KR20080097336A

KR20080097336A - 주행차 시스템

Info

Publication number: KR20080097336A
Application number: KR1020080027259A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 스즈키
Original assignee: 무라다기카이가부시끼가이샤
Priority date: 2007-05-01
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2008-11-05
Also published as: TWI394676B; TW200848298A; JP2008276605A; JP4240333B2; KR101075762B1

Abstract

본 발명에서는 주행루트의 주회(周回)거리(L)와 이것을 복수로 분할한 분할거리(P)를 기억하며, 엔코더 신호(e)로부터 e modP = d e = cP+d 가 되는 값 c,d를 구하여, (c,d)를 현재 위치로 한다.

본 발명에 따르면, 1개의 기준마크로 간단한 보정연산에 의해, 엔코더에 대한 보정을 실시할 수가 있다.

Description

주행차 시스템{VEHICLE SYSTEM}

본 발명은 무인반송차, 궤도식 캐리지, 스태커 크레인 또는 천정 주행차와 같은 주행차의 시스템에 관한 것이다.

복수의 주행차가 동일 루트를 주행하는 시스템에서는, 각 주행차가 현재위치의 데이터를 서로 교환하여 간섭을 회피하는 작업이 이루어진다(특허문헌 1 : 일본 특허공개 제2005-196655호). 여기서 주행루트의 전체 길이에 걸쳐 리니어 센서의 피검출마크를 설치하여, 리니어 센서에 의해 정확한 현재위치를 구할 수 있는 경우에는, 구해진 현재위치를 서로 통신하면 된다. 그러나, 엔코더 등의 보정이 필요한 센서의 경우에는, 엔코더 값을 통신하기 전에 보정할 필요가 있다. 센서신호의 보정에 있어서는, 센서신호와 실제 주행거리의 비를 구하고, 상기 비에 의해 센서신호를 끊임없이 제산(除算)하는 방법이 고려되는데, 반복적으로 제산하게 되어 제어회로측의 부담이 커진다. 이에, 발명자는 주행루트를 따라 복수의 교정마크를 설치하고, 교정마크를 통과할 때마다 센서신호를 교정하는 방법을 검토하였으나, 교정마크의 위치를 정확히 구할 필요가 있어, 마크 설치상의 부담이 크다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개 제2005-196655호

본 발명의 과제는, 주행차의 현재위치를 보정하기 위한, 교정용 마크를 용이하게 설치할 수 있도록 하면서 보정연산을 간단히 수행할 수 있게 하는 데 있다.

청구항 2, 3의 발명에 따른 추가적인 과제는, 현재위치를 통신할 때의 주행차간의 통신 데이터가 짧아도 충분하도록 하는 데 있다.

청구항 4의 발명에 따른 추가적인 과제는, 주행차간의 간섭을 회피하는 데 있다.

청구항 5의 발명에 따른 추가적인 과제는, 주행루트의 전체 길이를 용이하게 구할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 주행차 시스템은 주행루트를 따라서, 주행루트상의 위치를 구하기 위한 거리센서를 구비한 주행차를 주행시키는 시스템으로서,

주행차에,

주행루트의 전체 길이를 구하기 위한 수단과,

주행루트의 전체 길이를 주행하였을 때의 상기 거리센서의 신호를 루트길이(L)로 하고, 상기 루트길이(L)를 m구간으로 가상적으로 분할하여, 구간의 분할부분에서의 거리센서의 신호와 비교하는 신호를 기억하기 위한 기억수단과,

거리센서의 신호가 구간의 분할부분에 도달할 때마다 구간정보, 예컨대 구간의 번호나 ID를 갱신하는 동시에, 구간의 분할부분으로부터의 거리센서의 신호의 증분(增分)을 구하기 위한 현재위치 산출수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

주행루트의 분할은 제어상의 가상적인 것으로, 주행루트를 따라서 분할용 마크 등을 실제로 설치할 필요는 없고, 루트의 전체 길이에 대한 거리센서의 신호를 m구간으로 분할하면 된다. 현재위치의 통신은, 주행차 사이에서 직접 수행하거나 혹은 지상측의 컨트롤러 등을 통해 수행한다.

