JPS6233613B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動走行式の無人車システムに係り、
特に車上側に無人走行のための主たる装置を備
え、地上には格別の誘導施設を必要としない無人
車システムを提供する。 従来、無人車システムは、走行ルートに沿つて
誘導線を布設し、この誘導線路に交流電流を流し
発生する磁界を検出して走行する電磁誘導方式
と、光学テープを走行ルートに貼付けテープから
の反射光を車上の受光素子で受けステアリング操
作を行う光学テープ方式が、一般的であつた。 ところが、これら方式はいずれも地上側に何ら
かの誘導施設即ち誘導線とか光学テープを布設し
なければならず、特に誘導線を路面下に埋設する
電磁誘導方式の場合、路面がコンクリートである
と誘導線用の溝はカツテイング作業によつて形成
しなければならず、誘導線敷設に多大の費用と時
間を要し、従つて、ルートの変更などは甚だ困難
で、事実上不可能である。また建物の２階など、
フローリングとかリノリユーム張りの床面の場
合、カツテイングは行えず線路を埋設するのは不
可能で、この種電磁誘導方式無人車システムの導
入はできなかつた。他方光学テープ方式では、テ
ープの走行路への布設は、先の電磁誘導方式に比
し容易であり、ルートの変更も比較的自由である
が、反射光を利用しているため使用場所に制限を
受け、例えば屋外での使用は困難で、またテープ
を路面上に貼付けるためデコボコの多い悪路への
設置は難しく、更にテープ布設は電磁誘導式に比
べ容易であるとするも、カーブにおいては所望の
“曲り”を得るべくテープをいくつかに切つて重
ね貼りをするとかの面倒な作業を要する。またこ
の光学テープは、油、塵埃の付着とか、人や車の
通行による汚損等により、寿命は短くせいぜい６
カ月程度であり、メンテナンス面においてシビヤ
な条件が課せられる。 本発明は、上記に鑑み、地上に誘導線、光学テ
ープ等の誘導施設を必要とせず、車上側に、車輌
速度、ステアリング角度の各指令を書込んだメモ
リを備え車軸からの距離情報によつてこのメモリ
出力を順次進めて自動走行するようにした車上メ
モリ搭載形自動走行無人車システムの提供を目的
とする。 即ち、本発明は、従来の、誘導線による磁界、
光学テープからの反射光を検出して車輌を進行さ
せるものとは異なり、車上にメモリを搭載し、そ
のメモリに前もつて距離情報に基づくステアリン
グ角度、車輌速度を記憶させておき、このメモリ
情報を車輌からの走行距離によつて順次進め、ス
テアリング制御系、速度制御系の各指令として出
力し、一方、走行距離、速度は車軸に設けた速
度・距離検出装置により、またステアリング角度
はステアリング軸に設けた電磁式、光学式のロー
タリアブソリユートエンコーダ、ポテンシヨメー
タ、差動トランス等のステアリング角度検出器に
より、れぞれ検出し先のメモリからの指令と突合
せ、速度、オン・ルートの各制御を行うことを特
徴とするもので、以下図示する実施例により本発
明を具体的に説明する。 第１図は本発明の原理図を、第２図はキヤリブ
レーシヨンマーカを走行ルートに配したレイアウ
トの一例を、第３図は光学式ロータリアブソリユ
ートエンコーダの原理図を、夫々示す。 第１図において、１は本発明に係るメモリで、
走行指令、即ち走行距離に基づく車輌速度指令及
びステアリング角度指令、が書込まれている。２
は速度制御系で、先のメモリ１からの車速指令と
車軸７に設けたパルスピツクアツプ３からの実際
の車輌速度を介し駆動用電動機４へ加えて、車輌
速度をメモリ１からの指令値に制御する。５はス
テアリング制御系で、同じくメモリ１からのステ
アリング角度指令と、ステアリング角度検出器６
からのステアリング角度信号を突合せステアリン
グ角度が指令値と一致するようステアリングの制
御を行う。もちろん、メモリ１からの車速、ステ
アリング角度の各指令は、車輌の走行距離によつ
て刻々と変化するのであるが、先に述べたように
この距離情報は車輌１０の車軸７上に設けたパル
スピツクアツプ３より得る。即ち、パルスピツク
アツプ３から車輌１０の走行距離がメモリ１へ帰
還され、この距離情報に基づきメモリ番地が順次
進められ走行距離に応じた各指令をそれぞれの制
御系へ与える。従つて、たとえば車輌が停止地点
まで走行すれば、その位置までの距離を計数し番
地を進めるので、そのときの速度指令は零であり
車輌は停止する。 このように、本発明においてはパルスピツクア
