JPH0456325B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各種資材や機器の搬送等に用いる移
動車を無誘導で自動走行させる方法に関するもの
である。

従来、移動車を無人走行させる場合に、それら
を何らかの経路やガイドに沿つて走行させる必要
があり、そのため、例えばガイドワイヤ、光学的
マーク、レーザ等をガイドとして用いる方法、あ
るいはITVカメラや超音波を利用して三角測量
の原理により現在位置及び目的とする方向を確認
する方法などが提案されているが、定められた経
路に沿つてガイドを設ける方法は、フレキシビリ
テイに欠けるという難点があり、レーザ等をガイ
ドとする場合にはそれを遮ぎる障害物によつて妨
害される虞れがあり、また三角測量の原理を用い
るものは比較的コストが大になり、実用性の面で
問題が生じてくる。

本発明は、このような従来の誘導方式の問題点
を解消した無誘導方式の自動走行方式を提供しよ
うとするものであり、さらに具体的には、無誘導
で略々所要の経路に沿つて走行可能な移動車を、
その走行域内に適宜設けたステーシヨンにおい
て、移動車上の立体センサによりその移動車の位
置及び姿勢を検出、修正しながら走行させること
により、付帯設備等に大きなコストを要すること
なく、走行経路等に関するフレキシビリテイが大
で、障害物によつて走行経路の決定に対する妨害
を受ける可能性が非常に少なく、実用的な各種機
器等の自動搬送に好適な移動車の自動走行方法を
提供しようとするものである。

かかる目的を達成するため、本発明の方法は、
無人の移動車を、指定された目的地まで無誘導で
走行を制御する走行制御装置によつて、その走行
域に配設したステーシヨンを目的地として走行さ
せ、移動車上に上記ステーシヨンの検出によりそ
の移動車自体の位置ずれ及び姿勢角を検出する立
体センサを設け、上記ステーシヨンには上記立体
センサが位置ずれ及び姿勢角を検出するための平
坦域及び移動車に基準位置を示すための位置表示
用立体パターンを設け、移動車にその目的地であ
るステーシヨンにおいて上記立体センサにより平
坦域及び立体パターンを検出させて、その位置ず
れ及び姿勢角を計測させ、それらの計測結果に基
づいて位置ずれ及び姿勢角を修正したうえで移動
車を次のステーシヨンに無誘導で走行させること
を特徴とするものである。

以下に図面を参照しながら本発明の方法につい
てさらに詳細に説明する。

本発明に基づいて走行させる移動車としては、
第１図に例示したような全方向移動車を使用す
る。全方向移動車は、ステアリング軸によりそれ
に取付けた車輪を任意の方向に向けて走行できる
もので、第１図の全方向移動車では、車体１の四
隅に回転自在に支持されたステアリング軸２から
車輪軸３を側方に突出させ、この車輪軸３にステ
アリング軸２から側方に偏寄した位置で接地する
車輪４を設け、それらの車輪４の全部または一部
を駆動源によつて回転駆動可能とし、また各ステ
アリング軸２に取付けた鎖車５及びステアリング
駆動用鎖車６間にチエーン７を巻掛けている。従
つて、駆動源によつて車輪４を回転させることに
より移動車は走行し、鎖車６の回転駆動によるス
テアリング軸２の回転によつて各車輪４の任意の
方向を向き、移動車の走行方向を任意に設定する
ことができる。

また、上記移動車の進行方向に対する後２輪の
ステアリング軸２をクラツチ等により鎖車５から
切離して、それらを進行方向に向けたままで固定
できるように構成すれば、上記移動車は一般の自
動車と同様なステアリング機構をもつことにな
る。さらに、移動車のステアリング軸と鎖車の間
に設けたクラツチ等を利用して、各車輪を車体の
中心のまわりにおいて円周方向に向けて固定する
と、移動車を上記中心のまわりにおいて回転させ
ることが可能となる。

以下の説明では、第１図に示すように、４輪が
ステアリング駆動用鎖車等によつてすべて同一方
向に向く場合を全方向モード、上記自動車と同様
なステアリング機構を持つ場合を自動車モード、
車体の中心のまわりにおいて回転するようにした
場合を回転モードと呼ぶことにする。

なお、この種の移動車については特開昭54−
120140号公報、特開昭56−128272号公報、特開昭
56−131462号公報において詳細に説明されてい
る。

このような構成を有する移動車上には、その移
動車を予め設定した経路に沿つて走行させるため
の走行制御装置を設置するが、この走行制御装置
は、走行域全体の地図を記憶してその地図上にお
ける指定された経路を走行するように車輪の駆動
及びステアリング軸の回軸を制御するものとして
構成してもよいが、後述するように、各ステーシ
ヨンにおいて次の目的地を移動体に順次伝達する
構成とする場合には、単にその目的地までの走行
を制御できるものであればよい。このような走行
制御装置によつて移動車を走行させる場合、いず
れにしても移動車の走行移動量を計測する装置を
設ける必要がある。この移動量計測装置の好まし
い構成例は、特開昭56−137109号公報に示されて
いる。

