JP3201050B2

JP3201050B2 - 無人車誘導システム

Info

Publication number: JP3201050B2
Application number: JP04029393A
Authority: JP
Inventors: 順平金沢; 武山寄
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1993-03-01
Filing date: 1993-03-01
Publication date: 2001-08-20
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: JPH06250734A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、壁面に沿っ
て自動的に車両を走行させる無人車誘導システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】生産工場などでは、部品等を自動搬送す
るための無人搬送車が設備機器の一つとして利用されて
いる。この種の用途に用いられる無人搬送車において
は、搬送物の自動移載を主目的とし、所定のステーシ
ョン等に正確に位置決めして停止制御する必要があるた
め、走行のズレ量を最小にする必要があり、誘導線を敷
設する固定経路方式が主に用いられている。すなわち、
無人搬送車は、誘導線が発生する磁気を検知しながら、
誘導線に沿って正確に走行するようになっている。な
お、反射テープ等を軌道に沿って敷設し、ここから反射
される光を検知しながら走行するタイプの無人誘導車も
開発されており、このタイプのものも軌道に対して正確
な走行ができるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、生産工場な
どでは、見学者を案内することがあるが、この場合に無
人搬送車に見学者を乗車させて案内を行うことが考えら
れる。このような用途における誘導方式として、上述し
た固定経路方式を採用することも考えられるが、それほ
どの精度も必要なく、また、走行路面に誘導線や光テー
プを敷設するには多大な費用がかかるので妥当でない。
つまり、多少精度が悪くとも、固定設備の不要なものが
望まれる。しかも、見学コースは変更されることが多い
ため、この点からみても、固定方式は不向きである。

【０００４】一方、生産工場では、見学者は生産設備群
の中には入れず、壁ぎわに沿って見学することが普通で
ある。したがって、壁に沿って走行する無人車が必要で
ある。ただし、一般に壁といっても、凹凸やカーブがあ
り、また、出入口や階段の部分では壁自体が不連続とな
る。さらに、ロッカーなどの機材が配置されていること
もあり、変化に富んでいる。このような状況に対処する
ために、無人移動車に視覚認識装置を登載し、外界状況
を認識しながら、自動走行を行わせることが考えられる
が、このような構成にすると、極めて高価になり、現実
的でない。

【０００５】この発明は、上述した事情に鑑みてなされ
たもので、誘導線等を敷設することなく壁面に沿って無
人車を自動走行させることができ、かつ、安価に構成す
ることができる無人車誘導システムを実現することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、無人車と壁面との間の距
離を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定さ
れた距離が予め定めた値を維持するように、前記無人車
のステアリングを制御して前記壁面に沿った走行制御を
行う走行制御手段と、前記無人車の進行方向の壁面形状
に応じた走行制御用データを記憶し、前記無人車の順路
に沿って設けられる複数のＩＤコード応答器と、前記無
人車に設けられ、前記各ＩＤコード応答器に接近すると
当該ＩＤコード応答器内の走行制御用データを読み出す
ＩＤコード読出手段とを具備し、前記走行制御手段は前
記ＩＤコード読出手段が走行制御用データを読み出す
と、当該走行制御用データに基づき前記進行方向の壁面
形状を把握し、該壁面形状に応じた走行態様を判断して
走行制御を行うことを特徴とする。

【０００７】また、請求項２に記載の発明にあっては、
前記各ＩＤコード応答器は、前記無人車の順路の壁面に
取り付けられることを特徴とする。

【０００８】請求項３に記載の発明にあっては、請求項
１記載の無人車誘導システムにおいて、前記各ＩＤコー
ド応答器は、固有のＩＤナンバーを走行制御用データの
一部として記憶するとともに、前記無人車は順路に応じ
たＩＤナンバーの通過順を記憶した通過順記憶手段と、
前記ＩＤコード読出手段が読み出したＩＤナンバーと前
記通過順記憶手段内のＩＤナンバーとを比較照合するこ
とにより正規の順路を走行しているか否かを確認する順
路確認手段とを具備することを特徴とする。

【０００９】

【作用】順路に設けられたＩＤコード応答器内のＩＤコ
ードが、ＩＤコード読出手段によって順次読み出され、
前記走行制御手段は、読み出されたＩＤコードに応じて
無人車の走行を制御する。また、請求項２に記載の発明
にあっては、前記各ＩＤコード応答器を順路の壁面に取
り付けるので、順路の構成が極めて容易である。請求項
３に記載の発明にあっては、ＩＤナンバーを読み出す毎
に、正規の順路通りに進行しているか否かが判断される
ので、順路に対応した確実な走行制御が可能になる。

