JPS63233412A - 光ビームを用いた無人車の誘導装置 - 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】 １１上例机且分此 本発明は光ビームを利用した無人搬送車の光ビーム誘導
装置に係り、特に移動距離の長い無人搬送車に好適な光
ビームスキャナを用いた無人搬送車の光ビーム誘導装置
に関する。

丈来叫夜直 レーザビームを利用した無人搬送車の光ビーム誘導装置
として、従来は例えば第４図に示すものが使用されてい
る。３は所定の径路４をスキャナ１００によって走査さ
れるレーザビームＬＢにより誘導される無人搬送車であ
り、３１はレーザビームＬＢを受光する無人搬送車３に
設けたセンサである。

スキャナ１００は支持金具１１０により床面上の所定位
置に固定されている。

第５図はスキャナ１００の詳細を示す一部断面図であり
、スキャナ１００はレーザ発生器１０１と、レーザ発生
器ｌｏｔから発生したレーザビームを走査ビームとして
走査させるミラー１０２と、ミラー１０２を回動させる
スキャンニングモータ１０３と、スキャンニングモータ
１０３を連結する回動軸１０５とから構成されており、
ミラー１０２およびスキャンニングモータ１０３は固定
具１０４により固定され、固定具１０４は国体１０６に
固定され、国体１０６は支持金具１１０により床面上の
所定位置に固設されている。

このスキャナｌＯＯは無人搬送車３が走行すべき径路４
に沿う方向に鋭いｔ旨向性を有するレーザビームＬＢを
走査する。一方、無人搬送車３にはレーザビームＬＢを
検知するセンサ３１が設けられている。

このセンサ３１はレーザビームＬ８を検知し、この検知
出力に基づいて無人搬送車３がレーザビームＬＢが走査
された径路４上を走行するに必要な操舵信号を発する。

この操舵信号に基づいて無人搬送車３に含まれる操舵装
置が制御され、それによって無人搬送車３がレーザビー
ムＬｌｌで走査された径路４上を走行する。

第６図には無人搬送車３の制御回路３２のブロックダイ
ヤグラムを示す。センサ３１の検知出力は増幅回路３２
１およびスイッチング回路３２２を経てマイコン３２３
へ入力される。マイコン３２３で無人用ＬＢの走査方向
が変動し、無人搬送車３の径路誘導に誤差が生じること
になる。

又、レーザ発生器１０１にあるレーザチューブが自身の
発熱等により熱膨張をおこし、変形するためレーザビー
ムＬＢの発射方向も変ることになり、レーザビームＬＢ
の走査方向が変動し、この場合も無人搬送車３の径路誘
導に誤差を生じることになる。

無人搬送車の径路の距離が長くなると、レーザビームＬ
Ｂの走査方向のずれの角度がたとえ小さくとも、径路よ
りのずれの寸法的な量は多くなり、無人搬送車を所定径
路に沿って正しく走行させられないとうい問題があった
。

このため、従来の装置においては、ミラー１０２の回動
軸１０５を確実に保持するため固定部を堅牢にすること
が行われている。そのため、スキャナ部全体が複雑にな
り、重くなるという問題があった。しかもこの方法では
レーザビームＬＢの走査方向を正確に安定させることが
困難であった。

５　点を”ンするための　文 この発明は、光ビーム発生手段と、光ビーム発生手段か
ら発射された光ビームを走査し無人搬送車の移動径路に
沿って照射する光ビーム走査手段と、光ビーム走査手段
から照射され所定位置に設けた光ビーム反射手段により
反射されて帰ってくる帰還ビームを検出する帰還ビーム
検出手段と、帰還ビームを検出する手段により検出され
た信号に基づき光ビームの走査方向を修正する修正手段
とを具備する固定局と、前記光ビーム走査手段から照射
された光ビームを反射し固定局に送り返す所定位置に設
けた光ビーム反射手段とを備え、無人搬送車を走査方向
が修正された光ビームにより誘導することを特徴として
いる。