여기서 상기 각 구간의 길이(P)가 공통되도록 하면, 구간을 분할하기 위한 데이터로서 단일 데이터(P)를 기억하면 되고, 또한 주행차의 현재위치의 통신이 간단해진다.

더욱이, 상기 각 구간의 길이(P)를 L/2ⁿ(n은 자연수)로 하면, 현재위치를 통신할 때 구간정보를 2진법으로 표시하고, 여기에 구간의 분할부분으로부터의 데이터를 부가하면 되므로, 통신하는 데이터의 길이를 짧게 할 수가 있다.

또한 바람직하게는, 상기 주행차를 복수대 주행시키는 동시에, 상기 구간정보와 증분을 다른 주행차와의 사이에서 통신하기 위한 통신부와, 수신된 다른 주행차의 구간정보와 상기 증분을 통해 자기 차량(자차)과의 간섭을 회피하기 위한 간섭회피수단을 설치한다. 간섭의 회피에 있어서는 일반적으로 차간거리가 필요한데, 동일 구간 내에서는 증분의 차만을 이용하고, 구간이 다를 경우에는 증분의 차에 구간의 길이를 가미하여, 기준마크로부터의 실제 거리로 환산하지 않아도 된다. 혹은 현재위치를 기준마크로부터의 실제 거리로 환산하여, 자기 차량과 다른 주행차간의 차간거리를 구해도 무방하다.

바람직하게는, 상기 주행루트가 주회(周回)루트이며, 상기 주행루트를 따라 기준이 되는 마크를 한 곳에 설치하고, 주행차에 상기 마크를 검출하기 위한 수단을 설치하여, 상기 마크를 검출한 후에 주행루트를 일주하고 다시 상기 마크를 검출하기까지의 거리센서의 신호를, 상기 루트 길이(L)로 한다. 기준마크의 위치 자체는 임의적이며, 설치정밀도는 불필요하다. 또, 주행루트가 왕복루트일 경우, 기준마크를 가령 주행루트의 양단부 부근에 설치하여, 주행루트의 양단에 따른 길이를 구한다.

본 발명에서는 거리센서로 구한 신호를, 구간정보와 구간의 분할부분으로부터의 거리센서의 신호의 증분(增分)으로 분해한다. 구간은 주행루트의 전체 길이를 가상적으로 m분할한 것이며, 구간분할용 마크 등은 불필요하다. 거리센서에는 오차가 있으나, 각 주행차 사이에서 m개 구간의 길이의 비가 공통될 경우에는, 주행차 사이에 있어서 구간의 분할부분도 공통된다. 다음으로, 구간 내에서의 위치를 나타내는 데이터에는 거리센서의 오차에 비례한 오차가 있으나, 구간의 길이를 짧게 하면 상기 오차는 작아진다.

본 발명에서는, 거리센서의 신호가 얻어질 때마다 보정계수로 제산(除算)하는 등의 부담이 없다. 또한, 적절한 위치에 기준이 되는 마크를 설치하거나, 혹은 리미트 스위치 등에 의해 주행차가 소정의 위치를 통과하였음을 검출하면 되며, 위치가 기존에 인지되어 있는 분할마크를 복수개 설치해야 하는 수고가 불필요하다. 본 발명에서는 거리센서의 오차를 작게 함으로써, 주행차간 간섭의 회피 또는 정확 한 정지제어 등이 가능하다.

