JPH0869323A - 無人車の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 操舵輪あるいは駆動輪等の輪構成が変更され
る場合であってもその変更に容易に対応できる汎用性の
ある無人車の走行制御装置を提供する。 【構成】 操舵軸を介して車輪２を操舵する操舵モータ
４と、走行軸を介して車輪２を駆動しＡＧＶ２０を走行
させる走行モータ６と、を含む走行操舵モジュール１
と、操舵モータ４及び走行モータ６を実際の走行に使用
するか否かを示す使用状況を保持するパラメータ設定テ
ーブル２２と、操舵モータ４及び走行モータ６を制御す
ることでＡＧＶ２０の走行制御を行うＡＧＶコントロー
ラ２４と、を有し、ＡＧＶコントローラ２４は、物理的
な有無に関係なくパラメータ設定テーブル２２に使用状
態と設定された操舵モータ４及び走行モータ６に対して
のみ実際の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無人車の走行制御装置、
特に無人車の輪構成の変更にも柔軟に対応するための無
人車の走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車生産工場において使用され
る無人車は、プレス部品、エンジン、足回り部品、コイ
ル材及びプレス金型の搬送を行い、また住宅製造工場に
おいて使用される無人車は、住宅ユニット等の比較的大
型で重量のある部品を搬送したりする。搬送される部品
の大きさ、形状、重量等にはかなりの幅があり、これら
部品を搬送する無人搬送車（以下、ＡＧＶという）は、
各部品の搬送に適したものが内製される。つまり、ＡＧ
Ｖは、部品の重量、走行速度等に応じてある程度容量、
大きさ、性能等の決まった各種モータ及びコントローラ
を組み合わせて製作される。また、各種モータにより操
舵駆動される車輪等の個数、配置もこの時点で決定され
る。

【０００３】図５は、ＡＧＶの走行パターンを示してい
る。主な走行パターンとしては、前後、左右及び斜め方
向への直線走行、その場でのスピン、逆相又は同相の円
弧走行がある。この各種走行パターンを実現するために
は、４輪のＡＧＶの場合、図６に示すような様々な輪構
成のパターン（１）〜（７）が考えられる。車輪２と操
舵モータ４又は走行モータ６とを含みＡＧＶを走行・操
舵させる走行操舵モジュール１と、走行操舵モジュール
１の動作に追従する従動輪８と、を組み合わせた基本的
な輪構成としては、（１）〜（３）に示したような輪構
成のパターンがあり、これらは搬送重量の違いによって
使い分ける。使用するモータ数から明らかなように搬送
可能な重量は、（１）＜（２）＜（３）となる。また、
走行精度があまり要求されていなければ、（７）のよう
な輪構成でも走行可能である。

【０００４】そして、例えば特開昭５３−１２７９８９
号公報に開示されているように、ＡＧＶの予め固定され
た輪構成に応じたアプリケーションプログラムを開発
し、そのＡＧＶに搭載されたコントローラにそのアプリ
ケーションプログラムを実行させることで、ＡＧＶは適
切に走行制御されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、走行経路の
変更、また例えば運搬する荷を右側から受けるか左側か
ら受けるかでＡＧＶ上の移載装置により車輪配置を変更
したい場合などの要求によりＡＧＶの車輪の配置及びそ
の個数を変更する必要が生じる場合がある。例えば、図
７に示したように、ＡＧＶ１０の左前と右後ろに設けた
操舵駆動輪１２を右前と左後ろに変える必要が生じたと
する。

