２６
，２８の回転速度を補正する。郎ち、予め定められた一
定の微速度を加減して補正する．加えて、ＣＰＵ２　２
は磁気センサ１９からのパルス信号に基いて無人車１の
実際の走行速度を割り出すために、タイマ２２ｂにより
その時々の前記パルス信号の周期Ｔを計測する。

又、ＣＰＵ２　２は無人車１が組付エリア５に進入しい
てると判断しているときに、パンパセンサ１７から緊急
停止指令の信号を入力することにより、各走行用モータ
２６．２８を停止させて無人車１の停止制御を直ちに行
う。又、バンパセンサ１７からの信号入力がなくなるこ
とにより、ＣＰＵ２２は無人車１を自動的に始動させる
ために各走行用モータ２６．２８を起動させて走行制御
を直ちに再開する。

更に、ＣＰＵ２　２はマークセンサ１５からの検出信号
に基いて進出マーク９の存在を判断した時、無人車１が
組付エリア５から進出したものとして、微速度走行及び
位置制御を終了する。

次に、上記のように構成した走行制御装置の作用につい
て説明する． 今、搬入ステーション６にてワークＷを搭載した無人車
１が誘導線２に沿って操舵自走しながら組付エリア５に
到達すると、マークセンサ１５により進入マーク８が検
出され、ＣＰＵ２２は組付エリア５に進入したものとし
て所定の微速度走行及び位置制御を開始する． 即ち、ＣＰＵ２２は無人車１を微速度走行させるために
、各走行用モータ２６，２８を所定の回転速度に制御す
る。

又、ＣＰＵ２　２は無人車１の走行位置を判断するため
に、磁気テープ１８の検出に基く磁気センサ１９からの
連続的なパルス信号を計数し始め、その計数値に基いて
その時々における無人車１の走行位置、即ち組付エリア
５の入口側からの絶対位置を演算する。これによって、
組付エリア５内における無人車１の走行に伴った絶対位
置を常に高精度で知ることができる。

合わせて、ＣＰＵ２　２はタイマ２２ａによる計時を開
始し、その時々における通過時間を計時する． そして、ＣＰＵ２　２はその通過時間の計時結果及び前
記絶対位置の演算結果に基いて、無人車１の各走行位置
における実際の通過時間を割り出し、その割り出した実
際の通過時間がＲＯＭ２３に記憶された予定通過時間と
一致するように、各走行゛用モータ２６，２８の回転速
度を加減する。

この結果、組付エリア５内においては、無人車１が予定
通りの時間に予定通りの位置を通過するといった位置制
御を正確に行うことができる．即ち、駆動輪１２のスリ
ップや摩耗、各速度センサ２９．３０の検出誤差等によ
り無人車１の速度制御に誤差が生じても、無人車１の走
行位置を常に正確に保つことができる。これによって、
組付エリア５内における各無人車１の間隔Ｄを一定に保
つようにすることができる。

ここで、進入マーク８を通過して組付エリア５に進入し
た無人車１は各組付ステーシッン４の側方を通過し、そ
の通過に伴って各作業者ＭがワークＷに対する部品組付
けを適宜に行う。そして、この部品組付けの際に、作業
者Ｍが無人車１のパンパセンサ１７に接触して無人車１
が緊急停止すると、その停止時間分だけ無人車１の実際
の通過時間が予定通過時間から遅れることになる．従っ
て、このような場合には無人車１が再び始動すると、Ｃ
ＰＵ２　２が各走行用モータ２　６　，２　８の回転速
度を上げるように適宜に制御するので、無人車１の走行
速度が調整されて前記停止時間分の通過遅れを補正する
ことができる。

又、この実施例では、磁気センサ１９からのパルス信号
の周期Ｔをタイマ２２ｂによりその時々に計測して実際
の走行速度を割り出すようにしているので、無人車１の
実際の走行速度が所定の微速度になるように常に正確に
制御することができる。

そして、組付エリア５にて部品組付けの終了したワーク
Ｗを搭載した無人車１が組付エリア５から進出すると、
マークセンサ１５により進出マーク９が検出され、ＣＰ
Ｕ２　２は組付エリア５から進出したものとして前記微
速度走行及び位置制御を終了する． その後、組付エリア５から進出した無人車１は搬出ステ
ーシッン７へ走行し、同ステーション７にてワークＷの
移載搬出が終了すると、次のワークＷを再び搭載するた
めに搬入ステーション６へ向かって走行する． 上記のようにこの実施例では、組付エリア５に磁気テー
ブ１８を設けて同エリア５内における無人車１の位置制
御及び速度制御を正確に行うことができる。又、そのた
めに、路面には磁気テープ１８を貼着するだけでよく、
路面を特に加工する必要がないので、施工を簡略化でき
ると共に、施工費を低減することができる。

しかも、無人車の各種走行を指示するための走行用マー
クを指標として利用して位置制御を行う場合とは異なり
、細かいピンチで配置したＮ極１８ａ，Ｓ極１８ｂによ
り、位置制御の精度を向上させることができる。

尚、この発明は前記実施例に限定されるものではなく、
発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜
に変更して次のように実施することもできる。

