JPS62287309A - 無人車用光学式誘導装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車体に取付けた受光素子によって、床面に張
られた誘導帯からの反射光を検出し、その検出信号によ
り車体の操舵を行なう無人車用光学式誘導装置に関する
ものである。

〔従来技術〕

無人車を所定の経路に従い誘導する無人車誘導装置に関
する技術としては、従来、特公昭５３−２６７５３号公
報に開示された「車両の誘導装置、及び特開昭５０−４
２５８０号公報に開示きれた「無人運搬車４等がある。

上記特公昭５３−２６７５３号公報に開示された「車両
の誘導装置」は、誘導線に電流を流してこの誘導線に生
じる磁界をフィルの巻線の向きが車輪の回転方向と一致
する向きとなるように配置した検出コイルを具備する検
出器で検出し、この検出器の検出量に従って走行経路を
修正しなが誘導線に沿って車両を走行させるものである
。

また、上記特開昭５０−４２５８０号公報に開示された
「無人運搬車」は、車体に設けられた受光素子により、
走行路面に張設された誘導帯からの反射光を受けながら
該誘導帯に沿って運搬車を誘導するようにしたものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記特公昭５３−２６７５３号公報に開示
された車両の誘導装置においては、電磁誘導式であるの
で、誘導線の床面への埋設に溝掘り、線の埋設、埋め戻
し、養生等の煩雑な作業が伴とう共に、費用もかかると
いう問題があり、また誘導線の移設が困難であるという
問題もあった。また、上記特開昭５０−４２５８０号公
報に開示された無人運搬車は、車体の誘導帯からのずれ
をディジタル的に検出するので、無人車の走行操舵に円
滑性を欠くとい問題点があり、この欠点を除去するため
には多数の受光素子を狭い間隔で並べる必要があが、こ
のように多数の受光素子を使用することでそのコストが
高くなるという問題があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点
を除去し、光学式に無人車を誘導する方式が他の方式に
比較し走行経路に沿って誘導帯の張設が容易であるとい
う特徴を生かし、しかも無人車の誘導及び操舵が円滑と
なる無人車用光学式誘導装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明は、舵取モータ及び該
舵取モータを駆動するモータ駆動装置等を具備する車体
に取付けられた受光素子によって床面に張られた誘導帯
からの反射光を検出し、その検出信号によりモータ駆動
装置を介して舵取モータを駆動し車体の操舵を行なう無
人車用光学式誘導装置において、前記受光素子として光
電変換素子を用い、車体の誘導帯からのずれ量を該光電
変換素子が受光する誘導帯からの反射光量の変化として
検出し、該反射光量の変化に応じた操舵信号をモータ駆
動装置に出力する操舵信号発生手段を設け、該操舵信号
発生手段からの操舵信号に応じてモータ駆動装置を介し
て舵取モータを駆動するように構成した。

〔作用〕

無人車用光学式誘導装置を上記の如く構成することによ
り、車体が誘導帯からずれた場合そのずれ量を誘導帯か
らの反射光量の変化として検出し、該反射光量の変化に
応じた操舵信号を得、該操舵信号に応じて舵取モータを
駆動するようにするから、操舵信号と操舵車輪の操舵角
度、操舵速度とを関連づけることにより簡単な構造で無
人車を連続的に操舵誘導できると共に、円滑な無人車の
舵取りが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る無人車用光学式誘導装置のシステ
ム構成の概要を示す図である。同図において、１１は床
面１２に張設されたアルミニューム板等の光反射効率の
良い誘導帯、１３．１４は前記誘導帯１１からの反射光
を受光して電気信号に変換する光電変換素子、１５は前
記光電変換素子１３．１４の出力の差を取り増幅する差
動増幅器、１６は前記差動増幅器１５のアナログ出力信
号に応じた操舵角信号を作り出力する操舵角信号発生回
路、１７は前記操舵角信号発生回路１６からの操舵角信
号に応じて舵取モータ１８を駆動する舵取モータ駆動装
置、１９は車輪２０の操舵角を検出するポテンショメー
タ、２１は走行モータ、２２は前記走行モータを駆動す
る走行モータ駆動装置である。

