JPH09171407A

JPH09171407A - 移動体の誘導操舵装置

Info

Publication number: JPH09171407A
Application number: JP7331247A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Narasaki; 久俊楢崎; Koichi Saito; 浩一斉藤; Takashi Hatta; 孝八田; Hiroaki Moriuchi; 博明森内; Mitsuhiro Ikeda; 光浩池田; Hirosuke Tokuda; 裕亮徳田; Kenichi Taki; 賢一滝
Original assignee: Hitachi Zosen Corp; Toyo Umpanki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Zosen Corp; TCM Corp
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】路面の材質や環境により誘導線が検出でき
ず、また移動体がカーブ部で膨らむためカーブ部のスペ
ースが大きく必要となるという課題を改善する。【解決手段】搬送台車１の前後両端部に設けられ、移
動経路に沿って配置された誘導線からの反射光を受光す
るリニアセンサ25，26と、これらセンサ25，26からの出
力信号により誘導線の中心位置と各搬送台車１の前後両
端部の中心位置との差をそれぞれ検出する信号処理装置
27，28と、搬送台車１の車輪２，４にそれぞれ独立して
設けられた操舵トライバ12，13および操舵モータ８，９
と、信号処理装置27，28により検出された前記差から搬
送台車１の傾きを演算し、この傾きに基づいてセンサ2
5，26の所定前方位置の誘導線の中心位置と搬送台車１
の中心位置との差を予測し、この差を無くす車輪２，４
の操舵角度を求め、この操舵角度に応じて操舵トライバ
12，13を走行・操舵コントローラ36を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体の誘導操舵
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、工場などにおける走行自在な搬送
台車を誘導する装置としては、下記に示すようなものが
ある。磁気誘導を利用した装置この装置は、搬送台車の移動経路に沿って、磁石を床面
上に配置し、この磁石による磁界を、搬送台車側に設け
られた磁気センサによって検出しながら、搬送台車を誘
導するものである。電磁誘導を利用した装置この装置は、搬送台車の移動経路に沿って電線を床面内
に埋み込み、電線に交流電流を流し、これによる磁界変
化を検出しながら、搬送台車を誘導するものである。レーザ式誘導を利用した装置この装置は、搬送台車の移動経路に沿ってレーザ光線を
発射しておき、搬送台車にこのレーザ光線を検出する検
出器を設け、レーザ光線により、搬送台車を誘導するも
のである。光学式誘導を利用した装置この装置は、搬送台車の移動経路に沿って反射テープを
配置し、この反射テープを、光学式センサにより検出し
ながら、搬送台車を誘導するものである。画像、記号などの認識による誘導を利用した装置この装置は、搬送台車の移動経路周辺の画像、または特
定の記号を認識させる認識装置を搭載し、この認識装置
による画像または記号を認識することにより、搬送台車
の進行方向を決定する方法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記およびの誘導
装置によると、搬送台車が移動する路面が、鉄板などの
磁性体により構成されている場合に、使用できないとい
う問題がある。

【０００４】また、上記の誘導装置によると、移動経
路に沿ってレーザ光線の反射器を設置する必要があり、
設備費用が高くなるという問題がある。また、上記の
誘導装置によると、反射テープに照射した光の反射光を
検出するようにしているため、反射テープが汚れていた
り、また雨などの場合には検出性能が悪くなり、すなわ
ち屋外環境によっては使用できなくなるという問題があ
る。

【０００５】さらに、上記の誘導装置によると、搬送
台車に搭載する画像、記号などを認識する認識装置が非
常に高価であるという欠点がある。また搬送台車はカー
ブ部を曲がる際に、大きく膨らむ傾向があるために、カ
ーブ部のスペースを大きくとる必要があった。

【０００６】そこで、本発明は誘導線を安定した状態で
検出できるとともに、カーブ部のスペースを削減できる
移動体の誘導操舵装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１記載の移動体の誘導操舵装置は、
移動体を所定の移動経路に沿って移動させるための誘導
操舵装置であって、前記移動体の車輪にそれぞれ独立し
て設けられた操舵装置と、前記移動経路に沿って配置さ
れた誘導線と、前記移動体の前後両端部にそれぞれ設け
られ、前記誘導線の反射光を受光するリニアセンサと、
これらリニアセンサからの出力信号により誘導線の中心
位置と各移動体前後両端部の中心位置との差をそれぞれ
検出する信号処理装置と、前記信号処理装置により検出
された誘導線の中心位置と移動体の中心位置との差から
前記移動体の傾きを演算し、この傾きに基づいて前記リ
ニアセンサの所定前方位置の誘導線の中心位置と移動体
の中心位置との差を予測し、この差を無くす前記車輪の
操舵角度を求め、この操舵角度に応じて前記操舵装置を
制御する制御装置とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【０００８】上記構成によると、リニアセンサからの出
力信号により誘導線の中心位置と各移動体前後両端部の
中心位置との差がそれぞれ検出され、これら検出された
誘導線の中心位置と移動体の中心位置との差から前記移
動体の傾きが演算され、この傾きに基づいてリニアセン
サの所定前方位置の誘導線の中心位置と移動体の中心位
置との差が予測され、この差を無くすよう車輪の操舵角
度が求められ、この操舵角度に応じて前記操舵装置が制
御される。

