JPS6265109A - 無人搬送車の操舵制御方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は無人搬送車を予定走行路に沿って安定に誘導走
行させるのに好適な無人搬送車の操舵制御信号壷こ関す
るものである。

〔発明の背景〕

無人搬送車を所定の走行路に沿って誘導走行させる制御
方式としては各種のものが知られている。

例えば、走行路上に誘導標識（テープ）を貼付し、その
誘導標識を光学検出器で検出して、無人搬送車の走行状
態量を算出した後、走行操舵するものがある。そして、
無人搬送車には車体を走行操舵させるための操舵機構（
例えば、モータ、減速機構）が搭載されると共に、その
操舵機構に操舵制御信号を供給する操舵制御部が設けら
れているのが一般的である。

その無人搬送車を予定の走行路に沿って誘導走行させる
場合では、走行状態量（例えば、位置偏差）と目標位置
との差をなくすように、操舵制御信号を演算して、この
操舵制御信号を操舵機構に与えることで操舵角あるいは
左方の駆動モータの速度差を制御する。この場合、操舵
制御信号をどのように算出するかにより、無人搬送車の
走行性能の良否を決定すると言っても過言ではない。

一般に、操舵ゲインを高鳴すると、無人搬送車が走行路
畳こ対して微少位置偏差を有した場合でも大きな操舵角
（あるいは左右の駆動モータの速度差）となり、逆に操
舵ゲインを低くすると操舵角が小さくなることは、よく
知られている。

したがって、高速走行時に操舵ゲインが高過ぎると無人
搬送車は左右方向に小刻み垂こ振れ不安定な走行となり
、操舵ゲインが低すぎると予定走行路へ追従できない傾
向を示す。

そこで、無人搬送車の速度指令信号に応じて操舵ゲイン
を多段階に切替え調節し、安定な誘導走行を行なうよう
にしたものが知られている。

このような技術は、例えば特開昭５３−２０２３３号公
報に開示されている。すなわち、速度に応じて操舵ゲイ
ンを多段階に切替えて操舵制御することにより、低速か
ら高速に至る範囲まで安定した誘導走行が実現できる。

しかし、更に安定、かつ連応性の良い走行操舵を行なお
うとすると、単に走行速度に応じて操舵ゲインを多段階
切替えすることのみでは限界があった０ 〔発明の目的〕 本発明の目的は、安定かつ連応性の良い走行操舵を行な
うことのできる無人搬送車の操舵制御方法を提供するこ
とである。

〔発明の概要〕

本発明は、無人搬送車の走行速度および走行状況（直線
走行９曲線走行）を取込み、直線走行の際には走行速度
の２乗に反比例する如き操舵ゲインにて操舵機構を制御
し、曲線走行の際には走行速度に反比例する如き操舵ゲ
インにて操舵機構を制御することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を具体的な実施例に基づき、詳細に説明す
る。

まず、本発明が適用される無人搬送車の運用システムの
構成例と無人搬送車例を第２図、第３図により説明する
。

１は自動倉庫設備であり、スタッカークレーン番こより
レール上を左右に移動し、棚内の荷物を荷役搬送する保
管システムである。地上計算ｆｉ２は、自動倉庫設備１
並びに走行路４上を走行し入出庫ステージ璽シ５ａ、５
ｂで荷役作業を行なう無人搬送車３ａ、３ｂの運行管理
を実施する。６ａ。

６ｂは無人搬送車３ａ、３ｂが直線走行路４ａから曲線
走行路４ｂへ至る旋回減速ゾーンである。

避暑こ、７ａ、７ｂは曲線走行路４ｂから直線走行路４
ａへ至る旋回加速ゾーンである。８３〜８ｅは入出庫ス
テージ、ン５ａ、５ｂ並び：こ自動倉庫設備ｌに至る停
止寄付きゾーンである。９ａ〜９Ｃは走行路４ａ〜４ｂ
上に貼付された誘導標識であり、無人搬送台車３ａ、３
ｂを誘導走行させるものである。特に、９ａは操舵用誘
導標識、９ｂは走行速度の加減速用誘導標識、９ｃは番
地検出用誘導標識である。

１０ａ、１０ｂは無人搬送車３ａ、３ｂの車体下部の前
後に取付けられた光学検出器であり、これにより誘導標
識９３〜９ｃをそれぞれ検出する。１１は操舵幅計の左
右方向の操舵を行なう操舵モータであり、後述するサー
ボ増幅器冴と共に操舵機構１１を構成する。１３ａ、１
３ｂは無人搬送車３ａ、３ｂを支持すると共に、走行さ
せるための走行装置１４の駆動力をうけて回転運動する
走行輪である。

