JPH08194535A - Position detection system - Google Patents

Position detection system

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Publication number
JPH08194535A
JPH08194535A JP7005540A JP554095A JPH08194535A JP H08194535 A JPH08194535 A JP H08194535A JP 7005540 A JP7005540 A JP 7005540A JP 554095 A JP554095 A JP 554095A JP H08194535 A JPH08194535 A JP H08194535A
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JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
angle
sensor
traveling direction
moving distance
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7005540A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Ando
敏之 安藤
Tatsu Watari
達 亘理
Hisanori Nakai
久典 中居
Toshiaki Inuma
俊明 井沼
Hiroki Adachi
博樹 足立
Kiyoshi Onogawa
清 小野川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Logisteed Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Hitachi Transport System Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd, Hitachi Transport System Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP7005540A priority Critical patent/JPH08194535A/en
Publication of JPH08194535A publication Critical patent/JPH08194535A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a position detection system capable of eliminating errors by a sensor and the accumulation of the errors and obtaining highly accurate position information. CONSTITUTION: A moving distance sensor 2 for detecting distances of the movement of right and left respective wheels and a bearing sensor 4 for detecting an azimuth angle in the advancing direction of a vehicle are mounted on the vehicle, an angle obtained from the difference between the moving distances of the right and left wheels and the angle obtained from the azimuth angle change of the bearing sensor are used, large weighting is applied to the angle obtained from the bearing sensor when an angular velocity is large, the large weighting is applied to the angle obtained from the moving distance difference when the angular velocity is small and the advancing direction of the vehicle is highly accurately detected. Then, a present position is calculated from the advancing direction and the moving distance of the vehicle obtained from the moving distances of the right and left wheels. Further, a mark detector 3 for detecting a mark arranged on ground is mounted on the vehicle and the advancing direction and the present position are corrected at the time of detecting the mark.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フォークリフト等の倉
庫内で移動する移動車両の位置を検出するシステムに係
り、特に、センサによる誤差や誤差の累積をなくして精
度の高い位置情報を得る位置検出システムに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for detecting the position of a moving vehicle such as a forklift that moves in a warehouse, and more particularly, to a position for obtaining highly accurate position information by eliminating an error or accumulation of the error by a sensor. It relates to a detection system.

【0002】[0002]

【従来の技術】運転手が操縦するフォークリフトや非誘
導式の無人台車、移動ロボット等の無軌道で移動する車
両を用い、倉庫の荷受け場所から複数の保管場所へと車
両に荷物を乗せて移動する際には、荷物の保管場所を正
しく認識することが、倉庫内ロケーション管理にとって
重要である。このためには車両の現在位置を検出するシ
ステムが必要であり、このシステムには、精度の高い位
置情報が得られることが望まれる。
2. Description of the Related Art A track-less vehicle such as a forklift operated by a driver, a non-guided unmanned trolley, or a mobile robot is used to move a vehicle from a receiving place of a warehouse to a plurality of storage places by carrying a load on the vehicle. In this case, it is important for the warehouse location management to correctly identify the storage location of the package. For this purpose, a system for detecting the current position of the vehicle is required, and it is desired for this system to obtain highly accurate position information.

【0003】移動中の車両の進行方向と移動距離とを車
両から検出し、この進行方向と移動距離とから車両の現
在位置を求める方法が知られている。また、この方法に
よる検出誤差を解消するために、地上に布設した反射テ
ープや誘導線等の位置が分かっているもの(標識又はマ
ーカという)を車両から検出し、上記車両の現在位置を
補正する方法も知られている。
A method is known in which the traveling direction and the traveling distance of a moving vehicle are detected from the vehicle and the current position of the vehicle is obtained from the traveling direction and the traveling distance. Further, in order to eliminate the detection error caused by this method, a thing (known as a sign or marker) such as a reflective tape or a guide wire laid on the ground is known from the vehicle, and the current position of the vehicle is corrected. Methods are also known.

【0004】車両の進行方向を検出する方法として、 1)車両に地磁気センサを搭載して方位角を検出し、そ
の方位角の変化から進行方向を検出する方法。
As a method of detecting the traveling direction of a vehicle, 1) a method of mounting a geomagnetic sensor on the vehicle to detect an azimuth angle and detecting the traveling direction from a change in the azimuth angle.

【0005】2)車両にレートジャイロを搭載して方位
角を検出し、その方位角の変化から進行方向を検出する
方法。
2) A method of mounting a rate gyro on a vehicle to detect an azimuth angle and detecting a traveling direction from a change in the azimuth angle.

