JPH05274031A - 無人搬送車の車両位置検出装置と無人搬送車の車両位置・姿勢角度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自律走行する無人搬送車の車両位置検出装置
において、比較的平面度の悪い走行路であっても車両の
絶対位置を精度良く検出することを第１の目的とし、比
較的平面度の悪い走行路であっても車両の絶対位置及び
車両姿勢角度を精度良く検出することを第２の目的とす
る。 【構成】 第１の目的に対し、走行路の側方位置に設け
られた側方物体と、無人搬送車の車両側面位置に設けら
れた距離検出器を用いて車両位置を検出する構成とし
た。第２の目的に対し、走行路の側方位置に所定間隔を
介して設けられた側方物体と、無人搬送車の車両側面位
置に同間隔を介して設けられた距離検出器を用いて車両
位置及び車両姿勢角度を検出する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導用の電線，光学テ
ープ等を用いないで自律走行する無人搬送車の車両位置
検出装置及び無人搬送車の車両位置・姿勢角度検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、無人搬送車としては、特開昭６２
−２８１０１６号公報に記載の装置が知られている。

【０００３】まず、無人搬送車は予め定められたルート
を走行するように誘導されないことで、ある目標位置か
ら他のある目標位置まで走行するのに、走行路面に対す
る正確な車両の絶対位置情報と車両姿勢角度情報を得る
ことが重要で、車両の絶対位置情報を監視することで決
められた目標位置に停車することができるし、車両姿勢
角度情報による車両が走行路面に対して曲がって走行し
ている時は早期に姿勢を修正し路面両側の障害物への衝
突を防止するようにしている。

【０００４】これに対し従来の無人搬送車の車両位置・
姿勢角度検出装置は、図８に示すような装置としてい
る。０１は走行路０２に貼ってある路面マークであり、
金属又は反射板で作られている。０３は無人搬送車であ
り、駆動用タイヤ０４によりに矢印方向に進んでいると
する。０５，０６は車両下部に設けられた右路面マーク
センサ及び左路面マークセンサである。０７は両センサ
０５，０６からのセンサ信号を入力し、車両左右方向位
置ｘと車両姿勢角度θとを検出する検出プログラムが組
み込まれた車両制御コントローラである。

【０００５】図９は無人搬送車０３が路面マーク０１の
上を通過した時の両路面マークセンサ０５，０６の時間
経過による出力変化を示す。

【０００６】そして、前記車両制御コントローラ０７で
は、無人搬送車０３が路面マーク０１の上を通過した時
の路面マークセンサ０５，０６の検出時間遅れTD，右路
面マークセンサ０５による検出時間T1，左路面マークセ
ンサ０６による検出時間T2を測定し、検出時間遅れTDか
ら車両姿勢角度θを求め、T1／T2の比から路面マーク０
１上における車両左右方向位置ｘが求められる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の無人搬送車における車両位置・姿勢角度検出
装置にあっては、走行路０２に設置した路面マーク０１
を無人搬送車の下部に設置した両路面マークセンサ０
５，０６により検出する構成となっている為、下記に述
べるような問題がある。

【０００８】（１）路面マーク０１が金属製で、両路面
マークセンサ０５，０６が近接スイッチの場合で、検出
精度を上げるためには走行路０２の近くにセンサ０５，
０６を取り付けると、無人搬送車０３の地上最低高が低
くなり、センサの路面干渉を防止するには、高い平面度
の床による走行路０２が要求される。

【０００９】（２）路面マーク０１が反射テープで、両
路面マークセンサ０５，０６が光学反射スイッチである
場合には、路面の汚れや反射テープの剥れ等に弱く、環
境の悪い走行路０２では用いる事ができない。

【００１０】この発明は上記のような問題に着目してな
されたもので、自律走行する無人搬送車の車両位置検出
装置において、比較的平面度の悪い走行路であっても車
両の絶対位置を精度良く検出することを第１の課題とす
る。

