JPH09121402A - 無人車の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無人車の車輪の回転に応じたパルスを得るエ
ンコーダにより速度及び距離を検出するのではスリップ
や車輪の径変化で検出誤差が生じる。 【解決手段】 無人車１の走行コースに沿って床面に磁
気棒群７を配列し、無人車に設けた磁気センサ８により
各磁気棒の磁気をパルスとして検出し、制御装置本体２
が検出パルスの時間間隔で無人車の速度を検出しかつパ
ルスの積算で無人車の走行距離を検出する。無人車には
エンコーダ６も設け、磁気棒群と磁気センサによる検出
と併用することにより、スリップや車輪の径変化の検出
などができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無人車の制御装置
に係り、特に走行制御のための走行速度及び走行距離の
検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無人車は、電動機等を駆動源として設定
されたコースに従って設定された作業位置まで走行し、
作業位置で搬送物の上げ下ろしや部材の搬入・搬出を可
能にする。

【０００３】無人車の制御装置は、縦横に設定されるコ
ースに従った操舵制御と、設定された速度及び走行距離
に従った走行制御を行う。このうち、走行制御には、無
人車の走行速度を何らかの手段で検出することを必要と
する。

【０００４】このための速度検出装置は、無人車の車輪
等にパルスエンコーダを設け、パルスエンコーダから得
る車輪の回転数（走行速度）に比例した一定時間当たり
のパルス数と車輪の径から走行速度を算出している。

【０００５】速度制御は、パルスエンコーダからのパル
ス数が速度設定に対応するよう車輪の駆動を加減速制御
する。また、走行距離制御は、車輪の径から１パルス当
たりの走行距離が算出できるため、パルスエンコーダか
らのパルス数を積算（カウント）することで走行距離を
求め、この走行距離から現在位置を求めたり、現在位置
から次の作業位置までの設定距離との比較で必要な走行
距離制御を行う。

【０００６】なお、無人車が走行するコースの設定は、
走行床面に埋設した信号線に誘導電流を流し、これを無
人車側のセンサで検知することでコースからのずれを検
出・修正する誘導路方式がある。また、信号線に代えて
走行床面に光反射テープや発光塗料、発光源などを設置
し、これを無人車側の光センサで検知する光検出方式が
ある。その他にも、レーザビームを縦横に走査させてコ
ースや交差点・停止位置を設定する方式もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の速度検出や距離
検出装置は、パルスエンコーダからのパルスの検出で走
行速度及び距離を検出するため、無人車にスリップ等が
発生すると、検出誤差が発生する。この検出誤差には一
定速度制御中にパルスの欠落で一瞬の加速制御が行われ
て速度の脈動やトルクショックを招くし、距離誤差にも
現れて無人車の停止位置のずれも招く。

【０００８】また、従来装置は、走行速度及び距離検出
に無人車の車輪の径も関係するため、車輪の摩耗や空気
圧の過不足で検出誤差が発生する。

【０００９】本発明の目的は、無人車の走行速度及び距
離の検出に、スリップ発生や車輪の径変化による検出誤
差の発生を無くして走行制御を行うことができる制御装
置を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、スリップ発生や車輪
の径変化を検出できる制御装置を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、走行速度及び距離の
検出精度及び分解能を高めた制御装置を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、無人車の走行
速度及び距離を検出して無人車の走行制御をする制御装
置において、前記無人車の走行コースに沿って床面に配
列した磁気棒群と、前記無人車に設けられ無人車が前記
各磁気棒の位置に到達したときに該磁気棒の磁気をパル
スとして検出する磁気センサと、この磁気センサからの
出力パルスの時間間隔で無人車の速度を検出しかつ出力
パルスの積算で無人車の走行距離を検出する制御装置本
体とを備えたことを特徴とする。

【００１３】また、前記無人車には車輪の回転に応じた
数のパルス信号を得るエンコーダを設け、前記制御装置
本体は、前記エンコーダからのパルス信号で速度及び距
離を検出して走行制御を行い、前記磁気センサからのパ
ルス信号で速度・距離の検出値を補正する手段を備えた
ことを特徴とする。

【００１４】また、前記制御装置本体は、前記磁気セン
サからのパルス数と前記エンコーダからのパルス数の比
較により、無人車のスリップ発生及び車輪の径変化を検
出する手段を備えたことを特徴とする。