【0006】3)車両の操舵輪の切れ角から進行方向を
検出する方法(特公昭63−39923号等) 4)車両の左右輪に移動距離センサを取り付け、これら
の移動距離差から進行方向を検出する方法(特開平3−
23200号等)が知られている。
3) A method of detecting the traveling direction from the turning angle of the steered wheels of the vehicle (Japanese Patent Publication No. 63-39923, etc.) 4) Moving distance sensors are attached to the left and right wheels of the vehicle, and the traveling direction is determined from the difference in these traveling distances. Method of detection
No. 23200) is known.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記車両の
進行方向を検出する方法には、それぞれ問題がある。
However, each of the methods for detecting the traveling direction of the vehicle has a problem.

【0008】1)倉庫内外の金属構造物等の影響による
地磁気の乱れのため地磁気センサの精度が悪くなること
がある。
1) The accuracy of the geomagnetic sensor may deteriorate due to the disturbance of the geomagnetism due to the influence of metal structures inside and outside the warehouse.

【0009】2)レートジャイロは、進行方向が変わる
とき、その角速度が小さい場合に、角度変化の検出誤差
が大きく、静止時のノイズ等によるドリフトの問題もあ
る。
2) The rate gyro has a large error in detecting an angle change when the angular velocity is small when the traveling direction changes, and there is a problem of drift due to noise at rest.

【0010】3)高速で進行方向が変わるとき、遠心力
によりスリップが起き、実際の進行方向と操舵輪の切れ
角とにずれが生じる。
3) When the traveling direction changes at high speed, a centrifugal force causes a slip, which causes a deviation between the actual traveling direction and the turning angle of the steered wheels.

【0011】4)高速で進行方向が変わるとき、左右輪
いずれか又は両輪にスリップが起きた場合、移動距離に
も進行方向にも検出誤差が生じる。
4) When the traveling direction changes at high speed, if either one of the left and right wheels or both wheels slip, a detection error occurs in both the moving distance and the traveling direction.

【0012】また、マーカ検出によって車両の現在位置
を補正することは、無線式、磁気式、光学式等の誘導装
置によって移動が制御され、移動する経路が一定軌道等
に規制されている車両には有効であるが、無軌道で移動
する車両に対しては、必ずしも有効でない。つまり、車
両の進行方向が自由であるため、マーカの位置でも進行
方向は一定しない。マーカ検出によって現在位置を補正
してもその位置での進行方向は補正できず、従って進行
方向の誤差が累積される。このため、求める現在位置に
進行方向の誤差が残ってしまう。
The correction of the current position of the vehicle by the marker detection is performed in a vehicle in which the movement is controlled by a guide device of a wireless type, a magnetic type, an optical type or the like, and the movement route is restricted to a fixed track or the like. Is effective, but is not always effective for vehicles that move without a track. That is, since the traveling direction of the vehicle is free, the traveling direction is not constant even at the position of the marker. Even if the current position is corrected by the marker detection, the traveling direction at that position cannot be corrected, and therefore errors in the traveling direction are accumulated. Therefore, an error in the traveling direction remains at the calculated current position.

【0013】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、センサによる誤差や誤差の累積をなくして精度の高
い位置情報を得る位置検出システムを提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a position detecting system which can obtain highly accurate position information by eliminating errors and accumulation of errors by a sensor.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、少なくとも進行方向の左右に車輪を有し無
軌道で移動する車両の現在位置を検出するための位置検
出システムにおいて、左右それぞれの車輪が移動した距
離を検出する移動距離センサ及び車両の進行方向の方位
角を検出する方位センサを車両に搭載し、左右輪の移動
距離の差から得られる角度と方位センサの方位角変化か
ら得られる角度とを用い、角速度が大きいときには方位
センサから得られる角度に大きく重み付けし、角速度が
小さいときには移動距離差から得られる角度に大きく重
み付けして車両の進行方向を高精度に検出し、この進行
方向と左右輪の移動距離から求めた車両の移動距離とか
ら現在位置を算出し、さらに、地上に配置された標識を
検出する標識検出器を車両に搭載し、標識を検出したと
き進行方向及び現在位置を補正するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a position detection system for detecting the current position of a vehicle that has wheels on at least the left and right of the traveling direction and moves in a trackless manner. The vehicle has a moving distance sensor that detects the distance traveled by the wheels and an azimuth sensor that detects the azimuth angle of the vehicle's traveling direction. Using the obtained angle, the angle obtained from the direction sensor is greatly weighted when the angular velocity is high, and the angle obtained from the movement distance difference is greatly weighted when the angular velocity is small to detect the traveling direction of the vehicle with high accuracy. Sign detection that calculates the current position from the traveling direction and the moving distance of the vehicle calculated from the moving distance of the left and right wheels, and further detects the sign placed on the ground Was mounted on a vehicle, and corrects the traveling direction and current position upon detection of the label.

