JPS62138906A - 無人搬送車の制御装置 - 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】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は無人搬送車の制御装置に係り、詳しくは走行
経路を指示する幅を有する線を元凶装置にて撮りそのＩ
ｌｄっだ画素データに基づいて無人搬送車を同線に沿っ
て走行させる制御装置に関するものである。

（従来技術） 従来、この種の無人搬送車は’ｆＡ＠装置にて踊った走
行経路を指示する白線の画像を左半分、右半分に分け、
その右半分に白線が囮っている面積と左半分に白線が踊
っている面積をそれぞれ求め、その両者の差を篩用する
。そして、その差に基づいて無人＠進中は操舵門構を制
御し的記白線に沿って走行するようになっていた。

（発明が解決しようとする問題点） どころが、画像の右半分に白、腺がｒ６つている面積と
左半分に白線が踊っている面積を算出する処理動作は多
大な時間を必要としていた。その結果、高速処理を行な
って安全かつ確実に走行させる上で無人搬送車の高速化
を図るには限界があった。

この発明の［］的は前記問題点を解決するために、１！
■像装胃にてｈｄった走行経路を指示する線の画像処理
時間を）、０稲することができ、無人１ｍ送進中高速化
を図ることができる無人中搬送巾の制御装置を提供する
にある。

発明の構成 （問題点を解決１−るだめの手段〉 この発明は上記目的を達成すべく無人搬送車の走行経路
を指示ηる幅を有する線を同無人搬送車から１をる層像
装置と、前記ｌＩｄ像装冒にてｌｉｄった画素の画素に
ついて前記幅を有する線に対応するものか否かを判定し
、その判定結果を符号化する判定手段と、その符号化さ
れた画像の各画素を画素データとして記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶された画像の各画素データに基
づいてその画像中に撮られた前記幅を有する線の用心位
置を演尊し、その重心が画像の右手分にあるか左半分に
あるかを割り出す演算手段と、前記演算手段にて割り出
した重心の位置に基づいて操舵機構を制御する制御手段
とからなる無人搬送車の制御装置をその要旨とするもの
である。

（作用） 層像装置が無人搬送車の走行経路を指示する幅を有する
線を（至）ると、判別手段はそのＨａっだ画素の各画素
について幅を有する線に対応するものか否かを判定し、
その判定結果を符号化し画素データとして記憶手段に記
憶する。演０手段はその符号化された画像の各画素デー
タに基づいてその画像中に１最られた前記幅を有する線
の重心位向を演算し、その重心が画像の右半分にあるか
左半分にあるかを割り出す。制御手段はその演節手段に
て割り出した重心の位置に基づいて操舵機構を制御する
。

（実施例） 以下、この発明を具体化した無人搬送車の制御装置の一
実施例を図面に従って説明する。

第１図において、無人搬送車（以下、単に搬送車という
）１の前側上部中央位置には支持フレーム２が立設され
ていて、そのフレーム２の上部中央位置には層像装置と
してのＣＯＤ　（ｃｈａｒｑｅ　　ｃｏｕｐｌｅｄ　　
ｄｅｖｉｃｅ）カメラ３が設りられている。ＣＣＤ　７
Ｊメラ３は搬送車１の前方数メートル先の路面４上のエ
リア４ａの画像を踊るように支持フレーム２にセットさ
れている。

そして、本実施例では前記ＣＯＤカメラ３が撮像した第
３図に示す前記エリア４ａの画像９は２５６Ｘ２５６周
の画素で構成されている。

尚、本実施例ではＣＣＤカメラ３の両側下方位置に同カ
メラ３の撮像を容易にするために前記路面４を照すよう
に照明ランプ５が設置されているが、照明ランプ５を使
用しなくてもよい。

