JPH04108206U - 自律走行無人車の位置補正検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無人車が自律走行する際の走行ミスをなくし
安全性を向上する。 【構成】 無人車５０はマーカ６０のある部分では光学
誘導により走行し、マーカ６０のない部分では自律走行
する。マーカ６０の後端側エッジ部を検出してからマー
カ６０の前端側エッジ部を検出するまでの間に無人車５
０が走行する距離を求め、求めた走行距離がマーカ長よ
り長いときには定点補正をし、求めた走行距離がマーカ
長より短いときには停車する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は自律走行無人車の位置補正検出装置に関し、正確・安全に定点補正が できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】

無人車搬送車（以下「無人車」と略す）は、機械・電子部品の組み立て、さら には食品・繊維など様々の分野の工場で使われている。今まで多く用いられてい る無人車は、誘導線（電線，光テープ，磁気テープ）を検出しつつ誘導線に沿い 走行している。

【０００３】 ところで誘導線を用いると、誘導線の布設や走行ラインの変更が面倒である。 そこで最近では自律走行式の無人車が開発されている。自律走行無人車のうち、 走行距離及び姿勢角等をセンサで検出しつつあらかじめ設定した走行経路データ を参照して自律走行するタイプのものでは、数ｍないし数十ｍ走行すると、当初 プログラミングした到着位置とは異なる位置にきてしまう。これは走行距離セン サや姿勢角センサ等（これをここでは「内界センサ」と称す）の誤差が累積する からである。そこで、内界センサを用いた自律走行無人車では、正確に走行ルー トを通るために絶対位置の補正を走行の途中で行わなくてはならない。

【０００４】 なお、超音波センサや視覚センサ（これをここでは「外界センサ」と称す）な どで周囲環境を検出して走行位置を確認しつつ自律走行する無人車では、上述し た問題は生じない。

【０００５】 内界センサを用いた自律走行無人車を走行ルートに沿い正確に走行させるため には、定点補正をする。次に定点補正の２つの方法を図６，図７を基に説明する 。

【０００６】 図６に示す定点補正方法では、あらかじめ設定した本来の走行経路１に、所定 間隔をあけてステンレス鋼板製のマーカ２を設置している。マーカ２は二等辺三 角形形状をしており、走行経路１に沿う進行方向に対し、二等辺三角形の底辺の 部分を後方にし、底辺と本来の走行経路１が直交するように置く。一方、無人車 ３の底面には、中心軸の対称位置に電磁式近接スイッチ４ａ，４ｂを備えている 。

【０００７】 図６において、近接スイッチ４ａ，４ｂがマーカ２を検出することにより無人 車３の絶対位置の認識ができ、これを基に位置補正ができる。また図６に示すよ うに、無人車３が走行経路１に対し傾いた状態でＡ方向に進行しつつマーカ２を 横切ると、近接スイッチ４ａは近接スイッチ４ｂに対し距離Ｌ１だけ遅れてマー カ２を検出することになるので、距離Ｌ１を検出することにより方向のずれθが 求められ、ずれθの補正ができる。更に、無人車３が走行経路１に対し左右にず れているときには、傾きは同じでもＬ２とＬ３の距離が変化する。そこでＬ２と Ｌ３を検出することにより、左右方向（車幅方向）のずれも補正できる。

【０００８】 図７に示す定点補正方法では、あらかじめ設定した本来の走行経路１０に、所 定間隔をあけてテープ状アルミ箔でなるマーカ１１を貼着している。無人車１２ の底面には前部に光センサ１３ａが後部に光センサ１３ｂが備えられている。光 センサ１３ａがマーカ１１を検出することにより無人車１２の絶対位置の認識が でき、これを基に位置補正ができる。またマーカ１１を光センサ１３ａ及び光セ ンサ１３ｂのどの位置で検出したかを判定することにより、無人車１２が走行経 路１０に対し傾いている角、即ち方向のずれθが求められ、ずれθの補正ができ る。なお、マーカ１１としては、アルミ箔に限らず、ペンキ等を床面に塗ってマ ーカとすることもできる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところで図６に示す技術では、マーカ２を正確に位置合せして設置しなければ ならず、設置工事に手間がかかる。また、有人車等の他の車両が走行するような 現場ではマーカ２が汚れたり剥れたりすることがあり、このようなときには正常 な補正が行えなかったり走行経路をはずれるおそれがある。