【００１０】

【実施例】

Ａ：実施例の構成以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。図１は、この発明の一実施例の概略構成を示す平面
図である。図において、１は無人車であり、駆動輪およ
び操舵輪を有し、床面上を自走できるようになってい
る。無人車１の左右の側面には、送出した超音波の反射
時間から測定対象物までの距離を測定する測長器ＵＬ，
ＵＲが設けられている。また、無人車１のフロント面お
よびリア面には、上記と同様の測長器ＵＦ，ＵＢが設け
られ、それぞれ前方および後方の壁（あるいは障害物）
までの距離を測定するようになっている。なお、上述し
た各測長器の測定距離範囲は、０ｍ〜３ｍ程度に設定さ
れている。

【００１１】無人車１の左右の側面には、各々ＩＤコー
ド要求器ＴＬ，ＴＲが設けられており、壁面に取り付け
られたＩＤコード応答器ＩＤＲとの間で後述する情報の
授受を行うようになっている。

【００１２】ここで、無人車１に登載される制御回路の
ブロック図を図２に示す。図において、１０は装置各部
を制御するＣＰＵであり、ＲＯＭ１１内のプログラムに
基づいて動作する。また、このＲＯＭ１１内には、後述
するコースデータが記憶されている。１２はＲＡＭであ
り、各種データが一時記憶される。

【００１３】１３はキーボード等によって構成される入
力部であり、操作者は、この入力部１３からＣＰＵ１０
に対して各種コマンドやデータを入力する。１４は外部
の機器や、中央制御室（図示略）からの指示データを受
信し、ＣＰＵ１０に転送する伝送部である。１５は光ジ
ャイロであり、無人車１の姿勢角度を検出する。１６は
駆動輪の回転を検出するエンコーダであり、このエンコ
ーダ１６が出力するパルスの数が無人車１の走行距離に
対応する。１７はステアリング制御部であり、ＣＰＵ１
０の制御に基づいて操舵輪の走行方向を制御する。ま
た、前述した測長器ＵＬ，ＵＲＵＦ，ＵＢが検出した距
離データは、図示のようにＣＰＵ１０に供給されるよう
になっており、また、ＩＤコード要求器ＴＬ，ＴＲはＣ
ＰＵ１０との間でデータの授受を行うようになってい
る。

【００１４】次に、図１に示すＩＤコード応答器ＩＤＲ
には、同図に示すように所定のナンバー（ＩＤナンバ
ー）が設定されており、ＩＤ要求器ＴＬあるいはＴＲか
らＩＤコードの要求があると、上記ＩＤナンバーを含む
ＩＤコードを送出する。無人車１は、ＩＤコード応答器
ＩＤＲが送出するＩＤコードに基づいて走行するように
なっており、ＩＤコード応答器ＩＤＲは、壁面の形状や
状態が変化する直前（ほぼ２００ｍｍ手前）に設けられ
ている。また、無人車１は、壁面から一定の距離を保っ
て走行するように制御される（詳細は後述）。

【００１５】ＩＤコードは、上記ＩＤナンバーに加え
て、壁面情報、壁属性１、壁属性２により構成される。
ここで、壁面情報は、無人車１の進行方向側の壁面の形
状を示す情報であり、図３に示すように、凹、凸、出入
口、上り階段、下り階段等の形状を各々示す「０１」，
「０２」，「０３」……の数値データが設定される。属
性１および属性２は、各形状についての属性を示すデー
タであり、凹部であれば凹部の深さと凹部の長さ（進行
方向の長さ）が設定される。すなわち、図４（ａ）に示
されるような凹部がある場合、その深さＬ１が属性１
に、長さＬ２が属性２に各々設定される。同様に図４
（ｂ）に示すような凸部がある場合、その深さ（突出
長）Ｌ３が属性１に、長さＬ４が属性２に各々設定され
る。

【００１６】また、上り階段がある場合は、図５（ｂ）
に示すように、測長器ＵＬ（またはＵＲ）から送出され
た超音波は、階段の途中で反射されるため、壁面までの
側長に比較して検出距離が急に長くなる。このような場
合に対処するためのデータとして、属性１に深さＬ５、
属性２に階段の幅Ｌ６（図５（ａ）参照）を設定する。