【００１１】また、自律走行する無人搬送車の車両位置
・姿勢角度検出装置において、比較的平面度の悪い走行
路であっても車両の絶対位置及び車両姿勢角度を精度良
く検出することを第２の課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記第１の課題を解決す
るために本発明の無人搬送車の車両位置検出装置にあっ
ては、走行路の側方位置に設けられた側方物体と、無人
搬送車の車両側面位置に設けられた距離検出器を用いて
車両位置を検出する手段とした。

【００１３】即ち、無人搬送車の走行路の側方位置に設
けられ、無人搬送車に対する距離が変化する検出面を持
つ側方物体と、無人搬送車の車両側面位置であって、前
記側方物体と同じ高さ位置に設けられた距離検出器と、
前記距離検出器で検出される側方物体までの距離検出値
の変化を監視し、予め定めた検出値変化が生じた位置で
車両位置を検出する車両位置検出手段とを備えている事
を特徴とする。

【００１４】上記第２の課題を解決するために無人搬送
車の車両位置・姿勢角度検出装置にあっては、走行路の
側方位置に所定間隔を介して設けられた側方物体と、無
人搬送車の車両側面位置に同間隔を介して設けられた距
離検出器を用いて車両位置及び車両姿勢角度を検出する
手段とした。

【００１５】即ち、無人搬送車の走行路の側方位置に車
両全長より短い所定間隔で走行路に沿って少なくとも２
個設けられ、無人搬送車に対する距離が変化する検出面
を持つ側方物体と、無人搬送車の車両側面位置であっ
て、前記側方物体と同じ間隔で同じ高さ位置に側方物体
と同数設けられた距離検出器と、前記距離検出器で検出
される側方物体までの距離検出値の変化を監視し、予め
定めた検出値変化が生じた位置で車両位置を検出し、車
両前後方向に離れた少なくとも２箇所で検出された距離
の大小を比較することによって車両姿勢角度を検出する
車両位置・姿勢角度検出手段とを備えている事を特徴と
する。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明の作用を説明する。

【００１７】無人搬送車の走行時であって、走行路の側
方位置に設けられた側方物体の位置に無人搬送車がさし
かかると、無人搬送車の車両側面位置に設けられた距離
検出器からは、側方物体までの距離検出値が側方物体の
検出面の距離変化に応じて出力される。

【００１８】そして、車両位置検出手段においては、距
離検出器で検出される側方物体までの距離検出値の変化
が監視され、予め定めた検出値変化が生じた位置、例え
ば、距離減少から距離増加に転じた点で走行路の幅方向
及び走行路に沿う方向の車両絶対位置が検出される。

【００１９】請求項２記載の発明の作用を説明する。

【００２０】例えば、側方物体と距離検出器とをそれぞ
れ２個設けた場合について説明すると、無人搬送車の走
行時であって、走行路の側方位置に設けられた側方物体
の位置に無人搬送車がさしかかり、無人搬送車の車両前
方側面位置に設けられた距離検出器が走行方向に対して
後側の側方物体の位置を通り過ぎると、無人搬送車の車
両前方側面位置と車両後方側面位置とに設けられた２個
の距離検出器からは、走行方向に対して前側の側方物体
と後側の側方物体までのそれぞれの距離検出値が両側方
物体の検出面の距離変化に応じて出力される。

【００２１】そして、車両位置・姿勢角度検出手段にお
いては、２個の距離検出器で検出される側方物体までの
距離検出値の変化が監視され、予め定めた検出値変化が
生じた位置で走行路の幅方向及び走行路に沿う方向の車
両絶対位置が検出されるし、距離で示される前方側車両
位置と後方側車両位置の大小の比較と取付間隔によって
車両姿勢角度が検出される。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２３】まず、構成を説明する。

【００２４】図１は請求項１記載の発明に対応する第１
実施例の車両位置検出装置を適用した無人搬送車の平面
図である。第１実施例装置は、無人搬送車１の走行路２
の側方位置に設けられ、無人搬送車１に対する距離が減
少から増加へと変化する三角凸状反射検出面３ａ（検出
面に相当）を持つ側方物体３と、無人搬送車１の車両側
面位置であって、前記側方物体３と同じ高さ位置に設け
られた距離センサ４（距離検出器に相当）と、前記距離
センサ４で検出される側方物体３までの距離検出値
（ｘ）の変化を監視し、距離減少から距離増加に転じた
点Ｐでの距離検出出力XPをもって路面幅方向位置としそ
の時刻Ｔをもって路面進行方向位置とする車両位置検出
プログラムが組み込まれたコンピュータを主体とする車
両制御コントローラ５を備えている。

