JPS61105617A - 無人搬送車の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は無人搬送車と基準位置との離隔距離を測定しつ
つ、当該無人搬送車の走行を制御する無人搬送車の走行
制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より予め設定された走行経路に従い自動走行する無
人搬送車がある。

ところで上記無人搬送車には、走行経路に設けられた電
磁誘導線やガードレール等を道案内として走行する案内
装置を用いた無人搬送車と、走行経路を予め記憶し、車
輪の回転数やステアリング角度等から求められる自分の
位置と比較しつつ自動走行するといった案内装置を用い
ない無人搬送車とがある。そして上記前者の案内装置を
用いた無人搬送車にあっては、その走行経路に電磁誘導
線やガードレール等を設ける必要があることから、工事
に手間がかかり、またその経路を容易に変更できないと
いう問題があり、近年では上記後者の案内装置を用いず
、完全に自立走行する無人搬送車が有望とされている。

ところがこの種の無人搬送車の場合、単に車輪の回転数
やステアリング角度等から自分の位置を認識していると
、各センサからの検出誤差が積算されてゆき、場合によ
っては目標経路とは全く異なる経路を走行するようにな
ってしまうことがある。そこで近年、その対策として例
えば特開昭５７−６２４２２号公報にて開示されている
如（、走行経路上に設けられたランドマークにより無人
搬送車の左右の偏差、進行方向の偏差を検知してその軌
道を修正すると共に、単にランドマークのみからでは精
度よく軌道が修正できない箇所には走行経路上に光学式
あるいは電磁誘導式の補正ゾーンを設けて車両の姿勢を
正規の姿勢に補正するよう構成された無人搬送車の走行
制御装置、あるいは特開昭５７−１８２２０９号公報に
開示されている如く、車両に回転可能な投受光機を設け
ると共に、走行経路近傍に回帰反射板を設け、車両の回
帰反射板に対する相対位置を検出しつつ車両を自動走行
させる無人搬送車の走行制御装置が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記前者のランドマークと補正ゾーンとを
用いて車両を軌道修正する方法の場合、ランドマークは
床に設けられるので汚れ易く、車両通過時にランドマー
クを良好に検知できなくなるといった問題や、補正ゾー
ンが走行経路上に設けられるのでその走行経路を変更す
る際に工事が必要となるといった問題が生ずる。また上
記後者の回帰反射板と投受光機とから車両の位置を確認
し、車両を自動走行させる方法の場合には、一旦車両を
停止させ、異なる位置に設けられた回帰反射板の設置方
向を検出し、その角度差と２個の回帰反射板の離隔距離
とを基に複雑な幾何計算を行なわないと車両位置が求め
られないといった問題がある。つまりこの場合には、走
行しながら車両の位置を検出することはできず、また計
算に時間がかかつてしまうという問題が生ずるのである
。

そこで本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって
、車両が走行しながら簡単な計算で自分の位置を認識す
ることができ、しかも予め設定される走行経路の変更を
容易に実行できるようにした無人搬送車の走行制御装置
を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達するための本発明の構成は、第１図に示
す如く、 無人搬送車Ｍ１の走行経路近傍に設けられ、入射光を所
定の角度差αで反射する反射部材Ｍ２と、上記無人搬送
車Ｍ１に設けられ、 上記反射部材Ｍ２を照射する投光部材Ｍ３と、該投光部
１１Ｍ３の照射による上記反射部材Ｍ２からの反射光を
受光する受光部材Ｍ４と、該受光部材Ｍ４における上記
反射光の受光位置を検出する受光位置検出手段Ｍ５と、 該検出された受光位置及び上記反射部１４Ｍ２による上
記入射光と反射光との角度差αから、当該無人搬送車Ｍ
１と上記反射部材Ｍ２との離隔距離を算出する１ｌ１１
隔距離算出手段Ｍ６と、該算出された離隔距離に応じて
当該無人搬送車Ｍ１の走行を制御する走行制御手段Ｍ７
と、を備えたことを特徴とする無人搬送車Ｍ１の走行制
御装置を要旨としている。

［作用］ ここで上記反射部材Ｍ２としては、入射光を所定の角度
差αで反射することのできる反射体であれば何でもよく
、例えば反射面が放物線状に形成された凹面鏡や、相隣
り合う２板の反射面が所定の角度（π十α）／２をなす
よう形成された複数の反射面からなる反射板等、反射面
が鏡面からなるもの、あるいはガラスや樹脂等にて形成
されたプリズムからなるもの等を用いることができる。