【０００９】また請求項２記載の移動体の誘導操舵装置
は、請求項１記載の誘導操舵装置であって、移動体の絶
対移動角度を検出するジャイロと、車輪の操舵角度を検
出する角度検出器と、車輪に連結されたパルスエンコー
ダと、誘導線の座標を記憶したメモリとを備え、制御装
置は、求めた移動体の傾きと前記絶対移動角度と前記車
輪の操舵角度と前記パルスエンコーダの出力パルスをカ
ウントして得られる移動体の走行速度と前記誘導線の座
標に基づいて、前記誘導線の座標に対応した移動体の位
置を補正することを特徴とするものである。

【００１０】上記構成によると、求めた移動体の傾きと
前記絶対移動角度と車輪の操舵角度と移動体の走行速度
と誘導線の座標に基づいて、前記誘導線の座標に対応し
た移動体の位置が補正され、よって誘導線のカーブ部を
曲がる際に発生する移動体の位置のずれが補正され、誘
導線の中心位置との予測される差が正確に求められる。

【００１１】また請求項３記載の移動体の誘導操舵装置
は、請求項１記載の誘導操舵装置であって、移動体の絶
対移動角度を検出するジャイロと、車輪の操舵角度を検
出する角度検出器と、車輪に連結されたパルスエンコー
ダと、誘導線の座標を記憶したメモリとを備え、制御装
置は、信号処理装置により誘導線の中心位置と移動体中
心位置との差を求めることができないとき、前記絶対移
動角度と前記車輪の操舵角度と前記パルスエンコーダの
出力パルスをカウントして得られる走行距離により移動
体の現在座標を求め、この座標と前記誘導線の座標に基
づいて前記操舵装置を制御することを特徴とするもので
ある。

【００１２】上記構成によると、信号処理装置により誘
導線の中心位置と移動体中心位置との差を求めることが
できないとき、求めた移動体の傾きと前記絶対移動角度
と車輪の操舵角度と移動体の走行距離により移動体の現
在座標を求め、この座標と前記誘導線の座標に基づいて
前記操舵装置を制御する。よって、誘導線の剥がれやペ
イント落ちによりリニアセンサが誘導線の反射光を受光
できない場合にも、移動体の操舵制御を続行することが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本実施の形態においては、例えば
工場などにおいて、荷物を所定の移動経路を経て自動的
に目的地まで搬送する搬送台車（移動体の一例）を、誘
導操舵する場合について説明する。

【００１４】図１〜図３において、１は搬送台車であ
り、前部の駆動・操舵輪（以下、前輪と称す）２および
キャスタ輪３と、後部の駆動・操舵輪（以下、後輪と称
す）４およびキャスタ輪５を備え、各前輪２と後輪４が
それぞれ走行モータ６，７と操舵モータ８，９で駆動さ
れることにより、走行操舵自在に構成されている。ＡＣ
サーボモータからなる各走行モータ６，７とＤＣサーボ
モータからなる各操舵モータ８，９にはそれぞれ走行ド
ライバ10，11と操舵ドライバ12，13が設けられ、さらに
後輪４の走行モータ７にはパルスエンコーダ15が連結さ
れ、また各操舵モータ８，９には操舵角度を検出するポ
テンショからなる角度検出器16，17が連結されている。

【００１５】また移動経路に沿って路面21上に、例えば
赤色でかつ所定幅でもって描かれた誘導線22が設けら
れ、搬送台車１の前後両端部にそれぞれ、誘導線22に光
を照射する照射器23，24と、誘導線22からの反射光を受
光するカメラ装置、具体的にはＣＣＤリニアセンサ（一
次元画像センサともいう）25，26と、照射器23，24の点
灯を制御するとともにＣＣＤリニアセンサ25，26からの
出力信号に所定の信号処理を施して誘導線22の中心位置
と搬送台車１の中心位置（ＣＣＤリニアセンサ25，26の
中心位置）との差Ｅ_F，Ｅ_Rを検出する信号処理装置2
7，28（詳細は後述する）が設けられている。また路面2
1上に誘導線22の一側方に沿って、カーブ部開始を示す
磁気テープからなる開始マーク29が設けられ、誘導線22
の他側方に沿ってカーブ部終了を示す磁気テープからな
る終了マーク30が設けられ、これらマーク29，30を検出
する磁気センサからなるカーブ開始検出器31とカーブ終
了検出器32が搬送台車１に設けられている。

【００１６】なお図２に示すように、搬送台車１のＣＣ
Ｄリニアセンサ25，26間の距離をＬ、各前後のＣＣＤリ
ニアセンサ25，26と前輪２，後輪４間の距離をＤ、前輪
２，後輪４と搬送台車１の中心との距離をＣとする。

【００１７】また、搬送台車１には、ジャイロ34と、運
行スケジュールと誘導線22のカーブ部の絶対座標（詳細
は後述する）が記憶され、搬送台車１の走行開始・停止
指令、走行速度の低速指令・高速指令を出力するマイク
ロコンピュータからなる運行コントローラ35と、これら
ジャイロ34，運行コントローラ35，カーブ開始検出器3
1，カーブ終了検出器32，走行ドライバ10，11，操舵ド
ライバ12，13，パルスエンコーダ15，角度検出器16，1
7，および信号処理装置27，28に接続され、運行コント
ローラ35から入力した搬送台車１の走行開始・停止指
令、走行速度の低速指令・高速指令に応じて走行・操舵
を制御するマイクロコンピュータからなる走行・操舵コ
ントローラ36（詳細は後述する）が設けられている。「信号処理装置」上記各信号処理装置27（28）は、図４
に示すように、ＣＣＤリニアセンサ25（26）から出力さ
れたＲＧＢ画像信号をアナログ信号からディジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換回路41と、このＡ／Ｄ変換回路41
でディジタル信号に変換されたＲＧＢ画像データを記憶
するメモリ装置42と、このメモリ装置42から予め設定さ
れた、誘導線22に着色された色、例えば赤色のＲ画像デ
ータを選択するデータ選択回路43と、このデータ選択回
路43で選択された画像データを入力してその受光レベル
の比率によりエッジ位置を抽出するエッジ抽出回路44
と、このエッジ抽出回路44で抽出された画像データを、
所定のしきい値でもって２値化する２値化回路45と、こ
の２値化回路45で得られた２値化データのエッジ位置か
ら誘導線22の中心位置を求めるとともに、この誘導線22
の中心位置と搬送台車１の中心位置との差Ｅ_F（Ｅ_R）
を求める演算回路46とから構成されている。走行・操舵
コントローラ36には上記Ｅ_F，Ｅ_Rが入力される。

