JP2816706B2

JP2816706B2 - 無人搬送車の走行指令作成装置

Info

Publication number: JP2816706B2
Application number: JP1134095A
Authority: JP
Inventors: 文伸志田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JPH02311907A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、フォークリフト等の無人搬送車の走行指
令を作成する装置に関する。

〔従来の技術〕

従来において、フォークリフト等の無人搬送車（以
下、車両という）を誘導路の所定の走行経路に沿って走
行させる場合、まず車両の走行制御に必要な車載用の地
図を作成する必要がある。

この地図は、たとえば誘導路のレイアウト図面に基づ
いてオペレータが誘導路を複数の区画に分割して、これ
ら複数の区画の接続状態を解析する等して作成される。

さらに、車両が上記所定の走行経路に沿って走行する
ための走行指令を上記地図に基づいて作成する必要があ
る。

この場合、オペレータは、上記地図を参照しつつ、車
両の目的地までの走行区間内の区画を選びだし、そして
該区画を車両の走行順に並び換え、こうして得られた区
画の順序（走行経路）で車両を走行させるための走行指
令を作成する。

この場合、オペレータとしては、地図を参照しつつ走
行経路の各地点において車両の動作を記述する地図を作
成する必要がある。

そして、上記地図と走行指令を示す内容を車両のメモ
リに記憶、格納させ、該メモリの記憶内容に基づき車両
を走行させるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記メモリに記憶する地図の作成は、非常に
手間がかかり、かつ人手に頼るため多大な工数を必要と
する。

また、走行指令の作成は、地図を参照しつつ手計算と
いわゆる勘に頼ることが多く、したがってそれが熟練者
が決定した走行指令であっても適切な走行指令として作
成されない場合があり、確実性に欠けるという問題点を
有している。

さらにこの走行指令の作成は、地図の作成以上に手間
がかかるため、多大な工数を必要とする。

しかも、地図、走行指令は、誘導路のレイアウト変
更、走行経路の変更ごとに個々に行ない、作成する必要
があることからレイアウト、経路の変更に対する柔軟性
に欠ける問題点を有している。

このように従来の技術では、システムの開発コストの
上昇、作成した走行指令の確実性およびレイアウト、経
路の変更に対する柔軟性に欠けるという問題点を有して
いた。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたもので、これ
ら問題点を解決する無人搬送車の走行指令作成装置を提
供することをその目的としている。

〔課題を解決するための手段および作用〕

そこでこの発明では、無人搬送車が走行する誘導路の地図情報を入力する地
図情報入力手段と、前記地図情報入力手段によって入力された誘導路の地
図情報に基づいて、前記誘導路を複数の区画に分割し
て、これら複数の区画が相互にいずれの区画にいかなる
態様で接続しているかを示す区画接続データを有する地
図情報を作成する地図情報作成手段と、前記誘導路のうち、前記無人搬送車の走行開始点およ
び走行終了点を入力する走行開始・終了点入力手段と、前記地図情報作成手段によって作成された地図情報と
前記走行開始・終了点入力手段によって入力された走行
開始・終了点とに基づいて、前記複数の区画のうち前記
無人搬送車が走行すべき走行区間に対応する区画の走行
順序を示す走行区間情報を作成する走行区間作成手段
と、前記地図情報作成手段によって作成された地図情報と
前記走行区間情報作成手段によって作成された走行区間
情報を前記無人搬送車に送信する送信手段とを有した地上装置を具えるとともに、前記送信手段の送信内容を受信する受信手段と、前記受信手段で受信された前記区画の走行順序と、前
記区画接続データに基づき、隣合う区画間を走行する際
の旋回の有無および旋回の方向を含む走行指令を作成す
る走行指令作成手段とを前記無人搬送車に具え、前記走行指令に基づき前記
無人搬送車を前記走行開始点から前記走行終了点まで前
記誘導路に沿って走行させるようにしている。

すなわち、誘導路の地図情報、つまり単に誘導路のレ
イアウトに関する情報を入力するだけで誘導路を複数の
区画に分割した地図情報が自動的に作成される。この地
図情報は、これら複数の区画が相互にいずれの区画にい
かなる態様で接続しているかを示す区画接続データを有
している。