【００２５】前記距離センサ４は、側方物体３の三角凸
状反射検出面３ａに光を照射し、その反射光を受けて反
射検出面３ａまでの距離を測定する光学的センサであ
る。

【００２６】尚、図１において、６は駆動用タイヤであ
り、車両制御コントローラ５からの指令により左右輪へ
駆動力や制動力が与えられる。７は従動タイヤで、８は
車両位置検出開始マーク、９は車両位置検出終了マーク
である。

【００２７】次に、作用を説明する。

【００２８】図２は無人搬送車１が走行路２上を走行し
ながら側方物体３の横を通過した時の距離センサ４から
の出力特性図である。

【００２９】実際の距離検出値（ｘ）は、ノイズ等の外
乱を含むことで図２の点線に示すような波形となる。そ
こで、距離検出値（ｘ）にフィルタリング処理を施した
り、または、距離検出値（ｘ）の増加・減少の各領域に
おいて距離検出値（ｘ）を平均値化することで、図２の
実線に示すように、三角凸状反射検出面３ａに応じた三
角直線特性による距離検出出力ｘとする。そこで、距離
検出出力ｘが近距離側に近づく方向から遠ざかる方向に
転換する点Ｐを求め、その点Ｐでの距離検出出力XPをも
って路面幅方向位置とし、その時の時刻Ｔを読むことに
よって無人搬送車１の走行路２の沿う路面進行方向位置
が検出される。

【００３０】図３は車両制御コントローラ５において行
なわれる車両位置検出処理作動の流れを示すフローチャ
ートで（車両位置検出手段に相当）、以下、各ステップ
について説明する。

【００３１】ステップ３０では、車両位置検出開始マー
ク８が検出されたかどうかが判断され、開始マーク８が
検出されると、ステップ３１へ進み、距離センサ４から
距離検出値（ｘ）が読み込まれ、ステップ３２では、読
み込まれた距離検出値（ｘ）がメモリに記憶される。ス
テップ３３では、車両位置検出終了マーク９が検出され
たかどうかが判断されるもので、この終了マーク９が検
出されるまではステップ３１及びステップ３２を繰り返
し、多数の距離検出値（ｘ）が記憶される。

【００３２】そして、ステップ３３で終了マーク９が検
出されると、ステップ３４へ進み、距離検出値（ｘ）の
増加・減少の各領域において距離検出値（ｘ）を平均値
化することで、図２の実線に示すように、三角凸状反射
検出面３ａに応じた三角直線特性による距離検出出力ｘ
とし、この距離検出出力ｘが近距離側に近づく方向から
遠ざかる方向に転換する点Ｐを求める。ステップ３５で
は、点Ｐでの距離検出出力XPを路面幅方向位置とし、そ
の時の時刻Ｔを路面進行方向位置として出力される。

【００３３】以上説明してきたように、第１実施例の無
人搬送車の車両位置検出装置にあっては、下記に列挙す
る効果が得られる。

【００３４】（１）自律走行する無人搬送車の車両位置
検出装置において、走行路２の側方位置に設けられた側
方物体３と、無人搬送車１の車両側面位置に設けられた
距離センサ４を用いて車両位置検出値Ｌを得る装置とし
た為、比較的平面度の悪い走行路２であっても車両の絶
対位置を精度良く検出することができる。

【００３５】即ち、走行路２に凹凸が存在し、側方物体
３と距離センサ４との上下方向相対位置が多少ズレたと
しても、側方物体３の三角凸状反射検出面３ａに縦方向
の長さを持たせておけば、その長さ範囲内での上下ブレ
は許容されることになる。また、側方物体３は走行路２
の側部に設けらている為、従来のように走行路に路面マ
ークを貼る場合に比べ、側方物体３の三角凸状反射検出
面３ａの汚れや剥れ等の発生が非常に少なくなる。