【００１８】この信号処理装置27の動作について説明す
る。信号処理装置28も同様である。まず、図５に示すよ
うに、照射器23から例えば赤色の誘導線22上に光ＬＩを
所定範囲内で照射されるとともに、誘導線22を十分にカ
バーし得る範囲内で、ＣＣＤリニアセンサ25により、そ
の反射光が一次元のＲＧＢ画像信号として読み取られ
る。

【００１９】このＲＧＢ画像信号が信号処理装置27に送
られ、Ａ／Ｄ変換回路41でＡ／Ｄ変換された後、図６
（ａ）に示すような三原色のＲＧＢ画像データとしてメ
モリ装置42に記憶される。

【００２０】データ選択回路43は、予め設定されたＲ画
像データ（赤色データ）を選択し、次に図６（ｂ）に示
すように、エッジ抽出回路44は、Ｒ画像データの受光レ
ベルの比率により、誘導線22のエッジ位置を抽出する。

【００２１】そして、図６（ｃ）に示すように、２値化
回路45は、この抽出された受光レベルを、所定のしきい
値でもって２値化する。これにより、エッジ位置が明確
となり、演算回路46でこの中心位置、すなわち誘導線22
の中心位置を求めて、この中心位置と現在の搬送台車１
の中心位置（この場合、ＣＣＤリニアセンサ25の中心位
置である）との差（偏差）Ｅ_Fを求め、この差のデータ
Ｅ_Fが走行・操舵コントローラ36に出力される。

【００２２】このように、三原色のＲＧＢ画像データの
内、誘導線22に着色された色の画像データを選択し、こ
の選択された画像データの受光レベルの比率により誘導
線22を検出するようにしているため、照射する光の照度
むら、また照度が変化した場合、さらには雨などによる
路面21の反射状態が変化した場合でも、誘導線22を安定
した状態で検出することができる。また、路面21が変化
した場合、例えばアスファルト路面、コンクリート路
面、鉄板面などの任意の路面であっても、また途中で路
面が変化している場合でも、画像データの比率が、誘導
線22部分で大きく変化するため、誘導線22を容易に検出
することができる。また、一次元のＣＣＤリニアセンサ
25，26を使用しているため、二次元式のＣＣＤセンサを
使用する画像誘導方式に比べてメモリが少なくて済むと
ともに複雑な画像処理を必要とせず、コストを低減でき
る。さらに、路面に設けられる誘導線22は、例えば単に
塗料を塗るだけで良く、メンテナンスを極めて容易にす
ることができる。勿論、この誘導線22として、路面に着
色テープを貼り付けたものでも良い。「走行・操舵コントローラ」上記走行・操舵コントロー
ラ36の走行・操舵制御について図７〜図10のブロック図
を参照しながら詳細に説明する。運行コントローラ35に
は、上述したように図３に示す絶対座標（ｘ，ｙ）での
誘導線22の各カーブ部〜を形成する座標｛Ｐ
（Ｎ），Ｑ（Ｎ）｝（Ｎは正の整数）が記憶されてい
る。〔前処理〕（図７参照）運行コントローラ35から出力された低速指令信号により
セットされ、高速指令信号によりリセットされることに
より、走行速度の切り換えを検出するＲＳフリップフロ
ップ50が設けられ、その出力によりオンされるリレイＳ
Ｐが設けられている。また、カーブ開始検出器31のパル
ス信号によりセットされ、カーブ終了検出器32のパルス
信号によりリセットされることにより、誘導線22のカー
ブ部に搬送台車１が位置することを検出するＲＳフリッ
プフロップ51が設けられ、その出力によりオンされるリ
レイＣＶと、出力のオン・オフをカウントし、そのカウ
ント値により搬送台車１が図３に示すどのカーブ部〜
に位置するかを検出するカーブ検出器52が設けられて
いる。このカーブ検出器52はカウント値が”４”を越え
ると”１”に初期化される。またカーブ開始検出器31の
パルス信号を所定のパルス幅（ほぼマーク29を検出して
から後輪４がマーク29を通過するまでの時間）に延長し
て出力するパルス発生器53が設けられ、その出力により
オンされるリレイＳＴが設けられている。

【００２３】またパルスエンコーダ15から入力されるパ
ルス群をカウントすることにより搬送台車１の走行速度
ｍを検出する速度検出器54と、前記パルス群をカウント
し単位時間毎のカウント値ｊを出力するカウンタ55が設
けられ、さらに図示する関数により走行速度ｍに応じた
予測距離Ａを発生する関数発生器56が設けられている。

【００２４】また信号処理装置27，28から入力される誘
導線22の中心位置と搬送台車１の中心位置との差Ｅ_F，
Ｅ_Rにより図11に示す搬送台車１の傾きΘを下記（１）
式により演算する傾き演算器57が設けられている。