여기서, 주행루트를 분할한 각 구간의 길이(P)를 일정하게 하면, 구간 길이를 기억하기가 용이해진다. 또한, 주행루트를 2ⁿ개의 구간으로 분할하면, 거리센서의 신호를 e로 하여 증분(d)과 구간정보(c)는, e가 P의 배수에 도달할 때마다 증분(d)을 0으로 리셋하고 구간정보(c)를 1 변경함으로써 구해진다. 또한, 송신 데이터는 c의 2진법 표기와 d로 짧아도 충분하다.

그리고 주행차 사이에서 구간정보와 증분을 통신하도록 하면, 다른 주행차의 구간정보와 증분을 수신함으로써 차간거리를 구하여 간섭을 회피할 수가 있다.

특히, 마크를 주회루트의 한 곳에 설치하고, 마크를 검출한 후에 다시 상기 마크를 검출하기까지의 거리센서의 신호를 주행루트의 길이(L)로 하면, 루트 길이(L)를 간단히 구할 수가 있다.

이하에서는 본 발명을 실시하기 위한 최적의 실시예를 나타낸다.

도 1 내지 도 5는 실시예에 따른 주행차 시스템과 변형예를 나타낸다. 도 1 내지 도 4에 있어서, 도면부호 2는 주행차 시스템이고, 4는 주행루트로서, 여기서는 주회(周回)루트이며, 주행루트(4)의 적절한 한 곳의 위치에 IC태그 또는 바코드, 광학마크, 자기마크 등으로 이루어지는 기준마크(6)를 설치한다. 기준마크(6)는 주행원점 등 특정한 위치에 설치할 필요는 없다. 도면부호 8은 스테이션으로, 복수의 주행차(10)가 주행루트(4)를 따라 주회(周回) 주행하며 현재위치를 주행 차(10) 사이에서 통신하는 동시에, 컨트롤러(12)에 보고한다. 그리고 컨트롤러(12)는 주행차(10)에 반송지령을 할당한다. 또한, 주행차(10)의 종류에는, 지상을 주행하는 무인반송차나, 궤도를 따라 지상을 주행하는 궤도식 캐리지, 스태커 크레인 혹은 천정(天井) 주행차 등이 있다.

도 2는 주행차(10)에서의 주행 제어 시스템을 나타낸다. 엔코더(14)는 주행루트(4)를 따라 주행거리를 나타내는 신호(e ; 엔코더 신호)를 구하며, 신호(e)를 출력하는 대신에 단순히 모터축 등의 회전수를 나타내는 펄스열을 출력하여도 무방하다. 마크 센서(16)는 RFID 리더 또는 바코드 리더, 광학센서, 자기센서 등으로 이루어지며, 기준마크(6)를 검출한다. 통신부(18)는 다른 주행차 또는 컨트롤러(12)와 통신하며 현재위치를 보고하는 동시에, 다른 주행차의 현재위치를 수신하며 컨트롤러(12)로부터 반송지령을 수신하고 반송결과를 보고한다. 간섭회피부(20)는 다른 주행차와의 차간거리를 산출하여 간섭을 회피한다. 연산부(22)는 주행차(10)의 제어에 필요한 연산을 수행하며, 예컨대, 주행루트(4)를 일주(一周)할 때의 주회거리(L)를 엔코더(14)가 구하면, 그 거리를 소정의 분할수(m)로 제산하여 분할거리(P)를 구한다. 분할수(m)는 가령 2의 멱승(冪乘)으로 한다. 또한 연산부(22)는 통신부(18)로부터 다른 주행차의 현재위치를 수신하면, 자기 차량과의 차간거리를 구한다.