【０００６】上述したように、従来の走行制御装置にお
いてＡＧＶにおける車輪の配置及びその個数は、一般的
にＡＧＶの製作完成時から固定的である。仮に変更可能
であるといった場合であってもホイルトレッド、ホイル
ベースをパラメータとすることにより車輪の横方向ある
いは縦方向の配置を相似的に変えられる程度のものであ
った。すなわち、左前の車輪に対する制御は、左前専用
の制御であり右前とか左後ろ等他の車輪に適用すること
はできない。同様に、右後ろの車輪に対する制御は、右
後ろ専用の制御であり右前とか左後ろ等他の車輪に適用
することはできない。つまり、図７のように、操舵駆動
輪１２を右前と左後ろに変更したいときは、変更後のＡ
ＧＶに対応したアプリケーションプログラムを開発する
など新たな走行制御方法を作成する必要が生じてしまい
非常に効率が悪くなるという問題があった。

【０００７】また、搬送重量のアップ又は走行速度のア
ップ等の要求があった場合、各種モータを同数のまま維
持しアプリケーションプログラム等により実現される走
行制御方法を変えないようにすると、各種モータ、バッ
テリの大型化が必要となる。すなわち、各種モータ、そ
れに付随するモータコントローラを新たに設計、製作す
る必要が生じてしまい、かかる場合に迅速に対応するこ
とが困難であり、また非常に効率が悪くなるという問題
があった。

【０００８】このような場合には、新たに各種モータを
製作せずにある程度種類の決められたモータ及びそのモ
ータにより操舵駆動される車輪の数を増やすことによ
り、搬送重量のアップ又は走行速度のアップを図れるこ
とが望まれる。

【０００９】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、操舵輪あるいは駆
動輪等の輪構成が変更される場合であってもその変更に
容易に対応できる汎用性のある無人車の走行制御装置を
提供することにある。

【００１０】

【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、本発明における無人車の走行制御装置は、
車輪に配され車輪を操舵する操舵手段と、車輪に配され
車輪を駆動する駆動手段と、前記操舵手段及び前記駆動
手段を制御する制御手段と、を有し、無人車を走行させ
るための無人車の走行制御装置において、前記操舵手段
及び前記駆動手段の使用状況を保持する設定テーブルを
有し、前記制御手段は、前記設定テーブルにおいて使用
状態と設定された前記操舵手段及び前記駆動手段に対し
てのみ制御を行うことを特徴とする。

【００１１】

【作用】以上のような構成を有する本発明に係る無人車
の走行制御装置によれば、制御手段は、無人車を走行さ
せる際、設定テーブルを参照して、使用するものと選択
された操舵手段及び駆動手段に対してのみ制御を行い、
選択されていない操舵手段及び駆動手段に対しては実際
の制御を行わない。

【００１２】従って、設定テーブルに各操舵手段及び駆
動手段の使用状況を持たせ設定可能にしたことで、搬送
重量等に応じて実際に使用する操舵手段又は駆動手段を
容易に選択することができる。

【００１３】

【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。なお、従来例と同等の要素には同じ符号
を付ける。

【００１４】図１は、本発明に係る走行制御装置を搭載
したＡＧＶを示した図である。本実施例におけるＡＧＶ
２０は、一般的な４輪であり、車輪２毎に走行操舵モジ
ュール１を割り付ける。走行操舵モジュール１は、操舵
軸を介して車輪２を操舵する操舵モータ４及び操舵モー
タ４を制御するモータコントローラ等により構成される
操舵手段と、走行軸を介して車輪２を駆動しＡＧＶ２０
を走行させる走行モータ６及び走行モータ６を制御する
モータコントローラ等により構成される駆動手段と、を
有しており、車輪の±１２０度の操舵と前後回転を可能
とする。これは特に決まった値ではなくソフト的に制限
を設けている。また、搬送物の形状、地上側との関係等
から車輪を対称移動できることは従来と同様可能であ
る。更に、ＡＧＶ２０には、操舵モータ４及び走行モー
タ６の使用状況を保持するパラメータ設定テーブル２２
と、操舵モータ４及び走行モータ６を制御することでＡ
ＧＶ２０の走行制御を行う制御手段としてのＡＧＶコン
トローラ２４と、が搭載されている。

