JPH08234840A - 無人走行車およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御部に複雑なプログラムを必要とせず、自
走方向の変更を正確に行える無人走行車およびその制御
方法を提供する。 【構成】 無人走行車１０は、車体４１の走行幅方向に
並列配置した一対の駆動輪４２Ａ，４２Ｂをモータ４４
Ａ，４４Ｂにより個別に駆動するとともに、カウンタ４
６Ａ，４６Ｂにより各駆動輪４２Ａ，４２Ｂの回転数を
個別にカウントする。制御部４７は、車体４１を直進さ
せるためにカウンタ４６Ａ，４６Ｂが互いに等しくなる
ようにモータ４４Ａ，４４Ｂを制御する。無人走行車１
０の方向修正は、変更方向，変更角度に基づいた変更値
を算出し、カウンタ４６Ａ，４６Ｂに変更値分の差が生
じる操作をカウンタ４６Ａ，４６Ｂに行う。

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およびその制
御方法に係り、さらに詳しく言えば、方向修正を正確に
行える無人走行車およびその制御方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば建物内部において、通路の
清掃や貨物の搬送等を行うために、無人走行車の導入が
進められてる。図４に示す無人走行車４０は、車体４１
の走行幅方向に一対の駆動輪４２が並列配置されている
とともに、車体４１の走行方向の前後に一対の従動輪４
３が直列配置されていて、各駆動輪４２がそれぞれ個別
の駆動手段であるモータ４４に回転駆動される。駆動輪
４２の回転数は、モータ４４の回転軸に取り付けられた
ロータリーエンコーダ４５により検出され、カウンタ４
６にカウントされる。この無人走行車４０は、ＣＰＵ
（中央処理ユニット）等の制御部４７が各カウンタ４６
を常時監視していて、車体４１の直進状態を保持するた
めに、各駆動輪４２の回転数が互いに等しくなるように
各モータ４４を個別に制御している。

【０００３】ところで、図に示す無人走行車４０では、
平坦な壁面５０と平行に設定された走行軌道Ａに沿って
車体４１を走行させるために、車体４１の側面に設けら
れた超音波距離センサ４８により壁面５０と車体４１と
の間の距離を車体４１が所定距離走行する毎に測定し、
この測定値があらかじめ制御部４７に入力された設定値
と等しくなるように各モータ４６を制御している。そし
て、超音波距離センサ４８の前回測定値と今回測定値と
が異なる場合には、走行軌道Ａに対して車体４１の走行
方向が逸脱しているとして、まず、車体４１の走行方向
を走行軌道Ａと平行にするための方向修正を行う。

【０００４】具体的には、超音波距離センサ４８の前回
測定値と今回測定値との差から走行軌道Ａに対する車体
４１の逸脱方向および逸脱角度を検出し、これらの逸脱
方向および逸脱角度に基づく修正値を算出した後、各カ
ウンタ４６を一時的にクリアする。そして、逸脱方向側
の駆動輪４２が逸脱方向反対側の駆動輪４２よりも多く
回転するように、すなわち逸脱方向側のモータ４４が逸
脱方向反対側のモータ４４よりも高速回転するように制
御して方向修正を開始し、各カウンタ４６に修正値分の
差が生じたときに方向修正を終了する。その後、各モー
タ４４を同速度回転させて直進状態に復帰している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上のよう
な方向修正では、各カウンタ４６を一時的にクリアする
必要があるため、その分、制御部４７の処理時間が多く
掛かり、方向修正を正確に行えないという問題があっ
た。また、この方向修正では、各カウンタ４６を一時的
にクリアするため、車体４１の走行距離を制御部４７の
メモリから一時的に退避させるための別途プログラムが
必要であり、制御が複雑化するという問題もあった。

【０００６】以上のような問題は、車体が走行軌道から
逸脱していなくても、走行軌道に従って車体の走行方向
を所定方向に変更する場合にも生ずる。そして、この問
題は、走行軌道に沿って車体を走行させるために壁面と
車体との間の距離を超音波距離センサにより測定する、
いわゆる壁面ならい方式の無人走行車にのみ生ずるもの
ではなく、電磁誘導方式、ジャイロ＋エンコーダ方式等
を採用した無人走行車においても同様に生じている。本
発明は、このような従来の問題を解決するためになされ
たもので、その目的は、制御部に複雑なプログラムを必
要とせず、自走方向の変更を正確に行える無人走行車お
よびその制御方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載した無人走行車の制御方法
は、車体の走行幅方向に並列配置された一対の駆動輪を
駆動手段により個別に駆動するとともに、カウンタによ
り前記各駆動輪の回転数を個別にカウントし、かつ、前
記車体を直進させるために前記各カウンタが互いに等し
くなるように制御部により前記駆動手段を制御する無人
走行車の制御方法において、前記車体の走行方向を変更
するために変更方向および変更角度に基づいた変更値を
算出し、前記各カウンタに前記変更値分の差が生じる操
作を前記カウンタに行うことを特徴としている。