【００１７】一方、下り階段がある場合は、図６（ｂ）
に示すように測長器ＵＬ（またはＵＲ）が送出する超音
波は反射されないため、これに対処するためのデータと
して属性１に走行態様を示すデータを設定し、属性２に
階段の幅Ｌ７を設定する。走行態様は、例えば、ステア
リング角度を固定して直進する態様や、路面に敷設した
反射テープ等に沿って進む態様などがある。

【００１８】以上がＩＤコードの内容である。したがっ
て、例えば、「３１０１５００３０００」という
ＩＤコードの場合は、ＩＤナンバーは「３１」であり、
直前に「０１」、すなわち、凹部が深さ５００ｍｍ、長
さ３０００ｍｍにわたって存在することを示す。なお、
ＩＤコード応答器ＩＤＲが送出するＩＤコードは、電池
でバックアップされたＲＡＭ等に書き込まれており、適
宜書換が可能になっている。

【００１９】Ｂ：実施例の動作次に、上述した構成によるこの実施例の動作について説
明する。図１に示すコース１、コース２、コース３は、
各々予め設定されたコースであり、ＩＤナンバー１２の
位置をスタート位置にすると、順次通過するＩＤナンバ
ーは各コース毎に次のようになる。コース１：ＩＤ（ＮＯ１２），ＩＤ（ＮＯ１３），Ｉ
Ｄ（ＮＯ１４），ＩＤ（ＮＯ２０），ＩＤ（ＮＯ２
１），ＩＤ（ＮＯ２２）…… コース２：ＩＤ（ＮＯ１２），ＩＤ（ＮＯ１３），Ｉ
Ｄ（ＮＯ１４），ＩＤ（ＮＯ３０）…… コース３：ＩＤ（ＮＯ１２），ＩＤ（ＮＯ１３），Ｉ
Ｄ（ＮＯ１４），ＩＤ（ＮＯ４０）……

【００２０】図２に示すＲＯＭ１１内には、上述した各
コースにおけるＩＤナンバーの通過順序が予め記憶され
ており、操作者が入力装置１３からいずれかのコースを
選択する指示を行うと、当該コースにおける通過順序が
読み出され、各ＩＤナンバーの位置を通過するたびに参
照される。なお、中央指令室等から伝送部１４を介して
コースの選択指示を行うようにしてもよい。

【００２１】今、コース１が選択され、無人車１がＩＤ
ナンバー１２の位置から走行を開始したとすると、ＣＰ
Ｕ１０は、測長器ＵＬが検出する距離が一定になるよう
に、すなわち、左側の壁との距離が一定値を保つよう
に、ステアリング制御部１７を制御する。この結果、無
人車１は、ＩＤナンバー１３の位置に達する。

【００２２】次に、ＩＤコード要求器ＴＬがＩＤナンバ
ー１３のＩＤコード応答器ＩＤＲに対してＩＤコードを
要求すると、このＩＤコード応答器ＩＤＲは内部に記憶
しているＩＤコードをＩＤコード要求器ＴＬに転送す
る。ＣＰＵ１０は、転送されたＩＤナンバーとＲＯＭ１
１内のコースデータ（ＩＤナンバー通過順）を調べ、こ
れが「１３」であることからコース１の順路を順調に進
んできたことを認識する。また、この場合のＩＤコード
は、形状が凹部を示す壁面情報および属性１、属性２の
データを有しているから、ＣＰＵ１０は壁の形状が凹部
に変わることを知り、さらに、凹部の深さと長さを知
る。そして、凹部の長さＬ２に応じて次のいずれかの制
御を行う。

【００２３】まず、凹部の長さＬ２が無人車１の長さよ
り充分に長い場合は、無人車１はこの凹部の形状に沿っ
て走行すべく、凹部の入り口で反時計方向に９０゜旋回
し、次いで凹部の深さに応じた距離だけ進んだ後に、時
計方向に９０゜旋回して、凹部の長さ方向に沿って進行
する。以上の走行制御は、深さＬ１と長さＬ２に基づ
き、予め記憶された走行プログラムに従って行われる。
この場合の走行距離の検出はエンコーダ１６の出力パル
スを係数することによって行い、旋回角の制御は、光ジ
ャイロ１５の出力信号を参照しながら、ステアリング制
御部１７を制御することによって行われる。凹部から退
出し、通常の壁面に沿った走行に戻る際も、上記と同様
の制御が行われる。

