JPS61240306A

JPS61240306A - 自律型移動機械の制御装置

Info

Publication number: JPS61240306A
Application number: JP60081586A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ichikawa; 芳明市川; Kenji Miyata; 健治宮田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-04-17
Filing date: 1985-04-17
Publication date: 1986-10-25
Also published as: JPH0570845B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は自走移動機械の制御装置に係）、特に無軌道式
の自走移動機械の走行可能範囲を表示する地図、目標位
置及び計画された移動経路を図形表示し、これに基づい
て移動機械の走行を制御するようにした自律型移動機械
の制御装置に関する。

〔発明の背景〕

従来の移動機械は、日立評論５８巻２号（１９７６年）
、大小らによる「原子力発電所保守点検機械化設備の開
発」と題する論文にあるように、床上に反射テープなど
の軌道を設け、これに沿った一定の経路を移動していた
。近年無人搬送車等の使用環境や用途が多様化するに従
い、目標地点を自由に指示したい、経路上に物を置きた
い、経路を変更したい等の要求が高まシつつあることか
ら、目標地点を指示するだけで自動的に経路を生成する
無軌道式の自律型移動機械の導入が望まれている。

こうした自律型移動機械の制御装置に新たに付加される
べき機能としては、０）移動領域の地図を入力、修正できること、（ロ）地
図に基づいて経路を自動生成（計画）すること、が挙げられる。さらにこれらの機能を実現するにおいて
は、次の条件、すなわち１）地図の入力、修正が容易であること、すなわち障害
物の形状が表現し易いこと。

２）経路が速やかに生成されること。

３）地図を修正することによシ容易に経路を改善できる
こと。

以上の条件を満たさなければならない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記した機能イ）及び口）を具有し、
また前記した条件１）、２）及び３）を満たすところの
、地図を用いて自律型移動機を制御する制御装置を提供
することにある。・〔発明の概要〕本発明の制御装置は、上記の目的を達成するため移動指
令出力手段、移動機械の現在位置入力手段、図形表示手
段、操作者からの２−タ入力手段、データや手順を記憶
する手段等を備え、障害物の形状を円または円と線分で
囲まれた図形として地図に入力し、これに基づいて現在
位置から任意に指定された目標位置までの経路を計画し
、地図と経路を重ねて表示するようにしたことを特徴と
するものである。

以下、本発明を第１図ないし第２３図を参照して詳細に
説明する。　。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図であシ、同図に
示す制御装置は無人搬送車１０１に対して指令出力手段
１０２によ〕移動の指示を行い、現在位置入力手段１０
３によって現在位置を取シ込む。取シ込まれた現在位置
は現在位置記憶手段１０４によシ記憶される。この現在
位置はまた、入力装置１０５を介して操作者から位置入
力手段１０６によシ取シ込むこともできる。位置入力手
段１０６は目標位置の入力も実行し目標位置記憶手段１
０７によって記憶される。地図は、内入力手段１０８、
線分入力手段１０９によって入力されて、各々円記憶手
段１１０，１１１によシ記憶される。

上記した地図や現在位置及び目標位置の入力方法は入力
手順記憶手段１１２によシ記憶された手順による。この
ようにして記憶された地図と現在位置、目標位置に基づ
いて、障害物を避けて現在位置から目標位置に到達する
経路を計画しく経路計画手段１１３）、記憶する（経路
記憶手段１１４）。

記憶された地図は円表示手段１１５、線分表示子ｆｊ、
　、人、１６に１・て図形表示装置１１７上１表示する
が、この地図の表示は地図入力中にもリアルタへ”−”
□′ｇリイムで実施される。

、′ 記憶された経路や現在位置、目標位置はそれぞれ経路表
示手段１１８、位置表示手段１１９によりて図形表示装
置１１７上に地図と重ねて表示される。地図の入力中は
経路は表示しない。地図の修正は、円と線分を再入力す
るか、消去することで行われ、内入力手段１０８、線分
入力手段１０９によシ実施される。

本発明を用いて地図を入力する１例を第２図。

第３図を用いて説明する。第２図において、斜線部は障
害物あるいは禁止地域である。斜線部の周囲を移動機械
の幅だけ拡大したものが破線で示されている。この破線
の形状を円や線分を用いて入力した例が第３図である。

