JPH09269818A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガイドテープの表裏に関係なく自動走行車を
軌跡制御可能とする。 【解決手段】 ガイドセンサ７を、Ｎ極およびＳ極を共
に検知するホール素子７１を車体幅方向に間隔をおいて
複数配置したものとする。そして、Ｎ極検出のための判
定レベルを設定するＮ極検出レベル発生部７２ａおよび
Ｓ極検出のための判定レベルを設定するＳ極検出レベル
発生部７２ｂと、各ホール素子７１毎に出力がＮ極側の
ときにその出力をＮ極検出レベル発生部７２ａにより設
定された判定レベルと比較してＮ極検出信号を出力する
よう構成されたＮ極検出比較部７２ｃおよびその出力を
取り出す出力部７２ｄと、各ホール素子７１毎に出力が
Ｓ極側のときにその出力をＳ極検出レベル発生部７２ｂ
により設定された判定レベルと比較してＳ極検出信号を
出力するよう構成されたＳ極検出比較部７２ｅおよびそ
の出力を取り出す出力部７２ｆを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の制御装置に関
し、より詳しくは路面に敷設されたガイドテープに誘導
されて走行する車両の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特開平３−２１６７０９号公
報に記載されているように、例えば工場内で車両を自動
走行させるため、路面に磁気ガイド部材（ガイドテー
プ）を敷設し、ガイドテープに対する車体横幅方向の偏
位を検出する磁気センサ（ガイドセンサ）を車体側に設
けて、そのセンサ出力に基づいて操舵用モータを制御し
車両の軌跡制御を行うようにしたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、自走式の車両
を誘導するための上記ガイドテープは表側がＮ極で裏側
がＳ極になるよう形成され、一方、ガイドセンサとして
は、Ｎ極のみ検出できるものが使用されるので、ガイド
テープは必ず表側が上になるよう敷設されなくてはなら
ず、表裏逆に敷設された場合にはガイドテープの検出に
よる軌跡制御ができない。しかし、ガイドテープは表裏
を見誤り易いものであって、表裏逆に敷設されてしまう
ことがあった。そして、そのようなミスがあると、実際
に車両を走行させてみたときに軌跡制御ができないの
で、その段階でガイドテープの敷設をやり直さなければ
ならなかった。

【０００４】したがって、路面に敷設したガイドテープ
の表裏に関係なく車両の軌跡制御による自動走行を可能
とすることが課題である。本発明はこの課題を解決する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る車両の制御
装置は、路面に敷設された磁気ガイド部材を検出するた
め、磁気ガイド部材のＮ極およびＳ極を共に検知するガ
イドセンサを用いるとともに、該ガイドセンサによりＮ
極およびＳ極のいずれかが検出された時にその検出信号
に基づいて磁気ガイド部材の位置を演算しガイド信号を
出力するガイド位置演算部と、該ガイド位置演算部の出
力信号に基づいて車両操舵用のモータを制御するモータ
制御部を設けたことを特徴とする。

【０００６】本発明の上記構成によれば、磁気ガイド部
材は表裏に関係なくガイドセンサによって検知される。
そして、ガイド位置演算部からガイド信号が出力され、
それに基づいて車両操舵用のモータが制御され、ガイド
テープに沿って走行するよう車両の軌跡制御が行われ
る。

【０００７】磁気ガイド部材のＮ極およびＳ極を共に検
知するためのガイドセンサは、車体横幅方向に所定間隔
で並ぶ複数のホール素子により磁気を検出するものとす
るのがよい。