【００１５】図２は、パラメータ設定テーブル２２の内
容を示した図である。このパラメータ設定テーブル２２
には、本実施例における計８個のモータ４、６毎に割り
付けられ図１に示したモータ番号と、各モータ４、６に
対応した軸名称と、その使用状況と、が示されている。
使用状況には、モータ４、６毎の使用／未使用の状態が
フラグ（１／０）で表されている。つまり、ＡＧＶコン
トローラ２４が各モータ４、６に対して実際に制御を行
うかどうかが設定されている。この使用状況をＡＧＶ２
０が走行を開始する前に予め設定しておくことで、実際
に使用するモータ４、６を個別に選択することができ
る。

【００１６】更に、パラメータ設定テーブル２２には、
ＡＧＶ２０に操舵モータ４又は走行モータ６が実際に搭
載されているかどうかの情報が保持されている。図３
は、この情報が設定されたテーブルを示した図であり、
図６に示した輪構成のパターン（１）〜（７）に対する
各モータ４、６の有無をビットに割り当て表している。
この例では、モータ４、６が実際に搭載されているとき
のビット値は１である。従って、本実施例の場合、図１
から明らかなように輪構成のパターンは（３）であり、
操舵モータ４及び走行モータ６はＡＧＶ２０の全ての車
輪に割り付けられているが、図２における使用状況から
そのうち左前と右後ろの車輪の操舵モータ４及び走行モ
ータ６のみを使用するということがわかる。このパラメ
ータ設定テーブル２２は、ユーザが容易に設定可能なよ
うにテキストファイルの形式にしておき、ＡＧＶコント
ローラ２４にシステム及びアプリケーションプログラム
をダウンロードするときに同時にダウンロードされ使用
される。

【００１７】本実施例において特徴的なことは、実際に
制御を行うべきモータ４、６を選択し設定可能なパラメ
ータ設定テーブル２２を設け、ＡＧＶコントローラ２４
がＡＧＶの走行制御を行う際、このパラメータ設定テー
ブル２２を参照するようにしたことである。つまり、Ａ
ＧＶコントローラ２４は、パラメータ設定テーブル２２
に使用状態と設定されたモータ４、６に対してのみ実際
に制御を行うので、たとえＡＧＶ２０の輪構成に変更が
あったとしてもパラメータ設定テーブル２２の使用状況
の設定値を変更するだけで容易に対応することができ
る。これにより、搬送重量、走行速度等に応じてＡＧＶ
２０を効率的に走行させることができる。また、軸、モ
ータ等が故障した場合であっても、パラメータ設定テー
ブル２２において該当するモータを未使用状態に設定す
れば、応急的にＡＧＶ２０を走行させることができる。

【００１８】以下、本実施例における動作について説明
する。なお、本実施例におけるＡＧＶコントローラ２４
は、リアルタイムマルチタスクオペレーティングシステ
ムを搭載するため、ＡＧＶコントローラ２４における各
制御を独立かつ並行して行うことができる。

【００１９】図４は、本実施例における走行制御装置の
要部構成とＡＧＶコントローラ２４における処理の流れ
を示した図であり、この図に基づいて動作を説明する。

【００２０】ＡＧＶが走行を開始すると、定周期タスク
が現在の走行コマンドを読み込む。走行コマンドの種類
としては、直進走行、逆相あるいは同相の４ＷＳ走行、
停止等がある。更に、これと並行して無人車を誘導すべ
く床に設置された誘導線からの誘導電流を変換して検出
される誘導電圧の読込みが行われる。以上のコマンドの
読込みと誘導電圧の読込みは、それぞれのタスクによっ
て一定周期毎（数十〜数百ミリ秒）に行われる。また、
これらのタスクに並行して操舵手段を操舵する操舵系タ
スク並びに駆動手段を駆動する走行系タスクは、一定周
期毎（数十〜数百ミリ秒）に自己起動する。