障害物の中で単独の円で表現したほうが良いものは線分
を用いなくてもよい（円Ｃ４，）。また障害物を複数の
円の重なりあったもので表現してもよい。

さらに詳細な形状を入力したい場合には、同図に示した
例のように多角形として近似し、コーナー部に円を配置
し、円と円の中心間を結ぶ線分を併用することができる
。

以上のように本発明を実施することによシ（１）障害物
の形状を大略的にも詳細にも入力できるという利点があ
るが、この他にも、（２）経路を生成し易い、（３）地
図の一部を修正することによシ経路を改善できる、とい
う利点がある。以下第４図ないし第９図を用いてこれら
の利点について説明する。

本発明では最も生成の容易な折れ線状の経路を前提とし
て、前述のように経路は障害物と交わらないように計画
されるが、この障害物の表わし方としては本発明の他に
も、円単独による表現や多角形による表現が考えられる
。

第４図は、円による表現の例を示したものである。一般
に現在地と目標地を結ぶ直線上に障害物が何もないとい
う特殊な場合を除いて、最短の経路は障害物への接線に
よシ構成される。第４図中の経路はこのような例である
。接線と接線のつなぎ目の部分、すなわち経路の折れ点
の部分は、この例では円の接点Ｔ　よシも幾らか行き過
ぎた点Ｐｉに取っている。このような取シ方をした場合
、点Ｐ　は必ず円Ｃｉの外側であることが保証されるた
め、円と交差しない線分ＰＩＰ４（１’Ｆｊ）を次々と
連結することによって結路を生成できる。このような点
Ｐ１が取れることが円による表現の大きな長所であるが
、障害物の形状を詳しく表現できないという欠点がある
。

一方、第５図には多角形による表現の例を示した。図中
では辺Ｓ１ないし８４、頂点Ｔ１ないしＴ４によシ４角
形が表わされている。円と同様な考え方で、多角形への
接線によシ経路を構成すればよく、経路Ｉ、Ｔ２．Ｔ３
．Ｇはこのような経路の１つである。多角形が円の場合
と異なるのは、円ではＰｉのように接点近傍の外側の点
を単純な方法で見い出すことができるが、多角形にはそ
のような点は見い出せない。そのため経路の折れ点には
接点そのもの、すなわち頂点Ｔｉを用いなければならな
い。この場合、経路の構成要素としての線分’ｒ、　Ｔ
ｊ　（１＋　ｊ　’）は次の２つの条件゛を満たす必要
がある。

（ａ）’ｒ、’ｒ、は両端点以外でいかなる辺５ｋ−（
ｋは任意）とも交差しない。

（ｂ）’ｒ、’ｒｊは障害物の内部を通らない。

この伽）の条件は第５図破線のような経路が生成されな
いようにするためのものであり、円による表現では不必
要な条件であった。しかもこの条件をチェ、りするため
には、形状情報の他に内部と外部を区別するための情報
が必要となシ、チェックのための計算処理も簡単ではな
い。

そこで、第６１１′により本発明によ少入力された地図
と比較して見る。表現力においては多角形表現の詳細な
記述と円表現の大略的な記述の両方の長所を備えている
一方、経路の生成に際し円表現と同様に単純な条件を考
慮するだけで十分である。

すなわち、経路は常に円Ｃに関する点Ｐのイア、線分Ｐ
ｉＰｊ（１’ｅｊ）よシ構成され、Ｐｉ　Ｐｊ　Ｋ関す
る条件は次の１つである。

（ｅ）　　ＰＩ　Ｐｊはいかなる円Ｃい線分Ｌｍとも交
差しない（ｋ、ｍは任意）。

従って、障害物の内部、外部を区別する必要もない。内
部を横切る点は、第６図を拡大した第７図に明らかなよ
うに、円または線分と交差するため条件（ｃ）だけで十
分なのである。