【0015】上記移動距離センサにパルスエンコーダを
用い、上記方位センサにレートジャイロを用いてもよ
い。
A pulse encoder may be used as the moving distance sensor and a rate gyro may be used as the azimuth sensor.

【0016】上記標識から進行方向を検出するために互
い違いの平行直線からなる標識を倉庫の床面に配置し、
上記標識検出器は車両の進行方向の左右に取り付けて各
々標識上に来たときに標識を検出するものとし、両検出
器の間隔、直線間の距離、及び一方の標識検出器がひと
つの直線を検知してから他方の標識検出器が別の直線を
検知するまでの車両の移動距離とから車両の進入角を計
算し、この進入角と予め登録した直線の方向とから進行
方向を求めてもよい。
In order to detect the traveling direction from the above sign, a sign consisting of alternating parallel straight lines is arranged on the floor of the warehouse,
The sign detectors are installed on the left and right of the traveling direction of the vehicle and detect the signs when they come on the signs respectively.The distance between the two detectors, the distance between the straight lines, and one of the sign detectors is one straight line. The vehicle's approach angle is calculated from the distance traveled by the vehicle from when the other sign detector detects another straight line, and the advancing direction is calculated from this approach angle and the direction of the straight line registered in advance. Good.

【0017】[0017]

【作用】上記構成により、車両の進行方向は、移動距離
センサから得られる角度と方位センサから得られる角度
とを重み付きで折衷したものになる。方位センサは、角
速度が小さいときに検出誤差が大きくなる特性を有し、
逆に移動距離センサは、角速度が大きいときに検出誤差
が大きくなる特性を有するから、角速度に応じて重みが
与えられることにより、各センサの特性の良い方が重く
なるので、車両の進行方向の検出誤差は解消される。従
って精度の高い位置情報が得られる。
With the above structure, the traveling direction of the vehicle is a compromise between the angle obtained from the moving distance sensor and the angle obtained from the azimuth sensor with weighting. The azimuth sensor has a characteristic that the detection error increases when the angular velocity is low,
On the other hand, since the moving distance sensor has a characteristic that the detection error increases when the angular velocity is large, weighting is given according to the angular velocity, and the better the characteristic of each sensor becomes, the heavier the traveling direction of the vehicle becomes. The detection error is eliminated. Therefore, highly accurate position information can be obtained.

【0018】また、標識を検出したとき現在位置だけで
なく進行方向も補正するので、無軌道の車両でも誤差な
く現在位置を検出できる。
Further, when the sign is detected, not only the current position but also the traveling direction is corrected, so that the current position can be detected without error even in a vehicle with no track.

【0019】パルスエンコーダ、レートジャイロを用い
ることにより、各センサを簡素化できる。
Each sensor can be simplified by using the pulse encoder and the rate gyro.

【0020】標識への車両の進入角と標識自体の方向と
から進行方向を求めるので、標識を自由な位置及び方向
に配置でき、標識検出器も簡素に構成できる。
Since the traveling direction is obtained from the approach angle of the vehicle to the sign and the direction of the sign itself, the sign can be arranged in any position and in any direction, and the sign detector can be simply constructed.

【0021】[0021]

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0022】図1に示されるように、このフォークリフ
ト10は、運転台に乗った運転手が操縦するようになっ
ている。このフォークリフト10は、倉庫の荷受け場所
から複数の保管場所へと荷物を乗せて移動するものであ
る。
As shown in FIG. 1, the forklift 10 is designed to be operated by a driver on a cab. The forklift 10 is for carrying luggage from a cargo receiving location of a warehouse to a plurality of storage locations.

【0023】フォークリフト10の前輪1は、進行方向
の左右対称に設けられており、左右輪間の幅はHとす
る。各前輪1に、その回転から当該前輪が移動した距離
を検出する移動距離センサ2として、一定距離毎にパル
スを出すパルスエンコーダ2aが取り付けられている。
フォークリフト10の車体両側に光スイッチ3aが床面
に向けて取り付けられている。光スイッチ3aは倉庫の
床面にあるマーカを検出するための検出器(標識検出
器)3である。左右検出器間の幅はhとする。フォーク
リフトには、進行方向の方位角を検出する方位センサ4
としてレートジャイロ4aが搭載されている。レートジ
ャイロ4aは図の位置に限らずどこに置いてもよい。フ
ォークリフト10の運転台から直視及び操作できる位置
に車載制御装置5が置かれている。
The front wheels 1 of the forklift 10 are provided symmetrically in the traveling direction, and the width between the left and right wheels is H. Each front wheel 1 is provided with a pulse encoder 2a that outputs a pulse at a constant distance as a moving distance sensor 2 that detects the distance traveled by the front wheel from its rotation.
Optical switches 3a are attached to both sides of the vehicle body of the forklift 10 toward the floor. The optical switch 3a is a detector (marker detector) 3 for detecting a marker on the floor of the warehouse. The width between the left and right detectors is h. The forklift has an azimuth sensor 4 for detecting an azimuth angle in the traveling direction.
A rate gyro 4a is mounted as the. The rate gyro 4a is not limited to the position shown in the figure and may be placed anywhere. The vehicle-mounted control device 5 is placed at a position where the driver's cab of the forklift 10 can be directly viewed and operated.