そして、無人搬送車の走行開始点と走行終了点とを入
力するだけで、上記作成された地図情報に基づき無人搬
送車の走行区間情報、つまり走行経路が自動的に作成さ
れる。

こうして地図情報と走行区間情報が得られたならばこ
れらが無人搬送車に送信され、該無人搬送車で受信さ
れ、無人搬送車では、受信された区画の走行順序と、区
画接続データに基づき、隣合う区画間を走行する際の旋
回の有無および旋回の方向を含む走行指令が自動的に作
成される。

こうして自動的に作成された走行指令に基づき無人搬
送車は、誘導路の走行開始点から走行終了点まで自動的
に走行、蛇角の制御がなされて走行することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明に係る無人搬送車の走行
指令作成装置の実施例を説明する。

第２図は、フォークリフト等の無人搬送車が走行する
誘導路の一部を示す。

同図に示すように、この誘導路Ｒは、無人搬送車（以
下車両と略称する）が走行する走行線14,15,16,17,18お
よび19によって構成され、走行線14上にはステーション
Ａが、また走行線16,17および18上にはステーションB,C
およびＤがそれぞれ設定されている。また、上記走行線
14は、走行線19、走行線15にそれぞれ交差点20,21で交
差し、走行線15は走行線16,17および18にそれぞれ交差
点22,23および24で交差している。

上記誘導路Ｒは、後述するごとく同図に点線で示すご
とく複数の区画に分割され、各区画には区画識別番号1,
2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12および13が付与されている。
また、同図において25は、誘導路Ｒが敷設される敷地内
の壁を、26は同敷地内の柱をそれぞれ示す。

なお、実施例では、大きくは車両を誘導するため路面
下に埋設された誘導線（すなわちこれは上記誘導路Ｒを
意味する）と、これに電流を供給する励振電源と、車両
に走行経路情報および地図情報を与えたり交通管制する
ための中央制御装置30と、および加工機械、組立ライ
ン、自動ラックなどと荷をやり取する荷役ステーション
（すなわちこれは上記ステーションＡ〜Ｄを意味する）
よりなる地上装置と、車両に搭載され、上記誘導路Ｒに
沿って走る走行機能と、上記荷役ステーションで荷の積
み降しを自動的に行なう作業機能を有する車上装置40と
で構成される無人搬送システムを想定しており、第１図
は、上記無人搬送システムのうち上記中央制御装置30と
車上装置40を説明するためのブロック図であり、本発明
に係る走行指令作成装置の一例を概念的に示したもので
ある。

なお、以下誘導線に沿ってコースを逸脱しないように
車両のステアリングを制御する技術は公知であるのでこ
れについての説明は省略する。そして、上記走行経路情
報および地図情報は、上記中央制御装置30の通信器31と
車上装置40の通信機41を介して中央制御装置30から車上
装置40に与えられるものとする。

さて、上記誘導路Ｒにおける車両の走行パターンに
は、第２図から明らかなように出発点であるステーショ
ン（待機地点）と目的地であるステーション（車両によ
って荷物の積み降ろしや積込みが行なわれる荷役作業地
点）との各種組合せ、Ａ点→Ｂ点、Ｂ点→Ａ点、Ａ点→
Ｃ点、Ｃ点→Ａ点、Ａ点→Ｄ点、Ｄ点→Ａ点、Ｂ点→Ｃ
点、Ｃ点→Ｂ点、Ｃ点→Ｄ点、Ｄ点→Ｃ点、Ｂ点→Ｄ
点、Ｄ点→Ｂ点がある。

第１図に示す中央制御装置30の誘導路レイアウト入力
装置32は、キーボード、マウス、デジタイザ等並びにCR
Tを中心として構成され、上記誘導路Ｒのレイアウト、
つまり各ステーションA,B,C,D,走行線14〜19、交差点20
〜24および壁25、柱26等の２次元座標位置（以下、レイ
アウトデータという）をCAD等の手法を用いて入力する
ものである。

