JPH05112396A

JPH05112396A - 自動給油装置

Info

Publication number: JPH05112396A
Application number: JP27271991A
Authority: JP
Inventors: Keiko Yumi; 恵子弓
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1991-10-21
Filing date: 1991-10-21
Publication date: 1993-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】車両の型式等によって異なる車両燃料タンク
の給油口の位置を複数台のカメラにより正確に検出し、
的確な給油を行うことができる自動給油装置を提供する
ことを目的とする。【構成】給油口の検知位置に基づいてマニピュレータ
を制御し、ノズルを給油口に挿入する自動給油装置にお
いて、給油口の形状に基づいて前記給油口の開放方向を
検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果及び前記
給油口を位置データに基づいて前記マニピュレータを前
記ノズルを前記給油口に挿入するように制御する制御手
段とを具備した構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動給油装置に係り、特
に、自動車メーカや型式等によって異なる車両燃料タン
クの給油口の位置を複数台のカメラにより検出し、自動
で給油が行なえる自動給油装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両に対し自動的に給油を行なう
自動給油装置が提案されている。この種のロボット式給
油装置では、一例として給油装置近傍に給油車両が停車
すると、給油装置本体に搭載したカメラにより車両燃料
タンクの給油口の位置を認識し、認識した給油口へ給油
ノズルを自動的に移動させて挿入した後、給油を行うよ
うになっている。また、他の例としては、自動給油装置
各部を制御する制御部には給油所顧客車両の車番に対応
した給油口位置データを予め記憶させておき、記憶した
給油口位置データに基づき給油ノズルを作動させ給油を
行うようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の自動
給油装置では給油車両が自動給油装置に対し斜めに停車
したり、車両燃料タンクの給油口がこれを検出する給油
装置搭載カメラと対向しないような状態で停車したりす
るなど、給油車両の停車位置が適正でない場合は、搭載
カメラによっては給油口を正確に検出できないという問
題点があった。更には、車両の型式によっても車両燃料
タンクの給油口の開口方向が異なるため、前記同様に給
油口を正確に検出できない等の問題点があった。

【０００４】このため、給油所に入場した給油車両のド
ライバーは、給油車両の側部を自動給油装置に対し斜め
にずれないように正対させて停車させたり、給油口が給
油装置と対向するように停車させたりする必要があるな
ど、停車位置に細心の注意を払わなければならず、ラフ
な停車ができないという問題点があった。

【０００５】これに対し、後者の自動給油装置にあって
は、顧客車両がモデルチェンジ車両の場合には給油口位
置データをその都度更新記憶させる必要があり、データ
の取扱いが煩雑化するという問題点があった。

【０００６】さらに従来は、給油口の位置データのみに
より、マニピュレータの移動補正を行っていたが、車両
内での人の位置や、荷物の位置により車体の傾き具合が
変化し、それにつれて給油口の開放方向も変化するた
め、給油口の開放方向に対しノズルの挿入方向が異なり
ノズルが給油口に挿入されるときに車体あるいは給油口
を傷つけてしまう恐れがあるという問題点があった。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、車両の型式等によって異なる車両燃料タンクの給油
口の位置及び開放方向をカメラにより正確に検出し、的
確な給油を行うことができる自動給油装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、給油口を検知
する画像検出手段からの画像データにより、該給油口の
位置を検知し、給油口の検知位置に基づいてマニピュレ
ータが制御され、油液を注入するノズルが給油口に挿入
され給油が行なわれる自動給油装置であって、前記画像
検出手段からの画像データに基づいて前記給油口の形状
を検知し、前記給油口の形状に基づいて前記給油口の開
放方向を検知する方向検知手段と、前記方向検知手段の
検知結果及び前記給油口の位置データに基づいて前記ノ
ズルを前記給油口に開放方向から挿入するように前記マ
ニピュレータを制御する制御手段とを具備した構成とし
てなる。

【０００９】

【作用】検知手段により画像検出手段からの画像データ
に基づいて給油口の形状を検知し、給油口の形状に基づ
いて給油口の開放方向を検知し、制御手段により給油口
の位置及び開放方向に基づいてマニピュレータを制御し
ている。

【００１０】このため、ノズルを給油口に正しい位置
で、かつ正しい角度で挿入できる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例のブロック図を示
す。同図中、７，８は画像検出手段となる第１及び第２
のＣＣＤ（Charge Coupled Device ）カメラを示す。ま
た、９は後尾カメラ、１０は天井カメラを示す。