【００２５】 Θ＝ｔａｎ^-1｛（Ｅ_F＋Ｅ_R）／２｝ …（１）またこの傾きΘが”０”度のとき動作する比較器58が設
けられ、この比較器58の動作信号により、そのときのジ
ャイロ34の絶対角度δを記憶する記憶器59が設けられ、
ジャイロ34の絶対角度δから、記憶器59に記憶された傾
きΘが”０”度のときのジャイロ34の絶対角度δ’を減
算し、直線ルートに対する搬送台車１の傾きΘ₀を検出
する減算器60が設けられている。〔走行制御（走行系）〕（図８参照）低速指令に基づく走行速度およびカーブ部の走行速度、
たとえば２ｋｍ／ｈを設定する第１設定器61と、高速指
令に基づく走行速度および直線部の走行速度、たとえば
10ｋｍ／ｈを設定する第２設定器62が設けられ、その設
定値は低速側を優先して上記リレイＣＶの接点およびリ
レイＳＰの接点により切り換えられて走行速度設定値と
され、減算器63により速度検出器54により検出された搬
送台車１の走行速度ｍとの偏差ｅが演算され、各走行ド
ライバ10，11へ出力される。

【００２６】各走行ドライバ10，11において偏差ｅに応
じて走行モータ６，７の速度が増減され、よって走行速
度設定値に走行速度ｍが一致され、高速時では10ｋｍ／
ｈで、低速時では２ｋｍ／ｈで搬送台車１は走行する。

【００２７】また、搬送台車１の走行距離、たとえば１
ｍを設定する第３設定器81と、この第３設定器81により
設定された走行距離を走行速度ｍで除算して設定走行距
離を搬送台車が走行する時間Ｔを求める時間演算器82
と、誘導線22を検出できないときに前方信号処理装置27
から出力されるエラー信号Ｅ_rFがオンのときに駆動し、
時間演算器82により設定された時間Ｔが経過すると動作
するタイマー83が設けられている。

【００２８】この第３設定器81と時間演算器82とタイマ
ー83の構成により、搬送台車１が設定された走行距離を
移動する時間Ｔ、連続して誘導線22を検出できないと
き、タイマー83が動作して、搬送台車１の脱線が検出さ
れ、脱線非常停止信号が出力される。この非常停止信号
は運行コントローラ35から入力される走行停止指令信号
と論理和（ＯＲ）が取られて走行ドライバ10，11へ出力
され、走行ドライバ10，11はこれらの停止信号を入力す
るとモータ６，７を停止し、搬送台車１は停止する。こ
のように、脱線を検出できることにより、搬送台車１の
暴走、それに伴う他の機器や作業員への衝突を回避する
ことができ、安全を確保することができる。

【００２９】また運行コントローラ35から入力される走
行開始指令信号が走行ドライバ10，11へ出力され、走行
ドライバ10，11はこの走行信号を入力するとモータ６，
７を起動し、上記偏差ｅに応じてモータ６，７の速度が
制御される。〔操舵制御（操舵系）〕（図９，図10参照）＊直線部まず直線部の操舵制御について図11を参照しながら説明
する。後輪４については操舵角を”０”度に固定してい
る。

【００３０】直線部における絶対座標（ｘ，ｙ）におけ
る後輪４の中心位置のｙ座標Ｗ₀を、直線ルートに対す
る搬送台車１の傾きΘ₀と、カウンタ55により検出され
た単位時間毎のカウント値ｊから下記（２）式により求
める後輪ｙ軸座標演算器91が設けられている。パルスエ
ンコーダ15の１パルス当たりの搬送台車１の進み距離を
Ｅ_Nとする。

【００３１】Ｗ₀＝Ｗ₀＋ｊＥ_NｓｉｎΘ₀ …（２）ただし、Ｗ₀の初期値を（−Ｃ）としている。次に、後
輪４，５が設けられた搬送台車１の中心位置Ｋと誘導線
22の中心位置との、ＣＣＤリニアセンサ25，26の向きに
一致した誤差Ｅ_Wを、後輪ｙ軸座標演算器91で求めたｙ
座標Ｗ₀と、直線ルートに対する搬送台車１の傾きΘ₀
から下記（３）式により求める後輪位置誤差演算器92が
設けられている。

【００３２】Ｅ_W＝絶対値Ｗ₀／ｃｏｓΘ₀−Ｃ …（３）またＣＣＤリニアセンサ25前方の上記関数発生器56によ
り発生された予測距離Ａにおける、誘導線22の中心位置
と搬送台車１の中心位置との差（予測誤差）Ｅを、上記
差Ｅ_Fと直線ルートに対する搬送台車１の傾きΘ₀によ
り下記（４）式により求める予測エラー演算器64が設け
られている。

【００３３】Ｅ＝Ｅ_F＋ＡｔａｎΘ₀ …（４）なお、前側のＣＣＤリニアセンサ25が不調の場合、すな
わち前方信号処理装置27からエラー信号Ｅ_rFが入力され
ている場合、（４）式に代えて、後側のＣＣＤリニアセ
ンサ26から見た下記（４）’式により予測誤差Ｅを求め
る。

【００３４】Ｅ＝−Ｅ_R＋（Ｌ＋Ａ）ｔａｎΘ₀ …（４）’ また、これら前後のＣＣＤリニアセンサ25，26がともに
不調の場合、すなわち信号処理装置27，28からエラー信
号Ｅ_rF，Ｅ_rRが入力されている場合、（４）式に代え
て、後輪４，５が設けられた搬送台車１の中心位置Ｋか
ら見た下記（４）”式により予測誤差Ｅを求める。