１５は制御Ｍ！であり、光学検出器１０ａ、１０ｂから
の位置偏差信号、走行装置ｉ！１４の速度信号を入力し
、演算処理した後、操舵機構１１や走行装置１ｉ１４を
制御するものである。１６は無人搬送台車３ａ、３ｂの
走行速度検出器であり、走行輪１３　ａに軸を介して取
付けられている。１１は地上計算機２からの走行動作の
指令信号を送受信するための無線装置である。

次に、第２因、第３図に示された無人搬送車を操舵制御
する本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す図である。この図にお
いて、走行操舵指令部１８は、走行速度検出器１６で検
出した走行速度と、曲線走行又は直線走行を実施してい
る運行システム上の場所を把握し、無人搬送＄３８，３
ｂの走行操舵すべき目標位置偏差設定レジスタ１９１こ
制御信号を出力すると共に走行状況を操舵ゲイン演算部
に出力する。１９は目標位置偏差設定レジスタで、走行
操舵指令部１８からの走行状態の制御信号４こより設定
値ｅｏを決定する。加は減算回路であり、目標位置偏差
の設定値ｅ。と実際に蛇行されて検出した位置偏差の検
出値ｅ、との位置偶作の差分△ｅを演算するものでであ
る。ガは操舵ゲインレクスタであり、減算回路で設定さ
れた位置偏差の差分△ｅを入力して、操舵ゲインｋを乗
じて操舵制御信号ｅｘを出力する。

操舵ゲインには、操舵ゲイン演算部で演算されゲイン設
定される。

４はサーボ増幅器夙に入力するためのＤ／Ａ変換器であ
り、操舵ゲインレジスタムで設定された操舵制御信号ｅ
ｘをアナログ電圧信号ｅ、に変換するものである。

ｎは操舵機構であり、サーボ増幅器スと操舵モータ１１
から成る。

冴はアナログ電圧信号ｅ３を電流信号に変換し、サーボ
機構を組込んだサーボ増幅器であり、速度偏差をなくす
ための操舵制御電流信号ｉを出力する。この操舵制御電
流信号直により操舵モータ１１の操舵角度δがおのおの
調節される。

５は無人搬送車３ａ、３ｂの台車操舵制御系であり、操
舵角度δに対する重心位置の位置偏差ｙ。

姿勢角ψのそれぞれの台車位置偏差系３１台車姿勢角度
系ｎを含むものである。

美はデータ処理部であり、光学検出器１０ａ、１０ｂで
得られた２値化信号から走行路４上暑二貼付された誘導
標識９ａに対する無人搬送車３ａ、３ｂの位置偏差の検
出値ｅ、を算出するものである。

３１ａは前述した如々、走行速度および走行状況に応じ
て操舵ゲインを演算する操舵ゲイン演算部である。ここ
で演算された操舵ゲインには、操舵ゲインレクスタ乙に
設定され、操舵制御信号Ｃ１の演算に用いられる。

次に、最適な操舵ゲインにの求め方について説明する。

まず、無人搬送車の操舵制御信号に対する位置偏差と姿
勢角の運転方程式は（１）〜（３）で近似される。

ただし、ｍ：積載重量を含む台車の重量ｌ：ヨー慣性モ
ーメント（＝ｍｌ！２）ｙ：１心のヨー位置偏差 ψ：重心の姿勢角 に：操舵輪、走行輪のコーナリングフ ォース ｌ！：操舵輪と走行輪間の組輪の堤 Ｖ：走行速度 δ：操舵輪の操舵角度 ぐ：操舵制御系の減衰定数 ωＱ：操舵制御系の固有振動数 そこで、上式から操舵制御信号△ｅに対する姿勢角度会
と位置偏差速度９の伝達関数”　（ｓｌ　＊　Ｃｈ　（
Ｓ）は次式となる。

・・・・・・・・・・・曲　（４） 上式を特性要素別の操舵制御系１台車制御素に分けて示
すと、第４図の如４となる。図中、第１図と同じ要素を
示すものは「、」をつけている。

ガ′は操舵ゲインに、　Ｚ３’は操舵岨動部ｎの２次遅
れ系、Ｗはデータ処理部（９）の位置偏着ｅ７等を算出
するものである。３２ａ、３２ｂは台車操舵制御系δの
、Ｋ１ 位置偏差ゲイン荒、姿勢角ゲインゴーである。

箕は位置偏差速度の一次遅れ系、あは姿勢角系υの一次
遅れ系である。おは比例定数系で、箕は積分器系である
。

このように、△ｅを一定にすると、走行速度■の大小に
より、各−次遅れ系の分子２分母が変化するため、無人
搬送車の位置偏差お姿勢角の応答が変化する。例えば、
第５図に示す如々、無人搬送台車の姿勢角速度灸が定行
速度Ｖに対して比例的に増大することがわかる。