주회거리 기억부(24)는, 테스트 주행으로서 주행차(10)가 주행루트(4)를 일주(一周)하였을 때, 기준마크(6)를 검출한 후에 일주하여 다시 기준마크(6)를 검출하기까지의, 엔코더(14)의 신호(e)의 증분을 주회거리(L)로서 기억한다. 분할거리 기억부(26)는 주회거리(L)를 2ⁿ(n은 자연수)개의 구간으로 등분했을 때의 분할거리(P)를 기억하며, L = 2ⁿ×P이다. 위치카운터(28)는 분할한 구간의 분할부분에서 엔코더(14)의 신호를 0으로 리셋한 거리(d)와, 구간의 번호(c ; c는 자연수 또는 0)를 카운트한다. 위치 카운터(28)에서는 엔코더 신호(e)가 분할거리(P)의 배수가 될 때마다 거리(d)를 0으로 리셋하고 구간번호(c)를 1씩 가산한다. 또한, 구간번호(c)를 1씩 가산하는 대신에, 구간번호(c)를 0에서 마이너스 값으로 1씩 감산하여도 무방하다. 그리고 카운터 값(d)은 엔코더(14)로부터의 펄스에 따라 증가하며,

e modP = d, e = cP + d 의 관계를 갖는다.

도 3은 위치카운터(28)의 구성을 나타낸다. 엔코더(14)는 펄스 제너레이터(30)와 카운터(31)로 이루어지며, 펄스 제너레이터(30)는 모터축의 회전수 등을 감시하며 펄스열을 발생시키고, 이 펄스열로 카운터(31)를 가산하여 엔코더 신호(e)를 출력한다. 또한, 카운터(31)는 설치하지 않아도 무방하다. 위치카운터(28)는 카운터(32)와 비교부(33) 및 레지스터(34)로 이루어지며, 카운터(32)는 펄스 제너레이터(30)의 펄스열로 가산되고, 그 출력(d)을 비교부(33)에 입력한다. 비교부(33)는 카운터(32)의 출력(d)을 분할거리(P)와 비교하여, 이들이 일치하거나 내지는 d가 분할거리(P)보다 커지면, 카운터(32)를 0으로 리셋한다. 그리고 카운터(32)의 리셋과 동시에 레지스터(34)의 값을 1 가산한다. 또한, 마크센서에 의해 기준마크를 검출하면, 카운터(32)와 레지스터(34)를 모두 0으로 리셋한다. 또한, 카운터(32)로 주행루트(4)의 일주(一周)분의 주행거리를 구할 경우에는, 일주하는 동안에 카운터(32)를 0으로 리셋하지 않고서 펄스 제너레이터(30)의 신호를 가산하면 된다.

도 4는 실시예에서의 현재위치의 취득 알고리즘을 나타낸다. 주회거리(L)를 취득하기 위해 각 주행차는 주행루트(4)를 일주한다. 그리고 기준마크를 검출하면 엔코더값(e)을 0으로 리셋하며, 일주하여 다시 기준마크를 검출하면 엔코더값(e)을 주회거리(L)로서 기억한다. 또한, 주회거리(L)를 2ⁿ 등분하여 분할거리(P)로서 기억한다. 주회거리(L)나 분할거리(P)는 각 주행차(10)마다 산출하며, 분할거리(P)의 산출은 각 주행차(10)가 독자적으로 수행하여도 되고, 주회거리(L)를 컨트롤러(12)에 송신하여 컨트롤러(12)에서 계산한 분할거리(P)를 수신하여도 된다.

현재위치를 취득함에 있어서는, 기준마크를 검출할 때마다 엔코더값을 0으로 리셋하고, 위치카운터(28)의 출력(c,d)을 모두 0으로 리셋한다. 엔코더값(e)을 0으로 리셋하는 대신에 기준마크(6)를 검출한 뒤의 엔코더값의 증분을 이용하여도 무방하다. 엔코더값(e)의 증가와 동기하여 카운터값(d)을 가산하며, d가 P 이상인 경우,

d = d-P, c = c+1 로 한다. 그리고, 구해진 c와 d의 조합을 현재위치를 나타내는 데이터로서 다른 주행차나 컨트롤러(12)에 송신한다. 다음으로, 다른 주행차로부터 현재위치의 데이터(c',d')를 수신하여 차간거리를 산출한다. 예컨대, 간섭의 회피는 후행(後行)하는 주행차가 수행하는 것으로 하고, 구간번호(c)와 구간 내에서의 주행거리(d)를 비교함으로써, 어느 주행차가 선행하고 있는지를 확인한 다. 그리고 동일구간 내에서는 d와 d'를 비교함으로써, 구간이 다른 경우에는 구간 내의 주행거리(d,d')와 1구간당 거리(P)를 가미하여 차간거리를 구하며, 구해진 차간거리에 기초하여 간섭을 회피한다.