次に第３の利点として挙げた経路の改善について第８図
、第９図を用いて説明する。第８図に入力された地図と
重ねて表示された経路の例を示した。図中、単独の円Ｃ
２は柱を表わしたものであシ、実際に移動機械を動作さ
せたところ、柱に接近しすぎて好ましい状況ではなかっ
た。このような場合、円Ｃ２の半径を拡大することによ
シ、簡単に解決できる。さらに、円Ｃ２の拡大とともＫ
、コーナー部内Ｃ１近傍を巻いて通過する軌跡が予想さ
れるので、ここにも余裕を持たせて円Ｃ１を少し拡大し
た。このような修正によシ第９図のように満足な経路が
得られる。以上述べた経蕗の改善を実施する箇所は多く
はないが、障害物が接近した狭い場所においては、例に
示したような移動機械の試走とわずかな地図の調整が必
要であり、どのような地図の入力法、表現法にも共通し
た点−である。　　　　　　　　　　　　　　　　　ｒ
ｈ％修正手順を説、す、。第□。図７いし第。□図％図
形表示装置として用いたＣＲＴディスプレイを示゛した
ものである。ディスプレイにはライトベンが付属されて
おシ、入力装置として用いる。必要な時にはキーが−ド
も併用する。第１０図には地図エディターとモニターと
の選択をうながす表示が出ておシ、前者をライトペン１
００１で指示した様子を示す。

第１１図は前記指示の結果、既に゛入力した地図が表示
され、円（ＣＩＲＣＩＪ）　、線分（ＬＩＮＫ　）、現
在位置（ＩＮＩＴ−ＰＯＳ）　、目標位置（ＧＯＡＬ−
ＰＯＳ）、終了（胴）の選択メニューの中から、円を指
示した様子を示す。

第１２図はその後、追加または修正（ＭＯＤＩＦＹ）、
消去（ＰＵＲ（Ｊ）　、終了（（社））の中から消去を
指示した後、ライ）−ｅンで１つの円を指示した様子を
示す。

第１３図は円が消去されると共にこの円に関連する線分
も自動的に消去され、さらに２つの円を消去すべく次々
とライトベンで指示している場面である。

第１４図は、新たな円を追加するためにＭＯＤＩＦＹを
指示した後に追加する円の場所を指示した場合である。

ここで、円の半径はキーが−ドから数字で入力する。キ
ーが−ドから何も入力されない時には、あらかじめ定め
た値（５ｐ゛フオールト値）を用いる。

第１５図はこのようにして入力された円が表示され、Ｅ
ＮＤを指示したところである。

第１６図は、次に線分（Ｌ　ＩＮＫ）の入力を指示した
場面である。

第１７図は、まず修正（ＭＯＤＩＦＴ）を指示し、次い
で２つの円を指示した場面を示す。

第１８図では、このようにして指示された２つの円の中
心を結ぶ線分が表示され、さらに他の線分を追加すべく
両端の円を指示している様子が示されている。

第１９図は線分の入力を終了した場面である。

第２０図では現在位置（ＩＮＩＴ−ＰＯＳ）と目標位置
（ＧＯＡＬ−ＰＯＳ）を入力するため、メニ、−の項目
と各々の位置をライトベンで指示している場面である。

現在位置に関しては、このような入力がなければ移動機
械から入力した情報を用いる。

第２１図は、モニター（ＭＯＮＩＴＯＲ）を指示したと
ころ、現在位置から目標位置に至るまでの経路が地図と
重ねて表示された場面を示すこの後モニタの機能は、特
別な割シ込みがない限シ継続し、移動機械の現在位置と
経路を表示し続ける。

次に第２２図、第２３図を用いて、第１０図〜第２１図
までの例を実現した入力手順について説明する。

第２２図は入力手順の階層と各階層で画面に表示される
選択メニ、−の内容を示した図である。

３つのレベルに分かれていることがわかる。メ二、−の
中で、胴を選択すると１段上のレベルへ行くことができ
る。

入力手段の流れ図は第２３図に示されている。

通常は割込みの）によりて入力手段が開始され、まず最
上位のレベルのメニューによシ指示を持つに）。

指示がＭＯＮＩＴＯＲの場合は経路を生成しく０、割込
みがあるまで持つ（ロ）。指示がｍｐ−ｇＤＨ７の時に
は、中間レベルのメニ、−でさらに指示を持つの）。指
示が胴の場合には最上位レベルへ戻る。指示がＩＮＩＴ
ＪＯＢの場合には現在位置を入力する←）。指示がＧＯ
ＡＬ−ＰＯ１３の場合には目標位置を入力する（口）。

