JPH06187035A - 無人走行車の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無人走行車の制御装置に関し、走行方向に障
害物がある時または走行路に障害物が飛び出した時に、
オーバーランにより障害物に衝突することなく無人走行
車の制動距離の範囲内で停止する無人走行車の制御装置
を提供することを目的とする。 【構成】 予じめ走行方向前方および側方の走行領域の
境界と無人走行車との距離を走行方向の位置に関連して
制御部に記憶し、走行中に超音波送受信装置からなる走
行用距離センサによりその位置を測定し、測定したデー
タとメモリに記憶されたデータと比較しその差を補正す
るように無人走行車を制御するとともに、走行方向前面
に障害物を検出する超音波送受信装置からなる障害物セ
ンサを設け、障害物を検出した時に無人走行車と障害物
の距離を測定し、無人走行車の制動距離の範囲内で衝突
することなく無人走行車を停止するようにしてなること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無人走行車の制御装置に
関し、詳しくは障害物回避機能を有する無人走行車の制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、無人走行車の走行制御は予じめ誘
導線を敷設し、無人走行車に搭載した制御装置により機
械的または光学的手段により誘導線を検知して誘導線に
沿って走行する方法、走行領域に複数の電磁波または赤
外線送信装置を設け、無人走行車に搭載した受信装置に
より電磁波または赤外線を検知して現在位置を確認し、
予じめ設定した走行プログラムに従い自走する方法、ま
たは無人走行車に超音波送受信装置からなる走行距離セ
ンサを設けて走行領域の外周に沿って超音波を反射する
壁面等を設け、超音波の反射波を検出して現在位置を確
認し予じめ設定した走行プログラムに従い自走する方法
等が用いられている。また、走行方向に障害物がある場
合または障害物が進入した場合には、無人走行車の前面
に設けた衝突の衝撃を緩衝するバンパーと、バンパーに
設けたタッチセンサにより、バンパーが衝突すると同時
にタッチセンサからの信号により停止するか、または反
転回避する方法が取られている。しかしながら、無人走
行車が所定のスピードで走行していると、急に障害物に
より停止指令が出ても慣性によりオーバーランして障害
物に衝突し、障害物または無人走行車自体に損傷を与え
る場合があり、無人走行車の制動距離を勘案してバンパ
ーの衝撃吸収ストロークを大きく取る等の対応を要し、
バンパーの構造が複雑になるとともに故障も増え、コス
トアップの原因となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点に鑑みなされたもので、障害物の検出をバンパー
等の接触により機械的に検出するより前に障害物を検出
して、制動距離の範囲内で無人走行車の運転を停止する
無人走行車の制御装置を提供することを目的としてい
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、無人走行車の前方および側方に複数の走行用距離セ
ンサを設け、走行中に前方および側方の走行領域の境界
と無人走行車との距離を測定し、測定したデータと予じ
め記憶された走行距離のデータとを比較し補正するよう
に走行制御するとともに、無人走行車の走行方向前面に
走行用距離センサより検出距離の短い障害物センサを設
け、走行方向に障害物を検出した時に無人走行車の電源
を遮断し、走行を停止するように制御するようにした。
また、走行用距離センサと障害物センサを超音波パルス
信号の送受信により操作するものとし、それぞれの超音
波パルス信号のキャリア周波数を十分に離れた周波数帯
に設定するとともに、障害物センサの超音波パルス信号
の巾を狭め伝播エネルギーを低く抑えるようにした。

【０００５】

【作用】上記の構成によれば、無人走行車に超音波パル
ス信号により無人走行車と走行領域の境界との距離を検
出する複数の走行用距離センサを設け、予じめ設定し記
憶さされた進行方向の境界と無人走行車の距離と走行路
の巾等のデータと、走行用距離センサにより測定したデ
ータと比較して、その差を補正するように走行制御する
とともに、無人走行車の走行方向前面に障害物を検出す
る障害物センサを設け、その超音波パルス信号のキャリ
ア周波数を前記距離センサのキャリア周波数帯域より十
分に離すことにより相互の干渉を避けるようにし、障害
物センサのタイミングパルス巾を走行用距離センサのタ
イミングパルス巾より短くして伝播エネルギーを低く抑
えて相互の干渉を避けるようにし、障害物に遭遇した時
に障害物センサにより無人走行車の走行を停止するよう
にしている。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に
説明する。図１は本発明の構成を示すブロック図で、無
人走行車の制御部１と、同制御部１に無人走行車の制動
距離や予じめ走行領域の広さや無人走行車と走行領域の
境界との距離で示した走行プログラム等の走行条件を付
与する設定条件入力手段２と、超音波送受信装置からな
る走行用距離センサ３および障害物センサ４と、走行プ
ログラム等の走行条件に従い無人走行車を駆動する駆動
部５とから構成され、制御部１には設定条件入力手段２
により入力された走行プログラム等の走行条件を記憶す
るメモリ６と、走行中にメモリ６に記憶された走行プロ
グラムの無人走行車と走行領域の境界との距離と走行用
距離センサ３により実測された距離と比較する第１の比
較手段７と、走行中前方に障害物センサ４により障害物
を検出すると障害物までの距離とメモリ６に記憶された
無人走行車の制動距離とを比較する第２の比較手段８
と、メモリ６に記憶された走行プログラムと第１の比較
手段７および第２の比較手段８の出力に基づき、無人走
行車の走行を制御する走行制御回路９が設けられ、走行
制御回路９により無人走行車の駆動部５を運転制御する
ようにしている。

