JPS61204713A - 無人走行車の誘導方式 - 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〉 この発明は、倉庫内や工場内等において、物品の搬送な
どに用いられる無人走行車に慣し、より詳しくは、床面
のガイドラインを光学式センサーで検出しながら誘導走
行する無人走行車に関する。

〈従来の技術〉 上記光学式センサで床上のガイドラインを検出し、その
検出値に基づいて無人走行車（以下、単に無人車という
）を操舵誘導する方式は一般に光学豚導方式と称され、
光源から照射された光が床面によって反射され、その反
射された光の各受光素子に受けとめられる光量の違いに
より白色系のガイドライン位置を検出する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 実際に無人車を走行させてみると、ガイドライン以外で
あっても床上の局所的に反射率の高い部分あるいは反射
率の高い異物等の影響によってガイドライン位置以外の
受光素子に不測に強い反射光線が入射することがあり、
この局所的に高い受光量値をガイドラインと判断すれば
、無人車は正規のガイドライン上を外れてしまう。

く問題点を解決するための手段〉 この発明は、光学式センサの各受光素子が受ける受光量
の値を、隣接する１カ所または複数カ所の受光素子の受
光量値と比較し、所定番目に大きい値を当該受光素子の
受光量値とすることにより平滑化し、該平滑化後の値に
よりガイドラインの検出を行なうようにしたものである
。

く作用〉 上述の平滑化によシ、ガイドライン以外の局所的に反射
率の高い部分の高い受光量値を平滑にすることができ、
ガイドライン検出ミスによる無人車の誤走行を皆無にす
る。

〈実施例〉 第４図は無人走行車の一例として三輪型無人走行車（１
）の概略平面図であシ、（２）は走行モータ（３）に直
結され垂直軸（４）まわりでステアリング旋回する駆動
輪、（５）は該垂直軸（４）に固定したスプロケット（
６）と該スプロケット（６）にチェーン（７）連結した
ステアリングモータ（８）とからなるステアリング装置
、（９）は従動輪であシ、（１１）は垂直軸（４）に連
結され駆動輪（２）と同期して旋回する光学式センサ、
（１２）はガイドラインを示している。

次に、この例の光学式センサー（１１）の構造について
説明しておくと、第５〜８図において示したように、こ
の例のセンサーは略直方体の基盤（１３）に長手方向２
列に１６個の穴（１４）　（１５）を穿設し、紋穴（１
４）　（１５）内に一方の列には光源としての赤外発光
ダイオード（１６）を、他方の列には受光素子としての
フォトトランジスタ（１７）を挿填しである。（１８）
は前記車体（１）への取付ブロック、（１９）はプリン
ト基板、（２１）は赤色フィルタである。第６図は第５
図におけるＡ−Ａ線断面図であり、受光素子（１７）の
直下にガイドライン（工２）が存在する場合を示し、第
７図は同じくＢ−Ｂ線断面図であシ、受光素子（１７）
の直下にガイドライン（１２）が存在しない場合を示し
ている。

第８図は上記赤外発光ダイオード（１６）およびフォト
トランジスタ（１７）の回路を示し、電圧（Ｖｐ）を与
えることによシ光（Ｌ）が放出され、床面あるいはガイ
ドラインからの反射光がフォトトランジスタ（１７）に
入射して、該入射光量に比例する電圧が出力（ＯＵＴ）
される。

このように、各フォトトランジスタ（１７）からの出力
電圧は当該フォトトランジスタ（１７）直下の床面から
の反射光量に関係に変化し、該出力電圧の大小によって
間接的に床面の光反射率の相違、つまり床面であるか、
ガイドラインであるかを検出するようになっている。

次に、このガイドライン位置の検出方法を説明する。

すなわち、第９図に示したように、各フォトトランジス
タ（１７）はアナログマルチプレクサ（２２）、アンプ
（２３）、Ａ／Ｄコンバータ（２４）を介して車体（１
）上に搭載したコンピュータ（２５）に接続されていて
、該コンピュータ（２５）は各インターフェイス（２６
）　（２７）を介して前記走行モータ（３）、ステアリ
ングモータ（８）に接続されており、後に詳述する方式
でもってフォトトランジスタ（１７）の出力信号をコン
ピュータ（２５）が演算解析してガイドライン位置を算
出し、該算出値に基づいて走行モータ（３）あるいはス
テアリングモータ（８）を適宜駆動して誘導走行するよ
うになっている。

