JPH0475523B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、倉庫内や工場内等において、物品
の搬送などに用いられる無人走行車に関し、より
詳しくは、床面のガイドラインを光学式センサー
で検出しながら誘導走行する無人走行車に関す
る。

＜従来の技術＞ 上記光学式センサで床上のガイドラインを検出
し、その検出値に基づいて無人走行車（以下、単
に無人車という）を操舵誘導する方式は一般に光
学誘導方式と称され、光源から照射された光が床
面によつて反射され、その反射された光の各受光
素子に受けとめられる光量の違いにより白色系の
ガイドライン位置を検出する。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 実際に無人車を走行させてみると、ガイドライ
ン以外であつても床上の局所的に反射率の高い部
分あるいは反射率の高い異物等の影響によつてガ
イドライン位置以外の受光素子に不測に強い反射
光線が入射することがあり、この局所的に高い受
光量値をガイドラインと判断すれば、無人車は正
規のガイドライン上を外れてしまう。

＜問題点を解決するための手段＞ この発明は、光学式センサの各受光素子が受け
る受光量の値を、隣接する１カ所または複数カ所
の受光素子の受光量値と比較し、それらの受光量
値のうちで最大値でない値を当該受光素子の受光
量値とすることにより平滑化し、該平滑化後の値
によりガイドラインの検出を行なうようにしても
のである。

＜作用＞ 上述の平滑化により、ガイドライン以外の局所
的に反射率の高い部分の高い受光量値を平滑にす
ることができ、ガイドライン検出ミスを低減でき
る。

＜実施例＞ 第４図は無人走行車の一例として三輪型無人走
行車１の概略平面図であり、２は走行モータ３に
直結され垂直軸４まわりでステアリング旋回する
駆動輪、５は該垂直軸４に固定したスプロケツト
６と該スプロケツト６にチエーン７連結したステ
アリングモータ８とからなるステアリング装置、
９は従動輪であり、１１は垂直軸４に連結され駆
動輪２と同期して旋回する光学式センサ、１２は
ガイドラインを示している。

次に、この例の光学式センサー１１の構造につ
いて説明しておくと、第５〜８図において示した
ように、この例のセンサーは略直方体の基盤１３
に長手方向２列に16個の穴１４，１５を穿設し、
該穴１４，１５内に一方の列には光源としての赤
外発光ダイオード１６を、他方の列には受光素子
としてのフオトトランジスタ１７を挿填してあ
る。１８は前記車体１への取付ブロツク、１９は
プリント基板、２１は赤色フイルタである。第６
図は第５図におけるＡ―Ａ線断面図であり、受光
素子１７の直下にガイドライン１２が存在する場
合を示し、第７図は同じくＢ―Ｂ線断面図であ
り、受光素子１７の直下にガイドライン１２が存
在しない場合を示している。

第８図は上記赤外発光ダイオード１６およびフ
オトトランジスタ１７の回路を示し、電圧Vpを
与えることにより光Ｌが放出され、床面あるいは
ガイドラインからの反射光がフオトトランジスタ
１７に入射して、該入射光量に比例する電圧が出
力OUTされる。

このように、各フオトトランジスタ１７からの
出力電圧は当該フオトトランジスタ１７直下の床
面からの反射光量に関係に変化し、該出力電圧の
大小によつて間接的に床面の光反射率の相違、つ
まり床面であるか、ガイドラインであるかを検出
するようになつている。

次に、ガイドライン位置の検出方法を説明す
る。

すなわち、第９図に示したように、各フオトト
ランジスタ１７はアナログマルチプレクサ２２、
アンプ２３、Ａ／Ｄコンバータ２４を介して車体
１上に搭載したコンピユータ２５に接続されてい
て、該コンピユータ２５は各インターフエイス２
６，２７を介して前記走行モータ３、ステアリン
グモータ８に接続されており、後に詳述する方式
でもつてフオトトランジスタ１７の出力信号をコ
ンピユータ２５が演算解析してガイドライン位置
を算出し、該算出値に基づいて走行モータ３ある
いはステアリングモータ８を適宜駆動して誘導走
行するようになつている。３１，３２，３３は
夫々コンピユータ２５内のRAM、CPUおよび
ROMである。