ツプ３からの距離情報が走行制御を行うに最も重
要な因子であり、このため走行ルート上の適当箇
所にキヤリブレーシヨンマーカを設け、距離情報
を基準化し誤差を補正するとともに、走行ルート
ずれの補正を行つている。即ち、第２図、イで示
すように電磁式あるいは光学式の、または超音波
などを応用したキヤリブレーシヨンマーカ１３
を、発車地点Ｓとか、カーブをカーブの中間地点
などに配し、車輌１０がこのマーカ１３箇所に達
する毎に、走行ずれとパルスピツクアツプ３の距
離情報の補正を行う。つまり、同図ロのようにマ
ーカ地点に走行ルートａよりずれて車輌が進入す
るとｂ、このマーカ１３からの信号が車輌に与え
られステアリングを修正し、少なくとも車輌がマ
ーカ１３の最後端へ達するまでには走行ルート上
に戻すようにし、またその最後端点で正規の距離
情報を読み取りパルスピツクアツプ３からの情報
を修正している。 なお、このロ図示のマーカは、これまで説明し
た、距離情報の基準化、走行ずれの補正の役目を
果すマーカ１３の他に、車輌１０が走行ルート上
に乗り車軸がルートに平行になつたことを確認の
後、車輪径の補正を行う車輪径補正マーカ１３ａ
を、先のマーカ１３に引き続き設置しており、車
輌がこのマーカ１３ａ部分を通過する間、パルス
ピツクアツプ３からのパルスを計数しマーカ長さ
と比較、車輪径のキヤリブレーシヨンを行う。も
つとも、車輪径の補正は走行ルートの各マーカ１
３毎に行う必要はなく車輪径補正マーカ１３ａは
ルート上の適当位置に１カ所設置すれば十分であ
ることが多い。 また逆にこれらマーカ１３を一定距離毎に配置
することも考えられ、車輌が一つのマーカを検知
してから一定時間、一定距離を走行すれば必ず次
のマーカを検出するはずであり、このようなマー
カチエツク、タイムチエツクにより走行ルートか
らの逸脱は容易に検出できる。そして、このルー
トからの逸脱が許容値内に収まつていれば、先に
述べたようにステアリングの修正を行い車輌をル
ート上に戻せばよく、許容値外であれば直ちに停
止する。また、オン・ルート走行であつても、メ
モリからのステアリング角度指令と実際のステア
リング角度の差が規定の最大値よりも大きいと
か、またステアリング角度指令に基づくステアリ
ング操作角の変化割合（微分値）が規定値を越え
る等の場合、非常停止させて安全性を確保する。 このように、本発明は車上に搭載したメモリか
ら車輌速度、ステアリング角度の各指令を発し、
この指令に基づき車輌を自動走行させたもので、
この車上メモリにはあらかじめ走行ルートに沿つ
た車輌速度、ステアリング角度の各指令を書込ん
でおかねばならない。この書込みに当り、実際に
車輌を運行して得られたデータをそのまま、ある
いは若干修正して書込む方式と、あらかじめ設計
されたプログラムをロードする方式がある。即
ち、前もつて走行ルートに沿つてならい運転を行
い、この有人試行運転の結果得られた各種データ
をそのまま、あるいはその走行データを基にカー
ブ走行時のスピードダウン等有人運転の故生じる
ロスを修正したもの、を書込む方式と、走行ルー
トの各地点でステアリング角度を計算し、その得
られた計算結果に基づきプログラムを設計しこれ
をロードする書込み方式、のいずれかが併用さ
れ、走行ルート等の条件により選択される。 なお、第３図にステアリング角度検出器の一実
施例である光学式ロータリアブソリユートエンコ
ーダの原理図を示す。光学式ロータリアブソリユ
ートエンコーダは、所要のコードに応じた明暗が
写真製法によつて形成された特殊ガラスの回転デ
イスク１５と、これに対向して配された、上記コ
ード明暗部箇所にスリツト１６ａを形成の固定デ
イスク１６を、これらデイスクに投光する光源１
７と必要なれば集光レンズ１８、更に固定デイス
ク１６のスリツト１６ａ、回転デイスク１５の明
部を通過した光を受け電気信号に変換する受光器
１９から構成される。即ち、回転デイスク１５の
回転位置によつて受光器１９に到達する光コード
は特定され、受光器１９からの出力は回転位置ご
とに定まつた符号であり、回転デイスク１５の軸
１５ａをステアリングシヤフトに取付ければステ
アリング角度をそのまま検出することができる。 上記のように、本発明は、車上に、車輌速度、
ステアリング角度の各指令を書込んだメモリを搭
載しこのメモリ情報を車軸からの距離情報により
順次進め、ステアリング制御系、速度制御系の各
指令として出力し、一方、走行速度は車軸に設け
た速度・距離検出装置により、またステアリング