（３１）　（３２）　（３３）は夫々コンピュータ（２
５）内のＲＡＭ、ＣＰＵおよびＲＯＭである。

すなわち、コンピュータ（２５）からのフォトトランジ
スタ選択指令（２９）によシマルチプレクサ（２２）が
適宜切換えられ、センサー一端のフォトトランジスタ（
１７）からの出力電圧から順に該Ａ／Ｄ変換回路に入力
され、該出力電圧が対応するデジタル値に変換されてコ
ンピュータ（２５）内のＲＡ　Ｍ　（３１）に格納され
る。

つまり、例えばセンサー（１１）の端から順に、第１の
フォトトランジスタ（１７）からはアンプ（２３）およ
びＡ／Ｄ変換を経て３ボルトの電圧が、第２のフォトト
ランジスタ（１７）からは３．５ボルト、第３のフォト
トランジスタ（１７）からは４ボルト・・・・・・・・
・・というように各電圧値がメモリ（３１）内に一旦格
納されるのであシ、格納された電圧値を次のようにして
処理していく。

すなわち、記録された電圧値つ″！シ受光量を棒グラフ
状に表わすと、第１図の白丸付き棒線になり、該グラフ
の横軸の数字は各フォトトランジスタの位置（第３図参
照）を示し、縦軸は受光量を示すが、この白丸付き棒線
の値は実際の受光量に基づく値であるので、床面の局所
的に明るい部分や反射率の高い塵等の影響を忠実に反映
し、ガイドライン以外の部分であっても局所的に高い値
を示す場合があり（第１図第１４番目の値）、この影響
を排除するために、上記のようにして得られた電圧値を
まず次のようにして平滑化する。

すなわち、第１図において示したように、第１番のフォ
トトランジスタと第１６番のフォトトランジスタつまり
センサー両端のトランジスタからの実際の電圧値として
は夫々、１．５ボルトが検出されているが、この両端の
フォトトランジスタ（１７）からの値としては夫々、１
つ内側のフォトトランジスタ（第２番と第１５番）から
の実際電圧値とそれぞれ比較して、小さい方の値を平滑
化された各両端の電圧値とする。例えば、第１番と第２
番の実際電圧値を比較すると、第１番の値の方が小さい
ので、第１番の平滑化された電圧値は第１番の実際電圧
値になる。

また、第２〜１５番の各フォトトランジスタ（１７）の
電圧値の平滑化は、それぞれその両側の値と当該電圧値
の３つを比較し２番目に大きい値を当該フォトトランジ
スタの平滑化された電圧値とする。例えば、第１４番の
平滑化された電圧は、第１３〜１５番の３つの値を比べ
２番目に大きい値、すなわち第１３番の値となる。

平滑化した値を第１図の黒丸付き棒線として示す。

次に上記演算により得られた各フォトトランジスタ（１
７）についての平滑化値すべてから適当なシキイ値（Ｔ
）を設定する。

第１．３図からも明らかなように、平滑化前の実際の電
圧値（白丸）では、ガイドライン位置（第５〜８番）以
外のフォトトランジスタ位置（第１４番）においてもシ
キイ値（Ｔ）を越える値が存在するが、平滑化後にはガ
イドライン位置のフォトトランジスタ（第５〜８番）の
みの値しかシキイ値（Ｔ）を越えず、ガイドライン位置
の正確な検出が行なえるようになっている。

そして、次には上記演算によシ求めたシキイ値（Ｔ）お
よび平滑化後の各値に基づいてガイドラインの中心を求
める。

すなわち、上記各平滑化値およびシキイ値（Ｔ）に基づ
き、各フォトトランジスタ（第１〜１６番）について、
その平滑化値がシキイ値（Ｔ）を越えているものは「１
」とし、シキイ値（Ｔ）を越えていないものを「０」と
する二値化ジスタ（１７）については「１」が、上記以
外のフォトトランジスタ（１７）については「０」が与
えられる。

