JPH02287708A - 無人移動体の移動制御方法 - 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〉 この発明は、例えば工場内搬送ロボット、自動田植機、
あるいは自動芝刈機のような移動作業機など、特定のエ
リア内で二次元的に自力で移動するように構成された無
人移動体の移動制御方法に関するものである。

〈従来の技術〉 無人移動体を特定のエリア内で二次元的に自力で移動さ
せる際の制御の方式としては、ａ、移動経路すべてに連
続的または断続的にマークを設置し、これによって誘導
するものす、固定点を基準として位置に測量し、これに
よって誘導するもの。

Ｃ０内界センサにより位置や姿勢を算出し、これによっ
て誘導するもの の３グループに大別され、用途に応じて適切な方式が採
用されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記の各従来技術には、それぞれ次のような一長一短が
ある。

イ、ａでは精度よく確実に誘導することができる反面、
経路が固定的で応用性に欠け、またエリアが広い場合に
はマークの設置が容易でなく費用がかかる。

口、ｂでは経路の変更が比較的容易であり、またエリア
が広い場合でも容易に採用できる反面、エリアが広いと
高精度の測量が困難とな一 って誤差が大きくなり、精度よく誘導するには高価な測
量装置が必要になる。

ハ、Ｃでは経路の変更が比較的容易であり、エリアが広
い場合でも採用が容易であると共に装置は比較的安価に
なる反面、エリアが広い場合に誤差が積算されて位置が
ずれやすくなり、エリアを逸脱してしまう可能性が高く
なる。

この発明はこのようなそれぞれの方式の問題点に着目し
、経路の変更が容易であり、しかも精度よく誘導するこ
とのできる移動制御方法を安価に提供することを目的と
してなされたものである。

く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、請求項１乃至５の第１の
発明では、直進移動時には無人移動体に搭載した方位検
出手段の検出結果に応じて移動方向をフィードバックし
ながらあらかじめ設定された方向に直進させると共に、
移動対象エリア内の無人移動体の進路を横切る方向に連
続的または断続的に基準マークを設け、これを無人移動
体に搭載したマーク検出手段で検出した結果に応じてあ
らかじめ設定された旋回動作を行わせるようにしている
。

また請求項６の第２の発明では、無人移動体として左右
１対の駆動輪を設けてそれぞれ独立に駆動することによ
って走行するものを用い、各駆動輪の負荷を検出して両
駆動輪の負荷の差が基準値を超えた場合には負荷の小さ
い駆動輪の回転数を負荷の大きい駆動輪の回転数に対応
させて低下させることにより、無人移動体の移動経路を
所定の経路に維持するようにしている。

また請求項７の第３の発明では、無人移動体を旋回させ
る操舵機構に操舵角度検出手段を設け、この操舵角度検
出手段で検出される操舵機構の操舵角度を所定値に保つ
ことによって無人移動体の旋回半径を制御すると共に、
操舵角度検出手段で操舵角度を検出する時の不感帯の幅
を旋回時に直進時よりも大きく設定するようにしている
。

更に請求項８の第４の発明では、第１の発明における方
位検出手段に地磁気方位センサを用い、この地磁気方位
センサの検出結果を無人移動体に搭載した傾斜角度検出
手段の検出結果に応して補正して無人移動体の直進方向
を決定するようにしている。

く作用〉 第１の発明は、方位を検出して直進し、基準マークを検
出して旋回する方法であるから、基準マークを移動経路
すべてに設置したり、位盾検出を行う必要はなく、エリ
ア境界などに基準マークを設けておくだけで無人移動体
はエリア内を予定の経路に沿って正確に移動し、エリア
から逸脱することもない。

第２の発明は、１対の駆動輪の一方が過負荷になって回
転数が低下すると、これに対応させて他方の駆動輪の回
転数を低下させるので、各１ｆｉｌＶ輸による走行速度
のバランスが狂って直進中に進路が曲がったり、旋回半
径が変化したりすることがなくなり、無人移動体の移動
経路か所定の経路に維持される。

また、操舵機構は直進時よりも旋回時に大きく駆動され
るため、操舵機構駆動用として速度を制御できない安価
なモータや制御手段を用いると、モータ自身の慣性によ
り所定の操舵角度で停止できなくなってハンチングが生
じやすくなり、制御が困難になる。これに対して第３の
発明は、操舵角度検出手段の不感帯の幅を旋回時に直進
時よりも大きく設定しているので、安価なモータや制御
手段を使用しても駆動量の大きい旋回時にハンチングが
発生せず、制御が容易となる。

