JPH0628027A - 自走車の誘導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 専門の知識を特に必要とせず耐久性に優れ、
走行面を痛めず容易に設置できるほか、走行経路の変更
にも容易に対応でき、直線状の走行経路を走行する自走
車を高精度で誘導することができる自走車の誘導装置を
提供する。 【構成】 自走車２を誘導する直線状の走行経路に沿っ
てレーザ光発光装置１からレーザ光Ｌを出射させ、前記
自走車２の上部に、前記レーザ光Ｌの出射方向と交わる
方向で、該自走車２の走行面と略々平行する方向に間隔
Ｚを置いて複数の受光素子を配列した受光ユニット２１
を設け、これら複数の受光素子からの出力信号に基づい
て前記レーザ光Ｌが照射された受光素子を検出し、これ
に基づいて、走行経路からの自走車２の位置ずれ量を検
出すると共に、検出された位置ずれ量に基づいて、自走
車２に設けられた操舵輪を操舵するものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自走車を所定の走行経
路に誘導する自走車誘導装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、工場における部品搬送ロボッ
ト等、所定の経路上を自走する自走車を誘導する方式と
しては、大別すると次の４つがある。第１は、走行面内
に埋設したケーブルによる電磁誘導方式であり、第２
は、走行面に引いた白線や走行面に貼設した光反射テー
プ等による光学的誘導方式である。第３は、自走車に搭
載したジャイロ及びエンコーダで自走車の走行方向及び
距離を認識しながら走行制御する方式であり、第４は、
走行経路上のポイントとなる点（方向転換点、チェック
点等）に埋設した磁性体を検出して自走車を誘導する方
式である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第１及び第４の誘導方式では、走行面内にケーブルや
磁性体を埋設しなければならないので設置工数が煩雑と
なり、埋設に際して走行面を痛めてしまう不具合がある
と共に、走行経路の変更に対する対応性が悪く、特に第
１の電磁誘導方式では調整に専門の知識を有するという
不具合があった。また、上述した第２の誘導方式では、
自走車や歩行者の度重なる通行で白線や光反射テープ等
に汚れ、剥れ、或は損傷等が生じると、白線や光反射テ
ープ等を検出できずに自走車が走行経路からそれてしま
うことがあるという不具合があった。さらに、上述の第
３の誘導方式では、自走車が走行経路を正確に走行する
か否かがジャイロやエンコーダの精度により左右されて
しまうという不具合があった。

【０００４】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、専門の知識を特に必要とせず耐久性に優れ、走行面
を痛めず容易に設置できるほか、走行経路の変更にも容
易に対応でき、直線状の走行経路を走行する自走車を高
精度で誘導することができる自走車の誘導装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、自走車が直線状の走行経路上を走行するよ
うに誘導する装置であって、前記走行経路に沿って誘導
光を出射する光源と、前記自走車に設けられ、前記誘導
光の出射方向と交わる方向で、前記自走車の走行面と略
々平行する方向に間隔を置いて配列された複数の光検出
手段と、前記複数の光検出手段からの出力信号に基づい
て前記誘導光が照射された光検出手段を識別する照射位
置識別手段と、前記照射位置識別手段の識別結果に基づ
いて、前記走行経路からの前記自走車の位置ずれ量を算
出する位置ずれ量算出手段と、前記自走車に設けられた
操舵輪と、前記位置ずれ量算出手段の算出結果に基づい
て前記操舵輪を操舵する操舵手段とを備えることを特徴
とする。また、本発明は、前記自走車の走行距離を検出
する距離検出手段をさらに備え、前記操舵手段は、前記
位置ずれ量算出手段の算出結果と前記距離検出手段の検
出結果とに基づいて前記操舵輪を操舵するものとした。
さらに、本発明は、前記光源が、前記自走車の走行面と
略々直交する面内において回転されるものとした。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例による自走車の誘導装置
を用いて自走車を誘導する状態を示す平面図、図２は同
側面図であり、図３は図１及び図２に示す自走車に搭載
された各種装置の概略構成を示すブロック図である。