角度はステアリング軸に設けたステアリング角度
検出器により、それぞれ検出し先のメモリからの
指令と突合せ、速度、オン・ルートの各制御を行
うもので、地上側の主たる誘導施設をなくした全
く新規の手法であり、従来の、誘導線とか光学テ
ープを走行ルートに施設する方式の抱える、布設
工事の困難性、導入場所の制限、更にメンテナン
ス面等、多くの問題点を解消するとともに、ステ
アリング角度検出器として簡易構成かつ安価のエ
ンコーダ類を用いることができるという特長を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図はキヤリブレ
ーシヨンマーカを配した走行レイアウト、第３
図、は光学式ロータリアブソリユートエンコーダ
の原理図である。 １……車上メモリ、２……速度制御系、３……
パルスピツクアツプ、５……ステアリング制御
系、６……ステアリング角度検出器、１３……キ
ヤリブレーシヨンマーカ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車上に、前もつて距離情報に基づき車輌速
   度、ステアリング角度の各指令が書込まれたメモ
   リを搭載し、車輌走行時、このメモリからの車輌
   速度、ステアリング角度の各指令を車軸に設けた
   速度・距離検出装置からの走行距離情報により順
   次進めるとともに、上記車輌速度指令を、上記速
   度・距離検出装置からの車速信号を帰還信号とす
   る速度制御系へ、上記ステアリング角度指令を、
   ステアリング角度検出器からのステアリング角度
   を帰還信号とするステアリング角度制御系へ、そ
   れぞれ与え、走行距離に応じて速度、ステアリン
   グ角度の各制御を行うことを特徴とする無人車シ
   ステム。 ２ 車上に、前もつて距離情報に基づき車輌速
   度、ステアリング角度の各指令が書込まれたメモ
   リを搭載し、車輌走行時に、このメモリからの車
   輌速度、ステアリング角度の各指令を車輌に設け
   た速度・距離検出装置からの走行距離情報により
   順次進めるとともに、上記速度・距離検出装置か
   らの車速信号を帰還信号とする速度制御系へ、上
   記ステアリング角度指令を、ステアリング角度検
   出器からのステアリング角度を帰還信号とするス
   テアリング角度制御系へ、それぞれ与え、走行距
   離に応じて速度、ステアリング角度の各制御を行
   うとともに、走行ルート上の適当位置にキヤリブ
   レーシヨンマーカを設置し車輌のルートずれ補正
   と走行距離補正、を行うことを特徴とする無人車
   システム。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の構成において、
   キヤリブレーシヨンマーカを２個直列に配し、第
   １のキヤリブレーシヨンマーカでルートずれと走
   行距離情報の補正を行い、第２のキヤリブレーシ
   ヨンマーカで車輪径補正を行うことを特徴とする
   無人車システム。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の構成において、
   ステアリング角度検出器を電磁式あるいは光学式
   等のロータリアブソリユートエンコーダとしたこ
   とを特徴とする無人車システム。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の構成において、
   ステアリング角度検出器をポテンシヨメータ、差
   動トランスとしたことを特徴とする無人車システ
   ム。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の構成において、
   速度・距離検出装置をパルスピツクアツプとした
   ことを特徴とする無人車システム。 ７ 特許請求の範囲第１項記載の構成において、
   車上搭載メモリへの車輌速度、ステアリング角度
   の各指令の書込みを、走行ルートに沿つてならい
   運転を行い、その際に得られた走行データをその
   ままあるいは一部修正を加えて書込むようにした
   ことを特徴とする無人車システム。 ８ 特許請求の範囲第１項記載の構成において、
   車上搭載メモリへの車輌速度、ステアリング角度
   の各指令の書込みを、あらかじめ設計したプログ
   ラムをロードして行うようにしたことを特徴とす
   る無人車システム。