JPS61198308A - 自律誘導式無人搬送車 - 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］ 本発明は予め設定された走行経路を自動走行する自律誘
導式の無人搬送車に関し、特に車両走行中、走行経路に
ずれを生じた場合にでも経路を自動修正しながら自動走
行する自律誘導式無人搬送車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、走行経路に連続的に設け
られた電磁誘導線やガイ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
電磁誘導線やガイドレール等を連続して設ける必要があ
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、完全に自動走行する無人搬送車が有
望とされている。

［発明が解決しようとする問題点］ 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ＷＩ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。

そこで近年この問題の対策として、例えば￥ｆ間昭５９
−１１７６１１号公報に記載の如く、走行経路の所定の
地点で、車両の位置及び方位を検出し、予め設定された
位置情報及び方位情報と比較しつつ走行経路を修正する
といったことが考えられている。ところがこの場合、車
両の方位を車両に取付けられた方位センサや、走行経路
に設けられたマークによって検出しているので、方位セ
ンサの取付けがずれたり、走行経路上のマークの方向が
ずれてしまうと、車両方位を正確に検出できず、経路修
正が良好に行なえないといった問題がある。また方位確
認のための方位情報も予め設定しておかなければならな
いといった問題もある。

本発明は無人搬送車を自動走行させる際、走行経路の修
正を方位センサ等を用いることなく実行でき、従って方
位情報も予め設定する必要のない自律誘導式無人搬送車
を提供することを目的としてなされたものであって、以
下の如き構成をとった。

［問題点を解決するための手段］ 即ち上記問題点を解決するための本発明の構成は、第１
図に示す如く、 予め設定された目標走行経路を、経路情報として記憶す
る経路情報記憶手段Ｍ１と、 該記憶された経路情報に基づき当該車両を走行制御する
走行制御手段Ｍ２と、 を備えた自律誘導式無人搬送車において、車両走行中、
走行経路の所定の位置に離散的に配設された被測定物ａ
、ｂ、ｃ、・・・を検出し、該被測定物ａ、ｂ、ｃ、・
・・に対する当該車両の相対位置を順次算出してゆく、
車両位置演算手段Ｍ３と、 該車両位置演算手段Ｍ３にて算出された過去２回の車両
相対位置を基に、上記目標走行経路に対する当該車両の
位置及び方位のずれを求め、上記経路情報に対する修正
量を算出する経路修正量演算手段Ｍ４と、 を設け、上記走行制御手段Ｍ２を、上記経路情報に上記
修正量を加算して車両の走行制御を実行するよう構成し
たことを特徴とする自律誘導式無人搬送車を要旨として
いる。

ここで車両位置演算手段Ｍ３にて算出される車両の被測
定物ａ、ｂ、ｃ、・・・に対する相対位置とは、被測定
物ａ、ｂ、ｃ、・・・の設置点を基準とした車両位置と
の離隔距離のことであり、経路修正量演算手段Ｍ４にて
この地点での目標走行経路に対する車両位置のずれを検
出するために用いられる。また被測定物としては、走行
経路近傍に設置され、車両位置演算手段Ｍ３にて車両と
の離隔距離が検知し得るものであれば何でもよく、走行
経路上に設置してもよい。

［作用］ このように構成された本発明の自律誘導式無人搬送車に
おいては、車両走行中、車両位置演算手段Ｍ３が被測定
物ａ、ｂ、ｃ、・・・に対する相対位置を順次算出する
と共に、経路修正量演拝手段Ｍ４が過去２回の相対位置
から経路情報の修正量を算出する。そして走行制御手段
Ｍ２では経路情報記憶手段Ｍ１に記憶された経路情報に
上記修正量を加算した値で車両の走行制御を実行する。