【０００８】この変更値としては、例えば壁面ならい方
式を採用した無人走行車の方向修正を行う場合、超音波
距離センサによる前回測定値と今回測定値との差から変
更方向および変更角度を検出し、各駆動輪の車輪間寸
法，駆動輪が所定寸法回転したときに発生するパルス数
等から算出すればよい。そして、各カウンタに変更値分
の差が生じる操作としては、一対のカウンタのうち、一
方に対して変更値を強制的に加算，減算すればよく、あ
るいは変更値を二分割し、一方のカウンタに対して強制
的に加算するとともに他方のカウンタから強制的に減算
することにより、結果的に各カウンタに変更値分の差が
生じるようにしてもよい。

【０００９】また、本発明の請求項２に記載した無人走
行車の制御方法は前記車体の変更方向側の前記駆動輪の
回転数をカウントする前記カウンタのうちの一方に前記
変更値を強制的に加算することを特徴とし、本発明の請
求項３に記載した無人走行車の制御方法は前記車体の変
更方向と反対側の前記駆動輪の回転数をカウントする前
記カウンタのうちの一方から前記変更値を強制的に減算
することを特徴としている。

【００１０】そして、本発明の請求項４に記載した無人
走行車は、車体の走行幅方向に並列配置された一対の駆
動輪と、前記各駆動輪を個別に駆動する駆動手段と、前
記各駆動輪の回転数を個別にカウントするカウンタと、
前記駆動手段を制御する制御部とを有し、前記車体を直
進させるために前記各カウンタが互いに等しくなるよう
に前記駆動手段が制御される無人走行車において、前記
車体の走行方向を変更するために変更方向および変更角
度に基づいた変更値を算出し、前記変更値を前記カウン
タに強制的に加減算することを特徴としている。

【００１１】

【作用】このような本発明の請求項１に記載した無人走
行車の制御方法および請求項４に記載した無人走行車に
おいては、各カウンタの値が互いに等しくなるように駆
動手段が制御部に制御されている。このため、走行方向
を変更するために、各カウンタに変更値分の差が生じる
操作をカウンタに行うと、一対の駆動輪のうち、カウン
ト値が相対的に小さくなった駆動輪の駆動手段を増速さ
せて方向修正を開始し、各カウンタの値が互いに等しく
なったときに自動的にそれぞれの駆動手段を等速回転に
復帰させて方向修正を終了する。

【００１２】すなわち、方向修正を行うにあたっては、
各カウンタを一時的にクリアしないため、従来の方向修
正に比較して、制御部の処理時間を短くできることにな
り、正確な方向を行えることになる。また、方向修正の
開始にあたっては、各カウンタの値が保持されるため、
従来のような走行距離を制御部のメモリから一時的に退
避させるための別途プログラムが必要なく、容易に制御
できることになる。また、本発明の請求項２および請求
項３に記載した無人走行車の制御方法においては、一方
のカウンタに対して変更値を別途加工することなく、そ
のまま加算あるいは減算すればよいため制御が一層容易
になり、これらにより前記目的が達成される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、以下に説明する実施例において、既に図４
において説明した構成等については、図中に同一符号を
付すことにより説明を簡略あるいは省略する。

【００１４】図１には、本発明に係る第一実施例の無人
走行車１０が示されている。この無人走行車１０は、車
体４１が１００ｃｍ走行したときに超音波距離センサ４
８が測定した前回測定値Ｌ１と今回測定値Ｌ２とが異な
る場合、車体４１の走行方向が走行軌道Ａから逸脱して
いるとして、車体４１の走行方向を設定軌道Ａと平行に
するための方向修正を行う。

【００１５】まず、方向修正を行うにあたって、前回測
定値Ｌ１と、今回測定値Ｌ２と、前回測定値Ｌ１を測定
してから今回測定値Ｌ２を測定するまでに進んだ車体４
１の走行距離Ｂとに基づいて走行軌道Ａに対する車体４
１の逸脱方向と逸脱角度αとを数１により求める。