前記路面４には第２図に示すように搬送車１の走１テ経
路を指示する走行ライン６が一定の線幅りにて描かれて
いて、本実施例では路面４の色と異なる白色の塗料にて
描かれている。そして、この一定の線幅りを有した走行
ライン６を前記ＣＯＤカメラ３が躍ることになる。

尚、白色の走行ライン６を踊ったＣＯＤカメラからの信
号（以下、画素信号という）のレベルは高く、反対に暗
い路面４を踊ったＣ　ＣＤ　７Ｊメラからの画素信号の
レベルは低くなる。

次に、搬送車１に搭載された制御装置の電気的構成を第
４図に従って説明する。

マイクロコンピュータ１０は中央処理装置（以下、単に
ＣＰＵという）１１と制御プログラムを記憶した読み出
し専用のメモリ（ＲＯＭ）よりなるプログラムメモリ１
２とｃｐｕｉｉの演算処理動作及び画素データ等が一時
記憶される読み出し及び書き替え可能なメモリ（ＲＡＭ
）よりなる作業用メモリ１３及びタイマ１４等から構成
され、ＣＰＵ１１はプログラムメモリ１２に記憶された
制御プログラムにて操舵制御のための各種の演算処理動
作を実行するようになっている。

前記ＣＰＵ１１は前記タイマ１４が計時する時間に基づ
いて一定時間ごとに入出力インタフェース１５及びＡ／
Ｄ変換器１６を介して前記ＣＯＤカメラ３を走査制御す
るとともに、そのＣＣＤカメラ３からの画素信号をＡ／
Ｄ変換器１６、バスコントローラ１７を介して画素デー
タにして作業用メモリ１３に記憶する。Ａ／Ｄ変換器１
６はＣＣＤカメラ３からの画素信号をアナログ値からデ
ジタル値に変換する際、各画素信号が予め定めた設定値
以上か否か判別し、設定値以上の画素信号の場合には白
色の走行ライン６の部分の画素として「１］、反対に未
満の画素信号の場合には１１３い色の路面４の部分の画
素としてｒＯＪとするようにして順次入力されてくる各
画素信号を２値化し画素データとしてバスコントローラ
１７を介して作業用メモリ１３に記憶する。

従って、作業用メモリ１３にはＣＣＤカメラ３が比った
画（像を２５６　ｘ　２５６１１６１の画素データにし
て記憶されていることなる。尚、前記したように本実施
例では前記ＣＣＤカメラ３は予め定めた時間ごとに間を
おいて囮（争動作が行なわれるようにυ制御されていて
、その時々の画像の画素データが作業用メモリ１３に記
憶されるが、新たな画像の画像データ群が入力されると
、先の画像データ群が消去されその領域に新たな画像の
画素データ群が記憶されるようになっている。

又、本実施例では説明の便宜上ＣＣＤカメラ３の走査制
０ＩＩは横方向（Ｘ軸方向）に走査し、その走査が画面
の上から下方向（Ｙ軸方向）に移る走査方式を採用する
がその仙の走査方式で実施してもよいことは勿論である
。

２値化レベルコントローラ１８は前記ＣＰＵ　１１から
の制御（４号に基づいて前記Ａ／Ｄ変換器１６が２値化
するための設定値のデータを同Ａ／Ｄ変換器１６に出力
するようになっている。照度コントローラ１９は前記照
明ランプ５の照度を前記ＣＰＵ１１の制御信号にて制御
する。又、ドライブコントローラ２０は図示しない走行
用の走行用モータ及び操舵機構２１を同じ＜ＣＰＵ１１
からの制御信号に基づいて制御する。

次に、前記ＣＰＵ１１の処理動作について説明する。

今、制御装置を作動させると、ＣＰＵ１１は初期設定す
べく作業用メモリ１２の内容をクリアした後、前記Ａ／
Ｄ変換器１６における設定値（以下、２値化レベルとい
う）、即ら、Ａ／Ｄ’２換器１６に出力する２値化レベ
ルコントローラ１８の２値化レベルのデータを決定する
ための調整処理動作を行なう。２値化レベル（閾値）は
本実施例では２５６段階の範囲でそのレベルを適宜変更
することができるようになっていて、まずＣＰＵ１１は
調１１ｉ　圃Ｔ　Ｈを中間のレベル（０〜２５５の段階
中の真中の１２８段階に相当するレベルＴｌ−１１２８
）に設定する（ステップ１）。

