JPH07287616A - 無人車誘導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑な形状の領域内であっても自律走行する
無人車を誘導しうる無人車誘導装置を提供する。 【構成】 ＡＧＶ本体部１２は、各回路２０、２４、３
２、３４の制御、走行距離の検出、衝突防止センサ２６
が検出した赤外線の電圧値によりＡＧＶ１０の走行制御
を行うコンピュータ３６と、ＡＧＶ１０の誘導情報を記
憶する記憶装置３５と、を有する。回動装置１６は、投
光器１８からレーザ光を発光させる投光回路２０と、投
光回路２０が発したレーザ光のうち再帰型のリフレクタ
３８からの反射波を受光器２２で受光させる受光回路２
４と、を有し、ＡＧＶ１０をリフレクタ３８からの反射
波を認識する方向に誘導する。更に、障害物からの赤外
線の反射波を受波する衝突防止センサ２６を搭載し衝突
を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無人車誘導装置、特に
領域内を自律走行する無人車を壁、障害物等に衝突させ
ることなく誘導する無人車誘導装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工場等の敷地内を走行する無人車
を誘導する方式として、経路上に設けられた誘導線に沿
って走行させる方式のみならず無人車に誘導装置を搭載
し無経路に自律走行させる方式がある。

【０００３】図１０は、従来において無人車を無経路に
誘導する装置の例を示した図である。この従来例におい
ては、無人車９０の移動可能な領域の四隅にポール９２
を置き、領域内の無人車９０は、搭載されている光セン
サによりポール９２によって形成された領域の形状と大
きさを予め座標データとして認識する。無人車９０は、
所望のスタート地点から予め定められた経路に沿って走
行する。無人車９０は、走行中光ビームを水平方向に３
６０度高速回転させてポール９２の位置を検出すること
で、各ポール９２までの距離及び方位を逐次算出し無人
車９０の現在位置を把握する。これにより、ポール９２
によって形成された領域から出ないように無人車９０を
誘導することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、無人車の移動可能領域を形成するためには少
なくとも３本のポールを設置しなければならない。

【０００５】また、無人車の現在位置を把握するために
は走行中全てのポールを検出できなければならないが、
Ｌ字型のような領域の場合は、無人車の位置によっては
検出できないポールが存在してしまう場合もあり得る。
つまり、ポールまでの距離及び方位により自無人車の位
置を把握する従来の方法では、正確な無人車の現在位置
が把握できず、正常な無人車の誘導ができなくなる恐れ
がある。これは、部品等が山積みされる工場内等複雑な
経路を形成するような場所では到底利用することができ
ない。仮に複数の領域を連結させて利用しようとした場
合、領域間の移動制御が複雑となり、また多くのポール
が必要となることからコストがかかるという問題が発生
する。