よって、走行速度変化による無人搬送車の操舵の応答性
を良好にするには、ｋＶ又はｋＶ’２を一定になるよう
に操舵ゲインｋを調節すれば良い。すなわち、走行速度
Ｖの変動に反比例的に操舵ゲインｋを設定すれば良いこ
とがわかる。

続いて、第１図の制御装ｒａＩこおける動作フローを第
６図を用いて説明する。

まず、電源が投入されるとステップ（ａ）の初期設定が
なされる。以下、図示したステップ（ｂ）〜（ｇ）の動
作が実施される。

ステップ（ｂ）・・・・・・走行速度検出器１６で無人
搬送車３ａ、３ｂの車速Ｖを高精度に検出する。

ステップ（Ｃ）・・・・・・前後の光学検出器１０ａ、
１０ｂで誘導構識９ａ〜９Ｃからの２値化画像を入力し
、０Ｎ−ＯＦＦの２値化信号に変換した後、データ処理
部（９）で、無人搬送車３ａ、３ｂの重心位置での位置
偏差ｙと姿勢角ψを算出すると共に、帰還操作量ｅ、で
ゐるｙとψの線形−次結合量ｙ＋１１×３１ｎψを算出
する。

ステップ（ｄ）・・・・・・走行操舵指令部１８からの
走行状況、あるいは光学検出器１０　ａが誘導標識９ｂ
から得た誘導信号に基づき判断された走行状況により、
無人搬送車が直線走行であるか曲線走行であるかの判断
を実施する。曲線走行であれば、ステップ（ｆ）へ′）
ヤングし、直線走行であれば次のステップへ進む。

ステップ（ｅ）・・・・・・ステップ（ｂ）で検出した
走行速度信号Ｖから、操舵ゲインｋを、。になるように
調節する。すなわち、走行速度Ｖの２乗に反比例するゲ
インを演算する。ここで、ａは一定値であり、現地調整
にて決定する定数である。

ステップ（ｆ）・・・・・・ステップ（ｅ）と同様に、
操舵ゲインｋを−になるように調節する。すなわち、走
行速度Ｖ：二反比例するゲインを演算する。

ステップ（ｇ）・・・・・・ステップ（ｅ）とステップ
（ｆ）により設定された操舵ゲインｋにステップ（Ｃ）
で求めた帰還操作量ｅｙ　を乗算して、操舵駆動部へ操
作量ｅｘを出力する。

このように、１＜１図の実施例においては、無人搬送車
の走行速度および走行状況の変化に応じて、操舵ゲイン
を演算し、これを操舵ゲインレジスタ２１に設定する。

これによって、無人搬送車の全体操舵制御系が高い速応
特性を有するので、精度の良い誘導走行を行なうことが
できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、操舵ゲインを走行速度および走行状況
に応じて演算し、これを用いて操舵制御するので、安定
かつ連応性の良い走行操舵が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は無人搬送
車の運用システム構成図、第３図は無人搬送車の構成を
示す図、第４図は全体の操舵制御系の構成を示す図、男
５図は走行速度と飽和時の姿勢角速度の関係を示す図、
第６図はｆｆ１１図に示す実施例の動作手順を示すフロ
ーチャート図であ３ａ、３ｂ・・・・・・無人搬送車、
９ａ〜９Ｃ・・・・・誘導標識、１０ａ、１０ｂ・・・
・・・光学検出器、１１・・・・・・操舵モータ、１２
・・・・・・操舵輪、１３ａ、１３ｂ・・・・・・走行
輪、１５・・・・・・制御！Ｊ置、１６・・・・・・走
行速度検出器、１９・・・・・・目標位置偏差設定レジ
スタ、２１・・・・・・操舵ゲインレジスタ、る・・・
・・・操舵８Ｉ！構、δ・・・・・・台車の全体操舵制
御系、Ｉ・・・・・・データ処理部、玄・・・・・・操
舵ゲイン演算部 オｌ圀 第２図 −Ｎ〜−Ｉ′ 第３図 第４図 第５日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、無人搬送車の走行路からのずれを検知し、該ずれを
   なくすように操舵制御する無人搬送車の操舵制御方法に
   おいて、該無人搬送車の走行速度および該無人搬送車の
   走行状況を取込み、該走行状況が直線走行の際には該走
   行速度の２乗に反比例する操舵ゲインにて操舵機構を制
   御し、該走行状況が曲線走行の際には該走行速度に反比
   例する操舵ゲインにて該操舵機構を制御することを特徴
   とする無人搬送車の操舵制御方法。