そして、設定した調整値ＴＨ１２８の２値化レベルでＣ
ＣＤカメラ３を作動させると、ＣＣＤカメラ３は走行ラ
イン６が含まれている前方のエリア４ａ上の画像を撮像
し画像信号としてＡ／Ｄ変換器１６に出力される（ステ
ップ２）。

Ａ／Ｄ変換器１６はＣＣＤカメラ３から出力される画像
信号のレベルを前記設定した調整値ＴＨ１２８の２（ｌ
ｉ′ｉ化レベルと比較して２硝化し画素データとしてバ
スコントローラ１７を介して作業用メモリ１３に記憶す
る（ステップ３）。

そして、ＣＰＵ１１は作業用メモリ１３に記憶された２
５６Ｘ２５６個の画素データのうち「１」となっている
画素データの総和Ｎｔを求める（ステップ４）。一方、
ＣＰＵ１１は前記調整値ＴＨ１２８を１／２してその値
を補正？Ｊ４整値ΔＴＨ（−６４、以下、この調整値を
ΔＴＨ６４という）を求める（ステップ５）。

次に、ＣＰＵ１１は「１」の画素データの総和Ｎｔが予
め定めた範囲（Ｎｔｍｉｎ≦Ｎｔ≦Ｎ　ｔ＋ｎａＸ）に
あるかどうかの判断を行なう（ステップ６）。

この最小値Ｎ　ｔｍｔｎ及び最大値Ｎ　ｔｌｌｌａＸは
ＣＣＤカメラ３が線幅りの走行ライン６を含むエリア４
ａを撮像した時における走行ライン６を面像した画素デ
ータの数を真値としてその真値に対して許容値を予め実
験によって得た値であって、その範囲内にあれば適正な
２　ｌａ化リレベル２値化された画素データに基づいて
正確に画像認識が行なえることを意味している。

そして、前記総和Ｎｔｆｆｉ最小値Ｎ　ｔｍｉｎ以下の
場合にはＣＰＵ１１は２値化レベルが高いと判断して２
値化レベルを下げるべく前記調整１ｉｆｆＴＨ１２８を
変更する。この処理は前記算出した補正値ΔＴト１６４
にて２値化レベルを下げるべく下記のｉｔ　Ｏをして駈
たな調整値ＴＨ（−ＴＨ６４）を求める（ステップ７）
。

ＴＨ＝ＴＨ１２８−△Ｔ　Ｈ６４＝　Ｔ　ｔ−１６４そ
して、この調整ｔＵＴｔ−１６４の２値化レベル、即ら
、２値化レベルがＯ〜２５５の段階中の６４段階に相当
するレベルにて再度ＣＯＤカメラ３を作動させて画１象
を躍り込む。

反対に総和Ｎｔが最大値Ｎ［ｍａｘ以上の場合にはｃｐ
ｕｉｌは２饋化レベルが低すぎると判断して同レベルを
上げるべく前記調整値ＴＨ１２８を変史する。この処理
は前記悼出した補正賄△ＴＨ６４にてレベルを上げるべ
く下記の計算をして新たな調整１１１′ｉ　Ｔ　ｔ−１
（＝　Ｔ　Ｈ１９２）を求める（ステップ８）。

ＴＨ＝ＴＩ−１１２８＋　Δ　Ｔ　ト１６４＝ＴＩ−１
１９２従って、この調整値下Ｈ１９２の２１ｆｔ化レベ
ル、即ち、２値化レベルがＯ〜２５５の段階中の１９２
段階に相当するレベルにて再度ＣＯＤカメラ３を作動さ
せて画（染を撤り込む。