【００３５】Ｅ＝−Ｅ_W＋（Ｌ−Ｄ＋Ａ）ｔａｎΘ₀ …（４）” この求めた予測誤差Ｅから前輪２の指令操舵角γ_Fを予
測距離Ａ、上記距離Ｄ，Ｌ，Ｃにより下記（５）式によ
り求める操舵角度演算器65が設けられている。この式は
ＣＣＤリニアセンサ25の中心位置を原点とし、搬送台車
１の中心線をｘ’軸として演算している。搬送台車１の
回転中心Ｇの座標を（Ｈ，Ｉ）とする。

【００３６】Ｈ＝Ｄ−ＬＩ＝Ａ／Ｅ（Ｄ−Ｌ） γ_F＝ｔａｎ^-1｛（−Ｄ−Ｈ）／（Ｃ−Ｉ）｝ …（５）この求められた直線部の前輪２の指令操舵角γ_Fは、上
記リレイＣＶの接点によりカーブ部の前輪２の指令操舵
角β_F（後述する）と切換られて操舵角度設定値とさ
れ、減算器66により角度検出器16により検出された前輪
２の操舵角度ＰＯＴ_Fとの偏差ｅ_Fが演算され、前輪２
の操舵ドライバ12へ出力される。

【００３７】また直線部の操舵角度γ_R（”０”度）を
設定する第４設定器67が設けられ、その設定値は上記リ
レイＣＶの接点によりカーブ部の後輪４の指令操舵角β
_R（後述する）と切換られて操舵角度設定値とされ、減
算器68により角度検出器17により検出された後輪２の操
舵角度ＰＯＴ_Rとの偏差ｅ_Rが演算され、後輪４の操舵
ドライバ13へ出力される。

【００３８】各操舵ドライバ12，13において偏差ｅ_F，
ｅ_Rに応じて操舵モータ８，９が駆動され、よって操舵
角度設定値γ_F，γ_Rに操舵角度ＰＯＴ_F，ＰＯＴ_Rが
一致され、直線部の中心に向けて搬送台車１は回動す
る。

【００３９】＊カーブ部次にカーブ部の操舵制御について図12，図13を参照しな
がら説明する。カーブ検出器52において検出されている
カーブ部のナンバー〜を運行コントローラ35へ出力
し、このカーブ部のナンバーに応じて出力されてくる絶
対座標（ｘ，ｙ）での前記カーブ部の座標｛Ｐ（Ｎ），
Ｑ（Ｎ）｝が記憶されるメモリ69が設けられており、こ
のメモリ69より絶対座標（ｘ，ｙ）でのカーブ部座標
｛Ｐ（Ｎ），Ｑ（Ｎ）｝が呼び出される。

【００４０】また絶対座標（ｘ，ｙ）における後輪４の
中心位置の座標（Ｖ₀，Ｗ₀）を、直線ルートに対する
搬送台車１の傾きΘ₀と、カウンタ55により検出された
単位時間毎のカウント値ｊと、後輪２の操舵角度ＰＯＴ
_Rから下記（６）式により求める後輪位置座標演算器71
が設けられている。パルスエンコーダ15の１パルス当た
りの搬送台車１の進み距離をＥ_Nとする。

【００４１】Ｖ₀＝Ｖ₀＋ｊＥ_Nｃｏｓ（ＰＯＴ_R＋Θ₀）Ｗ₀＝Ｗ₀＋ｊＥ_Nｓｉｎ（ＰＯＴ_R＋Θ₀） …（６）この求めた後輪４の中心位置の座標（Ｖ₀，Ｗ₀）と上
記搬送台車１の傾きΘと距離Ｄ，Ｌ，Ｃより前側のＣＣ
Ｄリニアセンサ25の中心位置の座標（Ｘ₁，Ｙ ₁）を、
下記（５）式により求める前方カメラ座標演算器72が設
けられている。

【００４２】Ｘ₁＝Ｖ₀−ＣｓｉｎΘ＋（Ｌ−Ｄ）ｃｏｓΘ Ｙ₁＝Ｗ₀＋ＣｃｏｓΘ＋（Ｌ−Ｄ）ｓｉｎΘ …（７）次にＣＣＤリニアセンサ25の中心位置の座標（Ｘ₁，Ｙ
₁）とカーブ部間の距離Ｑ_Nを絶対座標（ｘ，ｙ）での
カーブ部座標｛Ｐ（Ｎ），Ｑ（Ｎ）｝から求める前方カ
メラ部偏位演算器73が設けられている。まず、ＣＣＤリ
ニアセンサ25の中心位置を原点とし、搬送台車１の中心
線をｘ’軸としたｘ’，ｙ’座標に、絶対座標のカーブ
部座標｛Ｐ（Ｎ），Ｑ（Ｎ）｝全てを下記式（８）によ
り変換する。

【００４３】Ｐ'(Ｎ）＝｛Ｐ（Ｎ）−Ｘ₁｝ｃｏｓΘ＋｛Ｑ（Ｎ）−Ｙ₁｝ｓｉｎΘ Ｑ'(Ｎ）＝｛Ｑ（Ｎ）−Ｙ₁｝ｃｏｓΘ−｛Ｐ（Ｎ）−Ｘ₁｝ｓｉｎΘ …（８）次にＰ'(Ｎ）がｘ’座標”０”を横切る（ｎ−１），ｎ
を求め、このときのｙ’座標、すなわちＱ_Nを下記式
（９）により直線補間により求める。