上記構成の無人車用光学式誘導装置において、誘導帯１
１からの反射光は、光電変換素子１３゜１４により電気
信号に変換きれ、差動増幅器１５に入力される。作動増
幅器１５は、前記光電変換素子１３．１４の出力信号の
差を取り増幅し、操舵角信号発生回路１６へ出力する。

操舵角信号発生回路１６は、後述するように差動増幅器
１５からの反射光量に応じた操舵角信号を作り、該操舵
角信号を舵取モータ駆動装置１７に送る。舵取モータ駆
動装置１７は、該操舵角信号に応じて舵取モータ１８を
駆動する。これにより車輪２０は右或いは左に所定量旋
回する。この旋回量はポテンショメータ１９で検出され
前記舵取モータ駆動装置１７にフィードバックきれる。

第２図は無人車の投受光素子と前記誘導帯１１との関係
を示す図である。図示するように無人車の車体３５の前
端には一対の投受光素子３１，３２が設けられており、
投受光素子３１の中心と投受光素子３２の中心との間隔
寸法は前記誘導帯１１の幅寸法と略等しくなっている。

投受光素子３１と投受光素子３２とはそれぞれ投光部及
び受光部を有しく図示せず）、受光部は誘導帯１１から
の反射光を受光する前記光電変換素子１３と光電変換素
子１４となっている。無人車の車体３５には、第１図の
操舵角信号発生回路１６、舵取モータ駆動装置１７及び
舵取モータ１８等を具備する操舵駆動装置３３と、走行
モータ２１及び走行モータ駆動装置２２等を具備する走
行駆動装置３４等が搭載されている。

第３図は車体右側に配置された前記光電変換素子１３及
び左側に配置きれた光電変換素子１４の出力と車体３５
の中心が誘導帯１１の中心から左右にずれたずれ量との
関係（実測例）を示す図である。図示する如く車体３５
が右にずれると、左側に配置された光電変換素子１４の
出力が大きくなり反対に車体３５が左にずれると、右（
Ｊｌｌｌに配置された前記光電変換素子１３の出力が大
きくなる。

第４図は、上記光電変換素子１３及び１４の出力を入力
する差動増幅器１５の出力と車体３５の中心が誘導帯１
１の中心から左右にずれた量との関係（実測例）を示す
図である。図示するように、車体３５が誘導帯１１に対
して左にずれると出力電圧は負方向に大きくなり、反対
に右方向にずれると正方向に大きくなる。

車体３５の誘導帯１１からのずれにより、誘導帯１１に
より反射され光電変換素子１３及び１４で受光される反
射光の量が変化し、光電変換素子１３．１４及び差動増
幅器１５の出力が上記第３図及び第４図のように変化す
るから、これらの出力と車体３５の誘導帯１１からのず
れ量とは所定関係にあることが理解できる。そこで、差
動増幅器１５の出力を受けて操舵角信号発生回路１６が
、該差動増幅器１５の出力と車輪２０の旋回角度（操舵
角）及び旋回速度（操舵速度）を関連づけた操舵角信号
を舵取モータ駆動装置１７に送ると、該舵取モータ駆動
袋ｅ１７は舵取モータ１８を該操舵角信号に応じて左又
は右に旋回する。この時例えば車体３５の誘導帯１１か
らのずれ量が大きい場合は、操舵速度を速くする操舵角
信号を操舵角信号発生回路？６から舵取モータ駆動装置
１７に送ると舵取モータ１８の旋回速度が速くなり車輪
２０は速い速度で左或いは右に旋回する。

反対にずれ量が小さい場合は、操舵速度を遅くする操舵
角信号を送ると、舵取モータ１８の旋回速度が遅くなり
車輪２０は遅い速度で左或いは右に旋回する。

第５図は操舵角信号発生回路１６の一構成例を示す回路
図である。図示するように、操舵角信号発生回路１６は
、直列に接続された抵抗器Ｒ１〜Ｒ１３、フンパレータ
Ｃ１〜Ｃ１２及び排他的論理和ゲートＸ１〜ｘ８等から
構成される。コンパレータＣ１〜Ｃ１２の一端には、差
動増幅器１５の出力が入力きれると共に、コンパレータ
Ｃ１〜Ｃ１２の他端には抵抗器１〜１４の各接続点が接
続される。なお、ｒｌ＋ｒ２は保護抵抗器、ｒ、〜ｒａ
ｔはプルアップ抵抗器、Ｖｌ　（＋）　、　Ｖｌ（−）
、Ｖ２はｔｒｉである。