また投光部材Ｍ３としては、反射光を受光部材Ｍ４にて
受光できる程度の光ωで反射部材Ｍ２方向に光を放射で
きるものであればよいが、例えば外光と異なる所定の光
を投光するようにすれば、外光には全く影響されずに受
光部材Ｍ４にて反射光を受光することができるようにな
る。また外光と区別するために、例えば所定の周波数で
０Ｎ−ＯＦＦされた光を投光するようにしてもよい。

次に受光部材Ｍ４は上記投光部材Ｍ３の照射による反射
部材Ｍ２からの反射光を受光するためのものであるが、
この受光部材Ｍ４としては、例えばフォトトランジスタ
、フォトダイオード等受光に応じた信号を出力すること
のできる、いわゆる受光素子を用いればよい。また受光
位置は無人搬送車Ｍ１と反射部材Ｍ２との離隔距離や無
人搬送車Ｍ１の走行に応じて変化するものであることか
ら、例えばＤＣモータ等を用いて受光部ＵＭ４を移動さ
せ、反射光を受光できる位置に制御するとか、あるいは
受光部＠Ｍ４に複数の受光素子が連設されたものを用い
、いずれかの受光素子により反射光が受光できるように
すればよい。

また受光位置検出手段Ｍ５は上記受光部材Ｍ４にて反射
光を受光した受光位置を検出するものであるが、この受
光位置検出手段Ｍ５としては、上記前者のように受光部
材Ｍ４が追従移動するようにした場合にはその位置を検
出することのできるポテンショメータ等から構成すれば
よく、上記後者のように受光部材Ｍ４を複数の受光素子
を用いて構成した場合には、どの受光素子により反射光
が受光されたかを検出する電気回路により構成すればよ
い。尚反射部材Ｍ２からの反射光は必ずしも受光位置で
１点に集中することはないので、実際には反射光の中心
となる光量が最も大きい点を受光位置として検出すれば
よい。

次に離隔距Ｗ！算出手段Ｍ６は上述した如く、受光位置
検出手段Ｍ５にて検出された受光位置と反射部材Ｍ２に
て入射光とがなす所定の角度αとを用いて無人搬送車Ｍ
１と反射部材Ｍ２との離隔距離を算出するものであるが
、算出方法としては、無人搬送車の走行に伴い変化する
受光位置が最も投光部材Ｍ３寄りになった受光位置と投
光部材Ｍ３との離隔距離文と角度αとをパラメータとす
る次式 ％式％（２） を用いて無人搬送車Ｍ１と反射部材Ｍ２との離隔距離り
を算出するようにすればよい。

そして走行制御手段Ｍ７においては上記の如く　、求め
られる無人搬送１Ｍ１と反射部材Ｍ２．との離隔距離り
から当該無人搬送車Ｍ１の走行を制御することとなるの
であるが、その方法としては、例えば単に無人搬送車Ｍ
１を所定の直線経路を往復させるような場合には、その
経路の延長線上に反射部材Ｍ２を１１Ｉｇ設け、その反
射部材Ｍ２との離隔距離に応じて駆動輪の回転方向や回
転速度を制ｔＩ１１ることとなり、一方無人搬送車Ｍ１
を複雑な走行経路で以て走行させる場合には、その走行
経路近傍の所定の位置に上記反射部材Ｍ２を適宜設置し
、無人搬送車Ｍ１の走行に従い順次求められる各反射部
材Ｍ２との離隔距離から車両の位置及び走行方向を求め
、車両の操舵装置を制御することとなる。つまり無人搬
送車Ｍ１の目標とする走行経路に応じてその制御は変更
されるのである。

［実施例〕 以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。

第２図は本実施例の無人搬送車及びその走行経路を示す
概略系統図であって、１０は無人搬送車、１１及び１２
は走行経路近傍の所定の位置に設けられた反射板、１３
は無人搬送１！１０の側面に設けられ、光を放射する投
光部材、１４は同じく無人搬送車１０の側面に設けられ
、反射板１１（又は１２）からの反射光を受光する、複
数の受光素子からなる受光センサアレーをそれぞれ表わ
し、図示しないが無人搬送車１０には、受光センサアレ
ー１４からの信号を受は反射光の受光位置を検出すると
共に、その受光位置に応じて車両と反射板１１との離隔
距離を求め、走行経路の修正を行なう電子制御回路が設
けられている。

ここでまず反射板１１〈又は１２）は、第３図に示す如
く、隣り合う２枚の面１６．１７が所定の角度（π＋α
）／２をなすよう形成された複数の反射面を有し、投光
部＠１２より照射された光を所定の角度αで反射するよ
う構成されている。