【００４４】Ｑ_N＝Ｑ'(ｎ） −｛Ｑ'(ｎ）−Ｑ'(ｎ−１）｝／｛Ｐ'(ｎ）−Ｐ'(ｎ−１）｝ …（９）この求められたＣＣＤリニアセンサ25の中心位置の座標
（Ｘ₁，Ｙ₁）とカーブ部間の距離Ｑ_Nから、信号処理
装置27により求められた誘導線22の中心位置と搬送台車
１の中心位置との差Ｅ_Fとの誤差ΔＥ_Fを求める減算器
74が設けられ、この誤差ΔＥ_Fと上記搬送台車１の傾き
ΘからＣＣＤリニアセンサ25の中心位置の座標（Ｘ₁，
Ｙ₁）と後輪４の中心位置の座標（Ｖ₀，Ｗ₀）を下記
式（10）により補正する前方カメラ座標補正演算器75が
設けられている。

【００４５】Ｘ₁＝Ｘ₁−ΔＥ_FｓｉｎΘ Ｙ₁＝Ｙ₁＋ΔＥ_FｃｏｓΘ Ｖ₀＝Ｖ₀−ΔＥ_FｓｉｎΘ Ｗ₀＝Ｗ₀＋ΔＥ_FｃｏｓΘ …（10）この補正されたＣＣＤリニアセンサ25の中心位置の座標
（Ｘ₁，Ｙ₁）を原点とし、搬送台車１の中心線をｘ’
軸としたｘ’，ｙ’座標に、絶対座標のカーブ部座標
｛Ｐ（Ｎ），Ｑ（Ｎ）｝を下記式（11）により変換する
座標変換器76が設けられている。式（11）は上記式
（８）と同じである。

【００４６】Ｐ'(Ｎ）＝｛Ｐ（Ｎ）−Ｘ₁｝ｃｏｓΘ＋｛Ｑ（Ｎ）−Ｙ₁｝ｓｉｎΘ Ｑ'(Ｎ）＝｛Ｑ（Ｎ）−Ｙ₁｝ｃｏｓΘ−｛Ｐ（Ｎ）−Ｘ₁｝ｓｉｎΘ …（11）なお、前側のＣＣＤリニアセンサ25が不調の場合、すな
わち前方信号処理装置27からエラー信号Ｅ_rFが入力され
ている場合、（10）式で求めた座標（Ｘ₁，Ｙ ₁）に代
えて、前方カメラ座標演算器72で求めた座標（Ｘ₁，Ｙ
₁）を使用する。

【００４７】またこの｛Ｐ'(Ｎ），Ｑ'(Ｎ）｝と距離
Ｄ，Ｌ，Ｃから、予測距離Ａにおける、前側のＣＣＤリ
ニアセンサ25前方の誘導線22の中心座標｛Ｐ'(Ｆ），
Ｑ'(Ｆ）｝を求める前方予測座標演算器77が設けられて
いる。この演算器77では図13（ｂ）に示すように、Ｐ'
(Ｎ）がｘ’座標”Ａ”を横切る（ｉ−１），ｉを求
め、このときのｘ’座標，ｙ’座標を下記式（12）によ
り直線補間により求める。

【００４８】Ｐ'(Ｆ）＝Ｐ'(ｉ） −｛Ｐ'(ｉ）−Ｐ'(ｉ−１）｝／｛Ｑ'(ｉ）−Ｑ'(ｉ−１）｝Ｑ'(Ｆ）＝Ｑ'(ｉ） −｛Ｑ'(ｉ）−Ｑ'(ｉ−１）｝／｛Ｐ'(ｉ）−Ｐ'(ｉ−１）｝ …（12）またこの｛Ｐ'(Ｎ），Ｑ'(Ｎ）｝と距離Ｄ，Ｌ，Ｃとマ
ーク29を検出してから後輪４がマーク29を通過するまで
の時間オンするリレイＳＴから、予測距離Ａにおける、
後側のＣＣＤリニアセンサ26前方の誘導線22の中心座標
｛Ｐ'(Ｒ），Ｑ'(Ｒ）｝を求める後方予測座標演算器78
が設けられている。

【００４９】リレイＳＴがオン、すなわち図13（ａ）に
示すようにｘ’座標”Ａ−Ｌ”が直線部に対応すると
き、下記式（13）によりＱ'(Ｒ）を求める。Ｐ'(Ｒ）＝Ａ−ＬＱ'(Ｒ）＝｛Ｐ'(１）−（Ａ−Ｌ）｝ｔａｎΘ＋Ｑ'(１）…（13）またリレイＳＴがオフ、すなわち図13（ｂ）に示すよう
にｘ’座標”Ａ−Ｌ”がカーブ部に対応するとき、Ｐ'
(Ｎ）がｘ’座標”Ａ−Ｌ”を横切る（ｊ−１），ｊを
求め、このときのｘ’座標，ｙ’座標を下記式（14）に
より直線補間により求める。

【００５０】Ｐ'(Ｒ）＝Ｐ'(ｊ） −｛Ｐ'(ｊ）−Ｐ'(ｊ−１）｝／｛Ｑ'(ｊ）−Ｑ'(ｊ−１）｝Ｑ'(Ｒ）＝Ｑ'(ｊ） −｛Ｑ'(ｊ）−Ｑ'(ｊ−１）｝／｛Ｐ'(ｊ）−Ｐ'(ｊ−１）｝ …（14）上記前輪２と後輪４の各予測目標座標｛Ｐ'(Ｆ），Ｑ'
(Ｆ）｝｛Ｐ'(Ｒ），Ｑ'(Ｒ）｝より前輪２の指令操舵
角β_Fと後輪４の指令操舵角β_Rを上記距離Ｄ，Ｌ，Ｃ
により下記（15）式により求める操舵角度演算器79が設
けられている。この式はＣＣＤリニアセンサ25の中心位
置を原点とし、搬送台車１の中心線をｘ’軸として演算
している。搬送台車１の回転中心Ｇの座標を（Ｈ，Ｉ）
とする。