【数１】

【００１６】数１において、Ｌ２−Ｌ１が正数であれば
走行軌道Ａに対して車体４１が進行方向右側に逸脱して
いることになり、Ｌ２−Ｌ１が負数であれば走行軌道Ａ
に対して車体４１が進行方向左側に逸脱していることに
なる。したがって、Ｌ２−Ｌ１が正数であれば修正方向
は進行方向左側となり、Ｌ２−Ｌ１が負数であれば修正
方向は進行方向右側となる。

【００１７】次に、車体４１の走行方向を１度変えるた
めのパルス数Ｐは、数２により求められる。なお、数２
において、Ｗは各駆動輪４２（４２Ａ，４２Ｂ）の車輪
間寸法であり、ｐは車体４１が１ｃｍ走行するときのロ
ータリエンコーダ４５のパルス数である。

【数２】 したがって、車体４１の方向修正を行うための変更値Ｃ
は、数１と数２とを乗する数３により算出される。

【数３】

【００１８】そして、本実施例の無人走行車１０は、方
向修正を行うにあたって、各カウンタ４６（４６Ａ，４
６Ｂ）に変更値Ｃ分の差を生じさせるために、修正方向
側（進行方向左側）のカウンタ４６Ａに対して変更値Ｃ
を強制的に加算する。本実施例では、各駆動輪４２（４
２Ａ，４２Ｂ）の車輪間寸法Ｗが４６ｃｍとされ、車体
４１が１ｃｍ走行するときのロータリエンコーダ４５の
パルス数ｐが５６．４とされている。

【００１９】このような無人走行車１０は、図２に示す
ようなルーチンに従って方向修正を行う。すなわち、ス
テップＳＴ１において方向修正の必要がある場合（ＹＥ
Ｓ）には、ステップＳＴ２において修正方向，修正角度
を算出した後にステップＳＴ３に進む。ステップＳＴ３
において修正方向が左側の場合（ＹＥＳ）にはステップ
ＳＴ４において左側のカウンタ４６Ａに修正値Ｃを強制
的に加算し、ステップＳＴ３において修正方向が右側の
場合（ＮＯ）にはステップＳＴ５において右側のカウン
タ４６Ｂに修正値Ｃを強制的に加算する。

【００２０】図１に示すように、車体４１の走行方向が
走行軌道Ａから逸脱すると、制御部４７が所定値を数３
に代入した数４により変更値Ｃを算出する。

【数４】 この場合、Ｌ２−Ｌ１が正数であるため、修正方向側の
カウンタ４６Ａに変更値Ｃを強制的に加算して、修正方
向反対側のカウンタ４６Ｂに対して変更値２６分の差を
生じさせる。

【００２１】すると、制御部４７は、各カウンタ４６
Ａ，４６Ｂの値が互いに等しくなるように各モータ４４
Ａ，４４Ｂを制御しているため、修正方向反対側のモー
タ４４Ｂが修正方向側のモータ４４Ａよりも高速回転し
て方向修正を開始し、各カウンタ４６Ａ，４６Ｂの値が
互いに等しくなったときに各モータ４４Ａ，４４Ｂが自
動的に等速回転となって方向修正を終了する。

【００２２】以上のような本実施例によれば、変更値Ｃ
をカウンタ４６Ａに強制的に加算することにより、方向
修正の開始，終了が自動的に行われる。したがって、従
来の方向修正に比較して制御部の処理時間が短くなり、
方向修正を正確に行える。また、方向修正を行うにあた
って、各カウンタ４６Ａ，４６Ｂの値をクリアしないた
め、従来の無人走行車のように、車体４１の走行距離を
制御部４７のメモリから一時的に退避させるための別途
プログラムが必要なく、容易に制御できることになる。
そして、方向修正にあたっては、各カウンタ４６Ａ，４
６Ｂのうち、一方に変更値を強制的に加算するだけでよ
いため、さらに制御が容易となっている。

【００２３】図３には、本発明の第２実施例が示されて
いる。本実施例は、前述した第１実施例の無人走行車１
０が方向修正を行うにあたって修正方向側のカウンタに
対して変更値を強制的に加算していたのに対し、本実施
例では修正方向反対側のカウンタから変更値を減算する
点のみが異なり、無人走行車の構成は同様である。した
がって、本実施例では、図３に方向修正のルーチンのみ
を示して説明し、他の説明を省略する。