爽立皿 以下本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する
。

第２図に本発明の第１実施例の原理的斜視図を示してい
る。３は所定の径路４をスキャナ１によって走査される
レーザビームＬＢにより誘導される無人搬送車であり、
３１はレーザビームＬＢを受光する無人搬送車３に設け
たセンサである。スキャナ１は支持金具１１５により床
面上の所定位置に固設されている。径路４の基準点とな
る所定位置に再帰反射体であるコーナキューブ２を支持
金具２１により床面上に固設する。第１図は本発明の第
１の実施例の構成を示す斜視図である。

レーザスキャナ１はレーザを発生するレーザ発生器１１
とレーザ発生器１１から発生したレーザビームの直径を
大きくし、平行ビームとするコリメータレンズ１２と、
レーザビームを走査するスキャンニングミラ−１３と、
スキャンニングミラ−１３を回動させるスキャンニング
モータ１４と、スキャンニングモータ１４を保持する回
転枠１５と、回転枠１５に保持され、コーナキューブ２
に反射され、再びスキャンニングミラー１３に反射され
た帰還ビームＬＢＲを集光するレンズ１６と、回転枠１
５に保持され集光された帰還ビームＬＢＲを検出するフ
ォトセンサ１７と、回転枠１５を鉛直軸回りに回動する
スキャンニング方向修正モータ１８と、スキャンニング
方向修正モータ１８を固定する固定具１９と、フォトセ
ンサ１７の信号により走査ビームＬＢＳと帰還ビームＬ
ＢＲとのずれを演算し、スキャンニング方向修正モータ
１８を回動させ、回転枠１５を回動させることにより、
走査ビームＬＢＳの走査面を径路に一致させるように制
御する制御装置２０とで構成される。

無人搬送車３は第６図に示すように、センサ３１の信号
によりマイコン３２３で無人搬送車３が径路４より逸脱
している場合には、径路４上に戻るような操舵信号を発
生し、操舵モータ３２５を駆動して径路４上に沿うよう
修正されるように構成されている。

第３図は本発明の第１の実施例の誘導装置の作用を説明
するための斜視図である。

レーザ発生器１１から発生した光ビームはコリメータレ
ンズ１２で平行ビームとされ、スキャンニングミラ−１
３で反射し、径路４に沿って走査される走！、ビームＬ
ＢＳとして射出される。

走査ビームＬＢＳはコーナキューブ２で入射方向と同じ
方向に反射されて帰還ビームＬＢＨとして、レーザスキ
ャナ部１に送り返される。走査ビームＬＢＳが常にコー
ナキューブ２の中心に入射するようにスキャナを制御し
、走査ビームＬＢＳの走査面を径路４に一致させるよう
に制御するものである。

レーザスキャナ１の固定具１９がなんらかの原因で動い
たり径路４位置変動があると、走査ビームＬＢＳの走査
面が径路と平行でなくなり、ずれることになるので、走
査ビームＬＢＳがコーナキューブ２の中心に入射しなく
なる。このときの走査ビームＬＢＳがコーナキューブ２
の中心に入射しなくなるので、帰還ビームＬＢＨは走査
ビームＬＢＳとずれた方向で反射することになり、この
ときの状態を第３図の点線で示すコーナキューブ２′の
位置にあるようにする。

このときは、帰還ビームＬＢＨはスキャンニングミラ−
１３に反射され、レンズ１６で集光され、フォトセンサ
１７に入射することとなり、フォトセンサ１７の中の４
組のセンサ１７１．１７２．１７３および１７４の各出
力は制御装置２０の増幅回路１１１に入力され、スイッ
チング回路１１２を経て、判別回路１１３で走査ビーム
ＬＢＳのずれを検出し、ずれを修正するための信号をス
キャンニング方向修正モータ制御回路１１４に入力し、
方向修正モータ駆動回路１１５によりスキャンニング方
向修正モータ１８を駆動し、走査ビームＬＢＳのずれを
修正する。