また、第６図は、上記操舵角信号発生回路１６の動作を
説明するためのコンパレータＣ１〜Ｃ１２の出力及び端
子Ｔ１〜Ｔ６の出力を示す波形図である。

車体３５がが誘導帯１１に対して右側にずれ、差動増幅
器１５の出力が第４図に示すように正方向に大きくなる
に従いコンパレータＣ６，Ｃ５゜・・・・・Ｃ１の順に
順次ＯＮとなる。反対に車体３５が誘導帯が誘導帯１１
に対して左側にずれ、差動増幅器１５の出力が第４図に
示すように負方向に大きくなるに従いコンパレータＣ７
、ＣＢ　、・・・・・Ｃ１２の順に順次ＯＮとなる。

今、フンパレータＣ６はＯＮ、フンパレータＣ７はＯＦ
Ｆであるとすると、排他的論理和ゲートＸ４の出力がＯ
Ｎとなり、端子Ｔ１から中央戻し信号が出力され、旋回
中の運搬車は直進方向に戻されることになる。

車体３５が誘導帯１１に対し右側にずれフンパレータＣ
６の出力がＯＦＦとなると、排他的論理和ゲートＸ４の
出力はＯＦＦとなり端子Ｔ１からの前記中央戻信号はＯ
ＦＦとなると共に、排他的論理和ゲートＸ３の出力はＯ
Ｎとなり、端子Ｔ２から車体３５を左方向に旋回される
信号、即ち操舵方向（左）の信号が出力きれる。

車体３５が誘導帯１１に対して右側にずれコンパレータ
Ｃ５の出力はＯＦＦ　、コンパレータＣ４の出力がＯＮ
となると排他的論理和ゲートＸ２の出力はＯＮ、排他的
険理和ゲートＸ７はＯＮとなり、端子Ｔ４から車体３５
を低速で旋回させる信号、即ち旋回速度（低）の信号が
出力される。

車体３５が誘導帯１１に対して更に右側にずれ、フンパ
レータＣ３の出力がＯＦＦ、コンパレータＣ２の出力が
ＯＮとなると、排他的論理和ゲートＸ１の出力はＯＮ、
排他的論理和ゲートＸ８の出力はＯＮとなり、端子Ｔ５
から車体３５を中速度で旋回させる信号、即ち旋回速度
（中）の信号が出力される。

車体３５の右側のずれが更に大きくフンパレータＣ１の
出力がＯＮとなと端子６から車体３５を高速度で旋回さ
せる信号、即ち旋回速度（高）の信号が出力される。こ
の車体３５が誘導帯１１に対して右側にずれている間中
、端子Ｔ２の操舵方向（左）の信号が出力されたままで
ある。

上記とは反対に、車体３５が誘導帯１１に対して左側に
ずれた場合フンパレータＣ７の出力がＯＮとなり、端子
Ｔ３から車体３５を右方向に旋回きせる信号、即ち操舵
方向（右）の信号が出力されると共に、排他的論理和ゲ
ートＸ５の出力がＯＮ１排他的論理和ゲートＸ７の出力
がＯＮとなり、端子４から車体３５を低速度で旋回させ
る信号、即ち旋回速度（低）の信号が出力される。

車体３５の左側のずれによりコンパレータｃ１０の出力
がＯＮとなると排他的論理和ゲートＸ６の出力ＯＮ、排
他的論理和ゲートＸ８の出力がＯＮとなり、端子Ｔ５か
ら車体３５を中速度で旋回させる信号、即ち旋回速度（
中）の信号が出力される。

きらに車体３５の左側のずれが大きくなりコンパレータ
Ｃ１２の出力がＯＮとなると端子Ｔ６から車体３５を高
速度で旋回きせる信号、即ち旋回速度（高）の信号が出
力される。この車体３５が誘導帯１１に対して左側にず
れている間中、端子Ｔ３の操舵方向（右）の信号が出力
されたままである。