【００３６】（２）側方物体３の検出面を三角凸状反射
検出面３ａとし、距離検出出力ｘが近距離側に近づく方
向から遠ざかる方向に転換する点Ｐを求めて路面幅方向
位置と路面進行方向位置を得る装置としている為、所定
の幅を持つ領域での車両位置検出の場合に比べ、無人搬
送車１の絶対位置を正確に検出することができる。

【００３７】次に、第２実施例について説明する。

【００３８】まず、構成を説明する。

【００３９】図４は請求項２記載の発明に対応する第２
実施例の車両位置・姿勢角度検出装置を適用した無人搬
送車を示す平面図である。この第２実施例装置は、走行
路２の側方位置に無人搬送車１の車両全長より短い所定
間隔Ｓを介して設けられた２個の側方物体３，３’と、
無人搬送車１の車両側面位置に同じ所定間隔Ｓを介して
設けられた距離センサ４，４’を用いて車両位置及び車
両姿勢角度を検出するようにしている。また、車両制御
コントローラ５’には、車両位置検出プログラムと車両
姿勢角度検出プログラムが組み込まれている。

【００４０】尚、他の構成は第１実施例装置と同様であ
るので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略す
る。

【００４１】作用を説明する。

【００４２】図５は無人搬送車１が走行路２上を走行し
ながら側方物体３，３’の横を通過した時の距離センサ
４，４’からの出力特性図である。

【００４３】第１実施例の場合と同様の考え方で、距離
センサ４からの距離検出出力ｘが近距離側に近づく方向
から遠ざかる方向に転換する点P1，P2を求め、また、距
離センサ４’からの距離検出出力ｘが近距離側に近づく
方向から遠ざかる方向に転換する点P2’を求める。そし
て、点P2，P2’での距離検出出力XP2,XP2'の平均値AXP
をもって路面幅方向位置とし、点P1，P2の中間位置での
時刻TSを読むことによって無人搬送車１の走行路２の沿
う路面進行方向位置が検出され、また、点P2，P2’での
距離検出出力XP2,XP2'から側方物体３，３’の高さ検出
量L1，L2を求め、この差ΔＬと所定間隔Ｓにより車両姿
勢角度θを検出される。

【００４４】図６は車両制御コントローラ５’において
行なわれる車両位置検出処理作動の流れを示すフローチ
ャートで（車両位置検出手段に相当）、以下、各ステッ
プについて説明する。

【００４５】ステップ６０では、図３のステップ３０〜
３４と同様の処理にて点P1，P2，P2’を求めると共に、
点P2，P2’での距離検出出力XP2,XP2'の平均値AXP を演
算する。ステップ６１では、平均値AXP を路面幅方向位
置とし、点P1，P2の中間位置での時刻TSを面進行方向位
置として出力する。

【００４６】図７は車両制御コントローラ５’において
行なわれる車両姿勢角度検出処理作動の流れを示すフロ
ーチャートで（車両姿勢角度検出に相当）、以下、各ス
テップについて説明する。

【００４７】ステップ７０では、図３のステップ３０〜
３４と同様の処理にて点P2，P2’を求めると共に、点P
2，P2’での距離検出出力XP2,XP2'から側方物体３，
３’の高さ検出量L1，L2を求め、この差ΔＬと所定間隔
Ｓとの関数により車両姿勢角度θを演算する。ステップ
７１では、この車両姿勢角度θを車両姿勢角度検出値と
して出力する。

【００４８】以上説明してきたように、第２実施例の無
人搬送車の車両位置検出装置にあっては、下記に列挙す
る効果が得られる。

【００４９】（３）自律走行する無人搬送車の車両位置
・姿勢角度検出装置において、走行路２の側方位置に所
定間隔Ｓを介して設けられた側方物体３，３’と、無人
搬送車１の車両側面位置に同じ所定間隔Ｓを介して設け
られた距離センサ４，４’を用いて車両位置及び車両姿
勢角度を検出する装置とした為、比較的平面度の悪い走
行路であっても車両の絶対位置及び車両姿勢角度を精度
良く検出することができる。