【0024】車載制御装置は、図2に示されるように、
パルスエンコーダ2aの検出パルスを計数するカウンタ
21と、光スイッチ3aの出力レベルからマーカを検出
しているかどうかを判定するDI22と、レートジャイ
ロ4aの方位角出力を受け取るSIO23と、本発明の
演算処理を行う演算装置24と、演算で得られた位置情
報等を無線送信する無線装置25とを備えている。演算
装置24は、補正処理を行う補正装置を兼ねている。
The on-vehicle control device, as shown in FIG.
A counter 21 that counts the detection pulses of the pulse encoder 2a, a DI 22 that determines whether a marker is detected from the output level of the optical switch 3a, a SIO 23 that receives the azimuth output of the rate gyro 4a, and the arithmetic processing of the present invention. And a wireless device 25 for wirelessly transmitting the position information and the like obtained by the operation. The arithmetic device 24 also serves as a correction device that performs a correction process.

【0025】地上には、無線装置25からの位置情報等
を受信する基地局26と、位置情報に基づき倉庫内ロケ
ーション管理のための処理を行う処理装置(倉庫内ロケ
ーション管理装置)27とが設けられている。
On the ground, there are provided a base station 26 which receives position information and the like from the wireless device 25, and a processing device (in-warehouse location management device) 27 which performs processing for location management in the warehouse based on the position information. Has been.

【0026】このフォークリフトが用いられる倉庫の一
例を図3に示す。床は矩形であり、縦一路の通路31と
横二路の通路32とが設けられている。荷受け場所、保
管場所は通路31,32に沿って複数設けられている。
横方向をX軸に、縦方向をY軸にとってフォークリフト
の位置をXY座標で表すものとする。倉庫の床面には、
XY座標の原点33、予め角度が登録されている角度補
正点34、予めX座標が登録されているX軸補正点35
及び予めY座標が登録されているY軸補正点36のそれ
ぞれ異なる位置の各点にそれぞれ形の異なるマーカが配
置されている。マーカは、光スイッチに光を反射する反
射テープを床面に張って形成される。各座標、角度は演
算装置24内の補正装置に登録される。
An example of a warehouse in which this forklift is used is shown in FIG. The floor has a rectangular shape, and a vertical passage 31 and a horizontal passage 32 are provided. A plurality of receiving locations and storage locations are provided along the passages 31 and 32.
The forklift position is represented by XY coordinates with the horizontal direction as the X axis and the vertical direction as the Y axis. On the floor of the warehouse,
Origin 33 of XY coordinates, angle correction point 34 whose angle is registered in advance, X-axis correction point 35 whose X coordinate is registered in advance
Also, markers having different shapes are arranged at respective points at different positions of the Y-axis correction point 36 in which the Y coordinate is registered in advance. The marker is formed by stretching a reflective tape that reflects light on the optical switch on the floor surface. Each coordinate and angle is registered in the correction device in the arithmetic device 24.

【0027】角度補正点34のマーカは、図4に示され
るように、登録角度に対応する方向に沿って検出器間隔
hより短い2本の平行な直線41,42を直角方向に距
離D離して互い違いに置いた形をしており、直線41,
42は反射テープで形成される。このマーカとフォーク
リフト10との位置関係は、フォークリフト10が通過
する際、左右の光スイッチ3a,3aが同時に作動しな
いようになっている。
As shown in FIG. 4, the marker at the angle correction point 34 separates two parallel straight lines 41, 42 shorter than the detector interval h along the direction corresponding to the registered angle by a distance D in the perpendicular direction. Are staggered, and the straight line 41,
42 is formed of a reflective tape. The positional relationship between the marker and the forklift 10 is such that when the forklift 10 passes, the left and right optical switches 3a, 3a do not operate simultaneously.