이상과 같이 하면, 주행차간 간섭을 간단히 회피할 수가 있다. 그리고 간섭을 회피함에 있어서는 기준마크를 주행루트를 따라 적절한 위치에 설치하면 되며, 그 설치 정밀도는 중요하지 않다. 또, 그 위치가 기존에 인지되어 있는 분할마크를 주행루트를 따라 복수 장소에 설치할 필요도 없다. 더욱이, 엔코더마다 보정계수를 구하여 엔코더값을 끊임없이 제산할 필요도 없다. 따라서 기준마크를 간단히 설치하여 엔코더 오차를 보정한 현재위치의 데이터를 간단히 구할 수가 있다.

주회루트를 등분하지 않아 구간에 따라 분할거리가 다른 경우에는, 매 구간의 분할거리를 도시되지 않은 테이블에 기억시키며, 도 3의 비교부(33)에서 거리(d)가 테이블에 기억된 분할거리와 일치하는 것으로 검출되면, 카운터(32)를 리셋하고 레지스터(34)를 1가산하면 된다.

도 1 내지 도 4의 실시예에서는, 주행루트(4)를 따라 주회(周回) 주행하는 주행차(10)를 나타내었다. 그 대신에 도 5에는, 주행레일(51)을 따라 왕복주행하는 스태커 크레인(52,53)을 이용한 시스템의 예를 나타낸다. 도면부호 50은 변형예에 따른 주행차 시스템이며, 51은 주행레일로서, 스태커 크레인의 1호기(52)와 2호기(53)가 주행하고, 주행레일(51)은 좌우의 비간섭범위와 중앙의 간섭범위의 3개의 범위로 나뉜다. 54,55는 기준마크이며, 스태커 크레인(52,53)은 마크센서(56,57)를 구비하여 마크(54,55)를 검출한다.

스태커 크레인(52,53)은 각각 기준마크(54,55)간의 주행거리를 엔코더로 구하고, 이것을 (2ⁿ-2)개의 구간으로 등분하며, 더욱이 마크(54,55)의 좌우에 분할거리가 동일한 구간을 1구간씩 추가한다. 합계 분할수는 2ⁿ이며, 각 구간의 분할거리는 일정하다. 여기서 분할거리(P)를 스태커 크레인(52,53)의 차체길이의 1/2보다 약간 크게 하면, 기준마크(54,55)의 좌우에 1구간씩 추가함에 따라 스태커 크레인(52,53)간 간섭범위에서의 현재위치를, 구간번호와 구간의 분할부분을 기준으로 하여 엔코더에 의해 구한 거리로 표현할 수 있다. 그리고, 구간은 가령 기준마크(54)의 좌측의 구간을 구간 0으로 하고, 기준마크(55)의 우측의 구간을 2ⁿ-1번째 구간으로 하여, 각 구간 내에서의 거리 데이터를, 가령 구간의 좌측단에서 0, 우측단에서 P가 되도록 정한다.

이와 같이 하면, 구간번호와 구간 내의 거리데이터의 의미가, 1호기(52)와 2호기(53) 사이에서 공통되게 된다. 1호기(52)와 2호기(53)는 도시되지 않은 통신부에 의해 서로 구간번호와 구간내 거리의 형태로 현재위치를 통지하며, 비간섭범위에 있을 경우에는 간섭의 우려가 없기 때문에, 비간섭범위에 있다는 것만 통지한다. 1호기(52)와 2호기(53)는 수신한 상대측의 현재위치 데이터로부터 차간거리를 구하여 간섭을 회피한다. 다른 것은 도 1 내지 도 4의 실시예와 동일하다.

