JPH0552567A - ビークルの磁気方位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】無人搬送車および自動車のナビゲーションシス
テムなどにおいて、磁気方位を高精度で検出することが
できるようにする。 【構成】検出方位が一水平面内で同じになるように配置
された複数の磁気方位センサと、鉛直線まわりの角速度
を検出するレートジャイロとを設け、磁場の乱れが生じ
ているときには、各磁気方位センサからの出力にばらつ
きが生じ、このときにはレートジャイロによって検出し
た磁気方位を出力し、また磁場の乱れが生じていないと
きには、磁気方位センサによって検出した磁気方位を出
力し、レートジャイロのドリフト誤差による検出精度の
低下を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無人搬送車（略称ＡＧ
Ｖ）などのようなビークルの磁気方位を検出するための
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビークルの磁気方位検出装置は、無人搬
送車および自動車のナビゲーションシステムへの利用の
ために、様々な方式が知られている。或る先行技術はレ
ートジャイロを用い、このような先行技術としては、特
開昭６０−１７５１１７および特開昭６０−１７５１１
８などがある。このようなレートジャイロを用いる先行
技術では、計測された角速度を積分して角度を求める構
成となっているので、ドリフトによる誤差が大きいとい
う問題がある。この問題を解決するために、上述の先行
技術では、走行路に補助手段としての姿勢修正ポインタ
を配置し、また走行路にマーカを配置し、検出された現
在位置を補正して、レートジャイロの精度を向上してい
る。したがって走行路を変更するときには、姿勢修正ポ
インタおよびマーカなどの位置を変更しなければなら
ず、したがって走行路の変更が困難である。

【０００３】他の先行技術は磁気方位センサを用いてい
る。このような磁気方位センサは、磁場の乱れに悪影響
され、高精度で磁気方位を検出することができない。

【０００４】さらに他の先行技術は走行路に沿って誘導
線を付設し、この誘導線からの電磁波に応答してビーク
ルを走行させる。このような先行技術では、走行路の変
更が困難であることは明らかである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、走行
路にかかわらず、磁気方位を正確に検出することができ
るようにしたビークルの磁気方位検出装置を提供するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、検出磁気方位
が一水平面内で同じになるように配置された複数の磁気
方位センサと、鉛直線まわりの角速度を検出するレート
ジャイロと、磁気方位センサおよびレートジャイロの出
力に応答し、各磁気方位センサからの出力にばらつきが
あるときには、レートジャイロによって検出した磁気方
位を出力し、各磁気方位センサからの出力にばらつきが
ないときには、磁気方位センサによって検出した磁気方
位を出力する処理手段とを含むことを特徴とするビーク
ルの磁気方位検出装置である。

【０００７】

【作用】本発明に従えば、複数の磁気方位センサとレー
トジャイロとを用い、各磁気方位センサからの出力が相
互に一致せず、ばらつきがあるときには、磁場の乱れが
あるものと判断することができ、このときにはレートジ
ャイロによって検出した磁気方位を出力し、また各磁気
方位センサからの出力が一致しており、ばらつきがない
ときには、磁場の乱れが生じていないものと判断し、磁
気方位センサによって検出した磁気方位を出力し、これ
によってレートジャイロのドリフト誤差による磁気方位
の検出精度の低下を防ぐことができる。したがって走行
路に、前述の先行技術に関連して述べたようにレートジ
ャイロの出力を修正するための補助手段を設ける必要が
なく、希望する走行路を、ビークルが走行することが可
能である。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の全体の簡略化し
たブロック図である。無人搬送車などのようなビークル
１には、複数（この実施例では２）の磁気方位センサ
２，３と、１つのレートジャイロ４とが設けられる。こ
れらの磁気方位センサ２，３とレートジャイロ４との各
出力は、マイクロコンピュータなどによって実現される
処理回路５に与えられ、ビークル１の磁気方位を検出
し、これによってビークル１の位置検出を高精度で行う
ことができ、その検出結果は目視表示手段６によって表
示することができる。ビークル１に設けられている車輪
の回転数を回転数検出手段７によって検出し、この出力
を処理回路５に与え、処理回路５では、回転数検出手段
７からの出力に応答して、積分してビークル１の走行距
離ｄを演算して求め、また前述の磁気方位センサ２，３
とレートジャイロ４との併用によって検出される磁気方
位検出結果とに基づき、ビークル１の現在位置を演算し
て求めることができる。

【０００９】図２は、磁気方位センサ２の構成を示す簡
略化した図である。この磁気方位センサ２では、リング
状の鉄芯８に、その全周にわたって１次コイル９が一様
に巻回されている。この１次コイル９の上には、一対の
２次コイル１０，１１が巻回される。これらの２次コイ
ル１０，１１の巻数は等しく、鉄芯８の互いに反対向き
に、すなわち周方向に１８０度ずれた位置に対称な位置
に配置してある。１次コイル９には、交流電源１２から
交流電流を与え、これによって鉄芯８の磁束密度は、交
番的に飽和する。２次コイル１０，１１は互いに反対向
きに巻回されている。したがって外部磁界がないときに
は、一対の２次コイル１０，１１にそれぞれ誘起される
電圧は、大きさが等しく、互いに向きが反対であり、し
たがって加算回路１３によって加算される出力は零であ
る。外部磁界があるときには、各２次コイル１０，１１
に鎖交する磁束数が各２次コイル１０，１１毎に異な
り、したがって外部磁界の強さに対応した出力レベル
が、加算回路１３から得られる。交流電源１２の周波数
は、たとえば４００Ｈｚであってもよい。