第４の発明は、傾斜に伴う地磁気方位センサの誤差を補
正しているので、起伏のあるエリア内でも無人移動体の
直進方向が正確に保たれる。

〈実施例〉 以下、各発明について実施例を説明する。

〔Ａ〕第１の発明 第１図に基本的な実施例における対象エリアと無人移動
体の移動経路の関係を、第２図に無人移動体の一例を、
第３図１３制御回路の一例をそれぞれ示す。

図において、１は対象となるエリア、２は無人移動体、
３は無人移動体２の移動経路、４は基準マークとなる励
磁ワイヤである。

エリア１は例えばゴルフ場、無人移動体２は例えば芝刈
機であり、緊急停止、走行開始その他の基本動作や必要
な修正等を無線送信機１１　ａでリモートコントロール
されなから、進路を自身で制御しながら所定の移動経路
に沿って走行するように構成されている。基準マークは
例えば電磁誘導、静電誘導などのワイヤ、あるいは光学
的反射テープなどで構成される。この実施例では周波数
４ｋ）１ｚの発振電源４ａに接続された電磁誘導用の励
磁ワイヤとなっており、エリア１の輸郭に沿ってそのや
や内側に配置されているが、この実施例の場合には励磁
ワイヤ４は直進経路の始端と終端に進路を横切るように
配置されていれはよく、縦方向のワイヤはエリア内に設
しブられてぃなくてもよい。

第２図に示すように、無人移動体２は例えば機関１２に
よって自走するトラクタであって、作業内容に応した作
業機１３を牽引している。■］ｌ）は受信機、］−４は
機関回転制御部、１５は減速機構、クラッチ機構、ブレ
ーキ機構等を含む走行機構、１８は操舵機構であり、ま
た１９は操舵角センサ、２０は地磁気方位センサ、２１
は励磁ワイヤ検出センサ、２２は回転数カウンタである
。励磁ワイヤ検出センサ２１は車体下部の左と右にそれ
ぞれ１個ずつ設けられたピックアップコイル２１ａ、２
１ｂで構成されている。

２３は制御用のコントローラであり、このコントローラ
２３はディスクリ−１へな回路で構成することも可能で
あるが、後述する各種の制御を行うには第３図に示すよ
うにマイクロコンピュータを利用することが望ましい。

マイクロコンピュータは入力ポート２３ａ、出力ポート
２３ｂ、制御演算及び入出力指示を与えるＣＰＵ２３ｃ
、制御プログラムや制御演算に必要な諸データを記憶し
ているＲＯＭ２３ｄ、制御演算に使用されるＲＡＭ２３
ｅ等で構成されている。上記の各機構やセンサ類は第３
図のようにそれぞれコントローラ２３に接続されており
、必要に応じて入力側にはＡ／Ｄ変換器、出力側にはｌ
くライハ回路など（いずれも図示せず）が適宜挿入され
る。そのほか、入力ポート２３ａにはジャイロ装置２５
、速度センサ２６、障害物センサ２７等が接続され、出
力ポート２３ｂには上記以外にも制御の対象となる各種
機構が接続される。

動作は次のように行われる。ます、スタート時に車体の
向きを正しくセラ１−シてティーチング処理を行い、以
後は地磁気方位センサ２０で検出した車体の向きをフィ
ードバックしながら操舵機構１８が制御され、ティーチ
ングで記憶した所定の方向に直進する。そして、励磁ワ
イヤ検出センサ２１が励磁ワイヤ４を検出すると、あら
かじめ設定された角度だけ操舵機構１８が駆動されて旋
回し、再び直進に戻るのであり、往路直進後の往路旋回
と復路直進後の復路旋回の半径は異なる大きさに設定さ
れる。第４図は以上の手順の一往復分のフローチャート
を示したものである。

第１図で説明すると、ａ点はスタート点であり、ここで
ティーチング処理してスタートさせるとｂ点まで直進し
く第４図のステップＳ１及びＳ２）、ここで励磁ワイヤ
４を検出すると大きな半径でＣ点まで右旋回しくステッ
プＳ３乃至Ｓ５）、直進方向に向いたことが検出される
と旋回から直進に戻ってｄ点まで直進する（ステップＳ
６乃至Ｓ８）。