上記誘導路レイアウト入力装置32によって誘導路Ｒの
レイアウトデータが入力されたならば、このレイアウト
データは、誘導路レイアウト記憶装置33に記憶、格納さ
れる。

つぎに誘導路レイアウト解析装置34では、誘導路レイ
アウト記憶装置33の記憶内容に基づいて、前述するよう
に誘導路Ｒを区画１〜13に分割する区画分割処理実行さ
れ、車載用の地図が求められる。

すなわち、第12頁の表に示すように上記レイアウトデ
ータに基づいて、第２図に破線で示すごとく誘導路Ｒを
各区画１〜13に分割し、これら各区画１〜13が相互にい
ずれの区画にいかなる態様で接続しているかを示す区画
接続データ（，，…）と各区画１〜13の誘導線と
同一方向の長さl₁,l₂,…,l₁₃を表す区画長データと、同
表は図示していないが交差点で交差する走行線の各交差
方向について車両が旋回を行なうのに必要な距離（旋回
占有距離）を各種旋回方法に応じて定めた旋回占有距離
データとが演算処理される。さらに誘導路レイアウト入
力装置32によって各ステーションＡ〜D,各区画１〜13に
おける車両の前・後進の状態を表す前・後進データF,R,
B等々、車両の走行制御に必要なデータが入力され、こ
れら入力されたデータと上記演算処理されたデータは、
車両の走行制御に必要な車載用地図として車載用地図記
憶装置35に記憶、格納される。

ここに上記区画接続データ〜は第３図に示すよう
に各区画１〜13を長手方向が走行線と同一方向である図
形Ｅで示した場合における隣接する区画の存在する方向
を識別する符号（以下、これを端子という）である。

また、上記前・後進データF,RおよびＢは、車両の作
業機（フォーク）を先行させて走行する場合（以下、こ
れを前進走行という）、車両本体を先行させて走行する
場合（以下、これを後進走行という）および上記前進方
向および後進方向のいずれでよい場合（以下、双方向走
行という）をそれぞれ表す記号である。ここに、ステー
ションＡ〜Ｄに関する記号ＦおよびＲは、それぞれ「前
記走行されて、そのステーションに到達」および「後進
走行されて、そのステーションに到達」と読み替える
か、「後進走行でそのステーションを出発」および「前
進走行でそのステーションを出発」と読み替えることと
する。

すなわち、たとえば同表で区画１を例にとって説明す
ると、区画１は、端子においてステーションＡに、端
子において区画２に、端子において区画12に、端子
において区画11にそれぞれ接続しており、その区画長
はl₁で、同区画１では前進走行も後進走行も可能（記号
Ｂ）であることがわかる。

車載用地図記憶装置35の記憶内容は、通信器31によっ
て、車上装置40の通信器41に送信され、該通信器41で受
信される。通信器41の受信内容は、車載用地図記憶装置
42に記憶、格納される。ここで上記通信器41は、上記車
載用地図を示す信号の受信と同時に、CPU43に対して車
載用地図を表す記号が受信されたことを示す信号をCPU4
3に出力する。

CPU43は該受信の入力と同時に、通信器41に対して走
行開始・終了点および作業入力を許可することを示す信
号を通信器41に出力する。そしてこの内容の信号は通信
器41から通信器31に送信され、該通信器31で受信され
る。

受信内容は走行開始・終了点・作業入力装置36に出力
され、該装置36がこの走行開始・終了点および作業入力
を許可する信号を入力した時点で、該装置36のCRTを中
心として構成される表示画面上に“入力許可”と表示す
る等して、入力操作を許可する。

しかしてオペレータは、キーボード等を操作する等し
て、作業態様に応じて車両の走行開始点（出発点である
ステーション）と走行終了点（目的地であるステーショ
ン）と、これら各ステーションで行なわれる積込み、積
み降ろし等の荷役作業とを指定、入力する処理が実行さ
れる。

上記入力内容と車載用地図記憶装置の記憶内容に基づ
いて走行経路作成装置37は、車両が走行する走行経路を
作成する。

すなわち、Ａ点→Ｂ点という走行パターンが入力され
たならば、該走行パターンについての走行経路は、区画
識別番号の配列順序（車両の走行順序）を最短経路の形
で１−２−３−６のごとく作成される。