【０００７】図２は走行用距離センサ３および障害物セ
ンサ４を構成する超音波送受信装置のブロック図で、超
音波送信側はタイミングパルスの間隔を設定する送信間
隔設定回路10と、超音波発振回路11と、圧電セラミック
スからなる発振素子12からなり、所定のパルス巾のタイ
ミングパルスを送信間隔設定回路10により定めた間隔で
繰り返し生成して、超音波発振回路11と発振素子12によ
り対象物に向け送信信号を送出する。送出された送信信
号は対象物に当たり反射して圧電セラミックスからなる
受信素子13に戻り、増幅回路14、検波回路15を経て受信
信号を検知し、送信信号と受信信号の時間差Ｔと音速Ｃ
から対象物までの距離Ｌを算出し、走行用距離センサ３
では、距離Ｌをメモリ６に記憶された走行プログラムの
所定の走行位置と対象物までの距離と比較し、その差を
解消するように走行制御回路９により駆動部５をコント
ロールする。同様に、障害物センサ４では対象とする障
害物との距離Ｌを算出し、距離Ｌとメモリ６に記憶され
た無人走行車の制動距離と比較し、制動距離になった時
に走行制御回路９により駆動部５を停止する。

【０００８】図３は走行用距離センサ３および障害物セ
ンサ４の動作を示すタイムチャートで、図３（ａ）の走
行用距離センサ３においては、送信側から所定のパルス
巾のタイミングパルスが所定の計測間隔で、40 KHzのキ
ャリアにより送出され、対象物に到達し反射して受信側
に戻り、反射時間Ｔだけずれて測距反射波が検出され
る。 図３（ｂ）の障害物センサ４においては、走行用
距離センサ３のタイミングパルスから一定の待機時間
（境界までの距離Ｌが最大の時に要する反射時間Ｔ）を
置いてキャリア周波数の離れた例えば20 KHzのキャリア
により送出し、以後走行中にこの順序で送受信を繰り返
し、障害物がある場合には障害物センサ４の超音波信号
が障害物に当たり反射して、障害物までの距離に見合う
時間Ｔ1 経過後に反射波を検出することにより障害物を
検知し、無人走行車の電源回路を切り、走行制御回路９
により駆動部５を停止する。以上のように、同一方向に
送出される超音波信号のキャリア周波数帯域を大きく離
すことにより、検波回路15に設けたフィルタにより受信
信号を容易に選別することができ、また走行用距離セン
サ３の送信信号から一定の待機時間を置いて障害物セン
サ４の送信信号を送ることとにより相互の干渉を避け、
走行用距離センサ３および障害物センサ４の誤動作を避
けることができる。障害物センサ４のタイミングパルス
パルス巾を小さくすることにより、送信する超音波信号
の伝播エネルギーを低く抑え、無人走行車の制動距離に
見合う位置に近接するまで障害物の検知を遅らせること
により、早すぎる無人走行車の停止を避けることができ
る。

【０００９】図４は本発明の無人走行車の電源回路回路
図で、制御部１と駆動部５に連なる電源回路にタクトス
イッチ16と２つのリレー17と非常停止スイッチ18と障害
物センサ４により動作するスイッチから構成した自己保
持回路を設けている。電源スイッチを入れ、タクトスイ
ッチ16をオンすると、リレー17Ａの接点を通して制御部
１に電流が流れ、同時にリレー17Ｂの励磁コイルを励磁
して接点を閉じ、タクトスイッチ16がオフするとリレー
17Ａの接点を通してリレー17Ｂの励磁コイルに電流が流
れてそのまま導通状態に保持し、無人走行車の運転を継
続し、非常停止スイッチ18または走行中に障害物が検知
され障害物センサ４が動作するとリレー17Ａの接点を開
き自己保持を解除して、制御部１と駆動部５の電源を遮
断する。

【００１０】

【発明の効果】以上のように本発明においては、無人走
行車の走行方向前面に超音波パルス信号により障害物を
検出する障害物センサを設け、走行中に障害物を検知す
ると無人走行車の制御部および駆動部に連なる電源を遮
断することにより、障害物に衝突する前に無人走行車を
停止し、無人走行車または障害物の損傷を防止すること
ができる。また、衝突の衝撃を緩衝するバンパー等の装
備を軽減することにより、無人走行車の重量の軽減やコ
ストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】超音波送受信装置のブロック図である。

【図３】走行用距離センサおよび障害物センサの動作を
示すタイムチャートである。

【図４】本発明の無人走行車の電源回路回路図である。

【符号の説明】

１ 制御部 ２ 設定条件入力手段 ３ 走行用距離センサ ４ 障害物センサ ５ 駆動部 ６ メモリ ７ 第１の比較手段 ８ 第２の比較手段 ９ 走行制御回路 10 送信間隔設定回路 11 超音波発振回路 12 発振素子 13 受信素子 14 増幅回路 15 検波回路 16 タクトスイッチ 17 リレー 18 非常停止スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 副島 信彦 川崎市高津区末長1116番地 株式会社富士 通ゼネラル内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無人走行車の前方および側方に複数の走
   行用距離センサを設け、走行中に前方および側方の走行
   領域の境界と無人走行車との距離を測定し、測定したデ
   ータと予じめ記憶された走行距離のデータとを比較し補
   正するように走行制御するとともに、無人走行車の走行
   方向前面に走行用距離センサより検出距離の短い障害物
   センサを設け、走行方向に障害物を検出した時に無人走
   行車の電源を遮断し、走行を停止するように制御してな
   ることを特徴とする無人走行車の制御装置。
2. 【請求項２】 上記走行用距離センサと障害物センサを
   超音波パルス信号の送受信により操作するものとし、そ
   れぞれの超音波パルス信号のキャリア周波数を十分に離
   れた周波数帯に設定するとともに、障害物センサの超音
   波パルス信号のの巾を狭め伝播エネルギーを低く抑える
   ようにしてなることを特徴とする請求項１記載の無人走
   行車の制御装置。