そしてｄ点で励磁ワイヤ４を検出すると今度は小さな半
径でｅ点まで右旋回して再び直進に戻り（ステップＳ９
乃至５１２）、以下同様な動作が繰り返される。従って
、旋回半径を適切に設定しておけば、無人移動体２はエ
リアから逸脱することなく、直線状に走行する位置を一
定の間隔で少しずつ変えながら、エリア１の全面を走査
するように走行するのである。フローチャートには示し
てないが、例えは旋回終了時に励磁ワイヤ４が検出され
なかった場合には移動終了とみなして走行を停止する。

ｆ点はこの停止位置である。

なお復路の直進方向は、スタート時に復路方向もティー
チングしておく方法、あるいは往路の方向を基準として
算出して直進を始め、その時の動きを見ながら無線送信
機１１ａによるリモートコントロールで補正制御して方
位を修正し、これを復路の直進方向として記憶させる方
法などによって設定される。

第５図は励磁ワイヤ４を１本のみ直進経路に交わるよう
に配置したものであり、第２図及び第３図に示すように
、無人移動体２には直進距離を設定する設定スイッチ２
４が設けられる。

第５図の例では励磁ワイヤ４は往路直進の開始位置に配
置されており、励磁ワイーＳノ４が検出される位置から
直進距離り。か設定スイッチ２４で設定される。８８点
はスタート点であり、ここでティーチング処理してスタ
ートさせ、ａ点で１回目の励磁ワイヤ４を検出したら回
転数カウンタ２２をリセットし、以後直進しながら車軸
の回転数から走行距離を計測する。そして走行距離がり
。に達したｂ点でコントローラ２３から旋回指令が出さ
れ、大きな半径でＣ点まで右旋回して直進に戻り、ｄ点
まで直進して励磁ワイヤ４を検出すると小さな半径でｅ
点まで右旋回し、励磁ワイヤ４が検出されると回転数カ
ウンタ２２をリセットシ、以後再び直進に戻って同様な
動作が繰り返されるのである。また、例えば復路の走行
距離がり。に達しても励磁ワイヤ４が検出されなかった
場合には移動終了とみなして走行を停止する。ｆ点はこ
の停止位置である。

この例の場合には、直進経路に交わる位置であれば励磁
ワイヤ４を途中に配置してもよく、エリア１内にマーク
設置不能箇所があってもマークから旋回までの設定距離
を変えることにより目的を達することができ、設定距離
を変えればマークの位置はそのままで直進方向への走行
範囲を変化させることができる。

第６図は励磁ワイヤ４を長方形のエリア１のほぼ対角線
上にＸ字状に配置した例であり、直進は縦と横の４方向
に行われるようにしである。すなわち、ａ点をスタート
してｂ点まで直進し、ここで励磁ワイヤ４を検出すると
Ｃ点まで９０’旋回して直進に移り、ｄ点で励磁ワイヤ
４を検出するとｅ点まで９０°旋回し、再び直進に移る
という動作を繰り返すのである。従って、この場合は旋
回半径はすべて同一でもよく、励磁ワイヤ４を適切に配
置しておけば、無人移動体２はエリア１の外周から内周
に向けてうす巻状に移動し、エリア１の全面を走行する
ことができる。なお、例えば旋回から旋回までの時間あ
るいは距離かあらかしめ設定された値より短くなった時
しこ、次の直進走行中に励磁ワイヤ４を検出すると移動
終了とみなして停止する。ｆ点はこの停止位置である。

なお縦横４種類の直進方向は、スタート時に各方向をテ
ィーチングしておく方法、あるいはスタート時の方向の
みをティーチングし、他の３方向はこれを基準として算
出し、それぞれ直進に移った時の動きを見ながら無線送
信機コ−１ａによるリモートコントロールで補正制御し
、方位を修正して記憶させる方法などによって設定され
る。

第７図は、励磁ワイヤ４を往路直進の開始位置と長方形
のエリア１のほぼ対角線上の２箇所に配置した例であり
、あらかじめ直進距離り。と、停止位置を演算するため
の距Ｈｒ−ｘが設定される。

この例では、ａ点でスタートさせ、以後直進しながら走
行距離を計測する。そしてｂ点で走行距離がＬｏに達す
ると０点まで旋回して直進に戻り、復路では距離Ｌ２の
ｄ点とり。の８点でそれぞれ励磁ワイヤ４を検出する。

ここでｄ点からｅ′点までの距離Ｌ３をり、と比較し、
小さければｆ点まで旋回して励磁ワイヤ４が検出される
と回転数カウンタ２２をリセットし、再び直進に戻って
同様な動作が繰り返される。そしてｄｅ間の距離がＬ０
以上になれば走行を停止するのであり、ｇ点はこの停止
位置を示している。