このようにして、ＣＰＵＩＩは総和Ｎｔが前記範囲（Ｎ
　ｔｍｉｎ≦Ｎｔ≦Ｎ　ｔｍａｘ）の範囲内にはいる２
　ｆｌｆｌ化レベルにてＣＣＤカメラ３のＩＩａ　Ｉ’
Ｄが行なわれるまｅ、前記ステップ２〜８の処理動作を
実行する。すなわら、このステップ２〜８における２（
ｆｌ化レベル調整処理動作はいわゆるバイナリ−サーチ
（２分探索）にて○〜２５５の段階あるレベルからＣＣ
Ｄカメラ３が撮像するに際して許容範囲内の２値化レベ
ルにて行なわれているのかをチェックする処理動作であ
る。

許容範囲内のレベルにてＣＣＤカメラ３の１最像が行な
われたと判断した時（ステップ６）、ＣＰＵ１１はその
作業用メモリ１３に記憶した画素データに塁づいて画（
像処理を行なう。

ＣＰＵ１１は画像９の上から順に走査方向（Ｘ軸方向）
の２５６個の画素データを読み出して一定の線幅りを有
している走行ライン６があるか、そして、その走査列の
どの位置に位置するか割り出すとともに、その走行ライ
ン６と判断した範囲の中心位ＯＣｎがどの位置にあるか
を求め作業用メモリ１３に記憶す・る（ステップ９〉。

この口出は第３図に示すように画像９を構成する各画素
において左から数えて１２８番目にある縦一列の画素列
をＹ軸とし、最上側にある横一列の画素列をＹ軸と）々
定して、走行ライン６の位置及び中心位置の位置をｘ、
Ｙ座標で求めている。

中心位置ＣＯ〜Ｃ２５５から画像９が示す走行ライン６
を１つの形状と捕えてその形状の重心Ｇｚを求める（ス
テップ１０）。

Ｇｚ＝ΣＣｎ　／　２５６ そして、ｃｐｕｉｌはこの重心ＧｚがＹ＠に対して左右
のいずれの位置か及びそれがＹ軸に対してどのくらい偏
位しているか割り出す（ステップ１１）。

そして、重心Ｇ　Ｚ　ｂ＜　Ｙ軸より右側にある時には
、ＣＰＵ１１は前方において走行ライン６が右に偏イ◇
していると判断して搬送中１を右にその偏位−に相当し
た操舵角にし走行させるべくドライブコントローラ２０
に制御信号を出力する（ステップ１２）。コントローラ
２０はこの制御信号に基づいて操舵機構２１を作動させ
、操舵軸を右に所定の操舵角だ【プきる。

反対に、Φ心ＧｚがＹ軸より左側にある時には、ＣＰｔ
Ｊｌｌは前方において走行ライン６が左に偏位している
と判断して搬送車１を左にその偏位１ｉに相当した操舵
角にして走行させるべくドライブコントローラ２０に制
御信号を出力する（ステップ１３）。コントローラ２０
はこの制御信号に基づいて操舵機構２１を作動させ、操
舵軸を左に所定の操舵角だけきる。

さらに、重心ＧｚがＹ帖近辺にある時には、ＣＰＵ１１
は前方において走行ライン６に変化がないと判断して操
舵機構２１を作動させることなく搬送中１をこのまま直
進させる。

そして、次のＣＣＤカメラ３の撮像時間となると、ＣＰ
Ｕ１１はＣＣＤカメラ３を走査制御して新たなエリア４
ａの画像を搬像する（ステップ１４）。次（こ、前記と
同様にして求められたＣＣＤカメラ３が画像した新たな
画像９の画素データをに基づいてＣＰＵ１１は「１」の
両県データの総和Ｎｔを求め、その総和Ｎｔが前記した
予め定めた範囲（Ｎ、ｔｍｉｎ≦Ｎ１≦ＮｔｍａＸ）に
あるがどうが判断を行な°）（ステップ１５．１６）。