また、本発明においては、移動車を所要の経路
に沿つて順次指定される次のステーシヨンを目的
地として走行させるが、その目的地においてステ
ーシヨンに近接または接触して移動車の位置や姿
勢の修正を行うため、移動車に立体センサを装備
させる。この立体センサは、例えば移動車の前後
から突出する接触子をステーシヨンの壁面に接触
させ、その傾きなどをポテンシヨメータやエンコ
ーダを用いて計測し、ステーシヨンと移動車の相
対的位置関係を求めるもので、移動車の位置ずれ
と姿勢は、例えば次のようにして求めることがで
きる。即ち、第２図に示すような移動車８の前後
２個所のＡ，Ｂ点とステーシヨン９との間の距離
y₁，y₂を何らかの手段で求めれば、Ａ，Ｂ点の中
間の基準点０におけるずれ量Δyと移動車の姿勢
角Δθは次式で求められる。

Δy＝y₁＋y₂／２ ……(1) Δθ＝tan^-1（y₁−y₂／LcosΔθ） ……(2) 第３図は、上記距離y₁，y₂を極めて簡単に測定
できるようにした接触形の立体センサの具体的構
成例例を示すものである。同図において、１０は
上述した移動車８に固定的に取付けられる支持台
であつて、この支持台１０には回転軸１１を回転
自在に支承させ、この回転軸１１に一定の長さを
有するアーム１２を取付け、このアーム１２の先
端にステーシヨン９の壁面に当接しながら転動す
る回転輪状の接触子１３を取付けると共に、アー
ム１２の他端と移動車８上に軸杆１４との間にア
ーム１２をストツパ１６に当接する位置まで復帰
させるための復帰スプリング１５を張設し、支持
台１０内において上記回転軸１１にアーム１２の
回転角を検出するポテンシヨンメータを連結して
いる。

上記構成を有するるセンサは第２図における移
動車８のＡ，B2個所に取付け、接触子１３をス
テーシヨン９の壁面に当接させた状態で移動車の
位置ずれ及び姿勢角の測定を行うものである。

而して、前記Δy，Δθは二つのセンサによつて
検出されたＡ，Ｂ点でのアーム１２の回転角θ₁，
θ₂と、予め知られているアーム１２の長さｌ及び
接触子１３の半径γ、移動車１の長さＬとに基づ
いて簡単な計算で求めることができる。

上記立体センサを用いると、ステーシヨンにお
ける接触基準位置に対する移動車の位置ずれは、
ステーシヨンの壁面との間の距離として求めら
れ、上記壁面に沿う方向の位置ずれを求めること
ができない。そこで、ステーシヨンにおいては、
第４図に示すような位置表示用立体パターン２０
を設け、これによつて基準位置Ｇを移動車２１に
判別させる。上記基準位置Ｇは、例えば前方の立
体センサにおける接触子１３が立体パターン２０
の斜面を一定高さだけ乗り上げた位置とし、それ
を立体センサによつて検出して必要があれば移動
車を一旦停止させる。上記立体パターンは、第５
図ａ〜ｃにその形状を例示するように、その立体
パターン２０上に各種信号用凹凸２０ａを付設す
ることができ、さらに必要があれば各種立体パタ
ーンを上下多段に設け、移動車にそれらの立体パ
ターンに対応する立体センサを列設することもで
きる。

これらの立体パターン２０によつて移動車２１
に与えられる情報は、主として移動車の次の目的
地であるステーシヨンあるいはその目的地までの
走行経路などであるが、これによつて前述した移
動車上の走行制御装置を簡略化することができ
る。勿論、上記立体パターンにより移動車に他の
各種情報、例えば移動車がそのステーシヨンで停
止する位置についての指示等を伝えることもでき
る。

また、移動車２１が上記基準位置で停止したと
き、その位置でステーシヨン２２側に設けた発光
器と移動車２１側に設けた受光器とが対向するよ
うにそれらを配設し、これらの発光器及び受光器
間でデイジタル信号の伝達を行う光学的無接触情
報伝達手段を形成させて、上述した場合と同様の
ステーシヨンと移動車間における情報伝達を行う
こともできる。

なお、上記立体センサとしては、第３図に示す
ような接触形の立体センサばかりでなく、自動焦
点カメラにおける距離計と同様の機構を持つ無接
触形の立体センサ等を用いることもでき、また、
移動車の位置ずれや姿勢角を検出するためにステ
ーシヨンの壁面までの距離を計測するセンサと、
必要な情報を受けるために立体パターンの凹凸を
検出するセンサとを、別異のものとして構成する
こともできる。