【００２４】図３に示す方向修正のルーチンは、ステッ
プＳＴ１において方向修正の必要がある場合（ＹＥＳ）
には、ステップＳＴ２において修正方向，修正角度を算
出した後にステップＳＴ３に進む。ステップＳＴ３にお
いて修正方向が左側の場合（ＹＥＳ）にはステップＳＴ
４において右側のカウンタ４６Ａから修正値Ｃを強制的
に減算し、ステップＳＴ３において修正方向が右側の場
合（ＮＯ）にはステップＳＴ５において左側のカウンタ
４６Ｂから修正値Ｃを強制的に減算する。このような本
実施例によれば、車体４１の方向修正を行うにあたっ
て、各カウンタ４６Ａ，４６Ｂ間に変更値Ｃ分の差が生
じるため、前述した第１実施例と同様な効果が得られ
る。

【００２５】なお、本発明は前述した各実施例に限定さ
れるものではなく、本発明を達成できる範囲での改良，
変形等は本発明に含まれるものであり、例えば各カウン
タのうち、一方に対して変更値を加算あるいは減算して
いたが、変更値を分割し、各カウンタのうちの一方に加
算するとともに他方から減算して結果的に各カウンタ間
に変更値分の差が生じるようにしてもよい。

【００２６】また、本発明は、車体の走行方向が走行軌
道から逸脱したときに行う方向修正にのみ適用できるも
のではなく、走行軌道に従って車体の走行方向を変更す
る場合にも適用可能なものである。さらに、本発明は、
超音波距離センサを採用した壁面ならい方式の無人走行
車にのみ適用できるものではなく、電磁誘導方式やジャ
イロ＋エンコーダ方式等の無人走行車にも適用可能であ
る。その他、前記各実施例で示した駆動輪，駆動手段で
あるモータ，カウンタ，等の形状，寸法，形態，数，配
置個所等は本発明を達成できるものであれば任意であ
り、限定されない。

【００２７】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載した無人走行車
の制御方法および請求項４に記載した無人走行車によれ
ば、制御部の処理速度に影響されることなく、容易な制
御により方向修正を正確に行える。また、本発明の請求
項２および請求項３に記載した無人走行車の制御方法に
よれば、変更値を別途加工する必要がないため、制御が
一層容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す模式平面図である。

【図２】前記実施例における方向修正ルーチンを示すフ
ローチャート図である。

【図３】本発明の第二実施例の方向修正ルーチンを示す
フローチャート図である。

【図４】無人走行車を示す模式平面図である。

【符号の説明】

１０ 無人走行車 ４１ 車体 ４２ 駆動輪 ４４ 駆動手段であるモータ ４６ カウンタ ４７ 制御部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体の走行幅方向に並列配置された一対
   の駆動輪を駆動手段により個別に駆動するとともに、カ
   ウンタにより前記各駆動輪の回転数を個別にカウント
   し、かつ、前記車体を直進させるために前記各カウンタ
   が互いに等しくなるように制御部により前記駆動手段を
   制御する無人走行車の制御方法において、前記車体の走
   行方向を変更するために変更方向および変更角度に基づ
   いた変更値を算出し、前記各カウンタに前記変更値分の
   差が生じる操作を前記カウンタに行うことを特徴とする
   無人走行車の制御方法。
2. 【請求項２】 前記車体の変更方向側の前記駆動輪の回
   転数をカウントする前記カウンタのうちの一方に前記変
   更値を強制的に加算することを特徴とする請求項１に記
   載した無人走行車の制御方法。
3. 【請求項３】 前記車体の変更方向と反対側の前記駆動
   輪の回転数をカウントする前記カウンタのうちの一方か
   ら前記変更値を強制的に減算することを特徴とする請求
   項１に記載した無人走行車の制御方法。
4. 【請求項４】 車体の走行幅方向に並列配置された一対
   の駆動輪と、前記各駆動輪を個別に駆動する駆動手段
   と、前記各駆動輪の回転数を個別にカウントするカウン
   タと、前記駆動手段を制御する制御部とを有し、前記車
   体を直進させるために前記各カウンタが互いに等しくな
   るように前記駆動手段が制御される無人走行車におい
   て、前記車体の走行方向を変更するために変更方向およ
   び変更角度に基づいた変更値を算出し、前記変更値を前
   記カウンタに強制的に加減算することを特徴とする無人
   走行車。