【０００６】また、無人車は、ポールとの位置関係での
み誘導制御されるので、進行方向に障害物があったとし
ても気づかずに衝突してしまう。

【０００７】本発明は以上のような問題を解決するため
になされたものであり、その目的は、複雑な形状の領域
内であっても自律走行する無人車を誘導しうる無人車誘
導装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、請求項１記載の発明は、領域内を自律走行
する無人車を目的地まで誘導する無人車誘導装置におい
て、領域内の所定の位置に音波あるいは電磁波を入射方
向に反射するリフレクタを取り付け、前記無人車は、走
行すべき誘導情報が記憶された記憶手段と、前記誘導情
報に基づいた方向に所定のサーチ範囲でビームサーチし
ながら音波あるいは電磁波を送波する送波手段と、前記
送波手段が送波した音波あるいは電磁波の前記リフレク
タからの反射波を受波する受波手段と、走行距離を検出
する走行距離検出手段と、有し、前記リフレクタからの
反射光が確認される方向に前記無人車を走行させること
を特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の無
人車誘導装置において、前記送波手段及び受波手段は、
水平方向に回動する回動装置に搭載されたことを特徴と
する。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項２記載の無
人車誘導装置において、前記リフレクタを異なる高さに
取り付け、前記回動装置は鉛直方向に上下動可能にした
ことを特徴とする。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記
載の無人車誘導装置において、前記無人車は、所定の監
視範囲でビームサーチしながら障害物からの音波あるい
は電磁波を受波するセンサと、前記音波あるいは電磁波
の検出値により走行制御する走行制御手段と、を有する
ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】以上のような構成を有する本発明に係る無人車
誘導装置においては、まずリフレクタを無人車を誘導す
べく所定の位置に設置しておく。無人車は、初期位置か
ら記憶手段に記憶された誘導情報に基づき、送波手段か
ら音波あるいは電磁波を所定のサーチ範囲にビームサー
チしながらリフレクタに向かって自律走行を行う。無人
車は、リフレクタにより反射された当該音波あるいは電
磁波を受波手段により受波することでリフレクタの方向
を確認しながら走行する。なお、送波手段及び受波手段
を回動装置に搭載し、回動装置の回動によりサーチ範囲
をビームサーチさせることができる。回動装置は、サー
チ範囲をビームサーチすべく所定の角度回動することに
より多少進行方向がずれたとしてもリフレクタを検出す
ることができる。誘導情報に基づき所定距離走行した
後、無人車は、次に指定されたリフレクタに向かって自
律走行を行う。このようにして、無人車を目的地まで誘
導することができる。

【００１３】また、リフレクタを異なる高さに設置して
おく。無人車は、目的地まで誘導すべくリフレクタを選
出するために回動装置を所定の高さに設定する。このよ
うに、リフレクタを付け替えなくても異なる高さに設置
したリフレクタを選出できるようにしたので、所定の目
的地まで無人車を誘導することができる。

【００１４】更に、センサが監視範囲から受波した障害
物からの音波あるいは電磁波の検出値により略進行方向
の障害物を検出し無人車の走行を停止させる。これによ
り、無人車の障害物との衝突から防止することができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施
例を説明する。

【００１６】実施例１．図１は、第１実施例における無
人車誘導装置が搭載された無人搬送車（以下、ＡＧＶと
いう）の構成を示した図である。ＡＧＶ１０は、ＡＧＶ
本体部１２と、モータエンコーダ１４により水平方向に
回動可能に取り付けられた回動装置１６と、で構成され
る。

【００１７】ＡＧＶ１０は、後述する誘導情報に基づい
た方向に所定のサーチ範囲でビームサーチしながら音波
あるいは電磁波を送波する送波手段であり本実施例にお
いてはレーザ光を投光器１８から発光させる投光回路２
０と、投光回路２０が発したレーザ光のうち後述するリ
フレクタ３８からの反射波を受光器２２で受光させる受
波手段としての受光回路２４と、を有する。本実施例に
おいては、投光回路２０及び受光回路２４を回動装置１
６に搭載することで、投光回路２０に所定のサーチ範囲
でビームサーチさせる。更に、ＡＧＶ１０は、所定の監
視範囲で障害物からの音波あるいは電磁波を受波する衝
突防止センサ２６を有している。本実施例においては、
センサ回動装置を兼ねている回動装置１６に衝突防止セ
ンサ２６を搭載する。本実施例における衝突防止センサ
２６は、センサ自身が赤外線を放射し反射した赤外線を
感知するものとする。ただし、障害物等が赤外線を発す
る物であれば赤外線を放射する必要はない。

【００１８】ＡＧＶ本体部１２は、ＡＧＶ１０を走行さ
せる車輪２８を駆動・操舵するエンコーダ付きモータモ
ジュール３０と、各モータモジュール３０を動作させる
操舵回路３２及び駆動回路３４を有する。このモータモ
ジュール３０、操舵回路３２及び駆動回路３４は、ＡＧ
Ｖ１０が直進あるいは方向転換が可能なように前輪、後
輪の全てあるいはいずれかに備えられていればよい。更
に、ＡＧＶ１０の走行全般を制御するコンピュータ３６
は、各回路２０、２４、３２、３４の制御、走行距離検
出手段として操舵回路３２及び駆動回路３４からの信号
によるＡＧＶ１０の走行距離の検出、更に走行制御手段
として衝突防止センサ２６が検出した赤外線の電圧値に
よりＡＧＶ１０の走行／停止等の走行制御を行う。ま
た、記憶装置３５には、詳細は後述するがＡＧＶ１０を
目的地まで自律走行させるための誘導情報が記憶されて
いる。