上記ステーシヨンは、移動車が位置及び姿勢の
修正や情報交換のために、あるいはそれを中間的
または最終的な目的地として立寄るものである
が、ステーシヨン自体に各種機能をもたせること
もでき、例えばそれを工作機械のワークステーシ
ヨン、移動車の充電用ステーシヨンとして構成す
ることもできる。

移動車２１がこれらのステーシヨン２２に立体
センサ２３を接触させてその位置ずれや姿勢角の
計測を行う場合に、前後の立体センサ２３，２３
の一方または双方が最初から直接立体パターン２
０上に接触すると、正確な計測を行うことができ
ない。従つて、移動車２１をステーシヨン２２に
立寄らせる場合には、第４図に示すように、立体
パターン２０の手前に形設した平坦域２４に立体
センサ２３の接触子を接触させた後、その接触状
態を保持しながら移動車２１を前進させ、少なく
とも前方の立体センサの接触子が立体パターン２
０に接触した後における基準位置で移動車２１を
停止させ、立体センサ２３が立体パターン２０に
接触していることを考慮して前後の位置ずれ等の
計測を行う必要がある。

次に、本発明の無誘導自動走行方法を、移動車
の中心を第４図のステーシヨン２２の前の基準位
置Ｇにおいて停止させる場合の動作手順例によつ
て説明する。

(1) 移動車２１を所期の経路２５に沿つて走行さ
せ、基準位置Ｇより少し手前のＰ点を目標に直
進させる。移動車２１は、移動量の計測装置に
より走行距離を計測積算できるので、それによ
つてＰ点に到達したか否かを判断することがで
きる。なお、この時点での走行は全方向モード
で行う。

(2) 上記Ｐ点に到達後、直ちにステアリング軸を
回転させて全方向モードのまま横向き走行を行
い、ゆつくりとステーシヨン２２に近づいて、
２個の立体センサによりステーシヨン２２の壁
面の存在をさぐり、両立体センサがステーシヨ
ンの平坦域に接触した状態でＱ点において停止
させる。

(3) 通常、移動車２１はステーシヨン２２の壁面
とほぼ平行であるため、Ｑ点で自動車モードに
変換し、ステーシヨン２２と所定の間隔を置い
て平行になるように位置ずれ及び姿勢角の修正
を行いながら進行させる。しかし、Ｑ点に到達
した移動車がステーシヨンの壁面と比較的大き
な傾きをもつている場合には、移動車を回転モ
ードに変換して移動車をステーシヨンに平行と
した後、上記自動車モードで進行させる。

(4) 立体センサが立体パターンに接触することに
より、移動車が基準位置Ｇに到達したことを知
る。

(5) 基準位置Ｇをスタート位置として再び次の目
的地に向う。

なお、移動車の高速化を目指す場合、Ｐ点の手
前で全方向モードのままステアリング軸を回転さ
せ、細線で示す経路２５ａによつて全方向モード
でＱ点に向かうことは容易である。

第６図は、本発明に基づいて移動車が走行する
走行域の一部を例示したもので、２６はそれぞれ
矢印方向へ向う移動車の走行経路、２５は移動車
が順次ステーシヨンに立寄りながら走行する場合
の走行経路の一例を示している。

以上に詳述したところから明らかなように、本
発明によれば、移動車を無誘導で正確な経路に沿
つて走行させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によつて走行させる移動車の一
例を示す斜視図、第２図は移動車の位置ずれと姿
勢角との計測方法についての説明図、第３図は接
触形立体センサの構造例を示す斜面図、第４図は
移動車がステーシヨンに接触する状態についての
説明図、第５図ａ〜ｃは立体パターンについての
平面図、第６図は移動車の走行域の一部を示す平
面図である。 ８，２１……移動車、９，２２……ステーシヨ
ン、２０……位置表示用立体パターン、２３……
立体センサ、２４……平坦域、Ｇ……基準位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 無人の移動車を、指定された目的地まで無誘
   導で走行を制御する走行制御装置によつて、その
   走行域に配設したステーシヨンを目的地として走
   行させ、移動車上に上記ステーシヨンの検出によ
   りその移動車体の位置ずれ及び姿勢角を検出する
   立体センサを設け、上記ステーシヨンには上記立
   体センサが位置ずれ及び姿勢角を検出するための
   平坦域とその平坦域の前方に移動車に基準位置を
   示すための位置表示用立体パターンとを設け、移
   動車の立体センサをその目的地であるステーシヨ
   ンの平坦域に接触させ移動車の位置ずれ及び姿勢
   角を計測し修正した後、移動車を前進させて上記
   接触子と同じステーシヨン上に設けられた上記立
   体パターンに接触させて基準位置で停止させ前後
   の位置ずれを検出し、次のステーシヨンに走行さ
   せるようにしたことを特徴とする移動車の無誘導
   自動車走行方法。