こうして作成された走行経路データおよび入力された
作業データは、通信器31,41を介して車上装置40の走行
経路記憶装置44に記憶、格納される。

以下、CPU43は、車載用地図記憶装置42、走行経路記
憶装置44の各記憶内容と位置マーク検出器45、移動距離
計測装置46の各出力とに基づいて作業指令を含む走行指
令を作成して、該走行指令を走行制御回路47、旋回制御
回路48に出力して車両を目的地点に相当するステーショ
ンＢまで走行させる。

ここに位置マーク検出器45は、各区画における車両の
通過終了を検出するものである。すなわち、区画の終端
に設けられたマークを同検出器45で検出した時点で“通
過終了”と判断する。

移動距離計測装置46は、車両の車輪に付設されたパル
スエンコーダを中心に構成され、車両の移動距離を計測
する。

なお、各区画の終端にマークを付設することなく、第
２図に示すように走行線15,19,…で発生する誘導磁界を
所定のセンサで検出して、区画1,2,…の終端を検出する
ようにしてもよい。つまり、進行方向に直交する走行線
を位置マークの代わりとする実施も可能である。

また、これら位置マーク検出器45等を設けることな
く、移動距離計測装置46で計測した移動距離と、車載用
地図記憶装置42の記憶地図とを逐次比較して、区画通過
終了を判定するようにしてもよい。

また、走行制御回路47および旋回制御回路48は、CPU4
3の出力結果に基づいて、図示していない走行モータお
よびステアリングモータをそれぞれ駆動制御して、車両
を目的地点に相当するステーションまで走行させるもの
である。

以下、前述するごとく車両は、ステーションＡからス
テーションＢまで走行され、かつステーションＡで荷積
み、ステーションＢで荷降しの作業を行なうものとして
CPU43で行なわれる処理手順について説明する。

まず、走行経路記憶装置44から走行経路データ１−２
−３−６が読み出される。

そして次に車両が最初に通過すべき区画１の区画接続
データが車載用地図記憶装置42から読み出される。前記
表より明らかなように区画１には、ステーションＡが接
続されていることがわかるので、車両が現在ステーショ
ンＡに位置している場合には、妥当な指令であると判断
される。

しかし、現在車両がステーションＡ以外のステーショ
ンまたは区画に位置し、これら現在位置のステーション
等が区画１に接続されていないことが明らかになれば、
妥当な指令ではないので、実行不可をオペレータに指示
する処理を実行する。

すなわち、具体的には車上装置40から実行不可である
ことを示す信号を中央制御装置30に送信して、同信号の
内容を中央制御装置30の所定の表示装置にて表示し得る
ようにする。この場合、車両としては、中央制御装置30
からつぎの指令が送信されるまで、全ての処理を中止し
て待機することになる。

なお、この場合車両の現在位置は、移動距離計測装置
46の出力に基づき検出される。

妥当な指令である場合には、走行経路記憶装置44に記
憶された作業データに基づき、まず車両にステーション
Ａで車両の作業機（フォーク）によって荷物の荷積作業
を行なうための一連の作業指令が作成され、これら動作
を実行するための制御信号が作業機制御回路（図示せ
ず）に出力され、これにより図示されていない作業用ア
クチュエータが制御される。

こうしてステーションＡにおける荷積作業が終了した
ならば、次の指令である区画２の区画接続データが車載
用地図記憶装置42から読み出される。前記表から明らか
なように区画２は区画１に端子で接続されているので
区画１から区画２に移行するためには区画１では車両を
直進走行させればよいことがわかる。しかして、車両を
区画１で直進走行させるための走行制御信号並びに旋回
制御信号を作成して、これらをそれぞれ走行制御回路47
および旋回制御回路48に出力する。この結果、車両は、
区画１内の走行線14上を所定の車速で、かつ蛇角を零に
保持して、直進走行する。ここにステーションＡに関す
る前・後進データは、上記第１表の内容から明らかなよ
うに、前進走行で出発（記号Ｒ）であることから、区画
１では、車両は前進走行されることになる。