【００２１】操舵系タスクは、操舵４軸を１軸ずつ順に
制御する。これは、以下のようにして行われる。

【００２２】まず、実際に各軸を制御する前に、パラメ
ータ設定テーブル２２に設定された使用状況を参照す
る。ここで、ある軸に対する使用状況が使用状態、つま
り本実施例においてフラグが１であれば、その軸に該当
する操舵モータ４を実際に使用するものと判断し、現在
のコマンド及び誘導電圧から必要な操舵角度、すなわち
実際にどれだけ操舵モータ４を回すかというパルス数を
計算し、それをパルスのパターンにする。この算出され
たパターンをモータコントローラへ動作指令として出力
する。そして、モータコントローラからの受信完了のレ
スポンスを受け取ると次の軸に対する制御へと移る。

【００２３】一方、パラメータ設定テーブル２２に設定
された制御対象となる軸に対する使用状況が未使用状
態、本実施例においてフラグが０であれば、該当する操
舵モータ４の物理的な有無にかかわらず使用しないもの
と判断し、上記操舵角度の計算を行わず、従ってモータ
コントローラへのパルスのパターンの出力を行わない。
ただし、この場合は、ＡＧＶ制御装置内においてその軸
に対する制御が完了したというモータコントローラから
のレスポンスを擬似的に発生させ、操舵系タスクにその
疑似レスポンスを受け取らせることで次の軸に対する制
御へ移行させる。

【００２４】このようにして、操舵系タスクを実行する
ＡＧＶコントローラ２４は、４軸全てに対して制御を行
うわけであるが、実際にはパラメータ設定テーブル２２
に使用状態と設定された軸のみに対して動作指令を出力
し制御が行われる。

【００２５】走行系タスクの処理も操舵系タスクの処理
とほぼ同様であるので処理の説明は省略する。違いは、
操舵系タスクが現在のコマンドと誘導電圧を読み込むに
対して、走行系タスクは現在のコマンドのみを読み込
み、設定された速度に基づいて各走行軸を制御すること
である。

【００２６】以上のように、本実施例によれば、ＡＧＶ
コントローラ２４による走行制御の際、パラメータ設定
テーブル２２を参照させ、パラメータ設定テーブル２２
に使用状態と設定された軸、モータに対してのみ実際の
制御を行うようにしたので、１つのアプリケーションプ
ログラムで図６に示したような各輪構成のパターンに対
応することができる。つまり、ＡＧＶの大きさ、走行速
度、停止速度、内部機器の配置、また搬送物の重量、形
状、更にコスト等により輪構成のパターンを変更する場
合、パラメータ設定テーブル２２の使用状況の設定を変
更するだけで容易に対応することができる。

【００２７】また、駆動手段、操舵手段のいずれかの軸
等に故障が発生した場合、従来であればＡＧＶは走行不
能となったわけであるが、本実施例においては、２組以
上の走行操舵モジュールを用いている場合にパラメータ
設定テーブル２２の使用状況の故障のあった軸の使用状
況を未使用状態に変更すれば、応急的にＡＧＶを走行さ
せることができる。これは、狭いラインを走行するホイ
ストとか大きなフォークリフトで容易に撤去できないよ
うな場合には非常に有効である。

【００２８】また、上述したように、操舵系タスクは、
４軸全てに対して制御を行うわけであるが、図３に示し
たテーブルを参照することで物理的に存在する軸、モー
タを知ることができる。つまり、操舵系タスク及び走行
系タスクが図３に示したテーブルを参照して制御すべき
軸を確認した後に当該各軸に対してのみ上記制御を行う
ようにすれば、より汎用的な走行制御装置を提供するこ
とができる。

【００２９】ところで、上述した本実施例における走行
制御装置を用いることでＡＧＶの走行に使用する車輪を
選択して最適な経路で走行させることができるようにな
るが、例えば、図８に示したように、ある設備の受け渡
し場所（以下、「受け渡し１」という）からある設備の
他の受け渡し場所（以下、「受け渡し２」という）まで
ＡＧＶを走行させる場合を例にして本実施例における走
行制御を説明する。