【００５１】Ｈ＝Ｌ・Ｑ'(Ｆ）／ＢＩ＝−Ｌ・Ｐ'(Ｆ）／ＢＢ＝Ｐ'(Ｆ）・Ｑ'(Ｒ）／｛Ｐ'(Ｒ）＋Ｌ｝−Ｑ'(Ｆ） β_F＝９０°＋ｔａｎ^-1〔｛（Ｃ／Ｌ）Ｂ＋Ｐ'(Ｆ）｝／−｛（Ｄ／Ｌ）Ｂ＋Ｑ'(Ｆ）｝〕 β_R＝９０°＋ｔａｎ^-1〔｛−（Ｃ／Ｌ）Ｂ＋Ｐ'(Ｆ）｝／｛（Ｄ−Ｌ）／Ｌ・Ｂ−Ｑ'(Ｆ）｝〕 …（15）この求められたカーブ部の前輪２の指令操舵角β_Fと後
輪４の指令操舵角β_Rは、上記の如くリレイＣＶの接点
により切換られて操舵角度設定値とされ、各操舵ドライ
バ12，13において偏差ｅ_F，ｅ_Rに応じて操舵モータ
８，９が駆動され、よって操舵角度設定値β_F，β_Rに
操舵角度ＰＯＴ_F，ＰＯＴ_Rが一致され、予測距離Ａの
カーブ部の中心に向けて搬送台車１は回動する。

【００５２】このように、誘導線22に戻るように操舵さ
れ、搬送台車１を誘導線22に沿って走行させることがで
きるともに、走行速度ｍによる予測距離Ａの位置を目標
とすることから、高速走行を行うことができ、よって搬
送台車１の移動時間を短縮でき、作業効率を改善するこ
とができる。

【００５３】また、前輪２と後輪４が個別の操舵角で制
御されることにより、搬送台車１は最少のスペースでカ
ーブ部を曲がることができ、よって設置面積を削減で
き、設備のコストを低減することができる。

【００５４】また、カーブ部の操舵の際、前側のＣＣＤ
リニアセンサ25の中心位置（Ｘ₁，Ｙ₁）と後輪４の中
心位置の座標（Ｖ₀，Ｗ₀）を誘導線22に対して補正す
ることにより、誘導線22のカーブ部を曲がる際に発生す
る搬送台車１の位置のずれが補正され、誘導線22の中心
位置の予測位置を正確に求めることができ、よって搬送
台車１は蛇行することなく、スムーズに曲がることがで
き、カーブ部の走行速度を上げることが可能となり、搬
送台車１の移動時間を短縮でき、作業効率を改善するこ
とができる。

【００５５】また、ＣＣＤリニアセンサ25，26により誘
導線22を検出することができない、たとえば誘導線22の
ペイントが剥がれたり、消えたりしている場合にも、ジ
ャイロ34、角度検出器16，17の出力により、搬送台車１
の現在座標を確認することで、直線部、カーブ部を走行
でき、走行制御を続行することができる。

【００５６】なお、上記実施の形態では、２個の車輪
２，４を駆動・操舵輪としているが、４個の車輪２，
３，４，５を全て独立した操舵輪とすることもできる。
このとき、車輪３，５にそれぞれ操舵ドライバ、操舵モ
ータ、角度検出器が必要なことは勿論である。直線部で
の前方の車輪３の操舵角γ_F’を（５）’式に示す。

【００５７】 γ_F’＝ｔａｎ^-1｛（−Ｄ−Ｈ）／（Ｃ−Ｉ）｝ …（５）’ またカーブ部での前方の車輪３の操舵角β_F’と後方の
車輪５の操舵角β_R’を（15）’式に示す。

【００５８】 β_F’＝９０°＋ｔａｎ^-1〔｛−（Ｃ／Ｌ）Ｂ＋Ｐ'(Ｆ）｝／−｛（Ｄ／Ｌ）Ｂ＋Ｑ'(Ｆ）｝〕 β_R’＝９０°＋ｔａｎ^-1〔｛（Ｃ／Ｌ）Ｂ＋Ｐ'(Ｆ）｝／｛（Ｄ−Ｌ）／Ｌ・Ｂ−Ｑ'(Ｆ）｝〕 …（15）’ また搬送台車１を逆方向に走行させる場合にも、前側の
リニアセンサ25と後側のリニアセンサ26の入力を入れ換
えることにより誘導線22に沿って誘導操舵することがで
きる。

【００５９】また、後輪位置座標演算器71と後輪ｙ軸座
標演算器91において、後輪４位置を求めているが、前輪
２の座標を求めるようにしてもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明による
と、リニアセンサからの出力信号により検出された誘導
線の中心位置と各移動体前後両端部の中心位置との差か
ら前記移動体の傾きが演算され、この傾きに基づいてリ
ニアセンサの所定前方位置の誘導線の中心位置と移動体
の中心位置との差が予測され、この差を無くすよう車輪
の操舵角度が求められ、この操舵角度に応じて前記操舵
装置が制御されることにより、誘導線に戻るように操舵
され、移動体を誘導線に沿って走行させることができる
ともに、予測した誤差を無くすことを目標とすることか
ら、高速走行を行うことができ、よって移動体の移動時
間を短縮でき、作業効率を改善することができる。また
独立した車輪が個別の操舵角で制御されることにより、
移動体は最少のスペースでカーブ部を曲がることがで
き、設置面積を削減でき、設備のコストを低減すること
ができる。