次ぎに、この走査ビームＬＢＳのずれを修正するときの
動作の詳細を第７図および第８図に基づいて説明する。

まず第７図において、レーザスキャナ１の固定具がなん
らかの原因で動いて角度θだけずれたとすると、走査ビ
ームＬ［ｌＳはコーナキューブ２の中心に入射しなくな
る。このため、帰還ビームＬＢＨは走査ビームＬＢＳと
コーナキューブ２内での距離は、走査ビームＬＩＩＩＳ
とコーナキューブ２の距離を、ｄとすると、２ｄだけず
れてスキャンニングミラー１３の点Ｐ３に入射し、反射
されることになる。

第８図（Ａ　）は走査ビームＬＢＳの走査面が径路４と
一致している場合を示す説明図であって径路４コーナキ
ユーブ２には走査ビームＬＢＳがスキャンニング１回に
対して１度入射する。この場合はコーナキューブ２の中
心に走査ビームＬＢＳが入射するため、スキャナ１のフ
ォトセンサ１７には帰還ビームＬ［ｌＲが入射しないの
で、走査ビームＬＢＳのずれ信号は発生しない。

第８図（Ｂ　）は走査ビームＬＢＳが第７図に示す如く
ずれた場合を示す説明図であって、走査ビームＬＢＳは
コーナキューブ２の点Ｐ１に入射し、点Ｐ２２より帰還
ビームＬＢＲとして反射され、このときスキャンニング
ミラー１３の実線で示すｂの状態にあり、この点Ｐ３に
入射し、スキャンニングミラ−１３で反射され、フォト
センサ１７の中のセンサ１７４に集光される。センサ１
７４からの信号は制御装置２０に入力され、ずれ量に対
応して方向修正モータ１８が回動し、スキャンニングミ
ラ−１３を２点鎖線で示すａの状態とし、走査ビームＬ
ＢＳの走査面が径路４とずれないようにし、走査ビーム
ＬＢＳがコーナキューブ２の中心に入射するように制御
するものである。

第９図は本発明の第２の実施例の構成を示す斜視図であ
り、第１０図は本発明によるレーザビームを利用した無
人搬送車の第２の実施例の誘導装置の斜視図を示す。

前述したように、第１の実施例においては、走査ビーム
のずれが水平面でずれた場合は、ずれ量を検出し修正は
できるが、水平面のずれだけではなく、垂直面でもずれ
た場合はずれ量を掲出できないため、ずれを修正するこ
とはできなかった。

本実施例は垂直面でずれた場合も検出し、ずれを修正で
きるようにしたものである。このため、径路の基準点と
なる所定位置に垂直面の上下に２組のコーナキューブ２
Ａおよび２Ｂを支持金具２１により床面上に固設する。

２組のコーナキューブ２Ａおよび２Ｂにそれぞれ入射す
る走査ビームの中心よりのずれを検出して走査ビームの
水平面および垂直面のずれ量を検出し、このずれの量を
それぞれヨー軸回転モータ１８により固定具１９の位置
を修正し、ロール軸回転モータ１０１によりロール軸回
転モータ固定具１０２に取付けた固定具１９の位置を修
正し、走査ビームの走査面のずれを修正するようにした
ものである。上記以外の構成は第１の実施例と同様であ
る。

第１１図は本発明の第３の実施例の構成を示す斜視図で
あり、第１２図は本発明によるレーザビームを利用した
無人搬送車の第３の実施例の誘導装置の斜視図を示す。

前述したように、第１、第２の実施例においては、走査
ビームのずれが方向ずれの場合は、ずれ量を検出し修正
はできるが、位置ずれを起こした場合はずれ量を検出で
きない。