この例の場合には、移動体２の速度が一定で対角線上の
ワイヤの敷設角θが既知であれば、検出された２本の励
磁ワイヤ間の距離Ｌ３あるいはその間の走行時間によっ
てエリア１内の位置情報、例えば底辺側ワイヤの方向を
Ｘ軸、直進方向をＹ軸とした直交座標上の位置（ｘ、ｙ
）が得られるので、エリアの境界や走行終了点の認識や
障害物の回避が容易となる。なお、上記の距離あるいは
時間差は往路におけるものを利用してもよく、また往路
と復路の両方を利用するようにすればより細かい位置情
報を得ることが可能である。

第８図は、この例における制御手順の特徴的な部分をス
テップＳ１３及びステップＳ１４として示したフローチ
ャー１・であり、他の基本的な部分は第４図に示した手
順と同様である。なお、−に連した第５図及び第６図の
例における制御手順も、それぞれの仕様に応じて第４図
に示した手順を基本として部分的に修正すれは実現でき
る。

（Ｂ、Ｉ第２の発明 第９図は第２の発明を実施するための無人移動体２の１
例である。ここては機関駆動タイプでなくモータ駆動タ
イプとなっており、左右１対の駆動＠３１を備えている
点が第２図の無人移動体２との主たる相違点である。各
部！ｔｆＩＩ＠３１にはＤＣサーボモータ３２とパルス
溜まり方式のサーボモータドライバ３３かそれぞれ設け
られており、コントローラ２３の制御に応じてそれぞれ
独立に駆動される。３４はエンコーダ、３５は操舵軸で
ある。サーボモータドライバ３３は第１０図に示すよう
にパルスカウンタ３３ａ、ＰＩＤ演算部３３１）、Ｐｕ
Ｍ　ｌ〜クライバ３ｃ等を備えている。

この実施例は次のように動作する。無人移動体２は送信
機１１ａからの信号によってリモートコントロールされ
、また第１の発明で述べた制御によって所定のエリア１
内を走行する。ここで、コントローラ２３はサーボモー
タドライバ３３に対してパルス指令信号ｓｐを送り、ま
たサーボモータドライバ３３のパルスカウンタ３３ａに
残っているパルス指令の数Ｓｃを監視している。通常の
走行では左右の各駆動輪３１の負荷には大きな差はなく
、直進の場合には各駆動輪３１は同一回転数で駆動され
、無人移動体２は所定の方向に直進するが、地面の凹凸
などによって一方の駆動輪が一定の限度以上の過負荷に
なると回転数が低下し、パルスカウンタ３３ａに残って
いるパルス指令の数Ｓｃが増加する。このため、コント
ローラ２３はパルス指令の数Ｓｃが一定値を超えると、
ＤＣサーボモータ３２の追従不能と判定し、各サーボモ
ータドライバ３３に与えているパルス指令をパルスカウ
ンタ３３ａ内のパルス数が減少するまで低下させる。従
って、過負荷になっていない方の駆動輪の回転数も低下
して走行速度が低下し、左右の駆動輪３１の回転数が異
なることによって進路が曲がることがリアルタイムで防
止され、車輪に滑りなどが無い限り、無人移動体２は正
しい経路を走行することができるのである。

なおこの制御は、操舵１＋６３５が操作されて旋回して
いる時にも各駆動輪３１の回転数の差が旋回半径に応じ
た一定値を超えると行われ、旋回半径が変化することが
防止される。

第１１図は制御手順のフローチャートである。

ステップ８２１で操舵角センサ１９による操舵角検出値
０と、送信機１１ａからの速度指令信号Ｖが入力され、
ステップＳ２２で各サーボモータドライバ３３のパルス
カウンタ３３ａのカランＩ・数ｘＬ及びＸ、が入力され
、ステップ５２３−ＣＸＬとＸＲがそれぞれ一定値Ａ、
Ｂと比較される。図中Ａはサーボモータドライバ３３の
駆動不能域、Ｂは追従不能域（Ａ　＞　Ｂ　）であり、
Ａ以上であればステップ８２４に、Ｂ以上であればステ
ップＳ２５を経てステップＳ２６またはＳ２４に、また
Ｂより小さければステップ８２６にそれぞれ移る。

ステップ８２５はこの発明による減速ルーチンであり、
ここで減速量ｖｎが決定され、ステップＳ２６ではこの
ｖｎ及び上記Ｏから各駆動輪３１の回転数ｖｓ、ｖｐが
決定され、ステップＳ２７でサーボモータドライバ３３
への速度指令パルス周波数が決定されて出力される。