【0028】Y軸補正点36のマーカは、図5に示され
るように、Y軸に直交し、検出器間隔hより長い直線5
1である。このマーカとフォークリフト10との位置関
係は、フォークリフト10が通過する際、左右の光スイ
ッチ3a,3aが同時に作動するようになっている。左
右の光スイッチ3a,3aが同時に作動する瞬間が必ず
あるように、テープ幅、テープ長さを決定してある。原
点33、X軸補正点35のマーカもY軸補正点36に準
ずる。
As shown in FIG. 5, the marker at the Y-axis correction point 36 is a straight line 5 orthogonal to the Y-axis and longer than the detector interval h.
It is 1. The positional relationship between the marker and the forklift 10 is such that when the forklift 10 passes, the left and right optical switches 3a, 3a operate simultaneously. The tape width and the tape length are determined so that the left and right optical switches 3a, 3a always operate at the same time. The markers at the origin 33 and the X-axis correction point 35 also conform to the Y-axis correction point 36.

【0029】次に実施例の作用を述べる。Next, the operation of the embodiment will be described.

【0030】まず、現在位置を求める方法を説明する。First, a method for obtaining the current position will be described.

【0031】左右の移動距離センサから、それぞれの時
間当りの移動距離ΔLr,ΔLiが得られる。
From the left and right movement distance sensors, the movement distances ΔLr and ΔLi for each time can be obtained.

【0032】これよりフォークリフトの時間当りの移動
距離ΔLを求める。即ち、左右輪の移動距離の中間値に
よって車両の時間当りの移動距離ΔLを求める。
From this, the moving distance ΔL of the forklift per unit time is obtained. That is, the moving distance ΔL of the vehicle per hour is obtained from the intermediate value of the moving distances of the left and right wheels.

【0033】 ΔL=(ΔLr+ΔLi)/2 (1) また、左右輪の時間当りの移動距離の差と左右輪間の幅
Hとからフォークリフトの進行方向の時間当りの角度変
化量Δφeを求める。
ΔL = (ΔLr + ΔLi) / 2 (1) Further, the angular change amount Δφe per hour in the traveling direction of the forklift is obtained from the difference between the moving distances of the left and right wheels over time and the width H between the left and right wheels.

【0034】 Δφe=(ΔLr−ΔLi)/H (2) 他方、レートジャイロの方位角出力の時間当りの変化量
から、フォークリフトの進行方向の時間当りの角度変化
量Δφgが得られる。
Δφe = (ΔLr−ΔLi) / H (2) On the other hand, from the amount of change in the azimuth angle output of the rate gyro over time, the amount of angle change Δφg in the traveling direction of the forklift truck can be obtained.

【0035】ここで、フォークリフトが曲がるときの角
速度が小さい場合、レートジャイロから得られる角度変
化量Δφgは、角速度が検出限界(約0°/s)に近い
ほど誤差が大きい。逆に、左右輪の移動距離差から得ら
れる角度変化量Δφeは、遠心力によるスリップの影響
が小さいので誤差が小さい。これに対し、角速度が大き
い場合、左右輪の移動距離差から得られる角度変化量Δ
φeは、遠心力によるスリップの影響が大きいので誤差
が大きくなり、逆に、レートジャイロから得られる角度
変化量Δφgは、角速度が小さい場合に比べて高精度と
なる。
When the angular velocity when the forklift bends is small, the angular variation Δφg obtained from the rate gyro has a larger error as the angular velocity approaches the detection limit (about 0 ° / s). On the contrary, the angle change amount Δφe obtained from the difference in the moving distance between the left and right wheels has a small error because the influence of the slip due to the centrifugal force is small. On the other hand, when the angular velocity is large, the amount of angular change Δ
Since φe is greatly affected by the slip due to the centrifugal force, the error becomes large, and conversely, the angle change amount Δφg obtained from the rate gyro is more accurate than when the angular velocity is small.

【0036】そこで2つの時間当りの角度変化量Δφ
e,Δφgと、角速度によって変化する係数Wを用いて
時間当りの進行方向変化量Δφを求める。即ち、車両の
進行方向が変わるときの角速度に応じて与えられる1よ
り小さい正の重みW,1−Wをそれぞれ乗じた後、両者
を加算して時間当りの進行方向変化量Δφとする。
Therefore, the angle change amount Δφ for two times
Using e and Δφg and the coefficient W that changes depending on the angular velocity, the change amount Δφ in the traveling direction per time is obtained. That is, positive weights W and 1-W smaller than 1 given in accordance with the angular velocity when the traveling direction of the vehicle changes are respectively multiplied, and both are added to obtain the traveling direction change amount Δφ per hour.

【0037】 Δφ=WΔφg+(1−W)Δφe 0<W<1 (3) このようにして求めた進行方向変化量Δφは、角速度の
大小によらず実際のフォークリフトの進行方向の変化量
を忠実に表すものとなる。
Δφ = WΔφg + (1−W) Δφe 0 <W <1 (3) The amount of change Δφ in the traveling direction obtained in this manner is true to the amount of change in the traveling direction of the actual forklift regardless of the magnitude of the angular velocity. Will be represented in.