従って走行経路の所定の位置で車両方位を検出すること
なく、走行経路の修正を行なうことができ、予め方位情
報を設定しておく必要はない。

［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、、１１ａ、１
１ｂ、１１ｃ、−・・は、走行経路近傍の所定の位置に
設けられ、入射光を所定の角度で反射する反射板、１２
及び１３は無人搬送車１０の両側面に設けられ、当該車
両の反射板１１８．１１ｂ、１１ｃ、・・・に対する相
対位置（本実施例では反射板正面の離隔距離）を検出す
るための位置センサ、１４及び１５は駆動輪、１６は従
動輪を示している。尚、反射板１１ａ　、　１　ｌｂ　
、　１１ｃ　。

・・・において、ａ、ｂ、ｃ、・・・の如き添字は反射
板１１が設置された地点ａ、ｂ、ｃ、・・・を示してい
る。また図示しないが従動輪１６には車両操舵の為の操
舵装置と共に、その操舵角を検出する操舵角センサ、及
び回転に応じてパルス信号を出力する回転量センサが取
付けられ、後述の処理によって車両の走行距離が算出で
きるようにされている。

次に位置センサ１２（又は１３）は第３図に示す如く、
車両側面に突設され、所定の光を投光する投光部材１２
Ａ（又は１３Ａ）と反射板１１からの反射光を受光する
受光部材１２Ｂ（又は１３Ｂ）とから構成されている。

また受光部材１２Ｂ（又は１３Ｂ）には、反射板１１か
ら縦方向に所定の角度αで反射された反射光を受光する
ために複数の受光素子からなる受光センサアレーが用い
られ、その受光位置から反射板１１と無人搬送車１０と
の離隔距離が求め得るよう構成されている。

即ち実線と点線で示すように反射板１１と無人搬送車１
０との離隔距離が異なる場合には、それに応じて受光部
材１２Ｂ（又は１３Ｂ）における受光位置が異なること
から、受光位置からその離隔距離が算出できるのである
。、尚、反射板１１としては、第４図に示す如く、複数
の反射面を有し、相隣り合う２枚の反射面が所定の角Ｉ
ｔ（α±π）／２をなすよう形成することで、正面から
の入射光を縦方向に所定の角度で反射するようにするこ
とができる。

上記無人搬送車１ｏの走行制御は、第５図に示す如く、
上述の従動輪１６に設けられた操舵角センサ２１、同じ
く従動輪１６に設けられた回転量センサ２２、及び位置
センサ１２（又は１３）における受光部材１２Ｂ（又は
１３Ｂ）からの検出信号を受け、操舵装置２３及び駆動
装置２４に制胛信号を出力する、電子制御回路３０によ
り実行される。

この電子制御回路３ｏは、上記各センサからの検出信号
を入力する入力部３１と、車両が目標走行経路を走行す
るに当って用いられる経路情報や後述の走行制御を実行
するための制御プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ３
２と、上記入力部３１より入力された検出信号を受け、
ＲＯＭ３２内に記憶された制御プログラムに従い、当該
車両が目標走行経路を走行するための操舵装置２３や駆
動装置２４０制御量を演算するＣＰＵ３３と、ＣＰＬＪ
３３にて演算処理を実行するに必要なデータが一時的に
読み書きされるＲＡＭ３４と、ＣＰＬＩ３３にて演算さ
れた制御量に応じた制御信号を上記操舵装置２３及び駆
動装置Ｆ２４に出力すると共に、車両位置検出時に投光
部材１２Ａ、１３Ａを発光させるため、照射信号を位置
センサ１２，１３に出力する出力部３５と、上記各部を
結び各種データの通路とされるパスライン３６と、当該
電子制御回路各部に電源を供給する電源回路３７と、か
ら構成され、車両が目標走行経路を走行するよう制御す
る。