そして、上記二値化によって与えられた値（Ｖ）ｒＯｊ
または「１」に、各フォトトランジスタ（第１番〜１６
番）の位置に関する重み（Ｗ）（つまシ、例えば最左端
から右端へ向かうに従って犬になる数字、この例の場合
Ｏ〜３０）が、乗ぜられ、その積の値を二値化後のすべ
ての値の和、つまり平滑化後の値がシキイ値を越えてい
るフォトトランジスタ（１７）の個数で除することによ
ってガイドラインの中心が求められる。

上記のように、（位置の重み）×（二値化後の値）の総
和を（二値化後の値）の総和でもって除することによっ
ては、（二値化後の値）の総和がガイドラインの幅に相
当することから、ガイドライン幅の変動に関わりなく、
正確にガイドラインの中心位置を検出できると共に、前
述の平滑化処理によっても排除されない。局所的に高い
値が出現することの影響を低減することができる。

そして、上記のようにしてコンピュータ（２５）内でガ
イドラインの中心位置が算出されたならば、次に、前記
センサー（１１）に対するガイドライン位置のずれ方向
に応じて、ステアリングモータ（８）が左右いずれかへ
と上記ずれを修正する方向へ回転駆動される。

以上のように、本実施例による平滑化後の受光量の値は
、第１図で示されているように、シキイ値（Ｔ）を越え
る値（第５〜８番）と越えない値（第１〜４番、第９〜
１６番）との差が明確になった。つまり、両者の境（第
４番と第５番、及び第８番と第９番）が明確となり、ガ
イドライン位置と非ガイドライン位置の境がぼやけるこ
とがなくなり、確実にガイドラインの位置を検出するこ
とができる。

なお、上記実施例では、当該受光素子とその両側の受光
素子の計３つの値とを比較しているが、本発明はその３
つに限ることなく、片側の受光素子とを比較する、ある
いは両側の計４つの値と比較する等が可能であシ、また
平滑値も２番目に大きい値を採用したが、最も大きい値
あるいは最も小さい値を採用、することが可能である。

しかし、実験によれば、上述の実施例による比較が最も
好適であることが判明した。

〈発明の効果〉 以上の説明中明らかなように、本発明によれば、ガイド
ライン位置以外から受光素子に不測に強い反射光線が入
射しても、この局部的に高い受光量をガイドラインだと
判断してしまうことがなく、したがって無人車はガイド
ラインを外れることなく正常に走行し続けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例により平滑化した各受光素子の
値を示す図で白丸付き棒線は実際の受光量の値、黒丸付
き棒線は平滑化後の値を示す棒グラフ図、第２図は各フ
ォトトランジスタに対する位置の重みおよび二値化値を
示す模式図、第３図は光学式センサーのフォトトランジ
スタとガイドラインとの位置関係を示す模式図、第４図
は無人走行車の一例を示した概略平面図、第５図は光学
式センサーの平面図、第６．７図は夫々第５図のＡ−Ａ
線断面臀Ｂ　　Ｂ線断面図、第８図は回路図、第９図は
無人走行車上のコンピュータ、光学式センサー等の接続
を示したブロック図である。 （１）・・・無人車　（１１）・・・光学センサ（１２
）・・・ガイドライン　（１７）・・・受光素子第８図 手続補正書　（自発） 昭和６０年４月１２日 （特許庁審査官　　　　　　　　　ｊＩｌりｌ事件の表
示 昭和６０年　特許願　第４−７１１２９号３捕正をする
者 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書第１１ページ第９〜１７行の「なお、上記実施例
では・・曲・・・・・・判明した。」を削除する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学式センサで床上のガイドラインを検出しながら誘導
   走行する無人走行車の誘導方式であって、光学式センサ
   の各受光素子が受ける受光量の値を、隣接する１カ所ま
   たは複数カ所の受光素子の受光量値と比較し、所定番目
   に大きい値を当該受光素子の受光量値とすることにより
   平滑化し、該平滑化後の値によりガイドラインの検出を
   行なうようにしたことを特徴とする無人走行車の誘導方
   式。