【００２４】一方、凹部の長さＬ２が短い場合は、無人
車１は凹部に沿って走行せず、そのまま直進する。すな
わち、凹部を通過している間、ＣＰＵ１０は、測長器Ｕ
Ｌの検出距離が５００ｍｍ＋Ｌ１を保つように走行す
る。このような制御を行うのは、まず、凹部が無人車１
の長さより短い場合には、無人車１が凹部に入り込むこ
とができないから当然に凹部に沿った走行はできないた
めであり、また、無人車１が入りこめる程度の凹部であ
っても、無人車１のステアリングが頻繁に左右に切られ
ると乗り心地が悪化する為である。以上のようにして凹
部を経過すると、無人車１はＩＤナンバー１４の位置
（図１参照）に達し、上述の場合と同様にしてＩＤコー
ド応答器ＩＤＲからＩＤコードを受け取る。

【００２５】この場合には、進行方向に交差路があるこ
とを示すデータおよび交差路の幅を示すデータを受け取
るとともに、次のＩＤナンバーに到達するための属性
（直進、右旋回、左旋回等）をコース１〜３の全てにつ
いて受け取る。この場合、ＣＰＵ１０は、コース１が選
択されていることを既に認識しているので、ＩＤナンバ
ー２０に到達するための属性を選択し、無人車１のステ
アリングを固定して直進させ、交差路を横断する走行制
御を行う。交差路を横断すると、ＩＤコード要求器ＴＬ
は、ＩＤナンバー２０のＩＤコード応答器ＩＤＲからＩ
Ｄコードを受け取り、ＣＰＵ１０は、受信したＩＤナン
バーからコース１の順路通りに進んできたことを認識す
る。また、この場合にＩＤコードに含まれる壁面情報
は、通常の壁面（平坦な壁面）であることを示すデータ
である。

【００２６】以上のようにして走行制御が行われ、以
後、ＩＤナンバー２１および２２のＩＤコード応答器Ｉ
ＤＲから順次ＩＤコードを受信し、これに応じて走行制
御が行われる。

【００２７】ところで、コース２または３が選択されて
いた場合は、交差路を所定距離進んだ後に右または左旋
回し、次のＩＤナンバーに到達するよう走行制御され
る。ただし、コース３が選択された場合は、次のＩＤコ
ードの要求、および受信は無人車１の右側に設けられて
いるＩＤコード要求器ＴＲによってなされる。また、コ
ース中に上り階段を通過する部分がある場合は、図５
（ｂ）に示すように一定距離＋Ｌ５の距離を保つように
走行制御し、下り階段を通過する部分がある場合は、例
えば、下り階段開口部の始端からステアリング角度を固
定して直進する。

【００２８】次に、コースの壁面形状等が変更になった
場合の走行制御について説明する。例えば、ＩＤナンバ
ー２０とＩＤナンバー２１との間の壁面にロッカー等の
障害物Ｒが置かれた場合は、この障害物Ｒの手前に追加
のＩＤ応答器ＩＤＲ（図示略）を設置し、ここからＩＤ
コードを発信させる。

【００２９】追加のＩＤ応答器ＩＤＲが発信するＩＤコ
ードは、以下に示すような構成になっている。すなわ
ち、「（ＩＤナンバー），（追加を示す識別フラグ），
（前のＩＤナンバー），（後のＩＤナンバー），（壁面
情報），（属性１），（属性２）」という構成である。

【００３０】この場合のＩＤナンバーは、新たな固有の
ナンバーであり、追加を示す識別フラグは当該ＩＤ応答
器ＩＤＲが追加されたものであることを示す。また、前
のＩＤナンバーおよび後のＩＤナンバーは、そのコース
の順路において当該ＩＤ応答器ＩＤＲの前および後に位
置するＩＤナンバーである。したがって、上述の例の場
合には、「２０」および「２１」になる。以上のように
追加のＩＤ応答器ＩＤＲを設置すると、無人車１が障害
物の前に到達した際に、ＣＰＵ１０は、追加のＩＤ応答
器ＩＤＲが発信するＩＤコードから、障害物の形状や属
性を認識し、これに応じた走行制御を行う。また、この
際に、ＣＰＵ１０は、ＩＤコード内の（前のＩＤナンバ
ー）および（後のＩＤナンバー）のデータから、正規の
順路内にＩＤコードが追加されたことを確認し、次に到
達すべきＩＤナンバーを知る。