なお、減速量ｖｎは例えばｖｎ＝に−Ｔ（Ｋは定数）に
より決定され、また図中Ｃは減速処理無効域、Ｄはパル
ス溜まりリセット不能域であり、Ａ−Ｄは実験によって
あらかじめ最適値が求められる。

〔Ｃ〕第３の発明 第２図や第９図に示した無人移動体２の操舵機構１８の
駆動には一般にモータが使用されるが、高い精度で操舵
角制御を行うには操舵角センサ１９の不感帯の幅を小さ
くするのが普通であり、また駆動用モータには速度や停
止位置を精度よく制御できるもの（例えば、ステップモ
ータやサーボモータ）を用い、あるいは機械的なストッ
パを設けることが行われる。

第１２図はこのような操舵角制御の一例を示したもので
あり、（ａ）図のように受信機４０からの指令値δに応
じてＣＰＵ４１から出カポ−１〜４２に信号を出力し、
リレー４３または４４を作動させる。これにより接点４
３ａまたは４．４．　ａが切り換わり、ステアリングモ
ータ４５が所定の方向に回転して操舵輪が＋（右）また
は＝（左）に駆動され、その時の操舵角０がセンサ４６
からＡ／Ｄ変換器４７を経てＣＰＵ４１にフィードバッ
クされ、δと０の差が不感帯の幅Ａ内に入るように制御
されるのである。（ｂ）図は以上の手順のフローチャー
１・であり、これが制御タイミングの周期で繰り返され
ることになる。

しかしながら、上記のようなモータは高価であると共に
制御方法も複雑になり、機械的なス１ヘツパでは衝撃が
大きく、また十分な精度の確保が困難であるから、安価
なモータを使用して精度よく制御することができれば好
都合である。しかし、このような安価なモータは一般に
速度や停止位置を精度よく制御することができず、第１
２図のような制御方式では次のような問題が生ずる。

第１３図はモータの停止位置の例を説明したものであり
、縦軸はモータ回転数ｎと回転方向、横軸は操舵角θ、
θｐは目標角、θ□と０２は不感帯の下限値と上限値、
０□から０２までの距離は不感帯の幅Ａをそれぞれ示し
ている。

（ａ）図は不感帯の幅が比較的大きい場合であり、回転
数ｎ。でモータが回転しており、コントローラによる制
御タイミングが最も遅い時には、ａ点で目標角ｏｐと判
断されてｂ点で駆動電流が切れ、慣性でしばらく回転を
続けた後Ｃ点で停止する。

またタイミングが最も早い時には、破線のようにａ′→
ｂ′→Ｃ′の経過でＣ′点で停止する。

（ｂ）図は制御可能な範囲で不感帯の幅を小さくした場
合であり、制御タイミングが最も遅い時にはモータの停
止位置は上限値θ２を超えた位置となり、逆方向に駆動
されてｄ点で目標角θｐと判断され、ｅ点で駆動電流が
停止し、ｆ点で停止する。またタイミングが最も早い時
には、破線のようにａ′→ｂ′→Ｃ′の経過でＣ′点で
停止する。

（ｃ）図は不感帯の幅を更に小さくした場合であり、制
御タイミングに関係なくモータの停止位置は上限値θ２
を常に超えてしまう。このため、逆方向に駆動されてｄ
　−＋　ｅ→ｆの経過て１点で停止し、再び正転方向に
駆動されてｇ　−１ｈを経て０点で停止するという動作
が繰り返され、ハンチングが生じて無制御状態になるの
である。

このように、不感帯の幅を小さくすると（ｂ）図のよう
に制御タイミングによって停止位置が大きくばらつき、
あるいは（Ｃ）図のようにハンチングが生ずるのに対し
て、不感帯の幅が大きい（ａ）図の場合には停止位置の
ばらつきはむしろ小さくなる。そこで（ｄ）図のように
不感帯の幅を大きくして、停止位置Ｃ点が丁度目標角Ｕ
ｐに一致する実線の状態になるようにそのａ点を実験に
より求め、それよりも制御タイミンクの周期Ｔの１／ま
たけ大きな角度の位置に来るようにＯ□を選定すれば、
バラツキは破線のように周期Ｔ内に収まり、しかもその
中心値が目標角ｏｐに一致することになる。