すなわち、ＩＩｌ：像するエリア４ａが逐次変化するこ
とにより、口こで２１偵化レベルのチェックを行なう。

そして、範囲内にあればＣＰｔＪｌｌは前記のように重
心ＧＺを求め、その重心Ｇｚに基づいて操舵側υ１１を
行ない（ステップ９〜１５）、反対に範囲外の場合には
ＣＰＵ１１は前記したレベル調整型理動作を行なう（ス
テップ１〜８）。

このように、本実施例は両県９にＪ３ける各走査方向ご
とに線幅りを有する走行ライン６の中心位置ＣＯ〜Ｃ２
５５を画素データから求め、その中心位ｉｍｃ　Ｏ”Ｃ
２５５から同両像９が示す走行ライン６を１つの形状と
しその形状の重心Ｇｚを求め、その重心Ｇｚの位置に基
づいて操舵制御ザるようにしたので、従来に比べて走行
ライン６の画像λΣ識処理時間を短縮することができ、
無人搬送■！の高速化を図ることかできる。

又、本実施例では常に走行ライン６の両ＶＱ　ｕ：識処
理？Ｊ］作を行なう前には常に２　ＩＩｌ″ｉ化レベル
調整チェックを行なうようにしているので、無人中１が
進行する先の環境、すなわち、明るさが変化づる場合で
も、常にＣＣＤカメラ３はＩａ　’ｒＲな状態で１ｌｒ
Ｉ像が行なわれることになるので、常に最適な制御をお
こうことができる。

尚、前記実施例では撮像装置としてＣＣＤカメラを用い
たが、それ以外の囮１旧メを用いて実施してもよく、又
、前記実施例ではＣＣＤカメラ３における画像の画素構
成（分解能）を２５６Ｘ２５６画素としたが、これに限
定されるものではなく、例えば５１２Ｘ５１２画素、１
０２／１ｘ１０２４画素等、適宜変更して実施してもよ
い。

発明の効果 以上詳述したように、この発明によれば撮像）装置にて
躍った走行経路を指示する線の画像処理時間を短縮する
ことが゛でき、無人搬送車の高速化を図ることができる
浸れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した無人搬送車の側面図、第
２図は同じく平面図、第３図はＣＣＤカメラが囮うえた
画像及び重心を説明するための説明図、第４図は制御装
置の電気ブロック回路図、第５図は制御装置の作用を説
明するためのフローチャート図である。 図中、１は無人搬送車、３はＣＣＤカメラ、４は路面、
４ａはエリア、５は照明ランプ、６は走行ライン、９は
画像、１０はマイクロコンピュータ、１１は中央処理装
置（ＣＰＵ）、１２はプログラムメモリ、１３は作業用
メモリ、１４はタイマ、１６はＡ／Ｄ変換器、１８は２
値化レベルコントローラ、１９は照明コントローラ、２
０はドライブコントローラ、２１は操舵様構である。 特許出願人　　株式会社　豊田自動織機製作所代　理　
人　　弁理士　　恩１）回置 図面その２ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　無人搬送車の走行経路を指示する幅を有する線を
   同無人搬送車から撮る撮像装置と、 前記撮像装置にて撮った画像の画素について前記幅を有
   する線に対応するものか否かを判定し、その判定結果を
   符号化する判定手段と、 その符号化された画像の各画素を画素データとして記憶
   する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された画像の各画素データに基づい
   てその画像中に撮られた前記幅を有する線の重心位置を
   演算し、その重心が画像の右半分にあるか左半分にある
   かを割り出す演算手段と、前記演算手段にて割り出した
   重心の位置に基づいて操舵機構を制御する制御手段と からなる無人搬送車の制御装置。