ここで上記ＲＯＭ３２内の経路情報は、走行経路近傍に
設けられた反射板１１ａ　、　１　ｌｂ　、　１１０、
・・・で区切られる走行経路の区間毎に設定されており
、直線区間、自由曲線区間２円弧区間等の区間タイプか
らなる区間情報と、区間間隔を表わす距離情報と、各区
間を走行するためのステアリングの操舵情報及び走行速
度情報と、各反射板１１と目標走行経路との離隔距離を
表わす車両の位置情報と、から構成されている。また区
間間隔を表わす距離情報においては、区間タイプが直線
区間又は自由曲線区間である場合には、その区間の直線
離隔距離がそのまま設定されており、円弧区間の場合に
は、第６図に示す如く、その区間を直線Ａ１円弧Ｂ、直
線Ｃに３分し、直線Ａの直線距離が設定されている。一
方操舵情報においては、円弧区間のみに走行距離に対す
るステアリングの操舵角が設定されており、その他の区
間、即ち直線区間、自由曲線区間には単に車両を直進走
行させるだけの情報、即ち操舵量ゼロの情報が設定され
ている。尚、円弧区間の操舵情報は、第７図に示す如く
、走行距離に対応した操舵角がデータマツプとして設定
されている。また円弧区間前後には直線区間又は自由曲
線区間が設けられ、円弧区間が続けて存在するといった
ことはない。

以下、上記電子制御回路３０にて実行される、車両の走
行制御処理について、第８図及び第９図のフローチャー
トに沿って説明する。

第８図は本走行制御処理の全体の流れを表わすフローチ
ャートであって、車両の走行中にくり返し実行するもの
である。

図に示す姐く処理が開始されると、まずステップ１０１
を実行し、車両がこれから走行しようとする区間の経路
情報をＲＯＭ３２内から読み出す処理を実行する。次に
ステップ１０２では後述ステップ１０６にて求められＲ
ＡＭ３４内に格納されている、過去２回の目標走行経路
に対する実走行経路の経路ずれ隋ΔＬ＋、Δ［−ｚ（走
行情報）を基に、操舵情報の修正量を算出し、次ステツ
プ１０３に移行する。

ステップ１０３においては、上記ステップ１０３で求め
られた修正量で以って上記ステップ１０２で読み込んだ
経路情報の操舵情報を修正し、次ステツプ１０４に移行
して、その修正された操舵情報に応じて車両を走行制御
する。

続くステップ１０５では、現在走行中の区間終了地点を
反射板１１の検出によって検知し、この地点での反射板
１１と無人搬、送車１０との離隔距離Ｌ１を算出する。

そしてステップ１０６に移行して、この求められた離隔
距離Ｌ１とステップ１０１で読み込んだ車両の位置情報
との差、即ち車両の位置ずれ量ΔＬ１を算出し、車両の
走行情報としてＲＡＭ３４内に格納する。尚、ＲＡＭ３
４内には、過去２回の走行情報を記憶しておくエリアが
設定されており、今回求められた走行情報ΔＬ１は前回
求められた走行情報ΔＬ２と共にＲＡＭ３４内に記憶さ
れることとなる。

このようにして走行情報が求められると再度ステップ１
０１に移行して、上述の処理をくり返し実行し、区間毎
の走行制御を行なう。

ここで上記ステップ１０５にて実行される区間終了地点
の検知処理は、前述した如く本実施例の位置センサ１２
（１３）が投光部材１２Ａ（１３Ａ）と受光部材１２Ｂ
（１３Ｂ＞とからなり、また反射板１１が正面からの入
射光を縦方向に所定の角度αで反射するよう構成されて
いることから、位置センサ１２（１３）では無人搬送車
１０が反射板１１の正面に来た時、反射板１１からの反
射光を受光部材１２Ｂ（１３Ｂ）が受光することとなり
、その地点を区間終了地点として検知することとなる。

また、第３図に示す如く、この地点での反射板１１と無
人搬送車１０との離隔距離りは次式 より求めることができる。尚、上式において立は投光部
材１２Ａ（又は１３Ａ）の中心点と、受光部材１２Ｂ（
又は１３Ｂ）の受光点との離隔距離であり、また立０は
無人搬送車１０の中心点と位置センサ１２（又は１３）
の設置点との離隔距離である。

次に上記第８図のフローチャートのうち、本発明にかか
わる主要な処理であるステップ１０２の操舵情報修正量
の算出処理について第９図に示すフローチャートに沿っ
て詳述する。