つまり第４図に示す如く、２面１６．１７がなす角度を
（π＋α）／２とすれば、入射光と反射光とがなす角度
はαとなることから、この一対の反射面を複数個並設す
れば入射光の入射角に対して所定の角度差αで以て反射
される反射光を受光センサアレー１４の受光面に集中さ
せることができるようになるのである。

次に無人搬送車１０内に設けられた電子制御回路を第５
図に示し説明１゛る。

図に示す如く電子制御回路２０は受光センサアレー１４
を構成する受光素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ・
・・から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換
し、その信号を取り込むと共に、駆動輪の回転に応じて
出力される回転数センサ１０ａからのパルス信号を入力
する入力部２１と、該入力信号に応じて受光位置を検出
し、その受光位置から無人搬送車１０と反射板１１との
離隔距離を算出し、無人搬送車１０の走行経路を修正す
′るといった一連の処理を実行するＣＰＵ２２と、ＣＰ
Ｕ２２にて演算処理実行の際に用いられる制御プログラ
ムやデータ等が予め記憶されたＲＯＭ２３と、演算処理
実行の際に必要なデータが一時的に読み書ぎされるＲＡ
Ｍ２４と、上記投光部材１３に照射信号を出力すると共
に、無人搬送車１０の走行経路を修正する際無人搬送車
１０の操舵装ａｔｉｏｂや制御装置１１Ｇに駆動信号を
出力する出力部２５と、上記各部に電源を供給する電源
部２６とからなっている。

次に上記制御回路２０の処理動作について第６図に示す
フローチャートに沿って説明する。

処理を開始するとまずステップ１０１を実行し、回転数
センサ１０ａから出力される信号に基づき求められる車
両の走行距離から、前回後述ステップ１１１の処理を実
行した後、車両が所定の距離だけ走行したか否かを判断
し、車両が所定の距離を走行していないと判断するとそ
のまま本ルーチンの処理を終え、一方車両が所定の距離
を走行したと判断すると続くステップ１０２に移行する
。

ステップ１０２においては上記投光部材１３に照射信号
を出力し、続くステップ１０３にて投光部材１３の照射
による反射板１１からの反射光を受光する受光センサア
レー１４の受光位置を検出する。尚この処理は受光セン
サアレー１４にて反射光を受光している間実行するもの
であって、車両の走行に伴い変化する反射光の受光位置
を順次検出し、ＲＡＭ２４内に記憶してゆくのである。

そして受光センサアレー１４にて反射光が受光されなく
なると、続くステップ１０４に移行して、投光部材１３
への照射信号の出力を停止し、続くステップ１０５に移
行する。

ステップ１０５においては上記ステップ１０３にて検出
され、ＲＡＭ２４内に記憶された受光位置のうち、最も
投光部材１３よりの受光位置を検出すると共に、その受
光位置と投光部材１３との離隔距ｆｆ１（以下、最短受
光距離という。）立を算出する。

上記ステップ１０５にて最短受光距離文が求められると
続くステップ１０６に移行して、この値立と、反射板１
１（又は１２）により決定される入射光と反射光とのな
す角度αとをパラメータとする次式 ％式％（２ を用いて無人搬送車１０と反射板１１く又は１２）との
離隔距ｆｆ１Ｌを算出する。

つまり第７図に示す如く、ステップ１０５においては車
両走行中に反射板１２の設置点Ｏと無人搬送車１０の投
光点Ｐと受光点Ｑとにより形成される三角形が二等辺三
角形となる地点、即ち車両が最も反射板１２に接近した
地点での投光点Ｐと受光点Ｑとの離隔距離立を求め、ス
テップ１０６においてはその地点での無人搬送車１０と
反射板１２の設置点Ｏとの離隔距離りを算出しているの
である。

このようにして離隔距１１１１が算出されると、続くス
テップ１０７に移行する。そしてステップ１０７におい
ては前回の処理の際に求められた無人搬送車１０と反射
板１１との離隔距離しくｎ−１’）と、今回求められた
離隔距離りとの偏差Δしを次式６式％（１ より求め次ステツプ１０８に移行する。

そしてステップ１０８においては上記求められた偏差Δ
Ｌと、反射板１１、と反射板１２との離隔距離Ｒをパラ
メータとする次式 ％式％） を用いて、それら２個の反射板１１及び１２を結ぶ直線
に対する無人搬送車１０の走行経路の傾きθを求める。

次にステップ１０９においては上記ステップ１０６及び
ステップ１０８にて求められた離隔距離り及び傾瞥θを
基に目標とする走行経路に応じて操舵装置１０ｂや制御
装置１０ｃ等に駆動信号を出力し、車両の走行を制御す
る。