【００１５】また、前記制御装置本体は、前記磁気セン
サとエンコーダからのパルスから検出する速度又は距離
に継続的な差が生じるときに、該エンコーダからの検出
速度及び距離と磁気センサのパルスから検出する速度及
び距離の割合を求め、この割合でエンコーダからの検出
速度及び距離を常時補正する手段を備えたことを特徴と
する。

【００１６】また、前記磁気棒はその設置位置で配列間
隔を変えておき、前記制御装置本体は前記磁気センサか
らのパルスの時間間隔の違いを走行速度指令として速度
制御する手段を備えたことを特徴とする。

【００１７】また、前記制御装置本体は、前記磁気棒群
の配列を前記磁気センサで検出した信号から無人車の走
行コースの誘導路として検出する手段を備えたことを特
徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
無人車の走行制御システムであり、走行速度・距離検出
に関連する部分のみを示す。同図の（ａ）は無人車が走
行する床面を断面とする側面図を示し、（ｂ）には上面
から床面を見た図を示す。

【００１９】無人車１は、マイクロコンピュータ等の制
御装置本体２を制御中枢部として走行用電動機３の加速
・定速・減速制御を行い、電動機３に機械的に結合され
る駆動輪４により速度と距離を制御した走行制御が行わ
れる。

【００２０】無人車１の被動輪５には、従来と同様に、
車輪の回転に応じた数のパルス信号を得るパルスエンコ
ーダ６が設けられ、無人車１の走行速度に応じたパルス
数の検出がなされ、このパルス信号が制御装置本体２に
速度・距離検出信号として取り込まれる。

【００２１】ここで、本実施形態では、床面には無人車
１の走行コースに沿って磁気棒群７を等間隔で埋設して
おく。この磁気棒群７は、床面に発生する磁場がコース
方向で磁気極性Ｎ，Ｓを交互にした配列にされる。

【００２２】無人車１には磁気棒群７の配列位置に対峙
する車幅方向の位置で、磁気センサ８を設け、無人車１
の走行に従って磁気センサ８が磁気棒群７の各磁気棒位
置に到達したときに当該磁気棒が発生する磁気のうち、
Ｎ極またはＳ極のみを検出することにより、無人車１の
走行に応じた数のパルス信号として検出する構成にされ
る。

【００２３】なお、誘導路方式でコースを設定するシス
テムの場合には、磁気棒群７の配置は誘導路と平行した
別の位置に配列され、この位置に対向して磁気センサ８
の位置も設定される。

【００２４】制御装置本体２は、無人車１の走行速度・
距離演算手段として、エンコーダ６及び磁気センサ８か
らのパルス信号を取り込み、これらパルス信号の計数値
から走行速度及び走行距離をそれぞれ求めるプログラム
やカウンタ回路を設けておく。

【００２５】以上の構成により、無人車１の制御装置本
体２は、無人車１の走行により、磁気センサ８からは走
行速度に比例した周波数のパルスを得ることができ、こ
の計数値から走行速度を求めて速度制御のフィードバッ
ク信号とすることで速度制御ができる。

【００２６】また、磁気センサ８からのパルス数を積算
することで走行距離を求めて位置制御のフィードバック
信号とすることができる。

【００２７】これら走行速度及び距離検出は、床面に設
置される磁気棒群７の配列で決まる精度と分解能を得る
ことができ、無人車１にスリップが発生した場合及び車
輪の径変化にも影響を受けることはない。

【００２８】さらに、本実施形態では、速度・距離検出
に磁気センサ８とエンコーダ６を併用していることか
ら、磁気センサ８の検出パルスとエンコーダ６の検出パ
ルスを比較することにより、無人車１のスリップ発生及
び車輪の摩耗や空気圧の過不足を検出できる。

【００２９】また、磁気センサ８のパルスから検出する
速度・距離は、高精度になるが、その分解能が磁気棒群
７の配列間隔で制約されてエンコーダ６による検出に比
べて劣る。そこで、速度・距離の制御にはエンコーダ６
のパルスから得ることで細かな速度・距離の制御を行
い、この制御においてスリップ等で発生した誤差を磁気
センサ８のパルスから補正することで高精度・高分解能
の速度・距離制御を得ることができる。

【００３０】また、磁気センサ８とエンコーダ６の併用
により、両者の検出パルスによる速度・距離検出に継続
的な差が生じるときは、車輪に径変化があると判定でき
ることから、その割合によりエンコーダからの検出速度
・距離を常時補正することで車輪の径変化にも高い精度
の速度・距離制御ができる。さらに、その割合が一定値
以上になるときに車輪の径異常とした警報を得ることも
できる。