【００５０】（４）側方物体３，３’と距離センサ４，
４’はそれぞれ最小の２個設けた構成とした為、装置コ
ストとして有利となる。

【００５１】以上実施例を図面に基づいて説明して来た
が具体的な構成はこの実施例に限られるものではない。

【００５２】例えば、実施例では側方物体として三角凸
状反射検出面を有するものを示したが、逆の三角凹状と
しても良いし、また、台形凸状や台形凹状としても良
く、要するに、距離が変化する検出面を持つ物体であれ
ば検出面の具体的形状としては様々な形状が考えられ
る。

【００５３】第２実施例では側方物体と距離センサをそ
れぞれ２個設けた例を示したが、３個やそれ以上であっ
ても良い。

【００５４】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１記載
の本発明にあっては、自律走行する無人搬送車の車両位
置検出装置において、走行路の側方位置に設けられた側
方物体と、無人搬送車の車両側面位置に設けられた距離
検出器を用いて車両位置を検出する手段とした為、比較
的平面度の悪い走行路であっても車両の絶対位置を精度
良く検出することができるという効果が得られる。

【００５５】また、請求項２記載の本発明にあっては、
自律走行する無人搬送車の車両位置・姿勢角度検出装置
において、走行路の側方位置に所定間隔を介して設けら
れた側方物体と、無人搬送車の車両側面位置に同間隔を
介して設けられた距離検出器を用いて車両位置及び車両
姿勢角度を検出する手段とした為、比較的平面度の悪い
走行路であっても車両の絶対位置及び車両姿勢角度を精
度良く検出することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施例の車両位置検出装置が適用さ
れた無人搬送車を示す平面である。

【図２】第１実施例装置の距離センサからの出力特性図
である。

【図３】第１実施例装置の車両制御コントローラで行な
われる車両位置検出処理作動の流れを示すフローチャー
トである。

【図４】本発明第２実施例の車両位置・姿勢角度検出装
置が適用された無人搬送車を示す平面である。

【図５】第２実施例装置の距離センサからの出力特性図
である。

【図６】第２実施例装置の車両制御コントローラで行な
われる車両位置検出処理作動の流れを示すフローチャー
トである。

【図７】第２実施例装置の車両制御コントローラで行な
われる車両姿勢角度検出処理作動の流れを示すフローチ
ャートである。

【図８】従来の車両位置検出装置が適用された無人搬送
車を示す平面である。

【図９】従来装置の路面マークセンサからの出力特性図
である。

【符号の説明】

１ 無人搬送車 ２ 走行路 ３ 側方物体 ３ａ 三角凸状反射検出面（検出面） ４ 距離センサ（距離検出器） ５ 車両制御コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無人搬送車の走行路の側方位置に設けら
   れ、無人搬送車に対する距離が変化する検出面を持つ側
   方物体と、 無人搬送車の車両側面位置であって、前記側方物体と同
   じ高さ位置に設けられた距離検出器と、 前記距離検出器で検出される側方物体までの距離検出値
   の変化を監視し、予め定めた検出値変化が生じた位置で
   車両位置を検出する車両位置検出手段と、 を備えている事を特徴とする無人搬送車の車両位置検出
   装置。
2. 【請求項２】 無人搬送車の走行路の側方位置に車両全
   長より短い所定間隔で走行路に沿って少なくとも２個設
   けられ、無人搬送車に対する距離が変化する検出面を持
   つ側方物体と、 無人搬送車の車両側面位置であって、前記側方物体と同
   じ間隔で同じ高さ位置に側方物体と同数設けられた距離
   検出器と、 前記距離検出器で検出される側方物体までの距離検出値
   の変化を監視し、予め定めた検出値変化が生じた位置で
   車両位置を検出し、車両前後方向に離れた少なくとも２
   箇所で検出された距離の大小を比較することによって車
   両姿勢角度を検出する車両位置・姿勢角度検出手段と、 を備えている事を特徴とする無人搬送車の車両位置・姿
   勢角度検出装置。