そこで、本実施例は位置ずれがある場合も検出し、ずれ
を修正できるようにしたものである。

このため、径路の基準点となる所定位置に３組のコーナ
キューブ２Ａ、　２Ｂ、　２Ｃを同一直線上とならない
ように支持金具２１により床面上に固設する。

′３組のコーナキューブ２Ａ、　２Ｂ、　２Ｃにそれぞ
れ入射する走査ビームの中心よりのずれを検出して走査
ビームの水平面および垂直面の角度ずれ量および位置ず
れを検出し、これらのずれ量をそれぞれヨー軸回転モー
タ１３により固定具１９を修正し、ロール軸回転モータ
固定具１０２に取付けたロール軸回転モータ１０１によ
り固定具１９の位置を修正し、スライドモータ固定具１
０４に取付けたスライドモータ１０３により固定具１９
の位置を修正し、走査ビームのずれを修正するようにし
たものであり、それ以外の構成は第２の実施例と同様で
ある。

上記いずれの実施例においても、帰還してくる帰還ビー
ムのずれを検出する手段はレンズとフォトセンサを用い
る場合について説明したが、レーザビームの拡がらない
範囲内であればレンズを用いて帰還ビームを集光せずに
帰還ビームをそのままフォトセンサで検出することがで
きる。

介皿夏凱果 本発明によれば上記実施例で説明した如く、簡単な構成
でもってレーザビームの走査方向を安定させることがで
き、スキャナの構成を小型・軽量化できることになり、
無人搬送車を径路に沿って移動距離が長くても正確に誘
導できるという効果がある。そのため、径路に凹凸があ
る場所および振動がある場所等においても利用できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す斜視図、第
２図に本発明の第１実施例の原理的斜視図、第３図は本
発明の第１の実施例の誘導装置の作用を説明するための
斜視図、第４図は従来の技術を示す説明図、第５図はス
キャナ１００の詳細を示す一部断面図、第６図には無人
搬送車３の制御回路３２のブロックダイヤグラム、第７
図は第１の実施例における無人搬送車のずれを説明する
説明図、第８図は走査ビームＬＢＳが第７図に示す如く
ずれた場合を示す説明図、第９図は本発明の第２の実施
例の構成を示す斜視図、第１０図は本発明によるレーザ
ビームを利用した無人搬送車の第２の実施例の誘導装置
の斜視図、第１１図は本発明の第３の実施例の構成を示
す斜視図であり、第１２図は本発明によるレーザビーム
を利用した無人搬送車の第３の実施例の誘導装置の斜視
図をそれぞれ示す。 １　・・・レーザスキャナ、２　・・・コーナキューブ
、３　・・・無人搬送車、４　・・・径路。 特許出廟人　日立機電工業株式会社 同　　津村俊弘 代理人　弁理士　大　西　孝　治 ゛第１図 第４図 第６図 （Ａ） （Ｂ） 第８図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビーム発生手段と、光ビーム発生手段から発射
   された光ビームを走査し無人搬送車の移動径路に沿って
   照射する光ビーム走査手段と、光ビーム走査手段から照
   射され所定位置に設けた光ビーム反射手段により反射さ
   れて帰ってくる帰還ビームを検出する帰還ビーム検出手
   段と、帰還ビームを検出する手段により検出された信号
   に基づき光ビームの走査方向を修正する修正手段とを具
   備する固定局と、前記光ビーム走査手段から照射された
   光ビームを反射し固定局に送り返す所定位置に設けた光
   ビーム反射手段とを備え、無人搬送車を走査方向が修正
   された光ビームにより誘導するようにしたことを特徴と
   する無人搬送車の光ビーム誘導装置。
2. （２）前記帰還ビーム検出手段はレンズとフォトセンサ
   又はフォトセンサのみで構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の無人搬送車の光ビーム誘
   導装置。
3. （３）前記光ビームを反射する反射手段は再帰反射体を
   使用するものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の無人搬送車の光ビーム誘導装置。
4. （４）前記再帰反射体はコーナキューブを使用するもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の無
   人搬送車の光ビーム誘導装置。