【０００８】ガイドセンサを上記のように車体横幅方向
に所定間隔で並ぶ複数のホール素子により磁気を検出す
るものとした場合、磁気ガイド部材にかかる位置のホー
ル素子はＮ極およびＳ極を共に検知していずれもＯＮ信
号を出力し、ガイドテープが外れた位置のホール素子は
ＯＦＦとなる。そこで、例えば直進の場合は、ガイドセ
ンサのガイド位置検出部により、ＯＮ信号を出した各ホ
ール素子の重みづけによる重心演算を行うことによって
磁気ガイド部材の中心線のガイドセンサの中心位置に対
する偏位を出し、その出力に基づいて操舵用モータを制
御しガイドテープの中心線をガイドセンサの中心位置に
求心させつつ直進走行させるよう軌跡制御できる。ま
た、例えば車両を磁気ガイド部材の分岐点で左折させる
場合は、まず、その分岐点における左エッジをホール素
子のＯＮ信号によって検出することにより左折側の磁気
ガイド部材に沿って左折させる分岐制御を行い、次い
で、その左エッジを基準とした磁気ガイド部材の中心線
に対し重心演算を行って偏位を出し、やはり操舵用モー
タを制御し磁気ガイド部材の中心線をガイドセンサの中
心位置に求心させつつ左折走行させるよう軌跡制御でき
る。右折の場合も同様で、今度は右エッジを検出するこ
とによる分岐制御によって車両を右折させ、その右エッ
ジを基準とした磁気ガイド部材幅の中心線に対しやはり
重心演算を行って偏位を出し、操舵用モータを制御し磁
気ガイド部材の中心線をガイドセンサの中心位置に求心
させつつ右折走行させるよう軌跡制御できる。

【０００９】このようにガイドセンサの検出部を複数の
ホール素子で構成した場合に、ホール素子は上述のよう
にＮ極およびＳ極を共に検知するが、そのＮ極側の出力
とＳ極側の出力は一方がプラス方向で他方がマイナス方
向となる。したがって、ガイドセンサが各ホール素子に
よるＮ極およびＳ極のいずれかの検出信号に基づいて磁
気ガイド部材の位置信号を出力するためには、例えば、
Ｎ極検出のための判定レベルを設定するＮ極検出レベル
発生部と、Ｓ極検出のための判定レベルを設定するＳ極
検出レベル発生部とを別個に設けるとともに、各ホール
素子についてその出力がＮ極側のときは該出力をＮ極検
出レベル発生部により設定された判定レベルと比較して
Ｎ極検出信号を出力し、出力がＳ極側のときは該出力を
前記Ｓ極検出レベル発生部により設定された判定レベル
と比較してＳ極検出信号を出力する比較部を設けたもの
とするのがよい。ガイドセンサをこのようなＮ極検出レ
ベル発生部とＳ極検出レベル発生部と比較部を備えたも
のとすることにより、Ｎ極検出とＳ極検出をいずれも適
正なものとすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図７によって発明の
実施の形態を説明する。

【００１１】図１は、２輪旋回駆動型自動走行車の機器
配置を示す正面図（ａ），平面図（ｂ），側面図（ｃ）
および底面図（ｄ）である。この自動走行車１は、前輪
２Ａ，２Ｂが二つ、後輪３Ａ，３Ｂが二つで、前輪２
Ａ，２Ｂ二つはモータ駆動式の駆動輪であり、後輪３
Ａ，３Ｂ二つは固定式の従動輪である。そして、駆動輪
である左右二つの前輪２Ａ，２Ｂは車体１Ａの下面に回
転自在に設置された旋回台４に支持されている。そし
て、上記旋回台４には、左右の前輪２Ａ，２Ｂに挟まれ
た位置に、これら２輪をそれぞれ駆動する操舵兼用の一
対の駆動モータ５Ａ，５Ｂが設置されている。また、上
記旋回台４の前端中央には、路面６に敷設されたガイド
テープ（図示せず）に近接するようガイドセンサ７が取
り付けられている。また、車体１Ａには、路面６に敷設
された番地板（図示せず）に近接するよう下面一側縁部
に番地センサ８が取り付けられ、上面には前後左右の４
箇所にウインカー灯９Ａ，９Ｂ，１０Ａ，１０Ｂが設置
されている。また、車体１Ａの正面上部は、各種操作用
の操作スイッチ群１１および各種運転状態表示用の表示
灯群１２を配置した操作表示部１３とされている。ま
た、車体１Ａ正面中央には障害物の接近を検知する障害
物センサ１４が設置されている。