これはモータが逆回転している場合の０２についても同
様である。

この発明はこの点に着目してなされたものであり、周期
Ｔは一般に数ｍ５ｅＣ乃至数十ｍ５ｅｃであるから、高
い精度で停止位置、つまり操舵角を制御することが可能
となる。なお、不感帯の幅は操舵機構１８が大きく駆動
されてからある値で操舵角を固定する旋回制御時にのみ
大きくするのであり、操舵角が小さい直進時には不感帯
幅をノ」１さくして精度を向上することができる。

第１４図はこの発明のフローチャートの例であり、第４
図の手順の直進のステップＳ２及びＳ８の前に操舵角の
不感帯幅を小さくするステップＳ３１及びＳ３３を挿入
し、旋回のステップＳ５及びＳｌｌの前に不感帯幅を大
きくするステップＳ３２及びＳ３４を挿入したものとな
っている。

ＣＤ）第４の発明 既述の第１の発明においては、方位を検出して無人移動
体の直進方向を保つようにしている。方位検出手段とし
て最も一般的なものはフラッフスゲ−１・式やコンパス
式等の地磁気方位センサであｊ゛’（’′す るが、例えはフラッフスゲ−１へ式は地磁気の水平方向
の分力を感知するものであり、傾斜地では伏角を持つ地
磁気の水平方向の分力値か変化するため誤差が生ずる。

一般的にはシンバル構造を採用してセンサ自身を水平に
保って上記の問題を解決しているが、移動することによ
る振動や、移動体自身の振動でジンバルが共振したり、
加速度が加わってジンバルが水平を保てなくなるなどに
よリセンサ出力の信頼性が低下し、方位検出精度が低下
するという問題がある。

この発明は、地磁気方位センサの検出結果を傾斜に応じ
て補正することによってこの問題を解決したものであり
、スター１〜地点が傾斜地であっても方位ティーチング
を正確に行い、また走行経路が傾斜していても走行方向
を正確に維持するようにしている。このため、無人移動
体には傾斜センサが設けられるのであり、第２図及び第
３図において２８はこの傾斜センサを示している。傾斜
センサ２８としては、例えは液面検出式や加速度検出式
の静電容量変化型のもの、あるいは慣性型等が使用可能
である。

次に、操舵角の補正手順の例を走行中の場合について第
１５図と第１６図により説明する。

第１５図において、Ｘ、Ｙ、Ｚはｘｏｙを水平面とする
直角座標、ｘｏｙは傾斜平面、Ｇは地磁気ベクトル（Ｘ
ｏ、Ｙｏ、ｚｏ）、ｇｏはスタート時の方位センサ出力
（ｘｏ、ｙｏ、ｏ）、ｇ′ｔはＧよりｘｏｙ面に下ろし
た垂線の足（Ｘｔ、Ｙｔ、Ｚｔ）、ｇｒは走行時の方位
センサ出力（ｋｘ、ｋｙ、Ｚｒ）、δは地磁気の伏角、
δＸは走行中の方位の偏差、α、βは直交配置した傾斜
センサの出力である。

まず、ステップＳ４１で地磁気方位センサ２０の出力（
ｋｘ、ｋｙ）とｆ頃斜センサ２８の出力（α、β）を読
み込み、このデータから地磁気ベクトル（Ｘ、。

Ｙｏ、　Ｚｏ）を算出する（ステップ５４２）。更にス
テップＳ４３で目標方位の水平面への投影方位Ｏｔ（α
、β）及び走行方位の水平面への投影方位０ｒ（ｋ　ｘ
　、ｋ　Ｙ　＋α、β）を算出し、ステップＳ４４で走
行中の方位の偏差δｘ＝Ｏｒ−ａｔを算出して方位の補
正量を求める。そこでこの結果を用いて操舵角を決定し
、所定量だけ操舵機構１８を駆動する信号を出力するの
である（ステップ５４５）。

なお、鉛直方向に地磁気センサを配置し、伏角を計測し
て入力するようにしてもよい。

［Ｅ）その他の実施例 第２図及び第３図で説明したように、励磁ワイヤ検出セ
ンサ２１のピックアップコイル２１ａ、２１ｂは車体の
左と右に対称的に配置されている。

これは励磁ワイヤ４を検出した時の検出タイミングのず
れによって旋回の是非を判断したり、エリアのコーナー
で縦のワイヤをまたいだ状態となって検出が一方のみで
行われた時に境界とみなして走行を停止したりすること
を可能として、より確実な走行制御を行うためである。