上記操舵角信号発生回路１６の構成は一例であり、上記
のように車体３５の誘導帯１１に対するずれ量に応じて
低、中、高の３段階の旋回速度で旋回きせるのに限定さ
れるものではなく、ずれ量に応じて無段階に旋回速度を
制御させることも可能であり、このように旋回速度を無
段階で制御すれば舵取はより円滑になる。

また、上記実施例では光電変換素子１３．１４の出力を
差動増幅器１５に入力し、その差により操舵角信号発生
回路１６から操舵角信号を得るようにしたが、上記第３
図に示すように光電変換素子１３及び光電変換素子１４
の出力は、車体３５の誘導帯１１に対するずれ量に応じ
て変化するから、この出力を操舵角信号発生回路１６で
直接処理し、所定の操舵角信号を得ることも当然可能で
ある。

以上、上記実施例によれば、車体３５の誘導帯１１から
のずれ量を光電変換素子１３．１４により誘導帯１１か
らの反射光量の変化としてアナログ的に検出し、このア
ナログ的検出信号を操舵角信号発生回路１６で車体３５
の操舵車輪２ｏの操舵角、操舵速度と関連づけて操舵及
び誘導さぜるるので、円滑な舵取が可能となる。

また、光電変換素子１３及び１４を具備する一対の投受
光素子３１．３２で車体３５の誘導帯１１からのずれ量
を光学的に検出できるのでセンサの構造が極めて簡単と
なる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、車体が誘導帯から
ずれた場合そのずれ量を誘導帯からの反射光量として検
出し、該反射光量に応じたアナログ操舵信号を得、該ア
ナログ操舵信号に応じて舵取モータを駆動するようにす
るから、アナログ操舵信号と操舵車輪の操舵角度、操舵
速度とを関連づけることにより簡単な構造で無人車を連
続的にしかも円滑に操舵または誘導できるという優れた
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る無人車用光学式誘導装置のシステ
ム構成の概要を示す図、第２図は無人車の投受光素子と
誘導帯との位置関係を示す図、第３図は車体に設けた一
対の光電変換素子の出力と車体の誘導帯からのずれ量と
の関係を示す図、第４図は一対の光電変換素子の出力の
差と車体の誘導帯からのずれ量との関係を示す図、第５
図は操舵角信号発生回路の一構忠例を示す回路図、第６
図は操舵角信号発生回路の動作を説明するための波形図
である。 図中、１１・・・・誘導帯、１２・・・・床面、１３゜
１４・・・・光電変換素子、１５・・・・差動増幅器、
１６・・・・操舵角信号発生回路、１７・・・・舵取モ
ータ駆動装置、１８・・・・舵取モータ、１９・・・・
ポテンショメータ、２０・・・・車輪、２１・・・・走
行モータ、２２・・・・走行モータ駆動装置、３１．３
２・・・・投受光素子、３３　・・・操舵駆動装置、３
４　・・・走行駆動装置、３５・・・・車体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）舵取モータ及び該舵取モータを駆動するモータ駆
   動装置等を具備する車体に取付けられた受光素子によっ
   て床面に張られた誘導帯からの反射光を検出し、その検
   出信号によりモータ駆動装置を介して前記舵取モータを
   駆動し車体の操舵を行なう無人車用光学式誘導装置にお
   いて、前記受光素子としての光電変換素子を用い、前記
   車体の前記誘導帯からのずれ量を該光電変換素子が受光
   する誘導帯からの反射光量の変化として検出し、該反射
   光量変化に応じた操舵信号を前記モータ駆動装置に出力
   する操舵信号発生手段を設け、該操舵信号発生手段から
   の操舵信号に応じて前記モータ駆動装置を介して前記舵
   取モータを駆動することを特徴とする無人車用光学式誘
   導装置。
2. （２）受光素子としての一対の光電変換素子を用い、操
   舵信号発生手段として該一対の光電変換素子の出力差か
   ら反射光量の変化に応じたアナログ操舵信号を出力する
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲（１）項記
   載の無人車用光学式誘導装置。