【００１２】給油口の位置検知はこの第１のＣＣＤカメ
ラ７及び第２のＣＣＤカメラ８の２台のカメラからの画
像データにより行なわれる。第１のＣＣＤカメラ７及び
第２のＣＣＤカメラ８は図２，図３に示すように地面に
対して垂直方向（上下方向）に並べて配置され、上下方
向から給油口Ｋの画像を捕らえ、その画像データを画像
処理部２０に送る。画像処理部２０は第１のＣＣＤカメ
ラ７及び第２のＣＣＤカメラ８からの画像データより給
油口Ｋの画像データにおける位置座標を求める。

【００１３】画像処理部２０で処理された給油口Ｋの画
像データにおける位置座標は制御装置１４に供給され、
位置検知手段１４ｂにより演算され、給油口Ｋの３次元
座標データを得る。

【００１４】また、画像処理部２０からの画像データは
制御装置１４内の方向検知手段１４ａにより演算され、
給油口Ｋの開放方向に関するデータが得られる。制御装
置１４は制御手段１４ｃにより位置検知手段１４ｂから
の位置データ及び方向検知手段１４ａからの方向データ
に基づいてインタフェース１５を介してロボット３を制
御する。

【００１５】図２，図３は本実施例の自動給油装置を適
用した給油所の概略平面図及び概略側面図を示す。給油
所には各給油エリア毎に例えば複数台のロボット給油機
１が設置されている。給油エリアに沿ってベース２が設
けられ、ベース２上にはロボット台２’が移動可能に設
けられる。ロボット台２’の上部にはロボット３が設け
られ、ロボット３はベース２の端部に配設された操作部
４を操作することにより動作する。６は照明用ランプ
で、照明用ランプ６は車両Ｓに対し照明光を発する。給
油口上方カメラ７は給油口Ｋの像を斜め上方から走査す
る。給油口Ｋ下方カメラ８は、給油口Ｋの像を斜め下方
から走査する。後尾カメラ９は、給油エリアＡの後方の
所定の地上高位置に配設され車両Ｓの高さ方向に対する
給油口Ｋの取付位置（車両右側部か左側部か、及び地上
高）を検出するため、給油カバーＣを車両後尾から走査
する。天井カメラ１０は例えばキャノピ下部等の車両停
車位置Ｐから所定の地上高位置に配設され車両Ｓの長さ
方向に対する給油口Ｋの取付位置（車両右側部か左側部
か）を検出するため給油カバーＣを車両上方から走査す
る。

【００１６】また、前記各カメラ７〜１０による車両給
油口または開けられている給油カバーＣの走査に基づく
走査データはそれぞれ画像処理部２０へ供給されて車両
給油口及び給油カバーＣにつき画像処理された後、画像
処理データが制御部１４へ供給される。制御部１４はこ
の画像処理データに基づき、車両給油口にロボット３が
給油ノズルを挿入できるようにロボット台移動機構イン
タフェース１７を介してロボット台移動機構１８により
ロボット３が配設されたロボット台２を移動制御すると
共に、ロボット機構インタフェース１５を介してロボッ
ト機構部１６を制御し、マニピュレータ３Ａ先端部の送
液手段に連通された給油ノズル３Ｂを駆動制御して車両
給油口Ｋへ挿入させ給油を行わせるようになっている。

【００１７】また、制御部１４は、車両のドライバーま
たは給油作業者による操作部４の操作に基づき、ロボッ
ト機構インタフェース１５を介してロボット機構部１６
を駆動制御すると共にロボット台移動機構インタフェー
ス１７を介してロボット台移動機構１８を駆動制御し、
ロボット給油機１をそれぞれの操作に応じて緊急停止モ
ード／緊急解除モード／スタートモードとするようにな
っている。また、ロボット制御盤１３の制御部１４は、
ロボット３と車両給油口との位置ずれが大きいことを検
出した場合には、各種音声を出力する音声出力部２６か
ら警告音声を出力させるようになっている。

【００１８】また、ロボット制御盤１３の制御部１４が
ロボット給油機１のロボット３と車両等の物体との衝突
を検知した場合や、車両ドライバーまたは給油作業者が
操作部に設けられた緊急停止スイッチを押下した場合に
は、ロボット給油機１が緊急停止モードとなる。また、
車両ドライバー（または給油作業者）がロボット３と物
体との衝突等の障害を除去して操作部４のスタートスイ
ッチを押下し、ロボット３を元の位置へ戻す時に操作部
４の緊急解除スイッチを押下した場合には、ロボット給
油機１が緊急解除モードとなる。