指示がＣＩＲＣＩＪの場合には、日入力のための最下位
レベルのメニューを程示してさらに指示を持つ（ト）。

ここでの指示がＭＯＤＩＦＹの時には、新しい円の追加
または既に登録された円のデータの修正を行う（Ｉ）。

この際、修正された円に関連する線分も変更しくニ）、
次の指示を持つ（ト）。指示がＰＵＲ（Ｊの時には既に
記憶された円の１つを削除する（Ｊ）。この際、削除さ
れる円に関連する線分も全て削除（財）し、次の指示を
持つ（ト）。指示が（社）の時には中間レベルに戻シ指
示を持つ（Ｂ）。中間レベルの指示持ち（Ｂ）で入力さ
れた指示がＬＩＮＫの時には、線分入力のための最下位
レベルのメニ、−を程示してさらに指示を持つに）。こ
こでの指示がＭＯＤＩＦＹの時には新しい線分の追加を
行い（へ）、次の指示を持つ０゜指示がＰＵＲＧＥの時
には既に記憶された線分を削除し鋤、次の指示を持つ（
ト）。円や線分のデータを入力する際にはライトインと
キーが−ドを併用する。キーが−ドだけで入力すること
も可能であ）、両方から同一内容に対して入力されたデ
ータはキーゲートのものを優先する。（へ）や（ト）の
指示入力がなくデータが入力された際には、最新の指示
に従う。

次に図形表示装置への表示法について説明する。

最上位のレベルでＭＡＰ　＋　ＥＤ　Ｉ　Ｔが選択され
た後では地図と現在位置、目標位置を表示し、経路は表
示しない。ＭＯＮＩＴＯＲが選択された後では地図、現
在位置、目標位置、経路の全てを表示する。

以上、本発明の実施例について説明したが、さらに１キ
ーが−ドの代わシに音声による入力方法を用いる実施例
も考えられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、障害物の形状を入力する
に際して、円または、コーナー部に配置した円を互いに
線分で結んだ図形として入力し、これら円と線分を地図
として記憶したうえ、この地図に基づいて計画された経
路を地図と重ねて表示するようにしたものであるので、（１）　　障害物の形状を大略的にも詳細にも入力でき
る、（２）経路を計画し易い、（３）地図の一部を修正することにより経路を改善でき
る、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図、第、３図は
本発明によシ地図を入力する方法を示す図、第４図ない
し第９図は本発明の詳細な説明する図、第１０図ないし
第２１図は本発明の実施例での画面と入力方法を示す図
、第２２図、第２３図は入力手順を説明する構造図と流
れ図である。１０８・・・円入力手段　　１０９・・・線分入力手段
１１３・・・経路計画手段　　１１０・・・円記憶手段
１１１・・・線分記憶手段　　１１４・・・経路記憶手
段１１５・・・円表示手段　　１１６・・・線分表示手
段１１８・・・経路表示手段第２図第３図第４図第５図第６図第７図第８図艮／ｉよと第９図艮在北第１０図第１１図第１２図第１８図第１４図第１５図第１Ｇ図第１７図第１８図第１９因第２０図第２１図第２２図

Claims

【特許請求の範囲】

自走手段を有する移動機械に対して移動指令を出力する
手段と、前記移動機械の現在位置を入力する手段と、前
記移動機械の走行可能範囲を表示するための図形表示手
段と、操作者からのデータを入力する手段と、入力され
たデータや手順を記憶する手段とを備えた自律型移動機
械の制御装置であって、前記走行可能範囲を表示するた
め移動禁止区域や障害物の形状を入力するに際して、円
または、コーナー部に配置した円を互いに線分で結んだ
図形として入力し、これら円と線分を地図として記憶し
、移動機械の目標とする位置を入力、記憶し、前記地図
に基づいて移動経路を計画し、この計画された経路を記
憶する一方、前記地図と前記移動経路を重ねて前記図形
表示手段上に表示することを特徴とする自律型移動機械
の制御装置。