【００１０】 図７に示す技術では、テープ状のマーカ１１を設置するのは、図６のマーカ２ に比べると容易ではあるが、汚れや剥れが生じる。特にマーカ１１のエッジ部１ １ｅを検出して定点補正をする場合においては、エッジ部１１ｅが欠けたり剥れ たりすると、正常な補正ができないため無人車１２が走行経路１０から外れてし まうことがある。

【００１１】 本考案は、上記従来技術に鑑み、設置の容易なテープ状のマーカを用いつつマ ーカの欠け等が生じたときに誤動作することなく走行停止させる自律走行無人車 の位置補正検出装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決する本考案の構成は、 長さが一定となっているテープ状のマーカが間隔をとって設置されている走行 経路のうち、マーカの無い部分では自律走行し、マーカの有る部分ではマーカを 光学的に検出してマーカに沿い走行しつつマーカの位置で定点補正をする自律走 行無人車であって、 マーカを検出する光学センサと 無人車の走行距離を検出する走行距離検出部と、 光学センサがマーカの後端側エッジ部を検出した時点からマーカの前端側エッ ジ部を検出した時点までの間に、無人車が走行した距離を求め、求めた走行距離 がマーカの長さより長いときには定点補正を行い、求めた走行距離がマーカの長 さよりも短いときには無人車を停止させる制御部と、を有することを特徴とする 。

【００１３】

【作用】

マーカが正規の長さよりも短くなっているときには、無人車が停止し、安全が 確保される。

【００１４】

【実施例】

以下に本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明する。図１は本実施例に用い る無人車５０を示す正面図であり、図２はその平面図である。この無人車５０で は、１つの前輪５１が駆動輪となるとともに操舵を行い、２つの後輪５２が従動 回転する。無人車５０の走行距離はエンコーダ５３で検出されステアリング角は ポテンショメータ５４で検出される。制御部５５は、エンコーダ５３及びポテン ションメータ５４が検出した検出データと、あらかじめ設定した走行経路データ とを比較しつつ、自律走行をするように走行制御をする。無人車５０の底面には 、前側にＣＣＤイメージセンサで形成した光センサ５６Ｆが備えられ、後側に光 センサ（ＣＣＤイメージセンサ）５６Ｂが備えられている。

【００１５】 一方、図３に示すように、あらかじめ設定した本来の走行経路６０には所定間 隔をあけてテープ状のマーカ６１が設定されている。マーカ６１は、アルミニウ ムやステンレス鋼などの反射物を設置したり、塗料を床面に描いたりして形成さ れており、その長さ（無人車進行方向の長さ）はいずれのものもＬＴとしている 。このマーカ６１の長さＬＴは、無人車５０の制御部５５に記録されている。

【００１６】 無人車５０がＡ方向に進行するときにおいて、進行経路６０の中でマーカ６１ の無い部分では、エンコーダ５３及びポテンショメータ５４で検出した検出デー タとあらかじめ設定した走行経路データとを比較しつつ自律走行し、マーカ６１ のある部分では光誘導モードで走行する。光誘導モードでは、光センサ５６Ｆに よりマーカ６１を検出しマーカ６１が光センサ５６Ｆの中央部に位置するように 操舵をしつつ走行する。この光誘導で走行しているときにも、エンコーダ５３に よる検出データを基にした距離計測を続けるとともに、ポテンショメータ５４に よる検出データを基にした操舵角計測を続ける。