すなわち、コンピユータ２５からのフオトトラ
ンジスタ選択指令２９によりマルチプレクサ２２
が適宜切換えられ、センサー一端のフオトトラン
ジスタ１７からの出力電圧から順に該Ａ／Ｄ変換
回路に入力され、該出力電圧が対応するデジタル
値の変換されてコンピユータ２５内のRAM３１
に格納される。

つまり、例えばセンサー１１の端から順に、第
１のフオトトランジスタ１７からはアンプ２３お
よびＡ／Ｄ変換を経て３ボルトの電圧が、第２の
フオトトランジスタ１７からは3.5ボルト、第３
のフオトトランジスタ１７からは４ボルト……と
いうように各電圧値がメモリ３１内に一旦格納さ
れるのであり、格納された電圧値を次のようにし
て処理していく。

すなわち、記録された電圧値つまり受光量を棒
グラフ状に表わすと、第１図に白丸付き棒線にな
り、該クラフの横軸の数字は各フオトトランジス
タの位置（第３図参照）を示し、縦軸は受光量を
示すが、この白丸付き棒線の値は実際の受光量に
基づく値であるので、床面の局所的に明るい部分
や反射率の高い塵等の影響を忠実に反映し、ガイ
ドライン以外の部分であつても局所的に高い値を
示す場合があり（第１図第14番目の値）、この影
響を排除するために、上記のようにして得られた
電圧値をまず次のようにして平滑化する。

すなわち、第１図において示したように、第１
番目のフオトトランジスタと第16番のフオトトラ
ンジスタつまりセンサー両端のトランジスタから
の実際の電圧値としては夫々、1.5ボルトが検出
されているが、この両端のフオトトランジスタ１
７からの値としては夫々、１つ内側のフオトトラ
ンジスタ（第２番と第15番）からの実際電圧値と
それぞれ比較して、小さい方の値を平滑化された
各両端の電圧値とする。例えば、第１番と第２番
の実際電圧値を比較すると、第１番と第２番の実
際電圧値を比較すると、第１番の値の方が小さい
ので、第１番の平滑化された電圧値は第１番の実
際電圧値になる。

また、第２〜15番の各フオトトランジスタ１７
の電圧値の平滑化は、それぞれその両側の値と当
該電圧値の３つを比較し２番目に大きい値を当該
フオトトランジスタの平滑化された電圧値とす
る。例えば、第14番の平滑化された電圧は、第13
〜15番の３つの値を比べ２番目に大きい値、すな
わち第13番の値となる。

平滑化した値を第１図の黒丸付き棒線として示
す。

次に上記演算により得られた各フオトトランジ
スタ１７についての平滑化値すべてから適当なシ
キイ値Ｔを設定する。

第１，３図からも明らかなように、平滑化前の
実際の電圧値（白丸）では、ガイドライン位置
（第５〜８番）以外のフオトトランジスタ位置
（第14番）においてもシキイ値Ｔを越える値が存
在するが、平滑化後にはガイドライン位置のフオ
トトランジスタ（第５〜８番）のみの値しかシキ
イ値Ｔを越えず、ガイドライン位置の正確な検出
が行なえるようになつている。

そして、次には上記演算により求めたシキイ値
Ｔおよび平滑化後の各値に基づいてガイドライン
の中心を求める。

すなわち、上記各平滑化値およびシキイ値Ｔに
基づき、各フオトトランジスタ（第１〜16番）に
ついて、その平滑化値がシキイ値Ｔを越えている
ものは「１」とし、シキイ値Ｔを越えていないも
のを「０」とする二値化（第２図）を行なうので
ある。例えば、上記例では第５〜８番のフオトト
ランジスタ１７については「１」が、上記以外の
フオトトランジスタ１７については「０」が与え
られる。