【００３０】最適な経路での走行を実現するためには、
少なくとも１つずつの操舵モータと走行モータが必要で
ある。ただし、精度の要求がある場合はそれぞれ２つ以
上使用することが望ましい。以下の説明では、左前輪と
右後輪を操舵駆動輪、右前輪と左後輪を従動輪とし、こ
のＡＧＶを図９に示す。なお、操舵駆動輪は、任意の操
舵角度に設定可能とする。マイクロコンピュータにより
実現されるＡＧＶコントローラ２４は、サーボアンプを
介して操舵モータ４及び走行モータ６を制御する。

【００３１】ＡＧＶの走行を制御するための走行コマン
ドとして図１０に示した“ＰＴＵＲＮ”のようなコマン
ドを用いる。図１１は、図８に示したＡＧＶの走行経路
上における回転中心からの位置関係を表した図である
が、図８に基づけば、図１１のようにＡＧＶを走行制御
するための走行コマンドは、“ＰＴＵＲＮ Ｘ１，Ｙ
１，１，１０，２”となる。なお、Ｘ１及びＹ１は、ス
タート地点におけるＡＧＶの中心点（ＡＧＶ基準位置）
の回転中心からの各Ｘ、Ｙ座標値である。なお、受け渡
し１からＡＧＶ本体を９０度右回転させた位置に受け渡
し２は存在するので、受け渡し１におけるＡＧＶ基準位
置、回転中心点、受け渡し２におけるＡＧＶ基準位置で
なす角が９０度でかつ受け渡し１及び受け渡し２のＡＧ
Ｖ基準位置から等距離にある点が回転中心点となる。回
転中心点は、受け渡し１、２の配置がわかっていれば計
算により容易に求めることができる。

【００３２】図１２は、この走行経路に沿ってＡＧＶを
走行させるＡＧＶコントローラ２４の制御を示したフロ
ーチャートであり、このフローチャートを用いて本実施
例の動作について説明する。

【００３３】上述したＰＴＵＲＮコマンドは、ＡＧＶを
走行させるアプリケーションプログラムに予め組み込ま
れているので、ＡＧＶはこのＰＴＵＲＮコマンドに従い
走行することになるが、ＡＧＶを図８又は図１１に示し
た経路での走行させるためには、走行を開始する前に操
舵駆動輪を所定角度回転させる必要がある（ステップ１
０１）。この操舵角度の算出方法を図１３を用いて説明
する。

【００３４】図１３において、回転中心点をＰ、ＡＧＶ
の中心点をＱ、回転中心点ＰからＡＧＶ前後方向の線に
垂線を引いたときの交点をＲとしたときに点ＱＰＲで形
成される角度をａ、ＡＧＶ中心点Ｑと操舵駆動輪の中心
点Ｓとを結んだ線と、ＡＧＶ前後方向の線とでなす角を
ｂとすると、操舵駆動輪のＡＧＶ前後方向に対する操舵
角度は、（ａ＋ｂ）となる。なお、ＡＧＶにおける操舵
駆動輪の取付位置は予めわかっているので、角度ｂを容
易に得ることができる。また、ＡＧＶ中心点Ｑの座標値
もわかっているので、角度ａを容易に得ることができ
る。

【００３５】このようにして求めた操舵角度に各操舵駆
動輪を回転させた後（ステップ１０２）、ＰＴＵＲＮコ
マンドに設定された速度で走行するよう駆動する（ステ
ップ１０３）。そして、ＰＴＵＲＮコマンドに設定され
た検出方法によって停止位置を検出するまでこの設定速
度で走行する。このコマンド例では、マークプレートセ
ンサ２６によって２つのマークプレート２８を検出する
まで１０速で走行することになる。従って、２つのマー
クプレートを検出するまで設定速度で走行を続け（ステ
ップ１０３〜１０６）、検出したマークプレート２８が
減速マークプレート２８ｂであれば停止可能な速度まで
減速する（ステップ１０７）。そして、停止マークプレ
ート２８ｃを検出することによってＡＧＶは停止するこ
とになる（ステップ１０８）。