【０００７】図１において１は光源としてのレーザ光発
光装置であり、回転駆動ユニット１１とレーザ光発光ユ
ニット１２とを備えている。回転駆動ユニット１１は、
レーザ光発光ユニット１２がレーザ光（誘導光に相当）
Ｌを出射する際に、このレーザ光発光ユニット１２を図
２中に示す矢印Ｘ方向へ回転させる。このため、レーザ
光発光ユニット１２から出射されるレーザ光Ｌは図２に
示すように、自走車２の走行面３に垂直で図示しない直
線状の走行経路に沿う面内において回転される。

【０００８】一方、走行面３上を走行する自走車２は図
３に示すように、受光ユニット２１、操舵輪２２、エン
コーダ２３、コンピュータユニット２４、操舵角制御装
置２５、及び操舵装置２６を備えている。受光ユニット
２１は図２に示すように自走車２の上部に配設されたも
ので、図３に示すように直線上に間隔を置いて配列され
た複数の受光素子２１１〜２１ｎ〜２１ｚと、各受光素
子２１１乃至２１ｎに対応して複数設けられ、各受光素
子２１１〜２１ｎ〜２１ｚが受光した際にその受光量に
応じた電圧の信号を出力する複数の出力回路（図示せ
ず）とを備えている。そして、これら受光素子２１１〜
２１ｎ〜２１ｚは、レーザ光Ｌの出射方向Ｙ（図２）と
直交する方向で且つ走行面３と平行する方向Ｚ（図１）
に沿って配置されている。尚、受光素子２１ｎは、受光
素子２１１〜２１ｎ〜２１ｚ全体の中央に配設された受
光素子である。

【０００９】操舵輪２２は図２に示すように自走車２の
前輪に設けられ、操舵装置２６の駆動により操舵され
る。エンコーダ２３は操舵輪２２に付設され、該操舵輪
２２の回転量に比例してパルス信号を出力する。コンピ
ュータユニット２４は例えばマイクロコンピュータ等か
らなるもので、受光ユニット２１及びエンコーダ２３が
接続されている。コンピュータユニット２４は、受光ユ
ニット２１の複数の出力回路からの出力信号に基づい
て、どの受光素子２１１〜２１ｎ〜２１ｚがレーザ光Ｌ
を受光したのかを識別し、これにより、前記方向Ｚにお
ける自走車２の走行経路からの位置ずれ量を算出するほ
か、エンコーダ２３からの出力信号に基づいて操舵輪２
２の回転量乃至自走車２の走行量を検出する。そして、
これらにより、自走車２を経路上に誘導するための操舵
輪２２の操舵角を算出する。

【００１０】また、コンピュータユニット２４には、操
舵輪２２を操舵する操舵装置２６が操舵角制御装置２５
を介して接続されており、操舵角制御装置２５はコンピ
ュータユニット２４で算出された操舵輪２２の操舵角に
基づいて、その操舵角に操舵輪２２が操舵されるように
操舵装置２６の駆動を制御する。

【００１１】尚、本実施例では、光検出手段が受光素子
２１１〜２１ｎ〜２１ｚ及びこれらに対応して複数設け
られた不図示の出力回路により構成され、照射位置識別
手段及び位置ずれ量算出手段がコンピュータユニット２
４により構成され、操舵手段がコンピュータユニット２
４、操舵角制御装置２５、及び操舵装置２６により構成
されていると共に、走行速度検出手段がエンコーダ２３
及びコンピュータユニット２４により構成されている。

【００１２】次に、上記構成による本実施例の自走車の
誘導装置の動作について説明する。まず、自走車２を走
行面３上で不図示の直線状の走行経路に沿って走行させ
るに際して、この走行経路上にレーザ光発光装置１を設
置し、レーザ光発光ユニット１２がレーザ光Ｌを出射す
る際に、回転駆動ユニット１１を駆動して、レーザ光発
光ユニット１２を図２中に示す矢印Ｘ方向へ回転させ
る。すると、レーザ光発光ユニット１２から出射された
レーザ光Ｌが、自走車２の走行面３に垂直で図示しない
直線状の走行経路に沿う面内において回転され、自走車
２の上部に配設された受光ユニット２１をスキャンす
る。