【0038】現在位置の演算は、上記時間当りの進行方
向変化量Δφと移動距離ΔLとを求めた時間毎に行う。
まず、その時間の時間当りの位置変分を、進行方向変化
量Δφ、移動距離ΔL、及びその時間までの進行方向変
化量Δφを積算してなる積算角度φを用いて算出する。
積算角度φは、現在の進行方向を表している。位置変分
は、X,Yの成分ΔX,ΔYに分けて求める。
The calculation of the current position is performed at each time when the traveling direction change amount Δφ and the movement distance ΔL are obtained.
First, the position variation per unit time for that time is calculated using the integrated angle φ obtained by integrating the moving direction change amount Δφ, the moving distance ΔL, and the moving direction change amount Δφ up to that time.
The integrated angle φ represents the current traveling direction. The position variation is calculated separately for the X and Y components ΔX and ΔY.

【0039】Δφ≠0のとき、When Δφ ≠ 0,

【0040】[0040]

【数1】 [Equation 1]

【0041】Δφ=0のとき、 ΔX=ΔLcosφ ΔY=ΔLsinφ (5) よって、現在位置(Xn ,Yn )は、式(4)又は式
(5)、及びその前の時間での位置(Xn-1 ,Yn-1
を用いて、次のように表せる。
When Δφ = 0, ΔX = ΔLcosφ ΔY = ΔLsinφ (5) Therefore, the current position (X n , Y n ) is expressed by the formula (4) or the formula (5) and the position ( X n-1 , Y n-1 )
Can be expressed as follows.

【0042】 Xn =Xn-1 +ΔX Yn =Yn-1 +ΔY (6) 次に現在位置及び進行方向を補正する方法を説明する。X n = X n-1 + ΔX Y n = Y n-1 + ΔY (6) Next, a method of correcting the current position and the traveling direction will be described.

【0043】フォークリフトの運転を開始する際、運転
手は原点33上にフォークリフトを止め、原点確認信号
を車載制御装置5に送る。これにより、演算装置24に
倉庫内の原点が登録され、現在位置が原点にクリアされ
る。以後、フォークリフトが移動するに従って現在位置
及び進行方向の誤差が蓄積されるが、角度補正点34、
X軸補正点35、Y軸補正点36にてそれぞれ補正され
る。
When starting the operation of the forklift, the driver stops the forklift on the origin 33 and sends an origin confirmation signal to the vehicle controller 5. As a result, the origin in the warehouse is registered in the arithmetic unit 24 and the current position is cleared to the origin. Thereafter, as the forklift moves, errors in the current position and the traveling direction are accumulated, but the angle correction points 34,
The correction is performed at the X-axis correction point 35 and the Y-axis correction point 36, respectively.

【0044】角度補正点34では、図4のように、右の
光スイッチ3aが先に作動するように反射テープが距離
Dだけ離して設置されている。フォークリフトが通過し
た際、右の光スイッチ3aが作動してから左の光スイッ
チ3aが作動するまでの移動距離dと、光スイッチ3
a,3aの間隔hとから、通過した際の進入角φiが求
まる。即ち、D≠hのとき、
At the angle correction point 34, as shown in FIG. 4, the reflection tapes are installed at a distance D so that the right optical switch 3a operates first. When the forklift passes, the moving distance d from the actuation of the right optical switch 3a to the actuation of the left optical switch 3a, and the optical switch 3
From the distance h between a and 3a, the approach angle φi when passing is obtained. That is, when D ≠ h,

【0045】[0045]

【数2】 [Equation 2]

【0046】この進入角φiと角度補正点34に登録さ
れている登録角度φ0 とから、進行方向をφ0 +φiに
補正する。
From this approach angle φi and the registered angle φ 0 registered at the angle correction point 34, the traveling direction is corrected to φ 0 + φi.

【0047】X軸補正点35、Y軸補正点36では、左
右の光スイッチ3a,3aが同時に作動したとき、現在
位置のX座標又はY座標を登録されている座標に補正す
る。
At the X-axis correction point 35 and the Y-axis correction point 36, when the left and right optical switches 3a, 3a are simultaneously operated, the X coordinate or Y coordinate of the current position is corrected to the registered coordinate.

【0048】次に、フォークリフト10を運転するとき
の動作の流れを図6に沿って説明する。
Next, the flow of operation when operating the forklift 10 will be described with reference to FIG.

【0049】まず、初期設定として、原点設定を行い、
倉庫内の原点と計算上の原点(XY座標)とを一致さ
せ、補正点設定を行い、各補正点の座標、角度を予め登
録しておく。
First, as the initial setting, the origin is set,
The origin in the warehouse and the origin of calculation (XY coordinates) are matched, correction points are set, and the coordinates and angles of each correction point are registered in advance.