【００１９】図２は、ＡＧＶ１０が移動可能な領域を上
方からみた概略図である。Ｌ字型をしている領域は、全
面を壁３７で仕切られており、壁３７の所定の位置に
は、音波あるいは電磁波を入射方向に反射する再帰型の
リフレクタ３８が取り付けられている。本実施例におけ
るリフレクタ３８は、ＡＧＶ１０の投光器１８から放射
されるレーザ光を反射する反射板であるので、壁あるい
は他の場所にも容易に着脱することができる。

【００２０】本実施例において特徴的なことは、投光器
１８から放射されたレーザ光のうちリフレクタ３８から
の反射光を受ける方向にＡＧＶ１０を自律走行させるこ
とである。つまり、ＡＧＶ１０を誘導すべき走行方向に
リフレクタ３８を設置することで、ＡＧＶ１０を目的地
まで誘導することができる。

【００２１】以下、図を用いて本実施例の動作について
説明する。本実施例においては、図２におけるＡ地点か
らＥ地点までＡＧＶ１０を誘導する場合について説明す
る。まず、ＡＧＶ１０を初期位置としてＡ地点に置く。
これは、マニュアル操作によってＡＧＶ１０を移動させ
ればよい。

【００２２】ここで、ＡＧＶ１０の記憶装置３５に記憶
されている誘導情報について説明する。図３には、誘導
情報のうち現在地から目的地まで移動する際の手続を定
義したテーブルが示されている。この例のように現在地
のＡ地点から目的地であるＥ地点までＡＧＶ１０を誘導
する場合、このテーブルの「手続（Ａ，Ｅ）」の手続に
従いＡＧＶ１０は自律走行することになる。図４は、
「手続（Ａ，Ｅ）」の手続の内容をフローチャートで示
した例である。各手続は図４のようにプログラム等のソ
フトウェアで形成される。ここで、「ＳＥＡＲＣＨ
（α，β）」は、投光回路２０がビームサーチする所定
のサーチ範囲すなわちレーザ光の放射範囲でありかつ受
光回路２４で検出する反射光の受光範囲をα度からβ度
の間に設定するために、コンピュータ３６がエンコーダ
１４に対して発する指令である。すなわち、本実施例に
おいては回動装置１６の回動範囲に該当する。角度α及
びβは、図５に示したようにＡＧＶ１０の前方向に対す
る角度として指定する。また、「ＧＯ（Ｌ）」は、受光
回路２４により反射波が確認される方向に距離Ｌだけ走
行させるために、コンピュータ３６がモータモジュール
３０に対して発する指令である。

【００２３】以上のように定義された誘導情報に従い、
本実施例においてはＡＧＶ１０を次のようにして走行さ
せ目的地まで誘導する。

【００２４】図４の例に示した「ＳＥＡＲＣＨ（３０
０，３３０）」は、ＡＧＶ１０の前方向に対して３００
度から３３０度までの範囲に回動装置１６を回動させる
ことでその回動範囲内に設置されたリフレクタ３８ｅに
対してレーザ光の送受波を行うことを意味する。そし
て、「ＧＯ（Ｌ１）」は、反射光が確認される方向へ距
離Ｌ１だけ走行することを意味する。従って、ＡＧＶ１
０は、その手続に従ってＤ地点まで誘導されることにな
る。図６は、図２の要部であり、回動範囲θにレーザ光
を放射しながら自律走行するＡＧＶ１０の動作を示した
図である。ＡＧＶ１０は、Ｄ地点に到達後、次の手続に
従い２４０度から３００度までの範囲に回動装置１６を
回動させることでその回動範囲内に設置されたリフレク
タ３８ｆに対してレーザ光の送受波を行いながら反射光
が確認される方向へ距離Ｌ２だけ走行する。このように
して、プログラムされた手続に従ってＡＧＶ１０を誘導
することができる。なお、走行する際、ＡＧＶ本体部１
２の向きを変える手続を入れるようにしてもよいが、図
６に示したように、全ての車輪２８が進行方向に操舵可
能なように操舵回路３２を取り付ければＡＧＶ本体部１
２の向きを進行方向に向けなくても一定方向に保ったま
ま走行させることができる。