ここで上記ステップ１０７ないしステップ１０９の処理
を、例えば第８図の点線で示すように車両の目標とする
走行経路が反射板１１及び１２の設置点Ａ及びＢを結ぶ
線分ＡＢに平行するもので、実際には車両が実線で示す
如き経路で以て走行したものとして説明する。この場合
前回の処理の際に求められた離隔距離りは図に示すＬｌ
、今回求められた離隔距ＭＬは図に示すＬ２ということ
になり、ステップ１０７にて求められる偏差ΔＬは（Ｌ
’２−Ｌｌ）ということになる。そしてステップ１０８
では偏差ΔＬと線分Ωの長さＲとから傾ぎθを求めステ
ップ１０９にて走行中にその傾きθが補正されるよう操
舵装置１０ｂを操舵することとなる。またステップ１０
７を実行する地点としでは本制御処理がステップ１０４
にて照射信号の出力を停止した後ステップ１０５以降の
処理を実行するようされていることから、離隔距離Ｌ２
が求められる地点Ｃから車両が暫く走行した後の地点り
ということになり、この地点りでは車両の走行経路を補
正すべく傾きθに、離隔距離し２をパラメータとして設
定される補正量Δθを加算した値で操舵装置１０ｂを操
舵する。

このようにしてステップ１０９の処理を終了すると続く
ステップ１１０に移行して、今回上記ステップ１０６に
て求められた離隔距ｌｉＬを次回の処理のためにＬ（１
−＋１として記憶すると共に、ステップ１１１を実行し
、°次回の処理の際にステップ１０１の判定処理を実行
するために、車両の走行距離を−Ｈクリアして本ルーチ
ンの処理を終了する。

以上詳述した如く、本実施例では無人搬送車の走行経路
近傍に所定角度で入射光を反射する反射板１１（又は１
２）を設けると共に無人搬送車１０側面に投光部材１３
及び受光センサアレー１４を設け、車両走行中に受光セ
ンサアレー１４にて反射光を受光した受光位置が最も投
光部材１３寄りになった受光位置と投光部材１３との離
隔距離立、及び反射板１１（又は１２）により入射光と
反射光とがなす角度αを用いて無人搬送車１ｏと反射板
１１（又は１２）との離隔距離りを求めるよ・うにして
いる。従って車両の実際の走行経路を車両を停止するこ
となく検出することができ。２個の反射板１１（又は１
２）を用いて車両の走行方向をも簡単に求めることがで
きる。

ここで上記実施例では反射部材として反射面が所定の角
度に形成された反射板１１（又は１２″）を用いたが、
例えばガラス、アクリル、ポリカーボネート等からなる
プリズムを用いて形成することができる。以下その形状
及び反射特性を第９図及び第１０図を用いて説明する。

第９図及び第１０図は反射部材として用いられるプリズ
ムの形状を表わし、第９図は上面図、第１０図は側面図
である。図から明らかな如く、このプリズムは投光部材
１３からの入射光を受ける受光面３０が平面とされ、そ
の後部に前述の反射板１１（又は１２）の如き形状の反
射面３１が形成されている。そして受光面３０にて反射
される反射光がそのまま前記受光センサアレー１４に入
射されないよう、つまり受光面３０が入射光と直交しな
いように垂直方向に所定の角度θｙ１で傾斜されている
。また反射面３１も入射光がプリズム内に入射した際屈
折することを考慮して垂直方向に所定の角度θｙ２で傾
斜されている。

尚上記角度θｙ１及びθｙ２の設定は、まず反射面３１
から直接反射される反射光が受光センサアレ−１４に［
９しないようθｙ１を設定し、次にその角度θｙ１で以
て光を入射した際プリズムの材料の持つ屈折率λで以て
屈折される角度θソ３を求め、次式 ％式％ を用いて角度θｙ２を設定すればよい。従って第１０図
に示す如く、プリズム内に入射された光は上下方向には
変化せずそのまま水平に反射されることとなる。

一方反射面３１の角度はθ×１はプリズムの屈折率λを
考慮して、入射光と反射光とのなす所望の角度θｘ２が
得られるように、 θｘ１−（π／２）＋＜θｘ２／２λ）より算出し、形
成されている。つまり角度θｘ２は屈折率によりプリズ
ム内ではθｘ３（ζθｘ２／λ）となることから上式を
用いて算出できるのである。

このように反射部材をプリズムにより形成すると、＠造
画で前記反射板を作成するよりも簡単に作成することが
できるようになる。即ち反射板を作成する場合、反射面
を形成した後アルミニウム等の金属を蒸着して光を反射
できるようにするの。