図に示す如く処理が開始されると、まずステップ２０１
を実行し、前記ステップ１０６にて求められＲＡＭ３４
内に格納された最新の車両の位置ずれ量の絶対値１ΔＬ
１１が所定値に１より小さいか否かを判断し、１ΔＬ１
　ｌ＜Ｋ＋である場合には、そのまま本ルーチンの処理
を終了する。

一方、１Δｌ＋　　ｌ≧に１である場合には、ステップ
２０２に移行して前記ステップ１０６にて求められＲＡ
Ｍ３４内に格納された、前回の車両の位置ずれ量の絶対
値１ΔＬ２１が所定値に２より小さいか否かを判断する
。

そして１ΔＬ２１＜Ｋ２である場合には、車両走行経路
を今回の位置ずれ量ΔＬ１分だけ修正すべくステップ２
０３に移行して、方位修正量θにＯを、位置ずれ修正Ｉ
ＹにΔＬ１をセットし、続くステップ２０４に移行する
。

一方上記ステップ２０２にて１ΔＬ２１≧に２であると
判断されると、即ち、反射板１１の設置点で過去２回算
出された位置ずれ量が共に所定値以上であった場合には
、続くステップ２０５に移行して、位置ずれ量ΔＬ２を
算出し位置ずれ量ΔＬ１を算出するまでの区間、即ち前
区間の区間タイプの区間タイプが円弧区間であったか否
かを判断する。

ここで前区間が円弧区間であった場合には、例え過去２
回の位置ずれ邑ΔＬ？ｌ△Ｌ２が求められていても、円
弧状の区間間隔で求めた方向ずれは小さめに求まり、修
正不足となるので、円弧区間終了時点での位置ずれ量△
Ｌ１のみを修正すべく上記ステップ２０３に移行する。

ステップ２０５にて前走行区間が円弧区間ではなかった
と判断すると、続くステップ２０６に移行する。そして
ステップ２０６では位置ずれ闇ΔＬ１と前区間の区間間
隔Ｓ２とをパラメータとする次式 ％式％］ より方位修正量θを算出すると共に、位置ずれ修正ＩＹ
にΔＬ１を、ΔＬ１にｒＯＪを各々セットし、次ステツ
プ２０４に移行する。

ステップ２０４においては、位置及び方位のずれを修正
する間の直線距ｔｉ１１ｓを、次区間の区間間隔Ｓ１に
０．５を乗算した値としてセットし、次ステツプ２０７
に移行する。

ステップ２０７では経路修正用データ作成のための修正
係数Ｘ＋　＊　Ｘ２を次式 ％式％） より算出し、続くステップ２０８に移行する。そしてス
テップ２０８では上記水められた修正係数×１及び×２
を基に第１０図に示す如き経路修正用データマツプを作
成し、本ルーチンの処理を一旦終了する。

ここで上記ステップ２０１及び２０２で用いられる設定
値に１及びに２は、車両走行途中の所定地点（反射板設
置点）での車両位置が目標走行経路に対して許容範囲内
にあるか否かを判断するためのものであって、例えば５
ｍｍの値に設定される。

次に上記ステップ２０７にて用いられる上記（１）式及
び（２）式は次のように設定される。

まず走行距離に対するステアリングの操舵角が第１１図
に示す如く変化するものとして与えられ、車両を走行さ
せたとすると、車両走行前の進行方向に対する車両の位
置及び方位のずれは次のように求められる。