【００２５】本実施例によれば、上記のようなＬ字型の
領域であってもＡＧＶ１０を自律走行させるべく所定の
位置にリフレクタ３８を設置し、そのリフレクタ３８の
設置位置に対応した手続を誘導情報として与えておくこ
とで目的地であるＥ地点までＡＧＶ１０を誘導すること
ができる。上記実施例では、３８ｅ及び３８ｆの２つの
リフレクタのみで目的地までＡＧＶ１０を誘導すること
ができ、特に斜め方向にＡＧＶ１０を誘導するようにリ
フレクタ３８ｅを設置したことで最短距離でＡＧＶ１０
を誘導することができる。

【００２６】また、前述したように、誘導情報をテーブ
ル化して各手続を記憶装置３５に記憶させてあるのでリ
フレクタ３８の設置場所の変更等による走行経路の変更
の際にも対応した手続の内容を変更するだけで迅速に対
応することができる。

【００２７】なお、上記において、マニュアル操作にて
ＡＧＶ１０を移動させ初期位置に設定するようにした
が、上記のようにリフレクタ３８に向かってＡＧＶ１０
を誘導する方法を利用すれば、理想的な初期位置にＡＧ
Ｖ１０をセットすることができる。すなわち、本実施例
においては初期位置の近傍のＸＹ方向にリフレクタ３８
ａ、３８ｂを設け、リフレクタ３８ａ、３８ｂからの反
射角を得て、それぞれが０度になるように誘導すればＡ
ＧＶ１０を理想の初期位置に自動的にセットすることが
できる。

【００２８】次に、本実施例における衝突防止機能につ
いて説明する。

【００２９】図７は、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３時点におけるＡ
ＧＶ１０と障害物４０との位置関係を示した図である。
前述したように、本実施例における回動装置には衝突防
止センサが搭載されており、図７において衝突防止セン
サはＡＧＶ１０の中心にあるものとする。図５の角度指
定に従えば回動装置の回動により衝突防止センサの衝突
防止はλ１からλ２の所定の監視範囲において行われる
ことになる。

【００３０】以下、本実施例における衝突防止の動作に
ついて説明する。

【００３１】ＡＧＶ１０は、監視範囲において衝突防止
の監視を行いながら走行する。図８には、その監視範囲
における衝突防止センサが検出した赤外線の強度を電圧
値に変換したときの値が示されており、図８（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）はＴ１、Ｔ２、Ｔ３時点それぞれに対応
した電圧値を示した図である。

【００３２】Ｔ１時点において、障害物４０は上記監視
範囲内にあり、図８（ａ）に示したように障害物４０と
ＡＧＶ１０とのなす角θ１のところで電圧値が大きくな
っている。

【００３３】Ｔ２時点において、障害物４０は上記監視
範囲内にあり、図８（ｂ）に示したように障害物４０と
ＡＧＶ１０とのなす角θ２のところで障害物４０に近づ
いた分Ｔ１時点のときより電圧値が大きくなっている。
ところで、図８（ｂ）に示したように、本実施例では所
定の閾値ｖ１が設定されており、コンピュータは、閾値
ｖ１に達していることを認識すると、ＡＧＶ１０が障害
物４０に近づいたと判断しＡＧＶ１０の走行速度を低速
にする。

【００３４】Ｔ３時点において、障害物４０は上記監視
範囲内にあり、図８（ｃ）に示したように障害物４０と
ＡＧＶ１０とのなす角θ３のところで障害物４０に近づ
いた分Ｔ２時点のときより電圧値が大きくなっている。
ところで、図８（ｃ）に示したように、本実施例では所
定の閾値ｖ２が設定されており、コンピュータは、閾値
ｖ２に達していることを認識すると、このまま走行を続
けるとＡＧＶ１０が障害物４０に衝突する恐れがあると
判断しＡＧＶ１０を停止させる。