또한, 기준마크(6)를 설치하는 대신에 주회 주행루트의 한 곳에 리미트 스위치 등을 설치하여, 주행차(10)를 검출하면 이를 주행차(10)에 통신하여도 무방하다. 이 경우, 주행차(10)는 상기 통신을 수신한 뒤에 다시 수신하기까지의 엔코더 에서의 주행거리가 주행루트 길이가 된다. 더욱이 기준마크(6)를 설치하는 경우이든, 리미트 스위치 등을 설치하는 경우이든, 주행루트를 일주하면 엔코더값을 리셋하는 것이 바람직하다. 주행차(10) 사이에서 직접 통신함으로써, 컨트롤러(12)의 부담을 경감시키면서 타임 랙을 작게 하는 것이 바람직하지만, 컨트롤러(12)를 통해 통신하여도 된다.

도 1은 실시예에 따른 주행차 시스템의 블록도이다.

도 2는 실시예에 따른 주행차에서의 주행제어계를 나타내는 블록도이다.

도 3은 실시예에서의 엔코더와 위치카운터의 블록도이다.

도 4는 실시예에서의 현재위치 취득 알고리즘을 나타내는 플로우챠트이다.

도 5는 변형예에 따른 주행차 시스템의 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 주행차 시스템 4 : 주행루트

6 : 기준마크 8 : 스테이션

10 : 주행차 12 : 컨트롤러

14 : 엔코더 16 : 마크센서

18 : 통신부 20 : 간섭회피부

22 : 연산부 24 : 주회거리(L)의 기억부

26 : 분할거리(P)의 기억부 28 : 위치카운터

30 : 펄스 제너레이터 31,32 : 카운터

33 : 비교부 34 : 레지스터

50 : 주행차 시스템 51 : 주행레일

52,53 : 스태커 크레인 54,55 : 기준마크

56,57 : 마크센서

Claims

주행루트를 따라서, 주행루트상의 위치를 구하기 위한 거리센서를 구비한 주행차를 주행시키는 시스템으로서,

주행차에,

주행루트의 전체 길이를 구하기 위한 수단과,

주행루트의 전체 길이를 주행하였을 때의 상기 거리센서의 신호를 루트길이(L)로 하고, 상기 루트길이(L)를 m구간으로 가상적으로 분할하여, 구간의 분할부분에서의 거리센서의 신호와 비교하는 신호를 기억하기 위한 기억수단과,

거리센서의 신호가 구간의 분할부분에 도달할 때마다 구간정보를 갱신하는 동시에, 구간의 분할부분으로부터의 거리센서의 신호의 증분(增分)을 구하기 위한 현재위치 산출수단을 설치한 것을 특징으로 하는 주행차 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 각 구간의 길이(P)가 공통되도록 한 것을 특징으로 하는 주행차 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 각 구간의 길이(P)를 L/2ⁿ(n은 자연수)로 한 것을 특징으로 하는 주행 차 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 주행차를 복수대 주행시키는 동시에, 상기 구간정보와 증분을 다른 주행차와의 사이에서 통신하기 위한 통신부와, 수신된 다른 주행차의 구간정보와 상기 증분을 통해 자기 차량과의 간섭을 회피하기 위한 간섭회피수단을 설치한 것을 특징으로 하는 주행차 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 주행루트는 주회(周回)루트이며, 상기 주행루트를 따라 기준이 되는 마크를 한 곳에 설치하고, 주행차에 상기 마크를 검출하기 위한 수단을 설치하여, 상기 마크를 검출한 후에 주행루트를 일주하여 다시 상기 마크를 검출하기까지의 거리센서의 신호를, 상기 루트 길이(L)로 하도록 한 것을 특징으로 하는 주행차 시스템.