【００１０】このような磁気方位センサ２の鉄芯８は軸
線１４を有しており、この軸線１４、したがって検出磁
気方位は水平とされる。もう１つの磁気方位センサ３も
また同様な構成を有し、磁気方位センサ２，３の検出磁
気方位は、一水平面内で同じとなるように、たとえばビ
ークル１の軸線方向（図１の上下方向）に同じ向きに配
置される。

【００１１】図３は、レートジャイロ４の構成を簡略化
して示す斜視図である。このレートジャイロ４は、運動
している物体に角速度が加わるとコリオリの力が生じる
という力学現象を利用したものであり、質点Ｍ１，Ｍ２
を有する音叉１５が、図３におけるＸ−Ｚ平面内で振動
しているとき、Ｚ軸まわりに角速度入力ωが加えられる
と、質点Ｍ１，Ｍ２は、コリオリの力Ｆｃを受け、基準
点Ｏまわりにねじりトルクが発生する。このねじりトル
クは、音叉１５に固定してある支持棒１６から検出用の
歪みゲージ１８によって検出される。

【００１２】図４は処理回路５の動作を説明するための
フローチャートである。ステップｎ１，ｎ２では、一方
の磁気方位センサ２の出力に対応する検出磁気方位をα
とし、また他方の磁気方位センサ３の出力に対応する検
出磁気方位βを演算して求め、次のステップｎ３に移
る。ステップｎ３では、検出磁気方位α，βが予め定め
た値、たとえば１°以内かどうか、すなわち数１が成立
するかどうかを判断する。

【００１３】

【数１】｜α−β｜≦１［ｄｅｇ］ 図５に示されるようにビークル１が磁場の向き２１で示
されるように、均一磁場内にあるときには、各磁気方位
センサ２，３によって検出される検出磁気方位α，β
は、１°以内であり、したがってステップｎ４におい
て、磁気方位センサ２によって検出された磁気方位αを
ビークル１の磁気方位θとして出力し、次のステップｎ
５では、この検出磁気方位αに基づき、レートジャイロ
４によって検出された積分器２０からの検出磁気方位角
度を補正し、レートジャイロ４のドリフト誤差の発生を
防ぐ。ステップｎ６では、ビークル１に備えられた送受
信手段２２（図１参照）によって、ビークル１の検出磁
気方位を送信する。

【００１４】ステップｎ３において、各磁気方位センサ
２，３によって検出される磁気方位α，βの差が数２に
示されるように、１°を超えたときには、ステップｎ７
に移る。

【００１５】

【数２】｜α−β｜＞１［ｄｅｇ］ このように磁気方位センサ２，３の検出磁気方位α，β
がばらつきを生じているときは、たとえば図６に示され
るように、鉄構造物２５が存在し、参照符２３で示され
るように磁場の向きが弯曲し、磁場の乱れが生じて、不
均一磁場内にビークル１が存在するときである。このよ
うなときには、ステップｎ７においてレートジャイロ４
の検出磁気方位γを、ビークル１の磁気方位θとして出
力する。こうして得られたビークル１の磁気方位θに基
づき、図７に示されるように、水平面内であるＸ−Ｙ平
面内において、数３のようにして基準位置２４からの距
離ｄだけ離れたビークル１の位置を計算して求めること
ができる。この距離ｄは、回転数検出手段７の出力を積
分することによって得られる。

【００１６】

【数３】Ｘ＝ｄ・ｓｉｎθ Ｙ＝ｄ・ｃｏｓθ

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の磁
気方位センサとレートジャイロとを用い、磁場の乱れが
生じ、各磁気方位センサからの出力にばらつきがあると
きには、レートジャイロによって検出した磁気方位を出
力し、また磁場の乱れがなく、各磁気方位センサからの
出力にばらつきがないときには、磁気方位センサによっ
て検出した磁気方位を出力するようにし、このように磁
気方位センサとレートジャイロとを併用することによっ
て、走行路にかかわらず、高精度の磁気方位の検出を行
うことができ、ビークルの高精度な位置検出が可能とな
り、希望する走行路に沿ってビークルを正確に走行させ
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体の簡略化したブロック
図である。

【図２】磁気方位センサ２の構成を示す図である。

【図３】レートジャイロ４の簡略化した構成を示す図で
ある。

【図４】処理回路５の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図５】ビークル１が均一磁場内にあるときの状態を示
す図である。

【図６】図６はビークル１が不均一磁場内に存在すると
きの状態を示す図である。

【図７】ビークル１の位置を計算するための手順を示す
図である。

【符号の説明】

１ ビークル ２，３ 磁気方位センサ ４ レートジャイロ ５ 処理回路 ６ 表示手段 ２１，２３ 磁場の向き

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出磁気方位が一水平面内で同じになる
   ように配置された複数の磁気方位センサと、 鉛直線まわりの角速度を検出するレートジャイロと、 磁気方位センサおよびレートジャイロの出力に応答し、
   各磁気方位センサからの出力にばらつきがあるときに
   は、レートジャイロによって検出した磁気方位を出力
   し、各磁気方位センサからの出力にばらつきがないとき
   には、磁気方位センサによって検出した磁気方位を出力
   する処理手段とを含むことを特徴とするビークルの磁気
   方位検出装置。