【００３５】以上のように、本実施例によれば、監視範
囲内において障害物４０を近くに検出すると低速走行あ
るいは停止させるように走行制御を行うことができるの
で、進行方向の障害物４０への衝突を防止することがで
きる。

【００３６】なお、本実施例においては、各時点におけ
る障害物４０とＡＧＶ１０との距離から低速走行、停止
制御可能な走行制御について説明したが、電圧値の時系
列変化とＡＧＶ１０の速度から衝突の可能性を予測する
ことにより、予め衝突を回避するよう走行制御すること
が可能となる。例えば、ある時点間における電圧値の増
加傾向値からＡＧＶ１０の走行速度を算出するようにす
れば、障害物４０をやり過ごしＡＧＶ１０を停止させる
ことなく最適な速度で走行させることも可能となる。

【００３７】また、障害物４０でなく壁であっても壁か
らの赤外線を検出することにより同様に衝突防止を行う
ことができる。

【００３８】更に、本実施例においては、図１に示した
ように回動装置１６にＡＧＶ１０を誘導する投光回路、
受光回路等の装置と衝突防止のためのセンサとが同じ回
動装置１６に搭載したことからαとλ１及びβとλ２は
同じ角度となるが、それぞれを専用の回動装置に設ける
ようにすれば、それぞれ所望の別の角度に設定すること
ができる。

【００３９】また、衝突防止センサ専用のセンサ回動装
置を設けて監視範囲を３６０度に設定するか回動装置を
回転可能にすれば、ＡＧＶ１０の後方から接近する障害
物にも対応することができる。

【００４０】また、本実施例では、レーザ光及び赤外線
を使用した例で説明したが、超音波等を用いてもよい。

【００４１】また、本実施例は、リフレクタ３８からの
反射光を受ける方向にＡＧＶ１０を自律走行させること
を特徴とするものであり、ビーム光を送受波する手段の
取り付け位置、回動装置のＡＧＶ本体部への取り付け位
置及び個数も上記実施例に限られたものではない。

【００４２】実施例２．図９は、第２実施例における無
人車誘導装置が搭載されたＡＧＶの構成を示した図であ
る。なお、第１実施例と同様の要素には同じ符号を付け
説明を省略する。

【００４３】第１実施例においては、壁３７の所定の位
置に１つのリフレクタのみを取り付けていたが、本実施
例においては、異なる高さに取り付けることを特徴とす
る。図９には、壁３７の所定の位置の異なる高さに複数
のリフレクタ１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃ、１３８ｄ
を取り付けた例が示されている。また、ＡＧＶ１０の回
動装置１６を矢印Ａのような鉛直方向に上下動可能にし
たことを特徴とする。従って、ＡＧＶ１０は、設定され
た回動装置１６の高さに存在するリフレクタ１３８のみ
を使用することができるので、本実施例によれば、以下
のような使用方法がある。

【００４４】まず、同じ現在地から目的地の間に複数の
経路を設定したい場合、図９のように同じ位置の異なる
高さにリフレクタ１３８ａ〜１３８ｄを取り付けること
により可能となる。

【００４５】また、近傍のリフレクタを異なる高さに取
り付ける。これは、遠方に行くにつれレーザ光の放射範
囲は広がるので、複数のリフレクタがその放射範囲に入
ることから防止することができる。

【００４６】また、全てのリフレクタを異なる高さに設
定すれば回動装置１６の回動範囲を設定せずに３６０度
回転させるようにしても１つのリフレクタのみを選択す
ることができる。

【００４７】以上のように、回動装置１６の高さを異な
る高さに取り付けられたいずれかのリフレクタに合わせ
るように調整することにより所望のリフレクタのみを使
用することができる。