即ち第１１図の三角形を第１２図（ａ）、（ｂ）に示す
如く２つに分解すると操舵角Ｔａ、Ｔｂ［ｒａｄ　／１
ｍ　］は、次式 ％式％ にて表わすことができ、これを走行距離Ｚ１．Ｚ２で各
々積分すると車両方位θａ、θｂが、θａ−Ｖ−Ｚ＋／
２・ΔＸ θｂ　−Ｖ　・（Ｚ２−２２／２−（Ｘ　−Δｘ　）　
）ここで Ｚｌ　＝Δｘ、ｚ２−Ｘ−△Ｘ として求められる。一方車両の位置Ｙａ　、Ｙｂは上記
車両方位θａ、θｂから夫々次式 ％式％ Ｙｂ　　＝Ｖ　　−Ｚｚ／２−Ｚ２／６−（Ｘ　　−Ａ
Ｘここで Ｚｌ　＝ΔＳ、　　　Ｚ２＝Ｓ−ΔＳ のように求められる。従って車両方位θａ、θｂ位［Ｙ
ａ　、Ｙｂを加算すれば車両走行後の車両方位θＯ及び
位置ＹＯが求められ、 θ０−θａ＋θｂ−Ｖ−Ｘ／２ Ｙｏ　−Ｙａ　十Ｙｂ　−ｙ−ｘ−（２Ｘ−Δｘ）／６
−ｙｘ！（２−−＞　／　６ つ【 となる。

ここで操舵修正量には第１３図に示す如く上記第１１図
の三角形を合成したものを用いるとすると、車両方位θ
Ｏは θＯ−＜Ｖ１＋Ｖ　２）Ｘ／２　　・・・（３）車両位
置Ｙは Ｙｏ　−ｙ　＋　　−ｘ”（２−−）　／６ワー ＋Ｖ２・×２（２−区１／６ ）Ｃ ）　　ここでΔｘ１　：Δｘ　２　：ｘ　−０，２：０
．８：　１とおくと、 Ｙｏ＝（１，８Ｖｔ　＋１．２ｙ　２）・Ｘ／６・・・
（４） となる。従って第１５図の如く、方位の修正量がθで位
置ずれ修正量がＹの場合には、 θ−（ｙ　１＋ｙ　２　）ｘ　／２ Ｙ＋θ・Ｘ　−（１，ｓｙ　１　＋ｉ、　２Ｖ　２　）
ｘｔという近似式が成立し、各三角形の頂点、即ち最大
操舵角Ｖ＋、Ｖｚが次式 ％式％） の如く導かれ、前記ステップ２０７にて用いられる演算
式とされる。そして、このように求められたｙｌ及びｙ
ｌを頂点とした三角形は第１４図に示す如くなり、この
２つの三角形の合成によって前記第１０図に示した如き
操舵修正用データマツプが作成できるのである。よって
、このデータマツプに従ってステアリングの操舵角を修
正し、車両を走行させてゆけば、第１５図に示す如く車
両位置並びに方位を修正することができることとなる。

以上の如く前回円弧区間以外１回おきに方向修正するよ
う構成され、走行制御される本実施例の自律誘導式無人
搬送車において、第１６図に示す如（、反射板１１ａ及
び１１ｂで区切られる第１区量定行途中のＰＯ地点で、
何らかの原因、例えば車輪スリップや路面状態等によっ
て、車両走行経路が目標経路からずれてしまった場合に
は、まず反射板１１ｔｌ設置点で車両の位置情報１　ｎ
−１に対する位置ずれ量へＬ　１１−１が求められる。

この場合、反射板１１ａ設置点走行時には車両は目標走
行経路上を走行しており、位置ずれ量ΔＬ　ｎ−２は所
定値により小さいとする゛と、反射板１１ｂ及び１１０
で区切られる第２区間では、上記位置ずれ量Δしｎ−１
のみが修正され、方位はそのまま走行される。また第２
区間で方位が修正されないことから、第２区間終了のｐ
ｃ地点では方位のずれと第２区間の区間間隔とに応じた
位置ずれ量ΔＬｎが生じ、この値が算出される。そして
反射板１１Ｃ及び１１ｄで区切られる第３区量定行中に
位置ずれ量と方位のずれが修正され、地点Ｐｄでは車両
が目標走行経路上を走行するようになる。

一方、第１７図に示すように反射板１１ｅから反射板１
１ｆにかけて車両進行方向が少し変化する自由曲線区間
があった場合でも、反射板１１ｆと反射板１１ｇ、反射
板１１ｇと１１ｈで区切られる各区間で、上記と同様に
車両の位置ずれ及び方位の修正が実行されることとなる
。従って予め設定しておく経路情報の自由曲線区間には
、操舵情報を細かく入力しておかなくても経路を自動修
正することができ、車両走行前の経路情報の教示を簡略
化することができる。また走行経路や反射板設置位置を
少し変更したような場合には、経路情報を書き換えなく
ても車両を走行させることができる。