【００３１】なお、実施形態では、磁気棒群７を等間隔
に配置する場合を示したが、磁気棒群７の配列間隔を変
えた構成でも良い。この場合は、磁気棒群７の間隔の違
いをその設置位置の速度の指令として利用することがで
きる。例えば、直線走行領域では磁気棒群７の間隔を大
きくしておき、磁気センサ８に得られるパルスの時間間
隔を大きくし、無人車１の速度を高くして同じ時間間隔
でパルスが得られるように速度制御する。逆に、交差点
などのコーナリング位置や停止位置近辺では磁気棒群７
の間隔を小さくして無人車１の速度を下げる。

【００３２】また、実施形態において、磁気棒群７を無
人車１の誘導路として利用することもできる。この場合
には、磁気センサ８としてＮ極を検出する磁気センサと
Ｓ極を検出する磁気センサの２つを設け、その両センサ
の出力の論理積を取ることで誘導路検出信号として利用
できる。

【００３３】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、無人車
の走行コースに沿って床面に磁気棒群を配列し、無人車
に設けた磁気センサにより各磁気棒の磁気をパルスとし
て検出し、このパルスの時間間隔で無人車の速度を検出
しかつパルスの積算で無人車の走行距離を検出するよう
にしたため、従来のエンコーダ方式に比べて以下の効果
がある。

【００３４】（１）無人車にスリップが発生した場合及
び車輪の径変化にも影響を受けることなく高精度の検出
ができる。

【００３５】（２）磁気センサとエンコーダの併用によ
り、無人車のスリップ発生及び車輪の摩耗や空気圧の過
不足を検出できる。

【００３６】（３）磁気センサとエンコーダの併用によ
り、高精度・高分解能の速度・距離制御ができる。

【００３７】（４）磁気センサとエンコーダの併用によ
り、車輪の径変化による誤差を常時補正した走行制御が
できる。

【００３８】（５）磁気棒の配列間隔を変えることによ
り、配列間隔を走行速度指令として利用できる。

【００３９】（６）磁気棒群の配列を無人車の走行コー
スの誘導路として利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す無人車の走行制御シス
テム。

【符号の説明】

１…無人車 ２…制御装置本体 ３…電動機 ４…駆動輪 ５…被動輪 ６…エンコーダ ７…磁気棒群 ８…磁気センサ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無人車の走行速度及び距離を検出して無
   人車の走行制御をする制御装置において、 前記無人車の走行コースに沿って床面に配列した磁気棒
   群と、前記無人車に設けられ無人車が前記各磁気棒の位
   置に到達したときに該磁気棒の磁気をパルスとして検出
   する磁気センサと、この磁気センサからの出力パルスの
   時間間隔で無人車の速度を検出しかつ出力パルスの積算
   で無人車の走行距離を検出する制御装置本体とを備えた
   ことを特徴とする無人車の制御装置。
2. 【請求項２】 前記無人車には車輪の回転に応じた数の
   パルス信号を得るエンコーダを設け、前記制御装置本体
   は、前記エンコーダからのパルス信号で速度及び距離を
   検出して走行制御を行い、前記磁気センサからのパルス
   信号で速度・距離の検出値を補正する手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の無人車の制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御装置本体は、前記磁気センサか
   らのパルス数と前記エンコーダからのパルス数の比較に
   より、無人車のスリップ発生及び車輪の径変化を検出す
   る手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の無人車
   の制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御装置本体は、前記磁気センサと
   エンコーダからのパルスから検出する速度又は距離に継
   続的な差が生じるときに、該エンコーダからの検出速度
   及び距離と磁気センサのパルスから検出する速度及び距
   離の割合を求め、この割合でエンコーダからの検出速度
   及び距離を常時補正する手段を備えたことを特徴とする
   請求項２記載の無人車の制御装置。
5. 【請求項５】 前記磁気棒はその設置位置で配列間隔を
   変えておき、前記制御装置本体は前記磁気センサからの
   パルスの時間間隔の違いを走行速度指令として速度制御
   する手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のい
   ずれか１つに記載の無人車の制御装置。
6. 【請求項６】 前記制御装置本体は、前記磁気棒群の配
   列を前記磁気センサで検出した信号から無人車の走行コ
   ースの誘導路として検出する手段を備えたことを特徴と
   する請求項１乃至５のいずれか１つに記載の無人車の制
   御装置。