【００１２】上記ガイドセンサ７は、検知部としてホー
ル素子を車体横幅方向に所定間隔で複数並べたものであ
る。

【００１３】また、上記番地センサ８は、Ｎ極とＳ極の
組み合わせパターンを備えた番地板から直進，左折およ
び右折の各ガイド指令値信号を受け、また、高速，中
速，低速といった各走行速度指令値信号を受けて、それ
らガイド指令値信号および走行速度指令値信号を指定値
操作盤１３内蔵のコントロールユニットの演算部（ＣＰ
Ｕ）に出力するよう構成されている。

【００１４】上記自動走行車１の軌跡制御のための機器
構成は、上記ガイドセンサ７および番地センサ８と、コ
ントロールユニットからなっている。図２はその機器構
成ブロック図である。コントロールユニットは、メモリ
部２１と演算部（ＣＰＵ）２２からなり、また、左モー
タ駆動部２３および右モータ駆動部２４の機能を備える
ものである。左モータ駆動部２３および右モータ駆動部
２４は、演算部２２からの指令によって左駆動モータ５
Ａおよび右駆動モータ５Ｂの回転速度を制御し、その回
転速度差によって分岐制御および軌跡制御を行う。

【００１５】図３は自動走行車の基本的な軌跡制御則を
示すガイド位置検知の説明図（ａ）および左右駆動モー
タの回転速度演算式のグラフ（ｂ）であり、図４は、そ
の軌跡制御の制御ブロック図である。

【００１６】図３（ａ）において、３０は路面に敷設さ
れたガイドテープである。また、白抜き矢印は、ガイド
センサ７と一体の車両の進行方向を示す。図３（ａ）に
おいて、ガイドセンサ７は、車体横幅方向に所定間隔を
おいた複数のポイント（図の例では１６のポイント）で
磁気を検知し、ガイドテープ３０が位置するポイント
（図では左から３〜７番目に位置する５個のポイント）
でＯＮ信号を出力する。ガイドテープから外れたその他
のポイントではセンサ信号はＯＦＦである。

【００１７】図３（ａ）は直進状態を示すものであっ
て、直前の番地板からの直進指令のガイド指令値と、高
速，中速，低速のいずれかの走行速度指令値が、番地セ
ンサ８を介して左駆動モータ回転速度演算部２２ｂおよ
び右駆動モータ回転速度演算部２２ｃに入力されてい
る。この場合、ガイドテープ位置演算部２２ａは、ガイ
ドセンサ７の出力を受け、ＯＮ信号の各ポイントの重み
づけによる重心演算を行うことによってガイドテープ３
０の中心線のガイドセンサ７の中心位置に対する偏位
（ガイドテープ位置）を出す。そして、その偏位に基づ
いて、左駆動モータ回転速度演算部２２ｂおよび右駆動
モータ回転速度演算部２２ｃが左右駆動モータ５Ａ，５
Ｂの回転速度を演算する。これら左駆動モータ回転速度
演算部２２ｂおよび右駆動モータ回転速度演算部２２ｃ
による演算値をグラフで示すと、例えば図３（ｂ）のよ
うになる。この演算値は、高速，中速および低速のそれ
ぞれについてコントロールユニットの上記メモリ部２１
から読み出すものである。そして、左右駆動モータ５
Ａ，５Ｂが制御され、走行操舵機構部３１が駆動される
ことによって、ガイドテープ３０の中心線をガイドセン
サ７の中心位置に求心させつつ直進走行させるよう軌跡
制御が行われる。なお、上記ガイドテープ位置演算部２
２ａと左駆動モータ回転速度演算部２２ｂおよび右駆動
モータ回転速度演算部２２ｃは、図２における演算部２
２を構成するものである。