【００１７】 無人車５０の制御部５５は、光センサ５６Ｆがマーカ６１の後端側のエッジ部 ６１ｅＢの端を検出した時点から前端側のエッジ部６１ｅＦの端を検出した時点 までの間に、無人車５０が走行した距離Ｌを計測する。更に計測した距離Ｌと、 正確なマーカ６１の長さＬＴとを比較し、 Ｌ≧ＬＴのときにはマーカ６１の長さは正常であると判定し、 Ｌ＜ＬＴのときにはマーカ６１が損傷等により短くなっていると判定する。

【００１８】 Ｌ≧ＬＴのときにマーカ６１の長さが正常であると判定するようにしたのは、 図３に示すように無人車５０がマーカ６１に沿い直進した場合のみならず（この ときはＬ＝ＬＴとなる）、図４に示すように無人車５０がマーカ６１に対し斜め に進入する場合（このときはＬ＞ＬＴとなる）もあるからである。

【００１９】 マーカ６１の長さが正常であると判定したときには、そのマーカ６１の位置で 定点補正をする。つまりマーカ６１の位置で走行距離のリセット、走行座標の修 正、無人車５０の位置修正をするように、制御部５５が処理を行う。

【００２０】 一方、マーカ６１の長さが正規の長さよりも短くなっていると判定したときに は、制御部５５はアラームを発し且つマーカ異状を表示するとともに走行を停止 する。これは、マーカ６１が短くなっている状態で距離補正をしてしまうと、最 悪の場合、次のマーカ位置（定点）に到達できなかったり、走行経路が変化した りして、事故が生ずるおそれがあるので、かかる事態を回避するため走行を停止 している。

【００２１】 なお、光センサ５６Ｆが最初にその端部のＣＣＤでマーカ６１を検出し、光誘 導をしていくうちに徐々に中央側のＣＣＤでマーカ６１を検出したときには、マ ーカ６１の長さ計測ならびにマーカ長の適否判定はしない。このような状態は、 図５に示すように、光センサ５６Ｆがマーカ６１の途中から検出するときに生じ るのであり、このときにはマーカ長の判定ができないのである。そして、この場 合には、定点補正をすることなくそのまま自律走行する。

【００２２】

【考案の効果】

以上実施例とともに具体的に説明したように本考案によれば、マーカが損傷等 により正規の長さよりも短くなっていることを検出するとその位置で無人車を停 止させるようにしたので安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を適用した無人車を示す正面図である。

【図２】本考案を適用した無人車を示す平面図である。

【図３】無人車の走行状態を示す説明図である。

【図４】無人車の走行状態を示す説明図である。

【図５】無人車の走行状態を示す説明図である。

【図６】従来技術を示す説明図である。

【図７】従来技術を示す説明図である。

【符号の説明】

５０ 無人車 ５１ 前輪 ５２ 後輪 ５３ エンコーダ ５４ ポテンショメータ ５５ 制御部 ５６Ｂ，５６Ｆ 光センサ ６０ 走行経路 ６１ マーカ ６１ｅＢ 後端側エッジ部 ６１ｅＦ 前端側エッジ部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さが一定となっているテープ状のマー
   カが間隔をとって設置されている走行経路のうち、マー
   カの無い部分では自律走行し、マーカの有る部分ではマ
   ーカを光学的に検出してマーカに沿い走行しつつマーカ
   の位置で定点補正をする自律走行無人車であって、マー
   カを検出する光学センサと無人車の走行距離を検出する
   走行距離検出部と、光学センサがマーカの後端側エッジ
   部を検出した時点からマーカの前端側エッジ部を検出し
   た時点までの間に、無人車が走行した距離を求め、求め
   た走行距離がマーカの長さより長いときには定点補正を
   行い、求めた走行距離がマーカの長さよりも短いときに
   は無人車を停止させる制御部と、を有することを特徴と
   する自律走行無人車の位置補正検出装置。