そして、上記二値化によつて与えられた値Ｖ
「０」または「１」に、各フオトトランジスタ
（第１番〜16番）の位置に関する重みＷ（つまり、
例えば最左端から右端へ向かうに従つて大になる
数字、この例の場合０〜30）が、乗ぜられ、その
積の値を二値化後のすべての値の和、つまり平滑
化後の値がシキイ値を越えているフオトトランジ
スタ１７の個数で除することによつてガイドライ
ンの中心が求められる。

上記のように、（位置の重み）×（二値化後の値）
の総和を（二値化後の値）の総和でもつて除する
ことによつては、（二値化後の値）の総和ガイド
ラインの幅に相当することから、ガイドライン幅
の変動に関わりなく、正確にガイドラインの中心
位置を検出できると共に、前述の平滑化処理によ
つても排除されない局所的に高い値が出現するこ
との影響を低減することができる。

そして、上記のようにしてコンピユータ２５内
でガイドラインの中心位置が算出されたならば、
次に、前記センサー１１に対するガイドライン位
置のずれ方向に応じて、ステアリングモータ８が
左右いずれかへと上記ずれを修正する方向へ回転
駆動される。

以上のように、本実施例による平滑化後の受光
量の値は、第１図で示されているように、シキイ
値Ｔを越える値（第５〜８番）と越えない値（第
１〜４番、第９〜16番）との差が明確になつた。
つまり、両者の境（第４番と第５番、及び第８番
と第９番）が明確となり、ガイドライン位置と非
ガイドライン位置の境がぼやけることがなくな
り、確実にガイドラインの位置を検出することが
できる。

なお、上記実施例では、当該受光素子とその両
側の受光素子の計３つの値とを比較しているが、
本発明はその３つに限ることなく、片側の受光素
子とを比較する、あるいは両側の計４つの値と比
較する等が可能であり、また平滑値も２番目に大
きい値を採用したが、最も小さい値を採用するこ
とが可能である。しかし、実験によれば、上述の
実施例による比較が最も好適であることが判明し
た。

＜発明の効果＞ 以上の説明で明らかなように、本発明によれ
ば、ガイドライン位置以外から受光素子に不測に
強い反射光線が入射しても、この局部的に高い受
光量をガイドラインだと判断してしまうことがな
く、したがつて無人車はガイドラインを外れるこ
となく正常に走行し続けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例により平滑化した各受
光素子の値を示す図で白丸付き棒線は実際の受光
量の値、黒丸付き棒線は平滑化後の値を示す棒グ
ラフ図、第２図は各フオトトランジスタに対する
位置の重みおよび二値化値を示す模式図、第３図
は光学式センサーのフオトトランジスタとガイド
ラインとの位置関係を示す模式図、第４図は無人
走行車の一例を示した概略平面図、第５図は光学
式センサーの平面図、第６，７図は夫々第５図の
Ａ―Ａ線断面図、Ｂ―Ｂ線断面図、第８図は回路
図、第９図は無人走行車上のコンピユータ、光学
式センサー等の接続を示したブロツク図である。 １…無人車、１１…光学式センサ、１２…ガイ
ドライン、１７…受光素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光学式センサで床上のガイドラインを検出し
   ながら誘導走行する無人走行車の誘導方式であつ
   て、光学式センサの各受光素子が受ける受光量の
   値を、隣接する１ケ所または複数ケ所の受光素子
   の受光量値と比較し、それらの受光量値のうちで
   最大値でない値を当該受光素子の受光量値とする
   ことにより平滑化し、該平滑化後の値によりガイ
   ドラインの検出を行うようにしたことを特徴とす
   る無人走行車の誘導方式。