【0050】その後、作業に応じてフォークリフトを移
動させる。光スイッチが作動するまでは、現在位置の演
算を続ける。得られた現在位置は、随時、無線装置2
5、基地局26を介して処理装置27に送られる。
After that, the forklift is moved according to the work. The calculation of the current position is continued until the optical switch is activated. The obtained current position is used as the wireless device 2 at any time.
5, sent to the processing device 27 via the base station 26.

【0051】光スイッチが作動した場合には、原点設
定、補正点設定で登録された座標、角度と、現在位置、
進行方向とを比較し、現在位置に最も近く、かつ一定範
囲にあるものを選択し、補正を行う。
When the optical switch is activated, the coordinates and angles registered in the origin setting and the correction point setting, the current position,
Comparing with the traveling direction, the one closest to the current position and within a certain range is selected and correction is performed.

【0052】1)原点 現在位置を、初期設定で入力された原点座標に補正する
(原点リセット)。
1) Origin The current position is corrected to the origin coordinates input in the initial setting (origin reset).

【0053】2)XY補正点 現在位置のX座標を登録座標に補正する(X軸リセッ
ト)か又は現在位置のY座標を登録座標に補正する(Y
軸リセット)。
2) XY correction point The X coordinate of the current position is corrected to the registered coordinate (X axis reset) or the Y coordinate of the current position is corrected to the registered coordinate (Y
Axis reset).

【0054】3)角度補正点 移動距離dを計り、式(7)により進入角φiを計算
し、登録角度φ0 を加えて進行方向とする(角度演算補
正)。
3) Angle correction point The moving distance d is measured, the approach angle φi is calculated by the equation (7), and the registered angle φ 0 is added to obtain the traveling direction (angle calculation correction).

【0055】以上の繰り返しにより、フォークリフトが
マーカを通過する度に、現在位置、進行方向が補正さ
れ、誤差の累積が解消される。
By repeating the above, each time the forklift passes the marker, the current position and the traveling direction are corrected, and the accumulated error is eliminated.

【0056】なお、上記実施例では、車輪の回転から移
動距離を検出するパルスエンコーダを用いたが、移動距
離センサには光学式非接触変位センサを用いても同等の
結果が得られる。また、角度変化量を求めるには、左右
輪の移動距離差の代わりに、操舵輪の切れ角を用いても
よい。また、補正のために、反射テープによるマーカを
光スイッチで検出したが、磁気テープを磁気センサで、
或いは、誘導線をアンテナで検出してもよい。
In the above embodiment, the pulse encoder for detecting the moving distance from the rotation of the wheel is used. However, the same result can be obtained by using the optical non-contact displacement sensor as the moving distance sensor. In addition, in order to obtain the angle change amount, the turning angle of the steered wheels may be used instead of the difference in the moving distance between the left and right wheels. Also, for correction, a marker with a reflective tape was detected with an optical switch, but a magnetic tape with a magnetic sensor,
Alternatively, the guide wire may be detected by an antenna.

【0057】本発明は、運転手が操縦するフォークリフ
トに限らず、非誘導式の無人台車、移動ロボットにも適
用できる。
The present invention can be applied not only to a forklift operated by a driver but also to an unguided unmanned trolley and a mobile robot.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
The present invention exhibits the following excellent effects.

【0059】(1)角速度によって精度が正反対の変化
をする2つの独立した検出手段で角度を検出し、角速度
に応じて両者の重みを配分したので、角速度の大小によ
らず精度の高い進行方向情報が得られ、従って精度の高
い位置情報が得られる。
(1) Since the angle is detected by two independent detecting means whose accuracy changes diametrically oppositely depending on the angular velocity and the weights of the two are distributed according to the angular velocity, the traveling direction with high accuracy regardless of the magnitude of the angular velocity. Information can be obtained, and thus highly accurate position information can be obtained.

【0060】(2)標識を検出したとき現在位置だけで
なく進行方向も補正できるようにしたので、無軌道で移
動する車両に対しても有効な補正ができる。
(2) Since it is possible to correct not only the current position but also the traveling direction when a sign is detected, it is possible to effectively correct even a vehicle moving without a track.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すフォークリフトの斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view of a forklift truck showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の位置検出システムのブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram of a position detection system of the present invention.

【図3】本発明によるマーカを配置した倉庫の床の平面
図である。
FIG. 3 is a plan view of a floor of a warehouse in which markers according to the present invention are arranged.

【図4】図3の倉庫の床の角度補正点付近の平面図であ
る。
FIG. 4 is a plan view near an angle correction point on the floor of the warehouse in FIG.