車両が区画１の終端に移動したことが位置マーク検出
器45によって検出されると、車載用地図記憶装置44から
次の命令である区画３の区画接続データが読み出され
る。上記表から明らかなように区画３は区画２に端子
で接続されているので、区画２→区画３間では、同区画
間の交差点21において右方向へ旋回が必要であることが
わかる。

そこで車載用地図記憶装置42に記憶された交差点21で
交差する走行線14,15の各交差方向についての旋回占有
距離データと区画２と区画３の前・後進データとに基づ
いて最適な旋回方法が選択されることになる。なお、こ
の旋回方法の選択処理は、本出願人の先願（特願昭63−
250537号）に係る事項であり、本願の趣旨とは異なるの
で詳述は避けることとする。しかして、たとえば区画２
を前進→区画10を前進→区画10を後進しつつ区画３に移
行するというスイッチバックによる旋回方法が選択され
たものとする。

こうしたスイッチバックによる旋回方法が選択された
ならば、この旋回方法によって車両を旋回させるための
走行制御信号および旋回制御信号を作成して、これら信
号を走行制御回路47および旋回制御回路48出力する。

すなわち、まず車両を区画２および区画10内の走行線
14上で直進走行させるための走行制御信号および旋回制
御信号を作成してこれらをそれぞれ走行制御回路47およ
び旋回制御回路48に出力する。この結果、車両として
は、区画２および区画10内の走行線14上を所定の車速で
かつ蛇角を零に保持されて、直進走行される。この間、
車両が区画10の終端に移動したことが位置マーク検出器
45によって検出されると、車載用地図記憶装置42から次
の命令である区画６の区画接続データが読み出される。
上記表から明らかなように区画６は区画３に端子で接
続されているので、区画３→区画６間では同区画間の交
差点22において左方向へ旋回が必要であることがわか
る。

そこで、車載用地図記憶装置42に記憶された、交差点
22で交差する走行線15,16の各交差方向についての旋回
占有距離データと区画３と区画６の前・後進データとに
基づいて交差点22における最適な旋回方法が選択され
る。

車両が前進走行されて区画10の終端に移動したことが
位置マーク検出器45のマークの検出により判定される
と、該終端において車両を停止させて、スイッチバック
させるための走行制御信号および旋回制御信号が出力さ
れる。この結果、車両としては前進走行から後進走行に
移行するともに蛇角が零に保持されて走行線14に沿って
区画10内に再び直進走行を開始する。

つぎに区画10→区画３において左旋回を行なうのであ
るが、旋回後に車両が区画３内の走行線15上にスムーズ
に移行するためには、区画10内の走行線14上の適切な位
置において、ステアリングを切り始める必要がある。上
記適切な位置は、車両のホイールベースおよび走行（旋
回）スピード等をパラメータとして、予め交差点21から
の所定距離だけ離間した旋回位置として予設定されてい
るものとする。

しかして、移動距離計測装置46の出力に基づき車両の
現在位置が算出され、この算出された現在位置と上記旋
回位置との比較が随時行なわれる。

やがて、上記現在位置が上記旋回位置に一致した時点
において、ステアリングに所定角度分蛇角を与えて左旋
回を行なうための走行制御信号および旋回制御信号が出
力される。この結果、車両としては、区画10から区画３
に左旋回される。

また、旋回後に車両を区画３内の走行線15上にスムー
ズに移行させるためには、適切な距離だけステアリング
を切り続ける必要がある。この適切な旋回距離も車両の
ホイールベースおよび走行（旋回）スピード等をパラメ
ータとして予設定距離として与えられているものとす
る。

しかして、移動距離計測装置46の出力に基づいて上記
旋回位置からの車両の移動距離と上記予設定距離との比
較が随時行なわれる。

やがて、上記移動距離が上記予設定距離に一致した時
点において、ステアリングの蛇角を零に戻して、区画３
内の走行線15上を直進走行させるための走行制御信号お
よび旋回制御信号が出力される。この結果、車両は、走
行線15の所定地点において車両の姿勢角が走行線15に対
してほぼ零になる状態となり、上記所定地点から区画３
内の走行線15上を直進走行する。