であるが、入射光を所定の角度で精度よく反射するには
その面を均一にする必要があり、その作成が難しく、一
方、プリズムを用いる場合にはその面を研磨するだけで
よいことから、その作成が容易であるからである。

また反射部材をプリズムにて形成する場合、その反射面
を上記のように所定の角度を形成する２面を並設したも
のとするのではなく、頂点が所定の角度に形成された正
三角錐を複数個設けることによっても作成することがで
きる。尚これは反射板にも適用できるが、その作成はよ
り困難となるう。゛ 次に上記実施例では受光部材に複数の受光素子からなる
受光センサアレー１４を用いるものとして説明したが１
個の受光素子を用い、その位置をモータ等で追従移動さ
せると共にポテンショメータ等を用いて受光位置が検出
できるようにすれば上記実施例の装置を実現することが
できる。

更に上記実施例では無人搬送車１０に設けられる投光部
材１３及び受光センサアレー１４を水平方向に設置し、
また反射板１１（又は１２）を反射光が入射光に対し所
定の角度αで以て水平方向に反射されるものとして説明
したが、第１１図に示す如く投光部材及び受光センサア
レーを無人搬送車の側面に垂直方向に設け、反射板を入
射光を所定の角度αで以て垂直方向に反射するよう構成
してもよい。尚第１１図は無人搬送車を前方から見た概
略系統図であって、４０は無人搬送車、４１は反射板、
４３は投光部材、４４は受光センサアレー、４６は車輪
を表わしており、この場合反射部材に第９図及び第１０
図に示した如きプリズムからなるものを用いる際には第
１０図に示す如く、その受光面３０や反射面３１を所定
角度θｙ１、θソ２を形成するよう作成しなくても単に
９０°のものを用いればよい。そしてこのように反射板
４１、投光部材４３、受光センサアレー４４を配設する
と、受光センサアレー４４にて反射光を受光するのは車
両が受光センサアレー４４に対して正面に走行して来た
時ということになり、その地点での離隔距離が算出でき
ることとなる。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明の無人搬送車の走行制御装置
においては、無人搬送車の走行経路近傍に入射光を所定
の角度で反射する反射部材を設けると共に、無人搬送車
に上記反射部材を照射する投光部材と上記反射部材より
反射される反射光を受光する受光部材とを設け、受光部
材の反射光の受光位置、及び反射部材により入射光と反
射光とがなす角度を基に無人搬送車と反射部材との離隔
距離を求め、無人搬送車の走行を制御するよう構成され
ている。

従って車両の位置を、走行を一旦停止することなく簡単
に求めることができるようになる。また車両の走行経路
床下に電ｍｍ導線等を設けることなく車両の走行を制御
できるので、走行経路変更に際しては反射部材の取り付
は位置を変更するだけでよく、容易に実行することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を表わすブロック図、第２図ない
し第８図は本発明の一実施例を示し、第２図は本実施例
の無人搬送車及びその走行経路を示す概略系統図、第３
図は反射板１１（又は１２）を表わす斜視図、第４図は
反射板１１（又は１２）の反射面を表わす説明図、第５
図は電子＄り御回路２０、の構成を表わすブロック図、
第６図は電゛子制御回路２０の動作を表わすフローチャ
ート、第７図及び第８図はその動作を説明する説明図、
第９図及び第１０図は反射部材をプリズムにて形成した
場合の構成を示し、第９図はその上面図、第１０図はそ
の側面図、第１１図は無人搬送車に搭載される投光部材
と受光部材を無人搬送車側面に垂直に配設した場合の概
略系統図である。 Ｍｌ、１０．４０・・・無人搬送車 Ｍ２　　　　　　・・・反射部材 Ｍ３．１３．４３・・・投光部材 Ｍ４　　　　　　・・・受光部材 Ｍ５　　　　　　・・・受光位置検出手段Ｍ６　　　　
　　・・・離隔距離算出手段Ｍ７　　　　　　・・・走
行制御手段 １１．１２．４１・・・反射板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 無人搬送車の走行経路近傍に設けられ、入射光を所定の
   角度差で反射する反射部材と、 上記無人搬送車に設けられ、 上記反射部材を照射する投光部材と、 該投光部材の照射による上記反射部材からの反射光を受
   光する受光部材と、 該受光部材における上記反射光の受光位置を検出する受
   光位置検出手段と、 該検出された受光位置及び上記反射部材による上記入射
   光と反射光との角度差から、当該無人搬送車と上記反射
   部材との離隔距離を算出する離隔距離算出手段と、 該算出された離隔距離に応じて当該無人搬送車の走行を
   制御する走行制御手段と、 を備えたことを特徴とする無人搬送車の走行制御装置。