【００１８】また、自動走行車１をガイドテープの分岐
点で左折させる場合は、分岐点の手前の番地板から左折
指令のガイド指令値といずれかの走行速度指令値が番地
センサ８を介して左駆動モータ回転速度演算部２２ｂお
よび右駆動モータ回転速度演算部２２ｃに入力される。
この場合、左駆動モータ回転速度演算部２２ｂおよび右
駆動モータ回転速度演算部２２ｃは、分岐点におけるガ
イドテープ３０の左エッジをガイドセンサ７のＯＮ信号
によって検出することにより、その左エッジに沿って自
動走行車１を左折させるよう左右駆動モータ５Ａ，５Ｂ
の回転速度を演算し、自動走行車１を左折させる。次い
で、ガイドテープ位置演算部２２ａが上記左エッジを基
準としたガイドテープ幅の中心線に対し重心演算を行っ
て偏位を出す。そして、その偏位に基づいて、左駆動モ
ータ回転速度演算部２２ｂおよび右駆動モータ回転速度
演算部２２ｃが左右駆動モータ５Ａ，５Ｂの回転速度を
演算し、やはり左右駆動モータ５Ａ，５Ｂを制御して、
ガイドテープの中心線をガイドセンサの中心位置に求心
させつつ左折走行させる。

【００１９】右折の場合は、分岐点の手前の番地板から
右折指令のガイド指令値とやはりいずれかの走行速度指
令値が番地センサ８を介して左駆動モータ回転速度演算
部２２ｂおよび右駆動モータ回転速度演算部２２ｃに入
力される。そして、左駆動モータ回転速度演算部２２ｂ
および右駆動モータ回転速度演算部２２ｃは、分岐点に
おけるガイドテープ３０の右エッジをガイドセンサ７の
ＯＮ信号によって検出し、右エッジに沿って自動走行車
１を左折させるよう左右駆動モータ５Ａ，５Ｂの回転速
度を演算する。そして、ガイドテープ位置演算部２２ａ
が上記右エッジを基準としたガイドテープ幅の中心線に
対し重心演算を行って偏位を出し、その偏位に基づい
て、左駆動モータ回転速度演算部２２ｂおよび右駆動モ
ータ回転速度演算部２２ｃが左右駆動モータ５Ａ，５Ｂ
の回転速度を演算し、左右駆動モータ５Ａ，５Ｂを制御
して、ガイドテープの中心線をガイドセンサの中心位置
に求心させつつ右折走行させる。

【００２０】ガイドセンサ７は、上述のとおりＮ極およ
びＳ極を共に検知するホール素子を用いたものである。
図５は、このガイドセンサ７の構造を示している。ま
た、図６はこのガイドセンサ７の機能ブロック図であ
る。

【００２１】図５において、７１は各磁気検出部を構成
するホール素子である。これらホール素子７１は、車体
幅方向に間隔をおいた上記複数のポイント（図の例では
１６のポイント）に配置されている。また、７２はガイ
ドテープ位置検出部である。ガイドテープ位置検出部７
２は、Ｎ極検出のための判定レベルを設定するＮ極検出
レベル発生部７２ａおよびＳ極検出のための判定レベル
を設定するＳ極検出レベル発生部７２ｂと、各ホール素
子７１毎に出力がＮ極側のときにその出力をＮ極検出レ
ベル発生部７２ａにより設定された判定レベルと比較し
てＮ極検出信号を出力するよう構成されたＮ極検出比較
部７２ｃおよびその出力を取り出す出力部７２ｄと、各
ホール素子７１毎に出力がＳ極側のときにその出力をＳ
極検出レベル発生部７２ｂにより設定された判定レベル
と比較してＳ極検出信号を出力するよう構成されたＳ極
検出比較部７２ｅおよびその出力を取り出す出力部７２
ｆを備える。

【００２２】上記自動走行車１の軌跡制御の制御フロー
は図７に示すとおりである。この制御フローはスタート
ボタンを押すことによって起動する（ステップＳ１）。
そして、番地板を検出したかどうかを見て（ステップＳ
２）、番地板を検出したというときは、その番地板のガ
イド指令値が直進指令かどうかを見る（ステップＳ
３）。そして、直進指令であれば、直進演算設定のフラ
グを立て（ステップＳ４）、左右折表示灯を消す（ステ
ップＳ５）。