すなわち、第１７図のように走行方向に対して励磁ワイ
ヤ４が斜めに角度Ｏで交わっている時には、ピックアッ
プコイル２１ａ、２１ｂ間の距離をＤｌ、走行速度をＶ
とすると、コイル２１ｂは２１ａより走行距離ｄだけ遅
れてワイヤを検出し、その時間差は ｔ□＝　ｄ／ｖ＝　Ｄｉｔａｎ（９０−θ）／Ｖ　　　
−＝・・■となる。従って、この時間差ｔ□があらかじ
め設定された基準時間以内の時には、検出されたワイヤ
は正規のものであると判断して旋回制御に入るようにし
ておけば、無人移動体２の方向ずれ等に伴う旋回失敗な
どの誤動作を防止できるのである。

第１８図はこの制御手順であり、第４図のステップＳ３
及びＳ９の前後を少し詳しく示しである。

なお、走行速度Ｖが既知の一定値でない時にはこれを検
出する必要がある。この場合には、例えば第３のピック
アップコイル２１ｃを図示のようにピックアップコイル
２１ａに対して距離Ｄ２だけ前後方向にずらして配置し
ておくことにより、両者の検出時間差ｔ２から走行速度
Ｖをｖ＝Ｄ２／１２　　　　　　　　　　　・・・・■
で求めることができる。

また、無人移動体２が励磁ワイヤ４上を横切る時に、走
行方向のずれやピックアップコイル２１ａ、２１ｂの感
度のバラツキによって、ワイヤを検出するタイミングや
検出期間が一致しないことがある。第１８図のステップ
Ｓ５］におけるループカウンタはこれらのずれを吸収す
るものであり、例えばθ〉６０°の時に横ワイヤとして
判断するとすれば、０が６０°の時のずれ時間によって
ループカウンタの値を決定しておくのである。第１９図
はループカウンタによってすれ時間を吸収するルーチン
の状態遷移図であり、各ステップの上段は処理を、下段
はワイヤ検出状態をそれぞれ示している。

以上は左右１対のピックアップコイル２１ａ、２１ｂを
励磁ワイヤ４に対して同一・の姿勢で配置し、同じ条件
でワイヤを検出するようにした場合についての説明であ
るが、例えば互いに直交させた１対のピックアップコイ
ルを一方を進行方向に、他方を横に向けて水平面内に配
置し、ワイヤ通過時の画コイルの出力関係からワイヤの
角度を検出するようにすることもできる。

また、上述の各実施例では具体的に説明されていないが
、無人移動体２に搭載されている無接触式あるいは接触
式の適宜の障害物センサ２７により進路に障害物を発見
した時に、これを避けて迂回した後、また元の進路に戻
るような制御も可能である。すなわち、ＰＩ制御で直進
制御を行っている時に障害物を発見すると直進を中断し
、回避制御に移行して障害物の外周に沿って迂回しなが
らその間も工成分の積算のみを行い、障害物を過ぎると
積算されたＩ成分の量だけ戻すことによって本来の進路
に戻り、ＰＩ制御による直進を再開するのである。これ
により、位置測定をすることなく元の進路に戻ることが
でき、制御手順も比較的簡単なものとなる。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、第１の発明によれば、
基準マークを移動経路に沿って全域に設置したり、無人
移動体の位置を検出したりする必要はなく、エリア境界
などに基準マークを設けておくだけで、無人移動体をエ
リアから逸脱することなく予定の経路に沿って正確に移
動させることが可能となり、基準マークの設置が容易で
あると共に設置に必要な費用が軽減される。

また第２の発明によれば、左右１対の駆！ｌ？ｌ１輪の
一方が過負荷になって回転数が低下するようなことがあ
っても、他方の駆動輪の回転数が低下して各駆動輪によ
る走行速度のバランスが保たれるので、直進中に進路が
曲がったり、旋回時の半径が変化したりすることがなく
なり、無人移動体の移動経路が正確に維持される。

また第３の発明によれば、操舵角度検出手段の不感帯の
幅を旋回時に直進時よりも大きく設定することにより、
操舵機構の駆動用モータの慣性により停止位置が大きく
ばらついたりハンチングが生したりすることが防止され
る。従って、操舵機構の駆動用として速度を制御できる
高価なモータ等の制御手段を使用せず、またｔｉ撃が大
きくなりやすい機械的なストッパを使用することもなく
、安価なモータを使用して精度よく制御することが可能
となる。