以後、車両は、区画３→区画６における交差点22にお
いて上記選択された最適な旋回方法によって旋回が行な
われ、区画６内の走行線16を走行して、目的地であるス
テーションＢに到達する。

この際、ステーションＢでは、車両の作業機（フォー
ク）によって荷物の荷降し作業を行なうための一連の作
業指令が作成され、これらの動作を実行するための制御
信号が上記作業制御回路に出力され、これにより上記作
業機用アクチュエータが制御される。作業終了を以てCP
U43における全ての処理が終了する。

以上説明したように実施例によれば、誘導路のレイア
ウトに関する情報と無人搬送車の走行開始・終了点並び
に作業を指示するだけで人手に頼ることなく車載用の地
図情報と走行経路情報が自動的に作成される。そしてさ
らにこれら各情報に基づいて人手に頼ることなく走行指
令が自動的に逐次作成され、無人搬送車が目的地まで走
行される。

したがってシステムの開発コストの上昇、作成した走
行指令の確実性およびレイアウト、経路の変更に対する
柔軟性が大幅に向上する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、誘導路のレイア
ウトおよび無人搬送車の走行経路に応じて個々にかつ人
手に頼り、車載用の地図、走行指令を決定するのではな
く、無人搬送車の走行開始点と走行終了点を指示するだ
け最適な走行指令が自動的に作成されるので、確実かつ
低コストのシステムを実現することができる。

さらに、誘導路レイアウト、走行経路の変更に対する
柔軟性が向上するという効果が得られる。

さらにまた従来においては、無人搬送車が走行する経
路の地図上の各地点ごとに走行指令を作成して、これら
を車載のメモリに全て記憶していたが、本発明によれば
走行指令が必要時期に逐次作成されるので、メモリ容量
を大幅に低減できるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る無人搬送車の走行指令作成装置
の一実施例を概念的に示すブロック図、第２図は、無人
搬送車の誘導路のレイアウトを例示した概念図、第３図
は、第１図に示す地図情報記憶装置に格納される内容を
説明するために用いる図である。１〜13……区画、14〜19……走行線、20〜24……交差
点、30……中央制御装置、31,41……通信器、32……誘
導路レイアウト入力装置、34……誘導路レイアウト解析
装置、36……走行開始・終了・作業入力装置、37……走
行経路作成置、40……車上装置、42……車載用地図記憶
装置、43……CPU、44……走行経路記憶装置、47……走
行制御回路、48……旋回制御回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無人搬送車が走行する誘導路の地図情報を
入力する地図情報入力手段と、前記地図情報入力手段によって入力された誘導路の地図
情報に基づいて、前記誘導路を複数の区画に分割して、
これら複数の区画が相互にいずれの区画にいかなる態様
で接続しているかを示す区画接続データを有する地図情
報を作成する地図情報作成手段と、前記誘導路のうち、前記無人搬送車の走行開始点および
走行終了点を入力する走行開始・終了点入力手段と、前記地図情報作成手段によって作成された地図情報と前
記走行開始・終了点入力手段によって入力された走行開
始・終了点とに基づいて、前記複数の区画のうち前記無
人搬送車が走行すべき走行区間に対応する区画の走行順
序を示す走行区間情報を作成する走行区間作成手段と、前記地図情報作成手段によって作成された地図情報と前
記走行区間情報作成手段によって作成された走行区間情
報を前記無人搬送車に送信する送信手段とを有した地上装置を具えるとともに、前記送信手段の送信内容を受信する受信手段と、前記受信手段で受信された前記区画の走行順序と、前記
区画接続データに基づき、隣合う区画間を走行する際の
旋回の有無および旋回の方向を含む走行指令を作成する
走行指令作成手段とを前記無人搬送車に具え、前記走行指令に基づき前記無
人搬送車を前記走行開始点から前記走行終了点まで前記
誘導路に沿って走行させるようにしたことを特徴とする
無人搬送車の走行指令作成装置。