【００１３】レーザ光Ｌによって受光ユニット２１がス
キャンされると、受光ユニット２１に設けられた複数の
受光素子２１１〜２１ｎ〜２１ｚのうちいずれか１つに
レーザ光Ｌが照射され、例えば受光素子２１１にレーザ
光Ｌが照射されると該受光素子２１１に電流が流れ、こ
の受光素子２１１に対応する不図示の出力回路から信号
が出力される。このように、レーザ光Ｌが照射された受
光素子２１１〜２１ｎ〜２１ｚに対応する出力回路から
の信号が入力されたコンピュータユニット２４では、こ
の入力信号に基づいて、どの受光素子２１１〜２１ｎ〜
２１ｚにレーザ光Ｌが照射されたかを識別し、受光素子
２１１〜２１ｎ〜２１ｚの全体に対する、検出した受光
素子の位置を認識することにより、方向Ｚにおける自走
車２の走行経路からの位置ずれ量を算出する。

【００１４】例えば、受光素子２１１に対応する出力回
路からの信号がコンピュータユニット２４に入力される
と、コンピュータユニット２４では、まず、受光素子２
１１にレーザ光Ｌが照射されたことを識別し、あらかじ
めコンピュータユニット２４内に保持している、隣接す
る各受光素子２１１〜２１ｎ〜２１ｚ間の間隔のデータ
に基づいて、全体の中央に配設された受光素子２１ｎと
受光素子２１１との間隔を算出し、この算出値を、方向
Ｚにおける自走車２の走行経路からの位置ずれ量として
認識する。

【００１５】さらに、自走車２の走行に応じてエンコー
ダ２３から出力される信号が入力されたコンピュータユ
ニット２４では、この入力信号に基づいて、操舵輪２２
の回転量を検出し、これにより、自走車２の走行量を検
出する。そして、方向Ｚにおける自走車２の走行経路か
らの位置ずれ量と自走車２の走行距離とに基づいてコン
ピュータユニット２４は、自走車２を無理なく走行経路
上に誘導するための操舵輪２２の操舵角を算出し、この
算出された操舵角の情報を操舵角制御装置２５に出力す
る。操舵角制御装置２５では、コンピュータユニット２
４で算出された操舵角に操舵輪２２が操舵されるように
操舵装置２６を駆動制御する。

【００１６】尚、自走車２が不図示の走行経路上に誘導
された後に、操舵輪２２の操舵角を走行経路の延在方向
に戻す場合には、コンピュータユニット２４において、
上述した自走車２を無理なく走行経路上に誘導するため
の操舵輪２２の操舵角と、自走車２の走行距離とから、
不図示の走行経路上からそれた自走車２が誘導されて走
行経路上に戻るタイミングを算出し、そのタイミング
で、操舵角制御装置２５を介して操舵装置２６を制御す
ることで、操舵輪２２の操舵角を走行経路の延在方向に
戻させる。また、自走車２の走行経路上への誘導中に
も、コンピュータユニット２４において、レーザ光Ｌが
照射された受光素子２１１〜２１ｎ〜２１ｚの識別を行
い、これに基づく操舵輪２２の操舵角制御により、該操
舵角が誘導開始直後の角度から次第に減少するようにし
てもよい。

【００１７】このように、本実施例の自走車の誘導装置
によれば、自走車２を走行経路上に誘導するためのレー
ザ光Ｌが、自走車２の上部に配設された複数の受光素子
２１１〜２１ｎ〜２１ｚのうちいずれに照射されたかに
基づいて、方向Ｚにおける自走車２の走行経路からの位
置ずれ量をコンピュータユニット２４で算出して、これ
と、エンコーダ２３からの出力信号によりコンピュータ
ユニット２４で検出された自走車２の走行距離とで、自
走車２を無理なく走行経路上に誘導するための操舵輪２
２の操舵角をコンピュータユニット２４で算出し、この
算出された操舵角に操舵輪２２が操舵されるように、コ
ンピュータユニット２４が操舵角制御装置２５を介して
操舵装置２６を駆動制御するようにした。このため、直
線状の走行経路を走行する自走車を高精度で誘導するこ
とができ、そのための設備を走行面を痛めず容易に設置
できるほか、自走車の誘導動作に専門の知識を特に必要
とせず、自走車や歩行者と非接触であるため耐久性に優
れたものとすることができる。