【００２３】また、ステップＳ３で直進指令でないとい
うときは、左折指令かどうかを見る（ステップＳ６）。
そして、左折指令であれば、左折演算設定のフラグを立
て（ステップＳ７）、左折表示灯を点灯する（ステップ
Ｓ８）。

【００２４】また、ステップＳ６で左折指令でないとい
うときは、右折指令かどうかを見る（ステップＳ９）。
そして、右折指令であれば、右折演算設定のフラグを立
て（ステップＳ１０）、右折表示灯を点灯する（ステッ
プＳ１１）。

【００２５】こうして直進，左折および右折のいずれか
のモードを設定した後は、いずれもステップＳ１２から
ステップＳ１５のルーチンに入り、まず、ガイドテープ
位置を演算する（ステップ１２）。そして、ガイドテー
プ位置に基づいてモータ回転速度を演算し（ステップＳ
１３）、モータ回転速度を演算した値に設定して（ステ
ップＳ１４）、モータを駆動する（ステップＳ１５）。

【００２６】そして、停止要求があるかどうかを見て
（ステップＳ１６）、停止要求があるまでＳ２〜Ｓ１５
のルーチンを繰り返し、停止要求があれば、モータ駆動
を停止する（ステップＳ１７）。

【００２７】なお、上記自動走行車１は２輪旋回駆動型
であるが、本発明は、前輪一つで、それが駆動輪で、駆
動モータの他に操舵モータを設けてなる１輪旋回駆動型
自動走行車に適用することもでき、また、車体に固定し
た一対のモータで２輪を駆動し、他の２輪をキャスター
式の従動輪とした２輪固定駆動型自動走行車にも適用で
きる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、路面に敷設したガイド
ガイドの表裏に関係なく車両の軌跡制御による自動走行
を可能とし、ガイドテープの敷設ミスによるトラブルを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動走行車の機器配置図である。

【図２】自動走行車の機器構成ブロック図である。

【図３】自動走行車の軌跡制御則の説明図およびグラフ
である。

【図４】自動走行車の軌跡制御の制御ブロック図であ
る。

【図５】ガイドセンサの構造図である。

【図６】ガイドセンサの機能ブロック図である。

【図７】自動走行車の軌跡制御の制御フローを示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ 自動走行車 ５Ａ，５Ｂ 駆動モータ ６ 路面 ７ ガイドセンサ ８ 番地センサ １３ 操作表示部 ２１ メモリ部 ２２ 演算部 ３０ ガイドテープ ７１ ホール素子 ７２ ガイドテープ位置検出部 ７２ａ Ｎ極検出レベル発生部 ７２ｂ Ｓ極検出レベル発生部 ７２ｃ Ｎ極検出比較部 ７２ｅ Ｓ極検出比較部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 路面に敷設された磁気ガイド部材を検出
   し該磁気ガイドにより誘導されて走行する車両の制御装
   置であって、前記磁気ガイド部材のＮ極およびＳ極を共
   に検出するガイドセンサと、該ガイドセンサによりＮ極
   およびＳ極のいずれかが検出された時にその検出信号に
   基づいて前記磁気ガイド部材の位置を演算しガイド信号
   を出力するガイド位置演算部と、該ガイド位置演算部の
   出力信号に基づいて車両操舵用のモータを制御するモー
   タ制御部を設けたことを特徴とする車両の制御装置。
2. 【請求項２】 前記ガイドセンサは、車体横幅方向に所
   定間隔で並ぶ複数のホール素子により磁気を検出するも
   のである請求項１記載の車両の制御装置。
3. 【請求項３】 前記ガイドセンサは、Ｎ極検出のための
   判定レベルを設定するＮ極検出レベル発生部と、Ｓ極検
   出のための判定レベルを設定するＳ極検出レベル発生部
   と、各ホール素子についてその出力がＮ極側のときは該
   出力を前記Ｎ極検出レベル発生部により設定された判定
   レベルと比較してＮ極検出信号を出力し前記出力がＳ極
   側のときは該出力を前記Ｓ極検出レベル発生部により設
   定された判定レベルと比較してＳ極検出信号を出力する
   比較部を備える請求項２記載の車両の制御装置。