【図5】図3の倉庫の床のY軸補正点付近の平面図であ
る。
5 is a plan view near the Y-axis correction point on the floor of the warehouse in FIG. 3;

【図6】本発明の現在位置を演算する流れ図である。FIG. 6 is a flowchart for calculating a current position according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 前輪(左右輪) 2 移動距離センサ 3 検出器(標識検出器) 4 方位センサ 5 車載制御装置 1 front wheels (left and right wheels) 2 moving distance sensor 3 detector (marker detector) 4 direction sensor 5 vehicle-mounted control device

───────────────────────────────────────────────────── 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 // G01C 19/00 Z 9402−2F (72)発明者 中居 久典 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 井沼 俊明 東京都江東区東陽7丁目2番18号 株式会 社日立物流内 (72)発明者 足立 博樹 東京都江東区東陽7丁目2番18号 株式会 社日立物流内 (72)発明者 小野川 清 東京都江東区東陽7丁目2番18号 株式会 社日立物流内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI technical display location // G01C 19/00 Z 9402-2F (72) Inventor Hisanori Nakai 5 Hidakacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 1-1-1, Hitachi Cable Co., Ltd. Hidaka Plant (72) Inventor Toshiaki Inuma 7-2, Toyo, Koto-ku, Tokyo In-house Hitachi Logistics Co., Ltd. (72) Hiroki Adachi 7 Toyo, Koto-ku, Tokyo 2-18 No. 18 Hitachi Transport System, Ltd. (72) Inventor Kiyoshi Ono 7-21-18 Toyo, Koto-ku, Tokyo Within Hitachi Transport Service Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも進行方向の左右に車輪を有し
無軌道で移動する車両の現在位置を検出するための位置
検出システムにおいて、左右それぞれの車輪が移動した
距離を検出する移動距離センサ及び車両の進行方向の方
位角を検出する方位センサを車両に搭載し、左右輪の移
動距離の差から得られる角度と方位センサの方位角変化
から得られる角度とを用い、角速度が大きいときには方
位センサから得られる角度に大きく重み付けし、角速度
が小さいときには移動距離差から得られる角度に大きく
重み付けして車両の進行方向を高精度に検出し、この進
行方向と左右輪の移動距離から求めた車両の移動距離と
から現在位置を算出し、さらに、地上に配置された標識
を検出する標識検出器を車両に搭載し、標識を検出した
とき進行方向及び現在位置を補正することを特徴とする
位置検出システム。
1. A position detection system for detecting a current position of a vehicle which has wheels at least on the left and right of a traveling direction and moves without a track, and a moving distance sensor for detecting a distance traveled by each of the left and right wheels and a vehicle. An azimuth sensor that detects the azimuth angle in the traveling direction is mounted on the vehicle, and the angle obtained from the difference in the moving distance between the left and right wheels and the angle obtained from the change in the azimuth angle of the azimuth sensor are used. The moving angle of the vehicle is detected with high accuracy by highly weighting the angle obtained from the difference in the moving distance when the angular velocity is small, and the moving direction of the vehicle obtained from this moving direction and the moving distance of the left and right wheels. The current position is calculated from this, and a sign detector that detects the sign placed on the ground is installed in the vehicle. A position detection system characterized by correcting the current position.
【請求項2】 上記移動距離センサにパルスエンコーダ
を用い、上記方位センサにレートジャイロを用いたこと
を特徴とする請求項1記載の位置検出システム。
2. The position detecting system according to claim 1, wherein a pulse encoder is used for the moving distance sensor, and a rate gyro is used for the direction sensor.
【請求項3】 上記標識から進行方向を検出するために
互い違いの平行直線からなる標識を倉庫の床面に配置
し、上記標識検出器は車両の進行方向の左右に取り付け
て各々標識上に来たときに標識を検出するものとし、両
検出器の間隔、直線間の距離、及び一方の標識検出器が
ひとつの直線を検知してから他方の標識検出器が別の直
線を検知するまでの車両の移動距離とから車両の進入角
を計算し、この進入角と予め登録した直線の方向とから
進行方向を求めることを特徴とする請求項1又は2記載
の位置検出システム。
3. A sign consisting of alternating parallel straight lines is arranged on the floor of the warehouse to detect the direction of travel from the sign, and the sign detectors are attached to the left and right of the direction of travel of the vehicle and come to the respective signs. And the distance between the two detectors, the distance between the straight lines, and the detection of one straight line from one of the label detectors to the detection of another straight line by the other. The position detection system according to claim 1 or 2, wherein an approach angle of the vehicle is calculated from a moving distance of the vehicle, and a traveling direction is obtained from the approach angle and a direction of a straight line registered in advance.
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