【００１９】制御部１４には方向検知手段１４ａ、位置
検知手段１４ｂ及び制御手段１４ｃが内蔵される。方向
検知手段１４ａでは給油口Ｋの開放方向が傾いていない
と仮定したとき、第１のカメラ７から見えるはずの給油
口Ｋの形状を予め記憶した仮想給油口形状を内部のメモ
リから読み出し、この仮想給油口形状と、実際に第１の
カメラ７で捕らえた給油口形状との比較により給油口Ｋ
の開放方向を求める。また、位置検知手段１４ｂは第１
及び第２のカメラ７，８が画像の中心位置からのずれに
基づいて給油口Ｋの位置検出を行っている。

【００２０】制御手段１４ｃは給油口Ｋの位置及び開放
方向のデータにより給油ノズルを開放方向から挿入する
ようにマニピュレータ等を制御する。

【００２１】次に給油口Ｋの開放方向を求める方法につ
いて説明する。一般に、図４に示すようなＸ軸回りの回
転は

【００２２】

【数１】

【００２３】の行列式で表わされ、図５に示すようなＹ
軸回りの回転は

【００２４】

【数２】

【００２５】の行列式で表わされ、図６に示すようなＺ
軸回りの回転は

【００２６】

【数３】

【００２７】の行列式で表わされる。

【００２８】ここで給油口Ｋの開放方向はＸ軸回りの回
転とＺ軸回りの回転との組み合わせと考えることができ
る。

【００２９】車両Ｓが角度θだけ傾いたときにその給油
口Ｋは例えば図７に示すようにその開放方向も角度θだ
け変わる。このとき、第１のカメラ７から見えるべき給
油口Ｋの形状と、実際に見える給油口Ｋの形状とは図８
に示すような関係となる。このとき角度θは給油口Ｋの
形状の偏平率（長軸と短軸の比）に比例している。した
がって、得られる画像の偏平率から角度θを求めること
ができ、開放方向がわかることになる。

【００３０】このように、給油口Ｋの位置の他に開放方
向に関するデータに基づいてロボット３を制御すること
により、ノズル３Ｂを正しい位置に正しい角度で給油口
Ｋへ導くことができるため、ノズル３Ｂにより車体を傷
つけたりすることがない。なお、本実施例では第１のカ
メラ７からの画像により開放方向を求めたが、第２のカ
メラ８からの画像でも給油口Ｋの開放方向を求めること
ができる。

【００３１】また、本実施例では１つのカメラで偏平率
を求め、角度θを求めていたが、これに限ることはな
く、第１及び第２のカメラ７，８、２つのカメラで夫々
偏平率を求め、その平均をとり、その平均値により開放
方向を求めることにより誤差を少なくすることができ
る。

【００３２】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、給油口の
位置及びその開放方向を確定することができるため、給
油ノズルを正しい角度から給油口に挿入でき、したがっ
て給油ノズルを確実に給油口に挿入でき、給油ノズルが
車体や給油口に当り、傷をつけることがない等の特長を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の自動給油装置を適用した給
油所の概略平面図である。

【図３】本発明の一実施例の自動給油装置を適用した給
油所の概略側面図である。

【図４】Ｘ軸まわりの回転を説明するための図である。

【図５】Ｙ軸まわりの回転を説明するための図である。

【図６】Ｚ軸まわりの回転を説明するための図である。

【図７】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。

【図８】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１ロボット給油機２ロボット台３ロボット１４制御装置１４ａ方向検知手段１４ｂ位置検知手段１４ｃ制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】給油口を検知する画像検出手段からの画
像データにより、該給油口の位置を検知し、該給油口の
検知位置に基づいてマニピュレータが制御され、油液を
注入するノズルが該給油口に挿入され給油が行なわれる
自動給油装置であって、前記画像検出手段からの画像データに基づいて前記給油
口の形状を検知し、前記給油口の形状に基づいて前記給
油口の開放方向を検知する方向検知手段と、前記方向検知手段の検知結果及び前記給油口の位置デー
タに基づいて前記ノズルを前記給油口に開放方向から挿
入するように前記マニピュレータを制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする自動給油装置。