【００３６】このようにして、本実施例においては、Ｐ
ＴＵＲＮのようなコマンドを用いることで最適と考えら
れる走行経路でＡＧＶを走行させることが可能となる
が、ステップ１０２において各操舵駆動輪の操舵角度を
求める場合、パラメータ設定テーブルに使用状態と設定
されている操舵モータのみの操舵角度を求めればよいこ
とになる。本実施例によれば、この例に示したような場
合にもＰＴＵＲＮコマンドを含むアプリケーションプロ
グラムを１つ用意しておけばよいことになる。また、パ
ラメータ設定テーブルを参照して操舵モータが実際に搭
載されている操舵モータの使用／未使用状態の設定を切
り替えることで精度よく走行経路に沿って走行させるよ
うにしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、実際に制御を行うべき
操舵手段又は駆動手段を選択し設定可能な設定テーブル
を設け、制御手段は、無人車の走行制御を行う際、この
設定テーブルに使用状態と設定された操舵手段又は駆動
手段に対してのみ実際に制御を行うようにしたので、た
とえ無人車の輪構成に変更があったとしても設定テーブ
ルの使用状況を変更するだけでその輪構成の変更に容易
に対応することが可能となる。すなわち、設定テーブル
の使用状況を変更すれば実際に制御する操舵手段又は駆
動手段を選択することができるので、搬送重量、走行速
度等に応じて無人車に搭載する操舵手段又は駆動手段を
増減する必要もなく、また操舵手段又は駆動手段を増減
によりアプリケーションプログラムの開発をする必要も
ない。これは、開発コストの軽減にもつながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る走行制御装置を搭載したＡＧＶ
を示した図である。

【図２】 本実施例におけるパラメータ設定テーブルの
内容を示した図である。

【図３】 本実施例において、操舵モータ又は走行モー
タが実際に搭載されているかどうかの情報を保持するテ
ーブルを示した図である。

【図４】 本実施例における走行制御装置の要部構成と
ＡＧＶコントローラにおける処理の流れを示した図であ
る。

【図５】 ＡＧＶの走行パターンを示した図である。

【図６】 ＡＧＶの輪構成のパターンを示した図であ
る。

【図７】 ＡＧＶの輪構成の変更を示した図である。

【図８】 本実施例におけるＡＧＶの走行経路の例を示
した図である。

【図９】 図８に示した走行経路を走行するＡＧＶの構
成を示した図である。

【図１０】 図８に示した走行経路を走行させるための
コマンド書式を示した図である。

【図１１】 図８に示したＡＧＶの走行経路上における
回転中心からの位置関係を表した図である。

【図１２】 図８に示した走行経路に沿ってＡＧＶを走
行させるＡＧＶコントローラの制御を示したフローチャ
ートである。

【図１３】 本実施例においてＡＧＶの操舵角度の求め
方を説明するために用いる図である。

【符号の説明】

１ 走行操舵モジュール、２ 車輪、４ 操舵モータ、
６ 走行モータ、１０，２０ ＡＧＶ、２２ パラメー
タ設定テーブル、２４ ＡＧＶコントローラ、２６ マ
ークプレートセンサ、２８ マークプレート、２８ｂ
減速マークプレート、２８ｃ 停止マークプレート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪に配され車輪を操舵する操舵手段
   と、 車輪に配され車輪を駆動する駆動手段と、 前記操舵手段及び前記駆動手段を制御する制御手段と、 を有し、無人車を走行させるための走行制御装置におい
   て、 前記操舵手段及び前記駆動手段の使用状況を保持する設
   定テーブルを有し、 前記制御手段は、前記設定テーブルにおいて使用状態と
   設定された前記操舵手段及び前記駆動手段に対してのみ
   制御を行うことを特徴とする無人車の走行制御装置。