【００３１】なお、追加のＩＤ応答器ＩＤＲを増設する
方法は、壁面の状態などが短期的に変更になる場合の走
行制御に好適であり、長期的に変更になる場合は、変更
に合わせてＩＤ応答器ＩＤＲを設置し、かつ、コース情
報（ＩＤナンバーの通過順）を書き換えるようにすれば
よい。

【００３２】Ｃ：変形例この発明においては、以下のような変形が可能である。下り階段部分を通過する場合に、路面に予め反射テー
プや誘導線を敷設し、これに追従するように走行制御し
てもよい。また、階段の入り口部分に視覚障害者を誘導
するためのタイルが敷設されている場合は、このタイル
の凹凸面を検出し、これに沿って走行させてもよい。な
お、視覚障害者誘導用タイルの下に鉄板が敷かれている
ことがあるが、この場合においては、磁気センサ等を用
いて鉄板を検出することにより、走行を制御することが
できる。

【００３３】前述した実施例は、工場内で見学者を乗
せる無人車の場合の例であったが、この発明は、例え
ば、駅コンコースの壁面に沿って走行しながら掃除を行
う自動清掃車の走行を制御する際にも適用することがで
きる。

【００３４】また、遊園地のアトラクション用車両や
展示会の案内車両としても適用することができる。特
に、コース等の変更が多い場合などには、好適である。

【００３５】ＩＤ応答器ＩＤＲは、壁面に近接して設
けられた支持治具に固定してもよく、また、また、ＩＤ
コード要求器ＴＲとの間の通信が可能であれば、床面に
置いたり、天井に取り付けたりしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、誘導線等を敷設することなく壁面に沿って無人車を
自動走行させることができ、安価な無人車誘導システム
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の概略構成を示す平面図で
ある。

【図２】同実施例の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図３】同実施例におけるＩＤコードの内容を示す図で
ある。

【図４】同実施例において壁面形状が凹部および凸部で
ある場合の属性を示す図である。

【図５】同実施例において壁面に上り階段がある場合の
属性を示す図である。

【図６】同実施例において壁面に下り階段がある場合の
属性を示す図である。

【符号の説明】

１無人車１０ＣＰＵ（走行制御手段；順路確認手段）１１ＲＯＭ（通過順記憶手段）１７ステアリング制御部（走行制御手段）ＵＬ，ＵＲ測長器（測定手段）ＴＬ，ＴＲＩＤコード要求器（ＩＤコード読出手段）ＩＤＲＩＤコード応答器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−155611（ＪＰ，Ａ) 特開平４−291404（ＪＰ，Ａ) 特開平４−162108（ＪＰ，Ａ) 特開平４−104306（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−156705（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−4814（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−49412（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無人車と壁面との間の距離を測定する測
定手段と、前記測定手段によって測定された距離が予め定めた値を
維持するように、前記無人車のステアリングを制御して
前記壁面に沿った走行制御を行う走行制御手段と、前記無人車の進行方向の壁面形状に応じた走行制御用デ
ータを記憶し、前記無人車の順路に沿って設けられる複
数のＩＤコード応答器と、前記無人車に設けられ、前記各ＩＤコード応答器に接近
すると当該ＩＤコード応答器内の走行制御用データを読
み出すＩＤコード読出手段とを具備し、前記走行制御手段は前記ＩＤコード読出手段が走行制御
用データを読み出すと、当該走行制御用データに基づき
前記進行方向の壁面形状を把握し、該壁面形状に応じた
走行態様を判断して走行制御を行うことを特徴とする無
人車誘導システム。
【請求項２】前記各ＩＤコード応答器は、前記無人車
の順路の壁面に取り付けられることを特徴とする請求項
１記載の無人車誘導システム。
【請求項３】前記各ＩＤコード応答器は、固有のＩＤ
ナンバーを走行制御用データの一部として記憶するとと
もに、前記無人車は順路に応じたＩＤナンバーの通過順
を記憶した通過順記憶手段と、前記ＩＤコード読出手段
が読み出したＩＤナンバーと前記通過順記憶手段内のＩ
Ｄナンバーとを比較照合することにより正規の順路を走
行しているか否かを確認する順路確認手段とを具備する
ことを特徴とする請求項１記載の無人車誘導システム。