【００１８】尚、本実施例では、レーザ光発光ユニット
１２から出射されるレーザ光Ｌを、自走車２の走行面３
に垂直で図示しない直線状の走行経路に沿う面内におい
て回転させるものとしたが、例えば誘導制御する自走車
における受光素子の設置高さが一定である場合には、そ
の設置高さに合わせた高さで自走車の走行面に平行で、
且つ、走行経路に沿う向きで、誘導用のレーザ光を回転
させずに出射させるようにしてもよい。また、本実施例
では、操舵輪２２の操舵角を自走車２の走行距離に基づ
いて算出するために、操舵輪２２の回転量を検出するエ
ンコーダ２３を設ける構成としたが、自走車２の走行速
度が一定である場合には、エンコーダを省略してもよ
い。

【００１９】さらに、本実施例では、自走車の走行経路
が１本の直線で構成されている場合について示したが、
走行経路が例えばクランク状に折れ曲がった複数の直線
から構成される場合には、２つの直線経路部分が交差す
る位置では自走車を任意の手段により方向転換させ、各
直線経路部分では、該各直線経路部分毎に設置したレー
ザ光発光装置からのレーザ光で自走車の誘導を行うよう
にすればよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自
走車を誘導する直線状の走行経路に沿って光源から誘導
光を出射させ、この誘導光の出射方向と交わる方向で、
前記自走車の走行面と略々平行する方向に間隔を置いて
複数の光検出手段を配列してこれらを前記自走車に設
け、前記複数の光検出手段からの出力信号に基づいて前
記誘導光が照射された光検出手段を照射位置検出手段で
検出し、前記照射位置検出手段の検出結果に基づいて、
前記走行経路からの前記自走車の位置ずれ量を位置ずれ
量検出手段で検出すると共に、前記位置ずれ量検出手段
の検出結果に基づいて、前記自走車に設けられた操舵輪
を操舵手段で操舵するものとした。このため、直線状の
走行経路を走行する自走車を高精度で誘導することがで
き、そのための設備を走行面を痛めず容易に設置できる
ほか、自走車の誘導動作に専門の知識を特に必要とせ
ず、自走車や歩行者と非接触であるため耐久性に優れた
ものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による自走車の誘導装置を用
いて自走車を誘導する状態を示す平面図である。

【図２】本発明の一実施例による自走車の誘導装置を用
いて自走車を誘導する状態を示す側面図である。

【図３】図１及び図２に示す自走車に搭載された各種装
置の概略構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ レーザ光発光装置（光源） ２ 自走車 ３ 走行面 ２１１〜２１ｎ〜２１ｚ 受光素子（光検出手段） ２３ エンコーダ（走行距離検出手段） ２４ コンピュータユニット（照射位置検出手段、位置
ずれ量検出手段、操舵手段） ２５ 操舵角制御装置（操舵手段） ２６ 操舵装置（操舵手段） Ｌ レーザ光（誘導光）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自走車が直線状の走行経路上を走行する
   ように誘導する装置であって、 前記走行経路に沿って誘導光を出射する光源と、 前記自走車に設けられ、前記誘導光の出射方向と交わる
   方向で、前記自走車の走行面と略々平行する方向に間隔
   を置いて配列された複数の光検出手段と、 前記複数の光検出手段からの出力信号に基づいて前記誘
   導光が照射された光検出手段を識別する照射位置識別手
   段と、 前記照射位置識別手段の識別結果に基づいて、前記走行
   経路からの前記自走車の位置ずれ量を算出する位置ずれ
   量算出手段と、 前記自走車に設けられた操舵輪と、 前記位置ずれ量算出手段の算出結果に基づいて前記操舵
   輪を操舵する操舵手段と、 を備えることを特徴とする自走車の誘導装置。
2. 【請求項２】 前記自走車の走行距離を検出する距離検
   出手段をさらに備え、前記操舵手段は、前記位置ずれ量
   算出手段の算出結果と前記距離検出手段の検出結果とに
   基づいて前記操舵輪を操舵する請求項１記載の自走車の
   誘導装置。
3. 【請求項３】 前記光源は、前記自走車の走行面と略々
   直交する面内において回転される請求項１又は２記載の
   自走車の誘導装置。