次に円弧区間の場合には、第１８図に示す如く、円弧区
間が直線Ａ９円弧Ｂ、直ｍＣと３つのブロックに分割さ
れ、経路修正の時には、最初の直線Ａ部分で経路修正を
完了するようにすれば、経路修正により円弧Ｂ部分で方
位が大きくずれるといったことはない。尚上記実施例で
は経路修正用データマツプを第１４図に示す如く２つの
三角形の合成として求めるよう構成したが、この他にも
例えば第１９図に示す如く、２つの曲線の合成として求
めるよう構成してもよい。

［発明の効果］ 以上説鳴したように、本発明の自律誘導式無人搬送車に
おいては、走行経路途中の所定の２箇所で検出される車
両位置から、目標走行経路に対する車両の位置及び方向
ずれを求め、車両が目標走行経路を走行するよう制御す
る。従って車両方位を検出するための方位センサ等を用
いることなく、車両の目標走行経路に対する方位のずれ
を正確に検知することができ、方位の誤制御等を防止す
ることができる。また経路情報として予め方位情報を設
定しておく必要もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図ないし
＠１８図は本発明の実施例を示し、第２図は本実施例の
無人搬送車及び走行経路の概略系統図、第３図は位置セ
ンナの動作を説明する説明図、第４図は反射板を表わす
側面図、第５図は走行制御装置全体構成を表わすブロッ
ク図、第６図及び第７図は円弧区間の操舵情報を表わす
説明図、第８図及び第９図は電子制御回路３０にて実行
される走行制御の制御プログラムを表わすフローチャー
ト、第１０図は車両の位置ずれ量を基に作成される操舵
角修正用のデータマツプを表わす線図、第１１図ないし
第１４図はそのデータマツプ作成のために用いられる計
算式を説明する説明図、第１５図はそのデータマツプを
用いて修正された走行経路を表わす線図、第１６図ない
し第１８図は本実ｍｓの無人搬送車の走行経路を表わす
走行経路図、第１９図は操舵角修正用データマツプの他
の例を示す線図である。 Ｍｌ・・・経路情報記憶手段 Ｍ２・・・走行制御手段 Ｍ３・・・車両位置演算手段 Ｍ４・・・経路修正量演算手段 １０・・・無人搬送車 １１・・・反射板 １２．１３・・・位置センサ ３０・・・電子制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　予め設定された目標走行経路を、経路情報として記
   憶する経路情報記憶手段と、 該記憶された経路情報に基づき当該車両を走行制御する
   走行制御手段と、 を備えた自律誘導式無人搬送車において、 車両走行中、走行経路の所定の位置に離散的に配設され
   た被測定物を検出し、該被測定物に対する当該車両の相
   対位置を順次算出してゆく、車両位置演算手段と、 該車両位置演算手段にて算出された過去２回の車両相対
   位置を基に、上記目標走行経路に対する当該車両の位置
   及び方位のずれを求め、上記経路情報に対する修正量を
   算出する経路修正量演算手段と、 を設け、上記走行制御手段を、上記経路情報に上記修正
   量を加算して車両の走行制御を実行するよう構成したこ
   とを特徴とする自律誘導式無人搬送車。 ２　経路情報記憶手段が、目標走行経路を、被測定物で
   区切られる走行区間毎の経路情報として記憶し、経路修
   正量演算手段が、次区間の経路情報に対する修正量を算
   出するよう構成された特許請求の範囲第１項記載の自律
   誘導式無人搬送車。 ３　経路修正量演算手段が、過去２回の車両相対位置の
   うち、前回求められた相対位置が目標走行経路と一致し
   ている場合には、今回求められた相対位置の目標経路に
   対する位置ずれのみに対応した修正量を算出するよう構
   成された特許請求の範囲第１項または第２項記載の自律
   誘導式無人搬送車。