【００６１】また請求項２記載の発明によると、求めた
移動体の傾きと前記絶対移動角度と車輪の操舵角度と移
動体の走行速度と誘導線の座標に基づいて、前記誘導線
の座標に対応した移動体の位置が補正されることによ
り、誘導線のカーブ部を曲がる際に発生する移動体の位
置のずれを補正でき、誘導線の中心位置との予測される
差を正確に求めることができ、よって移動体は蛇行する
ことなく、スムーズに曲がることができ、カーブ部の走
行速度を上げることが可能となり、移動体の移動時間を
短縮でき、作業効率を改善することができる。

【００６２】さらに請求項３記載の発明によると、信号
処理装置により誘導線の中心位置と移動体中心位置との
差を求めることができないとき、求めた移動体の傾きと
前記絶対移動角度と車輪の操舵角度と移動体の走行距離
により移動体の現在座標を求め、この座標と前記誘導線
の座標に基づいて前記操舵装置を制御することによっ
て、誘導線の剥がれやペイント落ちによりリニアセンサ
が誘導線の反射光を受光できない場合にも、移動体の操
舵制御を続行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す誘導操舵装置を搭載
した搬送台車の概略構成図である。

【図２】同搬送台車の車輪と機器の位置関係を示す説明
図である。

【図３】同搬送台車の移動経路に沿って設けられた誘導
線の敷設図である。

【図４】同搬送台車における信号処理装置の構成を示す
ブロック図である。

【図５】同搬送台車における誘導線への照射状態を示す
平面図である。

【図６】同搬送台車における信号の処理手順を示す波形
図である。

【図７】同搬送台車における走行・操舵コントローラの
構成を示すブロック図である。

【図８】同搬送台車における走行・操舵コントローラの
構成を示すブロック図である。

【図９】同搬送台車における走行・操舵コントローラの
構成を示すブロック図である。

【図10】同搬送台車における走行・操舵コントローラの
構成を示すブロック図である。

【図11】同搬送台車における走行・操舵コントローラの
直線部操舵の説明図である。

【図12】同搬送台車における走行・操舵コントローラの
カーブ部操舵の説明図である。

【図13】同搬送台車における走行・操舵コントローラの
カーブ部操舵の説明図である。

【符号の説明】１搬送台車（移動体）２前輪３，５キャスタ輪４後輪６，７走行モータ８，９操舵モータ 10，11 走行ドライバ 12，13 操舵ドライバ 15 パルスエンコーダ 16，17 角度検出器 21 路面 22 誘導線 23，24 照射器 25，26 ＣＣＤリニアセンサ 27，28 信号処理装置 29，30 マーク 31 カーブ開始検出器 32 カーブ終了検出器 34 ジャイロ 36 走行・操舵コントローラ（制御装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤浩一大阪府大阪市西区京町堀１丁目15番10号ティー・シー・エム・システムエンジニアリング株式会社内 (72)発明者八田孝大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号日立造船株式会社内 (72)発明者森内博明大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号日立造船株式会社内 (72)発明者池田光浩大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号日立造船株式会社内 (72)発明者徳田裕亮大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号日立造船株式会社内 (72)発明者滝賢一大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号日立造船株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体を所定の移動経路に沿って移動さ
せるための誘導操舵装置であって、前記移動体の車輪にそれぞれ独立して設けられた操舵装
置と、前記移動経路に沿って配置された誘導線と、前記移動体の前後両端部にそれぞれ設けられ、前記誘導
線の反射光を受光するリニアセンサと、これらリニアセンサからの出力信号により誘導線の中心
位置と各移動体前後両端部の中心位置との差をそれぞれ
検出する信号処理装置と、前記信号処理装置により検出された誘導線の中心位置と
移動体の中心位置との差から前記移動体の傾きを演算
し、この傾きに基づいて前記リニアセンサの所定前方位
置の誘導線の中心位置と移動体の中心位置との差を予測
し、この差を無くす前記車輪の操舵角度を求め、この操
舵角度に応じて前記操舵装置を制御する制御装置とを備
えたことを特徴とする移動体の誘導操舵装置。
【請求項２】請求項１記載の誘導操舵装置であって、移動体の絶対移動角度を検出するジャイロと、車輪の操舵角度を検出する角度検出器と、車輪に連結されたパルスエンコーダと、誘導線の座標を記憶したメモリとを備え、制御装置は、求めた移動体の傾きと前記絶対移動角度と
前記車輪の操舵角度と前記パルスエンコーダの出力パル
スをカウントして得られる移動体の走行速度と前記誘導
線の座標に基づいて、前記誘導線の座標に対応した移動
体の位置を補正することを特徴とする。
【請求項３】請求項１記載の誘導操舵装置であって、移動体の絶対移動角度を検出するジャイロと、車輪の操舵角度を検出する角度検出器と、車輪に連結されたパルスエンコーダと、誘導線の座標を記憶したメモリとを備え、制御装置は、信号処理装置により誘導線の中心位置と移
動体中心位置との差を求めることができないとき、前記
絶対移動角度と前記車輪の操舵角度と前記パルスエンコ
ーダの出力パルスをカウントして得られる走行距離によ
り移動体の現在座標を求め、この座標と前記誘導線の座
標に基づいて前記操舵装置を制御することを特徴とす
る。