更に第４の発明によれば、傾斜に伴う地磁気方位センサ
の誤差を補正しているので、起伏のあるエリア内でも方
イマｔの検出精度が高くなり、無人移動体の直進方向を
正確に保つことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例における対象エリアと無
人移動体の移動経路の関係を示す図、第２図は同実施例
の無人移動体の一例を示す概略構成図、第３図は同実施
例の制御回路のブロック図、第４図は同実施例の制御手
順のフローチャー１−１第５図乃至第７図はそれぞれ第
１の発明の別の実施例シコおける対象エリアと無人移動
体の移動経路の関係を示す図、第８図は第７図の実施例
の制御手順のフローチャートである。 第９図は第２の発明の一実施例における無人移動体の概
略構成図、第１０図は同実施例の制御回路の要部のブロ
ック図、第１１図は同実施例の制御手順のフローチャー
１・である。 第１２図は第３の発明に関連した操舵角制御の一例の説
明図、第１３図は第３の発明の動作説明図、第１４図は
同実施例の制御手順のフローチャートである。 第１５図は第４の発明の補正動作の説明図、第１６図は
同実施例の制御手順のフローチャー１・である。 第１７図は他の実施例の動作説明図、第１８図は同実施
例の制御手順のフローチャート、第１９図はそのループ
カウンタの状態遷移図である。 １・・・対象エリア、２・・・無人移動体、３　・移動
経路、４・・励磁ワイヤ（＆準マーク）、ｌｌａ・・送
信機、ｌｌｂ・・受信機、１２・・・機関、１３　作業
機、千８・・・操舵機構、１９・・・操舵角センサ（操
舵角度検出手段）、２ｏ・・・地磁気方位センサ（方位
検出手段）、２１・・・励磁ワイヤ検出センサ（マーク
検出手段）、２１ａ及び２１ｂ・・ピックアップコイル
、２２・・・回転数カウンタ、２３　・コントローラ、
２４・・・距離設定スイッチ、２８　傾斜センサ（傾斜
角度検出手段）、３１・・・駆動輪、３２・・ＤＣサー
ボモータ、３３・・・サーボ゛モータ１くライバ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）特定の対象エリア内で無人移動体を二次元的に自
   力で移動させる方法であって、直進移動時には無人移動
   体に搭載した方位検出手段の検出結果に応じて移動方向
   をフィードバックしながらあらかじめ設定された方向に
   直進させると共に、移動対象エリア内に基準マークを設
   け、これを無人移動体に搭載したマーク検出手段で検出
   した結果に応じてあらかじめ設定された旋回動作を行わ
   せることを特徴とする無人移動体の移動制御方法。
2. （２）マーク検出手段が励磁ワイヤであり、この励磁ワ
   イヤを往路直進経路の始点側と終点側の２箇所に直進経
   路を横切る方向に設けた請求項１記載の無人移動体の移
   動制御方法。
3. （３）マーク検出手段が励磁ワイヤであり、この励磁ワ
   イヤを往路直進経路の始点側にのみ直進経路を横切る方
   向に設けた請求項１記載の無人移動体の移動制御方法。
4. （４）マーク検出手段が励磁ワイヤであり、この励磁ワ
   イヤを対象エリアのほぼ対角線に沿ってほぼＸ字状に設
   けた請求項１記載の無人移動体の移動制御方法。
5. （５）マーク検出手段が励磁ワイヤであり、この励磁ワ
   イヤを往路直進経路の始点側と、対象エリアのほぼ対角
   線に沿って直進経路を斜めに横切る位置の２箇所に設け
   た請求項１記載の無人移動体の移動制御方法。
6. （６）無人移動体に左右１対の駆動輪を設けてそれぞれ
   独立に駆動することにより、特定の対象エリア内で無人
   移動体を二次元的に自力で移動させる方法であって、各
   駆動輪の負荷を検出して両駆動輪の負荷の差が基準値を
   超えた場合には負荷の小さい駆動輪の回転数を負荷の大
   きい駆動輪の回転数に対応させて低下させることにより
   、無人移動体の移動経路を所定の経路に維持することを
   特徴とする無人移動体の移動制御方法。
7. （７）特定の対象エリア内で無人移動体を二次元的に自
   力で移動させる方法であって、操舵角度検出手段で検出
   される操舵機構の操舵角度を所定値に保つことによって
   無人移動体の旋回半径を制御すると共に、操舵角度検出
   手段の不感帯の幅を旋回時に直進時よりも大きく設定す
   ることを特徴とする無人移動体の移動制御方法。
8. （８）方位検出手段が地磁気方位センサであり、この地
   磁気方位センサの検出結果を無人移動体に搭載した傾斜
   角度検出手段の検出結果に応じて補正して無人移動体の
   直進方向を決定するようにした請求項１記載の無人移動
   体の移動制御方法。