【００４８】なお、図９に示したように、同じ位置に複
数のリフレクタ１３８ａ〜１３８ｄを取り付けるように
したが、取付作業の手間を考慮して縦長のリフレクタの
途中を間引き複数の分断するようにしてもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、無人車
を所定の位置に取り付けられたリフレクタに向かって走
行させるようにしたので、無人車を目的地まで最小限の
リフレクタでかつ最短距離で誘導することが可能とな
る。

【００５０】また、誘導情報をテーブル化して記憶手段
に記憶させるようにしたので、リフレクタの設置場所の
変更等による走行経路の変更の際にも対応した手続の内
容を変更するだけで迅速に対応することが可能となり、
メンテナンス性を向上させることが可能となる。

【００５１】また、回動装置を上下動可能にしたので、
異なる高さに設置された所定のリフレクタのみを使用す
ることが可能となる。これにより、同じ現在地から目的
地の間に複数の経路を設定することができる。また、音
波あるいは電磁波の放射範囲に複数のリフレクタが入る
ことから防止することができる。更に、全てのリフレク
タを異なる高さに設置すれば、３６０度回動装置を回転
させた場合でも１つのリフレクタを特定することができ
る。

【００５２】また、センサ及び走行制御手段を設けたこ
とにより監視範囲内に障害物を検出することができるの
で、障害物等への衝突を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無人車誘導装置の第１実施例を搭
載した無人搬送車を示した図である。

【図２】第１実施例において、無人搬送車が移動可能な
領域を上方から示した概略図である。

【図３】第１実施例に係る現在地から目的地まで移動す
る際の手続を定義した誘導情報を示した図である。

【図４】第１実施例に係る誘導情報に定義された手続を
示したフローチャートである。

【図５】角度の指定方法を表した図である。

【図６】図２の要部であり、無人搬送車の動作を示した
図である。

【図７】第１実施例において、無人搬送車と障害物との
位置関係を示した図である。

【図８】図７に示した各時点における衝突防止センサが
検出した赤外線の強度を電圧値に変換したときの値を示
した図である。

【図９】本発明に係る無人車誘導装置の第２実施例を搭
載した無人搬送車を示した図である。

【図１０】従来の無人車を無経路に誘導する装置の例を
示した図である。

【符号の説明】

１０ ＡＧＶ １２ ＡＧＶ本体部 １４ モータエンコーダ １６ 回動装置 １８ 投光器 ２０ 投光回路 ２２ 受光器 ２４ 受光回路 ２６ 衝突防止センサ ２８ 車輪 ３０ モータモジュール ３２ 操舵回路 ３４ 駆動回路 ３５ 記憶装置 ３６ コンピュータ ３８ リフレクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｓ 15/88 7719−5Ｊ 17/93

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 領域内を自律走行する無人車を目的地ま
   で誘導する無人車誘導装置において、 領域内の所定の位置に音波あるいは電磁波を入射方向に
   反射するリフレクタを取り付け、 前記無人車は、 走行すべき誘導情報が記憶された記憶手段と、 前記誘導情報に基づいた方向に所定のサーチ範囲でビー
   ムサーチしながら音波あるいは電磁波を送波する送波手
   段と、 前記送波手段が送波した音波あるいは電磁波の前記リフ
   レクタからの反射波を受波する受波手段と、 走行距離を検出する走行距離検出手段と、を有し、 前記リフレクタからの反射光が確認される方向に前記無
   人車を走行させることを特徴とする無人車誘導装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の無人車誘導装置におい
   て、 前記送波手段及び受波手段は、水平方向に回動する回動
   装置に搭載されたことを特徴とする無人車誘導装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の無人車誘導装置におい
   て、 前記リフレクタを異なる高さに取り付け、前記回動装置
   は鉛直方向に上下動可能にしたことを特徴とする無人車
   誘導装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３記載の無人車誘導装置に
   おいて、 前記無人車は、 所定の監視範囲で障害物からの音波あるいは電磁波を受
   波するセンサと、 前記音波あるいは電磁波の検出値により走行制御する走
   行制御手段と、 を有することを特徴とする無人車誘導装置。