（１）前記実施例では、被検出手段としての磁気テープ
１８を設けると共に、検出手段としての磁気センサ１９
を設けて無人車ｌの走行位置を演算するように構成した
が、第８．９図に示すように、被検出手段として明部３
１ａ及び暗部３ｌｂを一定ピッチで交互に連続的に直列
配置してなる光反射テープ３１を走行経路に沿って配設
すると共に、検出手段として前記光反射テープ３工の明
部３　１ａからの反射光を検出する光センサ３２を車体
１１の下面前側に設けて無人車１の走行位置を演算する
ように構成してもよい． 合わせて、第８図に示すように光反射テープ３１を誘導
線として兼用してもよい．この場合、第９図に示すよう
に、光反射テープ３１の途中に、前記組付エリア５の進
入マーク８及び進出マーク９に相当する明部３１ａ及び
暗部３ｌｂよりなる特別なパターンＡ，Ｂの部分と、一
定の配置ピッチよりなるピッチパターンＣの部分とを設
け、光センサ３２によるそれら各パターンＡ．Ｂ，Ｃの
検知に応じたパルス信号の周期を変化させるように構成
することにより、光反射テープ３ｌを走行用マークとし
て兼用することもできる。これによって、走行経路３か
らは誘導線２そのものを省略できるばかりでな《、無人
車１からはピックアソブコイル１４、マークセンサ１５
等を省略することができ、構成を簡略化することができ
る。

又、前記光反射テープ３１を改良したものとして、第１
０図に示すように、暗部３３ａで縁取りした中に明部３
３ｂを一定ピッチで配置した光反射テープ３３を設けて
もよい。この光反射テープ３３によれば、路面上の光環
境から受ける影響を極力排除して、より正確な反射光を
得ることができる。

（２）前記実施例における磁気テープ１８のＮ極１８ａ
を検出する磁気素子と、Ｓ極１８ｂを検出する磁気素子
とをそれぞれ無人車１に設けて、各磁気素子の理論和を
演算するように構成することにより、前記光反射テープ
３１と同様に、磁気テープ１８を誘導線として兼用する
こともできる。

（３）前記実施例では、組付エリア５を所定走行区間と
して磁気テープ１８を設けて無人車ｌの位置制御等を行
うように構成したが、走行経路３の全域に渡って磁気テ
ーブ１８を設けて無人車１の位置制御等を行うように構
成してもよい。

（４）前記実施例では、Ｎ極１８ａ及びＳ極１８ｂを有
する磁気テープ１８を路面上に貼着したがＮ極とＳ極と
が交互に連続的に並ぶように、複数の磁石片を路面に直
接敷設してもよい。

（５）前記実施例では、組付エリア５内を無人車１が予
め定められた一定の微速度に対応して走行する際の、各
走行位置にける予定通過時間をＲＯＭ２３に予め記憶し
て、無人車１の位置制御等を行うように構成したが、そ
れらの微速度及び予定通過時間等のデータを変更する変
更指令データを誘導線等を介し、必要に応じて無人車の
ＣＰＵに入力して、無人車の位置制御等を適宜に変更し
てもよい。即ち、各走行位置を通過すべき予定通過時間
を適宜に早めたり遅めたりするように構成してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、無人車の走行中
の絶対位置を高精度で知ることができて、無人車の正確
な位置制御を行うことができるという優れた効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はこの発明を具体化したー実施例を示す
図面であって、第１図は走行制御装置の電気的構成を示
すブロック図、第２図は無人車等の側面図、第３図は無
人車等の平面図、第４図は無人搬送システムの概略構成
図、第５図は進入マークの平面図、第６図は進出マーク
の平面図、第７図は磁気テープとそれに対応するパルス
信号を説明するための図である。第８図はこの発明を具
体化した別の実施例を示す無人車等の平面図、第９図は
同じく別の実施例を示す光反射テープとそれに対応する
パルス信号を説明するための図、第１０図は改良型の光
反射テープを示す平面図である。 図中、１は無人車、２は誘導線、３は走行経路、５は所
定走行区間としての組付エリア、１８は被検出手段とし
ての磁気テープ、１８ａは検出部としてのＮ極、１８ｂ
は非検出部としてのＳ極、１９は検出手段としての磁気
センサ、２２は位置演算手段、時間割り出し手段及び速
度制御手段としてのＣＰＵ、２２ａは計時手段としての
タイマ、２３は時間データ記憶手段としてのＲＯＭ，３
１．３３は被検出手段としての光反射テープ、３２は検
出手段としての光センサ、αは配置ピンチである。 特許出願人　　株式会社　豊田自動織機製作所代理人　
弁理士　　恩　田　博　宣　はか１名第８図 謬０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　走行経路に敷設した誘導線に沿って無人車を操舵自
   走させると共に、同走行経路上の所定走行区間にて予め
   定られた一定速度で無人車を走行させる無人車の走行制
   御装置において、 前記所定走行区間を前記無人車が走行する際の各走行位
   置における予定通過時間が予め記憶された時間データ記
   憶手段と、 前記所定走行区間を前記無人車が走行する際の通過時間
   を計時するための計時手段と、 前記所定走行区間において前記走行経路に沿って敷設さ
   れ、前記各走行位置を一定ピッチ毎に指示するために検
   出部と非検出部とを交互に連続的に直列配置してなる被
   検出手段と、 前記無人車の走行に伴って前記被検出手段の検出部を連
   続的に検出するための検出手段と、前記検出手段からの
   連続的な検出信号に基いて前記無人車の走行位置を演算
   する位置演算手段と、前記計時手段の計時結果及び前記
   位置演算手段の演算結果に基いて、前記無人車の各走行
   位置における実際の通過時間を割り出す時間割り出し手
   段と、 前記時間割り出し手段により割り出された前記実際の通
   過時間と前記時間データ記憶手段に予め記憶された前記
   予定通過時間とを比較して、前記実際の通過時間が前記
   予定通過時間と一致するように前記予め定められた一定
   速度を加減する速度制御手段と を備えた無人車の走行制御装置。